JP4191283B2

JP4191283B2 - 多層塗工装置

Info

Publication number: JP4191283B2
Application number: JP19329598A
Authority: JP
Inventors: 和人上田; 祐史笹野; 廣一上北; 佳久森; 知弘米田; 恵敏三谷
Original assignee: 株式会社ヒラノテクシード
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: JP2000024569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエブに塗工液を複数層連続塗工する多層塗工装置に関し、より詳細には、バッキングロールの周囲に複数のリップ型のノズルヘッドを間隔をおいて配して多数層の塗工層を形成する多層塗工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バックアップロールに支持されて連続搬送されるウエブに多層塗工する装置としては、スライド型塗工装置や、リップ型塗工装置等が知られている。いわゆるスライド型多層塗工装置は、塗工液を噴出する複数のスロットと、噴出した塗工液をバッキングロールに支持されて搬送されるウエブ面に供給するスライド面とを備え、各スロットから塗工液をスライド面に供給し、スライド面に沿って流すことにより、スライド面で塗工液を順次下方へ積層し、連続搬送されるウエブ面に同時に多層塗工する。
【０００３】
また、いわゆるリップ型塗工装置はノズルヘッド又はダイのバッキングロールの対向面（リップ面）に塗工液を供給する複数のスロットを形成し、各スロットから塗工液をリップ面に供給することにより、前方から順次、連続搬送されるウエブの面から上層へ積層し、連続搬送されるウエブに同時に多層塗工する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような塗工装置による多層塗工は、各層の塗工厚の調整が困難であり、高速では気泡等が発生して厚く塗工するのが困難であると共に、塗工時に殆ど剪断力をかけることができず塗工精度が悪かった。具体的には、スライド型塗工装置では、層毎に特定の粘度とか特殊な物性を持った塗工液を選ぶ必要があり、塗工速度又は塗工製品の用途が制限されると共に、塗工厚ムラが発生した。また、上記リップ型塗工装置では、リップ面とウエブとの間隙調整、塗工液物性の関連等との調節が困難であった。また、高速塗工において、塗工液に気泡が発生したり、塗工厚ムラが発生した。
【０００５】
本発明者は上述した問題に対処して創案したものであって、種々多層塗工装置の高速化について研究し、塗工ヘッドを複数にして、間隔を置いて配置することで、高速塗工でき、各層の厚み調整が容易にできることを究明した。
【０００６】
本発明の目的とする処は、各層の厚み調整が容易にできて、気泡等の発生を防いで高速でムラを発生することなく、塗工できる多層塗工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そして、上記目的を達成するための手段としての本発明の多層塗工装置は、バッキングロールの下方に、第１ノズルヘッドを配し、前記第１ノズルヘッドの出口から第１の塗工液を圧力をかけて噴出してバッキングロールに支持されて走行されるウエブに塗工し、前記第１ノズルヘッドから間隔を置いてバッキングロールに対向して、第２ノズルヘッドを配し、前記第２ノズルヘッドの噴出口から第２の塗工液を圧力をかけて噴出して前記ウエブの前記第１の塗工液の上に塗工する多層塗工装置であって、前記第１ノズルヘッドは、ヘッド本体とドクターエッジと蓋体とから構成し、内部の幅方向に下液溜め室を設け、前記下液溜め室からドクターエッジの前方の前記出口に続く流出路を設け、前記流出路の出口の周囲の前記ドクターエッジからその前方にかけて、前記バッキングロールに対向する面に間隙を残して、液溜め壁を立設し、前記バッキングロールの下周面、前記液溜め壁及び前記ドクターエッジ前面とにより形成された部分を上液溜め室として前記流出路の出口より前方に脹らまして前記流出路の容積より大きく形成し、前記第２ノズルヘッドは、第２ヘッド本体部と噴出ヘッド部とから構成し、前記第２ヘッド本体部に塗工液入口を設け、前記噴出ヘッド部に第２塗工液をウエブ面に供給する噴出口を設け、前記噴出ヘッド部はバッキングロールに近設すると共に対向する面にリップ面を形成し、前記噴出ヘッド部のリップ面は前方の上流側リップ面を、後方の下流側リップ面より前記バッキングロールに対して段付に後退させると共に、前記上流側リップ面を傾斜させて、前記上流側リップ面と前記バッキングロールの接線とのなす角度を、前記下流側リップ面と前記バッキングロールの接線がなす角度より大きくし、前記第２ノズルヘッドにおける下流側リップ面とウエブの間隙によって決まる剪断圧力を、前記第１ノズルヘッドにおける前記ドクターエッジの刃先による線圧よりも低くして第２塗工液を塗工する。
【０００９】
本発明の多層塗工装置は、第１ノズルヘッドと第２ノズルヘッドを間隔を置いてバッキングロールの周囲に配し、第１ノズルヘッドは、ヘッド本体とドクターエッジと蓋体とから構成し、前記ドクターエッジの前方の本体に塗工液を供給する出口を設け、バッキングロールに対向する面に間隙を残して液溜め壁を立設し、バッキングロールの下周面、前記液溜め壁及び前記ドクターエッジ前面とにより形成された部分を上液溜め室として前記塗工液の出口より前方に脹らまして前記流出路の容積より大きく形成し、上液溜め室に塗工液を溜めて塗工し、ドクターエッジ先端で塗工を均一にならす。第２ノズルヘッドは、第２ヘッド本体部と噴出ヘッド部とから構成し、前記第２ヘッド本体部の塗工液入口を設け、前記噴出ヘッド部から第２塗工液をウエブ面に供給する噴出口を設け、噴出ヘッド先端のリップ面で塗工液を積層し、高速でムラなく塗工する。
【００１０】
本発明において、ウエブとは、金属ストリップ、紙、フィルム、布、シート等の可撓性の帯状材を意味する。流出路の容積とは、下液溜め室と出口間の流出路の容積を意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。ここに、図１〜図５は本発明の一実施態様を示し、図１は本発明に係る多層塗工装置を示す側面図、図２は第１ノズルヘッドの圧力制御を行なうブロック図、図３は第２ノズルヘッドの正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は噴出ヘッド部の拡大図である。
【００１２】
（多層塗工装置１０の構造の概略）
多層塗工装置１０は、バッキングロール１２に支持されて走行されるウエブＦに対向して、バッキングロール１２の下方に配置された第１ノズルヘッド１４と、これと間隔を置いて配置された第２ノズルヘッド１５とを備えている。
【００１３】
第１ノズルヘッド１４は、概略、ヘッド本体１６とドクターエッジ１８と蓋体２２とから構成し、第２ノズルヘッド１５は、ノズル本体部５２と噴出ヘッド部５４とから構成している。
【００１４】
そして、バッキングロール１２に支持されて走行されるウエブＦに対向して、第１ノズルヘッド１４から第１の塗工液が塗工され、続いて、この塗工層の上に第１ノズルヘッド１４と間隔を置いて配置された第２ノズルヘッド１５から第２塗工液が塗工される。
【００１５】
（第１ノズルヘッド１４の構造）
第１ノズルヘッド１４のヘッド本体１６は、バッキングロール１２と略同じ幅を有し、上部にドクターエッジ１８が設けられている。このドクターエッジ１８は、縦断面形状が円弧状に形成されたコンマ型をしている。ドクターエッジ１８の最先端とバッキングロール１２とは間隙を持って配置され、この間隙をウエブＦが走行する。ヘッド本体１６の前面１６ａはフラットな面に形成され、この前面１６ａに塗工液の供給口２０が開口している。
【００１６】
ヘッド本体１６のドクターエッジ１８が設けられた側と反対側の前方上流側には、蓋体２２がボルトにより着脱自在に取付けられている。蓋体２２の後面には、幅方向に凹部２４によって第１ノズルヘッド１４内部の幅方向に伸びて下液溜め室２６が形成される。下液溜め室２６の上部には流出路２８が幅方向に第１液溜め室２６に連続して形成されている。この流出路２８は、垂直に上方に伸びて、ドクターエッジ１８の前部と第１ノズルヘッド１４の前端部との間に形成された出口２８ａに達している。そして、この出口２８ａの幅方向の長さをウエブＦの概略の塗工幅にしている。ウエブＦの塗工幅を変えるには、蓋体２２の幅方向の長さを変化させる。蓋体２２の前面の上部に液溜め壁３０を設け、出口２８ａから供給された塗工液を貯えるようにしている。
【００１７】
液溜め壁３０は、蓋体２２と略同じ幅を有し、蓋体２２の前面の上部にボルト３１により着脱自在に取付けられる。この液溜め壁３０の上端とバッキングロール１２の下端面の間には、ウエブＦの走行用の間隙が残されている。そして、液溜め壁３０とドクターエッジ１８等により上液溜め室３２が形成される。
【００１８】
上液溜め室３２は、第１塗工液をウエブＦに塗工するように貯留する所で、ドクターエッジ１８の前面、蓋体２２の上面、液溜め壁３０の後面とによって形成された空間と、この空間の両端面を第１ノズルヘッド１４の上面とバッキングロール１２の下周面との間に配された隔壁によって閉塞することにより形成されている。この上液溜め室３２の容積は、流出路２８の出口２８ａより前方が脹らんだ状態になっていることにより、流出路２８の容積より大きくされている。隔壁は、第１ノズルヘッド１４の上面とバッキングロール１２の下周面との間を摺動自在に設けられている。また隔壁の底面は幅方向に開口した流出路２８の出口２８ａを閉塞できるように形成されている。
【００１９】
また、ヘッド本体１６のドクターエッジ１８の下方には、スリット３６が設けられている。このスリット３６は、その一端がヘッド本体１６の後上面に幅方向に開口し、かつ、前方にいくほど下方に傾斜して設けられている。また、スリット３６と直交するように調整ボルト３８が幅方向に複数本等間隔に貫通している。この調整ボルト３８の端部は、第１ノズルヘッド１４の後面１６ｂに臨んでおり、この後面１６ｂから調整ボルト３８の螺合具合を調整することによってスリット３６の幅を調整できる。スリット３６の幅が変化することにより、ドクターエッジ１８の刃先が上下動して、上下にそれぞれ２〜３μｍの幅で調整ができる。なお、幅方向に複数個調整ボルト３８が設けられていることから、上下動させたい刃先の一番近い調整ボルト３８で調整できる。さらに、第１ノズルヘッド１４には、第１ノズルヘッド１４を保持する保持部材４０が設けられている。
【００２０】
保持部材４０は、第１ノズルヘッド１４の下方に設けられ、サーボモータ、エアーシリンダ、油圧シリンダ等の位置調整用の駆動手段に連結されている。保持部材４０に保持されて第１ノズルヘッド１４は、バッキングロール１２に対して接近、離反できるようにされている。駆動手段は駆動により、第１ノズルヘッド１４の中央部に設けられ、端部の位置をバッキングロール１２の中心方向にそれぞれ２０〜３０μｍの幅で調整する。また、保持部材４０の下方にはスケール保持部材が配され、このスケール保持部材は位置計測用スケールを内蔵し、第１ノズルヘッド１４のバッキングロール１２に対する位置を検出する。
【００２１】
第１塗工液の塗工厚を測定する第１厚み測定装置９０が、第１ノズルヘッド１４と第２ノズルヘッド１５との間のウエブＦの走行路に設けられている。厚み測定装置９０の種類としては、β線厚み計、赤外線厚み計等が使用される。この厚み測定装置９０で測定した厚み信号を制御装置のマイコン４８に出力し、マイコン４８で厚みの設定値と比較し、後述するように、第１塗工液の供給量、供給圧力、バッキングロール１２とドクターエッジ１８の間隙等を調節して塗工厚みが設定値になるように制御する。
【００２２】
また、マイコン４８は、図示しないバッキングロール１２のモータ回転計、ギャップセンサ等に接続され、バッキングロール１２の回転、バッキングロール１２とドクターエッジ１８の左右方向の所定位置におけるギャップの検出信号が入力されるようにされている。
【００２３】
第１塗工液の供給量、供給圧力を制御する第１ポンプ４６は、ヘッド本体１６の第１塗工液の供給口に接続されている。このポンプ４６は、マイコン４８に接続され、マイコン４６からの動作信号ＤＳによって制御され、塗工液の供給量及び供給圧力を調節している。第１塗工液の供給圧力は上液溜め室３２の内圧を圧力計４９で測定して検出している。この圧力計４９はマイコン４８に接続され、測定した圧力を電気信号である圧力信号ＡＳによってマイコン４８へ出力する。
【００２４】
（第１ノズルヘッド１４の制御方法）
(1) 第１の制御系統
まず、第１の制御系統について説明する。
【００２５】
第１塗工液の塗工厚みを制御する方法としては，塗工厚は供給される塗工液の量によって決定されるという原則に基づいて、供給量、供給圧力を制御して行なう。
【００２６】
すなわち、この第１ポンプ４６の単位時間当りの吐出量はライン速度と塗工幅と塗工厚の積、すなわち塗工量の体積によって決定される。なお、この場合の塗工厚はウェット状態の塗工厚である。また、単位時間当りの塗工液の吐出量はポンプ４６の回転数によって決定される。したがって、第１ポンプ４６の必要な回転数Ｎ（ｒｐｍ）は、(1) 式によって決定される。
【００２７】
Ｎ＝Ｄ×Ｗ×Ｖ／Ｋ1 ×Ｑ …… (1)
但し、Ｄはウェットの塗工厚（ｍｍ）、Ｗは塗工幅（ｍｍ）、Ｖはライン速度（ｍ／分）、Ｑはポンプ４６の１回転当りの吐出量（cc/REV）、Ｋ1 は定数である。
【００２８】
Ｑはポンプ４６のポンプ形式が決まれば定数と考えることができるので、(1) 式は、
Ｎ＝Ｄ×Ｗ×Ｖ／Ｋ2 …… (2)
のようになる。
【００２９】
但し、Ｋ2 ＝Ｋ1 ×Ｑである。
【００３０】
したがって、ウェットの塗工厚Ｄと塗工幅Ｗをマイコン４８に数値入力し、バッキングロール１２のライン速度ＶをＡ／Ｄ変換器を介してマイコン４８に入力すれば、マイコン４８は(2) 式によって求めたポンプ回転数Ｎになるようにポンプ４６の回転用モータを制御する。
【００３１】
これにより、ライン速度Ｖの変化にポンプ４６の回転数が自動的に追従して、常に同じ塗工厚及び同じ塗工幅で塗工液を塗工することができる。
【００３２】
(2) 第２の制御系統
次に、第２の制御系統について説明する。
【００３３】
塗工作業中には塗工厚や塗工幅の変更はないと考えられているため、(2) 式における塗工厚Ｄと塗工幅Ｗは定数と考えられる。したがって、(2) 式は、
Ｎ＝Ｋ3 ×Ｖ …… (3)
のように表される。但し、Ｋ3 ＝Ｄ×Ｗ／Ｋ2 である。
【００３４】
ところで、塗工厚Ｄにおいて、全塗工幅に対してその平均値Ｄp を、厚み測定装置９０から求めると上記定数Ｋ3 は下記のように与えられる。
【００３５】
Ｋ3 ＝Ｄs ／Ｄp ×Ｋ0 …… (4)
但し、Ｄs は設定塗工厚及びＫ0 は定数である。
【００３６】
(4) 式で求めたＫ3 を(3) 式に代入することにより、設定塗工厚に対応するポンプ４６の回転数が(5) 式のようになる。
【００３７】
Ｎ＝Ｄs ×Ｖ×Ｋ0 ／Ｄp …… (5)
これにより、ライン速度Ｖの変化にポンプ４６の回転数が自動的に追従して、常に同じ塗工厚及び同じ塗工幅で塗工液を塗工することができる。
【００３８】
さらに、塗工厚みの制御をドクターエッジ１８とバッキングロール１２との間隙を調節して行なう制御としては、幅方向の塗工厚みを第１厚み測定装置９０によりｎ区画して測定すると共に、ギャップセンサがドクターエッジ１８とバッキングロール１２の間隙を測定し、マイコン４８に記憶させる。これらのｎ区画部のそれぞれの平均塗工厚をノズルの左側よりＤ1 (t) ，Ｄ2 (t) …Ｄn-1(t)、Ｄn (t) としてマイコン４８が記憶する。
【００３９】
そして、一定時間毎に入力するＤ1 (t) 、Ｄ2 (t) …Ｄn-1(t)、Ｄn (t) に応じて、マイコン４８が下記の(6) 〜(8) 式の計算を行なって、ドクターエッジ１８左側とバックアップロール１２左側との間隙をＧL (t) 、ドクターエッジ１８右側とバックアップロール１２右側との間隙をＧR (t) 、ドクターエッジ１８中央部とバックアップロール１２中央部との間隙をＧC (t) を求める。
【００４０】
ＧL (t) ＝ＧL (t-1) ＋｛（Ｄ2 (t) ＋Ｄn-1(t)）／２−Ｄ2 (t) ｝×Ｋ4 …… (6)
ＧR (t) ＝ＧR (t-1) ＋｛（Ｄ2 (t) ＋Ｄn-1(t)）／２−Ｄ6 (t) ｝×Ｋ4 …… (7)
ＧC (t) ＝ＧC (t-1) ＋｛（Ｄ2 (t) ＋Ｄn-1(t)）／２−Ｄ4 (t) ｝×Ｋ4 …… (8)
但し、ＧL (t-1) 、ＧR (t-1) 及びＧC (t-1) は、一定時間前の(6) 〜(8) 式によって求めたドクタエッジ１８とバッキングロール１２の間隙である。また、Ｋ4 は塗工係数である。
【００４１】
マイコン４８は、ＧL (t) 、ＧR (t) 、ＧC (t) になるように、一定時間毎にギャップを測定し、ギャップモータを駆動して、ドクタエッジ１８とバッキングロール１２の間隙を補正する。
【００４２】
これにより、常にウエブＦの幅方向の塗工厚が制御され、塗工厚にむらができたりすることがない。この場合において、幅方向のｎ区画のｎの数はウエブＦの幅にもよるが３以上が好ましい。厚みの精度を良くするには多い方が好ましいが、ウエブＦの幅により選べばよい。また、塗工厚の制御をポンプ４６の回転数調節や保持部材４０の位置調節を併せて行なうことにより、より精度のよい塗工厚み調節ができる。
【００４３】
このようにして、第１ノズルヘッド１４で第１塗工液は、厚みを制御されてウエブＦに塗工された後、続いて、第１塗工液の層に積層されて第２ノズルヘッド１５で第２塗工液が塗工される。
【００４４】
（第２ノズルヘッド１５の構造）
第２ノズルヘッド１５は、第１ノズルヘッド１４と間隔を置いて配置され、ノズル本体部５２と噴出ヘッド部５４と支持部材５６で形成されている。そして、第２ノズルヘッド１５で、バッキングロール１２に支持されて第１ノズルヘッド１４で第１塗工液が塗工されて走行されてくるウエブＦの塗工層の上に第２塗工液が塗工される。
【００４５】
第２ノズルヘッド１５のノズル本体部５２は、前部ボデイ５８と後部ボデイ６０とを複数のボルト６２で着脱自在に螺着して構成している。
【００４６】
前部ボデイ５８には、第２塗工液を第２ノズルヘッド１５に供給する供給口６４を設けると共に、供給口６４に導通したマニホールド６６を幅方向に伸ばして設けている。前部ボデイ５８と後部ボデイ６０との界面に、マニホールド６６に導通した流路６８が設けられている。前部、後部の各ボデイ５８、６０の先端面（バッキングロールに対向する面）にはそれぞれ係合突起７０，７２が設けられ、係合突起７０，７２間に凹面７４が形成されている。そして、この凹面７４に噴出ヘッド部５４が嵌合され、複数本のボルト７６を係合突起７０，７２に螺合して締め付けることにより、ノズル本体部５２と噴出ヘッド部５４とを着脱可能に一体化している。
【００４７】
噴出ヘッド部５４は、前部ヘッド５４ａと後部ヘッド５４ｂが合わされて構成され、ノズル本体部５２の凹面７４に嵌合する底部とバッキングロール１２に向かって突出した先端部８０が形成され、内部に液溜８２が設けられている。先端部８０の先端に噴出口８４が設けられ、噴出口８４から液溜８２を経てノズル本体部５２の流路６８に導通する塗工液流路８６が設けられている。
【００４８】
噴出ヘッド部５４の噴出口８４より前方（走行上流側）の、前方リップ面８８ａと噴出口８４を形成する壁は、後方リップ面８８ｂと後方の壁よりバッキングロール１２周面から離れた段付に形成され、第２塗工液を噴出口８４の前方により多く保持するようにしている。また、噴出口８４前方のバッキングロール１２に対向する前方リップ面８８ａの傾斜は、バッキングロール１２の接線とのなす角度で、噴出口８４後方の後方リップ面８８ｂがなす角度より大きくされている。その結果、低剪断力で第２塗工液を第１塗工液層の上に積層できる。
【００４９】
第２ノズルヘッド１５の支持部材５６は、第１ノズルヘッド１４の保持部材４０と同様に構成され、サーボモータ、エアーシリンダ、油圧シリンダ等の位置調整用の駆動手段に連結されている。この駆動手段は、バッキングロール１２の半径方向に配され、第２ノズルヘッド１５をバッキングロール１２に対して中心方向にそれぞれ２〜３０μｍの幅で調整する。また、支持部材５６にはスケール保持部材が配され、このスケール保持部材は変位計測用スケールを内蔵し、支持部材５６の変位を検出する。そして、第２ノズルヘッド１５における塗工厚みの調節は、第１塗工層の上に塗工された第２塗工層の厚みが設定値になるように、第２ノズルヘッド１５の噴出口８４の前後の各リップ面８８ａ、８８ｂとバッキングロール１２の周面との間隙の大きさ、第２塗工液の供給圧力等を調節することにより行う。第２塗工層としては、第１塗工液の厚みの５〜３０％で、数μｍ〜数十μｍの厚みに積層する。
【００５０】
また、第２ノズルヘッド１５における第２塗工液の供給は、第１ノズルヘッド１４における場合と略同様に行なわれる。第２塗工液の供給口６４に接続されて第２ポンプ１００が設けられ、この第２ポンプ１００は、マイコン４８からの動作信号によって制御され、第２塗工液の供給圧力を調節している。塗工液の供給圧力は液溜８２の内圧を圧力計１０２で測定して検出している。この圧力計１０２は測定した圧力を電気信号である圧力信号によってマイコン４８へ出力する。また、２層目の塗工した後の塗工層厚を測定する厚み測定装置９２を、ウエブＦの第２ノズルヘッド１５以降の走行路に設けている。この厚み測定装置９２で測定した厚み信号をマイコン４８に出力し、マイコン４８で厚みの設定値と比較し、第１塗工層の厚みと同様に、第２ノズルヘッド１５の先端部８０とバッキングロール１２の間隙、又は塗工液の供給圧力を調節して設定値になるように制御する。
【００５１】
（多層塗布装置１０の作動状態）
次に、多層塗布装置１０の作動状態について説明する。
【００５２】
多層塗工装置１０のウエブＦへの第１塗工液の厚みは、バッキングロール１２とドクターエッジ１８の間隙と、上液溜め室３２の内圧によって決定される。第２塗工液の塗工厚みは、第２塗工液の供給量の調節と、リップ面とウエブＦ表面との間隙の大きさによって調節する。ウエブＦをバッキングロール１２とドクターエッジ１８の間隙に走行させる。第１塗工液は、第１ポンプ４６から下液溜め室２６において第１ノズルヘッド１４の幅方向に拡散して流出路２８を経て出口２８ａから上液溜め室３２の内部へ均一に噴出し、上液溜め室３２内部を一定の圧力（以下、基準圧力という）に保持する。この基準圧力は、第１塗工液が上液溜め室を満たした状態で、かつ液溜め壁３０とバッキングロール１２との間隙からオーバーフローしないように設定しておく。
【００５３】
そして、ウエブＦは、第１塗工液が満たされた上液溜め室３２を通過してドクターエッジ１８まで走行し、ドクターエッジ１８の刃先による線圧によって塗工液が塗工される。この場合に、塗工液が狭い流出路２８を通過することにより塗工液の圧力が均一化され、また、上液溜め室３２は流出路２８の出口２８ａより前方に脹らまして流出路２８の容積より大きく形成しているため、上液溜め室３２内部を大気の圧力より高い基準圧力に保持し易く、そのため、ウエブＦが液溜め壁３０とバッキングロール１２との間隙から上液溜め室３２に搬送される際に上液溜め室３２に空気が侵入することがなく、塗工層に気泡が生じることがない。
【００５４】
しかも、第１ノズルヘッド１４のドクターエッジ１８はコンマ型であるため、この刃先に接近するほど上液溜め室３２の容積が次第に小さくなっており、それにともなってウエブＦにかかる圧力は次第に高くなり、また、圧力の調整により第１塗工液を上液溜め室３２外にオーバーフローさせない構造としている。このため、ウエブＦの移動に伴う塗工液の同伴流と流出路２８の出口２８ａからの塗工液の噴射流は、同じ方向の旋回流となって不安定な流れとなることがない。よって、ドクターエッジ１８に達する前のウエブＦ表面にある塗工液の量が幅方向で変化することがなく、ウエブＦへの塗工量が幅方向でムラを発生することがない。
【００５５】
第１ノズルヘッド１４が、幅方向に撓んだ等により幅方向の塗工厚が設定厚からずれた場合には、保持部材４０の駆動手段によって第１ノズルヘッド１４の中央部、左右側部を上下方向に変位させて、塗工厚を補正する。マイコン４８は、各種の測定値も入力するので、第１厚み測定装置９０で測定した第１塗工層厚が設定値から外れた場合、マイコン４８はこの主な要因が第１ポンプ４６の回転数に基づくものかギャップの変化に基づくものなのか、一定時間前のそれぞれの測定値と比較し、それらが変化したものであればその変化したものを調節できる。
【００５６】
続いて、ウエブＦは、バッキングロール１２に走行されて、第１ノズルヘッド１４から間隔を置いて配された第２ノズルヘッド１５で、第１の塗工液層の上に第２の塗工液が積層される。第２ノズルヘッド１５の噴出ヘッド部５４は、噴出口８４を挟んで、前方に前方リップ面８８ａを形成し、後方に後方リップ面８８ｂを形成している。供給口６４に圧送された第２塗工液はマニホールド６６で幅方向に均一に分散され、流路６８から噴出部５４の流路８６を通って液溜８２で圧力を均一にされて噴出口８４から、前方リップ面８８ａ、後方リップ面８８ｂに供給され、ウエブＦの第１塗工液層の上に塗工される。このとき、ウエブＦに対向する面は、単に前方リップ面８８ａ、後方リップ面８８ｂが形成されているだけなので、低剪断力で第２塗工液を塗工できる。従って、塗膜の厚みのムラは小さくできる。
【００５７】
第１塗工液の上液溜め室３２での内圧が第１ポンプ４６の回転ムラや塗工液の粘度の変化、液温度の変化等の外部の要因等で基準圧力より上昇すると、圧力計からの圧力信号ＡＳによって内圧が上昇したことをマイコン４８に伝達する。マイコン４８は、動作信号ＤＳによって第１ポンプ４６の塗工液を圧送する圧力を下げる。圧送の圧力が下がると、上液溜め室３２の内圧が下がって元の圧力になる。逆に、上液溜め室３２の内圧が基準圧力より下がると、マイコン４８は第１ポンプ４６の塗工液を圧送する圧力を上げて上液溜め室３２の内圧を上昇させる。
【００５８】
そして、ドクターエッジ１８の刃先は、調整ボルト３８によって、上下にそれぞれ２〜３μｍ変化させて刃先のうねりを微調整することにより、直線に近付ける。このうねりの大きさや調整の変化量は、塗工したウエブＦの塗工厚さを厚み測定装置９０で測定して、塗工液が幅方向に均一に塗工されたかどうかを確認する。幅方向の厚みにムラある場合には、第１ドクターエッジ１４のドクターエッジ１８の刃先の直線を調節する。第２ドクターエッジでの厚みムラの調節は、リップ面８８ｂとウエブＦとの間隙を均一にすればよい。
【００５９】
第１ヘッド本体１６より蓋体２２を取外すと、第１ヘッド本体１６はフラットな面に形成されているため、前面１８ａに付着した塗工液やゴミ等の掃除がし易い。また、第１ヘッド本体１６に取付ける蓋体２２の幅を変化させると、流出路２８の出口の出口２８ａの幅が変化してウエブＦの塗工幅を変化させることができる。さらに隔壁３４を幅方向に摺動させることにより出口２８ａの幅を変えてウエブＦ塗工幅を変化させることができる。
【００６０】
第２ノズルヘッド１５とバッキングロール１２との間隙が幅方向で偏位し、塗工厚みにムラが生じた場合には、取付ボルト７６の締め付けを調整してそのボルト近辺の間隙を調整する。第２塗工液層の厚みの調節は、先ず、支持部材５６を駆動手段により進退させて第２ノズルヘッド１５の位置を変えることにより、バッキングロール１２と噴出ヘッドのリップ面との間隙を調節する。又は、ギャップモータを設け、このギャップモータを駆動して噴出ヘッドのリップ面との間隙を調節する。
【００６１】
（変更例）
なお、本発明は、上述した実施態様に限定されるものでなく、本発明の主旨を変更しない範囲内で変形実施できるものを含む。
【００６２】
因みに、上述においては、第１ノズルヘッド及び第２ノズルヘッドはそれぞれ１層を塗工する例で示したが、一方又は両方を複数の塗工液を塗工する構造としてもよい。このように、複数のノズルヘッドを用いると、それだけ層の調整が容易になり、層厚の均一化ができる。また、図では第１ノズルヘッドと第２ノズルヘッドの配置をバッキングロールの下方から中心線を通る線で略９０°離して配置した態様で示したが、この位置に限らないことは勿論である。
【００６３】
また、第１塗工層の厚みの制御をバッキングロール１２とドクターエッジ１８の間隙をギャップセンサで測定すると共に、幅方向の塗工厚みを計算して設定値になるようにギャップモータを制御して行なう例で示したが、第１ノズルヘッド１４の位置を、保持部材４０の駆動手段の駆動により調節してもよい。この場合、第１ノズルヘッド１４の位置を位置計測用スケールで測定して、設定塗工厚を維持するように位置を調節する。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の請求項１の多層塗工装置は、第１ノズルヘッドと第２ノズルヘッドとを間隔を置いて配置したので、各ノズルヘッド毎の調節ができて層の厚み調整が容易でムラを防いで精度を良くでき、高速で塗工できる。また、ウエブの第１ノズルヘッドでの塗工量は、塗工液が満たされた上液溜め室を通過してドクターエッジの刃先による線圧によって決まる。この場合に、上液溜め室は流出路の出口より前方に脹らまして流出路の容積より大きく形成しているため、その内部を大気の圧力より高い基準圧力に保持し易く、上液溜め室内部に空気が侵入することがなくなり、気泡が生じることを防げる。第２ノズルヘッドでの塗工量は、リップ面とウエブとの間隙によって決まるので、リップ面とウエブとの間隙、即ち剪断圧力を調節して塗工厚みを調節できる。
【００６５】
また、第１ノズルヘッドで精度良く塗工し、その上に第２ノズルヘッドで塗工するから、第２ノズルヘッドで低剪断力で塗布しても、ムラを防いで精度を良く塗膜を形成でき、装置を安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多層塗工装置を示す側面図である。
【図２】第１，２ノズルヘッドの圧力制御を行なうブロック図である。
【図３】第２ノズルヘッドの正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】噴出ヘッドの拡大図である。
【符号の説明】
１０・・・多層塗工装置
１２・・・バッキングロール
１４・・・第１ノズルヘッド
１５・・・第２ノズルヘッド
１６・・・第１ヘッド本体
１８・・・ドクターエッジ

Claims

バッキングロールの下方に、第１ノズルヘッドを配し、前記第１ノズルヘッドの出口から第１の塗工液を圧力をかけて噴出してバッキングロールに支持されて走行されるウエブに塗工し、前記第１ノズルヘッドから間隔を置いてバッキングロールに対向して、第２ノズルヘッドを配し、前記第２ノズルヘッドの噴出口から第２の塗工液を圧力をかけて噴出して前記ウエブの前記第１の塗工液の上に塗工する多層塗工装置であって、
前記第１ノズルヘッドは、
ヘッド本体とドクターエッジと蓋体とから構成し、内部の幅方向に下液溜め室を設け、
前記下液溜め室からドクターエッジの前方の前記出口に続く流出路を設け、
前記流出路の出口の周囲の前記ドクターエッジからその前方にかけて、前記バッキングロールに対向する面に間隙を残して、液溜め壁を立設し、
前記バッキングロールの下周面、前記液溜め壁及び前記ドクターエッジ前面とにより形成された部分を上液溜め室として前記流出路の出口より前方に脹らまして前記流出路の容積より大きく形成し、
前記第２ノズルヘッドは、
第２ヘッド本体部と噴出ヘッド部とから構成し、
前記第２ヘッド本体部に塗工液入口を設け、前記噴出ヘッド部に第２塗工液をウエブ面に供給する噴出口を設け、
前記噴出ヘッド部はバッキングロールに近設すると共に対向する面にリップ面を形成し、
前記噴出ヘッド部のリップ面は前方の上流側リップ面を、後方の下流側リップ面より前記バッキングロールに対して段付に後退させると共に、前記上流側リップ面を傾斜させて、前記上流側リップ面と前記バッキングロールの接線とのなす角度を、前記下流側リップ面と前記バッキングロールの接線がなす角度より大きくし、
前記第２ノズルヘッドにおける下流側リップ面とウエブの間隙によって決まる剪断圧力を、前記第１ノズルヘッドにおける前記ドクターエッジの刃先による線圧よりも低くして第２塗工液を塗工する、
ことを特徴とする多層塗工装置。