JP2005144379A

JP2005144379A - 塗布装置

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Publication number: JP2005144379A
Application number: JP2003387783A
Authority: JP
Inventors: Shiyouko Shiyuho; 承興朱峰; Yasunao Miyazawa; 靖直宮沢; Manabu Watanabe; 学渡辺; Takashi Machida; 隆町田
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: CN1618526A; JP4431368B2

Abstract

【課題】連続走行するウェブに塗布層を形成する塗布装置において空気同伴現象を抑制し、良質な塗布面を得る。
【解決手段】バッキングロール１１にウェブＷを掛け回す。ウェブＷが支持されたバッキングロール１１の肩部に液溜パン１３を配置し、バッキングロール１１とともに塗液Ｌを貯留する液溜ベッド１２を形成する。液溜パン１３の底板部１３ａに可撓性シート１６を載置する。底板部１３ａの片端とウェブ表面との間に間隔ｄ０の隙間を設ける。可撓性シート１６の片端とウェブ表面との間に間隔ｄ１の隙間を設ける。間隔ｄ１を間隔ｄ０よりも微小に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙、布、プラスチックフィルムなど連続走行する帯状ウェブに塗液を塗布する塗布装置に関する。

連続走行する帯状ウェブに塗液を塗布する塗布装置では、走行されるウェブ近傍に同伴される空気層の一部が塗液を供給・付着させる装置に混入し、塗布面に塗布筋やピンホールなどの塗布欠陥を発生するという、所謂空気同伴現象がある。特に、塗布速度を上げると該空気同伴現象が著しくなり、塗工速度が上げられない（所謂臨界塗工速度）という問題が生じる。従来空気同伴現象を抑制する方法として、塗液を供給・付着させる装置の上流側に減圧チャンバーを設置する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−５３２２８号公報

本発明は、連続走行するウェブに液状の塗布層を形成する塗布工程において、簡単かつ低コストで空気同伴現象を抑制し、紙、布、プラスチックフィルムなど連続走行する帯状ウェブに塗液を塗布する塗布装置に関し、かつ塗工速度を上げても良質な塗布面を得る塗布装置を提供することを目的としている。

（１）本発明の請求項１に記載の塗布装置は、バッキングロールに支持された状態で連続走行するウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、ウェブに塗液を供給する塗液供給部と、塗液供給部の上流側の隔壁に設けられる可撓性シートとを備え、可撓性シートの片端とバッキングロールに支持されているウェブ表面との間に設けられる間隔が、隔壁の片端とバッキングロールに支持されているウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さいことを特徴としている。

（２）例えば塗液供給部は開放式の液溜パンであり、可撓性シートは液溜パンの底板部に載置される。

（３）本発明の請求項３に記載の塗布装置は、連続走行されるウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、ウェブに塗液を供給する塗液供給部と、塗液供給部の上流側に隣接して設けられる減圧チャンバーと、減圧チャンバーの上流側の隔壁に設けられる可撓性シートとを備え、可撓性シートの片端とウェブ表面との間に設けられる間隔が、隔壁の片端とウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さいことを特徴としている。

（４）本発明の請求項４に記載の塗布装置は、バッキングロールに支持された状態で連続走行するウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、ウェブに塗液を供給する塗液供給部と、塗液供給部の上流側に隣接して設けられる減圧チャンバーと、塗液供給部の上流側の隔壁または減圧チャンバーの上流側の隔壁の少なくとも一方に設けられる可撓性シートとを備え、可撓性シートの片端とウェブ表面との間に設けられる間隔が、隔壁の片端とウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さいことを特徴としている。

（５）上記各塗布装置において、可撓性シートの片端とウェブ表面との間に設けられる間隔は、隔壁の片端とウェブ表面との間に設けられる間隔の半分以下であることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、連続走行するウェブに液状の塗布層を形成する塗布工程において、簡単かつ低コストで空気同伴現象を抑制し、塗工速度を上げても良質な塗布面を得られる塗布装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である開放式塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。

本実施形態の塗布装置１０は、円筒状のバッキングロール１１を有し、その外周面には帯状のウェブＷが掛け回される。バッキングロール１１は水平に配置された中心軸Ｌ０の周りに回転され、ウェブＷを長手方向に送出する。すなわち、図１において、バッキングロール１１は時計周りに回転され、ウェブＷは図示しない巻出部から巻き出されＡ方向（斜め下側）からバッキングロール１１に送り込まれる。その後ウェブはバッキングロール１１からＢ方向（斜め上側）に送出され、例えば図示しない乾燥部を経て巻取部に巻き取られる。

ウェブＷが掛け回されたバッキングロール１１の肩部には、塗液Ｌを貯留する液溜ベッド１２、およびウェブＷへの塗液Ｌの塗布量（塗膜Ｆの厚さ）を計量するドクターナイフ１５が配される。液溜ベッド１２は、立体的に成形された薄板から構成される液溜パン１３と、バッキングロール１１、およびドクターナイフ１５に囲まれてなり、その上部は開放されている。

液溜パン１３は例えば底板部（隔壁）１３ａとバックプレート１３ｂを備える。なお、液溜パンは図１の紙面に平行な図示しない２枚の側壁を備える。バッキングロール１１側にはプレートは設けられず、塗液Ｌはバッキングロール１１に支持されるウェブ自身により支えられる。ウェブＷの表面と底板部１３ａの片端との間には間隔ｄ０の隙間が設けられる。ウェブＷはバッキングロール１１の回転に伴って液溜ベッド１２内に進入する。液溜ベッド１２内に進入したウェブＷの外周面は、液溜ベッド１２内において塗液Ｌに接し、ウェブＷの表面に塗液Ｌが塗布される。

ドクターナイフ１５は、従来周知のように液溜パンの下流側にバッキングロール１１と所定の間隔を置いて固定され、その軸はバッキングロール１１の中心軸Ｌ０と平行に保たれる。ウェブＷはドクターナイフ１５とバッキングロール１１との間を通ってＢ方向に送り出され、このときドクターナイフ１５によりウェブＷに付着した塗液Ｌからなる塗膜Ｆの厚さが所定の厚さに計量される。なお、液溜ベッド１２内の塗液量は、従来周知の方法（例えば開放部から塗布量分の塗液を供給）により一定に保たれる。

底板部１３ａの片端とバッキングロール１１に支持されているウェブＷの表面との間の間隔ｄ０は、ウェブＷの厚さの約２〜１０倍である。これは、ウェブＷの表面に万一皺や付着物（粉落ち、毛羽立ちなど）があったり、特にウェブＷに継ぎ目がある場合に、ウェブＷの継ぎ目が底板部１３ａとバッキングロール１１との間に挟まれることを防止するためである。このような理由から、間隔ｄ０を微小に設定することができない。したがって、従来の開放式塗布装置では、間隔ｄ０が広いことからウェブＷの近傍の同伴空気層が液溜ベッド１２内に混入して気泡となり、塗布面に塗布筋やピンホールなどの塗布欠陥を発生するという問題が発生する。また、間隔ｄ０が広いと、塗液Ｌの粘度が低い場合に、塗液がこの隙間から漏れ出てしまう恐れがある。

また、減圧チャンバーを用いて空気同伴現象による気泡の発生を抑制する従来の塗布装置の場合にも、上記と同様の理由で、減圧チャンバーの上流側の壁の片端とウェッブとの間の間隔を微小に設定することができないので、空気同伴現象による気泡の発生を抑制するには所定の減圧度を維持するため吸引する空気の量を多くする必要があり、減圧動力が大型になるという問題が発生する。

以上のような従来装置の問題から、本実施形態では、液溜パン１３の底板部１３ａの例えば上面（図１）に、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム（例えば、厚さ約５０μｍ）等の可撓性シート１６を載置する。可撓性シート１６の片端とバッキングロール１１に支持されているウェブＷの表面との間には、間隔ｄ１の隙間が設けられ、間隔ｄ１は、底板部１３ａの片端とバッキングロール１１に支持されているウェブＷの表面との間隔ｄ０よりも小さく設定される。より好ましくは間隔ｄ１は、間隔ｄ０の半分以下に設定される。

可撓性シート１６は、可撓性を有することから、ウェブに皺や付着物、あるいは継ぎ目が存在する場合であっても間隔ｄ１を微小に設定することができる。すなわち、間隔ｄ１よりも厚さのある継ぎ目等がウェブ進入口Ｅ１を通過する場合であっても、可撓性シート１６が下流側に撓むことができるので、このような部分も問題なく通過することができる。

以上のように、本発明の第１実施形態である開放式塗布装置によればウェブ表面との間隔を極めて微小に設定することができるので、ウェブ近傍の同伴空気層の液溜パンへの侵入を防止することができ、空気同伴現象による気泡の発生を十分に抑制することができる。また、ウェブ表面との間隔が極めて微小に設定できることから、塗液の粘性が低い場合でも、塗液がウェブ表面との隙間から漏れることを防止することができる。

したがって、継ぎ目のあるウェブを連続走行する塗布工程においても、より粘度の低い塗液を用いることができ、塗工可能な塗液粘度範囲を拡張することができる。また、塗液粘度の低下により、空気同伴が発生しない臨界塗工速度を向上することが可能となる。

なお第１実施形態では、可撓性シート１６が液溜パン底板部１３ａの図１中上面に載置されたが、さらにバックプレート１３ｂの内面に連続して載置することにより可撓性シートの取り付けが簡単になるとともに、液溜パンの汚れを防止でき、作業性を向上できる。また、可撓性シート１６は液溜パン底板部１３ａの図１中下面に載置してもよい。

次に、図２を参照して本発明の第２実施形態における減圧チャンバーを用いた塗布装置について説明する。図２は、第２実施形態の減圧チャンバーを用いた塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。なお、第１実施形態と共通する構成に関しては同一参照符合を用いる。

第２実施形態の塗布装置２０は、第１実施形態の開放式塗布装置１０と同様に、バッキングロール１１を用いてウェブＷを走行する形式のものであるが、第１実施形態の液溜ベッド１２とドクターナイフ１５の代わりに塗布ヘッド２１が用いられる。塗布ヘッド２１には、例えばスロットダイ塗布ヘッド、スライドダイ塗布ヘッド、カーテンダイ塗布ヘッドなどが含まれる。なお、塗布装置作動時において、塗布ヘッド２１には、図示しない塗液供給系から所定量の塗液Ｌが常時供給される。

また、塗布ヘッド２１の上流側、すなわち下側には、減圧チャンバー２２が隣接設けられ、減圧チャンバー２２内の空気はエア吸引口２３から図示しないダクトを介して吸引装置により外部へと吸引・排出される。減圧チャンバー２２のハウジングを画成する上流側の壁２２ａの片端と、バッキングロール１１に支持されているウェブＷの表面との間には、間隔ｄ’０の隙間が設けられる。また、壁２２ａの例えば下側の面には、可撓性シート１６が装置され、可撓性シート１６の片端とバッキングロール１１に支持されているウェブＷの表面との間には間隔ｄ’１の隙間が設けられる。バッキングロール１１の回転によって走行されるウェブＷは、ウェブ進入口Ｅ２を通って減圧チャンバー２２内に侵入し、塗布ヘッド２１においてその表面に塗液Ｌが塗布される。このとき、ウェブＷの表面近傍に同伴される空気層は、可撓性シート１６及びに減圧チャンバー２２によりウェブＷから引き剥がされるため、空気同伴に伴う問題を大きく改善する。なお、第２実施形態における間隔ｄ’０、ｄ’１は、例えば、第１実施形態における間隔ｄ０、ｄ１と同じ条件で設定される。

以上のように、本発明の第２実施形態である塗布装置によれば、同じ減圧度を維持するための減圧動力が減少し、または同じ減圧動力で得られる減圧度の絶対値が向上する。また空気同伴抑制効果を高めることができ、臨界塗工速度を向上できる。

次に図３を参照して本発明の第３実施形態における減圧チャンバーを用いた塗布装置について説明する。図３は、第３実施形態の減圧チャンバーを用いた塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。なお、第１、２実施形態と共通する構成に関しては同一参照符合を用いる。

第３実施形態の塗布装置３０は、例えばテンションウェブ法を用いた塗布装置であり、平面状に連続走行される帯状ウェブＷの表面に塗布ヘッド３１を用いて塗液Ｌを塗布するものである。なお、本実施形態では、ウェブＷが図中左右方向に走行されるように描かれているが、上下方向に走行されていてもよい。

ウェブＷは、図中左側に配置されたガイドローラ（図示せず）を介した後、右側に配置されたガイドローラ（図示せず）を介して図中右方向（矢印Ｃ）へ送出される。塗布ヘッド３１は、左右のガイドローラの間においてウェブＷが平面状に張られる位置に配置される。なお、第２実施形態と同様に、塗布ヘッド３１には、ドクターナイフ塗布ヘッド、スロットダイ塗布ヘッド、スライドダイ塗布ヘッド、カーテンダイ塗布ヘッドなどが含まれ、塗布装置作動時において、塗布ヘッド３１には、図示しない塗液供給系から所定量の塗液Ｌが常時供給される。

塗布ヘッド３１の上流側（図中左側）には、第２実施形態と同様に、減圧チャンバー３２が隣接して配置される。すなわち減圧チャンバー３２内の空気はエア吸引口２３から図示しないダクトを介して吸引装置により外部へと吸引・排出される。減圧チャンバー３２のハウジングを画成する上流側の壁３２ａの片端と、ウェブＷの表面（塗液ヘッド面）との間は、間隔ｄ’０に設定される。また、壁３２ａの上流側の面（図では左側の面）には、可撓性シート１６が装置され、可撓性シート１６の片端とウェブＷの表面との間は間隔ｄ’１に設定される。

第２実施形態と同様に、ウェブＷの表面近傍に同伴される空気層は、可撓性シート１６及び減圧チャンバー３２によりウェブＷから引き剥がされる。また、第３実施形態における間隔ｄ’０、ｄ’１は、例えば、第１実施形態における間隔ｄ０、ｄ１と同じ条件で設定される。

以上のように、本発明の第３実施形態である塗布装置においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１実施形態の液溜パンの上流側（下側）に減圧チャンバーを設けてもよい。また、第２又は第３実施形態において、可撓性シートを塗布ヘッドと減圧チャンバーとを画成する壁面に設け、ウェブの塗布ヘッドへの進入口を微小に設定してもよい。

以下、比較例とともに実施例を挙げて本発明の第１〜第３実施形態の効果について説明する。

以下の比較例及び実施例においては、何れもドクターナイフ方式の塗布方法が用いられた。また溶剤型粘着剤溶液にはニュートン流体に近いものが用いられ、エマルション型粘着剤溶液には剪断減粘性(shear thinning)流体が用いられた。また、可撓性シートには５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられ、ウェブの厚さは５０μｍとした。更に、可撓性シートの片端とウェブ表面との間の間隔ｄ１は、３０μｍとした。なお、液溜パンの底板部の片端とウェブ表面との間の間隔ｄ０は、各実施例に記載する。また、継ぎ目を有するウェブにおいては、ポリエチレンテレフタレート５０μｍの粘着テープをウェブの片面に貼り継いだ。

なお、実施例１〜６は第１実施形態の塗布装置における実験結果であり、減圧チャンバーを用いない従来型の塗布装置における比較例１〜６の結果にそれぞれ対応する。実施例７は第２実施形態の塗布装置に対する実験結果であり、減圧チャンバーを用いた従来型の塗布装置における比較例７の実験結果に対応する。また、実施例８は、第２実施形態の塗布装置において、減圧チャンバーの上流側の面に設けられた可撓性シートに加え、減圧チャンバーの下流側の壁面にも可撓性シートを設けた塗布装置に対する実験結果である。

（比較例１及び実施例１）
使用塗液：溶剤型粘着剤溶液（剪断粘度１５００ｍＰａ・ｓ）
ウェブ：継ぎ目無し
間隔ｄ０：１００μｍ
以上の条件のもと、比較例１での臨界塗工速度（空気同伴を起こさないで最大の塗工速度）は７０ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例１での臨界塗工速度は９０ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例２及び実施例２）
使用塗液：溶剤型粘着剤溶液（剪断粘度１５００ｍＰａ・ｓ）
ウェブ：継ぎ目有り
間隔ｄ０：２００μｍ
以上の条件のもと、比較例２での臨界塗工速度は６０ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例２での臨界塗工速度は９０ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例３及び実施例３）
使用塗液：溶剤型粘着剤溶液（剪断粘度５００ｍＰａ・ｓ）
ウェブ：継ぎ目有り
間隔ｄ０：２００μｍ
以上の条件のもと、比較例３では、液漏れが発生し、塗工不能となった。これに対して実施例３では、液漏れは発生せず、臨界塗工速度は１００ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例４及び実施例４）
使用塗液：エマルション型粘着剤溶液
剪断粘度が、剪断歪速度１０ｓ^-1のときに１００００ｍＰａ・ｓ
剪断歪速度１０００ｓ^-1のときに５００ｍＰａ・ｓ
ウェブ：継ぎ目無し
間隔ｄ０：１００μｍ
以上の条件のもと、比較例４での臨界塗工速度は５０ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例４での臨界塗工速度は７０ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例５及び実施例５）
使用塗液：エマルション型粘着剤溶液
剪断粘度が、剪断歪速度１０ｓ^-1のときに１００００ｍＰａ・ｓ
剪断歪速度１０００ｓ^-1のときに５００ｍＰａ・ｓ
ウェブ：継ぎ目有り
間隔ｄ０：２００μｍ
以上の条件のもと、比較例５での臨界塗工速度は４０ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例５での臨界塗工速度は７０ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例６及び実施例６）
使用塗液：エマルション型粘着剤溶液
剪断粘度が、剪断歪速度１０ｓ^-1のときに５０００ｍＰａ・ｓ
剪断歪速度１０００ｓ^-1のときに２５０ｍＰａ・ｓ
ウェブ：継ぎ目有り
間隔ｄ０：２００μｍ
以上の条件のもと、比較例６では、塗工速度が３０ｍ／ｍｉｎを越えると液漏れが発生し塗工不能となった。これに対して、実施例６では、臨界塗工速度が７０ｍ／ｍｉｎであった。

（比較例７及び実施例７）
使用塗液：エマルション型粘着剤溶液
剪断粘度が、剪断歪速度１０ｓ^-1のときに１００００ｍＰａ・ｓ
剪断歪速度１０００ｓ^-1のときに５００ｍＰａ・ｓ
ウェブ：継ぎ目無し
間隔ｄ’０：１００μｍ
間隔ｄ’１：３０μｍ
減圧度：−５００Ｐａ
以上の条件のもと、比較例７での臨界塗工速度は８０ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例７での臨界塗工速度は９５ｍ／ｍｉｎであった。

(実施例８)
使用塗液：エマルション型粘着剤溶液
剪断粘度が、剪断歪速度１０ｓ^-1のときに１００００ｍＰａ・ｓ
剪断歪速度１０００ｓ^-1のときに５００ｍＰａ・ｓ
ウェブ：継ぎ目無し
間隔ｄ０、ｄ’０：１００μｍ
間隔ｄ１、ｄ’１：３０μｍ
減圧度：−５００Ｐａ
以上における実施例８の実験条件は、可撓性シートに係る条件を除いて、比較例７と同様である。なお、ここでｄ０はウェブＷの表面と減圧チャンバー２２における下流側の壁２２ｂの片端との間の距離であり、ｄ１はウェブＷの表面と壁２２ｂに設けられた可撓性シートの片端との間の距離に対応する。上述したように比較例７及び実施例７での臨界塗工速度が８０ｍ／ｍｉｎ、９５ｍ／ｍｉｎであったのに対して、実施例８では臨界塗工速度は１１０ｍ／ｍｉｎに上昇した。

以上のように、何れの実施例においても、従来型の塗布装置を用いた比較例に比べて、臨界塗工速度が著しく向上され、液漏れ等の問題も解決されている。

本発明の第１実施形態である開放式塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。本発明の第２実施形態である減圧チャンバーを用いた塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。本発明の第３実施形態である減圧チャンバーを用いた塗布装置の一部を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１０、２０、３０塗布装置
１１バッキングロール
１３液溜パン（塗液供給部）
１３ａ底板部（隔壁）
１６可撓性シート
２１、３１塗布ヘッド（塗液供給部）
２２、３２減圧チャンバー
Ｗウェブ
Ｆ塗膜

Claims

バッキングロールに支持された状態で連続走行するウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、
前記ウェブに前記塗液を供給する塗液供給部と、
前記塗液供給部の上流側の隔壁に設けられる可撓性シートとを備え、
前記可撓性シートの片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔が、前記隔壁の片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さい
ことを特徴とする塗布装置。
前記塗液供給部が開放式の液溜パンであり、前記可撓性シートが液溜パンの底板部に載置されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
連続走行されるウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、
前記ウェブに前記塗液を供給する塗液供給部と、
前記塗液供給部の上流側に隣接して設けられる減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバーの上流側の隔壁に設けられる可撓性シートとを備え、
前記可撓性シートの片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔が、前記隔壁の片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さい
ことを特徴とする塗布装置。
バッキングロールに支持された状態で連続走行するウェブに塗液を塗布する塗布装置であって、
前記ウェブに前記塗液を供給する塗液供給部と、
前記塗液供給部の上流側に隣接して設けられる減圧チャンバーと、
前記塗液供給部の上流側の隔壁または前記減圧チャンバーの上流側の隔壁の少なくとも一方に設けられる可撓性シートとを備え、
前記可撓性シートの片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔が、前記隔壁の片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔よりも小さい
ことを特徴とする塗布装置。
前記可撓性シートの片端と前記ウェブ表面との間に設けられる前記間隔が、前記隔壁の片端と前記ウェブ表面との間に設けられる間隔の半分以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の塗布装置。