送液設備及び光学フィルムの製造方法
【課題】基材上に均一厚さの塗布膜を効率よく形成する。
【解決手段】送液設備は、基材上に塗布液を吐出する吐出手段１０と、吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段２０と、第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段３０と、第１貯蔵手段の内部と第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段５０と、第１貯蔵手段の内部と第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段６０とを備えている。
【解決手段】送液設備は、基材上に塗布液を吐出する吐出手段１０と、吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段２０と、第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段３０と、第１貯蔵手段の内部と第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段５０と、第１貯蔵手段の内部と第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段６０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に塗布液を塗布するための送液設備に関する。また、本発明は、基材上に塗布液を塗布する塗布工程を備えた光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に塗布液を塗布する塗布装置は、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工程で使用されている。
【０００３】
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等が挙げられる。この中でもスロットダイを用いるスロットダイコータ方式の塗布装置は、他の方式と比較して、高速で薄層の塗布が可能であることから多用されている。
【０００４】
図２に従来のスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備の概略構成を示す。可撓性を有する長尺ウエブ状の基材１はバックアップロール５に沿って矢印Ａの方向に走行する。バックアップロール５によって支持された基材１に対向してスロットダイ１１０が配置されている。塗布液を貯蔵する供給タンク１２０とスロットダイ１１０とは供給ライン１２１を介して接続されている。供給ライン１２１上には、塗布液をダイ１１０に向かって送液する供給ポンプ１２２が設置されている。この送液設備は、更に塗布液を貯蔵する補充タンク１３０及びサービスタンク１４０を備えている。供給タンク１２０と補充タンク１３０とは補充ライン１３１を介して接続されている。補充ライン１３１上には塗布液を補充タンク１３０から供給タンク１２０に送液する補充ポンプ１３２が設置されている。補充タンク１３０とサービスタンク１４０とは送液ライン１４１を介して接続されている。送液ライン１４１上には塗布液をサービスタンク１４０から補充タンク１３０に送液する送液ポンプ１４２が設置されている。
【０００５】
供給タンク１２０内の塗布液は供給ポンプ１２２を駆動することで供給ライン１２１を通ってスロットダイ１１０に供給され、スロットダイ１１０のスロットから基材１に向かって吐出される。基材１上に塗布された塗布液は塗布膜２を形成する。供給タンク１２０内の塗布液が減少すると、補充ポンプ１３２を駆動して補充タンク１３０から補充ライン１３１を介して塗布液が供給タンク１２０に適宜補充される。更に、補充タンク１３０内の塗布液が減少すると、送液ポンプ１４２を駆動してサービスタンク１４０から送液ライン１４１を介して塗布液が補充タンク１３０に補充される。
【０００６】
このようなスロットダイコータ方式により塗布膜２が形成された基材１は、例えば陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置などの表示画面に貼付される光学フィルムとして用いられ、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２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２の厚さの均一性が求められる。
【０００７】
塗布膜２の厚さに影響を与える要因のひとつとして、基材１上に塗布される塗布液の吐出量の不均一性が挙げられる。例えば、図２のスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備においては、スロットダイ１１０から基材１への塗布液の吐出量の経時的な変動が塗布膜２の厚さに大きな影響を与える。従って、スロットダイコータ方式で得られた塗布膜２の厚さを均一にするためには、スロットダイ１１０から基材１上に一定量の塗布液を吐出させることが必要となる。
【０００８】
特許文献１には、スロットダイのスロット幅やスロット長さを最適化することにより、基材上に吐出される塗布液の量の変動を抑制する塗布方法が記載されている。また、特許文献２には、スロットダイに対してギアポンプを用いて塗布液を送液する場合において、ギアポンプのギアの１回転あたりの送液容積とギアの歯数との関係を最適化することにより、スロットダイへの塗布液の送液量の変動を抑制する塗布方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−７５７９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された塗布方法によれば、スロットダイ自体の形状を最適化することにより基材上に吐出される塗布液の量の変動を抑制することができる。しかしながら、スロットダイへの塗布液の送液量の変動自体を抑制することについては何ら検討されていない。従って、スロットダイからの塗布液の吐出量の変動を十分に抑制することはできない。
【００１０】
また、特許文献２に記載された塗布方法によれば、ギアポンプの仕様を最適化することによりスロットダイへの塗布液の送液量の変動をある程度抑制することができる。しかしながら、ギアポンプの構造上、その送液容積の変動を完全に解消することはできないから、スロットダイから吐出される塗布液の脈動を十分に抑制することはできない。
【００１１】
つまり、基材上に均一な厚さの塗布膜を形成するためには、スロットダイへ一定量の塗布液を送液し、且つ、スロットダイから基材上に一定量の塗布液を吐出する必要があるが、従来の塗布方法では未だにこれは実現されていない。
【００１２】
また、近年高まりつつある膨大な需要と低コスト化に対応するためには、基材上に効率よく連続的に塗布液を塗布することが望まれる。
【００１３】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、基材上に均一厚さの塗布膜を効率よく形成することができる送液設備を提供することを目的とする。また、本発明は、基材上に均一厚さの塗布膜が形成された光学フィルムの効率よい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】
【００１４】
本発明の送液設備は、基材上に塗布液を吐出する吐出手段と、前記吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段と、前記第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段と、前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段と、前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光学フィルムの製造方法は、上記の本発明の送液設備を用いて基材上に塗布液を塗布する工程を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の送液設備によれば、基材上に均一厚さの塗布膜を効率良く形成することができる。
【００１７】
また、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、基材上に均一厚さの塗布膜が形成された光学フィルムを効率よく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】
【００１８】
上記の本発明の送液設備において、前記第１貯蔵手段の塗布液の吐出口よりも前記第２貯蔵手段の塗布液の吐出口が高い位置に配置されていることが好ましい。これにより、重力を利用して、第２貯蔵手段内の塗布液を第１貯蔵手段内に送液することができるので、設備を簡単化、低コスト化することができる。
【００１９】
前記第１貯蔵手段の底面が鏡板形状を有することが好ましい。これにより、第１貯蔵手段内の塗布液の液量が少なくなっても、塗布液の流量変化を少なくすることができるので、形成される塗布膜の厚さの均一性をより向上させることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態にかかる送液設備の概略構成を示した図である。この送液設備は、被塗布物である基材１上に塗布液を吐出する吐出手段としてのスロットダイ１０と、スロットダイ１０に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段としての供給タンク２０と、供給タンク２０に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段としての補充タンク３０と、供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とを加圧する加圧手段としての加圧源５０と、供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とを連通させる通気手段としての通気ライン６０とを備えている。
【００２２】
スロットダイ１０は、供給タンク２０から供給ライン２１を介して供給された塗布液を、基材１上に吐出し塗布する。スロットダイ１０の構成に特に限定はないが、例えば、塗布液を滞留させることができるマニホールド１０ａと、マニホールド１０ａと連通し、塗布液をスロットダイ１０の先端（基材１に対向する部分）に導くスロット１０ｂとを備えていることが好ましい。スロット１０ｂの先端は、塗布液を吐出できるように、基材１に向かって開口している。
【００２３】
スロットダイ１０に対向して、バックアップロール５が配置されている。バックアップロール５は、基材１の被塗布面とスロットダイ１０との間隔が一定となるように基材１を支持し、且つ、回転することで基材１を矢印Ａの方向に搬送する。
【００２４】
基材１は、本実施形態の送液設備によって塗布液が塗布される対象物であり、その表面に塗布液による塗布膜２が形成される。その具体的形態は特に制限はないが、例えば可撓性を有する長尺のウエブ状物（フィルム、シート等）を用いることができる。その材料は特に制限はないが、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。
【００２５】
供給タンク２０は、スロットダイ１０に供給される塗布液を貯蔵するためのタンクである。供給タンク２０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能な供給タンクバルブ２２が設置されている。
【００２６】
供給ライン２１は、供給タンクバルブ２２とスロットダイ１０とを接続し、供給タンク２０内に貯蔵された塗布液をスロットダイ１０へ導く液配管である。供給ライン２１上には、フィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６が設置されている。フィルタ２３は、塗布液中の凝集物などの異物を除去する濾過器である。定流量弁２４は、絞りを備え、塗布液の流量を所望する値に設定する流量調整弁である。流量計２５は、供給ライン２１を流れる塗布液の流量（単位時間当たりの流量又は流速）を測定する。供給バルブ２６は、スロットダイ１０への塗布液の流入の可否を設定する開閉可能な弁である。上記のフィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６は必要に応じて設置することができ、これらの一部又は全てを省略することは可能である。また、供給ライン２１には、上記の他に、塗布液の圧力を測定する圧力計などが更に設置されていても良い。
【００２７】
補充タンク３０は、供給タンク２０内の塗布液の残量が少なくなったときに供給タンク２０に塗布液を補充することができるように、塗布液を貯蔵しておくためのタンクである。補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能な補充タンクバルブ３２が設置されている。補充タンク３０には、排気バルブ３４が設置された排気管３３が接続されている。排気バルブ３４を開放すると、排気管３３を介して補充タンク３０内の加圧空気を外界に放出することができる。
【００２８】
補充ライン３１は、補充タンクバルブ３２と供給タンク２０とを接続し、補充タンク３０内に貯蔵された塗布液を供給タンク２０へ導く液配管である。
【００２９】
加圧源５０は、所望する圧力の圧縮空気を発生し供給する装置であって、その構成は特に限定はないが、例えばコンプレッサや圧空レギュレーターなどから構成できる。
【００３０】
加圧源５０に接続された加圧ライン５１は、その途中で第１加圧ライン５１ａ及び第２加圧ライン５１ｂに分岐し、第１加圧ライン５１ａは供給タンク２０に接続され、第２加圧ライン５１ｂは補充タンク３０に接続されている。加圧ライン５１、第１加圧ライン５１ａ、第２加圧ライン５１ｂは、加圧源５０で発生した圧縮空気を供給タンク２０及び補充タンク３０に送り込む気体配管である。第１加圧ライン５１ａ上には、供給タンク２０内の圧力を調整するための第１加圧バルブ５２ａが設置されており、第２加圧ライン５１ｂ上には、補充タンク３０内の圧力を調整するための第２加圧バルブ５２ｂが設置されている。
【００３１】
通気ライン６０は、供給タンク２０と補充タンク３０とを接続する気体配管である。通気ライン６０上には、開閉可能な通気バルブ６１が設置されている。通気バルブ６１を開くと、通気ライン６０を介して供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とが連通するので、両タンク２０，３０内の圧力が略同一となり、且つ、両タンク２０，３０間で空気の移動が容易になる。
【００３２】
本実施形態の送液設備は、更にサービスタンク４０を備える。サービスタンク４０は、補充タンク３０内の塗布液の残量が少なくなった時に補充タンク３０に塗布液を補充することができるように、塗布液を貯蔵しておくためのタンクである。塗布液は、最初にこのサービスタンク４０に供給される。サービスタンク４０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能なサービスタンクバルブ４２が設置されている。
【００３３】
サービスタンクバルブ４２と補充タンク３０とは送液ライン４１を介して接続されている。送液ライン４１は、サービスタンク４０内に貯蔵された塗布液を補充タンク３０へ導く液配管である。
【００３４】
供給タンク２０、補充タンク３０、及びサービスタンク４０には、必要に応じて、内部の塗布液の貯蔵量を検出するための液量計や、貯蔵された塗布液の滞留、増粘、沈降などを防ぐために塗布液を攪拌する攪拌翼などが設置されていても良い。
【００３５】
本実施形態の送液設備では、後述するように、供給タンク２０内の塗布液は、加圧源５０で発生した圧縮空気の圧力を利用してスロットダイ１０に向かって押し出される。従って、供給タンク２０内の塗布液の液面の面積が、塗布液の貯蔵量（即ち、液面高さ）によって変化すると、これに応じて塗布液の押し出し圧力が変化してしまう。そこで、供給タンク２０の底面が、鏡板形状を有することが好ましい。これにより、例えば円錐形状である場合に比べて、塗布液の残量が少なくなったときの塗布液の押し出し力の変化が小さくなる。鏡板形状とは、貯蔵タンクの端面に一般的に使用されている形状であって、例えばその断面が放物線曲線で近似できる形状をいう。更に、加圧源５０で発生した圧縮空気が導入される補充タンク３０の底面も、同様の理由から鏡板形状を有することが好ましい。
【００３６】
また、本実施形態の送液設備では、補充タンク３０内の塗布液は、供給タンク２０に重力を利用して補充ライン３１を介して送液される。このためには、補充タンク３０及び供給タンク２０にそれぞれ貯蔵された塗布液の量に関わらず、補充タンク３０内の塗布液の液面が供給タンク２０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるように、補充タンク３０及び供給タンク２０を、両者間に高低差を設けて設置することが好ましい。例えば、補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口を、供給タンク２０の下部の塗布液の吐出口よりも高い位置に配置することで、補充タンク３０内の塗布液の液面が供給タンク２０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるようにすることができる。
【００３７】
更に、サービスタンク４０内の塗布液は、補充タンク３０に重力を利用して送液ライン４１を介して送液される。このためには、サービスタンク４０及び補充タンク３０にそれぞれ貯蔵された塗布液の量に関わらず、サービスタンク４０内の塗布液の液面が補充タンク３０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるように、サービスタンク４０及び補充タンク３０を、両者間に高低差を設けて設置することが好ましい。例えば、サービスタンク４０の下部の塗布液の吐出口を、補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口よりも高い位置に配置することで、サービスタンク４０内の塗布液の液面が補充タンク３０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるようにすることができる。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態の送液設備の動作を説明する。
【００３９】
最初に、供給タンク２０内に塗布液が貯蔵された状態において、基材１上に塗布液を塗布する場合を説明する。この場合は、まず、加圧源５０を動作させ且つ第１加圧バルブ５２ａを開いて、加圧源５０で発生した圧縮空気を加圧ライン５１及び第１加圧ライン５１ａを介して供給タンク２０内に送り込む。次いで、供給タンクバルブ２２及び供給バルブ２６を開く。すると、供給タンク２０内の塗布液は、加圧源５０で発生した圧縮空気による圧力（場合によっては、これに塗布液に作用する重力が重畳される）によって、供給タンク２０から供給ライン２１へ圧送される。塗布液は、フィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６を順に通過し、スロットダイ１０内に流入する。塗布液は、スロットダイ１０内のマニホールド１０ａ及びスロット１０ｂを順に通過して、スロット１０ｂの先端から吐出される。スロットダイ１０から吐出した塗布液は、バックアップロール５によって矢印Ａ方向に走行する基材１上に塗布され、塗布膜２を形成する。
【００４０】
供給ライン２１を流れる塗布液の流量は流量計２５を用いて測定することができる。また、走行している基材１上に形成された塗布膜２の厚みを例えば非接触厚み計（図示せず）を用いて測定しても良い。測定した塗布液の流量及び／又は塗布膜２の厚みに基づいて、加圧源５０で発生する圧縮空気の圧力及び／又は定流量弁２４の絞りの開度を調整しても良い。これにより、塗布膜２の厚みをより高精度に一定に管理することができる。上記の調整は、図示しない制御装置を用いて自動で行っても良いし、作業者が手動で行っても良い。例えば、供給タンク２０内の塗布液の液量が少なくなると、塗布液の自重によって発生する、スロットダイ１０に向かう押し出し圧力が小さくなるので、塗布膜２の厚みが薄くなる場合がある。このような場合は、例えば供給タンク２０内の塗布液に印加される圧力が大きくなるように加圧源５０が発生する圧縮空気の圧力を制御すればよい。
【００４１】
上記のようにして塗布膜２を形成しているとき、補充タンクバルブ３２、排気バルブ３４、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１、サービスタンクタンクバルブ４２はいずれも閉じておくことが好ましい。
【００４２】
図２に示した従来の送液設備では、スロットダイ１１０に塗布液を供給するために、供給タンク１２０とスロットダイ１１０とを繋ぐ供給ライン１２１上に設置された供給ポンプ１２２を用いていた。供給ポンプ１２２としては、例えば、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプなどが用いられる。これらのポンプは、いずれも周期的に一定量の塗布液を送る構造を有するため、スロットダイ１１０に流入する塗布液に脈動が生じ、従って、スロットダイ１１０から吐出される塗布液の脈動を完全に解消することは困難であった。その結果、基材１上に形成される塗布膜２に段ムラが生じるなど、一定厚さの塗布膜２を得ることが困難であった。また、供給ポンプ１２２としてギアポンプを用い、例えば紫外線硬化型樹脂を含む塗布液を用いて光学フィルムを製造する場合、ギアポンプ内で紫外線硬化型樹脂が硬化してしまうためか、ギアポンプのギアが固着し送液が不能となるなどの問題が生じることがあった。これに対して、本実施形態の送液設備では、スロットダイ１０へ塗布液を供給するための駆動源として、供給タンク２０の内部空間を加圧する加圧源５０を用いている。従って、供給タンク２０とスロットダイ１０とを繋ぐ供給ライン２１上にポンプを設置する必要がない。よって、スロットダイ１０に流入する塗布液やスロットダイ１１０から吐出される塗布液に脈動が生じにくい。その結果、基材１上に均一厚さの塗布膜２を形成することができる。
【００４３】
加圧源５０で発生した圧縮空気が供給タンク２０内において塗布液に印加する圧力は、塗布液の物性（例えば粘度）、所望する流量などに応じて適宜設定すればよいが、一般的には０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ、さらには０．０３ＭＰａ〜０．５ＭＰａが好ましい。圧力がこの数値範囲の下限値より小さいと、塗布液を供給ライン２１へ送り出す力が小さいので、送液量を制御することが困難となる場合がある。圧力がこの数値範囲の上限値より大きいと、塗布液を供給ライン２１へ送り出す力が大きいので、送液量が多くなり、スロットダイ１０から吐出される塗布液の吐出量を制御することが困難となる場合がある。
【００４４】
次に、上述したように走行する基材１上に塗布液を塗布している最中に、供給タンク２０内の塗布液の残量が少なくなった場合の操作について説明する。補充タンク３０内には十分な量の塗布液が貯蔵されているとする。この場合、まず、第２加圧バルブ５２ｂを開いて、加圧源５０で発生した圧縮空気を加圧ライン５１及び第２加圧ライン５１ｂを介して補充タンク３０内に送り込む。次いで、通気バルブ６１を開き、供給タンク２０内の圧力と補充タンク３０内の圧力とを通気ライン６０を介して略同一圧力とする。そして、補充タンクバルブ３２を開く。すると、補充タンク３０内の塗布液は、重力の作用により、補充ライン３１を介して供給タンク２０内に移動する。所定量の塗布液が供給タンク２０内に貯蔵されると、補充タンクバルブ３２、通気バルブ６１、第２加圧バルブ５２ｂを閉じる。上記の操作中、排気バルブ３４は閉じておく。補充タンク３０内の圧力を所定の加圧状態に維持するためである。
【００４５】
図２に示した従来の送液設備において、供給タンク１２０内の塗布液の残量が少なくなった場合には、補充ポンプ１３２を駆動して、補充タンク１３０内の塗布液を補充ライン１３１を介して供給タンク１２０に送液する。スロットダイ１１０への塗布液の送液は供給ポンプ１２２により行っているので、基材１上に塗布液を塗布しながら供給タンク１２０内へ塗布液を補充することが可能であった。これに対して、本実施形態の送液設備では、スロットダイ１０への塗布液の供給は、供給タンク２０内に導入された圧縮空気の圧力を利用している。従って、供給タンク２０内への塗布液の補充を従来と同様に補充ポンプ１３２を用いて行うと、供給タンク２０内の圧力変動が生じて、均一厚さの塗布膜２を形成することができない。従って、供給タンク２０内へ塗布液の補充する必要が生じた時ごとに、基材１上への塗布液の塗布を停止する必要があり、連続生産が困難で、生産効率が極めて悪化する。
【００４６】
本実施形態では、上述したように、第２加圧バルブ５２ｂを開いて補充タンク３０内を、供給タンク２０内と同様に加圧し、且つ、通気バルブ６１を開いて供給タンク２０と補充タンク３０とを通気ライン６０を介して連通させる。従って、補充タンク３０内の塗布液が補充ライン３１を通じて供給タンク２０内へ移動する際に、供給タンク２０内の圧力はほとんど変化しないので、基材１上に形成される塗布膜２の厚さもほとんど変化しない。よって、基材１上に塗布液を塗布しながら供給タンク２０内へ塗布液を補充することが可能となり、連続生産が可能となり、生産効率の悪化を防止できる。
【００４７】
また、第１加圧ライン５１ａ及び第２加圧ライン５１ｂとは別に、供給タンク２０と補充タンク３０とを接続する通気ライン６０を設けたことにより、供給タンク２０と補充タンク３０との間で通気ライン６０を介して空気が容易に移動可能となる。従って、補充タンク３０内の塗布液を、重力を利用して供給タンク２０内に簡単に移動させることができる。
【００４８】
次に、補充タンク３０内の塗布液の残量が少なくなった場合の操作について説明する。この場合、まず、補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１を閉じた状態で、排気バルブ３４を開く。次いで、サービスタンクタンクバルブ４２を開く。すると、サービスタンク４０内の塗布液は、重力の作用により、送液ライン４１を介して補充タンク３０内に移動する。補充タンク３０内に塗布液が流入するのと並行して、補充タンク３０内の空気が排気ライン３３を介して外界に放出される。所定量の塗布液が補充タンク３０内に貯蔵されると、サービスタンクバルブ４２、排気バルブ３４を閉じる。
【００４９】
このように、補充タンク３０へ塗布液を補充する際に補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１は閉じられているので、補充タンク３０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けない。従って、基材１上に塗布液を塗布しながら補充タンク３０内へ塗布液を補充することができる。
【００５０】
サービスタンク４０への塗布液の補充は、サービスタンクバルブ４２を閉じた状態で行えばよい。この場合も、サービスタンク４０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けないから、基材１上に塗布液を塗布しながらサービスタンク４０内へ塗布液を補充することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態の送液設備によれば、加圧源５０により供給タンク２０内の塗布液に圧力を印加することで塗布液をスロットダイ１０に圧送するので、塗布液に脈動が生じにくく、基材１上に一定厚さの塗布膜２を形成することができる。また、加圧源５０により更に補充タンク２０内を加圧し、且つ、通気ライン６０を通じて供給タンク２０と補充タンク３０とを連通させることにより、基材１上に一定厚さの塗布膜２を形成しながら、補充タンク３０内の塗布液を供給タンク２０内に移動させることができる。従って、連続生産が可能となる。
【００５２】
特に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示パネルの光学フィルターなどの光学フィルムを本実施形態の送液設備を用いて製造すると、塗布膜の厚みムラがない高精度の光学フィルムを、高い生産性で安価に製造することができる。よって、表示パネルの光学的な画質低下を防止でき、且つ、表示パネルのコストを低減することができる。
【００５３】
上記の実施形態は一例に過ぎず、本発明は種々に変更することができる。
【００５４】
例えば、上記の実施形態の塗布装置では、バックアップロール５で支持された基材１上にスロットダイ１０から塗布液を吐出する、いわゆるバックアップロール支持方式を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、平行に配置された２本のロール間に所定の張力を付与して基材１を架け渡し、２本のロールのほぼ中間位置に、基材１に対向してスロットダイ１０を配置して、基材１上にスロットダイ１０から塗布液を吐出する、いわゆるテンション支持方式を採用することもできる。
【００５５】
上記の実施形態では基材１の一方の面に１層の塗布膜２を形成したが、２層以上の塗布膜を形成することもできる。このためには、上記の実施形態と同様のスロットダイを基材１の走行方向に複数個配置しても良いし、マニホールド及びスロットを複数対備えたスロットダイを用いても良いし、あるいは、これらの組み合わせであっても良い。
【００５６】
上記の実施形態において、サービスタンク４０及び送液ライン４１を省略することができる。この場合は、送液設備への塗布液の供給は、補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１を閉じた状態で、補充タンク３０に対して行えばよい。この場合も、補充タンク３０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けないから、基材１上に塗布液を塗布しながら補充タンク３０内へ塗布液を補充することができる。
【００５７】
上記の実施形態では、サービスタンク４０から補充タンク３０への塗布液の送液ライン４１を介した送液は重力を利用して行っているが、送液ライン４１上にポンプを設置して、ポンプの駆動力により塗布液を送液しても良い。この場合は、補充タンク３０、サービスタンク４０の設置高さに関する制限がなくなるので、既存の設備の多くを転用して本発明の送液設備を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の送液設備の利用分野は特に制限はないが、基材上に塗布膜を塗布するスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備として利用できる。特に、可撓性を有する樹脂フィルムを基材とする光学フィルムを製造する際に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる送液設備の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、従来の送液設備の一例の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 基材
２ 塗布膜
５ バックアップロール
１０ スロットダイ
１０ａ マニホールド
１０ｂ スロット
２０ 供給タンク
２１ 供給ライン
２２ 供給タンクバルブ
２３ フィルタ
２４ 定流量弁
２５ 流量計
２６ 供給バルブ
３０ 補充タンク
３１ 補充ライン
３２ 補充タンクバルブ
３３ 排気管
３４ 排気バルブ
４０ サービスタンク
４１ 送液ライン
４２ サービスタンクバルブ
５０ 加圧源
５１ 加圧ライン
５１ａ 第１加圧ライン
５１ｂ 第２加圧ライン
５２ａ 第１加圧バルブ
５２ｂ 第２加圧バルブ
６０ 通気ライン
６１ 通気バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に塗布液を塗布するための送液設備に関する。また、本発明は、基材上に塗布液を塗布する塗布工程を備えた光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に塗布液を塗布する塗布装置は、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工程で使用されている。
【０００３】
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等が挙げられる。この中でもスロットダイを用いるスロットダイコータ方式の塗布装置は、他の方式と比較して、高速で薄層の塗布が可能であることから多用されている。
【０００４】
図２に従来のスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備の概略構成を示す。可撓性を有する長尺ウエブ状の基材１はバックアップロール５に沿って矢印Ａの方向に走行する。バックアップロール５によって支持された基材１に対向してスロットダイ１１０が配置されている。塗布液を貯蔵する供給タンク１２０とスロットダイ１１０とは供給ライン１２１を介して接続されている。供給ライン１２１上には、塗布液をダイ１１０に向かって送液する供給ポンプ１２２が設置されている。この送液設備は、更に塗布液を貯蔵する補充タンク１３０及びサービスタンク１４０を備えている。供給タンク１２０と補充タンク１３０とは補充ライン１３１を介して接続されている。補充ライン１３１上には塗布液を補充タンク１３０から供給タンク１２０に送液する補充ポンプ１３２が設置されている。補充タンク１３０とサービスタンク１４０とは送液ライン１４１を介して接続されている。送液ライン１４１上には塗布液をサービスタンク１４０から補充タンク１３０に送液する送液ポンプ１４２が設置されている。
【０００５】
供給タンク１２０内の塗布液は供給ポンプ１２２を駆動することで供給ライン１２１を通ってスロットダイ１１０に供給され、スロットダイ１１０のスロットから基材１に向かって吐出される。基材１上に塗布された塗布液は塗布膜２を形成する。供給タンク１２０内の塗布液が減少すると、補充ポンプ１３２を駆動して補充タンク１３０から補充ライン１３１を介して塗布液が供給タンク１２０に適宜補充される。更に、補充タンク１３０内の塗布液が減少すると、送液ポンプ１４２を駆動してサービスタンク１４０から送液ライン１４１を介して塗布液が補充タンク１３０に補充される。
【０００６】
このようなスロットダイコータ方式により塗布膜２が形成された基材１は、例えば陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置などの表示画面に貼付される光学フィルムとして用いられ、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２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２の厚さの均一性が求められる。
【０００７】
塗布膜２の厚さに影響を与える要因のひとつとして、基材１上に塗布される塗布液の吐出量の不均一性が挙げられる。例えば、図２のスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備においては、スロットダイ１１０から基材１への塗布液の吐出量の経時的な変動が塗布膜２の厚さに大きな影響を与える。従って、スロットダイコータ方式で得られた塗布膜２の厚さを均一にするためには、スロットダイ１１０から基材１上に一定量の塗布液を吐出させることが必要となる。
【０００８】
特許文献１には、スロットダイのスロット幅やスロット長さを最適化することにより、基材上に吐出される塗布液の量の変動を抑制する塗布方法が記載されている。また、特許文献２には、スロットダイに対してギアポンプを用いて塗布液を送液する場合において、ギアポンプのギアの１回転あたりの送液容積とギアの歯数との関係を最適化することにより、スロットダイへの塗布液の送液量の変動を抑制する塗布方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−７５７９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された塗布方法によれば、スロットダイ自体の形状を最適化することにより基材上に吐出される塗布液の量の変動を抑制することができる。しかしながら、スロットダイへの塗布液の送液量の変動自体を抑制することについては何ら検討されていない。従って、スロットダイからの塗布液の吐出量の変動を十分に抑制することはできない。
【００１０】
また、特許文献２に記載された塗布方法によれば、ギアポンプの仕様を最適化することによりスロットダイへの塗布液の送液量の変動をある程度抑制することができる。しかしながら、ギアポンプの構造上、その送液容積の変動を完全に解消することはできないから、スロットダイから吐出される塗布液の脈動を十分に抑制することはできない。
【００１１】
つまり、基材上に均一な厚さの塗布膜を形成するためには、スロットダイへ一定量の塗布液を送液し、且つ、スロットダイから基材上に一定量の塗布液を吐出する必要があるが、従来の塗布方法では未だにこれは実現されていない。
【００１２】
また、近年高まりつつある膨大な需要と低コスト化に対応するためには、基材上に効率よく連続的に塗布液を塗布することが望まれる。
【００１３】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、基材上に均一厚さの塗布膜を効率よく形成することができる送液設備を提供することを目的とする。また、本発明は、基材上に均一厚さの塗布膜が形成された光学フィルムの効率よい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】
【００１４】
本発明の送液設備は、基材上に塗布液を吐出する吐出手段と、前記吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段と、前記第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段と、前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段と、前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光学フィルムの製造方法は、上記の本発明の送液設備を用いて基材上に塗布液を塗布する工程を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の送液設備によれば、基材上に均一厚さの塗布膜を効率良く形成することができる。
【００１７】
また、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、基材上に均一厚さの塗布膜が形成された光学フィルムを効率よく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】
【００１８】
上記の本発明の送液設備において、前記第１貯蔵手段の塗布液の吐出口よりも前記第２貯蔵手段の塗布液の吐出口が高い位置に配置されていることが好ましい。これにより、重力を利用して、第２貯蔵手段内の塗布液を第１貯蔵手段内に送液することができるので、設備を簡単化、低コスト化することができる。
【００１９】
前記第１貯蔵手段の底面が鏡板形状を有することが好ましい。これにより、第１貯蔵手段内の塗布液の液量が少なくなっても、塗布液の流量変化を少なくすることができるので、形成される塗布膜の厚さの均一性をより向上させることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態にかかる送液設備の概略構成を示した図である。この送液設備は、被塗布物である基材１上に塗布液を吐出する吐出手段としてのスロットダイ１０と、スロットダイ１０に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段としての供給タンク２０と、供給タンク２０に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段としての補充タンク３０と、供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とを加圧する加圧手段としての加圧源５０と、供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とを連通させる通気手段としての通気ライン６０とを備えている。
【００２２】
スロットダイ１０は、供給タンク２０から供給ライン２１を介して供給された塗布液を、基材１上に吐出し塗布する。スロットダイ１０の構成に特に限定はないが、例えば、塗布液を滞留させることができるマニホールド１０ａと、マニホールド１０ａと連通し、塗布液をスロットダイ１０の先端（基材１に対向する部分）に導くスロット１０ｂとを備えていることが好ましい。スロット１０ｂの先端は、塗布液を吐出できるように、基材１に向かって開口している。
【００２３】
スロットダイ１０に対向して、バックアップロール５が配置されている。バックアップロール５は、基材１の被塗布面とスロットダイ１０との間隔が一定となるように基材１を支持し、且つ、回転することで基材１を矢印Ａの方向に搬送する。
【００２４】
基材１は、本実施形態の送液設備によって塗布液が塗布される対象物であり、その表面に塗布液による塗布膜２が形成される。その具体的形態は特に制限はないが、例えば可撓性を有する長尺のウエブ状物（フィルム、シート等）を用いることができる。その材料は特に制限はないが、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。
【００２５】
供給タンク２０は、スロットダイ１０に供給される塗布液を貯蔵するためのタンクである。供給タンク２０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能な供給タンクバルブ２２が設置されている。
【００２６】
供給ライン２１は、供給タンクバルブ２２とスロットダイ１０とを接続し、供給タンク２０内に貯蔵された塗布液をスロットダイ１０へ導く液配管である。供給ライン２１上には、フィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６が設置されている。フィルタ２３は、塗布液中の凝集物などの異物を除去する濾過器である。定流量弁２４は、絞りを備え、塗布液の流量を所望する値に設定する流量調整弁である。流量計２５は、供給ライン２１を流れる塗布液の流量（単位時間当たりの流量又は流速）を測定する。供給バルブ２６は、スロットダイ１０への塗布液の流入の可否を設定する開閉可能な弁である。上記のフィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６は必要に応じて設置することができ、これらの一部又は全てを省略することは可能である。また、供給ライン２１には、上記の他に、塗布液の圧力を測定する圧力計などが更に設置されていても良い。
【００２７】
補充タンク３０は、供給タンク２０内の塗布液の残量が少なくなったときに供給タンク２０に塗布液を補充することができるように、塗布液を貯蔵しておくためのタンクである。補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能な補充タンクバルブ３２が設置されている。補充タンク３０には、排気バルブ３４が設置された排気管３３が接続されている。排気バルブ３４を開放すると、排気管３３を介して補充タンク３０内の加圧空気を外界に放出することができる。
【００２８】
補充ライン３１は、補充タンクバルブ３２と供給タンク２０とを接続し、補充タンク３０内に貯蔵された塗布液を供給タンク２０へ導く液配管である。
【００２９】
加圧源５０は、所望する圧力の圧縮空気を発生し供給する装置であって、その構成は特に限定はないが、例えばコンプレッサや圧空レギュレーターなどから構成できる。
【００３０】
加圧源５０に接続された加圧ライン５１は、その途中で第１加圧ライン５１ａ及び第２加圧ライン５１ｂに分岐し、第１加圧ライン５１ａは供給タンク２０に接続され、第２加圧ライン５１ｂは補充タンク３０に接続されている。加圧ライン５１、第１加圧ライン５１ａ、第２加圧ライン５１ｂは、加圧源５０で発生した圧縮空気を供給タンク２０及び補充タンク３０に送り込む気体配管である。第１加圧ライン５１ａ上には、供給タンク２０内の圧力を調整するための第１加圧バルブ５２ａが設置されており、第２加圧ライン５１ｂ上には、補充タンク３０内の圧力を調整するための第２加圧バルブ５２ｂが設置されている。
【００３１】
通気ライン６０は、供給タンク２０と補充タンク３０とを接続する気体配管である。通気ライン６０上には、開閉可能な通気バルブ６１が設置されている。通気バルブ６１を開くと、通気ライン６０を介して供給タンク２０の内部と補充タンク３０の内部とが連通するので、両タンク２０，３０内の圧力が略同一となり、且つ、両タンク２０，３０間で空気の移動が容易になる。
【００３２】
本実施形態の送液設備は、更にサービスタンク４０を備える。サービスタンク４０は、補充タンク３０内の塗布液の残量が少なくなった時に補充タンク３０に塗布液を補充することができるように、塗布液を貯蔵しておくためのタンクである。塗布液は、最初にこのサービスタンク４０に供給される。サービスタンク４０の下部の塗布液の吐出口には、開閉可能なサービスタンクバルブ４２が設置されている。
【００３３】
サービスタンクバルブ４２と補充タンク３０とは送液ライン４１を介して接続されている。送液ライン４１は、サービスタンク４０内に貯蔵された塗布液を補充タンク３０へ導く液配管である。
【００３４】
供給タンク２０、補充タンク３０、及びサービスタンク４０には、必要に応じて、内部の塗布液の貯蔵量を検出するための液量計や、貯蔵された塗布液の滞留、増粘、沈降などを防ぐために塗布液を攪拌する攪拌翼などが設置されていても良い。
【００３５】
本実施形態の送液設備では、後述するように、供給タンク２０内の塗布液は、加圧源５０で発生した圧縮空気の圧力を利用してスロットダイ１０に向かって押し出される。従って、供給タンク２０内の塗布液の液面の面積が、塗布液の貯蔵量（即ち、液面高さ）によって変化すると、これに応じて塗布液の押し出し圧力が変化してしまう。そこで、供給タンク２０の底面が、鏡板形状を有することが好ましい。これにより、例えば円錐形状である場合に比べて、塗布液の残量が少なくなったときの塗布液の押し出し力の変化が小さくなる。鏡板形状とは、貯蔵タンクの端面に一般的に使用されている形状であって、例えばその断面が放物線曲線で近似できる形状をいう。更に、加圧源５０で発生した圧縮空気が導入される補充タンク３０の底面も、同様の理由から鏡板形状を有することが好ましい。
【００３６】
また、本実施形態の送液設備では、補充タンク３０内の塗布液は、供給タンク２０に重力を利用して補充ライン３１を介して送液される。このためには、補充タンク３０及び供給タンク２０にそれぞれ貯蔵された塗布液の量に関わらず、補充タンク３０内の塗布液の液面が供給タンク２０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるように、補充タンク３０及び供給タンク２０を、両者間に高低差を設けて設置することが好ましい。例えば、補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口を、供給タンク２０の下部の塗布液の吐出口よりも高い位置に配置することで、補充タンク３０内の塗布液の液面が供給タンク２０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるようにすることができる。
【００３７】
更に、サービスタンク４０内の塗布液は、補充タンク３０に重力を利用して送液ライン４１を介して送液される。このためには、サービスタンク４０及び補充タンク３０にそれぞれ貯蔵された塗布液の量に関わらず、サービスタンク４０内の塗布液の液面が補充タンク３０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるように、サービスタンク４０及び補充タンク３０を、両者間に高低差を設けて設置することが好ましい。例えば、サービスタンク４０の下部の塗布液の吐出口を、補充タンク３０の下部の塗布液の吐出口よりも高い位置に配置することで、サービスタンク４０内の塗布液の液面が補充タンク３０内の塗布液の液面に比べて高い位置になるようにすることができる。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態の送液設備の動作を説明する。
【００３９】
最初に、供給タンク２０内に塗布液が貯蔵された状態において、基材１上に塗布液を塗布する場合を説明する。この場合は、まず、加圧源５０を動作させ且つ第１加圧バルブ５２ａを開いて、加圧源５０で発生した圧縮空気を加圧ライン５１及び第１加圧ライン５１ａを介して供給タンク２０内に送り込む。次いで、供給タンクバルブ２２及び供給バルブ２６を開く。すると、供給タンク２０内の塗布液は、加圧源５０で発生した圧縮空気による圧力（場合によっては、これに塗布液に作用する重力が重畳される）によって、供給タンク２０から供給ライン２１へ圧送される。塗布液は、フィルタ２３、定流量弁２４、流量計２５、供給バルブ２６を順に通過し、スロットダイ１０内に流入する。塗布液は、スロットダイ１０内のマニホールド１０ａ及びスロット１０ｂを順に通過して、スロット１０ｂの先端から吐出される。スロットダイ１０から吐出した塗布液は、バックアップロール５によって矢印Ａ方向に走行する基材１上に塗布され、塗布膜２を形成する。
【００４０】
供給ライン２１を流れる塗布液の流量は流量計２５を用いて測定することができる。また、走行している基材１上に形成された塗布膜２の厚みを例えば非接触厚み計（図示せず）を用いて測定しても良い。測定した塗布液の流量及び／又は塗布膜２の厚みに基づいて、加圧源５０で発生する圧縮空気の圧力及び／又は定流量弁２４の絞りの開度を調整しても良い。これにより、塗布膜２の厚みをより高精度に一定に管理することができる。上記の調整は、図示しない制御装置を用いて自動で行っても良いし、作業者が手動で行っても良い。例えば、供給タンク２０内の塗布液の液量が少なくなると、塗布液の自重によって発生する、スロットダイ１０に向かう押し出し圧力が小さくなるので、塗布膜２の厚みが薄くなる場合がある。このような場合は、例えば供給タンク２０内の塗布液に印加される圧力が大きくなるように加圧源５０が発生する圧縮空気の圧力を制御すればよい。
【００４１】
上記のようにして塗布膜２を形成しているとき、補充タンクバルブ３２、排気バルブ３４、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１、サービスタンクタンクバルブ４２はいずれも閉じておくことが好ましい。
【００４２】
図２に示した従来の送液設備では、スロットダイ１１０に塗布液を供給するために、供給タンク１２０とスロットダイ１１０とを繋ぐ供給ライン１２１上に設置された供給ポンプ１２２を用いていた。供給ポンプ１２２としては、例えば、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプなどが用いられる。これらのポンプは、いずれも周期的に一定量の塗布液を送る構造を有するため、スロットダイ１１０に流入する塗布液に脈動が生じ、従って、スロットダイ１１０から吐出される塗布液の脈動を完全に解消することは困難であった。その結果、基材１上に形成される塗布膜２に段ムラが生じるなど、一定厚さの塗布膜２を得ることが困難であった。また、供給ポンプ１２２としてギアポンプを用い、例えば紫外線硬化型樹脂を含む塗布液を用いて光学フィルムを製造する場合、ギアポンプ内で紫外線硬化型樹脂が硬化してしまうためか、ギアポンプのギアが固着し送液が不能となるなどの問題が生じることがあった。これに対して、本実施形態の送液設備では、スロットダイ１０へ塗布液を供給するための駆動源として、供給タンク２０の内部空間を加圧する加圧源５０を用いている。従って、供給タンク２０とスロットダイ１０とを繋ぐ供給ライン２１上にポンプを設置する必要がない。よって、スロットダイ１０に流入する塗布液やスロットダイ１１０から吐出される塗布液に脈動が生じにくい。その結果、基材１上に均一厚さの塗布膜２を形成することができる。
【００４３】
加圧源５０で発生した圧縮空気が供給タンク２０内において塗布液に印加する圧力は、塗布液の物性（例えば粘度）、所望する流量などに応じて適宜設定すればよいが、一般的には０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ、さらには０．０３ＭＰａ〜０．５ＭＰａが好ましい。圧力がこの数値範囲の下限値より小さいと、塗布液を供給ライン２１へ送り出す力が小さいので、送液量を制御することが困難となる場合がある。圧力がこの数値範囲の上限値より大きいと、塗布液を供給ライン２１へ送り出す力が大きいので、送液量が多くなり、スロットダイ１０から吐出される塗布液の吐出量を制御することが困難となる場合がある。
【００４４】
次に、上述したように走行する基材１上に塗布液を塗布している最中に、供給タンク２０内の塗布液の残量が少なくなった場合の操作について説明する。補充タンク３０内には十分な量の塗布液が貯蔵されているとする。この場合、まず、第２加圧バルブ５２ｂを開いて、加圧源５０で発生した圧縮空気を加圧ライン５１及び第２加圧ライン５１ｂを介して補充タンク３０内に送り込む。次いで、通気バルブ６１を開き、供給タンク２０内の圧力と補充タンク３０内の圧力とを通気ライン６０を介して略同一圧力とする。そして、補充タンクバルブ３２を開く。すると、補充タンク３０内の塗布液は、重力の作用により、補充ライン３１を介して供給タンク２０内に移動する。所定量の塗布液が供給タンク２０内に貯蔵されると、補充タンクバルブ３２、通気バルブ６１、第２加圧バルブ５２ｂを閉じる。上記の操作中、排気バルブ３４は閉じておく。補充タンク３０内の圧力を所定の加圧状態に維持するためである。
【００４５】
図２に示した従来の送液設備において、供給タンク１２０内の塗布液の残量が少なくなった場合には、補充ポンプ１３２を駆動して、補充タンク１３０内の塗布液を補充ライン１３１を介して供給タンク１２０に送液する。スロットダイ１１０への塗布液の送液は供給ポンプ１２２により行っているので、基材１上に塗布液を塗布しながら供給タンク１２０内へ塗布液を補充することが可能であった。これに対して、本実施形態の送液設備では、スロットダイ１０への塗布液の供給は、供給タンク２０内に導入された圧縮空気の圧力を利用している。従って、供給タンク２０内への塗布液の補充を従来と同様に補充ポンプ１３２を用いて行うと、供給タンク２０内の圧力変動が生じて、均一厚さの塗布膜２を形成することができない。従って、供給タンク２０内へ塗布液の補充する必要が生じた時ごとに、基材１上への塗布液の塗布を停止する必要があり、連続生産が困難で、生産効率が極めて悪化する。
【００４６】
本実施形態では、上述したように、第２加圧バルブ５２ｂを開いて補充タンク３０内を、供給タンク２０内と同様に加圧し、且つ、通気バルブ６１を開いて供給タンク２０と補充タンク３０とを通気ライン６０を介して連通させる。従って、補充タンク３０内の塗布液が補充ライン３１を通じて供給タンク２０内へ移動する際に、供給タンク２０内の圧力はほとんど変化しないので、基材１上に形成される塗布膜２の厚さもほとんど変化しない。よって、基材１上に塗布液を塗布しながら供給タンク２０内へ塗布液を補充することが可能となり、連続生産が可能となり、生産効率の悪化を防止できる。
【００４７】
また、第１加圧ライン５１ａ及び第２加圧ライン５１ｂとは別に、供給タンク２０と補充タンク３０とを接続する通気ライン６０を設けたことにより、供給タンク２０と補充タンク３０との間で通気ライン６０を介して空気が容易に移動可能となる。従って、補充タンク３０内の塗布液を、重力を利用して供給タンク２０内に簡単に移動させることができる。
【００４８】
次に、補充タンク３０内の塗布液の残量が少なくなった場合の操作について説明する。この場合、まず、補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１を閉じた状態で、排気バルブ３４を開く。次いで、サービスタンクタンクバルブ４２を開く。すると、サービスタンク４０内の塗布液は、重力の作用により、送液ライン４１を介して補充タンク３０内に移動する。補充タンク３０内に塗布液が流入するのと並行して、補充タンク３０内の空気が排気ライン３３を介して外界に放出される。所定量の塗布液が補充タンク３０内に貯蔵されると、サービスタンクバルブ４２、排気バルブ３４を閉じる。
【００４９】
このように、補充タンク３０へ塗布液を補充する際に補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１は閉じられているので、補充タンク３０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けない。従って、基材１上に塗布液を塗布しながら補充タンク３０内へ塗布液を補充することができる。
【００５０】
サービスタンク４０への塗布液の補充は、サービスタンクバルブ４２を閉じた状態で行えばよい。この場合も、サービスタンク４０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けないから、基材１上に塗布液を塗布しながらサービスタンク４０内へ塗布液を補充することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態の送液設備によれば、加圧源５０により供給タンク２０内の塗布液に圧力を印加することで塗布液をスロットダイ１０に圧送するので、塗布液に脈動が生じにくく、基材１上に一定厚さの塗布膜２を形成することができる。また、加圧源５０により更に補充タンク２０内を加圧し、且つ、通気ライン６０を通じて供給タンク２０と補充タンク３０とを連通させることにより、基材１上に一定厚さの塗布膜２を形成しながら、補充タンク３０内の塗布液を供給タンク２０内に移動させることができる。従って、連続生産が可能となる。
【００５２】
特に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示パネルの光学フィルターなどの光学フィルムを本実施形態の送液設備を用いて製造すると、塗布膜の厚みムラがない高精度の光学フィルムを、高い生産性で安価に製造することができる。よって、表示パネルの光学的な画質低下を防止でき、且つ、表示パネルのコストを低減することができる。
【００５３】
上記の実施形態は一例に過ぎず、本発明は種々に変更することができる。
【００５４】
例えば、上記の実施形態の塗布装置では、バックアップロール５で支持された基材１上にスロットダイ１０から塗布液を吐出する、いわゆるバックアップロール支持方式を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、平行に配置された２本のロール間に所定の張力を付与して基材１を架け渡し、２本のロールのほぼ中間位置に、基材１に対向してスロットダイ１０を配置して、基材１上にスロットダイ１０から塗布液を吐出する、いわゆるテンション支持方式を採用することもできる。
【００５５】
上記の実施形態では基材１の一方の面に１層の塗布膜２を形成したが、２層以上の塗布膜を形成することもできる。このためには、上記の実施形態と同様のスロットダイを基材１の走行方向に複数個配置しても良いし、マニホールド及びスロットを複数対備えたスロットダイを用いても良いし、あるいは、これらの組み合わせであっても良い。
【００５６】
上記の実施形態において、サービスタンク４０及び送液ライン４１を省略することができる。この場合は、送液設備への塗布液の供給は、補充タンクバルブ３２、第２加圧バルブ５２ｂ、通気バルブ６１を閉じた状態で、補充タンク３０に対して行えばよい。この場合も、補充タンク３０内に塗布液が流入することによって供給タンク２０内の圧力は何ら影響を受けないから、基材１上に塗布液を塗布しながら補充タンク３０内へ塗布液を補充することができる。
【００５７】
上記の実施形態では、サービスタンク４０から補充タンク３０への塗布液の送液ライン４１を介した送液は重力を利用して行っているが、送液ライン４１上にポンプを設置して、ポンプの駆動力により塗布液を送液しても良い。この場合は、補充タンク３０、サービスタンク４０の設置高さに関する制限がなくなるので、既存の設備の多くを転用して本発明の送液設備を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の送液設備の利用分野は特に制限はないが、基材上に塗布膜を塗布するスロットダイコータ方式の塗布装置を備えた送液設備として利用できる。特に、可撓性を有する樹脂フィルムを基材とする光学フィルムを製造する際に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる送液設備の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、従来の送液設備の一例の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 基材
２ 塗布膜
５ バックアップロール
１０ スロットダイ
１０ａ マニホールド
１０ｂ スロット
２０ 供給タンク
２１ 供給ライン
２２ 供給タンクバルブ
２３ フィルタ
２４ 定流量弁
２５ 流量計
２６ 供給バルブ
３０ 補充タンク
３１ 補充ライン
３２ 補充タンクバルブ
３３ 排気管
３４ 排気バルブ
４０ サービスタンク
４１ 送液ライン
４２ サービスタンクバルブ
５０ 加圧源
５１ 加圧ライン
５１ａ 第１加圧ライン
５１ｂ 第２加圧ライン
５２ａ 第１加圧バルブ
５２ｂ 第２加圧バルブ
６０ 通気ライン
６１ 通気バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に塗布液を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段と、
前記第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段と、
前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段と、
前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段と
を含むことを特徴とする送液設備。
【請求項２】
前記第１貯蔵手段の塗布液の吐出口よりも前記第２貯蔵手段の塗布液の吐出口が高い位置に配置されている請求項１に記載の送液設備。
【請求項３】
前記第１貯蔵手段の底面が鏡板形状を有する請求項１又は２に記載の送液設備。
【請求項４】
前記加圧手段により前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧し、且つ、前記通気手段を介して前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを略同一圧力として前記第２貯蔵手段から前記第１貯蔵手段に塗布液を送液しながら、前記第１貯蔵手段内の塗布液を前記吐出手段に送液し前記吐出手段から吐出された塗布液を基材上に塗布する請求項１〜３のいずれかに記載の送液設備。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の送液設備を用いて基材上に塗布液を塗布する工程を備える光学フィルムの製造方法。
【請求項１】
基材上に塗布液を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段に送液される塗布液を貯蔵する第１貯蔵手段と、
前記第１貯蔵手段に送液される塗布液を貯蔵する第２貯蔵手段と、
前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧する加圧手段と、
前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを連通させる通気手段と
を含むことを特徴とする送液設備。
【請求項２】
前記第１貯蔵手段の塗布液の吐出口よりも前記第２貯蔵手段の塗布液の吐出口が高い位置に配置されている請求項１に記載の送液設備。
【請求項３】
前記第１貯蔵手段の底面が鏡板形状を有する請求項１又は２に記載の送液設備。
【請求項４】
前記加圧手段により前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを加圧し、且つ、前記通気手段を介して前記第１貯蔵手段の内部と前記第２貯蔵手段の内部とを略同一圧力として前記第２貯蔵手段から前記第１貯蔵手段に塗布液を送液しながら、前記第１貯蔵手段内の塗布液を前記吐出手段に送液し前記吐出手段から吐出された塗布液を基材上に塗布する請求項１〜３のいずれかに記載の送液設備。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の送液設備を用いて基材上に塗布液を塗布する工程を備える光学フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２４８０２２（Ｐ２００９−２４８０２２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１００５７３（Ｐ２００８−１００５７３）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【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２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【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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