JP2017164682A - Method for manufacturing web with coating film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルムや不織布、紙などの両面に塗液が塗布された塗膜付きウェブの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a web with a coating film in which a coating liquid is applied to both surfaces of a film, a nonwoven fabric, paper, or the like.
ウェブの両面に塗膜を付ける方法は、逐次塗布法と同時塗布法に大別されるが、ウェブの片面ずつ塗膜を付ける逐次塗布法はタクトタイムが長く、生産効率が悪いことから、近年は同時塗布法が主流になりつつある。 The method of applying a coating film on both sides of a web is roughly divided into a sequential application method and a simultaneous application method. However, a sequential application method in which a coating film is applied to each side of a web has a long takt time and production efficiency is low. The simultaneous application method is becoming mainstream.
同時塗布法は、ウェブを挟んで両側にロールやナイフ、スリットダイといった塗布ヘッドを配置して塗布を行うことが知られており、いずれの塗布ヘッドを選択するのかは、塗布する塗液の性質や、所望する塗膜の厚み精度、コストなどを鑑みて選定される。 The simultaneous coating method is known to perform coating by placing coating heads such as rolls, knives, and slit dies on both sides of the web. Which coating head is selected depends on the nature of the coating liquid to be coated. Or, it is selected in view of the desired thickness accuracy and cost of the coating film.
このような塗布ヘッドとして、特許文献1には、ドープ浴と呼ぶ塗液を貯める貯液部をウェブが通過した後、ウェブを挟んでウェブ面と直交する方向に水平に対向して設置した計量・平滑化治具と呼ぶ計量部を通過させて塗膜を形成する塗布ヘッドが開示されている。また、特許文献1には、所定のクリアランスを有してウェブを挟んで対峙する二つのダイの間を通過させて塗膜を形成する塗布ヘッドも開示されている。 As such an application head, Patent Document 1 discloses that a web is passed through a liquid storage part for storing a coating liquid called a dope bath, and then is installed so as to be horizontally opposed in a direction perpendicular to the web surface across the web. An application head that forms a coating film by passing it through a measuring unit called a smoothing jig is disclosed. Patent Document 1 also discloses an application head that forms a coating film by passing between two dies facing each other with a predetermined clearance between webs.
また、特許文献2には、2種の塗材を両面に同時塗布するために、特許文献1における貯液部と計量部からなる部分とスリットダイとを組み合わせたような塗布ヘッドが開示されている。この塗布ヘッドによる塗布で、基材と接する下層への塗布は貯液部と計量部が緩やかな傾斜で繋がる部分が担い、上層(表層)への塗布はスリットダイのような部分が担っている。
Further,
特許文献1や特許文献2における貯液部と計量部を通過させてウェブの両面に同時に塗膜を形成する塗布ヘッドでは、貯液部のウェブ近傍の塗液がウェブに引き込まれることで、ウェブ近傍の塗液の液面が低下する。この低下した液面が計量部まで到達すると、塗布膜厚が薄くなったり塗布されないといった塗布の欠陥となる。塗布する際のウェブの搬送速度を上昇させたり、計量部で計量する量を増やす、つまり塗布する量を増やしたりするにつれて、ウェブに引き込まれる単位時間あたりの塗液の量が増えるため、ウェブ近傍の液面の位置はより低下する。このウェブ近傍の液面が低下すればするほど、上記の塗布欠陥や、塗布されないことでウェブと計量部が接触することによるウェブの破膜を引き起こしやすくなる。
In an application head that forms a coating film on both sides of a web at the same time by passing the liquid storage unit and the metering unit in Patent Document 1 and
このウェブ近傍の液面低下による塗布の欠陥を抑制するために、一般的には、貯液部で塗液の液面管理する位置を高めに設定しておくことがなされている。しかし、貯液部の液面位置を高くしすぎると、塗布ヘッド内の塗液の量が多くなり、塗布を終了するときに廃棄する塗液量が増え、塗液のロスが大きくなる。また、貯液部の塗液量が増えると、塗液が塗布されるまでの貯液部への滞留時間も延びるため、塗液によっては、組成が変化したり、材料が劣化する懸念もある。さらに、貯液部の塗液量が増えることにより、塗液を含む塗布ヘッドの総重量も増えるため、それに耐えうるように塗布ヘッドを剛性の高い構造に変更することが必要になったり、塗布ヘッドの搭載部も重量増に耐えうるような強固な作りにすることが必要になり、コストアップに繋がる。 In order to suppress coating defects due to the liquid level drop in the vicinity of the web, generally, the position where the liquid level of the coating liquid is managed is set higher in the liquid storage part. However, if the liquid surface position of the liquid storage part is too high, the amount of the coating liquid in the coating head increases, the amount of the coating liquid discarded when the coating is finished increases, and the loss of the coating liquid increases. In addition, if the amount of liquid in the liquid storage part increases, the residence time in the liquid storage part until the coating liquid is applied also increases, so depending on the liquid, there is a concern that the composition may change or the material may deteriorate. . Furthermore, since the total weight of the coating head containing the coating liquid increases as the amount of coating liquid in the liquid storage section increases, it is necessary to change the coating head to a rigid structure so that it can withstand it. It is necessary to make the head mounting part strong enough to withstand the increase in weight, leading to an increase in cost.
この対策として、塗液の量を抑制するためにウェブ面と直交する貯液部の幅方向の長さを狭くすることが考えられる。しかし、貯液部の幅を狭くしすぎると貯液部の塗液量が少なくなり、特にウェブの搬送速度を上昇させたり、塗布量を増やすなどして単位時間あたりの貯液部の塗液の消費量が増えると、ウェブに引き込まれてウェブ近傍の塗液の液面がすぐに低下しやすくなる。そうなると、液面が計量部まで到達して塗布膜厚が薄くなったり塗布されないといった塗布の欠陥を引き起こしやすくなる。また、計量部に異物が混入した際や、基材と基材の繋ぎ目が計量部を通過するなどの理由で、一時的にウェブを挟んで水平に対向して設置した計量部の間隔を開くことが必要になった場合でも、塗布ヘッドの貯液部の幅が狭く貯液部の塗液量が少ないと、液面が急激に低下して、塗布欠陥やウェブの破膜に繋がる。 As a countermeasure against this, it is conceivable to reduce the length in the width direction of the liquid storage portion orthogonal to the web surface in order to suppress the amount of the coating liquid. However, if the width of the liquid storage part is made too narrow, the amount of liquid applied to the liquid storage part will decrease, and in particular, the liquid application part of the liquid storage part per unit time will increase by increasing the web conveyance speed or increasing the amount of application. When the amount of consumption increases, the liquid level of the coating liquid in the vicinity of the web is easily lowered by being drawn into the web. If it becomes so, it will become easy to cause the defect of application | coating that a liquid level reaches | attains a measurement part and an application | coating film thickness becomes thin or is not apply | coated. In addition, when foreign matter is mixed in the weighing unit, or because the joint between the base material and the base material passes through the weighing unit, the interval between the weighing units that are installed horizontally facing each other with the web interposed between them is temporarily increased. Even when it is necessary to open, if the liquid storage part of the coating head has a narrow width and the amount of liquid in the liquid storage part is small, the liquid level rapidly decreases, leading to coating defects and web breakage.
このように、貯液部と計量部を通過させてウェブの両面に同時に塗膜を形成する塗膜付きウェブの製造方法において、ウェブの搬送速度を上昇させる等して単位時間あたりの塗布量を増やしたときにでも、安定して塗布を行う方法は見出されていない。 In this way, in the method for manufacturing a coated web in which a coating film is simultaneously formed on both sides of the web by passing through the liquid storage unit and the metering unit, the coating amount per unit time is increased by increasing the web conveyance speed. Even when the number is increased, a method for stably coating has not been found.
そのため本発明の目的は、ウェブの両面全体に同時に、高速で精度よく塗膜を付けたウェブの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a web in which a coating film is applied on both sides of the web simultaneously and at high speed with high accuracy.
上記目的を達成するために本発明の塗膜付きウェブの製造方法は、所定の間隔を空けて設けられた計量部とこの計量部の上方に塗液を貯める貯液部とを有する塗布ヘッドを備えた塗布装置を用い、鉛直方向上側から下側に向かって搬送されるウェブを前記塗布ヘッドの前記貯液部と前記計量部を通過させて、ウェブの両面に同時に塗液を塗布する方法であって、前記貯液部に貯められた塗液が搬送されるウェブにより前記計量部に向かって下方に引き込まれたときの、塗液の液面上端から塗液が引き込まれた部分の下端までの長さh1と、前記貯液部の搬送されるウェブ面と直交する方向の長さWとが、W>2×h1を満たすようにする。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a web with a coating film according to the present invention comprises a coating head having a measuring section provided at a predetermined interval and a liquid storage section for storing a coating liquid above the measuring section. By using the coating apparatus provided, the web transported from the upper side to the lower side in the vertical direction is passed through the liquid storage unit and the measuring unit of the coating head, and the coating liquid is simultaneously coated on both surfaces of the web. When the coating liquid stored in the liquid storage part is drawn downward toward the measuring part by the web to be conveyed, from the liquid surface upper end of the coating liquid to the lower end of the part where the coating liquid is drawn The length h1 and the length W in the direction perpendicular to the web surface to which the liquid storage unit is conveyed are set to satisfy W> 2 × h1.
また、本発明の塗膜付きウェブの製造方法は、前記h1と、前記塗液の液面上端から前記貯液部の下限までの液面高さh2とが、h2>h1を満たすようにすることが好ましい。 Moreover, the manufacturing method of the web with a coating film of this invention makes the said h1 and the liquid level height h2 from the liquid level upper end of the said coating liquid to the minimum of the said liquid storage part satisfy | fill h2> h1. It is preferable.
本発明によれば、貯液部と計量部とを有する塗布ヘッドを通過させてウェブの両面に同時に塗膜を形成する塗膜付きウェブの製造において、貯液部のウェブ近傍の塗液がウェブに引き込まれることで塗液の液面が低下しても、液面が計量部まで到達することもなく、またウェブを破膜させることもなく、両面に安定して所望の厚みの塗膜を精度よく付けたウェブを製造することができる。 According to the present invention, in the manufacture of a coated web in which a coating film is formed on both sides of a web by passing a coating head having a liquid storage section and a metering section, the coating liquid near the web in the liquid storage section is the web. Even if the liquid level of the coating liquid is lowered by being drawn into the liquid, the liquid level does not reach the measuring part, and the web is not broken, and a coating film having a desired thickness is stably formed on both sides. A web with high accuracy can be manufactured.
本発明の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、塗膜付きウェブを製造する塗布装置を示す概略図であり、図2は、その塗布装置に用いる塗布ヘッドの概略断面図を示している。これらを用いてまず、本発明に係る塗膜付きウェブの製造方法に用いる塗布装置について説明する。 FIG. 1 is a schematic view showing a coating apparatus for producing a web with a coating film, and FIG. 2 is a schematic sectional view of a coating head used in the coating apparatus. First, a coating apparatus used in the method for producing a coated web according to the present invention will be described.
図2に示す塗布ヘッド10を備えた図1に示す塗布装置1は、ウェブ2の両面に塗液40を塗布して、塗膜付きウェブ20を製造する塗布装置である。この塗布装置1の構成は、塗布ヘッド10と、塗布ヘッド10内の塗液40の液面を検出する液面検出手段3、塗布ヘッド10に供給する塗液を貯めておく塗液タンク4、塗液タンク4と塗布ヘッド10とを繋ぐ配管5、配管5の途中に設けられて塗布ヘッド10に塗液を送液する送液ポンプ6、および液面検出手段3からの信号を受けて送液ポンプ6の稼働と停止を指示する制御部7、からなる。
A coating apparatus 1 shown in FIG. 1 provided with a
図2に示す塗布ヘッド10は、ウェブ2面と直交する方向に間隔tを空けて設けられた計量部11とその上方に設けられる貯液部12を有している。その塗布ヘッド10は、ウェブ2の幅方向にウェブ2の幅以上の長さを有し、ウェブ2を挟んで対向するように配される部材15、15’と、部材15、15’のウェブの幅方向の端部に、塗液40があふれないように設けた横板(図示しない)から構成される。計量部11における間隔tは、部材15、15’を、例えば、駆動源とガイドレールで構成されるステージ機構によりウェブ2面と直交する方向に移動させることで、自在に変えることができる。
The
ここで、塗布ヘッド10への塗液の供給方法について説明する。なお、塗布ヘッド10内の塗液40の液面上端から貯液部12の下限までの液面高さをh2とする。
Here, a method of supplying the coating liquid to the
塗布ヘッド10への塗液の供給は、予め設定しておいた塗布ヘッド10の貯液部12の液面下限値(図示しない、以下同じ)まで液面高さh2が降下したことを液面検出手段3が検出したら、制御部7を介して、塗液タンク4から塗布ヘッド10に通じる配管5の途中に設けられた送液ポンプ6を稼働させることで行う。一方、塗液40の供給停止は、塗布ヘッド10への塗液の供給により、貯液部12の液面高さh2が予め設定しておいた液面上限値(図示しない、以下同じ)まで上昇したことを液面検出手段3が検出したら、制御部7を介して送液ポンプ6を停止することで行う。
The supply of the coating liquid to the
塗液の供給はここに示す限りではなく、例えば、加圧した塗液タンクと、該塗液タンクと塗布ヘッドとを繋ぐ配管と、該配管の途中に設けられた送液バルブを用いて、液面検出手段が検出した液面高さの結果を受けて送液バルブを開閉することで、塗液の供給や停止を行ってもよい。 The supply of the coating liquid is not limited to that shown here, for example, using a pressurized coating liquid tank, a pipe connecting the coating liquid tank and the coating head, and a liquid feed valve provided in the middle of the pipe, In response to the result of the liquid level detected by the liquid level detecting means, the liquid supply valve may be opened and closed to supply or stop the coating liquid.
次に、図2に示す塗布ヘッド10を備えた図1に示す塗布装置1を用いて、ウェブ2に塗液40を塗布することで行う塗膜付きウェブの製造について説明する。
Next, the production of a coated web performed by applying the
まず塗布の前には予め、対向する塗布ヘッド10の部材15、15’の間にウェブ2を通すことで、ウェブ2が貯液部12から計量部11を通過するようする。それから塗布ヘッド10の部材15、15’をウェブ2面と直交する方向に移動して計量部11の間隔tを所望の間隔に設定した後に、塗液タンク4から塗液を送液ポンプ6で塗布ヘッド10の貯液部12に送液して貯める。このときの塗布ヘッド10内の塗液40の液面上端から貯液部12の下限までの液面高さh2は、予め設定した液面上限値である。それから、ウェブ2を塗布ヘッド10の鉛直上方から下方に向けて搬送することで、ウェブ2を塗布ヘッド10の貯液部12から計量部11を通過させて、ウェブ2の両面に塗液40を塗布して塗膜付きウェブ20を製造する。このとき、塗膜付きウェブ20への塗液の塗布量は、搬送速度に依らず、計量部11の間隔tのみに依って決まる。
First, before coating, the
そして、そのまま塗布を継続すると、ウェブ2に連続して塗液40が塗布されて塗膜付きウェブ20が製造されるため、貯液部12の塗液40が徐々に減少して、やがて予め設定した液面下限値まで液面高さh2が低下する。そうすると、そのことを液面検出手段3が検出して、塗液タンク4から塗布ヘッド10に通じる配管5の途中に設けられた送液ポンプ6が稼働して、塗液を貯液部12に供給する。そして、貯液部12の液面高さh2の予め設定した液面上限値を液面検出手段3が検出すると、送液ポンプ6を停止して塗液の供給を停止する。以降、塗布を継続する限り、液面下限値を検出したら塗液を供給し、液面上限値を検出したら塗液の供給を停止することを繰り返す。
And if application | coating is continued as it is, since the
ここで、液面検出手段3は、何れの手段であっても構わないが、ウェブ2の搬送や塗布ヘッド10内の塗液40の流れを阻害せず、塗液40への異物混入も抑制できることから、非接触で液面を検出する手段が好ましい。
Here, the liquid level detection means 3 may be any means, but does not inhibit the conveyance of the
次に、図2を用いて、塗膜付きウェブ20を製造しているときの塗布ヘッド10の計量部11、貯液部12の様相について、さらに詳しく説明する。
Next, the aspect of the measurement part 11 and the
塗膜付きウェブ20を製造している間、ウェブ2はまず、塗布ヘッド10の鉛直上方から下方に向けて搬送され、塗布ヘッド10の貯液部12に進入する。このとき、貯液部12の塗液40の液面は、鉛直下方に向かって搬送するウェブ2に引き込まれて、ウェブ2から離れたあるところからウェブに近づくほどに低下して、液面はウェブ2に向かって弧を描く。この弧の形状は、塗液40の粘度や搬送するウェブ2の搬送速度、さらにウェブ2面と直交する方向の貯液部12の長さによって、様々である。
While manufacturing the
ここで、塗布中の貯液部12の塗液40の液面上端からウェブに引き込まれた下端までの距離をh1、搬送されるウェブ2面と直交する方向の貯液部12の長さをWとしたとき、Wとh1が、W>2×h1の関係を満たすようにする。
Here, the distance from the liquid surface upper end of the
ウェブ2が塗液40を引き込んで描く液面の形状は円周の一部にも似た弧の形状を描く。そのため、ウェブ2からの距離がh1以内の範囲の液面は、ウェブ2に近付くにつれてウェブ2面と直交する方向から平行する方向に傾斜していっており、これは、塗液40がウェブ2に引き込まれていることを意味している。ウェブ2と部材15との距離、またはウェブ2と部材15’との距離、つまりウェブ2面と直交する方向の貯液部12の長さWの半分の長さがh1より小さくなることは、塗液40の液面が全てウェブ2に向かって傾斜していることになり、これは計量部11で計量するに十分な塗液40が確保できていないために塗液40の引き込みが強くなっている可能性があることを示している。計量部11で適切な計量ができなければ、塗布方向のウェブ2で塗布膜厚が安定せずに、塗膜が薄くなったり塗布されないといった塗布の欠陥を引き起こす可能性があるため、塗布欠陥なく安定した塗膜を得るためには、W>2×h1の関係を満たすようにする。
The shape of the liquid surface drawn by the
次に、塗液40の液面上端から貯液部12の下限までの液面高さをh2とすると、h2>h1を満たすことが好ましい。
Next, when the liquid level height from the upper end of the liquid level of the
引き込み高さであるh1がh2を超えることは、つまり計量部11に液面下端が到達したことを意味しており、計量部11での塗液40の量が変わることで、塗布する塗液量の減少や、ひいては塗布した塗液40がウェブ2上で膜切れを起こすため、h2>h1を満たすことが好ましい。
When h1 which is the drawing-in height exceeds h2, this means that the lower end of the liquid level has reached the measuring unit 11, and the coating liquid to be applied is changed by changing the amount of the
上記の通り、本発明にかかる塗膜付きウェブの製造方法を用いれば、膜厚が均一な塗膜付きウェブを精度良く製造することができる。 As described above, if the method for producing a web with a coating film according to the present invention is used, a web with a coating film having a uniform film thickness can be accurately produced.
本発明は、両面に同時に塗膜を付けた紙や金属薄膜、フィルム、布などのウェブの製造方法に適用できるが、これに限られるものではない。 The present invention can be applied to a method for producing a web such as paper, a metal thin film, a film, or a cloth having a coating film on both sides simultaneously, but is not limited thereto.
1 塗布装置
2 ウェブ
3 液面検出手段
4 塗液タンク
5 配管
6 送液ポンプ
7 制御部
10 塗布ヘッド
11 計量部
12 貯液部
15、15’ 部材
20 塗膜付きウェブ
40 塗液
h1 塗液の液面上端から塗液が引き込まれた部分の下端までの長さ
h2 塗液の液面上端から貯液部の下限までの液面高さ
W 貯液部の搬送されるウェブ面と直交する方向の長さ
t ウェブ面と直交する方向の計量部11の間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Application |
Claims (2)
前記貯液部に貯められた塗液が搬送されるウェブにより前記計量部に向かって下方に引き込まれたときの、塗液の液面上端から塗液が引き込まれた部分の下端までの長さh1と、前記貯液部の搬送されるウェブ面と直交する方向の長さWとが、W>2×h1を満たすようにする、塗膜付きウェブの製造方法。 Using a coating apparatus having a coating head having a weighing unit provided at a predetermined interval and a liquid storage unit for storing a coating liquid above the weighing unit, the coating unit is transported from the upper side to the lower side in the vertical direction. A method for producing a web with a coating, wherein a web is passed through the liquid storage part and the metering part of the application head, and a coating liquid is simultaneously applied to both sides of the web,
The length from the upper end of the liquid surface of the coating liquid to the lower end of the portion where the coating liquid is drawn when the coating liquid stored in the liquid storage section is drawn downward toward the measuring section by the web to be conveyed. The manufacturing method of the web with a coating film which makes h1 and length W of the direction orthogonal to the web surface conveyed of the said liquid storage part satisfy | fill W> 2xh1.
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