JP4674430B2 - ウェブの塗布装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブの塗布方法および装置に関し、さらに詳しくは、塗液を均一に所定の厚さに塗布するための熱可塑性樹脂フィルム等のウェブへの塗布方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱可塑性樹脂フィルム等のウェブの表面に塗液を均一に所定の厚みに塗布する方法として、メタリングバーを用いた塗布方式が多く用いられている。このメタリングバー方式とは、走行中のウェブの表面に塗液を過剰に塗布した後、ウェブ幅方向に延びるメタリングバーで余剰の塗液を掻き落とすとともに掻き均して所定の均一な厚さにする方式である。
【０００３】
通常、ウェブの幅方向における塗布幅がメタリングバーの直径に比べて相当に大きく、メタリングバーにはウェプの走行張力によって撓みが発生する。このような撓みがメタリングバーに発生すると、ウェブを高速で走行させたときメタリングバーが振動し、特にメタリングバーに直交する方向の振動により、塗液を均等に掻き落とせなくなり、塗布すじや塗布むら等の塗布欠点を生じるようになる。
【０００４】
従来、上記のような塗布欠点を解消する対策として、メタリングバーの長手方向にメタリングバーを外接支持する支持部材（たとえば、Ｖブロック等からなる支持部材）を間欠的に配置し、メタリングバーが撓まないようにしている。
【０００５】
しかしながら、各々の支持部材の支持面の高さを該メタリングバーに対して精度良く調整しないと、メタリングバーの振動を防止できないばかりか、振動を増幅してしまう場合があり、結果として塗布欠点の無い良質な製品を得ることができない。従来装置では、各支持部材がベース部材に固定されており、全支持部材を一体的に上下動させることによりメタリングバーの支持高さを調整していたので、メタリングバーの長さ方向における撓みを精度良く調整することは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、上記のような従来技術の欠点を解消し、支持部材の支持高さ調整を容易に高精度で行うことができ、メタリングバーの振動に起因する塗布すじや塗布むら等の塗布欠点の発生を防止するとともに、高速で走行するウェブ表面に均一な厚さの塗膜を精度良く形成することができるウェブの塗布装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るウェブの塗布装置は、走行するウェブの表面に塗液を塗布し、該塗液を回転するメタリングバーで掻き均して所望の厚みに塗布するウェブの塗布装置において、前記メタリングバーを支持する支持手段が、メタリングバーの長さ方向に間隔をおいて複数個配置されており、少なくとも１つの支持手段が高さ調整機構を有しており、該高さ調整機構を有する支持手段は、メタリングバーを支持する一対のローラと、各ローラを回転自在に支持する支持軸と、各ローラおよびそれに対応する支持軸を一体的に移動させる移動手段と、移動手段による移動方向を規制するガイド手段とを有することを特徴とするものからなる。
【０００９】
このような各支持手段に一対のローラを備えた装置においては、前記高さ調整機構が、一対のローラのそれぞれのローラに対して設けられていることが好ましいが、一対のローラの位置関係を固定した状態で該一対のローラを一体的に高さ調整する機構とすることも可能である。
【００１０】
また、上記ガイド手段としては、移動手段による移動方向を規制できるものであれば、どのようなものでもよいが、前記ローラの支持軸がはまり込むガイド溝を設けてガイド手段とすると、装置を小型化することができ好ましい。上記移動手段としては、ガイド手段により規制される方向に沿って、ローラおよび支持軸を一体的に移動させられるものであれば、どのようなものでも用いることができる。具体的には、ばね、ねじ、ゴム、あるいは、エアシリンダーやモーター等のアクチュエーターを用いることができる。ばね、または、ねじが、装置を小型化でき、調整作業も容易であるため好ましい。中でも、ねじは、上記ローラ等からなるメタリングバー支持部材を、一定方向に付勢できるため、後述の実施態様において、メタリングバー支持部材の高さ調整をきわめて容易かつ確実に行うことができるため好ましい。ばねは、コイルばね、板ばね、空気ばねなど、どのようなばねであってもよい。
【００１１】
メタリングバーとしては、単なるロッドバー状のものも使用可能であるが、外周に計量機能を付加する目的で、直径が３０ｍｍ以下の円柱ロッドの外周にワイヤーを螺旋状に巻き付けたもの又は、円柱ロッドに所定の深さ、幅の溝を設けたものを使用することが望ましい。
【００１２】
本発明に係るウェブの塗布方法は、上記のような塗布装置を用いてウェブに塗液を塗布することを特徴とする方法からなる。適用するウェブは、特に限定されず、代表的なものとして熱可塑性樹脂フィルムが挙げられる。熱可塑性樹脂フィルムが二軸延伸フィルムからなる場合、ウェブへの塗液の塗布は、二軸延伸後のフィルムに対して行うことができることは勿論のこと、フィルム製膜工程において、逐次延伸の一軸延伸後二軸延伸前に、又は、同時二軸延伸の延伸前に、インラインコーティング工程として、行うこともできる。
【００１３】
上記のような本発明に係るウェブの塗布装置および方法においては、基本的に各支持手段の高さを個々に調整でき、各支持手段によるメタリングバーの支持高さを、メタリングバーの長さ方向における各支持位置にてそれぞれ独立に調整できるので、メタリングバーの撓みが全長にわたって防止されメタリングバーの高さが全長にわたって精度良く調整されることになり、撓み等に起因する振動の発生が防止されて、塗布幅全幅にわたって塗液の均一な掻き落とし、掻き均しが可能になり、容易に所定の均一な厚さの塗膜が形成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面に参照しながら説明する。
本発明におけるウェブとは、熱可塑性樹脂フィルム、紙、皮革、不織布、綿織物などのシート状物をいい、本発明は特に熱可塑性樹脂フィルムに適用する場合に有用である。
【００１５】
本発明に係るウェブの塗布装置は、連続して走行するウェブの少なくとも片面に塗液を均一な厚さに塗布するための装置であって、先ずウェプの表面に塗液を規定塗布量よりも過剰気味に塗布し、次いで回転するメタリングバーでこの塗布された塗液を規定厚さになるように余剰塗液のみを掻き落とし、所定の均一な厚さの塗膜に形成するものである。
【００１６】
図１は、本発明の一実施態様に係る塗布装置を走行するウェブ１の上面側から見た概略構成図であり、本実施態様ではウェブ１は熱可塑性樹脂フィルムからなる。図２、図３は、この塗布装置に設けられる、本発明に係るメタリングバー支持手段の一例を示している。
【００１７】
図１に示すように、前工程から繰り出されたウェブ１（熱可塑性樹脂フィルム）は、ファウンテン方式の塗布ノズル２により、ウェブ１の片面（本実施態様では下面）に、所定の塗布幅にて塗液３が塗布される。塗布ノズル２の下流側には、ウェブ１の幅方向に延びるメタリングバー４を有する塗布装置５が配置されている。メタリングバー４によって、ウェブ１に塗布された塗液３から余剰の塗液が掻き取られ、所定厚みに塗液が計量されて、ウェブ１に所定厚みの塗膜が形成された状態で次工程に送られる。
【００１８】
メタリングバー４は、両端部で軸受６により回転自在に支持されており、ウェブ１の表面に擦り傷を発生させないため、ウェブ１の走行方向に、ウェブの走行速度とほぼ同速で回転していることが好ましい。本実施態様では、メタリングバー４は走行するウェブとの摩擦力によって回転する、いわゆる従動回転の状態であるが、駆動装置によって回転させてもよい。また、ウェブの傷があまり問題にならない用途の場合には、メタリングバーをウェブの走行速度より遅く回転させたり、あるいは、逆向きに回転させてもよい。このメタリングバー４は、その長さ方向中央部で、間隔をおいて配置された複数個の支持手段７によって下方から支持されている。
【００１９】
メタリングバー４は、図４に示すように、直径が３０ｍｍ以下、好ましくは６〜２５ｍｍの円柱ロッド８（たとえばステンレス製丸棒）の外周に、直径０．０２５〜１ｍｍ程度のワイヤ９が螺旋状に密に巻きつけられたものに構成されている。あるいは、メタリングバーは、たとえば、ステンレス製丸棒の外周面に深さ０．０１〜０．１ｍｍ程度の溝を設けたものに構成してもよい。図４に示したメタリングバー４においては、さらに、ワイヤ９の外周面にクロム等の硬質金属のメッキ層１０が設けられている。このようなメッキ層１０を設ければ、メタリングバー４の耐摩耗性を向上し、寿命を延長することができる。さらに、メッキ層１０の厚みを調整することで塗液掻き取り後の塗布厚みを微妙に調整することもできる。
【００２０】
本実施態様では、各支持手段７は、図２および図３に示すように構成されている。すなわち、支持手段７は、メタリングバー４を支持する一対のローラ１１ａ、１１ｂと、各ローラを回転自在に支持する支持軸１２ａ、１２ｂと、各支持軸１２ａ、１２ｂの両端部を下方から上方に向けて移動させる移動手段としての圧縮コイルばね１３と、ばね１３を収容し各支持軸１２ａ、１２ｂの端部を上下方向に案内するガイド手段としての溝１４と、溝１４中を移動された各支持軸１２ａ、１２ｂの端部を所定の調整位置にて固定する止めねじ１５と、これら部材が設けられた保持金具１６とを有している。保持金具１６の前後には、液跳ね防止カバー１７、１８が取付けられており、塗液３から掻き取った液がローラ１１ａ、１１ｂの回転によりウェブ１へ再付着することを防止している。なお、上記移動手段として、圧縮コイルばね１３の代わりに下方から延びる、単なる調整ねじを採用してもよい（図示略）。圧縮コイルばね１３は、支持軸１２ａ、１２ｂおよびローラ１１ａ、１１ｂを介してメタリングバー４をウェブ１方向に付勢している。
【００２１】
一対のローラ１１ａ、１１ｂは、対応する支持軸１２ａ、１２ｂにベアリング（図示略）を介して回転自在に組み付けられている。各支持軸１２ａ、１２ｂの端部は断面がトラック形状に形成されており、保持金具１６の溝１４に沿って上下動可能に該溝１４に係合されている。したがって、各ローラ１１ａまたは１１ｂと、各支持軸１２ａまたは１２ｂは、それぞれ、溝１４に沿って上下方向に一体的に摺動移動可能となっており、下方からばね１３により付勢された構成となっている。つまり、この部分は、一体的に移動可能な移動手段として構成されている。そして、各支持軸１２ａ、１２ｂおよび各ローラ１１ａ、１１ｂを一体的に上下動させることにより、各ローラ１１ａ、１１ｂによるメタリングバー４の支持高さが調整されるようになっている。
【００２２】
カバー１７は、メタリングバー４で掻き取られた塗液が支持手段７内に侵入し、ローラ１１ａ、１１ｂに付着するのを防止している。カバー１８はローラ１１ａ、１１ｂが高速に回転することで、カバー１７とメタリングバー４間を通過、付着した塗液が遠心力でウェブ１に飛散するのを防止している。
【００２３】
各支持手段７は、装置幅方向に延在するフレーム１９に脱着可能に取り付けられており、幅方向に位置が定められた後、止めねじ２０によってフレーム１９に固定される。
【００２４】
次に、支持手段７によるメタリングバー４の支持高さ調整について説明する。
支持手段７の高さ調整は、通常、ウェブ１が無い状態で行われる。先ず、フレーム１９の両端部間に、複数個の支持手段７を間欠的に取り付ける。支持手段７の取付け個数および間隔はウエブ１から受ける張力や走行速度等の被塗布物の条件、メタリングバー４の材質や直径などにより異なるが、メタリングバー４の撓み、高速回転時の振動を抑制するためには、メタリングバー４の直径の３０倍以下にすることが望ましい。
【００２５】
次に、使用するメタリングバー４の両端に軸受６を取り付け、フレーム１９に取付けたベアリングホルダー（図示略）にメタリングバー４と共に軸受６を取り付ける。
【００２６】
次に、支持手段７の止めねじ１５を緩めると、圧縮コイルばね１３の作用でメタリングバー４の外周面と各ローラ１１ａまたは１１ｂの外周面との間に隙間がある（支持高さが低い）場合には、ローラ１１ａまたは１１ｂは支持軸１２ａまたは１２ｂとともに、溝１４に沿って上方に移動する。メタリングバー４にローラ１１ａまたは１１ｂが強く接している（支持高さが高い）場合には、ローラ１１ａまたは１１ｂはメタリングバー４に押され、支持軸１２ａまたは１２ｂとともに溝１４に沿って所定の位置に下降する。これにより、両端部が軸受６に保持された部分でのメタリングバー４の軸芯と、各位置で支持手段７に支持された部分でのメタリングバー４の軸芯が実質的に一直線状になるように、各支持手段７の高さを個々に調整することができる。
【００２７】
高さ調整後、止めねじ１５を締め付け、支持軸１２ａ、１２ｂを保持金具１６に固定することにより、ウェブ１を通したときにウェブ１の張力でローラ１１ａ、１１ｂが移動してメタリングバー１が撓むのを防止できる。メタリングバー４が実質的に一直線状になるように高さ調整されており、その状態で長さ方向に間欠的に各支持手段７により支持されることになるので、ウェブ１を高速で走らせても支持部材の高さの差に起因するメタリングバー４の振動は発生しない。したがって、メタリングバー４の振動に起因する塗布すじや塗布むら等の塗布欠点の発生を防止することができ、高速で走行するウェプ１の表面に均一な厚さの塗膜を精度良く形成することができるようになる。
【００２８】
上記実施態様では、支持手段７の高さ調整にメタリングバー４自身を使用したが、この方法に限らず、たとえば、ストレートゲージ等真直精度のよい治具等を用いてもよい。特に、メタリングバーの直径が小さく自重撓みが大きい場合等には、このような治具を用いて高さ調整を実施することが好ましい。
【００２９】
図５は、本発明の別の実施態様に係る装置における支持手段の高さ調整機構を示している。本実施態様においては、一対のローラ２１ａ、２１ｂの支持軸２２ａ、２２ｂが、共通の保持金具２３に固定されている。保持金具２３の底面側には、フレーム２４に対して保持金具２３を上下方向に案内可能なガイド機構２５と、移動手段としての圧縮縮コイルばね２６と、止めねじ２７が設けられている。このような構成においては、メタリングバー４を支持する一対のローラ２１ａ、２１ｂの高さを保持金具２３とともに、一体的に調整することが可能である。
【００３０】
このように本発明では、複数個の支持手段の高さを簡単にしかも、高精度に調整することが可能となり、メタリングバー４の振動発生を適切に防止して、高速でも望ましい塗布を行うことができる。したがって、本発明は、とくに高速で製膜される熱可塑性樹脂フィルムのコーティングに適用して好ましいものである。なかでも、二軸延伸フィルムの製膜工程における一軸延伸後二軸延伸前の位置又は同時二軸延伸の延伸前の位置にて行うインラインコーティングに好適である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のウェブの塗布装置および方法によれば、メタリングバーの長さ方向に間隔をおいて複数個配置されるメタリングバーの支持手段の少なくとも１つに、個別に高さ調整ができる機構を設けたので、メタリングバーを長さ方向各位置にて、簡単にしかも高精度に高さ調整することが可能となる。これによってメタリングバーを真直度の高い理想的な姿勢に保持できるようになり、高速のウェブに対しても振動の発生を防止して高精度で均一な塗液の塗布が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るウェブの塗布装置の概略平面図である。
【図２】図１の塗布装置における支持手段の概略側面図である。
【図３】図２の支持手段の概略正面図である。
【図４】メタリングバーの構成例を示す部分断面図である。
【図５】本発明の別の実施態様に係るウェブの塗布装置における支持手段の概略側面図である。
【符号の説明】
１ ウェブ
２ 塗布ノズル
３ 塗液
４ メタリングバー
５ 塗布装置
６ 軸受
７ 支持手段
８ 円柱ロッド
９ ワイヤ
１０ メッキ層
１１ａ、１１ｂ ローラ
１２ａ、１２ｂ 支持軸
１３ 移動手段としての圧縮コイルばね
１４ ガイド手段としての溝
１５ 止めねじ
１６ 保持金具
１７、１８ 液跳ね防止カバー
１９ フレーム
２０ 止めねじ
２１ａ、２１ｂ ローラ
２２ａ、２２ｂ 支持軸
２３ 保持金具
２４ フレーム
２５ ガイド機構
２６ 移動手段としての圧縮縮コイルばね
２７ 止めねじ

Claims (10)

1. 走行するウェブの表面に塗液を塗布し、該塗液を回転するメタリングバーで掻き均して所望の厚みに塗布するウェブの塗布装置において、前記メタリングバーを支持する支持手段が、メタリングバーの長さ方向に間隔をおいて複数個配置されており、少なくとも１つの支持手段が高さ調整機構を有しており、該高さ調整機構を有する支持手段は、メタリングバーを支持する一対のローラと、各ローラを回転自在に支持する支持軸と、各ローラおよびそれに対応する支持軸を一体的に移動させる移動手段と、移動手段による移動方向を規制するガイド手段とを有することを特徴とするウェブの塗布装置。
2. 前記高さ調整機構が、一対のローラのそれぞれのローラに対して設けられている、請求項１記載のウェブの塗布装置。
3. 前記ガイド手段が前記支持軸の案内溝からなる、請求項１または２記載のウェブの塗布装置。
4. 前記移動手段がばねを有する、請求項１〜３のいずれかに記載のウェブの塗布装置。
5. 前記移動手段がねじを有する、請求項１〜３のいずれかに記載のウェブの塗布装置。
6. 前記メタリングバーが、直径が３０ｍｍ以下の円柱ロッドの外周にワイヤーを螺旋状に巻き付けたもの又は、円柱、ロッドに所定の深さ、幅の溝を設けたものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のウェブの塗布装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の塗布装置を用いてウェブに塗液を塗布することを特徴とするウェブの塗布方法。
8. ウェブが熱可塑性樹脂フィルムからなる、請求項７記載のウェブの塗布方法。
9. 熱可塑性樹脂フィルムが二軸延伸フィルムからなり、二軸延伸工程が逐次二軸延伸工程であり、ウェブへの塗液の塗布を一軸延伸後二軸延伸前に行う、請求項８記載のウェブの塗布方法。
10. 熱可塑性樹脂フィルムが二軸延伸フィルムからなり、二軸延伸工程が同時二軸延伸工程であり、ウェブへの塗液の塗布を延伸前に行う、請求項８記載のウェブの塗布方法。

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