JP4337362B2 - 塗工液および塗工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消泡手段を有する循環型の塗工装置を用いて基材に塗工される塗工液およびその塗工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粘着シートなどの積層材製品の製造に際し、エマルジョン型粘着剤のように塗工液をシート状の基材上に塗布し、さらに塗工液を乾燥させることにより、基材上に膜状の塗工層を形成することが広く実施されている。
例えば、エマルジョン型粘着剤は、アクリル系重合体、アクリル系共重合体などのポリマー粒子を水系の分散剤に分散させて、粘着性を有するエマルジョンとしたものであり、有機溶剤を使用せず、環境や健康に対する負荷が低いことから、近年多くの粘着製品に使用されている。
【０００３】
ところで、エマルジョン型粘着剤などの塗工液は、従来は比較的低速の塗工速度で基材に塗工されている。近年、生産性を向上し、製造コストを低減するために、塗工速度をより高速とすることが試みられている。しかしながら、この場合に、基材に塗布したときに塗膜のハジキやチヂミが発生することがあった。また、基材に塗工されずに塗工装置から回収された塗工液を循環させて再度塗工に使用した場合、塗工液に泡が発生して塗膜への気泡の巻き込みが生じることがあった。このようにして、塗工面が不均一となる場合があり、問題となっていた。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１には、塗工液の高せん断速度における粘度を２０ｃｐｓ以上とすることが記載されている。また、特許文献２には、塗工液を循環させず、塗工液の戻りを加えないようにして塗工する方法が記載されている。また、特許文献３には、塗工装置から回収された塗工液の泡を、減圧槽を有する消泡装置により除去する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−２１８０４７号公報
【特許文献２】
特開２００１−４９２０３号公報
【特許文献３】
特開平１０−３２３５０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の発明の場合、高せん断速度における粘度を２０ｃｐｓ以上とすると、低せん断速度における粘度がかなり高くなり、塗工装置から回収された塗工液に泡がからんでしまい、消泡装置で除去することが難しく、塗工液を循環して使用する塗工装置には適用しがたい。特許文献２に記載の方法は、塗工液を循環して使用する塗工装置には適用できない。特許文献３に記載の方法では、減圧槽を減圧する減圧装置が必要であり、消泡装置が大掛かりなものとなる。
【０００７】
従って、本発明の課題は、簡単な構造の消泡装置を用いて塗工液を循環して使用することができ、塗膜のハジキやチヂミ、気泡の巻き込みを効果的に抑制することができる塗工液および塗工方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、基材に塗工液を塗工する塗工手段と、前記塗工手段から回収された塗工液の泡を除去する消泡手段と、前記消泡手段によって泡が除去された塗工液を前記塗工手段に供給する循環手段とを備える塗工装置によって、基材に塗工される塗工液であって、塗工液の基材に対する接触角が２５〜６５°であり、回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度が１００〜５００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする塗工液を提供する。
【０００９】
また、基材に塗工液を塗工する塗工手段と、前記塗工手段から回収された塗工液の泡を除去する消泡手段と、前記消泡手段によって泡が除去された塗工液を前記塗工手段に供給する循環手段とを備える塗工装置によって、基材に塗工液を塗工する塗工方法であって、塗工液の基材に対する接触角を２５〜６５°とし、かつ、回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度を１００〜５００ｍＰａ・ｓとすることを特徴とする塗工方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、本発明の塗工方法に用いられる塗工装置の概略構成を例示する図であって、この塗工装置１は、基材２に塗工液３を塗工する塗工手段１０と、塗工手段１０から回収された塗工液３の泡４を除去する消泡手段１１（以下、消泡装置ということがある）と、前記消泡手段１１によって泡４が除去された塗工液３を塗工手段１０に供給する循環手段１２とを備えている。
塗工手段１０としては、適宜の塗工方式による公知のコーターを用いることができる。循環手段１２は、ここでは配管１６に塗工液３を送液する送液ポンプであり、以下、送液ポンプ１２として説明する場合がある。
【００１１】
本実施の形態において、消泡装置１１は、図１（ｂ）に示すように、塗工液３を貯えて滞留させる貯液槽１３を備え、この貯液槽１３の上部には、塗工手段１０から回収された塗工液３を貯液槽１３に供給する配管１６が接続された入口１４が設けられている。また、貯液槽１３の下部には、塗工液３を配管１６に排出する出口１５が設けられている。貯液槽１３には、塗工手段１０から回収された塗工液３が滞留して消泡層５を形成するようになっており、消泡層５の液位は、貯液槽１３の入口１４が液面６の下となるように、出口１５からの塗工液３の排出速度を調整することにより、制御されている。
消泡層５は常圧に維持されており、貯液槽１３内に滞留している間、塗工液３中の泡４が液面６まで浮上して消泡される。そして、消泡された塗工液３は、出口１５から配管１６に排出され、送液ポンプ１２により塗工手段１０まで送液されて供給されるようになっている。
【００１２】
塗工液３の主成分は特に限定されるものではないが、本発明は、特に、塗工液３がエマルジョン型粘着剤である場合に有用である。エマルジョン型粘着剤に用いられる粘着剤としては、特に限定されるものではないが、アクリル系、ゴム系、ビニルエーテル系など、合成もしくは天然のポリマーを用いることができ、中でもアクリル系の粘着剤は耐光性などに優れることから特に好ましい。
粘着剤をエマルジョンとする方法としては、例えば、アクリル系モノマーなどのモノマーやその混合物を水と混合し、過硫酸アンモニウムなどの重合開始剤を用いて水系媒体中でのラジカル乳化重合によってモノマーを重合させることでエマルジョン粒子に成長させる方法を用いることができる。モノマーとして２種類以上の混合物を用い、共重合体のエマルジョン粒子を製造することも好ましい。重合によって得られたエマルジョンは、その安定性を向上させるために常法に従い、アンモニア水などでｐＨを中和することができるほか、目的とする粘着剤に要求される物性や性能を付与するために、粘着剤の分野で慣用されている種類および量の配合剤を、必要に応じて添加しても良い。添加できる配合剤としては、例えば増粘剤、粘着付与剤、界面活性剤、レベリング剤、架橋剤、防腐剤、顔料、充填剤、凍結防止剤、高沸点溶剤、消泡剤などが挙げられる。
【００１３】
基材２としては特に限定されるものではないが、例えば、グラシン紙、クレーコート紙、クラフト紙、上質紙などの紙系シートや、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどのプラスチックフィルムなどからなる基材の表面に、フッ素樹脂やシリコーン樹脂などからなる剥離剤を厚さ０．１〜１μｍ程度に塗布し、前記剥離剤を加熱あるいは電子線や放射線の照射などにより硬化させ、剥離剤層を設けることによって得られる剥離シートを用いることができる。
【００１４】
本発明においては、塗工液３は、基材２に対する接触角が２５〜６５°、好ましくは２５〜６０°、さらに好ましくは２５〜５０°であり、回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度が１００〜５００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１００〜３００ｍＰａ・ｓであるものとされる。これにより、塗膜のハジキやチヂミ、気泡の巻き込みを効果的に抑制することができる。
回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満であると、塗膜の粘着性が低下し、ハジキやチヂミが発生しやすい。Ｂ型粘度が５００ｍＰａ・ｓを超えた場合、泡４が塗工液３にからんで消泡層５から浮上しにくくなり、塗膜への気泡の巻き込みが発生するおそれがある。
【００１５】
基材２に対する接触角が２５〜６５°であるように塗工液３を調製する方法としては、例えば以下の方法によることができる。
接触角を小さくする方法としては、仕上がりのエマルジョンにジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどの界面活性剤を添加する方法や、重合時に使用する乳化剤の使用量を増加する方法が挙げられる。
接触角を大きくする方法としては、重合時に使用する乳化剤の使用量を削減する方法が挙げられる。
【００１６】
回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度が１００〜５００ｍＰａ・ｓであるように塗工液３を調製する方法としては、例えば以下の方法によることができる。
粘度を上げる方法としては、ポリアクリル酸ナトリウムなどの増粘剤を添加する方法や、重合時に使用する水を削減したり重合終了後に水を揮発させることによりエマルジョン中の水の比率を低下させる方法、仕上がりのエマルジョンの粒子径を小さくする方法等が挙げられる。
また、粘度を下げる方法としては、水を添加してエマルジョン中の水の比率を上げる方法、仕上がりのエマルジョンの粒子径を大きくする方法等が挙げられる。
【００１７】
消泡装置１１における塗工液３の滞留時間は、長すぎると塗工液３を循環させる流速が低下して塗工速度をあまり上げられなくなり、逆に短すぎると、塗工液３からの泡４の浮上や除去が不完全になるおそれがあることから、循環手段１２による塗工液３の流速を調整することにより、滞留時間を適宜調整することが好ましい。
【００１８】
【実施例】
（エマルジョン型粘着剤の調整）
撹拌機、還流冷却機、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水２７０部を入れ、窒素を吹き込みながら７５℃まで昇温した。撹拌下、ラテムルＥ−１１８Ｂ（花王社製）０．８部、過硫酸カリウム０．１部を添加し、続いて２−エチルヘキシルアクリレート３４０部、メチルメタクリレート４０部、メタクリル酸１２部、グリシジルメタクリレート８部からなる単量体混合物に、ラテムルＥ−１１８Ｂ３２部と脱イオン水８０部を加えて乳化させたモノマープレエマルジョンの一部（４部）を添加し、反応容器内の温度を７５℃に保ちながら６０分間で重合させた。
引き続き、反応容器内温度を７５℃に保ちながら、残りのモノマープレエマルジョン５０８部と過硫酸カリウム水溶液（有効成分濃度１％）６０部を各々別の滴下漏斗を使用して、反応容器内の温度を７５℃に保ちながら２４０分間かけて滴下して重合せしめた。滴下終了後、同温度にて１８０分間撹拌し、内容物を冷却した。
その後、内容物のｐＨが８．０になるようにアンモニア水（有効成分濃度１０％）を適宜添加して調整した。さらに、基材に対するエマルジョン型粘着剤の接触角が５２°となるようにジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを添加し、また、Ｂ型粘度計において６ｍｉｎ^-1での粘度が２５０ｍＰａ・ｓとなるように脱イオン水を添加した後、１００メッシュ金網で濾過してエマルジョン型粘着剤を得た。
【００１９】
（塗工装置）
図１（ａ），（ｂ）に示す消泡装置１１を有する塗工装置１を用いた。消泡装置１１において、消泡層５の液量を１０００リットルとし、消泡層５における塗工液３の滞留時間が２５分となるように、塗工液３の流速を調整した。
【００２０】
（ハジキ性および消泡性の評価）
塗工液３の粘度および接触角を複数通りに調整して塗工を行い、塗膜を目視で観測することにより、塗工液３のハジキ性および消泡性を評価し、その結果を表１にまとめて示した。
表１において、粘度は、６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度を示す。粘度および接触角は以下のように測定した。
（粘度の測定）
２３℃、５０％の環境下において、Ｂ型粘度計にて、ＮＯ．２ローターを使用して、ローター回転数６ｍｉｎ^-1における粘度を測定した。
（接触角の測定）
２３℃、５０％の環境下において、接触角計（協和界面科学社製ＣＡ−Ｘ型）を用いて、水平に静置した基材上に４μｌの液滴を滴下し、即座に基材に対する液滴の接触角を測定した。
【００２１】
ハジキ性は、塗膜にハジキやチヂミが発見されないものを「○」で示し、塗膜にハジキやチヂミが発見されたものを「×」で評価した。
消泡性は、塗膜に気泡の巻き込みが発見されないものを「○」で示し、塗膜に気泡の巻き込みが発見されたものを「×」で評価した。
ハジキ性および消泡性の評価は、１００分間塗工した時点で判断した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１に示す結果から明らかなように、塗工液の基材に対する接触角を２５〜６５°とし、かつ、回転数６ｍｉｎ^-1におけるＢ型粘度を１００〜５００ｍＰａ・ｓとすることにより、均一な塗膜を得ることができ、ハジキやチヂミ、気泡の巻き込みを効果的に抑制することができた。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗工液および塗工方法によれば、簡単な構造の消泡装置を用いて塗工液を循環して使用することができ、塗膜のハジキやチヂミ、気泡の巻き込みを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ） 塗工装置の概略構成例を示す図である。（ｂ）塗工装置の消泡手段の概略構造例を示す図である。
【符号の説明】
１…塗工装置、２…基材、３…塗工液、４…泡、１０…塗工手段、１１…消泡手段、１２…循環手段。

Claims (3)

1. 剥離シートに塗工液を塗工する塗工手段と、前記塗工手段から回収された塗工液の泡を除去する消泡手段と、前記消泡手段によって泡が除去された塗工液を前記塗工手段に供給する循環手段とを備える塗工装置によって、剥離シートに塗工液を塗工する塗工方法であって、
   前記塗工液が、水系媒体を使用したアクリル系のエマルジョン型粘着剤であり、
   塗工液の剥離シートに対する接触角を２５〜６５°とし、かつ、回転数６ｍｉｎ^−１におけるＢ型粘度を１００〜５００ｍＰａ・ｓとすることを特徴とする塗工方法。
2. 前記回転数６ｍｉｎ ^−１ におけるＢ型粘度が、１００〜３００ｍＰａ・ｓである請求項１に記載の塗工方法。
3. 前記塗工液の剥離シートに対する接触角が、２５〜５０°である請求項３に記載の塗工方法。

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