JP2003527237A - Coating device - Google Patents
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
【０００１】
本発明は、液状またはペースト状塗布媒体を移動する基材の片側または両側に
塗布する装置であって、基材から距離をおいて配置され、塗布媒体をフリー塗布
媒体ジェットの形状で基材上に放出する塗布ユニットを備え、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。The present invention is an apparatus for applying a liquid or pasty coating medium to one or both sides of a moving substrate, which is arranged at a distance from the substrate and which is in the form of a free coating medium jet. A coating unit for discharging onto a substrate, the substrate being the surface of a material web (strip) in the case of direct coating, in particular a paper or paperboard web, and in the case of indirect coating the coating medium is the surface of the material web. To a transfer element, preferably the surface of a transfer roll.
【０００２】
本発明は、「接触せずに」動作するその他の塗布装置、例えば塗布媒体を基材
上に、塗布ユニットによって与えられる吐出運動量に実質上基づき塗布ユニット
から基材へ移動する塗布媒体ジェットとして放出するフリージェットノズル塗布
ユニットを有する塗布装置においても有利に使用可能であるが、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。The present invention is directed to other coating devices that operate “out of contact”, such as a coating medium that moves from a coating unit to a substrate substantially based on the ejection momentum provided by the coating unit. Although it can be advantageously used in a coating apparatus having a free jet nozzle coating unit that discharges as a jet, in the following, in the present invention, a curtain type coating apparatus, that is, the coating unit applies a coating medium onto a substrate under the action of gravity. It will be described in detail with reference to an example of a curtain or a coating device that discharges in a veil shape.
【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。In coating material webs using a curtain coating unit (also known in the industry as “curtain coating”), the coating medium is discharged onto the substrate in the form of a coating medium curtain, and the coating medium curtain Move from the coating unit to the substrate substantially under the action of gravity. In this case, since the curtain coating unit is arranged at a predetermined distance from the base material, there is an advantage that the risk of being damaged is particularly low, for example, when the web is broken. Curtain type coating units are other "non-contact" type coating units, such as free jet nozzle type coating units in which the movement of the coating medium from the coating unit to the substrate is performed mainly by the discharge momentum from the discharge nozzle of the coating unit. Fundamentally different. Because in curtain coating units, the shape of the curtain ejected from the ejection nozzle is only exposed to the interaction between the surface tension of the application medium and gravity. In this case, the surface tension tends to shrink the curtain, which has a very large surface or perimeter, in its volume or cross-sectional area, thereby reducing its surface. This effect is counteracted only by the gravity trying to stretch the curtain. Thus, it can be readily seen that the larger the working width, the more difficult it is to obtain a uniformly thick coating media curtain over the entire working width.
【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。The coating of material webs with a curtain-type coating unit that supplies the material to the material web as a coating medium curtain or veil that moves under the effect of substantially gravity is used in the field of coatings such as photographic films, acoustic tapes and the like. It was known for a long time. However, the material webs used in such applications have a much narrower width than modern equipment for producing paper and cardboard webs, which requires material web widths in excess of 10 m. It is possible to form a coating media curtain of uniform thickness over such a wide width and to hold it stable is a relatively simple control and a working solution from known narrow coating media curtains. It is a task that cannot be trivially suggested. Moreover, in modern equipment for producing paper and cardboard webs, not only is the material web moving at speeds up to 3000 m / min, which is much higher than the known narrow material web moving speeds, but also coating media curtains. It also imposes a higher load on the stability of.
【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。DE 199 03 559 A1 provides a whole set of working principles intended to be able to damp the air boundary layer carried along with the material web just upstream of the curtain coating unit. However, this publication does not discuss how the efficiency of such a working principle can be improved.
【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。WO 97/03009 addresses the problem of drying the material web after application of the medium or printing ink, especially in gravure printing, web-fed offset printing and flexographic printing. The publication discloses that the gas molecules on the surface of the material web are ionized by a corona discharge, and the ionized molecules are accelerated toward the electrode to improve the drying efficiency based on the gas exchange on the surface of the material web that is involved in the "ion wind". Propose to raise.
【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。For the sake of completeness, DE 198 03 240 A1 and DE relating to further prior art
198 29 449 A1 should also be referred to.
【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「接触なし」で動作する塗布
装置を、特に塗布媒体ジェットまたはカーテンの安定化に関して更に改良するこ
とにある。In contrast, it is an object of the present invention to provide a coating device which is used in the manufacture and / or finishing of wide, fast-moving material webs, preferably paper and board webs, and which operates “contactless”, in particular. It is a further improvement with regard to the stabilization of the coating medium jet or curtain.
【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移動する基材の
片側または両側に塗布する装置であって、基材から距離をおいて配置され、塗布
媒体をフリー塗布媒体ジェットの形状で基材上に放出する塗布ユニットを備え、
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、塗布ユニットの領域内に、電場を生成し
、塗布ユニットから基材へ向かって移動する塗布媒体ジェットに、その移動を促
進する力を加える装置が設けられている装置によって達成される。According to the present invention, the above object is an apparatus for applying a liquid or pasty coating medium to one or both sides of a moving substrate, which is arranged at a distance from the substrate and is free to coat the coating medium. It comprises a coating unit which discharges onto the substrate in the form of a medium jet, the substrate being the surface of the material web in the case of direct coating, in particular the paper or paperboard web, and in the case of indirect coating the coating medium of the material web. A transfer element that transfers to a surface, preferably the surface of a transfer roll, creates an electric field in the area of the coating unit that imparts a force to a jet of coating medium that moves from the coating unit toward the substrate to facilitate its movement. This is achieved by a device in which an adding device is provided.
【００１０】
前述した従来の「非接触式」塗布装置、特にカーテン式塗布装置の場合と異な
り、本発明による塗布装置では、塗布媒体が放出ノズルから基材へ向かって、重
力の作用下だけあるいは吐出運動量の作用下だけで移動しない。代わりにその塗
布媒体の移動は、電場生成装置によって塗布媒体ジェットに加えられ放出ノズル
から基材へ向かう経路上でジェットを引き伸ばそうとする（プレストレッチ）追
加の力によって促進される。従って、特に「カーテン被覆式塗布ユニット」にお
いて、放出ノズルと基材との間の距離が同じ場合にジェットの安定性を高めるこ
とができ、あるいは所定の望ましいジェット安定性を得るのに放出ノズルと基材
との間の距離をより大きく選定できる。Unlike the conventional “non-contact” applicator described above, in particular the curtain applicator, the applicator according to the present invention allows the application medium to flow from the discharge nozzle towards the substrate only under the action of gravity or It does not move only under the action of ejection momentum. Instead, the movement of the coating medium is facilitated by the additional force added to the coating medium jet by the electric field generator to pre-stretch the jet on the path from the discharge nozzle to the substrate. Therefore, especially in a "curtain coating application unit", the jet stability can be increased when the distance between the discharge nozzle and the substrate is the same, or the discharge nozzle can be used to obtain a predetermined desired jet stability. The distance to the substrate can be chosen larger.
【００１１】
上記後者の点は特に、放出ノズルの幅によって決まる厚さから最終的に基材に
施される塗布媒体の層厚に減少するまでの塗布媒体の合計ストレッチが、放出ノ
ズルから基材への経路上におけるジェットの上記プレストレッチ、及び塗布媒体
が基材に衝突する直前におけるジェットの速度と塗布媒体と基材間の衝突地点に
おける基材の移動速度との間の差によって生じる接触ストレッチの積で与えられ
ることを考慮すれば有利な点である。最大限一様な塗布層を得るためには、合計
ストレッチがプレストレッチと接触ストレッチからできるだけ一様に与えられる
ことが特に好ましい。塗布媒体ジェットは、放出ノズルから基材へ至る塗布媒体
の経路が長くなるほど、外部の影響例えば基材に伴って運ばれる空気境界層の影
響を受けやすくなるため、実用面ではプレストレッチをできるだけ強めることが
常に望まれている。In particular, the latter point is that the total stretch of the coating medium from the thickness determined by the width of the discharge nozzle to the layer thickness of the coating medium finally applied to the substrate is from the discharge nozzle to the substrate. Pre-stretch of the jet on the path to and contact stretch caused by the difference between the velocity of the jet just before the coating medium impacts the substrate and the velocity of movement of the substrate at the point of impact between the coating medium and the substrate. This is an advantage considering that it is given by the product of It is particularly preferred that the total stretch be provided as uniformly as possible from the pre-stretch and the contact stretch in order to obtain a maximally uniform coating. The longer the path of the coating medium from the discharge nozzle to the substrate, the more easily the coating medium jet is affected by external influences, for example, the air boundary layer carried along with the substrate. Is always desired.
【００１２】
さらに、電場が塗布媒体ジェットに対して、塗布媒体ジェットの移動方向と直
交する方向の成分を有する力を加える。すなわち、電極装置が塗布媒体ジェット
を引き付ける。この力成分も、基材の表面に伴って運ばれる空気境界層の影響に
対して、塗布媒体ジェットを安定化させるのを促進する。Further, the electric field exerts a force on the coating medium jet having a component in a direction orthogonal to the moving direction of the coating medium jet. That is, the electrode device attracts the coating medium jet. This force component also helps stabilize the coating media jet against the effects of the air boundary layer carried along with the surface of the substrate.
【００１３】
塗布媒体ジェットを加速する点で重力の作用を助長する電場は、塗布ユニット
を第１の所定の電位に保つ一方、基材を第２の所定の電位、例えば接地つまりア
ース電位に保つという簡単な方法で生成可能である。この場合、追加の電極を設
ける必要はまったくなく、既存の各装置に電気接続の配線を施せば充分である。An electric field that promotes the action of gravity at the point of accelerating the coating medium jet keeps the coating unit at a first predetermined potential while keeping the substrate at a second predetermined potential, eg ground or earth potential. It can be generated by a simple method. In this case, there is no need to provide any additional electrodes, and it is sufficient to provide wiring for electrical connection to each existing device.
【００１４】
しかし上記の構成に加えてもしくはそれに代えて、塗布ユニットの上流側でそ
の近傍に、電極装置を設け、それを第３の所定の電位に保つこともできる。この
場合、「加えて」とは、塗布ユニットと電極装置の両方が接地電位と異なる所定
の電位に保たれることを意味する。一方、「それに代えて」とは、電極装置だけ
を接地電位と異なる所定の電位に保つ一方、塗布ユニットは接地するかあるいは
その電位を浮動状態（「浮動電位」）にすることを意味する。However, in addition to or instead of the above configuration, it is possible to provide an electrode device on the upstream side of the coating unit and in the vicinity thereof, and keep it at a third predetermined potential. In this case, “in addition” means that both the coating unit and the electrode device are kept at a predetermined potential different from the ground potential. On the other hand, “instead of” means that only the electrode device is maintained at a predetermined potential different from the ground potential, while the coating unit is grounded or its potential is set to a floating state (“floating potential”).
【００１５】
電極装置は、少なくとも１つのフラット電極から構成可能である。この場合、
フラット電極はその基材の方を向いた側に多数の突起あるいはニードル点を有す
ることができる。あるいは電極装置を、基材の横断方向に相互に隣接して配置さ
れた複数の個別電極、好ましくはニードル電極で構成することもできる。ニード
ル点やニードル電極を用いるのは、次のことを意味する。電極装置は、接地電位
に対して形成される電場にだけ影響を及ぼすのでなく、周囲の空気が少なくとも
部分的にイオン化されている際に放電プロセスを発生可能であり、このようにし
て形成された電荷キャリヤは、例えば塗布媒体ジェットを帯電させる。このよう
な帯電が生じると、塗布媒体ジェットの移動は電場によってさらに一層効果的に
影響される。The electrode device can consist of at least one flat electrode. in this case,
The flat electrode can have a number of protrusions or needle points on the side facing the substrate. Alternatively, the electrode device can also consist of a plurality of individual electrodes, preferably needle electrodes, which are arranged next to one another in the transverse direction of the substrate. Using a needle point or needle electrode means the following. The electrode device is capable of producing a discharge process when the surrounding air is at least partially ionized, rather than only affecting the electric field formed with respect to ground potential, and thus formed. The charge carrier charges the jet of coating medium, for example. When such charging occurs, the movement of the coating medium jet is more effectively affected by the electric field.
【００１６】
本発明の発展形態として、塗布媒体が基材に衝突する地点の下流側に、電場を
生成する別の装置を設けることが提案される。この電場は、基材に施された塗布
媒体に基材へ向かう方向の力を加え、多すぎる量の塗布媒体が施された個所では
過剰の塗布媒体を変位させる。このようにして第１に、塗布媒体は基材上のそれ
まで被覆されていなかった個所へと供給され、基材の塗布媒体による被覆率を向
上させる。第２に、その結果として塗布層の厚さがより一様化される。As a development of the invention, it is proposed to provide another device for generating an electric field downstream of the point where the coating medium strikes the substrate. This electric field applies a force to the coating medium applied to the substrate in the direction toward the substrate, and displaces the excess coating medium at a portion where a too large amount of coating medium is applied. In this way, firstly, the coating medium is fed to the previously uncoated areas of the substrate, improving the coverage of the substrate by the coating medium. Second, it results in a more uniform coating layer thickness.
【００１７】
前記別の電場生成装置は、基材に隣接して位置し好ましくは第４の所定の電位
に保たれる別の電極装置を有することが好ましい。Said further electric field generating device preferably comprises a further electrode device located adjacent to the substrate and preferably kept at a fourth predetermined potential.
【００１８】
しかし、基材に施された塗布媒体を基材の方に引き付ける力は原理上、第１の
電極装置によって誘起された放電の結果、基材の施された塗布媒体にまだ残って
いる残留帯電からも得られる。However, in principle, the force of attracting the coating medium applied to the substrate toward the substrate remains in the coating medium applied to the substrate as a result of the discharge induced by the first electrode device. It can also be obtained from residual charging.
【００１９】
接地電位と異なる１つまたは複数の所定の電位は、例えば約５ｋＶと約６０ｋ
Ｖの間、好ましくは約３０ｋＶの値とし得る。The predetermined potential or potentials different from the ground potential are, for example, about 5 kV and about 60 kV.
During V, it may preferably have a value of about 30 kV.
【００２０】
前述したように、基材は接地電位に保たれるのが好ましい。この点は例えば、
直接塗布の場合には塗布ユニットの領域内で材料ウェブを支持する裏当てロール
であり、また間接塗布の場合には塗布ユニットによって表面に塗布媒体が施され
る裏当てロールであるのが好ましい裏当て要素を電極と接触して設け、裏当てロ
ールを第２の所定の電位に保つことよって実施できる。上記に加えてさらにある
いはそれに代えて、金属製またはゴム被覆された裏当て要素の表面を、電極と例
えば摺動接触させることもできる。さらには、電極を裏当てロールの軸受シャフ
トと導電接触させることも可能である。直接塗布の場合には、さらに別の代替法
として、材料ウェブを例えばウェブ案内要素として形成される電極によって、第
２の所定の電位つまり好ましくは接地電位に保ってもよい。As mentioned above, the substrate is preferably kept at ground potential. This point is, for example,
A backing roll which supports the material web in the area of the coating unit in the case of direct coating and a backing roll whose surface is coated with the coating medium by the coating unit in the case of indirect coating are preferred. It can be carried out by providing a backing element in contact with the electrode and keeping the backing roll at a second predetermined potential. Additionally or alternatively, the surface of the metallic or rubber coated backing element may be in sliding contact with the electrodes, for example. Furthermore, it is possible to bring the electrodes into conductive contact with the bearing shaft of the backing roll. In the case of direct application, as a further alternative, the material web may be kept at a second predetermined potential, preferably ground potential, for example by means of electrodes formed as web-guiding elements.
【００２１】
塗布媒体ジェットに影響を及ぼすために電場を用いることに加え、いずれの場
合にせよ塗布媒体が磁場に応答する構成成分粒子を含んでいるか、もしくはその
ような粒子が磁場応答目的のため塗布媒体に添加可能な場合には、例えば磁場な
ど、その他の種類の力の場を加えることも勿論考えられる。In addition to using an electric field to affect the coating medium jet, in any case the coating medium contains component particles that are responsive to a magnetic field, or such particles are for magnetic field responsive purposes. It is of course also conceivable to apply other types of force fields, for example magnetic fields, if they can be added to the application medium.
【００２２】
基材の表面に伴って運ばれる空気境界層の影響が塗布媒体ジェットに及ぼす影
響をできるだけ低く抑えるため、基材の移動方向に沿って、前記電極装置の上流
側に、基材に伴って運ばれる空気境界層を減衰する装置を配置することも可能で
ある。この場合、空気境界層減衰装置は吸引装置で構成でき、吸引装置の作用で
空気境界層を移動する基材から効果的に取り除くことができる。In order to suppress the influence of the air boundary layer carried along with the surface of the base material on the coating medium jet as low as possible, in order to suppress the influence as much as possible, the base material is provided on the upstream side of the electrode device along the moving direction of the base material. It is also possible to arrange a device for damping the entrained air boundary layer. In this case, the air boundary layer damping device can be constituted by a suction device, and the air boundary layer can be effectively removed from the moving substrate by the action of the suction device.
【００２３】
例えば、基材と摺動接触する垂下スクレーパを吸引装置の下流端に配設可能で
ある。この垂下スクレーバは吸引層を周囲から密閉すると共に、塗布ユニットへ
向かう空気境界層の前進移動を妨げる。このように、空気境界層に伴って運ばれ
てきた空気がせき止められる結果、空気境界層の流れの層流特性が少なくとも部
分的に破壊される。これは、空気境界層の抽出除去を容易化可能とし、吸引装置
の吸引効率を高める。従って、本発明に基づいて設計された吸引装置で空気境界
層を基材から完全には除去できないとしても、空気境界層をより効果的に減衰可
能である。For example, a hanging scraper in sliding contact with the substrate can be arranged at the downstream end of the suction device. This drooping scraper seals the suction layer from the environment and prevents forward movement of the air boundary layer towards the coating unit. In this way, the air carried along with the air boundary layer is damped, resulting in at least partial destruction of the laminar flow characteristics of the air boundary layer flow. This can facilitate the extraction and removal of the air boundary layer and enhance the suction efficiency of the suction device. Therefore, even if the suction device designed according to the present invention cannot completely remove the air boundary layer from the substrate, it can be more effectively damped.
【００２４】
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０．１ｍｍ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、垂下スクレーバは移動
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。The hanging scraper can be constructed as a flexible foil, preferably made of plastic, metal sheet or composite material. The flexible foil adheres to the substrate by the suction action of the suction device, thus firstly improving the sealing effect and secondly preventing the formation of new air boundary layers. If the hanging scraper is made of a metal sheet, it is preferred to use a stainless steel sheet with a maximum thickness of 0.1 mm.
However, it has also proven advantageous to form the drooping scraper from a composite material which is surface coated with Teflon. In this case, the composite material ensures the required temperature resistance and flexibility, while the Teflon surface coating guarantees a low friction between the depending scraper and the moving substrate. In addition, the drooping scraper may be curved in the direction of movement, which will facilitate improved elastic compliance,
Friction with the substrate is further reduced.
【００２５】
本発明の発展形態として、前記吸引装置の領域内で、好ましくは吸引装置の下
流端と垂下スクレーパとの間に、更に別の電極装置を設けることも可能である。
この更に別の電極装置によっても、基材に伴って運ばれる空気境界層に影響を及
ぼし、特に減衰させることができる。とりわけ、前記更に別の電極装置が、基材
の横断方向に相互に隣接して配置された複数の個別電極、好ましくはニードル電
極から構成される場合、あるいは前記更に別の電極装置が少なくとも１つのフラ
ット電極からなり、フラット電極がその基材の方を向いた側に多数の突起あるい
はニードル点を有する場合には、前記と同様更に別の電極装置の各突点と基材と
の間で放電プロセスを発生可能である。これらの放電は空気境界層の層流特性を
乱し、空気境界層を少なくとも部分的に乱流に変換させるため、空気境界層を抽
出除去するのがより容易となり、従って吸引装置の効率をより向上可能である。
そうした放電の生成を助長するため、前記更に別の電極装置は基材から約２ｍｍ
と約３０ｍｍの間の距離を有することが提案される。As a development of the invention, it is also possible to provide a further electrode device in the area of the suction device, preferably between the downstream end of the suction device and the depending scraper.
With this further electrode arrangement too, the air boundary layer carried with the substrate can be influenced and in particular damped. In particular, said further electrode device is composed of a plurality of individual electrodes, preferably needle electrodes, arranged adjacent one another in the transverse direction of the substrate, or said further electrode device comprises at least one If the flat electrode has a large number of protrusions or needle points on the side facing the base material, discharge occurs between each of the protrusions of another electrode device and the base material as described above. A process can occur. These discharges disturb the laminar flow characteristics of the air boundary layer and at least partially convert the air boundary layer into turbulent flow, which makes it easier to extract and remove the air boundary layer, thus improving the efficiency of the suction device. It can be improved.
In order to facilitate the generation of such a discharge, the further electrode device is approximately 2 mm from the substrate.
It is proposed to have a distance between and about 30 mm.
【００２６】
原理上、前記更に別の電極装置は、外部の電圧源に接続可能である。しかしな
がら、更に別の電極装置の電位を浮動状態（「浮動電位」）に保つことも同様に
可能であり、その方が構造的観点からは一層簡単に実施できる。この場合、更に
別の電極装置は第１の電極装置から発生する放電の結果として帯電され、従って
上記と同様に接地電位と異なる電位となる。更に別の電極装置のキャパシタンス
を減少させるためまた安全上の理由から、更に別の電極装置を、吸引装置にそれ
から電気絶縁して配置することも考えられる。In principle, the further electrode device can be connected to an external voltage source. However, it is likewise possible to keep the potential of the further electrode device floating (“floating potential”), which is easier to implement from a structural point of view. In this case, the further electrode device is charged as a result of the discharge generated by the first electrode device, and thus has a potential different from the ground potential as described above. In order to reduce the capacitance of the further electrode device and for safety reasons, it is also conceivable to arrange the further electrode device in the suction device electrically isolated therefrom.
【００２７】
また別の観点からすれば、本発明の上記目的は、液状またはペースト状塗布媒
体を移動する基材の片側または両側に塗布する装置であって、塗布媒体を基材上
に実質上重力の作用下で移動するカーテンまたはヴェールとして放出するカーテ
ン式塗布ユニットを備え、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、塗布媒体カーテ
ンの側縁を、カーテン式塗布ユニットと基材との間を重力の作用下で移動する少
なくともその移動の一部で案内するエッジ案内要素が設けられた装置によって達
成される。From another point of view, the above object of the present invention is an apparatus for applying a liquid or pasty coating medium to one or both sides of a moving substrate, and the coating medium is substantially applied onto the substrate. It has a curtain coating unit which emits as a curtain or veil that moves under the action of gravity, the substrate being the surface of the material web, in particular paper or paperboard web in the case of direct coating, the coating medium in the case of indirect coating. Transfer element to the surface of the material web, preferably the surface of a transfer roll, for moving at least the side edges of the coating medium curtain under the effect of gravity between the curtain coating unit and the substrate. This is achieved by a device provided with a partially guiding edge guiding element.
【００２８】
前述したように、塗布媒体の表面張力は塗布媒体ジェットの表面を減少させよ
うとし、その効果は特に塗布媒体ジェットの両側縁の領域で作用し、ジェット収
縮を生じる。このジェット収縮は、エッジ案内要素を設けることによって防止可
能である。すなわち、エッジ案内要素を設ければ、塗布媒体とエッジ案内要素の
表面との間で付着力がさらに作用し、塗布媒体の表面張力に基づく収縮しようと
する傾向を打ち消す。エッジ案内要素と塗布媒体との間の付着力は、少なくとも
１つのエッジ案内要素の表面特性を、塗布媒体の特性とエッジ案内要素の表面と
に依存する濡れ角またはエッジ角が９０°より小さくなるように選定することに
よって向上可能である。さらに、エッジ案内要素の濡れを改善するには、エッジ
案内要素が構造加工面を有することが有利である。このために、少なくとも１つ
のエッジ案内要素の表面を粗面化すること、及び／又は歯状面、例えば雄ねじも
しくは雌ねじを有するように形成することが可能である。As mentioned above, the surface tension of the coating medium tends to reduce the surface of the coating medium jet, the effect of which acts in particular in the regions of the flanking edges of the coating medium jet, resulting in jet contraction. This jet contraction can be prevented by providing an edge guiding element. That is, when the edge guide element is provided, the adhesive force further acts between the coating medium and the surface of the edge guide element, and the tendency to contract due to the surface tension of the coating medium is canceled. The adhesion between the edge guiding element and the coating medium is such that the wetting or edge angle, which depends on the surface characteristics of the at least one edge guiding element and the characteristics of the coating medium and the surface of the edge guiding element, is less than 90 °. It can be improved by selecting Furthermore, in order to improve the wetting of the edge guiding element, it is advantageous for the edge guiding element to have a textured surface. For this purpose, it is possible to roughen the surface of the at least one edge guiding element and / or to form it with toothed surfaces, for example external or internal threads.
【００２９】
エッジ案内要素は、充分に高い表面張力を有する材料であることから、例えば
ガラスまたは金属で作製可能である。しかし金属を用いる場合には、一部の金属
が周囲の大気中から水蒸気を吸着する傾向を有する結果、それらの表面張力が吸
着された水の層の値にまで減少することがあるのに注意しなければならない。The edge guiding element can be made of, for example, glass or metal, as it is a material with a sufficiently high surface tension. However, when using metals, be aware that some metals have a tendency to adsorb water vapor from the surrounding atmosphere, which can reduce their surface tension to the value of the adsorbed water layer. Must.
【００３０】
塗布装置を被覆すべき材料ウェブの幅に対して適応可能とするため、少なくと
も１つのエッジ案内要素を、基材の横断方向に変位可能に配置すること、及び／
又はエッジ案内要素が垂直方向と成す角度を調整可能にすることが提案される。
さらに、上記角度を調整可能にすることは、エッジ案内要素の各自由端を横断方
向及び／又は縦長方向に旋回自在にすることも含み得る。Arranging at least one edge guiding element displaceably in the transverse direction of the substrate, in order to make the applicator adaptable to the width of the material web to be coated, and / or
Alternatively, it is proposed to be able to adjust the angle the edge guiding element makes with the vertical.
Furthermore, making the angle adjustable may also include pivoting each free end of the edge guiding element transversely and / or longitudinally.
【００３１】
また、エッジ案内要素の作用は、電場を形成することによっても向上可能であ
る。そのために例えば、エッジ案内要素のうち少なくとも一方の近傍に、好まし
くはエッジ案内要素とほぼ平行に延びる電極を設け、この電極が所定の電位に保
たれる。The action of the edge guiding element can also be improved by creating an electric field. To that end, for example, an electrode is provided in the vicinity of at least one of the edge-guiding elements, preferably extending substantially parallel to the edge-guiding element, which electrode is kept at a predetermined potential.
【００３２】
以下本発明を、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。添
付の図面中：
図１は本発明による塗布装置の構成及び機能を説明するための簡略化側面図を
示す；
図２はエッジ案内要素の構成及び機能を説明するための概略図を示す；及び
図３は用語「濡れ角」もしくは「エッジ角」を説明するための図である。The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, using exemplary embodiments. In the accompanying drawings: FIG. 1 shows a simplified side view for illustrating the construction and function of a coating device according to the invention; FIG. 2 shows a schematic view for explaining the construction and function of an edge guiding element; and FIG. 3 is a diagram for explaining the term “wetting angle” or “edge angle”.
【００３３】
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
置は放出ノズル１４を有するカーテン式塗布ユニット１２を備え、塗布媒体１６
が放出ノズル１４から、移動方向Ｌに移動する基材Ｕ上にカーテン１８状に放出
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２０
ａであり、材料ウェブ２０が塗布ユニット１２の領域で支持ロール２２の周面を
部分的に取り巻いている。The coating apparatus according to the present invention is generally designated by 10 in FIG. The coating device comprises a curtain type coating unit 12 having a discharge nozzle 14 and a coating medium 16
Is discharged from the discharge nozzle 14 onto the base material U moving in the moving direction L in the shape of a curtain 18. In the exemplary embodiment shown in the drawings, the substrate U is the surface 20 of the material web 20.
a, the material web 20 partially surrounds the peripheral surface of the support roll 22 in the area of the coating unit 12.
【００３４】
放出ノズル１４から基材Ｕに至る経路中で、塗布媒体１６が加速される。その
加速により、カーテン１８の厚さが放出ノズル１４の領域における値Ｄから、塗
布媒体１６が基材Ｕに衝突する地点Ｐの上流側直前（プレストレッチ）の値ｄへ
と減少する。衝突地点Ｐの直前における塗布媒体カーテン１８の速度と基材Ｕの
移動速度との間の差により、塗布媒体１６は基材Ｕに衝突する際に再びストレッ
チされ、基材Ｕに施される塗布層２４は最終的に厚さｓを有する（接触ストレッ
チ）。塗布媒体１６の合計ストレッチは、プレストレッチと接触ストレッチの両
ストレッチ因子の積によって与えられる。In the path from the discharge nozzle 14 to the substrate U, the coating medium 16 is accelerated. Due to the acceleration, the thickness of the curtain 18 decreases from the value D in the region of the discharge nozzle 14 to the value d immediately before (pre-stretching) upstream of the point P where the coating medium 16 collides with the base material U. Due to the difference between the speed of the coating medium curtain 18 just before the collision point P and the moving speed of the substrate U, the coating medium 16 is stretched again when it collides with the substrate U and is applied to the substrate U. The layer 24 finally has a thickness s (contact stretch). The total stretch of the application medium 16 is given by the product of both pre-stretch and contact stretch stretch factors.
【００３５】
実際には、できるだけ安定なカーテン１８を得るため放出ノズル１４と基材Ｕ
との間の落下距離は任意の大きさに設定できないため、塗布媒体１６は一般に放
出ノズル１４から基材Ｕへの経路中よりも、基材Ｕへの衝突時の方が大きくスト
レッチされる。しかし、大きすぎる接触ストレッチは、基材Ｕに施される塗布層
２４の一様性に悪影響を及ぼす。In practice, in order to obtain a curtain 18 as stable as possible, the discharge nozzle 14 and the substrate U
Since the fall distance between and is not set to an arbitrary size, the coating medium 16 is generally stretched more during the collision with the base material U than during the path from the discharge nozzle 14 to the base material U. However, too large contact stretch adversely affects the uniformity of the coating layer 24 applied to the substrate U.
【００３６】
本発明による塗布装置１０は、放出ノズル１４と基材Ｕとの間の落下高さが同
じ場合に、カーテン１８のプレストレッチが増大可能となるか、あるいは同じプ
レストレッチの場合に、放出ノズル１４と基材Ｕとの間の落下高さを減少でき、
従ってカーテン１８を安定化可能な方法を提供する。すなわち本発明によれば、
塗布媒体カーテン１８は放出ノズル１４から基材Ｕへの経路中で重力の作用下に
だけ置かれるのでなく、静電力がカーテン１８へ更に加えられる。カーテン１８
の表面を減少させる効果によってカーテン１８を収縮させようとする塗布媒体１
６の表面張力は一定のままなので、カーテン１８をストレッチする力の増大は塗
布媒体カーテン１８の安定性を高める結果をもたらす。The coating apparatus 10 according to the present invention can increase the prestretch of the curtain 18 when the drop height between the discharge nozzle 14 and the substrate U is the same, or when the prestretch is the same, The drop height between the discharge nozzle 14 and the base material U can be reduced,
Therefore, a method is provided by which the curtain 18 can be stabilized. That is, according to the present invention,
The coating medium curtain 18 is not only placed under the action of gravity in the path from the discharge nozzle 14 to the substrate U, but an electrostatic force is additionally applied to the curtain 18. Curtain 18
1 which seeks to shrink the curtain 18 by the effect of reducing the surface of
Since the surface tension of 6 remains constant, an increased force to stretch the curtain 18 results in increased stability of the coating media curtain 18.
【００３７】
原理的には、第１の特定電圧Ｖ１を塗布ユニット１２のハウジングに印加し、
支持ロール２２をアースつまり接地電位ＶＥまたはＶ２に保つことによって、静
電力を与えることができる。しかし、図１による例示実施例では別の方法を用い
ており、以下その方法について詳しく説明する。In principle, the first specific voltage V 1 is applied to the housing of the coating unit 12,
An electrostatic force can be applied by keeping the support roll 22 at ground, or ground potential V E or V 2 . However, the exemplary embodiment according to FIG. 1 uses a different method, which will be described in detail below.
【００３８】
図１によれば、電極装置３０が移動方向Ｌに沿って塗布ユニット１２の上流側
直前に設けられ、例えば、横断方向Ｑに延び複数のニードル点を有するフラット
電極、あるいは横断方向Ｑに相互に隣接して配置された複数のニードル電極３２
によって構成可能である。所定の電圧Ｖ３が電極装置３０に印加される一方、そ
れを取り囲む塗布装置１０の構成部分、すなわち塗布ユニット１２、支持ロール
２２、及び材料ウェブ２０に伴って運ばれてくる空気境界層を減衰するため移動
方向Ｌに関して電極装置３０の上流側に設けられた吸引ボックス３４、が接地つ
まりアース電位ＶＥに保持される。According to FIG. 1, an electrode device 30 is provided immediately upstream of the coating unit 12 along the movement direction L, for example, a flat electrode extending in the transverse direction Q and having a plurality of needle points, or the transverse direction Q. A plurality of needle electrodes 32 arranged adjacent to each other
It can be configured by. A predetermined voltage V 3 is applied to the electrode device 30 while damping the surrounding components of the coating device 10, namely the coating unit 12, the support roll 22 and the air boundary layer carried by the material web 20. Therefore, the suction box 34 provided on the upstream side of the electrode device 30 in the moving direction L is held at the ground, that is, the ground potential V E.
【００３９】
電極装置３０と接地電位に保持されたその周囲との間に、電場が形成されるだ
けでなく、図１中点線Ｅで示したように、ニードル点あるいはニードル電極３２
と周囲との間に放電も発生する。こうした放電Ｅの結果、カーテン１８の塗布媒
体１６は帯電され、電極装置３０と支持ロール２２との間の電場中において、塗
布媒体１６が支持ロール２２に向かって加速され、その結果プレストレッチが促
進される。An electric field is not only formed between the electrode device 30 and its surroundings, which is held at ground potential, but also as shown by the dotted line E in FIG.
Electric discharge also occurs between the surroundings. As a result of such an electric discharge E, the coating medium 16 of the curtain 18 is charged, and in the electric field between the electrode device 30 and the support roll 22, the coating medium 16 is accelerated toward the support roll 22, and as a result, prestretching is promoted. To be done.
【００４０】
しかしそれだけでなく、放電Ｅにより、カーテンの落下移動方向と直交する方
向の成分を有する力もカーテン１８に加わる。この力成分も、材料ウェブ２０の
表面に沿って運ばれてくる空気境界層Ｇの影響に対して、塗布媒体カーテン１８
の安定化を促進する。However, in addition to that, a force having a component in a direction orthogonal to the direction in which the curtain falls is applied to the curtain 18 by the discharge E. This force component also acts against the influence of the air boundary layer G carried along the surface of the material web 20 against the coating medium curtain 18
Promote stabilization of.
【００４１】
前述したように、吸引ボックス３４が空気境界層Ｇを減衰するのに使われる。
また吸引効率を高めるために、材料ウェブ２０の表面２０ａとスライド接触し吸
引ボックス３４の吸引領域を出口側で密封する垂下スクレーパ３６が吸引ボック
ス３４の出口側に設けられる。垂下スクレーパ３６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。垂下スクレーパ３６は、
複合材料を用いることで適切な耐温度性と可撓性を有し、またテフロン（登録商
標）で表面被覆されているため、摩擦が適度に低い。As mentioned above, the suction box 34 is used to damp the air boundary layer G.
Further, in order to enhance the suction efficiency, a hanging scraper 36 that slides in contact with the surface 20a of the material web 20 and seals the suction area of the suction box 34 on the outlet side is provided on the outlet side of the suction box 34. The hanging scraper 36 has, for example, a Teflon (
It can be made from a composite material coated with (registered trademark). The hanging scraper 36
The composite material has appropriate temperature resistance and flexibility, and since it is surface-coated with Teflon (registered trademark), friction is reasonably low.
【００４２】
本発明によれば、更に別の電極装置４０が垂下スクレーパ３６と吸引ボックス
３４の間に設けられ、電気絶縁体４２を介して吸引ボックス３４に装着される。
この別の電極装置４０も、複数のニードル点を有するフラット電極、あるいは横
断方向Ｑに相互に隣接して配置された複数のニードル電極３２によって構成可能
である。原理上、電極装置４０は外部の電圧供給源に接続可能である。しかし図
示した例示実施例において、電極装置４０はその電位に関して浮遊状態（「浮遊
電位」）に置かれている。浮遊状態にあっても電極装置３０から放電Ｅが発生し
ているため、電極装置４０は帯電され、従って電圧印加の場合と同じく接地電位
と異なる電位下に置かれる。According to the present invention, yet another electrode device 40 is provided between the hanging scraper 36 and the suction box 34, and is attached to the suction box 34 via the electrical insulator 42.
This other electrode device 40 can also be constituted by a flat electrode having a plurality of needle points or a plurality of needle electrodes 32 arranged adjacent to each other in the transverse direction Q. In principle, the electrode device 40 can be connected to an external voltage supply source. However, in the illustrated exemplary embodiment, the electrode device 40 is placed in a floating state ("floating potential") with respect to its potential. Since the discharge E is generated from the electrode device 30 even in the floating state, the electrode device 40 is charged, and thus placed under a potential different from the ground potential as in the case of voltage application.
【００４３】
基材Ｕから電極装置４０の尖端点までの距離は短いので、上記のような電極装
置４０の帯電でも、電極装置４０の尖端点と基材Ｕとの間に同じく放電ｅを発生
させるのに充分である。これらの放電ｅは空気境界層Ｇの層流を妨げ、その層流
を少なくとも部分的に、乱流に変換する。その結果、材料ウェブの表面２０ａか
ら空気境界層Ｇを吸引するのがより容易となり、従って吸引ボックス３４の効果
性が向上する。Since the distance from the base material U to the apex point of the electrode device 40 is short, even when the electrode device 40 is charged as described above, the discharge e is similarly generated between the apex point of the electrode device 40 and the base material U. Is enough to let you. These discharges e impede the laminar flow of the air boundary layer G and at least partially convert it into turbulence. As a result, it is easier to suck the air boundary layer G from the surface 20a of the material web, thus improving the effectiveness of the suction box 34.
【００４４】
さらに静電力は、材料ウェブ２０上に施される塗布層２４の一様化及び固定化
を向上させるのにも貢献可能である。この目的のため、例えば、所定の電位Ｖ４
に保持されるプレート電極４６の形状をした更に別の電極装置を設けることもで
きる。プレート電極４６と接地電位に保持された支持ロール２２との間に、比較
的均質な電場が形成され、電場が基材Ｕへ向かう力を塗布媒体に加える。材料ウ
ェブの表面２０ａ上で塗布媒体１６が多すぎる量で施された個所において、その
力が過剰な塗布媒体を移動せしめ、塗布層２４の一様化を保証する。極端な場合
には、材料ウェブ表面２０ａのうちそれまで塗布媒体１６で被覆されていなかっ
た領域に、上記の力ではじめて塗布媒体１６を被覆することもできる。さらに上
記の力は、塗布媒体１６を材料ウェブ２０の表面２０ａと一体化させる結合度を
向上可能である。In addition, electrostatic forces can also contribute to improving the uniformity and immobilization of the coating layer 24 applied on the material web 20. For this purpose, it is also possible to provide a further electrode device, for example in the form of a plate electrode 46, which is held at a predetermined potential V 4 . A relatively homogeneous electric field is formed between the plate electrode 46 and the support roll 22 held at the ground potential, and the electric field applies a force toward the base material U to the coating medium. Where too much coating medium 16 is applied on the surface 20a of the material web, the force displaces the excess coating medium and ensures uniformization of the coating layer 24. In the extreme case, it is also possible to apply the application medium 16 only to the areas of the material web surface 20a that were not previously covered by the application medium 16 with the force described above. Moreover, the above forces can improve the degree of bonding that integrates the application medium 16 with the surface 20a of the material web 20.
【００４５】
また、放電Ｅの結果として塗布媒体１６がカーテン１８の領域において受ける
帯電は、接地電位に保持された支持ロール２２との相互作用で、基材Ｕへ向かう
力を引き起こす。この力は、拡大詳細部Ｄで矢印Ｆによって示してある。The charging that the coating medium 16 receives in the region of the curtain 18 as a result of the electric discharge E causes a force toward the substrate U due to the interaction with the support roll 22 held at the ground potential. This force is indicated by the arrow F in the enlarged detail D.
【００４６】
支持ロール２２は、異なる方法で接地電位ＶＥに保持することもできる。例え
ば、DE 197 33 333 A1 に記載されているように、ロール軸Ａを摺動接点に接続
可能である。これに加えてあるいはその代わりに、支持ロール２２の表面２２ａ
に接続する摺動接点５０を設けることもできる。さらに、例えばウェブ案内要素
４８によって形成された接点を介して、材料ウェブ２０を接地電位ＶＥに保持す
ることも可能である。The support roll 22 can also be held at ground potential V E in different ways. For example, the roll axis A can be connected to sliding contacts as described in DE 197 33 333 A1. Additionally or alternatively, the surface 22a of the support roll 22 is
It is also possible to provide a sliding contact 50 connected to the. It is also possible to hold the material web 20 at ground potential V E , for example via the contacts formed by the web guiding element 48.
【００４７】
図２は、移動方向Ｌに沿った方向から見た塗布装置１０を示している。この図
を参照して、塗布媒体カーテン１８をその側縁１８ａの領域で安定化可能な方法
について説明する。この方法は、カーテン１８を収縮しようとする塗布媒体１６
の表面張力は主にカーテン１８のエッジ領域１８に作用する。つまりエッジ領域
では、表面張力がカーテン１８の横方向の収縮をもたらし、カーテン１８を厚く
しようとする。この作用に抗するように、図２に示した実施例では、案内ストリ
ップ５４が設けられており、これら案内ストリップ５４は放出ノズル１４から放
出されるカーテン１８を挟み、材料ウェブ２０の表面２０ａの直前までその落下
経路に沿って案内するように塗布ユニット１２に取り付けられている。FIG. 2 shows the coating device 10 viewed from the direction along the moving direction L. A method capable of stabilizing the coating medium curtain 18 in the region of the side edge 18a thereof will be described with reference to this drawing. In this method, the coating medium 16 that tries to shrink the curtain 18 is used.
The surface tension of the curtain mainly acts on the edge region 18 of the curtain 18. That is, in the edge region, surface tension causes lateral contraction of the curtain 18 and tends to thicken the curtain 18. To counteract this effect, in the embodiment shown in FIG. 2, guide strips 54 are provided which sandwich the curtain 18 ejected from the ejection nozzle 14 on the surface 20a of the material web 20. It is attached to the coating unit 12 so as to guide it along its fall path until immediately before.
【００４８】
エッジストリップ５４の作用は、塗布媒体１６とエッジストリップ５４の表面
との間の付着力に基づいている。でき得る限り最良の付着とするには、エッジス
トリップ５４の表面５４ａに対する塗布媒体１６の液滴Ｔのエッジ角もしくは濡
れ角をできるだけ小さい値とすべきである。この点は例えば、エッジストリップ
５４の表面を高い表面張力を生じる材料で形成することによって達成できる。さ
らに、塗布媒体１６とエッジストリップ５４との間の濡れは、例えばぎざぎざ状
にするなど、エッジストリップ５４の表面を租面化することによって向上可能で
ある。この点は例えば、ねじ切りロッドをエッジストリップ５４として用いるこ
とで達成できる。The operation of the edge strip 54 is based on the adhesive force between the coating medium 16 and the surface of the edge strip 54. For the best possible adhesion, the edge or wetting angle of the droplet T of the coating medium 16 with respect to the surface 54a of the edge strip 54 should be as small as possible. This can be achieved, for example, by forming the surface of the edge strip 54 from a material that produces a high surface tension. Moreover, the wetting between the application medium 16 and the edge strip 54 can be improved by roughening the surface of the edge strip 54, for example by making it jagged. This can be achieved, for example, by using a threaded rod as the edge strip 54.
【００４９】
エッジストリップ５４に対する塗布媒体１６の付着を向上可能な別の１つの方
法は、エッジストリップ５４とほぼ平行に電極ストリップ５６を設け、この電極
ストリップ５６に所定の電圧Ｖ５を印加することである。その結果、図１に基づ
く構成について前述したのと同様に、塗布媒体に対して吸引力が加わる。Another method that can improve the adhesion of the coating medium 16 to the edge strip 54 is to provide an electrode strip 56 substantially parallel to the edge strip 54 and apply a predetermined voltage V 5 to the electrode strip 56. Is. As a result, a suction force is applied to the coating medium as in the case of the configuration based on FIG. 1 as described above.
【００５０】
エッジストリップ５４をそれぞれ所望の作用幅、すなわち材料ウェブ２０それ
ぞれの占有幅に適応可能とするため、エッジストリップ５４は横断方向Ｑに変位
可能なように塗布ユニット１２に配置されており、この点は図２中矢印ｑで示し
てある。さらにエッジストリップ５４は塗布ユニット１２に対し、特に縦長方向
Ｌ及び／又は横断方向Ｑとほぼ平行に延びる軸芯を中心として旋回可能なように
配置することもでき、図２中の矢印?は横断方向Ｑ、すなわち縦長方向Ｌとほぼ
平行に延びる軸芯を中心として旋回可能な点だけを示している。In order to be able to adapt the edge strips 54 to their respective desired working width, ie the occupied width of the respective material web 20, the edge strips 54 are arranged in the application unit 12 so as to be displaceable in the transverse direction Q, This point is indicated by an arrow q in FIG. Further, the edge strip 54 may be arranged so as to be rotatable with respect to the coating unit 12, particularly about an axis extending substantially parallel to the longitudinal direction L and / or the transverse direction Q, and the arrow? Only the points that can be swiveled around the axis extending in the direction Q, that is, substantially parallel to the longitudinal direction L are shown.
【図１】 本発明による塗布装置の構成及び機能を説明するための簡略化側面図である。[Figure 1] It is a simplified side view for explaining the composition and function of the coating device according to the present invention.
【図２】 エッジ案内要素の構成及び機能を説明するための概略図である。[Fig. 2] It is a schematic diagram for explaining composition and a function of an edge guidance element.
【図３】 用語「濡れ角」もしくは「エッジ角」を説明するための図である。[Figure 3] It is a figure for explaining the term "wetting angle" or "edge angle".
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成１４年２月２０日（２００２．２．２０）[Submission date] February 20, 2002 (2002.2.20)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項２８[Name of item to be corrected] Claim 28
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項２９[Name of item to be corrected] Claim 29
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３０[Name of item to be corrected] Claim 30
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３１[Name of item to be corrected] Claim 31
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正６】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３２[Name of item to be corrected] Claim 32
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正７】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３３[Name of item to be corrected] Claim 33
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正８】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３４[Name of item to be corrected] Claim 34
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正９】[Procedure Amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３５[Name of item to be corrected] Claim 35
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【手続補正１０】[Procedure Amendment 10]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３６[Name of item to be corrected] Claim 36
【補正方法】変更[Correction method] Change
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───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ２１Ｈ 23/48 Ｄ２１Ｈ 23/48 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＣＡ，Ｊ Ｐ，ＵＳ Ｆターム(参考） 4F034 CA02 DA01 DA26 4F040 AA22 AC01 AC02 BA23 BA29 CB40 4F041 AA12 BA07 BA14 BA38 BA51 CA07 4F042 AA22 BA08 BA21 4L055 CH10 CH30 EA15 EA34 FA30 GA19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) D21H 23/48 D21H 23/48 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), CA, JP, US F terms (reference) 4F034 CA02 DA01 DA26 4F040 AA22 AC01 AC02 BA23 BA29 CB40 4F041 AA12 BA07 BA14 BA38 BA51 CA07 4F042 AA22 BA08 BA21 4L055 CH10 CH30 EA15 EA34 FA30 GA19
Claims (37)
）の片側または両側に塗布する装置（１０）であって、基材（Ｕ）から距離をお
いて配置され、塗布媒体（１６）をフリー塗布媒体ジェット（１８）の形状で基
材（Ｕ）上に放出する塗布ユニット（１２）を備え、 基材（Ｕ）は直接塗布の場合において材料ウェブ（２０）、特に紙あるいは板
紙ウェブの表面（２０ａ）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る装置において、
塗布ユニット（１２）の領域内に、電場を生成し、塗布ユニット（１２）から基
材（Ｕ）へ向かって移動する塗布媒体ジェット（１８）に、その移動を促進する
力を加える装置（３０）が設けられていることを特徴とする塗布装置。1. A substrate (U) for moving a liquid or pasty coating medium (16).
Device (10) for applying to one side or both sides of a substrate (U), which is arranged at a distance from the substrate (U), and the coating medium (16) is in the form of a free coating medium jet (18). A coating unit (12) for discharging onto the substrate, the substrate (U) being the surface (20a) of the material web (20), in particular the paper or paperboard web in the case of direct coating, the coating in the case of indirect coating. In a device that is the surface of a transfer element, preferably a transfer roll, that transfers the medium to the surface of the material web,
A device (30) for generating an electric field in the area of the coating unit (12) and applying a force to promote its movement to the coating medium jet (18) moving from the coating unit (12) towards the substrate (U). ) Is provided.
力の作用下で塗布ユニット（１２）から基材（Ｕ）へ向かって移動する塗布媒体
カーテン（１８）として放出するカーテン式塗布ユニット（１２）であることを
特徴とする請求項１記載の塗布装置。2. A coating medium curtain (18) in which the coating unit moves a coating medium onto a substrate (U) from the coating unit (12) towards the substrate (U) under the effect of substantially gravity. The coating device according to claim 1, wherein the coating device is a curtain type coating unit (12) that discharges as.
ットから与えられる吐出運動量によって塗布ユニットから基材へ向かって移動す
る塗布媒体ジェットとして放出するフリージェットノズル式塗布ユニットである
ことを特徴とする請求項１記載の塗布装置。3. A free jet nozzle type coating unit in which the coating unit discharges a coating medium onto a substrate as a coating medium jet which moves from the coating unit toward the substrate substantially by a discharge momentum given from the coating unit. The coating apparatus according to claim 1, wherein
たれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布装置。4. The coating apparatus according to claim 1, wherein the coating unit (12) is kept at a first predetermined potential (V 1 ).
（Ｕ）は第２の所定の電位（ＶＥまたはＶ２）に保たれることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載の塗布装置。5. The substrate (U) is maintained at a second predetermined potential (V E or V 2 ) at least in the vicinity of the coating unit (12), according to any one of claims 1 to 4. The coating device according to any one of claims.
でその近傍に、好ましくは基材（Ｕ）から離れて設けられ、第３の所定の電位（
Ｖ３）に保たれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の塗布装置
。6. The electrode device (30) is provided on the upstream side of the coating unit (12) and in the vicinity thereof, preferably away from the base material (U), and a third predetermined potential (
Coating apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that kept V 3).
ラット電極はその基材の方を向いた側に多数の突起あるいはニードル点を有する
のが好ましいことを特徴とする請求項６記載の塗布装置。7. The electrode device comprises at least one flat electrode, the flat electrode preferably having a number of protrusions or needle points on the side facing the substrate. Coating equipment.
接して配置された複数の個別電極、好ましくはニードル電極（３２）からなるこ
とを特徴とする請求項６記載の塗布装置。8. The electrode device (30) is characterized in that it comprises a plurality of individual electrodes, preferably needle electrodes (32), arranged adjacent one another in the transverse direction of the substrate (U). Item 6. The coating apparatus according to item 6.
に、電場を生成し、基材（Ｕ）に施された塗布媒体（１６）に基材（Ｕ）へ向か
う方向の力を加える別の装置（４６）が設けられていることを特徴とする請求項
１乃至８のいずれかに記載の塗布装置。9. A substrate (U) is applied to the coating medium (16) applied to the substrate (U) by generating an electric field downstream of the point (P) where the coating medium (16) collides with the substrate. 9. A coating device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is provided with another device (46) for applying a force in the direction towards (1).
ましくは第４の所定の電位（Ｖ４）に保たれる別の電極装置（４６）を有するこ
とを特徴とする請求項９記載の塗布装置。10. The further electric field generator comprises a further electrode device (46) located adjacent to the substrate (U) and preferably maintained at a fourth predetermined potential (V 4 ). The coating apparatus according to claim 9, wherein
することを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の塗布装置。11. The first and / or third and / or fourth predetermined potentials (V 1 , VThree, VFour) Has a value between about 5 kV and about 60 kV, preferably about 30 kV.
The coating device according to any one of claims 4 to 10, wherein
ことを特徴とする請求項５乃至１１のいずれかに記載の塗布装置。12. The coating apparatus according to claim 5, wherein the second predetermined potential (V 2 ) is a ground potential (V E ).
ウェブ（２０）を支持する裏当てロール（２２）であり、また間接塗布の場合に
は塗布ユニットによって表面に塗布媒体が施される裏当てロール（２２）である
のが好ましい裏当て要素が電極と接触し、裏当てロールを第２の所定の電位（Ｖ ２ ）に保つことを特徴とする請求項１２記載の塗布装置。13. Material in the area of the coating unit (12) in the case of direct coating.
A backing roll (22) that supports the web (20) and also for indirect coating
Is a backing roll (22) whose surface is coated with the coating medium.
Preferably a backing element is in contact with the electrode and the backing roll is moved to a second predetermined potential (V Two The coating device according to claim 12, characterized in that
と摺動接触することを特徴とする請求項１３記載の塗布装置。14. A surface (22a) of the backing element (22) is an electrode (50).
14. The coating device according to claim 13, which is in sliding contact with.
接触することを特徴とする請求項１３または１４記載の塗布装置。15. The coating apparatus according to claim 13, wherein the electrode is in contact with the bearing shaft (A) of the backing roll (22).
ェブ案内要素として形成される電極（４８）によって第２の所定の電位（Ｖ２）
に保たれることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載の塗布装置。16. In the case of direct application, the material web (20) is provided with a second predetermined potential (V 2 ) by means of an electrode (48) formed, for example, as a web guiding element.
The coating device according to any one of claims 12 to 15, characterized in that:
）に加えてあるいはそれに代えて、塗布媒体（１６）の動きに影響を及ぼす磁場
装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の塗
布装置。17. The electrode device (30) and / or the further electrode device (46).
17. A coating device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that, in addition to or instead of), a magnetic field device is provided which influences the movement of the coating medium (16).
（３０）の上流側に、基材（Ｕ）に伴って運ばれる空気境界層（Ｇ）を減衰する
装置（３４）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに
記載の塗布装置。18. An air boundary layer (G) carried along with the base material (U) is damped upstream of the electrode device (30) along a moving direction (L) of the base material (U). A coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that a device (34) is provided.
を特徴とする請求項１８記載の塗布装置。19. The applicator device of claim 18, wherein the air boundary layer damping device comprises a suction device (34).
前記吸引装置（３４）の下流端に設けられていることを特徴とする請求項１９記
載の塗布装置。20. An applicator according to claim 19, characterized in that a hanging scraper (36) in sliding contact with the substrate (U) is provided at the downstream end of the suction device (34).
４）の領域内で、好ましくは吸引装置（３４）の下流端と垂下スクレーパ（３６
）との間に設けられていることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかに記
載の塗布装置。21. Yet another electrode device (40) is the air boundary layer damping device (3).
In the region of 4), preferably the downstream end of the suction device (34) and the hanging scraper (36).
The coating device according to any one of claims 18 to 20, wherein the coating device is provided between the coating device and the coating device.
に隣接して配置された複数の個別電極、好ましくはニードル電極からなることを
特徴とする請求項２１記載の塗布装置。22. The further electrode device (40) comprises a plurality of individual electrodes, preferably needle electrodes, arranged adjacent to each other transversely of the substrate. Coating equipment.
ト電極からなり、フラット電極はその基材の方を向いた側に多数の突起あるいは
ニードル点を有することを特徴とする請求項２１記載の塗布装置。23. The further electrode device (40) comprises at least one flat electrode, the flat electrode having a number of protrusions or needle points on the side facing the substrate. Item 22. The coating apparatus according to Item 21.
０ｍｍの間の距離を有することを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれかに記
載の塗布装置。24. The further electrode device (40) comprises about 2 mm and about 3 mm from the substrate.
The coating device according to any one of claims 21 to 23, wherein the coating device has a distance of 0 mm.
ていることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれかに記載の塗布装置。25. Applicator according to any one of claims 21 to 24, characterized in that the potential of the further electrode device (40) is kept floating.
置（３４）にそれから電気絶縁（４２）されて配置されていることを特徴とする
請求項２１乃至２５のいずれかに記載の塗布装置。26. A method according to any of claims 21 to 25, characterized in that the further electrode device (40) is arranged on the air boundary layer damping device (34) electrically insulated (42) therefrom. The coating device according to claim 1.
装置（３４）は所定の電位（ＶＥ）、好ましくは接地電位に保たれることを特徴
とする請求項請求項１乃至２６のいずれかに記載の塗布装置。27. The coating unit (12) and / or the air boundary layer damping device (34) are kept at a predetermined potential (V E ), preferably at ground potential. 27. The coating device according to any one of 26 to 26.
Ｕ）の片側または両側に塗布する装置（１０）であって、塗布媒体（１６）を基
材（Ｕ）上に実質上重力の作用下で移動するカーテン（１８）またはヴェールと
して放出するカーテン式塗布ユニット（１２）を備え、基材（Ｕ）は直接塗布の
場合において材料ウェブ（２０）、特に紙あるいは板紙ウェブの表面（２０ａ）
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る装置において、塗布媒体カーテン（１８）
の側縁（１８ａ）を、カーテン式塗布ユニット（１２）と基材（Ｕ）との間を重
力の作用下で移動する少なくともその移動の一部で案内するエッジ案内要素（５
４）が設けられていることを特徴とする塗布装置。28. A substrate () for moving a liquid or pasty coating medium (16).
A device (10) for applying to one or both sides of U), which is a curtain type which discharges a coating medium (16) onto a substrate (U) as a curtain (18) or veil which moves under the effect of substantially gravity. Provided with a coating unit (12), the substrate (U) is in the case of direct coating a material web (20), in particular the surface (20a) of a paper or paperboard web.
And in the case of indirect coating, in a device which is the surface of a transfer element, preferably the surface of a transfer roll, which transfers the coating medium to the surface of the material web, the coating medium curtain (18)
An edge guiding element (5) which guides the side edge (18a) of the curtain type coating unit (12) between the curtain type coating unit (12) and the substrate (U) under at least part of its movement.
4) is provided.
塗布媒体（１６）の特性とエッジ案内要素（５４）の表面（５４ａ）とに依存す
る濡れ角（ａ）が９０°より小さくなるように選定されることを特徴とする請求
項２８記載の塗布装置。29. Surface characteristics of at least one edge guiding element (54) are
Application according to claim 28, characterized in that the wetting angle (a) depending on the properties of the application medium (16) and the surface (54a) of the edge guiding element (54) is chosen to be less than 90 °. apparatus.
有することを特徴とする請求項２８または２９記載の塗布装置。30. Application device according to claim 28 or 29, characterized in that at least one edge guiding element (54) has a textured surface.
）は粗面化されていることを特徴とする請求項３０記載の塗布装置。31. Surface (54a) of at least one edge guiding element (54).
31. The coating apparatus according to claim 30, wherein the coating is roughened.
ａ）を有することを特徴とする請求項３０記載の塗布装置。32. At least one edge guiding element (54) has a toothed surface (54).
31. The coating apparatus according to claim 30, further comprising a).
ることを特徴とする請求項３２記載の塗布装置。33. Applicator device according to claim 32, characterized in that at least one edge guiding element (54) has an external thread.
金属で作製されていることを特徴とする請求項２８乃至３３のいずれかに記載の
塗布装置。34. Application device according to any one of claims 28 to 33, characterized in that at least one edge guiding element (54) is made of glass or metal.
横断方向（Ｑ）に変位可能に配置されていることを特徴とする請求項２８乃至３
４のいずれかに記載の塗布装置。35. At least one edge guide element (54) is arranged displaceably in the transverse direction (Q) of the substrate (U).
4. The coating apparatus according to any one of 4.
であることを特徴とする請求項２８乃至３５のいずれかに記載の塗布装置。36. Applicator device according to claim 28, characterized in that the angle formed by the edge guiding element (54) with the vertical is adjustable.
好ましくはエッジ案内要素（５４）とほぼ平行に延びる電極（５６）が設けられ
、所定の電位（Ｖ５）に保たれることを特徴とする請求項２８乃至３６項のいず
れかに記載の塗布装置。37. In the vicinity of at least one of the edge guiding elements (54),
Preferably are the electrodes extending substantially parallel to the edge guide elements (54) (56) is provided, the coating according to any one of claims 28 to 36, wherein characterized in that it is kept at a predetermined electric potential (V 5) apparatus.
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