JP2013514884A - 基材上に不均一なコーティングを生成するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

ロールコータは、コーティングロールの面にわたり、前記ロールコータの別個の位置にコーティング流体を供給する、１つ以上の針管を追加することによって修正することができる。針管は、上流のコーティング液溜から、コーティングロールの表面上に既に存在する均一なコーティング層の上に重ねて、コーティング材料の局所的帯をコーティングロールの上に供給し、均一なコーティング層の上にストライプパターンを作り出す。コータ内のコーティングロールの相対速度を変化させることによって、ストライプの幅もまた、調節することができる。

Description

基材を様々なコーティング化合物でコーティングするために、ロールコータが一般的に使用される。ロールコータは、硬いコーティングロールを使用することによって非常に均一な全面コーティングを適用すること、又は溝付きのコーティングロールを使用することによって不連続なストライプ状のコーティングを適用することができる。

発明者は、用途によっては、基材上の全面の均一なコーティングと、均一なコーティングの上に重ねられた、複数個のストライプ等の不均一なコーティングとを有することが望ましいことを見つけ出した。そのようなコーティングプロファイルは、接着剤により貼付け可能な、位置付けし直し可能な書き込みメモの製造中に、水性の低粘着裏糊コーティングを適用する際に有用である可能性がある。個々の位置付けし直し可能なメモは、メモの上部にしか粘着部分を有さないため、剥離又は低粘着コーティングは、この別個の領域にのみ必要とされる。これは、ストライプコーティング適用方法が、コーティング材料及び費用を節約するのに好適であり得ることを示唆する。

しかしながら、低粘着コーティングは、位置付けし直し可能なメモの書き込み表面上に存在する。ストライプコーティングは、書き込み表面の一部分のみがコーティングされているため、位置付けし直し可能なメモの色によって、視覚的に検出可能である場合がある。あるいは、ストライプコーティングによって、不均一な書き込み表面が作り出される可能性がある。紙へのインク受理は、低粘着コーティングの存在又は不在によって影響を受ける場合がある。したがって、ストライプコーティングは、位置付けし直し可能なメモを使用する際に消費者にとって許容不可能である可能性がある。これは、低粘着コーティングとしての機能を果たすのに十分な厚さの全面コーティングが必要とされることを示唆する。

コーティング材料費用を節約するために、確実に、視覚的及び書き込み差異が明白ではないようにするために、位置付けし直し可能なメモの１つの表面を全面低粘着コーティングでコーティングし、それぞれの位置付けし直し可能なメモの、メモの積み重ねからの取り外し可能性を確保するために、適切な剥離コーティングが必要とされる領域内を、ストライプコーティングでコーティングすることが望まれ得る。したがって、均一なより薄い第１のコーティング重量、及びその薄いコーティングの上のストライプの第２のコーティングを有する、不均一なコーティングが望ましい。これは、表面全体の上に均一なより厚いコーティングを適用することと比較して、材料費用を削減する。

発明者は、そのようなコーティングは、従来のロールコータを修正することによって、１工程で適用することができることを見つけ出した。以前は、上述される不均一なコーティングは、ロールコータにおいて、最初に、コータ内の硬いロールを用いて均一なコーティング層を適用し、次に、硬いロールを溝付きのロールと交換し、基材に２回目のコータを通過させることによって、均一な層の上にストライプパターンコーティングを適用する、２工程プロセスを必要としてきた。２工程プロセスを１工程プロセスと置換することは、位置付けし直し可能なメモを作製するための工場費用を大幅に削減する。

発明者は、従来のロールコータは、コーティングロールの面にわたり、ロールコータの別個の位置にコーティング流体を供給する１つ以上の針管を追加することによって修正できることを見つけ出した。針管は、上流のコーティング液溜から、コーティングロールの表面上に既に存在する均一なコーティング層の上に重ねられた、コーティング材料の局所的帯をコーティングロールの上に供給し、均一なコーティング層の上にストライプパターンを作り出す。コータ内のコーティングロールの相対速度を変化させることによって、ストライプの幅もまた、制御することができ、それによって、位置付けし直し可能なメモ上に存在する粘着帯の幅に基づき、その幅を必要とされる幅に変化させる。あるいは、又はロール速度を変化させることと組み合わせて、ストライプ幅もまた、針管へのコーティング材料の流量を変化させることによって変化させることができる。

したがって、一実施形態では、本発明は、コーティングロールの面上に第１のコーティングを均一に適用する工程と、第１のコーティングの上に、１つ以上の別個のストライプで第２のコーティングを適用する工程と、基材上に第１のコーティング及び第２のコーティングを転写する工程とを含む、ロールコータを用いて基材をコーティングする方法に属する。

別の実施形態では、本発明は、コーティングロールと、コーティングロール上に第１のコーティングを適用するための第１のコーティングアプリケータと、第１のコーティングの上に第２のコーティングを適用するための少なくとも１つの針管を備える第２のコーティングアプリケータとを含む、コーティング装置に属する。

当業者は、本説明はあくまで例示的な実施形態の説明であって、本開示のより広範な観点を制限することを意図するものでなく、それらのより広範な観点が例示的な構築に具現化されていることを理解するであろう。
基材をコーティングするための装置の斜視図。 図１の装置によって、片側上を粘着ストライプでコーティングされ、反対側上を不均一な低粘着コーティングでコーティングされた基材の機械方向の端面図。 針管アセンブリの断面図。

明細書及び図中で繰り返し使用される参照記号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。

定義
本明細書で使用されているように、「含む」、「有する」、及び「包含する」という単語の形態は、法律的に同意義でありかつ制約されない。それゆえ、列挙されている要素、機能、工程又は制限に加えて、列挙されていない付加的な要素、機能、工程又は制限が存在し得る。

図１を参照すると、ロールコータ１０が示されている。図示されるロールコータは、５本ロールコータを含むが、ロールコータ内のアプリケータロールの面にコーティング溶液の別個の（discreet）帯を適用する方法は、逆転ロールコータ、２本ロールコータ、３本ロールコータ、及び４本ロールコータ等の他のロールコータに適用可能である。

図示されるロールコータは、第１のコーティング供給１４を有する、第１のコーティングアプリケータ１２を含む。第１のコーティングアプリケータ１２は、Ｗ０ロールの面１６上に実質的に均一な第１のコーティング１５を適用し、５本ロールコータ内のＷ０ロールとＷ００ロールとの間のニップ１８内に配置されるコーティング液溜１７を含む。第１のコーティング供給１４は、第１のコーティングタンク２０と、第１のコーティングポンプ２２と、第１のコーティングをコーティング液溜に供給する導管とを含む。密閉供給又はチャンバドクターブレードアプリケータ、ドクターブレード及びドクターブレードの背後のコーティング液溜、長い溝付きノズル、コーティングパンへのコーティングロールのディッピング、及びファウンテンコータ等、実質的に均一な第１のコーティング１５をコーティングロールの面１６上に適用する、他の第１のコーティングアプリケータ１２を使用することができる。

均一な第１のコーティング１５をＷ０ロールの面１６上に適用した後、第２のコーティングアプリケータ２６によって、第２のコーティング２４が１つ以上の別個の帯でコーティングロール上に適用される。第２のコーティングアプリケータ２６は、第２のコーティング供給３０に流体接続される、Ｗ０ロールの面に沿った所定の機械横断位置に位置する、１つ以上の針管２８を含む。第２のコーティング供給３０は、第２のコーティングタンク３２と、第２のコーティングポンプ３４と、第２のコーティングタンク３２から第２のコーティング２４を引き出し、針管２８が流体接続される多岐管３６に供給する、導管とを含むことができる。Ｗ００ロールの反対のＷ０ロールで挟持された溝付きのコーティングロール等、第１のコーティング１５の適用の後に、第２のコーティング２４の別個の帯をロールの面上に適用する、他の第２のコーティングアプリケータ２６を使用することができる。

ここで、図３を参照すると、カップラー４０に圧入された針管２８を含む針管アセンブリ３８が、断面で示されている。カップラー４０は、典型的に、ナイロン又はステンレス鋼若しくは真鍮等の金属から作製される。カップラー４０は、ねじ付き円筒形本体４４を伴う六角形のヘッド４２と、円筒形本体４４を貫通してドリル開けされたクリアランス穴とを有する。六角形のヘッド４２に軽圧入穴がドリル開けされ、次いで、適切な直径及び長さの針管２８が六角形のヘッド４２に圧入される。次いで、針管２８が取り付けられたカップラー４０を、多岐管３６内のねじ付き穴にねじ込むことができる。カップラー４０は、プラスチックから作製することができ、多岐管３６内でより低い運転圧力が使用されるため、典型的に、いったん針管アセンブリ３８が多岐管３６上に締結されると、漏れを防止するためのガスケット又は封止材は、必要とされない。針管は、必要に応じて、急速着脱カップラー、ツイストロックカップラー、及び差し込みカップラー等の他の種類のカップラーと共に使用することができる。空気ライン又は水力ラインを機械装置に供給する際に使用するための、そのようなカップラーが既知である。

望ましくは、針管２８は、医療用注射器を作製するために製造される、ステンレス鋼皮下注射針管から作製される。他の管材料を使用することができ、針管の断面を、円形、正方形、三角形、又は他の幾何学的形状にすることができる。一実施形態では、針管の断面は、円形である。針管の内径及び針管の長さは、適用される第２のコーティング２４の流量、第２のコーティングの粘度、及び第２のコーティング供給３０の所望の運転圧力に基づいて選択することができる。典型的に、針管の内径は、約４０ミル〜約７０ミル（１．０２ｍｍ〜１．７８ｍｍ）等、約１０ミル〜約１００ミル（０．２５ｍｍ〜２．５４ｍｍ）である。針管の内径の選択は、適用される第２のコーティングの量及びその粘度より重要な要因である。多岐管に接続される全ての針管が、同一の内径を有する必要はなく、そのため、様々な機械方向横断位置に、より多い、又はより少ない第２のコーティングを追加することが可能である。

針管２８の長さは、所望の量の第２のコーティングを供給するために必要とされる多岐管圧力を変化させるように調節することができる。典型的に、針管の長さは、約３”〜約７”（７．６〜１７．８ｃｍ）等、約２”〜約８”（５．１〜２０．３ｃｍ）である。針管内に第２のコーティング２４の層流を生成するのに、及びスプレーノズルによって生成され得るようなスプレー又は液滴とは対照的に、針管の出口から最小限に分岐する、第２のコーティングのストリームを生成するのに十分な長さが望ましい。ストリームは、コーティング用途の必要に応じて、連続的又は断続的（パルス状）にすることができる。

第２のコーティングを２つのコーティングロール間のニップに向けるために、第２のコーティングをコーティングロールの面上に適用するのとは対照的に、より長い針管が必要とされる可能性がある。一般的に、針管は、他の圧力を使用することができるが、約５ｐｓｉ〜約２０ｐｓｉ（３４．５〜１３７．９キロパスカル）の圧力で、針管から第２のコーティングストリームを提供するように寸法決定される。それぞれの針管によって分注される第２のコーティングの量における、向上された機械横断方向の均一性は、針管の長さが増加され、第２のコーティング供給圧力が増加されるにつれて現れる。

針管は、第２のコーティングストリームをコーティングロールの面上に衝突させるように定置することができる。典型的に、そのような衝突は、ロールの表面の、第２のコーティングストリームの衝突の点の接線に対して９０度未満の角度で生じ得る。一般的に、針管の長手方向軸とロールの表面の、衝突の点の接線との間の衝突角度は、約０度〜約６０度である。

あるいは、針管は、第２のコーティングストリームを、図１に示されるＷ０ロールとＷ１ロールとの間の送給ニップ４６、又はコーティング液溜１７の上方のＷ１ロールとＷ２ロールとの間の送給ニップ等、コーティングロールと別のコーティングロールとの間のニップに衝突させるように定置することができる。針管からの第２のコーティングストリームを送給ニップに向けることによって、第２のコーティングの、コーティングロールの面上への改善された定着が生じる。

更に、送給ニップを形成するコーティングロールの相対速度を変化させることによって、基材に適用される第２のコーティング幅を変化させることが可能である。広くは、第２のコーティング幅を増加させるためには、Ｗ１ロールの速度は、Ｗ０ロールの速度に対して低下されるべきである。第２のコーティング幅を減少させるためには、Ｗ１ロールの速度は、Ｗ０ロールの速度に対して増加されるべきである。ロールコータ内の下流のロールの速度の遅延は、第２のコーティングの取り出し速度を低下させ、第２のコーティングを送給ニップで広げる傾向がある。逆に、ロールコータ内の下流のロールの速度の増加は、第２のコーティングの取り出し速度を増加させる傾向があり、送給ニップでのその広がりを低減する。針管から基材に適用される個々のストリップが相互に結合し、連続する第２のコーティングを基材上に提供するような程度に、Ｗ０ロールを減速させることが可能である。

あるいは、又はコーティングロール速度を変化させることと組み合わせて、第２のコーティング幅もまた、針管に供給される第２のコーティング溶液の量を変化させることによって変化させることができる。より多い第２のコーティング溶液の針管への供給は、第２のコーティング幅を増加させ、一方、より少ない第２のコーティング溶液の針管への供給は、第２のコーティング幅を減少させる。

第１のコーティングアプリケータ１２及び第２のコーティングアプリケータ２６は、同一のコーティング溶液又は異なるコーティング溶液をロールコータ内のロールに適用することができる。幾つかの実施形態では、同一のコーティング材料を適用することができ、基材上に定置される第１のコーティング１５の量は、ロールコータの従来の方法で調節することができ、基材上に定置される第２のコーティング２４の量は、多岐管３６内の圧力及び針管２８の寸法を変化させることによって、変更することができる。あるいは、第１のコーティングアプリケータ１２及び第２のコーティングアプリケータ２６によって、異なる固体パーセントではあるが、同一の活性成分を有する、同様のコーティング材料を適用することができる。例えば、基材全体の上に低坪量の第１のコーティング１５を提供するために、第１のコーティング供給１４によって、低固体パーセントの第１のコーティングを供給することができ、高坪量の第２のコーティング２４をストライプパターンで提供するために、第２のコーティング供給３０によって、高固体パーセントの第２のコーティングを供給することができる。

ここで、図２を参照すると、基材の両方の主表面に適用されたコーティングを有する基材４６が図示されている。基材の第１の主表面４８上には、複数個の粘着ストライプ５０が存在する。粘着ストライプは、完成した位置付けし直し可能なメモの上縁部が基材から切断される、基材の幅に沿った位置に位置することができる。第２の主表面５２上には、不均一なコーティング、典型的に、メルカプト官能シリコーン等の低粘着コーティングが存在する。第１のコーティング１５を含む不均一なコーティングが、第２の主表面５２の実質的に全体に均一に適用され、第１のコーティングの上に、不均一な第２のコーティング２４がストライプで適用される。第２のコーティングは、針管２８によって、第１の主表面４８上に、粘着ストライプ５０とは略反対のストライプで、基材４６に適用される。一般的に、第２のコーティング２４の幅は、粘着ストライプ５０の幅よりわずかに大きく、これは、前述されるように、送給ニップでのコーティングロールの相対速度によって制御することができる。

本開示の目的及び利点を以下の非限定的な実施例で更に例示する。これらの実施例において列挙されるその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないと解釈されるべきである。特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、パーセント、及び比率等は、重量による。

基材コーティングは、図３に図示される、紙基材の第２の主表面上に不均一な低粘着裏側（ＬＡＢ）コーティングを有する、コーティングされた基材を生成するように、１工程ロールコーティング方法を実演する図１と同様の５本ロールコータ上で実施された。このコーティング材料のストライプは、多くの場合、より暗い色の紙で可視であるため、ブドウ色の紙基材が、不均一なＬＡＢコーティングでコーティングされた。紙の第１の主表面に、約０．７５ｇｓｆ（７．４ｍＮ）の粘着コーティング重量が、ストリップ状のパターンで適用された。接着剤は、Ｋｅｓｔｉらの名称が「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ」の米国特許第５，８２４，７４８号に記載されるポリマー微粒子の境界内で完全に混合される、２つ以上の不水溶性のポリマーを含む、合成感圧微小球粘着剤を含んだ。

ＬＡＢコーティングは、日本のＳｈｉｎ−Ｅｔｓｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販される、製品番号ＫＦ２００１のメルカプト官能シリコーンの水溶液中に２０％の固体を含んだ。第２の主表面上では、ストリップ状の領域に約０．０２０ｇｓｆ（０．２０ｍＮ）のＬＡＢコーティングが適用され、ストライプのない領域に、約０．０１０ｇｓｆ（０．１０ｍＮ）がコーティングされた。このコーティングプロファイルを達成するために、５本ロールコータを、Ｗ０をおよそ５％のウェブ速度で、及びＷ１をおよそ７０〜８０％のウェブ速度で運転した。Ｗ０ロール速度を変化させることで、第１のコーティングのＬＡＢコーティング重量を調節することが可能であり、一方、第２のコーティングストライプ内のＬＡＢコーティング重量は、ＬＡＢ流量（針管にポンプ供給する速度）及びＬＡＢストライプの幅によって調節される。Ｗ１ロール速度を調節することで、図２に示されるように、粘着ストライプ幅よりわずかに大きいＬＡＢコーティングストライプ幅を達成するために、針管によって適用されるＬＡＢコーティングを適切に拡散することが可能となる。

コーティングされた紙基材は、従来の加工方法を使用して、位置付けし直し可能なメモに加工された。ＬＡＢコーティングが位置付けし直し可能なメモの書き込み表面全体を被覆したため、不均一なＬＡＢコーティングパターンは、位置付けし直し可能なメモの書き込み表面上に可視のストライプを生成しなかったことが留意された。また、位置付けし直し可能なメモは、メモの積み重ねから分離可能であり、過度に共に貼り合わさることなく、それらの意図される目的に使用可能であったことも留意された。また、書き込みが、低及び高ＬＡＢコーティング重量を有する書き込み表面上の領域間で、いかようにも異なるように見えないことを確認するために、様々なペンを用いて、位置付けし直し可能なメモの書き込み能力も試験された。書き込み能力における差は観測されなかった。本発明の方法及び装置によって生成される、コーティングされた基材についての更なる情報は、２００９年１２月２２日に出願された、名称が「Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｓｈｅｅｔ Ｗｉｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ Ｔｈｉｃｋ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃｏａｔｉｎｇ」であり、代理人整理番号第６５７９３ＵＳ００２号を有する、米国仮特許出願第６１／２８９１８６号に含まれる。

当業者は、より具体的に添付の「特許請求の範囲」に記載した本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本開示への他の修正及び変更を行うことが可能である。様々な実施形態の態様は、様々な実施形態の他の態様と全体的に、若しくは一部的に互換可能、又は結合され得るということが理解される。特許状への上記の出願の中で引用されている全ての参照、特許、又は特許出願は、全体として一貫した方法で参照することにより本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれた参照と本明細書との間に部分的に不一致又は矛盾がある場合、先行する記述の情報が優先するものとする。当業者が請求項の開示を実行することを可能にするために与えられた先行する記述は、本請求項及びそれと等しい全てのものによって定義される本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (20)

1. ロールコータを用いて基材をコーティングする方法であって、
   コーティングロールの面上に第１のコーティングを均一に適用する工程と、
   前記第１のコーティングの上に、１つ以上の別個のストライプで第２のコーティングを適用する工程と、
   前記基材上に前記第１のコーティング及び前記第２のコーティングを転写する工程と、を含む、方法。
2. 前記ロールコータが、５本ロールコータを備え、前記基材が、Ｗ３ロールの少なくとも一部分を包み、かつＷ３ロールとＷ２ロールとの間の送給ニップで前記ロールコータに入り、Ｗ１ロールがＷ２ロールで挟持され、Ｗ０ロールがＷ１ロールで挟持され、Ｗ００ロールがＷ０ロールで挟持される、請求項１に記載の方法。
3. コーティングロールの面上に前記第１のコーティングを均一に適用する前記工程が、Ｗ００ロールとＷ０ロールとの間の前記送給ニップのコーティング液溜に、第１のコーティング溶液を供給する工程を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のコーティングの上に、１つ以上の別個のストライプで前記第２のコーティングを適用する工程が、少なくとも１つの針管に第２のコーティングを供給する工程と、前記第２のコーティングをＷ２ロール、Ｗ１ロール、又はＷ０ロールのいずれかの面上に衝突させる工程と、を含む、請求項２に記載の方法。
5. 衝突の点での前記針管の長手方向軸と前記ロールの表面に対する接線との間の衝突角度が、約０度〜約６０度である、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２のコーティングが、前記少なくとも１つの針管から出る、第２のコーティングストリームを備える、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１のコーティングの上に、１つ以上の別個のストライプで前記第２のコーティングを適用する工程が、少なくとも１つの針管に第２のコーティングを供給する工程と、前記第２のコーティングを、Ｗ２ロールとＷ１ロールとの間、又はＷ１ロールとＷ０ロールとの間の送給ニップに衝突させる工程と、を含む、請求項２に記載の方法。
8. 前記第２のコーティングが、前記少なくとも１つの針管から出る、第２のコーティングストリームを備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記１つ以上の別個のストライプの幅が、前記送給ニップを形成する前記ロール間の相対速度を調節することによって変化する、請求項７に記載の方法。
10. コーティングロールと、前記コーティングロール上に第１のコーティングを適用するための第１のコーティングアプリケータと、前記第１のコーティングの上に第２のコーティングを適用するための少なくとも１つの針管を備える第２のコーティングアプリケータと、を備える、コーティング装置。
11. ５本ロールコータを備える、請求項１０に記載のコーティング装置。
12. 前記第１のコーティングアプリケータが、２つのコーティングロール間の送給ニップにコーティング液溜を備える、請求項１１に記載のコーティング装置。
13. 前記少なくとも１つの針管が、前記第２のコーティングを送給ニップに適用する、請求項１１に記載のコーティング装置。
14. 前記少なくとも１つの針管が、前記第２のコーティングをコーティングロールの面に適用する、請求項１１に記載のコーティング装置。
15. 前記第２のコーティングアプリケータが、多岐管に取り付けられた少なくとも２つの針管を備える、請求項１０に記載のコーティング装置。
16. 前記多岐管内の圧力が、５ｐｓｉ〜２０ｐｓｉ（３４．５〜１３７．９キロパスカル）である、請求項１５に記載のコーティング装置。
17. 前記針管が、円形断面を有し、前記針管の内径が、１０〜１００ミル（０．２５〜２．５４ｍｍ）である、請求項１０に記載のコーティング装置。
18. 前記針管の長さが、２〜８インチ（５．１〜２０．３ｃｍ）である、請求項１７に記載のコーティング装置。
19. 前記針管の長さが、２〜８インチ（５．１〜２０．３ｃｍ）である、請求項１０に記載のコーティング装置。
20. 前記送給ニップを形成する前記ロールの相対速度を変化させるための速度制御部を備える、請求項１３に記載のコーティング装置。

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