説明

塗布装置

【課題】固体混合成分など比重の異なる複数の混合成分をシート上に均一に付着させることができ、しかも、複数の混合成分が均一に付着したシートを簡易な工程でかつ低いコストで製造することができ、塗布液の交換やメンテナンスが容易な塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布装置は、シートに塗布液を塗布する少なくとも1つのロールを備え、少なくとも1つのロールに塗布液を供給する供給チャンバと、少なくとも1つのロールに付着した塗布液を掻き取るドクタを備えた回収チャンバと、塗布液撹拌槽とを備え、回収チャンバから回収した塗布液を塗布液撹拌槽に供給し、塗布液撹拌槽で撹拌した塗布液を供給チャンバと回収チャンバとに供給するよう構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紙などの薄板状のシートにラミネート加工、光沢コート又はUVコート等を行う塗布装置に関する。
【背景技術】
【0002】
薄板状のシート、例えば枚葉紙などの紙のシートに対して、シートの保護や表面に光沢を与える目的のために、各種の表面処理を行うことが行われている。これらの表面処理には、例えば接着剤等を塗布した後にフィルムを貼付するラミネート加工や、光沢コート剤又は紫外線硬化塗料(UVコート剤)等を塗布して乾燥させる等のコーティング処理がある。これらの表面処理において、接着剤、光沢コート剤又はUVコート剤等の塗布剤をシートに均一に塗布するために、ロールコータを備えた塗布装置が用いられている。
【0003】
特許文献1には、互いに逆方向に回転するゴム製コーティングロールと金属製コーティングロールを備えたロールコータを用いた枚葉紙塗装方法が開示されている。この枚葉紙塗装方法は、枚葉紙に対して紫外線硬化塗料などの粘度の高い塗料を均一に塗布しようとするものである。
【0004】
一方、シートの装飾などの目的のために、種々の固体の混合成分を薄板の表面に付着させることが行われている。例えば、枚葉紙をグリーティングカード等として用いるため、金箔又は銀箔を微細化した金粉又は銀粉などを表面に付着させて装飾することがある。従来、これらの装飾は硬化前の塗布剤に対して混合成分を分散する、又は表面処理の後に接着剤等を用いて付着させるといった作業によって行われ、その作業は主に手作業によって行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−119349号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
混合成分を手作業によりシートに付着させる場合、シート1枚ずつにその処理を施さなくてはならない。また、塗布剤の硬化前に作業を行う必要がある場合は短時間の処理が要求されるので処理が難しくなり、表面処理の後に接着剤等で付着させる必要がある場合はその分工程が増加してしまう。さらに、手作業によっては、シート上に均一に分散させるのにも手間を要する。その結果、シートの製造コストが高くなってしまう。
【0007】
このような手作業による処理を不要とするためには、混合成分を塗布液に混合し、その塗布液をロールコータで塗布することによって、混合成分をシートに付着させればよい。しかしながら、固体である混合成分は、塗布液に混合しようとしても、塗布液内で均一には分散されず、このため、混合成分をシートに均一に付着することができないという問題が生じる。すなわち、混合成分は塗布液と比重が異なり、特に金粉又は銀粉などの混合成分はその比重が大きいため、多くの場合、塗布液の底に沈んでしまうのである。また、混合成分を含む塗布液は粘度が大きくなり、撹拌して均一分布させることが難しい。さらに、固体である混合成分は機器に詰まりを生じやすく、ロールコータのロールに塗布液を供給する手段やロールから塗布液をかき取るドクタプレートに詰まりを生じるので、塗布液のロールへの塗布においても不均一性を生じさせやすく、その結果、塗布液に含まれる混合成分をシートに均一に付着させることができなかった。
【0008】
従って本発明の目的は、固体混合成分など比重の異なる複数の混合成分をシート上に均一に付着させることができ、しかも、複数の混合成分が均一に付着したシートを簡易な工程でかつ低コストで製造することができる塗布装置を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、塗布液の交換やメンテナンスが容易な塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の塗布装置は、シートに塗布液を塗布する少なくとも1つのロールを備え、少なくとも1つのロールに塗布液を供給する供給チャンバと、少なくとも1つのロールに付着した塗布液を掻き取るドクタを備えた回収チャンバと、塗布液撹拌槽とを備え、回収チャンバから回収した塗布液を塗布液撹拌槽に供給し、塗布液撹拌槽で撹拌した塗布液を供給チャンバと回収チャンバとに供給するよう構成されている。
【0011】
供給チャンバが少なくとも1つのロールに塗布液を供給し、この少なくとも1つのロールを介してシートに塗布液を塗布する。シートに塗布されなかった塗布液は、回収チャンバのドクタによって掻き取られて回収される。この塗布液は回収チャンバから塗布液撹拌槽に供給され、撹拌される。塗布液は比重の異なる混合成分などの成分を含有していても、撹拌されて成分が均一に混ざる。この塗布液は、供給チャンバに供給され、成分が均一な塗布液がシートへの塗布に供されるので、均一な成分を含んで一様にシートに塗布される。この撹拌された塗布液は回収チャンバに供給され、掻き取られた塗布液と混合されるので、回収チャンバの塗布液の成分や供給チャンバや塗布液撹拌槽と近くなり撹拌されて成分が均一に保たれやすくなる。これらの作用によって、複数の成分が均一に塗布されたシートを簡易な工程と低いコストで製造することができる。
【0012】
塗布液の成分に関わらず、均一な状態を保ち塗布することができるので、塗布液の成分によって装置や部材を追加する必要がなく、供給チャンバに供給する塗布液を交換するのみで、同じ装置で様々な成分の塗布液をシートに塗布することができる。塗布液にかえて洗浄用の液体、例えば水などを装置に流すこともでき、装置の洗浄やメンテナンスも容易である。
【0013】
供給チャンバは少なくとも1つのロールに隣接する供給量調整ドクタを備えていることが好ましい。供給量調節ドクタとロールの距離を調整することによって、塗布液の供給量を任意に定めることができ、粘度が高い塗布液や固体の混合成分を含む塗布液が詰まりを生じたり不均一になることを防ぐことができる。
【0014】
塗布液は粒状の混合成分を含有することが好ましい。粒状の混合成分が均一に分散された塗布液とすることができ、シートに均一に塗布することができるので、混合成分を含有させることによって装飾などの用途に好適に用いることができるシートを製造することができる。
【0015】
粒状の混合成分は金粉、銀粉、パール又は夜光粉であることが好ましい。比重が特に重い金粉又は銀粉、比重の軽いパール又は夜光粉のいずれも均一にシートに分散させて塗布することができるので、装飾などの用途に好適に用いることができるシートを製造することができる。
【0016】
塗布液は接着剤であることが好ましい。接着剤を均一に塗布してラミネートフィルム等を貼付することができ、接着剤に様々な比重を異なる成分を均一に混合して貼付することができ装飾などの効果を上げることができる。
【0017】
塗布液は光沢コート剤であることも好ましい。塗布液はUVコート剤であることも好ましい。シートに対して光沢や保護のコーティングと共に装飾などの効果を上げることができる成分を塗布することができる。
【0018】
供給チャンバから塗布液を供給する速度が10〜60L/分であることが好ましい。塗布液の流速によって塗布液が撹拌されやすいので比重の重い成分が沈むことが少なく、乾燥などによって塗布液の粘度が高まることも少なく、塗布液が均一な状態を保ちやすい。塗布液にかえて洗浄のための液体を流すことで装置を洗浄及びメンテナンスすることも容易である。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、供給チャンバがロールコータのロールに塗布液を供給し、ロールコータがロールを介してシートに塗布液を塗布する。シートに塗布されなかった塗布液は、回収チャンバのドクタによって掻き取られて回収される。この塗布液は回収チャンバから塗布液撹拌槽に供給され、撹拌される。塗布液は比重の異なる混合成分などの成分を含有していても、撹拌されて成分が均一に混ざる。この塗布液は、供給チャンバに供給され、成分が均一な塗布液がシートへの塗布に供されるので、均一な成分を含んで一様にシートに塗布される。この撹拌された塗布液は回収チャンバに供給され、掻き取られた塗布液と混合されるので、回収チャンバの塗布液の成分や供給チャンバや塗布液撹拌槽と近くなり撹拌されて成分が均一に保たれやすくなる。これらの作用によって、複数の成分が均一に塗布されたシートを簡易な工程と低いコストで製造することができる。
【0020】
塗布液の成分に関わらず、均一な状態を保ち塗布することができるので、塗布液の成分によって装置や部材を追加する必要がなく、供給チャンバに供給する塗布液を交換するのみで、同じ装置で様々な成分の塗布液をシートに塗布することができる。塗布液にかえて洗浄用の液体、例えば水、アルコールなどを装置に流すこともでき、装置の洗浄やメンテナンスも容易である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第1の実施形態における塗布装置の要部を示す概略図である。
【図2】本発明の第2の実施形態における塗布装置の要部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
[第1の実施形態]
本実施形態の塗布装置1は、主としてロールコータからなるものであり、シート20に塗布液30を塗布するロール10を備えている。塗布装置1は、さらに、ロール10に塗布液30を供給する供給チャンバ40と、ロール10に付着した塗布液31を掻き取るドクタ51を備えた回収チャンバ50と、塗布液撹拌槽60とを備えている。
【0023】
本実施形態では、ロールコータは、ロール10の表面に塗布液30が供給され、その表面がシート20に接触することにより、塗布液30がシート20に塗布されるよう構成されてなる。すなわち、シート20は回転するガイドロール11によって均一張力を保たれつつ送られ、送り方向とは逆方向に回転するロール10に押し付けられた状態で塗布液30が塗布される。
【0024】
シート20は、片面又は両面の表面に処理が施される連続するシートであり、金属薄膜、樹脂、紙などのシートなどを用いることができる。こうしたシートには、透明フィルム又は半透明フィルムなどのOPPフィルム、ペーパーフィルムなどがある。ここでは樹脂の透明なシートを用いている。
【0025】
塗布液30は、シート20に均一に塗布されるべき液で、接着剤、各種のコーティング剤又は塗料などを指す。本実施形態において塗布液30は、ラミネートの貼付に用いられる接着剤である。図示しないが、本実施形態においては、塗布装置1の後段、すなわち、シート20がガイドロール11によって送られる先に、塗布液30が塗布された後のシート20に対して紙シートやステッカーシートなどの印刷物の枚葉シートを貼付する貼付手段が設けられている。なお、塗布液30にUVコート剤などを用いているときは、シート20は塗布液30が塗布された状態のまま巻き取ることができ、貼付手段は巻取り機を備えることができる。
【0026】
塗布液30は、粒状の固体の混合成分を含有する。粒状の混合成分は塗布液30の粘度の問題から粒径80〜2000μmのものが使用できる。これらの粒状物としては、装飾効果の高い金粉、銀粉、パール又は夜光粉などが使用できる。これらの粒状物の場合、塗布液30に対する含有量は1kgあたり20〜60g(2〜6重量%)程度までが使用できる。本実施形態では、粒状の混合成分は金粉で、供給チャンバ40に供給する時点での含有量は塗布液30が15kgに対して金粉が200〜600gである。塗布液30の粘度は、ザンカップを用いて測定した値が10〜60秒にあたる程度が望ましく、30秒前後が特に望ましい。図示しないが、塗布装置1は供給チャンバ40に金粉を含有した状態の塗布液30を供給する手段を備える。
【0027】
供給チャンバ40は、ロール10が回転してシート20と接触する際に、その接触する前のロール10の表面に隣接するように構成されている。供給チャンバ40は、ロール10と対向する面に開口を備え、この開口を介して、内部に貯留された塗布液30が回転するロール10の表面に塗布されるように構成されている。供給チャンバ40の底面とロール10の表面とは、供給チャンバドクタ41を介して接触している。供給チャンバ40の上面には供給量調整ドクタ42が設けられている。供給量調整ドクタ42は、その先端部とロール10との距離によって規定される隙間43が形成されている。本実施形態では、供給量調整ドクタ42は供給チャンバ40の上面でスライド可能に構成されており、このスライド量によってロール10と供給量調整ドクタ42の距離を調節し、塗布液30の供給量が調整可能となっている。また、スライド量は塗布液30内の混合成分、この実施形態では金粉等が隙間43に噛まないように調節される。供給チャンバ40の上面近傍には塗布液供給口44と、底面又は底面近傍には塗布液排出口45とが設けられている。
【0028】
回収チャンバ50は、ロール10が回転してシート20と接触する際に、その接触した後のロール10の表面に隣接するように構成されている。回収チャンバ50は、ロール10に対向する面に開口を備え、底面部にはロール10の表面に接触して付着した塗布液30を掻き取るドクタ51を備えている。回収チャンバ50の上面近傍には塗布液供給口54と、底面又は底面近傍には塗布液排出口55とが設けられている。回収チャンバ50の上面とロール10の表面との隙間53は、ロール10の表面に付着した塗布液30の量が多く塗布液30が分厚くともロール10の表面と上述の上面との衝突が生じないよう、特に、塗布液30に固体の混合成分の成分が含まれていても詰まりが生じないように充分な大きさを有している。
【0029】
塗布液撹拌槽60は、供給チャンバ40及び回収チャンバ50から供給された塗布液32を撹拌できるように構成されている。撹拌は機械的な手段でも、超音波等であってもよい。本実施形態では、塗布液撹拌槽60は、モータ及びプロペラを備えた機械式の撹拌手段61を備えることで塗布液32を撹拌可能としている。
【0030】
供給チャンバ40の底面又は底面近傍に設けられた塗布液排出口45及び回収チャンバ50の底面又は底面近傍に設けられた塗布液排出口55は、それぞれ配管71及び72によって塗布液撹拌槽60に接続されている。塗布液撹拌槽60は、配管73によってポンプ80と接続されている。ポンプ80の排出口は、配管74及び75によって供給チャンバ40の塗布液供給口44及び回収チャンバ50の塗布液供給口54に接続されている。ポンプ80からの排出が塗布液撹拌槽60に戻る配管76も備えられている。配管74、75及び76には流量を制御可能なバルブ81が備えられている。ポンプ80はその吐出圧力を調整することによってそれぞれの配管での塗布液30の流速を制御でき、塗布液30の粘度によって必要とされる圧力は変わってくるが、接着剤やコーティング剤の粘度から塗布液30の粘度を想定すると、ポンプ80の1台によって供給チャンバ40及び回収チャンバ50の両方に塗布液30を供給する場合は、ポンプ80からの吐出量は最小10L/分から、最大60L/分前後まで調整可能であることが望ましい。
【0031】
次に、この塗布装置1の作用について説明する。供給チャンバ40に塗布液供給口44を介して供給された塗布液30は、ロール10が回転するに従ってその表面に塗布される。このとき、供給量調整ドクタ42とロール10の表面との隙間43を小さくすると、ロール10に塗布された塗布液30が供給量調整ドクタ42に掻き取られて供給チャンバ40内に戻るため、ロール10の表面に付着する塗布液30の量を減少させ、シート20に塗布液30が過剰に付着することを防ぎ、塗布液30を節約できる。また隙間43を大きくすると、塗布液30に固体の成分が混合されている場合でも、供給量調整ドクタ42とロール10との隙間43に固体の成分が詰まらない。シート20に付着させる塗布液30の量と、塗布液30に混合された固体の成分の粒径や含有量に応じて、隙間43の大きさを調節することができる。
【0032】
ロール10の表面に塗布された塗布液30は、ロール10の回転とガイドロール11によるシート20の送りとに従って、シート20に塗布される。
【0033】
塗布後にロール10の表面に残った塗布液31は、回収チャンバ50によって回収される。すなわち、回収チャンバ50の底面部に備えられたドクタ51がロール10の表面と接触しているため、ロール10の回転に従ってロール10の表面から塗布液31が掻き取られる。
【0034】
供給チャンバ40及び回収チャンバ50の塗布液30及び31は、塗布液排出口45及び55からそれぞれ排出されて塗布液撹拌槽60に供給され、撹拌される。
【0035】
塗布液撹拌槽60で撹拌された塗布液32は、塗布液供給口44及び54を介して供給チャンバ40及び回収チャンバ50にそれぞれ供給される。供給チャンバ40には、回収チャンバ50で回収された後、撹拌されて混合成分が均一となった塗布液32が再度供給されるので、新たに供給手段から成分を調整した塗布液30を供給する量が最小限にとどめられ、塗布液30の消費量が少なくなる。
【0036】
回収チャンバ50にも、塗布液撹拌槽60で撹拌された塗布液32が供給される。特に塗布液30が固体の混合成分を含む場合は、回収チャンバ50で回収した塗布液31は底部に沈んだ比重の重い成分によって排出などの流動、撹拌が困難となるが、本実施形態における塗布装置1では、回収した塗布液31と撹拌した塗布液32とが混ざり、回収チャンバ50からの排出やその後の塗布液撹拌槽60での撹拌が容易になっている。供給チャンバ40及び回収チャンバ50に塗布液30を供給する速度は、それぞれ配管74及び75に備えられたバルブ81によって液量を制御することができ、塗布液30の混合成分が多い場合や粘度が高い場合などは塗布液30を供給する速度を大きくし、粘度が低い場合などで供給チャンバ40や回収チャンバ50の塗布液32を頻繁に撹拌する必要がないときは速度を小さくする等の調節を行うことができる。
【0037】
この塗布装置1によると、供給チャンバ40及び回収チャンバ50の塗布液30及び31が回収されて塗布液撹拌槽60で撹拌されているので、塗布液30及び31の比重の重い混合成分が装置の一部の底部に滞留することが最小限に抑えられ、塗布液30が不均一とならない。そのため、塗布装置1内での塗布液30の成分が均一に分散された状態に近くすることができ、シート20に対して塗布液30のそれぞれの成分を均一に付着させることができる。
【0038】
この塗布装置1では、同じ装置によって様々な成分組成、粘度の塗布液30を塗布することができる。また、ポンプ80が充分な圧力を持っているため、塗布液30にかえて洗浄液を流すことで、装置の洗浄も容易に行うことができる。具体的にはシート20を省き、各バルブ81を開放し、供給チャンバ40や塗布液撹拌槽60に洗浄液を供給することで、ロール10や各チャンバ、各配管に洗浄液が循環する。洗浄液は水、アルコール又はこれらの混合物を含む各種の洗浄液を使用することができる。
【0039】
[第2の実施形態]
本実施形態の塗布装置1Aは、塗布液30Aをシート20Aに塗布するためのアプリケータロール12と、アプリケータロール12に塗布液30Aを塗布するためのピックアップロール13と、アプリケータロール12への塗布液30Aの塗布量を調整するためのミータリングロールにあたるロール10Aとを備えている。なお、第1の実施形態と構成及び作用を同じくする要素には同符号を付して説明を省略する。
【0040】
本実施形態では、塗布液30Aは光沢コート剤又は紫外線硬化塗料(UVコート剤)等のそれ自体が硬化してシート20Aの表面処理となる薬剤である。図に示した例では、塗布液30AとしてはUVコート剤を用いている。図示しないが、本実施形態の塗布装置1Aは、シート20Aが送られる先に紫外線を照射して塗布液30Aを硬化させる手段を備えている。本実施形態におけるシート20Aは、裁断済の枚葉紙を用いている。
【0041】
本実施形態では、アプリケータロール12とピックアップロール13とは互いに隣接して配置されており、回転方向が互いに逆向きとなるよう構成されている。塗布液供給口44Aを介して、このアプリケータロール12とピックアップロール13との隣接部分に塗布液30Aが供給され、アプリケータロール12とピックアップロール13との回転によってアプリケータロール12に塗布される塗布液30Aの量が調整されるようになっている。アプリケータロール12に塗布されなかった塗布液30Aは、これらのロールの側面、図に示した例ではロールより奥に配置された液受である供給チャンバ40Aで受けられ、この供給チャンバ40Aに備えられた塗布液排出口45Aを介して排出される。
【0042】
ロール10Aは、アプリケータロール12と、シート20Aの厚みと略同じ距離を隔てて隣接しており、アプリケータロール12と同じ方向に回転するように構成されている。
【0043】
シート20Aは、アプリケータロール12と隣接するロール10Aとに挟まれて送られる。図2に示されているように、枚葉紙であるシート20Aが送り移動され、シート20A間の無シート部に差し掛かる際にアプリケータロール12とロール10Aとが対向し、アプリケータロール12の塗布液30Aがロール10Aの表面に塗布される。ロール10Aに塗布された塗布液30は、後述する回収チャンバ50のドクタ51によって掻き取られ回収されるので、シート20Aの裏面には塗布液30は塗布されない。
【0044】
回収チャンバ50は、ロール10Aに隣接して配置され、ロール10Aの表面に付着した塗布液31Aを回収するようになっている。回収された塗布液31Aは塗布液撹拌槽60で均一に撹拌されて塗布液32Aとなり、塗布液供給口44A及び54を介して供給チャンバ40A及び回収チャンバ50にそれぞれに戻される。ポンプ80と供給チャンバ40Aを接続する配管74には塗布液撹拌槽60にバイパスする配管77が設けられており、バルブ81を開放することで塗布液30の一部を塗布液撹拌槽60に戻し、供給する塗布液30の流量を調節できるようになっている。
【0045】
本実施形態の作用及び効果は、上に特に付したものを除くと第1の実施形態のものと同じである。
【0046】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明は印刷技術を応用できる分野、出版や包装等の製造の他、装飾を必要とする工業部品や建築部品などの分野に広く応用できる可能性を持つものである。
【符号の説明】
【0048】
1、1A 塗布装置
10、10A ロール
11 ガイドロール
12 アプリケータロール
13 ピックアップロール
20、20A シート
30、30A、31、31A、32、32A 塗布液
40、40A 供給チャンバ
41 供給チャンバドクタ
42 供給量調整ドクタ
43、53 隙間
44、44A、54 塗布液供給口
45、45A、55 塗布液排出口
50 回収チャンバ
51 ドクタ
60 塗布液撹拌槽
61 撹拌手段
71、72、73、74、75、76、77 配管
80 ポンプ
81 バルブ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シートに塗布液を塗布する少なくとも1つのロールを備えた塗布装置において、
前記少なくとも1つのロールに前記塗布液を供給する供給チャンバと、
前記少なくとも1つのロールに付着した塗布液を掻き取るドクタを備えた回収チャンバと、
塗布液撹拌槽とを備え、
前記回収チャンバから回収した前記塗布液を前記塗布液撹拌槽に供給し、該塗布液撹拌槽で撹拌した前記塗布液を前記供給チャンバと前記回収チャンバとに供給するように構成したことを特徴とする塗布装置。
【請求項2】
前記供給チャンバは前記少なくとも1つのロールに隣接する供給量調整ドクタを備えていることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
【請求項3】
前記塗布液は粒状の混合成分を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布装置。
【請求項4】
前記粒状の混合成分は金粉、銀粉、パール又は夜光粉であることを特徴とする請求項3に記載の塗布装置。
【請求項5】
前記塗布液は接着剤であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の塗布装置。
【請求項6】
前記塗布液は光沢コート剤であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の塗布装置。
【請求項7】
前記塗布液はUVコート剤であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の塗布装置。
【請求項8】
前記供給チャンバから前記塗布液を供給する速度が10〜60L/分であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の塗布装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−24677(P2012−24677A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−164269(P2010−164269)
【出願日】平成22年7月21日(2010.7.21)
【出願人】(510199878)
【Fターム(参考)】