(57)【要約】【課題】連続的に搬送されるウェブ状基材にグラビア塗布装置で塗布する際に、グラビア版とドクターの接触が原因とする様々な塗布欠陥を起すことのないグラビア塗布装置に関する。【解決手段】  搬送しているウェブ状基材に、均一に塗布液を塗布するグラビア塗布装置のグラビアシリンダー版の外円周表面にＤＬＣコーティング膜層を備え、ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層で積層されていることを特徴とするグラビア塗布装置を提供する。【選択図】図１
2007000730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定形状の凹みを外円周に多数個有する円筒状グラビアシリンダー版を塗布液中で回転させドクターで余分な塗布液を掻き取って、搬送しているウェブ状基材に、均一に塗布液を塗布するグラビア塗布装置であって、
前記円筒状グラビアシリンダー版の外円周表面にＤＬＣコーティング膜層を備え、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層で積層されていることを特徴とするグラビア塗布装置。
【請求項２】
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層とセラミック粒子を含有する無機粒子分散複合メッキ層の２層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続的に搬送されるウェブ状基材に、塗布液を均一に塗布するグラビア塗布装置に関する。さらに詳しくは、塗布中に発生するグラビアシリンダー版とドクターの接触が原因とされる様々な塗布欠陥を生じないグラビア塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に搬送されるウェブ状基材に塗布液を塗布するに際し、薄膜高精度が可能で、且つ、低粘度の塗布液であっても塗布できるグラビア塗布装置が使用されている。そして、古くから包装材料や光学膜、あるいは電子基板材料等の塗布加工に用いられている。
【０００３】
通常、塗布液をグラビアシリンダー版を使用して基材に塗布する場合、図４に示すように一定形状の凹み（通常、グラビアグラビアシリンダー版に設けられた凹みをセル１０８という）を外円周に多数個有する円筒状グラビアシリンダー版１０１が用いられる。
【０００４】
前記円筒状グラビアシリンダー版１０１は塗布液パン１０７中の塗布液１０２にドブ漬けされ、回転させて回転方向の外円周に沿って塗布液１０２を汲み上げる。さらに、セル１０８内以外の円筒状グラビアシリンダー版１０１上の、余分の塗布液１０２を鋼板等からなるドクター１０３で掻き取る。そして、インプレッションロール１０５で円筒状グラビアグラビアシリンダー版１０１に圧着された基材１０４表面にセル１０８内の塗布液１０２を転移させ、塗布する方法が実施されている。
【０００５】
また、グラビア塗布装置には、ウェブ状基材の進行方向と反対方向にグラビアシリンダー版が回転するリバース方式や、ウェブ状基材の後ろにバックロールの無いフローティング方式、また、図５に示すようにそれを組み合わせたフローティングリバース方式２００等がある。
【０００６】
前記のようにグラビア塗布装置は、固定されたドクターと常に接触し摩擦状態で回転するグラビアシリンダー版で塗布されている。このためにグラビアシリンダー版とドクターの磨耗が大きな問題となっている。
【０００７】
また、グラビアシリンダー版は高精度な塗布が要求されるために、高精細な版目形状を形成しなければならない。このために、高度な加工機械によって製作され、且つ、作製コストが高価となっている。そして、グラビアシリンダー版とドクターの寿命が生産コストに大きく影響を与えている。
【０００８】
また、前記グラビアシリンダー版は加工精度を上げるために比較的加工のし易い円筒状の軟鋼が通常使用されている。そして、その表面をＣｒメッキする事によって表面硬度を高くして、磨耗の防止を計っている。
【０００９】
さらに、前記ドクターは一般的に軟鋼製で弾力のある薄板の表面に、ＳｉＣ粒子を含有したＮｉ−Ｐ系メッキが施されている。そして、グラビアシリンダー版と同様に、表面硬度を高くして、磨耗の防止を計っている。
【００１０】
また、ドクターは、通常硬度差により摩耗するとされている。しかし、ドクターの背面側の端に摩耗しきれなかったドクターのかえりなどが発生する。
【００１１】
このかえりなどの発生を防止するグラビア用ドクター（例えば、特許文献１参照。）も
知られている。
【００１２】
このグラビア用ドクター３００は図６に示すように鋼またはステンレス製ドクターの鋼材層１０９の背面側に、脆く摩耗し易い樹脂層１１０または硬く粘性のないセラミック層を積層している。
【００１３】
また、耐摩耗性を向上させたドクター刃（例えば、特許文献１参照。）も知られている。
【００１４】
このドクター刃４００は図７に示すように、弾性を有する材料で形成された板状の母体１１１と、この母体１１１の表面に被覆され、この母体１１１より硬質の材料で形成された耐摩耗層１１２を具備し、該ドクター刃のバネ定数が２．５〜５．０Ｎ／ｍｍであり、耐摩耗層のビッカーズ硬度が１０００〜３８００Ｈｖに施されている。
【００１５】
また、グラビアシリンダー版とドクターが接触した状態で回転塗布しているために振動が発生することがある。そして、塗布面に段ムラと呼ばれる基材走行方向と垂直方向に周期的間隔をもってスジ状に現れる塗布欠陥を引き起こすことがある。
【００１６】
また、このような振動が発生した場合には、通常、グラビアシリンダー版にドクターを押しつけている押しつけ圧を弱くするか、あるいはドクターの接触角度を変化させる等のオペレーティング的対応が施されている。
【００１７】
しかし、いずれのような対応でも段ムラが解消しないことが多い。そして、ドクターを新たに交換して状況を確認することが行われている。この場合、交換作業時間かかり、さらに、ならし運転等を行わなければならない問題がある。
【００１８】
さらに、前記問題が必ずしも解消するとは限らず、トラブルが長期化することがたびたび生じる。
【００１９】
また、塗布作業中に、ドクターの刃先の裏側に塗布液が乗り上げるヘラウラと呼ばれる現象が発生し、乗り上げた塗布液が蓄積成長する。そして、乾燥して異物トラブルを起こすか、あるいは不規則にグラビアシリンダー版へ戻る事によって塗布ムラを発生させる問題が起きている。
【００２０】
前記問題を解消するために、ドクターの表面に撥水処理剤を塗布する方法が考えられる。しかし、ドクターは常に掻き取り作業が行われる為に、撥水塗布膜が不均一に剥ぎ取られ、塗工面に帯状のムラを発生させる原因となることがある。
【００２１】
以下に先行技術文献を示す。
【特許文献１】特開平７−２７６６０１号公報
【特許文献２】特開平８−１９７７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、グラビアシリンダー版とドクターが接触して摩擦回転することによって、グラビアシリンダー版とドクターの磨耗を防止し、さらに、塗布中の振動による段ムラ、ヘラウラによる塗布ムラ等が抑制されるグラビア塗布装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は上記の課題を解決するために、まず発明の請求項１に係る発明は、
一定形状の凹みを外円周に多数個有する円筒状グラビアシリンダー版を塗布液中で回転させドクターで余分な塗布液を掻き取って、搬送しているウェブ状基材に、均一に塗布液を塗布するグラビア塗布装置であって、
前記円筒状グラビアシリンダー版の外円周表面にＤＬＣコーティング膜層を備え、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層で積層されていることを特徴とするグラビア塗布装置である。
【００２４】
次ぎに、本発明の請求項２に係る発明は、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層とセラミック粒子を含有する無機粒子分散複合メッキ層の２層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア塗布装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のグラビア塗布装置は、グラビアシリンダー版とドクターの長寿命化が可能となる。
【００２６】
また、グラビアシリンダー版とドクターの接触による振動の発生を低減できる。さらに、段ムラやヘラウラと呼ばれる塗布故障の発生も抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のグラビア塗布装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。図１〜図３は本発明の一実施例を示す。本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、図３に示すグラビアシリンダー版とドクターのＡ部の拡大を示す一実施例の概略を示す概略図である。
【００２９】
本発明のグラビア塗布装置は図３に示すようにグラビアシリンダー版１と接触するドクター２は従来のグラビア塗布装置と同じようにドクターホルダー８で固定される。そして、ドクターホルダー８の位置あるいは角度でドクター圧等が調整される。
【００３０】
また、前記グラビアシリンダー版は円筒状の炭素鋼あるいはステンレス鋼等が母材として用いられる。そして、精密な彫刻を施す必要がある為に、加工性の良い材質、例えば、Ｓ２０Ｃ〜Ｓ３０Ｃ程度の低炭素鋼が好ましい。
【００３１】
また、酸性度の高い塗布液を塗布する場合には、グラビアシリンダー版の母材にステンレス鋼を使用することが好ましい。その中でもＳＵＳ３１６等が望ましい。
【００３２】
また、グラビアシリンダー版１の外円周表面はＤＬＣコーティング膜層が積層されている。
【００３３】
前記ＤＬＣコーティング膜層６の層厚は１〜５μｍ程度が好ましい。そして、硬度が２５００〜３０００（ＨＶ）程度が好ましい。
【００３４】
次ぎに、ドクター２は適度な弾性と靭性を有する冷間圧延鋼あるいはステンレス鋼等が母材３として用いられる。そして、ドクターの外側面は均一なフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されている。
【００３５】
前記フッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４は、例えば、ＰＴＦＥの微細粒子が分散されたＮｉ−Ｐ系のメッキである事が好ましく、膜厚は３μｍ〜２０μｍで、ＰＴＦＥの粒子径が０．５〜３μｍが適性である。
【００３６】
ＤＬＣコーティング膜層が外円周表面に積層されたグラビアシリンダー版１とドクター母材３の外側面にフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されたドクターを使用して塗布加工を行った。その結果、従来の組み合わせに比べて摩擦抵抗値を大幅に低減する効果が確認された。さらに、連続塗布加工時間が飛躍的に向上した。
【００３７】
また、これまで振動によって歩留まりが非常に悪かった品種についても、振動が大幅に低減する事によって歩留まりの向上が見られた。さらに、ドクター２表面のフッ素系樹脂の効果で、ヘラウラも完全に発生しない事が確認された。
【００３８】
次ぎに、図２は、図３に示すグラビアシリンダー版１とドクター２のＡ部の拡大を示す他の一実施例の概略を示す概略図である。
【００３９】
前記グラビアシリンダー版１は図１と同様にグラビアシリンダー版１の外円周表面はＤＬＣコーティング膜層６が積層されている。また、ドクター２はドクター母材３の外側面にセラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層が積層５されている。そして、前記積層された外側面に、さらにフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されている。
【００４０】
前記セラミック粒子としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、ＴｉＮ等が例示できる。そして、適宜選択して使用されるが、中でもＳｉＣが好ましい。さらに、粒径は０．５〜３μｍ程度が好ましい。
【００４１】
前記セラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層５の硬度は９００〜１０００（ＨＶ）程度と高硬度に形成されている。このために、ドクターの耐久性が飛躍的に高くなる。
【００４２】
また、最外側面に積層されているフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４は図１と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のグラビア塗布装置は、光学膜、電子基板、食品包装用材料等の精密塗布の低コスト化、高精度化が計れる塗布装置として優れていることはもとより、ハップ剤、冷却シート、絆創膏等の医療部材の生産にも利用できるなど、広い分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の塗布装置のグラビアシリンダー版とドクターの拡大を示す一実施例の概略を示す概略図である。
【図２】本発明の塗布装置のグラビアシリンダー版とドクターの拡大を示す他の一実施例の概略を示す概略図である。
【図３】本発明の塗布装置のグラビアシリンダー版とドクター周縁を説明するための概略図である。
【図４】従来のグラビア塗布装置の概略を示す断面図である。
【図５】従来のグラビア塗布装置の概略を示す断面図である。
【図６】従来のグラビア塗布装置の概略を示す断面図である。
【図７】従来のグラビア塗布装置のドクター概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…グラビアシリンダ版
２…ドクター
３…ドクター母材
４…フッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層
５…セラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層
６…ＤＬＣコーティング膜層
７…ドクター母材
８…ドクターホルダー
【図１】
2007000730.tif 000003
【図２】
2007000730.tif 000004
【図３】
2007000730.tif 000005
【図４】
2007000730.tif 000006
【図５】
2007000730.tif 000007
【図６】
2007000730.tif 000008
【図７】
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