説明

塗布方法

【課題】塗布中の塗布膜変動要因を排し、前計量方式の利点を生かすと共に、後計量方式の利点も生かしつつ、さらに塗布液膜の精度を向上させて安定した良好な塗布が行われる塗布方法を提供することを課題にする。
【解決手段】バックアップローラに保持され連続的に走行している被塗布物に対向して、走行方向上流側に前計量型の塗布器を設け、該塗布器により一次塗布膜を形成し、下流側に表面層を弾力層にした塗工ローラを設け、該塗工ローラを前記バックアップローラに同期させながら前記一次塗布膜上に押しつけて二次的に塗布膜が平準化されることを特徴とする塗布方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は長尺の被塗布物表面に機能性材料を含有した塗布液膜を形成して成る機能材料に対して、その性能や品質を維持・向上させる塗布方法に関する。さらに、塗布装置の劣化による品質の劣化を抑えつつ塗布装置の寿命を延ばすことができる塗布方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、支持体上に塗布液を塗布する塗布工程では様々な塗布方式が存在する。その塗布方式は大きく2つに大別される。一つは必要な塗布液膜を形成する量だけ塗布液を吐出させて支持体上に塗布液を塗布する前計量型塗布方式、もう一つはあらかじめ必要な塗布液膜形成量よりも余剰な塗布液を支持体上に吐出させ、その後なんらかのかきとり手段で余剰分を取り除く後計量型塗布方式である。後計量型塗布方式としては、ブレード型塗布方式、エアーナイフ型塗布方式、ワイヤーバー型塗布方式などが挙げられる。また、前計量型塗布方式としては、スロット型(エクストルージョン型とも言う)塗布方式、カーテン型塗布方式、スライド型塗布方式などが挙げられる。
【0003】
前計量方式では装置構成等は複雑ではあるが、高精度な塗布液膜が得られ、後計量方式では装置構成等は簡便で加工速度は高速であるが前者に比較して塗布液膜の精度は落ちる。
【0004】
こうした一般的な塗布方法の中で、後計量方式の一種であるいわゆる印刷方式により一様な塗布液膜を得る方法も知られている。
【0005】
これに関しては例えば、特許文献1に示されるようなフレキソ印刷方式を用いたホットメルトインクの塗布方法があり、ホットメルトインクに対する版胴を構成する塗工ローラのメッシュピッチ、凸部面積率、凹部の深度などを規定することで塗布ムラのないホットメルトインク層を得ることが記載されている。
【0006】
ただし、このようなフレキソ印刷方式そのものでは版胴に当たる塗工ローラに塗布液を転写させる際のアニロックスローラが塗工ローラに圧力がかけられた状態で接触するため、塗布中に塗工ローラが摩滅等の影響を受けて劣化していく。この塗工ローラの劣化に伴って塗布液膜の品質も劣化(変動)し問題となる。
【0007】
一方、特許文献2にはフレキソ印刷方式でアニロックスローラのブレード磨耗による故障の発生を抑え、塗布品質低下を抑制する方法が示されている。具体的にはブレード磨耗を抑制するためにアニロックスローラをセラミックとすることであるが、これでは、塗工ローラの耐久性が向上するはずは無く、アニロックスローラの耐久性が上がるのみで根本的な塗布品質低下の解決とはなっていない。また、アニロックスローラの表面硬度が一般的な金属に比較して表面硬度が高くなるためブレードの磨耗はむしろ促進される方向となり、ブレード劣化により更に塗布品質低下を招く危険性が高い状態になっている。
【特許文献1】特開平9−131959号公報
【特許文献2】特開平11−20123号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
こうした印刷方式では版胴に塗布液を転写しており、転写された全量が被塗布物へさらに転写される。しかし、塗工ローラ(版胴)に付着した塗布液が全量被塗布物へ転写されない場合には、塗工ローラが回転すると本来被塗布物へ転写すべきではない塗布液も、後続の支持体に転写されてしまい、特に塗布開始時の変動となる。また、塗布を行っていく間の品質変動因子となる問題がある。
【0009】
本発明はこのような変動要因を排し、前計量方式の利点を生かすと共に、後計量方式の利点も生かしつつ、さらに塗布液膜の精度を向上させて安定した良好な塗布が行われる塗布方法を提供することを課題にする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的は次の技術手段(1)〜(4)項の何れかによって達成される。
【0011】
(1)バックアップローラに保持され連続的に走行している被塗布物に対向して、走行方向上流側に前計量型の塗布器を設け、該塗布器により一次塗布膜を形成し、下流側に表面層を弾力層にした塗工ローラを設け、該塗工ローラを前記バックアップローラに同期させながら前記一次塗布膜上に押しつけて二次的に塗布膜が平準化されることを特徴とする塗布方法。
【0012】
(2)前記塗工ローラの表面は少なくとも1つの弾性材で構成され、最表層の弾性材のゴム硬度(JISK6301)を30〜100、厚みを0.2〜5mmにしてあることを特徴とする(1)項に記載の塗布方法。
【0013】
(3)前記被塗布物の上の前記一次塗布膜が前記塗工ローラにより、二次的に平準化された後、前記塗工ローラを前記塗布液の主溶媒液と同じ洗浄液に浸漬させ、前記塗工ローラの表面から残存している洗浄液をエアーノズルにより除去しながら前記塗工ローラが二次的な平準化を継続することを特徴とする(1)又は(2)項に記載の塗布方法。
【0014】
(4)前記一次塗布膜を前記被塗布物上に形成する塗布器はエクストルージョン型ダイヘッドを使用することを特徴とする(1)〜(3)項の何れか1項に記載の塗布方法。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、塗工ローラには被塗布物と塗布液しか接触しないため、経時劣化が大幅に抑制され、更に塗工ローラを洗浄することにより経時劣化が更に大幅に抑制され、かつ、塗布開始時の変動も抑制され、一次塗布膜を膜厚精度高く作成することにより、最終塗布膜の精度をさらに上げることができる。
【0016】
このようにして、塗布品質の向上、特に膜厚精度の向上、長時間運転などを行っても塗布品質の低下が発生せず、常に同じ品質の塗布液膜が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0018】
本発明にかかわる塗布方法に基づく塗布装置について、図1を用いて以下に述べる。
【0019】
図1は本発明の塗布方法の実施に用いられる塗布装置の一例を示す構成概要図である。図1において、被塗布物5は不図示の巻きだし装置より搬送され、バックアップローラ2を通過し、塗布液1がエクストルージョン型ダイヘッド6により塗布され、一次塗布膜1Aが形成され、その後、塗工ローラ3が押し付けられて、一次塗布膜1Aはいっそう平準化される。なお、塗工ローラ3は洗浄液タンク8からポンプ7によってパン9Aに送り込まれた洗浄液9に浸漬されて洗浄されている。洗浄に当たっては浸漬の他に浸漬液面と塗工ローラの塗布面1Aへの接触位置との間に設けたエアーノズル10によって塗工ローラ面にエアーを吹き付け、残存している洗浄液を除去することが好ましい。
【0020】
本発明の実施の形態においては、バックアップローラ2の直径は300mm、幅320mm、塗工ローラ3の直径は100mmで、表面には弾性層として厚さが0.2〜5mm(本実施の形態の後述の実験の場合は1mmのものを用いた)のNBR(アクリルニトリル・ブタジエンゴム)がライニングされたものであり、エクストルージョンダイヘッド6のスリット間隙S1は0.1mm、被塗布物との間の間隙S2が0.08mmであり、塗布液の流量は2.5×10-43/min、ラインスピードが100m/minにしてある。
【0021】
また、塗工ローラ(印刷方式でいう版胴)の塗布液1を除去する手段としては、上述のように洗浄液により洗い流す手段が採られている。洗浄液9は塗布液を洗い流すことが出来れば種類は問わないが、塗布液中に最も高い比率で含まれる溶媒としてここでは純水を使用する。洗浄液タンク8からポンプ7によってパン9Aに送り込まれる洗浄液9の流量は5×10-43/minにしてある。
【0022】
一次塗布液膜を形成する際には、前述のように高い膜厚精度を得られるエクストルージョン型ダイヘッドを使用したが、勿論これに限定されるものではない。
【0023】
このように、本発明の特徴部分は、前計量方式と後計量方式を足し合わせた方法で、塗布膜の膜厚均一性を向上させるとともに品質劣化を防止することにある。そのために、印刷方式に代表されるような版胴としての塗工ローラ3に一次塗布膜1Aを形成するのではなく、直接フィルム上に一次塗布膜1Aを形成し塗工ローラ3は一次塗布膜1Aを平準化するだけに用いている点である。
【0024】
一方、図2及び図3は比較のために用いた塗布装置であり、図2は図1において塗工ローラ3及び洗浄装置を省いたものであり、図3は一般的なフレキソ印刷方式を用いた塗布装置の一例を示す構成概略図である。図2において、被塗布物5は不図示の巻きだし装置より搬送され、被塗布物を保持するバックアップローラ2を通過し、版胴としての塗工ローラ3により塗布液1が塗設され、不図示の乾燥ゾーンを通過して不図示の巻き取り装置により巻き取られる。塗工ローラ3には塗布液1がアニロックスローラ4により転写されている。
【実施例】
【0025】
以下本発明の塗布方法を用いた塗布装置による実験結果と前述の比較に使う塗布装置による実験結果を詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【0026】
塗布液は純水にポリビニルアルコールを固形分濃度として、5質量%となるように溶解して塗布液を調製した。さらに活性剤を添加し濡れ性および粘度をコントローラし塗布液とした。この塗布液をB型粘度計で25℃における粘度を測定したところ10.7mPa・secであった。
【0027】
被塗布物である支持体として、厚さ75μm、幅300mmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。
【0028】
まず、図1、図2及び図3それぞれの塗布装置で湿潤膜厚10μmの塗布資料A、B及びCを1m作成し、膜厚均一性を評価した。
【0029】
膜厚均一性は図4の平面図に示すように幅300mmの支持体の塗布幅250mmの両端を10mm空けて幅方向にピッチ23mmで11点の膜厚を計測し、その平均値をX、その最大値をY、最小値をZとしたとき、((Y−Z)/X)×100%を長手方向に10点測定して計算し、その最大値で表される。
【0030】
以下表1に実験した結果を示す。
【0031】
【表1】

【0032】
表1からわかるとおり、本発明によれば高い膜厚精度の塗布結果を得ることができる。
【0033】
次に、図1、図2及び図3それぞれで乾燥後膜厚が1μmとなるように塗布条件を調整し、図5の平面図に示すように幅300mmの支持体に塗布幅250mmで5000mの塗布を実施した。そしてそれぞれの塗布装置において塗布された支持体の先頭と後尾で上記の平均値Xを測定し、その先頭部の値をX1、その後尾の値をX2としたとき(│X1−X2│/(X1+X2)/2)×100%で表される膜厚変動の値を測定して算出した。その結果を表2に示す。
【0034】
【表2】

【0035】
表2からわかるとおり、本発明によれば、終始安定して高い膜厚精度の塗布結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の塗布方法の実施に用いられる塗布装置の一例を示す構成概要図である。
【図2】図1において塗工ローラ及び洗浄装置を省いた塗布装置の構成概要図である。
【図3】比較のために使う、一般的なフレキソ印刷方式を用いた塗布装置の一例を示す構成概略図である。
【図4】膜厚均一性算出のために、支持体上の塗布物の膜厚測定点の位置を示す平面図である。
【図5】膜厚変動の値算出のために、支持体の先頭と後尾の膜厚平均値の算出位置を示す平面図である。
【符号の説明】
【0037】
1 塗布液
1A 一次塗布膜
2 バックアップローラ
3 塗工ローラ
4 アニロックスローラ
5 支持体(被塗布物)
6 エクストルージョン型ダイヘッド
7 ポンプ
8 洗浄液タンク
9 洗浄液
9A パン
10 エアーノズル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バックアップローラに保持され連続的に走行している被塗布物に対向して、走行方向上流側に前計量型の塗布器を設け、該塗布器により一次塗布膜を形成し、下流側に表面層を弾力層にした塗工ローラを設け、該塗工ローラを前記バックアップローラに同期させながら前記一次塗布膜上に押しつけて二次的に塗布膜が平準化されることを特徴とする塗布方法。
【請求項2】
前記塗工ローラの表面は少なくとも1つの弾性材で構成され、最表層の弾性材のゴム硬度(JISK6301)を30〜100、厚みを0.2〜5mmにしてあることを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。
【請求項3】
前記被塗布物の上の前記一次塗布膜が前記塗工ローラにより、二次的に平準化された後、前記塗工ローラを前記塗布液の主溶媒液と同じ洗浄液に浸漬させ、前記塗工ローラの表面から残存している洗浄液をエアーノズルにより除去しながら前記塗工ローラが二次的な平準化を継続することを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布方法。
【請求項4】
前記一次塗布膜を前記被塗布物上に形成する塗布器はエクストルージョン型ダイヘッドを使用することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の塗布方法。

【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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【公開番号】特開2007−90302(P2007−90302A)
【公開日】平成19年4月12日(2007.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−286718(P2005−286718)
【出願日】平成17年9月30日(2005.9.30)
【出願人】(000001270)コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Fターム(参考)】