JP2000117168A - ダイコータ型の塗工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜厚みが小さい場合にも、安定した塗膜を
形成できるダイコータ型の塗工装置を提供する。 【解決手段】 左右一対のガイドロール１・１でウエブ
Ｗを送給案内し、両ロール１・１間に配置したダイヘッ
ド２でウエブＷに塗工を行う。ダイヘッド２の上部に
は、塗液を貯溜する塗液溜９と、塗液溜９内の塗液をウ
エブＷに転位させる小直径のグラビアロール１０とを設
ける。グラビアロール１０は、周面上部をウエブＷに押
し付けて、ウエブＷの走行面が上突状に湾曲する状態で
塗工を行う。塗液溜９は、ドクター１６とシール板１７
とで塞いで密閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グラビアロールを
介してウエブに塗液を塗工するダイコータ型の塗工装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の塗工装置として、エクストルー
ジョン型のダイコータ（特開平８−８９８８３号公報）
や、リップコータ（特公平５−６０９９１号公報）など
がある。

【０００３】前者は、左右一対のローラでウエブを送給
案内し、両ローラ間の自由走行面に臨んでダイコータを
配置する。ダイコータには、ウエブに向って開口するス
ロットが設けてあり、スロットから吐出される塗液をウ
エブに直接塗布して塗工を行う。スロットよりウエブ送
り方向下手側には、塗膜を平滑化し、同時に膜厚を一定
にするリップが設けてある。塗工時のウエブはリップで
押し上げられて上突状に湾曲する。

【０００４】後者のコータは、ウエブを送給案内するベ
ースロールとこれの周面下方に近接配置したダイヘッド
とで塗工を行う。ダイヘッド上部には塗液ダムが設けて
あり、このダムに溜めた塗液にウエブを接触させて塗工
を行う。塗液ダムのウエブ出口側には、先のリップと同
様に塗膜を平滑化し、膜厚を一定にする計量リップが設
けてある。このコータの場合には、ダム内圧が大気圧よ
り高く設定してあり、この状態を維持するためにダム内
圧を圧力センサーで検知することにより、塗液ポンプの
送給圧をダム内圧の変動に対応して増減できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにダイコー
タ型の塗工装置は、塗液ダムに溜めた塗液や、スロット
から吐出の塗液をウエブに直接塗布する点に特徴を有
し、塗工条件が適正である限りは塗布むらや塗膜厚みの
ばらつきがない均一な塗工を行える。しかし、前者のコ
ータでは、塗液の種類や粘度、あるいはウエブの送給速
度や張力などの塗工条件が僅かでも異なると塗工不良に
陥りやすく、膨大な数の塗材の違いに応じて作業条件を
整備するのが困難であった。とくに、塗膜厚みが２〜２
０μｍと小さくなると、安定した塗工を行うのが困難に
なる、ウエブがリップで擦られることもある。

【０００６】後者のリップコータでは、ベースロールと
計量リップとの間の間隙値で塗膜厚みを規定するので、
安定した塗工を行える。しかし、この場合にも、塗膜厚
みが小さくなると、ベースロールの回転中心に対する振
れが、塗膜の厚みに影響するのを避けられず、薄い塗膜
を均一に形成するのが困難であった。また、ダム内圧を
大気圧より高く設定するので、先の間隙値で規定された
量を越える塗液がウエブに塗布されるのを避けられず、
その補正が難しい。しかもポンプの塗液送給量の僅かな
ばらつきや、ダム内圧を一定値に維持する際の塗液ポン
プによるタイムラグの影響も受けるので、これらを補正
して均一な塗膜を形成することは困難を極める。

【０００７】本発明の目的は、とくに薄い塗膜を安定し
て形成するのに適したダイコータ型の塗工装置、具体的
には、ダイヘッドの上部に塗液溜を有し、この塗液溜に
浸漬されるグラビアロールを介して塗工を行う、ダイコ
ータ型の塗工装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、塗工時の塗液の変質を確実に阻止でき、しかも
塗工終了時の残液量を極力少なくできるようにすること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の塗工装置は、ウ
エブＷを横向きに送給案内する左右一対のガイドロール
１・１を有し、両ロール１・１間のウエブ走行面に臨ん
で配置したダイヘッド２でウエブＷに塗工を行う。ダイ
ヘッド２の上部には、塗液を溜める塗液溜９と、塗液溜
９内の塗液をウエブＷに転位させるグラビアロール１０
とを設ける。グラビアロール１０は、その周面上部が一
対のガイドロール１・１の外接線Ｌより上方に突出する
状態で配置し、ウエブＷの走行面を上突状に湾曲させ
る。グラビアロール１０の回転周面に臨んで、余剰な塗
液を掻き落とすドクター１６と、ドクター１６と協同し
て、塗液溜９とグラビアロール１０との間の開口を塞さ
ぐシール板１７とを設ける。

【０００９】ダイヘッド２は、前後に接合される前ブロ
ック６と後ブロック７、および両ブロック６・７の左右
側端に固定した端板８・８で構成する。両ブロック６・
７の接合面の間に、塗液ポンプ４から送給された塗液を
貯溜するマニホールド１３と、マニホールド１３内の塗
液を塗液溜９へ送給案内するスリット１４とを設ける。
塗液溜９内の塗液の液位を一定に保持する液位制御手段
を設ける。グラビアロール１０は、ダイヘッド２に対し
て着脱自在に設ける。

【００１０】液位制御手段は、塗液溜９内の液位を検知
するレベルセンサー２１と、レベルセンサー２１の出力
信号を受けて、塗液ポンプ４の運転状態を制御する制御
装置とを含んでいる。

【００１１】

【作用】左右一対のガイドロール１・１間にダイヘッド
２を配置し、ウエブＷをこれが上突状に湾曲する状態で
塗工を行うことは、エクストルージョン型のダイコータ
において常用の技法であるが、そこでは、コータ上部の
計量リップで塗膜厚みを規定する。そのため、塗液の特
性の違いやウエブの張力の変動などの影響を受けて、塗
膜の厚みがばらつくのを避けられない。こうした、塗工
条件の違いに左右されることなく、規定量の塗液をウエ
ブＷに確実に転位させるために、本発明ではダイヘッド
２の上部に塗液溜９を設け、そこに浸漬したグラビアロ
ール１０を介してウエブＷに塗液を転位させている。

【００１２】グラビアロール１０の周面に付着する塗液
の量は、ドクター１６によって厳密に規定される。ロー
ル周面のセル群に保持される塗液の転位率は、塗液の粘
度と表面張力とに支配され、ウエブＷの送給速度や張力
の影響を殆ど受けない。従って、グラビアロール１０を
アプリケータとして用いることにより、塗液の量、即ち
厚みを正確に規定できる。塗液の厚みの違いは、グラビ
アロール１０を交換使用し、その転位量を増減すること
によって実現する。

【００１３】グラビアロール１０をアプリケータとする
一般的なグラビアコータにおいては、グラビアロールを
塗液槽内に浸漬して塗工を行う。そのため、塗液槽に多
量の塗液を貯留する必要があり、貯留された塗液が空気
に触れて変質するのを避けられない。こうした塗液の変
質を避けるために、塗液の密閉送給が可能なダイヘッド
２を用いて少量の塗液を塗液溜９に貯留し、さらにドク
ター１６とシール板１７とで塗液溜９の開口面を塞いで
いる。因みに、本発明の塗工装置に適用されるグラビア
ロール１０は、一般的なグラビアコータに適用されるグ
ラビアロールに比べて、直径寸法を著しく小さくでき
る。従って、グラビアロール１０を収容するための塗液
溜９の容量も小さくして、塗工終了時の残液量を十分に
減少できる。

【００１４】グラビアコータにおいては、バックアップ
ロールで支持したウエブに、グラビアロールやオフセッ
トロールを圧接して塗液を転位させる。そのため、塗膜
の厚みが小さくなると、各ロールの回転振れに基づく塗
膜厚みのばらつきを避けられない。この点、本発明で
は、グラビアロール１０をウエブ走行面が上突状に湾曲
する状態でウエブＷに押し付けて塗液を転位させてい
る。従って、バックアップロールや、ウエブに外接する
グラビアロールおよびオフセットロールの真円度や回転
振れの影響を受けることなく、規定量の塗液をウエブＷ
に正確に転位できる。

【００１５】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係る塗工装置の実
施例を示す。図２において塗工装置は、ウエブＷを横向
きに送給案内する左右一対のガイドロール１・１と、両
ロール１・１間のウエブ走行面の下側に配置したダイヘ
ッド２と、塗液タンク３内の塗液をダイヘッド２へ送給
するポンプ４およびそのモータ５と、塗液の送給状態を
制御する塗液制御手段などで構成する。

【００１６】塗工対象のウエブＷは紙、フィルム、金属
箔などの広幅ウエブからなり、図外の送給ローラで矢印
方向へ所定速度で送給される。塗液は例えば粘着剤、接
着剤、感光材などであって、溶剤で所定の粘度に調整し
てある。ホットメルト樹脂や水溶性の塗材などを塗材と
することもある。

【００１７】図３においてダイヘッド２は、ウエブ幅方
向に長い前後一対の前ブロック６と後ブロック７とを接
合し、両ブロック６・７の左右側端のそれぞれに端板８
・８を固定して形成する。両ブロック６・７の上部には
塗液を貯溜する塗液溜９を設け、その内部にグラビアロ
ール１０を配置する。塗液溜９は、後ブロック７の上面
に凹み形成した、四半円状の凹面壁を含む断面Ｊ字状の
凹部１２と、前ブロック６と、左右の端板８・８とで区
画形成する。

【００１８】前ブロック６と後ブロック７との接合面の
下部には、ポンプ４から送給されて来た塗液を一旦貯溜
するマニホールド１３が設けてあり、さらにマニホール
ド１３の上隅と塗液溜９との間に、塗液を塗液溜９へ送
給案内するスリット１４が設けてある。マニホールド１
３およびスリット１４の両側端の開口は、先の端板８で
塞いである。１５は前ブロック６に形成した給液口であ
り、塗液は該給液口１５を介してマニホールド１３へ供
給される。

【００１９】グラビアロール１０は、グラビアコータに
おけるグラビアロールと同様にローラ周面に一群のセル
を凹み形成されているが、その直径寸法はダイヘッド２
の前後寸法に対応して極端に小さく設定してある点に違
いがある。この実施例ではグラビアロール１０の直径寸
法を５５mmとした。グラビアロールは、その下半周面側
が塗液溜９内の塗液に浸漬する状態で配置し、しかも周
面上部が一対のガイドロール１・１の周面下端に外接す
る外接線Ｌより上方に突出する状態で配置する。これに
より、ウエブＷは一対のガイドロール１・１間の走行面
が、上突状に湾曲する状態でグラビアロール１０と外接
する。従って、ウエブＷは送給時に規定された張力に対
応してグラビアロール１０に圧接する。図示していない
が、グラビアロール１０はダイヘッド２の両側に配置し
たロール支持台に軸支されて、専用のモータおよび減速
機でウエブＷの送給方向とは逆向きに回転駆動でき、必
要に応じてロール支持台に対して着脱できる。

【００２０】グラビアロール１０に付着した余分な塗液
を掻き落とすために、グラビアロール１０の回転周面に
臨む後ブロック７の上端に平板状のドクター１６を設け
る。さらに、ドクター１６と協同して塗液溜９の上面開
口を塞ぐ平板状のシール板１７が、前ブロック６の上端
に設けられている。ドクター１６は受台１８と押え台１
９とで上下方向から基端側が挟持固定されて片持ち支持
されており、その先端がグラビアロール１０の上半周面
に上り傾斜姿勢で外接するように配置する。シール板１
７は、グラビアロール１０の回転中心軸を間にして、ド
クター１６の先端と対向する下半側のロール周面におい
て、グラビアロール１０と外接するように下り傾斜姿勢
で配置されており、グラビアロール１０と前ブロック６
との間の隙間を塞いでいる。

【００２１】上記のように、グラビアロール１０と前ブ
ロック６あるいは後ブロック７との間の隙間は、シール
板１７およびドクター１６で塞ぐことにより、塗液溜９
に貯溜した塗液が空気に触れるのを極力避けて、塗液が
酸化し、あるいは溶剤が蒸散して塗液の粘度が変化する
などの変質を避けられるものとなっている。溶剤の蒸散
に伴う作業環境の溶剤汚染も防止できる。直径寸法の小
さなグラビアロール１０を用いて塗工を行うので、塗液
溜９の容量を小さくでき、従って塗工終了時の残液量を
最小限化して、その処理に要するコストが節約される。

【００２２】塗液溜９内の塗液の液位を過不足のない状
態に保持するために、塗液制御手段を有する。図２にお
いて塗液制御手段は、塗液溜９内に臨んで前ブロック６
に装着したレベルセンサー２１と、レベルセンサー２１
の出力信号を受けてポンプ４用のモータ５の運転状態を
制御する制御装置２２とからなる。レベルセンサー２１
は例えば静電容量型の液位センサーからなり、その検知
プローブ２１ａの先端が塗液溜９内に常時浸漬されてい
て、一定時間おきに塗液の液位の上下変化に応じて液位
信号（静電容量信号）を出力する。上限液位はシール板
１７の先端がグラビアロール１０に外接する位置とし、
下限液位は上限液位とグラビアロール１０の周面下端と
の間の中間位置に設定する。

【００２３】制御装置２２は、コンピュータに代表され
る演算機からなり、レベルセンサー２１からの出力信号
を受けて、モータ５を介してポンプ４の稼動状態を制御
し、塗液溜９内の液位を上限液位と下限液位との間の適
性液位状態に維持する。詳しくは、液位が下限液位近く
まで低下すると、そのことをレベルセンサー２１で検知
して、モータ５の駆動回転数を微増させポンプ４の送給
量を増やす。逆に液位が上限液位近くまで上昇すると、
モータ５の駆動回転数を微減させてポンプ４の送給量を
減少させる。

【００２４】図４に塗工装置の別実施例を示しており、
後ブロック７に設けた凹部１２と、前ブロック６に設け
た断面四半円状の凹部１２ａとで塗液溜９を形成した。
さらに、端板８にドレン口２３を設けて、塗液の液位を
一定に保持できるようにした。この場合には、ポンプ４
による塗液送給量をウエブＷへの塗工量よりも僅かに多
く設定して、余分な塗液をドレン口２３から排出し、塗
液タンク３へ環流させることにより、塗液の液位を一定
化している。

【００２５】上記以外にレベルセンサー２１としては、
導電率型や超音波型などの他のレベルセンサーを適用で
きる。液位の変化をフォトセンサーやイメージセンサー
で検知し、この検知信号に基づいてモータ５の稼動状態
を制御することができる。塗工時のグラビアロール１０
の回転方向は、ウエブＷの送給方向と同じ方向または逆
方向のいずれであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明では、塗液を密封送給できるダイ
ヘッド２と、ダイヘッド２の上部の塗液溜９に浸漬され
る小直径のグラビアロール１０とで塗工装置を構成し、
グラビアロール１０をウエブＷに押し付けて塗工を行う
ようにした。従って、従来のダイコータに比べて、ウエ
ブＷの送給速度や張力、あるいはベースロールの真円度
や回転振れなどの塗工条件に左右されることなく、安定
した塗工を行え、とくに塗膜厚みが小さい場合にも、塗
布むらや塗膜厚みのばらつきがない、高品質の塗膜を形
成できる。グラビアロール１０の回転周面の前後に配置
した、ドクター１６とシール板１７とで塗液溜９を密閉
するので、塗液が空気に触れて変質するのを極力避ける
ことができる。塗液溜９は、小直径のグラビアロール１
０を浸漬できる容積があればよいので、従来の一般的な
グラビアコータに比べて、そこに貯溜される塗液量を極
く僅かに限ることができ、その分だけ塗工終了時の残液
量を減らして、残液の処分に要する手間やコストを削減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塗工部の縦断側面図である。

【図２】塗工装置を概念的に示す縦断側面図である。

【図３】塗工装置の中央付近を破断した斜視図である。

【図４】塗工部の別の実施例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ ガイドロール ２ ダイヘッド ９ 塗液溜 １０ グラビアロール １６ ドクター １７ シール板 Ｗ ウエブ Ｌ 外接線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエブＷを横向きに送給案内する左右一
   対のガイドロール１・１を有し、両ロール１・１間のウ
   エブ走行面に臨んで配置したダイヘッド２でウエブＷに
   塗工を行う塗工装置であって、 ダイヘッド２の上部には、塗液を溜める塗液溜９と、塗
   液溜９内の塗液をウエブＷに転位させるグラビアロール
   １０とが設けられており、 グラビアロール１０は、その周面上部が一対のガイドロ
   ール１・１の外接線Ｌより上方に突出する状態で配置さ
   れて、ウエブＷの走行面を上突状に湾曲させており、 グラビアロール１０の回転周面に臨んで、余剰な塗液を
   掻き落とすドクター１６と、ドクター１６と協同して、
   塗液溜９とグラビアロール１０との間の開口を塞さぐシ
   ール板１７とが設けてあるダイコータ型の塗工装置。
2. 【請求項２】 ダイヘッド２が、前後に接合される前ブ
   ロック６と後ブロック７、および両ブロック６・７の左
   右側端に固定した端板８・８で構成されており、 両ブロック６・７の接合面の間に、ポンプ４から送給さ
   れた塗液を貯溜するマニホールド１３と、マニホールド
   １３内の塗液を塗液溜９へ送給案内するスリット１４と
   が設けられており、 塗液溜９内の塗液の液位を適正な状態に保持する液位制
   御手段を備えている請求項１記載のダイコータ型の塗工
   装置。
3. 【請求項３】 グラビアロール１０が、ダイヘッド２に
   対して着脱自在に設けてある請求項１又は２記載のダイ
   コータ型の塗工装置。
4. 【請求項４】 液位制御手段が、塗液溜９内の液位を検
   知するレベルセンサー２１と、レベルセンサー２１の出
   力信号を受けて、ポンプ４の運転状態を制御する制御装
   置２２とを含む請求項２又は３記載のダイコータ型の塗
   工装置。