説明

塗布装置、塗布方法、および光学フィルムの製造方法

【課題】 振動を効果的に抑制する基礎部を備える塗布装置および塗布方法と、そのような塗布装置や塗布方法によって得られる塗布膜を含む光学フィルムの製造方法とを提供する。
【解決手段】 スロットダイを支持する基礎部140は、グランドレベルよりも上方に突出する地上部142を含む。この地上部142は、グランドレベルから5m以下の高さHを有するとともに、3m以上の水平方向の平均断面積Aを有する。このように基礎部140の地上部142の高さを制限するとともに水平方向に関して十分な平均断面積を確保することで、基礎部140およびスロットダイの振動を効果的に抑制することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗布装置、塗布方法、および光学フィルムの製造方法に係り、特に塗布装置の振動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ウェブ(支持体)の表面に所望の厚さの塗布膜(フィルム)を塗布する塗布装置として、マニホールドからスロットを介して塗布液を吐出させるダイコータ(スロットダイ)を用いる装置が広く用いられている。ダイコータには、スライドコータ、ファウンテンコータ、エクストルージョンコータ、等の種類があり、用途に応じたダイコータが用いられ、光学フィルム等の塗布膜が高品質に形成される。
【0003】
このような塗布装置の塗布部やウェブは、通常、耐振性を有する基礎部に固定設置され、振動の抑制が図られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
精密機器である塗布装置によって高品質な塗布膜を形成するためには、段ムラ等の塗布膜の面状不良に直結しうる塗布装置の振動を可能な限り抑制することが好ましいが、塗布装置の振動を効果的に抑制する基礎部の具体的な構造を開示、提案する文献等は見当たらない。
【0005】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動を効果的に抑制する基礎部を含む塗布装置および塗布方法と、そのような塗布装置や塗布方法によって得られる塗布膜を含む光学フィルムの製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明の一態様は、スロットダイを支持する基礎部を備え、前記基礎部は、グランドレベルから5m以下の高さを有するとともに3m以上の水平方向の平均断面積を有する地上部を有する塗布装置に関する。
【0007】
当該塗布装置によれば、基礎部のうちグランドレベル以上に位置する地上部は、高さが制限されるとともに水平方向に関して十分な平均断面積を有するので、基礎部およびスロットダイの振動を効果的に抑制することができる。
【0008】
なお、ここでいう「スロットダイ」とは、比較的幅の狭いスロットを介して塗布液が吐出される塗布器全般を含みうる概念であり、いわゆるダイコータを含む。また、「グランドレベル」とは、基礎部を固定する場所の高さを指し、例えば地面の高さを意味する。また、「水平方向の平均断面積」とは、水平方向に切った切り口の断面積の平均値を意味する。
【0009】
前記基礎部の頂部は、60秒のサンプリングデータの1/3oct.bandピークホールド分析によるrms値によれば、5Hz以上の振動数で0.3Gal以下の加速度を示すことが好ましい。
【0010】
この条件を満たす場合に、基礎部およびスロットダイの振動を効果的に抑制することができる。
【0011】
前記基礎部は、コンクリート製または鉄筋コンクリート製であることが好ましい。
【0012】
この場合、基礎部はスロットダイを適切に支持することができる。
【0013】
前記基礎部は、前記スロットダイを含むコーティング装置と、スロットダイから吐出される塗布液が塗布される支持体を支持するコーティングロール装置と、を支持することが好ましい。
【0014】
この場合、基礎部によって、スロットダイの振動だけではなくコーティングロール装置の振動も効果的に抑制することができる。したがって、スロットダイは、コーティングロール装置によって支持される支持体に対して塗布液を精度良く塗布することができる。
【0015】
前記スロットダイと前記基礎部との間に設置される制振装置または免振装置を更に備えることが好ましい。
【0016】
この場合、制振装置または免振装置によって、基礎部およびスロットダイの振動を更に効果的に抑制することが可能である。なお、制振装置や免振装置として任意の装置を使用しうる。
【0017】
前記スロットダイは、ダイコータまたはスライドコータであることが好ましい。
【0018】
ダイコータやスライドコータが用いられる場合、塗布膜を精度良く形成する観点からは振動を可能な限り抑制することが望ましいので、本発明の塗布装置が特に有効である。
【0019】
本発明の他の態様は、上記の塗布装置を用いて、支持体上に塗布膜を形成する塗布方法に関する。
【0020】
当該塗布方法によれば、基礎部およびスロットダイの振動を効果的に抑制することができる。
【0021】
本発明の他の態様は、上記の塗布装置によって支持体上に塗布膜を形成し、当該塗布膜を用いて光学フィルムを製造する光学フィルムの製造方法に関する。
【0022】
この場合、上記の塗布装置によって支持体上に精度良く形成された塗布膜が用いられ、高品質な光学フィルムを製造することができる。
【0023】
前記光学フィルムは、反射防止フィルムであることが好ましい。
【0024】
このような反射防止フィルムなどの高機能性フィルムを製造する場合には、フィルムを精度良く製造する必要があるため、上述の本発明に係る塗布装置および塗布方法が特に適している。
【発明の効果】
【0025】
本発明の塗布液の塗布装置および塗布方法によれば、スロットダイは、基礎部によって支持されて振動が抑制されるので、塗布液を精度良く吐出することができる。また、このような塗布装置および塗布方法により製造された塗布膜を用いることによって、高品質な光学フィルムを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、図面を参照して本発明の各実施の形態について説明する。
【0027】
第1の実施形態
図1は、光学フィルムの製造ライン(スロットダイコータ式塗布システム10)の全体構成を示す図である。図中の矢印はウェブ14の走行方向を示す。なお、スロットダイコータ式塗布システム10を簡明に示すために、ウェブ14を搬送する複数のパスローラ68については、代表的な位置に配置されるパスローラ68のみが図示されている。
【0028】
本実施形態のスロットダイコータ式塗布システム10では、上流側から下流側に向かって、送り出し機66、除塵機74、バックアップローラ12、エクストルージョン型のダイコータ(スロットダイ)18、乾燥装置76、加熱装置78、紫外線照射装置80、および巻き取り機82が順次設置されている。なお、ここでいう「上流」および「下流」は、ウェブ14の走行方向を基準としている。
【0029】
送り出し機66は、ポリマー層が予め形成された透明な支持体であるウェブ14を、下流側へ順次送り出す。除塵機74は、ウェブ14に付着する塵等の異物を除去する。
【0030】
ダイコータ18およびバックアップローラ12の詳細については後述するが、バックアップローラ12によって搬送、支持されるウェブ14に向かってダイコータ18から塗布液が吐出され、ウェブ14上に塗布膜が形成される。
【0031】
乾燥装置76および加熱装置78は、ウェブ14上に形成された塗布膜を乾燥させるゾーンを形成する。乾燥装置76は、ウェブ14上の塗布膜(塗布層)の表面を気体層でシールしながら抑制した状態で溶媒を蒸発させる。なお、気体層による塗布膜表面のシールとして、気体を、塗布膜の移動速度に対して−0.1m/秒〜+0.1m/秒の相対速度で塗布膜の表面に沿って移動させることが好ましい。溶媒を抑制した状態で蒸発させる場合、塗布膜中の溶媒含有量の減少速度が時間と比例関係にある間に塗布膜の乾燥を行なうことが好ましい。加熱装置78は、必要により加熱して溶剤を除去したり、膜硬化させたりするのに用いられることもある。
【0032】
なお、乾燥装置76および加熱装置78による溶媒の乾燥は、覆いが設けられた状態で行われることが好ましい。また、乾燥風として、整流した風、均質な風、等を用いることができる。また、蒸発した溶媒を、塗布膜面に対向して設置された冷却凝縮板により、凝縮させて取り除いてもよい。
【0033】
紫外線照射装置80は、紫外線ランプによって塗布膜に紫外線を照射し、塗布膜のモノマー等を架橋させて、所望のポリマーを形成する。巻き取り機82は、ポリマー化された塗布膜(塗布層)が積層されているウェブ14を、ロール状に巻き取って回収する。
【0034】
なお、塗布膜の成分に応じて、塗布膜を熱により硬化させるための熱処理ゾーンを更に設けることもでき、所望の塗布膜の硬化および架橋を行ってもよい。また、本システム10とは別の工程で、ウェブ14上の塗布膜に対して熱処理等の他の処理を施してもよい。
【0035】
このようなスロットダイコータ式塗布システム10の各機器類の間にはパスローラ68が複数設けられており、ウェブ14は、これらのパスローラ68によって上流側から下流側へ送られる。パスローラ68の位置および数、隣接するパスローラ68の回転中心の相互間距離、等は必要に応じて適宜調整される。
【0036】
上述のスロットダイコータ式塗布システム10では、バックアップローラ12およびパスローラ68が、ウェブ14を搬送するガイドローラとして働く。また、スロットダイコータ式塗布システム10には、必要に応じて他の機器類を導入することもできる。例えば、光学補償フィルムでは、塗布膜の液晶部の配向を調整するためのラビング処理装置を除塵機74の前後に設置することも可能である。
【0037】
次に、ダイコータ18およびバックアップローラ12について説明する。
【0038】
図2は、ダイコータ18、バックアップローラ12、およびその周辺の構成図である。図中のバックアップローラ12およびウェブ14の近傍の矢印は、本実施形態の「バックアップローラ12によるウェブ14の搬送方向」、すなわち「ウェブ14の走行方向」を示す。なお、理解を容易にするため、図2に示されている各機器類の大きさや向きは実際の装置と必ずしも一致しないが、図2に示される各機器類は図1に示されている機器類に対応する。
【0039】
本実施形態では、バックアップローラ12により支持された状態で連続走行するウェブ(支持体)14の表面に向かってダイコータ18のスロット24から塗布液が吐出され、ダイコータ18とウェブ14との間に塗布液のビード20が液架橋される。そして、ビード20のウェブ上流側に隣接する空間である減圧チャンバー26内が減圧された状態で、連続走行するウェブ14の表面にビード20の塗布液が塗布され、ウェブ14上に塗布膜(塗布層)が形成される。
【0040】
なお、ダイコータ18によって塗布液が塗布される位置(以下、「塗布位置」とも称する)を基準にして、ウェブ14の走行方向に関し塗布位置よりも前段の部分を「ウェブ上流」と称し、後段の部分を「ウェブ下流」と称する。したがって、図2に示す横型のダイコータ18では、ビード20の下側は「ウェブ上流側」となり、ビード20の上側は「ウェブ下流側」となる。また、ウェブの搬送方向と垂直を成すウェブの幅方向を「ウェブ幅方向」と称する。
【0041】
図3は、ダイコータ18の一部を切断した状態を示す斜視図である。
【0042】
ダイコータ18は、本体の内部に設けられたマニホールド22と、マニホールド22からダイコータ18の先端部に延在するスロット24とを有する。また、ダイコータ18は、上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bの二つのブロックによって構成されており、マニホールド22およびスロット24が上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bの境界の一部となっている。このように、ダイコータ18を多ブロック構造とすることで、ダイコータ18の製造精度を高め、洗浄などの後処理を容易にする。なお、ダイコータ18の具体的な形状やサイズは、自重、使用時の環境、塗布液の温度、製作仕様限界、等に基づいて決定される。
【0043】
マニホールド22は、ダイコータ18に供給された塗布液を塗布幅方向(ウェブ幅方向)へ拡流する液溜め部であり、ウェブ幅方向(長手方向)へ延びる。本実施形態のマニホールド22は、略円形の断面形状を有し、ウェブ幅方向に沿って略同一の断面形状をもつ空洞部を構成する。マニホールド22のウェブ幅方向への有効長さは、ウェブ14に対する塗布幅と同等又は若干長く設定される。なお、マニホールド22は、「ポケット」とも称される。
【0044】
ダイコータ18の本体のウェブ幅方向の両端部には閉鎖板54が設けられ、マニホールド22から外部への塗布液の漏出が防がれている。そして、マニホールド22には、マニホールド22から塗布液を引き抜くための塗布液排出管52が接続されている。なお、塗布液供給管46および塗布液排出管52は、閉鎖板54を貫通して、マニホールド22と連通する。本実施形態では、マニホールド22への塗布液の供給が塗布液供給管46および塗布液排出管52を介して行われるが、これに限定されるものではない。
【0045】
スロット24は、マニホールド22からスロット先端に至る狭隘な塗布液の流路を構成し、ダイコータ18の先端部分における開口部24Aから塗布液を吐出させて、ダイコータ18とウェブ14との間に塗布液から成るビード20を架設する。このスロット24は、通常、0. 01mm〜0. 5mm程度の開口幅をもち、ウェブ幅方向に関し、ウェブ14に対する塗布液の塗布幅に対して略同等以上の長さを持つのが通常である。また、スロット24の先端部は、バックアップローラ12のウェブ走行方向の接線と30°以上90°以下の角度を成すように配置される。なお、マニホールド22からウェブ14に向かって延びるスロット24の流路長は、塗布液の液組成、物性、供給流量、供給液圧、等の諸条件に基づいて設定可能であり、スロット24の開口部24Aから吐出される塗布液がウェブ幅方向に亘って略均一な流量および液圧をもつように、スロット24の流路長を設定することが好ましい。
【0046】
スロット24のウェブ幅方向の両端部には幅規制板60が挿入されており、各幅規制板60は、スロット24の壁部を構成する上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bに密着している。幅規制板60は、スロット24の開口部24Aから吐出される塗布液の塗布幅を規制する部材であり、ウェブ幅方向(長手方向)に関して開口部24Aが塗布幅と略同等以下となるように配置調整されている。また、幅規制板60の近傍の塗布液の塗布状態を安定化させる観点から、幅規制板60に特定の材料や表面加工を採用して、幅規制板60に対する塗布液の濡れ性を調整することが好ましい。例えば、テフロンやニューライトなどの材料によって幅規制板60を形成したり、フッ素樹脂などのポリマーによってコーティングされた金属板を幅規制板60として使用したりすることで、幅規制板60の塗布液に対する接触角が30°以上となるように調整されることが好ましい。
【0047】
ダイコータ18の先端部分は、図2に示すように先細り状に形成され、その先端はリップランド16と呼ばれる。スロット24のウェブ上流側(図2の下側)のリップランド16を上流側リップランド16Aと称し、ウェブ下流側(図2の上側)のリップランド16を下流側リップランド16Bと称する。
【0048】
本実施形態のダイコータ18はオーバーバイト構造を有し、上流側リップランド16Aよりも下流側リップランド16Bのほうが、バックアップローラ12に巻き掛けられたウェブ14に近い位置に配置される。このようなオーバーバイト構造は、ダイコータ18のウェブ幅方向の全長に亘って略均一に形成されている。オーバーバイト構造、下流側リップランド16Bが比較的狭い構造、およびリップランド16とウェブ14の間隔が狭い低リップクリアランス構造を採用する場合、ビード20の下流側塗布液の圧損を小さくして、減圧チャンバー26における減圧値を小さくすることができる。そのため、これらの構造を採用する場合には、ビード20の変動が抑えられ、塗布液をウェブ14上に安定塗布することが可能となり、高精度な面状を有する塗布膜を提供することができる。
【0049】
マニホールド22には、塗布液を貯留する塗布液タンク44が塗布液供給管46を介して接続され、塗布液供給管46には、塗布液タンク44からマニホールド22に塗布液を送る塗布液ポンプ42が設けられている。
【0050】
上述のような構成を有するダイコータ18の先端部分の下方には、ビード20のウェブ上流側の空間を減圧するための減圧チャンバー26が設けられている。減圧チャンバー26は、バックプレート26A、2枚のサイドプレート26B、リアプレート26C、およびボトムプレート26Dによって、内部に空間を形成するような箱形形状に構成されている。
【0051】
バックプレート26Aは、減圧チャンバー26のうちウェブ搬送方向の最も上流側に位置し、ウェブ14の幅方向に延在するように配置される。2枚のサイドプレート26Bは、バックプレート26Aと垂直を成すように配置され、減圧チャンバー26の両側壁を構成する。バックアップローラ12と近接するサイドプレート26Bの縁部分(図示省略)は、バックアップローラ12とほぼ同じ曲率を有する。リアプレート26Cは、ダイコータ18の下方において、バックプレート26Aと略平行に配置されている。ボトムプレート26Dは、減圧チャンバー26の底部分を構成し、バックプレート26A、サイドプレート26B、およびリアプレート26Cと縁部分において接合する。
【0052】
「バックプレート26Aとウェブ14の間」および「サイドプレート26Bとウェブ14の間」の各々には、所定の大きさの隙間が存在する。主にこれらの隙間によって構成される「バックアップローラ12(ウェブ14)と減圧チャンバー26との間の隙間」および「ダイコータ18と減圧チャンバー26との間の隙間」を介し、減圧チャンバー26内に外気(空気)が流入する。なお、これらの隙間を介して減圧チャンバー26内に流入する空気流量は、外気に対する減圧チャンバー26内の減圧度に応じて変わり、具体的には後述するエアー吸引口35の吸気流量およびブロア30の排気流量に応じて決定される。
【0053】
ボトムプレート26Dには吸引口40が形成され、この吸引口40にはエアー配管28が接続されている。減圧チャンバー26は、吸引口40およびエアー配管28を介してブロア30に接続され、減圧チャンバー26とブロア30との間のエアー配管28にはバッファ装置33が設けられている。したがって、減圧チャンバー26、バッファ装置33、およびブロア30が、エアー配管28を介して順次設けられており、これらによって減圧装置が構成されている。
【0054】
ブロア30は、吸引口40およびエアー配管28を介して減圧チャンバー26内の空気を吸引し、減圧チャンバー26内を負圧にする。本実施形態のブロア30は、インバータ式であり、吸引風量を適宜変えることができ、エアー排気流量を毎時0.5m〜5m(0.008m/min(分)〜0.08m/min(分))の範囲で調整することが可能である。
【0055】
次に、ダイコータ18とバックアップローラ12(ウェブ14)との間の距離を調整する機構について説明する。
【0056】
図4は、第1の実施形態のダイコータ18およびバックアップローラ12を側方からみた構成を示す図である。
【0057】
ダイコータ18、バックアップローラ12、およびダイコータ18とバックアップローラ12(ウェブ14)との間の距離を調整するストッパー110、等の部材が、土台となる基礎部140上に設けられている。
【0058】
ウェブ14が巻き掛けられるバックアップローラ12は、ローラ用架台130を介して基礎部140に固定支持されている。
【0059】
ダイコータ18と基礎部140の間には、下部架台102、スライドガイド部106、スライド部104、移動テーブル100、およびダイ支持部98が順次設けられている。
【0060】
下部架台102は、基礎部140上における安定した固定支持を実現するための架台であり、基礎部140上に直接設けられている。スライドガイド部106は、スライド部104のスライド移動をガイドする部材である。本実施形態のスライドガイド部106は、下部架台102上において、ダイコータ18の移動方向(図中矢印A参照)と垂直を成す方向に二つ並置され、各々がダイコータ18の移動方向に延在する。スライド部104は、移動テーブル100の下部において、スライドガイド部106に対応する位置に、ダイコータ18の移動方向(図中矢印参照)と垂直を成す方向に二つ並置されている。各スライド部104は、対応するスライドガイド部106に対してスライド自在に嵌合し、移動テーブル100とともにスライドガイド部106に沿ってスライド移動する。
【0061】
移動テーブル100は、ダイ支持部98を介してダイコータ18を固定支持するテーブルであり、スライド部104とともにスライド移動する。ダイ支持部98は、移動テーブル100に対してダイコータ18を固定する部材である。
【0062】
移動テーブル100の下方には、ダイコータ18をスライド移動させるための駆動源である駆動装置120が設けられている。この駆動装置120は、移動テーブル100に固定されたストッパー受け部122と、ストッパー受け部122を貫通するボールネジ123と、ボールネジ123を軸回転させるサーボモータ124と、移動テーブル100の位置を検出する位置検出装置125と、を有する。
【0063】
ストッパー受け部122は、ボールネジ123とネジ嵌合しており、ボールネジ123の軸回転に伴ってダイコータ18の移動方向(図中矢印A方向)へ移動する。ボールネジ123は、ダイコータ18の移動方向に延在し、その軸回転によって、ストッパー受け部122、移動テーブル100、ダイ支持部98、およびダイコータ18を矢印A方向へ移動させる。位置検出装置125は、移動テーブル100の実際の位置を検出し、その検出結果をサーボモータ124に送る。なお、移動テーブル100の位置を検出することができる任意の装置を位置検出装置125として用いることができ、取り付け位置も特に限定されず、検出手法に応じた適切な位置に配置される。サーボモータ124は、位置検出装置125から送られてくる検出結果に基づいて、ボールネジ123の軸回転量をフィードバック制御して、移動テーブル100、ダイコータ18、等の位置を正確に制御する。なお、駆動装置120の構成はこれに限定されるものではない。
【0064】
下部架台102上には、ストッパー受け部122の移動を制限する第1ストッパー110が設けられている。第1ストッパー110は、ストッパー受け部122よりもバックアップローラ12側(図4の右側)に配置されている。また、第1ストッパー110は、図4の紙面に垂直な方向に関して、任意の箇所に設置可能であり、例えばストッパー受け部122の略中央部に第1ストッパー110を配置することも可能である。
【0065】
第1ストッパー110は、下部架台102に取り付けられたストッパー用架台114と、ストッパー用架台114上に取り付けられたストッパー支持部116および接触支持部117と、接触支持部117の表面のうちストッパー受け部122側の面に取り付けられた接触部118とを有する。接触部118は、ストッパー受け部122と直接接触する箇所であるため、剛性が高い素材及び構造がとられるのが望ましい。
【0066】
上述のように、ダイコータ18とバックアップローラ12(ウェブ14)との間の距離を調整する機構では、まず、ストッパー受け部122の移動目標位置に合わせて、サーボモータ124によってボールネジ123の軸回転量が正確にコントロールされる。これにより、ストッパー受け部122を移動目標位置まで正確に移動させて、移動テーブル100およびダイコータ18を所望の位置に移動させることができる。そして、所望の位置に配置されたダイコータ18からバックアップローラ12に巻き掛けられたウェブ14に向かって塗布液が吐出され、ウェブ14上に塗布膜が形成される。
【0067】
次に、基礎部140の構成について説明する。図5は、第1の実施形態の基礎部140を側方から見た断面図を示す。図6は、第1の実施形態の基礎部140を上方から見た図を示す。
【0068】
基礎部140は、グランド(地面)の上方に突出する直方体の地上部142と、グランドに埋め込まれる直方体の地中部144とによって構成される。水平方向に切られた地上部142の断面積(水平断面積)Aはほぼ一定であり、この水平断面積Aの平均値が3m以上に設定されている。また、地上部142の高さHは5m以下に設定されている。一方、地中部144の水平断面積Aもほぼ一定であり、水平断面積Aの平均値が5m以上に設定されている。また、地中部144の深さHは2m以上に設定されている。この基礎部140は、コンクリートまたは鉄筋コンクリートで作られており、適切な材料が使用状況等に応じて用いられうる。
【0069】
このような基礎部140の上面Sに、ダイコータ18およびバックアップローラ12が載置される(図4参照)。
【0070】
本件発明者は、鋭意研究の結果、以下の[実施例]に示されているように、図5に示す基礎部140の地上部142の高さHが高くなるほど、また地上部142の断面積が小さくなるほど、基礎部140上のダイコータ18、バックアップローラ12、等の振動が抑制され難く増幅しやすいという知見を得た。また特に、基礎部140上のダイコータ18、バックアップローラ12、等に100Hz以下の低周波域の振動が生じることを抑制することと、特定の固有振動数を各機器類に持たせないようにすることとが、塗布液をウェブ14上に精度良く塗布する際に有効であるということが分かった。
【0071】
具体的には、基礎部140の地上部142の高さHを5m以下に設定するとともに、地上部142の平均水平断面積Aを3m以上に設定することで、基礎部140上の機器類の振動を効果的に抑制することができるという知見を得た。また、60sのサンプリングデータの1/3oct.band・ピークホールド分析におけるrms値(二乗平均平方根値)に基づいて、5Hz以上の振動数でX軸、Y軸、およびZ軸のいずれの方向に関しても0.3Gal以下の加速度を、運転時の基礎部140の頂上部(上面S)が持つように、基礎部140上の機器類の配置位置、各機器類の重量、等を調整することが好ましいという知見を得た。そして、加速度、速度、および振動値と周波数との関係を示すトリパタイトグラフからも、これらの知見が好ましいことが確認された。
【0072】
したがって、このような条件を満たすスロットダイコータ式塗布システム10によれば、基礎部140上のダイコータ18、バックアップローラ12、等の振動を効果的に抑制して、ウェブ14上に塗布される塗布膜の段ムラ等の面状不良を低減し、高品質な塗布膜を提供することができる。このような装置によって提供される塗布膜は、非常に良好な面状を有しているので、反射防止フィルム等の光学フィルムの分野で特に有益である。
【0073】
第2の実施形態
本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0074】
図7は、第2の実施形態の基礎部140を側方から見た断面図を示す。図8は、第2の実施形態の基礎部140を上方から見た図を示す。
【0075】
本実施形態では、複数の地上ブロック143を相互に連結することによって、基礎部140の地上部142が形成されている。図7に示す例では、三つの地上ブロック143が積み上げられ、隣接する地上ブロック143の側部同士が連結部146により連結されている。図8に示すように、地上ブロック143の両サイドの各々に、連結部146が二つ並んで設けられており、隣接する地上ブロック143が強固に密着した状態で連結されている。
【0076】
他の構成は上述の第1の実施形態と略同一である。
【0077】
本実施形態の基礎部140の地上部142は、複数のブロックが相互に強固に密着した状態で連結しているので、地上部142を一体として構成した上述の第1の実施形態の地上部142とほぼ同一構造とみなすことができる。
【0078】
したがって、本実施形態においても、基礎部140の地上部142の高さHを5m以下に設定するとともに、地上部142の平均水平断面積Aを3m以上に設定することで、基礎部140上の機器類の振動を効果的に抑制することができる。また、60sのサンプリングデータにおける1/3oct.band・ピークホールド分析におけるrms値(二乗平均平方根値)に基づいて、5Hz以上の振動数でX軸、Y軸、およびZ軸のいずれの方向に関しても0.3Gal以下の加速度を、運転時の基礎部140の頂上部(上面S)が持つように、基礎部140上の機器類の配置位置、各機器類の重量、等を調整することが好ましい。
【0079】
第3の実施形態
本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0080】
図9は、第3の実施形態のダイコータ18およびバックアップローラ12を側方からみた構成を示す図である。
【0081】
本実施形態では、ダイコータ18と基礎部140との間(例えば、下部架台102と基礎部140との間、またはスライドガイド部106と下部架台102との間)に免振装置または制振装置148が設置される。また、第1ストッパー110と基礎部140との間(例えば、下部架台102と基礎部140との間、またはストッパー用架台114と下部架台102との間)に免振装置または制振装置148が設置される。また、バックアップローラ12と基礎部140との間(例えばローラ用架台130と基礎部140との間)に免振装置または制振装置148が設置される。なお、基礎部140の直上に免振装置または制振装置148を設置する場合には、「基礎部140と下部架台102との間に設けられる免振装置または制振装置148」と「基礎部140とローラ用架台130との間に設けられる免振装置または制振装置148」とを、一体として設けてもよいし、別体として設けてもよい。
【0082】
他の構成は上述の第1の実施形態と略同一である。
【0083】
免振装置あるいは制振装置と従来の基礎部とを組み合わせた場合でも、塗布装置に生じる振動をある程度抑制することができるが、そのようなシステムと、上述の基礎部140を含む本実施形態のスロットダイコータ式塗布システム10とは、抑制対象とする振動周波数の領域の幅が異なる。通常の免振装置あるいは制振装置は、高周波領域の振動の免振性あるいは制振性には優れているが、免振装置自体あるいは制振装置自体の固有振動が起きやすいため、低周波領域の振動の免振性あるいは制振性はやや劣る。一方、本実施形態の基礎部140によれば、低周波領域の振動であっても効果的に抑制することができる。
【0084】
したがって、本実施形態のように免振装置あるいは制振装置と基礎部140とを組み合わせることで、幅広い周波数領域の振動を効果的に抑制することができ、総合性能が極めて高い振動抑制を実現することができる。
【0085】
次に、本発明によって実現可能な光学フィルムの具体的な構成例について説明する。
【0086】
[LCD用光学補償シート]
以下に、セルロースアシレートフィルム透明支持体(ウェブ14)上にディスコティック化合物からなる光学異方性層を塗設した光学補償シートを、直接偏光板の保護フィルムとして用いる液晶表示装置について説明するが、本発明を応用可能な光学フィルムはこれに限定されるものではない。
【0087】
ディスコティック化合物については、特開平7−267902号、特開平7−281028号、特開平7−306317号の各公報に詳細に記載されている。それらによると、光学異方層はディスクティック構造単位を有する化合物から形成される層である。即ち、光学異方層は、モノマー等の低分子量の液晶性ディスコティック化合物層、または重合性の液晶性ディスコティック化合物の重合(硬化)により得られるポリマー層である。
【0088】
また、セルロースアシレートフィルムは、配向膜の支持体(ウェブ14)として好ましく用いられる。それらは特開平9−152509号公報に詳細に記載されているものを適用できる。すなわち、配向膜は、セルロースアシレートフィルム上又はそのセルロースアシレートフィルム上に塗設された下塗層上に配設可能であり、その上に設けられる液晶性ディスコティック化合物の配向方向を規定するように機能する。このような配向膜は、光学異方層に配向性を付与できるものであれば、どのような層でもよい。なお、配向膜に用いられるポリマーと、光学異方層の液晶性化合物とが、これらの層の界面を介して化学的に結合していることが好ましい。
【0089】
セルロースアシレートフィルムは、特開平8−5837号、特開平7−191217号、特開平8−50206号、特開平7−281028号の各公報に詳細に記載されている基本構成を有する光学補償シートに用いることができる。セルロースアシレートフィルム及びその上に設けられた光学異方層からなる光学補償シートが適用例であり、該光学異方層がディスコティック構造単位を有する化合物から形成される層である。LCDへの適用例としては、上記光学補償シートを偏光板の片側に粘着剤を介して貼り合わせる、もしくは、保護フィルムとして上記光学補償シートを偏光素子の片側に接着剤等を介して貼り合わせることが好ましい。光学異方素子は、少なくともディスコティック構造単位(ディスコティック液晶が好ましい)を有することが好ましい。
【0090】
セルロースアシレートフィルムが適用される表記の光学補償シートの作製方法については、例えば特開平9−73081号、特開平8−160431号、特開平9−73016号の各公報に詳細に記載されているが、これらに限定されるものではない。
【0091】
[LCD用光学補償シートの応用法]
次にセルロースアシレートフィルムをパネルへ応用する例を示す。それらは、特開平8−95034号、特開平9−197397号、特開平11−316378号の各公報に詳細に記載されている。前記各公報に記載されている光学補償シートは、液晶表示装置、特に透過型液晶表示装置に有利に用いられる。透過型液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなる。液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持する。光学補償シートは、液晶セルと一方の偏光板との間に一枚配置するか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に二枚配置することができる。液晶セルのモードは、VAモード、TNモード、またはOCBモードであることが好ましい。
【0092】
[防眩フィルム、反射防止フィルム]
セルロースアシレートフィルムは、防眩フィルム、反射防止フィルムに対しても好ましく適用できる。LCD、PDP、CRT、EL等のフラットパネルディスプレイの視認性を向上させる目的で、セルロースアシレートフィルムの片面または両面に防眩層、反射防止層の何れかあるいは両方を付与することができる。このような機能を付与したフィルムは防眩フィルムまたは反射防止フィルムと呼ばれ、防眩層と反射防止層の両方を具備するものは防眩性反射防止フィルムと呼ばれることがある。一般に、防眩フィルムならば透明支持体と防眩層から構成され、反射防止フィルムならば単層または複数層の光干渉層から成る反射防止層が透明支持体上において最表面に設けられ、必要に応じてハードコート層や防眩層が支持体と光干渉層の間に設けられる。
【0093】
透明支持体としては、LCD用途にはセルロースアシレートフィルムが好ましく、特にセルロースアセテートが好ましい。本発明に係る防眩、反射防止フィルムをLCDに用いる場合、片面に粘着層を設ける等することにより、ディスプレイの最表面やディスプレイ内部の空気との界面に配置可能である。セルローストリアセテートは偏光板の偏光子を保護する保護フィルムに用いられるため、本発明に係る防眩、反射防止フィルムをそのまま保護フィルムに用いることがコスト、ディスプレイの薄手化の観点で好ましい。
【0094】
本発明に係る防眩、反射防止フィルムには、必要に応じてハードコート層を設けることができる。ハードコート層に用いられる化合物は、飽和炭化水素またはポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、架橋構造を有することが好ましい。架橋構造を有するポリマーを得るためには、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを電離放射線または熱により架橋するのが好ましい。
【0095】
フィルムに防眩性能を付与する手段としては、可視光を散乱する粒径のマット粒子をバインダ中に分散して表面凹凸を有する防眩層を形成する方法、エンボスやサンドブラスト等により支持体表面に凹凸を付与する方法、塗布組成物の相分離構造により表面に凹凸を付与する方法等、様々な手法が公開特許公報にて公開されているが、一般的にはマット粒子をバインダ中に分散する方法が実用化されている。
【0096】
防眩層の形成には、表面凹凸形成による防眩性付与の目的で、樹脂化合物からなるバインダに加えて樹脂または無機化合物からなる微粒子(マット剤)が用いられることがある。平均粒径は、1.0μmから10.0μmが好ましく、1.5μmから5.0μmがより好ましい。また、防眩層のバインダ膜厚よりも小さな粒径の微粒子が、該微粒子全体の50%未満であることが好ましい。粒度分布はコールターカウンター法により測定できるが、その分布は粒子数分布に換算して考えることができる。防眩層膜厚は、0.5μm乃至10μmが好ましく、1μm乃至5μmがより好ましい。
【0097】
防眩層を形成するために用いられる樹脂バインダには、膜強度、透明性の観点から、上記ハードコート層を形成するための素材が好ましく用いられる。反射防止層と組み合わされる場合には、さらに上記ハードコート素材に加えて、高屈折率モノマーまたは高屈折率無機微粒子を併用することで、層の屈折率を1.50から2.00まで高くすることができ、反射防止性能を向上させることが可能な場合がある。
【0098】
エンボスによって支持体表面に凹凸を付与する場合には、複数層の光学干渉層の全てを形成した後に表面凹凸を形成することが好ましい。表面凹凸を形成した後にウエット塗布によって複数の光学干渉層を形成する場合、凹部に塗布液が溜まることによって発生する各層の膜厚ムラのために、反射防止性能の著しい悪化を引き起こすことがあり、好ましくない。全光学干渉層を形成した後にエンボス処理を行うことにより、光学干渉層の膜厚が実質的に均一になる。ここで、実質的に均一とは、中心膜厚±3%以内であることを意味する。
【0099】
反射防止フィルムには、光学薄膜による光干渉の原理に基づいて設計された膜厚、屈折率、層構成となるように、低屈折率層の単層、あるいは低屈折率層と高屈折率層の複数層から構成される反射防止層を設ける。ここで低屈折率層、高屈折率層とは、それぞれ支持体の屈折率よりも低い屈折率を有する層、支持体の屈折率よりも高い屈折率を有する層を指し、いずれも反射防止の対象となる光の波長オーダー以下の膜厚を有する。このような非常に薄い膜厚を有する層は光学薄膜と呼ばれ、光干渉の原理に基づいた反射防止膜や反射膜等の光学機能層として様々な用途に実用化されている。
【0100】
低屈折率層として、屈折率が1.30〜1.49までのものが、膜強度と屈折率のバランスを兼ね備えた素材として選択できる。具体的には、特開平11−38202号、特開平11−326601号の各公報等で開示されるような光の散乱を生じないぐらい粒径が小さな微粒子間に空気の隙間が形成された低屈折率層や、熱または電離放射線により架橋する含フッ素化合物が好ましく用いられる。
【0101】
高屈折率層には、上記防眩層を高屈折率化するときに好ましく用いられる素材が同様に用いられる。好ましい屈折率範囲は1.70〜2.20であり、好ましい膜厚範囲は5〜300nmである。
【0102】
ハードコート層、防眩層、反射防止層の各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号明細書)に基づいて、塗布により形成することができる。二以上の層を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許2761791号、米国特許2941898号、米国特許3508947号、米国特許3526528号の明細書、および原崎勇次著、コーティング工学、253頁、朝倉書店(1973)に記載がある。
【0103】
なお、特開2003−149413には、角変化による、コントラスト低下、階調または黒白反転および色相変化などがほとんど生じない、表示品位に優れる液晶表示装置を提供するために、酢化度59.0%〜61.5%のセルロースアセテートフィルム上に、透光性樹脂中に透光性微粒子を含む光拡散層を有する光拡散フィルムであって、セルロースアセテートフィルムの厚みが20μm〜70μmであり、長さ100mm当たりのカットオフ値が0.8mmであり、平均表面粗さRaが0.2μm以下である光拡散フィルムについての記載があり、この光拡散フィルムは本発明にも適応できる。
【0104】
本発明の防眩フィルム、反射防止フィルムは、防眩層、反射防止層の形成前または形成後に何らかの手段によって支持体の裏面を鹸化処理することにより、LCDを始めとする各用途に用いられる偏光板の製造において、保護フィルムとして偏光子の片面若しくは両面に直接偏光子と貼り合わせることができる。
【0105】
特にLCDの広視野角化のために液晶を封入したセルと偏光板との間に位相差フィルムを配置する場合には、セルの両面に配置される偏光板のうち、視認側に用いられる偏光板の空気界面側の保護フィルムに防眩フィルムまたは反射防止フィルム、およびその反対面であってセルと偏光子との間に形成される面に位相差フィルムの各々を、偏光子の両面に保護層として貼り合わせて用いることができる。このような構成の偏光板は、従来の偏光板と同等の厚みを持つ一方で、広視野角、低反射といった機能を付与することが可能であり、高機能LCD用途に極めて好ましい。
【0106】
屈折率が異なる無機化合物(金属酸化物等)の透明薄膜を複数積層させた多層膜として、化学蒸着(CVD)法、物理蒸着(PVD)法、および金属アルコキシド等の金属化合物のゾルゲル方法でコロイド状金属酸化物粒子皮膜を形成後に後処理(紫外線照射:特開平9−157855号公報、プラズマ処理:特開2002−327310号公報)して薄膜を形成する方法が挙げられる。一方、生産性が高い反射防止膜として、無機粒子がマトリックス状に分散されて形成される薄膜を積層塗布してなる反射防止膜が各種提案されている。
【0107】
上述したような塗布による反射防止フィルムに対して微細な凹凸の形状を有する防眩性を付与した反射防止層から成る反射防止フィルムも挙げられる。
【0108】
[塗布型反射防止フィルムの層構成]
基体上において少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成から成る反射防止膜は、「高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率」の関係を満足する屈折率を有する様に設計される。また、透明支持体と中屈折率層の間にハードコート層を設けてもよい。更に、塗布型反射防止フィルムは、中屈折率ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層を含んでいてもよい。また、各層に他の機能を付与してもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等が挙げられる。
【0109】
基体上に防眩層、低屈折率層を積層した層構成からなる防眩性反射防止膜は、「防眩層の屈折率>低屈折率層の屈折率」を満足する様に設計される。また、透明支持体と防眩層の間に、ハードコート層を設けてもよい。
【0110】
基体上にハードコート層を設け、低屈折率層を積層した層構成のクリア型反射防止膜は「防眩層の屈折率>低屈折率層の屈折率」を満足する様に設計される。また透明支持体と防眩層の間にハードコート層を設けてもよい。もしくは基体上に防眩層を設け、高屈折率層、低屈折率層を積層した層構成の防眩性反射防止膜は、「高屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率」を満足する様に設計される。もしくは基体上にハードコート層を設け、高屈折率層、低屈折率層を積層した層構成からなる防眩性反射防止膜は、「高屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率」を満足する様に設計される。
【0111】
反射防止膜の高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜から成る。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層して成り、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。
【0112】
(反射防止フィルムの他の層)
さらに、ハードコート層、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けてもよい。
【0113】
(ハードコート層)
ハードコート層は、反射防止フィルムに物理強度を付与するために、透明支持体に設けられる。特に、透明支持体と前記高屈折率層の間に設けられることが好ましい。高屈折率層は、ハードコート層を兼ねることができる。ハードコート層は、平均粒径0.2μm〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能)を付与した防眩層(後述)を兼ねることもできる。ハードコート層の膜厚は用途により適切に設計することができる。
【0114】
(前方散乱層)
前方散乱層は、液晶表示装置に適用した場合の、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良効果を付与するために設けられる。上記ハードコート層中に屈折率の異なる微粒子を分散することで、ハードコート機能と兼ねることもできる。例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報、等が挙げられる。
【0115】
(アンチグレア機能)
反射防止膜は、外光を散乱させるアンチグレア機能を有していてもよい。アンチグレア機能は、反射防止膜の表面に凹凸を形成することにより得られる。反射防止膜表面に凹凸を形成する方法は、これらの表面形状を充分に保持できる方法であればいずれの方法であってもよい。
【0116】
なお、上述したスロットダイコータ式塗布システム10は、特に薄層塗布に有効であるので、たとえば、ウエット塗布量が20ml/m 以下(塗布時の膜厚が20μm以下)、更には10ml/mの薄層塗布を行う光学フィルムの製造ラインに好適に適用できる。
【0117】
スロットダイコータ式塗布システム10は、クリーンルーム等の清浄な雰囲気に設置するとよい。その際、清浄度はクラス1000以下が好ましく、クラス100以下がより好ましく、クラス10以下が更に好ましい。
【0118】
本発明において、塗布される塗布液の塗布層の数は単層に限定されるものではなく、必要に応じて同時多層塗布方法にも適用できる。
【0119】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、基礎部140の地上部142の高さを比較的低く設定するとともに平均水平断面積Aを比較的大きく設定することによって、基礎部140上に配置されるダイコータ18等の機器類の振動を効果的に抑制することができる。これにより、ダイコータ18からウェブ14上に塗布される塗布膜の段ムラ等の面状不良を低減することができ、高品質な塗布膜を製造することができる。
【0120】
上述の事項は本発明の各態様を例示したものであって、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形が加えられたり、公知の要素を応用したりすることも可能であり、そのような各種態様も本発明の範囲に含まれうる。
【0121】
例えば、上述の各実施形態ではエクストルージョン型のダイコータを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、塗布装置全般に対して本発明を適用することができる。
【0122】
また、上述の実施形態ではボールネジ123およびサーボモータ124を組み合わせて駆動装置120を構成する例について説明したが、ダイコータ18を固定支持する移動テーブル100を所望位置に移動させることができれば、駆動装置120の構成は特に限定されない。例えば、油圧装置等の移動装置によってストッパー受け部122や移動テーブル100を押圧し、スライド部104をスライドガイド部106上で滑動させる構成であってもよい。なお、この油圧装置等の移動装置は、ダイコータ18の移動方向に関し、ストッパー受け部122を挟んで第1ストッパー110とは反対側(図4の左側)に配置されることが好ましい。
【0123】
また、スロットダイコータ式塗布システム10におけるバックアップローラ12、ダイコータ18、および減圧チャンバー26は、ウェブ14上に塗布液を適切に塗布することができれば、どのような配置関係であってもよい。例えば、ウェブ14に対するダイコータ18の塗布液の吐出角度、マニホールド22の断面形状、バックアップローラ12に対するウェブ14の巻き掛け状態、バックアップローラ12に対するウェブ14の巻き掛け部とダイコータ18や減圧チャンバー26との相対位置関係、オーバーバイト量、等は、用途に応じて適宜調整可能である。
【0124】
また、マニホールド22への塗布液の供給方式は、マニホールド22に塗布液を適切に供給することができればどのような手法であってもよい。例えば、マニホールド22の一端側から塗布液を供給する方式だけではなく(図3参照)、マニホールド22の中央部から塗布液を供給する方式、塗布液が漏れ出ることを防止する栓をマニホールド22の両端部に設けて、マニホールド22の一方端から新規な塗布液を供給するとともに、他方端から抜き取られた一部の塗布液を再び一方端に循環させる方式、等も用いられうる。また、マニホールド22の断面形状は、各図に示す略円形に限定されるものではなく、例えば半円形、台形などの矩形、あるいはそれらに類似する形状であってもよい。
【0125】
また、上述の実施形態では、エアー吸引口35、およびブロア30がコントローラ38によって自動的に制御される例について示したが、これらの各機器をユーザが手動で適宜制御してもよい。
【0126】
また、上述の実施形態では、ウェブ14上に塗布膜が単層で形成される例について説明したが、防眩層や反射防止層などの何らかの機能を有する塗布膜を複数層に形成してもよい。ウェブ14上に複数層の塗布膜が形成される場合には、各層の塗布液をウェブ14上に逐次塗布してもよいし、各層の塗布液をウェブ14上に同時に塗布してもよい。なお、ウェブ14(基材、フィルム)上に逐次塗布を行って2層以上の塗布膜を形成する場合、これらの塗布工程を連続で行うことが生産上は好ましく、最終層以外の層(塗布膜)に対する巻き取り工程を省略し、各層に対する塗布工程および乾燥工程を繰り返して、最終的に巻き取って回収することがより好ましい。
【実施例】
【0127】
以下に上述の第1の実施形態に係るスロットダイコータ式塗布システム10を用いた実施例について記述するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0128】
実施例1
まず、下地として防眩層(防眩フィルム)を製作した。
【0129】
塗布液は、次のように調整した。ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)75g、粒径約30nmの酸化ジルコニウム超微粒子分散物含有ハードコート塗布液(デソライトZ−7401、JSR(株)製)240gを、104gのメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=54/46重量%の混合溶媒に溶解した。
【0130】
得られた溶液に、光重合開始剤(イルガキュア907、チバファインケミカルズ(株)製)10gを加え、攪拌溶解した後に、20重量%の含フッ素オリゴマーのメチルエチルケトン溶液からなるフッ素界面活性剤(メガファックF−176PF、大日本インキ(株)製)0.93gを添加した(なお、この溶液を塗布、紫外線硬化させて得られた塗布膜の屈折率は1.65であった)。
【0131】
更に、この溶液に個数平均粒径2.0μm、屈折率1.61の架橋ポリスチレン粒子(SX−200HS、綜研化学(株)製)20gを、160gのメチルエチルケトン/シクロヘキサノン=54/46重量%の混合溶媒に高速ディスパにて5000rpmで1時間攪拌分散し、孔径10μm、3μm、1μmのポリプロピレン製フィルタ(それぞれPPE−10、PPE−03、PPE−01、いずれも富士写真フイルム(株)製)にて濾過して得られた分散液29gを添加、攪拌した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタで濾過して防眩層用の塗布液として調製した。この塗布液の粘度は8mpa・s/m であり、表面張力は30mN/mであった。
【0132】
このようにして得られた塗布液を、ウェブ14上に塗布される塗布膜の湿潤膜厚が8μm、ウェブ14上の塗布液の塗布量が8mL/m、塗布幅が1440mmとなるように、バーコータによってウェブ14上に塗布した。この時、ウェブ14を10m/minの速さで搬送した。このようにして塗布液が塗布されたウェブ14を、巻き取り機82によってロール状に巻き取った。
【0133】
次に、反射防止膜用の塗布液の準備(低屈折率層用塗布液の調製)を行った。屈折率が1.42であり、熱架橋性含フッ素ポリマーの6重量%のメチルエチルケトン溶液(JN−7228、JSR(株)製)93gに、MEK−ST(平均粒径10nm〜20nm、固形分濃度30重量%のSiOゾルのメチルエチルケトン分散物、日産化学(株)製)8g、メチルエチルケトン188g及びシクロヘキサノン12gを添加、攪拌の後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルタ(PPE−01)で濾過して、反射防止膜用塗布液を調製した。この反射防止膜用塗布液の粘度は1mPa・sであり、表面張力は24mN/mとなった。
【0134】
このようにして得られた反射防止膜用塗布液を、ウェブ14上に塗布される塗布膜の湿潤膜厚が6μm、ウェブ14上の塗布液の塗布量が6mL/m、塗布幅が1490mmとなるように、ダイコータ18によってウェブ14上に塗布した。
【0135】
なお、ウェブ14として、上記の防眩層が設けられたフジタックの1470mm幅のウェブ14が用いられ、10m/minの速さでこのウェブ14を搬送した。このようにして反射防止膜用の塗布液が塗布されたウェブ14を、巻き取り機82によってロール状に巻き取った。
【0136】
上述のような塗布膜の形成は、以下の構成の基礎部140上に載せられたダイコータ18およびバックアップローラ12によって行われた。すなわち、基礎部140の地中部144として、5m×6m×2m(幅×長さ×深さ(H))の大きさのコンクリート部材を用いた。また、基礎部140の地上部142として、地中部144の中央部に3mの断面積の鉄筋入りコンクリート部材(本体)を積み上げて地中部144と連結した。なお、3mの断面積を有する本体の周りに鉄筋入りコンクリートブロックを積み上げて本体と連結することにより、地上部142の平均断面積を調整した。
【0137】
基礎部140および基礎部140上の機器類に作用させる振動は、一般的な外部振動を想定した。具体的には、基礎部140から20mほど離れたアスファルト舗装路における所定の段差上を10tトラックが走行することによって、上記振動を発生させた。この時発生させた振動は、基礎部140に隣接するグランド(地面)において、5Hzから50Hzの間の周波数を有するとともに5μm程度の振幅を有する振動が発生するように、調整された。
【0138】
上述の条件の下、基礎部140の地上部142の高さHおよび平均水平断面積Aを変えることによって、以下の表1に示す結果を得ることができた。
【0139】
【表1】

【0140】
表1において、「基礎上部地上高さ」は基礎部140の地上部142の高さHを示し、「地上断面積(平均)」は地上部142の平均水平断面積Aを示し、「最大固有振動数」は基礎部140の固有振動数のうち最大の振動数を示す固有振動数をいう。また、「5Hz以上のピーク振動量(X,Y,Z)」は5Hz以上の周波数を有する振動が基礎部140に作用する時の地上部142の頂上部Sの加速度を示し、相互に直交するX方向、Y方向、Z方向への加速度が順次記されている。また、「段ムラ膜厚変動率」はウェブ14上に形成された塗布膜の乾燥時の膜厚の変動率を示し、基準膜厚を90nmとして、この基準膜厚に対する最大誤差量がパーセント表記(%)で記されている。また、「段ムラ目視確認」はウェブ14上に形成された塗布膜の面状を示し、本例では、サンプルの裏面を黒のマジックでべた塗りし、表面から散乱白色蛍光灯を照射した状態で、目視により確認した。「段ムラ目視確認」の項目において、「◎」は面状が非常に良好であることを意味し、「○」は面状が良好であることを意味し、「△」は面状が普通であることを意味し、「×」は段ムラが目立つことを意味する。
【0141】
なお、基礎部140の振動量(加速度)の測定は、リオン株式会社のサーボ加速時計LS−10Cによって行い、汎用FFT(高速フーリエ変換)に基づいて得られたデータを解析した。この解析は、60sのサンプリングデータにおける1/3oct.bandピークホールド分析におけるrms値に基づいて行った。また、基礎部140の最大固有振動数は、モーダル解析に基づいて算出した。
【0142】
表1に示すように、基礎部140の地上部142のグランドレベルからの高さが5m以下であって(表1の「No.1〜No.3、No.6」と「No4」とを参照)、地上部142の平均水平断面積Aが3m以上の場合(表1の「No.1〜No.3、No.6」と「No5」とを参照)に、ウェブ14上の塗布膜の膜厚の変動率が抑えられ、塗布膜の面状も良好になることが分かった。また、塗布膜の面状が良好になる場合には(表1の「No.1〜No.3、No.6」参照)、上記の解析の結果得られた「基礎部140の頂上部Sの加速度」が、X方向、Y方向、およびZ方向のいずれかの方向に関しても0.3Gal以下になることが分かった。これに対し、塗布膜の面状に段ムラが目立つ場合には(表1の「No.4、No.5」参照)、「基礎部140の頂上部Sの加速度」が、X方向、Y方向、およびZ方向のうちいずれの方向に関して、0.3Galよりも大きな値を示すことが分かった。
【0143】
また、塗布膜の面状が良好になる場合には(表1の「No.1〜No.3、No.6」参照)、塗布膜の膜厚変動率が0.6%以下を示すとともに、基礎部140の最大固有振動数が140Hz以上の比較的高い振動数を示すことが分かった。これに対し、塗布膜の面状に段ムラが目立つ場合には(表1の「No.4、No.5」参照)、塗布膜の膜厚変動率が1.0%以上を示すとともに、基礎部140の最大固有振動数が110Hz以下を示すことが分かった。
【0144】
実施例2
上述の実施例1とほぼ同じ条件で、ウェブ14上に塗布膜を形成した。
【0145】
本例では、免振装置148を設置した場合と設置しない場合との効果を比較した。免振装置148を設置する場合には、図9に示す構成のスロットダイコータ式塗布システム10を使用し、「基礎部140と下部架台102との間に設けられる免振装置148」と「基礎部140とローラ用架台130との間に設けられる免振装置148」とを、一体として設けた。一方、免振装置148を設置しない場合には、図4に示す構成のスロットダイコータ式塗布システム10を使用した。
【0146】
免振装置148として、特許機器株式会社のアクティブ除振装置α2を用いた。また、この免振装置148の「アクティブモード(アクティブ除振モード)」と「パッシブモード(パッシブ除振モード)」とを適宜切り換えた。
【0147】
なお、本例では、基礎部140の地上部142の高さH(「基礎上部地上高さ」)を5mに保つとともに、地上部142の平均水平断面積A(「地上断面積(平均)」)を3mに保った。
【0148】
上記の条件下で、以下の表2に示す結果を得ることができた。
【0149】
【表2】

【0150】
表2において、「免振装置」は、免振装置148の有無およびその除振モード(アクティブモードおよびパッシブモード)を示す。
【0151】
本例においても、表2に示すように、基礎部140の地上部142のグランドレベルからの高さが5m以下であって地上部142の平均水平断面積Aが3m以上という条件を満たすいずれの場合にも(表2の「No.1〜No.3」参照)、ウェブ14上の塗布膜の膜厚の変動率が抑えられ、塗布膜の面状も良好になることが分かった。また、免振装置148が存在しない場合に比べ(表2の「No.1」参照)、免振装置148が存在する場合には(表2の「No.2、No.3」参照)、「基礎部140の頂上部Sの加速度」がより効果的に抑えられ、塗布膜の膜厚変動率も低減し、塗布膜の面状も良好になることが分かった。また、免振装置148は、パッシブモードに比べて、アクティブモードのほうが、「基礎部140の頂上部Sの加速度」が効果的に抑えられ、塗布膜の膜厚変動率がより効果的に抑えられることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【0152】
【図1】光学フィルムの製造ライン(スロットダイコータ式塗布システム)の全体構成を示す図である。
【図2】ダイコータ、バックアップローラ、およびその周辺の構成図である。
【図3】ダイコータの一部を切断した状態を示す斜視図である。
【図4】第1の実施形態のダイコータおよびバックアップローラを側方からみた構成を示す図である。
【図5】第1の実施形態の基礎部を側方から見た断面図を示す図である。
【図6】第1の実施形態の基礎部を上方から見た図を示す図である。
【図7】第2の実施形態の基礎部を側方から見た断面図を示す図である。
【図8】第2の実施形態の基礎部を上方から見た図を示す図である。
【図9】第3の実施形態のダイコータおよびバックアップローラを側方からみた構成を示す図である。
【符号の説明】
【0153】
10…スロットダイコータ式塗布システム、12…バックアップローラ、14…ウェブ、16…リップランド、20…ビード、22…マニホールド、24…スロット、24A…開口部、26…減圧チャンバー、26A…バックプレート、26B…サイドプレート、26C…リアプレート、26D…ボトムプレート、28…エアー配管、30…ブロア、33…バッファ装置、34…バッファタンク、35…エアー吸引口、36…圧力計、38…コントローラ、40…吸引口、42…塗布液ポンプ、44…塗布液タンク、46…塗布液供給管、52…塗布液排出管、54…閉鎖板、60…幅規制板、62…幅規制板先端面、66…送り出し機、68…パスローラ、74…除塵機、76…乾燥装置、78…加熱装置、80…紫外線照射装置、82…巻き取り機、98…ダイ支持部、100…移動テーブル、102…下部架台、104…スライド部、106…スライドガイド部、110…第1ストッパー、114…ストッパー用架台、116…ストッパー支持部、117…接触支持部、118…接触部、120…駆動装置、122…ストッパー受け部、123…ボールネジ、124…サーボモータ、130…ローラ用架台、134…押し付け装置、136…押し付け部、138…押し付け支持部、140…基礎部、142…地上部、143…地上ブロック、144…地中部、146…連結部、148…免振装置または制振装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スロットダイを支持する基礎部を備え、
前記基礎部は、グランドレベルから5m以下の高さを有するとともに3m以上の水平方向の平均断面積を有する地上部を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項2】
前記基礎部の頂部は、60秒のサンプリングデータの1/3oct.bandピークホールド分析によるrms値によれば、5Hz以上の振動数で0.3Gal以下の加速度を示すことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
【請求項3】
前記基礎部は、コンクリート製または鉄筋コンクリート製であることを特徴とする請求項1または2に記載の塗布装置。
【請求項4】
前記基礎部は、前記スロットダイを含むコーティング装置と、スロットダイから吐出される塗布液が塗布される支持体を支持するコーティングロール装置と、を支持することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項5】
前記スロットダイと前記基礎部との間に設置される制振装置または免振装置を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項6】
前記スロットダイは、ダイコータまたはスライドコータであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれかに記載の塗布装置を用いて、支持体上に塗布膜を形成する塗布方法。
【請求項8】
請求項1乃至6のいずれかに記載の塗布装置によって支持体上に塗布膜を形成し、
当該塗布膜を用いて光学フィルムを製造する光学フィルムの製造方法。
【請求項9】
前記光学フィルムは、反射防止フィルムであることを特徴とする請求項8に記載の光学フィルムの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2007−268385(P2007−268385A)
【公開日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−95819(P2006−95819)
【出願日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】