JP2004025104A

JP2004025104A - Coating apparatus of dispersion slurry

Info

Publication number: JP2004025104A
Application number: JP2002187954A
Authority: JP
Inventors: Migaku Suzuki; 鈴木　磨; Satoru Wakabayashi; 若林　悟; Takao Yamano; 山野　隆男; Toa Kobayashi; 小林　東亜
Original assignee: Japan Absorbent Technology Institute
Current assignee: Japan Absorbent Technology Institute
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP4080261B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating apparatus in which dispersion slurry is not stuck to the peripheral surface of a coating roll when the dispersion slurry is applied. <P>SOLUTION: This coating apparatus is provided with a traveling means for making a base material travel continuously in the direction tangential to the peripheral surface of the coating roll so that the base material can pass through the position near the lowermost end of the peripheral surface of the coating roll, a slurry supplying means for supplying the dispersion slurry continuously onto the surface of the base material at the discharge position specified on the downstream side of the position near the lowermost end of the peripheral surface of the coating roll in the base material traveling direction and a cover film which covers the peripheral surface of the coating roll so that the dispersion slurry is not brought into contact with the peripheral surface of the coating roll and whose tip part crosses the lowermost end of the peripheral surface of the coating roll. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体粒子を分散媒体中に分散させてなる分散スラリーを、連続的に走行する基材表面にコーティングロールを用いて塗工するコーティング装置に関し、とくに分散スラリーがコーティングロール表面に付着しやすい性質のものであるか、あるいは沈降しやすい固体粒子を分散させた分散スラリーである場合において、連続走行する基材に分散スラリーを安定に、かつ均一に塗工することができるように改良されたコーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の基材表面に塗工処理を行おうとする場合、固体粒子を分散媒体に分散させた分散スラリーは、塗工すべき液体が均一な溶液である場合と異なり、相分離、沈降、凝集などにより部分的な濃度変化が起こりやすい。従って、分散スラリーを塗工する場合には、種々のコーティング装置の中で、構造が比較的簡単で安価なロールコーティング装置を利用すると、分散スラリー中の固形粒子の沈降、あるいはコーティングロール表面への付着が起こりやすい。このためコート面が不均一になったり、あるいは走行中に詰まりが発生したりして、均一、安定な塗工処理を行うことは難しい。
【０００３】
このような分散スラリーの付着を軽減するために、コーティングロール表面に、剥離性のよいシリコーン、テフロン（登録商標）といった材料で表面処理をしたり、スクレーパをつけて掻き落としたり、またロールを正方向あるいは逆方向に回転させて、剥離しやすい状態を作る等の工夫が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の対策では、上記のようなコーティングロール表面に分散スラリーが付着するのを防止するという問題に対する充分な解決法にはなっていない。このような付着現象は、ロールコーターだけでなく、バーコーターやナイフエッジコーター等の、基材にコーターを直接接触させるような接触式コーターには共通の現象であって、根本的にトラブルを回避するためには、従来の技術水準では、カーテンコーター、グリッドコーター、スプレイコーターなどの非接触型コーターを採用する以外にない。ところが、塗布すべき分散スラリーの性状などに対する制限因子が新たに発生すると共に、コーティング装置自体が複雑化し、設備コストも大幅に上昇する。特に、本発明が対象としているような水／有機溶媒混合系の分散媒体に吸水性固体粒子を分散させた分散スラリーの場合には、吸水性固形粒子の表面粘着性が高いため、従来のコーティング装置では大きなトラブルを発生しやすく、均一、安定な塗工処理を行うことは極めて困難である。
【０００５】
本発明の目的は、コンマコータ等のいわゆるロールコーターにおいて、固体粒子を分散媒体中に分散した分散スラリーを、連続走行する基材に安定かつ均一に塗工することを可能とする装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の分散スラリーのコーティング装置は、固体粒子を分散媒体中に分散させてなる分散スラリーを、連続的に走行する基材表面にコーティングロールを用いて塗工する分散スラリーのコーティング装置において、
軸心が水平になるように配置されたコーティングロールと、
前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置を通るように、前記コーティングロール周面に対して接線方向に前記基材を連続的に走行させる走行手段と、前記基材の走行方向に関して、前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置から下流側寄りの位置に定められた吐出位置において、前記分散スラリーを前記基材の表面に連続的に供給するスラリー供給手段と、
前記スラリー供給手段から供給される前記分散スラリーが前記コーティングロール周面と接触しないように、前記コーティングロール周面を覆い、かつその先端部が前記コーティングロール周面の最下端を越えて配置されたカバーフィルムとを備え、
前記カバーフィルムの先端部と前記基材表面との間に前記分散スラリーが供給されることを特徴とする。
【０００７】
好ましい態様を以下に示す。
【０００８】
前記基材の走行方向に関して、前記スラリー供給手段が前記コーティングロール周面の最下端の上流側において、適当量の分散スラリーを一時的に貯留するための一時貯留部を備えている。
【０００９】
また、前記カバーフィルムの先端部が非固定である。
【００１０】
さらに、前記カバーフィルムの先端部を除く前記カバーフィルムの部分が、前記コーティングロールの軸方向の両端部において、前記コーティングロール周面に沿った所定の位置に保持されるようにサイドシール部によって固定されている。
【００１１】
前記カバーフィルムが２枚のフィルムを重ねてなる積層フィルムである。この場合、前記２枚のフィルムのうち、第１のフィルムは前記サイドシール部を越える位置まで延び、かつ前記サイドシール部によって固定され、第２のフィルムは前記サイドシール部の内側のみを覆う幅を有するものである。
【００１２】
前記第１のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第２のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されている。あるいは前記第２のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第１のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されていている。
【００１３】
前記基材の走行方向に関して、前記第１のフィルムが前記第２のフィルムよりも短い。また、前記第１および第２のフィルムがその少なくとも一部において相互に接合されたものである。
【００１４】
前記第１のフィルムが厚さ５０μｍ以上のＰＥＴフィルムであり、前記第２のフィルムが厚さ５０μｍ未満のＰＥＴフィルムである。
【００１５】
前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側に所望の長さだけ延びている。
【００１６】
前記コーティングロールの直径が１００〜５００ｍｍの範囲であり、かつ、前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側へ１〜５０ｍｍだけ延びている。
【００１７】
前記カバーフィルムの先端部と前記コーティングロール周面との接触を防ぐためのセパレータをさらに備えている。
【００１８】
前記基材の表面にコーティングパターンを形成するパターンスペーサーがさらに設けられ、これにより前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端から下流側に向かう前記基材の表面に供給される前記分散スラリーが前記基材の表面の一部には供給されないように規制している。
【００１９】
前記コーティングロールがその表面に凹凸を有し、これにより前記コーティングロール表面と前記カバーフィルムとの間に部分的に非接触部が存在するように構成されている。
【００２０】
前記固体粒子が、粒子状、粉状またはフレーク状のＳＡＰ（高吸水性樹脂、Ｓｕｐｅｒ　Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ　Ｐｏｌｙｍｅｒ）であり、前記分散媒体が有機溶媒と水の混合溶媒である。
【００２１】
前記固体粒子が１０００μｍ以下の粒子径を持つＳＡＰであり、前記分散媒体が前記ＳＡＰに対して膨潤抑制作用を持つ有機溶媒と水の混合溶媒であり、かつ前記基材が多孔性不織布状物である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の装置の基本構成について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明のコーティング装置の第１の実施の形態を示す。軸心が水平になるように配置され、その軸心を中心として所望の速度で回転するように構成されたコーティングロール１を備え、このコーティングロール１の下方に、コーティングロール１の回転過程においてその周面の最下端近傍の位置を通って、コーティングロール周面に対して接線方向に連続的に基材２が、図示しない走行手段により、走行するように構成されている。
【００２４】
また、基材２の表面に塗布すべき分散スラリー３は、コーティングロール１の回転過程において、必要に応じて設けられた一時貯留部４を経て、前記基材の走行方向に関して前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置から下流側寄りの位置に定められた吐出位置において、基材２の表面に連続的に供給されるようになっている。
【００２５】
さらに、一時貯留部４から供給される分散スラリー３がコーティングロール１の周面と接触しないように、コーティングロール１の周面を覆い、かつその先端部がコーティングロール１の周面の最下端を越えるように、カバーフィルム５が配置される。このカバーフィルム５の先端部と基材２の表面との間の空間に分散スラリーが供給されるようになっていて、この空間が分散スラリーの吐出位置となる。
【００２６】
図１に示した例では、カバーフィルム５は、その最上端ではフィルム固定具７により所定の位置に固定されているが、他端はコーティングロール１の最下端から、基材２の走行方向に関して下流側に寄った位置に達する長さを有し、この他端はコーティングロール１と基材２との間に挟まれた状態で自由端を構成している。
【００２７】
このように構成された分散スラリーのコーティング装置の構成要素についてさらに以下に説明する。
【００２８】
まず、コーティングロール１は、第１に、その周面の最下端部において、その下方を連続的に走行する基材２の表面との間に、所定の距離のクリアランス（隙間）を形成し、これにより基材２の表面にコーティングされる分散スラリー３の厚さを所望の値に規制することができる。また第２に、一端で固定されているカバーフィルム５との間の摩擦抵抗により、カバーフィルム５に適度な張力を与え、しわの発生や空気の抱き込みによる凹凸の発生を防止し、コーティングロール周面にフィルムを密着させるという機能を発揮する。なお、コーティングロール１とカバーフィルム５との間の摩擦抵抗が大き過ぎると、カバーフィルム５の変形や破損、あるいは制動のかかりすぎによるロールの回転エネルギーの損失に繋がるので、適切な値に設定する配慮が望まれる。
【００２９】
次に、分散スラリー３のための一時貯留部４について説明する。この一時貯留部４は、幅方向、長さ方向に均一なコーティング状態を得るための準備段階として、濃度分布や凝集が生じないように均一、均質状態で一時的に分散スラリー３を貯留するためのヘッダーの役割を演ずる。一般的には、この一時貯留部４において、固体粒子の凝集や沈降による濃度分布の発生を防ぎ、また幅方向の均一性を確保するための攪拌装置が必要になる場合もある。しかし、これらの条件をクリアできるようなスラリー供給装置を使用すれば、一時貯留部４は省略することができる。
【００３０】
上記のように構成された本発明の分散スラリーのコーティング装置においては、基材２の表面への分散スラリー３の供給およびコーティングは、一般的なロールコーティングの場合のように、コーティングロールと基材表面との間のクリアランスで行われるのではなく、カバーフィルム５と基材２との間で行われ、コーティングロール１は、このカバーフィルム５の基材２の表面に対する位置を規制するのみであって、分散スラリー３と接触することはない。従って、コーティングロール表面に分散スラリーが付着するという問題は本質的に発生しない。
【００３１】
本発明の分散スラリーのコーティング装置においても、通常のローラーコーティング装置と同様に、連続的に走行する基材の幅方向に関して、コーティング範囲を規定することが望まれる場合がある。図２は、本発明の第２の実施形態によるコーティング装置を示し、このようなコーティング幅規制手段としてのサイドシール部１３を備えたコーティング装置の一例を示す。（Ａ）はコーティングロール１の軸心に垂直な平面における断面図、（Ｂ）は正面図である。図２の装置において、コーティングロール１の最下端部近傍の吐出位置を挟んで、コーティングロール１に対向してサポートロール１１が設けられ、基材２はこのコーティングロール１とサポートロール１１との間を通過するように構成されている。また、基材２の走行方向に関して吐出位置の上流側に、基材２の下方への液漏れを防止する目的で液シール部１２が設けられている。
【００３２】
符号１３で示すこの例のサイドシール部は、一時貯留部４の両側面のゲートとなる左右一対のプレートからなり、コーティングロール１の表面と後部プレート部に密着し液もれを防ぐために、カバーフィルム５の両側部の内側に位置して設けられていて、一時貯留部４の後部プレート部１４に対して、溶接あるいは接着等の手段で固定されている。
【００３３】
このサイドシール部１３は、分散スラリー３がコーティングロール１の周面との間の隙間を通ってその外側に漏れ出すのを防止するために、コーティングロール１の周面と接触するように設けるのが望ましい。しかしこの場合には、コーティングロール１の周面に対してシール性があるとともに、摩擦抵抗が少なく、しかも摩耗しにくいものが適している。このような要求を満たすために、サイドシール部１３は、合成ゴム、発泡フォーム、テフロン（登録商標）等から選択された樹脂材料で構成することが望ましい。
【００３４】
一時貯留部４に供給された分散スラリーは、後部では後部プレート部１４により、両側はサイドシール部１３によってシールされ、一時貯留部４とカバーフィルム５との間に形成されている唯一の出口を通って、連続的に走行する基材２にコーティングされる。
【００３５】
また、図３は本発明の第３の実施形態によるコーティング装置を示す。該装置は、分散スラリーを基材上にラインパターン状にコーティングするように構成されたもので、一時貯留部４からの分散スラリー出口と、その下方を連続的に走行する基材２の表面との間に、基材２の走行方向に延びる少なくとも１つのパターンスペーサー２１が配置されている。このパターンスペーサー２１は、両側のサイドシール部１３間の全領域で均一に供給される分散スラリー３の流れを、パターンスペーサー２１の位置で分断することにより、基材２の表面に塗布される分散スラリー３のコーティングパターンを、複数のライン状にする。このライン状パターンの数は、設けられるパターンスペーサー２１の数によって決まり、図３（Ｂ）の例のように、１０個のパターンスペーサー２１を設けた場合には、９本のラインからなるラインパターンが形成される。
【００３６】
ここで、本発明のカバーフィルム５について考察する。
【００３７】
まず、カバーフィルム５の主要な機能として、下記の事項が挙げられる。
（１）コーティングロール１が分散スラリー３と接触する部分を被覆することによって、ロール面への分散スラリー３の接触を阻止し、その付着を防止する。
（２）カバーフィルム５の一端は固定され、他端は自由端とされているので、その自由部のエッジ効果により、分散スラリー３のカバーフィルム５の表面からの離脱を容易にする。
【００３８】
上記の機能のうち、本発明で最も重要なのは、（２）に示した自由端の持つ機能である。これについて以下詳述する。
【００３９】
＜尾端部におけるシャープなエッジ効果の発現＞
基材２上に一部沈積するとともに、カバーフィルム５にも接触していた分散スラリー３は、カバーフィルム５の自由端となっている先端部でカバーフィルム５からも離別し、基材２上に移行することでコーティングが完成する。このような端部での分散スラリーの移行、すなわち分散スラリーのエッジ離れが悪いと、分散スラリーはカバーフィルムの先端部に溜り、さらにはコーティングロール１の、カバーフィルム５に覆われていない露出面にも沈積し、「ダマ」と称されている塊が発生し、その結果として、コーティング面が荒れ、しかも不均一になるという好ましくない事態をもたらす。さらにこの状態が進行すると、分散スラリーの詰まりが生じ、連続的な塗工が行えなくなる。また、幅方向に波状の凹凸が生ずることによる幅方向の厚さが不均一になる等の障害が発生しやすい。
【００４０】
従って、カバーフィルム５は、適度な剛性とともに、先端のシャープさを有することが必要である。その理由は、カバーフィルム５の先端部が、コンマコータやエッジコータにおけるシャープエッジと同様な役割を担うからである。これらの性能に特に影響するのが、カバーフィルムの材質とその厚みである。カバーフィルム５の好ましい材質としては、ポリエステル、延伸ＰＰ、テフロン（登録商標）、ＬＤＰＥ、塩化ビニルなどが代表的なものとして挙げられる。
【００４１】
また、カバーフィルム５は、上記のような材質のフィルム１枚で構成してもよいが、同じ材質のフィルムを２枚積層して使用してもよいし、また、異なった材質のフィルムを２枚積層して使用してもよい。例えば、ＰＥＴフィルムを使用する場合には、第１のフィルムが厚さ５０μｍ以上のＰＥＴフィルムであり、第２のフィルムが厚さ５０μｍ未満のＰＥＴフィルムであるものが好ましい。また、３０μｍフィルムと１００μｍフィルムとの組合せ、ＰＥＴフィルム／テフロン（登録商標）フィルムの組合せ、ＰＰフィルム／金属箔との組合せ等である。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステルフィルム、例えば「ルミラー」（商品名、東レ（株）製）、あるいはその表面加工品が挙げられる。
【００４２】
カバーフィルムを構成するフィルムの厚みとしては、その剛性によっても異なるが、薄過ぎると剛性が不足して撓み変形し易くなる。適当な厚みは３０μｍ以上である。また逆に、厚過ぎると、コーティングロール１とのなじみが悪くなるので、３００μｍ以下のものがよい。好ましい厚みは約４０〜２００μｍである。この厚みは、材質によっても異なるが、上述したように２枚を積層したものの厚みにも適用される。
【００４３】
カバーフィルム５の表面は、両面とも平滑であってもよいが、コーティングロール１との接触面における摩擦抵抗を下げるために、凹凸加工を施したもの、あるいはシリコーン、テフロン（登録商標）等の剥離剤で表面処理を施したものを用いることもできる。また、分散スラリー３に接触するカバーフィルム表面に、電気的な吸着作用により分散スラリー３が付着しやすくなることもあるので、カバーフィルム５の分散スラリー３との接触面に、静電防止加工あるいは金属蒸着を施すことが望ましい。
【００４４】
＜カバーフィルム自由端の位置及びその制御＞
コーティングロール１の最下端の位置と、そこから基材２の走行方向に関して下流側へ延びるカバーフィルム５の自由端との間の位置関係は、コーティングロール１の汚れ、あるいは分散スラリー３のエッジ離れに影響するので、重要な要素の一つである。図４（Ａ）は、コーティングロール１の下方にパターンスペーサーがなく、基材２に全面コーティングする態様例で、この場合には、カバーフィル５の位置は、コーティングロール１の軸心から垂直に降ろした点、すなわちコーティングロール１の最下端から、基材２の走行方向に関して下流側へ延在する点までの距離ａと、カバーフィルム５の先端とコーティングロール１の周面との間の鉛直方向の離間距離ｂとによって規定される。
【００４５】
パターン形成用のパターンスペーサー２１を設ける場合には、上記の距離ａおよび距離ｂとともに、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示したように、コーティングロール１の周面の最下端からパターンスペーサー２１の先端までの距離ｃと、パターンスペーサー２１の先端とカバーフィルム５の先端との距離ｄについてもあわせて考慮する必要がある。
【００４６】
なお図４（Ｂ）は、パターンスペーサー２１よりもカバーフィルム５の先端が下流方向に長く延長している場合、図４（Ｃ）は、カバーフィルム５よりもパターンスペーサー２１の先端が下流方向に長く延長している場合をそれぞれ示している。
【００４７】
コーティングロール１の最下端から、カバーフィルム５の先端までの距離ａは、少なくとも１ｍｍ以上であることが望ましく、好ましくは３〜３０ｍｍ、さらに好ましくは５から２５ｍｍである。３ｍｍ未満であると、エッジ効果が十分発現されず、カバーフィルム５の先端部とそれに近接したコーティングロール１の周面に分散スラリーが付着しやすくなる場合がある。逆に、３０ｍｍを超えると、カバーフィルム５の表面に分散スラリーが固形化して付着するようになり、コーティング面が荒れたり不均一になったりする恐れが生ずる。一方、カバーフィルム５の先端とコーティングロール１の周面との間の鉛直方向の離間距離ｂの値は、原理的にいえばできるだけ大きければよいが、適当な値は１〜１０ｍｍ程度である。
【００４８】
距離ｃおよびｄの値は、コーティングを施すべき基材２、あるいは求めるコーティングパターンに応じて適宜に選択されるが、その具体例のいくつかを図５に示す。これらの具体例において、固体粒子として平均粒径３００μｍの高吸水性樹脂（「アクアパールＡＰ２１１（商品名）」、サンダイヤポリマー製）、分散媒体としてＥｔＯＨ／Ｈ_２Ｏ＝６５／３５（部／部）を用い、この分散媒体１００部中に高吸水性樹脂２０部、セルロースパウダー２部を分散させた分散スラリーを調整し、５０ｇ／ｍ^２のＰＥ／ＰＥＴ繊維系サーマルボンド不織布基材の上にコーティングを施した。
【００４９】
以下に、本発明の分散スラリーのコーティング装置を使用して基材に分散スラリーをコーティングするための主要な要素について説明する。
【００５０】
先ず、分散スラリーは、例えば、高吸水性樹脂（ＳＡＰ）を分散媒中に分散させたものである。ＳＡＰは、水では高膨潤するが、水に混合可能なメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール等の有機溶媒を添加すると膨潤が抑制されるので、分散スラリーの調整が可能である。この系には粘度調整剤、あるいは凝集防止剤としてＣＭＣ、エチルセルロース、ＰＥＯ、ＭＦＣ等を添加することもできる。
【００５１】
ＳＡＰは繊維状、団粒状、粒子状またはフレーク状の形態のものがあるが、スラリー化には粒子状、粉状またはフレーク状のものが適している。最も好ましいものは、平均直径が１０００μｍ以下の粒子状ＳＡＰである。
【００５２】
この分散スラリーをコーティングすべき基材としては、ティシュペーパー、汎用される不織布、布帛類が用いられるが、好ましいのはＳＡＰ粒子をその組織の中に包含できるような嵩高不織布、畝加工ニット等の嵩高で多孔性のある基材である。
【００５３】
次に、図３で示した本発明の分散スラリーのコーティング装置を用いて、上記のような分散スラリーを基材にコーティングする工程の一例を具体的に説明する。
【００５４】
図３において、分散スラリー３は、一時貯留部４に、コーティングロール１の軸方向に関して均一な流量で供給し、沈降を防止するために好ましくは緩やかに攪拌しながら、基材２の表面にコーティングされる。この例では、コーティング装置において、図５（Ａ）に示した条件を採用した。
【００５５】
このような構成のコーティング装置を用いてコーティングを行い、１０ｍｍ間隔のラインパターンで、コーティング目付が２００ｇ／ｍ^２のコーティング基材が得られた。なお、コーティング処理中、初めの数分間は問題がなかったが、次第にカバーフィルムの先端とカバーフィルムに近接するコーティングロール部に分散スラリーが付着してダマを形成する傾向が見られたが、スピードを３０ｍ／ｍｉｎと速くすることでダマの大きさも小さくなり、発生箇所も減少した。
【００５６】
同様に、図５（Ｂ）の条件では、１０ｍ／ｍｉｎのスピードでもダマの発生もなく、長時間安定なコーティングが可能であった。スピードを３０ｍ／ｍｉｎに上昇させても大きな変化は観察されなかった。コーティングロール表面への付着も殆ど観察されなかった。
【００５７】
さらに図５（Ｃ）の条件では、ロール表面への付着、ダマの発生は１０ｍ／ｍｉｎのスピードでも３０ｍ／ｍｉｎのスピードでも観察されなかった。しかし１０ｍ／ｍｉｎの時に時間の経過と共にパターンスペーサーの最先端表面とカバーフィルムの間に固化した分散スラリーの付着物が発生し、カバーフィルム下面が徐々に汚れてくる現象が観察された。スピードを３０ｍ／ｍｉｎにすると付着物の量は減少した。
【００５８】
なお図４および図５において、作図の都合上、ａ、ｂ、ｃ、ｄの寸法を実際よりも拡大して示している。従って、コーティングロールの直径に対してａ、ｂ、ｃ、ｄの長さが長く示されている。
【００５９】
図６は、コーティングロール１とカバーフィルムフィルム５の自由端との間の距離ｂを所望の値に保持する手段の具体例を示している。この距離ｂは、前述の理由から大略１〜１０ｍｍに保つことが望ましく、そのためには、コーティングロール１の出口部分に、両者間の距離を規制するためのセパレートユニットを設けることが望ましい。図６（Ａ）は、コーティングロール１に固定されたバープレート３１を設けた例で、このバープレート３１の高さを適宜変えることによって、コーティングロール１とカバーフィルム５との間の距離を、望みに応じて自由に設定し、その値に確保することができる。ただし、このバープレート３１は、コーティングロール１が回転しない構成の場合にのみ採用可能である。
【００６０】
図６（Ｂ）は、コーティングロール１とカバーフィルム５との間に、コーティングロール１の軸心と平行で、かつ周面が相互に接近もしくは接触するように配置された小径の、例えば、直径１０ｍｍ程度の回転ロール４１を設けた例を示している。回転ロール４１は、コーティングロール１が静止している場合には、静止させておいてもよく、あるいは両者を非接触として、回転ロール４１のみを回転させてもよい。またコーティングロール１が回転している場合には、回転ロール４１をコーティングロール１と接触させた状態で同期回転させてもよい。回転ロール４１は、その表面の滑性を高めるために、シリコーンゴム等で被覆したものであるのが望ましい。この回転ロール４１の存在によって、鉛直方向の離間距離ｂが確保される。
【００６１】
また、図６（Ｃ）の例は、コーティングロール１が常時回転している場合に適用されるもので、その周面に近接して、ナイフエッジ型のスクレーパ５１が設けられている。この場合には、カバーフィルム５がコーティングロール１に接触するような動きが生じても、スクレーパ５１で剥離されるので、カバーフィルム５がコーティングロール１に接触することはなく、鉛直方向の離間距離ｂは確保される。
【００６２】
コーティングロール１がその軸心を中心として一方向に連続的に回転するように構成されている場合、基材の走行速度とコーティングロールの周速との間の相対的な速度差は、−１０％〜＋１０％の範囲内で条件設定される場合を等速と表現する。基材の走行スピードとコーティングロールの回転速度の関係は、フィルムの厚さやスピード、求める目付によって異なるが、ロールの回転速度が０、すなわち静止の場合にはフィルムにテンションがかからずフィルムがたるんでしまうので、フィルムにテンションをかけるような固定の方法を工夫しなければならず、装置が複雑になる。ロールを回転させることによりフィルムがロールに密着し、末端部も安定化されるので回転させることが望ましい。
【００６３】
しかしこの回転の割合は走行スピードによっても異なるので、その範囲を規定することは難しい。通常の運転ではロールの回転速度は一定として、フィルムに与えるテンションも一定として、適宜基材の走行スピード（走行速度）を変更する形で運転する。表１、表２はそのような条件設定例を示したものである。
【００６４】
表１は基材の走行スピードを５０ｍ／ｍｉｎとした時のロールの回転スピードとの関係を示したものである。５ｍ／ｍｉｎ（１０％）付近を超えると安定してくる。基材のスピードとほぼ等速の９０以上、１１０％以下のゾーンを等速ゾーンとすると、１０％以上、９０％未満を減速ゾーン、１１０％より高く、３００％以下の範囲を増速ゾーンと称する。
【００６５】
あくまでフィルムを介してロールは回転するので、ロールの回転が関与するのはフィルムの密着度とフィルム先端部の微妙な変化である。７５ｍ／ｍｉｎ（１５０％）を超えるようになるとテンションが大きくなるとともに、フィルム先端部に振動が生ずるようになる。これが激しくなるとコーティングの乱れに通ずるが、逆にダマの付着発生を防ぐ効果を持つ。このようなバイブレーション効果はコーティングロールに浅いグリッドを設けることによってより強調される。
【００６６】
基材走行スピードを広範囲に渡って変化させる場合には、表２のようにコーティングロールの回転スピードを３０ｍ／ｍｉｎ前後に固定し、その条件にフィルムの材質、厚み等を最適化することによって、コーティングロールの回転スピードに関係なく基材を走行させることが可能になる。
【００６７】
【表１】

【００６８】
【表２】

＜コーティングロールへの被覆フィルムの固定＞
コーティングロール１に対するカバーフィルム５の位置の規制は、図１、図２および図３に示したように、上方端部では、コーティングロール１の上方の位置でカバーフィルム５の一端をフィルム固定具７で固定することにより、また両側部では、サイドシール部１３に固定することによりで行われる。
【００６９】
カバーフィルム５のサイドシール部１３による固定は、それ自体の位置規制の他に、分散スラリーの漏れ防止の機能も併せ持つことが必要であるので、コーティングロール１が回転するかどうか、あるいはカバーフィルム５の厚さ等の諸条件に応じて適切な固定手段を選択することが望ましい。
【００７０】
図７は、コーティングロール１の幅とカバーフィルム５の幅との関係を示したもので、ロール幅４６０ｍｍ、サイドシール幅２８０ｍｍのテストロールの場合を例として説明する。
【００７１】
図７（Ａ）は、カバーフィルム５がサイドシール部１３の内側のみに存在する場合を示し、サイドシール部１３およびその外側ではコーティングロール１の周面が露出している状態である。この構成で、コーティングロール１を静止させた状態でコーティングする場合には、カバーフィルム５の固定点が入口部にしか存在しないので、カバーフィルム５とコーティングロール１との間に分散スラリーが入り込み、汚れや詰まりなどの大きなトラブル原因となるので、粘着剤あるいは接合剤等を用いて、両者間に隙間が生じない状態にする必要がある。
【００７２】
また、コーティングロール１が回転する場合には、カバーフィルム５には常に引張り力が与えられるので、最初の装填時にカバーフィルム５に少量のＰＥＧ等を塗り、空気を巻き込まないような工夫をすれば、安定な操業が可能である。
【００７３】
図７（Ａ）の方式の特長は、カバーフィルム５の端末部での自由度が高いということである。
【００７４】
一方、図７（Ｂ）の場合には、カバーフィルム５は、その幅方向において、サイドシール部１３を越えて、コーティングロール１のエッジを残してそのほぼ全面をカバーしている。カバーフィルム５はサイドシール部１３で固定されているので、コーティングロール１とカバーフィルム５との間に分散スラリーが入り込む恐れもなく、コーティングロール１が静止している場合にも、また回転している場合にも対応できる。ただし、カバーフィルム５の先端部での移動の自由度が低くなるので、カバーフィルム５が厚くなるにしたがって、局部的凹凸がコーティングのムラを生じさせやすくするので注意が必要である。
【００７５】
また図７（Ｃ）の場合には、カバーフィルム５の両縁はサイドシール部１３を越え、さらにコーティングロール１の両端を越えてコーティングロール１の全面をカバーしている。この場合も、コーティングロール１が静止していても、あるいは回転していても、ともに対応でき、コーティングロール１に分散スラリーが付着することもない。しかし、カバーフィルム５の拘束が大きいために自由度が低くなる。より大きい自由度を望む場合には、図７（Ｃ）に示したように、カバーフィルム５に、その先端からサイドシール部１３にかかる部分にスリットカット６１を設けることによって解決することが可能である。
【００７６】
＜複層のカバーフィルム＞
カバーフィルムは、単層でもよいし、２枚のフィルムを複層にして使用することも可能であることは既に説明した。この複層のカバーフィルムは、単に全面に張り合わせる場合だけでなく、長さ方向に長いフィルムと短いフィルムを組み合わせる場合、幅方向に広幅のフィルムと幅の狭いフィルムとを組み合わせる場合等の変形が可能である。
【００７７】
図８は、コーティングロールの軸心に垂直な方向（長さ方向）に第１のフィルム５ａと、第２のフィルム５ｂとを組み合わせた例を示している。まず図８（Ａ）は、比較的厚い補強用の第１のフィルム５ａを、コーティングロール１に対して外側、つまり分散スラリーに接する側に配し、比較的薄い第２のカバーフィルム５ｂをコーティングロール１側に配置した例を示し、また図８（Ｂ）は、短い補強用の第１のフィルム５ａを、コーティングロール１に対して外側、つまり分散スラリーに接する側に配し、第１のフィルム５ａよりも相対的に短い第２のカバーフィルム５ｂをその内側に配置した例を示す。
【００７８】
図９は、コーティングロール１の軸方向の全域を被覆し得る、幅方向に広い第１のフィルム５ａと、サイドシール部１３の内側のみに存在する幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂを組み合わせた例を示している。図９（Ａ）の例では、幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂが、カバーフィルムを設けるべき領域の一端から他端に達する長さを有し、第１のフィルム５ａと重なり合った部分でこれに接合されている。第１のフィルム５ａと重なり合っていない部分において、第２のカバーフィルム５ｂは単層であり、コーティングロール１に対して大きい自由度を保っている。また図９（Ｂ）の例では、幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂは、第１のフィルム５ａにその先端部分のわずかな重なり合い部分で接合され、自由度の高い先端部を形成している。
【００７９】
本発明において、コーティングロールの直径に特に制限はないが、一般的には１００〜５００ｍｍの範囲であり、この場合には、第２のフィルムの先端が、コーティングロール周面の最下端位置から、基材の走行方向に関して下流側へ延びる長さが１〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、ロールコーターだけでなく、バーコーターやナイフエッジコーター等の基材にコーターを直接接触させるような接触式コーターには共通の、コーティングロール表面に分散スラリーが付着するという問題を、コーティング装置自体の複雑化や、設備コストの大幅な上昇を伴わずに解決することが可能である。特に、水／有機溶媒混合系の分散媒体に吸収性固形粒子を分散させた分散スラリーの場合のように、吸水性固形粒子の表面粘着性が高い場合にも、均一で安定な塗工処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコーティング装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるコーティング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態によるコーティング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティングロールの最下端の位置と、そこから基材の走行方向に関して下流側へ延びるカバーフィルムの自由端との間の、それぞれ異なる位置関係を示す説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置における、コーティングロール、カバーフィルムおよびパターンスペーサーの関係を示す説明図である。
【図６】コーティングロールとカバーフィルムフィルムの自由端との間の距離を所望の値に保持する手段の、それぞれ異なる具体例を示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置において適用される、複層のカバーフィルムの、それぞれ異なるカバー範囲を示す説明図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、２枚のカバーフィルムを使用した場合の相互の長さの関係を示す説明図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置において適用される、複層のカバーフィルムの、それぞれのカバー範囲を示す説明図である。
【符号の説明】
１　コーティングロール
２　基材
３　分散スラリー
４　一時貯留部
５　カバーフィルム
５ａ　第１のフィルム
５ｂ　第２のフィルム
６　吐出位置
７　フィルム固定具
１１　サポートロール
１２　液シール部
１３　サイドシール部
１４　後部プレート部
２１　パターンスペーサー
３１　バープレート
４１　回転ロール
５１　スクレーパ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus for applying a dispersion slurry formed by dispersing solid particles in a dispersion medium to a continuously running substrate surface using a coating roll, and particularly, the dispersion slurry adheres to the coating roll surface. In the case of a dispersion slurry in which solid particles that are easy to sediment or that tend to settle are dispersed, the dispersion slurry is improved so that the dispersion slurry can be stably and uniformly applied to a continuously traveling substrate. A coating apparatus.
[0002]
[Prior art]
When applying coating treatment to various substrate surfaces, the dispersion slurry in which solid particles are dispersed in a dispersion medium is different from the case where the liquid to be applied is a uniform solution, and phase separation, sedimentation, aggregation, etc. This tends to cause a partial density change. Therefore, when applying the dispersed slurry, among various coating apparatuses, if a relatively simple and inexpensive roll coating apparatus is used, sedimentation of solid particles in the dispersed slurry or deposition on the surface of the coating roll can be achieved. Adhesion easily occurs. For this reason, the coating surface becomes uneven or clogging occurs during traveling, and it is difficult to perform a uniform and stable coating treatment.
[0003]
In order to reduce the adhesion of the dispersed slurry, the surface of the coating roll is subjected to a surface treatment with a material such as silicone or Teflon (registered trademark) having good releasability, scraped off with a scraper, or the roll is fixed. Inventions have been made, such as by rotating in the direction or in the opposite direction to create a state in which peeling is easy.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional measures are not a sufficient solution to the problem of preventing the dispersion slurry from adhering to the surface of the coating roll as described above. Such an adhesion phenomenon is a common phenomenon not only in roll coaters but also in contact type coaters such as bar coaters and knife edge coaters that directly contact the coater with the base material, and fundamentally avoids problems. In order to do so, the conventional technology has no choice but to employ a non-contact type coater such as a curtain coater, a grid coater or a spray coater. However, a new limiting factor for the properties of the dispersion slurry to be applied and the like is newly generated, and the coating apparatus itself is complicated, and the equipment cost is significantly increased. In particular, in the case of a dispersion slurry in which the water-absorbing solid particles are dispersed in a water / organic solvent mixed dispersion medium as the object of the present invention, since the surface adhesion of the water-absorbing solid particles is high, the conventional coating method is used. It is extremely difficult to perform a uniform and stable coating process with the apparatus because a large trouble is likely to occur.
[0005]
An object of the present invention is to provide an apparatus which enables a dispersion slurry in which solid particles are dispersed in a dispersion medium to be stably and uniformly applied to a continuously traveling substrate in a so-called roll coater such as a comma coater. It is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the dispersion slurry coating apparatus of the present invention is a dispersion slurry coating apparatus in which a dispersion slurry obtained by dispersing solid particles in a dispersion medium is coated on a continuously running substrate surface using a coating roll. ,
A coating roll arranged so that the axis is horizontal,
Traveling means for continuously traveling the base material in a tangential direction to the coating roll peripheral surface so as to pass through a position near the lowermost end of the coating roll peripheral surface; At a discharge position set at a position closer to the downstream side from a position near the lowermost end of the roll peripheral surface, a slurry supply unit that continuously supplies the dispersed slurry to the surface of the base material,
The coating slurry was covered so as to prevent the dispersed slurry supplied from the slurry supply means from contacting the coating roll circumferential surface, and the tip end thereof was disposed beyond the lowermost end of the coating roll circumferential surface. With a cover film,
The dispersion slurry is supplied between a front end portion of the cover film and the surface of the base material.
[0007]
Preferred embodiments are described below.
[0008]
The slurry supply means includes a temporary storage section for temporarily storing an appropriate amount of the dispersed slurry on the upstream side of the lowermost end of the coating roll peripheral surface in the traveling direction of the base material.
[0009]
Further, the tip of the cover film is not fixed.
[0010]
Further, the side portions of the cover film excluding the front end portion of the cover film are fixed by side seal portions at both ends in the axial direction of the coating roll so as to be held at predetermined positions along the peripheral surface of the coating roll. Have been.
[0011]
The cover film is a laminated film formed by laminating two films. In this case, of the two films, the first film extends to a position beyond the side seal portion and is fixed by the side seal portion, and the second film covers only the inside of the side seal portion. It has.
[0012]
The first film is disposed at a position facing the coating roll, and the second film is disposed at a position outside the coating roll. Alternatively, the second film is disposed at a position facing the coating roll, and the first film is disposed at a position outside the coating roll.
[0013]
The first film is shorter than the second film in the traveling direction of the substrate. Further, the first and second films are mutually bonded at least in part.
[0014]
The first film is a PET film having a thickness of 50 μm or more, and the second film is a PET film having a thickness of less than 50 μm.
[0015]
With respect to the traveling direction of the base material, a tip portion of the cover film extends downstream from a lowermost end of the peripheral surface of the coating roll by a desired length.
[0016]
The diameter of the coating roll is in the range of 100 to 500 mm, and with respect to the traveling direction of the substrate, the front end of the cover film extends from the lowermost end of the coating roll peripheral surface to the downstream by 1 to 50 mm. .
[0017]
The apparatus further includes a separator for preventing contact between a tip portion of the cover film and a peripheral surface of the coating roll.
[0018]
A pattern spacer for forming a coating pattern on the surface of the base material is further provided, whereby the dispersion slurry is supplied to the surface of the base material from the tip of the cover film toward the downstream side with respect to the running direction of the base material. Is regulated so as not to be supplied to a part of the surface of the base material.
[0019]
The coating roll has irregularities on its surface, so that a non-contact portion exists partially between the coating roll surface and the cover film.
[0020]
The solid particles are particulate, powdery, or flake-shaped SAP (Super Absorbent Polymer), and the dispersion medium is a mixed solvent of an organic solvent and water.
[0021]
The solid particles are SAP having a particle diameter of 1000 μm or less, the dispersion medium is a mixed solvent of an organic solvent and water having a swelling inhibiting effect on the SAP, and the base material is a porous nonwoven fabric. is there.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the basic configuration of the device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows a first embodiment of the coating apparatus of the present invention. A coating roll 1 is arranged so that the axis is horizontal, and is configured to rotate at a desired speed about the axis. The coating roll 1 is provided below the coating roll 1 during the rotation of the coating roll 1. The substrate 2 is configured to travel by a traveling means (not shown) continuously in a tangential direction to the peripheral surface of the coating roll through a position near the lowermost end of the peripheral surface.
[0024]
In addition, the dispersion slurry 3 to be applied to the surface of the substrate 2 passes through a temporary storage unit 4 provided as necessary in the course of rotation of the coating roll 1, and passes through the coating roll peripheral surface with respect to the traveling direction of the substrate. Is continuously supplied to the surface of the base material 2 at a discharge position defined from a position near the lowermost end to a position closer to the downstream side.
[0025]
Further, the peripheral surface of the coating roll 1 is covered so that the dispersed slurry 3 supplied from the temporary storage unit 4 does not contact the peripheral surface of the coating roll 1, and the leading end thereof is positioned at the lowermost end of the peripheral surface of the coating roll 1. The cover film 5 is disposed so as to exceed the cover film. The dispersed slurry is supplied to a space between the front end portion of the cover film 5 and the surface of the substrate 2, and this space is a discharge position of the dispersed slurry.
[0026]
In the example shown in FIG. 1, the cover film 5 is fixed at a predetermined position at the uppermost end thereof by the film fixing device 7, but the other end is positioned from the lowermost end of the coating roll 1 in the running direction of the base material 2. It has a length reaching a position closer to the downstream side, and the other end constitutes a free end in a state sandwiched between the coating roll 1 and the substrate 2.
[0027]
The components of the coating apparatus for a dispersed slurry configured as described above will be further described below.
[0028]
First, the coating roll 1 first forms a clearance (gap) of a predetermined distance at the lowermost end of the peripheral surface between the coating roll 1 and the surface of the base material 2 running continuously thereunder, Thereby, the thickness of the dispersion slurry 3 coated on the surface of the substrate 2 can be regulated to a desired value. Secondly, the frictional resistance between the cover film 5 fixed at one end gives an appropriate tension to the cover film 5 to prevent the occurrence of wrinkles and the occurrence of irregularities due to the embedment of air. It exerts the function of adhering the film to the peripheral surface. If the frictional resistance between the coating roll 1 and the cover film 5 is too large, the cover film 5 may be deformed or damaged, or the rotational energy of the roll may be lost due to excessive braking. Consideration is desired.
[0029]
Next, the temporary storage unit 4 for the dispersion slurry 3 will be described. The temporary storage unit 4 temporarily stores the dispersed slurry 3 in a uniform and homogeneous state so as not to cause a concentration distribution or agglomeration as a preparation stage for obtaining a uniform coating state in the width direction and the length direction. Play the role of header. Generally, in the temporary storage section 4, a stirrer for preventing the occurrence of concentration distribution due to agglomeration and sedimentation of solid particles and for ensuring uniformity in the width direction may be required. However, if a slurry supply device that can satisfy these conditions is used, the temporary storage section 4 can be omitted.
[0030]
In the dispersion slurry coating apparatus of the present invention configured as described above, the supply of the dispersion slurry 3 to the surface of the substrate 2 and the coating are performed by using a coating roll and a substrate, as in general roll coating. The coating is performed not between the cover film 5 and the substrate 2 but between the cover film 5 and the substrate 2. The coating roll 1 only regulates the position of the cover film 5 with respect to the surface of the substrate 2. Therefore, there is no contact with the dispersion slurry 3. Therefore, the problem that the dispersion slurry adheres to the surface of the coating roll does not essentially occur.
[0031]
Also in the dispersion slurry coating apparatus of the present invention, it may be desirable to define the coating range in the width direction of the continuously running substrate, as in the case of the usual roller coating apparatus. FIG. 2 shows a coating apparatus according to a second embodiment of the present invention, and shows an example of a coating apparatus having a side seal portion 13 as such a coating width regulating means. (A) is a sectional view in a plane perpendicular to the axis of the coating roll 1, and (B) is a front view. In the apparatus shown in FIG. 2, a support roll 11 is provided so as to face the coating roll 1 with a discharge position near the lowermost end of the coating roll 1 interposed between the coating roll 1 and the support roll 11. It is configured to pass through. In addition, a liquid seal portion 12 is provided on the upstream side of the discharge position with respect to the traveling direction of the substrate 2 for the purpose of preventing liquid leakage below the substrate 2.
[0032]
The side seal portion of this example indicated by reference numeral 13 is composed of a pair of left and right plates that serve as gates on both side surfaces of the temporary storage portion 4. The side seal portion is in close contact with the surface of the coating roll 1 and the rear plate portion to prevent liquid leakage. It is provided inside the both sides of the film 5 and is fixed to the rear plate part 14 of the temporary storage part 4 by means such as welding or bonding.
[0033]
The side seal portion 13 is provided so as to be in contact with the peripheral surface of the coating roll 1 in order to prevent the dispersed slurry 3 from leaking outside through the gap between the slurry and the peripheral surface of the coating roll 1. Is desirable. However, in this case, a material having a sealing property with respect to the peripheral surface of the coating roll 1 and having low frictional resistance and hardly being worn is suitable. In order to satisfy such a demand, it is desirable that the side seal portion 13 is made of a resin material selected from synthetic rubber, foamed foam, Teflon (registered trademark) and the like.
[0034]
The dispersed slurry supplied to the temporary storage section 4 is sealed by the rear plate section 14 on the rear side and by the side seal sections 13 on both sides, and has only one outlet formed between the temporary storage section 4 and the cover film 5. The coating material is coated on the continuously running substrate 2.
[0035]
FIG. 3 shows a coating apparatus according to a third embodiment of the present invention. The apparatus is configured to coat the dispersion slurry on the base material in a line pattern. The dispersion slurry outlet from the temporary storage unit 4 and the surface of the base material 2 running continuously below the dispersion slurry outlet. At least one pattern spacer 21 extending in the traveling direction of the base material 2 is disposed between them. The pattern spacer 21 divides the flow of the dispersion slurry 3 uniformly supplied in the entire region between the side seal portions 13 on both sides at the position of the pattern spacer 21 so that the dispersion applied to the surface of the base material 2 is divided. The coating pattern of the slurry 3 is formed into a plurality of lines. The number of the line-shaped patterns is determined by the number of the pattern spacers 21 provided. When ten pattern spacers 21 are provided as in the example of FIG. Is formed.
[0036]
Here, the cover film 5 of the present invention will be considered.
[0037]
First, as the main functions of the cover film 5, the following items can be mentioned.
(1) By coating the portion where the coating roll 1 comes into contact with the dispersion slurry 3, the contact of the dispersion slurry 3 with the roll surface is prevented, and the adhesion is prevented.
(2) Since one end of the cover film 5 is fixed and the other end is a free end, the edge effect of the free portion facilitates separation of the dispersed slurry 3 from the surface of the cover film 5.
[0038]
Among the above functions, the most important in the present invention is the function of the free end shown in (2). This will be described in detail below.
[0039]
<Sharp edge effect at tail end>
The dispersion slurry 3 that has partially deposited on the base material 2 and has also been in contact with the cover film 5 is separated from the cover film 5 at the free end of the cover film 5, and The coating is completed by shifting to. If the transition of the dispersion slurry at such an end, that is, the separation of the edge of the dispersion slurry is poor, the dispersion slurry accumulates at the leading end of the cover film, and further, the exposed surface of the coating roll 1 which is not covered with the cover film 5. Lumps, also referred to as "lumps", resulting in the unfavorable situation in which the coating surface becomes rough and non-uniform. When this state further progresses, clogging of the dispersion slurry occurs, and continuous coating cannot be performed. In addition, obstacles such as uneven thickness in the width direction due to generation of wavy irregularities in the width direction are likely to occur.
[0040]
Therefore, the cover film 5 needs to have a suitable rigidity and sharpness at the tip. The reason is that the leading end of the cover film 5 plays the same role as a sharp edge in a comma coater or an edge coater. What particularly affects these performances is the material and thickness of the cover film. Preferred examples of the material of the cover film 5 include polyester, stretched PP, Teflon (registered trademark), LDPE, and vinyl chloride.
[0041]
In addition, the cover film 5 may be composed of one film of the above-mentioned material, but may be used by laminating two films of the same material, or a film of a different material may be used. You may laminate | stack and use it. For example, when a PET film is used, it is preferable that the first film is a PET film having a thickness of 50 μm or more and the second film is a PET film having a thickness of less than 50 μm. Further, a combination of a 30 μm film and a 100 μm film, a combination of a PET film / Teflon (registered trademark) film, a combination of a PP film / metal foil, and the like are used. Among these, particularly preferred are polyester films, for example, "Lumirror" (trade name, manufactured by Toray Industries, Inc.) or surface processed products thereof.
[0042]
The thickness of the film constituting the cover film varies depending on its rigidity. However, if the film is too thin, the rigidity is insufficient and the film is easily bent and deformed. A suitable thickness is 30 μm or more. Conversely, if it is too thick, it will not fit well with the coating roll 1, so it is preferably 300 μm or less. The preferred thickness is about 40-200 μm. Although this thickness varies depending on the material, it is also applied to the thickness of two laminated sheets as described above.
[0043]
The surface of the cover film 5 may be smooth on both sides. However, in order to reduce the frictional resistance on the contact surface with the coating roll 1, the surface of the cover film 5 is subjected to unevenness processing, or peeling of silicone, Teflon (registered trademark) or the like Those surface-treated with an agent can also be used. In addition, since the dispersion slurry 3 may easily adhere to the surface of the cover film that is in contact with the dispersion slurry 3 due to an electric adsorption effect, the surface of the cover film 5 in contact with the dispersion slurry 3 may be subjected to antistatic processing or It is desirable to apply metal deposition.
[0044]
<Position and control of free end of cover film>
The positional relationship between the position of the lowermost end of the coating roll 1 and the free end of the cover film 5 extending therefrom downstream with respect to the running direction of the substrate 2 is determined by the contamination of the coating roll 1 or the separation of the edge of the dispersed slurry 3. Is one of the important factors. FIG. 4A shows an example in which there is no pattern spacer below the coating roll 1 and the entire surface of the substrate 2 is coated. In this case, the position of the cover fill 5 is perpendicular to the axis of the coating roll 1. The distance a from the lowered point, that is, the point extending from the lowermost end of the coating roll 1 to the downstream side in the running direction of the substrate 2, and the vertical distance between the tip of the cover film 5 and the peripheral surface of the coating roll 1. And the distance b in the direction.
[0045]
In the case where the pattern spacer 21 for forming a pattern is provided, the distance a and the distance b are set together with the distance from the lowermost end of the peripheral surface of the coating roll 1 as shown in FIGS. 4B and 4C. It is necessary to consider the distance c to the tip of the spacer 21 and the distance d between the tip of the pattern spacer 21 and the tip of the cover film 5 as well.
[0046]
4B shows a case where the tip of the cover film 5 extends longer in the downstream direction than the pattern spacer 21, and FIG. 4C shows that the tip of the pattern spacer 21 extends in the downstream direction than the cover film 5. Each case is shown as being extended for a long time.
[0047]
The distance a from the lowermost end of the coating roll 1 to the tip of the cover film 5 is desirably at least 1 mm or more, preferably 3 to 30 mm, and more preferably 5 to 25 mm. When the thickness is less than 3 mm, the edge effect is not sufficiently exhibited, and the dispersed slurry may easily adhere to the front end portion of the cover film 5 and the peripheral surface of the coating roll 1 adjacent thereto. Conversely, if the thickness exceeds 30 mm, the dispersed slurry solidifies and adheres to the surface of the cover film 5, and the coating surface may be roughened or uneven. On the other hand, the value of the vertical separation distance b between the tip of the cover film 5 and the peripheral surface of the coating roll 1 may be as large as possible in principle, but an appropriate value is about 1 to 10 mm.
[0048]
The values of the distances c and d are appropriately selected according to the substrate 2 to be coated or the desired coating pattern. Some specific examples are shown in FIG. In these specific examples, superabsorbent resin (“Aquapearl AP211 (trade name)”, manufactured by Sun Diamond Polymer) having an average particle size of 300 μm as solid particles, and EtOH / H as a dispersion medium ₂ Using O = 65/35 (parts / part), a dispersion slurry in which 20 parts of the superabsorbent resin and 2 parts of cellulose powder were dispersed in 100 parts of this dispersion medium was adjusted, and 50 g / m2 was obtained. ² A coating was applied on a PE / PET fiber-based thermal bond nonwoven fabric substrate.
[0049]
Hereinafter, main components for coating the substrate with the dispersion slurry using the dispersion slurry coating apparatus of the present invention will be described.
[0050]
First, the dispersion slurry is obtained, for example, by dispersing a superabsorbent resin (SAP) in a dispersion medium. SAP swells highly in water, but swelling is suppressed by adding an organic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and propylene glycol that can be mixed with water, so that the dispersion slurry can be adjusted. CMC, ethyl cellulose, PEO, MFC and the like can be added to this system as a viscosity modifier or an anti-agglomeration agent.
[0051]
The SAP may be in the form of fibrous, aggregated, particulate or flakes, but for slurrying, the particulate, powder or flake form is suitable. Most preferred are particulate SAPs having an average diameter of 1000 μm or less.
[0052]
As a substrate to be coated with the dispersion slurry, tissue paper, non-woven fabrics for general use, and cloths are used. Preferred are bulky non-woven fabrics that can include SAP particles in their tissues, ridged knits, and the like. It is a bulky and porous substrate.
[0053]
Next, an example of the step of coating the above-mentioned dispersion slurry on a substrate using the dispersion slurry coating apparatus of the present invention shown in FIG. 3 will be specifically described.
[0054]
In FIG. 3, the dispersion slurry 3 is supplied to the temporary storage section 4 at a uniform flow rate in the axial direction of the coating roll 1, and is coated on the surface of the base material 2 while stirring gently to prevent sedimentation. Is done. In this example, the conditions shown in FIG. 5A were adopted in the coating apparatus.
[0055]
Coating is performed using a coating apparatus having such a configuration, and a line pattern at an interval of 10 mm has a basis weight of 200 g / m 2. ² Was obtained. During the coating process, there was no problem for the first few minutes, but there was a tendency that the dispersion slurry gradually adhered to the leading end of the cover film and the coating roll near the cover film to form lumps. By increasing the speed to 30 m / min, the size of the lumps was reduced and the number of occurrences was also reduced.
[0056]
Similarly, under the conditions of FIG. 5B, even at a speed of 10 m / min, there was no generation of lumps, and stable coating was possible for a long time. No significant change was observed even when the speed was increased to 30 m / min. Almost no adhesion to the coating roll surface was observed.
[0057]
Further, under the conditions shown in FIG. 5C, adhesion to the roll surface and generation of lumps were not observed at a speed of 10 m / min or 30 m / min. However, at 10 m / min, with the passage of time, a deposit of solidified dispersion slurry was generated between the top surface of the pattern spacer and the cover film, and a phenomenon that the lower surface of the cover film gradually became dirty was observed. At a speed of 30 m / min, the amount of deposits decreased.
[0058]
4 and 5, the dimensions of a, b, c, and d are shown larger than actual dimensions for convenience of drawing. Therefore, the lengths of a, b, c, and d are longer than the diameter of the coating roll.
[0059]
FIG. 6 shows a specific example of the means for maintaining the distance b between the coating roll 1 and the free end of the cover film 5 at a desired value. The distance b is desirably maintained at approximately 1 to 10 mm for the above-described reason, and for that purpose, it is desirable to provide a separate unit for regulating the distance between the two at the outlet of the coating roll 1. FIG. 6A shows an example in which a bar plate 31 fixed to the coating roll 1 is provided. By appropriately changing the height of the bar plate 31, the distance between the coating roll 1 and the cover film 5 can be reduced. It can be set freely as desired and secured at that value. However, this bar plate 31 can be adopted only when the coating roll 1 does not rotate.
[0060]
FIG. 6B shows a small-diameter, for example, a diameter between the coating roll 1 and the cover film 5 which is arranged in parallel with the axis of the coating roll 1 so that the peripheral surfaces thereof come close to or come into contact with each other. An example in which a rotating roll 41 of about 10 mm is provided is shown. When the coating roll 1 is stationary, the rotating roll 41 may be kept stationary, or the rotating roll 41 may be rotated without contact with both. When the coating roll 1 is rotating, the rotating roll 41 may be rotated synchronously with the coating roll 1 in contact therewith. The rotating roll 41 is desirably coated with silicone rubber or the like in order to increase the surface smoothness. Due to the presence of the rotating roll 41, a vertical separation distance b is ensured.
[0061]
The example of FIG. 6C is applied when the coating roll 1 is constantly rotating, and a knife edge type scraper 51 is provided near the peripheral surface thereof. In this case, even if the cover film 5 moves so as to come into contact with the coating roll 1, the cover film 5 is peeled off by the scraper 51, so that the cover film 5 does not come into contact with the coating roll 1 and the vertical separation distance b is secured.
[0062]
If the coating roll 1 is configured to rotate continuously in one direction about its axis, the relative speed difference between the running speed of the substrate and the peripheral speed of the coating roll is -10. The case where the condition is set within the range of% to + 10% is expressed as constant velocity. The relationship between the running speed of the base material and the rotation speed of the coating roll depends on the thickness and speed of the film and the desired basis weight. However, when the rotation speed of the roll is 0, that is, when the film is stationary, the film does not tension and the film sags. Therefore, it is necessary to devise a fixing method for applying tension to the film, and the apparatus becomes complicated. Rotating the roll causes the film to adhere to the roll and stabilizes the end, so that it is desirable to rotate the film.
[0063]
However, since the rate of this rotation differs depending on the traveling speed, it is difficult to define the range. In a normal operation, the rotation speed of the roll is fixed and the tension applied to the film is also fixed, and the operation is performed by appropriately changing the running speed (running speed) of the base material. Tables 1 and 2 show examples of such condition settings.
[0064]
Table 1 shows the relationship with the rotation speed of the roll when the traveling speed of the base material is 50 m / min. It becomes stable when it exceeds about 5 m / min (10%). When a zone of 90% or more and 110% or less, which is almost equal to the speed of the base material, is defined as a constant speed zone, a range of 10% or more and less than 90% is defined as a deceleration zone, and a range higher than 110% and 300% or less is defined as a speed increasing zone. Name.
[0065]
Since the roll rotates only through the film, the rotation of the roll plays a role in the degree of adhesion of the film and a subtle change in the leading end of the film. If it exceeds 75 m / min (150%), the tension will increase and vibration will occur at the leading end of the film. When this becomes severe, it leads to disturbance of the coating, but on the contrary, it has the effect of preventing the occurrence of lumps. Such a vibration effect is further accentuated by providing a shallow grid on the coating roll.
[0066]
When changing the running speed of the base material over a wide range, as shown in Table 2, the rotation speed of the coating roll is fixed at about 30 m / min, and the material, thickness, etc. of the film are optimized under the conditions. The substrate can be run regardless of the rotation speed of the coating roll.
[0067]
[Table 1]

[0068]
[Table 2]

<Fixing of coating film on coating roll>
The regulation of the position of the cover film 5 with respect to the coating roll 1 is performed, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, by attaching one end of the cover film 5 at a position above the coating roll 1 at the upper end. , And on both sides by fixing to the side seal portion 13.
[0069]
The fixing of the cover film 5 by the side seal portion 13 needs to have a function of preventing leakage of the dispersed slurry in addition to regulating the position of the cover film 5 itself. It is desirable to select an appropriate fixing means according to various conditions such as the thickness of the sheet.
[0070]
FIG. 7 shows the relationship between the width of the coating roll 1 and the width of the cover film 5. A test roll having a roll width of 460 mm and a side seal width of 280 mm will be described as an example.
[0071]
FIG. 7A shows a case where the cover film 5 exists only inside the side seal portion 13, and shows a state where the peripheral surface of the coating roll 1 is exposed on the side seal portion 13 and outside thereof. With this configuration, when coating is performed in a state where the coating roll 1 is stationary, the dispersion slurry enters between the cover film 5 and the coating roll 1 because the fixing point of the cover film 5 exists only at the entrance. Since it causes a major trouble such as dirt or clogging, it is necessary to use an adhesive or a bonding agent or the like so that no gap is formed between the two.
[0072]
Further, when the coating roll 1 rotates, since a tensile force is always applied to the cover film 5, a small amount of PEG or the like is applied to the cover film 5 at the time of the first loading, so that a measure is taken so as not to entrap air. , Stable operation is possible.
[0073]
The feature of the method of FIG. 7A is that the cover film 5 has a high degree of freedom at the terminal portion.
[0074]
On the other hand, in the case of FIG. 7B, the cover film 5 covers almost the entire surface except for the edge of the coating roll 1 beyond the side seal portion 13 in the width direction. Since the cover film 5 is fixed by the side seal portion 13, there is no possibility that the dispersion slurry enters between the coating roll 1 and the cover film 5, and even when the coating roll 1 is stationary, Can be accommodated. However, since the degree of freedom of movement at the leading end of the cover film 5 is reduced, as the cover film 5 becomes thicker, attention should be paid to the fact that local irregularities easily cause uneven coating.
[0075]
In the case of FIG. 7C, both edges of the cover film 5 cover the entire surface of the coating roll 1 beyond the side seal portions 13 and further beyond both ends of the coating roll 1. In this case as well, whether the coating roll 1 is stationary or rotating, both can be handled, and the dispersed slurry does not adhere to the coating roll 1. However, the degree of freedom is reduced because the constraint of the cover film 5 is large. If a greater degree of freedom is desired, as shown in FIG. 7 (C), it can be solved by providing a slit cut 61 in the portion of the cover film 5 from the tip to the side seal portion 13. is there.
[0076]
<Multilayer cover film>
It has already been described that the cover film may be a single layer, or two films may be used in multiple layers. This multi-layer cover film is not only used for laminating the entire surface, but also when combining a long film and a short film in the length direction, and when combining a wide film and a narrow film in the width direction. It is possible.
[0077]
FIG. 8 shows an example in which the first film 5a and the second film 5b are combined in a direction (length direction) perpendicular to the axis of the coating roll. First, FIG. 8A shows that a relatively thick first film 5a for reinforcement is disposed outside the coating roll 1, that is, on the side in contact with the dispersion slurry, and the relatively thin second cover film 5b is coated. FIG. 8B shows an example in which the first film 5a for reinforcement is arranged on the outer side of the coating roll 1, that is, on the side in contact with the dispersion slurry. An example is shown in which a second cover film 5b relatively shorter than the film 5a is disposed inside.
[0078]
FIG. 9 shows a combination of a first film 5a that is wide in the width direction and can cover the entire area of the coating roll 1 in the axial direction, and a second cover film 5b that is narrow and exists only inside the side seal portion 13. An example is shown. In the example of FIG. 9A, the second cover film 5b having a small width has a length from one end to the other end of the area where the cover film is to be provided, and the second cover film 5b overlaps the first film 5a. Is joined to. In a portion that does not overlap with the first film 5a, the second cover film 5b is a single layer, and has a large degree of freedom with respect to the coating roll 1. Further, in the example of FIG. 9B, the second cover film 5b having a small width is joined to the first film 5a at a slightly overlapping portion of the leading end, thereby forming a leading end having a high degree of freedom. .
[0079]
In the present invention, the diameter of the coating roll is not particularly limited, but is generally in the range of 100 to 500 mm. In this case, the leading end of the second film is located at the lowermost position of the coating roll peripheral surface. It is preferable that the length extending to the downstream side in the running direction of the substrate is 1 to 50 mm.
[0080]
【The invention's effect】
According to the present invention, not only a roll coater, but also a contact type coater such as a bar coater or a knife edge coater that directly contacts a coater with a base material, a problem that a dispersed slurry adheres to a coating roll surface. It is possible to solve the problem without complicating the coating apparatus itself and without significantly increasing the equipment cost. In particular, even when the surface absorptivity of the water-absorbing solid particles is high, as in the case of a dispersion slurry in which the absorbent solid particles are dispersed in a dispersion medium of a water / organic solvent mixed system, a uniform and stable coating treatment is performed. It can be carried out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a coating apparatus of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a coating apparatus according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a sectional view and FIG.
3A and 3B show a coating apparatus according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a front view.
FIGS. 4A to 4C show different positions between the lowermost position of the coating roll of the present invention and the free end of the cover film extending downstream from the lowermost position in the running direction of the substrate. It is explanatory drawing which shows a relationship.
FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams showing the relationship between a coating roll, a cover film, and a pattern spacer in the coating apparatus of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view showing different specific examples of means for maintaining a distance between a coating roll and a free end of a cover film film at a desired value.
FIGS. 7A to 7C are explanatory diagrams showing different cover areas of a multilayer cover film applied in the coating apparatus of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are explanatory views showing the relationship between the lengths when two cover films are used.
FIGS. 9A to 9C are explanatory diagrams showing respective coverages of a multilayer cover film applied in the coating apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Coating roll
2 Base material
3 dispersed slurry
4 Temporary storage
5 Cover film
5a First film
5b Second film
6 Discharge position
7 Film fixture
11 Support roll
12 Liquid seal part
13 Side seal
14 Rear plate
21 Pattern spacer
31 bar plate
41 rotating roll
51 Scraper

Claims

In a dispersion slurry coating apparatus for applying a dispersion slurry obtained by dispersing solid particles in a dispersion medium, using a coating roll on a continuously running substrate surface,
A coating roll arranged so that the axis is horizontal,
Traveling means for continuously traveling the substrate in a tangential direction to the coating roll peripheral surface so as to pass through a position near the lowermost end of the coating roll peripheral surface,
A slurry supply for continuously supplying the dispersion slurry to the surface of the base material at a discharge position determined from a position near the lowermost end of the coating roll peripheral surface to a position closer to the downstream side with respect to the traveling direction of the base material. Means,
The dispersion slurry supplied from the slurry supply means covers the coating roll peripheral surface so as not to contact the coating roll peripheral surface, and the leading end thereof is disposed beyond the lowermost end of the coating roll peripheral surface. With a cover film,
The dispersion slurry coating apparatus, wherein the dispersion slurry is supplied between a front end portion of the cover film and the surface of the base material.

2. The method according to claim 1, wherein the slurry supply unit includes a temporary storage unit for temporarily storing an appropriate amount of the dispersed slurry on the upstream side of the lowermost end of the coating roll peripheral surface with respect to the traveling direction of the base material. An apparatus for coating the dispersion slurry according to the above.

The dispersion slurry coating apparatus according to claim 1, wherein a tip portion of the cover film is non-fixed.

Portions of the cover film excluding the front end of the cover film are fixed by side seal portions at both ends in the axial direction of the coating roll so as to be held at a predetermined position along the peripheral surface of the coating roll. An apparatus for coating a dispersed slurry according to claim 1.

The coating device for a dispersion slurry according to any one of claims 1 to 4, wherein the cover film is a laminated film formed by laminating two films.

Of the two films, the first film extends to a position beyond the side seal portion and is fixed by the side seal portion, and the second film has a width that covers only the inside of the side seal portion. The dispersion slurry coating apparatus according to claim 5, which is:

The coating apparatus of a dispersion slurry according to claim 6, wherein the first film is arranged at a position facing the coating roll, and the second film is arranged at a position outside the coating roll.

The coating apparatus of the dispersion slurry according to claim 6, wherein the second film is disposed at a position facing the coating roll, and the first film is disposed at a position outside the coating roll.

The apparatus for coating a dispersed slurry according to any one of claims 6 to 8, wherein the first film is shorter than the second film in the running direction of the base material.

The dispersion slurry coating apparatus according to any one of claims 6 to 9, wherein the first and second films are joined to each other at least in part.

The dispersion slurry coating apparatus according to any one of claims 6 to 10, wherein the first film is a PET film having a thickness of 50 µm or more, and the second film is a PET film having a thickness of less than 50 µm.

The coating of the dispersion slurry according to any one of claims 1 to 11, wherein a leading end of the cover film extends downstream from a lowermost end of the coating roll peripheral surface by a desired length with respect to a traveling direction of the base material. apparatus.

The diameter of the coating roll is in the range of 100 to 500 mm, and, with respect to the traveling direction of the substrate, the front end of the cover film extends from the lowermost end of the coating roll peripheral surface to the downstream side by 1 to 50 mm. An apparatus for coating a dispersed slurry according to claim 12.

The apparatus for coating a dispersed slurry according to claim 13, further comprising a separator for preventing contact between a tip portion of the cover film and a peripheral surface of the coating roll.

A pattern spacer for forming a coating pattern on the surface of the substrate is further provided, whereby the dispersion slurry is supplied to the surface of the substrate toward the downstream side from the tip of the cover film with respect to the traveling direction of the substrate. The dispersion slurry coating apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein the dispersion slurry is regulated so as not to be supplied to a part of the surface of the substrate.

The coating roll according to any one of claims 1 to 15, wherein the coating roll has irregularities on its surface, whereby a non-contact portion is partially present between the coating roll surface and the cover film. An apparatus for coating the dispersion slurry according to the above.

The apparatus for coating a dispersion slurry according to any one of claims 1 to 16, wherein the solid particles are SAPs in the form of particles, powder, or flakes, and the dispersion medium is a mixed solvent of an organic solvent and water.

The solid particles are SAP having a particle diameter of 1000 μm or less, the dispersion medium is a mixed solvent of water and an organic solvent having a swelling inhibiting effect on the SAP, and the base material is a porous nonwoven fabric. An apparatus for coating a dispersed slurry according to any one of claims 1 to 17.