JPS629381B2 - - Google Patents

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JPS629381B2
JPS629381B2 JP53076341A JP7634178A JPS629381B2 JP S629381 B2 JPS629381 B2 JP S629381B2 JP 53076341 A JP53076341 A JP 53076341A JP 7634178 A JP7634178 A JP 7634178A JP S629381 B2 JPS629381 B2 JP S629381B2
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JP
Japan
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web
applicator roll
roll
coating material
coating
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Application number
JP53076341A
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English (en)
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JPS5441945A (en
Inventor
Furanku Ritsujisu Oburei
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Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of JPS5441945A publication Critical patent/JPS5441945A/ja
Publication of JPS629381B2 publication Critical patent/JPS629381B2/ja
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C9/04—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material to opposite sides of the work

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はウエブにコーテイングする方法及び
装置、特に、リバースロール技法によりウエブの
少くとも一面にコーテイングする方法に関する。 ここで使用するウエブは、ロール又はその他の
供給源から供給され、プロセス処理を受け、さら
に引続いて、ロール形態に巻き取られるか、又は
裁断してシート片となすかもしくはその他の消費
に便利な形態に変換することのできる薄い板状の
いかなるものであつてもよい。代表的なウエブに
は紙及びプラスチツクフイルムがある。 この明細書で使用する「コーテイング」なる用
語は、印刷用インキを含め液状又は流動可能な材
料を制御された方法で移動ウエブの表面に付着せ
しめるプロセスを指し、又、「コーテイング層」
とはそのようなプロセスによつてウエブ表面に付
着された湿潤状態又はさらに乾燥せしめた状態の
コーテイング材料の層を指す。 多年に亘つて、キスロール、すなわち、流動可
能なコーテイング材料を回転するアプリケータ・
ロールへ計量供給し、次いで直接ぬぐいとつて走
行ウエブの表面へ移転せしめる技法によつて、ウ
エブ、特に紙へのコーテイングは成功裡に行なわ
れてきた。又ウエブの走行方向とは逆の方向に回
転するアプリケータ・ロールを用いるリバースロ
ール技法は、コーテイング粘度及びコーテイング
厚の許容度が比較的大きいために広く行われてき
た。 リバースロール技法では、可撓性ドクター刃又
はアプリケータ・ロールと共働するドクターロー
ルのような機械的計量手段によつてアプリケー
タ・ロール表面へ供給するコーテイング材料の量
を制御し、もつて所要量のコーテイング材料をア
プリケータ・ロール表面に載せ、これをウエブ表
面へ付着せしめることが基本である。しかしなが
ら、機械的計量手段、たとえば、ドクター刃の端
縁上にこびりついたコーテイング材料が乾燥して
固いクラストを形成したり、粒子又はその他の汚
染物がドクター装置に蓄積しがちであり、その結
果コーテイング層の均一性が損われ易い。かかる
難点を克服するために、アプリケータ・ロールの
軸と平行に計量手段を往復動せしめることが提案
されたが、ウエブ表面からコーテイング欠陥を取
り除くことはできず、単にウエブ表面におけるコ
ーテイング欠陥の分布がランダムになるにすぎな
い。 ウエブの進行方向に回転し且つアプリケータ・
ロールと共働してアプリケータ・ロールとの間に
ウエブの通過間隙を規定する支持ロール又はバツ
キングロールの弾性表面にウエブを部分的に巻掛
けることは、従来のリバースロールコーテイング
技法の別の基本である。この種の装置において
は、ウエブはアプリケータ・ロール表面と線接触
するにすぎず、完全に均一なコーテイングを達成
するのは困難である。 さらに、アプリケータ・ロールに付着したコー
テイング材料をアプリケータ・ロールによつてぬ
ぐいとつてウエブ表面へ移し、ウエブ上に平滑な
コーテイング層を形成せしめることがリバースロ
ール技法の別の基本である。それ故、アプリケー
タ・ロールは通常走行ウエブの線送度と少なくと
も等しい周速度、好ましくはウエブの線速度を越
える周速度で回転する。走行ウエブの線速度は概
して700フイート／分（3.5ms-1）を越えることは
ない。実際には、拭取比、すなわちウエブの走行
速度に対するアプリケータ・ロールの周速度の比
は、通常１：１ないし３：１の範囲内である。ア
プリケータ・ロールとウエブとの速度差を正
（＋）に保持する必要があるが、この必要は高速
コーテイング技法の出現と共に、均一なコーテイ
ングの達成をますます困難にしている。従つて、
たとえば、ウエブ及びアプリケータ・ロールが振
動する結果生成コーテイング層に横方向の隆起線
又はチヤターマークが現われる。さらに、アプリ
ケータ・ロールの高速回転が必要なためにアプリ
ケータ・ロールを回転可能に装着しているベアリ
ングの摩耗が増大し、その寿命が短縮される。 本発明者らは、上述の欠陥を低減又は消去せし
めたリバースロールコーテイング技法を考案し
た。 本発明は、ウエブの進行方向とは逆の方向に回
転するアプリケータ・ロールの表面に可流動性コ
ーテイング材料を供給しながら、進行ウエブをア
プリケータ・ロールの表面と接触させることによ
つて、ウエブの表面にコーテイングする方法にお
いて、ウエブ表面に移転すべきコーテイング材料
の層をアプリケータ・ロールの表面に平衡厚さ
5.0mm以下となるように載せ、且つウエブ進行速
度に対するアプリケータ・ロールの周速度の比を
0.4：１以下に保持すると共に、コーテイング材
料の動力学粘度とアプリケータ・ロールの周速度
と平衡厚さを次の式を満足するように選ぶことを
特徴とするコーテイング方法を提供する。 ｈ＝ｋη0.5Ｕ0.5 上式において、各記号は次のとおりである。 ｈ：アプリケータ・ロール表面に載せられるコ
ーテイング材料の平衡厚さ（mm） ｋ：0.01ないし100の数値 η：コーテイング材料の動力学粘度（Nsm-2） Ｕ：アプリケータ・ロールの周速度（ms-1） 本発明はさらに、ウエブ進行方向とは逆の方向
に回転可能なアプリケータ・ロール、液状コーテ
イング材料をアプリケータ・ロールへ供給するた
めの溜めおよびウエブを進行させアプリケータ・
ロールの表面と接触せしめる手段を含んでなる、
進行ウエブの表面に液状コーテイング材料を適用
する装置において、アプリケータ・ロール表面と
共働して該表面へコーテイング材料を計量供給す
る手段を用いることなく、巻掛接触中心角５ない
し99゜に亘つてウエブをアプリケータ・ロールの
表面へ巻掛け保持する案内手段を具え、さらに、
ウエブ進行速度の0.4倍以下の周速度を以つてウ
エブ走行方向とは逆の方向にアプリケータ・ロー
ルを回転せしめる手段を具え、以つて、上記のよ
うな計量供給手段を用いることなく、平衡厚さ
5.0mm以下をもつコーテイング材料の均一な層を
上記溜めからアプリケータ・ロール表面へ載せる
ようにしたことを特徴とするコーテイング装置を
提供する。 アプリケータ・ロールは密実なバーの形態であ
つても、又はより好ましくは、内部に冷却水のよ
うな冷媒を循環可能にした中空管であつてもよ
い。アプリケータ・ロールは軟鋼から形成し、そ
の表面はできるだけ平滑にして、ウエブ上に均一
なコーテイング層が形成されるようにする。アプ
リケータ・ロールの表面はクロムメツキされ適度
な平滑度になるまで研磨することが好ましい。表
面平滑度は、たとえば英国標準1134（1972）に基
づく算術平均偏差Ra（一般に中心線平均表面粗
面度と呼ばれる）が0.2ないし0.05μｍ（８ない
し２マイクロインチ）、好ましくは約0.1μｍ（４
マイクロインチ）となるようにする。 実際に、アプリケータ・ロールはその回転軸が
ウエブ走行方向と実質的に垂直且つウエブ走行面
と平行になるように配置するが、所望ならば、所
要コーテイング均一度においてウエブに対するロ
ールの相対位置を変えてもよい。ロールの軸長
は、ウエブの全面にコーテイング層が形成される
ようにロールがウエブの両側端縁を越えて突出す
るようにすることが好ましい。又、たとえば、約
48インチ（1.2ｍ）の広幅ウエブを処理する場合
には、所望ならば、ロールのかたさを維持するた
めにロールの両端間にロール表面と共働する準円
筒状のシエルベアリングのような中間支持部材を
少なくとも一つ設置する。この支持部材の表面
は、好ましくは、自己潤滑性を持つフルオン
（Fluon、ポリテトラフルオロエチレン、インペ
リアル・ケミカル・インダストリイズ社登録商標
名）のような材料で構成する。 ドクター刃又はその他のアプリケータ・ロール
と共働する機械的計量手段を用いない場合、所要
量のコーテイング材料のウエブ表面への連続的移
動は、とりわけ、コーテイング材料の粘度特性及
びアプリケータ組体の幾何学的特性に依存する。
従来のリバースロールコーテイング装置に用いら
れるアプリケータ・ロールに比べて比較的小径の
アプリケータ・ロールを用いることによつて特に
満足すべきコーテイング性が認められた。それ
故、適当なアプリケータ・ロールの直径は25ない
し102mmの範囲、好ましくは約50mmである。 アプリケータ・ロールは走行ウエブの進行方向
とは逆な方向に回転する。このアプリケータ・ロ
ールの周速度を走行ウエブの線速度よりかなり低
い値に調整することによつて、アプリケータ・ロ
ールが適当な供給源から、ウエブ表面に所望厚さ
のコーテイング層を形成するのに必要なコーテイ
ング材料の量のみを巻き上げることが可能にな
る。それ故、アプリケータ・ロールと共働する、
独立した計量供給ロール又はドクター刃は不要で
ある。 ウエブとアプリケータ・ロールとの速度差が大
きいので、回転するアプリケータ・ロールのウエ
ブとの接触領域に載せられたコーテイング材料の
実質的全量はウエブ表面に移行し、ウエブ表面に
広がつて所望厚さの均一なコーテイング層を形成
する。従つて、ウエブのコーテイング面と共働す
る追加の機械的計量供給手段を設ける必要がな
い。実際に、アプリケータ・ロールの周速度はウ
エブの線速度の0.001ないし0.4倍の範囲内とする
のがよい。もつとも速度差はかなり大きいことが
望ましく、ウエブ走行速度に対するロールの周速
度の比は0.01：１ないし0.3：１、好ましくは
0.015：１ないし0.15：１、より好ましくは0.02：
１ないし0.05：１の範囲とする。たとえば、1500
フイート／分（7.6メートル／秒）の速度で走行
するポリオレフインウエブに対しては、50フイー
ト／分（0.25メートル／秒、すなわち、ロール対
ウエブ速度比＝約0.033：１）の周速度で反対方
向に回転するアプリケータ・ロールを用いるのが
好ましい。望ましくは、アプリケータ・ロールの
周速度は１ないし500フイート／分（0.005ないし
2.5メートル／秒）の範囲、好ましくは10ないし
150フイート／分（0.05ないし0.76メートル／
秒）の範囲である。 アプリケータ・ロールを適当な周速度で回転せ
しめるには常用される駆動手段を用いればよい。
たとえば、電動機のような１次駆動体に連結され
たプーリ装置エンドレスベルト機構を用いれば、
複雑なギアー機構を用いることなくアプリケー
タ・ロールを円滑に且つ可変速度をもつて駆動す
ることが可能になる。 アプリケータ・ロールと共働する機械的計量供
給手段を用いることなく作動する本発明のコーテ
イング系において、ロール表面のウエブと接新す
る領域に正確な量のコーテイング材料を載せ、ひ
いてはウエブ表面に所望厚さのコーテイング層を
移動形成できるか否かは、アプリケータ・ロール
の周速度とコーテイング材料の粘度特性との間の
関係が適切であるか否かにとりわけ依存する。ア
プリケータ・ロールの周速度は次の関係式を満足
するように制御されるべきである。 ｈ＝ｋη0.5Ｕ0.5 上記関係式における各記号はすでに説明した通
りである。 もちろん、ウエブ上に付着形成される湿潤コー
テイング層の厚さは、ロールとウエブとの速度比
に比例してアプリケータ・ロール表面に載せられ
たコーテイング材料の平衡厚さｈに比べて低くな
る。 アプリケータ・ロールによつて適当な供給源又
は溜めから巻き上げられたコーテイング材料はロ
ール表面上を接合点、すなわち、コーテイングさ
れたウエブが逆回転するロールから離れる点まで
運ばれる。この接合点において、ウエブ及びロー
ル両者との接触によつて支持されたコーテイング
材料の明瞭なウエツジ又は「ビード」（bead）が
形成される。ロールの回転にともない、ウエブへ
向かつて移動するコーテイング材料はロール表面
上に該ロール表面のみによつて支持されたコーテ
イング材料の層を形成するが、この層の厚さは、
表面張力及びロールと相互に作用しあう慣性力の
作用を受けて移動するコーテイング材料の容量と
重力の作用を受けてロール表面から流れるコーテ
イング材料の容量との間の平衡関係に依存する。
本明細書において、ロール表面に載せられたコー
テイング材料の「平衡厚さ」ｈと呼ぶのは、コー
テイング材料がビードに至る直前において、アプ
リケータ・ロールの回転軸から放射方向において
測定したコーテイング材料の厚さである。この層
厚ｈは5.0mm以下、好ましは0.025ないし0.5mmの範
囲にあるべきである。この厚さは慣用される技
法、たとえば、走査検微鏡を用いてアプリケー
タ・ロール軸へ向かう放射方向に向け、順次ロー
ル表面及びその上に載せられたコーテイング層の
該表面に焦点を合わせることによつて測定するこ
とができる。あるいは、ウエブ表面に形成された
乾燥コーテイング層の厚さを測定して、その測定
結果並びにコーテイング材料の固形分含有量及び
密度並びにウエブとアプリケータ・ロールの相対
速度から、ロール表面に載せられたコーテイング
材料の全量がウエブ上へ流延するものとして、単
純な計算によつて求めてもよい。 前述の関係式におけるｋの値は0.01ないし
100、好ましくは0.1ないし50である。概して、ｋ
は0.25ないし25、より好ましくは0.5ないし10の
範囲に保持するのが有利である。特に望ましいｋ
の値は3.7である。 コーテイング材料の動力学粘度は広範囲に亘つ
て、たとえば、20℃において測定して１センチポ
イズ（水と同一粘度）ないし約50000センチポイ
ズ、すなわち、約0.001ないし50Nsm-2の範囲で
変わりうるが、本発明のような低アプリケータ・
ウエブ速度比をもつてコーテイングを行う方法で
は、比較的低粘度、たとえば0.001ないし
1.0Nsm-2とくに0.001ないし0.1Nsm-2の範囲のコ
ーテイング材料を用いるのが有利である。特に望
ましい動力学粘度範囲は20℃において0.0015ない
し0.06Nsm-2である。 アプリケータ・ロールに供給されるウエブに、
たとえばひだがあつたり、ウエブの平坦度が劣つ
ていることに原因してうねのあるコーテイング層
が形成されたり又は均一でないコーテイング層が
形成されるのを避けるために、コーテイング操作
の間ウエブとアプリケータ・ロールとが単純な線
接触することを避けた方がよい。好ましくは、ア
プリケータ・ロールの或る弧長に亘つてウエブを
ロールと共働せしめ、ウエブをロール表面に均一
に広げる。巻掛け接触中心角、すなわち、ウエブ
と連動するロール表面の弧に対するロール回転軸
の角度を少なくとも５度とするのが適当であり、
そして、この中心角は付着形成するコーテイング
層の品質に応じて増大せしめることができる。実
際に、巻掛接触中心角の最大値はコーテイング系
の幾何学的特性によつて決まるが、たいてい90度
以下となろう。好ましい巻掛接触中心角は８ない
し45度である。 従来のリバースロールコーテイング技法におい
ては、アプリケータ・ロールと共働する弾性表面
を有するバツキングロールにウエブを部分的に巻
き付けて、アプリケータ・ロールとバツキングロ
ールとの間にウエブとその上に付着したコーテイ
ング層との合計厚に相当する間隔を保持せしめ、
このロール間隙にウエブを走行せしめている。従
つてウエブと同一方向に同一速度で回転するバツ
キングロールとこれとは逆方向に回転するアプリ
ケータ・ロールとの間に速度差がある結果、その
ロール間隙においてウエブに損傷を与える惧れが
大きい。本発明はバツキングロールを用いること
なくリバースロールコーテイングを行なうもので
ある。しかしながら、バツキングロールの欠如に
原因してウエブが振動するのを阻止するために、
アプリケータ・ロールの下流位置に配設したウエ
ブ安定化手段とウエブとを連動せしめることによ
つてウエブ走行路を安定せしめることが望まし
い。このウエブ安定化手段は、ウエブの幅を横切
る方向に伸びウエブのアプリケータ・ロールとの
接触側とは反対の面と共働する。たとえば、適当
に表面を研磨したアルミニウムでできた比較的固
い部材で構成する。この部材は、アプリケータ・
ロールの付近におけるウエブの振動を許容可能な
程度に低減するために、ウエブがアプリケータ・
ロールと接触を断つ点の下流であつて且つアプリ
ケータ・ロールに充分近接した位置においてウエ
ブと連動する。安定化部材は静止したロツドもし
くはバーであつてもよく、又は好ましくは、ウエ
ブの走行方向に回転可能なロールであつてもよ
い。この安定化ロールの直径はアプリケータ・ロ
ールの直径より大きいことが望ましく、安定化ロ
ールのアプリケータ・ロールに対する直径の比は
好ましくは1.01：１ないし４：１の範囲である。 アプリケータ・ローラからウエブへコーテイン
グ材料を移動せしめることにより形成されたコー
テイング層付ウエブは常用される処理を施すこと
ができる。従つて、所望ならば、たとえば少なく
とも１つの研磨ロツドもしくはバー、又はより好
ましくは、その少なくとも１部がウエブ走行とは
逆方向に回転する多数の平滑化ロールからなる部
材をコーテイング面に接触せしめることによつて
コーテイング層を平滑にすることができる。代表
的な平滑化ロールはクロムメツキし且つ平面研磨
せる軟鋼でできている。 本発明に従つて形成されたコーテイング層は、
所望ならば常用の方法、たとえば、コーテイング
層付ウエブを適当な温度に保持された空気炉中へ
通すことによつて乾燥することができる。コーテ
イングしたウエブが加熱空気流に浮くようにした
フロート炉は特に好ましい。 本発明に従つてウエブにコーテイングを施す速
度はウエブ材料の種類及び形成するコーテイング
層の厚さを含めいくつかの要因に依存して決ま
る。しかしながら、重合体フイルム類は比較的高
い線速度、たとえば、1200ないし2000フイート／
分（６ないし10メートル／秒）程度の速度、すな
わち従来のリバースロールコーテイング技法に見
られる速度よりかなり速い速度でコーテイングす
るのが適当であることが判明した。 本発明方法は単一ウエブ表面にコーテイングを
施すのに使用でき、又、所望ならば、ウエブの両
外表面のそれぞれにコーテイング材料を順次適用
するのに利用することもできる。後者の場合、順
次配置したコーテイング装置の後に、それぞれの
コーテイング表面と接触する円滑化部材を備えた
単一の円滑化装置を配置してもよく、さらに所望
ならば、単一の乾燥炉を配置してウエブの両コー
テイング面を同時に乾燥してもよい。 本発明の技法は種々の液状コーテイング材料の
適用に採用できるが、特にヒートシール可能なコ
ーテイング材料をウエブ表面に適用するのに有利
である。ことに、英国特許1134876又は英国特許
1174328に記載されるようなインター縮重合せる
樹脂からなるプライマー材料であらかじめ表面処
理した重合体ウエブにヒートシール可能なコーテ
イング材料を適用するのに適している。 ヒートシール可能な可流動性重合体コーテイン
グ材料としては塩化ビニリデンとアクリロニトリ
ルとの共重合体が適当である。なぜならばこの材
料から得られるコーテイング層はかたく、良好な
ヒートシール強さを持ち、耐湿性がよく且つ透過
度が低いからである。好ましい共重合体は80ない
し95％の塩化ビニリデンと５ないし20重量％のア
クリロニトリルを含む。この共重合体にはアクリ
ル酸、イタコン酸及びメタクリル酸のような他の
単量体が含まれていてもよいが、特に好ましいヒ
ートシール可能な樹脂は88重量％の塩化ビニリデ
ン及び12重量％のアクリロニトリルを含む共重合
体である。このヒートシール性コーテイング材料
は溶液又は分散液の形態でウエブに適用できる
が、使用する溶剤又は分散剤はウエブ表面にあら
かじめ形成した樹脂コーテイング層を溶解するも
のであつてはならない。経済的な理由から水性分
散液として適用するのが好ましい。塩化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体コーテイング材料
は、分散液重量に基づき約30ないし約60重量％の
共重合体を含有する水性分散液、換言すれば、20
℃における動力学粘度が約0.0015ないし約
0.06Nsm-2の範囲である分散液として適用するの
が好ましい。 コーテイング材料を単一のアプリケータ・ロー
ル又は複数のアプリケータ・ロールのそれぞれの
表面に供給するには常用される技法、たとえば、
液状コーテイング材料を含む浴中に回転アプリケ
ータ・ロールを部分的に浸漬させることによつて
行なうことができる。この場合、ロールの回転軸
のレベルまでコーテイング材料中に浸漬するのが
好ましい。 ウエブの一面又は両面にそれぞれ形成するコー
テイング層の厚さはとくにアプリケータ・ロール
の回転速度を適切に選ぶことによつて調整でき
る。前述のようなヒートシール可能な樹脂は重合
体ウエブ上に湿潤厚さすなわち乾燥前の厚さが１
ないし100μｍ程度のコーテイング層を形成する
のに適当であるが、乾燥を容易にするためにコー
テイング層の湿潤厚さを１ないし25μｍ、好まし
くは1.5ないし10μｍ、さらに好ましくは２ない
し８μｍに保持すればよい。実際に、コーテイン
グ層の湿潤厚さはコーテイング材料中の固形分含
有量及び乾燥コーテイング層の所望厚さに応じて
広範囲に亘つて変えることができる。ウエブの両
面にそれぞれ形成するコーテイング層の厚さは同
じであつてもよいし相違してもよい。アプリケー
タ・ロール上に載るコーテイング材料の平衡厚さ
は、ウエブ走行速度とアプリケータ・ロールの周
速度の比にほぼ正比例して、ウエブ上の湿潤コー
テイング層厚より大きいであろう。 本発明で用いるコーテイング材料には帯電防止
剤、抗酸化剤、紫外線安定化剤などの諸剤を配合
して、コーテイング層を持つウエブの特性を調整
又は改良してもよい。 紙、板紙、セルロースフイルム、金属ホイル、
重合体フイルム及びこれらの積層体のようなウエ
ブは本発明の技法によりコーテイング又はプリン
トするのに適当である。代表的な重合体フイルム
には、常法に従つて、ポリエチレンテレフタレー
ト及びポリエチレン−１，２−ジフエノキシエタ
ン−４，4′−ジカルボキシレートのようなポリエ
ステル並びにエチレン、プロピレン、ブテン−１
及び４−メチルペンテン−１のような１−オレフ
イン類の重合体及び共重合体から製造された配向
フイルム、特に２軸配向フイルムがある。特に有
用な熱可塑性重合体フイルムは、プロピレンの立
体規則性を持つ主として結晶性の高分子量重合体
（ホモポリマーであつても、少量の、たとえば共
重合体重量に基づき15重量％以下のエチレンのよ
うな少なくとも１種の他の不飽和単量体との共重
合体であつてもよい）から形成されたフイルムで
ある。 本発明に従つて処理するフイルムの厚さは意図
する用途に応じて変わるが、２ないし150ミクロ
ン厚のフイルムが一般の用途に向く。包装用に向
けるフイルムは10ないし50ミクロンの範囲の厚さ
を持つものが適当である。 包装用フイルムを製造する目的で工業的価値が
大きく、本発明の好ましい態様においてはヒート
シール可能なポリオレフインフイルムは次の方法
によつて製造される。すなわち、配向ポリオレフ
インフイルムの進行方向とは逆の方向に回転する
アプリケータ・ロールの表面にヒートシール可能
なコーテイング材料の溶液または分散液を供給し
ながら、進行する配向ポリオレフインフイルムを
アプリケータ・ロールの表面と接触させてフイル
ム表面にコーテイングし、次いでコーテイングフ
イルムを乾燥することによつて、ヒートシール可
能なポリオレフインフイルムを製造する方法にお
いて、巻掛接触中心角５ないし90゜に亘つて該フ
イルムをアプリケータ・ロール表面と接触せし
め、20℃における動力学粘度が0.001ないし
0.1Nsm-2であるヒートシール可能なコーテイン
グ材料の溶液または分散液をアプリケータ・ロー
ル表面に供給し、且つ、フイルム進行速度に対す
るアプリケータ・ロールの周速度の比を0.001：
１ないし0.4：１に保持して、平衡厚さ5.0mm以下
のコーテイング材料の層をアプリケータ・ロール
表面に載せ、フイルム表面へ移転せしめることを
特徴とする方法である。 以下、本発明を添付図面について説明する。 図面において、第１図はリバースロールコーテ
イング装置の側断面図であり、第２図はウエブ安
定化ロールを含む同様なコーテイング装置の側断
面図であり、第３図はウエブの両面にそれぞれコ
ーテイングするためのリバースロールコーテイン
グ装置を描写する縮尺の異なる側断面図である。 第１図において、重合体フイルムウエブ１０は
所定の線速度で供給源（図示せず）からアイドラ
ーロール１１を回つてアプリケータ・ロール１２
の表面の一部と弧状に接触し、さらにアイドラー
ロール１３を回つて巻きとられる。ウエブとアプ
リケータ・ロールとの接触領域がアプリケータ・
ロールの回転軸１４のまわりに約10度の巻掛接触
中心角αをなすようにアイドラーロールが配置さ
れている。 アプリケータ・ロール１２は矢印Ａで示すよう
にウエブ１０の走行方向とは逆の方向に回転し、
その周速度はウエブの線速度より小さい。 浴１５には液状コーテイング材料１６が収容さ
れ、その深さはアプリケータ・ロールがその回転
軸１４のレベルまで沈むようになつている。所望
ならば、余分のコーテイング液は浴から溢流して
集められさらに適当なポンプ装置（図示せず）に
よつて浴へ再循環せしめることができる。 アプリケータ・ロール１２が回転するとコーテ
イング液の動的メニスカス１７が作られ、そし
て、表面張力と液の慣性力によつてロール上に持
ち込まれる液の量と重力と粘性とによつて浴中へ
逆流しようとする液の量とがバランスするため
に、ロール表面に比較的厚さの均一な平衡層１８
が前進的に形成される。ウエブとアプリケータ・
ロールとが接触しているのでコーテイング材料は
ロール表面からウエブ表面へ実質的に完全に移行
する。すなわち、平衡層１８中のコーテイング材
料は拭い取られてウエブとロール表面との界面に
ウエツジ又はビード１９を形成し、さらにウエブ
表面に均一な層２０を形成する。ウエブ上のコー
テイング層２０の厚さはウエブ１０とロール１２
との速度差に比例して平衡層１８の厚さよりも小
さい。 第２図は第１図と同様なコーテイング装置であ
るが、ロール形態をしたウエブ安定化手段２１が
設けられている。このロール２１はアプリケー
タ・ロール１２より大きな直径を有し、そして、
ウエブ１０の未コート面とロール２１とが最初に
接触する点２２がウエブ走行方向において、ウエ
ブの反対側の面がアプリケータ・ロール１２との
接触から解放される点２３より下流に位置するよ
うに配置されている。ロール２１をアプリケー
タ・ロール１２に至近配置すると、ウエブ１０の
振動が抑制され、その結果コーテイング材料のウ
エツジ１９の安定性が改善され、コーテイング材
料は円滑にウエブ１０へ移行してウエブ表面に均
一度の高いコーテイング層２０を形成する。安定
化ロール２１は適当な速度で独立して駆動しても
よく又ウエブと接触せしめた遊び状態であつても
よい。又、ロール２１はアルミニウムのような軽
量金属から製作することが好ましい。 第３図に示すように、ポリオレフインウエブ５
０は供給ロール５１から取り出されアイドラーガ
イドロール５２を回つて張力制御ニツプロール５
３，５４を通りアイドラーロール５５を回つてリ
バースロールコーテイング装置５６へ至る。リバ
ースロールコーテイング装置５６は供給ロール５
７、液状コーテイング材料６０の浴５９中で反対
方向に回転する比較的小径のアプリケータ・ロー
ル５８及びアプリケータ・ロール５８より大きな
直径を持つ安定化ロール６１からなる。ウエブ５
０の乾燥表面と接触する安定化ロール６１は駆動
されておらず、ウエブ５０との摩擦接触によつて
一緒に回転される。 次いで、片面にコートされたウエブは、ウエブ
の未コート面と接触するバキユームロール６２を
横切つて第２のリバースロール装置６３へ送られ
ウエブの第２の面にコーテイングが施される。第
２のリバースロール装置６３は供給ロール６４、
液状コーテイング材料６７の浴６６中に配置され
ウエブとは反対方向に回転するアプリケータ・ロ
ール６５及びアプリケータ・ロール６５より大き
な直径を持つ安定化ロール６８からなる。安定化
ロール６８はウエブの最初にコートした面と接触
するので、その摩擦接触力はわずかであるにすぎ
ない。この安定化ロール６８はウエブの走行速度
と実質的に等しい速度で、好ましくはウエブの走
行方向とは反対の方向に駆動され、その結果最初
に形成されたコーテイング層から泡を消去しコー
テイング層を平滑にする。 両面にコートせるウエブは１群６９の平滑化ロ
ーラー７０，７１を通る。ローラー群７０はコー
トせるウエブの一面と接触して逆方向に回転し、
又一群のローラー７１はコートせるウエブの他の
面と接触して逆方向に回転する。 次いで、コートせるウエブは空気フロート乾燥
炉７２に入り、ここで、ウエブは加熱空気流に浮
遊した状態で乾燥され、片滑な乾燥コーテイング
層となつた上で固体ロール表面に接触する。 アイドラーガイドロール７３を経て乾燥ウエブ
はガイドロール７４と冷却ロール７５との間隙を
通り、内部冷却された２つの冷却ロール７５，７
６の周面と密に接触して冷却され、次いで張力制
御ニツプロール７７，７８の間を通つて巻き上げ
ロール７９へ至る。 所望ならば、英国特許1457940に開示されるよ
うな方法で、重合体のガラス転移温度と融点の間
の温度に保持された１又は２以上の加熱ロール
（図示せず）をガイドロール７３と冷却ロール７
５との間のウエブ通路に介在せしめることによつ
て、ウエブを平坦化し、コーテイング層を一体化
し且つウエブの緊張状態における熱緩和を行つて
もよい。 以下、本発明を以下の実施例についてさらに説
明する。 実施例 １ コーテイングに使用したウエブは２軸配向、熱
セツト、さらに放電処理せる厚さ24ミクロン（μ
ｍ）、幅28インチ（711mm）のポリプロピレンフイ
ルムであつた。このポリプロピレンフイルムはそ
の両面に、スチレン38.5部、アクリル酸エチル44
部、メタクリル酸2.5部及びアクリルアミド15部
からなる共重合樹脂をｎ−ブタノール中で5.2部
のホルムアルデヒドと縮合せしめた樹脂の約0.5
ゲージ厚（0.127μｍ）のグラビアコーテイング
アンカー層を形成しておいた。 第２図及び第３図に示すような、すなわち、リ
バースアプリケータ・ロールの下流位置に安定化
バーを配設したコーテイング装置を用いてヒート
シール可能な塩化ビニリデン−アクリロニトリル
共重合体（88：12重量比）42重量％を含有し、動
力学粘度0.0057Nsm-2（23℃においてオストワル
ド粘度計を用いて測定）を有する水性分散液を連
続的に浴５９（第３図参照）へ供給した。 第２のリバースロールコーテイング装置６３に
フイルムを供給したが、浴６６へコーテイング材
料を供給しなかつた、すなわち、フロート炉７２
を通過するウエブの上表面のみにヒートシール可
能なコーテイング層を形成せしめた。 アンカーコートせるポリプロピレンフイルムウ
エブを走行速度1499フイート／分（7.62ｍ／ｓ）
で第３図に示すような系において矢印方向に供給
した。アプリケータ・ロール５８との接触による
巻掛接触中心角は約10度であつた。アプリケー
タ・ロールは直径２インチ（50.8mm）を有し、こ
のアプリケータ・ロールは浴５９中の液状コーテ
イング材料中にその回転軸のレベルまで浸漬し
た。 駆動されていない直径５インチ（127mm）を有
する安定化バー６１は、その表面がアプリケー
タ・ロール５８の表面から放射方向に約0.0625イ
ンチ（1.6mm）だけ離れるように配置した。 時計方向、すなわちウエブ走行方向とは逆方向
に回転するアプリケータ・ロールの周速度は47フ
イート／分（0.239m／ｓ）に調整して、アプリ
ケータ・ロールによつて巻上げられたコーテイン
グ材料の実質的全量がウエブへ移項するように
し、さらに、ウエブの走行速度の約0.6倍の周速
度で走行ウエブとは反対方向へ回転する拡延ロー
ル７０によつて平滑化した。ウエブ速度に対する
アプリケータ・ロールの周速度の比は0.0314：１
であつた。 コートせるウエブは空気フロート炉７２中約
140℃の温度で乾燥した。ウエブ上の乾燥コーテ
イング層の厚さは7.25ゲージ（1.84μｍ）であつ
た。このヒートシール可能なコーテイング層はウ
エブの幅方向に亘つて均一な厚さを有し、アンカ
ーコートせる下地に対し良好な接着力を示した。
コートせるフイルムの光学的性質は優れており、
ガードナー曇り度は2.8、またガードナー光沢度
は103であつた。なお、同様なフイルムに従来の
技法によつて同一のコーテイングを施したものの
ガードナー曇り度は3.9、ガードナー光沢度は98
であつた。 ウエブ上の乾燥コーテイング層が1.84μｍ、水
性コーテイング分散液の固形分含有量が42重量
％、ヒートシール可能な共重合体の密度が1.6
ｇ／cm3であるから、これらの値から、アプリケー
タ・ロールによつてウエブ上に付着形成される湿
潤コーテイング層の合計厚は次のように計算する
ことができる。 1.84×1.6×58／42＋1.84＝5.90μｍ ウエブ走行速度とアプリケータ・ロール周速度
との比は7.62：0.239であるから、アプリケー
タ・ロール上のコーテイング材料の平衡厚さｈは
0.0059×7.62／0.239＝0.1879mmとなる。この数値
は、走査検微鏡を用いてアプリケータ・ロール表
面で測定した結果とよく一致する。前に記載した
関係式におけるＫは5.12である。 この実施例における関係データは後記表にまと
めて示す。 実施例 ２ないし７ 実施例１の手法を繰り返した。ただし、塩化ビ
ニリデン−アクリロニトリル共重合体水性コーテ
イング液中の固形分含有量（従つて、水性コーテ
イング液の粘度）及びアプリケータロールとウエ
ブの相対速度を後記表に示すように変えた。 それぞれの例において得られた品質及び特性は
実施例１のものに匹敵した。 実施例 ８及び９ これらの例においては前述の各実施例と同様な
手法によりコーテイングを行なつたが、水性コー
テイング材料は浴５９（第３図）には供給せず、
浴６６へ供給した。すなわち、ウエブの下側面の
みにヒートシール可能な材料をコーテイングし、
逆回転するロール７１によつて片滑化し、さらに
空気フロート炉７２中で乾燥した。 逆回転するロール６５の値径は３インチ（76.2
mm）、駆動されない安定化ロール６８の直径は５
インチ（127mm）であり、これら２つのロール表
面の間には放射方向に約0.0625インチ（1.6mm）
の間隔をおいた。 結果は後記表に示す通りであつた。 実施例 10 この例では実施例１と同様なコーテイング装置
を用い、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体36重量％を含有するヒートシール可能な水性
コーテイング分散液を浴６６ではなく浴５９へ供
給した。 アンカーコートせるポリプロピレンフイルムウ
エブは300フイート／分（1.52m／ｓ）の一定速
度でコーテイング装置へ通した。時計方向に回転
するアプリケータ・ロール５８の周速度は０から
暫増せしめた。アプリケータ・ロールの周速度が
90フイート／分（0.46m／ｓ）、すなわちウエブ
走行速度に対するアプリケータ・ロール周速度の
比が0.303：１に達した時、最良のコーテイング
層が得られた。アプリケータ・ロールの周速度を
さらに約101フイート／分（0.51m／ｓ）以上、
すなわちウエブに対するアプリケータ・ロールの
速度比を0.335：１以上に増大させるとウエブ上
に形成されるコーテイング層の均一度が低下しは
じめた。アプリケータ・ロールの周速度が120フ
イート／分（0.61m／ｓ）以上、すなわちウエブ
に対するアプリケータ・ロールの速度比が0.4：
１以上に増大すると、円滑化ロール７０の上流部
においてウエブ表面に余剰のコーテイング材料が
集積しはじめた。 【表】
【図面の簡単な説明】
第１図はリバースロールコーテイング装置の側
断面図であり、第２図はウエブ安定化ロールを含
む同様なコーテイング装置の側断面図であり、第
３図はウエブの両面にコーテイングするためのリ
バースロールコーテイング装置の系を示す側面図
である。 各図における参照数字は次のとおりである。１
０，５０…ウエブ、１１…アイドラーロール、１
２，５８，６５…アプリケータロール、１３…ア
イドラーロール、１４…アプリケータロール回転
軸、１５，５９，６６…浴槽、１６，６０，６７
…液状コーテイング材料、１７…コーテイング液
の動的メニスカス、１８…平衡層、１９…ウエツ
ジ（ビード）、２０…コーテイング層、２１，６
１，６８…ウエブ安定化手段、５１…供給ロー
ル、５２，５５…アイドラーガイドロール、５
３，５４，７７，７８…張力制御ニツプロール、
５６，６３…リバースロールコーテイング装置、
５７，６４…供給ロール、６２…バキユームロー
ル、７０，７１…平滑化ロール、７２…乾燥炉。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ウエブの進行方向とは逆の方向に回転するア
    プリケータ・ロールの表面に可流動性コーテイン
    グ材料を供給しながら、進行ウエブをアプリケー
    タ・ロールの表面と接触させることによつて、ウ
    エブの表面にコーテイングする方法において、ウ
    エブ表面に移転すべきコーテイング材料の層をア
    プリケータ・ロールの表面に平衡厚さ5.0mm以下
    となるように載せ、且つウエブ進行速度に対する
    アプリケータ・ロールの周速度の比を0.4：１以
    下に保持すると共に、コーテイング材料の動力学
    粘度とアプリケータ・ロールの周速度と平衡厚さ
    を次の式を満足するように選ぶことを特徴とする
    コーテイング方法。 ｈ＝ｋη0.5Ｕ0.5 上式において、各記号は次のとおりである。 ｈ：アプリケータ・ロール表面に載せられるコ
    ーテイング材料の平衡厚さ（mm） ｋ：0.01ないし100の数値 η：コーテイング材料の動力学粘度（Nsm-2） Ｕ：アプリケータ・ロールの周速度（ms-1） ２ ウエブ進行速度に対するアプリケータ・ロー
    ルの周速度の比が0.015：１ないし0.15：１であ
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ コーテイング材料の動力学粘度が20℃におい
    て0.001ないし0.1Nsm-2である特許請求の範囲第
    １項または第２項記載の方法。 ４ ｋが0.25乃至25の範囲内の数値である特許請
    求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
    方法。 ５ ｈが0.025ないし0.5mmの範囲である特許請求
    の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の方
    法。 ６ コーテイング材料を0.1ないし25μｍの範囲
    の湿潤厚さを以つてウエブ表面に付着せしめる特
    許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
    載の方法。 ７ 巻掛接触中心角８ないし45゜に亘つてウエブ
    をアプリケータ・ロールの周面と共動せしめる特
    許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記
    載の方法。 ８ ウエブの進行路をアプリケータ・ロールの下
    流位置において振動から保護する特許請求の範囲
    第１項ないし第７項のいずれかに記載の方法。 ９ ウエブ表面に付着せるコーテイング材料がヒ
    ートシール可能である特許請求の範囲第１項ない
    し第８項のいずれかに記載の方法。 １０ ウエブが配向重合体フイルムである特許請
    求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の
    方法。 １１ 配向ポリオレフインフイルムの進行方向と
    は逆の方向に回転するアプリケータ・ロールの表
    面にヒートシール可能なコーテイング材料の溶液
    または分散液を供給しながら、進行する配向ポリ
    オレフインフイルムをアプリケータ・ロールの表
    面と接触させてフイルム表面にコーテイングし、
    次いでコーテイングフイルムを乾燥することによ
    つて、ヒートシール可能なポリオレフインフイル
    ムを製造する方法において、巻掛接触中心角５な
    いし99゜に亘つて該フイルムをアプリケータ・ロ
    ール表面と接触せしめ、20℃における動力学粘度
    が0.001ないし0.1Nsm-2であるヒートシール可能
    なコーテイング材料の溶液または分散液をアプリ
    ケータ・ロール表面に供給し、且つ、フイルム進
    行速度に対するアプリケータ・ロールの周速度の
    比を0.001：１ないし0.4：１に保持して、平衡厚
    さ5.0mm以下のコーテイング材料の層をアプリケ
    ータ・ロール表面に載せ、フイルム表面へ移転せ
    しめることを特徴とするヒートシール可能なポリ
    オレフインフイルムの製造方法。 １２ ウエブ進行方向とは逆の方向に回転可能な
    アプリケータ・ロール、液状コーテイング材料を
    アプリケータ・ロールへ供給するための溜めおよ
    びウエブを進行させアプリケータ・ロールの表面
    と接触せしめる手段を含んでなる、進行ウエブの
    表面に液状コーテイング材料を適用する装置にお
    いて、アプリケータ・ロール表面と共働して該表
    面へコーテイング材料を計量供給する手段を用い
    ることなく、巻掛接触中心角５ないし90゜に亘つ
    てウエブをアプリケータ・ロールの表面へ巻掛け
    保持する案内手段を具え、さらに、ウエブ進行速
    度の0.4倍以下の周速度を以つてウエブ走行方向
    とは逆の方向にアプリケータ・ロールを回転せし
    める手段を具え、以つて、上記のような計量供給
    手段を用いることなく、平衡厚さ5.0mm以下をも
    つコーテイング材料の均一な層を上記溜めからア
    プリケータ・ロール表面へ載せるようにしたこと
    を特徴とするコーテイング装置。
JP7634178A 1977-06-23 1978-06-23 Method and apparatus for coating on web Granted JPS5441945A (en)

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GB2630777 1977-06-23

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