JP2022174901A - グラビア塗布装置および塗布物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価かつ低コストであるドブ漬け方式のグラビア塗布装置において、簡易な構成によりグラビアロールに気泡が付着することを防止し得るグラビア塗布装置および塗布物の製造方法を提供すること。
【解決手段】塗布液を基材に転写させるグラビアロールと、前記塗布液を貯留し、且つ前記グラビア口ールの一部を前記塗布液に浸漬状態とする塗布液パンと、前記グラビアロール表面上の過剰な塗布液を掻き取るためのドクターブレードと、前記グラビアロール下方に、前記グラビア口ールの回転方向と逆向きに斜向し、間隔を設けてなる気泡防止プレートとを備えることを特徴とするグラビア塗布装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラビア塗布装置および塗布物の製造方法に関するものである。

従来、連続走行している帯状の基材に塗布する方法として、特にロールを用いるアプリケーターとしては、ロールコーター、グラビアコーターなどが用いられている。たとえばグラビアコーターでは、インキパンからロール表面に形成されたセルに塗布液（接着剤またはインキ）が充填され、ロール表面の余分な塗布液はドクターブレードにより掻き取られ、セル内の塗布液を基材に転写させる方法である。塗布液の付着方法は、ドブ漬け方式、チャンバー方式、ドブ漬け方式でもファニッシャーロールを用いる方式などがある。

例えば、安価で低コストであるドブ漬け方式のグラビア塗布装置においては、版胴の外周面に上記のセルを多数形成し、円筒の軸を中心に回転させながら塗布液を貯留させた塗布液パンに漬け、塗布液をセルに充填して余分な塗布液をドクターブレードで掻き取った後、被塗布媒体に圧接して塗布液を転移させ塗工を行う。このとき、グラビアロールの回転による空気の巻き込み、塗布液パン中での塗布液の流動、ドクターブレードでの掻き取りムラなど様々な要因で、セル１１（図１参照）中の塗布液３に気泡が発生する。特に塗工速度が高速化するに従い起こり易くなり、塗布液３が被塗布媒体に転移されると流動して塗布膜を形成する際、その気泡を抱き込んで被塗布媒体にそのまま転移してピンホール、塗布抜け、スジなどの塗工欠陥となることがあった。このような気泡の抱き込みにより塗布液が塗布されない面が露出することによる外観不良やラミネート強度不足が問題となっている。

このような塗工欠陥に対処する方法としては、直接グラビア版に塗布液を塗布するのではなく、上記のファニッシャーロールを介して塗布液を転移させる技術がある（図２参照）。しかし、この方法は機械コストがかかり、簡便ではない。

また、特許文献１では、インキを保持するマニホールドを超音波振動させることが提案されている。特許文献１に開示された手法も、既存設備の大幅改修を要する。

特開２００３－１９０８５７号公報

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、安価かつ低コストであるドブ漬け方式のグラビア塗布装置において、簡易な構成によりグラビアロールに気泡が付着することを防止し得るグラビア塗布装置および塗布物の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、塗布液を基材に転写させるグラビアロールと、前記塗布液を貯留し、且つ前記グラビア口ールの一部を前記塗布液に浸漬状態とする塗布液パンと、前記グラビアロール表面上の過剰な塗布液を掻き取るためのドクターブレードと、前記グラビアロール下方に、前記グラビア口ールの回転方向と逆向きに斜向し、間隔を設けてなる気泡防止プレートとを備えることを特徴とするグラビア塗布装置である。

次に、請求項２に記載の発明は、前記気泡防止プレートを前記グラビアロールの直下に設けてなる請求項１に記載のグラビア塗布装置である。

気泡防止プレートを、グラビア口ールの真下に、グラビア口ールの回転方向と逆向きに斜向させ、且つグラビア口ールの底面と気泡防止プレートの先端部に狭い間隔を形成するように設置することにより、グラビア口ール面に付着する、塗布液中の気泡や回転するグラビア口ールが塗布液に入るときに生じる気泡が除去される。

次に、請求項３に記載の発明は、前記気泡防止プレートを前記グラビアロール下方に、前記グラビア口ールの回転方向に斜向し、前記グラビアロールの長さ方向に対し、間隔を空けて複数個設けてなるグラビア塗布装置である。

次に、請求項４に記載の発明は、前記気泡防止プレートを前記グラビアロール下方に、前記グラビアロールの回転方向に斜向し、前記グラビアロールの長さ方向に対し、千鳥配置で複数個設けてなる請求項３に記載のグラビア塗布装置である。

次に、請求項５に記載の発明は、塗膜を有する塗布物の製造方法であって、請求項１～４に記載のグラビア塗布装置を用い、連続走行するウェブ状シート面に塗布液を塗布し、塗膜を形成する、塗布物の製造方法である。

本発明によれば、安価かつ低コストであるドブ漬け方式のグラビア塗布装置において、簡易な構成によりグラビアロールに気泡が付着することを防止し得るグラビア塗布装置および塗布物の製造方法を提供することができる。

本発明のグラビア塗布装置の一実施の形態を示す概略側面図である。 ファニッシャーロールを用いた従来のグラビア塗布装置の概略側面図である。 本発明の気泡防止プレートを設置したグラビア塗布装置の概略側面図およびセル部分の拡大図である。

図１は、本発明のグラビア塗布装置の一実施の形態を示す概略側面図である。図１を参照して本発明の具体例を説明する。

グラビア塗布装置１０は、グラビアロール１と、塗布液パン２と、塗布液３と、ドクターブレード４と、気泡防止プレート５と、を備えている。グラビア塗布装置１０は、塗布液パン２内に溜められた塗布液３にグラビアロール１を浸すことによりグラビアロール１表面に塗布液３が付着する。さらに塗布液３が付着したグラビアロール１が所定方向に回転し、ドクターブレード４にて余分な塗布液３をグラビアロール１から掻き取る。さらに塗布液パン２に設置された塗布液排出配管７から排出された塗布液３は貯蔵タンク９に戻され、送液ポンプ８により塗布液供給配管６から再び塗布液パン２へ供給される。なお、ここで言う塗布液３とは、顔料や染料等の色材を含んだ液体（インキ）や、樹脂組成物（接着剤）等、塗工対象となる液体のことを意味している。

塗布液パン２は、塗布液３を収容する容器であり、図１に示すように、塗布液パン２は、グラビアロール１の下方に配置されている。グラビアロール１の少なくとも一部分は、塗布液パン２内に位置するようになり、グラビアロール１の版面１５の一部分が、塗布液パン２に保持された塗布液３内に浸かるようになる。すなわち、グラビアロール１の底面
が塗布液パン２に保持された塗布液３内に浸漬された状態にて、グラビアロール１が回転することにより、グラビアロール１の版面１５に塗布液３が供給されていく。

ドクターブレード４は、グラビアロール１の回転軸に沿って延びる板状の部材である。ドクターブレード４は、その刃先がグラビアロール１の版面１５に当接するように支持される。ドクターブレード４は、グラビアロール１の版面１５に供給された余分な塗布液３を掻き取り、グラビアロール１から除去する。

以上の構成からなるグラビア塗布装置１０では、塗布液パン２に収容された塗布液３が、回転するグラビアロール１の版面１５に供給される。ドクターブレード４の刃先が、グラビアロール１の版面１５に当接し、版面１５上に供給された余分な塗布液３を掻き取る。グラビアロール１と圧胴２５との間に、ウェブ状のシート１３が供給され、版面１５上の塗布液３がシート１３に供給される。このようにして、ウェブ状シート１３面への塗工が連続的に行われる。

ウェブ状シート１３の基材としては本発明では特に限定するものではないが、二軸延伸オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、金属を蒸着した無延伸オレフィン樹脂及びこれらの複層の基材が使える。厚みは、５～２００μｍ程度が好適である。

塗布液３の塗布液供給配管６や塗布液排出配管７は従来公知のものが使用可能であり、特に限定しないが、塗布液パン２底面と接続したものが塗布液３の液面に影響を与えることが少ないので好適である。

本発明における気泡防止プレート５を、グラビア口ール１の真下に、グラビア口ール１の回転方向と逆向きに斜向させ、且つグラビア口ール１の底面と気泡防止プレート５の先端部に狭い間隔を形成するように設置する。気泡防止プレート５は、突起状の板或いは凸状物体などで、形状は限定されない。例えば「仕切り板」のようなものが望ましい。

また、気泡防止プレート５を、グラビア口ール１の真下に、グラビア口ール１の回転方向と逆向きに斜向させる形態以外にも、気泡防止プレート５をグラビアロール１の回転方向に斜向し、グラビアロールの長さ方向に間隔を空けて、複数個設けてもよい。その複数個の配列の仕方は、グラビアロールの長さ方向に対し、千鳥配置で設けてもよい。千鳥配置は３列以上あってもよい。

図３に、本発明の気泡防止プレートを設置したグラビア塗布装置の概略側面図およびセル部分の拡大図を示す。図３の拡大図でわかるように、気泡防止プレート５により、グラビア口ール１面に付着する、塗布液３中の気泡や回転するグラビア口ール１が塗布液３に入るときに生じる気泡は、気泡防止プレート５先端部とグラビア口ール１の底面との間に形成される狭い隙間により、局部的に塗布液３の流れが速くなることによって流速エネルギーが高くなり、グラビア口ール１のセルに付着した気泡が掻き出され除去される。これによりグラビア口ール１面の塗布液３の濃度ムラが防止され、ウェブ状シート面への塗膜が均一となる。本発明の効果が得られる隙間としては０．５～５ｍｍ程度が好適である。

＜実施例１＞
二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ：厚さ２０μｍ）に接着剤を塗布する際、図１のような機構で接着剤を塗工した。図１の機構は、グラビアロール下方にグラビア口ールの回転方向と逆向きに斜向した気泡防止プレートが１枚設置されている。塗工後オーブンで塗工表面を乾燥させた後、ＡＬ蒸着した無延伸ポリプロピレンフィルム（ＶＭＣＰＰ：厚さ３０μｍ）と張り合わせることで二層フィルムを得た。
構成：ＯＰＰ／接着剤／ＶＭＣＰＰ
接着剤：ＴＭ３２１Ａ／ＴＭ３２１Ｂ＝２／１（東洋インキ社製）、塗布量２．０ｇ／ｍ²

＜比較例１＞
気泡防止プレートが設置されていないグラビア塗布装置を用いたこと以外は実施例１と同様にして二層フィルムを得た。

上記実施例１及び比較例１で得られた二層フィルムについて塗布ムラの目視による評価を実施した。上記二層フィルムを色見台の上に置き、下方の光源から光を透過させることで評価し、直線的なスジ状の塗布ムラなどが確認できない場合には〇、薄いが確認できる場合には△、はっきり確認できる場合には×とした。表１にその結果を示す。

表１より、実施例１では塗布ムラが発生していないことを確認した。比較例１では実施例１と比べて僅かであるが直線的なスジが発生していた。以上の結果より、気泡防止プレートを用いることで気泡による塗布ムラ、言い換えれば膜厚ムラを抑制できることを確認した。

１・・・グラビアロール
２・・・塗布液パン
３・・・塗布液
４・・・ドクターブレード
５・・・気泡防止プレート
６・・・塗布液供給配管
７・・・塗布液排出配管
８・・・ポンプ
９・・・貯蔵タンク
１０・・・グラビア塗布装置
１１・・・セル
１３・・・ウェブ状シート
１５・・・版面
２０・・・塗布液パン底面
２５・・・圧胴
３０・・・ファニッシャーロール

Claims (5)

1. 塗布液を基材に転写させるグラビアロールと、前記塗布液を貯留し、且つ前記グラビア口ールの一部を前記塗布液に浸漬状態とする塗布液パンと、前記グラビアロール表面上の過剰な塗布液を掻き取るためのドクターブレードと、前記グラビアロール下方に前記グラビア口ールの回転方向と逆向きに斜向し、間隔を設けてなる気泡防止プレートとを備えることを特徴とするグラビア塗布装置。
2. 前記気泡防止プレートを前記グラビアロールの直下に設けてなる請求項１に記載のグラビア塗布装置。
3. 前記気泡防止プレートを前記グラビアロール下方に、前記グラビア口ールの回転方向に斜向し、前記グラビアロールの長さ方向に対し、間隔を空けて複数個設けてなるグラビア塗布装置である。
4. 前記気泡防止プレートを前記グラビアロール下方に、前記グラビアロールの回転方向に斜向し、前記グラビアロールの長さ方向に対し、千鳥配置で複数個設けてなる請求項３に記載のグラビア塗布装置である。
5. 塗膜を有する塗布物の製造方法であって、請求項１～４に記載のグラビア塗布装置を用い、連続走行するウェブ状シート面に塗布液を塗布し、塗膜を形成する、塗布物の製造方法。

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