JP2000024567A - 塗工装置 - Google Patents

塗工装置

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JP2000024567A
JP2000024567A JP11167092A JP16709299A JP2000024567A JP 2000024567 A JP2000024567 A JP 2000024567A JP 11167092 A JP11167092 A JP 11167092A JP 16709299 A JP16709299 A JP 16709299A JP 2000024567 A JP2000024567 A JP 2000024567A
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Martin Dr Kustermann
クスターマン マーティン
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Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の装置を改良し、簡単な手段を用いて折
り目の形成を防止できる塗工装置を提供する。 【解決手段】 第１の対応部材１４；１１４の表面特性
と、第２の対応部材１６；１１６の表面特性とが、材料
ウェブ１２；１１２が少なくとも第１の対応部材１４；
１１４に対して相対運動を行えるように互いに調整され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液状の、またはペ
ースト状の塗被媒体を特に紙または厚紙から成る走行し
ている材料ウェブに塗被するための装置が、塗被装置
と、塗被装置に対応配置された第１の対応部材とを有し
ており、該対応部材の外周の少なくとも一部に巻き掛か
って材料ウェブが案内されていて、さらに均斉化および
／または調量装置と、該均斉化および／または調量装置
に対応配置された第２の対応部材とを有しており、該対
応部材の外周の少なくとも一部に巻き掛かって材料ウェ
ブが案内されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】材料ウェブが、一方では塗被媒体を塗布
する領域において、他方では塗被された層を均斉化もし
くは調量する領域において、２つの個別の対応部材、特
に対応ローラに巻き掛かって案内されているこのような
形式の装置は、種々異なる課題を解決するための従来技
術に基づき公知である。ここではドイツ連邦共和国特許
出願公開第４３３８７７６号明細書、ドイツ連邦共和国
実用新案第９４２１６３１号明細書、ドイツ連邦共和国
特許第３７１５３０７号明細書、および欧州特許出願公
開第０６５１０９５号明細書のみを示す。
【０００３】例えば上位概念を成すドイツ連邦共和国特
許出願公開第４３３８７７６号明細書では、塗被装置お
よび均斉化／調量装置の両方が１つの同じ対応ローラに
対して働いている場合、塗被装置と均斉化／調量装置と
の間の区分で材料ウェブに折り目がつく危険性があるこ
とを提起している。このドイツ連邦共和国特許出願公開
第４３３８７７６号明細書には、この問題を回避するた
め、一方では塗被装置と均斉化／調量装置とにそれぞれ
別個の対応ローラを対応配置し、他方では両対応ローラ
の回転数を、材料ウェブの所望の引っ張り応力が保証さ
れるように制御することが提案されている。この解決策
は実際に有効であるが、制御技術的に手間がかかるとい
う欠点を持ち合わせている。これは両対応ローラが互い
に調和された回転数で運転されなければならないためだ
けでなく、両対応ローラの回転数相互依存も考慮にいれ
ることによって、全体的な塗工装置もしくは材料ウェブ
製造装置の制御の複雑さが増大するからでもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】故に本発明の課題は、
冒頭で述べた形式の装置を改良し、簡単な手段を用いて
折り目の形成を防止できるような塗工装置を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の構成では、第１の対応部材の表面特性と、第
２の対応部材の表面特性とが、材料ウェブが少なくとも
第１の対応部材に対して相対運動を行えるように互いに
調整されているようにした。
【０００６】
【発明の効果】 両対応部材の所望の表面特性による影響
によって、均斉化／調量装置に対応配置された対応ロー
ラの表面が、材料ウェブのための「固定点」であるよう
に、つまりこの対応ローラの表面が材料ウェブとほぼ滑
ることなくかみ合っているように保証することができ、
また少なくとも塗被装置に対応配置された対応ローラと
材料ウェブとの間で、材料ウェブの走行方向における相
対運動が可能であり、つまり少なくとも予め規定された
対応ローラと材料ウェブとの最小限の変動が可能であ
る。したがって両対応ローラの回転数を互いに調和させ
て制御することなく、折り目を形成する傾向を完全に排
除しないまでも減らす引っ張り応力を材料ウェブに常に
保持することが可能である。
【０００７】主として対応ローラに関して前述したよう
に、かつ以下に説明するように、対応部材の少なくとも
１つがまたは両方がエンドレスベルトを有していてよ
く、有利には該エンドレスベルトが塗被装置の領域もし
くは均斉化および／または調量装置の領域においてシュ
ー形支持部材に巻き掛かってガイドされていることがわ
かる。
【０００８】材料ウェブが第２の対応ローラの表面にほ
ぼスリップすることなくかみ合っており、他方少なくと
も第１の対応ローラに関しては、所定の相対運動が生じ
るような種々異なる可能性を有している。
【０００９】第１の実施例では例えば第１の対応部材の
少なくとも表面が柔らかく形成されている。柔らかい表
面とは以下の様な条件を満たす表面と解される。すなわ
ち、
【００１０】
【数２】
【００１１】の条件を満たしており、式中、ｔが、表面
コーティングの厚さ、例えばローラカバーの厚さをミリ
メータで示したものであって、ｈＢがＰ＆Ｊ（プセイ・
ジョンズ硬さ）による表面材料の硬さであり、ｃが１ｍ
ｍ／２５．４Ｐ＆Ｊの定数である。
【００１２】この第１の構成の作用は、少なくとも第１
の対応ローラの表面がある程度弾性的に形成されてお
り、つまりこれにより引っ張り応力のわずかな変動が、
少なくとも第１のローラの柔らかい表面の「ばね効果」
によって少なくとも部分的に、有利には完全に補償する
ことができるようになっていることに基づく。
【００１３】第１の対応部材の表面硬さは、少なくとも
４０Ｐ＆Ｊの値（Ｐｕｓｅｙ＆Ｊｏｎｅｓ社による硬度
試験）を有している。このため第１の対応部材の表面
は、例えばＬＤＴＡ（Long Dwell Time Applicator)塗
被装置における塗被ローラの表面よりも極めて柔らかく
形成されている。第２の対応部材の表面の硬さは例えば
約５０Ｐ＆Ｊから約１００Ｐ＆Ｊの間の値、有利には約
６０Ｐ＆Ｊから約８０Ｐ＆Ｊの間の値を有している。こ
の場合第１の対応部材が第２の対応部材よりも柔らかい
表面を有していることも考えられる。
【００１４】第２の実施例では、第１の対応部材の表面
が第２の対応部材の表面よりも摩擦が少なく形成される
ように規定されている。ここではさらに、第１の対応部
材の表面が、高くても０．４５、有利には高くても０．
１５の摩擦係数μを有するように提案されている。この
ように低い摩擦係数は、例えば第１の対応部材の表面が
クロム、クロムスリック、セラミック、およびこれらに
類する摩擦の少ない材料から形成されている場合に提供
され得る。このような場合、引っ張り応力が生じている
と材料ウェブは第１の対応ローラの表面に対して滑り運
動が起こる。
【００１５】第３の実施例では、第１の対応部材の表面
が、第２の対応部材の表面よりも粗く形成されるように
なっている。第１の対応部材の表面は、１．５μｍから
６３μｍ、有利には６．３μｍから３０μｍの間の平均
粗さ値、つまり算術平均粗さ値（ドイツ工業規格４７６
８に基づく）を有していてよい。第１の対応ローラの粗
さにより、対応ローラの回転時には対応ローラの表面
に、対応ローラと一緒に回転する空気境界層が形成され
る。材料ウェブによって取り囲まれた領域において、こ
の空気境界層はエアクッションを形成する。エアクッシ
ョン上では材料ウェブが「浮揚」し、これにより対応ロ
ーラと材料ウェブとの相対運動が可能になる。ローラ表
面を粗く形成することによって、ローラ表面は各運転条
件に依存した動的でわずかな摩擦係数を有することがで
きる。
【００１６】３つの前述した実施例は１つの同じ対応ロ
ーラに同時にかつ任意の組み合わせで実現化できる。例
えば第３の変化実施例による粗さは、対応ローラの、柔
軟な材料から形成された表面カバーに、例えば繊維を柔
軟な材料に埋め込んで（バックスキン効果：Ｗｉｌｄｌ
ｅｄｅｒ−ｅｆｆｅｋｔ）形成することができる。この
ような組み合わせでは、材料ウェブの走行速度が早い場
合にローラ表面の粗さによる「浮揚効果」が優先的に働
き、材料ウェブの走行速度が遅い場合には柔軟な対応ロ
ーラの表面材料の「ばね効果」が材料ウェブと対応ロー
ラとの相対運動を保証している。
【００１７】別の観点から前記課題を解決するために本
発明の別の構成では、両対応部材が、対応ローラによっ
て形成されており、該対応ローラの軸の間隔ａが、 ５５５ｍｍ＜ａ＜０.５・((ｖmax＋ｖmin）／ｖmax)・
(Ｗ／Ｄ)・１５００ｍｍ の条件を満たしており、式中、Ｖｍａｘが、材料ウェブ
の、最大限に規定された走行速度であって、Ｖｍｉｎ
が、材料ウェブの、最低限に規定された走行速度であっ
て、Ｗが材料ウェブの幅であって、Ｄが第２の対応ロー
ラの直径であるようにした。
【００１８】この実施例の作用形式は、原則的に材料ウ
ェブの、両対応ロール間の開放された長さがある程度大
きく選択されており、つまりこれにより引っ張り応力の
変動が材料ウェブの固有弾性に基づいてのみ補償され得
るようになっている。
【００１９】ただしこの材料ウェブの開放されている長
さは、材料ウェブの最低走行速度もしくは最大走行速
度、および材料ウェブの幅および調量・対応ローラの直
径に依存する所定の限界値を超過してはならない。材料
ウェブの走行速度が同じである場合、種々異なる幅の材
料ウェブにおいては、相応した種々異なる軸間隔を選択
することによって折り目のつかない確実な材料ウェブの
案内が達成され得ることが、認識されている。対応ロー
ラの直径はこの場合、修正要素である。なぜならば幅広
の塗工装置は大抵、より大きな対応ローラを有している
からである。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に図面に基づき本発明による実
施例を詳説する。
【００２１】図１には、本発明による塗工装置全体が符
号１０で示されている。材料ウェブ１２が、走行方向Ｌ
に向かってまず第１の対応ローラ１４に巻き掛かって案
内され、次いで第２の対応ローラ１６に巻き掛って案内
されている。これらの対応ローラ１４，１６は、軸Ａも
しくは軸Ｂを中心として矢印ＰもしくはＰ′の方向で回
転可能に支承されている。第２の対応ローラ１６だけが
回転駆動されていて、第１の対応ローラ１４は材料ウェ
ブ１２による連行作用の影響を受けて連行回転してい
る。
【００２２】液状の、またはペースト状の塗被媒体２１
を材料ウェブ１２の表面１２ａに塗被するために、第１
の対応ローラ１４には塗被装置１８が対応配置されてい
る。この塗被装置１８は図１の実施例では例えば汲上げ
ローラ２０を備えた塗被装置として図示されている。し
かし本発明による塗工装置では原則的に、それぞれ適し
た形式の塗被装置を使用することができる。類似した形
式で第２の対応ローラ１６に対応配置された均斉化装置
および／または調量装置２２は、図示した実施例ではド
クタナイフとして概略的に示されている。しかし均斉化
および／または調量装置２２は、同様に、平滑なまたは
溝づけされたドクタロッド、エアナイフ、またこれに類
するものを有していてよい。
【００２３】本発明では第１の実施例に基づき、第１の
対応ローラ１４の表面１４ａが４０Ｐ＆Ｊよりも柔らか
く形成されており、かつ／または第２の実施例に基づ
き、第１の対応ローラ１４の表面１４ａが第２の対応ロ
ーラ１６の表面１６ａより摩擦抵抗が少なく形成されて
おり、かつ／または第３の実施例に基づき、第１の対応
ローラ１４の表面１４ａが、予め規定された表面粗さを
有しているように規定されている。勿論このような表面
特性は対応ローラ１４もしくは１６自体の材料によって
または対応ローラの表面コーティング材料によって提供
され得る。
【００２４】第１の実施例の作用形式は、第１の対応ロ
ーラ１４の柔らかい表面材料の「ばね効果」に基づいて
おり、このばね効果が、材料ウェブに加えられた引っ張
り応力の変動に対する少なくともある一定の補償を可能
にしている。第２の変化実施例では、このような変動を
対応ローラ表面上での材料ウェブの滑りによって補償す
ることができる。最終的に第３の変化実施例の作用形式
は、対応ローラの表面に形成された空気層上での材料ウ
ェブの「浮揚」に基づいており、この場合空気層の引っ
張り応力の変動は、対応ローラに相対的な材料ウェブの
滑動によって補償され得る。
【００２５】付加的に、両対応ローラ１４，１６の回転
軸Ａ，Ｂは、間隔ａを有しており、この間隔ａは次のよ
うなを条件を満たしている。
【００２６】５５５ｍｍ＜ａ＜０.５・((ｖmax＋ｖmi
n）／ｖmax)・(Ｗ／Ｄ)・１５００ｍｍ 式中、Ｖｍａｘは材料ウェブの最大限に規定された走行
速度であり、Ｖｍｉｎは材料ウェブの最低限に規定され
た走行速度であり、Ｗは材料ウェブ１２の横方向Ｑの幅
であり、Ｄは第２の対応ローラ１６の直径である。
【００２７】これにより、両対応ローラ１４，１６の間
の、自由な、ガイドされてない材料ウェブ区分１２ｂ
が、走行方向Ｌで、材料ウェブ１２の固有弾性に基づき
引っ張り応力の変動を補償し得るのに十分な長さｄを有
しているように保証されている。
【００２８】材料ウェブの走行速度が同じである場合、
種々異なる幅の材料ウェブにおいては、相応した種々異
なる軸間隔を選択することによって折り目のつかない確
実な材料ウェブの案内が達成され得ることが、認識され
ている。対応ローラの直径はこの場合、修正要素であ
る。なぜならば幅広の塗工装置は大抵、より大きな対応
ローラを有しているからである。
【００２９】図２では別の実施例が図示されており、こ
の実施例はほぼ図１による実施例に相応している。した
がって図２では対応する部材が、図１と同じ符号を付与
されている。ただし図１で付与された符号番号に１００
が付け足されて示されている。更に図２による実施例
が、図１による実施例と異なっている場合に限って説明
されていて、そうでない場合は、図１による実施例の説
明に明示されている。
【００３０】図２の塗工装置１１０は、図１の塗工装置
１０とは次のような構成だけが異なる。すなわち塗工装
置１１０には、対応ローラ１４の代わりに対応装置１１
４が設けられており、この対応装置１１４はエンドレス
ベルト１２４を有していて、エンドレスベルト１２４は
押圧シュー１２６並びに２つの変向ローラ１２８，１３
０に巻き掛かって矢印Ｒ方向に循環走行している。材料
ウェブ１１２の表面１１２ａの、塗被媒体１２１による
コーティングは汲上げローラ１２０を有する塗被装置１
１８を用いて行われる。押圧シュー１２６の、汲上げロ
ーラ１２０に面した表面は、ある程度凹状に形成されて
おり、つまり汲上げローラ１２０と押圧シュー１２６と
の間に、図１に基づく実施例における汲上げローラ１２
０と対応ローラ１４との間のギャップよりも長い作用ギ
ャップ（ニップ）が設けられるようになっている。
【００３１】図１による実施例の説明に当該する対応ロ
ーラ１４についての記載は、類似の形式で図２の実施例
におけるエンドレスベルト１２４もしくはエンドレスベ
ルト１２４の表面１２４ａの性質にも該当する。つまり
ここでもまた表面特性が、エンドレスベルト１２４材料
全体によって提供されるか、またはエンドレスベルト１
２４の表面コーティングによって提供される。対応ロー
ラ１１６、対応ローラ１１６の表面１１６ａ並びに均斉
化および／または調量装置１２２に関しては、図１によ
る実施例に関して述べたことが該当する。
【００３２】図２による実施例においても、材料ウェブ
１１２の、対応装置１１４と対応ローラ１１６との間の
ガイドされていない区分１１２ｂの長さｄが、引っ張り
応力の変動が材料ウェブ１１２の固有弾性だけで補償さ
れ得るよう設定されている。
【００３３】念のため付言しておくと、「クロムスリッ
ク（Ｃｈｒｏｍ−Ｓｌｉｃｋ）」とは、クロム表面をエ
ッチングし、エッチングによって生じたくぼみにテトラ
フルオロエチレンを沈着させることによって生じる表面
を意味する。このような形式の表面は、有利な抗付着特
性と摩耗特性とを有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗工装置の側方概略図である。
【図２】本発明による別の実施例の塗工装置の側方概略
図である。
【符号の説明】
１０ 塗工装置、 １２ 材料ウェブ、 １２ａ 表
面、 １４，１６ 対応ローラ、 １４ａ，１６ａ 表
面、 １８ 塗被装置、 ２０ 汲上げローラ、２１
塗被媒体、 ２２ 均斉化および／または調量装置、
１１０ 塗工装置、 １１２ 材料ウェブ、 １１２ｂ
区分、 １１４ 対応装置、 １１６対応ローラ、
１１６ａ 表面、 １１８ 塗被装置、 １２０ 汲上
げローラ、 １２４ エンドレスベルト、 １２４ａ
表面、 １２６ 押圧シュー、１２８，１３０ 変更ロ
ーラ、 Ｑ 横方向、 Ｄ 直径、 Ｌ 走行方向、
Ａ，Ｂ 軸、 ａ 間隔

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液状の、またはペースト状の塗被媒体
    （２１；１２１）を、特に紙または厚紙から成る走行し
    ている材料ウェブ（１２；１１２）に塗被するための装
    置（１０；１１０）であって、 −塗被装置（１８；１１８）を有しており、 −塗被装置（１８；１１８）に対応配置された第１の対
    応部材（１４；１１４）を有しており、該対応部材（１
    ４；１１４）の外周の少なくとも一部に巻き掛かって材
    料ウェブ（１２；１１２）がガイドされていて、 −均斉化および／または調量装置（２２；１２２）を有
    しており、 −均斉化および／または調量装置（２２；１２２）に対
    応配置された第２の対応構成部材（１６；１１６）を有
    しており、該対応部材（１６；１１６）の外周の少なく
    とも一部に巻き掛かって材料ウェブ（１２；１１２）が
    案内されている形式のものにおいて、 第１の対応部材（１４；１１４）の表面特性と、第２の
    対応部材（１６；１１６）の表面特性とが、材料ウェブ
    （１２；１１２）が少なくとも第１の対応部材（１４；
    １１４）に対して相対運動を行えるように互いに調整さ
    れていることを特徴とする塗工装置。
  2. 【請求項２】 対応部材の少なくとも１つが、１つの対
    応ローラ（１４，１６；１１６）を有している、請求項
    １記載の塗工装置。
  3. 【請求項３】 対応部材（１１４）の少なくとも１つが
    エンドレスベルト（１２４）を有しており、有利には該
    エンドレスベルト（１２４）が塗被装置（１１８）の領
    域もしくは均斉化および／または調量装置の領域におい
    てシュー形支持部材（１２６）に巻き掛かってガイドさ
    れている、請求項１または２記載の塗工装置。
  4. 【請求項４】 第１の対応部材（１４；１１４）の少な
    くとも表面（１４ａ；１２４ａ）が、 【数１】 の条件をみたしており、式中、 ｔが、表面コーティング、例えばローラカバーの厚さを
    ミリメータで示したものであって、 ｈＢが、Ｐ＆Ｊによる表面材料の硬さであり、 ｃが、１ｍｍ／２５．４Ｐ＆Ｊの定数である、請求項１
    から３までのいずれか１項記載の塗工装置。
  5. 【請求項５】 第１の対応部材（１４；１１４）の表面
    （１６ａ；１１６ａ）の硬さが、少なくとも４０Ｐ＆Ｊ
    の値を有している、請求項４記載の塗工装置。
  6. 【請求項６】 第２の対応部材（１６；１１６）の表面
    （１６ａ；１１６ａ）の硬さが、約５０Ｐ＆Ｊから約１
    ００Ｐ＆Ｊ、有利には約６０Ｐ＆Ｊから約８０Ｐ＆Ｊの
    間の値を有している、請求項４または５記載の塗工装
    置。
  7. 【請求項７】 第１の対応部材（１４；１１４）の表面
    （１４ａ；１２４ａ）が、第２の対応部材（１６；１１
    ６）の表面（１６ａ；１１６ａ）より摩擦が少なく形成
    されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の
    塗工装置。
  8. 【請求項８】 第１の対応部材（１４；１１４）の表面
    （１４ａ；１２４ａ）が、高くても０．４５、有利には
    高くとも０．１５の、消滅しない摩擦係数（μ）を有し
    ている、請求項７記載の塗工装置。
  9. 【請求項９】 第１の対応部材（１４；１１４）の表面
    （１４ａ；１２４ａ）が、第２の対応部材（１６；１１
    ６）の表面（１６ａ；１１６ａ）より粗く形成されてい
    る、請求項１から８までのいずれか１項記載の塗工装
    置。
  10. 【請求項１０】 第１の対応部材（１４；１１４）の表
    面（１４ａ；１２４ａ）が、１．５μｍから６３μｍ、
    有利には６．３μｍから３０μｍの間の平均粗さ値を有
    している、請求項９記載の塗工装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１の上位概念部および必要とあ
    らば請求項１から１０までのいずれか１項の特徴部に記
    載の装置において、 両対応部材が、対応ローラ（１４，１６）によって形成
    されており、該対応ローラ（１４，１６）の軸（Ａ，
    Ｂ）の間隔ａが、 ５５５ｍｍ＜ａ＜０.５・((ｖmax＋ｖmin）／ｖmax)・
    (Ｗ／Ｄ)・１５００ｍｍの条件を満たしており、式中、 Ｖｍａｘが、材料ウェブ（１２）の、最大限に規定され
    た走行速度であって、 Ｖｍｉｎが、材料ウェブ（１２）の、最低限に規定され
    た走行速度であって、 Ｗが、材料ウェブ（１２）の幅であって、 Ｄが、第２の対応ローラ（１６）の直径であることを特
    徴とする塗工装置。
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