塗工シート製造装置および製造方法
【課題】塗工シート製造装置の加速時から所定の生産速度時、さらに減速時のいずれの速度領域においても、従来以上に損紙を低減させるとともに塗工液を安定して塗布できる塗工シート製造装置および製造方法を提供する。また、塗工シートの品種の増加や高品質化のため、塗工装置を複数設置した場合にも、各塗工装置での塗工液量を自動制御することができる塗工シート製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】カーテンコータの塗工液供給量と乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、運転制御器は、シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、情報と塗工液供給量と乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、情報と相関関係とに基づいて塗工液供給量と乾燥量とを演算する演算手段とを具えている。
【解決手段】カーテンコータの塗工液供給量と乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、運転制御器は、シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、情報と塗工液供給量と乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、情報と相関関係とに基づいて塗工液供給量と乾燥量とを演算する演算手段とを具えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙工場において製造される紙を原紙として、原紙の表面に塗工液を塗布・乾燥し、塗工シートを安定して生産するための塗工シート製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙工場で製造される紙の殆どは、目的の用途に適合した加工紙とされる。加工紙には様々なものがあり、その一つに塗工シートがある。塗工シートは、紙の表面に塗工液を塗布し塗工液膜を形成した後、乾燥工程を経て製造されるものである。塗工液を塗布する塗工装置として、ブレードコータを用いた接触式塗工装置とカーテンコータを用いた非接触式塗工装置とがある。接触式塗工装置にはこの他にロッドメタリングを用いた塗工装置もある。
【０００３】
前記ブレードコータを用いた塗工装置は、走行するシートに所定の塗工液量を付着させ、付着した塗工液の余剰分をブレードの押し当て力を制御して掻き落とすことにより、シート表面に所要の厚さの塗工膜を形成するものである。ブレードコータを用いた塗工装置および制御方法については例えば特許文献１に示すような制御が公知である。
【０００４】
ブレードコータを用いた塗工装置の欠点は、シートの塗工液付着面にブレードを押し当てるため、ブレードの磨耗や汚れによるストリークが発生したり、塗工液がシートの凹凸の影響を受け、凸部は薄く、凹部は厚くなるといったまだら状の塗工面になり易く、場合によっては、シート表面をブレードで引き掻くために、シートの凸部で繊維が露出してしまう程に塗工液が掻き落とされてしまう点である。また、ブレード自体も磨耗するため取替作業を必要とし、運転効率が悪いという問題があった。
【０００５】
このようなブレードコータの不具合を改良したのがカーテンコータを用いた非接触式塗工装置である。該塗工装置は、カーテン膜状にした塗工液を走行するシートに直接流下させて塗布することにより、シートの表面に所要の厚さの塗工膜を形成するものである。カーテンコータを用いた塗工装置については例えば特許文献２に示すような構成が公知である。
【０００６】
以下、図６によりカーテンコータを用いた従来の塗工シート製造装置の一例について説明する。該塗工装置は、内部に塗工液Ｘを溜めるポケット０１ａを有し、下端部に開口するスリット０１ｂを形成したカーテンコータ０１を、払出しロール１９から繰り出されて下流側へ走行されるシート１０の上方位置に設置し、走行するシート１０の表面に塗工液Ｘをカーテン状に流下させて塗布を行ない、その後乾燥装置０４へ導入して乾燥させて塗工シート１０ａを製造する装置である。
【０００７】
また、カーテンコータを用いた従来の塗工シート製造装置には、図７に示すように、塗工シートの品種の増加や高品質化のためカーテンコータ０１とカーテンコータ０１′とをシート１０の走行方向に所定間隔をおいて複数設置し、上流側に位置するカーテンコータ０１からカーテン状に流下される塗工液をシート１０の表面に直接塗布して塗工面を形成し、その後塗工液表面を乾燥装置１８にて乾燥させ、さらに該塗工面上に下流側に位置するカーテンコータ０１′よりカーテン状に流下する塗工液を重ねて塗布し、その後、再度乾燥装置０４で乾燥させて多層塗工紙とするものもある。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−３１８５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで前述した従来のカーテンコータを用いた塗工装置においては、カーテンコータ０１に供給する塗工液供給量の制御はオペレータの技量と勘に頼って操作しており、このため走行するシート１０の表面に所要の厚さの塗工膜を形成するまでの調整に時間を要していた。同様に乾燥装置０４の乾燥量制御もオペレータの技量と勘による操作であるため、シート１０′が所要の水分率に達するまでの調整に時間を要していた。このため、塗布を開始してから品質が安定するまでの間に走行したシート１０およびその間に要した塗工液は全て無駄になるといった問題があった。
【００１０】
また、シート１０が走行を開始してから所定の生産速度に到達するまでの増速中は、常時塗工シート製造装置速度が変わり、オペレータの操作による塗工液供給量の調整では安定した塗工膜厚の形成が極めて困難であるため、塗工シート製造装置の増速時には塗布することなく、所定の生産速度に達してから塗布を開始していた。同様に塗工停止時には、生産速度時にシート１０への塗布を止め、その後生産速度から徐々に減速して塗工シート製造装置を停止させていた。このように塗工シート製造装置立ち上げ時や停止時の増減速時には、塗布されないシートのみを走行させていたため、その間は損紙を発生させざるを得なかった。
【００１１】
また、塗工装置を複数設置した場合においては、オペレータの操作による各装置の調整がさらに困難となるばかりでなく、塗工シート製造装置の全長が長くなり、限られた工場内の所定場所への設置が困難であった。
【００１２】
以上のようなことから、本発明はカーテンコータを用いた塗工装置において、塗工シート製造装置の加速時から所定の生産速度時、さらに減速時のいずれの速度領域においても、従来以上に損紙を低減させるとともに塗工液を安定して塗布できる塗工シート製造装置および製造方法を提供することを課題とする。また、塗工シートの品種の増加や高品質化のため、塗工装置を複数設置した場合にも、各塗工装置での塗工液量を自動制御することができる塗工シート製造装置および製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決することを目的としてなされ、下記の装置及び方法を提供する。
【００１４】
その第１として、走行するシートに塗工液を塗布するカーテンコータと、塗工後の該シートを乾燥させる乾燥装置とを備えた塗工シート製造装置において、前記カーテンコータの塗工液供給量と前記乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、該運転制御器は、前記シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、前記情報と前記塗工液供給量と前記乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、前記情報と前記相関関係とに基づいて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを演算する演算手段とを具えていることを特徴とする塗工シート製造装置を提供する。
【００１５】
第２として、前記運転制御器は、シート走行速度に応じて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを制御する手段を具えていることを特徴とする第１記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１６】
第３として、乾燥後の前記シートの塗工膜厚を計測する計測手段を設け、前記運転制御器が該計測値に基づいて前記塗工液供給量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする第１または第２記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１７】
第４として、乾燥後の前記シートの水分率を計測する計測手段を設け、前記運転制御器が該計測値に基づいて前記乾燥量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする第１ないし第３のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１８】
第５として、走行するシートに塗工液を塗布する塗工手段を複数設け、該複数の塗工手段のうち少なくともいずれか一つの塗工手段がカーテンコータであることを特徴とする第１ないし第４のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１９】
第６として、前記複数の塗工手段が走行するシートの両面に設置されたことを特徴とする第５記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００２０】
第７として、前記カーテンコータと乾燥装置の間であってシート進行方向と直行する方向にエアターン装置を設置し、かつ該エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置を設けたことを特徴とする第１ないし第６のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００２１】
第８として、走行するシートにカーテンコータから塗工液を塗布することにより塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、前記塗工液の供給量をシート走行速度に応じた目標塗工量から演算により求めることを特徴とする塗工シート製造方法を提供する。
【００２２】
第９として、前記塗工液供給量を所定のシート速度に対する塗工液濃度、目標塗工液量および塗工液供給量との相関関係から求めることを特徴とする第８記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２３】
第１０として、塗工シートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする第８または第９記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２４】
第１１として、走行するシートに前記カーテンコータから塗工液を塗布した後、該シート上の塗工液を乾燥させて塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた目標水分率から乾燥量を演算により求め、該乾燥量に基づきシートを乾燥することを特徴とする第８ないし第１０のいずれか記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２５】
第１２として、前記乾燥量を所定のシート速度に対する目標塗工液量、塗工液濃度、目標水分率および乾燥量との相関関係から求めることを特徴とする第１１記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２６】
第１３として、乾燥されたシートから水分率を検出し、該検出値と前記目標水分率との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記乾燥量を補正することを特徴とする第１１または第１２記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２７】
第１４として、乾燥されたシートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする第１１ないし第１３のいずれか記載の塗工シート製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２８】
第１記載の塗工シート製造装置において、運転制御器を設けた構成としたことで、シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と生産速度とからなる情報を入力すると、相関関係に基づいてカーテンコータへの塗工液供給量と乾燥装置の乾燥量とを演算するため、シート走行速度（塗工シート製造装置速度）が生産速度に達し塗布および乾燥を開始した直後から所要の塗工膜厚および水分率の塗工シートを形成することができる。従って、塗布および乾燥を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる塗工液供給量の調整も不要となる。
【００２９】
第２記載の塗工シート製造装置において、シート走行速度に応じた塗工液供給量と乾燥量とを演算する運転制御器を設けた構成としたことで、上記第１記載の装置と同様の作用効果に加え、塗工シート製造装置稼動開始から生産速度に至るまでの増速途中、もしくは生産速度から停止に至るまでの減速途中であっても所要の塗工膜厚および水分率の塗工シートを形成することができる。従って、塗工シート製造装置の加減速時に走行するシートの損失を抑制することができる。
【００３０】
第３記載の塗工シート製造装置において、塗工膜厚を計測する計測手段を設けた構成としたことで、上記第１または第２記載の装置と同様の作用効果に加え、フィードバック制御により塗工液供給量を補正することで、常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。従って、塗工膜厚に不具合が生じてから、塗工液供給量を調整して所要の塗工膜厚に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３１】
第４記載の塗工シート製造装置において、水分率を計測する計測手段を設けた構成としたことで、上記第１ないし第３のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、フィードバック制御により乾燥量を補正することで、常に所要の水分率の塗工シートを継続して形成することができる。従って、水分率に不具合が生じてから、乾燥量を調整して所用の水分率に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる乾燥量の調整も不要となる。
【００３２】
第５記載の塗工シート製造装置において、塗工手段を複数設けた構成としたことで、上記第１ないし第４のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、塗布直後から損紙や塗工液の損失を発生させることなく多層塗工シートを安定して生産することができる。
【００３３】
第６記載の塗工シート製造装置において、シートの両面に塗工手段を設けた構成としたことで、上記第５記載の装置と同様の作用効果に加え、塗布直後から損紙や塗工液の損失を発生させることなく両面塗工シートを安定して生産することができる。
【００３４】
第７記載の塗工シート製造装置において、エアターン装置を設けた構成としたことで、上記第１ないし第６のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、塗工シート製造装置のレイアウトのバリエーションが増えるとともに、装置全体をコンパクトに配置することができる。さらにエアターン装置がカーテンコータに接近した位置に配置されても、エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置が配置されるため、エアターン装置からの風圧の影響がカーテンコータで形成する塗工液膜に及ぶこともなく安定した塗工ができる。
【００３５】
第８記載の塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた塗工液供給量を求めるようにしたことで、シート走行速度に影響なく塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。従って、塗布を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる塗工液供給量の調整も不要となる。
【００３６】
第９記載の塗工シート製造方法において、相関関係から塗工液供給量を求めるようにしたことで、上記第８記載の方法と同様の作用効果に加え、塗工液濃度に影響なく塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。
【００３７】
第１０記載の塗工シート製造方法において、塗布後の塗工膜厚を検出し塗工液供給量を補正するようにしたことで、上記第８または第９記載の方法と同様の作用効果に加え、常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。従って、塗工膜厚に不具合が生じてから、塗工液供給量を調整して所要の塗工膜厚に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３８】
第１１記載の塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた乾燥量を求めるようにしたことで、上記第８ないし第１０のいずれか記載の方法と同様の作用効果に加え、シート走行速度に影響なく乾燥開始直後から所要の水分率の塗工シートを形成することができる。従って、乾燥を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３９】
第１２記載の塗工シート製造方法において、相関関係から乾燥量を求めるようにしたことで、上記第１１記載の方法と同様の作用効果に加え、目標塗工液量および塗工液濃度に影響なく乾燥開始直後から所要の水分率の塗工シートを形成することができる。
【００４０】
第１２記載の塗工シート製造方法において、乾燥後の水分率を検出し乾燥量を補正するようにしたことで、上記第１１または第１２記載の方法と同様の作用効果に加え、常に所要の水分率の塗工シートを継続して形成することができる。従って、水分率に不具合が生じてから、乾燥量を調整して所要の水分率に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる乾燥量の調整も不要となる。
【００４１】
第１４記載の塗工シート製造方法において、乾燥後の塗工膜厚を検出し塗工液供給量を補正するようにしたことで、上記第１１ないし第１３のいずれか記載の方法と同様手段の作用効果に加え、乾燥後でも常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明すると、図１はその塗工シート製造装置の構成図であり、図２はその塗工シート製造装置の制御フロー図である。なお、図１において図６と同符号は同一のものを示す。
【００４４】
そこで以下、図１に基づいて本実施形態にかかる塗工シート製造装置の構成を説明する。
アンリール０８−１に巻回されたシート１０をリール０９−１で巻き取りながら繰り出し、該シート１０の表面に塗工液をカーテン状に流下させて塗布するカーテンコータ０１が該シート１０の上方位置に配設され、カーテンコータ０１の下流側には、シート１０の長さ方向所定領域を覆う乾燥装置０４が図示の如く設置される。
【００４５】
アンリール０８−１およびリール０９−１は最外層のシート周速が同期するようそれぞれ駆動用モータ０８−２および駆動用モータ０９−２により駆動される。
【００４６】
カーテンコータ０１には、内部に塗工液Ｘを溜めるポケット０１ａが設けられ、該下端部には開口するスリット０１ｂが形成されている。該ポケット０１ａには、塗工液を貯留した塗工液供給タンク０３から塗工液供給ポンプ０２−１を経由して塗工液が供給される。塗工液の供給構成は、その塗工液供給量をカーテンコータ０１へ供給できる構成であればよく、当該構成に限定されない。また、塗工液中の気泡を除去するために、カーテンコータ０１の上流側に脱泡器を設けてもよい。
【００４７】
熱風乾燥機０４は少なくとも塗工側から乾燥させる構成とし、塗工シート両面から挟み込むような配置にして乾燥させるようにするとなおよい。乾燥装置０４はブロア用モータ０６−２で駆動されるブロア０６−１により熱交換器０５で発生する熱が送熱供給され、該熱風により塗工シート１０を乾燥させる熱風吹出し式のものである。このほか、赤外線ヒータ方式で直接塗工シートを加熱乾燥する方式としてもよく、塗工シートを乾燥できる構成であれば当該構成に限定されない。また適正塗工量制御をするため本願発明に係る塗工装置には運転制御器１１が設けられ、カーテンコータ０１の上流側および乾燥装置０４の下流側のシート１０直近にそれぞれ設置されたＢ／Ｍ計０７−１と０７−２により、シート１０表面の塗工状態を示すデータを検出し、該データに基づき運転制御器１１にて塗工シート製造装置の各種制御を行うようにしている。
【００４８】
つぎにこれらの機器の作用につき説明する。駆動モータ０８−２および０９−２は、塗工シート製造装置起動時から停止時までそれぞれアンリール０８−１およびリール０９−１の最外層のシート周速が同期するよう運転制御器１１により制御され、シートの破断を防止するとともに、アンリール０８−１がなくなる時には図示しない紙継ぎ装置により新しいロールと紙継ぎされ、塗工シート製造装置を停止させることなく連続塗工ができる構成としている。当該駆動モータ０８−２および０９−２の駆動制御は、運転制御器１１中の演算装置１３により行われる。
【００４９】
０７−１は塗工前のシート１０の坪量と水分率とを計測するためにアンリール０８−１の下流側でかつカーテンコータ０１の上流側に設けたＢ／Ｍ計であり、０７−２は乾燥後のシート１０の坪量と水分率とを計測するために乾燥機０４の下流側でかつリール０９−１の上流側に設けたＢ／Ｍ計である。当該Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２により計測されたデータは運転制御器１１内にあるＢ／Ｍ計演算器１２へと送られる。当該塗工シート製造装置の設置される地方や季節変動、工場内の環境等の気温や湿度等の影響により塗工前シートの状態を明確に把握することは難しいため、Ｂ／Ｍ計０７−１を設置することにより、より高品質の塗工管理ができるが、塗工シートの品質が低い場合には、事前に塗工前のシート１０の坪量と水分率等のシート１０情報を直接運転制御器１１に入力するようにして、Ｂ／Ｍ計０７−１を割愛してもよい。
【００５０】
熱風乾燥装置０４は、通過する塗工シート全域に熱を放出させることにより、シート１０上に塗布された塗工液の表面を設定された所定の水分率になるよう均一に加熱乾燥させて塗工シートの品質を確保している。当該乾燥装置０４の熱風の風量は前記Ｂ／Ｍ計０７−２で塗工シートの乾燥情報を元に、運転制御器１１内にある演算装置１３により適正乾燥するよう制御される。
【００５１】
１１は運転制御器で、入力装置１４とＢ／Ｍ計演算器１２と演算装置１３とにより構成され、オペレータによる入力情報のほか、駆動モータ０８−２および０９−２の駆動情報、Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２から送られるシートの坪量と水分率のシート計測情報を演算処理し、演算結果を用いて該シート速度に応じた塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２による塗工量およびブロア用モータ０６−２による乾燥量を制御している。
【００５２】
前記入力装置１４は、塗工シート製造装置稼動前に所定の入力情報を入力する装置で、入力情報としては、塗工シート製造装置の生産速度、使用する塗工液濃度、目標塗工液量(塗工膜厚)、および目標水分率がある。
【００５３】
前記Ｂ／Ｍ計演算器１２は、Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２からのシート計測情報を受信すると、塗工前後のシート計測情報の差分を求め、塗工後のシート１０の塗工膜厚と水分率とをそれぞれ演算する。
【００５４】
前記演算装置１３は、塗工シート製造装置の生産速度、使用する塗工液濃度、目標塗工液量、目標水分率、およびこれらのデータに対応する塗工液供給量および乾燥量との相関関係のデータを記憶保持しており、塗工シート製造装置の運転状況や塗工シートの塗布状況に応じ、最適の塗工品質を確保するよう塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２およびブロア用モータ０６−２へ制御信号を発信する。該相関関係のデータは、前記相関関係を事前に実験や実機計測データを元に作成された情報であり、演算装置１３の初期データとして内蔵されるものである。該相関関係のデータは、運転制御器１１の外部に設けた記憶媒体に保持し、ＬＡＮ回線等により運転制御器１１に繋いだ構成であってもよい。前記塗工液濃度については、塗工液濃度計測装置を塗工液供給タンク０３に設置し、計測した塗工液濃度を入力装置１４へ自動入力するようにしても、塗工シート製造装置稼動前にオペレータがその計測値を前記入力装置１４からマニュアル入力するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図２に基づいて本実施形態にかかる塗工シート製造装置の制御フローを説明する。
（Ａ−ＳＴＥＰ１）まず運転制御器１１の入力装置１４に、目標塗工量Ｔ０と塗工液濃度Ｓ０と生産速度Ｖ０と目標水分率Ｗ０とからなる入力情報を入力する。当該入力は初期値として塗工シート製造装置稼動前にオペレータが事前に入力する。
【００５６】
（Ａ−ＳＴＥＰ２ａ）入力情報が入力されると、演算装置１３は該入力情報を元に記憶保持された相関関係のデータ群の中から、生産速度Ｖ０に対応するデータを抽出する。該データには塗工液濃度Ｓに対応する目標塗工液量Ｔおよび塗工液供給量Ｑとの相関関係が示されている。該相関関係のデータにおいて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標塗工液量Ｔ０に対応する塗工液供給量Ｑ０を求める。
【００５７】
（Ａ−ＳＴＥＰ２ｂ）乾燥量の制御についても同様に、演算装置１３は前記入力情報を元に記憶保持された相関関係のデータ群の中から、生産速度Ｖ０と目標塗工量Ｔ０とに対応するデータを抽出する。該データには塗工液濃度Ｓ０に対応する目標水分率Ｗ０および乾燥量Ｄ０との相関関係が示されている。該相関関係のデータにおいて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標水分率Ｗ０に対応する乾燥量Ｄ０を求める。なお、図２中に該相関関係の一例を示すが、図示するようなグラフでなくとも前記パラメータ相互の関係が分かるものであれば他のグラフや数式であってもよい。
【００５８】
ところで、上述した相関関係のデータとは、図２中のＡ−ＳＴＥＰ２ａおよび２ｂに示すように、例えば、塗工シート製造装置速度(以下「マシン速度」という)Ｖ０を一定としたときの塗工液供給量Ｑ０と目標塗工液量Ｔ０との関係を各塗工液濃度Ｓ０毎に求めたものやマシン速度Ｖ０と目標塗工液量Ｔ０とを一定としたときの乾燥量Ｄ０と目標水分率Ｗ０との関係を各塗工液濃度Ｓ０毎に求めたものである。これにより、生産速度Ｖ０と塗工液濃度Ｓ０とが設定されると、目標塗工液量Ｔ０を特定することにより塗工液供給量Ｑ０が得られ、さらに目標水分率Ｗ０を特定することにより乾燥量Ｄ０が得られる。このような相関関係のデータを各マシン速度Ｖ０毎に事前に演算装置１３に記憶させておく。より最適な制御を行うためには、前記演算時から、その後実際に塗布や乾燥がシート１０に反映される時までの時間的なずれを考慮して、当該時間差分のマシン速度Ｖ０を予測して演算する必要がある。
【００５９】
（Ａ−ＳＴＥＰ３ａ）塗工シート製造装置の稼動中は、アンリール駆動モータ０８−２とリール駆動モータ０９−２から演算装置１３にマシン速度信号が常時発信され、マシン速度が生産速度Ｖ０に達すると、演算装置１３は演算した塗工液供給量分Ｑ０の塗工液供給量信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２へと送る。塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２は塗工液供給量信号を受信し、塗工液供給ポンプ０２−１を駆動して塗工液量Ｑ０を塗工液供給タンク０３からカーテンコータ０１に供給する。カーテンコータ０１はポケット０１ａで塗工液を受け、スリット０１ｂを通して塗工液をカーテン膜状に形成しシート１０表面へ塗布する。
【００６０】
（Ａ−ＳＴＥＰ３ｂ）一方、乾燥量の制御については、マシン速度が生産速度Ｖ０に達すると、演算装置１３は演算した乾燥量分Ｄ０の乾燥量信号をブロア用モータ０６−２へと送る。ブロア用モータ０６−２は乾燥量信号を受信するとブロア０６−１を駆動して乾燥量Ｄ０に見合う所定の風量により熱交換機０５で作られた熱源を熱風乾燥機０４へ送り込み塗工シートを乾燥する。
【００６１】
（Ａ−ＳＴＥＰ４ａおよび４ｂ）塗布中は、Ｂ／Ｍ計０７−１が塗布前のシート１０の坪量と水分率とを計測し、Ｂ／Ｍ計演算器１２へ計測値を常時発信する。同様にＢ／Ｍ計０７−２は乾燥後のシート１０の坪量と水分率とを計測し、Ｂ／Ｍ計演算器１２へ計測値を常時発信する。
【００６２】
（Ａ−ＳＴＥＰ５ａおよび５ｂ）Ｂ／Ｍ計演算器１２は各Ｂ／Ｍ計からの計測値を受信すると、前記坪量から塗工液量ＴＸを演算するとともに、実測した水分率ＷＸを演算し、それらの演算結果を演算装置１３に発信する。
【００６３】
（Ａ−ＳＴＥＰ６ａおよび６ｂ）演算装置１３はＢ／Ｍ計演算器１２にて演算した塗工液量ＴＸと入力した目標塗工液量Ｔ０との差分である塗工液量ΔＴを演算する。差分の塗工液量ΔＴは目標値と実測値とのズレであり、該塗工液量ΔＴの値が所定の許容範囲を逸脱した場合には、演算装置１３は塗工液量ΔＴを消滅するに必要な塗工液供給量ΔＱを求め、現在の塗工液供給量Ｑ０に差分の塗工液供給量ΔＱを加算する補正を行う。乾燥量についても同様に、実測による水分率ＷＸと入力した目標水分率Ｗ０との差分である水分率ΔＷを演算する。差分の水分率ΔＷは目標値と実測値とのズレであり、該水分率ΔＷの値が所定の許容範囲を逸脱した場合には、演算装置１３は水分率ΔＷを消滅するに必要な乾燥量ΔＤを求め、現在の乾燥量Ｄ０に差分の乾燥量ΔＤを加算する補正を行う。
【００６４】
（Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂ）演算装置１３は、塗工液供給量Ｑ０＋ΔＱおよび乾燥量Ｄ０＋ΔＤに見合う塗工液供給量信号および乾燥量信号に換算した信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２およびブロア用モータ０６−２にそれぞれ発信して、シート１０の坪量および水分率の実測値が常に所定の許容値内となるように、塗工液供給量および乾燥量を補正するフィードバック制御を行う。
【００６５】
このように、第１の実施形態によれば、塗工液供給量および目標水分率に合致する適正乾燥量を、それぞれ内蔵した相関関係のデータから演算し、これを元に塗布や乾燥を行うため、塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。また、生産途中で塗工膜厚もしくは水分率に許容値を超える微小なずれが生じた場合にも、フィードバック制御により塗工液供給量もしくは乾燥量の補正を自動的に行うことができるため、安定した塗工シートの生産ができる。従って、従来の問題点であった、塗布を開始してから塗工膜厚と水分率とが安定するまでに生じたシートおよび塗工液の損失を格段に抑制することが可能となる。また、塗工シート製造装置稼動後は熟練オペレータの操作は一切不要となる。
【００６６】
ところで、カーテンコータ０１がシート幅に応じて塗布幅を制御できるものである場合には、入力装置１４への入力情報としてシート幅情報を追加入力し、演算装置１３でカーテンコータ０１の塗布幅制御信号に変換してカーテンコータ０１の幅制御をすることにより、シート幅に応じた塗工液量を供給するようにしてもよい。こうすることで、シート幅に応じた塗工液量を塗布するため、塗工液の不必要な供給を抑制することができる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
つぎに、図３に示す本発明の第２実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。第２実施形態にかかる塗工シート製造装置は、熱風乾燥装置０４の上流側にカーテンコータを所要間隔へだてて２機直列配置した装置である。すなわち、カーテンコータ０１でシート１０表面に塗工液を塗布した直後に、さらにカーテンコータ０１′で塗工液を重ねて塗布する装置である。
【００６８】
該２機のカーテンコータからの塗工液供給量の制御は、いずれか一方のカーテンコータからの塗工液供給量を所定量とし、他方のカーテンコータからの塗工液供給量を前記第１実施形態に示した制御方法とすることにより制御することができる。２機とも最適塗工するように制御するためには、双方のカーテンコータ間にＢ／Ｍ計０７−３を追加し、上流側の第１のカーテンコータ０１についてはＢ／Ｍ計０７−１と０７−２とにより、下流側の第２のカーテンコータ０１′についてはＢ／Ｍ計０７−２と０７−３とにより計測した塗工信号を元に運転制御器１１にて制御するようにする。このときのカーテンコータ０１と０１′との塗工液供給量は塗工シートの仕様により各坪量比を、例えば６０：４０のごとく設定することで調整する。
なお、第２の実施の形態では２機の塗工装置を例にとって説明したが、２機に限定されることはなく、複数の塗工装置を用いた塗工シート製造装置であってもよい。また、該塗工装置のうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとし、前記のような塗工制御を行うものであればよい。
【００６９】
このようにカーテンコータを用いた塗工装置を各々前記制御することにより、極めて高品質の多層コート紙を安定して生産することができる。また、各々の塗工装置に供給する塗工液の種類を適宜選択することで、塗工シートの品種を増やすことができる。さらに、同一塗工液を用いた多層コートの場合、複数の塗工装置のいずれかの塗工装置に不具合等が発生しても、該塗工装置の塗工液供給量を他の塗工装置から塗布することで、応急的に稼動を続けることも可能となる。
【００７０】
図４に４機直列配置したカーテンコータを用いた塗工装置を示す。このようにカーテンコータを用いた塗工装置を３機、４機と多数直列配置することにより、塗工シートの品質向上や品種を増やすこともできる。図４では４機ともカーテンコータで示したが、他の塗工装置として、このうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとしてもよい。少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとすることにより、他の塗工装置により生ずるまだら状の塗工欠陥等の不具合は解消することができるからである。
なお塗工装置の台数に応じ、乾燥機についても適宜増設し、設置場所についても塗工液の乾燥を踏まえて配置するのが望ましい。
【００７１】
（第３の実施の形態）
続いて、図５に示す本発明の第３実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。第３実施形態は、カーテンコータを用いた塗工装置下流部にエアターン装置１５を配置したものである。エアターン装置１５はシートに面する側の表面形状が円弧を描く部分円柱状の装置で、該部分円柱状の面にはエア噴出しの孔が多数設けられ、塗工シートの走行方向を塗工シートに無接触で変更することができる装置である。
【００７２】
該エアターン装置１５は、当該装置からエアが塗工シートを伝って空気流となって吹き上げられるため、直近のカーテンコータを用いた塗工装置から流下するカーテン状の塗工液に影響がないよう配置しなければならない。すなわち、カーテンコータを用いた塗工装置で塗布された塗工シートを第１のターンバー１６により一旦シート裏側方向へ向きを変え、その後塗工面側からエアを吹き付けるようにエアターン装置１５を設ける。このとき該ターンバー１６とエアターン装置１５下流側端部とで形成される塗工シートの勾配面を延長した面より少なくとも下方にカーテンコータの塗工液吐出部がくるように設置するのが望ましい。このように設置することにより、塗工液吐出部から流下する塗工液を、エアターン装置１５からの強い空気流の影響を受けることなく、安定して塗布することができるからである。エアターン装置を用いた場合、塗工シートの塗工面に直接触れることなく塗工シートの流れの向きを適宜変えることができるため、装置構成や機器配置の自由度が増し、装置全体をよりコンパクト化することができる。
【００７３】
図５に示す塗工シート製造装置は、カーテンコータをシートの表裏両面に対して２機ずつ計４機設置した例を示している。このときシート表側の塗布後にエアターン装置を配置することにより、塗工シートを９０度上方へと向きを変えることができ、さらに第２のターンバー１７により塗工シート裏面から支持することによって塗工シートの向きをさらに９０度変えることもできる。このようにエアターン装置を配置することにより装置の全体配置を適宜変えることができ、装置構成や機器配置の自由度を増すとともに、装置全体をよりコンパクト化できるため工場内における設置面積をより少なくすることができる。
図５では４機の塗工装置を例にとって説明したが、本願発明は塗工装置の台数を４機に限定するものではなく、それ以外の複数の塗工装置を用いた塗工シート製造装置であって、かつ該塗工装置のうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとし、前記のような塗工制御を行うものであればよい。少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとすることにより、他の塗工装置により生ずるまだら状の塗工欠陥等の不具合は解消されるからである。
なお塗工装置の台数に応じ、乾燥機についても適宜増設し、設置場所についても塗工液の乾燥を踏まえて配置するのが望ましい。
【００７４】
（第４の実施の形態）
さらに、本発明の第４実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。
第４実施形態は、塗工シート製造装置稼動開始から生産速度に至るまでの増速途中もしくは生産速度から停止に至るまでの減速途中での塗工液制御方法にかかる発明である。本実施形態にかかる装置構成は前述のいずれのものであってもよいので、ここでは制御フローだけを説明する。
【００７５】
まず増速中の制御方法につき説明する。運転制御器１１の入力装置１４に目標塗工液量Ｔ０と塗工液濃度Ｓ０と生産速度Ｖ０と目標水分率Ｗ０からなる入力情報を入力する。当該入力は初期値として塗工シート製造装置稼動前にオペレータが事前に入力する。
【００７６】
入力情報が入力されると、演算装置１３は該入力情報を元に前述した相関関係のデータ群の中から、増速中の所定の塗布開始速度Ｖ′に対応するデータを抽出する。該相関関係のデータを用いて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標塗工液量Ｔ０に対応する塗工液供給量Ｑ′が演算により求められる。
【００７７】
乾燥量の制御についても同様に、演算装置１３は前記入力情報を元に前述した相関関係のデータ群の中から、増速中の所定の塗布開始速度Ｖ′と目標塗工量Ｔ０とに対応するデータを抽出する。該相関関係を用いて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標水分率Ｗ０に対応する乾燥量Ｄ′が演算により求められる。
【００７８】
塗工シート製造装置の稼動中は、アンリール駆動モータ０８−２とリール駆動モータ０９−２から演算装置１３にマシン速度信号が常時発信され、増速中のマシン速度が所定の塗布開始速度Ｖ′に達すると、演算装置１３は演算した塗工液供給量分Ｑ′の塗工液供給量信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２へと送る。塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２は塗工液供給量信号を受信し、塗工液供給ポンプ０２−１を駆動して塗工液量Ｑ′を塗工液供給タンク０３からカーテンコータ０１に供給する。カーテンコータ０１はポケット０１ａで塗工液を受け、スリット０１ｂを通して塗工液をカーテン膜状に形成しシート１０表面へ塗布する。このとき塗工シート製造装置の加速分を踏まえた制御を行う必要がある。すなわち、前記演算時のマシン速度がＶ′のとき、前記演算後、該演算結果が実際にシート１０に塗布されるまでの時間的差分に対応するマシン速度変化分ΔＶを該マシン速度Ｖ′に加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ′＋ΔＶ」として演算する。
【００７９】
一方、乾燥量の制御については、増速中のマシン速度が所定の塗布開始速度Ｖ′に達すると、演算装置１３は演算した乾燥量分Ｄ′の乾燥量信号をブロア用モータ０６−２へと送る。ブロア用モータ０６−２は乾燥量信号を受信するとブロア０６−１を駆動して乾燥量Ｄ′に見合う所定の風量により熱交換機０５で作られた熱源を熱風乾燥機０４へ送り込み塗工シートを乾燥する。前記塗工同様、前記演算後〜該演算結果が実際にシート１０を乾燥するまでの時間的差分に対応するマシン速度変化分ΔＶ′を該マシン速度Ｖ′に加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ′＋ΔＶ′」として演算する。
【００８０】
その後はフィードバック制御となる。すなわち、Ｂ／Ｍ計０７−１と０７−２から計測した坪量および水分率の検出信号がＢ／Ｍ計演算器１２へ送られ、該Ｂ／Ｍ計演算器１２は前記Ａ−ＳＴＥＰ５ａおよび５ｂと同様に、実測による塗工液量および水分率を演算する。以降は前記Ａ−ＳＴＥＰ６ａおよび６ｂと同様演算装置１３により塗工液供給量および乾燥量を演算し、前記Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂと同様にそれぞれカーテンコータを用いた塗工装置および乾燥装置を制御する。
【００８１】
以降、Ａ−ＳＴＥＰ３ａおよび３ｂ〜Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂを繰り返し、増速中のマシン速度と塗工液供給および乾燥量とが常時見合うよう制御を繰り返す。さらに生産速度から停止に至る制御も同様に、減速中のマシン速度と塗工液供給および乾燥量とが常時見合うよう制御を繰り返す。また増速時と同様に、該演算時のマシン速度がＶのとき、該演算結果が実際に塗布や乾燥によりシート１０に反映されるまでの時間変化に対応するマシン速度変化分ΔＶを該マシン速度Ｖに加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ＋ΔＶ」として演算する。減速時には該ΔＶは負の値となる。
【００８２】
このように第４の実施の形態によれば、マシン速度に応じて塗工液供給量を演算し実測値と比較し、当該差分が許容範囲内となるよう制御するため、塗工シート製造装置の増速中または減速中にも所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。従って、従来問題であった塗工シート製造装置の加減速時に発生していたシートの損紙を大幅に抑制することが可能となる。また塗工シート製造装置停止時に、稼動時の制御情報を前記相関関係データに取り込むようにし、次回の塗工シート製造装置稼動時に反映させるよう学習機能を付加するとさらに好適な塗工制御ができる。
【００８３】
なお本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。上述した各々の実施形態は、塗工シート製造装置として独立したオフマシンであるが、製紙機械に連接されたオンマシンであっても良い。また、カーテンコータを用いた塗工装置と他の塗工装置とを組み合わせた形態としても良い。また、適宜カレンダ処理を行う形態としても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の塗工シート製造装置の構成図。
【図２】本発明の塗工シート製造装置の制御フロー図。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図６】従来の塗工シート製造装置の構成図。
【図７】従来の他の塗工シート製造装置の構成図。
【符号の説明】
【００８５】
Ｘ 塗工液
０１ カーテンコータ
０１ａ ポケット
０１ｂ スリット
０２−１ 塗工液供給ポンプ
０２−２ 塗工液供給ポンプ駆動モータ
０３ 塗工液供給タンク
０４ 熱風乾燥機
０５ 熱交換機
０６−１ ブロア
０６−２ ブロア用モータ
０７−１ Ｂ／Ｍ計
０７−２ Ｂ／Ｍ計
０７−３ Ｂ／Ｍ計
０７−４ Ｂ／Ｍ計
０７−５ Ｂ／Ｍ計
０８−１ アンリール
０８−２ 駆動モータ（アンリール）
０９−１ リール
０９−２ 駆動モータ（リール）
１０ シート
１０ａ 塗工シート
１１ 運転制御器
１２ Ｂ／Ｍ計演算器
１３ 演算装置
１４ 入力装置
１５ エアターン装置
１６ ターンバー
１７ ターンバー
１８ 乾燥装置
１９ 払出しロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙工場において製造される紙を原紙として、原紙の表面に塗工液を塗布・乾燥し、塗工シートを安定して生産するための塗工シート製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙工場で製造される紙の殆どは、目的の用途に適合した加工紙とされる。加工紙には様々なものがあり、その一つに塗工シートがある。塗工シートは、紙の表面に塗工液を塗布し塗工液膜を形成した後、乾燥工程を経て製造されるものである。塗工液を塗布する塗工装置として、ブレードコータを用いた接触式塗工装置とカーテンコータを用いた非接触式塗工装置とがある。接触式塗工装置にはこの他にロッドメタリングを用いた塗工装置もある。
【０００３】
前記ブレードコータを用いた塗工装置は、走行するシートに所定の塗工液量を付着させ、付着した塗工液の余剰分をブレードの押し当て力を制御して掻き落とすことにより、シート表面に所要の厚さの塗工膜を形成するものである。ブレードコータを用いた塗工装置および制御方法については例えば特許文献１に示すような制御が公知である。
【０００４】
ブレードコータを用いた塗工装置の欠点は、シートの塗工液付着面にブレードを押し当てるため、ブレードの磨耗や汚れによるストリークが発生したり、塗工液がシートの凹凸の影響を受け、凸部は薄く、凹部は厚くなるといったまだら状の塗工面になり易く、場合によっては、シート表面をブレードで引き掻くために、シートの凸部で繊維が露出してしまう程に塗工液が掻き落とされてしまう点である。また、ブレード自体も磨耗するため取替作業を必要とし、運転効率が悪いという問題があった。
【０００５】
このようなブレードコータの不具合を改良したのがカーテンコータを用いた非接触式塗工装置である。該塗工装置は、カーテン膜状にした塗工液を走行するシートに直接流下させて塗布することにより、シートの表面に所要の厚さの塗工膜を形成するものである。カーテンコータを用いた塗工装置については例えば特許文献２に示すような構成が公知である。
【０００６】
以下、図６によりカーテンコータを用いた従来の塗工シート製造装置の一例について説明する。該塗工装置は、内部に塗工液Ｘを溜めるポケット０１ａを有し、下端部に開口するスリット０１ｂを形成したカーテンコータ０１を、払出しロール１９から繰り出されて下流側へ走行されるシート１０の上方位置に設置し、走行するシート１０の表面に塗工液Ｘをカーテン状に流下させて塗布を行ない、その後乾燥装置０４へ導入して乾燥させて塗工シート１０ａを製造する装置である。
【０００７】
また、カーテンコータを用いた従来の塗工シート製造装置には、図７に示すように、塗工シートの品種の増加や高品質化のためカーテンコータ０１とカーテンコータ０１′とをシート１０の走行方向に所定間隔をおいて複数設置し、上流側に位置するカーテンコータ０１からカーテン状に流下される塗工液をシート１０の表面に直接塗布して塗工面を形成し、その後塗工液表面を乾燥装置１８にて乾燥させ、さらに該塗工面上に下流側に位置するカーテンコータ０１′よりカーテン状に流下する塗工液を重ねて塗布し、その後、再度乾燥装置０４で乾燥させて多層塗工紙とするものもある。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−３１８５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで前述した従来のカーテンコータを用いた塗工装置においては、カーテンコータ０１に供給する塗工液供給量の制御はオペレータの技量と勘に頼って操作しており、このため走行するシート１０の表面に所要の厚さの塗工膜を形成するまでの調整に時間を要していた。同様に乾燥装置０４の乾燥量制御もオペレータの技量と勘による操作であるため、シート１０′が所要の水分率に達するまでの調整に時間を要していた。このため、塗布を開始してから品質が安定するまでの間に走行したシート１０およびその間に要した塗工液は全て無駄になるといった問題があった。
【００１０】
また、シート１０が走行を開始してから所定の生産速度に到達するまでの増速中は、常時塗工シート製造装置速度が変わり、オペレータの操作による塗工液供給量の調整では安定した塗工膜厚の形成が極めて困難であるため、塗工シート製造装置の増速時には塗布することなく、所定の生産速度に達してから塗布を開始していた。同様に塗工停止時には、生産速度時にシート１０への塗布を止め、その後生産速度から徐々に減速して塗工シート製造装置を停止させていた。このように塗工シート製造装置立ち上げ時や停止時の増減速時には、塗布されないシートのみを走行させていたため、その間は損紙を発生させざるを得なかった。
【００１１】
また、塗工装置を複数設置した場合においては、オペレータの操作による各装置の調整がさらに困難となるばかりでなく、塗工シート製造装置の全長が長くなり、限られた工場内の所定場所への設置が困難であった。
【００１２】
以上のようなことから、本発明はカーテンコータを用いた塗工装置において、塗工シート製造装置の加速時から所定の生産速度時、さらに減速時のいずれの速度領域においても、従来以上に損紙を低減させるとともに塗工液を安定して塗布できる塗工シート製造装置および製造方法を提供することを課題とする。また、塗工シートの品種の増加や高品質化のため、塗工装置を複数設置した場合にも、各塗工装置での塗工液量を自動制御することができる塗工シート製造装置および製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決することを目的としてなされ、下記の装置及び方法を提供する。
【００１４】
その第１として、走行するシートに塗工液を塗布するカーテンコータと、塗工後の該シートを乾燥させる乾燥装置とを備えた塗工シート製造装置において、前記カーテンコータの塗工液供給量と前記乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、該運転制御器は、前記シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、前記情報と前記塗工液供給量と前記乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、前記情報と前記相関関係とに基づいて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを演算する演算手段とを具えていることを特徴とする塗工シート製造装置を提供する。
【００１５】
第２として、前記運転制御器は、シート走行速度に応じて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを制御する手段を具えていることを特徴とする第１記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１６】
第３として、乾燥後の前記シートの塗工膜厚を計測する計測手段を設け、前記運転制御器が該計測値に基づいて前記塗工液供給量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする第１または第２記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１７】
第４として、乾燥後の前記シートの水分率を計測する計測手段を設け、前記運転制御器が該計測値に基づいて前記乾燥量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする第１ないし第３のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１８】
第５として、走行するシートに塗工液を塗布する塗工手段を複数設け、該複数の塗工手段のうち少なくともいずれか一つの塗工手段がカーテンコータであることを特徴とする第１ないし第４のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００１９】
第６として、前記複数の塗工手段が走行するシートの両面に設置されたことを特徴とする第５記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００２０】
第７として、前記カーテンコータと乾燥装置の間であってシート進行方向と直行する方向にエアターン装置を設置し、かつ該エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置を設けたことを特徴とする第１ないし第６のいずれか記載の塗工シート製造装置を提供する。
【００２１】
第８として、走行するシートにカーテンコータから塗工液を塗布することにより塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、前記塗工液の供給量をシート走行速度に応じた目標塗工量から演算により求めることを特徴とする塗工シート製造方法を提供する。
【００２２】
第９として、前記塗工液供給量を所定のシート速度に対する塗工液濃度、目標塗工液量および塗工液供給量との相関関係から求めることを特徴とする第８記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２３】
第１０として、塗工シートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする第８または第９記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２４】
第１１として、走行するシートに前記カーテンコータから塗工液を塗布した後、該シート上の塗工液を乾燥させて塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた目標水分率から乾燥量を演算により求め、該乾燥量に基づきシートを乾燥することを特徴とする第８ないし第１０のいずれか記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２５】
第１２として、前記乾燥量を所定のシート速度に対する目標塗工液量、塗工液濃度、目標水分率および乾燥量との相関関係から求めることを特徴とする第１１記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２６】
第１３として、乾燥されたシートから水分率を検出し、該検出値と前記目標水分率との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記乾燥量を補正することを特徴とする第１１または第１２記載の塗工シート製造方法を提供する。
【００２７】
第１４として、乾燥されたシートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする第１１ないし第１３のいずれか記載の塗工シート製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２８】
第１記載の塗工シート製造装置において、運転制御器を設けた構成としたことで、シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と生産速度とからなる情報を入力すると、相関関係に基づいてカーテンコータへの塗工液供給量と乾燥装置の乾燥量とを演算するため、シート走行速度（塗工シート製造装置速度）が生産速度に達し塗布および乾燥を開始した直後から所要の塗工膜厚および水分率の塗工シートを形成することができる。従って、塗布および乾燥を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる塗工液供給量の調整も不要となる。
【００２９】
第２記載の塗工シート製造装置において、シート走行速度に応じた塗工液供給量と乾燥量とを演算する運転制御器を設けた構成としたことで、上記第１記載の装置と同様の作用効果に加え、塗工シート製造装置稼動開始から生産速度に至るまでの増速途中、もしくは生産速度から停止に至るまでの減速途中であっても所要の塗工膜厚および水分率の塗工シートを形成することができる。従って、塗工シート製造装置の加減速時に走行するシートの損失を抑制することができる。
【００３０】
第３記載の塗工シート製造装置において、塗工膜厚を計測する計測手段を設けた構成としたことで、上記第１または第２記載の装置と同様の作用効果に加え、フィードバック制御により塗工液供給量を補正することで、常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。従って、塗工膜厚に不具合が生じてから、塗工液供給量を調整して所要の塗工膜厚に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３１】
第４記載の塗工シート製造装置において、水分率を計測する計測手段を設けた構成としたことで、上記第１ないし第３のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、フィードバック制御により乾燥量を補正することで、常に所要の水分率の塗工シートを継続して形成することができる。従って、水分率に不具合が生じてから、乾燥量を調整して所用の水分率に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる乾燥量の調整も不要となる。
【００３２】
第５記載の塗工シート製造装置において、塗工手段を複数設けた構成としたことで、上記第１ないし第４のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、塗布直後から損紙や塗工液の損失を発生させることなく多層塗工シートを安定して生産することができる。
【００３３】
第６記載の塗工シート製造装置において、シートの両面に塗工手段を設けた構成としたことで、上記第５記載の装置と同様の作用効果に加え、塗布直後から損紙や塗工液の損失を発生させることなく両面塗工シートを安定して生産することができる。
【００３４】
第７記載の塗工シート製造装置において、エアターン装置を設けた構成としたことで、上記第１ないし第６のいずれか記載の装置と同様の作用効果に加え、塗工シート製造装置のレイアウトのバリエーションが増えるとともに、装置全体をコンパクトに配置することができる。さらにエアターン装置がカーテンコータに接近した位置に配置されても、エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置が配置されるため、エアターン装置からの風圧の影響がカーテンコータで形成する塗工液膜に及ぶこともなく安定した塗工ができる。
【００３５】
第８記載の塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた塗工液供給量を求めるようにしたことで、シート走行速度に影響なく塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。従って、塗布を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる塗工液供給量の調整も不要となる。
【００３６】
第９記載の塗工シート製造方法において、相関関係から塗工液供給量を求めるようにしたことで、上記第８記載の方法と同様の作用効果に加え、塗工液濃度に影響なく塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。
【００３７】
第１０記載の塗工シート製造方法において、塗布後の塗工膜厚を検出し塗工液供給量を補正するようにしたことで、上記第８または第９記載の方法と同様の作用効果に加え、常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。従って、塗工膜厚に不具合が生じてから、塗工液供給量を調整して所要の塗工膜厚に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３８】
第１１記載の塗工シート製造方法において、シート走行速度に応じた乾燥量を求めるようにしたことで、上記第８ないし第１０のいずれか記載の方法と同様の作用効果に加え、シート走行速度に影響なく乾燥開始直後から所要の水分率の塗工シートを形成することができる。従って、乾燥を開始してから品質が安定するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。
【００３９】
第１２記載の塗工シート製造方法において、相関関係から乾燥量を求めるようにしたことで、上記第１１記載の方法と同様の作用効果に加え、目標塗工液量および塗工液濃度に影響なく乾燥開始直後から所要の水分率の塗工シートを形成することができる。
【００４０】
第１２記載の塗工シート製造方法において、乾燥後の水分率を検出し乾燥量を補正するようにしたことで、上記第１１または第１２記載の方法と同様の作用効果に加え、常に所要の水分率の塗工シートを継続して形成することができる。従って、水分率に不具合が生じてから、乾燥量を調整して所要の水分率に復帰するまでの間に走行するシートや塗工液の損失を抑制することができる。さらに熟練したオペレータによる乾燥量の調整も不要となる。
【００４１】
第１４記載の塗工シート製造方法において、乾燥後の塗工膜厚を検出し塗工液供給量を補正するようにしたことで、上記第１１ないし第１３のいずれか記載の方法と同様手段の作用効果に加え、乾燥後でも常に所要の塗工膜厚の塗工シートを継続して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明すると、図１はその塗工シート製造装置の構成図であり、図２はその塗工シート製造装置の制御フロー図である。なお、図１において図６と同符号は同一のものを示す。
【００４４】
そこで以下、図１に基づいて本実施形態にかかる塗工シート製造装置の構成を説明する。
アンリール０８−１に巻回されたシート１０をリール０９−１で巻き取りながら繰り出し、該シート１０の表面に塗工液をカーテン状に流下させて塗布するカーテンコータ０１が該シート１０の上方位置に配設され、カーテンコータ０１の下流側には、シート１０の長さ方向所定領域を覆う乾燥装置０４が図示の如く設置される。
【００４５】
アンリール０８−１およびリール０９−１は最外層のシート周速が同期するようそれぞれ駆動用モータ０８−２および駆動用モータ０９−２により駆動される。
【００４６】
カーテンコータ０１には、内部に塗工液Ｘを溜めるポケット０１ａが設けられ、該下端部には開口するスリット０１ｂが形成されている。該ポケット０１ａには、塗工液を貯留した塗工液供給タンク０３から塗工液供給ポンプ０２−１を経由して塗工液が供給される。塗工液の供給構成は、その塗工液供給量をカーテンコータ０１へ供給できる構成であればよく、当該構成に限定されない。また、塗工液中の気泡を除去するために、カーテンコータ０１の上流側に脱泡器を設けてもよい。
【００４７】
熱風乾燥機０４は少なくとも塗工側から乾燥させる構成とし、塗工シート両面から挟み込むような配置にして乾燥させるようにするとなおよい。乾燥装置０４はブロア用モータ０６−２で駆動されるブロア０６−１により熱交換器０５で発生する熱が送熱供給され、該熱風により塗工シート１０を乾燥させる熱風吹出し式のものである。このほか、赤外線ヒータ方式で直接塗工シートを加熱乾燥する方式としてもよく、塗工シートを乾燥できる構成であれば当該構成に限定されない。また適正塗工量制御をするため本願発明に係る塗工装置には運転制御器１１が設けられ、カーテンコータ０１の上流側および乾燥装置０４の下流側のシート１０直近にそれぞれ設置されたＢ／Ｍ計０７−１と０７−２により、シート１０表面の塗工状態を示すデータを検出し、該データに基づき運転制御器１１にて塗工シート製造装置の各種制御を行うようにしている。
【００４８】
つぎにこれらの機器の作用につき説明する。駆動モータ０８−２および０９−２は、塗工シート製造装置起動時から停止時までそれぞれアンリール０８−１およびリール０９−１の最外層のシート周速が同期するよう運転制御器１１により制御され、シートの破断を防止するとともに、アンリール０８−１がなくなる時には図示しない紙継ぎ装置により新しいロールと紙継ぎされ、塗工シート製造装置を停止させることなく連続塗工ができる構成としている。当該駆動モータ０８−２および０９−２の駆動制御は、運転制御器１１中の演算装置１３により行われる。
【００４９】
０７−１は塗工前のシート１０の坪量と水分率とを計測するためにアンリール０８−１の下流側でかつカーテンコータ０１の上流側に設けたＢ／Ｍ計であり、０７−２は乾燥後のシート１０の坪量と水分率とを計測するために乾燥機０４の下流側でかつリール０９−１の上流側に設けたＢ／Ｍ計である。当該Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２により計測されたデータは運転制御器１１内にあるＢ／Ｍ計演算器１２へと送られる。当該塗工シート製造装置の設置される地方や季節変動、工場内の環境等の気温や湿度等の影響により塗工前シートの状態を明確に把握することは難しいため、Ｂ／Ｍ計０７−１を設置することにより、より高品質の塗工管理ができるが、塗工シートの品質が低い場合には、事前に塗工前のシート１０の坪量と水分率等のシート１０情報を直接運転制御器１１に入力するようにして、Ｂ／Ｍ計０７−１を割愛してもよい。
【００５０】
熱風乾燥装置０４は、通過する塗工シート全域に熱を放出させることにより、シート１０上に塗布された塗工液の表面を設定された所定の水分率になるよう均一に加熱乾燥させて塗工シートの品質を確保している。当該乾燥装置０４の熱風の風量は前記Ｂ／Ｍ計０７−２で塗工シートの乾燥情報を元に、運転制御器１１内にある演算装置１３により適正乾燥するよう制御される。
【００５１】
１１は運転制御器で、入力装置１４とＢ／Ｍ計演算器１２と演算装置１３とにより構成され、オペレータによる入力情報のほか、駆動モータ０８−２および０９−２の駆動情報、Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２から送られるシートの坪量と水分率のシート計測情報を演算処理し、演算結果を用いて該シート速度に応じた塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２による塗工量およびブロア用モータ０６−２による乾燥量を制御している。
【００５２】
前記入力装置１４は、塗工シート製造装置稼動前に所定の入力情報を入力する装置で、入力情報としては、塗工シート製造装置の生産速度、使用する塗工液濃度、目標塗工液量(塗工膜厚)、および目標水分率がある。
【００５３】
前記Ｂ／Ｍ計演算器１２は、Ｂ／Ｍ計０７−１および０７−２からのシート計測情報を受信すると、塗工前後のシート計測情報の差分を求め、塗工後のシート１０の塗工膜厚と水分率とをそれぞれ演算する。
【００５４】
前記演算装置１３は、塗工シート製造装置の生産速度、使用する塗工液濃度、目標塗工液量、目標水分率、およびこれらのデータに対応する塗工液供給量および乾燥量との相関関係のデータを記憶保持しており、塗工シート製造装置の運転状況や塗工シートの塗布状況に応じ、最適の塗工品質を確保するよう塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２およびブロア用モータ０６−２へ制御信号を発信する。該相関関係のデータは、前記相関関係を事前に実験や実機計測データを元に作成された情報であり、演算装置１３の初期データとして内蔵されるものである。該相関関係のデータは、運転制御器１１の外部に設けた記憶媒体に保持し、ＬＡＮ回線等により運転制御器１１に繋いだ構成であってもよい。前記塗工液濃度については、塗工液濃度計測装置を塗工液供給タンク０３に設置し、計測した塗工液濃度を入力装置１４へ自動入力するようにしても、塗工シート製造装置稼動前にオペレータがその計測値を前記入力装置１４からマニュアル入力するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図２に基づいて本実施形態にかかる塗工シート製造装置の制御フローを説明する。
（Ａ−ＳＴＥＰ１）まず運転制御器１１の入力装置１４に、目標塗工量Ｔ０と塗工液濃度Ｓ０と生産速度Ｖ０と目標水分率Ｗ０とからなる入力情報を入力する。当該入力は初期値として塗工シート製造装置稼動前にオペレータが事前に入力する。
【００５６】
（Ａ−ＳＴＥＰ２ａ）入力情報が入力されると、演算装置１３は該入力情報を元に記憶保持された相関関係のデータ群の中から、生産速度Ｖ０に対応するデータを抽出する。該データには塗工液濃度Ｓに対応する目標塗工液量Ｔおよび塗工液供給量Ｑとの相関関係が示されている。該相関関係のデータにおいて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標塗工液量Ｔ０に対応する塗工液供給量Ｑ０を求める。
【００５７】
（Ａ−ＳＴＥＰ２ｂ）乾燥量の制御についても同様に、演算装置１３は前記入力情報を元に記憶保持された相関関係のデータ群の中から、生産速度Ｖ０と目標塗工量Ｔ０とに対応するデータを抽出する。該データには塗工液濃度Ｓ０に対応する目標水分率Ｗ０および乾燥量Ｄ０との相関関係が示されている。該相関関係のデータにおいて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標水分率Ｗ０に対応する乾燥量Ｄ０を求める。なお、図２中に該相関関係の一例を示すが、図示するようなグラフでなくとも前記パラメータ相互の関係が分かるものであれば他のグラフや数式であってもよい。
【００５８】
ところで、上述した相関関係のデータとは、図２中のＡ−ＳＴＥＰ２ａおよび２ｂに示すように、例えば、塗工シート製造装置速度(以下「マシン速度」という)Ｖ０を一定としたときの塗工液供給量Ｑ０と目標塗工液量Ｔ０との関係を各塗工液濃度Ｓ０毎に求めたものやマシン速度Ｖ０と目標塗工液量Ｔ０とを一定としたときの乾燥量Ｄ０と目標水分率Ｗ０との関係を各塗工液濃度Ｓ０毎に求めたものである。これにより、生産速度Ｖ０と塗工液濃度Ｓ０とが設定されると、目標塗工液量Ｔ０を特定することにより塗工液供給量Ｑ０が得られ、さらに目標水分率Ｗ０を特定することにより乾燥量Ｄ０が得られる。このような相関関係のデータを各マシン速度Ｖ０毎に事前に演算装置１３に記憶させておく。より最適な制御を行うためには、前記演算時から、その後実際に塗布や乾燥がシート１０に反映される時までの時間的なずれを考慮して、当該時間差分のマシン速度Ｖ０を予測して演算する必要がある。
【００５９】
（Ａ−ＳＴＥＰ３ａ）塗工シート製造装置の稼動中は、アンリール駆動モータ０８−２とリール駆動モータ０９−２から演算装置１３にマシン速度信号が常時発信され、マシン速度が生産速度Ｖ０に達すると、演算装置１３は演算した塗工液供給量分Ｑ０の塗工液供給量信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２へと送る。塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２は塗工液供給量信号を受信し、塗工液供給ポンプ０２−１を駆動して塗工液量Ｑ０を塗工液供給タンク０３からカーテンコータ０１に供給する。カーテンコータ０１はポケット０１ａで塗工液を受け、スリット０１ｂを通して塗工液をカーテン膜状に形成しシート１０表面へ塗布する。
【００６０】
（Ａ−ＳＴＥＰ３ｂ）一方、乾燥量の制御については、マシン速度が生産速度Ｖ０に達すると、演算装置１３は演算した乾燥量分Ｄ０の乾燥量信号をブロア用モータ０６−２へと送る。ブロア用モータ０６−２は乾燥量信号を受信するとブロア０６−１を駆動して乾燥量Ｄ０に見合う所定の風量により熱交換機０５で作られた熱源を熱風乾燥機０４へ送り込み塗工シートを乾燥する。
【００６１】
（Ａ−ＳＴＥＰ４ａおよび４ｂ）塗布中は、Ｂ／Ｍ計０７−１が塗布前のシート１０の坪量と水分率とを計測し、Ｂ／Ｍ計演算器１２へ計測値を常時発信する。同様にＢ／Ｍ計０７−２は乾燥後のシート１０の坪量と水分率とを計測し、Ｂ／Ｍ計演算器１２へ計測値を常時発信する。
【００６２】
（Ａ−ＳＴＥＰ５ａおよび５ｂ）Ｂ／Ｍ計演算器１２は各Ｂ／Ｍ計からの計測値を受信すると、前記坪量から塗工液量ＴＸを演算するとともに、実測した水分率ＷＸを演算し、それらの演算結果を演算装置１３に発信する。
【００６３】
（Ａ−ＳＴＥＰ６ａおよび６ｂ）演算装置１３はＢ／Ｍ計演算器１２にて演算した塗工液量ＴＸと入力した目標塗工液量Ｔ０との差分である塗工液量ΔＴを演算する。差分の塗工液量ΔＴは目標値と実測値とのズレであり、該塗工液量ΔＴの値が所定の許容範囲を逸脱した場合には、演算装置１３は塗工液量ΔＴを消滅するに必要な塗工液供給量ΔＱを求め、現在の塗工液供給量Ｑ０に差分の塗工液供給量ΔＱを加算する補正を行う。乾燥量についても同様に、実測による水分率ＷＸと入力した目標水分率Ｗ０との差分である水分率ΔＷを演算する。差分の水分率ΔＷは目標値と実測値とのズレであり、該水分率ΔＷの値が所定の許容範囲を逸脱した場合には、演算装置１３は水分率ΔＷを消滅するに必要な乾燥量ΔＤを求め、現在の乾燥量Ｄ０に差分の乾燥量ΔＤを加算する補正を行う。
【００６４】
（Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂ）演算装置１３は、塗工液供給量Ｑ０＋ΔＱおよび乾燥量Ｄ０＋ΔＤに見合う塗工液供給量信号および乾燥量信号に換算した信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２およびブロア用モータ０６−２にそれぞれ発信して、シート１０の坪量および水分率の実測値が常に所定の許容値内となるように、塗工液供給量および乾燥量を補正するフィードバック制御を行う。
【００６５】
このように、第１の実施形態によれば、塗工液供給量および目標水分率に合致する適正乾燥量を、それぞれ内蔵した相関関係のデータから演算し、これを元に塗布や乾燥を行うため、塗布開始直後から所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。また、生産途中で塗工膜厚もしくは水分率に許容値を超える微小なずれが生じた場合にも、フィードバック制御により塗工液供給量もしくは乾燥量の補正を自動的に行うことができるため、安定した塗工シートの生産ができる。従って、従来の問題点であった、塗布を開始してから塗工膜厚と水分率とが安定するまでに生じたシートおよび塗工液の損失を格段に抑制することが可能となる。また、塗工シート製造装置稼動後は熟練オペレータの操作は一切不要となる。
【００６６】
ところで、カーテンコータ０１がシート幅に応じて塗布幅を制御できるものである場合には、入力装置１４への入力情報としてシート幅情報を追加入力し、演算装置１３でカーテンコータ０１の塗布幅制御信号に変換してカーテンコータ０１の幅制御をすることにより、シート幅に応じた塗工液量を供給するようにしてもよい。こうすることで、シート幅に応じた塗工液量を塗布するため、塗工液の不必要な供給を抑制することができる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
つぎに、図３に示す本発明の第２実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。第２実施形態にかかる塗工シート製造装置は、熱風乾燥装置０４の上流側にカーテンコータを所要間隔へだてて２機直列配置した装置である。すなわち、カーテンコータ０１でシート１０表面に塗工液を塗布した直後に、さらにカーテンコータ０１′で塗工液を重ねて塗布する装置である。
【００６８】
該２機のカーテンコータからの塗工液供給量の制御は、いずれか一方のカーテンコータからの塗工液供給量を所定量とし、他方のカーテンコータからの塗工液供給量を前記第１実施形態に示した制御方法とすることにより制御することができる。２機とも最適塗工するように制御するためには、双方のカーテンコータ間にＢ／Ｍ計０７−３を追加し、上流側の第１のカーテンコータ０１についてはＢ／Ｍ計０７−１と０７−２とにより、下流側の第２のカーテンコータ０１′についてはＢ／Ｍ計０７−２と０７−３とにより計測した塗工信号を元に運転制御器１１にて制御するようにする。このときのカーテンコータ０１と０１′との塗工液供給量は塗工シートの仕様により各坪量比を、例えば６０：４０のごとく設定することで調整する。
なお、第２の実施の形態では２機の塗工装置を例にとって説明したが、２機に限定されることはなく、複数の塗工装置を用いた塗工シート製造装置であってもよい。また、該塗工装置のうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとし、前記のような塗工制御を行うものであればよい。
【００６９】
このようにカーテンコータを用いた塗工装置を各々前記制御することにより、極めて高品質の多層コート紙を安定して生産することができる。また、各々の塗工装置に供給する塗工液の種類を適宜選択することで、塗工シートの品種を増やすことができる。さらに、同一塗工液を用いた多層コートの場合、複数の塗工装置のいずれかの塗工装置に不具合等が発生しても、該塗工装置の塗工液供給量を他の塗工装置から塗布することで、応急的に稼動を続けることも可能となる。
【００７０】
図４に４機直列配置したカーテンコータを用いた塗工装置を示す。このようにカーテンコータを用いた塗工装置を３機、４機と多数直列配置することにより、塗工シートの品質向上や品種を増やすこともできる。図４では４機ともカーテンコータで示したが、他の塗工装置として、このうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとしてもよい。少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとすることにより、他の塗工装置により生ずるまだら状の塗工欠陥等の不具合は解消することができるからである。
なお塗工装置の台数に応じ、乾燥機についても適宜増設し、設置場所についても塗工液の乾燥を踏まえて配置するのが望ましい。
【００７１】
（第３の実施の形態）
続いて、図５に示す本発明の第３実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。第３実施形態は、カーテンコータを用いた塗工装置下流部にエアターン装置１５を配置したものである。エアターン装置１５はシートに面する側の表面形状が円弧を描く部分円柱状の装置で、該部分円柱状の面にはエア噴出しの孔が多数設けられ、塗工シートの走行方向を塗工シートに無接触で変更することができる装置である。
【００７２】
該エアターン装置１５は、当該装置からエアが塗工シートを伝って空気流となって吹き上げられるため、直近のカーテンコータを用いた塗工装置から流下するカーテン状の塗工液に影響がないよう配置しなければならない。すなわち、カーテンコータを用いた塗工装置で塗布された塗工シートを第１のターンバー１６により一旦シート裏側方向へ向きを変え、その後塗工面側からエアを吹き付けるようにエアターン装置１５を設ける。このとき該ターンバー１６とエアターン装置１５下流側端部とで形成される塗工シートの勾配面を延長した面より少なくとも下方にカーテンコータの塗工液吐出部がくるように設置するのが望ましい。このように設置することにより、塗工液吐出部から流下する塗工液を、エアターン装置１５からの強い空気流の影響を受けることなく、安定して塗布することができるからである。エアターン装置を用いた場合、塗工シートの塗工面に直接触れることなく塗工シートの流れの向きを適宜変えることができるため、装置構成や機器配置の自由度が増し、装置全体をよりコンパクト化することができる。
【００７３】
図５に示す塗工シート製造装置は、カーテンコータをシートの表裏両面に対して２機ずつ計４機設置した例を示している。このときシート表側の塗布後にエアターン装置を配置することにより、塗工シートを９０度上方へと向きを変えることができ、さらに第２のターンバー１７により塗工シート裏面から支持することによって塗工シートの向きをさらに９０度変えることもできる。このようにエアターン装置を配置することにより装置の全体配置を適宜変えることができ、装置構成や機器配置の自由度を増すとともに、装置全体をよりコンパクト化できるため工場内における設置面積をより少なくすることができる。
図５では４機の塗工装置を例にとって説明したが、本願発明は塗工装置の台数を４機に限定するものではなく、それ以外の複数の塗工装置を用いた塗工シート製造装置であって、かつ該塗工装置のうち少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとし、前記のような塗工制御を行うものであればよい。少なくとも一の塗工装置をカーテンコータとすることにより、他の塗工装置により生ずるまだら状の塗工欠陥等の不具合は解消されるからである。
なお塗工装置の台数に応じ、乾燥機についても適宜増設し、設置場所についても塗工液の乾燥を踏まえて配置するのが望ましい。
【００７４】
（第４の実施の形態）
さらに、本発明の第４実施形態にかかる塗工シート製造装置および製造方法を説明する。
第４実施形態は、塗工シート製造装置稼動開始から生産速度に至るまでの増速途中もしくは生産速度から停止に至るまでの減速途中での塗工液制御方法にかかる発明である。本実施形態にかかる装置構成は前述のいずれのものであってもよいので、ここでは制御フローだけを説明する。
【００７５】
まず増速中の制御方法につき説明する。運転制御器１１の入力装置１４に目標塗工液量Ｔ０と塗工液濃度Ｓ０と生産速度Ｖ０と目標水分率Ｗ０からなる入力情報を入力する。当該入力は初期値として塗工シート製造装置稼動前にオペレータが事前に入力する。
【００７６】
入力情報が入力されると、演算装置１３は該入力情報を元に前述した相関関係のデータ群の中から、増速中の所定の塗布開始速度Ｖ′に対応するデータを抽出する。該相関関係のデータを用いて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標塗工液量Ｔ０に対応する塗工液供給量Ｑ′が演算により求められる。
【００７７】
乾燥量の制御についても同様に、演算装置１３は前記入力情報を元に前述した相関関係のデータ群の中から、増速中の所定の塗布開始速度Ｖ′と目標塗工量Ｔ０とに対応するデータを抽出する。該相関関係を用いて、入力された塗工液濃度Ｓ０のカーブ上で目標水分率Ｗ０に対応する乾燥量Ｄ′が演算により求められる。
【００７８】
塗工シート製造装置の稼動中は、アンリール駆動モータ０８−２とリール駆動モータ０９−２から演算装置１３にマシン速度信号が常時発信され、増速中のマシン速度が所定の塗布開始速度Ｖ′に達すると、演算装置１３は演算した塗工液供給量分Ｑ′の塗工液供給量信号を塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２へと送る。塗工液供給ポンプ駆動モータ０２−２は塗工液供給量信号を受信し、塗工液供給ポンプ０２−１を駆動して塗工液量Ｑ′を塗工液供給タンク０３からカーテンコータ０１に供給する。カーテンコータ０１はポケット０１ａで塗工液を受け、スリット０１ｂを通して塗工液をカーテン膜状に形成しシート１０表面へ塗布する。このとき塗工シート製造装置の加速分を踏まえた制御を行う必要がある。すなわち、前記演算時のマシン速度がＶ′のとき、前記演算後、該演算結果が実際にシート１０に塗布されるまでの時間的差分に対応するマシン速度変化分ΔＶを該マシン速度Ｖ′に加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ′＋ΔＶ」として演算する。
【００７９】
一方、乾燥量の制御については、増速中のマシン速度が所定の塗布開始速度Ｖ′に達すると、演算装置１３は演算した乾燥量分Ｄ′の乾燥量信号をブロア用モータ０６−２へと送る。ブロア用モータ０６−２は乾燥量信号を受信するとブロア０６−１を駆動して乾燥量Ｄ′に見合う所定の風量により熱交換機０５で作られた熱源を熱風乾燥機０４へ送り込み塗工シートを乾燥する。前記塗工同様、前記演算後〜該演算結果が実際にシート１０を乾燥するまでの時間的差分に対応するマシン速度変化分ΔＶ′を該マシン速度Ｖ′に加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ′＋ΔＶ′」として演算する。
【００８０】
その後はフィードバック制御となる。すなわち、Ｂ／Ｍ計０７−１と０７−２から計測した坪量および水分率の検出信号がＢ／Ｍ計演算器１２へ送られ、該Ｂ／Ｍ計演算器１２は前記Ａ−ＳＴＥＰ５ａおよび５ｂと同様に、実測による塗工液量および水分率を演算する。以降は前記Ａ−ＳＴＥＰ６ａおよび６ｂと同様演算装置１３により塗工液供給量および乾燥量を演算し、前記Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂと同様にそれぞれカーテンコータを用いた塗工装置および乾燥装置を制御する。
【００８１】
以降、Ａ−ＳＴＥＰ３ａおよび３ｂ〜Ａ−ＳＴＥＰ７ａおよび７ｂを繰り返し、増速中のマシン速度と塗工液供給および乾燥量とが常時見合うよう制御を繰り返す。さらに生産速度から停止に至る制御も同様に、減速中のマシン速度と塗工液供給および乾燥量とが常時見合うよう制御を繰り返す。また増速時と同様に、該演算時のマシン速度がＶのとき、該演算結果が実際に塗布や乾燥によりシート１０に反映されるまでの時間変化に対応するマシン速度変化分ΔＶを該マシン速度Ｖに加算し、該演算時にはマシン速度を「Ｖ＋ΔＶ」として演算する。減速時には該ΔＶは負の値となる。
【００８２】
このように第４の実施の形態によれば、マシン速度に応じて塗工液供給量を演算し実測値と比較し、当該差分が許容範囲内となるよう制御するため、塗工シート製造装置の増速中または減速中にも所要の塗工膜厚の塗工シートを形成することができる。従って、従来問題であった塗工シート製造装置の加減速時に発生していたシートの損紙を大幅に抑制することが可能となる。また塗工シート製造装置停止時に、稼動時の制御情報を前記相関関係データに取り込むようにし、次回の塗工シート製造装置稼動時に反映させるよう学習機能を付加するとさらに好適な塗工制御ができる。
【００８３】
なお本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。上述した各々の実施形態は、塗工シート製造装置として独立したオフマシンであるが、製紙機械に連接されたオンマシンであっても良い。また、カーテンコータを用いた塗工装置と他の塗工装置とを組み合わせた形態としても良い。また、適宜カレンダ処理を行う形態としても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の塗工シート製造装置の構成図。
【図２】本発明の塗工シート製造装置の制御フロー図。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す概要図。
【図６】従来の塗工シート製造装置の構成図。
【図７】従来の他の塗工シート製造装置の構成図。
【符号の説明】
【００８５】
Ｘ 塗工液
０１ カーテンコータ
０１ａ ポケット
０１ｂ スリット
０２−１ 塗工液供給ポンプ
０２−２ 塗工液供給ポンプ駆動モータ
０３ 塗工液供給タンク
０４ 熱風乾燥機
０５ 熱交換機
０６−１ ブロア
０６−２ ブロア用モータ
０７−１ Ｂ／Ｍ計
０７−２ Ｂ／Ｍ計
０７−３ Ｂ／Ｍ計
０７−４ Ｂ／Ｍ計
０７−５ Ｂ／Ｍ計
０８−１ アンリール
０８−２ 駆動モータ（アンリール）
０９−１ リール
０９−２ 駆動モータ（リール）
１０ シート
１０ａ 塗工シート
１１ 運転制御器
１２ Ｂ／Ｍ計演算器
１３ 演算装置
１４ 入力装置
１５ エアターン装置
１６ ターンバー
１７ ターンバー
１８ 乾燥装置
１９ 払出しロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するシートに塗工液を塗布するカーテンコータと、塗工後の該シートを乾燥させる乾燥装置とを備えた塗工シート製造装置において、
前記カーテンコータの塗工液供給量と前記乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、
該運転制御器は、
前記シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、
前記情報と前記塗工液供給量と前記乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、
前記情報と前記相関関係とに基づいて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを演算する演算手段とを具えていることを特徴とする塗工シート製造装置。
【請求項２】
前記運転制御器は、シート走行速度に応じて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１に記載の塗工シート製造装置。
【請求項３】
乾燥後の前記シートの塗工膜厚を計測する計測手段を設け、
前記運転制御器が該計測値に基づいて前記塗工液供給量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工シート製造装置。
【請求項４】
乾燥後の前記シートの水分率を計測する計測手段を設け、
前記運転制御器が該計測値に基づいて前記乾燥量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項５】
走行するシートに塗工液を塗布する塗工手段を複数設け、
該複数の塗工手段のうち少なくともいずれか一つの塗工手段がカーテンコータであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項６】
前記複数の塗工手段が走行するシートの両面に設置されたことを特徴とする請求項５に記載の塗工シート製造装置。
【請求項７】
前記カーテンコータと乾燥装置の間であってシート進行方向と直行する方向にエアターン装置を設置し、かつ該エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項８】
走行するシートにカーテンコータから塗工液を塗布することにより塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、
前記塗工液の供給量をシート走行速度に応じた目標塗工量から演算により求めることを特徴とする塗工シート製造方法。
【請求項９】
前記塗工液供給量を所定のシート速度に対する塗工液濃度、目標塗工液量および塗工液供給量との相関関係から求めることを特徴とする請求項８に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１０】
塗工シートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１１】
走行するシートに前記カーテンコータから塗工液を塗布した後、該シート上の塗工液を乾燥させて塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、
シート走行速度に応じた目標水分率から乾燥量を演算により求め、該乾燥量に基づきシートを乾燥することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかの項に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１２】
前記乾燥量を所定のシート速度に対する目標塗工液量、塗工液濃度、目標水分率および乾燥量との相関関係から求めることを特徴とする請求項１１に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１３】
乾燥されたシートから水分率を検出し、該検出値と前記目標水分率との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記乾燥量を補正することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１４】
乾燥されたシートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかの項に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１】
走行するシートに塗工液を塗布するカーテンコータと、塗工後の該シートを乾燥させる乾燥装置とを備えた塗工シート製造装置において、
前記カーテンコータの塗工液供給量と前記乾燥装置の乾燥量とを制御する運転制御器を設け、
該運転制御器は、
前記シートへの目標塗工液量と目標水分率と塗工液濃度と塗工シート製造装置の生産速度とからなる情報を入力する入力手段と、
前記情報と前記塗工液供給量と前記乾燥量との相関関係を記憶した記憶手段と、
前記情報と前記相関関係とに基づいて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを演算する演算手段とを具えていることを特徴とする塗工シート製造装置。
【請求項２】
前記運転制御器は、シート走行速度に応じて前記塗工液供給量と前記乾燥量とを制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１に記載の塗工シート製造装置。
【請求項３】
乾燥後の前記シートの塗工膜厚を計測する計測手段を設け、
前記運転制御器が該計測値に基づいて前記塗工液供給量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工シート製造装置。
【請求項４】
乾燥後の前記シートの水分率を計測する計測手段を設け、
前記運転制御器が該計測値に基づいて前記乾燥量をフィードバック制御する手段を具えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項５】
走行するシートに塗工液を塗布する塗工手段を複数設け、
該複数の塗工手段のうち少なくともいずれか一つの塗工手段がカーテンコータであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項６】
前記複数の塗工手段が走行するシートの両面に設置されたことを特徴とする請求項５に記載の塗工シート製造装置。
【請求項７】
前記カーテンコータと乾燥装置の間であってシート進行方向と直行する方向にエアターン装置を設置し、かつ該エアターン装置の上流側のシート面延長線下方に該カーテンコータ下端部が位置するようエアターン装置を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項に記載の塗工シート製造装置。
【請求項８】
走行するシートにカーテンコータから塗工液を塗布することにより塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、
前記塗工液の供給量をシート走行速度に応じた目標塗工量から演算により求めることを特徴とする塗工シート製造方法。
【請求項９】
前記塗工液供給量を所定のシート速度に対する塗工液濃度、目標塗工液量および塗工液供給量との相関関係から求めることを特徴とする請求項８に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１０】
塗工シートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１１】
走行するシートに前記カーテンコータから塗工液を塗布した後、該シート上の塗工液を乾燥させて塗工シートを製造する塗工シート製造方法において、
シート走行速度に応じた目標水分率から乾燥量を演算により求め、該乾燥量に基づきシートを乾燥することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかの項に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１２】
前記乾燥量を所定のシート速度に対する目標塗工液量、塗工液濃度、目標水分率および乾燥量との相関関係から求めることを特徴とする請求項１１に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１３】
乾燥されたシートから水分率を検出し、該検出値と前記目標水分率との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記乾燥量を補正することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の塗工シート製造方法。
【請求項１４】
乾燥されたシートから塗工液量を検出し、該検出値と前記目標塗工液量との差分を求め、該差分が所定の許容範囲内から外れたときには前記塗工液供給量を補正することを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかの項に記載の塗工シート製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１６９７９７（Ｐ２００７−１６９７９７Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６４４２９（Ｐ２００５−３６４４２９）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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