(57)【要約】【課題】不均一な膜厚の発生を防止することができるリバースグラビア塗工方法及び装置を提供すること。【解決手段】本発明は、グラビアロール１１の中心軸を基線とする場合に当該基線と所定角度をなす複数の斜線彫刻溝４を有するグラビアロール１１を回転させて、基材１０をグラビアロール１１の回転方向と逆方向へ走行させることによって、斜線彫刻溝４の内部の塗布液を基材１０に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工方法である。本発明は、基材１０とグラビアロール１１が接触する方向を上とし、上から下に向けて斜線彫刻溝４が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の斜線彫刻溝４の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の斜線彫刻溝４の線数bが大きいように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラビアロールの中心軸を基線とする場合に当該基線と所定角度をなす複数の斜線彫刻溝を有するグラビアロールを回転させて当該グラビアロールの表面に塗布液を供給しドクターブレードによって前記グラビアロールの表面の余剰塗布液を掻き落とした後に、基材を前記グラビアロールの回転方向と逆方向へ走行させることによって、前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工方法において、
前記基材と前記グラビアロールが接触する方向を上とし、上から下に向けて前記斜線彫刻溝が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数bが大きいことを特徴とするリバースグラビア塗工方法。
【請求項２】
前記斜線入口側の線数aと前記斜線出口側の線数bの比b／aの値が１．０５以上であって１．５以下の値であることを特徴とする請求項１に記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項３】
前記斜線入口側に最近傍の前記基材の塗工端が走行する位置に対応する前記グラビアロールの位置を基準位置とし、前記基準位置から前記グラビアロールの内側幅が５cm以内の範囲の線数をaとして、これ以外の他の部位の線数をｂとする場合に、ｂ／ａの値が１．０５以上であって１．５以下の値であることを特徴とする請求項２に記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項４】
前記グラビアロールの中心軸を基線とする場合に当該基線と前記斜線彫刻溝とがなす角度の小さい角度が３０度以上であって９０度未満の値であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項５】
前記塗布液の静的粘度が１００ｍＰａｓ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項６】
前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布する塗工速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項７】
前記グラビアロールの中で一番広い領域を占める前記斜線彫刻溝の線数が１００未満であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法。
【請求項８】
中心軸を基線とする場合に当該基線と所定角度をなす複数の斜線彫刻溝を有するグラビアロールと、前記グラビアロールを回転させる回転駆動手段と、前記グラビアロールの表面に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記グラビアロールの表面の塗布液の量を調整するドクターブレードと、基材を走行させる基材走行手段と、を具備し、
前記回転駆動手段によって前記グラビアロールを回転させて当該グラビアロールの表面に前記塗布液供給手段によって塗布液を供給し前記ドクターブレードによって前記グラビアロールの表面の余剰塗布液を掻き落とした後に、前記基材走行手段によって前記基材を前記グラビアロールの回転方向と逆方向へ走行させることによって、前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工装置において、
前記基材と前記グラビアロールが接触する方向を上とし、上から下に向けて前記斜線彫刻溝が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数bが大きいことを特徴とするリバースグラビア塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビアロールの表面の塗布液を基材に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年いわゆる「ベタ塗り」の用途でのキスタイプのリバースグラビア塗工方法の利用が増えている。キスタイプのリバースグラビア塗工方法とは、グラビアロールを基材の進行方向と逆回転で液パンに浸漬させて回転させながら、設置したドクターブレードで掻き落として調整し、走行する基材にグラビアロールを押し付けながら塗工する方法である。
【０００３】
その中でも、近年、光学フィルムを始めとする比較的薄膜塗工分野では、直径１００ｍｍ以下の小径のグラビアロールを使用することが多い。その場合のグラビアロールの彫刻パターンとしては斜線型と呼ばれる塗工幅方向にらせん状な連続の溝が掘られているものが一般的である。この塗工方式は簡便なセッティングで幅広い塗布液を塗工できるメリットがあり、よく利用されている。
【０００４】
しかし、このようなキスタイプのリバースグラビア塗工方法において、湿潤膜厚が7μｍ以下の薄膜系ではあまり顕在化しないが、それより厚い薄膜の塗工において５０ｍ／ｍｉｎ以下の低速域においては基材の端部の膜厚の不均一が問題になることがわかった。通常の基材の端部の膜厚不均一は、特許文献１に記載されているような端部の厚塗りのような現象によるもので、この特許文献１には版の端部を削って塗布量を変化させることが示されている。
【０００５】
また、特許文献２に記載されているように、グラビアロールの湾曲やドクターブレードの磨耗の不均一などのセンターに対して比較的左右対称な膜厚の不均一現象も良く知られており、ドクターブレードの使用前の慣らし運転やドクターブレードそのもののセッティングの方法の工夫など種々の対策法が提案されている。
【０００６】
しかし、これらの方法では解決しない左右非対称な膜厚の分布が発生することがわかった。そして、これは液パンからグラビアロールによって塗布液を掻き揚げた時は幅方向の均一量であるものが、掻き揚げて塗られるまでの間に斜線彫刻溝にそって重力により塗布液が流れ落ちるために、斜線彫刻溝の起点側では塗液量が少なくなり、反対側では塗液量が多くなるため、左右非対称な膜厚の分布となることが分かった。
【０００７】
【特許文献１】特開2001―38267号公報
【特許文献２】特開2007―255339号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、不均一な膜厚の発生を防止することができるリバースグラビア塗工方法及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】
【０００９】
請求項１の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、グラビアロールの中心軸を基線とする場合に当該基線と所定角度をなす複数の斜線彫刻溝を有するグラビアロールを回転させて当該グラビアロールの表面に塗布液を供給しドクターブレードによって前記グラビアロールの表面の余剰塗布液を掻き落とした後に、基材を前記グラビアロールの回転方向と逆方向へ走行させることによって、前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工方法において、前記基材と前記グラビアロールが接触する方向を上とし、上から下に向けて前記斜線彫刻溝が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数bが大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項１に記載のリバースグラビア塗工方法において、前記斜線入口側の線数aと前記斜線出口側の線数bの比b／aの値が１．０５以上であって１．５以下の値であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項２に記載のリバースグラビア塗工方法において、前記斜線入口側に最近傍の前記基材の塗工端が走行する位置に対応する前記グラビアロールの位置を基準位置とし、前記基準位置から前記グラビアロールの内側幅が５cm以内の範囲の線数をaとして、これ以外の他の部位の線数をｂとする場合に、ｂ／ａの値が１．０５以上であって１．５以下の値であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法において、前記グラビアロールの中心軸を基線とする場合に当該基線と前記斜線彫刻溝とがなす角度の小さい角度が３０度以上であって９０度未満の値であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法において、前記塗布液の静的粘度が１００ｍＰａｓ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法において、前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布する塗工速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明に係るリバースグラビア塗工方法は、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のリバースグラビア塗工方法において、前記グラビアロールの中で一番広い領域を占める前記斜線彫刻溝の線数が１００未満であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明に係るリバースグラビア塗工装置は、中心軸を基線とする場合に当該基線と所定角度をなす複数の斜線彫刻溝を有するグラビアロールと、前記グラビアロールを回転させる回転駆動手段と、前記グラビアロールの表面に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記グラビアロールの表面の塗布液の量を調整するドクターブレードと、基材を走行させる基材走行手段と、を具備し、前記回転駆動手段によって前記グラビアロールを回転させて当該グラビアロールの表面に前記塗布液供給手段によって塗布液を供給し前記ドクターブレードによって前記グラビアロールの表面の余剰塗布液を掻き落とした後に、前記基材走行手段によって前記基材を前記グラビアロールの回転方向と逆方向へ走行させることによって、前記斜線彫刻溝の内部の塗布液を前記基材に塗布するキスタイプのリバースグラビア塗工装置において、前記基材と前記グラビアロールが接触する方向を上とし、上から下に向けて前記斜線彫刻溝が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数bが大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基材とグラビアロールが接触する方向を上とし、上から下に向けて斜線彫刻溝が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝の線数bが大きいため、不均一な膜厚の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図1は、本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置のグラビアロールを示す略側面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置１は、キスタイプのものである。リバースグラビア塗工装置１は、グラビアロール１１、回転駆動装置（回転駆動手段）２、塗布液供給手段３、ドクターブレード１４及び一対の搬送ロール１６、１７を具備している。回転駆動装置２は、モータなどで構成され、グラビアロール１１を矢印ｃ方向へ回転させる。塗布液供給手段３は、塗布液収容容器１２と、この塗布液収容容器１２に収容されている塗布液１３とで構成されている。一対の搬送ロール１６，１７は、グラビアロール１１の両側に所定間隔をおいて配置されている。搬送ロール１６，１７は、グラビアロール１１の外表面に基材１０を押し付けた状態で基材１０を矢印ｄ方向に走行させる。搬送ロール１６，１７及びこれらを回転させる駆動装置は、基材１０を矢印ｄ方向へ走行させる基材走行手段を構成している。
【００２０】
グラビアロール１１は、この下部が塗布液収容容器１２の塗布液１３に浸漬されるように配置されている。グラビアロール１１は、外表面にらせん状に形成されている複数の斜線彫刻溝４を有している（図２参照）。グラビアロール１１は、塗工時に回転駆動装置２により矢印ｃ方向に回転され、この表面が塗布液１３を掻き上げる。ドクターブレード１４は、グラビアロール１１が塗布液を掻き上げる側に配置されている。ドクターブレード１４は、グラビアロール１１の表面の塗布液の量を調整する。
【００２１】
リバースグラビア塗工装置１は、グラビアロール１１を回転させてこのグラビアロール１１の表面に塗布液を供給しドクターブレード１４によってグラビアロール１１の表面の余剰塗布液を掻き落とした後に、基材１０をグラビアロール１１の回転方向と逆方向（矢印ｄ方向）へ走行させることによって、グラビアロール１１の表面を基材１０に接触させて斜線彫刻溝４の内部の塗布液を基材１０に塗布して塗膜１５を形成するものである。
【００２２】
図２に示すように、複数の斜線彫刻溝４は、基材１０とグラビアロール１１が接触する方向を上とし、上から下に向けて斜線彫刻溝４が形成されている場合に、上側を斜線入口側（矢印Ａで示す側）と規定し下側を斜線出口側（矢印Ｂで示す側）と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝４の線数aより前記斜線出口側の１インチ幅の前記斜線彫刻溝４の線数bが大きいように形成されている。斜線彫刻溝４は、例えば、断面がＶ字状であるように形成されている。
【００２３】
基材１０への塗布液の塗布量を規定するためにはグラビアロール１１に施す斜線彫刻溝４の１インチ幅の線数を変えることで成し遂げられる。斜線彫刻溝４の１インチ幅の線数が少なくなるほど溝が深くなるために塗布液の塗布量が増える。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置のグラビアロールを示す略側面図である。基材１０は、図２に対して垂直方向に走っている。この場合、上はｅの方向、下はｆの方向となる。そして、上側は、斜線入口側（矢印Ａで示す側）と規定され、下側は斜線出口側（矢印Ｂで示す側）と規定される。斜線彫刻溝４が形成されている範囲でＡ側の線数aとする場合に、Ｂ側の線数bは線数aに比べて大きくされている。
【００２５】
斜線入口側の線数aと斜線出口側の線数bの比b／aの値が１．０５未満である場合には線数の差が小さ過ぎて塗布量が不均一になり易い。比b／aの値が１．５を超える場合には、線数の差が大きくなりすぎるために、塗布量が不均一になり易い。
【００２６】
また、線数をａとする範囲は、前記斜線入口側に最近傍の基材１０の塗工端が走行する位置に対応するグラビアロール１１の位置を基準位置とし、この基準位置からグラビアロール１１の内側幅の極めて限定的な範囲であることが望ましい。グラビアロール１１における線数をａとする範囲は、走行する基材の塗工端位置との兼ね合いで決まる。
【００２７】
例えば、斜線入口側に最近傍の基材１０の塗工端が走行する位置に対応するグラビアロール１１の位置を基準位置とし、この基準位置からグラビアロール１１の内側幅が５cm以内の範囲の線数をaとして、これ以外の他の部位の線数をｂとする場合に、ｂ／ａの値が１．０５以上であって１．５以下の値であることが望ましい。
【００２８】
また、線数は、複数の段階に変えられる。例えば、線数は、図３の線１８で示すように２段階に変えるようにしてもよく、線１９で示すように３段階に変えるようにしてもよい。
【００２９】
本発明で問題としている現象が生まれるのは塗布量が比較的多い場合である。線数が多いと掻き上げられる塗布液の液量が少ないために結果的に発生する塗布量の差が小さいからである。また、塗布液の塗布速度が速い場合も、グラビアロール１１の回転が速くなるために、掻き上げられてから塗布されるまでの時間が短くなり塗布液が落下する前に塗られるために大きな問題にならない。よって、本発明の効果が期待できるのは、グラビアロール１１の中で最も広い領域を占める線数ｂが１００以下であり、塗布速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲である。
【００３０】
グラビアロール１１に彫刻する斜線彫刻溝４の角度は、図２に示すように、グラビアロール１１の中心軸を基線２０とする場合に、基線２０と斜線彫刻溝４とがなす角度の小さい角度２１が３０度以上であって９０度未満の値であることが望ましい。角度２１が３０度未満である場合には、重力の影響が小さくなるために、本発明を利用しなくても問題の起こることは少ない。
【００３１】
グラビアロール１１は、金属材又はセラミックスなどで形成されている。ドクターブレード１４は、金属材、樹脂材又はセラミックメッキなどで形成され、本発明にドクタリング方法の影響は無関係である。
【００３２】
基材１０は、紙又はプラスチックフイルムなどで形成されている。一般にキスタイプのリバースグラビア塗工が多く用いられる光学フィルム用途の基材１０の材料としては、例えば、アセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系フィルム、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等のポリエステル系フィルム又はポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、基材１０は、単層からなってもよいし、複数の層からなってもよい。基材１０の厚さは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００３３】
塗布液１３としては、一般的にキスタイプのリバースグラビアコーターで塗工できるものであればよく、その中でも本発明が有効であるのは静的粘度が１００ｍＰａｓ以下である比較的低粘の塗布液である。塗布液の静的粘度の測定は、振動粘度計やＢ型粘度計などで測定することができる。このような低粘の塗布液は、一般に有機溶剤などの希釈溶媒に溶解された分散液である。
【００３４】
前記希釈溶媒として用いられるものは、特に限定されないが、組成物の安定性、塗膜に対する揮発性などを考慮して、メタノール・エタノール・イソプロパノール・ブタノール・２−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン・メチルエチルケトン・メチルイソブチル等のケトン類、酢酸メチル・酢酸エチル・酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール・プロピレングリコール・ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ・ブチルセロソルブ・エチルカルビトール・ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン・ヘプタン・オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン・トルエン・キシレン等の芳香族炭化水素、Ｎ−メチルピロリドン又はジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらの溶媒は１種又は２種類以上の混合物として用いてよい。
【００３５】
従来の塗工方法においては、斜線彫刻溝の起点側（斜線入口側）では塗液量が少なくなり、反対側（斜線出口側）では塗液量が多くなるため、膜厚が左右非対称となっている。これに対し、本発明の実施の形態１は、基材１０とグラビアロール１１が接触する方向を上とし、上から下に向けて斜線彫刻溝４が形成されている場合に、上側を斜線入口側と規定し下側を斜線出口側と規定する場合、前記斜線入口側の１インチ幅の斜線彫刻溝４の線数aより斜線出口側の１インチ幅の斜線彫刻溝４の線数bが大きいため、従来に比較して、斜線入口側の塗布液の塗布量を多くすることができるので、不均一な膜厚の発生を防止することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係るキスタイプのリバースグラビアコーターを示す概略図である。
【００３７】
図４に示すように、発明の実施の形態２に係るキスタイプのリバースグラビアコーターは、リバースグラビア塗工装置１と、繰り出しロール２５と、搬送ロール２６、２７、２８と、乾燥装置２３と、放射装置２４と、巻き取りロール２９と、を具備している。繰り出しロール２５から繰り出されるフィルム状の基材１０は、矢印ｇ方向へ搬送され、リバースグラビア塗工装置１の搬送ロール１６、１７及び搬送ロール２６、２７、２８により搬送され、巻き取りロール２９により巻き取られる。
【００３８】
基材１０は、搬送される時に、リバースグラビア塗工装置１によって塗布液を塗布されて塗膜１５が形成される。次に、基材１０の塗膜１５は、乾燥装置２３によって乾燥された後に、放射装置２４から放射される電離放射線を受けて基材１０の塗膜１５が硬化される。
【００３９】
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
基材１０として、幅が６５０ｍｍであるポリエチレンテレフタレート材が使用され、図4に示すようなリバースグラビアコーターによって、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）)と酢酸メチルを希釈溶剤とする５０ｗｔ%のアクリル系のＵＶ硬化樹脂塗工液を湿潤膜厚が２５μｍとなるように３０ｍ／ｍｉｎの速度で基材１０に塗膜１５が塗工された。
【００４０】
使用したグラビアロール１１は、直径が５０mmであって基線２０と斜線彫刻溝４とがなす角度の小さい角度２１が４５度である斜線彫刻溝４が形成されているものである。塗布液１３の粘度は４ｍＰａｓで表面張力が２５ｍＮ／ｍである。塗膜１５における幅方向で１０点の代表点の膜厚が接触式の膜厚計で測定されて、３%の膜厚の分布に入っているものを○とし、入っていないものを×と判定した。その結果を以下の表に示す。
【００４１】
表
2010005543.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るリバースグラビア塗工装置のグラビアロールを示す略側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るグラビアロールの斜線彫刻溝の線数を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るキスタイプのリバースグラビアコーターを示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  リバースグラビア塗工装置
２  回転駆動装置（回転駆動手段）
３  塗布液供給手段
４  斜線彫刻溝
１０  基材
１１  グラビアロール
１２  塗布液収容容器
１３  塗布液
１４  ドクターブレード
１５  塗膜
１６，１７  搬送ロール
【図１】
2010005543.tif 000004
【図２】
2010005543.tif 000005
【図３】
2010005543.tif 000006
【図４】
2010005543.tif 000007