WO2006095669A1

WO2006095669A1 - 塗布装置、塗布方法および塗膜を有するウェブの製造方法

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Publication number: WO2006095669A1
Application number: PCT/JP2006/304237
Authority: WO
Inventors: Yutaka Nishimori; Hiroyuki Inoue; Masaharu Tooyama
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2006-09-14
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Also published as: US8733275B2; US20090079105A1; EP1857189B1; CN101137447B; DE602006016745D1; CN101137447A; KR20070110316A; TWI361726B; TW200637660A; KR101267858B1; EP1857189A4; EP1857189A1

Abstract

　走行しているウェブの上面に、塗工バーを用いて、供給された塗液を塗布し、ウェブに所望の厚みの塗膜を形成する塗液の塗布において、塗工バーより上流側において、塗液を、塗工バーとウェブとに接して形成される塗液の液だまりに、直接供給するか、あるいは、塗液を、平滑な面上を上方が外界に開放された状態で流下させ、ウェブに向かい供給することを特徴とする塗液の塗布。

Description

明細書

塗布装置、塗布方法および塗膜を有するウェブの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、走行中のフィルム等のウェブの上面に、塗工バーにより、塗液を塗布する塗布装置、および、塗布方法に関する。本発明は、また、この塗布装置あるいは塗布方法を用いた塗膜を有するウェブの製造方法に関する。本発明は、ウェブ表面における塗液の塗布欠点、例えば、塗液が塗布されたウェブ表面に現れる供給スジぁるいは泡スジの発生防止、および、塗液の塗布厚みムラの低減をもたらす塗布装置、および、塗布方法を提供する。

背景技術

[0002] 例えば、図 7に示すように、走行中のウェブ 101の上面に、塗液供給手段としてのダイ 102から塗液 103を供給し、ダイ 102の下流側に設けた、 4本のコロ 104 (幅方向の両端部に一対ずつ計 4本)で回動自在に支持された塗工バーとしてのメタリングバ一 105により、ウェブ 101の上面に供給された塗液の塗布厚みを計量またはスムージングするようにした塗布装置力知られている。

[0003] しかし、このような従来装置では、図 8に示すような、塗液の供給スジ 106や外方から混入した空気力 Sもたらす泡スジ 107が発生することがある。これらの供給スジ 106や泡スジ 107は、塗布欠点とされる。この塗布欠点は、ダイ 102からの塗液 103の供給ムラの他、図 9に示すように、供給された塗液 103とウェブ 101との間の矢印 Aで示す位置において空気が塗液 103とウェブ 101との間に入り込み、それらカタリングバ一 105の部分で適切に排除されないために発生すると考えられている。

[0004] 上記の塗布欠点の解消を目的として、特許文献 1には、粘度が比較的低粘度である塗液を用いることを前提とした塗液の塗布方法が開示されて、る。この塗布方法は、塗工バー近傍に設置したダイカゝら塗工バー上に塗液を供給し、塗工バーとウェブの接触部に液だまりを形成させて、塗液をウェブの表面に塗布することからなる。

[0005] 一方、本発明者等は、粘度が 0. lPa' s (lOOcp)以上の高粘度の塗液をウェブの表面に塗布する技術の開発の要望を受けて、特許文献 1に記載の塗布方法を用いることを試みた。しかし、この塗布方法では、ウェブの表面に塗布された塗膜に供給スジが発生する現象が解消されないことが判明した。

[0006] また、粘度が 0. lPa' s (lOOcp)以上の高粘度の塗液の場合、図 10に示すように、塗工バー 105上に供給された塗液 103と塗工バー 105との間の矢印 Bで示す位置において空気が塗液 103と塗工バー 105との間に入り込み、その空気が塗液 103にトラップされたまま液だまり 100の内部へ流れ、その結果、泡が塗工バー 105に巻き込まれることで、ウェブの表面に形成された塗膜に泡スジが発生する現象があることも判明した。

[0007] 更に、ダイやノズルによる塗液の供給において、ウェブの幅方向に供給ムラがあると、その供給ムラが塗工バーで平坦化しきれず、塗液の塗布厚みムラが発生する。これを防止するため、ウェブの幅方向の塗液の吐出均一性を上げる手段として、ダイのスリット間隙を小さくする手段が挙げられるが、スリット間隙が狭いと、リップ部の清掃が困難となる。また、ダイの幅 (ウェブの幅方向の幅）が広い場合、塗液の供給圧力が高いと、内圧でリップ間隙が開き、幅方向に均一な間隙を保てなくなる。

[0008] ところで、本発明の好ましい態様と一見すると似ているように見える技術として、非特許文献 1に開示されて、るスライドコーターがある。

特許文献 1：特許第 2805177号公報

非特許文献 1 :片桐良伸、ダイコーターの理論'解説、コーティングハード技術の過去 ·現在から未来を学ぶ—、日本、株式会社加工技術研究会、 2002年 3月 25日、 p 399

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明の目的は、上記の問題を解消し、塗液供給の際に生じ易い供給スジや、空気の嚙み込みによる泡スジの発生を防止し、また、塗液の供給ムラにより生じる塗布厚みムラの低減が可能な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

[0010] 上記目的を達成するための本発明の塗布装置は、次の通りである。

[0011] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗工バーと前記ウェブとの接触部の上流側近傍の液だまり形成部位に塗液を直接供給する塗液供給手段を有する塗布装置。この塗布装置を、以下において、第 1 の塗布装置と云う。

[0012] 本発明において、「液だまり」とは、塗布時に塗工バーとウェブの接触部から塗エバ一の上流側のウェブと塗工バーに挟まれた領域を中心に形成される塗液の溜まりを云う。なお、言うまでもないが、連続的な塗布を行っている際に、塗工バー表面上やウェブ表面上に薄く残存している塗液は、ここで云う液だまりではない。これらの薄い塗液は、塗工バーやウェブ面の移動にそのまま追随して移動するものであり、溜まつて、る状態の塗液ではな、からである。

[0013] この液だまりが形成されるべき塗工バーの上流側近傍を液だまり形成部位と云う。

[0014] 本発明におヽて、「液だまり形成部位に塗液を直接供給する」とは、塗液供給手段、例えば、ノズルやダイから吐出した塗液を、液だまり形成部位に供給することで、塗液がウェブおよび塗工バーに接触する前に、供給する塗液を液だまりに直接接触させることを云う。

[0015] 本発明において、「塗工バー」とは、ロッド、ロッドにワイヤーを巻いたワイヤバー、および、ロッドに溝を切った溝つきバー等の形態のものなど従来力塗液の塗工に用いられているバーを云う。塗工バーは、通常、ウェブの走行方向と同じ方向に回転可能とされて、るが、ウェブの走行方向と反対方向に回転させてもょ、。

[0016] また、上記目的を達成するための本発明の塗布装置は、次の通りである。

[0017] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗液を、前記塗工バーの位置より上流の位置において、前記ウェブの上面に供給するための塗液供給手段を有し、該塗液供給手段が、上部が開放された状態で前記塗液が流下する平滑な部位を有する塗布装置。この塗布装置を、以下において、第 2の塗布装置と云う。

[0018] 本発明において、「上部が開放された状態」とは、塗液が物体上を流下する状態にぉ、て、塗液の鉛直上面に気体以外の物質が接触して、な、状態を云う。

[0019] 本発明において、「平滑な部位」とは、塗液を供給するに際して、塗液供給手段にぉヽて、上部が開放された状態で塗液が流れる流路の下面を画成する表面部であつて、塗液が流れる部分の表面粗さ（最大高さ Ry)が 100 以下、かつ、平面度が 0

. 2mm以下であるものを云う。

[0020] 表面粗さの測定は、超深度表面形状測定顕微鏡 (キーエンス社製 VK8500)を用い、図 11に示す角度 αが 90度の状態で矢印 Xの方向から、つまり、平滑な部位に対して垂直な方向から、 JISB0633の規格に従!、行う。

[0021] 平面度の測定は、高精度三次元形状測定システム (東京精密社製 XYZAXGC60

0D— 34)を用い、表面粗さの測定同様、図 11に示す矢印 Xの方向から、 JISB0621 の規格に従い行う。

[0022] 前記第 2の塗布装置において、前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が 10 乃至 60度であり、かつ、上部が開放された状態で塗液が流れる距離が 10乃至 200 mmであることが好ましい。

[0023] 本発明において、「水平方向に対する傾斜角」とは、水平線と平滑な部位の面がなす角度をいい、図 11においては傾斜角 Θで示されている。傾斜角 Θが 10度未満の場合は、塗液が流下する際に平滑な部位の両端力漏れ、ウェブ上に滴り落ち、供給スジの発生の原因となる場合がある。また、傾斜角 Θが 60度を超える場合は、平滑な部位において、塗液が平坦ィ匕する作用が不十分となることがある。

[0024] 前記第 2の塗布装置において、前記塗液供給手段が、前記塗工バーと前記ウェブの接触部の上流側近傍の液だまり形成部位に塗液を直接供給するように位置することが好ましい。

[0025] 前記第 2の塗布装置にぉ、て、前記平滑な部位の前記塗工バー側の先端力前記ウェブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に延びる下方凹形の形状を有することが好ましい。

[0026] 塗工バーの上流に形成される液だまりの外表面の形状は、ウェブの幅方向の中央部において外方に膨らみ、そこから両端部に向かい、その膨らみが小さくなることが多い。図 12Bに、この様子を示す。

[0027] 図 12Aおよび 12Bは、本発明の塗布装置の一実施例を示している。図 12Aおよび 12Bにおいて、塗液供給手段としてのダイ 110は、先端に平滑な部位 111を有する。平滑な部位 111の先端部の一部は、液だまり 108に接触した状態で位置している。この状態で、塗液を液だまり 108に供給し、下流に設けた、例えば、左右 2個ずつのコロ 104で支持された塗工バーとしてのメタリングバー 105により、塗液を計量またはスムージングしつつ、矢印 12Xで示す方向に走行しているウェブ 101の上面に、所望の厚みの塗液の塗布を行なう。

[0028] 液だまり 108の外表面の形状は、図 12Bに示すように、ウェブ 101の幅方向の中央部において外方に膨らみ、そこから両端部に向かい、その膨らみが小さくなることが多い。平滑な部位 111の先端を液だまり 108に接触させて、塗液を供給した際、図 1 2Bに示すように、平滑な部位 111のうち、液だまり 108と接触している部分の両端 11 3に対応する位置において、スジ 109が発生することがある。この場合、塗工されたゥエブ力製品として採取できる製品幅が狭くなる。

[0029] この問題は、塗布装置 11を図 13Aおよび 13Bに示す態様にすることで解決できる。すなわち、図 13Aおよび 13Bにおいて、平滑な部位 11 laの先端 1 l ieの形状を液だまり 108aの外形にほぼ沿うように、特に、両端部においては、液だまり 108aの外形にあわせて、図 13Bに示すように、平滑な部位 11 laの先端部全幅の大部分を液だまり 108aに接触させること力もなる。この態様によれば、スジ 109aの発生位置を塗布端部側へ移動させることができ、製品として使用できる塗膜が形成されたウェブの幅の増大が図れる。

[0030] 本発明において、下方凹形の形状とは、平滑な部位の先端の形状が、ウェブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に伸びている形状を云う。その形状は、液だまり 108aの外表面の形状に対応したものであることが好ましいが、円弧でなくても良く、少なくとも 2本の直線の連続で形成されてヽても良、。

[0031] 前記第 1の塗布装置あるいは前記第 2の塗布装置において、前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給する手段力なることが好ましい。すなわち、塗液供給手段から供給される塗液が、途切れることなく連続的に連なった状態で供給されることが好ましい。後述する通り、液だまり上に塗液が間欠的にに供給されると、供給スジが発生し易くなるからである。

[0032] 前記第 1の塗布装置あるいは前記第 2の塗布装置において、前記塗液供給手段が、該塗液供給手段から供給された塗液が液だまりに落下するまでの距離を 80mm以内にする手段を備えていることが好ましい。塗液が塗液供給手段の端部を離れ、液だまりへと落下し、液だまりに到達するまでの距離が大き過ぎると、落下時に生じる塗液の圧力変動で、液だまりが不安定になる場合があるからである。液だまりが不安定になると、それに起因して、塗布欠点が発生し易くなる。

[0033] 本発明にお、て、「塗液が液だまりに落下するまでの距離」とは、塗液供給手段から離れた塗液が、気体中を落下しながら液だまりに接触するまでに移動する鉛直方向の距離を云う。

[0034] この距離を、図 1および図 11を用いて説明する。図 1に、前記第 1の塗布装置の側面概略が、図 11に、前記第 2の塗布装置の側面概略が示される。図 1に示される塗布装置 10において、塗液供給手段としてのダイ 3から吐出した塗液 4は、液だまり 6 に直接供給され、液だまり 6の塗液力塗工バー 1により、走行中のウェブ 2の上面に塗布される。また、図 11に示される塗布装置 11において、塗液供給手段は、ダイ 3a とその先端に結合された平滑な部位 20からなり、ダイ 3aから吐出され平滑な部位 20 の上面を流下した塗液 4aは、液だまり 6aに直接供給され、液だまり 6aの塗液力塗エバー laにより、走行中のウェブ 2aの上面に塗布される。

[0035] 「塗液が液だまりに落下するまでの距離」とは、図 1においては、ダイ 3の下部先端力も液だまり 6の上部先端までの鉛直方向の距離 Hを云い、図 11においては、平滑な部位 20の下部先端力も液だまり 6aの上部先端までの鉛直方向の距離 Haを云う。

[0036] なお、図 17に、前記第 2の塗布装置の別の態様の側面概略が示される。この塗布装置 l ibにおいて、塗液供給手段は、ダイ 110bとその先端に結合された平滑な部位 11 lcからなり、ダイ 110bから吐出され平滑な部位 11 lcの上面を流下した塗液 4b は、液だまり 108bに直接供給され、液だまり 108bの塗液力コロ 104bにより回動可能に支持された塗工バー (メタリングバー） 105bにより、走行中のウェブ 101bの上面に塗布される。この塗布装置 l ibにおいては、塗液供給手段の平滑な部位 111cの先端は、液だまり 108b中に挿入されている。この塗布装置 l ibにおけるように、塗液供給手段の先端が液だまり中に挿入されて!、る態様にぉ、ては「塗液が液だまりに落下するまでの距離」は、 0 (ゼロ）と定義する。

[0037] 前記第 1の塗布装置あるいは前記第 2の塗布装置において、前記塗液供給手段が、前記塗工バーとは独立に移動可能とする移動手段を備えていることが好ましい。塗液供給手段を、塗工バーに対し、独立して移動可能とすることで、例えば、ウェブの静電気で供給中の塗液が揺れる場合、この塗液の揺れを抑制するように、塗工バーに対する塗液供給手段の相対位置を適切に調整することが可能となる。また、塗布終了時等に、塗液供給手段を適当な位置に素早く退避させることが可能となる。

[0038] また、この塗布装置において、前記塗液供給手段が、前記塗工バーに対し、 0. 1 乃至 500mmの範囲の距離を塗液の塗布中に移動可能としておくことが好ましい。ここで、塗液供給手段の塗工バーに対する「距離」とは、塗工バーの表面から、塗液供給手段までの最短距離を云う。この距離は、図 1において、距離 L、図 11において、距離 Laで示される。また、平滑な部位がウェブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に延びる下方凹形の形状である場合、「距離」とは、平滑な部位のウェブの幅方向における各位置での、塗工バーの表面までの最短距離を云う。

[0039] このような範囲で塗液供給手段を移動可能としておくことで、上述した塗工バーに対する塗液供給手段の相対位置の調整や、塗布終了時等の塗液供給手段の退避を、容易に行うことができる。

[0040] 前記第 1の塗布装置あるいは前記第 2の塗布装置にお、て、前記塗液供給手段からの塗液を受けることが可能な液受けを有することが好ま、。このような液受けにより、特に、塗布終了後や塗布開始前に、塗液供給手段から塗液がウェブ上等に垂れ落ちることを容易に防止できる。

[0041] 上記目的を達成するための本発明の塗布方法は、次の通りである。

[0042] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が 0. 1乃至 3. OPa' s (100乃至 30 OOcp)の塗液を塗布する塗布方法であって、前記塗工バーと前記ウェブの接触部の上流側に形成される液だまりに、塗液供給手段により、前記塗液を直接供給する塗布方法。この塗布方法は、塗液供給手段から供給された塗液が、最初に液だまり〖こ接触し、次いで、液だまりを経て、塗工バーやウェブに接触する点を特徴とする。この特徴点が、液だまりに、塗液を直接供給するとの表現で示される。この塗布方法を、以下において、第 1の塗布方法と云う。

[0043] 本発明にお、て、粘度の測定は、レオメーター（レオテック社製 RC20)を用いて、 JI SZ8803の規格【こ従!ヽ行う。

[0044] 本発明におヽて、「液だまりに塗液を直接供給する」とは、塗液供給手段、例えば、ノズルやダイから吐出した塗液を、塗液がウェブおよび塗工バーに接触する前に液だまりに直接接触させることを云う。

[0045] また、上記目的を達成するための本発明の塗布方法は、次の通りである。

[0046] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が 0. 1乃至 3. OPa' sの塗液を塗布する方法であって、上部が開放された状態で前記塗液が流下する平滑な部位を有する塗液供給手段を用いて、前記塗液を前記塗工バーの位置より上流の位置において、前記ウェブの上面に供給する塗布方法。この塗布方法を、以下において、第 2 の塗布方法と云う。

[0047] 前記第 2の塗布方法において、前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が 10 乃至 60度であり、かつ、前記塗液が上部が開放された状態で流れる距離が、 10乃至 200mmであることが好まし!/、。

[0048] 前記第 2の塗布方法にぉ、て、塗工バーとウェブの接触部にできる液だまりに、前記塗液供給手段により、塗液を直接供給することが好ましい。

[0049] 前記第 2の塗布方法にぉ、て、前記平滑な部位の先端が、液だまりの外形に対応して前記ウェブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に延びる形状を有することが好ましい。

[0050] 前記第 1の塗布方法あるいは第 2の塗布方法にお、て、前記塗液供給手段が、塗液を途切れることなく連続的に供給することが好まヽ。

[0051] 前記第 1の塗布方法あるいは第 2の塗布方法にお、て、前記塗液供給手段から供給された塗液が液だまりに落下するまでの距離が、 80mm以内であることが好まヽ

[0052] 前記第 1の塗布方法あるいは第 2の塗布方法において、塗液が塗布され表面に塗膜が形成されたウェブが、延伸、および、乾燥されることが好ましい。これら延伸、および、乾燥は、延伸した後に乾燥する、乾燥した後に延伸する、あるいは、延伸と乾燥とを同時することにより行われる。

[0053] 上記目的を達成するための本発明のウェブの製造方法は、次の通りである。 [0054] 押出機によりポリマーを押し出し、該ポリマーをシート状に成形してウェブとなし、前記第 1の塗布方法ある!/、は前記第 2の塗布方法を用いて、塗液を前記ウェブ上に塗布し、塗膜を形成してなる表面に塗膜を有するウェブの製造方法。

発明の効果

[0055] 本発明に係る塗布装置および塗布方法によれば、前述したような従来の塗液供給に起因する塗布欠点が発生しない。また、塗布厚みムラを低減できる。

[0056] 塗液供給手段の位置を塗工バーに対し独立に調整可能としておけば、ウェブの静電気帯電状態等に左右されずに、液だまりに対し、正確に目標とする位置に、塗液を供給できる。また、液だまりの大きさが変わっても対応可能となり、様々な品種や塗布幅に対応できる。更に、塗布を終了する際、速やかに終了できる。例えば、塗液供給手段をウェブ力離間後、塗工バーを離間することで、塗液供給手段から塗液が滴っても、塗工バーでスムージングされ、例えば、後の乾燥工程での塗膜の乾燥不足による装置の汚染を防止できる。

図面の簡単な説明

[0057] [図 1]本発明の塗布装置の一例の側面概略図である。

[図 2]図 1に示された装置における液だまり近傍の拡大側面図である。

[図 3]図 2に示す状態において、塗液が滴下するとした場合の様子を示した説明図である。

[図 4]塗液供給手段の位置調整の有効性を説明するための説明図で、図 4の左側の図 (A)は、塗液供給手段が初期位置にある状態を示す側面概略図、図 4の右側の図 (B)は、図 (A)の状態から塗液供給手段が移動した状態を示す側面概略図である

[図 5]ダイと塗工バーが独立に移動しない場合の不具合の発生状態を説明する概略側面図である。

[図 6]ダイと塗工バーが独立に移動できる場合の不具合の発生防止状態を説明する概略側面図である。

[図 7]従来の一般的なメタリングバー方式の塗布装置の概略側面図である。

[図 8]図 7の装置における塗布欠点の発生状態を示す概略平面図である。圆 9]従来装置における空気嚙み込みの状態を説明する概略側面図である。

圆 10]従来の別の装置における空気嚙み込みの状態を説明する概略側面図である圆 11]本発明の塗布装置の別の一例の概略側面図である。

[図 12A]図 11に示された塗布装置における塗液供給手段の一例の概略平面図である。

圆 12B]図 12Aに示された塗液供給手段と液だまりとの関係を説明する概略平面図である。

[図 13A]図 11に示された塗布装置における塗液供給手段の他の一例の概略平面図である。

圆 13B]図 13Aに示された塗液供給手段と液だまりとの関係を説明する概略平面図である。

圆 14]図 1に示された本発明の塗布装置の図 1に示す矢印 Y方向から塗布装置を見たときの正面概略図である。

圆 15]塗工バー、塗液およびウェブとの関係の一例を説明する拡大正面概略図である。

圆 16]塗工バー、塗液およびウェブとの関係の他の一例を説明する拡大正面概略図である。

圆 17]図 11に示された本発明の塗布装置において、塗液供給手段の平滑な部位の先端部が液だまりに挿入されて!ヽる場合の状態を説明する側面概略図である。圆 18]ウェブの製造工程の一形態を説明する工程概略図である。

[図 19]図 18に示されたウェブの製造工程中に塗液の塗布工程が設けられたウェブの製造工程の一形態を説明する工程概略図である。

圆 20]図 1に示された本発明の塗布装置を用いて塗工されたウェブを製造したときのウェブの幅方向の塗液の塗布状態を説明する概略平面図である。

符号の説明

1 塗工バー (メタリングバー）

2 ウェブ 3 塗液供給手段 (ダイ）

4 塗液

5 移動機構

6 液だまり

7 ポンプ

8 フィルター

9 液受け

10 塗液供給手段が平滑な部位を有しない塗布装置

11 塗液供給手段が平滑な部位を有する塗布装置

20 平滑な部位

発明を実施するための最良の形態

[0059] 以下に、本発明を、実施態様を用いて、図面を参照して、更に説明する。

[0060] 図 1において、本発明の塗布装置 10は、塗工バー 1、塗工バー 1の下側においてウェブ 2を走行させるウェブ搬送装置（図示せず）、および、塗工バー 1の上流において、走行するウェブ 2と塗工バー 1とに接して形成される液だまり 6に、塗液が直接供給されるように設けられた塗液供給手段 (ダイ) 3とからなる。

[0061] 塗布装置 10において、塗液供給手段としてのダイ 3から塗液 4が液だまり 6に直接供給される。ダイ 3は、移動機構 5により、実線で示した塗液供給位置と、破線で示した退避位置との間を移動可能とされている。塗工バー 1とウェブ 2との接触部の直上流位置には、液だまり 6が形成される力ダイ 3から吐出された塗液 4は、塗工バー 1 やウェブ 2に接触する前に、液だまり 6に直接供給される。塗液 4は、適当な塗液槽（図示せず)から、ポンプ 7、フィルター 8を介して、ダイ 3内に供給される。ダイ 3の退避位置の下方には、液受け 9が設けられている。液受け 9は、ダイ 3から滴り落ちる塗液を受ける。

図 14は、図 1の本発明の塗布装置 10を、図 1に示す矢印 Yの方向において見たときの正面概略図である。図 15および図 16は、図 14の点線で囲った部分 Cの拡大正面図である。塗工バーとしては、ロッド、ロッドにワイヤーを巻いたワイヤバー、および、ロッドに溝を切った溝つきバー等の形態のものなどがある。図 14に示される塗エバ一 1は、ワイヤバーの形態のものである。図 14に示されるように、塗工バー 1は、ロッドの表面に巻かれたワイヤーにより、その表面に溝が形成されている。この塗工バー 1 をウェブ 2に接触させて、ウェブ 2の上面への塗液の塗布を行なう。塗工バー 1とゥェブ 2の接触部には、図 15もしくは図 16に示されるように、塗液が介在しており、塗工バー 1とウェブ 2の間に発生する隙間（塗工バー表面の溝の部分および塗工バーとゥエブの間隙部分)の大きさに従った量の塗液がウェブ 2に塗布される。

[0062] 図 2は、塗工バー 1がウェブ 2の走行方向に順回転される場合の一例の側面図を示しているが、上述した如ぐダイ 3から吐出された塗液 4が液だまり 6上に直接供給されることにより、供給スジが発生し難い。また、液だまり 6上に直接供給されることにより、この部分で空気が嚙み込まれる余地がなくなり、空気嚙み込みに起因する泡スジ発生の恐れも除去される。

[0063] 本発明にお、て用いられる塗液供給手段としては、ダイ、ノズル、スプレーなど、塗液を途切れることなく一定に吐出できるものであることが好ましい。また、液だまり 6への塗液の供給は、液だまり表面に直接供給する方式でも良いし、ノズルやダイの吐出口を液だまりへ挿入して内部に直接供給する方式でも良ヽ。

[0064] ポンプに吐出変動があると、液だまりの大きさが変動し、塗布幅が変動する原因となる。従って、ポンプ 7としては、ギアポンプ、モーノポンプ、ダイヤフラムポンプ等の定量ポンプを使用するのが好ましい。液だまりの安定化のためには、ポンプは、脈動率が 3.5%乃至 + 3.5%のものを使用するのが良い。ここで、脈動率とは、次の定我によ

[0065] 脈動率 = [ (瞬間最大吐出量一瞬間最小吐出量) Z平均吐出量] x(100/2) 脈動率の測定は、質量流量計 (例えば、エンドレスハウザー社製型式 63FS08-NE W00A30B1A)にて、測定周期 0.15sで行う。

[0066] 塗布装置 10においては、塗液 4が、例えば、図 3に示すように、途切れて液滴状に液だまり 6に供給されると、この液滴の不連続な滴下により、液だまり 6に液圧変動が生じ、それに起因して塗布欠点が発生する恐れがある。従って、塗液は、途切れることなぐ連続的に液だまり 6に供給されることが好ましい。

[0067] 走行中のウェブ 2が静電気で帯電していると、例えば、図 4の左側の図（A)に示すように、ダイ 3から吐出された塗液 4が静電気で引っ張られて、液だまり 6に供給される前にウェブ 2に接触してしまう恐れがある。このような静電気の影響が存在する場合、液だまり 6への塗液の直接供給を達成するために、ダイ 3の位置を調整することが好ましい。

[0068] この位置調整は、図 1に示す塗布装置 10では、移動機構 5によって達成される。塗エバー 1やウェブ 2に対するダイ 3の相対位置、特に、液だまり 6に対するダイ 3の位置を適切に調整することにより、図 4の右側の図（B)に示すように、静電気の影響がある場合においても、液だまり 6に塗液 4を直接供給することが可能になる。

[0069] 塗布装置 10においては、塗液供給手段としてのダイ 3と塗工バー 1とが独立に移動できるようにしておくことが好ましい。ダイ 3と塗工バー 1とが独立して移動できない場合、例えば、図 5に示すように、塗布終了時に、ダイ 3と塗工バー 1とが一体となって同時に、矢印 5aで示すように上昇した時、ダイ 3からの滴下液 5bによって、ウェブ 2に塗液の厚塗り箇所が生じる。この塗液の厚塗り箇所において、後の乾燥工程での塗膜の乾燥不足により、乾燥工程以降の装置を汚染する恐れがある。従って、塗布を終了させようとするとき、塗液垂れが切れるまで、ダイ 3と塗工バー 1との移動をさせないように、待つ必要がある。

[0070] しかし、ダイ 3と塗工バー 1とが独立に移動できるようにすることにより、例えば、図 6 に示すように、先ず、ダイ 3を、矢印 6aで示すように、移動、退避させて、液受け 9で、ダイ 3から滴下する塗液を受け止め、塗液のウェブ 2への液垂れを防止し、次いで、塗工バー 1を、矢印 6bで示すように、退避させることにより、塗布の終了時に発生する前記不具合は防止され、速やかに、塗布を終了させることができる。

[0071] 本発明の塗布装置ならびに塗布方法は、ウェブの製造工程において、インラインで使用することができるし、また、製造したウェブに、ウェブの製造工程とは切り離された工程、すなわち、オフライン工程で使用することができる。

[0072] 製造中のウェブにインラインで塗布を行なう際の装置構成を、図 18および図 19を用いて説明する。図 18は、ウェブの製造工程の一例を示しており、図 19は、図 18のウェブの製造工程中にインラインで塗布を行う際の工程の一例を示してヽる。

[0073] ウェブの製造工程は、図 18に示すように、押出機 200、口金 201、キャスティングドラム 202、縦延伸機 203、横延伸機 204、卷取りロール 205からなる。先ず、押出機 200によりポリマーを押し出し、口金 201、キャスティングドラム 202を経て、ポリマーはウェブ状 (シート状）に成形される。形成されたウェブは、その後、縦延伸機 203、横延伸機 204により縦横に延伸され、延伸されたウェブは、卷取りロール 205によつて、連続的に巻き取られる。

[0074] 製造中のウェブにインラインで塗布を行なう際は、図 19に示すように、例えば、縦延伸機 203と横延伸機 204との間に、塗布装置 206を設置し、縦延伸された後のゥエブに塗布を行なう。ここでは、縦延伸後に横延伸する逐次 2軸延伸方式の例を示したが、同時 2軸延伸方式の前に本塗布装置を設置しても良い。

[0075] 図 11に、本発明の塗布装置の他の一例の塗布装置 11が示される。図 11において、塗布装置 11は、塗液供給手段としてのダイ 3aが平滑な部位 20を有するものであり、その他の構成は、図 1に示された塗布装置 10と同様である。

[0076] 平滑な部位を介して塗液を液だまりに供給することにより、ダイやノズル等から吐出されたときに発生する幅方向の吐出ムラが、平滑な部位を流れる間に、重力の影響により平坦化される。従って、平滑な部位により、より均一な塗液の供給が可能となり、ウェブ上に形成される塗膜の厚みムラを低減させることができる。

[0077] 平滑な部位を用いた塗布装置は、非特許文献 1のスライドコーターと似た構成である。しかし、本発明の塗布装置においては、塗液は、液だまりに供給され、液だまりに供給された塗液は、ー且液だまりとして、そこに留まり、次いで、塗工バーで一定量ずつ、ウェブへの塗膜形成のために用いられる。従って、ウェブに形成される塗膜の厚みは、塗液の供給量に左右されない。しかし、前記のスライドコーターにおいては、供給された塗液がそのままウェブに塗布されるため、ウェブに形成される塗膜の厚みは、塗液の供給量に左右される。少なくともこの点において、両者の塗布メカニズムは、全く異なる。また、本発明の塗布装置における平滑な部位は、塗液の流れを平坦化させるためのものであるため、多層積層を目的とする前記スライドコーターとは、目的や作用、効果が異なる。

[0078] 図 11に示す塗布装置において、塗液の供給は、図 1に示す塗布装置の場合と同様、塗液供給手段 (ダイ 3および平滑な部位 20)からの塗液を、塗工バー 1やウェブ 2 に接触する前に、液だまり 6に直接、かつ、途切れることなく連続的に供給するのが良い。その際、液だまりの表面に供給しても良いし、平滑な部位の先端を液だまりへ挿入して内部に直接供給しても良い。ただし、平滑な部位の先端を深く挿入すると、液だまりが乱れて、塗布欠点の原因となるので、平滑な部位の挿入長さは、液だまりの表面から 2mm以内とするのが好ましい。

[0079] ウェブ上に塗布した塗液の塗布幅の調整方法としては、塗布直後の塗布端の位置をカメラ等で監視し、その結果をフィードバックして、塗布幅が広がり過ぎないように調整することが好ましい。塗布幅の調整は、塗液のポンプの吐出量、ウェブの搬送速度、ウェブの張力、塗液の粘度、塗工バーの回転数、塗工バーの押込み量のいずれかで、行うことができる。また、塗布幅が急激に広がり、調整が間に合わない場合、監視カメラからの信号を受けて、ウェブの搬送および塗布作業を緊急停止するシステムを組むことが好ましい。

[0080] 本発明の塗布装置および塗布方法を用いて、シート状 (ウェブ状)のポリエチレンテレフタレート（PET)フィルムの上面に塗液をコーティングした実施例およびその結果について説明する。以下において、供給スジ、厚みムラ、泡スジとは、塗液が塗布され表面に塗膜が形成された後、表面の塗膜が乾燥した後のフィルム面において、目視確認されるものを云う。

実施例 1

[0081] 口金力もキャスティングドラム上に押し出した PET榭脂のシートを長手方向に 3倍に延伸して一軸延伸フィルムとし、このフィルムを、引き続き、 25mZ分の速度で搬送して、その上面に、図 1に示した本発明の塗布装置 10を用いて、塗液をコーティングした。

[0082] 用いた条件は、以下の通りである。

[0083] (a)塗液供給手段：烏口ダイ (スリット幅 90mm、間隙 0. lmm、ランド長 30mm)

(b)塗液が液だまりに落下するまでの距離： 40mm

(c)搬送速度 : 25mZ分

(d)塗液粘度： 1.5Pa' s

(e)塗布幅 W : 250mm (f)吐出量： lOOmlZ分

(g)塗工バー：ワイヤーバー（直径 19mm、長さ 300mm、ワイヤー直径 0.356mm)

(h)ポンプ：（株)タクミナのダイヤフラムポンプ (脈動率 ± 3. 5%の範囲）塗布幅 Wとは、図 1に示す塗布装置 10の平面図である図 20 (移動機構は、図示されてない）における塗布幅 Wを云う。

[0084] ワイヤーバーと PETフィルムとの接触部分に形成される液だまり上に、塗液を薄いシート状に直接供給し、コーティングを行なった。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、供給スジと泡スジは見られなかった。し力し、わずかであるが、フィルム幅方向の厚みムラが観察された。

比較例 1

[0085] 図 10に示すように、塗液供給位置を、ワイヤーバーの上方とした以外は、実施例 1 と全く同様にして、コーティングを行った。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、供給スジとわずかな厚みムラが観察された。また、塗膜面全幅にわたって、 4乃至 8 本の泡スジが常時発生し、乾燥後においても、泡スジの跡が目視で観察された。そのため、この塗膜が形成されたシートは、製品としての品質を満たさず、不良品となつた。

比較例 2

[0086] 図 9に示すように、塗液供給位置を、塗工バー力離れた上流におけるフィルム面の上方とした以外は、実施例 1と全く同様にして、コーティングを行った。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、供給スジ、厚みムラが観察された。また、塗膜面全幅にわたつて、 2乃至 5本の泡スジが常時発生し、乾燥後においても、泡スジの跡が目視で観察された。そのため、この塗膜が形成されたシートは、製品としての品質を満たさず、不良品となった。

実施例 2

[0087] 塗液が塗液供給手段から落下を開始し、液だまりに到達するまでの距離を 90mm とした以外は、実施例 1と全く同様にして、コーティングを行った。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、塗液供給時に発生したと思われる供給スジおよび厚みムラが僅かであるが観察された。これら僅かな供給スジおよび厚みムラは、距離を 80mm 以内とすることにより、解消することができる。

実施例 3

[0088] 図 3に示すように、ダイからの塗液供給を、強制的に、不連続な滴下状態とした以外は、実施例 1と全く同様にして、コーティングを行った。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面の滴下位置に対応する場所に、供給スジが発生していることが観察された。また、僅かであるが厚みムラも観察された。

実施例 4

[0089] 図 11に示した本発明の塗布装置 11を用い、図 13Aおよび 13Bに示すように、先端 1 1 leを円弧状とした平滑な部位 11 laの先端を液だまりに挿入したこと以外は、実施例 1と全く同様にして、コーティングを行なった。用いられた平滑な部位の各条件は、次の通りである。

[0090] (a)塗液が上部を開放された状態で流れる距離： 30mm

(b)傾斜角 Θ : 30度

(c)先端形状：液だまり形状に対応した円弧状

目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、図 13Bに示すような 2本のスジ 109aが観察された。それぞれのスジ 109aは、塗膜面の幅方向の中心から、 105mmの位置に存在していた。他方、供給スジ、泡スジ、厚みムラは観察されなカゝつた。従って、塗膜が形成されたシートから、幅 210mm (2本のスジ 109aの内側部分の幅）の製品が得られた。

実施例 5

[0091] 図 11に示した本発明の塗布装置 11を用い、平滑な部位として、図 12Aおよび 12B に示すような、先端がフラットな平滑な部位 111を用い、平滑な部位 111の先端を液だまりに挿入にした以外は、実施例 4と全く同様にして、コーティングを行なった。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、供給スジ、泡スジ、厚みムラは見られなかつた。他方、乾燥後の塗膜面の幅方向の中心力も左右 80mmの位置に、スジ 109が目視で観察された。得られた製品の幅は、 160mmであった。この製品幅 160mmは、実施例 4における製品幅 210mmより小さい。このことは、平滑な部位の先端の形状は、液だまりの形状に対応した円弧状であることが、より幅の広い製品を製造するためには好まし、ことを示して、る。

実施例 6

[0092] 図 11に示した本発明の塗布装置 11を用い、図 13Aおよび 13Bに示す先端 111bを円弧状とした平滑な部位 11 laの傾斜角 Θを 70度、塗液が上部を開放された状態で流れる距離を 5mmとした以外は、実施例 2と全く同様にして、コーティングを行った。目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、供給スジと泡スジは見られなかった。しかし、塗膜面に僅かであるが、厚みムラが観察された。この僅かな厚みムラは、平滑な部位の傾斜角 Θ、および、塗液が上部を開放された状態で流れる距離を調整することにより、解消することができる。

産業上の利用可能性

[0093] 本発明の塗布装置および塗布方法は、塗液を、上部が外界に対し開放されて!ヽる平滑な部位上を流下させてウェブの上面に向力ぃ、供給する、あるいは、塗液を、塗液の液だまりに、直接供給することを、特徴とする。この特徴により、製品の塗膜面に、塗液の供給スジゃ空気の混入による泡スジが存在しなヽ良好な表面の塗膜を有する製品の製造を可能とする。また、平滑な部位の先端の形状の選択により、塗膜面の両端部においてウェブの長手方向に沿って現れるスジの幅方向の間隔を極力大きくすることが可能であるため、広幅の塗膜面を有する製品の製造を可能とする。更には、ウェブ (シートあるいはフィルム）の製造工程における高粘度の塗液を用いてのゥェブへの塗液のインライン塗布を可能とする。

Claims

請求の範囲

[I] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗工バーと前記ウェブとの接触部の上流側近傍の液だまり形成部位に塗液を直接供給する塗液供給手段を有する塗布装置。

[2] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗液を、前記塗工バーの位置より上流の位置において、前記ウェブの上面に供給するための塗液供給手段を有し、該塗液供給手段が、上部が開放された状態で前記塗液が流下する平滑な部位を有する塗布装置。

[3] 前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が 10乃至 60度であり、かつ、上部が開放された状態で塗液が流れる距離が 10乃至 200mmである請求項 2に記載の塗布装置。

[4] 前記塗液供給手段が、前記塗工バーと前記ウェブの接触部の上流側近傍の液だまり形成部位に塗液を直接供給するように位置する請求項 2に記載の塗布装置。

[5] 前記平滑な部位の前記塗工バー側の先端が、前記ゥブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に延びる下方凹形の形状を有する請求項 4に記載の塗布装置。

[6] 前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給する手段力なる請求項 1あるいは 2 に記載の塗布装置。

[7] 前記塗液供給手段が、該塗液供給手段から供給された塗液が液だまりに落下するまでの距離を 80mm以内にする手段を備えている請求項 1あるいは 4に記載の塗布装置。

[8] 前記塗液供給手段が、前記塗工バーとは独立に移動可能とする移動手段を備えて、る請求項 1ある、は 2に記載の塗布装置。

[9] 前記移動手段により、前記塗液供給手段が、前記塗工バーに対し、 0. 1乃至 500 mmの範囲の距離を塗液の塗布中に移動可能である請求項 8に記載の塗布装置。

[10] 前記塗液供給手段力の塗液を受けることが可能な液受けを有する請求項 1あるいは 2に記載の塗布装置。

[II] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が 0. 1乃至 3. OPa' sの塗液を塗布する塗布方法であって、前記塗工バーと前記ウェブとの接触部の上流側に形成される液だまりに、塗液供給手段により、前記塗液を直接供給する塗布方法。

[12] 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が 0. 1乃至 3. OPa' sの塗液を塗布する塗布方法であって、上部が開放された状態で前記塗液が流下する平滑な部位を有する塗液供給手段を用いて、前記塗液を前記塗工バーの位置より上流の位置にお、て、前記ウェブの上面に供給する塗布方法。

[13] 前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が 10乃至 60度であり、かつ、前記塗液が上部が開放された状態で流れる距離力 10乃至 200mmである請求項 12に記載の塗布方法。

[14] 塗工バーとウェブの接触部にできる液だまりに、前記塗液供給手段により、塗液を直接供給する請求項 12に記載の塗布方法。

[15] 前記平滑な部位の先端が、液だまりの外形に対応して前記ウェブの幅方向における中央部よりも両端部が下方に延びる形状を有する請求項 14に記載の塗布方法。

[16] 前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給する請求項 11あるいは 12に記載の塗布方法。

[17] 前記塗液供給手段から供給された塗液が液だまりに落下するまでの距離が、 80m m以内である請求項 11あるいは 14に記載の塗布方法。

[18] 塗液が塗布され表面に塗膜が形成されたウェブが、延伸された後、乾燥される請求項 11あるいは 12に記載の塗布方法。

[19] 押出機によりポリマーを押し出し、該ポリマーをシート状に成形してウェブとなし、請求項 11あるいは 12に記載の塗布方法を用いて、塗液を前記ウェブ上に塗布し、塗膜を形成してなる表面に塗膜を有するウェブの製造方法。