JP2004016877A - Method and apparatus for curtain coating - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続走行する支持体(ウェブ)に各種液状組成物をカーテン塗布する方法及び装置に関するものであり、特に感圧記録紙、感熱記録紙、インクジェット用記録用紙写真フィルム、写真用印画紙などに好適に用いられる連続的な塗布安定性を有するカーテン塗布方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続走行するウェブの上に塗布液を単層塗布あるいは多層同時塗布する方法のひとつとしてカーテン塗布方法がある。カーテン塗布方法は、塗布液をカーテン状に自由落下させ、バックアップロール等で支持されながら走行するウェブの上に衝突させることで塗膜を形成する方法である。カーテン塗布はほかの塗布方法に比べて、塗布の高速化が比較的容易であり、また、多層同時塗布も可能なことから、その技術用途は広がりをみせている。
【0003】
カーテン塗布は、形成されるカーテンの幅方向における両側縁を、通常2本のエッヂガイドによって保持し、これによってカーテンの安定を図っている。しかし、このエッヂガイドを用いた方法によると、カーテン全体がウェブ上へ塗設されたとき、塗膜の両側端部の膜厚が他の部分に比べて厚くなるという問題が以前からある。
【0004】
上記厚塗り現象は、工業生産において、様々な弊害を誘発する。なかでも、厚塗り部分は、ほかの部位に比べて乾燥における所要エネルギーや所要時間が長くなる点は、生産コストを上げてしまう主要因のひとつとなる。また、乾燥が十分に行われずに以降の工程に移されると、塗布液が搬送ローラ等の工程機材に転写して汚染してしまったり、あるいは、巻き取りロールでの巻き取りで、接着してしまい、ロールからの巻き出しの際に、ウェブの切断を引き起こしたりする。
【0005】
乾燥に関わる上記の問題を解決した場合であっても、別の問題がある。これは、巻き取りロールに巻き取った際、厚塗り部であるウェブ両端部の重なり箇所は凸状になり、切断されて長尺の巻き取りが困難になることもある。また、厚塗り部分であるフィルム側端部は、後に裁断除去するため、厚塗り部に費やした乾燥工程におけるエネルギーはそのまま、生産ロスとみなすことができる。
【0006】
両側端部の厚塗りを防止する方法として、カーテン膜の幅を支持体の幅よりも、厚塗り幅に相当する幅分以上に大きくすることで、支持体上に形成される塗膜の厚みを均一にする方法が広く知られている。この場合、支持体の側端より外側のカーテン膜は、塗布されずに落下して、あらかじめ設置している容器等に回収され、塗布液として再利用する。また、塗膜を多層形成とする場合も同様に、カーテン膜の幅を支持体よりも広くして塗布を実施する方法が特開昭50−88138号公報、特開昭54−124039号公報等で提案され、一般に知られている。
【0007】
しかし、この方法によると、支持体の全面、つまり、両側端に至る範囲に塗布液が塗布されることから、支持体を搬送するロールやベルト等に未乾燥の塗布液が付着して汚染してしまうという問題は残る。また、紙を支持体とする感圧複写記録紙や感熱記録紙等の場合は、塗布液が塗布されることによって両端部が反塗布面にカールし、乾燥行程に移行するまでに塗布面両端部の塗布液が工程中の機材を汚染する現象もみられる。この現象は、乾燥工程においてもみられる場合がある。また、支持体を無接触で搬送すると同時に乾燥も行うフロータードライヤーが特開昭54−25066に提案されているが、この場合もカールが発生し、支持体がばたつくという問題が残っている。
【0008】
塗布液による上記の工程汚染の問題は、製品の不良原因につながることから、これを解決するために、支持体の側端部を折り曲げ手段によって反塗布面側に折り、この端部を未塗布として工程汚染を防止するカーテン塗布方法が、特公平2−1550号公報にて提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平2−1550号公報の方法によると、工程汚染は解消されるものの、さらに別の問題が発生することがある。つまり、走行中の支持体の端部に耳折部材を押しつけることによって支持体に浮きが生じて振動し、塗布ムラを招いたり、塗布開始箇所で耳部の折りがもとに戻って全幅域が塗布されてしまったり、あるいは、ウェブの接合部が耳折部材に引っかかりウェブが破断したりするというものである。また、塗布液の塗布量が特に多い場合には、塗膜の両端が厚塗りとなり、その結果、巻き取りロールでの巻き取りでは端部の重なり箇所が凸状になって、巻き取り不能となることもある。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、側端部の厚塗りを抑制し、連続塗布を安定的に行うためのカーテン塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカーテン塗布方法は、バックアップロールに支持されて連続走行する支持体上に塗布液を自由落下により衝突させて塗布する方法であって、折り曲げ手段により前記支持体の両側端部を反塗布面方向に折り曲げて塗布液を塗布するカーテン塗布方法において、前記折り曲げの実施箇所から塗布開始箇所までの距離をDとしたとき、2mm≦D≦40mmとすることを特徴として構成されている。
【0012】
前記バックアップロールは、支持体より幅の小さなものとし、折り曲げ及び塗布は、支持体のバックアップロールによる巻きつけ区間で行う。前記折り曲げ手段の支持体面に平行な断面形状については、バックアップロール対向側の上流側を弧状曲線形状とし、さらに、支持体が接触する部位の支持体走行方向において5mm以上の直線形状をもうけることが好ましい。折り曲げ手段の表面材質は、少なくとも支持体に接触する部位をセラミックとすることが好ましい。
【0013】
バックアップロールの両側端部に近接あるいは接触する位置に、折り曲げ手段と対向させて折り曲げ補助手段を設置し、かつ、折り曲げ補助手段の支持体の進行方向に対して垂直な断面の形状について、折り曲げ手段対向側を弧状曲線形状あるいは多角形状とする。この折り曲げ補助手段は、少なくとも支持体が接触する部位の表面材質をセラミックとして、さらに、折り曲げ手段との間隙をCL1とし、前記支持体の折り曲げ幅をWとしたとき、0.5mm≦CL1≦5.0mm、かつ、2CL1≦W≦10CL1とすることが好ましい。
【0014】
前記折り曲げ補助手段を用いない場合は、バックアップロールの両側端部の断面形状を、弧状曲面形状または多角形状とし、表面材質をセラミックとすることが好ましく、バックアップロールの側端部と前記折り曲げ手段との間隙をCL2とし、支持体の折り曲げ幅をWとしたとき、0.5mm≦CL2≦5.0mm、かつ、2CL2≦W≦10CL2となるように設定することが望ましい。
【0015】
前記支持体が、支持体同士を接合テープによって長手方向に接合されたものであるときは、この接合部が折り曲げ手段を通過するときに、折り曲げ手段の折り曲げ機能を一時的に停止させることが好ましい。
【0016】
また、本発明のカーテン塗布装置は、バックアップロールに支持されて連続走行する支持体上に塗布液を自由落下により衝突させて塗布する装置であって、折り曲げ手段により前記支持体の両側端部を反塗布面方向に折り曲げて塗布液を塗布するカーテン塗布装置において、折り曲げの実施箇所から塗布開始箇所までの距離をDとしたとき、2mm≦D≦40mmとし、かつ、前記支持体より小さな幅のバックアップロールを用いて、支持体のバックアップロールによる巻きつけ区間で前記折り曲げ及び前記塗布を行うことを特徴として構成されている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図1は、本発明を実施したカーテン塗布工程の断面図である。支持体としてのウェブ10はバックアップロール11に支持されながら連続的に搬送される。ウェブ10に塗布される塗布液12aは塗布液タンク(図示せず)から送液量可変の送液ポンプ(図示せず)により塗布ダイ13のマニフォールド14に供給される。マニフォールド14は、塗布ダイ13の幅方向にその断面形状をもって形成されている。塗布液12aの供給は、マニフォールド14の幅方向中央からなされてもよいし、マニフォールド14の片側面からなされてもよい。
【0018】
自由落下により形成されるカーテン膜12bは、その両端をエッヂガイド(図示なし)によって保持されており、カーテン膜12bの高さが30mm以上300mm以下となるように塗布ダイ13を設置する。カーテン膜12bは、走行するウェブ10の上に衝突して塗布開始線L1より下流側に塗膜12cを形成する。塗布開始線L1は、ウェブ10のバックアップロール12にラップされている範囲内となるように塗布ダイ13の位置を調整する。ウェブ10の両側端部には、塗布開始線L1の上流位置に折り曲げ手段としての耳折部材20を設置し、折り曲げて耳折部10aを一時的に形成する。耳折部10aは、ウェブ10がもつ形状復元特性により、塗布工程以降に徐々に折り曲げが解消され、L2で示される折り曲げ跡はほとんど残らない。
【0019】
図2は、本発明のカーテン塗布方法における塗布工程の斜視図である。なお、エッジガイドについては、図示を省略している。塗布開始線L1から耳折部材20における耳折り実施箇所、つまり、ウェブが耳折部材20から離れた箇所までの距離をDとする。耳折部材20の設置位置は、2mm≦D≦40mmを満たし、かつ、ウェブ10がバックアップロール11にラップされている範囲とする。また、耳折部材20に対向して折り曲げ補助手段としての耳折補助部材21を設置する。バックアップロール11は、ウェブ10よりも幅の小さいものとし、ウェブ10は耳折部材20によって反塗布面側に折られて、折られた耳折部10aがバックアップロール11のウェブ支持面との間に挟み込まれないようにしながらバックアップロール11の上を搬送されながら塗布される。ウェブ10の幅よりも大きな幅のカーテン膜12bを形成するように塗布液12aを塗布ダイ13(図1参照)から自然落下させ、折り曲げられたウェブ耳折部10aの端部に塗布液12aが塗布されないようにする。
【0020】
図3および図4は本発明を実施した耳折りの工程を示しており、ともに、バックアップロール11の片側の側端近傍のみ示している。図3は、上からの平面図であり、ウェブ10を省略している。図4は、ウェブ10の進行方向側からみた断面図である。耳折補助部材21は、図示しない固定部材によって、バックアップロール11に近接して設置されており、耳折部材20は、さらにその外側に設置している。耳折線L2で折り曲げられた耳折部10a(図1参照)は耳折部材20と耳折補助部材21の間隙を通って走行する。
【0021】
耳折部材を使用してウェブ10を耳折りする場合、塗布液12aが耳折部材20を汚染したのち、この液かすが固まってしまうことがある。この固化物にウェブ10が引っかかり、破断することも多い。本発明の上記の方法によると、こうした現象の発生を防止し、耳折部10aを除いた塗布を安定して続けることが可能となる。ウェブ10の両端からはみ出た部分のカーテン膜12bは回収され、塗布液12aとして再利用される。また、バックアップロール11でラップされる範囲で耳折りを行うため、耳折りの際に発生しがちなウェブ耳折部10aの持ち上がりを防ぐことができる。
【0022】
また、耳折部材20と耳折補助部材21との間隙CL1を0.5mm以上5.0mm以下とし、かつ、ウェブの耳折幅Wを上記間隙CL1の2倍以上10倍以下とすることが好ましい。間隙CL1を上記範囲に設定しても、耳折幅Wを間隙CL1の10倍よりも大きくした場合は、耳折線L2およびその付近における塗膜12cの厚塗りが発生しやすい。さらに好ましくは、間隙CL1を0.5mm以上2.0mm以下とし、ウェブ10の耳折幅Wを間隙CL1の3倍以上5倍以下とする。なお、耳折部材20は耳折補助部材21に対して、ウェブ走行方向に関して平行、かつウェブ進行方向側からみても平行であってもよいし、ウェブ進行方向側からみて傾斜させて設置してもよい。傾斜させて設置した場合は、ウェブが耳折部材20と接している位置における耳折補助部材21との間隙をCL1とする。
【0023】
ところで、塗布は、異なるロールに巻かれたウェブ10のそれぞれ終端部と始端部を接合することにより、連続して実施することができる。接合方法としては、両端部を重ね合わせ、両面テープ等を用いて接合する場合が多い。
【0024】
耳折部材20と耳折補助部材21との間隙CL1が小さいと、ウェブ10のひっかかりの原因となる。これは特に、ウェブ10の上記接合部で懸念されることである。ウェブ10の耳折部材20への引っ掛かりは、ウェブ10の変形や破断につながるため、耳折部材20の設置については考慮が必要となる。本発明の塗布方法及び装置において、耳折部材20を取り付け角度自在としている。つまり、上記接合部のように、ウェブの厚みが定常部と比べて極端に厚い部分、あるいは端に段差を生じている部分が耳折部材20を通過するときは、図4の波線に示すように耳折部材20を外側に倒して耳折部材としての機能を停止させ、接合部が通過した後、もとの位置に戻して再び耳折りを実施できるものとしている。耳折部材20は、この設置方法に限定されず、エアシリンダ等で耳折部材20全体を外側へ移動させてもよい。
【0025】
本発明の塗布方法及び装置では、耳折部材20として、図3に示すような、バックアップロール11及び耳折補助部材21に対向する面の上流部に曲面形状部20aをもうけ、さらにその下流部には、折り曲げられたウェブ10aが接する部位として、ウェブ走行方向における直線部位をもうけたものを用いる。直線部位のウェブ走行方向における長さをL20としたとき、L20を5mm以上とする。
【0026】
また、耳折補助部材21のウェブ10を支持する面は、バックアップロール11の外周面と同一な円弧とし、耳折線L2の下方となるその側端部には、図4に示すように、曲面形状部21aをもうけている。この耳折補助部材21を用いることにより、垂直の角形状の場合に発生する、耳折り後の塗膜端、つまり耳折線L2の近傍における塗膜12cの厚塗りを防止することができる。
【0027】
図5は、耳折部材の近傍を上から見た平面図である。(A)は、本発明の他の実施形態としての耳折部材2を示しており、耳折補助部材21に対向する面の上流部を角形状2aとしている。角形状の場合、これがウェブ10にキズを付けてしまい、のちに破断の原因となる場合がある。一方、(B)は、本発明のさらに別の実施形態としての耳折部材3を示しており、断面を円とした円柱状である。この場合、上記キズの発生を抑制することができるが、耳折りが不完全でもとの平面状態に戻ってしまうという問題がある。本発明においては、図3に示した上記形状の耳折部材20を用いることによって、ウェブの耳折部10aはスムーズに耳折部材20によって折り曲げられて耳折補助部材21との間を搬送され、完全な耳折りを行うことができる。
【0028】
図6は、本発明の別の実施形態である耳折補助部材25を示しており、上流側からみた断面図である。図4に示した側端部の曲面形状部を多角形状部25aとしている。この形状としても、耳折線の近傍の塗膜12cの厚塗りを防ぐ効果がある。
【0029】
本発明では、耳折部材20及び耳折補助部材21,25として、その表面材質がセラミックであるものを用いており、各種ウェブとの長期接触による摩耗を防ぐことができる。セラミックとするのは、少なくともウェブ10が接触する可能性のある部分のみでもよいし、部材そのものをセラミック製としてもよい。セラミックとしては、酸化物系セラミック、炭化物系セラミック、窒化物系セラミック、ホウ素化物系セラミック、ケイ素化物系セラミック、硫化物系セラミック等があり、用いるウェブ10の種類や硬さ、表面状態等に応じて適宜選択することができる。
【0030】
耳折補助部材21,25を用いずに、耳折補助部材21,25の機能を兼ね備えたバックアップロールを用いてもよい。図7には、本発明のほかの実施形態としての耳折り工程の要部を示している。バックアップロール30は、上記のバックアップロール11および耳折補助部材21,25の機能を兼ね備えている。つまり、ウェブ10を支持しながら搬送する機能と、耳折部材20による耳折りの実施において、好適な耳折部10aを形成する機能と、耳折線L2近傍における塗膜12cの厚塗りを防ぐ機能である。側端部の断面形状は、図7に示すように、耳折部材側を円弧曲線30aとしているが、図6の耳折補助部材のような多角形状としてもよい。なお、この場合も、耳折部材20はバックアップローラ30に対して、ウェブ走行方向に関して平行、かつウェブ進行方向側からみても平行であってもよいし、ウェブ進行方向側からみて傾斜させて設置してもよい。傾斜させて設置した場合は、ウェブが耳折部材20と接している位置におけるバックアップロール30との間隙をCL2とする。
【0031】
塗布工程の上流側には、減圧室(図示せず)をもうけて減圧してもよい。カーテン塗布においては、塗布の高速化に伴い空気同伴流の発生が懸念され、上記減圧処理によりカーテン膜12bに対する空気同伴流の影響を低減することができる。さらに、減圧室の最上流側にウェブ10と近接あるいは接触させる遮風装置をもうけることにより、さらにその効果を向上させることができる。
【0032】
バックアップロール11としては、ウェブ10をラップする外周の曲率半径が100mm以上のものを用いることが好ましい。半径が100mm未満の細いバックアップロールでは、ウェブ10に対するラップ長が短くなったり、または、ウェブ走行方向における塗布開始線L1の位置がわずかにずれるだけでウェブ10とカーテン膜12bとのなす角の角度が大きく変化するので、塗布の安定領域が狭くなってしまうからである。また、外周の表面ができるだけ平滑であるものが望ましい。
【0033】
塗布時の減圧度については通常、塗布速度が大きくなるほど高く設定する。塗布速度が概ね400m/分以下の比較的低速な塗布においては、減圧の必要性は少ないが、一般に高速塗布とみなされる塗布速度500m/分以上の場合は、減圧することが好ましく、例えば500m/分以上800m/分以下の塗布速度下で、20Pa以上500Pa以下が好適である。しかし、塗布速度に加え、塗布流量や塗膜12cの湿潤膜厚も考慮に入れる必要があり、上記範囲に限定されるものではない。この方法によって、前記したような空気の同伴流を抑制することもでき、カーテン膜の安定を図ることが可能となる。
【0034】
本発明のカーテン塗布方法及び装置において、ウェブ10としては公知の各種ウェブを用いることができる。一般的には紙、紙にポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレンブテン共重合体等の炭素数が2〜10のα−ポリオレフィン類を塗布またはラミネートした各種積層紙、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)、セルロースダイアセテート(DAC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)等の公知の各種プラスチックフィルム、アルミニウム、銅、スズ等の金属箔等、帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたもの、あるいはこれらを積層した各種複合材料が含まれる。さらにウェブ10には、光学補償シート塗布液、反射防止フィルム塗布液、磁性塗布液、写真感光性塗布液、表面保護、帯電防止あるいは滑性用塗布液等がその表面に塗布され、乾燥された後、所望する長さ及び幅に裁断される場合も含まれ、この代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【0035】
本発明の塗布方法及び装置では、塗布液12aは、塗布時における粘度が10〜300mPa・s、表面張力は15〜50mN/mの範囲であることが好ましい。塗布液12aの溶媒としては、公知の各種溶媒、例えば水、各種ハロゲン化炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどを単独あるいは複数混合して使用することができる。
【0036】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0037】
〔実施例1〕
80g/m2 の上質紙をウェブ10として用い、これに顔料塗布液をカーテン塗布した。室温における塗布液12aの粘度は120mPa・sで、表面張力は40mN/mであった。塗布ダイ13は、カーテン膜12bの高さが150mm、塗布開始線L1がバックアップロール11のロール曲面の最上部となるように設置し、ウェブの耳折り幅Wを10mm、バックアップロール11によるラップ角は6°とした。バックアップロール11としては半径180mmのもので側端部は曲面形状を有せず、耳折補助部材を近接させて設置した。耳折部材は、その上流側形状が曲面形状であり、さらにウェブの接触面としてウェブ走行方向に5mmの直線部をもつもの(図3参照)を用いた。耳折補助部材は側端部の形状を図4に示すような曲面形状とした。また、耳折部材20及び耳折補助部材21の位置は、塗布開始線L1から上流10mmで、ウェブ10がバックアップロール11にラップされている箇所に設定した。耳折部材及び耳折補助部材の表面材質は窒化ケイ素とした。塗布量は50g/m2 、塗布速度は600m/分に設定した。乾燥後の塗膜は15g/m2 であった。本実施例の結果、塗布は非常に安定的に連続して行われ、得られた塗膜12cはウェブ両側端を未塗布状態として、非常に良好であった。
【0038】
〔実施例2〕
バックアップロールの半径を200mmとし、ウェブのラップ角を10°として、また、耳折部材20及び耳折補助部材21の位置を、塗布開始線L1から上流25mmで、かつ、ウェブ10のラップ範囲内とし、そのほかの条件は実施例1と同様に実施した。本実施例の結果、塗布は非常に安定的に連続して行われ、得られた塗膜12cはウェブ両側端を未塗布状態として、非常に良好であった。
【0039】
〔実施例3〕
耳折部材20及び耳折補助部材21の位置を、塗布開始線L1から上流5mmで、かつ、ウェブ10のラップ範囲内とし、そのほかの条件は実施例1と同様に実施した。本実施例の結果、塗布は非常に安定的に連続して行われ、得られた塗膜12cはウェブ両側端を未塗布状態として、非常に良好であった。
【0040】
〔比較例1〕
耳折部材20及び耳折補助部材21の位置を、塗布開始線L1から上流50mmとし、そのほかの条件は実施例1と同様に実施した。本比較例の結果、耳折れが不十分で、ウェブ10の全幅域に塗布液が塗布された。
【0041】
〔比較例2〕
耳折部材20及び耳折補助部材21の位置を、塗布開始線L1から上流1mmのラップ範囲内とし、そのほかの条件は実施例1と同様に実施した。本比較例の結果、カーテン膜12bと耳折部材20が干渉し、耳折部材が汚染され、その汚染物が固化して突起物を形成した。その突起物はウェブ10に引っかかり、ウェブ10が切断した。
【0042】
〔比較例3〕
ウェブのラップ角を0°とし、そのほかの条件は実施例1と同様に実施した。本比較例の結果、ウェブ10の両端部がバックアップロール11から浮き上がり、浮きの発生部分に塗膜の段状ムラが認められた。
【0043】
以上の実施例1〜3及び比較例3の結果より、折り曲げ実施点から塗布開始線L1までの距離Dを2mm以上40mm以下とし、また、折り曲げ実施点をウェブのラップ範囲内とすることが、ウェブの両側端部を未塗布とした均一カーテン塗布に有効であることがわかる。
【0044】
〔比較例4〕
耳折部材20として、その上流側形状が垂直な角をもつもの(図5(A)参照)を用いたほかは実施例1と同様に実施した。本比較例の結果、ウェブ10の端部にキズが認められ、切断が発生している部位も確認された。
【0045】
〔比較例5〕
耳折部材として、円柱状のもの(図5(B)参照)を用いたほかは実施例1と同様に実施した。本比較例の結果、耳折りが不完全で、ウェブ10の全幅域に塗布液12aが塗布された。
【0046】
実施例1及び比較例4、5より、耳折部材の形状は図3に示すような、上流側が曲面形状で、かつウェブの接触面に、ウェブ走行方向で5mm以上の直線部分をもつものが有効であり、その結果、耳折りの際にウェブにキズをつけることなく、側端部に十分な耳折りをすることができることがわかる。
【0047】
〔実施例4〕
耳折補助部材21は、その側端部の断面形状を多角(図6参照)とし、また、耳折部材20と耳折補助部材21の間隙CLを2mm、耳折り幅Wを8mmとした。そのほかの条件は実施例1と同様とした。本実施例の結果、塗布は非常に安定的に連続して行われ、得られた塗膜12cはウェブ両側端を未塗布状態として良好であった。
【0048】
実施例4により、耳折補助部材21の側端部の断面形状としては、多角のものも有効であり、また、耳折部材20と耳折補助部材21の間隙CLを0.5mm以上5mm以下とし、耳折り幅Wを、2CL≦W≦10CLとなるように設定することが有効であることがわかる。
【0049】
【発明の効果】
以上のように、本発明のカーテン塗布方法及び装置により、安定に連続して行うことができ、その結果、良好な塗膜を得ることができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施したカーテン塗布工程の一部断面を有する側面図である。
【図2】同カーテン塗布工程の斜視図である。
【図3】バックアップロールと耳折部材と耳折補助部材との位置関係を示す平面図である。
【図4】図3におけるIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】(A)および(B)は本発明の比較例として実施した耳折部材の図3相当の平面図である。
【図6】本発明の他の実施形態における耳折部材と耳折補助部材の図3のIV−IV線相当の断面図である。
【図7】本発明の他の実施形態におけるバックアップロールの図3のIV−IV線相当の断面図である。
【符号の説明】
10 ウェブ
10a 耳折部
11 バックアップロール
12a 塗布液
12b カーテン膜
12c 塗膜
13 塗布ダイ
20 耳折部材
20a 曲面形状部
L20 直線形状部
21 耳折補助部材
21a 曲面形状部
25 耳折補助部材
25a 多角形状部
30 バックアップロール
30a 曲面形状部
CL1 耳折部材と耳折補助部材との間隙
CL2 バックアップロールと耳折部材との間隙
D 耳折実施箇所と塗布開始箇所までの距離
L1 塗布開始線
L2 耳折線
W 耳折り幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for curtain coating various liquid compositions on a continuously running support (web), and in particular, pressure-sensitive recording paper, thermal recording paper, inkjet recording paper photographic film, and photographic printing paper. The present invention relates to a curtain coating method and apparatus having continuous coating stability which are preferably used for the above-mentioned.
[0002]
[Prior art]
There is a curtain coating method as one of the methods of coating a coating solution on a continuously running web by single layer coating or multilayer coating. The curtain coating method is a method of forming a coating film by allowing a coating liquid to freely fall in a curtain shape and colliding with a web traveling while being supported by a backup roll or the like. Curtain coating is relatively easy to increase in coating speed compared to other coating methods, and multi-layer simultaneous coating is possible, so that its technical application is expanding.
[0003]
In curtain coating, both side edges in the width direction of the curtain to be formed are normally held by two edge guides, thereby stabilizing the curtain. However, according to the method using this edge guide, when the entire curtain is coated on the web, there has been a problem that the film thickness at both side edges of the coating film becomes thicker than the other parts.
[0004]
The thick coating phenomenon induces various harmful effects in industrial production. In particular, the thick coating part is one of the main factors that increase the production cost because the energy required for drying and the time required for drying are longer than other parts. In addition, if it is transferred to the subsequent process without being sufficiently dried, the coating solution may be transferred to the process equipment such as a transport roller and contaminated, or may be adhered by winding with a winding roll. In other words, the web may be cut during unwinding from the roll.
[0005]
Even when the above problems related to drying are solved, there is another problem. When this is wound on a take-up roll, the overlapping portion of both end portions of the web, which is a thick coating portion, becomes convex and may be cut to make long winding difficult. Moreover, since the film side edge part which is a thick coating part is cut and removed later, the energy in the drying process spent on the thick coating part can be regarded as a production loss as it is.
[0006]
Thickness of the coating film formed on the support by making the width of the curtain film larger than the width of the support to be equal to or greater than the width corresponding to the thick coating as a method of preventing thick coating on both side edges. A method for making the thickness uniform is widely known. In this case, the curtain film outside the side edge of the support falls without being applied, is collected in a container or the like installed in advance, and is reused as the application liquid. Similarly, in the case where the coating film is formed in multiple layers, a method for applying the curtain film with a wider width than that of the support is disclosed in JP-A-50-88138, JP-A-54-124039, and the like. Proposed by and generally known.
[0007]
However, according to this method, since the coating liquid is applied to the entire surface of the support, that is, the range reaching both side edges, the undried coating liquid adheres to and contaminates the roll or belt that conveys the support. The problem remains. Also, in the case of pressure-sensitive copying recording paper and thermal recording paper using paper as a support, both ends curl on the anti-coating surface by applying the coating liquid, and both ends of the coating surface are moved until the drying process is started. There is also a phenomenon that the coating liquid of the part contaminates the equipment in process. This phenomenon may also be seen in the drying process. Japanese Patent Laid-Open No. 54-25066 proposes a floater dryer that transports a support without contact and simultaneously performs drying. However, in this case as well, there remains a problem that the support is fluttered.
[0008]
The above-mentioned problem of process contamination due to the coating liquid leads to the cause of product defects. To solve this problem, the side edge of the support is folded to the anti-coating surface side by bending means, and this edge is not coated. A curtain coating method for preventing process contamination is proposed in Japanese Patent Publication No. 2-1550.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-15550, although process contamination is eliminated, another problem may occur. In other words, pressing the edge folding member against the end of the running support causes the support to float and vibrate, causing coating unevenness, or returning to the original folding of the ear at the application start position, Is applied, or the joint portion of the web is caught by the ear fold member and the web is broken. In addition, when the coating amount of the coating liquid is particularly large, both ends of the coating film are thickly coated, and as a result, when winding with the winding roll, the overlapping portion of the end becomes convex, and winding is impossible. Sometimes.
[0010]
This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the curtain coating method and apparatus for suppressing the thick coating of a side edge part and performing a continuous coating stably.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the curtain coating method of the present invention is a method in which a coating liquid is collided by free fall on a support that is continuously supported by a backup roll, and the support is supported by a bending means. In the curtain coating method in which the both ends of the body are folded in the direction of the anti-coating surface and the coating liquid is applied, when the distance from the bending position to the coating start position is D, 2 mm ≦ D ≦ 40 mm It is structured as a feature.
[0012]
The backup roll has a width smaller than that of the support, and bending and coating are performed in a winding section of the support by the backup roll. Regarding the cross-sectional shape parallel to the support surface of the bending means, the upstream side of the backup roll facing side may be an arcuate curved shape, and further, a linear shape of 5 mm or more may be provided in the support running direction of the portion in contact with the support. preferable. As for the surface material of the bending means, it is preferable that at least a portion in contact with the support is ceramic.
[0013]
A folding auxiliary means is installed at a position close to or in contact with both end portions of the backup roll so as to face the folding means, and the bending means has a shape perpendicular to the advancing direction of the support of the folding auxiliary means. The opposite side is an arcuate curved shape or a polygonal shape. This folding assisting means is 0.5 mm ≦ CL1 ≦ 5 when the surface material of at least the part in contact with the support is ceramic, the clearance with the bending means is CL1, and the bending width of the support is W. 0.0 mm and 2CL1 ≦ W ≦ 10CL1.
[0014]
When the bending assisting means is not used, the cross-sectional shape of both end portions of the backup roll is preferably an arcuate curved surface shape or a polygonal shape, and the surface material is preferably ceramic. The side end portion of the backup roll and the bending means It is desirable to set so that 0.5 mm ≦ CL2 ≦ 5.0 mm and 2CL2 ≦ W ≦ 10CL2 where CL2 is CL2 and the bending width of the support is W.
[0015]
When the support is bonded to each other in the longitudinal direction by a bonding tape, it is preferable to temporarily stop the folding function of the bending means when the joint passes through the bending means. .
[0016]
Further, the curtain coating apparatus of the present invention is an apparatus for applying the coating liquid by colliding with a free fall onto a support that is continuously supported by a backup roll, and the both ends of the support are covered by a bending means. In a curtain coating apparatus that folds in the direction of the anti-coating surface and applies the coating liquid, where D is the distance from the folding position to the coating start position, 2 mm ≦ D ≦ 40 mm and a width smaller than that of the support. Using the backup roll, the bending and the coating are performed in the winding section of the support by the backup roll.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a curtain coating process embodying the present invention. The web 10 as a support is continuously conveyed while being supported by the backup roll 11. The coating liquid 12a applied to the web 10 is supplied from a coating liquid tank (not shown) to the manifold 14 of the coating die 13 by a liquid feeding pump (not shown) having a variable feeding amount. The manifold 14 is formed with its cross-sectional shape in the width direction of the coating die 13. The supply of the coating liquid 12 a may be performed from the center in the width direction of the manifold 14 or may be performed from one side surface of the manifold 14.
[0018]
Both ends of the curtain film 12b formed by free fall are held by edge guides (not shown), and the coating die 13 is installed so that the height of the curtain film 12b is 30 mm or more and 300 mm or less. The curtain film 12b collides with the traveling web 10 and forms the coating film 12c on the downstream side of the coating start line L1. The position of the coating die 13 is adjusted so that the coating start line L1 is within the range wrapped by the backup roll 12 of the web 10. At both ends of the web 10, an
[0019]
FIG. 2 is a perspective view of the coating process in the curtain coating method of the present invention. Note that the edge guide is not shown. Let D be the distance from the application start line L1 to the place where the ear fold is performed in the
[0020]
3 and 4 show an ear folding process in which the present invention is implemented, and both show only the vicinity of one side of the backup roll 11. FIG. 3 is a plan view from above, with the web 10 omitted. FIG. 4 is a cross-sectional view of the web 10 as seen from the traveling direction side. The ear fold
[0021]
In the case where the web 10 is folded using the ear fold member, the liquid residue may solidify after the coating liquid 12a contaminates the
[0022]
Further, the gap CL1 between the
[0023]
By the way, application | coating can be continuously implemented by joining the terminal part and the starting-end part of each of the web 10 wound by the different roll. As a joining method, both end portions are often overlapped and joined using a double-sided tape or the like.
[0024]
If the gap CL1 between the
[0025]
In the coating method and apparatus of the present invention, as the
[0026]
Further, the surface of the ear fold
[0027]
FIG. 5 is a plan view of the vicinity of the ear folding member as seen from above. (A) has shown the
[0028]
FIG. 6 shows an ear fold auxiliary member 25 which is another embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view seen from the upstream side. The curved surface shape portion at the side end portion shown in FIG. 4 is a
[0029]
In the present invention, as the
[0030]
A backup roll having the functions of the ear fold
[0031]
A pressure reducing chamber (not shown) may be provided on the upstream side of the coating process to reduce the pressure. In curtain coating, there is concern about the generation of an air entrained flow as the coating speed increases, and the effect of the air entrained flow on the curtain film 12b can be reduced by the above-described decompression process. Furthermore, the effect can be further improved by providing a wind shielding device in the vicinity of or in contact with the web 10 on the most upstream side of the decompression chamber.
[0032]
As the backup roll 11, it is preferable to use a roll having a radius of curvature of 100 mm or more around the web 10. In a thin backup roll having a radius of less than 100 mm, the wrap length with respect to the web 10 is shortened, or the angle formed by the web 10 and the curtain film 12b is merely shifted slightly from the position of the coating start line L1 in the web traveling direction. This is because the stable region of application becomes narrow. It is desirable that the outer peripheral surface be as smooth as possible.
[0033]
The degree of reduced pressure during application is usually set higher as the application speed increases. In the case of coating at a relatively low speed of approximately 400 m / min or less, there is little need for depressurization. However, when the coating speed is generally regarded as high-speed coating of 500 m / min or more, it is preferable to depressurize, for example, 500 m / min. The coating speed is preferably 20 Pa or more and 500 Pa or less under a coating speed of min or more and 800 m / min or less. However, in addition to the coating speed, it is necessary to take into consideration the coating flow rate and the wet film thickness of the coating film 12c, and are not limited to the above range. By this method, it is possible to suppress the entrained air flow as described above, and to stabilize the curtain film.
[0034]
In the curtain coating method and apparatus of the present invention, various known webs can be used as the web 10. Generally, paper, various laminated papers coated with or laminated with α-polyolefins having 2 to 10 carbon atoms such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), ethylene butene copolymer, and polyethylene terephthalate (PET) , Polyethylene-2,6-naphthalate (PEN), cellulose diacetate (DAC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate, polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polycarbonate (PC), polyimide (PI ), Various known plastic films such as polyamide (PA), metal foils such as aluminum, copper, tin, etc., such as those obtained by forming a preliminary processing layer on the surface of a belt-like substrate, or various composite materials obtained by laminating these layers Is included. Further, the web 10 was coated with an optical compensation sheet coating solution, an antireflection film coating solution, a magnetic coating solution, a photographic photosensitive coating solution, a surface protecting, antistatic or slippery coating solution, and dried. Later, it may be cut into a desired length and width, and representative examples thereof include, but are not limited to, optical compensation sheets and antireflection films.
[0035]
In the coating method and apparatus of the present invention, the coating liquid 12a preferably has a viscosity of 10 to 300 mPa · s and a surface tension of 15 to 50 mN / m during coating. As the solvent for the coating solution 12a, various known solvents such as water, various halogenated hydrocarbons, alcohols, ethers, esters, ketones, and the like can be used alone or in combination.
[0036]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to this.
[0037]
[Example 1]
80 g / m 2 A high-quality paper was used as the web 10, and a pigment coating solution was curtain-coated on this. The viscosity of the coating liquid 12a at room temperature was 120 mPa · s, and the surface tension was 40 mN / m. The coating die 13 is installed so that the height of the curtain film 12b is 150 mm, the coating start line L1 is at the top of the roll curved surface of the backup roll 11, the web ear fold width W is 10mm, and the wrap angle by the backup roll 11 is set. Was 6 °. The backup roll 11 had a radius of 180 mm, the side end portion did not have a curved surface shape, and was placed close to the ear folding assisting member. As the ear folding member, a member having a curved surface on the upstream side and having a 5 mm straight portion in the web running direction as a web contact surface (see FIG. 3) was used. The edge folding assisting member has a curved shape as shown in FIG. Further, the positions of the
[0038]
[Example 2]
The radius of the backup roll is 200 mm, the wrap angle of the web is 10 °, and the positions of the
[0039]
Example 3
The positions of the
[0040]
[Comparative Example 1]
The positions of the
[0041]
[Comparative Example 2]
The positions of the
[0042]
[Comparative Example 3]
The web wrap angle was set to 0 °, and the other conditions were the same as in Example 1. As a result of this comparative example, both end portions of the web 10 were lifted from the backup roll 11, and stepped unevenness of the coating film was recognized at the portion where the lift occurred.
[0043]
From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 3 above, the distance D from the folding execution point to the coating start line L1 is 2 mm or more and 40 mm or less, and the bending execution point is within the web wrapping range. It turns out that it is effective for the uniform curtain application | coating which made the both ends of the web uncoated.
[0044]
[Comparative Example 4]
The same operation as in Example 1 was carried out except that an
[0045]
[Comparative Example 5]
The same operation as in Example 1 was performed except that a cylindrical member (see FIG. 5B) was used as the ear folding member. As a result of this comparative example, the ear fold was incomplete, and the coating liquid 12a was applied to the entire width region of the web 10.
[0046]
From Example 1 and Comparative Examples 4 and 5, the shape of the ear fold member is such that the upstream side is curved as shown in FIG. 3, and the web contact surface has a straight portion of 5 mm or more in the web running direction. This is effective, and as a result, it can be seen that sufficient ear folding can be performed on the side end portion without scratching the web during the ear folding.
[0047]
Example 4
The ear
[0048]
According to the fourth embodiment, as the cross-sectional shape of the side end portion of the ear fold
[0049]
【The invention's effect】
As described above, it can be seen that the curtain coating method and apparatus of the present invention can be carried out stably and continuously, and as a result, a good coating film can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view having a partial cross section of a curtain coating process embodying the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the curtain coating process.
FIG. 3 is a plan view showing a positional relationship among a backup roll, an ear fold member, and an ear fold auxiliary member.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIGS. 5A and 5B are plan views corresponding to FIG. 3 of an ear fold member implemented as a comparative example of the present invention.
6 is a cross-sectional view corresponding to the line IV-IV in FIG. 3 of the ear fold member and the ear fold assisting member according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view corresponding to the line IV-IV in FIG. 3 of a backup roll according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Web
10a Folding part
11 Backup roll
12a Coating solution
12b Curtain membrane
12c paint film
13 Application die
20 Folding members
20a Curved shape part
L20 Straight part
21 Ear folding aids
21a Curved shape part
25 Earfold assisting member
25a Polygonal shape part
30 Backup roll
30a Curved shape part
CL1 Gap between the ear fold member and the ear fold auxiliary member
CL2 Gap between the backup roll and the folded ear member
D Distance between the ear fold and the application start point
L1 coating start line
L2 Ear fold line
W Ear fold width
Claims (12)
前記折り曲げの実施箇所から塗布開始箇所までの距離をDとしたとき、2mm≦D≦40mmとすることを特徴とするカーテン塗布方法。It is a method of applying a coating liquid by colliding with a free fall on a support that is supported by a backup roll, and the both ends of the support are bent in the direction of the anti-coating surface by a bending means. In the curtain coating method to apply,
2. A curtain coating method characterized in that 2 mm ≦ D ≦ 40 mm, where D is the distance from the bending location to the coating start location.
前記バックアップロール対向側の上流側を弧状曲線形状とすることを特徴とする請求項1記載のカーテン塗布方法。In a cross section parallel to the support surface of the bending means,
The curtain coating method according to claim 1, wherein an upstream side of the backup roll facing side has an arcuate curved shape.
前記支持体が接触する部位に、5mm以上の支持体走行方向における直線形状をもうけることを特徴とする請求項1または2記載のカーテン塗布方法。In a cross section parallel to the support surface of the bending means,
The curtain coating method according to claim 1 or 2, wherein a linear shape in the direction of travel of the support of 5 mm or more is provided at a site where the support contacts.
前記折り曲げの実施箇所から塗布開始箇所までの距離をDとしたとき、2mm≦D≦40mmとし、かつ、前記支持体より小さな幅の前記バックアップロールを用いて、前記支持体の前記バックアップロールによる巻きつけ区間で前記折り曲げ及び前記塗布を行うことを特徴とするカーテン塗布装置。An apparatus for applying a coating solution by colliding with a free fall on a support that is supported by a backup roll, and bending the both ends of the support in the direction of the anti-coating surface by means of bending means. In curtain applicator to apply,
When the distance from the place where the bending is performed to the application start position is D, 2 mm ≦ D ≦ 40 mm, and the backup roll having a smaller width than the support is used to wind the support by the backup roll. A curtain coating apparatus characterized in that the bending and the coating are carried out in an attachment section.
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