(57)【要約】【課題】カーテン塗工法において、カーテン膜がエッジガイドより離れて切れ上がる現象の発生を抑制しかつ、塗膜エッジの厚塗りを抑制する膜厚安定化塗工装置および塗工方法を提供する。【解決手段】少なくとも塗工部とエッジガイドと塗工ロールを有する塗工装置であって、前記エッジガイドは２箇所以上の帯電極を有し、前記２箇所以上の帯電極は隣り合う帯電極の間に間隔１ｍｍ以下の絶縁層を有している塗工装置で該エッジガイドの帯電極の幅が下方へ行くほど狭くなっている膜厚安定化塗工装置とそれを用いた塗工方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗工液をカーテン状に案内するエッジガイドで自由落下させ、該塗工液を連続走行するウェブ上に塗工するカーテン塗工装置において、カーテン液膜をウェブに案内する両端のエッジガイド下部に複数の帯電極を有し、隣接する帯電極は間隔１ｍｍ以下の絶縁層で隔てられていることを特徴とする膜厚安定化塗工装置。
【請求項２】
該エッジガイド下部の複数の帯電極の幅が下方へ行くほど狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載の膜厚安定化塗工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の膜厚安定化塗工装置を用いて、少なくとも１層以上の塗工液をスリットから吐出し、該吐出された塗工液をカーテン状に案内するエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗工方法において、カーテン液膜をウェブに案内する両端のエッジガイド下部に設けられた複数の帯電極を帯電させた状態で該塗工液の塗工を行うことを特徴とする膜厚安定化塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーテン塗工方法及び装置に関し、詳しくは、少なくとも１層以上の塗工液をスリットから吐出し、吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、連続走行するウェブ上に塗工するカーテン塗工における膜厚安定化塗工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行するウェブに塗工液を連続的に塗布する方法として種々の方法が提案されてきた。代表的な塗工方法としては、マイクログラビア塗工方法、ワイヤーバー塗工方法、ダイ塗工方法と種々の塗布塗工が知られている。
近年、特にコストダウンの必要性から高速塗布且つ広い塗布幅が要求されるようになっている。これに伴いカーテン塗工方法（スロットダイタイプ、スライドホッパータイプ）が多用されるようになってきた。  
【０００３】
また、現在の生産の傾向として、従来の大ロット少品種の生産ではなく、１つの装置でいくつもの商材を取り扱う小ロット多品種の生産が求められている。そのため、今までの大量生産での生産安定性に加え、様々な商材への塗工条件の変更の迅速さも求められるようになってきた。
【０００４】
１層以上の塗工液をスリットから吐出し、吐出された塗布液をカーテン状に案内するカーテンエッジガイドで自由落下させ、連続走行するウェブ上に塗工するカーテン塗工方法には、大きく分けてカーテン膜巾がウェブより広い場合とウェブ幅同等若しくはウェブ幅より狭い場合がある。
ウェブ巾と同等若しくは狭くカーテン膜を形成するとき、振動などを原因としてカーテン膜の揺れることにより、カーテン膜がエッジガイドより離れて切れ上がる現象（切れ上がり現象）が発生する。
この切れ上がり現象が発生すると、所望の塗工巾を得ることが出来なくなるばかりではく、切れ上がり部分では、他の部分に比べて付着量が過剰となるため、カーテン塗工工程以降の乾燥工程における乾燥不足や基材の破断などが起こり生産に悪影響を与える結果となる。
【０００５】
特許文献１ではこの切れ上がり現象の発生を抑制する方法として、前記エッジガイド下端部を帯電させる方法が提案されている。しかし、この方法では塗工液や塗工条件によって帯電させる範囲を変更する必要がある。
また、帯電が過剰になると液が端部に寄りすぎてしまい塗膜エッジが厚塗りになってしまうので、カーテン塗工工程以降の乾燥工程における乾燥不足によるロール汚れや基材の破断などが起こり生産に悪影響を与える結果となる。
【０００６】
特許文献２ではエッジガイドと塗工液の接触面に補助液として低粘性液を流し、接触部での流下速度を上昇させることで切れ上がり現象の発生を抑制している。この方法も効果的であるが、塗液や塗工条件によって流量や使用する低粘性液を変える必要があり、低粘性液自体の落下や拡散をコントロールすることが難しいなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２２９０６号公報
【特許文献２】特開平１０−２３５２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、カーテン塗工法において、カーテン膜がエッジガイドより離れて切れ上がる現象の発生を抑制して、かつ、塗膜エッジの厚塗りを抑制することの出来る膜厚安定化塗工装置および塗工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも１層以上の塗布液をスリットから吐出し、該吐出された塗工液をカーテン状に案内するエッジガイドで自由落下させ、該塗工液を連続走行するウェブ上に塗工するカーテン塗工装置において、カーテン液膜をウェブに案内する両端のエッジガイド下部に複数の帯電極を有し、隣接する帯電極は間隔１ｍｍ以下の絶縁層で隔てられていることを特徴とする膜厚安定化塗工装置である。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、該エッジガイド下部の複数の帯電極の幅が下方へ行くほど狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載の膜厚安定化塗工装置である。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の膜厚安定化塗工装置を用いて、少なくとも１層以上の塗工液をスリットから吐出し、該吐出された塗工液をカーテン状に案内するエッジガイドで自由落下させ、該塗布液を連続走行するウェブ上に塗布するカーテン塗工方法において、カーテン液膜をウェブに案内する両端のエッジガイド下部に設けられた複数の帯電極を帯電させた状態で該塗工液の塗工を行うことを特徴とする膜厚安定化塗工方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の膜厚安定化塗工方法によれば、エッジガイドの下部に設けられた複数の帯電極にそれぞれ異なる最適な電圧を印加することによって、カーテン膜がエッジガイドより離れて切れ上がる現象の発生を抑制して、かつ、塗膜エッジの厚塗りを抑制してカーテンを安定形成することが可能となる。
【００１３】
複数の帯電極に印加されるそれぞれ異なる最適な電圧の組み合わせとしては一般にエッジガイド上部から下部にかけて電圧が上昇するような組み合わせが用いられる。このようにするとカーテン膜のエッジを引き寄せる力が弱くて済むエッジガイド上部では低電圧とすることによって塗膜端部の厚塗りが抑制出来る。と同時に、カーテン膜のエッジを引き寄せるために強い力が必要なエッジガイド下部では必要な力を利用してカーテン膜がエッジガイドより離れて切れ上がる現象の発生を抑制出来る。電圧としては必要に応じて他の組み合わせを採用することも出来る。
【００１４】
さらに、エッジガイド下部の複数の帯電極の幅が下方へ行くほど狭くなっていることによって塗膜端部の厚塗りを効果的に抑制することが出来る。この理由は定かではないが、発明者が実験を行った結果、下方の帯電極を広げると、塗膜端部の厚塗りが急激に悪化することが確認されている。
【００１５】
以上のように、本発明の塗工装置を用いた塗工方法によれば、カーテン塗布における切り上げ現象と塗膜エッジの厚塗りを適切に抑制することがそれぞれの帯電極に印加する電圧を変えることだけで出来るので、塗工剤や塗工条件変更による設備の準備時間を短縮することができ、生産性を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的なカーテン塗工装置の概略図
【図２】切れ上がり現象イメージの一例
【図３】塗膜エッジの厚塗りイメージの一例
【図４】本発明に用いるエッジガイドの構造の一例
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、少なくとも１層以上の塗工液をスリットから吐出し、該吐出された塗工液をカーテン膜状に拡張するようにエッジガイドが配置され、該拡張された塗工液を自由落下させ、連続走行するウェブ上に塗工するカーテン塗工方法において、該カーテン液膜を拡張している該エッジガイドに複数の帯電極を持つ塗工装置を用いて該塗工液の塗工を行うことを特徴とするカーテン塗工方法及び塗工装置である。 
【００１８】
また、本発明はその効果を妨げない限り、エッジガイドにおける塗布液と接する面全体若しくは、一部から補助液を流し出しながらカーテン塗布を行う方法と併用することも出来る。この場合の補助液としては液体であればよく、特に限定されるものではない。 
なお、前記補助液を流出させるため側面に補助液の吐出口、若しくは壁面が多孔質でありそこから補助液がしみだすような機構でも構わない。 
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。 
本発明の塗工装置は、従来のカーテン塗工方法及び装置に対して、エッジガイドを帯電させて、カーテン膜をエッジガイドに引き付け保持することによって液の切れ上がり現象の発生を抑制すると同時に、過剰な塗液の引き付けによる塗膜エッジの厚膜を防ぐため、必要な電圧を印加する。 
【００２０】
まず、一般的なカーテン塗工装置の要部の略図を図１に示した。
図１に示したカーテン塗工装置は、塗工液をスリットから吐出するダイヘッド（１）と、ウェブ（３）を裏面から支えて回転し連続的に塗膜（６）をウェブ上に形成させる塗工ロール（２）と、ダイヘッドから自由落下してくる塗工液のカーテン膜（４）の両端を案内するエッジガイド（５）とからなっている。
【００２１】
通常の塗工装置においては、カーテン液膜を拡張しているエッジガイドから塗工中に液膜が離れたりエッジガイドと液膜の接触部の流量が局部的に増加する等の変化によって幅方向膜厚の均一性が失われ、乾燥むらや端部厚膜化等の不都合が起こることがあった。
【００２２】
図２には塗工中にエッジガイドからカーテン液膜が離れた場合（切れ上がり現象）の模式的な説明図を示した。エッジガイド（５）の下部において液膜がエッジガイドから離れた切れ上がり部（７）においては液膜端部の膜厚が増大するため塗膜に切れ上がりによる厚塗り部（８）が形成されてしまう。
【００２３】
また、図３にはたとえば切れ上がり現象を防止するためにカーテン端部に低粘性の補助液を流した場合に起こる流動による液の増量部分（９）とその結果としての流動による厚塗り部（１０）の生成の様子を示した。
【００２４】
これに対して本発明の膜厚安定化塗工装置を用いた塗工方法によれば、エッジガイドの下部に複数の帯電極を配置してそれぞれに適切な電圧をかけることによって、切れ上がり現象と端部厚膜化を効果的に抑制できる。
【００２５】
本発明において用いるエッジガイド（５）の構造の一例の略図を図４に示した。エッジガイド（５）の断面形状や長さはカーテン液膜を拡張する機能を有している範囲であれば
よく特に限定はない。また、エッジガイド（５）の材質は接液部を含む外部は絶縁体であればよいが、塗工液に対する耐性のある硬質セラミックスであるほうが望ましい。
【００２６】
また、エッジガイド（５）の下部に複数設けられる帯電極は絶縁物であるエッジガイド本体表面中に配置された導体で構成される。導体の種類は特に限定されるものではないが、耐水性の観点からは防錆処理をした鉄若しくはステンレスであることが望ましい。
帯電極を帯電させる方法としては、通常直流の電圧をかける方法が用いられる。この方法は、各層に独立した電圧を印加することが容易に可能であるから好ましく用いることが出来るがもちろん他の公知の方法も採用できる。 
【００２７】
本発明に用いるエッジガイド（５）において帯電極性は各帯電極で同一であれば正負どちらでもよく、電圧の印加方法は特に制約されない。可能であれば直流電源で、絶縁物で作成されたエッジガイド内部を導線を介して、内包された導体に電圧を印加、帯電させることが望ましい。
【００２８】
本発明において用いるエッジガイド（５）の下部に設ける帯電極の形状と配置は図４に示したように、エッジガイド側面の上から上下方向に間隔（ｄ）を空けて幅（ｗ）の複数の帯電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが配置されている構造となっている。
このときに絶縁層で隔てられている間隔（ｄ）は電極間での不要な放電を防ぐため一定程度以上であることが望ましいが、カーテンエッジ端部を連続して引き寄せるためには１ｍｍ以下であることが必要である。
また、各帯電極の幅（ｗ）は上方から下方に行くにしたがって小さくなっていることが望ましく、逆になっているとカーテン端部の膜厚が部分的に厚くなってしまう現象が顕著になる。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の膜厚安定化塗工方法の実施例について説明する。この説明を行う目的は、本発明の理解を進めるためであり、本発明はここに記載した内容に限定するものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
以下の塗工液と本発明の膜厚安定化塗工装置を用いて塗工を行った。
＜塗工液組成＞
純水                                    １００重量部
クラレポバールＰＶＡ２１７                １０重量部
ＢＹＫ−３３３                              １重量部
【００３１】
塗工装置のエッジガイド形状は図４のようになっているものを用いた。
帯電極は片側エッジガイド下部で４箇所配置されており、上からＡ極幅８ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｂ極幅４ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｃ極幅２ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｄ極幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍとした。また、各帯電極には最大１０００ｖの電圧をトレック・ジャパン製Ｍｏｄｅｌ６１０Ｅを用いて印加した。また、各帯電極の間隔は０．４ｍｍとした。
以上の条件で単位流量０．８（ｍｌ／ｃｍ／ｓ）で塗工液をダイヘッドへ送液し、塗工を行ない、カーテン膜の切れ上がり現象の発生と塗工物の塗膜エッジの厚塗りを評価した。
【００３２】
＜評価基準＞
（１）カーテン膜の切れ上がりは目視により判断し、発生した場合×、発生しなかった場合○として評価した。
（２）塗膜のエッジの厚塗りは連続膜厚計を用いて塗膜の幅方向の両端部それぞれ１０
ｍｍ中の最大膜厚とそれ以外の塗膜部分の平均膜厚の比が１１０％以下を○、１１０％〜１２０％を△、１３０％以上を×として評価した。
結果は表１に示した。
【００３３】
＜比較例１＞
エッジガイド形状のうち、各帯電極間の隙間を２ｍｍと変化させたエッジガイドを用いて実施例１と同様の評価を行った。結果は表１に示した。
【００３４】
＜比較例２＞
エッジガイド形状のうち、各帯電層の幅をＡ層１ｍｍ、Ｂ層２ｍｍ、Ｃ層４ｍｍ、Ｄ層８ｍｍとしたエッジガイドを用いて実施例１と同様の評価を行った。結果は表１に示した。
＜評価結果＞
【表１】
2013163146.tif 000003
【００３５】
以上の結果から、本発明の膜厚安定化塗工装置を用いた塗工方法によれば、エッジガイドの下部に複数の帯電極を配置してそれぞれに適切な電圧をかけることによって、切れ上がり現象と端部厚膜化を効果的に抑制できることが示された。
ただし、顕著な効果を奏する範囲は適切な電圧の選定による他に帯電極の幅と電極間の間隔によって決まり、エッジガイドの下側に位置する帯電極の幅が大きい場合と電極間の間隔が１ｍｍ以上の場合の効果は限定的なものとなった。
【符号の説明】
【００３６】
１…ダイヘッド
２…塗工ロール
３…ウェブ
４…カーテン膜
５…エッジガイド
６…塗膜
７…切れ上がり部
８…切れ上がりによる厚塗り部
９…流動による液の増量部分
１０…流動による厚塗り部
１１…帯電極A
１２…帯電極B
１３…帯電極C
１４…帯電極D
ｄ…帯電極間隔
ｗ…帯電極幅
【図１】
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【図２】
2013163146.tif 000005
【図３】
2013163146.tif 000006
【図４】
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