説明

シート状物のグラビア塗工方法

【課題】走行するシート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布するに際して、広幅の高速塗工であっても塗布斑の生じないグラビア塗工方法を提供する。
【解決手段】連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱可塑製樹脂フィルムなどからなるシート状物の表面に塗液を塗布するグラビア塗工方法に関する。さらに詳しくは、グラビアロールを高速回転させても塗液が飛散することなく、掻き取り不良による塗布斑が発生しない、簡便なグラビア塗工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性樹脂フィルム等のシート状物の表面に塗液を塗布するために様々な方法が用いられている。その中で、リバースグラビアコータによる方法は1本のグラビアロールで塗布するため装置の構成がシンプルであって、かつ取り扱いが簡便で設備コストも安いといった利点がある。
【0003】
このような塗工技術として、小径のグラビアロールとファウンテンノズルを用いたグラビア塗工方法が特許文献1に開示されている。小径だとビード巾が狭くなり塗工面が美しい利点がある。一方でロールが高速回転する場合、ファウンテンノズルより吐出されてロールに移行された余剰塗液がロールより剥離飛散し、ドクターブレードの位置で掻き取り不良が発生する問題があった。特に水系の塗液は粘性が低いためこの剥離が顕著である。
【0004】
また、特許文献2には小径のグラビアロールとチャンバーを用いたグラビア塗工装置が開示されている。塗液がチャンバーで密閉されているため高速塗工でも液飛散の問題はない。しかし広幅で高速塗工する場合、小径ロールの撓みと振れの影響でドクターブレードの角度や位置調整が非常に煩雑となり塗液の掻き取り不良が生じる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平2−119977号公報
【特許文献2】特開2002−186888号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、上記従来技術が有する諸問題を解消し、走行するシート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布するに際して、広幅の高速塗工であっても塗布斑の生じないグラビア塗工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここに、前記課題を解決するための下記(1)〜(5)に記載の発明が提供される。
(1)連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法。
(2)前記グラビアロールの直径が30〜80mmで、周速度が120〜200m/分で、塗工幅が1000mm以上であることを特徴とする(1)に記載のグラビア塗工方法。
(3)前記飛散防止手段がガイド板又はフィルムカーテンであること特徴とする(1)又は(2)に記載のグラビア塗工方法。
(4)前記ガイド板の先端が前記グラビアロールと接触しないことを特徴とする(3)に記載のグラビア塗工方法。
(5)前記塗液が水系であることを特徴とする(1)〜(4)の何れかに記載のグラビア塗工方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によればグラビアロールが小径広幅であっても、塗液の飛散がなく、また、塗布斑もなく高速で塗工できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の塗工方法に係る一実施形態例とガイド板を模式的に示した側面図である。
【図2】本発明の塗工方法に係る一実施形態例とカーテンを模式的に示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1及び図2は、熱可塑性フィルムなどからなる走行シート状物の表面に対して塗液を塗布するリバースグラビアコータの一実施形態例を模式的に例示した側断面図である。
【0011】
これら図1および図2において、符号1はグラビアロール、符号2はフィルムなどのシート状物、符号3はドクターブレード、符号4はスリット、符号5はファウンテンノズル、符号6はガイド板、符号7はフィルムカーテン、符号Gはギャップ、符号Vfはシート状物の走行方向、符号Vrはグラビアロールの回転方向を示す。
【0012】
以上のように構成されるリバースグラビアコータの実施例では、グラビアロール1の回転方向Vrは、シート状物の走行方向Vfに対して、リバース方向(逆方向)となっている。
【0013】
ここで、本発明に好適に使用できるリバースグラビアコータの構造としては、グラビアロール1に対してシート状物2の幅方向に伸びたギャップGを介して塗液を吐出するためのファウンテンノズル5が配置されている。また、このファウンテンノズル5にはシート状物2の幅方向に塗液を吐出するためのスリット4が図示したように形成されている。
【0014】
したがって、塗液はファウンテンノズル5に形成されたスリット4からギャップGに吐出され、これによって、ギャップGは塗液で満たされる。そして、このギャップGに満たされた塗液によってグラビアロール1の下部が浸漬された状態を現出する。このとき、塗液に浸漬されるグラビアロール1の表面には、塗液をピックアップするためのグラビアセルが彫刻されている。
【0015】
それ故に、グラビアセルにピックアップされた塗液はグラビアロール1が回転するにつれてグラビアセルにピックアップされた治用体でシート状物2が走行する位置へもたらされる。その際、ドクターブレード3により、グラビアロール1に余剰にピックアップされた塗液が掻き取られ、余剰の塗液が掻き取られた後の所定の塗液がシート状物2に塗布される。
【0016】
本発明は、グラビアロール1が高速で回転する際に余剰の塗液が遠心力でグラビアロール1から剥離して飛散することを防止する手段として塗液飛散防止手段を設けることを大きな特徴とする。すなわち、塗液飛散防止手段を設けることにより、グラビアロール1上に形成される塗液の厚みをファウンテンノズル5から出ると直ぐに薄くし、高速回転するグラビアロール1であってもロール上で塗液が乱れること無く安定した状態とすることで塗液の飛散を防止する。しかも、このようにすることにより、ドクターブレード3の先端部での塗液の掻き取り不良をも防止することができる。
【0017】
本発明では、この塗液飛散防止手段として、図1に例示したように、ガイド板6をファウンテンノズル5に装着している。このとき、ガイド板6の先端とグラビアロール1との距離は、0.5〜5.0mmとすることが好ましく、0.5mmより狭いとグラビアロール1によって掻き揚げられた余剰塗液の逃げ場がなくなりガイド板6の巾方向両端部で余剰塗液が噴出し、シート状物2を汚すという問題が生じる。逆に、5.0mmより広いと飛散防止効果が薄れる。
【0018】
さらに、グラビアロール1へガイド板6を取り付ける角度(仰角)は、10〜70°が好ましく、この角度が10°より小さい場合は装置レイアウト上取り付けが困難であり好ましくない。逆に、70°より大きくなると飛散防止効果が薄れる。なお、ガイド板6は例えば市販のドクターブレードを既設のドクターブレード3と共に装着しても良く、その材質としてはスウェーデン鋼やステンレス鋼、ポリエステル系の樹脂などを好ましく例示できる。
【0019】
一方、図2は塗液の塗液飛散防止手段としてフィルムカーテン7を装着した実施形態例であって、ドクターブレード3にフィルムカーテン7を取り付けて垂らすことで塗液の飛散を防止した実施態様である。
【0020】
以上のように構成される本発明に係るグラビア塗工方法の実施例において、塗工部に形成される塗液のビード巾を小さくして良好な塗布外観を有するシート状物2を得るために、本発明はグラビアロール1の直径を小径とすることが好ましい。何故ならば、直径を小さくすればするほどシート状物2とグラビアロール1の接触長が短くなり塗液のビード巾が小さくなり、ビード巾が小さいほどロールやフィルムの振れや振動があってもビードの振動が小さくなり塗布外観が良好となるからである。このような理由から、本発明においては、グラビアロール1の直径を30〜80mmとすることが好ましいが、30mmより小さくすると装置レイアウト上の問題が生じるので好ましくない。
【0021】
次に、本発明において、従来技術と異なり、ロールに多少の撓みや振れが生じても、グラビアロール1の塗工巾が1000mm以上であってもガイド板6やドクターブレード3を簡易にセッティングできるので良好な塗布外観が得られる。なお、塗工巾上限の制約はその確認が難しいが実用上は2000mm以下であれば十分である。
【0022】
一方、本発明では、グラビアロール1の周速度Vrは120〜200m/分の高速回転でも良好な塗布外観が得られることを特徴とする。ただし、周速度Vrの上限である200m/分を超えると、ロールの危険回転速度域となる場合が出てくる。なお、グラビアロール1の周速度Vrは使用する塗液の特性にもよるが、シート状物2の走行速度Vfに対して1.0〜1.5倍に設定すれば塗膜の外観がよいことが多い。また、グラビアロール1の彫刻柄は公知のものを利用でき、このような彫刻柄として、例えば台形溝のものやハニカム構造、斜線溝のものを例示できる。
【0023】
本発明において、グラビアロール1とファウンテンノズル5との間のギャップGは、1〜3mmに設定しておくと良い。なお、下限の1mmより小さくする必要性は特になく、また、上限の3mmを超えるとロールの回転に伴う随伴力が低下し塗液の掻き揚げ不足が発生する。
【0024】
本発明において、シート状物2は熱可塑性樹脂フィルム、紙、不織布ウェブなどを指す。本発明においては、シート状物2の少なくとも片面に塗膜を設けるが、中でも好ましいのは熱可塑性樹脂フィルムでありこの熱可塑性樹脂フィルムとしては、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、ポリブチレンテレフタレート等の如きポリエステルフィルム、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12等の如きポリアミドフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の如きポリオレフィンフィルム、また、それぞれのポリマーをブレンドしたフィルム等を例示できる。これらのフィルムの中でも、本発明においてはポリエステルフィルムを用いることがより好ましい。
【0025】
本発明において、塗液としては、フィルムに例えば易接着性層、易滑性層、ガス遮断性層、防湿性層、制電性層等の機能性層を塗設するため、シリコーンといった機能成分を固形分として含む塗液を挙げることができる。塗液の固形分としては、上記の機能成分の他、塗膜とフィルムとの接着性を良好なものとするためバインダー成分も含めることができる。
【0026】
バインダー成分としては、例えばポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、アクリル変性ポリエステル、ポリエーテル、水溶性樹脂等を用いることができる。
【0027】
また、本発明における塗液は、水に前記の機能成分やバインダー成分が溶解および/または分散した水性塗液を使用することが特に好ましい。この水性塗液には機能成分やバインダー成分に、例えばフィラー、界面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光増白剤、可塑剤、架橋剤、潤滑剤、紫外線吸収剤等の成分を添加することができる。水性塗液の固形分濃度は通常、1〜30wt%であるが、特に2〜20wt%が望ましい。塗布位置での湿潤塗布量は1〜20g/m、特に2〜12g/mが好ましい。
【実施例】
【0028】
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する。なお、「掻き取り不良の有無/塗工面の状況」については、下記の要領で観察して評価した。
(1)掻き取り不良の有無の評価
掻き取り不良が発生した場合、塗布斑として筋となる事が多い。また、同時にグラビアロール1上にも筋が入るのでロール表面を目視で観察した。
無 : グラビアロール1表面に筋が無い状態。
有 : グラビアロール1表面に筋が有る状態。
− : 未実施。
(2)塗工面の状況評価
乾燥後のシートをハロゲンライトで照らし目視で塗膜の斑を評価した。
良好 : 筋やはじきなどの斑が無い状態。
不良 : 筋が見受けられる。
【0029】
[実施例1]
図1に例示した装置を用い一軸延伸ポリエステルフィルムに後述の塗液を約2g/mのウェット膜厚で塗工し、乾燥させた。フィルム巾1800mm、塗工巾1500mm、ガイド板6の巾1460mm、グラビアロール1の直径50mm、彫刻は台形溝で線数が120、フィルム速度とグラビアロール1の周速度を表1の様に振って塗工した。その結果、塗工状況は掻き取り不良が無く良好であった。また、塗工面にも塗布斑は認められなかった。
【0030】
[塗液]:酸成分がテレフタル酸(90モル%)、イソフタル酸(6モル%)および5−スルホイソフタル酸カリウム(4モル%)、グリコール成分がエチレングリコール(95モル%)およびネオペンチルグリコール(5モル%)の共重合ポリエステル(Tg=68 ℃)が80重量%、N,N’−エチレンビスカプリル酸アミドが5重量%、アクリル系樹脂微粒子(平均粒径:0.03 μm)が10重量%およびポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルが5重量%の組成からなる、固形分濃度8%の水性塗液である。
【0031】
[実施例2]
ガイド板6の代わりにフィルムカーテン7を用いる以外は実施例1と同じ条件で塗工した。その結果を表1に示すが、塗工状況は掻き取り不良が無く良好であった。また、塗工面にも塗布斑は無かった。
【0032】
[比較例1]
実施例1においてガイド板6を用いなかった他は同じ条件にして塗工した。その結果を表1に示すが、グラビアロール1の周速度が120m/分の条件で掻き取り不良が発生し、塗工面にも塗布筋が認められた。
【0033】
[比較例2]
特開2002−186888号公報に提案されているものとほとんど同じ仕様の装置を用い、実施例1と同じ条件で塗工した。その結果を表1に示すが、グラビアロール1の周速度が100m/分の条件でもセンター付近で掻き取り不良が発生し、塗工面にも塗布筋が認められた。また、ロールに撓みがあるせいかチャンバー内の2枚のドクターブレード3とグラビアロール1の位置調整が難しく良好な塗工条件を見出すことができなかった。
【0034】
【表1】

【符号の説明】
【0035】
1 グラビアロール
2 シート状物
3 ドクターブレード
4 スリット
5 ファウンテンノズル
6 ガイド板
7 フィルムカーテン
G ギャップ
Vf シート状物の走行方向、及び速度
Vr グラビアロールの回転方向、及び周速度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続して走行するシート状物の表面に、該シート状物の走行方向と逆方向に回転するグラビアロールで塗液を塗布する方法において、前記グラビアロールに塗液を移行させるファウンテンノズルと余剰塗液をかきとるドクターブレードの間に塗液飛散防止手段を設けることを特徴とするシート状物のグラビア塗工方法。
【請求項2】
前記グラビアロールの直径が30〜80mmで、周速度が120〜200m/分で、塗工幅が1000mm以上であることを特徴とする、請求項1に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
【請求項3】
前記飛散防止手段がガイド板又はフィルムカーテンであること特徴とする、請求項1又は2に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
【請求項4】
前記ガイド板の先端が前記グラビアロールと接触しないことを特徴とする、請求項3に記載のシート状物のグラビア塗工方法。
【請求項5】
前記塗液が水系であることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載のシート状物のグラビア塗工方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−279879(P2010−279879A)
【公開日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−133957(P2009−133957)
【出願日】平成21年6月3日(2009.6.3)
【出願人】(301020226)帝人デュポンフィルム株式会社 (517)
【Fターム(参考)】