(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラビアロール表面に塗布液を供給し、該グラビアロール表面に押し当てたドクターブレードによってグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロールのセル内の塗布液をフィルムベースに塗布するグラビア塗布方法であって、
前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与して前記余剰塗布液の掻き落としを行うことを特徴とするグラビア塗布方法。
【請求項２】
前記グラビアロールの自重と、前記グラビアロールに接触するフィルムベースの張力と、前記グラビアロールに対するドクターブレードの押圧力との合力によるグラビアロールの撓みを求め、その撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする請求項１記載のグラビア塗布方法。
【請求項３】
前記グラビアロールの撓みを次式で求め、
撓み＝｛Ｌ4Ｐ／（２ＥＩ）｝
〔１／２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝2−１／１２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝4〕
ただし、
Ｐ：グラビアロールに撓みを与える力
Ｅ：グラビアロールの縦弾性係数
Ｉ：グラビアロールの断面二次モーメント
Ｌ：グラビアロール面長（軸受間距離）／２
ｘ：グラビアロール軸方向中点からの距離
その求められた撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のグラビア塗布方法。
【請求項４】
フィルムベースに塗布液を塗布するグラビアロールと、
グラビアロール表面に塗布液を供給する塗布液供給部と、
塗布液が供給されてからフィルムベースに接触するまでの間のグラビアロール表面に押し当てられることでグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とすドクターブレードとを具備するグラビア塗布装置であって、
少なくとも前記グラビアロールに対するドクターブレードの接触端に、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与する撓み付与手段を備えたことを特徴とするグラビア塗布装置。
【請求項５】
前記グラビアロールの径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項４記載のグラビア塗布装置。
【請求項６】
前記ドクターブレードが金属又は樹脂からなることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のグラビア塗布装置。
【請求項７】
前記ドクターブレードを保持するホルダが、該ドクターブレードの基端部を挟む２枚の押え板と、これら２枚の押え板を介してドクターブレードに挟持力を及ぼす２つの金属ブロックとを備えていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項記載のグラビア塗布装置。
【請求項８】
前記ホルダに前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与するホルダ撓み付与手段を設けたことを特徴とする請求項７記載のグラビア塗布装置。
【請求項９】
前記金属ブロックが、前記押え板を挟持する面に、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを有した湾曲面を形成してなることを特徴とする請求項７記載のグラビア塗布装置。
【請求項１０】
前記押え板が、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを形成する厚みの変化を有してなることを特徴とする請求項７記載のグラビア塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、均一な塗布量分布を要求される用途に有用なグラビア塗布方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗布液をフィルムベース上に塗布する方法として、グラビア塗布方法がよく知られている。グラビア塗布方法は一例を図１１に示すように、回転駆動されるグラビアロール１の表面に塗布液２を供給し、グラビアロール１の表面に押し当てたドクターブレード３によってグラビアロール１の表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロール１のセル内の塗布液をフィルムベース４上に塗布するというものである。ドクターブレード３は、塗布液貯留部５からグラビアロール１表面に塗布液２が供給されてからフィルムベース４に接触するまでの間で、グラビアロール１表面を押し当てている。なお、図１１において６ａ〜６ｃはガイドロール、８は乾燥部である。また、フィルムベース４は矢印Ｙ１方向に走行し、グラビアロール１は矢印Ｙ２方向に回転する。
【０００３】
この場合、図１２に示すように、ドクターブレード３は真直な先端縁をグラビアロール１の表面に押し当てているが、実際には図１３に示すように、グラビアロール１は自重等で下方に撓むため、ドクターブレード３の接触端３ａとグラビアロール１と間には、図１４に模式的に示すように、ロール幅方向に不均一な隙間７ができてしまう。従って、その影響でドクターブレード３による掻き取り量がロール幅方向で不均一となり、その結果、フィルムベース４（図１１参照）に対する幅方向塗布量分布が不均一になってしまう。
【０００４】
その影響は、フィルムベース４に対する塗布量が少ない場合に特に顕著に現れる。例えば、液晶ディスプレイの反射防止膜を構成する塗布液をフィルムベース上に塗布するような場合、塗布量が１０ｃｃ／ｍ2以下と少ないために、塗布量（膜厚）分布の均一化要求が特に厳しく、塗布量均一化のための対策が必須となる。
【０００５】
塗布量をフィルムベースの幅方向に均一化する方法は、各塗布方式によって種々開発されている。例えば特開平６−５５１２４号公報には、ブレードコーターの場合において、図１５に示すように、ブレード１１の先端縁１１ａをバックアップロール１２の撓みに合わせて湾曲化する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の技術を応用して、グラビア塗布の場合のドクターブレードの先端縁を湾曲化しても、ドクターブレードを接触させる対象が金属製のグラビアロールであり、ブレードコーターの場合のフィルムや紙と異なり柔軟性を有しないため、グラビアロールにドクターブレードを均一に当てて塗布量分布の均一化を図ることは難しい。
【０００７】
そのため、実際には、塗布量均一化を図るための対策として、図１６に示すように、ドクターブレード３の組み付け初期の段階において、ドクターブレード３を、回転するグラビアロール１に押し当て、ドクターブレード３の先端縁をグラビアロール１により摩耗させ、両者の当たりを馴染ませるという方法をとらざるを得なかった。図において、９はならし運転により削り取られる部分を示す。しかし、グラビアロール１の撓みが大きい場合には、ドクターブレード３の先端が十分に削れるまでに長い時間をかけてならし運転しなくてはならず、生産性を大きく低下させる要因となっていた。
【０００８】
また、グラビアロール１自体を撓みにくい構造にすることで塗布量分布の均一化を図ることも考えられる。具体的には、図１７に示すように、グラビアロール端部に形成したジャーナル部１ａを軸受部１０に嵌合することでグラビアロール１を軸支する構造において、グラビアロール１の軸受間距離Ｌ1を狭めたり、ジャーナル部１ａの径ｄjを大きくしたり、ジャーナル部１ａ基端部と軸受部１０との間隔Ｌ2を狭めたり、グラビアロール１の径ｄGを大きくする等の手段によって、グラビアロール１の撓みを抑えることができる。しかしながら、このような種々の手段を講じてもグラビアロール１の撓みを完全に無くすことはできず、従って、残された撓み量によって塗布量分布が不均一となる問題は解消されることはない。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、グラビア塗布の塗布量が極めて少ない場合であっても、ドクターブレードの使用開始直後からグラビアロール軸方向の塗布量分布の均一化を図ることができ、これにより、ならし運転を殆ど要せずに微小量のグラビア塗布時であっても良好な均一塗布面が得られ、塗布時間を大幅に短縮して生産性の向上を図ることのできるグラビア塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明の請求項１記載のグラビア塗布方法は、グラビアロール表面に塗布液を供給し、該グラビアロール表面に押し当てたドクターブレードによってグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロールのセル内の塗布液をフィルムベースに塗布するグラビア塗布方法であって、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与して前記余剰塗布液の掻き落としを行うことを特徴とする。
【００１１】
このグラビア塗布方法によれば、ドクターブレードにグラビアロールの撓み相当の撓みを予め付与するようにしているので、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードの接触端をロール軸方向にわたって均一に当てることができる。従って、グラビアロール表面の塗布液の量をロール軸方向で均一に制御することができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。また、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール表面にドクターブレードを均一に当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００１２】
請求項２記載のグラビア塗布方法は、請求項１記載のグラビア塗布方法において、前記グラビアロールの自重と、前記グラビアロールに接触するフィルムベースの張力と、前記グラビアロールに対するドクターブレードの押圧力との合力によるグラビアロールの撓みを求め、その撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする。
【００１３】
このグラビア塗布方法によれば、グラビアロールの自重と、グラビアロールに接触するフィルムベースの張力と、グラビアロールに対するドクターブレードの押圧力との合力に基づいてグラビアロールの撓みを求めるので、精度良くグラビアロールの撓みを求めることができる。そして、そのグラビアロールの撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与するので、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードをロール幅方向に均一に当てることができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載のグラビア塗布方法は、前記グラビアロールの撓みを次式で求め、
撓み＝｛Ｌ4Ｐ／（２ＥＩ）｝
〔１／２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝2−１／１２・｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝4〕
ただし、
Ｐ：グラビアロールに撓みを与える力
Ｅ：グラビアロールの縦弾性係数
Ｉ：グラビアロールの断面二次モーメント
Ｌ：グラビアロール面長（軸受間距離）／２
ｘ：グラビアロール軸方向中点からの距離
その求められた撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与することを特徴とする。
【００１５】
このグラビア塗布方法によれば、上式で求めた撓みと略同等の撓みをドクターブレードに付与するので、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードをロール軸方向にわたって均一に当てることができ、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。
【００１６】
請求項４記載のグラビア塗布装置は、フィルムベースに塗布液を塗布するグラビアロールと、グラビアロール表面に塗布液を供給する塗布液供給部と、塗布液が供給されてからフィルムベースに接触するまでの間のグラビアロール表面に押し当てられることでグラビアロール表面の余剰塗布液を掻き落とすドクターブレードとを具備するグラビア塗布装置であって、少なくとも前記グラビアロールに対するドクターブレードの接触端に、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与する撓み付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このグラビア塗布装置によれば、ドクターブレードにグラビアロールの撓み相当の撓みを予め付与するので、塗布液供給部からグラビアロール表面に供給された塗布液のうち、余剰塗布液をドクターブレードによって確実に掻き落とすことができる。即ち、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、撓んだ状態のグラビアロール表面にドクターブレードの接触端をロール幅方向に均一に当てることができ、従って、グラビアロール表面の塗布液の量をロール幅方向で均一に制御することができる。これにより、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール表面にドクターブレードを均一に当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００１８】
請求項５記載のグラビア塗布装置は、請求項４記載のグラビア塗布装置において、前記グラビアロールの径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
【００１９】
このグラビア塗布装置によれば、グラビアロールの径をφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍとすることで、グラビアロールの径が小さすぎる場合にドクターブレードを押し付け時にグラビアロールが偏芯する等の不具合がなくなり、グラビア塗布装置の有効性を十分に発揮することができる。
【００２０】
請求項６記載のグラビア塗布装置は、請求項４又は請求項５記載のグラビア塗布装置において、前記ドクターブレードが金属又は樹脂からなることを特徴とする。
【００２１】
このグラビア塗布装置によれば、ドクターブレードを金属で構成した場合に、十分な耐摩耗性を発揮できる。また、高い剛性を発揮できることにより、余剰塗布液の掻き取り性が良好となり、高精度な塗布量分布を確保することができる。また、ドクターブレードを樹脂で構成した場合には、グラビアロールに対して傷を付けるおそれがなくなる。
【００２２】
請求項７記載のグラビア塗布装置は、請求項４〜請求項６のいずれか１項記載のグラビア塗布装置において、前記ドクターブレードを保持するホルダが、該ドクターブレードの基端部を挟む２枚の押え板と、これら２枚の押え板を介してドクターブレードに挟持力を及ぼす２つの金属ブロックとを備えていることを特徴とする。
【００２３】
このグラビア塗布装置によれば、２つの金属ブロックを、例えばボルトで互いに締結することにより、２枚の押え板を介してドクターブレードを挟持することができる。また、ボルトの代わりに流体圧で押え板に対して挟持力を付与することも可能であり、いずれにしろ、確実且つ強固にドクターブレードを保持することができる。
【００２４】
請求項８記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記ホルダに前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与するホルダ撓み付与手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
このグラビア塗布装置によれば、ホルダ撓み付与手段によりホルダを撓ませることで、ドクターブレードに撓みを付与することができ、これにより、ドクターブレードの撓み曲線を任意に変更して設定することができる。
【００２６】
請求項９記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記金属ブロックが、前記押え板を挟持する面に、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを有した湾曲面を形成してなることを特徴とする。
【００２７】
このグラビア塗布装置によれば、金属ブロックの挟持面を湾曲面で形成することによりドクターブレードに撓みを付与するので、簡単な構造で、撓みを安定してドクターブレードに与えることができる。また、金属ブロックを複数種取りそろえておくことで、ドクターブレードを任意の湾曲面に容易に撓ませることができる。
【００２８】
請求項１０記載のグラビア塗布装置は、請求項７記載のグラビア塗布装置において、前記押え板が、前記ドクターブレードの長手方向に沿って、前記グラビアロールの軸垂直方向撓みと略同等の撓みを形成する厚みの変化を有してなることを特徴とする。
【００２９】
このグラビア塗布装置によれば、押え板の厚みを変更して挟持面を湾曲面で形成することによりドクターブレードに撓みを付与するので、簡単な構造で、撓みを安定してドクターブレードに与えることができる。また、押え板を複数種取りそろえておくことで、ドクターブレードを任意の湾曲面に容易に撓ませることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のグラビア塗布方法及びその装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１にグラビアロールとドクターブレードとの関係を表す説明図を示した。（ａ）は斜視図で（ｂ）はＩｂ矢視図である。
本発明の実施形態のグラビア塗布方法は、図１０にグラビア塗布方向と塗布装置の説明図を示すように、軸受間に回転自在に軸支されたグラビアロール１の表面に塗布液２を供給し、グラビアロール１の表面に押し当てたドクターブレード３によってグラビアロール１の表面の余剰塗布液を掻き落とした後、グラビアロール１のセル内の塗布液をフィルムベース４に塗布する方法であって、図１（ａ），（ｂ）に撓みを誇張して示すように、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みをドクターブレード３に付与して、余剰塗布液の掻き落としを行うものである。
【００３１】
この場合、少なくともドクターブレード３の先端のグラビアロール１に対する接触端３ａが、グラビアロール１の表面、特にグラビアロール表面の同一母線（ロール撓み無しの状態におけるロール表面の軸方向線）上に確実に接するように、ドクターブレード３に撓みが与えられていればよい。なお、図１（ｂ）のＩｂ方向は、グラビアロール１の最大撓み方向（略鉛直方向）に直角な方向（略水平方向）である。
【００３２】
ここで、グラビアロール１の撓みの求め方を図２を参照しながら説明する。まず、グラビアロール１に撓みを与える力としては、グラビアロール１に接触するフィルムベース４の張力Ｔの鉛直成分、グラビアロール１に対するドクターブレード３の押圧力ＰBの鉛直成分、グラビアロール１の自重が存在する。ドクターブレード３は、グラビアロール１の中心から鉛直線に対して角度ｂ1の方向の点Ｑの表面に、水平線とのなす角度ｂ2の傾きで押し当てられている。ただし、次の条件を満足するように各要素が設定されている。
【００３３】
（ａ）グラビアロールの自重＞ドクターブレードの押圧力
（ｂ）０゜＜ｂ1＜９０°
（ｃ）−４５°＜ｂ2＜４５°
（ｄ）ａ1≦３０゜，ａ2≦３０゜
【００３４】
即ち、（ａ）によれば、ドクターブレードの押圧力がグラビアロールの自重より小さいことにより、ドクターブレードの押圧力の水平成分が十分に小さくなる。また、（ｂ）によれば、角度ｂ1を、ドクターブレードによる水平方向の力が大きくならず、ブレードの掻き取り性の良い範囲に設定でき、（ｃ）によれば、ドクターブレードの押圧力の水平成分を鉛直成分より小さくできる。そして、（ｄ）によれば、フィルムベースの張力による水平成分を小さくできる。従って、上記（ａ）〜（ｄ）の条件を満足することにより、グラビアロールに作用する水平方向の力が、鉛直方向の力に対して十分小さくなって、鉛直方向の力だけを考慮して撓みを求めても、実質的に問題ないレベルとなる。また、フィルムベースの張力は、フィルムベースがａ1＞ａ2の関係を有すれば、発生する水平方向分力はドクターブレードの押圧力による水平方向分力と相反する方向で生じるため、水平方向に作用する力は略相殺されることになる。仮に無視できない水平方向の力が存在しても、例えば特開平６−５５１２４号に記載された図１６に示すブレード形状とすることで、グラビアロール軸方向に沿って均一な押し当て状態が得られ、これにより塗布量分布の均一化が図られる。
【００３５】
いま、グラビアロール１の最大撓みは軸垂直方向の鉛直方向に発生し、水平方向の撓みは無視できる程度と考え、鉛直方向の力にのみ注目する。グラビアロール１の自重は鉛直下方に作用するので、そのまま力Ｃとする。フィルムベース４の張力Ｔによってグラビアロール１に働く鉛直方向の力Ａは、（１）式で表される。
【００３６】
Ａ＝Ｔsinａ1＋Ｔsinａ2  ・・・（１）
ただし、ａ1はフィルムベース４の入側の水平線とのなす角、ａ2はフィルムベース４の出側の水平線とのなす角である。また、グラビアロール１に対するドクターブレード３の押圧力ＰBの鉛直方向分力Ｂは、（２）式で表される。
【００３７】
Ｂ＝ＰBcosｂ2          ・・・（２）
これらＡ、Ｂ、Ｃの合力が鉛直方向に作用するので、鉛直方向の力Ｐを、
Ｐ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ          ・・・（３）
とすれば、グラビアロール１の軸垂直方向である鉛直方向の撓みは、図３に示す両端支持梁への均等荷重による撓みとして、（４）式で求められる。
【００３８】
0003904465.tif 000002
ただし、
Ｐ：グラビアロールに撓みを与える力（均等荷重）
Ｅ：グラビアロールの縦弾性係数
Ｉ：グラビアロールの断面二次モーメント
Ｌ：グラビアロール面長（軸受間距離）／２
ｘ：グラビアロール軸方向中点からの距離
【００３９】
そこで、このグラビアロール１に生じる撓みと略同等の撓みを（４）式に基づいてドクターブレード３に付与する。これにより、ドクターブレード３の組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール１の表面に、ドクターブレード３の接触端３ａをロール軸方向に沿って均一に当てられる。従って、グラビアロール１の表面の塗布液の量がロール軸方向で均一となり、もって、塗布液の塗布量を高精度に一定量に制御することができ、フィルムベース４に対して塗布液を、フィルムベース４の幅方向にわたって均一に塗布することができる。また、新しくドクターブレード３を組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくても済み、生産性の向上が図られる。
【００４０】
なお、ドクターブレード３に付与する上記（４）式の撓み量分布は、これに限らず、撓み量分布を２次または３次曲線で近似して設定することもでき、この場合にも上記同様の効果が奏される。また、ドクターブレード３に付与する撓みは、上述した外力により撓ませること以外にも、計算から求まる撓み量と同じカーブを描くように、予めドクターブレード３を塑性変形させることであってもよい。即ち、本明細書ではドクターブレード３に付与する撓みとは、弾性変形により付与されるものと、塑性変形により付与されるものとの双方を含むものとする。また、前記グラビアロール３の撓みと略同等の撓みとは、求めた撓み曲線と完全に一致していなくても、±３０％以内の誤差範囲に収まっていれば実質的に問題はない。
【００４１】
次に、上記グラビア塗布方法を実現するためのグラビア塗布装置を詳細に説明する。
このグラビア塗布装置１００は、図１１に示すように、図示しない駆動手段によって回転駆動されフィルムベース４に塗布液２を塗布するグラビアロール１と、グラビアロール１の表面に塗布液２を供給する塗布液供給部（塗布液貯留部５）と、塗布液２が供給されてからフィルムベース４に接触するまでの間のグラビアロール１表面に押し当てられることでグラビアロール１表面の余剰塗布液を掻き落とすドクターブレード３とを具備し、図１に示すように、少なくともグラビアロール１に対するドクターブレード３の接触端３ａに、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与したものである。
【００４２】
ドクターブレード３を保持する手段として、本グラビア塗布装置１００ではブレードホルダを備えている。図４にブレードホルダの断面図を示した。ブレードホルダ２０は、ドクターブレード３の基端部を挟む２枚の押え板２１，２２と、これら２枚の押え板２１，２２を介してドクターブレード３に挟持力を及ぼす２つの金属ブロック２３，２４と、金属ブロック２３，２４を互いに締結する締結ボルト２５及びナット２６とで構成している。締結ボルト２５及びナット２６の代わりに、流体圧で締付力（押え板に対する挟持力）を得るように構成することも可能であり、ドクターブレード３の挟持力を得る形式については特に限定されない。
【００４３】
なお、ブレードホルダ２０の押え板２１から突出するドクターブレード３の長さＬbは１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍに設定することで、ブレードホルダ２０側で設定されるブレード長手方向の撓み曲面を忠実にドクターブレード３の接触端３ａで再現できる。また、ドクターブレード３の幅Ｗbは、ブレード長手方向長さが大きいほど広く設定し、取り扱い性確保のために３０〜２００ｍｍに設定している。ドクターブレード３は、図５にブレード先端部の拡大図を示すように、先端の角度を鋭角の５゜〜８０゜程度に設定し、そのブレード先端部の傾斜面３ｂと押し付けるグラビアロール表面の接線との角度が±５゜以下となるようにしている。これにより、ブレード先端部の傾斜面３ｂとグラビアロール表面とが互いに平坦に押し当てられ、塗布液を塗布開始直後から安定して塗布できるようになる。また、ドクターブレード３の板厚ｔは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、適度な剛性と可撓性を備えたものが適宜使用される。また、押え板２１，２２の厚みは０．３ｍｍ〜３ｍｍのものが用いられる。
【００４４】
そして、本グラビア塗布装置１００では、ブレードホルダ２０自身を撓ませることで、グラビアロール１と同等の撓みをドクターブレード３に付与している。即ち、図６にグラビアロールにブレードホルダに狭持されたドクターブレードを押し当てている様子を示すように、ブレードホルダ２０の両端を支持体３１，３１で支持することにより、ブレードホルダ２０全体が長手方向にわたって中央部分が鉛直方向へ撓むようになる。その中央部分にホルダ撓み付与手段としての上下動機構３３で外力を加えることにより、ブレードホルダ２０を下方（場合によっては上方）に撓ませ、それにより、ブレードホルダ２０で挟持したドクターブレード３に、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを与えている。なお、ブレードホルダ２０自身の自重も、ここでは外力の一部として考慮する。外力を付与する作用点は、ブレードホルダ２０の長手方向中央部の１箇所に限らず、所定の間隔をおいて複数箇所に設け、撓み形状をより精密に設定する構成としてもよい。上下動機構３３としては、ネジ式や流体圧式等、任意のものを採用することができる。
【００４５】
また、上記ブレードホルダ２０は、図示は省略するが、ドクターブレード３をグラビアロール１に対して着脱する機構を有しており、例えばエアシリンダによりブレードホルダ２０を前後に移動させて、ドクターブレード３のグラビアロール表面からの離反動作、及び接触動作を行える構成となっている。
【００４６】
このように、ブレードホルダ２０を撓ませることによりドクターブレード３に撓みを付与する場合には、ドクターブレード３の撓み曲線を任意に変化させることが容易にできる。
【００４７】
なお、ドクターブレード３に撓みを付与する方式としては、図７に示すブレードホルダ２０自身を撓ませる方式以外にも種々の方式を選択し得る。その他の方式について、図８、図９を用いて説明する。
【００４８】
図８のブレードホルダ４０では、上下の金属ブロック２３，２４が、押え板２１，２２の挟持される面２３ａ，２４ａを、ドクターブレード３の長手方向に沿って所定の曲率を有した湾曲面として形成することにより、強制的にドクターブレード３と押え板２１，２２を撓ませてグラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与している。
【００４９】
図９のブレードホルダ５０では、押え板２１，２２が、ドクターブレード３の長手方向に沿って、グラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを形成するための厚みの変化を有している。この厚みの変化によって上下の押え板２１，２２のドクターブレード３の基端部を挟持する面２１ａ、２２ａが湾曲面として形成され、押え板２１，２２で挟んだドクターブレード３に、強制的にグラビアロール１の軸垂直方向撓みと略同等の撓みを付与している。
【００５０】
図８、図９の例のように、金属ブロック２３，２４や押え板２１，２２によって強制的にドクターブレード３へ撓みを付与する場合、簡単な構造で、安定して正確な撓みをドクターブレード３に与えることができる。そして、予め金属ブロック２３，２４や押え板２１，２２を複数種取りそろえておくことで、目的とするドクターブレード３の撓み曲線に応じて、適切な金属ブロックや押え板を選択して使用することができ、所望の撓み曲線が容易に得られるようになる。
【００５１】
このように、上下動機構３３、金属ブロック２３，２４、押え板２１，２２等の撓み付与手段によって、ドクターブレード３にグラビアロール１の撓み相当の撓みを予め付与した場合、ドクターブレード３の組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロール１の表面にドクターブレード３の接触端３ａをロール軸方向にわたって均一に押し当てることができる。従って、グラビアロール１の表面の塗布液の量をロール幅方向で均一に制御することができ、フィルムベース４に対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレード３を組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間しなくとも、グラビアロール１の表面にドクターブレード３を均一に押し当てることができるので、生産性を向上することができる。
【００５２】
上記したグラビア塗布装置１００は、グラビアロール１をフィルムベース４の搬送方向とは逆方向に回転するリバースグラビアコーティング（キス）の一例であるが、本発明は、この構成に限らず、図１０に示すダイレクトグラビアコーティング（ダイレクト）による構成に対しても同様に適用可能である。ダイレクトグラビアコーティングによる構成は、グラビアロール１にフィルムベース４を介してバックアップロール１４をニップさせつつ平行に配設し、フィルムベース４の搬送方向に対する順方向にグラビアロール１及びバックアップロール１４を回転させるものである。バックアップロール１４とグラビアロール１とのニップ圧力は、バックアップロール軸を押圧するシリンダ１６により調整される。
【００５３】
なお、上記グラビア塗布装置１００の場合、グラビアロール１の径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあるときに有効性を発揮できる。例えば、グラビアロール１の径が１５ｍｍ未満の場合は、グラビアロール１にドクターブレード３を押し付けると、グラビアロール１の撓みが大きくなり過ぎて偏心してしまい、グラビアロール１の回転による周期的な塗布むらが発生するおそれがある。一方、グラビアロール１の径が２５０ｍｍより大きい場合は、グラビアロール１自体の撓みが非常に小さくなるので、塗布量の均一性が向上することになる。従って、グラビアロール１の径がφ１５ｍｍ〜φ２５０ｍｍの範囲にあるときに、特に有効に本発明のグラビア塗布方法によるフィルムベース幅方向（グラビアロール軸方向）の塗布量均一化の効果が奏される。
【００５４】
また、グラビアロール１の版（メッシュ）の形状は、斜線（斜線型カップ）、格子（台形カップ）、ピラミッド（ピラミッド型カップ）など種々あるが、版の形状によらず上記の効果は期待できる。また、メッシュの大きさも、例えば♯５０〜＃１５００の範囲で自由に選択可能である。メッシュが粗過ぎると塗布量が多くなり、幅方向の塗布量分布が相対的に小さくなる。しかし、メッシュは基本的に細か過ぎることで本発明の効果は失われない。
【００５５】
また、ドクターブレード３の材質は、金属、例えばＳＫ材（炭素工具鋼  ＪＩＳ  Ｇ  ４４０１）、又はポリプロピレン等の樹脂のいずれも採用することができる。金属で構成した場合は、十分な耐摩耗性を発揮できると共に高い剛性を発揮できることにより、余剰塗布液の掻き取り性が良好となり、高精度な塗布量分布を安定して確保できる。また、樹脂で構成した場合は、グラビアロールに傷を付けるおそれがなくなる。
さらに、ドクターブレード３のグラビアロール１との接触は、グラビアロール１との接触点における接線とドクターブレードとの交差角が４５゜以下とすることが好ましく、この場合に良好な掻き取り性が得られる。
【００５６】
また、グラビアロール１は金属で構成するのが基本であるが、金属ロールの表面を摩耗防止のためのセラミックコーティングで覆い、その表面に版目（メッシュ）を形成したセラミックグラビアロールとしてもよい。
フィルムベース４は、シート状でもよく、帯状の連続フィルム又は紙ベースでもよい。使用するフィルムベースの幅は例えば最大３ｍ前後で、厚みは５〜３００μｍのものが好適であるが、この限りではない。
【００５７】
また、フィルムベース４はその用途により適宜好ましいものが選択され、具体的には透明支持体が用いられる。透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースエステル（例：トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例：ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリスチレン、ポリオレフィンなどが挙げられる。
【００５８】
また、塗布液は、特に限定されないが、固形分濃度０．０１〜５０重量％で、粘度０．１〜１０ｃＰ、塗布量３０ｃｃ／ｍ2 以下とし、水系でも有機溶剤系でもよい。水系のバインダーとしては、ゼラチンやＰＶＡなど水に溶解し、乾燥後膜を形成するものなら何でもよい。また、溶剤系のバインダーとしては、モノマーでもポリマーでもよいが、例えばモノマーの場合、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル（例：エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，２，３−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート）、ビニルベンゼン及びその誘導体（例：１，４−ジビニルベンゼン、４−ビニル安息香酸−２−アクリロイルエチルエステル、１，４−ジビニルシクロヘキサノン）、ビニルスルホン（例、ジビニルスルホン）、アクリルアミド（例、メチレンビスアクリルアミド）及びメタクリルアミドが含まれる。
【００５９】
更に、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの代わり又はそれに加えて、架橋性基を導入してもよい。架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基及び活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステル及びウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシド、ブロックイソシアナート基があってもよい。これら架橋基を有する化合物を使用する場合には塗布後熱などによって架橋させる必要がある。また、他の例には、ビス（４−メタクリロイルチオフェニル）スルフィド、ビニルナフタレン、ビニルフェニルスルフィド、４−メタクリロキシフェニル−４'−メトキシフェニルチオエーテル等も挙げられる。
【００６０】
更に以下の無機超微粒子を添加することができる。
チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモン及びジルコニウムの酸化物からなる粒径１００ｎｍ以下の超微粒子、好ましくは５０ｎｍ以下の超微粒子。このような超微粒子の例としては、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、Ｓｂ2 Ｏ2 、ＩＴＯ、ＺｒＯ2 等が挙げられる。また、塗布液には粒子径１０μｍ以下の無機微粒子又はポリマー微粒子を添加しても良い。 無機微粒子としてはシリカビーズ等がある。 ポリマー微粒子としては、ポリメタクリル酸メチルアクリレートビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリスチレンビーズ、ポリアクリルスチレンビーズ、シリコーンビーズ等がある。
【００６１】
バインダ中の無機超微粒子の含有量は、塗布液の全重量の１０〜９０重量％であることが好ましく、２０〜８０重量％であると更に好ましい。
【００６２】
その他のバインダの例としては、架橋性のフッ素高分子化合物があり、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物（例えば（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラデシル）トリエトキシシラン）等の他、含フッ素モノマー成分と架橋性基付与のためのモノマー成分を構成成分とする含フッ素共重合体が挙げられる。
【００６３】
上記含フッ素モノマー成分の具体例としては、例えばフルオロオレフィン類（例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール等）、（メタ）アクリル酸の部分又は完全フッ素化アルキルエステル誘導体類（例えばビスコート６ＦＭ（大阪有機化学製）やＭ−２０２０（ダイキン製）等）、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類等である。
【００６４】
架橋性基付与のためのモノマー成分としてはグリシジルメタクリレートのように分子内に予め架橋性官能基を有する（メタ）アクリレートモノマーの他、カルボキシル基やヒドロキシル基、アミノ基、スルホン酸基等を有する（メタ）アクリレートモノマー（例えば（メタ）アクリル酸、メチロール（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アリルアクリレート等）が挙げられる。後者は共重合の後、架橋構造を導入できることが特開平１０−２５３８８及び特開平１０−１４７７３９に知られている。
【００６５】
また上記含フッ素モノマーを構成単位とするポリマーだけでなく、フッ素原子を含有しないモノマーとの共重合体を用いてもよい。
【００６６】
併用可能なモノマー単位には特に限定はなく、例えばオレフィン類（エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等）、アクリル酸エステル類（アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル）、メタクリル酸エステル類（メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート等）、スチレン誘導体（スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等）、ビニルエーテル類（メチルビニルエーテル等）、ビニルエステル類（酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等）、アクリルアミド類（Ｎ−ｔｅｒｔブチルアクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシルアクリルアミド等）、メタクリルアミド類、アクリロニトリル誘導体等を挙げることができる。
【００６７】
溶剤としてはアルコール類、ケトン類が主に使用され、アルコールではメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどが主に使用される。ケトンではメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが主に使用される。その他ではトルエンやアセトンなども使用される。これらは単独の場合もあるが、混合されて使用される場合もある。
【００６８】
【実施例】
次にフィルムベース４上にアクリル樹脂系の塗布液２をグラビア塗布した場合のフィルムベース４幅方向の塗布量分布の測定結果について述べる。
比較例では、従来通りの撓みのないブレードホルダを使用して測定した。実施例では、グラビアロールの自重とフィルムベースのテンションとドクターブレードの押圧力とによるグラビアロールの軸垂直方向撓みになるべく近づくようにブレードホルダを撓ませて測定した。その結果を次の表１に示す。
【００６９】
【表１】
0003904465.tif 000003
【００７０】
また、各実施例及び比較例における塗布液の塗布及び掻き取り条件を表２に示した。
【００７１】
【表２】
0003904465.tif 000004
【００７２】
フィルムベースのＰＥＴは、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラー１００μｍ  東レ（株）製）を用い、ＴＡＣは、トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ−ＴＤ８０Ｕ、富士写真フィルム（株）製）を用いた。
実施例２、比較例１，２，３，４における固形分濃度約３５％の塗布液は、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）２５０ｇを、４３９ｇのメチルエチルケトン／シクロヘキサノン＝５０／５０重量％の混合溶媒に溶解して得られた溶液に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、チバガイギー社製）７．５ｇ及び光増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）５．０ｇを、４９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を加えて作製した。
実施例１，５、比較例５，７の固形分濃度５％の塗布液は、この作製した溶液を上記混合溶媒で薄めて濃度５％として作製した。
【００７３】
実施例３，４、比較例６の固形分濃度約５０％の塗布液は、熱架橋性含フッ素ポリマー（ＪＮ−７２２１、ＪＳＲ（株）製）２００ｇにメチルイソブチルケトンを２００ｇ添加、攪拌の後、孔径１μｍのポリプロピレン製フィルターで濾過して作製した。
【００７４】
膜厚測定は比較的厚い場合（１μｍ以上）には触針式の膜厚計で、薄い場合には分光光度計（日本分光（株）製）を用いて、３８０〜７８０ｎｍの波長領域において、入射角５°における分光反射率を測定して計算により膜厚を求めた。
なお、各実施例及び比較例の塗布開始時における評価は、◎が均一、○が少し難あるが問題ないレベル、△が一部にスジムラ等が発生、×表面全体にムラ発生としている。
【００７５】
比較例の場合、グラビアロールの径が細いほど、フィルムベースのテンション及びドクターブレードの押圧力が高いほど、塗布開始時の塗布量分布（塗布量ムラ）が大きくなる傾向が認められる。また、連続塗布８時間後においても、塗布分布量が良化することはあまりなく、依然として大きな値となり、従って、塗布均一性の悪い結果となっている。
【００７６】
一方、本発明の実施例では、グラビアロールの径、フィルムベースのテンション及びドクターブレードの押圧力に合わせてドクターブレードに撓みを付与しているので、塗布開始初期における塗布量分布は小さく、良好な塗布状態となっている。また、各実施例の塗布量分布は、連続塗布８時間後においても変化が少なく、高い塗布均一性が保たれており、塗布開始直後から一貫して、必要十分なレベルで幅方向均一塗布が実現されている。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグラビア塗布方法及びその装置によれば、ドクターブレードの組み付け初期の段階から、自重等により撓んだ状態のグラビアロールの表面にドクターブレードの接触端をロール幅方向に均一に当てることができる。従って、フィルムベースに対する塗布量分布の均一化を図ることができる。しかも、新しくドクターブレードを組み込んだ初期の段階から、ならし運転を長時間する必要がなくなり、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のグラビア塗布方法の説明図で、（ａ）は撓みを誇張して示す斜視図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ矢視図である。
【図２】グラビア塗布方法を実施する際のグラビアロールの撓みの求め方を示す説明図である。
【図３】グラビアロールの撓み計算に使用する条件の説明図である。
【図４】グラビア塗布装置に使用するブレードホルダの側面図である。
【図５】ドクターブレード先端部の拡大図である。
【図６】グラビアロールにブレードホルダに狭持されたドクターブレードを押し当てている様子を示す斜視図である。
【図７】グラビア塗布装置においてドクターブレードを撓ませる方式の一例を示す説明図である。
【図８】ドクターブレードをブレードホルダにより撓ませる他の方式の例を示す説明図である。
【図９】ドクターブレードを押え板により撓ませる他の方式の例を示す説明図である。
【図１０】ダイレクトグラビアコーティングによる塗布装置の要部構成図である。
【図１１】グラビア塗布方法及び装置の説明図である。
【図１２】従来のグラビア塗布方法の要部を示す概略説明図である。
【図１３】従来のグラビア塗布方法の問題点を示す説明図である。
【図１４】図１３で示す問題点を模式的に示す説明図である。
【図１５】従来の公知例によるブレードコーターの説明図である。
【図１６】従来のブレードの当たり均一化対策を説明するための図である。
【図１７】グラビアロールの軸支構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１  グラビアロール
２  塗布液
３  ドクターブレード
３ａ  接触端
４  フィルムベース
５  塗布液貯留部（塗布液供給部）
２０，４０，５０  ブレードホルダ
２１，２２  押え板
２１ａ，２２ａ  湾曲面
２３，２４  金属ブロック
２３ａ，２４ａ  湾曲面
３３  上下動機構（ホルダ撓み付与手段）
【図１】
0003904465.tif 000005
【図２】
0003904465.tif 000006
【図３】
0003904465.tif 000007
【図４】
0003904465.tif 000008
【図５】
0003904465.tif 000009
【図６】
0003904465.tif 000010
【図７】
0003904465.tif 000011
【図８】
0003904465.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003904465.tif 000019
【図１６】
0003904465.tif 000020
【図１７】
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