(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搬送ラインに沿って連続的に搬送されるウェブの表面にコーティング剤を過剰に塗布するステップと、前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の一部を回転する計量ロッドにより掻き落とし、前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の膜厚を一定にするステップとを有するコーティング方法であって、
前記計量ロッドにその回転方向に沿った所定の振動を与えるステップを具えたことを特徴とするコーティング方法。
【請求項２】
前記コーティング剤は、フィラーが添加されたものであることを特徴とする請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項３】
前記計量ロッドは、芯金にワイヤを巻回した線巻ロッドであり、前記ワイヤの線径が０.０５〜１.５mmの範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコーティング方法。
【請求項４】
前記振動の振動数が３０〜３０００Hzの範囲内にあることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のコーティング方法。
【請求項５】
所定の搬送ラインに沿って連続的に搬送されるウェブの表面にコーティング剤を過剰に塗布するためのアプリケーションロールと、
前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の一部を掻き落としてその膜厚を一定にするための計量ロッドと、
この計量ロッドを駆動回転するためのロッド駆動手段と、
前記計量ロッドにその回転方向に沿った所定の振動を与える回転振動付与手段と
を具えたことを特徴とするロッドコータ。
【請求項６】
前記回転振動付与手段によって前記計量ロッドに与えられる前記振動の振動数が３０〜３０００Hzの範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載のロッドコータ。
【請求項７】
前記回転振動付与手段が起振器であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のロッドコータ。
【請求項８】
ロッド駆動手段がステッピングモータであり、このステッピングモータが前記回転振動付与手段を兼ねていることを特徴とする請求項５または請求項６の何れかに記載のロッドコータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の搬送ラインに沿って連続的に搬送されるウェブの表面に一定膜厚のコーティング剤を塗布するコーティング方法およびロッドコータに関し、特にフィラーが添加されたコーティング剤を塗布する場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続的に搬送されるウェブ、例えばロール紙，布帛，プラスチックフィルム，金属箔などの表面に各種コーティング剤の塗工膜を形成する場合、グラビアコータやロールナイフコータ，リップコータあるいはロッドコータなどの塗工装置が用いられる。これらの塗工装置のうち、ロッドコータはウェブに過剰のコーティング剤を供給するアプリケーション系と、ウェブから過剰なコーティング剤を掻き落として所定の塗工膜厚に形成するミータリング系とを具えている。すなわち、連続的に搬送されるウェブの表面にコーティング剤を過剰に供給してこれを塗布した後、ウェブの搬送方向に対して正回転または逆回転している計量ロッドにより、過剰に塗布されたコーティング剤をウェブの表面から掻き落とし、所定の厚みを持ったコーティング剤の塗工膜をウェブの表面に形成する。
【０００３】
このようなロッドコータで用いられる計量ロッドにおいて、芯金の外周にワイヤを緊密に巻き付けた線巻ロッドは、ウェブに対してコーティング剤の塗工膜厚を比較的薄くする必要がある場合に多用されており、コーティング剤の固形分濃度や粘度を調整することで、比較的幅広い塗工膜厚に対応することが可能である。また、ワイヤの直径を太くするほどウェブに対するコーティング剤の塗工膜厚を厚くすることができ、逆にワイヤの直径を細くするほどウェブに対するコーティング剤の塗工膜厚を薄くすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
計量ロッドとして巻線ロッドを用いた従来のロッドコータにおいては、コーティング剤が塗工されるウェブの表面と巻線ロッドの隣接するワイヤとで挟まれる略三角形断面形状の空間、つまりセルが非常に小さいため、長時間に亙る連続操業を行った場合、ロッドホルダ内に異物、例えば塵埃や樹脂ゲル状体あるいはフィラー粒子などが上述したセルの部分に次第に蓄積されて目詰まりを起こす結果、塗工膜の膜厚が不均一となって筋状の模様が入る現象、つまり筋欠陥が度々発生し、塗工製品の歩留まりを低下させてしまう問題があった。また、このような筋欠陥は、ウェブの搬送速度が増大するほど頻繁に発生する傾向を持つため、高速搬送状態にあるウェブに対して均一な厚みの品質の良好な塗工膜を形成することが極めて困難であった。
【０００５】
また、このような筋欠陥が発生した場合には、一時的に計量ロッドを停止させたり逆転させたりすることにより、筋欠陥の原因となっている目詰まりした異物を通過させるか、あるいはウェブの搬送ラインを停止して新しい計量ロッドと交換し、ラインから取り外した目詰まりを起こしている計量ロッドの洗浄を行う必要があり、その製造歩留まりを低下させてしまう不具合があった。
【０００６】
特に、フィラーが添加されたコーティング剤をウェブに塗布する場合、ワイヤの線径が０.４mm以下の線径のワイヤを用いた巻線ロッドを使用すると、上述し た目詰まりによる筋欠陥が多発するため、任意の塗工膜厚にコントロールすることがほとんど不可能であり、コーティング剤を良好な品質で薄く塗工することができなかった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、フィラーが添加されたコーティング剤であっても、計量ロッドの目詰まりに伴う筋模様の発生を抑制して一定膜厚に塗布し得るコーティング方法およびロッドコータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、所定の搬送ラインに沿って連続的に搬送されるウェブの表面にコーティング剤を過剰に塗布するステップと、前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の一部を回転する計量ロッドにより掻き落とし、前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の膜厚を一定にするステップとを有するコーティング方法であって、前記計量ロッドにその回転方向に沿った所定の振動を与えるステップを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の形態は、所定の搬送ラインに沿って連続的に搬送されるウェブの表面にコーティング剤を過剰に塗布するためのアプリケーションロールと、前記ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の一部を掻き落としてその膜厚を一定にするための計量ロッドと、この計量ロッドを駆動回転するためのロッド駆動手段と、前記計量ロッドにその回転方向に沿った所定の振動を与える回転振動付与手段とを具えたことを特徴とするロッドコータにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態によるコーティング方法において、コーティング剤はフィラーが添加されたものであってよく、計量ロッドが芯金にワイヤを巻回した線巻ロッドであって、ワイヤの線径が０.０５〜１.５mmの範囲にあってよい。
【００１１】
芯金として直径が３〜２５mmの鋼，ステンレス鋼，真鍮などを採用可能であり、またワイヤとしてピアノ線，ステンレス鋼線，真鍮線，タングステン線などの金属線や、ナイロンフィラメント，ポリエチレンテレフタレート（テトロン：東レ株式会社）フィラメントなどの合成樹脂フィラメントなどを用いることができ、ワイヤを芯金に多条巻きまたは多重巻きすることも有効である。
【００１２】
線巻ロッドに代えて外周面に所定の深さの溝を所定ピッチで形成した彫刻ロッドや転造ロッドを使用することも可能である。
【００１３】
計量ロッドの回転方向に沿った振動数が３０００Hzよりも高い場合には、本発明の効果を充分得られなくなり、逆に３０Hzよりも低い場合には塗工膜の表面に筋模様が発生する場合があるため、その振動数は３０〜３０００Hzの範囲内にあることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の形態によるロッドコータにおいて、回転振動付与手段によって計量ロッドに与えられる振動数が３０００Hzよりも高い場合には、本発明の効果を充分得られなくなり、逆に３０Hzよりも低い場合には塗工膜の表面に筋模様が発生する場合があるため、その振動数は３０〜３０００Hzの範囲内にあることが好ましい。
【００１５】
回転振動付与手段が起振器であってよく、あるいはロッド駆動手段がステッピングモータであって、このステッピングモータが回転振動付与手段を兼ねていてもよい。
【００１６】
【実施例】
本発明によるロッドコータの実施例について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００１７】
第１の実施例におけるロッドコータの概略構造を図１に示し、そのミータリング系の外観を図２に示し、その計量ロッドの部分を図３に拡大して破断状態で示す。すなわち、図１中、左側から右側へと通過するように水平に搬送されるウェブＷの直下には、図示しないローラ駆動モータにより図１中、右まわりに駆動回転するアプリケーションローラ１１が配置され、その上端がウェブＷの全幅に亙ってその裏面に接触した状態となっている。アプリケーションローラ１１の下端部は、コーティング剤Ｃが供給される供給パン１２内に位置し、この供給パン１２に貯溜されたコーティング剤Ｃに浸漬された状態となっている。このようにして、ウェブＷの搬送に同期してアプリケーションローラ１１が駆動回転することにより、供給パン１２に貯溜されたコーティング剤ＣがウェブＷの裏面全体に過剰に塗布されるようになっている。
【００１８】
なお、本実施例におけるアプリケーション系ではアプリケーションローラ１１によるロール塗布法を採用しているが、ディップ塗布法やファウンテン塗布法などの他の塗布方法によってウェブＷの裏面にコーティング剤Ｃを過剰に塗布することも可能である。また、コーティング剤Ｃとしては、用途に応じて高分子化合物の水溶液，有機溶媒液，顔料分散液，染料分散液，無機物フィラー分散液，コロイド溶液などをが用いられ、その物性についても用途に応じて数ミリパスカル秒の極低粘度溶液から数千ミリパスカル秒の高粘度溶液まで適宜選択可能である。
【００１９】
供給パン１２と、この供給パン１２に補給されるコーティング剤Ｃを貯溜するコーティング剤貯溜タンク１３とは、補給管路１４を介して連通状態にあり、この補給管路１４には、コーティング剤貯溜タンク１３内のコーティング剤を供給パン１２に補給するための補給ポンプ１５が介装されている。また、供給パン１２に貯溜されるコーティング剤Ｃの液面高さを一定に保持すると共にコーティング剤Ｃの液面に浮遊する気泡を除去するため、供給パン１２には、コーティング剤貯溜タンク１３に連通する溢流管２７が設けられている。補給ポンプ１５は、アプリケーションローラ１１による供給パン１２からウェブＷへのコーティング剤Ｃの供給に伴って作動し、溢流管２７から余分なコーティング剤Ｃがコーティング剤貯溜タンク１３に戻されるようにし、これによって供給パン１２に貯溜されるコーティング剤Ｃの液面高さを一定に保持する。
【００２０】
アプリケーションローラ１１よりもウェブＷの搬送方向下流側には、ロッド駆動モータ１６により図１中、左まわりに駆動回転する計量ロッド１７が配置され、さらにウェブＷを挟んでこの計量ロッド１７反対側に一対の案内ロール２８が配置されている。これら一対の案内ロール２８は、計量ロッド１７の上流側と下流側とに位置し、これら一対の案内ロール２８によって計量ロッド１７の上端がウェブＷの全幅に亙ってその裏面に安定して接触した状態となる。アプリケーションローラ１１によりウェブＷの裏面に過剰に塗布されたコーティング剤Ｃを所定の膜厚に規定するための計量ロッド１７は、その下方に設置されたコーティング剤回収パン１８から上方に突出するＶブロック状断面を持つロッドホルダ１９に対して回転自在に支持されている。コーティング剤回収パン１８と前記コーティング剤貯溜タンク１３とは、回収管路２０を介して連通しており、従って計量ロッド１７によりウェブＷの裏面から掻き落とされたコーティング剤Ｃは、その直下に位置するコーティング剤回収パン１９内に流れ込み、回収管路２０からコーティング剤貯溜タンク１３に戻されるようになっている。
【００２１】
本実施例の計量ロッド１７は、直径が６mmのステンレス鋼製の芯金２１の外周に、直径が０.０５〜１.５mmのステンレス鋼線２２を巻回した巻線ロッドを用いており、上述したように図１中、左回りに駆動回転させるようにしたが、これを右まわりに駆動回転させることも可能である。
【００２２】
このような本発明によるロッドコータの実施例におけるミータリング系の部分の外観を図２に示す。すなわち、継手２３を介して計量ロッド１７に接続するロッド駆動モータ１６は、起振器２６を介してブラケット２５に取り付けられている。本実施例による起振器２６は、ロッド駆動モータ１６を計量ロッド１７と共にその軸心回りに機械的に正逆転させるものであり、これによって計量ロッド１７に回転振動を与えるようにしている。具体的には、この起振器２６をモータと類似の構造の回転揺動型アクチュエータで構成し、起振電流を流すことによってロッド駆動モータ１６が連結されるロータ部を３０〜３０００Hzの範囲の振動数で回転揺動させればよい。計量ロッド１７の外周面における円周方向の振幅が０.５mm、より好ましくは０.２〜０.３mmの範囲の振動を計量ロッド１７の回転方 向に沿って与えることができるようにしている。この場合、コーティング剤Ｃの粘度が高くなるほど、また顔料分散液や無機物フィラー分散液などのコーティング剤Ｃを使用した場合には、その比重や添加物の量が増大するほど、振動数を高周波側へシフトすることが一般的に好ましい。
【００２３】
このように、計量ロッド１７をその回転方向に沿って振動を与えることにより、ウェブＷに対するコーティング剤Ｃの塗布作業が長時間に亙った場合でも、駆動回転する計量ロッド１７とロッドホルダ１９との間に介在するフィラーや塵埃などの異物が掻き出されて目詰まりしにくくなる。この結果、ウェブＷに塗布されるコーティング剤Ｃに対して筋欠陥などの不具合の発生が抑制され、均一かつ安定してコーティング剤ＣをウェブＷに塗布することができる。
【００２４】
なお、ロッド駆動モータ１６と計量ロッド１７とを接続する上述した継手２３として、ベローズ形あるいはコイル形などの可撓性を有するのものを使用することも可能であるが、起振器２６によって発生する振動を緩和することなく、計量ロッド１７にそのまま伝達できるように、剛体構造のものを使用することが好ましい。
【００２５】
上述したようなロッドコータを用い、ウェブＷとして全長が約５０００ｍ、幅が１５００mm，坪量が１３０ｇ/ｍ2のコート紙を毎分６０メートルの割合で連続的に搬送する一方、計量ロッド１７の回転速度を毎分８０回転に設定すると共にその振動数を３０００Hzに設定し、ウェブＷの搬送中においてコート紙に塗布されるコーティング剤として平均粒径が５μｍの無機フィラーを分散したニュートン流体、具体的には２５℃で約１０ミリパスカル秒の粘度を持つ高分子化合物の有機溶媒液の塗布実験を行った。
【００２６】
その結果、計量ロッド１７のワイヤ２２の線径が０.０５mmまで目詰まりや筋 欠陥が全く発生せず、コーティング剤Ｃを薄くかつ均一な厚さでウェブＷに塗布することができ、フィラーが添加されたコーティング剤Ｃであっても、ウェブＷに対するその膜厚を広い範囲に亙って制御できることを確認できた。また、ワイヤ２２の線径が１.０mmの場合には計量ロッド１７の振動数を５０Hz，線径が０.４mmの場合には振動数を１０００Hzに設定することにより、何れの場合においても目詰まりや筋欠陥が全く発生しないことを確認できた。
【００２７】
これに対し、計量ロッド１７をその回転方向に振動させなかった場合、計量ロッド１７のワイヤ２２の線径が０.４mmで目詰まりによる筋欠陥が発生してしま い、本実施例のようにコーティング剤ＣをウェブＷに薄く塗布することが困難であり、ウェブＷに対するコーティング剤Ｃの膜厚を広い範囲に亙って制御できないとが判明した。
【００２８】
上述した実施例では、機械的な起振器２６を用いて計量ロッド１７を回転させると同時にその回転方向に沿って振動させたが、ステッピングモータなどのパルスモータをロッド駆動モータ１６として採用し、このロッド駆動モータ１６を本発明の回転振動付与手段と兼ねさせることも可能である。
【００２９】
このような本発明によるロッドコータの他の実施例におけるミータリング系の部分の外観を図４に示すが、先の実施例と同一機能の要素には、これと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、  継手２３を介して計量ロッド１７に連結される本実施例のロッド駆動モータ１６は、ウェブＷの搬送ラインに沿って設置された架台２４の上にブラケット２５を介して固定されている。このロッド駆動モータ１６は、計量ロッド１７の回転方向に沿った所定の振動を付与することが可能なパルスモータ、例えばステッピングモータまたはＡＣサーボモータを本発明の回転振動付与手段として使用して計量ロッド１７を回転させると同時に、計量ロッド１７に振動数が３０〜３０００Hzのラジアル振動を付加すればよい。この場合、回転角度に対する制御分解能が低いステッピングモータを使用することが好ましい。
【００３０】
これによって、ロッド駆動モータ１６による計量ロッド１７の回転振動により、ウェブＷに対するコーティング剤Ｃの塗布作業が長時間に亙った場合でも、駆動回転する計量ロッド１７とロッドホルダ１９との間に介在するフィラーや塵埃などの異物が掻き出されて目詰まりしにくくなり、ウェブＷに塗布されるコーティング剤Ｃに対して筋欠陥などの不具合の発生が抑制され、均一かつ安定してコーティング剤ＣをウェブＷに塗布することが可能である。
【００３１】
なお、計量ロッド１７に対する本発明の回転振動付与手段として、上述した実施例以外に電歪や磁歪などの技術を利用したり、継手２３として電磁誘導方式やブラシ方式の電気的接続を利用するものを採用することにより、計量ロッド１７に所定の振動を与えることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のコーティング方法によると、計量ロッドにその回転方向に沿った所定の振動を与えるようにしたので、フィラーを添加したコーティング剤を塗布する場合であっても、計量ロッドにフィラーなどが目詰まりするような不具合を防止することができ、ウェブの表面にコーティング剤を均一かつ平滑に塗布することができる。
【００３３】
コーティング剤にフィラーを添加したものであっても、芯金に線径が０.０５ 〜１.５mmの範囲にあるワイヤを巻回した線巻ロッドを計量ロッドとして目詰ま りさせることなく使用でき、コーティング剤を良好な平滑性を以てウェブの表面に均一に塗布することができ、塗工膜厚の調整範囲を拡げることができる。
【００３４】
振動数を３０〜３０００Hzの範囲内に収めた場合には、本発明の効果をより確実に得ることができる。
【００３５】
本発明のロッドコータによると、ウェブの表面に塗布されたコーティング剤の一部を掻き落としてその膜厚を一定にするための計量ロッドに対し、その回転方向に沿って所定の振動を与える回転振動付与手段を設けたので、フィラーを添加したコーティング剤を塗布する場合であっても、計量ロッドにフィラーなどが目詰まりするような不具合を防止することができ、ウェブの表面にコーティング剤を均一かつ平滑に塗布することができる。
【００３６】
回転振動付与手段によって計量ロッドに与えられる振動数を３０〜３０００Hzの範囲内に収めた場合には、本発明の効果をより確実に得ることができる。
【００３７】
回転振動付与手段として起振器を用いた場合には、振動の制御を簡単に行うことができる。
【００３８】
ロッド駆動手段としてステッピングモータを使用した場合には、このステッピングモータを回転振動付与手段として兼用させることができるため、部品点数を削減してロッドコータをコンパクト化し、さらに種々のコーティング作業条件に適合した任意の振動を計量ロッドに容易に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるロッドコータの一実施例を表す概念図である。
【図２】図１に示したロッドコータにおけるミータリング系の外観を表す斜視図である。
【図３】図２に示した実施例におけるミータリング系の主要部を構成する巻線ロッドの部分の破断正面図である。
【図４】本発明によるロッドコータの他の実施例におけるミータリング系の外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
Ｗ  ウェブ
Ｃ  コーティング剤
１１  アプリケーションローラ
１２  供給パン
１３  コーティング剤貯溜タンク
１４  補給管路
１５  補給ポンプ
１６  ロッド駆動モータ
１７  計量ロッド
１８  コーティング剤回収パン
１９  ロッドホルダ
２０  回収管路
２１  芯金
２２  ワイヤ
２３  継手
２４  架台
２５  ブラケット
２６  起振器
２７  溢流管
２８  案内ロール
【図１】
0004836372.tif 000002
【図２】
0004836372.tif 000003
【図３】
0004836372.tif 000004
【図４】
0004836372.tif 000005