バー塗布装置、バー塗布装置を用いた塗布方法、及び光学フィルムの製造方法
【課題】塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることなく、均質な塗布を行う。
【解決手段】
走行するウエブ１８に塗布液を塗布するバー２０と、バー２０の下側に設けられ、該バー２０を回転自在に支持するバー受け部材２２と、バー受け部材２２を介してウエブ走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、バー受け部材２２との間にそれぞれ塗布液を供給するスロット３４を形成する上流側堰部材２８及び下流側堰部材３０と、を備え、下流側堰部材３０のウエブ１８と対向するスライド面３０Ａの傾斜角度αは５〜３０度である。
【解決手段】
走行するウエブ１８に塗布液を塗布するバー２０と、バー２０の下側に設けられ、該バー２０を回転自在に支持するバー受け部材２２と、バー受け部材２２を介してウエブ走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、バー受け部材２２との間にそれぞれ塗布液を供給するスロット３４を形成する上流側堰部材２８及び下流側堰部材３０と、を備え、下流側堰部材３０のウエブ１８と対向するスライド面３０Ａの傾斜角度αは５〜３０度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バー塗布装置、バー塗布装置を用いた塗布方法、及び光学フィルムの製造方法に係り、特に液晶表示装置に好適な品質を有する光学フィルムを製造するための塗布技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学補償フィルム等の光学機能性フィルムの製造における塗布では、塗布液を均一且つ薄層に塗布形成することが要求される。しかしながら、このような薄層塗布では、ストリークやスクラッチ等の塗布欠陥を生じることが多く、従来から各種対策が検討されている。
【０００３】
たとえば、ブレードコーターにおいて、ファウンテンノズルから塗布液を吹き出す前に、塗布液にせん断力を付与して低粘度化する方法（特許文献１）、ロッドコーターにおいて、ロッドのワイヤー間の溝に引っかかる異物や凝集物を除去するための異物除去ブラシ等をロッドバーホルダに設ける方法（特許文献２）等が提案されている。また、支持体上に塗布膜を形成した後、掻き取りローラにより余剰液を掻き取り必要膜厚を得る塗布方法において、掻き取りローラ表面の乾きに起因する塗布故障を抑制するために、掻き取りローラ表面に塗布液又は溶剤を供給する方法が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
また、バー塗布装置においては、バー断面の最大半径とバー受け部断面の円弧の曲率半径との関係、バーホールド角等を規定することで、バー振動による段状塗布ムラや、バーとバー支持部材との間に発生する泡による塗布筋故障を防止することが提案されている（特許文献４）。
【０００５】
また、塗布バーの接触部に対して支持体送り方向の上流側に堰を設けて、接触部と堰との間に液溜まりを構成し、堰から塗布液の一部をオーバーフローさせることが提案されている（特許文献５）。これにより、塗布速度を上げた際に、１次側（塗布バーの接触部に対して支持体送り方向の上流側）の液溜めに規則的な渦が発生することにより生じる塗布スジの発生を抑制している。
【特許文献１】特開平７−１８９１９６号公報
【特許文献２】特開平７−２４６３５８号公報
【特許文献３】特開平９−２９４９５６号公報
【特許文献４】特開２００６−８２０５９号公報
【特許文献５】特開２００３−３３７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献４、５のようなバー塗布では、図８の従来図に示すように、バー２の乾きによる塗布故障を防止するために、バー２を支持するバー支持部材３を介してウエブ走行方向下流側（以下、２次側という）にも堰部材４を設置し、塗布液８を供給するスリット５を形成している。そして、スリット５から塗布液を供給してバー表面との間に塗布液ビードを形成し、余剰の塗布液は堰部材４の上面４Ａをオーバーフローさせて排出している。
【０００７】
しかしながら、バー２の回転速度を高くすると、２次側のスリット出口の液溜り部６では、バー２の乾き防止用に供給する塗布液とバー表面を流下する余剰塗布液とが勢いよく合流し、塗布液に渦等の乱れが生じる（矢印参照）。合流点での塗布液の乱れは、塗布液が堰部材４をオーバーフローする過程で更に増幅され、塗布液から揮発する揮発性ガスに濃度分布が生じる原因となる。これにより、ウエブ７の塗布面７Ａに縦スジ状のムラを生じるという問題があった。
【０００８】
これに対して、上記従来の方法では、いずれも塗布後の揮発性ガス濃度分布に起因するムラを解決するものではなかった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができるバー塗布装置及びそれを用いた製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、走行する帯状体に塗布液を塗布するバーと、前記バーの下側に設けられ、該バーを回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材を介して帯状体走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、前記支持部材との間にそれぞれ塗布液を供給するスリットを形成する上流側堰部材及び下流側堰部材と、を備え、前記下流側堰部材の前記帯状体と対向する斜面の傾斜角度は５〜３０度であることを特徴とするバー塗布装置を提供する。
【００１１】
請求項１によれば、バーの２次側のスリット出口付近で塗布液の乱れが生じても、下流側堰部材の斜面の傾斜角度を５〜３０度にするので、塗布液を下流側堰部材の斜面上を均一な薄膜状に流すことができる。このため、塗布液が下流側堰部材をオーバーフローする過程において、下流側堰部材と帯状体の塗布面との間に揮発性ガスによる濃度分布を生じることなく、帯状体の塗布面に縦スジ状のムラが発生するのを抑制できる。なお、下流側堰部材の斜面の傾斜角度を２０〜３０度にすることが好ましい。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記塗布液の粘度をη（ｃｐ）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）とし、前記下流側堰部材の斜面を流れる塗布液の流量ｑ（ｍ３／秒）、前記傾斜角度をα（°）としたとき、前記下流側堰部材の斜面の傾斜角度αは下記式１を満たすように設定されたことを特徴とする。
【００１３】
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
請求項２によれば、下流側堰部材の斜面の傾斜角度が上記式１を満たすように設定されるので、塗布液が下流側堰部材の斜面をより均一な薄膜状に流れるようになる。これにより、下流側堰部材の斜面と対向する塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００１４】
請求項３は請求項１又は２において、前記下流側堰部材の斜面のうち前記スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を前記傾斜角度にすることを特徴とする。
【００１５】
このように、スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を上記傾斜角度にすることで、塗布膜との離間距離が小さく、揮発ガスによる影響が大きな領域での揮発性ガスの乱れを最小限に抑えることができる。また、少なくともスリット側から１５〜４０ｍｍの範囲を上記傾斜角度にすることがより好ましい。
【００１６】
請求項４は請求項１〜３の何れか１項において、前記バー支持部材の頂点と前記下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
バー支持部材の頂点と下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ未満と近すぎると、２次側のスリット出口付近において複数の塗布液が激しく合流する際、塗布液の乱れが生じ易くなる。請求項４によれば、バー支持部材の頂点と下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離を１ｍｍ以上にするので、２次側のスリット出口付近における塗布液同士の衝突により渦等の乱れが生じることを抑制できる。
【００１８】
請求項５は請求項１〜４の何れか１項において、前記下流側堰部材の頂点は、前記バー支持部材の頂点よりも低いことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、下流側堰部材の頂点がバー支持部材の頂点よりも低いので、バー表面から２次側へ流れる余剰塗布液が２次側のスリット出口付近で滞留して乱れるのを抑制し、下流側堰部材の表面をスムーズにオーバーフローさせることができる。
【００２０】
本発明の請求項６は前記目的を達成するために、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置を用いて、走行する帯状体に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法を提供する。
【００２１】
請求項６によれば、塗布液が下流側堰部材をオーバーフローする過程において、塗布液と塗布面との間に揮発性ガスによる濃度分布を生じさせないので、ウエブの塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００２２】
請求項７は請求項６において、前記下流側堰部材の頂点と前記帯状体の表面との離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
このように、下流側堰部材の斜面と帯状体の表面との離間距離を２ｍｍ以下に近づけることで、バー、バー受け部材及び下流側堰部材との間を液封し易くなる。これにより、バー表面の乾燥を防止できると共に、バーとバー受け部材との間へ泡の混入を防ぐことができる。一方で、下流側堰部材の斜面と帯状体の塗布面との間隔がこのように狭いと、塗布液の流動の乱れにより塗布面に縦スジ状のムラが生じ易くなる。このような場合でも、本発明を適用することで、塗布液の乱れに起因して塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００２４】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、予めラビング処理した配向膜層が形成された帯状体上に、液晶性ディスコティック化合物を含有する塗布液を塗布した後、該塗布した塗布面を乾燥させて光学異方性層を形成する光学フィルムの製造方法であって、前記塗布液は、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置により塗布することを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供する。
【００２５】
請求項８によれば、塗布面にムラを生じることなく、良好な品質の光学フィルムを得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明に係るバー塗布装置及び塗布方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２８】
まず、本発明に係るバー塗布装置の構成について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施態様を示すバー塗布装置の側面断面図である。図２は、バー塗布ヘッドの一部を断面で示した斜視図である。
【００３０】
図１及び図２に示すように、バー塗布装置１０は、バー塗布ヘッド１２と、該バー塗布ヘッド１２を挟んでウエブ走行方向の上流側と下流側とに設けられた一対のガイドローラ１４、１６と、を備えている。そして、ウエブ１８がバー塗布ヘッド１２のバー２０にラップされた状態で塗布液が塗布される。
【００３１】
バー塗布ヘッド１２は、主に、両端が図示しない軸受により回転自在に支持されたバー（ワイヤーバー）２０と、そのバー２０の全長にわたって支持するとともに、バー２０へ塗布液を供給する給液機構を備えたバー受け部材２２と、バー受け部材２２との間に塗布液の給液路２４、２６を形成する上流側堰部材２８と下流側堰部材３０と、より構成されている。
【００３２】
給液路２４、２６は、マニホールド３２とスリット３４とより構成され、マニホールド３２に給液された塗布液がスリット３４を介してウエブ１８の幅方向に均一に押し出される。これにより、バー２０に対してウエブ１８の搬送方向の上流側（以下、１次側という）には１次側ビード３６が形成され、下流側（以下、２次側という）には２次側ビード３８が形成される。２次側ビード３８は、バー２０とバー受け部材２２との間に空気を巻き込まないように作用する。
【００３３】
これら１次側と２次側のビード３６、３８を形成する塗布液が回転するバー２０によってピックアップされることにより、バー２０にラップして連続走行するウエブ１８に塗布される。給液路２４、２６から１次側と２次側のビード３６、３８に供給された塗布液のうち余剰の塗布液は、上流側堰部材２８、３０の外側２８Ａ、３０Ａを流下する。
【００３４】
バー２０の回転は、ウエブ１８の走行によって従動回転する場合、駆動源を設けて回転駆動する場合の何れでも良く、また回転駆動する方向はウエブ１８の走行方向と同方向への回転でも、逆方向への回転でもよい。
【００３５】
図３は、バー２０の概略を説明する説明図であり、図４は、図３のバー２０の軸線方向断面からみたバー表面のワイヤーの断面状態を示す拡大断面図である。
【００３６】
バー２０（ワイヤーバー）は、図３に示すように、円柱状の芯金４０の表面にワイヤー４２を巻回してワイヤー列４４を形成することで作成されている。バー２０は、図４に示すように、ワイヤー４２の太さを変えることで、ワイヤー列４４のワイヤー４２同士の間に保持する塗布液量を変えることができ、これにより所望厚みの塗布膜を精度良く塗布することができる。
【００３７】
バー２０に使用されるワイヤー４２は、線径が０．０６〜０．２ｍｍのものが好ましく、０．０６〜０．１ｍｍのものがより好ましい。ワイヤー４２の線径が０．２ｍｍを超えると塗布量が多くなりすぎ、高速薄膜塗布に有効なバー塗布法の使用法として適切でない。バー２０の直径は、特に限定されないが、薄層塗布に適する点で３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の細径のものが好ましい。このように、バー径３ｍｍ〜１５ｍｍ、ワイヤー径０．０６〜０．２ｍｍのバー２０で塗布液をウエブ１８に塗布することで、湿潤厚さが５〜１５μｍの薄膜な塗布膜を得ることができる。
【００３８】
図１のバー塗布装置１０において、バー２０の２次側に形成されるスリット３４出口の液溜り部では、塗布する際にバー２０表面に残った余剰塗布液と、スリット３４から供給される塗布液とが合流する。このため、液溜り部において塗布液に渦等の乱れが生じ易い。さらに、液溜り部の塗布液が下流側堰部材３０のスライド面３０Ａをオーバーフローする過程で、スライド面３０Ａ上の塗布液から揮発した揮発性ガスに濃度分布が生じ、液溜り部で生じた乱れが増幅される。これらの液相の乱れにより気相も乱れを生じ、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａ間近を走行するウエブ１８の塗布面に縦スジ状のムラを生じる原因となる。また、ウエブ１８の塗布面とスライド面３０Ａの頂点との離間距離は２ｍｍ以下と非常に小さく、塗布液から揮発した揮発性ガスの濃度分布が生じると、塗布面に塗布ムラ等の影響が出易くなる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度を所定範囲にすることで、オーバーフローする過程での塗布液の乱れを緩和する。
【００４０】
図５は本発明に係るバー塗布ヘッド１２の２次側の拡大断面図である。
【００４１】
図５に示すように、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａは、水平に対して傾斜角度αが５〜３０度となるように形成されている。すなわち、スライド面３０Ａの傾斜角度αが５度未満であると、斜度が低すぎて塗布液の排出が滞る。塗布液が排出されずにスライド面３０Ａ上に次第に蓄積されると塗布液の位置エネルギーも増大し、ウエブ１８を波立たせるという問題がある。一方、スライド面３０Ａの傾斜角度αが３０度を超えると斜度が高くなるため、塗布液が表面張力で曲率を持とうとして液滴化して流れる。この液滴化する作用により、塗布液周辺の気流が更に乱れることとなる。
【００４２】
なお、スライド面３０Ａを流下する塗布液の厚さｔが４００μｍ以下となるように傾斜角度を設定することが好ましい。すなわち、塗布液の粘度をη（ｃＰ）、スライド面３０Ａを流下する塗布液の流量ｑ(residue)（ｍ３／分）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）、スライド面３０Ａの傾斜角度をα（°）としたとき、下記式１を満たすように、傾斜角度αが設定されることが好ましい。
【００４３】
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
なお、傾斜角度αだけでなく、塗布液の物性（粘度、密度等）や塗布液の流量を調整してもよい。
【００４４】
流量ｑ(residue)は、給液路２６から２次側のビード３８に供給された塗布液の幅当たりの流量をｑ(supply)とし、給液路２６から供給された塗布液のうち塗布に消費される流量をｑ(coat)としたとき、下記（式２）の関係が成り立つ。ここでは、ウエブ１８とバー２０との隙間から２次側のビード３８に供給される塗布液の流量と、バー２０とバー支持面２２Ａとの隙間から１次側のビード３６へ戻る塗布液の流量と、がほぼ等しいとみなす。
【００４５】
ｑ(residue)＝ｑ(supply)−ｑ(coat） …（式２）
下流側堰部材３０は、そのスライド面３０Ａの頂点Ｐ（最も高い位置）がバー支持部材２２の頂点Ｑ（最も高い位置）よりも低くなるように配置されている。なお、バー支持面２２Ａのバー径方向に対応する断面形状は、バー２０を受ける円弧部分を少なくとも有する凹形状に形成されている。図５では、バー支持面２２Ａの頂点Ｑはバー支持面２２Ａの２次側端部に相当する。これにより、２次側のスリット３４出口の液溜り部５０において、スリット３４から供給される塗布液とバー２０表面を流れる余剰塗布液とが合流した後、塗布液がスライド面３０Ａにスムーズにオーバーフローし易くなる。このため、乱れが液溜り部５０から抜け易くなり、乱れが増幅されるのを抑制できる。
【００４６】
スライド面３０Ａの頂点Ｐとバー受け部材２２の頂点Ｑとの水平方向の離間距離Ｌ１は１ｍｍ以上とすることが好ましい。離間距離Ｌ１が１ｍｍ未満であると、２次側のスリット３４出口の液溜り部５０が狭くなり、スリット３４から供給される塗布液とバー２０表面を流れる余剰塗布液とが激しく合流して渦などの乱れが生じ易くなる。
【００４７】
また、ウエブ１８の塗布面とスライド面３０Ａの頂点との離間距離Ｌ０は、２ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、バー２０、バー受け部材２２及び下流側堰部材３０にまたがって液封することができる。これにより、バー表面の乾燥を防止できると共に、バーとバー受け部材との間へ泡の混入を防ぐことができる。
【００４８】
なお、図５では、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａ全体が上記傾斜角度となるように形成した例を示したが、これに限定されず、図６に示すように、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａのうちバー２０に近い一部が上記傾斜角度となるように形成してもよい。この場合、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａのうち、スリット３４に近い側から約１０〜８０ｍｍ、より好ましくは１５〜４０ｍｍの領域（スライド面長Ｌ２）が上記傾斜角度を満たすことが好ましい。また、下流側堰部材３０に、スライド面３０Ａの傾斜角度を調整できるような傾斜角度調整機構を備えた構成としてもよい。
【００４９】
次に、上記の如く構成されたバー塗布装置１０によりウエブ１８に塗布液を塗布する塗布方法について図１及び図５を参照して説明する。
【００５０】
塗布液は、塗布ヘッド１２の給液路２４、２６内に供給されて１次側と２次側のビード３６，３８を形成し、回転するバー２０によってピックアップされウエブ１８に塗布される。この際、ウエブ１８とバー２０との接触部において塗布液の計量が行われて所望の塗布量のみがウエブ１８に塗布され、その他の塗布液は上流側堰部材２８、下流側堰部材３０の外側面に沿って流下する。
【００５１】
このようなバー塗布において、本実施の形態では、バー塗布装置１０の下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度を５〜３０度の範囲にするので、塗布面に縦スジ等のムラを生じさせないようにすることができる。
【００５２】
すなわち、スライド面３０Ａにおいて、塗布液が表面張力により液滴化して流れることなく、塗布液をスムーズに排出できる。これにより、塗布液はスライド面３０Ａをウエブ幅方向に均一な薄膜状に流れるようになり、該塗布液から揮発する揮発性ガスの濃度分布も生じ難くなる。したがって、スライド面３０Ａとウエブ１８の塗布面との間の気相中に揮発性ガスの濃度分布が生じず、塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００５３】
さらに、上記式１に示すように、スライド面３０Ａを流下する塗布液の液膜厚さが４００μｍ以下となるようにスライド面３０Ａの傾斜角度αを設定する。これにより、塗布液をスライド面３０Ａ上をより均一な薄膜状に流すことができ、塗布直後の塗布面近傍により均一な揮発性ガス雰囲気を形成できる。
【００５４】
このように本実施形態によれば、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができる。
【００５５】
次に、本発明に係るバー塗布装置１０の適用例について説明する。図７は、本発明のバー塗布装置１０を組み込んだ光学補償シートの製造ライン８０である。
【００５６】
光学機能フィルムの製造ライン８０は、図７に示されるように、送出機８２から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ１８が送り出される。次に、ウエブ１８はガイドローラ８４によってガイドされてラビング処理装置８６に送りこまれる。そして、ウエブ１８のポリマー層には、ラビングローラ８８によりラビング処理が施される。ラビングローラ８８の下流には除塵機９０が設けられており、ウエブ１８の表面に付着した塵を取り除く。除塵機９０の下流には本発明に係るバー塗布ヘッド１２が設けられている。そして、バー塗布ヘッド１２によりディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１８に塗布される。塗布ヘッド１２の下流には、乾燥ゾーン９２、加熱ゾーン９４が順次設けられており、ウエブ１８上の塗布液が乾燥・加熱されて液晶層が形成される。更に、この下流には紫外線ランプ９６が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成する。これにより、光学補償フィルムが製造され、製造された光学補償フィルムは巻取機９８に巻き取られる。
【００５７】
このように、本発明に係るバー塗布装置１０を、光学補償フィルムの液晶層の塗布（ディスコネマティック液晶を含む塗布液の塗布）に用いるので、縦スジ等のムラのない良好な面質のフィルムを製造できる。
【００５８】
本発明に使用されるウエブ１８としては、紙、プラスチックフィルム、レジンコーティッド紙、合成紙等が包含される。プラスチックフィルムの材質は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のビニル重合体、６，６−ナイロン、６−ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ヘルローストリアセテート、セルロースダイアセテート等のセルロースアセテート等が使用される。またレジンコーティッド紙に用いる樹脂としては、ポリエチレンをはじめとするポリオレフィンが代表的であるが、必ずしもこれに限定されない。ウエブの厚さも特に限定されないが、０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものが取扱い、汎用性より見て有利である。
【００５９】
本発明に用いられる塗布液は特に限定は無く、高分子化合物の水又は有機溶媒液、顔料分散液、コロイド溶液等が適用できる。特に、薄層塗布を均一且つ高精度に行うことが求められる各種光学フィルムの塗布液、例えば、液晶性ディスコティック塗布液等が好適である。また、塗布液の粘度が高い場合、塗布膜厚や塗布速度、塗布後の乾燥速度等にもよるが、ワイヤー目或いは溝の目が消えずにバー筋故障となるため、０．５Ｐａ・ｓ以下が望ましい。
【００６０】
以上、本発明に係るバー塗布装置及び塗布方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６１】
たとえば、上記実施の形態では、バー２０としてワイヤーバーを用いる例で説明したが、これに限定されず、例えば、溝切りバー、フラットバー等でもよい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を挙げて本発明の特徴を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６３】
（実施例１）
本発明に係るバー塗布装置１０を組み込んだ図７の光学補償フィルムの製造ライン８０において、塗布直後の縦スジ故障への影響を評価した。
【００６４】
ウエブ１８は、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フィルム（株）製）の表面に長鎖アルキル変性ポバールの２重量％溶液をフィルム１ｍ2当たり２５ｍｌになるように塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向膜用樹脂層を形成したものを使用した。このウエブ１８を、送出機８２から送り出すと共に５０ｍ／分で搬送しながらラビング処理装置８６によって配向膜用樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ８８の押し付け圧力を、配向膜樹脂層の１ｃｍ2あたり１０kgf/ｃｍ2にすると共に、回転周速を５．０ｍ／秒にした。
【００６５】
そして、配向膜用樹脂層をラビング処理して得られた配向膜上に、バー塗布装置１０を使用して塗布液を塗布した。塗布液は、下記に示すディスコティック化合物ＴＥ−８のＲ（１）とＲ（２）の重量比で４：１の混合物に対し、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ♯３６０、大阪有機科学（株）製）を１０重量％、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）を０．６重量％、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を３重量％、増感剤（カヤキュアーＤＥＴ−Ｘ、日本化薬（株）製）を１重量％、添加し、最終的にその混合物の３２重量％メチルエチルケトン溶液とした。その液晶性化合物を含む液に、さらにフッ素系界面活性剤（フルオロ脂肪族基含有共重合体、メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．３重量％添加し、塗布液として使用した。
【００６６】
【化１】
【００６７】
そして、図５のバー塗布装置１０において、バー支持面２２Ａに、バー径８ｍｍ、線径８０μｍのワイヤー４２のバー２０を支持し、ウエブ１８を走行速度２４〜３６ｍ／分で走行させながらバー２０も同速で順回転させ、バー塗布ヘッド１２から塗布液をウエブ１ｍ2当たり５ｍｌ（湿潤膜厚５μｍ）になるように配向膜上に塗布した。なお、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度αは２２度とし、スライド面長Ｌ２を１５ｍｍとした。
【００６８】
塗布液は、常温（２５℃）における粘度ηが３×１０−３ｃＰ、密度ρが０．８５〜０．９５ｋｇ／Ｌ、幅当たりの流量ｑ(supply)が４．０７４×１０−５（ｍ３／分）、ｑ(coat)が３．０×１０−５（ｍ３／分）、ｑ(reside)が１．０７４×１０−５（ｍ３／分）であった。
【００６９】
そして、塗布直後においてバー２０の２次側のウエブ１８の塗布面の縦スジ状のムラを目視により評価した。評価基準は、以下のようにした。
【００７０】
○…縦スジ状のムラがほとんどなく、製造品質を良好に満たすレベル
△…縦スジ状のムラが若干みられるが製造上問題ないレベル
×…縦スジ状のムラが多く、製品品質を満たさず不合格となるレベル
評価結果を表１に示す。
【００７１】
（実施例２）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを３０度とし、スライド面長Ｌ２を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７２】
（実施例３）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを５度とし、スライド面長Ｌ２を１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７３】
（実施例４）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを３０度とし、スライド面長Ｌ２を８０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７４】
（比較例１）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを４５度とし、スライド面長Ｌ２を５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示すように、下流側堰部材３０におけるスライド面３０Ａの傾斜角度αが５〜３０度の範囲を満たす実施例１〜４では、いずれも縦スジ状のムラはほとんどなかった。これに対して、傾斜角度αが３０度を超える比較例１では、縦スジ状のムラが多く発生した。
【００７７】
また、スライド面全体を上記傾斜角にしなくても、スライド面長Ｌ２が１０〜８０ｍｍでも縦スジ状のムラを抑制できることがわかった。
【００７８】
以上から、本発明を適用することで、塗布直後の塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態のバー塗布装置の側面断面図である。
【図２】本実施形態のバー塗布装置の一部を断面で示した斜視図である。
【図３】本実施形態のバーを説明する説明図である。
【図４】本実施形態におけるバーの断面図である。
【図５】図１のバー塗布装置の下流側堰部材近傍の拡大断面図である。
【図６】本実施形態の下流側堰部材の変形例を示す拡大断面図である。
【図７】本実施形態のバー塗布装置を組み込んだ光学補償シートの製造ラインの説明図である。
【図８】従来のバー塗布装置を説明する側面断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…バー塗布装置、１２…バー塗布ヘッド、１４、１６…ガイドローラ、１８…ウエブ、２０…バー、２２…バー受け部材、２４、２６…給液路、２８…上流側堰部材、３０…下流側堰部材、３０Ａ…スライド面、３２…マニホールド、３４…スリット、３６…１次側ビード、３８…２次側ビード、４０…バーの芯金、４２…ワイヤー、４４…ワイヤー列、２２Ａ…バー支持面、５０…液溜り部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バー塗布装置、バー塗布装置を用いた塗布方法、及び光学フィルムの製造方法に係り、特に液晶表示装置に好適な品質を有する光学フィルムを製造するための塗布技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学補償フィルム等の光学機能性フィルムの製造における塗布では、塗布液を均一且つ薄層に塗布形成することが要求される。しかしながら、このような薄層塗布では、ストリークやスクラッチ等の塗布欠陥を生じることが多く、従来から各種対策が検討されている。
【０００３】
たとえば、ブレードコーターにおいて、ファウンテンノズルから塗布液を吹き出す前に、塗布液にせん断力を付与して低粘度化する方法（特許文献１）、ロッドコーターにおいて、ロッドのワイヤー間の溝に引っかかる異物や凝集物を除去するための異物除去ブラシ等をロッドバーホルダに設ける方法（特許文献２）等が提案されている。また、支持体上に塗布膜を形成した後、掻き取りローラにより余剰液を掻き取り必要膜厚を得る塗布方法において、掻き取りローラ表面の乾きに起因する塗布故障を抑制するために、掻き取りローラ表面に塗布液又は溶剤を供給する方法が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
また、バー塗布装置においては、バー断面の最大半径とバー受け部断面の円弧の曲率半径との関係、バーホールド角等を規定することで、バー振動による段状塗布ムラや、バーとバー支持部材との間に発生する泡による塗布筋故障を防止することが提案されている（特許文献４）。
【０００５】
また、塗布バーの接触部に対して支持体送り方向の上流側に堰を設けて、接触部と堰との間に液溜まりを構成し、堰から塗布液の一部をオーバーフローさせることが提案されている（特許文献５）。これにより、塗布速度を上げた際に、１次側（塗布バーの接触部に対して支持体送り方向の上流側）の液溜めに規則的な渦が発生することにより生じる塗布スジの発生を抑制している。
【特許文献１】特開平７−１８９１９６号公報
【特許文献２】特開平７−２４６３５８号公報
【特許文献３】特開平９−２９４９５６号公報
【特許文献４】特開２００６−８２０５９号公報
【特許文献５】特開２００３−３３７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献４、５のようなバー塗布では、図８の従来図に示すように、バー２の乾きによる塗布故障を防止するために、バー２を支持するバー支持部材３を介してウエブ走行方向下流側（以下、２次側という）にも堰部材４を設置し、塗布液８を供給するスリット５を形成している。そして、スリット５から塗布液を供給してバー表面との間に塗布液ビードを形成し、余剰の塗布液は堰部材４の上面４Ａをオーバーフローさせて排出している。
【０００７】
しかしながら、バー２の回転速度を高くすると、２次側のスリット出口の液溜り部６では、バー２の乾き防止用に供給する塗布液とバー表面を流下する余剰塗布液とが勢いよく合流し、塗布液に渦等の乱れが生じる（矢印参照）。合流点での塗布液の乱れは、塗布液が堰部材４をオーバーフローする過程で更に増幅され、塗布液から揮発する揮発性ガスに濃度分布が生じる原因となる。これにより、ウエブ７の塗布面７Ａに縦スジ状のムラを生じるという問題があった。
【０００８】
これに対して、上記従来の方法では、いずれも塗布後の揮発性ガス濃度分布に起因するムラを解決するものではなかった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができるバー塗布装置及びそれを用いた製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、走行する帯状体に塗布液を塗布するバーと、前記バーの下側に設けられ、該バーを回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材を介して帯状体走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、前記支持部材との間にそれぞれ塗布液を供給するスリットを形成する上流側堰部材及び下流側堰部材と、を備え、前記下流側堰部材の前記帯状体と対向する斜面の傾斜角度は５〜３０度であることを特徴とするバー塗布装置を提供する。
【００１１】
請求項１によれば、バーの２次側のスリット出口付近で塗布液の乱れが生じても、下流側堰部材の斜面の傾斜角度を５〜３０度にするので、塗布液を下流側堰部材の斜面上を均一な薄膜状に流すことができる。このため、塗布液が下流側堰部材をオーバーフローする過程において、下流側堰部材と帯状体の塗布面との間に揮発性ガスによる濃度分布を生じることなく、帯状体の塗布面に縦スジ状のムラが発生するのを抑制できる。なお、下流側堰部材の斜面の傾斜角度を２０〜３０度にすることが好ましい。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記塗布液の粘度をη（ｃｐ）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）とし、前記下流側堰部材の斜面を流れる塗布液の流量ｑ（ｍ３／秒）、前記傾斜角度をα（°）としたとき、前記下流側堰部材の斜面の傾斜角度αは下記式１を満たすように設定されたことを特徴とする。
【００１３】
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
請求項２によれば、下流側堰部材の斜面の傾斜角度が上記式１を満たすように設定されるので、塗布液が下流側堰部材の斜面をより均一な薄膜状に流れるようになる。これにより、下流側堰部材の斜面と対向する塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００１４】
請求項３は請求項１又は２において、前記下流側堰部材の斜面のうち前記スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を前記傾斜角度にすることを特徴とする。
【００１５】
このように、スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を上記傾斜角度にすることで、塗布膜との離間距離が小さく、揮発ガスによる影響が大きな領域での揮発性ガスの乱れを最小限に抑えることができる。また、少なくともスリット側から１５〜４０ｍｍの範囲を上記傾斜角度にすることがより好ましい。
【００１６】
請求項４は請求項１〜３の何れか１項において、前記バー支持部材の頂点と前記下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
バー支持部材の頂点と下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ未満と近すぎると、２次側のスリット出口付近において複数の塗布液が激しく合流する際、塗布液の乱れが生じ易くなる。請求項４によれば、バー支持部材の頂点と下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離を１ｍｍ以上にするので、２次側のスリット出口付近における塗布液同士の衝突により渦等の乱れが生じることを抑制できる。
【００１８】
請求項５は請求項１〜４の何れか１項において、前記下流側堰部材の頂点は、前記バー支持部材の頂点よりも低いことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、下流側堰部材の頂点がバー支持部材の頂点よりも低いので、バー表面から２次側へ流れる余剰塗布液が２次側のスリット出口付近で滞留して乱れるのを抑制し、下流側堰部材の表面をスムーズにオーバーフローさせることができる。
【００２０】
本発明の請求項６は前記目的を達成するために、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置を用いて、走行する帯状体に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法を提供する。
【００２１】
請求項６によれば、塗布液が下流側堰部材をオーバーフローする過程において、塗布液と塗布面との間に揮発性ガスによる濃度分布を生じさせないので、ウエブの塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００２２】
請求項７は請求項６において、前記下流側堰部材の頂点と前記帯状体の表面との離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
このように、下流側堰部材の斜面と帯状体の表面との離間距離を２ｍｍ以下に近づけることで、バー、バー受け部材及び下流側堰部材との間を液封し易くなる。これにより、バー表面の乾燥を防止できると共に、バーとバー受け部材との間へ泡の混入を防ぐことができる。一方で、下流側堰部材の斜面と帯状体の塗布面との間隔がこのように狭いと、塗布液の流動の乱れにより塗布面に縦スジ状のムラが生じ易くなる。このような場合でも、本発明を適用することで、塗布液の乱れに起因して塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００２４】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、予めラビング処理した配向膜層が形成された帯状体上に、液晶性ディスコティック化合物を含有する塗布液を塗布した後、該塗布した塗布面を乾燥させて光学異方性層を形成する光学フィルムの製造方法であって、前記塗布液は、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置により塗布することを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供する。
【００２５】
請求項８によれば、塗布面にムラを生じることなく、良好な品質の光学フィルムを得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明に係るバー塗布装置及び塗布方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２８】
まず、本発明に係るバー塗布装置の構成について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施態様を示すバー塗布装置の側面断面図である。図２は、バー塗布ヘッドの一部を断面で示した斜視図である。
【００３０】
図１及び図２に示すように、バー塗布装置１０は、バー塗布ヘッド１２と、該バー塗布ヘッド１２を挟んでウエブ走行方向の上流側と下流側とに設けられた一対のガイドローラ１４、１６と、を備えている。そして、ウエブ１８がバー塗布ヘッド１２のバー２０にラップされた状態で塗布液が塗布される。
【００３１】
バー塗布ヘッド１２は、主に、両端が図示しない軸受により回転自在に支持されたバー（ワイヤーバー）２０と、そのバー２０の全長にわたって支持するとともに、バー２０へ塗布液を供給する給液機構を備えたバー受け部材２２と、バー受け部材２２との間に塗布液の給液路２４、２６を形成する上流側堰部材２８と下流側堰部材３０と、より構成されている。
【００３２】
給液路２４、２６は、マニホールド３２とスリット３４とより構成され、マニホールド３２に給液された塗布液がスリット３４を介してウエブ１８の幅方向に均一に押し出される。これにより、バー２０に対してウエブ１８の搬送方向の上流側（以下、１次側という）には１次側ビード３６が形成され、下流側（以下、２次側という）には２次側ビード３８が形成される。２次側ビード３８は、バー２０とバー受け部材２２との間に空気を巻き込まないように作用する。
【００３３】
これら１次側と２次側のビード３６、３８を形成する塗布液が回転するバー２０によってピックアップされることにより、バー２０にラップして連続走行するウエブ１８に塗布される。給液路２４、２６から１次側と２次側のビード３６、３８に供給された塗布液のうち余剰の塗布液は、上流側堰部材２８、３０の外側２８Ａ、３０Ａを流下する。
【００３４】
バー２０の回転は、ウエブ１８の走行によって従動回転する場合、駆動源を設けて回転駆動する場合の何れでも良く、また回転駆動する方向はウエブ１８の走行方向と同方向への回転でも、逆方向への回転でもよい。
【００３５】
図３は、バー２０の概略を説明する説明図であり、図４は、図３のバー２０の軸線方向断面からみたバー表面のワイヤーの断面状態を示す拡大断面図である。
【００３６】
バー２０（ワイヤーバー）は、図３に示すように、円柱状の芯金４０の表面にワイヤー４２を巻回してワイヤー列４４を形成することで作成されている。バー２０は、図４に示すように、ワイヤー４２の太さを変えることで、ワイヤー列４４のワイヤー４２同士の間に保持する塗布液量を変えることができ、これにより所望厚みの塗布膜を精度良く塗布することができる。
【００３７】
バー２０に使用されるワイヤー４２は、線径が０．０６〜０．２ｍｍのものが好ましく、０．０６〜０．１ｍｍのものがより好ましい。ワイヤー４２の線径が０．２ｍｍを超えると塗布量が多くなりすぎ、高速薄膜塗布に有効なバー塗布法の使用法として適切でない。バー２０の直径は、特に限定されないが、薄層塗布に適する点で３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の細径のものが好ましい。このように、バー径３ｍｍ〜１５ｍｍ、ワイヤー径０．０６〜０．２ｍｍのバー２０で塗布液をウエブ１８に塗布することで、湿潤厚さが５〜１５μｍの薄膜な塗布膜を得ることができる。
【００３８】
図１のバー塗布装置１０において、バー２０の２次側に形成されるスリット３４出口の液溜り部では、塗布する際にバー２０表面に残った余剰塗布液と、スリット３４から供給される塗布液とが合流する。このため、液溜り部において塗布液に渦等の乱れが生じ易い。さらに、液溜り部の塗布液が下流側堰部材３０のスライド面３０Ａをオーバーフローする過程で、スライド面３０Ａ上の塗布液から揮発した揮発性ガスに濃度分布が生じ、液溜り部で生じた乱れが増幅される。これらの液相の乱れにより気相も乱れを生じ、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａ間近を走行するウエブ１８の塗布面に縦スジ状のムラを生じる原因となる。また、ウエブ１８の塗布面とスライド面３０Ａの頂点との離間距離は２ｍｍ以下と非常に小さく、塗布液から揮発した揮発性ガスの濃度分布が生じると、塗布面に塗布ムラ等の影響が出易くなる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度を所定範囲にすることで、オーバーフローする過程での塗布液の乱れを緩和する。
【００４０】
図５は本発明に係るバー塗布ヘッド１２の２次側の拡大断面図である。
【００４１】
図５に示すように、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａは、水平に対して傾斜角度αが５〜３０度となるように形成されている。すなわち、スライド面３０Ａの傾斜角度αが５度未満であると、斜度が低すぎて塗布液の排出が滞る。塗布液が排出されずにスライド面３０Ａ上に次第に蓄積されると塗布液の位置エネルギーも増大し、ウエブ１８を波立たせるという問題がある。一方、スライド面３０Ａの傾斜角度αが３０度を超えると斜度が高くなるため、塗布液が表面張力で曲率を持とうとして液滴化して流れる。この液滴化する作用により、塗布液周辺の気流が更に乱れることとなる。
【００４２】
なお、スライド面３０Ａを流下する塗布液の厚さｔが４００μｍ以下となるように傾斜角度を設定することが好ましい。すなわち、塗布液の粘度をη（ｃＰ）、スライド面３０Ａを流下する塗布液の流量ｑ(residue)（ｍ３／分）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）、スライド面３０Ａの傾斜角度をα（°）としたとき、下記式１を満たすように、傾斜角度αが設定されることが好ましい。
【００４３】
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
なお、傾斜角度αだけでなく、塗布液の物性（粘度、密度等）や塗布液の流量を調整してもよい。
【００４４】
流量ｑ(residue)は、給液路２６から２次側のビード３８に供給された塗布液の幅当たりの流量をｑ(supply)とし、給液路２６から供給された塗布液のうち塗布に消費される流量をｑ(coat)としたとき、下記（式２）の関係が成り立つ。ここでは、ウエブ１８とバー２０との隙間から２次側のビード３８に供給される塗布液の流量と、バー２０とバー支持面２２Ａとの隙間から１次側のビード３６へ戻る塗布液の流量と、がほぼ等しいとみなす。
【００４５】
ｑ(residue)＝ｑ(supply)−ｑ(coat） …（式２）
下流側堰部材３０は、そのスライド面３０Ａの頂点Ｐ（最も高い位置）がバー支持部材２２の頂点Ｑ（最も高い位置）よりも低くなるように配置されている。なお、バー支持面２２Ａのバー径方向に対応する断面形状は、バー２０を受ける円弧部分を少なくとも有する凹形状に形成されている。図５では、バー支持面２２Ａの頂点Ｑはバー支持面２２Ａの２次側端部に相当する。これにより、２次側のスリット３４出口の液溜り部５０において、スリット３４から供給される塗布液とバー２０表面を流れる余剰塗布液とが合流した後、塗布液がスライド面３０Ａにスムーズにオーバーフローし易くなる。このため、乱れが液溜り部５０から抜け易くなり、乱れが増幅されるのを抑制できる。
【００４６】
スライド面３０Ａの頂点Ｐとバー受け部材２２の頂点Ｑとの水平方向の離間距離Ｌ１は１ｍｍ以上とすることが好ましい。離間距離Ｌ１が１ｍｍ未満であると、２次側のスリット３４出口の液溜り部５０が狭くなり、スリット３４から供給される塗布液とバー２０表面を流れる余剰塗布液とが激しく合流して渦などの乱れが生じ易くなる。
【００４７】
また、ウエブ１８の塗布面とスライド面３０Ａの頂点との離間距離Ｌ０は、２ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、バー２０、バー受け部材２２及び下流側堰部材３０にまたがって液封することができる。これにより、バー表面の乾燥を防止できると共に、バーとバー受け部材との間へ泡の混入を防ぐことができる。
【００４８】
なお、図５では、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａ全体が上記傾斜角度となるように形成した例を示したが、これに限定されず、図６に示すように、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａのうちバー２０に近い一部が上記傾斜角度となるように形成してもよい。この場合、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａのうち、スリット３４に近い側から約１０〜８０ｍｍ、より好ましくは１５〜４０ｍｍの領域（スライド面長Ｌ２）が上記傾斜角度を満たすことが好ましい。また、下流側堰部材３０に、スライド面３０Ａの傾斜角度を調整できるような傾斜角度調整機構を備えた構成としてもよい。
【００４９】
次に、上記の如く構成されたバー塗布装置１０によりウエブ１８に塗布液を塗布する塗布方法について図１及び図５を参照して説明する。
【００５０】
塗布液は、塗布ヘッド１２の給液路２４、２６内に供給されて１次側と２次側のビード３６，３８を形成し、回転するバー２０によってピックアップされウエブ１８に塗布される。この際、ウエブ１８とバー２０との接触部において塗布液の計量が行われて所望の塗布量のみがウエブ１８に塗布され、その他の塗布液は上流側堰部材２８、下流側堰部材３０の外側面に沿って流下する。
【００５１】
このようなバー塗布において、本実施の形態では、バー塗布装置１０の下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度を５〜３０度の範囲にするので、塗布面に縦スジ等のムラを生じさせないようにすることができる。
【００５２】
すなわち、スライド面３０Ａにおいて、塗布液が表面張力により液滴化して流れることなく、塗布液をスムーズに排出できる。これにより、塗布液はスライド面３０Ａをウエブ幅方向に均一な薄膜状に流れるようになり、該塗布液から揮発する揮発性ガスの濃度分布も生じ難くなる。したがって、スライド面３０Ａとウエブ１８の塗布面との間の気相中に揮発性ガスの濃度分布が生じず、塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できる。
【００５３】
さらに、上記式１に示すように、スライド面３０Ａを流下する塗布液の液膜厚さが４００μｍ以下となるようにスライド面３０Ａの傾斜角度αを設定する。これにより、塗布液をスライド面３０Ａ上をより均一な薄膜状に流すことができ、塗布直後の塗布面近傍により均一な揮発性ガス雰囲気を形成できる。
【００５４】
このように本実施形態によれば、塗布直後において、塗布面に縦スジ等のムラが生じることがなく、均質な塗布を行うことができる。
【００５５】
次に、本発明に係るバー塗布装置１０の適用例について説明する。図７は、本発明のバー塗布装置１０を組み込んだ光学補償シートの製造ライン８０である。
【００５６】
光学機能フィルムの製造ライン８０は、図７に示されるように、送出機８２から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ１８が送り出される。次に、ウエブ１８はガイドローラ８４によってガイドされてラビング処理装置８６に送りこまれる。そして、ウエブ１８のポリマー層には、ラビングローラ８８によりラビング処理が施される。ラビングローラ８８の下流には除塵機９０が設けられており、ウエブ１８の表面に付着した塵を取り除く。除塵機９０の下流には本発明に係るバー塗布ヘッド１２が設けられている。そして、バー塗布ヘッド１２によりディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１８に塗布される。塗布ヘッド１２の下流には、乾燥ゾーン９２、加熱ゾーン９４が順次設けられており、ウエブ１８上の塗布液が乾燥・加熱されて液晶層が形成される。更に、この下流には紫外線ランプ９６が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成する。これにより、光学補償フィルムが製造され、製造された光学補償フィルムは巻取機９８に巻き取られる。
【００５７】
このように、本発明に係るバー塗布装置１０を、光学補償フィルムの液晶層の塗布（ディスコネマティック液晶を含む塗布液の塗布）に用いるので、縦スジ等のムラのない良好な面質のフィルムを製造できる。
【００５８】
本発明に使用されるウエブ１８としては、紙、プラスチックフィルム、レジンコーティッド紙、合成紙等が包含される。プラスチックフィルムの材質は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のビニル重合体、６，６−ナイロン、６−ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ヘルローストリアセテート、セルロースダイアセテート等のセルロースアセテート等が使用される。またレジンコーティッド紙に用いる樹脂としては、ポリエチレンをはじめとするポリオレフィンが代表的であるが、必ずしもこれに限定されない。ウエブの厚さも特に限定されないが、０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものが取扱い、汎用性より見て有利である。
【００５９】
本発明に用いられる塗布液は特に限定は無く、高分子化合物の水又は有機溶媒液、顔料分散液、コロイド溶液等が適用できる。特に、薄層塗布を均一且つ高精度に行うことが求められる各種光学フィルムの塗布液、例えば、液晶性ディスコティック塗布液等が好適である。また、塗布液の粘度が高い場合、塗布膜厚や塗布速度、塗布後の乾燥速度等にもよるが、ワイヤー目或いは溝の目が消えずにバー筋故障となるため、０．５Ｐａ・ｓ以下が望ましい。
【００６０】
以上、本発明に係るバー塗布装置及び塗布方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６１】
たとえば、上記実施の形態では、バー２０としてワイヤーバーを用いる例で説明したが、これに限定されず、例えば、溝切りバー、フラットバー等でもよい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を挙げて本発明の特徴を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６３】
（実施例１）
本発明に係るバー塗布装置１０を組み込んだ図７の光学補償フィルムの製造ライン８０において、塗布直後の縦スジ故障への影響を評価した。
【００６４】
ウエブ１８は、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フィルム（株）製）の表面に長鎖アルキル変性ポバールの２重量％溶液をフィルム１ｍ2当たり２５ｍｌになるように塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向膜用樹脂層を形成したものを使用した。このウエブ１８を、送出機８２から送り出すと共に５０ｍ／分で搬送しながらラビング処理装置８６によって配向膜用樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ８８の押し付け圧力を、配向膜樹脂層の１ｃｍ2あたり１０kgf/ｃｍ2にすると共に、回転周速を５．０ｍ／秒にした。
【００６５】
そして、配向膜用樹脂層をラビング処理して得られた配向膜上に、バー塗布装置１０を使用して塗布液を塗布した。塗布液は、下記に示すディスコティック化合物ＴＥ−８のＲ（１）とＲ（２）の重量比で４：１の混合物に対し、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ♯３６０、大阪有機科学（株）製）を１０重量％、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）を０．６重量％、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を３重量％、増感剤（カヤキュアーＤＥＴ−Ｘ、日本化薬（株）製）を１重量％、添加し、最終的にその混合物の３２重量％メチルエチルケトン溶液とした。その液晶性化合物を含む液に、さらにフッ素系界面活性剤（フルオロ脂肪族基含有共重合体、メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．３重量％添加し、塗布液として使用した。
【００６６】
【化１】
【００６７】
そして、図５のバー塗布装置１０において、バー支持面２２Ａに、バー径８ｍｍ、線径８０μｍのワイヤー４２のバー２０を支持し、ウエブ１８を走行速度２４〜３６ｍ／分で走行させながらバー２０も同速で順回転させ、バー塗布ヘッド１２から塗布液をウエブ１ｍ2当たり５ｍｌ（湿潤膜厚５μｍ）になるように配向膜上に塗布した。なお、下流側堰部材３０のスライド面３０Ａの傾斜角度αは２２度とし、スライド面長Ｌ２を１５ｍｍとした。
【００６８】
塗布液は、常温（２５℃）における粘度ηが３×１０−３ｃＰ、密度ρが０．８５〜０．９５ｋｇ／Ｌ、幅当たりの流量ｑ(supply)が４．０７４×１０−５（ｍ３／分）、ｑ(coat)が３．０×１０−５（ｍ３／分）、ｑ(reside)が１．０７４×１０−５（ｍ３／分）であった。
【００６９】
そして、塗布直後においてバー２０の２次側のウエブ１８の塗布面の縦スジ状のムラを目視により評価した。評価基準は、以下のようにした。
【００７０】
○…縦スジ状のムラがほとんどなく、製造品質を良好に満たすレベル
△…縦スジ状のムラが若干みられるが製造上問題ないレベル
×…縦スジ状のムラが多く、製品品質を満たさず不合格となるレベル
評価結果を表１に示す。
【００７１】
（実施例２）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを３０度とし、スライド面長Ｌ２を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７２】
（実施例３）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを５度とし、スライド面長Ｌ２を１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７３】
（実施例４）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを３０度とし、スライド面長Ｌ２を８０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７４】
（比較例１）
下流側堰部材３０において、スライド面３０Ａの傾斜角度αを４５度とし、スライド面長Ｌ２を５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。この結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示すように、下流側堰部材３０におけるスライド面３０Ａの傾斜角度αが５〜３０度の範囲を満たす実施例１〜４では、いずれも縦スジ状のムラはほとんどなかった。これに対して、傾斜角度αが３０度を超える比較例１では、縦スジ状のムラが多く発生した。
【００７７】
また、スライド面全体を上記傾斜角にしなくても、スライド面長Ｌ２が１０〜８０ｍｍでも縦スジ状のムラを抑制できることがわかった。
【００７８】
以上から、本発明を適用することで、塗布直後の塗布面に縦スジ状のムラが生じるのを抑制できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態のバー塗布装置の側面断面図である。
【図２】本実施形態のバー塗布装置の一部を断面で示した斜視図である。
【図３】本実施形態のバーを説明する説明図である。
【図４】本実施形態におけるバーの断面図である。
【図５】図１のバー塗布装置の下流側堰部材近傍の拡大断面図である。
【図６】本実施形態の下流側堰部材の変形例を示す拡大断面図である。
【図７】本実施形態のバー塗布装置を組み込んだ光学補償シートの製造ラインの説明図である。
【図８】従来のバー塗布装置を説明する側面断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…バー塗布装置、１２…バー塗布ヘッド、１４、１６…ガイドローラ、１８…ウエブ、２０…バー、２２…バー受け部材、２４、２６…給液路、２８…上流側堰部材、３０…下流側堰部材、３０Ａ…スライド面、３２…マニホールド、３４…スリット、３６…１次側ビード、３８…２次側ビード、４０…バーの芯金、４２…ワイヤー、４４…ワイヤー列、２２Ａ…バー支持面、５０…液溜り部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する帯状体に塗布液を塗布するバーと、
前記バーの下側に設けられ、該バーを回転自在に支持する支持部材と、
前記支持部材を介して帯状体走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、前記支持部材との間にそれぞれ塗布液を供給するスリットを形成する上流側堰部材及び下流側堰部材と、を備え、
前記下流側堰部材の前記帯状体と対向する斜面の傾斜角度は５〜３０度であることを特徴とするバー塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液の粘度をη（ｃｐ）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）とし、前記下流側堰部材の斜面を流れる塗布液の流量ｑ（ｍ３／秒）、前記傾斜角度をα（°）としたとき、前記下流側堰部材の斜面の傾斜角度αは下記式１を満たすように設定されたことを特徴とする請求項１に記載のバー塗布装置。
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
【請求項３】
前記下流側堰部材の斜面のうち前記スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を前記傾斜角度にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のバー塗布装置。
【請求項４】
前記バー支持部材の頂点と前記下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のバー塗布装置。
【請求項５】
前記下流側堰部材の頂点は、前記バー支持部材の頂点よりも低いことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のバー塗布装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置を用いて走行する帯状体に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項７】
前記下流側堰部材の頂点と前記帯状体の表面との離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の塗布方法。
【請求項８】
予めラビング処理した配向膜層が形成された帯状体上に、液晶性ディスコティック化合物を含有する塗布液を塗布した後、該塗布した塗布面を乾燥させて光学異方性層を形成する光学フィルムの製造方法であって、
前記塗布液は、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置により塗布することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項１】
走行する帯状体に塗布液を塗布するバーと、
前記バーの下側に設けられ、該バーを回転自在に支持する支持部材と、
前記支持部材を介して帯状体走行方向の上流側、下流側にそれぞれ隣設され、前記支持部材との間にそれぞれ塗布液を供給するスリットを形成する上流側堰部材及び下流側堰部材と、を備え、
前記下流側堰部材の前記帯状体と対向する斜面の傾斜角度は５〜３０度であることを特徴とするバー塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液の粘度をη（ｃｐ）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、重力加速度をｇ（ｋｇｆ／秒）とし、前記下流側堰部材の斜面を流れる塗布液の流量ｑ（ｍ３／秒）、前記傾斜角度をα（°）としたとき、前記下流側堰部材の斜面の傾斜角度αは下記式１を満たすように設定されたことを特徴とする請求項１に記載のバー塗布装置。
sinα ≧ ３・η・q／{ρ・g・（４×１０−４）３} …（式１）
【請求項３】
前記下流側堰部材の斜面のうち前記スリットに近い側から少なくとも１０〜８０ｍｍの範囲を前記傾斜角度にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のバー塗布装置。
【請求項４】
前記バー支持部材の頂点と前記下流側堰部材の頂点との水平方向の離間距離が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のバー塗布装置。
【請求項５】
前記下流側堰部材の頂点は、前記バー支持部材の頂点よりも低いことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のバー塗布装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置を用いて走行する帯状体に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項７】
前記下流側堰部材の頂点と前記帯状体の表面との離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の塗布方法。
【請求項８】
予めラビング処理した配向膜層が形成された帯状体上に、液晶性ディスコティック化合物を含有する塗布液を塗布した後、該塗布した塗布面を乾燥させて光学異方性層を形成する光学フィルムの製造方法であって、
前記塗布液は、請求項１〜５の何れか１項に記載のバー塗布装置により塗布することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−７２６４６（Ｐ２００９−７２６４６Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４１１７９（Ｐ２００７−２４１１７９）
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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