JP2016172242A

JP2016172242A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2016172242A
Application number: JP2015054456A
Authority: JP
Inventors: 一彦阿部; Kazuhiko Abe
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2016-09-29

Abstract

【課題】グラビア及び小径グラビア塗布において、基材のテンション調整に煩雑さを要せず、シワやうねりをもつような変形を有する基材においても、基材の幅方向及び搬送方向において均一な膜厚で塗布することができ、かつ生産性を確保した塗布装置を提供する。【解決手段】塗布液を貯蔵する貯蔵部と、塗布液を供給部を介して前記貯蔵部とインキパン内の塗布液を循環させる循環部と、塗布液を基材に塗布するためのグラビア版とドクターと前記インキパンを備える塗布部と、前記基材上に形成された塗布膜を乾燥させる乾燥部と、を有するグラビア装置において、前記塗布部には、前記グラビア版から前記基材に塗布液が転写する工程の前に、前記グラビア版によって掻き揚げられた余分な塗布液を掻き落とす第１ドクターが設置され、前記転写工程後であって前記インキパン内の塗布液中に回転ロールを備えていることを特徴とする塗布装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、グラビア及び小径グラビア塗布に関する。

グラビア及び小径グラビア塗布において生産速度が高速化するに従い、版の回転速度が上昇し、それに伴って版に同伴する空気層（以下同伴風）も増加する。ある一定以上同伴風が成長すると、液パンに進入し、泡の発生や版への液の充填を妨げ、塗布ヌケが発生するという問題がある。

特許文献１では、基材に搬送される同伴風に対して、塗布部直前に減圧空間を用いることで同伴風を引き剥がし、基材と塗液の接触を安定させるという方法が提案されている。
しかし、この技術を今回の課題に転用する場合、グラビア塗布の場合は塗布を行った後の版にも塗液が残留しているため、この状態で減圧やエアを吹きつける工程は急激な乾燥を促進し、版を詰まらせる原因となる。そのため、同伴風による問題を発生させない領域での塗布は生産性を犠牲にしてしまう。

また、特許文献２では、グラビア版に設置された第２ドクターを用いて同伴風を除去する方法が提案されているが、第２ドクターとグラビア版の間で発生する摩擦による発熱や振動が問題となり、品質の安定性を低下するという問題がある。

特開２００６−２８１７７２号公報特開２０１４−１７６７７３号公報

本発明は生産速度の高速化に従って成長する同伴風によって、液パン内に気泡の発生や版への液の充填が妨げられ発生する塗布抜けを抑制しつつ、グラビア版とドクターの間で発生する摩擦熱等による塗液の変質や振動を防ぎ、生産性を確保した塗布装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、塗布液を貯蔵する貯蔵部と、塗布液を供給部を介して前記貯蔵部とインキパン内の塗布液を循環させる循環部と、塗布液を基材に塗布するためのグラビア版とドクターと前記インキパンを備える塗布部と、前記基材上に形成された塗布膜を乾燥させる乾燥部と、を有するグラビア装置において、前記塗布部には、前記グラビア版から前記基材に塗布液が転写する工程の前に、前記グラビア版によって掻き揚げられた余分な塗布液を掻き落とす第１ドクターが設置され、前記転写工程後であって前記インキパン内の塗布液中に回転ロールを備えていることを特徴とする塗布装置である。

また、請求項２に係る発明としては、前記回転ロールは前記グラビア版表面から５ｍｍ以下の相対距離にあり、かつ前記グラビア版に接触しない位置に設置されていることを特徴とする塗布装置である。

また、請求項３に係る発明としては、記回転ロールの回転方向は版回転方向と同一方向に回転することを特徴とする塗布装置である。

また、請求項４に係る発明としては、前記回転ロールが前記インキパン内の塗布液中に浸漬していることを特徴とする塗布装置である。

本発明は生産速度の高速化に従って、成長する同伴風によって、インキパン内に気泡の発生やグラビア版への液の充填が妨げられ発生する塗布ヌケを抑制しつつ、摩擦熱等による塗液の変質や振動を防ぐことができるので、安定生産が可能となり、生産性の向上が期待できる。

本発明の実施形態に係る塗布装置の概略図である。本発明の実施形態に係る塗布装置の概略図である。

図１は、本発明の製造工程の一例の説明図であり、これに限定されるものではない。

図１と図２に示すグラビア装置において、供給部２（送液ポンプ）により貯蔵タンク１中の塗布液をインキパン３内に供給され、インキパン３内の塗布液はグラビア版４によって掻き揚げられる。グラビア版にはドクター８が備えられており、巻出し部５から巻き出された長尺状の樹脂フィルム１０上の表面にグラビア版４の版面から塗布液が転写することにより塗布膜が形成され、乾燥部６を経由して巻取り部７で塗布膜が形成された樹脂フィルム１０が巻き取られる塗布装置である。

図２に示す塗布装置のインキパン３を有する塗布部には、ドクター８と回転ロール９を備えている。インキパン３内に貯留された塗布液がグラビア版４の凹部（セル）内に塗布液が充填され、グラビア版の凹部のみに塗布液が存在するようにドクター８で余分な塗布液を掻き落とす。余分な塗布液を掻き落とした後、塗布液はグラビア版の版面から樹脂フィルム１０の表面に転写されて塗布膜が形成される。

グラビア及び小径グラビア塗布では、生産性を上げるためにグラビア版４の回転速度を上げると、回転速度が上げることに伴って同伴する同伴風が増加する現象が起こる。ある一定以上の同伴風が成長すると、同伴風の気泡がインキパン３内に侵入し、グラビア版４の凹部内に塗布液が充填できない、塗布膜に塗布抜けが発生するなど品質不良を引き起こす。

本発明の塗布装置では、回転するグラビア版４の凹部がインキパン３内に進入する位置に回転ロール９が設置されており、塗布作業中は回転ロール９が回転する構造を有している。グラビア版４に設置されるドクター８によって余分な塗布液を掻き落とし、グラビア版４がインキパン３内に侵入すると、グラビア版４とドクター８との摩擦熱によって塗布液が温められ、その塗布液が滞留して変質するという問題があった。

本発明の塗布装置では、グラビア版４と隣接するようにインキパン３内に回転ロール９が設置されることでインキパン３内の塗布液の滞留を防ぎ、塗布液の変質を抑制することができる。また、同伴風がインキパン３内に侵入しても、回転ロール９によって欠陥レベル以下になる程度に気泡を押し潰し、塗布抜けの発生も抑えることができる。

樹脂フィルムはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコールなどを用いることが望ましいがこれに限定するものではない。

塗布液においては、熱硬化性塗液であればよく特に規定はしない。例えば主剤としてはポリオールなどを有するウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などである。また硬化剤は例えばイソシアネートなどがあるが、これらに限定するものではない。撹拌方法も特に規定はしないが一般的なディスパー、ミクサーなどを用いることができる。

塗布液を供給部２を介して貯蔵タンク１と塗布部へ塗布液を循環させる工程において、供給部２は定量送液方法が望ましく、モーノポンプ、ダイアフラムポンプ、ギアポンプ、レビトロポンプなどを用いることができるが、これに限定するものではない。

塗布部より貯蔵タンク１への送液は、自重による循環が望ましいが特に限定はしない。

塗布液を樹脂フィルム１０上に塗布する工程は、グラビアコーター、小径グラビアコーターを用いることができるがこれに限ったものではない。

回転ロール９はインキパン３内で回転ロール９の全体もしくは一部が浸漬され、一定速度で回転できればよく、特に材質や形状は制限されない。

樹脂フィルム１０上の塗布膜を乾燥・加熱する工程においては、加熱方法は熱風、赤外線乾燥、マイクロ波いずれかの単独もしくは併用でもよく、構成は問わない。

次に、本発明の実施例について説明する。この説明を行う目的は、本発明の理解を進めるためのものであり、ここに記載した内容に限定するものではない。
＜実施例１＞
・基材：ポリエチレンテレフタレートフィルム（７５μｍ）
・塗布液組成１：
主剤（デュラノールＴ５６５０Ｊ旭化成ケミカル製）：６０重量部
硬化剤（タケネートＤ−２０４）：１０重量部
アセトン：３０重量部
回転ロール：３８Ｌ／ｉｎｃｈ、深さ２５５μｍ

［基材の表面処理工程］
基材をコロナ放電処理装置（ＡＧＩ−０４３、春日電機社製）を用いて下記条件で処理を行う。
表面処理条件：２４Ｗ・ｍｉｎ／ｍ^２
［送液工程］
上記の塗布液を作成完了より５分以内に貯蔵タンクより、１０００ｍｌ／ｍｉｎにてダイアフラムポンプ（スムーズフローポンプ株式会社タクミナ製）にて送液し、液パンからは自重により、貯蔵タンクに液を戻す。
［塗布工程］
マイクログラビアコーターを用いて版直径５０ｍｍを用い、塗布基材端両部にてΔｈが４ｍｍになるよう設置し、版周速５０ｍ／ｍｉｎで塗布を行い、回転ロールは版の垂直位置から上流側に２０°、版との相対距離５００μｍに設置し、版に対する回転速度比は１５０％とした。
［乾燥工程］
塗膜の乾燥は塗面近傍の風速１０ｍ／ｓになるように塗膜面より直接熱風を当て、塗膜温度が１７０℃になるように３０ｓ間加熱した。

＜実施例２＞
実施例１と同条件にて回転ロールの版との相対距離を１ｍｍで塗布を行った。

＜実施例３＞
実施例１と同条件にて回転ロールの版との相対距離５ｍｍで塗布を行った。

＜実施例４＞
実施例２と同条件にて版に対する回転ロールの回転速度比を１００％にて塗布を行った。

＜実施例５＞
実施例３と同条件にて版に対する回転ロールの回転速度比を１００％にて塗布を行った。

＜比較例１＞
実施例１と同条件にて回転ロールを使用せず、塗布を行った。

＜比較例２＞
次に、比較例について説明する。
実施例１と同条件にて回転ロールの版との相対距離を６ｍｍで塗布を行った。

＜比較例３＞
比較例１と同条件にて版に対する回転ロールの回転速度比を１００％にて塗布を行った。

実施例１〜５、比較例１〜３の測定結果を表１にまとめて示した。塗布時に同伴風による塗布ヌケが発生しなかったものは○、塗布抜けが０．５個／ｍ^２未満は△、０．５個／ｍ^２以上発生したものを×とし、○と△を良品、×を不良品として塗布抜けの評価を行った。

実施例１から３では、グラビア版に対する回転ロールの速度比を１５０％とし回転ロールとグラビア版との相対距離を０．５ｍｍ、１ｍｍ、５ｍｍとした場合の塗布膜には塗布抜けなどの欠陥は観察されなかった。実施例４及び５では速度比を１００％としたが、相対距離を１ｍｍ、５ｍｍとした場合に５ｍｍで塗布抜けが発生したが、不良品となるレベルではなかった。

比較例１で相対距離を６ｍｍとした場合の塗布膜は、０．４個／ｍ^２の塗布抜けが観察された。回転ロールを設置しなかった場合、０．５個／ｍ^２以上の欠陥が観察され、欠陥の発生頻度も高く良品を作成することができなかった。

比較例２及び比較例３では、比較例１よりも数は減少したものの、不良品レベルの０．４個塗布抜けが観察された。

以上のようにより、インキパン内に回転ロールを設置することにより、塗布抜けの不良欠陥を抑えることに有効であることを確認した。

本発明の塗布装置は塗布抜けの欠陥発生を抑制し、生産性を向上することが可能である。

１・・・貯蔵タンク
２・・・供給部
３・・・インキパン
４・・・グラビア版
５・・・巻出し部
６・・・乾燥部
７・・・巻取り部
８・・・ドクター
９・・・回転ロール
１０・・・樹脂フィルム

Claims

塗布液を貯蔵する貯蔵部と、塗布液を供給部を介して前記貯蔵部とインキパン内の塗布液を循環させる循環部と、塗布液を基材に塗布するためのグラビア版とドクターと前記インキパンを備える塗布部と、前記基材上に形成された塗布膜を乾燥させる乾燥部と、を有するグラビア装置において、前記塗布部には、前記グラビア版から前記基材に塗布液が転写する工程の前に、前記グラビア版によって掻き揚げられた余分な塗布液を掻き落とす第１ドクターが設置され、前記転写工程後であって前記インキパン内の塗布液中に回転ロールを備えていることを特徴とする塗布装置。
前記回転ロールは前記グラビア版表面から５ｍｍ以下の相対距離にあり、かつ前記グラビア版に接触しない位置に設置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。
前記回転ロールの回転方向は版回転方向と同一方向に回転することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の塗布装置。
前記回転ロールが前記インキパン内の塗布液中に浸漬していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。