JP2015158252A - 間欠供給用バルブ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗工工程と非塗工工程の切り替え時に、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくするすることができる間欠供給用バルブ装置を得る。【解決手段】塗工液をウエブに間欠的に供給する間欠供給用バルブ装置５において、バルブ本体１１の一方側に塗工液流入口１２を設け、他方側に塗工液流入口１２と連通するダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４とを隣接して設け、ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との境界には先端を尖部１５ａとした仕切弁座１５を設け、バルブ本体１１には、塗工液流入口１２とダイ供給出口１３およびタンク戻り出口１４との間を横切り且つ仕切弁座１５の先端に摺動可能に弁体１６を往復移動可能に設け、弁体１６の往復移動の過程で仕切弁座１５を通過し、ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４とに交互に連通させるスリット部１８を設けた。【選択図】図２
Description
本発明は、ポンプより送られるタンクに貯留された塗工液をウエブに間欠的に供給する間欠供給用バルブ装置に関するものである。
フイルム、紙、金属箔、金属メッシュ等の長尺状のウエブに塗工液を間欠的に塗工する間欠塗工装置がある。この間欠塗工装置は、バックアップロール上を搬送されるウエブにダイによって塗工部と非塗工部を交互に形成するために、塗工液を送り出すポンプとダイとの間に間欠供給用バルブを備え、間欠供給用バルブの切り替えにより塗工液をウエブに間欠的に供給している。
従来、間欠塗工装置に備えられた間欠供給用バルブとして、塗工液を流入させる入口と、塗工液を送り出す第１の出口と第２の出口を有し、第１の出口と第２の出口にはそれぞれ第１の出口と第２の出口を開閉する弁体が設けられ、そして、第１の出口にはダイに塗工液を供給する供給配管を接続し、第２の出口にはタンクに塗工液を循環させる循環配管を接続し、塗工工程では第１の出口を開くとともに第２の出口を閉じ、非塗工工程では第１の出口を閉じるとともに第２の出口を開くように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ウエブへの塗工液の間欠塗工にあっては、塗工膜の始端と終端における厚みの変化が極力少ないことが望まれる。塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくするためには、ダイへ塗工液を供給する出口の全開から全閉、全閉から全開までの時間をできるだけ短時間で行うことが求められる。
上記の特許文献１で開示されている間欠塗工装置に備えられた間欠供給用バルブは、第１の出口と第２の出口に設けられた弁体の動作を切り替えることにより塗工工程と非塗工工程を交互に行うので、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくするためには、ダイに塗工液を供給する供給配管が接続している第１の出口を開閉する弁体の全開から全閉、全閉から全開までの動作時間をできるだけ短時間で行わなければならないが、弁体の開動作、また閉動作の始動時における弁体の速度が全開から全閉、全閉から全開までの時間の短縮化のネックとなっているといった問題があった。
上記の特許文献１で開示されている間欠塗工装置に備えられた間欠供給用バルブは、第１の出口と第２の出口に設けられた弁体の動作を切り替えることにより塗工工程と非塗工工程を交互に行うので、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくするためには、ダイに塗工液を供給する供給配管が接続している第１の出口を開閉する弁体の全開から全閉、全閉から全開までの動作時間をできるだけ短時間で行わなければならないが、弁体の開動作、また閉動作の始動時における弁体の速度が全開から全閉、全閉から全開までの時間の短縮化のネックとなっているといった問題があった。
本発明の目的は、塗工工程と非塗工工程の切り替え時に、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくすることができる間欠供給用バルブ装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ポンプより送られるタンクに貯留された塗工液をウエブに間欠的に供給する間欠供給用バルブ装置において、バルブ本体の一方側に塗工液流入口を設け、他方側に前記塗工液流入口と連通するダイ供給出口とタンク戻り出口とを隣接して設け、前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口との境界には先端を尖部とした仕切弁座を設け、前記バルブ本体には、前記塗工液流入口と前記ダイ供給出口および前記タンク戻り出口との間を横切り且つ前記仕切弁座の先端に摺動可能に接触する弁体を液密に往復移動可能に貫通させて設け、前記弁体には、前記弁体の往復移動の過程で前記仕切弁座を通過し、前記仕切弁座を挟んで前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口とに交互に連通し前記塗工液流入口に流入した塗工液を通過させるスリット部を前記仕切弁座の先端と概ね平行に設け、更に、前記弁体を往復移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記弁体は、移動開始から移動停止間の最速時点付近で、前記弁体に設けたスリット部が前記仕切弁座の先端を通過するようにしたことを特徴とする。
請求項１に記載の間欠供給用バルブ装置によれば、前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口との境界には先端を尖部とした仕切弁座を設け、前記バルブ本体には、前記塗工液流入口と前記ダイ供給出口および前記タンク戻り出口との間を横切り且つ前記仕切弁座の先端に摺動可能に接触する弁体を液密に往復移動可能に貫通させて設け、前記弁体には、前記弁体の往復移動の過程で前記仕切弁座を通過し、前記仕切弁座を挟んで前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口とに交互に連通し前記塗工液流入口に流入した塗工液を通過させるスリット部を前記仕切弁座の先端と概ね平行に設けたので、弁体の移動速度が速くなった時点で前記スリット部が前記仕切弁座を通過することになることから、弁体の全開から全閉、全閉から全開までの動作時間を上記従来の間欠供給用バルブに比べ短時間で行うことができ、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を極力少なくすることができる。
請求項２に記載の間欠供給用バルブ装置によれば、請求項１に記載の、前記弁体は、移動開始から移動停止間の最速時点付近で、前記弁体に設けたスリット部が前記仕切弁座の先端を通過するようにしたので、弁体の全開から全閉、全閉から全開までの動作時間を上記従来の間欠供給用バルブに比べ一層短時間で行うことができ、塗工膜の始端と終端における厚みの変化を一層少なくすることができる。
以下、本発明に係る間欠供給用バルブ装置の実施の形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る間欠供給用バルブ装置を備えた間欠塗工装置の一例を示す概略構成図、図２は本発明に係る間欠供給用バルブ装置の実施の形態の一例を示す概略構成図、図３は図２に示す弁体の斜視図、図４は本例における弁体の切り替え移動速度と、弁のスリット部の位置と、ウエブに塗工された塗工膜の始端（終端）における厚みの変化との相関関係を示す説明図、図５（Ａ）〜（Ｄ）は弁体のスリット部と仕切弁座との切り替え動作を示す説明図である。
図１は本発明に係る間欠供給用バルブ装置を備えた間欠塗工装置の一例を示す概略構成図、図２は本発明に係る間欠供給用バルブ装置の実施の形態の一例を示す概略構成図、図３は図２に示す弁体の斜視図、図４は本例における弁体の切り替え移動速度と、弁のスリット部の位置と、ウエブに塗工された塗工膜の始端（終端）における厚みの変化との相関関係を示す説明図、図５（Ａ）〜（Ｄ）は弁体のスリット部と仕切弁座との切り替え動作を示す説明図である。
先ず、本発明に係る間欠供給用バルブ装置５を備えた間欠塗工装置を図１により説明する。
図１では、液状の塗工液１を供給するタンク２を有し、このタンク２の底部に塗工液１を送り出す送液配管３を有する。送液配管３の途中には、タンク２から塗工液１を圧送するポンプ４を有する。供給配管３の末端には、本発明に係る間欠供給用バルブ装置５が配置されている。間欠供給用バルブ装置５には送液配管３から送られてきた塗工液をダイ１０へ供給する供給配管６と、タンク２に塗工液１を戻し循環させる戻し配管７とが接続している。ダイ１０は内部に液溜め部１０ａが設けられ、この液溜め部１０ａに供給された塗工液がスリット１０ｂを経てバックアップロール９上を搬送されるウエブ８の表面に塗工され塗工膜１ａが形成されるようになっている。
図１では、液状の塗工液１を供給するタンク２を有し、このタンク２の底部に塗工液１を送り出す送液配管３を有する。送液配管３の途中には、タンク２から塗工液１を圧送するポンプ４を有する。供給配管３の末端には、本発明に係る間欠供給用バルブ装置５が配置されている。間欠供給用バルブ装置５には送液配管３から送られてきた塗工液をダイ１０へ供給する供給配管６と、タンク２に塗工液１を戻し循環させる戻し配管７とが接続している。ダイ１０は内部に液溜め部１０ａが設けられ、この液溜め部１０ａに供給された塗工液がスリット１０ｂを経てバックアップロール９上を搬送されるウエブ８の表面に塗工され塗工膜１ａが形成されるようになっている。
次に、本発明に係る間欠供給用バルブ装置５を図２〜図５により説明する。
本例の間欠供給用バルブ装置５は、バルブ本体１１の一方側に塗工液流入口１２が開口して設けられ、他方側には塗工液流入口１２と連通するダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４とが隣接して開口して設けられ、ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との境界には仕切弁座１５が設けられている。
塗工液流入口１２にはタンク２から塗工液１を送り出す送液配管３が接続し、ダイ供給出口１３には塗工液１をダイ１０へ供給する供給配管６が接続し、タンク戻り出口１４にはタンク２に塗工液１を戻し循環させる戻し配管７が接続している。
ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との境界に設けられた仕切弁座１５は直線状に設けられ、その先端が尖部１５ａとなっている。本例では先端の尖部１５ａは鋭角に形成されている。
本例の間欠供給用バルブ装置５は、バルブ本体１１の一方側に塗工液流入口１２が開口して設けられ、他方側には塗工液流入口１２と連通するダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４とが隣接して開口して設けられ、ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との境界には仕切弁座１５が設けられている。
塗工液流入口１２にはタンク２から塗工液１を送り出す送液配管３が接続し、ダイ供給出口１３には塗工液１をダイ１０へ供給する供給配管６が接続し、タンク戻り出口１４にはタンク２に塗工液１を戻し循環させる戻し配管７が接続している。
ダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との境界に設けられた仕切弁座１５は直線状に設けられ、その先端が尖部１５ａとなっている。本例では先端の尖部１５ａは鋭角に形成されている。
また、バルブ本体１１には、塗工液流入口１２とダイ供給出口１３およびタンク戻り出口１４との間を横切り且つ仕切弁座１５の先端の尖部１５ａに摺動可能に接触する弁体１６が液密に往復移動可能に貫通して設けられている。弁体１６が液密に貫通するバルブ本体１１には、バルブ本体１１と弁体１６との間を液密にシールするシール材１７が設けられている。
また、弁体１６には、弁体１６の往復移動の過程で仕切弁座１５を跨いで通過し、仕切弁座１５を挟んでダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４とに交互に連通し塗工液流入口１２に流入した塗工液１をダイ供給出口１３或いはタンク戻り出口１４側へ通過させるスリット部１８が仕切弁座１５の先端の尖部１５ａと平行に設けられている。
更に、弁体１６を往復移動させる駆動手段２３が備えられている。本例では、正逆回転可能なモーター１９と、モーター１９の正逆回転を往復移動に変換する運動変換機構２０とで構成される。運動変換機構２０はモーター１９の駆動により回転するピニオン２０ａと、ピニオン２０ａと噛み合うラック２０ｂと、ラック２０ｂを支持するプレート２１により構成されている。プレート２１は、弁体１６に連結プレート２２によって連結部２１ａ，２１ｂで連結されている。
本例では、弁体１６は長さ１００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み５ｍｍの板状に形成され、その幅方向に長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍのスリット部１８が設けられている。そして、弁体１６の往復ストローク長さは２０ｍｍに設定され、往復ストローク長の中間位置、即ち１０ｍｍの位置でスリット部１８が仕切弁座１５の先端の尖部１５ａを通過するように設定されている。
弁体１６の往復移動は本例では、以下の条件で行われる。
加工速度：１２ｍ／ｍｉｎ
ピニオン直径：２６ｍｍ
１動作ピニオン回転角：８８．２０度
弁体動時間：２０ｍｓ（０．０２ｓｅｃ）
モーター回転数：１４７０ｒｐｍ
加工速度：１２ｍ／ｍｉｎ
ピニオン直径：２６ｍｍ
１動作ピニオン回転角：８８．２０度
弁体動時間：２０ｍｓ（０．０２ｓｅｃ）
モーター回転数：１４７０ｒｐｍ
このような構成の間欠供給用バルブ装置５の駆動と弁体１６の動作について説明する。この間欠供給用バルブ装置５の駆動は、弁体１６の移動開始（モーター１９の回転開始）からの加速区間と移動停止（モーター１９の回転停止）に向かう減速区間の間で、弁体１６の移動速度が最速時点付近で仕切弁座１５を介してダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４の流路の切り替えを行う。
以下、図４を参照して詳細に説明する。
図４は、弁体１６の切り替え移動速度と、弁体１６のスリット部１８の位置と、ウエブ８に塗工された塗工膜１ａの始端１ｂ及び終端１ｃにおける厚みの変化（厚み０から通常厚みまでの距離Ｌ）との相関関係を示す説明図である。図４にあって、点線Ｘは仕切弁座１５の位置を示している。点線Ｙは塗工工程側と非塗工工程側の切り替え点を示している。
図４は、弁体１６の切り替え移動速度と、弁体１６のスリット部１８の位置と、ウエブ８に塗工された塗工膜１ａの始端１ｂ及び終端１ｃにおける厚みの変化（厚み０から通常厚みまでの距離Ｌ）との相関関係を示す説明図である。図４にあって、点線Ｘは仕切弁座１５の位置を示している。点線Ｙは塗工工程側と非塗工工程側の切り替え点を示している。
図４（Ａ）は、弁体１６の切り替え移動速度を示している。弁体１６のスリット部１８をタンク戻り出口１４と連通している状態（非塗工工程）からダイ供給出口１３との連通状態（塗工工程）に流路を切り替える移動を行わせるために、モーター１９を正回転させて弁体１６を移動させ、弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を跨いでダイ供給出口１３側へ移動したらモーター１９の回転を停止する。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔａから回転停止点Ｔｂに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しタンク戻り出口１４からダイ供給出口１３へ流路の切り替えを行う。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔａから回転停止点Ｔｂに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しタンク戻り出口１４からダイ供給出口１３へ流路の切り替えを行う。
塗工工程から非塗工工程への切り替えは、塗工時間経過後、停止しているモーター１９を逆回転させて弁体１６を移動させ、弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を跨いでタンク戻り出口１４側へ移動したらモーター１９の回転を停止する。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔｃから回転停止点Ｔｅに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しダイ供給出口１３からタンク戻り出口１４へ流路の切り替えを行う。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔｃから回転停止点Ｔｅに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しダイ供給出口１３からタンク戻り出口１４へ流路の切り替えを行う。
非塗工工程から塗工工程への切り替えは、非塗工時間経過後、停止しているモーター１９を正回転させて弁体１６を移動させ、弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を跨いでダイ供給出口１３側へ移動したらモーター１９の回転を停止する。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔｅから回転停止点Ｔｆに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しタンク戻り出口１４からダイ供給出口１３へ流路の切り替えを行う。
このとき、モーター１９の回転開始点Ｔｅから回転停止点Ｔｆに向かうモーター１９の加速区間Ｖａと減速区間Ｖｂの間で、モーター１９の回転速度が最速時点Ｖｍａｘ付近で弁体１６のスリット部１８が仕切弁座１５を通過しタンク戻り出口１４からダイ供給出口１３へ流路の切り替えを行う。
このようにして、前記した塗工工程と非塗工工程は弁体１６によるダイ供給出口１３とタンク戻り出口１４との流路の切り替えにより交互に行われる。
図４（Ｂ）は、弁体１６の移動開始（モーター１９の回転開始）から移動停止（モーター１９の回転停止）の間において、仕切弁座１５で塗工工程と非塗工工程とに切り替える弁体１６のスリット部１８の全開速度、全閉速度を、塗工工程側と非塗工工程側の切り替え点Ｙを挟んで示している。
図４（Ｃ）は、 図４（Ａ）に基づいて塗工工程の時間だけ塗工液１がウエブ８の表面に塗布したとき、 図４（Ｂ）に示す弁体１６のスリット部１８の全開速度、全閉速度により、塗工膜１ａの始端１ｂと終端１ｃにおける厚みの変化が少なくなったことを示しており、本例では、塗工膜１ａの始端１ｂと終端１ｃにおける厚みの変化が起きる長さＬは、０．２ｍｍに抑えられた。
図５（Ａ）〜（Ｄ）は弁体１６のスリット１８と仕切弁座１５との切り替え動作を示す説明図であり、（Ａ）は非塗工時（閉）、（Ｂ）は塗工への切り替え開始時、（Ｃ）は塗工への切り替え終了時、（Ｄ）は塗工時（開）を示している。
１ 塗工液
１ａ 塗工膜
１ｂ 始端
１ｃ 終端
２ タンク
３ 送液配管
４ 送液ポンプ
５ 間欠供給用バルブ装置
６ 供給配管
７ 戻し配管
８ ウエブ
９ バックアップロール
１０ ダイ
１０ａ 液溜め部
１０ｂ スリット
１１ バルブ本体
１２ 塗工液流入口
１３ ダイ供給出口
１４ タンク戻り出口
１５ 仕切弁座
１５ａ 尖部
１６ 弁体
１７ シール材
１８ スリット部
１９ モーター
２０ 運動変換機構
２０ａ ギア
２０ｂ ラック
２１ プレート
２１ａ、２１ｂ 連結部
２２ 連結プレート
２３ 駆動手段
１ａ 塗工膜
１ｂ 始端
１ｃ 終端
２ タンク
３ 送液配管
４ 送液ポンプ
５ 間欠供給用バルブ装置
６ 供給配管
７ 戻し配管
８ ウエブ
９ バックアップロール
１０ ダイ
１０ａ 液溜め部
１０ｂ スリット
１１ バルブ本体
１２ 塗工液流入口
１３ ダイ供給出口
１４ タンク戻り出口
１５ 仕切弁座
１５ａ 尖部
１６ 弁体
１７ シール材
１８ スリット部
１９ モーター
２０ 運動変換機構
２０ａ ギア
２０ｂ ラック
２１ プレート
２１ａ、２１ｂ 連結部
２２ 連結プレート
２３ 駆動手段
Claims (2)
- ポンプより送られるタンクに貯留された塗工液をウエブに間欠的に供給する間欠供給用バルブ装置において、
バルブ本体の一方側に塗工液流入口を設け、他方側に前記塗工液流入口と連通するダイ供給出口とタンク戻り出口とを隣接して設け、前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口との境界には先端を尖部とした仕切弁座を設け、前記バルブ本体には、前記塗工液流入口と前記ダイ供給出口および前記タンク戻り出口との間を横切り且つ前記仕切弁座の先端に摺動可能に接触する弁体を液密に往復移動可能に貫通させて設け、前記弁体には、前記弁体の往復移動の過程で前記仕切弁座を通過し、前記仕切弁座を挟んで前記ダイ供給出口と前記タンク戻り出口とに交互に連通し前記塗工液流入口に流入した塗工液を通過させるスリット部を前記仕切弁座の先端と概ね平行に設け、更に、前記弁体を往復移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする間欠供給用バルブ装置。 - 前記弁体は、移動開始から移動停止間の最速時点付近で、前記弁体に設けたスリット部が前記仕切弁座の先端を通過するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の間欠供給用バルブ装置。
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