(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブＷに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させてドクターナイフで掻き取るようにしたコーターにおいて、付着塗液と排出塗液とを円滑に分流すると共に塗膜に表面張力勾配が生じないようにすること。【解決手段】その直径をバックアップロール１の直径の２分の１〜５分の１の大きさにしたドクターロール１２をバックアップロールの下側に配置し、ドクターロールの表面に微細な凹凸又は凹溝からなる彫刻７を施す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させこれをドクターナイフで掻き取るようにした塗工装置において、その直径をバックアップロールの直径の２分の１〜５分の１の大きさにしたドクターロールをバックアップロールの下側に配置し、ドクターロールの表面に微細な凹凸又は凹溝からなる彫刻を施した薄膜コーター。
【請求項２】
塗液供給ノズルが密閉式の樹脂ダムを備えた請求項１に記載の薄膜コーター。
【請求項３】
密閉式の樹脂ダムが両ロールの外側への回動を可能にして配置した請求項１又は２に記載の薄膜コーター。
【請求項４】
塗液供給ノズルの先端部に塗膜の幅を決定するスペーサーを装填した請求項１、２又は３に記載の塗膜コーター。
【請求項５】
スペーサーの両側先端部の内側コーナー部を円弧状に形成した請求項の１、２、３又は４に記載塗膜コーター。
【請求項６】
塗液供給ノズルの先端上部とウェブとの間に空気吸引ノズルの先端を臨ませた請求項１乃至５のいずれかに記載の塗膜コーター。
【請求項７】
凹溝が螺旋溝である請求項１乃至６のいずれかに記載の薄膜コーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、互いに反対方向に自転するバックアップロールとドクターロールとを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロールに沿って走行するウェブに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロールが余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させこれをドクターナイフで掻き取るようにしたコーターに関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
一般に、この種のコーターでは、主として  １５０〜３００  ｍｍ程度の直径のバックアップロールが採用され、これとの直径比を１〜１．５  ：１としたドクターロールを使用するものが多い。出願人が先に提案した特公昭６２−２３６２６号公報においても、直径を略同一としたバックアップロール１とドクターロール２とを上下に配置する構成を採用している。
この公知のコーターでは、ロールの隙間の手前に塗液ａの供給ノズルを、その下方に余剰塗液の排出路４をそれぞれ配置していて、バックアップロール１に案内されるウェブＷに塗液供給ノズルから塗液ａを供給して塗液を付着させる一方、余剰の塗液をドクターロール２に沿わせて排出させて、ロール１、２間から塗膜を形成したウェブＷを送り出すようにしている。このとき、ドクターロールに当接させたドクターナイフによって塗液がドクターロールの表面から離され、回収されている。
この装置は、両ロール１、２の直径が略同一である関係上、塗液ａを付着させたウェブの通過路３と余剰塗液の排出路４との交差部６の角度が小さくなってしまうため、塗液の流れを良くなるように交差部６の側壁を切除して大きな丸みを付けた流路を形成している。
【０００３】
ところが、側壁の切除に伴ってロール１、２の近接点と交差部６との間隔Ａが長くなって余分なスペースが形成されるため、そこに塗液ａが滞留して塗液の中でウェブに付着して前進する圧力と、反対方向に回転するドクターロールに沿って排出される圧力との衝突が生じて複雑な対流を生じさせ、ロールの隙間に係る圧力Ｐも大きくなってしまうことになる（図１参照）。
この対流はウェブ５に塗膜を形成する際に圧力ムラを発生させてしまうため、ウェブＷに付着しようとする塗膜ｃと排出しようとする塗液との円滑な分流が阻害され、塗膜ｃの表面に微細な凹凸を形成したり色ムラを発生させたりする原因となっていた。
【０００４】
出願人は、先に塗膜表面の凹凸や色ムラをの発生を防止する塗工装置を特願２０００１−３４４３６０号として提案している。膜厚が薄くなるにしたがって塗膜の表面張力のバランスが崩れやすくなるが、塗液の種類、粘度、ホコリなどの異物の有無などが相乗的に作用すると表面張力勾配が生じる場合があり、張力の弱い部分肉厚が小さくなる（以下これらを凹みと言う。）現象が生じることがあった。
【０００５】
【技術的課題】
本発明は、互いに反対方向に自転するバックアップロール１とドクターロール１２とを僅かの間隙を設けると共に軸芯を平行にさせて配置し、バックアップロール１に沿って走行するウェブＷに塗液供給ノズルから供給される塗液を付着させ、ドクターロール１２が余剰の塗液をドクターロールに沿って排出させこれをドクターナイフで掻き取るようにしたコーターにおいて、付着塗液と排出塗液とを円滑に分流すると共に塗膜に表面張力勾配が生じないようにすることを課題としたものである。
【０００６】
【技術的手段】
この技術的課題を解決するための第一の技術的手段は、その直径をバックアップロール１の直径の２分の１〜５分の１の大きさにしたドクターロール１２をバックアップロールの下側に配置し、ドクターロールの表面に微細な凹凸又は凹溝からなる彫刻７を施したこと、である。
第二の技術的手段は、上記の塗液供給ノズルが密閉式の樹脂ダムを備えたことであり、第三の技術的手段は、その密閉ダムが両ロール外側への回動を可能にして配置したことである。
また、第四の技術的手段は、塗液供給ノズルの先端部に塗膜の幅を決定するスペーサーを装填したことであり、第五の技術的手段は、その装填部に装入するスペーサーの両側先端部の内側コーナー部を円弧状に形成したことである。
さらに、第六の技術的手段は上記の塗液供給ノズルの先端上部とウェブとの間に空気吸引ノズルの先端を臨ませたことであり、第七の技術的手段はドクターロールの凹溝を螺旋溝としたことである。
【０００７】
第一の技術的手段では、ドクターロール１２がバックアップロール１の下側に配置され、しかもドクターロール１２の直径がバックアップロール１の直径の２分の１〜５分の１の大きさに構成されているため、塗液ａを付着させるウェブＷの通過路３と余剰塗液の排出路１４との交差角度が冒頭に説明した従来のコーターの場合より大きくなり、余剰塗液の排出が小さな円弧に沿って下向きに行なわれることになる。通過路３と排出路１４の交差部１６の側壁に大きな丸みを形成しなくても塗液ａは円滑に移動し、ロールの近接点と交差部１６との距離Ａ’も小さくなるから、塗液ａが交差部１６に滞留することはない。
したがって、塗液ａは、ウェブＷに付着して前進するものとドクターロール１２に沿って排出されるものとが層状の円滑な分流を形成し、塗液の圧力Ｐ’も小さくなり、余分な塗液がウェブＷに付着しなくなる（図２参照）。
【０００８】
ドクターロール１２の直径がバックアップロール１の直径の２分の１より大きくした場合には、ウェブの通過路３と余剰塗液の排出路１４との交差角度がさほど大きくならないため、円滑な分流が期待できないことになる。
また、バックアップロール１の直径の５分の１より小さくすると、ロール径自体が極端に小さくなって回転時に芯ブレを起こす可能性があり、均一な塗膜の形成に支障を来すことになる。
ロール径については、塗液の種類、ロール長さ、塗膜の幅、回転数などを勘案して設計することになる。
【０００９】
ドクターロール１２の表面には、微細な凹凸又は凹溝からなる彫刻７が施されているから、ドクターナイフによってロール１２表面の塗液ａが除去されても、凹部や凹溝内に微量の塗液が残留することになる。このロールはの凹部や凹溝内に残留している塗液ｂは、ウェブＷ上に形成されたばかりの塗膜ｃの表面に接触して塗膜に微妙な移動を促して塗膜ｃの表面張力勾配を崩すことになる。そのため、塗膜自体にレベリング作用が発生して膜厚が調整され、ウェブ上に膜厚を安定させた鏡面塗膜ｃを形成することになる（図３参照）。
【００１０】
ドクターロール表面に施す彫刻７は、四角錐状の微細な凹部を格子状に密に配列させたもの、四角錐（ピラミッド）状の微細な凸部を微細な間隔で縦横に配列させたもの（凸部の間において凹部が形成される）、微細な凹溝を微細間隔で斜め（螺旋状）に配列させたものなどが好適に使用できる。
これらの凹凸は  １００〜５００  ミクロンの間隔で配列しておくことが望ましい。
【００１１】
第二の技術的手段では、塗液供給ノズル１３の手前に密閉式の樹脂ダム１１が配置されているから、ウェブＷの幅方向で均一な量の塗液ａを供給してこれに付着させ、塗液ａを付着させた状態で通過路３を移動する際に塗液の圧力バランスが崩れることはなく、塗液ａは一層円滑に移動してウェブＷに付着し、その後に分流することになる。
第三の技術的手段では、その密閉ダムが両ロール外側への傾倒を可能にして配置されているから、傾倒させることによってダムの内側や塗液の回収部を上向きに露出させることができる。したがって、塗工終了後や塗液の交換時に残液の掃除を容易に行うことができる。
【００１２】
第四の技術的手段では、塗液供給ノズルの先端部に塗膜ｃの幅を決定するスペーサーの装入部が設けられているから、ここにスペーサーを装入することによって、ウェブ上に所望の幅の塗膜ｃを形成することができる。広幅の塗膜を形成できるローラを備えた装置であれば、スペーサーを選択することによって、その幅よりも小さい任意の幅の塗膜ｃを形成できることになる。
第五の技術的手段では、そのスペーサーの両側先端部の内側コーナー部が円弧状に形成されているから、塗膜ｃの両端縁に塗液の溜まりに起因する厚肉縁が発生することを防止でき、塗膜ｃの端縁をきれいに仕上げることができる。
【００１３】
第六の技術的手段では、上記の塗液供給ノズルの先端上部とウェブとの間に空気吸引ノズルの先端が臨ませられているから、ウェブと塗液との間の空気層を強制的に排除できるから、ウェブＷ上に塗液ａを確実且つ迅速に付着させることができる。したがって、塗工スピードを上げても塗液はウェブから剥離することなく移動し、しかも塗液ａの分流も円滑に行なわれるから、塗工能率を高められることになる。
また、第七の技術的手段では、ドクターロールの凹溝が螺旋溝に形成されているから、凹溝内に残留している塗液ｂは、塗膜ｃと接触した段階で斜め方向への移動が可能となるから塗膜ｃに衝撃を与えることはなく、表面張力勾配が自然と崩れ、一層安定した膜厚が形成されることになる。
【００１４】
【本発明の効果】
付着塗液と排出塗液とを円滑に分流できるから、薄膜の塗膜をウェブ上に形成できる利点があり、塗液の対流に起因する塗膜表面の凹凸や色ムラが発生することもない。また、膜に表面張力勾配が生じないため、塗膜の表面を鏡面に仕上げられる利点もある。
さらに、薄膜の塗膜を形成するためにロールの間隙を従来の装置のように狭くしなくてもよいから、ゴミや樹脂の固まりがロールの間隙に引っかかることがなく、これらに起因する線状の傷が発生することも防止することができる。
【００１５】
【実施の形態】
図４は、本発明に係るコーターの実施の形態を説明するための概略図である。ロール長さ４００  ｍｍ、直径１６０ｍｍ  のバックアップロール１の真下に直径６０ｍｍのドクターロール１２を５０ミクロンの間隔を設けて配置している。図示しないタンクには、粘度５００ｃｐｓ、  固形分６０％のセラミック溶液が貯留させてあって、ここからダム１１を介しノズル１３から走行するウェブＷに対して層状にセラミック溶液を供給する。
ノズル１３の先端部にスペーサー８が装入されていて、塗膜の幅が２６０ｍｍ  になるようにしている。
ノズル１３の上部には空気吸引装置を配置し、そのノズルをウェブＷと供給されるセラミック溶液との間に臨ませている。
【００１６】
ドクターロールの表面には、微細な格子７が約  ２００ミクロン間隔で縦横に彫刻してあって、その下側でドクターナイフ１７の先端部を当接させ、排出路１４から排出されてくる余剰のセラミック溶液をドクターロール１２から掻き落とし、そのセラミック溶液をパイプ１８を介して図示しないタンクに回収できるようにしているが、格子７内にはセラミック溶液を残留させたままドクターロール１２は回転し、残留した溶液ｂはロール１、１２間を脱したウェブＷの表面に形成された塗膜ｃと一体化することになる。
【００１７】
ドクターロール１２は、貴台２１上に支持されている。本実施形態では貴台を二段に構成してあって、昇降可能に配置した上段の台２２上でロール１２を軸支させている。
ノズル１３、排出路１４、パイプ１８及び溶液タンクは密閉状態にして連結させて回収する塗液の粘度が極端に高くならないようにしてあり、蒸発成分をわずかに添加することによって塗液の再利用が行なえるようにしている。
ダム１１及び、密閉状態のノズル１３、排出路１４、パイプ１８及び溶液タンクは、その全体が貴台の側面に配置した軸受け２３に支持させていて、図示しないロックを解除して右方向へ約９０度回動できるようにしてあり、ダム１１や溶液回収部の清掃、スペーサー８の取り替えなどを容易にできるようにしている。
【００１８】
いま、空気吸引装置を作動させることなく、走行速度２０Ｍ／ｍｉｎ  のウエブＷにセラミック溶液を塗着させ乾燥させたところ、ウェブＷの表面に形成された塗膜ｃは４ミクロンの厚みであった。
これに対し、直径１６０ｍｍ  のバックアップロール１と直径１２０ｍｍ  のドクターロール２とを使用した従来のコーターを使用し、上記と同じ条件で塗工したところ、乾燥後のウェブＷ上の塗膜の厚みは６ミクロンの厚みであった。
また、ロールの間隔だけを３０ミクロンに変更して塗工してみたが、乾燥後の塗膜の厚みを５ミクロン以下にすることはできなかった。
【００１９】
つぎに、図４に示したコーターを使用し、粘度２００ｃｐｓのアクリル系粘着剤溶液をウェブの走行速度を５０Ｍ／ｍｉｎ  にして塗工したところ、ウェブＷの走行に従ってウェブ上の空気も移動してしまうため、溶液はウェブＷ上に斑点状に塗着し、さらに速度を上げると溶液は空気層によって分離されて全くウェブの表面に塗着させることはできなかった。
なお、粘度粘着剤５００ｃｐｓの水性エマルジョンでは、ウェブの走行速度が８０Ｍ／ｍｉｎ  になると同様の現象が現れた。
【００２０】
いずれの場合においても、溶液を加圧してその供給量を上げてみると、溶液は通過路３を逆流し、塗着が不可能となった。
そこで、塗液の圧力をもとに戻し、空気吸引装置を作動してやると、ウェブ上の空気膜が即座に除去され、いずれの溶液もウェブＷに塗着させることができた。また、粘度２００ｃｐｓのアクリル系粘着剤溶液では−５ｍｍＡｑ以上の負圧にしておくと、塗工速度を１５０Ｍ／ｍｉｎにしても完全な塗着が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコーターにおける塗液の流れの説明図
【図２】本発明に係るコーターにおける塗液の流れの説明図
【図３】彫刻ロールに残留した塗液の付着部の説明図
【図４】本発明に係るコーターの概略説明図
【図５】ダムを回動させた状態図
【図６】スペーサーの平面図
【符号の説明】
１バックアップロール、  ２、１２ドクターロール、  ３ウェブ通過路、  ４、１４塗液排出路、  ６、１６通過路と排出路の交差部、  ７ドクターロールの彫刻、  ８スペーサー、  １３塗液供給ノズル、  １５空気吸引装置、  １７ドクターナイフ、  １８塗液排出パイプ、Ｗウェブ、  ａ，ｂ  塗液、  ｃ塗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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