JP2014180646A - グラビア印刷用ドクター支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ロールのたわみに対してドクターブレードの接触角度および接触圧力が幅方向で異なることでで膜厚ムラとなり、色調の再現性が不均一になり、帯状の色ムラなどの外観不良と認識されたり、光学特性のバラつきが生じる問題点があった。
【解決手段】
幅方向にドクターを支持する支持装置本体と、前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段と、前記支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が幅方向に複数個設けられているグラビア印刷用ドクター支持装置であって、前記たわみ量調整手段が幅方向の異なる場所ごとにドクターたわみ方向への移動量を変更することが可能であることを特徴とするグラビア印刷用ドクター支持装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラビアコーター、マイクログラビアコーターなどのブレード型ドクターを使用する塗布装置に関し、さらに詳しくはグラビアロールと接触するドクターの形状を調整できる機構を有する印刷用ドクター支持装置に関するものである。

従来から、連続走行している帯状の基材に塗液を塗布する方法として、特にドクターを用いるアプリケーターには、グラビアコーター、マイクログラビアコーターなどが用いられている。このようなコーター、たとえばグラビアコーターではインキパンからグラビアロールで汲み上げた塗液をドクターで過剰な塗液を掻き落としたあと、セル内に残った塗液を基材に転写させる方式であり、塗工量はロール表面に加工された微小なセルの形状や線数、深度により決定される。

しかしながら上記において、グラビアロールに対するドクターの接触角度やドクターの接触圧力が幅方向で不均一であるとインキの掻き落としが幅方向で不均一となり、膜厚ムラとなってしまい、例えば印刷物においては色ムラとなり不良になってしまい、特に光学フィルムの一つである反射防止フィルムにおいては外観不良の帯状ムラ、また反射率、ヘイズ等の光学特性への不具合を引き起こしてしまう。特に均一な面性、光学特性を要求される商材においてはより幅方向におけるドクター接触角度やドクター接触圧力が重要となってくる。

そこで、上記のような幅方向分布において、印刷ユニットにおけるドクターとグラビアロール間の平行度とネジレ量とを検出するために、ドクターの幅方向における両端近くの２個所に歪みゲージを貼り付けたドクターがドクター架台に装着され、接圧過程においてドクターが所定の角度とされグラビアロールにドクターの刃先が接圧され、増幅過程において２つの歪みゲージの各々の抵抗値が所定のゼロ・ゲイン調整下において各々の電圧値で出力され、表示過程において各々の電圧値を表示することで、グラビアロールとドクター間の平行度とネジレ量とが正常な範囲内であるか検出することができ、ドクターをプレートで固定するための締結用ネジにより、左右の位置を調整できる技術が開示されている（特許文献１参照）。

特許第３９８４４５７号

しかしながら上記のような方法では、グラビアロールに対するドクターの両端での平行度・ネジレ量は検出、校正はできるが、グラビアロールの荷重によるたわみ、圧胴によるグラビアロールのたわみなどが発生しており、グラビアロール自身による中央部でのたわみ量を考慮していないため、従来の方法では両端と中央でのドクターブレードによる掻き取りの不均一性という問題があった。特にグラビアロール径が小径になれば、さらに荷重による影響が大きくなる。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、幅方向にドクターを支持する支持装置本体と、前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段と、前記支持装置本体とドクターを緩衝する
弾性体が幅方向に複数個設けられているグラビア印刷用ドクター支持装置であって、前記たわみ量調整手段が幅方向の異なる場所ごとにドクターたわみ方向への移動量を変更することが可能であることを特徴とするグラビア印刷用ドクター支持装置を提供することにより、幅方向にたわみ量の分布をグラビア印刷用ドクター支持装置に人工的に与え、また、たわみ量を調整することが可能になり、これによりグラビアロールのたわみ量にあわせることで、ドクター接触角度とドクター接触圧力を幅方向で均一になるように調整できるグラビア印刷用ドクター支持装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の装置において、請求項１の発明は、幅方向にドクターを支持する支持装置本体と、前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段と、前記支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が幅方向に複数個設けられているグラビア印刷用ドクター支持装置であって、前記たわみ量調整手段が幅方向の異なる場所ごとにドクターたわみ方向への移動量を変更することが可能であることを特徴とするグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

また、請求項２の発明は、前記ドクターの支持が、上部プレートおよび下部プレートを介して前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段により行われている構造であることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

また、請求項３の発明は、前記たわみ量調整手段が、支持装置本体とドクターたわみ方向に対向する対向板と、前記支持装置本体と前記対向板との間隙を調整する間隙調整手段からなることを特徴とする請求項１または２記載のグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

また、請求項４の発明は、前記支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が、前記対向板と、前記対向板に面する側の上部プレートまたは下部プレートとの間に設けられていることを特徴とする請求項３記載のグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

また、請求項５の発明は、さらに、前記対向板と前記支持装置本体の間にも前記弾性体とは異なる第二の弾性体を設けたことを特徴とする請求項４記載のグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

また、請求項６の発明は、さらに、グラビアロールのたわみ量およびブレードのたわみ量を幅方向で検出するための検出装置を備え、前記グラビアロールに対する前記支持装置本体の角度を入力することによるグラビアロールのたわみ量に対して均一に接触するドクターホルダーのたわみ量を算出し、前記算出されたたわみ量を表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし５何れか記載のグラビア印刷用ドクター支持装置を提供するものである。

本発明のグラビア印刷用ドクター支持装置を用いた塗布装置において、支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段が、幅方向の異なる場所ごとにドクターたわみ方向への移動量を変更することを可能とすることにより、幅方向においてドクターのたわみ量を自在に調整することを可能とする。

また、支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が幅方向に複数個設けられていること
により、ドクターのグラビアロールに対する接触圧力を幅方向で均一とすることが可能になる。

この結果、ドクター接触角度とドクター接触圧力を幅方向に均一にすることが可能になる。これにより、グラビアロールとの幅方向の不均一な接触による膜厚分布を抑制することができ、幅方向における膜厚ムラや色ムラなどの外観不良を抑えることが可能となる。

本発明にかかるグラビア印刷用ドクター支持装置がドクターホルダーである場合の一実施の形態を示す概略側面図である。 図１のドクターホルダーにドクターを取り付けた状態を示す図である。

（ａ）はその概略正面図である。

（ｂ）は（ａ）のドクターホルダーにドクターを取り付けた状態のＡ−Ａ線の概略断面図である。

（ｃ）は（ａ）のドクターホルダーにドクターを取り付けた状態のＢ−Ｂ線の概略断面図である。

（ｄ）は（ａ）のドクターホルダーにドクターを取り付けた状態の概略側面図である。

（ｅ）は（ａ）のドクターホルダーにドクターを取り付けた状態のＣ−Ｃ線の概略断面図である。
図１のドクターホルダーの検出状態の一実施の形態を示す概略側面図である。 図３の検出状態における幅方向測定の一実施の形態を示す概略図である。 図１のドクターホルダーを用いた塗布物の製造装置の一実施例の形態を示す概略図である。

（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜５図を参照して説明する。

図1は本発明にかかるグラビア印刷用ドクター支持装置がドクターホルダーである場合の一実施の形態を示す概略側面図である。図２（ａ）はドクターホルダーの概略正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）における点線Ａのドクターホルダーの概略断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）における点線Ｂのドクターホルダーの概略断面図であり、図２（ｄ）はドクターホルダーの概略側面図であり、図２（ｅ）は図２（ａ）における点線Ｃのドクターホルダーの概略断面図である。図３は、検出装置の一実施の形態を示す概略側面図である。図４は、検出装置による幅方向測定の一実施の形態を示す概略図である。図５は、本発明の塗布装置を備える塗布物の製造装置の一実施例の形態を示す概略図である。

本実施の形態に示す装置は、図１〜図４のようにドクターホルダーだけではなく、グラビアロール、検出装置、紫外線照射装置などを含んで構成される。

本発明の実施の形態のドクターホルダーは図１に示すように、上部プレート２ａと下部プレート２ｂで挟まれた実施の形態を示す。ドクターブレード１はドクターホルダー３の締結ボルト５により上部ホルダー４ａと下部ホルダー４ｂ間に固定され、ドクターホルダーはドクター架台６に設置されている。

本実施の形態では上部ホルダー４ａと下部ホルダー４ｂからなるドクターホルダー３としており、上部ホルダー４ａを支持装置本体、下部ホルダー４ｂを対向板として機能している構造になっているが、他の構造でも良く。特に上部ホルダー４ａをたわませる他の機能があれば、下部ホルダー４ｂは必須ではない。

さらに、本実施の形態ではドクターブレード１は上部プレート２ａおよび下部プレート２ｂで挟み、間接的に上部ホルダー４ａまたは下部ホルダー４ｂに固定されているが、直接固定するのでも構わないが、一般的には取り扱い容易のためにプレートに挟み込むのが一般的である。

また、ドクターはブレード型のドクターブレードが一般的であるが、ドクター部分はドクターとして用いられる幅部分ではブレード形状である必用がある。

またドクターホルダー３はグラビアロール７に対して、０°〜３０°の範囲で設置されている。この角度は、グラビア印刷装置や塗布もしくは印刷条件、塗布液などの諸条件により適切な角度が選択できる。

本実施の形態のドクターホルダー３は図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、締結ボルト５が等間隔に設置され、内側の締結ボルト位置では、ドクターホルダー３の形状をたわませることを可能にするために上部ホルダー４ａと下部ホルダー４ｂの間に隙間があり、両端の締結ボルト位置では、上部ホルダー４ａと下部ホルダー４ｂが固定できるように上下が接するような形状を下部ホルダー４ｂは備えている。

締結ボルト５の数は、最低限両端の中央の３個が最低限であるが、多ければ多いほど精密なたわみ制御が可能となるので、適宜個数は選択可能である。

この締結ボルト５がたわみ量調節手段であるが、ボルト以外のドクター位置の微調整可能で、印刷もしくは塗布時点で固定できる機構であれば、ネジ、ギア等の各種手段を用いることができるが、本実施の形態では取り扱い容易な締結ボルトを使用している。

このように、締結ボルト５により上部ホルダー４ａと下部ホルダー４ｂの間の隙間を調整することが可能であり、これにより結果的にドクターたわみ方向への移動量を変更することをすることができる構造になっている。

また、ギャップ調整用ばね８は締結ボルト５の間に等間隔に配置され、さらにドクター下部プレート２ｂと下部ホルダー４ｂの間にも設置されている。

ゴムや特殊の形状のばねの場合、全幅方向に対して一様に配置しても構わないが、締結ボルト５の間に等間隔に配置することである程度以上のたわみ制御を可能にすることができる。

本実施の形態では弾性体としてギャップ調整用ばねを用いたが、弾性性を有するものであれば、ゴムや一部の樹脂等でも構わないが、強度や耐久性の関係上ばねを採用している。

また、内側に配置する締結ボルト５とギャップ調整用ばね８は、ドクターホルダー３の長さにより変更できるものである。さらにギャップ調整用ばね８は、コイルばねに限定されるものではなく、板ばねなども使用できる。

本発明にかかる検出装置は図３、図４に示すように、グラビアロールロール７の真上に
測定器９を配置し、ロール幅方向で測定可能な装置を有している。さらにドクターブレード１のたわみ量を測定するために、ドクターホルダー３に対して垂直になるような配置可能な装置を有している。またここで使用する測定器はレーザー変位計など幅方向でのロールのたわみ量を検出できる装置である。さらに検出装置よりグラビアロールに対してドクターブレード１が平行であるか検出し、平行になるようにドクター架台６を左右バランスを調整する。

またグラビアロール７に対するドクターホルダー３の角度を入力することでグラビアロール７のたわみ量に対して均一に接触するドクターホルダー３のたわみ量を算出し、その補正したたわみ量になるように、ドクター上に配置した測定器９からのたわみ量の表示を見ながら、締結ボルト５を調整していく。

以上の本発明のドクターホルダー３を用いることで、検出装置１０によりグラビアロール７のたわみ量に対応するようにドクターホルダー３をたわませることでドクター接触角度とドクター接触圧力を幅方向で均一になり、連続的に走行する基材に対して塗布液を塗布し、基材上に均一な塗膜を備えることができ、グラビアロール７のたわみによる幅方向の膜厚ムラや色ムラなどの外観不良を抑えた塗布物を製造することができる。

以下、塗布物として反射防止層を製造する場合にの実施例ついて説明する。

なお、塗布物はこれに限らず、他の諸条件によるものでも構わない。

反射防止層を形成する際には、基材上に、たとえば、アクリル系のＵＶ硬化樹脂塗液を塗布し、紫外線を照射することにより形成される。図５に本発明のドクターホルダー３を備える製造装置の一実施例の形態を示す概略図を示した。図５に示した製造装置は、ロール状に巻き取られた基材１２を連続走行させるための基材巻出し部１１、基材１２を連続走行可能に支持する複数のガイドロール１４を備え、ドクターホルダー３を備える塗布装置、基材１２に塗布された塗液を乾燥する乾燥装置１５、乾燥後の塗膜を硬化する紫外線照射装置１６、及び塗液を乾燥・硬化した後の基材１２をロール状に巻き取る基材巻取り部１７を備える。連続走行される基材１２は塗布装置を通過後、乾燥装置１５、紫外線照射装置１６を通過することにより、塗布物(反射防止膜)が製造される。

次に、本発明の実施例について説明する。幅６５０ｍｍ、厚さ６０μｍのＴＡＣフィルムを使用し、７７５ｍｍ幅ドクターホルダー３およびドクターブレード１、ドクター圧を２００Ｎ／ｍ、小径グラビアロール７はΦ４０ｍｍ、２００線を用いて、ＩＰＡを希釈溶剤とする３ｗｔ％のアクリル系の紫外線硬化樹脂塗布液をｗｅｔ膜厚３．５μｍとなるように３０ｍ／ｍｉｎの速度で塗工した。塗布液の粘度は３ｍＰａ・ｓ、表面張力が２５ｍＮ／ｍである。テンションは６５Ｎ／ｍ、乾燥装置１５は６０℃、紫外線照射装置１６の条件は、無電極紫外線ランプを２灯、出力は８０％、オフセット４０ｍｍ、キャンロール温度は４０℃になるように設定した。ドクターホルダー条件としては、実施例１のたわみ補正無し（通常設定）、および、実施例２のたわみ補正有りで実施した。また、小径グラビアロール７のたわみ量は検出装置より両端と中央では８４μｍの差が生じ、小径グラビアロール７に対してドクターホルダー３の角度は１５°傾いている。

図５に示す製造装置を用い、連続走行するＴＡＣフィルム上に塗液を塗布し、塗布後、ＴＡＣフィルムを乾燥装置１５及び紫外線照射装置１６を通過させることにより、ＴＡＣフィルム上に約５μｍの反射防止層を形成し、ＬＲフィルムを作製した。ロールのたわみ量およびドクターのたわみ量の検出においては、レーザー変位計（キーエンス社製、ＬＴ−９０１０Ｍ）を用いて測定した。

上記の実施例で得られたそれぞれのＬＲフィルムについて幅方向の膜厚を測定した。その結果、たわみ量を考慮していない実施例１においては、両端と中央では約１３％の差が生じるのに対して、補正を施した実施例２では約４％の差であった。以上の結果より、グラビアロール７に対してドクターブレード１のたわみ量を調整することで、幅方向に均一な塗膜を得ることができることを確認した。

１…ドクターブレード
２ａ…上部プレート
２ｂ…下部プレート
３…ドクターホルダー
４ａ…上部ホルダー
４ｂ…下部ホルダー
５…締結ボルト
６…ドクター架台
７…グラビアロール
８…ギャップ調整用ばね
９…測定器
１０…検出装置
１１…基材巻出し部
１２…基材
１３…ニアロール
１４…ガイドロール
１５…乾燥装置
１６…電離放射線照射装置
１７…巻取り部

Claims (6)

1. 幅方向にドクターを支持する支持装置本体と、前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段と、前記支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が幅方向に複数個設けられているグラビア印刷用ドクター支持装置であって、前記たわみ量調整手段が幅方向の異なる場所ごとにドクターたわみ方向への移動量を変更することが可能であることを特徴とするグラビア印刷用ドクター支持装置。
2. 前記ドクターの支持が、上部プレートおよび下部プレートを介して前記支持装置本体のドクターたわみ方向への移動量を幅方向の複数の場所で調整可能なたわみ量調整手段により行われている構造であることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷用ドクター支持装置。
3. 前記たわみ量調整手段が、支持装置本体とドクターたわみ方向に対向する対向板と、前記支持装置本体と前記対向板との間隙を調整する間隙調整手段からなることを特徴とする請求項１または２記載のグラビア印刷用ドクター支持装置。
4. 前記支持装置本体とドクターを緩衝する弾性体が、前記対向板と、前記対向板に面する側の上部プレートまたは下部プレートとの間に設けられていることを特徴とする請求項３記載のグラビア印刷用ドクター支持装置。
5. さらに、前記対向板と前記支持装置本体の間にも前記弾性体とは異なる第二の弾性体を設けたことを特徴とする請求項４記載のグラビア印刷用ドクター支持装置。
6. さらに、グラビアロールのたわみ量およびブレードのたわみ量を幅方向で検出するための検出装置を備え、前記グラビアロールに対する前記支持装置本体の角度を入力することによるグラビアロールのたわみ量に対して均一に接触するドクターホルダーのたわみ量を算出し、前記算出されたたわみ量を表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし５何れか記載のグラビア印刷用ドクター支持装置。

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