JP2015066480A - 塗布液貯留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布液に気泡を混入させることを抑制でき、また攪拌機のタンク内における取り付け位置を任意の位置に配置可能な塗布液貯留装置を提供する。
【解決手段】円柱型タンク３に塗布液４を導入する導入配管５は、円柱型タンク３の上部側に外壁１１を貫通してその先端部５ａがタンク内部に突出して設けられると共に、その先端部５ａの向きが円柱型タンク３の中心位置から外れた位置に設けられている。また、円柱型タンク３は、中心に平面視で円形穴７を有すると共にその円形穴７の開口周辺に平面視で円環状の面８を有し、その円柱型タンク２の内径は、導入配管５が設けられた位置よりも導入配管の下側では小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗布液貯留装置に関する。

例えば、特許文献１には、被塗布体が浸漬塗工される塗工槽と、塗布液を貯蔵する塗布液タンクと、塗布液タンクに貯蔵されている塗布液を塗工槽に供給する送液ポンプと、塗工槽からオーバーフローした塗布液を塗布液タンクに導くリターン配管と、塗工液を攪拌する攪拌機とを有した塗工装置が開示されている。

また、この塗工装置では、気泡の発生を抑制するために、リターン配管に導かれた塗布液を受ける液受け板が、液受け板上を流れる塗布液の方向が鉛直方向にならないように塗布液タンク内に設けている。

特開２００６−３４３４９３号公報

特許文献１に記載の塗工装置は、塗布液に気泡を発生させないようにするために塗布液タンク内に液受け板を設けているため、この液受け板の障害とならない位置に攪拌機を配置しなければならず、その攪拌機の取り付け位置が制限されてしまう。

そこで、本発明は、攪拌機のタンク内における取り付け位置を任意の位置に配置可能な塗布液貯留装置を提供するものである。

本発明の塗布液貯留装置では、円柱型タンクに塗布液を導入する導入配管は、円柱型タンクの上部側に外壁を貫通してその先端部がタンク内部に突出して設けられると共に、その先端部の向きが円柱型タンクの中心位置から外れた位置に設けられている。また、円柱型タンクは、中心に平面視で円形穴を有すると共にその円形穴の開口周辺に平面視で円環状の面を有し、その円柱型タンクの内径は、導入配管が設けられた位置よりも導入配管の下側では小さい。

本発明の塗布液貯留装置によれば、導入配管から導入された塗布液は、円柱型タンクの外壁内面に当たり外側に遠心力を受けながらタンク中心の円形穴の開口周辺に設けられた円環状の面上を円弧状に流れた後、前記円形穴の中に流れ込んで円弧を描きながら円形穴の内壁に伝って底部へとサイクロンの如く循環して落ちて行くことになる。このため、導入配管から導入されて底部へと流れ落ちた塗布液には、空気が入り込み難くなる。その結果、導入配管からタンク底部へと塗布液を受けて流し込むための液受け板が不要となり、タンク内における任意の位置に攪拌機を配置することができる。

本実施形態の塗布液貯留装置の外観を示す斜視図である。 本実施形態の塗布液貯留装置の縦断面図である。 本実施形態の塗布液貯留装置において、導入配管から導入された塗布液が第１タンクを流れる様子を示すための説明図である。 本実施形態の塗布液貯留装置において、導入配管から導入された塗布液が第２タンクを流れる様子を示すための説明図である。 本実施形態の塗布液貯留装置において、第１タンク内に堰き止め部材を設けた例を示す塗布液貯留装置の縦断面図である。 図５の堰き止め部材を設けた塗布液貯留装置において、導入配管から導入された塗布液が第１タンクを流れる様子を示すための説明図である。 堰き止め部材に設けられた隙間調整手段を示す概略図である。 堰き止め部材に設けられた隙間調整手段を示す詳細図である。 塗布液の粘度と堰き止め部材の浮き量（隙間）との関係を示す特性図である。 塗工ワークに塗布膜を形成する塗工工程全体を示す工程図である。 塗工ワークに塗布膜を形成する塗工時の塗布液の流れを示す工程図である。 塗工停止時の塗布液の流れを示す工程図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は塗布液貯留装置の外観を示す斜視図、図２は塗布液貯留装置の縦断面図、図３は塗布液貯留装置において導入配管から導入された塗布液が第１タンクを流れる様子を示すための説明図、図４は塗布液貯留装置において導入配管から導入された塗布液が第２タンクを流れる様子を示すための説明図である。

塗布液貯留装置１は、図１及び図２に示すように、底部２を有した円柱型タンク３と、この円柱型タンク３に塗布液（塗工液とも言う）４を導入する導入配管５と、円柱型タンク３内に貯留した塗布液４を攪拌する攪拌機６とを備えている。なお、攪拌機６は、図１にのみ図示し、図２では省略してある。

円柱型タンク３は、中心に平面視で円形穴７を有すると共に、その円形穴７の開口周辺７ａに平面視で円環状の面８（以下、円環状面８という）を有している。円柱型タンク３は、例えばＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４等のステンレスで形成されており、その内面が鏡面仕上げされている。また、円柱型タンク３は、ステンレス以外の材質でもよく、その内面がＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のコーティングがされていてもよい。このようにすることで、塗布液４の滑り性が向上し、塗布液４の固着、凝集に効果があると共に溶材での洗浄性を向上させることができる。

また、円柱型タンク３は、第１タンク９と第２タンク１０を有し、第２タンク１０の上に直径が第２タンク１０よりも大きい第１タンク９が配置された構成とされている。第１タンク９は、第２タンク１０に対してその高さが低い円柱形状として形成されている。第１タンク９と第２タンク１０の間には、前記した円環状面８が形成されている。前記円形穴７は、第２タンク１０の中心に形成されており、その開口周辺７ａがＲ形状とされている。開口周辺７ａがＲ形状であるので、円環状面８から円形穴７へと塗布液４が滑らかに流れ込むことになる。第２タンク１０の中心に形成された円形穴７は、開口から底面に行くに従って次第にその内径を小さくするすり鉢形状として形成されている。

導入配管５は、図３に示すように、円柱型タンク３の上部側である第１タンク９の外壁１１を貫通してその先端部５ａがタンク内部に突出して設けられている。また、導入配管５は、第１タンク９の外壁１１に対して接線方向と平行に設けられており、その先端部５ａから供給される塗布液４が外壁内面１１ａに向かって流れるように先端部５ａが配置されている。別の見方をすると、導入配管５は、その先端部５ａの向きが円筒型タンク３の中心位置Ｏから外れた位置とされている。つまり、導入配管５の先端部５ａは、円柱型タンク３の中心位置Ｏに向いていない。

前記導入配管５は、例えばＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４等のステンレスで形成されており、その管内面が鏡面仕上げされている。この鏡面仕上げにより、塗布液４が抵抗なく導入配管５内を流れることになる。なお、可動部や曲りを要する部位がある場合は、ＰＴＦＥ等のチューブを導入配管５として使用することもできる。

また、導入配管５は、その導入方向の延長線が第１タンク９の前記円環状面８に交わるように傾斜角度θ（図１参照）を有している。前記傾斜角度θは、塗布液４の特性にもよるが０〜１０度程度であることが好ましい。この導入配管５が設けられた位置よりも導入配管５の下側では、図４に示すように、導入配管５の上側に対して円柱型タンク３の内径が小さくされている。具体的には、導入配管５が設けられる位置よりも上側の円柱型タンク３の内径Ｌ１よりも、導入配管５が設けられる位置よりも下側の円柱型タンク３の内径Ｌ２は小さくなっている。

攪拌機６は、駆動部１２と、駆動部１２の駆動力を伝達する伝達部材１３と、攪拌部材１４とを有している。伝達部材１３は、円柱型タンク３の円形穴７の開口から底部へと垂直に設けられている。攪拌部材１４は、伝達部材１３の先端に取り付けられている。駆動部１２が駆動されると、その駆動力が伝達部材１３に回転力として伝達され、その伝達部材１３の先端に設けられた攪拌部材１４が回転するようになっている。

また、第１タンク９内には、図５及び図６に示すように、第２タンク１０の開口部（前記円形穴７に相当する）の周囲（開口周縁７ａ）を囲むように前記第１タンク９の外壁１１との間に平面視で円環状の空間１５を形成し且つ第１タンク９の円環状面８に対して隙間１６を有するように堰き止め部材１７を配置してもよい。堰き止め部材１７を設けることで、堰き止め部材１７がない場合と比べて第２タンク１０内に流れ込む塗布液４の量を制限することができる。そのため、衝撃が少なくなり、塗布液４内に気泡の発生を抑制することが可能となる。

堰き止め部材１７は、円環状をなすリング壁として形成されている。この堰き止め部材１７は、例えばＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４等のステンレスで形成されており、全面が鏡面仕上げされている。鏡面仕上げされることで、堰き止め部材１７に塗布液４が付着し難くなる。堰き止め部材１７は、第１タンク９の外壁１１から離れた位置であって円形穴７の開口周縁７ａの近傍に設けられることで、前記外壁１１との間に円環状をなす空間１５を形成している。

前記堰き止め部材１７は、図７に示すように、第１タンク９の外壁１１のうち内面１１ａから円柱型タンク３の中心に向かって突出する支持部材１８により支持されている。そして、この堰き止め部材１７には、第１タンク９の円環状の面８（円環状面８）との間に形成する前記隙間１６を大小に可変させる隙間調整手段が設けられている。

隙間調整手段は、図８に示すように、第１タンク９内に突出するように該第１タンク９の外壁１１に固定された支持部材１８と、支持部材１８を貫通させ堰き止め部材１７に形成された長穴１９と、この長穴１９の任意の位置で支持部材１８に堰き止め部材１７を固定する固定手段とを備えている。

支持部材１８は、例えばねじ山を有するボルトからなり、前記外壁１１の内面１１ａに動かないように固定されている。長穴１９は、堰き止め部材１７に直接形成しても良いが、堰き止め部材１７に対して一体的に固定或いは溶接された支持部材保持部２０に形成されている。長穴１９は、円柱型タンク３の高さ方向に沿って両端が円弧をなす長方形状とされている。この長穴１９には、支持部材１８が貫通するようになっている。堰き止め部材１７を手に持ち、固定された支持部材１８をガイドとして上下させると、堰き止め部材１７が上下動し、前記隙間１６の大きさを大小とすることができる。

固定手段は、支持部材１８がねじ部を有したボルトであり、そのボルトに螺合するナット２１からなる。ナット２１は、支持部材保持部２０を挟んでその両側にそれぞれ設けられており、締め付けることで支持部材１８に堰き止め部材１７を固定することができる。なお、支持部材１８及び支持部材保持部２０は、堰き止め部材１７を安定して上下動させるために三箇所設けることが望ましい。

このような隙間調整手段を持った堰き止め部材１７を手に持って第１タンク９の底面である円環状面８に近づけると、支持部材１８が長穴１９の上方に位置し、前記円環状面８と堰き止め部材１７との間に形成される隙間１６が小さく（狭く）なる。これとは逆に、堰き止め部材１７を手に持って第１タンク９の円環状面８から遠ざけると、支持部材１８が長穴１９の下方に位置し、前記円環状面８と堰き止め部材１７との間に形成される隙間１６が大きく（広く）なる。前記隙間１６は、堰き止め部材１７を上下させることで任意の間隔にすることができる。したがって、設定した位置でナット２１を締めれば隙間１６の間隔を保持できる。

図９には、塗布液の粘度と堰き止め部材の浮き量（隙間）との関係を示す。図９では、塗布液４のそれぞれの粘度における堰き止め部材１７の最適な隙間１６を示している。プロットを結んだ線を越える隙間１６では、隙間１６から流れ出る塗布液４が第２タンク１０の円形穴７の内壁面に伝わらず、滝状になり、気泡が発生する可能性が高い。また、プロットを結んだ線を下回る隙間１６では、隙間１６から流れ出る塗布液４の量が少なすぎるため、堰き止め部材１７と外壁１１との間に形成される空間１５内に溜まる塗布液４が増大し、堰き止め部材１７を乗り越える可能性がある。

以上のように構成された塗布液貯留装置１では、堰き止め部材１７が無くても本願発明の効果が奏されるが、堰き止め部材１７があるとより高い効果が得られる。以下に、塗布液貯留装置１における塗布液４の流れについて説明する。導入配管５から戻って来た塗布液４は、堰き止め部材１７が無い場合には、図３に示すように第１タンク９の円環状をなす外壁１１に当たり、図中矢印で示すようにサイクロンのように外側に遠心力Ｆを受けながら第１タンク９の円環状面８を循環して第２タンク１０の円形穴７へと流れ落ちて行く。

導入配管５は、その先端部５ａが第１タンク９の中心位置Ｏから外れた位置に設けられているため、導入配管５から供給される塗布液４は円形である第１タンク９の外壁１１に沿って回り、サイクロンを発生させる。

そして第２タンク１０内に流れ落ちた塗布液４は、図４で示す矢印のように円形穴７内に入ると、外向きの遠心力を受けながら円形穴７の内壁面を伝いながら底部へと流れて行く。つまり、塗布液４は、導入配管５から円柱型タンク３内の円形穴７に壁面を伝うことなく落下するのではなく、第１タンク９内で渦を巻くように流れてから第２タンク１０の円形穴７へと流れ、その円形穴７の内壁面を伝ってスパイラル状に底部へと滑らかに流れ込む。このため、塗布液４には気泡が入り難い。

堰き止め部材１７がある場合は、塗布液４は、図６の矢印のように第１タンク９内で渦巻き状に流れるが、堰き止め部材１７があるために一時的に堰き止められる。この時、前記空間１５に溜まっている塗布液４は、サイクロンによって攪拌されることになる。これにより、第１タンク９内での塗布液４の滞留や沈降が無くなり、塗布液４の品質を維持することが可能となる。

そして、前記空間１５に溜まった塗布液４は、堰き止め部材１７と円環状面８との間に形成された前記隙間１６を通して第２タンク１０の円形穴７に流れ込み、その円形穴７の内壁面を伝ってスパイラル状に底部へと流れて保持されている塗布液４と合流する。塗布液４は、円形穴７の内壁面を伝うため、泡立ちが無く、静かに合流することが可能となる。また、円形穴７の開口周縁７ａにはＲ形状が付いているので、なだらかに第１タンク９から第２タンク１０へと塗布液４を流れ入れることができる。

このように、塗布液４に気泡が入り難くなるので、従来のようなタンク内に液受け板等を設ける必要が無くなる。そのため、タンク内の任意の位置に攪拌機６を自在に取り付けることが可能となる。

次に、塗工ワークに塗布膜を形成する塗工工程に、本実施形態の塗布液貯留装置１を適用した例を説明する。図１０に塗工工程全体を表す工程図を示す。図１０では、各装置を簡略化して示してある。塗布液貯留装置１からポンプ２２にて塗布液４を吸い込み、吐出して濾過器２３を通過し、間欠塗布バルブ２４にて塗布液貯留装置１に戻すか、コーターヘッド２５に送るかを切り替える。

コーターヘッド２５に塗布液４を送ると、バックアップロール２６にて送られる塗工ワーク２７に塗布液４が塗られて塗布膜２８が形成される。

図１１に塗工ワーク２７に塗布膜２８を形成する塗工時の塗布液４の流れを示す。塗工時には、間欠塗布バルブ２４がコーターヘッド２５側に切り替わる。すると、塗布液４は、コーターヘッド２５に送液される。この時、タンク状況は、塗布液４の戻りが無いため、堰き止め部材１７からの流れ出しと第２タンク１０の底部からのポンプ２２の吸い込みのみとなる。

図１２に塗工停止時の塗布液の流れを示す。塗布停止時には、間欠塗布バルブ２４がタンク側に切り替わり、塗布液４は塗布液貯留装置１に戻される。この時、タンク状況は、塗工時の流れに加え、導入配管５から塗布液４の戻りが加わる。

本実施形態の塗布液貯留装置１では、円柱型タンク３に塗布液４を導入する導入配管５は、円柱型タンク３の上部側に外壁１１を貫通してその先端部５ａがタンク内部に突出して設けられると共に、その先端部５ａの向きが円柱型タンク３の中心位置Ｏから外れた位置に設けられた構成としている。このため、導入配管５から導入された塗布液４は、円柱型タンク３の外壁１１内面に当たり外側に遠心力を受けながらタンク中心の円形穴７の開口周辺７ａに設けられた円環状面８の上を円弧状に流れることになる。その結果、塗布液４は攪拌され、滞留や沈降が無くなり、塗布液品質を維持することができる。

また、円柱型タンク３は、中心に平面視で円形穴７を有すると共にその円形穴７の開口周辺７ａに平面視で円環状の面８（円環状面８）を有し、その円柱型タンク３の内径は、導入配管５が設けられた位置よりも導入配管５の下側では小さくされた構造となっている。このため、塗布液４は、円環状面８から円形穴７の中に流れ込んで円弧を描きながら円形穴７の内壁に伝って底部へとサイクロンの如く循環して落ちて行くことになる。このため、導入配管５から導入されて底部へと流れ落ちた塗布液４には、気泡が入り込み難くなる。その結果、導入配管５からタンク底部へと塗布液４を受けて流し込むための液受け板が不要となり、タンク内における任意の位置に攪拌機６を配置することができる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、導入配管５を、その導入方向の延長線が第１タンク９の円環状面８に交わるように傾斜角度θを有した構造としている。このため、塗布液４の導入時に、塗布液４の導入速度を速くすることができ、塗布液４にかかる遠心力を大きくできる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、導入配管５を、第１タンク９の外壁１１に対して接線方向と平行に設け、その先端部５ａから供給される塗布液４が外壁内面に向かって流れるように先端部５ａを配置した構造としている。このため、塗布液４は、円形をなす第１タンク９の外壁１１に沿って渦巻きの如く流れることになり、攪拌されて滞留や沈降を無くすことができる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、第１タンク９内には、第２タンク１０の開口部の周囲を囲むように第１タンク９の外壁１１との間に平面視で円環状の空間１５を形成し且つ第１タンク９の円環状の面８（円環状面８）に対して隙間１６を有するように堰き止め部材１７を設けた構造としている。堰き止め部材１７があることで、大量の塗布液４が第２タンク１０内に流れ落ちることを防止することができる。また、隙間１６から所定量の塗布液４を第２タンク１０に流れ込ませることが可能となる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、堰き止め部材１７には、第１タンク９の円環状の面８（円環状面８）との間に形成する隙間１６の間隔を大小に可変させる隙間調整手段を設けた構成としている。このため、第１タンク９に溜まった塗布液４を第２タンク１０に流れ込ませる量を調整することができる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、隙間調整手段を、第１タンク９内に突出するように該第１タンク９の外壁１１に固定された支持部材１８と、支持部材１８を貫通させ堰き止め部材１７に形成された長穴１９と、長穴１９の任意の位置で支持部材１８に堰き止め部材１７を固定する固定手段とを備えた構成としている。このように、隙間調整手段を持たせることで、塗布液４の粘度に応じて最適な隙間１６を調整することができる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、固定手段を、支持部材１８がねじ部を有したボルトと、そのボルトに螺合するナット２１で構成している。このため、ナット２１を締め付けることで、簡単で堰き止め部材１７の上下位置を調整することができる。

また本実施形態の塗布液貯留装置１では、長穴１９を、堰き止め部材１７と一体的に固定した支持部材保持部２０に形成した構成としている。このため、支持部材１８との摺接による摩擦で長穴１９が大きくなってしまった場合でも、この支持部材保持部２０を取り替えるだけで堰き止め部材１７を新しい物に代える必要がない。

本発明は、塗布液を循環させる塗布液貯留装置に利用できる。

１ 塗布液貯留装置
３ 円柱型タンク
４ 塗布液
５ 導入配管
６ 攪拌機
７ 円形穴
８ 円環状の面（円環状面）
９ 第１タンク
１０ 第２タンク
１１ 外壁
１５ 空間
１６ 隙間
１７ 堰き止め部材
１８ 支持部材（隙間調整手段）
１９ 長穴（隙間調整手段）
２０ 支持部材保持部（隙間調整手段）
２１ ナット（固定手段）

Claims (8)

1. 底部を有した円柱型タンクと、前記円柱型タンクに塗布液を導入する導入配管と、円柱型タンク内に貯留した塗布液を攪拌する攪拌機とを備える塗布液貯留装置において、
   前記導入配管は、前記円柱型タンクの上部側に外壁を貫通してその先端部がタンク内部に突出して設けられると共に、その先端部の向きが円筒型タンクの中心位置から外れた位置に設けられており、
   前記円柱型タンクは、中心に平面視で円形穴を有すると共にその円形穴の開口周辺に平面視で円環状の面を有し、その円柱型タンクの内径は、前記導入配管が設けられた位置よりも導入配管の下側では小さい
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
2. 請求項１記載の塗布液貯留装置であって、
   前記円柱型タンクは、第１タンクと第２タンクを有し、第２タンクの上に直径が第２タンクよりも大きい第１タンクが配置された構成とされており、
   前記導入配管は、その導入方向の延長線が前記第１タンクの前記円環状の面に交わるように傾斜角度を有している
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
3. 請求項２記載の塗布液貯留装置であって、
   前記導入配管は、前記第１タンクの外壁に対して接線方向と平行に設けられており、その先端部から供給される塗布液が外壁内面に向かって流れるように先端部を配置している
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の塗布液貯留装置であって、
   前記第１タンク内には、前記第２タンクの開口部の周囲を囲むように前記第１タンクの外壁との間に平面視で円環状の空間を形成し且つ第１タンクの円環状の面に対して隙間を有するように堰き止め部材が設けられている
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
5. 請求項４に記載の塗布液貯留装置であって、
   前記堰き止め部材には、前記第１タンクの円環状の面との間に形成する前記隙間の間隔を大小に可変させる隙間調整手段が設けられている
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
6. 請求項５に記載の塗布液貯留装置であって、
   前記隙間調整手段は、第１タンク内に突出するように該第１タンクの外壁に固定された支持部材と、前記支持部材を貫通させ前記堰き止め部材に形成された長穴と、前記長穴の任意の位置で前記支持部材に前記堰き止め部材を固定する固定手段とを備えた
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
7. 請求項６に記載の塗布液貯留装置であって、
   前記固定手段は、前記支持部材がねじ部を有したボルトであり、そのボルトに螺合するナットからなる
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。
8. 請求項６に記載の塗布液貯留装置であって、
   前記長穴は、前記堰き止め部材１７と一体的に固定された支持部材保持部からなる
   ことを特徴とする塗布液貯留装置。

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