(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるウエブの両面に塗液を塗工する両面塗工装置であって、
上方から下方に向かって搬送されるウエブの両面に塗液を塗工する両面塗工ヘッドであって、
ドクター部を有する第１のリップ部材、ドクター部を有する第２のリップ部材、および２枚の側板で少なくとも構成され、
前記第１のリップ部材および第２のリップ部材が、それぞれのドクター部がウエブの搬送路を挟んで間隔をあけて対向するように配置され、
前記２枚の側板が、前記第１のリップ部材および第２のリップ部材の塗布幅方向の両端に、第１のリップ部材と第２のリップ部材に跨がって装着され、
前記第１のリップ部材、第２のリップ部材および２枚の側板で囲われた１つの貯液部が形成され、
前記２枚の側板が、前記第１のリップ部材および／または前記第２のリップ部材が塗布厚み方向に移動可能なように、前記第１のリップ部材および／または前記第２のリップ部材に摺動可能に装着された、両面塗工ヘッドと、
前記第１のリップ部材を固定する第１の固定部材、および前記第２のリップ部材を固定する第２の固定部材と、
前記第１の固定部材および／または第２の固定部材を塗布厚み方向に移動可能にする固定部材移動手段と、
前記第１のリップ部材もしくは第２のリップ部材の少なくとも一方、または前記第１の固定部材もしくは第２の固定部材の少なくとも一方の塗布厚み方向位置を検出する位置検出手段と、
前記ドクター部の間隔が搬送されるウエブの厚みに応じた間隔となるように、前記固定部材移動手段を制御する制御手段と、
搬送されるウエブの継ぎ目を検知する継ぎ目検知手段および／または搬送されるウエブの搬送長さを計測する測長手段と、を備えた両面塗工装置。
【請求項２】
前記固定部材移動手段を前記第１の固定部材および／または前記第２の固定部材の塗布幅方向の両側に設けた、請求項１の両面塗工装置。
【請求項３】
上方から下方に向かって搬送されるウエブの両面に塗液を塗工する両面塗工ヘッドであって、
ドクター部を有する第１のリップ部材、ドクター部を有する第２のリップ部材、および２枚の側板で少なくとも構成され、
前記第１のリップ部材および第２のリップ部材が、それぞれのドクター部がウエブの搬送路を挟んで間隔をあけて対向するように配置され、
前記２枚の側板が、前記第１のリップ部材および第２のリップ部材の塗布幅方向の両端に、第１のリップ部材と第２のリップ部材に跨がって装着され、
前記第１のリップ部材、第２のリップ部材および２枚の側板で囲われた１つの貯液部が形成された、両面塗工ヘッドを用い、
前記一対のドクター部の間隙にウエブを導入し、
前記貯液部においてこの貯液部に貯めた塗液をウエブの両面に付着させ、
前記一対のドクター部の間隙を調整することで前記ウエブの両面に付着した塗液を所定の膜厚に計量しウエブの両面に塗膜を形成し、
前記ウエブに形成された継ぎ目が前記一対のドクター部の間隙を通過する際に、一対のドクター部の間隙を継ぎ目の最厚部より大きく拡げ、
前記継ぎ目が前記一対のドクター部の間隙を通過した後に、一対のドクター部の間隙を前記所定の膜厚に計量できる間隙に戻す、塗膜付きウエブの製造方法。
【請求項４】
前記両面塗工ヘッドのウエブ搬送方向上流側に前記ウエブの継ぎ目を検知する位置を設定し、この検知位置から前記一対のドクター部のウエブ搬送方向上流側の所定位置までの距離を拡大タイミング距離とし、この検知位置から前記一対のドクター部のウエブ搬送方向下流側の所定位置までの距離を復帰タイミング距離とし、
前記ウエブの継ぎ目が前記検知位置を通過する時点からウエブの搬送距離を測定し始め、この搬送距離が前記拡大タイミング距離に達した時点で、前記一対のドクター部の間隙を拡げ、この搬送距離が前記復帰タイミング距離に達した時点で、前記一対のドクター部の間隙を前記所定の膜厚に計量できる間隙に戻す、請求項３の塗膜付きウエブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエブの両面に対して塗膜を形成するための両面塗工ヘッド、その両面塗工ヘッドを用いた両面塗工装置および塗膜付きウエブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブの両面に塗膜を形成する方法として、ウエブを挟んで両側にロール、ナイフ、スリットダイといった塗工ヘッドを配置して塗工を行うことが知られており、塗工する塗液の組成や粘度、目的とする塗膜の厚みや精度によって適切なものが選択される。
【０００３】
ウエブの両面に塗膜を形成する塗工ヘッドとして、特許文献１には、ウエブがドープ浴を通過した後、二本水平に設置した計量・平滑化治具を通過させて塗膜を形成する塗工ヘッドと所定の間隙を有して対峙する二つのダイの間を通過させて塗膜を形成する塗工ヘッドが開示されている。
【０００４】
これらに共通する点として、塗膜の厚みはウエブが通過する部分である計量・平滑化治具または二つのダイの間隙に大きく依存することであり、塗膜の薄膜化が進む昨今においては、この間隙をミクロンオーダーで高精度に設定することが極めて重要となってきている。
【０００５】
また、生産性を高めるためにウエブの広幅化や、全幅に対して塗工を行うことが要求される他、高速で塗工を行うことや、ウエブを連続で供給して塗工を停止させないようにすることが望まれる。そのため、ウエブの巻出／巻取部でウエブを継ぎ合わせるスプライス機能を有する連続塗工装置が用いられ、ウエブの巻出部では塗工中ウエブから次に塗工される塗工待ちウエブに切り替える際、両ウエブ同士を貼り合わせた継ぎ目が形成されることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されているドープ浴を通過した後、二本水平に設置した計量・平滑化治具を通過させて塗膜を形成する塗工ヘッドは、ドープ浴と計量・平滑化治具が別部材で構成されており、計量・平滑化治具上部でドープ浴下面をシールして構成されている。この場合、それぞれが別部材であることから個々の剛性が低く、ウエブの広幅化に伴い幅方向に長い長尺塗工ヘッドを製作する場合、加工精度を高精度に仕上げることが困難である。互いに精度が出ていないドープ浴と計量・平滑化治具を組み立てた際、個々が持つ精度や剛性の違いによる撓みが互いに影響しあい、間隙を形成する先端部の長手方向真直度をミクロンオーダーに抑えることが困難である。
【０００８】
また、この構成では、ドープ浴と計量・平滑化治具との接触面からの液漏れは回避できるが長手方向両端部からの液漏れが生じ、塗液の無駄な消費が増える上に塗工雰囲気を汚染し、その結果、漏れた液がウエブに付着することで品質低下を招く。
【０００９】
さらに、ウエブ同士が貼り合わされた継ぎ目が塗工ヘッドを通過する際、間隙を拡げて塗工ヘッドに接触せずに通過させる必要があるが、継ぎ目が通過する際に間隙を拡げたり、継ぎ目が通過した後、元の塗工時の間隙に復帰するような構造になっていないため、連続塗工を行うことができない。
【００１０】
また、液漏れを考慮し計量・平滑化治具上部でドープ浴の下面をシールしているので、幅方向全幅わたり摺動抵抗がかかり、計量・平滑化治具の間隙を拡げたときに円滑に動くことができず、その摺動抵抗により計量・平滑化治具が撓んで変形する。また、塗工時の間隙に復帰する場合も同様であり、間隙の再現性が極めて乏しい。その結果、たわみによる変形でウエブ幅方向において間隙にミクロンオーダーのバラつきが生じて塗膜の厚みムラとなる上に、塗工時の間隙に復帰しないことで膜厚の絶対値が変わり、品質低下を招く。
【００１１】
所定の間隙を有して対峙する二つのダイを用いる塗工方法では、ダイからの吐出量を極めて精密にコントロールしつつ、特に高速塗工においてはウエブの搬送速度に見合った高吐出量にする必要があることから、塗液供給に用いるポンプが極めて高価なものに限定されるうえに吐出量制御が困難となるので高速塗工には向かない。また、ウエブが蛇行するとウエブの幅方向において未塗工部が生じ、ウエブ全幅に対して塗工ができない。
【００１２】
そこで本発明は、間隙が高精度に設定でき、ウエブの両面かつ全幅に対して連続的に高速で塗工を行える両面塗工ヘッドを提供する。また本発明は、本発明の両面塗工ヘッドを備えた両面塗工装置、およびその両面塗工装置を用いた塗膜付きウエブの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の両面塗工ヘッドは、上方から下方に向かって搬送されるウエブの両面に塗液を塗工する両面塗工ヘッドであって、
ドクター部を有する第１のリップ部材、ドクター部を有する第２のリップ部材、および２枚の側板で少なくとも構成され、
前記第１のリップ部材および第２のリップ部材が、それぞれのドクター部がウエブの搬送路を挟んで間隔をあけて対向するように配置され、
前記２枚の側板が、前記第１のリップ部材および第２のリップ部材の塗布幅方向の両端に、第１のリップ部材と第２のリップ部材に跨がって装着され、
前記第１のリップ部材、第２のリップ部材および２枚の側板で囲われた１つの貯液部が形成される。
【００１４】
また、本発明の両面塗工ヘッドは、前記２枚の側板が、前記第１のリップ部材および／または前記第２のリップ部材が塗布厚み方向に移動可能なように、前記第１のリップ部材および／または前記第２のリップ部材に摺動可能に装着されることが好ましい。
【００１５】
本発明の両面塗工装置は、搬送されるウエブの両面に塗液を塗工する両面塗工装置であって、
本発明の両面塗工ヘッドと、
前記第１のリップ部材を固定する第１の固定部材、および前記第２のリップ部材を固定する第２の固定部材と、
前記第１の固定部材および／または第２の固定部材を塗布厚み方向に移動可能な固定部材移動手段と、
前記第１のリップ部材もしくは第２のリップ部材の少なくとも一方、または前記第１の固定部材もしくは第２の固定部材の少なくとも一方の塗布厚み方向位置を検出する位置検出手段と、
前記ドクター部の間隔が搬送されるウエブの厚みに応じた間隔となるように、前記固定部材移動手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１６】
また、本発明の両面塗工装置は、下記のような構成であることが好ましい。
・前記固定部材移動手段を  前記第１の固定部材および／または前記第２の固定部材の塗布幅方向の両側に設ける。
・搬送されるウエブの継ぎ目を検知する継ぎ目検知手段および／または搬送されるウエブの搬送長さを計測する測長手段を備える。
【００１７】
本発明の塗膜付きウエブの製造方法は、本発明の両面塗工ヘッド、または本発明の両面塗工装置を用い、
前記一対のドクター部の間隙にウエブを導入し、
前記貯液部においてこの貯液部に貯めた塗液をウエブの両面に付着させ、
前記一対のドクター部の間隙を調整することで前記ウエブの両面に付着した塗液を所定の膜厚に計量しウエブの両面に塗膜を形成する。
【００１８】
また、本発明の塗膜付きウエブの製造方法は、下記のような手段も行うことが好ましい。
・前記ウエブに形成された継ぎ目が前記一対のドクター部の間隙を通過する際に、一対のドクター部の間隙を継ぎ目の最厚部より大きく拡げ、前記継ぎ目が前記一対のドクター部の間隙を通過した後に、一対のドクター部の間隙を前記所定の膜厚に計量できる間隙に戻す。
・さらに、前記両面塗工ヘッドのウエブ搬送方向上流側に前記ウエブの継ぎ目を検知する位置を設定し、この検知位置から前記一対のドクター部のウエブ搬送方向上流側の所定位置までの距離を拡大タイミング距離とし、この検知位置から前記一対のドクター部のウエブ搬送方向下流側の所定位置までの距離を復帰タイミング距離とし、
前記ウエブの継ぎ目が前記検知位置を通過する時点からウエブの搬送距離を測定し始め、この搬送距離が前記拡大タイミング距離に達した時点で、前記一対のドクター部の間隙を拡げ、この搬送距離が前記復帰タイミング距離に達した時点で、前記一対のドクター部の間隙を前記所定の膜厚に計量できる間隙に戻す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の両面塗工ヘッドを使用すれば、ウエブの両面の全幅に対して均一に塗工を行え、一対のドクター部の間隙をミクロンオーダーで高精度に設定できるので、厚みムラのない高品質な塗膜を形成できる。また、本発明の好ましい形態の両面塗工ヘッドを使用すれば、継ぎ目が通過する際に間隙を拡げ、通過した後に所定の間隙に戻せるので、ウエブの搬送を止めることなく、連続的に高速で塗工することができるので、塗膜を生産性良く形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による両面塗工ヘッドの構成を示した概略斜視図である。
【図２】図１の両面塗工ヘッドの側板装着部を示した概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による両面塗工装置の概略側面図である。
【図４】図３の概略上面図である。
【図５】図３の概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による両面塗工ヘッドと両面塗工装置を備えた連続塗工装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は図面に示された形態に限定されるものではない。
【００２２】
[両面塗工ヘッド]
図１に、本発明の一実施形態による両面塗工ヘッドの構成の概略斜視図を、図３に、本発明の両面塗工ヘッドを備えた両面塗工装置の一実施形態の概略側面図を示す。
図１と図３に示す両面塗工ヘッド１０は、第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’と側板１３から構成され、第１のリップ部材１１はドクター部１２を有し、第２のリップ部材１１’はドクター部１２'を有する。
【００２３】
第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’とこれら部材の塗布幅方向の両端に跨がって装着される側板１３とで囲われて形成される貯液部４に塗液３を貯留し、上方から下方に向かってウエブを搬送して貯液部４の塗液３に浸漬することでウエブ１の全幅に塗液３が接触し、ドクター部１２、１２‘が対向する部分である間隙２を通過する際、ドクター部１２、１２’で計量してウエブ１の全幅に対して所望の膜厚を得る。
【００２４】
対向する第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’は塗布厚み方向に移動可能に構成される。ここで塗布厚み方向とは、ウエブが鉛直方向上側から下側に向かって搬送されるのであれば、水平方向となる。
【００２５】
貯液部４に貯留した塗液３は、塗工により減っていくので貯液部４に塗液３を供給するように、第１のリップ部材１１および／または第２のリップ部材１１’に塗液供給口（図示せず）を設けたり、供給管を取り付けることで、貯液部４内の塗液３の液量が略一定に保つよう構成されることが好ましい。  
【００２６】
ドクター部１２、１２’の形状は、塗工対象によって適切な形状を選択すればよく、ロール形状、ナイフ形状、平面形状いかなる形状であってもよい。
【００２７】
また、第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’は、貯液部４を形成するための壁面を兼ね備えることから、自ずと図１や図３に示すように大きな断面形状となるので剛性が上がり、外力による変形が抑制される上に、加工時の精度も向上するのでドクター部１２、１２’の真直度が良好であり、高精度な間隙２を形成することができる。また、剛性が上がることにより、塗布幅方向において第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’の撓みも抑制できることから、塗布幅の広いウエブ１に対応した長尺塗工ヘッドとすることも可能となる。
【００２８】
第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’、ドクター部１２、１２’の材質はいかなるものであってもよいが、塗液３の物性によっては耐食性が要求されるならステンレスであることが好ましい。また、塗液３に粒子が含まれドクター部１２、１２’の摩耗が懸念されるならば、高硬度な材質を選定してもよいし、ドクター部１２、１２’のみ高硬度な材質とし、ドクター部１２、１２’を第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’にそれぞれボルトで締結する構成であってもよい。また、接液面にＤＬＣなどの高い硬度のコーティングを行ってもよい。
【００２９】
図２に、図１の両面塗工ヘッドの側板装着部を示した概略断面図を示す。
側板１３は第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’の両端部にボルト１４によって装着される。側板１３には丸穴と長穴が形成されており、第１のリップ部材１１に対しては丸穴で、第２のリップ部材１１’に対しては長穴を用いて装着され、図２においては、第１のリップ部材１１と側板１３は固定され、第２のリップ部材１１’と側板１３が摺動する構成となっている。
【００３０】
側板１３と第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’の接触面から塗液３の漏れを抑制しつつ、摺動抵抗をより少なくさせるために、側板１３は第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’に対して軽荷重で押えることが好ましい。たとえば図２に示すように弾性体１５を側板１３とボルト１４の間に挟み、ボルト１４の軸部を段付きとすることで、弾性体１５のつぶれ代を一定にして弾性体１５の反力で側板１３を押える方式としてもよい。弾性体１５は、ゴムやバネなどいかなるものであってもよい。
【００３１】
弾性体１５は、少なくとも摺動する側に設けることが好ましいが、固定する側も弾性体１５を設けることで、例えば第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’の幅方向長さが僅かに異なっていた場合であっても、側板１３が第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’の端面に密着するように弾性体１５の弾性変形分動ける自由度が生じるのでさらに好ましい。
【００３２】
他の手段として、ボルト１４に代わり、エアシリンダーを用いて側板１３を軽荷重で第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’へ押える構成であってもよい。
【００３３】
側板１３の材質は問わないが、摺動抵抗が小さく柔軟性に富むことからフッ素樹脂やポリエチレン樹脂が好ましい。また、金属材料の表面にフッ素コーティングをはじめとする低摺動を目的としたコーティングを施すことで第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’との摺動抵抗を減らすようにしてもよい。
【００３４】
図１に示した構成では、側板１３は第１のリップ部材１１に対して固定されており、第２のリップ部材１１’は側板と摺動するが、逆であってもよいし、使用方法や両面塗工ヘッド１０の設置状況に応じて第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’の両方に対して摺動するようにしてもよい。
【００３５】
上記のとおり、本発明の両面塗工ヘッド１０は塗工ヘッド幅方向において全幅にわたった摺動箇所が無いので、第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’が変形することが無い。したがって、ドクター部１２、１２’の真直度は良好であり、また、第１のリップ部材１１と第２のリップ部材１１’とドクター部１２、１２’を一体構成としている上に、断面形状が大きいので極めて剛性の高いヘッドである。よって、加工精度も向上することから、間隙バラつきの少ない極めて高精度な両面塗工ヘッドを得ることができる上に広幅に対応した長尺両面塗工ヘッドとすることが可能となる。
【００３６】
[両面塗工装置]
[両面塗工装置の固定部材、固定部材移動手段、位置検出手段]
次に、本発明の両面塗工装置について説明する。図３に、本発明の一実施形態による両面塗工装置の概略側面図を示す。
【００３７】
図３において両面塗工ヘッド１０は、固定手段２２、２２’によって第１のリップ部材１１、第２のリップ部材１１’の背面を水平方向に押して、それぞれが第１の固定部材２１、第２の固定部材２１'に固定される。
【００３８】
固定手段２２、２２’は、特に限定されるものでないが、固定に要する最小限の荷重を付与することで第１の固定部材２１、第２の固定部材２１'、第１のリップ部材１１、および第２のリップ部材１１’の変形を抑制できることから、エアシリンダを用いることが好ましい。この場合、固定するたびに同じ荷重が付与できることが好ましいので、圧力を管理しておくことや、エアシリンダの摺動抵抗も最小になるよう精密レギュレータや低摺動型エアシリンダを用いることが好ましい。
【００３９】
エアシリンダの他に、固定ボルトを用いてもよく、その場合は大きな締結力が付与されないように例えばトルクレンチを用いて締結トルク管理をすることが好ましい。
固定の方向は、限定されるものではなく、固定手段２２、２２’により水平方向に固定してもよいし、水平方向に直行する方向で固定してもよい。
【００４０】
図４に、図３の概略上面図を示す。
第１の固定部材２１、第２の固定部材２１'は、塗布幅方向にわたっており、塗布厚み方向に移動可能なように固定部材移動手段２６、２６’に接続される。
【００４１】
なお、固定部材移動手段２６、２６’は、第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’の少なくとも一方に備えられていればよいが、側面から見て鉛直方向上側から下側に向かって搬送されるウエブの位置とドクター部１２、１２’が形成する間隙２の中央を位置合わせする際、固定部材移動手段２６、２６’を個別に操作して容易に位置合わせできることから第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’それぞれに固定部材移動手段２６、２６’を備えることがより好ましい。
【００４２】
また、固定部材移動手段２６、２６’は、第１の固定部材２１および／または第２の固定部材２１’の塗布幅方向の両側に設けることが好ましい。両側に設けることで、塗布幅方向において両端の間隙２に差があった場合に、個別に固定部材移動手段２６、２６’を移動させて差を無くすよう調整することができる。
【００４３】
第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’は、塗布厚み方向の位置を検出するための位置検出手段２３、２３’を備える。位置検出手段２３、２３’は、固定部材の位置および／またはリップ部材の位置が検出できるのならば設置する場所や数量は限定されるものではなく、ドクター部１２、１２’の移動と連動して移動する部位であればいかなる場所に設置してもよい。
【００４４】
位置検出手段２３、２３’としては、接触式センサや非接触式センサ、エンコーダなど限定されるものではなく要求精度により適宜選定すればよい。ミクロンオーダーの高精度を要求する場合は、光学式や磁気式のリニアスケールや差動トランス式の接触式センサを用いることで高精度に位置検出が行えるので好ましい。その他、ドクター部１２、１２’の先端位置や間隙２の距離を直接検出するように非接触式レーザー変位計を設けてもよい。
【００４５】
[両面塗工装置の駆動手段、制御手段]
図５に、図３の概略断面図を示す。
固定部材移動手段２６、２６’は、第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’を塗布厚み方向へ案内するガイド部２４と駆動手段２５、２５’とボールネジ２８、２８’から構成される。
ガイド部２４は直動ガイドであり、駆動手段２５、２５’はモータからなる。
【００４６】
直動ガイドは、スライドブロックとレールからなり、塗布厚み方向に通るレール軌道上に第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’がスライドするように構成することで、第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’の鉛直方向のずれが無くなる上に直進精度がよくなるので好ましい。
【００４７】
モータは精密な位置決めができることからサーボモータであることが好ましい。駆動手段２５、２５’はカップリング２７、２７’を介してボールネジ２８、２８’に接続され、それぞれの駆動手段２５、２５’を制御して第１の固定部材２１と第２の固定部材２１’を移動させる。この時、例えば位置検出の要求精度が低い場合などは、前述の位置検出手段２３、２３’の代わりに、サーボモータのエンコーダ信号とボールネジピッチから演算した値でもって位置検出値とすることも可能である。
【００４８】
図５および図３に示す通り、駆動手段２５、２５’と位置検出手段２３、２３’は、制御手段１０１に接続される。制御手段１０１は、演算部（図示せず）と表示部（図示せず）と操作部（図示せず）などから構成され、位置検出手段２３、２３’の信号を元に設定された位置となるよう駆動手段２５、２５’を制御したり、人手による操作で駆動手段２５、２５’を動作させることができる。演算部は、ＰＬＣやＰＣなどいかなるものであってもよいし、表示部も特に限定されるものではなく、ＬＣＤモニターと操作部が一体となったタッチパネルを用いてもよい。
【００４９】
[両面塗工装置の継ぎ目検知手段、測長手段]
図６に本発明の一実施形態による両面塗工ヘッドと両面塗工装置を備えた連続塗工装置の模式図を示す。
【００５０】
巻出部４０の第１巻出軸１０６から送られる塗工中のウエブ１は、測長手段１０３、継ぎ目検知手段１０２を通過し、本発明の塗工装置２０で塗膜を形成後、例えば塗膜を乾燥させるために乾燥機など所定の次工程４５へ送られた後、巻取部４１の第１巻取軸１０９にて巻き取られる。
【００５１】
巻出部４０と巻取部４１はウエブを継ぎ合わせるスプライス機能を有しており、巻出部４０は、第２巻出軸１０５に塗工待ちのウエブロールがセットされている。巻取部４１は、第２巻取軸１１０に巻取用コアがセットされている。
【００５２】
継ぎ目が形成される巻出部４０について説明する。第１巻出軸１０６のウエブが残り僅かになってくると、任意のタイミングでターレットユニット１１１が１８０°旋回し、第１巻出軸１０６と第２巻出軸１０５の位置が入れ替わる。次いで押えロール１０８で第２巻出軸１０５の塗工待ちウエブロールの表層をニップする。この時、あらかじめ塗工待ちウエブロールの表層に両面テープを貼っておいたり、熱融着させる機構を搭載することにより塗工中のウエブと塗工待ちのウエブを貼り合わせた後、カッター１０７にてウエブ１を切断することで継ぎ目が形成され、連続してウエブ１を送り続けることができる。
【００５３】
測長手段１０３と継ぎ目検知手段１０２は制御手段１０１に接続されており、継ぎ目検知手段１０２が継ぎ目を検知したら、測長手段１０３により測長を開始し、所定の距離に到達した後、ドクター部１２、１２’の間隙２を拡げるよう駆動手段２５、２５’を制御する。そして、間隙２を拡げた後、所定の距離に到達したら間隙２を元の間隙に復帰するよう駆動手段２５、２５’を制御することが好ましい。
【００５４】
測長手段１０３は、ロータリーエンコーダーやレーザードップラー方式などを用いることができ、特に限定されるものではい。測長手段１０３にロータリーエンコーダーを用いる場合は、搬送経路中のロールに設置してもよいし、第１巻出軸１０６および第２巻出軸１０５に設置してもよい。また、より好ましくは、連続塗工装置のウエブ搬送速度の基準となっているロールや搬送されるウエブとスリップすることなく同速回転するロールに設置することであり、より正確に測長できることが可能となる。
【００５５】
継ぎ目検知手段１０２は、継ぎ目が検知可能であるなら限定されるものではない。例えば、レーザー変位センサで継ぎ目の厚みを検知したり、透過型センサーでウエブと継ぎ目の透過光の差を利用して検知してもよい。その他、巻出部４０において、カッター１０７が動作したタイミングで継ぎ目が形成されることから、該カッター１０７動作時の信号を継ぎ目検知手段として代用することも可能である。
【００５６】
[塗膜付きウエブの製造方法]
[塗膜付きウエブの製造方法の概要]
図５、図６を用いて本発明の塗膜付きウエブの製造方法について説明する。
本発明の両面塗工ヘッド１０を用い、一対のドクター部１２、１２’の間隙２にウエブ１を導入し、貯液部４に貯めた塗液３をウエブ１に付着させる。そして、一対のドクター部１２、１２’の間隙２を通過する際、間隙２を調整して膜厚を計量し、ウエブ１の全幅に対して両面に塗膜を形成する。
【００５７】
ドクター部１２、１２’の形状は、塗液３の物性や得たい膜厚などに応じて適宜選定すればよく、特に限定されるものではないが、ロール形状のように側面から見て、断面が円柱や円弧形状の場合、塗布幅方向にて間隙を形成する部分が線で対向する形となるため正確な間隙２の形成が困難である。つまり、対向するドクター部１２、１２’の鉛直方向の位置が僅かにずれただけで、間隙２が大きくかわることになる。そのため、ドクター部１２、１２’は例えば鉛直方向に０．１ｍｍ以上の長さを持つ平面とすることが好ましい。
【００５８】
本発明の両面塗工ヘッド１０と塗工装置２０を用いると、塗工中に間隙２の微調整を行うことも容易であり、例えば搬送ライン中に設置した膜厚計測器の結果を確認しながら間隙２を調整してもよい。また、膜厚計測器からの結果を制御手段１０１にフィードバックして自動で設定した目標膜厚となるように構成してもよい。
【００５９】
[塗膜付きウエブの製造方法におけるリップ部材の移動動作]
図６に示す連続塗工装置は、巻出部４０と巻取部４１でウエブを継ぎ合わせるスプライス機能を有する。両面塗工ヘッド１０を有する塗工装置２０の上流である巻出部４０で継ぎ目が形成されるため、継ぎ目が両面塗工ヘッド１０を通過する際、第１のリップ部材１１および／または第２のリップ部材１１‘を移動させて、間隙２を拡げてドクター部１２、１２’に接触せずに通過させる必要がある。そして、継ぎ目が通過した後は、塗工時の元の間隙２に復帰することで連続的に塗工が可能となる。
【００６０】
継ぎ目は、あらかじめ塗工待ちウエブロールの表層に両面テープを貼っておいたり熱融着させる機構を用いることにより塗工中のウエブ１と塗工待ちのウエブ１を貼り合わせた後、カッター１０７にてウエブを切断することで形成される。したがって、貼り付けに両面テープを用いた場合であれば、継ぎ目の厚みは、ウエブが２枚と両面テープの厚みを加算したものとなる。
【００６１】
拡げる間隙２は、継ぎ目の最厚部より大きいことが好ましく、つまりウエブ２枚と両面テープの厚みの加算値より大きいことである。ウエブ１の貼り合わせ時に、ウエブ１および／または両面テープにしわ等が入ることで継ぎ目の最厚部が該加算値より大きくなる場合もあるので、より好ましくは、加算値×１．５以上とすることでドクター部１２、１２’で継ぎ目が引っ掛かることなくスムースに通過できることが多い。
【００６２】
間隙２を拡げた際、塗液３の粘度が極めて低い場合や間隙２を極めて大きく拡げる必要がある場合において、間隙２から塗液が垂れ落ちるのであれば、両面塗工ヘッド１０の下流側にスクレーパや液受けを設置し、垂れ落ちた塗液を回収するような構成としてもよい。
【００６３】
両面塗工装置２０のウエブ搬送方向上流側にウエブ１の継ぎ目を検知する位置を設定し、この検知位置から前記一対のドクター部１２、１２’のウエブ搬送方向上流側の所定位置までの距離を拡大タイミング距離Ｌｏとする。この検知位置から一対のドクター部のウエブ搬送方向下流側の所定位置までの距離を復帰タイミング距離Ｌｃとする。
【００６４】
そして、ウエブ１の継ぎ目が検知位置を通過する時点からウエブ１の搬送距離を測定し始め、この搬送距離が拡大タイミング距離Ｌｏに達した時点で、一対のドクター部１２、１２‘の間隙２を拡げ、この搬送距離が復帰タイミング距離Ｌｃに達した時点で、一対のドクター部１２、１２‘の間隙２を所定の膜厚に計量できる間隙２に戻すことが好ましい。拡大タイミング距離Ｌｏや復帰タイミング距離Ｌｃは、制御手段１０１から設定できるよう構成される。
【００６５】
逆に、ドクター部１２、１２’までの距離Ｌを把握しておくことで、ドクター部１２、１２’に対して間隙２が拡大する距離ｌｏと復帰する距離ｌｃを設定してもよい。間隙２が広がっている間に搬送されるウエブ１は、塗工はされているものの製品とはならないロス部分であるため、ロスを抑えるために拡大する位置ｌｏと復帰する位置ｌｃを短くすることが好ましい。
【００６６】
また、ウエブ１の搬送速度が高速である場合、間隙２を拡げる速度と復帰する速度を考慮することが好ましい。つまり、高速では単位時間当たりのウエブ１の進行量が多いため、間隙２が拡がりきる前に、継ぎ目部がドクター部１２、１２’に到達する場合ある。よって、固定部材移動手段２６、２６’の動作速度を高速にしたり、動作速度を加味した距離設定を行うことが好ましい。さらに高精度に動作させるのであれば、固定部材移動手段２６、２６’が動作速度に達するまでの時間である加速度も考慮することが好ましい。
【００６７】
以上より、継ぎ目検知手段１０２はドクター部１２、１２’上流側のごく近くに配置するより、ある一定距離さらに上流に配置して、間隙２を拡げる距離と移動速度、加速度を考慮したうえでＬｏやＬｃまたはｌｏとｌｃを設定し、所望の動作となるようにすることが好ましい。
【００６８】
なお、ウエブ１の搬送速度が遅い場合や、少々のロスを許容できるのであればこの限りではなく、継ぎ目検知手段１０２の信号で間隙２を拡げ、設定した距離の後に間隙２を復帰させてもよい。
【００６９】
また、ヘッド下流側に継ぎ目検知手段１０２を追加し、該継ぎ目検知手段１０２で継ぎ目を検知したらに元の間隙２に復帰する構成としてもよい。
【００７０】
また、継ぎ目検知手段１０２に代わり巻出部４０において、カッター１０７が動作した時の信号を継ぎ目検知手段として代用する場合についても、Ｌ、ＬｏとＬｃの距離が長くなるだけで、上記と同様の考え方を適用できる。
【００７１】
継ぎ目が通過して塗工計量時の間隙２に復帰した後、例えば次工程の乾燥機を通過して塗膜を乾燥し巻取りを行っていく。巻取部４１は、巻出部４０と同様にスプライス機能を有し、搬送を停止することなく連続して巻取りを行っていく。
【００７２】
このように、本発明の製造方法を用いれば、連続的に塗膜付きウエブを製造できるので極めて生産性がよい上に、ロスの少ない製品ロールを得ることが可能となる。
【実施例】
【００７３】
本発明の実施形態に従って、塗膜付きウエブを製造するための両面塗工ヘッド、両面塗工装置、塗膜付きウエブの製造方法について実施例を示す。
【００７４】
（実施例１）
図６に示す連続塗工装置と図３と図４に示す両面塗工装置２０を用いて塗工を行った。
搬送するウエブはプラスティックフィルムであり、厚みが１０μｍ、幅が３００ｍｍ、巻長は３００ｍであり、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎでプラスティックフィルムの全幅に対して両面同時に塗工を行った。
【００７５】
継ぎ目の貼り合わせには、厚みが１００μｍの両面テープを使用した。
ドクター部１２、１２’の間隙２は、塗工時は６０μｍとした。継ぎ目が通過する時の間隙２は、ウエブ２枚分の厚み２０μｍと両面テープの厚み１００μｍとの合計１２０μｍを１．５倍した１８０μｍよりも拡めにとり、２４０μｍとした。  継ぎ目の検知はレーザ変位センサを用い、プラスティックフィルムと継ぎ目の厚さ変化にて検知を行った。
【００７６】
継ぎ目検知手段１０２は、継ぎ目検知手段１０２からドクター部１２、１２’までの距離Ｌ＝１０００ｍｍとなるよう配置し、Ｌｏ＝４５０ｍｍ、Ｌｃ＝１８５０ｍｍの設定を行った。よって、ｌｏ＝５５０ｍｍ、ｌｃ＝８５０ｍｍとなり、数値上では間隙が拡がってからウエブ１が１４００ｍｍの距離を通過した後、元の間隙２に復帰する設定となる。
【００７７】
駆動手段２５、２５’には、サーボモータを用いカップリング２７、２７’を介しボールネジ２８、２８’に接続した。
【００７８】
固定部材移動手段２１、２１’の間隙２を拡げる速度は２ｍｍ／ｓｅｃ、元の間隙２に復帰する速度は０．７ｍｍ／ｓｅｃとした。よって、間隙２が拡がりきる間に搬送されるウエブ長さは２０ｍｍ、元の間隙２に復帰する間に搬送されるウエブ長さは５７ｍｍとなる。
【００７９】
ボールネジ２８、２８’のナット側は固定部材移動手段２１、２１’のそれぞれに固定されており、固定部材移動手段２１、２１’の塗布幅方向両側に位置検出手段２３、２３’として分解能０．１μｍのリニアスケールを取り付け、本数値をもとに位置決め動作を行った。
【００８０】
貯液部４に塗液３をため、塗工を行った。塗膜の厚みは搬送途中に設置した膜厚計測器で確認しながら間隙調整を行った。２８０ｍ塗工後、スプライスを行い、継ぎ目が両面塗工ヘッド１０を通過するに際し、間隙２を拡げ、もとの間隙２に復帰し、塗工を継続した。
【００８１】
塗工完了後、製品をサンプリングして塗膜の厚みを確認した結果、ウエブ１の全幅に対して幅方向均一に塗工できていることを確認した。
【００８２】
間隙２が拡がるタイミングと元の間隙に復帰するタイミングを確認すべく、塗膜の厚塗り部の長さをメジャーで実測した。
【００８３】
その結果、厚塗り部の明確な境界がなくグラデーション的な様相であるため、目視にて濃淡の変化が始まった個所を境界として測定した結果、１４４０ｍｍであった。
【００８４】
この時、厚塗り開始位置から継ぎ目までの距離は約５３０ｍｍであり、数値上から計算して求まる理論値ｌｏ＝５５０ｍｍ―２０ｍｍ＝５３０ｍｍと同様の結果を得た。また、継ぎ目から厚塗り終了位置までの距離は約９１０ｍｍであり、理論値ｌｃ＝８５０ｍｍ＋５７ｍｍ＝９０７ｍｍであり、ほぼ同様の結果を得た。
【００８５】
（実施例２）
搬送速度が３０ｍ／ｍｉｎと高速である以外は、実施例１と同様に図６に示す連続塗工装置と図３と図４に示す両面塗工装置２０を用いて塗工を行った。
【００８６】
搬送速度が実施例１よりも高速であるため、間隙２が拡がりきる間に通過するウエブ長さは６０ｍｍ、元の間隙２に復帰する間に通過するウエブ長さは１７１ｍｍとなる。
【００８７】
したがって、実施例１と同様の結果を得るために、Ｌｏ＝４１０ｍｍ、Ｌｃ＝１７４０ｍｍの設定を行った。よって、ｌｏ＝５９０ｍｍ、ｌｃ＝７４０ｍｍとなり、数値上では間隙２が拡がってからウエブ１が１３３０ｍｍの長さを通過した後、元の間隙２に復帰する設定となるが、搬送速度が速いため、間隙２が拡がりきる間に通過するウエブ長さは６０ｍｍ、元の間隙２に復帰する間に通過するウエブ長さは１７１ｍｍを考慮すると、実施例１に記載の１４００ｍｍに対して短い設定となる。
【００８８】
貯液部４に塗液３をため、塗工を行った。塗膜の厚みは搬送途中に設置した膜厚計測器で確認しながら間隙調整を行った。２８０ｍ塗工後、スプライスを行い、継ぎ目が両面塗工ヘッド１０を通過するに際し、間隙２を拡げ、もとの間隙２に復帰し、塗工を継続した。
【００８９】
塗工完了後、製品をサンプリングして塗膜の厚みを確認した結果、ウエブ１の全幅に対して幅方向均一に塗工できていることを確認した。
【００９０】
間隙２が拡がるタイミングと元の間隙２に復帰するタイミングを確認すべく、塗膜の厚塗り部の長さをメジャーで実測した。
【００９１】
その結果、厚塗り部の明確な境界がなくグラデーション的な様相であるため、目視にて濃淡の変化が始まった個所を境界として測定した結果、１４４０ｍｍであった。
【００９２】
この時、厚塗り開始位置から継ぎ目までの距離ｌｏは約５３０ｍｍであり、数値上から計算して求まる理論値は５９０ｍｍ―６０ｍｍ＝５３０ｍｍであり、同様の結果を得た。また、継ぎ目から厚塗り終了位置までの距離ｌｃは約９１０ｍｍであり、理論値７４０ｍｍ＋１７１ｍｍ＝９１１ｍｍであり、ほぼ同様の結果を得た。
【００９３】
（実施例３）
継ぎ目検知手段１０２をスプライスのカット信号で代用した以外は、実施例２と同様である。継ぎ目検知手段であるカッター１０７からドクター部１２、１２’までの距離Ｌ＝９０００ｍｍとなり、Ｌｏ＝８４１０ｍｍ、Ｌｃ＝９７４０ｍｍの設定を行った。よって、ｌｏ＝５９０ｍｍ、ｌｃ＝７４０ｍｍとなり、実施例２と同じ値となる。
【００９４】
貯液部４に塗液３をため、塗工を行った。塗膜の厚みは搬送途中に設置した膜厚計測器で確認しながら間隙調整を行った。２８０ｍ塗工後、スプライスを行い、継ぎ目が両面塗工ヘッド１０を通過するに際し、間隙２を拡げ、もとの間隙２に復帰し、塗工を継続した。
【００９５】
塗工完了後、製品をサンプリングして塗膜の厚みを確認した結果、ウエブ１の全幅に対して幅方向均一に塗工できていることを確認した。
【００９６】
間隙２が拡がるタイミングと元の間隙２に復帰するタイミングを確認すべく、塗膜の厚塗り部の長さをメジャーで実測した。
【００９７】
その結果、厚塗り部の明確な境界がなくグラデーション的な様相であるため、目視にて濃淡の変化が始まった個所を境界として測定した結果、１４４０ｍｍであった。
【００９８】
この時、厚塗り開始位置から継ぎ目までの距離ｌｏは約５３０ｍｍであり、数値上から計算して求まる理論値は５９０ｍｍ―６０ｍｍ＝５３０ｍｍであり、同様の結果を得た。また、継ぎ目から厚塗り終了位置までの距離ｌｃは約９１０ｍｍであり、理論値７４０ｍｍ＋１７１ｍｍ＝９１１ｍｍであり、ほぼ同様の結果を得た。
【符号の説明】
【００９９】
１    ウエブ
２    間隙
３    塗液
４    貯液部
５    ランプ
１０    両面塗工ヘッド
１１、１１’    第１のリップ部材、第２のリップ部材
１２、１２’    ドクター部
１３    側板
１４    ボルト
１５    弾性体
２０    塗工装置
２１、２１’    第１の固定部材、第２の固定部材    
２２、２２’    固定手段
２３、２３’    位置検出手段
２４    ガイド
２５、２５’    駆動手段
２６、２６’    固定部材移動手段
２７、２７’    カップリング
２８、２８’    ボールネジ
４０    巻出部
４１    巻取部
４５    次工程
１０１    制御手段
１０２    継ぎ目検知手段
１０３    測長手段
１０５    第２巻出軸
１０６    第１巻出軸
１０７    カッター
１０８    押えロール
１０９    第１巻取軸
１１０    第２巻取軸
１１１    ターレットユニット
ｔ      間隙
Ｌ      検知位置からドクター部１２、１２’までの距離
Ｌｏ    拡大タイミング距離
Ｌｃ    復帰タイミング距離
ｌｏ    ドクター部１２、１２’に対して間隙が拡大する距離
ｌｃ    ドクター部１２、１２’に対して間隙が復帰する距離
【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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【図６】
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