JP4080261B2 - 分散スラリーのコーティング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体粒子を分散媒体中に分散させてなる分散スラリーを、連続的に走行する基材表面にコーティングロールを用いて塗工するコーティング装置に関し、とくに分散スラリーがコーティングロール表面に付着しやすい性質のものであるか、あるいは沈降しやすい固体粒子を分散させた分散スラリーである場合において、連続走行する基材に分散スラリーを安定に、かつ均一に塗工することができるように改良されたコーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の基材表面に塗工処理を行おうとする場合、固体粒子を分散媒体に分散させた分散スラリーは、塗工すべき液体が均一な溶液である場合と異なり、相分離、沈降、凝集などにより部分的な濃度変化が起こりやすい。従って、分散スラリーを塗工する場合には、種々のコーティング装置の中で、構造が比較的簡単で安価なロールコーティング装置を利用すると、分散スラリー中の固形粒子の沈降、あるいはコーティングロール表面への付着が起こりやすい。このためコート面が不均一になったり、あるいは走行中に詰まりが発生したりして、均一、安定な塗工処理を行うことは難しい。
【０００３】
このような分散スラリーの付着を軽減するために、コーティングロール表面に、剥離性のよいシリコーン、テフロン（登録商標）といった材料で表面処理をしたり、スクレーパをつけて掻き落としたり、またロールを正方向あるいは逆方向に回転させて、剥離しやすい状態を作る等の工夫が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の対策では、上記のようなコーティングロール表面に分散スラリーが付着するのを防止するという問題に対する充分な解決法にはなっていない。このような付着現象は、ロールコーターだけでなく、バーコーターやナイフエッジコーター等の、基材にコーターを直接接触させるような接触式コーターには共通の現象であって、根本的にトラブルを回避するためには、従来の技術水準では、カーテンコーター、グリッドコーター、スプレイコーターなどの非接触型コーターを採用する以外にない。ところが、塗布すべき分散スラリーの性状などに対する制限因子が新たに発生すると共に、コーティング装置自体が複雑化し、設備コストも大幅に上昇する。特に、本発明が対象としているような水／有機溶媒混合系の分散媒体に吸水性固体粒子を分散させた分散スラリーの場合には、吸水性固形粒子の表面粘着性が高いため、従来のコーティング装置では大きなトラブルを発生しやすく、均一、安定な塗工処理を行うことは極めて困難である。
【０００５】
本発明の目的は、コンマコータ等のいわゆるロールコーターにおいて、固体粒子を分散媒体中に分散した分散スラリーを、連続走行する基材に安定かつ均一に塗工することを可能とする装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の分散スラリーのコーティング装置は、固体粒子を分散媒体中に分散させてなる分散スラリーを、連続的に走行する基材表面にコーティングロールを用いて塗工する分散スラリーのコーティング装置において、
軸心が水平になるように配置されたコーティングロールと、
前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置を通るように、前記コーティングロール周面に対して接線方向に前記基材を連続的に走行させる走行手段と、
前記基材の走行方向に関して、前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置から下流側寄りの位置に定められた吐出位置において、前記分散スラリーを前記基材の表面に連続的に供給するスラリー供給手段と、
前記スラリー供給手段から供給される前記分散スラリーが前記コーティングロール周面と接触しないように、前記コーティングロール周面を覆い、かつその先端部が前記コーティングロール周面の最下端を越えて配置されたカバーフィルムとを備え、
前記カバーフィルムの先端部と前記基材表面との間に前記分散スラリーが供給されることを特徴とする。
【０００７】
好ましい態様を以下に示す。
【０００８】
前記基材の走行方向に関して、前記スラリー供給手段が前記コーティングロール周面の最下端の上流側において、適当量の分散スラリーを一時的に貯留するための一時貯留部を備えている。
【０００９】
また、前記カバーフィルムの先端部が非固定である。
【００１０】
さらに、前記カバーフィルムの先端部を除く前記カバーフィルムの部分が、前記コーティングロールの軸方向の両端部において、前記コーティングロール周面に沿った所定の位置に保持されるようにサイドシール部によって固定されている。
【００１１】
前記カバーフィルムが２枚のフィルムを重ねてなる積層フィルムである。この場合、前記２枚のフィルムのうち、第１のフィルムは前記サイドシール部を越える位置まで延び、かつ前記サイドシール部によって固定され、第２のフィルムは前記サイドシール部の内側のみを覆う幅を有するものである。
【００１２】
前記第１のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第２のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されている。あるいは前記第２のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第１のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されていている。
【００１３】
前記基材の走行方向に関して、前記第１のフィルムが前記第２のフィルムよりも短い。また、前記第１および第２のフィルムがその少なくとも一部において相互に接合されたものである。
【００１４】
前記第１のフィルムが厚さ５０μｍ以上のＰＥＴフィルムであり、前記第２のフィルムが厚さ５０μｍ未満のＰＥＴフィルムである。
【００１５】
前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側に所望の長さだけ延びている。
【００１６】
前記コーティングロールの直径が１００〜５００ｍｍの範囲であり、かつ、前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側へ１〜５０ｍｍだけ延びている。
【００１７】
前記カバーフィルムの先端部と前記コーティングロール周面との接触を防ぐためのセパレータをさらに備えている。
【００１８】
前記基材の表面にコーティングパターンを形成するパターンスペーサーがさらに設けられ、これにより前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端から下流側に向かう前記基材の表面に供給される前記分散スラリーが前記基材の表面の一部には供給されないように規制している。
【００１９】
前記コーティングロールがその表面に凹凸を有し、これにより前記コーティングロール表面と前記カバーフィルムとの間に部分的に非接触部が存在するように構成されている。
【００２０】
前記固体粒子が、粒子状、粉状またはフレーク状のＳＡＰ(高吸水性樹脂、Super Absorbent Polymer)であり、前記分散媒体が有機溶媒と水の混合溶媒である。
【００２１】
前記固体粒子が１０００μｍ以下の粒子径を持つＳＡＰであり、前記分散媒体が前記ＳＡＰに対して膨潤抑制作用を持つ有機溶媒と水の混合溶媒であり、かつ前記基材が多孔性不織布状物である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の装置の基本構成について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明のコーティング装置の第１の実施の形態を示す。軸心が水平になるように配置され、その軸心を中心として所望の速度で回転するように構成されたコーティングロール１を備え、このコーティングロール１の下方に、コーティングロール１の回転過程においてその周面の最下端近傍の位置を通って、コーティングロール周面に対して接線方向に連続的に基材２が、図示しない走行手段により、走行するように構成されている。
【００２４】
また、基材２の表面に塗布すべき分散スラリー３は、コーティングロール１の回転過程において、必要に応じて設けられた一時貯留部４を経て、前記基材の走行方向に関して前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置から下流側寄りの位置に定められた吐出位置において、基材２の表面に連続的に供給されるようになっている。
【００２５】
さらに、一時貯留部４から供給される分散スラリー３がコーティングロール１の周面と接触しないように、コーティングロール１の周面を覆い、かつその先端部がコーティングロール１の周面の最下端を越えるように、カバーフィルム５が配置される。このカバーフィルム５の先端部と基材２の表面との間の空間に分散スラリーが供給されるようになっていて、この空間が分散スラリーの吐出位置となる。
【００２６】
図１に示した例では、カバーフィルム５は、その最上端ではフィルム固定具７により所定の位置に固定されているが、他端はコーティングロール１の最下端から、基材２の走行方向に関して下流側に寄った位置に達する長さを有し、この他端はコーティングロール１と基材２との間に挟まれた状態で自由端を構成している。
【００２７】
このように構成された分散スラリーのコーティング装置の構成要素についてさらに以下に説明する。
【００２８】
まず、コーティングロール１は、第１に、その周面の最下端部において、その下方を連続的に走行する基材２の表面との間に、所定の距離のクリアランス(隙間)を形成し、これにより基材２の表面にコーティングされる分散スラリー３の厚さを所望の値に規制することができる。また第２に、一端で固定されているカバーフィルム５との間の摩擦抵抗により、カバーフィルム５に適度な張力を与え、しわの発生や空気の抱き込みによる凹凸の発生を防止し、コーティングロール周面にフィルムを密着させるという機能を発揮する。なお、コーティングロール１とカバーフィルム５との間の摩擦抵抗が大き過ぎると、カバーフィルム５の変形や破損、あるいは制動のかかりすぎによるロールの回転エネルギーの損失に繋がるので、適切な値に設定する配慮が望まれる。
【００２９】
次に、分散スラリー３のための一時貯留部４について説明する。この一時貯留部４は、幅方向、長さ方向に均一なコーティング状態を得るための準備段階として、濃度分布や凝集が生じないように均一、均質状態で一時的に分散スラリー３を貯留するためのヘッダーの役割を演ずる。一般的には、この一時貯留部４において、固体粒子の凝集や沈降による濃度分布の発生を防ぎ、また幅方向の均一性を確保するための攪拌装置が必要になる場合もある。しかし、これらの条件をクリアできるようなスラリー供給装置を使用すれば、一時貯留部４は省略することができる。
【００３０】
上記のように構成された本発明の分散スラリーのコーティング装置においては、基材２の表面への分散スラリー３の供給およびコーティングは、一般的なロールコーティングの場合のように、コーティングロールと基材表面との間のクリアランスで行われるのではなく、カバーフィルム５と基材２との間で行われ、コーティングロール１は、このカバーフィルム５の基材２の表面に対する位置を規制するのみであって、分散スラリー３と接触することはない。従って、コーティングロール表面に分散スラリーが付着するという問題は本質的に発生しない。
【００３１】
本発明の分散スラリーのコーティング装置においても、通常のローラーコーティング装置と同様に、連続的に走行する基材の幅方向に関して、コーティング範囲を規定することが望まれる場合がある。図２は、本発明の第２の実施形態によるコーティング装置を示し、このようなコーティング幅規制手段としてのサイドシール部１３を備えたコーティング装置の一例を示す。(Ａ)はコーティングロール１の軸心に垂直な平面における断面図、(Ｂ)は正面図である。図２の装置において、コーティングロール１の最下端部近傍の吐出位置を挟んで、コーティングロール１に対向してサポートロール１１が設けられ、基材２はこのコーティングロール１とサポートロール１１との間を通過するように構成されている。また、基材２の走行方向に関して吐出位置の上流側に、基材２の下方への液漏れを防止する目的で液シール部１２が設けられている。
【００３２】
符号１３で示すこの例のサイドシール部は、一時貯留部４の両側面のゲートとなる左右一対のプレートからなり、コーティングロール１の表面と後部プレート部に密着し液もれを防ぐために、カバーフィルム５の両側部の内側に位置して設けられていて、一時貯留部４の後部プレート部１４に対して、溶接あるいは接着等の手段で固定されている。
【００３３】
このサイドシール部１３は、分散スラリー３がコーティングロール１の周面との間の隙間を通ってその外側に漏れ出すのを防止するために、コーティングロール１の周面と接触するように設けるのが望ましい。しかしこの場合には、コーティングロール１の周面に対してシール性があるとともに、摩擦抵抗が少なく、しかも摩耗しにくいものが適している。このような要求を満たすために、サイドシール部１３は、合成ゴム、発泡フォーム、テフロン（登録商標）等から選択された樹脂材料で構成することが望ましい。
【００３４】
一時貯留部４に供給された分散スラリーは、後部では後部プレート部１４により、両側はサイドシール部１３によってシールされ、一時貯留部４とカバーフィルム５との間に形成されている唯一の出口を通って、連続的に走行する基材２にコーティングされる。
【００３５】
また、図３は本発明の第３の実施形態によるコーティング装置を示す。該装置は、分散スラリーを基材上にラインパターン状にコーティングするように構成されたもので、一時貯留部４からの分散スラリー出口と、その下方を連続的に走行する基材２の表面との間に、基材２の走行方向に延びる少なくとも１つのパターンスペーサー２１が配置されている。このパターンスペーサー２１は、両側のサイドシール部１３間の全領域で均一に供給される分散スラリー３の流れを、パターンスペーサー２１の位置で分断することにより、基材２の表面に塗布される分散スラリー３のコーティングパターンを、複数のライン状にする。このライン状パターンの数は、設けられるパターンスペーサー２１の数によって決まり、図３（Ｂ）の例のように、１０個のパターンスペーサー２１を設けた場合には、９本のラインからなるラインパターンが形成される。
【００３６】
ここで、本発明のカバーフィルム５について考察する。
【００３７】
まず、カバーフィルム５の主要な機能として、下記の事項が挙げられる。
(１)コーティングロール１が分散スラリー３と接触する部分を被覆することによって、ロール面への分散スラリー３の接触を阻止し、その付着を防止する。
(２)カバーフィルム５の一端は固定され、他端は自由端とされているので、その自由部のエッジ効果により、分散スラリー３のカバーフィルム５の表面からの離脱を容易にする。
【００３８】
上記の機能のうち、本発明で最も重要なのは、(２)に示した自由端の持つ機能である。これについて以下詳述する。
【００３９】
＜尾端部におけるシャープなエッジ効果の発現＞
基材２上に一部沈積するとともに、カバーフィルム５にも接触していた分散スラリー３は、カバーフィルム５の自由端となっている先端部でカバーフィルム５からも離別し、基材２上に移行することでコーティングが完成する。このような端部での分散スラリーの移行、すなわち分散スラリーのエッジ離れが悪いと、分散スラリーはカバーフィルムの先端部に溜り、さらにはコーティングロール１の、カバーフィルム５に覆われていない露出面にも沈積し、「ダマ」と称されている塊が発生し、その結果として、コーティング面が荒れ、しかも不均一になるという好ましくない事態をもたらす。さらにこの状態が進行すると、分散スラリーの詰まりが生じ、連続的な塗工が行えなくなる。また、幅方向に波状の凹凸が生ずることによる幅方向の厚さが不均一になる等の障害が発生しやすい。
【００４０】
従って、カバーフィルム５は、適度な剛性とともに、先端のシャープさを有することが必要である。その理由は、カバーフィルム５の先端部が、コンマコータやエッジコータにおけるシャープエッジと同様な役割を担うからである。これらの性能に特に影響するのが、カバーフィルムの材質とその厚みである。カバーフィルム５の好ましい材質としては、ポリエステル、延伸ＰＰ、テフロン（登録商標）、ＬＤＰＥ、塩化ビニルなどが代表的なものとして挙げられる。
【００４１】
また、カバーフィルム５は、上記のような材質のフィルム１枚で構成してもよいが、同じ材質のフィルムを２枚積層して使用してもよいし、また、異なった材質のフィルムを２枚積層して使用してもよい。例えば、ＰＥＴフィルムを使用する場合には、第１のフィルムが厚さ５０μｍ以上のＰＥＴフィルムであり、第２のフィルムが厚さ５０μｍ未満のＰＥＴフィルムであるものが好ましい。また、３０μｍフィルムと１００μｍフィルムとの組合せ、ＰＥＴフィルム／テフロン（登録商標）フィルムの組合せ、ＰＰフィルム／金属箔との組合せ等である。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステルフィルム、例えば「ルミラー」（商品名、東レ(株)製）、あるいはその表面加工品が挙げられる。
【００４２】
カバーフィルムを構成するフィルムの厚みとしては、その剛性によっても異なるが、薄過ぎると剛性が不足して撓み変形し易くなる。適当な厚みは３０μｍ以上である。また逆に、厚過ぎると、コーティングロール１とのなじみが悪くなるので、３００μｍ以下のものがよい。好ましい厚みは約４０〜２００μｍである。この厚みは、材質によっても異なるが、上述したように２枚を積層したものの厚みにも適用される。
【００４３】
カバーフィルム５の表面は、両面とも平滑であってもよいが、コーティングロール１との接触面における摩擦抵抗を下げるために、凹凸加工を施したもの、あるいはシリコーン、テフロン（登録商標）等の剥離剤で表面処理を施したものを用いることもできる。また、分散スラリー３に接触するカバーフィルム表面に、電気的な吸着作用により分散スラリー３が付着しやすくなることもあるので、カバーフィルム５の分散スラリー３との接触面に、静電防止加工あるいは金属蒸着を施すことが望ましい。
【００４４】
＜カバーフィルム自由端の位置及びその制御＞
コーティングロール１の最下端の位置と、そこから基材２の走行方向に関して下流側へ延びるカバーフィルム５の自由端との間の位置関係は、コーティングロール１の汚れ、あるいは分散スラリー３のエッジ離れに影響するので、重要な要素の一つである。図４(Ａ)は、コーティングロール１の下方にパターンスペーサーがなく、基材２に全面コーティングする態様例で、この場合には、カバーフィル５の位置は、コーティングロール１の軸心から垂直に降ろした点、すなわちコーティングロール１の最下端から、基材２の走行方向に関して下流側へ延在する点までの距離ａと、カバーフィルム５の先端とコーティングロール１の周面との間の鉛直方向の離間距離ｂとによって規定される。
【００４５】
パターン形成用のパターンスペーサー２１を設ける場合には、上記の距離ａおよび距離ｂとともに、図４(Ｂ)および図４(Ｃ)に示したように、コーティングロール１の周面の最下端からパターンスペーサー２１の先端までの距離ｃと、パターンスペーサー２１の先端とカバーフィルム５の先端との距離ｄについてもあわせて考慮する必要がある。
【００４６】
なお図４(Ｂ)は、パターンスペーサー２１よりもカバーフィルム５の先端が下流方向に長く延長している場合、図４(Ｃ)は、カバーフィルム５よりもパターンスペーサー２１の先端が下流方向に長く延長している場合をそれぞれ示している。
【００４７】
コーティングロール１の最下端から、カバーフィルム５の先端までの距離ａは、少なくとも１ｍｍ以上であることが望ましく、好ましくは３〜３０ｍｍ、さらに好ましくは５から２５ｍｍである。３ｍｍ未満であると、エッジ効果が十分発現されず、カバーフィルム５の先端部とそれに近接したコーティングロール１の周面に分散スラリーが付着しやすくなる場合がある。逆に、３０ｍｍを超えると、カバーフィルム５の表面に分散スラリーが固形化して付着するようになり、コーティング面が荒れたり不均一になったりする恐れが生ずる。一方、カバーフィルム５の先端とコーティングロール１の周面との間の鉛直方向の離間距離ｂの値は、原理的にいえばできるだけ大きければよいが、適当な値は１〜１０ｍｍ程度である。
【００４８】
距離ｃおよびｄの値は、コーティングを施すべき基材２、あるいは求めるコーティングパターンに応じて適宜に選択されるが、その具体例のいくつかを図５に示す。これらの具体例において、固体粒子として平均粒径３００μｍの高吸水性樹脂（「アクアパールＡＰ２１１（商品名）」、サンダイヤポリマー製）、分散媒体としてＥｔＯＨ／Ｈ₂Ｏ＝６５／３５（部／部）を用い、この分散媒体１００部中に高吸水性樹脂２０部、セルロースパウダー２部を分散させた分散スラリーを調整し、５０ｇ／ｍ²のＰＥ／ＰＥＴ繊維系サーマルボンド不織布基材の上にコーティングを施した。
【００４９】
以下に、本発明の分散スラリーのコーティング装置を使用して基材に分散スラリーをコーティングするための主要な要素について説明する。
【００５０】
先ず、分散スラリーは、例えば、高吸水性樹脂（ＳＡＰ）を分散媒中に分散させたものである。ＳＡＰは、水では高膨潤するが、水に混合可能なメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール等の有機溶媒を添加すると膨潤が抑制されるので、分散スラリーの調整が可能である。この系には粘度調整剤、あるいは凝集防止剤としてＣＭＣ、エチルセルロース、ＰＥＯ、ＭＦＣ等を添加することもできる。
【００５１】
ＳＡＰは繊維状、団粒状、粒子状またはフレーク状の形態のものがあるが、スラリー化には粒子状、粉状またはフレーク状のものが適している。最も好ましいものは、平均直径が１０００μｍ以下の粒子状ＳＡＰである。
【００５２】
この分散スラリーをコーティングすべき基材としては、ティシュペーパー、汎用される不織布、布帛類が用いられるが、好ましいのはＳＡＰ粒子をその組織の中に包含できるような嵩高不織布、畝加工ニット等の嵩高で多孔性のある基材である。
【００５３】
次に、図３で示した本発明の分散スラリーのコーティング装置を用いて、上記のような分散スラリーを基材にコーティングする工程の一例を具体的に説明する。
【００５４】
図３において、分散スラリー３は、一時貯留部４に、コーティングロール１の軸方向に関して均一な流量で供給し、沈降を防止するために好ましくは緩やかに攪拌しながら、基材２の表面にコーティングされる。この例では、コーティング装置において、図５（Ａ）に示した条件を採用した。
【００５５】
このような構成のコーティング装置を用いてコーティングを行い、１０ｍｍ間隔のラインパターンで、コーティング目付が２００ｇ／ｍ²のコーティング基材が得られた。なお、コーティング処理中、初めの数分間は問題がなかったが、次第にカバーフィルムの先端とカバーフィルムに近接するコーティングロール部に分散スラリーが付着してダマを形成する傾向が見られたが、スピードを３０ｍ／ｍｉｎと速くすることでダマの大きさも小さくなり、発生箇所も減少した。
【００５６】
同様に、図５（Ｂ）の条件では、１０ｍ／ｍｉｎのスピードでもダマの発生もなく、長時間安定なコーティングが可能であった。スピードを３０ｍ／ｍｉｎに上昇させても大きな変化は観察されなかった。コーティングロール表面への付着も殆ど観察されなかった。
【００５７】
さらに図５（Ｃ）の条件では、ロール表面への付着、ダマの発生は１０ｍ／ｍｉｎのスピードでも３０ｍ／ｍｉｎのスピードでも観察されなかった。しかし１０ｍ／ｍｉｎの時に時間の経過と共にパターンスペーサーの最先端表面とカバーフィルムの間に固化した分散スラリーの付着物が発生し、カバーフィルム下面が徐々に汚れてくる現象が観察された。スピードを３０ｍ／ｍｉｎにすると付着物の量は減少した。
【００５８】
なお図４および図５において、作図の都合上、ａ、ｂ、ｃ、ｄの寸法を実際よりも拡大して示している。従って、コーティングロールの直径に対してａ、ｂ、ｃ、ｄの長さが長く示されている。
【００５９】
図６は、コーティングロール１とカバーフィルムフィルム５の自由端との間の距離ｂを所望の値に保持する手段の具体例を示している。この距離ｂは、前述の理由から大略１〜１０ｍｍに保つことが望ましく、そのためには、コーティングロール１の出口部分に、両者間の距離を規制するためのセパレートユニットを設けることが望ましい。図６(Ａ)は、コーティングロール１に固定されたバープレート３１を設けた例で、このバープレート３１の高さを適宜変えることによって、コーティングロール１とカバーフィルム５との間の距離を、望みに応じて自由に設定し、その値に確保することができる。ただし、このバープレート３１は、コーティングロール１が回転しない構成の場合にのみ採用可能である。
【００６０】
図６(Ｂ)は、コーティングロール１とカバーフィルム５との間に、コーティングロール１の軸心と平行で、かつ周面が相互に接近もしくは接触するように配置された小径の、例えば、直径１０ｍｍ程度の回転ロール４１を設けた例を示している。回転ロール４１は、コーティングロール１が静止している場合には、静止させておいてもよく、あるいは両者を非接触として、回転ロール４１のみを回転させてもよい。またコーティングロール１が回転している場合には、回転ロール４１をコーティングロール１と接触させた状態で同期回転させてもよい。回転ロール４１は、その表面の滑性を高めるために、シリコーンゴム等で被覆したものであるのが望ましい。この回転ロール４１の存在によって、鉛直方向の離間距離ｂが確保される。
【００６１】
また、図６(Ｃ)の例は、コーティングロール１が常時回転している場合に適用されるもので、その周面に近接して、ナイフエッジ型のスクレーパ５１が設けられている。この場合には、カバーフィルム５がコーティングロール１に接触するような動きが生じても、スクレーパ５１で剥離されるので、カバーフィルム５がコーティングロール１に接触することはなく、鉛直方向の離間距離ｂは確保される。
【００６２】
コーティングロール１がその軸心を中心として一方向に連続的に回転するように構成されている場合、基材の走行速度とコーティングロールの周速との間の相対的な速度差は、−１０％〜＋１０％の範囲内で条件設定される場合を等速と表現する。基材の走行スピードとコーティングロールの回転速度の関係は、フィルムの厚さやスピード、求める目付によって異なるが、ロールの回転速度が０、すなわち静止の場合にはフィルムにテンションがかからずフィルムがたるんでしまうので、フィルムにテンションをかけるような固定の方法を工夫しなければならず、装置が複雑になる。ロールを回転させることによりフィルムがロールに密着し、末端部も安定化されるので回転させることが望ましい。
【００６３】
しかしこの回転の割合は走行スピードによっても異なるので、その範囲を規定することは難しい。通常の運転ではロールの回転速度は一定として、フィルムに与えるテンションも一定として、適宜基材の走行スピード（走行速度）を変更する形で運転する。表１、表２はそのような条件設定例を示したものである。
【００６４】
表１は基材の走行スピードを５０ｍ／ｍｉｎとした時のロールの回転スピードとの関係を示したものである。５ｍ／ｍｉｎ(１０％)付近を超えると安定してくる。基材のスピードとほぼ等速の９０以上、１１０％以下のゾーンを等速ゾーンとすると、１０％以上、９０％未満を減速ゾーン、１１０％より高く、３００％以下の範囲を増速ゾーンと称する。
【００６５】
あくまでフィルムを介してロールは回転するので、ロールの回転が関与するのはフィルムの密着度とフィルム先端部の微妙な変化である。７５ｍ／ｍｉｎ(１５０％)を超えるようになるとテンションが大きくなるとともに、フィルム先端部に振動が生ずるようになる。これが激しくなるとコーティングの乱れに通ずるが、逆にダマの付着発生を防ぐ効果を持つ。このようなバイブレーション効果はコーティングロールに浅いグリッドを設けることによってより強調される。
【００６６】
基材走行スピードを広範囲に渡って変化させる場合には、表２のようにコーティングロールの回転スピードを３０ｍ／ｍｉｎ前後に固定し、その条件にフィルムの材質、厚み等を最適化することによって、コーティングロールの回転スピードに関係なく基材を走行させることが可能になる。
【００６７】
【表１】

【００６８】
【表２】

＜コーティングロールへの被覆フィルムの固定＞
コーティングロール１に対するカバーフィルム５の位置の規制は、図１、図２および図３に示したように、上方端部では、コーティングロール１の上方の位置でカバーフィルム５の一端をフィルム固定具７で固定することにより、また両側部では、サイドシール部１３に固定することによりで行われる。
【００６９】
カバーフィルム５のサイドシール部１３による固定は、それ自体の位置規制の他に、分散スラリーの漏れ防止の機能も併せ持つことが必要であるので、コーティングロール１が回転するかどうか、あるいはカバーフィルム５の厚さ等の諸条件に応じて適切な固定手段を選択することが望ましい。
【００７０】
図７は、コーティングロール１の幅とカバーフィルム５の幅との関係を示したもので、ロール幅４６０ｍｍ、サイドシール幅２８０ｍｍのテストロールの場合を例として説明する。
【００７１】
図７(Ａ)は、カバーフィルム５がサイドシール部１３の内側のみに存在する場合を示し、サイドシール部１３およびその外側ではコーティングロール１の周面が露出している状態である。この構成で、コーティングロール１を静止させた状態でコーティングする場合には、カバーフィルム５の固定点が入口部にしか存在しないので、カバーフィルム５とコーティングロール１との間に分散スラリーが入り込み、汚れや詰まりなどの大きなトラブル原因となるので、粘着剤あるいは接合剤等を用いて、両者間に隙間が生じない状態にする必要がある。
【００７２】
また、コーティングロール１が回転する場合には、カバーフィルム５には常に引張り力が与えられるので、最初の装填時にカバーフィルム５に少量のＰＥＧ等を塗り、空気を巻き込まないような工夫をすれば、安定な操業が可能である。
【００７３】
図７（Ａ）の方式の特長は、カバーフィルム５の端末部での自由度が高いということである。
【００７４】
一方、図７(Ｂ)の場合には、カバーフィルム５は、その幅方向において、サイドシール部１３を越えて、コーティングロール１のエッジを残してそのほぼ全面をカバーしている。カバーフィルム５はサイドシール部１３で固定されているので、コーティングロール１とカバーフィルム５との間に分散スラリーが入り込む恐れもなく、コーティングロール１が静止している場合にも、また回転している場合にも対応できる。ただし、カバーフィルム５の先端部での移動の自由度が低くなるので、カバーフィルム５が厚くなるにしたがって、局部的凹凸がコーティングのムラを生じさせやすくするので注意が必要である。
【００７５】
また図７(Ｃ)の場合には、カバーフィルム５の両縁はサイドシール部１３を越え、さらにコーティングロール１の両端を越えてコーティングロール１の全面をカバーしている。この場合も、コーティングロール１が静止していても、あるいは回転していても、ともに対応でき、コーティングロール１に分散スラリーが付着することもない。しかし、カバーフィルム５の拘束が大きいために自由度が低くなる。より大きい自由度を望む場合には、図７(Ｃ)に示したように、カバーフィルム５に、その先端からサイドシール部１３にかかる部分にスリットカット６１を設けることによって解決することが可能である。
【００７６】
＜複層のカバーフィルム＞
カバーフィルムは、単層でもよいし、２枚のフィルムを複層にして使用することも可能であることは既に説明した。この複層のカバーフィルムは、単に全面に張り合わせる場合だけでなく、長さ方向に長いフィルムと短いフィルムを組み合わせる場合、幅方向に広幅のフィルムと幅の狭いフィルムとを組み合わせる場合等の変形が可能である。
【００７７】
図８は、コーティングロールの軸心に垂直な方向（長さ方向）に第１のフィルム５ａと、第２のフィルム５ｂとを組み合わせた例を示している。まず図８(Ａ)は、比較的厚い補強用の第１のフィルム５ａを、コーティングロール１に対して外側、つまり分散スラリーに接する側に配し、比較的薄い第２のカバーフィルム５ｂをコーティングロール１側に配置した例を示し、また図８(Ｂ)は、短い補強用の第１のフィルム５ａを、コーティングロール１に対して外側、つまり分散スラリーに接する側に配し、第１のフィルム５ａよりも相対的に短い第２のカバーフィルム５ｂをその内側に配置した例を示す。
【００７８】
図９は、コーティングロール１の軸方向の全域を被覆し得る、幅方向に広い第１のフィルム５ａと、サイドシール部１３の内側のみに存在する幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂを組み合わせた例を示している。図９(Ａ)の例では、幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂが、カバーフィルムを設けるべき領域の一端から他端に達する長さを有し、第１のフィルム５ａと重なり合った部分でこれに接合されている。第１のフィルム５ａと重なり合っていない部分において、第２のカバーフィルム５ｂは単層であり、コーティングロール１に対して大きい自由度を保っている。また図９(Ｂ)の例では、幅の狭い第２のカバーフィルム５ｂは、第１のフィルム５ａにその先端部分のわずかな重なり合い部分で接合され、自由度の高い先端部を形成している。
【００７９】
本発明において、コーティングロールの直径に特に制限はないが、一般的には１００〜５００ｍｍの範囲であり、この場合には、第２のフィルムの先端が、コーティングロール周面の最下端位置から、基材の走行方向に関して下流側へ延びる長さが１〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、ロールコーターだけでなく、バーコーターやナイフエッジコーター等の基材にコーターを直接接触させるような接触式コーターには共通の、コーティングロール表面に分散スラリーが付着するという問題を、コーティング装置自体の複雑化や、設備コストの大幅な上昇を伴わずに解決することが可能である。特に、水／有機溶媒混合系の分散媒体に吸収性固形粒子を分散させた分散スラリーの場合のように、吸水性固形粒子の表面粘着性が高い場合にも、均一で安定な塗工処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコーティング装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるコーティング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態によるコーティング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティングロールの最下端の位置と、そこから基材の走行方向に関して下流側へ延びるカバーフィルムの自由端との間の、それぞれ異なる位置関係を示す説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置における、コーティングロール、カバーフィルムおよびパターンスペーサーの関係を示す説明図である。
【図６】コーティングロールとカバーフィルムフィルムの自由端との間の距離を所望の値に保持する手段の、それぞれ異なる具体例を示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置において適用される、複層のカバーフィルムの、それぞれ異なるカバー範囲を示す説明図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、２枚のカバーフィルムを使用した場合の相互の長さの関係を示す説明図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のコーティング装置において適用される、複層のカバーフィルムの、それぞれのカバー範囲を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コーティングロール
２ 基材
３ 分散スラリー
４ 一時貯留部
５ カバーフィルム
５ａ 第１のフィルム
５ｂ 第２のフィルム
６ 吐出位置
７ フィルム固定具
１１ サポートロール
１２ 液シール部
１３ サイドシール部
１４ 後部プレート部
２１ パターンスペーサー
３１ バープレート
４１ 回転ロール
５１ スクレーパ

Claims (18)

1. 固体粒子を分散媒体中に分散させてなる分散スラリーを、連続的に走行する基材表面にコーティングロールを用いて塗工する分散スラリーのコーティング装置において、
   軸心が水平になるように配置されたコーティングロールと、
   前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置を通るように、前記コーティングロール周面に対して接線方向に前記基材を連続的に走行させる走行手段と、
   前記基材の走行方向に関して、前記コーティングロール周面の最下端近傍の位置から下流側寄りの位置に定められた吐出位置において、前記分散スラリーを前記基材の表面に連続的に供給するスラリー供給手段と、
   前記スラリー供給手段から供給される前記分散スラリーが前記コーティングロール周面と接触しないように、前記コーティングロール周面を覆い、かつ、その先端部が前記コーティングロール周面の最下端を越えて配置されたカバーフィルムとを備え、
   前記カバーフィルムの先端部と前記基材表面との間に前記分散スラリーが供給されることを特徴とする分散スラリーのコーティング装置。
2. 前記基材の走行方向に関して、前記スラリー供給手段が前記コーティングロール周面の最下端の上流側において、適当量の分散スラリーを一時的に貯留するための一時貯留部を備えている請求項１に記載の分散スラリーのコーティング装置。
3. 前記カバーフィルムの先端部が非固定である請求項１または２に記載の分散スラリーのコーティング装置。
4. 前記カバーフィルムの先端部を除く前記カバーフィルムの部分が、前記コーティングロールの軸方向の両端部において、前記コーティングロール周面に沿った所定の位置に保持されるようにサイドシール部によって固定されている請求項１〜３のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
5. 前記カバーフィルムが２枚のフィルムを重ねてなる積層フィルムである請求項１〜４のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
6. 前記２枚のフィルムのうち、第１のフィルムは前記サイドシール部を越える位置まで延び、かつ前記サイドシール部によって固定され、第２のフィルムは前記サイドシール部の内側のみを覆う幅を有するものである請求項５に記載の分散スラリーのコーティング装置。
7. 前記第１のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第２のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されている請求項６に記載の分散スラリーのコーティング装置。
8. 前記第２のフィルムが前記コーティングロールに対面する位置に、また、前記第１のフィルムがその外側の位置にそれぞれ配置されている請求項６に記載の分散スラリーのコーティング装置。
9. 前記基材の走行方向に関して、前記第１のフィルムが前記第２のフィルムよりも短い請求項６〜８のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
10. 前記第１および第２のフィルムがその少なくとも一部において相互に接合されたものである請求項６〜９のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
11. 前記第１のフィルムが厚さ５０μｍ以上のＰＥＴフィルムであり、前記第２のフィルムが厚さ５０μｍ未満のＰＥＴフィルムである請求項６〜１０のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
12. 前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側に所望の長さだけ延びている請求項１〜１１のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
13. 前記コーティングロールの直径が１００〜５００ｍｍの範囲であり、かつ、前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記コーティングロール周面の最下端から下流側へ１〜５０ｍｍだけ延びている請求項１２に記載の分散スラリーのコーティング装置。
14. 前記カバーフィルムの先端部と前記コーティングロール周面との接触を防ぐためのセパレータをさらに備えている請求項１３に記載の分散スラリーのコーティング装置。
15. 前記基材の表面にコーティングパターンを形成するパターンスペーサーがさらに設けられ、これにより前記基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端から下流側に向かう前記基材の表面に供給される前記分散スラリーが前記基材の表面の一部には供給されないように規制している請求項１〜１４のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
16. 前記コーティングロールがその表面に凹凸を有し、これにより前記コーティングロール表面と前記カバーフィルムとの間に部分的に非接触部が存在するように構成されている請求項１〜１５のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
17. 前記固体粒子が、粒子状、粉状またはフレーク状のＳＡＰであり、前記分散媒体が有機溶媒と水の混合溶媒である請求項１〜１６のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。
18. 前記固体粒子が１０００μｍ以下の粒子径を持つＳＡＰであり、前記分散媒体が前記ＳＡＰに対して膨潤抑制作用を持つ有機溶媒と水の混合溶媒であり、かつ前記基材が多孔性不織布状物である請求項１〜１７のいずれかに記載の分散スラリーのコーティング装置。

Images