JP4910272B2 - 洗浄機構を有する塗工装置及び洗浄方法 - Google Patents

洗浄機構を有する塗工装置及び洗浄方法 Download PDF

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本発明は、塗工液貯蔵タンクから塗工液供給ポンプによりダイヘッドに塗工液を供給する塗工装置の配管およびダイヘッドの内部を洗浄する際にソルベントショックを発生させず、且つ洗浄バラツキのない良好な洗浄が行える洗浄機構を有する塗工装置及び洗浄方法に関する。
従来は、塗工装置を用いて塗工する場合には、グラビアコート、ロールコート、スライドコート、カーテンコート、エキストルージョンコート等色々な方式が用途に応じて用いられている。また、高速で比較的安定した品質の高い塗工を行う際には、カーテンコート、エキストルージョンコートまたはスライドコートが用いられ、スリットノズルを有するダイヘッドが使用されている。しかし、塗工液の粘度が変わったり、塗工液を切り換えたりする際に塗工量の幅方向の均一化を図るため、図2(a)(b)に示すようなスリットノズル41の、スリット幅aや、マニホールド40等の複雑な部分を長時間かけて洗浄し、調整している。
さらに、塗工液を切り換えるに際には、図3に示すように塗工液貯蔵タンク6からダイヘッド5の供給口までの配管の内径が小さく、かつ複雑な配管経路となっている。また、配管に使用される管は、樹脂製、ステンレス製、または内面に樹脂が被覆された金属製管が用いられ、さらに、塗工液供給ポンプ23、あるいは塗工液切り換えバルブ10、または塗工液用フィルター8等が管と接続され配管されている。
また、塗工液の交換や定期的な清掃を実施する場合、塗工液を配管から抜き出した後、配管内部を溶剤で洗浄するか、または、次に使用する塗工液を用いて加圧圧送することで前の塗工液を押し出して入れ替える方法が用いられている。この場合、洗浄用の溶剤または次に使用する塗工液は、配管内部容積により、適宜の量が吐出され液の置換が行われるようになっている。また、ダイヘッドの内部など複雑な構造あるいは形状の部分は、その都度、人手により分解、清掃が行われている。
一方、塗工液の多様化に伴い、塗工液の切り換え時間を速くすることが特に要望されている。しかし、前述の課題が多く残されているため、いまだに塗工液の切り換えに長時間を要している。特に、ダイヘッドの洗浄に非常に時間がかかり、さらに、異種塗工液の混合、塗工液と洗浄用溶剤が混ざり合った時に、塗工液に起因する凝集物やゲル状物生じる現象であるソルベントショックが発生している。
上記現象を考慮してスリットノズルを有するダイヘッドの内部を容易に、かつ、効率よく洗浄することが可能な洗浄方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
さらに、ダイヘッドのスリットノズルの先端に残留した固形化しつつある塗工液を、作業効率の低下を招くことなく、完全に除去することのできるスリットノズルの洗浄方法、および洗浄機構も知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、配管洗浄用にピグ(PIG:金属の塊)を用いて圧縮気体によって配管内壁を移動することにより、塗工液が押し出されることにより、配管洗浄時の塗工液ロスを低減するとともに、少量の洗浄溶剤で短時間で効率よく洗浄できるダイコーター洗浄装置も知られている(例えば、特許文献3参照)。
さらに、配管内壁の洗浄に際して、塗工液除去剤を用いて処理し、ついで、酸を用いて処理した後、フラッシング処理を行い、さらに水置換処理を行うことを特徴とした塗工液移送配管内壁の洗浄方法も知られている(例えば、特許文献4参照)。
以下に先行特許文献を示す。
特開平7−132267号公報 特開2000−10767号公報 特開平9−85153号公報 特開昭63−256163号公報
上記特許文献1はスリットノズルのヘッド内部を洗浄するに際して、該塗布ヘッドにつながる塗工液供給管から塗布ヘッド内へ洗浄液を供給すると共に、この塗工液供給管を通過する洗浄液内に窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを吹き込むことにより、洗浄液流が気泡流化し、この気泡による攪拌効果が増加し、微小な隙間等に付着している残留塗工液も洗い流せるとされている。しかし、塗工液と相性のよくない洗浄液が使用された際に、ソルベントショックが発生する問題があった。
また、上記特許文献1に記載の方法では、大型化するダイヘッドのマニホールド内部あるいはスリットノズル等内部を洗浄する為に多量の洗浄溶剤が必要になっている問題があった。
次に、特許文献2に記載の手段は、スリットノズルの先端を、洗浄ノズルの射出口からエアーを噴射し、残った洗浄液を乾燥除去するものであり、配管やダイヘッドのマニホールド内部、あるいはスリットノズルを洗浄することは困難であった。
さらに、特許文献3は、ピグが圧縮気体にによって配管内壁を移動することにより、塗工液が洗浄されると記載されている。また、配管に使用されている管は、塗工装置あるいは塗工液等により樹脂製管、内面にフッ素樹脂やシリコーン樹脂等を被覆された金属製管があるが、これらの管は、ピグにより被覆表面が損傷されたり、あるいは表面が凹凸状となり、塗工液がより付着しやすくなる問題があった。また、スリットノズルのスリット幅が狭い場合、前記ピグがスリット部分に詰まったりし、内部洗浄に不向きであった。
特許文献4は、塗工液移送配管内壁を洗浄する際、まず、塗工液除去剤を用いて処理し、次いで、酸処理した後、フラッシング処理を行い、さらに水置換処理により、配管内壁を洗浄するすることが開示されているが、塗工液除去剤と洗浄される塗工液に使用する溶剤との相溶性が悪い場合、ソルベントショックが発生する問題があった。
また、最後の水置換をおこなうため、乾燥に時間がかかる問題があった。
本発明は、これら従来の問題を鑑み、ダイコーター等の塗工装置の配管内壁やダイヘッドの内部の洗浄に際し、塗工液と洗浄用溶剤によるソルベントショックを発生することなく、短時間で洗浄のバラツキのない良好な洗浄が可能な洗浄機構を有する塗工装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
請求項に係る発明は、塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用し、前記塗工液と同種の溶剤から順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する洗浄機構を有する塗工装置において、前記洗浄機構が、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を貯液する2個以上の洗浄用溶剤タンクと、該タンクには、切り換えバルブと貯液重量を計測するロードセルを有し、洗浄用溶剤の流量を制御する溶剤用流量制御バルブと流量計および洗浄用溶剤用フィルターが順次に設けられ、第1切り換えバルブに接続されている洗浄用溶剤用配管と、さらに第1切り換えバルブに乾燥用ガス貯蔵タンクと乾燥用ガスの流量を制御する乾燥用ガス流量制御バルブと、乾燥用ガス流量計と順次に設けられ、それが乾燥用ガス配管で接続され、さらに第1切り換えバルブと塗工液切り換えバルブとが洗浄配管とで接続されていることを特徴とする塗工装置である。
請求項に係る発明は、塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置の洗浄方法において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用して塗工液と同種の第1洗浄用溶剤から洗浄性のある第2洗浄用溶剤と、順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する塗工装置の洗浄方法において、前記第1洗浄用溶剤導入直前に第1洗浄用溶剤をミスト化した気体として導入し塗工液との相溶性を維持し、さらに塗工液接液部の乾燥防止を行いながら塗工液を送液配管系から外部に排出し、その後第1洗浄用溶剤を導入することを特徴とする塗工装置の洗浄方法である。
請求項に係る発明は、塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置の洗浄方法において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用して塗工液と同種の第1洗浄用溶剤から洗浄性のある第2洗浄用溶剤と、順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する塗工装置の洗浄方法において、前記第2洗浄用溶剤以降の洗浄用溶剤導入直前に第2洗浄用溶剤以降の洗浄用溶剤をミスト化した気体として導入し各洗浄用溶剤との相溶性を維持しながら洗浄効果を高めていき、さらに洗浄用溶剤接液部の乾燥防止を行い直前の洗浄用溶剤を配管系から外部に排出し、その後、次の洗浄用溶剤を導入することを特徴とする塗工装置の洗浄方法である。
配管内部やダイヘッド内の洗浄に2種類以上の溶剤を使用して、塗工液と相溶性のあるものから順次洗浄性の高い溶剤へと切り替えていく洗浄方法において、第1溶剤導入前に第1溶剤をミスト化した気体で塗工液を押しだし、次に第1溶剤で洗浄がおこうことにより、ソルベントショックと乾燥を防止し、洗浄液の使用量を削減し、少量の洗浄溶剤で洗浄バラツキの無い良好な洗浄が短時間にできる。
この塗工液の排出と第1溶剤での洗浄時間で概ね3/4に短縮が可能である。
また、本発明の洗浄機構を有する塗工装置は、第2溶剤以降の洗浄溶剤においてもミスト化した気体として前処理洗浄液を押しだし、次に、ミスト化したものと同種類の洗浄溶剤で洗浄がおこうことによりソルベントショックと乾燥を防止し、洗浄液を削減して少量の洗浄溶剤で洗浄バラツキの無い良好な洗浄が短時間で可能で、洗浄溶剤の使用量を削減し、洗浄時間で概ね3/4に短縮可能である。また、洗浄溶剤の使用量も2/3〜1/2に削減が可能となる。
本発明の塗工装置を実施の形態に沿って図面を参照し、詳細にに説明する。
図1は、本発明の一実施例を示す。本発明の洗浄機構を有する塗工装置はダイヘッドを使用する公知の塗工装置に用いることができる。
また、塗工装置は、洗浄機構を備えた高精度・高精密の塗工が要求される、例えば、カラーフィルター、液晶材料、感熱記録材料、経皮吸収製剤等の部材の塗工に適するものである。
また、図1に示すように、本発明の洗浄機構を有する塗工装置は、塗工ユニット部1と、溶剤貯蔵部3と乾燥ガスユニット部2が設けられている洗浄処理部4を備えている。
図3に示すように、塗工ユニット部1は、塗工する塗工液が貯蔵される塗工液貯蔵タンク6と、該塗工液貯蔵タンク6から塗工液をダイヘッド5に供給する。その際、スリットノズル等から塗工液がいつも均一にカーテン状に形成されるために、ゴミなどの異物を取り除くための塗工液用フィルター8と、さらに塗工液を塗工液貯蔵タンク6から移送させるための塗工液供給ポンプ23と、塗工液をカーテン状に形成するダイヘッド5と、さらに該ダイヘッド5から落ちる塗工液を受ける止める塗工液受け皿13と、該塗工液受け皿13に落ちた塗工液と、ダイヘッド5に供給され余分の塗工液を貯める廃液槽7からなる。
そして、前記ダイヘッド5と塗工液受け皿13を除いて、前記各部分が樹脂製パイプ、あるいはステンレス製パイプ、または金属製パイプの内面を樹脂加工等を施したパイプで配管されている。
さらに、溶剤貯蔵部3は、ソルベントショックを防止するために2種類以上の溶剤を貯えることができる2個以上の溶剤タンク16が設けられている。
また、前記各々の溶剤タンク16には、塗工液と相溶性のあるものから順次洗浄性の高い溶剤へと切り換えていくために、溶剤タンク16の上側方向に、三方コップ型のタンク切り換え用バルブ18が施され、さらに洗浄のバラツキをなくすために溶剤の重量制御をおこなうロードセル19が溶剤タンク16の底部に設けられている。
また、本発明に使用されるタンク切り換え用バルブ18は、外部からの操作信号か、人手による操作のいずれかによって流路の切り換えを行うか、いずれかの方法を用いることにより行うができる。
前記切り替えは、洗浄機構と塗工装置等の仕様によって外部からの操作信号で作動するバルブか、人手により作動するバルブを用いるか適宜選択すれよい。
さらに、溶剤タンク16から移送される溶剤の洗浄バラツキをなくすために、溶剤の流速を制御するための溶剤流量制御バルブ21が設けられ、さらに前記溶剤流量制御バルブ21の吐出方向に溶剤の流量を計測する流量計17が施されている。
さらに、前記流量計17を通過した溶剤は、溶剤の中の異物等を取るための溶剤用フィルター20を通過し、乾燥ガスユニット部2からのガスと交わる第1切り換えバルブ22が施されている場所に到達する。
さらにまた、洗浄時には、塗工ユニット部1の塗工液切り換えバルブ10から洗浄するための溶剤が移送され、前記塗工ユニット部1の配管、あるいはダイヘッド内部を順次相溶性のある溶剤により洗浄される。
そして、洗浄時に溶剤と窒素等の乾燥用ガスとを混合して塗工ユニット部1に送り込み、塗工ユニット部の配管、あるいはダイヘッド5を洗浄することもできる。
また、乾燥ガスユニット部2は、配管あるいはダイヘッド5の内部を乾燥させるためのガスを貯蔵する乾燥用ガスタンク26と、ガスの流速を制御するための乾燥用ガス流量制御バルブ27、および該ガス流量制御バルブ27を通過したガスの流量を計測する乾燥用ガス流量計28からなっている。
また、乾燥用ガス流量計28を通過したガスは、溶剤タンク16から移送された溶剤と交わる第1切り換えバルブ22に到達し、さらに、洗浄時には、塗工ユニット部1の塗工液切り換えバルブ10から、乾燥させるためのガスが移送して、塗工ユニット部1の配管、あるいはダイヘッド5内部の溶剤による洗浄後の乾燥が施される。
ここで、第1切り換えバルブ22の直前で分岐された溶剤用ミスト分岐バルブ31と、気体用ミスト分岐バルブ32が、ミストバルブ33に接続され洗浄配管29に合流される。ここで気体圧力は、各洗浄用溶剤圧力によって200KPa未満での可変式対応となる。
また、本発明の洗浄機構を有する塗工装置に使用される洗浄用溶剤は、特に限定されるものではないが、塗工液と相溶性が良いものが適宜選択される。例えば、塗工液に用いられているメイン溶剤がシクロヘキサノン溶剤の場合は、シクロヘキサノン溶剤で20KPa〜100KPaの範囲の押し出し圧力で洗浄し、さらに2―ブタノン溶剤を用いて30KPa〜100KPaの範囲の押し出し圧力で洗浄される。
本発明の活用例として、印刷機械や粘着加工機、顔料加工機等の色替えや材料替えが必要とする加工機、加工器機、または関連機器等幅広く利用できる。
本発明の洗浄機構を有する塗工装置の一実施例を示す説明図である。 (a)ダイヘッドの正面を示す正面図である。 (b)(a)のA−A‘線の断面を示す断面図である。 従来の塗工装置の一実施形態を示す概略構成図である。
符号の説明
1…塗工ユニット部
2…乾燥ガスユニット部
3…溶剤貯蔵部
4…洗浄処理部
5…ダイヘッド
6…塗工液貯蔵タンク
7…廃液槽
8…塗工液用フィルター
9…廃液缶
10…塗工液切り換えバルブ
11…塗工液挿入バルブ
12…オーバーフロー用切り換えバルブ
13…塗工液受け皿
14…第1塗工液配管
15…第2塗工液配管
16…溶剤タンク
17…溶剤用流量計
18…溶剤送り出しバルブ
19…ロードセル
20…溶剤用フィルター
21…溶剤流量制御バルブ
22…第1切り換えバルブ
23…塗工液供給ポンプ
24…第1廃棄用バルブ
25…第2廃棄用バルブ
26…乾燥用ガスタンク
27…乾燥ガス用流量制御バルブ
28…乾燥ガス用流量計
29…洗浄配管
30…乾燥用バルブ
31…溶剤用ミスト分岐バルブ
32…気体用ミスト分岐バルブ
33…ミストバルブ
40…マニホールド
41…スリット幅a

Claims (3)

  1. 塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用し、前記塗工液と同種の溶剤から順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する洗浄機構を有する塗工装置において、
    前記洗浄機構が、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を貯液する2個以上の洗浄用溶剤タンクと、該タンクには、切り換えバルブと貯液重量を計測するロードセルを有し、洗浄用溶剤の流量を制御する溶剤用流量制御バルブと流量計および洗浄用溶剤用フィルターが順次に設けられ、第1切り換えバルブに接続されている洗浄用溶剤用配管と、さらに第1切り換えバルブに乾燥用ガス貯蔵タンクと乾燥用ガスの流量を制御する乾燥用ガス流量制御バルブと、乾燥用ガス流量計と順次に設けられ、それが乾燥用ガス配管で接続され、さらに第1切り換えバルブと塗工液切り換えバルブとが洗浄配管とで接続されていることを特徴とする塗工装置。
  2. 塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置の洗浄方法において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用して塗工液と同種の第1洗浄用溶剤から洗浄性のある第2洗浄用溶剤と、順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する塗工装置の洗浄方法において、
    前記第1洗浄用溶剤導入直前に第1洗浄用溶剤をミスト化した気体として導入し塗工液との相溶性を維持し、さらに塗工液接液部の乾燥防止を行いながら塗工液を送液配管系から外部に排出し、その後第1洗浄用溶剤を導入することを特徴とする塗工装置の洗浄方法。
  3. 塗工液貯蔵タンク、塗工液供給ポンプ、及びダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと塗工液供給ポンプは、塗工液用フィルターを間に介した第1塗工液配管で接続されており、また、前記塗工液供給ポンプとダイヘッドは、塗工液切り換えバルブを介した第2塗工液配管で接続された塗工装置の洗浄方法において、前記塗工液と同種の溶剤及び洗浄性のある洗浄液からなる2種類以上の洗浄用溶剤を使用して塗工液と同種の第1洗浄用溶剤から洗浄性のある第2洗浄用溶剤と、順次洗浄性のある洗浄用溶剤のミストへと切り替えて、洗浄および乾燥する塗工装置の洗浄方法において、
    前記第2洗浄用溶剤以降の洗浄用溶剤導入直前に第2洗浄用溶剤以降の洗浄用溶剤をミスト化した気体として導入し各洗浄用溶剤との相溶性を維持しながら洗浄効果を高めていき、さらに洗浄用溶剤接液部の乾燥防止を行い直前の洗浄用溶剤を配管系から外部に排出し、その後、次の洗浄用溶剤を導入することを特徴とする塗工装置の洗浄方法。
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