JP7105140B2

JP7105140B2 - 塗工装置とそれを用いた塗工方法

Info

Publication number: JP7105140B2
Application number: JP2018154932A
Authority: JP
Inventors: 翔五隈下; 康介大西; 紀一朗澤井; 秀和鈴木; 英之大東; 勉杉山; 昌也北本; 臣伸比良
Original assignee: 株式会社ヒラノテクシード
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: JP2020028841A

Description

本発明は、塗工装置とそれを用いた塗工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塗工区間と非塗工区間とを交互に形成するために、塗工液を供給するポンプとダイとの間に三方弁を設け、塗工区間を形成するときは、この三方弁を切り換えてダイに塗工液を供給し、非塗工区間を形成するときは、この三方弁を切り換えてダイへの塗工液の供給を停止する。

特開２０１２－４７２４５号公報

上記のような塗工装置において、ダイとバックアップロールの距離を所定の塗工間隙にする必要があ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、塗工装置のダイによって塗工液をウエブに塗工する場合に、ダイとバックアップロールとの塗工間隙を一定にできる塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、装置本体と、前記装置本体上を前後方向に移動する移動台と、前記移動台に設けられたダイと、前記ダイの前方に配され、ウエブを搬送するバックアップロールと、前記ダイの前端部にある吐出口と前記バックアップロールとの間の塗工間隙を決定するための間隙決定手段と、前記吐出口を前記塗工間隙に位置させて前記ウエブに塗工液を塗工して塗工区間を形成するときと、前記吐出口と前記バックアップロールとの間の距離を前記塗工間隙より離れた非塗工間隙に位置させて前記ウエブに非塗工区間を形成するときとを交互に行って前記ウエブに間欠塗工するために、前記移動台を前後方向に移動させると共に、前記非塗工間隙の位置より離れた退避位置に前記移動台を移動させる移動シリンダと、前記移動台を前記非塗工間隙の位置又は前記退避位置で停止させるために前記装置本体に設けられた非塗工位置停止手段と、を有し、前記間隙決定手段は、前記移動台に上下方向に設けられた第１固定コッタと、前記装置本体に上下方向に設けられた第２固定コッタと、前記第１固定コッタと前記第２固定コッタとの間を当接しつつ上下動する楔型の移動コッタと、前記移動コッタを上下動させる上下動部と、を有し、前記非塗工位置停止手段は、エアーシリンダからなる受けシリンダと、前記受けシリンダの前記受けシリンダ本体から前後方向に伸縮自在に突出した受けロッドの先端に、前記受けロッドの長さを調整するために設けられた調整ボルトと、を有し、前記ダイが前記非塗工位置に移動すると、前記受けシリンダ本体から伸ばした前記受けロッドの先端にある前記調整ボルトに前記移動台を当接し、前記ダイが前記退避位置に移動すると、前記受けシリンダ本体に縮んだ前記受けロッドの先端にある前記調整ボルトに前記移動台を当接し、前記上下動部によって前記移動コッタを前記第１固定コッタと前記第２固定コッタの間で上下動させて、前記塗工間隙を決定し、前記調整ボルトの長さを調整して、前記非塗工間隙を決定する、塗工装置である。

本発明によれば、ダイとバックアップロールとの塗工間隙を一定にできる。

本発明の一実施形態を示す塗工装置の塗工状態における側面図である。塗工装置の非塗工状態における側面図である。塗工装置の退避状態における側面図である。塗工装置の正面図である。移動シリンダの配管図である。塗工装置のブロック図である。

本発明の一実施形態の塗工装置１０について図１～図４を参照して説明する。この塗工装置１０は間欠塗工装置であって、ウエブＷの長さ方向に沿って塗工区間Ｍ１と非塗工区間Ｍ２とを交互に形成する。ウエブＷは、例えばフィルム、布帛、紙、金属箔、金属メッシュなどの長尺状の基材である。

（１）塗工装置１０
図１、図４に示すように塗工装置１０の装置本体１２は、水平な載置面に載置されている。装置本体１２の上面には水平方向に左右一対のレール１４，１４が前後方向に設けられ、この左右一対のレール１４，１４の上を移動台１６が前後方向に移動自在に設けられている。移動台１６の上にはダイ１８が水平に載置されている。

ダイ１８は、上部材２０と下部材２２とを有し、下部材２２の上面には左右方向に液溜め部２４が設けられている。液溜め部２４の左右方向の中央部から塗工液の供給口２６が下部材２２の後面に向かって貫通している。下部材２２の上面には、液溜め部２４の左右両側部、後面部を覆うコの字状のシム２８が配され、このシム２８の上に上部材２０が取り付けられ、シム２８が挟まれる。上部材２０と下部材２２の間であって液溜め部２４から前方に向かって液通路３０が形成され、この液通路３０の前端部に左右方向に長いスリット状の吐出口３２が開口している。

バックアップロール３４が、ダイ１８の前方にある装置本体１２に回転自在に設けられ、ウエブＷを下から上に一定の走行速度で搬送する。バックアップロール３４の回転軸Ｏの高さは、ダイ１８の吐出口３２の位置と同じ高さになるように配されている。

移動台１６の前端部から下方に向かって左右一対の脚部３６が設けられている。この脚部３６の前面には、エアーシリンダからなる移動シリンダ３８が設けられている。移動シリンダ３８の移動シリンダ本体４０が水平方向に配され、移動シリンダ本体４０から伸縮自在に突出した移動ロッド４２の先端が、脚部３６の前面に固定されている。

非塗工位置停止装置である受けシリンダ４４が、脚部３６の後方にある装置本体１２に設けられている。エアーシリンダからなる受けシリンダ４４の受けシリンダ本体４６は水平に配され、この受けシリンダ本体４６から伸縮自在に突出した受けロッド４８の前端部には調整ボルト９８が螺合されている。調整ボルト９８の先端は、脚部３６の後面に対応している。

間隙決定装置５０が、移動台１６の前方に設けられている。この間隙決定装置５０は、第１固定コッタ５２、第２固定コッタ５４、移動コッタ５６を有している。第１固定コッタ５２は、移動台１６の前部に上下方向に固定され、その前面が傾斜面である。第２固定コッタ５４は、移動台１６の前方にある装置本体１２に上下方向に固定され、後面は垂直面である。移動コッタ５６は、第１固定コッタ５２と第２固定コッタ５４との間に上下方向に設けられた楔形のコッタであり、前面が垂直面であり、後面が傾斜面である。第１固定コッタ５２の前面の傾斜面が、移動コッタ５６の傾斜面と係合し、第２固定コッタ５４の垂直面が、第１固定コッタ５２の垂直面と係合する。移動コッタ５６は、その下方に設けられたコッタ用モータ５８によって上下動自在である。コッタ用モータ５８によって移動コッタ５６を上下動することにより第１固定コッタ５２と第２固定コッタ５４の距離を調整できる。

ダイ１８には、塗工液を供給するためのポンプ６０が設けられ、タンク６２から塗工液を塗工する。ポンプ６０とダイ１８の供給口２６との間には三方弁６４が設けられ、塗工液をウエブＷに塗工する場合にはポンプ６０と供給口２６との間を開状態にし、非塗工区間を形成する場合にはポンプ６０とタンク６２との間を開状態にし、塗工液をタンク６２に循環させる。

（２）移動シリンダ３８の空気の経路
次に、移動シリンダ３８が移動ロッド４２によって移動台１６を移動させるための構造について図３を参照して説明する。図３に示すように、移動シリンダ本体４０は、移動ロッド４２の端部に設けられた移動ピストン７０によって第１空間７２と第２空間７４とに区切られ、第１空間７２から移動ロッド４２が外部に突出している。

移動シリンダ３８には、コンプレッサ７８、５ポートの主電磁弁７６、３ポートの第１電磁弁８０１、第１高速スピードコントローラ８２１、第１低速スピードコントローラ８４１、３ポートの第２電磁弁８０２、第２高速スピードコントローラ８２２、第２低速スピードコントローラ８４２が接続されている。

主電磁弁７６の入口には、コンプレッサ７８が接続され、また、第１電磁弁８０１用の排気口と第２電磁弁８０２用の排気口が設けられている。主電磁弁７６は、コンプレッサ７８からの空気を第１電磁弁８０１、又は第２電磁弁８０２に送るために経路を切り換えるものである。第１配管８６が空気の出る側であるとすると、第２配管８８が空気の入る側となり、この空気は第２電磁弁８０２用の排気口から排出される。逆に、第１配管８６が空気の出る側であるとすると、第２配管８８は空気の入る側となり、この空気は第２電磁弁８０２用の排気口から排出される。

主電磁弁７６の第１出口から出た第１配管８６は分岐し、第１高速スピードコントローラ８２１の入口と第１低速スピードコントローラ８４１の入口に接続されている。第１高速スピードコントローラ８２１の出口は、第１電磁弁８０１の第１入口に接続され、第１低速スピードコントローラ８４１の出口は、第１電磁弁８０１の第２入口に接続されている。第１電磁弁８０１の出口は、移動シリンダ本体４０の第１空間７２に接続されている。第１高速スピードコントローラ８２１は、主電磁弁７６から流れた空気を高速で第１電磁弁８０１を介して移動シリンダ本体４０の第１空間７２に空気を噴射し、第１低速スピードコントローラ８４１は、主電磁弁７６から流れた空気を低速（第１高速スピードコントローラ８２１より低速）で第１電磁弁８０１を介して移動シリンダ本体４０の第１空間７２に空気を噴射する。第１電磁弁８０１は、第１空間７２に空気を噴射する場合には、第１高速スピードコントローラ８２１と第１低速スピードコントローラ８４１の空気の経路を切り換えるものである。逆に第２空間７４に空気を噴射する場合には、第１空間７２から押し出された空気を第１高速スピードコントローラ８２１の逆止弁、又は第１低速スピードコントローラ８４１の逆止弁に送り、最終的には主電磁弁７６に循環させる。

主電磁弁７６の第２出口から出た第２配管８８は分岐し、第２高速スピードコントローラ８２２の入口と第２低速スピードコントローラ８４２の入口に接続されている。第２高速スピードコントローラ８２２の出口は、第２電磁弁８０２の第１入口に接続され、第２低速スピードコントローラ８４２の出口は、第２電磁弁８０２の第２入口に接続されている。第２電磁弁８０２の出口は、移動シリンダ本体４０の第２空間７４に接続されている。第２高速スピードコントローラ８２２は、主電磁弁７６から流れた空気を高速で第２電磁弁８０２を介して移動シリンダ本体４０の第２空間７４に空気を噴射し、第２低速スピードコントローラ８４２は、主電磁弁７６から流れた空気を低速（第２高速スピードコントローラ８２２より低速）で第２電磁弁８０２を介して移動シリンダ本体４０の第２空間７４に空気を噴射する。第２電磁弁８０２は、第２空間７４に空気を噴射する場合には、第２高速スピードコントローラ８２２と第２低速スピードコントローラ８４２の空気の経路を切り換えるものである。逆に第１空間７２に空気を噴射する場合には、第２空間７４から押し出された空気を第２高速スピードコントローラ８２２の逆止弁、又は第２低速スピードコントローラ８４２の逆止弁に送り、最終的には主電磁弁７６に循環させる。

各スピードコントローラ８２１，８４１，８２２，８４２における速度の制御方法は、移動シリンダ３８から排気される空気の速度を制御することで移動ピストン７０の速度を調整するメーターアウト制御でもよく、また、移動シリンダ３８に供給する空気の速度を制御することで移動ピストン７０の速度を調整するメーターイン制御であってもよい。すなわち、メーターアウト制御では、排気される空気が制御流であり、供給される空気が自由流となる。一方、メーターイン制御では、供給される空気が制御流であり、排気される空気が自由流となる。

（３）塗工装置１０の電気的構成
塗工装置１０の電気的構成について図４のブロック図を参照して説明する。塗工装置１０の制御部１００には、バックアップロール３４を回転させるための搬送用モータ９４、三方弁６４、ポンプ６０、コッタ用モータ５８、受けシリンダ４４が接続されている。また、コンプレッサ７８、主電磁弁７６、第１電磁弁８０１、第１高速スピードコントローラ８２１、第１低速スピードコントローラ８４１、第２電磁弁８０２、第２高速スピードコントローラ８２２、第２低速スピードコントローラ８４２が接続されている。

（４）塗工装置１０の動作状態
次に、塗工装置１０によってウエブＷに間欠塗工を行う動作状態について図１～図３を参照して説明する。

まず、間欠塗工を行う前の退避状態では、図３に示すように、移動シリンダ３８によって移動台１６をバックアップロール３４から最も離れた退避距離Ｌ３の退避位置に移動している。このとき、ポンプ６０は停止し、第１固定コッタ５２と移動コッタ５６も離れた状態になっている。なお、第２固定コッタ５４と移動コッタ５６とは、常に接触した位置にある。また、退避状態においては、受けシリンダ４４の受けロッド４８は縮めた状態であり、受けロッド４８の先端の調整ボルト９８に脚部３６の後面が当接している。

次に、間欠塗工を開始する場合には、制御部１００は、図１に示すように、移動シリンダ３８によって、移動台１６を移動させ、第１固定コッタ５２と移動コッタ５６が接触する位置（以下、「塗工位置」という）まで移動させる。このとき、移動コッタ５６の上下動の移動により、ダイ１８の吐出口３２とバックアップロール３４との距離は、塗工間隙Ｌ１になり、この塗工間隙Ｌ１の距離は１００μｍ～３００μｍである。退避位置から塗工位置まで移動させる場合には、主電磁弁７６と第１電磁弁８０１によって、第１低速スピードコントローラ８４１からの低速の空気を、第１空間７２に噴射する。これによって、移動台１６は低速で退避位置から塗工位置まで移動する。ポンプ６０を駆動させタンク６２から塗工液を液溜め部２４に圧送し、液通路３０を経て吐出口３２から、搬送されるウエブＷの表面に塗工液を塗工し、塗工区間Ｍ１を形成する。そして、塗工時においては、受けシリンダ４４の受けロッド４８を伸ばした状態であるが、受けロッド４８の先端の調整ボルト９８と脚部３６との間には、一定の間隙を設けておく。

次に、ウエブＷに塗工区間Ｍ１が形成した後、制御部１００は、図２に示すように、三方弁６４を切り換え、塗工液がタンク６２に循環させ、液溜め部２４に圧送しない。一方、三方弁６４の切り換えと同時に、ダイ１８が載置されている移動台１６を非塗工位置まで移動させる。塗工位置から非塗工位置まで移動させる場合には、主電磁弁７６と第２電磁弁８０２によって、第２高速スピードコントローラ８２２からの高速の空気を、第２空間７４に噴射する。これによって、移動台１６は高速で塗工位置から非塗工位置まで移動し、ダイ１８が高速で塗工間隙Ｌ１から非塗工間隙Ｌ２まで離れる。この非塗工間隙Ｌ２の距離は１ｍｍ～５ｍｍである。これにより、搬送されるウエブＷの表面に非塗工区間Ｍ２を形成する。また、高速で離れることにより、塗工区間Ｍ１から非塗工区間Ｍ２に切り換わるときに、塗工液がウエブＷの表面から切れて塗工区間Ｍ１の終了部分が盛り上がることがない。そして、非塗工状態においては、受けシリンダ４４の受けロッド４８を伸ばした状態で、かつ、受けロッド４８の先端の調整ボルト９８に脚部３６の後面が当接して非塗工位置に停止させる。これにより、一定の非塗工間隙Ｌ２となる。なお、非塗工位置を微調整するときは、調整ボルト９８の螺合状態を調整して、受けロッド４８の長さを調整する。

次に、ウエブＷに非塗工区間Ｍ２を形成した後、再び塗工区間Ｍ１を形成する場合には、制御部１００は、図１に示すように、主電磁弁７６と第１電磁弁８０１によって、第１高速スピードコントローラ８２１からの高速の空気を、第１空間７２に噴射し、非塗工位置から塗工位置まで高速で移動させる。これにより、ダイ１８が非塗工間隙Ｌ２から塗工間隙Ｌ１まで高速で移動する。このときに塗工間隙Ｌ１まで移動すると第１固定コッタ５２は移動コッタ５６に当接して前方への移動が阻止され、正確に塗工間隙Ｌ１の位置でダイ１８は停止する。また同時に、三方弁を切り換え、ポンプ６０によってタンク６２から塗工液を液溜め部２４に圧送し、液通路３０を経て吐出口３２から、搬送されるウエブＷの表面に塗工液を塗工し、塗工区間Ｍ１を形成する。なお、塗工間隙Ｌ１を調整するときは、コッタ用モータ５８で移動コッタ５６を上下動させ、第１固定コッタ５２と第２固定コッタ５４の間の距離を調整する。

次に、制御部１００は、図１と図２に示すように、ウエブＷに塗工区間Ｍ１と非塗工区間Ｍ２を交互に形成し、間欠塗工が終了した場合には、ポンプ６０を停止させ、主電磁弁７６と第２電磁弁８０２によって、第２低速スピードコントローラ８４２からの低速の空気を、第２空間７４に噴射する。これによって、移動台１６は低速で塗工位置（又は、非塗工位置）から退避位置まで移動し、ダイ１８が低速で退避位置まで離れる。

（５）効果
本実施形態により、間欠塗工において、塗工区間Ｍ１から非塗工区間Ｍ２になる場合に、ダイ１８が高速で塗工間隙Ｌ１から非塗工間隙Ｌ２に離れつつ、塗工液の供給を停止するため塗工区間Ｍ１の終端部分の尾引をなくすことができる。

また、塗工間隙Ｌ１に移動させるときは、第１固定コッタ５２が、移動コッタ５６に当接すればよく、塗工間隙Ｌ１を正確に保持できる。

また、塗工間隙Ｌ１を調整するときは、移動コッタ５６を上下動させ、第１固定コッタ５２と第２固定コッタ５４の間の距離を調整するだけでよく、簡単に、かつ、正確に行える。

また、非塗工位置に移動させるときは、脚部３６の後面が、受けシリンダ４４の受けロッド４８の先端に当接するので、非塗工間隙Ｌ２を正確に保持できる。

また、非塗工間隙Ｌ２を微調整するときは、調整ボルト９８の螺合状態を調整するだけでよく、簡単に、かつ、正確に調整できる。

また、間欠塗工をする場合にはダイ１８を高速で移動させ、退避位置から移動させる場合には低速で移動させるため、正確に塗工間隙Ｌ１に移動させることができる。

（６）変更例
上記実施形態では、間隙決定装置５０は、間欠塗工を行う塗工装置１０に用いたが、これに限らず、ウエブＷに塗工液を連続塗工する塗工装置１０においても、バックアップロール３４とダイ１８の吐出口３２との塗工間隙Ｌ１を決定する場合にも用いることができる。

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。

１０・・・塗工装置、１２・・・装置本体、１６・・・移動台、１８・・・ダイ、３２・・・吐出口、３４・・・バックアップロール、３６・・・脚部、３８・・・移動シリンダ、４４・・・受けシリンダ、５０・・・間隙決定装置、５２・・・第１固定コッタ、５４・・・第２固定コッタ、５６・・・移動コッタ、５８・・・コッタ用モータ、６０・・・ポンプ、６２・・・タンク、６４・・・三方弁、７０・・・移動ピストン、７２・・・第１空間、７４・・・第２空間、７６・・・主電磁弁、８０１・・・第１電磁弁、８０２・・・第２電磁弁、８２１・・・第１高速スピードコントローラ、８２２・・・第２高速スピードコントローラ、８４１・・・第１低速スピードコントローラ、８４２・・・第２低速スピードコントローラ、１００・・・制御部

Claims

装置本体と、
前記装置本体上を前後方向に移動する移動台と、
前記移動台に設けられたダイと、
前記ダイの前方に配され、ウエブを搬送するバックアップロールと、
前記ダイの前端部にある吐出口と前記バックアップロールとの間の塗工間隙を決定するための間隙決定手段と、
前記吐出口を前記塗工間隙に位置させて前記ウエブに塗工液を塗工して塗工区間を形成するときと、前記吐出口と前記バックアップロールとの間の距離を前記塗工間隙より離れた非塗工間隙に位置させて前記ウエブに非塗工区間を形成するときとを交互に行って前記ウエブに間欠塗工するために、前記移動台を前後方向に移動させると共に、前記非塗工間隙の位置より離れた退避位置に前記移動台を移動させる移動シリンダと、
前記移動台を前記非塗工間隙の位置又は前記退避位置で停止させるために前記装置本体に設けられた非塗工位置停止手段と、
を有し、
前記間隙決定手段は、
前記移動台に上下方向に設けられた第１固定コッタと、
前記装置本体に上下方向に設けられた第２固定コッタと、
前記第１固定コッタと前記第２固定コッタとの間を当接しつつ上下動する楔型の移動コッタと、
前記移動コッタを上下動させる上下動部と、
を有し、
前記非塗工位置停止手段は、
エアーシリンダからなる受けシリンダと、
前記受けシリンダの前記受けシリンダ本体から前後方向に伸縮自在に突出した受けロッドの先端に、前記受けロッドの長さを調整するために設けられた調整ボルトと、
を有し、前記ダイが前記非塗工位置に移動すると、前記受けシリンダ本体から伸ばした前記受けロッドの先端にある前記調整ボルトに前記移動台を当接し、前記ダイが前記退避位置に移動すると、前記受けシリンダ本体に縮んだ前記受けロッドの先端にある前記調整ボルトに前記移動台を当接し、
前記上下動部によって前記移動コッタを前記第１固定コッタと前記第２固定コッタの間で上下動させて、前記塗工間隙を決定し、
前記調整ボルトの長さを調整して、前記非塗工間隙を決定する、
塗工装置。
前記移動シリンダは、エアーシリンダであり、
前記移動シリンダの移動シリンダ本体は、前記装置本体に設けられ、
前記移動シリンダ本体から前後方向に伸縮する移動ロッドが前記移動台に取り付けられ、
前記移動シリンダにより、前記ダイを前記塗工間隙の位置と前記非塗工間隙の位置に一定の間欠速度で移動させ、かつ、前記非塗工間隙の位置では前記第１固定コッタと前記移動コッタが離れている、
請求項１に記載の塗工装置。
前記移動シリンダは、前記退避位置に前記移動台を移動させるときに、前記間欠速度より低速で移動させる、
請求項２に記載の塗工装置。
前記間欠塗工を行うときに空気を供給、又は、排気する高速スピードコントローラと、
前記退避位置に移動させるときの空気を供給、又は、排気する低速スピードコントローラと、
前記高速スピードコントローラ用の配管と前記低速スピードコントローラ用の配管のどちらかに空気の流れを切り換える電磁弁と、
を有し、
前記高速スピードコントローラの空気供給速度と空気排気速度が、前記低速スピードコントローラの空気供給速度と空気排気速度より速い、
請求項３に記載の塗工装置。
前記移動シリンダ本体内が移動ピストンにより第１空間と第２空間に区切られ、
前記第１空間への配管と前記第２空間への配管に空気の流れを切り換える主電磁弁を有し、
前記第１空間への前記配管上に前記高速スピードコントローラ、前記低速スピードコントローラ、前記電磁弁を有し、
前記第２空間への前記配管上に前記高速スピードコントローラ、前記低速スピードコントローラ、前記電磁弁を有する、
請求項４に記載の塗工装置。