JP2008062115A - 塗工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】減圧室の内圧を自動的に一定にすることができる塗工装置を提供する。
【解決手段】ウエブＷが走行するバックアップロール１２と、スロットダイ１４と、減圧室１６とを有し、減圧室１６の内圧を検出する圧力センサー２２と、検出した内圧が基準内圧値になるようにフィードバック制御する内圧調整手段であるダンパー３０を有するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長尺状のウエブに塗工液を塗工する塗工装置に関するものである。
従来より、長尺状のウエブが走行するバックアップロールと、このバックアップロールの側方に配され、ウエブに塗工液を塗工するスロットダイと、スロットダイとバックアップロールのニップ部分を減圧状態に保持する減圧室とからなる塗工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２５１２６０公報
上記のような塗工装置において良好な塗工面を得るためには、ウエブの走行速度、塗工液の塗工量、塗工ギャップ等の複数のパラメータを適宜変化させる必要があり、その都度、減圧室の減圧度も変化することになる。したがって、従来はこの減圧室の内圧を一定にするために、手動で調整を行っていた。
しかしながら、この手動で調整を行うと、作業者が常に塗工装置を操作する必要があると共に、人間が行う作業であるためうまく内圧を調整できない場合があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、この減圧室の内圧を自動的に一定にすることができる塗工装置を提供する。
本発明は、長尺状のウエブが走行するバックパップロールと、前記バックアップロールの側方に配され、前記ウエブに塗工液を塗工するスロットダイと、前記スロットダイと前記バックアップロールの下方に位置し、前記スロットダイと前記バックアップロールのニップ部分を減圧状態に保持する減圧室と、を有する塗工装置において、前記減圧室の内圧を検出する圧力センサーと、前記検出した内圧が、基準内圧値を中心にして一定の範囲内になるようにフィードバック制御する内圧調整手段と、を有することを特徴とする塗工装置である。
本発明によれば、減圧室の内圧をフィードバック制御することにより、常に一定に保持することができる。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の塗工装置１０について説明する。
（１）塗工装置１０の構成
図１に基づいて塗工装置１０の構成について説明する。
塗工装置１０は、バックアップロール１２、スロットダイ１４、バックアップロール１２とスロットダイ１４の下方に位置する減圧室１６を有している。
バックアップロール１２は、ウエブＷを一定の走行速度で走行させるものであり、ウエブＷとしては、フィルム、金属泊、紙、布、合成樹脂シートがあり、走行速度としては０．１ｍ／分〜５００ｍ／分である。
スロットダイ１４は、バックアップロール１２の側方に配置され、塗工液を吐出するスロット１８がバックアップロール１２に対し水平に、かつ、軸方向に沿って設けられている。このスロットダイ１４のスリットにポンプ２０から塗工液が供給される。この塗工液としては、特に限定されず、塗膜形成可能であればいずれでもよく、例えば、有機系樹脂、水系樹脂、無溶媒樹脂があり、樹脂としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線及び電子線硬化樹脂、二液硬化樹脂などが挙げられる。また、樹脂及び溶媒中に無機微粒子が含まれる場合がある。
スロットダイ１４はバックアップロール１２に対しその間隙を調整することができる。
減圧室１６は、上記したようにバックアップロール１２とスロットダイ１４の下方に位置し、スロットダイ１４が、バックアップロール１２とウエブＷをニップしたときに、そのニップ部分を大気圧より低い減圧状態に保持する部屋である。この減圧室１６には、その内圧を検出する圧力センサー２２が設けられ、また、減圧室１６の空気を抜くための配管２４が設けられている。この配管２４の先には、モータ２６によって回転するバキュームブロワ２８が接続され、このバキュームブロワ２８によって減圧室１６の空気が吸引される。さらに、この配管２４の途中には、ポジショナー付きのダンパー３０が配置されている。このダンパー３０の開閉状態によって、バキュームブロワ２８が吸引する空気の吸引量を調整することができる。
そして、ポンプ２０、圧力センサー２２、バキュームブロワ２８、ダンパー３０を制御するためのコンピュータよりなる制御装置３２が設けられている。この制御方法については後から説明する。
（２）塗工開始時の制御方法
次に、上記構成の塗工装置１０においてウエブＷに塗工液を塗工開始時の制御方法について順番に説明していく。
（２−１）塗工液の粘度が高い場合
塗工液の粘度が基準粘度より高い場合について説明する。
まず、バックアップロール１２にウエブＷを取り付ける。
次に、スロットダイ１４をバックアップロール１２の方向に移動させ、ウエブＷをバックアップロール１２とスロットダイ１４でニップする。このとき、ウエブＷとスロットダイ１４の間隔は塗工厚みに設定する。
次に、制御装置３２によって、バキュームブロワ２８を駆動し、ダンパー３０を開状態にして減圧室１６の内圧を大気圧から下げていき、基準内圧値にする。この基準内圧値としては、例えば、０〜−５ＫＰａである。
次に、基準内圧値に達すると、ポンプ２０から塗工液をスロットダイ１４に供給し、バックアップロール１２で走行しているウエブＷに対し塗工を開始する。
次に、外乱等の影響によって内圧が変化しているか否かを圧力センサー２２によって検知し、減圧室１６の内圧が基準内圧値の±５％以内になるようにダンパー３０の開閉状態を調整し、制御装置３２はフィードバック制御を行う。
これにより、塗工時においては常に基準内圧値を中心とした所定の範囲内で減圧室１６の内圧が調整できるため、ウエブＷと共に空気が侵入する気泡同伴や、塗工面が膜化したりすることがない。
また、粘度が高い塗工液であっても、減圧室１６の減圧を先に行ってから塗工を開始するため、塗工開始位置の塗工部の塗工液が盛り上がることなく、塗工面が凸凹にならず、気泡同伴が発生したりすることがない。
（２−２）塗工液の粘度が低い場合
次に、塗工液の粘度が基準粘度より低い場合について説明する。
まず、上記と同様に、バックアップロール１２とスロットダイ１４でウエブＷをニップする。
次に、スロットダイ１４にポンプ２０から塗工液を供給し、走行しているウエブＷに対し塗工を開始する。
次に、制御装置３２は減圧室１６の内圧を基準内圧値まで下げる。この塗工を開始してから減圧を始めるまでは、０．１〜１０秒後が好適である。
次に、制御装置３２は、基準内圧値が所定の範囲（例えば、±５％）に収まるようにダンパー３０を調整してフィードバック制御する。
これにより、気泡同伴や塗工面の膜化を防止することができる。
また、塗工液の粘度が低いため、内圧を塗工開始後に下げることによって、塗工液がより多く吸引されることがなく、塗工開始時の塗工部の塗工液の盛り上がりを防止することができる。
（２−３）ウエブＷの厚みが厚いとき
ウエブＷの厚みが基準厚みより厚い場合について説明する。
ウエブＷの厚みが厚いため、上記で説明した塗工液の粘度が高いときと同様に減圧室１６の減圧を塗工開始より前に行い、塗工を開始してから内圧が所定の範囲内になるようにフィードバック制御を行う。
その理由は、ウエブＷの厚みが厚いため、先に減圧室１６の内圧を減圧していたほうがより安定して塗工を行うことができるためである。
（２−４）ウエブＷの厚みが薄いとき
次に、ウエブＷの厚みが基準厚みより薄い場合について説明する。
ウエブＷの厚みが薄いときは、上記で説明した塗工液の粘度が低いときと同様に塗工を開始してから減圧室１６の内圧を減圧する。この塗工を開始してから減圧を始めるまでは、０．１〜１０秒後が好適である。
このようにウエブＷの厚みが薄いときに、塗工開始後に減圧を行うのは、ウエブＷの厚みが薄いため、減圧室１６の内圧の影響を塗工開始時に受けないようにして、塗工開始時の盛り上がり部分や膜厚の乱れを防止するためである。
（２−５）その他
上記のような４種類の塗工開始時の制御方法があるが、例えば、粘度が高く、ウエブＷの厚みが薄いとき等の互いに反するような制御方法を行う必要がある場合があるが、このときは、粘度が基準粘度値よりどれぐらい高いか、またはウエブＷの厚みが基準厚みよりどれだけ薄いかによって、その影響が大きい方を優先して制御方法を選択する。例えば、ウエブＷの厚みが基準厚みより少し薄いだけであり、塗工液の粘度が基準粘度値より非常に高い場合には、減圧室１６の減圧を先に行ってから塗工を開始する。
（３）塗工終了時の制御方法
塗工装置１０において塗工を終了する場合には、まず、ポンプ２０を停止して、スロットダイ１４への塗工液の供給を停止し、その後に減圧室１６の減圧を停止して大気圧に復帰させる。
これによって、塗工終了時の塗工厚みの盛り上がり等を防止することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の塗工装置１０について説明する。
本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、減圧室１６の内圧を調整する手段にあり、第１の実施形態ではダンパー３０の開閉状態によって調整していたが、本実施形態ではバキュームブロワ２８を回転させるモータ２６をインバータ制御装置３４で調整することにより行う。
即ち、制御装置３２によってインバータ制御装置３４を制御し、このインバータ制御装置３４によってモータ２６の回転数を制御して、より多く空気を減圧室１６から吸引したい場合にはバキュームブロワ２８をより多く回転させ、逆の場合はその回転数を落とすようにモータ２６を調整するものである。
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様に減圧室１６の内圧をフィードバック制御することができるため、気泡同伴や塗工面の膜化を防止することができる。
本発明の第１の実施形態の塗工装置の構成図である。 第２の実施形態の塗工装置の構成図である。
符号の説明
１０ 塗工装置
１２ バックアップロール
１４ スロットダイ
１６ 減圧室
１８ スロット
２０ ポンプ
２２ 圧力センサー
２４ 配管
２６ モータ
２８ バキュームブロワ
３０ ダンパー
３２ 制御装置
３４ インバータ制御装置

Claims (8)

  1. 長尺状のウエブが走行するバックパップロールと、
    前記バックアップロールの側方に配され、前記ウエブに塗工液を塗工するスロットダイと、
    前記スロットダイと前記バックアップロールの下方に位置し、前記スロットダイと前記バックアップロールのニップ部分を減圧状態に保持する減圧室と、
    を有する塗工装置において、
    前記減圧室の内圧を検出する圧力センサーと、
    前記検出した内圧が、基準内圧値を中心にして一定の範囲内になるようにフィードバック制御する内圧調整手段と、
    を有する
    ことを特徴とする塗工装置。
  2. 前記内圧調整手段は、
    インバーター制御で回転するモータと、
    前記モータで駆動し、前記減圧室の空気を吸引するバキュームブロワと、
    前記検出した内圧に基づいて前記モータの回転をフィードバック制御する制御手段と、
    を有する
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  3. 前記内圧調整手段は、
    前記減圧室の空気を吸引するバキュームブロワと、
    前記減圧室と前記バキュームブロワとの間の配管途中に設けられたダンパーと、
    前記検出した内圧に基づいて前記ダンパーの開閉状態をフィードバック制御する制御手段と、
    を有する
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  4. 前記内圧調整手段は、
    前記塗工液の粘度が基準粘度より高い場合の塗工開始時については、
    前記減圧室の内圧を大気圧から前記基準内圧値に下げ、
    次に前記塗工を開始し、
    次に前記内圧が前記範囲内になるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  5. 前記内圧調整手段は、
    前記塗工液の粘度が基準粘度より低い場合の塗工開始時については、
    前記塗工を開始し、
    次に前記開始から所定時間後に前記減圧室の内圧を大気圧から前記基準内圧値に下げ、
    次に前記内圧が前記範囲内になるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  6. 前記内圧調整手段は、
    前記ウエブの厚みが基準厚みより厚い場合の塗工開始時については、
    前記減圧室の内圧を大気圧から前記基準内圧値に下げ、
    次に前記塗工を開始し、
    次に前記内圧が前記範囲内になるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  7. 前記内圧調整手段は、
    前記ウエブの厚みが基準厚みより薄い場合の塗工開始時については、
    前記塗工を開始し、
    次に前記開始から所定時間後に前記減圧室の内圧を大気圧から前記基準内圧値に下げ、
    次に前記内圧が前記範囲内になるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
  8. 前記内圧調整手段は、
    塗工終了時については、
    前記スロットダイへの前記塗工液の供給を停止し、
    次に前記内圧に対するフィードバック制御を停止する
    ことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。
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