JP2020131108A - 両面塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】間隙調整時に生じる摺動部のかじり防止、および摺動抵抗を低減できる両面塗布装置を提供する。【解決手段】両面塗布装置１００は、相対して配され所定の間隙に調整された第１リップ面および第２リップ面を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板５，６と、からなり、第１部材１および第２部材２と２枚の側板で囲われる貯液部１１が形成され、第１リップ面と第２リップ面の間を、上方から下方に向かって搬送されるウェブ１０を通過させることで、ウェブの両面に塗液１２を塗布する。２枚の側板が、第１リップ面と第２リップ面の間隙を調整する方向に第１部材および／または第２部材が摺動可能となるように、側面に装着され、第１部材および第２部材の側面と接する面に、摺動可能な一方または両方の第１リップ面および／または第２リップ面の側端部が摺動しながら接する範囲を含む凹みが形成されている両面塗布装置。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブの両面に対して塗膜を形成するための両面塗布装置に関する。

ウェブの両面に塗膜を形成する方法として、ウェブを挟んで両側にロール、ナイフ、スリットダイといった塗布ヘッドを配置して塗布を行うことが知られており、塗布する塗液の組成や粘度、目的とする塗膜の厚みや精度によって適切なものが選択される。

ウェブの両面に塗膜を形成する塗布ヘッドとして、特許文献１には、ウェブが貯液部であるドープ浴を通過した後、二本水平に設置した計量・平滑化治具の間を通過させて塗膜を形成する塗布ヘッドが開示されており、ウェブの両面に対してウェブ全幅で一括塗布できることから、好適に用いられる。

塗膜の厚みは、ウェブが通過する部分である計量・平滑化治具の間隙に大きく依存し、塗膜の薄膜化が進む昨今においては、この間隙をミクロンオーダーの精度で高精度に設定することが極めて重要となってきている。

特開２０１１−１２２６６号公報

特許文献１に開示されている塗布装置は、貯液部を構成する槽状の部材と計量・平滑化治具とからなり、貯液部に貯めた液が漏れ出ないように、計量・平滑化治具の上部と貯液部の下面とでシールするように組み立てられている。

シール部から多量の液が漏れ出すと、ヘッド周囲を汚染し、それがウェブに再付着して品質低下を招くことや、液の使用効率が悪化して製造コストアップにつながるなど、極めて深刻な問題を生じることから、多量の液の漏れ出しを抑制することが求められている。

したがって、計量・平滑化治具上部と貯液部下面とのシールの他に、計量・平滑化治具の塗布幅方向両端部の側面と貯液部の側面との接触面から生じる液漏れの抑制も十分に考慮する必要があるため、当該箇所においてもシールを行うことが重要となる。

ところで、塗布を行っているときは、塗布膜厚を微調整する際や、ウェブの連続塗布時に形成されるウェブの紙継ぎ部が通過する際に、計量する部分の間隙の変更作業が必ず生じる。そのため、計量・平滑化治具の位置を移動させて間隙を変更する必要があることから、貯液部と計量・平滑化治具との間で摺動する部分が必ず生じ、この摺動面から塗液が漏れ出す恐れがある。

したがって、摺動面のシール性を確保するために、貯液部と計量・平滑化治具とを密着させることになるが、この場合、特に、計量・平滑化治具の側面と貯液部の側面との摺動面では、計量・平滑化治具の先端と側面とがなす角部が貯液部の側面へ食い込む、いわゆる、かじりが生じやすくなる。そして、かじりが生じた結果、間隙を狭める方向での動きが極めて鈍くなり、所望の間隙に高精度で調整できないという問題が発生する。

そこで本発明は、間隙が高精度に設定でき、塗液の漏れ出し量を最小限に抑制できる両面塗布装置を提供する。

上記課題を解決する本発明の第１の両面塗布装置は、
相対して配され所定の間隙に調整された第１リップ面および第２リップ面をそれぞれ有する第１部材および第２部材と、それぞれが前記第１部材および前記第２部材に跨がり、第１部材および第２部材を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板と、からなり、前記第１部材および前記第２部材と前記２枚の側板で囲われる貯液部が形成され、
前記所定の間隙に調整された前記第１リップ面と前記第２リップ面の間を、上方から下方に向かって搬送されるウェブを通過させることで、ウェブの両面に塗液を塗布する両面塗布装置であって、
前記２枚の側板のそれぞれが、
前記第１リップ面と前記第２リップ面の間隙を調整する方向に前記第１部材および／または前記第２部材が摺動可能となるように、第１部材の側面および第２部材の側面に装着され、
前記第１部材の側面および前記第２部材の側面と接する面に、第１部材および第２部材のうちの摺動可能な一方または両方の前記第１リップ面および／または前記第２リップ面の側端３０が摺動しながら接する範囲を含む凹み２０が形成されている。

また、上記課題を解決する本発明の第２の両面塗布装置は、
相対して配され所定の間隙に調整された第１リップ面および第２リップ面をそれぞれ有する第１部材および第２部材と、それぞれが前記第１部材および前記第２部材に跨がり、第１部材および第２部材を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板と、からなり、前記第１部材および前記第２部材と前記２枚の側板で囲われる貯液部が形成され、
前記所定の間隙に調整された前記第１リップ面と前記第２リップ面の間を、上方から下方に向かって搬送されるウェブを通過させることで、ウェブの両面に塗液を塗布する両面塗布装置であって、
前記２枚の側板のそれぞれが、
前記第１リップ面と前記第２リップ面の間隙を調整する方向に前記第１部材および／または前記第２部材が摺動可能となるように、第１部材の側面および第２部材の側面に装着され、
前記第１リップ部材の側面および前記第２リップ部材の側面と接する面に、第１リップ部材および第２リップ部材のうちの摺動可能な一方または両方の前記第１リップ面および／または前記第２リップ面の側端３０が、第１リップ面と第２リップ面が所定の間隙に調整されたときに位置する範囲を含む凹み２０が形成されている。

本発明の両面塗布装置を使用すれば、間隙調整時に生じる摺動部のかじり防止、および摺動抵抗を低減できるので、間隙を安定かつ高精度に設定することができる。

本発明の第１の両面塗布装置の概略斜視図である。 図１の塗布幅方向中央における断面拡大図である。 図１の両面塗布装置の側面図である。 図３のＡ１−Ａ１線に対応する上面断面図である。 図３のＢ１−Ｂ１線に対応する正面断面図である。 対向する第１部材と第２部材の側面が塗布幅方向にずれている状態を表した、図４の側端部の拡大図である。 第２部材の側面が第１部材の側面に対して傾いている状態を表した、図４の側端部の拡大図である。 本発明の第２の両面塗布装置の側面図である。 図８のＣ１−Ｃ１線に対応する上面断面図である。 図８のＤ１−Ｄ１線に対応する正面断面図である。

本発明の両面塗布装置について、望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は図面に示された形態には限定されない。

［第１の両面塗布装置］
図１に、本発明の第１の両面塗布装置の概略斜視図を示す。図２に、図１の塗布幅方向中央における断面拡大図を示す。

図１と図２に示すように、本発明の第１の両面塗布装置１００は、貯液部１１と、計量部としての機能をもつ、第１リップ面３および第２リップ面４とを有している。

貯液部１１は、第１部材１および第２部材２と、第１部材１および第２部材２に跨がり、第１部材１および第２部材２を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板５、６とで周囲を囲われて形成されている。この貯液部１１に塗液１２が貯留される。

図２に示すように、第１部材１には第１リップ面３が、第２部材２には第２リップ面４があり、第１リップ面３と第２リップ面４とが、間隙１４を空けて互いに対向するように第１部材１と第２部材２とが配設され、塗布幅方向にスリットが形成される。

塗布を行う際は、貯液部１１の上流側に位置する開口１３からウェブ１０を導入して下方に向かって搬送させ、貯液部１１に貯留する塗液１２にウェブ１０を浸漬することでウェブ１０の全幅に塗液１２を接触させて、第１リップ面３と第２リップ面４との間隙１４を通過させて塗液１２を計量することで塗布を行う。したがって、間隙１４を調整することで、ウェブ１０の両面に塗布される塗膜の量を調整できる。

貯液部１１に貯留した塗液１２は、塗布によりその量が減っていくので、貯液部１１に塗液１２を供給できるように、供給管（図示せず）を設けて、貯液部１１の塗液１２の液量を略一定に保つことが好ましい。

図３に、図１の両面塗布装置の側面図を示す。図４に、図３のＡ１−Ａ１線に対応する上面断面図を示す。図５に、図３のＢ１−Ｂ１線に対応する正面断面図を示す。

図４に示すように、側板５は第１部材１、第２部材２の両側面にボルト７により、装着される。

側板５には丸穴と長穴が形成されており、第１部材１に対しては丸穴で、第２部材２に対しては長穴を用いて、第１部材１と第２部材２とを側板５に装着して構成している。このように装着しているので、第１部材１は側板５に対して位置が変わらないように固定され、第２部材２は側板５に対して摺動可能に固定されている。

側板５の材質は問わないが、摺動抵抗が小さく柔軟性に富むことから、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂が好ましい。また、使用する塗液の組成に応じて、例えば耐溶剤性が不要であるならば、ナイロン樹脂やアクリル樹脂などを用いることもできる。

また、側板５を金属材料で製作し、金属材料の表面にフッ素コーティングをはじめとする低摺動を目的としたコーティングを施すことで第１部材１と第２部材２との摺動抵抗を減らすようにしてもよい。

側板５をボルト７により装着する際に、弾性体８を介して締結することが好ましい。弾性体８を介することで、側板５と第１部材１、第２部材２の両側面との接触面を過度な力で押圧することを抑制し、摺動時の摩擦抵抗を低減することができる。

また、例えば図４に示すように、ボルト７の軸部を段付きとすることで、弾性体８のつぶれ代を一定にして、安定した反発力を付与して、側板５を押えることが好ましい。このような構成とすることで、両面塗布装置の分解／組立時に側板５の取外し／取付けを繰り返しても、毎回、適切な密着力を安定して得ることができる。

弾性体８は、特に限定するものではなく、ゴムやバネなどいかなるものであってもよい。

摺動面では塗液１２の漏れ出しを抑制するために、側板５を第１部材１、第２部材２の両側面へ密着させることでシールを行っている。かじりは、対向する第１部材１と第２部材２の塗布幅方向それぞれの側面が互いにずれて同一平面内にない状態の際に生じる。つまり、かじりは、第１リップ面と第１部材１側面とがなす角部、および／または、第２リップ面と第２部材２側面とがなす角部である側端３０部が、摺動時に側板５の接触面に食い込むことで生じる現象である。

塗布時の間隙１４は、ミクロンオーダーの精度で設定する必要がある。一般的に構造物は、僅かな外力が加わっただけで、たやすくミクロンオーダーのたわみを生じることは周知であるが、かじりが発生すると、大きな力が側端３０部に加わり、両面塗布装置自身のたわみや、ヘッドを搭載、固定している部材のたわみの影響で、設定した間隙と実際の間隙に差が生じる。

具体的には、間隙を狭める方向では、設定値の間隙に対して実際の間隙は広めになる場合が多い。また、間隙を拡大する方向では、狭める方向よりは程度は幾分ましではあるものの、設定値の間隙に対して実際の間隙は狭めになる場合が多い。

対向する第１部材１と第２部材２のそれぞれの側面が同一平面内にない理由としては、両面塗布装置をセッティングした時点で、対向するお互いの塗布幅方向の位置が僅かにずれていることや、対向する第１リップ面３と第２リップ面４が塗布幅方向でそれぞれ平行になっておらず、それぞれの側面に傾きを生じていることや、そもそも、第１部材１、第２部材２と第１リップ面２、第２リップ面４の加工精度によっては、側面自体が既に傾きを持っていることや、第１部材１と第２部材２の塗布幅方向の全長が異なっていることが挙げられる。

本願発明者らは、対向する互いの側面が同一平面内から僅か数十ミクロンずれているだけでも、かじりが容易に生じることを確認している。

そこで、本発明の第１の両面塗布装置は、２枚の側板５、６のそれぞれに、第１部材１の側面および第２部材２の側面と接する面に、第１部材１および第２部材２のうちの摺動可能な一方または両方の第１リップ面３および／または第２リップ面４の側端３０が摺動しながら接する範囲を含む凹み２０が形成されている。このような構成とすることで、側板５、６に食い込む起点となる側端３０部が側板５、６の凹み２０の位置にあるため、摺動範囲の全域においてかじりを回避することができる。

また、凹み２０は、間隙１４を調整する側端３０部が動く範囲にのみに形成されており、それ以外の側板５、６と第１部材１の側面、第２部材２の側面との接触面は密着していることから、多量の塗液漏れは起こりえない。

図６は、対向する第１部材１と第２部材２の側面が塗布幅方向にずれている状態を表した図４の側端部の拡大図を示す。図７は、第２部材２の側面が第１部材１の側面に対して傾いている状態を表した、図４の側端部の拡大図を示す。

図６に示すように、第１部材１と第２部材２の側面が塗布幅方向にずれ２６が生じている場合、第２部材２の側端部３０が側板５の接触面より内側に位置する。

側板５の凹み２０は、第２部材２が摺動しながら動ける範囲で、側端部３０が接触しないよう形成されているので、かじりの原因となる側端部３０の食い込みが、第２部材２の移動範囲の全域で防止できるようになっている。

また、図７に示すように、第２部材２の側面が第１部材１の側面に対して傾くことで、ずれ２６が生じている場合も同様に、側板５の凹み２０は、第２部材２が摺動しながら動ける範囲で、側端部３０が接触しないよう形成されているので、かじりの原因となる側端部３０の食い込みが、第２部材２の移動範囲の全域で防止できるようになっている。

凹み２０の深さの最小値は、側端３０が側板５、６へ食い込む量以上であれば、かじりを防止することができ、最大値は０．５ｍｍを上限とすることが好ましい。凹み２０の深さが０．５ｍｍより深い場合、塗液１２の粘度が低いと、凹み２０から漏れ出す塗液の量が多くなることがある。より好ましくは、凹み２０の深さの最大値を間隙１４と同程度の深さまでに留めることである。深さを間隙１４と同程度までに留めておけば、塗液の粘度が低い場合でも、塗液の表面張力により漏れ出す量を抑制することができる。

また、凹み２０に連通する吸引口（図示せず）を設けて、凹み２０内部の塗液を回収することで、外部への塗液の漏れ出しをより一層抑制できるようにしてもよい。

凹み２０は、側端部３０が接触しない形状であれば特に限定するものではなく、長穴や長方形等、いかなる形状であってもよい。

また、側端部３０が側板５に食い込む量が多い場合は、同一平面内からのずれ２６が大きいということなので、そもそも、側板５と第１部材１、第２部材２の両端面のシール面の広範囲において隙間が生じていることになので、多量の液漏れが生じる。そのため、同一平面内からのずれ２６は、小さい方が好ましい。

ずれ２６を小さくするためには、対向する互いの塗布幅方向長さを同一にすべく同時加工を行うことで、ずれ２６をミクロンオーダーに追い込むことができるため好ましい。

さらに、第１部材１と第２部材２を対向させて設置する際に、同一平面内からのずれ２６が生じる場合もある。そこで、塗布幅方向で互いの側面を合わせるために、側板５、６を利用して、対向する第１部材１と第２部材２を塗布幅方向から挟み込むことで、側板５、６の面に沿わせて位置合わせをすることで、互いの側面のずれを修正して、それぞれを同一平面内に合わせられるので好ましい。

また、かじりが生じる箇所である摺動部を減らすことも好ましく、そのためには、シールする箇所を減らせばよいので、第１リップ面３、第２リップ面４は、それぞれ第１ヘッド部材１、第２ヘッド部材２と一体で構成されることが好ましい。つまり、特許文献１のようにリップ面を形成する計量・平滑化治具上部と貯液部が分割構成となっていると、シールを行わなければならない箇所が、計量・平滑化治具上部と貯液部を構成する部材の下面、および、計量・平滑化治具の塗布幅方向両側面と貯液部両端側面となり、複数の箇所をシールする必要がある。一体で構成することにより、シールする箇所は、第１部材１および第２部材２の両側面と、側板５および６との間のみで済むからである。

また、この場合、塗布幅方向において全幅にわたる広い面積の摺動箇所が無くなることで、摺動による摩擦抵抗が減少するうえに、一体構成であるが故に大きな断面形状となり剛性も向上するため、より高精度な間隙設定ができるので好ましい。

図１に示した構成では、第１部材１は側板５、６に対して位置が変わらないように固定され、第２部材２は側板５、６に対して摺動可能に固定されているが、第１部材１の方を摺動可能に固定してもよいし、使用方法や両面塗布装置１００の設置状況に応じて、第１部材１と第２部材２の両方を摺動可能に固定してもよい。

［第２の両面塗布装置］
本発明の第２の両面塗布装置について、図８、図９、図１０を用いて説明する。
図８に、本発明の第２の両面塗布装置の側面図を示す。図９に、図８のＣ１−Ｃ１線に対応する両面塗布装置の上面断面図を示す。図１０に、図８のＤ１−Ｄ１線に対応する正面断面図を示す。

第２の両面塗布装置は、２枚の側板５、６のそれぞれに、第１部材１の側面および第２部材２の側面と接する面に、第１部材１および第２部材２のうちの摺動可能な一方または両方の第１リップ面３および／または第２リップ面４の側端が、第１リップ面３と第２リップ面４が所定の間隙に調整されたときに位置する範囲を含む凹みが形成されている。このような構成とすることで、側板５、６に食い込む起点となる側端３０部が側板５、６の凹み２０の位置にあるため、塗布時に設定する間隙にしたとき、かじりを回避することができる。

第１リップ面３と第２リップ面４との間隙は、塗布時に高精度に設定することが必要であり、それ以外の、例えば、ウェブの連続塗布時に形成されるウェブの紙継ぎ部が通過する際に間隙を拡大する時は、通過するウェブと紙継ぎ部の接着テープや接着剤などの厚み以上にすればよく、間隙の精度は問わない場合がある。

紙継ぎ部が通過した後で元の塗布時の間隙に復帰させるときに、高い精度が要求されるので、第１リップ面３と第２リップ面４が所定の間隙に調整されたときに位置する範囲を含む凹み２０が形成されていればよい。このような構成とすることで、凹み２０の大きさが最小限に留められるので、凹み２０以外の場所での側板５、６と第１部材１の側面、第２部材２の側面との接触面積をより広くして、それぞれを密着させることができるので、塗液の漏れはより一層起こらなくなる。

凹み２０は、側端部３０が接触しない形状であれば特に限定するものではなく、長穴や丸穴、正方形や長方形等いかなる形状であってもよい。

凹み２０の大きさは、設定する間隙に微調整分の移動量を加味した範囲であればよい。例えば、塗布時の間隙が６０μｍならば、微調整分の移動慮として±２０μｍを加味し、０．１ｍｍの丸穴とすればよい。必要以上に広い範囲で凹み２０を形成しないようにすることで、接触面積をより広くできるので好ましい。

以上より、本発明の両面塗布装置を使用すれば、間隙調整時に生じる摺動部のかじり防止、および摺動抵抗を低減できるので、間隙を安定かつ高精度に設定することができる。

本発明は、両面に同時に塗膜を付けた紙や金属薄膜、フィルム、布などのウェブの製造に適用できるが、これに限られるものではない。

１ 第１部材
２ 第２部材
３ 第１リップ面
４ 第２リップ面
５、６ 側板
７ ボルト
８ 弾性体
１０ ウェブ
１１ 貯液部
１２ 塗液
１４ 間隙
２６ ずれ
３０ 側端部
１００ 両面塗布装置

Claims (2)

1. 相対して配され所定の間隙に調整された第１リップ面および第２リップ面をそれぞれ有する第１部材および第２部材と、それぞれが前記第１部材および前記第２部材に跨がり、第１部材および第２部材を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板と、からなり、前記第１部材および前記第２部材と前記２枚の側板で囲われる貯液部が形成され、
   前記所定の間隙に調整された前記第１リップ面と前記第２リップ面の間を、上方から下方に向かって搬送されるウェブを通過させることで、ウェブの両面に塗液を塗布する両面塗布装置であって、
   前記２枚の側板のそれぞれが、
   前記第１リップ面と前記第２リップ面の間隙を調整する方向に前記第１部材および／または前記第２部材が摺動可能となるように、第１部材の側面および第２部材の側面に装着され、
   前記第１部材の側面および前記第２部材の側面と接する面に、第１部材および第２部材のうちの摺動可能な一方または両方の前記第１リップ面および／または前記第２リップ面の側端３０が摺動しながら接する範囲を含む凹み２０が形成された、
   両面塗布装置。
2. 相対して配され所定の間隙に調整された第１リップ面および第２リップ面をそれぞれ有する第１部材および第２部材と、それぞれが前記第１部材および前記第２部材に跨がり、第１部材および第２部材を塗布幅方向で挟むように装着された２枚の側板と、からなり、前記第１部材および前記第２部材と前記２枚の側板で囲われる貯液部が形成され、
   前記所定の間隙に調整された前記第１リップ面と前記第２リップ面の間を、上方から下方に向かって搬送されるウェブを通過させることで、ウェブの両面に塗液を塗布する両面塗布装置であって、
   前記２枚の側板のそれぞれが、
   前記第１リップ面と前記第２リップ面の間隙を調整する方向に前記第１部材および／または前記第２部材が摺動可能となるように、第１部材の側面および第２部材の側面に装着され、
   前記第１リップ部材の側面および前記第２リップ部材の側面と接する面に、第１リップ部材および第２リップ部材のうちの摺動可能な一方または両方の前記第１リップ面および／または前記第２リップ面の側端３０が、第１リップ面と第２リップ面が所定の間隙に調整されたときに位置する範囲を含む凹み２０が形成された、
   両面塗布装置。

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