JP5623858B2 - 塗工装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂フィルムまたは紙等からなるシート状の基材に塗工剤を塗布する塗工装置の改良に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、樹脂フィルム、金属フィルム、あるいは紙等の連続走行しているウェブに塗工液を塗布する塗工装置において、ウェブの全面に塗工液を塗布した場合に、その乾燥工程でウェブがカールしたり、縦縞が入ったりする等の弊害が生じるという問題があるため、コータロール（塗工ロール）の幅寸法をウェブの幅寸法よりも小さくし、あるいはコータロールの両サイドに溝を設け、またはコータロールの両サイドに塗工液を削り落とすためのブレードを設ける等により、ウェブの両側に２ｍｍ以上の塗工されない部分を設けるように構成した塗工装置が知られている。

また、下記特許文献２に示されるように、塗工ロールの表面に塗料を供給し、余分な塗料をドクターブレードよって掻き取った後に、塗工ロールの表面の塗料をベースフィルム（ウェブ）上に塗布する塗布装置において、塗工ロールのうちドクターブレードの両端部に対応する位置に、薄いシート状のカバーを設けて非回転状態とすることにより、上記ドクターブレードの両端部に集積された塗料が両端部から滲み出るのを防止し、ミニキスリバース方式の塗布装置を用いて磁性塗料等からなる塗工液の塗布を行った場合においても、ウェブの側辺部に塗工液が付着するのを効果的に抑制することが行われている。

特開昭６２−３０５７８号公報 特開平５−２２０４３０号公報

上記特許文献１に開示された塗工装置では、ウェブに塗工される塗工液の塗布領域が変化する度に、これに対応した幅寸法等を有するものに塗工ロールを取り替える必要があり、上記塗工液の塗布領域に応じた各種の塗工ロールを取り揃えなければならないために、塗工装置のコストが高く付くとともに、上記塗工液の塗布領域が変化する際に繁雑な塗工ロールの取り替え作業が必要であり、長時間に渡って装置を停止させなければならないという問題があった。

一方、上記特許文献２に示されるように、塗工ロールのうちドクターブレードの両端部に対応する位置に非回転状態でカバーを設けることにより、ウェブの両側辺部に塗工液が塗布されないように構成した場合には、上記薄いシート状のカバーが塗工ロールに接触することにより、塗工液が飛散し易いという懸念がある。また、小径の塗工ロールを高速で回転させて塗工液をウェブに付着させるように構成した場合には、薄いシート状のカバーと塗工ロールとの接触、あるいは該カバーとウェブとの間で擦れが生じて静電気が発生することにより、ゴミが付着して塗工液の塗布面における美観が損なわれる等の問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、塗工液の塗布面における美観を良好に維持しつつ、塗工液の塗布領域が変化した場合においても迅速に対応可能な塗工装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、ウェブをガイドしつつ搬送するために上下方向に離間して配設された上流側ガイドロールおよび下流側ガイドロールと、両ガイドロールの間に配設されて上記ウェブに塗工液を塗布する塗工ロールと、該塗工ロールの左右両端部とウェブとの間に配設された持ち上げ部材と、該持ち上げ部材を上記塗工ロールの軸方向に沿ってスライド可能に支持するガイド機構とを備えた塗工装置であって、上記持ち上げ部材は、上記塗工ロールの左右両端部とウェブとの接触部の上方および下方に配設されてウェブの両端部を塗工ロールから離間させるように持ち上げる一対のプレート状部材を有するものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の塗工装置において、上記ガイド機構は、上記持ち上げ部材の一対のプレート状部材が上下両面に取り付けられるスライドブロックと、該スライドブロックをスライド可能に支持するガイドバーとを備え、上記一対のプレート状部材には、上記塗工ロールとウェブとの間に挿入されてウェブの背面に当接する先窄まり状のテーパ面を有する挿入部がそれぞれ形成されたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の塗工装置において、上記スライドブロックに対する持ち上げ部材の取付位置を変更することにより、上記ウェブの両端部の持ち上げ量を調節可能に構成したものである。

請求項１に係る発明では、塗工液の塗布領域に応じた各種の塗工ロールを取り揃えたり、ウェブに塗工される塗工液の塗布領域が変化する度に、これに対応した幅寸法等を有するものに塗工ロールを取り替えたりする等の煩雑な作業を要することなく、簡単かつ安価な構成で塗工液の塗布領域が変化した場合に、これに迅速に対応させることができとともに、各種の塗布領域を有するウェブに対してその塗布領域に塗工液を適正に塗布できるという利点がある。また、上記持ち上げ部材（一対のプレート状部材）を塗工ロールに接触させることなく、上記塗工液の塗布領域を調節することができるため、小径の塗工ロールを高速で回転させて塗工液をウェブに付着させるように構成した場合においても、塗工液が飛散してウェブに付着したり、薄いシート状のカバーと塗工ロールとの間で擦れ等に応じた静電気が発生してゴミが付着したりするという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、ガイドバーに沿ってスライドブロックをスライド変位させてその固定位置を調節するように構成したため、簡易な構成で上記塗工液の塗布領域に応じて持ち上げ部材（一対のプレート状部材）の設置位置を容易かつ適正に調節できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、上記スライドブロックに対する持ち上げ部材の取付位置を変更することにより、上記ウェブの両端部の持ち上げ量を調節可能に構成したため、上記ウェブの硬度等に応じて該ウェブの両端部の持ち上げ量を調節することにより、各ウェブの塗布領域に対して塗工液を適正に塗布できるとともに、当該ウェブの外側辺部に塗工液の非塗布領域を適正に形成できるという利点がある。

本発明に係る塗工装置の実施形態を示す説明図である。 塗工ユニットの具体的構成を示す断面図である。 塗工ロールの具体的構造を示す縦断面図である。 塗工ケースの側辺部構造を示す縦断面図である。 セルパターンの一例を示す説明図である。 セルパターンの他の例を示す説明図である。 持ち上げ部材の設置状態を示す斜視図である。 持ち上げ部材の設置状態を示す平面図である。 持ち上げ部材を移動させた状態を示す図８相当図である。

図１および図２は、本発明に係る塗工装置の実施形態を示し、この塗工装置は、シート状のウェブＷに塗工剤を塗布するものであって、該ウェブＷの搬送路に配設されてウェブＷの背面を支持する上流側ガイドロール１および下流側ガイドロール２と、この上流側ガイドロール１および下流側ガイドロール２の間に配設されて上記ウェブＷの表面に塗工剤を塗布する塗工ロール３と、該塗工ロール３に塗工剤を供給する塗工ユニット４と、上記塗工ロール３の左右両端部とウェブＷとの間に配設されて該ウェブＷの両端部を持ち上げる持ち上げ部材５と、該持ち上げ部材５を上記塗工ロール３の軸方向に沿ってスライド可能に支持するガイド機構６とを有している。

上記上流側ガイドロール１および下流側ガイドロール２の間をその下方から上方に向けてウェブＷが略鉛直に搬送されるように搬送方向が設定されるととともに、両ガイドロール１，２の間に塗工ロール３が配設されている。この構成により、上記上流側ガイドロール１と下流側ガイドロール２とによりウェブＷの背面が支持されつつ、該ウェブＷの表面に対して、塗工ロール３の周面が０°〜１０°の接触角で圧接されるようになっている。

また、上記塗工ロール３は、ウェブＷの搬送方向と逆方向に回転しつつ、該ウェブＷに当接してその表面に塗工剤を塗布するように構成されている。つまり図１において、塗工ロール３が図外の駆動手段により反時計方向に回転駆動されることにより、下方から上方に移動するウェブＷに対する当接面が、上方から下方に移動するようになっている。

上記塗工ユニット４には、図２に示すように、塗工ロール３の周面に対向するように開口した空間部からなる塗工剤溜まり４ａを備えた塗工ケース７と、この塗工ケース７の前面上端部、つまり上記塗工ロール３の回転方向の下流側部に取り付けられたスチール製の板材またはプラスチック製の板材等からなるドクター刃８と、塗工ケース７の前面下端部、つまり上記塗工ロール３の回転方向の上流側部に設けられたスチール製の板材またはプラスチック製の板材等からなるシールプレート９と、上記塗工剤溜まり４ａ内に塗工剤を給送する塗工剤給送手段１０とが設けられている。

上記ドクター刃８およびシールプレート９からなるシール部材の先端部が、上記塗工ロール３の周面に圧接されることにより、上記塗工剤溜まり４ａの前面部上下が上記ドクター刃８およびシールプレート９によりシールされて上記塗工剤溜まり４ａが密閉状態となるように構成されるとともに、上記塗工ロール３の回転に応じて、その周面に付着した余分な塗工剤が上記ドクター刃８により掻き取られるように構成されている。

上記塗工剤給送手段１０は、図１に示すように、印刷用のインキ等からなる塗工剤が収容された塗工剤タンク１１と、この塗工剤タンク１１内の塗工剤を吸引して上記塗工ケース７の下部に給送する給送ポンプ１２が設けられた塗工剤給送パイプ１３と、上記塗工ケース７の上部から排出された塗工剤溜まり７内の塗工剤を上記塗工剤タンク１１に戻すリターンパイプ１４とを備えている。

上記塗工ロール３は、図３および図４に示すように、例えばスチール製のパイプ材等からなるロール本体１５と、上記ロール本体１５の左右両端部に設けられた回転軸１７とを有し、上記ロール本体１５の周面部には、セル層１８が形成されたグラビア式の塗工ロールからなっている。このセル層１８には、図５もしくは図６に示すように、正方形状の塗工用セルパターン１９ａまたは６角形状の塗工用セルパターン１９ｂからなる連続幾何学模様等からなる線対称のセルパターン、つまり基材の搬送方向を対称軸とした左右対称の塗工用セルパターン１９、または斜線などの非対称セルパターンがレーザ加工等の手段で刻印されている。

上記塗工ケース７の側端部には、塗工剤溜まり４ａの側端部を覆う側壁板２０が設けられるとともに、この側壁板２０には、シール部材２１が取り付けられている。また、上記塗工ロール３の周面左右両端部には、塗工用セルパターン１９が刻印されていない平滑面部２２が設けられ、この平滑面部２２に上記塗工ケース７のシール部材２１が圧接されるようになっている。上記塗工用セルパターン１９の刻印領域は、後述するように塗工装置に供給される各種のウェブＷの中で、最大の塗布領域Ｌ１を有するウェブＷ１に対応した幅寸法を有している。なお、上記平滑面部２２を省略し、塗工ロール３の周面全域に上記セルパターン１９を設けた構造としもよい。

上記塗工ロール３は、その外径を任意の値、例えば３０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内に設定可能であり、４０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。上記塗工ロール３の外径を所定値以下とすることにより、ウェブＷに対する塗工ロール３の接触面積を小さくすることができるとともに、塗工ロール３とウェブＷとの間に大きな摩擦力が作用するのを抑制することができるため、この塗工ロール３を介してウェブＷに塗工剤を塗布する際に塗工ムラが形成されるのを効果的に抑制できるという利点がある。一方、塗工ロール３が長尺でその軸受間距離が大きく、かつ上記ウェブＷの搬送速度が高速に設定された塗工装置では、塗工剤を塗布する際に塗工ロール３に撓みが生じ易い傾向があるので、これに起因した塗工ムラが生じるのを防止するため、上記塗工ロール３の直径をある程度、大きく設定することが望ましい。

上記持ち上げ部材５は、図２、図７および図８に示すように、ガイド機構６のスライドブロック２３の上下両面に取り付けられて塗工ロール３の左右両端部とウェブＷとの接触部の上方および下方に配置される上下一対のプレート状部材からなり、該持ち上げ部材５の各プレート状部材には、塗工ロール３の左右両端部とウェブＷとの間に挿入される先窄まりテーパ面を有する挿入部５ａがそれぞれ形成されている。そして、該挿入部５ａのテーパ面をウェブＷの背面に当接させてその両端部を持ち上げることにより、該ウェブＷの両端部を塗工ロール３の周面から離間させるように構成されている。

また、上記持ち上げ部材５の基端部には塗工ロール３の軸心と直交する方向に延びる一対の長孔からなる取付孔２４が形成されている。該取付孔２４を挿通して上記スライドブロック２３の上面または下面に螺着されるねじ軸を有する取付ボルト２５により、上記持ち上げ部材５がスライドブロック２３に固定されている。また、上記取付ボルト２５を緩めた状態で、スライドブロック２３の側面に形成されたガイド溝２３ｃに沿ってスライド変位させることにより、上記ウェブＷの両端部の持ち上げ量、つまり該ウェブＷの両端部と塗工ロール３の周面との離間距離を調節可能に構成されている。

上記ガイド機構６は、ウェブＷの背面側において上記塗工ロール３と平行に設置された断面正方形状の棒状体からなるガイドバー２６と、該ガイドバー２６に沿ってスライド可能に支持されるブロック本体２３ａおよびその一側辺部にボルト止めされる蓋体２３ｂからなるスライドブロック２３と、該スライドブロック２３をガイドバー２６に固定する取付ボルト２７と、該ガイドバー２６の両端部を支持プレート２８に固定するための固定ブロック２９とを有している。

そして、上記塗工装置に供給されるウェブＷに対する塗布領域の幅寸法が変化した場合には、上記取付ボルト２７を緩めた状態で、スライドブロック２３をガイドバー２６に沿ってスライド変位させることにより、上記挿入部５ａのテーパ面をウェブＷの背面に当接させてその両端部を持ち上げる持ち上げ領域、つまり該ウェブＷの両端部を塗工ロール３の周面から離間させる離間領域を、上記塗布領域Ｌ１，Ｌ２の幅寸法に応じて調節可能に構成されている。

例えば、図８に示すように、塗工装置に供給される各種のウェブＷの中で最大の塗布領域Ｌ１を有するウェブＷ１に対する塗工液の塗布を行う場合には、上記挿入部５ａの先端部を、上記塗布領域Ｌ１の外端部、つまり上記塗工ロール３の周面左右両端部に形成された塗工用セルパターン１９と平滑面部２２との境界部に位置させるように上記スライドブロック２３の固定位置を調節する。これにより、上記ウェブＷ１の塗布領域Ｌ１に対応する部分を塗工ロール３の周面に接触させ、当該塗布領域Ｌ１に塗工液を適正に塗布することができる。また、上記塗布領域Ｌ１の外側に位置するウェブＷ１の外側辺部を塗工ロール３から離間させることにより、ウェブＷ１の外側辺部に塗工液が付着するのを効果的に防止し、当該ウェブＷ１の外側辺部に塗工液の非塗布領域を適正に形成することができるようになっている。

上記構成において塗工剤給送手段１０の給送ポンプ１２を作動させることにより、塗工剤タンク１１内に収容された塗工剤を、上記塗工ロール３用の塗工剤を収容する塗工ケース７の塗工剤溜まり４ａ内に供給しつつ、上記塗工ロール３を所定速度でウェブＷの搬送方向と逆方向に回転駆動する。この結果、上記塗工ケース７の塗工剤溜まり４ａ内に供給された塗工剤が、密閉状態で塗工ロール３周面に接触して付着するとともに、該塗工ロール３の周面に付着した余分な塗工剤が上記ドクター刃８によってそれぞれ除去される。

そして、上記挿入部５ａの先端部を、ウェブＷ１の最大塗布領域Ｌ１の外端部に対応した位置に設置した状態で、上記ウェブＷ１を塗工装置に供給する。これにより、上記塗工ロール３の周面に付着した塗工剤が、その回転に応じて上記ウェブＷ１との接触部に搬送され、上流側ガイドロール１と下流側ガイドロール２とによりウェブＷ１の背面が支持された状態で、その表面の塗布領域Ｌ１に上記塗工ロール３を介して塗工剤が塗工されるとともに、上記塗布領域Ｌ１の外側辺部に塗工液の非塗布領域が形成される。

また、上記最大塗布領域Ｌ１を有するウェブＷ１に比べ、図９に示すように、塗工液の塗布領域Ｌ２がやや狭いウェブＷ２に対して塗工液の塗布を行う場合には、上記取付ボルト２７を緩めた状態で、スライドブロック２３をガイドバー２６に沿ってその中心部側にスライド変位させることにより、上記ウェブＷ２の塗布領域Ｌ２の外端部に対応した位置に上記挿入部５ａの先端部を位置させるように調節する。これにより、上記ウェブＷ１の塗布領域Ｌ１に比べて狭い塗布領域Ｌ２が上記ウェブＷ２に形成されることになる。

上記のようにウェブＷをガイドしつつ搬送する上流側ガイドロール１と下流側ガイドロール２との間に配設された塗工ロール３により上記ウェブＷに塗工液を塗布するように構成された塗工装置において、上記塗工ロール３の左右両端部とウェブＷとの間に、該ウェブＷの両端部を塗工ロール３から離間させるように持ち上げる持ち上げ部材５と、該持ち上げ部材５を上記塗工ロール３の軸方向に沿ってスライド可能に支持するガイド機構６とを設けたため、塗工液の塗布面における美観を良好に維持しつつ、塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２が変化した場合においても迅速に対応可能であるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、持ち上げ部材５が取り付けられるスライドブロック２３と、該スライドブロック２３をスライド可能に支持するガイドバー２６とを上記ガイド機構６に設けたため、該ガイドバー２６に沿って上記スライドブロック２３をスライド変位させてその固定位置を調節することにより、上記塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２に応じて持ち上げ部材５の設置位置を容易に調節することができる。このため、各種の塗布領域Ｌ１，Ｌ２を有するウェブＷに対してその塗布領域Ｌ１，Ｌ２に塗工液を適正に塗布することができるとともに、当該ウェブＷの外側辺部に塗工液の非塗布領域を適正に形成できるという利点がある。

したがって、従来装置のように、塗工液の塗布領域に応じた各種の塗工ロール３を取り揃えたり、ウェブＷに塗工される塗工液の塗布領域が変化する度に、これに対応した幅寸法等を有するものに塗工ロール３を取り替えたりする等の煩雑な作業を要することなく、簡単かつ安価な構成で塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２が変化した場合に、これに迅速に対応させることができとともに、各種の塗布領域Ｌ１，Ｌ２を有するウェブＷに対してその塗布領域Ｌ１，Ｌ２に塗工液を適正に塗布できるという利点がある。

しかも、上記持ち上げ部材５を塗工ロール３に接触させることなく、上記塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２を調節することができるため、小径の塗工ロール３を高速で回転させて塗工液をウェブＷに付着させるように構成した場合には、薄いシート状のカバーが塗工ロールに接触させるように構成した従来装置のように、塗工液が飛散してウェブに付着したり、薄いシート状のカバーと塗工ロールとの間に生じる擦れ等に応じた静電気が発生してゴミが付着したりするという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

なお、上記持ち上げ部材５が取り付けられたスライドブロック２３をガイドバー２６に沿ってスライドさせるように構成してなる上記実施形態に代え、持ち上げ部材５を塗工ロール３の軸方向に沿って押動するソレノイドアクチュエータまたは駆動シリンダ等から駆動手段を設け、該駆動手段を作動させることにより、上記塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２に応じて持ち上げ部材５の設置位置を調節するように構成してもよい。しかし、上記実施形態に示すようにガイドバー２６に沿って上記スライドブロック２３をスライド変位させてその固定位置を調節するように構成した場合には、簡易な構成で上記塗工液の塗布領域Ｌ１，Ｌ２に応じて持ち上げ部材５の設置位置を容易かつ適正に調節できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように、持ち上げ部材５の基端部に塗工ロール３の軸心と直交する方向に延びる一対の長孔からなる取付孔２４を形成し、該取付孔２４を挿通して上記スライドブロック２３の上面または下面に螺着される取付ボルト２５を緩めた状態で、スライドブロック２３に対する持ち上げ部材５の取付位置を変更可能に構成した場合には、上記ウェブＷの硬度等に応じて該ウェブＷの両端部の持ち上げ量を調節することにより、各ウェブＷの塗布領域Ｌ１，Ｌ２に対して塗工液を適正に塗布できるとともに、当該ウェブＷの外側辺部に塗工液の非塗布領域を適正に形成できるという利点がある。

例えば、ウェブＷの硬度が高いために、上記持ち上げ部材５によるウェブＷの両端部の持ち上げ量を小さく設定しても、該ウェブＷの両端部と塗工ロール３の周面とを適正に離間させることができる場合には、上記ウェブＷの両端部の持ち上げ量を小さく設定することにより、硬度の硬いウェブＷが必要以上に大きく折り曲げられて皺が形成されることを防止できる等の利点がある。逆に、ウェブＷの硬度が低く、上記持ち上げ部材５によるウェブＷの両端部の持ち上げ量を大きく設定しないと、該ウェブＷの両端部と塗工ロール３の周面とを適正に離間させることができない場合には、上記ウェブＷの両端部の持ち上げ量を大きく設定することにより、各ウェブＷの塗布領域Ｌ１，Ｌ２に対して塗工液を適正に塗布できるとともに、当該ウェブＷの外側辺部に塗工液の非塗布領域を適正に形成できるという利点がある。

１ 上流側ガイドロール
２ 下流側ガイドロール
３ 塗工ロール
５ 持ち上げ部材
６ ガイド機構
２３ スライドブロック
２６ ガイドバー

Claims (3)

1. ウェブをガイドしつつ搬送するために上下方向に離間して配設された上流側ガイドロールおよび下流側ガイドロールと、
   両ガイドロールの間に配設されて上記ウェブに塗工液を塗布する塗工ロールと、
   該塗工ロールの左右両端部とウェブとの間に配設された持ち上げ部材と、
   該持ち上げ部材を上記塗工ロールの軸方向に沿ってスライド可能に支持するガイド機構とを備え、
   上記持ち上げ部材は、上記塗工ロールの左右両端部とウェブとの接触部の上方および下方に配設されてウェブの両端部を塗工ロールから離間させるように持ち上げる一対のプレート状部材を有することを特徴とする塗工装置。
2. 上記ガイド機構は、上記持ち上げ部材の一対のプレート状部材が上下両面に取り付けられるスライドブロックと、該スライドブロックをスライド可能に支持するガイドバーとを備え、
   上記一対のプレート状部材には、上記塗工ロールとウェブとの間に挿入されてウェブの背面に当接する先窄まり状のテーパ面を有する挿入部がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１に記載の塗工装置。
3. 上記スライドブロックに対する持ち上げ部材の取付位置を変更することにより、上記ウェブの両端部の持ち上げ量を調節可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の塗工装置。