JP5028964B2 - ドクターロールギャップ調整機構 - Google Patents

Description

本発明は、シートに接着剤や粘着材等を塗工するリバースロールコータのコーティングロールとドクターロールの隙間を調整して塗工膜の厚さを調節するドクターロールギャップ調整機構に関する。

シートに接着剤や粘着材等を塗工するリバースロールコータは、一般的に可動ロール（ドクターロール）と固定ロール（コーティングロール）が一対で形成されている。そして、塗工膜の厚さはコーティングロールに対してドクターロールを移動または押し付けて、ロール間の隙間（ギャップ）を調整する。

また、リバースロールコータのコーティングロールとドクターロールのギャップの調整機構は従来から、図４に示すように機械的に平行移動させ、ギャップを調整しているものがあった。このギャップを狭めたり広げたりして、コーティングロールの塗膜の厚さを調整している。

前記平行移動させる駆動源として、空圧や油圧またはモータ等を用いた直動機構の塗工装置のギャップ調整装置（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

また、塗工する塗工液の膜厚を薄くするためには、コーティングロールとドクターロールのギャップを徐々に狭めて行く。そして、最後にコーティングロールとドクターロールとのギャップをなくすことにより、より膜厚を薄くする事が出来る。

前記ギャップをなくす押し付け機構は、上述した空圧や油圧またはモータ等を用いて行っている。また、塗工膜の厚さを厚くする場合には、コーティングロールとドクターロールのギャップを徐々に広げて行く。そして、いずれの場合にもパワーのある動力源が必要とされる。

前記コーティングロールとドクターロールのギャップを調整する押し圧を計測して塗工膜の厚さと対応させるロールコータによる塗膜厚の調整方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。

また、ドクターロールを回転させると、コーティングロール上の塗膜は点刻または波模様のまだらを生じる。このまだらは基材の塗工面にそのまま転写される。さらに、ドクターロールの回転をロックすることによりこのまだらは解消する。

そして、光学部材等を作製する際、塗工された塗工面の外観や塗工膜の膜厚に対して要求が厳しいため、ドクターロールを固定して塗工することが知られている。そして、この方法で光ディスクを製造する光ディスクの製造方法および同方法で製造された光ディスク（例えば、特許文献３参照。）が知られている。

以下に先行技術文献を示す。
特開平９−２９９８４２号公報 特開昭５８−１６６９５９号公報 特開２００６−７９７９０号公報

上記のような、従来のリバースロールコータは、シートに接着剤や粘着材等を厚く塗工する際、コーティングロールとドクターロールのギャップを０ｍｍ以上に設定する場合、ドクターロールの位置を合わせるだけで、負荷はかからず、簡単に出来る。

ところが、塗工する塗工液の膜厚を薄くする際は、ギャップを０ｍｍ以下に設定しなければならない。そして、コーティングロールとドクターロールを押し付ける。このため、負荷に対応する動力が必要となる。

また、塗工液の膜厚を薄く塗工するロールコータには、ドクターロールの押し付け機構が、高負荷に対応できる様に大きなものが付属している。特に、幅の広いシートに対応した薄塗り用ロールコータの場合には、ドクターロールの面長も広くなる。そして、押し付けるための負荷も大きくなる。このため、押し付け機構は対応して大きなものが必要とされる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、パワーのあるアクチュエータ等を用いることなく、簡単な機構で、且つ、高負荷に対応する押し付け機構を有するドクターロールギャップ調整機構を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
リバースロールコータのドクターロールギャップ調整機構において、
ドクターロールが回転可能なアームの一端に支持され、
該アームが回転することによりコーティングロールと前記ドクターロールの隙間（ギャップ）を調整し、
前記コーティングロールの回転中心と前記アームの回転中心との距離が、前記コーティングロールの半径と前記アームの回転半径（前記ドクターロールの外周含む）の和より短くなる位置に、前記ドクターロールが配置されていることを特徴とするドクターロールギャップ調整機構である。

本発明のドクターロールギャップ調整機構は以上の構成からなるので、シートに接着剤や粘着材等を薄く塗工する場合、パワーのあるアクチュエータ等を用いることがない。そして、簡単な機構により、ドクターロールをコーティングロールに押し込むことができ、低コストで、ユーティリティを問わない装置の設計が可能となる。

本発明のドクターロールギャップ調整機構を実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。

図１は、本発明のドクターロールギャップ調整機構の一実施例の側面を示す説明図である。

図１に示すように、本発明のドクターロールギャップ調整機構はコーティングロール１とドクターロール３とアーム２と螺子４から形成されている。そして、ドクターロール３が、コーティングロール１の中心と、アーム２が回転する中心の距離が、コーティングロール１の半径と、アーム２の回転半径（ドクターロールの外周含む）の和より短く設定されている。

このため、ドクターロール３の回転駆動に対してコーティングロール１が干渉して、ドクターロール３がコーティングロール１上に乗っかった状態となっている。そして、ドクターロール３はその自重によって、コーティングロール１に押し付けられていることになる。

上記の状態で、ドクターロール３の回転をロックして、コーティングロール１をリバース回転（基材搬送方向に対し逆回転）させる。そして、ドクターロール３は摩擦により反時計回りに回転駆動しようとするが、ドクターロール３の回転駆動軌道上にコーティングロール１が固定してある。このため、ドクターロール３がコーティングロール１に押し付けられることになる。

次に、図２は図１の一部の部分を示す部分説明図である。

前記ドクターロール３がコーティングロール１に押し付けられる現象について図２で詳細に説明する。

前記ドクターロール３の回転をロックした状態で、コーティングロール１をリバース回転させると摩擦により、ドクターロール３とコーティングロール１の接触点における接線方向Ａに、ドクターロール３に対して、力が発生する。そして、この力は、アームの軸線方向Ｂと、軸線に対して垂直な方向Ｃに、分解される。

前記軸線方向Ｂの力は、ドクターロール３を押し出すよう作用するが、アーム２の回転中心からの反力がドクターロール３に加わり、つりあいが保たれる。また、軸線に対して垂直な方向Ｃの力は、ドクターロール３を反時計回りに回転駆動させるように作用する。そして、その結果ドクターロール３がコーティングロール１に押し付けられる現象が生じる。

前記ドクターロール３を回転駆動させる機構を用いて、ドクターロール３とコーティングロール１を上述の如く配置することにより、アクチュエータを使用せずにドクターロール３をコーティングロール１に押し付けることが可能となる。

また、塗工する塗工膜をより薄くする必要がある場合には、アクチュエータ等を用いてドクターロール３を反時計回りに回転駆動させて、コーティングロール１にさらに押し込む機構を追加することがことができる。この場合、図４に示す従来の平行移動させる機構と比べて、よりパワーの小さいアクチュエータを用いて、同じ薄さで塗工することが可能となる。

また、塗工する塗工膜を厚くしたい場合には、アーム２の、回転中心を挟んでドクターロール３と反対側に、螺子４を上方から押し込む等、アーム２を時計回りに回転させて、ギャップを広げる。

次に、図３は本発明のドクターロールギャップ調整機構の他の一実施例の側面を示す説明図である。

図４に示すようにアーム２に、ドクターロール３の軸心端部が回転可能に連結され、アーム２に固定されたクランプ５により、ドクターロール３の回転をロックすることができる。

前記アーム２は、側板６に固定された片持ちピン７に、回転可能に連結され、アーム２が回転することにより、ドクターロール３が前記ピン７を中心に回転駆動する。また、左
右一対のアーム２と側板６間には、それぞれ補強のため梁８が渡してある。側板の梁８には雌螺子が螺設されている。そして、その螺設部分に螺子４が螺合されている。

前記螺子４先端は、アームの梁９に押し付けられており、螺子４を緩めたり、締めたりすることにより、コーティングロール１に対してドクターロール３を回転駆動または押し付けて、ギャップまたは押し圧を調整することができる。そして、螺子４を緩めて、螺子４先端が側板の梁８から離れた時に、ドクターロール３は完全にコーティングロール１に乗っかった状態となる。

この時、ドクターロール３の自重すべてが、コーティングロール１にかかり、押し圧は最大となる。そして、螺子４は細目螺子を用いて、コーティングロール１に対するドクターロール３のギャップまたは押し圧を、微細に調整することができるようになっている。

また、ドクターロール３の材質は、フッ素ゴムで、ショア硬度７０度、直径１１０ｍｍ、面長９００ｍｍのフラットロールが用いられている。そして、コーティングロール１の材質は、ＳＵＳ３０４で、直径１５０ｍｍ、面長が１４００ｍｍのフラットロールが用いられている。さらに、ドクターロール３は、コーティングロール１とフィードロール１０の隙間（ギャップ）が１．７ｍｍの時に、コーティングロール１より３９ｍｍ高く、コーティングロール１と接触した状態で、配置されている。

次に、リバースロールコータに図４に示す本発明のドクターロールギャップ調整機構を用いてシートに接着剤を塗工した。以下に、具体的に説明するが、それに限定されるものではない。

粘度６０００ｃＰ（室温）の接着剤を、室温でシートに塗工した。前記シートはプラスチックシートで、その大きさは、６４８ｍｍ×１１２８ｍｍ、厚さ１．９ｍｍである。

また、塗工に際しては、ドクターロール３の回転をロックして、コーティングロール１にドクターロール３を完全に乗っけた。そして、コーティングロール１とフィードロール１０のギャップを１．７ｍｍに設定した。さらに、コーティングロール１は周速２ｍ／ｍｉｎ、フィードロール１０は周速１．８ｍ／ｍｉｎで、コーティングロール１をフィードロール１０に対して反対に回転させて、シートに接着剤を塗工した。

そして、塗工後シートの塗工面には、かすれや目立った塗工筋もなく、大きな塗膜欠陥も見当たらなかった。

また、シートに接着剤を塗工した後、ラミネータによりフィルムを貼り合わせ、シートとフィルムを接着した。

さらに、シートとフィルムを接着した後、接着剤層の厚みを計測した。その結果、接着剤層の厚みは平均で１５μｍ程度であった。そして、通常のリバースコータによる塗工と比べて、十分薄く塗工されていることを確認した。

また、図３に示す螺子４を締めて、コーティングロール１に対するドクターロール３の押し圧を、低下またはギャップを広げてシートに接着剤を塗工した。その結果、より厚く塗工されていることを確認した。

以上のように本発明のドクターロールギャップ調整機構を用いたリバースロールコータは、アクチュエータを用いることなく、シートに十分薄く塗工することができる。また、
コーティングロールに対するドクターロールの押し圧またはギャップを調整することにより、塗工膜の厚さを調整することが可能である。

上述したように、本発明のドクターロールギャップ調整機構は要旨を逸脱しない範囲における設計変更等も含まれる。

例えば、上記実施例の形態において、アーム２の回転中心を挟んでドクターロール３側に、左右のアーム２と側板６それぞれに梁を渡し、側板の梁に雌螺子を螺設する。そして、螺子４を螺合して、先端をアームの梁に接触させる機構も含まれる。

また、螺子４を締めることによりアーム２を反時計回りに回転させて、コーティングロール１に対するドクターロール３の押し圧を増加させることができる。そして、さらに薄く塗工することができる。

また、前記螺子４の代わりに、エアシリンダーや油圧ジャッキ等のアクチュエータを用いてもよい。

以上のように、本発明のドクターロールギャップ調整機構はリバースロールコータ等の塗工機用として優れた発明である。

本発明のドクターロールギャップ調整機構の一実施例の側面を示す説明図である。 図１の一部の部分を示す部分説明図である。 本発明のドクターロールギャップ調整機構の他の一実施例の側面を示す説明図である。 従来のドクターロールギャップ調整機構の概略図である。

符号の説明

１…コーティングロール
２…アーム
３…ドクターロール
４…螺子
５…クランプ
６…側板
７…片持ちピン
８…側板の梁
９…アームの梁
１０…フィードロール
Ａ…ドクターロールとコーティングロールの接触点における接線方向
Ｂ…アームの軸線方向
Ｃ…アームの軸線に対して垂直な方向

Claims (1)

1. リバースロールコータのドクターロールギャップ調整機構において、
   ドクターロールが回転可能なアームの一端に支持され、
   該アームが回転することによりコーティングロールと前記ドクターロールの隙間（ギャップ）を調整し、
   前記コーティングロールの回転中心と前記アームの回転中心との距離が、前記コーティングロールの半径と前記アームの回転半径（前記ドクターロールの外周含む）の和より短くなる位置に、前記ドクターロールが配置されていることを特徴とするドクターロールギャップ調整機構。
   

Images