特開 2024-63573 液体塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024063573

(43)【公開日】2024-05-13

(54)【発明の名称】液体塗布装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 17/06 20060101AFI20240502BHJP

【ＦＩ】

B05B17/06 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022171641

(22)【出願日】2022-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005980

【氏名又は名称】三菱製紙株式会社

(72)【発明者】

【氏名】志野 成樹

【テーマコード（参考）】

4D074

【Ｆターム（参考）】

4D074AA01

4D074BB03

4D074DD09

4D074DD12

4D074DD22

4D074DD35

(57)【要約】

【課題】ラベル等の被塗布物が有する再湿糊層に対し液体の塗布不足が生じることなく、また該再湿糊層の乾燥後に再度液体を塗布した場合においても接着力の低下が生じにくく、小型かつ低コストで製造することが可能な液体塗布装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体塗布装置は、筐体の上面に、開口率が８０％以上の被塗布物載置部と、該筐体の内部であって該被塗布物載置部の下部に超音波霧化ユニットと該超音波霧化ユニットに液体を供給するための液体供給部および該供給部に供給される液体を収容する液体収容部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体の上面に、開口率が８０％以上の被塗布物載置部と、該筐体の内部であって該被塗布物載置部の下部に超音波霧化ユニットと該超音波霧化ユニットに液体を供給するための液体供給部および該供給部に供給される液体を収容する液体収容部を有し、さらに該超音波霧化ユニットに高周波電圧を供給する高周波電圧発生回路と該高周波電圧発生回路を制御する制御回路を少なくとも有することを特徴とする液体塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、再湿糊層を有するラベルに代表される、被塗布物へ水等の液体を塗布するために用いる液体塗布装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、水等の液体を塗布することにより接着性を発現するでんぷんやポリビニルアルコール等を含有する再湿糊を紙に塗布した紙製ガムテープが、紙箱と一緒にリサイクル可能な包装用テープとして注目されている。

【0003】

このようにして再湿糊層が形成された包装用の紙製ガムテープは、ロール形状で提供されることが一般的であり、紙箱等に貼着する直前に水等の液体を、該再湿糊層が形成された面へ塗布し、再湿糊層を適度に湿らせる必要がある。例えば特開２００１－１６３５１１号公報（特許文献１）には、適量の水を収容可能な給水容器と、該給水容器内の水を毛管作用により吸い上げる刷毛とから構成される塗布装置を有する紙製ガムテープ用ディスペンサーが開示されている。

【0004】

一方、再湿糊層の利用は感熱紙ラベルに代表されるラベルにおいても進んでおり、例えば特開平９－２２６２５２号公報には支持体の片面に感熱記録層、水性接着剤を含有する保護層を有し、且つ支持体の反対の面に再湿潤性糊層を有するロール状の感熱記録体が開示され、該感熱記録体が郵便物に直接貼り付ける郵便証紙用のラベルとして利用できることが記載されている。この様なラベルにおいても、上記した紙製ガムテープと同様に、封筒等に貼着する直前に水等の液体を再湿潤性糊層へ塗布し、再湿潤性糊層を適度に湿らせる必要がある。しかし、印字後、ロールからカットされたラベルはシート状であり、特許文献１に記載されるようなディスペンサーを用いて水等の液体を塗布することは困難である。

【0005】

このようなシート状の被塗布物に対応した液体塗布装置としては、例えば特開２０１２－１０１８２４号公報（特許文献２）に、塗布液を収容する容器と、前記容器に収容された塗布液を吸収し被塗布物に塗布する、表面がスポンジからなる着けローラと、押さえローラを有する液体塗布装置が開示されている。しかしながら、着けローラを用いた液体塗布装置では、しばらく使用せずに放置された場合、着けローラ表面のスポンジが乾燥して塗布液の液量の不足が生じるという課題があった。また、再湿糊層は塗布した液体が乾燥により減少すると接着性が低下するため、該被塗布物をすぐに貼合できなかった場合には、再湿糊層に再度液体を塗布する必要がある。しかし、再湿糊層が完全に乾燥していない状態で、着けローラを用いた液体塗布装置で液体を再塗布すると、再湿糊層の大部分が着けローラ側へ転写するため、接着力が低下するという課題があった。

【0006】

一方、上述した着けローラや刷毛以外の方法により、再湿糊層に液体を塗布する方法も知られており、例えば国際公開ＷＯ２０１５／１５６０５号パンフレット（特許文献３）には、封筒の再湿糊部等に適量の液体を塗布することができる液体塗布装置として、該液体を塗布する塗布領域に微滴化された液体を印刷することで塗布する液体塗布装置が開示され、超音波発振機を用いてポンプで圧送された液体を連続的に微滴化し、偏向電極により電荷をあたえることにより噴射し、該塗布領域に液体を印刷・塗布することができる旨記載されている。また印刷・塗布するにあたり、搬送中の個々の封筒の塗布領域及びその位置を検出し、その検出データと設定された塗布領域データに基づき、印刷機を制御装置にて制御し、微滴化された液体が印刷される。

【0007】

この方法によれば、シート状の被塗布物に対しても塗布不足や接着性の低下は生じにくいものの、該液体塗布装置は大型かつ高価であり、より小型で低コストの液体塗布装置が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００１－１６３５１１号公報

【特許文献2】特開２０１２－１０１８２４号公報

【特許文献3】国際公開ＷＯ２０１５／１５６０５号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、ラベル等の被塗布物が有する再湿糊層に対し液体の塗布不足が生じることなく、また該再湿糊層の乾燥後に再度液体を塗布した場合においても接着力の低下が生じにくく、小型かつ低コストで製造することが可能な液体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】

上述した課題は、以下の発明により解決される。
筐体の上面に、開口率が８０％以上の被塗布物載置部と、該筐体の内部であって該被塗布物載置部の下部に超音波霧化ユニットと該超音波霧化ユニットに液体を供給するための液体供給部および該供給部に供給される液体を収容する液体収容部を有し、さらに該超音波霧化ユニットに高周波電圧を供給する高周波電圧発生回路と該高周波電圧発生回路を制御する制御回路を少なくとも有することを特徴とする液体塗布装置。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、ラベル等の被塗布物が有する再湿糊層に対し液体の塗布不足が生じることなく、また再湿潤糊層の乾燥後に再度液体を塗布した場合においても接着力の低下を生じにくく、小型かつ低コストで製造する事が可能な液体塗布装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の液体塗布装置の一実施例を示す概略側面断面図

【図2】本発明の液体塗布装置の一実施例を示す概略上面図

【図3】本発明の液体塗布装置における超音波霧化ユニットおよび液体供給部の一実施例を示す概略側面断面図

【図4】本発明の液体塗布装置における超音波霧化ユニットおよび液体供給部の一実施例を示す概略上面図

【図5】本発明の液体塗布装置の別の一実施例を示す概略側面断面図

【図6】本発明の液体塗布装置の別の一実施例を示す概略側面断面図

【図7】本発明の液体塗布装置の別の一実施例を示す概略上面図

【図8】本発明における塗布領域制限板の実施例を示す概略上面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の詳細について図を用いて説明する。

【0014】

図１は本発明の液体塗布装置の一実施例を示す概略側面断面図である。図１において、液体塗布装置１００は、筐体２の上面に、開口率が８０％以上の被塗布物載置部５と、該筐体２の内部であって、前記した被塗布物載置部５の下部に超音波霧化ユニット６と該超音波霧化ユニット６に液体を供給するための液体供給部７と、該超音波霧化ユニット６を保持する保持部８を有する。また該超音波霧化ユニット６に高周波電圧を供給する高周波電圧発生回路９と該高周波電圧発生回路を制御する制御回路１０を少なくとも有する。

【0015】

本発明の液体塗布装置１００を稼働させると、液体収容部４に収容された液体は液体供給部７に吸入され、また高周波電圧発生回路９から高周波電圧が供給されることによって超音波霧化ユニット６で霧化された液体が被塗布物載置部５の方向（紙面上方）へ噴霧される事で、被塗布物載置部５上に置かれた被塗布物へ液体が塗布される。

【0016】

図２は本発明の液体塗布装置の一実施例を示す概略上面図である。図２中、筐体２の内部であって被塗布物載置部５の下部に、超音波霧化ユニット６が計８個配置されている。本発明における超音波霧化ユニット６の個数および配置は特に制限はなく、被塗布物の形状や大きさに応じて適宜調整することができる。被塗布物載置部５は、超音波霧化ユニット６において霧化された液体が塗布物へ塗布される際に、液体の塗布量を著しく低下させない観点から、その開口率は８０％以上とする事が必要であり、該開口率は９０％以上で
あることがより好ましい。

【0017】

被塗布物載置部５における開口形状としては、スリット状、格子状、網目状等の構造を有することが好ましく、被塗布物と接触する面側は、突起構造など、被塗布物との接触面積が小さくなる構造を有することがより好ましい。また、被塗布物を一旦被塗布物載置部５から取り出した後に、該被塗布物を被塗布物載置部５へ戻し、再度液体を塗布した場合においても、被塗布物載置部５の開口率は８０％以上であるため、再湿糊層が有する再湿糊の被塗布物載置部５への転写が生じたとしても、かかる転写は概ね２０％未満の部分で生じるため、被塗布物（再湿糊層を有するラベル）の接着力の低下が生じにくい。

【0018】

図３は本発明の液体塗布装置における超音波霧化ユニットおよび液体供給部の一実施例を示す概略側面断面図である。図３において超音波霧化ユニット６はピエゾ振動子１１（好ましくはリング形状のピエゾ振動子１１）、および該ピエゾ振動子１１に接合された孔を有する振動板１２を保持体１３で保持した構造を有している。該ピエゾ振動子１１は厚み方向に分極されており、該ピエゾ振動子１１両面に形成された電極（図示せず）に高周波電圧を印加することにより、リング形状のピエゾ振動子１１の径方向への超音波振動が生じる。

【0019】

このようにしてピエゾ振動子１１に超音波振動が生じることによって、液体供給部７から吸入された液体（図３中には図示していない）は振動板１２が有する孔から液滴として噴射され、被塗布物載置部５の開口部を該液滴が通過して、被塗布物へ塗布される。ピエゾ振動子１１は、厚さが０．１～４．０ｍｍであることが好ましく、該ピエゾ振動子１１の外径は６～６０ｍｍであることが好ましく、また駆動周波数は３０～５００ｋＨｚであることが好ましい。孔を有する振動板１２は例えばニッケルからなる円形の薄板が例示され、該薄板の厚みは０．０１～０．２ｍｍであることが好ましい。振動板１２の中央部は噴霧方向（紙面上方）に凸形状に成型され、振動板１２が有する孔の数は１平方ｍｍあたり１００個から１００００個であることが好ましく、孔の直径は３～５０μｍであることが好ましい。このような超音波霧化ユニットは市販品として容易に低コストで入手することができる。

【0020】

液体供給部７は、液滴の元となる液体を、超音波霧化ユニット６へ供給する役を担い、毛細管現象を利用して液滴の元となる液体を超音波霧化ユニット６に供給する液体供給部が好適である。液体供給部７を構成する材料としては、例えば連通孔を有する多孔質体、連続気泡を有する樹脂体又は樹脂繊維の集合体を用いることが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等の樹脂微粒子を主成分として打錠焼結させた多孔質体、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルホルマール、ポリスチレン等からなる連続気泡を有する樹脂体、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、レーヨン、ウール等からなるフェルト部材、あるいはポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリフラール繊維、アラミド繊維等からなる不織布等の樹脂繊維の集合体などを例示することが出来る。保持体１３はピエゾ振動子を保持し、ピエゾ振動子の超音波振動を妨げないために、シリコーンエラストマーやウレタンエラストマー等の弾性体であることが好ましい。

【0021】

図４は本発明の液体塗布装置における超音波霧化ユニットおよび液体供給部の一実施例を示す概略上面図である。図３に記載した液体供給部７は超音波霧化ユニット６の下側（紙面奥側）に位置するため、図４中には図示していない。

【0022】

図４においてピエゾ振動子１１に高周波電圧が印加されると直ちに液滴が噴射され、高周波電圧が印加されている間は安定した液滴の噴射が継続する。またピエゾ振動子１１への高周波電圧の印加が停止されると直ちに液滴の噴射が終了する。そのため、液体塗布装置を一定時間使用しなかった場合においても、連続的に使用した場合と同様の噴射を行うことが可能であるため、被塗布物が有する再湿糊層へ塗布される液体の不足が生じることはない。

【0023】

なお、ピエゾ振動子を用いた超音波霧化ユニットとしては、孔を有する振動板を用いずピエゾ振動子のみからなるタイプも市販品として容易に入手することができる。このタイプの超音波霧化ユニットは、超音波霧化ユニットを液体中に沈め、１ＭＨｚから３ＭＨｚの高周波電圧を印加することにより、液滴を生成するが、液滴は噴射されることはなく、液体表面に漂う。液体表面に漂う液滴を送風機で飛散させることによって被塗布物に液体を塗布することができるが、送風機を液体塗布装置に組み入れることによって液体塗布装置が大型化すること、送風機による被塗布物への塗布が安定しない場合があることから、上述したピエゾ振動子１１および孔を有する振動板１２を有する超音波霧化ユニットが好ましい。

【0024】

本発明の液体塗布装置は高周波電圧発生回路を制御する制御回路を有し、該制御回路によって被塗布物載置部５に置かれた被塗布物に塗布する液滴量を制御する。被塗布物に塗布する液滴量を制御する方法としては、タイマーを用い、被塗布物が被塗布物載置部５に置かれた後、手動によるスイッチ、光学センサー、重量センサー、別途入力される制御信号等により、ピエゾ振動子１１への高周波電圧の印加を開始し、予め設定された時間が経過した後、ピエゾ振動子１１への高周波電圧の印加を停止する方法が好ましい。あるいは、被塗布物載置部５に重量センサーを設け、被塗布物に塗布した液滴量を計測し、予め設定された量となった際にピエゾ振動子１１への高周波電圧の印加を停止する方法も好ましい態様の一つである。

【0025】

本発明において、被塗布物が有する再湿糊層は公知の各種再湿糊により形成されることができる。例えば澱粉およびその誘導体、プルラン、膠、ゼラチン、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、グアーガム、ポリビニルアルコール等を例示することができる。

【0026】

本発明において、再湿糊層を湿潤する液体は、９０質量％以上が水であることが好ましく、９９質量％以上が水であることがより好ましい。水以外の成分としては、防腐剤、色素等を例示することができる。

【0027】

図５は本発明の液体塗布装置の別の一実施例を示す概略側面断面図である。図５で示される液体塗布装置１０１は、図１で示した液体塗布装置１００に、液体収容部４に収容する液体を一定量に維持するための機構として、弁１９、補充タンク２０および補充パイプ２１を有している。弁１９としては、例えばフロート弁や、液面センサーと電磁弁の組み合わせを例示することができる。

【0028】

本発明において、超音波霧化ユニット６は個別に動作させることが可能であるため、超音波霧化ユニット６を複数有する場合は、被塗布物のサイズにより動作させる超音波霧化ユニット６の個数を変更することや、超音波霧化ユニット６を一部動作させることにより、被塗布物が有する再湿糊層が部分的に接着性を持つように制御することもできる。例えば図２に示す液体塗布装置１００は、超音波霧化ユニット６を８個有するが、被塗布物が小さい場合には、中央の２個のみを動作させるなど、被塗布物のサイズにより適宜変更することが出来る。また、被塗布物が載置部５のほぼ全面を覆うサイズである場合においても、超音波霧化ユニット６の全数を動作させるのではなく、例えば４隅の超音波霧化ユニット６のみを動作させることにより、被塗布物の四隅にのみ液体を塗布して接着性を発現させることもできる。

【0029】

図６は本発明の液体塗布装置の別の一実施例を示す概略側面断面図である。図６で示される液体塗布装置１０２は、図１で示した液体塗布装置１００に、液体を塗布する領域を制御するための塗布領域制限板２２を被塗布物載置部５の下に有している。該塗布領域制限板２２により、複数の超音波霧化ユニット６を同時に動作させた場合でも、被塗布物に対して選択的に液体を塗布することができる。

【0030】

図７は、図６で示した本発明の液体塗布装置１０２の概略上面図である。図７で示される塗布領域制限板２２は矩形の穴を有しているが、被塗布物の大きさや形状に合わせて自由な形状を取ることができる。図８に塗布領域制限板の別の例（８－１～８－３）を示す。

【0031】

なお、本発明において、温湿度センサーを液体収容部４内部に設置し、相対湿度が９５％以上になるように超音波霧化ユニット６を間欠的に動作させ、再湿糊部に塗布した液体の乾燥を抑制することも好ましい態様の一つである。

【0032】

本発明において、高周波電圧発生回路９は制御回路１０から電源を供給されることによりピエゾ振動子１１へ印加する高周波電圧を生成する。高周波電圧発生回路に制限はないが、回路構成が単純であるという観点から、コルピッツ型自励発振回路を用いることが好ましい。かかる高周波電圧発生回路９および制御回路１０は、筐体２の外部に設置されても良く、前述の図１に示したように筐体２の内部に設置されても良い。

【0033】

本発明において、制御回路１０は、スイッチ、光学センサー、重量センサー、温湿度センサー、別途入力される制御信号等が入力され、タイマー機能、温湿度による液体の乾燥予測計算などを行い、必要に応じ高周波電圧発生回路９へ電源を供給する機能を有する。これらの機能は、市販のワンチップマイクロコンピューターを用い、容易に低コストで実装することができる。

【符号の説明】

【0034】

１００、１０１、１０２ 液体塗布装置
２ 筐体
４ 液体収容部
５ 被塗布物載置部
６ 超音波霧化ユニット
７ 液体供給部
８ 保持部
９ 高周波電圧発生回路
１０ 制御回路
１１ ピエゾ振動子
１２ 孔を有する振動板
１３ 保持体
１９ 弁
２０ 補充タンク
２１ 補充パイプ
２２ 塗布領域制限板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】