JP2014180621A - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業に高度な技術や経験を必要としないで、容易に塗工バーを真直度の高い状態に設定し、均一な厚みの塗厚を精度良く形成することができる塗布装置及び塗布方法を提供すること。
【解決手段】中心軸回りに回転可能に配設された塗工バー４０を備え、回転する塗工バー４０で搬送されるシート体であるウェブ２に所定の厚みの塗膜を塗布する塗布装置において、塗工バー４０の長手方向に沿って延在し、かつ該長手方向に沿って複数の支持部が互いに離隔して設けられた単一の部材からなるベース２０と、ベース２０の各支持部に塗工バー４０の長手方向に沿って延在するよう軸部３１が架設され、かつ軸部３１の中心軸回りに回転可能となる態様で塗工バー４０の長手方向と略直交する方向に一対に配設された支持ローラ３０とを備え、支持ローラ３０のそれぞれに塗工バー４０が載置されるよう、塗工バー４０を支持ローラ３０で外接支持するものである。
【選択図】図６

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関するものである。

従来、搬送される熱可塑性樹脂フィルム等のウェブの表面に塗液を均一に塗布する方法として、ロッドコート法がある。これは、ウェブの幅方向に延在する塗工バーを走行するウェブの下面に押し付け、予めウェブに供給した過剰量の塗液を塗工バーで掻き落とす（計量する）方法である。塗工バーはウェブに押し付けられることでウェブとの間に生じる摩擦力、もしくはモーター等によって付与される駆動力によって回転する。

しかし、塗工バーは一般的に直径数十ｍｍ、長さ数百ｍｍ〜数千ｍｍの長尺ロッド状であるため、自重やウェブから受ける反力によって撓みが生じやすい。撓んだ状態で塗工バーが回転すると塗工バーは振動し、その振動周期でウェブの搬送方向に塗布厚みが厚い部分と薄い部分を繰り返す、横ダンという塗布ムラを生じたり、塗液を均等に掻き落とせなくなってウェブの幅方向に塗布厚みムラを生じたりする。したがって、均一な塗布膜を得るには、ウェブに押し付けられた際の塗工バーのたわみを抑えること、つまり塗工バーを真直度の高い状態に維持することが重要となる。

そこで、塗工バーの撓みを防止するため、例えば特許文献１で開示されているように、塗工バーの幅方向に延在する支持手段で塗工バーを下から支持する塗布装置が知られている。支持手段は、断面がＶ字型の溝を有しており、この部分で塗工バーを外接支持するもので、塗工バーが支持手段との摩擦によって磨耗することがないよう、支持手段は塗工バーより硬度の低い樹脂材等で構成されることが一般的である。しかし、樹脂製の支持手段は使用中に塗工バーとの摩擦で磨耗・変形し、塗工バーを真直度の高い状態で支持することができなくなる。また、支持手段と塗工バーとの摩擦によって塗工バーに回転不良が生じ、塗布厚みムラの原因となることがあった。

そこで、例えば特許文献２に開示されているように、支持手段として回転可能なローラを有する塗布装置が知られている。塗工バーの長手方向に複数の支持手段が間欠的に配設され、各支持手段にはウェブの搬送方向の上流側と下流側に一対となる態様でローラが回転可能に設置されている。これら回転可能な複数対のローラによって塗工バーを外接支持することにより、塗工バーと支持手段の摩擦抵抗を小さくすることが出来るため、支持手段の磨耗・変形を抑制することができる。

しかしながら、塗工バーの長手方向に延在するフレーム上に、複数の支持手段を個別に配置するものであるため、各支持手段の高さにばらつきを生じやすく、塗工バーを真直度の高い状態に支持することが困難であった。これについて以下に説明する。

特許文献２に開示されているような塗布装置では、支持手段をフレームにあて止めして固定することで互いの高さが揃って塗工バーを真直度の高い状態に支持できるよう、フレームや支持手段は高い寸法精度で加工されていることが一般的である。しかし、ネジを締め付けた際に支持手段がネジの回転方向につれ回って傾き、支持手段の高さにばらつきを生じやすい。また、フレームには塗工バーで掻き落とした塗液がかかるため、定期的に支持手段をフレームから取り外し、フレームに付着・固化した塗液を金属製のへら等で擦って掃除するのが一般的であるが、その際に掃除し残しがあったり、へらでフレームを傷つけて寸法精度が悪くなったりすることで、次に支持手段を取り付けた際に高さがばらつくことがあった。

そこで、例えば特許文献３に開示されているように、支持手段に高さ調整機構を備えた塗布装置が知られている。支持手段は特許文献２と同様に、塗工バーの長手方向に間欠的に複数個配設され、各支持手段にはウェブの搬送方向の上流側と下流側に一対となる態様でローラが回転可能に設置されている。高さ調整機構は、バネ部材とネジ部材とを備えて構成されている。バネ部材は、ローラ毎に設けられており、対応するローラを支持軸とともに上方に向けて付勢するものである。ネジ部材は、これを締め付けることで支持軸を押え付け、支持軸を固定するためのものである。支持軸をネジ部材で固定すると、バネ部材の付勢力は塗工バーには付与されなくなると共に、塗工バーを支持手段で支えることが可能になる。逆に緩めると、バネ部材の付勢力が再び塗工バーに付与される。

本装置において、高さの調整方法は次のようにして行われる。まず、塗工バーの長手方向に延在するフレーム上に各支持手段を間欠的に取り付ける。この時、支持手段を構成するローラは最も低い位置に固定されている。次に塗工バーの両端に軸受けを取り付け、フレームの両端に配設したベアリングホルダーに塗工バーと共に軸受けを取り付ける。この時、塗工バーは自重によって下に撓んだ状態となる。かかる状態で各支持手段のネジ部材を緩めると、バネ部材の付勢力が塗工バーに付与され、塗工バーの自重とバネ部材の付勢力がつりあった状態で塗工バーが支持される。この状態で、ネジ部材を締め付け、支持軸を固定する。

しかしながら、バネ部材の付勢力が強すぎると塗工バーは上方に、弱すぎると下方に撓んだ状態で支持されてしまうという問題があった。そのため、塗工バーを上から押したり、下から持ち上げたりして塗工バーの撓みが小さくなるように微調整しながら、個々の支持軸をバネ部材で固定していく必要があり、高度な技術と多大な作業時間を要した。また、ネジ部材を締め付けた際に、支持軸がネジ部材の回転方向につれ回って傾き、結果的にローラの高さがずれることもあり、作業時間の長大化の原因となっていた。

このように、上述した特許文献３に提案されている塗布装置では、塗工バーを真直度の高い状態に支持するには、作業に高度な技術と多大な時間を必要としていた。

特開２００３−２７５６４３号公報 実開平２−４５１７４号公報 特許第４６７４４３０号公報

本発明は、上記実情に鑑みて、作業に高度な技術や経験を必要としないで、支持手段の高さばらつきを小さく抑え、これにより塗工バーの撓みを抑えて振動による横ダンや塗布厚みムラの発生を防止し、均一な厚みの塗膜を精度良く形成することができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る塗布装置は、中心軸回りに回転可能に配設された塗工バーを備え、回転する塗工バーにより、搬送されるシート体であるウェブの表面に塗液を塗布する塗布装置において、前記塗工バーの長手方向に沿って延在し、かつ該長手方向に沿って複数の支持部が互いに離隔して設けられた、単一の部材からなるベースと、前記ベースの各支持部に前記塗工バーの長手方向に沿って延在するよう軸部が配置され、かつ該軸部の中心軸回りに回転可能となる態様で前記塗工バーの長手方向と略直交する方向に一対に配設された支持ローラとを備え、前記支持ローラのそれぞれに前記塗工バーが載置されるよう、前記塗工バーを前記支持ローラで外接支持することを特徴とする。

ここで、「単一の部材からなるベース」とは、ベースが分解することの出来ない一つの部材で構成されていることをさし、ベースを構成する支持部が、ボルトや磁石で固定されたものではなく、ベースを削ることで設けられたものであることを示す。

また、本発明の請求項２に係る塗布装置は、上述した請求項１において、前記ベースには、前記支持部として、前記塗工バーの長手方向に沿って複数の凹部が互いに離隔して設けられており、前記支持ローラは、前記ベースの各凹部における前記塗工バーの長手方向に互いに対向する開口縁部間に架設された軸部の中心軸回りに回転可能となる態様で、前記塗工バーの長手方向と略直交する方向に一対に配設されていることを特徴とする。

ここで、「凹部」とは、ベースの上面に開口部を有する態様でベースに掘り込まれた穴状のものをさす。

また、本発明の請求項３に係る塗布装置は、上述した請求項１又は請求項２において、前記ベースは、前記塗工バーの両端部の少なくとも一方を該塗工バーの中心軸回りに回転可能に支持する軸支部を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る塗布装置は、上述した請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前記支持ローラは、前記軸部と、該軸部に対して回転可能に配設されたローラ部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る塗布装置は、上述した請求項１〜４のいずれか１つにおいて、前記塗工バーのみを露出する態様で前記ベースの上方域を囲繞するカバー部材を備え、前記カバー部材により囲繞される空間に塗液を供給する塗液供給手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る塗布方法は、上述した請求項１〜６のいずれか１つに記載の塗布装置を用いてウェブの塗布面に塗液を塗布することを特徴とする。

本発明に係る塗布装置及び塗布方法によれば、塗工バーを真直度の高い状態に保持することができ、塗工バーの撓みを抑えて振動による横ダンや幅方向の塗布厚みムラの発生を防止し、均一な厚さの塗膜を精度良く形成することが可能となる。また、塗工バーを真直度の高い状態にセッティングするために高度な技術や経験を必要とせず、短時間で容易に行うことが出来るため、セッティングに伴う生産ロスの低減が可能となる。従って、作業に高度な技術や経験を必要としないで、支持手段の高さばらつきを小さく抑え、これにより塗工バーの撓みを抑えて振動による横ダンや塗布厚みムラの発生を防止し、均一な厚みの塗膜を精度良く形成することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の第一の実施形態である塗布装置を簡単に示す図である。 図２は、図１に示した塗布装置を上方から見た場合を示す平面図であり、ウェブを便宜上２点鎖線で示している。 図３は、図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。 図４は、本発明の第二の実施形態である塗布装置を簡単に示す図である。 図５は、図４に示した塗布装置を上方から見た場合を示す平面図であり、ウェブを便宜上２点鎖線で示している。 図６は、図５におけるＹ−Ｙ線断面図である。 図７は、図１又は図４に示した塗工バーとウェブとの位置関係を示す説明図である。 図８は、塗工バーとウェブとの位置関係を示す説明図である。 図９は、塗工バーとウェブとの位置関係を示す説明図である。 図１０は、支持手段の高さの差を測定する方法の説明図である。 図１１は、ウェブの製造工程中に塗液の塗布工程が設けられたウェブの製造工程の一形態を説明する工程概略図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態である塗布装置を簡単に示す図である。ここで例示する装置は、搬送されるウェブ２の下面（塗布面）２ａに、塗液供給ノズル６２によって塗液を供給し、下流に配した塗布装置６０で余剰の塗液を掻き落として所定の厚みの塗膜を形成するものである。ウェブ２は、熱可塑性樹脂フィルム、紙、皮革、不織布、綿織物等の長尺状のシート体であり、代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロン等を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムが挙げられる。

図２は、図１に示した塗布装置６０を上方から見た場合を示す平面図であり、ウェブ２を便宜上２点鎖線で示している。また、図３は、図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。これら図２及び図３にも示すように、塗布装置６０は、ベース６１と、支持ローラ３０と、塗工バー４０とを備えて構成されており、支持ローラ３０は、ローラ部３２と軸部３１から構成されている。

ベース６１は、塗工バー４０の長手方向に延在する単一の部材であり、その上面には支持部としての凸部６３が、塗工バー４０の長手方向に沿って間欠的に複数個形成されている。凸部６３は、ベース６１を削ることで形成されており、支持ローラ３０の軸部３１を支持する穴部６４を有している。支持ローラ３０は、軸部３１の中心軸回りに回転可能となる態様で前記塗工バー４０の長手方向と略直交する方向に一対に配設されている。この支持ローラ３０及び塗工バー４０は、以下の第二の実施形態の塗布装置の構成要素と共通しているために後述する。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。

図４は、本発明の第二の実施形態である塗布装置を簡単に示す図である。ここで例示する塗布装置１０は、搬送されるウェブ２の下面（塗布面）２ａに塗液を塗布して所定の厚みの塗膜を形成するものである。塗布装置１０の塗布対象となるウェブ２は、熱可塑性樹脂フィルム、紙、皮革、不織布、綿織物等の長尺状のシート体であり、代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロン等を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムが挙げられる。

図５は、図４に示した塗布装置１０を上方から見た場合を示す平面図であり、ウェブ２を便宜上２点鎖線で示している。また、図６は、図５におけるＹ−Ｙ線断面図である。これら図５及び図６にも示すように、塗布装置１０は、ベース２０と、支持ローラ３０と、塗工バー４０と、カバー部材５０とを備えて構成されており、支持ローラ３０は、ローラ部３２と軸部３１から構成されている。

ベース２０は、塗工バー４０の長手方向に延在する単一の部材であり、その上面には支持部としての凹部２１が、塗工バー４０の長手方向に沿って間欠的に複数個形成されている。この凹部２１は、ベース２０を削ることで形成されており、その開口部がベース上面に有する態様で形成されている。また、各凹部２１における、塗工バー４０の長手方向に互いに対向する開口縁部には、軸部３１を支持する溝部２３がベース２０を削ることにより形成されており、支持ローラ３０は、軸部３１の中心軸回りに回転可能となる態様で前記塗工バー４０の長手方向と略直交する方向に一対に配設されている。ベース２０は、ウェブ２への塗工バー４０の押し付け量を調整したり、塗工バー４０をウェブ２から離間できるように、昇降機構（図示せず）を有する。この昇降機構は、ベース２０の長手方向の両端部に設けられており、両端部の位置を独立に調整できるものである。本実施形態によれば、支持ローラ３０によって外接支持された塗工バー４０の真直度は、支持ローラ３０や軸部３１の外径精度、軸部３１を支持する溝部２３等の加工精度によって決まるため、作業に支持ローラ３０の高さ調整等の高度な技術を必要としない。

ベース２０は、熱膨張係数が小さく、硬度が高い材料で構成されていることが、溝部２３を精度良く加工できる点で好ましい。例えば熱膨張係数は３０×１０＾−６（１／℃）以下、ビッカース硬度は２０以上の材料から構成されていることが好ましく、例としてステンレス、鉄、アルミニウム等の金属や、セラミックス、ガラス等が挙げられるが、耐久性や錆びの観点からステンレスがより好ましい。

支持ローラ３０を支持する方法は、第一の実施形態として図１〜図３に示したようにベース部材から削り出した凸状の部分に穴を加工し、これで支持ローラ３０の軸部３１を支持しても良いし、第二の実施形態として図４〜図６で示したように、ベース２０に形成した凹部２１に軸部３１を架設する方法でも良いが、第二の実施形態で示した方が、溝部２３を精度良く加工できるためより好ましい。これについて以下に説明する。塗工バー４０を真直度の高い状態で支持するには、溝部２３が塗工バー４０の長手方向に略一直線に並ぶように、位置精度良く加工することが重要である。そのためには、ベース２０の長手方向の真直度、平面度を高くし、基準面を作る必要があるが、図１〜図３に示した第一の実施形態の場合、凸状の部材を削りだしたり、溶接したりする際にベース６１が熱ひずみで変形する場合がある。また基準面をだすためにベース６１を研磨した際、凸部６３がびびって研磨精度に支障をきたすことがあるが、第二の実施形態で示した構成とすることで、ベース２０の加工量が最小限に抑えられるため加工時のひずみが小さくなり、かつ研磨時に部材がびびることがないため、溝部２３を精度良く加工することができる。

凹部２１は大きすぎると、ベース２０を削って凹部２１を加工した際の熱ひずみによってベース２０が変形し、溝部の加工精度に支障をきたすことがあるため、凹部２１に支持ローラ３０を架設した際に支持ローラ３０を構成するローラ部３２がベース２０に接触しない範囲で、できるだけ小さくすることが好ましい。

溝部２３の幅、すなわちウェブ２の搬送方向に沿った長さＬ１は、軸部３１の直径よりも僅かに大きいものとされている。また、溝部２３の長さ、すなわちウェブ２の幅方向に沿った長さは、支持ローラ３０がウェブ２の幅方向に沿って移動することを規制することができる大きさに調整されている。また、必要に応じて、溝部２３に架設された軸部３１が離脱することを抑制するため、閉塞部材で溝部２３の上方開口を閉塞するようにしてもよい。

支持ローラ３０を構成するローラ部３２は、塗工バー４０が磨耗しないように、表層に塗工バー４０よりも硬度が低い材料を用いることが好ましく、表層の材質としては、合成ゴムやエラストマを用いることが好ましい。ここでエラストマとは、射出成形法、押出成形法、注型成形法、ブロー成形法、インフレーション成形法等により溶融成形が可能なゴム状の弾性体樹脂をいう。またエラストマとしては、ウレタンエラストマ、ポリエステルエラストマ、ポリアミドエラストマ等を用いることが好ましく、特に耐摩耗性、機械的強度に優れた熱可塑性ポリウレタンエラストマを用いることが好ましい。エラストマを用いた場合において、表層材は、厚みが０．５〜６ｍｍであることが好ましく、硬度が「１９９６年 ＪＩＳ Ｋ６２５３」の規格に従って測定した場合、６０〜９８Ａであることが好ましい。

また、塗工バー４０を真直度の高い状態で保持するために、各支持ローラ３０の外径寸法は所定の大きさに同一であることが好ましく、表層にゴムを余計にライニングした後に外径を削って調整するとよい。

ローラ部３２は、軸部３１に対して回転可能に配設されることが好ましい。これにより両端部が溝部２３に進入する軸部３１が回転することはなく、溝部２３と軸部３１の接触部が摩擦により摩耗・変形等する虞れがない。また、ローラ部３２は、その回転に振動やムラがあると、それらが塗工バー４０に伝わって塗布欠点が生じやすいため、各支持ローラ３０のローラ部３２は、ベアリング等の軸受部を有することが好ましい。軸受けの材質としては、塗液に対する腐食性が強いものが好ましく、防水性を有するものがより好ましい。ローラ部３２の外径は８ｍｍ以上、軸方向の長さは３〜２５ｍｍであることが、市販の軸受けを使用することができるから好ましい。

各凹部２１において互いに一対となる支持ローラ３０は、塗工バー４０を安定保持するために、本実施形態のようにウェブ２の搬送方向に対して、塗工バー４０の上流側と下流側に対向して配置されることが好ましい。また、対向する支持ローラが干渉しないように、塗工バー４０の長手方向に少しずらして配置しても良い。

また、支持ローラ３０のローラ部３２が、軸部３１の長手方向に沿って動くと、ローラ部３２の側面がベースと干渉したり、ローラ部３２同士が接触して回転不良を起こすことがあるため、止め輪等でローラ部３２が軸部３１の長手方向に沿って移動することを規制すると良い。

また、塗工バー４０の長手方向に沿った各支持ローラ３０の配置間隔は、大きすぎると塗工バー４０の撓みが大きくなるため、小さいことが好ましい。目安として、塗工バー４０の撓みが１０μｍ以下となるように配置すると良い。撓み量は、ウェブ２の走行方向にかかる張力と塗工バー４０に対するウェブ２の巻き付け角度から算出されるウェブ２の面外方向への反力を塗工バー４０にかかる等分布加重とし、支持ローラ３０を支持点とし、塗工バー４０の断面二次モーメント及びヤング率を用いて材料力学の式より求めると良い。

軸部３１は、長すぎると自身が撓んで塗工バー４０を真直度の高い状態に保持することが困難になるため、短い方が良い。また、軸部３１は熱膨張係数が小さく、硬度が高い材料から構成されていることが、軸の外径を精度良く加工できる点で好ましい。例えば熱膨張係数は３０×１０＾−６（１／℃）以下、ビッカース硬度は２０以上の材料から構成されていることが好ましく、例としてステンレス、鉄、アルミニウム等の金属や、セラミックス、ガラス等が挙げられるが、耐久性や錆びの観点からステンレスがより好ましい。

塗工バー４０は、ウェブ２の幅方向の長さよりも長い長尺円柱状の形態をなすものである。この塗工バー４０は、例えばロッド、ロッドの外周面にワイヤを巻いて溝を形成したワイヤバー、あるいはロッドの外周面に転造加工で溝を形成した転造ロッド等を用いることができる。塗工バー４０の材質としては、ステンレスが好ましく、特にＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６が好ましい。また、塗工バー４０の表面には、ハードクロムメッキ等の表面処理を施してもよい。

この塗工バー４０の直径は、リブスジと称される搬送方向に沿ったスジ状の塗布欠点の発生を抑制するために、例えば１０〜１５ｍｍであることが好ましい。

ここで塗工バー４０の一例について説明する。図７に示される塗工バー４０は、ワイヤバーの形態のものである。図７に示されるように、塗工バー４０は、ロッドの表面に巻かれたワイヤにより、その表面に溝が形成されている。この塗工バー４０をウェブ２に接触させて、ウェブ２の塗布面への塗液の塗布を行なう。塗工バー４０とウェブ２の接触部には、図８若しくは図９に示されるように、塗液が介在しており、塗工バー４０とウェブ２の間に発生する隙間（塗工バー表面の溝の部分及び塗工バーとウェブの間隙部分）の大きさにしたがった量の塗液がウェブ２に塗布される。

このような塗工バー４０は、支持ローラ３０に外接支持されており、その外周面の一部がウェブ２の下面２ａに押し当てられている。また、塗工バー４０は、その両端部が軸支部４１により自身の中心軸回りに回転可能に軸支されている。これら軸支部４１は、それぞれベース２０の両端部の上面に配設されている。尚、これら軸支部４１は、塗工バー４０が各支持ローラ３０に載置される状態で軸支できるようその高さが調整されている。

そして、塗工バー４０は、搬送されるウェブ２との摩擦力により自身の中心軸回りに従動回転するものである。ここで、塗工バー４０の回転周速は、３００ｍ／分以下であることが好ましい。回転周速が３００ｍ／分を超えると、ウェブ２の塗布面に塗布スジが発生しやすくなるからである。

カバー部材５０は、各支持ローラ３０に外接支持された塗工バー４０のみを露出する態様でベース２０の上方域を囲繞するためのもので、上流カバー５１、下流カバー５２及び側面カバー５３を備えて構成されている。

上流カバー５１は、ベース２０におけるウェブ２の搬送方向の上流側を覆う態様であり、上下方向に延在する上流基部５１１と、この上流基部５１１の上端部よりウェブ２の搬送方向の下流側に向けて漸次上方に傾斜する上流傾斜部５１２とを備えて構成されている。下流カバー５２は、ベース２０におけるウェブ２の搬送方向の下流側を覆う態様であり、上下方向に延在する下流基部５２１と、この下流基部５２１の上端部よりウェブ２の搬送方向の上流側に向けて漸次上方に傾斜する下流傾斜部５２２とを備えて構成されている。側面カバー５３は、上流カバー５１及び下流カバー５２の長手方向の両端に設置されるものである。このようなカバー部材５０により囲繞される空間がベース２０の上方域に形成されることとなる。また、下流基部５２１には、塗液供給配管２２が設置されている。塗液供給配管２２は、図示せぬ塗液供給手段から送られてきた塗液を、カバー部材５０により囲繞される空間に供給するためのものである。

以上のような構成を有する塗布装置１０では、次のようにしてウェブ２の下面２ａに塗膜を形成することができる。まず、塗液供給配管２２を通じて塗液供給手段（図示しない）から供給された塗液がカバー部材５０により囲繞される空間に充満される。そして、搬送されるウェブ２との摩擦力により従動回転する塗工バー４０により塗液の一部が掻き上げられることで該ウェブ２の下面２ａに塗液が塗布されるとともに、該塗工バー４０により余剰液が掻き落とされ該下面２ａに所定の厚みの塗膜が形成される。一方、カバー部材５０に囲繞される空間に充満した塗液の一部は、主に塗工バー４０と上流カバー５１との隙間５８、並びに塗工バー４０と下流カバー５２との隙間５９から装置外に漏洩される。

ここで塗液の粘度としては、例えば０．１Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。塗液の粘度が０．１Ｐａ・ｓを超える場合には、塗工バー４０で掻き落とした塗液を回収し、循環して使用することが困難になるとともに、塗工バー４０によって塗液を掻き上げる際に塗液がスジ状になり、ウェブ２の幅方向に均一に塗布することができずに塗布スジが生ずる虞れがあるからである。本実施の形態においては、塗液の粘度は、レオメータ（レオテック社製「ＲＣ２０」）を用いて「１９９６年 ＪＩＳ Ｚ８８０３」の規格に従って測定している。

また、上記塗布装置１０は、図６に示したように凹部２１に支持ローラ３０をその一部が挿入した状態で配設することが好ましい。支持ローラ３０が塗液中で回転した際、該支持ローラ３０の随伴流によって、隙間５９から漏洩する塗液の液面が変動し、気泡が発生することがある。発生した気泡は塗工バー４０によって掻き上げられ、塗布抜け欠点が発生することがあるが、本実施の形態のように各凹部２１に支持ローラ３０を配置することで、支持ローラ３０の随伴流を十分に小さいものとすることができる。その結果、間隙５９から漏洩する塗液の液面変動が抑制され、塗布抜け欠点の発生を防止できる。各凹部２１におけるウェブ２の搬送方向の下流側の開口縁部と、該凹部２１における該搬送方向の下流側の支持ローラ３０の外周面との間隙Ｌ２は小さい方が良く、更に好ましくは２ｍｍ以下となる大きさに形成されていることがよい。こうすることで、支持ローラ３０による随伴流を抑制することができる。

上述した実施の形態では、塗工バー４０は、搬送されるウェブ２との摩擦力により従動回転するものであったが、本発明においては、モータ等の駆動装置によって回転するものであってもよい。その際、ウェブを傷付けてしまうことを防止するため、塗工バーはウェブの搬送方向に、ウェブの搬送速度と実質的に略同一の速度で回転させることが好ましい。ここで「実質的に略同一の速度」とは、塗工バーの回転周速とウェブの搬送速度との速度差を±１０％以下で回転させることをいう。但し、製品の用途等により、ウェブの傷が問題にならない場合には、塗工バーをウェブの搬送速度と異なる速度で回転させてもよいし、ウェブの搬送方向とは逆方向に回転させてもよい。

上述した実施の形態では、塗工バー４０は、その両端部が軸支部４１により中心軸回りに回転可能に軸支されていたが、本発明においては、塗工バーは、両端部のいずれか一方が軸支部により回転可能に軸支されていてもよいし、軸支部に軸支されていなくてもよい。

上述した実施の形態では、カバー部材５０により囲繞される空間に塗液を充満させて支持ローラ３０及び塗工バー４０を塗液に浸し、塗工バー４０によってウェブ２の塗布面（下面）２ａへの塗液の供給と計量とを行うことで該塗布面２ａに塗膜を形成するものであったが、本発明においては、上流側に設置されたノズルやダイ、スプレー等によりウェブの塗布面に供給された塗液を塗工バーで計量して塗膜を形成するようにしてもよい。また、上述した実施の形態では、ウェブ２の下面に塗膜を形成するものであったが、塗布装置をウェブの上面に配置し、塗工バーをウェブの上面から押し付けて、ウェブの上面に塗膜を形成しても良い。その場合は、塗工バーで掻きとった塗液の回収が困難になることが多いため、上流側に設置されたノズルやダイ、スプレー等により、塗膜の形成に必要な量の塗液を計量供給し、塗工バーで平滑化する方法をとると良い。

上述した実施の形態では、搬送されるウェブ２に対して塗膜を形成していたが、本発明においては、製膜中のウェブに対して塗膜を形成するようにしてもよい。

上述した実施の形態では、支持ローラ３０は、共通の外径寸法を有していたが、本発明においては、塗工バーを真直度の高い状態で支持することができれば、支持ローラは共通の外径寸法を有していなくてもよく、例えば、外径が他のものより大きい支持ローラを設置する場所は、他より溝を深く掘って軸部の位置を下げるなどしても良い。

上述した実施の形態では、支持ローラ３０を構成するローラ部３２は、該支持ローラ３０を構成する軸部３１に対して回転可能に配設されているので、両端部が溝部２３に進入する軸部３１が回転することはなかったが、本発明においては、支持ローラは、軸部と一体的に回転するものであっても良い。この場合においても、溝部を有するベース、並びに支持ローラを構成する軸部を、例えばビッカース硬度が２０以上の材料とすることで、摩擦による摩耗・変形等を抑制することができる。

以上のような塗布装置において、塗工バーの真直度を高い状態で支持するためには、各支持ローラの高さが揃っていることが重要である。支持ローラの高さの差は、例えば図１０に示すように、隣接する支持ローラ間に短い塗工バーを乗せ、その上にデジタル傾斜計（例えばＳＴＳ社製、ＤＬ−１５５Ｖ）を乗せて、その値から知ることがきでる。このようにして測定した各支持ローラの高さの差は、８０μｍ以下に抑えることが好ましい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
［実施例１］

図４に示す塗布装置の組立と塗布を行った結果について、以下に説明する。
ベース（２０）はＳＵＳ３０４の材質のものを用い、その長手方向に５箇所の凹部（２１）があり、それぞれに支持ローラ（３０）の軸部（３１）がかかる溝部（２３）を有しているものを用いた。支持ローラ（３０）は、直径が２２ｍｍ、軸方向の長さが１０ｍｍのものであり、表面に硬度９５Ａの熱可塑性ポリウレタンエラストマーが２ｍｍの厚みで施されたものを用いた。支持ローラ（３０）は、総計１０個を塗工バー（４０）の長手方向に３００ｍｍピッチで配置した。その際樹脂フィルムの搬送方向に対して塗工バー（４０）の上流側、下流側に対向して配置した。また、支持ローラ（３０）は軸部（３１）に対して滑らか回転するよう、ベアリングを有した構造とした。塗工バー（４０）は、直径が１２．７ｍｍ、長さが１８５０ｍｍのステンレス製の丸棒材に、線形が０．１ｍｍのワイヤを巻いたもの（加納商事株式会社製）を用いた。塗工バー（４０）は支持ローラ（３０）及び両端の軸支部で周方向に回転自在に支持した。

組立について、本装置は次の部品からなり、これらを１つの装置に組み立てた。ベース（２０）１個（両端には軸支部が設置されている）、支持ローラ（３０）１０個、塗工バー（４０）１本、上流カバー（５１）１個、下流カバー（５２）１個。組立はフレームにベース（２０）を置いた状態から開始した。組立を行った者は、入社して半年、本装置の組立経験２回の者が行った。その結果、組立ては４０分で終えた。組立後、図１０に示す方法で各支持ローラの高さの差を測定したところ、一番高い部分と低い部分の差は２０μｍであった。

続いて本装置を用いて塗布を行った。極限粘度（固有粘度ともいう）０．６２ｄｌ／ｇ（１９９６年 ＪＩＳ Ｋ７３６７の規格に従い、２５℃のｏ−クロロフェノール中で測定）のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと省略する）のチップを、１８０℃で十分に真空乾燥した後、図１１の押出機２００に供給して２８５℃で溶融し、Ｔ字型口金２０１よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度２３℃の鏡面キャストドラム２０２に巻き付けて冷却固化して未延伸フィルムとした。続いて縦延伸機２０３において、この未延伸フィルムを８０℃に加熱したロール群で加熱し、さらに赤外線ヒータにて加熱しながら長手方向に３．２倍延伸し、５０℃に調整した冷却ロールで冷却し、一軸延伸の樹脂フィルムとした。続いて塗布装置２０６として図４の塗布装置を用い、速度５０ｍ／分で走行するこの樹脂フィルムの下面に塗液を塗布した。塗工バーの樹脂フィルムへの巻き付け角α（図４参照）は１０度とし、樹脂フィルムの搬送方向と同じ方向に従動回転させた。続いて横延伸機２０４において、塗液が塗布された樹脂フィルムを９０℃のオーブン内に導いて加熱し、引き続き１００℃のオーブン内で塗液を乾燥させ、かつ樹脂フィルムを幅方向に３．７倍延伸し、さらに２２０℃のオーブン内で幅方向に５％弛緩処理しつつ樹脂フィルムの熱固定を行い、片面に塗液による膜を形成した二軸延伸フィルムを得た。縦延伸機２０３と横延伸機２０４の間の張力は、樹脂フィルムの走行方向にかかる単位幅当たりの張力が８０００Ｎ／ｍとなるようにダンサーロールで制御した。

塗液はポリエステル共重合体のエマルジョン（含有成分：テレフタル酸９０モル％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸１０モル％、エチレングリコール９６モル％、ネオペンチルグリコール３モル％、ジエチレングリコール１モル％）１００重量部に対し、メラミン系架橋剤（イミノ基型メチル化メラミンをイソプロピルアルコール１０重量％と水９０重量％の混合溶媒で希釈した液）を５重量部、平均粒径が０．１μｍのコロイダルシリカ粒子を１重量部添加した混合液とした。この塗液の粘度は、温度２５℃において、２ｍＰａ・ｓであった。

この塗液をダイヤフラムポンプ（株式会社タクミナ製）により装置内へ供給した（塗液導入口は図５の１箇所）。

塗布直後の外観を目視で観察した結果、横ダンは視認されなかった。また、塗布装置の下流側に水分計（クラボウ製 ＲＦ−６０）を設置し、これをフィルムの幅方向に移動させて、塗布直後の幅方向塗布厚み分布を測定した。出荷できるレベルの製品を採取するためには、塗布直後の塗布厚み分布が±３．５％以内であることが必要であり、これを生産上の管理値としている。本実施例での塗布厚み分布は±１．８％と管理値内であった。また、そのまま２週間塗布し続けても横ダンの発生はなく、塗布厚みも±１．８％を維持した。
［比較例１］

次に本明細書内に示した「特許文献３」（特許４６７４４３０号）の装置の組立と塗布を行った。支持ローラは実施例１と同じものを同じ数だけ用い、配置も実施例１と同様とした。塗工バー（４０）も実施例１と同じものを用い、両端の軸支部で周方向に回転自在に支持した。

組立について、本装置は次の部品からなり、これらをフレームの上に組んでいき、１つの装置に組み立てた。支持手段５個（支持ローラ、バネ部材、ネジ部材が付属。支持ローラの高さは未調整の状態）、塗工バー１本（塗工バーを両端で支える軸支部はフレームに設置されている状態で開始）である。組立を行ったのは実施例１と同じ者で、入社して半年、本比較例の装置の組立経験は３回であった。その結果、組み立てるまでに４時間かかった上、組立後、図１０に示す方法で各支持ローラの高さの差を測定したところ、一番高い部分と低い部分の差は１２０μｍであった。

塗布について、塗液供給は塗工バーの上流に配置した塗布ノズル（特許文献図６に図示されている）で行った以外は実施例１と同じ方法で実施した。

塗布直後の外観を目視で観察した結果、横ダンは視認されなかった。実施例１と同様に塗布厚みを測定した結果、塗布厚み分布は±５．１％と、管理値を外れたため、塗布装置再調整のため塗布を一旦停止した。
［比較例２］

組立を行った者が、入社８年、比較例１の装置の組立経験２２回の者が行った以外は、比較例１と同様にしておこなった。その結果、組立に３時間かかった。組立後、図１０に示す方法で各支持ローラの高さの差を測定したところ、一番高い部分と低い部分の差は７０μｍであった。

塗布直後の外観を目視で観察した結果、横ダンは視認されなかった。また、実施例１と同様に塗布厚みを測定した結果、塗布厚み分布は±２．８％であり、塗布精度は上記実施例１ほどではなかったが、管理値以内であった。また、２週間塗布し続けても横ダンの発生はなく、塗布厚みも±２．８％を維持した。
［比較例３］

次に本明細書内に示した「特許文献１」（特開２００３−２７５６４３号公報）のように、Ｖ溝を有する支持手段で塗工バーを支持する塗布装置の組立と塗布を行った。Ｖ溝を有する支持手段はフッ素樹脂製で、フィルム幅方向の長さが１７５０ｍｍであり、塗工バーの両端部５０ｍｍを除く部分をＶ溝の部分で外接支持するようにした。塗工バー（４０）は実施例１と同じものを用い、両端の軸支部で周方向に回転自在に支持した。

組立について、装置は次の部品からなり、これらをフレームの上に組んでいき、１つの装置に組み立てた。Ｖ溝を有する支持手段１本、塗工バー１本（塗工バーを両端で支える軸支部はフレームに設置されている状態で開始）である。組立を行ったのは実施例１と同じ者で、入社して半年、本比較例の装置の組立経験は２回であった。その結果、組み立ては５０分で終えた。

塗布について、比較例２で使用した塗布ノズルを塗工バーの上流に配置し、それ以外は実施例１と同じ方法で実施した。塗布直後の外観を目視で観察した結果、横ダンは視認されなかった。実施例１と同様に塗布厚みを測定した結果、塗布厚み分布は±３．０％と、管理値内であった。しかし、２週間塗布し続けたところ塗布直後で塗工バー周期の横ダンが見え、採取した製品フィルムにも横ダンが視認されたため、製品として出荷不可能となり、メンテナンスのため塗布を一旦停止した。

上記結果から、本塗布装置を用いることで経験の少ないものでも短時間で装置の組立が可能になり、かつ高精度な塗布厚みを実現できるといえる。

２ ウェブ
２ａ 下面（塗布面）
１０ 塗布装置
２０ ベース
３０ 支持ローラ
２１ 凹部
２２ 塗液供給配管
２３ 溝部
３１ 軸部
３２ ローラ部
４０ 塗工バー
４１ 軸支部
５０ カバー部材
５１ 上流カバー
５２ 下流カバー
５３ 側面カバー
６０ 塗布装置
６１ ベース
６２ 塗液供給ノズル
６３ 凸部
６４ 穴部
６５ 傾斜計
６６ 塗工バー

Claims (7)

1. 中心軸回りに回転可能に配設された塗工バーを備え、回転する塗工バーにより、搬送されるシート体であるウェブの表面に塗液を塗布する塗布装置において、
   前記塗工バーの長手方向に沿って延在し、かつ該長手方向に沿って複数の支持部が互いに離隔して設けられた、単一の部材からなるベースと、
   前記ベースの各支持部に前記塗工バーの長手方向に沿って延在するよう軸部が設置され、かつ該軸部の中心軸回りに回転可能となる態様で前記塗工バーの長手方向と略直交する方向に一対に配設された支持ローラと
   を備え、
   前記支持ローラのそれぞれに前記塗工バーが載置されるよう、前記塗工バーを前記支持ローラで外接支持することを特徴とする塗布装置。
2. 前記ベースには、前記支持部として、前記塗工バーの長手方向に沿って複数の凹部が互いに離隔して設けられており、
   前記支持ローラは、前記ベースの各凹部における前記塗工バーの長手方向に互いに対向する開口縁部間に架設された軸部の中心軸回りに回転可能となる態様で、前記塗工バーの長手方向と略直交する方向に一対に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記ベースは、前記塗工バーの両端部の少なくとも一方を該塗工バーの中心軸回りに回転可能に支持する軸支部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記支持ローラは、前記軸部と、該軸部に対して回転可能に配設されたローラ部とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗布装置。
5. 前記塗工バーのみを露出する態様で前記ベースの上方域を囲繞するカバー部材を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の塗布装置。
6. 前記ベースは、供給された塗液を前記カバー部材により囲繞される空間に充満させて、前記塗工バーにより前記ウェブに塗液を塗布することを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の塗布装置を用いてウェブの塗布面に塗液を塗布することを特徴とする塗布方法。

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