JPH03254852A - 帯状物の表面硬化処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂又は合成紙等からなる帯状物の表面に
連続的に硬化液を塗布し、しかる後に紫外線を照射して
硬化被膜を形成する帯状物の表面硬化処理設備に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より有機溶剤を含有する光架橋性モノマー（以下、
硬化液と称す。）を被処理物の表面に塗布し、しかる後
に紫外線を照射し、架橋させて硬化被膜を形成する方法
及び装置は、合成樹脂のシート状物、成型品等において
広く採用されている。

これらの装置は一般的には被処理物の供給部及び排出部
と、その中間に配置される硬化液のコーティング部並び
に紫外線照射部等から構成される。

ここで、帯状物の表面に塗膜を形成させるコーティング
装置としては、使用する塗布液の粘度、塗膜厚等によっ
ても異なるが、比較的低粘度（０，１〜１０００ｃｐｓ
）の液に対しては、一般にリバースロールコート、ブレ
ードロールコート、グラビアロールコート等のロールコ
ートによる方法及び装置が多用されており、精度の要求
される場合には特に他の方式のコーティングは殆んど採
用されていないのが現状である。

そして、上記ロールコートのうちリバースロールコート
装置とは、数本の回転ロールを順次接触させ、互いに逆
方向に回転させて、塗布液を液槽より汲み上げ、最終的
に帯状物表面に転写して塗膜を形成するものである。こ
の方式によれば低粘性の塗布液に適用して効果的ではあ
るが、膜厚を決定する要素が多く操作が煩雑であり、し
かもメラ（部分的な厚みの不均一）や縦筋等が発生し易
く、かつ所望の膜厚が得られる操作範囲が極めて狭いと
いう欠点があった。

一方、実開昭６１−３７２７０号に開示されているよう
なロール周面の一部を切欠いてブレード部とし、このロ
ールを回転するバックロールに対し固定して配置する方
式のブレードロールコート装置は、高粘度液に対して有
効であるとされてはいるが、ブレード部が静的であるた
め、異物等の影響を受けて縦筋状のムラを生じ易い。低
粘度液に対してはバックアップロールとブレードロール
に対し帯状物進行方向の後方に設けられた液溜めボック
ス低部の帯状物進入口より塗布液が洩れ易く、コーティ
ングが出来なくなる場合もあり、これを防ぐため進入口
の間隙を狭くして対処しようとするが、かえって帯状物
に随伴する気泡の混入を招き、或いは進入口のエッヂ部
分と帯状物とが接触してトラブル等の発生原因となる。

また、グラビアロールコート装置は微細凹みを有する彫
刻ロールにより塗布液を汲み上げ、帯状物表面に転写し
均一化して塗膜を形成するもので、薄膜コーティングに
は適しているが、膜厚決定の主要因が彫刻ロールの凹み
の形状、寸法にあるため、膜厚変更が容易でないこと、
更には膜面に彫刻ロールの模様が転写され易いことなど
の問題がある。

一方、上記帯状物の表面硬化処理装置では、前記塗膜の
形成以外にも塗膜を形成したのち紫外線照射をするまで
の過程において、塗膜中に存在する有機溶剤の蒸発速度
や残存溶剤に起因して硬化被膜に種々の弊害が現れる。

例えば、コーティング直後の塗膜の異常蒸発による膜厚
の不均一や空気中の水分の塗膜表面への結露による白化
やユズ肌等の欠陥を生じたり、或いは塗膜中の有機溶剤
が完全に除去されないことによる硬化被膜の白濁やブロ
ッキング等の膜面欠陥が発生するなどの問題があった。

同様の弊害を避けるため、合成樹脂の単品を処理対象と
しているものではあるが、例えば特開昭５８−１６３４
７６号には合成樹脂物品の塗布面に液膜案内板から硬化
液の液膜流を自由落下させ、同時に合成樹脂物品をゆっ
くり引き上げながらコーティングし、その後紫外線照射
により塗布被膜を硬化させ技術が開示されている。そし
て、この技術では上記液膜流の流下速度及び案内板の流
出端と合成樹脂物品の間隙を規定すると共に、前記硬化
液を温度調節しながら濾過循環させることで上記弊害を
防止しようとしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記公報に開示された方法は、確かに単品の物品に対す
る硬化液の塗布硬化法としては有効ではあるが、これを
そのまま連続走行する帯状物に適用することはできない
。何となれば、帯状物は上記合成樹脂物品と異なり長尺
で可撓性があり案内ローラ等を介して単に帯状物を上方
に引き取るだけでは案内板から自由落下する硬化液は表
面に均一に塗布されるわけもなく、帯状物をゆっくり弓
き上げるのでは処理効率が低過ぎて生産性の面から実用
的でない。

かかる理由により、従来の帯状物の紫外線照射による硬
化被膜形成にあたっては、硬化液の塗布方式として前述
のロールコート方式が主体となっている。

上記特開昭５８−１６３４７６号では、更に硬化液温度
と処理室内の雰囲気温度を規定して塗膜面にユズ肌等の
発生を防止する旨の開示がなされている。しかるに同公
報の開示では、処理対象が特定の形状をもつ単品である
ことから単純に硬化液温度と雰囲気温度を規定するだけ
で、それ以上の配慮がなされておらず、相変らず各種の
弊害を招く虞れがある。

即ち、本発明の目的は、特に帯状物を対象として、極め
て簡便な装置によりその表面に硬化液を均一かつ安定し
て塗布し、更には均斉で欠陥のない硬化被膜が形成でき
る帯状物の表面硬化処理設備を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は連続走行する帯状物
の表面に硬化液を連続的に塗布するコーティング装置と
、硬化液が塗布された帯状物の表面に紫外線を照射して
硬化液を硬化させ帯状物表面に硬化被膜を形成する紫外
線照射装置とを備える帯状物表面の連続硬化処理設備に
おいて、前記コーティング装置が、連続走行する帯状物
を一部周面に周回させ、鉛直上方に導出するバックアッ
プロールと、帯状物が該バックアップロールから離れる
近傍の帯状物表面に近接配置され、液ダムから該帯状物
表面に硬化液を薄膜状で流下塗布させる案内板と、前記
流下した硬化液の余剰分を前記液ダムに帰還させる循環
手段とからなることを要旨とし、また前記コーティング
装置と紫外線照射装置との間に、少なくとも２室に区画
された乾燥室が設けられ、コーティング装置側の室内は
溶剤の蒸発速度を抑制する条件下におかれ、紫外線照射
装置側の室内は溶剤の蒸発を促進する条件下におかれて
なることをも要旨とするものである。

（作用） 巻出機から巻出される帯状物はコーティング装置“に導
入される。コーティング装置に導入された帯状物は、バ
ックアップロールの一部表面に巻付きながら垂直上方に
引き取られる。帯状物がバックアップロールから離れる
位置の近傍で、所定の角度傾斜した案内板上を流下する
硬化液が帯状物表面に塗布される。このとき硬化液の流
量は、帯状物と案内板の先端の間隙上部に僅かに液溜ま
りが形成される量に調整され、デイツプコートと同様の
機能をもたせている。

また、硬化液の塗布余剰分は液槽内の下方に流れ落ちる
が、液槽内の硬化液は循環系を通ってポンプにより適量
が案内板の液ダムに戻される。

本発明の第１の要旨に従えば、塗布を終えた帯状物は普
通の乾燥室を通った後、通常の硬化処理が施されて巻取
機に巻き取られて全工程を終える。

本発明の第２の要旨は上記乾燥室を少なくとも２室以上
に区画し、塗布を終えた帯状物は上方に引き取られて、
そのまま第１の乾燥室に入るようにしている。この乾燥
室は、硬化液の溶剤の蒸発を抑制すべく室内温度をほぼ
常温とし、かつ湿度も６０％以下にする。帯状物の表面
塗膜はこの室を通過する間にゆっくりと蒸発し、表面の
平坦化を達成させる。次いで帯状物は第２の乾燥室に入
り、塗膜の残留溶剤を完全に除去する。従って、硬化液
塗膜から少なくとも２段で溶剤が除去され、しかも第１
乾燥段階では溶剤をゆっくりと蒸発させて表面の平坦化
を図り、第２乾燥段階で溶剤の蒸発を促進させて完全に
除去するようにしている。

乾燥室で乾燥が終了した帯状物は紫外線照射室に送られ
、ここで紫外線が照射されて、硬化剤は光架橋結合して
硬化し、続いて引取りローラ間を引き取られて、巻取機
に巻き取られ、全処理過程を終了する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図及び第２図は本発明の好適な実施例の概略構成を
示し、第１図は帯状物表面の連続硬化処理設備の全体構
成図、第２図は同設備のコーティング装置拡大断面図で
ある。

図中、■は帯状物Ｆの巻出機、２は巻出機１から繰出さ
れる帯状物Ｆの表面に硬化液８を塗布するコーティング
装置、３及び４はコーティング装置２で表面に硬化液８
を塗布された帯状物Ｆから溶剤を蒸発させる乾燥室、５
は帯状物Ｆの表面の硬化液を紫外線の照射で硬化させる
紫外線照射装置、６は回転する上下一対のローラ間で表
面の硬化処理を終えた帯状物Ｆを積極的に引取る引取機
、７は帯状物の巻取機である。９は帯状物Ｆを上記各装
置に連続的に案内するガイドロールである。

以上の各装置は内部がクリーンな状態に保たれ、各室が
帯状物Ｆの通過部を残して隔離された密室内に設置され
る。

本発明の特徴とする部分は上記各装置のうちコーティン
グ装置１２と乾燥室３．４の部分であり、他の部分は従
来公知のものであるので、ここではその詳しい説明を省
略する。

コーティング装置２は、第２図に明示しているようにバ
ックアップロール１１、該バックアップロール１１を内
部に設置する液槽１２、該液槽１２内の一側上縁に設け
られ、内方に、所定の角度をもって下り斜面とされた案
内板１３、該案内板１３の上縁を堰とする液ダム１４、
並びに液ダム１４の底部と液槽１２の底部を連結し、循
環ポンプ１５、温度調節器１６、濾過装置１７が介装さ
れた液体循環系で構成されている。

上記案内板１３の先端は、バックアップロール１１の軸
線を含む水平面より僅か上方で、バックアップロール１
１を周回する帯状物Ｆの表面との間に所定の間隙Ｃを残
しである。

帯状物Ｆはガイドロール９により液槽１２内に導かれ、
バックアップロール１１の表面に巻き付きながら周回し
て、バックアップロール１１と案内板１３の先端の間を
通り、垂直上方に引き取られる。液ダム１４には硬化液
８が満たされ、硬化液８は前記案内板１３上を自重で流
下し、帯状物Ｆの表面に塗布されると共に、余剰液は液
槽１２内に流れ落ち、いわゆるフロート部を構成する。

巻出機１から巻出された合成樹脂又は合成紙等からなる
帯状物Ｆの表面には第１図及び第２図に示す上記コーテ
ィング装置２によって硬化液が塗布される。

即ち第２図においてガイドロール９によって液槽１２内
に導かれた帯状物Ｆはバックアップロール１１の表面に
巻き付きながら周回し垂直上方へ進行する。一方液槽１
２の底部からは硬化液が循環ポンプ１５により送り量を
調整しながら温度調節器１６及び濾過装置１７を経て液
ダム１４に移送、循環される。

そして硬化液８は液ダム１４から溢れて案内板１３上に
液膜を形成しつつ設定された流速で流下し、帯状物Ｆと
対向接触して一部がその表面に付着し、塗膜となる。

本発明においては、塗膜の平滑性を得るために、帯状物
Ｆの表面と案内板１３の先端との間に微少の液溜まりＥ
を形成しつつ塗布を行う。このことによって恰かもデイ
ツプコート法によると同様の均一な塗膜形成が可能とな
る。この液溜まりＥを形成するために、硬化液粘度が１
〜１００ｃｐｓの場合においては、帯状物Ｆの表面と案
内板１３の先端の間隙Ｃを１〜３ｆｆＩＩ＋１案内板１
３上の流出量Ｑをｌａｎ巾当り０．５〜２ｃｃ／ｗｉｎ
に規制して塗布を行うことが好ましい。この条件から外
れて液溜まりＥが形成出来ないと、液膜流が帯状物Ｆの
表面と衝突し、その波うちによる流れ模様等の欠陥が塗
膜に現れる。逆に液溜まりＥが大きくなると液面変動が
起こりやすくなり、ギヤマーク等の厚みムラの原因とな
る。

また帯状物Ｆの揺動によっても、当然に塗膜に弊害が起
こる。これを防止するため塗布点すなわち液溜まりＥを
バックアップロール１１の近傍に形成するようにし、揺
動によるメラ等の発生を抑制する。

フローコート装置においては、案内板１３上の液膜の流
下量のうち、一部は帯状物Ｆの表面に付着して塗膜を形
成するが、その大部分は流下して再び液槽１２に戻され
る。この流下の際に硬化液が帯状物Ｆの背面に回り込む
ことは厳禁であり、帯状物Ｆの両サイドにサイドシール
板１８を設置することにより帯状物Ｆ背面への硬化液の
回り込みを防ぐことが出来る。

本発明において、コーティング装置２により均一に塗布
された帯状物Ｆは直接紫外線照射装置５に移行せず、−
旦塗膜乾燥室３，４へと移行する。

ここで硬化液の塗布直後から紫外線照射までの過程にお
いて、前半が塗膜を平坦化する過程、後半が塗膜中の溶
剤を完全に除去する過程に分けることが好ましい。

本発明に用いられる硬化液の溶剤混合割合は概ね７０％
以上であり、このため塗布直後においては塗膜の蒸発速
度に起因する弊害が起こり易い。

この過程、つまり平坦化過程において蒸発が異常に速い
と、塗膜の平坦化がなされず膜厚の不均一（メラ）や、
空気中の水分が塗膜表面に結露して白化やユズ肌が発生
する原因となり易い。

本発明はこの点に鑑み、塗膜乾燥室を少なくとも２室に
分割し、塗膜形成直後に通過する第１室を溶剤の蒸発を
抑制する蒸発抑制室３としてこの領域での塗膜の乾燥を
マイルドに行おうとするものであり、その温度条件は１
５〜３０°Ｃ１この領域における滞在時間は硬化液の性
状、塗膜厚にもよるが、概ね１５〜３０秒とし、また塗
布直後の蒸発による塗膜温度降下による水分結露を防ぐ
ために湿度条件は６０％以下とする。

蒸発抑制室３において十分な塗膜の平坦化を完了すると
、残留溶剤を完全に除去する過程、即ち蒸発促進室４へ
と移行する。この領域は純粋の乾燥ゾーンであり、塗膜
中の残存溶剤による紫外線照射後の硬化被膜の白濁や膜
のブロッキングを防止するために設けられ、例えば熱風
等を送気して有機溶剤の完全除去を行う。

乾燥を完了した帯状物Ｆは、続いて紫外線照射装置５に
送られ、そこで硬化薄膜は硬化処理され、引取機６を通
って巻取機７により巻き上げられる。

本発明に使用出来る硬化液としては、光架橋性モノマー
、有機溶剤及び機能性付与のための添加剤を含む系や、
またこれらに重合体を加えた系が好適であり、その粘度
は０．１〜１０００ｃｐｓの比較的低粘性の液が有用で
ある。

また形成される硬化被膜の膜厚は１〜２０μｍの比較的
薄膜に有効で、中でも２〜ＩＯμｍが最も好ましい。

用いられる帯状物としては、表面平滑度の良好な合成樹
脂のシート又はフィルム、或いは合成紙等が使用出来、
具体的にはポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエ
チレンテレフタレート等の合成樹脂シート、フィルムや
これらの合成紙、あるいはこれらの合成樹脂を表面層と
したラミネート紙も使用可能である。

（発明の効果） 以上詳述した如く本発明によると、極めて簡便な装置に
より有機溶剤を含む比較的低粘度（０，１〜１０００ｃ
ｐｓ）の硬化液を均一に帯状物の表面にコーティング出
来、同時に膜面欠陥のない硬化被膜を安定して形成する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る帯状物表面の連続硬化処理設備の
一実施例を示す概略的な全体構成図、第２図は本発明に
よるフローコート装置の好適な実施例を示す概略断面図
である。 図の主要部分の説明 Ｆ−帯状物 Ｅ　液溜まり ２−コーティング装置 ３−蒸発抑制室（乾燥室） ４−蒸発促進室（乾燥室） 紫外線照射装置 一硬化液 バックアップロール 液槽 案内板 液ダム サイドシール板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続走行する帯状物の表面に硬化液を連続的に塗
   布するコーティング装置と、硬化液が塗布された帯状物
   の表面に紫外線を照射して硬化液を硬化させ帯状物表面
   に硬化被膜を形成する紫外線照射装置とを備える帯状物
   表面の連続硬化処理設備において、前記コーティング装
   置が、連続走行する帯状物を一部周面に周回させ、鉛直
   上方に導出するバックアップロールと、帯状物が該バッ
   クアップロールから離れる近傍の帯状物表面に近接配置
   され、液ダムから該帯状物表面に硬化液を薄膜状で流下
   塗布させる案内板と、前記流下した硬化液の余剰分を前
   記液ダムに帰還させる循環手段とからなることを特徴と
   する帯状物表面の連続硬化処理設備。
2. （２）コーティング装置と紫外線照射装置との間に、少
   なくとも２室に区画された乾燥室が設けられ、コーティ
   ング装置側の室内は溶剤の蒸発速度を抑制する条件下に
   おかれ、紫外線照射装置側の室内は溶剤の蒸発を促進す
   る条件下におかれてなる請求項１記載の帯状物表面の連
   続硬化処理設備。