JP7425624B2

JP7425624B2 - 搬送塗工装置

Info

Publication number: JP7425624B2
Application number: JP2020025582A
Authority: JP
Inventors: 裕也江川
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2024-01-31
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: JP2021130076A

Description

本発明は、ウエブを搬送して塗工液を塗工する搬送塗工装置に関するものである。

従来、搬送塗工装置において、リバースコータでウエブへ塗工中に、ウエブ同士の継目がリバースコータの位置に来たときには、その継目を回避（ジャンピング動作）したり、又は、メンテナンスのときにウエブをリバースコータから離す必要がある。そのため、必要なときにウエブを案内する案内ロール群をリバースコータから離れるように移動させる搬送塗工装置が提案されている。この搬送塗工装置は、案内ロール群を移動させてもウエブのパスラインの長さが変化しないように案内ロール群を移動させる主移動手段以外に、この主移動手段と同期してそのパスラインの長さを調整する調整手段が設けられている。

特開２０１５－１７４７６９号公報

しかし、上記搬送塗工装置においては、案内ロール群を主移動手段によって移動させるときに、調整手段によってパスライン長を調整する必要があるため、その構造が複雑になると共に、両者の同期をとることが難しい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、案内ロール群を移動させる場合にパスラインの調整を簡単に行うことができる搬送塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、フレームと、所定の搬送速度で搬送されるウエブのパスラインを構成する複数の案内ロールから形成される案内ロール群と、前記案内ロール群に搬送される前記ウエブに塗工液を塗工する塗工手段と、前記案内ロール群を、前記ウエブが前記塗工手段から離れる方向である移動方向に、前記フレームに対し移動させる移動手段と、前記フレームに回転自在に固定され、前記ウエブを前記案内ロール群に案内する第１固定ロールと、前記フレームに回転自在に固定され、前記案内ロール群を通過したウエブが架け渡された第２固定ロールと、前記移動手段を用いて前記案内ロール群を、前記移動方向に一体に移動させる制御手段と、を有し、前記移動方向は、垂直方向に対し所定の傾斜角度θ°で傾斜し、前記第１固定ロールから前記案内ロール群の最も上流にある案内ロールに架け渡された前記ウエブの搬送方向と、前記案内ロール群の最も下流にある案内ロールから前記第２固定ロールに架け渡された前記ウエブの搬送方向とが前記傾斜角度θ°で傾斜し、前記案内ロール群の各案内ロールは、左右一対の移動部材の間に回転自在に支持され、左右一対の前記移動部材にはラックがそれぞれ設けられ、前記ラックには、左右一対のピニオンが螺合し、左右一対の前記ピニオンは、シャフトによって同軸に連結され、前記シャフトは、前記フレームに回転自在に設けられている、搬送塗工装置である。

本発明によれば、ウエブを案内する案内ロール群を移動手段によって移動させるだけで、パスライン長の調整を特別に行う必要がない。

本発明の一実施形態の搬送塗工装置の移動部材が移動する状態を示した説明図である。搬送塗工装置の側面図である。搬送塗工装置の後面図である。搬送塗工装置のブロック図である。変更例の搬送塗工装置の移動部材が移動する状態を示した説明図である。

本発明の一実施形態の搬送塗工装置１０について図１～図４を参照して説明する。本実施形態の搬送塗工装置１０は、リバースコータよりなる塗工部１でウエブＷの片面に塗工液を塗工するものであり、ウエブＷとしては、例えば、フィルム、金属箔、布、紙などである。

（１）搬送塗工装置１０
搬送塗工装置１０の構造について図１～図３を参照して説明する。搬送塗工装置１０は、図２に示すように、第１フレーム１２と第２フレーム１４とより構成され、第１フレーム１２ではウエブＷを搬送する案内ロール群が設けられ、第２フレーム１４にはウエブＷへの塗工部１が設けられている。図１と図２において、左側が前（上流）、右側が後（下流）となる。

図２に示すように、第１フレーム１２は、水平な床に載置されるものであり、脚部１６と、脚部１６から立設された左右一対のフレーム本体１８，１８と、フレーム本体１８の上部から前方に突出した左右一対の上フレーム２０，２０とより構成されている。上フレーム２０，２０の下方には空間が設けられ、第２フレーム１４が配される。第１フレーム１２の左右一対のフレーム本体１８，１８は、横枠材２３によって連結されている（図３参照）。

図１と図２に示すように、左右一対のフレーム本体１８，１８の間と上フレーム２０，２０の下方の空間には、左右一対の板状の移動部材２２，２２が設けられている。左右一対の移動部材２２，２２の間には、ウエブＷの搬送路の上流から順番に第１案内ロール２４、第２案内ロール２６、第３案内ロール２８、第４案内ロール３０、第５案内ロール３２が回転自在に水平に架け渡されている。以下の説明において第１案内ロール２４、第２案内ロール２６、第３案内ロール２８、第４案内ロール３０、第５案内ロール３２をまとめて呼ぶ場合には、「案内ロール群２４～３２」と呼ぶ。案内ロール群２４～３２は、ウエブＷと接触して回転する他動である。なお、左右一対の移動部材２２，２２は、不図示の横枠材で固定されている。

図１に示すように、第１案内ロール２４は、移動部材２２の後部の上端部（最も上流）に配されている。

図１に示すように、第２案内ロール２６は、第１案内ロール２４の下流であって、第１案内ロール２４の下方で、かつ、前方の位置に設けられている。

図１に示すように、第３案内ロール２８は、移動部材２２の下端であって、第２案内ロール２６の下流で、かつ、下方前方に設けられている。

図１に示すように、第４案内ロール３０は、第３案内ロール２８と同じ高さで、かつ、第３案内ロール２８よりも下流に設けられている。第３案内ロール２８から第４案内ロール３０へのウエブＷのパスラインは水平である。なお、ウエブＷの「パスライン」とは、搬送塗工装置１０によって搬送されるウエブＷの搬送路の軌跡を意味し、「パスライン長」とは、その軌跡の長さを意味する。

図１に示すように、第５案内ロール３２は、移動部材２２の前部であって、第４案内ロール３０の下流であって、かつ、上方に設けられている。また、第５案内ロール３２から後から説明する第２固定ロール５４へのパスラインは、垂直方向に対して傾斜角度θ°＝３０°で配されている。

図１と図２に示すように、移動部材２２の後部上端部にはラック３４が設けられている。このラック３４の長手方向は、垂直方向に対し傾斜角度θ°＝３０°である。

図１と図２に示すように、左右一対の移動部材２２，２２の左右一対のラック３４，３４と螺合するように左右一対のピニオン３６が設けられている。図３に示すように、左右一対のピニオン３６，３６はシャフト３８によって同軸に連結され、シャフト３８の左右両端部は、左右一対のフレーム本体１８に対し回転自在に架け渡されている。

図２に示すように、左右一対の移動部材２２の後部には、それぞれ第１移動ブロック４０と第２移動ブロック４２が設けられている。第１移動ブロック４０は、左右一対のフレーム本体１８の内面側に設けられた第１レール４４に沿って移動自在となっている。この第１レール４４は、傾斜角度θ°＝３０°で設けられている。第２移動ブロック４２は、左右一対のフレーム本体１８の内面側であって、第１レール４４よりも前方に位置した第２レール４６に沿って移動自在となっている。第２レール４６は、傾斜角度θ°＝３０°で設けられ、第１レール４４と平行である。この左右一対の第１レール４４、第１移動ブロック４０と、左右一対の第２レール４６，４６と第２移動ブロック４２、４２によって、左右一対の移動部材２２，２２が、左右一対のフレーム本体１８，１８の間を傾斜角度θ°で移動する。

図２に示すように、左右一対の移動部材２２，２２の上方に位置する上フレーム２０，２０には、左右一対の上エアーシリンダ４８，４８がそれぞれ設けられている。この上エアーシリンダ４８の本体はフレーム本体１８，１８にそれぞれ固定され、上エアーシリンダ４８から伸縮自在に延びたシャフトが移動部材２２の上部に固定されている。左右一対の上エアーシリンダ４８，４８によって、案内ロール群２４～３２を有する左右一対の移動部材２２，２２が傾斜角度θ°で移動する。

図２に示すように、左右一対の移動部材２２，２２の下方におけるフレーム本体１８，１８には左右一対の下エアーシリンダ５０，５０がそれぞれ設けられている。それぞれの下エアーシリンダ５０の本体はフレーム本体１８の内面に固定され、下エアーシリンダ５０から伸縮自在に延びたシャフトの上端の上に、移動部材２２の下部が載置され、直接固定されていない。左右一対の下エアーシリンダ５０，５０によって、案内ロール群２４～３２を有する左右一対の移動部材２２，２２が傾斜角度θ°で押し上げることができる。なお、上エアーシリンダ４８，４８の力よりも下エアーシリンダ５０，５０の力の方が強い。

図１と図２に示すように、左右一対のフレーム本体１８，１８の間であって、その前部であって高さ方向における中央部には第１固定ロール５２が回転自在に配されている。この第１固定ロール５２に架け渡されたウエブＷが、移動部材２２における第１案内ロール２４に架け渡されるものであり、第１固定ロール５２から第１案内ロール２４へのウエブＷのパスラインは傾斜角度θ°となる。

上フレーム２０の前端部には、第２固定ロール５４が設けられている。この第２固定ロール５４の取り付け位置は、第５案内ロール３２の上方であって、第５案内ロール３２から第２固定ロール５４へのウエブＷのパスラインは傾斜角度θ°となる。また、第２固定ロール５４には、張力測定装置５６が設けられ、第２固定ロール５４に架け渡されたウエブＷの張力を測定できる。

図１と図２に示すように、フレーム本体１８の上端部には、サクションロール５８が設けられている。サクションロール５８は、第２固定ロール５４からのウエブＷが架け渡されたものであり、サクションロール５８の吸引装置６８によってウエブＷを吸引しながら、回転装置５９によって駆動回転して搬送する。

図１と図２に示すように、ウエブＷの継目を検出する継目センサ７２が、第１固定ロール５２の上流側に設けられている。

図１と図２に示すように、第２フレーム１４は、第１フレーム１２と別体であって、水平な床を移動自在に設けられている。この第２フレーム１４は、第１フレーム１２の上フレーム２０の下方の空間に配される。第２フレーム１４の上部には、リバースコータ方式のダイ６０を有する塗工部１が設けられている。このダイ６０内部には液溜め部６２が設けられ、液溜め部６２の上端部にはリバースロール６４が回転自在に設けられている。リバースロール６４は、第３案内ロール２８と第４案内ロール３０に架け渡されたウエブＷの下面に接触し、ウエブＷの搬送方向とは反対方向に回転することにより、液溜め部６２に溜められている塗工液をウエブＷの下面に塗工する。

（２）搬送塗工装置１０の電気的構成
次に、搬送塗工装置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。搬送塗工装置１０のコンピュータよりなる制御部６６には（図２参照）、左右の上エアーシリンダ４８，４８、左右の下エアーシリンダ５０，５０、張力測定装置５６、サクションロール５８の吸引装置６８、リバースロール６４の回転装置６５が接続されている。また、ウエブＷを搬送速度Ｖで搬送する駆動モータ７０、継目センサ７２が接続されている。

（３）搬送塗工装置１０の動作状態
搬送塗工装置１０の動作状態について図１～図３を参照して説明する。

まず、図１と図２の実線に示すように、ウエブＷは、継目センサ７２、第１固定ロール５２、第１案内ロール２４、第２案内ロール２６、第３案内ロール２８、第４案内ロール３０、第５案内ロール３２を経て、第２固定ロール５４に架け渡され、最後にサクションロール５８に架け渡され、駆動モータ７０によって搬送速度Ｖで移動する。

図１と図２の実線に示すように、制御部６６は、ウエブＷに塗工液を塗工する場合には、左右一対の上エアーシリンダ４８．４８を用いて、左右一対の移動部材２２．２２を最下端の位置に移動させて固定する。このときに下エアーシリンダ５０のシャフトの上に移動部材２２が載置される。そして、リバースロール６４をウエブＷの下面近傍に配し、搬送方向とは反対側に回転させ、ウエブＷの下面に塗工液を塗工する。

次に、図１と図２の二点鎖線に示すように、制御部６６は、継目センサ７２がウエブＷの継目を検出すると、ウエブＷの継目がリバースロール６４に接触しないようにするためにウエブＷをリバースロール６４から上方に離す方向に移動させるジャンピング動作を行う。すなわち、制御部６６は、左右一対の下エアーシリンダ５０，５０によって、案内ロール群２４～３２を有する左右一対の移動部材２２を傾斜角度θ°で上方に約３０ｍｍ押し上げる。下エアーシリンダ５０，５０は、上エアーシリンダ４８，４８より力が強いため、移動部材２２を押し上げることができる。この場合に、左右一対の移動部材２２，２２の移動と共にラック３４，３４が移動し、シャフト３８で同軸に固定されたピニオン３６，３６が回転するため、左右一対の移動部材２２，２２が同期して移動し、案内ロール群２４～３２が水平方向から傾かない。

図１に示すように、ジャンピング動作を行うタイミングＴは、搬送速度Ｖと、継目センサ７２から第３案内ロール２８に至るパスライン長Ｌから、Ｔ＝Ｌ／Ｖを算出し、継目センサ７２が継目を検出した時から時間Ｔ後にジャンピング動作を行う。

図１に示すように、傾斜角度θ°で移動部材２２が移動した場合に、第１固定ロール５２の位置Ａ０から第１案内ロール２４の位置Ａ１までのパスライン長Ａが、第１案内ロール２４が位置Ａ２まで移動することによりＡ＋ΔＡとなる。一方、第５案内ロール３２の位置Ｂ１から第２固定ロール５４の位置Ｂ０までのパスライン長Ｂが、第５案内ロール３２が位置Ｂ２まで移動することによりＢ－ΔＢとなる。この場合に、第１固定ロール５２と第１案内ロール２４のパスラインの傾斜角度と、第５案内ロール３２から第２固定ロール５４のパスラインの傾斜角度が、θ°で等しいため、ΔＡ＝ΔＢとなる。したがって、移動部材２２を傾斜角度θ°で移動させた場合に、第１固定ロール５２から第２固定ロール５４までのパスライン長は変化しない。ここで、重要な点は、移動部材２２が移動しているときは、上流側のパスライン長ＡがＡ＋ΔＡとなり、下流側のパスライン長ＢがＢ－ΔＢと過程において、第１案内ロール２４から第５案内ロール３２に架け渡されているウエブＷが下流から上流に逆流するように引っ張れる状態となる。しかし、このときには、案内ロール群２４～３２は全て他動であるため、逆流するウエブＷに追随して回転速度が遅くなり、ウエブＷにかかる張力は変化せずシワや傷が発生しない。

次に、ウエブＷの継目が、リバースロール６４の位置を通過すると再び左右一対の下エアーシリンダ５０，５０によって移動部材２２を傾斜角度θ°で下方に移動させ、塗工を再開する。この場合においても、張力は変化せず、また、パスライン長を調整する必要がない。

また、第５案内ロール３２を通過したウエブＷは、第２固定ロール５４に架け渡される。第２固定ロール５４には、張力測定装置５６が設けられているため、制御部６６は、この張力測定装置５６によって測定した測定張力が所定範囲内であれば、サクションロール５８は、予め定めた同じ回転速度で回転させる。そして測定張力が設定張力より大きくなると、サクションロール５８の回転速度を下げ、設定張力になるように張力を下げる。一方、測定張力が設定張力よりも小さくなった場合には、サクションロール５８の回転速度を上げ、設定張力になるように張力を上げるフィードバック制御する。

さらに、メンテナンス（定期点検や修理点検）の場合には、ウエブＷの搬送中、又は、停止中において、左右一対の上エアーシリンダ４８，４８によって左右一対の移動部材２２，２２を、継目が通過するときよりも大きく（例えば、約２００ｍｍ）リバースロール６４から離れる方向に引き上げる。このときに下エアーシリンダ５０から伸縮自在に延びたシャフトの上端の上に、移動部材２２の下部が単に載置されているだけで、直接固定されていないため、下エアーシリンダ５０は、左右一対の上エアーシリンダ４８，４８によって左右一対の移動部材２２，２２を引き上げるときの障害とはならない。このときにおいても、案内ロール群２４～３２を有する左右一対の移動部材２２，２２を傾斜角度θ°で移動させるため、パスラインの調整が不要となる。

なお、傾斜角度θ°としては、０°＝＜θ°＝＜４５°であればよく。好適には２０°～４０°である。

（４）効果
本実施形態によれば、移動部材２２を傾斜角度θ°で移動させて継目を回避したり、メンテナンスのための移動を行うため、ウエブＷのパスライン長の変化を調整する必要がなく、また、移動部材２２の移動中にウエブＷの張力に変化がなくシワや傷が発生しない。

また、ウエブＷの張力が変化した場合には、張力測定装置５６が測定した測定張力に対応して、サクションロール５８の回転速度をフィードバック制御するため、一定の張力を維持できる。

また、傾斜角度θ°で第２固定ロール５４に架け渡されるため、第２固定ロール５４の外周と接触する抱え込み角度が大きく取ることができ、張力測定装置５６によってウエブＷの張力を正確に測定できる。

（５）変更例
上記実施形態では、第３案内ロール２８と第４案内ロール３０の下方に塗工部１を設ける構造であったが、これに代えて、図５に示すように第２案内ロール２６と第５案内ロール３２の間にバックアップロール７４を設け、このバックアップロール７４にウエブＷを架け渡して駆動させ、その下方にダイ６０などの塗工部１を配する構造であってもよい。

また、上記実施形態では、塗工部１としてリバースコータ方式を用いたが、グラビアコータでもよく、また、これに代えてウエブＷの搬送方向と同じ方向に塗工ロールが回転するコータ方式の塗工部１やこれ以外の方式の塗工部１を用いてもよい。

また、上記実施形態では、案内ロール群２４～３２は、ウエブＷと接触して回転する他動であったが、強制的に駆動させてもよい。この場合に、左右一対の移動部材２２，２２はエアーシリンダ４８，５０で移動させるため、移動速度ｖ（ｔ）は移動中に変化する（但し、ｔは移動時間である）。例えば、移動開始時は正の加速度があり、その後に一定の移動速度となり、移動終了時は負の加速度で最後に停止する。そのため、制御部６６は、左右一対の移動部材２２，２２の移動速度ｖ（ｔ）を移動センサで検出する。そして、制御部６６は、第１案内ロール２４、第２案内ロール２６、第３案内ロール２８、第４案内ロール３０、第５案内ロール３２の各案内ロールの周速度（外周部分の回転速度Ｒ＊ω（ｔ）である）を、この変化する移動速度ｖ（ｔ）とウエブＷの搬送速度Ｖから算出してこれに合わせて回転駆動させれば、各案内ロールとの接触部分におけるウエブＷのシワや傷を防止できる。その算出方法としては、Ｒ＊ω（ｔ）＝Ｖ＋ｖ（ｔ）である。但し、Ｒはそれぞれの案内ロールの半径、ω（ｔ）はそれぞれの案内ロールの角速度であって、強制的に駆動する場合に制御部６６で制御できる。

また、上記実施形態では、案内ロール群２４～３２を有する左右一対の移動部材２２，２２を上下エアーシリンダ４８，５０で移動させたが、これに代えてサーボモータで移動させてもよい。

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・・・塗工部、１０・・・搬送塗工装置、１２・・・第１フレーム、１４・・・第２フレーム、２２・・・移動部材、２４・・・第１案内ロール、２６・・・第２案内ロール、２８・・・第３案内ロール、３０・・・第４案内ロール、３２・・・第５案内ロール、３４・・・ラック、３６・・・ピニオン、３８・・・シャフト、４８・・・上エアーシリンダ、５０・・・下エアーシリンダ、５２・・・第１固定ロール、５４・・・第２固定ロール、５６・・・張力測定装置、５８・・・サクションロール、６０・・・ダイ、６６・・・制御部

Claims

フレームと、
所定の搬送速度で搬送されるウエブのパスラインを構成する複数の案内ロールから形成される案内ロール群と、
前記案内ロール群に搬送される前記ウエブに塗工液を塗工する塗工手段と、
前記案内ロール群を、前記ウエブが前記塗工手段から離れる方向である移動方向に、前記フレームに対し移動させる移動手段と、
前記フレームに回転自在に固定され、前記ウエブを前記案内ロール群に案内する第１固定ロールと、
前記フレームに回転自在に固定され、前記案内ロール群を通過したウエブが架け渡された第２固定ロールと、
前記移動手段を用いて前記案内ロール群を、前記移動方向に一体に移動させる制御手段と、
を有し、
前記移動方向は、垂直方向に対し所定の傾斜角度θ°で傾斜し、
前記第１固定ロールから前記案内ロール群の最も上流にある案内ロールに架け渡された前記ウエブの搬送方向と、前記案内ロール群の最も下流にある案内ロールから前記第２固定ロールに架け渡された前記ウエブの搬送方向とが前記傾斜角度θ°で傾斜し、
前記案内ロール群の各案内ロールは、左右一対の移動部材の間に回転自在に支持され、
左右一対の前記移動部材にはラックがそれぞれ設けられ、
前記ラックには、左右一対のピニオンが螺合し、
左右一対の前記ピニオンは、シャフトによって同軸に連結され、
前記シャフトは、前記フレームに回転自在に設けられている、
搬送塗工装置。
前記傾斜角度θ°が、０°＝＜θ°＝＜４５°である、
請求項１に記載の搬送塗工装置。
前記ラックは、前記移動方向と平行に前記移動部材に設けられている、
請求項１に記載の搬送塗工装置。
前記移動手段は、左右一対の前記移動部材にそれぞれ設けられたエアーシリンダ、又は、モータである、
請求項３に記載の搬送塗工装置。
前記制御手段は、前記ウエブの継目の通過時に前記ウエブを搬送させながら前記移動手段を用いて前記案内ロール群を、前記移動方向に一体に移動させる、
請求項１に記載の搬送塗工装置。
前記第２固定ロールは、前記ウエブの張力を測定する張力測定手段を有している、
請求項１に記載の搬送塗工装置。
前記第２固定ロールの下流にサクションロールが設けられ、前記ウエブは前記第２固定ロールと前記サクションロールに架け渡されている、
請求項６に記載の搬送塗工装置。
前記制御手段は、前記張力測定手段の測定張力が、設定張力より大きいときは、前記サクションロールの回転速度を下げ、前記設定張力より小さいときは、前記回転速度を上げるフィードバック制御を行う、
請求項７に記載の搬送塗工装置。
前記塗工手段が、リバースコータ、グラビアコータ、ロールコータ、又は、ダイである、
請求項１に記載の搬送塗工装置。