(57)【要約】      （修正有）【課題】循環系を循環する塗液を適切な手段により管理することで上記塗液のポットライフをより長期にわたって確保し、より安定的な塗膜を塗布物上に得るためのグラビア塗工装置を提供する。【解決手段】液受けパンと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結され、前記送液ポンプと前記塗液タンクの間の送液チューブが３方向に分岐し、分岐した送液チューブが追液タンクと連結しており、さらに、前記自動分析装置が液受けパン内の塗液を採取し前記塗液の状態を分析し前記追液タンクによる塗液の調整にフィードバックを与える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液の循環系を備えるグラビア塗工装置において、
前記循環系が、自動分析装置、追液タンク、塗液タンク、送液ポンプを有し、
液受けパンと前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結され、
前記送液ポンプと前記塗液タンクの間の送液チューブが３方向に分岐し、分岐した送液チューブが追液タンクと連結しており、
さらに、前記自動分析装置が液受けパン内の塗液を採取し前記塗液の状態を分析し前記追液タンクによる塗液の調整にフィードバックを与えるものであることを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項２】
前記自動分析装置が液受けパンから塗液を採取し前記塗液からのイソシアネート量の減少を分析するものであり、前記追液タンクがイソシアネートを含む溶液を前記塗液に補充するものであることを特徴とする請求項１に記載のグラビア塗工装置。
【請求項３】
塗液の循環系を備えるグラビア塗工装置において、
前記循環系が、自動分析装置、脱水槽、塗液タンク、送液ポンプを有し、
液受けパンと前記脱水槽、前記脱水槽と前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結されていることを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のグラビア塗工装置において、
前記循環系が、さらに脱水槽を有し、
液受けパンと前記脱水槽、前記脱水槽と前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結され、
前記送液ポンプと前記脱水槽の間の送液チューブが３方向に分岐し、分岐した送液チューブが追液タンクと連結していることを特徴とするグラビア塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア塗工装置において、塗液の変性を管理する循環系を備えることで、長時間連続運転を行っても塗液の品質を一定に保ち塗布物上に安定した塗膜を得るための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエットコーティングの1種であるグラビア塗工方法は、現在様々な塗液の塗工方法として利用されている。グラビア塗工方法は、塗液をグラビアロールにのせることが出来れば、ドクター刃で余分な塗液を掻き落とし基材に塗工することを容易に実現できるので、塗液物性の適用可能範囲は他の塗工方式と比べ広い。
【０００３】
しかし、グラビア塗工方法においては、液受けパンの中に塗液を満たした状態でロールを浸漬させながら塗液をグラビアロール上にのせていくので、液受けパン内の塗液の管理が非常に困難である。例えば、塗液中の溶媒が、空気開放される液受けパン内で蒸発するため、液受けパンの中で塗液の粘度が上昇し、塗膜の品質管理上問題となる。
【０００４】
上記の問題に対しては、粘度の上昇を測定し、溶剤蒸発量予想分の溶媒を添加する働きをする粘度コントローラーと呼ばれる装置により回避する方法がよくとられている。
【０００５】
しかしながら、溶媒の蒸発以外の要因で塗液の変性が起こり、塗膜に欠陥を及ぼす場合がある。
【０００６】
例えば、大気解放された液受けパンにおいては、空気中の水分が液受けパン内の塗液に溶け込むことで、塗液がゲル化が起こり、塗膜の欠陥になることが挙げられる。
【０００７】
また、反応性のある塗液では、塗液の調液後において塗液の特定の組成成分の反応が進行し時間経過とともに次第に該組成成分が減少し、望ましい塗膜の物性を得られなくなることが挙げられる。
【０００８】
一般的に、上記問題点に対しては、液受けパンの中の塗液を塗液回収口から一定量抜き取り、前記塗液が貯蔵されている送液タンクにおいて新しい塗液と混ぜ合わせ、再度、塗液供給口より塗液パン内に供給する循環系を設けることで解決を図っている。
【特許文献１】特開2003-112104号公報
【特許文献２】特開2002-267802号公報
【特許文献３】特開2000-256615 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記循環系を設ける手段においては、時間の経過とともに次第に循環系内の塗液に劣化が蓄積し最終的には塗液のポットライフ（可使時間）を経過することになるという点において、上記問題点を完全に解決しているとは言えない。
【００１０】
そこで、本発明では、循環系を循環する塗液を適切な手段により管理することで上記塗液のポットライフをより長期にわたって確保し、より安定的な塗膜を塗布物上に得るためのグラビア塗工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、循環系および塗液パンに工夫を加えることで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載の発明は、塗液の循環系を備えるグラビア塗工装置において、前記循環系が、自動分析装置、追液タンク、塗液タンク、送液ポンプを有し、液受けパンと前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結され、前記送液ポンプと前記塗液タンクの間の送液チューブが３方向に分岐し、分岐した送液チューブが追液タンクと連結しており、さらに、前記自動分析装置が液受けパン内の塗液を採取し前記塗液の状態を分析し前記追液タンクによる塗液の調整にフィードバックを与えるものであることを特徴とするグラビア塗工装置とした。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記自動分析装置が液受けパンから塗液を採取し前記塗液からのイソシアネート量の減少を分析するものであり、前記追液タンクがイソシアネートを含む溶液を前記塗液に補充するものであることを特徴とする請求項１に記載のグラビア塗工装置とした。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、塗液の循環系を備えるグラビア塗工装置において、前記循環系が、自動分析装置、脱水槽、塗液タンク、送液ポンプを有し、液受けパンと前記脱水槽、前記脱水槽と前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結されていることを特徴とするグラビア塗工装置とした。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のグラビア塗工装置において、前記循環系が、さらに脱水槽を有し、液受けパンと前記脱水槽、前記脱水槽と前記塗液タンク、前記塗液タンクと前記送液ポンプ、前記送液ポンプと前記液受けパンがそれぞれ送液チューブにより連結され、前記送液ポンプと前記脱水槽の間の送液チューブが３方向に分岐し、分岐した送液チューブが追液タンクと連結していることを特徴とするグラビア塗工装置とした。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載のグラビア塗工装置にあっては、塗液の循環系を有するグラビア塗工装置において、前記循環系が追液タンクを有することを特徴とする。これにより、塗工中に減少する塗液組成成分を必要に応じて追加することが可能となり、塗液の品質を一定に保つことができ、塗布物製造の際の不良を回避し製造ロスを減らすことが可能となる。
【００１７】
請求項２記載のグラビア塗工装置にあっては、自動分析装置により塗液からの溶媒の蒸発による塗液の粘度の変化をモニターし、必要に応じて塗液から失われた溶媒と同程度の量の溶媒を追液タンクより塗液に補充することで塗液の品質を一定に保つことができ、塗布物製造の際の不良を回避し製造ロスを減らすことが可能となる。
【００１８】
請求項３記載のグラビア塗工装置にあっては、塗液の循環系を有するグラビア塗工装置において、前記循環系が脱水槽を有することを特徴とする。これにより、塗工中に塗液に溶け込んだ水分を脱水することが可能となり、塗液の品質を一定に保つことができ、塗布物製造の際の不良を回避し製造ロスを減らすことが可能となる。
【００１９】
請求項４記載のグラビア塗工装置にあっては、前記循環系が追液タンクおよび脱水槽を有することで、塗液組成成分の不足、含有水分量の増加にも対応することが可能となり、より高いレベルでの塗液のライフポットの確保が可能となる。
【００２０】
以上のことを実施することにより、ポットライフを有する溶剤を使用した循環系のグラビア塗工方法においても、塗液の物性変化を管理し、長期にわたって安定的な塗膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のグラビア塗工装置の一例の概念図。
【図２】本発明に係るグラビア塗工装置の一例の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。図１に従来のグラビア塗工装置の一例の概観図を示す。前記グラビア塗工装置は、液受けパン、グラビアロール、バックアップロール、ドクター刃、循環系を有しており、前記循環系は、送液ポンプ、送液タンク、前記送液ポンプと前記送液タンクと前記液受けパンを繋ぐ送液チューブからなる。塗液は、液受けパンに供給されるとグラビアロールによって掻き揚げられてドクター刃で計量された後に基材に転写されていく。
このとき、グラビアロールが基材走行方向に対して同じ方向に進むものをダイレクト方式といい、逆方向に進むものをリバース方式という。また、バックアップロールがグラビアロールに対して押し付ける位置に設置されるものやバックアップロールがないキス方式などあるが、本発明はどの方法であっても有効である。
【００２３】
また、循環系については、送液チューブが、液受けパンと送液ポンプと送液タンクを繋いで成っており、塗液は常に循環系内を循環している。塗液は、循環系を循環する過程で多量の新たな塗液と混合され、その後再び液受けパン内に供給される。従って、液受けパン内の塗液のポットライフは循環系がない場合と比較して長いものとなる。
【００２４】
次に、図２に本発明に係るグラビア塗工装置の一例の概念図を示す。前記塗工装置は、液受けパン、グラビアロール、バックアップロール、ドクター刃、循環系を有しており、前記循環系は、送液ポンプ、送液タンク、自動分析装置、追液タンク若しくは脱水槽又はその両方およびそれらと液受けパンを繋ぐ送液チューブからなる。
【００２５】
本発明に係る循環系は、従来の循環系に自動分析装置、追液タンク若しくは脱水槽又はその両方が付加されたものとなっており、循環系を循環する塗液のより高度な調整が可能となっており塗液のポットライフを従来よりも長いものとすることができる。
【００２６】
ここで、自動分析装置とは、液受けパン内の塗液を一定時間ごとに採取し、塗液中の水分量や特定の組成成分量を分析する機能を備えており、追液タンクの制御系とリンクしている。前記追液タンクの制御系は、前記自動分析装置から送信される測定値情報を基に、追液タンクにより加えられる塗液組成成分の量の調整を行う。
【００２７】
また、循環系に追液タンク若しくは脱水槽又はその両方のいずれを設置するかについては、使用する塗液の種類に応じて決定する。即ち、グラビア塗工の工程中において塗液成分の減少により塗液の品質の変動が生じやすい塗液については追液タンクを設置し、必要に応じて塗液成分の追加を行う。また、塗液成分に水分と反応し塗液の物性等に影響を及ぼすものが含まれるため塗液の品質の変動が生じやすい塗液については脱水槽を設置し、適宜塗液から脱水を行う。さらに、上記両方の性質を併せ持つ塗液については追液タンク及び脱水槽の両方を設置し、それらによる上記品質保持手段を実施する。
【００２８】
脱水槽は、モレキュラーシーブ等の水分吸着物質と、塗液に含まれるコンタミを捕捉するフィルターを備えるものである。また、脱水槽は、塗液が水分を含むことにより塗液の品質に影響が現れる際の水分量を規定値として定め、循環系内の塗液の水分量が常に前記規定値以下となるように調整を行うものである。さらに、規定値については、上記の値よりも０．５％低く設定することが好ましい。塗液の品質のより高い安定性が担保されるためである。
【００２９】
追液タンクは、追液タンクの制御系が自動分析装置からの液受けパン内の塗液の状態についての情報を受け計量された量の溶液を追加する機構を備える。前記溶液には、減少した塗液の組成成分のその減少量に応じた量が含まれており循環系内の塗液に追加されることで塗液の物性を塗工開始時のものの状態で保持することが可能となる。また、追液タンクは、特定の塗液組成成分が減少することで塗液の物性に影響が現れる際の上記塗液組成成分量を規定値として定め、循環系内の塗液の特定の組成成分が減少した際には該組成成分を含む液を加え、組成成分量が常に前記規定値以下となるように調整を行うものである。さらに、規定値については、上記の値よりも５％高く設定することが好ましい。塗液の品質のより高い安定性が担保されるためである。
【実施例１】
【００３０】
以下、本発明の実施例について説明する。
塗液は、アクリル樹脂を主成分としてメチルエチルケトンを溶媒とした塗液で、ポットライフを支配する要因として含水によるゲル化が問題になっていた。そこで、事前に以下の検討項目を実施し、管理値を決めた。
まず、初期の溶剤の水分含有量測定し、次に重量比にして数％の純水を加えていき、外観の確認を行った。水分量の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１１３に準じて行った。
水分量３％以上であるとゲル化が確認されたので、２．５％を規定値として管理することにした。
次に、図１に示すような従来のグラビア塗工装置を用いて塗液を塗工した場合と、本発明に係るグラビア塗工装置を用いて塗液を塗工した場合の比較を行った。
従来のグラビア塗工装置を用いた場合は、塗工開始後６時間で塗液の水分吸収による物性の変化見られ、塗布物上の塗膜ついても抜け等の欠陥が観察されるようになった。一方で、本発明に係るグラビア塗工装置を用いて脱水槽において循環系内の塗液から脱水を行った場合には、塗工開始後６時間の時点においても塗液の物性に変化は見られず、塗工開始後１０時間以降においても正常な塗工が可能であったとともに得られた塗布物上の塗膜についても欠陥は見られなかった。
以上より本発明の効果が確認できた。
【実施例２】
【００３１】
塗液は、主剤のポリオールと硬化剤のポリイソシアネートを溶剤に溶解したもので、経時変化により塗膜の密着性の低下が問題になっていた。事前に塗液のイソシアネート量の減少が原因であることが確認されたので、以下の検討項目を実施し、管理値を下記の通り決定した。
まず、初期の溶液のイソシアネート量測定し、次に、実機の塗工において、密着の劣化した膜が得られた時の溶液同様に測定した。測定は、ＪＩＳ  Ｋ  １６０３に準じて行った。
密着不良が生じたものは、イソシアネート量が初期の６５％と確認されたので、７０％を規定値として管理することにした。
従来のグラビア塗工装置を用いた場合は、塗工開始後８時間で塗膜の密着不良が確認されるようになった。一方で本発明に係るグラビア塗工装置を用い自動分析装置により１時間毎に液受けパン内の塗液を採取し前記塗液中のイソシアネート量の分析を行い、必要に応じて追液タンクよりイソシアネートを含有する溶液の追加を行った場合には、塗工開始後８時間の時点においても密着不良は確認されず、塗工開始後１０時間以降においても正常な密着性が発揮されていた。
以上より本発明の効果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
数時間単位で塗液の劣化が確認されるものでも、グラビア塗工装置で問題なく塗工できる管理手段を有するグラビア塗工装置に関するものであって、グラビア塗工装置で塗工する製品であれば遍く有効である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・ドクター刃
２・・・グラビアロール
３・・・液受けパン
４・・・バックアップロール
５・・・基材
６・・・循環系
７・・・送液チューブ
８・・・送液ポンプ
９・・・塗液タンク
１０・・・脱水槽
１１・・・追液タンク
１２・・・自動分析装置
【図１】
2013071109.tif 000003
【図２】
2013071109.tif 000004