JP6973211B2 - ドクターチャンバーコーター及び塗工物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被塗工物に塗工液を塗工するドクターチャンバーコーター及び塗工物の製造方法に関する。

従来用いられていたこの種のドクターチャンバーコーターとしては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成では、インクタンクからインク供給路を通してドクターチャンバーの内部空間にインク（塗工液）を供給し、ドクターチャンバーの内部空間に臨むように配置されたロール体の周面に付着したインクを被塗工物に塗工している。

特開平８−５８０６９号公報

上述のような従来のドクターチャンバーコーターを用いて、例えば顔料又は骨材等の不溶物を含む塗工液を被塗工物に塗工しようとしたところ、被塗工物の表面に不溶物が不均一に付着することがあった。この原因を調査したところ、ドクターチャンバーの内部に不溶物が沈降し、その沈降した不溶物が舞い上がった際にロール体に付着することが原因であることが分かった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被塗工物の表面に不溶物が不均一に付着する虞を低減できるドクターチャンバーコーター及び塗工物の製造方法を提供することである。

本発明に係るドクターチャンバーコーターは、不溶物を含む塗工液を被塗工物に塗工するドクターチャンバーコーターであって、チャンバー本体、チャンバー本体の上部から延出された上部ドクターブレード、チャンバー本体の下部から延出された下部ドクターブレード、並びに上部ドクターブレード及び下部ドクターブレードの先端間の空隙によって定義される開口部を有するドクターチャンバーと、上部ドクターブレード及び下部ドクターブレードの先端に周面が突き当てられるように配置され、周面が開口部を通してドクターチャンバーの内部に臨むように配置されたロール体とを備え、ドクターチャンバーは、ドクターチャンバーの内部下側でロール体の軸方向に延在されて、回転駆動されることでドクターチャンバー内の塗工液を攪拌するミキシングロッドをさらに有している。

また、本発明に係る塗工物の製造方法は、上述のドクターチャンバーコーターを使用して被塗工物に塗工液を塗工することを含む。

本発明のドクターチャンバーコーター及び塗工物の製造方法によれば、ドクターチャンバーの内部下側でロール体の軸方向に延在されたミキシングロッドが回転駆動されることでドクターチャンバー内の塗工液が攪拌されるので、被塗工物の表面に不溶物が不均一に付着する虞を低減できる。

本発明の実施の形態によるドクターチャンバーコーターを示す構成図である。 図１のドクターチャンバーを示す背面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態によるドクターチャンバーコーター１を示す構成図であり、図２の線Ａ−Ａに沿うドクターチャンバー２の断面図である。図２は、図１のドクターチャンバー２を示す背面図である。図１に示すドクターチャンバーコーター１は、不溶物を含む塗工液１ａを被塗工物に塗工するための設備である。不溶物とは、例えば顔料又は骨材等、溶剤に溶けずに分散されているものである。被塗工物としては、例えば紙、プラスチック又は金属等の素材からなる帯状部材を挙げることができる。

図１及び図２に示すように、ドクターチャンバーコーター１には、ドクターチャンバー２とロール体３とが含まれている。

ドクターチャンバー２は、内部に塗工液１ａが溜められる容器体である。ドクターチャンバー２の前部には、開口部２ａが形成されている。ロール体３は、周面が開口部２ａを通してドクターチャンバー２の内部に臨むように配置されている。ロール体３が回転駆動されることで、ドクターチャンバー２内の塗工液１ａがロール体３の周面に順次付着する。ロール体３の周面に付着した塗工液１ａが被塗工物に塗工される。ロール体３と被塗工物との間に他のロールが介在されてもよいし、ロール体３から被塗工物に直接的に塗工液１ａの塗工が行われてもよい。

ドクターチャンバー２には、チャンバー本体２０、上流側ドクターブレード２１、下流側ドクターブレード２２及びミキシングロッド２３が含まれている。

チャンバー本体２０は、断面略Ｃ字状の部材である。チャンバー本体２０には、供給路４及び排出路５が取り付けられている。図２に特に表れているように、供給路４は、チャンバー本体２０の幅方向２０ｗ（ロール体３の軸方向）に係る中央下部に配置されている。排出路５は、チャンバー本体２０の幅方向２０ｗに係る両側上部に配置されている。供給路４からドクターチャンバー２の内部に塗工液１ａが供給され、ドクターチャンバー２の内部で排出路５の高さまで溜まった塗工液１ａが排出路５から排出される。

上流側ドクターブレード２１は、ロール体３の回転方向に係る開口部２ａの上流側に配置された長手状部材である。同様に、下流側ドクターブレード２２は、ロール体３の回転方向に係る開口部２ａの下流側に配置された長手状部材である。ドクターチャンバー２の開口部２ａは、上流側ドクターブレード２１及び下流側ドクターブレード２２の先端間の空隙によって定義できる。

上流側ドクターブレード２１は、先端がロール体３の周面に突き当てられるようにチャンバー本体２０の上部から延出された上部ドクターブレードを構成している。同様に、下流側ドクターブレード２２は、先端がロール体３の周面に突き当てられるようにチャンバー本体２０の下部から延出された下部ドクターブレードを構成している。下部ドクターブレードとは、後述のように不溶物が沈降する側に配置されたドクターブレードである。各ブレード２１，２２の先端がロール体３の周面に突き当てられていることで、チャンバー本体２０の内部は周囲が全体として囲われた空間とされている。

図示しないが、ロール体３の周面には凹部が形成されている。下流側ドクターブレード２２は、凹部内の塗工液１ａを残すように、ロール体３の周面に付着した塗工液１ａを掻きとる。これにより、一定量の塗工液１ａがロール体３の周面に残るようにされている。

下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θは９０°未満とされている。この角度θを９０°未満とすることで、下流側ドクターブレード２２の先端がロール体３の周面に押し付けられる力（ドクター圧）が大きくなり、下流側ドクターブレード２２による塗工液１ａの掻きとりをより確実に行うことができる。後述のように、下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θを４０°以上かつ６０°以下とすることが好ましい。

ミキシングロッド２３は、ドクターチャンバー２の内部下側でロール体３の軸方向（チャンバー本体２０の幅方向２０ｗ）に延在された長手状の部材である。このミキシングロッド２３には、図示しないアクチュエータが接続されており、アクチュエータの駆動力により回転駆動される。ミキシングロッド２３が回転駆動されることにより、ドクターチャンバー２内の塗工液１ａが攪拌される。

上述のように、塗工液１ａは不溶物を含んでいる。この不溶物は、ドクターチャンバー２内に沈降する場合がある。不溶物の沈降は、例えばロール体３の回転速度が遅いとき又は供給路４からの塗工液１ａの供給量が少ないとき等のドクターチャンバー２内での塗工液１ａの流動が小さいときに起こり得る。ミキシングロッド２３による塗工液１ａの攪拌により、不溶物の沈降が抑えられて、被塗工物の表面に不溶物が不均一に付着する虞を低減できる。ミキシングロッド２３は、常時回転駆動されてもよいし、ロール体３の回転速度又は供給路４からの塗工液１ａの供給量が所定値よりも小さいときに回転駆動されてもよい。

また上述のように、本実施の形態では、下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θが９０°未満とされている。このため、角度θが９０°以上とされる場合と比較して、ドクターチャンバー２の内部下側の空間が広くされており、不溶物の沈降が起こりやすい構成となっている。ミキシングロッド２３による塗工液１ａの攪拌は、角度θが９０°未満とされる構成に特に有用である。

なお、本実施の形態のミキシングロッド２３は、断面円形の円柱部材によって構成されている。換言すると、ミキシングロッド２３の外周面には突出部が形成されていない。ミキシングロッド２３が円柱部材とされていることで、塗工液１ａが過剰に攪拌されてドクターチャンバー２内に泡が発生することを抑えている。泡の発生は、塗工不良の原因となり得る。ミキシングロッド２３が円柱部材とされていることで、隙間や凹み部に塗工液が残存することを低減でき、ミキシングロッドをより容易に洗浄できる。しかしながら、必要とされる特性に応じてミキシングロッド２３の外形を変更することができ、ミキシングロッド２３は、例えば円柱部材の外面から径方向及び軸方向に延びる複数の羽板が形成された部材等、他の構成を採ることもできる。

本実施の形態の塗工物の製造方法は、上述のドクターチャンバーコーター１を使用して被塗工物に塗工液１ａを塗工することを含む。

次に、実施例を挙げる。本発明者は、図１及び図２に示すドクターチャンバーコーター１において、下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θを変更して液漏れ及び塗工液１ａの掻き取り不良の発生の有無を調査した。塗工液１ａとしては、１４０ｓ（＃４フォードカップ粘度）程度の高粘度の液剤を使用した。その結果を以下の表に示す。

上述の角度θが４０°未満の場合、下流側ドクターブレード２２による塗工液１ａの掻き取り不良が発生した。掻き取り不良が発生すると、ロール体３（グラビアロール）の表面に形成されたセル外にも塗工液１ａが付着するため、塗工液１ａの塗布量コントロールが困難となる。一方で、角度θが６０°超の場合、下流側ドクターブレード２２の裏側（塗工液１ａが接触していない面）に塗料が付着し、その付着塗料を基点としてロール体３と下流側ドクターブレード２２との間で液漏れが発生する。これらの結果から、下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θを４０°以上かつ６０°以下とすることが好ましいことが分かった。

このようなドクターチャンバーコーター１及び塗工物の製造方法は、ドクターチャンバー２の内部下側でロール体３の軸方向に延在されたミキシングロッド２３が回転駆動されることでドクターチャンバー２内の塗工液１ａが攪拌されるので、被塗工物の表面に不溶物が不均一に付着する虞を低減できる。この構成は、下流側ドクターブレード２２の延在方向とロール体３の接線との間のドクターチャンバー２内における角度θが９０°未満とされている構成に特に有用である。

また、ミキシングロッド２３が円柱部材であるので、塗工液１ａの攪拌を適度に行うことができ、ドクターチャンバー２内に泡が発生することを抑えることができる。

１ ドクターチャンバーコーター
１ａ 塗工液
２ ドクターチャンバー
２ａ 開口部
３ ロール体
２２ 下流側ドクターブレード（下部ドクターブレード）
２３ ミキシングロッド

Claims (5)

1. 不溶物を含む塗工液を被塗工物に塗工するドクターチャンバーコーターであって、
   チャンバー本体、前記チャンバー本体の上部から延出された上部ドクターブレード、前記チャンバー本体の下部から延出された下部ドクターブレード、並びに前記上部ドクターブレード及び下部ドクターブレードの先端間の空隙によって定義される開口部を有するドクターチャンバーと、
   前記上部ドクターブレード及び下部ドクターブレードの先端に周面が突き当てられるように配置され、前記周面が前記開口部を通して前記ドクターチャンバーの内部に臨むように配置されたロール体と
   を備え、
   前記ドクターチャンバーは、前記ドクターチャンバーの内部下側で前記ロール体の軸方向に延在されて、回転駆動されることで前記ドクターチャンバー内の前記塗工液を攪拌するミキシングロッドをさらに有している、
   ドクターチャンバーコーター。
2. 前記ドクターチャンバーは、チャンバー本体と、先端が前記ロール体の周面に突き当てられるように前記チャンバー本体の下部から延出された下部ドクターブレードとを有し、
   前記下部ドクターブレードの延在方向と前記ロール体の接線との間の前記ドクターチャンバー内における角度が９０°未満とされている、
   請求項１記載のドクターチャンバーコーター。
3. 前記角度が４０°以上かつ６０°以下である、
   請求項２記載のドクターチャンバーコーター。
4. 前記ミキシングロッドは円柱部材である、
   請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のドクターチャンバーコーター。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のドクターチャンバーコーターを使用して被塗工物に塗工液を塗工することを含む、塗工物の製造方法。

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