JP4814596B2

JP4814596B2 - 塗布方法及び塗布装置

Info

Publication number: JP4814596B2
Application number: JP2005269158A
Authority: JP
Inventors: 智仁清水; 修司花井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2025-09-15
Also published as: JP2007075771A

Description

本発明は、塗布方法及び塗布装置に関する。

連続的に走行するウェブ面に塗布液を塗布する方法として、スライドホッパー型のカーテン塗布が知られている。

図１に、スライドホッパー型のカーテン塗布を適用した従来の塗布装置を示す。本塗布装置では、塗布ヘッドのマニホールド（不図示）内に供給された塗布液を、スリット（不図示）を介して塗布ヘッドのスライド面４上を流下させ、スライド面４の下端である先鋭状のリップ先端２から走行するウェブ（不図示）に、塗布液からなる液膜（カーテン膜１）を自由落下させて塗布する（図１（ｂ）参照）。

スライドホッパー型のカーテン塗布では、スライド面４上を流下してきた塗布液がリップ先端２から離れカーテン膜１を形成する際に、リップ先端２で塗布液が裏回りするティーポット現象３が発生するという問題がある（図１（ａ）参照）。ティーポット現象が発生すると、経時で裏周りした塗布液が乾燥するため、スジ欠陥が発生する。

ティーポット現象の発生を抑制する塗布装置として、特許文献１には、リップ先端の裏面が撥水性材料より成る塗布装置及びリップ先端の裏面に段差を形成する塗布装置が開示されている。この方法を用いると、特定の塗布液及び塗布条件を適用する場合には、ティーポット現象の発生を抑制することができる。しかしながら、近年、生産性の向上が求められているため、多種類の塗布液を、また、多様な塗布条件を１つの塗布ヘッドでカバーする必要があり、このような場合に必ずしもティーポット現象の発生を抑制することはできない。
特開平１０−０３４０４８号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、スライドホッパー型のカーテン塗布において、ティーポット現象の発生を抑制することが可能な塗布方法及び塗布装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、所定の傾斜を有する傾斜面上を流下した塗布液からなる液膜を、該傾斜面の下端から連続的に走行する被塗布体に自由落下させて塗布する塗布方法において、該自由落下する液膜に対向すると共に、該自由落下する液膜の幅方向に対して平行に棒状導電性部材を設け、該棒状導電性部材に電圧を印加した状態で該液膜を塗布し、前記棒状導電性部材は、前記傾斜面の下端を含む水平面に対して、０ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離を隔てて鉛直下側に設けられていると共に、前記自由落下する液膜の表面に対して、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離を隔てて設けられていることを特徴とする。これにより、スライドホッパー型のカーテン塗布において、ティーポット現象の発生を抑制することが可能な塗布方法を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布方法において、前記棒状導電性部材に直流電圧を印加することを特徴とする。これにより、安全性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の塗布方法において、前記棒状導電性部材の周囲に対物検知センサーが設けられており、該対物検知センサーが反応すると、前記電圧の印加を停止させることを特徴とする。これにより、安全性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、所定の傾斜を有する傾斜面上を流下した塗布液からなる液膜を、該傾斜面の下端から連続的に走行する被塗布体に自由落下させて塗布する塗布装置において、該自由落下する液膜に対向すると共に、該自由落下する液膜の幅方向に対して平行に設けられている棒状導電性部材と、該棒状導電性部材に電圧を印加する電源装置を有し、前記棒状導電性部材は、前記傾斜面の下端を含む水平面に対して、０ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離を隔てて鉛直下側に設けられていると共に、前記自由落下する液膜の表面に対して、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離を隔てて設けられていることを特徴とする。これにより、スライドホッパー型のカーテン塗布において、ティーポット現象の発生を抑制することが可能な塗布装置を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の塗布装置において、前記電源装置は、前記棒状導電性部材に直流電圧を印加することを特徴とする。これにより、安全性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の塗布装置において、前記棒状導電性部材の周囲に設けられている対物検知センサーをさらに有し、前記電源装置は、該対物検知センサーが反応すると、前記電圧の印加を停止させる手段を有することを特徴とする。これにより、安全性を向上させることができる。

本発明によれば、スライドホッパー型のカーテン塗布において、ティーポット現象の発生を抑制することが可能な塗布方法及び塗布装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

図２に、本発明の塗布装置の一例を示す。なお、図２（ａ）は、断面図を示し、図２（ｂ）は、正面図を示す。本塗布装置では、塗布ヘッドのマニホールド（不図示）内に供給された塗布液を、スリット（不図示）を介して塗布ヘッドのスライド面４上を流下させ、スライド面４の下端である先鋭状のリップ先端２から連続的に走行するウェブ（不図示）に、塗布液からなる液膜（カーテン膜１）を自由落下させて塗布する。このとき、棒状導電性部材５が、塗布ヘッドのリップ先端２の近傍に、カーテン膜１に対向すると共に、カーテン膜１の幅方向に平行に設置されている。さらに、電源装置６を用いて、棒状導電性部材５に電圧を印加することにより、棒状導電性部材５を帯電させた状態でカーテン膜１を塗布するため、棒状導電性部材５の表面電位により、カーテン膜１が棒状導電性部材５の方向に引き付けられる。これにより、リップ先端２で塗布液が裏周りするティーポット現象の発生を抑制することができる。

棒状導電性部材は、特に限定されないが、金属ワイヤを用いることが好ましい。金属ワイヤの材質は、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、鉄、ＳＵＳ、銅等が挙げられる。また、金属ワイヤの形状は、特に限定されないが、例えば、断面形状が円形状であるものが挙げられる。このとき、設置位置の精度を考慮すると、断面形状は、直径３〜１５ｍｍの円であることが好ましく、直径５〜１０ｍｍの円がさらに好ましい。金属ワイヤ以外の棒状導電性部材としては、銅線等の単一の金属からなる金属線又は棒等が挙げられる。

本発明において、電源装置６を用いて、棒状導電性部材に直流電圧を印加することが好ましい。直流電圧を印加すると、交流電圧を用いる場合に比べて、安全性を向上させることができる。

また、印加する直流電圧は、塗布液の種類に応じて適宜選択されるが、０．５〜２ｋＶであることが好ましく、１ｋＶが特に好ましい。

本発明において、リップ先端を含む水平面に対して、０〜５ｍｍの距離を隔てると共に、鉛直下側である位置に、棒状導電性部材を設置することが好ましい。これにより、ティーポット現象の発生をさらに抑制することができる。棒状導電性部材を、リップ先端を含む水平面より鉛直上側に設置すると、塗布液がリップ先端から離れる点を乱して、カーテン膜に歪みが発生することがある。また、棒状導電性部材を、リップ先端を含む水平面に対して、５ｍｍを超える距離を隔てると共に、鉛直下側に設置すると、ティーポット現象の発生を抑制しにくくなる。

本発明において、カーテン膜の表面に対して、５〜１０ｍｍの距離を隔てて、棒状導電性部材を設置することが好ましい。これにより、ティーポット現象の発生をさらに抑制することができる。棒状導電性部材を、カーテン膜の表面に対して、５ｍｍ未満の距離を隔てて設置すると、カーテン膜の幅方向に精度良く設置することが難しくなる。また、棒状導電性部材が部分的に塗布液で汚染されることがある。また、棒状導電性部材を、カーテン膜の表面に対して、１０ｍｍを超える距離を隔てて設置すると、ティーポット現象の発生を抑制しにくくなる。

本発明において、スライド面の傾斜角は、塗布液の粘度、送液量等の塗布条件により適宜選択することができるが、１５〜７０°であることが好ましく、３０〜６０°がさらに好ましい。

本発明において、棒状導電性部材の周囲に対物検知センサーが設けられ、電源装置は、対物検知センサーが反応すると、電圧の印加を停止させる停止手段を有することが好ましい。これにより、安全性を向上させることができる。

このとき、対物検知センサーは、特に限定されず、電気的なエリアセンサー、機械的なセンサー等を用いることができる。

また、停止手段は、特に限定されず、電気的なエリアセンサーから電気信号を受けて、電気回路により電圧の印加を停止させる手段でもよいし、機械的に結線が外れることにより電圧の印加を停止させる手段でもよい。

以下に示す共通塗布条件で、図３に示される塗布装置を用いて塗布を行った。
１）ウェブ：坪量６０ｇの紙
２）塗布液：６重量％ポリビニルアルコール水溶液（粘度：１００ｍＰａ・秒）
３）ウェブの搬送速度（塗布速度）：５００ｍ／分
４）塗布量（湿潤状態）：２０ｇ／ｍ^２
５）塗布幅：１ｍ
６）棒状導電性部材５：直径５ｍｍの金属ワイヤ（ＳＵＳ製）
７）金属ワイヤに印加する電圧：１．０ｋＶ（直流）
８）スライド面４の傾斜角：６０°
なお、ティーポット現象の発生の有無は、塗布中に目視で確認した。さらに、カーテン膜の形成状況を目視で確認した。
（実施例１）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を２．５ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を７ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生せず、カーテン膜１の形成状況も特に問題なかった。
（実施例２）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を５ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を７ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生せず、カーテン膜１の形成状況も特に問題なかった。
（参考例３）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を６ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を７ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生しなかったが、カーテン膜１によじれが発生した。これは、リップ裏側に引っ張られかけているカーテン膜１を金属ワイヤに引き寄せているため、発生したと考えられる。
（実施例４）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を０ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を７ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生せず、カーテン膜１の形成状況も特に問題なかった。
（参考例５）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を１ｍｍ（鉛直上側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を７ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生しなかったが、リップ先端２で塗布液が持ち上げられるような現象が発生し、カーテン膜１に乱れが発生した。
（実施例６）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を２．５ｍｍ（鉛直上側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を５ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生せず、カーテン膜１の形成状況も特に問題なかった。
（実施例７）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を２．５ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を１０ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生せず、カーテン膜１の形成状況も特に問題なかった。
（参考例８）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を２．５ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を４ｍｍとして塗布を行った。このとき、ティーポット現象は、発生しなかったが、カーテン膜１の幅方向で金属ワイヤに起因する汚れが発生し、金属ワイヤと接触した部分で破れが発生した。
（参考例９）
金属ワイヤの中心線とリップ先端２を含む水平面との距離７を２．５ｍｍ（鉛直下側）、金属ワイヤとカーテン膜１の表面との距離８を１２ｍｍとして塗布を行った。このとき、カーテン膜１の幅方向の一部で僅かにティーポット現象が発生し、その場所でスジが発生した。
（比較例１）
金属ワイヤを設置せずに塗布を行った。このとき、ティーポット現象が発生し、カーテン膜１にスジが発生した。

スライドホッパー型のカーテン塗布を適用した従来の塗布装置を示す断面図であり、（ａ）は、ティーポット現象を示し、（ｂ）は、正常な状態を示す。本発明の塗布装置の一例を示す図であり、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、正面図を示す。実施例で用いた塗布装置を示す断面図である。

符号の説明

１カーテン膜
２リップ先端
３ティーポット現象
４スライド面
５棒状導電性部材
６電源装置
７金属ワイヤの中心線とリップ先端を含む水平面との距離
８金属ワイヤとカーテン膜の表面との距離

Claims

所定の傾斜を有する傾斜面上を流下した塗布液からなる液膜を、該傾斜面の下端から連続的に走行する被塗布体に自由落下させて塗布する塗布方法において、
該自由落下する液膜に対向すると共に、該自由落下する液膜の幅方向に対して平行に棒状導電性部材を設け、該棒状導電性部材に電圧を印加した状態で該液膜を塗布し、
前記棒状導電性部材は、前記傾斜面の下端を含む水平面に対して、０ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離を隔てて鉛直下側に設けられていると共に、前記自由落下する液膜の表面に対して、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離を隔てて設けられていることを特徴とする塗布方法。
前記棒状導電性部材に直流電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
前記棒状導電性部材の周囲に対物検知センサーが設けられており、
該対物検知センサーが反応すると、前記電圧の印加を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布方法。
所定の傾斜を有する傾斜面上を流下した塗布液からなる液膜を、該傾斜面の下端から連続的に走行する被塗布体に自由落下させて塗布する塗布装置において、
該自由落下する液膜に対向すると共に、該自由落下する液膜の幅方向に対して平行に設けられている棒状導電性部材と、
該棒状導電性部材に電圧を印加する電源装置を有し、
前記棒状導電性部材は、前記傾斜面の下端を含む水平面に対して、０ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離を隔てて鉛直下側に設けられていると共に、前記自由落下する液膜の表面に対して、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離を隔てて設けられていることを特徴とする塗布装置。
前記電源装置は、前記棒状導電性部材に直流電圧を印加することを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
前記棒状導電性部材の周囲に設けられている対物検知センサーをさらに有し、
前記電源装置は、該対物検知センサーが反応すると、前記電圧の印加を停止させる手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の塗布装置。