JP2010022906A - カーテン塗布方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーテン塗布法において、カーテン膜が下端ツメより離れて切れ上がる現象の発生を抑制し、長時間連続的に安定生産可能なカーテン塗布方法及びカーテン塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布方法であって、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（下端ツメ）を帯電させた状態で該塗布液の塗布を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、カーテン塗布方法及び装置に関し、詳しくは、少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布方法及びカーテン塗布装置に関するものである。

従来、走行するウェブ面に塗布液を連続的に塗布する方法として種々の方法が提案されてきた。代表的な塗布方法としては、ブレード゛塗布方法、ロール塗布方法、ワイヤーバー塗布方法、ダイ塗布方法と種々の塗布方法が知られているが、近年、高速塗布が要求されるに伴いカーテン塗布方法（スロットダイタイプ、スライドホッパータイプ）が多用されるようになってきた。
カーテン塗布方法は、図１に示すように、塗布ヘッドのマニホールド内に供給した塗布液をカーテン塗工ヘッド１のノズルスリットから吐出し、該吐出された塗布液を塗布ヘッド両端に且つウェブ塗布面に向けて設置されたカーテンエッジガイド２で自由落下させ、形成されたカーテン膜３を走行するウェブ５面上に衝突させながらウェブ５面に塗布膜を被せるようにして塗布するものである。また、図２に示すように、塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をスライド面７上で移動させ、その塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイド２’で自由落下させ、形成されたカーテン膜３を連続走行するウェブ５上に衝突させながら塗布膜を形成させる方法がある。また、多層塗工においては、各々の機能の違う塗布液を各々のノズルスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイド２で自由落下させ、形成されたカーテン膜３を連続走行するウェブ上に衝突させながら塗布膜を形成させる方法や、図３に示すように、各々の機能の違う塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をスライド面７上で積層し、その積層した塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイド２”で自由落下させ、形成されたカーテン膜を連続走行するウェブ上に衝突させながら塗布膜を形成させる方法がある。

こうしたカーテン塗布方法の中でも、カーテン膜巾をウェブ巾と同等若しくは狭く形成する場合には、図４に示すように、カーテンカーテンエッジガイド下端ツメ１０にてカーテン膜３を保持し、所望の塗布巾、付着量を得るようにしている。実際の製造工程においては、図５に示すように、例えば１週間にわたるような連続操業においては、様々な外乱、例えばカーテン膜部の気流の乱れによるカーテン膜ユレ（揺れ）等により、カーテン膜が前記の下端ツメ１０より離れて切れ上がる現象（切れ上がり現象）が発生する。この切れ上がり現象が発生すると、所望の塗布巾を得ることが出来なくなるばかりではく、切れ上がり部分では、過剰付着量となるため、カーテン塗布工程以降の乾燥工程において、乾燥することができず、ロール汚れや、ロール汚れが起因する基材破断が発生し著しく生産性を低下させる。なお、図４及び図５において、９は補助液（エッジガイド水）、１１は吸引口である。

図８は前記“切れ上り現象”が発生していない状態と、“切れ上り現象”が発生している状態とを模式図的に表したものである。図中、３ａは塗布液（カーテン膜）、３ｂは塗布液（ウェブ上）である。

かかるカーテン膜の切れ上がり現象の発生を抑制する方法として、例えば特許文献１〜３等に記載される方法が提案されている。
即ち、特許文献１及び２に記載の方法は、上記図４及び図５に基づいて説明したように、カーテンエッジガイド面に補助液を流す方法である。このカーテンエッジガイド面に補助液を流すのはつぎの理由による。
カーテンエッジガイド近傍のカーテン膜流下速度は、巾方向中央部の流下速度に比べ非常に遅く、厳密に言えば、カーテンエッジガイド面上の流下速度は殆ど「０」である。このために、カーテン巾方向の流下速度分布に起因して切れ上がり現象が発生するのを、カーテンエッジガイドの側面（塗布液と接する側面全体）に補助液を流し、流下速度を上昇させることで切れ上がり現象の発生を抑制している。しかしながら、補助液を流すことだけでは、流下速度を巾方向全巾に渡って均一化することは難しく、１週間連続操業という長い時間の中では、切れ上がり現象の発生を完全に抑制することは難しい。
また、特許文献３には、カーテンエッジガイドをカーテン膜流下方向に向かい、カーテン膜巾方向で狭くする方法が提案されている。しかしながら、この方法では、塗布液の種類、塗布条件（速度、付着量）によりエッジガイド条件を変更する必要があり、また、塗布膜巾方向端部の付着量が中央部に比べ多くなるという問題がある。更に、１週間連続操業という長い時間の中では、切れ上がり現象発生を完全に抑制することは難しい。

特開平１０−２３５２６０号公報 特開平１１−１８８２９９号公報 特開平６−１３４３７８号公報

本発明の課題は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、カーテン塗布法において発生する様々な外乱、例えばカーテン膜部の気流の乱れによるカーテン膜揺れ等により、カーテン膜が下端ツメより離れて切れ上がる現象の発生を抑制し、長時間連続的に安定生産可能なカーテン塗布方法及びカーテン塗布装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るカーテン塗布方法およびカーテン塗布装置は、具体的には下記（１）〜（１１）に記載の技術的特徴を有する。
（１）少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布方法において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（以下、下端ツメと称する）を帯電させた状態で該塗布液の塗布を行うことを特徴とするカーテン塗布方法。
（２）前記カーテンエッジガイドにおける前記塗布液と接する面全体から補助液を流出しながら、前記塗布液の塗布を行うことを特徴とする上記（１）のカーテン塗布方法。
（３）前記下端ツメは、他の部材と絶縁されていることを特徴とする上記（１）又は（２）のカーテン塗布方法。
（４）前記下端ツメの帯電が通電によりなされることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかのカーテン塗布方法。
（５）前記下端ツメへの通電が直流電圧の印加によりなされることを特徴とする上記（４）のカーテン塗布方法。
（６）前記下端ツメの帯電が外部から電界を与えることによりなされることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のカーテン塗布方法。
（７）少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布装置において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（下端ツメ）を帯電させる帯電装置を具備したことを特徴とするカーテン塗布装置。
（８）前記カーテンエッジガイドの側面に、前記塗布液と接する該側面全体から補助液を流出させるための多孔性部材を有することを特徴とする上記（７）のカーテン塗布装置。
（９）前記下端ツメは、芯材を絶縁材料で被覆した構造からなることを特徴とする上記（７）又は（８）のカーテン塗布装置。
（１０）前記下端ツメの芯材が電源の正極又は負極に接続されていることを特徴とする上記（７）〜（９）のいずれかのカーテン塗布装置。
（１１）前記下端ツメの近傍に電界発生手段が配置されていることを特徴とする上記（７）〜（９）のいずれかのカーテン塗布装置。

本発明によれば、カーテンエッジガイド下端ツメを帯電することにより、カーテン膜が該下端ツメに引き付けられ保持されるため、長時間連続塗布においても液切れ現象の発生が抑制されたカーテン塗布方法、及びカーテン塗布装置を提供することができる。

本発明は、（Ａ）少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布方法において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（以下、下端ツメと称する）を帯電させた状態で該塗布液の塗布を行うことを特徴とするカーテン塗布方法、及び（Ｂ）少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布装置において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（下端ツメ）を帯電させる帯電装置を具備したことを特徴とするカーテン塗布装置である。

また、本発明は、上記（Ａ）及び（Ｂ）において、該カーテンエッジガイドにおける該塗布液と接する面全体から補助液を流し出しながら、カーテン塗布を行うカーテン塗布方法・装置である。補助液としては液体で流動性が有ればよく、特に限定されるものではないが、例えば、塗布液が水系液の場合、水や、水に樹脂、界面活性剤等を混合した調合液が好ましく、溶剤系液の場合、その塗布液に含有する溶媒や、その溶媒に樹脂、界面活性剤等を混合した調合液を用いるのが好ましい。
なお、前記補助液を流出させるためカーテンエッジガイドの側面に設けられた多孔性部材としては、例えば、材質がポリエチレンのような合成樹脂、セラミック焼結材等であり、多数の連続気孔が３次元的に集合して形成されたもの等である。連続気孔の断面積は１〜２０μｍ程度である。

以下に、図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
上記のように、本発明は、従来のカーテン塗布方法及び装置と比較して、図６に示すように、該カーテンエッジガイド下端ツメ１０を帯電させて、カーテン膜３を下端ツメ１０に引き付け保持することによって液切れ現象の発生を阻止しようとする点において相違するものである。

下端ツメ１０はカーテンエッジガイド下端のカーテン膜を保持し、かつ流下してきた塗布液又は補助液を留めることができるものであれば形状は任意であるが、一般には、平面的なものが採用される。
ここで、本発明で採用される下端ツメ１０は好ましくは芯材を絶縁部材で被覆した形態のものである。芯材用いる材質は、電気を通すものであれば良く、特に限定されるものではないが、具体的には、ＳＵＳ材、銅材、アルミ材、鉄材等が好ましく用いられる。
一方、被覆する絶縁部材は電気を絶縁するものであれば良く、絶縁テープ等特に限定されるものではないが、特に限定されるものではないが、具体的には、ビニールテープ、テフロン（登録商標）テープ等が好ましく用いられる。

下端ツメ１０は帯電されるが、その帯電は芯材に交流又は直流の電圧をかけることで行われるが、好ましくは、直流の電圧を印加した帯電する。これは、直流電源の方が交流電源を用いる場合に比べ、感電等の危険性が格段に減少することが可能となるためである。図６（ｂ）は下端ツメ１０に直流電源（直流電圧発生装置）１２が接続されている様子を示している。
本発明においては、下端ツメ１０に印加される帯電極性は、カーテンエッジガイド２に直接接する塗布液又は補助液の種類によってプラス、マイナスのいずれかが選択される。例えば、該塗布液又は補助液がマイナスである場合は帯電極性はプラスであり、プラスである場合はマイナスである。下端ツメ１０表面の帯電電位（絶対値）は１ｋＶ程度が適当である。なお、この帯電電位は下端ツメ１０が塗布液又は補助液に接していない状態で測定された値であり、春日電機（株）製のＫＳＤ−０１０３Ｓにより測定することができる（以下、同じ）。

また、下端ツメ１０の帯電は直流電源１２による通電だけでなく、図７に示すように、下端ツメ１０に外部より電界を与えて行ってもよい。具体的には、コロナ帯電することで、下端ツメ１０に帯電を施すことができる。図７における符号１４は、帯電バー（電界発生手段）である。

ところで、一般的にカーテンエッジガイド２は、金属部品を使って構成されることが多い。この場合、下端ツメ１０を帯電させても、金属部品を伝って電気が塗布機フレーム等に逃げてしまい、帯電効果が得られなくなるため、電気を逃がさないよう、カーテンエッジガイド２に絶縁部材１３を組み入れることが望ましい。この時、絶縁部材１３は電気を通さなければよく、特に限定されるものではないが、ＮＣナイロン等の工業用プラスチック材の使用が好ましい。また、カーテンエッジガイド２自体を前記工業用プラスチック材で構成しても問題ない。

下端ツメ１０に溜まる塗布液又は補助液は、吸収口１１から図示していない吸引バキュウム装置で吸引除去される。

以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、下記の実施例１〜３及び比較例１においては、いずれも図６に示すカーテン塗布装置を使用し、共通する条件はつぎのとおりである。
（１）塗布液：７重量％ＰＶＡ水溶液
（２）液粘度：３００ｍＰａ・s （２５℃、Ｂ型粘度計による）
（３）液表面張力：３４ｍＮ／ｍ
（２５℃、白金プレート法による）
（４）エッジガイド高さ：１５０ mm
（５）エッジガイド補助液（水）量：１００
ｃｍ^３／ｍｉｎ
（６）エッジガイド下端ツメ部材：芯材はＳＵＳ材（厚み０．２ｍｍ）、芯材の被覆材はビニールテープ（厚み０．１ｍｍ）。
また、実施例１〜３及び比較例１の評価方法は、カーテン膜形成最低流量及び目視にてエッジガイド下端ツメでの液切れ現象発生有無を確認した。

〔実施例１〕
下端ツメに印加する直流電圧を２０ｋＶ（下端ツメの帯電電位：１．０ｋＶ）とし、エッジガイド下端ツメ付近に風速１ｍ／ｓ、３ｍ／ｓ、５ｍ／ｓの風を送った。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
実施例１において、下端ツメに印加する直流電圧を２０ｋＶから１４ｋＶ（下端ツメの帯電電位：０．７ｋＶ）に変更した以外は同様にした。結果を表１に示す。

〔実施例３〕
実施例１において、下端ツメに印加する直流電圧を２０ｋＶから１０ｋＶ（下端ツメの帯電電位：０．５ｋＶ）に変更した以外は同様にした。結果を表１に示す。

〔実施例４〕
実施例１のように下端ツメに直接直流電流を印加するのではなく、図８に示したように外部から、コロナ帯電により下端ツメを帯電した（下端ツメの帯電電位：１．０ｋＶ）。結果を表１に示す。

〔比較例１〕
下端ツメへの直流電圧の印加を行わなかった以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

表１の結果から、下端ツメが帯電した状態でカーテン塗布を行った場合には、従来問題となっていたエッジガイド下端ツメ部で発生する液切れ現象の発生抑制が可能となることが分かる。

従来のカーテン塗布装置の構成例を示す斜視図である。 従来のカーテン塗布装置の他の構成例を示す斜視図である。 従来のカーテン塗布装置のさらに他の構成例を示す斜視図である。 カーテンエッジガイド下端のカーテン膜を保持する爪部１０が設けられたカーテン塗布装置の構成例を示す概略図である。 カーテン膜切れ上がりが生じることを説明するための概略図である。 （ａ）は本発明のカーテン塗布装置の構成例を示す斜視図であり、（ｂ）はその一部拡大図である。 本発明のカーテン塗布装置の他の構成例を示す斜視図である。 カーテン膜の“切れ上り”がない状態と、“切れ上り”がある状態とを模式図的に表したものである。

符号の説明

１ カーテン塗工ヘッド
１’スライドカーテン塗工ヘッド
２、２’、２” カーテンエッジガイド
３ カーテン膜
４ バキュウム装置
５ ウエブ
６ バックアップロール
７ スライド面
８ スライド部エッジガイ
９ 補助液
１０ 絶縁被覆された下端ツメ
１１ 吸収口
１２ 直流電源
１３ 絶縁部材
１４ 帯電バー

Claims (11)

1. 少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布方法において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（以下、下端ツメと称する）を帯電させた状態で該塗布液の塗布を行うことを特徴とするカーテン塗布方法。
2. 前記カーテンエッジガイドにおける前記塗布液と接する面全体から補助液を流出しながら、前記塗布液の塗布を行うことを特徴とする請求項１に記載のカーテン塗布方法。
3. 前記下端ツメは、他の部材と絶縁されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカーテン塗布方法。
4. 前記下端ツメの帯電が通電によりなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカーテン塗布方法。
5. 前記下端ツメへの通電が直流電圧の印加によりなされることを特徴とする請求項４に記載のカーテン塗布方法。
6. 前記下端ツメの帯電が外部から電界を与えることによりなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカーテン塗布方法。
7. 少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗布装置において、該カーテン液膜を該ウェブに案内する該カーテンエッジガイド下端にて、該カーテン液膜を保持する部材（下端ツメ）を帯電させる帯電装置を具備したことを特徴とするカーテン塗布装置。
8. 前記カーテンエッジガイドの側面に、前記塗布液と接する該側面全体から補助液を流出させるための多孔性部材を有することを特徴とする請求項７に記載のカーテン塗布装置。
9. 前記下端ツメは、芯材を絶縁材料で被覆した構造からなることを特徴とする請求項７又は８に記載のカーテン塗布装置。
10. 前記下端ツメの芯材が電源の正極又は負極に接続されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のカーテン塗布装置。
11. 前記下端ツメの近傍に電界発生手段が配置されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のカーテン塗布装置。