JP4171223B2 - 周面浸漬型のグラビアコータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周面浸漬型のグラビアコータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来装置に特開２００１−２２４９９５号公報や、特開平８−５８０６９号公報等がある。そこでは、塗工ブロックの一側にチャンバー（塗液溜）を凹み形成し、チャンバーに溜めた塗液をグラビアロールを介してウェブに塗工している。チャンバーの上下端とグラビアロールの外周面との間は、それぞれドクタとシール体とで密閉してある。チャンバーには設定塗工量より多い量の塗液がポンプで連続して加圧送給されており、消費されなかった余分な塗液は排液通路を介して回収タンクに回収される。本発明のグラビアコータは、チャンバー内の液位を下げ、チャンバー上方に気層部を含む状態にして塗工を行う。この点に関しては特開平１１−２４４７５５号公報がある。但し、この塗工装置は、塗液ダムを備えたダイヘッドとベースロールとの間にウェブを通し、塗液ダムの一側に設けたリップで塗工しており、本発明が対象とするグラビアコータとは塗工形態が異なる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
グラビアロールは、その外周面に設けた一群の微少セルに塗液を充填し、ドクタで掻きとって塗工するが、塗工後のセル内の空気がチャンバー内に取り込まれやすい。そのため、チャンバー内の塗液に気泡を生じやすく、気泡を含む塗液がセルに充填され、あるいは微少気泡をセル内に閉じ込めた状態のままで塗工され、塗工むらを生じる。ポンプによる塗液の送給圧を高めてチャンバーの内圧を高めると、気泡が充填されるのをある程度までは解消できる。しかし、内圧が高くなるとドクタやシール体のグラビアロールとの接触部から塗液が漏出しやすく、とくにドクタ側から漏出した塗液がドクタ外面で固化すると、固化した塗液塊によってグラビアロールの外周面が擦られるため、筋状の塗布疵を生じてしまう。
【０００４】
本発明の目的は、チャンバー内の塗液に含まれる気泡を積極的に排出して、気泡を含む塗液がセルに充填されるのを解消できるうえ、ドクタやシール体のグラビアロールとの接触部から塗液が漏出するのを阻止して、常に適正な塗工を行える周面浸漬型のグラビアコータを提供することにある。本発明の目的は、セル内に閉じ込められた気泡を分離し確実に脱泡できる周面浸漬型のグラビアコータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のグラビアコーターは、グラビアロール２と、その外周側に配置される塗工ブロック３と、塗工ブロック３のチャンバー４の開口縁を封止するドクタ８およびシール体１０と、塗工ブロック３のチャンバー４内に塗液を強制送給する塗液供給装置５と、チャンバー４内の余剰な塗液を回収する塗液回収装置６とを備えており、チャンバー４内のドクタ８側の端部に気層部２３を含む状態で塗液を送給しながら塗工を行う。ドクタ８はチャンバー４の上縁に配置され、シール体１０はチャンバー４の下縁に配置されて、チャンバー４とグラビアロール２の外周面との間を封止している。塗液回収装置６は、チャンバー４内の気層部２３および液層部に連通する気液通路２４と、気液通路２４から上方へ分岐される排気通路２５と、気液通路２４から下方へ分岐される液回収通路２６と、排気通路２５および気液通路２４を介して気層部２３に負圧空気を作用させる負圧装置２７とを含む。負圧装置２７は、圧縮空気を噴出するノズル２８と、ノズル２８の噴出口２９に臨んで配置されるディフューザー３０とを含む空気エゼクタからなり、ノズル２８の周囲を囲む２次室３１の入り口に排気通路２５が接続してある。
【０００６】
本発明のグラビアコーターは、グラビアロール２と、その外周側に配置される塗工ブロック３と、塗工ブロック３のチャンバー４の開口縁を封止するドクタ８およびシール体１０と、塗工ブロック３のチャンバー４内に塗液を強制送給する塗液供給装置５と、チャンバー４内の余剰な塗液を回収する塗液回収装置６とを備えており、チャンバー４内のドクタ８側の端部に気層部２３を含む状態で塗液を送給しながら塗工を行う。ドクタ８はチャンバー４の上縁に配置され、シール体１０はチャンバー４の下縁に配置されて、チャンバー４とグラビアロール２の外周面との間を封止している。塗液回収装置６は、チャンバー４内の気層部２３および液層部に連通する気液通路２４と、気液通路２４から上方へ分岐される排気通路２５と、気液通路２４から下方へ分岐される液回収通路２６と、排気通路２５および気液通路２４を介して気層部２３に負圧空気を作用させる負圧装置２７とを含む。負圧装置２７は送風機で構成する。
【０００８】
【発明の作用効果】
本発明では、チャンバー４のドクタ８側の端に気層部２３が存在する状態で、しかも負圧装置２７で気層部２３に負圧空気を作用させて塗工を行うようにしたので、チャンバー４内の塗液に含まれる気泡を気層部２３へ浮上させ、拡散させて積極的に排出できる。従って、気泡を含む塗液がセルに充填されるのを解消して、気泡に由来する塗工むらを解消できるうえ、ドクタ８やシール体１０のグラビアロール２との接触部から塗液が漏出するのを阻止でき、とくにドクタ８のグラビアロール２との接触部に塗液塊が形成されるのを解消して、常に適正な塗工を行うことができる。
【０００９】
圧縮空気を噴出するノズル２８と、ノズル２８の噴出口２９に臨んで配置されるディフューザー３０とを含む空気エゼクタで構成した負圧装置２７によれば、ノズル２８から噴出する圧縮空気の量を調整するだけで、チャンバー４に作用する負圧力を簡単にしかも正確に調整できるので、塗材やその粘度の違い、あるいはグラビアロール２に形成されるセルの大きさの違いなど、塗工条件の違いに応じて気層部２３に作用する負圧力を調整して、塗液に含まれる気泡の除去を的確に行うことができる。
【００１０】
チャンバー４内に堰部１５を突設して、チャンバー４内を高圧室１６と低圧室１７とに区分し、堰部１５とグラビアロール２の外周面との間に通路断面積の小さな隘路部Ｔを形成した塗工ブロック３によれば、塗液が高圧室１６から堰部１５を介して低圧室１７へ流れるとき、堰部１５でせき止められた塗液は、通路断面積の小さな隘路部Ｔを通り抜けるとき圧力が上がる。そのためセル内に捕捉された気泡はセルから押し流されて分離し、確実に脱泡できるので、気泡を含んだ状態のままで塗工されるのを防止し、気泡に由来する塗工むらを解消して適正な塗工品質を維持する。
【００１１】
【実施例】
図１ないし図３は、本発明に係る周面浸漬型のグラビアコータの実施例を示す。図１においてグラビアコータは、ウェブＷを一方向へ送給案内するバックアップロール１と、バックアップロール１の下面側に配置されてウェブＷの下面に圧接するグラビアロール２と、グラビアロール２の一側面に配置した塗工ブロック３と、塗工ブロック３のチャンバー４内へ塗液を送給する塗液供給装置５と、チャンバー４内の余剰塗液を回収する塗液回収装置６などで構成する。ウェブＷは紙、フィルム、金属箔などのウェブからなり、図外の送給ローラで矢印方向へ所定の速度で送給される。
【００１２】
図３において、塗工ブロック３は本体部３ａと、本体部３ａの左右両側に固定される側板３ｂとで構成してあり、本体部３ａのグラビアロール２と向き合う側面にチャンバー４を凹み形成している。図２に示すようにチャンバー４の上縁に隣接する傾斜面に板状のドクタ８をボルト９で固定し、さらにチャンバー４の下縁に隣接する傾斜面にシール体１０をボルト１１で固定して、チャンバー４とグラビアロール２の外周面との間を封止している。チャンバー４の左右は、先の側板３ｂで封止する。塗工ブロック３の幅方向下部には、チャンバー４に連通する給液口１２を１個ないし数個設け、塗工ブロック３の上部で幅方向幅方向３箇所にはチャンバー４に連通する回収口１３が設けてある。
【００１３】
グラビアロール２のセル内に留まる微少気泡を取り除くために、チャンバー４の内部に堰部１５を設けて、堰部１５とグラビアロール２の外周面との間に通路断面積の小さな隘路部Ｔを形成している。図２に示すように堰部１５の突端は垂直の平坦面１５ａからなり、その下端側に斜めの導入面１５ｂが形成してある。平坦面１５ａは、ドクタ８とシール体１０との間のグラビアロール２の浸漬周面Ｓと正対する状態で、しかも隘路部Ｔの断面積が、グラビアロール２の浸漬周面Ｓの周方向中央部において最小となるように形成する。この堰部１５によって、チャンバー４の内部は下側のＵ字状の高圧室１６と、上側のＵ字状の低圧室１７とに区分される。先の給液口１２は高圧室１６に連通する状態で設け、回収口１３は低圧室１７に連する状態で設けてある。堰部１５でせき止められた塗液は、通路断面積の小さな隘路部Ｔを通り抜けるとき圧力が上がる。そのため塗液が強制的にセル内へ充填され、セル内にあった微少気泡は押し出されるので、セル内の気泡を確実に脱泡できる。
【００１４】
図１において塗液供給装置５は、塗液タンク１９内の塗液を加圧送給するポンプ２０と、ポンプ２０を駆動するモータ２１と、モータ２１の運転状態を制御する制御装置（図示していない）と、ポンプ２０と給液口１２を連通する給液通路２２等で構成する。塗液供給装置５による塗液送給量は、基本的にグラビアロール２の消費量より多く設定するが、チャンバー４内の液位が回収口１３の下半部に達し、低圧室１７の上部に気層部２３が存在するように設定される。つまり、グラビアロール２の消費量に、各回収口１３から流出する塗液量を加えた量の塗液を塗液供給装置５でチャンバー４に供給する。
【００１５】
チャンバー４内の塗液に含まれる気泡を強制的に排出するために塗液回収装置６を有する。塗液回収装置６は、低圧室１６の気層部２３および液層部に連通する気液通路２４と、気液通路２４から上方へ分岐される排気通路２５と、気液通路２４から下方へ分岐される液回収通路２６と、排気通路２５と気液通路２４を介して気層部２３に負圧空気を作用させる負圧装置２７と、液回収通路２６の終端に配置される回収タンク３３とで構成する。負圧装置２７は、圧縮空気を噴出するノズル２８と、ノズル２８の噴出口２９に臨んで配置されるディフューザー３０とを含む空気エゼクタからなり、ノズル２８の周囲を囲む２次室３１の入口３２に排気通路２５を接続する。液回収通路２６の終端は、回収タンク３３内の塗液中に浸漬されて塞がれている。
【００１６】
ノズル２８から圧縮空気を噴出すると、ディフューザー３０内の通路が負圧になるため、２次室３１内の空気がディフューザー３０内へ吸い込まれる。その結果、排気通路２５と気液通路２４を介して気層部２３に負圧空気が作用し、気層部２３を負圧状態に維持できる。一方、チャンバー４内の塗液に含まれる気泡の圧力はチャンバー４の内圧に等しいので、自己の浮力で塗液面へと浮上し、気層部２３との界面において破裂し気層部２３中に分散する。従って、塗液中の気泡は速やかに気層部２３に排出され、負圧装置２７を介して排出される。気層部２３に負圧空気を作用させるので、ドクタ８から塗液が漏れ出るのを確実に防止でき、従ってドクタ８のグラビアロール２との接触縁の外面に塗液塊ができるのを解消して、塗工品質を向上する。なお、気層部２３に作用させる負圧空気は、塗工量にもよるがマイナス約１０〜５０mmＡｑとする。このように負圧装置を空気エゼクタで構成すると、ノズル２８から噴出す圧縮空気の量を調整することにより、気層部２３に作用する負圧力を簡単に調整できるので、塗材や塗工条件等の違いに適応して負圧力を調整できる。
【００１７】
図４および図５はそれぞれグラビアコータの異なる別実施例を示す。図４においては、塗工ブロック３をグラビアロール２の下半外周側に斜めに配置した。この実施例によれば、堰部１５を通過した塗液の殆どが低圧室１７の内周面に沿って流下して気液通路２４へ流れ込むので、低圧室１７の殆どの部分が気層部２３となる。このように、本発明のグラビアコータにおける塗工ブロック３のグラビアロール２に対する配置関係は、必ずしも正横である必要は無く、グラビアロール２の外周面の任意位置に配置できる。他の構造は先に説明した実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施例においても同様の扱いとする。
【００１８】
図５に示すグラビアコータは、先の実施例と比べてチャンバー４の内部構造が異なる。そこでは、堰部１５を省略してチャンバー４を樋状の凹部として構成した。この実施例では、チャンバー４内の塗液に含まれる気泡の浮上を促進し、気層部２３に拡散した気泡を効果的に排出できる。
【００１９】
上記の実施例以外に、送風機を利用して負圧装置を構成することができる。塗材によっては、液回収通路２６を介して回収した塗液を塗液タンク１９に戻してもよい。チャンバー４の断面形状や内部構造は、実施例で説明した形状や構造に限定する必要は無く、任意の形状や構造に設定できる。要は、チャンバー４内に塗液を溜めることができ、そのドクタ８側に気層部２３が存在する状態で塗工を行えればよい。堰部１５は塗工ブロック３の本体部３ａとは別体の部材として形成することができ、その場合には堰部１５をグラビアロール２に対して接離移動操作して、隘路部Ｔの間隔を調整することができる。チャンバー４内の液位は、低圧室１７、回収口１３、あるいは気液通路２４のいずれかに堰を設けて設定し、あるいは調整することができる。排気通路２５は、ディフューザー３０のノズル２８の側に連通してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】グラビアコータを概念的に示す原理説明図である。
【図２】塗工ブロックの断面図である。
【図３】塗工ブロックの一部破断斜視図である。
【図４】グラビアコータの別の実施例を概念的に示す原理説明図である。
【図５】グラビアコータのさらに別の実施例を概念的に示す原理説明図である。
【符号の説明】
２ グラビアロール
３ 塗工ブロック
４ チャンバー
５ 塗液供給装置
６ 塗液回収装置
８ ドクタ
１０ シール体
１２ 給液口
１３ 回収口
１５ 堰部
１６ 高圧室
１７ 低圧室
２３ 気層部
２４ 気液通路
２５ 排気通路
２６ 液回収通路
２７ 負圧装置
２８ ノズル
２９ 噴出口
３０ ディフューザー
３１ ２次室

Claims (2)

1. グラビアロール（２）と、その外周側に配置される塗工ブロック（３）と、塗工ブロック（３）のチャンバー（４）の開口縁を封止するドクタ（８）およびシール体（１０）と、塗工ブロック（３）のチャンバー（４）内に塗液を強制送給する塗液供給装置（５）と、チャンバー（４）内の余剰な塗液を回収する塗液回収装置（６）とを備えており、チャンバー（４）内のドクタ（８）側の端部に気層部（２３）を含む状態で塗液を送給しながら塗工を行うグラビアコータであって、
   ドクタ（８）はチャンバー（４）の上縁に配置され、シール体（１０）はチャンバー（４）の下縁に配置されて、チャンバー（４）とグラビアロール（２）の外周面との間を封止しており、
   塗液回収装置（６）が、チャンバー（４）内の気層部（２３）および液層部に連通する気液通路（２４）と、気液通路（２４）から上方へ分岐される排気通路（２５）と、気液通路（２４）から下方へ分岐される液回収通路（２６）と、排気通路（２５）および気液通路（２４）を介して気層部（２３）に負圧空気を作用させる負圧装置（２７）とを含み、
   負圧装置（２７）が、圧縮空気を噴出するノズル（２８）と、ノズル（２８）の噴出口（２９）に臨んで配置されるディフューザー（３０）とを含む空気エゼクタからなり、
   ノズル（２８）の周囲を囲む２次室（３１）の入り口に排気通路（２５）が接続してある周面浸漬型のグラビアコータ。
2. グラビアロール（２）と、その外周側に配置される塗工ブロック（３）と、塗工ブロック（３）のチャンバー（４）の開口縁を封止するドクタ（８）およびシール体（１０）と、塗工ブロック（３）のチャンバー（４）内に塗液を強制送給する塗液供給装置（５）と、チャンバー（４）内の余剰な塗液を回収する塗液回収装置（６）とを備えており、チャンバー（４）内のドクタ（８）側の端部に気層部（２３）を含む状態で塗液を送給しながら塗工を行うグラビアコータであって、
   ドクタ（８）はチャンバー（４）の上縁に配置され、シール体（１０）はチャンバー（４）の下縁に配置されて、チャンバー（４）とグラビアロール（２）の外周面との間を封止しており、
   塗液回収装置（６）が、チャンバー（４）内の気層部（２３）および液層部に連通する気液通路（２４）と、気液通路（２４）から上方へ分岐される排気通路（２５）と、気液通路（２４）から下方へ分岐される液回収通路（２６）と、排気通路（２５）および気液通路（２４）を介して気層部（２３）に負圧空気を作用させる負圧装置（２７）とを含み、
   負圧装置（２７）が、送風機で構成してある周面浸漬型のグラビアコータ。

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