JP7088783B2

JP7088783B2 - 塗工装置

Info

Publication number: JP7088783B2
Application number: JP2018154938A
Authority: JP
Inventors: 臣伸比良; 丈夫日浅; 和人上田
Original assignee: 株式会社ヒラノテクシード
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: JP2020028842A

Description

本発明は、塗工装置に関するものである。

長尺状のウエブの両面に塗工液を塗工する場合には、１台目のダイでウエブの上面に塗工液を塗工し、その後に２台目のダイでウエブの下面に塗工液を塗工する。

特開２０１５－９２３２号公報

上記のように塗工液をウエブの下面に塗工するときに、塗工液自体が持つ表面張力によってウエブが垂直方向に引っ張られて、塗工面が乱れるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、ウエブの下面に塗工液を塗工するときに、塗工液自体が持つ表面張力によってウエブが垂直に引っ張られ難い塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、上面に塗工液が塗工された状態で前後方向に走行するウエブを支持する起点ロールと、前記起点ロールの下流で、かつ、前記ウエブの走行路の下方に配され、前記ウエブの下面に塗工液を間欠塗工するダイと、前記ダイの下流に配され、前記ウエブを熱処理する熱処理装置と、を有した塗工装置において、前記ダイは、前分割部と、後分割部と、前記前分割部と前記後分割部の間に挟まれたシムとを有し、前記前分割部と前記後分割部の上部には、傾斜面がそれぞれ形成され、前記前分割部と前記後分割部を組み合わせた状態で縦断面が三角形となり、その三角形の上部から唇状に刃先部が上方に突出し、前記刃先部の上面には左右方向にスリット状の吐出口が開口し、前記前分割部の前記傾斜面の左右方向に塗工安定板が配され、前記塗工安定板の上端部が前記刃先部より上方に突出し、前記ウエブの下面を支持し、前記熱処理装置は、熱処理室と、前記熱処理室の前面に設けられた搬入口と、前記熱処理室の後面に設けられた搬出口と、前記熱処理室内を前後方向に走行する前記ウエブに熱風を上方から吹き出す上ノズルと、前記熱処理室内を前後方向に走行する前記ウエブに熱風を下方から吹き出す下ノズルと、を有し、前記搬入口にもっとも近い位置に、前記上ノズルが配され、前記ウエブの走行方向は、前記起点ロールから前記搬入口にもっとも近い位置の前記上ノズルまでは水平方向に対し下方に傾斜角度θで傾斜し、前記傾斜角度θに合わせて、前記ダイが垂直方向に対し傾斜し、かつ、前記塗工安定板の上端部に支持された前記ウエブの下面と前記吐出口との距離が、塗工間隙に保持されている、塗工装置である。

本発明によれば、ウエブの下面に塗工液を目的の塗工厚さで塗工できる。

本発明の一実施形態の塗工装置と熱処理装置の説明図である。下塗工ダイと熱処理装置の搬入口部分の拡大縦断面図である。下塗工ダイの背面図である。下塗工ダイの平面図である。

以下、本発明の一実施形態の塗工装置１０について図１～図４を参照して説明する。塗工装置１０は、ウエブＷの両面に塗工液を間欠塗工する両面間欠塗工装置である。ウエブＷとしては、例えば、金属箔、フィルム、布、紙である。また、この塗工装置１０によって両面が塗工されたウエブＷを加熱するための熱処理装置７０が設けられ、一つの製造システム１を形成している。

（１）製造システム１
製造システム１の塗工装置１０と熱処理装置７０について図１を参照して説明する。塗工装置１０は、ウエブＷを搬送するバックアップロール１６、案内ロール２６、ウエブＷの上面に塗工液を間欠塗工する上塗工ダイ１２、ウエブＷの下面に塗工液を間欠塗工する下塗工ダイ１４とを有している。

バックアップロール１６は、回転することによりウエブＷを抱えて下から上に一定の走行速度で搬送する。

上塗工ダイ１２は、バックアップロール１６の側方に水平に配されている。上塗工ダイ１２は、上分割部１８と下分割部２０とより構成され、下分割部２０の上面に液溜め部２２が左右方向に設けられている。この液溜め部２２からバックアップロール１６の方向に向かって液通路２４が形成され、その先端にある吐出口から塗工液がウエブＷの片面（上面）へ間欠塗工され、塗工区間２と非塗工区間３とが交互に形成される。上塗工ダイ１２には、第１三方弁３３を介して第１ポンプ２８が接続され、ウエブＷの上面に塗工区間２を形成する場合には、第１ポンプ２８は塗工液を溜めた第１タンク３０から第１三方弁３３を介して上塗工ダイ１２の液溜め部２２に塗工液を圧送し、ウエブＷの上面に非塗工区間３を形成する場合には、第１三方弁３３を切り替えて、上塗工ダイ１２への塗工液を停止し、第１ポンプ２８からの塗工液を第１タンク３０に循環させる。

案内ロール２６は、上面に塗工区間２が形成されたウエブＷを縦方向から水平方向に転回して移動させる。

下塗工ダイ１４は、案内ロール２６の下流に配されている。下塗工ダイ１４は、ウエブＷの下面に塗工液を間欠塗工し、塗工区間４と非塗工区間５とを交互に形成する。下塗工ダイ１４には、第２三方弁３５を介して第２ポンプ３２が接続され、ウエブＷの下面に塗工区間４を形成する場合には、第２ポンプ３２は塗工液を溜めた第２タンク３４から第２三方弁３５を介して下塗工ダイ１４に塗工液を圧送し、ウエブＷの下面に非塗工区間５を形成する場合には、第２三方弁３５を切り替えて、下塗工ダイ１４への塗工液を停止し、第２ポンプ３２からの塗工液を第２タンク３４に循環させる。下塗工ダイ１４については後から詳しく説明する。

熱処理装置７０は、上面に塗工区間２、非塗工区間３、下面に塗工区間４、非塗工区間５が間欠塗工されたウエブＷが、搬入され、熱処理が行われ搬出される。熱処理装置７０についても後から詳しく説明する。

（２）下塗工ダイ１４
次に、下塗工ダイ１４について図２と図３を参照して説明する。下塗工ダイ１４は、図２に示すように前分割部３６と後分割部３８とを有し、その間にシム４０が挟まれている。

前分割部３６の上部には前傾斜面３７が形成され、後分割部３８の上部には後傾斜面３９が形成され、前分割部３６と後分割部３８を組み合わせると縦断面が三角形となり、その三角形の上部から唇状に刃先部４８が上方に突出している。この刃先部４８の上面は平らな面であり、左右方向にスリット状の吐出口５０が開口している。

後分割部３８の前面には、左右方向に凹んだ液溜め部４２が形成され、前分割部３６と後分割部３８によって、シム４０を挟んだ状態で液溜め部４２の上端部から上方に向かって液通路４４が形成されている。吐出口５０は、液通路４４の上端部に開口している。

シム４０は、図３に示すように前分割部３６と後分割部３８の間に挟持されたコの字状の金属板であり、シム４０の両側部４０ａ，４０ｂの間の空間に液溜め部２２と液通路２４がある。

液溜め部４２の後面には、液供給口４６が形成され、上記した第２ポンプ３２から第２三方弁３５を介して塗工液が供給される。

前分割部３６の前傾斜面３７の左右両側部には左右一対の板支持部６４が設けられている。この左右一対の板支持部６４の間には、塗工安定板６６が前傾斜面３７に沿ってスライド自在に支持されている。この塗工安定板６６の上端部、即ち図２において塗工安定板６６の厚み部分の上端部６８が、刃先部４８の上面よりも上方に突出している。そして、板支持部６４に対し塗工安定板６６をスライドさせることにより、上端部６８が走行するウエブＷの下面を支持すると共に、ウエブＷと刃先部４８にある吐出口５０との塗工間隙を保持する。

図３に示すように、下塗工ダイ１４の両側面から左右一対の回転軸５２が突出している。左右一対の回転軸５２は、基台５４から突出した左右一対の腕部５６によって回転自在に支持されている。これによって下塗工ダイ１４が、左右方向の回転軸５２，５２を中心に回転する。また、基台５４は、図３に示すように上下動装置６２によって上下自在に移動自在であり、この上下動装置６２によって刃先部４８とウエブＷとの間隙を調整できる。この上下動装置６２としては、コッタなどを用いる。

図２に示すように、案内ロール２６の下流であって、下塗工ダイ１４の上流に起点ロール５８が、ウエブＷの幅方向（左右方向）に沿って回転自在に設けられている。

下塗工ダイ１４の下流であって、熱処理装置７０の手前には距離を測るセンサ６０が設けられている。このセンサ６０は下方に向いており、ウエブＷの走行路の上面に配され、ウエブＷまでの縦距離Ｈを計測する。また、このセンサ６０が設けられている位置は、起点ロール５８の上端部と同じ高さ、すなわち、水平位置に設けられ、起点ロール５８の上端とセンサ６０までの横距離がＬと設定されている。

（３）熱処理装置７０
熱処理装置７０について図１と図２を参照して説明する。

熱処理装置７０は、直方体状の断熱性を有する熱処理室７２を有している。

熱処理室７２の前面には搬入口７４が開口し、後面には搬出口７６が開口している。この搬入口７４から搬出口７６に向かう空間がウエブＷの走行路である。

熱処理室７２の走行路の上方には上ダクト７８が前後方向に設けられ、この上ダクト７８の下面には、上ノズル８０が前後方向に沿って所定間隔毎に設けられている。上ノズル８０は、ウエブＷの幅方向に沿って長く、下面には熱風を吹き出す上吹き出し口８２がスリット状に開口している。

熱処理室７２の走行路の下方には下ダクト８４が前後方向に設けられ、この下ダクト８４の上面には、下ノズル８６が前後方向に沿って所定間隔毎に設けられている。下ノズル８６は、ウエブＷの幅方向に沿って長く、上面には熱風を吹き出す下吹き出し口８８がスリット状に開口している。上ノズル８０と下ノズル８６とは前後方向に沿って千鳥状に配されている。また、搬入口７４に最も近い位置に下ノズル８６でなく、上ノズル８０が配されている。

熱処理室７２にはファン９０が設けられ、このファン９０によって送風された空気が不図示の電気ヒーター、熱交換ユニットなどの加熱装置によって加熱され、共通ダクト９２から上ダクト７８と下ダクト８４にそれぞれ分離して送られ、上ダクト７８を通った熱風は上ノズル８０からウエブＷの上面に吹き出され、下ダクト８４を通った熱風は下ノズル８６からウエブＷの下面に吹き出される。

上ノズル８０と下ノズル８６とは前後方向に沿って千鳥状に配されているので、上ノズル８０と下ノズル８６から吹き出された熱風によって図２に示すように、ウエブＷは浮遊した状態でサインカーブ状に揺れながら熱処理されつつ搬送される。

（４）下塗工ダイ１４の傾斜角度の設定
次に、下塗工ダイ１４の傾斜角度θ°の設定について図１～図３を参照して説明する。ここで「傾斜角度θ°」は、下塗工ダイ１４が最も精度よく塗工液をウエブＷの下面に塗工できる角度である。図２に示すように、下塗工ダイ１４は、回転軸５２を中心Ｏに回転する。通常、刃先部４８の上面にある吐出口５０は水平であり、後分割部３８の上端部の前端部の位置、すなわち、吐出口５０の後端部の位置から回転軸５２の中心Ｏに降ろしたＭは、回転軸５２の中心Ｏを通る垂線Ｓと一致し、傾斜角度θ＝０°となる。なお、このときには、この線Ｍに沿って液通路２４が垂直に位置している。しかし、下塗工ダイ１４がこの垂直な状態では、下方に傾斜しているウエブＷの下面に塗工液を精度よく塗工できない。そこで本実施形態では、下塗工ダイ１４を回転して傾斜させ、刃先部４８の上面が、傾斜して走行しているウエブＷの下面と平行になるように設定する。そのための設定を行うための試験塗工について順番に説明する。

まず、熱処理装置７０を動作させて熱風を吹き出させる。

次に、下塗工ダイ１４に関して、刃先部４８の上面が水平から試験塗工用の傾斜角度θ０（例えば、θ０＝２°）になるように回転軸５２の中心Ｏを中心として傾斜させ、上下動装置６２で下塗工ダイ１４の高さ調整を行い、ウエブＷとの間隔を塗工厚さに合わせる。

次に、走行するウエブＷの上面に塗工区間２を上塗工ダイ１２で試験的に形成する。

次に、塗工区間２が形成されたウエブＷは、案内ロール２６を経て起点ロール５８に至る。この位置までは下面に塗工液が塗工されていないため、ウエブＷを水平状態に維持できる。

次に、ウエブＷが起点ロール５８を通過するとウエブＷを支持するものがないためウエブＷの上面に塗工された塗工区間２の重みで下方に傾斜して走行する。特に、この傾斜は、下流にある上ノズル８０からの下方への吹き出しの影響もある。

次に、下塗工ダイ１４で、ウエブＷの下面に塗工区間４を形成する。このときに、ウエブＷは、上面の塗工区間２の重さと、下面に塗られた塗工区間４の重さと、搬入口７４に最も近い上ノズル８０の上からの熱風によって水平方向に対し傾斜角度θ°だけ下方に傾斜している。

次に、起点ロール５８の上端部からセンサ６０までの横距離Ｌと、センサ６０が計測したウエブＷまでの縦距離Ｈから傾斜角度θを算出する。この算出方法は、

ｔａｎθ＝Ｈ／Ｌ・・・（１）

であるため、

θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ／Ｈ）・・・（２）

となる。但し、傾斜角度θ°としては、０．５°～５°に納める。

次に、この傾斜角度θ°になるように、下塗工ダイ１４を回転させ、垂線Ｓに対してθ°傾け、刃先部４８の上面がウエブＷの下面と平行になるように設定する。

次に、上下動装置６２で下塗工ダイ１４の高さ調整の微調整を行い、所定の塗工厚さとなるようにする。

（５）製造システム１の動作状態
製造システム１の動作状態について説明する。

まず、上記のように下塗工ダイ１４の傾斜角度θを設定した後、塗工安定板６６をスライドさせ、上端部６８で支持するウエブＷと刃先部４８にある吐出口５０との距離が塗工間隙になるように設定する。

次に、上塗工ダイ１２によって走行するウエブＷの上面に塗工区間２と非塗工区間３を交互に形成する。

次に、塗工区間２と非塗工区間３を交互に形成されたウエブＷは、案内ロール２６を経て起点ロール５８に至る。この位置までは下面に塗工液が塗工されていないため、ウエブＷを水平状態に維持できる。

次に、ウエブＷが起点ロール５８を通過するとウエブＷを支持するものがないためウエブＷの上面に塗工された塗工区間２の重みで下方にθ°傾斜して走行する。特に、この傾斜は、下流にある上ノズル８０からの下方への吹き出しの影響もある。

次に、下塗工ダイ１４の刃先部４８の上面が水平方向に対しθ°傾斜しているため、このウエブＷの傾斜角θ°と合致し、刃先部４８の上面とウエブＷの下面とが平行になり、この状態で塗工液を間欠塗工するため、所定の塗工厚さで塗工液をウエブＷの下面に正確に塗工できる。特に、ウエブＷの下面に塗工区間４を形成し、非塗工区間５に移行する場合に、従来は塗工液自体が持つ表面張力によってウエブＷが垂直に引っ張られていたが、本実施形態ではウエブＷの下面を塗工安定板６６の上端部６８で支持しているため、ウエブＷがその表面張力に引っ張られることなく一定の塗工間隙を維持でき、塗工区間４と非塗工区間５の移行が綺麗に行われ、塗工面が乱れない。

次に、上下面が間欠塗工されたウエブＷは、熱処理装置７０の熱処理室７２を通過するときに上ノズル８０と下ノズル８６からの熱風によって浮遊状態で加熱され、搬出口７６から搬出される。

（６）効果
本実施形態によれば、ウエブＷの下面に塗工区間４を形成した後、非塗工区間５を形成する場合に、吐出口５０から塗工液が吐出されない状態となることにより、塗工液の表面張力によってウエブＷの下面が垂直に引っ張られる状態となるが、塗工安定板６６の上端部６８によってウエブＷの下面が支持されているため、表面張力によって引っ張られることがなく、綺麗に移行することができる。

また、下塗工ダイ１４がウエブＷの傾斜角θ°に合わせて傾斜しているため、ウエブＷの下面に塗工液を塗工する場合にその塗工厚さの精度が向上する。

また、ウエブＷの下方への傾斜角度θ°は、起点ロール５８の上端とセンサ６０の横距離Ｌと、センサ６０が計測したウエブＷの上面までの縦距離Ｈとから求めるため、正確にその角度を求めることができる。

（７）変更例
上記実施形態では、バックアップロール１６の側方に上塗工ダイ１２を配してウエブＷの上面に塗工液を塗工したが、これ以外の方法でウエブＷの上面に塗工液を塗工してもよい。

また、上記実施形態では下塗工ダイ１４を水平面に対し傾斜して配置したが、これに限らず、下塗工ダイ１４を垂直に配置してもよい。

また、上記実施形態では、間欠塗工について説明したが、これに限らずウエブＷの下面に塗工液を連続して塗工する場合でも、塗工安定板６６を設けることにより、塗工液の表面張力による垂直方向への引っ張られる力がなくなり、塗工面を綺麗に塗工できる。

また、上記実施形態では、ウエブＷの上下面に塗工液を塗工したが、ウエブＷの下面にのみ塗工液を塗工する塗工装置１０であってもよい。

また、上記実施形態では、起点部材としてロールを用いたが、これに代えて左右方向に配した棒であってもよい。

また、上記実施形態では、後分割部３８の前面に左右方向に凹んだ液溜め部４２を設けたが、これに代えて前分割部３６の前面に左右方向に凹んだ液溜め部４２を設けてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２・・・上面の塗工区間、３・・・上面の非塗工区間、４・・・下面の塗工区間、５・・・下面の非塗工区間、１０・・・塗工装置、１２・・・上塗工ダイ、１４・・・下塗工ダイ、１６・・・バックアップロール、３６・・・前分割部、３７・・・前傾斜面、３８・・・後分割部、３９・・・後傾斜面、４８・・・刃先部、５０・・・吐出口、６４・・・板支持部、６６・・・塗工安定板、６８・・・塗工安定板の上端部

Claims

上面に塗工液が塗工された状態で前後方向に走行するウエブを支持する起点ロールと、
前記起点ロールの下流で、かつ、前記ウエブの走行路の下方に配され、前記ウエブの下面に塗工液を間欠塗工するダイと、
前記ダイの下流に配され、前記ウエブを熱処理する熱処理装置と、
を有した塗工装置において、
前記ダイは、
前分割部と、後分割部と、前記前分割部と前記後分割部の間に挟まれたシムとを有し、
前記前分割部と前記後分割部の上部には、傾斜面がそれぞれ形成され、前記前分割部と前記後分割部を組み合わせた状態で縦断面が三角形となり、その三角形の上部から唇状に刃先部が上方に突出し、前記刃先部の上面には左右方向にスリット状の吐出口が開口し、
前記前分割部の前記傾斜面の左右方向に塗工安定板が配され、
前記塗工安定板の上端部が前記刃先部より上方に突出し、前記ウエブの下面を支持し、
前記熱処理装置は、
熱処理室と、前記熱処理室の前面に設けられた搬入口と、前記熱処理室の後面に設けられた搬出口と、前記熱処理室内を前後方向に走行する前記ウエブに熱風を上方から吹き出す上ノズルと、前記熱処理室内を前後方向に走行する前記ウエブに熱風を下方から吹き出す下ノズルと、を有し、
前記搬入口にもっとも近い位置に、前記上ノズルが配され、
前記ウエブの走行方向は、前記起点ロールから前記搬入口にもっとも近い位置の前記上ノズルまでは水平方向に対し下方に傾斜角度θで傾斜し、
前記傾斜角度θに合わせて、前記ダイが垂直方向に対し傾斜し、かつ、前記塗工安定板の上端部に支持された前記ウエブの下面と前記吐出口との距離が、塗工間隙に保持されている、
塗工装置。
前記前分割部の前記傾斜面の左右両側に、左右一対の板支持部が設けられ、
左右一対の前記板支持部の間に前記塗工安定板が支持されている、
請求項１に記載の塗工装置。
左右一対の前記板支持部の間に支持された前記塗工安定板は、前記前分割部の前記傾斜面に沿ってスライド自在である、
請求項２に記載の塗工装置。
前記ダイは、
前記前分割部、又は、前記後分割部の縦面に形成された液溜め部と、
前記前分割部と前記後分割部の間で、かつ、前記液溜め部から上方に延びた液通路と、
を有し、
前記吐出口は、前記液通路の上端部に形成されている、
請求項１に記載の塗工装置。