JPH06223B2 - リップコータ型塗工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バッキングロールの下方にドクターエッジを
有するノズルヘッドを配し、前記ノズルヘッドから塗工
液を圧力をかけて噴射してウエブに塗工するリップコー
タ型塗工装置に関する。

［従来の技術］ 従来の上記構成のリップコータ型塗工装置としては、下
記構造のものがある。

塗工液のノズルヘッドの側面に蓋付き塗工液ダムが装着
され、ダム内流路がこの塗工液ダムの塗工液供給口から
上方に行く程内容積が小さくなるように形成され、この
ダム内流路の尖端部に塗工液タマリが形成され、また、
ダム内流路の流出口が、ドクターエッジとバッキングロ
ールの摺接部に臨ましめた塗工機があった。

この塗工機は、ポンプ等の圧力によって、塗工液をドク
ターエッジとバッキングロールの摺接部にまで押し上げ
て、ドクターエッジとパッキングロールとの間隙によっ
て塗工厚さを設定して、ウエブに対して塗工液の塗工を
行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記構成の塗工機であると、塗工液にか
かる圧力は、ドクターエッジとバッキングロールの摺接
部に押し上げるためであるとともに、流出路付近が細く
なっているため、ウエブの移動と共に塗工液内に空気が
混入したまま前記摺接部に至り塗工層に空気が混じると
いう問題があった。そして、これが原因で塗工量にムラ
が生じるという問題もあった。

［発明の目的］ 本発明は、ウエブの塗工層の空気が混入せず、また、均
一な塗工ができるリップコータ型塗工装置を提供するも
のである。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の本発明は、バッキングロールの下方にドクタ
ーエッジを有するノズルヘッドを配し、前記ノズルヘッ
ドから塗工液を圧力をかけて噴射して、バッキングロー
ルの下周面をノズルヘッドの前方から後方へ走行するウ
エブに塗工するリップコータ型塗工装置であって、ノズ
ルヘッドの上面には、縦断面円弧型のドクターエッジが
設けられ、ノズルヘッドの内部の幅方向には、第１液溜
め室が設けられ、第１液溜め室とドクターエッジの前方
に位置するノズルヘッドの上面との間には、流出路が設
けられ、ノズルヘッドの前部には、バッキングロールの
下周面へ向かってウエブ走行用の間隙を残して液溜め壁
が立設され、バッキングロールの下周面、液溜め壁、ド
クターエッジ及びノズルヘッドの上面とより第２液溜め
室が形成され、前記第２液溜め室は、流出路の出口より
前方に脹まして流出路の容積より大きく形成されている
とともに、縦断面円弧型のドクターエッジの刃先に接近
するほど容積が、次第に小さくなるものである。

請求項２のリップコータ型塗工装置は、請求項１のリッ
プコータ型塗工装置において、前記第２液溜め室内に圧
力検出手段が設けられ、第１液溜め室へ塗工液を圧送す
る塗工液供給手段が設けられ、圧力検出手段が検出した
圧力信号によって、塗工液供給手段の塗工液を圧送する
圧力をフィードバック制御することにより第２液溜め室
内を大気圧より高くする制御手段が設けられたものであ
る。

請求項３のリップコータ型塗工装置は、請求項２のリッ
プコータ型塗工装置において前記圧力検出手段が検出し
た圧力信号が、第２液溜め室を塗工液が満した状態でか
つ液溜め壁とバッキングロールとの間隙からオーバーフ
ローしないように設定した基準圧力値になるように前記
制御手段が、フィードバック制御するものである。

請求項４のリップコータ型塗工装置は、請求項２のリッ
プコータ型塗工装置において、前記圧力検出手段を前記
液溜め壁に設けたものである。

［作 用］ 上記構成の請求項１のリップコータ型塗工装置である
と、ウエブは塗工液が満された第２液溜め室を通過して
ドクターエッジまで送行し、ドクターエッジの刃先によ
る線圧によって塗工液が塗工される。この場合に、第２
液溜め室は流出路の出口より前方に脹まして流出路の容
積より大きく形成しているため、第２液溜め室内部を大
気の圧力より高い基準圧力に保持し易く、そのため、ウ
エブが液溜め壁とバッキングロールとの間隙から第２液
溜め室内部に搬入される際に、第２液溜め室内部に空気
が侵入することない。

また、ドクターエッジは縦断面円弧型であるため、その
刃先に接近するほど第２液溜め室の容積が次第に小さく
なるため、それにともなってウエブにかかる圧力は次第
に高くなる。したがって、ウエブの移動にともなう塗工
液の同伴流と、ドクターエッジの前方に位置する流出路
の出口からの塗工液の噴射流は同じ方向の旋回流となっ
て不安定な流れになることがない。よって、ドクターエ
ッジに達する前のウエブ表面にある空気の混入していな
い塗工液の量が幅方向で変化することなく、ウエブへの
塗工量が幅方向でムラが発生することがない。

請求項２のリップコータ型塗工装置であると、第２液溜
め室に圧力手段が設けられているため、この圧力検出手
段の圧力信号によって塗工液供給手段の塗工液を圧送す
る圧力を調整でき、第２液溜め室内は、常に第２液溜め
室内を大気圧より高い目的の内圧に保持できる。この場
合に、塗工液供給手段から第１液溜め室へ圧送された塗
工液は、狭い流出路を通過することによりその圧力が均
一化され、また、第２液溜め室は流出路の出口より前方
に膨らませて流出路の容積より大きく形成しているた
め、第２液溜め室内部を大気の圧力より高い圧力に保持
しやすい。

請求項３のリップコータ型塗工装置であると、第２液溜
め室を塗工液が満たした状態で、かつ、液溜め壁とバッ
キングロールとの間隙からオーバーフローしないように
設定した基準圧力値に第２液溜め室内は、フィードバッ
ク制御されていることにより、ウエブに一定の塗工圧で
塗工できる。

請求項４リップコータ型塗工装置であると、圧力検出手
段が液溜め壁に設けられているため、その検出手段を容
易に取り付けできる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

(10)は、ウエブ(F)へのリップコータ型塗工装置であ
る。

(12)はバッキングロールであって、このバッキングロー
ル(12)が回転することによりウエブ(F)を支持しなが
ら、ウエブ(F)をリップコータ型塗工装置(10)の前面か
ら後面に送行させるものである。

(14)は塗工液を噴射するノズルヘッドであって、バッキ
ングロール(12)の下方に配されている。

(16)はノズルヘッド(14)のヘッド本体(16)であって、バ
ッキングロール(12)と略同じ幅を有し、上部にドクター
エッジ(18)が設けられている。このドクターエッジ(18)
は、縦断面円弧型に形成されたコンマ型ドクターエッジ
(18)である。バッキングロール(12)とドクターエッジ(1
8)との間隙をウエブ(F)が送行する。ヘッド本体(16)の
前面(16a)はフラットな面に形成されている。この前面
(16a)に塗工液の噴出口(20)が開口している。

(22)はヘッド本体(16)の蓋体であって、ヘッド本体(16)
の前面(16a)にボルト(23)により着脱自在に取付けられ
る。蓋体(22)の後面には、幅方向に凹部(24)が設けられ
ている。ヘッド本体(16)と蓋体(22)とをボルト(23)によ
り組合わせることにより、ヘッド本体(16)の前面(16a)
と蓋体(22)の凹部(24)によってノズルヘッド(14)内部の
幅方向に第１液溜め室(26)が形成される。第１液溜め室
(26)の上部には流出路(28)が幅方向に第１液溜め室(26)
と連続して形成されている。この流出路(28)は、垂直に
上方に伸びて、ドクターエッジ(18)の前部とノズルヘッ
ド(14)前端部との間に出口(28a)が設けられている。そ
して、この出口(28a)の幅方向の長さによりウエブ(F)の
塗工幅が決定される。そのため、蓋体(22)の幅方向の長
さを変化させるとウエブ(F)の塗工幅が変化する。

(30)は液溜め壁であって、蓋体(22)と略同じ幅を有し、
蓋体(22)の前面の上部にボルト(31)により着脱自在に取
付けられている。この液溜め壁(30)の上端とバッキング
ロール(12)の下周面との間には、ウエブ(F)の走行用の
間隙が残されている。

(32)は第２液溜め室であって、ドクターエッジ(18)の前
面、蓋体(22)の上面、液溜め壁(30)の後面によつて形成
された空間と、この空間の両側面をノズルヘッド(14)の
上面とバッキングロール(12)の下周面との間に配された
隔壁(34)によって閉塞することにより形成されている。
この第２液溜め室(32)の内容積は、流出路(28)の出口(2
8a)より前方へ脹んだ状態となっていることにより流出
路(28)の容積より大きくなっている。隔壁(34)(34)は、
ノズルヘッド(14)の上面とバッキングロール(12)の下周
面との間を摺動自在に設けられており、また隔壁(34)の
底面は幅方向に開口した流出路(28)の出口(28a)を閉塞
できるように形成されている。

(36)はドクターエッジ(18)の下方のヘッド本体(16)に設
けられたスリットである。このスリット(36)の一端はヘ
ッド本体(16)の後上面に幅方向に開口し、また、スリッ
ト(36)は幅方向に沿ってかつ前方にいくほど下方に傾斜
して設けられている。このスリット(36)には、スリット
(36)と直交するように調整ボルト(38)が幅方向に複数本
等間隔に貫通している。この調整ボルト(38)の端部はノ
ズルヘッド(14)の後面(16b)に臨んでおり、この後面(16
b)から調整ボルト(38)の螺合具合を調整することによっ
てスリット(36)の幅を調整できる。スリット(36)の幅が
変化すればドクターエッジ(18)の刃先が上下動して上下
にそれぞれ２μｍ〜３μｍの幅で調整ができる。なお、
幅方向に複数個調整ボルト(38)が設けられているため、
上下動させたい刃先の一番近い調整ボルト(38)を調整す
る。

(40)は保持部材であって、ノズルヘッド(14)の中央下方
に設けられている。保持部材(40)には、両ロッド型のエ
アーシリンダ(42)が上下方向に配されている。このエア
ーシリンダ(42)はそのシリンダチューブの上端において
ノズルヘッド(14)のヘッド本体(16)の下面に螺合されて
いる。

(44)は、保持部材(40)内部の下方に配されたスケール保
持部材である。スケール保持部材(44)内部には、磁気式
の変位計測用スケールであるマグネスケール(45)（商品
名）が配されている。マグネスケール(45)の頂部は、エ
アーシリンダ(42)のピストンロッドの下端部に当接して
おり、このピストンロッドの上下方向の変位を検出する
ことができる。この保持部材(40)のエアーシリンダ(42)
が上下動によりノズルヘッド(14)の撓みが上下にそれぞ
れ２０μｍ〜３０μｍの幅で調整ができる。

(46)はポンプであって、塗工液を圧送するためのもので
あって、ヘッド本体(16)の噴出口(20)に接続されてい
る。このポンプ(46)は後述するマイコン(48)からの動作
信号DSによつて塗工液の圧送する圧力が制御される。

(50)はセラミックセンサー等の圧電素子よりなる圧力計
であって、第２液溜め室(32)内部に設けられ、第２液溜
め室(32)の内圧を測定するものである。この圧力計(50)
は測定した圧力を電気信号である圧力信号ASによって後
述するマイコン(48)へ出力する。

(48)はマイコンであって、圧力計(50)とポンプ(46)に接
続されている。圧力計(50)から出力された圧力信号ASが
入力され、また、ポンプ(46)へ動作信号DSを出力する。

(52)はウエブ(F)の厚み測定装置であって、塗工後のウ
エブ(F)の走行路に設けられている。この厚み測定装置
(52)は、β線厚み計、赤外線厚み計等のよりなる。

上記構成のリップコータ型塗工装置(10)の作動状態を下
記に説明する。

ウエブ(F)への塗工液の厚みは、バッキングロール(12)
とドクターエッジ(18)の間隙と第２液溜め室(32)の内圧
によって決定される。

ウエブ(F)をバッキングロール(12)とドクターエッジ(1
8)の間隙に送行させる。塗行液は、ポンプ(46)から第１
液溜め室(26)においてノズルヘッド(14)の幅方向に拡散
して流出路(28)の出口(28a)から第２液溜め室(32)内部
へ均一に噴射され、第２液溜め室(32)内部を一定の圧力
（以下、基準圧力という）で保持する。この基準圧力
は、塗工液が第２液溜め室(32)を満した状態でかつ液溜
め壁(30)とバッキングロール(12)との間隙からオーバー
フローしないように設定しておく。

ウエブ(F)は塗工液が満された第２液溜め室(32)を通過
してドクターエッジ(18)まで送行し、ドクターエッジ(1
8)の刃先による線圧によって塗工液が塗工される。この
場合に、塗工液が狭い流出路(28)を通過することにより
塗工液の圧力が均一化され、また、第２液溜め室(32)は
流出路(28)の出口(28a)より前方に脹まして流出路(28)
の容積より大きく形成しているため、第２液溜め室(32)
内部を大気の圧力より高い基準圧力に保持し易く、その
ため、ウエブ(F)が液溜め壁(30)とバッキングロール(1
2)との間隙から第２液溜め室(32)内部に搬入される際
に、第２液溜め室(32)内部に空気が侵入することなく、
それにより、塗工層に気泡が生じることがない。

また、ドクターエッジ(18)はコンマ型であるため、ドク
ターエッジ(18)の刃先に接近するほど第２液溜め室(32)
の容積が次第に小さくなっており、それにともなってウ
エブ(F)にかかる圧力は次第に高くなり、また、圧力の
調整により塗工液を第２液溜め室(32)外にオーバフロー
させない構造となっている。そのため、ウエブ(F)の移
動にともなう塗工液の同伴流Ａと流出路(28)の出口(28
a)からの塗工液の噴射流Ｂは同じ方向の旋回流Ｃとなっ
て不安定な流れになることがない。よって、ドクターエ
ッジ(18)に達する前のウエブ(F)表面にある塗工液の量
が幅方向で変化することがなく、ウエブ(F)への塗工量
が幅方向でムラが発生することがない。

第４図のブロック図に基づいて、第２液溜め室(32)の内
圧が基準圧力に保持される状態を説明する。

第２液溜め室(32)の内圧がポンプの回転ムラや塗工液の
粘度の変化、液温度の変化等の外部の要因等で基準圧力
より上昇すると、圧力計(50)からの圧力信号ASによって
内圧が上昇したことがマイコン(48)に伝達される。マイ
コン(48)は、動作信号DSによってポンプ(46)の塗工液の
圧送する圧力を下げる。塗工液の圧力が下がると、第２
液溜め室(32)の内圧が下がって元の圧力となる。逆に、
第２液溜め室(32)の内圧が基準圧力より下がると、マイ
コン(48)はポンプ(46)の塗工液の圧送する圧力を上げて
第２液溜め室(32)の内圧を上昇させる。

ノズルヘッド(14)が、幅方向に撓んだ場合には、保持部
材(40)のエアーシリンダ(42)によってノズルヘッド(14)
の中央部を上下方向に変位させて、撓みを補正する。な
お、本実施例では、保持部材(40)は、ノズルヘッド(14)
の中央部に一個所設けているが、これに限らず、複数個
設けてもよい。

ドクターエッジ(18)の刃先は、機械加工のみで仕上って
いる。しかし、現在の加工方法では完全な直線性が得ら
れず、幅方向に小さなうねりが発生している。そのた
め、ドクターエッジ(18)の刃先を調整ボルト(38)によっ
て上下にそれぞれ２μｍ〜３μｍ変化させて、刃先のう
ねりを微調整して直線に近づける。このうねりの大きさ
や調整の変化量は、塗工したウエブ(F)の塗工厚さを厚
み測定装置(52)で測定して、塗工液が幅方向に均一に塗
工されたかどうか確認する。

ヘッド本体(16)より蓋体(22)を取外すと、ヘッド本体(1
6)の前面(16a)はフラットな面に形成されているため、
前面(16a)に付着した塗工液やゴミ等のの掃除がし易
い。

ヘッド本体(16)に取付ける蓋体(22)の幅を変化させる
と、流出路(28)の出口(28a)の幅が変化してウエブ(F)の
塗工幅を変化させることができる。

また、隔壁(34)を幅方向に摺動させることにより流出路
(28)の出口(28a)の幅が変化してウエブ(F)の塗工幅を変
化させることができる。たとえば、第３図の場合には、
塗工幅はＬとなる。

［発明の効果］ 本発明の請求項１のリップコータ型塗工装置は、上記し
たように、ウエブは塗工液が満された第２液溜め室を通
過してドクターエッジまで送行し、ドクターエッジの刃
先による線圧によって塗工液が塗工される。この場合
に、第２液溜め室は流出路の出口より前方に脹まして流
出路の容積より大きく形成しているため、第２液溜め室
内部を大気の圧力より高い基準圧力に保持し易く、その
ため、ウエブが液溜め壁とバッキングロールとの間隙か
ら第２液溜め室内部に搬入される際に、第２液溜め室内
部に空気が侵入することなく、それにより、ウエブの塗
工層に気泡が生じることがない。

また、ドクターエッジは縦断面円弧型であるため、その
刃先に接近するほど第２液溜め室の容積が次第に小さく
なるため、それにともなってウエブにかかる圧力は次第
に高くなる。したがってウエブの移動にともなう塗工液
の同伴流と、ドクターエッジの前方に位置する流出路の
出口からの塗工液の噴射流は同じ方向の旋回流となって
不安定な流れになることがない。よって、ドクターエッ
ジに達する前のウエブ表面にある空気の混入していない
塗工液の量が幅方向で変化することなく、ウエブへの塗
工量が幅方向でムラが発生することがない。さらに、こ
の場合に、第２液溜め室の容積より小さい流出路で塗工
液の圧力が均一化されてウエブへ塗工されるため、より
一層ムラなく塗工できる。

請求項２のリップコータ型塗工装置であると、第２液溜
め室に圧力手段が設けられているため、この圧力検出手
段の圧力信号によって塗工液供給手段の塗工液を圧送す
る圧力を調整でき、第２液溜め室内は、常に目的の内圧
に保持することができる。この場合に、塗工液供給手段
から第１液溜め室へ圧送された塗工液は、狭い流出路を
通過することによりその圧力が均一化され、また、第２
液溜め室は流出路の出口より前方に膨らませて流出路の
容積より大きく形成しているため、第２液溜め室内部を
大気の圧力より高い圧力に保持しやすい。そのため、こ
の位置に圧力検出手段を設けて圧力調整を容易に行なう
ことができる。

請求項３のリップコータ型塗工装置であると、第２液溜
め室を塗工液が満たした状態で、かつ、液溜め壁とバッ
キングロールとの間隙からオーバーフローしないように
設定した基準圧力値に第２液溜め室内が、常にフィード
バック制御されていることにより、ウエブに一定の塗工
圧で塗工できる。

請求項４リップコータ型塗工装置であると、圧力検出手
段が液溜め壁に設けられているため、その検出手段を容
易に取り付できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す側面図、 第２図は、拡大縦断面図 第３図は、第２図におけるＩ−Ｉ線断面図、 第４図は、塗工装置、マイコン及びポンプのブロック図
である。 符号の説明 １０……リップコータ型塗工装置 １２……バッキングロール １４……ノズルヘッド １６……ヘッド本体 １６ａ……ヘッド本体の前面 １８……ドクターエッジ ２２……蓋 体 ２４……凹 部 ２６……第１液溜め室 ２８……流 出 路 ２８ａ……流出路の出口 ３０……液溜め壁 ３２……第２液溜め室 ３４……隔 壁 ３６……スリット ３８……調整ボルト ４０……保持部材 ４２……エアーシリンダ ４４……スケール保持部材 ４６……ポ ン プ ４８……マイコン ５０……圧力計 ５２……厚み測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺杣 博 奈良県北葛城郡河合町大字川合101番地の １ 平野金属株式会社内 (72)発明者 卯川 里志 奈良県北葛城郡河合町大字川合101番地の １ 平野金属株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−255168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−257872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175664（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−53767（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッキングロールの下方にドクターエッジ
   を有するノズルヘッドを配し、前記ノズルヘッドから塗
   工液を圧力をかけて噴射して、バッキングロールの下周
   面をノズルヘッドの前方から後方へ走行するウエブに塗
   工するリップコータ型塗工装置において、 ノズルヘッドの上面には、縦断面円弧型のドクターエッ
   ジが設けられ、 ノズルヘッドの内部の幅方向には、第１液溜め室が設け
   られ、 第１液溜め室とドクターエッジの前方に位置するノズル
   ヘッドの上面との間には、流出路が設けられ、 ノズルヘッドの前部には、バッキングロールの下周面へ
   向かってウエブ走行用の間隙を残して液溜め壁が立設さ
   れ、 バッキングロールの下周面、液溜め壁、ドクターエッジ
   及びノズルヘッドの上面とより第２液溜め室が形成さ
   れ、 前記第２液溜め室は、流出路の出口より前方に脹まして
   流出路の容積より大きく形成されているとともに、縦断
   面円弧型のドクターエッジの刃先に接近するほど容積
   が、次第に小さくなる ことを特徴とするリップコータ型塗工装置。
2. 【請求項２】前記第２液溜め室内に圧力検出手段が設け
   られ、 第１液溜め室へ塗工液を圧送する塗工液供給手段が設け
   られ、 圧力検出手段が検出した圧力信号によって、塗工液供給
   手段の塗工液を圧送する圧力をフィードバック制御する
   ことにより第２液溜め室内を大気圧より高くする制御手
   段が設けられた ことを特徴とする請求項１に記載のリップコータ型塗工
   装置。
3. 【請求項３】前記圧力検出手段が検出した圧力信号が、
   第２液溜め室を塗工液が満した状態でかつ液溜め壁とバ
   ッキングロールとの間隙からオーバーフローしないよう
   に設定した基準圧力値になるように前記制御手段が、フ
   ィードバック制御する ことを特徴とする請求項２に記載のリップコータ型塗工
   装置。
4. 【請求項４】前記圧力検出手段を前記液溜め壁に設けた ことを特徴とする請求項２に記載のリップコータ型塗工
   装置。