JP2018167197A - バー塗布方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、上記の塗工装置では、塗工液をウエブに過剰に塗工した場合に、塗工液の表面張力の作用により、ウエブの幅方向両端部に塗工液の厚塗り部分が発生するという問題があった。
このような従来の不具合を解消するものとしては、例えば、特許文献1に記載のように、上述のバー塗工装置にウエブとは離隔した位置に回転するバーの表面の一部に接触するブレードを設けることにより部分的に塗工量を調節する方法が開示されている。
特許文献2には、バー表面に螺旋状の溝が形成される円柱状の塗工用バーと、連続走行するウエブとの接触部の直前に塗布液の液溜まりを形成し、回転する塗工用バーにより上記液溜まりから掻き上げた塗布液を上記ウエブに塗布するバー塗布方法において、上記塗工用バーとして、上記バー表面のうち上記ウエブの両端である両耳部を含み、そこから外側に対応するバー表面に形成される溝の深さが上記両耳部内側に対応するバー表面に形成される溝の深さよりも浅いものを用いることを特徴とするバー塗布方法が開示されている。
また、ウエブとバーとの間にはウエブ張力と液圧に応じて液膜が形成され、端部では液膜の厚み分のクリアランスがあるが、液膜が薄い条件ではウエブのたわみや表面凹凸により基材が溝の液と接触するとウエブに液が転写されてしまい、更に、液がウエブの裏面にまで移動し付着してしまうという問題があった。
<1> 連続走行するウエブと塗布液との接触部の直前に上記塗布液の液溜まりを形成し、回転する円柱状の塗工用バーにより上記液溜まりから掻き上げた塗布液を上記ウエブに塗布する工程を含み、
上記バーの表面に溝が形成されており、
上記ウエブの幅方向外側において、上記塗布液の少なくとも一部を掻き落とすブレードが設けられており、
上記ブレードにより上記塗布液を掻き落とす部分を含む幅方向外側の上記バーの表面の高さが、幅方向内側の上記バーの表面の高さよりも低い
バー塗布方法。
<2> 上記ブレードの表面が、上記バーの軸に対して傾斜している、上記<1>に記載のバー塗布方法。
<3> 上記傾斜が、0.001°〜3°である、上記<2>に記載のバー塗布方法。
<4> 上記傾斜が、0.01°〜1°である、上記<2>又は<3>に記載のバー塗布方法。
<5> 上記ウエブの搬送速度が、200m/分以上である、上記<1>〜<4>のいずれか1つに記載のバー塗布方法。
<6> 上記バーの最表面の周速を上記ウエブの搬送速度で除した値が、0.1以上である、上記<1>〜<5>のいずれか1つに記載のバー塗布方法。
<7> 上記バーが、上記バーの幅方向外側の両端部まで溝が形成されているバーである、上記<1>〜<6>のいずれか1つに記載のバー塗布方法。
なお、本明細書中、「xx〜yy」の記載は、xx及びyyを含む数値範囲を表す。
また、本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。
また、本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示に係るバー塗布方法は、連続走行するウエブと塗布液との接触部の直前に上記塗布液の液溜まりを形成し、回転する円柱状の塗工用バーにより上記液溜まりから掻き上げた塗布液を上記ウエブに塗布する工程を含み、上記バーの表面に溝が形成されており、上記ウエブの幅方向外側において、上記塗布液の少なくとも一部を掻き落とすブレードが設けられており、上記ブレードにより上記塗布液を掻き落とす部分を含む幅方向外側の上記バーの表面の高さが、幅方向内側の上記バーの表面の高さよりも低い。
表面に溝を有するバーにより塗布を行う場合、バーの幅方向端部において、ブレードにより塗布液を掻き落としても、バーの溝の部分の塗布液は掻き落とせず、ウエブに塗布される。基材端部にまで塗布液が付着すると、ウエブの端部より塗布液がウエブの裏面に付着してしまう、いわゆる、裏回りが発生してしまうことを本発明者らは見出した。
上記ブレードにより上記塗布液を掻き落とす部分を含む幅方向外側の上記バーの表面の高さを、幅方向内側の上記バーの表面の高さよりも低くすることにより、ブレードより掻き落とす部分の溝形状の高さ(表面の位置)を有効塗布部より低くし、ブレードにより掻き落とす部分におけるウエブへの塗布液の付着を抑制でき、裏回りの発生が抑制できると推定している。
また、特許文献2には、耳部のバー径が耳内部のバー径より小さいとの記載があるが、ブレードで耳部を掻き落とす方式ではなく、耳部のウエブが溝表面に沿って変形(たわむ)することを前提としている。この方式では、基材のたわみ量が小さい場合には、かえって端部が厚塗りになってしまい、裏回りが発生すると推定される。
本開示に用いられる塗工用バー(単に「バー」ともいう。)は、円柱状のバーであり、バーの表面に溝が形成されているものである。
また、上記バーは、上記ブレードにより上記塗布液を掻き落とす部分を含む幅方向外側の上記バーの表面の高さ(バーの軸中心からの距離)が、幅方向内側の上記バーの表面の高さよりも低い。
本開示におけるバーの「幅方向外側」とは、バーの幅方向(バーの軸方向と同じ方向)において、幅方向の端部及びその近傍であり、少なくとも上記ブレードにより上記塗布液を掻き落とす部分を含む部分をいう。また、本開示におけるバーの「幅方向内側」とは、上記幅方向外側以外のバーの幅方向中央部をいう。
また、バー表面の幅方向における2つの溝間の間隔は、一定の間隔(各間隔の違いが、プラスマイナス1mm以下)であることが好ましい。溝間の間隔には、特に制限はないが、間隔が狭いと高精度に溝加工することが困難であり、一方で間隔が広いと溝形状によって形成される塗布膜の凹凸が視認されやすくなるため、0.01mm以上1mm以下であることが好ましく、0.03mm以上0.5mm以下であることがより好ましく、0.05mm以上0.2mm以下であることが更に好ましい。
バー表面に溝を形成したバーとしては、特に制限はないが、バー表面にワイヤーを巻き付けて形成したワイヤーバーや、転造によりバー表面に溝を転写した転造バーが好ましく挙げられる。転造バーでは、転造時の圧力を調整することで溝形状(深さ)を段階的に変えることができ、ワイヤーバーでは径が異なるワイヤーを巻き付けることで溝形状を段階的に変えることできる。また、溝表面を研磨することによっても、局所的にバー径を調整することも可能である。
バーの最大直径、好ましくはバーの幅方向内側における最大直径は、塗布するウエブや塗布装置の大きさ、ウエブの搬送速度などに応じて、適宜設定すればよいが、塗布性の観点から、1mm以上50mm以下であることが好ましく、2mm以上40mm以下であることがより好ましく、5mm以上30mm以下であることが更に好ましい。
また、バーの幅は、特に制限はなく、塗布するウエブの幅に応じて、適宜設定することができる。
上記バーにおける幅方向内側の中央部より表面の高さが低くなっている幅方向外側の両端部の幅は、特に制限はなく、バー全体の幅との関係及びブレードの大きさにも関連するが、裏回り抑制の観点から、バーの幅方向端部より5mmまでの部分が少なくとも中央部より表面の高さが低くなっていることが好ましく、バーの幅方向端部より7mmまでの部分が少なくとも中央部より表面の高さが低くなっていることがより好ましく、バーの幅方向端部より10mmまでの部分が少なくとも中央部より表面の高さが低くなっていることが更に好ましい。
また、本開示に用いられるバーは、裏回り抑制、及び、バー及びブレードの耐久性の観点から、上記バーの幅方向外側の両端部まで溝が形成されているバーであることが好ましく、上記溝の深さが上記バーの幅方向外側に向かうにつれて徐々に浅くなっているバーであることがより好ましい。
上記バーの回転は、ウエブの傷付きを抑制するために、ウエブの搬送方向と順方向に回転させ、一次側(ウエブの搬送方向の上流側)からブレードでウエブの幅方向外側の塗布液の少なくとも一部を掻き落とすことが好ましい。
ウエブの傷付き防止の観点から、周速比(上記バーの最表面の周速を上記ウエブの搬送速度で除した値(=上記バーの最表面の周速/上記ウエブの搬送速度))は、0.05以上であることが好ましく、0.1以上であることがより好ましい。また、上記周速比は、塗布液の掻き上げ量が適度であり、一次側液溜まり(ビード)の圧力が高くなって塗布液がウエブ幅方向に引き伸ばされウエブとブレードとの間に塗布液が流れることを抑制し、裏回りをより抑制する観点から、1.0以下であることが好ましく、0.6以下であることがより好ましく、0.4以下であることが更に好ましい。
なお、本開示における「バーの最表面の周速」は、回転しているバーの最大半径位置(最表面)における速さである。
また、上記バーの最表面の周速は、裏回り抑制の観点から、ウエブの搬送速度未満であることが好ましい。
本開示に係るバー塗布方法においては、上記ウエブの幅方向外側において、上記塗布液の少なくとも一部を掻き落とすブレードが設けられている。すなわち、上記ウエブの幅方向の両端部にそれぞれ、ブレードが設けられている。
本開示における上記に示す特定形状のバー、及び、上記ウエブの幅方向の両端部のブレードを用いることにより、これらが協奏的に作用し、表面に溝があるバーを使用しても、ウエブの裏側へ塗布液が付着することを抑制できる。
ブレードの幅、及び、大きさは、特に制限はなく、塗布するウエブや塗布装置の大きさ、ウエブの搬送速度などに応じて、適宜設定すればよい。
また、ブレードは、塗布液の掻き落とし性及び強度の観点から、ブレードにおけるバーと接触する面が平面であることが好ましい。
上記バーの軸に対する上記ブレードの表面の傾斜は、裏回り抑制の観点から、0.001°〜3°であることが好ましく、0.005°〜2°であることがより好ましく、0.01°〜1°であることが特に好ましい。
図1は、本開示に係るバー塗布方法の一例を示すバーの幅方向外側近傍における部分拡大断面図である。
図1に示すバー12は、バーの幅方向外側12aにおいて、バーの幅方向内側12bと比較し、溝の深さが浅くなっており、また、溝間の凸部の高さ(バー表面の高さ)が低くなっている。また、ブレード14は、バーの幅方向内側12bにおけるバー12の高さよりも低い位置でバーの幅方向外側12aにおいて、バー12と接触している。
また、上記態様であるため、バーの幅方向外側12aにおいて、バー12の表面に残留する塗布液16の量が減少している。ブレード14のないバーの幅方向内側12bにおいては、塗布液が十分バー12に付着し、ウエブ(不図示)に塗布される。
図2に示すバー12は、バーの幅方向外側12aにおいて、バーの幅方向内側12bと比較し、溝の深さが幅方向外側に向かうにつれて徐々に浅くなっており、また、溝間の凸部の高さ(バー表面の高さ)が幅方向外側に向かうにつれて徐々に低くなっている。また、ブレード14は、バー12の軸に対して傾斜しており、バーの幅方向外側12aに向うにつれ、バーの幅方向内側12bにおけるバー12の高さよりも低い位置でバー12と接触している。
また、上記態様であるため、バーの幅方向外側12aにおいて、バー12の表面に残留する塗布液16の量が減少している。ブレード14のないバーの幅方向内側12bにおいては、塗布液が十分バー12に付着し、ウエブ(不図示)に塗布される。
図3に示すバー12は、一定の深さの溝が一様に形成されている。また、ブレード14は、バーの幅方向内側におけるバー12の高さと同じ高さでバーの幅方向外側において、バー12と接触しており、バー12の表面に残留する塗布液16の量が多く、塗布液の裏回りの要因となると推定している。
本開示に係るバー塗布方法は、連続走行するウエブと塗布液との接触部の直前に上記塗布液の液溜まりを形成し、回転する円柱状の塗工用バーにより上記液溜まりから掻き上げた塗布液を上記ウエブに塗布する工程を含む。
本開示に用いられるウエブは、特に制限はなく、所望のウエブ(基材)を用いることができる。
上記ウエブの幅、長さ及び厚さについても、特に制限はなく、所望に応じて、適宜選択すればよい。一例としては、幅0.1m〜5m、長さ45m〜10,000m、厚さ5μm〜300μmのウエブが挙げられる。
また、ウエブの搬送速度は、生産性の観点から、100m/分以上であることが好ましく、200m/分以上であることがより好ましい。
本開示に係るバー塗布方法は、連続走行するウエブと塗布液との接触部の直前に上記塗布液の液溜まりを形成し、回転する円柱状の塗工用バーにより上記液溜まりから掻き上げた塗布液を上記ウエブに塗布する工程を含む。
ウエブと塗布液との接触部は、上記バーの重力方向上側に設けられていることが好ましい。
本開示に係るバー塗布方法は、重力方向上側から順に、ウエブ、バーを備えた塗布手段により行うことが好ましい。
また、上記塗布液の液溜まりは、バーの回転方向の上流側に形成される。例えば、特開昭60−225669号公報を参照することができる。
本開示に用いられる塗布液は、特に制限はなく、所望に応じて、適宜選択すればよい。
裏回り抑制の観点からは、粘度の比較的低い塗布液であることが好ましい。塗布液としては、例えば、水系塗布液、又は、溶剤系塗布液が好ましく挙げられる。
本開示に係るバー塗布方法は、上記工程以外のその他の公知の工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、例えば、バー塗布した後、ウエブ上の塗布された塗布液を乾燥する工程、ウエブを巻き取りロールとする工程等が挙げられる。
厚さ100μm、幅(巾)180mmのポリエチレンテレフタレート基材表面に、低密度ポリエチレンを約0.3μmの厚さで溶融押出ラミネート加工した。溶融押出のチルロール表面はサンドブラストによりマット加工されており、チルロール表面形状が転写されたポリエチレン表面の算術平均粗さRaは1.3μm、最大高さRyは10μmであった。この支持体に下記組成の塗布液をパー塗布装置により塗布した。
バインダー((株)三井化学製ボンロンS224、スチレンアクリル系樹脂):0.5質量部
界面活性剤(日光ケミカルズ(株)製OTP−75、スルホコハク酸ジエチルヘキシルナトリウム):0.08質量部
マット剤(日産化学(株)製スノーテックスX30、シリカ粒子):10.8質量部
溶媒(水):88.62質量部
バーはステンレス製(SUS304)で直径は12.7mmであり、バー表面には転造加工により深さ10μm、ピッチ80μmの溝加工を施した。その後、溝加工部の幅が160mmとなるようにバー両端の表面を研磨加工し、溝加工部以外の表面は平坦にした。
高密度ポリエチレン性のブレードを上記バーの平坦部に押し当て、溝加工部以外の表面の塗布液を掻き落とした。
基材の走行速度は300m/分であり、バーは基材搬送方向と同一の方向に、バー表面の速度が30m/分となるように回転させた(バー周速/ウエブ搬送速度=0.1)。
裏回りの評価方法は、基材の塗布面と反対側の面に塗布液が回っているかどうかを評価した。また、塗布端部の直線性も評価した。
実施例1において、溝加工部160mmの外側の溝深さが10μmから漸減し、幅10mmでフラットになるようにバーを転造加工した。
ブレード表面とバー軸の角度が0.01°であること以外は、実施例1と同様な方法で、バー塗布を行い、評価を行った。
実施例1において、バーは基材搬送方向と同一の方向に、バー表面の速度が90m/分となるように回転させた(バー周速/ウエブ搬送速度=0.3)以外は、実施例1と同様な方法で、バー塗布を行い、評価を行った。
溝形状がバー両端の耳部まで均一であること以外は、実施例1と同様な方法で、バー塗布を行い、評価を行った。
一方、比較例1のバー塗布方法では、ウエブの裏側へ塗布液が付着した。
Claims (7)
- 連続走行するウエブと塗布液との接触部の直前に前記塗布液の液溜まりを形成し、回転する円柱状の塗工用バーにより前記液溜まりから掻き上げた塗布液を前記ウエブに塗布する工程を含み、
前記バーの表面に溝が形成されており、
前記ウエブの幅方向外側において、前記塗布液の少なくとも一部を掻き落とすブレードが設けられており、
前記ブレードにより前記塗布液を掻き落とす部分を含む幅方向外側の前記バーの表面の高さが、幅方向内側の前記バーの表面の高さよりも低い
バー塗布方法。 - 前記ブレードの表面が、前記バーの軸に対して傾斜している、請求項1に記載のバー塗布方法。
- 前記傾斜が、0.001°〜3°である、請求項2に記載のバー塗布方法。
- 前記傾斜が、0.01°〜1°である、請求項2又は請求項3に記載のバー塗布方法。
- 前記ウエブの搬送速度が、200m/分以上である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のバー塗布方法。
- 前記バーの最表面の周速を前記ウエブの搬送速度で除した値が、0.1以上である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のバー塗布方法。
- 前記バーが、前記バーの幅方向外側の両端部まで溝が形成されているバーである、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のバー塗布方法。
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