JP3858028B2 - 塗料回収装置 - Google Patents

Description

この発明は、シート状の基材への塗工処理を行う塗工機の塗料回収装置に関する。

従来から、紙やプラスチックフィルム等のシート状の基材を連続的に搬送しつつ該基材表面への塗工処理を行う塗工機として、アプリケータにより基材表面に塗料を過剰塗布した後に、後続のドクター装置により基材表面の余剰塗料を掻き落として塗布量を均一化するという、所謂ブレード式とされたものが多く採用されている。

図６に示すように、上述のような構成を有する塗工機１０１においては、アプリケータ６からこぼれ落ちる分とドクター装置７により掻き落とされる分とを合わせた余剰塗料を回収するために、塗料回収装置としての回収バット１１０を備えることが一般的である。この回収バット１１０は、滴下した余剰塗料を受け止めるバット本体１１１と、該バット本体１１１の下端部に位置する流出口１１２とを備えた上下に浅い漏斗状のものである。バット本体１１１上に滴下した余剰塗料は、バット本体１１１の底面１１１ａの傾斜に沿って流下しながら薄層化され、自身に含まれた気泡を排出しつつ流出口１１２に導かれる。流出口１１２に導かれた余剰塗料は、配管１１２ａを介して回収バット１１０の下方に配設された貯留タンク１１５内に流入する。貯留タンク１１５内には予め所定量の塗料が貯留されており、この貯留タンク１１５内の塗料が、ポンプ１３の作動によりフィルタ１４を通過した後にアプリケータ６に送給される。このような塗料回流系を循環しつつ、貯留タンク１１５内の塗料がアプリケータ６に連続的に送給されて基材３に塗布される。

ところで、上述の如く余剰塗料を回収した場合、回収バット１１０から貯留タンク１１５に流入する際に塗料に気泡が混入し易く、結果的に貯留タンク１１５内の塗料に気泡が混入し易くなる。この状態で基材３への塗工処理を行うと、気泡が混入した状態の塗料が基材３に塗布されることによるスジや点欠点等の塗布ムラが発生する可能性が高まってしまう。このような課題の対策としては、前記貯留タンクとは別に、塗料供給経路内に塗料と気泡とを分離可能な遠心分離器を併設したり（例えば、特許文献１参照。）、泡抜き用の貯留タンクを併設したり（例えば、特許文献２参照。）、あるいは貯留タンクを減圧可能な気密タンクとして構成する（例えば、特許文献３参照。）等により、塗料に混入した気泡を強制的に除去可能とすることが行われている。
特開平８−２２９３０８号公報 特開２００１−１２１０６７号公報 特開２００３−１０１０号公報

しかしながら、上述従来の技術では、貯留タンクの構造が複雑になるし、該貯留タンク用の駆動装置又は真空ポンプ等も必要となることから、前記塗料回流系の構成を複雑化させて設備コストを増加させるという問題がある。また、貯留タンクが比較的大型のものとなることで、前記塗料回流系に必要な塗料の全量が増加してしまうため、塗料切り替え時等の歩留りが低下する等、塗料使用効率が低下するという問題がある。このように、貯留された塗料から気泡を除去することは解決すべき課題が多いことから、前記塗料回収装置が、気泡を混入させずに余剰塗料を回収できるような構成であることが望ましいといえる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡素な構成により回収される余剰塗料への気泡の混入を抑えて良好な塗工を可能とする塗工機の塗料回収装置を提供する。

上記課題の解決手段として、本発明は、基材表面に塗工処理を行う塗工機に用いられ、前記基材表面に塗料を塗布する際の余剰塗料の回収を行う塗料回収装置において、前記余剰塗料を受けると共に該塗料を底面に沿って流下させるバット本体と、該バット本体が受けた塗料を貯留する貯留タンクとを備え、前記バット本体の底面と前記貯留タンクの内面とが連続するように、前記バット本体と貯留タンクとが一体的に設けられることを特徴とする。

この構成によれば、基材に塗工を行う際の余剰塗料を、バット本体の底面に沿って流下させることで、該塗料が薄層化され、塗料に含まれた気泡が排出される。このような塗料が、バット本体の底面上から貯留タンク内へ直接流入することとなる。すなわち、従来の塗料回収装置のように、バット本体の底面上の塗料が配管等を介して貯留タンク内に流入する場合と比べて、塗料の流路が過度に絞られることがなく、塗料を低流速で貯留タンク内に流入させることが可能なため、流入経路での気泡の発生を防止し、さらに貯留タンク内の塗料への気泡の混入を抑制できる。特に、貯留タンク内に流入する際に塗料が配管を通過することがないので、配管との摩擦による塗料への気泡の混入を防止できる。

また、本発明の塗料回収装置において、前記貯留タンクが、前記バット本体の底面と略同一高さとなる位置から下方に膨出してなるものであれば、貯留タンク内に所定の深さとなるように塗料を貯留しておくことで、バット本体の底面上から貯留タンク内に流入する際の落差が少なくなり、上記同様、貯留タンク内に流入する塗料への気泡の混入を抑制できる。

このとき、貯留タンクの底部に塗料の流出口を設けることで、貯留タンクから流出する塗料に気泡が混入し難くなる。すなわち、貯留タンク内の塗料に気泡が混入した場合でも、該気泡が自身の浮力により塗料液面近くに溜まり易いことから、塗料液面と流出口とを離間させるべく貯留タンク内に所定の深さとなるように塗料を貯留しておくことで、流出口から気泡が流出し難くなる。これにより、貯留タンク内の塗料に気泡が混入した場合でも、後続の流路に気泡が流出することを抑制できる。

さらに、本発明の塗料回収装置において、前記貯留タンクが、前記バット本体に対して上面視で小型とされることで、少ない量の塗料でこれを所定の深さとなるように貯留することができる。すなわち、バット本体は、余剰塗料を漏れなく受け止めるように、通常は上面視で大型の部品とされるが、このバット本体に対して貯留タンクが小型とされることで、比較的少ない量の塗料でこれを所定の深さとなるように貯留することが可能となる。

しかも、本発明の塗料回収装置において、前記貯留タンクに堰板が設けられ、該堰板により、貯留タンクの内部空間部が、バット本体から塗料が流入する流入側と、前記貯留タンクに設けられた流出口から塗料が流出する流出側とで、複数の分割空間部に区画される構成とすれば、貯留タンク内に余剰塗料が流入しても、前記流入側の分割空間部内で塗料の対流が発生することとなり、該塗料と共に気泡が流入した場合でも、これが流出側の分割空間部に侵入し難くなる。

本発明によれば、貯留タンク内の塗料への気泡の混入を抑制すると共に、後続の流路に気泡が流出することを抑制することで、塗布ムラの発生を抑えて均一で安定した塗工を行うことができる。
また、貯留タンク内の塗料に混入した気泡を除去する場合と比べて、極めて簡易な構成となるため、設備コストの大幅な低減を図ることができる。
さらに、少ない量の塗料でこれを貯留タンク内に所定の深さとなるように貯留することができるため、塗料回流系に必要な塗料の全量を抑えて塗料使用効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この実施例における塗工機１の概略側面図であり、本図に示すように、塗工機１は、アンワインダ２にロール巻きされた紙あるいはプラスチックフィルム等の基材３を複数のガイドロール４等を用いて巻き出し、これを連続的に搬送しつつその表面に塗工処理を行った後に、この基材３をワインダ５で再度巻き取るように構成されている。なお、図１を含む各図における矢印Ｆは、基材３の搬送方向を示している。

基材３への塗工処理は、該基材３表面にアプリケータ（塗料供給装置）６及びドクター装置（計量装置）７等により塗料等の所望の塗工液（以下、単に塗料という）の塗布を行う塗布工程と、基材３に塗布された塗料を乾燥装置８により乾燥させる乾燥工程とを経てなるものである。塗工処理が施された基材３は、適宜検反が行われた後にワインダ５に巻き取られて製品化されるようになっている。

図２に示すように、上記塗布工程における基材３は、二本のガイドロール４に支持されてこれらに渡って略水平に張架された状態となっており、このような基材３の下方には、基材表面（下面）に塗料を供給する前記アプリケータ６と、該アプリケータ６の基材搬送方向下流側に配置され基材表面上の余剰塗料を掻き落とすことで塗布量の計量を行う前記ドクター装置７とが設けられる。

この実施例におけるアプリケータ６は所謂ファウンテン式（噴水式）であり、このようなアプリケータ６が基材３の幅方向に沿って延設されている。アプリケータ６の本体部分は中空構造のファウンテンマニホールド６ａとされ、このファウンテンマニホールド６ａにおける基材表面と対向配置される部位（頂部）には、概ね基材３の全幅に渡るスリット状のファウンテンリップ６ｂが設けられる。ファウンテンマニホールド６ａ内には塗料が加圧された状態で送給され、この塗料がファウンテンリップ６ｂから基板表面に向かって噴出することで、基材表面に塗料が所定の塗布量に対して過剰となるように供給（塗布）される。

ドクター装置７は、基材３の幅方向に沿って延設される金属製の丸棒にワイヤ（針金）を巻回してなるメイヤーバー７ａと、該メイヤーバー７ａを保持可能なＶ字溝を上端部に有するバーホルダ７ｂとを備えてなるものである。メイヤーバー７ａは基材表面に下方から押し付けられた状態でバーホルダ７ｂに支持され、この状態で不図示の駆動装置により回転可能とされる。そして、アプリケータ６により塗料が過剰供給された基材３が、メイヤーバー７ａが回転するドクター装置７上を通過することで、メイヤーバー７ａが基材表面の余剰塗料を掻き落とし、基材表面の塗布量の計量がなされる。

アプリケータ６からこぼれ落ちる分とドクター装置７により掻き落とされる分とを合わせた余剰塗料は、アプリケータ６及びドクター装置７の下方に配設された回収バット（塗料回収装置）１０により回収される。回収バット１０は例えばステンレス板を所望の形状にプレス成形してなるもので、滴下する前記余剰塗料をバット本体１１により受けると共に、この余剰塗料をバット本体１１と一体的に設けられた貯留タンク１２内に貯留可能とされている。

バット本体１１上に滴下した余剰塗料は、バット本体１１の底面１１ａの傾斜に沿って緩やかに流下しながら、自身に含まれた気泡を排出しつつ貯留タンク１２に導かれてその内部に流入する。貯留タンク１２内には予め所定量の塗料が貯留されており、この貯留タンク１２内の塗料が、ポンプ１３の作動によりフィルタ１４を通過した後にアプリケータ６に送給される。このような塗料回流系を循環しつつ、貯留タンク１２内の塗料がアプリケータ６に送給され基材３に塗布されるようになっている。基材３への塗布を行うことによる貯留タンク１２内の塗料の減少分は、別途設けられたストックタンク１５から随時補充される。なお、ストックタンク１５内の塗料は、攪拌装置１６により塗工に適した状態に保たれている。

図３，４に示すように、回収バット１０のバット本体１１は、上面視でアプリケータ６及びドクター装置７を取り囲む範囲に渡る大きさを有するもので、基材３の幅方向に長い略長方形状の板状の底部２１と、該底部２１の周縁から上方に向かって立設される塗料漏れ防止用壁２２とからなる。底部２１は、その中央部分が下方に位置する上下に浅い杯状とされ、かつその上面が各辺（又はその近傍）を底辺とし中央部分を頂点とする四つの三角形状の傾斜面で構成されている。

ここで、底部２１の上面はバット本体１１の前記底面１１ａであり、底部２１の中央部分はバット本体１１の中央部２３である。つまり、底部２１上に滴下した塗料は、その上面（底面１１ａ）に沿って底部２１の中央部分（バット本体１１の中央部２３）に向かって流下するようになっている。なお、塗料漏れ防止用壁２２は、底部２１上に滴下した塗料のこぼれを防止すると共に該底部２１を補強するものである。

このようなバット本体１１における基材搬送方向下流側の縁部（以下、下流側縁部という）２４から基材搬送方向下流側に向かって突出するように、前記貯留タンク１２が配設されている。この貯留タンク１２は略箱型とされるもので、その基材搬送方向上流側の壁部（以下、上流側壁部という）２５の上部が、バット本体１１の下流側縁部２４における基材幅方向略中央部に接合されている。また、貯留タンク１２は、その上部が上方に向かって開放しており、かつ上面視でバット本体１１に対して小型のものとされる。具体的には、基材３搬送方向での寸法はバット本体１１の１／２弱とされ、基材３幅方向での寸法はバット本体１１の１／３弱とされる。

しかも、貯留タンク１２は、その上端高さがバット本体１１の塗料漏れ防止用壁２２の上端高さと略同一とされ、その結果、貯留タンク１２の上部の高さがバット本体１１の底面１１ａの高さと略同一とされる。また、貯留タンク１２の底部（以下、タンク底部という）２７は、バット本体１１の下端部である中央部２３よりも所定量だけ下方に変位した位置に設けられる。換言すれば、貯留タンク１２は、バット本体１１の底面１１ａと略同一高さとなる位置から下方に向かって所定の深さとなるように膨出してなるものである。なお、貯留タンク１２における塗料漏れ防止用壁２２上端からタンク底部２７までの深さは、バット本体１１における塗料漏れ防止用壁２２上端から中央部２３までの深さの三倍強とされる。

タンク底部２７におけるバット本体１１と反対側（基材搬送方向下流側）の部位には、貯留された塗料の流出口２８が設けられる。なお、貯留タンク１２の図４における右側部には、前記ストックタンク１５からの塗料の補充口２９が設けられる。

ここで、バット本体１１には、底部２１の一部を下方に向かって変化させてなる流路３０が形成されている。この流路３０は、バット本体１１の中央部２３から下流側縁部２４における貯留タンク１２が接合される部位まで延びる断面略Ｖ字状のもので、下流側縁部２４側に位置するほど下方に位置するように傾斜している。このような流路３０により、バット本体１１の中央部２３周辺に溜まった塗料が下流側縁部２４側（貯留タンク１２側）に流下するようになっている。

流路３０におけるＶ字断面を形成する二つの傾斜面３１と底面１１ａとの稜線は、中央部２３側から下流側縁部２４側に向かうにつれて、貯留タンク１２の上流側壁部２５の全幅に渡って広がるように設けられる。すなわち、流路３０は、その断面積が下流側縁部２４側に向かうにつれて増加するように設けられる。流路３０の下流側縁部２４側の端部は貯留タンク１２の上流側壁部２５に突き当れられ、これに対応して上流側壁部２５における各傾斜面３１よりも上方の部位が切り欠かれる。これにより、流路３０の各傾斜面３１と上流側壁部２５の内面２５ａとが連なり、各面３１，２５ａに沿うようにして、流路３０に導かれた塗料が貯留タンク１２内に流入可能となっている。

またここで、貯留タンク１２の内部には、該貯留タンク１２内を複数に分割するために基材幅方向と略平行に配置される堰板３３（この実施例では二枚）を設置可能である。これら各堰板３３は、貯留タンク１２に対して略上下方向に沿って着脱可能とされるもので、貯留タンク１２に取り付けられた状態では、貯留タンク１２における基材幅方向での両側壁部３４に基材幅方向で対をなすホルダ３５を介して支持される。これら各堰板３３により、貯留タンク１２の内部空間部Ｋを、バット本体１１側（流入側）と流出口２８側（流出側）とで複数の分割空間部Ｋ１〜Ｋ３に区画することが可能である。

図３，５に示すように、流入側に配設される堰板３３は、その下端部が適宜切り欠かることで、貯留タンク１２のタンク底部２７近傍において最流入側の分割空間部Ｋ１からこれの流出側に隣接する分割空間部Ｋ２への塗料の流入を可能としている。一方、流出側に配設される堰板３３は、その上端部が適宜切り欠かれることで、貯留タンク１２内の塗料液面近傍において分割空間部Ｋ２から最流出側の分割空間部Ｋ３への塗料の流入を可能としている。

以上説明してきたように、上記実施例における回収バット１０は、基材３の表面に塗工処理を行う塗工機１に用いられ、基材３の表面に塗料を塗布する際の余剰塗料の回収を行う塗料回収装置であって、前記余剰塗料を受けると共に該塗料を底面１１ａに沿って流下させるバット本体１１と、該バット本体１１が受けた塗料を貯留する貯留タンク１２とを備え、バット本体１１の底面１１ａと貯留タンク１２の上流側壁部２５の内面２５ａとが連続するように、バット本体１１と貯留タンク１２とが一体的に設けられるものである。

この構成によれば、基材３に塗工を行う際の余剰塗料を、バット本体１１の底面１１ａに沿って流下させることで、該塗料が薄層化され、塗料に含まれた気泡が排出される。このような塗料が、バット本体１１の底面１１ａ上から流路３０に導かれて貯留タンク１２内へ直接流入することとなる。すなわち、従来の塗料回収装置のように、バット本体１１の底面１１ａ上の塗料が配管等を介して貯留タンク１２内に流入する場合と比べて、塗料の流路が過度に絞られることがなく、塗料を低流速で貯留タンク１２内に流入させることが可能なため、流入経路での気泡の発生を防止し、さらに貯留タンク１２内の塗料への気泡の混入を抑制できる。特に、貯留タンク１２内の塗料液面が流路３０を形成する傾斜面３１の途中に位置するように貯留タンク１２内に塗料を貯留しておくことにより、流路３０を流下する塗料が貯留タンク１２内に流入する際の気泡の発生を抑制する効果が高まる。しかも、貯留タンク１２内に流入する際に塗料が配管を通過することがないので、配管との摩擦による塗料への気泡の混入を防止できる。

すなわち、貯留タンク１２内の塗料への気泡の混入を抑制でき、塗布ムラの発生を抑えて均一で安定した塗工を行うことができる。
また、貯留タンク１２内の塗料に混入した気泡を除去する場合と比べて、極めて簡易な構成となるため、設備コストの大幅な低減を図ることができる。

また、上記回収バット１０は、貯留タンク１２が、バット本体１１の底面１１ａと略同一高さとなる位置から下方に膨出してなるものであるため、貯留タンク１２内に所定の深さとなるように塗料を貯留しておくことで、バット本体１１の底面１１ａ上から貯留タンク１２内に流入する際の落差が少なくなり、上記同様、貯留タンク１２内に流入する塗料への気泡の混入を抑制できる。

このとき、貯留タンク１２のタンク底部２７に塗料の流出口２８を設けることで、貯留タンク１２から流出する塗料に気泡が混入し難くなる。すなわち、貯留タンク１２内の塗料に気泡が混入した場合でも、該気泡が自身の浮力により塗料液面近くに溜まり易いことから、塗料液面と流出口２８とを離間させるべく貯留タンク１２内に所定の深さとなるように塗料を貯留しておくことで、流出口２８から気泡が流出し難くなる。これにより、貯留タンク１２内の塗料に気泡が混入した場合でも、後続の流路に気泡が流出することを抑制して良好な塗工を行うことができる。

さらに、上記回収バット１０は、貯留タンク１２が、バット本体１１に対して上面視で小型とされるものであるため、少ない量の塗料でこれを所定の深さとなるように貯留することができる。すなわち、バット本体１１は、余剰塗料を漏れなく受け止めるように、通常は上面視で大型の部品とされるが、このバット本体１１に対して貯留タンク１２が小型とされることで、比較的少ない量の塗料でこれを所定の深さとなるように貯留することが可能となる。

これにより、貯留タンク１２内に流入する塗料への気泡の混入及び後続の流路への気泡の流出を抑制した上で、塗料回流系に必要な塗料の全量を抑えることができ、塗料切り替え時等の塗料の歩留りが向上する等、塗料使用効率を向上させることができる。

しかも、上記回収バット１０は、貯留タンク１２に二枚の堰板３３が設けられ、該堰板３３により、貯留タンク１２の内部空間部Ｋが、バット本体１１から塗料が流入する流入側と、流出口２８から塗料が流出する流出側とで、複数の分割空間部Ｋ１〜Ｋ３に区画される構成であるため、貯留タンク１２内に余剰塗料が流入すると、バット本体１１から塗料が直接流入する分割空間部Ｋ１内で塗料の対流が発生することとなり、該塗料と共に気泡が流入した場合でも、これが流出側の分割空間部Ｋ２，Ｋ３に侵入し難くなる。
このように、上記同様、後続の流路への気泡の流出を抑制して良好な塗工を行うことができる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、ロール塗工法、バー塗工法、ブレード塗工法、及びエアーナイフ塗工法等、塗料供給後に余剰塗料の回収が必要となる各種の塗工法に用いられる塗工機に応用可能である。同様に、ドクター装置７はメイヤーバー式のものに限らず、例えば平滑な丸棒を用いるロッド式や固定ブレード式、あるいはエアーナイフ式のものであってもよい。さらに、貯留タンク１２内の塗料を良好な状態に維持するべく該貯留タンク１２に攪拌装置を設けたり、温水又は冷却水等により塗料の温度調整を行うべく貯留タンク１２をジャケット化してもよい。そして、上記実施例における構成は一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例における塗工機の概略側面図である。 図１における回収バット周辺の拡大説明図である。 上記回収バットの斜視図である。 上記回収バットの上面図である。 上記回収バットの側面図である。 従来技術における図２に相当する説明図である。

符号の説明

１ 塗工機
３ 基材
１０ 回収バット（塗料回収装置）
１１ バット本体
１１ａ 底面
１２ 貯留タンク
２５ａ 内面
２８ 流出口
３３ 堰板
Ｋ 内部空間部
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 分割空間部

Claims (4)

1. 基材表面に塗工処理を行う塗工機に用いられ、前記基材表面に塗料を塗布する際の余剰塗料の回収を行う塗料回収装置において、前記余剰塗料を受けると共に該塗料を底面に沿って流下させるバット本体と、該バット本体が受けた塗料を貯留タンクへ導く流路と、該流路を流れてきた塗料を貯留する前記貯留タンクとを備え、前記バット本体の底面と前記流路の形成面と前記貯留タンクの内面とが連続するように、前記バット本体と貯留タンクとが一体的に設けられ、前記バット本体はその中央部が周縁部よりも下方に位置する形状とされ、前記バット本体にはその中央部から前記貯留タンク側に向けて下方に傾斜する前記流路が形成され、かつ前記貯留タンクは前記バット本体の底面と略同一高さとなる位置から下方に膨出してなることを特徴とする塗料回収装置。
2. 前記貯留タンクが、前記バット本体に対して上面視で小型とされることを特徴とする請求項１に記載の塗料回収装置。
3. 前記貯留タンクに堰板が設けられ、該堰板により、貯留タンクの内部空間部が、バット本体から塗料が流入する流入側と、前記貯留タンクに設けられた流出口から塗料が流出する流出側とで、複数の分割空間部に区画されることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗料回収装置。
4. 基材表面に塗工処理を行う塗工機に用いられる塗料回収装置の塗料管理方法において、前記塗料回収装置は、前記余剰塗料を受けると共に該塗料を底面に沿って流下させるバット本体と、該バット本体が受けた塗料を貯留タンクへ導く流路と、該流路を流れてきた塗料を貯留する前記貯留タンクとを備え、前記バット本体の底面と前記流路の形成面と前記貯留タンクの内面とが連続するように、前記バット本体と貯留タンクとが一体的に設けられ、前記バット本体はその中央部が周縁部よりも下方に位置する形状とされ、前記バット本体にはその中央部から前記貯留タンク側に向けて下方に傾斜する前記流路が形成され、かつ前記貯留タンクは前記バット本体の底面と略同一高さとなる位置から下方に膨出してなり、このような塗料回収装置の貯留タンク内に貯留される塗料の液面が、前記流路の途中に位置するように、該貯留タンク内に貯留される塗料の量を管理することを特徴とする塗料回収装置の塗料管理方法。

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