JP2005270787A - 塗工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 基材を塗料供給装置に対して近接離反させる際の基材の張力の変動を抑制することで、塗工作業切り替え時におけるロスを低減することができる塗工機を提供する。
【解決手段】 シート状の基材３を複数の搬送ロール４に巻回した状態で連続的に搬送しつつ、アプリケータロール６により基材３の表面に塗料を塗布すると共に該塗料を乾燥させてなる塗工処理を行う塗工機１において、塗布パート上流側及び下流側搬送ロール４４，４５が、基材３をアプリケータロール６に対して近接離反させるべく移動可能とされ、このような各搬送ロール４４，４５の移動に伴う基材３の張力の変動を抑制するべく、該基材３の搬送経路を変化させるテンション調整用搬送ロール４３が設けられる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、シート状の基材への塗工処理を行う塗工機に関する。

従来から、紙やプラスチックフィルム等のシート状の基材の表面に所定の塗工処理を行う塗工機においては、前記基材を駆動ロールを含む複数の搬送ロールに巻回させるようにして連続的に搬送しつつ、塗料供給装置により基材表面に塗料を塗布し、かつ該塗料を乾燥装置により乾燥させる等の各処理を行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−１１５８２１号公報

ところで、上述のような塗工機においては、塗工開始時や停止時といった塗工作業切り替え時に基材を塗料供給装置に対して近接離反可能とするべく、塗布パートにおける搬送ロールが例えばスイング可能に構成されることが多い。このような構成の場合、塗布パートの搬送ロールの移動に伴い、基材が弛むあるいは過度に張るといったテンション（張力）の変動が生じることとなる。
基材のテンションの変動が生じると、そのテンションが安定するまでの間は塗布パートにおける塗布量がばらついて塗布ムラが生じるし、乾燥パートにおいては基材の弛みやスジ張り等による乾燥ムラが生じることとなる。このような塗工不良が生じた部分は、塗工作業切り替え時におけるロスとなってしまう。

また、上記基材のテンションの変動を抑制するために、塗布パートにおける搬送ロールの移動に合わせて基材の搬送速度を一時的に変化させることも考えられるが、このような対応を行うと、基材への塗料塗布後の各パートにおける処理への影響、特に乾燥パートにおける乾燥条件への影響が大きく、結果として塗工作業切り替え時におけるロスを低減させることができなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基材を塗料供給装置に対して近接離反させる際の基材の張力の変動を抑制することで、塗工作業切り替え時におけるロスを低減することができる塗工機を提供する。

上記課題の解決手段として、本発明は、シート状の基材を複数の搬送ロールに巻回した状態で連続的に搬送しつつ、塗料供給装置により前記基材の表面に塗料を塗布すると共に該塗料を乾燥させてなる塗工処理を行う塗工機において、少なくとも一つの前記搬送ロールが、前記基材を前記塗料供給装置に対して近接離反させるべく移動可能とされ、このような搬送ロールの移動に伴う前記基材の張力の変動を抑制するべく、該基材の搬送経路を変化させるテンション調整部材が設けられることを特徴とする。

この構成によれば、塗工開始時や終了時等に、基材の塗料供給装置に対する近接離反により、塗料供給装置の周辺、つまり塗布パートにおける基材の搬送経路が変化しても、これをテンション調整部材による基材の搬送経路の変化により打ち消すことが可能となる。すなわち、塗工作業切り替え時において、基材の搬送速度を変化させることなくその張力の変動を抑制することが可能となる。

これにより、塗工機の塗布パート及び乾燥パートにおける基材の弛みが防止されると共に、基材の張力が所定値に保たれることで、塗布パートにおける塗布量のばらつきによる塗布ムラが防止され、かつ乾燥パートにおける基材のスジ張り等による乾燥ムラが防止される。また、基材の搬送速度が変化しないので、基材に塗料を塗布した後の各パートにおける処理への影響、特に乾燥パートにおける乾燥条件への影響が抑えられる。

また、前記テンション調整部材が、前記基材を前記塗料供給装置に対して近接離反させるべく移動可能とされるものを除く少なくとも一つの前記搬送ロールであれば、専用のテンショナ等を用いて基材の搬送経路を変化させるような場合と比べて合理的な設計とすることができる。

さらに、前記テンション調整部材である搬送ロールが、前記塗料供給装置よりも基材搬送方向上流側に配置される構成であれば、塗料供給装置が配設される塗布パートと乾燥パートとの間の狭いスペースにテンション調整用の搬送ロールを設ける場合と比べてそのレイアウト自由度を高めることができる。また、塗料塗布後の基材の搬送経路が変化することによる該基材表面の塗布層の乱れも防止することができる。

さらにまた、前記テンション調整部材である搬送ロールが、前記基材の塗料が塗布されない側の面に接触する構成であれば、該搬送ロールの移動による基材表面（塗料が塗布される側の面）への傷付き、圧痕、シワ、汚れ等の外乱を確実に防止できる。

本発明によれば、塗工作業切り替え時において、基材の搬送速度を変化させることなくその張力の変動を抑制することが可能となるため、塗工不良によるロスを低減させることができ、基材や塗料の歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この実施例における塗工機１の概略側面図であり、本図に示すように、塗工機１は、アンワインダ２にロール巻きされた紙あるいはプラスチックフィルム等の基材３を巻き出し、これをその幅方向に延設された複数の搬送ロール４に巻回させるようにして連続的に搬送しつつ、該基材３の表面に塗工処理を行った後にこれをワインダ５で再度巻き取るように構成される。なお、図１を含む各図における矢印Ｆは、基材３の搬送方向（基材幅方向と略直交する方向）を示している。

基材３への塗工処理は、該基材３の表面にアプリケータロール（塗料供給装置）６等により塗料等の所望の塗工液（以下、単に塗料という）の塗布を行う塗布工程と、基材３に塗布された塗料を乾燥装置８により乾燥させる乾燥工程とを経てなるものである。塗工処理が施された基材３は、検反工程等を経た後にワインダ５に巻き取られて製品化される。

アプリケータロール６と隣接する部位には、該アプリケータロール６に対して近接離反可能なメータリングロール７が配置される。このメータリングロール７とアプリケータロール６との間隙を調整することで、アプリケータロール６の表面に付着する塗料の厚さが決定される。これらアプリケータロール６とメータリングロール７との協働により、アプリケータロール６の表面に所定の厚さで付着した塗料が基材表面に転移される、つまり基材表面に所定の厚さを有する塗料の塗布層が形成される。

図２に示すように、前記アンワインダ２から巻き出された基材３は、適宜搬送ロール４に巻回されつつ前記塗布工程を行う塗布パート１ａまで搬送される。塗布パート１ａにおいては、基材３が複数の搬送ロール４を下方から覆うようにしてこれらに巻回され、この状態で基材３が略水平に張架される。このような基材３の下方には前記アプリケータロール６が配置され、このアプリケータロール６により基材表面（下面）に所定の塗布層が形成される。

塗布パート１ａを通過した基材３は、その搬送経路が斜め上方に向かって折り返されるように変化することで、塗布層が形成された基材表面が仰向いた状態となり、この状態で塗工機１のフレーム上方に配置された乾燥パート１ｂに搬送される。乾燥パート１ｂに搬送された基材３は、乾燥装置８の乾燥室９内に導入され、該乾燥室９内に供給される熱風により基材３の塗布層が乾燥される。ここで、塗布パート１ａとその後続の乾燥パート１ｂとは、塗料塗布後の基材３を速やかに乾燥室９内に導入できるように近接して設けられる。

乾燥室９内においては、未乾燥の塗布層に搬送ロール４が接触しないように、基材３がその裏面側（未塗布面側）から複数の搬送ロール４に支持される。乾燥室９内における各搬送ロール４は、基材３に略均一な張力（テンション）を発生させた状態でこれを搬送するべく、乾燥室９の入口から出口までの搬送経路が直線的ではなく、その中央部分が図２に示す側面視（基材幅方向視）で略上方に膨出するように配設される。

塗布パート１ａよりも基材搬送方向上流側（以下、単に上流側ということがある）に配設される各搬送ロール４は、前記側面視で略クランク状の搬送経路を形成するように配設されており、この搬送経路に沿って配される基材３は、各搬送ロール４に対して所定の抱き角（折り返し角）以上となるように巻回される。

ここで、塗工機１の全搬送ロール４の内、一部のものは基材３を搬送するためのフィードロール（駆動ロール）とされ、他のものは回転自在のフリーロールとされる。このような各搬送ロール４に対して基材３が所定の抱き角以上で巻回されることで、各搬送ロール４と基材３との擦れによる基材表面の傷付きが防止されている。なお、乾燥室９内の各搬送ロール４は、基材３を前記抱き角以上で巻回することができないことから、全て基材３の搬送速度に合わせて回転駆動するようになっている。

塗布パート１ａよりも上流側であって前記アンワインダ２近傍となる位置には、前述のフィードロールの一つである巻き出し側フィードロール４１が配設される。この巻き出し側フィードロール４１は、アンワインダ２からの基材３の巻き出し速度を検出するための基準ロールとしても機能するもので、この巻き出し側フィードロール４１からの検出信号は、不図示の制御装置に入力される。

また、乾燥室９の出口よりも基材搬送方向下流側（以下、単に下流側ということがある）であって該出口近傍となる位置には、同じく前述のフィードロールの一つである出口側フィードロール（不図示）が配設される。この出口側フィードロールは、前記制御装置により駆動制御されるものである。
さらに、塗布パート１ａよりも上流側であってその近傍となる位置に配設される搬送ロール４は、基材３のテンションを検出可能なテンション検出用搬送ロール４６として構成される。このテンション検出用搬送ロール４６の検出信号も、前記制御装置に入力されるようになっている。

そして、前記出口側フィードロールは、テンション検出用搬送ロール４６からの検出信号に基づき、基材３に所定のテンションを発生させるべく、巻き出し側フィードロール４１との間に所定の回転速度差が生じるように駆動制御される。このように基材３に所定のテンションを発生させることで、塗布パート１ａ及び乾燥パート１ｂにおける基材３の弛みあるいは過度の張りが防止されている。

塗布パート１ａにおいては、基材３がその上流側及び下流側に配設された二つの搬送ロール４（以下、塗布パート上流側及び下流側搬送ロール４４，４５という）に渡って略水平に張架された状態で支持されると共に、これら各搬送ロール４４，４５間に配設された比較的小径の二つのパックアップロール４４ａによっても基材３が支持される。基材３における各バックアップロール４４ａに渡る部位の下方には、前記アプリケータロール６が配設されている。

ここで、塗布パート上流側及び下流側搬送ロール４４，４５及び各バックアップロール４４ａは、これらの軸線と略平行な軸を中心としてスイング（揺動）可能に構成される塗布ヘッド１０に支持されている。この塗布ヘッド１０は、各搬送ロール４４，４５及びバックアップロール４４ａに支持された基材３をアプリケータロール６に対して近接離反させるべく、各搬送ロール４４，４５（及びバックアップロール４４ａ）を移動させるためのものであり、この塗布ヘッド１０のスイング動により、塗工開始及び終了等の塗工作業の切り替えが可能となっている。

またここで、塗布ヘッド１０が基材３とアプリケータロール６とを近接させている状態を塗工可能状態（図中実線で示す）、塗布ヘッド１０が基材３とアプリケータロール６とを離反させている状態を塗工停止状態（図中二点鎖線で示す）とすると、塗布ヘッド１０が塗工可能状態から塗工停止状態となるようにスイングした場合には、塗布パート下流側搬送ロール４５が乾燥室９の入口に対して近づくように比較的大きく移動する。これにより、塗布パート全体としては基材３の搬送経路が短縮される。

また、塗布ヘッド１０が塗工停止状態から塗工可能状態となるようにスイングした場合には、塗布パート下流側搬送ロール４５が乾燥室９の入口に対して遠ざかるように比較的大きく移動する。なお、塗布ヘッド１０のスイング軸は、塗布パート上流側搬送ロール４４と同軸とされる。

そして、塗布パート１ａよりも上流側であってその近傍となる位置に配設された搬送ロール４（以下、テンション調整用搬送ロール４３という）は、塗布ヘッド１０と連動するテンション調整装置１１に支持されている。このテンション調整装置１１は、塗布ヘッド１０による各搬送ロール４４，４５の移動に伴う基材３のテンションの変動を抑制するべく、テンション調整用搬送ロール４３を移動させ基材３の搬送経路を変化させるものである。

ここで、塗布パート上流側搬送ロール４４のさらに上流側には、第一定位置搬送ロール（テンション検出用搬送ロール）４６、テンション調整用搬送ロール４３、第二定位置搬送ロール４２の順でこれらが配設されている。塗布パート上流側搬送ロール４４は基材３の裏面、つまり塗料が塗布されない側の面に接触するものであり、これの上流側に配設される各搬送ロール４６，４３，４２は、基材３の表面と裏面とに交互に接触するようになっている。つまり、テンション調整用搬送ロール４３は、基材３の裏面に接触するものである。

テンション調整装置１１による基材３の搬送経路の変化を具体的に説明すると、塗布ヘッド１０が塗工可能状態から塗工停止状態となるようにスイングし、塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路が短縮される際には、テンション調整用搬送ロール４３が略水平方向に沿って図２における左方に移動する（図中二点鎖線で示す）ことで、該テンション調整用搬送ロール４３が第一及び第二定位置搬送ロール４６，４２に対して遠ざかり、塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路の短縮分に相当する分だけ基材３の搬送経路が延長される。

同様に、塗布ヘッド１０が塗工停止状態から塗工可能状態となるようにスイングし、塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路が延長される際には、テンション調整用搬送ロール４３が略水平方向に沿って図２における右方に移動する（図中実線で示す）ことで、該テンション調整用搬送ロール４３が第一及び第二定位置搬送ロール４６，４２に対して近づき、塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路の延長分に相当する分だけ基材３の搬送経路が短縮される。

このようなテンション調整装置１１の作動により、テンション調整用搬送ロール４３から塗布パート１ａまでの間で基材３の搬送経路の長さが一定に保たれ、塗布ヘッド１０のスイングに伴う基材３の弛みあるいは過度な張りが防止される。すなわち、塗布ヘッド１０による各搬送ロール４４，４５の移動に伴う基材３のテンションの変動が抑制される。

テンション検出用搬送ロール４６は、塗布パート１ａにおける基材３のテンションをリニアに検出できるように、塗布パート上流側搬送ロール４４の直ぐ上流側に配設される。また、テンション調整用搬送ロール４３は、塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路の増減をリニアに吸収できるように、テンション検出用搬送ロール４６の直ぐ上流側に配設される。

以上説明してきたように、上記実施例における塗工機１は、シート状の基材３を複数の搬送ロール４に巻回した状態で連続的に搬送しつつ、アプリケータロール６により基材３の表面に塗料を塗布すると共に該塗料を乾燥させてなる塗工処理を行うものであって、塗布パート上流側及び下流側搬送ロール４４，４５が、基材３をアプリケータロール６に対して近接離反させるべく移動可能とされ、このような各搬送ロール４４，４５の移動に伴う基材３のテンションの変動を抑制するべく、該基材３の搬送経路を変化させるテンション調整用搬送ロール４３が設けられるものである。

この構成によれば、塗工開始時や終了時等に、基材３のアプリケータロール６に対する近接離反により、アプリケータロール６の周辺、つまり塗布パート１ａにおける基材３の搬送経路が変化しても、これをテンション調整用搬送ロール４３による基材３の搬送経路の変化により打ち消すことが可能となる。すなわち、塗工作業切り替え時において、基材３の搬送速度を変化させることなくそのテンションの変動を抑制することが可能となる。

これにより、塗工機１の塗布パート１ａ及び乾燥パート１ｂにおける基材３の弛みが防止されると共に、基材３のテンションが所定値に保たれることで、塗布パート１ａにおける塗布量のばらつきによる塗布ムラが防止され、かつ乾燥パート１ｂにおける基材３のスジ張り等による乾燥ムラが防止される。また、基材３の搬送速度が変化しないので、基材３に塗料を塗布した後の各パートにおける処理への影響、特に乾燥パート１ｂにおける乾燥条件への影響が抑えられる。
すなわち、塗工作業切り替え時における塗工不良によるロスを低減させることができ、基材３や塗料の歩留りを向上させることができるという効果がある。

また、テンション調整装置１１が、既存の搬送ロール４の一つであるテンション調整用搬送ロール４３を移動させる構成としたことで、専用のテンショナ等を用いて基材３の搬送経路を変化させるような場合と比べて合理的な設計とすることができる。これは、前記テンショナが基材３に摺接するスライダであれば基材表面を傷付ける可能性があるし、該テンショナがフリーロールであっても、基材表面の傷付き防止のためには基材３を所定の抱き角以上で巻回させる必要があるからである。

さらに、テンション調整用搬送ロール４３が、アプリケータロール６（塗布パート１ａ）よりも基材搬送方向上流側に配置される構成としたことで、アプリケータロール６が配設される塗布パート１ａと乾燥パート１ｂとの間の狭いスペースにテンション調整用搬送ロール４３を設ける場合と比べてそのレイアウト自由度を高めることができる。また、塗料塗布後の基材３の搬送経路が変化することによる該基材表面の塗布層の乱れも防止することができる。

ここで、テンション調整用搬送ロール４３が、塗布パート１ａの近傍に配置されることが、塗布パート１ａにおける搬送経路の変化をリニアに打ち消すことができるという観点から好ましい。
さらにまた、テンション調整用搬送ロール４３が、基材３の塗料が塗布されない側の面に接触する構成としたことで、テンション調整用搬送ロール４３の移動による基材表面（塗料が塗布される側の面）への傷付き、圧痕、シワ、汚れ等の外乱を確実に防止できる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、基材表面に塗料を塗布する方式が、アプリケータロール６とメータリングロール７との間隙の調整により塗料の塗布厚さを決定する所謂間隙調整方式ではなく、基材３への塗料の供給を行うマイクログラビアロールの回転数の調整により塗料の塗布厚さを決定する所謂回転数調整方式であってもよい。同様に、基材表面に塗料を過剰に供給した後にドクターブレードで余剰塗料を掻き落とすことで塗料の塗布量を計量する所謂ブレード方式であってもよい。

また、塗布ヘッド１０が、例えば各搬送ロール４４，４５を略平行に上方に変位させるものであってもよい。同様に、テンション調整装置１１が、テンション調整用搬送ロール４３を略上下あるいは斜めに移動させるものであってもよい。
そして、上記実施例における構成は一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例における塗工機の概略側面図である。 上記塗工機の塗布パート及び乾燥パート周辺を示す側面図である。

符号の説明

１ 塗工機
３ 基材
４ 搬送ロール
６ アプリケータロール（塗料供給装置）
４３ テンション調整用搬送ロール（テンション調整部材）
４４ 塗布パート上流側搬送ロール（搬送ロール）
４５ 塗布パート下流側搬送ロール（搬送ロール）

Claims (4)

1. シート状の基材を複数の搬送ロールに巻回した状態で連続的に搬送しつつ、塗料供給装置により前記基材の表面に塗料を塗布すると共に該塗料を乾燥させてなる塗工処理を行う塗工機において、
   少なくとも一つの前記搬送ロールが、前記基材を前記塗料供給装置に対して近接離反させるべく移動可能とされ、このような搬送ロールの移動に伴う前記基材の張力の変動を抑制するべく、該基材の搬送経路を変化させるテンション調整部材が設けられることを特徴とする塗工機。
2. 前記テンション調整部材が、前記基材を前記塗料供給装置に対して近接離反させるべく移動可能とされるものを除く少なくとも一つの前記搬送ロールであることを特徴とする請求項１に記載の塗工機。
3. 前記テンション調整部材である搬送ロールが、前記塗料供給装置よりも基材搬送方向上流側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の塗工機。
4. 前記テンション調整部材である搬送ロールが、前記基材の塗料が塗布されない側の面に接触することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の塗工機。
   
   

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