JP5276405B2 - 塗工用樹脂液の塗布方法及び塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺のシート基材上に粘性の樹脂液を塗布する技術に関し、特にグラビアロールを用いて高粘性の樹脂液を塗布する技術に関する。

従来、長尺のシート基材上に粘性樹脂を塗布して樹脂フィルムを作成する場合には、例えば、図４に示すような塗布装置を用いている。
この塗布装置１０１においては、容器１０２内に溜められた塗工用樹脂液１０３にグラビアロール１０４を部分的に浸し、このグラビアロール１０４に対してドクターブレード１０５を接触させながら回転させる。
その一方、搬送ロール１０６、１０７によってグラビアロール１０４と反対方向に搬送される一連のシート基材１０８をグラビアロール１０４に接触させる。

このグラビアロール１０４には、らせん状の溝部（図示せず）が形成されており、この溝部を介して一定の厚さの塗工用樹脂液１０３がシート基材１０８上に転写して塗布される。
しかし、このような従来技術では、特に高粘度の塗工用樹脂液を用いた場合に、塗布時間の経過に伴い、グラビアロール１０４の溝部に目詰りが生じ、グラビアロール１０４からシート基材１０８に塗工用樹脂液１０３の転写ができなくなることがある。
そこで、このような課題の改善が要望されている。

なお、本発明に関する先行技術としては、例えば、以下のようなものが知られている。
実開平３−７９８６４号公報 特開平９−４７７０４号公報

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高粘度の樹脂を用いた場合であっても、塗布時間の経過に伴うグラビアロールの溝部に目詰りを防止することができ、グラビアロールからシート基材への塗工液の転写を長時間円滑に行うことができる技術を提供することにある。

前記目的を達成するためになされた本発明は、容器内に収容された塗工用樹脂液を、外周部に溝部を有するグラビアロールを前記塗工用樹脂液に接触させた状態で回転させてシート基材上に塗布する樹脂液の塗布方法であって、前記塗工用樹脂液の粘度が、１ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下であり、前記容器内に設けたクリーニング部を、前記溝部に入り込むように前記グラビアロールの外周部に接触させながら当該グラビアロールを回転させる工程を有するものである。
本発明では、前記クリーニング部として、スポンジ状の樹脂材料からなるものを用いることもできる。
本発明では、前記クリーニング部を、当該容器内に収容された塗工用樹脂液の液面から当該クリーニング部の表面が露出しない位置に位置決め固定することもできる。
本発明では、前記塗工用樹脂液の粘度が、５ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下である場合により効果的である。
一方、本発明は、塗工用樹脂液を収容するための容器と、前記容器内において回転可能に設けられ、塗工液転写用の溝部を外周部に有するグラビアロールと、前記容器内において前記グラビアロールの溝部に入り込むように設けられたクリーニング部とを備え、前記塗工用樹脂液の粘度が、１ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下である塗布装置である。

本発明では、前記グラビアロールの溝部が、回転中心軸線に対して斜め方向に設けられていることも効果的である。
本発明の場合、容器内に設けたクリーニング部を、溝部に入り込むようにグラビアロールの外周部に接触させながら当該グラビアロールを回転させるようにしたことから、高粘度の樹脂を用いた場合であっても、塗布時間の経過に伴うグラビアロールの溝部に目詰りを防止することができ、グラビアロールからシート基材に塗工液への転写を円滑に行うことができる。
また、本発明によれば、グラビアロールからシート基材に高粘度塗工用樹脂液の転写を円滑に行うことができる小型の塗布装置を提供することができる。

本発明によれば、高粘度の樹脂を用いて、グラビアロールからシート基材に塗工用樹脂液の転写を長時間円滑に行うことができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に用いる塗布装置の全体を示す概略構成図、図２は、同塗布装置の要部の内部構成を示す部分断面図である。

図１に示すように、この塗布装置１は、塗工用樹脂液９を収容するための容器２を有している。
この塗布装置１は、樹脂液供給源２０からポンプ２１及びフィルター２２を介して塗工用樹脂液９が容器２に供給されるように構成されている。
この容器２は、例えばステンレス等の金属材料からなり、水平に置かれた状態において上側部分が開放した形状に形成されている。

本実施の形態の場合、容器２の内側の部分は仕切り部材４によって、二つの領域（液溜め領域５、液排出領域６）に仕切られている。
ここで、容器２の液溜め領域５には、シート基材１２へ塗工用樹脂液９を転写するためのグラビアロール７が配設されており、この液溜め領域５の後述するドクターブレード１０の近傍に塗工用樹脂液９が供給され溜められるようになっている。

この場合、グラビアロール７の中心軸線より下側の部分が塗工用樹脂液９に浸されるように液面の高さが調整される。
本実施の形態のグラビアロール７は、例えばステンレス等の金属材料を用いて円柱形状に形成され、水平方向の回転中心軸を中心として所定方向（ここでは時計回り方向）に回転するように構成されている。このグラビアロール７の外周部には、従来技術と同様の溝部７ａ（図２参照）が形成されている。

一方、容器２の液排出領域６は、液溜め領域５から溢れた塗工用樹脂液９を配管２３を介して樹脂液供給源２０に戻すように構成されている。
一方、容器２の液排出領域６には、ドクターブレード１０を保持するための保持機構１１が設けられている。この保持機構１１は水平方向の回転中心軸を中心として回動自在に構成され、これによりグラビアロール７側の先端部に装着されたドクターブレード１０をグラビアロール７の外周表面に密着させるように構成されている。

容器２の液溜め領域５の底部には、クリーニング部８が配設されている。このクリーニング部８としては、スポンジ状、多孔質状、又は編み目状の弾性樹脂材料からなるものを好適に用いることができる。

本発明の場合、特に限定されることはないが、グラビアロールのクリーニングの容易さの観点からは、クリーニング部８の材料として、メラミン樹脂からなるものを好適に用いることができる。

ここで、クリーニング部８は、グラビアロール７の幅と同等の長さ（少なくとも溝部７ａが形成されている部分の長さ）を有し、かつ、グラビアロール７の下端部と液溜め領域５の底部との間隔より厚さが大きい例えば長方体形状のものを用いることが好ましい。

そして、クリーニング部８は、容器２の液溜め領域５の底部においてグラビアロール７と平行に配置される。さらに、クリーニング部８の上側の長辺側の角部分がグラビアロール７に当接して凹み、その弾性力によってグラビアロール７の幅方向の外周部を押圧して先端部が溝部７ａ内に入り込むように構成することが好ましい。

本発明の場合、特に限定されることはないが、クリーニング効果をより向上させる観点からは、クリーニング部８のグラビアロール７側の先端部８ａが、グラビアロール７の回転中心軸を含む鉛直軸Ｍを挟んでドクターブレード１０と反対側端部側（矢印Ｐ方向）に配置固定することが好ましい。

また、本発明では、例えば、グラビアロール７としては、直径２０〜６０ｍｍ、溝部７ａの幅０．０１〜０．１ｍｍ、溝部７ａの深さ０．０１〜０．１ｍｍのものを用い、クリーニング部８として、メラミン樹脂からなるスポンジ状のものを用いた場合において、グラビアロール７とクリーニング部８との重なり部分の長さ（高さ）は５〜１５ｍｍとすることが好ましい。

グラビアロール７とクリーニング部８との重なり部分の長さが５ｍｍより小さいと、塗工用樹脂液９の残渣を十分に除去することができず、１５ｍｍより大きいと、サージング（グラビアロールの回転むらに起因する横縞模様）が発生する。

なお、本実施の形態では、図２に示すように、クリーニング部８に対して上方から埋設して固定する第１の押え冶具１３と、クリーニング部８の側端部の側面に対し当接して固定する第２の押え冶具１４によって、クリーニング部８が容器２の液溜め領域５の底部に位置決め固定されている。

このような構成を有する本実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、まず容器２の液溜め領域５に塗工用樹脂液９を満たした状態にする。
この場合、クリーニング効果をより向上させる観点からは、クリーニング部８の上側の表面が塗工用樹脂液９の液面より下方に位置して全体的に塗工用樹脂液９に浸されるように設定することが好ましい。

そして、一連のシート基材１２をグラビアロール７の上部に接触させながら塗布膜形成方向（矢印方向）に搬送させる一方で、グラビアロール７をシート基材１２と摺動する方向（ここでは時計回り方向）へ回転させる。
これにより、容器２の液溜め領域５内における塗布膜形成方向下流側の塗工用樹脂液９がグラビアロール７の溝部７ａを介してシート基材１２側に搬送され、ドクターブレードによって溝部７ａに充填されて、塗工用樹脂液９がシート基材１２上に転写され一定の厚さの樹脂膜が塗布形成される。

その後、グラビアロール７の回転を繰り返すと、塗工用樹脂液９の転写が終了した部分の溝部７ａにおいて塗工用樹脂液９の残渣９ａが発生する場合がある。
しかし、本実施の形態では、グラビアロール７の残渣９ａの発生部分がクリーニング部８を通過する際に、図２に示すように、クリーニング部８の先端部がグラビアロール７の溝部７ａに入り込み、塗工用樹脂液９の残渣９ａがグラビアロール７の溝部７ａから掻き出される。

そして、グラビアロール７を更に同方向へ回転させることにより、図３（ｂ）に示すように、残渣がない状態で塗工用樹脂液９をグラビアロール７からシート基材１２に転写して一定の厚さの樹脂膜が塗布形成される。

以上述べたように本実施の形態にあっては、容器２内に設けたクリーニング部８を、溝部７ａに入り込むようにグラビアロール７の外周部に接触させながら当該グラビアロール７を回転させるようにしたことから、高粘度の樹脂（５ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下）を用いた場合であっても、塗布時間の経過に伴うグラビアロール７の溝部７ａに目詰りを防止することができ、グラビアロール７からシート基材１２に塗工用樹脂液９の転写を長時間円滑に行うことができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、クリーニング部８のグラビアロール７側の先端部８ａが、グラビアロール７の回転中心軸を含む鉛直軸Ｍを挟んでドクターブレード１０と反対側端部側に配置固定したが、クリーニング部８が塗工用樹脂液９に浸される位置であれば装置構成に応じて適宜変更することができる。

ただし、残渣をより少なくしクリーニング効果をより向上させる観点からは、クリーニング後においてできるだけ長時間、グラビアロール７の溝部７ａを塗工用樹脂液９に浸すようにすることが好ましい。

また、上述の実施の形態では、一体的な一つのクリーニング部８を用いたが、本発明はこれに限られず、例えば分割された複数のクリーニング部を用いることも可能である。

以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
［塗工用樹脂液の調製］
フェノキシ樹脂（東都化成社製 ＹＰ−５０）２０重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製 ＥＰ８２８）５０重量部、エポキシ硬化剤（旭化成社製 ＨＸ３９４１ＨＰ）３０重量部を、溶剤として（ＰＭＡ（ＰＧＭＡｃ）：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）を用いてミキサーで溶解混合させ、ペースト状の塗工用樹脂液を調製した。
この塗工用樹脂液を、溶剤で希釈して１ｃｐｓ、３ｃｐｓ、５ｃｐｓ、１０ｃｐｓ、５０ｃｐｓ、１００ｃｐｓ、２００ｃｐｓの粘度とした。

＜実施例１＞
図１に示す塗布装置を用い、シート基材上に上記塗工用樹脂液を転写してＰＥＴフィルム上に樹脂膜を形成した。
この場合、グラビアロールとしては、直径６０ｍｍ、溝部の幅０．０５ｍｍ、溝部の深さ０．０６ｍｍのものを用いた。

一方、クリーニング部としては、メラミン樹脂からなるスポンジ状のものを用いた。この場合、グラビアロールとの重なり部分の高さは８ｍｍとした。
なお、環境条件は、温度２１℃、湿度６０％、塗工用樹脂液の温度は２０℃とした。

［評価］
各樹脂膜の厚さむらを、光学系膜厚計で観察することによってグラビアロールにおける溝部の樹脂残渣を評価した。その結果を表１に示す。
ここでは、適正膜厚を確保できるものを「○」、適正膜厚を確保できないものを「×」とした。

表１の参考例１、２から理解されるように、塗工用樹脂液の粘度が低い（１ｃｐｓ、３ｃｐｓ）場合には、クリーニング部の有無にかかわらず、塗布外観は良好な結果が得られた。
一方、塗工用樹脂液の粘度が５ｃｐｓ以上１００以下では、クリーニング部の有無によって塗布外観に大きな差が生じた。
なお、塗工用樹脂液の粘度が２００ｃｐｓの場合は、クリーニング部を設けた場合であっても、塗布外観に問題が生じた。

以上の結果より、本発明によれば、１００ｃｐｓ程度の高粘度の塗工用樹脂液について、シート基材への転写塗布を良好に行うことを確認することができた。

本発明に用いる塗布装置の全体を示す概略構成図である。 同塗布装置の要部の内部構成を示す部分断面図である。 （ａ）（ｂ）：同塗布装置の動作を示す概略図である。 従来の要部を示す概略構成図である。

符号の説明

１…塗布装置
２…容器
５…液溜め領域
７…グラビアロール
７ａ…溝部
８…クリーニング部
９…塗工用樹脂液
１０…ドクターブレード
１２…シート基材

Claims (6)

1. 容器内に収容された塗工用樹脂液を、外周部に溝部を有するグラビアロールを前記塗工用樹脂液に接触させた状態で回転させてシート基材上に塗布する樹脂液の塗布方法であって、
   前記塗工用樹脂液の粘度が、１ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下であり、
   前記容器内に設けたクリーニング部を、前記溝部に入り込むように前記グラビアロールの外周部に接触させながら当該グラビアロールを回転させる工程を有する樹脂液の塗布方法。
2. 前記クリーニング部として、スポンジ状の樹脂材料からなるものを用いる請求項１記載の樹脂液の塗布方法。
3. 前記クリーニング部を、当該容器内に収容された塗工用樹脂液の液面から当該クリーニング部の表面が露出しない位置に位置決め固定する請求項１又は２のいずれか１項記載の樹脂液の塗布方法。
4. 前記塗工用樹脂液の粘度が、５ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下である請求項１乃至３のいずれか１項記載の塗工用樹脂液の塗布方法。
5. 塗工用樹脂液を収容するための容器と、
   前記容器内において回転可能に設けられ、塗工液転写用の溝部を外周部に有するグラビアロールと、
   前記容器内において前記グラビアロールの溝部に入り込むように設けられたクリーニング部とを備え、
   前記塗工用樹脂液の粘度が、１ｃｐｓ以上１００ｃｐｓ以下である塗布装置。
6. 前記グラビアロールの溝部が、回転中心軸線に対して斜め方向に設けられている請求項５記載の塗布装置。

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