JP2005074354A - 塗工装置及び塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高粘度の塗工液を使用する塗工作業が出来る塗工装置及び塗工方法を提供する。
【解決手段】 長尺の基材を搬送するバックアップロール（２）、バックアップロール（２）の上方に配置されたコンマロール（３）又は円筒状ロール、及び、前記バックアップロール（２）とコンマロール（３）又は円筒状ロールにかけて塗工液を収納する液ダムを設けた塗工装置であって、液ダムのバックアッププレート（４）を加熱する手段を有する塗工装置。バックアッププレート（４）の水平面からの傾斜角度が５〜２０度で有ることが好ましい。又、この塗工装置を用いて、バックアッププレート（４）の表面温度を４０〜２００℃に加熱して塗工を行う塗工方法。又、この塗工方法において、塗工液として２５℃で２００００ｃｐｓ以上の粘度を有するホットメルト型の粘着剤又は光反応性の粘着組成物を用いる塗工方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長尺状の紙、プラスチックフィルム、プラスチックシート、薄板、織物、金属箔などの基材表面に塗工液を塗工する塗工装置、特に常温で高粘度の塗工液を塗工するのに適した塗工装置及び塗工方法に関する。

従来より、紙、プラスチックフィルム、プラスチックシート、薄板、織物、金属箔など長尺状基材表面に塗工液を塗工する塗工装置については、種々の装置が提案されており（例えば特許文献１〜５）、そのうちの一手法として塗工ロールを用いたダイレクト方式が知られている（例えば特許文献４、５）。

ダイレクト方式の塗工装置は基本的には、基材を搬送させながら基材の表面に塗工液を付着させるバックアップロール、バックアップロールの上方に配されたコンマロール、及び液ダムから構成されている。この塗工液を収納する液ダムは、バックアップロール、コンマロール、及びバックアッププレート（４）と一対のサイドプレートにより形成されている。また、コンマロールに代えて、ロール表面が平滑な円筒状ロールを用いた塗工装置も使用されている。

これらの塗工装置を用いて、高粘度の塗工液を塗工する場合、バックアップロール近傍の塗工液が塗工されると、液ダムからバックアップロール上の基材に塗工液が供給されにくくなるため、基材への塗工液の塗工が出来なくなったり、あるいはバックアップロールを低速で回転させる必要があった。

一方で、特許文献６には、粘着剤の塗工厚さを均一にする目的で、塗工装置の糊溜に熱交換器を設け、粘着剤の温度と塗布ロールの温度を±５度以内に制御する方法が提案されているが、この文献は、本発明のような高粘度の塗工液を塗工する際の前記の課題を解決するための方法ではない。
特開平３−９８６７０号公報 特開平４−１６１２６５号公報 特開２００２−１７７８５９号公報 特開２００３−５３２２８号公報 特開２００３−８０１３９号公報 特開平７−４１４７６号公報

本発明は、上記点を考慮して成されたものであり、高粘度の塗工液を使用する塗工作業が出来る塗工装置及び塗工方法を提供することを目的とする。

即ち本発明は、長尺の基材を搬送するバックアップロール（２）、バックアップロール（２）の上方に配置されたコンマロール（３）又は円筒状ロール、及び、前記バックアップロール（２）とコンマロール（３）又は円筒状ロールにかけて塗工液を収納する液ダムを設けた塗工装置であって、液ダムのバックアッププレート（４）を加熱する手段を有する塗工装置である。バックアッププレート（４）の水平面からの傾斜角度が５〜２０度で有ることが好ましい。一方で本発明は、前記装置を用いて、バックアッププレート（４）の表面温度を４０〜２００℃に加熱して塗工を行う塗工方法である。又、この塗工方法において、塗工液として２５℃で２００００ｃｐｓ以上の粘度を有するホットメルト型の粘着剤又は光反応性の粘着組成物を用いる塗工方法である。

本発明の装置を用いることによって、高粘度の塗工液を連続的に安定して塗工できる。従って、高粘度の塗工液を高速で塗工することが可能であり、肉厚の塗工層を形成することが可能となる。

以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の塗工装置の縦断面図を示したもので、前記のダイレクト塗工装置と同様に、基材（１）を搬送させるバックアップロール（２）の上方にコンマロール（３）が配置されている。なお、コンマロール（３）に代えてロール表面が平滑な円筒状ロールを用いても良い。液ダムは、バックアップロール（２）とコンマロール（３）との間に位置し、バックアッププレート（４）と一対のサイドプレートにより形成されており、内部空間に塗工液（６）を収納している。液ダムを構成するバックアッププレート（４）は、図１に示す様に傾斜を成しており、バックアッププレート（４）下端の先端部をバックアップロール（２）表面の基材の近傍に配置されている。バックアップロール（２）の回転により基材（１）がバックアップロール（２）からコンマロール（３）方向に進み、液ダム内の塗工液が基材の表面に塗工され、塗工面（７）が形成されるものである。

しかしながら、高粘度の塗工液を塗工する場合、液ダムの収納されている塗工液がバックアッププレート（４）上を流れにくく、バックアップロール（２）近傍の塗工液が塗工されてしまうと、液ダムからバックアップロール（２）上の基材に塗工液が供給されにくくなるため、塗工が出来なくなったり、あるいはバックアップロール（２）を極めて低速で回転させる必要があり生産効率が悪い。

本発明者等は、この課題を解決する方法を鋭意検討した結果、液ダムのバックアッププレート（４）を加熱する手段（５）により適度の温度に加熱すると、塗工液（６）が高粘度の場合も、液ダムの塗工液（６）の一部が基材（１）の表面に付着して搬送されるに従って、残りの塗工液が順次バックアッププレート（４）上を流下し連続した塗工が可能となり、塗工作業の高速化が図れることを見出し本発明に至った。

バックアッププレート（４）の加熱温度はその表面温度が４０℃以上２００℃以下であり、さらに好ましくは５０℃以上１６０℃以下である。バックアッププレートの温度が４０℃未満ではバックアッププレート加熱による塗工液の粘度低下が十分ではないため高粘度の塗工液の塗工が困難であり、バックアッププレートの温度が２００℃を超えるとバックアッププレート自体が膨張し、歪曲する可能性があり、塗工厚さのバラツキやバックアッププレート（４）と一対のサイドプレートからなる液ダムからの塗工液漏れを生じることがあるため好ましくない。

液ダムのバックアッププレート（４）の加熱方法として、バックアッププレートの塗工液と接触する面と反対側の裏面に、加熱手段（５）として金属製のスペースヒーター又はシリコンゴム製の面状のヒーターなどを取り付けることが出来る。ヒーターの固定方法は特に限定されないが、液ダムにネジ穴を開けヒーターをネジ固定しても良く、或いはシリコン系の耐熱接着剤を用いて接着固定することも可能である。なお、ヒーターの温度をスライダックにより調整することも可能である。

また、液ダムのバックアッププレート（４）の加熱方法として、図１の加熱手段（５）の代わりにバックアッププレート（４）の内部に加熱用のヒーター線を通し、バックアッププレート（４）自体を加熱可能とすることもできる。更に、バックアッププレート（４）に穴を開け、カートリッジヒーターを差し込むことによりバックアッププレート（４）自体を加熱可能とすることもできる。

また、液ダムのバックアッププレート（４）の加熱方法として、バックアッププレート（４）の内部に温調媒体を流すための流通孔を設け、流通孔に温調油、温調水等の加熱温調用媒体を流すことも可能である。

また、バックアッププレートを加熱すると同時に、装置内のコンマロール（３）あるいは円筒状ロールの側面に温調媒体を流すための流通孔を設け、流通孔に温調用媒体を流すことにより、コンマロールあるいは円筒状ロールを加熱することが出来る。これにより、コンマロールあるいは円筒状ロールへの塗工液の付着を抑制出来、さらに安定した塗工が可能となる。

本発明でいう高粘度塗工液としては、２５℃で２００００ｃｐｓ以上の粘度を有するものであり、前記の塗工温度に加熱することにより流動性を示す塗工液に最適である。これらの高粘度塗工液の例としては、各種のホットメルト型の粘着剤が挙げられる。より具体的には、エチレンと酢酸ビニルの共重合物に、ロジン、テルペン系又は水添テルペン系等の粘着付与剤、パラフィンワックス等の１種以上を添加したホットメルト粘着剤、エチレンとアクリル酸エチルの共重合物にパラフィンワックスを添加したホットメルト粘着剤、並びに、ポリアミド樹脂に炭化水素系などの粘着付与剤およびパラフィンワックスを添加したホットメルト型の粘着剤などが挙げられる。一方で、ポリ酢酸ビニルに、ウレタンアクリレート系のオリゴマーやＮ−ビニルピロリドンなどの光反応性を有する低分子量物を添加した、高粘度の光反応性の粘着性樹脂組成物などが挙げられる。本発明で用いる高粘度塗工液は、塗工液の粘度低下を目的に可塑剤などの低分子量物を添加することも可能であるが、その低分子量物はその沸点が１００℃以上のものが好ましい。１００℃未満のものを用いると、塗工時に該低分子量の蒸発が問題となる恐れがある。

本発明の塗工装置において、液ダムを構成するバックアッププレート（４）の水平面からの傾斜角度は、５〜２０度で有ることが好ましい。５度未満では液ダムからの塗工液の供給が滞りやすく塗工速度を上げる十分な効果が得られない場合が有り、２０度を超えると液ダムに貯められる塗工液の量が少なくなり実用的でない場合がある。

本発明の塗工装置を用いると、前記のような常温で高粘度の塗工液を用いて、０．５〜１０ｍ／分の塗工速度での塗工ができる。そのことにより、塗工後の塗工液厚さが５０μｍから２０００μｍの厚塗り塗工を好適に行うことが可能である。

本発明の塗工方法は、前記のようにして基材の表面に塗工液を塗工後、ロールサポートあるいはフローターエアーなどにより塗工液を冷却して塗工が完成する。

以下実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、塗工試験には以下の機器を用いた。
塗工装置：井上金属工業社製

（実施例１）
塗工液として、ポリ酢酸ビニル樹脂（日本合成化学社製 商品名：ゴーセニールＮＺ−２）１００部に対しウレタンアクリル系オリゴマー（大日本インキ社製 商品名：ユニディックＶ−４２０５）４０部と、光反応開始剤としてベンジルジメチルケタール３部、および熱重合禁止剤としてパラメトキシフェノール０．３部を、愛工舎製アイコー化学用ミキサーを用いて加熱混合し塗工液を得た。この塗工液の粘度は、２５℃では５００００ｃｐｓ以上で測定できなかった。スペースヒーターにシリコン系の粘着剤を塗布し、液ダムのバックアッププレート（傾斜角：１０度）の塗工液と接触しない面（反対側の面）にこれを貼り付けた。スペースヒーターの温度は、スライダックを用いて調整し、バックアッププレート表面の温度を１２０℃とした。液ダム上に前記塗工液を収納し、バックアップロール表面上の厚さ１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート基材上に塗工した。この時、バックアップロールの回転速度は毎分５ｍとした。コンマロールとバックアップロールの間隙を３００μｍとしたところ、塗工厚み１００μｍの塗工面を有する粘着フィルムを、塗工時間１時間に亘り安定して得ることができた。

（比較例１）
バックアッププレート（２０℃）を加熱することなく塗工液の塗工を行った以外は、実施例１と同様の塗工試験を行った。同じ塗工液を用いて、バックアッププレートを加熱することなく、塗工液の塗工を行った。この塗工においては、液ダムから基材への塗工液の供給不良を生じてしまい、安定した塗工は出来なかった。

本発明の塗工装置及び塗工方法は、常温で高粘度の粘着剤や着色塗料などの塗工に適しており、特に肉厚の塗膜が必要な場合に極めて有用である。

本発明の実施形態である、バックアッププレートに面状ヒーターを取り付けた塗工装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 基材
２ バックアップロール
３ コンマロール
４ バックアッププレート
５ 加熱する手段
６ 塗工液
７ 塗工面

Claims (5)

1. 長尺の基材を搬送するバックアップロール（２）、バックアップロール（２）の上方に配置されたコンマロール（３）又は円筒状ロール、及び、前記バックアップロール（２）とコンマロール（３）又は円筒状ロールにかけて塗工液を収納する液ダムを設けた塗工装置であって、液ダムのバックアッププレート（４）を加熱する手段を有する塗工装置。
2. バックアッププレート（４）の水平面からの傾斜角度が５〜２０度で有る、請求項１に記載の塗工装置。
3. 請求項１又は請求項２の塗工装置を用いて、バックアッププレート（４）の表面温度を４０〜２００℃に加熱して塗工を行う塗工方法。
4. 塗工液として、２５℃で２００００ｃｐｓ以上の粘度を有するホットメルト型の粘着剤を用いる請求項３に記載の塗工方法。
5. 塗工液として、２５℃で２００００ｃｐｓ以上の光反応性の粘着組成物を用いる請求項３に記載の塗工方法。

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