フィルムの製造方法
【課題】テンション支持方式にて支持された可撓性支持体上にスロットダイを使用して塗布膜を形成する方法において、原反の外観形状にかかわらずスジムラと呼ばれる塗布膜の厚みムラの発生を抑制する。
【解決手段】スロットダイ１０の塗布液２が吐出されるスロット１３に対して可撓性支持体１の走行方向２５の下流側に配されたリップ１２の先端面は円筒面２１を有している。円筒面の可撓性支持体の走行方向の下流側端２１１における円筒面の接平面２１１ｐと可撓性支持体とがなす角度をθ１、円筒面の可撓性支持体の走行方向の上流側端２１２における円筒面の接平面２１２ｐと可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、１°≦θ１＋θ２≦１５°、θ１≦６°を満足する。
【解決手段】スロットダイ１０の塗布液２が吐出されるスロット１３に対して可撓性支持体１の走行方向２５の下流側に配されたリップ１２の先端面は円筒面２１を有している。円筒面の可撓性支持体の走行方向の下流側端２１１における円筒面の接平面２１１ｐと可撓性支持体とがなす角度をθ１、円筒面の可撓性支持体の走行方向の上流側端２１２における円筒面の接平面２１２ｐと可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、１°≦θ１＋θ２≦１５°、θ１≦６°を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットダイを用いて可撓性支持体に塗布液を塗布するフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブ状の可撓性支持体に塗布液を塗布する工程は、光学フィルム、磁気記録テープ、接着テープ、写真用印画紙、オフセット版材、電池極板、燃料電池触媒層等の各製造において広く行われている。このうち光学フィルムとしては、例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、光拡散フィルム、光補償フィルムなどを例示することができ、これらは陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＥＬ（electro-luminescence）表示装置等の画像表示装置の表示画面に貼付され、その需要は年々高まっている。このような用途に用いられる光学フィルムの性能は、塗布膜の厚さ変動により大きく影響される。そのため、光学フィルムの分野では、より高度な塗布膜の厚さの均一性が求められる。
【０００３】
可撓性支持体に塗布液を塗布する塗布方式として、例えば、バーコータ方式、リバースロールコータ方式、グラビアロールコータ方式、エクストルージョンコータなどのスロットダイコータ方式などが挙げられ、これらの中では特にグラビアロールコータ方式が採用される場合が多い（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、グラビアロールコータ方式では、塗布前の塗布液が空気に晒されているため塗布液の濃度変化が生じやすい。塗布前の塗布液の濃度が変化してしまうと、形成される塗布膜の膜厚が変化してしまう。高度な塗布膜厚の均一性が求められ、近年の需要の高まりにより大量生産が求められている光学フィルムをグラビアロールコータ方式で製造することは一般に困難である。
【０００５】
一方、スロットダイのスロットから塗布液を可撓性支持体上に吐出するスロットダイコータ方式では、塗布前の塗布液が空気に晒されることがなく、且つ、高速塗布が可能であるので、グラビアロールコータ方式の上記の問題は生じない。
【０００６】
特許文献２には、可撓性支持体をバックアップロールで支持しながら連続走行させ、可撓性支持体をバックアップロールとの間に挟むように配置されたスロットダイから、塗布液を可撓性支持体上に吐出して塗布する、バックアップロール支持方式のスロットダイコータ方式が記載されている。
【０００７】
スロットダイコータ方式にて可撓性支持体に塗布液を塗布する際の、可撓性支持体の支持方式としては、上記特許文献２に記載されたバックアップロール支持方式の他に、平行に配置された一対のロール間に可撓性支持体を架け渡し、一対のロール間に且つ可撓性支持体に対向してスロットダイを配置して、可撓性支持体上にスロットダイから塗布液を吐出する、いわゆるテンション支持方式が知られている。テンション支持方式は、バックアップロール支持方式に比べ、高速塗布が可能であるため生産性がよいことや、より薄い塗布膜の形成が可能であることから、優れた支持方式であるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９５４４３号公報
【特許文献２】特開２００７−７５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
テンション支持方式では、一般に、長尺の可撓性支持体がロール状に巻回された巻回体（一般に「原反」と呼ばれる）から可撓性支持体を巻き出しながら、可撓性支持体に塗布液が塗布される。
【００１０】
可撓性支持体の厚みムラや巻き状態によって、原反の外周面に凹凸が形成されることがある。外周面に凹凸が形成された、いわゆる外観形状が悪い原反から可撓性支持体を巻き出して、テンション支持方式で塗布液を塗布すると、塗布膜に、その厚みムラに起因して可撓性支持体の長手方向に延びた「スジムラ」と呼ばれる外観不良が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記の従来の問題を解決し、テンション支持方式にて支持された可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法において、原反の外観形状にかかわらず、スジムラと呼ばれる塗布膜の厚みムラの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のフィルムの製造方法は、連続走行する可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法であって、前記可撓性支持体は一対のサポートロールの間に架け渡されており、前記スロットダイは前記一対のサポートロールの間に前記可撓性支持体に対向して配置される。
【００１３】
前記スロットダイの前記塗布液が吐出されるスロットに対して前記可撓性支持体の走行方向の下流側に配された前記スロットダイのリップの先端面は、円筒面を有している。
【００１４】
前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の下流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ１、前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の上流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外観形状が悪い原反を用いた場合であっても、テンション支持方式にて支持された可撓性支持体上にスロットダイを使用してスジムラと呼ばれる塗布膜の厚みムラを有しない、均一厚さの塗布膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明のフィルムの製造方法の一実施形態を説明する概略断面図である。
【図２】図２は、実施例で使用した原反の外観形状を測定する方法を示した斜視図である。
【図３】図３は、原反の外観形状と、実施例及び比較例の塗布膜厚との測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を、その一実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明はこの一実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明のフィルムの製造方法の一実施形態を示した、可撓性支持体（以下、単に「支持体」という）１の走行方向２５と平行な面に沿った断面図である。図１は、各部材の構成や配置を理解しやすいように誇張して描かれており、各部材の相対的な大きさや距離は実際の装置と一致していない。
【００１９】
支持体１は、可撓性を有する長尺のウエブ状物（フィルム、シート等）であって、ロール状に巻回された原反（図示せず。図２参照）として供給される。支持体１は、原反から巻き出され、互いに平行に、且つ、離間して配置された上流側サポートロール３１と下流側サポートロール３２との間に所定の張力が印加された状態で架け渡されて、矢印２５の方向に走行する。
【００２０】
支持体１の材料は、特に制限はなく、塗布膜３が形成された支持体１の用途に応じて適宜選択することができるが、例えば樹脂、具体的には、セルロースエステル（例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリスチレン、ノルボルネン系樹脂、非晶質ポリオレフィンなどを用いることができる。このうち、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
【００２１】
支持体１の厚さは特に制限はなく、塗布膜３が形成された支持体１の用途に応じて適宜選択することができるが、その下限値は３μｍ以上、さらには５０μｍ以上が好ましく、また、その上限値は２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下が好ましい。一般に、支持体１の厚さが厚くなればなるほど、支持体１の曲げ剛性が大きくなり、支持体１を安定して走行させるためには一対のサポートロール３１，３２間の支持体１に印加する張力を大きくする必要がある。
【００２２】
サポートロール３１，３２の間に、支持体１に対向してスロットダイ１０が配置されている。スロットダイ１０は、支持体１に対して、サポートロール３１，３２が配置された側とは反対側に配置されている。
【００２３】
スロットダイ１０は、支持体１の走行方向２５の上流側に配置された上流側リップ１１と、下流側に配置された下流側リップ１２とを有する。上流側リップ１１と下流側リップ１２とは離間して配置され、両リップ１１，１２間の隙間は、塗布液２を支持体１に向かって吐出させるスロット１３を構成する。スロット１３の支持体１とは反対側は、塗布液２を滞留させることができるマニホールド（図示せず）と連通していても良い。この場合、塗布液は、マニホールドに流入し、スロット１３を通過して、支持体１上に吐出される。図１に示したスロットダイ１０の断面形状は、支持体１の幅方向（支持体１の長手方向（即ち、走行方向２５）と直交する方向）において、塗布膜３が形成される範囲にわたって一定である。
【００２４】
下流側リップ１２の支持体１と対向する先端面は、支持体１側に凸の円筒面２１と、円筒面２１に対して走行方向２５の上流側に位置する平面２２とからなる。
【００２５】
平面２２は、支持体１との間隔が走行方向２５の下流側ほど小さくなるように支持体１に対して傾斜した傾斜面である。
【００２６】
円筒面２１は、軸２１ｃを中心軸とし、半径Ｒの円筒面の一部を構成する。サポートロール３１，３２間に架け渡されて走行する支持体１に対して円筒面２１が押し付けられ、その結果、支持体１は円筒面２１に沿って湾曲している。図１において、角度αは、円筒面２１の軸２１ｃに対する中心角、角度βは、支持体１が円筒面２１に対して塗布液２を挟んで一定間隔を維持して湾曲している部分（巻き付き部）の軸２１ｃに対する角度（巻き付け角）である。
【００２７】
塗布液２は、スロット１３から吐出され、傾斜した平面２２と支持体１との間に形成された、断面が略楔状の液溜まり２３に一時的に滞留する。これにより、支持体１の表面に塗布液２を確実に接触させることができる。その後、塗布液２は、支持体１の移動にともなって支持体１と円筒面２１との間に移動し、支持体１と円筒面２１との間で圧力を受けて支持体１の幅方向に広がる。円筒面２１の支持体２１の走行方向の下流側端２１１には、塗布液２の表面張力と支持体２及び下流側リップ１２の表面との相互作用によって凹型のメニスカス２４が形成される。塗布液２は、メニスカス２４にて下流側リップ１２から離れ、支持体１の表面に付着して、塗布膜３を形成する。
【００２８】
上述したように、支持体１が巻回された原反の外周面に凹凸が形成されていると、幅方向に一定厚みの塗布膜３を形成することができず、支持体１の長手方向に延びた帯状のスジムラと呼ばれる外観不良が発生する。
【００２９】
このスジムラの発生原因について、鋭意検討した結果、原反の外周面の凹凸によって支持体１が伸び変形しているためであることが判明した。即ち、原反の外周面に凸部が形成された部分では凹部が形成された部分に比べて支持体１は硬く巻かれており、支持体１は伸び変形している。伸び変形が生じた部分では、塗布液２の圧力によって支持体１と円筒面２１との間隔が大きくなるので、塗布膜３が厚くなる。その結果、原反の外周面に凸部が形成された部分で塗布膜３が厚くなり、塗布膜の厚い部分が支持体１の長手方向に連続して形成されるために、帯状のスジムラが形成されるのである。
【００３０】
本発明は、スロットダイ１０の円筒面２１に対する支持体１の巻き付け条件を以下のように規定することにより、上記のスジムラを解消する。即ち、図１に示すように、円筒面２１の支持体１の走行方向の下流側端２１１における円筒面２１の接平面２１１ｐと支持体１（特に、支持体１の下流側端２１１よりも下流側の部分）とがなす角度をθ１、円筒面２１の支持体１の走行方向の上流側端２１２における円筒面２１の接平面２１２ｐと支持体１（特に、支持体１の上流側端２１２よりも上流側の部分）とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足するように、支持体１を円筒面２１に巻き付ける。
【００３１】
式（１）は、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け状態、即ち、円筒面２１の中心角αに対する支持体１の巻き付け角βを規定している。支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を大きくすると、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け角βが大きくなり、θ１＋θ２が小さくなる。逆に、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を小さくすると、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け角βが小さくなり、θ１＋θ２が大きくなる。
【００３２】
θ１＋θ２が式（１）の下限値より小さいと、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量が大きすぎるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなる。その結果、原反の凸部によって伸び変形した支持体１の部分に塗布液２が集まりやすくなり、この部分で塗布膜３が厚くなる。従って、塗布膜３の帯状のスジムラを解消することが困難となる。
【００３３】
θ１＋θ２が式（１）の上限値より大きいと、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量が小さすぎるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が低くなる。その結果、支持体１と円筒面２１とが対向する領域において、塗布液２が支持体１の幅方向に拡がりにくくなるので、均一な厚みの塗布膜３を形成することが困難となる。更に、支持体１上に未塗布部領域が形成されることもある。
【００３４】
式（２）は、円筒面２１の下流側端２１１近傍での円筒面２１に対する支持体１の巻き付け状態を規定し、これはメニスカス２４の形成状態と密接に関連する。
【００３５】
θ１が式（２）の上限値より大きいと、メニスカス２４が大きくなり、メニスカス２４での塗布液２の挙動が不安定となり、塗布膜３に等ピッチのスジ状の欠点（「リビング」と呼ばれることがある）が形成されることがある。
【００３６】
従来は、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２を支持体１の幅方向に拡げるために、支持体１の巻き付け角βを円筒面２１の中心角αにほぼ一致させていた。また、リビングの発生を抑えるために、角度θ１をほぼゼロになるように設定していた。β≒αであるので、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まる。また、θ１≒０であるので、メニスカス２４がほとんど形成されず、伸び変形した部分に集まった塗布液２を幅方向に分散させることができない。従って、塗布膜３に帯状のスジムラが形成されてしまう。
【００３７】
本発明では、リビングが発生しない限度で、円筒面２１の中心角αに対する支持体１の巻き付け角βの比を従来よりも小さくする。これにより、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力を低下させ、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まるのを防ぐ。また、仮に塗布液２が伸び変形した部分に集まったとしても、適度な大きさのメニスカス２４を形成することにより、伸び変形した部分に集まった塗布液２を幅方向に分散させる。これらの結果、塗布膜３の厚さが均一になり、帯状のスジムラが発生するのを抑制することができる。
【００３８】
本発明では、塗布液２の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。ここで、粘度は、Ｅ型粘度計を用い、測定コーンプレート直径が５０ｍｍ、測定コーン角が１度、測定ズリ速度が１００（ｌ／ｓ）の条件で測定される粘度をいう。塗布液２の粘度が上記の上限値より大きいと、塗布液２の流動性が低下するので、塗布膜３にリビングが生じやすくなる。塗布液２の粘度が上記の下限値より小さいと、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まりやすくなるので、塗布膜３に帯状のスジムラが発生しやすくなる。
【００３９】
円筒面２１の半径Ｒの下限値は、特に制限はないが、３０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上であることが好ましい。半径Ｒが小さいと、式（１）を満足させるためにには、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を大きくする必要があるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなり、塗布膜３に帯状のスジムラが発生しやすくなる。特に、支持体１を光学フィルム用途に使用する場合には、一般に支持体１が厚いので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなりやすく、スジムラが発生しやすくなるので注意を要する。
【００４０】
円筒面２１の半径Ｒの上限値は、特に制限はないが、１５０ｍｍ以下、更には１００ｍｍ以下であることが好ましい。半径Ｒが大きいと、式（１）を満足させるためにには、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を小さくする必要があるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が低くなる。従って、支持体１と円筒面２１とが対向する領域において塗布液２が支持体１の幅方向に拡がりにくくなるので、均一な厚みの塗布膜３を形成することが困難となったり、支持体１上に未塗布部領域が形成されたりすることがある。
【００４１】
上記の実施形態は一例に過ぎず、本発明はこの実施形態に限定されず、種々に変更することができる。
【００４２】
例えば、上記の実施形態では、下流側リップ１２の先端面は円筒面２１及び平面２２の２種類の面で構成されていたが、本発明では、上記式（１）及び式（２）を満足する円筒面２１が形成されていれば良い。好ましくは、該円筒面２１は、下流側リップ１２の最も下流側の領域に形成されていることが好ましい。従って、この円筒面２１よりも上流側の領域は、平面２２以外の面（例えば曲面）が形成されていても良く、あるいは、複数種類の面（例えば、平面、円筒面などの組み合わせ）で構成されていても良い。
【実施例】
【００４３】
幅８００ｍｍ、長さ２０００ｍ、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートからなる支持体がロール状に巻回された原反を用意した。図２に示すように、この原反５にダイヤルゲージ等の測定針７を当てて幅方向８に移動させて、原反５の外周面の変位（原反５の外観形状）を測定した。図２において、参照符号６は支持体１が巻回される巻き芯である。
【００４４】
原反５から支持体１を巻き出しながら、図１に示した構成の塗布装置を用いて、支持体１の片面に塗布液２を塗布した。塗布液２の粘度は２ｍＰａ・ｓであった。円筒面２１の半径ＲはＲ＝６０ｍｍ、中心角αはα＝５．７４°であった。
【００４５】
本発明である実施例では、θ１＝２．６°、θ２＝０°、β＝３．１４°であった。また、接平面２１１ｐと接平面２１２ｐとがなす角度θ（θ≧９０°）はθ＝１７６．８６°であった。
【００４６】
従来の塗布方法に相当する比較例では、θ１＝−０．０４°、θ２＝−０．３°、β＝５．７４°、θ＝１７３．９２°であった。
【００４７】
同一の原反５を用いて、塗布液２の塗布の途中で支持体１の走行を停止させて、塗布条件を実施例と比較例との間で切り替えた。
【００４８】
塗布液２を塗布して得られた塗布膜３の厚さを支持体１の幅方向に測定した。塗布膜３の厚さは、分光光度計（日本分光社製、Ｖｂｅｓｔ、Ｖ−５７０型）を用い、低屈折率層を入射側として、可視光線波長領域（３００ｎｍ〜８００ｎｍ）における反射率を測定し、反射率を膜厚に換算することにより測定した。
【００４９】
図３に、原反５の外観形状と、実施例及び比較例の塗布膜の厚さの測定結果を示す。図３において、原反５の外観形状は、図２の方法で測定した原反５の外周面の変位の実測値を支持体１の１枚当たりの変位量に換算したものである。
【００５０】
比較例では、図３に示されているように、塗布膜３の厚さは、原反５の外周面に凸部が形成された部分では厚く、凹部が形成された部分では薄く形成されており、目視検査では塗布膜３にスジムラが認められた。
【００５１】
一方、実施例では、図３に示されているように、塗布膜３の厚さは、原反５の外観形状にかかわらずほぼ一定であり、目視検査では塗布膜３にスジムラやリビングなどの欠点は一切認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の利用分野は特に制限はないが、可撓性支持体上にテンション支持方式にて塗布膜を塗布する場合に広範囲に利用することができる。例えば、光学用、磁気媒体用、包装用、粘着（又は接着）用、写真用、印刷用、電池用等の各種フィルムを製造する場合に利用することができる。中でも、塗布膜の厚みの均一性に高い精度が要求されるフィルム、例えば光学フィルムを製造する場合に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 可撓性支持体
２ 塗布液
３ 塗布膜
５ 原反
１０ スロットダイ
１１ 上流側リップ
１２ 下流側リップ
１３ スロット
２１ 円筒面
２１１ 円筒面の下流側端
２１１ｐ 下流側端での接平面
２１２ 円筒面の上流側端
２１２ｐ 上流側端での接平面
２２ 平面
２３ 液溜まり
２４ メニスカス
２５ 可撓性支持体の走行方向
３１ 上流側サポートロール
３２ 下流側サポートロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットダイを用いて可撓性支持体に塗布液を塗布するフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブ状の可撓性支持体に塗布液を塗布する工程は、光学フィルム、磁気記録テープ、接着テープ、写真用印画紙、オフセット版材、電池極板、燃料電池触媒層等の各製造において広く行われている。このうち光学フィルムとしては、例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、光拡散フィルム、光補償フィルムなどを例示することができ、これらは陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＥＬ（electro-luminescence）表示装置等の画像表示装置の表示画面に貼付され、その需要は年々高まっている。このような用途に用いられる光学フィルムの性能は、塗布膜の厚さ変動により大きく影響される。そのため、光学フィルムの分野では、より高度な塗布膜の厚さの均一性が求められる。
【０００３】
可撓性支持体に塗布液を塗布する塗布方式として、例えば、バーコータ方式、リバースロールコータ方式、グラビアロールコータ方式、エクストルージョンコータなどのスロットダイコータ方式などが挙げられ、これらの中では特にグラビアロールコータ方式が採用される場合が多い（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、グラビアロールコータ方式では、塗布前の塗布液が空気に晒されているため塗布液の濃度変化が生じやすい。塗布前の塗布液の濃度が変化してしまうと、形成される塗布膜の膜厚が変化してしまう。高度な塗布膜厚の均一性が求められ、近年の需要の高まりにより大量生産が求められている光学フィルムをグラビアロールコータ方式で製造することは一般に困難である。
【０００５】
一方、スロットダイのスロットから塗布液を可撓性支持体上に吐出するスロットダイコータ方式では、塗布前の塗布液が空気に晒されることがなく、且つ、高速塗布が可能であるので、グラビアロールコータ方式の上記の問題は生じない。
【０００６】
特許文献２には、可撓性支持体をバックアップロールで支持しながら連続走行させ、可撓性支持体をバックアップロールとの間に挟むように配置されたスロットダイから、塗布液を可撓性支持体上に吐出して塗布する、バックアップロール支持方式のスロットダイコータ方式が記載されている。
【０００７】
スロットダイコータ方式にて可撓性支持体に塗布液を塗布する際の、可撓性支持体の支持方式としては、上記特許文献２に記載されたバックアップロール支持方式の他に、平行に配置された一対のロール間に可撓性支持体を架け渡し、一対のロール間に且つ可撓性支持体に対向してスロットダイを配置して、可撓性支持体上にスロットダイから塗布液を吐出する、いわゆるテンション支持方式が知られている。テンション支持方式は、バックアップロール支持方式に比べ、高速塗布が可能であるため生産性がよいことや、より薄い塗布膜の形成が可能であることから、優れた支持方式であるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９５４４３号公報
【特許文献２】特開２００７−７５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
テンション支持方式では、一般に、長尺の可撓性支持体がロール状に巻回された巻回体（一般に「原反」と呼ばれる）から可撓性支持体を巻き出しながら、可撓性支持体に塗布液が塗布される。
【００１０】
可撓性支持体の厚みムラや巻き状態によって、原反の外周面に凹凸が形成されることがある。外周面に凹凸が形成された、いわゆる外観形状が悪い原反から可撓性支持体を巻き出して、テンション支持方式で塗布液を塗布すると、塗布膜に、その厚みムラに起因して可撓性支持体の長手方向に延びた「スジムラ」と呼ばれる外観不良が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記の従来の問題を解決し、テンション支持方式にて支持された可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法において、原反の外観形状にかかわらず、スジムラと呼ばれる塗布膜の厚みムラの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のフィルムの製造方法は、連続走行する可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法であって、前記可撓性支持体は一対のサポートロールの間に架け渡されており、前記スロットダイは前記一対のサポートロールの間に前記可撓性支持体に対向して配置される。
【００１３】
前記スロットダイの前記塗布液が吐出されるスロットに対して前記可撓性支持体の走行方向の下流側に配された前記スロットダイのリップの先端面は、円筒面を有している。
【００１４】
前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の下流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ１、前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の上流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外観形状が悪い原反を用いた場合であっても、テンション支持方式にて支持された可撓性支持体上にスロットダイを使用してスジムラと呼ばれる塗布膜の厚みムラを有しない、均一厚さの塗布膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明のフィルムの製造方法の一実施形態を説明する概略断面図である。
【図２】図２は、実施例で使用した原反の外観形状を測定する方法を示した斜視図である。
【図３】図３は、原反の外観形状と、実施例及び比較例の塗布膜厚との測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を、その一実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明はこの一実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明のフィルムの製造方法の一実施形態を示した、可撓性支持体（以下、単に「支持体」という）１の走行方向２５と平行な面に沿った断面図である。図１は、各部材の構成や配置を理解しやすいように誇張して描かれており、各部材の相対的な大きさや距離は実際の装置と一致していない。
【００１９】
支持体１は、可撓性を有する長尺のウエブ状物（フィルム、シート等）であって、ロール状に巻回された原反（図示せず。図２参照）として供給される。支持体１は、原反から巻き出され、互いに平行に、且つ、離間して配置された上流側サポートロール３１と下流側サポートロール３２との間に所定の張力が印加された状態で架け渡されて、矢印２５の方向に走行する。
【００２０】
支持体１の材料は、特に制限はなく、塗布膜３が形成された支持体１の用途に応じて適宜選択することができるが、例えば樹脂、具体的には、セルロースエステル（例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリスチレン、ノルボルネン系樹脂、非晶質ポリオレフィンなどを用いることができる。このうち、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
【００２１】
支持体１の厚さは特に制限はなく、塗布膜３が形成された支持体１の用途に応じて適宜選択することができるが、その下限値は３μｍ以上、さらには５０μｍ以上が好ましく、また、その上限値は２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下が好ましい。一般に、支持体１の厚さが厚くなればなるほど、支持体１の曲げ剛性が大きくなり、支持体１を安定して走行させるためには一対のサポートロール３１，３２間の支持体１に印加する張力を大きくする必要がある。
【００２２】
サポートロール３１，３２の間に、支持体１に対向してスロットダイ１０が配置されている。スロットダイ１０は、支持体１に対して、サポートロール３１，３２が配置された側とは反対側に配置されている。
【００２３】
スロットダイ１０は、支持体１の走行方向２５の上流側に配置された上流側リップ１１と、下流側に配置された下流側リップ１２とを有する。上流側リップ１１と下流側リップ１２とは離間して配置され、両リップ１１，１２間の隙間は、塗布液２を支持体１に向かって吐出させるスロット１３を構成する。スロット１３の支持体１とは反対側は、塗布液２を滞留させることができるマニホールド（図示せず）と連通していても良い。この場合、塗布液は、マニホールドに流入し、スロット１３を通過して、支持体１上に吐出される。図１に示したスロットダイ１０の断面形状は、支持体１の幅方向（支持体１の長手方向（即ち、走行方向２５）と直交する方向）において、塗布膜３が形成される範囲にわたって一定である。
【００２４】
下流側リップ１２の支持体１と対向する先端面は、支持体１側に凸の円筒面２１と、円筒面２１に対して走行方向２５の上流側に位置する平面２２とからなる。
【００２５】
平面２２は、支持体１との間隔が走行方向２５の下流側ほど小さくなるように支持体１に対して傾斜した傾斜面である。
【００２６】
円筒面２１は、軸２１ｃを中心軸とし、半径Ｒの円筒面の一部を構成する。サポートロール３１，３２間に架け渡されて走行する支持体１に対して円筒面２１が押し付けられ、その結果、支持体１は円筒面２１に沿って湾曲している。図１において、角度αは、円筒面２１の軸２１ｃに対する中心角、角度βは、支持体１が円筒面２１に対して塗布液２を挟んで一定間隔を維持して湾曲している部分（巻き付き部）の軸２１ｃに対する角度（巻き付け角）である。
【００２７】
塗布液２は、スロット１３から吐出され、傾斜した平面２２と支持体１との間に形成された、断面が略楔状の液溜まり２３に一時的に滞留する。これにより、支持体１の表面に塗布液２を確実に接触させることができる。その後、塗布液２は、支持体１の移動にともなって支持体１と円筒面２１との間に移動し、支持体１と円筒面２１との間で圧力を受けて支持体１の幅方向に広がる。円筒面２１の支持体２１の走行方向の下流側端２１１には、塗布液２の表面張力と支持体２及び下流側リップ１２の表面との相互作用によって凹型のメニスカス２４が形成される。塗布液２は、メニスカス２４にて下流側リップ１２から離れ、支持体１の表面に付着して、塗布膜３を形成する。
【００２８】
上述したように、支持体１が巻回された原反の外周面に凹凸が形成されていると、幅方向に一定厚みの塗布膜３を形成することができず、支持体１の長手方向に延びた帯状のスジムラと呼ばれる外観不良が発生する。
【００２９】
このスジムラの発生原因について、鋭意検討した結果、原反の外周面の凹凸によって支持体１が伸び変形しているためであることが判明した。即ち、原反の外周面に凸部が形成された部分では凹部が形成された部分に比べて支持体１は硬く巻かれており、支持体１は伸び変形している。伸び変形が生じた部分では、塗布液２の圧力によって支持体１と円筒面２１との間隔が大きくなるので、塗布膜３が厚くなる。その結果、原反の外周面に凸部が形成された部分で塗布膜３が厚くなり、塗布膜の厚い部分が支持体１の長手方向に連続して形成されるために、帯状のスジムラが形成されるのである。
【００３０】
本発明は、スロットダイ１０の円筒面２１に対する支持体１の巻き付け条件を以下のように規定することにより、上記のスジムラを解消する。即ち、図１に示すように、円筒面２１の支持体１の走行方向の下流側端２１１における円筒面２１の接平面２１１ｐと支持体１（特に、支持体１の下流側端２１１よりも下流側の部分）とがなす角度をθ１、円筒面２１の支持体１の走行方向の上流側端２１２における円筒面２１の接平面２１２ｐと支持体１（特に、支持体１の上流側端２１２よりも上流側の部分）とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足するように、支持体１を円筒面２１に巻き付ける。
【００３１】
式（１）は、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け状態、即ち、円筒面２１の中心角αに対する支持体１の巻き付け角βを規定している。支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を大きくすると、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け角βが大きくなり、θ１＋θ２が小さくなる。逆に、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を小さくすると、円筒面２１に対する支持体１の巻き付け角βが小さくなり、θ１＋θ２が大きくなる。
【００３２】
θ１＋θ２が式（１）の下限値より小さいと、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量が大きすぎるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなる。その結果、原反の凸部によって伸び変形した支持体１の部分に塗布液２が集まりやすくなり、この部分で塗布膜３が厚くなる。従って、塗布膜３の帯状のスジムラを解消することが困難となる。
【００３３】
θ１＋θ２が式（１）の上限値より大きいと、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量が小さすぎるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が低くなる。その結果、支持体１と円筒面２１とが対向する領域において、塗布液２が支持体１の幅方向に拡がりにくくなるので、均一な厚みの塗布膜３を形成することが困難となる。更に、支持体１上に未塗布部領域が形成されることもある。
【００３４】
式（２）は、円筒面２１の下流側端２１１近傍での円筒面２１に対する支持体１の巻き付け状態を規定し、これはメニスカス２４の形成状態と密接に関連する。
【００３５】
θ１が式（２）の上限値より大きいと、メニスカス２４が大きくなり、メニスカス２４での塗布液２の挙動が不安定となり、塗布膜３に等ピッチのスジ状の欠点（「リビング」と呼ばれることがある）が形成されることがある。
【００３６】
従来は、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２を支持体１の幅方向に拡げるために、支持体１の巻き付け角βを円筒面２１の中心角αにほぼ一致させていた。また、リビングの発生を抑えるために、角度θ１をほぼゼロになるように設定していた。β≒αであるので、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まる。また、θ１≒０であるので、メニスカス２４がほとんど形成されず、伸び変形した部分に集まった塗布液２を幅方向に分散させることができない。従って、塗布膜３に帯状のスジムラが形成されてしまう。
【００３７】
本発明では、リビングが発生しない限度で、円筒面２１の中心角αに対する支持体１の巻き付け角βの比を従来よりも小さくする。これにより、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力を低下させ、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まるのを防ぐ。また、仮に塗布液２が伸び変形した部分に集まったとしても、適度な大きさのメニスカス２４を形成することにより、伸び変形した部分に集まった塗布液２を幅方向に分散させる。これらの結果、塗布膜３の厚さが均一になり、帯状のスジムラが発生するのを抑制することができる。
【００３８】
本発明では、塗布液２の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。ここで、粘度は、Ｅ型粘度計を用い、測定コーンプレート直径が５０ｍｍ、測定コーン角が１度、測定ズリ速度が１００（ｌ／ｓ）の条件で測定される粘度をいう。塗布液２の粘度が上記の上限値より大きいと、塗布液２の流動性が低下するので、塗布膜３にリビングが生じやすくなる。塗布液２の粘度が上記の下限値より小さいと、支持体１の伸び変形した部分に塗布液２が集まりやすくなるので、塗布膜３に帯状のスジムラが発生しやすくなる。
【００３９】
円筒面２１の半径Ｒの下限値は、特に制限はないが、３０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上であることが好ましい。半径Ｒが小さいと、式（１）を満足させるためにには、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を大きくする必要があるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなり、塗布膜３に帯状のスジムラが発生しやすくなる。特に、支持体１を光学フィルム用途に使用する場合には、一般に支持体１が厚いので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が高くなりやすく、スジムラが発生しやすくなるので注意を要する。
【００４０】
円筒面２１の半径Ｒの上限値は、特に制限はないが、１５０ｍｍ以下、更には１００ｍｍ以下であることが好ましい。半径Ｒが大きいと、式（１）を満足させるためにには、支持体１に対する円筒面２１の押し込み量を小さくする必要があるので、支持体１と円筒面２１との間に介在する塗布液２の圧力が低くなる。従って、支持体１と円筒面２１とが対向する領域において塗布液２が支持体１の幅方向に拡がりにくくなるので、均一な厚みの塗布膜３を形成することが困難となったり、支持体１上に未塗布部領域が形成されたりすることがある。
【００４１】
上記の実施形態は一例に過ぎず、本発明はこの実施形態に限定されず、種々に変更することができる。
【００４２】
例えば、上記の実施形態では、下流側リップ１２の先端面は円筒面２１及び平面２２の２種類の面で構成されていたが、本発明では、上記式（１）及び式（２）を満足する円筒面２１が形成されていれば良い。好ましくは、該円筒面２１は、下流側リップ１２の最も下流側の領域に形成されていることが好ましい。従って、この円筒面２１よりも上流側の領域は、平面２２以外の面（例えば曲面）が形成されていても良く、あるいは、複数種類の面（例えば、平面、円筒面などの組み合わせ）で構成されていても良い。
【実施例】
【００４３】
幅８００ｍｍ、長さ２０００ｍ、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートからなる支持体がロール状に巻回された原反を用意した。図２に示すように、この原反５にダイヤルゲージ等の測定針７を当てて幅方向８に移動させて、原反５の外周面の変位（原反５の外観形状）を測定した。図２において、参照符号６は支持体１が巻回される巻き芯である。
【００４４】
原反５から支持体１を巻き出しながら、図１に示した構成の塗布装置を用いて、支持体１の片面に塗布液２を塗布した。塗布液２の粘度は２ｍＰａ・ｓであった。円筒面２１の半径ＲはＲ＝６０ｍｍ、中心角αはα＝５．７４°であった。
【００４５】
本発明である実施例では、θ１＝２．６°、θ２＝０°、β＝３．１４°であった。また、接平面２１１ｐと接平面２１２ｐとがなす角度θ（θ≧９０°）はθ＝１７６．８６°であった。
【００４６】
従来の塗布方法に相当する比較例では、θ１＝−０．０４°、θ２＝−０．３°、β＝５．７４°、θ＝１７３．９２°であった。
【００４７】
同一の原反５を用いて、塗布液２の塗布の途中で支持体１の走行を停止させて、塗布条件を実施例と比較例との間で切り替えた。
【００４８】
塗布液２を塗布して得られた塗布膜３の厚さを支持体１の幅方向に測定した。塗布膜３の厚さは、分光光度計（日本分光社製、Ｖｂｅｓｔ、Ｖ−５７０型）を用い、低屈折率層を入射側として、可視光線波長領域（３００ｎｍ〜８００ｎｍ）における反射率を測定し、反射率を膜厚に換算することにより測定した。
【００４９】
図３に、原反５の外観形状と、実施例及び比較例の塗布膜の厚さの測定結果を示す。図３において、原反５の外観形状は、図２の方法で測定した原反５の外周面の変位の実測値を支持体１の１枚当たりの変位量に換算したものである。
【００５０】
比較例では、図３に示されているように、塗布膜３の厚さは、原反５の外周面に凸部が形成された部分では厚く、凹部が形成された部分では薄く形成されており、目視検査では塗布膜３にスジムラが認められた。
【００５１】
一方、実施例では、図３に示されているように、塗布膜３の厚さは、原反５の外観形状にかかわらずほぼ一定であり、目視検査では塗布膜３にスジムラやリビングなどの欠点は一切認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の利用分野は特に制限はないが、可撓性支持体上にテンション支持方式にて塗布膜を塗布する場合に広範囲に利用することができる。例えば、光学用、磁気媒体用、包装用、粘着（又は接着）用、写真用、印刷用、電池用等の各種フィルムを製造する場合に利用することができる。中でも、塗布膜の厚みの均一性に高い精度が要求されるフィルム、例えば光学フィルムを製造する場合に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 可撓性支持体
２ 塗布液
３ 塗布膜
５ 原反
１０ スロットダイ
１１ 上流側リップ
１２ 下流側リップ
１３ スロット
２１ 円筒面
２１１ 円筒面の下流側端
２１１ｐ 下流側端での接平面
２１２ 円筒面の上流側端
２１２ｐ 上流側端での接平面
２２ 平面
２３ 液溜まり
２４ メニスカス
２５ 可撓性支持体の走行方向
３１ 上流側サポートロール
３２ 下流側サポートロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続走行する可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法であって、
前記可撓性支持体は一対のサポートロールの間に架け渡されており、
前記スロットダイは前記一対のサポートロールの間に前記可撓性支持体に対向して配置され、
前記スロットダイの前記塗布液が吐出されるスロットに対して前記可撓性支持体の走行方向の下流側に配された前記スロットダイのリップの先端面は、円筒面を有し、
前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の下流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ１、前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の上流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足することを特徴とするフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記塗布液の粘度が１ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下である請求項１に記載のフィルムの製造方法。
【請求項１】
連続走行する可撓性支持体にスロットダイを使用して塗布液を塗布する工程を備えるフィルムの製造方法であって、
前記可撓性支持体は一対のサポートロールの間に架け渡されており、
前記スロットダイは前記一対のサポートロールの間に前記可撓性支持体に対向して配置され、
前記スロットダイの前記塗布液が吐出されるスロットに対して前記可撓性支持体の走行方向の下流側に配された前記スロットダイのリップの先端面は、円筒面を有し、
前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の下流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ１、前記円筒面の前記可撓性支持体の走行方向の上流側端における前記円筒面の接平面と前記可撓性支持体とがなす角度をθ２としたとき、
１°≦θ１＋θ２≦１５° …（１）
θ１≦６° …（２）
を満足することを特徴とするフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記塗布液の粘度が１ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下である請求項１に記載のフィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５６４３２（Ｐ２０１１−５６４３２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１０５８５（Ｐ２００９−２１０５８５）
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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