JPH06277607A

JPH06277607A - 塗膜形成方法及びその装置

Info

Publication number: JPH06277607A
Application number: JP7003993A
Authority: JP
Inventors: Akio Josa; 陽生帖佐
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】塗膜内の残留溶媒の増加を抑えながら、基材上
に凹凸や表面皺の少ない均一な光沢のある塗膜表面を形
成することにある。【構成】基材上に樹脂液を塗布する塗布工程と、塗布し
た基材上の樹脂液を乾燥する乾燥工程とを経て基材上に
樹脂塗膜を形成する塗膜形成方法において、基材上に樹
脂液を塗布する塗布工程と、塗布した基材上の樹脂液を
送風操作と加熱操作をしながら初期乾燥操作と中期乾燥
操作と後期乾燥操作とに分けて乾燥する乾燥工程とを含
み、中期乾燥操作での送風操作における乾燥風量を抑え
て乾燥することにより凹凸のない塗膜表面を得るように
した塗膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙、プラスチック、金
属、木材等の基材に、溶媒を含む樹脂塗布液を塗布、乾
燥して塗膜を得るための塗膜形成方法及び塗膜形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】基材上に塗布される樹脂、色材、溶媒等
からなる樹脂塗布液、印刷インキ、ラッカー、ニス等の
塗布液の乾燥においては、熱風乾燥が広く利用されてい
る。

【０００３】この方式は、基材に塗布液を塗布した後
に、熱風を吹き付けることによって加熱乾燥させるもの
であり、塗布面を加熱することによって、できるがぎり
短時間で乾燥させようとするものである。

【０００４】また、この方法は、例えば、浸透性のある
基材（例えば、紙、木材等）の場合は、塗布液が材質内
に浸透してしまわないうちに、溶媒分をできるだけ速く
揮散させて乾燥することができ、光沢や艶を出す場合に
有効であり、また、比較的浸透性のないプラスチックや
全く浸透性のない金属等の場合には、乾燥に要する時間
を短縮でき、能率的な乾燥操作として有効である。

【０００５】その他の乾燥方法としては、電熱ヒーター
による加熱、渦電流による基材の発熱を利用した方法が
一般的であるが、塗布液が可燃性である場合は、発火の
危険性から電熱ヒーターは使用できず、また、基材が非
金属の場合は、渦電流による乾燥方式は利用できない。
その結果、基材上に塗布された塗布液の乾燥方法として
は、上記の熱風乾燥方式が広く利用されているものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記熱風乾燥は、塗膜
形成における乾燥方法としては一般的であるが、熱風を
利用することによる障害もある。

【０００７】塗布液は、一般に樹脂や色材等の固形分と
しての溶質と溶媒との液状混合物であるが、特に基材上
に塗布された比較的粘性を帯びた塗布液は、熱風による
加熱乾燥によって塗布液内部に生じる加熱対流が、粘度
があるが故に円滑に行かず、そのため乾燥むらを生じて
乾燥後の塗膜表面に凹凸ができ易く、また、熱風乾燥が
強過ぎた場合には、塗布液表面のみが内部より速く乾燥
して、塗膜表面に縮緬状の表面皺が発生し易い。

【０００８】塗膜表面の凹凸の大きい物では柚肌と称さ
れる現象が発生し、小さい物では光の乱反射による光沢
度の劣化の原因となる。

【０００９】また、塗布液の表面に熱風により発生する
風紋が塗膜にむらを発生させる場合があり、また、不適
当な風速で熱風を塗布液面に吹き付けると、さざ波状の
凹凸が発生する。

【００１０】塗膜表面の凹凸は乾燥の強度を弱めれば軽
減できるが、軽減の方法を誤れば、乾燥終了した塗膜内
部における残留溶媒の増加を引き起こす結果となり、乾
燥不良、ブロッキング等の障害の原因となる。

【００１１】本発明は、塗膜内の残留溶媒の増加を抑え
ながら、塗膜表面の凹凸の少ない均一な表面の塗膜を形
成することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材上に樹脂
液を塗布する塗布工程と、塗布した基材上の樹脂液を乾
燥する乾燥工程とを経て基材上に樹脂塗膜を形成する塗
膜形成方法において、基材上に樹脂液を塗布する塗布工
程と、塗布した基材上の樹脂液を送風操作と加熱操作を
しながら初期乾燥操作と中期乾燥操作と後期乾燥操作と
に分けて乾燥する乾燥工程とを含み、中期乾燥操作での
送風操作における乾燥風量を抑えて乾燥することにより
凹凸のない塗膜表面を得るようにしたことを特徴とする
塗膜形成方法である。

【００１３】また本発明は、前記乾燥工程での加熱操作
において、初期乾燥操作から後期乾燥操作にかけて徐々
に乾燥温度を上昇させて加熱操作する塗膜形成方法であ
る。

【００１４】また、本発明は、基材上の樹脂液を塗布す
る塗布手段と、該塗布手段により塗布した基材上の樹脂
液を乾燥する乾燥手段とを備え、乾燥手段は、送風操作
部と加熱操作部とを有するそれぞれ初期乾燥操作部と中
期乾燥操作部と後期乾燥操作部とを備え、各乾燥操作部
は、互いに独立して乾燥風量及び乾燥温度を調整可能で
あることを特徴とする塗膜形成装置である。

【００１５】

【実施例】本発明の塗膜形成方法を、実施例に従って以
下に詳細に説明すれば、図１は、本発明方法を説明する
工程図であり、まず、塗膜を形成すべき適宜基材を塗布
手段に搬入して、塗布工程を開始する。

【００１６】塗布工程では、ダイ塗布法、ロールコート
法、リバースロールコート法、グラビアコート法、グラ
ビアリバースコート法、キス塗布法、キスリバース法、
カーテン塗布法、ナイフ塗布法等の適宜樹脂コーティン
グ方式、あるいは適宜印刷方式にて、基材上に樹脂液
（溶媒分を含んだ樹脂塗布液、印刷インキ、ニス等）を
塗布する。

【００１７】続いて、樹脂液の塗布された基材を乾燥工
程に搬入して、まず初期乾燥操作段階に搬入して、初期
乾燥操作を行なう。初期乾燥操作は、基材上に塗布され
た樹脂、色材等の固形分としての溶質と溶媒との混合さ
れた樹脂液から、その固形分に影響されずに溶媒分を蒸
発させる段階であり、この段階での乾燥条件としては、
風速は低く抑えて、比較的低温の風を使用するものであ
る。

【００１８】例えば、風速２５ｍ／秒、８０℃の熱風を
４０秒間だけ、基材上の塗布液に吹き付けるものであ
る。この段階では、基材上の塗布液中に熱による対流は
発生するが、表面が固まる程には到達しておらず、表面
の凹凸は定着しない。

【００１９】また、熱風によって基材上の塗布液から溶
媒を盛んに蒸発させるが、ここで急激に風量を増加させ
ないことが適当である。急激に風量を増加させると、局
部的に塗布液表面にのみ乾燥が進行して、所謂皮張りと
称される現象が発生して、塗布液内部の溶媒の蒸発を妨
げ、結果的に残留溶媒の多い乾燥不良の塗膜を形成する
要因となる。

【００２０】したがって、上記初期乾燥操作において
は、風速は低く抑えて、比較的低温の風を使用すること
が必要である。

【００２１】続いて、初期乾燥操作を終了した基材を、
中期乾燥操作段階に搬入して、基材上の塗布液に対して
中期乾燥操作を行なう。中期乾燥操作は、初期乾燥操作
における溶媒の蒸発によって、塗布液の固形分比率が上
昇し、溶媒の蒸発量が徐々に減少する段階であり、基材
上の塗布液表面には、加熱対流による凹凸や、熱風によ
る風紋が定着し始めるため、これを防ぐために、比較的
に中程度の温度（初期乾燥操作時よりも高温）の熱風
を、より低い風速（初期乾燥操作時よりも低い風速）に
て塗布液面に吹き付ける。

【００２２】中期乾燥操作においては、例えば、風速２
１ｍ／秒、１００℃の熱風を４０秒間だけ、基材上の塗
布液に吹き付けるものである。

【００２３】これによって、初期乾燥操作時から継続さ
れている風速（吹き付け操作）による乾燥の進行継続を
抑え気味にして、加熱対流による凹凸、熱風による風紋
の定着を防ぐものである。この段階での熱風制御が、塗
膜表面の仕上がりに大きく影響を与えるものである。

【００２４】この中期乾燥操作における溶媒の蒸発によ
って基材上の塗布液表面は定着し、その溶媒は、樹脂分
や色材の分子網や分子間引力によって留まっているもの
だけが残留溶媒として残る。

【００２５】続いて、中期乾燥操作を終了した基材を、
後期乾燥操作段階に搬入して、基材上の塗布液に対して
後期乾燥操作を行なう。後期乾燥操作は、中期乾燥操作
における溶媒の蒸発によって基材上の塗布液表面は定着
するので、樹脂分や色材の分子網や分子間引力によって
留まっている残留溶媒を、熱風の温度、風速に応じて揮
散させる段階である。

【００２６】この段階では、積極的に、熱風を高温、高
風速に設定して残留溶媒を減少させる操作を行なうもの
であり、後期乾燥操作条件としては、例えば、風速２５
ｍ／秒、温度１２０℃の熱風を、４０秒間吹き付ける。

【００２７】以上のようにして、乾燥工程を経た基材
は、乾燥工程外に搬出されて基材上の塗布液はその表面
に凹凸のない均一な塗膜となって形成される。

【００２８】本発明の塗膜形成方法における乾燥工程に
おいては、熱風の温度は、基材が熱によって溶融や変形
を起こさず、また、塗膜が熱によって劣化したり、脆弱
化したりしない範囲で適宜設定することが可能である。

【００２９】また、熱風の速度は、塗布工程での塗布手
段によって搬送される樹脂液の塗布された基材の搬送に
支障を生じない範囲で適宜設定でき、また、熱風の単位
時間当たりの吐出風量は、基材上の樹脂液の乾燥速度
や、基材上に形成される塗膜の許容残留溶剤量（製造仕
様等によって異なる）等を勘案して適宜設定することが
できる。

【００３０】図２は、本発明方法における乾燥工程の初
期、中期、後期の各乾燥操作段階での熱風乾燥条件を示
すグラフであり、実線が熱風の風速（風速比）、点線が
熱風の温度（温度比）を示す。

【００３１】また、図３は、本発明方法により塗膜を形
成する場合において、基材上に塗布された樹脂液内、及
び塗膜内の含有溶媒量をグラフにしたものであり、横軸
に乾燥工程の初期、中期、後期の乾燥操作段階を示し、
縦軸にその時の溶媒含有量（重量比）を示したものであ
る。

【００３２】次に本発明の塗膜形成装置を、実施例に従
って以下に詳細に説明すれば、図は、本発明装置の概要
側面図であり、塗布手段Ａと、該塗布手段Ａの後段に乾
燥手段Ｂを備え、該塗布手段Ａ、及び乾燥手段Ｂ内に、
塗膜を形成するための基材１（枚葉シート状基材、若し
くはウエブ状長尺基材）を搬入及び搬出する搬送手段Ｃ
とを備える。

【００３３】塗布手段Ａは、ダイ塗布法、ロールコート
法、リバースロールコート法、グラビアコート法、グラ
ビアリバースコート法、キス塗布法、キスリバース法、
カーテン塗布法、ナイフ塗布法等の適宜樹脂コーティン
グ方式、あるいは適宜印刷方式による塗布手段であり、
塗布工程をここで行い、基材１片面、若しくは両面に樹
脂液（塗布液）を塗布操作するものである。

【００３４】乾燥手段Ｂは、塗布工程にて基材１上に塗
布された樹脂液２を乾燥するものであり、初期乾燥操作
部Ｂ₁と、中期乾燥操作部Ｂ₂と、後期乾燥操作部Ｂ₃
とを設けてある。

【００３５】初期乾燥操作部Ｂ₁、中期乾燥操作部
Ｂ₂、後期乾燥操作部Ｂ₃には、それぞれエアーブロア
Ｗ₁、エアーブロアＷ₂、エアーブロアＷ₃と、加熱部
Ｈ₁、加熱部Ｈ₂、加熱部Ｈ₃（ヒーター、ガスバーナ
ーの熱源）とを備え、エアーブロアで発生させたエアー
流体は、加熱部を通って加熱されて、各エアー吐出管３
よりそれぞれの乾燥操作部内に噴出され、基材上の塗布
液面に供給される。

【００３６】それぞれのエアーブロア、加熱部は、適宜
風速、温度に調整可能であり、また基材１への熱風の照
射時間は、搬送手段Ｃによる基材１の搬送速度を調整す
ることによって、各乾燥操作部Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃を基材
１が通過する時間を設定することによって調整できるも
のである。

【００３７】なお、各乾燥操作部Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃内
を、その基材１の搬送方向（矢印）に複数の区画（例え
ば３等分等）に区分することは可能である。

【００３８】以下に本発明の具体的実施例を示す。＜実施例＞評価用の試験試料を次のようにして作成し
た。厚味２５μｍのポリエステルフィルム（ＴＯＲＡＹ
（株）製ルミラーＦ６５）の基材に下記組成物（樹脂
液）を塗布厚３０μｍｗｅｔ（溶媒込みの塗布厚）にな
るように、キスリバース方式にて塗布した。樹脂；ポリビニルブチラール２０重量部（積水化学（株）製エスレックスＢＸ１）色材；カーボンブラック１重量部（コロンビアンカーボン製コンダクテックスＳＣ）レベリング材；シリコーンオイル１重量部溶媒；メチルエチルケトン３９重量部トルエン３９重量部

【００３９】このように塗布して作成した複数の基材試
料を、直ちに、搬送速度３０ｍ／分で、９ゾーン（初期
乾燥操作部３ゾーン、中期乾燥操作部３ゾーン、後期乾
燥操作部３ゾーン）から構成される長さ２０ｍの乾燥手
段内に通して（熱風照射時間約４０秒間）熱風乾燥させ
て、得られた各基材の塗膜試料の表面状態の差（光沢
度、残留溶媒量）を観察した。

【００４０】熱風乾燥条件（熱風温度、熱風速度）は下
記の通りである。〔熱風乾燥条件〕試料初期乾燥操作中期乾燥操作後期乾燥操作Ｎｏ．１温度１００℃ １００℃ １００℃ 風速２５m/sec ２５m/sec ２５m/sec Ｎｏ．２温度８０℃ １００℃ １２０℃ 風速２５m/sec ２５m/sec ２５m/sec Ｎｏ．３温度８０℃ １００℃ １２０℃ 風速２１m/sec ２５m/sec ２５m/sec Ｎｏ．４温度８０℃ １００℃ １２０℃ 風速２５m/sec ２１m/sec ２５m/sec Ｎｏ．５温度８０℃ １００℃ １２０℃ 風速２５m/sec ２５m/sec ２１m/sec

【００４１】熱風乾燥して得られた上記各試料の観察結
果は下記の通りであった。〔試料評価〕試料光沢度（％）残留溶媒量（ｇ／ｍ²）Ｎｏ．１５１０．１５Ｎｏ．２６３０．０９Ｎｏ．３６６０．１２Ｎｏ．４７５０．１０Ｎｏ．５６３０．１６

【００４２】なお、光沢度は反射率％で示し、数値が高
いほど光沢度があることを示す。また残留溶媒量は数値
が低いほど良好であることを示す。

【００４３】上記の評価結果から、上記試料Ｎｏ．１，
２，３，４，５のうち本発明による試料Ｎｏ．４が光沢
度、残留溶媒値ともに良好な結果が得られた。なお、試
料Ｎｏ．１は、初期乾燥操作時での熱風の風速が強過ぎ
たために、基材上に塗布した塗布液表面に皮張り現象が
発生して、結果的に塗膜の残留溶媒量が高めに出たもの
と思われる。また、試料Ｎｏ．２は、残留溶媒量は最も
少ないものの、中期乾燥操作時の熱風の風速が強過ぎた
ために、乾燥途中の塗布液表面に凹凸が発生して、結果
的に塗膜の光沢度が得られなかった。また、試料Ｎｏ．
３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５を比較した場合、中期乾燥操作
の段階での熱風の風速を抑えることが、光沢度の増加、
残留溶媒量の減少にとって効果的である。

【００４４】

【作用】本発明の塗膜形成方法、及び塗膜形成装置は、
乾燥工程において、送風操作と加熱操作をしながら初期
乾燥操作と中期乾燥操作と後期乾燥操作とに分けて基材
上に塗布した塗布液を乾燥し、特に中期乾燥操作での送
風操作における乾燥風量を抑えて乾燥させることによっ
て、凹凸のない光沢のある塗膜表面が得られる。

【００４５】また、乾燥工程での初期乾燥操作から後期
乾燥操作にかけての加熱操作において、徐々に乾燥温度
を上昇させて加熱操作することによって、凹凸のない光
沢のある塗膜表面を得ることができ、また、塗膜内の残
留溶剤分も少なく抑える作用が得られる。

【００４６】

【発明の効果】本発明方法及び装置は、比較的粘性を帯
びた塗布液を基材上に塗布して熱風乾燥により塗膜を得
る場合において、熱風乾燥が強過ぎて塗布液表面のみが
内部より速く乾燥して塗膜表面に凹凸や表面皺が発生す
ることを防止できるとともに、乾燥後の塗膜内部におけ
る残留溶媒量も極力抑えることができ、乾燥不良、ブロ
ッキング等の障害を排除でき、凹凸の少ない均一な塗膜
表面を形成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗膜形成方法を説明する工程図であ
る。

【図２】本発明の塗膜形成方法における乾燥工程での熱
風の風速と温度の関係を示すグラフである。

【図３】本発明の塗膜形成方法における乾燥工程での残
留溶媒量の変化を示すグラフである。

【図４】本発明の塗膜形成装置の概要側面図である。

【符合の説明】

１…基材２…塗布液３…熱風吐出管Ａ…塗布手段Ｂ…乾燥手段Ｂ₁…初期乾燥操作部
Ｂ₂…中期乾燥操作部Ｂ₃…中期乾燥操作部Ｃ…搬送手段Ｈ₁…加熱部Ｈ₂…加熱部Ｈ₃…加熱部Ｗ₁…エアーブロアＷ₂…エアーブロアＷ₃…エア
ーブロア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に樹脂液を塗布する塗布工程と、塗
布した基材上の樹脂液を乾燥する乾燥工程とを経て基材
上に樹脂塗膜を形成する塗膜形成方法において、基材上
に樹脂液を塗布する塗布工程と、塗布した基材上の樹脂
液を送風操作と加熱操作をしながら初期乾燥操作と中期
乾燥操作と後期乾燥操作とに分けて乾燥する乾燥工程と
を含み、中期乾燥操作での送風操作における乾燥風量を
抑えて乾燥することにより凹凸のない塗膜表面を得るよ
うにしたことを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】前記乾燥工程での加熱操作において、初期
乾燥操作から後期乾燥操作にかけて徐々に乾燥温度を上
昇させて加熱操作する請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】基材上の樹脂液を塗布する塗布手段と、該
塗布手段により塗布した基材上の樹脂液を乾燥する乾燥
手段とを備え、乾燥手段は、送風操作部と加熱操作部と
を有するそれぞれ初期乾燥操作部と中期乾燥操作部と後
期乾燥操作部とを備え、各乾燥操作部は、互いに独立し
て乾燥風量及び乾燥温度を調整可能であることを特徴と
する塗膜形成装置。