JP3161694U

JP3161694U - 塗工装置

Info

Publication number: JP3161694U
Application number: JP2010003549U
Authority: JP
Inventors: 寛文篠原
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2020-05-27

Abstract

【課題】ドクターブレードとキャリアとの間の隙間を通じてキャリア上に塗工される塗工液の厚さの変動を確実に抑えることが出来る塗工装置を提供する。【解決手段】一方向に走行するキャリア１６の上部に枠体１４を配して構成された塗工液溜め１０内に収容される塗工液１８の液面高さを検出する検出手段３０と、塗工液溜め１０内に塗工液１８を供給する供給手段２４とを設けた。そして、供給手段２４による塗工液１８の供給量を制御手段３２にて制御することにより、検出手段３０にて検出される塗工液１８の液面高さが６０〜１００ｍｍの範囲内の値に維持されるように構成した。【選択図】図１

Description

本考案は、塗工装置に係り、特に、キャリア上に塗工液を塗工して、塗工物を得る塗工装置の改良に関する。

従来から、樹脂フィルムや塗工紙、金属製ベルト等のシート状のキャリアの表面に、塗工液を塗工して、塗工物を得る塗工装置の一種として、ドクターブレード法を利用した装置が知られている。また、このドクターブレード法を利用した塗工装置には、例えば、一方向に走行するキャリアの上部に枠体を配して構成された塗工液溜めに対して、キャリアとの間に隙間を形成する、枠体の一部からなるドクターブレードを設け、塗工液溜め内に塗工液を収容した状態で、ドクターブレードの内面側から外面側に向かってキャリアを走行させることにより、隙間を通じて、塗工液溜め内の塗工液をキャリア上に塗工するようにしたものがある。この塗工装置においては、キャリア上に塗工される塗工液の厚さが、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間の大きさによって規定されるようになっているのである。

ところが、そのような従来の塗工装置では、塗工液溜め内の塗工液の液面の高さの変動に伴って、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間からキャリア上に塗工される塗工液の量が変動して、かかるキャリア上の塗工液の厚さが不均一となってしまうことが避けられなかった。そのため、かかる塗工装置を用いて、塗工物を得る場合には、キャリア上に塗工された塗工液が乾燥、固化して形成される塗工層の厚さにバラツキが生ずるといった問題が惹起されていた。

そこで、例えば、特開平３−２７０７６１号公報（特許文献１）等には、ドクターブレードの下部のキャリア進行方向長さを３０〜３００ｍｍとした塗工装置が、提案されている。この塗工装置は、ドクターブレードの下部のキャリア進行方向長さを十分に大きくすることで、塗工液溜め内の塗工液の液面高さの変動による圧力変動を吸収し、それによって、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間を通じてキャリア上に塗工される塗工液の厚さ（量）の変動を抑制するようにしたものである。

しかしながら、この提案装置では、塗工液溜め内の塗工液の液面高さを解消するための根本的な対策が、何等講じられていなかった。従って、そのような塗工装置には、キャリア上の塗工液（塗工層）の厚さのバラツキを解消するのに果たして有効であるかについて、未だ疑問の余地が存していたのである。なお、かかる塗工装置が開示された公報には、塗工液の液面高さを好ましくは２５〜１００ｍｍの範囲内とすることが記載されているものの、それを実現するための具体的手段について、何等示されていない。

特開平３−２７０７６１号公報

ここにおいて、本考案は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間を通じてキャリア上に塗工される塗工液の厚さ（量）の変動を、より確実に抑えることができ、以て、キャリア上に形成される塗工層の厚さのバラツキの発生を効果的に防止可能とした塗工装置を提供することにある。

そして、本考案者が、上記の課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、塗工液溜め内の塗工液の液面高さを特定の範囲内の値に維持することによって、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間からキャリア上に塗工される塗工液の厚さの変動を効果的に抑制し得ることを見出したのである。

すなわち、本考案は、かかる知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、一方向に走行するキャリアの上部に枠体を配して構成された塗工液溜めに対して、該キャリアとの間に隙間を形成する、該枠体の一部からなるドクターブレードを設け、該塗工液溜め内に塗工液を収容した状態で、該ドクターブレードの内面側から外面側に向かって該キャリアを走行させることにより、該キャリア上に該塗工液を塗工するようにした塗工装置において、（ａ）前記塗工液溜め内に収容される前記塗工液の液面高さを検出する検出手段と、（ｂ）前記塗工液溜め内に前記塗工液を供給する供給手段と、（ｃ）前記検出手段にて検出される前記塗工液の液面高さが６０〜１００ｍｍの範囲内の値に維持されるように、前記供給手段による前記塗工液溜め内への該塗工液の供給量を制御する制御手段とを含んで構成されていることを特徴とする塗工装置にある。

なお、本考案の好ましい態様の一つによれば、前記供給手段が、モーノポンプにて構成される。

また、本考案の有利な態様の一つによれば、前記塗工液の室温での粘度が１００００〜２０００００ｍＰａ・ｓとされる。

さらに、本考案の望ましい態様の一つによれば、前記塗工液のチキソトロピック指数が１．４以上とされる。

要するに、本考案に従う塗工装置にあっては、制御手段にて作動制御された供給手段による塗工液の自動的な供給によって、塗工液溜め内の塗工液の液面高さが、常に、６０〜１００ｍｍの範囲内に維持される。これにより、ドクターブレードとキャリアとの間の隙間からキャリア上に塗工される塗工液の量の変動が、より確実に且つ極めて効果的に抑えられ得るのである。

従って、本考案に係る塗工装置によれば、キャリア上に形成される塗工層の厚さのバラツキの発生を効果的に防止することができる。これによって、キャリア上に塗工層が略一定の厚さで形成されたシート状塗工物を安定的に得ることができる。また、その結果として、バラツキのない安定した品質性能を有する塗工物を、極めて有利に得ることが可能となるのである。

本考案に従う塗工装置の一実施形態を示す、一部断面図を含む説明図である。

以下、本考案を更に具体的に明らかにするために、本考案の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本考案に従う構造を有する塗工装置の一実施形態として、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）の成形材料たるシート状の塗工物を得るのに用いられる塗工装置が、概略的に示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態の塗工装置は、上方に開口する矩形の筐体からなる塗工液溜め１０を含んで構成されている。

より詳細には、塗工液溜め１０は、平板状の四つ（図１には三つのみを示す）の側壁部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが矩形に組み付けられてなる枠体１４を有している。そして、この枠体１４の下部開口部が、シート状のキャリアとしてのキャリアフィルム１６からなる底部にて閉塞されている。つまり、塗工液溜め１０は、キャリアフィルム１６の上部に枠体１４が配されることにより、上方に開口する矩形の筐体として形成されている。

そのような塗工液溜め１０内には、塗工液１８が、収容されている。この塗工液１８は、例えば、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に、無機充填剤や硬化促進剤、離型剤等を添加、混合してペースト化した熱硬化性樹脂組成物等からなっている。

また、塗工液溜め１０の四つの側壁部１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうち、図１の右側に配置される側壁部１２ａの下端面とキャリアフィルム１６の上面との間には、隙間２０が形成されている。これによって、側壁部１２ａが、ドクターブレード２２として構成されている。なお、以下からは、図１中の左側及び右側を、単に左側及び右側と言う。

塗工液溜め１０においては、その底部を構成するキャリアフィルム１６が、左側から右側に向かって、換言すれば、塗工液溜め１０の内側に位置するドクターブレード２２の内面側から、塗工液溜め１０の外側に位置するドクターブレード２２の外面側に向かって、一方向（図１の矢印：アの方向）に走行可能とされている。

すなわち、図示されてはいないものの、枠体１４よりも左側には、キャリアフィルム１６が巻回されてなる巻回物が配置されている。一方、枠体１４よりも右側には、巻取りローラ（図示せず）が設置されている。この巻取りローラには、巻回物から巻き出されたキャリアフィルム１６部分の先端部が取り付けられている。巻回物から巻き出されたキャリアフィルム１６部分の中間部は、巻回物と巻取りローラとの間に位置する枠体１４の下部において、その下側開口部を閉塞するように位置している。

かくして、ここでは、巻取りローラが一定速度で回転駆動することにより、キャリアフィルム１６が、その巻回物から徐々に巻き出される。そして、その巻き出されたキャリアフィルム１６部分が、枠体１４を間に挟んで左側から右側に向かって、つまり、ドクターブレード２２の内面側から外面側に向かって、一方向に、一定の速度で走行し、巻取りローラにより、再び巻き取られるようになっている。また、キャリアフィルム１６の巻回物から巻き出されて一方向に走行するキャリアフィルム１６部分は、枠体１４の下側開口部を閉塞しつつ、枠体１４の下方を通過して、ドクターブレード２２の下方から右側に順次送り出される。そして、その際に、塗工液溜め１０内に収容された塗工液１８が、ドクターブレード２２の下方から右側に順次送り出されるキャリアフィルム１６上に、ドクターブレード２２とキャリアフィルム１６との間の隙間２０を通じて供給される。これによって、塗工液１８が、キャリアフィルム１６上に塗工されるようになっている。なお、このキャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さ：Ｔは、一般に、隙間２０の幅：Ｗよりも僅かに大きさな厚さとされる。

ところで、本実施形態の塗工装置は、塗工液溜め１０内に塗工液１８を供給する供給手段としてのモーノポンプ２４を有している。このモーノポンプ２４は、電動モータの駆動に伴うロータ（共に図示せず）の回転によって、ホッパ２６内に投入された塗工液１８を吐出口２８から吐出させるようにした公知の構造を有している。また、このようなモーノポンプ２４では、電動モータの駆動速度を変えて、ロータの回転速度を適宜に変更することにより、吐出口２８からの塗工液１８の吐出量を任意に変化させることが可能となっている。そして、このモーノポンプ２４から吐出された塗工液１８が、塗工液溜め１０の上側開口部を通じて、塗工液溜め１０内に供給されるようになっている。

また、塗工液溜め１０の上方には、検出手段としての液面センサ３０が、配設されている。この液面センサ３０は、塗工液溜め１０内に収容された塗工液１８の液面高さを、その液面よりも所定距離だけ離間した位置で検出可能な構造を有している。なお、このような液面センサ３０としては、例えば、静電容量方式や光学方式、或いは超音波方式等の公知の各種の方式を採用したものが、適宜に用いられる。また、液面センサ３０としては、塗工液１８の液面から離間した位置で塗工液１８の液面高さを検出するものに代えて、例えば、フロートセンサ等のように、塗工液１８の液面上に浮かべられて、液面高さを検出するものを用いることも出来る。

液面センサ３０は、制御手段としてのコントローラ３２に対して電気的に接続されている。また、このコントローラ３２は、モーノポンプ２４の電動モータに対して電気的に接続されている。そして、液面センサ３０にて検出された塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈ、即ち、塗工液溜め１０の底部を構成するキャリアフィルム１６の上面から塗工液１８の液面までの高さが、コントローラ３２に入力されるようになっている。コントローラ３２は、入力された塗工液１８の液面高さ：Ｈに基づいて、モーノポンプ２４の電動モータに対して、その駆動速度（回転速度）を制御する制御信号を出力して、モーノポンプ２４の吐出口２８から吐出される塗工液１８の量を任意に調節するようになっている。これによって、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、常に特定の範囲内の値に維持されるようになっている。

そして、ここでは、そのようなコントローラ３２によるモーノポンプ２４の作動制御によって維持される塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、６０〜１００ｍｍの範囲内の値とされる。何故なら、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが６０ｍｍを下回る場合には、塗工液溜め１０内の塗工液１８の収容量が少な過ぎるために、ドクターブレード２２とキャリアフィルム１６との間の隙間２０からキャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の量が少なくなって、キャリアフィルム１６上に塗工された塗工液１８の厚さや、そのような塗工液１８が乾燥固化されて形成される塗工層の厚さが、所望の厚さよりも薄くなってしまう可能性が大きくなるからである。また、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが１００ｍｍを超えるようになると、今度は、塗工液溜め１０内の塗工液１８の収容量が多過ぎるために、ドクターブレード２２とキャリアフィルム１６との間の隙間２０から塗工液１８が大きな圧力で押し出されるようになって、キャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の量が多くなったり、或いは、塗工液１８の有するチキソトロピック性により、隙間２０から流出量にバラツキが生じるようになる。そして、その結果、キャリアフィルム１６上に塗工された塗工液１８の厚さや、そのような塗工液１８が乾燥固化されて形成される塗工層の厚さが、不均一になってしまうからである。

また、このように、キャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さを所望の厚さとするために、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを６０〜１００ｍｍの範囲内とする場合には、塗工液１８の室温（２５℃）での粘度が１００００〜２０００００ｍＰａ・ｓの範囲内の値とされていることが望ましい。何故なら、この室温での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ未満である塗工液１８や、この室温での粘度が２０００００ｍＰａ・ｓを超える塗工液１８は、その粘性が余りに小さいか又は余りに大きいために、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを６０〜１００ｍｍの範囲内としても、隙間２０を通じてキャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さにバラツキが生ずる恐れがあるからである。

また、キャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さの均一化には、塗工液１８のチキソトロピック性も少なからず影響する。それ故、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを６０〜１００ｍｍの範囲内として、キャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さのバラツキを抑えるためには、塗工液１８のチキソトロピック指数が１．４以上とされていることが、好ましいのである。なお、ここで言うチキソトロピック指数とは、「撹拌回転数：ｎ₁ における粘度」に対する「撹拌回転数：ｎ₂ における粘度」の比（但し、ｎ₁ ＞ｎ₂ ）にて表されるものであり、本発明においては、市販の粘度計（例えば、米国ブルックフィールド社製プログラマブルデジタル粘度計）を用い、２５℃において、１０ｒｐｍにおける粘度（Ａ）と１００ｒｐｍにおける粘度（Ｂ）を測定して算出された比（Ａ／Ｂ）を、チキソトロピック指数とする。

そして、液面センサ３０の検出値に基づくコントローラ３２によるモーノポンプ２４の作動制御によって、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを上記の特定の範囲内の値に維持するには、例えば、モーノポンプ２４を断続的に作動させる制御方式と、モーノポンプ２４を連続的に作動させつつ、モーノポンプ２４からの塗工液１８の吐出量を調節する制御方式の何れかが、採用される。

モーノポンプ２４を断続的に作動させる制御方式は、例えば、以下のようにして実施される。即ち、モーノポンプ２４からの塗工液１８の供給により、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、６０〜１００ｍｍの範囲内の予め設定された第一の基準値となって、それが液面センサ３０にて検出された時点で、一旦、モーノポンプ２４の作動を停止させる。そして、塗工液溜め１０内の塗工液１８が、隙間２０を通じてキャリアフィルム１６上に塗工されることにより、塗工液溜め１０内の塗工液１８が減少して、液面高さ：Ｈが、６０〜１００ｍｍの範囲内の予め設定された第二の基準値にまで低下したときに、それが液面センサ３０にて検出されると、コントローラ３２からの制御信号に基づいて、モーノポンプ２４を再始動する。そして、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、再び、第一の基準値に達して、それが液面センサ３０にて検出されたときに、モーノポンプ２４を、再度、停止させる。このように、塗工液１８を、塗工液溜め１０内に、モーノポンプ２４にて断続的に供給しつつ、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを６０〜１００ｍｍの範囲内に維持するのである。

一方、モーノポンプ２４を連続的に作動させつつ、モーノポンプ２４からの塗工液１８の吐出量を調節する制御方式は、例えば、以下のようにして実施される。即ち、モーノポンプ２４からの塗工液１８の供給により、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、６０〜１００ｍｍの範囲内の予め設定された第一の基準値となって、それが液面センサ３０にて検出された時点で、モーノポンプ２４の電動モータの駆動速度を低下させて、モーノポンプ２４からの塗工液１８の吐出量を減少させる。そして、塗工液溜め１０内の塗工液１８が、隙間２０を通じてキャリアフィルム１６上に塗工されることにより、塗工液溜め１０内の塗工液１８が減少して、液面高さ：Ｈが、６０〜１００ｍｍの範囲内の予め設定された第二の基準値にまで低下したときに、それが液面センサ３０にて検出されると、コントローラ３２からの制御信号に基づいて、モーノポンプ２４の電動モータの駆動速度を増大させる。そして、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、再び、第一の基準値に達して、それが液面センサ３０にて検出されたときに、モーノポンプ２４の電動モータの駆動速度を低下させる。このように、塗工液１８を塗工液溜め１０内にモーノポンプ２４にて途切れることなく連続的に供給しつつ、その供給量を増減することにより、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈを６０〜１００ｍｍの範囲内に維持するのである。なお、この連続方式を採用する場合にあっても、塗工液溜め１０内の塗工液１８の減少量が、モーノポンプ２４からの塗工液１８の供給量よりも少ない場合には、塗工液溜め１０の塗工液１８の液面高さ：Ｈが１００ｍｍを超える前に、モーノポンプ２４の作動が停止させられることとなる。

かくして、本実施形態の塗工装置にあっては、液面センサ３０により検出される塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈに基づくモーノポンプ２４の作動制御によって、塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈが、常に６０〜１００ｍｍの範囲内に維持される。これにより、塗工液溜め１０の隙間２０からキャリアフィルム１６上に塗工される塗工液１８の厚さの変動が、効果的に抑制され得る。

従って、このような本実施形態の塗工装置を用いれば、キャリアフィルム１６上に、塗工液１８が乾燥固化されてなる塗工層が均一な厚さで形成されたシート状塗工物が、安定的に得られる。そして、その結果として、シート状塗工物からなるＳＭＣの成形材料が、バラツキのない安定した品質性能をもって、極めて有利に製作され得るのである。

また、本実施形態では、液面センサ３０にて検出される塗工液溜め１０内の塗工液１８の液面高さ：Ｈに基づいて、塗工液１８が、塗工液溜め１０内に、モーノポンプ２４にて供給されるようになっている。これによって、塗工液１８の塗工液溜め１０内への安定供給が、より高いレベルで実現され得る。

以上、本考案の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本考案は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、塗工液溜め１０内に塗工液１８を供給する供給手段としては、例示したモーノポンプ２４に代えて、塗工液１８を吐出可能な公知の構造を有する各種のポンプが適宜に採用可能である。

また、前記実施形態では、供給手段としてのモーノポンプ２４と、このモーノポンプ２４の作動を制御する制御手段としてのコントローラ３２とが、それぞれ独立した別個の装置からなっていたが、例えば、ポンプにコントローラが内蔵される等して、供給手段と御手段とが一体の構成とされていても、何等差し支えない。

また、キャリアとしてのキャリアフィルム１６を一方向に走行させる構造も、特に限定されるものではなく、公知の各種の構造が、適宜に採用可能である。

加えて、塗工液には、例示された熱硬化性樹脂組成物以外に、セラミック材料のスラリーや、ワニス等が、適宜に用いられる。また、キャリアとしては、例示されたキャリアフィルム１６以外に、塗工紙や布状物、金属製ベルト等のシート状のものが、一般に用いられる。

すなわち、前記実施形態では、本考案を、ＳＭＣの成形材料たるシート状の塗工物を得るのに、キャリアフィルム上に熱硬化性樹脂組成物からなる塗工液を塗工するのに用いられる塗工装置に適用した具体例が示されていたが、本考案は、シート状のキャリアに対して、公知の塗工液を塗工するのに用いられる各種の塗工装置に対しても、有利に適用され得るのである。

その他、一々列挙はしないが、本考案は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本考案の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本考案の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０塗工液溜め１４枠体
１６キャリアフィルム１８塗工液
２０隙間２２ドクターブレード
２４モーノポンプ３０液面センサ
３２コントローラ

Claims

一方向に走行するキャリアの上部に枠体を配して構成された塗工液溜めに対して、該キャリアとの間に隙間を形成する、該枠体の一部からなるドクターブレードを設け、該塗工液溜め内に塗工液を収容した状態で、該ドクターブレードの内面側から外面側に向かって該キャリアを走行させることにより、該キャリア上に該塗工液を塗工するようにした塗工装置であって、
前記塗工液溜め内に収容される前記塗工液の液面高さを検出する検出手段と、
前記塗工液溜め内に前記塗工液を供給する供給手段と、
前記検出手段にて検出される前記塗工液の液面高さが６０〜１００ｍｍの範囲内の値に維持されるように、前記供給手段による前記塗工液溜め内への該塗工液の供給量を制御する制御手段と、
を含んで構成されていることを特徴とする塗工装置。
前記供給手段が、モーノポンプにて構成されている請求項１に記載の塗工装置。
前記塗工液の室温での粘度が１００００〜２０００００ｍＰａ・ｓである請求項１又は請求項２に記載の塗工装置。
前記塗工液のチキソトロピック指数が１．４以上である請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載の塗工装置。