JP2003527236A - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP2003527236A
JP2003527236A JP2001567850A JP2001567850A JP2003527236A JP 2003527236 A JP2003527236 A JP 2003527236A JP 2001567850 A JP2001567850 A JP 2001567850A JP 2001567850 A JP2001567850 A JP 2001567850A JP 2003527236 A JP2003527236 A JP 2003527236A
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JP2001567850A
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ベルネルト、リヒャルト
メンデツ−ガロン、ベンジャミン
ウエベルシャル、マンフレッド
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ボイス ペ−パ− パテント ゲ−エムベ−ハ−
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    • B05C5/005—Curtain coaters
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、液状またはペースト状塗布媒体（５１６）を、材料ウェブ（巻帯）（５２０）、特に紙あるいは板紙ウェブに対して直接または間接に塗布する塗布機構（５１２）を備えた装置（５１０）に関する。本発明の装置は、基材（Ｕ）の移動方向（Ｌ）に沿って塗布機構（５１２）の前方に配置され且つ基材（Ｕ）に伴って運ばれる空気境界層（Ｇ）を減衰するために設けられた要素（５７０）を備える。空気境界層（Ｇ）を減衰するため減衰装置は、基材（Ｕ）に対して密封する状態で押圧され実質上すべりを生じることなく基材上を転動するシーリング要素（５７０）を具備可能であり、及び／又は本発明の装置は電極構成及び／又は超音波源及び／又は非接触的に機能する弾性マスキング要素を具備可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、液状またはペースト状塗布媒体を塗布ユニットを用いて移動する基
材に塗布する装置であって、基材は直接塗布の場合において材料ウェブ（巻帯）
、特に紙あるいは板紙ウェブの表面であり、また間接塗布の場合は、塗布媒体を
材料ウェブの表面に転写する転写要素、好ましくは転写ロールの表面であるよう
な装置に関する。また本発明は、基材の走行方向に沿って塗布ユニットの上流側
に配置され、基材に伴って運ばれる空気境界層を減衰する装置に関する。
【０００２】 基材に伴って運ばれる空気境界層は他の種類の塗布ユニットにおける塗布結果
にも悪影響を及ぼすことがあるが、以下本発明では、カーテン式塗布装置、すな
わち塗布ユニットが塗布媒体を基材上に実質的に重力の作用下で移動するカーテ
ンまたはヴェール状に放出する塗布装置の例を用いて詳細に説明する。
【０００３】 カーテン式塗布ユニットを用いた材料ウェブのコーティング（業界では「カー
テン式コーティング」としても知られている）においては、塗布媒体が塗布媒体
カーテンの形で基材に放出され、塗布媒体カーテンは実質的に重力の作用下で塗
布ユニットから基材へと移動する。この場合カーテン式塗布ユニットは基材から
所定の距離だけ離れて配置されていることから、特に、例えばウェブの破損時な
どに損傷を受けるリスクがより低いという利点がある。カーテン式塗布ユニット
は、その他の「非接触式」塗布ユニット、例えば塗布ユニットから基材への塗布
媒体の移動が主に塗布ユニットの放出ノズルからの吐出運動量によって行われる
フリージェットノズル式塗布ユニットと根本的に異なっている。何故ならカーテ
ン式塗布ユニットでは、放出ノズルから放出されるカーテンの形状が塗布媒体の
表面張力と重力との間の相互作用にだけさらされる。この場合表面張力は、非常
に大きい表面または周長を有するカーテンを、その容積あるいは断面積において
収縮し、それによってその表面を減少しようとする。この効果は、カーテンを伸
張しようとする重力によってだけ対抗する作用を受ける。従って、作動幅が大き
くなるほど、作動幅全体にわたって一様に厚い塗布媒体カーテンを得るのはより
困難になることが容易に分かる。
【０００４】 塗布媒体を実質的に重力の作用下で移動する塗布媒体カーテンまたはヴェール
として材料ウェブに供給するカーテン式塗布ユニットを用いた材料ウェブのコー
ティングは、写真フィルム、音響テープなどのコーティング分野で以前から知ら
れていた。しかし、かかる応用分野で使われる材料ウェブは、１０ｍを超える材
料ウェブ幅が要求される紙やボール紙のウェブを製造する最新の設備と比べかな
り狭い幅を有している。そのような広い幅にわたって一様な厚さの塗布媒体カー
テンを形成可能とし、それを安定に保持することは、比較的制御が簡単で既知の
幅が狭い塗布媒体カーテンから作用上の解決策の示唆を自明には得られない作業
である。さらに、紙やボール紙のウェブを製造する最新の設備においては、材料
ウェブが既知の狭幅材料ウェブの移動速度よりもはるかに高い３０００ｍ／分に
至る速度で移動するばかりでなく、塗布媒体カーテンの安定性に対しても一層高
い負荷を課す。
【０００５】 DE 199 03 559 A1 は、材料ウェブに伴って運ばれる空気境界層を、カーテン
式塗布ユニットの上流側直前で減衰可能とすることを意図した一連の作用原理全
体を提供している。しかしながらこの公報は、そうした作用原理の効率を向上可
能とする方法については論じていない。
【０００６】 WO 97/03009 は、特にグラビア印刷、ウェブ給送式オフセット印刷及びフレキ
ソ印刷において、媒体すなわち印刷インクの塗布後における材料ウェブの乾燥の
問題に取り組んでいる。同公報は、材料ウェブの表面上の気体分子をコロナ放電
によってイオン化し、イオン化分子を電極に向かって加速することにより、この
「イオン風」に関与する材料ウェブ表面における気体交換に基づき乾燥効率を高
めることを提案している。
【０００７】 より完全を期して、更に別の先行技術にかかわる DE 198 03 240 A1 及び DE
198 29 449 A1 も参照されるべきである。
【０００８】 これに対し、本発明の目的は、幅広の高速で移動する材料ウェブ、好ましくは
紙や板紙のウェブの製造及び／又は仕上げに使われる塗布装置を、特に空気境界
層の影響を減衰する点において更に改良することにある。
【０００９】 上記目的は本発明によれば、液状またはペースト状塗布媒体を塗布ユニットを
用いて移動する基材に塗布する装置で、基材は直接塗布の場合において材料ウェ
ブ、特に紙あるいは板紙ウェブの表面であり、間接塗布の場合には、塗布媒体を
材料ウェブの表面に転写する転写要素、好ましくは転写ロールの表面であり、基
材に伴って運ばれる空気境界層を減衰する装置が基材の走行方向に沿って塗布ユ
ニットの上流側に配置されている装置において、減衰装置は、基材に対して密封
するように押圧され基材上を実質的にすべりを生じることなく転動するシーリン
グ要素からなる装置によって達成される。
【００１０】 前記シーリング要素は例えば、シーリングロール及び／又はエンドレスに循環
するシーリングベルトとし得る。
【００１１】 減衰装置と塗布媒体が基材に衝突するとの間の基材の走行部分において空気境
界層が新たに形成されるのを防止可能とするため、その走行部分はできるだけ短
くできれば有利である。この点を達成可能とするため、本発明の発展変形例にお
いては、前記シーリングロールが約１０ｍｍと約３８ｍｍの間の直径を有するこ
とが提案される。このようなドクターバー型シーリング要素は、比較的小さい直
径を有するため、塗布媒体が基材に衝突する位置に特に近づけて配置できる。し
かし原理的には、後で詳しく説明するように、もっと大きい直径のシーリングロ
ールも使用可能である。
【００１２】 基材の表面に加わる応力をより減少可能とするため、前記シーリング要素はゴ
ム被覆表面を有することが提案される。しかしシーリング要素は、例えばクロム
メッキ表面などの金属表面を有することもできる。また、空気境界層の減衰効率
を高めるため、加熱及び冷却するなどシーリング要素を温度制御可能としたり、
及び／又は静電帯電可能にしてもよい。
【００１３】 空気境界層に対する障壁作用を更に高めるため、前記シーリング要素を吸引要
素として構成することもできる。一方シーリング要素は、空気境界層を基材から
「吹き飛ばす」ために、気体好ましくは空気、水蒸気などを駆逐するポンプ要素
として構成するのも可能である。
【００１４】 吸引要素として構成される場合及びポンプ要素として構成される場合どちらに
おいても、前記シーリング要素の被覆は複数の開口を備えるように形成したり及
び／又は多孔性材料で形成することができる。
【００１５】 本発明の発展変形例においては、吸引装置の吸引開口を基材の走行方向に沿っ
て前記シーリング要素と前記塗布ユニットとの間に配置することが提案される。
かかる吸引装置によれば、空気境界層のうちシーリング要素では基材から除去で
きなかった部分を更に減衰可能である。この場合、基材と係合する部分は別にし
て、シーリング要素を吸引装置の吸引ボックス内にほぼ完全に収容できる。これ
は、特に相対的に大きい直径を有するシーリングロールに適用される。
【００１６】 吸引効率を向上するため、前記吸引開口を出口側及び／又は供給側において、
ダイアフラム要素、例えば基材の表面に対して垂下スクレーバとして当接される
のが好ましい弾性変形可能なダイアフラム要素によって囲むことも可能である。
この垂下スクレーバが、空気境界層が塗布ユニットへ向かって移動するのを防止
すると共に、空気境界層に伴って運ばれてきた空気をせき止める。その結果、空
気境界層の流れの層流特性が破壊され、その少なくとも一部を乱流に変換して、
その抽出除去を容易化する。
【００１７】 垂下スクレーバは、好ましくはプラスチック、金属シート、あるいは複合素材
からなる可撓性フォイル（箔）として構成可能である。可撓性フォイルは吸引装
置の吸引作用によって基材に密着し、従って第１にシーリング効果を向上し、第
２に新たな空気境界層の形成を防止する。垂下スクレーバを金属シートで作製す
る場合は、厚さが最大０.２ｍｍ のステンレス鋼シートを用いるのが好ましい。
しかし、垂下スクレーバをテフロン（登録商標）で表面被覆した複合材料で形成
するのも有利であることが実証されている。この場合には、複合材料が必要な耐
温度性及び可撓性を保証する一方、テフロン（登録商標）の表面被覆が垂下スク
レーバと移動する基材との間の低摩擦を保証する。更に、垂下スクレーバは走行
方向に湾曲させてもよく、湾曲させれば弾性コンプライアンスが容易に向上し、
基材との摩擦がより一層減少する。
【００１８】 更にあるいは代替的に、少なくとも１つの弾性ダイアフラム要素をブラシで構
成してもよいが、ブラシは吸引装置の入口側の端部に配置されるの好ましい。ブ
ラシは、弾性フォイルで形成される垂下スクレーバよりも基材に与える負荷が小
さい。従って、特に直接塗布の場合、材料ウェブ及び特にその表面が特定の保護
を必要とするので、ブラシの使用が好ましい。
【００１９】 ブラシの有する効果は、ブラシの毛の硬さ及び走行方向に沿った範囲によって
影響されることがある。材料ウェブの自由な引き状態に適用される場合、つまり
材料ウェブが裏当てロールなどの裏当て要素によって支持されてない部分では、
機能的能力を保証するため複数対のブラシを用いることができ、各対のブラシが
それぞれ材料ウェブの両側に配置される。さらに、ブラシを異なる硬度の毛で構
成してもよく、毛の硬度は基材の走行方向に沿って順次減少するのが好ましい。
この場合、給送領域における硬い毛が空気境界層を遅滞させる一方、それに続く
柔らかい毛が進入してくる空気境界層の層流を、基材からより容易に除去可能な
乱流へと順次変換させる。柔らかいブラシの毛は、例えば馬の毛など、天然毛か
ら形成するのが好ましい。
【００２０】 垂下スクレーバ及び／又はブラシに加えてあるいは代替的に、少なくとも１つ
の弾性要素をさらに発泡材、好ましくは発泡ゴムで作製された要素で構成するこ
ともでき、この要素は例えば吸引装置の側縁に配置される。この種の発泡要素は
、それを取り囲むより硬い部品に対しその形状を容易に適応可能である。そのた
め発泡要素は特に、垂下スクレーバまたはブラシなど他の要素と協働して吸引装
置の密封を完成させるのに適している。
【００２１】 材料ウェブが破損した場合、最悪には破損に続いて材料ウェブが裏当てロール
に巻き付いてしまった場合でも、上記したどの種類の弾性変形要素も、巻き付き
の結果増大する裏当てロールの実効直径に容易に追従でき、正常な動作状態が再
生された後、最初の位置あるいは形状に再び復帰可能である。従って、材料ウェ
ブの破損時にも、上記弾性変形要素は損傷のリスクがないか、あっても許容可能
なわずかな程度である。
【００２２】 第１に吸引装置と塗布ユニット間でのウェブ部分上における空気境界層の再形
成を防止可能とするため、第２にカーテン式塗布ユニットが使われる場合に、吸
引装置またはそこに配置される部品による塗布媒体カーテンの物理的な破断を防
止可能とするため、吸引装置の下流端または例えば吸引装置の下流端に配置され
た垂下スクレーバなどの弾性要素と塗布媒体が基材に衝突する位置との間の距離
を、約１ｍｍと約１００ｍｍの間、好ましくは約１０ｍｍと約５０ｍｍの間の値
にすることが提案される。
【００２３】 別の観点からすると、本発明の目的は、前記減衰装置が電極装置からなる一般
型の塗布装置によっても達成される。電極装置は、空気境界層に対しさまざまな
異なる方法で影響を及ぼすことができ、それによって空気境界層の層流の少なく
とも一部を乱流に変換できる。
【００２４】 電極装置が基材を横断する方向に沿って相互に隣接して配置された、好ましく
はニードル電極である複数の個々の電極から構成される場合、あるいは電極装置
が少なくとも１つのフラット電極を備え、フラット電極は基材と対面する側に複
数の突起あるいはニードル状点を有する場合、電極と基材との間で放電が発生す
る。この放電で帯電された空気分子が電極装置によって形成された電場内で加速
され、その結果空気境界層の流れの層流特性が少なくとも部分的に乱される。
【００２５】 上記の効果を高めるため、前記電極装置は基材から約２ｍｍと約３０ｍｍの間
の距離を有する。また電極装置は、例えば約５ｋＶと約６０ｋＶの間、好ましく
は約３０ｋＶの値である所定の電位に保たれる。
【００２６】 上記した放電効果に代わるものとして、前記電極装置が高周波の交流電場を発
生するように構成することも可能である。交流電場の周波数は、空気分子の少な
くとも一部が励起され振動するように選択される。その振動の結果、上記と同じ
く、空気境界層の層流の少なくとも一部が乱流に変換される。
【００２７】 さらに別の電極装置は、例えば吸引装置に、好ましくはその下流側端に配置さ
れ、吸引装置から電気絶縁される。電極装置は吸引装置の実働吸引領域内、すな
わち例えば少なくとも１つの弾性要素によって区切られた吸引装置の領域内に配
置されるのが特に有利である。その理由は、このように配置すれば、吸引装置と
電極装置がそれぞれ別個に作用するのでなく、相互に補完しあって空気境界層に
影響を及ぼせるからである。例えば、電極装置によって生じた空気境界層の流れ
の乱流部分を、直ちに吸引装置によって抽出除去可能である。
【００２８】 交流電場によって振動を励起する代わりに、超音波源からなる減衰装置によっ
て、同等の振動励起を行うこともできる。この超音波源の周波数も、空気分子の
少なくとも一部が励起され振動するように選択される。
【００２９】 さらに別の観点によれば、本発明の目的は、前記減衰装置が一端において取り
付け支承され反対側の自由端が基材に対向して位置する弾性シーリングプレート
を有し、シーリングプレートはその支承側端と自由端との間の位置で支持されて
回転軸を形成し、シーリングプレートのうち支承側端と支持位置との間の部分が
シーリングプレートの両側間で生じる差圧によってたわむことにより、シーリン
グプレートのうち支持位置と自由端との間の部分のたわみを少なくとも妨げるよ
うに作用し、特に比較的高い差圧時においても、シーリングプレート（７８２）
と基材（Ｕ）との間に予め定義可能な最大距離を維持するような一般型の塗布装
置によっても達成される。この種の減衰あるいはシーリング装置は、例えば本出
願人による DE 198 17 202 A1 に開示されている。従って、上記減衰あるいはシ
ーリング装置の構成及び機能については、 DE 198 17 202 A1 の全開示内容がこ
こで参照され、本出願の開示の一部を成すものとする。
【００３０】 この実施形態によれば、基材の走行速度が相対的に高い場合でも、機能的な低
下を実質上排除できる。第１に、基材に伴って運ばれてきた破壊を生じる可能性
のあるものでも減衰装置を通過可能なため、シーリングプレートに損傷を及ぼす
リスクが避けられ、また損傷の結果シーリング作用が永久的に失われてしまうこ
ともない。さらに比較的弾性のシーリングプレートを支持することで、例えば負
圧を生じる換気装置の領域内で発生するような比較的高い差圧時においても、シ
ーリングプレートと基材との間の距離が増大するのを防げる。このように、シー
リングプレートのうち支承側端と支持位置との間の部分のたわみが、シーリング
プレートのうち支持位置と自由端との間の部分に、後者の部分の望ましくないた
わみが実質上補償されるように作用する。
【００３１】 減衰装置の実際の構成方式に関わりなく、空気境界層のうち最上層を実質上完
全に除去する調整装置を減衰装置の上流側に配置するのが有利である。減衰装置
の効率は通常、例えば基材の走行速度などさまざまな影響に依存している。調整
装置は空気境界層の最上領域を取り除く結果、完全にではないにしても、それら
の影響への依存性が減少されることを保証する。また、減衰装置は空気境界層の
全体に対して作用させる必要がなくなり、調整装置を通過した部分にだけ作用す
ることになる。このように、減衰装置にかかる負荷が軽減され、それに応じてよ
り低い動力で構成可能となる。
【００３２】 簡単な実施形態の一例において、前記調整装置は基材の横断方向に延びたバー
から構成でき、例えば単純はシート状金属片によって形成可能である。また調整
装置では、例えば横断方向から見たときヘッドが上向きの翼輪郭の形状をなす横
断面を有するようにして、空気力学的効果を利用することもできる。
【００３３】 良好な結果は、例えば、調整装置を基材から約３ｍｍと約１０ｍｍの間の距離
だけ離れた位置に配置するときに得られる。
【００３４】 調整装置は、自立式の以外に、減衰装置に取り付けられるようにも設計可能で
ある。
【００３５】 上述したように、本発明による減衰装置は特に、カーテン式塗布ユニット、す
なわち塗布媒体を基材上に実質的に重力の作用下で移動するカーテンまたはヴェ
ール状に放出する塗布ユニットを有する塗布装置において使用可能である。
【００３６】 以下本発明を、幾つかの例示実施例を用い、添付の図面を参照して詳細に説明
する。
【００３７】 図１から図８は、本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面
図である。
【００３８】 本発明による塗布装置は、図１においてその全体を１０で示してある。塗布装
置はカーテン式塗布ユニット１２を備え、その放出ノズル１４から塗布媒体１６
が、走行方向Ｌに移動する基材Ｕ上に塗布媒体カーテン１８として放出される。
図面に示した例示実施例において、基材Ｕは材料ウェブ２０の表面２０ａによっ
て形成され、塗布媒体１６が塗布層２２としてウェブ表面２０ａに施される。
【００３９】 空気境界層Ｇを減衰するため、吸引ボックス２６を備えた吸引装置２４が走行
方向Ｌに沿って塗布ユニット１２の上流側に配設され、吸引装置２４は基材Ｕか
ら所定の距離に配置されている。その距離にも係わらず有効な吸引抽出を可能と
するため、図面に示した例示実施例において吸引ボックス２６の吸引領域２６ａ
は、それぞれ異なる設計の複数のシーリング要素２８，３０及び３２によって周
囲から密封され、これらのシーリング要素はすべて弾性的に変形可能な要素とし
て設計されている。
【００４０】 走行方向Ｌに沿った出口側で、弾性フォイル（箔）２８が吸引ボックス２６に
取り付けられ、弾性フォイル２８は例えば、表面にテフロン（登録商標）が被覆
された複合材料から作製可能である。弾性フォイル２８は、上方から下方へ且つ
右側から左側へ向かって湾曲して延び、材料ウェブ２０の表面２０ａに接触する
と共に、固有の弾性により材料ウェブ２０に対しプレストレス状態に置かれてい
る。さらに弾性フォイル２８は、吸引ボックス２６の吸引作用によって基材Ｕに
対し圧接され、そのシーリング効果を高めている。弾性フォイル２８の上流側で
、吸引ボックス２６の吸引領域２６ａ内に進入した空気境界層Ｇがせき止められ
、その結果空気境界層Ｇの流れの層流特性を少なくとも部分的に破壊し、空気境
界層Ｇに伴って運ばれてくる空気の吸引ボックス２６による吸引抽出を容易化す
る。弾性フォイル２８の下流側端２８ａは、カーテン１８が基材Ｕに衝突する位
置Ｐから距離ｄだけ離れている。この距離ｄは、第１に吸引ボックス２６と衝突
位置Ｐとの間のウェブ部分上における空気境界層の再形成、及び第２に弾性フォ
イル２８とカーテン１８との間の物理的接触が防止されるように寸法決めされて
いる。
【００４１】 入口側において、吸引ボックス２６の吸引領域２６ａはブラシ３０によって囲
まれている。このブラシ３０は吸引領域２６ａに進入する空気境界層Ｇを妨げ、
その層流特性を減衰して乱流成分を高める。ブラシ３０の作用効率を増大するた
め、ブラシ３０の毛３０ａの硬さが走行方向Ｌに沿って減少され、この点は図１
中右側から左側に向かって減少するブラシ３０の個々の毛３０ａを表わす線の太
さで示されている。硬い毛は空気境界層Ｇによってそれほど容易にたわまないた
め空気境界層Ｇを妨げるのに特に適する一方、柔らかい毛はその移動性が高いた
め、層流を乱流に変換するのにより適している。
【００４２】 さらに、横方向Ｑに対しほぼ直交して延びる側方囲い要素３２が比較的長い線
によって示されており、側方囲い要素３２は例えばゴムから作製でき、吸引領域
２６ａを周囲に対して完全に密封するのに用いられる。
【００４３】 さらに、三角形のウェッジバー形状の調整装置が、図１中吸引装置２４の上流
側に配置されている。この調整バー３６は、基材に近い空気境界層の領域が吸引
ボックス２６へ供給される前に、空気境界層Ｇの最上層を上方にそらせる役割を
果たす。この比較的簡単に得られる空気境界層Ｇの減衰の結果、吸引装置２４が
備える動力をより低いものとでき、そのためより優れたコスト効率が得られる。
また、調整バー３６の後方側における空気境界層Ｇの厚さは、調整バー３６を設
けない場合ほど鋭敏に、塗布装置１０の動作パラメータの関数として変化しなく
なる。
【００４４】 本発明による塗布装置の別の実施例を図２に示す。この塗布装置の全体が、図
２中１１０によって示されている。この実施例では、偏向バー１４０が走行方向
Ｌに沿ってカーテン塗布ユニット１１２の上流側に設けられ、偏向バー１４０の
一端１４０ａが空気境界層Ｇの一部を分離する。さらに偏向バー１４０は、分離
された空気流の一部Ｇ’をほぼ１８０( 偏向させ、その一部Ｇ’を走行方向Ｌと
逆向きで空気境界層Ｇに作用せしめるように湾曲状に設計されている。この偏向
バー１４０を設けたことで、空気境界層Ｇの少なくとも上方領域における層流特
性が減衰可能である。分割壁１４２が設けられ、空気流Ｇ’が空気境界層Ｇに対
し実質上乱されないまま導かれるのを可能としている。偏向バー１４０と分割壁
１４２は、基材Ｕから１ｍｍより小さい距離だけ離れているのが好ましい。
【００４５】 偏向バー１４０によって分離された空気の別の部分Ｇ”は、偏向バー１４０の
開口１４０ｂを通り、塗布媒体カーテン１１８のすぐ上流側における［空隙］内
へ導かれる。このようにすることで、カーテン１１８の供給側で生じる正圧がカ
ーテン１１８を、空気境界層Ｇの影響に対してさらに安定化せしめる。
【００４６】 図３に示した塗布装置２１０の場合には、電場を発生しその電場中を材料ウェ
ブ２２０が通過するようにした装置２５０が、走行方向Ｌに沿ってカーテン塗布
ユニット２１２の上流側に設けられている。この場合電場は、放電を起こして空
気境界層Ｇ中の空気分子を帯電させると共に、帯電分子を基材Ｕと直交する方向
に加速可能である。しかしながら、装置２５０によって高周波の交流電場を空気
境界層Ｇに作用させることも可能であり、交流電場の周波数は、空気分子の少な
くとも一部が励起されて振動するように選ばれる。上記両方の効果により、空気
境界層Ｇの層流の少なくとも一部が、右側から左側に向かって次第に大きく湾曲
する旋回矢印によって示す乱流に変換され、その結果として空気境界層Ｇが減衰
される。
【００４７】 図１に示す実施例においても、電場発生装置２５０に対応する電極配列５０を
、特に好ましくは吸引ボックス２６の下流側で吸引ボックス２６と弾性フォイル
２８との間に設けることもできる。電極配列５０から発生した放電プロセスｅが
空気境界層Ｇの層流特性を乱し、空気境界層Ｇに伴って運ばれる空気が吸引ボッ
クスにより容易に吸引抽出可能とする。
【００４８】 図４に示す塗布装置３１０は図３に示す実施例と比べ、材料ウェブ３２０に伴
って運ばれる空気境界層Ｇを減衰するため走行方向Ｌに沿ってカーテン塗布ユニ
ット３１２の上流側に設けられた装置３６０が超音波源からなる点だけが異なる
。超音波源の周波数は空気境界層Ｇ中の空気分子の少なくとも一部が励起されて
振動するように選ばれる。この結果得られる空気境界層Ｇの減衰については、図
３に関連した上記の説明を参照のこと。
【００４９】 さらに、塗布装置４１０について図５に示すように、走行方向Ｌに沿ってカー
テン塗布ユニット４１２の上流側に配置され、材料ウェブ４２０の表面４２０ａ
に対して圧接され且つその上を転動するシーリングロール４７０によっても減衰
可能である。シーリングロール４７０のカバー４７０ａは、例えばゴムやゴム様
素材から作製され、シーリングロール４７０から加わる圧力の結果生じる材料ウ
ェブ４２０の加圧をできるだけ低く保つようにしている。また、ロールカバー４
７０ａは複数の開口４７０ｂを有し、シーリングロール４７０は吸引ポンプ４７
２に接続され、空気境界層Ｇに伴って運ばれる空気を材料ウェブ４２０の表面４
２０ａから開口４７０ｂを通じて少なくとも部分的に吸引抽出する。
【００５０】 あるいは、図６に塗布装置５１０の例を用いて示したように、シーリングロー
ル５７０は、上記と異なり開口のないロールカバー５７０ａを有することも可能
である。シーリングロール５７０は裏当てロール５７４と協働してニップ（摺接
隙間）Ｎを形成し、そのニップＮを通して材料ウェブ５２０が導かれる。材料ウ
ェブ５２０がニップＮの領域内で裏当てロール５７４の周囲を巻いて延び、シー
リングロール５７０もニップＮの領域内で材料ウェブ５２０に接しているので、
ニップＮ領域内の空気境界層Ｇがシーリングロール５７０によって阻止される。
【００５１】 媒体塗布の前に材料ウェブ５２０の厚さ及び／又は滑らかさ及び／又は多孔性
分布を調整する目的で材料ウェブ５２０をカレンダー処理するのが望ましい場合
には、両ロール５７０と５７４を加熱または冷却可能なカレンダーロールとして
も同時に使用可能である。そのためには、図６中矢印Ｄで示すように、ニップＮ
内における固有線圧力あるいは固有面圧力を設定する必要がある。
【００５２】 シーリングロール５７０を設けたにもかかわらずニップＮを通過してしまう空
気境界層Ｇの成分ｇをさらに一層減衰可能とするため、シーリングロール５７０
のすぐ後方に、吸引ポンプ５７２に接続された吸引ボックス５７６の吸引開口５
７６ａが配置されている。吸引開口５７６ａは出口側で、例えば材料ウェブ５２
０に当接される垂下スクレーバからなるダイアフラム要素５２８によって密封さ
れている。吸引開口５７６ａは図６に示すようにシーリングロール４７０にすぐ
続いて位置し、また図６ではもう１つのダイアフラム要素５２８’により吸引開
口５７６ａは２つに分割されている。
【００５３】 吸引開口５７６ａと塗布ユニット５１２からカーテン５１８状に放出される塗
布媒体５１６の衝突位置Ｐとの間の走行区域をできるだけ短くするため、シーリ
ングロール５７０はそのほぼ全体が吸引ボックス５７６内に収容されている。す
なわち、材料ウェブ５２０と係合するシーリングロール５７０の円周部分と、そ
の円周部分に隣接し材料ウェブ５２０と吸引ボックス５７６との間の安全余地を
与える円周部分だけが、吸引ボックス５７６から突き出ている。
【００５４】 図５及び図６に示した両シーリングロール４７０及び５７０は各々吸引装置と
組み合わせて設計されているが、原理的にはシーリングロール自体だけを設ける
ことも可能である。その場合の一例として、図７に示した実施例が参照されるべ
きである。図７に示した実施例によれば、ドクターバー型のシーリングロール６
７０、つまり約１０ｍｍと約３８ｍｍの間の直径を有し、「ドクターベッド」６
７８内に取り付けられたシーリングロールが、裏当てロール６７４の周囲に沿っ
て巻かれた材料ウェブ６２０に対し当接されている。塗布装置６１０のこの実施
例は、シーリングロール６７０と塗布ユニット６１２から放出される塗布媒体カ
ーテン６１８の衝突位置Ｐとの間の走行区域の長さｄを特に短く保つのを可能に
している。
【００５５】 ドクターバー型ロール６７０と対照的に、ロール４７０及び５７０はマシン幅
に応じて１０００ｍｍまでの直径を有し、例えばマシン幅が４ｍの場合には約５
００ｍｍの直径を有する。ダイアフラム要素５２８の配置は、ロール直径が比較
的大きい場合でも、塗布媒体カーテン５１８から小さい距離ｄでの設定を可能と
する。
【００５６】 最後に図８は、実質上非接触で動作し、塗布装置７１０で使用可能なシーリン
グ装置７８０を示しており、シーリング装置７８０はそれ自体として、また例え
ば図１に基づく実施例における調整バー３６の代わりに別のシーリング装置と組
み合わせて用いられる。シーリング装置７８０は比較的弾性の高いシーリングプ
レート７８２を備え、シーリングプレート７８２はその一端が吸引ボックス７８
４に設けられた支承体７８６に取り付けられ、その自由端が材料ウェブ７２０に
対し距離Ｘを隔てて対向している。
【００５７】 シーリングプレート７８２は支承体７８６に締め止めされた一端から離れるに
つれ、吸引ボックス７８４の領域内に形成される負圧側７８４ａから正圧側へ向
かって上向きに湾曲している。またこの図示例では、自由端領域において、シー
リングプレート７８２が材料ウェブ７２０に対し少なくとも接線方向に延びるよ
うに配されている。
【００５８】 比較的弾性の高いシーリングプレート７８２は、支承側の一端と自由端との間
の位置７８２ａで支持され、ウェブ走行方向Ｌに対し横断方向に延びる回転軸を
形成しており、シーリングプレートの両側間に生じる差圧の結果支承側の一端と
支持位置７８２ａとの間のシーリングプレート部分７８２ｂがたわむため、支持
位置７８２ａと自由端との間のシーリングプレート部分７８２ｃの望ましくない
たわみを少なくとも防ぐように作用し、特に比較的高い差圧の場合であってもシ
ーリングプレート７８２と材料ウェブ７２０との間に最大距離Ｘを維持するよう
に構成されている。そのため、特に比較的高い差圧の場合でも、所望の距離Ｘが
少なくとも実質上維持される、すなわちそれより大きくならない。
【００５９】 本例の場合、比較的弾性の高いシーリングプレート７８２は負圧側７８４ａに
配置された比較的硬い支持プレート７８８によって支持されている。支持プレー
ト７８８は貫通開口７８８ａを備え、その左側端でシーリングプレート７８２の
隣接端共に支承体７８６に締め止めされている。
【００６０】 支持位置７８２ａ及びひいてはその位置に形成される回転軸は、シーリングプ
レート７８２の支承側端よりもシーリングプレート７８２の自由端の方により近
づいて位置し、本例ではシーリングプレート７８２の自由端の領域内に配されて
いる。その結果、シーリングプレート７８２のうち支持位置より左側の部分７８
２ｂによって、差圧にさらされる比較的大きい作用領域が得られ、この作用領域
がたわんでシーリングプレート７８２のうち材料ウェブ７２０に隣接する部分７
８２ｃの望ましくないたわみを防ぐように作用するため、比較的高い差圧の場合
でも距離Ｘは実質上変化しない。支持プレート７８８に設けられた開口７８８ａ
により、支承側の一端と支持位置７８２ａとの間のシーリングプレート部分７８
２ｂに所望の通り負圧が作用することが保証される。
【００６１】 図８から分かるように、ウェブ走行方向Ｌに対し横断方向に延びる回転軸を形
成するシーリングプレート７８２は、その下側に位置した比較的硬い支持プレー
ト７８８の右端自由端によって支持されている。
【００６２】 シーリングプレートの自由端部分７８２ｃと材料ウェブ７２０との間に維持す
べき距離は調整可能である。さらにこの距離Ｘは、塗布装置が停止状態あるいは
低いウェブ走行速度の場合でも得られる。しかし原理的には動的シーリングも可
能であり、塗布装置が始動してウェブ速度が上昇する場合にだけ、シーリングプ
レートの自由端部分７８２ｃが空気境界層Ｇの一部によって持ち上げられ、最終
的に動作速度に到達したときに所望の距離Ｘが得られるようにすることもできる
。動作時、最終的には非接触シーリングが得られるので、この場合であっても摩
損の生じる可能性はない。
【００６３】 従ってシーリング装置７８０はいずれの場合も、材料ウェブ７２０に伴い引き
ずられて運ばれる空気Ｇの大部分が、図８には示してない塗布媒体カーテンの衝
突点Ｐの領域へ入りこむのを防止する。
【００６４】 その結果、材料ウェブ７２０に伴い引きずられて運ばれる空気境界層Ｇは、そ
の大部分が除去つまり払拭される。言及し得る更に別の利点として、シーリング
プレートの自由端部分７８２ｃは材料ウェブ７２０に沿って運ばれる汚染物に対
して容易に後退可能であり、またウェブが破損したり支持ロール７７４が「詰ま
った」場合でも、シーリング装置７８０が損傷する危険を確実に防げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図２】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図３】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図４】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図５】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図６】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図７】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【図８】 本発明による塗布装置の各種実施例の極めて簡略化した側面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年２月７日（２００２．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエベルシャル、マンフレッド ドイツ、89547 デッティンゲン、キーフ ェンウェーグ ３ Ｆターム(参考） 4F041 AA12 AB01 BA07 BA51 BA56 CA04 CA22 4F042 AA03 AA22 AB00 BA03 BA06 DD07 DD09 DD16 DD17 DD27 DD46 4L055 CH10 CH30 EA15 EA34 FA30 GA19

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液状またはペースト状塗布媒体（５１６）を塗布ユニット（
    ４１２；５１２；６１２）を用いて移動する基材（Ｕ）に塗布する装置（４１０
    ；５１０；６１０）で、 基材（Ｕ）は直接塗布の場合において材料ウェブ（４２０；５２０；６２０）
    、特に紙あるいは板紙ウェブの表面であり、間接塗布の場合には、塗布媒体を材
    料ウェブの表面に転写する転写要素、好ましくは転写ロールの表面であり、 基材（Ｕ）に伴って運ばれる空気境界層（Ｇ）を減衰する装置（４７０；５７
    ０；６７０）が基材（Ｕ）の走行方向（Ｌ）に沿って塗布ユニット（４１２；５
    １２；６１２）の上流側に配置されている装置において、 減衰装置は、基材（Ｕ）に対して密封するように押圧され基材上を実質的にす
    べりを生じることなく転動するシーリング要素（４７０；５７０；６７０）から
    なることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記シーリング要素はシーリングロール（４７０；５７０；
    ６７０）であることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
  3. 【請求項３】 前記シーリングロール（４７０；５７０）は１０００ｍｍま
    での直径を有することを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
  4. 【請求項４】 前記シーリングロール（６７０）は約１０ｍｍと約３８ｍｍ
    の間の直径を有することを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
  5. 【請求項５】 前記シーリング要素はエンドレスに循環するシーリングベル
    トであることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
  6. 【請求項６】 前記シーリング要素（４７０；５７０；６７０）はゴム被覆
    表面（４７０ａ；５７０ａ）を有することを特徴とする請求項１から５のいずれ
    か一項に記載の塗布装置。
  7. 【請求項７】 前記シーリング要素（４７０；５７０；６７０）はクロムメ
    ッキ表面などの金属表面（４７０ａ；５７０ａ）を有することを特徴とする請求
    項１から５のいずれか一項に記載の塗布装置。
  8. 【請求項８】 前記シーリング要素（４７０；５７０；６７０）は温度制御
    及び／又は静電帯電に適応可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれ
    か一項に記載の塗布装置。
  9. 【請求項９】 前記シーリング要素（４７０）は吸引要素として形成されて
    いることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の塗布装置。
  10. 【請求項１０】 前記シーリング要素はポンプ要素として形成されているこ
    とを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の塗布装置。
  11. 【請求項１１】 前記シーリング要素（４７０）の被覆（４７０ａ）が複数
    の開口（４７０ｂ）を備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか
    一項に記載の塗布装置。
  12. 【請求項１２】 前記シーリング要素（４７０）の被覆（４７０ａ）が多孔
    性材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記
    載の塗布装置。
  13. 【請求項１３】 吸引装置（５７６）の吸引開口（５７６ａ）が基材（Ｕ）
    の走行方向（Ｌ）に沿って前記シーリング要素（５７０）と前記塗布ユニット（
    ５１２）との間に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか
    一項に記載の塗布装置。
  14. 【請求項１４】 前記吸引開口（５７６ａ）は出口側及び／又は供給側にお
    いて、ダイアフラム要素（５２８）、例えば基材（Ｕ）の表面に対して垂下スク
    レーバとして当接されるのが好ましい弾性変形可能なダイアフラム要素によって
    囲まれていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の塗布装
    置。
  15. 【請求項１５】 請求項１の前文及び所望であれば前記請求項のいずれか一
    項に記載の特徴部分を備えた塗布装置において、前記減衰装置は電極装置（２５
    ０）からなることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
  16. 【請求項１６】 前記電極装置（２５０）は、基材（Ｕ）を横断する方向に
    沿って相互に隣接して配置された、好ましくはニードル電極である複数の個々の
    電極から構成されていることを特徴とする請求項１５記載の塗布装置。
  17. 【請求項１７】 前記電極装置（２５０）は少なくとも１つのフラット電極
    を備え、フラット電極は基材（Ｕ）と対面する側に複数の突起あるいはニードル
    状点を有することを特徴とする請求項１５記載の塗布装置。
  18. 【請求項１８】 前記電極装置（２５０）は基材（Ｕ）から約２ｍｍと約３
    ０ｍｍの間の距離を有していることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか
    一項に記載の塗布装置。
  19. 【請求項１９】 前記電極装置（２５０）は約５ｋＶと約６０ｋＶの間の値
    であるのが好ましい所定の電位に保たれていることを特徴とする請求項１５から
    １８のいずれか一項に記載の塗布装置。
  20. 【請求項２０】 前記電極装置（２５０）は高周波の交流電場を発生するこ
    とを特徴とする請求項１５から１９のいずれか一項に記載の塗布装置。
  21. 【請求項２１】 前記交流電場の周波数は、空気分子の少なくとも一部が励
    起され振動するように選択されていることを特徴とする請求項２０記載の塗布装
    置。
  22. 【請求項２２】 前記電極装置（５０）は吸引装置（２６）に、好ましくは
    その下流側端に配置され、吸引装置から電気絶縁されていることを特徴とする請
    求項１５から２１のいずれか一項に記載の塗布装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１の前文及び所望であれば前記請求項のいずれか一
    項に記載の特徴部分を備えた塗布装置において、前記減衰装置は超音波源（３６
    ０）からなり、好ましくは空気分子の少なくとも一部が励起され振動するように
    超音波源の周波数が選択されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一項
    に記載の塗布装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１の前文及び所望であれば前記請求項のいずれか一
    項に記載の特徴部分を備えた塗布装置において、前記減衰装置（７８０）は、一
    端（７８６）において取り付け支承され反対側の自由端が基材（Ｕ）に対向して
    位置する弾性シーリングプレート（７８２）を有し、シーリングプレート（７８
    ２）はその支承側端と自由端との間の位置（７８２ａ）で支持されて回転軸を形
    成し、シーリングプレートのうち支承側端と支持位置（７８２ａ）との間の部分
    （７８２ｂ）がシーリングプレートの両側間で生じる差圧によってたわむことに
    より、シーリングプレートのうち支持位置（７８２ａ）と自由端との間の部分（
    ７８２ｃ）のたわみを少なくとも妨げるように作用し、特に比較的高い差圧時に
    おいても、シーリングプレート（７８２）と基材（Ｕ）との間に予め定義可能な
    最大距離（Ｘ）を維持することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
  25. 【請求項２５】 空気境界層（Ｇ）のうち最上層を実質上完全に除去する調
    整装置（３６）が減衰装置（２４）の上流側に配置されていることを特徴とする
    前記請求項のいずれか一項に記載の塗布装置。
  26. 【請求項２６】 前記調整装置（３６）は基材（Ｕ）の横断方向（Ｑ）に延
    びたバーからなることを特徴とする請求項２５記載の塗布装置。
  27. 【請求項２７】 前記調整装置（３６）は横断方向（Ｑ）から見たとき、ヘ
    ッドが上向きの翼輪郭の形状をなす横断面を有することを特徴とする請求項２５
    または２６記載の塗布装置。
  28. 【請求項２８】 前記調整装置（３６）は基材（Ｕ）から約３ｍｍと約１０
    ｍｍの距離を隔てて配置されていることを特徴とする請求項２５から２７のいず
    れか一項に記載の塗布装置。
  29. 【請求項２９】 前記調整装置（３６）は自立式に設計されていることを特
    徴とする請求項２５から２８のいずれか一項に記載の塗布装置。
  30. 【請求項３０】 前記調整装置は前記減衰装置に取り付けられていることを
    特徴とする請求項２５から２８のいずれか一項に記載の塗布装置。
  31. 【請求項３１】 前記塗布ユニット（１２）は、塗布媒体（１６）を基材（
    Ｕ）上に実質的に重力の作用下で移動するカーテンまたはヴェール（１８）状に
    放出するカーテン式塗布ユニットであることを特徴とする前記請求項のいずれか
    一項に記載の塗布装置。
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