JP2012061445A - 塗工装置および塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、所定の間隔で間欠的に液体を被塗工対象へ塗工する塗工装置であって、作業者のスキルに影響されずに、長時間に亘って高品質の塗工が可能な塗工装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明の塗工装置１０は、液体が通過する管１１と、管１１を通過した液体を吐出させる吐出手段１２と、管１１を仕切ると共に、液体を通過させるための開口１４を備えた仕切体１３と、吐出手段１２側へ移動することにより開口１４を開く弁１５と、開口１４を通過する時の液体の流出速度を取得し、該取得した流出速度と一致する移動速度で弁１５を移動させる制御手段１６と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体を被塗工対象に塗工する塗工装置および塗工方法に関し、特に、弁を開閉することにより、液体を被塗工対象へ所定の間隔で間欠的に塗工する塗工装置および塗工方法に関する。

所定の間隔で間欠的に塗工液を被塗工対象へ塗工する塗工装置が、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１および特許文献２には、塗工液の液垂れを抑制することが可能な塗工装置が開示されている。

特許文献２の塗工装置の構成図を図６に示す。図６の塗工装置９０を用いて塗工液を所定の間隔で間欠的に被塗工対象へ塗工する場合、先ず、供給用仕切弁９３を開状態に、戻り用仕切り弁９４を閉状態にし、液体タンク９１から流出させた塗工液をスリットダイ９８から垂れ流す。この状態で、塗工液の流出時の圧力を圧力計９７により計測し、計測した圧力を圧力設定器９６に記憶させる。次に、供給用仕切弁９３を閉状態に、戻り用仕切り弁９４を開状態にし、塗工液が液体タンク９１に戻るように設定する。そして、塗工液が戻る時の圧力が塗工液流出時の圧力と同じになるように、圧力調整弁９５を調整する。

圧力調整弁９５の調整が済んだ後、制御装置９９を始動させ、送液ポンプ９２によって液体タンク９１に貯蔵されている塗工液をスリットダイ９８側へ流出させ、被塗工対象への塗工を開始する。

ここで、塗工終了時に供給用仕切弁９２を作動させてスリットダイ９８から塗工液を引き戻すことにより、塗工終了部のエッジがシャープになる。さらに、スリットダイ９８の塗出口に塗工液が溜まらないため、次の塗工の塗工開始部のエッジもシャープになる。

実開昭５９−１４２０６９号公報 特開平１０−７６２０９号公報

特許文献２の塗工装置において、圧力調整弁９５の調整は、被塗工対象に形成された塗工膜の膜厚等を見ながら作業者が行う。作業者が圧力調整弁９５を調整する場合、コストがアップすると共に、作業者の技能によって塗工品質がばらつく。

さらに、長時間の塗工においては、塗工液の粘度や密度等が変化し、圧力調整弁９５の最適条件が最初の設定条件から変化する。この場合、スリットダイ９８から吐出される塗工液の吐出流量に過不足が生じる。

本発明の目的は、上述した問題点を解決することにあり、作業者のスキルに影響されずに、長時間に亘って高品質の塗工が可能な塗工装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る塗工装置は、液体が通過する管と、管を通過した液体を吐出させる吐出手段と、管を仕切ると共に、液体を通過させるための開口を備えた仕切体と、吐出手段側へ移動することにより開口を開く弁と、開口を通過する時の液体の流出速度を取得し、該取得した流出速度と一致する移動速度で弁を移動させる制御手段と、を備える。

また、上記目的を達成するために本発明に係る塗工方法は、管内を液体を通過させ、液体が管を仕切る仕切体に形成された開口を通過する時の流出速度を取得し、開口を閉塞している弁を、取得した流出速度と一致する移動速度で液体の流れ方向に移動させ、前記液体を吐出させる。

本発明によれば、開口を通過する時の液体の流出速度を取得し、取得した流出速度と同じ速度で弁を吐出手段側へ移動させることにより、液体の吐出開始時に発生する、正圧の過不足が抑制される。従って、作業者の調整工程が不要で、作業者のスキルに影響されることがない、長時間に亘って高品質の塗工が可能な塗工装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る塗工装置１０の概略構成図の一例である。 本発明の第２の実施形態に係る塗工装置１００の構成図の一例である。 本発明の第２の実施形態に係る塗工装置１００の仕切弁１３０の動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態において、開口からの塗工液の流速Ｖ０と、弁体１３１の移動速度Ｖｓと、金属箔に形成される膜厚と、の関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態において、仕切弁１３０の開閉状態と膜厚との関係の一例を示す図である。 関連技術の塗工装置９０の構成図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る塗工装置の概略構成図の一例を図１に示す。図１において、塗工装置１０は、管１１と、吐出手段１２と、仕切体１３と、弁１５と、制御手段１６と、を備える。

管１１内を液体が吐出手段１２に向かって流れている。吐出手段１２は、管１１を通過してきた液体を被塗工対象へ吐出させる。仕切体１３は、管１１内を仕切って液体の通過を遮断する。また、仕切体１３には、液体を通過させるための開口１４が形成されている。

弁１５は、仕切体１３の開口１４を開閉する。仕切体１３の開口１４が弁１５によって閉塞されている時、液体の吐出手段１２側への通過が遮断される。また、弁１５は、開口１４の閉塞位置から吐出手段１２側に移動することにより、仕切体１３の開口１４を開状態にする。開口１４が開状態の時、管１１内の液体が吐出手段１２側へ流出し、液体が被塗工対象へ吐出される。

制御手段１６は、液体が仕切体１３の開口１４を通過する時の液体の流出速度を取得する。さらに、制御手段１６は、取得した流出速度と一致する移動速度で弁１５が開口１４の閉塞位置から吐出手段１２側に移動するように、弁１５を制御する。

弁１５が、液体が仕切体１３の開口１４を通過する時の液体の流出速度と一致する移動速度で吐出手段１２側へ移動することにより、吐出手段１２における液体の正圧の過不足が抑制され、被塗工対象の始端領域に最適な量の液体が吐出される。

以上のように、本実施形態に係る塗工装置１０において、制御手段１６により、液体が仕切体１３の開口１４を通過する時の液体の流出速度が、弁１５の移動速度として設定される。従って、作業者による調整工数を削減することができると共に、作業者のスキルに影響されずに、高品質な液体の吐出を行うことができる。さらに、長時間の吐出において液体の性質が変化した場合でも、最適量の液体の吐出を継続することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る塗工装置の構成図の一例を図２に示す。図２において、本実施形態に係る塗工装置１００は、液体タンク１１０、ポンプ１２０、仕切弁１３０、スリットダイ１４０、輸送手段１５０、流量計１６０および開閉制御手段１７０を備える。

液体タンク１１０に、塗工液が貯蔵されている。

ポンプ１２０は、液体タンク１１０に貯蔵されている塗工液を、流量計１６０および仕切弁１３０を通過させてスリットダイ１４０へ送出させる。

仕切弁１３０は、液体タンク１１０からスリットダイ１４０への塗工液の流れを、開放または遮断する。仕切弁１３０が塗工液の流れの開放および遮断を繰り返すことによって、所定の間隔で間欠的に塗工液が金属箔に塗工され、金属箔に所望長さの複数の塗工膜が形成される。仕切弁１３０については後述する。

スリットダイ１４０は、所定の幅に開口された塗工ヘッド１４１を備える。スリットダイ１４０は、液体タンク１１０から送出された塗工液を、塗工ヘッド１４１から金属箔へ吐出させる。

輸送手段１５０は、塗工液が塗工される金属箔を一定の速度で矢印１５１の方向へ輸送する。

流量計１６０は、液体タンク１１０と仕切弁１３０との間に設置され、仕切弁１３０に流入する塗工液の流量を測定する。さらに、流量計１６０は、測定した流量値を開閉制御手段１７０へ出力する。

開閉制御手段１７０は、仕切弁１３０を制御する。本実施形態において、開閉制御手段１７０は、流量計１６０から出力された流量値に基づいて、仕切弁１３０を開閉移動させる時の速度を決定し、決定した速度で仕切弁１３０を開閉移動させる。本実施形態において、開閉制御手段１７０は、モータを用いて仕切弁１３０を上下動させる。開閉制御手段１７０については後述する。

上記のように構成された塗工装置１００において、液体タンク１１０に貯蔵されている塗工液は、ポンプ１２０によりスリッドダイ１４０へ送出され、スリッドダイ１４０の塗工ヘッド１４１から輸送手段１５０によって輸送されている金属箔の上に吐出される。仕切弁１３０による塗工液の流れの開放および遮断が繰り返されることによって、所定の間隔で間欠的に塗工液が金属箔上に吐出され、金属箔に所望長さの複数の塗工膜が形成される。

仕切弁１３０および開閉制御手段１７０について図３を用いて説明する。図３において、開閉制御手段１７０は、流量計１６０から出力された流量値に基づいて、仕切弁１３０の弁体１３１を上下動させる速度Ｖｓを決定する。

本実施形態において、開閉制御手段１７０は、流量計１６０から出力された流量値を記憶しておき、所定時間前に塗工した塗工膜の一定膜厚領域塗工時の流量値Ｑ０を、弁座１３２の開口面積Ａ０で割ることにより、弁座１３２の開口内での塗工液の流速Ｖ０を算出する。そして、開閉制御手段１７０は、弁体１３１の移動速度Ｖｓとして、算出した流速Ｖ０を設定する。

一方、図３に示すように、本実施形態に係る仕切弁１３０は、弁体１３１、弁座１３２、軸１３３およびハウジング１３４を備える。

ハウジング１３４は、液体タンク１１０から流入した塗工液を一時的に収納する容器である。弁座１３２は、ハウジング１３４内の塗工液が収納される空間を、液体タンク１１０側とスリッドダイ１４０側とに仕切る平板体であり、中央に開口を備える。弁体１３１は、軸１３３を介して開閉制御手段１７０と連結されている。開閉制御手段１７０により、弁体１３１は上述の移動速度Ｖｓで上下動する。

弁体１３１が下限位置に位置している時、弁座１３２の開口は弁体１３１により閉塞される。一方、弁体１３１が下限位置よりも上方に位置している時、弁座１３２の開口が開かれ、該開口から塗工液がスリッドダイ１４０に向かって流出する。

次に、弁座１３２の開口内での塗工液の流速Ｖ０と、弁体１３１の上方への移動速度Ｖｓと、金属箔に形成される膜厚と、の関係について、図４を用いて説明する。図４において、開口内での塗工液の流速Ｖ０よりも弁体１３１の移動速度Ｖｓが大きい場合（Ｉ）、スリッドダイ１４０の塗工ヘッド１４１において塗工液を金属箔側へ押し出す圧力（以下、正圧と記載する。）が大きくなり、金属箔の始端領域に形成される塗工膜の膜厚が厚くなる。一方、塗工液の流速Ｖ０よりも弁体１４１の移動速度Ｖｓが小さい場合（III）、正圧が小さくなり、始端領域での塗工膜の膜厚が薄くなる。そして、塗工液の流速Ｖ０と弁体１３１の移動速度Ｖｓとがほぼ同じ場合（II）、正圧が最適値となり、金属箔の始端領域に形成される塗工膜の膜厚が最適になる。

すなわち、開閉制御手段１７０が、弁座１３２の開口内での塗工液の流速Ｖ０と一致する移動速度Ｖｓで弁体１３１を上昇させることにより、塗工液の吐出開始時に発生する正圧の過不足が抑制され、金属箔の始端領域に最適な膜厚の塗工膜が形成される。

次に、本実施形態に係る塗工装置１００により金属箔上に塗工膜が形成される過程について説明する。仕切弁１３０の開閉状態と金属箔上に形成される塗工膜の膜厚との関係の一例を図５に示す。図５において、状態（ａ）の時、弁体１３１が下限位置に位置し、弁座１３２の開口が弁体１３１によって閉塞されている。状態（ａ）において、弁体１３１によって塗工液の流路が閉じられ、塗工液の金属箔への吐出が停止される。

そして、塗工を開始する時（状態（ｂ））、開閉制御手段１７０は、流量計１６０から出力された流量値に基づいて算出した流速Ｖ０を弁体１３１の移動速度Ｖｓとして設定し、弁体１３１を移動速度Ｖｓで上方に移動する。弁体１３１が上方に移動することにより、弁座１３２の開口が開かれ、塗工液が金属箔へ吐出される。また、弁体１３１が流速Ｖ０と同じ移動速度Ｖｓで上方に移動させることにより、塗工液の正圧が最適値となり、金属箔の始端領域に最適な膜圧の塗工膜が形成される。

そして、弁体１３１が上限位置まで速度Ｖｓで移動した後、上限位置で所定時間保持される(状態（ｃ）)。弁体１３１が上限位置に位置する時、弁座１３２の開口から流出する塗工液の量が最も多くなる。そして、弁体１３１が上限位置で所定時間保持されることにより、金属箔の一定膜圧領域に、一定厚さの塗工膜が所望長に亘って形成される。

一定厚さの所望長さの塗工膜が金属箔に形成された後、開閉制御手段１７０は、上昇時と同じ移動速度Ｖｓで弁体１３１を下方に移動させる（状態（ｄ））。弁体１３１が下方に移動することにより、スリットダイ１４０の塗工ヘッド１４１から塗工液が引き戻さる。塗工ヘッド１４１から塗工液が引き戻されることにより、塗工ヘッド１４１に塗工液が溜まることが抑制され、金属箔の終端領域に形成される塗工膜のエッジがシャープになる。

そして、弁体１３１が下限位置に位置することにより（状態（ｅ））、弁座１３２の開口が弁体１３１によって再び閉塞され、塗工液の金属箔への吐出が停止される。以上の動作により、金属箔上に所望長さの最適厚さの塗工膜が形成される。また、状態（ａ）〜状態（ｅ）が繰り返されることにより、金属箔上に所定の間隔で間欠的に塗工液が吐出され、金属箔上に所定長さの最適厚さの塗工膜が複数形成される。

なお、状態（ｄ）の時に塗工ヘッド１４１から塗工液が引き戻されることにより、塗工ヘッド１４１に塗工液が溜まることが抑制され、次の塗工において始端領域に塗工液が大量に塗工されることも抑制される。

以上のように、本実施形態に係る塗工装置１００は、弁体１３１が上下動して弁座１３２の開口を開閉し、所定の間隔で間欠的に塗工液を金属箔に塗工する工程において、塗工液の流速Ｖ０を取得し、この流速Ｖ０と同程度の移動速度Ｖｓで弁体１３１を上下動させる。

速度Ｖｓを自動的に設定することにより、作業者による調整工数を削減することができ、作業者のスキルに影響されずに、高品質な塗工膜を形成することが出来る。

また、自動的に塗工液の流速Ｖ０を取得して、弁体１３１の移動速度Ｖｓとして設定されることにより、長時間の塗工において塗工液の性質(粘度や密度等)が変化した場合でも、最適な移動速度Ｖｓが設定され、高品質の塗工膜を間欠的に形成することが出来る。

１０ 塗工装置
１１ 管
１２ 吐出手段
１３ 仕切体
１４ 開口
１５ 弁
１６ 制御手段
１００ 塗工装置
１１０ 液体タンク
１２０ ポンプ
１３０ 仕切弁
１３１ 弁体
１３２ 弁座
１３３ 軸
１３４ ハウジング
１４０ スリットダイ
１５０ 輸送手段
１６０ 流量計
１７０ 開閉制御手段

Claims (8)

1. 液体が通過する管と、
   前記管を通過した液体を吐出させる吐出手段と、
   前記管を仕切ると共に、前記液体を通過させるための開口を備えた仕切体と、
   前記吐出手段側へ移動することにより前記開口を開く弁と、
   前記開口を通過する時の前記液体の流出速度を取得し、該取得した流出速度と一致する移動速度で前記弁を移動させる制御手段と、
   を備える塗工装置。
2. 前記弁は、前記仕切体と当接する位置まで移動することにより前記開口を閉塞する、請求項１記載の塗工装置。
3. 前記弁は、前記開口を開いた状態を所定時間維持した後、前記仕切体側へ移動する、請求項２記載の塗工装置。
4. 前記制御手段は、前記管を通過する液体の所定時間当たりの液体の流量を計測し、計測した流量を前記開口の面積で割ることにより、前記流出速度を取得する、１乃至３のいずれか１項記載の塗工装置。
5. 前記液体を貯蔵する液体タンクをさらに備え、
   前記管は、前記液体タンクと前記吐出手段とを連結する、
   請求項１乃至４のいずれか１項記載の塗工装置。
6. 前記液体を前記液体タンクから前記吐出手段へ流出させるポンプをさらに備える、請求項１乃至５のいずれか１項記載の塗工装置。
7. 前記吐出手段は前記液体を吐出させる吐出口を備え、
   前記液体が塗工される被塗工対象を前記吐出口の対向位置へ輸送する輸送手段をさらに備える、
   請求項１乃至６のいずれか１項記載の塗工装置。
8. 管内を液体を通過させ、前記液体が前記管を仕切る仕切体に形成された開口を通過する時の流出速度を取得し、
   前記開口を閉塞している弁を、前記取得した流出速度と一致する移動速度で前記液体の流れ方向に移動させ、前記液体を吐出させる、
   塗工方法。

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