JP4910276B2

JP4910276B2 - 洗浄機構を有する塗工装置

Info

Publication number: JP4910276B2
Application number: JP2004297293A
Authority: JP
Inventors: 光弘恩田; 純一神永; 壮介赤尾
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2005131637A

Description

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に関する。

従来、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の色々の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おこなう際にはエキストルージョンコートあるいはカーテンコートまたはスライドコート等が用いられ、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に図３（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等複雑な構造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際には、図４に示すように塗工液貯蔵タンク９からダイヘッド５の供給口までは内径が小さく、且つ複雑な配管経路となっている。また配管に使用されるパイプは樹脂製のパイプかステンレス製のパイプか、あるいは金属製のパイプの内面を樹脂コートしたものが用いられ、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等がパイプと接続され配管されている。

また、塗工液の交換または定期的な清掃を実施する際には塗工液を抜き出した後、配管内部を溶剤で洗浄するか、または次ぎに使用する塗工液を用いて加圧圧送して押し出して入れ替える方法が用いられている。この場合、洗浄用溶剤または次の塗工液は配管内部容積により、適宜の量が吐出され液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、人手により分解し、清掃が行われている。

また、近年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きている。しかし上記のようなことから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掛かり、さらに、異種塗工液混合や、塗工液と洗浄用溶剤の相溶性が原因とされているソルベントショック（主に洗浄用溶剤により塗工液起因の凝集物やゲル物：塗工液カス）が発生している。

上記のようなことからスリットノズルを有する塗布ヘッド（ダイヘッド）の内部を容易に且つ効率よく洗浄できるスリットノズルを持つ塗布ヘッドの洗浄方法（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

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、作業能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洗浄方法、および洗浄機構（例えば、特許文献２参照。）も知られている。

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、塗料が押し出されることにより、配管洗浄時の塗料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塗料洗浄装置（例えば、特許文献３参照。）も知られている。

さらに、配管内壁の洗浄に際して、塗料除去剤を用いて処理し、次いで酸を用いて処理した後、フラッシング処理をおこない、さらに水置換処理をおこなうことを特徴とした塗料移送配管内壁の洗浄方法（例えば、特許文献４参照。）も知られている。

以下に先行技術文献を示す。
特開平７-１３２２６７号公報特開２００３-１０７６７号公報特開平９-８５１５３号公報特開昭６３-２５６１６３

上記特許文献１はスリットヘッドの内部を洗浄するに際して、該塗布ヘッドにつながる塗布液供給管から塗布ヘッド内へ洗浄液を供給すると共に、この塗布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少な隙間等に付着している残留塗布液も洗い流せると記されている。しかし塗布液と相溶性の良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と言う問題がある。

次ぎに、特許文献２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有り、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等内部を洗浄することは困難である。

さらに、特許文献３はピグが圧縮気体によって配管内壁を移動することにより塗料が洗浄されると記載されている。上記のように配管に使用されているパイプは塗工機あるいは塗工液等により樹脂製のパイプか、あるいは金属製のパイプの内面にフッ素樹脂やシリコーン樹脂等をコーティングされたものも有り、ピグによりコーティング表面が損傷したりあるいは樹脂表面に凹凸ができ塗工液がより付着し易くなると言う問題がある。またスリットノズルのスリット幅が狭い場合にはピグがスリット部分で詰まる問題があり、ダイヘッドの内部洗浄には不向きである。

また、特許文献４は塗料移送配管内壁を洗浄する際に、まず塗料用除去剤を用いて処理し、次いで酸を用いて処理した後、フラッシング処理をおこない、さらに水置換処理により配管内壁が洗浄されると記載されている。

しかし塗料によっては最初に処理剤として用いられる塗料用除去剤と洗浄される塗料に使用した溶剤の相溶性が悪い場合にはソルベントショックが発生する問題がある。また、最後に水置換することで乾燥等に時間が掛かると言う問題もある。

本発明は上記した従来の問題点を鑑みてなされたものであり、ダイコーター等の塗工装置の配管内壁部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無い良好な洗浄ができる洗浄機構を有する塗工装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、
塗工液貯蔵タンクと、塗工液供給ポンプと、ダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと前記塗工液供給ポンプとは第１塗工液配管により接続され、また、前記塗工液供給ポンプと前記ダイヘッドとは第２塗工液配管により接続されている塗工装置において、
前記第１塗工液配管または前記第２塗工液配管の少なくとも一方に塗工液切り替えバルブが設けられ、
塗工ユニット部の配管および前記ダイヘッド内部を洗浄するための異なる溶剤をそれぞれ貯液する２個以上の溶剤タンクを有し、前記溶剤タンクにはタンク切り替え用バルブを有し、前記溶剤タンクは溶剤用配管で第１切り換えバルブに接続されており、
乾燥用ガスタンクが乾燥用ガス配管で前記第１切り替えバルブに接続されており、
前記第１切り換えバルブと前記塗工液切り換えバルブとが洗浄配管とで接続されており、
前記塗工ユニット部の配管および前記ダイヘッド内部を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配管内やダイヘッド内の洗浄をより促進することができる他の溶剤へと切り替えて洗浄し、その後、乾燥することを特徴とする洗浄機構を有する塗工装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記洗浄機構を有する塗工装置は、前記溶剤の流速制御を行う溶剤用流量バルブと溶剤用流量計とを有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄機構を有する塗工装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記洗浄機構を有する塗工装置は、前記溶剤の重量制御を行うための貯液重量を計測するロードセルを有することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の洗浄機構を有する塗工装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記洗浄機構を有する塗工装置は、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を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄機構を有する塗工装置である。

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ことにより、まず、はじめに使用される第１溶剤で塗工液を押しだし、次ぎに、第２溶剤で第１溶剤を押し出しと洗浄がおこなわれ、さらに、第３溶剤を使用しなければならない場合には第２溶剤以降の押し出しとより洗浄効果を高める溶剤が用いられることにより、ソルベントショックを防止し、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。

また、本発明の洗浄機構を有する塗工装置は洗浄に用いた溶剤成分の残留を防止するために、洗浄された箇所が洗浄後完全に乾燥されることにより、洗浄後、次ぎに使用する塗工液と最終洗浄時に使用した洗浄溶剤が混合することが全くないために、ソルベントショックが発生することはない。

さらに、本発明の洗浄機構を有する塗工装置は洗浄に際し、洗浄するための溶剤の流速制御ができることにより洗浄時の再現性に優れ、効率良く、良好な洗浄が少量の溶剤で効果的にできる。

さらに、洗浄溶剤の重量制御が施されることにより、洗浄効果の再現性が容易にでき、且つ少量の溶剤で洗浄バラツキが少ない効率的な洗浄ができる。

本発明の洗浄機構を有する塗工装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照しながら詳細に説明する。図１、図２は本発明の一実施例を示す。図２は本発明の洗浄機構を有する塗工装置の一実施例を示す概略構成図である。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。

また本発明の洗浄機構を有する塗工装置は高精度・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。また、図２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からなっている。

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、塗工液がダイヘッド５に供給される際に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、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からなり、ダイヘッド５と塗工液受け皿１３を除いて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。

また、図２の塗工ユニット部１に示すように塗工液貯蔵タンク６に貯えられている塗工液は塗工液供給ポンプ２３の駆動により塗工液貯蔵タンク６から第１塗工液配管１４の途中にある塗工液用フィルター８を通って塗工液供給ポンプ２３に入り、さらに塗工液供給ポンプ２３の吐出方向に接続されている第２塗工液配管１５を通ってダイヘッド５に塗工液が供給され、ダイヘッド５に供給された余分な塗工液とダイヘッド５からカーテン状に流され、塗工されない塗工液が廃液槽７に回収される。

そして、洗浄処理部４からのびる洗浄配管２９は塗工液切り替えバルブ１０において塗工ユニット部１と接続している。このとき、図２で示すように、接続される塗工液切り替えバルブは１０、１０‘、１０’‘のいずれの位置に設けられていてもかまわない。ここでは、１０の位置にある場合について具体的に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。

図１は本発明の洗浄機構を有する塗工装置の洗浄時の一実施例を示す概略構成図である。本発明の洗浄機構を有する塗工装置は図１に示すように溶剤貯蔵部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、各々の溶剤タンク１６には塗工液との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の底部に施されている。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、人手による操作によって流路の切り換えを行うか、いずれの方法を用いることができるが、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される。

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溶剤用流量計１７が施されている。さらに溶剤用流量計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を通過して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から洗浄するための溶剤が移送されて塗工ユニット部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。また、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。溶剤は、第１切り替えバルブ２２に達するまで溶剤用配管３０内を流れる。

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および乾燥用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を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。乾燥用ガスは、第１切り替えバルブ２２に達するまで乾燥用ガス配管３１内を流れる。

なお、配管およびダイヘッドの洗浄時／乾燥時は、洗浄処理部と接続された塗工液切り替えバルブ１０よりも上流側、すなわち塗工液貯蔵タンク６側の配管については、洗浄用溶剤が逆流するため、塗工液貯蔵タンク６の手前にバルブを設け、廃液槽７と接続して切り替えることで塗工液貯蔵タンク６が汚染されるのを防ぐが、塗工液貯蔵タンク６そのものを廃液を受けるための廃液缶９と交換する。

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際には、シクロヘキサノン溶剤で２０ＫＰａ〜４０ＫＰａ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〜４５ＫＰａ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または加工器機あるい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洗浄時の一実施例を示す説明図である。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）は図３（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状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、１０‘、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…タンク切り替え用バルブ
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…乾燥用ガス流量制御バルブ
２８…乾燥用ガス流量計
２９…洗浄配管
３０…溶剤用配管
３１…乾燥用ガス配管
４０…マニホールド
４１…スリットノズル

Claims

塗工液貯蔵タンクと、塗工液供給ポンプと、ダイヘッドを備え、前記塗工液貯蔵タンクと前記塗工液供給ポンプとは第１塗工液配管により接続され、また、前記塗工液供給ポンプと前記ダイヘッドとは第２塗工液配管により接続されている塗工装置において、
前記第１塗工液配管または前記第２塗工液配管の少なくとも一方に塗工液切り替えバルブが設けられ、
塗工ユニット部の配管および前記ダイヘッド内部を洗浄するための異なる溶剤をそれぞれ貯液する２個以上の溶剤タンクを有し、前記溶剤タンクにはタンク切り替え用バルブを有し、前記溶剤タンクは溶剤用配管で第１切り換えバルブに接続されており、
乾燥用ガスタンクが乾燥用ガス配管で前記第１切り替えバルブに接続されており、
前記第１切り換えバルブと前記塗工液切り換えバルブとが洗浄配管とで接続されており、
前記塗工ユニット部の配管および前記ダイヘッド内部を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配管内やダイヘッド内の洗浄をより促進することができる他の溶剤へと切り替えて洗浄し、その後、乾燥することを特徴とする洗浄機構を有する塗工装置。
前記洗浄機構を有する塗工装置は、前記溶剤の流速制御を行う溶剤用流量バルブと溶剤用流量計とを有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄機構を有する塗工装置。
前記洗浄機構を有する塗工装置は、前記溶剤の重量制御を行うための貯液重量を計測するロードセルを有することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の洗浄機構を有する塗工装置。
前記洗浄機構を有する塗工装置は、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を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄機構を有する塗工装置。