JP2001087695A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄い支持体であっても、また支持体表面に膜厚
の「ばらつき」あるいは前加工により形成された印刷の
ような「凹凸」があっても高速かつ薄膜塗布が可能であ
り、塗布部において高テンションを付与することにより
塗布を達成した場合にも乾燥、巻取り後に良好な状態を
保つことが可能な塗布装置を提供すること。 【解決手段】コーターヘッドの上流側及び下流側に支持
体を案内する一対のガイドロールを備え、前記上流側ガ
イドロールと下流側ガイドロールの間を走行する支持体
に直接塗布液を塗布する装置において、前記上流側ガイ
ドロール手前には金属ロールと樹脂製ロールの組み合わ
せによるニップ部もしくはサクションロールを、前記下
流側ガイドロールの後方にはサクションロールをそれぞ
れ設置したことを特徴とする塗布装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、走行する支持体
に塗布液を塗布する装置に関するものであり、特に軟包
材の製造工程において可撓性の支持体に接着剤の塗布を
ダイコーターを用いて行い、乾燥炉通過後別の支持体と
貼り合わせを行うドライラミネート装置に関するもので
ある。さらには薄い支持体を用いて高速かつ薄膜塗布を
行う際の塗布装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軟包材、写真感光材料や磁気
記録媒体、鋼板表面処理等の製造工程において、可撓性
支持体上に塗布液を塗布する工程がある。この塗布液は
感光材料あるいは磁性粒子等の必須成分を樹脂バインダ
ーに混合させ、更に必要に応じて種々の添加剤を添加
し、有機溶剤等により希釈することによって粘度調整を
したものを用いる。

【０００３】このような塗布液を可撓性支持体に塗布す
る方法としては、従来より例えばロールコーター、グラ
ビアコーター、ナイフコーター、ダイコーター、あるい
は種々のリバースコーター等の多種多様なコーティング
方法が用いられている。この中でもグラビアコーターが
広く用いられてきたが、近年ではその優れた特徴からダ
イコーターの利用が増加している。その特徴とは塗布の
直前まで塗布液が空気にさらされることがないため塗布
液の変化がないこと、塗布膜の幅方向の膜厚均一性にす
ぐれていること、塗布面の平滑性にすぐれていること等
があげられる。従って従来の塗布分野以外、すなわち接
着剤あるいは表面処理材等の分野にもその応用が試みら
れている。

【０００４】このようなダイコーターを用いた塗布方法
の代表的な方法としては、コーターヘッドの上流側およ
び下流側に一定の間隔を置いて配置された一対のガイド
ロールに支持体を連続的に案内して、このガイドロール
の間に配置したコーターヘッドから直接支持体表面へ塗
布液を押し出すことにより均一かつ平滑に、且つ薄く塗
布する方法が知られている。この方法の場合、一対のガ
イドロールの間に連続的に走行する支持体に、塗布液を
押し出すダイヘッド先端のリップ部分を押しつけるよう
に向けることによって、ダイヘッドのスロットから押し
出される塗布液の押し出し量に対応した塗布圧力と、支
持体がダイヘッドによって押しつけられ撓むことによっ
て生じる反力のバランスによりダイヘッド先端のリップ
部分と支持体表面との間隔を変化させることにより塗布
を行うことが可能となる。

【０００５】上記塗布方法の問題点は、スロットから押
し出される塗布液の塗布圧力と支持体のテンションによ
って得られる支持体からの反力のバランスが安定しない
ためにコーターヘッド先端と支持体の間隔が変化しやす
く、コーターヘッド先端と支持体との間に形成される塗
布液の液だまりが安定しないため塗布幅全体が均一に塗
布されない状態、つまりエアー同伴を起こしやすいとい
う欠点があった。また、液だまりが不安定になることに
よって支持体の幅方向に段ムラと呼ばれる横スジが断続
的に支持体走行方向に発生するという欠陥も発生し、さ
らに高速化および薄膜化への対応が困難であるという欠
点もある。

【０００６】上記方法で薄膜化かつ高速化を達成するた
めには、支持体のテンションを大きくする、あるいはコ
ーターヘッドの支持体への押し込み量を大きくして支持
体のコーターヘッド先端のリップへの支持体の進入角度
および進出角度を大きくする等の配慮が必要となる。テ
ンションを大きくすることの理由は、高速化に伴いコー
タヘッドのスロットから押し出される塗布液の吐出量が
増加するためである。吐出量が増加する事はすなわち、
コーターヘッド先端と支持体との間に形成される塗布液
の液だまりに供給される塗布液量が増加し液だまりの圧
力が大きくなることを意味する。

【０００７】液だまりの圧力が大きくなるとそれまでコ
ーターヘッドが支持体へ押し込まれることで得られてい
た支持体からの反力が一定であっても、コーターヘッド
先端と支持体との間隔は広がってしまう。コーターヘッ
ド先端と支持体との間隔が広がることはすなわち、塗布
挙動の不安定さの原因となり、上流側リップ側からのエ
アー同伴を引き起こしやすくなり、塗布面に未塗布のス
ジの発生が起こってしまう。従って、塗布状態が安定す
るために塗布液の圧力に見合うだけ支持体の反力すなわ
ち支持体のテンションを大きくし、安定な塗布が可能な
領域までダイヘッド先端と支持体の間隔を狭くする必要
がある。

【０００８】また、塗布液の粘度が高粘度となった場合
にも塗布液による力が大きく働くようになるため、安定
な塗布状態を得るためには支持体に高いテンションをか
けなければならない。

【０００９】しかし、支持体のテンションを大きくする
際には、支持体が幅方向に撓むことにより「縦スジ」の
発生が起こってしまい、幅方向の塗布膜の均一性が失わ
れてしまう結果となる。そのため支持体の種類および厚
みにもよるが、支持体にかけることのできるテンション
には許容範囲が存在する。例えば厚み１２μmのＰＥＴ
フィルムを用いた場合にはおよそ２０ｋｇ／ｍ以下に抑
える必要がある。

【００１０】特に上記の問題点は支持体が薄い場合や、
支持体上に凹凸がある場合などはその影響が大きく、特
に前加工として印刷を施した支持体を用い、高速でなお
かつ薄膜の塗布が必要なことが多いドライラミネートに
おける接着剤塗布の場合は、従来よりも高いテンション
で支持体を運搬すると乾燥機内での熱による支持体の膨
張とその後の冷却により、あらかじめ施されていた印刷
のピッチが許容範囲を超えてしまうことのほか、同様の
要因により貼り合わせ後に被塗布支持体が収縮すること
により被塗布支持体を内面としてフィルムが巻き付いて
しまう「カール」や貼り合わせ不良となる「トンネリン
グ」が発生することもある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイコーターを
用いた塗布装置では、上述のように薄い支持体などを用
いた場合には塗布速度の高速化、塗布膜厚の薄膜化の対
応が困難であり、塗布膜厚の均一化や良好な塗布面を得
ることが困難であった。また、高テンションを付与する
ことにより塗布を達成した場合にも乾燥、巻取り後に良
好な状態を保つことが困難であった。しかし、本発明は
上述の事情を考慮してなされたものであり、薄い支持体
であっても、また支持体表面に膜厚の「ばらつき」ある
いは前加工により形成された印刷のような「凹凸」があ
っても高速かつ薄膜塗布が可能な塗布装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
上流側リップと下流側リップの間に塗布液を押し出し可
能なスロット部を形成するコーターヘッドの上流側及び
下流側に支持体を案内する一対のガイドロールを備え、
前記上流側ガイドロールと下流側ガイドロールの間を走
行する支持体に直接塗布液を塗布する装置において、前
記上流側ガイドロール手前には金属ロールと樹脂製ロー
ルの組み合わせによるニップ部もしくはサクションロー
ルを、前記下流側ガイドロールの後方にはサクションロ
ールをそれぞれ設置したことを特徴とする塗布装置であ
る。

【００１３】次に本発明の第２の発明は、上記下流側ガ
イドロールが水平、垂直もしくは斜め方向に移動が可能
とすることにより支持体の走行ラインを自在に調整可能
としたことを特徴とする請求項１記載の塗布装置であ
る。

【００１４】次に本発明の第３の発明は、上記下流側ガ
イドロールとサクションロールの間にテンションピック
アップロールを設けることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の塗布装置である。

【００１５】本発明の第１の発明において、コーターヘ
ッドの上流側ガイドロール手前にニップ部もしくはサク
ションロールを、下流側ガイドロール後方にサクション
ロールをそれぞれコーターヘッドから離れることなく設
置することにより、塗布部のテンションがほぼ一定に保
たれ、安定した塗布状態を確保することができる。

【００１６】また、下流側ガイドロール後方のサクショ
ンロールを乾燥機手前に配置できることにより、高速、
薄膜塗布もしくは高粘度液の塗布等、高テンションを必
要とする塗布においても塗布部のみ高テンションとし、
乾燥機内のテンションを低く保つことが可能となり支持
体の伸縮による加工不良を抑えることができる。

【００１７】本発明の第２の発明において、コーターヘ
ッド下流側ガイドロールを水平、垂直もしくは斜め方向
に移動できるようにすることにより、コーターヘッドに
対する支持体の進出角度を変化させ、塗布条件による微
調整を行い最適な塗布状態を得ることが可能となる。

【００１８】本発明の第３の発明において、コーターヘ
ッド下流側ガイドロールとサクションロールの間にテン
ションピックアップロールを設けることにより、その測
定値を反映してニップ部およびサクションロール間に位
置する塗布部テンションを、塗布液の種類、機械操作条
件等に応じて任意の値に保つことが可能になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。図
１は本発明に係る塗布装置のコーターヘッド１とその上
流側および下流側ガイドロール（２、３）、上流側ガイ
ドロール前方ニップ部５（もしくはサクションロール１
４）、下流側ガイドロール後方かつ乾燥機手前にサクシ
ョンロール６、テンションピックアップロール７を配置
した時の使用状態を示す断面図である。前記上流側ガイ
ドロール２は支持体４の走行速度と同速度で駆動する。

【００２０】コーターヘッド１は、支持体４の走行方向
に対して上流側リップ８と下流側リップ９、図示しない
供給系よりコーターヘッド１内部に塗布液が供給される
べく設けられたマニホールド１０、マニホールド１０か
らリップ部分に塗布液を押し出す通路であるスロット１
１に区分される。

【００２１】前記マニホールド１０は、その断面が円形
もしくは楕円形をしており、かつ支持体４の幅方向に同
一か略同一の断面形状で延長され、その幅方向の長さは
支持体４の幅よりも長いか、もしくは同じ長さに設定さ
れている。マニホールド１０の内径は５〜５０ｍｍ程度
で、塗布液の性質、粘度等によって最良の大きさを設定
すればよく、その開口した両端部はシール板等により塗
布液がコーターヘッド１の外部へ漏れ出ないようになっ
ている。また、マニホールド１０への塗布液の供給は、
どちらか少なくとも一方の開口端部から導入してもよ
く、または少なくとも一つの開口部を直接コーターヘッ
ド１からマニホールド１０へ貫通した供給口から導入し
てもよい。

【００２２】また、前記スロット１１はマニホールド１
０からの支持体４へ向けて開口している幅０．１〜０．
５ｍｍのスリット状の塗布液通路であり、マニホールド
１０からリップ先端までの距離は５〜１００ｍｍであ
る。このスロット１１の幅および距離も塗布液の性質、
さらに塗布速度や塗布膜厚等の操作条件により決定され
る。

【００２３】塗布液１２はコーターヘッド１の外部から
供給系を経て、ホースもしくは配管によりマニホールド
１０へ導入される。マニホールド１０内部が塗布液１２
で満たされると、幅方向に均一な圧力分布と流量分布を
持って、マニホールド１０から連通するスロット１１を
通り上流側リップ８および下流側リップ９、さらに支持
体４によって囲まれた液だまり１３を形成する。この液
だまり１３はスロット１１から押し出される塗布液の吐
出圧力（量）と塗布液の粘度等の物性、支持体４のテン
ションの合計のバランスによりその大きさが決定され、
上流側リップ８および下流側リップ９と支持体４の間隔
が決定される。

【００２４】さらに水平、垂直もしくは斜め方向に移動
可能な下流側ガイドロール３により、コーターヘッドに
対する支持体の進入角度を変化させ、塗布状態の微調整
を行う。

【００２５】一方、上流側ガイドロール２前方ニップ部
５および下流側ガイドロール３後方かつ乾燥機手前のサ
クションロール６の回転速度を調整することにより、そ
の間の支持体４のテンションを調整する。また、下流側
ガイドロール３とサクションロール６の間に設けたテン
ションピックアップロール７によって塗布部テンション
の測定を行い、その値を前記ニップ部５およびサクショ
ンロール６の調整に用いることで塗布部テンションを最
適に設定する。

【００２６】前記ニップ部５およびサクションロール６
の組み合わせにより両部位間のテンション（塗布部テン
ション）は２〜２０ｋｇ／ｍ、塗布速度は１０〜３００
ｍ／ｍｉｎ、塗布膜厚は１〜２０μｍ、塗布液粘度は１
５〜２００ｃｐｓの間で塗布条件を設定することが可能
である。また、塗布部以外の巻出しからニップ部までお
よび乾燥機入り口以降のテンションはおよそ５〜１０ｋ
ｇ／ｍと通常のドライラミネート同様の条件に設定する
ことが可能である。

【００２７】

【実施例】以下本発明の効果を実施例によりさらに詳細
に説明する。 ＜実施例＞下記条件によりダイコーターを用いたドライ
ラミネート接着剤塗布を行った。 （１）支持体 材質：ＰＥＴ 厚み：１２μｍ 幅：６００ｍｍ （２）塗布液 ウレタン樹脂系接着剤 固形分：４５％ 粘度：１００ｃｐｓ （３）塗布膜厚：５．０μｍ （４）塗布速度は１０〜２００ｍ／ｍｉｎで変化させ
た。塗布速度と塗布部テンションの例を以下に示す。 塗布速度[ｍ／ｍｉｎ] ５０ １００ １５０ ２００ 塗布部テンション[ｋｇ／ｍ] １０ １５ １７ １９ 塗布部以外テンション[ｋｇ／ｍ] ５ ５ ５ ５ （５）フィルムの伸びを示す巻取り後の印刷ピッチの変
動は、塗布速度５０〜２００ｍ／ｍｉｎいずれの場合に
も＋０．０２％以下と良好な結果が得られた。 塗布部テンションを上記値に設定することによりダイコ
ーターで安定塗布が達成され、かつ乾燥機内のテンショ
ンをカットすることにより乾燥、ラミネート、巻取り後
も良好な結果を得ることができた。

【００２８】＜比較例１＞上記＜実施例＞（１）〜
（３）の条件で、下流側ガイドロール後方にサクション
ロールを設置せず塗布を行った結果、塗布速度に対する
塗布部テンションは上記とほぼ同値で塗布が行えたが、
塗布部におけるテンションがばらつくことによる塗布状
態の不安定、および乾燥、ラミネート、巻取り後に部分
的な「カール」、「トンネリング」の発生が起こった。
また、印刷ピッチの変動も１００ｍ／ｍｉｎで塗布を行
った例で＋０．１０％となり上記＜実施例＞の＋０．０
２％以下と比較すると非常に大きなものとなった。

【００２９】＜比較例２＞一般的なドライラミネート接
着剤の塗布方式であるグラビアコーターによる塗布にお
ける、代表的な塗布液の物性を以下に示す。 グラビアコーターにおいては、上記物性の塗布液を膜厚
１０μｍ程度に塗布しており、固形分を上げ粘度の高く
なった液を上記＜実施例＞と同レベルで塗布することは
不可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明による塗布装置を用
いることで、可撓性の支持体に高速かつ薄膜で安定な状
態で塗布することが可能になる。特に軟包材製造のドラ
イラミネート加工工程においては、従来方式に比べ高固
形分（高粘度）の接着剤を高速かつ薄膜で安定な状態で
塗布することが可能となり、貼り合わせ、巻取り後にお
いても極めて良好な状態を達成することができる。高固
形分（高粘度）の接着剤が使用できることで、原材料の
コストダウンが計れる。また、本方式で塗布、ドライラ
ミネートを行った製品は、従来方式であるグラビアコー
トを用いたものに比べてより平滑な面性が得られるとい
う効果もある。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置の一実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ コーターヘッド ２ 上流側ガイドロール ３ 下流側ガイドロール ４ 支持体 ５ ニップ部 ６ サクションロール ７ テンションピックアップロール ８ 上流側リップ ９ 下流側リップ １０ マニホールド １１ スロット １２ 塗布液 １３ 液だまり １４ サクションロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上流側リップと下流側リップの間に塗布液
   を押し出し可能なスロット部を形成するコーターヘッド
   の上流側及び下流側に支持体を案内する一対のガイドロ
   ールを備え、前記上流側ガイドロールと下流側ガイドロ
   ールの間を走行する支持体に直接塗布液を塗布する装置
   において、前記上流側ガイドロール手前には金属ロール
   と樹脂製ロールの組み合わせによるニップ部もしくはサ
   クションロールを、前記下流側ガイドロールの後方には
   サクションロールをそれぞれ設置したことを特徴とする
   塗布装置。
2. 【請求項２】上記下流側ガイドロールが水平、垂直もし
   くは斜め方向に移動が可能とすることにより支持体の走
   行ラインを自在に調整可能としたことを特徴とする請求
   項１記載の塗布装置。
3. 【請求項３】上記下流側ガイドロールとサクションロー
   ルの間にテンションピックアップロールを設けることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の塗布装置。