JP4857813B2 - 塗布装置、塗布方法および塗膜形成ウェブの製造方法 - Google Patents

Description

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、塗布方法および塗膜形成ウェブの製造方法に関し、とくに、塗布欠点（供給スジ、泡スジ）の発生防止、および厚みムラの低減を好適になし得る塗布装置、塗布方法および塗膜形成ウェブの製造方法に関する。

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ー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が、知られている。

しかし、このような従来装置では、図８に示すような、供給スジ１０６や泡スジ１０７と呼ばれる塗布欠点が発生することがある。このような塗布欠点は、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（エア噛み発生位置A）にエアが噛み込み、それがメタリングバー１０５の部分で適切に排出されないために発生すると考えられている。

上記のような問題に対し、特許文献１には、比較的低粘度の塗液を用いる技術であるが、塗工バー近傍に設置したダイにより、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布する技術が提案されている。
しかし、本発明者の知見によると、この提案技術を仮に、塗液の粘度が０.１Pa ・s(１００cp)以上の高粘度の塗液を用いる場合に適用しようとすると、依然として、供給スジが発生することがある。また、塗液１０３の粘度が０.１Pa ・s(１００cp)以上の高粘度の場合、図１０に示すように、塗液１０３と塗工バー１０５間（エア噛み発生位置B）で噛み込んだエアが塗液にトラップされたまま液だまり１０８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泡スジが発生しやすい。さらに、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。

ところで、本発明の好ましい形態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に開示されているスライドコーターがある。
特許第２８０５１７７号公報 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、ｐ３９９

そこで本発明の課題は、上記のような問題を解消し、塗液供給の際に生じやすい供給スジや、泡のかみ込みによる泡スジの発生を防止し、また供給ムラにより生じる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。

上記課題を解決するために、本発明に係る塗布装置は、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し、かつ、該平滑な部位の前記塗工バー側の先端が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し、かつ、前記先端の大部分が前記液だまり形成部位に形成される液だまりに接触するように位置するものであることを特徴とする。
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工バー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いう。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、ここでい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、塗液が溜まっているのではないからである。
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いう。
本発明において、「液だまり形成部位に塗液を直接供給する」とは、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液だまりに直接接触させることをいう。
また、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から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いるが、ウェブの走行方向と反対方向に回転させてもよい。

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おいて、塗液の鉛直上面に気体以外の物質が接触していない状態をいう。
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おい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って、塗液が流れる部分の表面粗さ（最大高さＲｙ）が１００μ以下、かつ平面度が０.２ｍｍ以下であるものをいう。後述の実施例においては、表面粗さの測定には、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の規格にしたがい測定を行なった。また、平面度の測定には、高精度三次元形状測定システム（東京精密社製 ＸＹＺＡＸ ＧＣ６００Ｄ-３４）を用いて、表面粗さの測定同様、図１１に示す方向から、ＪＩＳＢ０６２１の規格にしたがい測定を行なった。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が１０〜６０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１０ｍｍ以上、かつ２００ｍｍ以下である塗布装置が提供される。
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から漏れ、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、塗液が平坦化する作用が不十分となることがある。
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１２に、この様子を示す。図１２は、本発明の塗布装置の一実施形態を示している。図１２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を有し、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することでウェブ１０１に塗布を行なうものであり、液だまり１０８の外表面の形状は、図１２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の先端を液だまりに接触させて供給した際、図１２のように、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１１３からスジ１０９が発生し、採取できる製品幅が狭くなる。この問題は、塗布装置１１を図１３に示す形態にすることで解決できる。すなわち、図１３において、平滑な部位１１１の先端の形状を液だまり１０８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１０８の外形にあわせて、図１３に示すように、平滑な部位１１１の先端部全幅の大部分を液だまり１０８に接触させることからなる。この形態によれば、スジ１０９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。

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いう。その形状は、液だまり１０８の外表面の形状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いても良い。

また、前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給する手段から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構成とされる。後述の如く、液だまり上にポタポタと垂れるように供給されると、供給スジ発生の原因となるため、このように塗液を連続的に供給することが好ましい。
また、本発明の好ましい形態によれば、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以内にする手段からなる塗布装置が提供される。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。
本発明において、「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いい、これを図１および図１１に示す。図１および図１１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置および塗布方法を示している。図１において、塗布装置１０は、塗工バー１により、走行中のウェブ２の上面に、塗液供給手段としてのダイ３から塗液４を液だまり６に供給する装置からなる。
また、図１１において、塗布装置１１は、塗液供給手段が平滑な部位２０を有するものであり、その他の構成は図１と同様である。「塗液が液だまりに落下するまでの距離」はそれぞれの図に示すHの部分であり、図１においては塗液供給手段としてのダイ３の下部先端から液だまり上部先端までの鉛直方向の距離をいい、図１１においては塗液供給手段である平滑な部位２０の下部先端から液だまり上部先端までの鉛直方向の距離をいう。
なお、図１７は、塗液供給手段を液だまりに挿入させた場合の説明図である。塗液供給手段は、ダイ１１０とその先端に結合された平滑な部位１１１からなり、ダイ１１０から吐出され平滑な部位１１１の上面を流下した塗液４は、液だまり１０８に直接供給され、液だまり１０８の塗液が、コロ１０４により回動可能に支持された塗工バー（メタリングバー）１０５により、走行中のウェブ１０１の上面に塗布される。塗液供給手段の平滑な部位１１１の先端は、液だまり１０８中に挿入されている。塗液供給手段の先端が液だまり中に挿入されている形態においては「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。

また、前記塗液供給手段は、前記塗工バーとは独立に移動可能な手段からなることが好ましい。独立に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、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。

また、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、0.1〜500ｍｍの範囲の距離を塗液の塗布中に移動可能であることが好ましい。ここで、「塗液供給手段と塗工バーとの距離」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指し、図１および図１１に示すＬの部分となる。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、「塗液供給手段と塗工バーとの距離」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さす。
このような範囲で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。

また、この塗布装置は、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しい。このような液受けにより、とくに、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。

本発明に係る塗布方法は、塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が０.１ 〜３.０Pa ・s (１００〜３０００cp) 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し、前記塗液供給手段が、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し、かつ、前記平滑な部位の先端が前記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し、前記先端の大部分を前記液だまりに接触させることを特徴とする方法からなる。つまり、塗液を塗工バーやウェブに接触させる前に液だまりに直接供給する方法である。
本発明において、粘度の測定には、レオメーター（レオテック社製 ＲＣ２０）を用いて、ＪＩＳＺ８８０３の規格にしたがい測定した。
本発明において、「液だまりに塗液を直接供給する」とは、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いう。 また、塗液を途切れることなく連続的に供給することが好ましい。

また、供給された塗液が液だまりに落下するまでの距離を８０ｍｍ以内にすることが好ましい。

また、塗液が塗布され表面に塗膜が形成されたウェブが、塗布後に延伸および乾燥されるようにすることもできる。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にすることにより行なわれる。

さらに、本発明は、押出機によりポリマーを押し出し、ポリマーをシート状に成形してウェブとなし、前記塗布方法を用いて、塗液を前記ウェブ上に塗布し、塗膜を形成する塗膜形成ウェブの製造方法も提供する。

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。

また、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ようになる。さらに、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から離間後、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。

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。 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。

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と、破線で示した退避位置との間を移動可能となっている。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が形成されるが、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、この液だまり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。なお、９は、ダイ３の退避位置下方に設けられた、ダイ３から滴り落ちる塗液を受けるための液受けを示している。
図１４は、図１のＹ方向からの矢視図である。図１５および図１６は、図１４の点線で囲ったCの部分の拡大図である。塗工バーは、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挙げられるが、図１４に示される塗工バー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とウェブ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ウェブの間隙部分）の大きさにしたがった量の塗液がウェブ２に塗布される。
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、上記の如く、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、供給スジが発生しにくい。また、液だまり６上に直接供給されることにより、この部分でエアが噛み込む余地がなくなり、エア噛み込みに起因する泡スジ発生のおそれも除去される。

前記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のでもよいし、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してもよい。

また、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ので、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％〜＋３.５％のものを使用するのが良い。ここで脈動率とは以下の定義による。
脈動率＝［（瞬間最大吐出量−瞬間最小吐出量）／平均吐出量］×（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-ＮＥＷ００Ａ３０Ｂ１Ａ）にて、測定周期０.１５ｓで行う。

また、前記塗布装置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圧変動が生じ、それに起因して塗布欠点が発生するおそれがあるので、塗液は途切れることなく連続的に液だまり６に供給されることが好ましい。

また、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（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に接触してしまうおそれがある。このような場合にも本発明における液だまり６へ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。この位置調整は、本実施形態では移動機構５によって達成される。塗工バー１やウェブ２に対するダイ３の相対位置、とくに液だまり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（Ｂ）に示すように、静電気の影響がある場合にも、液だまり６に塗液４を直接供給することが可能になる。

また、前記塗布装置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と独立に移動しない場合には、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が同時に昇降した時、ダイ３からの滴下液によって厚塗り箇所が生じ、その部分に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おそれがある。したがって、塗布を終了させようとする時、塗液垂れが切れるまで待つ必要がある。 しかし、ダイ３と塗工バー１とが独立に移動できる場合、例えば図６に示すように、まずダイ３を移動、退避させて液受け９で液垂れを防止し、続いて塗工バー１を退避させることにより、塗布を終了したい時に、不具合を生じることなく、速やかに塗布を終了させることができる。また、本技術による塗布は、製造中のウェブにインラインで実施してもよいし、製造したウェブにオフラインで実施してもよい。

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形態を示しており、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を示している。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、巻取りロール２０５からなり、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、巻取りロール２０５によって、連続的に巻き取られる。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の間に塗布装置２０６を設置し、縦延伸された後のウェブに塗布を行なう。ここでは、縦延伸後、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。

また、図１１は、本発明の別の一実施形態に係る塗布装置を示している。図１１において、塗布装置１１は、塗液供給手段としてのダイ３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と同様である。
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。
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一見似た構成である。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、一旦液だまりとして、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、直接的に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、直接的に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。
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。
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。

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いう。
［実施例１］
図１に示した装置を用いて、口金からキャスティングドラム上に押し出したＰＥＴ樹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、該フィルムを引き続き２５ｍ／分の速度で搬送してその上面に塗液をコーティングした。

用いた条件は以下の通りである。
・塗液供給手段：烏口ダイ（スリット幅９０ｍｍ、間隙０.１ｍｍ、ランド長３０ｍｍ）
・塗液が液だまりに落下するまでの距離：４０ｍｍ
・搬送速度：２５ｍ／分
・塗液粘度：１.５Pa ・s
・塗布幅W：２５０ｍｍ
・吐出量：１００ｍｌ／分
・塗工バー：ワイヤーバー（直径１９ｍｍ、長さ３００ｍｍ、ワイヤー直径０.３５６ｍｍ）
・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）
上記の塗布幅Wとは、図１を上から見た図である図２０（移動機構は図示しない）におけるWをさす。

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。しかし、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］
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、不良品となった。
［比較例２］
図９に示すように、塗液供給位置を、塗工バーから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、塗膜面全幅にわたって、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］
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］
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］
図１１の塗布装置１１を用い、図１３に示すように、先端を円弧状とした平滑な部位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。平滑な部位の各条件は以下の通りである。
・塗液が上部を開放された状態で流れる距離：３０ｍｍ
・傾斜角θ：３０度
・ 先端形状：液だまり形状にあわた円弧状
目視で観察した結果、乾燥後の塗膜面に、図１３に示すような２本のスジ１０９が観察された。それぞれのスジ１０９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かった。従って、塗膜が形成されたシートから、幅２１０ｍｍ（２本のスジ１０９の内側部分の幅）の製品が得られた。
［実施例５］
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１２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った。他方、乾燥後の塗膜面の幅方向の中心から左右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いことを示している。
［実施例６］
図１１に示した本発明の塗布装置１１を用い、図１３に示す先端１１１を円弧状とした平滑な部位１１１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。

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いる平滑な部位上を流下させてウェブの上面に向かい、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、塗液の供給スジや空気の混入による泡スジが存在しない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ウェブへの塗液のインライン塗布を可能とする。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の概略構成図である。 図１の装置における液だまり近傍の拡大側面図である。 液が滴下する場合の様子を示す液だまり近傍の拡大側面図である。 塗液供給手段の位置調整の有効性を示す説明図である。 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を示す説明図である。 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を示す説明図である。 従来の一般的なメタリングバー方式の塗布装置の概略構成図である。 図７の装置における塗布欠点発生の様子を示す概略平面図である。 従来装置におけるエア噛み込みの様子を示す説明図である。 従来装置における別のエア噛み込みの様子を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る塗布装置の概略構成図である。 先端が円弧形状でない平滑な部位を有する塗液供給手段（左側）およびその手段を用いた場合に発生するスジの様子（右側）を示す説明図である。 先端が円弧形状である平滑な部位を有する塗液供給手段（左側）およびその手段を用いた場合に発生するスジの様子（右側）を示す説明図である。 図１の装置における、Y方向からの矢視図である。 塗工バーによる塗布の一形態を示す、塗工バー近傍の拡大図である。 塗工バーによる塗布の一形態を示す、塗工バー近傍の拡大図である。 塗液供給手段を液だまりに挿入した場合の様子を示す側面図である。 ウェブの製造工程の一形態を示す概略図である。 製造中のウェブにインラインで塗布を行なう際の工程を示した概略図である。 図１の装置における、ウェブの幅方向の塗布状況を示した概略平面図である。

符号の説明

１ 塗工バー
２ ウェブ
３ 塗液供給手段としてのダイ
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

Claims (13)

1. 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し、かつ、該平滑な部位の前記塗工バー側の先端が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し、かつ、前記先端の大部分が前記液だまり形成部位に形成される液だまりに接触するように位置するものであることを特徴とする塗布装置。
2. 前記平滑な部位の水平方向に対する傾斜角が１０〜６０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１０ｍｍ以上、かつ２００ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給する手段からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗布装置。
4. 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を特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の塗布装置。
5. 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なる移動手段を備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の塗布装置。
6. 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、0.1〜500ｍｍの範囲の距離を塗液の塗布中に移動可能である請求項５に記載の塗布装置。
7. 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を特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の塗布装置。
8. 塗工バーにより、走行中のウェブの上面に粘度が０.１〜３.０Pa ・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し、前記塗液供給手段が、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し、かつ、前記平滑な部位の先端が前記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し、前記先端の大部分を前記液だまりに接触させることを特徴とする塗布方法。
9. 前記平滑な部位として、水平方向に対する傾斜角が１０〜６０度であり、かつ前記塗液が、上部を開放された状態で流れる距離が１０ｍｍ以上かつ２００ｍｍ以下となるものを用いることを特徴とする、請求項８に記載の塗布方法。
10. 前記塗液供給手段が、塗液を連続的に供給することを特徴とする、請求項８または９に記載の塗布方法。
11. 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を８０ｍｍ以内にすることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の塗布方法。
12. 塗液が塗布され表面に塗膜が形成されたウェブが、塗布後に延伸および乾燥されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の塗布方法。
13. 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８〜１２のいずれか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。

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