JP3032875B2

JP3032875B2 - 液体の塗布方法

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Publication number: JP3032875B2
Application number: JP3319954A
Authority: JP
Inventors: 正文松永
Original assignee: ノードソン株式会社
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JPH0686956A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体の塗布方法に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体（溶融体も含む）の塗布方法
としては、刷毛塗り式からディップ式、ローラ式、スプ
レイ式、エクストルージョン式、液膜塗布式など種々あ
げられるが、スプレイ式がその大半を占めているのが実
情である。同スプレイ式の長所は、作業が簡便である
上、比較的薄くかつ比較的均一な厚さの塗膜が得られる
ということであるが、それでもスプレイパターンの中央
部とその周囲部とでは厚さの差が生じ、また霧化液の飛
散も多く、効率の点、環境衛生の面などで幾多の問題点
があった。

【０００３】また、ローラ式転写塗布においても、転写
ローラ面上における液体残存は避けられず、１００％の
転写は不可能である事から、厚薄の差は依然としてあっ
たのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の動機は、上述
したように塗布膜の厚さが不均一になることと、塗布液
体の飛散とを防ぎ、その上液体を定量的に塗布すること
であった。

【０００５】本発明の目的は、液体を貫通型多孔性シー
トから１００％無駄なく転移させて塗布することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、貫通型
多孔性シートの孔内部に充填された液体を、（ａ）液化
ガス、溶媒、超臨界性流体の内少なくとも一つ、又は
（ｂ）液化ガス、溶媒、超臨界性流体の何れかと圧縮気
体との混合気体、の圧力により圧出し、被塗物上に転移
させる方法である。

【０００７】次に本発明の方法を説明する。先ず、図１
Ａを参照されたい。同図は貫通型多孔性シートの模型的
なものの断面図である。該貫通型多孔性シート（以下略
して多孔性シートと称す）には、貫通孔がある規則の下
に配列されている。該多孔性シートに対し、先ず外部か
ら液体（Ｌ）が供給され、それらは上記各孔内部にロー
ラやスキージなどにより押し込められ、各孔内部は液体
によって隈なく充填される（図１Ｂ参照）。次に上記各
孔の上下にはみ出した液体をスクレーパなどにより掻き
取り、上記各孔内部とほぼ等体積を有する液体のみを残
す（図１Ｃ参照）。次に上記液体が各孔に充填された多
孔性シートの一方側から、図１Ｄに示すように液化ガス
等用のノズル（３）（以下略してガス用ノズルと称す）
による液化ガス等の圧力により、上記各孔内部にある液
体（Ｌ₁ ａ）は、それぞれの孔（Ｈ）より圧出され、被
塗物（Ｗ）面上に到達し付着（Ｌ₁ ｂ）する。即ち各孔
内部とそれぞれほぼ等体積の液体（Ｌ₁ ）が、被塗物
（Ｗ）面上に転移されるのである。

【０００８】このようにして、漸次ガス用ノズル（３）
が上記多孔性シート（１）面上を移動すれば、その多孔
性シートの各孔内部の液体を逐次転移させることが出来
るのである。上記の移動とは相対的なもので、ガス用ノ
ズル（３）を固定して、多孔性シート（１）を移動させ
ても良い。

【０００９】もし上記各孔が全て同一サイズで、かつ均
一に分布されているとすれば、液体はそれらと同様に、
粒状にそして均一に転移されるわけである（図１Ｄ参
照）。これら被塗物面上に粒状に付着した液体は、比較
的粘度が低く密度の高い場合には拡散（図１Ｅ参照）
し、レベリングして均一厚さの塗布膜となるのである。
上記各孔が微小でかつ分布が緻密であれば、上記の効果
はより大となり、薄膜の均一塗布膜が得られるのであ
る。勿論、高粘度液体の使用、又は各孔のピッチを広げ
るなどにより、液体を粒状に分散させたまま維持できる
ことは言うまでもない。またガス用ノズル（３）と多孔
性シート（１）との間（Ｃ）は出来得る限り小であるこ
とが望ましく、支障のない限り接触していることが望ま
しい。理由は、液化ガスなどが漏洩されないため、液体
を押す力が大きくなるからである。また多孔性シート
（１）の下面と被塗物（Ｗ）との間隔（Ｄ）は、ある間
隔を設ける事が望ましい。理由は、多孔性シート（１）
と被塗物（Ｗ）とが接触していると塗布された粒状液体
が潰されること、又それらの間隔（Ｄ）が過小であると
多孔性シートの各孔を通り抜けた液化ガスなどの逃げ場
がなく乱気流が発生し、塗布された粒状液体（Ｌ₁ ｂ）
を壊すこと、更に多孔性シート（１）と被塗物（Ｗ）と
はそれぞれ移動速度が異なる場合があることからであ
る。よって、これらの間隔（Ｄ）は必要に応じて適宜決
められることが望ましい。

【００１０】上記の説明では、各孔内の液体は等体積の
まま粒状に被塗物面上に転移されるとしたが、これは液
体の粘度が比較的高く、かつガス用ノズル（３）からの
液化ガスなどの噴出速度が比較的低い場合であって、そ
れらが逆の場合には、各孔内の液体は小粒子化されて被
塗物面上に転移される。そのイラストを図２に示す。こ
の場合でも、各孔内の液体と等量のものが、細分化され
て転移されるので、全体的には均一なる塗布膜や分散が
得られるのである。

【００１１】なお、高粘度の液体の粘度を下げたい場合
や、ワックス等の溶融体を使用する場合には、適切な温
度に加熱された超臨界性流体例えばＣＯ₂ の超臨界状態
を用いると効果的に圧出できる。

【００１２】また、液体が溶液、エマルジョン、縣濁液
などであり、それらの溶媒が蒸発した場合には、上記超
臨界性流体等の中に溶媒を混入させても良い。又、残存
した粒子などのみを、溶解し難い流体で圧出しても良
い。超臨界性流体は、樹脂、塗料、接着剤や有機溶剤に
対して溶解性があることが米国ユニオンカーバイド社か
ら公表されている。又、液化ガス、例えば液化炭酸ガス
もモノマーなどに対して溶解力があることが公知であ
り、本発明においては単一流体のみではなく、複数の流
体の混合体をもって充填された液体を圧出することが出
来る。

【００１３】又、本発明でいう液体は、上述以外に水、
油、有機溶剤、可塑剤を含めたを含むあらゆる液体が含
まれ、また溶融体としてもホットメルト接着剤、ホット
メルト型コーティング剤、半田などのあらゆる溶融体が
含まれる。

【００１４】また、上述の説明では、多孔性シート上の
各孔は、全て同一サイズでかつ均一分布としたが、（こ
れは従来のシルクスクリーンと類似）これらの孔のサイ
ズ及び分布密度のそれぞれ異なったものを配列して形成
したある所要のパターンをもつ多孔性シートを使用する
ことも出来る。例として、図５に示すようなパターンを
あげる。これらの多孔性シートによる塗布は、孔の容積
通りに定量的に塗布出来ることから印刷にも利用でき、
その塗布印刷されたものは凸版における網版印刷と類似
しているものである。更に、ドット的にかつ分散的に転
移させれば、ディスペンサーとしての機能を付与するこ
とも出来る。又、ロータリースクリーンプリンターにも
応用できる。

【００１５】なお、上記多孔性シートの孔明け加工は機
械によって行っても良いが、より微小なる孔の場合には
エッチングによる加工が効果的である。何れの場合でも
図６に示すようなテーパ型の孔をあけると、効果的に液
体を充填でき、また孔内部からの押し出しも容易にする
ことが出来る。

【００１６】また、多孔性シートの材質としては、金属
板に機械的孔加工したもの、エッチング加工したもの、
その他金属又はプラスチック、セラミックスなどより成
るスクリーンをも適用することが出来る。

【００１７】上述の如き幅のある多孔性シートに対して
は、横幅のあるガス用スリットノズルが適用される。ま
た該ガス用スリットノズルにおいては、幅調整付きスリ
ットノズルを使用すれば、自由にその塗布幅を選択する
ことが出来る。また、ガス用ノズルのガス噴出用弁をあ
るタイミングの下に開閉させ、かつ被塗物を移動させれ
ば、被塗物上にはあるパターンを形成することになる。
更に、幅のある多孔性シートに対して、種々の幅のガス
用ノズルを組み合わせてタイミングを設定すれば、様々
なパターンを作り出すことが出来る。又、この時ガス用
ノズルとして多孔ロールを使用することも出来る。

【００１８】次に本発明の作業方法について説明する。
本方法には例として多孔性シートがフラット型シートの
場合とエンドレスベルト型シートの場合、及び中空円筒
型シートの場合とがある。

【００１９】先ず、多孔性シートがフラット型シートの
場合について説明する。前述の如く、第１段階としてそ
の多孔性シート上に液体を供給して、それを各孔内に充
填し、第２段階で多孔性シートの両側面上をスクレーパ
などで掻き取り、第３段階で多孔性シートの一方側より
ガス用ノズルから液化ガス等を流出させて、上記各孔内
部に充填された液体を圧出し、それらを被塗物に転移さ
せる作業を、各段階毎手動にて行うことである。

【００２０】なお、上記各段階の作業を一挙に行うこと
も出来る。その一例を図３に示す。同図に見られるよう
に、ローラ（１４）及びガス用ノズル（１３）、スクレ
ーパ（１５Ａ，１５Ｂ，１７）、液体供給具（１２）が
一体となっているもの即ちガス用ノズル枠（１８）を使
用するものである。つまり、液体を定量的に、ある決め
られた時間毎（或はガス用ノズル枠（１８）の往復回数
毎）に吐出し（Ｌ₂ ）、それらを押し込みローラ（１
４）の進行方向の前方部に供給する。該ローラ（１４）
の前進（Ｅ₁ ）によって液体は多孔性シートの各孔内部
に押し込められる。同時に該ローラ（１４）の後方では
該ローラと一体となって進行する多孔性シートの上下を
挟むスクレーパ（１５Ａ，１５Ｂ）によって、上記各孔
内部よりはみ出した液体が取り除かれる。続いてこれも
ローラ（１４）と一体となって前進するガス用ノズル
（１３）からのガスの圧力によって、上記各孔内部に充
填された液体は圧出され、被塗物（Ｗ₂ ）面上に転移さ
せるのである。このようにガス用ノズル枠（１８）が前
進し、上記多孔性シートの端部に来ると、該枠（１８）
は停止し、バックして最初のスタート位置に戻り（Ｅ
₂ ）、次の作業を繰り返すのである。なお、上記説明で
はガス用ノズル枠（１８）を往復移動（Ｅ₁ ，Ｅ₂）さ
せ、多孔性シート（１１）を固定したが、これを逆にし
てガス用ノズル枠（１８）を固定し、多孔性シート（１
１）を往復移動（Ｓ₃ ，Ｓ₄ ）させても良い。また、被
塗物も上記ガス用ノズル枠（１８）及び／又は多孔性シ
ート（１１）の移動に合わせて、適宜移動（Ｅ₃ ，Ｅ
₄ ）させることも出来る。

【００２１】実験例溶融体パラフィンワックス（融点１２５°Ｆ）多孔性シート金属板厚さ１００μ ，孔径１００μ（エッチング）ガス液化炭酸ガス（超臨界性状態）圧力８０Ｋｇ／ｃｍ² ，温度６０℃ 塗布粒子径５〜１２μφ 結果０．５ｍｇ±０．０２ｍｇ／ｄｍ² に分散された塗膜が得られた。

【００２２】次に多孔性シートがエンドレスベルト型で
ある場合について述べる。図４を参照されたい。同図は
横型であり、その側面を示す。２個のローラ（２２Ａ，
２２Ｂ）間に掛けられ、ある一定速度をもって循環する
多孔性シートベルト（２１）上に、液体（Ｌ₃ ）が塗布
ローラ（２４，２５）などによって供給され、液体（Ｌ
₃ ）は上記多孔性シートベルト（２１）の各孔内部に押
し込められる。該多孔性シートベルトの表面は、スクレ
ーパ（２７Ａ）などにより、各孔部をはみ出した余分の
液体が取り除かれる。又その裏面はローラ（２２Ｂ）に
接触しているため、液体がはみ出さないので、スクレー
ピングの必要はないが、該多孔性シートベルトが縦型に
走行し、その一部が液体に浸されている場合には、該液
面を脱して上方に立ち上がったその位置において、両面
スクレープをかける必要がある。このようにして多孔性
シートベルト（２１）の各孔内部にはそれらとほぼ等体
積の液体が充填されて進行（Ｅ₅ ）し、ガス用ノズル
（２３）の真下に来る。該ガス用ノズルよりの液化ガス
等の噴出により、上記各孔内部に充填された液体は下方
に圧出され、その下方をある速度で移動（Ｅ₆ ）してい
る被塗物（Ｗ₃ ）面上に転移される。この場合、被塗物
は連続的なものでも単葉状のものでも良い。

【００２３】なお、上記多孔性シートベルト（２１）の
移動速度（Ｖ₅ ）と被塗物（Ｗ₃ ）の移動速度（Ｖ₆ ）
とを変更することにより、塗布密度の高低を調整するこ
とが出来る。例えば、Ｖ₅ 〉Ｖ₆ となる程、厚い塗布膜
が得られるのである。ここで、被塗物の移動速度を比較
的早くして、液体を小滴又は細分化（微粒化）して被塗
物に塗布する場合には、多孔性シートベルトと被塗物と
の速度差は０±５ｍ／ｍｉｎが望ましく、多孔性シート
ベルトと被塗物との距離（Ｄ）は、出来得る限り近付る
ことが望ましい。理由は、乱流を防いで小滴などを移行
させることが出来るためで、被塗物が低速度のときの塗
布効果と同じ効果が得られるからである。

【００２４】次に、多孔性シートが中空円筒型である場
合について述べる。図７を参照されたい。同図に示すよ
うに、多孔性中空円筒シート（３１）の内側の面上に、
液体が液体供給具（３４）によって吐出され、液体は上
記多孔性中空円筒シート（３１）の各孔内部に押し込め
られる。該多孔性中空円筒シートの表面は、スクレーパ
（３７Ａ，３７Ｂ）によって上記各孔内部よりはみ出し
た液体が取り除かれる。続いて上記多孔性中空円筒シー
トが回転し、ガス用ノズル（３３）からの液化ガスの圧
力によって上記各孔内部に充填された液体が圧出され、
被塗物（Ｗ₄ ）面上に転移されるのである。この場合、
図面にては、被塗物（Ｗ₄ ）は多孔性中空円筒シートの
下側を走行しているが、該多孔性シートの円周の接線近
辺上、何れの方向へも走行し得るものである。

【００２５】また、本発明では、液体を圧出しやすくし
たり、塗布時のレベリング効果を上げたりするために、
液体を加温しながら塗布することも出来る。更に、塗布
時の分布密度を均一にするため、液体を塗布する迄の間
に、液体に静電気を付加することも出来るのである。

【００２６】

【発明の効果】本発明方法によれば、従来のスプレイ塗
布などに見られた塗布膜の厚さのムラは少なく、また霧
滴の飛散もなく、塗布面全域にわたって、その厚さは厚
膜から薄膜までより均一に塗布することが出来るのであ
る。その理由は、多孔性シート上にあけられた孔が同サ
イズ、同密度分布であれば、各孔内部に埋められた等量
の液体が１００％転移されるからである。そして多孔性
シート又は被塗物の移動速度の変換により、容易に塗布
膜厚さを調整することが出来、また塗布幅、塗布長さな
ども容易に調整することが出来る。更に、上記多孔性シ
ートは、孔のサイズ、分布密度の異なったものの配列に
より、あるパターン形成しているものを使用すれば、そ
の孔のとおり転移し、即ちパターン塗布が出来るのであ
る。これは印刷にも利用でき、濃淡のある、凸版や凹版
の網版に見られるような印刷効果を得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】貫通型多孔性シートの模型的なものの断面図

【図１Ｂ】上図上貫通型多孔性シートの各孔に液体を充
填した状態図

【図１Ｃ】上図上貫通型多孔性シートの各孔の上下には
み出した液体を掻き取った状態図

【図１Ｄ】本発明方法により、貫通型多孔性シート内の
液体を被塗物面上に転移させる説明図

【図１Ｅ】上図上転移された液体が拡散しつつある状態
図

【図２】噴出圧力が高圧の下に低粘度の液体を被塗物面
上に転移させる状態図

【図３】貫通型多孔性シートがフラット型の場合の説明
側面図

【図４】貫通型多孔性シートがエンドレスベルト型の場
合の説明側面図

【図５】各孔のサイズ及び分布密度のそれぞれ異なった
ものを配列した貫通型多孔性シートの例

【図６】貫通型多孔性シートの各孔がテーパ型であるも
のの断面図

【図７】貫通型多孔性シートが中空円筒型の場合の説明
側面図

【符号の説明】

１，１１，２１，３１貫通型多孔性シート３，１３，２３，３３ガス用ノズル１５Ａ，１５Ｂ，１７，２７Ａ，２７Ｂ，３７Ａ，３７
ＢスクレーパＷ，Ｗ₁ ，Ｗ₂ ，Ｗ₃ ，Ｗ₄ 被塗物

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】貫通型多孔性シート（１）の孔（Ｈ）内
部に液体（Ｌ）を充填し、上記孔（Ｈ）内部に充填され
た液体（Ｌ）又は残存した不揮発分を、（ａ）液化ガ
ス、溶媒、超臨界性流体の内少なくとも一つ、又は
（ｂ）液化ガス、溶媒、超臨界性流体の何れかと圧縮気
体との混合気体、の圧力により圧出し、被塗物（Ｗ）上
に塗布させることを特徴とする液体の塗布方法。