コーティングロッドおよびそれを用いた塗布方法および装置
【課題】塗布端部からの気泡の混入を防止し、気泡混入に起因する塗布欠点の発生を防止可能なコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法および装置を提供する。
【解決手段】溝付きコーティングロッドにおいて、溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成され、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部とを有し、かつ、溝形成部の一端から浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法および装置。
【解決手段】溝付きコーティングロッドにおいて、溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成され、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部とを有し、かつ、溝形成部の一端から浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するウェブの表面に塗布された塗液を、表面に溝を形成したロッドによって計量またはスムージングするコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法と塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行するウェブの表面に塗液を塗布する方法として、ファウンテン等の塗布ノズルで過剰に塗布した塗液をコーティングロッドで所定の塗布厚みに計量塗布する方法や、塗布ノズルから計量塗布した塗液をコーティングロッドでスムージング塗布する方法が知られている。また、塗布装置としては、ウェブの成形工程途中で塗布するインラインコーターと、成形後巻物にしたウェブを巻き出して塗布するオフコーターとがある。
【０００３】
前記塗布方法においては、コーティングロッドの上流側と下流側にメニスカスと呼ばれる塗液の溜まり部が形成される。このとき、ウェブのばたつきや、コーティングロッド上流側の塗布状態の変動などにより、前記メニスカスに塗布端部から空気が混入して気泡となったり、ロッドの軸方向に沿って気泡がメニスカスの中を移動することがある。ロッドの下流側に形成されたメニスカス内を移動する気泡は、その表面張力によってメニスカスの形状を変形させるため、塗布面にスジ状の塗布欠点を発生させることがある。
【０００４】
従来、ウェブの幅方向における塗布端部からの気泡の混入を防止する方法としては、塗布端部近傍においてウェブを局部的に押し込む方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、ウェブの剛性が大きい場合、例えばウェブが樹脂フィルムであってウェブの厚みが１００μｍ以上の場合、ウェブを局部的に押さえ込むことが困難となり、目標とする効果を得られないことがある。また、ウェブ自身が軟弱な場合、押さえ込んだ部分に傷が生じたり、時には破れるといった問題が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−１８１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、ウェブの傷つきや破れといったトラブルを生じることなく、かつ、簡単な構成で、塗布端部からの気泡の混入を防止し、気泡混入に起因する塗布欠点の発生を防止可能なコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものからなる。
【０００７】
上記通常溝部の溝深さＨｎは１０μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは１２μｍ以上１５０μ以下である。上記浅溝部の溝深さは０．８Ｈｎ以下であり、好ましくは０．５Ｈｎ以下である。上記距離Ｌｓは２０ｍｍ以上であり、好ましくは５０ｍｍ以上である。
【０００８】
また、本発明に係るコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものからなっていてもよい。
【０００９】
また、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下であることが好ましい。
【００１０】
上記距離Ｌｓの範囲は通常製品にならないため、製品ロスを考慮し、通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下であり、好ましくは１０％以下である。前記浅溝部は、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成されればよく、浅溝部は複数あってもよい。例えば、溝形成部のロッド軸方向における両端の近傍にそれぞれ形成されてもよい。なお、この場合、上記距離Ｌｓは、溝形成部のそれぞれの浅溝部から最寄りの一端から測定することはいうまでもない。また、溝深さの加工精度は一般的に±５％以内程度であるため、浅溝部の溝深さを通常溝部の溝深さＨｎの１０〜８０％（０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下）とすることは、加工誤差の範囲を排除し、意図的に浅く形成したものと言える。
【００１１】
また、前記浅溝部の前記ロッド軸方向における幅が５００ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、浅溝部の幅が１００ｍｍ以下であり、さらに５０ｍｍ以下が好ましい。浅溝部の形成により、後述の如く塗布端からの気泡混入防止効果が得られるが、この効果を実現できる浅溝部の有効幅は必ずしも明確になっていない。しかし浅溝部の幅が１〜２ｍｍ程度では、浅溝部を形成した効果が殆どないので、ある程度の幅が必要である。加工のしやすさから考えると３ｍｍ以上が好ましいことから、ここでは浅溝部の幅３ｍｍを下限とした。幅が広すぎる方は、効果としては特に問題はないが、浅溝部では塗布厚みが薄くなるため通常製品にならず、製品ロスを考慮すると５００ｍｍ以上設ける必要がないことから、ここでは浅溝部の幅５００ｍｍを上限とした。
【００１２】
上記溝深さに関して、本発明では図５に示すような定義、測定方法を用いた。測定方法としては、接触式の変位計やレーザー光などを用いた非接触式の変位計４１をコーティングロッド４２の軸方向に相対的に移動させて、ロッド表面に形成された凹凸を測定した。溝形成部の一端から順次、ピークとボトムの差、Ｈ１、Ｈ２・・・Ｈｎを測定した。溝深さは、近接５点の移動平均とした。すなわち、ｉ番目の溝深さは、図におけるＨｉ−２，Ｈｉ−１，Ｈｉ，Ｈｉ＋１，Ｈｉ＋２の平均値とした。
【００１３】
通常溝部の定義については、所定の塗布厚みが得られる部分とした。良好な塗布品質を得るため、通常溝部の溝深さは均一であることが好ましい。一般的には、±５％以内の精度がある。また、浅溝部は、図６に示すように、溝深さが０．８Ｈｎ以下の部分を指し、図６に示した例では、ロッド軸方向の位置について、溝形成部、通常溝部、浅溝部、溝形成部の一端から浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓの関係は、図示の如き位置関係となる。浅溝部は一般的に通常溝部の溝深さの精度が±５％程度であることから、溝深さが０．１Ｈｎを越える点を起点と考えることもできる。
【００１４】
このような本発明に係るコーティングロッドにおいては、次のように、塗布端部からの気泡の混入が防止される。塗液の塗布は、例えば図７に示すように、走行するウェブ５１に対し、ファウンテン５２から塗液５３が所定の塗布幅にて塗布され、溝付きコーティングロッド５４により計量またはスムージングされるが、このとき、前述したように、コーティングロッド５４の上流側と下流側にメニスカス５５、５６が形成される。そして、下流側のメニスカス５６に関しては、図８に示すように、例えばコーティングロッド５４をウェブ５１に対して順転して使用する場合、塗液５３はコーティングロッド５４の下流でウェブ側とロッド側に分岐し、曲率半径Ｒｍのメニスカス５６を形成する。これに類似の現象を生じるフォワードロールコーティングの理論によると、分岐点の圧力Ｐｍは、塗液の表面張力をσとすると、Ｐｍ＝−σ／Ｒｍとなる。浅溝部のＲｍは通常溝部のＲｍよりも小さいため、浅溝部のメニスカスの圧力が通常溝部よりも低くなることになり、塗布端部から気泡が混入しようとする場合、気泡が通常溝部側へ進入しようとすることが抑制されるか、浅溝部から溝形成部の端側へと押し出されるようになり、塗布製品形成部である溝形成部の中央部側への気泡の混入が防止される。従来装置では、図９に示すように、塗布製品形成部に気泡５７が混入することがあり、それに起因して塗布スジ５８が発生するおそれがあったが、本発明ではこのようなおそれが除去されることになる。
【００１５】
上記浅溝部については、その少なくとも一部の溝深さが、溝形成部の最寄りの一端に向かって漸減するように形成されていることが好ましい。つまり、メニスカスの圧力差によって気泡が製品形成部側へ流れるのを防止するという、上記のような本発明の原理から考えると、浅溝部の溝深さを塗布端に向かって漸減させ、圧力勾配を形成すれば、塗布端に向かって気泡を移動させることが可能であり、より好ましい。
【００１６】
本発明に係る塗布方法は、上記のようなコーティングロッドを、走行するウェブの表面に塗布された塗液のロッド上流側におけるウェブの幅方向における塗布端を、ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内またはそれよりも前記溝形成部の最寄りの一端側に位置させて用いることを特徴とする方法からなる。このような配置とすれば、上記の如く、メニスカスの圧力差によって気泡が製品形成部側へ流れるのを効果的に防止でき、気泡混入に伴う塗布欠点の発生を防止できる。
【００１７】
また本発明に係るさらに好ましい塗布方法としては、上記方法のように配置したコーティングロッドのウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内において、ウェブに対し前記コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面から前記コーティングロッドの方向に、ウェブを局部的に押し込むことを特徴とする方法からなる。従来、塗布端部からの気泡の混入を防止する方法としては、特許文献１に記載の、塗布端部近傍においてウェブを局部的に押し込む方法が提案されている。この方法は、本発明に係るコーティングロッドと目的を同じくして手段が異なるものであるが、ウェブを局部的に押し込む位置を前記浅溝部の範囲内とすることで、相乗効果を得ることができる。
ウェブを局部的に押し込む方法としては、コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面側に設けられたローラを、エアシリンダやボールネジ等の昇降手段を用いてウェブに押し付けても良いし、コーティングロッドとは反対側のウェブ面側に設けられた気体噴射ノズルを用いてウェブに気体を吹き付けてもよい。これらの押し込み方法は、ウェブ押し込み量を調整可能であることが好ましい。また、ウェブをできるだけ局部的に押し込んだ方が気泡混入防止効果が高いので、ローラを用いる場合には狭幅のローラが好ましく、ローラ径がローラ軸方向の中央部で最大となるそろばん玉状のローラが最も好ましい。
【００１８】
ウェブを局部的に押し込むことによる効果は、コーティングロッドの上流側または下流側に形成されるメニスカスの形状を局部的に変形させることによって得られるものである。従って、ウェブを局部的に押し込む位置は、ウェブ走行方向としては、コーティングロッドの上流側または下流側に形成されるメニスカスの直上、もしくは押し込みによるウェブの変形がメニスカスの形状に影響する程度に近傍であることが好ましい。コーティングロッドの上流側と下流側とでは下流側の方が塗布品質に与える影響が大きいため、上流側と下流側の両方に設けるか、下流側のみに設けることが好ましい。ロッド軸方向の押し込み位置は、前記浅溝部の範囲内であって、前記浅溝部の端部ちょうどであっても良く、また、前記浅溝部の範囲内に複数設けても良い。 なお、押し込み量は、通常溝部の下流側メニスカスへの気泡の混入の様子をみながら適宜設定すればよいが、通常、０．１〜５ｍｍ程度に設定する。押し込み量は、押し込み位置での押し込み前後のウェブの変位量を適当な変位計や写真等を利用して測定する。押し込み方法が図１４の形態のように接触式である場合には押し込み手段の変位量で測定してもよい。
【００１９】
また、本発明に係る塗布装置は、上記のようなコーティングロッドを有することを特徴とするものからなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るコーティングロッドおよびそれを用いた塗布方法および装置によれば、簡単な構造で、安価に、かつ、操作性を損なわない方法で気泡の混入を防止できる。気泡の混入に起因する塗布スジ欠点を低減できるため、製品の品質を向上することができる。また、欠点が発生しないため、収率が向上し、生産性を向上できるとともに、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本実施形態の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態のコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドであり、溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成され、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上の浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の一端から前記浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００２３】
このようなコーティングロッドとして、例えば図１〜図４に示すような構成のものを挙げることができる。すなわち、図１に示すコーティングロッド１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部２を有しており、この溝形成部２のロッド軸方向において、ロッド中央３を含む中央部には溝深さがＨｎの通常溝部４が形成され、その両端部、つまり、溝形成部２のロッド軸方向における両端近傍に、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部５が形成されている。本実施形態では、両浅溝部５の外側に、さらに溝深さがＨｎの通常溝部４が形成されている。なお、浅溝部５の外側に設けた通常溝部４は、浅溝部５より深い溝が形成されておればよい。この浅溝部５の外側の溝部は、これを設けない場合よりも後述の下流側塗布端の位置を中央側に寄せることができ、製品ロスを低減できるという効果を奏する（図１０、図１１参照）。そして、溝形成部２の両端から両浅溝部５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。
【００２４】
図２に示すコーティングロッド１１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部１２を有しており、この溝形成部１２のロッド軸方向において、ロッド中央１３を含む中央部には溝深さがＨｎの通常溝部１４が形成され、その両端部、つまり、溝形成部１２のロッド軸方向における両端部に、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部１５が形成されている。本実施形態では、各浅溝部１５は、溝形成部１２の各端まで形成されている。そして、溝形成部１２の両端（つまり、両浅溝部１５の外端）から両浅溝部１５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。したがって、本実施形態では、各浅溝部１５のロッド軸方向における幅が、２０ｍｍ以上とされている。
【００２５】
図３に示すコーティングロッド２１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部２２を有しており、この溝形成部２２のロッド軸方向において、ロッド中央２３を含む中央部から一方の端までにわたって溝深さがＨｎの通常溝部２４が形成され、その一端側、つまり、溝形成部２２のロッド軸方向における一端近傍にのみ、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上の浅溝部２５が形成されている。本実施形態では、この浅溝部２５の外側に、さらに溝深さがＨｎの通常溝部２４が形成されている。そして、溝形成部２２の一端から浅溝部２５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。
【００２６】
図４に示すコーティングロッド３１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部３２を有しており、この溝形成部３２のロッド軸方向において、ロッド中央３３を含む中央部から一方の端までにわたって溝深さがＨｎの通常溝部３４が形成され、その一端側、つまり、溝形成部３２のロッド軸方向における一端近傍にのみ、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部３５が形成されている。本実施形態では、浅溝部３５は、溝形成部３２の端まで形成されている。そして、溝形成部３２の一端から浅溝部３５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。したがって、本実施形態では、この浅溝部３５のロッド軸方向における幅が、２０ｍｍ以上とされている。
【００２７】
このような本実施形態のコーティングロッドは、例えば次のように製造することができる。
・転造加工によって溝を形成する転造バーの場合、１本のロッドを溝深さの異なるダイスで複数回加工する。
・ロッドにワイヤーを巻き付けて溝を形成するワイヤーバーの場合、径の異なるワイヤーを巻く。
・レーザーでパターン加工する。
・バイトで切削する。
・溝を樹脂等の充填剤で埋める。
【００２８】
また、本実施形態における塗液の塗布が適用される好適なウェブとしては、例えば、樹脂フィルム、金属帯、紙などを挙げることができる。また、本実施形態による効果がよく現れる塗布条件としては、例えば、ウェブの移動速度が１００ｍ／分以下で、塗布直後の塗布厚みが２μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下の場合である。さらに、塗液としては、表面張力が７０ｍＮ／ｍ以下、より好ましくは６０ｍＮ／ｍ以下で、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下のものを挙げることができる。また、コーティングロッドに対するウェブの巻き付け角度は５〜３０度の範囲が好ましい。
【００２９】
本実施形態のコーティングロッドは、ウェブの走行方向に対して順転で使用することが好ましく、その周速度がウェブの走行速度と等しいことがウェブに擦り傷を生じにくいため最も好ましい。コーティングロッドは駆動装置によって回転させても良いし、ウェブとの摩擦力によって回転させても良い。摩擦力によってロッドを回転させる場合は、ロッドの支持手段とロッドとの摩擦力が、ウェブとロッドとの摩擦力よりも小さいロッド支持手段を選定しなければならないが、駆動装置が不要であるため低コストで、装置構成が単純になるため操作および保守が簡易である。
【００３０】
なお、本実施形態の塗布装置は、インラインコーターとしてもよく、オフコーターとしても構成できる。
【実施例】
【００３１】
［実施例１］
図１または図３に対応する構成の図１０に示したコーティングロッド６１を用いた。コーティングロッド６１には転造バーを用いた。バーの直径は１２．７ｍｍ、全幅は１５００ｍｍである。通常溝部６２の溝深さを２０μｍ、溝ピッチを２００μｍ、浅溝部６３は溝深さを６μｍ、幅を１０ｍｍとした。浅溝部６３のロッド中央寄りの端とそれに近い方の溝形成部の端との距離Ｌｓは１００ｍｍとした。ウェブ６４には厚み３００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いた。ウェブ６４の移動速度は６０ｍ／分、ロッドはウェブと同速度、順転とした。コーティングロッド６１に対するウェブ６４の巻き付け角度は１５度とした。
【００３２】
ロッド上流側塗布端６５を、Ｌｓの範囲内における、浅溝部６３の直ぐ外側の通常溝部６２内の位置に設定した。塗液には、固形分濃度３重量％、表面張力５０ｍＮ／ｍ、粘度２ｍＰａ・ｓのアクリルエマルジョン塗料を用いた。６６は上流側メニスカスを、６７は下流側メニスカスを、６８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
【００３３】
上記の条件で塗布した結果、図１０に示すように、塗布端から混入した気泡６９は浅溝部６３にしばらく滞留した後、ウェブ６４の移動方向に排出された。その結果、４０時間連続で塗布しても気泡６９およびそれに起因する塗布スジ７０が浅溝部６３よりも内側に入ることはなかった。
【００３４】
用いたコーティングロッド６１の溝深さのプロファイルも図１０中に示す。コーティングロッド６１の溝深さはキーエンス社製のレーザー変位計（センサーヘッド：ＬＴ−９０１０Ｍ、コントローラ：ＬＴ−９５００、ＸＹステージ：ＫＳ−１１００）を用いて測定した。ＸＹステージに固定したＶブロックにコーティングロッド６１を載せて、ロッドの軸方向に移動させながら、溝形成部の一端から他端まで溝形状を測定し、５点の移動平均として溝深さを算出した。
［実施例２］
図２または図４に対応する構成の図１１に示す溝深さのプロファイルを有するコーティングロッド７１で塗布を実施した結果、実施例１と同様、塗布端から混入した気泡７９は浅溝部７３にしばらく滞留した後、ウェブ７４の移動方向に排出された。その結果、４０時間連続で塗布しても気泡７９およびそれに起因する塗布スジ８０が浅溝部よりも内側に入ることはなかった。実施例１と異なる条件は、浅溝部の幅を１００ｍｍとしたことである。図１１において、７２は通常溝部を、７５はロッド上流側塗布端を、７６は上流側メニスカスを、７７は下流側メニスカスを、７８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
［比較例１］
図１２に示すように、従来の一般的なコーティングロッド８１を用い、一般的な方法で塗布した。コーティングロッド８１における溝形成部の大半は通常溝部８２であるが、加工上、その端部に浅溝部８３が形成される。但し、この浅溝部８３のロッド軸方向における幅はごく僅かで、通常６ｍｍ以下であり、ここでは４ｍｍのものを用いた。なお、浅溝部８３はロッド軸方向における溝形成部の最端部に形成されるので、浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓも４ｍｍである。通常溝部８２の溝深さは実施例１と同様に２０μｍとした。ウェブの厚み、ウェブの移動速度、塗液などの塗布条件は実施例１と同様とした。図示のとおり、塗液は通常溝部の範囲内に与えられるように塗布端の条件を設定した。塗布端から気泡が混入し、約１０時間に１回の頻度で塗布スジ９０が製品部に発生した。図１２において、８４はウェブを、８５はロッド上流側塗布端を、８６は上流側メニスカスを、８７は下流側メニスカスを、８８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
［比較例２］
図１３に示すように、従来の一般的なコーティングロッド９１を用い、ロッド上流側塗布端９５の位置を溝形成部の外側（浅溝部９３の外側）に設定して塗布を実施した。浅溝部のロッド軸方向の幅は比較例１と同様に４ｍｍである。通常溝部９２の溝深さは実施例１と同様に２０μｍとした。ウェブの厚み、ウェブの移動速度、塗液などの塗布条件は実施例１と同様とした。コーティングロッド９１にはロッド上流側塗布端９５の外側に溝が形成されていないために、ロッド下流側塗布端９８が樹脂フィルム端（ウェブ９４の端）まで広がり、塗布面の反対面に塗液が回り込んで、下流側の工程を汚染した。図１３において、９４はウェブを、９６は上流側メニスカスを、９７は下流側メニスカスを、それぞれ示している。
［実施例３］
実施例１において、図１４に示すそろばん玉状のローラ９９を浅溝部６３の範囲内で下流側メニスカス６７の直上となる位置に配置し、下流側メニスカス６７が局部的に変形するように、ローラ９９でウェブ６４を局部的に押し込んで塗布した。なお、そろばん玉状のローラ９９は、ローラ径がローラ軸方向の中央部で最大となるように形成されており、先端部は、曲率半径１ｍｍの曲面に形成されているものを用いた。その結果、７２時間連続で塗布しても気泡６９およびそれに起因する塗布スジ７０が浅溝部６３よりも内側に入ることはなかった。
［比較例３］
比較例１において、実施例３と同じそろばん玉状のローラ９９をロッド上流側塗布端８５の直ぐ内側で下流側メニスカス８７の直上となる位置に配置し、下流側メニスカス８７が局部的に変形するように、ローラ９９でウェブ８４を局部的に押し込んで塗布した。ローラ９９の押し込み力を実施例３と等しくした場合、約２５時間に１回の頻度で塗布スジ９０が製品部に発生した。これは、ウェブ８４の曲げ剛性が大きいと、下流側メニスカス８７の変形がなだらかになり、特許文献１で開示されている局部的な押し込みだけでは十分な効果が得られないことを意味している。そこで、ローラ９９の押し込み力を大きくして、下流側メニスカス８７の変形を大きくしたが、押し込んだ部分のウェブ８４に傷を生じたため断念した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、走行ウェブに対し溝付きコーティングロッドを用いて計量またはスムージングを行うあらゆる塗液塗布に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図５】コーティングロッドの溝測定の一例を示す概略構成図である。
【図６】コーティングロッドの溝測定結果の一例を示すグラフである。
【図７】コーティングロッドを用いた塗液塗布の一例を示す概略構成図である。
【図８】図７における下流側メニスカス部を示す拡大断面図である。
【図９】図７に示した部分に気泡が混入した場合の一例を示す概略構成図である。
【図１０】実施例１での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１１】実施例２での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１２】比較例１での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１３】比較例２での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１４】ウェブを局部的に押し込む方法の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１１、２１、３１、４２、５４、６１、７１、８１、９１ コーティングロッド
２、１２、２２、３２ 溝形成部
３、１３、２３、３３ ロッド中央
４、１４、２４、３４、６２、７２、８２、９２ 通常溝部
５、１５、２５、３５、６３、７３、８３、９３ 浅溝部
４１ 変位計
５１、６４、７４、８４、９４ ウェブ
５２ ファウンテン
５３ 塗液
５５、６６、７６、８６、９６ 上流側メニスカス
５６、６７、７７、８７、９７ 下流側メニスカス
５７、６９、７９、８９ 気泡
５８、７０、８０、９０ 塗布スジ
６５、７５、８５、９５ 上流側塗布端
６８、７８、８８、９８ 下流側塗布端
９９ ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するウェブの表面に塗布された塗液を、表面に溝を形成したロッドによって計量またはスムージングするコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法と塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行するウェブの表面に塗液を塗布する方法として、ファウンテン等の塗布ノズルで過剰に塗布した塗液をコーティングロッドで所定の塗布厚みに計量塗布する方法や、塗布ノズルから計量塗布した塗液をコーティングロッドでスムージング塗布する方法が知られている。また、塗布装置としては、ウェブの成形工程途中で塗布するインラインコーターと、成形後巻物にしたウェブを巻き出して塗布するオフコーターとがある。
【０００３】
前記塗布方法においては、コーティングロッドの上流側と下流側にメニスカスと呼ばれる塗液の溜まり部が形成される。このとき、ウェブのばたつきや、コーティングロッド上流側の塗布状態の変動などにより、前記メニスカスに塗布端部から空気が混入して気泡となったり、ロッドの軸方向に沿って気泡がメニスカスの中を移動することがある。ロッドの下流側に形成されたメニスカス内を移動する気泡は、その表面張力によってメニスカスの形状を変形させるため、塗布面にスジ状の塗布欠点を発生させることがある。
【０００４】
従来、ウェブの幅方向における塗布端部からの気泡の混入を防止する方法としては、塗布端部近傍においてウェブを局部的に押し込む方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、ウェブの剛性が大きい場合、例えばウェブが樹脂フィルムであってウェブの厚みが１００μｍ以上の場合、ウェブを局部的に押さえ込むことが困難となり、目標とする効果を得られないことがある。また、ウェブ自身が軟弱な場合、押さえ込んだ部分に傷が生じたり、時には破れるといった問題が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−１８１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、ウェブの傷つきや破れといったトラブルを生じることなく、かつ、簡単な構成で、塗布端部からの気泡の混入を防止し、気泡混入に起因する塗布欠点の発生を防止可能なコーティングロッド、およびそれを用いた塗布方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものからなる。
【０００７】
上記通常溝部の溝深さＨｎは１０μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは１２μｍ以上１５０μ以下である。上記浅溝部の溝深さは０．８Ｈｎ以下であり、好ましくは０．５Ｈｎ以下である。上記距離Ｌｓは２０ｍｍ以上であり、好ましくは５０ｍｍ以上である。
【０００８】
また、本発明に係るコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものからなっていてもよい。
【０００９】
また、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下であることが好ましい。
【００１０】
上記距離Ｌｓの範囲は通常製品にならないため、製品ロスを考慮し、通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下であり、好ましくは１０％以下である。前記浅溝部は、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成されればよく、浅溝部は複数あってもよい。例えば、溝形成部のロッド軸方向における両端の近傍にそれぞれ形成されてもよい。なお、この場合、上記距離Ｌｓは、溝形成部のそれぞれの浅溝部から最寄りの一端から測定することはいうまでもない。また、溝深さの加工精度は一般的に±５％以内程度であるため、浅溝部の溝深さを通常溝部の溝深さＨｎの１０〜８０％（０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下）とすることは、加工誤差の範囲を排除し、意図的に浅く形成したものと言える。
【００１１】
また、前記浅溝部の前記ロッド軸方向における幅が５００ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、浅溝部の幅が１００ｍｍ以下であり、さらに５０ｍｍ以下が好ましい。浅溝部の形成により、後述の如く塗布端からの気泡混入防止効果が得られるが、この効果を実現できる浅溝部の有効幅は必ずしも明確になっていない。しかし浅溝部の幅が１〜２ｍｍ程度では、浅溝部を形成した効果が殆どないので、ある程度の幅が必要である。加工のしやすさから考えると３ｍｍ以上が好ましいことから、ここでは浅溝部の幅３ｍｍを下限とした。幅が広すぎる方は、効果としては特に問題はないが、浅溝部では塗布厚みが薄くなるため通常製品にならず、製品ロスを考慮すると５００ｍｍ以上設ける必要がないことから、ここでは浅溝部の幅５００ｍｍを上限とした。
【００１２】
上記溝深さに関して、本発明では図５に示すような定義、測定方法を用いた。測定方法としては、接触式の変位計やレーザー光などを用いた非接触式の変位計４１をコーティングロッド４２の軸方向に相対的に移動させて、ロッド表面に形成された凹凸を測定した。溝形成部の一端から順次、ピークとボトムの差、Ｈ１、Ｈ２・・・Ｈｎを測定した。溝深さは、近接５点の移動平均とした。すなわち、ｉ番目の溝深さは、図におけるＨｉ−２，Ｈｉ−１，Ｈｉ，Ｈｉ＋１，Ｈｉ＋２の平均値とした。
【００１３】
通常溝部の定義については、所定の塗布厚みが得られる部分とした。良好な塗布品質を得るため、通常溝部の溝深さは均一であることが好ましい。一般的には、±５％以内の精度がある。また、浅溝部は、図６に示すように、溝深さが０．８Ｈｎ以下の部分を指し、図６に示した例では、ロッド軸方向の位置について、溝形成部、通常溝部、浅溝部、溝形成部の一端から浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓの関係は、図示の如き位置関係となる。浅溝部は一般的に通常溝部の溝深さの精度が±５％程度であることから、溝深さが０．１Ｈｎを越える点を起点と考えることもできる。
【００１４】
このような本発明に係るコーティングロッドにおいては、次のように、塗布端部からの気泡の混入が防止される。塗液の塗布は、例えば図７に示すように、走行するウェブ５１に対し、ファウンテン５２から塗液５３が所定の塗布幅にて塗布され、溝付きコーティングロッド５４により計量またはスムージングされるが、このとき、前述したように、コーティングロッド５４の上流側と下流側にメニスカス５５、５６が形成される。そして、下流側のメニスカス５６に関しては、図８に示すように、例えばコーティングロッド５４をウェブ５１に対して順転して使用する場合、塗液５３はコーティングロッド５４の下流でウェブ側とロッド側に分岐し、曲率半径Ｒｍのメニスカス５６を形成する。これに類似の現象を生じるフォワードロールコーティングの理論によると、分岐点の圧力Ｐｍは、塗液の表面張力をσとすると、Ｐｍ＝−σ／Ｒｍとなる。浅溝部のＲｍは通常溝部のＲｍよりも小さいため、浅溝部のメニスカスの圧力が通常溝部よりも低くなることになり、塗布端部から気泡が混入しようとする場合、気泡が通常溝部側へ進入しようとすることが抑制されるか、浅溝部から溝形成部の端側へと押し出されるようになり、塗布製品形成部である溝形成部の中央部側への気泡の混入が防止される。従来装置では、図９に示すように、塗布製品形成部に気泡５７が混入することがあり、それに起因して塗布スジ５８が発生するおそれがあったが、本発明ではこのようなおそれが除去されることになる。
【００１５】
上記浅溝部については、その少なくとも一部の溝深さが、溝形成部の最寄りの一端に向かって漸減するように形成されていることが好ましい。つまり、メニスカスの圧力差によって気泡が製品形成部側へ流れるのを防止するという、上記のような本発明の原理から考えると、浅溝部の溝深さを塗布端に向かって漸減させ、圧力勾配を形成すれば、塗布端に向かって気泡を移動させることが可能であり、より好ましい。
【００１６】
本発明に係る塗布方法は、上記のようなコーティングロッドを、走行するウェブの表面に塗布された塗液のロッド上流側におけるウェブの幅方向における塗布端を、ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内またはそれよりも前記溝形成部の最寄りの一端側に位置させて用いることを特徴とする方法からなる。このような配置とすれば、上記の如く、メニスカスの圧力差によって気泡が製品形成部側へ流れるのを効果的に防止でき、気泡混入に伴う塗布欠点の発生を防止できる。
【００１７】
また本発明に係るさらに好ましい塗布方法としては、上記方法のように配置したコーティングロッドのウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内において、ウェブに対し前記コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面から前記コーティングロッドの方向に、ウェブを局部的に押し込むことを特徴とする方法からなる。従来、塗布端部からの気泡の混入を防止する方法としては、特許文献１に記載の、塗布端部近傍においてウェブを局部的に押し込む方法が提案されている。この方法は、本発明に係るコーティングロッドと目的を同じくして手段が異なるものであるが、ウェブを局部的に押し込む位置を前記浅溝部の範囲内とすることで、相乗効果を得ることができる。
ウェブを局部的に押し込む方法としては、コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面側に設けられたローラを、エアシリンダやボールネジ等の昇降手段を用いてウェブに押し付けても良いし、コーティングロッドとは反対側のウェブ面側に設けられた気体噴射ノズルを用いてウェブに気体を吹き付けてもよい。これらの押し込み方法は、ウェブ押し込み量を調整可能であることが好ましい。また、ウェブをできるだけ局部的に押し込んだ方が気泡混入防止効果が高いので、ローラを用いる場合には狭幅のローラが好ましく、ローラ径がローラ軸方向の中央部で最大となるそろばん玉状のローラが最も好ましい。
【００１８】
ウェブを局部的に押し込むことによる効果は、コーティングロッドの上流側または下流側に形成されるメニスカスの形状を局部的に変形させることによって得られるものである。従って、ウェブを局部的に押し込む位置は、ウェブ走行方向としては、コーティングロッドの上流側または下流側に形成されるメニスカスの直上、もしくは押し込みによるウェブの変形がメニスカスの形状に影響する程度に近傍であることが好ましい。コーティングロッドの上流側と下流側とでは下流側の方が塗布品質に与える影響が大きいため、上流側と下流側の両方に設けるか、下流側のみに設けることが好ましい。ロッド軸方向の押し込み位置は、前記浅溝部の範囲内であって、前記浅溝部の端部ちょうどであっても良く、また、前記浅溝部の範囲内に複数設けても良い。 なお、押し込み量は、通常溝部の下流側メニスカスへの気泡の混入の様子をみながら適宜設定すればよいが、通常、０．１〜５ｍｍ程度に設定する。押し込み量は、押し込み位置での押し込み前後のウェブの変位量を適当な変位計や写真等を利用して測定する。押し込み方法が図１４の形態のように接触式である場合には押し込み手段の変位量で測定してもよい。
【００１９】
また、本発明に係る塗布装置は、上記のようなコーティングロッドを有することを特徴とするものからなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るコーティングロッドおよびそれを用いた塗布方法および装置によれば、簡単な構造で、安価に、かつ、操作性を損なわない方法で気泡の混入を防止できる。気泡の混入に起因する塗布スジ欠点を低減できるため、製品の品質を向上することができる。また、欠点が発生しないため、収率が向上し、生産性を向上できるとともに、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本実施形態の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態のコーティングロッドは、ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドであり、溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、溝形成部のロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成され、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上の浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の一端から前記浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００２３】
このようなコーティングロッドとして、例えば図１〜図４に示すような構成のものを挙げることができる。すなわち、図１に示すコーティングロッド１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部２を有しており、この溝形成部２のロッド軸方向において、ロッド中央３を含む中央部には溝深さがＨｎの通常溝部４が形成され、その両端部、つまり、溝形成部２のロッド軸方向における両端近傍に、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部５が形成されている。本実施形態では、両浅溝部５の外側に、さらに溝深さがＨｎの通常溝部４が形成されている。なお、浅溝部５の外側に設けた通常溝部４は、浅溝部５より深い溝が形成されておればよい。この浅溝部５の外側の溝部は、これを設けない場合よりも後述の下流側塗布端の位置を中央側に寄せることができ、製品ロスを低減できるという効果を奏する（図１０、図１１参照）。そして、溝形成部２の両端から両浅溝部５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。
【００２４】
図２に示すコーティングロッド１１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部１２を有しており、この溝形成部１２のロッド軸方向において、ロッド中央１３を含む中央部には溝深さがＨｎの通常溝部１４が形成され、その両端部、つまり、溝形成部１２のロッド軸方向における両端部に、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部１５が形成されている。本実施形態では、各浅溝部１５は、溝形成部１２の各端まで形成されている。そして、溝形成部１２の両端（つまり、両浅溝部１５の外端）から両浅溝部１５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。したがって、本実施形態では、各浅溝部１５のロッド軸方向における幅が、２０ｍｍ以上とされている。
【００２５】
図３に示すコーティングロッド２１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部２２を有しており、この溝形成部２２のロッド軸方向において、ロッド中央２３を含む中央部から一方の端までにわたって溝深さがＨｎの通常溝部２４が形成され、その一端側、つまり、溝形成部２２のロッド軸方向における一端近傍にのみ、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上の浅溝部２５が形成されている。本実施形態では、この浅溝部２５の外側に、さらに溝深さがＨｎの通常溝部２４が形成されている。そして、溝形成部２２の一端から浅溝部２５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。
【００２６】
図４に示すコーティングロッド３１では、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面に溝が形成された溝形成部３２を有しており、この溝形成部３２のロッド軸方向において、ロッド中央３３を含む中央部から一方の端までにわたって溝深さがＨｎの通常溝部３４が形成され、その一端側、つまり、溝形成部３２のロッド軸方向における一端近傍にのみ、溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下の浅溝部３５が形成されている。本実施形態では、浅溝部３５は、溝形成部３２の端まで形成されている。そして、溝形成部３２の一端から浅溝部３５の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが、２０ｍｍ以上とされている。したがって、本実施形態では、この浅溝部３５のロッド軸方向における幅が、２０ｍｍ以上とされている。
【００２７】
このような本実施形態のコーティングロッドは、例えば次のように製造することができる。
・転造加工によって溝を形成する転造バーの場合、１本のロッドを溝深さの異なるダイスで複数回加工する。
・ロッドにワイヤーを巻き付けて溝を形成するワイヤーバーの場合、径の異なるワイヤーを巻く。
・レーザーでパターン加工する。
・バイトで切削する。
・溝を樹脂等の充填剤で埋める。
【００２８】
また、本実施形態における塗液の塗布が適用される好適なウェブとしては、例えば、樹脂フィルム、金属帯、紙などを挙げることができる。また、本実施形態による効果がよく現れる塗布条件としては、例えば、ウェブの移動速度が１００ｍ／分以下で、塗布直後の塗布厚みが２μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下の場合である。さらに、塗液としては、表面張力が７０ｍＮ／ｍ以下、より好ましくは６０ｍＮ／ｍ以下で、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下のものを挙げることができる。また、コーティングロッドに対するウェブの巻き付け角度は５〜３０度の範囲が好ましい。
【００２９】
本実施形態のコーティングロッドは、ウェブの走行方向に対して順転で使用することが好ましく、その周速度がウェブの走行速度と等しいことがウェブに擦り傷を生じにくいため最も好ましい。コーティングロッドは駆動装置によって回転させても良いし、ウェブとの摩擦力によって回転させても良い。摩擦力によってロッドを回転させる場合は、ロッドの支持手段とロッドとの摩擦力が、ウェブとロッドとの摩擦力よりも小さいロッド支持手段を選定しなければならないが、駆動装置が不要であるため低コストで、装置構成が単純になるため操作および保守が簡易である。
【００３０】
なお、本実施形態の塗布装置は、インラインコーターとしてもよく、オフコーターとしても構成できる。
【実施例】
【００３１】
［実施例１］
図１または図３に対応する構成の図１０に示したコーティングロッド６１を用いた。コーティングロッド６１には転造バーを用いた。バーの直径は１２．７ｍｍ、全幅は１５００ｍｍである。通常溝部６２の溝深さを２０μｍ、溝ピッチを２００μｍ、浅溝部６３は溝深さを６μｍ、幅を１０ｍｍとした。浅溝部６３のロッド中央寄りの端とそれに近い方の溝形成部の端との距離Ｌｓは１００ｍｍとした。ウェブ６４には厚み３００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いた。ウェブ６４の移動速度は６０ｍ／分、ロッドはウェブと同速度、順転とした。コーティングロッド６１に対するウェブ６４の巻き付け角度は１５度とした。
【００３２】
ロッド上流側塗布端６５を、Ｌｓの範囲内における、浅溝部６３の直ぐ外側の通常溝部６２内の位置に設定した。塗液には、固形分濃度３重量％、表面張力５０ｍＮ／ｍ、粘度２ｍＰａ・ｓのアクリルエマルジョン塗料を用いた。６６は上流側メニスカスを、６７は下流側メニスカスを、６８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
【００３３】
上記の条件で塗布した結果、図１０に示すように、塗布端から混入した気泡６９は浅溝部６３にしばらく滞留した後、ウェブ６４の移動方向に排出された。その結果、４０時間連続で塗布しても気泡６９およびそれに起因する塗布スジ７０が浅溝部６３よりも内側に入ることはなかった。
【００３４】
用いたコーティングロッド６１の溝深さのプロファイルも図１０中に示す。コーティングロッド６１の溝深さはキーエンス社製のレーザー変位計（センサーヘッド：ＬＴ−９０１０Ｍ、コントローラ：ＬＴ−９５００、ＸＹステージ：ＫＳ−１１００）を用いて測定した。ＸＹステージに固定したＶブロックにコーティングロッド６１を載せて、ロッドの軸方向に移動させながら、溝形成部の一端から他端まで溝形状を測定し、５点の移動平均として溝深さを算出した。
［実施例２］
図２または図４に対応する構成の図１１に示す溝深さのプロファイルを有するコーティングロッド７１で塗布を実施した結果、実施例１と同様、塗布端から混入した気泡７９は浅溝部７３にしばらく滞留した後、ウェブ７４の移動方向に排出された。その結果、４０時間連続で塗布しても気泡７９およびそれに起因する塗布スジ８０が浅溝部よりも内側に入ることはなかった。実施例１と異なる条件は、浅溝部の幅を１００ｍｍとしたことである。図１１において、７２は通常溝部を、７５はロッド上流側塗布端を、７６は上流側メニスカスを、７７は下流側メニスカスを、７８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
［比較例１］
図１２に示すように、従来の一般的なコーティングロッド８１を用い、一般的な方法で塗布した。コーティングロッド８１における溝形成部の大半は通常溝部８２であるが、加工上、その端部に浅溝部８３が形成される。但し、この浅溝部８３のロッド軸方向における幅はごく僅かで、通常６ｍｍ以下であり、ここでは４ｍｍのものを用いた。なお、浅溝部８３はロッド軸方向における溝形成部の最端部に形成されるので、浅溝部の溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓも４ｍｍである。通常溝部８２の溝深さは実施例１と同様に２０μｍとした。ウェブの厚み、ウェブの移動速度、塗液などの塗布条件は実施例１と同様とした。図示のとおり、塗液は通常溝部の範囲内に与えられるように塗布端の条件を設定した。塗布端から気泡が混入し、約１０時間に１回の頻度で塗布スジ９０が製品部に発生した。図１２において、８４はウェブを、８５はロッド上流側塗布端を、８６は上流側メニスカスを、８７は下流側メニスカスを、８８はロッド下流側塗布端を、それぞれ示している。
［比較例２］
図１３に示すように、従来の一般的なコーティングロッド９１を用い、ロッド上流側塗布端９５の位置を溝形成部の外側（浅溝部９３の外側）に設定して塗布を実施した。浅溝部のロッド軸方向の幅は比較例１と同様に４ｍｍである。通常溝部９２の溝深さは実施例１と同様に２０μｍとした。ウェブの厚み、ウェブの移動速度、塗液などの塗布条件は実施例１と同様とした。コーティングロッド９１にはロッド上流側塗布端９５の外側に溝が形成されていないために、ロッド下流側塗布端９８が樹脂フィルム端（ウェブ９４の端）まで広がり、塗布面の反対面に塗液が回り込んで、下流側の工程を汚染した。図１３において、９４はウェブを、９６は上流側メニスカスを、９７は下流側メニスカスを、それぞれ示している。
［実施例３］
実施例１において、図１４に示すそろばん玉状のローラ９９を浅溝部６３の範囲内で下流側メニスカス６７の直上となる位置に配置し、下流側メニスカス６７が局部的に変形するように、ローラ９９でウェブ６４を局部的に押し込んで塗布した。なお、そろばん玉状のローラ９９は、ローラ径がローラ軸方向の中央部で最大となるように形成されており、先端部は、曲率半径１ｍｍの曲面に形成されているものを用いた。その結果、７２時間連続で塗布しても気泡６９およびそれに起因する塗布スジ７０が浅溝部６３よりも内側に入ることはなかった。
［比較例３］
比較例１において、実施例３と同じそろばん玉状のローラ９９をロッド上流側塗布端８５の直ぐ内側で下流側メニスカス８７の直上となる位置に配置し、下流側メニスカス８７が局部的に変形するように、ローラ９９でウェブ８４を局部的に押し込んで塗布した。ローラ９９の押し込み力を実施例３と等しくした場合、約２５時間に１回の頻度で塗布スジ９０が製品部に発生した。これは、ウェブ８４の曲げ剛性が大きいと、下流側メニスカス８７の変形がなだらかになり、特許文献１で開示されている局部的な押し込みだけでは十分な効果が得られないことを意味している。そこで、ローラ９９の押し込み力を大きくして、下流側メニスカス８７の変形を大きくしたが、押し込んだ部分のウェブ８４に傷を生じたため断念した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、走行ウェブに対し溝付きコーティングロッドを用いて計量またはスムージングを行うあらゆる塗液塗布に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングロッドの平面図である。
【図５】コーティングロッドの溝測定の一例を示す概略構成図である。
【図６】コーティングロッドの溝測定結果の一例を示すグラフである。
【図７】コーティングロッドを用いた塗液塗布の一例を示す概略構成図である。
【図８】図７における下流側メニスカス部を示す拡大断面図である。
【図９】図７に示した部分に気泡が混入した場合の一例を示す概略構成図である。
【図１０】実施例１での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１１】実施例２での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１２】比較例１での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１３】比較例２での塗布の様子を示す概略平面図である。
【図１４】ウェブを局部的に押し込む方法の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１１、２１、３１、４２、５４、６１、７１、８１、９１ コーティングロッド
２、１２、２２、３２ 溝形成部
３、１３、２３、３３ ロッド中央
４、１４、２４、３４、６２、７２、８２、９２ 通常溝部
５、１５、２５、３５、６３、７３、８３、９３ 浅溝部
４１ 変位計
５１、６４、７４、８４、９４ ウェブ
５２ ファウンテン
５３ 塗液
５５、６６、７６、８６、９６ 上流側メニスカス
５６、６７、７７、８７、９７ 下流側メニスカス
５７、６９、７９、８９ 気泡
５８、７０、８０、９０ 塗布スジ
６５、７５、８５、９５ 上流側塗布端
６８、７８、８８、９８ 下流側塗布端
９９ ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド。
【請求項２】
ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド。
【請求項３】
前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下である、請求項１または２に記載のコーティングロッド。
【請求項４】
前記浅溝部の前記ロッド軸方向における幅が５００ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のコーティングロッド。
【請求項５】
前記浅溝部の少なくとも一部の溝深さが、前記溝形成部の前記最寄りの一端に向かって漸減するように形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティングロッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコーティングロッドを、走行するウェブの表面に塗布された塗液のロッド上流側における前記ウェブの幅方向における塗布端が、前記ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内またはそれよりも前記溝形成部の前記最寄りの一端側に位置させて用いることを特徴とする塗布方法。
【請求項７】
前記ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内において、前記ウェブに対し前記コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面側から前記コーティングロッドの方向に、前記ウェブを局部的に押し込むことを特徴とする、請求項６に記載の塗布方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載のコーティングロッドを有することを特徴とする塗布装置。
【請求項１】
ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド。
【請求項２】
ロッド軸方向における所定範囲にわたって表面に溝が形成され、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量またはスムージングするコーティングロッドにおいて、前記溝が形成された溝形成部は、溝深さがＨｎの通常溝部と、前記溝形成部の前記ロッド軸方向における少なくとも一端の近傍に形成された前記溝深さが０．１Ｈｎ以上０．８Ｈｎ以下でありロッド軸方向における幅が３ｍｍ以上である浅溝部とを有し、かつ、前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが２０ｍｍ以上であることを特徴とするコーティングロッド。
【請求項３】
前記溝形成部の最寄りの一端から前記浅溝部の前記溝形成部中央部側の端までの距離Ｌｓが通常溝部のロッド軸方向の幅の３０％以下である、請求項１または２に記載のコーティングロッド。
【請求項４】
前記浅溝部の前記ロッド軸方向における幅が５００ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のコーティングロッド。
【請求項５】
前記浅溝部の少なくとも一部の溝深さが、前記溝形成部の前記最寄りの一端に向かって漸減するように形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティングロッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコーティングロッドを、走行するウェブの表面に塗布された塗液のロッド上流側における前記ウェブの幅方向における塗布端が、前記ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内またはそれよりも前記溝形成部の前記最寄りの一端側に位置させて用いることを特徴とする塗布方法。
【請求項７】
前記ウェブの幅方向における前記浅溝部の範囲内において、前記ウェブに対し前記コーティングロッドの位置する側とは反対側のウェブ面側から前記コーティングロッドの方向に、前記ウェブを局部的に押し込むことを特徴とする、請求項６に記載の塗布方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載のコーティングロッドを有することを特徴とする塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２６３７２２（Ｐ２００６−２６３７２２Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４９８６１（Ｐ２００６−４９８６１）
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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