塗工液循環装置および塗工液循環方法
【課題】塗工欠陥の発生を抑制することが可能な塗工液循環装置及び塗工液循環方法を提供する。
【解決手段】長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗布する塗工液２を、塗工液パン４内に供給し、且つ塗工液パン４から排出・回収する塗工液循環装置１であって、塗工液パン４の底部に形成され、且つ塗工液パン４内から塗工液２を排出させる複数の塗工液排出口８と、塗工液排出口を開閉するための塗工液排出制御板１２と、塗工液排出制御板１２の開閉動作を塗工液２の量を検知する荷重センサ２２と、荷重センサ２２からの電気信号に応じて塗工液排出制御板の動作を自動制御する塗工液排出制御板駆動装置１３と、を備える。
【解決手段】長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗布する塗工液２を、塗工液パン４内に供給し、且つ塗工液パン４から排出・回収する塗工液循環装置１であって、塗工液パン４の底部に形成され、且つ塗工液パン４内から塗工液２を排出させる複数の塗工液排出口８と、塗工液排出口を開閉するための塗工液排出制御板１２と、塗工液排出制御板１２の開閉動作を塗工液２の量を検知する荷重センサ２２と、荷重センサ２２からの電気信号に応じて塗工液排出制御板の動作を自動制御する塗工液排出制御板駆動装置１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給、排出を繰り返し、循環させる装置及び方法に関し、特に、グラビア塗工機が備える塗工液パンに対し、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させる装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム基材等、帯状の基材に対し、塗工液を塗布して塗膜を形成し、塗工物を製造するための塗膜形成方法としては、例えば、グラビア塗工方法がある。グラビア塗工方法は、円周面にセルが形成されたグラビアロールの表面に、インキやコーティング剤等の塗工液を供給し、グラビアロールの円周面上に付着している余分な塗工液を、ドクターブレードによりかき取った後、セル内の塗工液を基材に転移させる塗工方法である。
【０００３】
このようなグラビア塗工では、グラビアロールに塗工液を供給する方法としては、一般的に、底が船形をした塗工液パン内に供給された塗工液に、グラビアロールを浸漬させる方法が採用されている。
【０００４】
図３を参照して、上記の一般的な塗工液供給方法および塗工液循環方法について説明する。図３は、一般的なグラビア印刷における塗工液循環方法を示した概略図である。
【０００５】
一般的な塗工液供給方法では、図３に示すように、グラビアロール２４と、ドクターブレード２６と、圧胴２８（バックアップロール）と、塗工液タンク３０と、塗工液供給ポンプ３２と、塗工液回収ポンプ３４と、塗工液パン４と、塗工液回収管２０と、塗工液供給管１８と、を備えた塗工液循環装置１を用いる。
【０００６】
そして、塗工液循環装置１を用いて行う塗工液供給方法では、塗工液パン４内に、インキやコーティング剤等の塗工液２を充満させ、この塗工液パン内の塗工液に、グラビアロール２４の下部を浸漬させ、グラビアロールを回転させる。
【０００７】
これにより、グラビアロールの円周面全体に塗工液が供給され、この供給された塗工液余分な塗工液をドクターブレードで掻き落し、セル中の塗工液を、基材３６の表面に転移させる。
【０００８】
ここで、塗工液循環装置１は、塗工液パン４内の塗工液２の量がある程度減少した場合、その都度、塗工液２を塗工液パン４内へ補給して、塗工液２を適正な量に保つように対応をしている。
【０００９】
具体的には、塗工液タンク３０内に塗工液２が満たされ、塗工液ポンプ３２により、塗工液供給管１８を介して、塗工液パン４内に塗工液２が供給され、塗工液パン４内には、液面を一定レベルにする堰６が設けられることで、余分な塗工液２は、塗工液回収管２０から、塗工液タンク３０内に戻される。このようにして、塗工液パン４内に塗工液２を補給するとともに、塗工液タンク３０を介して、塗工液パン４内の塗工液２を循環させる。
【００１０】
また、塗工液パンとしては、図３に示した構成のもの以外に、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている構成のものがある。
【００１１】
特許文献１に記載されている塗工液パンは、従来から、グラビアロール用の塗工液パン
として知られているものである。具体的には、回転によって塗工液から抜け出す側のグラビアロール周面近傍位置において、塗工液の貯留レベルよりも下位となる位置、または塗工液の貯留レベルより上位から下位に及ぶ位置に、切欠や孔穴が形成された中板を、塗工液貯留レベルより高くして設けている。これにより、塗工液の補給部から供給される塗工液を、中板の切欠等から排出するようにしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されている塗工液パンでは、塗工液パンの隅部分等で塗工液の流れが滞留しやすいため、この部分で塗工液上層の粘度が上昇し、グラビア版の面に一定粘度の塗工液を供給することが困難となり、塗工欠陥が発生するという問題が発生するおそれがある。この問題は、特に、高粘度の塗工液を用いる場合に顕著である。
【００１３】
また、特許文献２に記載されている塗工液パンは、塗工液の部分的な滞留を防止するために、塗工液パンが備える長方形筐体の上縁端部に塗工液供給部を設けるとともに、他側の上下に、オーバーフロー切欠部と下部開口を設けている。
【００１４】
また、特許文献２に記載されている塗工液パンでは、塗工液粘度の部分的な上昇を防止し、グラビア版胴に一定粘度の塗工液を供給することが可能である。しかしながら、塗工液が高粘度で沈降しやすい粒子等を含む場合、塗工液パンの片側に設けられたオーバーフロー切欠部と下部開口から均一に塗工液が流れ出ることは難しい。その結果、下部開口が設けられていない側では粒子が沈降してしまい、そのまま循環を続けると粒子を含む高粘度の塗工液を均一に供給することができず、安定した塗工が実施できないという問題が発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平２−２９７４４３号公報
【特許文献２】特開平７−３１４６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、グラビア塗工機の塗工液パンに対し、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、粒子等を沈降させることなく安定して循環させることが可能な、塗工液循環装置及び塗工液循環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】
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる塗工液循環装置であって、
前記塗工液パンの側面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する複数の塗工液供給口と、
前記塗工液パンの底面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内から前記塗工液を排出する複数の塗工液排出口と、
前記塗工液排出口より下部に配置し、前記塗工液排出口を開閉するための塗工液排出口開閉手段と、
前記塗工液排出口開閉手段の下部に配置し、前記塗工液を回収する塗工液回収パンと、
前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する塗工液供給手段と
前記塗工液回収パンから排出された前記塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段と、を備えたことを特徴とする塗工液循環装置である。
【００１８】
本発明の請求項２に係る発明は、前記塗工液排出口開閉手段が、前記塗工液パン内の前
記塗工液の量に応じて自動で開閉することを特徴とする請求項１記載の塗工液循環装置。
【００１９】
本発明の請求項３に係る発明は、前記塗工液排出口が、前記基材の長手方向と同方向の平行なスリットであることを特徴とする請求項１または２記載の塗工液循環装置である。
【００２０】
本発明の請求項４に係る発明は、前記塗工液排出口開閉手段は、前記塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された前記塗工液パン底面と同形状であって、且つ塗工液排出口と接しない位置に複数のスリットを設けた塗工液排出制御板であり、前記塗工液パン底面と前記塗工液排出制御板との隙間を開けることにより前記塗工液を排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２１】
本発明の請求項５に記載した発明は、前記塗工液パン内の前記塗工液の量を、荷重センサまたは圧力センサによって検知し、前記塗工液排出開閉手段の開閉動作を自動制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２２】
本発明の請求項６に係る発明は、前記塗工液供給手段および前記塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２３】
本発明の請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて塗工液を循環することを特徴とする塗工液循環方法である。
【００２４】
本発明の請求項８に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて、前記基材に前記塗工液を塗布することを特徴とする塗工物の製造方法である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明によれば、塗工液パンの側面に複数の塗工液供給口を、基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が高粘度であっても、塗工液供給口から供給される塗工液を、基材の幅方向に沿って均一に、塗工液パンへ供給することが可能となる。また、複数の塗工液排出口を塗工液パン底面に基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が粒子等を含んでいる場合であっても、粒子等が塗工液パン底部に沈降することなく塗工液パンから塗工液を排出することが可能となり、塗工液を一定粘度且つ均一な状態で循環させることができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、塗工液排出口開閉手段が、塗工液パン内の塗工液の量に応じて自動で開閉する。このため、塗工液パン内の塗工液が少なく、循環させるには不十分な場合は塗工液排出口が閉じており、塗工液パン内が塗工液で満たされて、排出および循環を必要とする状態になった場合には塗工液排出口が自動的に開き、必要以上に塗工液を排出させたり、塗工液が塗工液パンから溢れたりすることを防ぐ。また、塗工液を安定して供給し続けていれば、塗工液は安定して循環され、塗工液パン内の塗工液は一定量を保つことができ、安定した塗工を実施することができ、良好な塗工物を得ることが可能となる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、塗工液パンの底面に、基材の幅方向に沿って配列された複数の塗工液排出口が、基材の長手方向と同方向の平行なスリットである。このため、塗工液パン内の塗工液が一度に大量に排出することがなく、塗工液パン内の塗工液に浸漬しているグラビア版胴の回転によって生じる塗工液の流れに沿って、緩やかに排出させることが可能となる。さらに塗工液パン内の塗工液は、塗工液パン内で滞留することなく均一に排
出するので、高粘度または粒子等を含む塗工液であっても、安定した状態で排出することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、塗工液排出口開閉手段として、塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された塗工液パン底面と同形状の塗工液排出口開閉板を用い、塗工液パン底面と塗工液排出制御板との隙間を自動で開閉することにより、塗工液の排出を制御する。このため、塗工液排出口の開閉は、塗工液排出制御板の上下動作のみで行うことができ、簡便である。また、塗工液排出口から塗工液排出制御板までの隙間を設け、塗工液が塗工液排出口から塗工液排出制御板の上を通り、さらに塗工液排出制御板に形成されたスリットを通り塗工液回収パンに流れることで、塗工液が塗工液排出口から塗工液回収パンに直接流れ込むことがなくなり、高粘度または粒子等を含む塗工液の不均一な排出を防ぐことが可能となる。
【００２９】
請求項５の発明によれば、塗工液が塗工液パン内に供給され、グラビア版胴に塗工液が十分供給される量以上であり、且つ塗工液パン内から溢れ出ない量を塗工液量の上限として定め、荷重センサまたは圧力センサが塗工液量の上限を検知するように設定することで、荷重センサまたは圧力センサから塗工液排出口を開くための信号を送り、塗工液排出口が開き、塗工液が排出される。また、塗工液を循環させた塗工作業中であっても、塗工液の供給が不十分で塗工液パン内の塗工液の量が減少した場合は、塗工液量の下限を定め、荷重センサまたは圧力センサから塗工液排出口を閉じるための信号を送り、塗工液排出口が閉じることによって、塗工液パン内の塗工液の減少を抑制し、グラビア版胴に塗工液が均一に十分供給されなくなることを防ぐ。
【００３０】
請求項６の発明によれば、塗工液パン内に塗工液を供給する塗工液供給手段と、塗工液パンから排出された塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えている。このため、塗工液パン内への塗工液の供給作業および塗工液パンから排出された塗工液を塗工液タンクに戻すとこ回収作業を、容易に行うことが可能となる。
【００３１】
請求項７の発明によれば、複数の塗工液供給口を、基材の幅方向に沿って配列している。
このため、塗工液が高粘度であっても、塗工液供給口から供給される塗工液を、基材の幅方向に沿って均一に、塗工液パンへ供給することが可能となる。また、複数の塗工液排出口を塗工液パン底面に基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が粒子等を含んでいる場合であっても、粒子等が塗工液パン底部に沈降することなく塗工液パンから塗工液を排出することが可能となり、塗工液を一定粘度且つ均一な状態で循環させることができる。
【００３２】
請求項８の発明によれば、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させた状態で、連続的に搬送されてくる基材に、塗工液を塗布することが可能となる。このため、基材に塗工液を塗布して形成した塗膜の品質を向上させることが可能となり、高品質な塗工物を製造することができる。
【００３３】
本発明の塗工液循環装置は、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させられるため、塗工液パン内に均一な塗工液を供給することが可能となり、塗工欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【図３】一般的なグラビア塗工における塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の第一実施形態（以下、本実施形態と記載する）について、図１及び図２を用いて、本実施形態の塗工液循環装置１の構成を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の塗工液循環装置１の概略構成を示す断面図であり、図２は、斜視図である。なお、図１及び図２では、図３に示した塗工液循環装置１と同様の構成に対し、同一の符号を付している。
【００３７】
塗工液循環装置１は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる装置である。なお、図１に示すように、塗工液パン４内に供給した塗工液２には、グラビア版胴２４の下部が浸漬している。
【００３８】
本実施形態では、一例として、基材が、帯状のフィルムである場合について説明する。
【００３９】
また、本実施形態では、一例として、塗工液２が分散された粒子を含む高粘度のコーティング剤である液体の場合について説明する。
【００４０】
本実施形態の塗工液循環装置１に使用される塗工液２は、例えば、５００〜１００００｛ｍＰａ・ｓ｝程度の粘度であることが好適である。これは、粘度が５００｛ｍＰａ・ｓ｝に満たない塗工液２の場合、塗工液パン４内での粘度の偏りが生じにくいため、塗工液パン４の底面から均一に塗工液２を排出する必要性が乏しく、また、粘度が１００００｛ｍＰａ・ｓ｝を大幅に超える塗工液２の場合は、粘度および粒子の分散状態を均一に保ちつつ循環させることが困難な可能性が高いためである。しかしながら、本実施形態の塗工液循環装置１に使用される塗工液２は、特に限定するものではない。
【００４１】
塗工液パン４は、上部が開口した箱型に形成されており、底面には複数の塗工液排出口１０が形成されている。また塗工液循環装置１は、図１に示すように、複数の塗工液供給口８と、塗工液排出制御板１２と、塗工液排出板駆動装置１３と、塗工液回収パン１６と、荷重センサ２２と、塗工液供給手段と、塗工液回収手段とを備えている。
【００４２】
複数の塗工液供給口８は、塗工液パン４の側面に形成されており、塗工液パン内へ塗工液を流入させる。
【００４３】
塗工液パン４内に供給された塗工液２の量が、グラビア版胴２４に十分供給される量以上であり、且つ塗工液パン４内から溢れ出ない量を塗工液２量の上限として定め、荷重センサ２２は、塗工液２量の上限を検知するように設定されている。荷重センサ２２の位置は、塗工液パン４の底面または底面近傍であって、グラビア版胴２４と、塗工液供給口８と、塗工液排出口１０とに接触しない位置であればどこでもよい。なお、塗工液２量を検知するセンサは、圧力センサや超音波センサであってもよく、センサの選択はこれに限定するものではない。
【００４４】
また、グラビア版胴２４に塗工液２が均一に十分供給されなくなることを防ぐため、塗工液パン４内の塗工液量の下限も定め、荷重センサ２２が検知できるように設定する。塗工液２量の下限は、塗工液２量の上限よりも５〜１０％減少した量とすることが望ましいが、塗工液２の粘度やグラビア版胴２４のセル容積にもよるので、特に限定するものでは
ない。
【００４５】
塗工液パン４の底面には、塗工液排出口１０が複数形成されている。なお、本実施形態では、一例として、図２に示すように、塗工液排出口１０は、基材の長手方向と同方向の平行なスリットである。塗工液排出口１０の数は、塗工液２の物性によって決定する。具体的には、少なくとも３つ以上が好ましく、塗工液２が高粘度になるほど多い方が好適である。さらに、塗工液排出口１０同士の間隔は、塗工液パン４の幅方向の長さを４等分した長さより短いことが望ましいが、これに限るものではない。
【００４６】
ここで、複数の塗工液排出口１０を、基材の幅方向に沿って配列する際には、塗工液パン４の底面を、基材の幅方向に平行な方向に沿って、塗工液供給口１０の数で等分した間隔で配列することが好適である。しかしながら、複数の塗工液供給口１０の配列状態は、これに限定するものではない。また、塗工液パン４の底面はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００４７】
塗工液パン４より下部に塗工液排出制御板１２が配置されており、塗工液排出制御板１２には、基材の長手方向と同方向で平行であり、且つ塗工液排出口１０と接しない位置にスリット１４が複数形成されている。塗工液排出制御板１２は、塗工液パン４の下部に隙間なく接しており、塗工液排出口１０から塗工液２が流出するのを防いでいる。また、塗工液排出制御板１２は、塗工液パン４と塗工液排出板駆動装置１３が接続されている。
【００４８】
塗工液排出板駆動装置１３は、電気または圧縮空気によって駆動する装置である。しかし、塗工液排出板駆動装置１３を形成する装置の選択は、荷重センサからの電気信号を受信して動作する装置であれば、これに限定するものではない。また、塗工液排出制御板１２は、塗工液２を排出する際に下降し、塗工液パン４の底面との間に空間を作る。この空間は、塗工液２の粘度および粒子の分散状態を一定に保ちつつ、スリット１４に流れ込むことができる大きさである。具体的には、塗工液２が高粘度または粒子を含む場合、塗工液パン４の底面と塗工液制御板の間隔は、５〜１０ｍｍ程度が望ましい。しかしながら、これに限定するものではない。
【００４９】
ここで、複数のスリット１４を、基材の幅方向に沿って配列する際には、塗工液排出制御板１２を、塗工液排出制御板１２の幅方向に平行な方向に沿って、スリット１４の数で等分した間隔で配列し、且つ塗工液排出口１０とスリット１４が接しない位置に配列することが好適である。しかしながら、複数のスリット１４の配列状態は、これに限定するものではない。なお、スリット１４の数は、塗工液２の物性によって決定する。具体的には、少なくとも２つ以上が好ましく、塗工液２が高粘度になるほど多い方が好適である。さらに、スリット１４同士の間隔は、塗工液パン４の幅方向の長さを３等分した長さより短いことが望ましいが、これに限るものではない。また、塗工液排出制御板１２はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００５０】
なお、塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）およびスリット１４の長さは、塗工液２が重力および塗工液パン４内の塗工液２の流れによって滞りなく通過可能であればよいが、通過時の流れが速く、塗工液２中の粒子の分散状態に偏りが生じない大きさにする必要がある。一例としては、塗工液２の粘度が５０００｛ｍＰａ・ｓ｝程度の場合、１０〜２０ｍｍ程度が望ましい。しかしながら、塗工液排出口１０およびスリット１４の長さは、これに限定するものではない。また、塗工液排出口１０およびスリット１４の長さは統一することが望ましいが、これに限定するものではない。
【００５１】
塗工液排出制御板１２の下部には、塗工液回収パン１６が配置されており、塗工液回収管２０と接続している。塗工液排出口１０とスリット１４を通過した塗工液２が、塗工液
排回収管２０に流れ込むように、塗工液回収パン１６の底面は水平ではなく、四つの斜面で形成されている。また、塗工液回収パン１６はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００５２】
塗工液供給手段は、図外の塗工液供給ポンプ（図３参照）であり、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えて形成されている。塗工液供給ポンプ３２は、塗工液２を吸入及び吐出可能なポンプであり、塗工液タンク３０に貯蔵されている塗工液２を吸入して、塗工液供給管１８及び塗工液供給口８を介し、塗工液パン４内に供給する。
【００５３】
塗工液回収手段は、図外の塗工液回収ポンプ（図３参照）であり、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えて形成されている。塗工液回収ポンプ３４は、塗工液２を吸入及び吐出可能なポンプであり、塗工液パン４から排出された塗工液２を、塗工液回収管２０を介して吸入し、塗工液タンク３０内に戻す。
【００５４】
したがって、塗工液２は、塗工液タンク３０から塗工液供給ポンプ３２を介して、塗工液供給管１８、塗工液供給口８、塗工液パン４、塗工液排出口１０、塗工液排出制御板１２、スリット１４、塗工液回収パン１６、塗工液回収管２０、塗工液回収ポンプ３４を循環している。
【００５５】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の塗工液循環方法を説明する。
【００５６】
本実施形態の塗工液循環方法は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる方法である。
【００５７】
具体的には、塗工液タンク３０に貯留された塗工液２を、塗工液供給ポンプ３２を介し、塗工液パン４の側面に形成された塗工液供給口８から供給し、塗工液パン４の底面に形成され、且つ基材の長手方向に平行な複数の塗工液排出口１０から排出させ、塗工液排出制御板１２およびスリット１４を通過させ、さらに塗工液回収パン１６に至らせ（塗工液の流れをＡとする）、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻すことで、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させる方法である。
【００５８】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の塗工液循環装置１を用いた、塗工物の製造方法を説明する。
【００５９】
本実施形態の塗工液循環装置１を用いた、塗工物の製造方法では、連続的に搬送されてくる基材３６に塗工液２を塗布して、塗工液２からなる塗膜を基材３６に形成し、塗工物を製造する。均一な塗膜が安定して得ることができる。
【００６０】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
塗工液タンク３０内の塗工液２は、塗工液供給ポンプ３２を介して塗工液パン４内へ供給される。そして、塗工液２の供給量が、荷重センサ２２に設定している上限に達した際、自動的に電気信号が塗工液排出板駆動装置１３に送られ、塗工液排出板駆動装置１３が作動することで、塗工液排出制御板１２が下降し、塗工液パン４の底面との隙間を形成する。これにより、塗工液２は、塗工液の流れＡに示すように、塗工液排出口１０および塗工液排出制御板１２を通り、スリット１４から塗工液回収パンへと流れ出る。
【００６２】
このとき、塗工液２は、塗工液パンの底面に基材の幅方向に沿って配列して形成された
複数の塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）から排出されることで、塗工液２が分散された粒子を含んでいても、排出された塗工液２における粒子の分散状態が均一でなくなることがない。また、塗工液２は滞留せずに排出されるため、その粘度が上昇することはない。
【００６３】
ここで、粒子が分散されているような高粘度材料からなる塗工液２の多くは、せん断力が与えられると、粘度が変化する非ニュートン流体である。特に、塗工液２の多くは、力を加えると内部構造が破壊し、軟化して流動性が増す、いわゆるチキソトロピー性を示すものが多い。したがって、高粘度の塗工液２は、狭い隙間である塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）や、塗工液パン４の底部と塗工液排出制御板１２との隙間、さらにスリット１４を通過することによって与えられたせん断力により、その粘度が低下する。
【００６４】
このため、塗工液２は、塗工液パン４の基材の長手方向および幅方向に均一に拡がりながら、塗工液回収パンへ流入していくこととなる。また、塗工液供給ポンプ３２が塗工液タンク３０から吸入する塗工液２は、塗工液供給管１８へ、一定量供給され続けるため、塗工液パン４内に供給される塗工液２も同様に、一定量供給され続け、塗工液回収ポンプ３４は、回収した塗工液２を一定量、塗工液タンク３０に戻し続ける。
【００６５】
したがって、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させることが可能となる。
【００６６】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【実施例】
【００６７】
本発明の実施例は、図１および図２に示す通りであり、塗工液タンク３０に貯留された塗工液２を、塗工液供給ポンプ３２を介し、塗工液パン４の側面に形成された塗工液供給口８から供給し、塗工液パンの底面に形成され、且つ基材の長手方向に平行な複数の塗工液排出口１０から排出させ、塗工液排出制御板１２およびスリット１４を通過させ、さらに塗工液回収パン１６に至らせ、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻すことで、塗工液２を循環する装置構成となっている。
【００６８】
本実施例では、塗工液タンク３０内に、酸化チタン粒子が分散されたコーティング剤を、塗工液供給ポンプ３２を介して塗工液パン４内へ供給した。塗工液パン４はステンレス製であり、底面の大きさは、基材３６の長手方向に５００ｍｍ、幅方向に１４００ｍｍであり、塗工液パン４の深さは２５０ｍｍである。
【００６９】
また、本実施例では塗工液パン４内の塗工液２量の上限を、塗工液２の液面が、塗工液パン４の底面から高さ２２０ｍｍの位置に達した点と設定し、塗工液２量の下限を、塗工液２の液面が、塗工液パン４の底面から高さ２１０ｍｍの位置まで減少した点と設定した。
【００７０】
次に、塗工液タンク３０から、塗工液供給ポンプ３２および塗工液供給管１８を介して、塗工液２を塗工液パン４に供給した。塗工液供給口８は、直径約５０ｍｍの円形であり、塗工液パンの側面に、基材３６の幅方向に沿って一直線上に５つ配置し、塗工液供給口８同士の間隔を約２００ｍｍとしたところ、塗工液２は、塗工液パン４内へ、均一に拡がりながら供給された。
【００７１】
塗工液パン４内が塗工液２で満たされ、予め設定した塗工液２量の上限に達した時点で荷重センサ２２が働き、塗工液排出制御板駆動装置１３に電気信号を送ることで、電気によって駆動する塗工液排出制御板駆動装置１３が作動し、自動的に塗工液排出制御板１２
が下降した。このことにより、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２との間に隙間ができ、塗工液２は塗工液排出口１０から排出された。塗工液排出制御板１２は、塗工作業終了後の塗工液２を洗浄しやすくするために、ステンレスの表面をフッ素樹脂加工したものとした。
【００７２】
ここで、本実施例では、塗工液排出口１０を、基材３６の長手方向に４００ｍｍ、幅方向に１０ｍｍのスリットとし、幅方向に沿って一直線上に６つ配置した。なお、塗工液排出口１０同士の間隔は、１８０ｍｍとした。また、塗工液排出制御板駆動装置１３が作動した際に、塗工液排出制御板１２が下降する距離は、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２の隙間が１０ｍｍとなるように設定し、スリット１４は、塗工液排出口１０と同じく、基材３６の長手方向に４００ｍｍ、幅方向に１０ｍｍとした。スリット１４同士の間隔が１８０ｍｍとなるように、幅方向に沿って一直線上に５つ配置した。
【００７３】
塗工液２は、塗工液の流れＡに示すように、塗工液排出口１０から排出され、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２の隙間およびスリット１４を通過して、ステンレス製の塗工液回収パン１６へ流れ込んだ。このとき、塗工液２は、狭い隙間を通ることによりせん断力が与えられ、その粘度が低下し、塗工液パン４の基材の長手方向および幅方向に均一に拡がりながら、塗工液回収パン１６へ流入していった。また、塗工液２に分散されている酸化チタン粒子も、沈降することなく排出された。
【００７４】
塗工液回収パン１６で回収された塗工液２は、塗工液回収管２０を通り、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻された。そのときにも、塗工液供給ポンプ３２によって、塗工液タンク３０内の塗工液２は塗工液パン４へ供給され続けていた。循環中の塗工液２が、塗工液タンク３０から塗工液供給ポンプ３２によって吸い上げられ、塗工液供給ポンプ３２から塗工液タンク３０に戻ってくるまでに要する時間は、約３分間であった。
【００７５】
このようにして循環させながら、塗工液タンク３０内の塗工液２の粘度および比重を測定したところ、塗工液２を循環させ始めてから３０分後の塗工液２は、粘度および比重とも初期値の粘度７０００｛ｍＰａ・ｓ｝、比重１．３０のままで変化していなかった。
【００７６】
したがって、本実施例では、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の塗工液循環装置及び塗工液循環方法は、高粘度素材、例えば、接着剤等を製造する機械あるいはペースト状の食品を製造・加工する機械等、広い分野に利用できる発明である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 塗工液循環装置
２ 塗工液
４ 塗工液パン
６ 堰
８ 塗工液供給口
１０ 塗工液排出口
１２ 塗工液排出制御板
１３ 塗工液排出制御板駆動装置
１４ スリット
１６ 塗工液回収パン
１８ 塗工液供給管
２０ 塗工液回収管
２２ 荷重センサ
２４ グラビア版胴
２６ ドクターブレード
２８ 圧胴
３０ 塗工液タンク
３２ 塗工液供給ポンプ
３４ 塗工液回収ポンプ
３６ 基材
Ａ 塗工液の流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給、排出を繰り返し、循環させる装置及び方法に関し、特に、グラビア塗工機が備える塗工液パンに対し、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させる装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム基材等、帯状の基材に対し、塗工液を塗布して塗膜を形成し、塗工物を製造するための塗膜形成方法としては、例えば、グラビア塗工方法がある。グラビア塗工方法は、円周面にセルが形成されたグラビアロールの表面に、インキやコーティング剤等の塗工液を供給し、グラビアロールの円周面上に付着している余分な塗工液を、ドクターブレードによりかき取った後、セル内の塗工液を基材に転移させる塗工方法である。
【０００３】
このようなグラビア塗工では、グラビアロールに塗工液を供給する方法としては、一般的に、底が船形をした塗工液パン内に供給された塗工液に、グラビアロールを浸漬させる方法が採用されている。
【０００４】
図３を参照して、上記の一般的な塗工液供給方法および塗工液循環方法について説明する。図３は、一般的なグラビア印刷における塗工液循環方法を示した概略図である。
【０００５】
一般的な塗工液供給方法では、図３に示すように、グラビアロール２４と、ドクターブレード２６と、圧胴２８（バックアップロール）と、塗工液タンク３０と、塗工液供給ポンプ３２と、塗工液回収ポンプ３４と、塗工液パン４と、塗工液回収管２０と、塗工液供給管１８と、を備えた塗工液循環装置１を用いる。
【０００６】
そして、塗工液循環装置１を用いて行う塗工液供給方法では、塗工液パン４内に、インキやコーティング剤等の塗工液２を充満させ、この塗工液パン内の塗工液に、グラビアロール２４の下部を浸漬させ、グラビアロールを回転させる。
【０００７】
これにより、グラビアロールの円周面全体に塗工液が供給され、この供給された塗工液余分な塗工液をドクターブレードで掻き落し、セル中の塗工液を、基材３６の表面に転移させる。
【０００８】
ここで、塗工液循環装置１は、塗工液パン４内の塗工液２の量がある程度減少した場合、その都度、塗工液２を塗工液パン４内へ補給して、塗工液２を適正な量に保つように対応をしている。
【０００９】
具体的には、塗工液タンク３０内に塗工液２が満たされ、塗工液ポンプ３２により、塗工液供給管１８を介して、塗工液パン４内に塗工液２が供給され、塗工液パン４内には、液面を一定レベルにする堰６が設けられることで、余分な塗工液２は、塗工液回収管２０から、塗工液タンク３０内に戻される。このようにして、塗工液パン４内に塗工液２を補給するとともに、塗工液タンク３０を介して、塗工液パン４内の塗工液２を循環させる。
【００１０】
また、塗工液パンとしては、図３に示した構成のもの以外に、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている構成のものがある。
【００１１】
特許文献１に記載されている塗工液パンは、従来から、グラビアロール用の塗工液パン
として知られているものである。具体的には、回転によって塗工液から抜け出す側のグラビアロール周面近傍位置において、塗工液の貯留レベルよりも下位となる位置、または塗工液の貯留レベルより上位から下位に及ぶ位置に、切欠や孔穴が形成された中板を、塗工液貯留レベルより高くして設けている。これにより、塗工液の補給部から供給される塗工液を、中板の切欠等から排出するようにしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されている塗工液パンでは、塗工液パンの隅部分等で塗工液の流れが滞留しやすいため、この部分で塗工液上層の粘度が上昇し、グラビア版の面に一定粘度の塗工液を供給することが困難となり、塗工欠陥が発生するという問題が発生するおそれがある。この問題は、特に、高粘度の塗工液を用いる場合に顕著である。
【００１３】
また、特許文献２に記載されている塗工液パンは、塗工液の部分的な滞留を防止するために、塗工液パンが備える長方形筐体の上縁端部に塗工液供給部を設けるとともに、他側の上下に、オーバーフロー切欠部と下部開口を設けている。
【００１４】
また、特許文献２に記載されている塗工液パンでは、塗工液粘度の部分的な上昇を防止し、グラビア版胴に一定粘度の塗工液を供給することが可能である。しかしながら、塗工液が高粘度で沈降しやすい粒子等を含む場合、塗工液パンの片側に設けられたオーバーフロー切欠部と下部開口から均一に塗工液が流れ出ることは難しい。その結果、下部開口が設けられていない側では粒子が沈降してしまい、そのまま循環を続けると粒子を含む高粘度の塗工液を均一に供給することができず、安定した塗工が実施できないという問題が発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平２−２９７４４３号公報
【特許文献２】特開平７−３１４６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、グラビア塗工機の塗工液パンに対し、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、粒子等を沈降させることなく安定して循環させることが可能な、塗工液循環装置及び塗工液循環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】
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる塗工液循環装置であって、
前記塗工液パンの側面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する複数の塗工液供給口と、
前記塗工液パンの底面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内から前記塗工液を排出する複数の塗工液排出口と、
前記塗工液排出口より下部に配置し、前記塗工液排出口を開閉するための塗工液排出口開閉手段と、
前記塗工液排出口開閉手段の下部に配置し、前記塗工液を回収する塗工液回収パンと、
前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する塗工液供給手段と
前記塗工液回収パンから排出された前記塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段と、を備えたことを特徴とする塗工液循環装置である。
【００１８】
本発明の請求項２に係る発明は、前記塗工液排出口開閉手段が、前記塗工液パン内の前
記塗工液の量に応じて自動で開閉することを特徴とする請求項１記載の塗工液循環装置。
【００１９】
本発明の請求項３に係る発明は、前記塗工液排出口が、前記基材の長手方向と同方向の平行なスリットであることを特徴とする請求項１または２記載の塗工液循環装置である。
【００２０】
本発明の請求項４に係る発明は、前記塗工液排出口開閉手段は、前記塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された前記塗工液パン底面と同形状であって、且つ塗工液排出口と接しない位置に複数のスリットを設けた塗工液排出制御板であり、前記塗工液パン底面と前記塗工液排出制御板との隙間を開けることにより前記塗工液を排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２１】
本発明の請求項５に記載した発明は、前記塗工液パン内の前記塗工液の量を、荷重センサまたは圧力センサによって検知し、前記塗工液排出開閉手段の開閉動作を自動制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２２】
本発明の請求項６に係る発明は、前記塗工液供給手段および前記塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の塗工液循環装置である。
【００２３】
本発明の請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて塗工液を循環することを特徴とする塗工液循環方法である。
【００２４】
本発明の請求項８に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて、前記基材に前記塗工液を塗布することを特徴とする塗工物の製造方法である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明によれば、塗工液パンの側面に複数の塗工液供給口を、基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が高粘度であっても、塗工液供給口から供給される塗工液を、基材の幅方向に沿って均一に、塗工液パンへ供給することが可能となる。また、複数の塗工液排出口を塗工液パン底面に基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が粒子等を含んでいる場合であっても、粒子等が塗工液パン底部に沈降することなく塗工液パンから塗工液を排出することが可能となり、塗工液を一定粘度且つ均一な状態で循環させることができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、塗工液排出口開閉手段が、塗工液パン内の塗工液の量に応じて自動で開閉する。このため、塗工液パン内の塗工液が少なく、循環させるには不十分な場合は塗工液排出口が閉じており、塗工液パン内が塗工液で満たされて、排出および循環を必要とする状態になった場合には塗工液排出口が自動的に開き、必要以上に塗工液を排出させたり、塗工液が塗工液パンから溢れたりすることを防ぐ。また、塗工液を安定して供給し続けていれば、塗工液は安定して循環され、塗工液パン内の塗工液は一定量を保つことができ、安定した塗工を実施することができ、良好な塗工物を得ることが可能となる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、塗工液パンの底面に、基材の幅方向に沿って配列された複数の塗工液排出口が、基材の長手方向と同方向の平行なスリットである。このため、塗工液パン内の塗工液が一度に大量に排出することがなく、塗工液パン内の塗工液に浸漬しているグラビア版胴の回転によって生じる塗工液の流れに沿って、緩やかに排出させることが可能となる。さらに塗工液パン内の塗工液は、塗工液パン内で滞留することなく均一に排
出するので、高粘度または粒子等を含む塗工液であっても、安定した状態で排出することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、塗工液排出口開閉手段として、塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された塗工液パン底面と同形状の塗工液排出口開閉板を用い、塗工液パン底面と塗工液排出制御板との隙間を自動で開閉することにより、塗工液の排出を制御する。このため、塗工液排出口の開閉は、塗工液排出制御板の上下動作のみで行うことができ、簡便である。また、塗工液排出口から塗工液排出制御板までの隙間を設け、塗工液が塗工液排出口から塗工液排出制御板の上を通り、さらに塗工液排出制御板に形成されたスリットを通り塗工液回収パンに流れることで、塗工液が塗工液排出口から塗工液回収パンに直接流れ込むことがなくなり、高粘度または粒子等を含む塗工液の不均一な排出を防ぐことが可能となる。
【００２９】
請求項５の発明によれば、塗工液が塗工液パン内に供給され、グラビア版胴に塗工液が十分供給される量以上であり、且つ塗工液パン内から溢れ出ない量を塗工液量の上限として定め、荷重センサまたは圧力センサが塗工液量の上限を検知するように設定することで、荷重センサまたは圧力センサから塗工液排出口を開くための信号を送り、塗工液排出口が開き、塗工液が排出される。また、塗工液を循環させた塗工作業中であっても、塗工液の供給が不十分で塗工液パン内の塗工液の量が減少した場合は、塗工液量の下限を定め、荷重センサまたは圧力センサから塗工液排出口を閉じるための信号を送り、塗工液排出口が閉じることによって、塗工液パン内の塗工液の減少を抑制し、グラビア版胴に塗工液が均一に十分供給されなくなることを防ぐ。
【００３０】
請求項６の発明によれば、塗工液パン内に塗工液を供給する塗工液供給手段と、塗工液パンから排出された塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えている。このため、塗工液パン内への塗工液の供給作業および塗工液パンから排出された塗工液を塗工液タンクに戻すとこ回収作業を、容易に行うことが可能となる。
【００３１】
請求項７の発明によれば、複数の塗工液供給口を、基材の幅方向に沿って配列している。
このため、塗工液が高粘度であっても、塗工液供給口から供給される塗工液を、基材の幅方向に沿って均一に、塗工液パンへ供給することが可能となる。また、複数の塗工液排出口を塗工液パン底面に基材の幅方向に沿って配列している。このため、塗工液が粒子等を含んでいる場合であっても、粒子等が塗工液パン底部に沈降することなく塗工液パンから塗工液を排出することが可能となり、塗工液を一定粘度且つ均一な状態で循環させることができる。
【００３２】
請求項８の発明によれば、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させた状態で、連続的に搬送されてくる基材に、塗工液を塗布することが可能となる。このため、基材に塗工液を塗布して形成した塗膜の品質を向上させることが可能となり、高品質な塗工物を製造することができる。
【００３３】
本発明の塗工液循環装置は、塗工液パン内の高粘度または粒子等を含む塗工液を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させられるため、塗工液パン内に均一な塗工液を供給することが可能となり、塗工欠陥の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【図３】一般的なグラビア塗工における塗工液循環装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の第一実施形態（以下、本実施形態と記載する）について、図１及び図２を用いて、本実施形態の塗工液循環装置１の構成を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の塗工液循環装置１の概略構成を示す断面図であり、図２は、斜視図である。なお、図１及び図２では、図３に示した塗工液循環装置１と同様の構成に対し、同一の符号を付している。
【００３７】
塗工液循環装置１は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる装置である。なお、図１に示すように、塗工液パン４内に供給した塗工液２には、グラビア版胴２４の下部が浸漬している。
【００３８】
本実施形態では、一例として、基材が、帯状のフィルムである場合について説明する。
【００３９】
また、本実施形態では、一例として、塗工液２が分散された粒子を含む高粘度のコーティング剤である液体の場合について説明する。
【００４０】
本実施形態の塗工液循環装置１に使用される塗工液２は、例えば、５００〜１００００｛ｍＰａ・ｓ｝程度の粘度であることが好適である。これは、粘度が５００｛ｍＰａ・ｓ｝に満たない塗工液２の場合、塗工液パン４内での粘度の偏りが生じにくいため、塗工液パン４の底面から均一に塗工液２を排出する必要性が乏しく、また、粘度が１００００｛ｍＰａ・ｓ｝を大幅に超える塗工液２の場合は、粘度および粒子の分散状態を均一に保ちつつ循環させることが困難な可能性が高いためである。しかしながら、本実施形態の塗工液循環装置１に使用される塗工液２は、特に限定するものではない。
【００４１】
塗工液パン４は、上部が開口した箱型に形成されており、底面には複数の塗工液排出口１０が形成されている。また塗工液循環装置１は、図１に示すように、複数の塗工液供給口８と、塗工液排出制御板１２と、塗工液排出板駆動装置１３と、塗工液回収パン１６と、荷重センサ２２と、塗工液供給手段と、塗工液回収手段とを備えている。
【００４２】
複数の塗工液供給口８は、塗工液パン４の側面に形成されており、塗工液パン内へ塗工液を流入させる。
【００４３】
塗工液パン４内に供給された塗工液２の量が、グラビア版胴２４に十分供給される量以上であり、且つ塗工液パン４内から溢れ出ない量を塗工液２量の上限として定め、荷重センサ２２は、塗工液２量の上限を検知するように設定されている。荷重センサ２２の位置は、塗工液パン４の底面または底面近傍であって、グラビア版胴２４と、塗工液供給口８と、塗工液排出口１０とに接触しない位置であればどこでもよい。なお、塗工液２量を検知するセンサは、圧力センサや超音波センサであってもよく、センサの選択はこれに限定するものではない。
【００４４】
また、グラビア版胴２４に塗工液２が均一に十分供給されなくなることを防ぐため、塗工液パン４内の塗工液量の下限も定め、荷重センサ２２が検知できるように設定する。塗工液２量の下限は、塗工液２量の上限よりも５〜１０％減少した量とすることが望ましいが、塗工液２の粘度やグラビア版胴２４のセル容積にもよるので、特に限定するものでは
ない。
【００４５】
塗工液パン４の底面には、塗工液排出口１０が複数形成されている。なお、本実施形態では、一例として、図２に示すように、塗工液排出口１０は、基材の長手方向と同方向の平行なスリットである。塗工液排出口１０の数は、塗工液２の物性によって決定する。具体的には、少なくとも３つ以上が好ましく、塗工液２が高粘度になるほど多い方が好適である。さらに、塗工液排出口１０同士の間隔は、塗工液パン４の幅方向の長さを４等分した長さより短いことが望ましいが、これに限るものではない。
【００４６】
ここで、複数の塗工液排出口１０を、基材の幅方向に沿って配列する際には、塗工液パン４の底面を、基材の幅方向に平行な方向に沿って、塗工液供給口１０の数で等分した間隔で配列することが好適である。しかしながら、複数の塗工液供給口１０の配列状態は、これに限定するものではない。また、塗工液パン４の底面はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００４７】
塗工液パン４より下部に塗工液排出制御板１２が配置されており、塗工液排出制御板１２には、基材の長手方向と同方向で平行であり、且つ塗工液排出口１０と接しない位置にスリット１４が複数形成されている。塗工液排出制御板１２は、塗工液パン４の下部に隙間なく接しており、塗工液排出口１０から塗工液２が流出するのを防いでいる。また、塗工液排出制御板１２は、塗工液パン４と塗工液排出板駆動装置１３が接続されている。
【００４８】
塗工液排出板駆動装置１３は、電気または圧縮空気によって駆動する装置である。しかし、塗工液排出板駆動装置１３を形成する装置の選択は、荷重センサからの電気信号を受信して動作する装置であれば、これに限定するものではない。また、塗工液排出制御板１２は、塗工液２を排出する際に下降し、塗工液パン４の底面との間に空間を作る。この空間は、塗工液２の粘度および粒子の分散状態を一定に保ちつつ、スリット１４に流れ込むことができる大きさである。具体的には、塗工液２が高粘度または粒子を含む場合、塗工液パン４の底面と塗工液制御板の間隔は、５〜１０ｍｍ程度が望ましい。しかしながら、これに限定するものではない。
【００４９】
ここで、複数のスリット１４を、基材の幅方向に沿って配列する際には、塗工液排出制御板１２を、塗工液排出制御板１２の幅方向に平行な方向に沿って、スリット１４の数で等分した間隔で配列し、且つ塗工液排出口１０とスリット１４が接しない位置に配列することが好適である。しかしながら、複数のスリット１４の配列状態は、これに限定するものではない。なお、スリット１４の数は、塗工液２の物性によって決定する。具体的には、少なくとも２つ以上が好ましく、塗工液２が高粘度になるほど多い方が好適である。さらに、スリット１４同士の間隔は、塗工液パン４の幅方向の長さを３等分した長さより短いことが望ましいが、これに限るものではない。また、塗工液排出制御板１２はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００５０】
なお、塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）およびスリット１４の長さは、塗工液２が重力および塗工液パン４内の塗工液２の流れによって滞りなく通過可能であればよいが、通過時の流れが速く、塗工液２中の粒子の分散状態に偏りが生じない大きさにする必要がある。一例としては、塗工液２の粘度が５０００｛ｍＰａ・ｓ｝程度の場合、１０〜２０ｍｍ程度が望ましい。しかしながら、塗工液排出口１０およびスリット１４の長さは、これに限定するものではない。また、塗工液排出口１０およびスリット１４の長さは統一することが望ましいが、これに限定するものではない。
【００５１】
塗工液排出制御板１２の下部には、塗工液回収パン１６が配置されており、塗工液回収管２０と接続している。塗工液排出口１０とスリット１４を通過した塗工液２が、塗工液
排回収管２０に流れ込むように、塗工液回収パン１６の底面は水平ではなく、四つの斜面で形成されている。また、塗工液回収パン１６はステンレスで形成されているが、フッ素樹脂加工されていてもよい。
【００５２】
塗工液供給手段は、図外の塗工液供給ポンプ（図３参照）であり、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えて形成されている。塗工液供給ポンプ３２は、塗工液２を吸入及び吐出可能なポンプであり、塗工液タンク３０に貯蔵されている塗工液２を吸入して、塗工液供給管１８及び塗工液供給口８を介し、塗工液パン４内に供給する。
【００５３】
塗工液回収手段は、図外の塗工液回収ポンプ（図３参照）であり、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えて形成されている。塗工液回収ポンプ３４は、塗工液２を吸入及び吐出可能なポンプであり、塗工液パン４から排出された塗工液２を、塗工液回収管２０を介して吸入し、塗工液タンク３０内に戻す。
【００５４】
したがって、塗工液２は、塗工液タンク３０から塗工液供給ポンプ３２を介して、塗工液供給管１８、塗工液供給口８、塗工液パン４、塗工液排出口１０、塗工液排出制御板１２、スリット１４、塗工液回収パン１６、塗工液回収管２０、塗工液回収ポンプ３４を循環している。
【００５５】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の塗工液循環方法を説明する。
【００５６】
本実施形態の塗工液循環方法は、長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる方法である。
【００５７】
具体的には、塗工液タンク３０に貯留された塗工液２を、塗工液供給ポンプ３２を介し、塗工液パン４の側面に形成された塗工液供給口８から供給し、塗工液パン４の底面に形成され、且つ基材の長手方向に平行な複数の塗工液排出口１０から排出させ、塗工液排出制御板１２およびスリット１４を通過させ、さらに塗工液回収パン１６に至らせ（塗工液の流れをＡとする）、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻すことで、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させる方法である。
【００５８】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の塗工液循環装置１を用いた、塗工物の製造方法を説明する。
【００５９】
本実施形態の塗工液循環装置１を用いた、塗工物の製造方法では、連続的に搬送されてくる基材３６に塗工液２を塗布して、塗工液２からなる塗膜を基材３６に形成し、塗工物を製造する。均一な塗膜が安定して得ることができる。
【００６０】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
塗工液タンク３０内の塗工液２は、塗工液供給ポンプ３２を介して塗工液パン４内へ供給される。そして、塗工液２の供給量が、荷重センサ２２に設定している上限に達した際、自動的に電気信号が塗工液排出板駆動装置１３に送られ、塗工液排出板駆動装置１３が作動することで、塗工液排出制御板１２が下降し、塗工液パン４の底面との隙間を形成する。これにより、塗工液２は、塗工液の流れＡに示すように、塗工液排出口１０および塗工液排出制御板１２を通り、スリット１４から塗工液回収パンへと流れ出る。
【００６２】
このとき、塗工液２は、塗工液パンの底面に基材の幅方向に沿って配列して形成された
複数の塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）から排出されることで、塗工液２が分散された粒子を含んでいても、排出された塗工液２における粒子の分散状態が均一でなくなることがない。また、塗工液２は滞留せずに排出されるため、その粘度が上昇することはない。
【００６３】
ここで、粒子が分散されているような高粘度材料からなる塗工液２の多くは、せん断力が与えられると、粘度が変化する非ニュートン流体である。特に、塗工液２の多くは、力を加えると内部構造が破壊し、軟化して流動性が増す、いわゆるチキソトロピー性を示すものが多い。したがって、高粘度の塗工液２は、狭い隙間である塗工液排出口１０（本実施形態ではスリット）や、塗工液パン４の底部と塗工液排出制御板１２との隙間、さらにスリット１４を通過することによって与えられたせん断力により、その粘度が低下する。
【００６４】
このため、塗工液２は、塗工液パン４の基材の長手方向および幅方向に均一に拡がりながら、塗工液回収パンへ流入していくこととなる。また、塗工液供給ポンプ３２が塗工液タンク３０から吸入する塗工液２は、塗工液供給管１８へ、一定量供給され続けるため、塗工液パン４内に供給される塗工液２も同様に、一定量供給され続け、塗工液回収ポンプ３４は、回収した塗工液２を一定量、塗工液タンク３０に戻し続ける。
【００６５】
したがって、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させることが可能となる。
【００６６】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【実施例】
【００６７】
本発明の実施例は、図１および図２に示す通りであり、塗工液タンク３０に貯留された塗工液２を、塗工液供給ポンプ３２を介し、塗工液パン４の側面に形成された塗工液供給口８から供給し、塗工液パンの底面に形成され、且つ基材の長手方向に平行な複数の塗工液排出口１０から排出させ、塗工液排出制御板１２およびスリット１４を通過させ、さらに塗工液回収パン１６に至らせ、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻すことで、塗工液２を循環する装置構成となっている。
【００６８】
本実施例では、塗工液タンク３０内に、酸化チタン粒子が分散されたコーティング剤を、塗工液供給ポンプ３２を介して塗工液パン４内へ供給した。塗工液パン４はステンレス製であり、底面の大きさは、基材３６の長手方向に５００ｍｍ、幅方向に１４００ｍｍであり、塗工液パン４の深さは２５０ｍｍである。
【００６９】
また、本実施例では塗工液パン４内の塗工液２量の上限を、塗工液２の液面が、塗工液パン４の底面から高さ２２０ｍｍの位置に達した点と設定し、塗工液２量の下限を、塗工液２の液面が、塗工液パン４の底面から高さ２１０ｍｍの位置まで減少した点と設定した。
【００７０】
次に、塗工液タンク３０から、塗工液供給ポンプ３２および塗工液供給管１８を介して、塗工液２を塗工液パン４に供給した。塗工液供給口８は、直径約５０ｍｍの円形であり、塗工液パンの側面に、基材３６の幅方向に沿って一直線上に５つ配置し、塗工液供給口８同士の間隔を約２００ｍｍとしたところ、塗工液２は、塗工液パン４内へ、均一に拡がりながら供給された。
【００７１】
塗工液パン４内が塗工液２で満たされ、予め設定した塗工液２量の上限に達した時点で荷重センサ２２が働き、塗工液排出制御板駆動装置１３に電気信号を送ることで、電気によって駆動する塗工液排出制御板駆動装置１３が作動し、自動的に塗工液排出制御板１２
が下降した。このことにより、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２との間に隙間ができ、塗工液２は塗工液排出口１０から排出された。塗工液排出制御板１２は、塗工作業終了後の塗工液２を洗浄しやすくするために、ステンレスの表面をフッ素樹脂加工したものとした。
【００７２】
ここで、本実施例では、塗工液排出口１０を、基材３６の長手方向に４００ｍｍ、幅方向に１０ｍｍのスリットとし、幅方向に沿って一直線上に６つ配置した。なお、塗工液排出口１０同士の間隔は、１８０ｍｍとした。また、塗工液排出制御板駆動装置１３が作動した際に、塗工液排出制御板１２が下降する距離は、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２の隙間が１０ｍｍとなるように設定し、スリット１４は、塗工液排出口１０と同じく、基材３６の長手方向に４００ｍｍ、幅方向に１０ｍｍとした。スリット１４同士の間隔が１８０ｍｍとなるように、幅方向に沿って一直線上に５つ配置した。
【００７３】
塗工液２は、塗工液の流れＡに示すように、塗工液排出口１０から排出され、塗工液パン４の底面と塗工液排出制御板１２の隙間およびスリット１４を通過して、ステンレス製の塗工液回収パン１６へ流れ込んだ。このとき、塗工液２は、狭い隙間を通ることによりせん断力が与えられ、その粘度が低下し、塗工液パン４の基材の長手方向および幅方向に均一に拡がりながら、塗工液回収パン１６へ流入していった。また、塗工液２に分散されている酸化チタン粒子も、沈降することなく排出された。
【００７４】
塗工液回収パン１６で回収された塗工液２は、塗工液回収管２０を通り、塗工液回収ポンプ３４を介して塗工液タンク３０に戻された。そのときにも、塗工液供給ポンプ３２によって、塗工液タンク３０内の塗工液２は塗工液パン４へ供給され続けていた。循環中の塗工液２が、塗工液タンク３０から塗工液供給ポンプ３２によって吸い上げられ、塗工液供給ポンプ３２から塗工液タンク３０に戻ってくるまでに要する時間は、約３分間であった。
【００７５】
このようにして循環させながら、塗工液タンク３０内の塗工液２の粘度および比重を測定したところ、塗工液２を循環させ始めてから３０分後の塗工液２は、粘度および比重とも初期値の粘度７０００｛ｍＰａ・ｓ｝、比重１．３０のままで変化していなかった。
【００７６】
したがって、本実施例では、塗工液パン４内の高粘度または粒子等を含む塗工液２を、均一な粘度を保つとともに粒子等を沈降させることなく、一定量循環させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の塗工液循環装置及び塗工液循環方法は、高粘度素材、例えば、接着剤等を製造する機械あるいはペースト状の食品を製造・加工する機械等、広い分野に利用できる発明である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 塗工液循環装置
２ 塗工液
４ 塗工液パン
６ 堰
８ 塗工液供給口
１０ 塗工液排出口
１２ 塗工液排出制御板
１３ 塗工液排出制御板駆動装置
１４ スリット
１６ 塗工液回収パン
１８ 塗工液供給管
２０ 塗工液回収管
２２ 荷重センサ
２４ グラビア版胴
２６ ドクターブレード
２８ 圧胴
３０ 塗工液タンク
３２ 塗工液供給ポンプ
３４ 塗工液回収ポンプ
３６ 基材
Ａ 塗工液の流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる塗工液循環装置であって、
前記塗工液パンの側面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する複数の塗工液供給口と、
前記塗工液パンの底面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内から前記塗工液を排出する複数の塗工液排出口と、
前記塗工液排出口より下部に配置し、前記塗工液排出口を開閉するための塗工液排出口開閉手段と、
前記塗工液排出口開閉手段の下部に配置し、前記塗工液を回収する塗工液回収パンと、
前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する塗工液供給手段と
前記塗工液回収パンから排出された前記塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段と、を備えたことを特徴とする塗工液循環装置。
【請求項２】
前記塗工液排出口開閉手段が、前記塗工液パン内の前記塗工液の量に応じて自動で開閉することを特徴とする請求項１記載の塗工液循環装置。
【請求項３】
前記塗工液排出口が、前記基材の長手方向と同方向の平行なスリットであることを特徴とする請求項１または２記載の塗工液循環装置。
【請求項４】
前記塗工液排出口開閉手段は、前記塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された前記塗工液パン底面と同形状であって、且つ塗工液排出口と接しない位置に複数のスリットを設けた塗工液排出制御板であり、前記塗工液パン底面と前記塗工液排出制御板との隙間を開けることにより前記塗工液を排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項５】
前記塗工液パン内の前記塗工液の量を、荷重センサまたは圧力センサによって検知し、前記塗工液排出開閉手段の開閉動作を自動制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項６】
前記塗工液供給手段および前記塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて塗工液を循環することを特徴とする塗工液循環方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて、前記基材に前記塗工液を塗布することを特徴とする塗工物の製造方法。
【請求項１】
長手方向に搬送されてくる帯状の基材に塗工液を塗布する塗工装置が備える塗工液パンにおいて、塗工液の供給・排出を繰り返し、循環させる塗工液循環装置であって、
前記塗工液パンの側面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する複数の塗工液供給口と、
前記塗工液パンの底面に前記基材の幅方向に沿って配列して形成され、前記塗工液パン内から前記塗工液を排出する複数の塗工液排出口と、
前記塗工液排出口より下部に配置し、前記塗工液排出口を開閉するための塗工液排出口開閉手段と、
前記塗工液排出口開閉手段の下部に配置し、前記塗工液を回収する塗工液回収パンと、
前記塗工液パン内に前記塗工液を供給する塗工液供給手段と
前記塗工液回収パンから排出された前記塗工液を塗工液タンクに戻す塗工液回収手段と、を備えたことを特徴とする塗工液循環装置。
【請求項２】
前記塗工液排出口開閉手段が、前記塗工液パン内の前記塗工液の量に応じて自動で開閉することを特徴とする請求項１記載の塗工液循環装置。
【請求項３】
前記塗工液排出口が、前記基材の長手方向と同方向の平行なスリットであることを特徴とする請求項１または２記載の塗工液循環装置。
【請求項４】
前記塗工液排出口開閉手段は、前記塗工液パン底面との隙間がないように接して配置され、且つスリットが形成された前記塗工液パン底面と同形状であって、且つ塗工液排出口と接しない位置に複数のスリットを設けた塗工液排出制御板であり、前記塗工液パン底面と前記塗工液排出制御板との隙間を開けることにより前記塗工液を排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項５】
前記塗工液パン内の前記塗工液の量を、荷重センサまたは圧力センサによって検知し、前記塗工液排出開閉手段の開閉動作を自動制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項６】
前記塗工液供給手段および前記塗工液回収手段が、容積回転式ポンプまたは容積往復運動式ポンプを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の塗工液循環装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて塗工液を循環することを特徴とする塗工液循環方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の塗工液循環装置を用いて、前記基材に前記塗工液を塗布することを特徴とする塗工物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−６６２２６（Ｐ２０１２−６６２２６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５４９３（Ｐ２０１０−２１５４９３）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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