(57)【要約】【課題】搬送中の物体の表面の全面にわたって効果的に液状物を塗布する方法及び装置を提供する。【解決手段】搬送手段（１）で搬送中の物体（２）の表面に液状物（３）を搬送方向と平行な線状に吐出するとともに、搬送中の前記物体の表面に気体を吐出して前記液状物を前記面上に拡げることからなる液状物塗布方法において、前記液状物は、間隔を置いて一列に配列された複数のノズル（５１）を備えた吐出ユニット（５ａ，５ｂ）から吐出され、該吐出ユニットは、前記ノズルの列が前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成すように配置されていることを特徴とする液状物塗布方法及び装置。【選択図】          図１
2004209346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段で搬送中の物体の表面に液状物を搬送方向と平行な線状に吐出するとともに、搬送中の前記物体の表面に気体を吐出して前記液状物を前記面上に拡げることからなる液状物塗布方法において、前記液状物は、間隔を置いて一列に配列された複数のノズルを備えた吐出ユニットから吐出され、該吐出ユニットは、前記ノズルの列が前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成すように配置されていることを特徴とする液状物塗布方法。
【請求項２】
前記ノズルの列は、前記物体の搬送方向に直交する方向に対して０°よりも大きく９０°よりも小さい角度を成して配置されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
物体の搬送手段と、該物体の表面にその搬送方向と平行な線状に液状物を吐出する液状物吐出手段と、該物体の表面に気体を吐出して、前記液状物を前記面上にて前記搬送方向を横断する方向に拡げる気体吐出手段とを備える液状物塗布装置において、前記液状物吐出手段は、間隔を置いて一列に配列された複数のノズルを備えた吐出ユニットからなり、該吐出ユニットは、前記ノズルの列を前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成して配列させることができるように構成されていることを特徴とする液状物塗布装置。
【請求項４】
前記ノズルの列は、前記物体の搬送方向に直交する方向に対して０°よりも大きく９０°よりも小さい角度を成して配置されている請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記気体吐出手段は、気体を前記物体の表面に向けて吐出するスリット状の気体吐出ノズルを備えた１対の気体吐出ユニットからなり、これらの気体吐出ユニットの気体吐出ノズルのそれぞれは、前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成すとともに、前記搬送方向下流側から上流側へ、前記搬送手段のそれぞれ異なる側縁に向けて延在するように配置されている請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記１対の気体吐出ユニットは前記搬送方向に互いに離隔して配置されている請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物体の表面に液状物を膜状に塗布する方法及び装置に関し、特に、段ボール箱やクラフト紙袋等の紙器の表面に荷崩れ防止用組成物の塗膜を形成するのに好適な液状物塗布方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パレット上に積み重ねられた段ボール箱等が搬送中に荷崩れするのを防止する方法として、紙器の製造時又は梱包後に、その表面又は底面に、液状のスリップ防止剤を膜状に塗布して段ボール箱等の紙器表面の摩擦係数を高めることが行なわれている。
【０００３】
かかるスリップ防止剤を紙器に膜状に塗布する方法としては、転写印刷、スクリーン印刷、スプレー塗布、ドクターブレード塗布等の方式が考えられる。
【０００４】
しかし、転写印刷、スクリーン印刷、ドクターブレードを用いた方式では、これらに用いる装置と紙器とを接触させる必要があり、両者の接触部の調整が必要になるばかりでなく、装置も大掛かりで複雑であり、一定期間おきに接触部の清掃が必要になる等、メインテナンスが煩雑である。
【０００５】
これに対し、スプレー塗布の場合は、紙器と非接触のスプレーガン等のノズルからスリップ防止剤を吐出させればよいので、メインテナンスの労力は軽減されるが、スリップ防止剤の種類によっては、吐出時にミストを発生して周囲の環境を汚し、また、スリップ防止剤も浪費される。
【０００６】
そこで、特開平１０−１２８２１４号公報には、物体の表面に液状物を吐出するとともに、該液状物に対して気体を吐出してこれを該表面上に拡げて塗布することを特徴とする液状物塗布方法が提案されている。この方法は、液状物を表面に吐出して載置させた後、載置した液状物を気体の吐出力で移動させて膜状に拡げるため、液状物を紙器等の物体に対して非接触状態で塗布することができ、また、液状物は物体の表面上で該表面と接触した状態で移動するため、スプレーガンを用いた場合のようなミストの発生もなく、周囲の環境を汚すことも少なく好都合である。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２８２１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法は、ベルトコンベア等の搬送手段で搬送中の物体の表面に液状物を塗布する場合、該表面の搬送方向上流側及び下流側の端部において塗り残し部分が発生するという欠点があった。
また、上記の方法では、液状物の吐出は、搬送方向に直交して１列に配列された２または４本の液状物吐出ノズルから行われるが、搬送手段のスピードが速い場合や、液状物が吐出される物体の表面の面積が大きい場合に、気体吐出ノズルによって最終的に広げられる液状物の膜厚にムラが生じることがあった。この問題を解決するために、液状物吐出ノズルの数を増やすことも考えられるが、該吐出ノズルの外形は３５ｍｍ平方程度あり、これらの吐出ノズル間のピッチをそれよりも狭くすることは不可能である。
また、上記の公報では、気体吐出ノズルを搬送方向に対して線対称に配置する例が開示されているが、この場合、対向して吐出される気体同士が吐出力を相殺するという不都合があることがわかった。
【０００９】
そこで、本発明は、搬送中の物体の表面の全面にわたって効果的に液状物を塗布する方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの局面によれば、搬送手段で搬送中の物体の表面に液状物を搬送方向と平行な線状に吐出するとともに、搬送中の前記物体の表面に気体を吐出して前記液状物を前記面上に拡げることからなる液状物塗布方法において、前記液状物は、間隔を置いて一列に配列された複数のノズルを備えた吐出ユニットから吐出され、該吐出ユニットは、前記ノズルの列が前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成すように配置されていることを特徴とする液状物塗布方法が提供される。
【００１１】
さらに、本発明の別の局面によれば、物体の搬送手段と、該物体の表面にその搬送方向と平行な線状に液状物を吐出する液状物吐出手段と、該物体の表面に気体を吐出して、前記液状物を前記面上にて前記搬送方向を横断する方向に拡げる気体吐出手段とを備える液状物塗布装置において、前記液状物吐出手段は、間隔を置いて一列に配列された複数のノズルを備えた吐出ユニットからなり、該吐出ユニットは、前記ノズルの列を前記物体の搬送方向に直交する方向に対して角度を成して配列させることができるように構成されていることを特徴とする液状物塗布装置が提供される。
【００１２】
本発明によれば、間隔を置いて一列に配列された複数のノズルを備えた吐出ユニットの各ノズルから液状物が吐出され、この液状物は、搬送中の物体の表面上に、搬送方向と平行した数本の線状に吐出される。しかも、このノズルの列は、物体の搬送方向に直交する方向に対して斜めに、即ち、搬送方向に直交する方向に対して角度を成して配列されているので、液状物は、ノズル間の実際のピッチよりも狭いピッチで線状に物体の表面上に吐出される。したがって、これらの線状に吐出された液状物は、物体の表面に吐出される気体によって容易に物体の表面上に拡げられ、搬送手段の搬送速度が高速の場合や、物体の表面が大きい場合でも、搬送中の物体の表面の全面にわたって効果的に液状物を均一に塗布できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の具体例に基づいて説明するが、本発明は該具体例のみに限定されるものではない。
【００１４】
図１は、段ボール箱２を積み重ねた時に段ボール箱２同士が相互にスリップして荷崩れするのを防止するために、搬送手段１によって搬送される段ボール箱２の上面に荷崩れ防止用組成物すなわちスリップ防止剤３の塗膜を形成するための装置を示す。図示の例では、搬送手段１としてベルトコンベアが用いられているが、ローラコンベアなども使用でき、これらに制限されるものではない。
【００１５】
図１の装置は、搬送手段１の上方に、１対の液状物吐出ユニット５ａ，５ｂからなる液状物吐出手段と、１対の気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂからなる気体吐出手段とを備え、搬送手段１の搬送方向上流側から下流側に向けて、液状物吐出ユニット５ａ、気体吐出ユニット５３ａ、液状物吐出ユニット５ｂ、気体吐出ユニット５３ｂの順に配置されている。液状物吐出ユニット５ａおよび気体吐出ユニット５３ａは、搬送手段１の搬送方向上流側から下流側に見て、搬送中の段ボール箱２の上面の右半分の上方に配置されている。同様に、液状物吐出ユニット５ｂおよび気体吐出ユニット５３ｂは、搬送中の段ボール箱２の上面の左半分の上方に配置されている。
【００１６】
なお、上記液状物吐出ユニット５ａ，５ｂ、および、上記気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは、搬送手段１を横断する方向に架設された適当な架台（図示せず）に取り付けて設置することが望ましい。また、これらのユニット５ａ，５ｂおよび５３ａ，５３ｂは、後述のように物体の搬送方向に直交する方向に対してそれぞれ角度θおよびθ１，θ２を成して配列されるので、所望の角度で配置できるように、適当なジョイント手段及び／又は固定手段などを介して架台（図示せず）に対して回転可能に設置することが好ましい。また、本発明において、液状物吐出手段及び気体吐出手段のそれぞれを構成する液状物吐出ユニット及び気体吐出ユニットの数は図示の例に限られるものではなく、それぞれ単独のユニットから構成してもよく、また、それぞれ２以上の同一または異なるユニットを適宜配置して構成してもよい。
【００１７】
液状物吐出ユニット５ａ，５ｂのそれぞれは、直線状に一列に配列された複数の液状物吐出ノズル５１…５１を備えている。液状物吐出ユニット５ａ，５ｂは適当な導管を介して液状のスリップ防止剤の貯槽（図示せず）に連通しており、該導管に設けられたポンプ及び弁（図示せず）の作用により、段ボール箱２が液状物吐出ノズル５１…５１の下方に搬送されてきた時にスリップ防止剤を吐出して、段ボール箱２の上面にスリップ防止剤３を搬送方向に平行な多数の線状に吐出するように制御される。液状物吐出ノズル５１…５１の下方に段ボール箱２が到達したことは、例えば、各液状物吐出ノズル５１…５１の搬送方向上流側に隣接させてセンサー５２…５２（図２参照）を設けることにより検知できる。
【００１８】
液状物吐出ノズル５１…５１は、それぞれ個別の導管を介して貯槽に連通されてもよく、また、適当な弁及びタイマーを設けて、段ボール箱２の寸法に応じて、その吐出量を個別に制御できるようにしてもよい。なお、後述する気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂによって段ボール箱２の上面の側方から内方に向けて（すなわち、搬送手段１の搬送方向上流側から下流側に見て、気体吐出ユニット５３ａの場合右側から左側へ、気体吐出ユニット５３ｂの場合左側から右側へ）液状物が拡げられるので、一般には、搬送手段の長手方向の両側縁（すなわち、搬送手段１の搬送方向上流側から下流側に見て、右側及び左側の縁）の側に位置する液状物吐出ノズルの方が搬送手段の内側（すなわち、搬送手段１の搬送方向上流側から下流側に見て、搬送手段１の中央部）に位置する液状物吐出ノズルよりも多くの液量を吐出するように制御することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、液状物吐出ユニット５ａ，５ｂのそれぞれは、その液状物吐出ノズル５１…５１の列が段ボール箱２の搬送方向に直交する方向に対して角度θを成すように配置される。図示の例では、液状物吐出ノズル５１…５１の列は、搬送方向下流側から上流側に向けて搬送手段の略中央部から各側縁へ延在するように配置されている。すなわち、液状物吐出ユニット５ａの液状物吐出ノズル５１…５１の列は、搬送方向上流側から下流側に見て、搬送方向上流側から下流側に向けて搬送手段１の右側縁から略中央部へ延在するように配置されている。
同様に、液状物吐出ユニット５ｂの液状物吐出ノズル５１…５１の列は、搬送方向上流側から下流側に向けて搬送手段１の左側縁から略中央部へ延在するように配置されている。なお、本発明において、液状物吐出ノズル５１…５１の列は、段ボール箱２の搬送方向に直交する方向に対して角度を成して配置されていればよく、図示とは逆の方向に延在するように配置されてもよい。
【００２０】
例えば、液状物吐出ノズル５１…５１の列が段ボール箱２の搬送方向に直交する方向に対して成す鋭角側の角度θは、図３のように表わされる。本発明の目的は、角度θが０°よりも大であり９０°よりも小であれば（または−９０°よりも大であり−０°よりも小であれば）達成できるが、２０°以上７０°以下（または−７０°以上−２０°以下）であることが好ましく、３０°以上６０°以下（または−６０°以上−３０°以下）とすることがさらに好ましい。
【００２１】
例えば、各液状物吐出ノズル５１…５１の外形寸法が３３ｍｍの場合、ノズル５１…５１はピッチ３３ｍｍよりも小さいピッチでは配列することができず、従来の配置では、段ボール箱２の上面に吐出される液状物のピッチも３３ｍｍより小さくすることはできなかった。しかしながら、本発明に従って、ノズルの列を搬送方向に直交する方向に対して角度θを成して配列させることにより、上記液状物のピッチを所望のピッチにまで小さくすることができる。例えば、図３に示されるように、θ＝５０°の角度で液状物吐出ユニット５ａ，５ｂを配置することで、上記液状物のピッチを２０ｍｍまで縮小できる。
【００２２】
なお、これらのノズルから吐出される液状物は、５０〜５００ｃｐ（５０〜５００ｍＰａ・ｓ）程度の粘度を備えていることが好ましい。また、スリップ防止剤としては、液状のものであれば特に制限はないが、ゴム成分と造膜性ポリマーとを含有し、必要に応じて、コロイダルシリカなどの摩擦係数増強材を添加したスリップ防止剤が好ましい。かかるスリップ防止剤は、特開平１０−５３７４２号公報や特開平１１−２１７５３５号公報に記載されており、詳細については、これらの公報を参照されたい。
【００２３】
気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは、何れも同様の構成を備え、概略二等辺三角柱の外形を備え、その頂辺に沿って伸長したスリット状の気体吐出ノズル５４を備え（図１（ｂ）参照）、この気体吐出ノズル５４から圧縮空気などの気体をジェット式に吐出させる。そして、この気体吐出ノズル５４から好ましくは鉛直線から搬送方向上流側に角度θ３だけ傾けた方向に気体が噴出されるように、気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは配置される。この角度θ３は、操業条件によって異なるが、好ましくは４０°〜５５°とされる。図示の例では、気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは、液状物吐出ユニット５ａ，５ｂのそれぞれの搬送方向下流側に配置されているが、搬送方向上流側から下流側に向けて、液状物吐出ユニット５ａ、液状物吐出ユニット５ｂ、気体吐出ユニット５３ａ、気体吐出ユニット５３ｂの順、液状物吐出ユニット５ａ、液状物吐出ユニット５ｂ、気体吐出ユニット５３ｂ、気体吐出ユニット５３ａの順などで配置してもよい。いずれの場合も、気体吐出ユニット５３ａと気体吐出ユニット５３ｂは、搬送方向の上流側から下流側に相互に離隔して配置させることが好ましい。両者の間隔は、気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂのそれぞれから吐出される気体が段ボール箱２の上面で相互に干渉しない程度の距離に設定すればよい。また、所望により、図示の例に追加の気体吐出ユニットを気体吐出ユニット５３ｂ及び気体吐出ユニット５３ａから適宜の間隔を置いて増設してもよい。
【００２４】
図２に示されるように、気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは、物体の搬送方向に直交する方向に対してそれぞれ角度θ１，θ２を成すとともに、搬送方向下流側から上流側へ、搬送手段１のそれぞれ異なる側縁に向けて延在するように配置される。すなわち、気体吐出ユニット５３ａのノズル５４は、搬送方向上流側から下流側に見て、搬送方向上流側から下流側に向けて搬送手段１の右側縁から略中央部へ延在するように、搬送方向に直交する方向に対して角度θ１だけ傾けて配置されている。同様に、気体吐出ユニット５３ｂは、搬送方向上流側から下流側に向けて搬送手段１の左側縁から略中央部へ延在するように、搬送方向に直交する方向に対して角度θ２だけ傾けて配置されている。この角度θ１及びθ２は、通常θ１＝θ２に設定され、その値は、搬送手段の速度との関係で適宜選択して設定することができ、一般に、搬送速度が速いほど角度を大きくする必要があり、搬送速度が遅いほど角度を小さくする必要がある。一般には、２０〜７０°の角度範囲で設定することが好ましい。また、搬送速度に応じて気体吐出ユニット５３ａ及び５３ｂの角度θ１及びθ２が変化するように制御可能としてもよい。また、気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂのノズル５４と段ボール箱２上面との間隔は一般に５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲とすることが望ましい。
【００２５】
該気体吐出ユニット５３ａ，５３ｂは、適当な導管を介してブロワー５５に連通し、ブロワー５５から送られる空気をスリット状のノズル５４から吐出する。ノズル５４は、搬送中の段ボール箱２の上面へ、鉛直線から搬送方向上流側に向けて角度θ３だけ傾いた方向（図１（ｃ）参照）に空気を吐出するので、段ボール箱２の上面に吐出された線状のスリップ防止剤３を搬送方向を横断する方向に拡げられる。通常、このスリット状のノズルの幅は０．０５〜２ｍｍ、長さは５０〜５００ｍｍとされる。なお、このブロワー５５は、コンプレッサー、ブロアー又は圧縮気体の供給ボンベであってもよく、圧力０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気を供給するものであることが好ましい。この場合、スリット状のノズル５４から吐出される空気はノズル５４から３０〜７０ｍｍの距離の範囲の空気も誘引して、空気供給装置から供給される空気量の１５〜２５倍にも空気流の量を増幅させる効果がある。
【００２６】
次に、上記した具体例の作動を説明する。図２に示されるように、組み立てられた段ボール箱２は搬送手段１によって搬送方向（図面向かって左側）へ搬送され、液状物吐出ユニット５ａの各液状物吐出ノズル５１…５１の搬送方向上流側に設けられたセンサー５２…５２の下方に到達した時、該センサー５２…５２によって検知され、該センサー５２…５２の出力に応答して、段ボール箱２の上面の片半部に、ポンプを経由して液状物吐出ノズル５１…５１の下端の開孔から液状のスリップ防止剤３が吐出され、多数の線状に吐出される。段ボール箱２はさらに下流側に搬送されて気体吐出ユニット５３ａの下方に至り、液状物吐出ユニット５ａから吐出された段ボール箱２の上面の線状の液状スリップ防止剤３は気体吐出ユニット５３ａのノズル５４から噴出せしめられた気体により段ボール箱２の上面に面状に展開される。
【００２７】
この段ボール箱２は、さらに下流側に搬送され、液状物吐出ユニット５ｂの各液状物吐出ノズル５１…５１の搬送方向上流側に設けられたセンサー５２…５２の下方に到達した時、該センサー５２…５２によって検知され、該センサー５２…５２の出力に応答して、段ボール箱２の上面の残りの半部に、ポンプを経由して液状物吐出ノズル５１…５１の下端の開孔から液状のスリップ防止剤３が吐出され、多数の線状に吐出される。段ボール箱２はさらに下流側に搬送されて気体吐出ユニット５３ｂの下方に至り、液状物吐出ユニット５ｂから吐出された段ボール箱２の上面の線状の液状のスリップ防止剤３は気体吐出ユニット５３ｂのノズル５４から噴出せしめられた気体により段ボール箱２の上面に面状に展開される。
【００２８】
このようにして液状のスリップ防止剤は段ボール箱２の上面のほぼ全面にわたって膜状に塗布される。以上の作動は、搬送手段１で段ボール箱２の搬送を停止させることなく、連続して行なうことができる。
【００２９】
なお、以上の操作で塗布されたスリップ防止剤の乾燥を促進する必要がある場合は、気体吐出ユニット５３ａおよび５３ｂの下流に更に乾燥手段を設けてもよい。乾燥手段としては、送風による自然乾燥の他、温風乾燥、赤外線乾燥、電磁波乾燥などによるものを用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ベルトコンベアなどの搬送手段により搬送中の、たとえば、段ボール箱のような物体の表面に液状物を塗布する場合に、該物体に対して非接触状態で簡便に塗布することができ、しかも、ミスト発生がなく、さらに、物体の表面に塗り残し部分がなく全面に塗布することが可能であるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の装置の一具体例を示す概略的斜視図であり、（ｂ）は気体吐出ユニットの拡大破断図であり、（ｃ）は気体吐出ユニットのノズルの気体吐出方向を示す拡大断面図である。
【図２】図１で示された本発明の装置による液状物塗布動作を示す平面図である。
【図３】本発明における液状物吐出ノズルの配列を示す平面図である。
【符号の説明】
１      搬送手段
２      段ボール箱
３      スリップ防止剤
５ａ，５ｂ      液状物吐出ユニット
５１      液状物吐出ノズル
５２      センサー
５３ａ，５３ｂ      気体吐出ユニット
５４      気体吐出ノズル
５５    ブロワー
【図１】
2004209346.tif 000003
【図２】
2004209346.tif 000004
【図３】
2004209346.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月15日(2003.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004209346.tif 000006
【図２】
2004209346.tif 000007
【図３】
2004209346.tif 000008