(57)【要約】支持体上の湿潤塗膜の均一性は、前記塗膜を第１の位置において周期的ピックアンドプレイス装置（１５）の湿潤表面に接触させ、前記第１の位置とは異なり、前記第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連しない前記支持体上の位置において、前記塗膜を前記湿った表面に再度接触させることにより改善される。塗膜は、不均一な湿潤塗膜を塗布し、前記塗膜を第１の位置において周期的ピックアンドプレイス装置の湿潤表面に接触させ、前記第１の位置とは異なり、前記第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連しない前記支持体上の位置において、前記湿潤表面に前記塗膜を再度接触させて支持体に塗布される。こうした方法は、極めて均一な塗膜および極めて薄い塗膜を非常に高速度で形成することができる。前記塗膜は、明確に画定された縁部、および個々に調節可能な塗膜厚さを有するレーン状に塗布されることができる。前記ピックアンドプレイス装置は乾燥を促進し、塗膜厚さのサージに対する乾燥オーブンの感度を減少させる。こうした方法を実施するための機器は、製造、構成および操作が単純であり、塗膜の厚さを変更し、塗膜の変動を補正するように容易に調節することができる。
2004517718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上の湿潤塗膜の均一性を改善するための方法であって、
前記塗膜を第１の位置において、
ａ）周期的に関連しない３個以上の周期的なピックアンドプレイス装置、または
ｂ）同じ回転方向を有する２個以上の回転周期的ピックアンドプレイス装置
の湿潤表面に接触させるステップと、
第１の位置とは異なり、第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連がない支持体上の位置において、前記湿潤表面部分に前記塗膜を再度接触させるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記ピックアンドプレイス装置の少なくとも１個がロールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
３個以上のピックアンドプレイスロールを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
３個以上のロールが互いに異なる直径を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記支持体が回転エンドレスベルトまたは移動ウェブを含み、前記ロールが前記ベルトまたはウェブと共に回転する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１個のロールが非駆動である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
すべてのロールが非駆動である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも４個のピックアンドプレイス装置を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも５個のピックアンドプレイス装置を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記支持体と少なくとも１個のロールとの間に速度差が存在する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記支持体と２個以上のロールとの間に速度差が存在する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記速度差が周期的である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記速度差が正弦曲線状である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記速度差の２つが、ある時間の間は互いに異符号である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記２つの速度差が周期的であり、互いに位相不一致である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記２つの速度差が１８０°の位相不一致である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ピックアンドプレイス装置が、均一性が改善された塗膜を生成するように選択された接触周期を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１個のピックアンドプレイス装置の周期が、前記装置の作動時に変更可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記周期が、ピックアンドプレイスロールの回転速度を変更することにより変更されることができる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記周期が、ピックアンドプレイスロールの直径を変更することにより変更される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記周期が、制御システムからの制御信号に応答して変更される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記周期が、厚さ感知装置からの信号に応答して変更される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
塗膜を支持体に塗布する方法であって、
不均一な湿潤塗膜を前記支持体に塗布し、前記塗膜を第１の位置において、
ａ）周期的に関連しない３個以上の周期的ピックアンドプレイス装置、または
ｂ）同じ回転方向を有する２個以上の回転周期的ピックアンドプレイス装置
の湿潤表面に接触させるステップと、
前記第１の位置とは異なり、前記第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連しない前記支持体上の位置において、湿潤表面部分に塗膜を再度接触させるステップとを含む方法。
【請求項２４】
前記不均一な塗膜が不連続に塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記不均一な塗膜が、噴霧により塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記塗布された塗膜が最初は空隙を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記不均一な塗膜がストライプ状に塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記不均一な塗膜が、予め塗布された前記塗膜層により既に湿っている支持体に塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記不均一な塗膜が乾燥支持体に塗布され、前記塗布された塗膜が最初は空隙を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記不均一な塗膜が周期的に塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記塗布される塗膜の周期が、厚さ感知装置からの制御信号に応答して変更される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記支持体が、ある移動方向を有するロール、エンドレスベルトまたは移動ウェブを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記塗布される塗膜が、前記移動方向において変化する厚さを最初に有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記厚さが周期的に変動する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記周期が時間の経過と共に変化する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記塗布される塗膜の厚さが、前記移動方向において最初は不連続である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記塗膜が１個または複数のノズルから塗布され、前記ノズルの少なくとも１個が、前記移動方向とは異なる方向に支持体を横断する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記平均塗膜厚さを予め計測することができる、請求項２３に記載の方法。
【請求項３９】
前記支持体が転写ベルトまたは転写ロールを含み、前記ピックアンドプレイス装置がロールを含み、移動ウェブに、前記転写ベルトまたは転写ロールの塗布部分が接触し、その結果、前記塗膜の一部が前記ウェブに転写される、請求項２３に記載の方法。
【請求項４０】
前記塗布される塗膜が最初は空隙を有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記転写される塗膜に実質的に空隙がない、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記転写ベルトの周期または転写ロールの周期、および少なくとも１個の前記ピックアンドプレイスロールの周期が、互いの整倍数として関連しない、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記ピックアンドプレイスロールの少なくとも２対が、互いの整倍数として関連しない、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記不均一な塗膜が周期的に塗布される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記塗膜のアプリケータの周期および少なくとも１個の前記ピックアンドプレイスロールの周期が、分子および分母が１〜２０の範囲の整数である分数で表されることができない、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記塗膜が１本または複数本のストライプとして塗布され、前記ピックアンドプレイス装置がロールを含み、前記ロールの周期の少なくとも２つが「分数ロールサイズ」として関連せず、前記分数がｍ／ｄで与えられ、ここでｍおよびｄは整数であり、ｄは４１未満である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
サイズｘおよびｙを有する少なくとも１対のロールが、ｓ、ｔ、ｕおよびｖのすべてが−２０〜２０のすべての整数である方程式ｙ  ＝  （ｓ／ｔ）ｘ  ＋  ｕ／ｖにより関連しない、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
サイズｘおよびｙを有する少なくとも１対のロールが、ｓ、ｔ、ｕおよびｖのすべてが約−２０〜２０のすべての整数である方程式ｙ  ＝  （ｓ／ｔ）ｘ  ＋  ｕ／ｖで表される線の任意の交点に関連しない、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記塗膜が１本または複数本のレーン状に塗布される、請求項２３に記載の方法。
【請求項５０】
前記塗膜が、隣接する２本以上のレーン状に塗布される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記塗膜を乾燥させるその他のステップであって、前記ピックアンドプレイス装置が乾燥速度を増加させるステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項５２】
前記塗膜を乾燥させるその他のステップであって、前記ピックアンドプレイス装置が乾燥速度を増加させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５３】
前記塗膜が、最大厚さ、最小厚さ、および最大厚さから最小厚さを差し引いた値に等しい範囲の厚さを最初に有し、前記ピックアンドプレイス装置が前記範囲を７５％より大きく減少させる、請求項１に記載の方法。
【請求項５４】
前記ピックアンドプレイス装置が、前記範囲を９０％より大きく減少させる、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記塗膜が最初は空隙を有し、前記ピックアンドプレイス装置が前記空隙領域全体を５０％より大きく減少させる、請求項１に記載の方法。
【請求項５６】
前記ピックアンドプレイス装置が、７５％を超えて前記空隙領域全体を減少させる、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ピックアンドプレイス装置が前記空隙領域全体を９９％より大きく減少させる、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
１個または複数の前記ピックアンドプレイス装置の表面部分は溝を形成されるか、ローレットが切られるか、エッチングされるか、さもなければテクスチャー加工される、請求項１に記載の方法。
【請求項５９】
前記塗膜が乾燥、硬化、さもなければ固化され、約５μｍ未満の最終塗膜厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６０】
前記最終塗膜厚さが約１μｍ未満である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記最終塗膜厚さが約０．５μｍ未満である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記最終塗膜厚さが約０．１μｍ未満である、請求項５９記載の方法。
【請求項６３】
支持体上の液体塗膜の均一性を改善するための改善ステーションであって、
ａ）３個以上のピックアンドプレイス装置、または
ｂ）同じ回転方向を有する２個以上の周期的ピックアンドプレイス装置を含み、
前記支持体上の異なる位置において前記塗膜に周期的に接触および再度接触することができ、少なくとも３個の前記装置の周期が周期的に関連しない改善ステーション。
【請求項６４】
前記周期が、前記塗膜の均一性が改善されるように選択される、請求項６３に記載の改善ステーション。
【請求項６５】
前記液体塗膜に接触する一連の３個以上のロールを含み、前記３個以上のロールの回転周期が互いに周期的に関連しない、請求項６３に記載の改善ステーション。
【請求項６６】
５個以上のロールを含む、請求項６５に記載の改善ステーション。
【請求項６７】
不均一な塗膜を支持体に塗布するための塗布ステーションと、前記支持体の異なる位置に前記塗膜を周期的に接触および再度接触させることができる２個以上のピックアンドプレイス装置とを含む装置であって、前記ピックアンドプレイス装置の周期が、前記塗膜の均一性が改善されるように選択される装置。
【請求項６８】
前記塗布ステーションが、最初は不連続な塗膜を塗布する、請求項６７に記載の装置。
【請求項６９】
前記塗布ステーションが、１本または複数本のストライプ状の塗膜を塗布する、請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
塗膜を第１の支持体に塗布するための塗布ステーションと、前記塗膜を前記第１の支持体上の異なる位置に接触および再度接触させ、その結果、前記塗膜が前記第１の支持体上でより均一になるようにするための２個以上のピックアンドプレイス装置と、前記塗膜を前記第１の支持体から第２の支持体に転写するための転写ステーションとを含む装置。
【請求項７１】
少なくとも１本のレーンを前記第１の支持体上に塗布する塗布ステーションと、前記レーンを前記第２の支持体に転写する転写ステーションとを含む、請求項７０に記載の装置。
【請求項７２】
前記塗膜を乾燥させる乾燥ステーションをさらに含み、前記ピックアンドプレイス装置が、乾燥速度を増加させるロールを含む、請求項７０に記載の装置。
【請求項７３】
前記塗膜を乾燥させる乾燥ステーションをさらに含み、前記ピックアンドプレイス装置が、乾燥速度を増加させるロールを含む、請求項６７に記載の装置。
【請求項７４】
前記塗膜を乾燥させる乾燥ステーションをさらに含み、前記装置が、乾燥速度を増加させるロールを含む、請求項６３に記載の改善ステーション。
【請求項７５】
不均一な湿潤塗膜を有する支持体に接触および再度接触する複数のピックアンドプレイス装置を備え、前記ピックアンドプレイス装置が前記塗膜の乾燥速度を増加させる装置。
【請求項７６】
前記不均一な湿潤塗膜が不連続である、請求項７５に記載の装置。
【請求項７７】
前記支持体が移動ウェブを含む、請求項７５に記載の装置。
【請求項７８】
前記支持体が電子フィルム、その成分または先駆物質を含む、請求項７５に記載の装置。
【請求項７９】
前記塗膜が、１個または複数のピックアンドプレイス装置を約４５°未満の接触角度で濡らす、請求項７５に記載の装置。
【請求項８０】
５個以上のピックアンドプレイス装置を含む、請求項７５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、支持体に塗布し、不均一であるかまたは欠陥のある塗膜を改善するための装置および方法に関する。
【０００２】
技術の背景
移動ウェブおよびその他の固定または移動支持体に塗布するための多くの公知の方法および装置がある。いくつかは、Ｂｏｏｔｈ，  Ｇ．Ｌ．著、「Ｔｈｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ」（塗布機）、Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ（パルプおよび紙の製造）第８巻、Ｃｏａｔｉｎｇ，  Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ（塗布、変換および加工）（第３版、１９９０年）、７６〜８７ページに記載されている。たとえば、グラビアロールコーター（米国特許第５，６２０，５１４号）は、比較的薄い塗膜を比較的高作業率で形成することができる。所望の特定の平均厚さ（ｃａｌｉｐｅｒ）を達成するには、異なるパターンのグラビアロールを使って数回試みる必要がある。作業時の要因、たとえばドクターブレードの圧力、塗布速度、温度または液体の粘度の変動は、全体的な塗布重量の変動、縦方向または横方向において局所的に不均一な厚さを生じる可能性がある。
【０００３】
バーマークおよびチャターマークは、ウェブに沿って延在する厚い塗膜上の薄い帯である。こうしたマークは欠陥とみなされ、振動、流れの脈動、ウェブ速度の変動、隙間の変動およびロール駆動装置の振動などの要因によって生じる可能性がある。チャターマークは一般に周期的だが、バーマークは、無作為なシステムの変動によって生じる可能性がある。ＧｕｔｏｆｆおよびＣｏｈｅｎ著、「Ｃｏａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｒｙｉｎｇ  Ｄｅｆｅｃｔｓ」（塗布および乾燥の欠陥）（ニューヨーク、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、１９９５年）には、ウェブを横断するマークの多くの原因について説明し、基本的な原因を特定して排除することにより、こうしたマークを除去することを強調している。この方法は、相当の時間と努力を要する可能性がある。
【０００４】
複合レーンコーターとしては、米国特許第３，９２０，８６２号、同第５，５９９，６０２号、同第５，７３３，６０８号および同第５，８７１，５８５号に記載されているものが挙げられる。グラビア塗布は、グラビアロール上に離間配置された周方向パターン、またはウェブ支持ロール上に周方向のアンダーカットを使用することにより、塗布ステーションに１種類の調合物のウェブ下流レーンを形成するために使用することもできる。しかし、ニップにおいて生じる混合により、異なる調合物の隣接レーンに、同じグラビアロールから塗布することはできない。
【０００５】
あるグラビアロール塗布作業条件によって、グラビアロールパターンは湿潤塗膜に生じる。グラビアロールのマークは、グラビアロールからウェブ下流に位置する弓状の可撓性平滑化フィルムを使って（たとえば、米国特許第５，４４７，７４７号を参照のこと）、中間の塗布ロールを支持する１個または複数の平滑化ロールを使って（たとえば、米国特許第４，３７８，３９０号を参照のこと）、またはグラビアロールからウェブ下流に位置する平滑化ロールの集合を使って（たとえば、第４，２６７，２１５号を参照のこと）除去することができる。’２１５特許の実施例１〜７では、連続塗膜はプラスチックフィルムに塗布され、その後、非駆動同時回転安定化ロール６８、および直径が等しい３個の逆回転塗布ロール７０の集合に接触した。安定化ロールおよび塗布ロールの個々の直径は開示されていないが、図面から２：１の割合であることが明らかである。’２１５特許の実施例１０では、アプリケータロールの速度は、ウェブに塗布される塗膜の均一性が悪化し始めて（毎秒０．５１ｍの周囲アプリケータ速度において）、余分な塗液が、ロール７０の上流のウェブ表面上に蓄積し始める（毎秒０．６１ｍの周囲アプリケータロール速度において）まで増加させた。１．８４μｍまでの厚さを有する塗膜が報告されている。
【０００６】
ブラシまたはローラ平滑化装置を有する数種類のコーターも、上記のＢｏｏｔｈの論文に記載されている。
【０００７】
非常に薄い塗膜（たとえば、約０．１〜約５μｍ）は、塗布調合物を溶剤で希釈することにより、グラビアロール上で得られる。溶剤は、健康、安全性、環境およびコストの点で好ましくない。
【０００８】
マルチロールコーター（たとえば、米国特許第２，１０５，４８８号、同第２，１０５，９８１号、同第３，０１８，７５７号、同第４５６９，８６４号および同第５，５３６，３１４号を参照のこと）は、薄い塗膜を形成するために使用することもできる。マルチロールコーターは、Ｂｏｏｔｈによって示され、Ｂｅｎｊａｍｉｎ，  Ｄ．Ｆ．、Ｔ．Ｊ．  ＡｎｄｅｒｓｏｎおよびＬ．Ｅ．  Ｓｃｒｉｖｅｎ著、「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｏｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：  Ｓｔｅａｄｙ  −Ｓｔａｔｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」（複合ロールシステム：定常状態動作）、第４１巻、ＡＩＣｈＥ  Ｊ．、１９９５年、１０４５ページ、Ｂｅｎｊａｍｉｎ，  Ｄ．Ｆ．、Ｔ．Ｊ．  ＡｎｄｅｒｓｏｎおよびＬ．Ｅ．  Ｓｃｒｉｖｅｎ著、「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｏｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：  Ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅｓ  ａｎｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」（複合ロールシステム：抵抗時間および動的反応）、第４１巻、ＡＩＣｈＥ  Ｊ．、１９９５年、２１９８ページで考察されている。市販の前進ロール転写コーターは、一般に、３個から７個の一連の逆回転ロールを使用して、塗液を液溜めからロールを介してウェブに転写する。これらのコーターは、シリコーン剥離ライナー塗膜を約０．５〜約２μｍという薄さの湿潤塗膜厚さで塗布することができる。所望の塗膜厚さおよび品質は、ロールの隙間、ロール速度比およびニップ圧を巧妙に設定して得られる。
【０００９】
米国特許第４，５６９，８６４号には、予め計量された厚く連続する塗膜が、押出しノズルによって第１の回転ロールに塗布され、次に、１個または複数の補助ロールにより、比較的高速の移動ウェブに転写される塗布装置が記載されている。押出しノズルは、均一かつ平滑に分布した塗膜を第１のロール上に形成するために、第１のロールの極めて近くに（たとえば、２５〜５０μｍ）に配置される。
【００１０】
米国特許第５，４６０，１２０号には、塗膜が、弾力的な圧縮可能かつ飽和可能なアプリケータからすぐ上流において、移動ウェブの下側にスプレー塗布される塗布装置が記載されている。
【００１１】
静電スプレー塗布装置（米国特許第４，７４８，０４３号、同第４，８３０，８７２号、同第５，３２６，５９８号、同第５，７０２，５２７号および同第５，９５４，９０７号）は、液体を噴霧し、噴霧された液体粒子を静電力の助力で蒸着させる。応用例によっては、所望の塗膜厚さは液体粒子の直径より大きく、液体粒子は互いの上に落下して合体し、塗膜を形成する。他の応用例では、所望の塗膜厚さは液体粒子の直径より小さい。このように薄いフィルム塗膜の場合、溶剤を使用することができるが、無溶剤塗膜が望ましい場合、液滴は、薄いフィルム塗膜の少量要件を満たすために、互いから多少離れたウェブ上に落下しなければならない。次に、液体粒子は、空隙のない連続塗膜状に融合するように展開しなければならない。展開には時間がかかり、このような静電スプレー塗布工程にとって、速度を制限するステップになる場合がある。表面の化学的性質が、液体が硬化または固化する前に、使用可能な時間内で支持体上に十分展開しない状態である場合、塗膜に空隙が残る。
【００１２】
発明の概要
本発明は、一態様では、支持体上の湿潤塗膜の均一性を改善する方法であって、塗膜を第１の位置において、
ａ）３個以上の周期的なピックアンドプレイス装置、または
ｂ）同じ回転方向を有する２個以上の回転周期的ピックアンドプレイス装置
の湿潤表面部分に接触させるステップと、
第１位置とは異なり、第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連がない支持体上の位置において、こうした湿潤表面部分に塗膜を再度接触させるステップとを含む方法を提供する。ピックアンドプレイス装置の配置位置は周期的に関連しない（つまり、互いに同じではないか、または整倍数ではない）ため、装置の動作は、支持体に沿った塗膜の欠陥を強化しない。
【００１３】
本発明は、塗膜を支持体に塗布する方法であって、不均一な湿潤塗膜を支持体に塗布し、塗膜を第１の位置において、
ａ）３個以上の周期的ピックアンドプレイス装置、または
ｂ）同じ回転方向を有する２個以上の回転周期的ピックアンドプレイス装置
の湿潤表面に接触させるステップと、
第１の位置とは異なり、第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連しない支持体上の位置において、湿潤表面部分に塗膜を再度接触させるステップとを含む方法も提供する。
【００１４】
本発明は、もう１つの態様では、支持体上の少なくとも１つの塗膜を含む少なくとも１本のレーンを塗布し、レーン内の塗膜が実質的に混合しないように、複数のこうしたレーンを随意に接触させる方法を提供する。
【００１５】
本発明は、こうした方法を実施する装置も提供する。本発明の装置は、一態様では、湿潤塗膜を支持体上の異なる位置で周期的に接触させ、再度接触させることができる２個以上のピックアンドプレイス装置を含む改善ステーションであって、装置の周期が、塗膜の均一性を改善するように選択される改善ステーションを備える。好ましい実施態様では、改善ステーションは、異なる回転周期を有する３個以上のロールを備える。もう１つの態様では、装置は、不均一な（好ましくは不連続な）塗膜を支持体に塗布する塗布装置を備え、改善ステーションは、塗膜を支持体上の異なる位置に接触および再度接触させるための２個以上の上記のピックアンドプレイス装置を備え、その結果、塗膜は支持体上でより均一になる。本発明は、さらにもう１つの態様では、不均一な（好ましくは不連続な）塗膜を第１の支持体に塗布するための塗布ステーションと、塗膜を第１の支持体上の異なる位置に接触および再度接触させるための２個以上の上記のピックアンドプレイス装置を備え、その結果、塗膜が第１の支持体上でより均一になる改善ステーションと、均一な塗膜を第１の支持体から第２の支持体に転写するための転写ステーションとを備える装置を提供する。上記の装置は、その他の態様では、少なくとも１本のレーンを前記第１の支持体上に塗布する塗布ステーションと、こうしたレーンを前記第２の支持体に転写する転写ステーションとを備える。
【００１６】
本発明の方法および装置は、支持体上における湿潤塗膜のより迅速な乾燥も促進する。したがって、本発明の方法は、その他の態様では、塗膜の乾燥をさらに含み、本発明の装置は、不均一な湿潤塗膜を有する支持体に接触および再度接触する複数のピックアンドプレイス装置を有し、その結果、ピックアンドプレイス装置は塗膜の乾燥速度を増加させる乾燥ステーションを含む。
【００１７】
本発明の方法は、極めて均一な塗膜および極めて薄い塗膜を非常に高速度で提供することができる。本発明の装置は、製造、構成および操作が単純であり、塗膜厚さを変更するために容易に調節することができる。
【００１８】
好適な実施態様の説明
図１を参照すると、公称厚さつまり厚さｈの液体の塗膜１１が、支持体（この場合、連続ウェブ）１０上に存在する。公称厚さ上の高さＨの不規則な局所的スパイク１２が何らかの理由で蒸着されるか、または不規則な局所的な凹部（たとえば、公称厚さ未満の深さＨ’の部分的なキャビティ１３、または深さｈの空隙１４）が何らかの理由で生じる場合、塗布された支持体の小さい長さは欠陥があり、使用不能である。本発明では、２個以上のピックアンドプレイス改善装置（図１に示さない）の塗膜の湿潤表面は、周期的（たとえば循環的）に塗膜１１に接触し、その結果、スパイク１２などの塗膜の不均一な部分は摘み取られて支持体上の他の位置に配置されるか、または塗膜材料は、凹部１４などの塗膜の不均一な部分に配置することができる。ピックアンドプレイス装置の配置周期は、ピックアンドプレイス装置の動作が支持体に沿った塗膜の欠陥を強化しないように選択される。ピックアンドプレイス装置は、必要に応じて、欠陥が生じている部分上の塗膜にのみ接触させることができる。別法によると、ピックアンドプレイス装置は、欠陥が接触位置に存在するかどうかに関わらず、塗膜に接触させることができる。
【００１９】
移動ウェブ上の塗膜１０を改善するために本発明に使用することができる一種のピックアンドプレイス装置１５を図２に示す。装置１５は、装置１５が中心軸２１の周囲で回転することを可能にするハブ２０を有する。ハブ２０および軸２１は、ロール２２上のハブ２０を通過して搬送される移動ウェブ１０の塗布幅に沿って延在する。ハブ２０からは、ピックアンドプレイス表面２５および２６が取り付けられている２個の半径方向アーム２３および２４が延在する。表面２５および２６は、表面２５および２６が軸２１の周囲で回転する時に、空間内に１つの円弧を形成するように湾曲する。ピックアンドプレイス表面２５および２６は、ウェブ１０に対する回転および空間的関係から、ロール２２に対向するウェブ１０に周期的に接触する。ウェブ１０並びに表面２５および２６上の湿潤塗膜（図２に示さない）は、点２８から分離点２７までのウェブ１０上の幅Ａの接触領域を充填する。分離点では、ピックアンドプレイス装置１５が回転し続け、ウェブ１０がロール２２上を平行移動する時に、ある程度の液体はウェブ１０および表面２５の両方の上に留まる。１回転完了すると、表面２５は、分離された液体をウェブ１０上の新しい長手方向位置に配置する。その間に、ウェブ１０は、ピックアンドプレイス装置２５が１回転するのに要する時間を乗じたウェブ速度に等しい距離だけ平行移動する。こうして、液体塗膜の一部をあるウェブ位置から摘み取り、ウェブ下流の別の位置に別の時間に配置することができる。ピックアンドプレイス表面２５および２６はどちらも、この動作を行う。
【００２０】
ピックアンドプレイス装置の周期は、装置が、湿潤塗膜の一部を支持体に沿ったある位置から摘み取り、別の位置に配置するのに要する時間に関して、つまり装置の表面部分付近にある２つの連続する接点間における支持体に沿った距離により表現することができる。たとえば、図２に示す装置が６０ｒｐｍで回転し、装置に対する支持体の相対運動が一定である場合、周期は１秒である。以下にさらに詳細に説明するように、このような複数の装置を使用する場合、こうした装置は、好ましくは２種類以上、より好ましくは３種類以上の異なる周期を有する。最も好ましくは、こうした周期の対は互いの整倍数として関連しない。ピックアンドプレイス装置の周期は、多くの方法で変更することができる。たとえば、周期は、回転装置の直径を変更するか、装置を支持体の長さに沿って（たとえば、ウェブ上流もしくはウェブ下流において）、固定の観察者が見た最初の空間位置に対して繰返し（たとえば、連続的に）平行移動させるか、または回転装置の回転速度に対する支持体の平行移動速度を変更することにより変えることができる。周期は、円滑に変化する関数である必要はなく、時間が経過する間一定である必要はない。
【００２１】
多くの異なる機構が、液体塗布支持体との周期的な接点を形成することができ、多くの異なる形状および構成を使用して、ピックアンドプレイス装置を形成することができる。たとえば、往復運動機構（たとえば、上下に移動する機構）を使用して、ピックアンドプレイス装置の塗膜湿潤表面が支持体と接触する範囲内外で振動させることができる。好ましくは、ピックアンドプレイス装置が回転すると、装置に回転運動を与え、機械的磨耗に比較的耐性がある軸受またはその他の適切な支持体を使用して装置を支持することが容易である。
【００２２】
図２に示すピックアンドプレイス装置は、ダンベル形であり、２個の不連続の接触表面を有するが、ピックアンドプレイス装置はその他の形状を有することができ、不連続の接触表面を有する必要はない。以下にさらに詳細に説明するように、ピックアンドプレイス装置は、支持体に接触する一連のロールであるか、または湿潤側が一連の湿潤ロールおよび支持体に接触するエンドレスベルトであるか、または湿潤側が支持体に接触する一連のベルトであるか、またはこれらの組合せで良い。こうした回転ピックアンドプレイス装置は、支持体と連続的に接触状態を保つことが好ましい。
【００２３】
本発明は、移動ウェブに塗布するのに特に有用だが、これだけにとどまらない。回転ピックアンドプレイス装置は、こうした塗布用途に好ましい。この装置は、移動ウェブと同じ周速度で、または移動ウェブより遅いか、もしくは速い速度で平行移動（たとえば、回転）することができる。必要な場合、この装置は、移動ウェブの方向に対向する方向に回転することができる。好ましくは、回転ピックアンドプレイス装置の少なくとも２個は同じ回転方向を有し、周期的に関連しない。さらに好ましくは、運動方向を有するウェブまたはその他の支持体上の塗膜の改善を伴う用途では、少なくとも２個のこうしたピックアンドプレイス装置の回転方向は、支持体の運動方向と同じである。最も好ましくは、こうしたピックアンドプレイス装置は、支持体と同方向に、支持体と実質的に同じ速度で回転する。これは、支持体を支持し、支持体が移動する時に支持体と一緒に搬送される同時回転非駆動ロールを使用して有利に達成することができる。
【００２４】
図２に示すように、塗膜がピックアンドプレイス装置と最初に接触すると、ある長さの欠陥材料が製造される。開始時点では、ピックアンドプレイス転写表面２５および２６は乾燥している。最初に接触する時点では、装置１５は、領域Ａ上におけるウェブ１０上の第１の位置においてウェブ１０に接触する。分離点２７では、開始点２８において領域Ａに入った液体の約半分が転写表面２５または２６を塗液で湿らせ、ウェブから除去される。この分離により、入って来た塗膜厚さが均一であり、所望の平均厚さに相当する場合にも、低くて欠陥のある塗膜厚さのスポットをウェブ１０上に形成する。転写表面２５または２６が、第２の位置でウェブ１０に再度接触すると、第２の塗液が接触して分離が生じ、第２の欠陥領域が形成される。しかし、この欠陥は、第１の欠陥領域よりも塗膜が不完全ではない。各々の連続接点は、ウェブ上の欠陥領域をより小さくし、平均厚さからの偏差が徐々に小さくなって平衡状態に達する。したがって、最初の接触は、ある長さの時間にわたって厚さに周期的な変動を生じる。これは反復する欠陥を表し、それ自体は望ましくないであろう。
【００２５】
ウェブと表面との間の液体分離比は常に一定の値に保たれるという保証はない。多くの要因が分離比に影響する可能性があるが、これらの要因は予測不能の傾向がある。分離比が急激に変化する場合、ピックアンドプレイス装置が長時間作動した場合でも、ウェブ下流における周期的な厚さの変動が生じる。ピックアンドプレイス装置の転写表面に異物が詰まった場合、装置は、各々の接点においてウェブ下流における周期的な欠陥を形成する場合がある。したがって、１個のピックアンドプレイス装置のみを使用すると、長さが大きい廃品材料を生じる可能性がある。
【００２６】
本発明は、２個以上、好ましくは３個以上、より好ましくは５個以上、または８個以上のピックアンドプレイス装置を使用して、良好の塗膜の均一性を達成する。移動ウェブに塗布する場合、これらの装置は、塗布ステーションからウェブ下流に、「改善ステーション」と呼ばれる配列で配置することができる。ピックアンドプレイス転写表面上の塗液が平衡値まで蓄積した後、不規則に高いかまたは低い塗膜厚さスパイクがステーションを通過する場合がある。この状態が発生し、欠陥が接触すると、１個のピックアンドプレイス装置、または同じ接触周期を有する数個のピックアンドプレイス装置の配列によるウェブの周期的接触は、ウェブ下流における厚さの周期的な欠陥が再び広がる。やはり、廃品が生じるため、塗布の当業者はこうした装置を避けたいであろう。元の欠陥の複数のイメージを含むある長さのウェブではなく、塗布されたウェブに１個の欠陥のみがある方がはるかに良い。
【００２７】
我々は、複数のピックアンドプレイス装置が、押し出された長さの欠陥のある塗膜ではなく、均一性が改善された塗膜を製造できることを発見した。１個の装置、または接触周期が同じかもしくは増加された一連の複数の装置は、非常に不利である。しかし、我々は、ステーションに入る不規則な初期の欠陥、または第１の接触により生じる何らかの欠陥は、欠陥を増殖するのではなく減少するように接触周期を選択された２個より多いピックアンドプレイス装置を備える改善ステーションを使用することにより減少させることができることを発見した。我々は、こうした改善ステーションが、欠陥に異議がなくなる程度まで、インプットされた欠陥を減少させることができることを発見した。本発明の方法および装置を使用することにより、改善ステーションからの出口に、新たなウェブ下流塗膜プロファイルを形成することができる。つまり、複数のピックアンドプレイス装置を使用することにより、我々は、第１の装置により増殖および再度増殖した複数の欠陥イメージを、第２の装置および何らかの後続の装置から増殖および再度増殖する追加の複数の欠陥イメージと共に修正することができる。我々は、最終的な結果がほぼ均一な厚さまたは調整された厚さの変動であるように、建設的および破壊的に、補助的な方法でこれを行うことができる。我々は、各々の波形の建設的および破壊的な付加を結合して、所望の程度の均一性を生成するような方法で、一緒に追加される複数の波形を効果的に形成する。多少別様に考えると、塗膜が垂直に改善ステーションを通過する時、高いスポットの塗膜の一部は効果的に摘み取られ、低いスポットに戻される。
【００２８】
本願の発明人の新たな改善方法の数学的モデリングは、洞察力および理解力を得るのに役立つ。このモデリングは、流体力学に基づき、観察可能な結果と良く一致する。図３は、周期的に接触するピックアンドプレイス転写装置（図３に示さない）に接近するウェブ上の第１位置に位置する単独の不規則なスパイクインプット３１に関する、液体塗膜厚さ対ウェブに沿った長さ方向（縦方向）の距離のグラフを示す。図４〜図１０は、スパイクインプット３１が１個以上の周期的ピックアンドプレイス接触装置に遭遇する時に、ウェブに沿った液体塗膜厚さを示す数学的モデルの結果を示す。
【００２９】
図４は、スパイクインプット３１が単独の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時に、ウェブ上の第１の位置に残っている減少したスパイク４１、並びにウェブ上の第２の位置および後続位置に配置された増殖スパイク４２、４３、４４、４５、４６、４７、および４８の振幅を示す。初期インプットスパイク３１の頂点は、１長さ単位の長さであり、２厚さ単位の高さである。接触装置の周期は、１０長さ単位に等しい。インプットされた欠陥のイメージは、６０長さ単位より長い長さ全体にわたって１０単位の増分で周期的に反復する。したがって、不完全に塗布された、つまり「不合格」ウェブの長さは、インプットされた欠陥の長さに比べて大幅に増加する。正確な欠陥長さは、当然、所望の最終用途に関して許容可能な塗膜厚さの変動性に依存する。
【００３０】
図５は、スパイクインプット３１が、１０長さ単位の周期を各々有する２個の周期的、連続的同期ピックアンドプレイス転写装置に遭遇する時に、ウェブ上の第１の位置に残る減少スパイク５１、並びにウェブ上の第２の位置および後続位置に配置される増殖スパイク５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、および５９のいくつかの振幅を示す。単独の周期的ピックアンドプレイス装置を使用する場合に比べて、振幅がより少ないスパイクのイメージが、長さがより長いウェブ上に生じる。
【００３１】
図６は、１０の周期、次に５の周期を有する２個の周期的、連続的同期接触装置を使用した場合に生じる塗膜を示す。これらの装置は、周期的に関連する接触周期を有する。これら装置のピックアンドプレイス動作は、ウェブに沿って周期的に関連する塗膜を付着させる。図５に比べて、スパイクイメージの振幅は大きく減少しないが、欠陥のある塗布ウェブの長さは多少短くなる。
【００３２】
図７は、本発明の方法および装置を使用した場合に生じる塗膜を示す。この実施態様では、１０、５および２という異なる周期を有する３個の周期的ピックアンドプレイス装置を使用する。周期が１０の装置、および周期が５の装置は周期的に関連する。周期が１０の装置、および周期が２の装置も周期的に関連する。しかし、周期が５の装置、および周期が２の装置は周期的に関連せず（５は２の整倍数ではないため）、その結果、この装置の列は、ウェブ上の第１の位置で塗膜に接触し、次に、第１の位置からの距離に関して互いに周期的に関連しないウェブ上の第２の位置および第３の位置で塗膜に再度接触することができる第１および第２の周期的ピックアンドプレイス装置を備える。動作を図４〜図６に示されている装置に比べて、厚さの変動がはるかに少なく、長さがはるかに短い欠陥塗布ウェブが製造される。
【００３３】
図８、図９および図１０は、異なる周期の集合を有する８個の接触装置の列に関する結果を示す。最善の結果は、３つの異なる周期を使用する場合に生じ（第１の装置が１０の周期を有し、第２の装置が５の周期を有し、第３の装置〜第８の装置が２の周期を有する図１０）、最悪の結果は、すべての周期が等しい場合に生じる（８個の装置すべてが１０の周期を有する図８）。中間の結果を図９に示すが、この場合、第１の装置は１０の周期を有し、第２の装置〜第８の装置は５の周期を有する）。図８および図５を比較すると分かるとおり、周期が等しい２個の装置ではなく８個の装置を使用すると、スパイクイメージの振幅が減少する。
【００３４】
類似する塗膜改善結果は、不規則な欠陥が、スパイクではなく凹部であるか（たとえば、未塗布の空隙）またはバーマークである場合に得られる。
【００３５】
上記の不規則なスパイクおよび凹部状の欠陥は、改善ステーションに呈示される１つの一般的なクラスの欠陥である。第２の重要なクラスの欠陥は、周期的に反復する欠陥である。当然、塗布設備を製造する場合、両方のクラスの欠陥が同時に生じることは一般的なことである。高いかまたは低い塗膜スパイクまたは凹部の周期的な列が、連続的に走行するウェブ上に存在する場合、塗布機器の操作者は、通常、欠陥の原因を探して、その原因をなくす。図２に示す単独の周期的ピックアンドプレイス装置は役立たず、塗膜の品質をさらに悪化させる場合もある。しかし、図２に例示的に示す装置と機能が類似する装置が塗膜に断続的に周期的に接触する場合、２個より多い装置を使用し、装置の周期を適切に選択すると、塗膜の均一性が改善される。改善は、不規則および連続的な周期的変動の両方、並びにこれら２つの組合せに見られる。一般に、より良好な結果は、個々の装置が接触する相対的なタイミングを調節するように努力し、望ましくない付加的な結果を避けることができれば得られる。塗膜に連続的に接触して走行するロールを使用すると、こうした複雑さを回避し、多少より単純で好ましい解決方法を提供する。ウェブ上で走行するロール表面のどの増分もウェブに接触するため、ロール表面は、一連の接続された断続的な周期的接触表面であると考えることができる。同様に、回転エンドレスベルトは、ロールと同じ機能を果たすことができる。必要な場合、メビウスの帯状のベルトを使用することができる。塗布の当業者は、楕円形ロールまたはブラシなど、その他の装置を本発明の周期的なピックアンドプレイス装置に適応させることができる。装置の正確な周期性は不要である。単に接触が反復すれば十分である。
【００３６】
図１１は、一連のピックアンドプレイスロール接触器を使用する均一性改善ステーション１１０を示す。液体塗布ウェブ１１１は、図１１に示されていない塗布装置を使用して、改善ステーション１１０に入る前に、ウェブ上面に塗布される。ウェブ１１１上の液体塗膜厚さは、ピックアンドプレイス接触器のロール１１２に接近すると、ある瞬間にウェブ下流方向に空間的に変化する。固定した観察者にとっては、塗膜厚さは時間的に変動するように見える。この変動は、過渡的、不規則、周期的および過渡的な周期的成分をウェブ下流方向に含む場合がある。ウェブ１１１は、ステーション１１０を通る経路に沿って誘導され、アイドラロール１１３および１１５により、ピックアンドプレイス接触器のロール１１２、１１４、１１６および１１７と接触する。この経路は、ウェブの湿潤塗布側がピックアンドプレイスロールと物理的に接触するように選択する。ピックアンドプレイスロール１１２、１１４、１１６および１１７（図１１に示すように、すべて同じ直径を有する）は、ウェブ１１１と共に回転するが、互いに異なる速度で回転するように駆動される。速度は、ウェブ１１１上の塗膜の均一性が改善されるように調節する。ピックアンドプレイスロール１１２、１１４、１１６および１１７の少なくとも２個、好ましくは３個以上は、同じ速度ではなく、互いの整倍数ではない。
【００３７】
しばらく、ピックアンドプレイスロール１１２を参照すると、液体塗膜は離脱（ｌｉｆｔ  ｏｆｆ）点１１９で分離する。塗膜の一部は、ウェブと共に前方に走行し、他の部分は、ロール１１２が回転して離脱点１１９から離れる時に、ロール１１２と共に走行する。離脱点１１９の直前における塗膜厚さの変動は、ウェブ１１１およびロール１１２が離脱点１１９を離れる時、ウェブ１１１上の液体厚さおよびロール１１２の表面上における液体厚さの両方で酷似している。ウェブ１１１上の塗膜がロール１１２に最初に接触し、ロール１１２が１回転した後、ロール１１２上の液体およびウェブ１１１上に入って来る液体は最初の接触点１１８で会合し、点１１８と１１９との間に液体充填ニップ領域１２６を形成する。領域１２６には空気は混入されない。固定した観察者にとっては、このニップ接触領域１２６に入る液体の流量は、ウェブ１１１上に入る液体とロール１１２上に入る液体との合計である。ロール１１２の最終的な動作は、ウェブ１１１のある位置から材料を摘み取り、材料の一部を別の位置に再び配置することである。
【００３８】
同様の方法で、液体塗膜は離脱点１２１、１２３および１２５で分離し、塗膜の一部は接触点１２０、１２２および１２４でウェブ１１１に再度接触し、ウェブ１１１に再度塗布される。
【００３９】
上記の断続的ピックアンドプレイス接触装置の列と同様に、入って来るウェブ上の液体塗膜厚さの不規則または周期的な変動は著しく減少し、望ましくは、この変動は、周期的な接触ロールのピックアンドプレイス動作により実質的になくなる。また、上記の装置と同様、ウェブ上の液体塗膜に接触して走行する単独のロール、または周期的に関連するロールの列は、一般に欠陥を増殖させる傾向があり、費用のかかる廃品を多量に生成する。
【００４０】
図１２は、振幅が等しく、反復する一連のスパイクインプットが、周期的接触ピックアンドプレイス転写装置に接近する場合の液体塗膜厚さ対ウェブに沿った距離のグラフを示す。ピックアンドプレイス装置が、この反復する欠陥に周期的かつ同期的に接触し、周期が欠陥の周期に等しい場合、最初の始動後に装置によって生じる変化はない。これは、装置の周期が欠陥周期のある整倍数である場合にも当てはまる。接触過程のシミュレーションでは、単独の装置は、周期がインプットされた欠陥周期より短い場合に、より多くの欠陥スパイクを生じることが分かる。図１３は、１０の周期を有する反復欠陥が、７の周期を有する周期的ピックアンドプレイスロール装置に遭遇した場合の結果を示す。
【００４１】
複数の装置を使用して、それぞれの接触周期を適切に選択することにより、我々は、インプットされた非常に不均一な塗膜でも、その品質を実質的に改善することができる。図１４および図１５は、図１２に示す欠陥パターンを有する塗膜が、互いに必ずしもすべては関連しない周期を有する７個または８個の周期的ピックアンドプレイス装置の列に暴露した場合のシミュレーション結果を示す。図１４では、装置は７、５、４、８、３、３および３の周期を有していた。図１５では、装置は、７、５、４、８、３、３、３および２の周期を有していた。どちらの場合も、最高のスパイクの振幅は７５％をより大きく減少した。したがって、スパイクの数が増加した場合でも、塗膜厚さの均一性は全体的に著しく改善した。
【００４２】
時間の経過と共に生じる乾燥、硬化、ゲル化、結晶化または位相変化などの要因は、使用するロールの数を制限する可能性がある。塗液が揮発性成分を含む場合、多くのロールを通って平行移動するのに必要な時間によって、乾燥は、液体が凝固する程度まで進行することになる。いかなる場合にも、塗膜状態の変化が、改善ステーションの動作時に何らかの理由からロール上で発生すると、これは、一般に、ウェブ上の塗膜に中断および模様が生じる原因になる。したがって、我々は、一般に、できるだけ少数のロールを使用して、所望程度の塗膜の均一性を生成することを勧める。
【００４３】
複数のピックアンドプレイスロールを使用することにより、同時に、連続するスパイクまたは凹部の振幅を減少させ、互いに同化させて、連続的にわずかに変動するが、スパイクおよび凹部のない良好な均一性の塗膜を形成することができる。図１１に示すように、これは、直径が等しく、等しくない速度で駆動される複数のロール装置を使用して達成することができる。塗膜の均一性の改善は、一連のロール装置の直径を変えて行うこともできる。ロールを個々に駆動するが、ウェブにより牽引して回転させるのではない場合、各々のロールの周期は、ロールの直径および湿潤ウェブによるロールの牽引に関連させる。サイズが異なるロールを選択すると、初期設定に追加の時間を要する可能性があるが、ロールは駆動されず、ウェブと共に回転することができるため、改善ステーション全体のコストは著しく減少する。
【００４４】
一連のピックアンドプレイスロールの直径、ひいては個々のロールの周期を決定する際に勧められる手順は、以下のとおりである。第１に、ウェブ下流の塗膜重量を連続的に測定し、改善ステーションにインプットされる望ましくない周期的欠陥の周期Ｐを決定する。次に、周期がインプット周期未満からインプット周期を超える範囲であり、周期の整の倍数または除数を避けるように、一連のピックアンドプレイスロールの直径を選択する。この群から、どのロールが、ロール単独で均一性の最善の改善を与えるかを決定する。他の群から、最初に選択したロールと共に使用した場合に、均一性の最善の改善を与える第２のロールを選択する。最初の２個のロールを決定したら、使用可能などのロールが最善の改善を与えるかに基づいて、追加のピックアンドプレイスロールを１個づつ追加し続ける。ロールの最善の集合は、使用する均一性基準、および最初に存在する未改善のウェブ下流における変動に依存する。本願の発明人が好ましいと考える最初のロール集合としては、Ｑの周期を有し、Ｑ＝０．２６から、０．０３の増分でインプットされる欠陥の周期の１．９７倍までの範囲の集合が挙げられる。例外は、Ｑ＝０．５、０．８、１．１、１．２５、１．４および１．７である。（Ｑ＋ｎＰ）および（Ｑ＋ｋＰ）の周期も提案され、ここでｎは整数、ｋ＝１／ｎである。
【００４５】
図１６は、異なる直径を有する一連のピックアンドプレイスロール接触器を使用する均一性改善ステーション１６０を示す。液体塗布ウェブ１６１は、改善ステーション１６０に入る前に、図１６に示さない塗布装置を使用してウェブ１６１の上面に塗布される。ウェブ１６１は、ステーション１６０を通る経路に沿って誘導され、アイドラロール１６３および１６５によりピックアンドプレイスのロール１６２、１６４、１６６および１６７に接触する。
【００４６】
図１７は、ベルト１７０を使用する本発明の塗布装置を示す。ベルト１７０は、ステアリングユニット１７１、アイドラ１７２、１７３、１７５、１７７、ピックアンドプレイスロール１７４、１７６、１７８、および支持ロール１７９上を循環する。断続的塗布ステーション１８０は、ストライプ塗布領域１８２において、ベルト１７０を横断して前後に注射針１８１を振動させる。塗布されたストライプは、ベルト１７０を横断して垂直のジグザグパターンを構成し、その結果、ステーション１８０の下流において断続的な塗布欠陥を形成する。機器が始動し、ベルト１７０が数回転した後、ベルト１７０は、表面全体が不均一な塗膜で濡れる。ベルトの速度、針の横断周期および流体供給量を一定に保つと、領域１８２のすぐ下流でベルトの頂点を見る固定した観察者にとって、ベルト上の塗膜厚さは最小値から最大値、またこの逆に及ぶ。ベルトの速度、針の横断周期または供給量を一定に保たない場合、観察される塗膜は、追加の一時的で不規則かつ周期的、または一時的で周期的な成分をベルトの長さ方向に含む可能性がある。どちらの場合も、塗膜は非常に不均一になる。こうしたストライプ塗布ベルトステーションの利点について、以下で詳細に説明する。
【００４７】
ベルト１７０は、たとえば１．３６、１．２６および１など、個々に相対的な直径を有する非駆動同時回転ピックアンドプレイスロール１７４、１７６、１７８を通過して循環し、液体充填ニップ領域１８３、１８４および１８５において、縦方向に可変の塗膜をピックアンドプレイスロール１７４、１７６および１７８の表面に接触させる。機器が始動し、ベルト１７０が数回転した後、塗液は、ピックアンドプレイスロール１７４、１７６および１７８の表面を濡らす。図１１に示す装置と同様、液状塗膜は、液体充填ニップ領域１８３、１８４、および１８５の後端（離脱点）１８６、１８７、および１８８で分離する。塗膜の一部は、ピックアンドプレイスロール１７４、１７６、および１７８が回転して離脱点１８６、１８７、および１８８から離れる時に、これらロール上に残る。塗膜の他の部分は、ベルト１７０と共に前方に走行する。離脱点１８６、１８７、および１８８の直前における塗膜厚さの変動は、ベルトとロールとが離脱点１８６、１８７、および１８８を離れる時、ベルト１７０上における液体厚さの変動、およびピックアンドプレイスロール１７４、１７６、および１７８の表面上における液体厚さの変動の両方で酷似している。ベルト１７０がさらに移動した後、ピックアンドプレイスロール１７４、１７６、および１７８上の液体は、ベルト１７０に沿った新しい位置においてベルト１７０上に再度付着する。
【００４８】
上記の図１７の実施態様は、ベルト自体の上に均一な塗膜を形成するか、または前に塗布されたベルト上において塗膜の均一性を改善するために使用することができる。湿潤ベルト１７０は、塗膜を目標ウェブ支持体１８９に転写するために使用することもできる。たとえば、目標ウェブ１８９は、電動ロール１９０により駆動し、ベルト１７０が支持ロール１７９の周囲を循環する時に、ベルト１７０に接触させることができる。ロール１７９および１９０は互いに挟んで、ベルト１７０をウェブ１８９と向かい合わせに接触させる。ベルト１７０から分離した後、液体塗膜のある部分は、ウェブ１８９の表面に転写される。装置を使用して目標ウェブ１８９を連続的に塗布する場合、液体は、好ましくはベルトが回転するごとに、領域１８２においてベルト１７０に絶えず追加され、ロール１７９と１９０との間のニップ点において連続的に除去される。始動後、ベルト１７０には既に液体が塗布されているため、ストライプ塗布領域１８２においてラインを濡らす３つの相（空気、塗液、ベルト）は存在しない。その結果、乾燥ウェブに直接塗布する場合に比べて、塗液の塗布ははるかに容易になる。約半分の液体のみがロール１７９、１９０のロールニップに転写されるため、領域１８２から下流における厚さの不均一性の割合は、転写ベルトを使用せずに乾燥ウェブをストライプ塗布し、こうして塗布されたウェブを同数のロールを有する本発明の改善ステーションを通過させる場合に比べて、一般に極めて少なくなる（たとえば、１桁の半分程度）。
【００４９】
直接的なウェブ塗布の場合と同様、所望の平均塗膜厚さに必要な液体の量は、湿潤ベルト１７０に断続的に塗布され、ピックアンドプレイスロールの周期および数は、隣接する任意の２箇所のウェブ下流における塗膜付着間の最大間隔に適応するように選択する。直接的なウェブ塗布と同様に、本発明の方法の著しい利点は、多くの場合、ウェブを横断する重さのある塗膜ストライプまたは領域をベルト上に容易に形成することができ、薄く不均一かつ連続した塗膜は形成されにくいことである。本発明の方法のもう１つの重要な属性は、ベルトに塗布される液体の量を調節して塗膜厚さを制御できる予備計量特性を有する点である。
【００５０】
速度差は、図１７に示すベルト１７０とその他のロールのどれかとの間、またはベルト１７０とウェブ１８９との間に使用することができるが、我々は、ベルト１７０とピックアンドプレイスロール１７４、１７６、および１７８との間、またはベルト１７０とウェブ１８９との間に速度差を使用しないことを勧める。これは、装置の機械的構造を単純化する。
【００５１】
図１８は、本発明の改善ステーション２００に使用される厚さ監視および制御システムを示す。このシステムは、塗膜厚さの変動を監視し、改善ステーションにある複数のピックアンドプレイス装置の周期を調節することを可能にし、その結果、塗膜の均一性を改善またはその他所望の変更を行うことを可能にする。これは、入って来る偏差の周期が変化する場合に特に有用である。図１８を参照すると、ピックアンドプレイス転写ロール２０１、２０２、および２０３は、制御装置２５０からの１つまたは複数の信号に応答してロールの回転速度を個々に制御することができる電動駆動システム（図１８に示さない）に取り付けられる。回転速度は、必ずしも互いに一致する必要はなく、支持体２０５の速度に一致する必要はない。センサ２１０、２２０、２３０、および２４０は、支持体２０５、または支持体２０５上の塗膜の１つまたは複数の特性（たとえば、厚さ）を感知し、各々のピックアンドプレイスロール２０１、２０２、および２０３の前後に配置することができる。センサ２１０、２２０、２３０、および２４０は、信号ライン２１１、２１２、２１３、および２１４を介して制御装置２５０に接続される。制御装置２５０は、１つまたは複数のセンサ２１０、２２０、２３０、および２４０からの信号を処理し、所望の論理および制御機能を適用して、駆動制御信号を生成し、この信号は、１個または複数のピックアンドプレイス転写ロール２０１、２０２、および２０３の電動機駆動装置に送信されて、１個または複数のロールの速度を調節する。一実施態様では、自動制御装置２５０は、ロール２０１の出力側における塗膜厚さの標準偏差を計算し、改善された塗膜厚さの最小標準偏差を求める制御機能を実施するようにプログラミングされたマイクロプロセッサで良い。ロール２０１、２０２、および２０３が個々に制御されるか、または一緒に制御されるかに応じて、その他のピックアンドプレイスロールの後に配置されたセンサからの単独かまたは多変数閉ループ制御アルゴリズムを使用して、塗膜の均一性を制御することもできる。センサ２１０、２２０、２３０、および２４０は、多様な感知システム、たとえば光学濃度ゲージ、βゲージ、静電容量ゲージ、蛍光ゲージまたは吸光度ゲージを使用することができる。
【００５２】
図１７に関連して上記で述べたとおり、ストライプコーターは、不均一な塗膜を支持体に塗布し、不均一な塗膜を本発明の改善ステーションを通過させるために使用することができる。これは、本発明のもう１つの態様を表し、インプットされた塗液の厚さが不均一な場合（たとえば、周期的変動、不連続または断続的）、適切に選択された一連のピックアンドプレイスロールが、不均一な塗膜を均一性が良好で連続的するウェブ下流の塗膜状に展開する。多くの方法を使用して、ウェブ上の不均一な塗膜を形成することができる。通常、こうした塗膜は、望ましくなく、避けるべきであるとみなされる。我々は、むしろこうした塗膜を選ぶ。本発明の方法の重要な利点は、１回のステップにおいて、不均一で、一般には欠陥塗膜を製造しやすいが、薄くて不均一な連続する塗膜は製造しにくいことである。また、不均一な塗膜は、薄くて均一な塗膜よりも計量しやすい。したがって、本発明は、計量された均一な塗膜を不均一または不連続な塗膜から形成することを示唆する。作為的な不均一な塗布ステップを均一性改善ステップと組み合わせることにより、連続塗膜を製造することができ、特に、薄くて均一な連続塗膜を高精度で、単純かつ低価格な機器を使用して製造することができる。
【００５３】
最も周知されている塗布方法は、好ましくない動作モードで動作させて、ウェブ下流の不均一な塗膜を塗布することができる。たとえば、グラビアコーターは、グラビアマーク、バーマークまたはチャターを有する塗膜を作為的に製造するように動作させることができる。不均一な塗膜のこうしたすべての製造方法は、本発明の範囲に含まれる。特に好ましい実施態様では、我々は、ウェブを横断する不連続な塗膜ストライプをウェブに塗布する。ウェブ横断方向の塗膜ストライプは、ウェブの縁部に垂直である必要はない。ストライプは、ウェブを横断して対角線状で良い。液体は、ウェブ上に周期的に最初に配置することが好ましいが、これは必須ではない。ストライプは、塗布しやすい。たとえば、ウェブの幅を横断して前後に周期的に掃引する１本の単純なホースまたは複数のホースを使用すると、計量された量の塗膜を不連続に塗布することができる。これは、非常に低価格で、構成が容易な塗布装置を表す。この装置は、予備計量機能を有し、最終的な塗膜厚さ全体を前もって計算し、ストライプの周期もしくはストライプの幅、またはストライプアプリケータに対する瞬間的な流量を計量することにより、必要に応じて変更することができる。
【００５４】
塗液は、ストライプではなく多様な不均一なパターンで、アプリケータと、塗膜が塗布される表面との間の接触を含むか、含まない方法を用いて塗布することができる。たとえば、上記のニードルアプリケータは、塗膜が塗布される表面に接触しても、接触しなくても良い。また、液体粒子のパターンは、適切な非接触噴霧ヘッドまたはその他の液滴形成装置を使用して、支持体上に噴霧することができる。液滴形成装置に対する一定の流量を維持すると、支持体の平行移動速度は一定であり、支持体上における液滴の大部分、ひいては液体の平均付着量はほぼ均一である。しかし、液体自体は、不完全に離間配置された液滴状に付着するため、塗膜厚さの局所的な変動が生じる。液滴の付着頻度が低いか、または液滴のサイズが小さい場合、液滴は接触せず、液滴間に未塗布領域が残る。場合によっては、まばらに配置された液滴は、自発的に拡散して、連続塗膜状に融合するが、これは、長時間を要し、不均一な塗膜を形成する状態で行われる。いずれにしても、本発明の改善ステーション（たとえば、選択された周期を有する複数の接触ロールの集合）を使用することは、塗布される液滴またはその他の不均一な塗膜の均一性を改善する上で好ましい。改善ステーションは、液滴を連続塗膜に転換するか、塗膜の均一性を改善するか、または液滴の展開に必要な時間および機械の長さを短縮することができる。最初に液滴をロールまたはその他の選択された周期的ピックアンドプレイス装置に接触させ、液滴状の液体の一部を除去し、次に、除去された部分を支持体上の他の位置に配置する動作は、支持体上の表面被覆を増加し、塗布されるスポット間の距離を減少させ、液滴分布密度を増加させる。接触動作は、液滴および支持体上に圧力による力も生成し、その結果、液滴の展開速度を加速する。液滴の周囲領域、および液滴における接触は、展開ラインにおける、または展開ライン付近における高度の液体界面曲率を形成し、その結果、液滴展開率を高める。したがって、選択された周期的ピックアンドプレイス装置を使用すると、支持体に塗布された液滴を迅速に展開することを可能にし、最終的な塗膜の均一性を改善する。
【００５５】
噴霧付着率が、連続塗膜を形成するのに十分に大きい場合、噴霧の統計的性質により、塗膜厚さに不均一性が生じる。やはり、この場合も、使用するロールまたはその他の選択された周期的ピックアンドプレイス装置は、塗膜の均一性を改善することができる。
【００５６】
噴霧は、多くの異なるタイプの装置を使用して行うことができる。一例としては、無気、静電、回転ディスクなどの点源ノズル、および空気圧吹付けノズルが挙げられる。線源噴霧装置も周知されており、有用である。液体粒子の粒度は、非常に大きいものから（たとえば、１ｍｍを超える）非常に小さいものまで様々である。１個または複数のノズルは、たとえば上記のニードルアプリケータに類似する方法で、支持体を横断して前後に振動させることができる。
【００５７】
本発明の周期的ピックアンドプレイス装置のこうした有利な用途は、実験的に試験するか、または特定の各々の用途に関してシミュレートすることができる。多くの基準を適用して、塗膜の均一性改善を測定することができる。一例としては、厚さの標準偏差、平均厚さで除算した最小（または最大）厚さ比、範囲（最大厚さから、一定の観察点において時間が経過した時の最小厚さを差し引いた値と定義する）および空隙領域の減少が挙げられる。たとえば、本発明の使用により、７５％を超える範囲の減少、時には９０％も超える範囲の減少が可能である。不連続塗膜（つまり、最初は空隙を有する塗膜）の場合、本発明により、５０％を超える、７５％を超える、９０％を超える、または９９％も超える空隙領域全体の減少が可能である。当業者は、所望の程度の塗膜均一性の改善は、塗膜のタイプ、塗布機器、塗布条件、塗布された支持体に意図される用途など、多くの要因に依存することを認識するであろう。
【００５８】
本発明の使用により、１００％中実の塗膜構成を空隙がないか、または実質的に空隙がなく、平均厚さが少ない硬化塗膜に転換することができる。たとえば、５μｍ未満、１μｍ未満、０．５μｍ未満または０．１μｍ未満の厚さを有する塗膜を容易に得ることができる。５μｍを超える厚さを有する塗膜も得ることができる。このような場合、増加した湿潤塗膜の厚さに適応するように、１個もしくは複数の（またはすべての）ピックアンドプレイス装置の表面に溝を形成するか、ローレットを切るか、エッチングするか、さもなければテクスチャー加工すると有用である。
【００５９】
本発明の詳細な理解は、図１９〜図２６を参照すると得られる。図１９〜図２１および図２４〜図２６は、グレースケール描画の形態の改善ダイヤグラムであり、図２２および図２３は、図２１に関連するダイヤグラムである。これらの改善ダイヤグラムは、動作モードが非常に多数の包括的なコンピュータモデリングにより作成した。これら改善ダイヤグラムは、様々なパラメータが塗膜の連続性および厚さの均一性に与える影響を示す。塗膜は、周期的なウェブ横断方向のストライプをウェブに形成して作られた不均一な初期塗膜から形成する。評価は、本願の発明人が「無次元最小厚さ」と呼ぶ均一性測定基準に基づいて行い、平均厚さで除算した最小塗膜厚さの比率として計算した。均一性測定基準を使用すると、より大きい無次元最小厚さはより均一な塗膜に対応する。
【００６０】
改善ダイヤグラム上のすべての点は、塗布ステーションに関して得られた無次元最小厚さ／以下に記載する特定の固定パラメータに従って設けた改善ステーションの組合せ、各々のダイヤグラムの横座標および縦座標上に示された特定の変数を表す。これらの変数としては、無次元のロールサイズおよび無次元のストライプ幅が挙げられる。無次元ロールサイズは、インプットされる不均一性の周期で除算したロール回転の時間周期である。ロールサイズが変動せず、ロールの表面速度がウェブの速度に等しい場合、無次元ロールサイズは、不均一性の波長で除算したロールの円周に相当し、この波長は、連続する塗膜のストライプ間の長さである。改善ダイヤグラムでは、この波長は、一定であると仮定した。無次元ストライプの幅は、波長で除算したストライプの縦方向の幅であり、ストライプが観察者を通過する場合は、不均一性の期間で除算した時間である。塗膜が非常に厚い厚さストライプを塗布することが可能である。こうしたストライプは、最初にニップを通過した後、より広いストライプに分割されるがことが多い。この説明におけるストライプの幅は、ニップを最初に通過した直後の幅と定義される。
【００６１】
必要な無次元最小厚さは、特定の用途によって決まる。たとえば、研磨布紙、テープおよび光学フィルムの要件は、互いにすべて異なる。要件は、あるクラスの製品の中でも異なる。たとえば、木工に使用する粗粒研磨材はの場合、厚さ均一性要件は、ディスクドライブ部品の研磨に使用する微細研磨材に比べて厳密ではない。一般に、平均厚さが薄ければ薄いほど、均一性要件はより厳密になる。広範な一般原則として、より優れた均一性は、最小塗膜厚さ（最小の塗膜分布）が平均厚さの９０〜１００％であり、０．９〜１．０の無次元最小厚さに相当することを意味する。改善ダイヤグラムに付随する凡例は、数種類のグレースケール値の各々に割り当てられる無次元最小厚さの範囲を特定する。改善ダイヤグラム上の白い領域は、より高い無次元最小厚さの領域を表し、より暗色の領域は、より低い無次元最小厚さの領域を表すが、対応する範囲は各々の改善ダイヤグラム上で同じではない。
【００６２】
図１９は、２個のピックアンドプレイスロールのみを使用する場合のロールのサイズまたは周期のすべての組合せに関する無次元最小厚さを示す完全ダイヤグラムである。これらのロールは、ａａおよびｂｂとする。このシミュレーションでは、０．１の無次元ストライプ幅を使用した。この改善ダイヤグラムは、２個のロールのみを使用した場合、塗膜の均一性が非常に悪くなることを示す。無次元最小厚さの値は、０．０〜０．３の範囲である。ロール直径の選択によっては、塗膜は連続せず、最小厚さはゼロになる。許容可能な最小厚さが０．３を超える組合せは、存在しない。約１．０の無次元最小値は望ましいが、図１９に示すパラメーターのどの組合せでも得られない。
【００６３】
図２０は、無次元ストライプの幅が０．９８の場合の改善ダイヤグラムである。図１９と図２０とを比較すると、より広いストライプの幅は、均一性の改善を示すが、２個のピックアンドプレイスロールでは、所定の無次元最小厚さが０．７を超える用途で十分な均一性を得るには不十分であることが分かる。ストライプの幅０．９８は、空隙の長さが欠陥の反復長さの２％である周期的空隙を有する均一な塗膜に相当する。同じサイズの２個の接触ロールを使用すると、平均厚さが小さい最初の空隙による付加的な欠陥が生じる。この結果は、欠陥の数の増殖である。
【００６４】
図２１は、０．０５〜０．４７５の最適に選択された無次元ストライプの幅に関する改善ダイヤグラムである。ロールサイズの各々の対に関して、検査したすべてのストライプに見られた最も高い最小塗膜厚さが描画される。つまり、最適なストライプの幅をこの等高線図上の各々の点に使用したため、座標が異なると、ストライプの幅は異なる。２個のみのロールサイズ、および最適なストライプの幅のどの組合せでも、無次元最小厚さは０．９を超えなかった。しかし、２個のロールは、０．４７５以下の無次元ストライプの幅を使用した場合、無次元ロールサイズおよび無次元ストライプの幅を最適に選択した場合、ウェブを完全に被覆することを可能にする。図２１は、ロールが２個の場合、無次元最小厚さを最大化する上で、０．６６および０．３４の無次元ロールサイズはほぼ最適な選択であることを示す。図２２に示すグラフは、ロールのこの対の場合、最善の無次元ストライプの幅は約０．３５であることを示す。また、０〜０．１５の無次元ストライプの幅を使用すると、０．０００１を超える無次元最小厚さを生成することができることも示す。これは、こうした条件で塗布される塗膜に機能上の空隙は存在しないことを示す。無次元ロールサイズが０．６６および０．３４の一対のロール、並びに無次元ストライプの幅が０．３５の場合のウェブ下流における塗膜プロファイルを図２３のグラフに示す。ウェブの完全な被覆が示されており、無次元最小および最大厚さは０．８１および１．８４である。この範囲は、用途によっては許容可能だが、一般に、精密な塗膜を必要とする用途には認められない。
【００６５】
図２４および図２５の改善ダイヤグラムは、０．０５の無次元ストライプの幅（容易に達成可能な幅）およびサイズが２種類のみの４個のロール（図２４）または１０個のロール（図２５）を使用した場合の結果を示す。４個のロールを使用すると、ロールが２個の場合より良く、１０個のロールは４個のロールの場合よりも良い。１０個のロールを使用した場合の最大無次元最小厚さは、０．８５５〜０．９５の範囲である。４個のロールを使用した場合の最大無次元最小厚さは、０．３１５〜０．３５の範囲である。これらの改善ダイヤグラムは、多数のロールサイズの対が不良な結果をもたらす可能性があることも示す。
【００６６】
図１９〜図２１および図２４〜図２６の改善ダイヤグラムは、優先的に使用できるか、または避けるべきロールサイズの組合せを特定する。第１の経験則として述べると、我々は、分数の無次元ロールサイズ（「分数ロールサイズ」）ではないロールサイズを選び、分数はｍ／ｄであり、ｄは４１未満の整数、ｍは任意の整数である。さらに、最善の成果に満たない領域の島および帯は、図２４および図２５の改善ダイヤグラムに見られる。最善の成果に満たない島は、ｕおよびｖがほぼ２０未満の整数である分数ｕ／ｖに等しい横座標値および縦座標値の付近に集中する。島のサイズは、分数として表される島の中心点の横座標および縦座標の最小共通分母に局所的に比例する。最善の成果に満たない帯も、軸の値が分数である直線に沿った各々の軸から広がる。これらの線は、助変数方程式ｙ＝（ｓ／ｔ）ｘ＋ｕ／ｖの族により表され、ここで、ｓ、ｔ、ｕおよびｖはすべて約−２０〜２０の整数であり、ｙは縦座標、ｘは横座標である。したがって、第２の経験則として述べると、我々は、方程式ｙ＝（ｓ／ｔ）ｘ  ＋  ｕ／ｖにより関連付けられ、ｓ、ｔ、ｕおよびｖがすべて約−２０〜２０の整数であるロールサイズｘおよびｙの対を使用しないことを選ぶ。第３の経験則として述べると、我々は、方程式ｙ  ＝  （ｓ／ｔ）ｘ  ＋  ｕ／ｖにより表され、ｓ、ｔ、ｕおよびｖが約−２０〜２０の整数である線の交点に等しいロールサイズｘおよびｙの対を使用しないことを選ぶ。ストライプの幅を制御できないか、またはストライプの幅が未知である場合、我々は、上記の第１、第２および第３経験則の各々を適用することを選ぶ。
【００６７】
我々は、代表的な工業用塗布材料の場合、容易に得られる無次元ストライプの幅は一般に、約０．０５〜約０．１５の範囲であることを発見した。こうした材料および無次元ストライプの幅の場合、我々は、すべてのロールのサイズが異なる少なくとも３個のロール、より好ましくはすべてのロールのサイズが異なる４個以上のロールを使用することを選択ぶ。図２６は、ウェブの湿潤側に接触する４個の周期的ピックアンドプレイスロールを使用する図１６に示すような装置の改善ダイヤグラムである。０．０５という小さい無次元ストライプの幅は、個々の無次元ロールサイズが０．９５５および０．４４である第１および第２接触ロールと共に使用される。図２６は、無次元ロールサイズが１．０未満の第３および第４接触ロールを組み合わせた場合の無次元ストライプを示す。白色の領域は、無次元最小厚さが０．５５８〜０．６２の範囲である第３および第４無次元ロールサイズの場合の選択肢を特定する。これらの領域は、より優れた厚さの均一性を表していないが、追加のロールを使用すると、無次元最小厚さを１．０に近くすることができる。
【００６８】
我々は、本発明の方法に関して多数の数学的シミュレーションを実施することにより、複数のロールを使用して周期的なストライプのパターンを連続塗膜状に展開する場合、無次元ロールサイズおよび無次元ストライプの幅に好ましい選択肢があることを発見した。これらのサイズは、ストライプの幅に関連する。無次元ストライプの幅をＹで表し、無次元ロールサイズをＸで表すと、これら変数の選択肢の組合せは、線Ｙ＝０、Ｙ＝１、Ｘ＝０およびＸ＝１間のＸ−Ｙプロット上に形成される矩形平面上の点で表現することができる。我々は、好ましい組合せは、線ＡおよびＡ’の多数の対であって、Ａが公式Ｘ＝ｍＹ＋ｂにより記述される線、Ａ’が公式Ｘ＝ｍ’Ｙ  ＋ｂ’．により記述される線である対間の領域に存在する点であることを発見した。パラメーターｍ、ｍ’、ｂ、ｂ’の値は、以下で詳細に説明する。第４の経験則として述べると、我々は、線Ｘ＝ｍＹ＋ｂとＸ＝ｍ’Ｙ  ＋ｂ’との間に存在するロールサイズおよびストライプの幅を使用することを選ぶ。
【００６９】
パラメーターｍ’は好ましくはｍの０．８５倍に等しく、パラメーターｂ’は好ましくはｂに等しい。我々は、ｍおよびｂは特定の好ましい分数に関連する値を有することを選ぶ。好ましい分数はｎ／ｄにより与えられ、ｎおよびｄは整数、ｄは４１未満でゼロではない。項ｎは、ゼロより大きい任意の整数である。項ｍは、ｍ＝  ｋ／（ｄ）およびｍ＝−  ｋ／（ｄ）であって、ｋが整数であり、１〜５のすべての値を取ることができる関係により与えられる値のどれかを有する。項ｂは、ｂ＝ｎ／ｄにより与えられる。我々は、無次元ストライプの幅が０．０５より大きいことを選ぶ。第５の経験則として述べると、ストライプの周期または無次元ストライプの幅に変動がある場合、我々は、線Ｘ＝０．８５  ｍＹ＋ｂおよびＸ＝ｍ’Ｙ  ＋ｂ’間に存在する無次元ロールサイズおよび無次元ストライプの幅を使用することを選ぶ。
【００７０】
ロールサイズを選択する場合、調査の結果、分数ロールサイズは避けることが好ましいことを発見した。また、避けることが好ましいその他のサイズの組合せも発見した。これらは、曲線Ｓと、Ｘ−Ｙプロット上にある線Ｙ＝０との間の分数ロールに関連する領域内に存在し、曲線Ｓは、以下の式により表される。
Ｓ＝  ｈＣ（４０００｛ａｂｓ（Ｘ−ｎ／ｄ）｝Ｑ  ＋  １／ｄ  ＋  ２（Ｘ−ｎ／ｄ）ｓｉｇｎ（ｎ／ｄ−  Ｘ））
ここで、
ｎ／ｄは分数ロールサイズであり、ｎはゼロ以上、４１未満であり、ｄはゼロ〜４１の正の整数である。
ｈはｄ以下の正の整数である。
Ｑは、１＋１．２５｛１−（ｈ−１）／（２ｈ＋１）｝ｈに等しい。
Ｃは１に等しい（周期またはストライプの幅の不規則な変動が存在する場合、０．８５に等しい）。
【００７１】
第６の経験則として述べると、我々は、曲線Ｓと線Ｙ＝０との間の領域に存在するロールサイズおよびストライプの幅を使用することを選ぶ。
【００７２】
上記のとおり、本発明の方法は、改善ステーションが作動する前、または作動時に回転速度が選択されるか、または変更される非駆動ピックアンドプレイスロールを使用することができる。ピックアンドプレイスロールの周期は、他の方法でも変更することができる。たとえば、ロール直径は、ロールの表面速度を維持しながら変更することが可能である（ロールを膨張または収縮させるか、さもなければ拡張または縮小させることにより）。ロールは、一定の直径を有する必要はなく、必要なら、クラウン状、皿状、円錐状またはその他の断面形状にすることができる。こうしたその他の形状は、ロールの集合の周期を変更するのに活かすことができる。また、ロールの位置またはロール間の支持体経路の長さも、動作時に変更することができる。１個または複数のロールは、ロールの回転軸が支持体経路に垂直ではない（または、常に垂直ではない）ように配置することができる。こうした配置では、ロールは塗膜を摘み取り、摘み取った塗膜を支持体上の側方に変位した位置に再度塗布することができるため、成果を改善することができる。さらに、上記のとおり、周期的に塗布される塗膜は改善ステーションに供給することができ、周期を変更することができる。こうしたすべての変更は、上記のロールサイズ決定の経験則の有用な代案または追加となる。すべて、改善ステーションの性能および完成塗膜の厚さの均一性に影響を及ぼすために使用することができる。たとえば、装置、または１個もしくは複数の装置と支持体との間の相対速度または周期性の多少の変動は、成果を促進するのに有用である。変動は、個々の電動機を使用するロールを別個に駆動し、電動機の速度を変更することにより達成される。当業者は、回転速度を他の方法、たとえば可変速度トランスミッション、プーリまたはスプロケットの直径が変化するベルトおよびプーリまたはギヤチェーンおよびスプロケットシステム、リミテッドスリップクラッチ、ブレーキ、または直接駆動されず、他のロールとの接触により摩擦駆動されるロールを使用して変更することもできることが分かるであろう。周期的および非周期的変動を使用することができる。非周期的変動としては、断続的変動、直線ランプ機能に基づく適時の変動、不規則な走行およびその他の非周期的機能が挙げられる。こうした変動はすべて、一定数のロールを含む改善ステーションの性能を改善することができる。改善された成果は、平均値の０．５％という低い振幅を有する速度の変動で得られる。
【００７３】
一定速度ディファレンシャルも有用である。これは、成果が不良な領域を回避する回転速度を選択することを可能にする。一定の回転速度では、これらの領域は、好ましくはロールサイズを選択することにより回避する。
【００７４】
本発明のもう１つの態様は、支持体上の揮発性液体を乾燥させる速度を増加させることである。乾燥は、支持体を洗浄するか、または支持体が処理液中を通過した後に行うことが多い。本明細書では、方法の主な目的は液体を塗布することではなく、液体を除去することである。たとえば、液体粒子、液体のパッチまたはフィルムは、めっき、塗布、エッチング、化学処理、印刷およびスリッティングなどのウェブ加工作業時、並びに電子業界で使用するためにウェブを洗浄および清掃する時に一般に生じる。
【００７５】
液体を液体粒子、パッチ、または均一性が変動する塗膜の形態で支持体上に配置するか、または支持体上に与える場合、および乾燥支持体が必要な場合、液体を除去しなければならない。こうした除去は、たとえば蒸発させるか、または液体を固形残留物もしくはフィルム状に転換させることにより行うことができる。従来の強制空気オーブンでは、熱は均一に伝達されるため、乾燥速度は、厚さがより厚い場所で速くならない。したがって、オーブンの構造およびサイズは、予想される最大乾燥負荷を考慮しなければならない。
【００７６】
代表的な製造作業では、乾燥は、偶発的だが、一般的に生じる塗布過程の要因、たとえば操作者の誤り、システム制御の不具合または機械的な故障のために、より困難になる可能性がある。こうした要因は、塗膜の厚さを大幅に増加させる可能性がある（たとえば、１０以上の係数だけ）。代表的な一例は、逆転ロールコーターの計量隙間を閉鎖状態に保持する油圧の瞬間的な損失である。塗布工程ラインの乾燥部分を相当の超過生産能力で設計しない限り、こうしたサージの発生によって、工程ラインの終わりにおいて、湿潤ウェブが巻き上げられる可能性がある。その結果、巻かれたロール全体が使用不能になる可能性がある。さらに、塗液が可燃性溶剤を含む場合、溶剤紙の可燃性濃縮物が巻取機において生じる可能性がある。ロール巻取ステーションは、相当の静電気放電を生じることが多いため、火災または爆発が生じる可能性がある。
【００７７】
本発明の改善ステーションは、乾燥支持体の製造に要する時間を実質的に短縮し、塗膜厚さのサージの影響を実質的に改良する。改善ステーションは、既に上記で述べた理由から、塗膜厚さのサージを減少させる。改善ステーションに入って来る塗膜が既に均一である場合、改善ステーションは乾燥速度を大幅に増加させる。理論に拘泥する意図はないが、我々は、湿潤塗膜をピックアンドプレイス装置に繰返し接触させることにより、暴露される液体表面積が増加し、その結果、熱および質量の伝達率が増加すると考える。支持体上の液体を繰返し分離し、除去および再付着させても、温度および濃度勾配、並びに熱および質量伝達率が増加することにより、乾燥速度が高まる場合がある。さらに、ピックアンドプレイス装置が湿潤支持体に近接し、移動する場合、湿潤塗膜の液体表面付近にあって、速度を制限する境界層を分解するのに役立つ。これら要因のすべては、乾燥に役立つと思われる。移動ウェブを伴う方法では、これは、塗布ステーションからウェブ下流において、比較的小さいかまたは比較的短い乾燥ステーション（たとえば、乾燥オーブンまたは送風機）を使用することを可能にする。必要なら、改善ステーションは、乾燥ステーション内に延在させることができる。
【００７８】
本発明の方法および装置は、多様な可撓性または剛性支持体、たとえば紙、プラスチック、ガラス、金属および複合材料の上に比較的均一であるか、または乾燥塗膜を塗布し、形成するために使用することができる。支持体は、実質的に連続しているか（たとえば、ウェブ）、または限られた長さ（たとえば、シート）で良い。支持体は、多様な表面トポグラフィを有することができ、たとえば平坦な表面、テクスチャー加工した表面、微細構造表面および多孔性表面（たとえば、平坦なフィルム、波形フィルム、プリズム状光学フィルム、電子回路および不織ウェブ）がある。支持体は、テープ、膜（たとえば、燃料電池膜）、絶縁、光学フィルムまたは部品、電子フィルム、その成分または先駆物質など、多様な用途を有することができる。支持体は、塗膜層の下に１つまたは多数の層を有することができる。
【００７９】
本発明について、以下の実施例で詳細に説明し、実施例中、すべての部分および割合は、特記しない限り重量に基づく。
【００８０】
実施例１
改良された塗布および硬化機械を使用すると、流し込みポリプロピレンフィルムのロールには、紫外線（ＵＶ）重合可能なエポキシシリコーン剥離塗膜調合物であって、米国特許第５，３３２，７９７号の実施例３に記載されている剥離塗膜のように作製したエポキシ等量５３０を有する調合物を塗布した。この反応性混合物は、９７部のエポキシシリコーン、２部のビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩、３部のＡＬＦＯＬＴＭ  １０１２ＨＡおよび０．２部の２−イソプロピルチオキサンテンを含有していた。ポリプロピレンフィルムは、厚さが５０μｍ、幅が１５２ｍｍ、艶消し表面仕上げを有していた。塗膜は、ウェブに直接塗布するのではなく、周期的パターンのストライプとしてエンドレス転写ベルトに塗布した。転写ベルト上の塗膜は、塗膜を改善ステーションに通して均一にした。こうして改善された平坦で薄い塗膜は、ニップロール組立体を介してウェブに塗布した。塗膜は、ＵＶエネルギーを使用してウェブ上で硬化させた。
【００８１】
ウェブの経路は、ＨＩＲＡＮＯ  ＭＵＬＴＩ  ＣＯＡＴＥＲＴＭ  Ｍｏｄｅｌ  Ｍ−２００塗布機（Ｈｉｒａｎｏ  Ｔｅｃｓｅｅｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｌｔｄ）の巻出しロールから、塗布機上にある２個の非駆動ロールのニップを通り、塗布機に取り付けられたモデル１２５０ＵＶ硬化ステーション（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．）を通ってウェブ巻取部まで走行する。ニップは、鋼の上部ロールとゴムの下部ロールとを有していた。ＵＶ硬化ステーションは、その最低動力設定で動作した。
【００８２】
改善ステーションは、一連の１２個の非駆動ピックアンドプレイス接触ロールの列を有しており、各々のロールの直径は、５４．８６、７２．８５ｍ、６９．５２、  ６２．６４、  ５６．９０、  ５２．５３、  ６６．０４、  ３９．６５、  ４１．６６、  ６９．０９、  ５３．９２および４９．３３  ｍｍ  ±０．０２５  ｍｍだった。ロールは、Ｗｅｂｅｘ  Ｉｎｃ．から、動的平衡鋼ライブシャフトロールとして入手し、クロムめっきされたロール面を１６Ｒａに仕上げた。１５２ｍｍ幅および３．０５ｍ長さのシリコーン−ゴム被覆布帛ベルトは、塗布機上のニップの下部ロール周囲で、この改善ステーションに挿通し、ベルト横断ストライプ塗布位置を通過させて、ここで剥離塗布調合物をベルトに塗布した。次に、このベルトを５個のピックアンドプレイス接触ロールから成る第１集合の周囲に挿通し、各々のロールの周囲に少なくとも４５°のラップを達成するようにウェブ経路を構成した。次に、ベルトをＭＤＧ  ＳＥＲＩＥＳ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＧＵＩＤＥベルトステアリングユニット（Ｃｏａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓ  Ｃｏｒｐ．）の周囲に挿通し、このユニットは、改善ステーションを通って正確に追跡するように使用した。ベルトは、ステアリングユニットから、各々のロールの周囲に少なくとも４５°のラップを使用する７個のピックアンドプレイス接触ロールから成る第２の集合を通過して、塗布ステーションのニップ内に挿通し、改善ステーションに戻る。ベルトの両端は互いに添え継ぎされて、エンドレスループを形成する。ニップロールは、ニップ領域において表面速度が一致する対として逆回転する。ベルトは、ゴムロールと一緒に牽引して駆動し、ウェブは鋼ロールと一緒に牽引して駆動した。
【００８３】
塗布ステーションは、ベルトを横断して毎分４８サイクルの速度でカテーテルの針を往復させる空気駆動横断方向ベルト振動機構を使用した。振動機構は、モデルＢＣ４０６ＳＫ１３．００  ＴＯＬＯＭＡＴＩＣＴＭバンドシリンダ（Ｔｏｌ−Ｏ−Ｍａｔｉｃ，  Ｉｎｃ．）だった。カテーテルは、Ａｂｂｏｔｔ  Ｉｒｅｌａｎｄが製造した２０ゲージ、３２ｍｍ長さの方形先端針だった。この機構は、ベルトを横断して循環する時に、針の先端がベルトに接触するように調節した。２枚の平行インターセプタープレートは、ベルトの上から１３８ｍｍ離して、針の軌道と交差するように配置し、ベルトの各々の縁部から内側に延在する７ｍｍ幅のレーンに沿って塗液が付着するのを防止した。計量された塗液の流れは、針およびベルトの両方が移動する時に、ベルトを横断する対角線状のストライプが形成されるように針に揚送した。計量ポンプは、１回転当たり０．２９２ｃｍ３の容量を有するギヤポンプであり、タイプＱＭディジタル計量システムにより駆動した（共に、Ｐａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｏｒｄ  Ｃｏｒｐ．から入手した）。
【００８４】
この装置および毎分３ｍのウェブ速度を使用し、３種類の異なる塗液流量を使用して、０．２、０．４および０．６μｍの塗膜厚さを形成した。塗布されたサンプルの剥離特性は、２．５４ｃｍ幅当たりそれぞれ３９８、４５８、５０１ｇだった。剥離特性の標準偏差は、２．５４ｃｍ幅当たりそれぞれ１９、２８および２４ｇだった。これは、非常に良好な塗膜厚さを有する実質的に空隙のない塗膜が得られたことを示す。
【００８５】
実施例２
実施例１の塗布および硬化機械をさらに変更することにより、流し込みポリエステルフィルムのロールに、２種類のシリコーン剥離材料を並行するストライプ状に塗布した。この塗液は、異なる剥離特性を有する２種類のＵＶ重合可能なシリコーン剥離塗布組成物から構成した。第１の組成物、いわゆる「高級剥離」調合物は、５５重量部のＲＣ７１１ＴＭシリコーンおよび４５重量部のＲＣ７２６ＴＭシリコーンを含んでおり、これらは共にＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．が販売している。第２の組成物、いわゆる「中間剥離」調合物は、１００重両部のＲＣ７１１シリコーンを含んでいた。これら組成物の各々に、３重量部のＤＡＮＯＣＵＲＴＭ  １１７３硬化剤（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．）を添加した。
【００８６】
目標ウェブは、３５．６μｍの厚さおよび１５２ｍｍの幅を有するＳＣＯＴＣＨＰＡＲＴＭポリエステルフィルム（３Ｍ）だった。すべてのサンプルに、毎分１６．１ｍのウェブ速度を使用した。モデル１２２３ＵＶ硬化ステーション（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．）を実施例１で使用したモデル１２５０ステーションの場所において塗布機に取り付けた。硬化ステーションは、低動力設定で作動させ、その際、５０ＰＰＭ未満の酸素含有量を含む窒素不活性雰囲気を硬化室内に維持した。
【００８７】
改善ステーションおよび転写ベルトは、実施例１と同様だった。ニップは、上部鋼ロールおよびアンダーカットのない下部ゴムロールで構成し、１５２ｍｍのニップ接触を与えた。ウェブは、ニップの上部鋼ロールの周囲に巻き、ベルトは、下部ゴムロールの周囲に巻いた。ニップロールは、表面速度がニップ領域で一致する対として逆回転させた。ベルトは、ゴムロールによる牽引で駆動し、ウェブは、鋼ロールによる牽引で駆動した。
【００８８】
塗布ステーションは、図２７に示すような並列二重スロットアプリケータダイ２７０を使用した。第１液体塗布構成組成物２７１は、溜め２７２から計量ポンプ２７３によりライン２７４および供給ポート２７５を介して、ダイブロック２８０内の第１内部キャビティ２７６に供給した。第１スロット２７７は、液体２７１がダイリップ２７８上に流出することを可能にする。第２組成物２８１は、溜め２８２から計量ポンプ２８３によりライン２８４および供給ポート２８５を介して、ダイブロック２８０内の内部キャビティ２８６に供給した。第２スロット２８７は、液体２８１がダイリップ２７８上に流出することを可能にする。計量ポンプは、実施例１と同様だった。内部ダム２７９および２８９は、液体２７１および２８１のみが、ダムの不在により画定され、離間配置された横方向ベルトレーン内のダイリップ２７８上に流れるように、スロット２７７および２８７を遮断する。液体２７１および２８１は、ベルト３００がこれら液体に接触するまでリップ上に留まる。ベルトは、ロール３０１上において、ダイ２７０を通過してダイ２７０の下を平行移動する。ロール３０２の軸に沿ったロール３０２の周囲には、バンプパッド３０４が取り付けられる。このバンプパッドは、高さ３ｍｍおよび幅６ｍｍの発泡体ブロックだった。ロール３０２が１回転すると、バンプパッドはベルト３００を上昇させて、ダイリップ２７８上の液体と接触させる。内部ダム２７９および２８９は、単に隣接する第１および第２組成物の離間配置レーンを形成するように調節した。図２８ａに示すように、これは、第１組成物のベルト横断ストライプ２７１ａおよび２７１ｂ、並びに第２組成物のベルト横断ストライプ２８１ａおよび２８１ｂをベルト３００に塗布することを可能にする。図２８ｂに示すように、こうして塗布されたベルト３００が改善ステーションを通過する時、隣接ストライプ３０５および３０７を形成することができる。２種類の流量を使用して、毎分１６ｍで０．３および０．５μｍの塗膜厚さを形成した。各々のストライプ３０５および３０７は、個々のダイスロット２７７または２８７から最初に塗布された組成物２７１または２８１のみを含む。レーン間の結合ライン３０６では、個々の組成物２７１および２８１の著しい混合は行われない。ベルトステアリング装置によるベルト追跡の意図的な振動を使用すると、必要に応じて、結合ラインにおける混合を行うことができる。各々のレーンの厚さは、計量ポンプ２７３および２８３の流量により制御され、その結果、キャビティ２７６および２８６に入る液体の流れ、およびスロット２７７および２８７からの流れを制御する。
【００８９】
図２９ａに示すように、ダム２７９および２８９は、ベルト３００上で隣接しないベルト横断ストライプを形成するように調節することもできる。図２９ｂに示すように、こうして塗布されたベルト３００は改善ステーションを通過する時、隣接ストライプ３０８および３１０には、明確に画定された未塗布レーン３０９をストライプ３０８および３１０の間に形成することができる。
【００９０】
我々は、レーンに制御可能な厚さを与え、良好な縁部を画定することができ、レーン間で混合することなく、異なる組成物の隣接レーンを塗布することができる点は、共に有利であり、予想外であると考えた。理論に拘泥する意図はないが、我々は、本発明では、計量された量の液体を余分のない状態で塗布することができるために、これが可能であると考える。その結果、余分な液体が回転して層を形成するのを防止することができた。こうした回転する層をなくすことにより、混合が防止された。混合しないことは、著しい利点であり、従来の塗布装置を使用して得ることは困難である。我々は、この予想外の結果を得ることができるのは、液体の流れを支配する力が、ベルトの長さ方向に整列し、ベルトを横断する力の生成が最小限であるか、またはまったく生成されないためであると考える。
【００９１】
実施例３
実施例１の塗布装置は、ベルトを取り外し、ウェブが一連の１３個の改善ロールに直接接触するようにウェブを挿通させて変更した。ピックアンドプレイスロールの個々の直径は、５．２４５、  ５．３２１、  ５．３９８、  ５．４７４、  ５．５５０、  ５．６２６、  ５．７０２、  ５．７７９、  ５．８５５、  ５．９３１、  ６．００７、  ６．０８３および６．１６０  ｍｍだった。この装置は、毎分３ｍで走行する３０．５ｍｍ幅、５０μｍ厚さのポリイミドフィルム（Ｅ．  Ｉ．  ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．が市販）にＵＶ硬化性プライマを塗布するために使用した。塗布ステーションは、内径が０．０９４ｍｍの振動ニードルアプリケータを使用して、プライマ液を移動ポリイミドウェブ上に直接塗布した。針は、２秒ごとに１サイクルの速度でウェブを横断して振動した。針は、直径７６ｍｍの中間同時回転転写ロールにプライマ液を塗布するために使用することもできる。転写ロールは、ウェブの縁部を超えて塗布されるのを防止し、プライマ液がウェブの裏側に入る可能性を減少させた。何れかの塗布技術を使用して、ストライプパターンは最初にウェブ上に付着させた。プライマ液は、ウェブ上に１μｍの最終的に均一な湿潤厚さを形成するのに十分な質量流量でアプリケータに揚送した。結果として得られる塗膜は、支持体上に連続プライマ層を形成した。
【００９２】
実施例４
ロールが８個の改善ステーションを含む塗布装置を構成して、３０．５ｃｍ幅、２３．４μｍ厚さのポリエステル（ＰＥＴ）テープ基材にＵＶ硬化性剥離塗膜を塗布した。この塗布装置は、米国特許第５，３２６，５９８号に記載されている電子スプレー塗布ヘッド、および米国特許第５，７０２，５２７号に記載されている制限流量ダイを大型の自由回転接地金属ドラム上に取り付けて使用した。ドラムの直径は５０．８ｃｍ、幅は６１ｃｍだった。ダイワイヤは、ドラムの表面から１０．８ｃｍの一定の距離、−４０，０００Ｖの電位でアースに対して保持した。ダイは、３３ｃｍ幅だった。ダイによって生じる霧状の液体中で滴が電荷反発することにより、ダイは、ドラムを横断して３８ｃｍ幅の霧を噴霧することができる。
【００９３】
移動ＰＥＴウェブは、巻出しロールから巻き出して、接地金属ドラム上に巻いた。ウェブは、３個のコロトロンから成る一連のコロナ充電器を使用して、ドラム上において電子スプレーの塗布ダイの直前で予備充電して、ウェブおよび接地ドラムの１ｃｍ上に配置した静電気電圧計で測定して少なくとも１０００Ｖの正電位を与えられた。次に、ウェブは電子スプレーの塗布ダイの下を通過し、そこで、ダイで生成された負電荷液体粒子がウェブに静電誘引された。液体粒子は、互いに離れてウェブ上に付着し、順に展開して、最終的に連続塗膜を形成した。この液滴展開時間の間に、ウェブ上のスポットは、接地ドラムから１．４５ｍの距離だけＵＶ硬化ステーション内に移動し、そこで、液体塗膜が硬化して固体塗膜を形成した。ウェブが塗布ステーションから硬化ステーションにあまりに迅速に移動しすぎると、液滴は完全には展開せず、硬化したウェブ塗膜は分離したスポット状になるか、連続したフィルムではなく、多くの空隙を含む不連続フィルムになる。未塗布領域は、良好な接着剥離特性を持たない裸の支持体表面を呈する。
【００９４】
ウェブに霧を噴霧する位置から長さ０．８６ｍの経路における塗膜と硬化ステーションとの間には、長さ１．１４ｍの緻密な蛇行経路に配置された８個のピックアンドプレイスロールを含む改善ステーションが配置した。ロールの個々の直径は、５４．８６、６９．５２、３９．６５、５６．９０、  ４１．６６、７２．８５、６６．０４および５２．５３  ｍｍであり、すべて±０．０２５ｍｍの許容差を有する。
【００９５】
ＰＥＴウェブは、毎分１５．２４、３０．４８、６０．９６および１２１．９２ｍのライン速度で塗布装置を通って走行し、各々の速度は前の速度の２倍だった。米国特許第５，８５８，５４５号の実施例１０に記載されている無溶剤シリコーンアクリレートＵＶ硬化性剥離調合物を用意し、ダイ内に揚送した。ダイへの流量は、毎分５．８１ｃｃで一定に保ち、ウェブ速度が増加するにつれて塗膜高さを多様に減少させた。この流量は一定に保ったため、これは、塗膜がより薄くなるには、液滴はさらに展開しなければならないことを意味する。第１組の走行では、ＰＥＴウェブは、ダイの下で塗布してから、改善ステーションを通過させずに、ＵＶ硬化ステーション内に直接供給した。第２組の走行では、ＰＥＴウェブは、ダイの下で塗布してから、ロールが８個の改善ステーションを通して供給し、次にＵＶ硬化ステーション内に供給した。両方の組の走行では、ウェブは、ＵＶ硬化ステーションを通過した後に巻取りロール上に巻いた。ＵＶ硬化ステーションに対する動力は、すべての素行に対して一定に保った。ＵＶ−Ｃ（２５０〜２６０ｎｍ）のエネルギー密度または線量は、ＥＩＴ  ＵＶＩＭＡＰモデルＮｏ．ＵＭ２５４Ｌ−Ｓ  ＵＶ放射線量計（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｉｎｃ．）を使用して測定した。毎分１５．２４ｍのウェブ速度では、線量は３２ｍＪ／ｃｍ２だった。ウェブ速度が２倍になるごとに、ＵＶ−Ｃ線量は効果的に半分になり、毎分１２１．９２ｍのウェブ速度では、ＵＶ−Ｃ線量は４  ｍＪ／ｃｍ２だった。ＵＶ線量は、すべての走行で塗膜を硬化させるのに十分だった。
【００９６】
塗布および硬化ウェブを巻き出して、サンプルを取り除いて接着剥離試験を行い、各々の走行で製造された硬化塗膜の剥離特性を評価した。標準の１８０°剥離試験は、ＳＣＯＴＣＨＴＭ  ８４５アクリル書籍テープおよびＩＭＡＳＳＴＭモデル３Ｍ９０摺動／剥離試験機（Ｉｍａｓｓ，  Ｉｎｃ．）を使用して、毎分０．２３ｍの剥離速度で行った。２．０４ｋｇの重りをテープ上で２回前後に転動させて、室温で３日間老化させてからテープを除去した。１８０°剥離試験に使用した剥離試験テープ片を清潔なガラス支持体に再度貼付してから取り除くと、どの剥離試験テープ片でも、再度接触値の低下は観察されず、すべてのサンプルが完全に硬化したことを示した。以下の表Ｉに、走行番号、ウェブ速度、計算された硬化塗膜厚さ、改善ローラの数、１８０°剥離試験を用いて得られた測定初期剥離力を記載する。
【００９７】
【表１】
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【００９８】
表１に示すように、ピックアンドプレイスローラを使用しない場合、剥離力値は、ウェブ速度の増加に応じて増加した。１桁を超える大きさの増加が観察され、増加率は、毎分３０ｍを超えるウェブ速度で特に著しかった。これは、液滴が、こうした速いウェブ速度では完全には展開せず、硬化塗膜に相当の空隙領域が含まれていることを示す。改善ステーションおよび８個のピックアンドプレイスロールの列を塗布ダイとＵＶ硬化ステーションの間に使用すると、剥離力値は、ウェブ速度の増加につれて著しくは増加しなかった。１μｍ未満の厚さを有する無溶剤の薄いフィルムの塗膜は、達成することが非常に難しい。上記の結果は、本発明を使用すると、こうした非常に薄い塗膜の塗膜均一性の実質的な改善を達成できることを示す。
【００９９】
実施例５
塗布および乾燥装置は、厚さが３７．５μｍのフィルムのウェブに塗布して乾燥させるために構成した。この装置は、個々の直径が４８．４８、３９．９１、５２．１２および５５．１２ｍｍの非駆動鋼ピックアンドプレイスロールを備える４ロール改善ステーションを有していた。乾燥ステーションは、ウェブの１５２ｍｍ上に取り付けられた４個のＨＥＰＡ空気濾過ユニットを有し、２２℃および８．５％ＲＨの空気を供給した。塗布ステーションは、ＨＡＲＶＡＲＤＴＭシリンジポンプ（Ｈａｒｖａｒｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．から市販）に取り付けられた小型皮下注射針であり、０．０００９ｍｌの容積を有する液定状で、毎分０．０１ｍｌの希釈水をウェブに供給するように設定した。
【０１００】
ピックアンドプレイスロール上の水の接触角度は、４５°未満だった。低粘着性の裏糊付け塗膜を有する感圧テープをロールに巻くことにより、ロール上の水の接触角度は９０°より大きく増加した。
【０１０１】
制御走行では、改善ステーションを取り外して、水は、シリンジを使用して移動ウェブ上に付着させ、乾燥ステーションの中間に達するまで続けた。ウェブを停止させ、乾燥を完了するのに要した時間を目視検査で観察した。乾燥時間は、４５分だった。
【０１０２】
一連の走行では、改善ステーションを使用し、ピックアンドプレイスロールにテープを巻くかまたは巻かずに、ウェブを様々なライン速度で作動させた。乾燥時間を観察し、改善ステーションを使用するか、または使用しない場合の乾燥時間の比率を記録した。以下の表ＩＩに、走行番号、ウェブ速度、ロールにテープを巻いたかどうか、改善ステーションを使用した場合の乾燥時間に対する制御乾燥時間の比率を記載する。
【０１０３】
【表２】
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【０１０４】
表ＩＩに記載するように、改善ステーションの使用により、乾燥速度の著しい増加が得られた。ロールにテープを巻かない場合、湿潤塗膜状に液体のパッチが観察され、７０倍を超える乾燥速度の改善が観察された。
【０１０５】
本発明の様々な改良および変更は、当業者にとっては、本発明の範囲および精神を逸脱せずに明白である。本発明は、具体的に示すためにのみ本明細書に記載された範囲に限定するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ウェブ上にある塗膜の欠陥の略側面図である。
【図２】
ピックアンドプレイス装置の略側面図である。
【図３】
ウェブ上にある１個の大きい厚さスパイクの塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図４】
図３のスパイクが、１０の周期を有する１個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図５】
図３のスパイクが、１０の周期を有する２個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図６】
図３のスパイクが、それぞれ１０および５の周期を有する２個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図７】
図３のスパイクが、それぞれ１０、５および２の周期を有する３個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図８】
図３のスパイクが、１０の周期を有する８個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図９】
図３のスパイクが、１０の周期を有する１個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇し、次に５の周期を有する７個の装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図１０】
図３のスパイクが、１０の周期を有する１個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇し、次に５の周期を有する１個の装置に遭遇し、次に２の周期を有する６個の装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図１１】
直径が等しく、等しく駆動されない接触ロールの集合を使用するピックアンドプレイス装置の略側面図である。
【図１２】
１０の周期を有するスパイク欠陥を繰り返す時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図１３】
図１１のスパイクが、７の周期を有する１個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図１４】
図１１に示すスパイクが、それぞれ７、５、４、８、３、３および３の周期を有する一連の７個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離のグラフである。
【図１５】
図１１に示すスパイクが、それぞれ７、５、４、８、３、３、３および２の周期を有する一連の８個の周期的ピックアンドプレイス装置に遭遇する時の、塗膜厚さ対ウェブの距離を示すグラフである。
【図１６】
直径が等しくなく、等しく駆動されない接触ロールの集合を使用するピックアンドプレイス装置の略側面図である。
【図１７】
転写ベルトを使用するピックアンドプレイス装置の略側面図である。
【図１８】
ピックアンドプレイス改善ステーションのための制御システムの略側面図である。
【図１９】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２０】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２１】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２２】
図２１から選択した一対のロールを使用して塗布されるウェブの最小厚さとストライプ間の関係を示すグラフである。
【図２３】
図２２から選択したストライプを使用して塗布されるウェブの平均塗膜厚さを示すグラフである。
【図２４】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２５】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２６】
周期的に塗布されるウェブ横断方向の塗布ストライプ、および様々なサイズのロールを使用して得られる最小厚さを示す改善ダイヤグラムである。
【図２７】
支持体上の塗布レーンのためのダイの側面図である。
【図２８ａ】
ウェブ上で隣接するウェブ横断方向ストライプの上面図である。
【図２８ｂ】
ウェブが本発明の改善ステーションを通過した後、図２８ａのウェブ上で隣接するレーンの上面図である。
【図２９ａ】
ウェブ上にある分離したウェブ横断方向ストライプの上面図である。
【図２９ｂ】
ウェブが本発明の改善ステーションを通過した後、図２９ａのウェブ上にあるレーンの上面図である。
【図３】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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