JPH11290742A - コーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗液ポンプの送給量の変動等に因るウエブ送
給方向の塗布むらを無くした塗液ダム型のコーティング
装置を得る。 【解決手段】 ウエブＷをベースロール１で送給案内す
る。ベースロール１の周面下方にダイヘッド２を設け
る。ダイヘッド２の上部に塗液ダムＤを設ける。塗液ダ
ムＤのウエブ出口側に計量リップ１１を設ける。計量リ
ップ１１で塗膜厚みの規定と、塗膜の平滑化とを図る。
塗液ダムＤ内の塗液量を液位制御手段で適正範囲に維持
する。液位制御手段は、ウエブＷの送給速度を検知する
速度センサー２３と、塗液ダムＤ内の塗液量を検知する
重量センサー２２と、制御装置２７を含み、両センサー
２２・２３の出力信号に基づいて塗液ポンプ４の運転状
態を制御してダム内の塗液量を所定状態に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗液ダムを備えた
ダイヘッドとベースロールとの間にウエブを通して塗工
を行うコーティング装置に関する。ダイヘッドには、塗
膜厚みを規定し、同時に塗膜を平滑化する計量リップが
設けてあり、この計量リップでダム内の塗液をせき止め
ている。

【０００２】

【従来の技術】この種のコーティング装置は、特公平５
−６０９９１号公報および特公平６−２２３号公報に公
知である。そこでは、ダイヘッドの上部のダム内に塗液
を常時充満させて、ダム内圧を大気圧より高い基準圧に
維持して塗工を行っている。ダイヘッドには、ダム内圧
を検知する圧力計が設けてあり、塗液の消費に伴いダム
内圧が変動するのに対応してポンプの送給圧を増減し、
以てウエブ送給方向の塗膜厚みがばらつくのを防止する
ものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のコーティング
装置では、基本的にベースロールと計量リップとの間の
間隙値によってウエブに対する塗膜厚み（塗工量）を規
定している。そのため、ダム内の塗液を加圧した状態で
塗工を行うと、先の間隙値で規定された量を越える塗液
がウエブに塗布されることになり、間隙値の設定や補正
が難しくなる。多くの場合、ダム内で消費される塗液の
補充は定量ポンプで行うが、ポンプによる塗液送給量の
僅かなばらつきによるダム内圧の変動を避けられず、こ
の点でも塗布むらを生じる余地がある。ウエブ送給速度
の変動など、ポンプ以外の機器変動による瞬間的な塗工
条件の変動も無視できない。

【０００４】上記のようなダム内の圧力変動による塗布
むらを避けるために、先の従来装置では圧力計でダム内
圧を検出し、この検出信号に基づいてポンプの送給量を
制御しているが、それでも塗布むらを十分に解消できな
い。その最大の原因は、圧力変動が検出されてから、ダ
ム内圧を適正状態へ補正するまでのタイムラグにあり、
タイムラグの分だけ塗布むらを避けられない。塗液が非
圧縮性であるうえ、ダム内の基準圧が比較的低く変動値
自体がごく小さいため、塗液の僅かな圧力変動を圧力計
で適確に検知できないことも、圧力制御を難しくしてい
る。

【０００５】先の従来装置の発展改良型として、塗液ダ
ムの圧力制御に加えて、計量リップとベースロールとの
間の隙間を制御するコーティング装置が提案されている
（特開平７−３１３９１７号公報）。そこではダイヘッ
ド全体をモータ動力で上下調整して計量リップとベース
ロールとの間の間隙値を補正し、ダム内圧を適正範囲内
に維持する。しかし、この場合には、ダイヘッドの上下
調整によって計量リップとベースロールとの間の間隙値
が変化し、その結果ウエブに対する塗膜厚みが変動する
ので、塗膜厚みのばらつきを解消できない。

【０００６】以上のように、ダム内圧を制御して塗工量
を正確に計量することには数々の困難がある。そこで本
出願人は、塗液ダム内の塗液量を塗液の消費量に応じて
常に適正に維持することを目的として、研究開発を行っ
た結果、本発明を提案するに至った。なお、本発明では
塗液の消費度合を検知する手段として、ダイヘッドの塗
液ダム内に貯留された塗液の重量を重量センサーで検知
するが、類似する先行技術に特開平１−２４５８７６号
公報がある。但し、この場合には、グラビアロールの補
修や交換の時期を的確に知るためのパラメータのひとつ
として、塗液とこれを受ける塗液パンの合計重量をロー
ドセルで検知しているに過ぎない。

【０００７】本発明の目的は、塗液ダム内の塗液量を制
御対象にして、ダムへの塗液供給状態を制御することに
より、タイムラグや塗液ポンプの送給量のばらつき等に
影響されることなく、所定量の塗液を常に正確に塗布で
き、従ってウエブの送給方向に均一な厚みの塗膜を形成
できるコーティング装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のコーティング
装置は、ウエブＷを送給案内するベースロール１と、ベ
ースロール１の下部周面に近接配置したダイヘッド２
と、ダイヘッド２に塗液を送給する塗液ポンプ４と、ダ
イヘッド２とは分離した状態で支持されて、塗液ポンプ
４から送給された塗液をダイヘッド２内の塗液ダムＤへ
と流下案内する塗液溜２１とを備えている。ダイヘッド
２は、支持機構６で上下位置調整可能に支持されて、ダ
イヘッド２の上部のウエブ出口側に設けた計量リップ１
１とベースロール１との間の間隙量を調整できる。塗液
ダムＤ内の液位を適正範囲に保持する液位制御手段を設
ける。液位制御手段は、ダイヘッド２と支持機構６との
間に設けられて塗液ダムＤ内の塗液重量を検知する重量
センサー２２と、ウエブＷの送給速度を検知する速度セ
ンサー２３と、両センサー２２・２３からの出力信号を
受けて、塗液ポンプ４の運転状態を制御する制御装置２
７とからなる。

【０００９】具体的には、塗液ポンプ４と塗液溜２１と
の間の塗液送給路２４に流量センサー２５を配置する。
塗工後のウエブ送給経路に面して塗膜厚みを検知する膜
厚センサー２６を配置する。そして重量センサー２２、
速度センサー２３、流量センサー２５および膜厚センサ
ー２６からの出力信号に基づいて、塗液ポンプ４の運転
状態を制御装置２７で制御するようにしたものである。

【００１０】支持機構６は、重量センサー２２を介して
ダイヘッド２を上下摺動自在に案内支持するガイド部１
８と、重量センサー２２を介してダイヘッド２を上下操
作する操作器２０とを備えている。重量センサー２２
は、ダイヘッド２の幅方向下面に沿って配置した複数個
のロードセルからなる。

【００１１】

【作用】運転状態における塗液ダムＤ内の塗液量は、ウ
エブＷの送給速度の違いと、塗液ポンプ４からの塗液補
充量の違いとによって、様々に増減変化する。速度セン
サー２３はウエブＷの送給速度を検知して、塗液消費量
を予測するための基本データを制御装置２７に与える。
この基本データに従って塗液ポンプ４で塗液を補充する
ことにより、塗液ダムＤ内の塗液量は一定状態に維持で
きるはずである。しかし、実際には塗液タンクの液位
（ヘッド）の違いや、塗液送給路２４の通路抵抗や塗液
粘度の違い等によって、塗液ポンプ４の送給量に僅かな
ばらつきを生じ、補充する塗液量に僅かな過不足を生じ
る。この過不足が累積すると、塗液が塗液ダムＤから溢
れ出し、あるいは逆に塗液不足に陥ってしまう。

【００１２】上記のような塗液送給量のばらつきの蓄積
を避けるために、塗液ダムＤ内の塗液量を重量センサー
２２で検知して、制御装置２７が塗液量の変化傾向を把
握し、塗液量を補正できるようにしている。例えば、塗
液全量が徐々に減少する場合には、制御装置２７は塗液
ポンプ４による塗液送給量を増加して、塗液ダムＤ内の
塗液量を適正化する。重量センサー２２からの出力信号
は、塗液ポンプ４の送給量を増加し、あるいは減少させ
るための限界値を判定する信号としても利用することが
できる。例えば、塗液量が増加傾向にあるとき、塗液量
が予め設定した限界値に達した時点で、塗液ポンプ４に
よる送給量を減少させて、塗液量の増加を阻止する。塗
液量が減少傾向にあるときも、同様の制御を行って塗液
量の減少を阻止できる。

【００１３】塗液ダムＤ内の塗液量を重量センサー２２
でより正確に検知するために、塗液送給路２４の端部に
塗液溜２１を設け、これをダイヘッド２とは分離した状
態で支持している。これにより、重量センサー２２は、
塗液溜２１や塗液送給路２４の影響を受けることなく、
ダム内の液位重量を知ることができる。重量センサー２
２は、ダイヘッド２と塗液ダムＤ内の塗液との合計重量
から塗液重量を検知することができる。

【００１４】上記のように塗液ポンプ４の送給量は、定
常運転状態においても極く僅かながらばらつくうえ、塗
液の消費量が急増し、あるいは急減するような場合に
は、送給量の変動幅がさらに増加する。こうした、塗液
ポンプ４の送給特性の変動を補償して、実際の塗液送給
量を正確に検知するために、塗液送給路２４に流量セン
サー２５が設けられている。膜厚センサー２６は、塗工
後の塗膜の実際の厚みを検知して、塗液の実際の消費量
を補正するために設けてあり、これらのセンサー２５・
２６からの出力信号を加味して塗液ポンプ４の運転状態
を制御することにより、塗液ダムＤ内における塗液量の
変動をさらに抑止し、塗液の種類や特性の違いにも広く
対応できる。

【００１５】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係るコーティング
装置の実施例を示す。図１においてコーティング装置
は、ウエブＷを送給案内する鋼合金製のベースロール１
と、ベースロール１の下部周面に近接配置したダイヘッ
ド２と、塗液タンク３内の塗液をダイヘッド２へ供給す
る塗液ポンプ４およびモータ５と、ダイヘッド２を支持
する支持機構６と、塗液の供給状態を制御する液位制御
手段などで構成する。

【００１６】塗工対象となるウエブＷは紙、フィルム、
金属箔等の広幅の軟質ウエブからなり、図外の送給ロー
ラで矢印の方向へ所定速度で送給される。塗液は例えば
粘着剤、接着剤、感光材などであって、溶剤で所定の粘
度に調整してある。ホットメルト樹脂や水溶性の塗材等
を塗液とすることもある。

【００１７】図３においてダイヘッド２は、それぞれウ
エブ幅方向に長い前後一対の前ブロック８および後ブロ
ック９と、両ブロック８・９の側端に固定した一対の端
板１０とからなり、前ブロック８、後ブロック９および
一対の端板１０で塗液ダムＤを区画形成する。前ブロッ
ク８と後ブロック９とはボルトで締結して一体化してあ
る。ベースロール１の周面最下端と対向する後ブロック
９の上部には、塗工厚みを規定する計量リップ１１を設
ける。

【００１８】図２において計量リップ１１は、塗液ダム
Ｄのウエブ出口側に位置してダム内の塗液をせき止め、
ウエブＷに付着した余分な塗液を掻き落として塗膜厚み
を一定にし、同時に塗膜を平滑化する。そのために、塗
液ダムＤの底壁からベースロール１側へ向かって上り傾
斜状に後傾する部分円弧状のリップ面１２を設け、リッ
プ面１２の最上位部の閾（しきい）部１３を、ベースロ
ール１の周面の最下位部と上下に対向させる。閾部１３
とベースロール１との間の間隙値は、ウエブＷの厚み寸
法と塗膜の厚み寸法との合計値に一致させる。

【００１９】前ブロック８は異形断面状の金属ブロック
からなり、その前部上側に閾部１３より上方へ突出する
堤部１４を備えている。堤部１４の上端には、塗液ポン
プ４から送給される塗液を受け入れる塗液入口１５が、
ウエブＷの幅方向に沿って凹み形成してある。塗液入口
１５は塗液ダムＤへ向かって下り傾斜しており、その傾
斜下端縁は閾部１３よりも上方に位置する。従って、塗
液ダムＤ内に収容される塗液は、塗液入口１５の傾斜下
端縁の近傍にまで溜めることができる。

【００２０】図１において支持機構６は、後述する重量
センサー２２とセンサー台１７とを介してダイヘッド２
を支持しており、センサー台１７を上下摺動自在に案内
支持するガイド部１８と、センサー台１７とベース１９
との間に配置されて、センサー台１７と重量センサー２
２を介してダイヘッド２を上下操作する操作器２０など
で構成する。なお、図１においては、支持機構６の理解
を容易化するために、ガイド部１８と操作器２０をセン
サー台１７の幅方向両端に配置したが、実際には、図３
に示すように、センサー台１７の両端を一対のガイド部
１８で支持し、その間に操作器２０を配置する。操作器
２０としてはエアーシリンダー、液圧シリンダー、モー
タシリンダー等を適用できる。操作器２０でセンサー台
１７を上下操作することによって、ダイヘッド２の上下
位置を調整し、閾部１３とベースロール１との上下隙間
を所定値に設定できる。

【００２１】ガイド部１８の上端には、センサー台１７
の上昇限界位置を規定して、閾部１３とベースロール１
との上下隙間を規定するストッパー が設けてある。こ
のストッパー は、図示していない上下調整機構で上下
に微量調整されて、ウエブＷの厚み寸法や塗液の厚み寸
法に応じた隙間を正確に設定できる。上下調整機構の微
量送り機構としては、ウォームとウォームホイール、お
よびウォームで送り操作されるねじ軸を用いた微動機
構、ガイド部１８の中心線と交差する斜面に沿って、く
さび状のスライド台を送りねじ軸で往復操作する微動機
構、あるいは偏心カムを用いた微動機構などを適用でき
る。

【００２２】液位ポンプ４から送給される塗液は、塗液
送給路２４とその終端に設けた塗液溜２１を介して、塗
液ダムＤへと供給される。図２に示すように塗液溜２１
は、断面円形の液溜室２１ａと、液溜室２１ａの周面か
ら突設したくちばし状のノズル部２１ｂとを備えた、ウ
エブ幅方向に長い容器からなり、ノズル部２１ｂが前ブ
ロック８の塗液入口１５の上面に臨む状態で、ダイヘッ
ド２から分離した状態で支持する。塗液は液溜室２１ａ
内に充満した後、ノズル部２１ｂを通過する間に膜状に
整形されて、塗液ダムＤ内へと流下案内される。塗液溜
２１をダイヘッド２に対して非接触状態で分離支持する
のは、塗液溜２１や塗液送給路２４の重量がダイヘッド
２に加わるのを避けて、重量センサー２２による塗液量
の計測をより正確に行うためである。

【００２３】図１において液位制御手段は、ダイヘッド
２とセンサー台１７との間に配置した重量センサー２２
と、ベースロール１の駆動回転数を検知して、ウエブＷ
の送給速度を知るための速度センサー２３と、液位ポン
プ４の塗液送給路２４に配置した流量センサー２５と、
塗工後のウエブ送給路に面して配置されて、塗膜厚みを
検知する膜厚センサー２６と、これらの各センサー２２
・２３・２５・２６からの出力信号を受けて、塗液ポン
プ４のモータ５の運転状態を制御する制御装置２７とで
構成する。重量センサー２２はロードセルからなり、そ
の複数個をダイヘッド２の幅方向に沿って等間隔置きに
配置してそのロードボタンでダイヘッド２を支持する。
複数個のロードセルでダイヘッド２と塗液ダムＤ内の塗
液重量を検知することにより、検知精度を向上できる。

【００２４】流量センサー２５は、瞬間流量信号を出力
できる微少流量計からなり、塗液送給路２４を通過する
塗液の量を高精度に計測できる。この種の流量計として
は、例えば日東精工株式会社製のフローエース（商品
名）を適用できる。制御装置２７は、コンピュータに代
表される演算機からなり、速度センサー２３から出力さ
れる信号を基に塗液消費量を演算し、この演算結果に基
づいてモータ５を制御し塗液送給量を変更する。さら
に、重量センサー２２と、流量センサー２５と、膜厚セ
ンサー２６の各センサーからの信号を取り込んで制御情
報を補正し、きめ細にモータ５の運転状態を制御する。

【００２５】重量センサー２２は、塗液ダムＤ内に収容
される塗液量の変化を重量の変化として検知する。従っ
て、この検知信号から塗液量の増加傾向や減少傾向を知
ることができる。後二者の検知信号を受けた制御装置２
７は、それ以上に塗液量が増え、あるいは減少するのを
阻止するようにモータ５を制御することになる。もちろ
ん、塗液量の増減傾向を基にして将来値を予測し、この
予測結果に従ってモータ５の状態を制御することができ
る。

【００２６】以上のように、塗液ダムＤ内の液位を適正
液位範囲に維持した状態で塗工を行うと、ウエブに付着
する塗膜の厚みを計量リップ１１の閾部１３で常に一定
に規定することができるので、ウエブ送給方向の塗膜厚
みが均一化する。塗液ポンプ４の送給量がばらつき、あ
るいは制御に伴う僅かなタイムラグによって、ダム内の
塗液量が大小に変わる場合にも、これらの影響を受ける
ことなく適正に塗工を行える。ダム内の塗液量と、塗液
の実際送給量等を検出対象にして、塗液ポンプ４の送給
量を制御するので、ダム内の圧力を検出対象とする場合
に比べて、塗液供給量の変化を明確に検知でき、より精
確に塗液供給量を制御できる。

【００２７】上記の実施例以外に、重量センサー２２と
して差動トランス等も適用できる。

【００２８】

【発明の効果】この発明のコーティング装置では、塗液
ダムＤ内に収容した塗液量を重量センサー２２で検知
し、この検知信号に基づいて塗液ポンプ４の運転状態を
制御装置２７で補正するので、塗液ポンプ４から塗液ダ
ムＤへ送給される塗液量を適正範囲内に維持して、ウエ
ブＷに塗布される塗膜の厚みを常に一定にでき、ウエブ
送給方向に均一な厚みの塗膜を形成できる。塗液ダムＤ
へ到達した塗液量を重量センサー２２で検知するので、
塗液ポンプ４の送給量の僅かな変動や、液量補償時のタ
イムラグに伴う塗液量の変動等の悪影響を排除でき、常
に適量の塗液をウエブＷに塗工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コーティング装置を概念的に説明する縦断側面
図である。

【図２】ダイヘッドの塗液ダムの要部を拡大して示す縦
断側面図である。

【図３】ダイヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

１ ベースロール ２ ダイヘッド ４ 塗液ポンプ ６ 支持機構 ２１ 塗液溜 ２２ 重量センサー ２３ 速度センサー ２４ 塗液送給路 ２５ 流量センサー ２６ 膜厚センサー ２７ 制御装置 Ｄ 塗液ダム Ｗ ウエブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエブＷを送給案内するベースロール１
   と、 ベースロール１の下部周面に近接配置したダイヘッド２
   と、 ダイヘッド２に塗液を送給する塗液ポンプ４と、 ダイヘッド２とは分離した状態で支持されて、塗液ポン
   プ４から送給された塗液をダイヘッド２内の塗液ダムＤ
   に流下案内する塗液溜２１とを備えており、 ダイヘッド２は、支持機構６で上下位置調整可能に支持
   されて、ダイヘッド２の上部のウエブ出口側に設けた計
   量リップ１１とベースロール１との間の間隙量を調整で
   き、 塗液ダムＤ内の液位を適正範囲に保持する液位制御手段
   を有し、 この液位制御手段は、ダイヘッド２と支持機構６との間
   に設けられて塗液ダムＤ内の塗液重量を検知する重量セ
   ンサー２２と、ウエブＷの送給速度を検知する速度セン
   サー２３と、両センサー２２・２３からの出力信号を受
   けて、塗液ポンプ４の運転状態を制御する制御装置２７
   とを含むコーティング装置。
2. 【請求項２】 塗液ポンプ４と塗液溜２１との間の塗液
   送給路２４に流量センサー２５が配置されており、 塗工後のウエブ送給経路に面して塗膜厚みを検知する膜
   厚センサー２６が配置されており、 重量センサー２２、速度センサー２３、流量センサー２
   ５および膜厚センサー２６からの出力信号に基づいて、
   塗液ポンプ４の運転状態を制御装置２７で制御するよう
   にした請求項１記載のコーティング装置。
3. 【請求項３】 支持機構６が、重量センサー２２を介し
   てダイヘッド２を上下摺動自在に案内支持するガイド部
   １８と、重量センサー２２を介してダイヘッド２を上下
   操作する操作器２０とを備えており、 重量センサー２２が、ダイヘッド２の幅方向下面に沿っ
   て配置した複数個のロードセルからなる請求項１又は２
   記載のコーティング装置。