JP3844005B1 - 塗料の塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料の塗布状態を良好に維持しつつ、塗布条件の適正範囲を拡大することができる塗布装置を実現する。
【解決手段】駆動手段によって一方向に走行する支持体１に対し、回転するグラビアロール３を接触させて塗料を塗布する塗布装置の構成として、駆動手段は、支持体１を略垂直姿勢に支持する２つのガイドロール２を有するとともに、これらのガイドロール２によって略垂直姿勢に支持された支持体１を上から下に移動するように走行し、グラビアロール３は、当該グラビアロールに対する支持体２の巻き付き角度がほぼゼロとなるように、２つのガイドロール２で略垂直姿勢に支持された支持体１に略線接触する状態で配置されるとともに、支持体１との接触位置でロール外周部が支持体１の走行方向と反対方向となる上向きに移動するものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料の塗布装置及び塗布方法に係り、特に、磁気記録媒体、非磁性媒体（バック層、新機能材料層など）等を製造する際に適用して好適な塗料の塗布装置及び塗布方法に関する。

一般に、磁気記録媒体、非磁性媒体（バック層、新機能材料層など）等においては、ポリエチレンテレフタレート等の非磁性からなる支持体上に、強磁性粉末や結合剤、分散剤、潤滑剤等を有機溶媒に分散混練してなる磁性塗料を塗布することで磁性層が形成されている。また、非磁性体であるカーボン粉媒体のバック層の形成、磁性体や非磁性体の形成時に接着強度を上げるため、バインダ媒体の下塗り等の塗布方式として、グラビア塗布方式、ダイ塗布（スロットやエクストルーション）方式が多用化されている。

グラビア塗布方式は、ロール外周面にグラビア彫刻が施されたグラビアロールを用いて支持体に塗料を塗布するものである。また、グラビア塗布方式の中には、支持体の走行方向に対してグラビアロールを反対方向に回転させるリバースロール塗布方式がある。このリバースロール塗布方式によれば、高速生産性を実現したうえで、塗料塗布後の平滑処理（スムージング処理）を行わなくても平坦な塗膜を得ることができる。リバースロール塗布方式は、大きくはキスリバース塗布方式とミニキスリバース塗布方式に大別される。キスリバース塗布方式とミニキスリバース方式とは、使用するグラビアロールの径が異なるだけで、基本的な塗布の原理は同様である。

この種のグラビア塗布方式に関する従来技術としては、例えば下記特許文献１に記載された技術が知られている。図８は従来の塗布装置の構成例を示す概略側面図である。図において、支持体３１は、２つのガイドロール３２によって支持されている。２つのガイドロール３２の間にはグラビアロール３３が配設されている。グラビアロール３３は、その外周面にセルパターン３３Ｐが刻設された金属ロールからなるもので、図中矢印方向（反時計回り方向）に回転可能に支持されている。グラビアロール３３の上側の外周面は支持体３１に圧接する状態に配置されている。

また、グラビアロール３３の近傍（下方）には塗料供給器３４が配設されている。塗料供給器３４は、塗料供給貯留器３５、ドクターブレード摺接装置３６及び受け皿３７等を備えて構成されている。塗料供給貯留器３５には塗料供給貯留路３８が設けられ、この塗料供給貯留路３８からグラビアロール３３に塗料が供給されるようになっている。ドクターブレード摺接装置３６は、グラビアロール３３に供給された塗料の余剰分を掻き落とすことで、ロール外周面上のセルパターン３３Ｐへの塗料の充填及び計量を行うものである。受け皿３７は、ドクターブレード摺接装置３６によって掻き落とされた塗料を回収するものである。

上記構成からなる塗布装置においては、２つのガイドロール３２に支持された支持体３１が矢印方向に走行し、この走行中の支持体３１の下面にグラビアロール３３が接触した状態となる。このとき、塗料供給器３４でグラビアロール３３の外周面（セルパターン）上に供給された塗料は、ドクターブレード摺接装置３６によって余剰分を掻き落とされた後、支持体３１との接触位置で当該支持体３１の下面に塗布（転写）される。

ところで、上記従来の塗布装置においては、２つのガイドロール３２の間で支持体３１にグラビアロール３３を押し付けて両者を接触（圧接）させるようにしている。そのため、グラビアロール３３に対する支持体３１の巻き付き角度が大きくなり、これに伴ってグラビアロール３３と支持体３１との接触面積も広くなる。そうした場合、グラビアロール３３と支持体３１との接触部分に形成される塗料の溜まり（以下、転写ビード）が、支持体３１の走行方向に沿って幅広に形成されるため、塗膜厚を精度良く制御することが困難となる。

そこで、グラビアロールと支持体との接触部分に幅狭の転写ビードを安定的に形成し得るものとして、下記特許文献２に記載された技術が知られている。この従来技術においては、支持体を略垂直姿勢に支持するとともに、この支持体を下から上に移動するように走行させている。また、グラビアロールを支持体に略線接触する状態で配置するとともに、支持体との接触位置でロール外周部が支持体の走行方向と反対方向となる下向きに移動するようにグラビアロールを回転させている。この従来技術によれば、グラビアロールと支持体との接触面積が狭くなり、これによって両者の接触部分に形成される転写ビードの幅も狭くなるため、塗膜厚を精度良く制御することが可能となる。

特開平７−２１５５８号公報 特開２００２−１７７８３６号公報

ところが、上記特許文献２に記載された技術では、例えば、塗布速度や塗料供給量などの塗布条件を変えた場合（振った場合）に、塗布ムラや塗膜均一性などの点で良好な塗布状態が得られないことがあった。

本発明に係る塗料の塗布装置は、駆動手段によって一方向に走行する支持体と、この支持体の走行方向と直交する向きで水平に配設されたグラビアロールとを備え、走行する支持体に対し、回転するグラビアロールを接触させて塗料を塗布する塗布装置において、駆動手段は、支持体を垂直姿勢に支持するガイド部材を有するとともに、当該ガイド部材によって垂直姿勢に支持された支持体を重力の作用する方向に沿って上から下に移動するように走行し、グラビアロールは、当該グラビアロールに対する支持体の巻き付き角度がゼロとなるように、ガイド部材によって垂直姿勢に支持された支持体に水平方向から線接触する状態で配置されるとともに、支持体との接触位置でロール外周部が支持体の走行方向と反対方向となる上向きに移動するように回転することにより、支持体との接触位置に塗料による楔形のビードを形成するものである。

この塗料の塗布装置においては、ガイド部材によって支持体を垂直姿勢に支持して上から下に移動するように走行させ、この支持体にグラビアロールを巻き付き角度がゼロとなるように線接触させるとともに、その接触位置でロール外周部が上向きに移動するようにグラビアロールを回転させることにより、グラビアロールと支持体との接触部分に幅狭の転写ビードが形成されかつその転写ビードがグラビアロールの回転に伴う気流によって安定的に保持されるようになる。

また、本発明に係る塗料の塗布方法は、一方向に走行する支持体と、この支持体の走行方向と直交する向きで水平に配設されたグラビアロールとを用いて、走行する支持体に対し、回転するグラビアロールを接触させて塗料を塗布する塗布方法において、支持体を所定の位置で垂直姿勢に支持しつつ重力の作用する方向に沿って上から下に移動するように走行させるとともに、支持体との接触位置でロール外周部が支持体の走行方向と反対方向となる上向きに移動するようにグラビアロールを回転させ、この回転するグラビアロールを、当該グラビアロールに対する支持体の巻き付き角度がゼロとなるように、所定の位置で支持体に水平方向から線接触させることにより、その接触位置に塗料による楔形のビードを形成するものである。

この塗料の塗布方法においては、支持体を所定の位置で垂直姿勢に支持して上から下に移動するように走行させ、この支持体にグラビアロールを巻き付け角度がゼロとなるように線接触させるとともに、その接触位置でロール外周部が上向きに移動するようにグラビアロールを回転させることにより、グラビアロールと支持体との接触部分に幅狭の転写ビードが形成されかつその転写ビードがグラビアロールの回転に伴う気流によって安定的に保持されるようになる。

本発明によれば、塗料の塗布状態を良好に維持しつつ、塗布条件の適正範囲を拡大することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る塗料の塗布装置の構成を示す側面概略図である。図１において、被塗布媒体となる支持体１は、例えば長尺状（テープ状）の樹脂フィルムからなるもので、図示しない繰り出し機から繰り出されて所定の経路を走行した後、図示しない巻き取り機に巻き取られるようになっている。支持体１としては、例えば磁気テープ、さらに具体的にはビデオテープやオーディオテープなどの磁気記録媒体のベースフィルムが一例として挙げられ、その要求特性から一般的にはポリエチレンテレフタレートの樹脂フィルムが用いられる。

支持体１は、上記繰り出し機から巻き取り機へと至る走行経路の途中で２つのガイドロール２により支持されている。この支持状態において、支持体１は、上記繰り出し機及び巻き取り機の回転駆動と、これに伴う各々のガイドロール２の回転動作によってＹ方向（下向きの方向）に案内されて走行するようになっている。

２つのガイドロール２は、適度な間隔をおいて上下に対向する状態で水平に配置されている。このうち、下側のガイドロール２には略９０°の角度をもって支持体１が巻き付けられている。また、上側のガイドロール２には線接触の状態で支持体１が接触している。これにより、２つのガイドロール２の間では、支持体１が略垂直姿勢に支持されたまま、上から下に向かって走行（連続移動）するようになっている。また、支持体１の姿勢は、下側のガイドロール２を境に垂直姿勢から水平姿勢に遷移するようになっている。

なお、２つのガイドロール２で支持体１を略垂直姿勢に支持する支持形態としては、上記図１に示す支持形態の他にも、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、２つのガイドロール２にそれぞれ略９０°の角度で支持体１を巻き付けることにより、２つのガイドロール２の近傍で略Ｕ字形あるいはＳ字形の走行経路を形成するように支持体１を支持するものであってもよい。また、図示はしないが、上側のガイドロール２に対する支持体１の巻き付き角度を略９０°とし、下側のガイドロール２に対する支持体１の巻き付き角度を略１８０°としたものであってもよい。

２つのガイドロール２の間（中間部）には、支持体１の走行方向と直交する向きでグラビアロール３が水平に配設されている。このグラビアロール３は、例えばスチール等の金属によって構成されるもので、その外周面には微細な凹凸によるセルパターン（例えば亀甲型、格子型など）３Ｐが刻設されている。グラビアロール３は、図示しない回転手段によってＲ方向（時計回り方向）に回転可能に設けられている。

また、２つのガイドロール２の間では、当該２つのガイドロール２によって略垂直姿勢で支持された支持体１に対し、グラビアロール３が水平方向（横方向）から略線接触する状態で配置されている。さらに詳述すると、グラビアロール３の外周面は、当該グラビアロール３の軸方向からみて、支持体１の表面にほぼ点接触の状態で接している。また、支持体１に対するグラビアロール３の巻き付き角度はほぼゼロとなっている。

こうした両者の接触状態は、支持体１及びグラビアロール３の少なくとも一方を、互いに接近する方向で徐々に移動させていく過程で、支持体１の表面にグラビアロール３の外周面が接触した瞬間、さらに詳述するとロール外周面のセルパターンＰ３に充填された塗料が表面張力で支持体１の表面に吸い付いた瞬間に得られるものである。したがって、支持体１に対してグラビアロール３が押し付けられることなく、非常に軽いキスタッチで両者が接触した状態となる。

また、２つのガイドロール２の間では、支持体１が略垂直姿勢に支持されて下向き（Ｙ方向）に走行するのに対し、グラビアロール３の外周部は支持体１との接触位置で上向き、つまり支持体１の走行方向と反対方向に移動するものとなっている。

グラビアロール３の近傍には、支持体１との接触位置の反対側に位置して塗料供給器４が縦向きに配設されている。図３は塗料供給器４の構成を示す側断面図であり、図４はその分解斜視図である。図示のように塗料供給器４は、上側ブロック５、中間ブロック６及び下側ブロック７を有している。上側ブロック５にはシール用ドクターブレード８が装着されている。中間ブロック６には堰盤９と支持シャフト１０が組み込まれている。下側ブロック７には計量用ドクターブレード１１が装着されている。

シール用ドクターブレード８及び計量用ドクターブレード１１は、それぞれグラビアロール３のほぼ全長（全幅）に差し渡すかたちで、当該グラビアロール３の軸方向に沿う長方形をなしている。これらのドクターブレード８，１１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）によって構成されるもので、そのブレード本体部の厚さが０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍで、ブレード先端部の厚さが０．０８ｍｍ〜０．０９ｍｍ、ブレード先端部の長さが１．３ｍｍ〜１．５ｍｍに設定されている。また、各々のドクターブレード８，１１の先端部は所定の角度α（好ましくはα＝３０°〜４０°）をもってグラビアロール３の外周面に摺接するように配置されている。

堰盤９は、グラビアロール３に供給すべき塗料１２を貯留する貯留部１３を形成するものである。この貯留部１３に貯留される塗料１２としては、非磁性塗料や磁性塗料など種々のものを適用することができる。また、磁気テープ等の磁気記録媒体を製造するにあたっては磁性塗料が用いられる。堰盤９のグラビアロール３と対向する側の面は、グラビアロール３の回転方向（矢印で示す）において順次グラビアロール３の外周面に近接する傾斜面とされ、この傾斜面の頂部に堰が形成されることで貯留部１３が形成されるようになっている。ちなみに、堰盤９の傾斜面の勾配角θは６０°〜８５°に設定することが好ましく、また堰の幅すなわちグラビアロール３に最接近する部分の尖端幅ｗは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定することが好ましい。

また、上側ブロック５、中間ブロック６及び下側ブロック７は、それぞれ閉塞ブロック１４にネジ止め等によって連結されることで、機械的に一体化されたブロック構体をなしている。このブロック構体の両端部には、それぞれサイドシールウォール１５がネジ止め等によって装着されるようになっている。サイドシールウォール１５は、例えば図示の如くホルダー部材１６とサイドシール１７によって構成されるもので、ブロック構体の両端部を閉塞する状態で装着される。

ホルダー部材１６は、金属等の剛体によって構成されるもので、所定の導電性を有している。サイドシール１７は、例えば発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等からなるもので、グラビアロール３の外周面に対応する湾曲面１７Ａを有している。このサイドシール１７はネジ止め等によってホルダー部材１６に取り付けられている。また、これらホルダー部材１６及びサイドシール１７の導電性は、例えばこれらホルダー部材１６及びサイドシール１７とグラビアロール３との間の抵抗が１０⁸Ω以下となる程度に設定されている。

こうした構成により、塗料供給器４の内部には遮蔽空間１８が形成されている。この遮蔽空間１８は、上記ブロック構体によって形成される空間部を、前述したシール用ドクターブレード８、計量用ドクターブレード１１及びサイドシールウォール１５によって閉塞することにより形成されるものである。これにより塗料供給器４の内部は密閉化された構造となっている。

遮蔽空間１８には堰盤９の傾斜面が面しており、この傾斜面によって形成される貯留部１３が遮蔽空間１８内に配置されている。また遮蔽空間１８には塗料供給路１９と塗料排出路２０がそれぞれ連通している。塗料供給路１９は、上側ブロック５と中間ブロック６によって形成されている。塗料排出路２０は、中間ブロック６と下側ブロック７によって形成されている。さらに、塗料供給路１９には閉塞ブロック１４を介して塗料供給管２１が接続され、塗料排出路２０には閉塞ブロック１４を介して塗料排出管２２が接続されている。なお、図４においては、塗料供給管２１を二股に分岐させて塗料供給路１９に導入する一方、塗料排出路２０から１本の塗料排出管２２を引き出した構成となっているが、塗料供給路１９に導入する塗料供給管２１の本数や塗料排出路２０から引き出す塗料排出管２２の本数は適宜変更可能である。

また閉塞ブロック１４には堰盤の制御装置２３が接続されている。この制御装置２３は、グラビアロール３に対する堰盤９の位置を制御（微調整）するものである。制御装置２３には、堰盤９を支持する支持シャフト１０を軸方向に移動させる回転つまみ２４が設けられている。そして、回転つまみ２４を回転させることで、グラビアロール３と堰盤９との間隙ｇを任意に制御し得る構成となっている。即ち、回転つまみ２４を回転させると、その回転方向と回転量（回転角度）に応じて堰盤９がグラビアロール３に対して進退移動する構成となっている。

続いて、上記構成からなる塗布装置の動作手順に基づく塗料の塗布方法について説明する。先ず、支持体１に塗布すべき塗料（例えば、磁性塗料）１２は、塗料供給管２１を通して塗料供給路１９に送られる。こうして塗料供給路１９に送られた塗料１２は、遮蔽空間１８へと取り込まれる。遮蔽空間１８に取り込まれた塗料１２は、前述したシール用ドクターブレード８とサイドシールウォール１５による閉塞作用により、塗料供給器４の外部に漏洩することはない。

また遮蔽空間１８内では、堰盤９の傾斜面とこれに近接するグラビアロール３の外周面との間で、堰盤９の堰とめ作用により塗料の貯留部１３が形成される。この場合、貯留部１３に貯留された塗料１２は、堰盤９の堰とめ作用と重力の作用を同時に受ける。このため、グラビアロール３のセルパターン３Ｐに効率よく塗料が充填される。また、貯留部１３に溜まった塗料１２は、重力に逆らうことなく貯蔵されるため、貯蔵状態が安定したものとなる。さらに、貯留部１３の塗料１２に接するグラビアロール３の外周部は、重力の作用する方向（下向き）に移動するため、貯留塗料が渦流化することもない。したがって、グラビアロール３のセルパターン３Ｐに必要十分に塗料を充填することができる。

こうしてグラビアロール３のセルパターン３Ｐに塗料１２が充填されると、グラビアロール３の回転によって塗料充填部分が計量用ドクターブレード１１との接触部に移送される。計量用ドクターブレード１１では、そのブレード先端をグラビアロール３に接触（摺接）させることで、余分に充填された塗料１２、すなわち所定量以上に充填された塗料１２を掻き落とす。これにより、計量用ドクターブレード１１を経たグラビアロール３の外周面（セルパターン３Ｐ）には所定量の塗料１２が充填された状態となる。

こうしてグラビアロール３の外周面に充填された所定量の塗料１２は、その後、グラビアロール３の回転とともに周回移動して塗料供給器４と反対側、すなわち支持体１側に移送される。このとき、支持体１とグラビアロール３との接触部分では、支持体１の走行方向Ｙとグラビアロール３の回転方向Ｒの関係から、支持体１は下向きに移動するのに対して、グラビアロール３の外周部は上向きに移動する。このため、支持体１とグラビアロール３との接触部分（線接触部分）には、図５に示すように転写ビード（塗料の溜まり）２５が形成される。転写ビード２５は、支持体１とグラビアロール３との接触部分に隣接するかたちで、支持体１の走行方向下流側（下側）に楔状に形成される。また、支持体１とグラビアロール３は、当該グラビアロール３の軸方向から見ると、ほぼ点接触で接しているため、当該接触部分に形成される転写ビード２５は、支持体１の走行方向において幅狭のビード形状（楔形状）となる。

また、グラビアロール３をＲ方向に回転させると、グラビアロール３の周囲（ロール外周面の近傍）にＲ方向に向かう気流が発生する。この気流は、グラビアロール３のロール外径が軸方向で一様に同じ径であることから、グラビアロール３の軸方向にわたって均一に発生する。また、上述のように支持体１とグラビアロール３の接触部分に形成される転写ビード２５に対しては、ロール軸方向にわたって気流によるエアー圧Ａｐが均一に作用する。このエアー圧Ａｐは、支持体１とグラビアロール３の接触部分に形成される楔状の空間で転写ビード２５を奥側（支持体１とグラビアロール３の接触点側）に押し込むように作用する。したがって、エアー圧Ａｐの作用により転写ビード２５の広がりが有効に抑えられる。このため、支持体１とグラビアロール３の接触部分に、非常に幅狭の転写ビード２５を安定的に形成することができる。

ちなみに、支持体１をＹ方向に走行させると、支持体１の周囲（表面近傍）にＹ方向に向かう気流が発生するものの、この気流の流れは支持体１とグラビアロール３の接触部分で一旦遮断される。このため、支持体１の走行によって生じる気流は、転写ビード２５の形成部位に殆ど作用しない。

このように支持体１とグラビアロール３の接触部分に極幅狭の転写ビード２５を形成した状態で支持体１をＹ方向に走行させると、その転写ビード２５から所要量ずつ塗料が引き出されるかたちで支持体１の表面に塗料が塗布（転写）される。このとき、支持体１と塗料（転写ビード２５）の接触界面では、支持体１の走行方向Ｙに沿って重力が作用する。このため、支持体１を走行させたときに、転写ビード２５からスムーズに塗料が引き出されるとともに、支持体１の表面に塗料が乗りやすくなる。したがって、支持体１の表面に精度の高い均質な薄膜層（塗膜）を形成することができる。

ちなみに、２つのガイドロール２間で支持される支持体１の垂直姿勢角度としては、図６に示すように、支持体１と垂直軸Ｚとがなす角度をβ＝１５°以下に設定することが好ましく、さらに好ましくはβ＝１０°以下、さらに好ましくはβ＝５°以下に設定することが望ましい。

ここで、上記実施形態のように２つのガイドロール２の間で支持体１をＹ方向に走行させ、かつグラビアロール３をＲ方向に回転させて、支持体１の表面に塗料を塗布した場合を本発明の実施例とする一方、２つのガイドロール２の間で支持体１をＹ方向と反対方向に走行させ、かつグラビアロール３をＲ方向と反対方向に回転させて、支持体１の表面に塗料を塗布した場合（特開２００２−１７７８３６号公報に記載の技術を適用した場合）を本発明との比較例として、それぞれの塗布状態を評価した結果について述べる。

まず、塗料としては、テープ下塗り用の塗料として、バインダ溶液：固形分２％、バインダ：アクリル樹脂、メチルエチルケトン：４０％、シクロヘキサノン：５８％、純水：２％の質量比のものを用いた。

また、塗布条件として、グラビアロール３の直径を４０ｍｍ、セルパターン３Ｐを亀甲型で軸角度６０度の１５０線（１インチの中に１５０個の亀甲セルが彫刻されているもの）とした。そして、線接触のキスタッチ方式で、セル彫刻幅を６２０ｍｍ幅の支持体１の両端より各々５．０ｍｍ広くして、支持体１の全幅に塗布する方式を採用した。また、塗布位置での支持体１の張力を０．８Ｎ／ｃｍとした。さらに、塗布速度を５〜３０ｍ／分の低速塗布と１５０〜３００ｍ／分の高速塗布、塗料の供給量を１．５Ｌ（リットル）／分と２．５Ｌ／分の条件でそれぞれ変化させた。

以上の塗布条件においては、図７に示すように、塗布速度を低速（５〜３０ｍ／分）、塗料供給量を１．５Ｌ／分に設定したものを、それぞれ「実施例１」及び「比較例１」とし、塗布速度を低速（５〜３０ｍ／分）、塗料供給量を２．５Ｌ／分に設定したものを、それぞれ「実施例２」及び「比較例２」とした。また、塗布速度を高速（１５０〜３００ｍ／分）、塗料供給量を１．５Ｌ／分に設定したものを、それぞれ「実施例３」及び「比較例３」とし、塗布速度を高速（５〜３０ｍ／分）、塗料供給量を２．５Ｌ／分に設定したものを、それぞれ「実施例４」及び「比較例４」とした。そして、各々の塗布条件で実際に塗料の塗布を行って、塗布ムラや塗膜均一性などの塗布状態を評価観察した。なお、上述したテープ下塗り用塗料は透明であるため、染料（マゼンタ）を適宜投入して、塗布状態の観察を容易にした。

［実施例１〜４の評価］
いずれの実施例も２つのガイドロール２の間で支持体１が上から下に向かって移動する場合であるが、この場合、塗料供給器４の塗料供給路１９を通して供給される塗料は、堰盤９の傾斜面によって形成される遮蔽空間１８内の貯留部１３で直接グラビアロール３の外周面（セル形成面）に接し、直ぐに塗料が計量用ドクターブレード１１によって計量される。このため、気泡などが交じり合わない状態で塗料がグラビアロール３の回転により支持体１側に運ばれる。

また、支持体１とグラビアロール３の接触部分には極狭幅の転写ビード２５が安定して形成されるとともに、ドクターブレードで掻いた際に発生する気泡などは堰盤９で圧縮破壊しながらも流速を増すことで、塗料供給器４の上部に溜まる気泡や戻り塗料が一気に排出されるため、戻り塗料の停滞もなく塗料供給と戻り量のバランスが良くなる。いずれの実施例でも、支持体１の全幅にわたって塗布ムラや筋のない、塗膜均一性に優れた塗布状態が得られた。また、塗膜形成済みの支持体１を巻き取る巻き取りロールの形状も良好で、かつ支持体１の両端に汚れや盛り上がりのない良好な品質を確保することができた。したがって、本発明の塗布方法によれば、グラビアロール４への塗料計量が安定し、塗布ムラや塗膜均一性に優れ、また低速塗布や高速塗布での塗布範囲や塗料供給量など塗布条件の適正範囲も広く確保することができる。

［比較例１〜４の評価］
いずれの比較例も２つのガイドロールの間で支持体が下から上に向かって移動する場合であるが、この場合、塗料供給器の内部では堰盤を通って上側の貯留部内で塗料が計量され、グラビアロールの回転により支持体側に塗料が運ばれる。そして、支持体とグラビアロールの接触部分に転写ビードを形成し、そこを通過する支持体の表面に塗料が転写されるが、低速塗布で塗料供給量が少ない比較例１においては、塗料供給と戻り量のバランスに不具合が生じて塗料供給器で塗料の貯蔵状態が不安定になった。このため、グラビアロールへの塗料充填不足による転写ビードムラが発生し、塗布ムラや塗膜均一性の悪化を引き起こした。また、比較例１よりも塗料供給量を多くした比較例２においては、転写ビードムラに改善は認められたものの、塗布ムラや塗膜均一性の点では、上記実施例１〜４に劣る塗布状態しか得られなかった。

一方、高速塗布で塗料供給量が少ない比較例３においては、気泡の発生が多くなり筋状のビードが発生し、塗布ムラや塗膜均一性の劣化、さらには支持体両端部に汚れや盛り上がりが見られる等、品質面に悪影響を及ぼす状態となった。また、比較例３よりも塗料供給量を多くした比較例４においては、筋状のビードは安定したが、塗布速度が高速になるほど細かい気泡が多発して気泡が抜け難い状態となった。このため、塗料の供給量と戻り量のバランスに悪影響が生じ、塗料供給器内で貯留塗料が渦流化となって計量充填状態が不安定となり、転写ビードに乱れが発生して塗布ムラ等の劣化を引き起こした。

また、参考までに、低速塗布においては、ＴｉＯ₂の超微粒粉末含有の塗料をＭＩＢＫ(メチル・イソ・ブチル・ケトン)の溶媒で希釈分散させた塗料（固形分は３０％に調合した）を作製し、上記実施例１、２及び比較例１、２と全く同じ条件で塗布を行って評価したところ、上記同様の結果が得られた。

本発明の実施形態に係る塗料の塗布装置の構成を示す側面概略図である。 支持体を略垂直姿勢に支持する際の支持形態の他の例を示す図である。 本発明の実施形態における塗料供給器の構成を示す側断面図である。 本発明の実施形態における塗料供給器の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態における転写ビードの形成状態を示す側面図である。 支持体を垂直姿勢に支持する際の角度範囲を説明する図である。 塗布状態を評価する際の実施例と比較例の塗布条件を示す図である。 従来の塗布装置の構成例を示す概略側面図である。

符号の説明

１…支持体、２…ガイドロール、３…グラビアロール、４…塗料供給器、９…堰盤、１３…貯留部

Claims (7)

1. 駆動手段によって一方向に走行する支持体と、前記支持体の走行方向と直交する向きで水平に配設されたグラビアロールとを備え、前記走行する支持体に対し、回転するグラビアロールを接触させて塗料を塗布する塗布装置において、
   前記駆動手段は、前記支持体を垂直姿勢に支持するガイド部材を有するとともに、当該ガイド部材によって垂直姿勢に支持された前記支持体を重力の作用する方向に沿って上から下に移動するように走行し、
   前記グラビアロールは、当該グラビアロールに対する前記支持体の巻き付き角度がゼロとなるように、前記ガイド部材によって垂直姿勢に支持された前記支持体に水平方向から線接触する状態で配置されるとともに、前記支持体との接触位置でロール外周部が前記支持体の走行方向と反対方向となる上向きに移動するように回転することにより、当該支持体との接触位置に塗料による楔形のビードを形成する
   ことを特徴とする塗料の塗布装置。
2. 前記支持体との接触位置の反対側で前記グラビアロールに塗料を供給する塗料供給手段を備え、
   前記塗料供給手段は、前記グラビアロールに供給すべき塗料を貯留する貯留部を形成するとともに、前記グラビアロールと対向する側の面が、前記グラビアロールの回転方向において順次グラビアロールの外周面に近接する傾斜面とされた堰を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の塗料の塗布装置。
3. 前記駆動手段は、前記支持体を垂直姿勢に支持する上下２つのガイド部材を有し、
   前記グラビアロールは、前記２つのガイド部材の間で垂直姿勢に支持された前記支持体に線接触する状態で配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の塗料の塗布装置。
4. 前記傾斜面の勾配角を６０°〜８５°に設定してなる
   ことを特徴とする請求項２記載の塗料の塗布装置。
5. 前記堰の前記グラビアロールに対する最接近部の尖端幅を０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定してなる
   ことを特徴とする請求項２記載の塗料の塗布装置。
6. 一方向に走行する支持体と、前記支持体の走行方向と直交する向きで水平に配設されたグラビアロールとを用いて、前記走行する支持体に対し、回転するグラビアロールを接触させて塗料を塗布する塗布方法において、
   前記支持体を所定の位置で垂直姿勢に支持しつつ重力の作用する方向に沿って上から下に移動するように走行させるとともに、前記支持体との接触位置でロール外周部が前記支持体の走行方向と反対方向となる上向きに移動するように前記グラビアロールを回転させ、この回転するグラビアロールを、当該グラビアロールに対する前記支持体の巻き付き角度がゼロとなるように、前記所定の位置で前記支持体に水平方向から線接触させることにより、当該接触位置に塗料による楔形のビードを形成する
   ことを特徴とする塗料の塗布方法。
7. 前記支持体を上下２つのガイド部材によって垂直姿勢に支持するとともに、前記２つのガイド部材の間で垂直姿勢に支持された前記支持体に前記グラビアロールを線接触させる
   ことを特徴とする請求項６記載の塗料の塗布方法。

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