(57)【要約】【課題】カーテン塗布において、カーテンのエッジガイドからの剥離を防止し、安定した塗布作業を可能とする塗布装置及び塗布方法を提供する。【解決手段】エッジガイドがフレキシブルで、かつカーテンの落下方向に移動させることによって、エッジガイド近傍のカーテンの落下速度が上がり、エッジガイドからのカーテン剥離や、エッジ部での空気同伴現象が起こりにくくなる塗布装置および塗布方法。【選択図】　　　図２
2004136143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッジガイドの少なくとも一部がフレキシブルで、かつカーテンの落下方向に移動する機構を有することを特徴とするカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
【請求項２】
前記エッジガイドが上下方向に複数に分割されており、各分割ごとに移動速度を変えられる機構を有することを特徴とする請求項１に記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
【請求項３】
カーテンコーターが複数の塗液層からなる多層カーテンを形成できる機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
【請求項４】
エッジガイドが、カーテンの表面張力でカーテンの内側に引き込まれないように、被塗物の幅方向に移動しないように固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカーテンコーターを用いて被塗物に塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
前記被塗物の幅が、エッジガイドの幅と同じか、または広いことを特徴とする請求項５に記載の塗布方法。
【請求項７】
カーテンが複数の塗液層からなる多層カーテンであることを特徴とする請求項５または６に記載の塗布方法。
【請求項８】
エッジガイドの移動速度が、上部のエッジガイドほど小さいことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーテンコーターに関し、塗布が必要とされるあらゆる産業分野で使用することができる、カーテン安定性に優れたカーテンコーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーテンコーターは、非接触で高速塗布が可能なコーターとして、写真の感光剤の塗布、塗装鋼板用の塗料の塗布など、幅広い分野で使用されている。カーテンコーターで、操業の限界を決める代表的な問題点は、カーテンの安定性（カーテンが切れずに安定して形成できること）と塗布液と被塗物との衝突点付近の不安定現象によって、塗膜中に空気や気泡が巻き込まれる空気同伴の２点である。
【０００３】
カーテンコーターでは、カーテンを安定に形成するために、また塗液のカーテンが表面張力によってカーテンの内側に引き込まれて塗布幅が変化してしまうことを防ぐために、エッジガイドが設けられている。塗液のカーテンは、中央部ではほぼ自由落下しているが、通常静止しているエッジガイドに接する塗液の落下速度はゼロであり、エッジガイドの近傍にはカーテンの落下速度がゼロ（エッジガイド直近の塗液）から中央部の自由落下速度まで変化している境界領域が存在する。この境界領域の存在がカーテン塗布における不安定性の原因となっており、この境界領域をいかに狭くするかが、高速でカーテン塗布を行う上で重要なポイントである。
【０００４】
エッジガイドに接する塗液の落下速度がゼロであることが、境界領域を発生させていることから、エッジガイド近傍の塗液に速度を与えるための工夫が種々なされてきた。たとえば、エッジガイドと塗液のカーテンの間に別の液体カーテンを流下させる方法が特許文献１によって提案され、またエッジガイドの一番下部の部分に溶剤を流す方法が特許文献２によって提案され、また、低粘度液体をエッジガイドの上の方に流し、エッジガイドの下部でそれを吸引回収する方法が特許文献３によって提案されている。しかし、液体を使う方法は、その液体が無駄になるし、塗膜上にその液体が残ると塗膜乾燥への負荷がかかり、また、被塗物に塗布されなかった塗液にその液体が混ざり、塗液を回収することが難しくなるなどの問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
英国特許第１５５９７０１号公報
【特許文献２】
特公昭５５−７３３６５号公報
【特許文献３】
ＷＯ８９／１０５８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来技術では解決が困難であった、エッジガイド近傍の境界領域の幅を狭くすることが可能で、また、追加の液体などの使用も不要な経済的なカーテンコーターおよびこれを用いた塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）　エッジガイドの少なくとも一部がフレキシブルで、かつカーテンの落下方向に移動する機構を有することを特徴とするカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
（２）　前記エッジガイドが上下方向に複数に分割されており、各分割ごとに移動速度を変えられる機構を有することを特徴とする（１）に記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
（３）　カーテンコーターが複数の塗液層からなる多層カーテンを形成できる機構を有することを特徴とする（１）または（２）に記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
（４）　エッジガイドが、カーテンの表面張力でカーテンの内側に引き込まれないように、被塗物の幅方向に移動しないように固定されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のカーテン安定性に優れるカーテンコーター。
（５）　（１）〜（４）のいずれかに記載のカーテンコーターを用いて被塗物に塗布することを特徴とする塗布方法。
（６）　前記被塗物の幅が、エッジガイドの幅と同じか、または広いことを特徴とする（６）に記載の塗布方法。
（７）　カーテンが複数の塗液層からなる多層カーテンであることを特徴とする（５）または（６）に記載の塗布方法。
（８）　エッジガイドの移動速度が、上部のエッジガイドほど小さいことを特徴とする（５）〜（７）のいずれかに記載の塗布方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるカーテンコーターとは、塗液を何らかの方法でカーテン状にして落下させ、そのカーテンの下に被塗物を静止するか、移動させることによって塗液を塗布する装置であり、カーテンを形成する方法としては、塗液をためてある場所からオーバーフローさせる方法、塗液をためてある場所の下方にスリットを設けそのスリットから塗液を下方に流出させて塗液のカーテンを形成する方法、ダイから塗液を押し出してカーテンを形成する方法、ロール間から塗液を流出させその塗液をロールからかきとってカーテンを形成する方法などが知られている。これらの公知の方法から自由に選択することができる。
【０００９】
従来のエッジガイドは、図１に示すように設置され、その間を塗液のカーテンが落下する。図１には、被塗物の幅がエッジガイドの幅よりも広い例を示したが、被塗物の全幅に塗布する必要の無い場合には、被塗物の幅がエッジガイドの幅よりも狭い例もある。図１には、ダイから塗液を押し出してカーテンを形成する方法を一つの例として示している。
【００１０】
本発明は、エッジガイドをカーテンの落下の方向に移動させることによって、エッジガイド近傍のカーテンに落下速度を与え、カーテン切れや塗装時のカーテンのエッジガイドからの剥離などの不安定現象の原因となる境界領域の幅をできるだけ狭くすることを目的としている。エッジガイドをフレキシブルな素材とし、例えば、図２に示すように連続的に移動させることで、その目的を達成するものである。フレキシブルとは、図２のように連続的に移動させる場合に、折り曲げられたり変形したりできるような材質、構造となっていれば良い。たとえば、金属製、ゴム製、布製の線、帯、紐状のもの、金属チェーン製、金属製のキャタピラー構造、プラスチックのキャタピラー構造、金属ワイヤーに球状の金属やプラスチックなどを通した構造などが挙げられる。図２では、１、２のプーリーに硬質製ゴムのエッジガイドを巻きつけ、プーリー１または２を駆動することでエッジガイドは塗液のカーテンと接する側でカーテンの落下方向と同じ下方に移動できる。移動速度は、駆動プーリーの回転速度で調整可能となっている。硬質ゴム製のエッジガイドの上下にはステンレス製の棒状のエッジガイドが接続されている。
【００１１】
エッジガイドは、上下方向に複数に分割することができる。図２の例では、ダイ直下のステンレス製の棒、その下部の可動な硬質ゴム、一番下のステンレス製の棒の３つに分割されている。各分割部はそれぞれの部位を可動とし、それぞれの速度を可変とする機構（たとえば図２におけるようなプーリー１、２のような機構）を設けてもよいし、それぞれの部位を可動として一部の速度を可変する機構を設けても良いし、図２のようにその一部を可動としても良いし、分割部位の数とそれぞれの部位を可動とするか、また可動な部分の速度を可変とするかどうかは自由に選択できる。カーテンの落下速度は、上部から下部に行くに従って速くなるのにあわせ、上方のエッジガイドよりも下方のエッジガイドの方がカーテン落下方向への速度が速くなるようにすると、カーテン安定性が最も向上し、望ましい。上部を固定し、下部のみを移動式とすることによってこの状況を達成してもよい。なお、図２では移動可能な中央部のエッジガイドの上下にステンレス製の棒を設置しているが、この棒がなく、エッジガイドが全部可動であるものも本発明の範囲に含まれる。エッジガイドが分割されていて、かつ全部位が可動であっても良い。
【００１２】
エッジガイドの移動可能な部分が少なくとも一部でもあれば良いが、特にエッジガイドの全長の内の２０％以上が可動である場合に、カーテン安定性の向上効果が大きくなり望ましい。
【００１３】
被塗物の幅がエッジガイドの間隔と同じか、広い場合には、従来のエッジガイドでは最もエッジに接している実質的に落下流速がゼロのカーテン部分からも塗液が塗布されることになるため、カーテンの流速が不足することによるカーテンのエッジガイドからの剥離やエッジ部の空気同伴が発生しやすくなるが、本発明ではエッジ部でもカーテンに落下速度を与えられるため、従来発生していた不具合を防止することができ、特に有効である。
【００１４】
また、カーテンが単層の塗液ではなく、多層の塗液からなる多層カーテンの場合にも、本発明は特に有効である。エッジガイドは通常上端は固定されているが、下端は必ずしも固定されていなくても良く、この場合には下端は塗液の表面張力の影響でカーテンの内側に引き込まれるため、エッジガイドの幅が固定された上端での幅よりも下端での幅のほうが狭くなる。本発明においては、望ましくはエッジガイドの下端の位置（被塗物の幅方向の位置）は固定されており、下端の幅が上端の幅は小さくならないほうが良い。下端の幅が上端よりも狭くなると、下端のほうでエッジガイド近傍のカーテンが厚くなり、幅方句の膜厚が均一にならないからである。エッジガイドの幅に対して被塗物の幅を狭くし、エッジガイド近傍の厚みが異なる部分のカーテンが塗布されないようにすれば、この不具合は解消されるが、多層カーテンの場合には、エッジガイドと被塗物の間を通過して被塗物より下に落下したカーテンを回収して再使用することができないため、経済的に不合理となる。従って、本発明が特に有効となる。なお、多層のカーテンを形成する方法としては、公知の方法を用いることができ、たとえば、ダイから複数層の塗液を押し出す方法、スライド面に複数のスリットから塗液を噴出・流下させ流下中に形成される多層の流下層によってカーテンを形成する方法などが挙げられる。
【００１５】
なお、被塗物の幅がエッジガイドの幅と同じか、または広い場合に、本発明が特に有効であることを上述したが、これは、本発明においてエッジガイド１の幅と被塗物の幅との関係を限定するものではなく、この関係は自由に選択でき、エッジガイドの幅よりも被塗物の幅が広くても、狭くても、また同じでも本発明の有効性はかわらない。
【００１６】
本発明によるコーターで塗布する塗液の種類は、特に限定されるものではなく、性能を発現するのに必要な塗液を自由に選択すればよい。被塗物の種類も特に限定されず、自由に選択できる。
【００１７】
【実施例】
本発明について実施例で説明する。
【００１８】
（実施例１）
図２に示す装置を製作した。ダイから塗液を吐出してカーテンを形成する。吐出幅は１０００ｍｍ、エッジガイド幅も１０００ｍｍとし、カーテン高さ（ダイの吐出口から被塗物までの距離）は１００ｍｍとした。エッジガイドは、最上部の１５ｍｍはステンレス製の棒（直径１０ｍｍ）、下方に移動する部分のエッジガイドは硬質ゴム（幅１０ｍｍ、カーテンと接する部分の長さ６５ｍｍ）、最下部の１０ｍｍはステンレス製の棒（直径１０ｍｍ）とした。３つの部材のカーテンに接する線は、ダイから下方に鉛直に伸ばした線上に一直線となるように配置した。エッジガイドの被塗物の幅方向の位置は固定されている。硬質ゴムの部分を、プーリー２を回転させることによって鉛直方向の速度１．２ｍ／分で下方に連続的に移動させた。ダイから、流量０．７０ｃｍ２／秒で溶剤型ポリエステル系樹脂液（不揮発分３７％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃１５０秒）を吐出して、カーテンを形成し、下方を７０ｍ／分で通過する幅１１００ｍｍの亜鉛めっき鋼板上に塗布し、焼き付けた。カーテンは安定に形成され、塗布時にもカーテンのエッジからの剥離や空気同伴現象は見られなかった（塗布幅は、カーテンがエッジガイドを離れてから被塗物の位置まで落下する間に、わずかに縮流するため９９８ｍｍ）。
【００１９】
（比較例１）
実施例１の塗布装置で、塗液や他の条件を同じとして、エッジガイドの硬質ゴムの部分を移動させずに静止させると、未塗装時にはカーテンが安定に形成できたが、塗布を始めるとカーテンがエッジガイドから剥離し、空気同伴によってエッジガイドから２０ｍｍの幅で未塗装部を生じた（鋼板上の塗布幅が本来１０００ｍｍあるべきところが、両端の２０ｍｍずつ未塗装となり、塗布された幅が９６０ｍｍとなった）。エッジガイドを連続したステンレス製の棒にして同様の塗布を行ったところ（棒は被塗物の幅方向の位置を固定し、カーテンが縮流しないようにした）、未塗装時にはカーテンが安定に形成できたが、塗布を始めるとカーテンがエッジガイドから剥離し、空気同伴によってエッジガイドから１５ｍｍの幅で未塗装部を生じた（塗布幅が９７０ｍｍとなった）。未塗装部を生じないようにするためには、ダイからの液の吐出量を１．０５ｃｍ２／秒まで上げる必要があった。
【００２０】
（実施例２）
実施例１において、エッジガイドの硬質ゴムの部分をステンレスチェーン（各輪の直径１０ｍｍで、ステンレス自体の直径１．５ｍｍ）に変更した。このステンレスチェーンの部分を、プーリー２を回転させることによって鉛直方向の速度１．２ｍ／分で下方に連続的に移動させた。ダイから、流量０．７０ｃｍ２／秒で溶剤型ポリエステル系樹脂液（不揮発分３７％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃１５０秒）を吐出して、カーテンを形成し、下方を７０ｍ／分で通過する幅１０５０ｍｍの亜鉛めっき鋼板上に塗布し、焼き付けた。カーテンは安定に形成され、塗布時にもカーテンのエッジからの剥離や空気同伴現象は見られなかった。
【００２１】
ダイを２層積層押し出し型に変更し、塗液としてポリエステル樹脂系の下塗り用樹脂液（不揮発分４３％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃９６秒）と、前述の樹脂液を用い、２層のカーテンを作り、前者が下層となるようにし、下層の流量０．２０ｃｍ２／秒、上層の流量０．５０ｃｍ２／秒（合計流量０．７０ｃｍ２／秒）とし、幅１０５０ｍｍ、移動速度７０ｍ／分の亜鉛めっき鋼板に塗布し、焼き付けた。カーテンは安定に形成され、塗布時にもカーテンのエッジからの剥離や空気同伴現象は見られなかった。
【００２２】
（実施例３）
次に、被塗物の幅を８００ｍｍに変更し、実施例２の２層押し出しダイ型のカーテンコーターで、塗液やライン速度、被塗物など他の条件も実施例２における２層押し出しダイ型のカーテンコーターと同じにして塗布実験を行ったところ、ダイからの吐出量が下層の流量を０．１８ｃｍ２／秒、上層の流量を０．４４ｃｍ２／秒（合計流量０．６２ｃｍ２／秒）としても、安定な塗布ができた。カーテン幅に対して被塗物幅を狭くすることで、実施例２に比べて安定な塗布が可能な流量は下がった。また、他の条件は変えずに被塗物の幅を９５０ｍｍにすると、安定な塗布が可能な流量は０．６７ｃｍ２／秒となり、安定塗布に必要な流量はやや上がった。
【００２３】
（比較例２）
実施例１のカーテンコーターで、エッジガイドをステンレス製の棒（下方に移動しない、また棒の上部はコーターに固定したが、下部は被塗物の幅方向の位置を固定しないため、カーテンの下方では縮流によって幅は狭くなる）とし、塗液は実施例１と同じとし、下方を７０ｍ／分で通過する幅８００ｍｍの亜鉛めっき鋼板上に塗布し、焼き付けた。安定して塗布を行うための最低流量は０．８５ｃｍ２／秒で比較例１でステンレス製の棒をエッジガイドとして幅１１００ｍｍの亜鉛めっき鋼板上に塗布を行った場合の安定流量１．０５ｃｍ２／秒よりもかなり小さくなり、より安定に塗布ができた。しかし、これまでに述べた実施例における最低流量よりは大きい。
【００２４】
また、このステンレス棒のエッジガイドのついたコーターで、９５０ｍｍ幅の鋼板に塗布すると、カーテンが下部で縮流しており（エッジガイドがカーテン側に引き込まれて幅が狭くなっている）、鋼板両端部の膜厚が中央部よりも厚くなっており、幅方向の均一な厚み分布が得られていなかった。
【００２５】
以上より、本発明は、カーテン幅に対して被塗物の幅が狭い場合に比べ、カーテン幅と同じかそれ以上の幅の被塗物に塗布する場合に、特に有効であることが確認できた。
【００２６】
（実施例４）
図３に示す装置を製作した。ダイは実施例１と同じ吐出幅１０００ｍｍのものを用いた。エッジガイドは上下方向に３分割し、最上部は実施例１と同様のステンレス棒（直径１０ｍｍ、長さ１５ｍｍ）、中央部はステンレスチェーン（カーテンと接する部分の長さ４０ｍｍ）、最下部もステンレスチェーン（カーテンと接する部分の長さ４０ｍｍ）とした。エッジガイド幅は１０００ｍｍとした。３つの部材のカーテンに接する線は、ダイから下方に鉛直に伸ばした線上に一直線となるように配置した。ダイの吐出部から被塗物２までの距離は１００ｍｍとした。最上部のエッジガイドは静止状態で、中央部のエッジガイドのカーテンに接する面を鉛直方向速度０．６ｍ／分で、最下部のエッジガイドのカーテンに接する面を鉛直方向速度１．４ｍ／分で、それぞれ連続的に下方に移動させた。エッジガイドの移動は、プーリー２をモーターで回転させることによって行った。ダイから、流量０．６２ｃｍ２／秒で溶剤型ポリエステル系樹脂液（不揮発分３７％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃１５０秒）を吐出してカーテンを形成し、下方を７０ｍ／分で通過する幅１０５０ｍｍの亜鉛めっき鋼板上に塗布し、焼き付けた。カーテンは安定に形成され、塗布時にもカーテンのエッジからの剥離や空気同伴現象は見られなかった（塗布幅は、エッジガイド下方でわずかにカーテンの縮流があるため、９９８ｍｍ）。実施例１ではダイからの吐出流量を０．６２ｃｍ２／秒に減じると、未塗布時でもカーテンの安定性が悪く、ときどきカーテンがエッジガイドから剥離する現象が発生したので、実施例２の装置の方がより安定した塗布が可能であり、分割したエッジガイドのうちの下方の部分の移動速度を上げる効果が確認できた。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、カーテンコーターのカーテン安定性、エッジ部の空気同伴現象を、溶剤などの追加資材を使用することなく低減でき、カーテンコーターによる塗布作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エッジガイドの説明のための図。
【図２】本発明の「カーテンの落下方向に移動するエッジガイド」の説明図、及び実施例１〜３の説明図。
【図３】実施例４の説明図。
【図１】
2004136143.tif 000003
【図２】
2004136143.tif 000004
【図３】
2004136143.tif 000005