JP3904465B2

JP3904465B2 - Gravure coating method and apparatus

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Publication number: JP3904465B2
Application number: JP2002063792A
Authority: JP
Inventors: 朋成小川; 豊安藤; 隆之中西; 正房村上
Original assignee: Fujifilm Corp; Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp; Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003260393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、均一な塗布量分布を要求される用途に有用なグラビア塗布方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗布液をフィルムベース上に塗布する方法として、グラビア塗布方法がよく知られている。グラビア塗布方法は一例を図１１に示すように、回転駆動されるグラビアロール１の表面に塗布液２を供給し、グラビアロール１の表面に押し当てたドクターブレード３によってグラビアロール１の表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロール１のセル内の塗布液をフィルムベース４上に塗布するというものである。ドクターブレード３は、塗布液貯留部５からグラビアロール１表面に塗布液２が供給されてからフィルムベース４に接触するまでの間で、グラビアロール１表面を押し当てている。なお、図１１において６ａ〜６ｃはガイドロール、８は乾燥部である。また、フィルムベース４は矢印Ｙ１方向に走行し、グラビアロール１は矢印Ｙ２方向に回転する。
【０００３】
この場合、図１２に示すように、ドクターブレード３は真直な先端縁をグラビアロール１の表面に押し当てているが、実際には図１３に示すように、グラビアロール１は自重等で下方に撓むため、ドクターブレード３の接触端３ａとグラビアロール１と間には、図１４に模式的に示すように、ロール幅方向に不均一な隙間７ができてしまう。従って、その影響でドクターブレード３による掻き取り量がロール幅方向で不均一となり、その結果、フィルムベース４（図１１参照）に対する幅方向塗布量分布が不均一になってしまう。
【０００４】
その影響は、フィルムベース４に対する塗布量が少ない場合に特に顕著に現れる。例えば、液晶ディスプレイの反射防止膜を構成する塗布液をフィルムベース上に塗布するような場合、塗布量が１０ｃｃ／ｍ²以下と少ないために、塗布量（膜厚）分布の均一化要求が特に厳しく、塗布量均一化のための対策が必須となる。
【０００５】
塗布量をフィルムベースの幅方向に均一化する方法は、各塗布方式によって種々開発されている。例えば特開平６−５５１２４号公報には、ブレードコーターの場合において、図１５に示すように、ブレード１１の先端縁１１ａをバックアップロール１２の撓みに合わせて湾曲化する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の技術を応用して、グラビア塗布の場合のドクターブレードの先端縁を湾曲化しても、ドクターブレードを接触させる対象が金属製のグラビアロールであり、ブレードコーターの場合のフィルムや紙と異なり柔軟性を有しないため、グラビアロールにドクターブレードを均一に当てて塗布量分布の均一化を図ることは難しい。
【０００７】
そのため、実際には、塗布量均一化を図るための対策として、図１６に示すように、ドクターブレード３の組み付け初期の段階において、ドクターブレード３を、回転するグラビアロール１に押し当て、ドクターブレード３の先端縁をグラビアロール１により摩耗させ、両者の当たりを馴染ませるという方法をとらざるを得なかった。図において、９はならし運転により削り取られる部分を示す。しかし、グラビアロール１の撓みが大きい場合には、ドクターブレード３の先端が十分に削れるまでに長い時間をかけてならし運転しなくてはならず、生産性を大きく低下させる要因となっていた。
【０００８】
また、グラビアロール１自体を撓みにくい構造にすることで塗布量分布の均一化を図ることも考えられる。具体的には、図１７に示すように、グラビアロール端部に形成したジャーナル部１ａを軸受部１０に嵌合することでグラビアロール１を軸支する構造において、グラビアロール１の軸受間距離Ｌ₁を狭めたり、ジャーナル部１ａの径ｄ_jを大きくしたり、ジャーナル部１ａ基端部と軸受部１０との間隔Ｌ₂を狭めたり、グラビアロール１の径ｄ_Gを大きくする等の手段によって、グラビアロール１の撓みを抑えることができる。しかしながら、このような種々の手段を講じてもグラビアロール１の撓みを完全に無くすことはできず、従って、残された撓み量によって塗布量分布が不均一となる問題は解消されることはない。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、グラビア塗布の塗布量が極めて少ない場合であっても、ドクターブレードの使用開始直後からグラビアロール軸方向の塗布量分布の均一化を図ることができ、これにより、ならし運転を殆ど要せずに微小量のグラビア塗布時であっても良好な均一塗布面が得られ、塗布時間を大幅に短縮して生産性の向上を図ることのできるグラビア塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明の請求項１記載のグラビア塗布方法は、グラビアロール表面に塗布液を供給し、該グラビアロール表面に押し当てたドクターブレードによってグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロールのセル内の塗布液をフィルムベースに塗布するグラビア塗布方法であって、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与して前記余剰塗布液の掻き落としを行うことを特徴とする。
【００１１】
このグラビア塗布方法によれば、ドクターブレードにグラビアロールの撓み相当の撓みを予め付与するようにしているので、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードの接触端をロール軸方向にわたって均一に当てることができる。従って、グラビアロール表面の塗布液の量をロール軸方向で均一に制御することができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。また、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール表面にドクターブレードを均一に当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００１２】
請求項２記載のグラビア塗布方法は、請求項１記載のグラビア塗布方法において、前記グラビアロールの自重と、前記グラビアロールに接触するフィルムベースの張力と、前記グラビアロールに対するドクターブレードの押圧力との合力によるグラビアロールの撓みを求め、その撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする。
【００１３】
このグラビア塗布方法によれば、グラビアロールの自重と、グラビアロールに接触するフィルムベースの張力と、グラビアロールに対するドクターブレードの押圧力との合力に基づいてグラビアロールの撓みを求めるので、精度良くグラビアロールの撓みを求めることができる。そして、そのグラビアロールの撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与するので、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードをロール幅方向に均一に当てることができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載のグラビア塗布方法は、前記グラビアロールの撓みを次式で求め、
撓み＝｛Ｌ⁴Ｐ／（２ＥＩ）｝
〔１／２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝²−１／１２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝⁴〕
ただし、
Ｐ：グラビアロールに撓みを与える力
Ｅ：グラビアロールの縦弾性係数
Ｉ：グラビアロールの断面二次モーメント
Ｌ：グラビアロール面長（軸受間距離）／２
ｘ：グラビアロール軸方向中点からの距離
その求められた撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする。
【００１５】
このグラビア塗布方法によれば、上式で求めた撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与するので、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードをロール軸方向にわたって均一に当てることができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。
【００１６】
請求項４記載のグラビア塗布装置は、フィルムベースに塗布液を塗布するグラビアロールと、グラビアロール表面に塗布液を供給する塗布液供給部と、塗布液が供給されてからフィルムベースに接触するまでの間のグラビアロール表面に押し当てられることでグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とすドクターブレードとを具備するグラビア塗布装置であって、少なくとも前記グラビアロールに対するドクターブレードの接触端に、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与する撓み付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このグラビア塗布装置によれば、ドクターブレードにグラビアロールの撓み相当の撓みを予め付与するので、塗布液供給部からグラビアロール表面に供給された塗布液のうち、余剰塗布液をドクターブレードによって確実に掻き落とすことができる。即ち、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードの接触端をロール幅方向に均一に当てることができ、従って、グラビアロール表面の塗布液の量をロール幅方向で均一に制御することができる。これにより、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール表面にドクターブレードを均一に当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００１８】
請求項５記載のグラビア塗布装置は、請求項４記載のグラビア塗布装置において、前記グラビアロールの径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
【００１９】
このグラビア塗布装置によれば、グラビアロールの径をφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍとすることで、グラビアロールの径が小さすぎる場合にドクターブレードを押し付け時にグラビアロールが偏芯する等の不具合がなくなり、グラビア塗布装置の有効性を十分に発揮することができる。
【００２０】
請求項６記載のグラビア塗布装置は、請求項４又は請求項５記載のグラビア塗布装置において、前記ドクターブレードが金属又は樹脂からなることを特徴とする。
【００２１】
このグラビア塗布装置によれば、ドクターブレードを金属で構成した場合に、十分な耐摩耗性を発揮できる。また、高い剛性を発揮できることにより、余剰塗布液の掻き取り性が良好となり、高精度な塗布量分布を確保することができる。また、ドクターブレードを樹脂で構成した場合には、グラビアロールに対して傷を付けるおそれがなくなる。
【００２２】
請求項７記載のグラビア塗布装置は、請求項４〜請求項６のいずれか１項記載のグラビア塗布装置において、前記ドクターブレードを保持するホルダが、該ドクターブレードの基端部を挟む２枚の押え板と、これら２枚の押え板を介してドクターブレードに挟持力を及ぼす２つの金属ブロックとを備えていることを特徴とする。
【００２３】
このグラビア塗布装置によれば、２つの金属ブロックを、例えばボルトで互いに締結することにより、２枚の押え板を介してドクターブレードを挟持することができる。また、ボルトの代わりに流体圧で押え板に対して挟持力を付与することも可能であり、いずれにしろ、確実且つ強固にドクターブレードを保持することができる。
【００２４】
請求項８記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記ホルダに前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与するホルダ撓み付与手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
このグラビア塗布装置によれば、ホルダ撓み付与手段によりホルダを撓ませることで、ドクターブレードに撓みを付与することができ、これにより、ドクターブレードの撓み曲線を任意に変更して設定することができる。
【００２６】
請求項９記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記金属ブロックが、前記押え板を挟持する面に、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを有した湾曲面を形成してなることを特徴とする。
【００２７】
このグラビア塗布装置によれば、金属ブロックの挟持面を湾曲面で形成することによりドクターブレードに撓みを付与するので、簡単な構造で、撓みを安定してドクターブレードに与えることができる。また、金属ブロックを複数種取りそろえておくことで、ドクターブレードを任意の湾曲面に容易に撓ませることができる。
【００２８】
請求項１０記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記押え板が、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを形成する厚みの変化を有してなることを特徴とする。
【００２９】
このグラビア塗布装置によれば、押え板の厚みを変更して挟持面を湾曲面で形成することによりドクターブレードに撓みを付与するので、簡単な構造で、撓みを安定してドクターブレードに与えることができる。また、押え板を複数種取りそろえておくことで、ドクターブレードを任意の湾曲面に容易に撓ませることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のグラビア塗布方法及びその装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１にグラビアロールとドクターブレードとの関係を表す説明図を示した。（ａ）は斜視図で（ｂ）はＩｂ矢視図である。
本発明の実施形態のグラビア塗布方法は、図１０にグラビア塗布方向と塗布装置の説明図を示すように、軸受間に回転自在に軸支されたグラビアロール１の表面に塗布液２を供給し、グラビアロール１の表面に押し当てたドクターブレード３によってグラビアロール１の表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロール１のセル内の塗布液をフィルムベース４に塗布する方法であって、図１（ａ），（ｂ）に撓みを誇張して示すように、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みをドクターブレード３に付与して、余剰塗布液の掻き落としを行うものである。
【００３１】
この場合、少なくともドクターブレード３の先端のグラビアロール１に対する接触端３ａが、グラビアロール１の表面、特にグラビアロール表面の同一母線（ロール撓み無しの状態におけるロール表面の軸方向線）上に確実に接するように、ドクターブレード３に撓みが与えられていればよい。なお、図１（ｂ）のＩｂ方向は、グラビアロール１の最大撓み方向（略鉛直方向）に直角な方向（略水平方向）である。
【００３２】
ここで、グラビアロール１の撓みの求め方を図２を参照しながら説明する。まず、グラビアロール１に撓みを与える力としては、グラビアロール１に接触するフィルムベース４の張力Ｔの鉛直成分、グラビアロール１に対するドクターブレード３の押圧力Ｐ_Bの鉛直成分、グラビアロール１の自重が存在する。ドクターブレード３は、グラビアロール１の中心から鉛直線に対して角度ｂ₁の方向の点Ｑの表面に、水平線とのなす角度ｂ₂の傾きで押し当てられている。ただし、次の条件を満足するように各要素が設定されている。
【００３３】
（ａ）グラビアロールの自重＞ドクターブレードの押圧力
（ｂ）０゜＜ｂ₁＜９０°
（ｃ）−４５°＜ｂ₂＜４５°
（ｄ）ａ₁≦３０゜，ａ₂≦３０゜
【００３４】
即ち、（ａ）によれば、ドクターブレードの押圧力がグラビアロールの自重より小さいことにより、ドクターブレードの押圧力の水平成分が十分に小さくなる。また、（ｂ）によれば、角度ｂ₁を、ドクターブレードによる水平方向の力が大きくならず、ブレードの掻き取り性の良い範囲に設定でき、（ｃ）によれば、ドクターブレードの押圧力の水平成分を鉛直成分より小さくできる。そして、（ｄ）によれば、フィルムベースの張力による水平成分を小さくできる。従って、上記（ａ）〜（ｄ）の条件を満足することにより、グラビアロールに作用する水平方向の力が、鉛直方向の力に対して十分小さくなって、鉛直方向の力だけを考慮して撓みを求めても、実質的に問題ないレベルとなる。また、フィルムベースの張力は、フィルムベースがａ₁＞ａ₂の関係を有すれば、発生する水平方向分力はドクターブレードの押圧力による水平方向分力と相反する方向で生じるため、水平方向に作用する力は略相殺されることになる。仮に無視できない水平方向の力が存在しても、例えば特開平６−５５１２４号に記載された図１６に示すブレード形状とすることで、グラビアロール軸方向に沿って均一な押し当て状態が得られ、これにより塗布量分布の均一化が図られる。
【００３５】
いま、グラビアロール１の最大撓みは軸垂直方向の鉛直方向に発生し、水平方向の撓みは無視できる程度と考え、鉛直方向の力にのみ注目する。グラビアロール１の自重は鉛直下方に作用するので、そのまま力Ｃとする。フィルムベース４の張力Ｔによってグラビアロール１に働く鉛直方向の力Ａは、（１）式で表される。
【００３６】
Ａ＝Ｔsinａ₁＋Ｔsinａ₂ ・・・（１）
ただし、ａ₁はフィルムベース４の入側の水平線とのなす角、ａ₂はフィルムベース４の出側の水平線とのなす角である。また、グラビアロール１に対するドクターブレード３の押圧力Ｐ_Bの鉛直方向分力Ｂは、（２）式で表される。
【００３７】
Ｂ＝Ｐ_Bcosｂ₂ ・・・（２）
これらＡ、Ｂ、Ｃの合力が鉛直方向に作用するので、鉛直方向の力Ｐを、
Ｐ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ・・・（３）
とすれば、グラビアロール１の軸垂直方向である鉛直方向の撓みは、図３に示す両端支持梁への均等荷重による撓みとして、（４）式で求められる。
【００３８】

ただし、
Ｐ：グラビアロールに撓みを与える力（均等荷重）
Ｅ：グラビアロールの縦弾性係数
Ｉ：グラビアロールの断面二次モーメント
Ｌ：グラビアロール面長（軸受間距離）／２
ｘ：グラビアロール軸方向中点からの距離
【００３９】
そこで、このグラビアロール１に生じる撓みと略同等の撓みを（４）式に基づいてドクターブレード３に付与する。これにより、ドクターブレード３の組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール１の表面に、ドクターブレード３の接触端３ａをロール軸方向に沿って均一に当てられる。従って、グラビアロール１の表面の塗布液の量がロール軸方向で均一となり、もって、塗布液の塗布量を高精度に一定量に制御することができ、フィルムベース４に対して塗布液を、フィルムベース４の幅方向にわたって均一に塗布することができる。また、新しくドクターブレード３を組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくても済み、生産性の向上が図られる。
【００４０】
なお、ドクターブレード３に付与する上記（４）式の撓み量分布は、これに限らず、撓み量分布を２次または３次曲線で近似して設定することもでき、この場合にも上記同様の効果が奏される。また、ドクターブレード３に付与する撓みは、上述した外力により撓ませること以外にも、計算から求まる撓み量と同じカーブを描くように、予めドクターブレード３を塑性変形させることであってもよい。即ち、本明細書ではドクターブレード３に付与する撓みとは、弾性変形により付与されるものと、塑性変形により付与されるものとの双方を含むものとする。また、前記グラビアロール３の撓みと略同等の撓みとは、求めた撓み曲線と完全に一致していなくても、±３０％以内の誤差範囲に収まっていれば実質的に問題はない。
【００４１】
次に、上記グラビア塗布方法を実現するためのグラビア塗布装置を詳細に説明する。
このグラビア塗布装置１００は、図１１に示すように、図示しない駆動手段によって回転駆動されフィルムベース４に塗布液２を塗布するグラビアロール１と、グラビアロール１の表面に塗布液２を供給する塗布液供給部（塗布液貯留部５）と、塗布液２が供給されてからフィルムベース４に接触するまでの間のグラビアロール１表面に押し当てられることでグラビアロール１表面の余剰塗布液を掻き落とすドクターブレード３とを具備し、図１に示すように、少なくともグラビアロール１に対するドクターブレード３の接触端３ａに、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与したものである。
【００４２】
ドクターブレード３を保持する手段として、本グラビア塗布装置１００ではブレードホルダを備えている。図４にブレードホルダの断面図を示した。ブレードホルダ２０は、ドクターブレード３の基端部を挟む２枚の押え板２１，２２と、これら２枚の押え板２１，２２を介してドクターブレード３に挟持力を及ぼす２つの金属ブロック２３，２４と、金属ブロック２３，２４を互いに締結する締結ボルト２５及びナット２６とで構成している。締結ボルト２５及びナット２６の代わりに、流体圧で締付力（押え板に対する挟持力）を得るように構成することも可能であり、ドクターブレード３の挟持力を得る形式については特に限定されない。
【００４３】
なお、ブレードホルダ２０の押え板２１から突出するドクターブレード３の長さＬ_bは１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍに設定することで、ブレードホルダ２０側で設定されるブレード長手方向の撓み曲面を忠実にドクターブレード３の接触端３ａで再現できる。また、ドクターブレード３の幅Ｗ_bは、ブレード長手方向長さが大きいほど広く設定し、取り扱い性確保のために３０〜２００ｍｍに設定している。ドクターブレード３は、図５にブレード先端部の拡大図を示すように、先端の角度を鋭角の５゜〜８０゜程度に設定し、そのブレード先端部の傾斜面３ｂと押し付けるグラビアロール表面の接線との角度が±５゜以下となるようにしている。これにより、ブレード先端部の傾斜面３ｂとグラビアロール表面とが互いに平坦に押し当てられ、塗布液を塗布開始直後から安定して塗布できるようになる。また、ドクターブレード３の板厚ｔは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、適度な剛性と可撓性を備えたものが適宜使用される。また、押え板２１，２２の厚みは０．３ｍｍ〜３ｍｍのものが用いられる。
【００４４】
そして、本グラビア塗布装置１００では、ブレードホルダ２０自身を撓ませることで、グラビアロール１と同等の撓みをドクターブレード３に付与している。即ち、図６にグラビアロールにブレードホルダに狭持されたドクターブレードを押し当てている様子を示すように、ブレードホルダ２０の両端を支持体３１，３１で支持することにより、ブレードホルダ２０全体が長手方向にわたって中央部分が鉛直方向へ撓むようになる。その中央部分にホルダ撓み付与手段としての上下動機構３３で外力を加えることにより、ブレードホルダ２０を下方（場合によっては上方）に撓ませ、それにより、ブレードホルダ２０で挟持したドクターブレード３に、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを与えている。なお、ブレードホルダ２０自身の自重も、ここでは外力の一部として考慮する。外力を付与する作用点は、ブレードホルダ２０の長手方向中央部の１箇所に限らず、所定の間隔をおいて複数箇所に設け、撓み形状をより精密に設定する構成としてもよい。上下動機構３３としては、ネジ式や流体圧式等、任意のものを採用することができる。
【００４５】
また、上記ブレードホルダ２０は、図示は省略するが、ドクターブレード３をグラビアロール１に対して着脱する機構を有しており、例えばエアシリンダによりブレードホルダ２０を前後に移動させて、ドクターブレード３のグラビアロール表面からの離反動作、及び接触動作を行える構成となっている。
【００４６】
このように、ブレードホルダ２０を撓ませることによりドクターブレード３に撓みを付与する場合には、ドクターブレード３の撓み曲線を任意に変化させることが容易にできる。
【００４７】
なお、ドクターブレード３に撓みを付与する方式としては、図７に示すブレードホルダ２０自身を撓ませる方式以外にも種々の方式を選択し得る。その他の方式について、図８、図９を用いて説明する。
【００４８】
図８のブレードホルダ４０では、上下の金属ブロック２３，２４が、押え板２１，２２の挟持される面２３ａ，２４ａを、ドクターブレード３の長手方向に沿って所定の曲率を有した湾曲面として形成することにより、強制的にドクターブレード３と押え板２１，２２を撓ませてグラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与している。
【００４９】
図９のブレードホルダ５０では、押え板２１，２２が、ドクターブレード３の長手方向に沿って、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを形成するための厚みの変化を有している。この厚みの変化によって上下の押え板２１，２２のドクターブレード３の基端部を挟持する面２１ａ、２２ａが湾曲面として形成され、押え板２１，２２で挟んだドクターブレード３に、強制的にグラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与している。
【００５０】
図８、図９の例のように、金属ブロック２３，２４や押え板２１，２２によって強制的にドクターブレード３へ撓みを付与する場合、簡単な構造で、安定して正確な撓みをドクターブレード３に与えることができる。そして、予め金属ブロック２３，２４や押え板２１，２２を複数種取りそろえておくことで、目的とするドクターブレード３の撓み曲線に応じて、適切な金属ブロックや押え板を選択して使用することができ、所望の撓み曲線が容易に得られるようになる。
【００５１】
このように、上下動機構３３、金属ブロック２３，２４、押え板２１，２２等の撓み付与手段によって、ドクターブレード３にグラビアロール１の撓み相当の撓みを予め付与した場合、ドクターブレード３の組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール１の表面にドクターブレード３の接触端３ａをロール軸方向にわたって均一に押し当てることができる。従って、グラビアロール１の表面の塗布液の量をロール幅方向で均一に制御することができ、フィルムベース４に対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレード３を組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール１の表面にドクターブレード３を均一に押し当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００５２】
上記したグラビア塗布装置１００は、グラビアロール１をフィルムベース４の搬送方向とは逆方向に回転するリバースグラビアコーティング（キス）の一例であるが、本発明は、この構成に限らず、図１０に示すダイレクトグラビアコーティング（ダイレクト）による構成に対しても同様に適用可能である。ダイレクトグラビアコーティングによる構成は、グラビアロール１にフィルムベース４を介してバックアップロール１４をニップさせつつ平行に配設し、フィルムベース４の搬送方向に対する順方向にグラビアロール１及びバックアップロール１４を回転させるものである。バックアップロール１４とグラビアロール１とのニップ圧力は、バックアップロール軸を押圧するシリンダ１６により調整される。
【００５３】
なお、上記グラビア塗布装置１００の場合、グラビアロール１の径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあるときに有効性を発揮できる。例えば、グラビアロール１の径が１５ｍｍ未満の場合は、グラビアロール１にドクターブレード３を押し付けると、グラビアロール１の撓みが大きくなり過ぎて偏心してしまい、グラビアロール１の回転による周期的な塗布むらが発生するおそれがある。一方、グラビアロール１の径が２５０ｍｍより大きい場合は、グラビアロール１自体の撓みが非常に小さくなるので、塗布量の均一性が向上することになる。従って、グラビアロール１の径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあるときに、特に有効に本発明のグラビア塗布方法によるフィルムベース幅方向（グラビアロール軸方向）の塗布量均一化の効果が奏される。
【００５４】
また、グラビアロール１の版（メッシュ）の形状は、斜線（斜線型カップ）、格子（台形カップ）、ピラミッド（ピラミッド型カップ）など種々あるが、版の形状によらず上記の効果は期待できる。また、メッシュの大きさも、例えば♯５０〜＃１５００の範囲で自由に選択可能である。メッシュが粗過ぎると塗布量が多くなり、幅方向の塗布量分布が相対的に小さくなる。しかし、メッシュは基本的に細か過ぎることで本発明の効果は失われない。
【００５５】
また、ドクターブレード３の材質は、金属、例えばＳＫ材（炭素工具鋼ＪＩＳＧ４４０１）、又はポリプロピレン等の樹脂のいずれも採用することができる。金属で構成した場合は、十分な耐摩耗性を発揮できると共に高い剛性を発揮できることにより、余剰塗布液の掻き取り性が良好となり、高精度な塗布量分布を安定して確保できる。また、樹脂で構成した場合は、グラビアロールに傷を付けるおそれがなくなる。
さらに、ドクターブレード３のグラビアロール１との接触は、グラビアロール１との接触点における接線とドクターブレードとの交差角が４５゜以下とすることが好ましく、この場合に良好な掻き取り性が得られる。
【００５６】
また、グラビアロール１は金属で構成するのが基本であるが、金属ロールの表面を摩耗防止のためのセラミックコーティングで覆い、その表面に版目（メッシュ）を形成したセラミックグラビアロールとしてもよい。
フィルムベース４は、シート状でもよく、帯状の連続フィルム又は紙ベースでもよい。使用するフィルムベースの幅は例えば最大３ｍ前後で、厚みは５〜３００μｍのものが好適であるが、この限りではない。
【００５７】
また、フィルムベース４はその用途により適宜好ましいものが選択され、具体的には透明支持体が用いられる。透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースエステル（例：トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例：ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリスチレン、ポリオレフィンなどが挙げられる。
【００５８】
また、塗布液は、特に限定されないが、固形分濃度０．０１〜５０重量％で、粘度０．１〜１０ｃＰ、塗布量３０ｃｃ／ｍ² 以下とし、水系でも有機溶剤系でもよい。水系のバインダーとしては、ゼラチンやＰＶＡなど水に溶解し、乾燥後膜を形成するものなら何でもよい。また、溶剤系のバインダーとしては、モノマーでもポリマーでもよいが、例えばモノマーの場合、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル（例：エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，２，３−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート）、ビニルベンゼン及びその誘導体（例：１，４−ジビニルベンゼン、４−ビニル安息香酸−２−アクリロイルエチルエステル、１，４−ジビニルシクロヘキサノン）、ビニルスルホン（例、ジビニルスルホン）、アクリルアミド（例、メチレンビスアクリルアミド）及びメタクリルアミドが含まれる。
【００５９】
更に、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの代わり又はそれに加えて、架橋性基を導入してもよい。架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基及び活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステル及びウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシド、ブロックイソシアナート基があってもよい。これら架橋基を有する化合物を使用する場合には塗布後熱などによって架橋させる必要がある。また、他の例には、ビス（４−メタクリロイルチオフェニル）スルフィド、ビニルナフタレン、ビニルフェニルスルフィド、４−メタクリロキシフェニル−４'−メトキシフェニルチオエーテル等も挙げられる。
【００６０】
更に以下の無機超微粒子を添加することができる。
チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモン及びジルコニウムの酸化物からなる粒径１００ｎｍ以下の超微粒子、好ましくは５０ｎｍ以下の超微粒子。このような超微粒子の例としては、ＴｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｓｂ₂ Ｏ₂ 、ＩＴＯ、ＺｒＯ₂ 等が挙げられる。また、塗布液には粒子径１０μｍ以下の無機微粒子又はポリマー微粒子を添加しても良い。無機微粒子としてはシリカビーズ等がある。ポリマー微粒子としては、ポリメタクリル酸メチルアクリレートビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリスチレンビーズ、ポリアクリルスチレンビーズ、シリコーンビーズ等がある。
【００６１】
バインダ中の無機超微粒子の含有量は、塗布液の全重量の１０〜９０重量％であることが好ましく、２０〜８０重量％であると更に好ましい。
【００６２】
その他のバインダの例としては、架橋性のフッ素高分子化合物があり、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物（例えば（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラデシル）トリエトキシシラン）等の他、含フッ素モノマー成分と架橋性基付与のためのモノマー成分を構成成分とする含フッ素共重合体が挙げられる。
【００６３】
上記含フッ素モノマー成分の具体例としては、例えばフルオロオレフィン類（例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール等）、（メタ）アクリル酸の部分又は完全フッ素化アルキルエステル誘導体類（例えばビスコート６ＦＭ（大阪有機化学製）やＭ−２０２０（ダイキン製）等）、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類等である。
【００６４】
架橋性基付与のためのモノマー成分としてはグリシジルメタクリレートのように分子内に予め架橋性官能基を有する（メタ）アクリレートモノマーの他、カルボキシル基やヒドロキシル基、アミノ基、スルホン酸基等を有する（メタ）アクリレートモノマー（例えば（メタ）アクリル酸、メチロール（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アリルアクリレート等）が挙げられる。後者は共重合の後、架橋構造を導入できることが特開平１０−２５３８８及び特開平１０−１４７７３９に知られている。
【００６５】
また上記含フッ素モノマーを構成単位とするポリマーだけでなく、フッ素原子を含有しないモノマーとの共重合体を用いてもよい。
【００６６】
併用可能なモノマー単位には特に限定はなく、例えばオレフィン類（エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等）、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート等）、スチレン誘導体（スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等）、ビニルエーテル類（メチルビニルエーテル等）、ビニルエステル類（酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等）、アクリルアミド類（Ｎ−ｔｅｒｔブチルアクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシルアクリルアミド等）、メタクリルアミド類、アクリロニトリル誘導体等を挙げることができる。
【００６７】
溶剤としてはアルコール類、ケトン類が主に使用され、アルコールではメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが主に使用される。ケトンではメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが主に使用される。その他ではトルエンやアセトンなども使用される。これらは単独の場合もあるが、混合されて使用される場合もある。
【００６８】
【実施例】
次にフィルムベース４上にアクリル樹脂系の塗布液２をグラビア塗布した場合のフィルムベース４幅方向の塗布量分布の測定結果について述べる。
比較例では、従来通りの撓みのないブレードホルダを使用して測定した。実施例では、グラビアロールの自重とフィルムベースのテンションとドクターブレードの押圧力とによるグラビアロールの軸垂直方向撓みになるべく近づくようにブレードホルダを撓ませて測定した。その結果を次の表１に示す。
【００６９】
【表１】

【００７０】
また、各実施例及び比較例における塗布液の塗布及び掻き取り条件を表２に示した。
【００７１】
【表２】

【００７２】
フィルムベースのＰＥＴは、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラー１００μｍ東レ（株）製）を用い、ＴＡＣは、トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ−ＴＤ８０Ｕ、富士写真フィルム（株）製）を用いた。
実施例２、比較例１，２，３，４における固形分濃度約３５％の塗布液は、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）２５０ｇを、４３９ｇのメチルエチルケトン／シクロヘキサノン＝５０／５０重量％の混合溶媒に溶解して得られた溶液に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、チバガイギー社製）７．５ｇ及び光増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）５．０ｇを、４９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を加えて作製した。
実施例１，５、比較例５，７の固形分濃度５％の塗布液は、この作製した溶液を上記混合溶媒で薄めて濃度５％として作製した。
【００７３】
実施例３，４、比較例６の固形分濃度約５０％の塗布液は、熱架橋性含フッ素ポリマー（ＪＮ−７２２１、ＪＳＲ（株）製）２００ｇにメチルイソブチルケトンを２００ｇ添加、攪拌の後、孔径１μｍのポリプロピレン製フィルターで濾過して作製した。
【００７４】
膜厚測定は比較的厚い場合（１μｍ以上）には触針式の膜厚計で、薄い場合には分光光度計（日本分光（株）製）を用いて、３８０〜７８０ｎｍの波長領域において、入射角５°における分光反射率を測定して計算により膜厚を求めた。
なお、各実施例及び比較例の塗布開始時における評価は、◎が均一、○が少し難あるが問題ないレベル、△が一部にスジムラ等が発生、×表面全体にムラ発生としている。
【００７５】
比較例の場合、グラビアロールの径が細いほど、フィルムベースのテンション及びドクターブレードの押圧力が高いほど、塗布開始時の塗布量分布（塗布量ムラ）が大きくなる傾向が認められる。また、連続塗布８時間後においても、塗布分布量が良化することはあまりなく、依然として大きな値となり、従って、塗布均一性の悪い結果となっている。
【００７６】
一方、本発明の実施例では、グラビアロールの径、フィルムベースのテンション及びドクターブレードの押圧力に合わせてドクターブレードに撓みを付与しているので、塗布開始初期における塗布量分布は小さく、良好な塗布状態となっている。また、各実施例の塗布量分布は、連続塗布８時間後においても変化が少なく、高い塗布均一性が保たれており、塗布開始直後から一貫して、必要十分なレベルで幅方向均一塗布が実現されている。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグラビア塗布方法及びその装置によれば、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロールの表面にドクターブレードの接触端をロール幅方向に均一に当てることができる。従って、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間する必要がなくなり、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のグラビア塗布方法の説明図で、（ａ）は撓みを誇張して示す斜視図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ矢視図である。
【図２】グラビア塗布方法を実施する際のグラビアロールの撓みの求め方を示す説明図である。
【図３】グラビアロールの撓み計算に使用する条件の説明図である。
【図４】グラビア塗布装置に使用するブレードホルダの側面図である。
【図５】ドクターブレード先端部の拡大図である。
【図６】グラビアロールにブレードホルダに狭持されたドクターブレードを押し当てている様子を示す斜視図である。
【図７】グラビア塗布装置においてドクターブレードを撓ませる方式の一例を示す説明図である。
【図８】ドクターブレードをブレードホルダにより撓ませる他の方式の例を示す説明図である。
【図９】ドクターブレードを押え板により撓ませる他の方式の例を示す説明図である。
【図１０】ダイレクトグラビアコーティングによる塗布装置の要部構成図である。
【図１１】グラビア塗布方法及び装置の説明図である。
【図１２】従来のグラビア塗布方法の要部を示す概略説明図である。
【図１３】従来のグラビア塗布方法の問題点を示す説明図である。
【図１４】図１３で示す問題点を模式的に示す説明図である。
【図１５】従来の公知例によるブレードコーターの説明図である。
【図１６】従来のブレードの当たり均一化対策を説明するための図である。
【図１７】グラビアロールの軸支構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１グラビアロール
２塗布液
３ドクターブレード
３ａ接触端
４フィルムベース
５塗布液貯留部（塗布液供給部）
２０，４０，５０ブレードホルダ
２１，２２押え板
２１ａ，２２ａ湾曲面
２３，２４金属ブロック
２３ａ，２４ａ湾曲面
３３上下動機構（ホルダ撓み付与手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gravure coating method and apparatus useful for applications requiring a uniform coating amount distribution.
[0002]
[Prior art]
A gravure coating method is well known as a method for coating a coating solution on a film base. As an example of the gravure coating method, as shown in FIG. 11, the surplus of the surface of the gravure roll 1 is supplied by the doctor blade 3 that supplies the coating liquid 2 to the surface of the gravure roll 1 that is rotationally driven and presses the surface of the gravure roll 1. After scraping off the coating solution, the coating solution in the cell of the gravure roll 1 is applied onto the film base 4. The doctor blade 3 presses the surface of the gravure roll 1 after the coating liquid 2 is supplied from the coating liquid reservoir 5 to the surface of the gravure roll 1 until it contacts the film base 4. In addition, in FIG. 11, 6a-6c is a guide roll, 8 is a drying part. Further, the film base 4 travels in the direction of the arrow Y1, and the gravure roll 1 rotates in the direction of the arrow Y2.
[0003]
In this case, as shown in FIG. 12, the doctor blade 3 presses the straight tip edge against the surface of the gravure roll 1, but actually, as shown in FIG. Due to the bending, a non-uniform gap 7 is formed in the roll width direction between the contact end 3a of the doctor blade 3 and the gravure roll 1 as schematically shown in FIG. Therefore, the scraping amount by the doctor blade 3 becomes non-uniform in the roll width direction due to the influence, and as a result, the distribution amount distribution in the width direction on the film base 4 (see FIG. 11) becomes non-uniform.
[0004]
The effect is particularly prominent when the coating amount on the film base 4 is small. For example, when a coating liquid that constitutes an antireflection film of a liquid crystal display is applied on a film base, the coating amount is 10 cc / m. ² Since there are few below, the request | requirement for uniformity of coating amount (film thickness) distribution is especially severe, and the countermeasure for uniform coating amount becomes essential.
[0005]
Various methods for equalizing the coating amount in the width direction of the film base have been developed for each coating method. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-55124 discloses a technique for bending the tip edge 11a of the blade 11 in accordance with the deflection of the backup roll 12, as shown in FIG.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the tip edge of the doctor blade in the case of gravure application is curved by applying the technique of the above publication, the object to be brought into contact with the doctor blade is a metal gravure roll, and film or paper in the case of a blade coater In contrast, since it does not have flexibility, it is difficult to uniformly apply the doctor blade to the gravure roll to make the coating amount distribution uniform.
[0007]
Therefore, in practice, as a measure for equalizing the coating amount, the doctor blade 3 is pressed against the rotating gravure roll 1 in the initial stage of assembly of the doctor blade 3 as shown in FIG. The tip edge of No. 3 was worn by the gravure roll 1, and the method of making both hits accustomed had to be taken. In the figure, 9 indicates a portion scraped off by the leveling operation. However, when the gravure roll 1 has a large deflection, it has to take a long time to operate the doctor blade 3 until the tip of the doctor blade 3 is sufficiently scraped, which has been a factor of greatly reducing productivity. .
[0008]
It is also conceivable to make the coating amount distribution uniform by making the gravure roll 1 itself difficult to bend. Specifically, as shown in FIG. 17, in a structure that supports the gravure roll 1 by fitting a journal portion 1 a formed at the end of the gravure roll to the bearing portion 10, the distance L between the bearings of the gravure roll 1. ₁ Or the diameter d of the journal portion 1a _j Or the distance L between the base end portion of the journal portion 1a and the bearing portion 10 is increased. ₂ Or the diameter d of the gravure roll 1 _G The bending of the gravure roll 1 can be suppressed by means such as increasing the size. However, even if such various measures are taken, the bending of the gravure roll 1 cannot be completely eliminated. Therefore, the problem that the coating amount distribution becomes nonuniform due to the remaining bending amount cannot be solved. .
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and even when the amount of gravure coating is extremely small, the distribution of the coating amount in the gravure roll axial direction is made uniform immediately after the start of use of the doctor blade. This makes it possible to obtain a good uniform coated surface even when applying a very small amount of gravure with almost no running-in operation, greatly reducing the coating time and improving productivity. An object of the present invention is to provide a gravure coating method and apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the gravure coating method according to claim 1 of the present invention supplies the coating liquid to the surface of the gravure roll, and scrapes off the excess coating liquid on the surface of the gravure roll with a doctor blade pressed against the surface of the gravure roll. After that, a gravure coating method in which the coating liquid in the cell of the gravure roll is applied to the film base, and the bending of the excess coating liquid is applied to the doctor blade by applying a deflection substantially equal to the axial vertical deflection of the gravure roll. It is characterized by dropping.
[0011]
According to this gravure coating method, since the deflection equivalent to that of the gravure roll is preliminarily applied to the doctor blade, the doctor is applied to the surface of the gravure roll that has been bent by its own weight from the initial stage of assembly of the doctor blade. The contact end of the blade can be uniformly applied over the roll axis direction. Therefore, the amount of the coating liquid on the surface of the gravure roll can be controlled uniformly in the roll axis direction, and the coating amount distribution on the film base can be made uniform. Moreover, since the doctor blade can be uniformly applied to the surface of the gravure roll from the initial stage in which the doctor blade is newly incorporated without requiring a prolonged run-in operation, the productivity can be improved.
[0012]
The gravure coating method according to claim 2 is the gravure coating method according to claim 1, wherein the gravure roll has its own weight, the tension of the film base in contact with the gravure roll, and the pressing force of the doctor blade against the gravure roll. The gravure roll is bent by a resultant force, and the doctor blade is imparted with a deflection substantially equivalent to the deflection.
[0013]
According to this gravure coating method, since the gravure roll bends based on the combined force of the gravure roll's own weight, the tension of the film base contacting the gravure roll, and the pressing force of the doctor blade against the gravure roll, the gravure roll is accurately obtained. The deflection of the roll can be obtained. Then, since the bending of the gravure roll substantially equal to the bending of the gravure roll is imparted to the doctor blade, the doctor blade can be uniformly applied to the surface of the bent gravure roll in the roll width direction, and the coating amount distribution on the film base Uniformity can be achieved.
[0014]
The gravure coating method according to claim 3, wherein the bending of the gravure roll is obtained by the following equation:
Deflection = {L ^Four P / (2EI)}
[1/2 · {(L−x) / L} ² −1 / 12 · {(L−x) / L} ^Four ]
However,
P: Force that gives deflection to the gravure roll
E: Longitudinal elastic modulus of gravure roll
I: Sectional moment of gravure roll
L: Gravure roll surface length (distance between bearings) / 2
x: Distance from center point in gravure roll axial direction
The doctor blade is provided with a deflection substantially equivalent to the calculated deflection.
[0015]
According to this gravure coating method, the doctor blade is imparted with a deflection substantially equivalent to the deflection obtained by the above equation, so that the doctor blade can be uniformly applied to the surface of the gravure roll in the bent state over the roll axis direction, The coating amount distribution on the film base can be made uniform.
[0016]
The gravure coating apparatus according to claim 4 includes a gravure roll that applies the coating liquid to the film base, a coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the surface of the gravure roll, and until the coating liquid comes into contact with the film base. A gravure coating apparatus comprising a doctor blade that scrapes off excess coating liquid on the surface of the gravure roll by being pressed against the surface of the gravure roll between the gravure roll and the gravure roll at least at the contact end of the doctor blade with respect to the gravure roll It is characterized in that it is provided with a bending applying means for applying a bending substantially equivalent to the bending in the direction perpendicular to the axis.
[0017]
According to this gravure coating apparatus, since the bending corresponding to the bending of the gravure roll is preliminarily applied to the doctor blade, out of the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit to the surface of the gravure roll, the excess coating liquid is surely secured by the doctor blade. Can be scraped off. That is, from the initial stage of assembling the doctor blade, the contact end of the doctor blade can be uniformly applied to the surface of the gravure roll in the bent state in the roll width direction. The direction can be controlled uniformly. Thereby, the application amount distribution with respect to the film base can be made uniform. In addition, since the doctor blade can be uniformly applied to the surface of the gravure roll from the initial stage where the doctor blade is newly incorporated, even if the run-in operation is not performed for a long time, the productivity can be improved.
[0018]
The gravure coating apparatus according to claim 5 is the gravure coating apparatus according to claim 4, wherein the diameter of the gravure roll is in the range of φ15 mm to φ250 mm.
[0019]
According to this gravure coating apparatus, by setting the diameter of the gravure roll to φ15 mm to φ250 mm, when the diameter of the gravure roll is too small, there is no problem such as the gravure roll being eccentric when pressing the doctor blade, and the gravure coating apparatus The effectiveness of can be fully demonstrated.
[0020]
A gravure coating apparatus according to a sixth aspect is the gravure coating apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the doctor blade is made of metal or resin.
[0021]
According to this gravure coating apparatus, sufficient wear resistance can be exhibited when the doctor blade is made of metal. Moreover, since the high rigidity can be exhibited, the scraping property of the surplus coating liquid becomes good, and a highly accurate coating amount distribution can be ensured. Further, when the doctor blade is made of resin, there is no risk of scratching the gravure roll.
[0022]
The gravure coating apparatus according to claim 7 is the gravure coating apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the holder that holds the doctor blade sandwiches the proximal end portion of the doctor blade. It is characterized by comprising a presser plate and two metal blocks that exert a clamping force on the doctor blade via these two presser plates.
[0023]
According to this gravure coating apparatus, a doctor blade can be clamped via two presser plates by fastening two metal blocks together with, for example, bolts. Further, it is possible to apply a clamping force to the presser plate with fluid pressure instead of the bolt, and in any case, the doctor blade can be securely and firmly held.
[0024]
The gravure coating apparatus according to claim 8 is characterized in that in the gravure coating apparatus according to claim 7, a holder bend imparting means for imparting a bend substantially equivalent to an axial perpendicular bend of the gravure roll to the holder is provided. To do.
[0025]
According to this gravure coating apparatus, it is possible to impart deflection to the doctor blade by deflecting the holder by the holder deflection imparting means, thereby making it possible to arbitrarily change and set the deflection curve of the doctor blade. .
[0026]
The gravure coating apparatus according to claim 9 is the gravure coating apparatus according to claim 7, wherein the metal block is perpendicular to the surface of the gravure roll along the longitudinal direction of the doctor blade on the surface sandwiching the presser plate. It is characterized by forming a curved surface having a deflection substantially equal to the direction deflection.
[0027]
According to this gravure coating apparatus, since the doctor blade is bent by forming the clamping surface of the metal block as a curved surface, the bending can be stably given to the doctor blade with a simple structure. In addition, by arranging a plurality of types of metal blocks, the doctor blade can be easily bent to an arbitrary curved surface.
[0028]
The gravure coating apparatus according to claim 10 is the gravure coating apparatus according to claim 7, wherein the presser plate forms a deflection substantially equivalent to an axial vertical deflection of the gravure roll along a longitudinal direction of the doctor blade. It is characterized by having a change in thickness.
[0029]
According to this gravure coating device, the thickness of the presser plate is changed and the clamping surface is formed with a curved surface to impart bending to the doctor blade, so that the bending can be stably given to the doctor blade with a simple structure. Can do. In addition, by arranging a plurality of press plates, the doctor blade can be easily bent to an arbitrary curved surface.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the gravure coating method and apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the gravure roll and the doctor blade. (A) is a perspective view, (b) is an Ib arrow view.
The gravure coating method according to the embodiment of the present invention supplies the coating liquid 2 to the surface of the gravure roll 1 rotatably supported between the bearings as shown in FIG. In this method, after the surplus coating liquid on the surface of the gravure roll 1 is scraped off by the doctor blade 3 pressed against the surface of the gravure roll 1, the coating liquid in the cell of the gravure roll 1 is applied to the film base 4, As shown exaggeratedly in FIGS. 1A and 1B, the doctor blade 3 is imparted with a deflection substantially equivalent to the deflection in the axial direction of the gravure roll 1 to scrape off the excess coating liquid. It is.
[0031]
In this case, at least the contact end 3a with respect to the gravure roll 1 at the tip of the doctor blade 3 is surely placed on the surface of the gravure roll 1, in particular, on the same generatrix (the axial line of the roll surface in the state without roll deflection). It is only necessary that the doctor blade 3 be bent so as to come into contact. Note that the Ib direction in FIG. 1B is a direction (substantially horizontal direction) perpendicular to the maximum bending direction (substantially vertical direction) of the gravure roll 1.
[0032]
Here, how to obtain the bending of the gravure roll 1 will be described with reference to FIG. First, as the force that gives the gravure roll 1 a deflection, the vertical component of the tension T of the film base 4 that contacts the gravure roll 1 and the pressing force P of the doctor blade 3 against the gravure roll 1 _B The gravure roll 1 own weight exists. The doctor blade 3 has an angle b with respect to the vertical line from the center of the gravure roll 1. ₁ The angle b formed with the horizontal line on the surface of the point Q in the direction of ₂ It is pressed at an inclination of. However, each element is set so as to satisfy the following conditions.
[0033]
(A) Gravure roll's own weight> Doctor blade pressure
(B) 0 ° <b ₁ <90 °
(C) -45 ° <b ₂ <45 °
(D) a ₁ ≦ 30 °, a ₂ ≦ 30 °
[0034]
That is, according to (a), since the pressing force of the doctor blade is smaller than the gravure roll's own weight, the horizontal component of the pressing force of the doctor blade becomes sufficiently small. Also, according to (b), the angle b ₁ The horizontal force by the doctor blade does not increase, and the blade can be set in a good range of scraping performance. According to (c), the horizontal component of the pressing force of the doctor blade can be made smaller than the vertical component. And according to (d), the horizontal component by the tension | tensile_strength of a film base can be made small. Therefore, by satisfying the above conditions (a) to (d), the horizontal force acting on the gravure roll becomes sufficiently small with respect to the vertical force, and only the vertical force is taken into consideration. Even if the deflection is calculated, it is at a level where there is substantially no problem. Also, the film base tension is ₁ > A ₂ Therefore, the generated horizontal component force is generated in a direction opposite to the horizontal component force caused by the pressing force of the doctor blade, so that the force acting in the horizontal direction is substantially canceled out. Even if there is a force in the horizontal direction that cannot be ignored, for example, the blade shape shown in FIG. 16 described in JP-A-6-55124 can provide a uniform pressing state along the gravure roll axis direction. As a result, the coating amount distribution is made uniform.
[0035]
Now, the maximum bending of the gravure roll 1 occurs in the vertical direction in the vertical direction of the axis, and the bending in the horizontal direction is considered negligible, and attention is paid only to the force in the vertical direction. Since the gravity of the gravure roll 1 acts vertically downward, the force C is used as it is. A vertical force A acting on the gravure roll 1 by the tension T of the film base 4 is expressed by the following equation (1).
[0036]
A = Tsina ₁ + Tsina ₂ ... (1)
However, a ₁ Is the angle between the horizontal line on the entrance side of the film base 4 and a ₂ Is an angle formed with the horizontal line on the exit side of the film base 4. Further, the pressing force P of the doctor blade 3 against the gravure roll 1 _B The vertical component force B is expressed by equation (2).
[0037]
B = P _B cosb ₂ ... (2)
Since the resultant force of these A, B, and C acts in the vertical direction, the vertical force P is
P = A + B + C (3)
Then, the bending in the vertical direction, which is the direction perpendicular to the axis of the gravure roll 1, is obtained by the equation (4) as the bending due to the equal load on the both-end support beams shown in FIG.
[0038]

However,
P: Force that gives deflection to the gravure roll (equal load)
E: Longitudinal elastic modulus of gravure roll
I: Sectional moment of gravure roll
L: Gravure roll surface length (distance between bearings) / 2
x: Distance from center point in gravure roll axial direction
[0039]
Therefore, a bend approximately equivalent to the bend generated in the gravure roll 1 is applied to the doctor blade 3 based on the equation (4). Thereby, the contact end 3a of the doctor blade 3 is uniformly applied along the roll axial direction to the surface of the gravure roll 1 in a state of being bent by its own weight or the like from the initial stage of assembly of the doctor blade 3. Therefore, the amount of the coating liquid on the surface of the gravure roll 1 becomes uniform in the roll axis direction, so that the coating amount of the coating liquid can be controlled to a constant amount with high accuracy. It can apply | coat uniformly over the width direction of the film base 4. FIG. In addition, from the initial stage when the doctor blade 3 is newly incorporated, it is not necessary to perform a break-in operation for a long time, and productivity can be improved.
[0040]
The deflection amount distribution of the above formula (4) to be applied to the doctor blade 3 is not limited to this, and the deflection amount distribution can be set by approximating it with a quadratic or cubic curve. The effect of. Further, the bending imparted to the doctor blade 3 may be plastic deformation of the doctor blade 3 in advance so as to draw the same curve as the bending amount obtained from the calculation, in addition to bending by the external force described above. That is, in this specification, the bending imparted to the doctor blade 3 includes both those imparted by elastic deformation and those imparted by plastic deformation. Further, even if the deflection of the gravure roll 3 is substantially equal to the obtained bending curve, there is substantially no problem as long as it is within an error range of ± 30%.
[0041]
Next, a gravure coating apparatus for realizing the gravure coating method will be described in detail.
As shown in FIG. 11, the gravure coating apparatus 100 is rotationally driven by a driving means (not shown) to apply a coating liquid 2 to a film base 4 and a coating that supplies the coating liquid 2 to the surface of the gravure roll 1. The surplus coating liquid on the surface of the gravure roll 1 is scraped by being pressed against the surface of the gravure roll 1 from when the liquid supply part (coating liquid storage part 5) is supplied to the film base 4 after the coating liquid 2 is supplied. A doctor blade 3 to be dropped is provided, and as shown in FIG. 1, at least the contact end 3 a of the doctor blade 3 with respect to the gravure roll 1 is given a deflection substantially equivalent to the axial vertical deflection of the gravure roll 1.
[0042]
The gravure coating apparatus 100 includes a blade holder as means for holding the doctor blade 3. FIG. 4 shows a sectional view of the blade holder. The blade holder 20 includes two

pressing plates

21 and 22 that sandwich the proximal end portion of the doctor blade 3, and two metal blocks 23 that exert a clamping force on the doctor blade 3 via the two

pressing plates

21 and 22. 24 and fastening bolts 25 and nuts 26 for fastening the metal blocks 23 and 24 to each other. Instead of the fastening bolt 25 and the nut 26, it is possible to obtain a clamping force (a clamping force with respect to the presser plate) by fluid pressure, and the type for obtaining the clamping force of the doctor blade 3 is not particularly limited.
[0043]
The length L of the doctor blade 3 protruding from the presser plate 21 of the blade holder 20 _b Is set to 1 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 20 mm, so that the bending curved surface in the blade longitudinal direction set on the blade holder 20 side can be faithfully reproduced at the contact end 3 a of the doctor blade 3. The width W of the doctor blade 3 _b Is set wider as the blade length in the longitudinal direction is larger, and is set to 30 to 200 mm in order to ensure handling. As shown in the enlarged view of the blade tip in FIG. 5, the doctor blade 3 has a tip angle set to an acute angle of about 5 ° to 80 °, and a tangent line between the inclined surface 3b of the blade tip and the gravure roll surface to be pressed. The angle is set to ± 5 ° or less. As a result, the inclined surface 3b at the blade tip and the gravure roll surface are pressed flat against each other, and the coating liquid can be stably coated immediately after the start of coating. Further, the plate thickness t of the doctor blade 3 is 0.05 mm to 0.5 mm, preferably 0.05 mm to 0.3 mm, and those having appropriate rigidity and flexibility are appropriately used. The

presser plates

21 and 22 have a thickness of 0.3 mm to 3 mm.
[0044]
In this gravure coating apparatus 100, the blade holder 20 itself is bent to give the doctor blade 3 the same bending as the gravure roll 1. That is, as shown in FIG. 6 in which the doctor blade held by the blade holder is pressed against the gravure roll, both ends of the blade holder 20 are supported by the

support members

31 and 31 so that the entire blade holder 20 is The central portion bends in the vertical direction over the longitudinal direction. The blade holder 20 is bent downward (in some cases upward) by applying an external force to the central portion with a vertical movement mechanism 33 as a holder bending imparting means, whereby the doctor blade 3 sandwiched by the blade holder 20 The gravure roll 1 is bent substantially in the same direction as the axial vertical direction. The weight of the blade holder 20 itself is also considered as a part of the external force here. The point of action for applying the external force is not limited to one place in the central portion of the blade holder 20 in the longitudinal direction, but may be provided at a plurality of places at a predetermined interval to set the bending shape more precisely. As the vertical movement mechanism 33, an arbitrary type such as a screw type or a fluid pressure type can be adopted.
[0045]
Although not shown in the drawing, the blade holder 20 has a mechanism for attaching and detaching the doctor blade 3 to and from the gravure roll 1. For example, the blade holder 20 is moved back and forth by an air cylinder, and the doctor blade 3 is moved. It is the structure which can perform separation operation | movement from the surface of the gravure roll, and contact operation.
[0046]
As described above, when the doctor blade 3 is bent by bending the blade holder 20, the bending curve of the doctor blade 3 can be easily changed arbitrarily.
[0047]
In addition, as a system for imparting bending to the doctor blade 3, various systems other than the system for bending the blade holder 20 itself shown in FIG. 7 can be selected. Other methods will be described with reference to FIGS.
[0048]
In the blade holder 40 of FIG. 8, the upper and lower metal blocks 23, 24 have the surfaces 23 a, 24 a sandwiched by the holding

plates

21, 22 as curved surfaces having a predetermined curvature along the longitudinal direction of the doctor blade 3. By forming, the doctor blade 3 and the

presser plates

21 and 22 are forcibly bent, and the bending substantially equal to the bending in the axial vertical direction of the gravure roll 1 is given.
[0049]
In the blade holder 50 of FIG. 9, the

presser plates

21, 22 have a thickness change for forming a deflection substantially equivalent to the axial vertical deflection of the gravure roll 1 along the longitudinal direction of the doctor blade 3. Yes. Due to this change in thickness, the surfaces 21a and 22a that sandwich the proximal end of the doctor blade 3 of the upper and

lower presser plates

21 and 22 are formed as curved surfaces, and the doctor blade 3 sandwiched between the

presser plates

21 and 22 is forced to The gravure roll 1 is provided with substantially the same bending as that of the vertical direction of the gravure roll 1.
[0050]
As shown in FIGS. 8 and 9, when the metal blocks 23, 24 and the

presser plates

21, 22 forcibly impart the deflection to the doctor blade 3, the doctor blade can provide a stable and accurate deflection with a simple structure. 3 can be given. In addition, by preparing a plurality of types of metal blocks 23 and 24 and

presser plates

21 and 22 in advance, an appropriate metal block and presser plate can be selected and used according to the deflection curve of the intended doctor blade 3. Thus, a desired bending curve can be easily obtained.
[0051]
As described above, when the bending corresponding to the bending of the gravure roll 1 is previously applied to the doctor blade 3 by the bending applying means such as the vertical movement mechanism 33, the metal blocks 23 and 24, and the holding

plates

21 and 22, the assembly of the doctor blade 3 is performed. From the initial stage, the contact end 3a of the doctor blade 3 can be uniformly pressed over the surface of the gravure roll 1 in a state of being bent by its own weight or the like over the roll axis direction. Therefore, the amount of the coating liquid on the surface of the gravure roll 1 can be controlled uniformly in the roll width direction, and the coating amount distribution on the film base 4 can be made uniform. Moreover, since the doctor blade 3 can be uniformly pressed against the surface of the gravure roll 1 from the initial stage in which the doctor blade 3 is newly incorporated, the surface of the gravure roll 1 can be pressed evenly for a long time, productivity can be improved. it can.
[0052]
The above-described gravure coating apparatus 100 is an example of a reverse gravure coating (kiss) that rotates the gravure roll 1 in the direction opposite to the conveying direction of the film base 4, but the present invention is not limited to this configuration, and FIG. The present invention can be similarly applied to the configuration by direct gravure coating (direct) shown. In the configuration by direct gravure coating, the gravure roll 1 is arranged in parallel with the backup roll 14 being nipped via the film base 4, and the gravure roll 1 and the backup roll 14 are rotated in the forward direction with respect to the transport direction of the film base 4. Is. The nip pressure between the backup roll 14 and the gravure roll 1 is adjusted by a cylinder 16 that presses the backup roll shaft.
[0053]
In the case of the gravure coating apparatus 100, the effectiveness can be exhibited when the diameter of the gravure roll 1 is in the range of φ15 mm to φ250 mm. For example, when the diameter of the gravure roll 1 is less than 15 mm, when the doctor blade 3 is pressed against the gravure roll 1, the bending of the gravure roll 1 becomes excessively large and eccentric, and the uneven coating due to the rotation of the gravure roll 1. May occur. On the other hand, when the diameter of the gravure roll 1 is larger than 250 mm, the bending of the gravure roll 1 itself becomes very small, so that the uniformity of the coating amount is improved. Therefore, when the diameter of the gravure roll 1 is in the range of φ15 mm to φ250 mm, the effect of uniformizing the coating amount in the film base width direction (gravure roll axial direction) by the gravure coating method of the present invention is particularly effective.
[0054]
The gravure roll 1 plate (mesh) has various shapes such as diagonal lines (hatched cups), lattices (trapezoidal cups), and pyramids (pyramid cups), but the above effect can be expected regardless of the shape of the plate. . Further, the size of the mesh can be freely selected, for example, in the range of # 50 to # 1500. If the mesh is too coarse, the coating amount increases, and the coating amount distribution in the width direction becomes relatively small. However, the effect of the present invention is not lost because the mesh is basically too fine.
[0055]
The doctor blade 3 may be made of any material such as metal, for example, SK material (carbon tool steel JIS G 4401), or polypropylene. When it is made of metal, it can exhibit sufficient wear resistance and high rigidity, so that the scraping property of the surplus coating liquid becomes good, and a highly accurate coating amount distribution can be secured stably. Moreover, when comprised with resin, there is no possibility of scratching the gravure roll.
Further, the contact of the doctor blade 3 with the gravure roll 1 is preferably such that the angle of intersection between the tangent at the contact point with the gravure roll 1 and the doctor blade is 45 ° or less, and in this case, good scraping properties are obtained. It is done.
[0056]
The gravure roll 1 is basically made of metal, but may be a ceramic gravure roll in which the surface of the metal roll is covered with a ceramic coating for preventing wear and a plate (mesh) is formed on the surface.
The film base 4 may be in the form of a sheet, or may be a strip-like continuous film or a paper base. For example, the maximum width of the film base to be used is about 3 m and the thickness is preferably 5 to 300 μm, but is not limited thereto.
[0057]
The film base 4 is appropriately selected depending on its use, and specifically, a transparent support is used. As the transparent support, it is preferable to use a plastic film. Examples of the polymer forming the plastic film include cellulose ester (eg, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose), polyamide, polycarbonate, polyester (eg, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate), polystyrene, and polyolefin.
[0058]
The coating solution is not particularly limited, but has a solid content concentration of 0.01 to 50% by weight, a viscosity of 0.1 to 10 cP, and a coating amount of 30 cc / m. ² It may be as follows, and may be water-based or organic solvent-based. Any aqueous binder may be used as long as it dissolves in water such as gelatin or PVA and forms a film after drying. The solvent-based binder may be a monomer or a polymer. For example, in the case of a monomer, a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups, an ester of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid (eg, ethylene glycol) Di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, dipenta Erythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,2,3-cyclohexanetetramethacrylate, polyurethane poly Acrylate, polyester polyacrylate), vinylbenzene and its derivatives (eg, 1,4-divinylbenzene, 4-vinylbenzoic acid-2-acryloylethyl ester, 1,4-divinylcyclohexanone), vinyl sulfone (eg, divinyl sulfone). , Acrylamide (eg, methylenebisacrylamide) and methacrylamide.
[0059]
Further, a crosslinkable group may be introduced instead of or in addition to the monomer having two or more ethylenically unsaturated groups. Examples of the crosslinkable functional group include an isocyanate group, an epoxy group, an aziridine group, an oxazoline group, an aldehyde group, a carbonyl group, a hydrazine group, a carboxyl group, a methylol group, and an active methylene group. There may be vinyl sulfonic acid, acid anhydride, cyanoacrylate derivative, melamine, etherified methylol, ester and urethane, metal alkoxide such as tetramethoxysilane, and block isocyanate group. When using these compounds having a crosslinking group, it is necessary to crosslink by application of heat or the like. Other examples include bis (4-methacryloylthiophenyl) sulfide, vinyl naphthalene, vinyl phenyl sulfide, 4-methacryloxyphenyl-4′-methoxyphenyl thioether, and the like.
[0060]
Furthermore, the following inorganic ultrafine particles can be added.
Ultrafine particles having a particle diameter of 100 nm or less, preferably 50 nm or less, composed of oxides of titanium, aluminum, indium, zinc, tin, antimony and zirconium. Examples of such ultrafine particles include TiO ₂ , Al ₂ O _Three , In ₂ O _Three ZnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₂ , ITO, ZrO ₂ Etc. In addition, inorganic fine particles or polymer fine particles having a particle diameter of 10 μm or less may be added to the coating solution. Inorganic fine particles include silica beads. Examples of the polymer fine particles include polymethyl methacrylate acrylate beads, polycarbonate beads, polystyrene beads, polyacryl styrene beads, and silicone beads.
[0061]
The content of the inorganic ultrafine particles in the binder is preferably 10 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight, based on the total weight of the coating solution.
[0062]
Examples of other binders include cross-linkable fluoropolymer compounds, and other than perfluoroalkyl group-containing silane compounds (for example, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetradecyl) triethoxysilane), Examples thereof include a fluorine-containing copolymer having a fluorine-containing monomer component and a monomer component for imparting a crosslinkable group as constituent components.
[0063]
Specific examples of the fluorine-containing monomer component include, for example, fluoroolefins (for example, fluoroethylene, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole) Etc.), (meth) acrylic acid partial or fully fluorinated alkyl ester derivatives (for example, Biscoat 6FM (manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) and M-2020 (manufactured by Daikin)), fully or partially fluorinated vinyl ethers and the like.
[0064]
The monomer component for imparting a crosslinkable group has a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfonic acid group, etc. in addition to a (meth) acrylate monomer having a crosslinkable functional group in the molecule in advance such as glycidyl methacrylate ( And (meth) acrylate monomers (for example, (meth) acrylic acid, methylol (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, allyl acrylate, etc.). It is known from JP-A-10-25388 and JP-A-10-147739 that the latter can introduce a crosslinked structure after copolymerization.
[0065]
Further, not only a polymer having the above-mentioned fluorine-containing monomer as a structural unit but also a copolymer with a monomer not containing a fluorine atom may be used.
[0066]
There are no particular limitations on the monomer units that can be used in combination, such as olefins (ethylene, propylene, isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride, etc.), acrylic esters (methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate), Methacrylic esters (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, etc.), styrene derivatives (styrene, divinylbenzene, vinyl toluene, α-methylstyrene, etc.), vinyl ethers (methyl vinyl ether, etc.), Vinyl esters (vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl cinnamate, etc.), acrylamides (N-tertbutylacrylamide, N-cyclohexylacrylamide, etc.), methacrylamides, acrylonitrile derivatives Mention may be made of the body or the like.
[0067]
As the solvent, alcohols and ketones are mainly used, and methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and the like are mainly used as alcohols. As the ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and the like are mainly used. In other cases, toluene, acetone or the like is used. These may be used alone or mixed and used.
[0068]
【Example】
Next, measurement results of the coating amount distribution in the width direction of the film base 4 when the acrylic resin-based coating liquid 2 is gravure-coated on the film base 4 will be described.
In the comparative example, measurement was performed using a conventional blade holder without bending. In the examples, the measurement was performed by bending the blade holder so that the gravure roll bends in the direction perpendicular to the axis by the gravure roll's own weight, the film base tension, and the pressing force of the doctor blade. The results are shown in Table 1 below.
[0069]
[Table 1]

[0070]
In addition, Table 2 shows application and scraping conditions of the coating liquid in each Example and Comparative Example.
[0071]
[Table 2]

[0072]
As the film-based PET, a polyethylene terephthalate film (Lumirror 100 μm, manufactured by Toray Industries, Inc.) was used, and as the TAC, a triacetyl cellulose film (TAC-TD80U, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) was used.
The coating solution having a solid concentration of about 35% in Example 2 and Comparative Examples 1, 2, 3, and 4 is a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 250 g Was dissolved in a mixed solvent of 439 g of methyl ethyl ketone / cyclohexanone = 50/50% by weight, and 7.5 g of a photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy) and a photosensitizer (Kayacure DETX, A solution prepared by dissolving 5.0 g of Nippon Kayaku Co., Ltd. in 49 g of methyl ethyl ketone was added.
The coating solutions having a solid content concentration of 5% in Examples 1 and 5 and Comparative Examples 5 and 7 were prepared by diluting the prepared solution with the above mixed solvent to a concentration of 5%.
[0073]
In Examples 3 and 4 and Comparative Example 6, the coating solution having a solid concentration of about 50% was obtained by adding 200 g of methyl isobutyl ketone to 200 g of a heat-crosslinkable fluorine-containing polymer (JN-7221, manufactured by JSR Corporation) and stirring. It was prepared by filtering through a polypropylene filter having a pore diameter of 1 μm.
[0074]
When the film thickness is relatively thick (1 μm or more), a stylus-type film thickness meter is used. When the film thickness is thin, a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation) is used, and in the wavelength region of 380 to 780 nm, The spectral reflectance at an incident angle of 5 ° was measured, and the film thickness was determined by calculation.
The evaluation at the start of application in each example and comparative example is as follows: ◎ is uniform, ○ is a little difficult but no problem, Δ is partially uneven, etc., and x is uneven throughout the surface.
[0075]
In the case of the comparative example, as the diameter of the gravure roll is thinner, as the film base tension and the pressing force of the doctor blade are higher, the distribution of application amount (application amount unevenness) at the start of application tends to increase. Further, even after 8 hours of continuous application, the amount of distribution of the application is not very good and is still a large value. Therefore, the application uniformity is poor.
[0076]
On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the doctor blade is bent according to the diameter of the gravure roll, the tension of the film base and the pressing force of the doctor blade, the coating amount distribution at the beginning of coating is small and good. Application state. In addition, the coating amount distribution in each example has little change even after 8 hours of continuous coating, high coating uniformity is maintained, and uniform coating in the width direction is performed at a necessary and sufficient level consistently immediately after the start of coating. It has been realized.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the gravure coating method and apparatus of the present invention, the contact end of the doctor blade is placed in the roll width direction on the surface of the gravure roll that is bent due to its own weight or the like from the initial stage of assembly of the doctor blade. Can be applied evenly. Accordingly, it is possible to make the distribution of the coating amount uniform with respect to the film base. In addition, it is not necessary to perform a run-in for a long time from the initial stage when a doctor blade is newly incorporated, and productivity can be improved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are explanatory views of a gravure coating method according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view exaggerating bending and FIG. 1B is a view taken along the arrow Ib in FIG.
FIG. 2 is an explanatory view showing how to obtain the deflection of a gravure roll when performing a gravure coating method.
FIG. 3 is an explanatory diagram of conditions used for calculating a deflection of a gravure roll.
FIG. 4 is a side view of a blade holder used in a gravure coating apparatus.
FIG. 5 is an enlarged view of a doctor blade tip.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a doctor blade held by a blade holder is pressed against a gravure roll.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a method of bending a doctor blade in a gravure coating apparatus.
FIG. 8 is an explanatory view showing an example of another method in which a doctor blade is bent by a blade holder.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example of another method in which the doctor blade is bent by a pressing plate.
FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a coating apparatus using direct gravure coating.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a gravure coating method and apparatus.
FIG. 12 is a schematic explanatory view showing a main part of a conventional gravure coating method.
FIG. 13 is an explanatory view showing problems of a conventional gravure coating method.
14 is an explanatory view schematically showing the problem shown in FIG.
FIG. 15 is an explanatory view of a conventional blade coater according to a known example.
FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional measure for uniformizing the contact of a blade.
FIG. 17 is an explanatory view showing a shaft support structure of a gravure roll.
[Explanation of symbols]
1 Gravure roll
2 Coating liquid
3 Doctor blade
3a Contact end
4 Film base
5 Coating solution reservoir (coating solution supply unit)
20, 40, 50 Blade holder
21, 22 Presser plate
21a, 22a Curved surface
23, 24 Metal block
23a, 24a Curved surface
33 Vertical movement mechanism (holder bending imparting means)

Claims

Gravure coating that supplies the coating liquid to the surface of the gravure roll, scrapes off the excess coating liquid on the surface of the gravure roll with a doctor blade pressed against the surface of the gravure roll, and then applies the coating liquid in the cell of the gravure roll to the film base A method,
A gravure coating method, wherein the surplus coating liquid is scraped off by applying a deflection substantially equivalent to the axial vertical deflection of the gravure roll to a doctor blade.

Obtain the deflection of the gravure roll by the combined force of the gravure roll's own weight, the tension of the film base in contact with the gravure roll, and the pressing force of the doctor blade against the gravure roll. The gravure coating method according to claim 1, wherein the gravure coating method is applied.

Obtain the deflection of the gravure roll by the following formula,
Deflection = {L ⁴ P / (2EI)}
[1/2 · {(L−x) / L} ² −1 / 12 · {(L−x) / L} ⁴ ]
However,
P: Force that gives deflection to the gravure roll E: Longitudinal elastic modulus of the gravure roll I: Secondary moment of inertia of the gravure roll L: Gravure roll surface length (distance between the bearings) / 2
3. The gravure coating method according to claim 1, wherein x: distance from a gravure roll axial center point is imparted to the doctor blade with a deflection substantially equivalent to the obtained deflection.

A gravure roll for applying a coating solution to a film base;
A coating liquid supply unit for supplying the coating liquid to the surface of the gravure roll;
A gravure coating apparatus comprising a doctor blade that scrapes off excess coating liquid on the surface of the gravure roll by being pressed against the gravure roll surface from when the coating liquid is supplied until contact with the film base,
A gravure coating apparatus, comprising: a bending imparting means for imparting at least a deflection substantially equal to an axial vertical deflection of the gravure roll to at least a contact end of a doctor blade with respect to the gravure roll.

The gravure coating apparatus according to claim 4, wherein a diameter of the gravure roll is in a range of φ15 mm to φ250 mm.

The gravure coating apparatus according to claim 4 or 5, wherein the doctor blade is made of metal or resin.

The holder that holds the doctor blade includes two pressing plates that sandwich the proximal end portion of the doctor blade, and two metal blocks that exert a clamping force on the doctor blade via the two pressing plates. The gravure coating apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the apparatus is a gravure coating apparatus.

The gravure coating apparatus according to claim 7, wherein a holder bending imparting unit that imparts a deflection substantially equivalent to an axial vertical deflection of the gravure roll to the holder is provided.

The metal block is formed by forming, on a surface sandwiching the presser plate, a curved surface having a deflection substantially equal to the axial vertical deflection of the gravure roll along the longitudinal direction of the doctor blade. The gravure coating apparatus according to claim 7.

8. The gravure according to claim 7, wherein the presser plate has a thickness change that forms a deflection substantially equal to an axial vertical deflection of the gravure roll along a longitudinal direction of the doctor blade. Coating device.