説明

カーテンコータのエッジ処理装置

【課題】カーテンコータのエッジ処理を円滑に行う。
【解決手段】本発明のカーテンコータのエッジ処理装置は高速で走行するウェブw上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンcの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液fが流れる細い溝2diが設けられ、該潤滑液fによって塗料tとガイド2表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の1対のエッジガイド2と、ウェブw上への塗料カーテンcの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブwの両端部に接触してウェブwの両端部を下方に屈曲させる1対のベンディングロッド3とを有してなり、塗料カーテンcの幅はウェブwの幅よりも狭く、塗料カーテンcの両端部がウェブwの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物kが側方に飛散するようになっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はカーテンコータに係り、特にそのエッジ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カタログなどに用いられる印刷用紙、感圧紙、感熱紙などの塗工紙はコータによって原紙であるウェブ(基材)上に塗料を塗布後、乾燥して生産される。このように塗料の塗布を行う機械を塗工機と称している。従来このような塗工機は、ウェブ上に過剰な塗料を一度塗った後に、ブレードや小径のロッドなどで掻き落したり、エアナイフによって吹き飛ばしたりして計量(メータリング)するポストメータリング方式を採用したブレードコータ、ロッドコータ、エアナイフコータなどが主流であった。しかしこのようなポストメータリング方式による塗工では、塗料をウェブに塗布するときの液圧やブレードなどの押付力などにより、塗料がウェブに多く浸透することや、ブレードやロッドなどの磨耗によるメンテナンス費用が高いということなどの問題がある。
【0003】
そこで近年、走行するウェブ上にカーテンヘッド(塗料のカーテン膜を作るノズル付チャンバー)から塗料のカーテン膜を噴出しウェブ上に塗工するカーテンコータが広く採用されるようになってきた。カーテンコータは写真の印画紙などの分野では古くから用いられてきたが、高速時の空気の巻き込み、塗料に混入した泡、機械的精度不足による塗料カーテン膜の不安定さ等により塗工が安定しなかったため製紙業界では利用されていなかった。
【0004】
本願出願人はこれらの問題を解決しカーテン塗工技術を安定技術として開発し、既に多数のカーテン塗工機を全世界に供給している。カーテン塗工機は従来のポストメータリング方式の塗工機と異なり、ブレードやロッドなどの消耗品が無いのでメンテナンスが楽である、塗工量を容易に精度高く調節できる、操作性がよい、輪郭塗工(Contour Coat)のため表面性改善の効果が高い、などの特長がある。
【0005】
ところで、塗料のカーテン膜はカーテンヘッドを離れると自重落下するが、塗料の表面張力によって端部(エッジ)が内側に引張られてカーテン膜の幅が狭くなるネックインが発生する。かかるネックインを防止するためエッジガイドを設ける。
【0006】
図4はかかるエッジガイドの概念図である。図において、1はカーテンヘッド、Aはエッジガイド、cは塗料のカーテン膜、wはウェブである。エッジガイドAは金属製で親水性を持っているのでネックインを防止する作用がある。ところが、塗料には粘性があるので、粘性によって流れが阻害され、塗料のカーテン膜cの流速vは図に示すようにエッジガイドAの付近で遅く、エッジガイドAの付近以外では一様な流速である。このような状態で流量が少ないと、塗料のカーテン膜cはエッジガイドAから離れ、ネックインが発生することになる。
【0007】
このような現象を緩和するためエッジガイドAの表面に水などの潤滑液を流すことが行われている。図5および図6は特許文献1に開示されたかかるエッジガイドの図面であり、図5は側面図、図6は斜視図である。
【特許文献1】米国特許 第3632374号 特許文献1は印画紙または写真フィルム用のコーターの発明である。図5および図6において、1はカーテンヘッドである。カーテンヘッド1内には幅方向に伸びる塗料溜1cが設けられており、塗料tが流入している。塗料溜1cには上方に伸びるスリットdが連設されており、その上端から塗料tが幅方向に一様に流出している。塗料tはカーテンヘッド1の上面の湾曲した下り斜面を流下し、その下端から塗料のカーテン膜cとして落下し、ペーパーロールrによって支持された走行するウェブw上に移行し塗工層sを形成する。
【0008】
Aaはエッジガイドであり、カーテンヘッド1の側面とペーパーロールrの側面に接近して設けられている。エッジガイドAaには内側に向かって開口している溝diが穿設されており、内部に水などの潤滑液が流れている。エッジガイドAaの下端には樋gが連設されており、エッジガイドAaの下端から流出した塗料の混入した潤滑液は樋g内を流下してパンp内に流入し、回収される。なお、eはウェブw上に随伴してきた空気流を遮断するシートである。
【0009】
このようなエッジガイドAaについては、カーテンヘッド1とウェブwの幅は常に一致していなければならないこと、ウェブwの幅全体に塗料が塗布されるので、ウェブwをサポートする下流側のペーパーロール端部付近が汚れやすいこと、ウェブwの両端部分が厚塗りとなり乾燥しにくいことなどの問題がある。
【0010】
このような問題を解決するために図7に示すようなエッジガイドがある。図7(A)は横吸込み型のエッジガイドAb、図7(B)は下吸込み型のエッジガイドAcであり、それぞれの左側の図は側面図、右側の図は正面図である。これらの図において、diは内側に向かって開口している溝であり、fは水などの潤滑液、hは排気、iはサクション室である。エッジガイドAbまたはエッジガイドAcの下面はウェブwの上面から0.1〜1mm程度離して使用する。
【0011】
このようにエッジガイドの下端にサクション室iがあるので、1対のエッジガイドの間隔をウェブwの幅よりも狭くすることができ、ウェブwの両側に塗工層sの無いドライエッジを実現することができ、ウェブwの両端部分が厚塗りとなって乾燥しにくくなることがない、などのメリットがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかし上記のように、潤滑液を流すとともにサクション室iを有するエッジガイドについては、(1)ネックインを起こさないようにするには潤滑液の流量を増やしてやればよいがそうすると潤滑液が塗工層の両端部に影響したり、吸引量を増やしたりする必要があって、操業に影響するので、エッジガイドの下面とウェブwの上面との距離は、潤滑液の流量が少なくてもネックインをできるだけ小さくなるようにするため0.1〜1mmと狭くしている。このように狭く、しかも吸引しているので、エッジガイドとウェブwが容易に接触しウェブwが詰まって紙切れを起こしやすいこと、(2)サクション室i内には塗料も吸引されるので、室内の壁面に付着し汚れるので頻繁に掃除をしなくてはならないこと、などの問題がある。
【0013】
本発明はこのような問題点に鑑みて案出されたものであり、サクション室を無くすことによって頻繁な掃除の必要を無くすとともにエッジガイドの下端とウェブwの上面との距離を大きくすることができて紙詰まりや紙切れ少ないカーテンコータのエッジ処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記目的を達成するため本発明のカーテンコータのエッジ処理装置は高速で走行するウェブ上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の1対のエッジガイドと、ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる1対のベンディングロッドとを有してなり、塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するようになっている。
上記塗料カーテンは1個のカーテンヘッドから噴出した単層のカーテンであってもよいし、並んで配置された複数のカーテンヘッドから噴出する塗料を斜面で順次受けて積層し、斜面に沿って流下させて下端のカーテンガイド部から流下させた複層のカーテンであってもよい。
【0015】
上記エッジガイドの下端は細く尖っており、外面に沿って流下した潤滑液が塗料カーテンの端部と合流するようになっていてもよい。
【0016】
上記1対のベンディングロッドは円筒状であり、ウェブ幅方向の位置と傾き角が調整可能になっているのが好ましい。
【0017】
上記1対のベンディングロッドの傾き角は水平に対して45°〜80°であるのが好ましい。
【0018】
上記潤滑液は水であるのが好ましい。
【0019】
上記エッジガイドの下端はウェブ走行面より2〜5mm上方に位置しているのが好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明の作用効果は次のとおりです。
【0021】
カーテンヘッドから噴出した塗料は下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンを形成する。塗料カーテンのネックインを防止するため、塗料カーテンの両端部を挟むように1対のエッジガイドが設けられている。エッジガイドの内側の面には潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。
【0022】
ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側には下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる1対のベンディングロッドが設けられている。
【0023】
塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散する。飛散する理由は必ずしも明らかではないが、塗料と潤滑液の混合物がウェブに着地しようとするときに発生するせん断力と斜面に沿って外側に向かって流れようとする力の相互作用によるものと考えられる。飛散した塗料と潤滑液の混合物は適当な位置に設けられたパンによって受け取られて回収される。
【0024】
このように塗料カーテンの両端部から塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するので、図7に示したような従来のエッジガイドにあるようなサクション室は不要である。したがって、サクション室の壁面の汚れの問題もない。また、潤滑液の流量を増やしても操業に影響が無く、ネックイン防止のため潤滑液の流量を増やすことができるので、エッジガイドの下端とウェブ走行面の距離を大きくしてもネックインが起きず、紙詰りによる紙切れも起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下本発明の1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0026】
図1はエッジガイド部分の図面であり、図2のA−A矢視図である。図2は本発明のカーテンコータのエッジ処理装置の全体の側面図である。図3はベンディングロッド部分の図面であり、図2のB−B矢視図である。なお、これらの図面において、図4ないし図7を用いて説明した従来技術のものと同じような部分については同一の符号を使っている。
【0027】
これらの図面において、1はカーテンヘッドであり、カーテンヘッド1から噴出した塗料は下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンcを形成する。2はネックイン防止用の1対のエッジガイドであり、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンcの両端部を挟むように設けられている。エッジガイド2の内側の面に潤滑液fが流れる細い溝2diが設けられ、該潤滑液fによって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。2aは潤滑液fを受入れて、通路2eを介して、潤滑液fを溝2diに供給する内面潤滑液供給用ヘッダであり、2bは潤滑液fを受入れて、エッジガイド2の外面に流し、エッジガイド2の下端2cで溝2diを流れてきた潤滑液fと合流させる外面潤滑液供給用ヘッダである。なお、2fは内側に溝を有し、ヘッダ2bからの潤滑液fをエッジガイド2の外面に沿って流すためのカバーである。エッジガイドの下端2cは細く尖っている。エッジガイド2の外面に潤滑液fを流すのは、エッジガイド2の内面の溝2diを流れる流量が多すぎ塗工面に影響がある場合があり、その場合にエッジガイド2の内面の溝2diを流れる流量を制限し、その分を外面に流すことによってネックインを改善するためである。
【0028】
3は1対のベンディングロッドであり、ウェブw上への塗料カーテンcの着地点よりも上流側に設けられ、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、図3に示すように、走行するウェブwの両端部に接触してウェブwの両端部を下方に10mm程度屈曲させる。ベンディングロッド3の上端はヒンジ5を介して、サポート4によって支持されている。ヒンジ5のウェブwの幅方向の位置と、ベンディングロッド3の傾き角は調節可能になっている。ベンディングロッド3の傾き角αは水平に対して45°〜80°であるのが好ましい。ベンディングロッド3は長さ20〜50mmの丸棒である。
【0029】
次に本実施例の作用効果を説明する。
【0030】
カーテンヘッド1から噴出した塗料tは下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンcを形成する。塗料カーテンcのネックインを防止するため、塗料カーテンcの両端部を挟むように1対のエッジガイド2が設けられている。エッジガイド2の内側の面には潤滑液fが流れる細い溝2diが設けられ、該潤滑液fによって塗料tとガイド2表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。
【0031】
ウェブw上への塗料カーテンcの着地点よりも上流側には下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブwの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる1対のベンディングロッド3が設けられている。
【0032】
塗料カーテンcの幅はウェブwの幅よりも狭く、塗料カーテンcの両端部がウェブwの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料tと潤滑液fの混合物kが図1に示すように、側方に飛散する。飛散する理由は必ずしも明らかではないが、塗料と潤滑液の混合物がウェブに着地しようとするときに発生するせん断力と斜面に沿って外側に向かって流れようとする力の相互作用によるものと考えられる。飛散した塗料と潤滑液の混合物は適当な位置に設けられた図示しないパンによって受け取られて回収される。
【0033】
このように塗料カーテンcの両端部から塗料と潤滑液の混合物kが側方に飛散するので、図7に示したような従来のエッジガイドにあるようなサクション室iは不要である。したがって、サクション室iの壁面の汚れの問題もない。また、潤滑液fの流量を増やしても操業に影響が無く、ネックイン防止のため潤滑液の流量を増やすことができるので、エッジガイド2の下端とウェブw走行面の距離yを大きくしてもネックインが起きず、紙詰りによる紙切れも起こりにくい。潤滑液の流量は,図7に示すような従来のエッジガイドでは2〜60cc/minであるが、本特許では従来と同じ流量であってもよいが、100〜300cc/minに増やすこともできる。
【実施例】
【0034】
実際の運転データは次の通りです。
【0035】
運転速度 600m/min
塗工量 5g/m2
塗料濃度 30%
表面張力 25mN/m
潤滑液流量 250cc/min
エッジガイドとウェブ
の距離(y) 3mm
ウェブの折り曲げ量(x) 10mm
本発明は以上説明したような実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、塗料カーテンcは1個のカーテンヘッド1から噴出した単層のカーテンであるとして説明したが、2個以上のカーテンヘッド1を用いた複数層のカーテンであってもよい。
【0036】
図8は特許文献2に開示された2層式のカーテンコータの塗工装置の部分断面図である。
【特許文献2】特開2006−249611図に示すように、上記発明の2層式カーテンコータは、スリットda、db内を流れる塗料ta、tbをそれぞれ下方に向け噴出させる2個のカーテンヘッド1a、1bと、前記2個のカーテンヘッド1a、1bからそれぞれ順次斜面Baに向かって噴出される塗料ta、tbを、該斜面Ba上を移動させるに伴い順番に積層して2層の塗料層を形成し、該斜面Baの下端部の下向きのカーテンガイド部Bbから該塗料層を塗料カーテンca、cbとしてウェブw面上に移行させるガイドプレートBとを有している。このようにして走行するウェブw面上に2層の塗工層sa(下層)、sb(上層)を形成する。なお、矢印はウェブwの進行方向である。このような2層式カーテンコータについて、本発明を適用しようとするときには、カーテンガイド部Bbの下端に本発明のエッジガイド2の上端が当接するようにエッジガイド2を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】エッジガイド部分の図面であり、図2のA−A矢視図である。
【図2】本発明のカーテンコータのエッジ処理装置の全体の側面図である。
【図3】ベンディングロッド部分の図面であり、図2のB−B矢視図である。
【図4】従来のエッジガイドの概念図である。
【図5】特許文献1に開示されたエッジガイドの側面図である。
【図6】特許文献1に開示されたエッジガイドの斜視図である。
【図7】従来のエッジガイドの図面であり、(A)は横吸込み型のエッジガイドAb、(B)は下吸込み型のエッジガイドAcであり、それぞれの左側の図は側面図、右側の図は正面図である。
【図8】特許文献2に開示された2層式のカーテンコータの塗工装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【0038】
1 カーテンヘッド
2 エッジガイド
3 ベンディングロッド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
高速で走行するウェブ上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の1対のエッジガイドと、ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる1対のベンディングロッドとを有してなり、塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するようになっていることを特徴とするカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項2】
上記塗料カーテンは1個のカーテンヘッドから噴出した単層のカーテンである請求項1記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項3】
上記塗料カーテンは並んで配置された複数のカーテンヘッドから噴出する塗料を斜面で順次受けて積層し、斜面に沿って流下させて下端のカーテンガイド部から流下させた複層のカーテンである請求項1記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項4】
上記エッジガイドの下端は細く尖っており、外面に沿って流下した潤滑液が塗料カーテンの端部と合流するようになっている請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項5】
上記1対のベンディングロッドは円筒状であり、ウェブ幅方向の位置と傾き角が調整可能になっている請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項6】
上記1対のベンディングロッドの傾き角は水平に対して45°〜80°である請求項5記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項7】
上記潤滑液は水である請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
【請求項8】
上記エッジガイドの下端はウェブ走行面より2〜5mm上方に位置している請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−66506(P2009−66506A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−236749(P2007−236749)
【出願日】平成19年9月12日(2007.9.12)
【出願人】(506294244)ボイス パテント ゲーエムベーハー (57)
【氏名又は名称原語表記】Voith Patent GmbH
【Fターム(参考)】