CN111093838B - 间歇涂布装置 - Google Patents

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Abstract

提供间歇涂布装置，即使提高涂布速度，也能够实现涂布开始端部的涂布膜的膜厚的均匀化。具体而言，本发明的间歇涂布装置(1)具有：提供部(10)，其提供涂液(20)；涂布部(15)，其将从提供部提供的涂液经由提供路(21)而涂布至基材(30)的表面上；提供阀(12)，其具有对提供路进行开闭的阀芯(42)；以及驱动部，其对阀芯进行驱动，驱动部由第1气缸(13)和第2气缸(14)构成，第1气缸通过与阀芯连结的第1活塞(52)的往复动作而对阀芯的开闭进行控制，第2气缸将与阀芯连结的第2活塞(62)向第1活塞将阀芯关闭的方向进行驱动。

Description

间歇涂布装置
技术领域
本发明涉及间歇涂布装置，其对连续地搬送的基材的表面间歇地涂布涂液而断续地形成涂布区域和未涂布区域。
背景技术
以往的间歇涂布装置中，例如如专利文献1等所记载的那样，通过两个切换阀(提供阀、回收阀)对将从涂液容器提供的涂液从涂布模头排出到基材表面的流路和将涂液回收至涂液容器的流路进行切换。由此，能够一边连续地进行来自涂液容器的涂液的提供，一边在连续搬送的基材的表面上断续地形成涂布区域和未涂布区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-188449号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了增加每单位时间的涂布面积而提高生产率，需要使来自涂布模头的涂液的每单位时间的排出量以及基材的搬送速度(即涂布速度)提高。
在提高了基板的搬送速度的情况下，为了在连续搬送的基材的表面上按照规定的时机形成涂布区域和未涂布区域，需要快速地进行两个切换阀(提供阀、回收阀)的切换，因此需要提高切换阀的驱动速度。因此，优选在切换阀的驱动中使用响应性优于电动致动器(例如伺服电动机)的气缸。
但是，在使用气缸来高速驱动切换阀的情况下，难以精度良好地控制输入至气缸内的空气压和与阀芯连结的活塞的行程内的速度。因此，难以使形成在基材表面的涂布膜的膜厚均匀地形成。特别是在涂液的提供开始时，由于阀芯的移动而成为加压状态，因此来自涂布模头的涂液的排出量瞬间增多。因此，会产生涂布膜的膜厚在涂布开始端部变厚(鼓起)的问题。但是，以往没有考虑到在提高涂布速度时所产生的涂布开始端部处的涂布膜的鼓起。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要的目的在于提供间歇涂布装置，在使用气缸进行切换阀的驱动的间歇涂布装置中，即使提高涂布速度，也能够实现涂布开始端部的涂布膜的膜厚的均匀化。
用于解决课题的手段
本发明的间歇涂布装置在连续地搬送的基材的表面上间歇地涂布涂液而断续地形成涂布区域和未涂布区域，其中，该间歇涂布装置具有：提供部，其提供涂液；涂布部，其将从提供部提供的涂液经由提供路而涂布至基材的表面上；提供阀，其具有对提供路进行开闭的阀芯；以及驱动部，其对阀芯进行驱动，驱动部由第1气缸和第2气缸构成，第1气缸通过与阀芯连结的第1活塞的往复动作而对阀芯的开闭进行控制，第2气缸将与阀芯连结的第2活塞向第1活塞将阀芯关闭的方向进行驱动。
发明效果
根据本发明，能够提供间歇涂布装置，在使用气缸进行切换阀的驱动的间歇涂布装置中，即使提高涂布速度，也能够实现涂布开始端部的涂布膜的膜厚的均匀化。
附图说明
图1是示意性示出本发明的一个实施方式中的间歇涂布装置的结构的图。
图2是示出通过第1和第2气缸对提供阀的开闭进行驱动的动作的图，其中，(a)示出将提供阀关闭的动作，(b)示出将提供阀打开的动作。
图3是示出使用本发明的间歇涂布装置而形成涂布区域/未涂布区域时的涂布膜的膜厚的侧视图。
图4是示出本发明的其他实施方式中的第2气缸的配置的图，其中，(a)示出将提供阀关闭的动作，(b)示出将提供阀打开的动作。
图5是示出本发明的其他实施方式中的制动机构的结构的图，其中，(a)示出将提供阀关闭的动作，(b)示出将提供阀打开的动作。
图6是示出本发明的其他实施方式中的制动机构的结构的图，其中，(a)示出将提供阀关闭的动作，(b)示出将提供阀打开的动作。
图7是示出以往的间歇涂布装置的常规结构的图。
图8是示出通过以往的气缸对提供阀的开闭进行驱动的动作的图，其中，(a)示出将提供阀关闭的动作，(b)示出将提供阀打开的动作。
图9是示出以往的间歇涂布中的提供阀和回收阀的开闭动作以及通过间歇涂布而形成了涂布区域/未涂布区域时的涂布膜的膜厚的图。
图10是示出以往的间歇涂布中的提供阀和回收阀的开闭动作的图。
图11是示出通过以往的间歇涂布而形成了涂布区域/未涂布区域时的涂布膜的膜厚的图。
具体实施方式
在对本发明的实施方式进行说明之前，对以往的间歇涂布装置中的问题点进行说明。
图7是示出以往的间歇涂布装置100的常规结构的图。
如图7所示，收纳在涂液容器110中的涂液120通过设置于提供路121的中途的泵111进行送液而被提供至涂布模头115内的集流腔116。并且，被提供至集流腔116的涂液120从涂布模头115的缝排出而在基材130的表面上形成涂布膜131。
在泵111与涂布模头115之间的提供路121上设置有具有对提供路121进行开闭的阀芯的提供阀112。另外，从提供路121的中途分支出与涂液容器110连接的回收路122，在回收路122上设置有具有对回收路122进行开闭的阀芯的回收阀117。另外，提供阀112和回收阀117的阀芯分别被气缸113、118驱动，该驱动通过控制部119进行控制。
图8是示出通过气缸113对提供阀112的开闭进行驱动的动作的图，其中，图8的(a)示出将提供阀112关闭的动作，图8的(b)示出将提供阀112打开的动作。
提供阀112夹着阀芯142和阀座143而具有贮液室141和贮液室140，涂液120从提供路121进入贮液室141，贮液室140的涂液120从提供路121排出。另外，气缸113夹着活塞152而具有压空室150、151，活塞152经由杆153而与阀芯142连结。
如图8的(a)所示，通过向压空室151提供压力P的压力空气，活塞152向与阀芯142相反的方向移动。由此，阀芯142与活塞152一体地移动而与阀座143抵接，从而将提供阀112关闭，停止涂液120的提供。
接着，如图8的(b)所示，通过向压空室150提供压力P的压力空气，活塞152向阀芯142的方向移动。由此，阀芯142与活塞152一体地移动而与阀座143分开，从而将提供阀112打开，开始涂液120的提供。
另外，向压空室150、151的压力空气提供以及大气开放(或排气)例如可以使用电磁阀进行。另外，为了精度良好地控制活塞152的移动，优选提供至压空室150、151的压力空气的压力P为相同大小。
另外，通过气缸118对回收阀117的开闭进行驱动的动作也与提供阀112的动作相同，因此省略了说明。
图9是示出间歇涂布中的提供阀112和回收阀117的开闭动作以及通过间歇涂布形成了涂布区域/未涂布区域时的涂布膜的膜厚的图。
如图9所示，在形成涂布区域时，将提供阀112打开、将回收阀117关闭，从涂布模头115将涂液120涂布至基材130的表面上而形成涂布区域。另外，在形成未涂布区域时，将提供阀112关闭、将回收阀117打开，经由回收路122而将涂液120回收至涂液容器110中。
在形成涂布区域时，在涂液120的提供开始时，通过提供阀112的阀芯142的移动，通入到涂布模头115的提供路121内的涂液120的压力上升，因此来自涂布模头115的涂液120的排出量瞬间增多。因此，如图9所示，在涂布开始端部产生了涂布膜的鼓起。
因此，为了消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起，如图10所示，存在使关闭回收阀117的时机稍微延迟的方法。由此，能够使涂液120的提供开始时已上升的提供路121内的涂液120的压力释放至回收路122侧，因此如图10所示，能够消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起。
但是，当为了提高生产率而提高来自涂布模头115的涂液120的每单位时间的排出量时，仅通过上述的方法难以消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起。另外，当为了提高生产率而提高基材130的搬送速度时，形成未涂布区域的时间(提供阀112被关闭的时间)变得非常短。例如在使基材130的搬送速度为60m/分钟的情况下，当使未涂布区域的长度为10mm时，提供阀112被关闭的时间为10msec，非常短。因此，难以与将提供阀112打开的时机同步地控制将回收阀117关闭的时机。
因此，作为消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起的方法，考虑了在涂液120的提供开始时，为了抑制通入到涂布模头115的提供路121内的涂液120的压力上升而使打开提供阀112时的气缸113的活塞152的移动速度降低。因此，需要降低提供至压空室150的压力空气的压力P。
但是，在该情况下，将提供阀112关闭时提供至压空室151的压力空气的压力P1和将提供阀112打开时提供至压空室150的压力空气的压力P2成为不同的大小(P1＞P2)。因此，在持续进行向压空室150、151提供压力空气/大气开放的切换的情况下，在提供至压空室150、151的压力空气的压力P1、P2之间产生压力差，因此活塞152的往复动作变得不稳定。例如由于切换时的压空室150、151内的残压、从电磁阀至压空室150、151的配管中的压力损失等主要原因，活塞152的往复动作变得不稳定。
因此，在降低将提供阀112打开时的气缸113的活塞152的移动速度的情况下，如图11所示，能够消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起，但涂布膜的膜厚形状变得不稳定。其结果是，涂布区域的长度L1、L2、L3产生偏差。
因此，作为降低将提供阀打开时的气缸的活塞的移动速度的手段，本申请发明人(等)设想了将向与气缸的活塞的移动方向相反的方向施加负荷的气缸作为制动气缸而附加在对提供阀的阀芯进行驱动的气缸上，从而想到了本发明。
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限于以下的实施方式。另外，可以在不脱离起到本发明的效果的范围内适当进行变更。
图1是示意性示出本发明的一个实施方式的间歇涂布装置的结构的图。另外，本实施方式中的间歇涂布装置是对连续地搬送的基材的表面间歇地涂布涂液而断续地形成涂布区域和未涂布区域的装置。
如图1所示，本实施方式中的间歇涂布装置1具有：涂液容器(提供部)10，其提供涂液20；涂布模头(涂布部)15，其将从涂液容器10提供的涂液20经由提供路21而涂布至基材30的表面上；提供阀12，其具有对提供路21进行开闭的阀芯；以及驱动部，其对阀芯进行驱动。其中，本实施方式中的驱动部由第1气缸13和第2气缸14构成。另外，第1气缸13的驱动通过控制部19进行控制。
收纳于涂液容器10中的涂液20通过设置于提供路21的中途的泵11进行送液而提供至涂布模头15内的集流腔16。并且，提供至集流腔16的涂液20从涂布模头15的缝排出而在基材30的表面上形成涂布膜31。
另外，从提供路21的中途分支出与涂液容器10连接的回收路22，在回收路22上设置有具有对回收路122进行开闭的阀芯的回收阀17。回收阀17的阀芯被气缸18驱动，该驱动通过控制部19进行控制。
图2是示出通过第1和第2气缸13、14对提供阀12的开闭进行驱动的动作的图，其中，图2的(a)示出将提供阀12关闭的动作，图2的(b)示出将提供阀12打开的动作。
提供阀12夹着阀芯42和阀座43而具有贮液室41和贮液室40，涂液20从提供路21进入贮液室41，贮液室40的涂液20从提供路21排出。
第1气缸13夹着第1活塞52而具有压空室50、51，第1活塞52经由杆53而与阀芯42连结。这里，第1气缸13通过与阀芯42连结的第1活塞52的往复动作而对阀芯42的开闭进行控制。
另外，第2气缸14相对于提供阀12配置在与第1气缸13相同的一侧。这里，与第1气缸13的两侧并列地配置有由相同的结构构成的两个第2气缸14。
第2气缸14夹着第2活塞62而具有压空室60、61，第2活塞62经由杆63而与阀芯42连结。这里，通过将杆63与第1气缸13的杆53连结而与杆53成为一体，从而与阀芯42连结。
如图2的(a)所示，通过向第1气缸13的压空室51提供压力P的压力空气，第1活塞52向与阀芯42相反的方向移动。由此，阀芯42与第1活塞52一体地移动而与阀座43抵接，从而将提供阀12关闭而停止涂液20的提供。
另一方面，始终向第2气缸14的压空室61提供恒定压力P的压力空气。因此，在第2气缸14中，与阀芯42连结的第2活塞62始终将第1活塞52向将阀芯42关闭的方向进行驱动。
这里，基于活塞的驱动力F由提供至压空室的压力空气的压力P和活塞的表面积之积决定，在本实施方式中，第1气缸13中的第1活塞52的驱动力F1设定得比第2气缸14中的第2活塞的驱动力F2之和(2F2)大。
例如在将提供至第1气缸13的压空室51的压力空气的压力P和提供至第2气缸14的压空室61的压力空气的压力P设定为相同的大小的情况下，通过限定相对于第1活塞52的表面积的第2活塞62的表面积，能够满足F1＞2F2的关系。
接着，如图2的(b)所示，通过向第1气缸13的压空室50提供压力P的压力空气，第1活塞52通过驱动力F1而向阀芯42的方向移动。由此，阀芯42与活塞52一体地移动而从阀座43离开，从而将提供阀12打开，开始涂液20的提供。
在本实施方式中，在通过第1活塞52的驱动力F1将阀芯42向打开的方向驱动的期间，通过第2活塞62向将阀芯42关闭的方向作用驱动力F2。即，成为在与第1活塞52向打开阀芯42的方向进行移动相反的方向上通过第2活塞62的驱动力F2而施加有一定的制动的状态。由此，能够降低打开阀芯42时的第1活塞52的移动速度。其结果是，如图3所示，在涂液20的提供开始时，能够抑制通入到涂布模头15的提供路21内的涂液20的压力上升，因此能够消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起。
另外，在本实施方式中，将关闭提供阀12时提供至压空室51的压力空气的压力P和打开提供阀12时提供至压空室50的压力空气的压力P设定为相同的值，因此即使持续进行向压空室50、51提供压力空气/大气开放的切换，也能够稳定地进行第1活塞52的往复动作。因此，如图3所示，能够稳定地形成涂布区域的长度L。
另外，在本实施方式中，如图2的(a)所示，在通过第1活塞52的驱动力F1将阀芯42向关闭的方向驱动的期间，也对第2活塞62向将阀芯42关闭的方向作用驱动力F2。因此，虽然在将阀芯42关闭时第1活塞52的移动速度提高，但作用于使向涂布模头15的涂液20的提供快速地停止的方向，因此不会给涂布膜的膜厚变动带来影响。
另外，在本实施方式中，始终向第2气缸14的压空室61提供恒定压力P的压力空气，因此能够稳定地进行第1活塞52的往复动作。
图4是示出本发明的其他实施方式中的第2气缸14的配置的图，其中，图4的(a)示出将提供阀12关闭的动作，图4的(b)示出将提供阀12打开的动作。
如图4所示，本实施方式中的第2气缸14相对于提供阀12配置在与第1气缸13相反的一侧。另外，第2活塞62经由杆63而与阀芯42直接连结。另外，优选杆63的轴心与第1气缸13的杆53的轴心一致。
始终向第2气缸14的压空室61提供恒定压力P的压力空气。因此，在第2气缸14中，与阀芯42连结的第2活塞62始终向第1活塞52将阀芯42关闭的方向被驱动。因此，如图4的(b)所示，成为在与第1活塞52向打开阀芯42的方向进行移动相反的方向上通过第2活塞62的驱动力F2而施加有一定的制动的状态。由此，能够降低打开阀芯42时的第1活塞52的移动速度。其结果是，在涂液20的提供开始时，能够抑制通入到涂布模头15的提供路21内的涂液20的压力上升，因此能够消除涂布开始端部的涂布膜的鼓起。
以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述不是限定事项，当然可以进行各种改变。例如在上述实施方式中，如图1所示，与第1气缸13的两侧并列地配置两个第2气缸14，但也可以与第1气缸13的一侧并列地配置一个第2气缸14。在该情况下，优选提高第1气缸13的杆53和第2气缸14的杆63的刚性。
另外，在上述实施方式中，使提供至第1气缸13的压空室50、51的压力空气的压力P和提供至第2气缸14的压空室61的压力空气的压力P为相同的值，但也可以按照第1活塞52向将阀芯42打开的方向进行驱动的驱动力F1比第2活塞62向将阀芯42关闭的方向进行驱动的驱动力F2大的方式分别设定提供至第1气缸13的压空室50、51的压力空气的压力和提供至第2气缸14的压空室61的压力空气的压力。
另外，在上述实施方式中，例示出始终向第2气缸14的压空室61提供恒定压力P的压力空气的结构。这样能够将驱动力F2保持恒定，因此是优选的。但是，在将本发明具体化的方面，可以采用联动地进行向第2气缸14的压空室61的压力空气的提供与向压空室50、51的压力空气的提供(即第1气缸13的驱动)的结构。在该情况下，在对第1气缸13进行驱动的期间，第2气缸14向将阀芯42关闭的方向进行驱动。
或者也可以采用联动地进行向第2气缸14的压空室61的压力空气的提供与向压空室50的压力空气的提供的结构。在该情况下，在第1气缸13向将阀芯42打开的方向进行驱动的期间，成为第2气缸14向将阀芯42关闭的方向进行驱动而施加有一定的制动的状态。
另外，在上述实施方式中，作为降低打开提供阀12时的第1活塞52的移动速度的手段，将向与第1活塞52的移动方向相反的方向施加负荷的第2气缸14作为制动气缸附加在对提供阀12的阀芯42进行驱动的第1气缸13上，但例如也可以如图5的(a)、(b)所示，在与阀芯42联动而进行动作的杆53上，相对于第1气缸13在两侧连结杆63，在该杆63上设置赋予一定的反作用力的制动机构70。具体而言，将板71安装在一对杆63的前端，在夹着该板71的位置配置摩擦垫72，从而能够构成制动机构70。
如图5的(a)所示，在第1活塞52向将阀芯42关闭的方向进行驱动时，摩擦垫72从板71离开，因此不会对杆63作用摩擦力(制动)。
另一方面，如图5的(b)所示，在第1活塞52向打开阀芯42的方向进行驱动时，利用摩擦垫72挤压板71，从而在与向打开阀芯42的方向进行移动相反的方向上对杆63施加摩擦力R。
在该情况下，第1活塞52向将阀芯42打开的方向进行驱动的驱动力F1设定得比赋予至与阀芯42联动而进行动作的杆63的摩擦力R大。由此，成为通过赋予至杆63的摩擦力R而在与第1活塞52向将阀芯42打开的方向移动的方向相反的方向上施加有一定的制动的状态。由此，能够降低将阀芯42打开时的第1活塞52的移动速度。
基于这样的制动机构70的摩擦力R不会由于阀芯42的位移(杆63的移动距离)而变化，因此能够在与第1活塞52向将阀芯42打开的方向进行移动相反的方向上施加一定的制动。
图6的(a)、(b)是示出制动机构的其他例的图，其中，图6的(a)示出将提供阀12关闭的动作，图6的(b)示出将提供阀12打开的动作。
如图6的(a)、(b)所示，在阀芯42上，在与第1气缸13相反的一侧连结有与阀芯42联动而进行往复动作的杆81，在该杆81的前端设置缓冲材料80，从而能够构成制动机构。
如图6的(b)所示，在第1活塞52向将阀芯42打开的方向进行了驱动时，利用杆81将缓冲材料80压缩，从而在与向打开阀芯42的方向进行移动相反的方向上对杆81作用反作用力R。另外，如图6的(a)所示，在第1活塞52向将阀芯42关闭的方向进行驱动时，缓冲材料80不被杆81压缩，因此不会对杆81施加制动。
标号说明
1：间歇涂布装置；10：涂液容器(提供部)；11：泵；12：提供阀；13：第1气缸；14：第2气缸；15：涂布模头(涂布部)；16：集流腔；17：回收阀；18：气缸；19：控制部；20：涂液；21：提供路；22：回收路；30：基材；31：涂布膜；40、41：贮液室；42：阀芯；43：阀座；50、51：压空室；52：第1活塞；53：杆；60、61：压空室；62：第2活塞；63：杆；70：制动机构；71：板；72：摩擦垫；80：缓冲材料(制动机构)。

Claims (8)

1.一种间歇涂布装置，其在连续地搬送的基材的表面上间歇地涂布涂液而断续地形成涂布区域和未涂布区域，其中，
该间歇涂布装置具有：
提供部，其提供所述涂液；
涂布部，其将从所述提供部提供的涂液经由提供路而涂布至所述基材的表面上；
提供阀，其具有对所述提供路进行开闭的阀芯；以及
驱动部，其对所述阀芯进行驱动，
所述驱动部由第1气缸和第2气缸构成，
所述第1气缸通过与所述阀芯连结的第1活塞的往复动作而控制所述阀芯的开闭，
所述第2气缸将与所述阀芯连结的第2活塞向所述第1活塞将所述阀芯关闭的方向进行驱动，
在所述第1活塞将所述阀芯打开的期间，所述第1活塞的驱动力的方向与所述第2活塞的驱动力的方向相反。
2.根据权利要求1所述的间歇涂布装置，其中，
所述第2气缸相对于所述提供阀配置在与所述第1气缸相同的一侧，
所述第2活塞与所述第1活塞连结。
3.根据权利要求2所述的间歇涂布装置，其中，
所述第2气缸在所述第1气缸的两侧并列地配置有两个。
4.根据权利要求1所述的间歇涂布装置，其中，
按照所述第1活塞向将所述阀芯打开的方向进行驱动的驱动力比所述第2活塞向将所述阀芯关闭的方向进行驱动的驱动力大的方式分别设定输入至所述第1气缸和所述第2气缸的压力空气的压力。
5.根据权利要求1所述的间歇涂布装置，其中，
所述第2气缸相对于所述提供阀配置在与所述第1气缸相反的一侧，
所述第2活塞与所述阀芯直接连结。
6.根据权利要求1所述的间歇涂布装置，其中，
在所述第1气缸中，向将所述阀芯打开的方向进行驱动时所输入的压力空气的压力和向将所述阀芯关闭的方向进行驱动时所输入的压力空气的压力被设定成相同的值。
7.一种间歇涂布装置，其在连续地提供的基材的表面上间歇地涂布涂液而连续地形成一定的长度的涂布图案，其中，
该间歇涂布装置具有：
提供部，其提供所述涂液；
涂布部，其将从所述提供部提供的涂液经由提供路而涂布至所述基材的表面上；
提供阀，其具有对所述提供路进行开闭的阀芯；以及
气缸，其对所述阀芯进行驱动，
所述气缸通过与所述阀芯连结的活塞的往复动作而控制所述阀芯的开闭，
在所述阀芯上，在与所述气缸相反的一侧连结有与所述阀芯联动而进行往复动作的杆，
在所述杆上设置有制动机构，在所述活塞向将所述阀芯打开的方向进行驱动时，该制动机构对与所述阀芯联动而进行动作的所述杆赋予一定的摩擦力。
8.根据权利要求7所述的间歇涂布装置，其中，
所述活塞向将所述阀芯打开的方向进行驱动的驱动力被设定成比赋予至与所述阀芯联动而进行动作的所述杆的摩擦力大。
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