JPH0427469A - カード類への塗布方法 - 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、運転免許証、ＩＤカードなどのカード類の制
作にあたり、その表面保護のために樹脂ラミネートを行
うなどの場合における塗布方法に関する。

〔従来の技術〕

運転免許証やＩＤカードなどにおいて、その印刷表面保
護のために、透明プラスチックフィルムをラミネートし
たものが知られている。その製造にあたっては、カード
の原反を所定寸法に打ち抜き、このカードを一端縁部が
相互に固着されたラミネートシート間に挿入し、重ね合
わせた後、熱圧着によりラミネートを行っていた。

しかし、前述のように、カードを製造する場合には、製
造工程が多くなり、製造コストが嵩む。

また、ラミネートの際、ラミネート面に気泡が混入した
りする問題もある。

したがって、製造コストの低減のためには、枚毎カード
基材に直接樹脂を塗布してラミネートすることが望まし
い。

この場合、カード基材表面の印刷などの表示面を保護す
るためには、その保護層として１０μｍ以上の膜厚が必
要になる。したがって、通常のゴムロールでは、このよ
うな厚膜の塗布を行うことができないので、グラビアロ
ールにて塗布することが有効であることを本発明者らは
、見出した。

〔発明が解決しようとする課題〕 そこで、本発明者らは、グラビアコーティング方式を採
用することとした。

しかるに、グラビアロールにて、捩じれ、カールまたは
凹凸のある剛性をもったカードに対して厚膜塗布を行お
うとする場合、カード基材をグラビア面に密着させるた
めにかなりの密着圧力が必要になる。このために、ゴム
製のバックロールを水圧、油圧または空気圧シリンダー
によりグラビアロール側に押圧することで、カード基材
に対する加圧力を発生させることとしたが、シリンダー
からバックロールに至るまでの加圧力の伝達機構部また
は摺動部において僅かなギヤ・ンプが存在し、これがた
めに塗布長さ方向に加圧力の変化が現れ、塗布膜厚のカ
ードの長さ方向に関して不均一となることが判った。

また、加圧機構を用いる場合、全体の装置の大型化をき
たし、しかもカード基材の厚みを異ならせる場合、加圧
力の調整を必要とし、かつ加圧力の調整にも限界がある
。

そこで、本発明者らは、加圧力の安定性を高め、装置の
小型化を達成し、さらにカード基材の厚みに対応した加
圧力を発生させるためには、カード基材をグラビアロー
ルとこれと対向する金属製ノくツクロールとの間を通す
過程で、グラビアロール表面の塗布液を前記カード基材
表面に塗布するとともに、この塗布の前にグラビアロー
ルとバックロールとのギャップを、カード基材の厚みよ
り狭くし、塗布の際に前記ギャップ内にカード基材が進
入したとき、その反作用としてグラビアロールおよびバ
ックロールの一方の軸が撓んでカード基材に対する加圧
力を発生させることが有効であることを知見した。

しかし、カード基材には、カールや捩じれを生じたもの
もあり、かつ免許証などを対象とするカード基材は厚み
が比較的厚く、剛性が高いため、カード基材の食い込み
時点においては大きな加圧力を必要とする。また、ニッ
プ量を少なくして、バックロールへの塗布液のスクイズ
を防止する手段が必要になる。そこで、この大きな加圧
力をもって塗布開始時点から終了時点まで、均一な加圧
力により加圧すると、カード基材の長手方向の厚み変動
に対する目的の膜厚許容範囲内に治めるための許容塗布
範囲が狭くなる。

したがって、本発明の課題は、加圧力の安定性を高め、
装置の小型化を達成し、さらにカード基材の厚みに対応
した加圧力を発生させるとともに、特に塗布の当初は大
きな加圧力を発生させ、塗布終了時においてはニップ量
を小さくすることにより、カード基材の厚みのばらつき
に対する塗布許容範囲を広くして、安定した塗布を行う
ようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、カード基材をグラビアロールとこれと対向
する金属製バックロールとの間を通す過程で、グラビア
ロール表面の塗布液を前記カード基材表面に塗布すると
ともに、前記グラビアロールおよびバックロールの少な
くとも一方の軸が撓む構成とし、かつ撓む軸をもった少
なくとも一方のロール軸の断面積を周方向に関して異な
らせ、塗布の前にグラビアロールとバックロールとのギ
ャップをカード基材の厚みより狭くし、塗布の際に前記
ギャップ内にカード基材が進入したとき、その反作用と
して軸の撓みによりカード基材に対する加圧力を発生さ
せることで解決できる。

また、前記撓む軸をもった少なくとも一方のロールに対
して回転方向に関して撓み量を少なくするまたは撓みを
防止する手段を設けることによっても解決できる。この
場合、前記の撓む軸をもった少なくとも一方のロール軸
の断面積を周方向に関して異ならせる手段と併せて採用
することができる。もちろん、この手段と無関係に採用
するもできる。

〔作用〕

本発明に従って、グラビアロールを用いるグラビアコー
ティング方式を採用すると、たとえば１０μｍ以上の厚
膜塗布を行うことができる。さらにバックロールとして
、金属製ロールを用いることで、カード基材に対する大
きな加圧力を得ることができる。

また、塗布の前にグラビアロールとバックロールとのギ
ャップを、カード基材の厚みより狭くし、塗布の際に前
記ギャップ内にカード基材が進入したとき、その反作用
としてグラビアロールおよびバックロールの一方の軸が
撓んでカード基材に対する加圧力を発生させるようにす
ると、前記のシリンダーなどの加圧機構が不要となり、
装置全体の小型化を達成できるとともに、加圧機構から
グラビアロールおよびまたはバックロールに対する加圧
力伝達部分における機械的不安定部分が無くなるので、
加圧力がカード長さ方向に均一化される。その結果、経
時的およびカード長さ方向に関して、均一な塗布を行う
ことができる。

一方、均一塗布のためには、カード基材の厚さが厚くな
るほど、大きな加圧力が必要となるが、本発明に係るロ
ールの撓みを利用する方式によれば、カード基材の厚さ
が厚くなるほど、大きな加圧力を得ることができる。

一方、一つのカード基材に対して、塗布開始から終了ま
で、特にカールや捩じれの生じたカード基材に対して、
均一な加圧を行うと、第４図に示すように、先頭部分が
やや薄膜化した部分りを生じたり、加圧力の不足により
長手方向方向にすじを生じるとともに、後尾部分ｌにグ
ラビアロールに残っている塗布液が一挙に転写され、い
わゆる後尾厚膜部分が生じる。しかも、第５図に示すよ
うに、カード３０がグラビアロール７２から抜けるとき
、カード３０の塗布終了時点まで溜まっていた塗布液が
、オーバーフローしてバックロール７３の表面に付着す
るいわゆる裏回り現象を生じ、次のカードの塗布の際に
汚れを生じる。

これに対して、カード基材の食い込み開始時点および終
端部分において、中間部分より、本発明に従って、カー
ド基材に対する加圧力を高めると、先頭部分の薄膜化お
よび後尾部分の厚膜化を防止し、加圧力不足による先頭
部分のすじの発生を防止できる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明を図面に示す実施例によってさらに詳説する
。

まず、第１図および第２図によって、本発明装置例を説
明し、その後塗布条件について詳説する。

第１図は本発明装置の全体の正面図であり、図示の各機
器または部材が一つのハウジング１内に収まっている。

このハウジングｌの上部には、流下孔２ａを有する台板
２が設けられ、ＰＥＴなどのプラスチックからなるカー
ド（基材）３は、たとえば垂直に並んで整列され、その
整列群から、順次−枚ごと垂直状態で流下孔２ａ位置に
移動され、流下孔２ａから流下するようになっている。

流下孔２ａの下方には、第２図に詳細を示すように、横
断面Ｈ字状の案内振り分は体４が配設されている。

この案内振り分は体４は、図示しないたとえばシリンダ
により枢軸４Ａを正逆転することで、正常カードの場合
、第１図の実線の方向に向き、異常カードの場合、同図
仮想線の方向に向くようになっている。流下孔２ａから
落下したカード３は、案内振り分は体４のウェブ部４Ｂ
に沿って案内される。

案内振り分は体４の下方には、必要により、ガイド板５
が配置される。さらに、その下方には、一対のゴム製な
どの押し込みロール６Ａ、６Ｂが対向的に配設されてい
る。この押し込みロール６Ａ、６Ｂの少なくとも一方、
好ましくは両方が駆動ロールとされる。

押し込みロール６Ａ、６Ｂの下方には、たとえば紫外線
硬化樹脂からなるラミネート樹脂塗布用の塗布装置７が
設けられている。この塗布装置７は、ラミネート樹脂の
塗布液バット７０、塗布液のピックアップロール７１、
これと接触するステンレスなどの金属製グラビアロール
７２、これと対向する金属製バックロール７３、グラビ
アロール７２の塗布液を掻き落とすドクターブレード７
４、塗布液タンク７５、そこから塗布液を前記バット７
０に供給する供給ポンプ７６、バット７０からのオーバ
ーフロー液を回収する回収液タンク７７を備えている。

また、塗布装置７の塗布バット７０には、第１３図に示
すような泡防止プレート７８Ａ、７８Ｂが設けられてお
り、供給ポンプ７６から供給された液の中に混入してい
る泡がピックアップロール７１に供給されるのを防止し
ている。ピックアップロール７１に泡が供給されると、
塗布の際、ヌケ故障となる。泡防止プレート７８Ａ、７
８Ｂは、供給ポンプ７６からの供給ロア０ａの出側を仕
切っており、ＡＳＢの２槽を構成している。これにより
、Ａ槽からＢ槽に液が移動する際に、泡を浮上させて脱
泡し、さらにＢ槽の出ロア８ａからピックアップロール
７１に供給することで、ピックアップロール７１への泡
の混入を防ぐようにしである。

かかる塗布装置７によって、片表面にラミネート樹脂が
塗布されたカード３０は、塗布装置７下方に水平に配設
された搬送コンベア８上に落下され、塗布した保護層３
１面を上にして第１図左方へと搬送される。この搬送コ
ンベア８上方には、紫外線ランプ９Ａを一つまたは複数
有する紫外線照射装置９が設置されており、カード３０
のラミネート樹脂塗布面に紫外線を照射するようになっ
ている。

搬送コンベア８の出側には、最終製品のストッカー１０
が設けられている。なお、１１は搬送コンベア８にカー
ド３０を安定に搬送するガイドであり、搬送性向上のた
めにできる限り接触抵抗を軽減できるような形状になっ
ている。

このように構成されたラミネート装置においては、未塗
布カード３は、流下孔２ａから流下し、案内振り分は体
４により押し込みロール６Ａ、６Ｂ間に案内され、そこ
に噛み込まれる。次いで、押し込みロール６Ａ、８Ｂに
よって、カード３はグラビアロール７２、バックロール
７３間に導かれる。ここで、押し込みロール６Ａ、６Ｂ
のニップ位置と、グラビアロール７２、バックロール７
３のニップ位置間距離は、好ましくは予めカード３の長
さより短く設定されているため、押し込みロール６Ａ、
６Ｂの押出し力によって、カード３は、強制的にグラビ
アロール７２、バックロール７３間に供給される。

塗布装置７では、塗布液がピックアップロール７１から
グラビアロール７２に転写され、カード３の片面に紫外
線硬化樹脂が塗布される。塗布流のカード３０は搬送コ
ンベア８により搬送され、その過程で紫外線照射装置９
から紫外線の照射を受けて、ラミネートした保護層３１
の硬化がなされる。保護層３１硬化済カード３０はスト
ッカーＩＯに一時貯留される。搬送コンベアは、反射率
を低いレベルに抑えるために黒色となっており、コータ
一部への紫外線モレを防止している。

さて、本発明においては、第６図のように、グラビアロ
ール７２およびバックロール７３の軸の両端部において
軸受８０．８１により、ロール軸が撓わみ可能に軸支す
る。さらに、塗布液３１の塗布に当たり、第６図のよう
に、塗布の前においては、グラビアロール７２とバック
ロール７３とのギャップＧ。を、カード基材３の厚みよ
り狭くしておく。

次いで、塗布の際に前記ギャップ内にカード基材３が進
入したとき、第７図のように、そのギャップＧ０がギャ
ップＧ１に増大し、もってその反作用としてグラビアロ
ール７２およびバックロール７３の撓みにより、カード
基材３に対する加圧力を発生させる。

ここで、当初のギャップＧｏの調整には、カード基材３
の基準厚み、カード基材の材質、目的とする塗布厚、塗
布液の物性などにより決定すればよい。また、調整に際
しては、前記軸受８０．８１の位置をボルトなどにより
調節することにより可能である。一般には、最終製品厚
み（塗布層を含めた厚み）に対して、当初のギャップＧ
０は、６０〜９９％程度とすることができる。

また、カード基材の厚みのみの変更がある場合には、ギ
ャップの変更は基本的に不必要である。

もちろん、カード基材の厚みが大きく変化する場合には
、当初のギャップＧ０の再調整が必要になる。

一方、本発咀において、グラビアロール７２またはバッ
クロール７３の一方を、たとえばロール本体の近くで、
軸受により支持し、そのロール軸を撓ませることなく、
カード基材３をニップすることもできる。

さらに、特に本発明においては、前述のように、一つの
カード基材３に対する塗布に際して、カード基材３の食
い込み当初および終端部においては、中間部より加圧力
を高めることが重要であることに鑑み、第８図および第
１０図のように、たとえばバックロール７３のロール軸
７３Ａの周方向−部を切欠することによりその断面積を
小さくし、より撓み量を大きくする。

この場合、第８図の塗布段階を参照すれば判るように、
カード基材３の食い込み当初段階（（ａ）　）では、切
欠面７３ａ、７３ａが、グラビアロール７２とバックロ
ール７３とを結ぶ中心線と平行になるように、中間段階
（（ｂ）　）では前記中心線と平行的になるように、最
終段階（（Ｃ１）では４５度程度になるようにする。こ
れによって、順次、カード基材３に対する加圧力を大−
最小一大とすることができる。これは、バックロール７
３の反作用力の計算例を示した第９図を参照すれば、容
易に判断できよう。カード基材３の長さ方向に加圧力を
調整するに際しては、予め、カード基材３の長さとバッ
クロール７３の周長との相関を設定すること、ならびに
グラビアロール７２、バックロール７３間への進入タイ
ミングをたとえば第１図に示すように、カード基材３の
検出器９０による検出信号に基づいて調節することで可
能である。

他方、第１１図および第１２図には、本発明の他の態様
を示した。

これは、バックロール７３に対して、その回転方向に関
して撓み量を少なくするまたは撓みを防止する手段を設
けたものである。具体的には、バックロール７３の回転
に連動する支え回転体９１を設けたものである。支え回
転体９工は、その円弧接触面部９１ａが回転中心から最
も遠ざかった位置にあり、第１１図に示すカード基材３
の食い込み当初は、接触面部９１ａがバックロール７３
のロール面に当接してその軸の撓み量を少なくし、第１
２図に示す中間部塗布段階では接触面部９１ａがロール
面から離間して、加圧力を減少させるようにしである。

一方、バックロール７３の軸に対して同様の支え回転体
により支えて撓み量を少なくすることもできる。

さらに、後尾厚膜を特に防止する場合、支え回転体９１
に対して、２つの接触面部を形成することにより、塗布
最終段階においても、撓み量を少なくすることができる
。

本発明において、撓むロールとして、グラビアロール７
２とバックロール７３の一方でもよい。

また、前述の加圧力調整手段は、少なくとも一方の撓む
ロールに対して採用すればよい。

なお、本発明においては、前記グラビアロール７２の直
径力月００ｍ、望ましくは６０ｍ、特に好ましくは４０
閣以下とされる。直径の下限は１５闘とするのが好まし
い。

また、ニップ圧力としては、５０〜５５０ｋｇ／ｄ１望
ましくは１５０〜４５０ｋｇ／ａｌ、特に好ましくは２
５０〜３５０ｋｇ／ａｉとされる。他方、前述のように
、シリンダーによる押し込み方式では、ニップ圧力とし
ては、１．８〜１８ｋｇ／ｃ／程度ときわめて小さいも
のである。ニップ圧力の測定には、富士写真フィルム社
製「プレスケール」を用いることができる。

グラビアロール７２の直径が大きいと、塗布層の終端部
分が厚膜化するいわゆる後尾厚膜化を防止することがで
きないことが多い。また、ニップ圧力が小さくても同様
である。ニップ圧力が小さいと、グラビアロール７２の
セルに紫外線硬化樹脂が良好に転写されず、泡故障の原
因となる難点もある。他方、ニップ圧力があまりにも大
きいと、グラビアロールセルの紫外線硬化樹脂がスクイ
ズしてバックロールに転写して次カードの塗布時にカー
ド裏面に液転写するいわゆる裏回り現象が生じることが
あるなどの問題がある。

上記例において、金属製グラビアロール７２および金属
製バックロール７３を選定したのは、ラミネート膜厚が
厚い場合に、効果的にカード基材に対する加圧力を発生
させるためである。ちなみに、本発明例では、ラミネー
ト膜厚として、５〜１００μｍ１特に１０〜３０μｍが
好ましい。しかるに、平滑なゴムロールでは膜厚として
、最大８μｍである。グラビアロール７２表面は、硬質
クロムメツキを施しておくのが望ましい。

カード基材の材質としては、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）　、アクリルなどのプラスチックシートの
ほか、プラスチックと他の材料との複合シート、紙など
を用いることができる。カード基材の厚みとしては、２
００〜１０００μｍ１特に３５０〜７５０μｍが好適で
ある。

塗布速度としては、０．３〜５ｍ／分が好ましい。

ところで、上記装置例において、ピックアップロール７
１の回転方向は、塗布液が発泡しにくい場合、図示の実
線方向に、発泡し易い場合、仮想線方向とされる。

上記例において、ラミネート樹脂としては、紫外線硬化
樹脂が好ましく用いられる。この紫外線硬化樹脂として
は、公知の全てのものを用いることができる。

紫外線硬化樹脂は、基本的に、光重合性プレポリマー、
光重合性モノマー、光重合開始剤を含有する。必要に応
じて、増感剤、顔料、充填剤、不活性有機ポリマー、レ
ベリング剤、チクソトロープ剤、熱重合禁止剤、溶剤な
どが添加される。

〔実施例〕

以下実施例により本発明の効果を明らかにする。

（実施例） カード基材として、長さ１０■のＰＥＴシートであり、
かつ厚みが４４０〜５５０μｍの各種の厚みのものを用
意しを用い、これにエポキシ系紫外線硬化樹脂を目標膜
厚として１５μｍで、撓み難いグラビアロールと、これ
に対向する第１０図に示す寸法のバックロールとの間を
通して塗布した。

この場合、グラビアロールとバックロールとによる設定
ニップ圧力は、当初のギャップＧ０を４８０μｍとする
ことにより、２００　ｋｇ　／　ｃａｒを目標にした。

そして、上記の条件により、良好な塗布性が得られるカ
ード基材の厚み範囲を調べたところ、４６５〜５２５μ
ｍと塗布範囲が拡大されたものであった。

（比較例） これに対して、ロールの撓みを利用しない従来例によっ
て、良好な塗布性が得られるカード基材の厚み範囲を調
べたところ、４７５〜５１０μｍと塗布範囲が狭いもの
であった。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明によれば、加圧力の安定性を高め
、装置の小型化を達成し、さらにカード基材の厚みに対
応した加圧力を発生させることができるとともに、特に
塗布の当初は大きな加圧力を発生させるようにすること
により、カード基材の厚みのばらつきに対する塗布許容
範囲を広くして、安定した塗布を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置例の概略図、第２図は案内振り分は
体の斜視図、第３図はグラビアロールによる塗布過程の
状態図、第４図は得られる製品の膜厚不良状態の説明図
、第５図は裏回り状態の説明図、第６図は塗布前のロー
ルの位置関係および態様の正面図、第７図は塗布中のロ
ール位置関係および態様の正面図、第８図（ａｌ〜（Ｃ
）はカードの位置と本発明に係る加圧力調整手段の位置
との関係を示す概要図、第９図は加圧力の計算例の説明
図、第１Ｏ図（ａ）は実施例で用いた加圧力調整手段の
側面図、同（ｂ）はその正面図、第１１図および第１２
図は他の加圧力調整手段の側面図、第１３図は塗布液バ
ットにおける泡防止手段を示す斜視図である。 ２ａ・・・流下孔　３・・・カード　４・・・案内振り
分は体６Ａ、６Ｂ・・・押し込みロール　７・・・塗布
装置、８・・・搬送コンベア　−９・・・紫外線照射装
置、　　１０・・・ストッカー、７２・・・グラビアロ
ール、７３・・・バックロール、７３Ａ・・・ロール軸
、７３ａ・・・切欠面、８０．８１・・・軸受、９１・
・・支え回転体、９１ａ・・・接触面部。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 （α） （ｂ） （Ｃ） 第 図 ｊｉｔ−主圧力 モ旧Ａｂｄ　＞　＝　ＨＡα♂ 第１Ｑ 図 （ｂ） 第 図 第 図 第１３ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カード基材をグラビアロールとこれと対向する金
   属製バックロールとの間を通す過程で、グラビアロール
   表面の塗布液を前記カード基材表面に塗布するとともに
   、前記グラビアロールおよびバックロールの少なくとも
   一方の軸が撓む構成とし、かつ撓む軸をもった少なくと
   も一方のロール軸の断面積を周方向に関して異ならせ、
   塗布の前にグラビアロールとバックロールとのギャップ
   をカード基材の厚みより狭くし、塗布の際に前記ギャッ
   プ内にカード基材が進入したとき、その反作用として軸
   の撓みによりカード基材に対する加圧力を発生させるこ
   とを特徴とするカード類への塗布方法。
2. （２）カード基材をグラビアロールとこれと対向する金
   属製バックロールとの間を通す過程で、グラビアロール
   表面の塗布液を前記カード基材表面に塗布するとともに
   、前記グラビアロールおよびバックロールの少なくとも
   一方の軸が撓む構成とし、塗布の前にグラビアロールと
   バックロールとのギャップをカード基材の厚みより狭く
   し、塗布の際に前記ギャップ内にカード基材が進入した
   とき、その反作用として軸の撓みによりカード基材に対
   する加圧力を発生させるようになし、さらに前記撓む軸
   をもった少なくとも一方のロールに対して回転方向に関
   して撓み量を少なくするまたは撓みを防止する手段を設
   けることを特徴とするカード類への塗布方法。