JP6792958B2

JP6792958B2 - 液状物塗布装置

Info

Publication number: JP6792958B2
Application number: JP2016095687A
Authority: JP
Inventors: 堅司落合
Original assignee: ファーストケミカル株式会社
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2036-05-11
Also published as: JP2017202450A

Description

本発明は物体の表面に液状物の塗膜を塗布する装置に関し、特に、段ボール箱やクラフト紙袋等の紙器の表面の全面又は一部に荷崩れ防止用組成物の塗膜を形成するのに好適な液状物塗布装置に関する。

パレット上に積み重ねられた段ボール箱等が搬送中に荷崩れするのを防止する方法として、紙器の製造時又は梱包後に、その表面又は底面に、液状のスリップ防止剤を塗布して乾燥させ、段ボール箱等の紙器表面の摩擦係数を高めることが行なわれている。

かかるスリップ防止剤を紙器に膜状に塗布する方法としては、スプレー塗布、転写印刷、スクリーン印刷、ドクターブレード塗布、印刷ローラ塗布等の方式が考えられる。

スプレー塗布の場合は、紙器と非接触のスプレーガン等のノズルからスリップ防止剤を吐出させればよいので、メインテナンスの労力は軽減されるが、吐出時にミストを発生して周囲の環境を汚し、また、スリップ防止剤も浪費される。

また、搬送中の紙器の上面にスリップ防止剤を吐出させてブロワーなどで拡布する方法も提案されているが、均一に塗布することは困難であり、周囲の環境を汚すという問題もあり、これを防止するには装置の複雑化は避けられなかった（特許文献１及び特許文献２参照）。

一方、印刷ローラ塗布の場合は、周囲の環境汚染等の問題を解決でき、テーパーローラを用いることにより、均一に塗布することができ、メインテナンスも容易になることが知られている（特許文献３参照）。

特開平１０−１２８２１４号公報特開２００３−２０００９３号公報特開２００６−２１２５４５号公報

しかしながら、テーパーローラを用いる特許文献３に記載の塗布装置は、装置が大型であり、設置コストが高くなり、製品の生産量が少ない場合は採算が合わないという問題があった。そこで、本発明は、印刷ローラを用いた塗布装置であって、液状物の塗膜を均一に帯状に塗布でき、かつ、比較的安価に設置できるものを提供することを目的とする。

本発明者は、第一のローラを搬送中の物体の上面に自身の外周面を接触させて液状物を塗布するように吊り下げるとともに、第一のローラよりも幅の狭い第二のローラを第一のローラの外周面に液状物を供給するように第一のローラに対向して配置し、第一のローラを物体の搬送方向と同じ方向に回転させ、第二のローラを第一のローラと反対向きに回転させておくことにより、物体の上面に液状物の塗膜を均一に塗布でき、かつ、比較的安価に装置を設置できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の一局面によれば、搬送装置で搬送中の物体の上面に自身の外周面を接触させて液状物を塗布するように吊り下げられた第一のローラと、前記第一のローラの外周面に前記液状物を供給するように前記第一のローラに対向して配置された第二のローラと、第二のローラの外周面に前記液状物を供給する液状物供給装置とを少なくとも備えてなり、前記第一のローラは前記物体の搬送方向と同じ方向に回転され、前記第二のローラは前記第一のローラと反対向きに回転され、前記第一のローラの幅は、前記第二のローラの幅よりも大きいことを特徴とする液状物塗布装置が提供される。

本発明の液状物塗布装置によれば、第一のローラを吊り下げて、搬送中の物体の上面に自身の外周面を接触させるようにしたので、第一のローラは、その自重で物体の上面を押圧することにより、その外周面に供給された液状物を物体の上面に転写して、液状物の塗膜を形成することができる。また、第一のローラと第二のローラを互いに対向させて配置するとともに、互いに反対方向に回転するようにしたので、第一のローラの外周面に必要量の液状物を保持させることができる。また、第二のローラとして、幅が第一のローラの幅よりも小さいものを用い、第一のローラの外周面に液状物を供給するようにしたので、物体の上面に液状物の塗膜を均一に形成できるようになった。

本発明の液状物塗布装置の第一の実施形態を示す概略斜視図である。本発明の液状物塗布装置の第二の実施形態を示す概略斜視図である。図１又は図２に示す液状物塗布装置の側面図である。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明するが、本発明は該実施形態のみに限定されるものではない。

図１を参照して、本発明の第一の実施形態を説明する。

図１の装置は、物体２として段ボール箱を用い、その上面に液状物を塗布するように構成された装置であり、より詳細には、段ボール箱２を積み重ねた時に段ボール箱２同士が相互にスリップして荷崩れするのを防止するために、搬送装置１で搬送中の段ボール箱２の上面に荷崩れ防止用組成物すなわちスリップ防止剤の塗膜２１を形成するための装置である。図示の例では、搬送装置１としてローラコンベアが用いられているが、ベルトコンベアなども使用でき、搬送装置１はこれらのみに制限されるものではない。

さらに、図１の装置は、搬送装置１の上方に、液状物であるスリップ防止剤の液体を段ボール箱３の上面に塗布するための第一のローラ３を備え、第一のローラ３の外周面に液状物を供給するための第二のローラ４が第一のローラ３の上方に対向して配置されている。第一のローラ３及び第二のローラ４としては、公知のゴムローラ、金属ローラなどを使用することができ、金属ローラの外周面にゴムシートや布を被覆したものであってもよい。

図１の装置では、第一のローラ３は、同一の軸３１に固定された一対の円筒状のローラ３ａ，３ｂからなり、第二のローラ４は、同一の軸４１に固定された一対の円筒状のローラ４ａ，４ｂからなる。段ボール箱２の上面にスリップ防止剤の塗膜２１を均一に形成できるように、ローラ４ａ，４ｂの幅は、ローラ３ａ，３ｂの幅よりも小さくされている。ローラ３ａ，３ｂ及びローラ４ａ，４ｂの直径は、同じである。そして、ローラ３ａ，３ｂは、それぞれ、ローラ４ａ，４ｂに対向して配置されており、より具体的には、段ボール箱２の搬送方向に見て、ローラ４ａ，４ｂはそれぞれ対向するローラ３ａ，３ｂの幅内に収まるように、すなわち、ローラ４ａ，４ｂの外周面の全幅がローラ３ａ，３ｂの外周面に対向するように配置されている。図１に示されるように、ローラ４ａ，４ｂは、段ボール箱２の搬送方向に見て、それぞれ対向するローラ３ａ，３ｂのほぼ中央に位置することが好ましい。ローラの軸３１及び４１は、何れも、搬送装置１の上面と平行し、かつ、段ボール箱２の搬送方向と直交して延びるように配置されている。軸３１及び軸４１は、それぞれ、その一端部に、これらを回転駆動させるための駆動装置３２，４２を備え、第一のローラ３及び第二のローラ４を互いに独立して回転駆動できるようにしている。図１の装置では、装置全体の重量バランスの観点から、駆動装置３２及び駆動装置４２は、それぞれ、軸３１及び軸４１の異なる側の端部に設けられているが、場合によっては、同じ側の端部に設けることもできる。

本発明では、第一のローラ３及び第二のローラ４は、液状物塗布装置のプラットフォームに対して揺動可能に取り付けられたフレーム６３に軸支されることが好ましい。図１の装置の場合、装置の基礎部材であるプラットフォーム６０に固定された枠体６１のヒンジ部６２ａ，６２ｂに軸支されて、段ボール箱２の搬送方向に揺動可能に配置されたフレーム６３が設けられている。第一のローラ３は、フレーム６３の搬送方向下流側端部に固定された一対のアーム６４ａ，６４ｂの下方端部に形成された軸受６５ａ，６５ｂに軸３１を挿通させて回転可能に支持されている。第二のローラ４は、アーム６４ａ，６４ｂよりもやや搬送方向上流側に固定された一対のアーム６６ａ，６６ｂの下方端部に形成された軸受６７ａ，６７ｂに軸４１を挿通させて回転可能に支持されている。アーム６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂの上方端部はねじ切りされており、この上方端部をフレーム６３に設けられた孔に挿通させ、ボルト６８，６９によりフレーム６３に固定している。第二のローラ４の上方には、その外周面に液状物を供給するための液状物供給装置５が配置されており、図１の装置では、液状物供給装置５は２つのユニット５ａ，５ｂからなり、ローラ４ａ，４ｂのそれぞれの外周面にスリップ防止剤の液体が供給されるように、それぞれのユニット５ａ，５ｂがローラ４ａ，４ｂの上方でフレーム６３に固定されている。フレーム６３は、第一のローラ３、第二のローラ４、液状物供給装置５等の自重により、ヒンジ部６２ａ，６２ｂ回りに下方に回転するように動くが、図３を参照して後で詳述するように、ヒンジ部６２ａ，６２ｂの両側で枠体６１とフレーム６３との間に架け渡されたバネ７１，７２によって、第一のローラ３の外周面が段ボール箱２の上面を適度に押圧するように調整されている。

次に、図２を参照して、本発明の第二の実施形態を説明する。

図２の実施形態は、第一のローラ３及び第二のローラ４が何れも単一のローラからなり、液状物供給装置５が３つのユニット５ａ，５ｂ，５ｃからなること以外、図１の実施形態を同様である。図２の装置の場合も、段ボール箱２の上面にスリップ防止剤の塗膜２１を均一に形成できるように、第二のローラ４の幅は、第一のローラ３の幅よりも小さくされている。第一のローラ３及び第二のローラ４の直径は、同じである。図１の実施形態は、物体２の上面の一部に数本の帯状に液状物２１を塗布するために好適であるのに対し、図２の実施形態は、物体２の上面のほぼ全面に液状物２１を塗布するために好適である。なお、本発明において、第二のローラ４，４ａ，４ｂの幅は、対向する第一のローラ３，３ａ，３ｂの幅の0.25〜0.66であることが好ましく、より好ましくは0.3〜0.5である。また、本発明において、第二のローラ４，４ａ，４ｂの各ローラに対して設ける液状物供給装置５のユニット数に制限はなく、図１のように一つのローラに対して１ユニットであっても、図２のように一つのローラに対して３ユニットであってもよく、所望の厚さの塗膜２１を形成するに必要な液状物の量が確保できるユニット数であればよい。

次に、図３を参照して、図１及び図２の装置の動作を説明する。

図３は、本発明の液状物塗布装置を、段ボール箱２が搬送されてくる直前の状態で示している。第一のローラ３は、その外周面が搬送されてくる段ボール箱２の上面に接触するように配置されていればよいが、好ましくは、図３に示すように、第一のローラ３の下端部が、搬送されてくる段ボール箱２の上面よりも僅かな寸法だけ低く位置するように配置される。この場合、図３でこの寸法を表わす間隔Ｈは、１〜１０ｍｍであることが好ましい。この間隔Ｈは、バネ７１，７２の弾性率を調整したり、アーム６４ａ，６４ｂの位置をボルト６８で変更したりすることで調整できる。

段ボール箱２が搬送される直前までに、第一のローラ３の外周面に十分な量の液状物の層が形成されているようにすることが必要である。そのために、液状物供給装置５から第二のローラ４に十分な量の液状物を供給し、第一のローラ３と第二のローラ４との間隙周辺に液状物溜まりが形成されるようにしておくことが好ましい。この液状物溜まりは、図３に示すように、第一のローラ３と第二のローラ４を反対向きに回転させるとともに、第二のローラ４に十分な量の液状物を供給することにより形成させることができる。液状物溜まりが形成されている場合、第一のローラ３の外周面に十分な量の液状物２１の層が形成されていることを意味する。第一のローラ３の外周面に保持される液状物の量は、第一のローラ３と第二のローラ４との間隙の寸法Ｇを調節することにより変更することができ、通常、寸法Ｇを大きくすると第一のローラの外周面に形成される液状物の層の厚さが増し、該一のローラの外周面に保持される液状物の量を増加させることができる。この寸法Ｇは、液状物の性状によっても異なるが、５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることがさらにより好ましい。この寸法Ｇは、アーム６４ａ，６４ｂの位置をボルト６８で変更したり、アーム６６ａ，６６ｂの位置をボルト６９で変更したりすることで調整できる。また、液状物供給装置５から第二のローラ４に供給される液状物の量に応じて、第一のローラ３と間隙の寸法Ｇを調節する制御装置を設けて、自動的に寸法Ｇを調節できるようにしてもよい。

かくして、図３に示す間隔Ｈ及び間隙の寸法Ｇを搬送されてくる段ボール箱２に応じて適切に調整した状態にした後、段ボール箱２が搬送されてくると、第一のローラ３が段ボール箱２の上流側の側面から上記間隔Ｈだけ乗り上げるようにして段ボール箱２の上面に接触する。その際、バネ７１及び７２の作用により、第一のローラ３は段ボール箱２の上面を押圧しながら回転するので、第一のローラ３の外周面に形成されていた液状物３の層が段ボール箱２の上面に転写され、段ボール箱２の上面に液状物の塗膜２１が均一に形成される。第一のローラ３の段ボール箱２の上面に対する押圧力の点から、図３のフレーム６３の揺動角度θは０〜４０度の間に設定することが好ましい。

上記の塗膜形成時には、第一のローラ３は段ボール箱２の搬送方向と同じ向きに回転させることが必要であり、第二のローラ４は上述の通り、インクの液溜まりを形成させるために、第一のローラ３と反対向きに回転させる必要がある。第一のローラ３と第二のローラ４はそれぞれの駆動装置３２，４２によって別個に回転され、その速度も、適宜、個別に設定することができる。特に、第一のローラ３の回転速度は、段ボール２の上面を押圧するのに適した回転速度に設定することが好ましい。駆動装置３２，４２としては、モータが挙げられるが、これに限られるものではなく、それ以外の動力伝達機構を用いてもよい。

上記スリップ防止剤としては、液状のものであれば特に制限はないが、ゴム成分と造膜性ポリマーとを含有し、必要に応じて、コロイダルシリカなどの摩擦係数増強材を添加したスリップ防止剤が好ましい。かかるスリップ防止剤は、特開平10-53742号公報や特開平11-217535号公報に記載されており、詳細については、これらの公報を参照されたい。なお、本発明で使用する液状物は、５０〜１０，０００ｃｐｓ（５０〜１０，０００ｍPa・s）程度の粘度を備えていることが好ましい。

本発明の液状物塗布装置は、ローラコンベアなどの搬送装置により搬送中の物体、たとえば、段ボール箱の上面に液状物を均一に塗布するのに好適である。

１搬送装置
２段ボール箱
２１塗膜
３，３ａ，３ｂ第一のローラ
４，４ａ，４ｂ第二のローラ
５液状物供給装置
３１，４１軸
３２，４２駆動装置
６０プラットフォーム
６１枠体
６２ａ，６２ｂヒンジ部
６３フレーム
６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂアーム
６５ａ，６５ｂ，６７ａ，６７ｂ軸受
６８，６９ボルト
７１，７２バネ
Ｈ間隔
Ｇ間隙の寸法

Claims

搬送装置（１）で搬送中の物体（２）の上面に自身の外周面を接触させて液状物を塗布する第一のローラ（３）と、前記第一のローラ（３）の外周面に前記液状物を供給するように前記第一のローラ（３）に対向して配置された第二のローラ（４）と、第二のローラ（４）の外周面に前記液状物を供給する液状物供給装置（５）とを少なくとも備えてなる液状物塗布装置であって、前記第一のローラ（３）及び前記第二のローラ（４）は、前記液状物塗布装置のプラットフォームに対してバネを介して揺動可能に連結されたフレーム（６３）に回動可能に軸支されており、前記第一のローラ（３）は前記物体（２）の搬送方向と同じ方向に回転され、前記第二のローラ（４）は前記第一のローラ（３）と反対向きに回転され、前記第一のローラ（３）の幅は、前記第二のローラ（４）の幅よりも大きいことを特徴とする液状物塗布装置。
前記第一のローラ（３）から前記物体（２）の上面に塗布される液状物の膜厚を調整するために、前記液状物供給装置（５）から前記第二のローラ（４）に供給される液状物の量に応じて、前記第一のローラ（３）と前記第二のローラ（４）との間の間隙の寸法（Ｇ）を調節する制御装置を備えている、請求項１に記載の液状物塗布装置。
前記第一のローラ（３）及び前記第二のローラ（４）は、それぞれ、個別に設けられた駆動装置（３２、４２）によって個別に回転駆動される、請求項２に記載の液状物塗布装置。
前記第一のローラ（３）の下端部が、前記物体（２）の上面よりも僅かな寸法だけ低く位置するように配置される、請求項１に記載の液状物塗布装置。