JP2022139590A - カーテン塗布装置及びカーテン塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を簡易な手法で安定化させやすいカーテン塗布装置を提供する。【解決手段】搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布装置であって、前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態で設けられた空気流制御ロールを備え、前記空気流制御ロールは、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に設けられており、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転する、カーテン塗布装置を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、カーテン塗布装置及びカーテン塗布方法に関する。

液体を高速塗布可能な塗布技術として、カーテン塗布方式がある。カーテン塗布方式は、連続走行するウェブとも称される支持体上に、塗布液をカーテン状に自由落下させて塗布し、塗布液の膜を形成する方法である。カーテン塗布方式では、支持体に非常に薄い膜を高速で形成できるという利点があるが、生産性向上のため、さらなる高速塗布が要求されるようになってきている。

しかし、高速塗布に伴い、搬送ロールにより連続走行する支持体表面には、搬送ロールの回転方向に沿って空気の流れが生じ、塗布液の落下着地位置に至る支持体に近傍の空気が同伴されて、塗布液と支持体との間に入り込む現象が生じる。この現象は、いわゆる空気同伴現象と称されており、支持体と空気との固－気界面から、支持体と塗布液との固－液界面への置換が十分に行われなかったことが原因で生じるといわれている。

空気同伴現象は、自由落下する塗布液（カーテン液）を揺動させたり、支持体の走行方向の下流側へ湾曲状に膨らませたりして、支持体へのカーテン液の着地位置をずらしたり、支持体と塗布液との間に空気が入り込んで未塗布部を生じさせたりして、塗布ムラを発生させる原因となる。塗布速度の上昇とともに、支持体表面に同伴する空気の量及び速度は増すことから、さらなる高速化の実現には、上記の空気同伴現象を抑制することが必要となり、これまでに種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１～６参照）。

特公昭４９－２４１３３号公報 特開昭６２－２８９２６４号公報 特開平６－３９３３１号公報 特表昭５７－５００４５９号公報 特開昭５３－４０５３号公報 特開平３－９４８７０号公報

特許文献１には、カーテン塗布装置において、ウェブとともに運ばれる空気を除去するために、ウェブがカーテン液の落下位置に進む前の位置にエアシールドを設けたことが記載されている。特許文献２には、カーテン塗布装置において、ウェブと塗布液との衝突点近傍を減圧する器具を設けたことが記載されている。特許文献３には、カーテン塗布装置において、支持ロールの角部のまわりに湾曲する空気シールドを設けたことが記載されている。特許文献４には、カーテン塗布装置において、コーティング組成物を周囲気流による妨害から保護するために、カーテン液等を囲む遮蔽手段を設けたことが記載されている。上述の特許文献１～４に開示された技術はいずれも、カーテン液の周りの空気の流動を抑える技術ではあるが、操作は受動的である。

特許文献５には、カーテン塗布装置において、走行する被塗布物品の通路上を横切って延長する湾曲剛性部材と、湾曲剛性部材上に降下層状ガス流を作る装置とを設け、走行物品に衝突する前のカーテンを湾曲剛性部材の形状に従わせるようにしたことが記載されている。しかし、このような技術では、装置の構造が複雑となる。

特許文献６には、カーテン塗布法により、走行するウェブの裏面を流体により支持しつつ塗布する方法において、塗布液と支持体の接触点の上流側において、支持体の塗布面側に剛体ロールを接触させつつ塗布する方法が記載されている。この方法では、剛体ロールの回転がカーテンの安定化に寄与するとされているが、副次的な効果であり、空気同伴現象の積極的な制御には至らない。

上述したように、カーテン塗布の技術においては、塗布液と支持体との接触線が自由に移動することから、安定な操作が難しく、接触線を安定に保つため、古くから、空気同伴現象を抑える種々の試みがなされてきた。しかし、装置構造の制約上、決め手となるユニバーサルな技術は確立されていないようである。

そこで本発明は、支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を簡易な手法で安定化させやすいカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法を提供しようとするものである。

本発明は、搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布装置であって、前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態で設けられた空気流制御ロールを備え、前記空気流制御ロールは、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に設けられており、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転する、カーテン塗布装置を提供する。

また、本発明は、搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布方法であって、前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態となる空気流制御ロールを、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に配置し、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転させて前記塗布を行う、カーテン塗布方法を提供する。

本発明によれば、支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を簡易な手法で安定化させやすいカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法を提供することができる。

第１の実施形態のカーテン塗布装置の構成を表す模式側面図である。 第２の実施形態のカーテン塗布装置の構成を表す模式側面図である。 第３の実施形態のカーテン塗布装置の構成を表す模式断面斜視図である。 第４の実施形態のカーテン塗布装置の構成を表す模式断面斜視図である。 本発明の一実施形態のカーテン塗布装置における空気流制御ロールを支持ロール及びカーテン液とともに示した模式側面図である。 比較例１の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 比較例２の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 比較例３の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 実施例１の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 実施例２の一部の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 実施例２の別の一部の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。 実施例２の一部の数値流体力学シミュレーションの結果を横軸にロール間距離、縦軸に水平方向速度として表したグラフである。 実施例３の数値流体力学シミュレーションの結果を表すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態のカーテン塗布装置（以下、単に「カーテン塗布装置」と記載することがある。）は、搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布する装置である。カーテン塗布装置は、搬送ロール及びカーテン液の少なくとも一方の近傍において、支持体上におけるカーテン液の落下着地位置よりも支持体の進行方向上流側位置に、搬送ロール及びカーテン液とは非接触状態で設けられた空気流制御ロールを備える。空気流制御ロールは、その回転軸が搬送ロールの回転軸、及びカーテン液の幅方向と平行に設けられており、かつ、搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転するものである。

また、本発明の一実施形態のカーテン塗布方法（以下、単に「カーテン塗布方法」と記載することがある。）は、搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布する方法である。この方法では、搬送ロール及びカーテン液の少なくとも一方の近傍において、支持体上におけるカーテン液の落下着地位置よりも支持体の進行方向上流側位置に、搬送ロール及びカーテン液とは非接触状態となる空気流制御ロールを配置する。この際、空気流制御ロールを、その回転軸が搬送ロールの回転軸、及びカーテン液の幅方向と平行に配置する。このように配置した空気流制御ロールを、搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転させて塗布を行う。

上記カーテン塗布装置及びカーテン塗布方法では、支持体を連続走行させる搬送ロールとは別に、その搬送ロールの回転軸と平行な回転軸をもつロールを用いる。このロールは、搬送ロール及びカーテン液の少なくとも一方の近傍において、支持体上におけるカーテン液の落下着地位置よりも支持体の進行方向上流側位置に配置される。また、上記ロールは、搬送ロール及びカーテン液とは非接触状態、かつ、カーテン液の幅方向に平行に配置された状態で用いられる。塗布を行うに当たっては、上記ロールを搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転させる。これにより、上記ロールは、カーテン液の幅方向に渡ってカーテン液の不安定化を引き起こす境界層を破壊するように働き、カーテン液近傍の空気の流れを制御しやすくなる。そのため、本技術では、搬送ロールとは別の上記ロールを空気流制御ロールと称する。上記の通り、本技術では、上記空気流制御ロールによって、支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を簡易な手法で安定化させやすいカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法を提供することができる。

また、本技術では、上記空気流制御ロールについて、カーテン液や搬送ロールとの関係での設置位置、ロール自体のサイズ（例えば直径）、及び回転速度等を設定することにより、支持体の走行に伴う空気の流れを、塗布液の物性値や塗布速度等に応じて適切に制御しうることが期待できる。また、例えば、空気流制御ロールの表面に凹凸パターン等を施すことによっても、塗布液の物性値や塗布速度等に応じた適切な制御が期待できる。

本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法では、搬送ロールにより支持体を連続走行させることに関する構成や、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させることに関する構成は、特に制限されない。それらの構成は、後述する通り、種々の構成を採ることが可能であり、公知のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法における構成を採ることも可能である。

以下、上述した本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、共通する構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略することがある。

図１～図４は、本発明の一実施形態のカーテン塗布装置の構成例を表す模式図である。具体的には、図１は、第１の実施形態のカーテン塗布装置１１の構成を表す模式側面図である。図２は、第２の実施形態のカーテン塗布装置１２の構成を表す模式側面図である。図３は、第３の実施形態のカーテン塗布装置１３の構成を表す模式断面斜視図である。図４は、第４の実施形態のカーテン塗布装置１４の構成を表す模式断面斜視図である。

図１～図４に示すように、本発明の一実施形態のカーテン塗布装置１１（１２～１４）は、搬送ロール２１（２２）により連続走行する支持体Ｗ上に、塗布液（Ｌ）を薄膜状のカーテン液Ｃとして落下させて塗布する装置である。カーテン塗布装置１１～１４は、空気流制御ロール３０を備える。カーテン塗布装置１１～１４は、本発明の一実施形態のカーテン塗布方法に用いられることが好ましい。そのため、カーテン塗布装置１１（１２～１４）は、空気流制御ロール３０のほか、支持体Ｗを連続走行させるための搬送ロール２１（２２）、及び塗布液（Ｌ）を薄膜状のカーテン液Ｃとして落下させるための塗布ヘッド４０（４１、４２）を備えて構成されたものであることが好ましい。

以下では、まず、搬送ロール２１、２２及び塗布ヘッド４０～４２について説明した後、空気流制御ロール３０について詳述することとする。

支持体Ｗの連続走行に用いる搬送ロール２１、２２は、円筒形状であり、その回転軸がカーテン液Ｃの幅方向（図１及び図２の紙面に対して垂直方向）と平行に設けられている。搬送ロール２１、２２は、図示しない駆動部により、支持体Ｗを進行方向Ｘへ走行させる回転方向Ｒ_ａ（図１及び図２における反時計回り方向）に回転させられるように構成されている。搬送ロール２１、２２の回転方向Ｒ_ａへの回転により、支持体Ｗがカーテン液Ｃの落下着地位置Ｐを通過する進行方向Ｘへ連続走行される。図２に示すカーテン塗布装置１２は、搬送ロール２２に支持体Ｗが巻かれ、この搬送ロール２２により支持体Ｗの搬送方向が１８０°転換されるように構成されている。

支持体Ｗの連続走行には、１つの搬送ロールを用いることも可能であるが、例えば、カーテン塗布装置１１を示す図１に表れているように、複数の搬送ロール２１を用いることもできる。図２～図４においては、１つの搬送ロール２２が示されているが、カーテン塗布装置１２～１４も、図示しない別の搬送ロールをさらに備えることができる。

また、例えば、図２～図４にそれぞれ示すカーテン塗布装置１２～１４のように、搬送ロール２２として、少なくとも、カーテン液Ｃの落下着地位置Ｐの直下に設けられたもの（これを「支持ロール」と記載することがある。）が用いられることが好ましい。カーテン液Ｃの落下着地位置Ｐの直下に設けられた支持ロール２２を備えるカーテン塗布装置１２～１４は、空気流制御ロール３０を備えることの技術的意義がさらに高まると考えられる。カーテン液Ｃの落下着地位置Ｐの直下に支持ロール２２が設けられている場合、カーテン液Ｃは、支持ロール２２の回転方向Ｒ_ａへの回転及び支持体Ｗの走行に伴う空気同伴現象の影響をより受けやすいと考えられるところ、その影響を空気流制御ロール３０で抑えやすくなるためである。

搬送ロール２１、２２の構成としては、図１～図４に示すように、支持体Ｗを直接支持して連続走行させる構成が好ましい。その場合、図２～図４に示す搬送ロール２２のように、支持体Ｗを巻くようにして連続走行させる構成のものでもよい。また、図示しないが、搬送ロールは、支持体Ｗを載せて連続走行させるベルトと共にベルトコンベアを構成するものでもよい。支持体Ｗを直接支持して連続走行させる搬送ロール２１、２２が用いられる場合、上述した空気同伴現象の影響をより受けやすいと考えられ、空気流制御ロール３０の技術的意義がより高まると考えられることから好ましい。

搬送ロール２１、２２のサイズは、塗布液Ｌを塗布する対象の支持体Ｗのサイズや用途に応じて、適宜決めることができる。好適な搬送ロール２１、２２の回転軸に沿う長さは、例えば、１０～２００ｃｍであることが好ましく、２０～１００ｃｍであることがより好ましい。また、搬送ロール２１、２２の直径は、１０～１００ｃｍであることが好ましく、１０～５０ｃｍであることがより好ましく、２０～４０ｃｍであることがさらに好ましい。

搬送ロール２１、２２の回転速度も、塗布液Ｌを塗布する対象の支持体Ｗのサイズや用途、生産性等に応じて、適宜決めることができる。搬送ロール２１、２２の好適な回転速度としては、例えば、３０～３０００ｒｐｍであることが好ましく、１００～１０００ｒｐｍであることがより好ましい。

図１及び図２に示すように、塗布液を薄膜状のカーテン液Ｃとして支持体Ｗに落下させるために、塗布ヘッド４０を用いることができる。塗布ヘッド４０は、支持体Ｗに対し、支持体Ｗの幅方向に沿ってカーテン液Ｃを連続的に落下させるように構成されている。そのため、支持体Ｗ上におけるカーテン液Ｃの落下着地位置Ｐは、支持体Ｗの幅方向に沿うライン状の位置となる。塗布ヘッド４０から支持体Ｗに連続的に落下してくるカーテン液Ｃは、落下着地位置Ｐにおいて、搬送ロール２１、２２により連続走行する支持体Ｗに付着する。このようにして、カーテン液Ｃ（塗布液）が付着した支持体Ｗが搬送ロール２１、２２の進行方向Ｘの下流側に搬送され、落下着地位置Ｐから進行方向Ｘの下流側へ塗布液が塗布されていき、塗布膜を形成させることができる。

塗布ヘッド４０の構成は、塗布液を薄膜状のカーテン液Ｃとして落下させることが可能であれば特に制限されない。塗布ヘッド４０としては、例えば、図３に示すように、塗布液Ｌをノズル型のスリット４３から薄膜状のカーテン液Ｃとして吐出することが可能な塗布ヘッド（ノズルスリット型塗布ヘッド）４１を用いることができる。また、例えば、図４に示すように、塗布液Ｌをスリット（流路）４４を通じてスライド面４６上に移動させ、塗布液Ｌをスライド面４６で滑らせるようにして、薄膜状のカーテン液Ｃとして流下させることが可能な塗布ヘッド（スライド型塗布ヘッド）４２を用いることができる。さらに、図示を省略するが、支持体Ｗに塗布液の多層膜を形成しうるように、塗布ヘッド４０～４２は、例えば、上述したスリット４３、４４を複数備える等により、積層状態の塗布液をカーテン液Ｃとして落下させることが可能に構成されていてもよい。

また、塗布ヘッド４０～４２は、その内部にマニホールド４５を備えることが好ましい。図示を省略するが、カーテン塗布装置１１～１４は、塗布液Ｌが給液ポンプにより塗布液貯蔵タンクから配管を通って塗布ヘッド（その内部のマニホールド４５）に送液されるように構成することができる。カーテン塗布装置１１～１４は、図３及び図４に示されているように、塗布ヘッド４０～４２に付随して、塗布液Ｌをカーテン状に案内するエッジガイド４７、４８を備えていてもよい。

塗布液Ｌが支持体Ｗに落下している状態の好適なカーテン液Ｃの高さは、５～５００ｍｍであることが好ましく、２０～３００ｍｍであることがより好ましい。また、そのカーテン液Ｃの幅は、３０～２０００ｍｍであることが好ましく、１５０～１０００ｍｍであることがより好ましい。

次に主に図５を参照しながら、空気流制御ロール３０について説明する。図５は、空気流制御ロール３０の好ましい構成等を説明するための図であり、空気流制御ロール３０を支持ロール２２及びカーテン液Ｃとともに示した模式側面図である。図５において、空気流制御ロール３０とともに支持ロール２２を示したのは、上述したカーテン塗布装置１２～１４（図２～図４参照）のように、搬送ロールとして少なくとも支持ロール２２が用いられることが好ましいためである。

空気流制御ロール３０は、支持ロール２２の回転方向Ｒ_ａへの回転による空気同伴現象を抑制しうるように、搬送ロール（支持ロール）２２及びカーテン液Ｃの少なくとも一方の近傍において、支持体Ｗ上におけるカーテン液Ｃの落下着地位置Ｐよりも、支持体Ｗの進行方向Ｘの上流側位置に設けられている。また、空気流制御ロール３０は、搬送ロール２２及びカーテン液Ｃとは接触していない状態（非接触状態）で設けられている。さらに空気流制御ロール３０は、円筒形状であり、その回転軸が支持ロール２２の回転軸、及びカーテン液Ｃの幅方向（図５の紙面に対して垂直方向）と平行に設けられており、かつ、支持ロール２２の回転方向Ｒ_ａと同じ方向（回転方向Ｒ_ｂ）に回転するものとして構成されている。

カーテン液Ｃの近傍における空気流制御ロール３０の設置位置としては、空気流制御ロール３０の表面とカーテン液Ｃとの距離Ｉが、２００ｍｍ以下であることが好ましく、１５０ｍｍ以下であることがより好ましく、１００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、空気流制御ロール３０自体の回転方向Ｒ_ｂへの回転による空気流が直接的にカーテン液Ｃに影響を及ぼしてカーテン液Ｃを支持体Ｗの進行方向Ｘの方へ揺動させることを抑える観点から、距離Ｉは、１０ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましく、３０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。上記の距離Ｉの値は、カーテン液Ｃから空気流制御ロール３０の表面までの水平方向（支持体Ｗの表面に平行な方向）の最短距離をとる。

搬送ロールとして、カーテン液Ｃの落下着地位置の直下に設けられた支持ロール２２が用いられる場合、カーテン液Ｃの近傍に設けられた空気流制御ロール３０は、支持ロール２２の近傍にも位置することとなる。また、この場合、空気流制御ロール３０の位置は、カーテン液Ｃとは離れた位置でも、支持ロール２２の近傍の位置であればよい。支持ロール２２の近傍における空気流制御ロール３０の設置位置としては、空気流制御ロール３０の表面と、支持ロール２２の表面との間の距離Ｇ（以下、ロール間距離Ｇと記載することもある。）は、１～３０ｃｍであることが好ましい。これにより、支持ロール２２の回転方向Ｒ_ａへの回転による空気同伴現象をより抑制しやすくなる。この観点から、ロール間距離Ｇは、２～２０ｃｍであることがより好ましく、２～１０ｃｍであることがさらに好ましい。ロール間距離Ｇの値は、側面視で支持ロール２２の回転軸と空気流制御ロール３０の回転軸とを結ぶ仮想直線Ｓ１上の支持ロール２２の表面と空気流制御ロール３０の表面との間の距離をとる。

空気流制御ロール３０が設けられる位置については、支持ロール２２の位置との関係から、さらに次のようにすることが好ましい。すなわち、空気流制御ロール３０は、側面視で支持ロール２２の回転軸と空気流制御ロール３０の回転軸とを結ぶ仮想直線Ｓ１と、側面視で支持ロール２２の回転軸から支持体Ｗの逆走行方向に引く仮想直線Ｓ２との間の角度θが０～７０°の範囲の位置に設けられていることが好ましい。カーテン液Ｃをより安定化しやすい観点から、角度θは、１０～６０°であることがより好ましく、２０～６０°であることがさらに好ましい。

空気流制御ロール３０のサイズに関しては、支持ロール２２のサイズと比較すると、それらの回転軸方向の長さは、同等程度であることが好ましい。空気流制御ロール３０及び支持ロール２２の回転軸方向の長さは、いずれもカーテン液Ｃの幅方向（図５の紙面に対して垂直方向）に沿う全幅に渡る長さがあればよい。空気流制御ロール３０の直径Ｄ_ｂは、支持ロール２２の直径Ｄ_ａと同等又はそれより小さいことが好ましい。具体的には、空気流制御ロール３０の直径Ｄ_ｂは、支持ロール２２の直径Ｄ_ａの１／４～１倍の範囲であることが好ましく、１／３～１倍の範囲であることがより好ましい。さらには、空気流制御ロール３０の直径Ｄ_ｂは、支持ロール２２の直径Ｄ_ａよりも小さいことがさらに好ましい。具体的には、空気流制御ロール３０の直径Ｄ_ｂは、支持ロール２２の直径Ｄ_ａに対して、１／４～３／４倍であることがさらに好ましく、１／３～１／２倍であることがよりさらに好ましい。

本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法で使用される支持体は、特に制限されず、従来からカーテン塗布に関する技術で用いられているものをいずれも用いることができる。支持体としては、例えば、織布及び不織布等の布類；上質紙、中質紙、更紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、合成紙、及び樹脂被覆紙等の紙類；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、並びにポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアミド、及びポリイミド等の各種プラスチック製のフィルム及びシート；天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、及びスチレンブタジエンゴム等のゴム製のシート；アルミニウム、銅、及び錫等の金属の箔及びシート；支持体を構成する基材表面に予備的な加工層を形成させたもの；並びに上述した各種材料を積層した複合材料等；を挙げることができる。

本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法で使用される塗布液も、特に制限されず、従来からカーテン塗布に関する技術で用いられているものをいずれも用いることができる。塗布液としては、例えば、粘着剤、接着剤、塗料、インク、及び液状樹脂組成物等の液状組成物を挙げることができる。また、カーテン塗布装置及びカーテン塗布方法は、例えば、写真フィルム、写真用印画紙、磁気記録紙、感圧記録紙、感熱記録紙、インクジェット受像紙、及び熱転写受像紙等の記録製品；並びに粘着ラベル、粘着シート、及び粘着テープ等の粘着製品の製造に好適に利用しうる。

以上詳述した本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法では、上述した空気流制御ロールを用いるという簡易な手法にて、支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を抑え、安定化させやすい。そのため、カーテン液を支持体の進行方向の下流側へ湾曲状に膨らまること、支持体へのカーテン液の落下着地位置をずらすこと、支持体と塗布液との間に空気が入り込んで未塗布部を生じさせることなどを抑えることができる。したがって、それらによる塗布ムラの発生を抑えることができる。

上述の通り、本発明の一実施形態のカーテン塗布装置は、次のような構成を採ることが可能である。
［１］搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布装置であって、
前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態で設けられた空気流制御ロールを備え、
前記空気流制御ロールは、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に設けられており、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転する、カーテン塗布装置。
［２］前記搬送ロールとして、前記カーテン液の前記落下着地位置の直下に設けられた支持ロールを備える上記［１］に記載のカーテン塗布装置。
［３］前記空気流制御ロールの表面と、前記支持ロールの表面との間の距離は、１～３０ｃｍの範囲である上記［２］に記載のカーテン塗布装置。
［４］前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径と同等又はそれより小さい上記［２］又は［３］に記載のカーテン塗布装置。
［５］前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径の１／３～１倍の範囲である上記［２］～［４］のいずれかに記載のカーテン塗布装置。
［６］前記空気流制御ロールは、側面視で前記支持ロールの回転軸と前記空気流制御ロールの回転軸とを結ぶ仮想直線と、側面視で前記支持ロールの回転軸から前記支持体の逆走行方向に引く仮想直線との間の角度が０～７０°の範囲の位置に設けられている上記［２］～［５］のいずれかに記載のカーテン塗布装置。

また、本発明の一実施形態のカーテン塗布方法は、次のような構成を採ることが可能である。
［７］搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布方法であって、
前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態となる空気流制御ロールを、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に配置し、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転させて前記塗布を行う、カーテン塗布方法。
［８］前記搬送ロールとして、前記カーテン液の前記落下着地位置の直下に設けられた支持ロールを用いる上記［７］に記載のカーテン塗布方法。
［９］前記空気流制御ロールの表面と、前記支持ロールの表面との間の距離が１～３０ｃｍの範囲に前記空気流制御ロールを配置して前記塗布を行う上記［８］に記載のカーテン塗布方法。
［１０］前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径と同等又はそれより小さい上記［８］又は［９］に記載のカーテン塗布方法。
［１１］前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径の１／３～１倍の範囲である上記［８］～［１０］のいずれかに記載のカーテン塗布方法。
［１２］側面視で前記支持ロールの回転軸と前記空気流制御ロールの回転軸とを結ぶ仮想直線と、側面視で前記支持ロールの回転軸から前記支持体の逆走行方向に引く仮想直線との間の角度が０～７０°の範囲の位置に前記空気流制御ロールを配置して前記塗布を行う上記［８］～［１１］のいずれかに記載のカーテン塗布方法。

以下、実施例及び比較例を挙げて、前述の一実施形態のさらなる具体例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

本発明の一実施形態のカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法の効果を検証するため、数値流体力学シミュレーションを行った。シミュレーションソフトには、ＯｐｅｎＦＯＡＭ（Open source Field Operation And Manipulation）を用いた。

以下に述べる各例では、図５に示すような、カーテン液（Ｃ）及び支持ロール（２２）、並びに実施例及び一部の比較例についてはさらに空気流制御ロール（３０）の配置関係にて、上記の数値流体力学シミュレーションを行った。シミュレーションの計算領域は、支持ロール（２２）の回転軸を中心として４ｍ×４ｍの二次元正方形の領域とした。カーテン液（Ｃ）の垂直落下着地位置は、支持ロール（２２）の上面中央に設定した。支持ロール（２２）の直径（Ｄ_ａ）は３０ｃｍとした。また、支持ロール（２２）は、回転速度３２０ｒｐｍ（周方向速度５ｍ／ｓ（３００ｍ／ｍｉｎ））にて、空気流制御ロール（３０）の位置が支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）の上流側位置となる回転方向（Ｒ_ａ；図５における反時計回り）に回転する条件とした。周囲流体は常温（２５℃）空気とした。

また、以下に述べる各例では、上記シミュレーションソフトにより、カーテン液（Ｃ）の理想落下着地位置に対応する支持ロール（２２）の中央の外表面（以下、単に「円柱壁面」と記載することがある。この位置を０ｃｍとする。）からのカーテン液（Ｃ）の高さ位置における、カーテン液（Ｃ）に当たる空気の水平方向（支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）の速度（以下、単に「水平方向速度」と記載することがある。）をシミュレーションした。なお、以下に述べるグラフにおける水平方向速度の結果は、当該グラフと図５に表された向きとが合うように、支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）向きの水平方向速度をマイナスで表記した。水平方向速度が０ｍ／ｓに近いほど、カーテン液（Ｃ）が安定しているといえる。

（比較例１）
まず、空気流制御ロール（３０）を用いない場合についてシミュレーションを行った。その結果として、横軸にカーテン液（Ｃ）に当たる空気の水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図６に示す。

図６に示す通り、カーテン液（Ｃ）は、支持ロール（２２）に近づくほど水平方向速度が速いこと、また、空気流制御ロール（３０）を用いない場合、支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）向きの水平方向速度が速いことが確認された。水平方向速度が遅いほどカーテン液（Ｃ）は安定といえることから、空気流制御ロール（３０）を用いない場合、カーテン液（Ｃ）は、支持体（Ｗ）の走行方向下流側へ流され、落下着地位置のずれが生じることが確認された。

（比較例２）
次に、回転をさせずに静止した状態の空気流制御ロール（３０）を用いる場合についてシミュレーションを行った。空気流制御ロール（３０）の直径（Ｄ_ｂ）は、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍの３パターンの場合を設定した。支持ロール（２２）と空気流制御ロール（３０）とのロール間距離（Ｇ）は、いずれの空気流制御ロール（３０）を用いる場合にも３ｃｍに設定した。また、前述の角度（θ）は５５°に設定した。以上の条件のシミュレーション結果として、横軸に水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図７に示す。図７には、比較のために、前述の比較例１の結果も併せて示した。

図７に示す通り、空気流制御ロール（３０）を用いる場合、それが静止状態でも、空気流制御ロール（３０）を用いない場合（比較例１）に比べれば、水平方向速度が抑えられるものの、まだ、改善の余地があることが確認された。空気流制御ロール（３０）が静止状態でも水平方向速度をある程度抑えられるのは、静止状態の空気流制御ロール（３０）が空気流の遮蔽材のように働くためと考えられる。この効果は、直径（Ｄ_ｂ）が２０ｃｍ及び３０ｃｍの空気流制御ロール（３０）の場合はそれほど変わらず、直径（Ｄ_ｂ）が１０ｃｍの空気流制御ロール（３０）の場合が比較的良好であった。そのため、この直径（Ｄ_ｂ）が１０ｃｍの空気流制御ロール（３０）を用いる場合について、さらなるシミュレーションを行った。

（比較例３）
次に、直径（Ｄ_ｂ）が１０ｃｍの空気流制御ロール（３０）を、支持ロール（２２）の回転方向（Ｒ_ａ）とは逆回転の方向（図５における時計回り方向）に回転させる場合について、シミュレーションを行った。支持ロール（２２）の回転とは逆回転の回転速度及び周方向速度を、支持ロールの回転速度（３２０ｒｐｍ）及び周方向速度（５ｍ／ｓ）と区別するために、マイナスで表記する。このシミュレーションにおける空気流制御ロール（３０）の回転速度（及び周方向速度）を－９５ｒｐｍ（－０．５ｍ／ｓ）、－１９０ｒｐｍ（－１．０ｍ／ｓ）、－２９０ｒｐｍ（－１．５ｍ／ｓ）の３パターンに設定した。また、ロール間距離（Ｇ）は３ｃｍ、角度（θ）は５５°に設定した（図５参照）。以上の条件のシミュレーション結果として、横軸に水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図８に示す。図８には、比較のために、前述の比較例２（静止状態の空気流制御ロールを用いる場合）の結果も併せて示した。

図８に示す通り、支持ロール（２２）の回転方向（Ｒ_ａ）とは逆回転の空気流制御ロール（３０）を用いる場合、静止状態の空気流制御ロール（３０）を用いる場合（比較例２）に比べて、支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）向きの水平方向速度が僅かに増す傾向となった。空気流制御ロール（３０）を支持ロール（２２）の回転と逆回転にすると、空気同伴現象を抑える効果は奏されないことが確認された。

（実施例１）
次に、直径（Ｄ_ｂ）が１０ｃｍの空気流制御ロール（３０）を、支持ロール（２２）の回転方向（Ｒ_ａ）と同じ回転方向（Ｒ_ｂ）で回転させる場合について、シミュレーションを行った。このとき、空気流制御ロール（３０）の回転速度（及び周方向速度）を９５ｒｐｍ（０．５ｍ／ｓ）、１９０ｒｐｍ（１．０ｍ／ｓ）、２９０ｒｐｍ（１．５ｍ／ｓ）の３パターンに設定した。また、ロール間距離（Ｇ）は３ｃｍ、角度（θ）は５５°に設定した（図５参照）。以上の条件のシミュレーション結果として、横軸に水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図９に示す。図９には、比較のために、前述の比較例２（静止状態の空気流制御ロールを用いる場合）の結果も併せて示した。

図９に示す通り、支持ロール（２２）の回転方向（Ｒ_ａ）と同じ回転方向（Ｒ_ｂ）で回転させる空気流制御ロール（３０）を用いる場合、静止状態の空気流制御ロール（３０）を用いる場合（比較例２）に比べて、支持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）向きの水平方向速度を低下させうることが確認された。なかでも、空気流制御ロール（３０）の回転速度が２９０ｒｐｍである場合に、より効果的であることが確認された。

（実施例２）
次に、上記の実施例１における回転速度２９０ｒｐｍにて回転させる空気流制御ロール（３０）を用いる場合について、ロール間距離（Ｇ）を２～５０ｃｍの範囲で変化させて、シミュレーションを行った。また、空気流制御ロール（３０）の直径（Ｄ_ｂ）及び角度（θ）は、それぞれ実施例１と同様、１０ｃｍ及び５５°である。以上の条件のシミュレーション結果として、横軸に水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図１０及び図１１に示す。図１０及び図１１には、比較のために、前述の比較例１（空気流制御ロールを用いない場合）の結果も併せて示した。

図１０及び図１１に示す通り、支持ロール（２２）の回転方向（Ｒ_ａ）と同じ回転方向（Ｒ_ｂ）で回転させる空気流制御ロール（３０）を回転速度２９０ｒｐｍで用いる場合、ロール間距離（Ｇ）が３０ｃｍ以内で水平方向速度を抑えられることが確認された。ロール間距離（Ｇ）が３０ｃｍを超える場合、この条件下においては、空気流制御ロール（３０）がカーテン液（Ｃ）の近傍から離れた位置となったため、持体（Ｗ）の進行方向（Ｘ）向きの水平方向速度が僅かに増したと考えられる。

実施例２におけるロール間距離（Ｇ）が２～３０ｃｍの結果について、横軸にロール間距離（Ｇ）をとり、縦軸に、支持ロール（３０）の外表面（円柱壁面）から１ｃｍの高さ位置での水平方向速度をとってプロットしたグラフを図１２に示す。図１２に示す通り、ロール間距離（Ｇ）は、２～２０ｃｍ、さらには２～１０ｃｍが好ましいことが確認された。

（実施例３）
最後に、上記の実施例１における、直径（Ｄ_ｂ）が１０ｃｍ、ロール間距離（Ｇ）が３ｃｍ、回転速度が２９０ｒｐｍの空気流制御ロール（３０）を用いる場合について、角度（θ）を０～７０°に変化させて、シミュレーションを行った。この条件のシミュレーション結果として、横軸に水平方向速度（ｍ／ｓ）、縦軸に円柱壁面からの距離（ｃｍ）をとったグラフを図１３に示す。図１３には、比較のために、前述の比較例１（空気流制御ロールを用いない場合）の結果も併せて示した。図１３に示す通り、角度（θ）が０～７０°の範囲のなかでは大きいほど、水平方向速度が抑えられる傾向にあることが確認された。

以上の実施例１～３及び比較例１～３の結果より、前述の空気流制御ロールを、支持ロール及びカーテン液の少なくとも一方の近傍における所定位置に設置し、支持ロールの回転方向と順方向に回転させることで、支持体の進行方向への水平方向速度を抑えられることが認められた。よって上記構成により、支持体の走行に伴う空気の流れによるカーテン液の揺動を安定化させやすいといえる。また、上記空気流制御ロールについて、カーテン液や搬送ロールとの関係での設置位置、サイズ（例えば直径）、及び回転速度等を設定することにより、実際の現場での塗布条件に応じて、支持体の走行に伴う空気の流れを適切に制御しうることが期待できる。

１１、１２、１３、１４：カーテン塗布装置
２１：搬送ロール
２２：支持ロール
３０：空気流制御ロール
４０、４１、４２：塗布ヘッド
Ｃ：カーテン液
Ｐ：落下着地位置
Ｗ：支持体

Claims (12)

1. 搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布装置であって、
   前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態で設けられた空気流制御ロールを備え、
   前記空気流制御ロールは、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に設けられており、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転する、カーテン塗布装置。
2. 前記搬送ロールとして、前記カーテン液の前記落下着地位置の直下に設けられた支持ロールを備える請求項１に記載のカーテン塗布装置。
3. 前記空気流制御ロールの表面と、前記支持ロールの表面との間の距離は、１～３０ｃｍの範囲である請求項２に記載のカーテン塗布装置。
4. 前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径と同等又はそれより小さい請求項２又は３に記載のカーテン塗布装置。
5. 前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径の１／３～１倍の範囲である請求項２～４のいずれか１項に記載のカーテン塗布装置。
6. 前記空気流制御ロールは、側面視で前記支持ロールの回転軸と前記空気流制御ロールの回転軸とを結ぶ仮想直線と、側面視で前記支持ロールの回転軸から前記支持体の逆走行方向に引く仮想直線との間の角度が０～７０°の範囲の位置に設けられている請求項２～５のいずれか１項に記載のカーテン塗布装置。
7. 搬送ロールにより連続走行する支持体上に、塗布液を薄膜状のカーテン液として落下させて塗布するカーテン塗布方法であって、
   前記搬送ロール及び前記カーテン液の少なくとも一方の近傍において、前記支持体上における前記カーテン液の落下着地位置よりも前記支持体の進行方向上流側位置に、前記搬送ロール及び前記カーテン液とは非接触状態となる空気流制御ロールを、その回転軸が前記搬送ロールの回転軸、及び前記カーテン液の幅方向と平行に配置し、かつ、前記搬送ロールの回転方向と同じ方向に回転させて前記塗布を行う、カーテン塗布方法。
8. 前記搬送ロールとして、前記カーテン液の前記落下着地位置の直下に設けられた支持ロールを用いる請求項７に記載のカーテン塗布方法。
9. 前記空気流制御ロールの表面と、前記支持ロールの表面との間の距離が１～３０ｃｍの範囲に前記空気流制御ロールを配置して前記塗布を行う請求項８に記載のカーテン塗布方法。
10. 前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径と同等又はそれより小さい請求項８又は９に記載のカーテン塗布方法。
11. 前記空気流制御ロールの直径は、前記支持ロールの直径の１／３～１倍の範囲である請求項８～１０のいずれか１項に記載のカーテン塗布方法。
12. 側面視で前記支持ロールの回転軸と前記空気流制御ロールの回転軸とを結ぶ仮想直線と、側面視で前記支持ロールの回転軸から前記支持体の逆走行方向に引く仮想直線との間の角度が０～７０°の範囲の位置に前記空気流制御ロールを配置して前記塗布を行う請求項８～１１のいずれか１項に記載のカーテン塗布方法。
    
    

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