JP2014054588A

JP2014054588A - ダイヘッド

Info

Publication number: JP2014054588A
Application number: JP2012199444A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoki; 木孝青
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】塗布液の供給配管へのエア混入を抑制するとともに、塗布液の吐出の応答性を向上させることができるダイヘッドを提供する。
【解決手段】ダイヘッド１０は、一対の本体ブロック１２、１４のうち一方の本体ブロック１２に設けられ、流路（供給流路）１９内の塗布液を吸引するとともに吸引された塗布液を流路１９に戻すシリンダ機構３０と、一対の本体ブロック１２、１４における塗布液の流路１９に設けられたバルブ４４と、を備えている。バルブ４４は、塗布液の流れ方向におけるシリンダ機構３０よりも上流側において一対の本体ブロック１２、１４に取り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯状の基材等の被塗布物に塗布液を供給するためのダイヘッドに関する。

従来から、帯状の基材等の被塗布物に塗布液を塗布するにあたり、ダイコート方式が広く用いられている。ダイコート方式とは、ダイヘッドから塗布液を吐出させながら、被塗布物およびダイヘッドのうちいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることにより、被塗布物に塗布液を供給してコーティングするシステムである。ダイヘッドの構成について具体的に説明すると、一対の板状部材の間に塗布液の流路を形成し、シリンダ機構等の送液装置を用いてこの流路に塗布液を送り込むことにより、一対の板状部材の先端部の間に形成されたスリットから塗布液が吐出され、塗布液が被塗布物に面形成されて転移される。このようなダイコート方式による塗布液の塗布方法として、例えば特許文献１等に開示されるものが知られている。

従来のダイコート方式による塗布液の塗布方法について図５を用いて簡単に説明する。図５に示すように、ダイヘッド８０には当該ダイヘッド８０に塗布液を供給するための供給配管８１の一端が接続されており、この供給配管８１の他端は塗布液を貯留する液タンク８８に接続されている。また、図５に示すように、供給配管８１の途中箇所には三方弁８２が設けられており、この三方弁８２にはシリンダ機構８４が接続されている。図５に示す例では、三方弁８２およびシリンダ機構８４により送液装置が構成されている。そして、シリンダ機構８４により供給配管８１内の塗布液が引き抜かれ、その後、引き抜かれた塗布液をシリンダ機構８４によって供給配管８１に戻すことにより、この供給配管８１を介してダイヘッド８０へ塗布液が供給されるようになっている。

また、特許文献２には、ダイヘッドに一軸偏心ねじポンプを取り付け、この一軸偏心ねじポンプによりダイヘッドからの塗布液の吐出を制御する技術が開示されている。

特開２００４−１９５３４５号公報特開２００９−６２２５号公報

しかしながら、図５に示すような従来のダイコート方式では、液タンク８８から送液装置（具体的には、三方弁８２）までの配管、および送液装置からダイヘッド８０までの配管がそれぞれ必要となり、図５に示すような例ではこれらの配管が長いため当該配管にエアが混入しやすくなるという問題がある。また、これらの配管が長い分だけ塗布液の吐出の応答性が悪くなるという問題がある。

また、特許文献２に開示されるようなダイヘッドでは、一軸偏心ねじポンプによりダイヘッドからの塗布液の吐出を制御する際に、一軸偏心ねじポンプのロータを逆回転させる必要があり、塗布液の吐出の応答性が悪くなるという問題がある。また、特許文献２に開示されるようなダイヘッドでは、一軸偏心ねじポンプがダイヘッドに直接取り付けられているため、このような一軸偏心ねじポンプで発生する振動がダイヘッドに伝わってしまうという問題がある。すなわち、ダイヘッドでは被塗布物に対する塗布液の吐出を精密に行う必要があるが、一軸偏心ねじポンプで発生する振動がダイヘッドに伝わってしまうと、塗布液の吐出を精密に行うことができないという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、塗布液の供給配管へのエア混入を抑制するとともに、塗布液の吐出の応答性を向上させることができるダイヘッドを提供することを目的とする。

本発明のダイヘッドは、被塗布物に塗布液を供給するためのダイヘッドであって、一対の本体ブロックであって、少なくとも一方の本体ブロックには塗布液が通過する流路が設けられ、一対の本体ブロックの先端部の間に形成されたスリットから塗布液が吐出されるようになっている一対の本体ブロックと、前記一対の本体ブロックのうち一方の本体ブロックに設けられ、前記流路内の塗布液を吸引するとともに吸引された塗布液を前記流路に戻すシリンダ機構と、前記一対の本体ブロックにおける塗布液の供給流路に設けられたバルブと、を備え、前記バルブは、塗布液の流れ方向における前記シリンダ機構よりも上流側の箇所において前記一対の本体ブロックに取り付けられている。

このようなダイヘッドによれば、バルブを一対の本体ブロックに取り付けることにより、このバルブと一対の本体ブロックとの間の距離を実質的に０とすることができるため、塗布液の供給配管へのエア混入を抑制するとともに、塗布液の吐出の応答性を向上させることができる。

本発明のダイヘッドにおいては、前記バルブは二方弁であってもよい。

この際に、前記二方弁は自動二方弁であり、前記自動二方弁を制御するための制御部を更に備えていてもよい。

本発明のダイヘッドにおいては、前記シリンダ機構は、シリンダ容器と、前記シリンダ容器内を往復移動するようになっているピストン部材と、を有しており、前記シリンダ機構により吸引された塗布液は、前記ピストン部材を前記シリンダ容器内に押し込むことにより前記流路内に戻すことができるようになっていてもよい。

本発明のダイヘッドによれば、塗布液の供給配管へのエア混入を抑制するとともに、塗布液の吐出の応答性を向上させることができる。

本発明の実施の形態によるダイヘッドが設けられた塗布システムの構成を示す概略図である。本発明の実施の形態によるダイヘッドの構成を示す斜視図である。図２に示すダイヘッドにおけるシリンダ機構の動作を示す図である。本発明の実施の形態によるダイヘッド、および従来のダイヘッドによる塗布液の吐出の応答性をそれぞれ示すグラフである。従来のダイヘッドが設けられた塗布システムの構成を示す概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本実施の形態によるダイヘッドおよびこのダイヘッドが設けられた塗布システムを示す図である。このうち、図１は、本実施の形態によるダイヘッドが設けられた塗布システムの構成を示す概略図であり、図２は、本実施の形態によるダイヘッドの構成を示す斜視図であり、図３は、図２に示すダイヘッドにおけるシリンダ機構の動作を示す図である。

本実施の形態の塗布システムにおいて、図１に示すように、ダイヘッド１０には当該ダイヘッド１０に塗布液を供給するための供給配管４２の一端が接続されており、この供給配管４２の他端は塗布液を貯留する液タンク４６に接続されている。また、供給配管４２にはバルブ４４が設けられている。ここで、バルブ４４は、例えば二方自動弁からなる。このようなバルブ４４は、ダイヘッド１０における一対の本体ブロック１２、１４（後述）に取り付けられている。

次に、図２および図３を用いて本実施の形態によるダイヘッド１０の構成の詳細について説明する。

図２に示すように、本実施の形態によるダイヘッド１０は、一対の剛性の本体ブロック１２、１４を備えており、これらの一対の本体ブロック１２、１４には塗布液の流路（マニホールド）１８が設けられている。また、図２に示すように、塗布液の流路１８に連通するよう供給流路１９が設けられており、図１に示す供給配管４２から塗布液が供給流路１９に供給されるようになっている。供給流路１９を介して流路１８に送られた塗布液は、第１の本体ブロック１２の先端部（下端部）と第２の本体ブロック１４の先端部（下端部）との間に形成されたスリット２０を介して吐出口２１から図２における下方に吐出されるようになる。なお、図２では図示していないが、ダイヘッド１０の長手方向（図２における奥行き方向）の両端部にはそれぞれ側板が取り付けられるようになっており、ダイヘッド１０内の流路１８はこれらの側板によりシールされるようになっている。

また、図２に示すように、第１の本体ブロック１２にはシリンダ機構３０が取り付けられており、このシリンダ機構３０により、供給流路１９内の塗布液を吸引するとともに吸引された塗布液を供給流路１９に戻すようになっている。図２および図３に示すように、シリンダ機構３０は、シリンダ容器３２と、このシリンダ容器３２内を往復移動するピストン部材３４とを有している。なお、図示していないが、ピストン部材３４は、当該ピストン部材３４を往復移動させるためのソレノイドまたはモータ等の駆動部に連接されている。また、シリンダ容器３２の基端部にはＯリング３８が設けられており、このＯリング３８によりシリンダ容器３２とピストン部材３４との間の隙間から塗布液が漏れ出ないようシールされるようになっている。

シリンダ機構３０により供給流路１９内の塗布液を吸引するときには、図３（ａ）の矢印に示すように、ピストン部材３４をシリンダ容器３２から引き出すことにより供給流路１９内から塗布液を一気に吸引してシリンダ容器３２内に貯留させる。その後、図３（ｂ）の矢印に示すように、ピストン部材３４をシリンダ容器３２内に一定速で徐々に押し込むことにより、シリンダ容器３２内に貯留された塗布液は徐々に供給流路１９内に戻される。

図１および図２に示すように、例えば二方自動弁からなるバルブ４４には、当該バルブ４４を制御するための制御部５０が設けられている。このような制御部５０によりバルブ４４の開閉動作が制御されるようになっている。制御部５０によるバルブ４４の開閉動作の制御方法の詳細については後述する。

次に、このような構成からなるダイヘッド１０を用いた塗布液の塗布方法について以下に説明する。

最初に、制御部５０によりバルブ４４を開状態とし、バルブ４４が開状態となっているときにシリンダ機構３０により塗布液の吸引動作を行う。具体的には、図３（ａ）の矢印に示すように、ピストン部材３４をシリンダ容器３２から引き出すことにより供給流路１９内から塗布液を一気に吸引してシリンダ容器３２内に貯留させる。このことにより、供給配管４２を介して液タンク４６から塗布液が吸引され、吸引された塗布液はシリンダ容器３２内に貯留されるようになる。

次に、制御部５０によりバルブ４４を閉状態とし、バルブ４４が閉状態となっているときにシリンダ機構３０により塗布液の戻し動作を行う。具体的には、図３（ｂ）の矢印に示すように、ピストン部材３４をシリンダ容器３２内に一定速で徐々に押し込むことにより、シリンダ容器３２内に貯留された塗布液は徐々に供給流路１９内に戻される。ここで、バルブ４４が閉状態となっているため、供給流路１９に戻された塗布液は、第１の本体ブロック１２の先端部（下端部）と第２の本体ブロック１４の先端部（下端部）との間に形成されたスリット２０を介して吐出口２１から図２における下方に吐出される。

以上のように本実施の形態のダイヘッド１０によれば、一対の本体ブロック１２、１４のうち第１の本体ブロック１２には、供給流路１９内の塗布液を吸引するとともに吸引された塗布液を供給流路１９に戻すシリンダ機構３０が設けられており、また、一対の本体ブロック１２、１４における塗布液の供給流路１９には例えば自動二方弁からなるバルブ４４が設けられている。そして、このバルブ４４は、塗布液の流れ方向におけるシリンダ機構３０よりも上流側において一対の本体ブロック１２、１４に取り付けられている。このように、バルブ４４を一対の本体ブロック１２、１４に取り付けることにより、このバルブ４４と一対の本体ブロック１２、１４との間の距離を実質的に０とすることができるため、塗布液の供給配管４２へのエア混入を抑制するとともに、塗布液の吐出の応答性を向上させることができる。

本実施の形態のダイヘッド１０においては、シリンダ機構３０は、シリンダ容器３２と、このシリンダ容器３２内を往復移動するピストン部材３４とを有しており、シリンダ機構３０により吸引された塗布液は、ピストン部材３４をシリンダ容器３２内に押し込むことにより供給流路１９内に戻すことができるようになっている。

以下、図４に示すグラフを用いて、図１乃至図３に示すような本実施の形態によるダイヘッド１０、および図５に示すような従来のダイヘッド８０による塗布液の吐出の応答性を比較する。図４に示すグラフにおいて、横軸は塗布液の供給開始時における立ち上がり時間を示し、縦軸はダイヘッドからの塗布液の吐出圧力を示す。また、塗布液として水等の低粘度液を用い、供給配管は硬質のステンレス管を用いた。図４において、実線は、本実施の形態によるダイヘッド１０による塗布液の吐出の応答性を示し、点線は、従来のダイヘッド８０による塗布液の吐出の応答性を示している。図４に示すように、本実施の形態によるダイヘッド１０を用いた場合には、塗布液の供給を開始してから０．１〜０．２秒でダイヘッド１０による塗布液の吐出圧力が定常状態となった。一方、図５に示すような従来のダイヘッド８０を用いた場合には、塗布液の供給を開始してから塗布液の吐出圧力が定常状態となるまで０．３〜０．４秒かかった。このように、本実施の形態によるダイヘッド１０を用いた場合には、図５に示すような従来のダイヘッド８０を用いた場合と比較して、送液装置（具体的には、例えば自動二方弁等のバルブ４４）と一対の本体ブロック１２、１４との間の距離を実質的に０とすることができるため、塗布液の吐出開始時の応答性が向上していることが確認された。

なお、本実施の形態によるダイヘッド１０は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。例えば、一対の本体ブロック１２、１４における塗布液の供給流路１９に設けられたバルブ４４は、自動二方弁等の二方弁に限定されることはない。供給流路１９における塗布液の流れを制御できるものであれば、バルブ４４として二方弁以外のものを用いてもよい。

１０ダイヘッド
１２第１の本体ブロック
１４第２の本体ブロック
１８塗布液の流路
１９供給流路
２０スリット
２１吐出口
３０シリンダ機構
３２シリンダ容器
３４ピストン部材
３８Ｏリング
４２供給配管
４４バルブ
４４供給ポンプ
４６液タンク
５０制御部
８０ダイヘッド
８１供給配管
８２三方弁
８４シリンダ機構
８８液タンク

Claims

被塗布物に塗布液を供給するためのダイヘッドであって、
一対の本体ブロックであって、少なくとも一方の本体ブロックには塗布液が通過する流路が設けられ、一対の本体ブロックの先端部の間に形成されたスリットから塗布液が吐出されるようになっている一対の本体ブロックと、
前記一対の本体ブロックのうち一方の本体ブロックに設けられ、前記流路内の塗布液を吸引するとともに吸引された塗布液を前記流路に戻すシリンダ機構と、
前記一対の本体ブロックにおける塗布液の供給流路に設けられたバルブと、
を備え、
前記バルブは、塗布液の流れ方向における前記シリンダ機構よりも上流側の箇所において前記一対の本体ブロックに取り付けられている、ダイヘッド。
前記バルブは二方弁である、請求項１記載のダイヘッド。
前記二方弁は自動二方弁であり、
前記自動二方弁を制御するための制御部を更に備えた、請求項２記載のダイヘッド。
前記シリンダ機構は、シリンダ容器と、前記シリンダ容器内を往復移動するようになっているピストン部材と、を有しており、前記シリンダ機構により吸引された塗布液は、前記ピストン部材を前記シリンダ容器内に押し込むことにより前記流路内に戻すことができるようになっている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダイヘッド。