JP2009242044A - 角度付与装置、ウエブ搬送装置及び加熱乾燥システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエブＷの搬送経路中において水平面に対し当該ウエブＷに角度を付与できる簡単な構成を有しかつ低コストの角度付与装置１１を提供する。
【解決手段】 角度付与装置１１は、ウエブＷの搬送経路中に、少なくとも鉛直方向に移動自在な少なくとも１本のローラ１２ａ、１２ｂを備える。前記ローラ１２ａ、１２ｂが複数本から構成される場合に、少なくとも鉛直方向に移動させる移動手段１３をローラ毎に備えている構成が好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、角度付与装置及びウエブ搬送装置に関し、より詳細には、所定の速度で連続搬送されているウエブをその搬送経路中で水平面に対し所定の角度を付与するための角度付与装置並びにこの角度付与装置を備えたウエブ搬送装置及び加熱乾燥システムに関する。

帯状のプラスチックフィルム、紙や布などの長尺のウエブを所定の速度で搬送しながら、ウエブ表面に所定の塗膜を連続して形成した後、熱エネルギーを与えて希釈溶媒を蒸発及び乾燥することで、例えばヒートシール層や光学層を有する所望の製品を作製することがある。このような場合には、ウエブをロール状に巻回した状態で保持する保持リールと、保持リールからウエブを所定の速度で繰り出す繰出手段と、繰り出されたウエブを巻き取る巻取手段とを備えたウエブ搬送装置を用いることが一般に知られている。

このようなウエブ搬送装置においては、作製しようとする製品に応じてウエブの搬送経路中にウエブ表面に所定の塗膜を形成する塗工装置や熱エネルギーを付与して塗膜を加熱乾燥する加熱乾燥装置等が適宜配置される。これらの装置は、通常、ウエブが搬送される領域でウエブの上方または下方に配設される（特許文献１）。

ここで、加熱乾燥装置として、例えば吹き付けノズルを備えた温風吹付式のものを用いる場合、水平搬送されるウエブに対し交差する方向から温風を吹き付けると、ノズル直下の部分と吹き付けノズルから搬送経路前方に離れた部分とでは、ウエブに付与される熱エネルギーが大きく異なる。このため、加熱乾燥時に温度履歴が製品性能に大きく影響するような材料ではウエブに対する温風の吹付角を調節することが好ましい場合がある。

また、塗布装置として、例えばスロットダイ式のものを用いる場合、塗膜の膜厚がスロットから排出される塗液量とウエブの搬送速度で決まるものの、膜厚の均一性を高めるためには、使用する塗液の粘度に応じてウエブに対するスロットダイの角度を調節することが好ましい場合がある。このような場合に、加熱装置の吹き付けノズルやこれらの装置自体に、水平搬送されるウエブに対して角度を付与する機構を設けることが考えられる。

然し、これらの装置の中には数百キロに及ぶ重量を有するものがあるため、上記機構を装置自体に設けることは現実的ではない場合があり、また、角度調節が必要となる装置の全てに上記機構を設けるのでは、コスト高を招く。
特開２００２−３４０４７９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成でウエブに角度を付与できる低コストの角度付与装置及びこの角度付与装置を備えたウエブ搬送装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の角度付与装置は、所定の速度で搬送されるウエブに角度を付与する角度付与装置であって、ウエブの搬送経路中に、少なくとも鉛直方向に移動自在な少なくとも１本のローラを備えたことを特徴とする。

本発明においては、前記ローラが複数本から構成される場合に、少なくとも鉛直方向に移動させる移動手段をローラ毎に備えている構成を採用すればよい。

また、前記ローラを撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した画像を解析する画像解析手段とをさらに備え、前記撮像手段で撮像した各ローラの位置情報から画像解析手段で解析した解析データより前記各ローラ毎に水平方向及び鉛直方向の少なくとも一方の変位量を測定し、この変位量に基づき各移動手段の作動を制御する制御手段を設けた構成を採用してもよい。

さらに、上記課題を解決するために、本発明のウエブ搬送装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の角度付与装置と、ウエブをロール状に巻回した状態で保持する保持手段と、ウエブに繰り出し力を付与する繰出手段と、繰り出されたウエブを巻き取る巻取手段とを備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の加熱乾燥システムは、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の角度付与装置と、搬送されるウエブに温風を吹き付ける吹き付けノズルを備えた加熱乾燥装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも１本のローラを少なくとも鉛直方向に移動させるだけで、ウエブの搬送経路中でウエブを所望の角度で傾斜させて搬送することが可能になる。即ち、ウエブの搬送経路中に少なくとも１本のローラを移動自在に設けるだけであるため、簡単な構成であり、かつ、低コスト化を図ることができる。

また、前記ローラが複数本から構成される場合に、移動手段をローラ毎に備えている構成を採用すれば、各ローラを同時に作動させることでウエブに所定の角度を付与することを迅速に行うことができ、しかも、搬送経路中で上方及び／または下方に配置される所定の装置との間の間隔及びウエブが所定の角度で傾斜した状態で搬送される距離を任意に調節できる。その上、各ローラを適宜移動させれば、ウエブに角度を付与するときに急激なテンションがウエブに加わることが防止できる。

さらに、一つの撮像手段で撮像した情報に基づき各ローラの移動手段をそれぞれ制御する構成を採用すれば、部品点数を減少させて更に低コスト化を図ることが可能になる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態の角度付与装置を備えたウエブ搬送装置並びにウエブ加熱乾燥システムを塗膜形成装置として適用した例を説明する。図１に示すように、搬送装置は、フレーム１ａに設けた保持リール（保持手段）２と、巻取軸（巻取手段）３とを有し、保持リール２にはウエブＷがロール状に巻回された状態で保持されている。ウエブＷは、作製しようとする製品に応じて合成樹脂フィルム、紙、金属箔や布などから適宜選択された材料で構成される。

ウエブＷは、ガイドローラ４を介して上下一対の駆動ローラ５ａ及びピンチローラ５ｂ間を通って他のガイドローラ６ａを経てフレーム１ａの下方に案内された後、後述の加熱乾燥装置を支持する他のフレーム１ｂの下側へと繰り出される。この場合、モータ等の駆動手段を備えた駆動ローラ５ａが保持リール２からウエブＷを繰り出す繰出手段を構成する。また、駆動ローラ５ａを設けずに、巻取軸３を繰出手段として用いて、巻取手段と兼用するように利用してもよい。

フレーム１ｂの下側へと繰り出されたウエブＷは、ガイドローラ６ｂ、６ｃによって、このフレーム１ｂの他側まで水平搬送される。そして、ガイドローラ６ｄによって直角方向上方に向けられ、フレーム１ｂの端部に配設した塗工装置７へと案内される。

塗工装置７は、公知の構造を有し、ウエブＷを搬送するバッキングローラ７ａと、ヒートシール層や反射防止層などウエブＷ表面に作製しようとする膜に応じて適宜選択される所定の塗液を一定の流量で供給する塗工ヘッド（図１では、スロットダイ）７ｂとから構成されている。尚、塗工装置７は、これに限定されるものではなく、ウエブＷ表面に形成しようとする塗膜に応じて、ロールコート法、ブレードコート法、ナイフコート法やグラビアコート法などの各種塗工方法を採用でき、その塗工方法に応じた各種塗工ヘッドを適宜選択できる。

所定の塗膜が形成されたウエブＷは水平搬送されつつ、フレーム１ｂの上部に配置された加熱乾燥装置８へと搬送される。加熱乾燥装置８は、ウエブＷの搬送経路に沿って所定の間隔を存して列設した吹き付けノズル８ａを備え、熱エネルギーを付与して塗膜を加熱乾燥する。吹き付けノズル８ａの吹出口の横幅は、ウエブＷの全幅より広く設定されることが好ましく、水平搬送されるウエブＷに対し交差する方向から温風を吹き付けるように配置されている。

塗膜が加熱乾燥されたウエブＷは、ガイドローラ９ａ乃至９ｄ及びウエブのテンションや巻取軸３での巻取速度を調節するために上下動自在に設けたテンションローラ１０を経て巻取軸３へと搬送され、ロール状に巻き取られる。巻取軸３はフレーム１ａに設けた支柱３ａの上部中央を支点とする支持棒３ｂの片側に設けられ、他端には他の巻取軸３ｃが設けられている。そして、巻取軸３でのウエブＷの巻取量が増加するに従って、ガイドローラ９ｄから巻取軸３へのウエブＷの入射角を制御して巻き取り不良が生じないようになっている。

ところで、上記のようにウエブＷに対し温風を吹き付ける場合、通常塗膜表面が徐々に成膜されるように、低温、中温、高温と徐々に温度を上げていくことが行われている。このような場合に、ノズル８ａからウエブＷまでの距離を徐々に近づけ、ウエブＷの受ける熱エネルギーが徐々に大きくなるようにウエブＷに対する温風の吹付角を調整できることが好ましい場合がある。そこで、本実施の形態では、ウエブの搬送経路中で加熱乾燥装置８の下方に位置させて角度付与装置１１を設けることとした。

図１及び図２に示すように、角度付与装置１１は、バッキングローラ７ａとガイドローラ９ａとの間に位置する架台１ｃ上に設けた２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂと、可動ローラ１２ａ、１２ｂを水平方向及び鉛直方向に移動させる移動手段１３とを備える。

移動手段１３は、水平搬送されるウエブＷに平行となるように架台１ｃ上に設けた４本のレール１４に摺動自在に係合する可動枠１５を備える。また、可動枠１５の下面中央にナット部材１５ａが設けられ、ナット部材１５ａには送りねじ１６が螺合している。そして、送りねじ１６の一端に連結された第１のモータＭ１をそれぞれ駆動して送りねじ１６を回転させると、各可動枠１５がレール１４に沿って往復動する（即ち、可動ローラ１２ａ、１２ｂが水平方向に移動自在となる）。

また、可動枠１５には、ウエブＷの幅方向両側に位置させてガイド部材１７が立設され、ガイド部材１７に支持枠１８がそれぞれ取り付けられ、一対の支持枠１８により可動ローラ１２ａ、１２ｂが軸支されている。この場合、一方の支持枠１８には図示省略したねじ孔が形成され、ねじ孔には他の送りねじ１９が螺合している。送りねじ１９の一端は、図示省略したギアを介して可動枠１５上に配置した第２のモータＭ２に接続され、第２のモータＭ２を駆動して送りねじ１９を回転させると、両支持枠１８がガイド部材１７に沿って同期して往復動する（即ち、可動ローラ１２ａ、１２ｂが鉛直方向に移動自在となる）。

そして、両可動ローラ１２ａ、１２ｂを水平方向及び鉛直方向の少なくとも一方に適宜変位させ、ウエブＷの搬送経路中で上流側の可動ローラ１２ａが下流側の可動ローラ１２ｂより下側に位置すると、ウエブＷが水平面に対し所定の傾斜角θで搬送経路の下流側に向かって上方に傾き、他方で、可動ローラ１２ａが可動ローラ１２ｂより上側に位置すると、ウエブＷが水平面に対し所定の傾斜角θで搬送経路の下流側に向かって下方に傾く（図３参照）。

このように本実施の形態の角度付与装置１１によれば、２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂを相対移動自在に設けたため、簡単な構成かつ低コストでウエブＷの搬送経路中で水平面に対し所定の角度範囲でウエブＷに角度を付与することを実現できる。また、両可動ローラ１２ａ、１２ｂを同時に作動させることでウエブＷに所定の角度を付与することを迅速に行うことができ、しかも、搬送経路中で上方に配置される加熱乾燥装置８との間の間隔Ｄ１及びウエブＷが所定の角度で傾斜した状態で搬送される間隔Ｄ２を任意に調節できる（図３参照）。それに加えて、両可動ローラ１２ａ、１２ｂを適宜移動させれば、ウエブＷに勾配の強い角度（傾斜角θ）を付与するときでも急激なテンションがウエブに加わることが防止できる。

また、上記構成の角度付与装置１１を加熱乾燥装置８に適用することにより、ウエブＷの受ける熱エネルギーに変化をもたすことができ、さらに、ウエブＷにあたる温風の強度にも変化をもたせることができるので、塗膜表面が受ける温風の影響を調節することもできる。

ここで、ウエブＷの角度を調節するには、各可動ローラ１２ａ、１２ｂの変位量を適切に制御する必要があるが、各可動ローラ１２ａ、１２ｂ毎にポジションセンサなどを設けたのでは、部品点数が増えてコスト高を招く。そこで、本実施の形態では、視覚情報認識制御装置２０を設け、可動ローラ１２ａ、１２ｂのバッキングローラ７ａ及びガイドローラ９ａに対する位置を制御することとした。

図４に示すように、視覚情報認識制御装置２０は、２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂを同時に撮像するＣＣＤカメラ（視覚認識センサ）２１と、撮像した画像を解析する画像解析装置２２と、その解析した解析データに基づいて各可動ローラ１２ａ、１２ｂの変位量を算出し、それに応じて両モータＭ１、Ｍ２の作動を制御するマイコン等の制御手段２３とを備えている。

そして、図示省略したパソコン等の外部入力装置を介して制御手段２３に所望のウエブＷの傾斜角θを入力すると、ＣＣＤカメラ２１により２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂが撮像され、画像解析装置２２を介して可動ローラ１２ａ、１２ｂの現在位置に関する解析データが制御手段２３に出力される。解析データが制御手段２３に入力されると、現在位置と入力された傾斜角θとから制御手段２３により両可動ローラ１２ａ、１２ｂの変位量が算出され、これに応じてモータＭ１、Ｍ２の作動が制御され、可動ローラ１２ａ、１２ｂがそれぞれ水平方向及び鉛直方向の少なくとも一方に移動されて所定位置に変位する（図３及び図４参照）。

次に、上記塗膜形成装置によるウエブＷへの塗膜の形成を説明する。先ず、搬送装置の保持リール２にロール状に巻回されたウエブＷを保持させた後、ウエブＷの先端を繰り出し、ガイドローラ４を経て駆動ローラ５ａ及びピンチローラ５ｂの間を通す。その後、ガイドローラ６ａ乃至６ｄを経た後、バッキングローラ７ａに掛け回し、加熱乾燥装置の下側を水平に通す。そして、ウエブＷの先端をガイドローラ９ａ乃至９ｄ及びテンションローラ１０を介して巻取軸３に固定する。

次いで、加熱乾燥装置８の下方を搬送されるウエブＷに角度を付与するため制御手段２３に所望のウエブＷの傾斜角θを入力する。傾斜角θが入力されると、ＣＣＤカメラ２１により２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂが同時に撮像され、画像解析装置２２を介して現在位置に関する解析データが制御手段２３に出力され、制御手段２３により両可動ローラ１２ａ、１２ｂの変位量が算出される。これに応じてモータＭ１、Ｍ２が作動して可動ローラ１２ａ、１２ｂが所定位置に変位し、ウエブＷの搬送準備が完了する。

次いで、加熱乾燥手段８を作動させた後、図示省略したモータを作動させて駆動ローラ５ａを回転駆動する。駆動ローラ５ａが回転駆動されると、ウエブＷに繰り出し力が付与され、所定の速度でウエブＷが連続して搬送される。そして、塗工装置７によりウエブＷ表面に所定の塗膜が形成され、加熱乾燥装置８の下方へと案内される。例えば、ウエブＷ表面にヒートシール層を形成する場合には、所定の樹脂成分を塗布した後、１００℃程度の温風でウエブＷが加熱乾燥される。最後に、加熱乾燥装置８を経たウエブＷは大気に触れて自然冷却され、所定温度以下に冷却されたウエブＷが巻取軸３にロール状に連続して巻き取られる。

尚、本実施の形態では、加熱乾燥装置８の下方を搬送されるウエブＷに角度を付与するために角度付与装置を設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、塗工装置７の下方でウエブＷを傾斜させて搬送するために本実施の形態の角度付与装置１１を設けることができる。

また、本実施の形態では、２本の可動ローラ１２ａ、１２ｂを用いたものを例に説明したが、ウエブに付与すべき角度の範囲が狭いような場合には、バッキングローラ７ａとガイドローラ９ａとの間に水平方向及鉛直方向に移動自在な１本の可動ローラを設けるようにしてもよい。

本発明の角度付与装置を備えた塗膜形成装置の構成を模式的に説明する構成図。 角度付与装置の拡大斜視図。 ウエブへの角度の付与を模式的に説明する側面図。 視覚情報認識装置による角度付与装置の制御を模式的に説明する平面図。

符号の説明

２ 保持リール（保持手段）
３ 巻取軸（巻取手段）
５ａ 駆動ローラ（繰出手段）
１１ 角度付与装置
１２ａ、１２ｂ 可動ローラ（ローラ））
１３ 移動手段
２１ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２２ 画像解析装置
２３ 制御手段
Ｗ ウエブ

Claims (5)

1. 所定の速度で搬送されるウエブに角度を付与する角度付与装置であって、ウエブの搬送経路中に、少なくとも鉛直方向に移動自在な少なくとも１本のローラを備えたことを特徴とする角度付与装置。
2. 前記ローラが複数本から構成される場合に、少なくとも鉛直方向に移動させる移動手段をローラ毎に備えていることを特徴とする請求項１記載の角度付与装置。
3. 前記ローラを撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した画像を解析する画像解析手段とをさらに備え、前記撮像手段で撮像した各ローラの位置情報から画像解析手段で解析した解析データより前記各ローラ毎に水平方向及び鉛直方向の少なくとも一方の変位量を測定し、この変位量に基づき各移動手段の作動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の角度付与装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の角度付与装置と、ウエブをロール状に巻回した状態で保持する保持手段と、ウエブに繰り出し力を付与する繰出手段と、繰り出されたウエブを巻き取る巻取手段とを備えたことを特徴とするウエブ搬送装置。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の角度付与装置と、搬送されるウエブに温風を吹き付ける吹き付けノズルを備えた加熱乾燥装置とを備えたことを特徴とする加熱乾燥システム。
   

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