JP2005211762A - Coater, coating method and manufacturing method of resin sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェブと称されるフィルム、紙、布、金属等からなるシート状基材の表面にさまざまな機能性を与えるために塗布液を塗布するための塗布装置および塗布方法に関し、更に詳しくは、シート状基材の長さ方向において塗布液の塗膜厚みのバラツキがほとんどない塗布を可能にする塗布装置および塗布方法に関するものである。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for coating a coating solution for imparting various functions to the surface of a sheet-like substrate made of a film, paper, cloth, metal or the like called a web. Relates to a coating apparatus and a coating method that enable coating with little variation in the coating film thickness of the coating liquid in the length direction of the sheet-like substrate.
従来からフィルム、紙、布、金属などからなるシート状基材の表面に、さまざまな機能を付与し得る塗布液を塗布するコーティング技術が知られており、それぞれの分野でさまざまなコータが用いられてきている。 Conventionally, a coating technique for applying a coating solution that can give various functions to the surface of a sheet-like substrate made of film, paper, cloth, metal, etc. is known, and various coaters are used in each field. It is coming.
中でも、例えば樹脂などの比較的高粘度の塗布液の塗布にあたっては、リバースロールコータが適しているとされている。 Among them, for example, a reverse roll coater is suitable for application of a coating solution having a relatively high viscosity such as a resin.
近年、コーティング製品の高品位化の要求に対応し、塗膜厚みの非常に厳密な均一化の要求が高まってきており、例えば、樹脂コーティングにおいてはサブミクロンオーダの精度の実現が要求されるようになってきている。 In recent years, in response to the demand for higher quality coating products, there has been an increasing demand for extremely uniform coating thickness. For example, in resin coating, it is required to achieve submicron order accuracy. It is becoming.
一方、従来からロールコータにより塗布される塗膜の厚さを所定値になるように自動的に制御する方法の提案がされてきており、例えば、基板表面に形成された塗膜厚さを膜厚計測計によつて測定し、求められた膜厚さに基づいて制御器によりコーティング部を制御するという手法などが提案されている(特許文献1)。 On the other hand, a method for automatically controlling the thickness of a coating film applied by a roll coater so as to be a predetermined value has been proposed. A method of measuring with a thickness meter and controlling the coating portion with a controller based on the obtained film thickness has been proposed (Patent Document 1).
また、リップコータ式塗工装置において、塗工液溜め室の内部の塗工液の液圧値を検出して、設定液圧値と現在の液圧値との偏差を演算して、ドクタエッジ部とバックアップロールとの間の間隙量を調整するという提案がされている(特許文献2)。 Further, in the lip coater type coating device, the fluid pressure value of the coating fluid inside the coating fluid reservoir chamber is detected, the deviation between the set fluid pressure value and the current fluid pressure value is calculated, and the doctor edge portion and There has been a proposal to adjust the gap amount with the backup roll (Patent Document 2).
また、樹脂担持離型シートの分野でも樹脂の塗膜形成技術に関しての提案がされており、例えば、樹脂担持離型シートに形成された樹脂の目付を測定し、該目付測定値に基づいて、コーティング装置を構成するコーティングロールとアプリケータロールとの速度比およびアプリケータロールとメタリングロールの速度比の少なくとも一方を制御するという方法が提案されている(特許文献3)。 In addition, in the field of resin-carrying release sheets, proposals have been made regarding resin coating film forming technology.For example, the basis weight of a resin formed on a resin-carrying release sheet is measured, and based on the basis weight measurement value, A method of controlling at least one of a speed ratio between a coating roll and an applicator roll and a speed ratio between an applicator roll and a metering roll constituting a coating apparatus has been proposed (Patent Document 3).
しかし、これらの従来技術では、塗工装置の初期設定不良や塗工条件の変更などの際に塗膜厚みが所定値となるように調整する場合や、塗工周辺環境の変化等により長期的な時間あるいは周期で塗膜厚みに変動が生じた際に所定値に調整する場合においては有効であるが、ロールの振れ周期といった比較的短い周期で塗膜厚みに変動が発生したときや発生が予想される際のリアルタイムでの対応においてはいまだ不十分であると言えるものであった。 However, in these conventional technologies, when the initial setting of the coating apparatus is poor or the coating conditions are changed, the coating thickness is adjusted to a predetermined value, or the coating surrounding environment changes for a long time. It is effective when adjusting to a predetermined value when the coating thickness changes in a short time or cycle, but when the coating thickness changes or occurs in a relatively short cycle such as a roll oscillation cycle It could be said that the real-time response as expected is still insufficient.
このような従来技術の背景には、厳密な微細なオーダーでの厚さコントロールまでは要求されていなかったことがあると解されるものである。 It is understood that the background of such prior art has not been required to control the thickness in a strict minute order.
本発明者らが、リバースロール方式による塗工に関して各種検討を重ねた結果、リバースロールコータで形成された塗膜には、長手方向と幅方向の厚さのバラツキが存在し、その厚さ制御の精度は、ほとんどコータ設備の機械精度で決まるといってもよいとの知見を得た。ここで、具体的に、例えば長手方向のバラツキの要因は、ロール振れによるクリアランス(後述する“間隙”に該当するものであり、塗膜の厚さを決定する)の変動の影響が極めて大きいという知見を得た。 As a result of repeated studies on coating by the reverse roll method, the present inventors have found that the coating film formed by the reverse roll coater has variations in the thickness in the longitudinal direction and the width direction, and the thickness control thereof. It was found that the accuracy of the machine is almost determined by the machine accuracy of the coater equipment. Here, specifically, for example, the cause of variation in the longitudinal direction is that the influence of fluctuations in the clearance (which corresponds to a “gap” described later and determines the thickness of the coating film) due to roll vibration is extremely large. Obtained knowledge.
ここで、ロール振れとは、ロールの製作加工において、(ロール外周が微妙に真円からずれて製作されていること)および/または(ロール外周が真円であっても該真円の中心とロール中心軸が微妙にずれて製作されていること)等に基づいて、該コータを用いての実際の塗工工程中に、コータ装置の該回転する構成ロールの回転に伴って、ローラ表面が三次元空間的に厳密な同一位置を維持しているのではなく、サブミクロン〜ミクロンオーダーの範囲内ないしはその範囲未満のレベル内でも、微妙に“振れる”現象をいうものである。この“振れる”現象は、通常はロール製作の精度に関わる技術上の問題に起因し、一般的には塗工中のロール回転運動周期に同期した定常的な振動のように現れるものである。 Here, the roll run-out means that in roll manufacturing processing (the roll outer periphery is slightly deviated from a perfect circle) and / or (even if the roll outer periphery is a perfect circle, The roll center axis is slightly deviated)), etc., during the actual coating process using the coater, the roller surface is rotated along with the rotation of the rotating component roll of the coater device. Rather than maintaining the exact same position in three dimensions, it means a phenomenon that “was” subtly even within a submicron to micron order range or a level below that range. This “swaying” phenomenon is usually caused by a technical problem related to the accuracy of roll manufacture, and generally appears as a steady vibration synchronized with the roll rotation cycle during coating.
このようなロール振れは、ロール製作の精度に関わる技術上の問題であると上述したが、現在技術でのロール加工精度では、2〜3μmの範囲内での振れ発生をなくすことはできないのが通常の技術限界であり、さらに進んで、サブミクロンオーダーでの振れ発生をなくして、上述したクリアランス(間隙)の変動をサブミクロンオーダー内に抑えるということは、ロール製作の精度を上げるという対応策では、いまだ実現できないのが実状であった。 As described above, such roll runout is a technical problem related to roll manufacturing accuracy. However, with current roll processing accuracy, it is impossible to eliminate occurrence of runout within a range of 2 to 3 μm. It is a normal technical limit, and further progress, eliminating the occurrence of fluctuations in the submicron order and suppressing the above-mentioned clearance (gap) fluctuation within the submicron order, is a countermeasure to increase the accuracy of roll production. Then, it was the actual situation that could not be realized yet.
なお、一方で、ロール振れによる塗膜厚みのバラツキの発生を防止するために、ロール間などの上述クリアランス(間隙)の変動自体を直接測定して、該変動に合わせて該クリアランスを制御して塗膜厚さの一定化を実現するという手法も考えられるが、回転するローラ間等の数10μmというようなレベルのクリアランスを精度良くリアルタイムで測定することは、これもまた一般に困難なことであり実現はむずかしい。
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、リバースロールコータを用いてシート状基材の表面に樹脂を塗工するに際して、該コータの構成ロールのロール振れによる塗膜厚みのバラツキの発生を良好に防止することができて、サブミクロンオーダの精度の良さで厚みバラツキがなく、所定厚さの樹脂コーティングを良好に行うことを実現できる塗布装置と塗布方法を提供すること、さらには、該装置と方法を用いた樹脂シートの製造方法を提供することににある。 In view of the above-described points, the object of the present invention is to generate variations in coating film thickness due to roll runout of the constituent rolls of the coater when a resin is applied to the surface of a sheet-like substrate using a reverse roll coater. To provide a coating apparatus and a coating method that can realize a good resin coating with a predetermined thickness without any variation in thickness with good accuracy on the order of submicrons. It is in providing the manufacturing method of the resin sheet using this apparatus and method.
上述した目的を達成する本発明の塗布装置は、以下の(1)もしくは(2)の構成を有するものである。
(1)転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液の供給手段と、前記転移ロールと間隙を隔てて配置された計量手段とからなり、前記塗布液供給手段により前記転移ロール上に供給された塗布液を前記間隙を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を前記転移ロールによりウェブの表面に塗布する塗布装置において、少なくとも前記転移ロールの振れを測定する振れ測定手段を有し、該転移ロール振れ測定手段によって測定された値に基づいて、前記計量手段あるいは前記転移ロールのうちの少なくとも一方の設置位置を制御して前記間隙の変動を抑制する制御手段を有してなることを特徴とする塗布装置。
(2)転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液の供給手段と、前記転移ロールと間隙を隔てて配置された計量手段たる計量ロールとからなり、前記塗布液供給手段により前記転移ロール上に供給された塗布液を前記間隙を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を前記転移ロールによりウェブの表面に塗布する塗布装置において、前記転移ロールおよび計量ロールの少なくとも一方のロールの振れを測定するロール振れ測定手段を有し、該ロール振れ測定手段によって測定された値に基づいて、前記計量ロールあるいは前記転移ロールのうちの少なくとも一方の設置位置を制御して前記間隙の変動を抑制する制御手段を有してなることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus of the present invention that achieves the above-described object has the following configuration (1) or (2).
(1) A transfer roll, a coating liquid supply means for supplying a coating liquid onto the transfer roll, and a metering means disposed with a gap from the transfer roll, and the transfer roll is provided by the coating liquid supply means. In a coating apparatus that measures the coating liquid supplied above by passing through the gap and coats the measured coating liquid on the surface of the web with the transfer roll, the runout measurement measures at least the runout of the transfer roll. And a control unit for controlling fluctuation of the gap by controlling the installation position of at least one of the metering unit or the transfer roll based on the value measured by the transfer roll deflection measuring unit. An applicator characterized by comprising:
(2) a transfer roll, a coating liquid supply means for supplying a coating liquid onto the transfer roll, and a measuring roll as a measuring means arranged with a gap from the transfer roll, and the coating liquid supply means In a coating apparatus that measures the coating liquid supplied on the transfer roll by passing through the gap, and applies the measured coating liquid onto the surface of the web by the transfer roll, at least of the transfer roll and the metering roll A roll run-out measuring unit for measuring run-out of one of the rolls, and based on a value measured by the roll run-out measuring unit, controlling an installation position of at least one of the measuring roll or the transfer roll, A coating apparatus comprising control means for suppressing gap fluctuation.
かかる本発明の塗布装置において、より具体的に好ましくは、以下の(3)〜(5)の構成を有するものである。
(3)前記振れ測定手段が、予め測定されたロールの振れの値とロールの回転位相を検出する検出手段であることを特徴とする上記(1)または(2)記載の塗布装置。
(4)前記計量手段および前記転移ロールの長さが、1000mm以上3000mm以下のものであることを特徴とする請求項(1)、(2)または(3)記載の塗布装置。
(5)前記間隙が、50μm以下のものであることを特徴とする請求項(1)、(2)、(3)または(4)記載の塗布装置。
More specifically, the coating apparatus of the present invention preferably has the following configurations (3) to (5).
(3) The coating apparatus according to (1) or (2), wherein the shake measurement means is a detection means for detecting a roll shake value and a roll rotation phase measured in advance.
(4) The coating device according to (1), (2) or (3), wherein the length of the measuring means and the transfer roll is not less than 1000 mm and not more than 3000 mm.
(5) The coating apparatus according to (1), (2), (3) or (4), wherein the gap is 50 μm or less.
上述した目的を達成する本発明の塗布方法は、以下の(6)もしくは(7)の構成を有するものである。
(6)塗布液供給手段により転移ロール上に供給された塗布液を、該転移ロールと計量手段との間隙を通過させることにより計量し、該転移ロールからウェブの表面に塗布する塗布方法において、該転移ロールの振れに対応して、前記計量手段あるいは前記転移ロールのうち、少なくとも一方の設置位置を制御して前記間隙の変動が抑制されるように構成したことを特徴とする塗布方法。
(7)塗布液供給手段により転移ロール上に供給された塗布液を、該転移ロールと計量手段たる計量ロールとの間隙を通過させることにより計量し、該転移ロールからウェブの表面に塗布する塗布方法において、少なくとも前記転移ロールおよび計量ロールのうちの一方のロール振れに対応して、前記計量ロールおよび前記転移ロールのうち、少なくとも一方の設置位置を制御して前記間隙の変動が抑制されるように構成したことを特徴とする塗布方法。
The coating method of the present invention that achieves the above-described object has the following configuration (6) or (7).
(6) In a coating method in which the coating liquid supplied onto the transfer roll by the coating liquid supply means is measured by passing through the gap between the transfer roll and the measuring means, and applied from the transfer roll to the surface of the web. A coating method, wherein the variation of the gap is suppressed by controlling the installation position of at least one of the metering means or the transfer roll in response to the shake of the transfer roll.
(7) Coating by which the coating liquid supplied onto the transfer roll by the coating liquid supply means is measured by passing through the gap between the transfer roll and the measuring roll as the measuring means, and applied to the surface of the web from the transfer roll In the method, at least one of the transfer roll and the transfer roll is controlled to control the installation position of at least one of the transfer roll and the transfer roll so as to suppress fluctuations in the gap. A coating method characterized by comprising:
かかる本発明の塗布方法において、より具体的に好ましくは、以下の(8)〜(10)の構成を有するものである。
(8)前記計量手段および前記転移ロールの長さが、1000mm以上3000mm以下のものであることを特徴とする上記(6)または(7)記載の塗布方法。
(9)前記間隙が、50μm以下のものであることを特徴とする上記(6)、(7)または(8)記載の塗布方法。
(10)前記塗布液の粘度が、1Pa・sec以上、1000Pa・sec以下であることを特徴とする上記(6)、(7)、(8)または(9)記載の塗布方法。
In the coating method of the present invention, more specifically, the following (8) to (10) are preferable.
(8) The coating method according to (6) or (7) above, wherein the length of the measuring means and the transfer roll is 1000 mm or more and 3000 mm or less.
(9) The coating method according to (6), (7) or (8) above, wherein the gap is 50 μm or less.
(10) The coating method as described in (6), (7), (8) or (9) above, wherein the viscosity of the coating solution is 1 Pa · sec or more and 1000 Pa · sec or less.
上述した本発明の目的を達成する本発明の樹脂シートの製造方法は、以下の(11)〜(12)の構成を有するものである。
(11)請求項1から5のいずれかに記載の塗布装置を用いてウェブに樹脂を塗布することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
(12)請求項6から10記載のいずれかの塗布方法を用いて、ウェブに樹脂が塗布された樹脂シートを製造することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
The manufacturing method of the resin sheet of the present invention that achieves the object of the present invention described above has the following configurations (11) to (12).
(11) A method for producing a resin sheet, wherein a resin is applied to a web using the coating apparatus according to any one of
(12) A method for producing a resin sheet, characterized in that a resin sheet in which a resin is applied to a web is produced using any one of the application methods according to
本発明によれば、リバースロールコータを用いてシート状基材の表面に樹脂を塗工するに際して、構成ロールの製作精度に基づくロール振れが発生するようなコータ装置を用いている場合であっても、リアルタイムにて、該ロール振れによる塗膜厚みのバラツキの発生を良好に防止することができて、サブミクロンオーダの精度の良さで厚みバラツキがなく所定厚さの樹脂コーティングを良好に行うことを実現する塗布装置と塗布方法が提供されるものである。 According to the present invention, when a resin is applied to the surface of a sheet-like substrate using a reverse roll coater, a coater device that generates roll runout based on the production accuracy of the constituent rolls is used. In real time, it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of coating thickness variation due to the roll runout, and to perform a resin coating with a predetermined thickness with good submicron accuracy and no thickness variation. A coating apparatus and a coating method for realizing the above are provided.
特に、請求項1と6の装置と方法では、計量手段としてロール状でないもの、たとえば、ドクターナイフなどを用いて転移ロールとの間隙を形成して行うロールコータにおいて効果が大きいものである。
In particular, the apparatus and method of
特に、請求項2と7の装置と方法では、計量手段として計量ロールを用いて、転移ロールとの間隙を形成して行うリバースロールコータにおいて効果が大きいものである。
In particular, the apparatus and method of
特に、請求項3の装置では、非塗工時に予め測定されたロール振れの値を用いるため、塗工時にはロールの回転位相を検出するだけでよく、複雑な制御を必要とせず、設備コストも安価である装置を実現することができる。
In particular, the apparatus according to
特に、請求項4と8の塗布装置と塗布方法では、長尺の計量手段および転移ロールを用いる際に顕著となる製作精度不良が生じた場合において効果が大であるので、幅の広いコーティング製品の製造に好適な塗布装置と塗布方法が実現できる。
In particular, the coating apparatus and the coating method according to
特に、請求項5と9の塗布装置と塗布方法では、ロール振れが計量手段および転移ロールの間隙の変動に大きく影響する薄膜の塗工などにおいて効果が大きいものである。
In particular, the coating apparatus and the coating method according to
特に、請求項10の塗布方法では、前記間隙の変動が塗膜厚みのバラツキに大きく影響する高粘度塗布液のコーティングなどにおいて効果が大きいものである。 In particular, the coating method according to claim 10 is highly effective in coating with a high-viscosity coating solution in which the variation in the gap greatly affects the variation in coating film thickness.
特に、請求項11と12の樹脂シートの製造方法では、離型剤を塗布された紙の表面にリバースロールコータで樹脂を塗布することによって形成される樹脂担持離型シートの製造において効果が大きいものである。 In particular, the method for producing a resin sheet according to claims 11 and 12 is highly effective in producing a resin-carrying release sheet formed by applying a resin with a reverse roll coater to the surface of a paper coated with a release agent. Is.
以下、図面等に基づいて、更に詳しく本発明の塗布装置と塗布方法について説明する。 Hereinafter, the coating apparatus and the coating method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
本発明の第一の塗布装置は、転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液の供給手段と、該転移ロールと間隙を隔てて配置された計量手段とからなり、該塗布液供給手段により該転移ロール上に供給された塗布液を該間隙(クリアランス)を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を該転移ロールにより基材シート状物(ウェブ)の表面に塗布する塗布装置であって、特に、少なくとも該転移ロールの振れを測定する振れ測定手段を有し、該転移ロール振れ測定手段によって測定された値に基づいて、該計量手段あるいは該転移ロールのうちの少なくとも一方の設置位置を制御して該間隙の変動を抑制する制御手段を有してなることを特徴とするものである。 The first coating apparatus of the present invention comprises a transfer roll, a coating liquid supply means for supplying a coating liquid onto the transfer roll, and a metering means arranged with a gap from the transfer roll. The coating liquid supplied onto the transfer roll by the liquid supply means is measured by passing through the gap (clearance), and the measured coating liquid is applied to the surface of the base sheet (web) by the transfer roll. A coating apparatus for coating, in particular, having at least a shake measuring means for measuring a shake of the transfer roll, and based on a value measured by the transfer roll shake measuring means, the measuring means or the transfer roll It has a control means for controlling at least one of the installation positions to suppress fluctuations in the gap.
あるいは、上述した本発明の第一の塗布装置では、計量手段として、ドクターナイフや回転しない外周面上にエッジを有する円筒状のブレードなどを用いた場合を実現したものであるが、計量手段として、ドクターナイフなどでなく、回転する計量ロールを用いている場合には、以下の本発明の第二の塗布装置として実現できる。 Alternatively, in the first coating apparatus of the present invention described above, a case where a doctor knife or a cylindrical blade having an edge on an outer peripheral surface that does not rotate is used as the weighing unit is realized. When a rotating measuring roll is used instead of a doctor knife or the like, it can be realized as the following second coating device of the present invention.
すなわち、図1は、本発明のかかる第二の塗布装置をモデル的に示したものであるが、第一の装置の構成と相違し、塗工工程中において回転する計量ロールの振れの測定をするようにして、かつ、計量ロールの設置位置を制御するようにしてもよいものであり、具体的には、転移ロールおよび計量ロールの少なくとも一方のロールの振れを測定するロール振れ測定手段を有していて、該ロール振れ測定手段によって測定された値に基づいて、前記計量ロールあるいは前記転移ロールのうちの少なくとも一方の設置位置を制御して前記間隙の変動を抑制する制御手段を有してなることを特徴とするものである。 That is, FIG. 1 shows a model of the second coating apparatus according to the present invention. However, unlike the configuration of the first apparatus, the measurement of runout of the rotating measuring roll rotating during the coating process is performed. In addition, the installation position of the measuring roll may be controlled, and specifically, roll run measuring means for measuring the run out of at least one of the transfer roll and the measuring roll is provided. And control means for controlling fluctuation of the gap by controlling the installation position of at least one of the metering roll or the transfer roll based on the value measured by the roll deflection measuring means. It is characterized by.
図1において、塗布液供給手段4から転移ロール2上に供給された塗布液5は、転移ロール2と計量ロール3との間隙を通過し、計量ロール3によって掻き取られることにより計量され塗膜5aとなる。計量された塗膜5aは、転移ロール2によりウェブ1との接触位置まで運ばれ、ウェブ1に転移されることにより塗布され所定の塗膜5bとなる。
In FIG. 1, the
基材シート状物であるウェブ1としては、例えば、紙、樹脂フィルム、不織布、編織物、金属帯などがある。塗布液供給手段4としては、例えば、転移ロールと計量ロールの上方に塗布液溜りを形成するような手段があるが、これに限定されるものではない。
Examples of the
前述のように本発明者らは、リバースロール方式による塗工に関して各種検討を重ねた結果、塗膜5bには長手方向に厚みのバラツキが存在し、さらにそのバラツキの要因はロール振れによる間隙の変動の影響が極めて大きいという知見を得た。
As described above, the present inventors have made various studies regarding the coating by the reverse roll method, and as a result, the
すなわち、転移ロールや計量ロールに振れが存在する場合、転移ロールと計量ロールとの間隙にロール振れにともなう周期的な変動が生じる。この変動は、塗布液が間隙を通過する際に計量バラツキを生じさせ、塗膜5aに厚みのバラツキを形成させる。塗膜5aに形成された厚みのバラツキは、転移ロールにより運ばれ、そのままの状態でウェブに転移され、その結果、塗膜5bにも厚みのバラツキが残ることとなる。本発明者らはこのメカニズムに着目し、ロール振れ測定手段6によりロールの振れを測定し、該測定した値に基づき、図示しないロール位置制御手段により間隙の変動を抑制するようにロールの設置位置を制御することにより、塗膜5bのバラツキを低減できることを見出した。
That is, when the transfer roll and the metering roll have runout, periodic fluctuations accompanying the roll runout occur in the gap between the transfer roll and the metering roll. This variation causes variation in measurement when the coating liquid passes through the gap, and causes variation in thickness in the
すなわち、ロールの振れによって間隙が小さくなる位置では間隙が大きくなるようにロールの設置位置を動かし、間隙が大きくなる位置では間隙が小さくなるようにロールの設置位置を動かすことにより、間隙の変動を抑制することができ、結果、塗膜5bのバラツキを低減することができるということである。
In other words, the position of the roll is moved so that the gap becomes larger at the position where the gap becomes smaller due to the roll shake, and the position of the roll is moved so that the gap becomes smaller at the position where the gap becomes larger. As a result, the variation of the
ロール振れ測定手段としては、例えば、塗工工程中にロールの振れを変位センサーを用いてオンラインで測定する構成としてもよく、あるいは非塗工工程中に予め測定しておいたロール振れの値(該ロール固有の、回転位相に対応したロール振れの値)を用い、塗工工程中には該ロールの回転位相を検出する構成としてもよい。 As the roll run-out measuring means, for example, the roll run-out may be measured online using a displacement sensor during the coating process, or the roll run-out value previously measured during the non-coating process ( It is also possible to employ a configuration in which the roll phase of the roll is detected during the coating process using a roll deflection value corresponding to the roll phase).
変位センサーは、一般にセンサーからの距離を検出するものであればよく、どのようなものを用いてもよいが、より好ましくはレーザ式、渦電流式、超音波式などの非接触式の変位センサーがよい。また、ロール振れとともにロール回転位相を検出できる検出装置を兼用しているもの、あるいはロール振れと連動して回転位相を検出できるようにされているものを用いてもよい。そのような場合、より正確にロール振れの値から算出したロール位置調整量の位相とロールの回転位相を同期させることができる。 The displacement sensor may generally be any sensor that detects the distance from the sensor, and any sensor may be used, but more preferably a non-contact type displacement sensor such as a laser type, eddy current type, or ultrasonic type. Is good. Moreover, you may use what used also as the detection apparatus which can detect a roll rotational phase with roll shake, or what can detect a rotational phase in response to roll shake. In such a case, the phase of the roll position adjustment amount calculated from the roll deflection value and the rotation phase of the roll can be synchronized more accurately.
また、ロール位置の制御手段は、ロール振れ測定手段からの信号に基づきロール位置の調整量を演算する演算処理装置と、演算結果に基づき油圧あるいはモーター等を介してロールの位置を変更して制御する位置制御装置からなっている。 In addition, the roll position control means is a control unit that calculates the adjustment amount of the roll position based on a signal from the roll shake measuring means, and controls the roll position by changing the roll position via hydraulic pressure or a motor based on the calculation result. It consists of a position control device.
ロール振れの測定手法と、ロール位置の制御手法は、必ずしも一つの手法に限定されるものではなく、後述する実施例1〜3において詳細を説明したように、塗工工程中、連続的にあるいは周期的に(定期的もしくは不定期的にインターバルをおいて)、ロールの振れを測定する手法などを採用することができる。また、塗工工程中に、連続的あるいは周期的にロールの回転位相を検出し、非塗工時に予め測定しておいたロール振れの値から算出したロール位置調整量の位相と同期するように、ロール位置の制御を行ってもよい。そのような場合、塗工時にはロールの回転位相を検出するだけでよく、複雑な制御を必要とせず、設備コストを低下させることができるものである。 The roll deflection measurement method and the roll position control method are not necessarily limited to one method, and as described in detail in Examples 1 to 3 described later, continuously during the coating process or Periodically (periodically or irregularly at intervals), a method of measuring roll runout, etc. can be employed. Also, during the coating process, the rotation phase of the roll is detected continuously or periodically so that it is synchronized with the phase of the roll position adjustment amount calculated from the roll runout value measured in advance during non-coating. The roll position may be controlled. In such a case, it is only necessary to detect the rotation phase of the roll at the time of coating, and complicated control is not required, and the equipment cost can be reduced.
また、計量ロール(あるいは転移ロール)のロール振れを測定して、計量ロール(あるいは転移ロール)の位置だけを制御するだけでなく、計量ロール(あるいは転移ロール)の設置位置はそのままにして、転移ロール(あるいは計量ロール)の位置を制御してもよいし、両ロールの設置位置を制御するようにしてもよい。 In addition to measuring the roll runout of the metering roll (or transfer roll) and controlling not only the position of the metering roll (or transfer roll), the position of the metering roll (or transfer roll) is kept as it is, The position of the roll (or metering roll) may be controlled, or the installation position of both rolls may be controlled.
一般的には、塗布液量のコントロールをすることが本来の役目である計量手段の設置位置(ドクターナイフであれば、位置自体およびナイフの傾きなどを含む概念)、計量ロールの設置位置を制御するのがよい場合が多いと考えられる。被塗工材料たる基材シートとの位置関係の調整が不要なためである。 In general, control of the installation position of the weighing means (which is a concept including the position itself and the inclination of the knife in the case of a doctor knife) and the installation position of the measurement roll, which are the primary roles of controlling the amount of coating liquid It is thought that it is often good to do. This is because it is not necessary to adjust the positional relationship with the base material sheet that is the material to be coated.
また、本発明において、計量手段(あるいは計量ロール)および転移ロールの長さが、1000mm以上3000mm以下のものであることが好ましい。特に、そのような長尺のロールを用いる場合、一般的に、ロール加工精度の技術限界によりロール振れが増大し、塗膜厚みバラツキが悪化する問題が多くある。本発明の塗布装置と塗布方法によれば、ロール振れの大きさに関係なく塗膜厚みバラツキを解消することが可能なものであり、このような場合において効果が大きいものである。また、ロールが長尺であるほど、製品の製造コストの低下にもつながり有用である。 Moreover, in this invention, it is preferable that the length of a measurement means (or measurement roll) and a transfer roll is 1000 mm or more and 3000 mm or less. In particular, when such a long roll is used, there is generally a problem that roll run-out increases due to the technical limit of roll processing accuracy and coating thickness variation becomes worse. According to the coating apparatus and the coating method of the present invention, it is possible to eliminate the coating thickness variation regardless of the roll runout, and in such a case, the effect is great. Moreover, the longer the roll, the lower the production cost of the product, which is useful.
また、本発明の塗布装置と塗布方法は、間隙が50μm以下のものである塗工に採用するとより改善効果が顕著に認められることになるので、好ましい。これは、ロール振れによる間隙の変動は、間隙の大きさに関係なく一定であるため、間隙が狭くなるほど間隙に対する変動の割合が大きくなるからである。すなわち、塗膜厚みが薄いほど厚みバラツキの割合が悪化することとなるからである。このような塗工は、一般的には、例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタなどの製造工程等で採用されるものであり、特に、高い精度が要請される高付加価値の分野であり、優れた塗工を実現することは、直ちに、製品の歩留まりを良くし、かつ同時に、製品品位を格段と上げることになるので、また、コストの低下にもつながり、有用なものである。 In addition, the coating apparatus and the coating method of the present invention are preferably used when applied to a coating having a gap of 50 μm or less because the improvement effect is more noticeable. This is because the fluctuation of the gap due to the roll shake is constant regardless of the size of the gap, and the ratio of the fluctuation to the gap increases as the gap becomes narrower. That is, the thinner the coating thickness, the worse the thickness variation rate. Such coating is generally employed in, for example, a manufacturing process of a color filter for a liquid crystal display or the like, and is particularly a high value-added field in which high accuracy is required. Realizing the coating is useful because it immediately improves the yield of the product and at the same time significantly improves the product quality.
また、本発明の塗布装置、塗布方法においては、塗布液は一般的なコーティングで使用されるものであればどのようなものを用いてもよいが、塗布液の粘度が1Pa・sec以上、1000Pa・sec以下であるものを用いて塗布するするときに、特に有効に使用することができるものである。本発明者らの知見によれば、そのような粘度の場合、塗布液のレべリング性が悪く、塗布後において塗膜が平滑化されにくいため、前記した間隙(クリアランス)の微妙な変動が、直接的に塗膜厚みバラツキに影響を与えることが多いからである。 In the coating apparatus and coating method of the present invention, any coating solution may be used as long as it is used in general coating, but the viscosity of the coating solution is 1 Pa · sec or more and 1000 Pa. -It can be used particularly effectively when coating is performed using a material having a sec or less. According to the knowledge of the present inventors, in the case of such a viscosity, the leveling property of the coating liquid is poor, and the coating film is difficult to be smoothed after coating. This is because it often directly affects the coating thickness variation.
以下、実施例に基づいて具体的に本発明の塗工装置、塗工方法について説明する。
実施例1
図1に概要モデルを示したリバースロールコータを用いて、表面にシリコン系の離型剤を塗布した紙からなり、幅が1000mm、厚さが100μmのシート状基材(ウェブ)を走行速度10m/分で走行させた。
Hereinafter, the coating apparatus and the coating method of the present invention will be specifically described based on examples.
Example 1
Using a reverse roll coater whose outline model is shown in FIG. 1, a sheet-like substrate (web) having a width of 1000 mm and a thickness of 100 μm made of paper having a surface coated with a silicon release agent is run at a speed of 10 m. It was run at / min.
計量ロール、転移ロールの速度は、それぞれ7m/分、10m/分とした。塗布液には、アミン類を前駆体とする粘度100Pa・sのエポキシ樹脂を用い、シート状基材の表面に塗布量が20g/m2 となるように、計量ロールと転移ロール間の間隙(クリアランス)を初期調整して塗布を行った。 The speeds of the metering roll and the transfer roll were 7 m / min and 10 m / min, respectively. As the coating solution, an epoxy resin having an amine as a precursor and having a viscosity of 100 Pa · s is used, and the gap between the measuring roll and the transfer roll is set so that the coating amount is 20 g / m 2 on the surface of the sheet-like substrate ( Application was performed with initial adjustment of (clearance).
この塗工を行うに際して、ロール振れ測定手段として、渦電流式の変位センサーを、図1に示したように、計量ロールと転移ロールの中心点を結ぶ直線の延長線上で、計量ロールの上方側でかつロールの軸方向(幅方向)に2個設置した。 When performing this coating, an eddy current type displacement sensor is used as a roll deflection measuring means, as shown in FIG. 1, on the straight line connecting the center point of the measuring roll and the transfer roll, and above the measuring roll. And two were installed in the axial direction (width direction) of the roll.
ロール位置の制御は、計量ロールに対して行なった。具体的には、まず、変位センサーで該計量ロール表面までの距離をロール回転周期の5周期分(図2でm=5)について測定し、図2に示したように得られた5周期分の時間(図2の時間T)にわたる振れ分布を、1周期分に平均化して、図3に示したような1周期分の平均振れ分布を求めた。 The roll position was controlled on the metering roll. Specifically, first, the distance to the measuring roll surface is measured with a displacement sensor for five roll rotation periods (m = 5 in FIG. 2), and the five periods obtained as shown in FIG. The shake distribution over the period of time (time T in FIG. 2) was averaged for one period, and an average shake distribution for one period as shown in FIG. 3 was obtained.
次に、この1周期分の時間(図3の時間t。T=m×t)を20等分(この等分数をnとして、図3でn=20)して、t1 、t2 、t3 、t4 、t5 、……t20とし、さらに、これらの各時間における各変位X1 、X2 、X3 、X4 、…………X20(時間ti でのロール変位をXi で表す)の平均値Xmeanを求める。 Next, the time for one cycle (time t in FIG. 3; T = m × t) is divided into 20 equal parts (this equal fraction is n, n = 20 in FIG. 3), and t 1 , t 2 , t 3, t 4, t 5 , and ...... t 20, further the displacement X 1 in each of these time, X 2, X 3, X 4, roll displacement at ............ X 20 (time t i Is expressed as X i ).
そして、時間ti でのロール位置調整量(Xmod )i を、次式により求めた。
(Xmod )i =Xi −Xmean (i=1、2、………、n(実施例1ではn=20))
Then, the roll position adjustment amount (X mod ) i at time t i was obtained by the following equation.
(X mod ) i = X i −X mean (i = 1, 2,..., N (n = 20 in the first embodiment))
こうして得られたロール位置調整量に基づき、調整量が正の場合には計量ロールの位置をマイナス方向、すなわち、図1において右上方方向に動かし、負の場合にはブラス方向、すなわち、図1において左下方方向に動かした。 Based on the roll position adjustment amount obtained in this way, when the adjustment amount is positive, the position of the metering roll is moved in the minus direction, that is, in the upper right direction in FIG. 1, and when negative, the brass direction, that is, in FIG. Moved to the lower left direction.
上記の手順を、塗工中において連続的に実行して、計量ロールの位置制御を行った。 The above procedure was continuously executed during coating to control the position of the metering roll.
なお、2回目以降のL回目のロール位置の制御は、ロール位置調整量(Xmod )i,L を次式によって求めて行ったものである。
(Xmod )i,L =(Xmod )i,(L-1) +(X)i,L− Xmean (L=2、3、……)
The L-th and subsequent L-th roll position control is performed by determining the roll position adjustment amount (X mod ) i, L by the following equation.
(X mod ) i, L = (X mod ) i, (L-1) + (X) i, L − X mean (L = 2, 3, ...)
また、塗布量(塗膜厚さ)の測定は、塗布後の基材シートを走行方向(長手方向)に10cm四方毎に50点のサンプルを切り出して、その後に、該サンプル基材シートの表面の樹脂をかき取り、樹脂重量を電子天秤で測定することにより行った。 In addition, the coating amount (coating film thickness) is measured by cutting out 50 samples every 10 cm square in the running direction (longitudinal direction) of the coated substrate sheet, and then the surface of the sample substrate sheet The resin was scraped off and the resin weight was measured with an electronic balance.
また、塗布量のバラツキは、得られた測定値の範囲R(最大値と最小値の差)であらわすこととした。 In addition, the variation in the coating amount is expressed in the range R (the difference between the maximum value and the minimum value) of the obtained measurement values.
以上の条件で、本発明の装置と方法に従い、塗工を行った。 Under the above conditions, coating was performed according to the apparatus and method of the present invention.
その塗工の結果として、塗布量のバラツキ分布を調べ評価した。 As a result of the coating, variation distribution of the coating amount was examined and evaluated.
その結果、上記R値(最大値と最小値の差)がR=0.8g/m2 であり、また、長さ方向の塗布量の分布は図5に示したような結果であり、均一な塗膜厚みを呈する塗工が良好に実現できていると評価できるものであった。
実施例2
上述した実施例1の方法において、計量ロールの振れ測定とロール位置調整量の変更を、塗工工程中に連続的でなく、予め設定された周期毎に実行した。
As a result, the R value (difference between the maximum value and the minimum value) is R = 0.8 g / m 2 , and the distribution of the coating amount in the length direction is as shown in FIG. It was possible to evaluate that the coating exhibiting a satisfactory coating thickness was successfully realized.
Example 2
In the method of Example 1 described above, the measurement roll deflection measurement and the roll position adjustment amount change were not performed continuously during the coating process, but at preset intervals.
その結果、データなどの記載は省略するが、実施例1とほぼ同様に良好な塗工結果を得ることができた。
実施例3
実施例1で用いたリバースロールコータを用いて、ただし、非塗工時において運転をしてロールを回転させ(空運転)、計量ロールの振れ分布を渦電流式の変位センサーを用いて測定しロール位置調整量を算出した。具体的には、以下のようにして行った。
As a result, although description of data etc. was abbreviate | omitted, the favorable coating result was able to be obtained substantially the same as Example 1.
Example 3
Using the reverse roll coater used in Example 1, however, the roll was rotated by rotating it during non-coating (idle operation), and the runout distribution of the metering roll was measured using an eddy current displacement sensor. The roll position adjustment amount was calculated. Specifically, it was performed as follows.
すなわち、非塗布時に予め計量ロールの振れ分布を測定し、実施例1で記載した制御方法と同様の手順でロール位置調整量を求めておく。また、図4に示したようにロール振れ分布の最大値あるいは最小値の位置にロールの回転位相を算出するためのマーカ7をつけておく(この実施例3では、分布の最大値の位置にマーカを設置した)。 That is, the run-out distribution of the metering roll is measured in advance at the time of non-application, and the roll position adjustment amount is obtained in the same procedure as the control method described in the first embodiment. Also, as shown in FIG. 4, a marker 7 for calculating the rotational phase of the roll is attached to the position of the maximum value or minimum value of the roll shake distribution (in this third embodiment, the position of the maximum value of the distribution is set). Marker was installed).
塗布時には、回転位相検出センサー8により計量ロールの回転位相を検出し、予め算出された計量ロール位置調整量の位相と同期するように、ロールの位置を、実施例1において記載をした制御方法と同様にして該計量ロールを動かすことにより制御しながら塗布を行った。
At the time of application, the rotational
その塗工の結果として、塗布量のバラツキ分布を調べ評価した。 As a result of the coating, variation distribution of the coating amount was examined and evaluated.
その結果、上記R値(最大値と最小値の差)がR=0.9g/m2 であり、また、長さ方向の塗布量の分布は図6に示したような結果であり、実施例1よりは劣るものの、均一な塗膜厚みを呈する塗工が良好に実現できていると評価できるものであった。
比較例1
実施例1に記載のリバースロールコータを用いて、ただし、変位センサーは取り外してしまい、初期設定後、ロール位置の制御を何ら行わない以外は、実施例1と同等の条件により塗工を行った。
As a result, the R value (difference between the maximum value and the minimum value) is R = 0.9 g / m 2 , and the distribution of the coating amount in the length direction is a result as shown in FIG. Although inferior to Example 1, it could be evaluated that the coating exhibiting a uniform coating thickness was successfully realized.
Comparative Example 1
Using the reverse roll coater described in Example 1, however, the displacement sensor was removed, and coating was performed under the same conditions as in Example 1 except that the roll position was not controlled after the initial setting. .
その結果、上記R値(最大値と最小値の差)がR=5.1g/m2 であり、また、長さ方向の塗布量の分布は図7に示したような結果であり、均一な塗膜厚みを呈する塗工は実現できていないと認められる好ましくないものであった。 As a result, the R value (difference between the maximum value and the minimum value) is R = 5.1 g / m 2 , and the distribution of the coating amount in the length direction is as shown in FIG. It was an unfavorable thing that it was recognized that a coating having a sufficient coating thickness could not be realized.
1:ウェブ
2:転移ロール
3:計量ロール
4:塗布液供給手段
5:塗布液
5a:計量された塗膜
5b:塗膜
6:ロール振れ測定手段
7:マーカ
8:回転位相検出センサー
1: Web 2: Transfer roll 3: Measuring roll 4: Coating liquid supply means 5: Coating liquid 5a: Weighed
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