JP2002254006A

JP2002254006A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2002254006A
Application number: JP2001054633A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yasuhara; 賢安原; Toshihito Maruyama; 利仁丸山
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】両端部の厚塗りによる工程トラブルを防ぎ、更
に、両端部の厚塗りや薄塗りを抑制する効果が大きく、
歩留まりの高い効率的塗布操作が可能なスライドビード
塗布装置を提供する。【解決手段】スライドビード塗布装置において、少なく
ともひとつの層のスリットのスライド面流出巾が、スラ
イド面上における塗布巾規制部材の内面巾よりも狭巾で
あり、かつ、該狭巾であるスリットは、コーティングダ
イ内部において、スリット巾がスリット出口に向かって
増大する傾斜形状であることを特徴とする塗布装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スライドビード塗
布装置に関するもので、特にコーティングダイの内部形
状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェブに塗布液を塗布する装置と
して、各種のロール塗布装置、グラビア塗布装置、ブレ
ード塗布装置、スライドビード塗布装置、スロット塗布
装置、エクストリュージョン塗布装置、カーテン塗布装
置、スライドカーテン塗布装置等が知られており、要求
される塗布膜の精度や面質、用いる塗布液の種類、塗布
操作における操業条件の制約等によって、上記の各種塗
布装置が使い分けられている。

【０００３】上記の塗布装置において、ロール塗布装
置、グラビア塗布装置、ブレード塗布装置等では、最終
的にウェブ上に形成される塗布膜よりも過剰な塗布液量
を供給して、ロールやブレード等で余剰な塗布液を掻き
取る段階で、最終的にウェブに形成される塗布膜の厚さ
が計量されるため、後計量塗布装置と呼ばれている。一
方、スライドビード塗布装置、スロット塗布装置、エク
ストリュージョン塗布装置、カーテン塗布装置、スライ
ドカーテン塗布装置等では、最終的にウェブ上に形成さ
れる塗布膜に相当する塗布液量を、あらかじめ計量して
供給し、ウェブ上に塗布された塗布液の全てが最終的に
ウェブ上に形成される塗布膜となるため、前計量塗布装
置と呼ばれている。

【０００４】このように、前計量塗布装置では、過剰な
塗布液を掻き取る操作が不要なため、良好な塗布面質が
得られ、過剰に供給された塗布液を再循環させる必要が
ないため、塗布液の液組成が経時変化することがなく、
長時間にわたり安定した塗布操作が可能である。

【０００５】特に、前述の前計量塗布装置に属するスラ
イドビード塗布装置は、コーティングダイ（以下、ダイ
と称する）に対して、組成の異なる複数の塗布液を供給
し、ダイの傾斜したスライド面上で重層流を形成するこ
とにより、多層同時塗布を実現する塗布装置である。

【０００６】上述のように、多層同時塗布が可能である
ため、スライドビード塗布装置は、写真感光材料、印刷
製版材料、インクジェット記録材料のように、複数層の
層構成を有する製品の効率的生産に適した塗布装置であ
る。

【０００７】ここで、上述の各製品は、巾方向、流れ方
向に対して、非常に均一な塗布膜厚分布が必要である
が、特に巾方向の端部では不均一を生じやすい。その理
由を以下に述べる。

【０００８】一般的なスライドビード塗布装置にて、流
入口からダイ内部に供給された塗布液は、ダイ内部に設
けられたキャビティーによって巾方向に広げられ、薄い
スリットを通過することによって、巾方向に均一な薄層
流を形成して、ダイ表面の傾斜したスライド面に流出す
る。その後、重力の効果でスライド面を流下しつつ、重
層流を形成し、ダイ先端から一定の距離（ビードギャッ
プと称する）を保って高速走行するウェブに衝突するこ
とにより、いわゆるコーティングビードを形成して塗布
が成される。

【０００９】また、スライド面を流下する重層流の巾を
安定に保つために、スライド面上に塗布巾規制部材を設
け、重層流の両端を支持する場合が多い。この塗布巾規
制部材を設けない場合、スライド面上で縮流を生じて、
所望の塗布巾が得られない、あるいは塗布巾が安定しな
い等の問題があるため、現実の操業では塗布巾規制部材
は必須であるが、塗布巾規制部材の存在が、スライド面
を流下する重層流の巾方向均一性を悪化させる場合があ
る。

【００１０】上記の巾方向不均一に起因するトラブルと
して、端部の極近傍において、正常部に比較して、場合
によっては、塗布膜厚が２倍程度厚塗りの部分（以下、
エッジ厚塗りと称する）を生じる場合がある。塗布工程
に続くドライヤにおいて、このエッジ厚塗り部は乾燥の
進行が非常に遅くなるが、エッジ厚塗り部に未乾燥を生
じた場合、巻き取られた製品の未乾燥部分が接着して巻
き取りがほどけなくなり、重大な工程トラブルとなる。
従って、エッジ厚塗り部を十分乾燥可能なドライヤ設定
として未乾燥を防止する場合もあるが、明らかに乾燥エ
ネルギのムダ使いである。

【００１１】一方、上記のエッジ厚塗りとは逆に、最端
部から数ｃｍに及ぶ範囲に、正常部に比較して薄塗り
（以下、エッジ薄塗りと称する）の部分を生じる場合も
ある。このようにして生じたエッジ厚塗り部及びエッジ
薄塗り部は、所望の塗布膜厚さではないために、製品と
しての性能を十分発揮できない場合が多く、製品裁断時
に切り捨てて歩留まり悪化の原因となっていた。また、
塗布操作で得られた広巾の塗布物を、複数本にスリット
して所定の巾に分割する場合、広範囲に渡ってエッジ厚
塗りやエッジ薄塗りを生じると、所望の分割本数、ある
いは取り巾が得られないことがあり、非常に重大な歩留
まり損失を招く場合もある。

【００１２】従って、エッジ厚塗り及びエッジ薄塗りに
起因する工程トラブルや歩留まり悪化を防止すべく、様
々な塗布装置及び塗布方法が提案されてきた。例えば、
エッジ厚塗り部を吸引パイプで吸い取る方法（特開昭５
６−７３５７９号公報）、吹きならし方法（特公昭５７
−３７３８８号公報）、両端部の気流拡散方法（特開昭
５４−１４２２４８号公報）、最終乾燥前の両端部の切
り離し方法（特開昭５４−１５９４５２号公報）等があ
る。しかし、これらの方法は、いずれも別途設けた装置
を用いて、両端部の厚塗りを防止するものであり、装置
の設置コストがかかり、メンテナンスも必要であった。

【００１３】また、特開昭５９−２０６０７９号公報に
て、スライド面上で所定塗布巾より広くして塗布する方
法、特開昭６３−１４４３４８号公報にて、スライド面
両端部に塗布液より低表面張力の液を低塗布量で塗布す
る方法が提案されている。これらの方法は所望の取巾よ
り広い巾で塗布するものであり、ウェブ、塗布液等をム
ダに使い、原材料の歩留まりを悪化させるものである。

【００１４】更に、特開平５−９６２２３号公報にて、
円弧上に拡がったキャビティー及び、傾斜形状のスリッ
トを特徴とするダイ内部形状により、エッジ厚塗り及び
エッジ薄塗りを防止する方法がある。上述の各方法に対
して、別装置を必要とせず、原材料歩留まりも悪化しな
い良い方法であるが、近年の高速塗布化に伴う高流量範
囲では、特にエッジ薄塗りの抑制が難しくなってきた。
また、近年の省資源化追求、及び品質向上追求により、
エッジ薄塗りの許容範囲は更にシビアになっており、許
容範囲を満たせない場合があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点に鑑み、
本発明の目的は、十分なエッジ厚塗り抑制効果、及びエ
ッジ薄塗り抑制効果を発揮する、簡便な塗布装置を提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ス
ライドビード塗布装置において、少なくともひとつの層
のスリットのスライド面流出巾が、スライド面上におけ
る塗布巾規制部材の内面巾よりも狭巾であり、かつ、該
狭巾であるスリットは、コーティングダイ内部におい
て、スリット巾がスリット出口に向かって増大する傾斜
形状であることを特徴とする塗布装置によって達成され
た。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず始めに、スライドビード塗布
装置における、一般的な塗布液の流れについて説明す
る。図３は、スライドビード塗布装置を巾方向に垂直な
面で切断した断面形状の模式図であり、図３におけるＡ
方向を、塗布液流れ方向と呼ぶことにする。ここで、ダ
イは、部材１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって構成
されており、これらの各部材は、一般的にステンレス等
の金属を機械加工したものである。図４は、図３の位置
Ｂで切断した断面形状の模式図であり、図４におけるＣ
方向が巾方向である。

【００１８】各層の塗布液は、流入口１ａ、１ｂ、１ｃ
よりダイ内部に流入し、キャビティー２ａ、２ｂ、２ｃ
にて巾方向に拡がり、スリット３ａ、３ｂ、３ｃにて巾
方向に均一な薄層流に整流されて、スライド面４上に流
出する。このスライド面４は重力方向に対して一定の傾
斜を有するように設置されており、薄層流の各塗布液は
スライド面４上で重層流を形成しつつ、スライド面先端
に向かって流下する。尚、スライド面４上の両端に設置
された、図２に示す塗布巾規制部材５の対立して向かい
合う内面にて、流下流れの両端を支持しつつ流下させる
ことによって、流下流れの巾を安定に保つ。従って、塗
布巾規制部材５の内面巾Ｌ５が塗布巾となる。

【００１９】スライド面先端から一定の間隙（コーティ
ングギャップと称する）を有する位置ではウェブ６がコ
ーティングロール７に支持されながら走行しており、ス
ライド面先端を離れた薄層流はウェブ６に向かって架橋
することにより、いわゆるコーティングビードを形成
し、塗布がなされる。

【００２０】次に、本発明のスライドビード塗布装置の
特徴について説明する。図１は本発明の請求項を満たす
塗布装置を示しており、図１ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図
１のスリット３ａ、３ｂ、３ｃを、塗布液流れ方向に対
して直交方向に切断した断面形状の模式図である。一
方、図２は従来の塗布装置を示しており、図２ａ、ｂ、
ｃは、それぞれ図３のスリット３ａ、３ｂ、３ｃを、塗
布液流れ方向に対して直交方向に切断した断面形状の模
式図である。

【００２１】図１と図２を比較すれば明らかなように、
図１では、第１層目スリット３ａのスライド面流出巾Ｌ
１ａが、塗布巾規制部材５の内面巾Ｌ５に対して、片端
当たりでＬ２ａ狭巾である。更に、狭巾である第１層目
スリット３ａは、ダイ内部において、スリット高さＬ４
の距離に対してＬ３ａの傾斜を有して、スリット出口に
向かってスリット巾が増大する傾斜形状である。従っ
て、図１は本発明の請求項１を満たす塗布装置に含まれ
る。

【００２２】一方、図２では、スリット巾がスリット出
口に向かって増大する傾斜形状ではあるが、Ｌ１ａ＝Ｌ
１ｂ＝Ｌ１ｃ＝Ｌ５であるため、本発明の請求項を満た
さない従来の塗布装置である。

【００２３】尚、図１では、３層同時塗布装置において
第１層目スリット３ａが、本発明に該当する一例を示し
たが、どの層に用いるかは特に限定されず、１層目以外
の２層目３ｂあるいは３層目３ｃに用いても良い。ま
た、複数の層に用いても良く、例えば１層目３ａ及び２
層目３ｂ、あるいは、１層目３ａ及び３層目３ｃ等に用
いても良い。

【００２４】更に、複数の層に用いる場合、狭巾量Ｌ２
ａ及び傾斜量Ｌ３ａがそれぞれの層で異なっていても良
い。また、本発明が適用される塗布装置の同時塗布層数
は限定されず、１層のみの単層塗布装置、２層同時塗布
装置、３層以上の同時塗布装置に用いても良い。

【００２５】以上のように、どの層に本発明を用いる
か、また、上記の狭巾量Ｌ２ａ及び傾斜量Ｌ３ａは特に
限定されるものではなく、塗布条件、塗布液の物性等に
応じて適切な値を選択することができる。尚、本発明を
どの層に適用するのが望ましいかを説明すると、機能の
異なる複数層の同時塗布の場合には、なるべく、重層塗
布膜として発揮する性能に影響の小さい層に適用するこ
とが望ましく、例えば写真感光材料の場合、ハレーショ
ン防止層等に用いるのが望ましい。

【００２６】また、狭巾量Ｌ２ａの寸法としては、大き
過ぎるとエッジ薄塗りが激しくなり、小さ過ぎるとエッ
ジ厚塗りが激しくなる傾向があるため、１ｍｍ以上３０
ｍｍ以下が適性な範囲である。また、傾斜量Ｌ３ａの寸
法としては、一般的なスリット高さＬ４が１０ｍｍ以上
３００ｍｍ以下と考えれば、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下
が適性な範囲である。

【００２７】また、本発明の請求項を満たしていれば、
その他のダイ内部形状は特に限定されず、流入口、キャ
ビティー、スリット等に公知の各種形状を組み合わせて
も良い。また、本発明に適用可能なウェブ、塗布液は特
に限定されず、スライドビード塗布に適した各種の物を
適用可能である。

【００２８】次に、本発明が塗布液の流れにどのような
影響を与え、効果を発揮するかについて説明する。図４
に示すように、塗布液は巾方向の両端を塗布巾規制部材
５によって支えられながらスライド面４を流下するた
め、塗布液の両端部は、中央近傍に比べて流下する塗布
液の厚み、流下流速に不均一を生じやすい。この原因と
して、支えられている両端部の流下流速は基本的にゼロ
であり、巾方向の中央に進むに従って流速が増加して均
一流速に達するため、両端近傍は流下流速が均一部と異
なることが考えられる。また、支えられている最端部で
は、表面張力の作用が中央近傍とは異なるため、流下す
る塗布液の厚みにも不均一を生じやすい。

【００２９】以上のように、スライド面における流速や
液厚に不均一を生じた状態でコーティングビードを形成
すれば、コーティングビード自体も巾方向に不均一であ
り、結果としてウェブ上の塗布膜に、上述のようなエッ
ジ厚塗りやエッジ薄塗りを生じ、工程トラブルや歩留ま
り悪化の原因となる。

【００３０】そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、請
求項１の塗布装置により、スライド面流下流れの巾方向
における不均一を是正する効果が得られ、従来に比べて
エッジ厚塗りやエッジ薄塗りを抑制する効果が大きいこ
とを見いだし、本発明に到った。

【００３１】

【実施例】次に、実施例によって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されない。

【００３２】実施例１塗布液流れ方向に対して直交方向
に切断した断面形状が図１の形状で、表１に示す各所寸
法であるスライドビード塗布装置を用い、ゼラチン水溶
液を主成分とした下記の物性の写真感光乳剤を、ポリエ
チレンテレフタレートフィルムのウェブに対して、下記
の塗布条件で３層同時塗布した結果、表１に示す塗布状
況となった。尚、表１に記載した数値の単位は全てｍｍ
である。

【００３３】＜塗布液＞第１層塗布液の粘度９ｃｐ第１層塗布液の表面張力３０ｄｙｎ／ｃｍ第２層塗布液の粘度９ｃｐ第２層塗布液の表面張力３０ｄｙｎ／ｃｍ第３層塗布液の粘度８ｃｐ第３層塗布液の表面張力２８ｄｙｎ／ｃｍ

【００３４】＜塗布条件＞塗布巾１１００ｍｍ塗布速度２５０ｍ／ｍｉｎ総塗布量５５ｍｌ／m² 第１層塗布量２０ｍｌ／m² 第２層塗布量２０ｍｌ／m² 第３層塗布量１５ｍｌ／m²

【００３５】

【表１】

【００３６】比較例１、２、３、４、５塗布液流れ方向に対して直交方向に切断した断面形状が
図１の形状で、表１に示す各所寸法であるスライドビー
ド塗布装置を用い、実施例１と同様の塗布を行った結
果、表１に示す塗布状況となった。

【００３７】以下に実施例の結果を詳細に説明する。実
施例１は、第１層目スリットのスライド面流出巾が、塗
布巾規制部材の内面巾よりも狭巾であり、かつ、ダイ内
部において、該狭巾である第１層目スリットのスリット
巾が、スリット出口に向かって増大する傾斜形状である
ために、本発明の請求項１を満たす塗布装置を用いた場
合の実施例である。

【００３８】一方、比較例１、２、３、４、５は、第１
層目スリット巾がスリット出口に向かって増大する傾斜
形状ではあるが、第１層目スリットのスライド面流出巾
は塗布巾規制部材の内面巾と同一寸法であるため、本発
明の請求項を満たさない従来の塗布装置を用いた場合の
比較例である。

【００３９】尚、表１に示すように、実施例１及び、比
較例１、２、３、４、５において、第１層目スリット以
外は全て同一であり、これらの塗布状況を相対比較する
ことにより、第１層目に本発明の請求項１を適用した場
合の効果を確認するに到った。

【００４０】次に、実施例、及び各比較例の塗布状況に
ついて説明する。表１における均一塗布膜巾とは、両端
部のエッジ厚塗り及びエッジ薄塗りによる不均一部を除
外し、均一な塗布物として確保可能な取り巾を示してい
る。

【００４１】まず、実施例１では、両端部に極狭巾のエ
ッジ薄塗り部を生じたが、塗布巾１１００ｍｍに対し
て、１０９４ｍｍもの均一塗布膜巾が得られた。一方、
比較例１では、激しいエッジ厚塗りを生じ、エッジ厚塗
り部がドライヤーで未乾燥になるという工程トラブルを
生じ、正常な塗布物は得られなかった。次に、比較例
２、３では、比較例１に比べれば程度は軽いもののエッ
ジ厚塗り部を生じ、均一膜厚巾は比較例２で１０７６ｍ
ｍ、比較例３で１０８２ｍｍであった。また、比較例４
では、僅かなエッジ厚塗り部と、エッジ厚塗り部からや
や中央よりに若干のエッジ薄塗り部を生じ、均一膜厚巾
は１０７０ｍｍに低下した。比較例５では、エッジ厚塗
り部は全く生じないが、広い巾に渡ってにエッジ薄塗り
部を生じ、均一膜厚巾は１０６２ｍｍと更に低下した。

【００４２】以上の塗布状況について整理すると、従来
の塗布装置において、第１層目スリットの傾斜量を変更
することにより、厚塗り及び薄塗りをある程度抑制する
ことは可能だが、均一膜厚巾の最大値は１０８２ｍｍに
しか到らなかった。一方、本発明の実施例１では、従来
に比べてエッジ厚塗り及びエッジ薄塗りの抑制効果が大
きく、１０９４ｍｍもの均一膜厚巾が得られた。

【００４３】以上のように、本発明の塗布装置により、
エッジ厚塗りによる工程トラブルを防ぎ、更に、両端部
のエッジ厚塗りやエッジ薄塗りを抑制する効果が大き
く、従来に比べて広い均一膜厚巾が得られ、歩留まりの
高い効率的塗布操作が可能となることを示した。

【００４４】

【発明の効果】本発明の塗布装置により、エッジ厚塗り
による工程トラブルを防ぎ、更に、従来と比較してエッ
ジ厚塗りやエッジ薄塗りを抑制する効果が大きく、歩留
まりの高い効率的塗布操作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスライドビード塗布装置を塗布液流れ
方向に対して直交方向に切断した断面形状の模式図

【図２】従来のスライドビード塗布装置を塗布液流れ方
向に対して直交方向に切断した断面形状の模式図

【図３】スライドビード塗布装置を巾方向に垂直な面で
切断した断面形状の模式図

【図４】図３の位置Ｂにおける断面形状の模式図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ流入口２ａ、２ｂ、２ｃキャビティー３ａ、３ｂ、３ｃスリット４スライド面５塗布巾規制部材Ｌ１ａ第１層目スリットのスライド面流出巾Ｌ２ａ第１層目スリットの片端当たり狭巾量Ｌ３ａ第１層目スリットの傾斜量Ｌ１ｂ第２層目スリットのスライド面流出巾Ｌ３ｂ第２層目スリットの傾斜量Ｌ１ｃ第３層目スリットのスライド面流出巾Ｌ３ｃ第３層目スリットの傾斜量Ｌ４スリット高さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スライドビード塗布装置において、少な
くともひとつの層のスリットのスライド面流出巾が、ス
ライド面上における塗布巾規制部材の内面巾よりも狭巾
であり、かつ、該狭巾であるスリットは、コーティング
ダイ内部において、スリット巾がスリット出口に向かっ
て増大する傾斜形状であることを特徴とする塗布装置。