JPH03503138A

JPH03503138A - 平担な基体にコーティングを施すためのラミナインプレッサ

Info

Publication number: JPH03503138A
Application number: JP51054089A
Authority: JP
Inventors: ケア，ザ・サード・スチュアート・ロバート; クロウチ，アール・トーマス
Original assignee: ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1991-07-18
Also published as: WO1990015673A1; EP0428628A1

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】平坦な基体にコーティングを施すためのラミナインプレッサ発明の背景本発明は平坦な基体を積層するための装置と方法に係る。

さらに詳細にいうと、本発明は、放射線で硬化された層状のポリマーコーティングを熱可塑性のシートやフィルムに施すための装置と方法に係る。

ポリカーボネート製のシートやフィルムのような熱可塑性の基体（基板）はポリマーのコーティングで被覆されることが多い。これらのコーティングは、耐摩耗性や耐薬品性を付与したり、表面の欠陥を除去または隠蔽したり、特殊な表面を設けたりといった保護や装飾のさまざまな目的をもっている。このような特殊表面は、光沢のある滑らかな表面から、つや消しの、あるいはテクスチャー加工された表面まである。従来は、テクスチャーをもたせた表面コーティングが望ましいならば、硬化した表面を加熱されたローラやカレンダで刻印・熟成形することによって形成するのが普通であった。この手法を使用することができるのは、被覆される表面が少なくとも多少は熱可塑性をもつ場合だけである。この熱可塑性プラスチックを摩耗に対して保護するのに使用されているいわゆる「ハードコート」の多くは高度に架橋した熱硬化樹脂である。これらのコーティングの表面に熱成形によってテクスチャーをもたせようとすると、このコーティングは適切な伸び特性をもっていないので、コーティングが破断したり分離したりすることが多い。

被覆された表面を硬化前にエンボス加工することも提案されている。放射線で硬化可能なアクリルコーティングは硬化前に粘稠な液体であるのが普通であり、したがって、硬化前に表面テクスチャーを形成する場合にはそのコーティングの寸法安定性を維持するのが困難である。

表面にテクスチャーをもたせた、堅くて、摩耗と薬品に対して抵抗性のあるコーティングを熱可塑性のシートやフィルムに施すための有効な手法が求められている。

発明の概要本発明による、放射線で硬化可能なコーティングを平坦な基体に施すためのラミナインプレツサ（層刻印機）は、被覆される平坦な基体上に望まれる表面テクスチャーの鏡像である表面テクスチャーを有する、非接着性の可撓性フィルムのインプレッサベルトと、平坦な基体を、その被覆される表面の平面内の直線方向に運搬するための手段と、平坦な基体の移動する表面に対して狭い間隔で近接している円筒形の回転可能なニップロールであって、その回転軸が、平坦な基体の表面に対して実質的に平行であり、かつ平坦な基体の移動方向に対して実質的に垂直であり、その表面の線速度が平坦な基体の移動速度と実質的に同一である、ニップロールと、ニップロールと平坦な基体の表面との間にインプレッサベルトを送ると共にこのインプレッサベルトをニップロールの方へ片寄らせることによって、インプレッサベルトがニップロールと接触して維持されると共に平坦な基体の表面から狭い間隔をもって離れているようにするための手段（このインプレッサベルトの送り方向は平坦な基体の移動方向であり、送り速度は基体の移動速度と実質的に同じである）と、制御された量の放射線硬化性ポリマーコーティング組成物を平坦な基体の表面またはインプレッサベルトの表面に対してニップロールの上流で塗布することによって、ニップロールの下流でこのコーティング組成物が平坦な基体の表面とインプレッサベルトとの間にサンドイッチ状に挟まれるようにするための手段と、ニップロールの下流で放射線硬化性ポリマーコーティング組成物に対して放射線を当てることによって、インプレッサベルトをコーティング組成物と接触させたままでコーティング組成物を実質的に硬化させて固体状態とするための手段と、からなっており、その後、インプレッサベルトを外すと、平坦な基体に強固に接着された放射線硬化したコーティングが残ると共にこの放射線硬化したコーティングの表面上にインプレッサベルトの表面のインプレッション（パターン）が刻印されて残る。

本発明のラミナインプレッサによると、熱可塑性のシートやフィルムのような平坦な基体に、非常に均一な厚みの表面コーティングを設けることが可能になる。

本装置は、コーティングに対して広範囲のさまざまな表面テクスチャーを正確かつ効率的に形成するのに有用である。この装置は大規模な自動被覆作業に特に適している。

図面の簡単な説明第１図は、本発明のラミナインプレッサの概略図であり、エンドレスインプレッサベルトを使用している。

第２図は、本発明のラミナインプレッサの概略図であり、このインプレッサベルトはコーティングから剥がされて再使用または廃棄される。

第３図は、本発明のラミナインプレッサの概略図であり、このインプレッサベルトは硬化したコーティング上にマスキングフィルムとして残されて、後にユーザーが除去する。

発明の詳細な説明本発明のラミナインプレッサは、未硬化のコーティングに所望の表面テクスチャーを刻印するために非接着性のインプレッサベルトを使用する。このインプレッサベルトをコーティングに接触させたままでコーティングを放射線で硬化させることによって、ベルトの表面テクスチャーは確実にコーティングに移される。

インプレッサベルトは広範囲の各種材料から製造できる。

このベルトは非接着性である。ここで使用するこの用語は、このインプレッサベルトが、被覆された基体からコーティングを剥ぎ取ることなく、硬化したコーティングから引剥がすことができるということを意味している。インプレッサベルトを構成する材料は、所望の表面テクスチャーをつけて形成することができ、しかもそのテクスチャーを未硬化のコーティング組成物に移すのに充分な表面弾性をもっている。

一般に、ポリエステルやポリオレフィンのフィルムのようなポリマーフィルムが、インプレッサベルトの構造用としてうってつけであることが判明している。これらのフィルムは、加熱した金属製ローラを用いることによって、さまざまな表面テクスチャーをエンボス加工することができる。革や織物のテクスチャー、つや消し表面、滑らかな光沢のある表面、などをもったポリエステルやポリオレフィンのフィルムが現在市販されている。薄厚金属のようなポリマーでない材料も使用することができる。ここで使用する「テクスチャー」という用語は、光沢のある表面から高度に形成された表面までにわたる各種表面を包含する。表面処理または剥離剤被覆を使用することによって、使用しない場合には硬化したコーティングに接着するかもしれない材料も使用しつる。

以下で議論するように、好ましい態様においては、コーティングはインブレッサベルトを通して照射することによって硬化させる。したがって、インプレッサベルトはコーティングの硬化に使用する放射線に対して透明であるのが好ましい。

このようなコーティングは通常、紫外（ｒＵＶＪ）光または電子ビーム（ｒＥ　ＢＪ　ｉ線で硬化させる。ポリエステルやポリオレフィンのフィルムは紫外線に対する透明度が高く、これがインプレッサベルトの構造にこれらの材料が好ましいもうひとつの理由である。ＥＢに対する透明度はその材料の質量に依存するだけであるので、広範囲の各種材料をＥＢ線と共に使用することができる。

基体を被覆するのに使用する組成物は良く知られている放射線硬化性のポリマーコーティングのいずれでもよい。

そのようなコーティングは通常アクリル樹脂系を主材としているが、他のポリマー系も使用される。このようなコーティング組成物の一例がムーア（Ｊａｍｅｓ　Ｅ、　Ｍｏｏｒｅ）らの米国特許第４，１０７，３９１号に記載されている。

このコーティングは、未硬化の状態で、インブレッサベルトのキャビティーと凹部中に容易に流入するような粘度をもっているのが有利である。この粘度は、インプレッサベルトを支えると共に硬化前のコーティング組成物の流出を防ぐのに充分な程度に大きいのが好ましい。

本発明のラミナインプレッサを使用すると、実際上任意の平坦な基体を被覆することができる。このような基体として、いくつかのものだけ名前を挙げると、熱可塑性基体、金属製シート、合板、パーティクルボード、そしである種の編物・織物がある。好ましい基体としては熱可塑性のシートとフィルムがある。装飾用や保護用のコーティングによってこれらの材料の応用範囲は大きく広がる。特に好ましい基体はポリカーボネートのシートとフィルムである。

本発明のラミナインブレッサはいろいろな構造形態をとり得る。図面を参照すると、第１図は、エンドレスラミナインプレッサベルトを使用する本発明の２態様を示している。この装置は、平坦な基体１４を水平方向に運搬するためのコンベヤ（図示してない）をもっている。ニップロール１５が平坦な基体の表面上方に位置しており、コーティング組成物用に調節された隙間を作っている。ニップロール１５は通常ゴムなどのような弾性材料で表面が覆われており、コーティング組成物用の隙間は基体に対するニップロールの圧力とコーティング組成物の粘度とによって調節される。ニップロール１５は円筒形であり、平坦基体１４の移動方向に、しかもその移動速度とほぼ同じ速度で回転している。インプレッサベルト１０はニップロール１５と平坦基体１４との間に送られる。遊びローラ１３および１７はインプレッサベルト１０をニップロール１５に送り、このインプレッサベルトがニップロールと接触状態に保たれるようにこのインプレッサベルトをニップロールに対して片寄らせる。この片寄らせる張力は遊びローラ１３または１７上のスプリングまたはベルト引張機（図示してない）を用いて維持することができる。

ニップロール１５と平坦基体１４の表面との間の隙間は、平坦基体の速度、コーティングの粘度（これはまた温度にも関連する）、およびニップロールの圧力に依存する。この隙間は約ｏ、ｏｏｉ〜約０．０８＋ａの範囲、好ましくは約０．００２５〜約０．０２５ｍｍの範囲であるのが有利である。

未硬化のコーティング組成物２３は、ニップロール１５の上流で平坦基体の表面またはインプレッサベルトの表面に塗布する。このコーティングは、ダイコータ２１または類似の装置を使用して均一に塗布する。塗布速度を調節して、ニップロールに不必要に蓄積されることなく連続的に積層するのに適したコーティングを供給する。

コーティングは、ニップロール１５の下流で、平坦基体の表面とインプレッサベルトとの間にサンドイッチ状に均一に挟まれる。この時点で、重合開始用放射線をコーティングに照射する。ＵＶランプまたは電子ビーム発生機１９は移動している積層された基体の上方に位置させて放射線をコーティングに向けるのが好ましい。放射線の強度と持続時間を調節して、コーティングを固体状態に硬化させる。

この固体状態は、インプレッサベルト１０を取去った後もその表面テクスチャーを維持する。図に示した態様では、放射線装置１９はインプレッサベルトを通過して放射線を当てる。このような態様においては、インプレツサベルトはその放射線に対して実質的に透明である。別の態様（図示はしてない）では、放射線装置１９を、平坦基体の下方に位置させてもよく、放射線は平坦基体を通過してコーティングに当てられる。この態様は、平坦基体がその放射線に対して透明である場合に使用できる。さらに別の態様（図示してない）では、放射線装置を平坦基体の両側に位置させてもよい。

コーティングを放射線で硬化させたら、インプレ・ソサベルトはコーティングから離してよい。第１図に示した態様ではインプレッサベルトを離すのにストリ・ソバロール１６とテークアツプロール１２を使用する。このエンドレスインプレッサベルト１０は、次に、遊びローラ１７および１３に戻されて再使用される。

インプレツサベルト１０を離すと、硬化したコーティング２４が平坦な基体に強固に接着しており、インプレッサベルトの表面テクスチャーがコーティングに忠実に移されている。

第２図に示した別の態様では、インプレツサベルト１０がフィードロール２６から遊びローラ１３に送られる。フィードロール２６は生産工程に適した長さのインプレツサベルト１０をもっている。硬化後、ストリッパロール１６がインプレッサベルト１０を硬化したコーティング２４から剥がす。この剥がされたインプレツサベルトは再使用または廃棄用のテークアツプロール（図示してない）に蓄えることができる。

さらに別の態様を第３図に示す。この態様では、インプレッサベルト１０は硬化したコーティング２４上にマスキングフィルムとして残される。したがってこのインプレツサベルトはその後の製品の取扱いや輸送の間被覆された表面を保護し、使用時にはユーザーがこれを取外すことがで当業者はその他の態様にも思い当たるであろう。たとえば、第１図、第２図、第３図に示した態様のいずれも、同時に両面を被覆するように適応させることができる。そのような両面コーティングは移動する平坦な基体の両側にラミナインプレッサ装置を配置することによって達成することができる。

本発明のラミナインプレッサは大規模な自動工程に最適テアル。コンベヤスピードは約５〜約５００フイート／分の範囲で、好ましくは約１５〜約５０フイート／分の範囲で使用することができる。

いくつかの好ましい態様に関して本発明を説明して来たが、添付した請求の範囲の思想と範囲から逸脱することなく多くの修正と変形を為すことができる。

Ｆ／σ３用公謹杏鱗失

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被覆される平坦な基体に所望の表面テクスチャーの鏡像である表面テクスチャーを有する、非接着性の可撓性フィルムのインプレッサベルトと、平坦な基体を、その被覆される表面の平面内の直線方向に運搬するための手段と、平坦な基体の移動する表面に対して狭い間隔で近接している円筒形の回転可能なニップロールであって、その回転軸が、平坦な基体の表面に対して実質的に平行であり、かつ平坦な基体の移動方向に対して実質的に垂直であり、その表面の線速度が平坦な基体の移動速度と実質的に同一である、ニップロールと、ニップロールと平坦な基体の表面との間にインプレッサベルトを送ると共にこのインプレッサベルトをニップロールの方へ片寄らせて、インプレッサベルトがニップロールと接触して維持されると共に平坦な基体の表面から狭い間隔をもって離れているようにするための手段（前記インプレッサベルトの送り方向は平坦な基体の移動方向であり、送り速度は平坦な基体の移動速度と実質的に同じである）と、制御された量の放射線硬化性ポリマーコーティング組成物を平坦な基体の表面またはインプレッサベルトの表面に対してニップロールの上流で塗布して、ニップロールの下流でこのコーティング組成物が平坦な基体の表面とインプレッサベルトとの間にサンドイッチ状に挟まれるようにするための手段と、ニップロールの下流で放射線硬化性ポリマーコーティング組成物に対して放射線を当てることによって、インプレッサベルトをコーティング組成物と接触させたままでコーティング組成物を実質的に硬化させて固体状態とするための手段と、からなる、放射線で硬化可能なコーティングを平坦な基体に施すためのうミナインプレッサ。
（２）インプレッサベルトが熱可塑性フィルムで作製されている、請求の範囲１記載のラミナインプレッサ。
（３）インプレッサベルトがポリエステルまたはポリオレフィンのフィルムで作製されている、請求の範囲２記載のラミナインプレッサ。
（４）インプレッサベルトが重合開始用の放射線に対して実質的に透明である、請求の範囲２記載のラミナインプレッサ。
（５）インプレッサベルトが紫外光に対して実質的に透明である、請求の範囲４記載のラミナインプレッサ。
（６）ニップロールと平坦な基体の表面との間の間隔が約０．００１０〜約０．０８００ｍｍの範囲である、請求の範囲１記載のラミナインプレッサ。
（７）ニップロールと平坦な基体の表面との間の間隔が約０．００２５〜約０．０２５０ｍｍの範囲である、請求の範囲６記載のラミナインプレッサ。
（８）さらに、コーティングの硬化後インプレッサベルトを取除くことによって、インプレッサベルトの表面のインプレッションを放射線で硬化したコーティングの表面に残すための手段も含んでいる、請求の範囲１記載のラミナインプレッサ。
（９）さらに、硬化したコーティングからインプレッサベルトを取除くストリッパロールも含んでいる、請求の範囲１記載のラミナインプレッサ。
（１０）インプレッサベルトが、ストリッパロールからニップロールへ戻されるエンドレスベルトである、請求の範囲９記載のラミナインプレッサ。
（１１）さらに、インプレッサベルトを送るためのフィードロールも含んでおり、硬化したコーティングから取除かれたインプレッサベルトがテークアップロール上に巻取られる、請求の範囲９記載のラミナインプレッサ。
（１２）インプレッサベルトが、硬化したコーティング上にマスキングフィルムとして残される、請求の範囲１記載のラミナインプレッサ。
（１３）平坦な基体の所望の表面テクスチャーの鏡像である表面テクスチャーを有する非接着性の可撓性インプレッサベルトを用いて、放射線で硬化可能なコーティングを平坦な基体に施すための方法であって、未硬化のコーティングを平坦な基体またはインプレッサベルトに塗布し、インプレッサベルトを未硬化のコーティングに押付けてインプレッサベルトと平坦な基体の表面との間にコーティングをサンドイッチ状に挟み、インプレッサベルトをコーティングに接触させたままコーティングに照射し、インプレッサベルトを取除くことからなる方法。
（１４）重合量の放射線を、インプレッサベルトを通して未硬化のコーティングに照射する、請求の範囲１３記載の方法。
（１５）重合量の放射線を、平坦な基体を通して未硬化のコーティングに照射する、請求の範囲１３記載の方法。
（１６）放射線が紫外光である、請求の範囲１３記載の方法。
（１７）放射線が量子ビーム線である、請求の範囲１３記載の方法。
（１８）コーティングの厚みが約１ｍ〜約５０ｍの範囲である、請求の範囲１３記載の方法。
（１９）コーティングの厚みが約４ｍ〜約１２ｍの範囲である、請求の範囲１８記載の方法。