(57)【要約】【課題】ダイヘッド塗工において、待機時におけるリップ面での塗工液のゲル化や、乾燥固化を防止して、次の塗布に対する悪影響をなくす。【解決手段】ダイヘッド１１に、塗工液を吐出する吐出スリット１２と、塗工液を表面張力で保持可能なリップ面１１ａと、リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリット１３を設け、且つそのダイヘッド１１に塗工液供給装置１５と塗工液循環装置２０とを接続しておき、非塗布時には、塗工液循環装置２０によって、吐出スリット１２からリップ面１１ａを経て吸引スリット１３に流れる塗工液の流れを生じさせて、リップ面での塗工液のゲル化や乾燥固化を防止し、塗布時には塗工液供給装置１５から塗工液を供給する構成とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液を表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを備えたダイヘッド。
【請求項２】
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液を表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを備えたダイヘッドを用いた塗工方法であって、塗布時には、前記吐出スリットからリップ面に塗工液を供給して塗布を行い、非塗布時には、前記吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせることを特徴とする塗工方法。
【請求項３】
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液をを表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを備えたダイヘッドと、そのダイヘッドの前記吐出スリットに塗工液を供給する塗工液供給装置と、前記吸引スリットから塗工液を吸引する塗工液吸引装置とを備え、非塗布時に、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせ得る構成としたことを特徴とする塗工装置。
【請求項４】
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液をを表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを備えたダイヘッドと、そのダイヘッドの前記吐出スリットに塗工液を供給する塗工液供給装置と、前記吸引スリットから塗工液を吸引し、前記塗工スリットに供給する塗工液循環装置と、前記塗工液供給装置と前記塗工液循環装置を切り替えて前記ダイヘッドの吐出スリットに連通させる切り替え装置を有することを特徴とする塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、枚葉の板材或いはウェブなどの被塗工物に対して間欠的に塗布液を塗布するためのダイヘッド及びそのダイヘッドを用いた塗工方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、平板状の被塗工物１を、適当な支持台（図示せず）で支持し、ダイヘッド２に対して矢印Ａ方向に相対的に移動させながら、その被塗工物１に対向して配置したダイヘッド２の吐出スリットから塗工液３を吐出し、塗布する構成の塗工装置が知られている。この塗工装置によって間欠的に塗布を行う場合、まず、図６（ａ）に示すように、ダイヘッド２の吐出スリット４の真下に被塗工物１の塗布開始位置を位置させ、次いで、図６（ｂ）に示すように、ダイヘッド２を下降させてそのリップ面２ａを被加工物１に接近させ、ダイヘッド２の吐出スリット４から塗工液３の吐出を開始して、リップ面２ａと被塗工物１との間に塗工液の溜まり（塗布ビードという）５を形成し、その塗布ビードが所定の大きさに達した時点で、吐出スリットからの塗工液吐出を継続しながら、被塗工物１のダイヘッド２に対する相対的な移動を開始し、図６（ｃ）に示すように塗布を行い、塗布終了位置がダイヘッド２の下に来た時点で塗工液の吐出を停止すると共にダイヘッド２を上方に移動させて次の塗布に備えて待機させるという方法を採っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような間欠的な塗布を行う場合、図５に示すように、塗布間の待機中において、ダイヘッド２のリップ面２ａに残った塗工液３がゲル化又は乾燥固化し、次の塗布面にすじが発生する等の悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００４】
この対策として、通常は塗布を行うごとにダイヘッド２のリップ面２ａに溶剤等を吹き付ける、または溶剤を付着させた布で拭き取る等の洗浄作業を行って、ダイヘッド２のリップ面２ａに付着していた塗工液を取り除いていた。しかし、この方法では、洗浄作業を行うための装置を必要とするとか、手作業で行う場合には余計な作業を必要とするという問題があった。しかも、ダイヘッド２の吐出スリット４に溶剤が侵入するため、塗工液と溶剤が吐出スリット４内で不均一に混じり合い、次の塗布において塗布開始部の膜厚ばらつきが大きくなり、特に、溶剤量が多い場合は塗布開始時において吐出スリット４の先端部に塗工液が充填されていない部分が生じ、そのため、図４に示すように、被塗工物１の塗布面に塗工液の塗布されない抜け部分６が生じてしまうという問題もあった。
【０００５】
そこで、洗浄作業後に塗工液を専用の場所で一定量を吐出することにより、吐出スリット４の内部に侵入した溶剤を排出し、且つ吐出スリット４の先端全幅に塗工液を満たすという対策を採ることも知られている。しかし、この方法では吐出した塗工液は廃棄されるため、高価な液を使用する場合、廃棄量が多くなると材料コストがかさんでしまうという問題を生じる。
【０００６】
また、間欠塗布の場合、塗布開始部においてはダイヘッドに対して被塗工物を停止した状態でダイヘッドへの塗工液の供給を開始し、リップ面に形成される塗布ビードが所定の大きさになったタイミングで被塗工物の走行を開始するが、被塗工物の走行開始タイミングが遅れがちであるため、所望する膜厚よりも厚くなりがちである。また、塗布終了部においても、ダイヘッドに塗工液を供給する塗工液供給装置の残圧等により膜厚となってしまう。これを防止するために、塗工液供給装置を停止すると同時にリップ面の塗布ビードを吐出スリット内部に吸い込むサックバックという動作を行うことも知られているが、この方法では、塗布ビードと共に気体を吸い込んでしまうことがあるため、次の塗布開始時に塗布ビードを形成することができず、塗布不良が発生する問題点がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、待機時におけるリップ面での塗工液のゲル化や、乾燥固化を防止して、次の塗布に対する悪影響をなくす技術を提供することを課題とする。
【０００８】
また、塗布開始部と塗布終了部の塗布膜が膜厚となるのを防止する技術を提供することも課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するため、塗布に用いるダイヘッドに、塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液を表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを設けるという構成としたものである。この構成のダイヘッドでは、ダイヘッドの待機中、すなわち、非塗布時には、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておくことができ、これによって、リップ面に適当量の塗工液を保持すると共にそれを常時更新でき、リップ面上の塗工液のゲル化や乾燥固化を防止できる。このため、次の塗布開始に当たっては、洗浄作業を行わなくても、次の塗布面にすじを生じことがなく、また、リップ面の全幅に渡って安定して塗布ビードを形成でき、次の塗布面に抜け部分を生じることもなく、良好な塗布を行うことができる。
【００１０】
更に、非塗布中は、上記したように吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておき、塗布開始に当たっては、前記した塗工液の流れを利用して非塗工物との間に塗布ビードを形成し、次いで、ダイヘッドに対する被塗工物に対する相対的な移動を開始し、その開始直前若しくは同時に、吐出スリットへの塗工液の供給流量を増大させ且つ吸引スリットを通る流れを止めることで、塗布開始部の膜厚を厚くすることなく塗布を開始することができ、また、塗布終了時には、吐出スリットへの塗工液の供給流量を減少させると共に吸引スリットからの吸引を開始し、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを再開させることで塗布終了部の膜厚を厚くすることなく塗布を終了することができ、塗布面全体に均一厚さの塗布を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記したように、本発明のダイヘッドは、塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に位置し、塗工液を表面張力より保持可能なリップ面と、該リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを設けたものである。このダイヘッドを用いた塗工方法の一つの実施の形態は、塗布時には、前記吐出スリットからリップ面に塗工液を供給して塗布を行い、非塗布時には、前記吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせるというものである。この方法の採用により、非塗布時には、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の循環流を生じさせておくことができ、これによって、リップ面に適当量の塗工液を保持すると共にその塗工液のゲル化や乾燥固化を防止でき、次の塗布開始に当たってはリップ面の全幅に渡って安定して塗布ビードを形成でき、次の塗布面にすじや抜け部分等を発生することなく良好な塗布を行うことができる。
【００１２】
上記した構成のダイヘッドを用いた塗工装置の一つの実施の形態は、そのダイヘッドの吐出スリットに塗工液を供給する塗工液供給装置と、吸引スリットから塗工液を吸引する塗工液吸引装置とを備え、非塗布時に、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせ得る構成としたものである。この構成によれば、塗布時には、塗工液吸引装置を非作動とし、塗工液供給装置から塗工液をダイヘッドの吐出スリットに所望の塗布厚を確保できる流量で供給することで、塗布を行うことができ、非塗布時には、塗工液供給装置と塗工液吸引装置を同時に作動させ且つ塗工液供給装置による供給流量と塗工液吸引装置による吸引流量を互いに等しく且つ小流量とすることで、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておくことができ、これによって、リップ面に適当量の塗工液を保持すると共にその塗工液のゲル化や乾燥固化を防止でき、次の塗布開始に当たってはリップ面の全幅に渡って安定して塗布ビードを形成でき、次の塗布面にすじや抜け部分等を発生することなく良好な塗布を行うことができる。
【００１３】
上記した構成のダイヘッドを用いた塗工装置の他の実施の形態は、そのダイヘッドの吐出スリットに塗工液を供給する塗工液供給装置と、吸引スリットから塗工液を吸引し、前記塗工スリットに供給する塗工液循環装置と、前記塗工液供給装置と前記塗工液循環装置を切り替えて前記ダイヘッドの吐出スリットに連通させる切り替え装置を有する構成としたものである。この構成では、非塗布時には塗工液循環装置をダイヘッドに連通させた状態で作動させることで、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておくことができ、これによって、リップ面に適当量の塗工液を保持すると共にその塗工液のゲル化や乾燥固化を防止でき、次の塗布開始に当たってはリップ面の全幅に渡って安定して塗布ビードを形成でき、次の塗工面にすじや抜け部分等を発生することなく良好な塗布を行うことができる。また、次の塗布開始に当たっては、塗工液循環装置を作動させた状態で、ダイヘッドのリップ面を非塗工物に接近させて非塗工物との間に塗布ビードを形成し、その後、ダイヘッドに対する非塗工物の相対的な移動を開始し、その開始の直前若しくは同時に、塗工液循環装置と塗工液供給装置とを切り替え、塗工液供給装置からダイヘッドへの塗工液供給を開始させることで、塗布開始部の膜厚が厚くなるということを回避しながら塗布を開始でき、塗布終了時には、塗工液供給装置と塗工液循環装置とを切り替えることで、塗布終了部の膜厚が厚くなるということを回避しながら塗布を終了できる。かくして、間欠的に塗布を行う場合において、塗布面全体に均一厚さの塗布を行うことができる。
【００１４】
以下、図面に示す本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る塗工装置１０の概略構成図、図２はその塗工装置に用いるダイヘッド１１の先端部分の拡大断面図である。ダイヘッド１１は、塗工液を吐出する吐出スリット１２と、該吐出スリット１２の先端両側に位置し、塗工液をその表面張力によって保持可能なリップ面１１ａと、該リップ面１１ａに保持された塗工液を吸引する吸引スリット１３等を備えている。リップ面１１ａは、ダイヘッド１１の中心軸線Ｃ−Ｃに対して直交する平面で構成してもよいが、塗工液の保持を確実とするため、図２に示すように、微小な角度αだけ傾斜させた平面で構成することが好ましい。ここで、角度αとしては、０．５°〜５°程度でよい。
【００１５】
図１において、１５は塗工液をダイヘッド１１の吐出スリット１２に供給する塗工液供給装置であり、塗工液タンク１６と、ギヤポンプなどの供給用ポンプ１７と、塗工液タンク１６を供給用ポンプ１７を経てダイヘッド１１の吐出スリットに連結する配管１８、１９等を備えている。２０は、吸引スリット１３から塗工液を吸引し、吐出スリット１２に供給する塗工液循環装置であり、ギヤポンプなどの循環用ポンプ２１と、フィルタ２２と、循環用ポンプ２１、ダイヘッド１１及びフィルタ２２を循環する流路を形成する配管２３、１９等を備えている。なお、配管１９は、塗工液供給装置１５と塗工液循環装置２０とに共用のものである。２５は、配管１８、２３、１９の交点に配置され、塗工液供給装置１５と塗工液循環装置２０を切り替えてダイヘッド１１の吐出スリット１２に連通させる切り替え装置である。この切り替え装置２５は、供給用ポンプ１７からの配管１８を吐出スリット１２に接続された配管１９に連通させ、循環用ポンプ２１からの配管２３は遮断する位置と、循環用ポンプ２１からの配管２３を吐出スリット１２に接続された配管１９に連通させ、供給用ポンプ１７からの配管１８は遮断する位置とに切り替え可能である。
【００１６】
次に、上記構成の塗工装置による動作を説明する。塗布動作に先立って、供給用ポンプ１７、配管１８、１９、ダイヘッド１１内、循環用ポンプ２１、フィルタ２２、配管２３等に塗工液を満たしておき、且つ図３（ａ）に示すようにリップ面１１ａの表面に適当量の塗工液２６が表面張力により保持された状態としておく。
【００１７】
図１において、非塗布時即ち待機時には、切り替え装置２５を循環用ポンプ２１に接続された配管２３をダイヘッド１１の吐出スリット１２に接続された配管１９に連通させる位置に切り替えておき、この状態で循環用ポンプ２１を運転する。これにより、循環用ポンプ２１で送り出された塗工液が吐出スリット１２からリップ面１１ａを経て吸引スリット１３に流れ、フィルタ２３を通過して異物が除去され、再び循環用ポンプ２１に吸い込まれ、再び吐出スリット１２に送られるというように、すなわち図１に矢印Ｂで示すように、循環される。この時の塗工液の流量は、図３（ａ）に示すようにリップ面１１ａに表面張力によって保持されている塗工液２６がリップ面１１ａから下方に落下しない程度の、小さい流量としている。このように塗工液の循環させておくことで、リップ面１１ａには常時、適当量の塗工液２６が保持されており、且つその塗工液２６は常時新しいものに更新されている。このため、リップ面１１ａに保持されている塗工液２６にゲル化や乾燥固化が生じることはない。
【００１８】
次に、塗布を開始する際には、塗工液の循環を継続した状態で、ダイヘッド１１に対して被加工物１を相対的に移動させ、被加工物１の塗布開始位置をダイヘッド１１の直下に位置させ、その位置で停止させる。次に、ダイヘッド１１を、下方に停止している被塗工物１に向かって下降させ、図３（ｂ）に示すように、ダイヘッド１１のリップ面１１ａを被塗工物１に対して近接した位置とする。これにより、リップ面１１ａと被塗工物１の間に塗工液による塗布ビード２７が形成される。この時、この塗布ビード２７は循環用ポンプ２１による循環流によって形成されるため、塗布ビードが過大になることはなく、このため、塗布面の塗布開始部が厚膜となることはない。次に、ダイヘッド１１に対する被塗工物１の相対的な移動を開始する。その移動開始の直前若しくは同時に、切り替え装置２５を切り替えて、供給用ポンプ１７からの配管１８を配管１９に連通させ、同時に供給用ポンプ１７の作動を開始し、循環用ポンプ２１は停止させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、塗工液タンク１６から塗工液がダイヘッド１１に供給され、吐出スリット１２から連続的に吐出され、図３（ｃ）に示すように、被塗工物１の表面に塗布されてゆく。ここで、塗布開始に当たって、確実に一定の大きさの塗布ビード２７が形成されているので、塗布面に抜け部分が生じることはなく、良好な塗布が行われる。また、この時の塗布膜厚は、供給用ポンプ１７の塗工液供給流量によって定まるので、この供給流量のコントロールにより塗布膜厚をコントロールすることができる。
【００１９】
被塗工物１への塗布を継続し、塗布終了部に達した時には、ダイヘッド１１に対する被塗工物１の相対移動を停止させ、同時に塗工液の流路を再度循環側に切り替え、且つ循環用ポンプ２１の運転を開始して、塗工液の循環を開始する。これにより、塗布面の塗布終了部が厚膜となることを防止できる。その後、ダイヘッド１１を上方の待機位置に移動させ、塗工液の循環は継続した状態で次の動作に備える。一方、塗布終了後の被塗工物１は送り出し、次の被塗工物１をダイヘッド１１の下方に送り込む。以下同様の動作を繰り返すことにより、被塗工物１に対して、間欠的な塗布を行うことができる。
【００２０】
なお、上記した実施の形態では、非塗布時には、塗工液循環装置２０によって、塗工液をダイヘッド１１に循環させ、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせる構成としているが、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせるための手段はこの塗工液循環装置２０に限らず、他の構成を用いることも可能である。例えば、図１に示す実施の形態における循環用ポンプ２１の吐出側を塗工液タンク１６に接続し、その循環用ポンプ２１を、吸引スリットから塗工液を吸引する塗工液吸引装置として用いることもできる。ただし、その場合には、非塗布時にも、供給用ポンプ１７を小流量で運転し、その供給用ポンプ１７と循環用ポンプ２１によって、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ダイヘッドに、リップ面に保持された塗工液を吸引する吸引スリットを設けるという構成としたことにより、非塗布時には、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておくことができ、これによって、待機中にリップ面の塗工液がゲル化したり、乾燥固化するということがなく、このため、塗布開始に当たってリップ面の洗浄作用を行わなくても、次の塗布面にすじや抜け部分を発生させるという悪影響を与えることがなく、しかも、高価な液を廃棄することなく、必要量のみを高精度に塗布することができるという効果を有している。また、非塗布中は、上記したように吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを生じさせておき、塗布開始に当たっては、前記した塗工液の流れによって非塗工物との間に塗布ビードを形成し、その後、ダイヘッドに対する被塗工物の相対的な移動を開始し、その開始直前若しくは同時に、吐出スリットへの塗工液の供給流量を増大させ且つ吸引スリットを通る流れを止めることで、塗布開始部の膜厚を厚くすることなく塗布を開始することができ、また、塗布終了時には、吐出スリットへの塗工液の供給流量を減少させると共に吸引スリットからの吸引を開始し、吐出スリットからリップ面を経て吸引スリットに流れる塗工液の流れを再開させることで塗布終了部の膜厚を厚くすることなく塗布を終了することができ、塗布面全体に均一厚さの塗布を行うことができるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗工装置の概略構成図
【図２】図１に示す塗工装置に用いるダイヘッド１１の先端部分の拡大断面図
【図３】図１に示す塗工装置の動作を説明するもので、（ａ）は待機中のダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図、（ｂ）は塗布開始直前におけるダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図、（ｃ）は塗布中におけるダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図
【図４】従来のダイヘッドにより被塗工物に塗布を行っている状態を示す概略斜視図
【図５】従来のダイヘッドの問題点を説明するためのダイヘッドの概略斜視図
【図６】従来のダイヘッドによる塗布動作を説明するもので、（ａ）は待機中のダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図、（ｂ）は塗布開始直前におけるダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図、（ｃ）は塗布中におけるダイヘッドの先端部分と被塗工物を示す概略断面図
【符号の説明】
１０　塗工装置
１１　ダイヘッド
１１ａ　リップ面
１２　吐出スリット
１３　吸引スリット
１５　塗工液供給装置
１６　塗工液タンク
１７　供給用ポンプ
１８、１９　配管
２０　塗工液循環装置
２１　塗工液循環用ポンプ
２２　フィルタ
２３　配管
２５　切り替え装置
【図１】
2004113954.tif 000003
【図２】
2004113954.tif 000004
【図３】
2004113954.tif 000005
【図４】
2004113954.tif 000006
【図５】
2004113954.tif 000007
【図６】
2004113954.tif 000008