JP6236991B2 - Coating method and coating apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、塗布膜の平滑性に優れ、塗布厚みの経時変化が少ないコーティング方法、およびそのコーティング方法を実現するコーティング装置に関する。 The present invention relates to a coating method having excellent smoothness of a coating film and little change in coating thickness over time, and a coating apparatus for realizing the coating method.
樹脂フィルム等のウエブ表面に塗液を塗布し、易接着性、易滑性等の機能を与えるコーティングが一般的に行われている。近年では、コストダウンの要求から、高速で薄膜を塗布できる方法が求められている。 In general, coating is performed by applying a coating liquid to the surface of a web such as a resin film to provide functions such as easy adhesion and slipperiness. In recent years, a method capable of coating a thin film at high speed has been demanded due to the demand for cost reduction.
このような塗布方法としてグラビアロール方式の塗布方法が一般に知られている。この方法は、表面に微細な凹凸を有するグラビアロールを用いて塗液を計量し、ウエブ表面に塗布する方法であり、高速で塗布することができる。また、装置の構成要素が少ないため、設備コストが低く、取り扱いも簡便であり、幅広い分野で使用されている。 A gravure roll type coating method is generally known as such a coating method. This method is a method in which a coating liquid is measured using a gravure roll having fine irregularities on the surface and applied to the web surface, and can be applied at a high speed. Moreover, since there are few components of an apparatus, equipment cost is low, handling is easy, and it is used in the wide field | area.
しかし、近年、塗膜の高機能化が進むにしたがって、機能の均一性を保つために塗布膜の平滑性を高めることが求められており、コーティング加工における安定した塗布厚みの管理が非常に重要となっている。 However, in recent years, as the functionality of coating films has increased, it has been required to improve the smoothness of the coating film in order to maintain the uniformity of the function, and it is very important to manage the coating thickness stably in the coating process. It has become.
そのような中で、塗液の液面を一定に保ちながら塗工量の計測ができ、グラビアセルの目詰まりによる塗工量の低下を解決するために、一定の塗工量を維持するグラビアコート方法が提案されている(特許文献1)。 Under such circumstances, the gravure can be measured while keeping the liquid level constant, and to maintain the constant coating amount in order to solve the decrease in the coating amount due to clogging of the gravure cell. A coating method has been proposed (Patent Document 1).
また、各種塗工液を塗工ロール、特にグラビアロールで塗工する際に、凹部(セル部)に目詰まりが生じた後にロール洗浄するのではなく、塗工液に超音波振動を与えることにより、塗工中の塗工ロール特にグラビアロールの凹部(セル部)の目詰まりを未然に防止して、安定した塗工量を得る塗工方法が提案されている(特許文献2)。 In addition, when coating various coating liquids with a coating roll, particularly a gravure roll, ultrasonic cleaning is applied to the coating liquid instead of cleaning the roll after clogging of the recess (cell part) occurs. Thus, there has been proposed a coating method in which clogging of a concave portion (cell portion) of a coating roll during coating, particularly a gravure roll, is prevented in advance and a stable coating amount is obtained (Patent Document 2).
特許文献1記載のグラビアコート方法は、装置内の塗工液の重量が一定になるようにグラビアロール速度を制御することで、安定した時間当たりの塗工液消費量を維持することができる。しかしながら、経時におけるウエブ表面の安定した塗布厚みを維持する上では十分でなく、グラビアセル自体の目詰まりを防止する点については考慮されていない。
The gravure coating method described in
特許文献2記載の塗工方法は、塗工液に超音波振動を与えることで、塗工液の硬化を防ぎ、グラビアロールの凹部(セル部)の目詰まりを抑制することができる。しかしながら、グラビアセル自体の目詰まりを防止する点については考慮されていない。
The coating method described in
本発明の課題は、塗布膜の平滑性に優れ、塗布厚みの経時変化が少ないコーティング方法、およびそのコーティング方法を実現するコーティング装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a coating method that is excellent in smoothness of a coating film and has little change with time in coating thickness, and a coating apparatus that realizes the coating method.
本発明のコーティング方法は、連続的に走行するウエブの少なくとも一方の面に、ウエブの速度とは相対的に速度差を持って回転するグラビアロールのセルから塗液をウエブに接触転移させ、連続的な塗布膜を形成させるものであり、使用するグラビアロールが、高い土手および低い土手で囲まれてセルが形成されており、セルの底から高い土手までの高さaとセルの底から低い土手までの高さbとの比率b/aが0.10以上0.60以下である。 In the coating method of the present invention, at least one surface of a continuously running web is contact-transferred from a gravure roll cell rotating with a speed difference relative to the speed of the web to contact the web. A gravure roll to be used is surrounded by a high bank and a low bank to form a cell. The height a from the bottom of the cell to the high bank and the bottom of the cell are low. The ratio b / a to the height b up to the bank is 0.10 or more and 0.60 or less.
本発明のコーティング装置は、連続的に走行するウエブの表面に、回転するグラビアロールのセルから塗液をウエブに接触転移させ、連続的な塗布膜を形成する装置であって、そのグラビアロールが、高い土手および低い土手で囲まれてセルが形成されており、セルの底から高い土手までの高さaとセルの底から低い土手までの高さbとの比率b/aが0.10以上0.60以下である。 The coating apparatus of the present invention is an apparatus for forming a continuous coating film by bringing a coating liquid into contact with a web from a rotating gravure roll cell on the surface of a continuously running web. A cell is formed by being surrounded by a high bank and a low bank, and a ratio b / a of a height a from the bottom of the cell to the high bank and a height b from the bottom of the cell to the low bank is 0.10. It is above 0.60.
本発明により、塗布膜の平滑性に優れ、塗布厚みの経時変化が少ないコーティング方法、およびそのコーティング方法を実現するコーティング装置が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there are provided a coating method excellent in smoothness of a coating film and little change in coating thickness with time, and a coating apparatus for realizing the coating method.
より具体的には、高速塗布が可能なグラビアロール方式の塗布方法において、塗液粘度の許容範囲が広く、塗布膜の平滑性に優れ、かつウエブに対する塗液の転移性に優れるため、グラビアセルの目詰まりによる洗浄作業を低減でき、塗布厚みの経時変化が少ないため、樹脂フィルム等のウエブ表面に各種塗液を塗布して塗布膜による高機能化を与える、様々なコーティングに好適に用いることができる。 More specifically, in a gravure roll type coating method capable of high-speed coating, the gravure cell has a wide allowable range of coating liquid viscosity, excellent smoothness of the coating film, and excellent transferability of the coating liquid to the web. Because it can reduce the cleaning work due to clogging, and there is little change in coating thickness over time, it can be used suitably for various coatings that apply various coating liquids to the surface of webs such as resin films to provide high functionality with coating films. Can do.
以下に、本発明を実施するための望ましい形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明のコーティング装置は、連続的に走行するウエブの表面に、回転するグラビアロールのセルから塗液をウエブに接触転移させ、連続的な塗布膜を形成する装置である。そのグラビアロールとして、後述する特殊な表面形状を持つグラビアロールを採用している。 The coating apparatus of the present invention is an apparatus for forming a continuous coating film by transferring a coating liquid from a rotating gravure roll cell to the web on the surface of a continuously running web. As the gravure roll, a gravure roll having a special surface shape described later is adopted.
そして、本発明のコーティング方法は、本発明のコーティング装置を用いて、連続的に走行するウエブの少なくとも一方の面に、ウエブの速度とは相対的に速度差を持って回転するグラビアロールのセルから塗液をウエブに接触転移させ、連続的な塗布膜を形成する。 Then, the coating method of the present invention is a gravure roll cell that rotates on at least one surface of a continuously running web with a speed difference relative to the speed of the web using the coating apparatus of the present invention. Then, the coating solution is transferred to the web to form a continuous coating film.
本発明に用いるグラビアロール方式の一例であるリバースコート方式を図5に示す。塗液供給手段13から吐出された塗液15はグラビアロール12の表面に過剰に塗布され、ドクターブレード14により掻き取られ計量される。計量された塗液15aは、グラビアロール12によりウエブ11に塗布され所定の膜厚の塗布膜15bが形成される。
FIG. 5 shows a reverse coat method as an example of the gravure roll method used in the present invention. The
また、一定の塗液量を計量することを目的とする、グラビアロールに彫刻されるグラビアセルの形状(タイプ)としては、図6に示す通り、ハイブリッド16、ハニカム17、ヘリカル18等が挙げられる。これらの中で、本発明においては、優れた塗布膜の平滑性と塗布厚みの安定化を両立するために、ハイブリッドタイプを用いる。
Moreover, as the shape (type) of the gravure cell engraved on the gravure roll for the purpose of measuring a certain amount of coating liquid, as shown in FIG. 6, a
本発明で用いるハイブリッドタイプのセル形状を図1、図2に示す。ハイブリッドタイプは、個々に独立したセルタイプとは異なり、高い土手5と低い土手6を有し、それらに囲まれる形でセルの底4が形成されており、山と谷の連続したオープンセル形状である。
The hybrid type cell shape used in the present invention is shown in FIGS. The hybrid type has a
ここで、本発明で言う「土手」とは、塗液をグラビアロールの表面にピックアップするために凹凸形状が彫刻されたグラビアセルにおいて、塗液をピックアップする凹部の周囲を取り囲む凸部のことを指す。すなわち、グラビアセルの凹部は塗液を溜める「窪み」であって、凸部は塗液が流れ出さないように「窪み」の周囲を取り囲む「土手」である。 Here, the “bank” in the present invention refers to a convex portion surrounding the periphery of the concave portion for picking up the coating liquid in the gravure cell engraved with the concave and convex shapes for picking up the coating liquid on the surface of the gravure roll. Point to. That is, the concave portion of the gravure cell is a “dent” that stores the coating liquid, and the convex portion is a “bank” that surrounds the “dent” so that the coating liquid does not flow out.
一般的なハニカムタイプ、ヘリカルタイプ等のセルは凹型に彫刻され、凹部にインキを保持する。これに対し、本発明で使用するハイブリッドタイプのセルは、凸部である土手を残すように彫刻され、セルの底4から低い土手6までの間にインキを保持する。そのためハイブリッドタイプのセルは、ハニカムタイプやヘリカルタイプのセルに比べて塗液の転移性に優れている。
A cell of a general honeycomb type or a helical type is engraved in a concave shape, and ink is held in the concave portion. On the other hand, the hybrid type cell used in the present invention is engraved so as to leave a bank which is a convex portion, and retains ink between the
本発明では、図3に示すように、セル底4から高い土手5までの高さa(以下、土手高さaという)と、セル底4から低い土手6までの高さb(以下、土手高さbという)との比率b/aが0.10以上0.60以下のグラビアロールを使用する。
In the present invention, as shown in FIG. 3, the height a from the
土手高さ比率b/aが0.10未満であると、塗液を溜める内壁高さ(土手高さb)が低くなるのでセル単位あたりの塗液を溜める部分の容積が小さくなる。その結果、グラビアロールの回転時に、塗液がウエブへ塗布される前にセルから流れ出てしまい、塗布ムラによる塗布膜の平滑性が損なわれることがある。土手高さ比率b/aが0.60を超えると、塗液を溜める内壁高さ(土手高さb)が高くなるのでセル内壁部に発生する表面張力も同時に高くなる。その結果、ウエブへの塗液の転移性が低下し、セル凹部に残留する塗液量が増加して経時的に目詰まりや塗液の保持量の低下が発生し、塗布厚みの安定性が損なわれることがある。 When the bank height ratio b / a is less than 0.10, the inner wall height (bank height b) for storing the coating liquid is low, so the volume of the part for storing the coating liquid per cell unit is small. As a result, during the rotation of the gravure roll, the coating liquid may flow out of the cell before being applied to the web, and the smoothness of the coating film due to coating unevenness may be impaired. When the bank height ratio b / a exceeds 0.60, the inner wall height (bank height b) for storing the coating liquid increases, so that the surface tension generated at the cell inner wall also increases at the same time. As a result, the transferability of the coating liquid to the web decreases, the amount of coating liquid remaining in the cell recesses increases, clogging occurs, and the amount of coating liquid retained decreases over time, resulting in stable coating thickness. It may be damaged.
また、本発明では土手高さ比率b/aのバラツキは、0.30未満が好ましい。土手高さ比率b/aのバラツキが0.30を超えると、ウエブの塗布膜において塗布ムラが発生することがある。 In the present invention, the variation in the bank height ratio b / a is preferably less than 0.30. When the variation in the bank height ratio b / a exceeds 0.30, coating unevenness may occur in the coating film of the web.
本発明では、グラビアセルの土手高さaが5μm以上150μm以下が好ましい。土手高さaが5μm未満であると、セル加工を行う際に加工精度が悪くなる可能性がある。土手高さaが150μmを超えると、セル凹部に残留する塗液量が増加して経時的に目詰まりや塗液の保持量の低下が発生し、塗布厚みの安定性が損なわれることがある。 In the present invention, the bank height a of the gravure cell is preferably 5 μm or more and 150 μm or less. When the bank height a is less than 5 μm, the processing accuracy may deteriorate when performing cell processing. When the bank height a exceeds 150 μm, the amount of the coating liquid remaining in the cell recess increases, which may cause clogging or a decrease in the amount of the coating liquid retained over time, which may impair the stability of the coating thickness. .
本発明では土手高さaのバラツキは、0.30未満が好ましい。土手高さaのバラツキが0.30を超えると、ウエブの塗布膜において塗布ムラが発生することがある。 In the present invention, the variation in the bank height a is preferably less than 0.30. If the variation in the bank height a exceeds 0.30, coating unevenness may occur in the coating film of the web.
本発明では、図4に示すように、グラビアセルの高い土手5の中心から隣接する低い土手6に向かう線2(a列)とグラビアロールの回転方向1との線角度(鋭角)、および同じ高い土手の中心から別方向の隣接する低い土手に向かう線2’(b列)とグラビアロールの回転方向1との線角度(鋭角)のそれぞれが85°未満であることが好ましい。線角度が85°以上の場合、グラビアロールの回転方向1に、セルの底4に対する低い土手6が位置することになるため、グラビアロールの回転により、グラビアセルの凹部から塗液の脱落を引き起こし、塗布膜の平滑性を損なうことがある。なお、図6では、グラビアロールの回転方向1が「高い土手−セルの底−高い土手−セルの底・・・」を結ぶ線に略並行に描かれているが、グラビアロールの回転方向1は必ずしもこの方向に限定される訳ではない。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the line angle (acute angle) between the line 2 (a row) from the center of the
本発明では、グラビアセルの表面全体に対する開口部分の面積比率が60%以上96%以下であることが好ましい。開口部分の面積比率が60%未満の場合、グラビアセルの凹部間の距離が離れてしまい、ウエブの塗布膜において塗布ムラが発生することがある。また、開口部分の面積比率については特に上限は無いが、物理的に凹凸領域が無くなってしまうため、現実的には96%以下であることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the area ratio of the opening part with respect to the whole surface of a gravure cell is 60% or more and 96% or less. When the area ratio of the opening is less than 60%, the distance between the concave portions of the gravure cell is increased, and uneven coating may occur in the coating film of the web. Moreover, there is no upper limit in particular about the area ratio of an opening part, However, Since an uneven | corrugated area | region will disappear physically, it is preferable that it is 96% or less practically.
本発明においてグラビアロール12は、ウエブ11と近接しながら回転する。好ましくは、相対的に回転する。「相対的に」とは、グラビアロール12自体も回転するが、塗布面にグラビアパターン(すなわち凹部の跡)を残さないように、ウエブ11の走行速度とグラビアロール12の回転速度とを一致させないという意味である。回転方向はウエブ11の搬送方向と同じ方向または逆方向のどちらでも選べるが、本発明においては塗布膜の平滑性を実現させる観点から、図5に示した通り、逆方向(リバース方向とも呼ばれる)が好ましい。
In the present invention, the
グラビアロール12の材質としては、鋼製を好ましく採用することができ、表面にハードクロム、銅、ニッケルメッキ、あるいはこれらの複合メッキを施したものが用いられるが、好ましくは表面にセラミックを溶射したものがよい。これによって、ドクターブレード14あるいはウエブ11によるグラビアロールの摩耗を防ぎ、凸部上面の表面が荒れるのを防止することができる。グラビアロールの表面に溝あるいは穴を形成する方法としては、切削、転造、レーザー彫刻などが有るが、本発明においては、高精度の寸法形状を形成させる観点からレーザー彫刻が好ましい方法である。
As the material of the
本発明では、ウエブ11として例えば、熱可塑性樹脂フィルム等のプラスチックフィルム、紙、皮革、金属帯等の他のフィルムに好ましく用いることができる。この中でも、プラスチックフィルムを特に好ましく用いることができる。
In the present invention, the
プラスチックフィルムとしては、ポリオレフィンフィルム(例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等)、ポリエステルフィルム(例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレン−2,6−ナフタレートフィルム等)、ポリアミドフィルム(例えばナイロン6フィルム、ナイロン66フィルム等)、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム等が例示できる。この中でも、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることがより好ましい。ポリエチレンテレフタレートフィルムは原料コストが低く、機械特性、電気特性、耐薬品性等に優れているためである。
Examples of plastic films include polyolefin films (eg, polyethylene film, polypropylene film, etc.), polyester films (eg, polyethylene terephthalate film, polyethylene-2,6-naphthalate film, etc.), polyamide films (eg,
本発明においてウエブの厚みは、搬送性および塗布性の観点から1〜2000μmであることが好ましい。より好ましくは5〜1000μmである。ウエブの速度は、搬送性および塗布性の観点から5〜1000m/分であることが好ましい。より好ましくは10〜400m/分である。また、ウエブの張力は10〜10000N/mであることが好ましい。より好ましくは100〜3000N/mである。ウエブの張力が10N/m未満の場合、ウエブにしわが入ったりウエブが蛇行するなど、安定走行にとって障害になることがある。ウエブの張力が10000N/mを超える場合、ウエブ表面に傷が入り易くなる。ウエブの張力は、例えば、ダンサーロールや、張力計からの信号をもとに搬送ロールをサーボモーターで駆動するシステムなどにより制御することができる。 In the present invention, the thickness of the web is preferably 1 to 2000 μm from the viewpoints of transportability and coatability. More preferably, it is 5-1000 micrometers. The speed of the web is preferably 5 to 1000 m / min from the viewpoints of transportability and coatability. More preferably, it is 10-400 m / min. The web tension is preferably 10 to 10,000 N / m. More preferably, it is 100-3000 N / m. When the tension of the web is less than 10 N / m, there may be an obstacle to stable running such as wrinkling of the web or meandering of the web. When the web tension exceeds 10,000 N / m, the web surface is easily damaged. The tension of the web can be controlled by, for example, a dancer roll or a system that drives the transport roll with a servo motor based on a signal from a tension meter.
本発明において塗液15は、ウエブ表面に機能特性、例えば接着性(含易接着性、ヒートシール性)、易滑性(走行性)、帯電防止性、導電性、耐摩耗性、耐候性、離型性、耐薬品性(含耐水性、耐溶剤性)、易印刷性、流滴性、防汚性、筆記性、遮光性、防水性、ガスバリア性等を付与する表面加工用の塗液であれば如何なるものであってもよい。これらの塗液は、公知のものを用いることができる。
In the present invention, the
本発明では、塗布される塗液の粘度が0.6mPa・s以上1000mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは10mPa・s以上500mPa・s以下である。塗液の粘度が0.6mPa・sより小さい場合、グラビアロールの回転時、塗液がウエブへ塗布される前にセルから流れ出てしまい、塗布ムラによる塗布膜の平滑性が損なわれることがある。塗液の粘度が1000mPa・sより大きい場合、グラビアセルの凹部に充填された塗液がウエブに転写され難く、セル凹部に塗液が残存して目詰まりを引き起こし易くなる。 In this invention, it is preferable that the viscosity of the coating liquid applied is 0.6 mPa * s or more and 1000 mPa * s or less. More preferably, it is 10 mPa · s or more and 500 mPa · s or less. When the viscosity of the coating liquid is less than 0.6 mPa · s, the coating liquid may flow out of the cell before being applied to the web when the gravure roll rotates, and the smoothness of the coating film due to coating unevenness may be impaired. . When the viscosity of the coating liquid is larger than 1000 mPa · s, the coating liquid filled in the concave portion of the gravure cell is difficult to be transferred to the web, and the coating liquid remains in the concave portion of the cell and easily causes clogging.
本発明は、特にプラスチックフィルムの製造工程内での塗布に用いることが好ましい。製造工程内のインラインコーティング工程に用いることで、製造コストを著しく低減させることができる。 It is preferable to use this invention for application | coating in the manufacturing process of a plastic film especially. By using the in-line coating process in the manufacturing process, the manufacturing cost can be significantly reduced.
以下、実施例に沿って本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。なお、諸特性は以下の方法により測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated along an Example, this invention is not restrict | limited by these Examples. Various characteristics were measured by the following methods.
(1)土手高さ
ヨモタ光機(株)製ドットチェッカーα600Zを用いて、図1、図3の7を測定することで、高い土手高さaを決定した。また、図1、図3の8を測定することで低い土手高さbを決定した。
(1) Bank height A high bank height a was determined by measuring 7 in FIGS. 1 and 3 using a dot checker α600Z manufactured by YOMOTA KOKI Co., Ltd. Moreover, the low bank height b was determined by measuring 8 of FIG. 1, FIG.
(2)土手高さのバラツキ
ヨモタ光機(株)製ドットチェッカーα600Zを用いて、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所で高い土手高さaを測定し、高い土手高さaのバラツキを下記の式で算出した。
・土手高さのバラツキ=(q max−q min)/q average
q max・・・5箇所で測定した土手高さの最大値
q min・・・5箇所で測定した土手高さの最小値
q average・・・5箇所で測定した土手高さの平均値。
(2) Unevenness of the bank height Using the dot checker α600Z manufactured by YOMOTA KOKI Co., Ltd., the high bank height a is measured at five locations at intervals of about 20 cm in the width direction of the gravure roll. The variation of a was calculated by the following formula.
・ Variation of bank height = (q max−q min) / q average
q max... Maximum value of bank height measured at 5 locations. q min... Minimum value of bank height measured at 5 locations. q average... Average value of bank height measured at 5 locations.
(3)土手高さ比率b/aのバラツキ
ヨモタ光機(株)製ドットチェッカーα600Zを用いて、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所で高い土手高さaおよびそれに隣接する低い土手高さbをそれぞれ測定した。次に隣り合う高い土手高さaと低い土手高さbとの土手高さ比率b/aを算出し、土手高さ比率b/aのバラツキを下記の式で算出した。
・土手高さ比率b/aのバラツキ=x max−x min
x max・・・5箇所で算出した土手高さ比率b/aの最大値
x min・・・5箇所で算出した土手高さ比率b/aの最小値。
(3) Dispersion of bank height ratio b / a Using a dot checker α600Z manufactured by YOMOTA KIKOH Co., Ltd., a high bank height a and adjacent to it at five locations about 20 cm apart in the width direction of the gravure roll. A low bank height b was measured. Next, the bank height ratio b / a between the adjacent high bank height a and the low bank height b was calculated, and the variation of the bank height ratio b / a was calculated by the following formula.
・ Variation of bank height ratio b / a = x max−x min
x max... Maximum value of the bank height ratio b / a calculated at five locations. x min... Minimum value of the bank height ratio b / a calculated at five locations.
(4)グラビアセルの線密度
図4の線2を1線として1インチ(2.54cm)あたりの線数を算出し、グラビアセルの線密度を決定した。
(4) Linear Density of Gravure Cell The number of lines per inch (2.54 cm) was calculated with the
(5)グラビアセルの線角度
ヨモタ光機(株)製ドットチェッカーα600Zを用いて、図4の3、3’を測定することで、グラビアセルの線角度を決定した。
(5) Line angle of gravure cell The line angle of the gravure cell was determined by measuring 3, 3 ′ in FIG. 4 using a dot checker α600Z manufactured by YOMOTA OPTICAL CO., LTD.
(6)グラビアセルの表面全体に対する開口部分の面積比率
ヨモタ光機(株)製ドットチェッカーα600Zを用いて、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所で図1、図2の5の土手面積(単位:μm2)、すなわち高い土手の頂点に位置する平面部分の面積を測定した。また、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所で線密度(線/インチ)を測定した。次に5箇所の平均土手面積をy(μm2)、5箇所の平均線密度をz(線/インチ)とし、開口部分の面積比率を下記の式で算出した。
・開口部分の面積比率(%)={1−(y×z2)/(2.54×104)2}×100。
(6) Area ratio of the opening to the entire surface of the gravure cell Using the dot checker α600Z manufactured by YOMOTA OPTICAL CO., LTD., 5 in FIG. 1 and FIG. Bank area (unit: μm 2 ), that is, the area of the plane portion located at the top of the high bank was measured. In addition, the linear density (line / inch) was measured at five locations at intervals of about 20 cm in the width direction of the gravure roll. Next, the average area of the five banks was y (μm 2 ), the average line density of the five areas was z (line / inch), and the area ratio of the opening was calculated by the following formula.
-Area ratio (%) of opening part = {1- (y * z < 2 >) / (2.54 * 10 < 4 >) < 2 >} * 100.
(7)グラビアセルのセル容積
STEINHART社製簡易セル容積測定システムキャパッチを用いて、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所でセル容積を測定し、5箇所の平均値をとることでグラビアセルのセル容積とした。
(7) Cell volume of gravure cell Using a simple cell volume measurement system capaccha made by STEINHART, the cell volume is measured at five locations at intervals of about 20 cm in the width direction of the gravure roll, and the average value of the five locations is taken. This was the cell volume of the gravure cell.
(8)塗液の粘度
レオメータ(レオテック社製、RC20)を用い、JIS Z8803−1996に準拠して測定した。
(8) Viscosity of coating liquid The viscosity was measured according to JIS Z8803-1996 using a rheometer (manufactured by Rheotech Co., Ltd., RC20).
(9)塗布膜の平滑性
初期塗布厚み10μmで塗布を開始し、塗布開始より10分後、倉敷紡績(株)製ファイバー式水膜厚計RF−60−Pを用いて、グラビアロールの幅方向に向かって約20cm間隔の5箇所で塗布厚みを測定し、下記の式および基準で塗布膜の平滑性を評価した。
・塗布厚みのバラツキ=(r max−r min)/r average
r max・・・5箇所で測定した塗布厚みの最大値
r min・・・5箇所で測定した塗布厚みの最小値
r average・・・5箇所で測定した塗布厚みの平均値
○:0.15未満
△:0.15以上0.20未満
×:0.20を超える。
(9) Smoothness of coating film The coating is started at an initial coating thickness of 10 μm, and after 10 minutes from the start of coating, the width of the gravure roll using a fiber-type water film thickness meter RF-60-P manufactured by Kurashiki Boseki Co., Ltd. The coating thickness was measured at five locations at intervals of about 20 cm toward the direction, and the smoothness of the coating film was evaluated by the following formula and reference.
・ Coating thickness variation = (r max−r min) / r average
r max... Maximum value of coating thickness measured at 5 locations. r min... Minimum value of coating thickness measured at 5 locations. r average... Average value of coating thickness measured at 5 locations. Less than Δ: 0.15 or more and less than 0.20 x: More than 0.20.
(10)塗布厚みの安定性
初期塗布厚み10μmで塗布を開始し、塗布開始より12時間後、倉敷紡績(株)製ファイバー式水膜厚計RF−60−Pを用いて、グラビアロールの幅方向に対して中心位置の塗布厚みを測定し、次の基準で塗布厚みの安定性を評価した。
○:9.0μm以上(初期塗布厚みの90%以上)
×:9.0μm未満(初期塗布厚みの90%未満)。
(10) Stability of coating thickness The coating was started at an initial coating thickness of 10 μm, and 12 hours after the start of coating, the width of the gravure roll was measured using a fiber-type water film thickness meter RF-60-P manufactured by Kurashiki Boseki Co., Ltd. The coating thickness at the center position with respect to the direction was measured, and the stability of the coating thickness was evaluated according to the following criteria.
○: 9.0 μm or more (90% or more of the initial coating thickness)
X: Less than 9.0 μm (less than 90% of initial coating thickness).
(実施例1)
図5に示す塗布方式を用いて、幅が1000mm、厚みが500μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなるウエブ11を張力1000N/mで矢印の方向に33m/分で走行させながら、ウエブに対しリバース方向に回転するグラビアロール12を使用して塗布を行った。グラビアロール12には、塗液供給手段13、ドクターブレード14を設置した。
Example 1
Using the coating method shown in FIG. 5, the
塗布時には、グラビアロールをその表面がウエブ走行方向に対してリバース方向に30m/分で移動するように回転させた。ウエブとグラビアロールの速度差は63m/分であった。 At the time of coating, the gravure roll was rotated so that its surface moved at 30 m / min in the reverse direction with respect to the web running direction. The speed difference between the web and the gravure roll was 63 m / min.
グラビアロール12は直径270mmのステンレス鋼を母材とするロールからなり、その外周面にセル部として、ロール軸に対して45°の方向に傾斜した連続溝(図4の3の線角度(グラビアセルのa列・グラビアロールの回転方向)45°、図4の3’の線角度(グラビアセルのb列・グラビアロールの回転方向)45°)が回転軸方向に2.54cm当たり250本(線密度:250線/インチ)、高い土手高さaが70μm、高い土手高さaのバラツキが0.10、低い土手高さbが35μm、土手高さ比率b/aが0.50、土手高さ比率b/aのバラツキが0.20、グラビアセルの表面全体に対する開口部分の面積比率が85%、セル容積が20cm3/m2のハイブリッドタイプのグラビアセルとした。
The
塗液には、有機スルホン酸塩基含有ポリエステル樹脂を20wt%含んだ、粘度が50.0mPa・sのポリエステル樹脂水溶液を使用し、ウエブ11の片面に塗布直後乾燥前の塗布厚みで10μmに調整して塗布を開始した。塗布直後乾燥前の塗布厚みは、倉敷紡績(株)製ファイバー式水膜厚計RF−60−Pで測定した。
For the coating solution, an aqueous polyester resin solution containing 20 wt% of an organic sulfonate group-containing polyester resin and having a viscosity of 50.0 mPa · s is adjusted to 10 μm on one side of the
(実施例2)
塗液に増粘剤で粘度を500.0mPa・sに増大させたものを用いた以外は実施例1と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Example 2)
The web surface was coated in the same manner as in Example 1 except that the viscosity of the coating liquid was increased to 500.0 mPa · s with a thickener.
(実施例3)
ウエブ11を張力1000N/mで図5の矢印方向に330m/分で走行させながら、グラビアロール12の表面がフィルム走行方向に対してリバース方向に300m/分で移動するように回転させた以外は実施例1と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Example 3)
5 except that the surface of the
(実施例4)
グラビアロール12のセルの土手高さ比率b/aのバラツキが0.40であるものを用いた以外は実施例1と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
Example 4
The web surface was coated in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例1)
グラビアロール12のセルの土手高さ比率b/aが0.06であるものを用いた以外は実施例3と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Comparative Example 1)
The web surface was coated in the same manner as in Example 3 except that the
(比較例2)
グラビアロール12のセルの土手高さ比率b/aが0.90であるものを用いた以外は実施例2と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Comparative Example 2)
The web surface was coated in the same manner as in Example 2 except that the
(比較例3)
グラビアロール12のセルタイプが図6の18に示された通り、ヘリカルタイプであるものを用いた以外は実施例3と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Comparative Example 3)
The web surface was coated in the same manner as in Example 3 except that the
(比較例4)
グラビアロール12のセルタイプが図6の17に示された通り、ハニカムタイプであるものを用いた以外は実施例2と同様にして、ウエブ表面にコーティングを行った。
(Comparative Example 4)
The cell surface of the
本発明により、高速塗布が可能なグラビアロール方式の塗布方法において、塗液粘度の許容範囲が広く、塗布膜の平滑性に優れ、かつウエブに対する塗液の転移性に優れるため、グラビアセルの目詰まりによる洗浄作業を低減でき、塗布厚みの経時変化が少ないため、樹脂フィルム等のウエブ表面に各種塗液を塗布して塗布膜による高機能化を与える、様々なコーティングに好適に用いることができる。 According to the present invention, in a gravure roll type coating method capable of high-speed coating, the tolerance of the coating liquid is wide, the coating film has excellent smoothness, and the coating liquid has excellent transferability to the web. Since it can reduce cleaning work due to clogging and there is little change in coating thickness over time, it can be used suitably for various coatings that apply various coating liquids to the surface of a web such as a resin film to provide high functionality with a coating film. .
1:グラビアロールの回転方向
2、2’:セルの彫刻方向
3、3':線角度
4:セルの底
5:高い土手
6:低い土手
7:高い土手高さa
8:低い土手高さb
11:ウエブ
12:グラビアロール
13:塗液供給手段
14:ドクターブレード
15:塗液
16:グラビアセルのタイプ・ハイブリッド
17:グラビアセルのタイプ・ハニカム
18:グラビアセルのタイプ・ヘリカル
1: Rotation direction of
8: Low bank height b
11: Web 12: Gravure roll 13: Coating liquid supply means 14: Doctor blade 15: Coating liquid 16: Gravure cell type / hybrid 17: Gravure cell type / honeycomb 18: Gravure cell type / helical
Claims (9)
使用するグラビアロールが、ロールの表面に複数のセルが、高い土手および低い土手で囲まれてそれぞれのセルが形成されており、
前記セルの底から前記高い土手までの高さaと前記セルの底から前記低い土手までの高さbとの比率b/aが0.10以上0.60以下である、
コーティング方法。 On at least one surface of the continuously running web, the coating liquid is contacted and transferred from the cell of the gravure roll rotating with a speed difference relative to the web speed to form a continuous coating film. In the coating method,
The gravure roll to be used has a plurality of cells surrounded by high and low banks on the surface of the roll, and each cell is formed.
The ratio b / a of the height b from the bottom of the cell to the lower bank from the bottom of the cell and the height a of up to the high bank is 0.10 to 0.60,
Coating method.
前記グラビアロールが、ロールの表面に複数のセルが、高い土手および低い土手で囲まれてそれぞれのセルが形成されており、
前記セルの底から前記高い土手までの高さaと前記セルの底から前記低い土手までの高さbとの比率b/aが0.10以上0.60以下である、
コーティング装置。
A coating apparatus for continuously transferring a coating liquid from a rotating gravure roll cell onto the surface of a continuously running web, thereby forming a continuous coating film,
The gravure roll has a plurality of cells surrounded by a high bank and a low bank on the surface of the roll to form each cell,
The ratio b / a of the height b from the bottom of the cell to the lower bank from the bottom of the cell and the height a of up to the high bank is 0.10 to 0.60,
Coating equipment.
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