(57)【要約】      （修正有）【課題】走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量または平滑化するコーティングロッドの提供。【解決手段】ロッド軸方向にわたって表面に溝が形成され、ロッド軸方向の中心を含み、ロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積がＰである第１の区間４と、第１の区間の両端部よりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが４ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２が０．７Ｐ以下である第２の区間５と、第２の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが１ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３が０．５Ｐ以下である第３の区間６と、第３の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが２ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ４と、に少なくとも分割されているコーティングロッド１であり下式（１）及び（２）を満たす。Ｐ２＞Ｐ３（式１）Ｐ４＞Ｐ３（式２）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量または平滑化するためのコーティングロッドであって、ロッド軸方向の所定範囲にわたって表面に溝が形成されており、この溝が形成されている部分が、ロッド軸方向の中心を含み、ロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積がＰである第１の区間と、前記第１の区間の両端部よりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが４ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２が０．７Ｐ以下である第２の区間と、前記第２の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが１ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３が０．５Ｐ以下である第３の区間と、前記第３の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが２ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ４と、に少なくとも分割されており、下記（式１）および（式２）を満たす、コーティングロッド。
Ｐ２＞Ｐ３  （式１）
Ｐ４＞Ｐ３  （式２）
【請求項２】
請求項１に記載のコーティングロッドを備えた塗布装置。
【請求項３】
請求項１に記載のコーティングロッドを用いて走行するウェブの表面に塗液を塗布する塗布方法であって、前記第２の区間のウェブを挟んだ反対側からローラによってウェブをコーティングロッド側へ押し込みながらウェブの表面に塗液を塗布する、塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量または平滑化するコーティングロッドならびにそれを用いた塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルフィルムなど走行するウェブの表面に塗液を塗布する方法としては、ファウンテン等の塗布ノズルで過剰に塗布した塗液をステンレス棒などに、金属ワイヤーを均一かつ精密に巻きつけたコーティングロッドで所定の塗布厚みに計量塗布する方法や、塗布ノズルから計量塗布した塗液をコーティングロッドでスムージング塗布する方法が知られている。また、塗布装置としては、ウェブの成型工程途中で塗布するインラインコーターと、成型後一旦巻物にしたウェブを巻き出して塗布するオフコーターとがある。
【０００３】
上述のような塗布方法においては、コーティングロッドの上流側と下流側にメニスカスと呼ばれる塗液の溜まり部が形成される。このとき、ウェブのばたつきや、コーティングロッド上流側の塗布状態の変動などにより、前記メニスカスに気泡が発生し、その気泡がメニスカスの中をロッドの軸方向に移動することがある。そして、ロッドの下流側に形成されたメニスカス内を移動する気泡は、その表面張力によってメニスカスの形状を変形させるため、塗布面にウェブの進行方向に長さを持ったスジ状の塗布欠点を発生させることがある。
【０００４】
従来、塗布端部からの気泡の混入を防止する方法としては、塗液塗布領域のウェブ幅方向端部近傍にて裏面側からウェブをローラ等でコーティングロッド側へ押し込む方法（ 例えば、特許文献１ ）や、コーティングロッド自体にて、塗布端部からの気泡の混入を防止し、気泡混入に起因する塗布欠点の発生を防止する方法（ 例えば、特許文献２ ）が提案されている。しかし、これらの方法は、ウェブの剛性が大きい場合、例えばウェブが樹脂フィルムであってウェブの厚みが１５０μｍ以上の場合、ウェブを局部的に押さえ込むことが困難となり、目標とする効果を得られないことや、使用中にロッドの塗液塗布領域端部との接触部に乾燥した被膜を生じた際などの気泡の発生が劇的に増加した場合に気泡がロッドの中心部へ侵入することがあり、塗布を中断してロッドの交換を実施する必要が生じるなどの対処が必要となるため、不十分なものであった。また、ウェブ自身が軟弱な場合、押さえ込んだ部分に傷が生じたり、時にはウェブが破れるといった問題が生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８１３５７号公報
【特許文献２】特開２００７−８３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、ウェブに傷や破れを発生させることなく、気泡がメニスカスの端部で多く発生した場合においても気泡排出機能を維持するコーティングロッドを提供し、該ロッドを用いることで気泡混入に起因する塗布欠点の発生を防止可能なコーティングロッドならびにそれを用いた塗布装置および塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（３）の構成を特徴とするものである。
【０００８】
（１）走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量または平滑化するためのコーティングロッドであって、ロッド軸方向の所定範囲にわたって表面に溝が形成されており、この溝が形成されている部分が、ロッド軸方向の中心を含み、ロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積がＰである第１の区間と、前記第１の区間の両端部よりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが４ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２が０．７Ｐ以下である第２の区間と、前記第２の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが１ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３が０．５Ｐ以下である第３の区間と、前記第３の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが２ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ４と、に少なくとも分割されており、下記（式１）および（式２）を満たすコーティングロッド。
Ｐ２＞Ｐ３  （式１）
Ｐ４＞Ｐ３  （式２）
（２）（１）に記載のコーティングロッドを備えた塗布装置。
（３）（１）に記載のコーティングロッドを用いて走行するウェブの表面に塗液を塗布する塗布方法であって、前記第２の区間のウェブを挟んだコーティングロッドの反対側からローラによってウェブをコーティングロッド側へ押し込みながらウェブの表面に塗液を塗布する、塗布方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コーティングロッドに対し別部材を付加する必要がなく、安価に、かつ、操作性を損なわない方法でウェブの製品部への気泡の混入を防止できる。そして、気泡の混入に起因する塗布スジ欠点を低減できるため、製品の品質を向上することができ、また、欠点発生を低減できるため、収率が向上し、生産性を向上できるとともに、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明に係るコーティングロッドは、走行するウェブの表面に塗布された塗液を計量または平滑化するコーティングロッドであって、塗液中の気泡をウェブ上で幅方向における一部分に集め、ウェブ走行方向に排出しながら塗液を計量またはスムージングするものである。具体的には、ロッド軸方向の所定範囲にわたって表面に溝が形成されており、この溝が形成されている部分が、ロッド軸方向の中心を含み、ロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積がＰである第１の区間と、前記第１の区間の両端部よりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが４ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２が０．７Ｐ以下である第２の区間と、前記第２の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが１ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３が０．５Ｐ以下である第３の区間と、前記第３の区間のそれぞれよりもロッド軸方向の外側にあり、それぞれロッド軸方向長さが２ｍｍ以上でロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ４と、に少なくとも分割されているコーティングロッドである。そして、前記したＰ２、Ｐ３、Ｐ４は、下記（式１）および（式２）を満たす。
Ｐ２＞Ｐ３  （式１）
Ｐ４＞Ｐ３  （式２）。
【００１１】
このようなコーティングロッドとしては、例えば図１に示すような構成のものを挙げることができる。すなわち、図１に示すコーティングロッドは、ロッド軸方向における中央部の所定範囲にわたって表面にロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積がＰである第１の区間を有しており、この第１の区間のロッド軸方向の外側にロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２が０．７Ｐ以下である第２の区間を有し、更に第２区間の外側にはロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３が０．５Ｐ以下である第３の区間を有し、第３の区間のそれぞれのロッド軸方向の外側にはそれぞれロッド軸方向１ｍｍ当りの溝面積Ｐ４が前記第３の区間の溝面積Ｐ３よりも大きい第４の区間とに分割された構造を有する。
【００１２】
本発明のコーティングロッドにおいて、計量前の塗液の塗布幅は第３の区間に到達するように調整して用いる。
【００１３】
ウェブの厚みが１５０μｍ以上の場合においても気泡が製品形成部側へ流れるのを防止するために必要なメニスカスの圧力差を得るためには、第２の区間のロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２は０．７Ｐ以下であることが好ましい。溝面積Ｐ２が０．７Ｐを超えると、気泡が第１の区間に流れることがあり充分な効果が得られない。また、第２の区間の軸方向の長さはローラーとの接触部分よりも広ければ特に限定されるものではないが、ウェブの変形や破れを防ぐ観点から、第２の区間のロッド軸方向の長さは１ｍｍ以上であることが必要である。
【００１４】
第３の区間のロッド軸方向の長さが２ｍｍ以上であって、１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３は０．５Ｐ以下であってかつ、Ｐ２＞Ｐ３である必要がある。
【００１５】
第３の区間のロッド軸方向の長さが２ｍｍ未満では、大きな気泡が連続的に発生した場合に気泡の排出が追い付かず、効果が得られない場合がある。また、Ｐ３の溝面積がＰ２よりも大きくなると、第２の区間の上流側のメニスカスにおいて充分に気泡が排出されずに中心部に気泡が流れることがある。
【００１６】
第３の区間のそれぞれのロッド軸方向の外側には、それぞれロッド軸方向１ｍｍ当りの溝面積Ｐ３は第４の区間の上流側のメニスカスの端部の気泡が下流側にまわりこむのを抑制し、第３の区間に気泡を集め、排出させるために、Ｐ４＞Ｐ３である必要がある。
【００１７】
本発明のコーティングロッドは、前述した第２から第４の区間の各々の長さが５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のコーティングロッドは、前述した第１から第４の区間の各々の溝部ピッチが０．４ｍｍ以下であり、各々の溝部深さが５０μｍ以下であることが好ましい。さらには第２の区間の溝部深さが３０μｍ以下であることが好ましく、第３の区間の溝部深さが２０μｍ以下であることが好ましく、第２の区間から第４の区間のあいだにおいて第３の区間の溝部深さが最も小さいことが好ましい。
上述したコーティングロッドの形状とすることで、塗布中の気泡が製品部に混入することを防止することができる。そして、コーティングロッドは、所望する塗布厚みとするために偏芯度を１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１８】
このような本発明に係るコーティングロッドは、例えば次のように製造することができる。
・転造バーの場合、１本のロッドを溝深さの異なるダイスで複数回加工する。
・ワイヤーバーの場合、径の異なるワイヤーを巻く。
・レーザーでパターン加工する。
・バイトで切削する。
・溝を樹脂等の充填剤で埋める。
【００１９】
そして、本発明における塗液の塗布が適用される好適なウェブとしては、例えば、樹脂フィルム、金属帯、紙などを挙げることができる。また、本発明による効果がよく現れる塗布条件としては、例えば、ウェブの移動速度が１００ｍ／分以下で、塗布直後の塗布厚みが５０μｍ以下の場合である。さらに、塗液としては、表面張力が７０ｍＮ／ｍ以下で、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下のものを挙げることができる。塗液の粘度が高く、ウェブの移動速度が速い場合などには、溝と溝の間に塗液が浸透する速度が追い付かずにスジ状の塗布外観となる場合があるが、隣り合う溝同士の間隔を広げて溝の深さを相当する溝面積分だけ浅いロッドを作成し用いることで調整することができる。なお、本発明に係る塗布装置は、インラインコーターとしても、オフコーターとしても構成できる。また、ロッドの軸方向に対する溝の角度は特に限定されない。
【００２０】
上述のコーティングロッドを用いてシート状のフィルムなどを製造するにあたっては、上記コーティングロッドを備えた塗布装置を、溶融樹脂をウェブ状に押し出す口金と、押し出された溶融樹脂を冷却固化するキャスティングドラムと、溶融樹脂が固化して形成されたウェブを少なくとも一方向に延伸する延伸装置と併設すればよい。塗布装置を設ける位置としては、キャスティングドラムの下流側であればよく、延伸装置の上流側であっても下流側であってもよく、さらには縦延伸装置と横延伸装置との間などであってもよい。このようなフィルム製造装置において、樹脂は溶融状態でウェブ状に押し出され、冷却固化されてウェブとなり、次いでそのウェブに上述のコーティングロッドを用いてアクリルなどの塗液が塗布され、また、ウェブは少なくとも一方向に延伸される。アクリルなどの塗液を塗布するにあたっては、口金から押し出された溶融樹脂が固化していればよく、延伸工程の上流側であっても下流側であってもよく、さらには縦延伸工程と横延伸工程との間などであってもよい。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例に沿って本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。実施例中に示す測定や評価は次に示すような条件で行った。
【００２２】
（１）コーティングロッドの溝面積、溝部ピッチ、溝部深さ
コーティングロッドのロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４および各溝部ピッチ、溝部深さは、輪郭形状測定機（東京精密社製、コンターレコード２６００Ｇ）を用いて測定した。ステージに固定したＶブロックにコーティングロッドを乗せて、ロッドの軸方向に移動させながら、ロッドの各区間の溝形成部分の任意の位置を測定した。
なお、溝面積は図３で示す２１部分であり、溝部ピッチ間の溝部面積と定義づけ、測定条件は、センシング方式：レーザー光回折スケール、測定長：０．４０ｍｍ、測定速度：０．０３ｍｍ／ｓ、触針材質：円錐超硬、触針半径：２５μｍＲとして測定した。
【００２３】
（２）塗布スジの評価
塗布したフィルム製品部の外観を観察し、気泡起因による塗布スジの発生有無を評価した。
○：製品部に塗布スジの発生がなく、正常である。
×：製品部に塗布スジの発生がある。
【００２４】
＜実施例１＞
図１に示すように第１の区間４、第２の区間５、第３の区間６、第４の区間７を有するコーティングロッドを用意して、図２に示すように走行するウェブ１１としてＰＥＴフィルム（１８８μｍ）に塗料を塗布した。そして、ウェブ１１の移動速度は７０ｍ／分、ロッドはウェブと同速度、順転とした。塗材には、固形分濃度１重量％、表面張力５０ｍＮ／ｍ、粘度２ｍＰａ・ｓのアクリルエマルジョン塗料を用いた。なお、コーティングロッドの仕様を以下に示す。
・ロッド長さ：１１８０ｍｍ
・ロッド外径：１２ｍｍ
・ロッド溝形成部の第１の区間長さ：７５０ｍｍ
・ロッド溝形成部の第１の区間の溝部ピッチ：０．２ｍｍ
・ロッド溝形成部の第１の区間の溝部深さ：２８μｍ
・ロッド溝形成部の第１の区間のロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ：０．０１３３１０ｍｍ２
・ロッド溝形成部の第２の区間長さ：１６ｍｍ
・ロッド溝形成部の第２の区間の溝部ピッチ：０．１ｍｍ
・ロッド溝形成部の第２の区間の溝部深さ：１８μｍ
・ロッド溝形成部の第２の区間のロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ２：０．００８１２０ｍｍ２
・ロッド溝形成部の第３の区間長さ：２０ｍｍ
・ロッド溝形成部の第３の区間の溝部ピッチ：０．１ｍｍ
・ロッド溝形成部の第３の区間の溝部深さ：９μｍ
・ロッド溝形成部の第３の区間のロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ３：０．００３１７４ｍｍ２
・ロッド溝形成部の第４の区間長さ：２０ｍｍ
・ロッド溝形成部の第４の区間の溝部ピッチ：０．２ｍｍ
・ロッド溝形成部の第４の区間の溝部深さ：２１μｍ
・ロッド溝形成部の第４の区間のロッド軸方向１ｍｍ当たりの溝面積Ｐ４：０．０１０３００ｍｍ２。
【００２５】
＜実施例２〜３、比較例１〜４＞
コーティングロッドの仕様を表１のように変更した以外は、実施例１のコーティングロッドの仕様と同一である各種コーティングロッドを用意した。それぞれのコーティングロッドを用いた以外は、実施例１と同様にして塗料を塗布した。
【００２６】
【表１】
2017140547.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のコーティングロッドは、面状のフィルムや紙など、走行ウェブに対しコーティングロッドを用いて計量またはスムージングを行うあらゆる塗液塗布に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施態様に係るコーティングロッドの平面図である。
【図２】コーティングロッドを用いた塗液塗布の一例を示す概略図である。
【図３】コーティングロッドの溝部の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１５  コーティングロッド
２  溝形成部
３  ロッド中心
４  第１の区間
５  第２の区間
６  第３の区間
７  第４の区間
１１  ウェブ
１２  ファウンテン
１３  上流側メニスカス
１４  塗膜
１６  下流側メニスカス  
２１  溝面積
２２  溝部ピッチ
２３  溝部深さ
【図１】
2017140547.tif 000004
【図２】
2017140547.tif 000005
【図３】
2017140547.tif 000006