説明

グラビア塗布装置

【課題】 ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗着液の縦スジ状の流れ及びドクターブレードの変形による影響を抑えて可撓性帯状支持体の表面に塗布液を均一に転着、塗布させることが出来るグラビア塗布装置の提供。
【解決手段】 グラビアロール15の下方外周面を塗布液中に浸漬して塗布液を塗着するマニホールドブロック13と、グラビアロールの外周面から塗布液の余剰分を掻き落とすドクターブレード23とを具備し、可撓性帯状支持体21をグラビアロールの外周面に接触させて塗布液を転着させ塗布するグラビア塗布装置で、グラビアロールの回転によって外周面が転出される側のマニホールドブロックに延出して形成されたグラビアロール外周面転出部25の先端部25bが、グラビアロールの軸芯Oよりも上方で、且つグラビアロール外周面上のドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点23aよりも下方に配置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連続的に移送される可撓性帯状支持体表面に塗布液を均一に転着塗布するグラビア塗布装置に関する。
【背景技術】
【0002】
塗布液を可撓性帯状支持体表面に塗布する装置として、グラビア塗布装置が知られている。このグラビア塗布装置は、図3に示すように、矢印A方向に回転駆動されるグラビアロール1がその外周面に対して若干の間隙を保ってマニホールドブロック2内に凹状に形成された液留部2aに浸蹟されてグラビアロール1の外周面に塗布液Lを塗着させる。その後、図4に示すように、グラビアロール1の外周面に押し当てたドクターブレード4によって、グラビアロール1の外周面に塗着した塗布液Lの余剰分を掻き落としながらグラビアロール1の外表面に刻設した各セル内に捕捉されている塗布液Lを可撓性帯状支持体5上に転着塗布する(例えば、特許文献1参照)。
なお、グラビアロール1の外周面に塗着した後、ドクターブレード4によって掻き落とされた塗布液Lは、マニホールドブロック2のグラビアロール外周面転出部2bの外面側2cから回収パン6に集液される。
【0003】
ところで、この種のグラビア塗布装置では、図5に示すように、比較的長い距離をドクターブレード4で掻き落とされて回収される余剰塗布液が、表面張力の作用を受けて幅方向に細かく間隔を置いた縮流に起因する多数の縦スジ状の流動Lsを発生させることになる。この縦スジ状の流動Lsにより、ブレード先端の裏面に対する液の圧力差が生じ、ドクターブレード4を通過する塗液量がブレード幅方向にばらつきを生じさせ、その結果、可撓性帯状支持体5の表面に対する転着塗布量が幅方向に偏りを生じることとなる。
このため、図6に示すように、マニホールドブロック2のグラビアロール外周面転出側に、グラビアロール1の外周面に対し若干の間隙を保って湾曲化した塗布液案内具7を設け、該塗布液案内具7の先端部をドクターブレード4とグラビアロール1との接触点の直近位置まで延伸させ、ドクターブレード4によって掻き落とされて回収される余剰塗布液Lの縦スジ状の流動Lsの転着塗布量への影響を抑制することが図られている。(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平4―41764号公報
【特許文献2】特開昭63−194766号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、回収される塗布液Lの縦スジ状の流動Lsを抑えるために、上記のように、ドクターブレード4とグラビアロール1との接触点の直近位置まで塗布液案内具7を延設すると、該塗布液案内具7によって案内されてグラビアロール1の外周面に供給された塗布液Lが高粘度の場合、塗布液案内具7を通過する塗布液Lの液圧及び液抵抗が増加し、その結果、ドクターブレード4の変形に伴って可撓性帯状支持体5への塗布液Lの転着塗布量が不均一になる虞がある。また、塗布液案内具7を通過する塗布液Lが低粘度の場合、グラビアロール1の外周面と塗布液案内具7との間隙中に塗布液Lが良好に充填されない虞もあり、更に、塗布液案内具7の形状によっては、その加工性、洗浄性、着脱作業性、メンテナンス性等が低下する難点がある。
【0005】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗布液の縦スジ状の流動及びドクターブレードの変形による影響を抑えて可撓性帯状支持体表面へ塗布液を均一に転着塗布させることが可能なグラビア塗布装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は下記構成のグラビア塗布装置により達成される。
(1)所定の周速で回転駆動されるグラビアロールと、該グラビアロールの下方外周面を塗布液中に浸漬して該外周面に前記塗布液を連続的に塗着するマニホールドブロックと、前記塗布液が塗着されて上方に回転変位した前記グラビアロールの外周面からこの塗着された塗布液の余剰分を掻き落とすドクターブレードとを具備して成り、前記グラビアロールへ移送されてくる可撓性帯状支持体の表面を該グラビアロールの外周面に接触させて前記可撓性帯状支持体の表面に所定量の前記塗布液を転着させて塗布するグラビア塗布装置であって、前記グラビアロールの回転によって該グラビアロールの外周面が転出される側の前記マニホールドブロックに延出して形成されたダムブロックの先端部が、前記グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つ前記グラビアロール外周面上の前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点よりも下方に配置されていることを特徴とするグラビア塗布装置。
【0007】
このグラビア塗布装置によれば、マニホールドブロックのグラビアロール外周面転出側に形成されたダムブロックの先端部が、グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つグラビアロール外周面上のドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点よりも下方に配置することにより、塗布液が高粘度であっても、塗布液の液圧及び液抵抗の増加が抑えられてドクターブレードの変形が防止され、ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗布液の縦スジ状の流れが大幅に抑えられ、もって、可撓性帯状支持体の表面に塗布液を均一に転着して塗布することができる。
【0008】
(2)前記ダムブロックの先端部と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第1の線、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第2の線としたときに、該第1及び第2の線がなす角度が40°以下であることを特徴とする(1)記載のグラビア塗布装置。
【0009】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックの先端部とグラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第1の線、ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点とグラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第2の線としたときに、これら第1及び第2の線がなす角度を40°以下にすることで、塗布液が高粘度であっても、塗布液の液圧及び液抵抗の増加が抑えられてドクターブレードの変形が防止され、ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗布液の縦スジ状の流れが大幅に抑えられる。
【0010】
(3)前記ダムブロックの先端部が、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して下方に位置決めされたことを特徴とする(1)記載のグラビア塗布装置。
【0011】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックの先端部が、グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して位置決めされるので、塗布液が高粘度であっても、塗布液の液圧及び液抵抗の増加が抑えられてドクターブレードの変形が防止され、ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗布液の縦スジ状の流れが大幅に抑えられる。
【0012】
(4)前記ダムブロックの先端部と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第1の線、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第2の線としたときに、該第1及び第2の線がなす角度が40°以下であり、前記ダムブロックの先端部が、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して下方に位置決めされたことを特徴とする(1)記載のグラビア塗布装置。
【0013】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックの先端部が、グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して位置決めされ、また、ダムブロックの先端部が、グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して位置決めされるので、塗布液が高粘度であっても、塗布液の液圧及び液抵抗の増加が抑えられてドクターブレードの変形が防止され、ドクターブレードによって掻き落とされた余剰塗布液の縦スジ状の流れが大幅に抑えられる。
【0014】
(5)前記ダムブロックが、前記グラビアロールの外周面との対向間隙を漸増させながら上方に延伸して形成されていることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【0015】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックがグラビアロールに対して対向間隔を漸増させながら上方に延伸して形成されていることにより、塗布液の粘度によらず安定した液供給の効果がさらに高められる。
【0016】
(6)前記グラビアロールが、前記可撓性帯状支持体の移送方向とは逆方向に回転駆動されることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【0017】
このグラビア塗布装置によれば、グラビアロールが可撓性帯状支持体の移送方向とは逆方向に回転駆動されることで、リバースキス方式の塗布を行うことができる。
【0018】
(7)前記グラビアロールが、前記可撓性帯状支持体の移送方向と同じ方向に回転駆動されることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【0019】
このグラビア塗布装置によれば、グラビアロールが可撓性帯状支持体の移送方向と同じ方向に回転駆動されることで、順転キス方式の塗布を行うことができる
【0020】
(8)前記ダムブロックが、少なくとも前記グラビアロールの回転方向上流側に設けられていることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項記載の記載のグラビア塗布装置。
【0021】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックが少なくともグラビアロールの回転方向上流側に設けられることで、グラビアロールへ安定して塗布液が供給される。また、下流側との双方に設けることで、一層の安定化が図られる。
【0022】
(9)前記グラビアロールの直径が、20〜300mmの範囲であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【0023】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックの形状が上部ほどグラビアロールとの距離が広がる形態にすることと相まって、液の粘度によらずに安定した液供給効果が一層高められる。
【0024】
(10)前記ダムブロックと前記グラビアロールとが挟まれて成す空間の両端に液流出防止板を設けたことを特徴とする(1)〜(9)のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【0025】
このグラビア塗布装置によれば、ダムブロックとグラビアロールとが挟まれて成す空間の両端に液流出防止板を設けることで、塗布液の流出を防止できる。
【発明の効果】
【0026】
本発明のグラビア塗布装置によれば、グラビアロールの回転によって該グラビアロールの外周面が転出される側のマニホールドブロックに延出して形成されたダムブロックの先端部が、グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つグラビアロール外周面上のドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点より下方に配置されることにより、グラビアロール外周面転出部の延伸先端部のグラビアロール及びドクターブレードとの位置関係の選択によってドクターブレードの掻き落しによる余剰塗布液の縦スジ状の流れを大幅に抑えることができ、可撓性帯状支持体の表面に塗布液を均一に転着して塗布し、塗布品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るグラビア塗布装置の断面図、図2は、グラビア塗布装置における塗布液の供給側の拡大断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るグラビア塗布装置100は、横断面形状が略円弧状の凹部11を凹設したマニホールドブロック13を有している。
マニホールドブロック13は、凹部11内にグラビアロール15を矢印A方向に連続的に回動可能に配設し、該グラビアロール15の外周面と凹部11の内周面との間に隙間G1を設けている。
【0028】
マニホールドブロック13は更に、グラビアロール15の外周面と凹部11の内周面との隙間G1から画成される液留部19に連通するように給液路17を形成し、塗布液Lが外部より給液路17を経て液留部19に連続的に供給される。液留部19が塗布液Lによって満たされると、グラビアロール15の下方外周面が塗布液L中に浸漬される。
【0029】
本発明の一実施形態におけるグラビア塗布装置100は、一定の周速で矢印A方向に回転駆動されるグラビアロール15の上方外周面に、例えば、長尺の紙シート材、プラスチックフィルム等から成り、グラビアロール15とは逆方向、即ち矢印B方向に一定の周速で移送される可撓性帯状支持体21の下方表面が接触して塗布液Lをグラビアロール15の上方外周面から可撓性帯状支持体21の下方表面に効率的に転着させる逆転塗布方式、所謂リバースキスコート方式を採る。
【0030】
マニホールドブロック13は更に、図2に拡大して示すように、液留部19の上流側にグラビアロール外周面転出部(ダムブロック)25を、下流側にグラビアロール外周面転入部(ダムブロック)27を夫々凹部11の延長部として配設することによって液留部19内の液レベルをグラビアロール15の軸芯Oよりも上方に上昇させて、維持している。なお、ダムブロックとしてのグラビアロール外周面転出部25とグラビアロール外周面転入部27は、夫々その内周面25a,27aをグラビアロール15の軸芯Oよりも上方において該グラビアロール15の外周面との対向間隙G1を間隔G2に漸増させながら上方に延伸させている。
【0031】
本発明の一実施形態におけるグラビア塗布装置100は、グラビアロール外周面転出部25よりも上方に位置するグラビアロール15の上方外周面の長手方向にわたり、先端部23aが接触可能なドクターブレード23を突設すると共に、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bをグラビアロール外周面上のドクターブレード23による余剰塗着液掻き落とし点23aに対してグラビアロール15の軸芯Oを中心とする10〜40°の中心角θと垂直方向に3〜25mmの高低差hを成して位置決めされている。つまり、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bとグラビアロール15の軸芯Oとを結ぶ線を第1の線、ドクターブレード23による余剰塗着液掻き落とし点23aとグラビアロール15の軸芯Oとを結ぶ線を第2の線としたときに、該第1及び第2の線がなす角度が40°以下にされている。なお、ドクターブレード23による余剰塗着液掻き落とし点23aは、軸芯Oを通る水平線Hに対して軸芯Oを中心に35〜50°の角度φに設定することが好ましい。
【0032】
また、上記グラビア塗布装置100は、グラビアロール15の径Dがφ20〜φ300mmの範囲にあるときに有効性を発揮できる。つまり、グラビアロール15の径Dがφ20mm未満の場合には、ドクターブレード23との接点と、グラビアロール中心線との差が実質的に小さくなり、縦スジ状の流動は生じにくい。一方、径Dがφ300mmを超える場合には、掻き落とされた塗布液は、その配置上、グラビアロール15の傾斜が緩やかな面を流れ落ちるため、ドクターブレード23近傍では縦スジになりにくい。また、ドクターブレード23の位置が低く、流れ落ちる塗布液の速度が速い場合にはスジが現れるが、実際には、径Dが大きいためにドクターブレード23から塗工位置までの距離が長くなり、塗布液のレベリング効果等により、スジが問題となりにくい。
【0033】
一方、グラビアロール外周面転入部27は、グラビアロール外周面転出部25への液面を確実に上昇させるために、転入側と転出側とを対称的な寸法、つまり、グラビアロール15に対する相対的な形状・寸法を一致させることが望ましい。但し、転出部25への液面がグラビア回転により同伴され上昇する場合は、その限りではない。
【0034】
なお、ドクターブレード23によって掻き落とされた余剰塗着液Lrは、グラビアロール外周面転出部25の外側傾斜面25cを経て図示しない回収手段に導かれる一方、液留部19の下流側では、給液された塗布液Lの溢流がグラビアロール外周面転入部27の外側傾斜面27cを経て図示しない回収手段に導かれて回収される。
【0035】
また、グラビアロール15の版目(メッシュ)の形状は、斜線(斜線型カップ)、格子(台形型カップ)ピラミッド(ピラミッド型カップ)など種々あるが、版の形状によらず上記の効果は期待できる。また、メッシュMの大きさも、例えば♯50〜♯1500の範囲で自由に選択可能である。メッシュMが粗すぎると塗布量が多くなり、幅方向の塗布量分布が相対的に小さくなる。しかし、メッシュMは、基本的に細かすぎることで本発明の効果が失われることはない。
また、グラビアロール15は、金属で構成するのが基本であるが、金属ロールの表面を摩耗防止のためのセラミックコーティングで覆い、その表面にメッシュMを形成したセラミックグラビアロールとしても良い。
【0036】
ここで、塗布液Lは、特に限定されないが、固形分濃度0.01〜80重量%で、粘度0.1〜20cPとする。また、溶剤系のバインダーとしては、モノマーでもポリマーでも良いが、例えば、モノマーの場合、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(例:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリト−ルテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト−ルトリ(メタ)アクリレート、トリメチロ−ルプロ回収パントリ(メタ)アクリレート、トリメチロ−ルエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリト−ルテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリト−ルペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリト−ルヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート)、ビニルベンゼン及びその誘導体(例:1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン)、ビニルスルホン(例:ジビニルスルホン)、アクリルアミド(例:メチレンビスアクリルアミド)及びメタクリルアミドが含まれる。
【0037】
更に、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの代わりまたはそれに加えて、架橋性基を導入しても良い。架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基及び活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステル及びウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシド、ダムブロックイソシアナート基があっても良い。これら架橋基を有する化合物を使用する場合には、塗布後熱などによって架橋させる必要がある。また、他の例には、ビス(4−メタクリロイルチオフェニル)スルフィド、ビニルナフタレン、ビニルフェニルスルフィド、4−メタクリロキシフェニル−4’−メトキシフェニルチオエーテル等も挙げられる。
【0038】
更に、架橋剤や熱や光による硬化を促進する反応開始剤や数μmの有機・無機の微粒子、また、1μm以下の無機の超微粒子等を含んでいても良い。無機超微粒子の例としては、チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモン及びジルコニウムの酸化物からなる粒径100nm以下の超微粒子、好ましくは50nm以下の超微粒子。このような超微粒子の例としては、TiO、Al、In、ZnO、SnO、Sb、ITO、ZrO等が挙げられる。また、塗布液Lには、粒子径10μm以下の無機微粒子またはポリマー微粒子を添加しても良い。バインダー中の無機超微粒子の含有量は、塗布液Lの全重量の10〜90重量%であることが好ましく20〜80重量%であると更に好ましい。
【0039】
無機微粒子としてはシリカビーズ等がある。ポリマー微粒子としては、ポリメタクリル酸メチルアクリレートビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリスチレンビーズ、ポリアクリルスチレンビーズ、シリコーンビーズ等がある。
その他のバインダーの例としては、架橋性のフッ素高分子化合物があり、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物(例えば(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラデシル)トリエトキシシラン)等の他、含フッ素モノマー成分と架橋性基付与のためのモノマー成分を構成成分とする含フッ素共重合体が挙げられる。
【0040】
上記含フッ素モノマー成分の具体例としては、例えばフルオロオレフィン類(例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール等)、(メタ)アクリル酸の部分または完全フッ素化アルキルエステル誘導体類(例えばビスコート6FM(大阪有機化学製)やM−2020(ダイキン製)等)、完全または部分フッ素化ビニルエーテル類等である。
【0041】
架橋製基付与のためのモノマー成分としてはグリシジルメタクリレートのように分子内に予め架橋製官能基を有する(メタ)アクリレートモノマーの他、カルボキシル基やヒドロキシル基、アミノ基、スルホン酸基等を有する(メタ)アクリレートモノマー(例えば(メタ)アクリル酸、メチロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアクリレート等)が挙げられる。後者は共重合の後、架橋構造を導入できることが特開平10−25388号公報及び特開平10−147739号公報に知られている。
【0042】
また、上記含フッ素モノマーを構成単位とするポリマーだけでなく、フッ素原子を含有しないモノマーとの共重合体を用いても良い。
併用可能なモノマー単位には特に限定はなく、例えば、オレフィン類(エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等)、アクリル酸エステル類(アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル類(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート等)、スチレン誘導体(スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等)、アクリルアミド類(N−tertブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド等)、メタクリルアミド類、アクリロニトリル誘導体等を挙げることができる。
【0043】
溶剤としては、アルコール類、ケトン類が主に使用され、アルコールではメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが主に使用される。ケトンではメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが主に使用される。その他ではトルエンやアセトンなども使用される。これらは単独の場合もあるが、混合されて使用される場合もある。
【0044】
更に、上記実施形態で用いられる可撓性帯状支持体21は、シート状でも良く、帯状の連続フィルムまたは紙ベースでも良い。使用する可撓性帯状支持体の幅は、例えば、最大3m前後で、厚みは5〜300μmのものが好適であるが、この限りではない。
また、可撓性帯状支持体21は、その用途により適宜好ましいものが選択され、具体的には透明支持体が用いられる。透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースエステル(例:トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例:ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリスチレン、ポリオレフィンなどが挙げられる。
【0045】
以上、説明したように、本発明に係るグラビア塗布装置100は、マニホールドブロック13のグラビアロール外周面転出部(ダムブロック)25が、グラビアロール15の軸芯Oよりも上方で、且つグラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bが、グラビアロール外周面上のドクターブレード15による余剰塗着液掻き落とし点23aに対しグラビアロール15の軸芯Oを中心に10〜40°の中心角θと、垂直方向に3〜25mmの高低差hを成して位置決めされている。また、延伸先端部25bは、グラビアロール15の外周面との対向間隙を漸増させながら上方に延伸されている。この構成によれば、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bのグラビアロール15及びドクターブレード23との位置関係の選択によって、ドクターブレード23の掻き落しによる余剰塗布液Lのブレード幅方向にわたる縦スジ状の流動Lsを大幅に抑えることができる。また、グラビアロール外周面とマニホールドブロック13のグラビアロール外周面転出部25との対向間隙の漸増が塗布液Lの粘性の影響を緩和させることができる。もって、可撓性帯状支持体21の表面に塗布液Lを均一に転着、塗布し、塗布品質の向上を図ることができる。
【0046】
また、ドクターブレード23によって掻き落とされた余剰塗着液Lの縦スジ状の流動Lsをグラビアロール外周面転出部25により確実に抑えることができるだけでなく、更に、加圧された塗布液Lの塗布幅方向の液圧偏差によるドクターブレード23の変形を抑えることができ、可撓性帯状支持体21に塗布液Lを確実に均一に転着、塗布させることができる。
【0047】
また、上記実施形態のグラビア塗布装置100では、グラビアロール15と可撓性帯状支持体21とを逆転させる逆転塗布方式(リバースキスコート方式)を例にとり説明したが、例えば、順転塗布方式(順転キスコート方式)とする場合には、可撓性帯状支持体21の移送方向と同じ方向にグラビアロール15を回転駆動するとともに、ドクターブレード23をその回転上流側に配した構成にすることで同様に実施可能である。またさらに、支持体塗工面とは反対の面にバックアップロールを設けた順転ダイレクトグラビア、或いは、逆転ダイレクトグラビア方式等の塗布方式にも適用可能である。
【実施例1】
【0048】
ここでは、グラビアロール外周面転出部25とグラビアロール外周面転入部27の各内周面25a,27aをグラビアロール15の軸芯Oよりも上方において該グラビアロール15の外周面との対向間隙G1を間隔G2に漸増させながら延伸させ、且つ、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bが、ドクターブレード23の掻き落とし点23aに対してグラビアロール15の軸芯Oを中心とする10〜40゜の中心角に設定したものを実施例とする一方、中心角θが40゜を超えるものを比較例として、塗布液Lの各条件における可撓性帯状支持体21への転着、塗布ムラの有無を調べた。その結果を次の表1に示す。
【0049】
【表1】

【0050】
なお、グラビア塗布装置の基本仕様は下記のものとした。
(基本仕様)
グラビアロール外径D:50mm
グラビアロールのメッシュM:♯200
角度差(φ−θ):10〜45°
塗布方式:逆転塗布方式(リバースキスコート方式)
グラビアロール/可撓性帯状支持体との周速比:0.6〜1.0
ドクターブレード角度(φ):50゜
塗布速度:10m/min
可撓性帯状支持体材料:ポリエチレンテレフタレート(PET)100μm
塗布液;
シクロヘキサン104.1g、メチルエチルケトン61.3gの混合溶媒に、エアディスパで撹拌しながら酸化ジルコニウム(粒径役30nm)分散物含有ハードコード塗布液(商品名:KZ−7991、JSR(株)製)217.0g、を添加し、さらにこの溶液に、平均粒径2μmの架橋ポリスチレン粒子(商品名:SX−200H、綜研化学(株)製)5gを添加して、高速デバイスにて5000rpmで1時間撹拌、分散した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタで濾過して塗布液を調製した。
粘度…0.005N・s/m
表面張力…0.033N/m
塗布量…5cc/m
【0051】
表1の試験結果からわかるように、中心角θが45゜である比較例1,2ではドクターブレード23下流側における目視観察結果にスジ状流れが認められ、厚みムラが多い塗工結果となった。
また、グラビアロール外周面転出部25を設けていない比較例3〜5では、いずれにも転着、塗布ムラが発生した。
これに対してグラビアロール外周面転出部25とグラビアロール外周面転入部27を設け、中心角θが40゜以内である実施例1〜7では、いずれも転着、塗布ムラが微小か全く認められなかった。
【実施例2】
【0052】
次に、グラビアロール外周面転出部25とグラビアロール外周面転入部27の各内周面25a,27aをグラビアロール15の軸芯Oよりも上方において該グラビアロール15の外周面との対向間隙G1を間隔G2に漸増させながら延伸させ、且つ、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bが、グラビアロール外周面上のドクターブレード23による余剰塗着液掻き落とし点23aに対して垂直方向の高低差hを3〜25mmに設定したものを実施例8〜15とする一方、高低差hが25mmを超えるものを比較例6,7として実施例1と同様に塗工状態を確認した。その結果を次の表2に示す。
【0053】
【表2】

【0054】
なお、グラビア塗布装置の基本仕様は下記のものとした。
(基本仕様)
グラビアロール外径D:100mm
グラビアロールのメッシュM:♯200
ドクターブレード角度(φ):45°
塗布方式:逆転塗布方式(リバースキスコート方式)
グラビアロール/可撓性帯状支持体との周速比:0.6〜1.0
塗布速度:20m/min
可撓性帯状支持体材料:ポリエチレンテレフタレート(PET)100μm
塗布液;
シクロヘキサン104.1g、メチルエチルケトン61.3gの混合溶媒に、エアディスパで撹拌しながら酸化ジルコニウム(粒径役30nm)分散物含有ハードコード塗布液(商品名:KZ−7991、JSR(株)製)217.0g、を添加し、さらにこの溶液に、平均粒径2μmの架橋ポリスチレン粒子(商品名:SX−200H、綜研化学(株)製)5gを添加して、高速デバイスにて5000rpmで1時間撹拌、分散した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタで濾過して塗布液を調製した。
粘度…0.002N・s/m
表面張力…0.033N/m
塗布量…5cc/m
【0055】
表2の試験結果からわかるように、垂直方向の高低差hを3〜25mmとした実施例8〜15のいずれにも転着、塗布ムラが発生せず、垂直方向の高低差hを35mmとした比較例6,7は、転着、塗布ムラが認められた。
【実施例3】
【0056】
次に、順転キスコート方式で、グラビアロール外周面転出部25とグラビアロール外周面転入部27の各内周面25a,27aをグラビアロール15の軸芯Oよりも上方において該グラビアロール15の外周面との対向間隙Gを間隔G2に漸増させながら延伸させ、且つ、グラビアロール外周面転出部25の延伸先端部25bと、グラビアロール外周面上のドクターブレード23による余剰塗着液掻き落とし点23aとの垂直方向の高低差hの変更して実施例1と同様に塗工状態を確認した。その結果を次の表3に示す。
【0057】
【表3】

【0058】
なお、グラビア塗布装置の基本仕様は下記のものとした。
(基本仕様)
グラビアロール外径D:100mm
グラビアロールのメッシュM:♯180
塗布方式:順転キスコート方式
グラビアロール/可撓性帯状支持体との周速比:1.0
塗布速度:10m/min
可撓性帯状支持体材料:ポリエチレンテレフタレート(PET)100μm
塗布液;
シクロヘキサン104.1g、メチルエチルケトン61.3gの混合溶媒に、エアディスパで撹拌しながら酸化ジルコニウム(粒径役30nm)分散物含有ハードコード塗布液(商品名:KZ−7991、JSR(株)製)217.0g、を添加し、さらにこの溶液に、平均粒径2μmの架橋ポリスチレン粒子(商品名:SX−200H、綜研化学(株)製)5gを添加して、高速デバイスにて5000rpmで1時間撹拌、分散した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタで濾過して塗布液を調製した。
粘度…0.005N・s/m
表面張力…0.033N/m
塗布量…5cc/m
【0059】
表3の試験結果からわかるように、垂直方向の高低差hを7〜25mmとした実施例16〜18いずれも転着、塗布ムラが発生せず、垂直方向の高低差hを35〜45mmとした比較例8,9は、転着、塗布ムラが認められた。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明の実施形態に係るグラビア塗布装置の構造を説明するグラビア塗布装置の断面図である。
【図2】グラビア塗布装置における塗布液の供給側の拡大断面図である。
【図3】従来のグラビア塗布装置の構造を説明するグラビア塗布装置の断面図である。
【図4】従来のグラビア塗布装置における塗布液の供給側の拡大断面図である。
【図5】従来のグラビア塗布装置による可撓性帯状支持体への塗布液の塗布状態を説明する斜視図である。
【図6】グラビア塗布装置の他の従来例を説明するグラビア塗布装置の断面図である。
【符号の説明】
【0061】
13 マニホールドブロック
15 グラビアロール
21 可撓性帯状支持体
23 ドクターブレード
25 グラビアロール外周面転出部(ダムブロック)
25a 内周面
27 グラビアロール外周面転入部(ダムブロック)
27a 内周面
100 グラビア塗布装置
L 塗布液
O 軸芯

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の周速で回転駆動されるグラビアロールと、該グラビアロールの下方外周面を塗布液中に浸漬して該外周面に前記塗布液を連続的に塗着するマニホールドブロックと、前記塗布液が塗着されて上方に回転変位した前記グラビアロールの外周面からこの塗着された塗布液の余剰分を掻き落とすドクターブレードとを具備して成り、前記グラビアロールへ移送されてくる可撓性帯状支持体の表面を該グラビアロールの外周面に接触させて前記可撓性帯状支持体の表面に所定量の前記塗布液を転着させて塗布するグラビア塗布装置であって、
前記グラビアロールの回転によって該グラビアロールの外周面が転出される側の前記マニホールドブロックに延出して形成されたダムブロックの先端部が、前記グラビアロールの軸芯よりも上方で、且つ前記グラビアロール外周面上の前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点よりも下方に配置されていることを特徴とするグラビア塗布装置。
【請求項2】
前記ダムブロックの先端部と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第1の線、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第2の線としたときに、該第1及び第2の線がなす角度が40°以下であることを特徴とする請求項1記載のグラビア塗布装置。
【請求項3】
前記ダムブロックの先端部が、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して下方に位置決めされたことを特徴とする請求項1記載のグラビア塗布装置。
【請求項4】
前記ダムブロックの先端部と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第1の線、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点と前記グラビアロールの軸芯とを結ぶ線を第2の線としたときに、該第1及び第2の線がなす角度が40°以下であり、
前記ダムブロックの先端部が、前記ドクターブレードによる余剰塗着液掻き落とし点に対して垂直方向に3〜25mmの高低差を成して下方に位置決めされたことを特徴とする請求項1記載のグラビア塗布装置。
【請求項5】
前記ダムブロックが、前記グラビアロールの外周面との対向間隙を漸増させながら上方に延伸して形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【請求項6】
前記グラビアロールが、前記可撓性帯状支持体の移送方向とは逆方向に回転駆動されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【請求項7】
前記グラビアロールが、前記可撓性帯状支持体の移送方向と同じ方向に回転駆動されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【請求項8】
前記ダムブロックが、少なくとも前記グラビアロールの回転方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の記載のグラビア塗布装置。
【請求項9】
前記グラビアロールの直径が、20〜300mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。
【請求項10】
前記ダムブロックと前記グラビアロールとが挟まれて成す空間の両端に液流出防止板を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項記載のグラビア塗布装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−26596(P2006−26596A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−212634(P2004−212634)
【出願日】平成16年7月21日(2004.7.21)
【出願人】(000005201)富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【出願人】(000153591)株式会社巴川製紙所 (457)
【Fターム(参考)】