(57)【要約】  【課題】  連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布方法において、ウェブ損傷の危険およびウェブ破断の危険を排除し、且つ、空気同伴現象による塗布ムラの発生を確実に防止する。  【解決手段】  連続的に走行するウェブ４に自由落下する液膜３を衝突させて塗布するカーテン塗布方法において、バックアップロール５で支持されたウェブ４のウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブ４と同方向同速で走行する多孔質からなる無端ベルト６を押し付けるとともに、無端ベルト６のウェブ４と接する位置の裏面近傍を減圧する。なお、無端ベルト６は、バックアップロール５と平行に配置した２本のゴムロール８を用いてウェブ４に押し付けることが好ましい。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布方法において、
バックアップロールで支持されたウェブのウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブと同方向同速で走行する移動体を押し付けることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカーテン塗布方法において、
前記移動体は無端ベルトであることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項３】
請求項２に記載のカーテン塗布方法において、
前記無端ベルトは多孔質材により形成されていることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載のカーテン塗布方法において、
前記無端ベルトのウェブと接する位置の裏面近傍を減圧することを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載のカーテン塗布方法において、
前記無端ベルトの張力は５ｋｇｆ／ｍから４０ｋｇｆ／ｍの範囲であることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載のカーテン塗布方法において、
前記無端ベルトの開口率は２０％から５０％の範囲であることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかに記載のカーテン塗布方法において、
前記無端ベルトは、バックアップロールと平行に配置された２本のゴムロールによりウェブに押し付けられることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項８】
請求項７に記載のカーテン塗布方法において、
前記ゴムロールのゴム硬度はＪＩＳ５０度から７５度の範囲であることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載のカーテン塗布方法において、
前記ゴムロールのロール径は８０ｍｍから２００ｍｍの範囲であることを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項１０】
連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布装置において、
バックアップロールで支持されたウェブのウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブと同方向同速で走行する移動体を押し付けることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカーテン塗布装置において、
前記移動体は無端ベルトであることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のカーテン塗布装置において、
前記無端ベルトは多孔質材により形成されていることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のカーテン塗布装置において、
前記無端ベルトのウェブと接する位置の裏面近傍を減圧することを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかに記載のカーテン塗布装置において、
前記無端ベルトの張力は５ｋｇｆ／ｍから４０ｋｇｆ／ｍの範囲であることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載のカーテン塗布装置において、
前記無端ベルトの開口率は２０％から５０％であることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれかに記載のカーテン塗布装置において、
前記無端ベルトは、バックアップロールと平行に配置された２本のゴムロールによりウェブに押し付けられることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のカーテン塗布装置において、
前記ゴムロールのゴム硬度はＪＩＳ５０度から７５度の範囲であることを特徴とするカーテン塗布装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載のカーテン塗布装置において、
前記ゴムロールのロール径は８０ｍｍから２００ｍｍの範囲であることを特徴とするカーテン塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布方法およびカーテン塗布装置に関し、詳しくは液膜衝突時に一緒に空気を巻き込んで生じる塗布ムラを防止できるカーテン塗布方法およびカーテン塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続走行するウェブに塗布液を塗る方法としては、ブレード、ローラー、エアーナイフ、スライドホッパー等の各種の方法が知られている。これらの塗布方法のうち、カーテン塗布方法は、図１に示すように、給液ノズル１などを用いて自由落下する液膜３を生成し、それをウェブ４に衝突させて塗布する方法である。このカーテン塗布方法で発生するトラブルに、ウェブ４の表面近傍にある空気が、図１の矢印Ａの方向から液膜３とウェブ４が衝突するところ（以降塗工部と呼ぶ）まで運ばれ、その空気がウェブ４とほぼ同じ速度であるためにウェブ４と液膜３との間に入り込んでしまうことがある。その結果、塗布ムラが生じるというトラブルが発生した。
【０００３】
カーテン塗布方法では、この現象を空気同伴現象と呼び、これをいかに抑えることができるかが、カーテン塗布方法の大きな課題になっている。空気同伴現象を抑制する方法として、ウェブと同速で運ばれて来る空気（以降空気境界層と呼ぶ。）を塗工部直前で剥ぎ取ることがある。これに関してこれまでにさまざまな提案がある。その一つの方法として、特許文献１に記載のカーテン塗布装置に示されているように、遮蔽部材をウェブに接触させる方法がある。また、他の方法として、特許文献２に記載の方法のように、ウェブに近接させた開口部から加圧空気を吹き付けたり、逆に吸い込んだりする方法がある。
【特許文献１】特開平１０−２７７４５９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者は遮蔽部材がウェブ表面を傷つけてそれによる品質不良を発生させる危険があり、また、後者は開口部を有する部材をウェブに近接する必要があるため、ウェブと部材の間にゴミなどがトラップされてウェブを破断する危険が大きいという問題があった。特に後者は、カーテン塗布方式の特徴である、給液ノズルとウェブが離れていることでゴミなどのトラップによるウェブ破断の危険がまったく無いという大きなメリットを減じてしまうことになる。そこで、本発明は、ウェブ損傷の危険やウェブ破断の危険を排除でき、且つ、空気同伴現象による塗布ムラの発生を確実に防止できるカーテン塗布方法およびカーテン塗布装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布方法において、バックアップロールで支持されたウェブのウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブと同方向同速で走行する移動体を押し付けることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１のカーテン塗布方法において、前記移動体は無端ベルトであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２のカーテン塗布方法において、前記無端ベルトは多孔質材により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２または３のカーテン塗布方法において、前記無端ベルトのウェブと接する位置の裏面近傍を減圧することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかのカーテン塗布方法において、前記無端ベルトの張力は５ｋｇｆ／ｍから４０ｋｇｆ／ｍの範囲であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項３乃至５のいずれかのカーテン塗布方法において、前記無端ベルトの開口率は２０％から５０％の範囲であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項２乃至６のいずれかに記載のカーテン塗布方法において、前記無端ベルトは、バックアップロールと平行に配置された２本のゴムロールによりウェブに押し付けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７のカーテン塗布方法において、前記ゴムロールのゴム硬度はＪＩＳ５０度から７５度の範囲であることを特徴とする。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項７または８のカーテン塗布方法において、前記ゴムロールのロール径は８０ｍｍから２００ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０の発明は、連続的に走行するウェブに自由落下する液膜を衝突させて塗布するカーテン塗布装置において、バックアップロールで支持されたウェブのウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブと同方向同速で走行する移動体を押し付けることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項１０のカーテン塗布装置において、前記移動体は無端ベルトであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１１のカーテン塗布装置において、前記無端ベルトは多孔質材により形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１３の発明は、請求項１１または１２のカーテン塗布装置において、前記無端ベルトのウェブと接する位置の裏面近傍を減圧することを特徴とする。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１１乃至１３のいずれかのカーテン塗布装置において、前記無端ベルトの張力は５ｋｇｆ／ｍから４０ｋｇｆ／ｍの範囲であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１５の発明は、請求項１２乃至１４のいずれかのカーテン塗布装置において、前記無端ベルトの開口率は２０％から５０％の範囲であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１６の発明は、請求項１１乃至１５のいずれかに記載のカーテン塗布装置において、前記無端ベルトは、バックアップロールと平行に配置された２本のゴムロールによりウェブに押し付けられることを特徴とする。
【００２１】
請求項１７の発明は、請求項１６のカーテン塗布装置において、前記ゴムロールのゴム硬度はＪＩＳ５０度から７５度の範囲であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１８の発明は、請求項１６または１７のカーテン塗布装置において、前記ゴムロールのロール径は８０ｍｍから２００ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように本発明のカーテン塗布方法およびカーテン塗布装置によれば、バックアップロールで支持されたウェブのウェブ進行方向の液膜衝突部前側の全幅にわたり、ウェブと同方向同速で走行する多孔質からなる無端ベルトを押し付けることで、カーテン塗工におけるトラブルの一つである空気同伴現象に伴う塗布ムラの発生を、ウェブの傷付きや破断の危険なしに、確実に防止することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明が適用されるカーテン塗布方法および塗布装置の一例を概念的に示した断面図である。図では、給液ノズル１から塗布液を吐出させ、エッジガイド２で膜端を支持しながら自由落下する液膜３を形成する。その下方をバックアップロール５に支持されたウェブ４が走行しており、液膜３はウェブ４に衝突してウェブ４上の塗膜になる。ここで、矢印Ａはウェブ４の走行に伴って空気境界層が塗工部に運ばれてくることを表しており、この空気境界層を取り除く対策を講じないと、空気同伴現象に伴う塗布ムラの発生は防止できない。
【００２５】
また、自由落下する液膜を作る方法には、図１の給液ノズルによる方法のほかに、スライドホッパーと呼ばれる給液器で作る方法もある。その方法の場合も、空気同伴現象に伴う塗布ムラの発生を防止するために空気境界層を取り除く対策が必要であり、図１の方法の場合と同じである。そこで、本発明は、空気境界層を取り除き、空気同伴現象に伴う塗布ムラの発生を確実に防止することを可能にした。
【００２６】
図２は、請求項１の塗布方法および請求項８の塗布装置に係る第１の実施形態を概念的に示した断面図である。図示されるように、塗工部直前でウェブ４に、ウェブ４と同方向、同速に走行する多孔質からなる無端ベルト６（以下、多孔無限ベルトと称する。）を押しつけている。走行するウェブ４上の空気境界層は多孔無限ベルト６から受ける接圧により、多孔無限ベルト６の孔を介して多孔無限ベルト６の裏面に抜けてしまう。従って、塗工部にいたるウェブ４上には空気同伴現象を発生させる空気境界層は無くなり、塗布ムラの発生は防止できる。
【００２７】
また、多孔無限ベルト６は、図示しない単独の駆動機構により駆動されて、ウェブ４と同方向、同速で走行するのでウェブ４を傷つける危険はない。さらに、多孔無限ベルト６とウェブ４の間にゴミが挟まれるようなことが起きても、ウェブ４の破断には至らない。また、多孔無限ベルト６の張力は、幅１ｍあたり５ｋｇｆから４０ｋｇｆの範囲であることが必要である。張力がその範囲より低い場合は、空気境界層を多孔無限ベルト６の孔を介して多孔無限ベルト６の裏面に押し出す接圧が十分得られず、空気同伴現象を発生させる危険がある。反対に、張力がその範囲より高い場合は、多孔無限ベルト６に伸びや歪が発生し易く、安定した塗布操業ができない。
【００２８】
さらに、多孔無限ベルト６の開口率は、２０％から５０％の範囲であることが必要である。開口率がその範囲より低い場合は、空気境界層を多孔無限ベルト６の裏面に押し出す時の抵抗が大きく、十分に空気境界層除くことができなくなり塗布ムラを発生させる危険がある。反対に、開口率がその範囲より高い場合は、多孔無限ベルト６の強度が著しく低下し、伸びや歪が発生し易くなり安定した塗布操業ができない。
【００２９】
図３は、請求項２の塗布方法および請求項９の塗布装置に係る第２の実施形態を概念的に示した断面図である。図示されるように、多孔無限ベルト６の裏面近傍に吸引部材７を配設し、この吸引部材７により、多孔無限ベルト６の裏面近傍を吸引して、裏面近傍部分の気圧を低く保つように構成した。なお、図示してないが、吸引部材７には、内部の空気を吸引するための配管と吸引装置が接続されている。このようにして、多孔無限ベルト６の裏面近傍の気圧を低く保つことで、空気境界層が多孔無限ベルト６の孔を介して多孔無限ベルト６の裏面に抜ける空気量が上がり、空気同伴現象を抑制する効果が増す。
【００３０】
図４は、請求項５の塗布方法および請求項１２の塗布装置に係る第３の実施形態を概念的に示した断面図である。図示されるように、多孔無限ベルト６の内側であって、吸引部材７の前方と後方に、ゴムロール８が配設されている。このゴムロール８は多孔無限ベルト６を支持するとともに、多孔無限ベルト６をウェブ４側に押圧している。その結果、多孔無限ベルト６とウェブ４の密着性が増し、空気境界層が多孔無限ベルト６の孔を介して多孔無限ベルト６の裏面に抜ける空気量が上がり、空気同伴現象を抑制する効果が増す。
【００３１】
なお、ゴムロール８のゴム硬度は、ＪＩＳ５０度から７５度の範囲であることが必要である。その範囲より柔らかい場合は、多孔無限ベルト６の搬送張力によるゴムロール８の歪が大きくなり、多孔無限ベルト６の蛇行を誘発し安定した搬送ができなくなる。反対に、ゴム硬度がその範囲より硬い場合は、多孔無限ベルト６とウェブ４との密着性が低下する。
【００３２】
さらに、ゴムロール８の径は、φ８０ｍｍからφ２００ｍｍの範囲であることが必要である。その範囲より小さい場合は、ロールの曲がりが生じ易く多孔無限ベルト６とウェブ４の密着性が低下する。また、多孔無限ベルト６に曲率の大きな曲げを繰り返すことになり、多孔無限ベルト６の寿命が極端に短くなる。反対に、ロール径がその範囲より大きい場合は、ゴムロール８間の距離が大きくなり、ゴムロール８間での多孔無限ベルト６とウェブ４との接面積が増大し、その結果、多孔無限ベルト６のウェブ４への接圧が小さくなり、空気境界層を多孔無限ベルト６の裏面に押し出す力が低下し、十分に空気境界層を除くことができなくなる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明をより一層明瞭にするために実施例を挙げる。
塗布液を下記の成分として粘度２５ｍｐｓの溶液とする。
ポリビニルアルコール    ７．０重量部
炭酸カルシウム粒子      ５．０重量部
水                    ８８．０重量部
これを、図４のカーテン塗布装置を用いて、速度３００ｍ／ｍｉｎで走行する厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに４０ｃｃ／ｍ２の塗布を行った。その結果は、空気同伴現象に伴う塗布ムラの発生が無かった。また、ウェブの傷付きやゴミによるウェブ破断もなかった。このとき、多孔無限ベルト６は開口率３８％のものを使用し、２０ｋｇｆ／ｍの張力で駆動した。また、多孔無限ベルト６の裏面近傍の気圧は−３００ｍｍＡｑに保った。さらに、２本のゴムロール８はいずれも硬度ＪＩＳ６０度でφ１２０ｍｍのものを使用した。
【００３４】
なお、上述した実施例に対する比較例として、図１に示す、空気境界層を除く機構を有しないカーテン塗布装置において、実施例と同じ塗布条件で塗布したところ、空気同伴現象が確認され、塗布ムラが多発した。
【００３５】
なお本発明は、印刷用紙、感圧記録紙、感熱記録紙、印画紙、印刷製版材料等の製造において、連続走行する紙、塗被紙、フィルム等のウェブに、液状塗布材料を高速で塗布する場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が適用されるカーテン塗布方法および塗布装置の一例を概念的に示した断面図である。
【図２】請求項１の塗布方法および請求項８の塗布装置に係る第１の実施形態を概念的に示した断面図である。
【図３】請求項２の塗布方法および請求項９の塗布装置に係る第２の実施形態を概念的に示した断面図である。
【図４】請求項５の塗布方法および請求項１２の塗布装置に係る第３の実施形態を概念的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  給液ノズル
２  エッジガイド
３  液膜
４  ウェブ
５  バックアップロール
６  無端ベルト（多孔無限ベルト）
７  吸引部材
８  ゴムロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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