JP3245699B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP3245699B2 JP08734496A JP8734496A JP3245699B2 JP 3245699 B2 JP3245699 B2 JP 3245699B2 JP 08734496 A JP08734496 A JP 08734496A JP 8734496 A JP8734496 A JP 8734496A JP 3245699 B2 JP3245699 B2 JP 3245699B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙、布、プラスチ
ックフィルム、金属箔等の連続走行する帯状支持体(以
下、ウェブと言う)の一部、または全面に各種塗布液を
一定の厚みで均一かつ安定に塗布する高速塗布方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】塗布装置は、連続走行しているウェブ
に、各種塗布液を塗布する装置であり、ウェブや塗布液
の種類に応じて、様々な塗布装置があり、そのうちのー
つとして、液溜内の塗布液に、連続走行するウェブを接
触させ、塗布液をドクタ一ナイフで規制してウェブ上に
塗布する塗布装置が知られている。図8はその種の塗布
装置のー例を示し、バッキングロ−ル1によってウェブ
4を走行させ、この走行するウェブ4に、塗布液3を接
触させて塗布し、塗布液3の厚さを円柱形状のドクタ一
ナイフ2によって規制する塗布装置10が知られている
(特開昭63−69566号公報、同63−69568
号公報等参照)。
【0003】この種の塗布装置においては、塗布液3は
液溜6に溜められ、ウェブ4に接する部分の塗布液はウ
ェブ4の走行につれて図8の破線7で示すように規則的
な循環流が形成される。状況によっては、この流れの隣
に別の循環流71が形成される。この循環流7が層流で
ある場合、塗布ニップ近傍の圧力がー定となり、均一か
つ安定な厚さの塗布膜5が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ウェブ4の
走行速度が増し、それにつれて塗布液の循環流7の速度
が速くなると、上記層流が維持できなくなり、乱流が発
生するようになる。また、循環流7の速度が速いと隣に
発生する別の循環流71も高速となり、これが循環流7
に逆に作用してさらに乱流を発生しやすくする原因とな
る。乱流が発生すると、塗布ニップ付近の塗布液に圧力
変動が生じて、ドクタ一ナイフ2とウェブ4との間隔に
よって形成される塗布膜5の厚さもー定しなくなり、塗
布むらが生じる。
【0005】従来の塗布装置においては、塗布速度を速
くすると、塗布安定性や塗布精度が悪くなるため、例え
ば光学関連用途等に用いられる高い塗布精度が要求され
る塗工においては、乱流が発生しないように塗布速度を
抑え、したがって、限られた速度でしか精度のよい塗布
ができなかった。
【0006】また、ウェブ4の走行速度が増し、塗布液
の循環流7の速度が速くなると、別の循環流71が高速
となり循環流71の露出液面から空気が巻き込まれる問
題点が指摘されている(特開昭63ー69566号公報
等参照)。
【0007】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、高速塗布に際しても、塗布液の乱流が発生するこ
となく、均一かつ安定な塗布膜を得ることを課題とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、液溜内の流動領域の代表寸法が乱流
の発生に関係することに着目した。すなわち、乱流の発
生はレイノルズ数Reと関係していることは知られてお
り、レイノルズ数Reが大きいと乱流は発生しやすい。
そして、レイノルズ数Reは以下の式で表される。
【0009】 Re=ρUL/μ (1) ここで、ρは塗布液の密度、Uは流動領域の代表速度、
Lは流動領域の代表寸法、μは塗布液の粘性係数であ
る。
【0010】上記(1)式から、流動領域の代表寸法L
を減少させれば、流動領域の代表速度Uを増加させても
レイノルズ数Reが増加することはなく、つまり、乱流
の発生しない臨界塗布速度を増大させることができる。
【0011】そこで、本発明においては、液溜内の塗布
液に連続走行するウェブを接触させ、塗布液をドクタ−
ナイフで規制してウェブ上に塗布する塗布方法におい
て、代表寸法を小さくするために、液溜内のウェブ近傍
に、塗布液を高速に流動させても乱流を発生させない流
動制御領域を形成するようにした。
【0012】ここで「代表寸法」とは、流動領域の大き
さに依存する値であり、断面形状が規則正しい場合、例
えば円形または正方形断面の管のとき、その直径または
幅に相当するが、本発明による塗布装置の場合、代表寸
法は流動制御領域の流れに対し垂直方向の距離に関する
値である。
【0013】「乱流を発生させない流動制御領域」を形
成する方法としては、様々あるが、例えば、液溜内のド
クタ−ナイフ近傍に、ウェブに対向する制御板を設けた
り、あるいはドクタ−ナイフを角柱またはH鋼形状等に
形成して、ドクタ−ナイフ自体にウェブに対向する制御
面を設けるようにする。
【0014】さらに、液溜の底面を上方にシフトさせた
り、上げ底(詰めブロック)を設けたり、底面の形状の
一部をドクタ−ナイフに合せることによって、液溜の底
面とドクタ−ナイフとで流動制御領域を形成するように
してもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。 (実施例1)図1は本発明による高速塗布方法の第1の
実施例を示す概略図であり、塗布装置11は円柱形状の
ドクターナイフ2および液溜6を備えている。ウェブ4
は、バッキングロ−ル1に架けられ、ロ−ル1の回転に
よって図1(A)の矢印方向に走行する。液溜6内には
塗布液3が溜められ、ウェブ4が走行するとウェブ上に
液溜6内の塗布液3が塗布される。そして、円柱形状の
ドクタ−ナイフ2のエッジ2aによって塗布液3の厚さ
が規制され、ウェブ4上に塗布膜5が形成される。
【0016】液溜6内のウェブ4近傍には、制御板8
が、ドクタ−ナイフ2に取り付けられている。制御板8
は、例えば、金属等の剛性のある材料で形成され、ドク
タ−ナイフ2に固定されるが、その材料、取り付け方法
は特に限定されない。
【0017】以上のようにすると、バッキングロ−ル1
の回転によってウェブ4が走行し、それにつれてウェブ
付近の塗布液3も流れ、その流れは制御板8に規制され
て還流し、さらに底面6に規制されて再びウェブ4の走
行に沿って流れ、図1(A)に破線9で示すように、制
御板8と、液溜の底面6aと、ウェブ4とによって囲ま
れる領域A(流動制御領域)内に層流を形成する。図1
(B)はその領域A内の流れの様子の拡大図である。領
域A内へは、制御板8と底面6aとの隙間Bから、領域
A外の塗布液3がゆっくりと流入する。
【0018】領域A内の代表寸法は、制御板8を入れた
ことによって小さくなっているので、(1)式から、領
域A内の代表速度を大きくしても乱流は発生しない。つ
まり、乱流の発生しない臨界塗布速度を増大することが
でき、高速塗布においても、均ーかつ安定な塗布膜を得
ることができる。
【0019】制御板8の形状については、第2図(イ)
〜(ニ)に示すが、必ずしもこれらに限定されない。例
えば、(イ)は平板、(ロ)は湾曲した円弧板であり、
円弧板にすることにより同じ大きさの平板よりも代表寸
法を小さくすることができる。また(ハ)と(ニ)はウ
ェブ4とは反対方向への折り曲げ部81を追加したもの
で、この折り曲げ部81を設けることにより、領域Aの
外において図8の符号71で示されるような別の循環流
を派生させないという効果が得られる。さらに制御板を
図2(ホ)(ヘ)に示す形状にしてもよい。
【0020】粘度1000cpsの塗布液を用いて実験
を行った結果、従来の制御板のない塗布装置における塗
布速度は約90m/minであった。それ以上になると
乱流が発生した。他方、本実施例の図2(イ)に示す制
御板8を取り付けて測定したところ、乱流が発生しない
最高塗布速度が180m/min(従来の2倍)以上に
なった。
【0021】さらに、上記実施例の塗布方法によれば、
領域A外において循環流は発生しないかごくわずかなの
で、露出液面から塗布液中に空気を巻き込みにくいとい
う効果が得られる。この効果は以下に述べる実施例2と
3においても同様に得られる。
【0022】また、上記実施例によれば、既存の塗布装
置に制御板を追加すればよく、簡単な改良によって既存
塗布装置の塗布速度を増大させることができる。
【0023】なお、制御板8は、ドクターナイフ2に限
らず、液溜の側板(図示しないが、図1の紙面に平行に
取り付けられるサイドダム)に取り付けても、液溜の底
面6aに取り付けてもよい。なお、底面6aに取り付け
る場合は、領域A外の塗布液3が領域A内へ流入できる
経路(貫通穴等)を制御板8の底面6aの近辺部分に形
成しておく必要がある。
【0024】ところで、図1の実施例において、流動制
御領域Aへの入口である制御板8と底面6aとの隙間B
が小さいほど、流動制御領域A外において図8の符号
71で示されるような別の循環流が派生しにくくなる、
流動制御領域A内の代表寸法を小さくすることができ
る、という効果が得られる。図8の従来装置において、
ドクターナイフ2と液溜6の底面との間隔(本発明の実
施例における隙間Bに相当する)は一般に10cm以上
であった。本実施例における隙間Bは、塗布液の種類や
量、希望する塗布速度等にもよるが、例えば8cm以
下、好ましくは4cm以下がよい。ちなみに、図1の実
施例においては隙間Bを2cmに設定した。また、以下
に述べる図3ないし図7に示す実施例においては隙間B
をすべて3cmに設定した。
【0025】(実施例2)図3は第2の実施例を示し、
この実施例においては、図1の制御板8を使用せず、ド
クタ−ナイフの形状を変えて角柱形状のドクタ−ナイフ
21を使用した。その他の構成は図1と同様である。
【0026】ドクタ−ナイフ21は角柱形状であって、
その一側面が制御面としての平面21bとなってウェブ
4と対向している。平面21b、底面61aと、ウェブ
4とで囲まれる領域Aが流動制御領域となり、その代表
寸法が小さいため乱流の発生しない臨界塗布速度を大き
くすることができる。
【0027】また、図4に示すドクタ−ナイフ22は角
柱の角を削ったもので、その一つは平面22cとなっ
て、底面62aと対向している。平面22b,22c
と、底面62aと、ウェブ4とで囲まれる領域Aが流動
制御領域となり、その代表寸法が小さいため乱流の発生
しない臨界塗布速度を大きくすることができる。
【0028】平面22cは、図2に示す制御板8に付い
ている折り曲げ部81と同じ機能を果たすもので、これ
により、領域A外における塗布液の別の循環流が発生す
ることを防止し、塗布液の流れを安定させる。
【0029】なお、ドクタ−ナイフを、図5に示すよう
にH鋼形状等に形成してもよい(図5の23)。本実施
例によれば、制御板を用いることなく高速塗布を実現す
ることができる。さらにこれらの角柱形状やH鋼形状の
ドクタ−ナイフに、前記実施例1に示すような制御板
(図1,2の8,82)を付けてもよい。
【0030】(実施例3)図6は本発明の第3の実施例
を示す。この実施例においては、制御板を取り付けずに
流動制御領域を形成する。そのために、液溜64の底面
64aを上方にシフトさせ、ドクターナイフ2と、シフ
トした底面64aと、ウェブ4とによって流動制御領域
Aを形成する。
【0031】また、図7は、底板の一部をドクターナイ
フの形状に合せて形成した。すなわち、図7に示す塗布
方法においては、液溜65の底面65aのウェブ4に近
い部分65bを円柱形状のドクターナイフ2に合せて円
弧状に形成した。ドクターナイフ2と、底面65aと、
ウェブ4とで囲まれた領域が、流動制御領域Aを形成す
る。
【0032】さらに、液溜の底面を上げるため、上げ底
(詰めブロック)を液溜内に設置してもよい。そうすれ
ば、液溜の形状を何ら変形することなく、流動制御領域
を形成することができる。
【0033】上記実施例によれば、特に制御板を使用す
ることもなく、既存塗布装置の簡単な改良によって精度
のよい高速塗布を実現できる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塗布液を高速に流動させても乱流を発生させない流動制
御領域を形成したことにより、高速塗布に際しても、塗
布液の乱流が発生することなく、均一かつ安定な塗布膜
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す概略図
【図2】制御板の各種形状の例を示す概略図
【図3】本発明の第2の実施例を示す概略図
【図4】ドクターナイフの他の形状の例を示す概略図
【図5】ドクターナイフの他の形状の例を示す概略図
【図6】本発明の第3の実施例を示す概略図
【図7】形状変化させた底板の例を示す概略図。
【図8】従来の塗布方法を示す概略図。
【符号の説明】
1 バッキングロール 2 ドクターナイフ 3 塗布液 4 ウェブ 5 塗布膜 6 液溜 8 制御板 A 流動制御領域
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 3/12 - 3/20 B05C 5/00 - 5/02 B05D 1/28

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液溜内の塗布液に、連続走行するウェブ
    を接触させ、前記塗布液をドクタ―ナイフで規制してウ
    ェブ上に塗布する塗布装置において、液溜内のウェブ近
    傍に、前記ドクターナイフに連結する制御板を設け、
    記ドクターナイフ及び前記制御板と前記ウェブとの間に
    流動制限領域を形成したことを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】 前記制御板の一端は前記ドクターナイフ
    に連結され、他端は前記液溜めの底面に対して隙間を隔
    てて配置されている請求項1に記載の塗布装置。
  3. 【請求項3】 液溜内の塗布液に、連続走行するウェブ
    を接触させ、前記塗布液をドクタ―ナイフで規制してウ
    ェブ上に塗布する塗布装置において、前記ドクタ―ナイ
    フが角柱またはH鋼形状に形成され、前記走行するウェ
    ブに対向する制御面を有し、前記制御面と前記ウェブと
    の間に流動制限領域を形成したことを特徴とする塗布装
    置。
  4. 【請求項4】 液溜内の塗布液に、連続走行するウェブ
    を接触させ、前記塗布液をドクタ―ナイフで規制してウ
    ェブ上に塗布する塗布装置において、前記ドクターナイ
    フは円柱状、角柱状又はH鋼形状であり、前記ドクター
    ナイフと前記液溜めの底面には所定長の隙間が形成さ
    れ、前記ドクターナイフのウェブに対向する側面と、前
    記底面と、前記ウェブとで囲まれる流動制限領域を形成
    したことを特徴とする塗布装置。
  5. 【請求項5】 前記液溜の底面の一部の形状を前記ドク
    タ―ナイフの形状に合せて形成した請求項4に記載の塗
    布装置。
  6. 【請求項6】 前記ドクターナイフのウェブと対向する
    側と反対の側において、塗布液の液面が外気に接してい
    る請求項1ないし5のいずれかに記載の塗布装置。
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WO2005089958A1 (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Nitto Denko Corporation 被膜シートの製造方法、光学機能層、光学フィルムおよび画像表示装置

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