JP4172641B2 - 塗工方法およびこれに用いる塗工装置 - Google Patents

Description

この発明は、塗工方法およびこれに用いる塗工装置に関する。

塗工装置に用いるブレードコータは、塗液を付着して回転する計量用のロールにブレードの刃先を接触させ、ロール表面に付着した塗液の余剰分を掻き落して、所定の厚さの塗液層を形成するよう構成されている。

このようなブレードコータにおいては、処理時間の経過に伴ってブレードの刃先に摩耗が発生することは否めず、これによって塗液層の厚さが不均一になってムラやスジなどの塗工欠陥が発生する。そこで、このような塗工欠陥の発生が確認されると人手によりブレードの刃先位置調整を行っているのであるが、人手による調整には個人差があり、画一された塗液層の厚さを得るには熟練した技術が必要となっている。

そこで、このような人手によるブレード調整を要することなく、均一な厚さの塗液層を確保しながら塗工処理を連続して行うことができる手段として、ブレードの刃先をブレード側面方向に変位させる流体圧式あるいは圧電式のアクチュエータをブレードホルダに組み込み、ブレードの刃先とロールとの接触押圧力を安定化させるようにアクチュエータを制御する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１５３２０７号公報

しかしながら、従来装置では、ブレード側面からアクチュエータによって外力を印加してブレードを弾性変形させることで刃先位置を制御する上記手段では、ブレードの剛性が制御精度に大きく影響することになり、ブレードを交換した場合、そのブレードごとの剛性の差異に応じてアクチュエータの制御特性を補正する必要がある。このための調整作業に手数と時間を要し、ブレード交換に伴う塗工処理の中断時間が長くかかりやすいものとなり、処理能率の向上を図る上での障害となるおそれがある。

さらに、ブレードの刃先の位置は、ブレードを固定するドクターバックの回転によりブレードを搖動させているために、ブレードの刃先の接触角度が変化する磨耗が発生し、塗工ムラが発生するといった問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、均一な厚さの塗液層を確保しての塗工処理を連続して行うことができるものでありながら、ブレード交換に伴う処理中断を短時間で済ますことができる塗工方法およびこれに用いるブレードコータを提供することを主たる目的としている。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、請求項１に記載の本発明は、支持体に塗液を塗工する塗工方法あって、
塗液を付着して回転するロールの周面に接触させたブレードの接触押圧力を検出し、前記ブレードを脱着自在に取付けたブレード支持部材を前記検出結果に基づいてロール外周面に対して水平移動させながら遠近駆動変位させ、前記接触押圧力を設定範囲内に維持制御する。

［作用・効果］ 請求項１に記載の発明によれば、塗工処理の経過に伴ってブレードの刃先に摩耗が発生すると、ロールに対する接触押圧力が減少する。この減少量が設定範囲を超えたことが検知されると、ブレード支持部材が変位駆動されて接触押圧力の回復がなされ、ロールの周面に掻き残された塗液層の厚さは所定範囲内に安定維持される。

また、請求項２に記載の発明は、支持体に塗液を塗工する塗工装置あって、
塗液を付着して回転するロールと、
前記ロール周面に刃先が接触されるブレードと、
前記ブレードを脱着脱着自在に支持するブレード支持部材と、
前記ブレード支持部材をロール外周面に対して水平移動させながら遠近変位させる第１駆動手段と、
前記ブレードのロールに対する接触押圧力を検知する検出手段と、
前記検出手段による情報に基づいて前記駆動手段を作動させて前記接触押圧力を設定範囲内に維持制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、支持体に塗液を塗工する塗工装置あって、
塗液を付着して回転するロールと、
前記ロール周面に刃先が接触されるブレードと、
前記ブレードを脱着脱着自在に支持するブレード支持部材と、
前記ブレード支持部材をロール外周面に対して遠近変位させる第１駆動手段と、
前記ブレードのロールに対する接触押圧力を検知する検出手段と、
前記検出手段による情報に基づいて前記駆動手段を作動させて前記接触押圧力を設定範囲内に維持制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

［作用・効果］ 請求項２に記載の発明によれば、塗工処理の経過に伴ってブレードの刃先に摩耗が発生すると、ロールに対する接触押圧力が減少する。この減少量が設定範囲を超えたことが検出手段により検知されると、ブレード支持部材が第１駆動手段により変位駆動されて接触押圧力の回復がなされる。したがって、ロールの周面に掻き残された塗液層の厚さを所定範囲内に安定維持することができる。

また、ブレードの刃先の摩滅がある程度進行すると、ブレードを交換することになるが、この場合、交換後のブレードの厚さや剛性の差異には関係なく、刃先位置のみが所定セット位置に調整できれば直ちに塗工処理に復帰するこができる。したがって、請求項１に記載の塗工方法を好適に実現することができる。

また、請求項３に記載の本明は、請求項２に記載の塗工装置において、
ロール軸心方向の複数箇所における前記接触押圧力を検知するよう前記検出手段を配備したことを特徴とする。

［作用・効果］ 請求項３に記載の発明によれば、ロール軸心方向の複数箇所で刃先の摩滅具合を検知することができ、その摩滅分布に応じてブレード支持部材を変位駆動することで、ブレード全長に亘って均一な接触押圧力を確保することができる。

また、請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３に記載の塗工装置において、
前記ブレードは、ロール長さに対応した幅に亘って接触されるものであり、
前記ブレード支持部材をロール軸心方向に沿って所定ストロークで往復移動させる第２駆動手段を備えたことを特徴とする。

［作用・効果］ 請求項４に記載の発明によれば、ロールに対するブレード刃先の接触位置がロール軸心方向に往復移動させることで、刃先の摩耗がブレード長手方向に分散される。

また、ブレード刃先での異物の付着滞留を回避して、塗液層にスジが発生することを未然に防止することができる。

さらに、ブレードは先に異物が付着しても、ブレードの幅方向への横移動によって除去される。したがって、より一層に均一な厚さの塗液層を形成することができる。

この発明に係る塗工方法およびこれに用いる塗工装置によれば、ロールに対するブレード刃先の接触押圧力を制御して、均一な厚さの塗液層を確保しての塗工処理を連続して行うことができる。また、ブレード交換時にブレード個体差に対応した制御特性の調整を特に行う必要がなく、ブレード交換に伴う処理中断を短時間で済ますことができ、処理能率を低下させることがない。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明に係る塗工方法を実施するグラビア方式のブレードコータが示されている。このブレードコータは、基本的には旧来のものと変わることはなく、駆動回転可能に水平配備された計量用のロール１、塗液２を貯留した貯留槽３、ロール１の外周面にロール長さに対応した幅に亘って接触されるブレード４などを備え、ロール１の下端部を塗液２に浸漬して図中反時計回りに回転駆動することで、貯留槽３の塗液２をその外周面に付着して汲み上げるとともに、余剰分の塗液２をブレード４で掻き落して、所定厚さの塗液層をロール外周面に形成し、その塗液層を対象物に転写塗布するように構成されている。

本発明においては、ブレード４の刃先における接触押圧力を安定化させるために、以下のような制御手段が備えられている。なお、以下の説明において、便宜上、ロールの軸心方向を左右方向、これと直交する水平方向または前後方向と呼称する。

ベース５の左右に立設されたサイドフレーム６にロール１が軸支されるとともに、縦向きのレール７で摺動案内される横長の第１可動台８の両端部を駆動昇降させ、かつ、任意の高さ位置で固定する左右一対の昇降ユニット９が配備されている。

第１可動台８の上の左右および中央部位には、レール１０で前後移動可能に摺動案内される横長の第２可動台１１が配備されるとともに、この第２可動台１１における３箇所の摺動案内部位を前後に駆動移動させる３組の押圧ユニット１２が配備されている。なお、押圧ユニット１２は、本発明の第１駆動手段に相当する。

さらに、前記第２可動台１１の前面に、横向きのレール１３に沿って左右方向（ロール軸心方向）に摺動案内される横長のブレード支持台１４が装備されるとともに、このブレード支持台１４を所定ストロークで左右に往復駆動させる往復摺動ユニット１５が配備されている。なお、往復摺動ユニット１５は、本発明の第２駆動手段に相当する。

そして、前記ブレード支持台１４の前面に、ブレード支持部材としてのブレードホルダ１６が取り付けられるとともに、このブレードホルダ１６に、例えば金属製あるいは硬質樹脂製のブレード４が、当て板１７を介して所定の先上がり傾斜姿勢で脱着自在にボルト締め連結されている。

また、ブレードホルダ１６におけるブレード取付け面の前端部の左右および中央部位には、圧電素子からなる押圧センサ１８が取り付けられており、ブレード４に作用する上向きの外力がブレード長手方向の３箇所において検知されるようになっている。なお、押圧センサ１８は、本発明の検出手段に相当する。

なお、昇降ユニット９、押圧ユニット１２、および、往復摺動ユニット１５は、パルスモータ、エアーシリンダ、油圧シリンダなどの図示されない電気式あるいは流体式のアクチュエータで駆動されるようになっている。

図４に示すように、左右一対の昇降ユニット９、３組の押圧ユニット１２、往復摺動ユニット１５、および、３個の押圧センサ１８は、設定装置１９および液晶式のモニタ装置２０とともに制御装置２１に接続されている。なお、制御装置２１は、本発明の制御手段に相当する。以下、制御作動について具体的に説明する。

設定装置１９ではブレード高さ位置の設定とローラ１に対するブレード刃先の接触押圧力の設定が行われ、モニタ装置２０のモニタ画面には、設定されたブレード高さと設定された接触押圧力が表示される。作業者は、このモニタ画面を視認しながら塗工処理の仕様に応じた設定操作を行う。

各種設定の完了後、スイッチ操作などによって起動指令を出すと、ブレード４の刃先が設定された高さ位置になるよう左右の昇降ユニット９が作動する。その後、押圧ユニット１２が駆動されてブレード４がロール１の外周面に接触するように前進駆動され、押圧センサ１８の検出結果が設定値となるように各押圧ユニット１２が駆動制御される。以後、塗工処理の間、各検知位置での接触押圧力が予め設定された許容範囲内に維持されるように各押圧センサ１８からの検出情報に基づいて各押圧ユニット１２が作動制御される。

また、塗工処理が実行されている間、往復摺動ユニット１５を作動させてブレード４を左右に所定の小ストロークに亘って微速で往復作動させて、ブレード刃先における摩耗の拡散が図られる。

なお、ブレード４の刃先が許容量以上に摩耗したり、ブレード４の累積使用時間が設定以上になると、塗工処理を中断停止した上でブレード４の交換を行う。この場合、第１可動台８および第２可動台１１は原点位置に後退移動され、ブレードホルダ１６に対してブレード交換を行うことになる。ここで、ブレードホルダ１６へのブレード取付けによって初期押圧力が押圧センサ１８で検知されるが、この初期押圧力に上記のように設定入力された接触押圧力を加算した値となるように押圧ユニッ１２が駆動制御される。

次に、上記ブレードコータを用いた塗工処理の具体的な事例を例示する。この事例では、全長が2000ｍｍのロール１に対して厚さ0.1〜0.3ｍｍ、前後幅60ｍｍのブレード４を使用し、ブレードホルダ前端からのブレード突出量を10〜20ｍｍとして取付け、接触押圧力を10〜30Ｎと設定し、かつ、往復摺動ユニット１５によってブレード４を10〜20ｍｍのストロークで往復移動させた。また、塗液としては、エマルション系粘着剤を用いた。

以上の条件で連続運転して塗工面を確認したところ、ブレード摩耗にかかわらずムラやスジなどの塗工欠陥のない良好な塗工面を連続して得ることができた。また、ブレード刃先を逐次拡大観察を行ったところ、ブレード全長に亘って略均一に摩耗していることが確認された。

また、往復摺動ユニット１５を停止して上記と同じ条件で連続塗工処理を行ったところ、局部的な摩耗が発生することが度々確認することができ、ブレード４の往復横移動が局部的摩耗の抑制に有効であることが認識された。

また、塗液２に混入した異物がブレー４ドの刃先に付着した場合も、ブレード４の往復横移動によって自然除去されていることも確認された。

さらに、ブレード刃先での異物の付着滞留を回避して、塗液層にスジが発生することを未然に防止することができることも確認された。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１） 本発明は、上記実施例のように貯留槽３に貯留した塗液２をローラ１で汲み上げてゆくグラビア方式の他に、グラビアチャンバー方式やリバース方式にも適用して実施することもできる。

例えば、グラビアチャンバー方式の場合では、図５および図６に示すようにになる。具体的には、グラビアチャンバー２２そのものがブレード支持部材となっているので、この例の押圧ユニット１２は、グラビアチャンバー２２を前後に駆動移動させる構造となっている。その他の基本構成は先例と同等である。

なお、実施例では、押圧センサ１８をロール軸心方向の３箇所に配備した場合を示したが、ブレード幅によっては左右一対、あるいは、４箇所以上の複数箇所に配備して実施することができる。

（２） 本発明に用いる塗液としては、感光性組成物の粘着剤や溶剤などの種々のものを用いることができる。

以上のように、この発明は、ブレードを用いた塗工装置に適している。

本発明に係るブレードコータの縦断側面図である。 本発明に係るブレードコータの正面図である。 本発明に係るブレードコータの平面図である。 制御ブロック図である。 他の実施例のブレードコータを示す縦断側面図である。 他の実施例のブレードコータを示す正面図である。

符号の説明

１ … ロール
４ … ブレード
１２ … 押圧ユニット（第１駆動手段）
１５ … 往復摺動ユニット（第２駆動手段）
１６ … ブレード支持部材（ブレードホルダ）
１８ … 押圧センサ（検出手段）
２１ … 制御装置
２２ … ブレード支持部材（グラビアチャンバー）

Claims (4)

1. 支持体に塗液を塗工する塗工方法あって、
   塗液を付着して回転するロールの周面に接触させたブレードの接触押圧力を検出し、前記ブレードを脱着自在に取付けたブレード支持部材を前記検出結果に基づいてロール外周面に対して水平移動させながら遠近駆動変位させ、前記接触押圧力を設定範囲内に維持制御することを特徴とする塗工方法。
2. 支持体に塗液を塗工する塗工装置あって、
   塗液を付着して回転するロールと、
   前記ロール周面に刃先が接触されるブレードと、
   前記ブレードを脱着脱着自在に支持するブレード支持部材と、
   前記ブレード支持部材をロール外周面に対して水平移動させながら遠近変位させる第１駆動手段と、
   前記ブレードのロールに対する接触押圧力を検知する検出手段と、
   前記検出手段による情報に基づいて前記駆動手段を作動させて前記接触押圧力を設定範囲内に維持制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする塗工装置。
3. 請求項２に記載の塗工装置において、
   ロール軸心方向の複数箇所における前記接触押圧力を検知するよう前記検出手段を配備したことを特徴とする塗工装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の塗工装置において、
   前記ブレードは、ロール長さに対応した幅に亘って接触されるものであり、
   前記ブレード支持部材をロール軸心方向に沿って所定ストロークで往復移動させる第２駆動手段を備えたことを特徴とする塗工装置。

Images