JP2018008218A - 間欠塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非塗工状態への移行時に塗工ダイの吐出口に残る液滴に起因する塗工不良の発生を防止し、良好な品質での間欠塗工を可能とする間欠塗工装置を提供する。【解決手段】塗工面に対向配置された塗工ダイ２と、塗工液６を送給する給液源３と、給液源３からの塗工液６の送給先を塗工ダイ２への送出路３３と給液源３への戻し路３４との間で選択的に切換える切換弁４とを備える構成において、切換弁４は、送出路３３に連なる送出室、戻し路３４に連なる還流室、及び送出室及び還流室に連通し、給液源から塗工液が導入される導入室を備えるハウジング４０と、送出室及び還流室と導入室との連通部分に夫々配してあり、各連通部分を開閉すべく開端位置と閉端位置との間で往復移動すると共に、閉状態を保ったまま送出室又は還流室内に出没する部分を有するシャトル４１とを備える構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、塗工液を塗工面に間欠的に塗工する間欠塗工装置に関する。

基材シートの片面又は両面に塗工層が形成された塗工シートは、種々の産業分野において使用されている。この種の塗工シートは、帯状をなす基材シートを長さ方向に搬送し、この基材シートの一面（塗工面）に搬送経路の途中に設けた塗工装置により塗工液を塗工し、その後の乾燥工程を経て塗工液を固化、定着させる手順で製造され、適宜の長さに切断して使用される。

塗工装置は、基材シートの搬送経路に対向配置された塗工ダイ、及び該塗工ダイに塗工液を送給する給液源を備えている。塗工ダイは、塗工面に近接対向するスリット状の吐出口を備えており、給液源から送給される塗工液は、塗工ダイの吐出口から吐出され、基材シートの塗工面に塗工される。

特許文献１には、給液源と塗工ダイとの間に、塗工ダイへの送給路と給液源への戻し路との間で塗工液の送給先を切り換える切換弁（バルブ）を備え、該切換弁の動作により間欠的な塗工を可能とした間欠塗工装置が開示されている。切換弁は、塗工ダイへの送給路を開閉する第１の弁体と、給液源への戻し路を開閉する第２の弁体とを備えており、塗工時には、第１の弁体を開とし、第２の弁体を閉とする一方、非塗工時には、第１の弁体を閉とし、第２の弁体を開とすることで間欠塗工を実現している。

特開２０１５−１１２５２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の間欠塗工装置においては、塗工状態から非塗工状態への移行のために塗工ダイへの塗工液の送給を停止したとき、停止前の塗工液が吐出口の開口部の外側に滴状に付着して残る虞れがある。

吐出口に残る液滴は、基材シートの非塗工部分に接触し、掠れを伴った不完全な塗工部を生じさせ、また、次の塗工状態への移行のために塗工液の送給を再開したとき、新たに送給される塗工液と共に基材シートに塗布されて、塗工部の始端に塗工厚さが大きい盛り上がり部が形成される等の塗工不良を発生させる原因となる。

特許文献１においては、吐出口と塗工面との間のギャップが大きいほど塗工開始時における第１の弁体の開放速度を遅くすることにより、盛り上がり部の形成を防止できるとしてあるが、前述した液滴の存在に着目した技術ではなく、盛り上がり部の形成を効果的に防止することは難しい。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非塗工状態への移行時に塗工ダイの吐出口に残る液滴に起因する塗工不良の発生を防止し、良好な品質での間欠塗工を可能とする間欠塗工装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る間欠塗工装置は、塗工面に対向配置された塗工ダイと、塗工液を送給する給液源と、該給液源からの塗工液の送給先を前記塗工ダイへの送出路と前記給液源への戻し路との間で選択的に切換える切換弁とを備える間欠塗工装置において、前記切換弁は、前記送出路に連なる送出室、前記戻し路に連なる還流室、及び前記送出室及び還流室に連通し、前記給液源から塗工液が導入される導入室を備えるハウジングと、前記送出室及び還流室と前記導入室との連通部分に夫々配してあり、各連通部分を開閉すべく開端位置と閉端位置との間で往復移動するシャトルとを備え、該シャトルは、前記閉端位置から前記開端位置への移動時に閉状態を保ったまま前記送出室又は還流室内に出没する部分を有することを特徴とする。

送出室側のシャトルは、非塗工状態への移行に際し、開端位置から閉端位置に移動して塗工ダイへの塗工液の送出を停止する。該シャトルは、移動の途中で送出室と導入室との連通を遮断する閉状態となり、閉状態を保ったままで閉端位置に達して送出室内に没し、塗工ダイ内の塗工液を引き戻す。塗工ダイからの塗工液の吐出は、吐出口の内奥側に引き込まれた状態で停止され、吐出口の外側に液滴が残らず、非塗工中に塗工面に液滴が接触し、不完全な塗工がなされることを未然に防止し得る。還流室側のシャトルは、閉端位置から開端位置に移動して還流室を導入室に連通させる。塗工液は、還流室から給液源に戻され、給液源と切換弁との間を循環する。

送出室側のシャトルは、塗工再開時に、閉端位置から開端位置に移動する。このときシャトルは、閉状態を保ったままで送出室内に突出し、送出室内の塗工液を塗工ダイに押し出し、非塗工中に吐出口の内奥側に引き込まれた塗工液を開口端に押し戻す。塗工液は、送出再開後速やかに吐出口から吐出され、遅滞なく塗工を開始することができ、また吐出口の外側に残る液滴が盛り上がり部を形成する虞れもなく、開始端から良好な塗工品質での塗工が可能となる。

また、前記シャトルは、一端部から軸長方向に延びる凹溝が外周に形成された円筒体であり、前記凹溝の非形成域に弾接するシール環との間で閉状態を保って移動可能としてある。

シャトルは、シール環に弾接する凹溝の非形成域の範囲で出没することができ、塗工液の引き戻し及び押し出しを簡素な構成により確実に実現することができる。

また前記塗工ダイは、長さ方向に搬送される帯状の基材シートの一面に近接する吐出口を有し、前記送出路への切換えにより前記吐出口から吐出される塗工液を前記基材シートの一面に塗工する。

塗工ダイは、吐出口から吐出される塗工液を長さ方向に搬送される帯状の基材シートの一面に塗工する。基材シートの一面には、切換弁の動作により塗工部と非塗工部とを良好な品質で形成することができる。

本開示の実施形態においては、非塗工状態への移行時に塗工ダイの吐出口に残る液滴に起因する塗工不良の発生を防止し、良好な品質での間欠塗工を実現することができる。

実施の形態に係る塗工装置の概略構成を示す模式図である。 切換弁の動作説明図である。 切換弁の動作説明図である。 切換弁の動作説明図である。 塗工の様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態に係る塗工装置の概略構成を示す模式図である。図示の如く塗工装置は、長さ方向に搬送される帯状をなす基材シート１の一面（塗工面）に塗工処理を施すように構成され、塗工ダイ２、給液源３及び切換弁４を備えている。

基材シート１は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂製シート、又は銅箔、アルミ箔等の金属箔であり、一対のガイドロール１１、１２、及びこれらの間のバックアップロール１０により案内され、図中に矢符に示す向きに搬送される。

ガイドロール１１、１２及びバックアップロール１０は、互いに平行をなす軸周りに回転可能に支持された円筒形のロールであり、基材シート１は、塗工面を外向きとしてバックアップロール１０の外周に巻き掛けられている。

塗工ダイ２は、バックアップロール１０に巻き掛けられた基材シート１の塗工面に対向配置されており、液溜め部２０、及び液溜め部２０に連通し、塗工面に近接対向するスリット状の吐出口２１を備えている。

給液源３は、塗工液タンク３０及び定量ポンプ３１を備えている。塗工液タンク３０の内部には、基材シート１に塗工される塗工液６が貯留されている。定量ポンプ３１は、塗工液タンク３０の底部に一端を接続された送液管３２の中途に設けてある。送液管３２の他端は、切換弁４に接続されており、塗工液タンク３０内の塗工液６は、定量ポンプ３１の動作により、送液管３２を経て切換弁４に送り込まれる。

切換弁４は、ハウジング４０と、該ハウジング４０の内部で往復動作する２つのシャトル４１、４１とを備えている。図２〜図４は、切換弁４の動作説明図であり、切換弁４の要部の構成が略示されている。これらの図に示す如く、ハウジング４０の内部には、導入室４０ａ、送出室４０ｂ及び還流室４０ｃが設けてある。導入室４０ａの一側は、送液管３２に接続されており、送液管３２を経て送り込まれる塗工液６は、導入室４０ａに導入される。

送出室４０ｂ及び還流室４０ｃは、導入室４０ａの他側に夫々連通する円形断面の室であり、軸長方向を平行として並設されている。送出室４０ｂは、送出路３３により塗工ダイ２の液溜め部２０に接続され、また還流室４０ｃは、戻し路３４により給液源３の塗工液タンク３０に接続されている。

シャトル４１、４１は、共に円筒形をなしており、夫々の支軸４２、４２により，送出室４０ｂ及び還流室４０ｃの導入室４０ａとの連通部分に同軸をなして支持されている。支軸４２、４２は、ハウジング４０の外部に延長され、各別の駆動装置４３、４３（図１参照）に連結されている。駆動装置４３、４３は、例えば、駆動源としてのモータと、該モータの回転を直線運動に変換して支軸４２、４２に伝える伝動機構とを備えており、シャトル４１、４１は、支軸４２、４２を介して伝えられる駆動装置４３、４３の動作に応じて軸長方向（図中に矢符により示す方向）に移動する。

送出室４０ｂ及び還流室４０ｃの内周面には、内向きに張り出すシール環４４、４４が周設されており、これらのシール環４４、４４は、シャトル４１、４１の外周に弾接させてある。シャトル４１、４１の外周には、一端部から軸長方向の略半長に亘って延びる凹溝４５が周方向に複数並設されている。

図２には、初期位置にあるシャトル４１、４１が示されている。このとき、シール環４４、４４は、夫々のシャトル４１、４１に凹溝４５の形成域の端部で弾接しており、送出室４０ｂ及び還流室４０ｃは、シール環４４、４４及びシャトル４１、４１により導入室４０ａとの連通を遮断された状態にある。

シャトル４１、４１は、図２に示す初期位置から互いに逆向きに移動する。図３には、送出室４０ｂ側のシャトル４１が上向きに移動して開端位置に達し、還流室４０ｃ側のシャトル４１が下向きに移動して閉端位置に達した状態（送出状態）が示してあり、図４には、逆に、送出室４０ｂ側のシャトル４１が下向きに移動して閉端位置に達し、還流室４０ｃ側のシャトル４１が上向きに移動して開端位置に達した状態（戻し状態）が示してある。

図３に示す送出状態において、送出室４０ｂ側のシャトル４１は、複数の凹溝４５の形成域の途中でシール環４４に弾接しており、各凹溝４５は、シール環４４の弾接部の上側で送出室４０ｂ内に開口し、送出室４０ｂは、複数の凹溝４５の開口部を介して導入室４０ａに連通する。

一方還流室４０ｃ側のシャトル４１は、複数の凹溝４５の非形成域でシール環４４に弾接しており、各凹溝４５は、シール環４４の弾接部の下側で導入室４０ａ内に位置し、還流室４０ｃは、導入室４０ａとの連通を遮断された閉状態を保つ。従って、導入室４０ａに導入される塗工液は、図中に破線の矢符により示す如く、送出室４０ｂに送り込まれ、送出路３３を経て塗工ダイ２に送出される。

図４に示す戻し状態においては、還流室４０ｃ側のシャトル４１は、凹溝４５の形成域の途中でシール環４４に弾接して開となり、送出室４０ｂ側のシャトル４１は、凹溝４５の非形成域でシール環４４に弾接して閉となる。従って、還流室４０ｃは導入室４０ａに連通し、送出室４０ｂは導入室４０ａとの非連通状態を保ち、導入室４０ａに導入される塗工液は、図中に破線の矢符により示す如く、還流室４０ｃに送り込まれ、戻し路３４を経て給液源３の塗工液タンク３０に還流される。

切換弁４は、以上の如き送出状態及び戻し状態を交互に実現するように動作し、給液源３から送り出される塗工液６は、送出状態への切換え時に塗工ダイ２に送出され、戻し状態への切換え時に塗工液タンク３０に戻される。

塗工ダイ２に送出される塗工液６は、液溜め部２０を経て吐出口２１から吐出され、該吐出口２１に対向する基材シート１の塗工面に塗工される、この塗工は、切換弁４が送出状態にある間に連続してなされ、戻し状態への切換えにより停止されるから、基材シート１には、図１に示す如く、塗工液６の塗工部と非塗工部とが交互に形成され、間欠塗工が実現される。

図５は、塗工の様子を示す説明図である。図５Ａは、塗工中の状態を示しており、塗工ダイ２の吐出口２１から吐出される塗工液６は、図中に白抜矢符により示す向きに搬送される基材シート１の塗工面に塗工される。吐出口２１からは、液溜め部２０内に一旦貯留された塗工液６が均等に分散されて送り出されるから、均等な厚さでの塗工を実現することができる。

塗工液６の塗工厚さは、基材シート１の搬送速度及び吐出口２１からの塗工液６の吐出量により定まり、吐出量は、送出状態での送出室４０ｂ側のシャトル４１の移動位置により定まるから、シャトル４１の移動位置を基材シート１の搬送速度に応じて適正に設定することにより、所望の塗工厚さを実現することができる。

図５Ｂは、非塗工中の状態を示している。塗工液６の塗工は、前述の如く、切換弁４を戻し状態に切換え、塗工ダイ２への塗工液６の送出を止めることで停止される。このとき、送出室４０ｂ側のシャトル４１は、図３に示す開端位置から、図２に示す初期位置を経て、図４に示す閉端位置にまで移動する。

塗工液６の送出は、初期位置への到達により送出室４０ｂと導入室４０ａとの連通が遮断された時点で停止されるが、送出室４０ｂ側のシャトル４１は、停止後も更に下降して閉端位置に達する。送出室４０ｂの内容積は、シャトル４１の下降により増加し、塗工ダイ２内の塗工液６は、送出室４０ｂに引き戻される。

従って、塗工ダイ２の吐出口２１においては、図５Ｂに示すように、開口端の内奥側に塗工液６が引き込まれた状態で吐出が確実に停止され、図中に破線により示す如く、開口端の外側に付着した液滴６ａが残ることがない。従って、基材シート１には、終端（図の下端）まで略一定の厚さを有して塗工液６の塗工部分が形成され、また吐出口２１に残る液滴６ａが基材シート１の非塗工部分に接触し、不完全な塗工がなされる虞れを解消することができる。

一方、切換弁４を戻し状態に切換えた場合、還流室４０ｃ側のシャトル４１は、図４に示す開端位置に移動する。これにより還流室４０ｃが導入室４０ａに連通し、導入室４０ａに導入される塗工液は、還流室４０ｃ、戻し路３４を経て給液源３に戻され、非塗工中の塗工液６は、給液源３と切換弁４との間を循環する。導入室４０ａの内圧は、戻し路３４の流路抵抗を適正に設定することにより、塗工中と等しい圧力に保つことができる。流路抵抗の設定は、例えば、戻し路３４の途中に絞り部を設け、この絞り部の絞り開度を変更することにより実現可能である。

図５Ｃ、図５Ｄは、塗工再開時の状態を示している。塗工液６の塗工は、前述の如く、切換弁４を送出状態に切換え、塗工ダイ２に塗工液６を送出することで再開される。このとき、送出室４０ｂ側のシャトル４１は、前述した閉端位置から初期位置を経て開端位置に移動する。

塗工液６の送出は、初期位置から開端位置にシャトル４１が移動し、送出室４０ｂが導入室４０ａに連通することで再開されるが、この再開前にシャトル４１は、閉端位置から初期位置に移動しており、該シャトル４１の凹溝４５の非形成域が送出室４０ｂ内に突出する。これにより送出室４０ｂ内の塗工液６は、シャトル４１の突出分だけ押し出され、塗工ダイ２に送り込まれる。

従って、塗工ダイ２の吐出口２１においては、図５Ｃに示すように、非塗工中に内奥側に引き込まれた塗工液６が開口端まで押し戻された状態となり、塗工液６は、送出再開後速やかに吐出口２１から吐出される。導入室４０ａの内圧は、非塗工中においても略一定に保たれるから、吐出口２１からは塗工再開直後から所定量の塗工液６が吐出され、基材シート１の塗工面には、図５Ｄに示すように、始端（図の上端）から適正な厚さを有して塗工液６が塗工される。

またこのとき、塗工ダイ２の吐出口２１には、塗工停止時に残された液滴６ａが存在していないから、基材シート１に塗工される塗工液６の始端に、図５Ｄ中に破線により示す盛り上がり部６ｂが形成されることもない。

以上の如く実施の形態の塗工装置によれば、切換弁４の前述した動作により、始端から終端まで略均等な厚さで塗工液６が塗工された間欠塗工を実現することができる。なお実施の形態においては、長さ方向に搬送される基材シート１の一面を塗工対象とする間欠塗工装置について説明したが、実施の形態の構成は、定置された対象物の塗工面に、該塗工面に沿って移動する塗工ダイにより塗工する間欠塗工装置にも適用でき、同様の効果が得られる。

シャトル４１は、実施の形態に示す構成に限らず、閉状態を保ったまま送出室４０ｂ又は還流室４０ｃ内に出没する部分（凹溝４５の非形成域に相当する部分）を有する適宜の構成とすることができる。

なお、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等な意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 基材シート
２ 塗工ダイ
３ 給液源
４ 切換弁
６ 塗工液
２１ 吐出口
３３ 送出路
３４ 戻し路
４０ ハウジング
４０ａ 導入室
４０ｂ 送出室
４０ｃ 還流室
４１ シャトル
４４ シール環
４５ 凹溝

Claims (3)

1. 塗工面に対向配置された塗工ダイと、塗工液を送給する給液源と、該給液源からの塗工液の送給先を前記塗工ダイへの送出路と前記給液源への戻し路との間で選択的に切換える切換弁とを備える間欠塗工装置において、
   前記切換弁は、
   前記送出路に連なる送出室、前記戻し路に連なる還流室、及び前記送出室及び還流室に連通し、前記給液源から塗工液が導入される導入室を備えるハウジングと、
   前記送出室及び還流室と前記導入室との連通部分に夫々配してあり、各連通部分を開閉すべく開端位置と閉端位置との間で往復移動するシャトルとを備え、
   該シャトルは、前記閉端位置から前記開端位置への移動時に閉状態を保ったまま前記送出室又は還流室内に出没する部分を有することを特徴とする間欠塗工装置。
2. 前記シャトルは、一端部から軸長方向に延びる凹溝が外周に形成された円筒体であり、前記凹溝の非形成域に弾接するシール環との間で閉状態を保って移動可能としてある請求項１に記載の間欠塗工装置。
3. 前記塗工ダイは、長さ方向に搬送される帯状の基材シートの一面に近接する吐出口を有し、前記送出路への切換えにより前記吐出口から吐出される塗工液を前記基材シートの一面に塗工する請求項１又は請求項２に記載の間欠塗工装置。

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