少なくとも２種の化学的に互いに異なる流動性の媒体を塗被するための方法および装置
本発明は、少なくとも２種の、化学的に互い異なる流動性の媒体、特にポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を接着剤、ラッカまたは被覆体として塗被するための方法に関する。マルチカスケードノズル（１）によって、少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体（３０，３２）が、１回の作業工程で連続的に、ウェブ状の基板へ塗被される。多層状の塗被体（５１）の全量が２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２である。多層塗被体（５１）内の個々の層（３１，３３）の相対比が０．１〜１００である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤およびラッカとして、または被覆体として使用され得る少なくとも２種の化学的に互いに異なる流動性の媒体、特にポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を塗被するための方法および装置ならびにその使用に関する。
【０００２】
米国特許第５６６５１６３号明細書に記載の発明は、空気吸込み部を備えたフィルム塗工装置に関する。たとえば抄紙機またはカレンダにおいて、均一の被覆フィルムが高い速度で基板に被着される。このためには、連続的に狭まる楔体が形成されており、さらに、連続的に変化する調節可能な楔体ならびに抽出通路が形成されている。この抽出通路は両楔形の区分の間に設けられている。このような解決手段によって、流体動力学的な不安定性が最小限に抑えられ、さらに、不均一な供給および動的な接触線と関連した可変流の影響も低減される。この被覆装置はさらに、封入された空気と過剰被覆剤とを塗工ゾーンから除去し、これにより塗工条件を安定化させ、かつ機械の運転条件を改善する。
【０００３】
米国特許第５３６６５５１号明細書に記載の発明は、搬送されるウェブ状の材料のための被覆装置に関する。この被覆装置は、加圧下にある通路を有しており、この通路内では、被覆液の流れがまず基板と接触する。被覆したい流体は、前記通路に流入して基板を濡らす。この場合、この流体は、基板が搬送される方向と同じ方向に流れる。前記通路の流出部側には、ドクタエレメントが設けられており、このドクタエレメントでは通路内の過剰流体がドクタエレメントの輪郭に沿って通路から搬出される。この塗工装置の輪郭を制限する流線形の制限部のジオメトリは再循環する渦流およびこれに類するものの形成を阻止する。渦流の発生を阻止することにより、遠心力に基づいた不安定性の出現が減じられ、そして不均一な被覆体重量に現れる不都合な圧力変動が減じられる。再循環する渦流の発生を阻止することにより、さらに、被覆体の品質を著しく損ないかつ被覆体重量において不均一性および筋形成を招く恐れのある空気封入物または空気泡の形成も阻止される。
【０００４】
米国特許第５７３５９５７号明細書に記載の発明は、オーバフロー装置を備えたフィルム状の被覆体を塗被するためのダブルチャンバ装置に関する。支持ロールの下方に塗被ヘッドが配置されており、この塗被ヘッドは３つのセクションに分割されたハウジングを有している。第１のセクションはオーバフロー制限部と第１の側壁との間に規定される。第１の壁と第２の壁との間には、収束プレートが延びており、この収束プレートは基板へ向かって収束している。第２のセクションは収束プレートと閉鎖壁との間に形成されている。被覆は２つのセクションの内部で行われる。収束プレートと第１の壁ならびに第２の壁との間には、低い圧力のゾーンが形成されている。キャビティは第２のセクションの方向に開いていて、第２のゾーンから空気ならびに過剰被覆剤を引き出す。被覆したい基板は第１のゾーンの通過時に前湿潤され、封入された空気容量を排除された被覆体が第２のゾーン内で基板へ被着される。こうして被覆体重量の均一性ならびに高められた機械速度が達成される。
【０００５】
国際公開第００／２０１２３号パンフレットに記載の発明は、運動させられた表面に流動性の媒体を塗被するための装置および方法に関する。リザーブチャンバから、当該装置に沿って運動させられた表面へ流動性の媒体を塗被するための装置ならびにこのような装置の使用が開示されている。リザーブチャンバはシールギャップならびに流出ギャップの形成下に前記表面を部分的にカバーしている。媒体中での空気泡および空気封入物の形成を回避するためには、リザーブチャンバをプリチャンバとメインチャンバとに分割することが提案されている。両チャンバの間には分離エレメントが配置されている。この分離エレメントはドクタエレメントとして形成されていてよい。このドクタエレメントは前記表面と共に分離ギャップを仕切っている。分離エレメントの種々の形が提案されている。当該装置は特に、運動させられた表面へ重合体分散液を塗被するために適している。さらに、このような装置を運転するための方法も記載されている。国際公開第００／２０１２３号パンフレットで提案された方法では、プリチャンバ内の塗被したい媒体の圧力が、メインチャンバ内の同媒体の圧力よりも高く調節される。
【０００６】
刊行物「Ｐｅｒｓｐｅｋｔｉｖｅｎ ｆｕｅｒ ｄｉｅ Ｖｅｒａｒｂｅｉｔｕｎｇ ｖｏｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｈａｆｔｋｌｅｂｓｔｏｆｆｅｎ」（Sonderdruck Ti/ET 1654 d, BASF Ludwigshafen在、１９９３年８月、J.Tuerk, H.Fietzeck, H.HesseおよびI.Voges著）には、接着剤をリザーブチャンバ内で適当な手段によって加圧下にもたらすことが記載されている。これにより、高いローラ回転速度においても、彫刻溝の完全な充填が保証される。調節された圧力に関連して、流出ギャップでは接着剤の種々異なる量が彫刻溝外のローラ表面においても塗工装置から搬出される。こうして、ローラに塗被された接着剤の量を、ひいては被覆したいウェブに塗被された接着剤の塗被重量を、圧力使用なしに広い範囲内で調節することができる。さらに、リザーブチャンバ内の、より高い圧力に基づき、シールギャップでは著しく減少された量の空気しかリザーブタンク内に搬入されなくなり、こうして過剰の泡形成が阻止され得るようになる。
【０００７】
しかし、ローラ回転速度が高く設定されれればされるほど、接着剤中への空気の搬入を有効に阻止するためにリザーブチャンバ内の圧力はますます高く設定されなければならなくなる。しかし最大達成可能なローラ回転速度は、圧力が引き続き増大されると、接着剤が一方ではシールギャップを通じて、他方では流出ギャップを通じてリザーブタンクからコントロールされないまま押し出されてしまうことにより制限されている。シールギャップを通じた接着剤の流出はこのシールギャップの手前で接着剤の望ましくない溜まりを招き、このことは塗工装置周辺の汚染や、極端な場合には運転故障を招いてしまう恐れがある。流出ギャップを通じた接着剤の、コントロールされていない流出は、やはりこれによって被覆したいウェブへの不均一な層塗被を招いてしまう。
【０００８】
刊行物「Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ ｄｅｒ Ｈｆｔｍａｔｅｒｉａｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅ」（Dr.Ruediger Panzer著, Herma GmbH社, DE-Filderstadt在,第４頁、図１０）からは、５００ｍ／ｍｉｎを越えるまでの速度で分散液感圧接着剤を被覆するためにカーテンコーティングを使用することが知られている。スリット状に形成されたノズルから流出する材料はカーテンの形で、定位置のノズルの傍らを通って運動する基板、たとえば紙へ塗被される。流出ノズルは、ノズルの傍らを通って運動する基板の上方で規定の高さのところに位置している。カーテンコーティングによって、高い被覆速度が実現可能となると同時に均一な被覆体塗被が実現可能となる。別の利点としては、被覆したい基板の僅かな機械的負荷しか生じないことが挙げられる。最大１５００ｍ／ｍｉｎの速度で水性接着剤の良好な乾燥を達成するためには、高出力乾燥器が使用されなければならない。刊行物「Ｓｉｌｉｋｏｎ−Ｈａｆｔｋｌｅｂｅｒａｎｌａｇｅ ｍｉｔ １０００ｍ／ｍｉｎ．，Ｈｅｒａｕｓｆｏｒｄｅｒｕｎｇｅｎ ａｎ ｅｉｎｅｎ Ｌｉｅｆｅｒａｎｔｅｎ ｖｏｎ Ｂｅｓｃｈｉｃｈｔｕｎｇｓｍａｓｃｈｉｎｅｎ」［Ernst Meier著, Bachofen +Meier AG社, CH-Buelach在、段落Ｂ６（Auftragswerk fuer Dispersionshaftkleber）］からは、ハイスピードカーテンコータが知られている。水平方向に走行する製品ウェブにおいて、数センチメートルの間隔を置いて、高精密に製作されたスリットノズルが設備される。ノズルの流出横断面からは、被覆材料が、自由に存在するカーテンとして流出する。これにより、水平方向に運動する製品ウェブ、つまり被覆したい基板に被着された、無構造の、閉じられた均一の被覆体を達成することができる。このような被覆法を用いて最高の横断面品質を達成することができる。一方では塗被量を最小限に抑えることができ、これにより乾燥出力を低減させることができる。このことは生産コストを著しく減少させる。さらに、卓越した被覆パターン、つまり極めて平滑な無構造の表面を達成することができる。さらに、フィルム破砕効果（Filmsplitteffekt）も生じない。さらに、この方法によってポンプ回転数の制御を介して塗被重量の簡単な変更も達成可能である。さらに、被覆材料の循環量は極めて小さく、そして汚染傾向も少ない。
【０００９】
刊行物「Ｃｕｒｔａｉｎ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Dr.Peter M.Schweizer, Polytype）からは、スリット付けされたカスケードノズルならびにマルチカスケードノズルが知られている。上記刊行物の図１ａに図示されているスリット付けされたカスケードノズルを用いて、２つの流体を塗被することができる。両流体は流出通路の開口部において共通のフィルムとして基板へ塗被され得る。上記刊行物の図１ｂに図示されているスリット付けされた装置からは、３つの互いに異なる流体が流出し得る。これらの流体は、たとえば重力に基づき５０〜３００ｍｍの高さから、ノズルの傍らを通って運動する材料、たとえば製品ウェブに衝突する。スリット状に形成された変化実施例を用いると、最大３つの層を同時に被着させることができる。それに対して上記刊行物の図１ｂに図示されている変化実施例を用いると、最大１０個の層を１回の作業工程で被着させることができる。
【００１０】
刊行物「Ｐｒｅｍｅｔｅｒｅｄ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」（Dr.Peter M. Schweizer,Polytype）には、マルチカスケードノズルの変化実施例が開示されている。このマルチカスケードノズルを用いると、回転する、湾曲されて形成された表面、たとえばローラ周面へ複数の層を同時に塗被することができる。
【００１１】
上で挙げた公知先行技術に鑑み、本発明の根底を成す課題は、２種の流動性の、ただし化学的に互いに異なる媒体を、運動させられた表面に１回の作業ステップで塗被することである。この場合、前記媒体はとりわけ互いに反応し合うことができ、そしてウェブの形で提供される基板に対する高い被覆速度が実現されなければならず、すなわちたとえばラミネートを製造するための基板への分散液の塗被が実現されなければならない。
【００１２】
この課題は本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴、つまり以下の方法ステップ：
ａ） 少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体を、マルチカスケードノズルによって１回の作業工程で連続的に、ウェブ状の基板へ塗被し、
ｂ） 多層塗被体の全量が２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であり、
ｃ） 多層塗被体内の個々の層の相対比が０．１〜１００である、
より成ることにより解決される。
【００１３】
少なくとも２つの流出部を有する多重カスケードノズルもしくはマルチカスケードノズルを用いて、少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体、たとえばポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を塗被する、本発明により提案された解決手段により、接着剤系およびラッカならびに被覆体を形成することができる。少なくとも２段式に形成されたマルチカスケードノズルから流出する媒体の全量は、２〜２００ｇ／ｍ２であり、この場合、個々の層の相対比は０．１〜１００の間で変動され得る。これによって、たとえば支持層上に極めて薄い接着層を塗布することができる。この場合、両層は同時に二次元の層形態で上下に重なり合った状態で、少なくとも２段式に形成されたカスケードノズルから連続的に流出し、そして高い速度でマルチカスケードノズルの流出開口の傍らを通って運動するウェブ状の基板に載着する。
【００１４】
本発明により提案された方法は、複合シートおよび光沢シートの貼り合わせのために、またはウェブ状の基板、特に紙またはシートまたはこれに類するものに自己接着系を塗被するために使用することができる。提案された方法はさらに、ウェブ状の基板、たとえば紙、プラスチックシートの被覆または金属被覆された表面の被覆のために使用することができる。この場合、表面に面した側の層は付着改善のために働くか、またはバリヤ層として働くこともできる。
【００１５】
本発明により提案された方法により、基板にラッカ層を施与することができる。この場合、ラッカ層はマルチカスケードノズルに基づき多層状の層構造を有している。これによって、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で基板へ塗被することができる。この場合、硬質の層は上側に位置する層、つまりカバー層を形成する。
【００１６】
少なくとも２つの流出段を有するマルチカスケードノズルの構成に基づき、たとえば混合時に通常ではゲル化または凝集の傾向を示すカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマをも問題なく塗被することができる。
【００１７】
さらに、本発明により提案された方法によって、多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に１回の作業工程で塗被することができる。このことは、別個の層塗被によって行うことができる。
【００１８】
化学的に互い異なる媒体、すなわちマルチカスケードノズルを介して塗被したい層のうちの一方の層で、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジンを、分散液を含有する他方の層と共に１回の作業工程で塗被することができる。これらの媒体は、通常では架橋剤として使用される、上で挙げた反応性の生成物の溶液であってもよい。少なくとも２段式に形成されたカスケードノズルにより、Ｓ／Ｂ分散液（スチロール−ブタジエン分散液）、アクリレート、エチレン、ビニルアセテート分散液およびポリウレタン分散液、ワックスエマルジョンまたはたとえば剥離層（付着防止層）であるシリコーンエマルジョンのような化学的に互い異なる分散液を、個々の層として１回の作業工程で塗被することができる。剥離層は付着防止層として働く。
【００１９】
図面
以下に、本発明により提案された解決手段を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１は、マルチカスケードノズルを示す概略図であり、
図２は、流動性で化学的に互い異なる２種の媒体のフィルムを、フィルム厚さを著しく拡大した状態で示す概略図であり、
図３は、２つの支持基板の間の接着層と遮断層とを備えた接着系を示す概略図であり、
図４．１は、湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルの傍らを通って運動する外周面へのフィルム塗被のためのマルチカスケードノズルを示す概略図であり、
図４．２は、多層状の注ぎフィルムが、水平方向に搬送される基板上への塗被の前に所定の落下高さを進むようなマルチカスケードノズルの変化実施例を示す概略図であり、
図４．３は、マルチカスケードノズルの下側に設けられた共通の出口で該マルチカスケードノズルから流出する２種の媒体を塗被するためのマルチカスケードノズルの別の変化実施例を示す概略図である。
【００２１】
実施例
図１に示した多重カスケードノズルもしくはマルチカスケードノズル１は、容器部分２とホッパ部分３とを有するマルチカスケードノズルである。ホッパ部分３の下方には、図平面に対して垂直に全幅にわたって延びる、横断面で見て先細りにされた通路が続いている。この通路の下端部には、被覆材料のための第１の流出横断面４が続いている。図１に示した第１の流出横断面４は、以下のような流出横断面である。すなわち、この流出横断面では、ホッパ部分３から同時に流出した複数の被覆体流が１つにまとめられて、一緒になって第１の流出横断面４の下方でマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動するウェブ状の基板（図１には図示しない）へ衝突する。
【００２２】
図２には、２種の流動性の、ただし化学的には互いに異なる媒体が示されている。両媒体はマルチカスケードノズル１から同時に流出する。マルチカスケードノズル１の流出横断面からは第１の流動性の媒体３０がフィルム厚さ３１で流出する。第１の流動性の媒体３０がマルチカスケードノズル１から流出する際の注ぎ方向は符号３４で示されており、第１の流動性の媒体３０の流動方向もしくは落下方向は符号３５で示されている。流動方向３５で見て、第１の流動性の媒体３０は、マルチカスケードノズル１の下方で運動するウェブ状の基板、たとえば紙ウェブまたはシートウェブの上面に衝突する。
【００２３】
第１の流動性の媒体３０と同時に、マルチカスケードノズル１の流出横断面からは別の第２の流動性の媒体３２が流出する。第２の流動性の媒体３２がマルチカスケードノズル１から流出する際のフィルム厚さは符号３３で示されている。このフィルム厚さ３３は、第１の流動性の媒体３０がマルチカスケードノズル１から流出する際のフィルム厚さ３１よりも数オーダだけ下にある。
【００２４】
第１の流動性の媒体３０と、この第１の流動性の媒体３０に関して化学的に異なる第２の流動性の媒体３２とは、一緒になって注ぎ方向３４でマルチカスケードノズル１の流出横断面から流出して、注ぎ方向もしくは落下方向３５で見て、ウェブ状の基板（図２には図示しない）の上面に衝突する。
【００２５】
図２に示した流動性の、ただし化学的に互い異なる媒体３０；３２は、特に接着剤、ラッカまたは被覆体として使用されるポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物である。第１の流動性の媒体３０もしくは第２の流動性の媒体３２の、図２において著しく拡大されて図示された両フィルム区分はマルチカスケードノズル１によって１回の作業ステップで連続的にウェブ状の基板へ塗被される。この場合、このような多層塗被体の全量は２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２である。多層塗被体内でのフィルム厚さ３１とフィルム厚さ３３との比は０．１〜１００であって、用途に関連している。
【００２６】
流動性の、ただし化学的に互い異なる両媒体３０，３２によって、複合シートまたは光沢シートを貼り合わせるか、またはウェブ状の基板に接着特性もしくは付着特性を付与することができる。ウェブ状の基板は特に紙、シートまたは金属被覆された表面である。被覆したい基板の表面に面した層は、付着の改善のために働くか、またはバリヤ層として働く。
【００２７】
図２に概略的に示した多層塗被により、基板をラッカ塗布するか、もしくは弾性的でかつ硬質の複数の層を一緒に１回の作業工程でウェブ状の基板へ塗被することができる。提案された方法を用いて、特に、成層時にゲル化または凝集の傾向を示す恐れのあるカチオン性またはアニオン性のポリマの２つの層を１回の作業工程で一緒に塗被することができる。これらの層は特にカチオン性のポリマ溶液とアニオン性の分散液との組合せ物である。多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に１回の作業工程で多層塗被体の形でウェブ状の基板もしくは湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルに対して相対的に運動する円筒体外周面、たとえばローラ外周面に塗被することができる。化学的に互いに異なる媒体３０；３２のうちのいずれか一方の媒体において、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジン（Polyacyridine）を、特に分散液を含有する別の層と組み合わせることができる。
【００２８】
さらに、架橋された反応性の生成物の溶液をウェブ状の基板、たとえば紙ウェブまたはシートウェブの上面に塗被することができる。
【００２９】
流動性であり、ただし化学的に互いに異なる媒体３０；３２は、１回の作業工程で塗布可能なＳ／Ｂ分散液、アクリレート、エチレン／ＶＡｃ分散液ならびにポリウレタン分散液、剥離層であるワックスエマルジョンまたはシリコーンエマルジョンならびにこれらの相互組合せ物である。
【００３０】
さらに、濡れ性を改善するために、第２の流動性の媒体３２を、極めて薄いフィルム厚さで剥離層に塗布することができる（図２参照）。
【００３１】
図３には、接着システムが図示されている。この接着システムは、たとえば紙ウェブとして提供される第１の支持基板４０を有している。この第１の支持基板４０に向かい合ってウェブ状の第２の支持基板４１が位置している。この第２の支持基板４１はやはり紙ウェブまたはシートウェブの形で提供され得る。第１の支持基板４０と第２の支持基板４１との間には、接着層４２も遮断層４３も存在している。
【００３２】
図４．１には、多層の被覆材料をローラ外周表面に塗被するマルチカスケードノズルが図示されている。
【００３３】
マルチカスケードノズル１は化学的に互いに異なる流動性の媒体を収容するための複数の貯え通路６０を有している。これらの貯え通路６０には、それぞれ専用の供給管路５３を介して被覆材料が供給される。各被覆材料はマルチカスケードノズル１の平坦側５７に設けられた第１の流出横断面４と、第２の流出横断面５と、第３の流出横断面５０とにおいてマルチカスケードノズル１から流出して、多層状に形成されたフィルム（被膜）を形成する。このフィルムはマルチカスケードノズル１の平坦側５７に沿って支持楔体５２にまで運動する。この支持楔体５２は図４．１の実施例では、回転する湾曲させられた面５５に側方で当て付けられている。回転する湾曲させられた面５５は、たとえば駆動されるローラのローラ外周面であってよい。回転方向５６に回転する湾曲させられた面５５は、マルチカスケードノズル１の平坦側５７から流出した多層フィルム５１を受け取って、この多層フィルム５１を、回転方向５６におけるその回転に基づいて引取り方向５４に引き取る。
【００３４】
マルチカスケードノズル１の構造に基づき、個々の貯え通路６０は互いに分離されている。図４．１に示したマルチカスケードノズル１において処理可能となる被覆材料には、それぞれ専用の流出横断面４；５；５０が対応しているので、個々の被覆材料はマルチカスケードノズル１の平坦側５７において各流出横断面４；５；５０から流出した後ではじめて一緒にされて１つの多層フィルム５１を形成し、そして多層フィルム５１として支持楔体５２において引取り方向５４に引き取られる。
【００３５】
図４．２に示したマルチカスケードノズルの変化実施例からは、マルチカスケードノズル１がこの変化実施例の場合にも、互いに分離された複数の貯え通路６０を有していることが判る。各貯え通路６０には、それぞれ専用の供給管路５３を介して被覆材料が供給される。供給管路５３を介してマルチカスケードノズル１に流入する被覆材料は、接着剤、ラッカおよび被覆体を製造するためのポリマ分散液の水溶液またはこれらからの組合せ物であってよい。図４．１および図４．２に示したマルチカスケードノズル１の構成により、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で一緒に塗被することができる。多層フィルム５１の形で１回の作業工程で、湾曲させられた面５５もしくは水平方向でマルチカスケードノズル１を通過する製品ウェブに塗被することのできる、製造可能な層の数は、これらの層を形成する個々の流動性の、ただし化学的に互い異なる媒体が流出する貯え通路６０の数に関連している。図４．１もしくは図４．２に示したマルチカスケードノズル１を用いると、たとえば３つの層を備えた多層フィルム５１を製造することができる。
【００３６】
貯え通路６０内にそれぞれ貯えられた、化学的に互い異なる、ただし流動性の媒体は、マルチカスケードノズル１の平坦側５７に設けられた対応する各流出横断面４；５；５０から流出して、１つにまとめられて多層フィルム５１を形成する。この多層フィルム５１は重力に基づいて図４．２に示したマルチカスケードノズル１の平坦側５７に沿って流れ落ちて、支持丸み付け部５８として形成された突出部によって変向される。支持丸み付け部５８から多層フィルム５１はフィルムカーテンとして流れ落ちて、重力に基づき落下高さ５９の通過後に、マルチカスケードノズル１に対して相対的にマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する、被覆したい製品ウェブ５５の上面へ落下する。製品ウェブ５５は搬送方向５６に運動するので、多層フィルム５１は落下高さ５９の通過後に連続的な製品ウェブ５５によって引取り方向５４に引き取られる。落下高さ５９の通過後の多層フィルム５１の引取り時では、搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面に、均一な、ただし多層状の被覆フィルムが形成される。層厚さ（図２参照）に応じて、個々の層、つまり多層フィルム５１のフィルムは互いに混ざり合わず、したがって搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面へ、たしかに１回の作業工程で同時に塗被され得るが、しかしほとんど混合されずに塗被される。このことは一方ではコンパクトな構造の塗被組合せ、すなわちたとえばシリコーン塗工装置等を回避して接着系を製造するための塗被組合せを可能にする。公知先行技術に基づき公知の、構成スペースのかかる乾燥装置のサイズを、一層小型に設定することができる。
【００３７】
図４．３には、マルチカスケードノズル１のさらに別の変化実施例が示されている。図４．３に示したマルチカスケードノズル１は、楔状に形成された中央部分６２と、第１の側方部分６３と、第２の側方部分６４とを有している。第１の側方部分６３もしくは第２の側方部分６４は、マルチカスケードノズル１の楔状に形成された中央部分６２の当付け面６５に接触している。中央部分６２の当付け面６５と、側方部分６３；６４の、前記当付け面６５に面した面との間には、一方では供給管路５３が形成され、他方では貯え通路６０から通路開口部６１にまで延びる通路が形成される。
【００３８】
図４．３に示したマルチカスケードノズル１の変化実施例を用いると、化学的に互いに異なる２種の、ただし流動性の媒体が、共通の流出横断面６を介して、搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面へフィルムとして塗被され得る。通路開口部６１から、水平方向にマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する製品ウェブ５５の上面にまでの落下高さ５９の通過後に、２層状に形成された多層フィルム５１は引取り方向５４で製品ウェブ５５の上面によって引き取られて、この上面に均一に形成された被覆体を形成する。
【００３９】
図４．３に示したマルチカスケードノズル１を用いると、たとえば図２に示した第１の流動性の媒体３０もしくは第２の流動性の媒体３２を、互いに異なるフィルム厚さ３１；３３で製品ウェブ５５の上面に塗被することができる。互いに異なるフィルム厚さ３１；３３で共通の流出横断面６から流出した流動性の媒体３０；３２は、注ぎ方向３４でマルチカスケードノズル１の共通の流出横断面６から流出して、流動方向３５において、水平方向でマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する製品ウェブ５５の上面に供給される。第１の流動性の媒体３０のフィルム厚さ３１と、第２の流動性の媒体３２のフィルム厚さ３３との比は、０．２〜１００の範囲内で変化することができ、そして必要に応じて調節され得る。図２に戻って付言しておくと、第１の流動性の媒体３０はたとえば２０μｍのフィルム厚さで塗被され、そしてその面には、たとえば約２μｍのフィルム厚さ３３で塗被される第２の流動性の媒体３２が支持される。両流動性の媒体３０；３２は、たとえば図４．３に示したマルチカスケードノズル１の通路開口部６１の下側で、共通の流出横断面６から同時に流れ落ちて、水平方向で通路開口部６１の傍らを通って運動する材料ウェブ５５の上面に衝突する。この材料ウェブ５５は、図２に示した、たとえば２層に形成された多層フィルム５１を引取り方向５４で引き取る。
【００４０】
図４．１、図４．２もしくは図４．３に示したマルチカスケードノズル１の種々の変化実施例を用いると、複合シートおよび光沢シートを貼り合わせることができるか、またはウェブ状の基板、たとえばプラスチックウェブまたは紙ウェブ５５に、接着剤系の塗被によって付着特性を付与することができる。特にウェブ状の基板、たとえば紙ウェブ、プラスチックシートまたは金属被覆された表面を被覆することができる。この場合、この表面に面した側の層は付着の改善のために作用するか、またはバリヤ層として作用する。
【００４１】
少なくとも２種の流動性の、ただし化学的に互いに異なる媒体を処理することのできるマルチカスケードノズル１により、貯え通路６０の数に応じて２種、３種、４種、５種または多種の互いに異なる被覆材料を多層フィルム５１として、たとえばウェブ状の形状で提供される基板５５に塗被することができる。弾性的でかつ硬質の層は、対応するコンポーネントによる貯え通路６０の負荷に応じて１回の作業工程で基板５５に塗被され得る。すなわち、成層時にゲル化または凝集の傾向を示す恐れのあるカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマの２つの層を、本発明により提案された解決手段によって１回の作業工程で、ウェブ状の基板５５に塗被することができるので特に有利である。多層フィルム５１の形成による多層塗被体の全量は、要件および所望の層厚さに応じて２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２の範囲内で変動され得る。多層フィルム５１内の個々の層の相互比が０．１〜１００であると、特に択一した結果の比が得られる。たとえば図４．３に示したマルチカスケードノズル１を介してウェブ状の基板５５に塗被可能な両流動性の媒体３０；３２は、たとえばアニオン性の分散液中のカチオン性のポリマ溶液から成る組合せであってよい。さらに、多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に製造することができる。流動性である少なくとも２種の、化学的に互い異なる媒体は、互いに組み合わされた形で１回の作業工程で同時に塗被される、分散液を含有する別の層を有するポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアクリジンであってよい。また、架橋剤として使用される反応性の生成物の溶液を１回の作業工程で、マルチカスケードノズル１の図４．１、図４．２および図４．３に示した変化実施例によってウェブ状の支持基板に塗被することもできる。流動性であるが、ただし化学的に互い異なる少なくとも２種の媒体３０；３２では、個々の層として１回の作業工程で、たとえばＳ／Ｂ分散液（スチロール／ブタジエン分散液）、アクリレート（分散液）、エチレン、ビニルアセテート分散液、ポリウレタン分散液、剥離層であるワックスエマルジョン（Waschemulsion）またはシリコーンエマルジョンを互いに組み合わされた形で塗被することができる。こうして、本発明により提案された方法により、たとえば第１の薄い層を濡れ性の改善のために剥離層に塗被することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】マルチカスケードノズルを示す概略図である。
【図２】流動性で化学的に互い異なる２種の媒体のフィルムを、フィルム厚さを著しく拡大した状態で示す概略図である。
【図３】２つの支持基板の間の接着層と遮断層とを備えた接着系を示す概略図である。
【図４．１】湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルの傍らを通って運動する外周面へのフィルム塗被のためのマルチカスケードノズルを示す概略図である。
【図４．２】多層状の注ぎフィルムが、水平方向に搬送される基板上への塗被の前に所定の落下高さを進むようなマルチカスケードノズルの変化実施例を示す概略図である。
【図４．３】マルチカスケードノズルの下側に設けられた共通の出口で該マルチカスケードノズルから流出する２種の媒体を塗被するためのマルチカスケードノズルの別の変化実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ マルチカスケードノズル
２ 容器部分
３ ホッパ部分
４ 第１の流出横断面
５ 第２の流出横断面
６ 共通の流出横断面
３０ 第１の流動性の媒体
３１ 第１の流動性の媒体のフィルム厚さ
３２ 第２の流動性の媒体
３３ 第２の流動性の媒体のフィルム厚さ
３４ 注ぎ方向
３５ 流動方向
４０ 第１の支持基板
４１ 第２の支持基板
４２ 接着層
４３ 遮断層
５０ 第３の流出横断面
５１ 多層フィルム
５２ 支持楔体
５３ 供給管路
５４ 引取り方向
５５ 回転する、湾曲させられた面
５６ 回転方向
５７ 平坦側
５８ 支持丸み付け部
５９ 落下高さ
６０ 貯え通路
６１ 通路開口部
６２ 中央部分
６３ 第１の側方部分
６４ 第２の側方部分
６５ 当付け面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤およびラッカとして、または被覆体として使用され得る少なくとも２種の化学的に互いに異なる流動性の媒体、特にポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を塗被するための方法および装置ならびにその使用に関する。
【０００２】
米国特許第５６６５１６３号明細書に記載の発明は、空気吸込み部を備えたフィルム塗工装置に関する。たとえば抄紙機またはカレンダにおいて、均一の被覆フィルムが高い速度で基板に被着される。このためには、連続的に狭まる楔体が形成されており、さらに、連続的に変化する調節可能な楔体ならびに抽出通路が形成されている。この抽出通路は両楔形の区分の間に設けられている。このような解決手段によって、流体動力学的な不安定性が最小限に抑えられ、さらに、不均一な供給および動的な接触線と関連した可変流の影響も低減される。この被覆装置はさらに、封入された空気と過剰被覆剤とを塗工ゾーンから除去し、これにより塗工条件を安定化させ、かつ機械の運転条件を改善する。
【０００３】
米国特許第５３６６５５１号明細書に記載の発明は、搬送されるウェブ状の材料のための被覆装置に関する。この被覆装置は、加圧下にある通路を有しており、この通路内では、被覆液の流れがまず基板と接触する。被覆したい流体は、前記通路に流入して基板を濡らす。この場合、この流体は、基板が搬送される方向と同じ方向に流れる。前記通路の流出部側には、ドクタエレメントが設けられており、このドクタエレメントでは通路内の過剰流体がドクタエレメントの輪郭に沿って通路から搬出される。この塗工装置の輪郭を制限する流線形の制限部のジオメトリは再循環する渦流およびこれに類するものの形成を阻止する。渦流の発生を阻止することにより、遠心力に基づいた不安定性の出現が減じられ、そして不均一な被覆体重量に現れる不都合な圧力変動が減じられる。再循環する渦流の発生を阻止することにより、さらに、被覆体の品質を著しく損ないかつ被覆体重量において不均一性および筋形成を招く恐れのある空気封入物または空気泡の形成も阻止される。
【０００４】
米国特許第５７３５９５７号明細書に記載の発明は、オーバフロー装置を備えたフィルム状の被覆体を塗被するためのダブルチャンバ装置に関する。支持ロールの下方に塗被ヘッドが配置されており、この塗被ヘッドは３つのセクションに分割されたハウジングを有している。第１のセクションはオーバフロー制限部と第１の側壁との間に規定される。第１の壁と第２の壁との間には、収束プレートが延びており、この収束プレートは基板へ向かって収束している。第２のセクションは収束プレートと閉鎖壁との間に形成されている。被覆は２つのセクションの内部で行われる。収束プレートと第１の壁ならびに第２の壁との間には、低い圧力のゾーンが形成されている。キャビティは第２のセクションの方向に開いていて、第２のゾーンから空気ならびに過剰被覆剤を引き出す。被覆したい基板は第１のゾーンの通過時に前湿潤され、封入された空気容量を排除された被覆体が第２のゾーン内で基板へ被着される。こうして被覆体重量の均一性ならびに高められた機械速度が達成される。
【０００５】
国際公開第００／２０１２３号パンフレットに記載の発明は、運動させられた表面に流動性の媒体を塗被するための装置および方法に関する。リザーブチャンバから、当該装置に沿って運動させられた表面へ流動性の媒体を塗被するための装置ならびにこのような装置の使用が開示されている。リザーブチャンバはシールギャップならびに流出ギャップの形成下に前記表面を部分的にカバーしている。媒体中での空気泡および空気封入物の形成を回避するためには、リザーブチャンバをプリチャンバとメインチャンバとに分割することが提案されている。両チャンバの間には分離エレメントが配置されている。この分離エレメントはドクタエレメントとして形成されていてよい。このドクタエレメントは前記表面と共に分離ギャップを仕切っている。分離エレメントの種々の形が提案されている。当該装置は特に、運動させられた表面へ重合体分散液を塗被するために適している。さらに、このような装置を運転するための方法も記載されている。国際公開第００／２０１２３号パンフレットで提案された方法では、プリチャンバ内の塗被したい媒体の圧力が、メインチャンバ内の同媒体の圧力よりも高く調節される。
【０００６】
刊行物「Ｐｅｒｓｐｅｋｔｉｖｅｎ ｆｕｅｒ ｄｉｅ Ｖｅｒａｒｂｅｉｔｕｎｇ ｖｏｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｈａｆｔｋｌｅｂｓｔｏｆｆｅｎ」（Sonderdruck Ti/ET 1654 d, BASF Ludwigshafen在、１９９３年８月、J.Tuerk, H.Fietzeck, H.HesseおよびI.Voges著）には、接着剤をリザーブチャンバ内で適当な手段によって加圧下にもたらすことが記載されている。これにより、高いローラ回転速度においても、彫刻溝の完全な充填が保証される。調節された圧力に関連して、流出ギャップでは接着剤の種々異なる量が彫刻溝外のローラ表面においても塗工装置から搬出される。こうして、ローラに塗被された接着剤の量を、ひいては被覆したいウェブに塗被された接着剤の塗被重量を、圧力使用なしに広い範囲内で調節することができる。さらに、リザーブチャンバ内の、より高い圧力に基づき、シールギャップでは著しく減少された量の空気しかリザーブタンク内に搬入されなくなり、こうして過剰の泡形成が阻止され得るようになる。
【０００７】
しかし、ローラ回転速度が高く設定されれればされるほど、接着剤中への空気の搬入を有効に阻止するためにリザーブチャンバ内の圧力はますます高く設定されなければならなくなる。しかし最大達成可能なローラ回転速度は、圧力が引き続き増大されると、接着剤が一方ではシールギャップを通じて、他方では流出ギャップを通じてリザーブタンクからコントロールされないまま押し出されてしまうことにより制限されている。シールギャップを通じた接着剤の流出はこのシールギャップの手前で接着剤の望ましくない溜まりを招き、このことは塗工装置周辺の汚染や、極端な場合には運転故障を招いてしまう恐れがある。流出ギャップを通じた接着剤の、コントロールされていない流出は、やはりこれによって被覆したいウェブへの不均一な層塗被を招いてしまう。
【０００８】
刊行物「Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ ｄｅｒ Ｈｆｔｍａｔｅｒｉａｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅ」（Dr.Ruediger Panzer著, Herma GmbH社, DE-Filderstadt在,第４頁、図１０）からは、５００ｍ／ｍｉｎを越えるまでの速度で分散液感圧接着剤を被覆するためにカーテンコーティングを使用することが知られている。スリット状に形成されたノズルから流出する材料はカーテンの形で、定位置のノズルの傍らを通って運動する基板、たとえば紙へ塗被される。流出ノズルは、ノズルの傍らを通って運動する基板の上方で規定の高さのところに位置している。カーテンコーティングによって、高い被覆速度が実現可能となると同時に均一な被覆体塗被が実現可能となる。別の利点としては、被覆したい基板の僅かな機械的負荷しか生じないことが挙げられる。最大１５００ｍ／ｍｉｎの速度で水性接着剤の良好な乾燥を達成するためには、高出力乾燥器が使用されなければならない。刊行物「Ｓｉｌｉｋｏｎ−Ｈａｆｔｋｌｅｂｅｒａｎｌａｇｅ ｍｉｔ １０００ｍ／ｍｉｎ．，Ｈｅｒａｕｓｆｏｒｄｅｒｕｎｇｅｎ ａｎ ｅｉｎｅｎ Ｌｉｅｆｅｒａｎｔｅｎ ｖｏｎ Ｂｅｓｃｈｉｃｈｔｕｎｇｓｍａｓｃｈｉｎｅｎ」［Ernst Meier著, Bachofen +Meier AG社, CH-Buelach在、段落Ｂ６（Auftragswerk fuer Dispersionshaftkleber）］からは、ハイスピードカーテンコータが知られている。水平方向に走行する製品ウェブにおいて、数センチメートルの間隔を置いて、高精密に製作されたスリットノズルが設備される。ノズルの流出横断面からは、被覆材料が、自由に存在するカーテンとして流出する。これにより、水平方向に運動する製品ウェブ、つまり被覆したい基板に被着された、無構造の、閉じられた均一の被覆体を達成することができる。このような被覆法を用いて最高の横断面品質を達成することができる。一方では塗被量を最小限に抑えることができ、これにより乾燥出力を低減させることができる。このことは生産コストを著しく減少させる。さらに、卓越した被覆パターン、つまり極めて平滑な無構造の表面を達成することができる。さらに、フィルム破砕効果（Filmsplitteffekt）も生じない。さらに、この方法によってポンプ回転数の制御を介して塗被重量の簡単な変更も達成可能である。さらに、被覆材料の循環量は極めて小さく、そして汚染傾向も少ない。
【０００９】
刊行物「Ｃｕｒｔａｉｎ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Dr.Peter M.Schweizer, Polytype）からは、スリット付けされたカスケードノズルならびにマルチカスケードノズルが知られている。上記刊行物の図１ａに図示されているスリット付けされたカスケードノズルを用いて、２つの流体を塗被することができる。両流体は流出通路の開口部において共通のフィルムとして基板へ塗被され得る。上記刊行物の図１ｂに図示されているスリット付けされた装置からは、３つの互いに異なる流体が流出し得る。これらの流体は、たとえば重力に基づき５０〜３００ｍｍの高さから、ノズルの傍らを通って運動する材料、たとえば製品ウェブに衝突する。スリット状に形成された変化実施例を用いると、最大３つの層を同時に被着させることができる。それに対して上記刊行物の図１ｂに図示されている変化実施例を用いると、最大１０個の層を１回の作業工程で被着させることができる。
【００１０】
刊行物「Ｐｒｅｍｅｔｅｒｅｄ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」（Dr.Peter M. Schweizer,Polytype）には、マルチカスケードノズルの変化実施例が開示されている。このマルチカスケードノズルを用いると、回転する、湾曲されて形成された表面、たとえばローラ周面へ複数の層を同時に塗被することができる。
【００１１】
上で挙げた公知先行技術に鑑み、本発明の根底を成す課題は、２種の流動性の、ただし化学的に互いに異なる媒体を、運動させられた表面に１回の作業ステップで塗被することである。この場合、前記媒体はとりわけ互いに反応し合うことができ、そしてウェブの形で提供される基板に対する高い被覆速度が実現されなければならず、すなわちたとえばラミネートを製造するための基板への分散液の塗被が実現されなければならない。
【００１２】
この課題は本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴、つまり以下の方法ステップ：
ａ） 少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体を、マルチカスケードノズルによって１回の作業工程で連続的に、ウェブ状の基板へ塗被し、
ｂ） 多層塗被体の全量が２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であり、
ｃ） 多層塗被体内の個々の層の相対比が０．１〜１００である、
より成ることにより解決される。
【００１３】
少なくとも２つの流出部を有する多重カスケードノズルもしくはマルチカスケードノズルを用いて、少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体、たとえばポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を塗被する、本発明により提案された解決手段により、接着剤系およびラッカならびに被覆体を形成することができる。少なくとも２段式に形成されたマルチカスケードノズルから流出する媒体の全量は、２〜２００ｇ／ｍ２であり、この場合、個々の層の相対比は０．１〜１００の間で変動され得る。これによって、たとえば支持層上に極めて薄い接着層を塗布することができる。この場合、両層は同時に二次元の層形態で上下に重なり合った状態で、少なくとも２段式に形成されたカスケードノズルから連続的に流出し、そして高い速度でマルチカスケードノズルの流出開口の傍らを通って運動するウェブ状の基板に載着する。
【００１４】
本発明により提案された方法は、複合シートおよび光沢シートの貼り合わせのために、またはウェブ状の基板、特に紙またはシートまたはこれに類するものに自己接着系を塗被するために使用することができる。提案された方法はさらに、ウェブ状の基板、たとえば紙、プラスチックシートの被覆または金属被覆された表面の被覆のために使用することができる。この場合、表面に面した側の層は付着改善のために働くか、またはバリヤ層として働くこともできる。
【００１５】
本発明により提案された方法により、基板にラッカ層を施与することができる。この場合、ラッカ層はマルチカスケードノズルに基づき多層状の層構造を有している。これによって、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で基板へ塗被することができる。この場合、硬質の層は上側に位置する層、つまりカバー層を形成する。
【００１６】
少なくとも２つの流出段を有するマルチカスケードノズルの構成に基づき、たとえば混合時に通常ではゲル化または凝集の傾向を示すカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマをも問題なく塗被することができる。
【００１７】
さらに、本発明により提案された方法によって、多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に１回の作業工程で塗被することができる。このことは、別個の層塗被によって行うことができる。
【００１８】
化学的に互い異なる媒体、すなわちマルチカスケードノズルを介して塗被したい層のうちの一方の層で、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジンを、分散液を含有する他方の層と共に１回の作業工程で塗被することができる。これらの媒体は、通常では架橋剤として使用される、上で挙げた反応性の生成物の溶液であってもよい。少なくとも２段式に形成されたカスケードノズルにより、Ｓ／Ｂ分散液（スチロール−ブタジエン分散液）、アクリレート、エチレン、ビニルアセテート分散液およびポリウレタン分散液、ワックスエマルジョンまたはたとえば剥離層（付着防止層）であるシリコーンエマルジョンのような化学的に互い異なる分散液を、個々の層として１回の作業工程で塗被することができる。剥離層は付着防止層として働く。
【００１９】
図面
以下に、本発明により提案された解決手段を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１は、マルチカスケードノズルを示す概略図であり、
図２は、流動性で化学的に互い異なる２種の媒体のフィルムを、フィルム厚さを著しく拡大した状態で示す概略図であり、
図３は、２つの支持基板の間の接着層と遮断層とを備えた接着系を示す概略図であり、
図４．１は、湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルの傍らを通って運動する外周面へのフィルム塗被のためのマルチカスケードノズルを示す概略図であり、
図４．２は、多層状の注ぎフィルムが、水平方向に搬送される基板上への塗被の前に所定の落下高さを進むようなマルチカスケードノズルの変化実施例を示す概略図であり、
図４．３は、マルチカスケードノズルの下側に設けられた共通の出口で該マルチカスケードノズルから流出する２種の媒体を塗被するためのマルチカスケードノズルの別の変化実施例を示す概略図である。
【００２１】
実施例
図１に示した多重カスケードノズルもしくはマルチカスケードノズル１は、容器部分２とホッパ部分３とを有するマルチカスケードノズルである。ホッパ部分３の下方には、図平面に対して垂直に全幅にわたって延びる、横断面で見て先細りにされた通路が続いている。この通路の下端部には、被覆材料のための第１の流出横断面４が続いている。図１に示した第１の流出横断面４は、以下のような流出横断面である。すなわち、この流出横断面では、ホッパ部分３から同時に流出した複数の被覆体流が１つにまとめられて、一緒になって第１の流出横断面４の下方でマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動するウェブ状の基板（図１には図示しない）へ衝突する。
【００２２】
図２には、２種の流動性の、ただし化学的には互いに異なる媒体が示されている。両媒体はマルチカスケードノズル１から同時に流出する。マルチカスケードノズル１の流出横断面からは第１の流動性の媒体３０がフィルム厚さ３１で流出する。第１の流動性の媒体３０がマルチカスケードノズル１から流出する際の注ぎ方向は符号３４で示されており、第１の流動性の媒体３０の流動方向もしくは落下方向は符号３５で示されている。流動方向３５で見て、第１の流動性の媒体３０は、マルチカスケードノズル１の下方で運動するウェブ状の基板、たとえば紙ウェブまたはシートウェブの上面に衝突する。
【００２３】
第１の流動性の媒体３０と同時に、マルチカスケードノズル１の流出横断面からは別の第２の流動性の媒体３２が流出する。第２の流動性の媒体３２がマルチカスケードノズル１から流出する際のフィルム厚さは符号３３で示されている。このフィルム厚さ３３は、第１の流動性の媒体３０がマルチカスケードノズル１から流出する際のフィルム厚さ３１よりも数オーダだけ下にある。
【００２４】
第１の流動性の媒体３０と、この第１の流動性の媒体３０に関して化学的に異なる第２の流動性の媒体３２とは、一緒になって注ぎ方向３４でマルチカスケードノズル１の流出横断面から流出して、注ぎ方向もしくは落下方向３５で見て、ウェブ状の基板（図２には図示しない）の上面に衝突する。
【００２５】
図２に示した流動性の、ただし化学的に互い異なる媒体３０；３２は、特に接着剤、ラッカまたは被覆体として使用されるポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物である。第１の流動性の媒体３０もしくは第２の流動性の媒体３２の、図２において著しく拡大されて図示された両フィルム区分はマルチカスケードノズル１によって１回の作業ステップで連続的にウェブ状の基板へ塗被される。この場合、このような多層塗被体の全量は２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２である。多層塗被体内でのフィルム厚さ３１とフィルム厚さ３３との比は０．１〜１００であって、用途に関連している。
【００２６】
流動性の、ただし化学的に互い異なる両媒体３０，３２によって、複合シートまたは光沢シートを貼り合わせるか、またはウェブ状の基板に接着特性もしくは付着特性を付与することができる。ウェブ状の基板は特に紙、シートまたは金属被覆された表面である。被覆したい基板の表面に面した層は、付着の改善のために働くか、またはバリヤ層として働く。
【００２７】
図２に概略的に示した多層塗被により、基板をラッカ塗布するか、もしくは弾性的でかつ硬質の複数の層を一緒に１回の作業工程でウェブ状の基板へ塗被することができる。提案された方法を用いて、特に、成層時にゲル化または凝集の傾向を示す恐れのあるカチオン性またはアニオン性のポリマの２つの層を１回の作業工程で一緒に塗被することができる。これらの層は特にカチオン性のポリマ溶液とアニオン性の分散液との組合せ物である。多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に１回の作業工程で多層塗被体の形でウェブ状の基板もしくは湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルに対して相対的に運動する円筒体外周面、たとえばローラ外周面に塗被することができる。化学的に互いに異なる媒体３０；３２のうちのいずれか一方の媒体において、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジン（Polyacyridine）を、特に分散液を含有する別の層と組み合わせることができる。
【００２８】
さらに、架橋された反応性の生成物の溶液をウェブ状の基板、たとえば紙ウェブまたはシートウェブの上面に塗被することができる。
【００２９】
流動性であり、ただし化学的に互いに異なる媒体３０；３２は、１回の作業工程で塗布可能なＳ／Ｂ分散液、アクリレート、エチレン／ＶＡｃ分散液ならびにポリウレタン分散液、剥離層であるワックスエマルジョンまたはシリコーンエマルジョンならびにこれらの相互組合せ物である。
【００３０】
さらに、濡れ性を改善するために、第２の流動性の媒体３２を、極めて薄いフィルム厚さで剥離層に塗布することができる（図２参照）。
【００３１】
図３には、接着システムが図示されている。この接着システムは、たとえば紙ウェブとして提供される第１の支持基板４０を有している。この第１の支持基板４０に向かい合ってウェブ状の第２の支持基板４１が位置している。この第２の支持基板４１はやはり紙ウェブまたはシートウェブの形で提供され得る。第１の支持基板４０と第２の支持基板４１との間には、接着層４２も遮断層４３も存在している。
【００３２】
図４．１には、多層の被覆材料をローラ外周表面に塗被するマルチカスケードノズルが図示されている。
【００３３】
マルチカスケードノズル１は化学的に互いに異なる流動性の媒体を収容するための複数の貯え通路６０を有している。これらの貯え通路６０には、それぞれ専用の供給管路５３を介して被覆材料が供給される。各被覆材料はマルチカスケードノズル１の平坦側５７に設けられた第１の流出横断面４と、第２の流出横断面５と、第３の流出横断面５０とにおいてマルチカスケードノズル１から流出して、多層状に形成されたフィルム（被膜）を形成する。このフィルムはマルチカスケードノズル１の平坦側５７に沿って支持楔体５２にまで運動する。この支持楔体５２は図４．１の実施例では、回転する湾曲させられた面５５に側方で当て付けられている。回転する湾曲させられた面５５は、たとえば駆動されるローラのローラ外周面であってよい。回転方向５６に回転する湾曲させられた面５５は、マルチカスケードノズル１の平坦側５７から流出した多層フィルム５１を受け取って、この多層フィルム５１を、回転方向５６におけるその回転に基づいて引取り方向５４に引き取る。
【００３４】
マルチカスケードノズル１の構造に基づき、個々の貯え通路６０は互いに分離されている。図４．１に示したマルチカスケードノズル１において処理可能となる被覆材料には、それぞれ専用の流出横断面４；５；５０が対応しているので、個々の被覆材料はマルチカスケードノズル１の平坦側５７において各流出横断面４；５；５０から流出した後ではじめて一緒にされて１つの多層フィルム５１を形成し、そして多層フィルム５１として支持楔体５２において引取り方向５４に引き取られる。
【００３５】
図４．２に示したマルチカスケードノズルの変化実施例からは、マルチカスケードノズル１がこの変化実施例の場合にも、互いに分離された複数の貯え通路６０を有していることが判る。各貯え通路６０には、それぞれ専用の供給管路５３を介して被覆材料が供給される。供給管路５３を介してマルチカスケードノズル１に流入する被覆材料は、接着剤、ラッカおよび被覆体を製造するためのポリマ分散液の水溶液またはこれらからの組合せ物であってよい。図４．１および図４．２に示したマルチカスケードノズル１の構成により、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で一緒に塗被することができる。多層フィルム５１の形で１回の作業工程で、湾曲させられた面５５もしくは水平方向でマルチカスケードノズル１を通過する製品ウェブに塗被することのできる、製造可能な層の数は、これらの層を形成する個々の流動性の、ただし化学的に互い異なる媒体が流出する貯え通路６０の数に関連している。図４．１もしくは図４．２に示したマルチカスケードノズル１を用いると、たとえば３つの層を備えた多層フィルム５１を製造することができる。
【００３６】
貯え通路６０内にそれぞれ貯えられた、化学的に互い異なる、ただし流動性の媒体は、マルチカスケードノズル１の平坦側５７に設けられた対応する各流出横断面４；５；５０から流出して、１つにまとめられて多層フィルム５１を形成する。この多層フィルム５１は重力に基づいて図４．２に示したマルチカスケードノズル１の平坦側５７に沿って流れ落ちて、支持丸み付け部５８として形成された突出部によって変向される。支持丸み付け部５８から多層フィルム５１はフィルムカーテンとして流れ落ちて、重力に基づき落下高さ５９の通過後に、マルチカスケードノズル１に対して相対的にマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する、被覆したい製品ウェブ５５の上面へ落下する。製品ウェブ５５は搬送方向５６に運動するので、多層フィルム５１は落下高さ５９の通過後に連続的な製品ウェブ５５によって引取り方向５４に引き取られる。落下高さ５９の通過後の多層フィルム５１の引取り時では、搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面に、均一な、ただし多層状の被覆フィルムが形成される。層厚さ（図２参照）に応じて、個々の層、つまり多層フィルム５１のフィルムは互いに混ざり合わず、したがって搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面へ、たしかに１回の作業工程で同時に塗被され得るが、しかしほとんど混合されずに塗被される。このことは一方ではコンパクトな構造の塗被組合せ、すなわちたとえばシリコーン塗工装置等を回避して接着系を製造するための塗被組合せを可能にする。公知先行技術に基づき公知の、構成スペースのかかる乾燥装置のサイズを、一層小型に設定することができる。
【００３７】
図４．３には、マルチカスケードノズル１のさらに別の変化実施例が示されている。図４．３に示したマルチカスケードノズル１は、楔状に形成された中央部分６２と、第１の側方部分６３と、第２の側方部分６４とを有している。第１の側方部分６３もしくは第２の側方部分６４は、マルチカスケードノズル１の楔状に形成された中央部分６２の当付け面６５に接触している。中央部分６２の当付け面６５と、側方部分６３；６４の、前記当付け面６５に面した面との間には、一方では供給管路５３が形成され、他方では貯え通路６０から通路開口部６１にまで延びる通路が形成される。
【００３８】
図４．３に示したマルチカスケードノズル１の変化実施例を用いると、化学的に互いに異なる２種の、ただし流動性の媒体が、共通の流出横断面６を介して、搬送方向５６に運動する製品ウェブ５５の上面へフィルムとして塗被され得る。通路開口部６１から、水平方向にマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する製品ウェブ５５の上面にまでの落下高さ５９の通過後に、２層状に形成された多層フィルム５１は引取り方向５４で製品ウェブ５５の上面によって引き取られて、この上面に均一に形成された被覆体を形成する。
【００３９】
図４．３に示したマルチカスケードノズル１を用いると、たとえば図２に示した第１の流動性の媒体３０もしくは第２の流動性の媒体３２を、互いに異なるフィルム厚さ３１；３３で製品ウェブ５５の上面に塗被することができる。互いに異なるフィルム厚さ３１；３３で共通の流出横断面６から流出した流動性の媒体３０；３２は、注ぎ方向３４でマルチカスケードノズル１の共通の流出横断面６から流出して、流動方向３５において、水平方向でマルチカスケードノズル１の傍らを通って運動する製品ウェブ５５の上面に供給される。第１の流動性の媒体３０のフィルム厚さ３１と、第２の流動性の媒体３２のフィルム厚さ３３との比は、０．２〜１００の範囲内で変化することができ、そして必要に応じて調節され得る。図２に戻って付言しておくと、第１の流動性の媒体３０はたとえば２０μｍのフィルム厚さで塗被され、そしてその面には、たとえば約２μｍのフィルム厚さ３３で塗被される第２の流動性の媒体３２が支持される。両流動性の媒体３０；３２は、たとえば図４．３に示したマルチカスケードノズル１の通路開口部６１の下側で、共通の流出横断面６から同時に流れ落ちて、水平方向で通路開口部６１の傍らを通って運動する材料ウェブ５５の上面に衝突する。この材料ウェブ５５は、図２に示した、たとえば２層に形成された多層フィルム５１を引取り方向５４で引き取る。
【００４０】
図４．１、図４．２もしくは図４．３に示したマルチカスケードノズル１の種々の変化実施例を用いると、複合シートおよび光沢シートを貼り合わせることができるか、またはウェブ状の基板、たとえばプラスチックウェブまたは紙ウェブ５５に、接着剤系の塗被によって付着特性を付与することができる。特にウェブ状の基板、たとえば紙ウェブ、プラスチックシートまたは金属被覆された表面を被覆することができる。この場合、この表面に面した側の層は付着の改善のために作用するか、またはバリヤ層として作用する。
【００４１】
少なくとも２種の流動性の、ただし化学的に互いに異なる媒体を処理することのできるマルチカスケードノズル１により、貯え通路６０の数に応じて２種、３種、４種、５種または多種の互いに異なる被覆材料を多層フィルム５１として、たとえばウェブ状の形状で提供される基板５５に塗被することができる。弾性的でかつ硬質の層は、対応するコンポーネントによる貯え通路６０の負荷に応じて１回の作業工程で基板５５に塗被され得る。すなわち、成層時にゲル化または凝集の傾向を示す恐れのあるカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマの２つの層を、本発明により提案された解決手段によって１回の作業工程で、ウェブ状の基板５５に塗被することができるので特に有利である。多層フィルム５１の形成による多層塗被体の全量は、要件および所望の層厚さに応じて２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２の範囲内で変動され得る。多層フィルム５１内の個々の層の相互比が０．１〜１００であると、特に択一した結果の比が得られる。たとえば図４．３に示したマルチカスケードノズル１を介してウェブ状の基板５５に塗被可能な両流動性の媒体３０；３２は、たとえばアニオン性の分散液中のカチオン性のポリマ溶液から成る組合せであってよい。さらに、多価の金属塩または金属錯体の溶液をポリマ分散液と共に製造することができる。流動性である少なくとも２種の、化学的に互い異なる媒体は、互いに組み合わされた形で１回の作業工程で同時に塗被される、分散液を含有する別の層を有するポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアクリジンであってよい。また、架橋剤として使用される反応性の生成物の溶液を１回の作業工程で、マルチカスケードノズル１の図４．１、図４．２および図４．３に示した変化実施例によってウェブ状の支持基板に塗被することもできる。流動性であるが、ただし化学的に互い異なる少なくとも２種の媒体３０；３２では、個々の層として１回の作業工程で、たとえばＳ／Ｂ分散液（スチロール／ブタジエン分散液）、アクリレート（分散液）、エチレン、ビニルアセテート分散液、ポリウレタン分散液、剥離層であるワックスエマルジョン（Waschemulsion）またはシリコーンエマルジョンを互いに組み合わされた形で塗被することができる。こうして、本発明により提案された方法により、たとえば第１の薄い層を濡れ性の改善のために剥離層に塗被することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】マルチカスケードノズルを示す概略図である。
【図２】流動性で化学的に互い異なる２種の媒体のフィルムを、フィルム厚さを著しく拡大した状態で示す概略図である。
【図３】２つの支持基板の間の接着層と遮断層とを備えた接着系を示す概略図である。
【図４．１】湾曲させられて形成された、マルチカスケードノズルの傍らを通って運動する外周面へのフィルム塗被のためのマルチカスケードノズルを示す概略図である。
【図４．２】多層状の注ぎフィルムが、水平方向に搬送される基板上への塗被の前に所定の落下高さを進むようなマルチカスケードノズルの変化実施例を示す概略図である。
【図４．３】マルチカスケードノズルの下側に設けられた共通の出口で該マルチカスケードノズルから流出する２種の媒体を塗被するためのマルチカスケードノズルの別の変化実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ マルチカスケードノズル
２ 容器部分
３ ホッパ部分
４ 第１の流出横断面
５ 第２の流出横断面
６ 共通の流出横断面
３０ 第１の流動性の媒体
３１ 第１の流動性の媒体のフィルム厚さ
３２ 第２の流動性の媒体
３３ 第２の流動性の媒体のフィルム厚さ
３４ 注ぎ方向
３５ 流動方向
４０ 第１の支持基板
４１ 第２の支持基板
４２ 接着層
４３ 遮断層
５０ 第３の流出横断面
５１ 多層フィルム
５２ 支持楔体
５３ 供給管路
５４ 引取り方向
５５ 回転する、湾曲させられた面
５６ 回転方向
５７ 平坦側
５８ 支持丸み付け部
５９ 落下高さ
６０ 貯え通路
６１ 通路開口部
６２ 中央部分
６３ 第１の側方部分
６４ 第２の側方部分
６５ 当付け面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種の、化学的に互い異なる流動性の媒体、特にポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を接着剤、ラッカまたは被覆体として塗被するための方法において、以下の方法ステップ：
ａ） 少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体を、マルチカスケードノズル（１）によって１回の作業工程で連続的に、ウェブ状の基板へ塗被し、
ｂ） 多層塗被体の全量が２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であり、
ｃ） 多層塗被体内の個々の層の相対比が０．１〜１００である、
より成ることを特徴とする、少なくとも２種の、化学的に互い異なる流動性の媒体を塗被するための方法。
【請求項２】
当該方法を、複合シートおよび光沢シートの貼り合わせのために、またはウェブ状の基板、特に紙またはシートの付着性付与のために使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
当該方法を、紙、プラスチックシートまたは金属被覆された表面のようなウェブ状の基板の被覆のために使用し、この場合、表面に面した側の層が、付着改善のために作用するか、またはバリヤ層として作用する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
当該方法を、基板のラッカ塗布のために、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で基板へ一緒に塗被するために使用する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
成層時にゲル化または凝集の傾向を示すカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマの２つの層を塗被する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記両層が、カチオン性のポリマ溶液とアニオン性の分散液とからの組合せである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
ポリマ分散液を有する多価の金属塩または金属錯体の溶液を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
化学的に互い異なる層のうちの一方の層で、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジンを、分散液を含有する他方の層と組み合わせる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記層が、架橋剤として使用される反応性の生成物の溶液である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
スチロール−ブタジエン分散液、アクリレート、エチレン、ビニルアセテート分散液およびポリウレタン分散液、剥離層（付着防止層）であるワックスエマルジョンまたはシリコーンエマルジョンのような化学的に互い異なる分散液を、個々の層として１回の作業工程で塗被する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記剥離層における濡れ性を改善するために、第１の薄い層が働く、請求項１０記載の方法。
【請求項１】
少なくとも２種の、化学的に互い異なる流動性の媒体、特にポリマの水溶液、分散液またはこれらから成る組合せ物を接着剤、ラッカまたは被覆体として塗被するための方法において、以下の方法ステップ：
ａ） 少なくとも２種の化学的に互い異なる流動性の媒体を、マルチカスケードノズル（１）によって１回の作業工程で連続的に、ウェブ状の基板へ塗被し、
ｂ） 多層塗被体の全量が２ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であり、
ｃ） 多層塗被体内の個々の層の相対比が０．１〜１００である、
より成ることを特徴とする、少なくとも２種の、化学的に互い異なる流動性の媒体を塗被するための方法。
【請求項２】
当該方法を、複合シートおよび光沢シートの貼り合わせのために、またはウェブ状の基板、特に紙またはシートの付着性付与のために使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
当該方法を、紙、プラスチックシートまたは金属被覆された表面のようなウェブ状の基板の被覆のために使用し、この場合、表面に面した側の層が、付着改善のために作用するか、またはバリヤ層として作用する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
当該方法を、基板のラッカ塗布のために、弾性的でかつ硬質の複数の層を１回の作業工程で基板へ一緒に塗被するために使用する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
成層時にゲル化または凝集の傾向を示すカチオン性のポリマおよびアニオン性のポリマの２つの層を塗被する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記両層が、カチオン性のポリマ溶液とアニオン性の分散液とからの組合せである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
ポリマ分散液を有する多価の金属塩または金属錯体の溶液を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
化学的に互い異なる層のうちの一方の層で、ポリイソシアネート、ポリエポキシドまたはポリアシリジンを、分散液を含有する他方の層と組み合わせる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記層が、架橋剤として使用される反応性の生成物の溶液である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
スチロール−ブタジエン分散液、アクリレート、エチレン、ビニルアセテート分散液およびポリウレタン分散液、剥離層（付着防止層）であるワックスエマルジョンまたはシリコーンエマルジョンのような化学的に互い異なる分散液を、個々の層として１回の作業工程で塗被する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記剥離層における濡れ性を改善するために、第１の薄い層が働く、請求項１０記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４．１】
【図４．２】
【図４．３】
【図２】
【図３】
【図４．１】
【図４．２】
【図４．３】
【公表番号】特表２００７−５３４４６８（Ｐ２００７−５３４４６８Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５３５２５（Ｐ２００６−５５３５２５）
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００１５５９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２５１４
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５９５１２３０６９）ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト (847)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００１５５９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２５１４
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５９５１２３０６９）ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト (847)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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