説明

カーテンコータ

【課題】カーテンコータのコストダウンを図る。
【解決手段】下方に向けて塗料を噴出させて塗料カーテンを形成する1台または2台以上の下向きのダイ1A、1Bと、下向きのダイ1A、1Bから噴出した塗料カーテンを斜面Ba上で受けて斜面に沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドBbから塗料カーテンとしてウェブw面上に移行させるガイドプレートBとを有してなるカーテンコータにおいて、上記ガイドプレートBの上端に、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートBの斜面Baに沿って流下させる上向きのダイ1Cを配設した。

【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ダイ(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】
一方、2個以上のダイを用いた複数層のカーテンコータがある。図5は特許文献1に開示された発明の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。
【0006】
【特許文献1】特開2006−247611
【0007】
図5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個のダイ1a、1bと、前記2個のダイ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カーテンca、cb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2層の塗料カーテン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。
【0008】
ところで、塗料のカーテン膜ca、cbはダイ1a、1bを離れると自由落下するが、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ca、cb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。
【0009】
図4はかかるエッジガイドの概念図である。図4において、1はダイ、2はエッジガイド、cは塗料のカーテン膜、Bはガイドプレートである。エッジガイド2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、塗料の特性や流量にもよるが、ダイ1からガイドプレートBまでの距離sが不適切であり、流量が少なく塗料カーテンcの厚さが薄いと、塗料カーテンcは図に示すように自由落下の途中で幅方向に破れてしまい筋状の流になってしまう。
【0010】
このような現象を起こさないようにするためにはダイ1からガイドプレートBまでの距離sを幅方向に破れてしまう前の距離sまで短くしてやればよいが、そうすると流量が多いときにはガイドプレートB上の塗料層rが乱れてしまったり、特に図5で下流側の第2層用のダイ1bからガイドプレートBまでの距離sが短かすぎると、上流側の第1層用のダイ1aによって形成されたガイドプレートB上の塗料層raを引っ掻いてしまうことになる。なお、一般的にはダイ1からガイドプレートBまでの距離sは5mm以下であることが好ましい。このような理由で、ダイ1は上下方向に移動して位置が調節できるようになっている。
【0011】
ところで、塗料を噴出するダイ1にはウェブへの塗工前から塗料を流しておく必要がある。ダイ1から噴出する塗料は塗料キャッチパンで受けて、循環使用する。もし、前もって流しておかないと、ダイに塗料を流し始めてから、温度や粘度が一定になり安定したカーテンが得られるまでにかなりの時間がかかるので、その間は製品が安定せずロスになってしまう。
【0012】
このようにダイ1はスタートアップ時の準備期間中に塗料を塗料キャッチパンで受けている状態から通常の運転中の位置にするためウェブ進行方向および上下方向に移動して位置が調節できるようになっている。
【0013】
さらに、ダイ1は幅方向にプロファイルの調整をするのが好ましい。図8はダイの断面図である。図において、1はダイである。10はダイの幅方向に延在し塗料が流入するマニホールドである。ダイ1はマニホールド10が形成された金型10aとマニホールド10が形成されていない金型10bとを向かい合わせるように結合して組み立てられている。11はマニホールドに連通し下方に向かって開口するスリットであり、対向して設けられた固定側リップ10cと可動側リップ10dとの間に形成されており、スリット11の開口は0.3〜0.5mmである。可動側リップ10dは金型10bの下端に多数のプロファイル調整用ボルトを介して取り付けられている。
【0014】
プロファイル調整用ボルトは上方の押ボルト10e、下方の押ボルト10gおよび中間の引きボルト10fが1セットになったものが、ダイ幅方向に50mm程度のピッチで取り付けられており、スリット11の開口を幅方向に微妙に調整することによって塗料カーテン膜のプロファイルを調整する。
【0015】
また、ダイ1は塗工するウェブwの幅に合わせて塗料の噴出し幅を調整する必要がある。スリット11の開口幅(噴出し幅)を変更するにはスリット11の両端にスペーサを下から挿入し、外からこのスペーサを押えて漏れを防ぐとともにスペーサの落下を防ぐようにする。
【0016】
ところで、2個以上のダイを用いた複数層のカーテンコータとしてスライドダイヘッド式のものが特許文献2開示されている。図7は上記文献に開示されたスライドダイヘッド式の3層の塗工装置の図面である。図において、20はスライドダイヘッド、20aはスライド面、21は定量ポンプ、22はマニホールド、23はスリット、tは塗料、wはウェブ、cは塗料カーテンである。
【0017】
【特許文献2】特開平7−124510
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
ところで、図5に示す複数層のカーテンコータについては、ダイにウェブへの塗工前から塗料を流しておき、それぞれ塗料キャッチパンで受けて別々に循環使用できることや、プロファイルの調整装置を取付けることができるというメリットがある反面、全てのダイに高価な上下方向およびウェブ進行方向の移動装置が必要であり、コストアップになるというデメリットがある。
【0019】
一方、図7に示す複数層のカーテンコータについては全てのダイが一体に構成されているので、それぞれについての移動装置は必要が無く、その分安価であるというメリットがある反面、最上流のダイ(図7の左側のダイ)を除いて、プロファイルの調整装置を取付けることが困難である、ダイにウェブへの塗工前から塗料を流しておいた場合に塗料は混合してしまうので、塗料キャッチパンで受けても再使用することができないという大きなデメリットがある。
【0020】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みて案出されたものであり、図5に示す複数層のカーテンコータと図7に示す複数層のカーテンコータのそれぞれのメリットを生かすとともに、それぞれのデメリットを解消したカーテンコータ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】
【0021】
上記目的を達成するため本発明のカーテンコータは、下方に向けて塗料を噴出させて塗料カーテンを形成する1台または2台以上の下向きのダイと、下向きのダイから噴出した塗料カーテンを斜面上で受けて斜面に沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドから塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドプレートとを有してなるカーテンコータにおいて、上記ガイドプレートの上端に、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートの斜面に沿って流下させる上向きのダイを配設したものである。
【0022】
また、上記下向きのダイは高さおよびウェブ進行方向に位置が調節可能になっており、上記ガイドプレートの幅方向の両端付近に、ガイドプレート上面に下面が当接する1対のスライド式エッジガイドが設けられており、該1対のスライド式エッジガイドはコータ中心線を含む垂直面に関して互いに面対称になっており、内面間の寸法が下向きのダイおよび上向きのダイからの塗料噴出幅と一致しており、高さがガイドプレート斜面に沿って変化しており、上面が上記下向きのダイの下端と当接していて、上記スライド式エッジガイドの上面に沿ってダイを移動させることによって、下向きのダイから噴出されてガイドプレートに至る塗料カーテンの高さを調節するようになっているのが好ましい。
【0023】
さらに、上向きおよび下向きのダイからの塗料噴出幅と1対のスライド式エッジガイドの内面間の寸法は調節可能であるのが好ましい。
【発明の効果】
【0024】
本発明の作用効果は次のとおりです。
1台または2台以上の下向きのダイから噴出した塗料カーテンを斜面上で受けて斜面に沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドから塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドプレートの上端に、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートの斜面に沿って流下させる上向きのダイを配設した構成となっている。したがって、
(1)下向きおよび上向きの全てのダイについて図8に示すようなプロファイル調整装置を配設することができる。この点では図7に示すスライドダイヘッド式のカーテンコータよりも優れている。
(2)スタートアップ時に各ダイに塗工前から塗料を流しておくには、まず、ガイドプレートの上方にある1台または2台以上の下向きのダイはウェブ進行方向下流側または上流側の退避位置に移動しておき、流した塗料はその下方に配設された塗料キャッチパンで受けて、循環使用する。一方、上向きのダイから流出した塗料はガイドプレート上を流れて下向きのカーテンガイドから流下し、その下方に配設された塗料キャッチパンで受けて、循環使用する。このように塗料を循環させておくことにより、塗料の物性値の安定が得られるとともに塗料吐出スリットにおけるプラギングを防ぐことができる。下向きのダイはスタートアップ時の準備期間中または紙切れ時において塗料を塗料キャッチパンで受けている状態からウェブ進行方向に上流または下流に移動し通常の運転中の位置にするが、塗料キャッチパンについてもそれに合わせてある程度移動することによりダイの移動中における塗料の混合を最小限に抑えることができる。なお、この点については後で図面(図6)を用いて詳しく説明する。この点ではウェブへの塗工前から塗料を流しておいた場合に塗料は混合してしまう図7に示すスライドダイヘッド式のカーテンコータよりも優れている。
(3)このように、上向きのダイはガイドプレートに固定されているので、このダイについては高価な上下方向およびウェブ進行方向の移動装置が必要でなく、コストダウンになる。
【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。
図1は本発明のカーテンコータのカーテン形成部分の側面図であり、図2は図1のA矢視断面図であり、図3は図1のB矢視断面図である。なお、これらの図面において、図4または図5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用している。
【0026】
これらの図面において、1Aは下方に向けて塗料を噴出させて塗料カーテンを形成する上流側の下向きのダイ、1Bは下方に向けて塗料を噴出させて塗料カーテンを形成する下流側の下向きのダイである。これらのダイは高さおよびウェブw進行方向に位置が調節可能になっている。Bはこれらのダイから噴出した塗料カーテンを順次斜面上で受けて斜面に沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドBbから塗料カーテンとしてウェブw面上に移行させるガイドプレートである。cは上流側の下向きのダイ1Aからの塗料カーテンであり、cは下流側の下向きのダイ1Bからの塗料カーテンである。rは塗料カーテンcによって形成される塗料層、塗料層rは塗料カーテンcによって形成される塗料層である。
【0027】
1Cは上向きのダイであり、ガイドプレートBの上端に固着され、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートBの斜面Baに沿って流下させる。rは上向きのダイ1Cによって形成される塗料層である。図に示すように、塗料層r上に塗料層rが形成され、その上に塗料層rが形成されて3層の塗料層となり、カーテンガイド部Bbから3層の塗料カーテンとしてウェブw面上に移行させる。上向きのダイ1Cの下流側のリップ30(左側のリップ)は上端がガイドプレートBの上面Baと面一になっており、内側の角は面取りがしてあって、塗料が滑らかに流れるようになっている。上向きのダイ1Cの上流側のリップ31(右側のリップ)は上端がリップ30よりもわずかに高くなっている。10はマニホールド、11はスリットである。
【0028】
2はガイドプレートBの幅方向の両端付近に、ガイドプレートB上面に下面が当接する1対のスライド式エッジガイドである。スライド式エッジガイド2の上端は上向のダイ1C上まで被さっている。1対のスライド式エッジガイド2はコータ中心線Cを含む垂直面に関して互いに面対称に設けられており、内面間の寸法がダイからの塗料噴出し幅と一致している。スライド式エッジガイド2の上端の点aからその下流側の点bまでは一定の高さtであり、点bから下流に向かって徐々に高さが高くなり、高さtの頂点cに至る。頂点cから下流に向かって,徐々に高さが低くなり、高さtの点dに至る。点dから下流側は一定の高さtのままである。
【0029】
スライド式エッジガイド2は幅方向に位置が調節可能になっている。3は位置調節装置であり、スライド式エッジガイド2の長手方向に2箇所設けられている。位置調節装置3はスライド式エッジガイド2の外側の側面に回転可能に取り付けられたねじ棒4と、該ねじ棒4と螺合するとともにガイドプレートBの端面に固着されたナット部材5とからなる。
【0030】
ダイからの塗料噴出し幅はスライド式エッジガイド2の内面間の寸法と一致するように調節するが、その方法は多数開示されている。たとえば、噴出し幅を変更するにはダイ1のスリットの両端にスペーサを挿入し、外からこのスペーサを押えて漏れを防ぐとともにスペーサの飛び出しを防ぐようにしてもよい。
【0031】
また、サイドからデッケルを挿入し、このデッケルを移動してスリット11からの噴出し幅を調節するものもある。図9は特許文献3に開示された噴出し幅調節装置の斜視図である。図において1はダイである。10はダイの幅方向に延在し塗料が流入するマニホールドである。11はマニホールドに連通し先端に向かって開口するスリットである。fはデッケルシャフトで、マニホールド10内に挿入され、先端部gはプラスチック製で液密構造になっており、内部が中空になっていて、塗料が流れるようになっている。hはデッケルシャフトfに取り付けられたデッケルであり、先端部iはプラスチック製で液密構造になっており、スリット11内に挿入される。jは塗料である。
【0032】
【特許文献3】特開平6−198240号
【0033】
次に本実施例の作用効果を説明する。(図1参照)
2台の下向きのダイ1A、1Bから噴出した塗料カーテンcを斜面上で受けて斜面Baに沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドBbから塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドプレートの上端に、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートの斜面に沿って流下させる上向きのダイ1Cを配設した構成となっている。したがって、
(1)下向きおよび上向きの全てのダイについて図8に示すようなプロファイル調整装置を配設することができる。この点では図7に示すスライドダイヘッド式のカーテンコータよりも優れている。
(2)図6はスタートアップ時または紙切れ時の状態から通常の運転時に至るまでのダイとキャッチパンとの位置を示す図であり、本図においては図1に比較して、最上流に下向きのダイ1Dを加えて、合計3台の下向きのダイを使用した場合について説明している。 図6(A)はスタートアップ時または紙切れ時に各ダイに塗工前から塗料を流しておくことの説明図である。ガイドプレートBの上方にある2台の下向きのダイ1A、1Bは一点鎖線で示すように、ウェブ進行方向下流側の退避位置に移動しておき、最上流の下向きのダイ1Dはウェブ進行方向上流側の退避位置に移動しておき、流した塗料はそれらの下方に配設された塗料キャッチパン40、41および44で受けて、循環使用する。一方、上向きのダイ1Cから流出した塗料は点線で示すように、ガイドプレートB上を流れて下向きのカーテンガイドBbから流下し、下方に配設された塗料キャッチパン42で受けて、循環使用する。次に、図6(B)に示すように下向きのダイ1A、1Bは、スタートアップ時の準備期間中または紙切れ時に塗料を塗料キャッチパン40、41で受けている状態から、ウェブ進行方向に上流に移動し通常の運転中の位置にするが、塗料キャッチパン41はそのままの位置において置き、塗料キャッチパン40はその間に上流側に移動し、塗料キャッチパン40の上流側の上端に、上流に向かって斜め上方に延びて取付けられたガイド板40aが塗料キャッチパン41の上方を覆うので、下向きのダイ1Aから流出した塗料は下向きのダイ1Bから流出した塗料と混合することなく循環使用することができる。一方最上流の下向きのダイ1Dは下流側に移動して通常の運転中の位置にするときに、塗料キャッチパン44はそのままの位置において置くが、塗料キャッチパン44の下流側の上端に、下流に向かって斜め上方に延びて取付けられたガイド板44aが上向きのダイ1Cの上方を覆っているので下向きのダイ1Dから流出した塗料が上向きのダイ1Cを汚すことなく循環使用することができる。一方、カーテンガイドBbの下方に配設された塗料キャッチパン42は図6(A)で矢印で示すように移動し、通常の運転中または混合塗料キャッチパン43を使用しているときにはウェブ進行方向下流側の退避位置に移動して置く。混合塗料キャッチパン43は図6(A)で矢印で示すように移動し、図6(B)に示すように使用位置に位置させて、4種類の塗料を受ける。この状態では塗料が混合して捨てることになるが、この状態は数秒間でよく従ってロスは少ない。図6(C)は通常の運転状態を示している。すなわち、混合塗料キャッチパン43は退避位置(図6(C)では下流側に示してあるが、図6(A)に示すように上流側であっても良い。)に移動し、混合塗料はウェブwに塗布される。なお、図6(A)および図6(B)に1点鎖線で示すwはウェブwが通っていない状態のウェブwの通路である。また、図6(C)の通常の運転状態のときに紙が切れたときには直ちに図6(A)の状態に移行し、紙切れが復旧したら、図6(C)の通常の運転状態に戻す。
(3)上向きのダイ1CはガイドプレートBに固定されているので、このダイについては高価な上下方向およびウェブ進行方向の移動装置が必要でなく、下向きのダイだけのものに比べてコストダウンになる。
【0034】
再び図1に戻って説明する。ガイドプレートBの上面の幅方向の両端付近に1対のスライド式エッジガイド2が設けられており、スライド式エッジガイド2の上面に沿ってダイ1A、1Bを移動させることによって、ダイ1A、1Bから噴出されてガイドプレートに至る塗料カーテンc、cの高さを容易に調節することができる。したがって、流量が少なく塗料カーテンの厚さが薄くても塗料カーテンが自由落下の途中で幅方向に破れてしまい筋状の流れ(図4参照)になってしまうようなことが無いし、また、ガイドプレートB上の塗料層r、r、rが乱れてしまったり、ガイドプレート上の塗料層rを他方のダイ1A、1Bで引っ掻いてしまうようなことは無く、ガイドプレートB上で安定した一様な厚さの塗料層が得られる。
【0035】
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、下向きのダイは2台または3台であるとして説明したが、1台または4台以上であってもよい。また、ガイドプレートBは固定のものであるとして説明したが、斜面Baの傾き角が調整できるようになっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明のカーテンコータのカーテン形成部分の側面図である。
【図2】図1のA矢視断面図である。
【図3】図1のB矢視断面図である。
【図4】従来のエッジガイドの概念図である。
【図5】従来の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。
【図6】各ダイに塗工前から塗料を流しておくことの説明図である。
【図7】スライドダイヘッド式の3層の塗工装置の側面図である。
【図8】ダイの断面図である。
【図9】噴出し幅調節装置の斜視図である。
【符号の説明】
【0037】
1A 上流側の下向きのダイ
1B 下流側の下向きのダイ
1C 上向のダイ
2 スライド式エッジガイド
B ガイドプレート
w ウェブ
ウェブの通路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下方に向けて塗料を噴出させて塗料カーテンを形成する1台または2台以上の下向きのダイと、下向きのダイから噴出した塗料カーテンを斜面上で受けて斜面に沿って流下させ下端の下向きのカーテンガイドから塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドプレートとを有してなるカーテンコータにおいて、上記ガイドプレートの上端に、上方に向けて塗料を噴出させてガイドプレートの斜面に沿って流下させる上向きのダイを配設したことを特徴とするカーテンコータ。
【請求項2】
上記下向きのダイは高さおよびウェブ進行方向に位置が調節可能になっており、上記ガイドプレートの幅方向の両端付近に、ガイドプレート上面に下面が当接する1対のスライド式エッジガイドが設けられており、該1対のスライド式エッジガイドはコータ中心線を含む垂直面に関して互いに面対称になっており、内面間の寸法が下向きのダイおよび上向きのダイからの塗料噴出幅と一致しており、高さがガイドプレート斜面に沿って変化しており、上面が上記下向きのダイの下端と当接していて、上記スライド式エッジガイドの上面に沿ってダイを移動させることによって、下向きのダイから噴出されてガイドプレートに至る塗料カーテンの高さを調節するようになっている請求項1記載のカーテンコータ。
【請求項3】
上向きおよび下向きのダイからの塗料噴出幅と1対のスライド式エッジガイドの内面間の寸法は調節可能である請求項2記載のカーテンコータ。

【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7】
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【図8】
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【図9】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−262064(P2009−262064A)
【公開日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−115460(P2008−115460)
【出願日】平成20年4月25日(2008.4.25)
【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)】