JP2016030253A

JP2016030253A - 塗工装置

Info

Publication number: JP2016030253A
Application number: JP2014155361A
Authority: JP
Inventors: 将花房; Osamu Hanafusa
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-03-07

Abstract

【課題】スリットダイによって塗工液をウエブに塗工する場合に、塗工状態を安定させることができる塗工装置を提供する。【解決手段】制御部２２が、スリットダイ１２の入口３２に設けられた液圧計３６によって検出した液圧が基準液圧値より高くなった場合には、スリットダイ１２を下げてバックアップロール１４とスリットダイ１２のくちばし部２４との間の隙間Ｍを広げる。【選択図】図１

Description

本発明は、スリットダイを用いた塗工装置に関するものである。

従来より、バックアップロールによって長尺状のウエブを搬送し、このウエブに対しスリットダイを用いて塗工液を連続して塗工する塗工装置が提案されている。

特開２０１２−２５４４０１号公報特許第５３２１６４４号公報特開２００３−２４７９４９号公報

上記のような塗工装置においては、スリットダイは定量ポンプから塗工液を一定量供給されて塗工を行っている。しかし、塗工中のウエブの厚みの変化、温度変化によるスリットダイなどの歪み、塗工液の弾性などの外乱に対応することが難しく、この外乱が大きい場合には塗工状態が安定しないか、塗工抜けをしたり、塗工液が溢れるといった問題点がある。また、定量ポンプの回転数の制御は正確に行わないと塗工量が変化してしまうという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、スリットダイによって塗工液をウエブに塗工する場合に、塗工状態を安定させることができる塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、ウエブを前後方向に搬送するバックアップロールと、前記バックアップロールの下方に配され、前記ウエブに塗工液を塗工するスリットダイと、前記スリットダイの上部からくちばし状に突出したくちばし部と、前記くちばし部の上端部に設けられ、前記塗工液を吐出するスリット状の吐出口と、前記スリットダイ内部に設けられた前記塗工液の液溜め部と、前記スリットダイ内部に設けられ、かつ、前記液溜め部から前記吐出口に延びる前記塗工液の吐出通路と、前記スリットダイを上下動させる上下手段と、前記スリットダイに設けられた前記液溜め部への前記塗工液の入口と、前記スリットダイの前記入口に前記塗工液を供給する定量ポンプと、前記液溜め部内又は前記入口に設けられた液圧計と、前記液圧計が検出した液圧が基準液圧値より高くなると、前記上下手段によって前記スリットダイを下げて、前記くちばし部と前記バックアップロールとの隙間を広くする制御手段と、を有する塗工装置である。

本発明の塗工装置によれば、ウエブに所定の塗工幅で、かつ、均一の塗工厚で塗工液を塗工できる。

実施形態１の塗工装置の説明図である。実施形態２の塗工装置において画像を撮影した状態の説明図である。実施形態２におけるスリットの平面図である。

以下、本発明の一実施形態のウエブＷの塗工装置１０について図１に基づいて説明する。ウエブＷとしては、フィルム、布帛、金属箔、メッシュ状の金属網、紙などである。

実施形態１

実施形態１の塗工装置１０について図１に基づいて説明する。

（１）塗工装置１０の構造
塗工装置１０の構造について図１に基づいて説明する。図１に示すように、塗工装置１０は、スリットダイ１２、バックアップロール１４、定量ポンプ１６、コッタ１８、モータ２０及び制御部２２を有する。

バックアップロール１４は、長尺状のウエブＷを下半分に抱いて搬送速度Ｖで前後方向に搬送する。

スリットダイ１２は、その上部からくちばし状のくちばし部２４が突出し、このくちばし部２４の上端部にはスリット状の吐出口２６が形成されている。スリットダイ１２の内部には液溜め部２８が形成され、液溜め部２８から上方に向かって吐出通路３０が延び、吐出口２６に続いている。スリットダイ１２は、塗工するウエブＷの幅よりも広く形成され、吐出口２６の幅は、ウエブＷよりも狭く形成されている。スリットダイ１２の幅方向の中心、すなわち液溜め部２８の中心部には塗工液が供給される入口３２が設けられている。入口３２の外部には定量ポンプ１６から延びている供給管３４が接続され、この供給管３４における終端部、すなわち入口３２の近傍には液圧計３６が設けられている。この液圧計３６は、入口３２に供給される塗工液の液圧を検出する。

スリットダイ１２は、スリットダイ１２を上下動させるコッタ１８に支持されている。コッタ１８は、上コッタ４０と下コッタ４２より形成され、それぞれ傾斜面が当接するように設けられている。下コッタ４２はモータ２０によって水平方向に移動し、下コッタ４２が移動することにより、傾斜面で重なった上コッタ４０が上下動し、スリットダイ１２も上下動する。

定量ポンプ１６は、回転数に対応して一定の塗工液を、単位時間当たり同じ量で供給する。定量ポンプ１６には塗工液を溜めたタンク３８が接続され、このタンク３８から塗工液をスリットダイ１２に供給する。

コンピュータよりなる制御部２２は、液圧計３６が検出した液圧に基づいてモータ２０を回転させ、スリットダイ１２をコッタ１８によって上下動させる。

（２）塗工装置１０の動作状態
次に、塗工装置１０の動作状態について図１に基づいて説明する。

まず、作業員は、制御部２２を介してコッタ１８を操作して、バックアップロール１４とスリットダイ１２のくちばし部２４の隙間Ｍを設定する。なお、設定する隙間Ｍは、定量ポンプ１６で所定の供給量で塗工液を供給し、搬送速度Ｖで搬送されるウエブＷに対し所定の幅で、かつ、所定の厚みで塗工実験を行って求めておく。また、隙間Ｍとは、バックアップロール１４とスリットダイ１２のくちばし部２４との上下方向の距離を意味する。また、制御部２２は、このとき液圧計３６が検出した液圧を「基準液圧値」として記憶する。

次に、制御部２２は、ウエブＷを予め定めた搬送速度Ｖで前後方向に搬送する。搬送速度Ｖとしては例えば１２０ｍ／分である。バックアップロール１４は、その搬送されるウエブＷを下半分に抱いて回転する。また、制御部２２は、定量ポンプ１６によって予め定めた供給量で塗工液をスリットダイ１２の液溜め部２８に入口３２を介して供給する。さらに、制御部２２は、液圧計３６を用いて供給される塗工液の液圧を常に検出する。外乱、例えばウエブＷの厚みの変化や温度によるスリットダイ１２の歪み、塗工液の弾性などによって液圧が変化することがある。制御部２２は、検出した液圧が基準液圧値よりも高くなった場合には、モータ２０を作動させてコッタ１８の下コッタ４２を移動させ、スリットダイ１２を下方に移動させる。これによって、くちばし部２４とバックアップロール１４との隙間Ｍが広がり、液圧が下がって基準液圧値となり、所定の幅、かつ、所定の厚みでウエブＷに対し塗工液を塗工できる。

（３）効果
本実施形態によれば、隙間Ｍを広げることにより液圧を常に一定にできるため、ウエブＷに対し均一な塗工を行うことができる。

また、定量ポンプ１６の回転数が一定であるため、塗工量の変化がない。

また、塗工状態が安定しているためウエブＷにおける塗工抜け、隙間Ｍからの塗工液が溢れることがない。

また、塗工液が高粘度や、やや弾性のある塗工液でも安定して塗工できる。

また、スリットダイ１２で塗工するため、ウエブＷを高速運転しても塗工部分に空気の混入が少ない。

実施形態２

次に、実施形態２の塗工装置１０について図２と図３に基づいて説明する。

実施形態１の塗工装置１０のように、塗工液の液圧が一定になるように制御を行い、塗工状態を安定させることができる。しかし、より異なる外乱によって、塗工液がバックアップロール１４とスリットダイ１２のくちばし部２４の隙間Ｍから溢れることがある。

ところで従来より、この隙間Ｍの状態を検査するために、特許文献３のようにスリットダイに照明装置とカメラを設け、カメラによって照明されたスリットダイを撮影して、その撮影した画像に基づいてスリットダイの検査を行うことが提案されている。特許文献３では、照明として赤色レーザを用い、スリット状のファンビーム形状を所定の角度で斜めから照明し、その部分をカメラで撮影してその画像からスリットダイの状態を検査している。

しかし、このバックアップロールとスリットダイの隙間Ｍは非常に狭く、照明を当てだ場合にはその照明を当てた部分以外にも反射して光り、撮影しても真っ白になった状態で画像が撮影され、実際の塗工液の部分がどのようになっているかが判別できないという問題点があって。そこで、実施形態２では、実施形態１のように液圧を検出しつつ、隙間Ｍから塗工液がより溢れないようにする塗工装置１０を提供する。

（１）塗工装置１０の構造
塗工装置１０の構造について図２と図３に基づいて説明する。塗工装置１０では、図３に示すようにスリットダイ１２の一側部（例えば、左側）にカメラ４４を配置する。このカメラ４４は、隙間Ｍを幅方向に沿って側方から撮影するものであり、図２に示すような画像Ｇを撮影する。このカメラ４４は、ビデオカメラであり例えば１秒間に６０フレーム、又は、それ以上のフレームの動画像を撮影する。撮影された動画像は、制御部２２に出力される。

照明装置４６は、バックアップロール１４とスリットダイ１２の隙間Ｍの前方で、かつ、カメラ４４が設けられている一側部（例えば、左側）の近傍に配置する（図３参照）。照明装置４６によって照明されているが、カメラ４４は照明装置４６と同じ側部から撮影しているため、光りの反射を捉えることなく隙間Ｍの部分における塗工液のはみ出し状態を撮影できる。

制御部２２は、動画像のフレーム（画像Ｇ）毎に、塗工液の吐出端部がどの程度くちばし部２４の前端部に近づいているか否かを画像解析する。具体的には、図２に示す画像Ｇにおいて、制御部２２は、スリットダイ１２のくちばし部２４の前端部の点Ａと塗工液のはみ出し部の先端部の点Ｂとの距離Ｌを求める。この場合に、塗工液も液体であるため隙間Ｍの他の空間と同様に白く光る。しかし、その塗工液のはみ出し部の先端部の白く光る部分が、他の空間とは異なっているため輝度差が発生する。詳しく説明すると、塗工液は粘度にかかわらず透明色、又は、有色の液体であるので、カメラ４４の近くに設けた照明装置４６からの光は、液体状の範囲と何もない範囲とは輝度が異なる。そのため、この輝度差に基づいて先端部のエッジ検出を行って点Ｂを求める。一方、カメラ４４は固定であるため、スリットダイ１２のくちばし部２４の前端部の点Ａは常に同じ位置にある。そのため制御部２２は、画像Ｇ上の点Ａの画素位置を記憶しておき、上記で求めたはみ出し端部の点Ｂの画素位置との距離Ｌを算出する。制御部２２は、動画像のフレーム（画像Ｇ）毎に距離Ｌを算出し、算出した距離Ｌが基準距離よりも短くなった場合には塗工液が溢れると判断する。

制御部２２は、液圧計３６で検出した液圧が基準液圧値より低い場合でも、距離Ｌが基準距離より短くなった場合には、塗工液が溢れる状態であると判断して、ブザーやランプなどによって作業員に警告信号を出力すると共に、コッタ１８によってスリットダイ１２の位置をさらに下げて液圧を下げ、塗工液の漏れを防止する。また、この場合に、定量ポンプ１６で供給される塗工液の量を少なくしたり、ウエブＷの搬送速度Ｖを所定速度を早くして、塗工液の溢れを防止してもよい。

（２）効果
本実施形態によれば、カメラ４４で撮影した画像Ｇに基づいて画像解析を行い、隙間Ｍから塗工液が溢れ出るのを防止するため、塗工液をより安定的にウエブＷに塗工できる。

（３）変更例
実施形態２においては、制御部２２が画像解析を行って塗工液の溢れを検出したが、これに代えて撮影した画像Ｇをディスプレイに表示し、そのディスプレイを作業員が監視して塗工液が溢れ出ようとするときに、作業員が隙間Ｍを大きくしたり、定量ポンプ１６の供給量を少なくしたり、ウエブＷの搬送速度を早くしてもよい。

また、カメラ４４が撮影する画像は、静止画像でもよい。

また、照明装置４６は、隙間Ｍの後方の一側部に設けてもよい。

変更例

上記各実施形態では液圧計３６をスリットダイ１２の塗工液の入口３２に設けたが、これに代えて液溜め部２８内部に設けてもよい。

上記各実施形態では上下手段としてコッタ１８を用いたが、これに限らずモータによって直接上下動させてもよく、他の手段において上下動させてもよい
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・塗工装置、１２・・・スリットダイ、１４・・・バックアップロール、１６・・・定量ポンプ、１８・・・コッタ、２０・・・モータ、２２・・・制御部、２４・・・くちばし部、２６・・・吐出口、２８・・・液溜め部、３０・・・吐出通路、３２・・・入口、４４・・・カメラ、４６・・・照明装置

Claims

ウエブを前後方向に搬送するバックアップロールと、
前記バックアップロールの下方に配され、前記ウエブに塗工液を塗工するスリットダイと、
前記スリットダイの上部からくちばし状に突出したくちばし部と、
前記くちばし部の上端部に設けられ、前記塗工液を吐出するスリット状の吐出口と、
前記スリットダイ内部に設けられた前記塗工液の液溜め部と、
前記スリットダイ内部に設けられ、かつ、前記液溜め部から前記吐出口に延びる前記塗工液の吐出通路と、
前記スリットダイを上下動させる上下手段と、
前記スリットダイに設けられた前記液溜め部への前記塗工液の入口と、
前記スリットダイの前記入口に前記塗工液を供給する定量ポンプと、
前記液溜め部内又は前記入口に設けられた液圧計と、
前記液圧計が検出した液圧が基準液圧値より高くなると、前記上下手段によって前記スリットダイを下げて、前記くちばし部と前記バックアップロールとの隙間を広くする制御手段と、
を有する塗工装置。
前記くちばし部と前記バックアップロールとの前記隙間を、前記スリットダイの一側部から撮影するカメラをさらに有し、
前記カメラは、前記くちばし部から吐出された前記塗工液の画像を撮影する、
請求項１に記載の塗工装置。
前記制御手段は、前記画像に基づいて、前記くちばし部上にある前記塗工液の吐出端部と前記くちばし部の端部までの距離を算出する、
請求項２に記載の塗工装置。
前記制御手段は、前記検出した液圧が前記基準液圧値より低い場合でも、前記距離が基準距離より短くなった場合には、警告信号を報知するか、前記定量ポンプからの前記塗工液の供給量を少なくするか、又は、前記ウエブの搬送速度を上昇させる、
請求項３に記載の塗工装置。
前記くちばし部と前記バックアップロールとの前記隙間に照明を行う照明手段が、前記隙間の前方、又は、後方に設けられている、
請求項４に記載の塗工装置。
前記照明手段が、前記スリットダイの前記隙間の一側部の前方、又は、後方に設けられている、
請求項５に記載の塗工装置。