(57)【要約】【課題】グラビア及び小径グラビア塗布において、基材のテンション調整に煩雑さを要せず、シワやうねりをもつような変形を有する基材においても、基材の幅方向及び搬送方向において均一な膜厚で塗布することができ、かつ生産性を確保した塗布装置を提供する。【解決手段】基材巻出し部から前記塗布部に設置する塗布部ガイドロールの間に、基材測定用ロールと、前記基材測定用ロールと対向する位置に前記基材と前記基材測定用ロールの距離を測定する隙間センサーを有し、前記基材と前記基材測定用ロール間の距離に応じて、前記基材と前記塗布部ガイドロール間距離が基材幅方向及び基材搬送方向に対して一定となるように、前記塗布部ガイドロールの直径が可変する塗布部ガイドロール調整機構を備えるものである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を貯蔵する塗布液貯蔵部と、塗布液送液部を介して前記塗液貯蔵部と塗布液パンの塗布液を循環させる塗布液循環部と、前記塗布液を基材に塗布するためのグラビア版とドクターと前記塗布液パンを有する塗布部と、前記基材上に形成した塗布膜を乾燥させる乾燥部と、を有するグラビア塗布装置であって、
基材巻出し部から前記塗布部に設置する塗布部ガイドロールの間に、基材測定用ロールと、前記基材測定用ロールと対向する位置に前記基材と前記基材測定用ロールの距離を測定する隙間センサーを有し、前記基材と前記基材測定用ロール間の距離に応じて、前記基材と前記塗布部ガイドロール間距離が基材幅方向及び基材搬送方向に対して一定となるように、前記塗布部ガイドロールの直径が可変する塗布部ガイドロール調整機構を備えていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記塗布部ガイドロールが幅方向において、前記塗布部ガイドロールの直径が幅方向に１０〜１００ｍｍ刻みで変更することを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
前記塗布部ガイドロールの直径可変率が直径比２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア及び小径グラビア塗布において、シワを抑制し塗布ムラを防ぐ塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム基材や帯基材に対して、塗布液を塗布して塗膜を形成し、連続して塗布物を製造するための塗布膜形成方法として、グラビア塗布が挙げられる。グラビア塗布は、ロール表面に形成されたセルに、塗布液やインキ等を供給し、グラビア版の円周面上に付着している余分な塗布液を、ドクターブレードにより掻き取り、セル内の塗布液を基材に転移させる印刷方法である。
【０００３】
このようなグラビア塗布では、グラビア版に塗布液を供給する塗布液供給方法として、一般的には塗布液を充填させた液パン内に、グラビア版を浸漬させて印刷する方法が用いられている。
【０００４】
グラビア及び小径グラビア塗布において、シワやうねりを持つ基材が搬送される場合、塗布部のテンションバランスに偏りが生じて塗布ムラが発生するなど問題が発生するなど、品質や生産性に対して非常に大きな影響が出てしまう。特に小径グラビア塗布のようにバックアップロールを用いず、基材をグラビア版にテンションをかけて押付ける塗布方法においては、前記影響が顕著に現れる。
【０００５】
上記問題を解決するために、特許文献１では、広幅基材で発生するテンションの分布を抑制するため、グラビア版前後のガイドロールの直径について中心部を端部より大きくすることで、テンション分布を緩和している方法が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３５４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では基材のテンション分布は中心部と端部のみを考えており、例えば、一度アニール処理をされ、熱ジワを持った基材では一様なロールの変形では対応しきれないという問題がある。
【０００８】
本発明はグラビア及び小径グラビア塗布において、基材のテンション調整に煩雑さを要せず、シワやうねりをもつような変形を有する基材においても、基材の幅方向及び搬送方向において均一な膜厚で塗布することができ、かつ生産性を確保した塗布装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、塗布液を貯蔵する塗布液貯蔵部と、塗布液送液部を介して前記塗液貯蔵部と塗布液パンの塗布液を循環させる塗布液循環部と、前記塗布液を基材に塗布するためのグラビア版とドクターと前記塗布液パンを有する塗布部と、前記基材上に形成した塗布膜を乾燥させる乾燥部と、を有するグラビア塗布装置であって、基材巻出し部から前記塗布部に設置する塗布部ガイドロールの間に、基材測定用ロールと、前記基材測定用ロールと対向する位置に前記基材と前記基材測定用ロールの距離を測定する隙間センサーを有し、前記基材と前記基材測定用ロール間の距離に応じて、前記基材と前記塗布部ガイドロール間距離が基材幅方向及び基材搬送方向に対して一定となるように、前記塗布部ガイドロールの直径が可変する塗布部ガイドロール調整機構を備えていることを特徴とする塗布装置である。
【００１０】
また、請求項２に係る発明としては、前記塗布部ガイドロールが幅方向において、前記塗布部ガイドロールの直径が幅方向に１０〜１００ｍｍ刻みで変更することを特徴とする塗布装置である。
【００１１】
また、請求項３に係る発明としては、前記塗布部ガイドロールの直径可変率が直径比２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はグラビア及び小径グラビア塗布において、シワやうねりを有する基材に対しても、塗布膜厚のばらつきを抑制し生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の塗布装置の概略図である。
【図２】本発明の塗布装置の塗布部ガイドロールを示す概略図である。
【図３】本発明の塗布装置の塗布部ガイドロール内部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の製造工程の一例の説明図であり、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すグラビア装置において、送液部２により貯蔵部１中の塗布液を液パン３内に供給され、液パン３内の塗布液はグラビア版４によって掻き上げられる。巻出し部５から巻き出された長尺状の基材１７上の表面にグラビア版４の版面から塗布液が転写することにより塗膜が形成され、乾燥部６を経由して巻取り部７で塗布膜形成された基材１０が巻き取られる塗布装置である。
【００１６】
また、本発明の塗布装置には、巻出し部５から塗布部に設置された直径が可変可能な塗布部ガイドロール１０の間に、基材測定用ロール８と、基材測定用ロール８と対向する位置であって、基材１７と基材測定用ロール８の距離を測定する隙間センサー９が基材の幅方向に設置されている。さらに、塗布部に設置された塗布部ガイドロール１０には、塗布部ガイドロール１０の直径を制御するための圧力制御装置１１が備えられている。
【００１７】
本発明の塗布装置の機構としては、まず巻出し部５から巻き出された基材１７が基材測定用ロール８と隙間センサー９を設置した位置に搬送されると、基材１７の幅方向に設置された隙間センサー９が基材測定用ロール８と基材１７間の距離を測定する。
【００１８】
図２は本発明の塗布装置の塗布部ガイドロール１０を示す概略図である。本発明の塗布部ガイドロール１０はガイドロール芯１４の外周に押し上げ治具１３、さらに最表層に表面ゴム層１２から構成されている。
【００１９】
図３は本発明の製造装置の塗布部ガイドロール１０の内部を示す概略図である。塗布部ガイドロール１０は複数の円柱状の調整ロール１５が並んだ構成をしており、各円柱状の調整ロール１５が上下に動く機構を有する。
【００２０】
本発明の塗布装置は、測定した箇所の基材１７が塗布部ガイドロール１０を通過する際に、前述した基材１７と基材測定用ロール８の距離が塗布部ガイドロール１０にフィードバックされて、塗布部ガイドロール１０の複数の調整ロール１５が上下方向に動くことによって、測定した箇所の塗布部ガイドロール１０と基材１７間の距離が基材幅方向及び基材搬送方向において、ある一定の距離を維持することができる。
【００２１】
基材自体が緩やかにシワやうねりを持つような変形した基材１７を塗布する場合に、従来のグラビア装置ではガイドロールや基材について調整することなく搬送することが多く、搬送中にテンションのバランスが崩れて搬送がうまくいかず、結果的に塗布部ガイドロール１０と基材間距離が基材幅方向に不均一であったため、均一な塗膜を形成することができなかった。
【００２２】
しかし、本発明の塗布装置を用いることにより、基材１７が塗布部に搬送される前に、予め基材測定用ロール８と基材１７間の距離を測定し、塗布部ガイドロール１０通過する際に前述した距離が一定になるように搬送されるので、幅方向及び搬送方向において膜厚ムラなどが発生することはない。
【００２３】
塗布部ガイドロール１０は２本のうち少なくとも巻出し側１本が可変であることが必要であり、変形方法は問わないが、それぞれの調整ロール１５が圧空制御されて動かすのが望ましい。
【００２４】
塗布部ガイドロール１０が基材幅方向において、塗布部ガイドロール１０の直径可変距離１６が幅方向に１０〜１００ｍｍ刻みで変更が可能であることが望ましい。１０ｍｍ以下では調整ロール１５の制御が難しく、また膜厚制御に対して有利な効果を得にくい。また、１００ｍｍ以上であると、基材幅方向に対して距離を厳密に制御することが難しくなり、塗工した塗膜の膜厚も均一なものが得られない。
【００２５】
塗布部ガイドロール１０の材質は問わないが、表面材質はゴムやシリコンなどの柔軟性に富んだ素材がガイドロールの直径が調整しやすいため望ましい。
【００２６】
基材１７はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、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、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコールなどを用いることが望ましいがこれに限定するものではない。
【００２７】
塗布液は熱硬化性塗液でも光硬化性塗液でもよく、特に規定はしない。例えば主剤としてはポリオールなどを有するウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などである。また硬化剤は例えばイソシアネートなどがあるが、これらに限定するものではない。撹拌方法も特に規定はしないが一般的なディスパー、ミクサーなどをもちいることができる。
【００２８】
塗布液貯蔵部１と塗布液塗工部を塗布液送液部２を介して循環させる工程においては、定量送液方法が望ましく、モーノポンプ、ダイアフラムポンプ、ギアポンプ、レビトロポンプなどを用いることができるが、これに限定するものではない。
【００２９】
塗工部より塗布液貯蔵部１への送液は、自重による循環が望ましいが特に限定はしない。
【００３０】
塗布液を基材１７上に塗布する工程は、グラビアコーター、小径グラビアコーターを用いることができるがこれに限ったものではない。
【００３１】
基材１７上の塗膜を乾燥・加熱する工程においては、加熱方法は熱風、赤外線乾燥、マイクロ波いずれかの単独もしくは併用でもよく、構成は問わない。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明の実施例について説明する。この説明を行う目的は、本発明の理解を進めるためのものであり、ここに記載した内容に限定するものではない。
【００３３】
［実施例１］
塗布液として、下記材料を用いて塗布液として調製した。
（基材）
・基材        ：ポリエチレンテレフタレートフィルム（100μｍ）
（塗布液調製）
・塗布液組成：主剤（デュラノールT5650J 旭化成ケミカル製）：６０重量部
・硬化剤（タケネート  D-204）                            ：１０重量部
・アセトン                                               ：３０重量部
＜基材の表面処理工程＞
基材をコロナ放電処理装置（AGI-043、春日電機社製）を用いて下記条件で処理を行った。
表面処理条件：２４Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２
＜送液工程＞
上記の塗布液を作成完了より５分以内に貯蔵タンクより、１２００ｍｌ／ｍｉｎにてダイアフラムポンプ（スムーズフローポンプ株式会社タクミナ製）にて送液し、液パンからは自重により、貯蔵タンクに液を戻す。
＜基材変形測定＞
基材変形測定用ロールはフリーロールを用い、レーザー変位計（SI-F10、キーエンス製）を1００ｍｍ間隔で設置し、各箇所の基材ロール間距離を測定。
＜テンション分布補正＞
塗布部ガイドロールは幅１０００ｍｍ、最小直径１５０ｍｍ、最大直径１７０ｍｍ、表面２０ｍｍの導電性ゴムで被覆させた。調整ロールは１０ｍｍ刻みとした。エア圧により金属製押し上げ治具が表面ゴムを押し上げることによって直径を可変し、テンション分布を補正する。
＜塗布工程＞
マイクログラビアコーターを用いて版直径５０ｍｍを用い、塗布速度５０ｍ／ｍｉｎで塗布を行った。
＜乾燥工程＞
塗膜の乾燥は塗面近傍の風速１０ｍ／ｓになるように塗膜面より直接熱風を当て、塗膜温度が１００℃以上になるように３０秒間加熱した。
【００３４】
［実施例２］
調整ロールは２０ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００３５】
［実施例３］
調整ロールは５０ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００３６】
［実施例４］
調整ロールは８０ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００３７】
［実施例５］
調整ロールは１００ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００３８】
［比較例１］
塗布部ガイドロールを可変する機構を設けず、それ以外は実施例１と同様に実施した。
【００３９】
［比較例２］
調整ロールは５ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００４０】
［比較例３］
調整ロールは１２０ｍｍ刻みとした以外は、実施例１と同様に実施した。
【００４１】
実施例１〜５、比較例１〜３の測定結果を表１にまとめて示した。連続膜厚計で測定を行い、膜厚の最大最小が平均膜厚の±１０％以下で塗布膜の品質が良好であるものを「○」、膜厚の最大最小が平均膜厚の±２０％以下で塗布膜に若干バラつきがあるが、品質上問題のないレベルを「△」、膜厚の最大最小が平均膜厚の±２０％以上で塗布膜に抜けが発生したり、品質上問題のあるレベルを×として評価を行った。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１の結果から、調整ロールの刻み幅を１０〜１００ｍｍとすることで、塗布膜に抜けが発生することなく、品質上問題のないレベルであることが確認された。調整ロール刻み幅を１０ｍｍ以下、または１００ｍｍ以上に設定したものは、塗布膜にバラつきが発生し、一部塗布膜ぬ抜けが発生するなど品質上問題があることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明はグラビア及び小径グラビア塗布において、変形を有する基材による塗布部のテンション分布を抑制し生産性を向上することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・貯蔵部
２・・・送液部
３・・・液パン
４・・・グラビア版
５・・・巻出し
６・・・乾燥部
７・・・巻取り
８・・・基材測定用ロール
９・・・隙間センサー
１０・・・塗布部ガイドロール
１１・・・圧空制御装置
１２・・・表面ゴム層
１３・・・押し上げ治具
１４・・・ガイドロール芯
１５・・・調整ロール
１６・・・直径可変距離
１７・・・基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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