(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口する塗液槽（３）の内部に、塗工ローラ（１）と塗工液とが収容され、塗液槽（３）の開口縁と塗工ローラ（１）の周面との間の隙間が、塗工ローラ（１）の周面に外接するドクター（１５）とシール板（１４）とで塞いであるロールコータであって、
塗液槽（３）の内部に、塗工ローラ（１）の下部周面と外接して気泡を強制的に除去するファニッシャローラ（２３）が、塗工液中に没する状態で配置されており、
ファニッシャローラ（２３）とドクター（１５）との間において、塗工ローラ（１）の下面周面に沿って区画壁（３２）を配置して、塗液槽（３）の内部が塗液室（３０）と、ドクター（１５）で掻き落とされた余剰塗液を受け止めて還流させる戻り液室（３１）とに区分されており、
塗液槽（３）が、塗工ローラ１の中心軸線を通る平面で前後に分割される一対の分割槽体（３Ａ・３Ｂ）で構成されており、
両分割槽体（３Ａ・３Ｂ）は、周壁外面に配置した軸（４）で揺動開閉可能に連結されて、開き状態において塗工ローラ（１）が交換装着でき、
両分割槽体（３Ａ・３Ｂ）の各端壁（６・６）の分割面に、塗工ローラ（１）の軸部（１１）を抱持する軸受部（１２・１２）が形成してあり、
両分割槽体（３Ａ・３Ｂ）の一方に、シール板（１４）とファニッシャローラ（２３）が装着されていて、他方に区画壁（３２）とドクター（１５）が装着されており、
ファニッシャローラ（２３）を支持する側の分割槽体（３Ａ）の周壁下部に、塗液供給口（３８）が開口しており、
区画壁（３２）を支持する側の分割槽体（３Ｂ）の周壁下部に、戻り液室（３１）に連通する戻り液口（３９）が開口していることを特徴とする密閉型の塗液槽を備えたロールコータ。
【請求項２】
ファニッシャローラ（２３）が、塗工ローラ（１）に外接する外ローラ（２４）と、外ローラ（２４）を塗工ローラ（１）に対して接離操作する偏心軸（２５）とを含んでおり、外ローラ（２４）が塗工ローラ（１）の回転力を受けて同行回転する請求項１記載の密閉型の塗液槽を備えたロールコータ。
【請求項３】
塗工ローラ（１）が、ローラ周面に塗液保持用のセル群を形成してなるグラビアローラであり、
ドクター（１５）およびシール板（１４）の接当端（１５ａ・１４ａ）は、それぞれ塗工ローラ（１）の周面の側頂位置より僅かに下側に接当して、塗工ローラ（１）の下半側周面を封止しており、
塗液室（３０）内における塗工液の液位が、区画壁（３２）の上端と、ファニッシャローラ（２３）の上周面との間のほぼ中間位置に設定されている請求項１又は２記載の密閉型の塗液槽を備えたロールコータ。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
溶剤などの蒸散を防ぐために、塗液槽を密閉化したロールコータがある。本発明はこの種の塗液槽を備えたロールコータ、なかでもグラビアコータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のロールコータには、塗工ローラの周面下側を塗工液に浸漬する下面浸漬型と、塗工ローラのローラ側周面に塗液槽を密着配置してローラ側周面を塗工液に浸漬する側面浸漬型とがある。
【０００３】
実開昭６１−６１０５６号公報のロールコータは前者に属しており、そこでは図５に示すように、上向きに開口する断面Ｃ字状の塗液槽４５の内部に塗工ローラ４６を収容し、塗工ローラ４６と塗液槽４５の開口縁との間の隙間をドクター４７および蓋材４８で塞いでいる。塗液槽４５は、ローラ中心軸を通る垂直面で前後に分割された一対の分割槽体４５ａ・４５ａと、両分割槽体４５ａの端面開口を塞ぐ左右一対の端壁４５ｂとで構成されており、これら左右の端壁４５ｂで塗工ローラ４６を軸支している。一方の分割槽体４５ａの上端寄りにはオーバーフロー口４９を有し、塗工液の液位はローラ周面の約７割前後が液中に没する程度に高く設定してある。
【０００４】
側面浸漬型のロールコータは、図６に示すように角箱状の塗液槽５０を有し、その一側面に塗工ローラ５１の周面を受け入れる浸漬口５２が開口している。浸漬口５２の上縁はドクター５３で、下縁はシール体５４でそれぞれ封止してある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
塗液槽を密閉したコータでは、溶剤などの蒸散をよく防止できるが、塗工ローラに気泡が付着して生じる塗工不良が問題になる。泡および気泡は、ドクターで掻き落とされた余剰塗液の落下によって生じ、さらに塗工ローラで塗工液中に連れ込まれる気泡塊によって生じる。とくに塗工ローラ４６がグラビアコータの場合には、ローラ表面のセルによって空気が塗工液中に連れ込まれて泡を生じやすい。塗液槽４５が密閉してあるので、発生した泡を除去できないうえ、泡がセルに付着すると、泡付着部分における塗液の転位が阻止されて塗工不良を生じる。また塗液の液位が高いので、塗工終了時の槽内の残液量が多く、その処分に多くのコストが掛かる不利もある。ドクター４７で掻き落とした余剰液を塗液槽４５内へ戻すので、ドクター４７の傾斜角度によっては、余剰液が槽内の液面に衝突して泡を生じることがある。
【０００６】
側面浸漬型のロールコータは、塗工ローラ５１の空気中に露出する周面長さが大きいので、ローラ周面が乾きやすく、塗工ローラ５１がグラビアローラの場合に、セルに目詰まりを生じて塗工不良に陥ることがある。ドクター５３とシール体５４とをローラ周面に押し付けて塗液槽５０を封止しているので、シール体５４やドクター５３が摩滅しやすく、コータの稼働時間を長引くのに伴って、シール体５４の接当端から塗工液が漏れ出しやすい。浸漬口５２を塗工ローラ５１の周面の曲率に合致して形成するので、塗工ローラ５１の直径寸法が変わるのに対応して、専用の塗液槽５０を用意する必要があり、ローラ径の変化に対応できない不利もある。
【０００７】
本発明の目的は、ロールコータにおいて空気のかみ込みに伴う泡の発生を抑止し、さらにローラ周面に付着した泡を強制的に除去して、泡の付着に伴う塗工不良を確実に解消することにある。
本発明の目的は、必要に応じて直径寸法が異なる塗工ローラを交換装着でき、従って塗液槽が共用できる分だけ、ウエブの塗工処理設備に要するコストを削減化することにある。
本発明の目的は、ウエブ処理時に塗液槽内に貯留される塗工液の量を極力減らすことにより、塗工終了時の残液量を減少して、その処分に要するコストを削減化することにある。
本発明の目的は、ローラ周面にセル群が形成してあるグラビアローラに好適な密閉型の塗液槽を備えたロールコータを得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のロールコータは、図１に示すごとく上面が開口する塗液槽３の内部に、塗工ローラ１と塗工液とが収容される。塗液槽３の開口縁と塗工ローラ１の周面との間の隙間は、塗工ローラ１の周面に外接するドクター１５とシール板１４とで塞ぐ。塗液槽３の内部には、塗工ローラ１の下部周面と外接して気泡を強制的に除去するためのファニッシャローラ２３が、塗工液中に没する状態で配置されている。ファニッシャローラ２３とドクター１５との間において、塗工ローラ１の下面周面に沿って区画壁３２を配置して、塗液槽３の内部を塗液室３０と、ドクター１５で掻き落とされた余剰塗液を受け止めて還流させる戻り液室３１とに区分する。
【０００９】
塗液槽３は、塗工ローラ１の中心軸線を通る平面で前後に分割された一対の分割槽体３Ａ・３Ｂで構成する。両分割槽体３Ａ・３Ｂは、周壁外面に配置した軸４で揺動開閉可能に連結し、開き状態において塗工ローラ１が交換装着できる。両分割槽体３Ａ・３Ｂの各端壁６・６の分割面には、図３に示すごとく塗工ローラ１の軸部１１を抱持する軸受部１２・１２が形成されている。
【００１０】
両分割槽体３Ａ・３Ｂの一方にはシール板１４とファニッシャローラ２３とを装着し、他方には区画壁３２とドクター１５とを装着する。ファニッシャローラ２３を支持する側の分割槽体３Ａの周壁下部には、塗液供給口３８を開口する。区画壁３２を支持する側の分割槽体３Ｂの周壁下部には、戻り液室３１に連通する戻り液口３９を開口する。
【００１１】
ファニッシャローラ２３は、塗工ローラ１に外接する外ローラ２４と、外ローラ２４を塗工ローラ１に対して接離操作する偏心軸２５とを含んでおり、外ローラ２４は塗工ローラ１の回転力を受けて同行回転する。
【００１２】
塗工ローラ１としては、ローラ周面に塗液保持用のセル群を形成してなるグラビアローラを用いる。ドクター１５およびシール板１４の接当端１５ａ・１４ａは、それぞれ塗工ローラ１の周面の側頂位置より僅かに下側に接当して、塗工ローラ１の下半側周面を封止している。塗液室３０内における塗工液の液位は、区画壁３２の上端と、ファニッシャローラ２３の上周面との間のほぼ中間位置に設定する。
【００１３】
【作用】
塗液槽３の内部に、塗工液を貯める塗液室３０を設け、これとは別に戻り液室３１を区画して、ドクター１５で掻き落とされた余剰塗液は戻り液室３１を介して還流させるので、余剰塗液による泡の発生を阻止できる。しかし、回転する塗工ローラ１の周面が再び塗工液に没する際に、周辺空気を液中に連れ込むことまでは防止できない。このように液中に連れ込まれた気泡を押し潰して除去し、あるいは塗液をローラ周面のセル内へ強制的に押し込むために、塗液槽３内にファニッシャローラ２３を配置してあり、その周面が塗工ローラ１の下部周面に外接している。ドクター１５およびシール板１４は、それぞれ塗工ローラ１の周面に外接して、塗液槽３内の溶剤の蒸散を防ぎ、同時に周辺空気の塗液室３０内への入り込みを極力妨げる。
【００１４】
一対の分割槽体３Ａ・３Ｂを軸４で揺動開閉可能に連結した塗液槽３によれば、分割槽体３Ａ・３Ｂの分割面を締結するボルトなどを除去した後、図４に示すように塗工ローラ１を支えた状態で分割槽体３Ａ・３Ｂを開き揺動することにより、塗工ローラ１を塗液槽３から簡単に取り外せる。その際、塗工ローラ１の交換を容易化するために、各分割槽体３Ａ・３Ｂの端壁６の分割面に軸受部１２を設け、一対の軸受部１２で塗工ローラ１の軸部１１を抱持できるようにしている。軸受部１２と軸部１１との間には、図３に示すごとく気密保持用のシール１３やベアリングを装着する。
【００１５】
ファニッシャローラ２３と区画壁３２とが、それぞれ異なる分割槽体３Ａ・３Ｂに装着されているので、分割槽体３Ａ・３Ｂを分解すると、ファニッシャローラ２３および区画壁３２を分割面に面して露出することになり、両者２３・３２の交換や補修などの保守作業を簡単に行える。
【００１６】
外ローラ２４と偏心軸２５とで構成したファニッシャローラ２３は、偏心軸２５を回動操作することにより、外ローラ２４を変位できるので、異なる直径寸法の塗工ローラ１を交換装着する場合にも、ファニッシャローラ２３を共用できる。塗工液の粘度の違いに応じて、外ローラ２４の塗工ローラ１に対する接当圧を変更することもできる。
【００１７】
塗工液の液位を区画壁３２の上端と、ファニッシャローラ２３の上周面との間のほぼ中間位置に設定すると、ファニッシャローラ２３を塗工液中に完全に没した状態にしながら、塗液槽３内の塗工液の液位をできるだけ低くして、塗工終了時の塗液残量を少なくできる。
【００１８】
【実施例】
図１ないし図４は本発明に係るロールコータの実施例を示す。図２において符号１は塗工ローラ、２はゴム製のインプレッションローラ、３は密閉型の塗液槽である。ウエブＷはインプレッションローラ２に巻き掛け案内されて、その下面側が塗工ローラ１の周面頂部に押し付けられている。塗工ローラ１は反時計回転方向へ回転駆動されて、ウエブＷを矢印方向へ送りながら、その下面に塗工液を付着させる。
【００１９】
塗液槽３は、上面が開口する樋状の容器からなり、その内部に塗工ローラ１と塗工液とが収容される。塗工ローラ１の交換や補修などの便のために、塗液槽３を前後（ウエブ搬送方向）一対の分割槽体３Ａ・３Ｂで構成し、両槽体３Ａ・３Ｂを軸４で揺動開閉可能に連結する。詳しくは、塗工ローラ１の中心軸線を通る垂直平面によって分割された一対の分割槽体３Ａ・３Ｂで塗液槽３を構成する。各分割槽体３Ａ・３Ｂは、図４に示すごとく塗工ローラ１の周面に沿う部分円弧状の湾曲壁５と、湾曲壁５の両側端に突設した左右一対の端壁６・６とを一体に成形した鋳造品からなり、湾曲壁５の下端の接合面に沿って複数個のヒンジボス７・７を突設し、これらのボス７・７に挿通した軸４で、両槽体３Ａ・３Ｂを揺動開閉自在に連結している。軸４の両端は機台８に設けた軸受９に支持されている。
【００２０】
図３および図４において、塗工ローラ１は、ローラ周面に一群のセルが切れ目なく形成されたグラビアローラであり、その両端に小径の軸部１１が突設されている。この軸部１１は、各槽体３Ａ・３Ｂの端壁６・６の接合面に形成した半円形の軸受部１２・１２を介して槽外へ突き出ている。軸受部１２と軸部１１との間には気密保持用のシール１３を装着する。図示していないが、塗工ローラ１は槽外に突出する両軸部１１・１１を機台８上に設けた軸受で支持することにより回転自在に支持され、さらに一方の軸部１１を機台８上に設けた駆動機構で回転駆動するように構成してある。
【００２１】
塗液槽３に収容した状態において、塗工ローラ１の上部周面は、図１および図２に示すように、塗液槽３の上面開口より上方へ突出しており、塗工ローラ１の頂部がウエブＷを介してインプレッションローラ２に接当している。この状態の塗工ローラ１と塗液槽３との間の隙間を塞いで塗液槽３を密閉化するために、前後の各分割槽体３Ａ・３Ｂの上部にシール板１４とドクター１５を配置し、その突端を塗工ローラ１の周面に外接させる。ドクター１５は、塗工液中から出て来るローラ周面の側、すなわちインプレッションローラ２よりも塗工ローラ１の回転方向上手側に配置する。
【００２２】
シール板１４は、塗工ローラ１との接当端１４ａが滑らかに仕上げ処理された、適当厚みのステンレス板材からなり、塗工ローラ１へ向かって下り傾斜する状態で一方の分割槽体３Ａに取り付ける。シール板１４とは別に図３に示すごとく側端シール１６を設け、これで塗工ローラ１と端壁６との間の隙間を塞いでいる。側端シール１６は他方の分割槽体３Ｂにも装着してある。
【００２３】
ドクター１５はシール板１４と同様の金属ブレードからなり、分割槽体３Ｂの上部の取付台１７に挟持固定されて、シール板１４と逆向きに下り傾斜し、その接当端１５ａが塗工ローラ１の周面に外接している。接当端１５ａの塗工ローラ１への接当圧を調整変更するために、図１に示すごとく先の取付台１７を支軸１８で前後揺動自在に支持し、支軸１８の一端に固定したアーム１９を、分割槽体３Ｂの外面に設けたエアシリンダー２０で揺動操作可能としている。取付台１７と分割槽体３Ｂとの間の隙間を塞ぐために、取付台１７にシールシート２１の一端を固定し、シールシート２１の他端側を分割槽体３Ｂの内周面に密着するよう沿わせている。シールシート２１は四ふっ化ポリエチレン・シートで形成してある。
【００２４】
シール板１４とドクター１５とは、それぞれの接当端１４ａ・１５ａが、ローラ周面の上下方向中央位置、即ち側頂位置より５〜１０mm下側にずれた位置で塗工ローラ１に接当するように設定する。これは、ドクター１５で掻き落とした塗液が、塗工ローラ１の周面に再付着するのを防ぐためである。因みに塗液が再付着すると、掻き落し後の塗液膜に濃淡状のむらを生じ、この濃淡がそのままウエブＷに転写されてしまう。
【００２５】
このようにシール板１４、ドクター１５および側端シール１６で密閉した塗液槽３によれば、槽内に貯留した塗工液に含まれる溶剤などの蒸散を防止して、作業場の空気の汚染を極力避けることができる。また、空気中に露出するローラ周面の位相角度を１８０度強に抑えて、ローラ周面における乾燥を防止し、セルの目詰まりを避けることができる。
【００２６】
ウエブＷと接触した後のローラ周面には、内凹み状のセルの一群が露出するので、ローラの回転に伴ってセル内に存在する空気が塗工液中に連れ込まれて気泡を生じやすい。こうした気泡を強制的に除去するために、塗液中にファニッシャローラ２３を配置し、その周面を塗工ローラ１の下部周面に圧接する。ファニッシャローラ２３は、塗工ローラ１に外接する周面がゴム張りされた外ローラ２４と、外ローラ２４を塗工ローラ１に対して接離操作する偏心軸２５とで構成してあり、外ローラ２４が塗工ローラ１の回転力を受けて同行回転することによって、セル内の空気やローラ周面に付着した気泡を強制的に排除する。図３に示すように、偏心軸２５の両端は、シール板１４に装着した側の分割槽体３Ａの端壁６で軸支されて、軸端が槽外に突き出ている。この突出軸部２６を、アーム２７を介してエアシリンダー２８で揺動操作することにより、外ローラ２４を塗工ローラ１に接離操作でき、さらにその接当圧を大小に変更できる。
【００２７】
ドクター１５で掻き落とされた余剰塗液によって塗工液が泡立つのを防止するために、塗液槽３の内部は塗工液を貯留する塗液室３０と、余剰塗液を受けて還流する戻り液室３１とに区分してある。これら両室３０・３１は、ドクター１５を装着した側の分割槽体３Ｂの内部に配置した区画壁３２で区分する。区画壁３２は断面が部分円弧状のステンレス板体からなり、ファニッシャローラ２３とドクター１５との間の塗工ローラ１の下側周面に沿って配置固定し、その上端をドクター１５の接当端１５ａの近傍に臨ませる。区画壁３２の上端には、板面を戻り液室３１側へ折り返して流下案内壁３３を設ける。区画壁３２と塗工ローラ１の周面との間には適当寸法の隙間を確保する。塗工ローラ１の直径寸法の変化に対応するためである。
【００２８】
図２において、タンク３５に貯留した塗工液は、ポンプ３６で加圧されて供給通路３７を介して送給され、一方の分割槽体３Ａの周壁下部の中央に開口した塗液供給口３８を介して塗液室３０内に供給される。また、戻り液室３１内の余剰塗液は、戻り液室３１内の下部に通じる戻り液口３９に接続した戻り通路４０を介して、先のタンク３５へと戻される。符号４１は新規塗工液を補充する補給通路である。
【００２９】
塗液室３０内の塗工液の液位は、区画壁３２の上端より下側で、ファニッシャローラ２３の上周面より上側に設定する。好ましくは、上限液位と下限液位のほぼ中間位置に液位を設定して、ファニッシャローラ２３が液面上に露出するのを確実に防止しながら、塗工作業が終了した時の塗液室３０内の塗液材料をできるだけ少なくする。このように塗液残量を少なくすることにより、塗工液の廃棄量を減らして、その処分に要するコストが減少し、調整前の塗液構成材の無駄な消費も抑えられる。
【００３０】
上記の実施例以外に、塗液槽３は塗工ローラ１とファニッシャローラ２３の中心を通る平面で前後に分割することができ、他の位置で分割してもよい。ドクター１５はシール板１４と同様に、分割槽体３Ｂに直接固定してもよい。この場合には、塗工ローラ１の直径寸法の変更に対応して、長さの異なるドクター１５を交換使用する。
【００３１】
ファニッシャローラ２３は、専用の駆動機構で回転駆動でき、この場合には該ローラ２３を塗工ローラ１と同様に反時計回転方向へ駆動する。分割槽体３Ａと塗工ローラ１との間の空間には、洗浄液を噴出供給するノズルを配置しておいて、塗液槽３を密閉した状態のままで塗工ローラ１を回転駆動しながら、その周面に付着した塗材を、ノズルから噴き出る洗浄液で洗い落とすことができる。塗工ローラ１はグラビアローラ以外のローラでもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、塗液室３０とは別に戻り液室３１を設けて、ドクター１５で掻き落とされた余剰塗液を戻り液室３１で受けて還流させ、余剰塗液の落下作用で泡が発生するのを防止した。さらに、塗液室３０に貯めた塗工液中にファニッシャローラ２３を配置し、その周面を塗工ローラ１に圧接させて、塗工ローラ１の周面に付着した気泡を強制的に除去できるようにした。従って、泡の付着による塗工不良を解消して、適正に塗工液がコーティングされたウエブを、安定的に連続して生産できる。
【００３３】
塗液槽３を揺動開閉自在な一対の分割槽体３Ａ・３Ｂで構成するので、必要に応じて分割槽体３Ａ・３Ｂを軸４まわりに開放するだけで、塗工ローラ１を塗液槽３から取り出すことができる。これにより直径寸法や幅寸法、あるいは周面構造などが異なる塗工ローラ１を用いる場合にも、塗液槽３を共用して、その分だけ設備費用を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】塗液槽の縦断側面図である。
【図２】ロールコータの概略を示す縦断側面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】塗工ローラの着脱動作を概念的に説明する縦断側面図である。
【図５】従来のロールコータの縦断側面図である。
【図６】従来の別のロールコータを概念的に説明する側面図である。
【符号の説明】
１  塗工ローラ
２  インプレッションローラ
３  塗液槽
３Ａ・３Ｂ  分割槽体
４  軸
１１  塗工ローラの軸部
１２  軸受部
１４  シール板
１５  ドクター
２３  ファニッシャローラ
３０  塗液室
３１  戻り液室
３２  区画壁
３８  塗液供給口
３９  戻り液口
【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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