JP2745338B2 - ウエブの接合方法 - Google Patents

ウエブの接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スライドビード塗布方法などにおいて、ウ
ェブ接合部が塗布部通過の際のコーティング変動を防止
し、かつ接合部強度補強を図ったウェブの接合方法に関
する。
〔従来の技術〕
たとえば、感光材料や磁気記録媒体の製造における多
層塗布などに際して、いわゆるスライドビード塗布方法
が用いられている。
前記スライドビード塗布方法は、スライドホッパーか
ら流出させた塗布液を、ホッパーリップ端において数十
〜数百μｍのギャップ（隙間）を有する状態で走行する
ウェブに対し、架橋状態に転移させて塗布する塗布方法
である。
近年、このスライドビード塗布方法についても各種の
改良が試みられ、たとえば特公昭49−17853号公報にお
いては、第７図に示されるように、中空ドラムに多数の
気体噴射口を形成し、この中空ドラムを巡ってウェブを
搬送する過程で、気体噴射口から気体を噴射させてウェ
ブをそのドラムから浮上させながら塗布を行う方法が開
示されている。また、米国特許第2,681,294号において
は、ビードの形成箇所の下方に、減圧チャンバーを設け
て架橋状態にある塗布液（ビード）を安定化させる方法
が開示されている。
前記スライドビード塗布方法においては、塗布を中断
することは生産性の低下を招くために、順次ウェブ同士
を接続し連続化させて搬送しながら塗布を行うことが望
まれる。
このためのウェブ接続方法としては、スプライステー
プを用いて両ウェブ端同士を接続する方法、ウェブ同士
を超音波により溶着して接続する方法などが多用されて
いる。
前記スプライステープ方式に関しては、たとえば特公
昭47−42725号公報、特開昭54−34343号公報、特開昭50
−49338号公報などにその開示があり、本出願人におい
ても、当初スプライステープの後端部を鋸歯状にしたス
プライステープを用いた接合法を考えた。
一方、前記超音波溶着方式に関しては、たとえば特公
平１−41981号公報において、第６図に示されるよう
に、回転可能な円板状超音波ホーン20によりローリング
加圧しながらウェブ３、３′のラップ部分の溶着を行う
超音波接合装置の開示がある。
他方、特公昭62−3069号公報においては、接合される
ウェブの端同士を突き合わせた状態で、この突き合わせ
部分を覆って表裏側にスプライス片を配設し、このスプ
ライス片を所定の圧力と温度を加えることによって、溶
融の過程で前記表側スプライスの溶融部分がウェブ突き
合わせ部分の隙間に流れ込み、スプライスの前端および
後端部から漸進的に厚さを減じる滑らかな傾斜面を形成
するようにしたウェブ接合方法が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述のようにウェブ同士をスプライステープにより接
合する場合には、接合テープ端における段差のために、
ビード通過の際にビード崩壊や縦スジ故障などの塗布故
障を誘発していた。
前記ビード崩壊を防止するためには、ウェブ接合部が
ビード部通過の際に、前述減圧チャッバーの減圧量をア
ップする方法が有効的であるが、この方法によれば減圧
アップ区間に縦スジ故障が発生する。通常、この減圧ア
ップ区間は７〜10m程度であるが、塗布液自体が高価な
ため経済的損失は極めて大きい。
また、スプライステープによる接合の場合には、テー
プ接着層のノリのはみ出しによるガイドロールのプレッ
シャー故障などを引き起こす場合がある。
一方、ウェブの材質によっては、超音波接合時におけ
る熱影響により、物性が変化し引裂強度が低下するた
め、搬送時における捩じれまたは片ずれによって、ウェ
ブが切断する場合がある。
そこで本発明の目的は、前記問題に鑑み、ノリのはみ
出しによるガイドロールのプレッシャー故障を無くすと
ともに、スジ・泡などのコーティング変動の原因である
接合部段差を無くし、さらにウェブ切断を防止するため
に接合部引裂強度の増強を図ったウェブの接合方法を提
供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題は、連続搬送される先行ウェブの後端部とこ
れに続く次行ウェブの先端部とを重ね合わせ、この重ね
合わせ部に超音波ホーンのチップ部分を接触させて超音
波振動を与えることにより、ウェブ同士を溶着接合させ
るに当たり、 前記重ね合わせによる表裏段部の少なくとも一方を跨
いで超音波ホーンのチップ部分を接触させウェブの溶融
を行いながら溶着接合するとともに、超音波ホーンのチ
ップ部分の接触が前記段部の一方のみであるとき、塗布
面をその一方の段部側としかつウェブの搬送方向を当初
の段差面が進行方向に向かうようにし、超音波ホーンの
チップ部分の接触面が前記重ね合わせ代全体をカバーす
るとき、ウェブの搬送方向および塗布面を当初の段差面
が進行方向に向かう方向およびその段差面側とする条件
の下で塗布面を表裏任意とし、さらにウェブ両側部の非
塗布領域に両ウェブを跨いで引裂補強材を設けることで
解決できる。
〔作用〕
前記ウェブ接合部での塗布障害は、主に接合部の盛り
上がりによるビード部のギャップ変動およびスプライス
テープ後端部側（ウェブ進行方向の後方側）に形成され
る段差に抱き込まれた空気がビード部に滞留し、ウェブ
長手方向に細長いスジを発生させるためである。
したがって、本発明においては、好ましくは次行ウェ
ブの先端を先行ウェブの後端の塗布面側に重ね合わせる
とともに、少なくとも一方の段差をカバーして、より好
ましくは前記重ね合わせ代全体をカバーする大きさの超
音波ホーンを用いることとしている。
これに対して、たとえば、第９図および第10図に示さ
れる従来の超音波接合（特公平１−41981号公報）のよ
うに、両ウェブの重ね合わせ部の途中部分のみに接触す
るホーン20、21である場合には、後部段差Ｄのために縦
スジ・泡の発生が避けられないとともに、両ウェブ３、
３′の芯々間偏心距離ｌのため、第11図（ａ）（ｂ）に
示されるように両ウェブにテンションが付加された状態
では接合部の回転によりＡ部に角折れが生じ、この角折
れ部Ａが原因して、ビードギャップ変動による塗布障害
が見られる場合がある。
しかし、本発明法の場合には、第１図（ａ）に示され
るように、好ましくは重ね合わせ部全体に渡って超音波
振動を与え、溶着するようにしているため、重ね合わせ
部での溶融が進み、同図（ｂ）、および詳細には同図
（ｄ）に示すように、次行ウェブ３′の先端部において
当初の厚みより薄くなることにより、次行ウェブ３′の
先端と先行ウェブ３の塗布面との段差が小さくなり、泡
の巻き込み要因が実質的に解消される。
さらに、本発明においては、好ましくは先行ウェブ３
の塗布面上に次行ウェブ３′を重ね合わせているので、
先行ウェブ３の当初の後端に相当する位置からそれより
若干後方の位置に渡って、その塗布面が実質的に滑らか
な連続面として形成されるため、ギャップの急激な変動
が抑制され、この点において、後方においても空気の抱
き込みが無くなるため、ピンホール故障が防止される。
しかも、ギャップ変動に伴う膜厚変動を防止するために
減圧チャンバーを介しての減圧力を高めることなくスジ
故障を防止できる。
他方、従来の重ね合わせ部分の途中の一部のみを超音
波シールすることの対比では、本発明によると、両ウェ
ブ３、３′の芯々間偏心距離ｌが実質的に無くなり、こ
れに伴うトラブルを解消できる。
一方、ウェブ塗布面と進行方向との関係については、
超音波ホーンのチップ部分の接触が両段差の内の一方で
あるときには、塗布面をその一方の段差側に限定し、か
つその段差を超音波ホーンにより溶融される以前の「当
初の段差面」が進行方向に向かう方向に限定することに
よって、前述のように実質的に後部段差を無くし、滑ら
かな連続面として形成されるため、スジ・泡等の塗布故
障を防止できる。また、超音波ホーンのチップ部分の接
触面が重ね合わせ代全体をカバーする場合には、ウェブ
搬送方向および塗布面は「当初の段差面」が進行方向に
向かう方向およびその段差面側とすることで、実質的に
後部段差を無くし、スジ・泡等の塗布故障を防止でき
る。
さらに、セルローストリアセテートなどを塗布ベース
とした場合には、前記超音波接合の熱影響による物性の
変化により引裂強度が低下し、接合部で切断する場合が
あるが、本発明においては、ウェブ両側部の非塗布領域
に引裂補強材を設けることとしているため、搬送時にお
ける捩じれまたは片ズレにより応力の集中するウェブの
両側部において補強がなされているため効果的に切断を
防止することができる。従来のように接合部にテープ類
を使用した場合には、ノリのはみ出しによるガイドロー
ルのプレッシャー故障などが問題となるが、本発明にお
いては、引裂補強材の配設位置をウェブ両側部に限定し
ているため、ガイドロールにノリが付着しても塗布面に
与える影響が少ない。
〔発明の具体的な構成〕
以下、本発明を図面に基づき詳説する。
本発明ウェブ継ぎ合わせ法は、第７図に示されるスラ
イドビード塗布方法との関係において、特にその効果が
顕著に現れる。
第７図はかかるスライドビード塗布方法とエアロール
搬送方式との組合せ例を示しており、１は中空のエア吹
出しドラムで、その円筒壁面のほぼ半円部分に吹出し口
1a、1a…が多数形成されている。このドラム１にはブロ
ワー２が連通されており、このブロワー２からのエアが
各吹出し口1a、1a…から吐出されるようになっている。
かかる気体噴射器に対して、ウェブ３が進入し、ドラ
ム１を巡り、気体噴射器からの吐出エア圧力により浮上
搬送される過程で、スライドホッパー型塗布コータ５か
らビード塗布される。この塗布コータ５は、具体例で
は、二つの流出スリット5A、5Bを有し、異なる塗布液6
A、6Bがウェブ３上に２層塗布される。すなわち、塗布
コータ５内に形成された液溜め部5C、5Dに図示されない
ポンプを介して押し込まれた塗布液6A、6Bが前記流出ス
リット5A、5Bから流出され、２層状態でウェブ３上に向
かう。この時、塗布コータ５のヘッド肩とウェブ３の表
面との間に僅かなビードギャップＧを有しており、かつ
ウェブ３が連続的に搬送されているので、各塗布液6A、
6Bは前記ギャップＧにてビードを形成しながら架橋状態
で連続的に塗布される。
また、減圧チャンバー７が前記ビード部の下方に設け
られており、減圧チャンバー７内方に連通する導管８を
介してブロワーなどの減圧手段に連結されている。
前記スライドビード塗布装置においては、ウェブ３を
切れ目無く連続的に搬送するために、本発明継ぎ合わせ
法が好適に適用される。
継ぎ合わせに際しては、第１図（ａ）に示されるよう
に、アンビル13上において、先行ウェブ３後端の塗布面
側に次行ウェブ３′の先端を重ね合わせる。この重ね合
わせ代については特に限定されないが、通常0.3〜40mm
が好ましい。
本発明に用いる超音波ホーン10は、塗布対象面側に配
設され、好ましくは前記重ね合わせ代ｂよりも幅広の面
着面積を有するホーンチップ幅Ｂを有する超音波ホーン
10とされる。前記ホーン10のウェブに対する押圧力Ｐ
は、1500〜4000g/mm2程度、また超音波振動の片振幅は1
0〜30μｍ程度が望ましい。前記ホーン10のウェブ３幅
方向の形状や配置等については、たとえば第４図に示さ
れるように、ウェブ３全幅に渡るものでもよいし、また
第５図に示されるように、短幅のホーン11を複数個並べ
るようにしてもよい。あるいは、第６図に示されるよう
に、円板状20のホーンを用い、ウェブ３の幅方向にロー
リングする方式でもよい。
以上詳述したホーン10による溶着後の接合形状に関し
て、本発明においては、重ね合わせ部全体に渡って超音
波振動を与え、溶着するようにしているため、重ね合わ
せ部でのウェブ材料の溶融およびフローが進み、第１図
（ｂ）に示すように、次行ウェブ３′の先端部において
当初の厚みより薄くなることにより、次行ウェブ３′の
先端と先行ウェブ３の塗布面との段差が小さくなり、泡
の巻き込み要因が実質的に解消される。しかし、通常は
次行ウェブ３′の先端での前部段差FGが完全に解消され
るわけでなく、若干残る。かかる前部段差FGについて
は、好ましくは150μｍ以下、より望ましくは50μｍ以
内、最も好ましくは20μｍ以内であり、逆にこのような
寸法の前部段差FGとなるように、溶着を行うことが望ま
れる。
他方、本発明においては、先行ウェブ３の塗布面上に
次行ウェブ３′を重ね合わせた状態で溶着を行うので、
次行ウェブ３′先端部の塗布対象面形状が、通常、第１
図（ｂ）に示すように、ウェブの進行方向と反対方向
（右方向）に行くにつれて、なだらかに盛り上がり山を
越えてなだらかに下り、やがて裾において段差を生じる
ことなく、非重ね合わせ部分に連なって行く形状とな
る。
前記重ね合わせ部の盛り上がり高HGは、好ましくはビ
ードギャップＧの50％以内、より好ましくは30％以内と
するのが望ましい。
かかる接合形状を得ることができることは、きわめて
塗布性に関して有効である。すなわち、前述のように、
本発明者らが、スプライステープ接合方式において経験
した知見によると、空気抱き込みによるスジ・泡の発生
は、前部段差によるものより、後部段差によるものが支
配的である。したがって、本発明の接合法を採る限り、
常に後部段差を発生させないことは、塗布故障を解消す
ることになる。また、接合の都度、減圧チャンバーによ
る減圧力をアップすることを不要とする。
一方、第12図のように、先行ウェブ３上に次行ウェブ
３′を重ね合わせ、次行ウェブ３′による段差のみを覆
って上方から超音波ホーン10を押圧接触させ、接合する
こともできる。この場合、上面を塗布面とするとき、左
方に進行させると、後部段差が発生するので、右方に進
行させることが必要となる。また、裏面を塗布面とする
場合には、下方ウェブの段差を当初の段階から小さくで
きず、そのままであるため、裏面を塗布面とすることは
できない。
また、第１図例のように、重ね合わせ代全体をカバー
して超音波ホーン10を配置して、前部および後部段差の
溶融を行わせる場合には、両段差の減少化が行われるの
で、裏面（下面）を塗布面とすることができる。ただ
し、裏面を塗布面とする場合、後部段差は塗布故障の最
大の原因となるので、ウェブの進行方向としては、第１
図右方であることが必要となる。
また、本発明は、前述のように、スライドビード塗布
方法とエアロール搬送方式との組み合わせにおいて、特
に顕著な効果が現れるが、塗布方法として押出し塗布な
どの方式でもよく、他方搬送方式として、バックアップ
ロール搬送方式などでもよい。また、本発明に係るウェ
ブとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）、セ
ルローストリアセテートなどのプラスチックフィルム、
印画紙などがあり、さらに塗布液としては、写真感光材
料や磁気記録材料などがある。
本発明においては、さらに塗布ベースとして、たとえ
ばセルローストリアセテートなどを使用した場合には、
溶着部の物性変化により著しい引裂強度の低下が見られ
るため、第１図（ｃ）に示されるように、ホーン10によ
る溶着後、接合部の非塗布面側に引裂補強材たる銀マッ
トテープ3A（Alテープ）を接着させる。この段階では熱
影響を受けることがないため、前記銀マットテープ3Aに
代えて、ウェブ材３、３′と同材質のセルローストリア
セテートを接着することでもよい。前記引裂補強材の配
設位置は、第３図に示されるように、ウェブ３両側部の
非塗布領域Ｆとし、かかる形状は，たとえば第３図
（ａ）〜（ｅ）に示されるように任意に決定し得る。
前記引裂補強材は、超音波ホーン10によるウェブ３、
３′の溶着時に、ポリエチレンテレフタレート（PETフ
ィルム）などの引裂補強材3Aをウェブ３、３′とアンビ
ル13との間に介在させた状態でホーン10によりウェブ
３、３′の溶着と同時溶着するようにしてもよい。前記
引裂補強材3Aとして用いるセルローストリアセテート、
ポリエチレンテレフタレートなどに関し、さらに引裂強
度増加を図りたい場合には、繊維組織を含有するものを
用いることもできる。
〔実施例〕
以下、本発明の効果について実施例に基づき詳説す
る。
（実施例１） 第７図（ａ）に示されるスライドビード塗布装置によ
るセルローストリアセテートベースへの塗布に際し、第
８図（ａ）の平面図、およびその側面図の第８図（ｂ）
に示されるように、ウェブに対し比較として従来接合法
であるバッドスプライス14（ケース１）と鋸歯状スプラ
イス15（ケース２）の２種類のスプライスを施すととも
に、本発明法による超音波スプライス16（ケース３）を
施し、種々ウェブ搬送速度を変えながら、ビード塗布を
行い、そのスジ・泡等の発生状況について比較調査し
た。
なお、前記ケース１とケース２のスプライステープと
しては、共に厚さ50μｍの銀マットテープを用いた。ま
た、ケース３の超音波スプライスは、ベースラップ長を
2mmとし、超音波ホーンにより溶着速度10mm/sec、溶着
荷重750gとして溶着を行い、前部段差FGは20μｍであっ
た。
一方、塗布条件としては、ビードギャップを300μ
ｍ、塗布膜厚100μｍ、減圧チャンバーの減圧を40mmAq
とし、ウェブ搬送速度を50〜200m/minの間で種々変化さ
せた。
第１表に前記試験結果について示す。
第１表より明らかなように、本発明ウェブ接合法によ
れば、搬送速度にかかわらず、スジ等のコーティング変
動が見られず、良好な塗布面を得ることができた。さら
に、本発明法は、塗布速度が100m/分以上であるとき、
特に本発明の効果が顕著に現れることが判明した。
（実施例２） 実施例２においては、超音波接合部のウェブ両側部に
設けられた引裂補強材の効果について試験を行った。
試験は、実施例１におけるケース１のようにセルロー
ストリアセテート同士のみの超音波接合を行った場合
（ケースＡ）と、ケースＡのセルローストリアセテート
同士の超音波整合後に非塗布面側（裏側全体）に厚さ50
μｍの銀マットテープを接着した場合（ケースＢ）と、
第２図（ｂ）に示されるように、ケースＡのセルロース
トリアセテート同士の超音波接合時にウェブ両側部に厚
さ50μｍの銀マットテープを接着した場合（ケースＣ）
と、ウェブ両側部にポリエチレンテレフタレートを同時
溶着した場合（ケースＤ）の４種類について引裂強度試
験を行うとともに、ガイドロールへのノリはみ出しの有
無について試験を行った。なお、超音波溶着条件として
は実施例１に準じて行った。
第２表に前記試験結果を示す。
第２表より明らかとなるように、超音波接合部のウェ
ブ両側部に引裂補強材を設けた本発明法に係るケースＣ
およびケースＤの場合には、引裂強度およびノリの付着
状況ともに良好であることが判明される。
〔発明の効果〕
以上詳説のとおり、本発明によれば、超音波スプライ
スを採用することにより、ノリのはみ出しによるガイド
ロールのプレッシャー故障を無くすとともに、スプライ
ス方法および形状の特定により、接合部後端部の段差を
無くし、これに伴うスジ・泡等の塗布故障を防止するこ
とができる。また、ウェブ両側部に引裂補強材を設ける
ことにより、塗布中のウェブ切断を防止できる。
【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る超音波接合法を説
明するための図、第１図（ｄ）は本発明に係る超音波接
合法の溶融部拡大図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明に
係る引裂補強材形状の具体例を示す図、第３図は本発明
に係るウェブ接合部の平面図、第４図〜第６図は本発明
法において採用し得るホーンの横断面図、第７図はスラ
イドビード塗布装置を示す図、第８図（ａ）（ｂ）は本
実施例における試験要領を説明するための図、第９図〜
第10図は従来の超音波接合法を示す図、第11図（ａ）
（ｂ）は従来の超音波接合法における問題点を説明する
ための図、第12図は本発明法の他の例の概要図である。 １……中空ドラム、３……ウェブ、５……塗布装置、７
……減圧チャンバー、10……超音波ホーン

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】連続搬送される先行ウェブの後端部とこれ
    に続く次行ウェブの先端部とを重ね合わせ、この重ね合
    わせ部に超音波ホーンのチップ部分を接触させて超音波
    振動を与えることにより、ウェブ同士を溶着接合させる
    に当たり、 前記重ね合わせによる表裏段部の少なくとも一方を跨い
    で超音波ホーンのチップ部分を接触させウェブの溶融を
    行いながら溶着接合するとともに、超音波ホーンのチッ
    プ部分の接触が前記段部の一方のみであるとき、塗布面
    をその一方の段部側としかつウェブの搬送方向を当初の
    段差面が進行方向に向かうようにし、超音波ホーンのチ
    ップ部分の接触面が前記重ね合わせ代全体をカバーする
    とき、ウェブの搬送方向および塗布面を当初の段差面が
    進行方向に向かう方向およびその段差面側とする条件の
    下で塗布面を表裏任意とし、さらにウェブ両側部の非塗
    布領域に両ウェブを跨いで引裂補強材を設けることを特
    徴とするウェブの接合方法。
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