(57)【要約】  表面上にコーティング流体のパターンを画定する方法は、ミクロスフィアを含有するコーティング流体をアプリケーターロールの表面上に導入する工程を含み、ここで、アプリケーターロール表面のトポグラフィーは、コーティング流体のミクロスフィアを少なくとも部分的にその中に受け取るように寸法設定された少なくとも１つの長手方向に延在する周方向のらせん状の溝部分と、少なくとも１つの周方向の長手方向に延在する平滑表面部分とを含んでなる。この方法は、アプリケーターロール表面をドクターブレードと係合し、その平滑表面部分からコーティング流体を除去し、そしてアプリケーターロール表面のらせん状の溝部分によってドクターブレードを通過して前進したミクロスフィアの量を制限する工程をさらに含む。従って、アプリケーターロール表面上にミクロスフィアを含有するコーティング流体のパターンが残存し、これはその上のらせん状の溝部分によって画定され、そしてミクロスフィアを含有するコーティング流体の少なくとも１つのストライプを画定するために形成される。コーティング流体のパターンはリバースキスコーティングによってアプリケーターロール表面から移動ウェブへと転写される。
2008526476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上にコーティング流体のパターンを形成する方法であって、
アプリケーターロール表面のトポグラフィーが、コーティング流体のミクロスフィアを少なくとも部分的に受け入れるように寸法設定された長手方向に延びる少なくとも１つの周方向らせん状溝部分と、長手方向に延びる少なくとも１つの周方向平滑表面部分とを含んでなるアプリケーターロールの表面に、ミクロスフィアを含有するコーティング流体を導入することと、
前記アプリケーターロール表面にドクターブレードを係合させて、その前記平滑表面部分からコーティング流体を除去するとともに、前記アプリケーターロール表面の前記らせん状溝部分により該ドクターブレードを通過して前進するミクロスフィアの量を制限し、ミクロスフィアを含有するコーティング流体のパターンが、前記らせん状溝部分によって画定されてミクロスフィアを含有するコーティング流体の少なくとも１つのストライプを画定するべく形成されるように、該パターンを前記アプリケーターロール表面に残存させることと、
を含む方法。
【請求項２】
コーティング流体の前記パターンを前記アプリケーターロール表面から移動ウェブのコーティング面に転写する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導入ステップが、
前記アプリケーターロール表面と共にニップを形成するように整列した供給ロールの表面に、ロール表面同士を反対方向に移動させて、ミクロスフィアを含有する前記コーティング流体を塗布することと、
前記ニップにおいて、前記供給ロール表面から前記アプリケーターロール表面に前記コーティング流体を転写することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記らせん状溝部分が、前記アプリケーターロールの軸線に対して約８０度〜約９０度の角度で整列するらせん溝を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ミクロスフィアの選択された寸法が直径約５〜約２００ミクロンである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記らせん状溝部分が、約５０〜約３００ミクロンの深さを有して、前記アプリケーターロール表面を横切って１インチあたり約４０〜約３００溝で配置されるらせん溝を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記らせん状溝部分が、約１５〜約１２０度の歯角度を有するＶ形のらせん溝を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記移動ウェブの前記コーティング面を、コーティング流体の前記パターンを担持する前記アプリケーターロール表面に選択的に係合させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記選択的係合ステップが、
前記移動ウェブの前記コーティング面が、コーティング流体の前記パターンを担持する前記アプリケーターロール表面に接触するまで、前記移動ウェブがその上を通るインプレッションロールをアプリケーターロールに向かって移動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記インプレッションロールがその周面を長手方向に横切って延びる隆起イメージパターンを有する、請求項９に記載の方法であって、
前記インプレッションロールが回転して前記移動ウェブが通過するに従い、前記移動ウェブの後面を前記隆起イメージパターンに選択的に係合させて、前記移動ウェブの前記コーティング面を前記アプリケーターロール上のコーティング流体の前記パターンに断続的に係合させ、それによってコーティング流体を前記アプリケーターロール表面から前記移動ウェブに断続的に転写することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アプリケーターロール表面の前記トポグラフィーが複数の前記溝部分および平滑部分を備え、長手方向に隣接する溝部分が１つの前記平滑部分によって離間され、ミクロスフィアを含有するコーティング流体の前記パターンがコーティング流体の複数のストライプによって画定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記アプリケーターロール表面が非順応性である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
乾燥ステーションを通過するように前記移動ウェブを前進させて、その上にコーティング流体のパターンを固定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記移動ウェブの１つ以上の表面に指標を印刷するための印刷ステーションを通過するように前記移動ウェブを前進させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
第１速度で前記アプリケーターロール表面を移動させることと、
該第１速度よりも遅い第２速度で前記アプリケーターロール表面を通過するように前記移動ウェブを前進させることと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記移動ウェブがリバースキス姿勢で前記アプリケーターロール表面に係合する、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
コーティング面と反対側の後面とを有する移動ウェブ上に、ミクロスフィアを含有するコーティング流体を塗布する方法であって、
長手方向範囲を有する回転供給ロール表面に、ミクロスフィアを含有するコーティング流体を塗布することと、
アプリケーターロール表面のトポグラフィーが、コーティング流体のミクロスフィアを受け入れる形状を有する長手方向に延びる少なくとも１つの周方向らせん状溝部分と、長手方向に延びる少なくとも１つの周方向平滑表面部分とを含んでなる、長手方向範囲を有する回転アプリケーターロール表面に、コーティング流体を前記供給ロール表面から転写することと、
前記アプリケーターロール表面に直線状ドクターブレード縁を係合させて、前記アプリケーターロール表面の前記平滑表面部分からコーティング流体を除去するとともに、前記アプリケーターロール表面の前記らせん状溝部分により該ドクターブレード縁を通過して前進するミクロスフィアの量を制限し、ミクロスフィアを含有するコーティング流体のパターンが、前記らせん状溝部分によって画定されてミクロスフィアを含有するコーティング流体の少なくとも１つのストライプを画定するべく形成されるように、該パターンを前記アプリケーターロール表面に残存させることと、
ミクロスフィアを含有するコーティング流体の前記ストライプを、前記アプリケーターロール表面から移動ウェブのコーティング面に転写することと、
を含む方法。
【請求項１８】
前記らせん状溝部分が、前記アプリケーターロールの長手軸線に対して約８０度〜約９０度の角度で整列するらせん溝を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記コーティング流体の前記ミクロスフィアの寸法が直径約５〜約２００ミクロンの範囲である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記らせん状溝部分が、約５０〜約３００ミクロンの深さを有して、前記アプリケーターロール表面を横切って１インチあたり約４０〜約３００溝で配置されるらせん溝を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記らせん状溝部分が、約１５〜約１２０度の歯角度を有するＶ形のらせん溝を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェブがリバースキス姿勢で前記アプリケーターロールを通過するように移動する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記移動ウェブの前記コーティング面を、コーティング流体の前記パターンを担持する前記アプリケーターロール表面に選択的に係合させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記選択的係合ステップが、
前記移動ウェブの前記コーティング面が、コーティング流体の前記パターンを担持する前記アプリケーターロール表面に接触するまで、前記移動ウェブがその上を通るインプレッションロールをアプリケーターロールに向かって移動させることを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記インプレッションロールがその周面を長手方向に横切って延びる隆起イメージパターンを有する、請求項２４に記載の方法であって、
前記インプレッションロールが回転して前記ウェブが通過するに従い、前記移動ウェブの前記後面を前記隆起イメージパターンに選択的に係合させて、前記移動ウェブの前記コーティング面を前記アプリケーターロール上のコーティング流体の前記パターンに断続的に係合させ、それによってコーティング流体を前記アプリケーターロール表面から前記移動ウェブに断続的に転写することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記アプリケーターロール表面が、周方向平滑表面部分によって長手方向に離間される複数の周方向らせん状溝部分を備え、各らせん状溝部分は、コーティング流体のミクロスフィアを受け入れるための形状を有し、ミクロスフィアを含有するコーティング流体の前記パターンが、同様にミクロスフィアを含有するコーティング流体の対応の複数のストライプを画定するように形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記アプリケーターロール表面が非順応性である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
乾燥ステーションを通過するように前記移動ウェブを前進させて、その上にミクロスフィアを含有するコーティング流体のパターンを固定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記移動ウェブの１つ以上の表面に指標を印刷するための印刷ステーションを通過するように前記移動ウェブを前進させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
長手方向前後に前記アプリケーターロール表面を横切って前記直線状ドクターブレード縁を往復させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はコーティング流体の塗布方法に関する。特に、本発明は、特定の望ましい長手方向に配置されたパターンでのコーティング流体の塗布に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な製品設計において、移動ペーパーウェブまたはポリマーフィルムウェブのような基材上にダウンウェブまたはクロスウェブパターンでコーティング材料の１本以上のストライプをコーティングすることが望ましい。いくつかの適用において、コーティング材料は感圧接着剤（永続性または取り外し可能のいずれか）を含んでなる。特に、かかる接着剤は感圧接着剤コーティングを構成し得、米国特許第６，２９６，９３２号、同第５，８２４，７４８号、同第５，７５６，６２５号、同第５，７１４，２３７号、同第５，５７１，６１７号、同第５，０４５，５６９号、同第４，４９５，３１８号、同第４，１６６，１５２号、同第３，８５７，７３１号および同第３，６９１，１４０号に開示されるもののようなミクロスフィア（ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ）をベースとする接着剤が挙げられる。かかるミクロスフィアをベースとする接着剤のプロセス時に、比較的デリケートなミクロスフィア自体が損傷を受けないように、また破裂しないようにすることが重要である。例えば、ミクロスフィアが切断または剪断された場合、その中の接着性材料が凝集し始め、それによってコーティング材料の取り扱いおよび基材上でのその均一な層の形成が困難となる。かかる凝集はまた、コーティング装置またはさらなるウェブプロセス装置の部品への接着性材料の接着を引き起こし得る。それによって、コーティング装置および部品をクリーニングしている間のコーティングプロセスの運転停止が必要とされる。
【０００３】
従って、ミクロスフィア接着剤のプロセス時にデリケートに取扱い、そしてミクロスフィア自体の可能性のある剪断形成が最小化される様式で、流体の形態でのそれらの接着剤のいずれかの剪断形成が実行されることは非常に重要である。ミクロフィア接着剤をベースとするコーティングの測定およびさらなるプロセスが、圧力下でダイを通してのコーティング分配、ローラー上でドクターブレードへのコーティングの暴露または対立ローラー間のニップを通してそれを通過させることによるコーティングの測定のような活動を必要とする多くのプロセス条件において、このような目標は問題を含むことがわかっている。例えば、対立ロール間のニップにおける空間が、ミクロスフィアがそのニップを通過するために不十分である場合、それは不可能である。次いで、ミクロスフィアはロール側へと搾り出され、そしてニップの後に付着されるいずれのコーティングにも蓄積されない。従来技術プロセスにおける欠陥としては、エッチングされたグラビア適用ロールからウェブへの接着剤の不十分な転写、またはフレキソコーティング間のフィルムの形態のコーティング材料の過度の分裂が挙げられる。加えて、ミクロスフィア接着剤流体の剪断感度および／または乏しい流動特性は過度の凝固（すなわち、剪断された接着性ミクロスフィアの凝集によって引き起こされる）をもたらし得、そして／または不均一なコーティングが配置され、これは、不均一な線条の接着剤、まだらの接着剤パターン、コーティング空隙または望ましくない「オレンジピール」をもたらし、乾燥コーティングの接着レベルが影響される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、表面上にコーティング流体のパターンを画定する方法であって、ミクロスフィアを含有するコーティング流体をアプリケーターロールの表面上に導入する工程を含んでなる。アプリケーターロール表面のトポグラフィーは、コーティング流体のミクロスフィアを少なくとも部分的にその中に受け取るように寸法設定された少なくとも１つの長手方向に延在する周方向のらせん状の溝部分と、少なくとも１つの周方向の長手方向に延在する平滑表面部分とを含んでなる。この方法は、アプリケーターロール表面をドクターブレードと係合し、その平滑表面部分からコーティング流体を除去し、そしてアプリケーターロール表面のらせん状の溝部分によってドクターブレードを通過して前進したミクロスフィアの量を制限する工程をさらに含んでなる。ここでは、アプリケーターロール表面上にミクロスフィアを含有するコーティング流体のパターンが残存し、これはその上のらせん状の溝部分によって画定され、そしてミクロスフィアを含有するコーティング流体の少なくとも１つのストライプを画定するために形成される。
【０００５】
本発明の上記の要約は、開示された各実施形態または本発明の全実施を説明することを意図していない。以下の図面および詳細な記載が実例となる実施形態を特に例示する。
【０００６】
本発明は下記図面を参照してさらに説明される。ここで、同様の構造は、いくつかの図を通して同様の数字によって参照される。
【０００７】
確認された図面が本発明のいくつかの実施形態を明かにするが、検討されように他の実施形態も考察される。全ての場合、本開示は代表として本発明を提示し、限定するものではない。当業者は、本発明の原理の範囲および精神に収まる多くの他の修正および実施形態を考案することができることは理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
出願人は、移動ウェブ上へコーティング流体のダウンウェブパターンを選択的に適用するための唯一の装置およびプロセスを発見および開発した。このパターンは、その最も単純な形態で、移動ウェブ上で付着されたコーティング流体の単一ストライプまたは移動ウェブの長さに沿って適用された複数の平行ストライプを含み得る。加えて、パターンは移動ウェブに連続的に適用され得る（すなわち、コーティング流体の連続的ストライプまたは複数のストライプ）か、またはウェブが本発明のコーティング装置を通って移動し続ける場合であってもパターンの適用を一斉に停止することができる。加えて、コーティング流体の断続的なパターンをウェブに適用するために装置を構成することができる（すなわち、移動ウェブの長さに沿って適用されるコーティング流体の不連続な細片、例えば、コーティング流体の「ダッシュ」またはブロック）。
【０００９】
これらの結果を達成するための別の方法および装置は本明細書に開示される。各例において、他の様式でコーティング流体の成分（例えば、接着材料のミクロスフィア）に損傷を与え、そしてその不均一な適用へと導くコーティング流体において作用する過剰な剪断力を生じない様式でコーティング流体を取り扱う。
【００１０】
図１、２および３は、コーティング流体パターンを画定し、そしてそのパターンを移動ウェブへと選択的に適用するための装置およびプロセスを図式的に例示する。コーティング流体２０は、パン２２または他の適切な供給手段（例えば密閉ドクターブレードシステム）から回転供給ロール２４へと供給される。コーティング流体２０は供給ロール２４の移動表面２６によって拾い上げられ、そして供給ロール２４と、軸方向に平行に回転するアプリケーターロール３２との間に画定されたニップ３０（図２を参照のこと）に運ばれる。図１および３に示されるように、アプリケーターロール３２は、その上に１つ以上の長手方向に延在する周方向のらせん状の溝部分３５を含む周方向の表面３４を有する。各溝部分３５はアプリケーターロール表面３４の周囲に完全に延在し、そしてらせん状の溝３６（図３Ａを参照のこと）によって画定され、そして溝部分３５ではないアプリケーターロール表面３４の部分は、周方向の長手方向に延在する平滑表面部分３７として形成される。ニップ３０において、コーティング流体は供給ロール表面２６からアプリケーターロール表面３４へと転写される。供給ロール２４およびアプリケーターロール３２は、それぞれの表面２６および３４がニップ３０の方へ移動するように回転し、そしてニップ３０において表面間でわずかな間隙（例えば２ミル〜約１０ミル）を有するように整列される。
【００１１】
図３に示されるように、コーティング流体２０ａの層は、ニップ後のアプリケーターロール表面３４ａ上に生じ、そしてその表面３４ａの全操作領域にわたって均一に配置される。また図３において、アプリケーターロール表面３４のトポグラフィーは３つの溝部分３５を含んでなるものとして例示され、これは、従って、所望のコーティング流体転写トポグラフィーを画定するために役立つが（例えば、各溝部分３５はらせん状の溝３６から形成される）；単一の溝部分またはいずれかの複数の間隔をあけられた溝部分がコーティング流体転写（およびコーティング流体ストライプ形成）のために所望のトポグラフィーを提供してもよい。
【００１２】
図２および３に示されるように、ドクターブレード４０はニップ後のアプリケーターロール表面３４ａと係合する。ドクターブレード４０は、アプリケーターロール表面３４ａと係合する直線状の操作スクラッピング縁４１を有するリバースドクターブレードである。ドクターブレード４０は、溝部分３５を除き、アプリケーターロール表面３４からコーティング流体２０ａを有効に削り取る。言い換えると、アプリケーターロール表面３４の各平滑部分３７のコーティング流体２０ａが削り取られる。各溝部分３５の溝部分３５のらせん状の溝３６は、ドクターブレード４０の操作スクラッピング縁４１下を通過することによってアプリケーターロール３２上にいくらかのコーティング流体が残存することを可能にする。ドクターブレード４０を通過した後、アプリケーターロール表面３４上に残存することを可能にするコーティング流体は、従って、その溝部分３５内にのみ存在する。溝部分３５自体は、アプリケーターロール３２上で、特にドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上で残存するコーティング流体２０ａのパターン４６を画定する。図３に例示されるように、各溝部分３５は、それがドクターブレード４０を越えて移動する時に、アプリケーターロール３２の表面３４上で残存する測定されたコーティング流体２０ａのストライプ４８を画定する。アプリケーターロール表面３４の平滑部分３７のコーティング流体の削り取りに加えて、ドクターブレードの縁４１は溝部分３５に対して測定機能も果たし、それによって各溝部分３５の溝３６内でドクターブレード下をコーティング流体が通過することが可能である。
【００１３】
図２において、上部表面６２と対立コーティング面６４とを有するウェブ６０（例えば、ペーパーシーティングまたはポリマーシーティング）は、矢印６６の方向でアプリケーターロール３２を通して移動する。ウェブ６０は、アプリケーターロール表面３２の移動方向に対して反対の方向で移動する。ウェブ６０がアプリケーターロール３２に隣接して横切る経路は、アイドラーロール６８およびインプレッションロール７０によって部分的に画定される。図２に示されるように、ウェブ６０は、アプリケーターロール３２の表面３４とウェブ６０との接触線の反対側のウェブ６０の上部表面６２上でいずれかの支持がない状態で、自由幅６０ａに沿ってアプリケーターロール３２と接触する。このような接触線（図２中７２として示される）において、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上のコーティング流体パターン４６は、コーティング流体の相当するパターン７４でウェブ６０のコーティング面６４上へと転写される（図３を参照のこと）。ウェブ６０のパターン７４は、アプリケーターロール３２上で生じた各ストライプ４８と一致するコーティング流体のストライプ７８を含む。各ストライプ７８は一般的に、ストライプ７８の側面から側面へ、そしてストライプの長さに沿って、直線状の側縁および均一なコーティング重量を有する。ウェブコーティング面６４の粗さが増加すると、ストライプ７８の相対的な平滑性は向上する。コーティング流体が適用された後、次いで、コーティングされたウェブ６０は、その上のコーティング流体のための乾燥または硬化ステーションへと前進し、次いでさらにそのウェブ経路に沿ってプロセスまたは変換ステーションへと前進する。従って、ウェブおよびアプリケーターロール表面の接触は、コーティング流体転写の目的のためのリバースキスとして画定される。
【００１４】
一実施形態において、接触線７２は、約０．１２５インチ〜約０．２５インチの幅を有する線（ウェブ移動方向で測定する場合）から構成され得る。図２に示されるように、接触線７２（アプリケーターロール表面３４とウェブ６０のコーティング面６４との間のリバースキス接触）と、ウェブ６０の上部表面６２とインプレッションロール７０との接触線との間にウェブ６０の短い幅がある。このようなリバースキスコーティング配列は、欧州特許第０８４７３０８号に開示される。より大きい幅の距離と対照的に、この短い幅は、ウェブへのコーティング流体の移動の間のより大きいウェブ安定性を保証し、これはその後、コーティング流体転写のダウンウェブおよびクロスウェブ均一性およびコーティング重量のような特徴の改善をもたらす。
【００１５】
加えて、ウェブ６０へと転写されるコーティング流体のために望ましいコーティング重量を確立するための１つ手段は、アプリケーターロール表面３４の速度とは異なる速度でウェブ６０がアプリケーターロール接触線７２を横切るようにすることによる。アプリケーターロール表面３４は、ウェブ６０のコーティング面６４より０〜４０％速い速度で移動し得るが、一実施形態において、２０％超過速度関係が満足であることがわかっている。約３０％〜約７０％の範囲のアプリケーターロールからウェブへのコーティング流体の転写率が観測されるが、一実施形態において、６０％転写率が満足であることがわかっている。供給ロール表面２６はアプリケーターロール表面３４とほぼ同じ表面速度で前進する。従って、供給ロールおよびアプリケーターロールの表面は、両方ともニップ３０を通して互いに対してほぼ同じ速度で移動することができる。別の実施形態において、コーティング流体における発泡の影響を減少する手段として、供給ロール表面はアプリケーターロール表面速度より遅い速度で移動してもよい。
【００１６】
図１〜３Ａに例示される上記流体コーティングシステムにおいて、アプリケーターロール３２上でのストライプ４８へのコーティング流体の初期測定は、アプリケーターロール表面３４のトポグラフィーおよびドクターブレード４０下のトポグラフィーの経路の相関関係となる。そのようにして測定されたコーティング流体は所望のパターン４６の形状を仮定する。次いで、このパターンは、リバースキスコーティング操作においてアプリケーターロール３２からウェブ６０のコーティング面６４上へとコーティング流体のパターン７４として転写される。
【００１７】
本発明のコーティングシステムと関連する使用に特に適応するコーティング流体は、ミクロスフィアをベースとする接着剤である。かかる接着剤は、約５ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の平均直径を有するミクロスフィアを有してよい。約４０ミクロンの平均直径を有するミクロスフィアを有する接着剤が代表的である。本発明のコーティングシステムのために適切であると考えられるミクロスフィアをベースとする接着剤としては、米国特許第６，２９６，９３２号および同第５，５７１，６１７号に開示されるものが挙げられる。これらの接着性材料において、接着性ミクロスフィアは、所望の流体特性または接着特性を達成するために他の添加剤を含み得る水溶液中に懸濁される。図３Ａに例示されるように、アプリケーターロール３２のアプリケーターロール表面３４に形成されたらせん状の溝３６は、その中に１つ以上のミクロスフィア８０を少なくとも部分的に受け取るように寸法設定される。図３Ａに示される溝３６はＶ形の溝であるが、溝が１つ以上のミクロスフィアをその中に受け取るために十分深い限り、他の溝形状（例えばＵ形の溝）も十分である。溝は、約５０ミクロン〜約３００ミクロンの深さ、およびＶ形の溝に関して、約１５度〜約１２０度の歯角を有する（またはいくつかの実施形態において、約６０程度〜約９０程度の歯角が好ましい）。溝は、アプリケーターロール表面３４を側方に（軸方向に）横切って測定される場合、１インチあたり約４０個の溝〜１インチあたり約３００個の間隔で配置される（いくつかの実施形態において、インチあたり約６０個の溝〜１インチあたり約１５０個の溝が好ましい）。図３Ａに示されるように、各らせん状の溝３６の隣接部分間に陸８２が提供される。一実施形態において、らせん状の溝３６は、２０５ミクロンの開口幅で１００ミクロンの深さを有し、そして陸８０は、らせん状の溝３６の隣接部分間に１１３ミクロンの幅を有する。らせん状の溝３６は、アプリケーターロール３２の軸に対して約８０度〜約９０度の角度で整列される。一実施形態において、らせん状の溝はその軸に対して約９０度で整列される（例えば、８９．９５度）。
【００１８】
表面トポグラフィーが、ミクロスフィアに損傷を与えることなくドクターブレードの操作スクラッピング縁下で、その中の１つ以上のミクロスフィアの通過を可能にするために十分深い表面特徴を含む限り、アプリケーターロール表面は別の表面トポグラフィー（らせん状の溝以外）を有してもよい。例えば、表面トポグラフィーは、測定の機能を行なうために複数の環状、平行な溝をアプリケーターロール表面上に含んでもよい。同様に、ミクロスフィア接着剤コーティング流体の測定機能を確立するために、表面トポグラフィーはアプリケーターロール表面上に複数のセル（例えば、スクリーンパターンで）を含んでもよい。
【００１９】
供給ロール表面は、コーティング流体をアプリケーターロール表面へと均一に運ぶために平滑である。供給ロール表面は、硬質（すなわち、非整合性）であってよく、またはウレタンゴムのような整合性材料から形成されてもよい。供給ロール表面を形成するために適切な他の代表的な材料としては、ステンレススチール、クロムメッキスチール、硬質プラスチックおよび研磨セラミックが挙げられる。
【００２０】
アプリケーターロール表面は硬質（すなわち、非整合性）であり、そして一実施形態において、スチールロールのクロムメッキロール表面である。アプリケーターロール表面のための他の代表的な適切な材料としては、ステンレススチール、硬質プラスチックおよび研磨セラミックが挙げられる。上記の通り、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上へと配置されるコーティング流体のパターン４６は、アプリケーターロール表面３４の溝部分３５によって画定される。図３中、等しい寸法の３個の溝部分３５が例示され、それによってドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上に、ミクロスフィアを含有するコーティング流体の３本の等しい幅のストライプが画定される。ドクターブレード４０の操作縁４１によって、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂのそれらの平滑部分３７ではコーティング流体が除去される（ミクロスフィアをベースとする接着剤の水溶液の少量が平滑部分３７上に残存するが、ミクロスフィアは存在しない）。そのようにしてアプリケーターロール表面３４から削り取られたコーティング流体２０ａは供給ロール表面２６上へ戻されて、次いでパン２２中へと戻される。
【００２１】
コーティング流体パターン４６は、その上に溝部分の異なる配列を有する別のアプリケーターロールによってアプリケーターロール３２を置換することによって変更可能である。かかる別のアプリケーターロールは、単一溝部分のみ、またはいずれかの数の間隔をあけられた溝部分を有し得る。加えて、それらの溝部分は、同一アプリケーターロール上で同様の寸法（すなわち、幅）であっても、または異なる幅であってもよい。認識されるように、溝部分のいずれの所望のパターンもアプリケーターロール表面上に形成することが可能であり、これはドクターブレードによる通過後、従って、それはアプリケーターロール表面上（最終的にウェブ上）の所望のコーティング流体のパターンを画定する。
【００２２】
上記の通り、コーティング流体は、ドクターブレード４０下での溝部分３５の通過によるウェブ６０への適用のために測定される。ドクターブレードの操作スクラッピング縁４１は、アプリケーターロール表面３４を横切って延在し、その平滑部分３７およびその上の陸８２と接触する（図３および３Ａ）。アプリケーターロール３２の表面特徴およびトポグラフィー（例えば、溝部分３５の溝３６）は、ドクターブレード４０の縁４１下で、その中の１つ以上のミクロスフィア８０の通過を可能にするために十分深い。この関係は、ドクターブレード４０を通過することが可能なミクロスフィア８０の数を測定するための具体的手段を決定し、従って、アプリケーターロール表面３４ｂ上のストライプ４８に存在するミクロスフィアを含有するコーティング流体の量を決定する。加えて、表面トポグラフィーを通して縁４１を通過するミクロスフィア８０は、それらが通過する時に損傷を与えられず、また剪断されない（いくらかのミクロスフィア圧縮は生じ得る）。溝（または他の適切なトポグラフィー特徴）は、ミクロスフィアがドクターブレードの通過のために本質的に「ラインアップ」することを可能にし、そしてミクロスフィアの溝の相対的な寸法のため、アプリケーターロールがドクターブレードを通過して回転する時にのみ、多くのミクロスフィアが時間をかけて通過し得る。この配列に関して、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上のミクロスフィアの量の正確な測定が得られ、これによって、接着剤がアプリケーターロール３２からウェブ６０まで転写されると、ウェブ６０上における接着剤の均一付着が導かれる。
【００２３】
ドクターブレード（または少なくともその操作縁）は、硬質アプリケーターロール表面３４に対して削り取りをするように整列された硬質な材料から形成される。かかる代表的な材料としては、ステンレススチール、ポリエステル、セラミックコーティング材料および複合材料が挙げられる。溝部分３５の溝３６の縁によるドクターブレードの可能な引掻傷を最小化するため、操作縁をそこで接触させるように維持しながら、前後にアプリケーターロール表面を横切って移動するように、図３に例示されるように、矢印７９の方向でドクターブレードを往復させてよい。
【００２４】
図２は、コーティング流体２０のためのリサイクルおよび補充システム９０の略図を含む。排水導管９２は、パン２２中で開口９３から補充タンクアセンブリ９４へと延在する。タンクアセンブリ９４は、ウェブ６０へのコーティング流体適用システムによって適用されたコーティング流体を補給するための追加的なコーティング流体を受け取るための手段を有する。タンクアセンブリ９４は、パン２２へとコーティング流体２０を送り戻すために、アウトレット９８へとインレット導管９６を通してコーティング流体２０をポンピングするためのポンプを含む。タンクアセンブリ９４は、コーティング流体２０の粘度をモニターするための手段も含み得る。コーティング流体２０が水溶液中に生じたミクロスフィアを含んでなる場合、「脱水」は、一部、水溶液の蒸発のため自発的に生じる。また、アプリケーターロールから削り取られたコーティング流体は、アプリケーターロールの表面上に水（すなわち、水溶液）の薄フィルムを残し、従って、コーティング流体を脱水する。加えて、溝およびドクターブレードによって達成された測定は、未測定の転写よりも、より低いパーセントの固体（すなわち、ミクロスフィア）がアプリケーターロールからウェブへと転写されるため、アプリケーターロールから削り取られて、再利用のためにパンに戻される接着剤の固体性（および粘度）は高い。パン２２に送達される接着剤の粘度はモニターされ、そして脱水のため必要である場合、所望の粘度レベルを維持するために追加の水溶液が添加される。一実施形態において、粘度のモニターおよび調整機能は、カナダ、ケベック州、ブーシェルビルのペリフェラル  アドバンスド  デザイン  インコーポレイテッド（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ，Ｉｎｃ．，Ｂｏｕｃｈｅｒｖｉｌｌｅ，Ｑｕｅｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能なインクスペック  ジュニア（Ｉｎｋｓｐｅｃ  Ｊｕｎｉｏｒ）粘度制御システムによって取り扱われる。図２に関してのみ示されるが、上記機能を実行するコーティング流体リサイクルおよび補充システム９０は、本発明のコーティング適用システムのいずれの実施形態に提供されてもよいことは理解される。
【００２５】
上記の通り、ウェブ６０のコーティング面６４は、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂとの接触線７２に沿ってコーティング流体を拾い上げる。しかしながら、発明のコーティングシステムによって、単にアプリケーターロール表面３４に対してウェブ６０のコーティング面６４を解放することによって、移動ウェブ６０に関してプロセスを「オフ」にすることは非常に簡単である。一実施形態において、これは、アプリケーターロール３２から離れて回転しているインプレッションロール７０を移動することによって達成される。図４は、ウェブ６０をアプリケーターロール表面３４から分離するためにアプリケーターロール３２から十分な距離で離れて移動するアプリケーターロール７０を（実線で）例示する。移動ウェブ６０の自由幅６０ａは、いずれの接触線においてもアプリケーターロール表面３４と係合しない経路に従い、それによって、アプリケーターロール３２からウェブ６０へのコーティング流体の移動は不可能となる。この分離された構成において、アプリケーターロール表面３４上のコーティング流体のストライプ４８はアプリケーターロール表面３４上に残り、そしてアプリケーターロール３２が回転するとニップ３０に再び入る。コーティングプロセスを「オン」にすることが望ましい場合、自由幅６０ａが接触線７２においてドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂと再び接触するまで、インプレッションロール７０をアプリケーターロール３２の方へ移動させ（図４中、透視で示される）、それによって、所望のコーティング流体パターン７４でウェブ６０のコーティング面６４上へのリバースキス転写によるコーティング流体の転写が開始される。図４に例示されるように、矢印１００の方向でのインプレッションロール７０の移動は、ウェブ６０に対してコーティングプロセスを「オフ」および「オン」にするために有効である。
【００２６】
移動ウェブへのコーティング流体の適用を活性化および不活性化するための上記の単純な手段は、移動ウェブのために確立された印刷プロセスラインにおいて本発明のシステムを容易に適合させる。図５は、本発明のコーティングプロセスを含むウェブ印刷ラインを図式的に例示する。ウェブ供給１０１は、複数のウェブプロセスステーション１０５、１０７、１０９および１１１を通してコーティング経路に沿っての移動のために、ウェブ１０３を提供する。この代表的なプロセスにおいて、ウェブプロセスステーション１０５は、ウェブ１０３の一方に表示が適用される印刷ステーションである。印刷ステーション１０５は典型的にドライヤーを含むか、またはウェブがその後、直ちに乾燥ステーションを横切る。次いで、印刷されたウェブは本発明のコーティングステーション１０７へと前進し、そこで接着剤のようなコーティング流体のストライプ状パターンがウェブ１０３の一表面に適用される。これは、すでに印刷された表面またはウェブの反対側表面であってもよい。コーティングパターンを適用した後、次いでウェブは乾燥ステーション１０９へ前進し、そして必要に応じて適用されたコーティングを乾燥させるか、または硬化させる。次いで、ウェブ１０３はさらに変換ステーション１１１にさらに前進する。これは、追加的な印刷ステーション、切断またはトリミングステーション、およびウェブ材料のもう１つの層の適用（すなわち、接着剤ライナー）、または所望の最終製品を達成するための他のさらなるウェブ変換プロセスを含む。図５は、本発明の装置および方法を具体化するコーティンステーション１０７を含む可能なウェブ印刷ラインのあくまでも例示である。様々な実施形態において、ウェブの両側における印刷はコーティングステーション１０７の前で生じてもよく、または他の変換操作がコーティングステーション１０７の前に移動ウェブに適用されてもよい。同様に、ウェブの一方または両方の側におけるさらなる印刷、またはさらなる変換操作がコーティングステーション１０７のダウンウェブで生じ得る。加えて、すでにコーティングされたウェブの同じ側で、またはウェブの反対側でコーティング流体の第２のパターンをコーティングするため、本発明の装置および方法を具体化する第２のコーティングステーションを提供することができる。
【００２７】
本明細書に記載の本発明のコーティングシステムおよび方法は、活性化される場合、ウェブにコーティング流体のストライプの連続的パターンを適用する（間断なく連続的ウェブに沿って）。いくつかの例において、ウェブの長さに沿ってコーティング流体を断続的に適用することが望ましい。これは、図６〜９に例示される様式で、インプレッションロールを変更し、そしてインプレッションロールとアプリケーターロールとの間の距離を制御することによって完成可能である。
【００２８】
図１〜４に例示される実施形態において、インプレッションロール７０は略平滑な円筒形の外部表面を有する。図６〜９に例示される部品は、インプレッションロールの外部表面の構成を除き、図１〜３に例示されるものと同一である。図６中、回転インプレッションロール１７０は、その周面１７４を長手方向に横切って（インプレッションロール１７０の軸に対して平行に）延在する１つ以上の隆起イメージパターンまたはカム１７２を有する。隆起イメージパターン１７２はアプリケーターロール表面３４に係合しないが、インプレッションロール１７０の回転の間、ウェブ６０のコーティング面６４をアプリケーターロール表面３４とのコーティング流体転写接触へと断続的に付勢するために役立つ。図７は、ウェブ６０の自由幅６０ａがアイドラーロール６８とインプレッションロール１７０上の隆起イメージパターン１７２の１つとの間で延在する時に、ウェブ６０のコーティング面６４がアプリケーターロール表面３４と接触することを例示する。図８は、それがアイドラーロール６８とインプレッションロール１７０の周面１７４との間で延在する時、ウェブ６０の自由幅６０ａがアプリケーターロール表面３４と接触しないことを例示する。隆起イメージパターン１７２がウェブ６０の上部表面６２と係合し、そしてそれをアプリケーターロール３２の方へ押す時のみ（図７）、ウェブ６０の自由幅６０ａは、接触線７２としてドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂと係合する。上記説明されたように、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂはコーティング流体２０ａのパターン４６（例えば、コーティング流体の１つ以上のストライプ４８）を有する。このパターンは、ウェブ６０の自由幅６０ａがドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂと接触する時のみ、ウェブ６０へと転写される（インプレッションロール１７０上の隆起イメージパターンまたはカム１７２とのウェブ６０の断続的接触によって生じる）。従って、ウェブ６０のコーティング面６４に適用されるコーティング流体パターンはウェブの長さに沿って連続的でないが、コーティングパターン１７５として断続的に適用される（図９を参照のこと）。従って、図９に示されるように、コーティングパターン１７５は、ウェブ６０のコーティング面６４上で断続的に適用されたコーティング流体の短いストライプ１７８を含んでなる。認識できるように、隆起イメージパターンまたはカム１７２は、ウェブ６０上でコーティング流体の断続的なストライプ１７８を画定するために様々な形態（例えば、ストライプ、円形、四角形等）を取ることが可能である。加えて、断続的なストライプ１７８は、ウェブ６０上で印刷された（または印刷される）像とのレジストリで適用されてもよい。
【００２９】
上記実施形態において、コーティング流体２０は、供給ロール２４によってアプリケーターロール表面３４へと送達される。本発明のコーティング装置および方法の別の実施形態において、アプリケーターロール表面にコーティング流体を送達するための他の配列が可能である。例えば、図１０に示されるように、その一部分がアプリケーターロール３２下でパン２２内のコーティング流体２０と接触するように、アプリケーターロール３２自体が回転してもよい。従って、供給ロールが提供されず；むしろ、アプリケーターロール３２が下のパン２２からコーティング流体２０を拾い上げ、これは次いで、ドクターブレード４０と接触することによって処理される（すなわち、アプリケーターロール表面上でストライプに測定される）。図１０に例示される配列はより単純であり（供給ロールを必要としない）、そしてコーティング流体の発泡を減少し得るが、隣接するロール間のニップを通してコーティング流体を強制する作用は、有用な目的を果たし得る。ドクターブレードと係合する前にニップを通してコーティング流体を流すことは、溝の中に同伴される気泡の可能性を減少するために有益であり、従って、より均一なコーティングが形成される。
【００３０】
コーティング流体２０をアプリケーターロール３２の表面３４へと送達するための図１０の装置およびプロセスは上記実施形態とは異なるが、アプリケーターロール表面３４のトポグラフィー（例えば、溝部分３５）およびドクターブレード４０を通してのコーティング流体の測定は、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上でのコーティング流体の均一な付着を達成するために有益である。トポグラフィー（例えば、溝部分３５および平滑部分３７）の配列は、ドクターブレード後のアプリケーターロール表面３４ｂ上でのコーティング流体ストライプの所望のパターンを画定するために有益である。そのパターンは、それがウェブ６０の自由幅６０ａに沿って画定される接触線７２でウェブ６０へ転写されるまで、アプリケーターロール３２によって運ばれる。コーティング流体のストライプは、リバースキスコーティング適用において、上記される様式でウェブ６０のコーティング面６４に転写される。
【００３１】
好ましい実施形態に関して本発明が記載されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更があってもよいことを認識するであろう。全ての刊行物および特許は、個々の刊行物または特許が具体的に個々に援用されるように示されるように、本明細書に援用される。また２００４年１２月３０日出願の「コーティング流体パターンの形成方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ）」と題された同時譲渡米国特許出願第１１／０２７，５１１号明細書（代理人整理番号６００１３ＵＳ００２）も本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】溝のあるコーティング流体アプリケーターロールを有する本発明のウェブコーティング装置の斜視図。
【図２】コーティング流体リサイクルおよび一貫性管理システムをさらに例示する本発明のコーティング装置の概略側面図。
【図３】図２の線３−３に沿って取られた、溝のある流体アプリケーターロールおよびドクターブレードを示す概略断面図。
【図３Ａ】本発明のコーティングシステムにおける使用のために適応されたアプリケーターロールのらせん状の溝状表面の拡大断面図。
【図４】移動ウェブがアプリケーターロールと接触していない位置へ移動したインプレッションロールを示す図２のコーティング装置の概略側面図。
【図５】ウェブ印刷ライン上の本発明のコーティング装置の略図。
【図６】インプレッションロールが、断続的に移動ウェブをアプリケーターロールと接触させるように形成された隆起イメージパターンを有する本発明のウェブコーティング装置および方法の別の実施形態の斜視図。
【図７】移動ウェブがアプリケーターロールと接触する位置までインプレッションロールが回転する図６のコーティング装置の概略側面図。
【図８】移動ウェブがアプリケーターロールから間隔を置いて配置される位置までインプレッションロールが回転する図７のコーティング装置の概略側面図。
【図９】図７の線９−９に沿って取られた概略断面図。
【図１０】本発明のウェブコーティング装置および方法の第３の別の実施形態の概略側面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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