| 【発明の名称】 |
ロッド塗布装置及びロッド塗布方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】小南 秀彰
【住所又は居所】静岡県榛原郡吉田町川尻４０００番地 富士写真フイルム株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】ロッドがウェブに接触した後は、短時間でウェブの走行速度とロッドの回転速度を一致させ、ウェブの擦り傷の発生を防止することを課題とする。
【解決手段】ウェブ１２にロッド１４を接触させて、ロッド１４を従動回転させることにより、ロッド１４とウェブ１２との間に形成される液溜まりの塗布液をウェブ１２に塗布する。ロッド１４は、駆動モータ４６で強制回転され、ウェブ１２に接触したときにウェブ１２に擦り傷をつけないように、駆動軸４８に設けられたワンウエイクラッチ３２によって駆動モータ４６の回転力がロッド１４に伝達され或は遮断される。このため、従来の塗布装置と比較すると、リアルタイムで駆動モータ４６からの回転力が遮断されるので、短時間でウェブ１２の走行速度とロッド１４の回転速度が一致する。従って、ウェブ１２を高速で走行させても、ロッド１４による塗布中にウェブ１２に擦り傷を発生させることがない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 塗工用ロッドを前記ウェブに対して接離させる昇降手段を有し、走行するウェブに塗工用ロッドを接触させて従動回転させ、塗工用ロッドとウェブとの間に形成される液溜まりの塗布液をウェブに塗布するロッド塗布装置において、回転力を発生する駆動手段と、前記駆動手段の回転力を前記塗工用ロッドに伝達・遮断する伝達部に設けられ、塗工用ロッドがウェブに接触して回転すると空転して駆動手段からの回転力を遮断するクラッチと、を有することを特徴とするロッド塗布装置。
【請求項２】 前記クラッチが、前記駆動手段の回転力が伝達される軸部と、前記軸部の周面に配置され前記塗工用ロッドと連結される外輪と、前記軸部と前記外輪との間に配置され、軸部の回転力を外輪へ伝達すると共に、外輪が軸部より速い回転速度になると外輪を空転させるコロ手段と、で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のロッド塗布装置。
【請求項３】 走行するウェブに塗工用ロッドを接触させて従動回転させ、塗工用ロッドとウェブとの間に形成される液溜まりの塗布液をウェブに塗布するロッド塗布方法において、塗工用ロッドをウェブの走行方向へ回転させた状態でウェブに接触させ、駆動手段の回転力を塗工用ロッドに伝達・遮断するクラッチを空転させることで、駆動手段の回転力を遮断して、塗工用ロッドをウェブの走行速度に従動回転させることを特徴とするロッド塗布方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロッド塗布装置に係り、特に、塗工用ロッドを用いてウェブ、例えば帯状金属板に塗布液を転移させて塗布するロッド塗布装置及びロッド塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウェブ面上に塗布液を塗布するロッド塗布装置として、塗工用ロッドを走行するウェブに接触させ、該塗工用ロッドにより塗布量を調節した塗布液をウェブに塗布する方法がある。このロッド塗布方法は、極めて簡単な構成で、しかも高速で薄い塗布層を形成することができるという特徴を有するため、広く用いられている。
【０００３】このロッド塗布方法は、例えば特開昭５３─２２５４３号公報や特開昭５９─１２３５６８号公報に記載されるように、塗工用ロッド（以下、単に「ロッド」という）を走行するウェブに接触させると共に、ウェブとロッドの接触部の直前に塗布液溜まりを形成し、強制的にウェブの搬送方向へ回転させたロッドで塗布液溜まりの塗布液を掻き上げてウェブに転移させて塗布するものである。
【０００４】しかし、ロッドを強制的に回転させてウェブと接触させても、ロッドの回転速度とウェブの走行速度がうまく一致しないとウェブに擦り傷ができるという欠点がある。
【０００５】そこで、本出願人は、塗布時（従動回転時）の１０％以上の回転速度でロッドを強制的に回転させ、ロッドがウェブと接触した後は、強制的な回転力の伝達を遮断してロッドをウェブに対して従動回転させる塗布装置を提案している（特開２０００−１０７６６５号参照）。
【０００６】しかしながら、現実的には、コントローラから回転力遮断解除の指令が出て、実際に伝達遮断が完了するまで一定の時間が掛かる。従って、ロッドがウェブに接触して従動し始めるまでに時間が掛かり、ウェブの走行速度とロッドの回転速度が一致しない時間が長くなり、生産効率があるレベル以上には向上しない。
【０００７】また、ロッド従動回転中に、外乱によりロッド回転抵抗が増大し、ロッドが回転停止すると、ウェブに擦り傷が発生し続ける。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事情を考慮して、ロッドがウェブに接触した後は、短時間でウェブの走行速度とロッドの回転速度を一致させ、ウェブの擦り傷が発生しないようにし、これにより生産効率を向上させることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、塗工用ロッドを前記ウェブに対して接離させる昇降手段を有し、走行するウェブに塗工用ロッドを接触させて従動回転させ、塗工用ロッドとウェブとの間に形成される液溜まりの塗布液をウェブに塗布するロッド塗布装置において、回転力を発生する駆動手段と、前記駆動手段の回転力を前記塗工用ロッドに伝達・遮断する伝達部に設けられ、塗工用ロッドがウェブに接触して回転すると空転して駆動手段の回転力を遮断するクラッチと、を有することを特徴としている。
【００１０】上記構成では、走行するウェブに塗工用ロッドを接触させて、塗工用ロッドを従動回転させることにより、塗工用ロッドとウェブとの間に形成される液溜まりの塗布液をウェブに塗布する。
【００１１】この塗工用ロッドは、駆動手段によってウェブに接触する前にウェブの走行方向に強制回転され、ウェブに接触したときにウェブに擦り傷をつけないように、伝達部に設けられたクラッチによって駆動手段の回転力が塗工用ロッドに伝達され或は遮断される。
【００１２】このクラッチは、塗工用ロッドがウェブに接触して回転速度が大きくなると（従動）、メカ的に空転して駆動手段の回転力を遮断する。このため、従来の塗布装置と比較すると、リアルタイムで駆動手段からの回転力が遮断されるので、短時間でウェブの走行速度と塗工用ロッドの回転速度が一致する。
【００１３】従って、ウェブを高速で走行させても、塗工用ロッドによる塗布中にウェブに擦り傷を発生させることがない。
【００１４】また、昇降手段が、塗工用ロッドをウェブに接触させ、或は塗工用ロッドをウェブから離す。このため、ウェブの接合部が塗工用ロッドを通過する前に塗工用ロッドをウェブから離し、接合部が通過したら塗工用ロッドをウェブに接触させることができる。
【００１５】これにより、ウェブの接合部が塗工用ロッドに衝突して、塗工用ロッドに微振動等の外乱が発生して塗布液に泡の巻き込みが生じたり、泡がウェブの塗膜面に転写されたり塗布液溜まりに泡が滞留してウェブの塗膜面にスジが発生したりする塗布不良が発生しない。
【００１６】請求項２に記載の発明は、前記クラッチが、前記駆動手段の回転力が伝達される軸部と、前記軸部の周面に配置され前記塗工用ロッドと連結される外輪と、前記軸部と前記外輪との間に配置され、軸部の回転力を外輪へ伝達すると共に、外輪が軸部より速い回転速度になると外輪を空転させるコロ手段と、で構成されていることを特徴としている。
【００１７】上記構成では、塗工用ロッドがウェブに接触し、軸部より速い回転速度となると、コロ手段によって軸部の周面に配置された外輪が空転して、軸部からコロ手段を通じて塗工用ロッドに伝達される回転力が遮断され、塗工用ロッドがウェブと瞬時に従動回転する。
【００１８】請求項３に記載の発明は、走行するウェブに塗工用ロッドを接触させて従動回転させ、塗工用ロッドとウェブとの間に形成される液溜まりの塗布液をウェブに塗布するロッド塗布方法において、塗工用ロッドをウェブの走行方向へ回転させた状態でウェブに接触させ、駆動手段の回転力を塗工用ロッドに伝達・解除するクラッチを空転させることで、駆動手段の回転力を遮断して、塗工用ロッドをウェブの走行速度に従動回転させることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本実施の形態に係るロッド塗布装置について説明する。
【００２０】図１〜図５に示すように、ロッド塗布装置１０は、走行するウェブ１２の幅方向（ウェブ１２に直交する方向）に配設される円柱状のロッド１４（一例として、ワイヤが外周面に巻かれている）を備えている。このロッド１４は、中央部にＶ字状の溝１６が形成された支持ブロック１８に全長に亘って回転可能に支持されている。これにより、ロッド１４は自重による撓みが防止されている。
【００２１】また、ロッド１４の両端部は、軸受け２０によって回転自在に軸支されており、ウェブ１２と接触することにより従動回転できるようになっている。
【００２２】そして、ロッド１４の回転によりワイヤで形成された隙間が、後述する液溜まり２４から所定量の塗布液を持ち出して、ウェブ１２に塗布液を塗布して塗布層２８を形成する構成である。
【００２３】なお、ワイヤの材質は、金属であれば問題はないが、特にステンレス鋼が優れている。ロッド１４の直径は、６〜２５ｍｍがよく、更に好ましくは６〜１５ｍｍであり、ロッド１４の表面にワイヤーを巻いたもの、ロッド１４の表面に溝を刻設したもの、ロッド１４の表面が平滑なもの等を用いることができる。
【００２４】一方、支持ブロック１８は、リフター２２の上に載せられている。このリフター２２が図３〜図５に示す所定のタイミングで昇降して、ロッド１４をウェブ１２に対して接離させる。また、リフター２２には、支持ブロック１８と協働して液溜まり２４を構成するＬ型の堰部材２６が配置されている。堰部材２６の頂部とウェブ１２との間には、メニスカスが形成されている。
【００２５】堰部材２６の下方には、液溜まり２４へ塗布液を送液する送液管が接続されている。堰部材２６の左側には、液溜まり２４からオーバーフローした塗布液を受けるオーバーフロー槽３０が設けられている。
【００２６】一方、軸受け２０から突出したロッド１４の端部には、図６及び図７に示すワンウエイクラッチ３２の外輪３４が接続されている。外輪３４には浸炭焼入れが行われており、その内径面には、コロ３６が食い込む傾斜したカム面３８が形成されている。
【００２７】一方、コロ３６とコロ３６の間には、ケージ４０が設けられており、このケージ４０に設けられた板ばね４２によって、コロ３６が個々に支えられている。これによって、全てのコロ３６が常に同時に外輪３４のカム面３８に食い込むようになっている。
【００２８】また、外輪３４の内側には、軸部４４が配置されており、コロ３６が軸部４４と外輪３４に保持される構成である。この軸部４４は駆動モータ４６の駆動軸４８と連結されており、駆動モータ４６の回転力は、軸部４４、コロ３６、及び外輪３４を通じて、ロッド１４に伝達される。
【００２９】さらに、駆動モータ４６は、信号ケーブルを介してコントローラ５０に接続されている。このコントローラ５０は、リフター２２の昇降タイミングを制御すると共に、駆動モータ４６をＯＮ─ＯＦＦ制御する。
【００３０】ここで、ワンウエイクラッチの機能を説明する。
【００３１】図６に示すように、軸部４４が反時計回りに回転すると、ケージ４０に設けられた板ばね４２の付勢力でコロ３６は軸部４４側へ押出される。コロ３６は、外輪３４のカム面３８の噛み合い位置に進み、軸部４４と一体となって外輪３４が回転する。
【００３２】次に、外輪３４が軸部４４より速く、反時計回りに回転すると、図７に示すように、軸部４４は外輪３４から見ると相対的に時計回りに回転することになる。このため、コロ３６が、軸部４４から離れて外輪３４は軸部４４に対して空回りする。
【００３３】次に、本形態のロッド塗布装置１０の作用について説明する。
【００３４】コントローラー５０は、ロッド塗布装置１０の運転を開始する前は、リフター２２のピストン５４を縮めて支持ブロック１８を下降させ、ロッド１４をウェブ１２から離間させている。
【００３５】そして、駆動モータ４６を駆動して、ワンウエイクラッチ３２を介してロッド１４を強制的に回転させる。ここで、コントローラ５０は、エンコーダ５２からの信号により回転数が所定値まで上がったことを確認したら、リフター２２のピストン５４を伸長して支持ブロック１８を上昇させ、走行するウェブ１２にロッド１４を接触させる。
【００３６】これにより、ロッド１４とウェブ１２との間に形成される液溜まり２４の塗布液がウェブ１２に塗布される。
【００３７】また、ロッド１４がウェブ１２に接触すると、ロッド１４の回転速度が上がり、ワンウエイクラッチ３２が空転すると共に、短時間でロッド１４はウェブ１２に従動回転する。このため、ウェブ１２を高速で走行させても、塗布中にロッド１４によってウェブ１２に擦り傷を発生させることがない。
【００３８】また、図４に示すように、ウェブ１２同士を接合する接合部１２Ａがロッド１４を通過する時には、コントローラ５０によりリフター２２を制御して、支持ブロック１８を下降させて、接合部１２Ａがロッド１４を通過する前にロッド１４をウェブ１２から離間する。
【００３９】これにより、ウェブ１２の接合部１２Ａがロッド１４に衝突して、ロッド１４に微振動等の外乱が発生して塗布液に泡の巻き込みが生じたり、泡がウェブ１２の塗膜面に転写されたり塗布液溜まりに泡が滞留してウェブ１２の塗膜面にスジが発生したりする塗布不良が発生しない。
【００４０】そして、図５に示すように、ウェブ１２の接合部１２Ａが通過したらロッド１４をウェブ１２に再接触させると共に、再接触させる前にはロッド１４を強制的に回転させてウェブ１２に接触させるが、ロッド１４がウェブ１２に接触すると、ワンウエイクラッチ３２が空転するため、ロッド１４はウェブ１２に対して従動回転する。
【００４１】なお、ウェブ１２の接合部１２Ａの通過後にロッド１４の強制回転を中止せず、次の接合部が通過するまで強制回転させても構わない。
【００４２】このように、本形態のロッド塗布装置１０は、ロッド１４がウェブ１２に接触した後は、ワンウエイクラッチ３２の働きにより直ちにロッド１４が従動回転し始めるので、従来装置のように、コントローラーから強制的な駆動伝達の遮断指令が出でロッドの強制的な回転が解除されるタイプに比べて、ウェブに悪影響を与える時間を短縮できる。
【００４３】なお、本発明に使用される塗布液は特に限定されないが、高分子化合物の水溶液または有機溶媒液、顔料分散液、コロイド溶液等を使用することができる。また、塗布液の粘度も特に限定されないが、粘度が低い方が適しており、１００ｃｐ以下、好ましくは５０ｃｐ以下がよい。本発明に使用されるウェブ１２とは、金属、紙、プラスチックフイルム、レジンコーティッド紙、合成紙等が含まれる。プラスチック材質は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のビニル重合体、６、６ナイロン、６ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン２、６ナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、セルロールダイアセテート等のセルロースアセテート等が使用される。また、レジンコーティッド紙に用いる樹脂としては、ポリエチレンをはじめとするポリオレフィンが代表的であるが、必ずしもこれに限定されない。また、金属ウェブとしては、例えばアルミニウム板がある。
【００４４】
【実施例】実施例として本形態のロッド塗布装置を用い、比較例として従来のロッド塗布装置を用い、表面粗さの小さなウェブ１２について塗布試験を行った。
【００４５】また、稼動条件として、ロッド１４を走行するウェブ１２に接触させる前に、駆動モータ４６でロッド１４を強制的に順回転し、接触後は駆動モータ４６による強制回転を解除して、ロッドをウェブに従動回転させた。
【００４６】さらに、使用したウェブは、表面処理後の表面粗さＲａ＝０．５０μｍのアルミニウム支持体を用い、ウェブの走行速度（ライン速度）を１００ｍ／分とした。また、ウェブへの塗布液の塗布量が１０ｃｃ／ｍ2 になるようにロッドの表面に巻いたワイヤ径、及びウェブとロッドのラップ角度を調節した。
【００４７】また、ロッドの直径は１５ｍｍのものを使用した。すなわち、ロッドがウェブに従動回転するときの回転数は、２１２３ｒｐｍとなる。なお、ウェブに接触させる前のロッドの回転数は、６００ｒｐｍに設定した。
【００４８】この結果、実施例の場合、図８の表に示すように、ロッドがウェブに接触して２１２３ｒｐｍの回転数で従動回転するまでの時間は１秒であり、ロッドがウェブに接触した個所からロッドがウェブに従動回転するまので間のウェブの塗布面に擦り傷の発生は確認されなかった。
【００４９】一方、比較例の場合、図９の表に示すように、ロッドがウェブに接触して、駆動モータの回転力を遮断するまでに３秒かかり、ロッドが２１２３ｒｐｍの回転数で従動回転するまでの時間はトータルで４秒を要した。そして、ロッドがウェブに接触した個所からロッドがウェブに従動回転するまので間のウェブの塗布面に擦り傷の発生が確認された。
【００５０】なお、図８及び図９の下方欄には、コントローラの動作態様が示されており、比較すれば判るように、本実施例では、比較例のように、駆動伝達指令を出す必要がなく、また、駆動遮断を確認する駆動伝達遮断信号を出す必要もない。
【００５１】さらに、本実施例では、比較例と同じように、約３秒後ロッドの強制回転を停止しているが、次にロッド接触指令がくるまで、回転させても構わない。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によれば、表面粗さの小さなウェブの場合にもウェブを高速走行させて塗布を行うことができ、しかも塗布中にウェブに擦り傷を発生させることがない。従って、今まで不良品として扱われていた部分が製品として出荷できるようになり、生産性を向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２０１
【氏名又は名称】富士写真フイルム株式会社
【住所又は居所】神奈川県南足柄市中沼２１０番地
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| 【出願日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８０１４０（Ｐ２００３−８０１４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７１４７４（Ｐ２００１−２７１４７４） |
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