(57)【要約】    【課題】  気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能であり、しかも、装置管理が簡便である塗工装置等を提供する。    【解決手段】  塗工液を被塗工物に塗工する塗工部と、前記塗工部に供給される塗工液を収容する収容部と、前記収容部に上方から前記塗工液を供給するための配管とを備え、前記配管の前記塗工液を排出する側の端部は、前記塗工液を排出する開口部と、該開口部が上方を向くように屈曲した屈曲部とを有している塗工装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液を被塗工物に塗工する塗工部と、
前記塗工部に供給される塗工液を収容する収容部と、
前記収容部に上方から前記塗工液を供給するための配管とを備え、
前記配管の前記塗工液を排出する側の端部は、前記塗工液を排出する開口部と、該開口部が上方を向くように屈曲した屈曲部とを有している塗工装置。
【請求項２】
前記塗工液の粘度が、０．５Ｐａ・ｓ以上である請求項１に記載の塗工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗工装置を用い、
前記塗工部によって前記塗工液を前記被塗工物に塗工して、前記被塗工物上に塗工膜を作製する塗工膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置及び塗工膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗工装置の一つとして、例えば、シート部材等の被塗工物に塗工液を塗工するダイを備えたダイコーターが知られている。該ダイコーターは、塗工液が収容された収容部と、塗工部としてのダイと、収容部に塗工液を供給すための第１の配管と、収容部と塗工部とに連結されて収容部から塗工部に塗工液を供給するための第２の配管とを備えており、上記第１の配管を通して収容部に供給された塗工液が、上記第２の配管を通して塗工部に供給され、該塗工部によって塗工液が被塗工物上に吐出され、該被塗工物上に塗工膜が形成されるように構成されている。
【０００３】
また、上記のような塗工装置では、通常、収容部に所定量の塗工液が供給された後、塗工液の供給が停止され、収容部内の塗工液が塗工部による塗工によって減少すると、収容部への塗工液の供給が再開されるようになっている。
【０００４】
この種の塗工装置として、上記第１の配管が、直線状に（または、自然に延ばされた状態で直線状）に形成され、上記第１の配管の塗工液を排出する側の端部が、収容部内にこれと連結されることなく挿入され、上記端部における開口部を通して、塗工液が収容部に供給されるように構成されたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
一方、上記塗工装置として、上記第１の配管が、上記と同様に直線状に形成され、収容部が、その側壁の底面側に貫通孔を有し、上記第１の配管の塗工液を排出する側の端部における開口部が該貫通孔に連結され、該開口部及び貫通孔を通して、塗工液が収容部に供給されるように構成されたものが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０９９８４号公報
【特許文献２】特開２０１２−７５９７８号公報
【特許文献３】特開平９−２０６６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、２のような塗工装置では、収容部への塗工液の供給が停止された後、塗工液の供給が再開されると、塗工液中に気泡が混入し、その結果、該気泡の混入に起因して、所望の厚みよりも小さな厚みを有する塗工膜や、所望の性能を発揮し得ない塗工膜といった、品質が低下した塗工膜が得られる場合がある。
【０００８】
一方、特許文献３のような塗工装置では、第１の配管と収容部の底面側とが連結されているため、収容部への塗工液の供給が停止された後、塗工液の供給が再開されても、気泡が混入した塗工膜が得られ難い。しかし、かかる塗工装置では、収容部と上記第１の配管とを連結する必要があるため、その分、装置管理が煩雑となり、また、上記第１の配管を清掃するために上記連結を解除する必要があるため、この点でも装置管理が煩雑となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能であり、しかも、装置管理が簡便である塗工装置及びこれを用いた塗工膜の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る塗工装置は、
塗工液を被塗工物に塗工する塗工部と、
前記塗工部に供給される塗工液を収容する収容部と、
前記収容部に上方から前記塗工液を供給するための配管とを備え、
前記配管の前記塗工液を排出する側の端部は、前記塗工液を排出する開口部と、該開口部が上方を向くように屈曲した屈曲部とを有している。
【００１１】
かかる構成によれば、塗工装置が、収容部に塗工液を供給するための配管を備え、該配管の塗工液を排出する側の端部が、塗工液を排出する開口部と、該開口部が上方を向くように屈曲した屈曲部とを有していることによって、上記端部において上記開口部から内側に向かって下向きの経路が形成される。これにより、塗工液よりも比重が小さい空気が、上記開口部から塗工液内に侵入し難くなるため、塗工液中に気泡が混入することを抑制し得る。
具体的には、例えば、図４、図５に示すような上記直線状の配管５１を備えた従来の塗工装置においては、塗工液７の液面Ｓが、該配管５１の塗工液７を排出する側の端部５１ａにおける開口部５１ａａよりも下方に位置しているとき（図４参照）、塗工液７の供給が停止されていると、上記供給が停止されている間に（図５の左から２番目、３番目の図参照）、開口部５１ａａから上方に、上記配管５１内の塗工液７に向かって、空気がその浮力によって侵入し、塗工液７中に気泡が混入し易くなる。そして、上記供給が再開されると（図５の左から４番目、５番目の図参照）、気泡が混入した塗工液が塗工部に供給されて、被塗工物に塗工される結果、気泡が混入した塗工膜が得られ易くなる。
これに対し、上記構成の塗工装置によれば、上記の通り、上記配管の塗工液を排出する側の端部が、塗工液を排出する開口部と、該開口部が上方を向くように屈曲した屈曲部とを有していることによって、開口部から下方に向かう経路が形成されるため、塗工液の供給が停止されている間であっても、空気はその浮力を利用して塗工液中に入り込むことが困難となり、塗工液中に気泡が混入し難くなる。これにより、塗工液中への気泡の混入を抑制することができる。また、上記記供給が再開されても、気泡の混入が抑制された塗工膜が得られ易くなる。
このように、上記構成の塗工装置によれば、確実に塗工液中への気泡の混入を抑制することができ、これにより、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能となる。
また、収容部に貫通孔を設け、この貫通孔に上記配管を連結しなくても、塗工液中への
気泡の混入を抑制し得るため、装置管理が簡便となる。
従って、上記構成の塗工装置によれば、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能となり、しかも、装置管理が簡便となる。
【００１２】
また、上記構成の塗工装置においては、前記塗工液の粘度が、０．５Ｐａ・ｓ以上であってもよい。
【００１３】
ここで、塗工液の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上である場合には、塗工液に侵入した空気が気泡として滞留し易いが、かかる構成によれば、このような塗工液を用いた場合であっても、塗工液中への空気の侵入を抑制して、塗工液への気泡の混入を抑制し得るため、塗工装置が極めて有用なものとなる。
【００１４】
また、本発明に係る塗工膜の製造方法は、
前記塗工装置を用いて、
前記塗工部によって前記塗工液を前記被塗工物に塗工して、前記被塗工物上に塗工膜を作製する。
【００１５】
かかる構成によれば、上記と同様、確実に塗工液中への気泡の混入を抑制することができ、これにより、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能となり、しかも、装置管理が簡便となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の通り、本発明によれば、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜を得ることが可能であり、しかも、装置管理が簡便である塗工装置及びこれを用いた塗工膜の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の塗工装置を示す概略側面図
【図２】本実施形態の塗工装置における配管の周辺を示す概略側面図
【図３】本発明の別の実施形態の塗工装置を示す概略側面図
【図４】従来の塗工装置における配管の周辺を示す概略側面図
【図５】従来の塗工装置の配管に気泡が混入し、該気泡が混入した塗工液が配管から排出される状態を示す概略側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、本発明の本実施形態の塗工装置について説明する。本実施形態では、被塗工物としてシート部材を採用した例について説明するが、本発明では、被塗工物は特に限定されるものではない。
【００１９】
図１、図２に示すように、本実施形態の塗工装置１は、被塗工物としての帯状のシート部材２１に塗工液７を吐出することによって塗工して、該シート部材２１上に塗工膜２３を形成する塗工部３と、前記塗工部３に供給される塗工液７を収容する収容部５と、前記収容部５に上方から塗工液７を供給するための第１の配管（配管）１３と、該第１の配管に配されて、前記収容部５に前記塗工液７を供給する第１の供給部たる第１のポンプ１５と、該第１のポンプ１５による前記塗工液７の供給量を変更する制御部１７と、前記収容部５と前記塗工部３とに連結されて、前記収容部５から前記塗工部３に前記塗工液７を供給するための第２の配管９と、該第２の配管９に配されて、前記収容部５から前記塗工部３に前記塗工液７を供給する第２の供給部たる第２のポンプ１１とを備えている。
【００２０】
また、塗工装置１は、前記シート部材２１を支持しつつ、該シート部材２１の長手方向において前記塗工部３に対して相対的に移動させる支持部１９を備えており、前記塗工部３は、前記塗工部３に対して上記相対的に移動する前記シート部材２１に前記塗工液７を塗工するようになっている。
【００２１】
さらに、塗工装置１は、第１の配管１３の前記塗工液７を排出する側の端部（排出側端部）１３ａが、前記塗工液７を排出する開口部１３ａａと、該開口部１３ａａが上方を向くように屈曲した屈曲部１３ａｂとを有して構成されている。
【００２２】
前記塗工部３は、収容部５から供給された塗工液７を、該塗工部３に対して上記相対的に移動する被塗工物２１に、順次塗工するものである。かかる塗工部３としては、例えば前記塗工液７を吐出するためのスロットを備えたダイ等が挙げられる。また、このように塗工部３としてダイを備えた塗工装置１は、ダイコーターと呼ばれる。
【００２３】
前記第２の配管９は、収容部５と第２のポンプ１１との間、及び、第２のポンプ１１と塗工部３との間にそれぞれ連結されて、収容部５から第２のポンプ１１を介して塗工部３に塗工液７を移動させる経路を形成するものである。
かかる第２の配管９の形成材料としては、金属材料、樹脂と金属とが混合された複合材料や、樹脂材料等が挙げられる。
【００２４】
第２のポンプ１１は、収容部５から塗工部３に塗工液７を供給するものである。かかる第２のポンプ１１としては、例えば、ギアポンプ、ダイアフラムポンプ、プランジャーポンプ、スネークポンプ、といった従来公知のポンプが挙げられる。
【００２５】
前記収容部５は、シート部材２１に塗工される塗工液７を収容するものである。かかる収容部５としては、例えば、金属製のタンク等が挙げられる。
【００２６】
前記第１の配管１３は、不図示の塗工液タンクから収容部５に塗工液７を移動させる経路を形成するものである。
また、第１の配管１３の排出側端部１３ａは、塗工液７を排出する開口部１３ａａと、該開口部１３ａａが上方を向くように屈曲した屈曲部１３ａｂとを有している。本実施形態では、具体的には、第１の配管１３の排出側端部１３ａは、Ｊの字状に形成されている。
さらに、第１の配管１３の排出側端部１３ａは、収容部５内に、これと連結されることなく挿入されている。
かかる第１の配管１３により、塗工装置１においては、塗工液の流入側端部における開口部（不図示）から塗工液７が流入され、流入された塗工液７が排出側端部１３ａの開口部１３ａａから排出されて、収容部５に塗工液７が供給されるようになっている。
【００２７】
かかる第１の配管１３の形成材料としては、金属材料、樹脂と金属とが混合された複合材料や、樹脂材料等が挙げられる。
【００２８】
第１のポンプ１５は、不図示の塗工液タンクから収容部５に塗工液７を供給するものである。かかる第１のポンプ１５としては、例えば、ギアポンプ、ダイアフラムポンプ、プランジャーポンプ、スネークポンプ、といった従来公知のポンプが挙げられる。
【００２９】
前記制御部１７は、第１のポンプ１５による塗工液７の供給量を変更可能なものである。
本実施形態では、具体的には、制御部１７は、例えば、予備実験等によって予め設定された塗工液７の所定量が収容部５に供給されるように（例えば供給スピード）、予め設定されたタイムスケジュールに基づいて第１のポンプ１５に塗工液７を供給させ、その供給を停止させ、さらに、塗工液７の供給を再開させる（すなわち、間欠して供給させる）機能を有している。
なお、本発明では、塗工液を供給する構成は特に限定されるものではなく、その他、例えば、制御部１７が、予め設定されたタイムスケジュールや、収容部５内の塗工液７の残量（あるいは塗工部３での塗工液７の消費量）に基づいて、第１のポンプ１５による収容部５内への塗工液７の供給量を増減させる機能などを有していてもよい。
【００３０】
前記支持部１９は、長手方向に移動するシート部材２１を、塗工部３の反対側から支持するものである。かかる支持部１９としては、ローラ等が挙げられる。
【００３１】
前記塗工液７は、固化成分を含有し、シート部材２１に塗工されて、該シート部材２１上で固化されるものである。このような塗工液７としては、例えばポリマー溶液が挙げられ、上記固化成分として用いられる材料としては、熱硬化性材料、紫外線硬化性材料、電子線硬化性材料等が挙げられる。
なお、塗工液７は、特に限定されるものではないが、その粘度が高いほど、塗工液７内に入り込んだ気泡が除去され難く、塗工液７に侵入した空気が気泡として滞留し易い傾向にある。
従って、例えばかかる観点を考慮すれば、塗工液７の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ以上であることが好適であり、０．５〜３０Ｐａ・ｓであることがより好適である。なお、かかる粘度は、レオメータ（型式ＲＳ１、ＨＡＡＫＥ社製）を用い、せん断速度１（１／ｓ）の条件で測定した値である。
塗工液７の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上である場合には、塗工液７に侵入した空気が気泡として滞留し易いが、このような塗工液７を用いた場合であっても、塗工液７中への空気の侵入を抑制して、塗工液７への気泡の混入を抑制し得るため、塗工装置１が極めて有用なものとなる。
【００３２】
また、本実施形態では、上記第１の配管１３の断面形状を円形状とするが、かかる断面形状は特に限定されるものではない。
さらに、第１の配管１３の内径も特に限定されるものではないが、第１の配管１３内の塗工液７中に気泡が侵入し難いという点では、第１の配管１３の内径は、８〜５０ｍｍであることが好ましい。このように第１の配管１３の内径が８〜５０ｍｍであることによって、従来では気泡が侵入し易い内径を第１の配管１３が有していても、塗工液７中への気泡の侵入を抑制し得るため、有用である。
【００３３】
また、シート部材２１としては、例えば、樹脂フィルムが挙げられる。図１では、シート部材２１が可撓性を有する長尺状のものである態様を示すが、その他、単板状である態様や、非可撓性を有する態様を採用することもできる。
【００３４】
また、本実施形態では、塗工装置１が、収容部５に塗工液７を供給するための配管として、第１の配管１３を有する構成を示したが、本発明においては、例えば、塗工装置１が、第１の配管１３に代えて、または、図３に示すように第１の配管１３と共に、前記第２の配管９から分岐し（具体的には、第２のポンプ１１の下流側において第２の配管９から分岐し）、塗工部３から収容部５に塗工液７を返送する経路を形成する第３の配管３３と、前記第２の配管９と前記第３の配管３３との分岐部分に配され、塗工部３または収容部５のいずれかに塗工液７を供給する三方弁３５とを備え、該第３の配管３３の塗工液７を排出する側の端部３３ａが、塗工液７を排出する開口部３３ａａと、該開口部３３ａａが上方を向くように屈曲した屈曲部３３ａｂとを有してなる構成を採用してもよい。
【００３５】
続いて、上記塗工装置１の作用について説明する。
【００３６】
例えば、塗工装置１において、収容部５に塗工液７が収容されていないか、または、塗工液７が収容されていても塗工液７の液面Ｓが第１の配管１３の上記開口部１３ａａよりも下方に位置している状態（図２参照）から、塗工液７を収容部５に供給することとする。この状態から、第１のポンプ１５によって第１の配管１３を通して収容部５に塗工液７が供給されると、塗工液７の液面Ｓは上昇し、該液面Ｓは、上記開口部１３ａａよりも上方に位置するようになる（図１参照）。この状態から、第２のポンプ１１によって収容部５から塗工部３に塗工液が供給され、塗工部３によるシート部材２１への塗工が開始され、塗工部３からシート部材２１上に塗工液７が吐出される。そして、該塗工が続くと、上記塗工液７の液面Ｓが、上記開口部１３ａａよりも下方に位置するようになる。
【００３７】
ここで、例えば、上記第１の配管１３に代えて、図４、図５に示すような直線状の従来の配管５１が採用された場合、上記一端部５１ａの開口部５１ａａが下方を向いているため、上記一端部５１ａには、開口部５１ａａから内側に上向きの経路が形成される。このため、塗工液７よりも比重が小さい空気は、その浮力によって開口部５１ａａから塗工液７内に侵入し易くなる。
【００３８】
具体的には、例えば、図４、図５に示すような直線状の従来の配管５１が採用された場合、塗工液７の液面Ｓが配管５１の一端部５１ａよりも下方に位置している状態において、塗工液７が供給され続けている間は、塗工液７の供給によって気泡が下方に押し出されるため、開口５１ａａから配管５１ａの内側に、空気が侵入し難い（図５の最も左側の図参照）。
ところが、塗工液７の液面Ｓが上記一端部５１ａよりも下方に位置している状態で、収容部５への塗工液７の供給が停止されると（このとき、収容部５から塗工部３への供給は続いている）、下方を向いた上記開口５１ａａから、空気がその浮力によって侵入し易くなる（図５の左から２番目の図参照）。さらに、開口５１ａａから下端部５１ａに侵入した空気は、その浮力によって塗工液７内でさらに上昇し、配管５１内の塗工液７中に滞留することになる（図５の左から３番目の図参照）。そして、収容部５への塗工液７の供給が再開されると、気泡が混入した塗工液７が上記配管５１から収容部５に供給されることになり（図５の左から４番目、５番目の図参照）、その結果、気泡が混入した塗工液７が、収容部５から塗工部３に供給されることになり、これによって、気泡が混入した塗工液７がシート部材２１上に塗工され、気泡が混入した塗工膜２３が得られることになる。
【００３９】
これに対し、本実施形態の塗工装置１では、第１の配管１３の排出側端部１３ａが、塗工液７を排出する開口部１３ａａと、該開口部１３ａａが上方を向くように屈曲した屈曲部１３ａｂとを有していることによって、上記排出側端部１３ａにおいて上記開口部１３ａａから内側に向かって下向きの経路が形成される。これにより、塗工液７よりも比重が小さい空気は、上記開口部１３ａａから塗工液７内に侵入し難くなり、これにより、塗工液７中に気泡が混入することを抑制し得る。
具体的には、本実施形態の塗工装置１によれば、第１の配管１３の排出側端部１３ａにおいて開口部１３ａａから下方に向かう経路が形成されるため、例えば塗工液７の液面Ｓが上記開口部１３ａａよりも下方に位置しているときに上記供給が停止されも、空気はその浮力を利用して塗工液７中に入り込むことが困難となって、塗工液７中に気泡が混入し難くなる。これにより、塗工液７中への気泡の混入を抑制することができ、上記供給が再開されても、気泡の混入が抑制された塗工膜２３が得られ易くなる。
従って、本実施形態の塗工装置１によれば、確実に塗工液７中への気泡の混入を抑制することができ、これにより、気泡の混入が抑制された塗工膜２３が得られる。
そして、このように気泡の混入が抑制されることによって、該気泡に起因する品質低下が抑制された塗工膜２３が得られる。
また、収容部５に貫通孔を設けて該貫通孔に第１の配管１３を連結しなくても、塗工液７中への気泡の混入を抑制し得るため、塗工装置１の管理が簡便となる。
従って、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜２３を得ることが可能となり、しかも、塗工装置１の管理が簡便となる。
【００４０】
なお、図１では、収容部５内に位置する第１の配管１３が、全体として鉛直方向に沿って配されているが、その配置は、排出側端部１３ａが収容部５内において相対的に下方に位置するように水平方向に対して傾斜して配されていればよく、特に限定されるものではない。
また、開口部１３ａａが上方を向く程度も、水平方向よりも上方を向いていればよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
次に、本実施形態の塗工装置１を用いた塗工膜の製造方法について説明する。
【００４２】
本実施形態の塗工膜の製造方法は、
上記塗工装置１を用いて、前記塗工部３によって前記塗工液７を前記被塗工物としてのシート部材２１に塗工して、前記シート部材２１上に塗工膜２３を作製する。
【００４３】
かかる構成の塗工膜の製造方法によれば、上記と同様、確実に塗工液７中への気泡の混入を抑制することができ、これにより、気泡の混入に起因する品質低下が抑制された塗工膜２３を得ることが可能となり、しかも、塗工装置１の管理が簡便となる。
【００４４】
また、本実施形態の塗工膜の製造方法においては、上記の通り、塗工液７の粘度が、０．５Ｐａ・ｓ以上であってもよい。この場合には、上記の通り、塗工液７に侵入した空気が気泡として滞留し易い塗工液７を用いた場合であっても、塗工液７中への空気の侵入を抑制して、塗工液７への気泡の混入を抑制し得るため、塗工膜の製造方法が極めて有用なものとなる。
【００４５】
本実施形態の塗工装置及び塗工膜の製造方法は、上記の通りであるが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更されることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１：塗工装置、３：塗工部、５：収容部、７：塗工液、９：第２の配管、１１：第２のポンプ、１３：第１の配管、１３ａ：塗工液を排出する側の端部、１３ａａ：開口部、１３ａｂ：屈曲部、１５：第１のポンプ、１７：制御部、１９：支持部、２１：被塗工物、２３：塗工膜、３３：第３の配管、３３ａ：塗工液を排出する側の端部、３３ａａ：開口部、３３ａｂ：屈曲部、３５：三方弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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