JP6762773B2 - 間欠塗工装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、間欠塗工装置及びその方法に関するものである。

従来より、フィルム、布帛、紙、金属箔、金属メッシュなどの長尺状のウエブに塗工液を間欠塗工する間欠塗工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の間欠塗工装置は、バックアップロール上を搬送するウエブにダイによって未塗工区間と塗工区間とを交互に形成するために、塗工液を供給する定量ポンプとダイとの間にバルブを設け、未塗工区間を形成するときは、このバルブを閉じてダイへの塗工液の供給を停止し、一方、塗工区間を形成するときは、このバルブを開けてダイに塗工液を供給する。

特開２０１２−４７２４５号公報

上記のような間欠塗工装置において、定量ポンプを動作させたまま未塗工区間を形成するためには、ダイへのバルブを閉じたときに、余った塗工液をタンクに戻す必要がある。そのため、塗工液にロスが生じ、また間欠塗工の安定化の妨げになるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、定量ポンプを動作した状態で未塗工区間を形成するときに塗工液をタンクに戻さない間欠塗工装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明は、間欠バルブと、塗工液を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記塗工液を前記間欠バルブの入口に供給する定量ポンプと、前記間欠バルブの出口から供給された前記塗工液を走行する長尺状のウエブに間欠塗工するダイと、制御部と、を有する間欠塗工装置において、前記間欠バルブは、Ｌ字型のバルブ本体と、前記バルブ本体内のＬ字型の通過空間と、前記バルブ本体の前記通過空間の一端部に設けられた塗工液の入口と、前記バルブ本体の前記通過空間の他端部に設けられた前記塗工液の出口と、前記出口を開閉する開閉手段と、前記バルブ本体の前記通過空間と直交するように連続的に設けられ、かつ、前記バルブ本体と一体に設けられた容量可変室と、前記容量可変室内の前記塗工液の容量を変化させる容量可変手段と、を有し、前記開閉手段は、前記出口内に設けられた開閉弁であって、前記開閉弁は、前記出口内に設けられた弁座と、前記弁座に対し摺動する弁体と、前記弁体を直線状に移動させる直動式の開閉アクチュエータと、を有し、前記容量可変手段は、前記容量可変室の前記容量を変化させるピストンと、前記ピストンを直線状に移動させる直動式の可変アクチュエータと、を有し、前記ダイによって前記ウエブに塗工厚みｄ、塗工幅ｆで塗工区間を塗工する場合に、前記制御部は、前記定量ポンプによって前記間欠バルブの前記入口に毎時ΔＶ０の量の前記塗工液を供給し、前記ウエブに前記未塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口を閉状態の時刻ｔ１からｔ２の間は、前記可変手段の前記ピストンを移動させ前記容量可変室の容量を増加させて、Ｖ１＝ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）の量の前記塗工液を前記容量可変室に溜め、前記ウエブに前記塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口が開状態の時刻ｔ２からｔ３の間は、前記閉状態の間に前記容量可変室に溜まった量Ｖ１の前記塗工液を、前記容量可変手段の前記ピストンの先端を前記通過空間と交わる位置まで移動させ、前記容量可変室の容量を減少させて毎時ΔＶ１の量で全て排出し、前記入口から流入する流入量ΔＶ０の前記塗工液と共に前記出口から毎時（ΔＶ０＋ΔＶ１）の量を前記ダイに供給し、前記制御部は、ｄ＊ｆ＝（ΔＶ０＋ΔＶ１）となるようにΔＶ０とΔＶ１を決定する、間欠塗工装置である。

また本発明は、間欠バルブと、塗工液を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記塗工液を前記間欠バルブの入口に供給する定量ポンプと、前記間欠バルブの出口から供給された前記塗工液を走行する長尺状のウエブに間欠塗工するダイと、を有する間欠塗工装置における間欠塗工方法において、前記間欠バルブは、Ｌ字型のバルブ本体と、前記バルブ本体内のＬ字型の通過空間と、前記バルブ本体の前記通過空間の一端部に設けられた塗工液の入口と、前記バルブ本体の前記通過空間の他端部に設けられた前記塗工液の出口と、前記出口を開閉する開閉手段と、前記バルブ本体の前記通過空間と直交するように連続的に設けられ、かつ、前記バルブ本体と一体に設けられた容量可変室と、前記容量可変室内の前記塗工液の容量を変化させる容量可変手段と、を有し、前記開閉手段は、前記出口内に設けられた開閉弁であって、前記開閉弁は、前記出口内に設けられた弁座と、前記弁座に対し摺動する弁体と、前記弁体を直線状に移動させる直動式の開閉アクチュエータと、を有し、前記容量可変手段は、前記容量可変室の前記容量を変化させるピストンと、前記ピストンを直線状に移動させる直動式の可変アクチュエータと、を有し、前記ダイによって前記ウエブに塗工厚みｄ、塗工幅ｆで塗工区間を塗工する場合に、前記定量ポンプは、前記間欠バルブの前記入口に毎時ΔＶ０の量の前記塗工液を供給し、前記ウエブに前記未塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口を閉状態の時刻ｔ１からｔ２の間は、前記可変手段の前記ピストンを移動させ前記容量可変室の容量を増加させて、Ｖ１＝ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）の量の前記塗工液を前記容量可変室に溜め、前記ウエブに前記塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口が開状態の時刻ｔ２からｔ３の間は、前記閉状態の間に前記容量可変室に溜まった量Ｖ１の前記塗工液を、前記容量可変手段の前記ピストンの先端を前記通過空間と交わる位置まで移動させ、前記容量可変室の容量を減少させて毎時ΔＶ１の量で全て排出し、前記入口から流入する流入量ΔＶ０の前記塗工液と共に前記出口から毎時（ΔＶ０＋ΔＶ１）の量を前記ダイに供給し、ｄ＊ｆ＝（ΔＶ０＋ΔＶ１）となるようにΔＶ０とΔＶ１を決定する、間欠塗工方法である。

本発明によれば、開閉手段によって出口を閉状態にして未塗工区間を形成する間は、容量可変手段によって、間欠バルブの入口から流入する塗工液を、容量可変室に溜める。

本発明の一実施形態を示す間欠塗工装置の説明図である。 間欠バルブの説明図である。 間欠塗工装置の間欠塗工方法を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態の間欠バルブ１を用いた間欠塗工装置１０について図１〜図３に基づいて説明する。

本実施形態の間欠塗工装置１０は、フィルム、布帛、紙、金属箔、金属メッシュなどの長尺状のウエブＷに塗工液を間欠塗工するものであり、ウエブＷの搬送方向に沿って塗工区間Ｗ１と未塗工区間Ｗ２とを交互に形成する。

（１）間欠塗工装置１０の構成
間欠塗工装置１０は、間欠バルブ１、ウエブＷを搬送させるバックアップロール１２、ウエブＷに塗工液を間欠塗工するダイ１４、塗工液のタンク１６、塗工液を定量供給する定量ポンプ１８、制御部２０とを有する。

ダイ１４は、バックアップロール１２の側方に配され、上本体２２と下本体２４とより構成され、先端部に向かうほど先細りとなっている。この下本体２４の上面には、液溜め部２６が設けられ、上本体２２と下本体２４との間で、かつ、液溜め部２６の先端部の方向に沿ってスリット２８が設けられ、このスリット２８の先端が塗工液の吐出口３０を構成している。

定量ポンプ１８は、所定の回転数で単位時間当たり一定の量ΔＶ０の塗工液をタンク１６から間欠バルブ１に供給する。この定量ポンプ１８の回転、停止及び回転数の制御は、制御部２０によって行われている。

間欠バルブ１は、定量ポンプ１８から供給された塗工液をダイ１４の液溜め部２６に制御部２０の制御によって間欠的に供給する。間欠バルブ１の構成については、下記で説明する。

（２）間欠バルブ１
間欠バルブ１の構成について図２に基づいて説明する。間欠バルブ１のバルブ本体２は、Ｌ字型をなし、その内部に通過空間３が形成されている。この通過空間３の一端部には塗工液の入口４が開口し、定量ポンプ１８からホースなどの管が接続されている。通過空間３のＬ字型の屈曲した通過空間３の他端部には出口５が開口し、ダイ１４の液溜め部２６へ向かうホースなどの管が接続されている。

通過空間３の出口５の付近には、開閉弁６が設けられている。この開閉弁６は、出口５の内周部に設けられた弁座７と、この弁座７の開口部を閉塞する弁体８とを有し、弁体８にはシャフト９が設けられている。シャフト９は、直動式の開閉アクチュエータ３２によって直線状に移動する。この開閉アクチュエータ３２としては、例えばボイスコイルモータ、リニアモータ、エアシリンダーなどで構成する。

通過空間３の入口４の付近において、通過空間３と連続して円筒型の容量可変室３４が設けられている。この容量可変室３４内には、ピストン３６が設けられ、このピストン３６にはシャフト３８が接続されている。シャフト３８は、直動式の可変アクチュエータ４０によって直線状に移動する。この可変アクチュエータ４０としては、ボイスコイルモータ、リニアモータ、エアシリンダーで構成する。ピストン３６が可変アクチュエータ４０によって直線状に移動することにより、容量可変室３４の容量が変化する。

制御部２０は、開閉アクチュエータ３２と可変アクチュエータ４０とを制御する。

（３）間欠塗工装置１０の制御方法
次に、図１〜図３を用いて、制御部２０が、間欠塗工装置１０を用いてウエブＷに間欠塗工する方法について説明する。なお、図３において、ピストン３６が上限に達した場合には、容量可変室３４の容量が最小となり、下限に到達したときは容量可変室３４の容量が最大となる。

制御部２０は、ウエブＷの搬送速度ｖに合わせてバックアップロール１２を回転させる。

制御部２０は、定量ポンプ１８によって間欠バルブ１に単位時間当たり（毎時）ΔＶ０ずつ塗工液を間欠バルブ１の入口４に常に供給する。

制御部２０は、図３の時刻ｔ１〜ｔ２のウエブＷに未塗工区間Ｗ２を形成する間は、ダイ１４に塗工液を送る必要がないため、時刻ｔ１で可変アクチュエータ４０を用いて開閉弁６が出口５を閉じる。しかし、前記したように定量ポンプ１８から毎時ΔＶ０の塗工液が、入口４から通過空間３に流入するため、流入する塗工液の量に合わせて制御部２０は、可変アクチュエータ４０を用いてピストン３６を上限から下げていき、容量可変室３４の容量を毎時ΔＶ０ずつ時刻ｔに正比例して増加させる。これにより、入口４から流入した塗工液は、容量可変室３４に溜まっていく。ピストン３６が時刻ｔ２で下限の位置に来ると、容量可変室３４には、入口４から流入した全ての量Ｖ１の塗工液が溜まる。すなわち、ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）＝Ｖ１となる。

次に、制御部２０は、時刻ｔ２〜ｔ３の塗工区間Ｗ１をウエブＷに形成する間、可変アクチュエータ３２を用いて開閉弁６の弁体８を移動させ、弁座７を開状態として、時効ｔ２で出口５を開ける。同時に、制御部２０は、可変アクチュエータ４０を用いてピストン３６を下限から上げていき容量可変室３４に溜まった塗工液を毎時ΔＶ１ずつ時刻ｔに正比例して全て排出し、入口４から流入した塗工液と共に出口５から毎時（ΔＶ０＋ΔＶ１）ずつ排出する。これによって、時刻ｔ２〜ｔ３でダイ１４に供給される塗工液の量は、Ｖ０＋Ｖ２＝（ΔＶ０＋ΔＶ１）（ｔ３−ｔ２）となる。この毎時供給される量は、ウエブＷの塗工区間の厚みによって決定される。例えば、塗工区間Ｗ１の厚みをｄ、塗工区間Ｗ１の幅をｆとすると、（ΔＶ０＋ΔＶ１）＝ｄ×ｆとなる。

以下、制御部２０は、同様の制御を繰り返して、ダイ１４によって塗工区間Ｗ１と未塗工区間Ｗ２とウエブＷに形成する。

（４）効果
本実施形態によれば、未塗工区間Ｗ２を形成する間は、容量可変室３４の容量を増加させて定量ポンプ１８から供給される塗工液を容量可変室３４に溜める。そのため、従来のようにタンク１６に戻す動作が不要となり、塗工液のロスがなくなる。

また、ウエブＷに塗工区間Ｗ１を形成する間は、入口４から流入する塗工液に加えて容量可変室３４に溜まった塗工液を同時に排出するため、常に安定して塗工区間Ｗ１を形成できる。

また、容量可変室３４の容量を増加及び減少させるピストン３６は、時刻ｔに正比例して移動するため、定量ポンプ１８は、毎時一定量の塗工液を供給できる。

（５）変更例
上記実施形態では、間欠バルブ１内の塗工液を排出する構成はないが、定量ポンプ１８を停止しているときは、塗工状態に影響を与えないため、間欠バルブ１の通過空間３と容量可変室３４の塗工液を排出するための排出口を設けてもよい。

また、上記実施形態では、ダイ１４によって間欠塗工を行ったが、この他の塗工手段で間欠塗工を行ってもよく、その場合でもその塗工手段に上記実施形態の間欠バルブ１を適用すればよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・・間欠バルブ、２・・・バルブ本体、３・・・通過空間、４・・・入口、５・・・出口、６・・・開閉弁、７・・・弁座、８・・・弁体、９・・・シャフト、１０・・・間欠塗工装置、１２・・・バックアップロール、１４・・・ダイ、１６・・・タンク、１８・・・定量ポンプ、２０・・・制御部、３２・・・開閉アクチュエータ、３４・・・容量可変室、３６・・・ピストン、３８・・・シャフト、４０・・・可変アクチュエータ

Claims (4)

1. 間欠バルブと、
   塗工液を貯留するタンクと、
   前記タンクに貯留された前記塗工液を前記間欠バルブの入口に供給する定量ポンプと、
   前記間欠バルブの出口から供給された前記塗工液を走行する長尺状のウエブに間欠塗工するダイと、
   制御部と、
   を有する間欠塗工装置において、
   前記間欠バルブは、
   Ｌ字型のバルブ本体と、
   前記バルブ本体内のＬ字型の通過空間と、
   前記バルブ本体の前記通過空間の一端部に設けられた塗工液の入口と、
   前記バルブ本体の前記通過空間の他端部に設けられた前記塗工液の出口と、
   前記出口を開閉する開閉手段と、
   前記バルブ本体の前記通過空間と直交するように連続的に設けられ、かつ、前記バルブ本体と一体に設けられた容量可変室と、
   前記容量可変室内の前記塗工液の容量を変化させる容量可変手段と、
   を有し、
   前記開閉手段は、前記出口内に設けられた開閉弁であって、
   前記開閉弁は、
   前記出口内に設けられた弁座と、
   前記弁座に対し摺動する弁体と、
   前記弁体を直線状に移動させる直動式の開閉アクチュエータと、
   を有し、
   前記容量可変手段は、
   前記容量可変室の前記容量を変化させるピストンと、
   前記ピストンを直線状に移動させる直動式の可変アクチュエータと、
   を有し、
   前記ダイによって前記ウエブに塗工厚みｄ、塗工幅ｆで塗工区間を塗工する場合に、
   前記制御部は、
   前記定量ポンプによって前記間欠バルブの前記入口に毎時ΔＶ０の量の前記塗工液を供給し、
   前記ウエブに前記未塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口を閉状態の時刻ｔ１からｔ２の間は、前記可変手段の前記ピストンを移動させ前記容量可変室の容量を増加させて、Ｖ１＝ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）の量の前記塗工液を前記容量可変室に溜め、
   前記ウエブに前記塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口が開状態の時刻ｔ２からｔ３の間は、前記閉状態の間に前記容量可変室に溜まった量Ｖ１の前記塗工液を、前記容量可変手段の前記ピストンの先端を前記通過空間と交わる位置まで移動させ、前記容量可変室の容量を減少させて毎時ΔＶ１の量で全て排出し、前記入口から流入する流入量ΔＶ０の前記塗工液と共に前記出口から毎時（ΔＶ０＋ΔＶ１）の量を前記ダイに供給し、
   前記制御部は、ｄ＊ｆ＝（ΔＶ０＋ΔＶ１）となるようにΔＶ０とΔＶ１を決定する、
   間欠塗工装置。
2. 前記制御部は、
   前記ウエブに前記未塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口を閉状態の時刻ｔ１からｔ２の間は、前記可変手段を用いて前記容量可変室の容量を正比例で増加させて、Ｖ１＝ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）の量を前記塗工液を前記容量可変室に溜め、
   前記ウエブに前記塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口が開状態の時刻ｔ２からｔ３の間は、前記閉状態の間に前記容量可変室に溜まった量Ｖ１の前記塗工液を、前記容量可変手段を用いて前記容量可変室の容量を正比例で減少させて毎時ΔＶ１の量で全て排出する、
   請求項１に記載の間欠塗工装置。
3. 前記制御部は、前記定量ポンプが停止しているときに、前記塗工液を前記間欠バルブから排出する排出手段を有する、
   請求項１に記載の間欠塗工装置。
4. 間欠バルブと、
   塗工液を貯留するタンクと、
   前記タンクに貯留された前記塗工液を前記間欠バルブの入口に供給する定量ポンプと、
   前記間欠バルブの出口から供給された前記塗工液を走行する長尺状のウエブに間欠塗工するダイと、
   を有する間欠塗工装置における間欠塗工方法において、
   前記間欠バルブは、
   Ｌ字型のバルブ本体と、
   前記バルブ本体内のＬ字型の通過空間と、
   前記バルブ本体の前記通過空間の一端部に設けられた塗工液の入口と、
   前記バルブ本体の前記通過空間の他端部に設けられた前記塗工液の出口と、
   前記出口を開閉する開閉手段と、
   前記バルブ本体の前記通過空間と直交するように連続的に設けられ、かつ、前記バルブ本体と一体に設けられた容量可変室と、
   前記容量可変室内の前記塗工液の容量を変化させる容量可変手段と、
   を有し、
   前記開閉手段は、前記出口内に設けられた開閉弁であって、
   前記開閉弁は、
   前記出口内に設けられた弁座と、
   前記弁座に対し摺動する弁体と、
   前記弁体を直線状に移動させる直動式の開閉アクチュエータと、
   を有し、
   前記容量可変手段は、
   前記容量可変室の前記容量を変化させるピストンと、
   前記ピストンを直線状に移動させる直動式の可変アクチュエータと、
   を有し、
   前記ダイによって前記ウエブに塗工厚みｄ、塗工幅ｆで塗工区間を塗工する場合に、
   前記定量ポンプは、前記間欠バルブの前記入口に毎時ΔＶ０の量の前記塗工液を供給し、
   前記定量ポンプによって前記間欠バルブの前記入口に毎時ΔＶ０の量の前記塗工液を供給し、
   前記ウエブに前記未塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口を閉状態の時刻ｔ１からｔ２の間は、前記可変手段の前記ピストンを移動させ前記容量可変室の容量を増加させて、Ｖ１＝ΔＶ０（ｔ２−ｔ１）の量の前記塗工液を前記容量可変室に溜め、
   前記ウエブに前記塗工区間を形成するために、前記間欠バルブの前記出口が開状態の時刻ｔ２からｔ３の間は、前記閉状態の間に前記容量可変室に溜まった量Ｖ１の前記塗工液を、前記容量可変手段の前記ピストンの先端を前記通過空間と交わる位置まで移動させ、前記容量可変室の容量を減少させて毎時ΔＶ１の量で全て排出し、前記入口から流入する流入量ΔＶ０の前記塗工液と共に前記出口から毎時（ΔＶ０＋ΔＶ１）の量を前記ダイに供給し、
   ｄ＊ｆ＝（ΔＶ０＋ΔＶ１）となるようにΔＶ０とΔＶ１を決定する、
   間欠塗工方法。

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