(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向の一端側に粒子を含有する塗工液が供給される塗工液供給口と、他端側にオーバーフローした該塗工液を排出する塗工液排出口とを有し、内部に該塗工液を貯留する塗工液槽と、該塗工液槽内の塗工液に、その一部を浸漬してなる断面円形の塗布ロールと、該塗布ロールの表面の塗工液を掻き落とすドクターナイフとを有し、被塗工基材の搬送過程で塗布ロールの表面の塗工液を該被塗工基材に転写塗布する塗工装置において、
前記塗工液槽の内面形状が前記塗布ロールの外周に沿って形成され、且つ前記塗布ロールの回転により塗工液槽内の塗工液が流動するように形成され、
前記塗工液槽の幅方向の中央底部には、該塗工液槽内の底部に沈殿した粒子を含む塗工液を排出する塗工液排出スリットが、前記塗布ロールの長手方向に沿うように開口形成され、該塗工液排出スリットから排出された塗工液が、前記塗工液排出口から排出された塗工液と共に再び前記塗工液供給口から塗工液槽内に戻されて再使用される循環経路が形成されていることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
前記塗工液槽内のオーバーフローした塗工液を前記塗工液排出部に向けて排出するための水平に形成されたオーバーフロー部を有することを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
【請求項３】
前記ドクターナイフの少なくとも表面が、プラスチックを材質とすることを特徴とする請求項１又は２記載の塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラビア塗布に適する塗工装置に関し、詳しくは高硬度の粒子を含有する塗工液を使用した場合に、安定した耐摩耗性の塗布物が得られ、またその際に版やドクターを摩耗することがない塗工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表面に耐摩耗性を付与させた塗工物を得る為に、高硬度の粒子としてアルミナ粒子を含有させた種々のコーティング剤が用いられている。例えば特開平８−１８３１４７号公報には、架橋性樹脂からなるバインダーとアルミナ粒子とを含有する塗工組成物から形成された耐摩耗性樹脂層を基材の表面に設けて耐摩耗性を有する化粧紙を得る方法が提案されている。
【０００３】
さらに、特開平１０−７６６０８号公報には、ウレタン樹脂塗料やアミノアルキッド樹脂塗料にアルミナ粒子を配合した材料を用い、グラビアコートにより耐摩耗性と防汚性に優れた化粧紙を得る方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような塗工材料を用いた塗工装置としては、図３に示すような塗工装置（グラビアコート装置）が知られている。図３において、１００はアルミナ粒子のような高硬度の粒子を含有する塗工液を貯留する塗工液槽である。１０１は該塗工液槽１００内の塗工液にその一部を浸漬してなる断面円形の塗布ロールである。１０２は該塗布ロール１０１の表面の塗工液を掻き落とすドクターナイフである。１０３は該塗布ロール１０１の表面に被塗工基材１０４を背面側から押圧する押圧ロールである。かかる塗工装置において、被塗工基材１０４を搬送させると、その搬送過程で塗布ロール１０１の表面の塗工液を前記被塗工基材１０４に転写塗布してグラビアコートすることができる。なお図３において、１０５は塗工液供給口である。１０６は塗工液排出口であり、塗工液槽１００上端からオーバーフロー液が外部に排出される。
【０００５】
かかる従来の塗工装置における塗工液槽１００は、通常角型の槽か、あるいは図示のような断面台形の槽が用いられている。これら従来の塗工液槽では、アルミナ粒子の比重が大きいことから、塗工装置内の塗工液槽中で分離沈降し、被塗工基材に塗工された皮膜中においてアルミナ粒子比率が安定しない問題がある。このため塗工液の設計通りの性能が安定して得られないという問題がある。かかる問題は、高硬度の粒子を含有させた塗工液でトップコート層（表面樹脂層）をグラビアコートする際に顕著に現れる。
【０００６】
またアルミナ粒子の硬度が高いことから、グラビアコートの際に一般的に用いられている金属製のドクターナイフやロール等を早く摩滅させてしまう問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、高硬度の粒子を含有させた塗工層を得る際に、▲１▼高硬度の粒子が分離沈降せず、塗工された皮膜中においてアルミナ粒子比率を安定させることができ、また▲２▼ドクターナイフやロール等を摩滅させない塗工装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の発明によって解決される。
【００１０】
（請求項１）幅方向の一端側に粒子を含有する塗工液が供給される塗工液供給口と、他端側にオーバーフローした該塗工液を排出する塗工液排出口とを有し、内部に該塗工液を貯留する塗工液槽と、該塗工液槽内の塗工液に、その一部を浸漬してなる断面円形の塗布ロールと、該塗布ロールの表面の塗工液を掻き落とすドクターナイフとを有し、被塗工基材の搬送過程で塗布ロールの表面の塗工液を該被塗工基材に転写塗布する塗工装置において、前記塗工液槽の内面形状が前記塗布ロールの外周に沿って形成され、且つ前記塗布ロールの回転により塗工液槽内の塗工液が流動するように形成され、前記塗工液槽の幅方向の中央底部には、該塗工液槽内の底部に沈殿した粒子を含む塗工液を排出する塗工液排出スリットが、前記塗布ロールの長手方向に沿うように開口形成され、該塗工液排出スリットから排出された塗工液が、前記塗工液排出口から排出された塗工液と共に再び前記塗工液供給口から塗工槽内に戻されて再使用される循環経路が形成されていることを特徴とする塗工装置。
【００１１】
（請求項２）前記塗工液槽内のオーバーフローした塗工液を前記塗工液排出部に向けて排出するための水平に形成されたオーバーフロー部を有することを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
【００１２】
（請求項３）前記ドクターナイフの少なくとも表面が、プラスチックを材質とすることを特徴とする請求項１又は２記載の塗工装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係るグラビアコート装置（塗工装置）の断面図、図２は塗工液槽と塗工液リターン用の樋を上部から見た図である。
【００１９】
図中、１は塗布ロール、２はドクターナイフ、３は塗工液を入れた塗工液槽、４は塗工液供給口、５は塗工液排出スリット、６は塗工液排出口、７は塗工液リターン用の樋、８は塗工される被塗工基材、９はオーバーフロー部である。
【００２０】
塗工液供給口４から供給された塗工液は、塗工液槽３でドブ漬けになった塗布ロール１からドクターナイフ２で余分な塗工液を除いた上で被塗工基材８へ転写されていく。
【００２１】
一方、転写に関係の無い塗工液は、塗工液槽３中に残ることになるが、この際に塗工液の流れが澱むと沈降し易くなってしまう。
【００２２】
そこで、本発明においては、塗工液槽３の内面形状は前記塗布ロール１の外周に沿って近接して形成され且つ前記塗布ロール１の回転により塗工液槽３内の塗工液が流動するように形成される。前記塗布ロール１と塗工液槽３の内面の間隔は塗布ロール１の径にもよるが、前記の流動状態を作る上で１〜５０mm範囲が好ましい。かかる構成によると、塗工液槽３と塗布ロール１の間隔が一定で狭い状況にあるため、塗工液が常に流動し続けるようになり、高硬度の粒子が沈降することがない。
【００２３】
また、塗工液排出スリット５を高硬度粒子が沈降し易い部分に設けると、該粒子の沈降を防ぐことができる。該塗工液排出スリット５は３mm〜８mmの幅で、５０mm〜１００mmの長さを有することが好ましい。この塗工液排出スリット５は、沈殿をより効果的に防止する観点から、図２に示すように、塗工液層３の下部で、好ましくは槽の幅方向の中央に設けることが好ましい。スリットの数は特に限定されない。
【００２４】
さらに塗工液槽３の他端（図面上右側）に形成されたオーバーフロー部９は、水平に設置されることが好ましい。塗工液槽３よりオーバーフロー部９から溢れる塗工液が水平方向に均一に溢れるようにするためである。均一に溢れるようにすると、塗布ロールの長手方向で塗工液の濃度のバラツキをなくすことができる。
【００２５】
塗工液槽３の一端（図面上左側）に形成された塗工液供給口４から塗工液を供給し、塗布に使用されない塗工液はオーバーフロー部９からオーバーフローして、塗工液排出口６を介して塗工液リターン用の樋７に送られる。塗工液リターン用の樋７には、スリット５から排出された塗工液も受け入れる。
【００２６】
樋７の形状は、図２に示すように、集液可能なように例えば扇形をなしている。樋７に送られた塗工液は、再度塗工液供給口４に戻され、再使用される。従って、塗工液は、塗工装置内での循環が可能になる。かかる循環に際し、従来のようなホースを用いず、樋７を用いたことにより、塗工液の循環速度を上げた際に塗工液のリターンがスムーズに行われる。
【００２７】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００２８】
本発明では、従来の塗工装置（図３に示す装置）において、ドクターナイフ２の少なくとも表面がプラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレンを材質とする態様、あるいは図１および図２に示す塗工装置において、ドクターナイフ２の少なくとも表面がプラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレンを材質とする態様が挙げられる。
【００２９】
本発明において、好ましいのは、後者の図１および図２に示す塗工装置において、ドクターナイフ２の少なくとも表面がプラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレンを材質とする態様である。
【００３０】
本発明では、ドクターナイフ２の少なくとも表面がプラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレンを材質としていればよいので、全部がプラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレンを材質としていてもよいが、表面だけでもよい。プラスチック、好ましくはポリエステル又はポリエチレン、より好ましくはポリエチレン製のドクターナイフを使用すると、塗工において、高硬度粒子によるロールやドクターナイフの摩滅が少なく塗工可能となる効果がある。
【００３１】
以上説明した本発明の塗工装置は例えばグラビアコート装置として用いることができるが、特に限定されるわけではない。
【００３２】
また本発明の塗工装置は、被塗工基材上に印刷インキで印刷層を形成した後、その上にコート層を形成する際に適用することが好ましい。高硬度粒子は化粧紙などの表面コート層含有されることが多いからである。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
＜実施例１＞
この実施例では、まず、被塗工基材の表面に絵柄印刷層を形成した。被塗工基材としては、天間特殊製紙(株)製「ハードシート」（３０ｇ／m2）を用いた。印刷塗工液としては、大日精化工業(株)製「ＯＨメヂウム」、「ＴＨＢ ０４白（Ｓ−６０）」、「ＴＨＢ ４１黄」、「ＴＨＢ ８３茶」、「ＴＨＢ ９７墨」を用いた。
【００３４】
本発明の塗工装置は、前記印刷層上へのコート層を塗布する工程で使用した。
【００３５】
コート層の塗工液としては、アクリルポリオールの樹脂系にポリイソシアネートを硬化剤として使用している塗工液を使用し、その中に平均粒径２５μm鱗片状のアルミナ粒子を２０％添加させた塗工液にて、ＭＥＫ：トルエン＝５０：５０の溶剤で＃３ザーンカップにて１８秒の粘度に調整したものを使用した。
【００３６】
コート層の塗工に使用される塗布ロールは、１３０線彫刻版を使用し、塗工液パン（塗工液槽）と塗工液リターン用の樋は、図１、図２と同形式のものを用いた。また、ドクターナイフにはエスターラム社製のポリエチレンドクターブレードＰ１５／５０／ＳＴを使用した。
【００３７】
印刷速度は７０ｍ／分でドクター圧は１ｋｇ／ｃｍの条件で２０００ｍの印刷を行なった。
【００３８】
この実施例においてコート層を塗工するユニットでは塗工液パンにアルミナの粒子が部分的に多く沈降しないことが実証され、また、得られた印刷物は、刷り始めと刷り終わりでの耐摩耗性に差が見られないことからも、アルミナの粒子がコーティング装置中で沈降や分離が発生しなかったことが実証された。また、塗工後のドクターナイフやロールに大きな摩滅は見られなかった。
【００３９】
＜実施例２＞
（本発明によって従来の装置よりもドクターナイフとロールの摩滅が減少する試験例）
試験はＫＡＲＬ ＳＣＨＲＯＤＥＲ ＫＧ社製版摩耗試験機（ＡＢＲＡＴＩＯＮＴＥＳＴＥＲ ＡＴ−II）を使用した。
【００４０】
試験に使用する塗工液として、アクリルポリオールの樹脂系に平均粒径２５μm鱗片状のアルミナ粒子を２０％添加させた塗工液にて、ＭＥＫ：トルエン＝５０：５０の溶剤で＃３ザーンカップにて１８秒の粘度に調整したものを使用し た。
【００４１】
試験用版は版摩耗テスト用の平版を使用した。
【００４２】
ドクターナイフは従来のスチール製のものと、各種プラスチック製のものとを使用し、１万５千回転後のドクターナイフの減量と、版の減量を比較した。
【００４３】
その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
0003830780.tif 000002
【００４５】
上記表１より、ドクターの材質をステンレススチールからポリエステルに変えると、ドクター減量と版減量が大幅に減少し、さらにポリエチレンに変えると、ドクター減量と版減量は更に減少することがわかる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、塗工液槽の内面形状が前記塗布ロールの外周に沿って形成され、且つ前記塗布ロールの回転により塗工液槽内の塗工液が流動するように形成されることにより、塗工液が常に流動し続けるようになる。また、前記塗工液槽の幅方向の中央底部の高硬度粒子の沈降し易い部分に塗工液排出スリットを設けたので、該粒子の沈殿を防ぐことができる。このため塗工された皮膜中においてアルミナ粒子比率を安定させることができる。
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、オーバーフロー部が水平に設置されることにより、塗工液槽よりオーバーフロー部から溢れる塗工液が水平方向に均一に溢れるようになり、塗布ロールの長手方向で塗工液の濃度のバラツキをなくすことができる。
【００４８】
請求項３記載の発明によると、ドクターナイフの少なくとも表面が、プラスチックを材質とすることにより、ドクターナイフやロール等を摩滅させないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るグラビアコート装置（塗工装置）の断面図
【図２】同上塗工装置の塗工液槽と塗工液リターン用の樋を上部から見た図
【図３】従来の塗工装置を示す断面図
【符号の説明】
１：塗布ロール
２：ドクターナイフ
３：塗工液槽
４：塗工液供給口
５：塗工液排出スリット
６：塗工液排出口
７：塗工液リターン用の樋
８：被塗工基材
９：オーバーフロー部
【図１】
0003830780.tif 000003
【図２】
0003830780.tif 000004
【図３】
0003830780.tif 000005