(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液を貯める塗工液パンと、この塗工液パン内の前記塗工液にロール面の下部側が浸漬され、回転により前記ロール面に供給した前記塗工液をウェブ状の被塗工基材に付着させる塗工ロールと、外部から送られてきた塗工液を一時的に溜めて前記塗工液パン内に供給する供給部と、を備えた塗液供給装置において、
前記供給部は、前記ロール面の幅方向に向けて均一の供給量となるように、前記塗工液を前記塗工液パン内に供給するようにし、前記ロール面の幅方向に沿って前記塗工液パンに連設されている中空形状の供給部本体と、この供給部本体の底部に形成され、外部から前記塗工液が圧入される塗工液圧入部と、前記供給部本体の上部に形成され、前記ロール面の幅方向に沿う方向に連続し、或いは前記ロール面の幅方向に沿う方向に複数並んで開口している塗工液供給開口部と、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まったときに、前記塗工液供給開口部から前記塗工液パンに向けて流れ出る前記塗工液の供給量が前記ロール面の幅方向において均一となるように制御する供給量制御部材とを備えていることを特徴とする塗液供給装置。
【請求項２】
前記塗工液を貯める前記塗工液パンの底部の形状を、前記ロール面の下部側に近接した樋形状に形成することで、この樋形状の底部と前記ロール面の下部側との間の塗工液流路を狭めたことを特徴とする請求項１記載の塗液供給装置。
【請求項３】
前記供給量制御部材を、前記供給部本体の上部に前記ロール面の幅方向に沿って配置した板バネで構成し、
この板バネは、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まっていないときには前記塗工液供給開口部を閉塞する一方、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まったときには、前記塗工液供給開口部を通過する前記塗工液により押し上げられて上方に反って変形し、且つ、前記ロール面の幅方向に沿う方向の反り量が一定となることを特徴とする請求項１又は２記載の塗液供給装置。
【請求項４】
前記供給部本体は、当該供給部本体内部の洗浄が可能な開口部を備えているとともに、当該開口部は、着脱自在な閉塞部材で閉塞されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の塗液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールコート方式の塗液供給装置に係わり、特に、高チキソトロピー性の塗工液を使用する際に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能性フィルムの開発が盛んであり、この機能性フィルムのコーティングに、グラビア方式を始めとするロールコート方式の塗液供給装置が多く採用されている。このロールコート方式の塗液供給装置は、既存の塗工機を転用できるという利点がある。
機能性フィルムのコーティング材料として、高チキソトロピー性の（流動性が極端に低い）塗工液を使用したものがある。高チキソトロピー性の塗工液としては、カーボンと白金触媒が分散した燃料電池用の触媒層用塗工液や、酸化チタンが含有されている太陽電池バックシート用塗工液などが挙げられる。
【０００３】
この高チキソトロピー性の塗工液をロールコート方式の塗液供給装置に使用すると、塗工液供給及び塗工液の量の面で問題がある。その理由は以下による。
塗工液供給については、高チキソトロピー性の塗工液は流動性が極端に低いので、塗工ロールの全域に均一に塗工液を行き渡らせることが難しい。
また、塗工液の量については、ロールコート方式は、塗工液パンに貯まった塗工液を塗工ロールに付着させるので、塗工液パンに多量の塗工液が必要となり、一般的に通常のインキと比べ液単価が非常に高額な機能性フィルム等に用いられる高チキソトロピー性の塗工液の生産方式としては不利である。そのような機能性フィルムを、生産効率の高いロールトゥロール方式で生産するためには、設備投資として高額なダイコーティング方式等を導入する必要があった。
【０００４】
また、ロールコート方式は塗工液パンに多量の塗工液を貯めるので、塗工終了時には、塗工液パン内の塗工液残肉が多く、大型の塗工液パンの洗浄等の間接時間がかかる。また、塗工液の循環量を多くする必要があるので、塗工液を循環させるポンプ、タンク等の装置が大型になり、コストアップになってしまう。
ここで、塗工液残肉の量及び塗工液の循環量を減少し、塗工装置の洗浄を容易に行なうことができる技術として、例えば特許文献１，２の装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９６３７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２の装置は、高チキソトロピー性の塗工液を使用すると、塗工ロールのロール面の幅方向に均一に塗工液を付着させることができない。特に、ロール面の幅方向が２ｍを超える場合において顕著となる。
すなわち、塗工液パン内の塗工液は、その液面と塗工ロールのロール面とが接触した段階で付着するが、流動性が低い高チキソトロピー性の塗工液は塗工ロールの幅方向に拡がらず、ロール面と液面とに空隙が発生し、塗工抜けや塗工膜厚のばらつきといった塗工不良が発生しやすい。なお、塗工ロールと高チキソトロピー性の塗工液の液面とに空隙が発生する問題は、塗工ロールの回転速度、すなわち塗工速度が大きい場合に顕著に現れる。
【０００７】
本発明は係る問題点に鑑みてなされたもので、高チキソトロピー性の塗工液を使用しても、塗工抜けや塗工膜厚のばらつきといった塗工不良を防止することができるとともに、塗工液残肉の量及び塗工液の循環量を減少し、洗浄を容易に行なって間接時間の短縮を図ることができるロールコート方式の塗液供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の塗液供給装置は、塗工液を貯める塗工液パンと、この塗工液パン内の前記塗工液にロール面の下部側が浸漬され、回転により前記ロール面に供給した前記塗工液をウェブ状の被塗工基材に付着させる塗工ロールと、外部から送られてきた塗工液を一時的に溜めて前記塗工液パン内に供給する供給部と、を備えた塗液供給装置において、前記供給部は、前記ロール面の幅方向に向けて均一の供給量となるように、前記塗工液を前記塗工液パン内に供給するようにし、前記ロール面の幅方向に沿って前記塗工液パンに連設されている中空形状の供給部本体と、この供給部本体の底部に形成され、外部から前記塗工液が圧入される塗工液圧入部と、前記供給部本体の上部に形成され、前記ロール面の幅方向に沿う方向に連続し、或いは前記ロール面の幅方向に沿う方向に複数並んで開口している塗工液供給開口部と、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まったときに、前記塗工液供給開口部から前記塗工液パンに向けて流れ出る前記塗工液の供給量が前記ロール面の幅方向において均一となるように制御する供給量制御部材とを備えている。
【０００９】
この発明によると、供給部が、ロール面の幅方向に向けて均一の供給量の塗工液を送り込むようにしたので、流動性が極めて低い高チキソトロピー性の塗工液を使用しても、ロール面の幅方向全域と塗工液との間に空隙が発生せず、塗工抜けや塗工膜厚のばらつきといった塗工不良の発生が防止される。
また、液面が不均一な状態となって高チキソトロピー性の塗工液が供給部本体内部に溜まってきたとしても、供給量制御部材は、塗工液の供給量が前記ロール面の幅方向において不均一となるような塗工液の供給を防止する。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の塗液供給装置において、前記塗工液を貯める前記塗工液パンの底部の形状を、前記ロール面の下部側に近接した樋形状に形成することで、この樋形状の底部と前記ロール面の下部側との間の塗工液流路を狭めた。
【００１０】
この発明によると、樋形状に形成した塗工液パンの底部とロール面の下部側との間の塗工液流路を狭めたことで、この塗工液流路を流れる塗工液全体に剪断を加え、高チキソトロピー性の塗工液の粘度を下げ流動性を高めることができ、塗工液パン内の高チキソトロピー性の塗工液の滞留量を減らすことができるので、高チキソトロピー性の塗工液の残肉量及び循環量が減少する。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の塗液供給装置において、前記供給量制御部材を、前記供給部本体の上部に前記ロール面の幅方向に沿って配置した板バネで構成し、この板バネは、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まっていないときには前記塗工液供給開口部を閉塞する一方、前記供給部本体の内部全域に前記塗工液が溜まったときには、前記塗工液供給開口部を通過する前記塗工液により押し上げられて上方に反って変形し、且つ、前記ロール面の幅方向に沿う方向の反り量が一定となるようにした。
この発明によると、ロール面の幅方向に沿う方向の板バネの反り量が一定となることで、塗工液の供給量が前記ロール面の幅方向において均一となるようにしたので、簡便な供給部を提供することができる。
【００１３】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の塗液供給装置において、前記供給部本体は、当該供給部本体内部の洗浄が可能な開口部を備えているとともに、当該開口部は、着脱自在な閉塞部材で閉塞される。
この発明によると、供給部本体に固定されている閉塞部材を外すことで、開口部から供給部本体の内部を洗浄することができるので、間接時間の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る塗液供給装置によると、供給部が、ロール面の幅方向に向けて均一の供給量の塗工液を送り込むようにしたので、流動性が極めて低い高チキソトロピー性の塗工液を使用しても、ロール面の幅方向全域と塗工液との間に空隙が発生せず、塗工抜けや塗工膜厚のばらつきといった塗工不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る塗液供給装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る塗液供給装置を構成する塗工液パンを示す斜視図であり（ａ）は供給部を取付ける側から示し、（ｂ）は塗工液回収部側から示した図である。
【図３】本発明に係る塗液供給装置を構成する供給部を示した分解斜視図である。
【図４】本発明に係る塗液供給装置において、供給部に高チキソトロピー性の塗工液を一時的に貯留し、その塗工液を塗工液パンに供給する状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１から図３は、ロールコート方式の塗液供給装置の１実施形態を示すものである。
本実施形態の塗液供給装置は、図１に示すように、所定量の塗工液が貯留されている塗工液パン１と、塗工液パン１内の塗工液にロール面２ａの下部側が浸漬されて矢印Ａの軸回りに回転し、矢印Ｂ方向に搬送されるウェブ状の被塗工基材４にロール面２ａが接触して塗工液を付着させる塗工ロール２と、塗工液パン１内の塗工液に浸漬される直前のロール面２ａの幅方向（軸方向に沿った長手方向）の全域に対向するように塗工液パン１に一体化され、外部から圧送されてきた塗工液を一時的に貯留して塗工液パン１に供給する供給部３と、塗工ロール２とで被塗工基材４を挟持しながら矢印Ｃの軸回りに回転し、塗工液を被塗工基材４に転移させる圧胴５と、図４に示すように、塗工液パン１内の塗工液に浸漬された直後のロール面２ａに接触し、ロール面２ａへの塗工液の供給量を設定するドクターブレード６と、塗工液パン１に一体化され、ドクターブレード６が掻き取った塗工液を回収する塗工液回収部７とを備えている。なお、塗工液回収部７に溜まった塗工液は、回収ポンプ（不図示）の駆動によって塗工液タンク（不図示）に回収される。
【００１７】
塗工液パン１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、塗工ロール２のロール面２ａの下部側に対向する底部が樋形状に形成されている。すなわち、塗工液パン１の樋形状の底部は、ロール面２ａの最下部に近接する長尺な最下部底板８と、この最下部底板８の一方の幅方向縁部から斜め上方に立ち上がり、塗工液パン１内の塗工液に浸漬される直前のロール面２ａに近接する上流側底板９と、最下部底板８の他方の幅方向縁部から斜め上方に立ち上がり、塗工液パン１内の塗工液に浸漬された直後のロール面２ａに近接する下流側底板１０とで構成されている。
【００１８】
下流側底板１０には、ドクターブレード６が掻き取った塗工液、或いは、塗工ロール２に未付着の塗工液を塗工液回収部７に流し落とすための塗工液回収スリット１１が形成されている。
また、塗工液パン１の上流側底板９側には、供給部３を一体化するための支持板１２が外部に突出した状態で固定されている。
【００１９】
供給部３は、図３に示すように、中空の直方体形状をなし、長手方向の一方の側部に開口部１３を設けた供給部本体１４と、供給部本体１４の上板１４ａに長手方向に連続して形成されている塗工液供給スリット１５と、供給部本体１４の底板１４ｂの長手方向に所定間隔をあけて開口している複数の塗工液圧入穴１６と、これら複数の塗工液圧入穴１６に接続し、塗工液タンク（不図示）から供給部本体１４内部に塗工液を圧送する配管部１７と、開口部１３の全域を、パッキン１８を介して液密状態を保持しつつ、ネジ止めで閉塞する閉塞板１９と、供給部本体１４の上板１４ａの上部に当接し、塗工塗供給スリット１５を上部から閉塞する板バネ２０と、板バネ２０の一部を上板１４ａにネジ止めで固定する板バネ抑えブロック２１とを備えており、前述した塗工液パン１の支持板１２に供給部本体１４の底板１４ｂが当接した状態で固定されている。
【００２０】
板バネ２０は、塗工液パン１の上流側底板９に近接している長手方向の一方の辺部（図１及び図３の符号２２で示す部分）が、板バネ抑えブロック２１を介して上板１４ａに固定されておらず、この辺部２２側のみが、上方に弾性変形自在とされている。
配管部１７は、塗工液タンク（不図示）から塗工液が圧送されてくるメイン配管１７ａと、メイン配管１７ａから分岐して各塗工液圧入穴１６に接続する複数の分岐配管１７ｂ
とで構成されている。そして、各分岐配管１７ｂには、ボールバルブ等の圧力調整弁１７ｃが取り付けられており、分岐配管１７ｂの配管経路長の差による圧力の変動が圧力調整弁１７ｃにより調整可能とされている。
【００２１】
次に、上記構成のロールコート方式の塗液供給装置を使用し、機能性フィルムである被塗工基材４に、コーティング材料として高チキソトロピー性の（流動性が極端に低い）塗工液を付着する際の動作及び作用について図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示すように、塗工液タンクから配管部１７を介して供給部３に圧送されてきた高チキソトロピー性の塗工液Ｌは、塗工液圧入穴１６から中空の供給部本体１４内部に供給されていく。
供給部本体１４に貯留されていく高チキソトロピー性の塗工液Ｌは、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、塗工液圧入穴１６近傍の山形状を維持した状態で、液面が徐々に上昇していく。
【００２２】
次いで、供給部本体１４に貯留されていく高チキソトロピー性の塗工液Ｌは、山形状の液面の頂部が供給部本体１４の上板１４ａに達したときに、塗工液供給スリット１５から塗工液パン１側に流れ出ようとする。しかし、塗工液供給スリット１５を閉塞している板バネ２０の復元力により、供給部本体１４内部の密閉性が保たれ、図４（ｄ）に示すように、山形状の液面が無くなりながら、供給部本体１４内部が高チキソトロピー性の塗工液Ｌで満たされていく。
【００２３】
そして、供給部本体１４内部全域に高チキソトロピー性の塗工液Ｌが貯留されていき、供給部本体１４の塗工液Ｌの内圧が板バネ２０の復元力より大きくなったときに、図４（ｅ）に示すように、塗工液供給スリット１５を通過した高チキソトロピー性の塗工液Ｌが、板バネ２０の辺部２２側を上方に反らしながら、塗工液パン１の上流側底板９に向けて流れていく。この際、板バネ２０の辺部２２側の反り量は、板バネ２０自身の復元力により長手方向において一定となるので、供給部本体１４から塗工液パン１に向けて流れていく高チキソトロピー性の塗工液Ｌは、その供給量が、塗工ロール２の幅方向において均一となる。
【００２４】
また、図４（ｅ）に示すように、塗工液パン１の樋形状の底部が、ロール面２ａの最下部に近接する長尺な最下部底板８と、塗工液パン１内の塗工液に浸漬される直前のロール面２ａに近接する上流側底板９と、塗工液パン１内の塗工液に浸漬された直後のロール面２ａに近接する下流側底板１０とで構成されており、塗工ロール２と塗工液パン１の樋形状の底部とが形成する塗工液流路が狭められているので、塗工ロール２を回転させることで、狭められた塗工液流路を流れる塗工液全体に剪断を加え、高チキソトロピー性の塗工液Ｌの粘度を下げ流動性を高める。このように、高チキソトロピー性の塗工液Ｌの流動性を高めることで、塗工液パン１内の高チキソトロピー性の塗工液Ｌの滞留量を減らすことが可能となる。
【００２５】
したがって、本実施形態の塗液供給装置によれば、供給部３から塗工液パン１に供給される高チキソトロピー性の塗工液Ｌが供給部本体１４の上板１４ａに形成した塗工液供給スリット１５を通過する際には、板バネ２０の辺部２２側の上方への反り量が板バネ２０自身の復元力によって長手方向に一定となり、それによって高チキソトロピー性の塗工液Ｌの供給量も塗工ロール２の幅方向において均一となるので、ロール面２ａの幅方向と高チキソトロピー性の塗工液Ｌとの間に空隙が発生せず、塗工抜けや塗工膜厚のばらつきといった塗工不良の発生を防止することができる。
【００２６】
また、塗工ロール２のロール面２ａと塗工液パン１の樋形状の底部とで形成される塗工液流路が狭められており、塗工ロール２を回転させることで、狭められた塗工液流路を流れる塗工液全体に剪断を加え、高チキソトロピー性の塗工液Ｌの粘度を下げ流動性を高めることで、塗工液パン１内の高チキソトロピー性の塗工液Ｌの滞留量を減らすことができるので、高チキソトロピー性の塗工液Ｌの残肉量及び循環量を減少することができる。
また、ロール面２ａの幅方向に沿う方向の板バネ２０の反り量が一定となることで、高チキソトロピー性の塗工液Ｌの供給量がロール面２ａの幅方向において均一となるようにしたので、簡便な供給部３を提供することができる。
【００２７】
さらに、供給部本体１４に固定されているパッキン１８及び閉塞板１９を外すことで、開口部１３から供給部本体１４の内部を洗浄することができるので、供給部３の洗浄を容易に行なうことができ、間接時間の短縮を図ることができる。
なお、上記実施形態では、供給部３を構成する中空形状の供給部本体１４の上板１４ａに、長手方向に連続して塗工液供給スリット１５を形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、上板１４ａの長手方向に所定間隔をあけて複数の塗工液供給穴を形成し、供給部本体１４内部全域に高チキソトロピー性の塗工液Ｌが貯留されたときに、複数の塗工液供給穴から高チキソトロピー性の塗工液Ｌが外部に流れでるような構造にしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１…塗工液パン、２…塗工ロール、２ａ…ロール面、３…供給部、４…被塗工基材、５…圧胴、６…ドクターブレード、７…塗工液回収部、８…最下部底板、９…上流側底板、１０…下流側底板、１１…塗工液回収スリット、１２…支持板、１３…開口部、１４…供給部本体、１４ａ…上板、１４ｂ…底板、１５…塗工液供給スリット（塗工液供給開口部）、１６…塗工液圧入穴（塗工液圧入部）、１７…配管部、１７ａ…メイン配管、１７ｂ…分岐配管、１７ｃ…圧力調整弁、１８…パッキン、１９…閉塞板（閉塞部材）、２０…板バネ（供給量制御部材）、２１…板バネ抑えブロック、２２…板バネの辺部、Ｌ…高チキソトロピー性の塗工液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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