JP2013188696A - Coating valve and coating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タンクから塗布ヘッドへの塗布液の供給を制御する塗布バルブ、およびその塗布バルブを備えたシステムに関する。 The present invention relates to a coating valve that controls the supply of a coating liquid from a tank to a coating head, and a system including the coating valve.
塗布対象物の一つである金属箔に塗布液を塗出することによって金属箔に塗布膜を形成する塗布システムが知られている(特許文献1参照)。図9は、本発明に関連する塗布システムの構成を示す図である。図9に示す塗布システム100では、タンク110に貯蔵された塗布液160は、ポンプ140によって塗布バルブ130に送り込まれた後、塗布ヘッド120に供給される。その後、搬送ローラ150が金属箔170を搬送しているときに、塗布ヘッド120が塗布液をスリット121から金属箔170に吐出する。塗布システム100では、塗布バルブ130が、タンク110から塗布ヘッド120への塗布液160の供給を制御する。以下、塗布バルブ130の動作内容について図10を参照しながら説明する。
A coating system is known in which a coating film is formed on a metal foil by coating a coating solution on the metal foil that is one of the objects to be coated (see Patent Document 1). FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a coating system related to the present invention. In the coating system 100 shown in FIG. 9, the coating liquid 160 stored in the tank 110 is fed to the coating valve 130 by the pump 140 and then supplied to the
図10は、図9に示す塗布バルブ130の動作内容を示す図である。図10に示すように、塗布開始時には、シャフト132の先端部に設けられた弁体133が弁箱131の内部に形成された弁座131aに接触している。このとき、塗布バルブ130では、シール部材134によって、弁箱131とシャフト132との隙間から塗布液が漏れないようになっている。弁箱131の内部では、弁体133が弁座131aに接触することによって塗布液は弁座131aを通過できない。すなわち、弁体133が、塗布ヘッド120への塗布液の供給を遮断している。その後、初期状態では、ジョイントブロック135を介してシャフト132に連結された駆動源136によってシャフト132が上昇し始める。シャフト132の上昇により弁体133が弁座131aから離れる。そのため、塗布液が弁座131aを通過して塗布ヘッド120に流れ込む。続いて、塗布ヘッド120が塗布液を金属箔170に吐出することによって、塗布膜180の形成が始まる。その後、定常状態では、シャフト132はその先端部が塗布ヘッド120に最も近付いた位置(弁体133が弁座131aから最も離れた位置)に達するまで上昇し続け、当該位置で静止している。定常状態では、塗布液は塗布ヘッド120から一定の速度で吐出されるので、塗布膜180の膜厚は均一に保たれる。その後、終期状態では、駆動源136がシャフト132を下降させ、その後、塗布終了時にシャフト132は塗布開始時と同じ状態になる。
FIG. 10 is a diagram showing the operation content of the application valve 130 shown in FIG. As shown in FIG. 10, at the start of application, the
上述した塗布バルブ130では、図11に示すように、シャフト132の上昇時(弁座131aの開放時)に、弁箱131の内部では、シャフト132の先端部と弁体133により塗布液を塗布ヘッド120側へ押す圧力が発生する。この圧力が大きい場合、塗布液が塗布ヘッド120に急激に押し出される。その結果、塗布膜形成の初期に膜厚が厚くなる現象、いわゆるオーバーシュートが発生する可能性がある(図12参照)。オーバーシュートが発生すると、塗布膜の膜厚の均一性が損なわれる。
In the application valve 130 described above, as shown in FIG. 11, when the
そこで、本発明は、塗布対象物に形成される塗布膜の膜厚の均一性を保つことが可能な塗布バルブ、およびその塗布バルブを備えた塗布システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a coating valve capable of maintaining the uniformity of the thickness of a coating film formed on a coating target, and a coating system including the coating valve.
上記目的を達成するために本発明の塗布バルブは、前記塗布液を塗布対象物に吐出する塗布ヘッドに連通する弁箱と、前記弁箱の内部に、前記塗布液が通過可能な開口部を備えた弁座と、前記開口部を貫通するように延び、前記塗布ヘッドに向かって移動可能なシャフトと、を有し、前記シャフトは、前記シャフトの先端部に設けられ、前記開口部を開閉可能な弁体と、前記先端部で前記弁体に囲まれた入口と、前記先端部と異なる箇所で前記弁箱の前記内部に連通した出口とを備え、前記シャフトの内部を前記シャフトの軸方向に沿って延びている空洞部と、前記出口に設けられ、前記空洞部から前記シャフトの外側に向かう方向にのみ前記出口を開放する逆止弁と、を有する。 In order to achieve the above object, an application valve of the present invention comprises a valve box communicating with an application head for discharging the application liquid onto an object to be applied, and an opening through which the application liquid can pass inside the valve box. And a shaft that extends through the opening and is movable toward the coating head. The shaft is provided at a tip of the shaft and opens and closes the opening. A possible valve body, an inlet surrounded by the valve body at the tip, and an outlet communicating with the inside of the valve box at a location different from the tip, the inside of the shaft being an axis of the shaft A cavity extending along a direction, and a check valve provided at the outlet and opening the outlet only in a direction from the cavity toward the outside of the shaft.
上記目的を達成するために本発明の塗布システムは、前記塗布バルブと、前記塗布バルブに塗布液を供給するタンクと、前記塗布バルブを介して前記タンクに連通し、前記塗布バルブから供給された前記塗布液を塗布対象物に吐出する塗布ヘッドと、を有する。 In order to achieve the above object, the coating system of the present invention is supplied from the coating valve, a tank that supplies the coating liquid to the coating valve, and the tank that communicates with the tank via the coating valve. An application head for discharging the application liquid onto an object to be applied.
本発明によれば、塗布対象物に形成される塗布膜の膜厚の均一性を保つことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to maintain the uniformity of the thickness of the coating film formed on the coating object.
(実施形態1)
本発明の実施形態1について説明する。図1は、実施形態1の塗布システムの構成を示す図である。図1に示す塗布システム10では、タンク1に塗布液6が貯蔵されている。塗布液6は、ポンプ4によって塗布バルブ3に送り込まれた後、塗布ヘッド2に供給される。塗布ヘッド2は、塗布液をスリット21から吐出する。塗布液の吐出方向の前方では、塗布対象物である金属箔7が搬送ローラ5によって搬送されている。搬送ローラ5が金属箔7を搬送しているときに塗布ヘッド2が金属箔7に塗布液を吐出することによって、金属箔7に塗布膜8が形成される。塗布システム10では、塗布バルブ3が、タンク1から塗布ヘッド2への塗布液6の供給を制御する。以下、塗布バルブ3の構成および動作について説明する。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coating system according to the first embodiment. In the coating system 10 shown in FIG. 1, the coating liquid 6 is stored in the tank 1. The coating liquid 6 is fed to the coating valve 3 by the pump 4 and then supplied to the coating head 2. The coating head 2 discharges the coating liquid from the
まず、塗布バルブ3の構成について説明する。図2は、図1に示す塗布バルブ3の構成を示す図である。図2に示す塗布バルブ3では、タンク1に貯蔵された塗布液6が流入路9aを通じて弁箱31に流れ込む。一方、弁箱31に貯蔵された塗布液は、流出路9bを通じて塗布ヘッド2に流出する。弁箱31の内部には、弁座31aが形成されている。弁座31aは、開口部31bを有する。
First, the configuration of the application valve 3 will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the application valve 3 shown in FIG. In the application valve 3 shown in FIG. 2, the application liquid 6 stored in the tank 1 flows into the
弁箱31の内部において、タンク1から流れ込んだ塗布液は、弁座31aの開口部31bを通過した後に塗布ヘッド2に供給される。開口部31bは、弁体33によって開閉される。弁体33は、シャフト32の先端部に設けられている。シャフト32は、弁箱31を貫通して弁箱31の外部に延びている。塗布バルブ3には、弁箱31とシャフト32の隙間から塗布液が漏れないようにシール部37が設けられている。シャフト32の後端部は、ジョイントブロック38によって駆動源39に連結されている。駆動源39は、例えば、エアシリンダ、モータなどで構成されている。
Inside the
シャフト32の内部には、空洞部34が形成されている。空洞部34は、シャフト32の先端部で弁体33に囲まれた入口35aと、シャフト32の外周部に形成された出口35bとを備え、シャフト32の内部を、シャフト32の軸方向に沿って延びている。出口35bは、シャフト32の外周部で開口し、かつ、弁座31aよりも塗布ヘッド2から離れている。出口35bは、逆止弁36によって開閉される。図3は、図2に示す逆止弁36が出口35bを閉じた状態をシャフト32の軸方向に垂直な断面で示す断面図である。逆止弁36は、空洞部34からシャフト32の外側に向かう方向にのみ出口35bを開放する。
A
次に、塗布バルブ3の動作について説明する。図4、図5は、図3に示す塗布バルブ3の動作内容を示す図である。 Next, the operation of the application valve 3 will be described. 4 and 5 are diagrams showing the operation contents of the application valve 3 shown in FIG.
図4(a)に示す塗布開始時には、弁体33が弁座31aに接触している。そのため、弁箱31の内部において塗布液は開口部31bを通過できない。すなわち、弁体33が、塗布ヘッド2への塗布液の供給を遮断している。
At the start of application shown in FIG. 4A, the
図4(a)に示す塗布開始時の後、図4(b)に示す初期状態では、駆動源39がシャフト32を移動方向Aに上昇させる。シャフト32の上昇に伴って弁体33が弁座31aから塗布ベッド2に向かって移動する。この移動により塗布液が開口部31bを通過し、塗布ベッド2側に流れ始める。このとき、シャフト32の先端部に入口35aが形成され、かつ、シャフト32の内部に空洞部34が形成されているので、塗布液の一部が入口35aから空洞部34に流れ込む。流れ込んだ塗布液は、空洞部34内を移動方向Aと反対方向に流れる。すると、空洞部34は、塗布液の流圧によって内部圧力が増加する。この内部圧力が弁箱31の内部を流れる塗布液の流圧よりも大きくなると、逆止弁36が出口35bを開放する。これにより、空洞部34に流れ込んだ塗布液は、出口35bから弁箱31の内部に戻る。
After the start of application shown in FIG. 4A, in the initial state shown in FIG. 4B, the
図4(b)に示す初期状態の後、図4(c)に示す定常状態では、シャフト32は、先端部が塗布ヘッド2に最も近付いた位置(弁体33が弁座31aから最も離れた位置)に達するまで上昇し続け、当該位置で静止している。定常状態では、塗布液は塗布ヘッド2から一定の速度で塗出されるので、塗布膜8の膜厚は均一に保たれる。さらに、シャフト32の静止により空洞部34の内部圧力が弁箱31の内部を流れる塗布液の流圧よりも小さくなるので逆止弁36が出口35bを塞ぐ。
After the initial state shown in FIG. 4 (b), in the steady state shown in FIG. 4 (c), the
図4(c)に示す定常状態の後、図5(a)に示す終期状態では、駆動源39がシャフト32を下降させ始める。その後、図5(b)に示す塗布終了時には、初期状態(図4(a)参照)と同様に、弁体33が弁座31aと接触し、かつ、逆止弁36が出口35bを塞いでいる。
After the steady state shown in FIG. 4C, in the final state shown in FIG. 5A, the
実施形態1によれば、シャフト32の先端部には入口35aが形成されているので、シャフト32の上昇時に塗布液を押す押圧面の面積が塗布バルブ130(図9参照)に比べて小さくなる。さらに、シャフトの内部には、入口35aと出口35bを備えた空洞部34が形成され、出口35bの外側には逆止弁36が設けられている。そのため、シャフト32の上昇に伴って塗布液が入口35aから空洞部34に流れ込む。これにより、空洞部34の内部圧力が上昇する。内部圧力の上昇により逆止弁36が出口35bを開放する。出口35bの開放により、塗布液が弁箱31の内部に戻る。したがって、シャフト32の上昇時に塗布液を塗布ヘッド2側へ押す圧力が塗布バルブ130に比べて緩和される。その結果、塗布液が塗布ヘッド2に急激に押し出される事態を回避できるので、塗布膜8の膜厚の均一性を保つことが可能となる。
According to the first embodiment, since the
(実施形態2)
本発明の実施形態2について説明する。実施形態2の塗布システムは、塗布バルブを除いて実施形態1の塗布システム10と同様の構成である。以下、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。図6は、実施形態2の塗布バルブの構成を示す図である。実施形態1の塗布バルブ3と同じ構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described. The coating system of Embodiment 2 has the same configuration as the coating system 10 of Embodiment 1 except for the coating valve. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a coating valve according to the second embodiment. The same components as those of the application valve 3 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図6に示す塗布バルブ13では、シャフト32は、筒状部材14と、棒状部材15と、連結部材16と、を有する。筒状部材14の先端部には、弁体33が設けられ、かつ、弁体33に囲まれた入口35aが形成されている。筒状部材14の内部には、空洞部34が形成されている。空洞部34は、入口35aと、筒状部材14の後端部に形成された出口35bとを備えている。棒状部材15は、筒状部材14よりもシャフト32の移動方向Aの後方に位置し、弁箱32を貫通して弁箱32の外部に延びている。棒状部材15は、弁箱32の外部でジョイントブロック38によって駆動源39に連結されている。連結部材16は、筒状部材14に棒状部材15を連結させるための中空状の部材である。連結部材16の一端は筒状部材14の外周部に取り付けられている。連結部材16の他端は、棒状部材15の外周部に取付けられている。連結部材16の中央部は、円形の穴部17が貫通している。穴部17の内面には逆止弁36が固定されている。
In the application valve 13 illustrated in FIG. 6, the
実施形態2では、駆動源39がシャフト32を上昇させると、塗布液の一部が入口35aから空洞部34に流れ込み、空洞部34を通って出口35bから流出する。その後、流出した塗布液は、連結部材16の穴部17を通過して弁箱32の内部に戻る。
In Embodiment 2, when the
実施形態2によれば、実施形態1と同様に、シャフト32の上昇時に塗布液を塗布ヘッド2側へ押す圧力が塗布バルブ130に比べて緩和される。したがって、塗布液が塗布ヘッド2に急激に押し出される事態を回避できるので、塗布膜8の膜厚の均一性を保つことが可能となる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the pressure of pushing the coating liquid toward the coating head 2 when the
実施形態2では、図6に示すように、筒状部材14および棒状部材15を挟んで互いに対向する2つの連結部材16を有する形態であるが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、出口35bから流出した塗布液を弁箱32の内部に戻しやすくする(多くの流路を確保する)ために、連結部材16は、筒状部材14および棒状部材15を連続的または断続的に囲むように複数設置されていてもよい。
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, there are two
(実施形態3)
本発明の実施形態3について説明する。実施形態3の塗布システムは、塗布バルブを除いて実施形態1の塗布システム10と同様の構成である。以下、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。図7は、実施形態3の塗布バルブの構成を示す図である。実施形態1の塗布バルブ3と同じ構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention will be described. The coating system of Embodiment 3 has the same configuration as the coating system 10 of Embodiment 1 except for the coating valve. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a coating valve according to the third embodiment. The same components as those of the application valve 3 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示す塗布バルブ23は、実施形態1の塗布バルブ3(図2参照)にパッキング部材18を加えた構成である。実施形態1の塗布バルブ3では、上昇前の弁体33と弁座31aとの隙間が大きい場合、この隙間から塗布液が漏れて流れの遮断が不十分になる。さらに、塗布バルブ3では、シャフト32が上昇し始めたとき、塗布液が勢いよく開口部31bを通過することによって、流量の大きな塗布液が一時的に塗布ヘッド2に流れ込む可能性がある。この場合、塗布膜8の膜厚の均一性が損なわれるおそれがある。
The application valve 23 shown in FIG. 7 has a configuration in which a packing
そこで、実施形態3では、パッキング部材18が上昇前の弁体33と弁座31aとの隙間に位置することによって、開口部31bをより確実に閉鎖する手段として機能している。さらに、駆動源39がシャフト32を上昇させると、パッキング部材18は、開口部31bを通過する塗布液の流圧によって上昇後の弁体33および弁体33から離れた位置に変位する。そのため、塗布液が勢いよく開口部31bを通過してもパッキング部材18が塗布液の流れを抑制する手段として機能する。よって、流量の大きな塗布液が一時的に塗布ヘッド2に流れ込む事態を回避できるので、塗布ヘッド23は、塗布ヘッド3に比べ、塗布膜8の膜厚の均一性が損なわれる可能性がより低くなる。
Therefore, in the third embodiment, the packing
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments.
本発明では、シャフト32の上昇時に塗布液を塗布ヘッド2側へ押す圧力を緩和して塗布液を空洞部34に流しやすくするために、空洞部34が、図8に示すように、シャフト32の内部から入口35aに近付くにつれて開口幅が広がった形状であってもよい。図8(a)に示す空洞部34は、例えば、図2に示す弁体33の入口35a側の角部を斜めに面取りすることによって形成できる。一方、図8(b)に示す空洞部34は、例えば、図2に示す弁体33の入口35a側の角部を、丸みを帯びた形状に面取りすることによって形成できる。
In the present invention, in order to ease the pressure for pushing the coating liquid toward the coating head 2 when the
1、110 タンク
2、120 塗布ヘッド
3、13、23、130 塗布バルブ
4、140 ポンプ
5、150 搬送ローラ
6、160 塗布液
7、170 金属箔
8、180 塗布膜
9a 流入路
9b 流出路
10、100 塗布システム
14 筒状部材
15 棒状部材
16 連結部材
17 穴部
18 パッキング部材
21、121 スリット
31、131 弁箱
31a、131a 弁座
31b 開口部
32、132 シャフト
33、133 弁体
34 空洞部
35a 入口
35b 出口
36 逆止弁
37、134 シール部
38、135 ジョイントブロック
39、136 駆動源
1, 110
Claims (6)
前記弁箱の内部に、前記塗布液が通過可能な開口部を備えた弁座と、
前記開口部を貫通するように延び、前記塗布ヘッドに向かって移動可能なシャフトと、を有し、
前記シャフトは、
前記シャフトの先端部に設けられ、前記開口部を開閉可能な弁体と、
前記先端部で前記弁体に囲まれた入口と、前記先端部と異なる箇所で前記弁箱の前記内部に連通した出口とを備え、前記シャフトの内部を前記シャフトの軸方向に沿って延びている空洞部と、
前記出口に設けられ、前記空洞部から前記シャフトの外側に向かう方向にのみ前記出口を開放する逆止弁と、を有する塗布バルブ。 A valve box communicating with the application head for discharging the application liquid onto the object to be applied;
A valve seat having an opening through which the coating liquid can pass inside the valve box;
A shaft extending through the opening and movable toward the application head,
The shaft is
A valve body provided at the tip of the shaft and capable of opening and closing the opening;
An inlet surrounded by the valve body at the distal end and an outlet communicating with the interior of the valve box at a location different from the distal end, the interior of the shaft extending along the axial direction of the shaft A hollow portion,
A check valve provided at the outlet and opening the outlet only in a direction from the cavity toward the outside of the shaft.
前記弁体と、前記空洞部とを備えた筒状部材と、
前記筒状部材から前記シャフトの移動方向の後方に離れ、前記弁箱を貫通して前記弁箱の外部に延び、該外部で前記シャフトの駆動源に連結された棒状部材と、
一端が前記筒状部材の外周部に取り付けられ、他端が前記棒状部材の外周部に取り付けられている連結部材と、を有し、前記連結部材は、前記連結部材の中央部を貫通した穴部を備え、前記穴部に前記逆止弁が固定されている連結部材と、
を有する、請求項1に記載の塗布バルブ。 The shaft is
A tubular member provided with the valve body and the cavity,
A rod-shaped member that is separated from the tubular member rearward in the movement direction of the shaft, extends through the valve box to the outside of the valve box, and is connected to the drive source of the shaft outside the valve box;
A connecting member having one end attached to the outer peripheral portion of the cylindrical member and the other end attached to the outer peripheral portion of the rod-shaped member, and the connecting member has a hole penetrating the central portion of the connecting member A connecting member in which the check valve is fixed to the hole,
The coating valve according to claim 1, comprising:
前記塗布バルブに塗布液を供給するタンクと、
前記塗布バルブを介して前記タンクに連通し、前記塗布バルブから供給された前記塗布液を塗布対象物に吐出する塗布ヘッドと、
を有する塗布システム。 An application valve according to any one of claims 1 to 5,
A tank for supplying a coating liquid to the coating valve;
An application head that communicates with the tank via the application valve and discharges the application liquid supplied from the application valve to an application object;
A coating system.
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