JP2004174421A - 塗工方法および塗工機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム状の基材に転写ロールを介して塗布液を精度よく塗工する塗工方法および塗工機を提供する。
【解決手段】塗布液Ｓの貯留された液溜槽２の液面よりも回転中心軸Ｐが下方に位置するように転写ロール３を設置するとともに、転写ロール３を挟んで第１および第２ブレード４，５で液溜槽２を略密閉状態にし、かつ塗布液Ｓを充填した状態で転写ロール３を回転駆動させながら塗布液Ｓをその周面に付着させて搬送し、基材Ｆに塗工する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム状の基材に塗布液、例えば表面コート剤、粘着剤などを塗工する塗工方法および塗工機に関するものであって、特に、塗布液を基材に精度よく塗工する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来フィルム状の基材に塗布液を塗工する際にスロットダイコータ、キスコータ、グラビアコータ、バーコータ、リバースコータなどが利用されている。
【０００３】
例えばグラビアコータを用いた場合、液溜槽に転写ロールの一部分を浸漬させている。この転写ロール周面に塗布液を付着させて回転駆動することにより転写ロール周面の塗布液がフィルム状の基材に搬送・塗工されるようになっている。転写ロールの浸漬部分は、図４に示すように、転写ロール４０の回転中心軸Ｐが液面よりも高い位置となる状態を維持するように、転写ロール下部を浸漬している。
【０００４】
このように液溜槽への転写ロールの浸漬部分が少ないと、液面から基材までの塗布液の搬送距離が長くなり、大気との接触時間も長くなって塗布液が乾燥して転写ロールに固着したり、その搬送過程で転写ロール周面に付着した塗布液が流動して塗工ムラが発生したりするなどの問題が生じている。
【０００５】
また、転写ロールの回転に伴って発生する波による液面のうねりが転写ロール周面への塗布液付着ムラを招き、このことが原因で塗工ムラが発生するといった問題もある。
【０００６】
この問題を解消するために、特開平１０−２３５８３９号公報に記載されたグラビア印刷機のインキング装置が提案・実施されている。
【０００７】
具体的には、図５に示すように、ロール状のグラビア印刷版５０の回転方向に対してインキ転移部の略直後にチャンバー状のインキ供給部５１と、略直前にブレード５２を具備するチャンバー状インキ回収部５３とを備えている。また、チャンバー状インキ供給部５１とチャンバー状インキ回収部５３との間のグラビア印刷版円周上を密閉するためのフード５４を設けている。したがって、インキ搬送過程で、グラビア印刷版５０の周面のインキＳ１が乾燥しないようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２３５８３９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２３５８３９に記載のインキ印刷装置は次のような問題がある。
すなわち、インキＳ１が加圧されながらチャンバー状インキ供給部５１からグラビア印刷版５０に向けて供給されるので、図５に示す鎖線で囲む部分Ａには液溜まりが発生し、長時間放置しておくとインキＳ１が乾燥して固着堆積し、グラビア印刷版５０の回転を阻害したり、固着物がフード内に詰まったり、さらに固着物が搬送されブレード５２の部分に堆積してインキＳ１の印刷ムラを発生させるといった問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フィルム状の基材に塗布液を精度よく塗工する塗工方法およびそれを用いた塗工機を提供することを主たる目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、フィルム状の基材に転写ロールを介して塗布液を塗工する塗工方法において、
前記転写ロールの回転中心軸を、前記塗布液を貯留する液溜槽の液面より下方に位置するように設置し、転写ロールを回転駆動させながら基材に塗布液を塗工することを特徴とするものである。
【００１２】
（作用・効果）請求項１に記載の発明によれば、転写ロールの回転中心軸を液溜槽の液面よりも下方に位置するように設置することにより、転写ロールに付着した塗布液を基材の塗工位置まで搬送する距離および時間を短縮することができる。
【００１３】
したがって、塗布液が大気に触れる時間が短縮され、乾燥して転写ロールに固着するのを防止できる。また、その搬送過程で転写ロール周面に付着した塗布液の流動を抑制でき、基材に対する塗布液の塗工ムラや外観不良も防止できる。さらに、基材に塗布液を塗工した後に転写ロールに残渣した塗布液についても、大気に触れる時間を短縮することができ、転写ロールに塗布液が固着するのを防止でき、固着物の付着による塗工ムラや外観不良を防止することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗工方法において、前記液溜槽の上端から転写ロール周面の上部にその先端が近接するように２枚のブレードを対向配備し、液溜槽を略密閉状態にしたことを特徴とするものである。
【００１５】
（作用・効果）請求項２に記載の発明によれば、２枚のブレードにより液溜槽が略密閉状態にされる。したがって、液溜槽の大気開放状態をなくして塗布液中の溶媒が大気中に揮発するのを回避できるので、塗布液の濃度変化を防止することができる。
【００１６】
また、液溜槽に塗布液を貯留、充填することにより液溜槽内の空気を排除でき、槽内で塗布液が空気に接触するのを無くすことができる、結果、液面の乾燥を防止することができる。
【００１７】
また、転写ロールの回転に伴って発生する波による液面のうねりを無くすことができ、転写ロール周面への塗布液付着ムラを防止できる、結果、基材に対する塗布液の塗工ムラを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の塗工方法において、前記転写ロールを挟んで基材搬送方向の前後に配備した２個のガイドロールの少なくともいずれかにより基材が押圧されることを特徴とするものである。
【００１９】
（作用・効果）請求項３に記載の発明によれば、転写ロールを挟んで基材搬送方向の前後に配備した２個のガイドロールの少なくともいずれかにより基材が押圧される。そのため、基材にテンションがかけられて塗布液の塗工箇所に所定の押圧力が作用する。したがって、転写ロールに対向して基材を狭持するバックアップロールを用いる必要が無い。その結果、転写ロールとバックアップロールとで基材を狭持しながら搬送・塗工する過程で、バックアップロールの偏心や転写ロール形状のバラツキにより基材に直接に振動を与えて発生させていた塗工ムラを解消することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、フィルム状の基材に転写ロールを介して塗布液を塗工する塗工機において、
前記塗布液を貯留する液溜槽と、
前記液溜槽内の液面よりも下方に回転中心軸が位置するように設置した転写ロールと、
前記転写ロール周面に付着した塗布液の厚みを調節する第１ブレードと
を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
（作用・効果）請求項４に記載の発明によれば、転写ロールの回転中心軸を液溜槽の液面より下方に設置し、回転駆動させて転写ロール周面に塗布液を付着させて搬送し、その過程で第１ブレードにより塗布液の塗工厚みが調節される。したがって、転写ロールに付着した塗布液の搬送距離および時間が短縮されるので、塗布液が乾燥して転写ロールに固着するのを防止することができる。また、その搬送過程で転写ロール周面に付着した塗布液の流動を抑制でき、基材に対する塗布液の塗工ムラも防止できる。さらに、基材に塗布液を塗工した後に転写ロールに残渣した塗布液についても、大気に触れる時間を短縮することができ、転写ロールに塗布液が固着するのを防止でき、固着物の付着による塗工ムラを防止することができる。その結果、請求項１に記載の塗工方法を好適に実現することができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の塗工機において、前記転写ロールを挟んで前記第１ブレードの反対側に液溜槽を閉塞する第２ブレードを備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
（作用・効果）請求項５に記載の発明によれば、転写ロールを挟んで第１ブレードの反対側に第２ブレードを設けることにより、液溜槽を略密閉状態にできる。したがって、大気開放による液面からの溶媒の揮発が回避され、塗布液の濃度変化により発生する塗工ムラや外観不良を解消することができる、結果、請求項２に記載の塗工方法を好適に実現することができる。
【００２４】
本発明は、次のような解決手段も開示している。
【００２５】
（１）フィルム状の基材を供給する基材供給手段と、供給される基材に塗布液を塗工する塗工手段と、塗布液が塗工された基材を乾燥する乾燥手段と、乾燥処理された基材を回収する回収手段とを備えた塗工装置において、
前記塗工手段は、塗布液を貯留する液溜槽と、
前記液溜槽内の液面よりも下方に回転中心軸が位置するように設置した転写ロールと、
前記転写ロールに付着した塗布液の厚みを調節するブレードと
を備えたことを特徴とする塗工装置。
【００２６】
（１）の発明によれば、転写ロールの回転中心軸を液面よりも下方に位置するように設置することにより、液面から基材までの塗布液の搬送距離を短くされ、塗布液が大気に触れる時間も短縮される。所定の濃度を維持した塗布液は、基材に略均一に塗工される。塗布液が塗工された基材は、乾燥手段へと搬送されて乾燥処理された後に回収される。したがって、塗布液が基材に塗工されるまでの時間を短縮することにより、塗布液の乾燥による転写ロールへの固着の防止、およびその搬送過程での転写ロール周面に付着した塗布液の流動を抑制できる、結果、塗工ムラや外観不良の発生を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本実施例に係る塗工機の概略構成について、図を参照して説明する。図１は、本発明に係る塗工機の一例を示した側面図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施例に係る塗工機１は、塗布液Ｓを貯留する液溜槽２と、液溜槽内で回転自在に軸支された転写ロール３と、先端が転写ロール周面に近接するように対向配備した第１ブレード４および第２ブレード５と、転写ロール３の上方に基材Ｆを搬送案内する２個のガイドロール６，７を備えた構成をしている。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００２９】
液溜槽２は、転写ロール周面に塗布液Ｓを付着させるためのものであり、その内部に塗布液Ｓを供給する供給口９（図中左側）と、液溜槽内に過剰供給された塗布液Ｓを排出循環させる排出口１０（図中右側）とを備えている。つまり、液溜槽２は、その内部に所定の液量を貯留（充填）した状態を維持するようになっており、所定量を超えた塗布液Ｓは、排出口１０から排出されて配管Ｒを通り供給口９に戻るようになっている。
【００３０】
配管Ｒには、バルブＶを介して塗布液供給源１１が連接されている。つまり、塗工に使用されて減少しただけの塗布液Ｓを供給補充するようになっている。例えば、レベルゲージにより液溜槽内の液面を逐次検出し、検出結果と予め設定した液面の基準値とを比較し、求まる偏差に応じてバルブＶを開放操作して塗布液Ｓを供給すればよい。
【００３１】
転写ロール３は、その周面に塗布液Ｓを付着して搬送し、基材Ｆにその塗布液Ｓを塗工するものである。この転写ロール３は、その回転中心軸Ｐが塗布液の貯留された液溜槽２の液面よりも下方に位置するように設置されている。なお、転写ロール３としては、例えば、グラビアロール、コンマロール、およびキスロールなどが挙げられる。
【００３２】
第１ブレード４は、平板状で基材Ｆに塗工する塗布液Ｓの塗工厚みを調節するものである。具体的には、転写ロール３に付着した塗布液Ｓの塗工量（厚み）を調節している。第１ブレード４はその基端が液溜槽２の上部に取り付けられており、その先端が転写ロール周面に向けて近接または接触するように配備されている。第１ブレード４を液溜槽２に取り付けることにより、図１に示すように、転写ロール３を挟んで液溜槽２の右側部分を略密閉状態にすることができる。
【００３３】
つまり、第１ブレード４の先端は、使用する転写ロール３にもよるが、グラビアロールのように転写ロール周面に所定の深さを有する溝などが設けられている場合には、転写ロール周面に直接に接触させてもよいし、転写ロール周面が平坦な場合には塗工厚みに応じて転写ロール周面から先端までに所定の隙間を設けるように配備すればよい。なお、この第１ブレード４には、例えば、スエーデン鋼やポリエステルフィルムのものが使用される。
【００３４】
第２ブレード５は、図１に示すように、平板状で転写ロール３を挟んで液溜槽２の左側部分を略密閉状態に閉塞するためのものである。つまり、第２ブレード５は、その基端が液溜槽３の上部に取り付けられており、その先端が転写ロール周面に向けて近接するように配備されている。したがって、転写ロール３の回転駆動を妨げないようになっている。なお、第２ブレード５は、第１ブレード４の反対側を閉塞できる部材であればよい。
【００３５】
ガイドロール６，７は、基材Ｆに対する転写ロール３の塗工位置の前後に所定間隔をおいて２個配備されている。これら２個のガイドロール６，７のうち少なくともいずれかが微小下降し、基材Ｆとロール３の接触位置、つまり塗工箇所に所定の押圧力が作用するように、基材Ｆにテンションをかけるようになっている。
【００３６】
塗工機１の構成としては、上述したグラビアコータに限定されるものではなく、例えばロールコータ、リバースコータ、キスコータ、コンマコータ、オフセットグラビアコータなどの液溜槽２が開放される形態の塗工方式などにも用いることもできる。
【００３７】
次に、上述の塗工機の動作について説明する。
先ず、バルブＶを開放して液溜槽２に塗布液Ｓを充填する。つまり、塗布液Ｓの液面が第１および第２ブレード４，５の下面に接触する位置まで塗布液Ｓを充填する。このとき、図示しないレベルゲージにより液面高さが逐次に検出され、所定量以上の塗布液Ｓが液溜槽２に供給されると、過剰供給された分の塗布液Ｓが排出口１０から自動的に配管Ｒに排出される。
【００３８】
次に所定速度で基材Ｆが搬送されると、この搬送に同調して転写ロール３が回転駆動し、転写ロール周面に付着した塗布液Ｓの厚みを第１ブレード４で調節しながら基材Ｆに塗布液Ｓを塗工する。このとき、塗工位置である転写ロール３と基材Ｆの接触位置に所定の押圧力がかかるようにガイドロール６が微小下降する。この状態を維持したまま、基材Ｆに塗布液Ｓが塗工されてゆく。
【００３９】
なお、塗布液Ｓを塗工する過程で、液溜槽２から減少する塗布液Ｓの量は、バルブＶの開閉操作により供給調節が行なわれ、液溜槽２に塗布液Ｓが常に充填された状態を維持する。
【００４０】
また、上述の塗工機１を用いてプラスチックフィルム、ガラス用フィルムなどの最終製品を製造可能な塗工装置を構成することもできる。
【００４１】
具体的には、図２に示すように、帯状の基材Ｆを原反ロール２０から供給する供給部２１と、供給部２１から供給される基材Ｆに塗布液Ｓを塗工する塗工機１と、塗工処理が施された基材Ｆを乾燥処理する乾燥部２２と、乾燥処理を施した基材Ｆをボビン２４に巻取り回収する回収部２５などを備えることにより実現することができる。
【００４２】
なお、乾燥部２２としは、例えば図２に示すヒータ２３や図示しない熱風のブローを送風するノズルなどを備えた乾燥炉などを使用し、その内部で基材Ｆをロール方式で搬送してもよいし、フローティング方式で搬送するようにしてもよい。
【００４３】
以上のように、転写ロール３の回転中心軸Ｐを塗布液Ｓの貯留された液溜槽２の液面より下方に位置するように設置することにより、液面から基材Ｆまでの塗布液Ｓの搬送距離および搬送時間を短縮することができ、大気に塗布液Ｓが触れる時間を短縮できる。同様に基材Ｆに塗布液Ｓを塗工した後に転写ロール３に残渣した塗布液Ｓについても、大気に触れる時間を短縮することができる。
【００４４】
したがって、搬送過程で塗布液Ｓが乾燥して転写ロール３に固着するのを防止することができ、かつ、塗布液搬送過程で転写ロール周面に付着した塗布液Ｓの流動を抑制することができる。その結果、基材Ｆに対する塗布液Ｓの塗工ムラや外観不良を解消することができる。
【００４５】
また、転写ロール３を挟んで第１および第２ブレード４，５で液溜槽２を略密閉状態にすることにより、塗布液Ｓの大気接触が回避され、塗布液Ｓから溶媒が揮発することによる塗布液の濃度変化を防止することもできる。
【００４６】
さらに、第１および第２ブレード４，５の下面に液面が接触するように塗布液Ｓを液溜槽２に充填することにより、転写ロール３の回転駆動に伴って発生する波による液面のうねりを無くすことができ、うねりの影響によるロール３への塗布液付着ムラを防止することができる。
【００４７】
以下に、図１に示した塗工機１を用いて得られた離型紙の具体例と、図１に示す塗工機１を図４に示す従来機に置き換えて得られた離型紙との比較例とを示す。
【００４８】
＜具体例＞
本具体例において、離型紙を製造する各種条件設定は以下の通りである。
【００４９】
塗工する塗布液には、信越化学工業株式会社製の付加型シリコーン樹脂ＫＳ−７７８に触媒ＰＬ−５０Ｔを１重量％配合し、ｎ−ヘプタンで０．８重量％になるよう希釈化した塗布液を使用した。
【００５０】
基材としては、東レ株式会社製のポリエステルフィルムＳ−１０５を使用した。
【００５１】
塗工機の転写ロールには、直径１００ｍｍのグラビアロールを用い、東レ株式会社製のポリエステルフィルムＳ−１０５に塗布液を塗工した。このとき、基材走行速度とグラビアロールの回転速度を等速となるように設定し、塗工方法はダイレクトグラビア方式、つまり、基材の搬送方向とグラビアロールの回転方向とが逆になるようにした。
【００５２】
また、液面から塗工位置までの距離を５ｍｍとし、第１ブレードに厚さ０．４ｍｍのスエーデン鋼製のものを、第２ブレードに厚さ０．２５ｍｍのポリエステルフィルムのものを使用した。
【００５３】
以上の条件設定に基づき塗布液を基材に塗工した後、乾燥炉を用いて１６０℃で約３分の乾燥および反応をさせて離型紙を製造した。
【００５４】
製造により得られた離型紙は、その表面に０．２μｍのシリコーン樹脂が塗工されており、塗工面の反射光を目視により観察したところ、油膜状の塗工ムラによる外観不良は確認することができなかった。
【００５５】
＜比較例＞
本比較例では、図４に示すように、上述の具体例装置における第２ブレードを備えず、かつ、グラビアロールの回転中心軸が塗布液の貯留された液溜槽の液面よりも高い位置に設置されている以外の条件設定は、先の具体例と同一である。
【００５６】
本比較例により得られた離型紙は、その表面に０．２μｍシリコーン樹脂が塗工されており、塗工面の反射光を目視により観察したところ、赤色と緑色で構成された油膜状の塗工ムラによる外観不良が確認された。
【００５７】
以上のように、本具体例装置では、液面から塗工位置までの距離を短くするとともに、液溜槽を略密封状態にすることにより、搬送過程でグラビアロールに付着した塗布液の乾燥による固着、および液溜槽中の塗布液から溶媒が揮発して塗布液濃度が変化して発生する塗工ムラや外観不良を解消することがわかった。
【００５８】
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。
【００５９】
（１）上記実施例では第１ブレード４と第２ブレード５により液溜槽２を略密閉状態に閉塞し、液溜槽２の塗布液Ｓを充填状態に維持していたが、塗布液Ｓを充填することなく液溜槽内で空間を有しながらも転写ロール３の回転中心軸Ｐを液面より下方に位置するように転写ロール３を設置してもよい。この場合、略密閉状態にある液溜槽内の湿度を調節し、塗布液Ｓの揮発を防止するようにするのが好ましい。
【００６０】
（２）上記実施例では、第１ブレード４を液面に対して平行になるように設置していたが、図３に示すように、その先端が下方を向くように傾斜角を持たせて設置するようにしてもよい。この場合、第１ブレード４に弾性を有する材料を使用し、塗布液Ｓの塗工厚みを制御する。
【００６１】
具体的には、搬送されてくる塗布液の接触により第１ブレード４に加わる押圧力と、その押圧力に対する第１ブレード４ａの弾性力の関係を考慮しつつ第１ブレード４ａの長さをスライド操作し、塗布液の塗工厚みを制御する。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、周面に塗布液を付着させて基材に塗布液を付着させる転写ロールの回転中心軸を塗布液の貯留された液溜槽の液面よりも下方に設置することにより、液面から塗工位置までの塗布液の搬送距離を短くすることができ、また、転写ロール周面に付着した塗布液が大気に接触する時間も短縮することができる。したがって、搬送過程で塗布液が乾燥して転写ロールに固着したり、転写ロール周面での塗布液の流動を抑制できたりするので、基材に対する塗工ムラや外観不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る塗工機の概略構成を示す側面図である。
【図２】実施例に係る塗工装置の概略構成を示した側面図である。
【図３】変形例装置の第１ブレードの構成を示す側面図である。
【図４】従来のグラビアロールの概略構成を示す側面図である。
【図５】従来のグラビア印刷機のインキング装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
２ … 液溜槽
３ … 転写ロール
４ … 第１ブレード
５ … 第２ブレード
６ … ガイドロール
７ … ガイドロール
Ｓ … 塗布液
Ｔ … 基材

Claims (5)

1. フィルム状の基材に転写ロールを介して塗布液を塗工する塗工方法において、
   前記転写ロールの回転中心軸を、前記塗布液を貯留する液溜槽の液面より下方に位置するように設置し、転写ロールを回転駆動させながら基材に塗布液を塗工することを特徴とする塗工方法。
2. 請求項１に記載の塗工方法において、
   前記液溜槽の上端から転写ロール周面の上部にその先端が近接するように２枚のブレードを対向配備し、液溜槽を略密閉状態にしたことを特徴とする塗工方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の塗工方法において、
   前記転写ロールを挟んで基材搬送方向の前後に配備した２個のガイドロールの少なくともいずれかにより基材が押圧されることを特徴とする塗工方法。
4. フィルム状の基材に転写ロールを介して塗布液を塗工する塗工機において、
   前記塗布液を貯留する液溜槽と、
   前記液溜槽内の液面よりも下方に回転中心軸が位置するように設置した転写ロールと、
   前記転写ロール周面に付着した塗布液の厚みを調節する第１ブレードと
   を備えたことを特徴とする塗工機。
5. 請求項４に記載の塗工機において、
   前記転写ロールを挟んで前記第１ブレードの反対側に液溜槽を閉塞する第２ブレードを備えたことを特徴とする塗工機。

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