JPS584589B2 - 塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続走行する帯状支持体（以下、「ウエブ」と
いう。

）に塗布液を塗布する方法に関するものであり、更に詳
細には改良されたバー塗布法に関するものである。

従来より連続走行しているウエブに塗布液を塗布する方
法としては、各種の方法が提案されて来た。

一般に塗布工程は、ウエブに塗布液を転移せしめる部分
（以下、「アプリケーション系」という。

）とウエブに転移された塗布液を所望の塗布量に計量す
る部分（以下、「計量系」という。

）とに分けて考えられるため、塗布方法はアプリケーシ
ョン系、計量系の相違により分類されていた。

アプリケーション系の相違に基いて、ローラ塗布法、デ
イツプ塗布法、ファウンテン塗布法等、計量系の相違に
基いて、エアーナイフ塗布法、ブレード塗布法、バー塗
布法等が知られていた。

またアプリケーションと計量とを同一の部分で担当する
ものとして、エクストルージョン塗布法、ビート塗布法
、カーテン塗布法が知られていた。

これらの塗布法のうち、バー塗布法は過剰の塗布液をウ
エブに転移させたのち、静止もしくはウエブと逆方向に
これより遅い周速度で回転しているバーにより過剰の塗
布液を掻き落とし、所望の塗布量とするものであり、簡
単な装置、操作により高速で薄層な塗布が実現しうると
いう特徴を有するため、広く用いられていた。

バー塗布法におけるアプリケーション系としては、任意
の方法を用いることが出来るが、簡易性という特色を活
かすため、ローラ塗布法、とくにキス塗布法が最も一般
的に用いられていた。

第１図はアブリケーション系としてキス塗布法を用いた
場合のバー塗布装置の概略図である。

第１図において、ロール１はその回転により塗布液パン
２中の塗布液３をピックアップし、連続走行しているウ
エブ４に転移、塗布して塗膜５を形成し、しかる後にこ
の塗膜５が未乾、未固化状態にあるうちに、バー６が接
触せしめられ、過剰の塗布液３が掻き落され、所望の塗
布量に計量される。

ここにバー６としては、一定の径を有するワイヤーをロ
ッドの表面に密に巻きつけたもの（以下、「ワイヤーバ
ー」という。

）或いは、ロンド自身の表面に一定の幅、深さを有する
溝を一定ピッチで設けたもの（以下、「溝切りバー」と
いう。

）が用いられる。またバー６は静止させて用いたり、或
いは間けつ的に回転させたり、或いはウエブ４と逆方向
にこれより遅い周速度で回転させたりするのが通常であ
った。

また塗布量はワイヤーバーのワイヤー径、溝切りバーの
溝の幅、深さ、ピッチ等を適宜選択することにより容易
に正確にコントロールすることが出来る。

しかしながら、従来のバー塗布法においては、アプリケ
ーションの際に生じた塗膜面の欠陥が、バー６による計
量後にも欠陥として残る場合がしばしばみとめられた。

アプリケーション系として最も一般的なキス塗布法の場
合には、塗布液パン＝２内の塗布液の流動状態に起因す
ると考えられるロール１表面上での液膜厚の不均一に基
く塗布スジが生じ、バー６による計量によっても十分に
かかる欠陥を解消しえないことがしばしばあった。

これらの表面欠陥が生じるのを防止するため、ロール１
に隣接して計量、平滑作用を有するメタリングロールを
追加的に設置したり、或いはより精密なアプリケーショ
ン法を用いることが考えられるが、かかる対策はそれ自
身、簡易性というバー塗布法の最大の利点を減殺するこ
ととなり、好ましいものではなかった。

また従来のバー塗布法は、アプリケーション系と計量系
とが完全に独立しているため、塗布に際して、それぞれ
個別に条件を設定する必要があり繁雑であるばかりでな
く、多大なスペースを要し、空間利用が不経済であると
いう欠陥を有していた。

本発明の目的は従来のバー塗布法におけるかような欠陥
を解消し、表面性のすぐれた塗膜を形成しうる改良され
たバー塗布法を提供することにある。

本発明の他の目的は、操作が容易であり、かつ多大なス
ペースを要しないバー塗布法を提供することにある。

本発明のかかる目的は、支持部材により支持され、かつ
ウエブと接触しつつ．、該ウエブと同方向に回転してい
るバーの前記ウエブとの接触部の直前に液だまりを形成
するように塗布液を供給し該バーにより前記ウエブに塗
布液を塗布することによって達成される。

以下、添付図面に基き、本発明の実施態様について詳細
に説明する。

第２図は本発明の実施態様を示すバー塗布装置の概略図
である。

第２図において、６はワイヤーバー又は溝切りバーで、
連続的に走行せしめられているウエブ４と同方向に回転
せしめられている。

７はバー支持部材でバー６の全長にわたり設けられ、バ
ー６にたわみが生ずるのを防止すると共にバー６へ塗布
液３を供給する給液器としての機能を備えている。

すなわち塗布液３はバー支持部材７に設けられた給液口
８より堰部材９との間に形成された給液案内溝１０内に
供給され、回転するバーによってピックアップされウエ
ブ４に塗布されるが、この際、ウエブ４とバー６との接
触部において塗布液３の計量がおこなわれて所望の塗布
量のみがウエブ４に塗布され、他は流下して新たに供給
された塗布液３と共に液だまり１１が形成される。

したがって定常状態においては、塗布液３は液だまり１
１を介してウエブ４に塗布されることになる。

このように液だまり１１よりウエブ４へ塗布液３を塗布
すると、驚くべきことに塗膜の表面性が従来に比し向上
することが認められた。

しかも塗布液をウエブに転移、塗布する機能と所望の塗
布液量に計量するという機能とをバー６が併わせ持って
いるため、装置全体がコンパクトになり、スペースを有
効に利用しうるだけでなく、各種条件の設定や操作も容
易となった。

定常状態において液だまり１１を形成し、しかもこれを
維持してゆくためには、バー６によりピックアップされ
る塗布液量Ｑ１がウエブ４に塗布される塗布液量Ｑ２と
等しいか或いはこれより大であることが要求される。

一般にＱ１＞Ｑ２であれば、液だまり１１への塗布液３
のインプットがアウトプットより犬となるから、液だま
り１１の大きさを一定に保つ場合は、この過剰の塗布液
が液だまり１１外へ流出することになる。

すなわち、バー６により掻き落された過剰の塗布液３の
一部は堰部材９を越えてあふれ、堰部材９の外側面に沿
って流下する。

こうしてあふれ、流下した塗布液３は回収され、再び塗
布液３として再使用されることになる。

このように液だまり１１を形成せしめて塗布することに
より、表面性のすぐれた塗膜を得るためには、液だまり
１１の大きさが一定の範囲に維持されることが必要であ
る。

しかるに、この液だまり１１の大きさは各条件により適
切な値を異にするから、実際には実験によって決定すべ
きである。

本発明は以上の実施態様に限定されることなく、種々の
変更が可能であることは言うまでもない。

たとえば、前記実施態様において、塗布液３をバー６の
側部に向けて供給しているが、必ずしもかような供給方
法に限らず、バー６の直下に給液口を設けても良い。

またバー６の回転があまり大きくなると、塗布液３の種
類によっては、バー６とバー支持部材７の間に泡が発生
し、その泡がバー６の表面に付着して、塗膜面に泡を転
写したり、或いはバー６とウエブ４の下流側接触部近傍
に泡が停留してスジを発生したりすることが認められる
。

この泡はバー６とバー支持部材７間に存在する空気がバ
ー６の回転により巻き込まれて発生するものと考えられ
るので、これを防止するために、第３図の如く、下流側
においても、バー６に向けて塗布液３を供給し、堰部材
９ｂよりオーバーフローさせて、泡防止用液だまり１２
を形成して、空気が上流側へ巻き込まれないようにする
ことも出来る。

また、塗布液３を循環することなく塗布をおこなうこと
、すなわち、Ｑ１＝Ｑ２となるように操作することも、
従来より公知の方法で塗布液３の液面レベルを一定に保
つことによって容易に実現することが出来る。

第４図はかかる操作の一例を示すもので、ストツクタン
ク１３より給液口８へ至る配管部１４において、浮子室
１５を設け、この中に浮子１６を入れ、液面レベルがあ
る一定レベルを越えた場合にはストックタンク１３より
の塗布液３の供給が中断され、一方ある一定レベルより
下がったときには浮子室１５への塗布液３の供給が再開
されるようになっている。

本発明において、使用される量布液はとくに限定される
ものではなく、高分子化合物の水又は有機溶媒液、顔料
水分散液、コロイド溶液等が利用しうる。

また塗布液の物性もとくに限定されるものではないが、
粘度は低い方が適しており、１００ｃｐ以下、とくに５
０ｃｐ以下の塗布液が適している。

表面張力も特に限定されないが、５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以
下でとくに好ましい結果が得られる。

また本発明に使用されるウエブとしては、紙、プラスチ
ックフイルム、レジンコーテイツド紙、合成紙等が包含
される。

プラスチックフイルムの材質は、たとえば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフイン、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のビニル重合体、
６，６−ナイロン、６−ナイロン等のポリアミド、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート等のポリエステル、ポリカーポネート、セルロ
ーストリアセテート、セルロースダイアセテート等のセ
ルロースアセテート等が使用される。

またレジンコーテイツド紙に用いる樹脂としては、ポリ
エチレンをはじめとするポリオレフインが代表的である
が、必ずしもこれに限定されない。

ウエブの厚みも特に限定されないが、００１ｍｍ〜１．
０ｍｍ程度のものが取扱い、汎用性より見て有利である
。

本発明において使世されるバーは、ワイヤーバー、溝切
りバーを包含する。

本発明においてワイヤーバーを使用する場合、適切なバ
ーの径は６ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは６ｍｍ〜１５ｍ
ｍである。

これより径を大とすると、塗膜に縦スジが発生しやすく
好ましくない。

またこれより径が小の場合には、製作上において困難を
生じてしまう６ワイヤーの径は０、０７〜１、０ｍｍ、
好ましくは０．０７，〜０．４ｍｍが適当である。

これより大きいときは塗布量が多くなり過ぎ、高速薄層
塗布に有効なバー塗布法の使用法として適切ではなく、
またこれより小さいときはワイヤーを巻いてワイヤーバ
ーを製作することが困難になると共に強度的にも問題が
出てくる。

ワイヤーの材質としては金属が用いられるが、耐蝕性、
耐摩耗性、強度等の観点からステンレス鋼が最も適して
いる。

このワイヤーには更に耐摩耗性を向上させるため、表面
にメッキを施すことも出来る。

とくにハードクロムメッキが適している。

また本発明において溝切りバーを使用する場合、溝のピ
ッチは０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３
ｍｍが適当であり、断面形状としては正弦曲線に近似し
たものがとくに適している。

しかしながら、必ずしもかような断面形状に限定される
ことなく、他の断面形状のものも使用することが出来る
。

一般に溝切りバーとワイヤーバーとは一定の対応関係が
あり、それぞれ断面における凸部の頂を結んだ線より下
方にある空間の単位長さ当りの面積（第５図ａ，ｂ参照
）が等しい場合に、同一条件下における同一塗布量の塗
布に適しているとされている。

したがってかような対応関係に基き、ワイヤーバーにお
ける知見より適切な溝切りバーを選択することが出来る
。

バーの材質としては、耐蝕性、強度の面より金属が好ま
しく、とくにステンレス鋼が適している。

また溝切りバーの材質としては、耐蝕性、強度、耐摩耗
性の面より金属とくにステンレス鋼が適している。

バー支持部材はバーが高速で回転するため、バー（ワイ
ヤーバーにあってはワイヤー）との間の摩擦抵抗が小さ
い材質のものが選択されなければならなし）。

本発明に好ましく用いられるバー支持部材の材質として
は、たとえば、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ
エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等を挙げることが出莱
、これらのうちでもテフロン（米国ＤｕＰｏｎｔ社晶品
名）の名で知られるポリテトラフルオルエチレン、デル
リン（米国ＤｕＰｏｒ＞ｔ社商品名）の名で知られるポ
リアセタール樹脂が摩擦係数、強度の点でとくに好適で
ある。

更に、これらのプラスチック材料にグラスファイバー、
グラファイト、二硫化モリブデン等の充填剤を添加した
ものも用いることが出来る。

更には、バー支持部材整釡属材料で製作した後、その表
面に前述の如きブラスチック材料をコーティングしたり
、貼りつけたりして、バーとの間の摩擦係数を小さくさ
せてもよい。

或いは、各種金属材料に前述の如きプラスチック材料を
含浸させたもの、たとえば、アルミニウムにポリテトラ
フル，オルエチレンを含浸させせたものをバー支持部材
に用いることも出来る。

本発明において、適当な液だまりの大きさは各条件によ
り適当な大きさを異にするが、これは塗布液の粘度等の
物性、バーの構造と回転速度、ウエブの走行速度等によ
り変化するので、液だまりの大きさ自身を規定すること
はさしたる意義はなく、むしろコントロールし得るこれ
らのパラメーターをいかに選ぶかを検討するのが現実的
である。

これらの条件をいかに選択すべきかは、複数のパラメー
タが複雑にからみ合っているため、結局のところ実験に
より決定すべきであるが、一般的に述べると、バーの回
転周速度■ｂとウエブの走行速度Ｖｗの比には制限があ
り、好ましい結果を与える■ｂ／Ｖｗの最小値は、塗布
液の粘度が大なる程、ワイヤーの径（溝切りバーではこ
れに対応する溝のピッチ又は深さ、幅）が小なる程、ま
た塗布速度すなわちウエブの走行速度へか大なる程、小
さくなることが認められている。

しかしながら、ｖｂがあまり大きくなると、バーが摩耗
しやすく、空気を巻き込みやすくなるので、Ｖｂは出来
るだけ小さいことが望ましい。

また写真感光材料の如くスリ傷がとくに問題となる分野
での塗布では、バーとウエブとの間に相対速度がない条
件、すなわちＶｂ／ｖＷがほぼ１であるように条件を設
定することが望ましい。

本発明によれば、表面性のすぐれた塗膜を容易に形成す
ることが出来ると共に、塗布部分と計量部分とを一体化
したため、スペースが節約され、また操作も容易となる
という新規な効果が得られる。

以下、本発明の効果を一層明瞭ならしめるため、実施例
をあげる。

実施例 １ 厚さ１８０μ、幅３８０ｍｍのポリエチレンテレフタレ
ートフイルムの表面に第１表に示す組成及び物性を有す
る塗布液を、第２図に示すワイヤーバー塗布装置を用い
、塗布速度を２０，４０，６０８０，１００ｍ／ｍｉｎ
と変化させて８ｃｃ／ｍ２の塗布量で塗布した。

ここに、ワイヤーバー、ワイヤーとしてはステンレスを
使用し、その径はそれぞれ１２．７ｍｍ、０．１ｍｍと
して、塗布速度と等しい周速度で回転せしめた。

またバー支持部材はポリテトラフルオルエチレンを用い
た。

こうして得られた塗膜面を検査したところ、いずれの場
合も面質は良好であった。

実施例 ２ 厚さ１００μ、幅１０００ｍｍのポリエチレンテレフタ
レートフイルムの表面に第２表に示す組成及び物性を有
する塗布液を、第３図に示すワイヤーバー塗布装置を用
い、塗布速度を２０ ， ４０ ，６０ ，８０ ，１
００ｍ／ｍｉｎと変化させて１２ｃｃ／ｍ２の塗布量で
塗布した。

ここにワイヤーバー、ワイヤーとしてはステンレスを使
用し、その径はそれぞれ６ｍｍ、０．１５ｍｍとして、
塗布速度の２０％、５０％、１００％の周速度で回転せ
しめた。

またバー支持部材としては、ポリテトラフルオルエチレ
ンを用いた。

こうして塗布された塗膜面を検査したところ、いずれの
場合も面質は良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバー塗布装置の概略図である。 また第２図及び第３図は本発明の実施態様を示すバー塗
布装置の概略図である。 第４図は本発明の実施態様における液面レベル調整装置
の概略図である。 第５図ａ，ｂはそれぞれワイヤーバー、溝切りバーの略
断面図である。 １……アプリケーターロール、２……塗布液パン、３…
…塗布液、４……ウエブ、５……塗膜、６……バー、７
……バー支持部材、８……給液口、９……堰部材、１０
……給液案内溝、１１……液だまり、１２……泡防止用
液だまり、１３……ストックタンク、１４……配管部、
１５……浮子室、１６……浮子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続走行しているウエブにバーを用いて塗布液を塗
   布する方法において、支持部材に支持され、かつウエブ
   に接触しつつ該ウエブと同方向に、毎分４メートル以上
   の線速度で回転するバーの前記ウエブとの接触部の直前
   において液だまりが形成されるように塗布液を供給し、
   該バーにより前記ウエブに塗布液を塗布することを特徴
   とする塗布方法。