JP2010131599A - 塗工装置とそれを用いた貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤をそれに含まれる異物の影響少なく塗布することができるようにする。
【解決手段】ナイフエッジ２を備え、移動する被塗工面３ａに接着剤４を供給し塗布する塗工ヘッド１において、被塗工面３ａの反移動方向側に向くナイフエッジ２の背面２ａに凹陥部５を設ける。ナイフエッジ２は供給される接着剤４を貯留してその温度と圧を調整しながら被塗工面３ａに供給するタンクの供給口に設けられる。ナイフエッジ２には好ましくは均質焼き入れ鋼を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は接着剤の塗工ヘッドとそれを用いた塗工装置、貼り合せ装置に関し、詳しくはナイフエッジを備えて接着剤を塗布するもので、反応性ホットメルト形の接着剤に好適な塗工ヘッドとそれを用いた塗工装置、貼り合せ装置に関するものである。

ナイフエッジは、ドクターナイフ、ナイフコータなどと称される板状のナイフ部材の一縁に形成され、移動する被塗工面に供給する接着剤を所定の塗布厚に規制しながら塗布するものとして知られる（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載のものはいずれも溶剤系の接着剤を取り扱う場合のものであるが、近時の溶剤による環境問題などから反応性ホットメルト形の接着剤に切り換わりつつある（例えば、特許文献３参照）なか、ナイフエッジは反応性ホットメルト形の接着剤を取り扱う場合にも採用されている。

本出願人は図５に示すような反応性ホットメルト形の接着剤ｄを取り扱う塗工ヘッドａを持った貼り合わせ装置を先に開発している。塗工ヘッドａは図５に示すようにナイフエッジｂを備え、移動する被塗工面ｃに接着剤ｄを供給し塗布する。貼り合わせ装置としては、シートｆを水平に搬送しながら、上方から対向させた塗工ヘッドａから接着剤ｄを供給して塗工ベースｇによるバックアップのもとに塗布し、基材ｊとの貼り合わせに供している。具体的には、接着剤ｄを塗布したシートｆは接着剤ｄの塗布面が下向きとなるように折り返して圧締ローラｈの下に導き、そこに間隔を置いて同期搬送されてくる基材ｊの表面にシートｆを圧締ローラｈにより押し付けて双方を貼り合わせる。基材ｊは例えば厨房用の各種収納装置の扉材であり、化粧用のシートｆの貼り合わせにより扉を製造する。

塗工ヘッドａは反応性ホットメルト形の接着剤ｄを取り扱うのに、特許文献３に記載のように加熱溶融させた反応形の接着剤ｄをタンクに収容して加熱状態を保ち、かつ、不活性ガスによって空気中の湿気と反応して硬化するのを防止しながら、加圧することによりナイフエッジｂを持った供給口ｍからシートｆ上に供給し、ナイフエッジｂによって塗布する。ナイフエッジｂは搬送するシートｆ上に供給した接着剤ｄをシートｆに押し付けて塗布するのと同時に、塗工ベースｇと協働して所定の塗布厚に規制する。

特開平６−２５６７３６号公報 特開平１１−１６５１０７号公報 特開２０００−２９６３５６号公報

ところで、図５に示すような装置で反応性ホットメルト形の接着剤ｄを取り扱うなか、新たな課題が生じている。中でも、シートｆなどの被塗工面に供給する接着剤ｄに含まれるゴミ、反応後に発生する硬化残留物や未反応物質などの異物が接着剤ｄとともに塗布されてしまうことが主要課題となっている。これらの異物が接着剤ｄとともに塗布されたシートｆをハードな基材ｊに貼り合わせるラミネート加工では、シートｆの材質や厚みなどによって基材ｊ表面のシートｆに異物による突起部がランダムにでき、化粧性が低下する。また、シートｆを他のシートに貼り合わせるラミネート加工では貼り合わせシートｆの双方に影響することがあり、用途によっては視覚上以外の問題となる可能性もある。

本発明の主たる目的は、接着剤をそれに含まれる異物の影響少なく塗布することができる塗工ヘッドとそれを用いた塗工装置、貼り合わせ装置を提供することにある。

本発明の塗工ヘッドは、ナイフエッジを備え、移動する被塗工面に接着剤を供給し塗布する塗工ヘッドであって、被塗工面の反移動方向側に向くナイフエッジの背面に凹陥部を設けたことを特徴としている。

このような構成では、ナイフエッジが移動する被塗工面に供給した接着剤を被塗工面に押し付けて塗布し、塗布厚を規制するのに、被塗工面の反移動方向側に向く背面によって過剰な接着剤を受け止めるが、この過剰な接着剤を受け止める面に凹陥部を設けたことにより被塗工面に供給する接着剤に含まれる異物が、ナイフエッジによって塗布厚を規制されて送出される接着剤層へ流出して混入するのを抑制することができる。

凹陥部が、ナイフエッジの先端とほぼ平行な溝状である、さらなる構成では、ナイフエッジによって塗布され、塗布厚を規制される接着剤層の塗布幅全域において、均一に働く。

凹陥部が、ナイフエッジの少なくともほぼ先端部に位置している、さらなる構成では、ナイフエッジによって塗布された後に塗布厚を規制される直前の接着剤に有効に働く。

ナイフエッジが、均質に焼入れした均質焼入れ鋼よりなる、さらなる構成では、接着剤を加熱する場合の熱膨張の均等化を図って、熱膨張が不均一なことにより歪みが生じるのを防止することができる。

ナイフエッジが、供給される接着剤を貯留してその温調と背圧の調圧をしながらゲートを開いて被塗工面上に供給するタンクの供給口に設けられ、タンク内は供給口に向かって接着剤が減量していくに従い残留接着剤のタンク部内での受圧面積が変化していく容積形態を有している、さらなる構成では、タンク内の残留接着剤の減量に応じて受圧面積が変化するのを利用して、残留接着剤が減量していくのにかかわらず、タンク内を定圧に保つだけで常に定量供給することができる。

ゲートは、ナイフエッジの前記背面とこの背面にゲートを押圧して隙間調節を行う押圧部材との間で左右に開閉され、供給口に臨む上端部に、タンク内の接着剤を介して受ける背圧によって、互いにほぼ直角なナイフエッジの背面および押圧部材の押圧端部上面の双方に対して押圧される押圧分力を生じさせるように、前記背面および押圧端部上面双方に対して傾斜した受圧面を有した、さらなる構成では、
ゲートは供給口を閉じている範囲において上端部の受圧面に接着剤を介しそれに働く背圧により、ナイフエッジの背面とそれにゲートを押圧している押圧部材の押圧端部上面とに押圧する押圧分力を受けて、それら背面および押圧端部上面に押圧されて接着剤が侵入する隙間のない状態となり、ゲート閉じ状態においてこの状態が供給口の全域に及んで供給口を確固に閉じることができる。

ゲートが、前記ナイフエッジの背面に平行な押圧部材先端の押圧面によって押圧される等厚部を有している、さらなる構成では、押圧部材によりゲートをナイフエッジへ押圧して隙間調節状態を確保するのに、押圧部材による押圧力によってゲートを他の方向へ逃がしまたは移動させる分力が生じないようにすることができる。

本発明の塗工装置は、上記のいずれかの塗工ヘッドと、シートを搬送しながらその一面側を被塗工面として前記塗工ヘッドからの接着剤の塗布に供するシート搬送手段とを備え、シート搬送手段はシートを塗布位置に向け直進させた後、ナイフエッジの先端に圧接する側に屈曲させて送出する送出経路を有していることを特徴としている。

このような構成では、シート搬送手段によるシートを塗布位置に向け直進させた後の送出経路で、シートをナイフエッジの先端に圧接する側に屈曲させることにより、シートがその張力でナイフエッジに圧接しようとして接着剤を圧迫し、ナイフエッジによって塗布され、塗布厚を規制される接着剤層への異物の混入をさらに抑制することができる。同時に、シートはナイフエッジに圧接しようとすることで、ナイフエッジに対する位置関係が安定し、振動や位置ずれを抑制される。これにより、通常塗工ヘッドと併用される、シート搬送手段により搬送されるシートを塗布位置にてバックアップする塗工ベースを省略することができる。

しかし、塗工ベースを併用する場合は、シートと塗工ベースとの摩擦が低減し、搬送をスムーズに行うことができ、シートを塗布位置に向け安定して送入することができるし、シート上に供給した接着剤がナイフエッジによって塗布され、塗布厚を規制されるときのシートの逃げを一律に抑えられる。

また、シートをナイフエッジの先端に圧接する側に屈曲して送出する角度を調節する角度調節手段を備えることにより、シートの材質や厚み、また接着剤の種類等の変更による接着条件の変更に対応して、送出する角度を調節することが可能となり、接着条件に最適な送出角度が設定できる。

この場合、シート搬送手段は、塗工ベースに沿って塗布位置に向け直進させるシートの上流側を塗工ベースに圧接する側に屈曲させて送入させる送入経路を有している構成とすれば、シート搬送手段による送入経路にて、塗工ベースに沿って塗布位置に向け直進させるシートの上流側を塗工ベースに圧接する側に屈曲させて送入させることにより、シートがその張力で塗工ベースの肩に圧接することで、塗工ベースに対する位置関係が安定し、振動や位置ずれを抑制される。

塗工ヘッドから供給する接着剤の温度および背圧を一定にする温度調節手段および圧力調節手段を備えた、さらなる構成では、温度や圧力の調節により接着剤の供給量を自在に調節し、定量供給することもできる。

既述した、ナイフエッジが、供給される接着剤を貯留して温調および調圧しながらゲートを開いて被塗工面上に供給するタンクの供給口に設けられ、タンク内は供給口に向かって接着剤が減量していくに従い残留接着剤のタンク部内での受圧面積が変化していく容積形態を有している塗工ヘッドを、反応性ホットメルト形の接着剤を取り扱うようにして備え、圧力調節手段が、タンク内にドライエアなどの不活性ガスを定圧以上で供給して充満させながら、定圧保持弁による過剰圧分の排気を伴いタンク内の定圧維持と不活性ガスの更新とを図る、さらなる構成では、タンク内の残留接着剤の減量に応じて受圧面積が変化するのを利用して、残留接着剤が減量していくのにかかわらず、タンク内を定圧に保つだけで常に定量供給することができる。また、タンク内の定圧を定圧以上で供給し充満させる不活性ガスの過剰圧分を定圧保持弁により排気させて維持することにより、不活性ガスのタンク内での更新が図れてタンク内に万一にも侵入している空気を早期に追い出し、接着剤が空気中の湿気と反応するのを防止することができる。

塗工ベースのバックアップ面は、シートとの摩擦を低減する摩擦低減処理を施してある、さらなる構成では、シートが塗工ベースの案内を受けて塗布位置に送入され塗布位置から送出されるのに、塗工ベースとの間で摩擦による引っ掛かりや抵抗を受けて振動や位置ずれするようなことを防止することができる。

塗工ベースおよび塗工ヘッド間のクリアランスを調節するクリアランス調節手段を備えた、さらなる構成では、クリアランス調節手段によって塗工ベースと塗工ヘッドとのクリアランスを調節し、塗布に最適なクリアランスが設定できる。

本発明の貼り合わせ装置は、前記いずれかの塗工装置を備え、シート搬送手段はシートの前記ナイフエッジからの送出経路の下流に、搬送するシートの接着剤塗布面を貼り合わせ基材に対面させる接着経路を持ち、この接着経路に沿うように前記貼り合わせ基材を間隔を置いて搬送し前記シートとの貼り合わせに供する貼り合わせ材搬送手段と、接着経路においてシートを貼り合わせ基材に圧接させて接着を図る圧締ローラとを設けたことを特徴としている。

このような構成では、シートをシート搬送手段により搬送しながら既述した特徴ある塗工ヘッドおよびそれを用いた塗工装置によって接着剤を塗布し、接着剤塗布後のシートをこれに同期して間隔を置いて搬送されてくる基材に圧締ローラによって押し付け貼り合わせることが自動的に連続して行うことができ、圧締ローラは間隔を置いて搬送されてくる基材間で落ち込みシートを一瞬緊張させることを繰り返し、シートの上流側を一瞬引っ張ったり振動させたりしても、シートは塗布位置からの送出経路においてその張力によってナイフエッジに圧接するように屈曲されていて、下流側からの引っ張りや振動が塗布位置に及ぶのを圧接部にて止めることができる。

貼り合わせ基材に貼り合わせた後のシートを、貼り合わせ基材の前後、または貼り合わせ基材間で切断する切断手段を備えた、さらなる構成では、間隔を置いて搬送される基材に貼り合わせた後のシートを、基材の前後または基材間で切断手段により切断して基材単位に自動的に切り離すことができ、このときの切断によってシートの上流側に引っ張りや振動が与えられるようなことがあっても、それが塗布位置に及ぶのを前記の場合同様にシートのナイフエッジへの圧接部にて止めることができる。

なお、基材は必ずしも間隔を置いて搬送する必要はなく、連続して搬送しても安定して貼り合わせることができる。

本発明の塗工ヘッドによれば、被塗工面に供給する接着剤に含まれる異物が、ナイフエッジによって塗布厚を規制されて送出される接着剤層に混入するのを抑制し、塗布した接着剤層によって貼り合せたシートに異物による突起ができるといった問題を軽減することができ、ゴミの混入に加え、反応後に発生する硬化残留物や未反応物質などによる異物が多くなる反応性ホットメルト形の接着剤を取り扱うのに好適である。

本発明の塗工装置によれば、塗布位置に向け直進させた後のシートがナイフエッジの先端に圧接する側へ屈曲していることとナイフエッジに設けた凹陥部との組合せにより、ナイフエッジから送出される接着剤層への異物の混入をさらに抑制して塗布し、そのシートを異物のより少ない状態で他と貼り合わせることができる。しかも、シートはナイフエッジへの圧接特性を得てそれとの位置関係が安定し、下流側からの影響を含む振動や位置ずれによる塗布状態のバラツキを回避し塗布精度が向上する。

本発明の実施の形態に係る塗工ヘッドおよびそれを用いた塗工装置、貼り合わせ装置を示す概略構成図である。 図１の装置の塗工ヘッドのタンクまわりを示すタンク内の正面形状および平面形状を示す断平面図である。 図２の塗工ヘッドの横断面図である。 図２の塗工ヘッドの供給口部を示す斜視図である。 従来の塗工ヘッドおよびそれを用いた塗工装置、貼り合わせ装置を示す概略構成図である。

本発明の塗工ヘッドとそれを用いた塗工装置、貼り合わせ装置の実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明し本発明の理解に供する。以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。

図１に示すように本実施の形態の塗工ヘッド１は、ナイフエッジ２を備え、矢印Ａで示す方向に移動する被塗工面３ａに接着剤４を供給し塗布するが、特に、被塗工面３ａの反移動方向側に向くナイフエッジ２の背面２ａに凹陥部５を設けている。このようなナイフエッジ２は、移動する被塗工面３ａに供給した接着剤４を被塗工面３ａに押し付けて塗布し、接着剤層４ａの塗布厚ｔを所定値に規制する。塗布厚ｔの規制は被塗工面３ａ上に供給した接着剤４が被塗工面３ａに担持されてナイフエッジ２を潜って送出されようとする際に、ナイフエッジ２における前記背面２ａによって過剰な接着剤４を受け止め、あるいは被塗工面３ａから掻き取ることにより行う。従って、被塗工面３ａとの間にでき、あるいは与えるギャップＧは塗布厚ｔを設定する主要な条件となる。しかし、供給する接着剤４の粘度や被塗工面３ａの移動速度の影響もある。ナイフエッジ２の前記過剰な接着剤４を受け止める背面２ａに凹陥部５を設けていると、被塗工面３ａに供給する接着剤４に含まれる異物が、ナイフエッジ２によって塗布厚ｔを規制されて送出される接着剤層４ａへ流出して混入するのを抑制することができる。

本発明者等の実験によれば、被塗工面３ａの移動を停止して接着を中断または停止したときにナイフエッジ２の前記背面２ａの側にできている接着剤４の溜まり内の異物につき、凹陥部５を設けていない場合と比較すると、異物の量は格段に多く、塗布された接着剤層４ａに対し異物が高確率で除去されているのを確認することができた。図１に示すように被塗工面３ａに接着剤層４ａを塗布したシート３を家庭の厨房用の収納装置の扉材である基材１０に連続して貼り合わていく場合の、基材１０ごとで見た異物無しの良品率は８０％に達する。これは、タンクから接着剤を単に供給して塗布するタンク方式の場合の３０％、シートを被塗工面の反対側からローラでバックアップしながら被塗工面に接着剤供給してナイフエッジにより塗布し塗布厚を規制するいわゆるＴ台方式の場合の６０％に対して大きく改善された。しかも、大きな異物の除去率はさらに高く、塗布した接着剤層４ａによって基材１０などのハード部材に貼り合せたシートに異物による突起ができるといったことによる不良品率を格段に低減することができる。従って、ゴミの混入に加え、反応後に発生する硬化残留物や未反応物質などによる異物が多くなる反応性ホットメルト形の接着剤４を取り扱うのに好適である。しかし、異物を除去できる機能からはゴミが混入していたり混入する可能性がある他の種類の接着剤４にも本発明は有効である。また、化粧用のシート３は例えば樹脂シートであるが、本発明が適用できるシートとしては金属箔やクロス、木材の薄い削り材なども含むし、本発明の塗工ヘッド１は場合によりシート以外の基材１０などを含むハード材全般に適用しても有効である。

なお、凹陥部５に溜まった異物は、ナイフエッジ２に残った接着剤４と一緒に作業の合間に拭き取って排除すればよいが、連続的または大量に生産する場合等は、別途機械的なクリーニング手段を設けることにより生産性を向上することができる。

凹陥部５は図１に示す場合、ナイフエッジの先端とほぼ平行な溝状としてある。これにより、凹陥部５はナイフエッジ２によって塗布され、塗布厚を規制される接着剤層４ａの塗布幅全域において働き、塗工ヘッドが接着剤４を塗布するどの部分でも異物が混入するのを均等に防止することができる。従って、接着剤４の塗布面全域での異物を少なくすることができる。この意味で溝状の凹陥部５は一様な連続状態に設けるのが好適であるが、必ずしもこれに限られることはないし、部分によって幅や凹陥形態を変えることもできる。

また、凹陥部５は図１に示すようにナイフエッジ２の少なくともほぼ先端２ｂ部に位置したものとしている。これにより凹陥部５は、ナイフエッジ２によって塗布された後に塗布厚ｔを規制される直前の接着剤４に有効に働き、送出される接着剤層４ａに対する異物除去率を高められる。この意味からは凹陥部５はナイフエッジ２の先端２ｂに近いほどよいが、ナイフエッジ２の先端２ｂの摩耗や損傷を防止する意味で先端２ｂから若干離れた位置に凹陥部５を設けてある。凹陥部５は図１に示すような深さが約０．３ｍｍの断面三角形の溝として有効で前記のような異物除去の実績を得ているが、これに限られることはない。例えば、他に四角形、断面半月形、半楕円形とした溝や凹部などが考えられる。溝の深さも０．３ｍｍより深いものは好適である。

ナイフエッジ２は通常図１、図３、図４に示すように、板状のナイフ部材２１の先端部に設けるが、特に、そのナイフエッジ２部を均質に焼入れした均質焼入れ鋼よりなるものとしている。ナイフエッジ２は焼入れにより耐摩耗性は向上するが、反応性ホットメルト形の接着剤４を用いて反応状態を維持するために加熱するような場合、焼入れが不均一であると熱膨張むらが生じて歪み波打つといったようなことがあるが、前記のように均質焼入れ鋼であることにより、そのような歪みが生じるのを防止して接着剤４の供給むら、塗布むらの原因となるのを回避することができ、塗布の均一性を確保しやすい。そのような均質焼入れ材料としては、例えば、大同特殊鋼株式会社製の特殊鋼５５Ｃがある。厨房用の収納装置の扉材に化粧シートを接着する場合でも比較的長い塗工ヘッド１を必要とし、ナイフエッジ２の熱歪みによる影響が問題となるが、家屋の扉材の化粧用のシートを接着するような場合はより大幅対応となってさらに問題となるが、均質焼入れ鋼を採用することにより熱歪みによる接着剤４の塗布むらの問題は解消する。

さらに本実施の形態のナイフエッジ２は、反応性ホットメルト形の接着剤４に対応するため図２、図３に示すように、供給される接着剤４を貯留してその温調および背圧を調圧しながらゲート１１を左右へ開いて被塗工面３ａ上に供給するタンク１２の供給口１３に設けられ、タンク１２内は供給口１３に向かって接着剤４が減量していくに従い残留接着剤４のタンク１２部内での受圧面４ｂの面積が変化していく容積形態を有したものとしている。具体的には、受圧面積が大きくなるようにしている。これにより、タンク１２内の残留接着剤４の減量に応じて受圧面積が変化、つまり拡大するのを利用して、残留接着剤４が減量していくのにかかわらず、タンク１２内を定圧に保つだけで常に定量供給することができる。従って、接着剤４は下限量に達した都度補給するだけでよく、そのために接着剤４の下限量を図３に示すように設けた液位センサ１０１によって検出するようにしている。もっとも、接着剤４の定圧維持による定量供給は粘度が安定していることが条件であり、同じ接着剤４に対しては温度が一定に保たれるように温調する必要がある。そこで、図２に示すように塗工ヘッド１から供給する接着剤４の温度および供給圧力を一定にする温度調節手段４１および圧力調節手段４２を備えたものとし、温度や圧力の調節により接着剤４の供給量をほぼ一定なように調節し、定量供給できるようにしている。なお、接着剤４の補給は前記背圧以上で注入する必要があり、そのため接着剤注入口３２には接着剤加圧注入系５６を接続してある。

接着剤４は例えばポリウレタン樹脂系の反応性ホットメルト形で、融解状態で１０，０００Ｐａ・ｓ／１２０℃程度の粘度を示し、この粘度に安定させるようにタンク１２内の接着剤４の温度を温度調節手段４１によって１２０℃程度に均一に保つようにタンク１２を温調する。この温調のためにタンク１２にはカートリッジヒータ３１を各部に配設し温度管理するようにしている。特に、塗工ヘッド１は長尺なほど長手方向に温度がばらつきやすく、これに対応するのに中央部とその両側部分とをそれぞれ個別に温度調節するようにしてある。このため、１つの例としてタンク本体１２ａの背部壁には塗工ヘッド１の長手方向に埋設する横向きのカートリッジヒータ３１を塗工ヘッド１の図示する向きでは上部となっている接着剤注入口３２側から下部となっている供給口１３側への縦向きに複数配して塗工ヘッド１の長手方向の温度むらを抑えるようにした上で、タンク蓋１２ｂに対しては塗工ヘッド１の長手方向に直角な縦向きに埋設する縦向きのカートリッジヒータ３１を塗工ヘッド１の長手方向に複数配して埋設し、中央部分のカートリッジヒータ３１とその両側のカートリッジヒータ３１とをそれぞれの部分に設けた温度センサ４３でモニタした検出温度に応じて個別に通電制御して温度調節するようにしている。このような温度調節のためにカートリッジヒータ３１は図示する向きの塗工ヘッド１において、接着剤注入口３２側から下部となっている供給口１３側に縦向きに埋設した状態となっている。図では温度調節手段４１は両端部の縦向きカートリッジヒータ３１どうしを個別に温調しているが、塗工ヘッド１の両端部が同じ温度傾向を示す場合はそれらによる温調制御を共通にすることができ、その場合、端部の温度モニタは片方でよい。

また、タンク１２の前記容積形態は、図３に示すように横断面形状が供給口１３に向かって狭くなる楔型形状部１２ｃから、狭く平行な通路１２ｄにて供給口１３に通じ、楔型形状部１２ｃの正面から見た断面形状を図２（ａ）に示すように照明器具型をなし、平面形状が図２（ｂ）に示すような両端から中央部へ背面側が膨らむ片側膨らみ形状をなすように形成して前記受圧面積の変化を満足していて、楔型形状部１２ｃから供給口１３に通じる通路１２ｄが狭く平行な通路であることにより、前記カートリッジヒータ３１の配置とそれによる温度調節と相まって、そこを通って供給口１３に至る間の接着剤４の温度変化をなるべく抑えて設定通りの粘度を確保しながら供給口１３に至らせ安定に供給できるようにしている。

一方、圧力調節手段４２は、タンク１２内にドライエアや窒素ガスなどの不活性ガス４４を定圧以上で供給して接着剤４の背部に充満させる不活性ガス供給系４５と、タンク１２内に供給される不活性ガス４４の過剰圧分を排気する定圧保持弁４６とを備え、タンク１２内に定圧以上の不活性ガス４４を供給して充満させその過剰分の排気を伴いタンク１２内を定圧に維持しながら不活性ガスの更新を図るようにしている。これにより、タンク１２内の残留接着剤４の減量に応じて受圧面積が前記のように変化するのを利用して、残留接着剤４が減量していくのにかかわらず、タンク１２内を定圧に保つだけで常に定量供給することができる。同時に、タンク１２内の定圧は定圧以上で供給し充満させる不活性ガス４４の過剰圧分を定圧保持弁４６により排気させることで確保することで、不活性ガス４４のタンク１２への更新を図って万一にも侵入し、または発生している空気は早期に追い出し、接着剤４が空気中の湿気と反応し硬化するのを確実に防止することができる。なお、定圧保持弁４６は精密リリーフ弁を用いるのがよく、これにより、±０．１％といった高い精度でタンク１２内を定圧に維持することができる。しかし、背圧は例えば前記高粘度の接着剤４に対応して８０ｋｇ／ｃｍ2程度と高く、安全確保のためにタンク１２には圧力安全弁５５が接続され、万一の異常圧は解放できるようにしている。また、前記液位センサ１０１はペンシル型のものを横向きに設置してあり、高粘度の接着剤４であっても液垂れによる弊害なしに精度よく下限量を検出することができる。

さらに、塗工ヘッド１は図３、図４に示すように、タンク蓋１２ｂの正面に高さ調節してねじ止めしたナイフエッジ２の背面２ａに押圧部材１１１を介し長手方向複数箇所に設けたねじ１１２によって押圧し隙間調節したゲート１１の左右への開閉によって供給口１３の開閉と、開き幅の調節とを行うようにし、ゲート１１の押圧部材１１１を介した押圧による隙間張設にて接着剤４がゲート１１まわりの隙間に侵入するのを防止することと、開閉がスムーズに行われることのバランスをとっている。このような機構は公知のもので詳述しないが、本実施の形態の塗工ヘッド１は、特に、図４に示すようにゲート１１の供給口１３に臨む上端部に、タンク１２内の接着剤４を介して受ける背圧Ａによって、互いにほぼ直角なナイフエッジ２の背面２ａと押圧部材１１１の押圧端部上面１１１ａとの双方に対して押圧される押圧分力Ａ１、Ａ２を生じさせるように、前記背面２ａおよび押圧端部上面１１１ａ双方に対して傾斜した受圧面１１ａを有したものとしている。これによりゲート１１は、供給口１３を閉じている範囲において上端部の受圧面１１ａに接着剤４を介しそれに働く背圧Ａにより、ナイフエッジ２の背面２ａとそれにゲート１１を押圧している押圧部材１１１の押圧端部上面１１１ａとに押圧する押圧分力Ａ１、Ａ２を受けて、それら背面２ａおよび押圧端部上面１１ａに押圧されて、前記隙間調節状態以上に接着剤４が侵入し外部に漏れ出る隙間のない状態となり、ゲート１１の閉じ状態においてこの状態が供給口１３の全域に及んで供給口１３を確固に閉じることができるし、押圧分力Ａ１、Ａ２は機械力でなくゲート１１の開閉抵抗を徒に大きくすることはない。しかも、ゲート１１は前記ナイフエッジ２の背面２ａに平行な押圧部材１１１先端の押圧面１１１ｂによって押圧される等厚部１１ｂを有し、押圧部材１１１によりゲート１２をナイフエッジ２の背面２ａへ押圧して隙間調節状態を確保するのに、押圧部材１１１による押圧力によってゲート１１を他の方向へ逃がしまたは移動させる分力が生じないようになるので、前記押圧分力Ａ１、Ａ２によるゲート１１の背面２ａおよび押圧端部上面１１１ａへの圧着状態が安定するし、ゲートに複雑な機械力が及ばない。これによって、ゲート１１の等厚部１１ｂは薄くして十分な耐久性が得られ、供給口１３の接着剤の送出口幅Ｂを小さくすることができる。１つの例としては２ｍｍ程度に小さくして接着層４ａの塗布厚ｔに見合う接着剤４の供給が安定に行いやすい好結果が得られた。なお、ゲート１１の背面側は押圧部材１１１の押圧端部上面１１１ａと押圧面１１１ｂとがな凸鉤型面に対応した凹鉤型面をなし、この凹鉤型面の後端位置から前記の受圧面１１ａがナイフエッジ２の背面２ａに向かって斜め上に立ち上がる矢印形態の横断面をなしている。これに対し押圧部材１１１は前記凸鉤型面の後端から前記受圧面１１ａに対して僅少な隙間１２１を有して適当幅被さって後、タンク本体１２ａがなす供給口１３の口縁に繋がっていて、前記隙間１２１によってゲート１１の開閉に影響なく接着剤４が前記凹凸鉤型面間に及ぼうとするのを規制し、ここでの接着剤４の漏れをより防止することができる。

本実施の形態の塗工装置は、図１に示すように既述した塗工ヘッド１と、シート３を搬送しながらその一面側を被塗工面３ａとして前記塗工ヘッド１からの接着剤４の塗布に供するシート搬送手段５１とを備え、シート搬送手段５１はシート３を塗布位置に向け直進させた後、ナイフエッジ２の先端２ｂに圧接する側に屈曲させて送出する送出経路５１ａを有したものとしている。これにより、シート搬送手段５１によるシート３を塗布位置に向け直進させた後の送出経路５１ａで、シート３を図１に示すようにナイフエッジ２の先端に圧接する側に屈曲させることにより、シート３がその張力でナイフエッジ２に圧接しようとして接着剤４を圧迫し、ナイフエッジ２によって塗布され、塗布厚ｔを規制される接着剤層４ａへ異物が流出して混入するのをさらに抑制することができる。同時に、シート３はナイフエッジ２に圧接しようとすることで、ナイフエッジ２に対する位置関係が安定し、振動や位置ずれを抑制される。これにより、シート搬送手段５１により搬送されるシート３を塗布位置にてバックアップする図１に示すような塗工ベース５２は必須でなくなる。しかし、塗工ベース５２を併用する場合は、シート３と塗工ベース５２との摩擦が低減し、搬送をスムーズに行うことができ、シート３を塗布位置に向け安定して送入することができるし、シート３上に供給した接着剤４がナイフエッジ２によって塗布され、塗布厚を規制されるときのシート３の逃げを一律に抑えられる。ここに、シート３を塗工ヘッド１に圧接させることと、接着剤４の供給圧力と、塗工ヘッド１および塗工ベース５２間のクリアランスＳとの相関による接着剤４の均一な塗布と、スムーズな送出とが確保される。送出経路５１ａによるシート３の屈曲角度は１４°以上として好ましく、前記接着剤４に対しては２５°前後がより好適である。

また、送出経路５１ａにおけるガイドローラ１１３ａは上下に移動可能となっており、ガイドローラ１１３ａを移動することにより、シート３の送出経路５１ａの屈曲角度を変更することができ、シート３の材質や厚み、また接着剤４の種類等の変更による接着条件の変更に対応して、最適な送出経路５１ａの屈曲角度を選択することができる。

さらに、シート搬送手段５１は図１に示すように、塗工ベース５２に沿って塗布位置に向け直進させるシート３の上流側は仮想線で示す水平な通常搬入経路としてもよいが、これに対して本実施の形態では、実線で示すように塗工ベース５２に圧接する側に屈曲させて送入させる送入経路５１ｂを有している。これにより、シート搬送手段５１による送入経路５１ｂにて、塗工ベース５２に沿って塗布位置に向け直進させるシート３の上流側を塗工ベース５２に圧接する側に屈曲させて送入させることにより、シート３がその張力で塗工ベース５２の肩に圧接することで、塗工ベース５２に対する位置関係が安定し、振動や位置ずれを抑制される。

また、塗工ベース５２のバックアップ面５２ａは通常クロムメッキなどされるが、樹脂製のシート３に対してはときとして摩擦や引っかかりによる蛇行や振動が発生する。そこで、本実施の形態では塗工ベース５２のバックアップ面５２ａに対してはそのようなシート３との摩擦を低減する摩擦低減処理を施してある。１つの例としてフッ素樹脂をコーティングするのがよく、コーティングは溶射コート法によって好適に行える。このフッ素樹脂コーティングによってシート３が塗工ベース５２の案内を受けて塗布位置に送入され塗布位置から送出されるときの、塗工ベース５２との間での摩擦や引っ掛かりを軽減して、シート３の蛇行や位置ずれ、振動を防止することができる。

また、本実施の形態の塗工装置は、図１に概略を示すように塗工ベース５２および塗工ヘッド１間のクリアランスＳを調節するクリアランス調節手段５３を備えている。クリアランス調節手段５３は例えばねじを用いたものとすることができ、このようなクリアランス調節手段５３によって塗工ベース５２と塗工ヘッド１とのクリアランスＳを調節することにより、塗布に最適なクリアランスＳを設定し実現することができる。また、シート３はしばしば蛇行するので、蛇行の矯正が行われるか、この蛇行位置に合わせてゲート１１の開き位置を開閉機構部などによって調整されるが、本実施の形態では搬送しているシート３のエッジ位置を検出して蛇行の有無や位置などを検出するセンサとして、シート３の搬送経路を挟んで配置した偏光反射板に向け投光したときの例えば９０°偏光した反射光を受光してシート３による遮光エッジ位置を検出するものとしており、これによって外乱光の影響を受けることによる誤検出が解消できる。

さらに、本実施の形態の貼り合わせ装置としては、前記塗工ヘッド１およびそれを用いた塗工装置を備えたもので、シート搬送手段５１はシート３の前記ナイフエッジ２からの送出経路５１ａの下流に、搬送するシート３の接着剤塗布面を貼り合わせ基材１０に対面させる接着経路５１ｃを持ち、この接着経路５１ｃに沿うように前記貼り合わせ基材１０を間隔を置いて搬送し前記シート３との貼り合わせに供する貼り合わせ材搬送手段６１と、接着経路５１ｃにおいてシート３を貼り合わせ基材１０に圧接させて接着を図る圧締ローラ６２とを設けている。これにより、シート３をシート搬送手段５１により搬送しながら既述した特徴ある塗工ヘッド１およびそれを用いた塗工装置によって接着剤３を塗布し、接着剤塗布後のシート３をこれに同期して間隔を置いて搬送されてくる基材１３に圧締ローラ６２によって押し付け貼り合わせることが自動的に連続して行うことができ、圧締ローラ６２は間隔を置いて搬送されてくる貼り合わせ基材１０間で落ち込みシート３を一瞬緊張させることを繰り返し、シートの上流側を一瞬引っ張ったり振動させたりすることがあるが、シート３は塗布位置からの送出経路５１ａにおいてその張力によってナイフエッジ２に圧接するように屈曲されていて、下流側からの引っ張りや振動が塗布位置に及ぶのを圧接部にて止めることができ、接着剤４の塗布状態に横筋ができるなどの影響がない。

しかも、貼り合わせ基材１０に貼り合わせた後のシート３を、貼り合わせ基材１０の前後または基材間１３で切断する切断手段６３を備え、貼り合わせ基材１０に貼り合わせた後のシート３を前記切断により基材１３単位に自動的に切り離すことができ、このときの切断によってシート３の上流側に引っ張りや振動が与えられるようなことがあっても、それが塗布位置に及ぶのを前記の場合同様にシート３のナイフエッジ２への圧接部にて止めることができる。

なお、シート搬送手段５１は図１に示すように駆動ローラ１１４と圧締ローラ６２とガイドローラ１１３、１１３ａとテンションローラ１１３ｂで構成し、駆動ローラ１１４と圧締ローラ６２とでシート３と基材１０とを挟み込み、駆動ローラ１１４でシート３と基材１０とを同時に駆動することにより、シート３を前記各種の搬送経路を通して搬送するよう構成になっており、特に、テンションローラ１１３ｂにより塗工ヘッド１に搬送するシート３の張力が一定になるようにしている。

本発明はシートを基材に貼り合せるラミネート加工やシートどうしを貼り合せるラミネート加工に実用でき、貼り合わせのための接着剤に混在する異物の影響を軽減することができる。

１ 塗工ヘッド
２ ナイフエッジ
３ シート
３ａ 被塗工面
４ 接着剤
４ａ 接着層
４ｂ 受圧面
５ 凹陥部
１０ 貼り合わせ基材
１１ ゲート
１２ タンク
１３ 供給口
３１ カートリッジヒータ
４１ 温度調節手段
４２ 圧力調節手段
４３ センサ
４４ ドライエア
４５ 不活性ガス供給系
４６ 定圧保持弁
５１ シート搬送手段
５１ａ 送出経路
５１ｂ 送入経路
５１ｃ 貼り合わせ経路
５６ 接着剤加圧注入系
５２ 塗工ベース
５３ クリアランス調節手段
６１ 貼り合わせ材搬送手段
６２ 圧締ローラ
６３ 切断手段
１１１ 押圧部材

Claims (17)

1. ナイフエッジを備え、移動する被塗工面に接着剤を供給し塗布する塗工ヘッドであって、被塗工面の反移動方向側に向くナイフエッジの背面に凹陥部を設けたことを特徴とする塗工ヘッド。
2. 凹陥部は、ナイフエッジの先端とほぼ平行な溝状である請求項１に記載の塗工ヘッド。
3. 凹陥部は、ナイフエッジの少なくともほぼ先端部に位置している請求項１、２のいずれか１項に記載の塗工ヘッド。
4. ナイフエッジは、均質に焼入れした均質焼入れ鋼よりなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗工ヘッド。
5. ナイフエッジは、供給される接着剤を貯留してその温調と背圧の調圧をしながらゲートを開いて被塗工面上に供給するタンクの供給口に設けられ、タンク内は供給口に向かって接着剤が減量していくに従い残留接着剤のタンク部内での受圧面積が変化していく容積形態を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗工ヘッド。
6. ゲートは、ナイフエッジの前記背面とこの背面にゲートを押圧して隙間調節を行う押圧部材との間で左右に開閉され、供給口に臨む上端部に、タンク内の接着剤を介して受ける背圧によって、互いにほぼ直角なナイフエッジの背面および押圧部材の押圧端部上面の双方に対して押圧される押圧分力を生じさせるように、前記背面および押圧端部上面双方に対して傾斜した受圧面を有した請求項５に記載の塗工ヘッド。
7. ゲートは、前記ナイフエッジの背面に平行な押圧部材先端の押圧面によって押圧される等厚部を有している請求項６に記載の塗工ヘッド。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗工ヘッドと、シートを搬送しながらその一面側を被塗工面として前記塗工ヘッドからの接着剤の塗布に供するシート搬送手段とを備え、シート搬送手段はシートを塗布位置に向け直進させた後、ナイフエッジの先端に圧接する側に屈曲させて送出する送出経路を有していることを特徴とする塗工装置。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗工ヘッドと、シートを搬送しながらその一面側を被塗工面として前記塗工ヘッドによる接着剤の塗布に供するシート搬送手段と、シート搬送手段により搬送されるシートを塗布位置にてバックアップする塗工ベースとを備え、シート搬送手段はシートを塗布位置に向け直進させた後、ナイフエッジに圧接する側に屈曲させて送出する搬送経路を有していることを特徴とする塗工装置。
10. シートをナイフエッジの先端に圧接する側に屈曲して送出する角度を調節する角度調節手段を有している請求項８、９のいずれか１項に記載の塗工装置。
11. シート搬送手段は、塗工ベースに沿って塗布位置に向け直進させるシートの上流側を塗工ベースに圧接する側に屈曲させて送入させる送入経路を有している請求項９、１０のいずれか１項に記載の塗工装置。
12. 塗工ヘッドから供給する接着剤の温度および背圧を一定にする温度調節手段および圧力調節手段を備えた請求項８〜１１のいずれか１項に記載の塗工装置。
13. 反応性ホットメルト形の接着剤を取り扱う請求項５に記載の塗工ヘッドを備え、圧力調節手段は、タンク内にドライエアを含む不活性ガスを定圧以上で供給して充満させながら、定圧保持弁による過剰圧分の排気を伴いタンク内の定圧維持と不活性ガスの更新とを図る請求項１２に記載の塗工装置。
14. 塗工ベースのバックアップ面は、シートとの摩擦を低減する摩擦低減処理を施してある請求項９〜１１のいずれか１項に記載の塗工装置。
15. 塗工ベースおよび塗工ヘッド間のクリアランスを調節するクリアランス調節手段を備えた請求項９〜１１、１４のいずれか１項に記載の塗工装置。
16. 請求項９〜１５のいずれか１項に記載の塗工装置を備え、シート搬送手段はシートの前記ナイフエッジからの送出経路の下流に、搬送するシートの接着剤塗布面を貼り合わせ基材に対面させる接着経路を持ち、この接着経路に沿うように前記貼り合わせ基材を搬送し前記シートとの貼り合わせに供する貼り合わせ材搬送手段と、接着経路においてシートを貼り合わせ基材に圧接させて接着を図る圧締ローラとを設けたことを特徴とする貼り合わせ装置。
17. 貼り合わせ基材に貼り合わせた後のシートを、貼り合わせ基材の前後、または貼り合わせ基材間で切断する切断手段を備えた請求項１６に記載の貼り合わせ装置。

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