JP2007000730A - Gravure coater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は連続的に搬送されるウェブ状基材に、塗布液を均一に塗布するグラビア塗布装置に関する。さらに詳しくは、塗布中に発生するグラビアシリンダー版とドクターの接触が原因とされる様々な塗布欠陥を生じないグラビア塗布装置に関する。 The present invention relates to a gravure coating apparatus that uniformly applies a coating solution to a web-like substrate that is continuously conveyed. More specifically, the present invention relates to a gravure coating apparatus that does not cause various coating defects caused by contact between a gravure cylinder plate and a doctor generated during coating.
連続的に搬送されるウェブ状基材に塗布液を塗布するに際し、薄膜高精度が可能で、且つ、低粘度の塗布液であっても塗布できるグラビア塗布装置が使用されている。そして、古くから包装材料や光学膜、あるいは電子基板材料等の塗布加工に用いられている。 A gravure coating apparatus is used that can apply a coating liquid to a web-like substrate that is continuously transported, even if it is a coating liquid having a high accuracy and a low viscosity. And since ancient times, it has been used for coating processing of packaging materials, optical films, electronic substrate materials, and the like.
通常、塗布液をグラビアシリンダー版を使用して基材に塗布する場合、図４に示すように一定形状の凹み（通常、グラビアグラビアシリンダー版に設けられた凹みをセル１０８という）を外円周に多数個有する円筒状グラビアシリンダー版１０１が用いられる。
Normally, when applying a coating liquid to a substrate using a gravure cylinder plate, a dent of a certain shape (usually a dent provided in the gravure gravure cylinder plate is referred to as a cell 108) as shown in FIG. A cylindrical
前記円筒状グラビアシリンダー版１０１は塗布液パン１０７中の塗布液１０２にドブ漬けされ、回転させて回転方向の外円周に沿って塗布液１０２を汲み上げる。さらに、セル１０８内以外の円筒状グラビアシリンダー版１０１上の、余分の塗布液１０２を鋼板等からなるドクター１０３で掻き取る。そして、インプレッションロール１０５で円筒状グラビアグラビアシリンダー版１０１に圧着された基材１０４表面にセル１０８内の塗布液１０２を転移させ、塗布する方法が実施されている。
The cylindrical
また、グラビア塗布装置には、ウェブ状基材の進行方向と反対方向にグラビアシリンダー版が回転するリバース方式や、ウェブ状基材の後ろにバックロールの無いフローティング方式、また、図５に示すようにそれを組み合わせたフローティングリバース方式２００等がある。
Further, the gravure coating apparatus includes a reverse method in which the gravure cylinder plate rotates in the direction opposite to the traveling direction of the web-like substrate, a floating method without a back roll behind the web-like substrate, and as shown in FIG. Floating
前記のようにグラビア塗布装置は、固定されたドクターと常に接触し摩擦状態で回転するグラビアシリンダー版で塗布されている。このためにグラビアシリンダー版とドクターの磨耗が大きな問題となっている。 As described above, the gravure coating apparatus is coated with a gravure cylinder plate that always contacts a fixed doctor and rotates in a frictional state. For this reason, the wear of gravure cylinder plates and doctors is a major problem.
また、グラビアシリンダー版は高精度な塗布が要求されるために、高精細な版目形状を形成しなければならない。このために、高度な加工機械によって製作され、且つ、作製コストが高価となっている。そして、グラビアシリンダー版とドクターの寿命が生産コストに大きく影響を与えている。 Moreover, since the gravure cylinder plate is required to be applied with high precision, a high-definition plate shape must be formed. For this reason, it is manufactured by an advanced processing machine, and the manufacturing cost is expensive. And the life of the gravure cylinder plate and doctor greatly affects the production cost.
また、前記グラビアシリンダー版は加工精度を上げるために比較的加工のし易い円筒状の軟鋼が通常使用されている。そして、その表面をＣｒメッキする事によって表面硬度を高くして、磨耗の防止を計っている。 The gravure cylinder plate is usually made of cylindrical mild steel that is relatively easy to process in order to increase the processing accuracy. And the surface hardness is made high by carrying out Cr plating of the surface, and the prevention of wear is aimed at.
さらに、前記ドクターは一般的に軟鋼製で弾力のある薄板の表面に、ＳｉＣ粒子を含有したＮｉ−Ｐ系メッキが施されている。そして、グラビアシリンダー版と同様に、表面硬度を高くして、磨耗の防止を計っている。 Further, the doctor is generally made of mild steel, and the surface of an elastic thin plate is subjected to Ni-P plating containing SiC particles. And like the gravure cylinder plate, the surface hardness is increased to prevent wear.
また、ドクターは、通常硬度差により摩耗するとされている。しかし、ドクターの背面側の端に摩耗しきれなかったドクターのかえりなどが発生する。 In addition, doctors are usually worn by hardness differences. However, a doctor burr that could not be worn at the back end of the doctor occurs.
このかえりなどの発生を防止するグラビア用ドクター（例えば、特許文献１参照。）も
知られている。
A gravure doctor (see, for example, Patent Document 1) that prevents the occurrence of burr is also known.
このグラビア用ドクター３００は図６に示すように鋼またはステンレス製ドクターの鋼材層１０９の背面側に、脆く摩耗し易い樹脂層１１０または硬く粘性のないセラミック層を積層している。
In this
また、耐摩耗性を向上させたドクター刃（例えば、特許文献１参照。）も知られている。 A doctor blade (for example, see Patent Document 1) with improved wear resistance is also known.
このドクター刃４００は図７に示すように、弾性を有する材料で形成された板状の母体１１１と、この母体１１１の表面に被覆され、この母体１１１より硬質の材料で形成された耐摩耗層１１２を具備し、該ドクター刃のバネ定数が２．５〜５．０Ｎ／ｍｍであり、耐摩耗層のビッカーズ硬度が１０００〜３８００Ｈｖに施されている。
As shown in FIG. 7, the
また、グラビアシリンダー版とドクターが接触した状態で回転塗布しているために振動が発生することがある。そして、塗布面に段ムラと呼ばれる基材走行方向と垂直方向に周期的間隔をもってスジ状に現れる塗布欠陥を引き起こすことがある。 In addition, vibration may occur due to spin coating while the gravure cylinder plate and doctor are in contact. Then, there may be a coating defect that appears in a streak pattern at periodic intervals in the direction perpendicular to the substrate running direction, called step unevenness, on the coated surface.
また、このような振動が発生した場合には、通常、グラビアシリンダー版にドクターを押しつけている押しつけ圧を弱くするか、あるいはドクターの接触角度を変化させる等のオペレーティング的対応が施されている。 When such vibrations occur, usually, an operating response such as reducing the pressing pressure pressing the doctor against the gravure cylinder plate or changing the contact angle of the doctor is performed.
しかし、いずれのような対応でも段ムラが解消しないことが多い。そして、ドクターを新たに交換して状況を確認することが行われている。この場合、交換作業時間かかり、さらに、ならし運転等を行わなければならない問題がある。 However, in many cases, the unevenness of the steps is not resolved. Then, a new doctor is exchanged to check the situation. In this case, there is a problem that it takes time for replacement work and further, it is necessary to perform a break-in operation.
さらに、前記問題が必ずしも解消するとは限らず、トラブルが長期化することがたびたび生じる。 Furthermore, the problem is not always solved, and the trouble often occurs for a long time.
また、塗布作業中に、ドクターの刃先の裏側に塗布液が乗り上げるヘラウラと呼ばれる現象が発生し、乗り上げた塗布液が蓄積成長する。そして、乾燥して異物トラブルを起こすか、あるいは不規則にグラビアシリンダー版へ戻る事によって塗布ムラを発生させる問題が起きている。 In addition, during the coating operation, a phenomenon called “heraura” in which the coating solution rides on the back side of the blade edge of the doctor occurs, and the loaded coating solution accumulates and grows. And the problem which generate | occur | produces a coating | coated nonuniformity has arisen by drying and causing a foreign material trouble, or returning to a gravure cylinder plate irregularly.
前記問題を解消するために、ドクターの表面に撥水処理剤を塗布する方法が考えられる。しかし、ドクターは常に掻き取り作業が行われる為に、撥水塗布膜が不均一に剥ぎ取られ、塗工面に帯状のムラを発生させる原因となることがある。 In order to solve the above problem, a method of applying a water repellent to the surface of the doctor can be considered. However, since the doctor always scrapes off, the water-repellent coating film is stripped unevenly, which may cause band-like unevenness on the coated surface.
以下に先行技術文献を示す。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、グラビアシリンダー版とドクターが接触して摩擦回転することによって、グラビアシリンダー版とドクターの磨耗を防止し、さらに、塗布中の振動による段ムラ、ヘラウラによる塗布ムラ等が抑制されるグラビア塗布装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the gravure cylinder plate and the doctor are in contact with each other and frictionally rotated to prevent wear of the gravure cylinder plate and the doctor, and further, due to vibration during application. It is an object of the present invention to provide a gravure coating apparatus in which unevenness in coating due to step unevenness and herra is suppressed.
本発明は上記の課題を解決するために、まず発明の請求項１に係る発明は、
一定形状の凹みを外円周に多数個有する円筒状グラビアシリンダー版を塗布液中で回転させドクターで余分な塗布液を掻き取って、搬送しているウェブ状基材に、均一に塗布液を塗布するグラビア塗布装置であって、
前記円筒状グラビアシリンダー版の外円周表面にＤＬＣコーティング膜層を備え、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層で積層されていることを特徴とするグラビア塗布装置である。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the invention
Rotate a cylindrical gravure cylinder plate with a number of dents of constant shape on the outer circumference in the coating liquid, scrape off the excess coating liquid with a doctor, and uniformly apply the coating liquid to the web-like substrate being conveyed. A gravure coating device for coating,
A DLC coating film layer is provided on the outer circumferential surface of the cylindrical gravure cylinder plate,
The gravure coating apparatus is characterized in that at least the surface of the tip of the doctor is laminated with an organic resin dispersed composite plating layer containing fluorine resin particles.
次ぎに、本発明の請求項２に係る発明は、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層とセラミック粒子を含有する無機粒子分散複合メッキ層の２層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア塗布装置である。
Next, the invention according to
The surface of at least a tip portion of the doctor is laminated with two layers of an organic resin dispersed composite plating layer containing fluorine resin particles and an inorganic particle dispersed composite plating layer containing ceramic particles. The gravure coating apparatus described in 1.
本発明のグラビア塗布装置は、グラビアシリンダー版とドクターの長寿命化が可能となる。 The gravure coating apparatus of the present invention can extend the life of the gravure cylinder plate and the doctor.
また、グラビアシリンダー版とドクターの接触による振動の発生を低減できる。さらに、段ムラやヘラウラと呼ばれる塗布故障の発生も抑制できる。 In addition, the occurrence of vibration due to contact between the gravure cylinder plate and the doctor can be reduced. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of coating failure called step unevenness or herura.
本発明のグラビア塗布装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。図１〜図３は本発明の一実施例を示す。本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 The gravure coating apparatus of the present invention will be described in detail below along the embodiments with reference to the drawings. 1 to 3 show an embodiment of the present invention. The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、図３に示すグラビアシリンダー版とドクターのＡ部の拡大を示す一実施例の概略を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an outline of an embodiment showing an enlargement of a portion A of the gravure cylinder plate and doctor shown in FIG.
本発明のグラビア塗布装置は図３に示すようにグラビアシリンダー版１と接触するドクター２は従来のグラビア塗布装置と同じようにドクターホルダー８で固定される。そして、ドクターホルダー８の位置あるいは角度でドクター圧等が調整される。
In the gravure coating apparatus of the present invention, as shown in FIG. 3, the
また、前記グラビアシリンダー版は円筒状の炭素鋼あるいはステンレス鋼等が母材として用いられる。そして、精密な彫刻を施す必要がある為に、加工性の良い材質、例えば、Ｓ２０Ｃ〜Ｓ３０Ｃ程度の低炭素鋼が好ましい。 The gravure cylinder plate is made of cylindrical carbon steel or stainless steel as a base material. And since it is necessary to give precise engraving, a material with good workability, for example, low carbon steel of about S20C to S30C is preferable.
また、酸性度の高い塗布液を塗布する場合には、グラビアシリンダー版の母材にステンレス鋼を使用することが好ましい。その中でもＳＵＳ３１６等が望ましい。 Moreover, when applying a coating solution with high acidity, it is preferable to use stainless steel for the base material of the gravure cylinder plate. Among them, SUS316 is preferable.
また、グラビアシリンダー版１の外円周表面はＤＬＣコーティング膜層が積層されている。 Further, a DLC coating film layer is laminated on the outer circumferential surface of the gravure cylinder plate 1.
前記ＤＬＣコーティング膜層６の層厚は１〜５μｍ程度が好ましい。そして、硬度が２５００〜３０００（ＨＶ）程度が好ましい。
The layer thickness of the DLC
次ぎに、ドクター２は適度な弾性と靭性を有する冷間圧延鋼あるいはステンレス鋼等が母材３として用いられる。そして、ドクターの外側面は均一なフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されている。
Next, the
前記フッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４は、例えば、ＰＴＦＥの微細粒子が分散されたＮｉ−Ｐ系のメッキである事が好ましく、膜厚は３μｍ〜２０μｍで、ＰＴＦＥの粒子径が０．５〜３μｍが適性である。 The organic resin-dispersed composite plating layer 4 containing the fluororesin is preferably, for example, a Ni-P plating in which fine particles of PTFE are dispersed, the film thickness is 3 μm to 20 μm, and the particle diameter of PTFE is 0.5-3 μm is suitable.
ＤＬＣコーティング膜層が外円周表面に積層されたグラビアシリンダー版１とドクター母材３の外側面にフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されたドクターを使用して塗布加工を行った。その結果、従来の組み合わせに比べて摩擦抵抗値を大幅に低減する効果が確認された。さらに、連続塗布加工時間が飛躍的に向上した。
Coating process using a gravure cylinder plate 1 in which a DLC coating film layer is laminated on the outer circumferential surface and a doctor in which an organic resin dispersed composite plating layer 4 containing a fluororesin is laminated on the outer surface of the
また、これまで振動によって歩留まりが非常に悪かった品種についても、振動が大幅に低減する事によって歩留まりの向上が見られた。さらに、ドクター２表面のフッ素系樹脂の効果で、ヘラウラも完全に発生しない事が確認された。
In addition, even for varieties that had a very poor yield due to vibration, the yield was improved by greatly reducing the vibration. Furthermore, it was confirmed that the herra was not completely generated due to the effect of the fluororesin on the surface of the
次ぎに、図２は、図３に示すグラビアシリンダー版１とドクター２のＡ部の拡大を示す他の一実施例の概略を示す概略図である。
Next, FIG. 2 is a schematic view showing an outline of another embodiment showing an enlargement of the portion A of the gravure cylinder plate 1 and the
前記グラビアシリンダー版１は図１と同様にグラビアシリンダー版１の外円周表面はＤＬＣコーティング膜層６が積層されている。また、ドクター２はドクター母材３の外側面にセラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層が積層５されている。そして、前記積層された外側面に、さらにフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４が積層されている。
In the gravure cylinder plate 1, a DLC
前記セラミック粒子としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、ＴｉＮ等が例示できる。そして、適宜選択して使用されるが、中でもＳｉＣが好ましい。さらに、粒径は０．５〜３μｍ程度が好ましい。 Examples of the ceramic particles include Al 2 O 3 , SiO 2 , SiC, TiN and the like. And although it selects and uses suitably, SiC is especially preferable. Furthermore, the particle size is preferably about 0.5 to 3 μm.
前記セラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層５の硬度は９００〜１０００（ＨＶ）程度と高硬度に形成されている。このために、ドクターの耐久性が飛躍的に高くなる。 The inorganic particle-dispersed composite plating layer 5 containing the ceramic particles has a hardness of about 900 to 1000 (HV). For this reason, the durability of the doctor is remarkably increased.
また、最外側面に積層されているフッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層４は図１と同様である。 Moreover, the organic resin dispersion | distribution composite plating layer 4 containing the fluororesin laminated | stacked on the outermost surface is the same as that of FIG.
本発明のグラビア塗布装置は、光学膜、電子基板、食品包装用材料等の精密塗布の低コスト化、高精度化が計れる塗布装置として優れていることはもとより、ハップ剤、冷却シート、絆創膏等の医療部材の生産にも利用できるなど、広い分野に利用できる。 The gravure coating apparatus of the present invention is excellent as a coating apparatus that can reduce the cost and increase the precision of precision coating of optical films, electronic substrates, food packaging materials, etc., as well as a haptic agent, a cooling sheet, a bandage, etc. It can also be used in the production of medical materials and can be used in a wide range of fields.
１…グラビアシリンダ版
２…ドクター
３…ドクター母材
４…フッ素樹脂を含有した有機樹脂分散複合メッキ層
５…セラミック粒子を含有した無機粒子分散複合メッキ層
６…ＤＬＣコーティング膜層
７…ドクター母材
８…ドクターホルダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記円筒状グラビアシリンダー版の外円周表面にＤＬＣコーティング膜層を備え、
前記ドクターの少なくとも先端部分の表面がフッ素系樹脂粒子を含有する有機樹脂分散複合メッキ層で積層されていることを特徴とするグラビア塗布装置。 Rotate a cylindrical gravure cylinder plate with a number of dents of constant shape on the outer circumference in the coating liquid, scrape off the excess coating liquid with a doctor, and uniformly apply the coating liquid to the web-like substrate being conveyed. A gravure coating device for coating,
A DLC coating film layer is provided on the outer circumferential surface of the cylindrical gravure cylinder plate,
The gravure coating apparatus, wherein the surface of at least the tip of the doctor is laminated with an organic resin dispersed composite plating layer containing fluorine resin particles.
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