JP3607666B2 - 薄膜塗工装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させるようにした塗工装置に関するものである。
【0002】
【従来技術とその問題点】
一般に、この種の塗工装置では、主として 150〜250 mm程度の直径のバックアップロールが採用され、これとの直径比を1〜1.5 :1としたドクターロールを使用するものが多い。出願人が先に提案した特公昭62−23626号公報においても、直径を略同一としたバックアップロール1とドクターロール2とを上下に配置する構成を採用している。
この公知の塗工装置では、ロールの隙間の手前に塗液供給ノズルを、その下方に余剰塗液の排出路4をそれぞれ配置していて、バックアップロール1に案内されるウェブに塗液供給ノズルから塗液を供給して塗液を付着させる一方、余剰の塗液をドクターロール2に沿わせて排出させて、ロール間から塗膜を形成したウェブを送り出すようにしている。
この装置は、両ロール1、2の直径が略同一である関係上、塗液を付着させたウェブの通過路3と余剰塗液の排出路4との交差部6の角度が小さくなってしまうため、塗液の流れを良くなるように交差部6の側壁を切除して大きな丸みを付けた流路を形成している。
【0003】
ところが、側壁の切除に伴ってロールの近接点と交差部6との間隔Aが長くなって余分なスペースが形成されるため、そこに塗液が滞留して塗液の中でウェブに付着して前進する圧力とドクターロールに沿って排出される圧力との衝突が生じて複雑な対流を生じさせ、ロールの隙間に係る圧力Pも大きくなってしまうことになる(図1参照)。
この対流はウェブに塗膜を形成する際に圧力ムラを発生させてしまうため、ウェブに付着しようとする塗膜と排出しようとする塗液との円滑な分流が阻害され、塗膜の表面に微細な凹凸を形成したり色ムラを発生させたりする原因となっていた。
また、薄膜の塗膜を得るために、バックアップロール1とドクターロール2との間隙を小さくするすると、ロール間にゴミや樹脂の固まりが引っかかる確率が高くなり、それだけ進行方向に線状の傷を形成してしまうおそれもあった。
【0004】
【技術的課題】
本発明は、互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させるようにした塗工装置において、塗液を付着させたウェブの通過路と余剰塗液の排出路との交差部に塗液を滞留させずに付着塗液と排出塗液とを円滑に分流することを課題としたものである。
【0005】
【技術的手段】
この技術的課題を解決するための第一の技術的手段は、(イ)ドクターロール12をバックアップロール1の下側に配置し、(ロ)その直径をバックアップロール1の直径の3分の1〜5分の1の大きさとしたこと、である。
上記の技術的手段との関係において、第二の技術的手段は、塗液供給ノズル13を密閉式の樹脂ダムで構成したことであり、第三の技術的手段は、塗液供給ノズル13の先端上部とウェブとの間に空気吸引ノズル15の先端を臨ませたことである。
【0006】
第一の技術的手段では、ドクターロール12がバックアップロール1の下側に配置され、しかもドクターロール12の直径がバックアップロール1の直径の3分の1〜5分の1の大きさに構成されているため、塗液を付着させたウェブWの通過路3と余剰塗液の排出路14との交差角度が冒頭に説明した従来の塗工装置の場合より大きくなり、余剰塗液の排出が小さな円弧に沿って下向きに行なわれることになる。通過路3と排出路14の交差部16の側壁に大きな丸みを形成しなくても塗液は円滑に移動し、ロールの近接点と交差部16との距離A’も小さくなるから、塗液が交差部16に滞留することはない。
したがって、塗液は、ウェブWに付着して前進するものとドクターロール12に沿って排出されるものとが層状の円滑な分流を形成し、塗液の圧力P’も小さくなり、余分な塗液がウェブWに付着しなくなる(図2参照)。
【0007】
ドクターロール12の直径がバックアップロール1の直径の3分の1より大きい場合には、ウェブの通過路3と余剰塗液の排出路14との交差角度をさほど大きく形成できないため、円滑な分流が期待できないことになる。
また、バックアップロール1の直径の5分の1より小さくすると、ロール径自体が極端に小さくなって回転時に芯ブレを起こす可能性があり、均一な塗膜の形成に支障を来すことになる。
【0008】
塗液供給ノズル13の手前に密閉式の樹脂ダム11を配置した場合には、ウェブ幅の方向で均一な量の塗液を供給してこれに付着させられるから、塗液を付着させた状態で通過路3を移動する際に圧力バランスが崩れることはなく、塗液は一層円滑に移動してウェブWに付着し、その後に分流することになる。
また、塗液供給ノズル13の先端上部とウェブWとの間に空気吸引ノズル15の先端を臨ませると、ウェブWと塗液との間の空気層を強制的に排除できるから、ウェブ上に塗液を確実且つ迅速に付着させることができる。したがって、塗工スピードを上げても塗液はウェブから剥離することなく移動し、しかも塗液の分流も円滑に行なわれるから、塗工能率を高められることになる。
【0009】
【本発明の効果】
付着塗液と排出塗液との円滑な分流が得られる結果、薄膜の塗膜をウェブW上に形成できる利点があり、塗液の対流に起因する塗膜表面の凹凸や色ムラが発生することもない。
また、薄膜の塗膜を形成するためにロールの間隙を従来の装置のように狭くしなくてもよいから、ゴミや樹脂の固まりがロールの間隙に引っかかることがなく、これらに起因する線状の傷が発生することも防止することができる。
【0010】
【実施の形態】
図3は、本発明に係る塗工装置の実施の形態を説明するための概略図である。直径160mm のバックアップロール1の真下に直径50mmのドクターロール12を50ミクロンの間隔を設けて配置している。図示しないタンクには、粘度100cps、 固形分20%のセラミック溶液が貯留させてあって、ここからダム11を介しノズル13から走行するウェブWに対して層状にセラミック溶液を供給する。
ノズル13の上部には空気吸引装置を配置し、そのノズルをウェブWと供給されるセラミック溶液との間に臨ませている。
ドクターロール12の下側でドクターナイフ17の先端部を当接させ、排出路14から排出されてくる余剰のセラミック溶液をドクターロール12から掻き落とし、そのセラミック溶液をパイプ18を介して図示しないタンクに回収できるようにしている。
なお、ノズル13、排出路14、パイプ18及び溶液タンクは密閉状態にして連結させて回収する塗液の粘度が極端に高くならないようにしてあり、蒸発成分をわずかに添加することによって塗液の再利用が行なえるようにしている。
【0011】
いま、空気吸引装置を作動させることなく、走行速度20M/min のウエブWにセラミック溶液を塗着させ乾燥させたところ、ウェブWの表面に形成された塗膜は4ミクロンの厚みであった。
これに対し、直径160mm のバックアップロール1と直径120mm のドクターロール2とを使用した従来の塗工装置を使用し、上記と同じ条件で塗工したところ、乾燥後のウェブW上の塗膜の厚みは6ミクロンの厚みであった。
また、ロールの間隔だけを30ミクロンに変更して塗工してみたが、乾燥後の塗膜の厚みを5ミクロン以下にすることはできなかった。
【0012】
つぎに、図3に示した塗工装置を使用し、粘度200cpsのアクリル系粘着剤溶液をウェブの走行速度を50M/min にして塗工したところ、ウェブWの走行に従ってウェブ上の空気も移動してしまうため、溶液はウェブW上に斑点状に塗着し、さらに速度を上げると溶液は空気層によって分離されて全くウェブの表面に塗着させることはできなかった。
なお、粘度粘着剤500cpsの水性エマルジョンでは、ウェブの走行速度が80M/min になると同様の現象が現れた。
いずれの場合においても、溶液を加圧してその供給量を上げてみると、溶液は通過路3を逆流し、塗着が不可能となった。
そこで、塗液の圧力をもとに戻し、空気吸引装置を作動してやると、ウェブ上の空気膜が即座に除去され、いずれの溶液もウェブWに塗着させることができた。また、粘度200cpsのアクリル系粘着剤溶液では−5mmAq以上の負圧にしておくと、塗工速度を150M/minにしても完全な塗着が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の塗工装置の要部拡大図
【図2】本発明に係る塗工装置の要部拡大図
【図3】本発明に係る塗工装置の概略説明図
【符号の説明】
1バックアップロール、 2、12ドクターロール、 3ウェブ通過路、 4、14塗液排出路、 5塗液を付着させたウェブ、 6、16通過路と排出路の交差部、 13塗液供給ノズル、 15空気吸引装置、 17ドクターナイフ、 18塗液排出パイプ、Wウェブ
Claims (3)
- 互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させるようにした塗工装置において、ドクターロールをバックアップロールの下側に配置すると共に、その直径をバックアップロールの直径の3分の1〜5分の1の大きさとした薄膜塗工装置。
- 塗液供給ノズルが密閉式の樹脂ダムを備えている請求項1に記載の薄膜塗工装置。
- 塗液供給ノズルの先端上部とウェブとの間に空気吸引ノズルの先端を臨ませた請求項1又は2に記載の薄膜塗工装置。
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