JP2010279879A - シート状物のグラビア塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行するシート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布するに際して、広幅の高速塗工であっても塗布斑の生じないグラビア塗工方法を提供する。
【解決手段】連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑製樹脂フィルムなどからなるシート状物の表面に塗液を塗布するグラビア塗工方法に関する。さらに詳しくは、グラビアロールを高速回転させても塗液が飛散することなく、掻き取り不良による塗布斑が発生しない、簡便なグラビア塗工方法に関する。

熱可塑性樹脂フィルム等のシート状物の表面に塗液を塗布するために様々な方法が用いられている。その中で、リバースグラビアコータによる方法は１本のグラビアロールで塗布するため装置の構成がシンプルであって、かつ取り扱いが簡便で設備コストも安いといった利点がある。

このような塗工技術として、小径のグラビアロールとファウンテンノズルを用いたグラビア塗工方法が特許文献１に開示されている。小径だとビード巾が狭くなり塗工面が美しい利点がある。一方でロールが高速回転する場合、ファウンテンノズルより吐出されてロールに移行された余剰塗液がロールより剥離飛散し、ドクターブレードの位置で掻き取り不良が発生する問題があった。特に水系の塗液は粘性が低いためこの剥離が顕著である。

また、特許文献２には小径のグラビアロールとチャンバーを用いたグラビア塗工装置が開示されている。塗液がチャンバーで密閉されているため高速塗工でも液飛散の問題はない。しかし広幅で高速塗工する場合、小径ロールの撓みと振れの影響でドクターブレードの角度や位置調整が非常に煩雑となり塗液の掻き取り不良が生じる問題があった。

特開平２−１１９９７７号公報 特開２００２−１８６８８８号公報

本発明の目的は、上記従来技術が有する諸問題を解消し、走行するシート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布するに際して、広幅の高速塗工であっても塗布斑の生じないグラビア塗工方法を提供することにある。

ここに、前記課題を解決するための下記（１）〜（５）に記載の発明が提供される。
（１）連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法。
（２）前記グラビアロールの直径が３０〜８０ｍｍで、周速度が１２０〜２００ｍ／分で、塗工幅が１０００ｍｍ以上であることを特徴とする（１）に記載のグラビア塗工方法。
（３）前記飛散防止手段がガイド板又はフィルムカーテンであること特徴とする（１）又は（２）に記載のグラビア塗工方法。
（４）前記ガイド板の先端が前記グラビアロールと接触しないことを特徴とする（３）に記載のグラビア塗工方法。
（５）前記塗液が水系であることを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載のグラビア塗工方法。

本発明によればグラビアロールが小径広幅であっても、塗液の飛散がなく、また、塗布斑もなく高速で塗工できる。

本発明の塗工方法に係る一実施形態例とガイド板を模式的に示した側面図である。 本発明の塗工方法に係る一実施形態例とカーテンを模式的に示した側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、熱可塑性フィルムなどからなる走行シート状物の表面に対して塗液を塗布するリバースグラビアコータの一実施形態例を模式的に例示した側断面図である。

これら図１および図２において、符号１はグラビアロール、符号２はフィルムなどのシート状物、符号３はドクターブレード、符号４はスリット、符号５はファウンテンノズル、符号６はガイド板、符号７はフィルムカーテン、符号Ｇはギャップ、符号Ｖｆはシート状物の走行方向、符号Ｖｒはグラビアロールの回転方向を示す。

以上のように構成されるリバースグラビアコータの実施例では、グラビアロール１の回転方向Ｖｒは、シート状物の走行方向Ｖｆに対して、リバース方向（逆方向）となっている。

ここで、本発明に好適に使用できるリバースグラビアコータの構造としては、グラビアロール１に対してシート状物２の幅方向に伸びたギャップＧを介して塗液を吐出するためのファウンテンノズル５が配置されている。また、このファウンテンノズル５にはシート状物２の幅方向に塗液を吐出するためのスリット４が図示したように形成されている。

したがって、塗液はファウンテンノズル５に形成されたスリット４からギャップＧに吐出され、これによって、ギャップＧは塗液で満たされる。そして、このギャップＧに満たされた塗液によってグラビアロール１の下部が浸漬された状態を現出する。このとき、塗液に浸漬されるグラビアロール１の表面には、塗液をピックアップするためのグラビアセルが彫刻されている。

それ故に、グラビアセルにピックアップされた塗液はグラビアロール１が回転するにつれてグラビアセルにピックアップされた治用体でシート状物２が走行する位置へもたらされる。その際、ドクターブレード３により、グラビアロール１に余剰にピックアップされた塗液が掻き取られ、余剰の塗液が掻き取られた後の所定の塗液がシート状物２に塗布される。

本発明は、グラビアロール１が高速で回転する際に余剰の塗液が遠心力でグラビアロール１から剥離して飛散することを防止する手段として塗液飛散防止手段を設けることを大きな特徴とする。すなわち、塗液飛散防止手段を設けることにより、グラビアロール１上に形成される塗液の厚みをファウンテンノズル５から出ると直ぐに薄くし、高速回転するグラビアロール１であってもロール上で塗液が乱れること無く安定した状態とすることで塗液の飛散を防止する。しかも、このようにすることにより、ドクターブレード３の先端部での塗液の掻き取り不良をも防止することができる。

本発明では、この塗液飛散防止手段として、図１に例示したように、ガイド板６をファウンテンノズル５に装着している。このとき、ガイド板６の先端とグラビアロール１との距離は、０．５〜５．０ｍｍとすることが好ましく、０．５ｍｍより狭いとグラビアロール１によって掻き揚げられた余剰塗液の逃げ場がなくなりガイド板６の巾方向両端部で余剰塗液が噴出し、シート状物２を汚すという問題が生じる。逆に、５．０ｍｍより広いと飛散防止効果が薄れる。

さらに、グラビアロール１へガイド板６を取り付ける角度（仰角）は、１０〜７０°が好ましく、この角度が１０°より小さい場合は装置レイアウト上取り付けが困難であり好ましくない。逆に、７０°より大きくなると飛散防止効果が薄れる。なお、ガイド板６は例えば市販のドクターブレードを既設のドクターブレード３と共に装着しても良く、その材質としてはスウェーデン鋼やステンレス鋼、ポリエステル系の樹脂などを好ましく例示できる。

一方、図２は塗液の塗液飛散防止手段としてフィルムカーテン７を装着した実施形態例であって、ドクターブレード３にフィルムカーテン７を取り付けて垂らすことで塗液の飛散を防止した実施態様である。

以上のように構成される本発明に係るグラビア塗工方法の実施例において、塗工部に形成される塗液のビード巾を小さくして良好な塗布外観を有するシート状物２を得るために、本発明はグラビアロール１の直径を小径とすることが好ましい。何故ならば、直径を小さくすればするほどシート状物２とグラビアロール１の接触長が短くなり塗液のビード巾が小さくなり、ビード巾が小さいほどロールやフィルムの振れや振動があってもビードの振動が小さくなり塗布外観が良好となるからである。このような理由から、本発明においては、グラビアロール１の直径を３０〜８０ｍｍとすることが好ましいが、３０ｍｍより小さくすると装置レイアウト上の問題が生じるので好ましくない。

次に、本発明において、従来技術と異なり、ロールに多少の撓みや振れが生じても、グラビアロール１の塗工巾が１０００ｍｍ以上であってもガイド板６やドクターブレード３を簡易にセッティングできるので良好な塗布外観が得られる。なお、塗工巾上限の制約はその確認が難しいが実用上は２０００ｍｍ以下であれば十分である。

一方、本発明では、グラビアロール１の周速度Ｖｒは１２０〜２００ｍ／分の高速回転でも良好な塗布外観が得られることを特徴とする。ただし、周速度Ｖｒの上限である２００ｍ／分を超えると、ロールの危険回転速度域となる場合が出てくる。なお、グラビアロール１の周速度Ｖｒは使用する塗液の特性にもよるが、シート状物２の走行速度Ｖｆに対して１．０〜１．５倍に設定すれば塗膜の外観がよいことが多い。また、グラビアロール１の彫刻柄は公知のものを利用でき、このような彫刻柄として、例えば台形溝のものやハニカム構造、斜線溝のものを例示できる。

本発明において、グラビアロール１とファウンテンノズル５との間のギャップＧは、１〜３ｍｍに設定しておくと良い。なお、下限の１ｍｍより小さくする必要性は特になく、また、上限の３ｍｍを超えるとロールの回転に伴う随伴力が低下し塗液の掻き揚げ不足が発生する。

本発明において、シート状物２は熱可塑性樹脂フィルム、紙、不織布ウェブなどを指す。本発明においては、シート状物２の少なくとも片面に塗膜を設けるが、中でも好ましいのは熱可塑性樹脂フィルムでありこの熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の如きポリエステルフィルム、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等の如きポリアミドフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の如きポリオレフィンフィルム、また、それぞれのポリマーをブレンドしたフィルム等を例示できる。これらのフィルムの中でも、本発明においてはポリエステルフィルムを用いることがより好ましい。

本発明において、塗液としては、フィルムに例えば易接着性層、易滑性層、ガス遮断性層、防湿性層、制電性層等の機能性層を塗設するため、シリコーンといった機能成分を固形分として含む塗液を挙げることができる。塗液の固形分としては、上記の機能成分の他、塗膜とフィルムとの接着性を良好なものとするためバインダー成分も含めることができる。

バインダー成分としては、例えばポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、アクリル変性ポリエステル、ポリエーテル、水溶性樹脂等を用いることができる。

また、本発明における塗液は、水に前記の機能成分やバインダー成分が溶解および／または分散した水性塗液を使用することが特に好ましい。この水性塗液には機能成分やバインダー成分に、例えばフィラー、界面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光増白剤、可塑剤、架橋剤、潤滑剤、紫外線吸収剤等の成分を添加することができる。水性塗液の固形分濃度は通常、１〜３０ｗｔ％であるが、特に２〜２０ｗｔ％が望ましい。塗布位置での湿潤塗布量は１〜２０ｇ／ｍ^２、特に２〜１２ｇ／ｍ^２が好ましい。

以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する。なお、「掻き取り不良の有無／塗工面の状況」については、下記の要領で観察して評価した。
（１）掻き取り不良の有無の評価
掻き取り不良が発生した場合、塗布斑として筋となる事が多い。また、同時にグラビアロール１上にも筋が入るのでロール表面を目視で観察した。
無 ： グラビアロール１表面に筋が無い状態。
有 ： グラビアロール１表面に筋が有る状態。
− ： 未実施。
（２）塗工面の状況評価
乾燥後のシートをハロゲンライトで照らし目視で塗膜の斑を評価した。
良好 ： 筋やはじきなどの斑が無い状態。
不良 ： 筋が見受けられる。

［実施例１］
図１に例示した装置を用い一軸延伸ポリエステルフィルムに後述の塗液を約２ｇ／ｍ^２のウェット膜厚で塗工し、乾燥させた。フィルム巾１８００ｍｍ、塗工巾１５００ｍｍ、ガイド板６の巾１４６０ｍｍ、グラビアロール１の直径５０ｍｍ、彫刻は台形溝で線数が１２０、フィルム速度とグラビアロール１の周速度を表１の様に振って塗工した。その結果、塗工状況は掻き取り不良が無く良好であった。また、塗工面にも塗布斑は認められなかった。

［塗液］：酸成分がテレフタル酸（９０モル％）、イソフタル酸（６モル％）および５−スルホイソフタル酸カリウム（４モル％）、グリコール成分がエチレングリコール（９５モル％）およびネオペンチルグリコール（５モル％）の共重合ポリエステル（Ｔｇ＝６８ ℃）が８０重量％、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスカプリル酸アミドが５重量％、アクリル系樹脂微粒子（平均粒径：０．０３ μｍ）が１０重量％およびポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルが５重量％の組成からなる、固形分濃度８％の水性塗液である。

[実施例２]
ガイド板６の代わりにフィルムカーテン７を用いる以外は実施例１と同じ条件で塗工した。その結果を表1に示すが、塗工状況は掻き取り不良が無く良好であった。また、塗工面にも塗布斑は無かった。

[比較例１]
実施例１においてガイド板６を用いなかった他は同じ条件にして塗工した。その結果を表1に示すが、グラビアロール１の周速度が１２０ｍ／分の条件で掻き取り不良が発生し、塗工面にも塗布筋が認められた。

[比較例２]
特開２００２−１８６８８８号公報に提案されているものとほとんど同じ仕様の装置を用い、実施例１と同じ条件で塗工した。その結果を表1に示すが、グラビアロール１の周速度が１００ｍ／分の条件でもセンター付近で掻き取り不良が発生し、塗工面にも塗布筋が認められた。また、ロールに撓みがあるせいかチャンバー内の２枚のドクターブレード３とグラビアロール１の位置調整が難しく良好な塗工条件を見出すことができなかった。

１ グラビアロール
２ シート状物
３ ドクターブレード
４ スリット
５ ファウンテンノズル
６ ガイド板
７ フィルムカーテン
Ｇ ギャップ
Ｖｆ シート状物の走行方向、及び速度
Ｖｒ グラビアロールの回転方向、及び周速度

Claims (5)

1. 連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法。
2. 前記グラビアロールの直径が３０〜８０ｍｍで、周速度が１２０〜２００ｍ／分で、塗工幅が１０００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
3. 前記飛散防止手段がガイド板又はフィルムカーテンであること特徴とする、請求項１又は２に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
4. 前記ガイド板の先端が前記グラビアロールと接触しないことを特徴とする、請求項３に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
5. 前記塗液が水系であることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載のシート状物のグラビア塗工方法。

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