JP5498826B2 - コーティングダイ - Google Patents

Description

本件発明は、塗工液を被塗工部に塗布する際に用いられるコーティングダイに関する。

薄膜の形成、接着剤やインクの塗布等、塗液を被塗工材に塗布する際に、塗液を先端のリップから吐出させるコーティングダイ、スロットダイ等が用いられている。例えば、特許文献１には、連続走行するウェブの表面に、スロットダイの先端リップを近接させて、スロットから塗布液を吐出するスロットダイに関する発明が開示されている。

コーティングダイを用いて塗液を塗工する際、塗工量を任意の厚みに調整したり、その厚みを均一化させたりするための調整機能が望まれる。特許文献１に開示されたスロットダイにおいては、スロット部分で分割可能な少なくとも２つのブロックから構成されたスロットダイとし、２つのブロックを、リップからの位置が異なる２つ以上のボルト群で組み上げ、各ボルトの締め付け力を調節することによりスロット間隙を調整する構成を採用している。

特開２００５−２８８３７７号公報 特開２００８−２２９５６０号公報

しかし、特許文献１に開示の技術では、スロット間隙を調整するためのボルト群を等間隔でブロックに固定する構成であるため、各ボルトの固定箇所以外の位置におけるスロット間隔の微調整を行うことができなかった。

そこで、本件出願人は、特許文献２に開示の発明により、長尺なリップ部形成用ブロック内部にボルト式変形手段をスライド移動可能に配置し、リップ部形成用ブロックの所望の箇所で、リップ幅の微調整を行うことが可能なコーティングダイを提供してきた。この特許文献２に開示のコーティングダイは、ボルト式変形手段全体をスリット内に配置したため、ボルト式変形手段を回転させたり、スライド移動させるためには、スリット内に手を入れて固定ナットを回転操作しなければならず、作業性の点で更なる改善が求められていた。

そこで、本件発明は、リップ部の微調整を行う際の作業性に優れたスロットダイを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下のスロットダイを採用することで上記課題を達成するに到った。

本件発明に係るスロットダイは、平面部を有する一対のブロックを、当該平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、当該離間配置した平面部同士の間を通過した塗液を吐出させるリップ部と、当該一対のブロックの平面部同士の離間距離であるリップ幅を調節するリップ幅調節手段とを備え、当該リップ幅調節手段により、当該リップ幅を調節して塗液の吐出状態を制御するコーティングダイであって、リップ幅調節手段は、回転軸と、当該回転軸に螺合するナットと、当該回転軸より大きな外周を有する固定リングとを備え、当該一対のブロックのうちの少なくとも一方は、リップ部側の面からブロックの内部へ向けて当該ブロックの平面部と略平行に形成されるスリットと、当該スリットと交差し、リップ幅調節手段の回転軸方向における断面形状に沿って形成されたリップ幅調節手段収容溝とを備え、当該リップ幅調節手段は、ナットと固定リングとの間において、当該回転軸がスリットに直交し、且つ回転軸の一方の端部がブロックの外方に突出した状態でリップ幅調節手段収容溝に収容され、当該リップ幅調節手段の回転軸を回転させることにより、リップ幅調節手段収容溝において、スリットに直交する方向からナット及び固定リングでスリットを挟み込み又は押し開く力を作用させてリップ幅を調節可能とすることを特徴とする。

本件発明に係るスロットダイは、前記一対のブロックのうち、少なくともリップ幅調節手段を配置するブロックは、当該リップ部へ向けて当該ブロックの厚さが薄くなる傾斜面を備える形状であるものが、より好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、前記リップ幅調節手段に備えるナットは、前記スリットと前記平面部との間に配置するものが、より好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、前記一対のブロックは長尺な部材であり、前記スリット及びリップ幅調節手段収容溝は当該ブロックの長さ方向の略全幅に渡って形成され、前記リップ幅調節手段は、当該リップ幅調節手段収容溝上をスライド移動させて、任意の位置に配置してリップ幅を調節するものが、より好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、さらに、前記リップ幅調節手段は、前記リップ幅調節手段収容溝に２つ以上配置されるものが、より好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、前記リップ幅調節手段を配置するブロックは、当該ブロック本体と、前記傾斜面側から前記リップ幅調節手段の固定リングを含む一部を覆い、且つ、ブロック本体と離間配置して前記スリットの一部を形成するように配置する補助ブロックとを備え、当該補助ブロックは、リップ幅調節手段を覆う部分の断面形状に沿って形成された第二リップ幅調節手段収容部を形成したものがより好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、前記一対のブロックのうちの少なくとも一方のブロックの平面部に、マニホールドとして機能する凹部を設け、当該凹部は、前記平面部同士の間を通過する塗液の流出圧力の調整を行うものが、より好ましい。

本件発明に係るスロットダイは、少なくとも一方のブロックにリップ幅調節手段を収容し、当該リップ幅調節手段により当該ブロックを弾性変形させて、リップ部におけるリップ幅の調節を行う構成としたので、吐出状態の制御をより高い精度で行うことができる。また、リップ幅調節手段の回転軸の一方の端部がブロックの外方に突出した状態でリップ幅調節手段収容溝に収容する構成としたので、当該リップ幅調節手段の回転軸を回転させやすくなり、作業性を向上させることができる。

そして、本件発明に係るスロットダイは、広域な塗布領域に対応するためのスロットダイにおいて効果を発揮することができる。つまり、本件発明に用いる一対のブロックを長尺なものとし、当該ブロックに形成するスリット及びリップ幅調節手段収容溝が当該ブロックの長さ方向の略全幅に渡る構成としたことにより、リップ幅調節手段をスライド移動させて任意の位置に配置することができるので、所望の位置のリップ幅の微調整を行うことができる。そして、複数のリップ幅調節手段を備えることにより、塗布領域が長い場合に生じやすい塗布ムラに対しても微調整が可能となる。

本件発明に係るコーティングダイの一実施の形態を示す正面図である。 図１に示すＢ−Ｂ線におけるコーティングダイの断面図である。 本件発明に用いるリップ幅調節手段の一例を示す側面図である。 本件発明に係るスロットダイのリップ幅調節手段を収容するブロックのスリット及びリップ幅調節手段の形状を示す部分断面図である。 図１に示すコーティングダイの部分斜視図である。

図１は、本件発明に係るコーティングダイの一実施の形態を示す正面図である。図２（Ａ）は、本件発明に係るコーティングダイの一実施の形態を示す断面図である。図２（Ａ）に示すように、本件発明に係るコーティングダイ１は、一対のブロック２，３と、リップ幅調節手段４とを備える。以下、各構成部材を詳述しながら本件発明に係るコーティングダイを説明する。

図２（Ａ）に示すように、ブロック２，３は、それぞれに平面部２１，３１を有する。この一対のブロック２，３の平面部２１，３１同士を対向させるとともに離間配置して、各平面部２１，３１の一端部２２，３２がリップ部５を構成する。そして、当該離間配置した平面部２１，３１同士の間を通過した塗液（不図示）をリップ部５から吐出させる。図１に示すように、本実施の形態では、長尺なブロックを用いており、このブロックの平面部の長さにより一度に塗液を塗工可能な幅が決まる。

図２（Ａ）に示す本実施の形態では、リップ部５を構成するブロックの一端部２２，３２が同じ高さで突出した形状である。また、図２（Ａ）に示す本実施の形態では、各ブロック２，３は、リップ部５側からブロックの外側面２３，３３へ向けて傾斜した傾斜面２４，３４を有する。このように、ブロック２，３に傾斜面２４，３４を備えることにより、塗工しやすくなるだけではなく、リップ幅Ｗを微調整しやすくなる。すなわち、本件発明では、一対のブロック２，３のうち、少なくともリップ幅調節手段４を配置するブロック２は、当該リップ部５へ向けて当該ブロック２の厚さが薄くなる傾斜面２４を備えることにより、リップ部５を構成する一端部２２が弾性変形しやすく、リップ幅Ｗの微調整を可能とするのである。

そして、リップ部５における塗液の吐出状態は、塗液の粘度、供給量、平面部２１，３１の材質及び離間距離を考慮して調整する。しかし、これらを考慮してブロック２，３の平面部２１，３１の離間距離を一定に調節しただけでは、塗布ムラが生じ、不十分な場合がある。そこで、本件発明に係るコーティングダイは、更に、任意の位置に配置できるリップ幅調節手段４により、ブロックを弾性変形させて、ブロック２，３の平面部２１，３１の離間距離を、リップ部５において微調整し、塗液の吐出状態を高精度に制御するものとした。

一対のブロック２，３のうちの少なくともリップ幅調節手段４が収容されるブロックは、後述するスリット６及びリップ幅調節手段収容溝７が形成された状態で、リップ幅調節手段４により、外力が加わることによりブロック２のスリット６から先端部２２側の部分が弾性変形し、リップ部５付近における平面部２１と、対向する平面部３１との距離を調節可能であれば、材質に特段の制限はない。一例を挙げれば、鉄系材料、銅系材料等が挙げられる。

ここで、一方のブロックのみにリップ幅調節手段を設けても良く、あるいは、両方のブロックにリップ幅調節手段を備えても良い。図２（Ａ）に示す実施の形態では、一対のブロック２，３のうち、一方のブロック２にのみリップ幅調節手段４を設ける構成とした。そして、他方のブロック３には、平面部３１に凹部３５を有する。この凹部３５は、マニホールドとして機能し、流路を通過する塗工液の流出圧力を調節するものである。

リップ幅調節手段４を取り付けるブロック２には、スリット６及びリップ幅調節手段収容溝７を備える。スリット６は、ブロック２のリップ部５側の面（傾斜面）２４から、ブロック２の内部へ向けて当該ブロック２の平面部２１と略平行に形成される。このスリット６は、ブロック２のリップ部５を構成する端部２２の可動範囲に応じた寸法で形成される。具体的には、スリット６は、リップ部５を形成するブロック２の端部２２が、他方のブロック３の端部３２と当接しない程度に弾性変形可能となる幅で形成される。

リップ幅調節手段収容溝７は、図２（Ａ）に示すように、スリット６と交差する位置に、リップ幅調節手段４の回転軸４１における軸方向の断面形状に沿った形状に形成する。リップ幅調節手段収容溝７は、リップ幅調節手段４を収容するとともに、これをスライド移動させるためのレールともなる。そのため、リップ幅調節手段収容溝７は、リップ幅調節手段４よりもやや大きい寸法で形成する。リップ幅調節手段収容溝７の形状については、リップ幅調節手段４の説明の後、詳述する。このスリット６及びリップ幅調節手段収容溝７は、ブロック２の長さ方向において略全幅に渡って形成すれば、リップ幅調節手段４を任意の位置に配置することができる。

但し、ブロック２のリップ幅調節手段収容溝７にリップ幅調節手段４を配置するためには、リップ幅調節手段４の挿入口が必要となる。そこで、本実施の形態では、図４及び図５に示すように、リップ幅調節手段４を配置するブロック２は、ブロック本体２０の他に補助ブロック８を備える構成とした。補助ブロック８は、ブロック本体２０のリップ部５側の面（傾斜面）からリップ幅調節手段４の固定リング４３を含む一部を覆い、且つ、ブロック本体２０と離間配置してスリット６及びリップ幅調節手段収容溝７の一部を形成するように配置した。この補助ブロック８のうち、ブロック本体２０のリップ幅調節手段収容溝７と対向する面には、リップ幅調節手段４を覆う部分の断面形状に沿って形成された第二リップ幅調節手段収容部８１を形成する。具体的には、補助ブロック８のうち、リップ幅調節手段４を覆う部分に配置される固定リングの断面形状に沿った形状の第二固定リング収容部８１ａを形成し、このブロック本体２０の固定リング収容部７３と対向配置して、固定リング４３を収容可能とし、第二リップ幅調節手段収容部８１とする。

図５に示すように、補助ブロック８は、リップ幅調節手段４をリップ幅調節手段収容溝７に配置した状態で、長尺方向の端部において、ブロック本体２０と係合させる。具体的には、補助ブロック８の長尺方向の端部に凸部８２を形成し、ブロック本体２０に有するリップ幅調節手段収容溝７の固定リング収容溝７３に嵌合させる。そして、補助ブロック８の長尺方向の端部において、傾斜面８４側からネジにより補助ブロック８をブロック本体２０に固定する。

ここで、本願特許請求の範囲及び明細書では、ブロック２のスリット６及びリップ幅調節手段収容溝７は、ブロックの長さ方向における略全幅に渡って形成すると記載した。ブロックの長さ方向における略全幅とは、ブロックの長さ方向の両端部まで達する全幅の他に、この実施の形態のように、ブロック本体２０に、補助ブロック８を取り付けるために、リップ幅調節手段収容溝７の両端部が補助ブロック８の凸部８２で塞がれる場合を含むものである。

次に、リップ幅調節手段４について説明する。図３は、本件発明に用いるリップ幅調節手段４の一例を示す側面図である。リップ幅調節手段４は、回転軸４１と、回転軸４１に螺合されるナット４２と、回転軸４１に固定される固定リング４３とを備える。また、回転軸４１は、一方の端部がブロック２の内部のリップ幅調節手段収容溝７に収容され、他方の端部がブロック２の外方に突出する長さを有する。ナット４２は、外周が多角形状であるものを用いる。また、ナット４２は、その外周が、固定リング４３と共にスリット６を挟み込みまたは押し開くことが可能な大きさのものを用いる。固定リング４３は、回転軸４１より大きな外周を有し、ピン４４で回転軸４１に固定している。固定リング４３は、リップ幅調節手段４が回転軸方向（図２（Ａ）に示す矢印Ｍ方向）に移動するのを防ぎ、且つ、ナット４２と共にスリット６を挟み込みまたは押し開くために、回転軸４１より大きな外周とした。

図３に示す実施の形態では、回転軸４１の一方の端部にナット４２が螺合され、このナット４２と離間した位置に固定リング４３が固定されている。そして、図１，２に示すように、回転軸４１は、他方の端部がブロック２から外方に突出している。更に、図２に示す実施の形態のように、リップ幅調節手段４を回転させ易くするために、回転軸４１のブロック２から突出した端部にハンドル４５を備える構成としても良い。

そして、図２（Ａ）に示すように、リップ幅調節手段４は、ナット４２と固定リング４３との間において、当該回転軸４１がスリット６に直交し、且つ回転軸４１の一方の端部がブロック２の外方に突出した状態でリップ幅調節手段収容溝７に収容される。

再び、リップ幅調節手段収容溝７について詳述する。図４は、リップ幅調節手段を収容するブロックのスリット及びリップ幅調節手段の形状を示す部分断面図である。このリップ幅調節手段収容溝７は、図２及び図４に示すように、リップ幅調節手段４の回転軸４１を収容する回転軸収容部７１と、ナット４２を収容するナット収容部７２と、固定リング４３を収容する固定リング収容部７３，８１ａとからなる。回転軸収容部７１は、リップ幅調節手段４の回転軸４１が回転可能であり且つブロック２の長尺方向にスライド移動可能な大きさに形成する。固定リング収容部７３は、固定リング４３が回転可能であり、且つ、ブロック２の長尺方向にスライド移動可能な大きさに形成する。

そして、ナット収容部７２は、ナット４２の回転が規制され、且つ、ブロック２の長尺方向にスライド移動可能な大きさに形成する。また、ナット収容部７２の回転軸方向（図４に示す矢印Ｍ方向）の長さは、ナット４２の当該回転軸方向への移動可能な領域を規制する長さとする。すなわち、ナット４２の回転が規制された状態で、回転軸４１を回転し続けることにより、ナット４２が回転軸方向（図４に示す矢印Ｍ方向）へ移動し、最終的にナット収容部７２の側壁７２ａ，７２ｂのいずれかに当接する。このナット収容部７２の側壁７２ａ，７２ｂにナット４２が当接して作用する力により、スリット６を挟み込む又は押し開くので、ナット収容部７２の回転軸方向の長さは、スリット６、リップ幅Ｗ及びブロック２の弾性変形量等を考慮した大きさに形成する。

リップ幅調節手段４は、リップ幅調節手段収容溝７に収容された状態で回転軸４１を回転させると、固定リング４３は回転軸４１とともに回転する。一方、ナット４２は、外周の角部がナット収容部７２に当接して、その回転が規制され、回転軸４１の回転に伴い回転軸（図２（Ａ）の矢印Ｍ方向）に移動する。例えば、図２（Ａ）の矢印Ｃ方向から視て、回転軸４１を左回転（図２（Ｂ）の矢印Ｌ方向）に回転させると、ナット４２は、スリット６側に移動し、やがて、ナット収容部７２のスリット６側の側面７２ｂに当接する。このとき固定リング４３の位置は変わらないので、結果として、ナット４２と固定リング４３との離間距離が小さくなる。その結果、リップ幅調節手段４からブロック２に対し、スリット６を挟み込んでその離間距離を縮める方向の力が作用し、リップ部５のリップ幅Ｗを広くすることができる。

一方、リップ幅調節手段４の回転軸４１を右回転（図２（Ｂ）の矢印Ｒ方向）に回転させると、ナット４２は、その回転が規制された状態で平面部２１側に移動し、やがて、ナット収容部７２の平面部２１側の側面７２ａに当接する。このとき、ナット４２と固定リング４３との離間距離が大きくなる。その結果、リップ幅調節手段４からブロック２に対し、スリット６を押し開く方向の力が作用して、リップ部５のリップ幅Ｗを小さくすることができる。

本件発明では、スリット６を挟むように固定リング４３とナット４２とを配置し、ナット４２を回転軸４１の回転により、回転軸方向に移動させることにより、ナット４２及び固定リング４３でスリット６に直交する方向からスリット６を挟み込み又は押し開く力を作用させることができれば良い。したがって、ナット４２及び固定リング４３は、スリット６を挟む位置に配置すれば良く、図２及び図３に示した実施の形態では、平面部２１とスリット６との間にナット４２を配置し、スリット６とブロック２の外側面２３との間に固定リング４３を配置した。この他、平面部２１とスリット６との間に固定リングを配置し、スリット６とブロック２の外側面２３との間にナットを配置しても良い。両者を比べると、図２に示すように、平面部２１とスリット６との間にナット４２を配置する形態の方が、ブロック２の平面部２１とスリット６との間の部分に、直接的な力が作用しやすく、リップ部５におけるリップ幅Ｗの調整の精度が高いので、好ましい。

そして、図１に示すように、長尺なブロックを備えるコーティングダイの場合、リップ幅調節手段を複数用いれば、所望の位置に配置して、各所において、リップ幅Ｗを微調整することができる。なお、本件発明は、長尺なブロックを備えるものに限らず適用可能であり、任意の数のリップ幅調節手段を用いて、任意の位置のリップ幅を微調整できるものである。そして、図１に示すように、リップ幅調節手段は、回転軸４１の一端部がブロック２から突出して配置されるので、リップ幅Ｗの微調整の際の作業性が向上する。

本件発明に係るコーティングダイは、リップ幅調節手段を用いて、塗膜の吐出状態を微調整する作業を容易にでき、且つ、リップ幅調節手段を任意の位置に配置できるので、塗工領域が広く、且つ均一な塗工が求められるコーティングダイの分野、押出ラミネート用Ｔダイ等の分野において利用可能である。

１・・・コーティングダイ
２，３・・・ブロック
４・・・リップ幅調節手段
５・・・リップ部
６・・・スリット
７・・・リップ幅調節手段収容溝
８・・・補助ブロック
２４，３４・・・傾斜面
３５・・・・凹部
４１・・・回転軸
４２・・・ナット
４３・・・固定リング
８１・・・第二リップ幅調節手段収容部
Ｗ・・・リップ幅

Claims (7)

1. 平面部を有する一対のブロックを、当該平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、当該離間配置した平面部同士の間を通過した塗液を吐出させるリップ部と、当該一対のブロックの平面部同士の離間距離であるリップ幅を調節するリップ幅調節手段とを備え、当該リップ幅調節手段により、当該リップ幅を調節して塗液の吐出状態を制御するコーティングダイであって、
   リップ幅調節手段は、回転軸と、当該回転軸に螺合するナットと、当該回転軸より大きな外周を有する固定リングとを備え、
   当該一対のブロックのうちの少なくとも一方は、リップ部側の面からブロックの内部へ向けて当該ブロックの平面部と略平行に形成されるスリットと、当該スリットと交差し、リップ幅調節手段の回転軸方向における断面形状に沿って形成されたリップ幅調節手段収容溝とを備え、
   当該リップ幅調節手段は、ナットと固定リングとの間において、当該回転軸がスリットに直交し、且つ回転軸の一方の端部がブロックの外方に突出した状態でリップ幅調節手段収容溝に収容され、
   当該リップ幅調節手段の回転軸を回転させることにより、リップ幅調節手段収容溝において、スリットに直交する方向からナット及び固定リングでスリットを挟み込み又は押し開く力を作用させてリップ幅を調節可能とすることを特徴とするコーティングダイ。
2. 前記一対のブロックのうち、少なくともリップ幅調節手段を配置するブロックは、当該リップ部へ向けて当該ブロックの厚さが薄くなる傾斜面を備える形状である請求項１に記載のコーティングダイ。
3. 前記リップ幅調節手段に備えるナットは、前記スリットと前記平面部との間に配置する請求項１又は請求項２に記載のコーティングダイ。
4. 前記一対のブロックは長尺な部材であり、前記スリット及びリップ幅調節手段収容溝は当該ブロックの長さ方向の略全幅に渡って形成され、
   前記リップ幅調節手段は、当該リップ幅調節手段収容溝上をスライド移動させて、任意の位置に配置してリップ幅を調節する請求項１〜請求項３のいずれかに記載のコーティングダイ。
5. 前記リップ幅調節手段は、前記リップ幅調節手段収容溝に２つ以上配置される請求項４に記載のコーティングダイ。
6. 前記リップ幅調節手段を配置するブロックは、ブロック本体と、前記傾斜面側から前記リップ幅調節手段の固定リングを含む一部を覆い、且つ、ブロック本体と離間配置して前記スリットの一部を形成するように配置する補助ブロックとを備え、
   当該補助ブロックは、リップ幅調節手段を覆う部分の断面形状に沿って形成された第二リップ幅調節手段収容部を形成した請求項４又は請求項５に記載のコーティングダイ。
7. 前記一対のブロックのうちの少なくとも一方のブロックの平面部に、マニホールドとして機能する凹部を設け、当該凹部は、前記平面部同士の間を通過する塗液の流出圧力の調整を行うものである請求項１〜請求項６のいずれかに記載のコーティングダイ。

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