JP2005329280A - カーテン式コータ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、簡易な構成で塗工液カーテンの安定化が図れ、塗工性能が高いとともに、使用する塗工液量が低流量で済むカーテン式コータを提供することにある。
【解決手段】 本発明に関わるカーテン式コータは、カーテンヘッド３のスリットｓ1、ｓ2より塗工液ｔを、搬送されるウェブ２に対して上方から噴出し塗工液カーテンｔc1、ｔc2を形成して、ウェブ２上面に塗工液ｔを塗布するカーテン式コータ１であって、ウェブ２上面上に形成される塗工液カーテンｔc1を噴出するスリットｓ1に対して、ウェブ２上面上外に形成される塗工液カーテンｔc1、ｔc2を噴出するスリットｓ1、ｓ2のうち少なくとも一部ｓ2を幅広く形成したことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紙等のウェブに塗料を上方から塗布するカーテン式コータに関する。

従来、カタログ、感熱用紙、自動改札用のキップ等に用いられる塗工紙は、原紙であるウェブの面上に塗工液が塗布され製紙されている。

このような塗工液の塗布を行う機械を一般に塗工機と称しており、塗工機のうち紙等のウェブに上方から塗工液を塗布する塗工機をカーテン式コータと称している。

このカーテン式コータ１００は、図６(ａ)に示すように、ウェブ面上に所定厚の塗工液を塗布するため、図６(ａ)の紙面の垂直方向に搬送されるウェブ上面(図示せず)に対して、ヘッドボディ１０１内の塗工液ｔを、上方からカーテンｔc状に噴出している。

このカーテン式コータ１００においては、塗工液ｔの種類によって異なるが、一般的には６〜７リットル／分／メートル幅以下の低流量のカーテンｔcの場合、図６(ｂ)に示すように、内側に向きの表面張力によってカーテンｔcのエッジ部ｃeが内側に向け引っ張られ、塗工液ｔのカーテンｔcが不安定になってしまう。

この問題を解決するため、図７に示すカーテン式コータ２００においては、ヘッドボディ２０１における塗工液ｔの噴出口であるスリット(図示せず)の両端部に、ガイドバーｇb或いはガイドプレートを配設し、塗工液ｔのカーテンｔcを案内し、カーテンの不安定化を防いでいる。

なお、本願に係わる先行技術文献として、文献公知発明である特許文献１が開示されている。
特開平８−１０６１号公報

ところで、上述した如く、一般のカーテン式コータ１００においては、噴出する塗工液ｔが低流量の場合、表面張力によってカーテンｔcのエッジ部ｃeが内側に引っ張られ、塗工液ｔのカーテンｔcが不安定となる。

また、流量を、さらに減じるとカーテンｔcがまだらになり雨だれ状態を呈し、所定の塗工性能を維持することが困難になっている。

この問題を解消するためには、一定量以上の塗工液ｔの流量が必要となっており、余分な塗工液ｔを使用せざるを得ないという不都合がある。

一方、ガイドバーｇbまたはガイドプレートを配設したカーテン式コータ２００においては、長時間の塗工運転を継続した場合、ガイドバーｇb、ガイドプレートに塗工液ｔが付着し乾燥することにより固形化し、カーテンｔcに乱れが生じガイド機能が損なわれるという問題がある。

また、ガイドバーｇb、ガイドプレートは、塗工開始時、塗工液受け用のカラーパン(図示せず)と干渉して塗工液ｔのカーテンｔcが乱れ、不具合を発生させる。

加えて、ガイドバーｇb、ガイドプレートが配設された場合、メンテナンス等の諸作業に際して邪魔となり、作業性の低下を招来する。

本発明は上記実状に鑑み、簡易な構成で塗工液カーテンの安定化が図れ、塗工性能が高いとともに、使用する塗工液量が低量で済むカーテン式コータの提供を目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わるカーテン式コータは、カーテンヘッドのスリットより塗工液を、搬送されるウェブに対して上方から噴出し塗工液カーテンを形成して、前記ウェブ上面に塗工液を塗布するカーテン式コータであって、ウェブ上面上に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットに対して、ウェブ上面上外に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットのうち少なくとも一部を幅広く形成したことを特徴としている。

本発明の請求項２に関わるカーテン式コータは、請求項１に記載のカーテン式コータにおいて、前記カーテンヘッドのスリットを、その両端部のうち少なくとも何れかの端部を他の部分より幅広く形成したことを特徴としている。

本発明の請求項３に関わるカーテン式コータは、請求項１または請求項２に記載のカーテン式コータにおいて、前記幅広く形成されたスリットは、その他のスリットの幅の倍以上の幅寸法を有することを特徴としている。

以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わるカーテン式コータによれば、ウェブ上面上に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットに対して、ウェブ上面上外に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットのうち少なくとも一部を幅広く形成したので、ウェブ上面上外の幅広のスリットからの塗工液カーテンの流量が増加し、塗工液カーテンにおける内側向きの塗工液の表面張力の影響が低下し、ウェブ上面上の塗工液カーテンの乱れが防止される。

よって、安定した塗工液カーテンが低流量で得られ、塗工性能が高く、かつ塗工液の流量が低減されたカーテン式コータが実現できる。

請求項２に関わるカーテン式コータによれば、カーテンヘッドのスリットを、その両端部のうち少なくとも何れかの端部を他の部分より幅広く形成したので、カーテン式コータの幅を狭くできる。

請求項３に関わるカーテン式コータによれば、幅広く形成されたスリットは、その他のスリットの幅の倍以上の幅寸法を有するので、塗工液の流量が一定量以上となり塗工液カーテン噴出方向の力が増加し、より安定した塗工液カーテンが得られる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本発明の実施例１のカーテン式コータ１は、概念図である図１(ａ)に示すように、原紙であるウェブ２を、１００〜２０００メートル／分の速さで矢印α方向に搬送してウェブ２の上面に塗工液ｔを塗布する装置である。

このカーテン式コータ１は、図１(ａ)のＡ方向矢視図の図１(ｂ)に示すように、塗工液供給口ｔkからカーテンヘッド３のチャンバー(後述)に供給される塗工液ｔを、搬送されるウェブ２の上面に向けてスリットｓ1および幅の広いスリットｓ2、ｓ2を挿通してカーテン状に噴出して塗工液カーテンｔc1、ｔc2を形成することにより、ウェブ２上面上に所定厚の、例えば１０〜５０μｍ厚の塗工液層を形成している。

このカーテン式コータ１の特徴は、ウェブ２上面上の塗工液カーテン内部ｔc1の厚さｍc1＝０．３mmに対して、ウェブ２上面上外の塗工液カーテンの一部である塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2の厚さｍc2を１〜３mm厚として、塗工液カーテン内部ｔc1よりも塗工液カーテン両端部ｔc2、ｔc2の流量を増加させ、その重量増加により塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2に加わる内側向きの塗工液ｔの表面張力に抗し、塗工液カーテンｔcの安定化を図っている。

本構成により、このカーテン式コータ１は、所定の塗工性能を低流量の塗工液ｔ量で可能としている。

次に、カーテン式コータ１の構成について説明する。

図１に示すように、カーテンヘッド３のスリットｓ1、ｓ2から噴出される塗工液ｔは、塗工液カーテンｔc1、ｔc2を形成してウェブ２の上面上に所定厚の塗工液を塗布するとともに、ウェブ２上面外に噴出され塗布されなかった余剰の塗工液ｔは、図１(ｂ)に示すカラーパンｋpにより回収されている。

この回収された塗工液ｔは、タンク(図示せず)に戻され、新たに供給される塗工液ｔとともにポンプにより所定圧が印加されて循環され、泡取り、フィルタ等を介して、再び塗工液供給口ｔkを通じてカーテンヘッド３のチャンバー３c(図１(ｂ)のカーテンヘッドのＢ−Ｂ線断面図である図２(ａ)参照)に送られる。

チャンバー３cに送られた塗工液ｔは、スリットｓ1、ｓ2を挿通してウェブ２上面に向けてカーテン状ｔc1、ｔc2に噴出され、ウェブ２上面の塗工に使用されている。

上記カーテンヘッド３は、図１(ｂ)に示すように、ヘッドボディ３ｂと、該ヘッドボディ３ｂをシールして塗工液ｔの漏れを防止するためのパッキン３ｐ、３ｐと、該パッキン３ｐ、３ｐをヘッドボディ３ｂに密着支持するためのエンドプレート３ｅ、３ｅとを備え構成されている。

このカーテンヘッド３には、図１(ｂ)のカーテンヘッドの下面図である図２(ｃ)に示すように、ヘッドボディ３ｂ1、３ｂ2に設けられる幅寸法ｍs1＝０．３mmを有する塗工液カーテン内部ｔc1を形成するスリットｓ1と、パッキン３ｐ、３ｐに設けられる幅寸法ｍs21＝１〜３mmを有する塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2を形成するスリットｓ2、ｓ2とを有している。

ここで、スリットｓ1の幅寸法ｍs1＝０．３mmに対して、スリットｓ2の幅寸法ｍs21は、０．６mm以上が好ましく１〜３mmが最も好適であることが確認されている。

このように、スリットｓ1の幅寸法ｍs1とスリットｓ2の幅寸法ｍs21とを異ならせることで、塗工液カーテン両端部ｔc2、ｔc2の流量を塗工液カーテン内部ｔc1の流量よりも多くしている。

なお、本実施例においては、スリットｓ1の幅寸法ｍs1を０．３mmとした場合を例示しているが、０．２〜 ０．５mmとすることも可能であり、スリットｓ1の幅寸法ｍs1およびスリットｓ2の幅寸法ｍs21は、ウェブ２上に塗布する塗工液層の厚さ等の塗工条件により、適宜、選択できるものである。

ヘッドボディ３ｂは、図２(ａ)、図２(ｃ)に示すように、本体を形成する第１ヘッドボディ３ｂ1および第２ヘッドボディ３ｂ2と、第１ヘッドボディ３ｂ1、第２ヘッドボディ３ｂ2内に収納され、スリットｓ1幅を調整するための第１リップ３ｌ1および第２リップ３ｌ2とを備えている。

第１ヘッドボディ３ｂ1および第２ヘッドボディ３ｂ2は、例えば、ステンレス鋼製であり、図１(ｂ)、図２(ｃ)に示すように、所定形状のチャンバー３c、および一定幅０．３mmのスリットｓ1の片側部を形成する切欠き部をそれぞれ具えており、ウェブ２幅、例えば１〜５ｍ或いはそれ以上、に対応した長形に製造されている。

第１リップ３ｌ1および第２リップ３ｌ2は、例えば、ステンレス鋼製であり、図２(ａ)に示すように、０．３mm幅のスリットｓ1の一部が形成され、スリット幅調整用ボルト(図示せず)が挿通する孔が穿孔されている。

図１(ｂ)のＣ−Ｃ線断面図である図２(ｂ)に示すパッキン３ｐ、３ｐは、例えば、ブタジエンゴム等から成るゴム製品であり、図２(ｃ)に示すように、ヘッドボディ３ｂ1、３ｂ2のスリットｓ1を中心に振り分けられた幅寸法ｍs21＝１〜３mmを有するスリットｓ21と、ヘッドボディ３ｂ1、３ｂ2のスリットｓ1に並設され同じ幅寸法ｍs22＝０．３mmを有するスリットｓ22とを有したスリットｓ2が形成されているとともに、ヘッドボディ３ｂのチャンバー３cに対応する孔３ｐ1が形成されている。

このように、スリットｓ2におけるスリットｓ21の幅寸法ｍs21が、１〜３mmとスリットｓ1の幅寸法ｍs1(＝０．３mm)より大きいことで、その断面積がスリットｓ1より大きくなり、スリットｓ2にスリットｓ1より大きな流量の塗工液ｔが流され、スリットｓ2からの塗工液カーテンｔc2、ｔc2の厚さが、スリットｓ1からの塗工液カーテンｔc1の厚さより厚くなっている。

ここで、上述の例では、図２(ｂ)に示すように、パッキン３ｐに設けたスリットｓ2の拡幅部ｓ21を、スリットｓ2の全長の一部にスリット口ｓ2kから内方に形成した場合を例示したが、スリット口ｓ2kから内方に形成すれば、スリットｓ2の全長に亘って形成してもよいし、本実施例のように一部に形成してもよい。

上記構成によれば、図１(ｂ)、図２(ｃ)に示すように、ウェブ２上面上に形成される塗工液カーテン内部ｔc1側のスリットｓ1の幅に対して、ウェブ２上面上外の塗工液カーテンを形成するスリットの一部の塗工液カーテン両端部ｔc2、ｔc2のスリットｓ2、ｓ2幅を広くすることにより、塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2の流量が増加し、その重量増加により塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2に加わる内側向きの表面張力の影響が減じられ、塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2が内側に引かれることが防止される。

そのため、塗工液カーテンの乱れが防止され、塗工液カーテンの安定化が図られ、安定した高品位の塗工作業を行える。

また、塗工液カーテン両端部ｔc2、ｔc2の流量を増加させることにより、塗工液カーテンの安定化が図られるので、塗工液ｔc1の全流量を低減できる。

例えば、所定の塗工性能を得るため、従来、７.４リットル／分／メートル幅の流量が必要なところ、ウェブ２上面上の塗工液カーテン内部ｔc1を形成するスリットｓ1の幅寸法ｍs1＝０．３mmに対して、ウェブ２上面上外の塗工液カーテンの一部である塗工液カーテン端部ｔc2、ｔc2を形成するスリットｓ2の幅寸法ｍs21を３mmにした場合には、５.４リットル／分／メートル幅の流量に低減できることが確認されている。

また、塗工液カーテン両端部ｔc2、ｔc2の流量を増加させるように構成すれば、カーテン両端部の縮流が小さいので最も幅狭の寸法で塗工液カーテンの安定化が図れ、カーテン式コータの全幅寸法を可及的に減少できる。

従って、簡単な構成で、塗工液カーテンの安定化が図れ塗工性能が高く、かつ、低流量のカーテン式コータを実現できる。

そのため、カーテン式コータの利用分野の拡大が図れ、カーテン式コータに広汎な用途を得ることが可能である。

本発明の実施例２のカーテン式コータ２１は、図３(ａ)、および図３(ａ)のカーテンヘッド２３の拡大下面図の図３(ｂ)に示すように、カーテンヘッド２３におけるパッキン２３ｐ、２３ｐにスリットを形成することなく、ヘッドボディ２３ｂにのみスリット２ｓ1および幅の広いスリット２ｓ2、２ｓ2を形成して構成している。

本構成においては、ヘッドボディ２３ｂのスリット２ｓ1を通して、ウェブ２２上面上に塗工液ｔを噴出して塗工液カーテン内部２ｔc1を形成し、また、ウェブ２２上面上外の塗工液カーテンの一部にスリット２ｓ2、２ｓ2を通して塗工液ｔを噴出して流量の多い塗工液カーテン端部２ｔc2、２ｔc2を形成することにより、塗工液カーテン２ｔc1、２ｔc2の安定化を図り、もって所定の塗工性能を確保している。

このカーテン式コータ２１は、塗工液カーテン内部２ｔc1を形成するために、図３(ａ)のカーテンヘッド２３のＤ−Ｄ線断面図の図３(ｃ)に示すように、第１ヘッドボディ２３ｂ1および第２ヘッドボディ２３ｂ2に塗工液ｔが送流されるチャンバー２３cが形成されるとともに、このチャンバー２３cに連通して幅寸法ｍs1を有するスリット２ｓ1を形成している。

これらの第１ヘッドボディ２３ｂ1および第２ヘッドボディ２３ｂ2には、第１リップ２３ｌ1および第２リップ２３ｌ2を、それぞれ、あるいは２つのうちの一つのリップを調整用ボルトにより調整自在に支持し、該第１リップ２３ｌ1および第２リップ２３ｌ2に、スリット２ｓ1を、第１ヘッドボディ２３ｂ1および第２ヘッドボディ２３ｂ2のスリット２ｓ1に連続して形成している。

一方、図３(ａ)に示すように、ウェブ２２上面上外に形成される流量が多い塗工液カーテン端部２ｔc2、２ｔc2を形成するため、図３(ａ)のカーテンヘッド２３のＥ−Ｅ線断面図の図３(ｄ)に示すように、第１ヘッドボディ２３ｂ1および第２ヘッドボディ２３ｂ2には、チャンバー２３cに連通してスリット２ｓ1に並設して、その幅寸法ｍs1と同じ幅寸法ｍs22を有するスリット２ｓ22が形成されている。

また、第１ヘッドボディ２３ｂ1および第２ヘッドボディ２３ｂ2にそれぞれ調整用ボルトにより調整自在に支持される第１リップ２３ｌ1および第２リップ２３ｌ2には、スリット２ｓ22が、第１ヘッドボディ２３ｂ1、第２ヘッドボディ２３ｂ2のスリット２ｓ22に連続して形成されるとともに、その下部に第１リップ２３ｌ1側の幅を拡大して、スリット２ｓ22の幅を拡幅した幅寸法ｍs21を有するスリット２ｓ21が形成されている。

ここで、塗工液カーテン内部２ｔc1のスリット２ｓ1の幅寸法ｍs1を０．３mmとした場合には、塗工液カーテン両端部２ｔc2、２ｔc2のスリット２ｓ2、２ｓ2の幅寸法ｍs2は、少なくとも０．６mm以上とする必要があり、１〜３mm幅とるとより好適である。

上記の実施例２の構成においても、実施例１と同様な作用効果を奏する。

次に、実施例２の変形例１、２について、図４を用いて説明する。

上述の実施例２においては、図３(ｂ)に示すように、塗工液カーテン両端部２ｔc2、２ｔc2を形成するスリット２ｓ2、２ｓ2を拡幅するに際し、第１ヘッドボディ２３ｂ1にのみ拡幅する場合を例示したが、変形例１のカーテンヘッド２３′は、その下面図の図４(ａ)に示すように、第１ヘッドボディ２３ｂ1′および第２ヘッドボディ２３ｂ2′にそれぞれ同じ寸法ｍ3を振り分けて、両端部に幅の広いスリット２ｓ2′、２ｓ2′を形成している。

なお、変形例１では、スリット２ｓ2′、２ｓ2′を、第１ヘッドボディ２３ｂ1′と第２ヘッドボディ２３ｂ2′との接合面に対して対称に設けた場合を例示したが、必ずしも対称に設けなくともよい。

また、変形例２のカーテンヘッド２３′′は、その下面図である図４(ｂ)に示すように、塗工液カーテンの膜厚の厚い部分を形成する幅の広いスリット２ｓ2′′、２ｓ2′′を、第１ヘッドボディ２３ｂ1′′、第２ヘッドボディ２３ｂ2′′の端縁から寸法ｍ4、離隔した箇所に設けたものである。

このように、幅の広いスリット２ｓ2′′、２ｓ2′′は、必ずしも塗工液カーテンの両端部に形成する必要はなく、塗工液カーテンの両端部以外の箇所に形成してもよい。

すなわち、カーテンヘッドにおける拡幅したスリットの位置は、図１(ｂ)、図３(ａ)に示すように、ウェブ２上面外であり、塗工液カーテンの乱れが防止される位置であれば、その位置は特に限定されるものでない。

また、上述の実施例１、２においては、スリットの拡幅した箇所をウェブ上面外の両側に設けた場合を例示したが、ウェブ上面外の片側にのみ設けても、一定の効果が得られる。

また、拡幅したスリットは、第１ヘッドボディおよび第２ヘッドボディに設けてもよいし、実施例１のように、ヘッドボディをシールするパッキンに設けてもよいし、或いは、ヘッドボディおよびパッキンに連続して設けることも可能であり、拡幅したスリットを設ける部材は任意に選択可能である。

なお、実施例１、２においては、幅の広いスリットの断面形状が、四角形状の場合を例示したが、図３(ｂ)に示す幅の広いスリット２ｓ2の断面形状を図５(ａ)に示す丸状にしてもよいし、また、図４(ａ)に示す幅の広いスリット２ｓ2′の断面形状を図５(ｂ)に示す丸状にしてもよいし、同様に、図４(ｂ)に示す幅の広いスリット２ｓ2′′の断面形状を図５(ｃ)に示す丸状にしてもよい。

このように、幅の広いスリットの断面形状は、形成する塗工液カーテンの膜厚が、その他のスリットが形成する塗工液カーテンの膜厚の２倍以上となる寸法を有するならば、実施例に示す四角形状、丸状以外の楕円状等のその他の断面形状を採用することも可能である。

本発明の活用例として、カレンダー、カタログ、感熱用紙、感圧用紙等へ塗料を塗布するための塗工機、或いは、自動改札用のキップの片面に磁性材料を塗布するための塗工機等があり、ウェブ面に塗工液等を塗布する塗工機であれば、その適用範囲は特に限定されることなく広汎に適用可能である。

(ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる実施例１のカーテン式コータの塗工作業を示す概念図、および(ａ)図のＡ方向矢視図。 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、図１(ｂ)のカーテンヘッドのＢ−Ｂ線断面図、図１(ｂ)のカーテンヘッドのＣ−Ｃ線断面図、および図１のカーテン式コータにおけるカーテンヘッドを示す下面図。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)、および(ｄ)は、本発明に関わる実施例２のカーテン式コータの塗工作業を示す図、(ａ)図のカーテン式コータにおけるカーテンヘッドを示す下面図、(ａ)図のカーテンヘッドのＤ−Ｄ線断面図、および(ａ)図のカーテンヘッドのＥ−Ｅ線断面図。 (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる実施例２のカーテンヘッドの変形例１を示す下面図、および変形例２を示す下面図。 (ａ)、 (ｂ)、および(ｃ)は、それぞれ実施例１、２の拡幅したスリットの断面形状の変更例を示すカーテンヘッドの下面図。 (ａ)および(ｂ)は、従来のカーテン式コータの塗工作業を示す図、および(ａ)図のカーテン式コータおいて塗工液が低流量の場合の塗工作業を示す図。 従来のガイドプレートを有するカーテン式コータの塗工作業を示す図。

符号の説明

１、２１…カーテン式コータ、
２、２２…ウェブ、
３、２３、２３′、２３′′…カーテンヘッド、
ｓ1、２ｓ1、２ｓ1′、２ｓ1′′…スリット、
ｓ2、２ｓ2、２ｓ2′…スリットの端部(幅広く形成されたスリット)、
２ｓ2′′…幅広く形成されたスリット、
ｔc1、ｔc2、２ｔc1、２ｔc2…塗工液カーテン、
ｔc1、２ｔc1…ウェブ上面上に形成される塗工液カーテン、
ｔc1、ｔc2、２ｔc1、２ｔc2…ウェブ上面外に形成される塗工液カーテン、
ｔc2、２ｔc2…ウェブ上面外の塗工液カーテンのうち膜厚の厚い塗工液カーテン、
ｔ…塗工液。

Claims (3)

1. カーテンヘッドのスリットより塗工液を、搬送されるウェブに対して上方から噴出し塗工液カーテンを形成して、前記ウェブ上面に塗工液を塗布するカーテン式コータであって、
   ウェブ上面上に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットに対して、ウェブ上面上外に形成される塗工液カーテンを噴出するスリットのうち少なくとも一部を幅広く形成した
   ことを特徴とするカーテン式コータ。
2. 前記カーテンヘッドのスリットを、その両端部のうち少なくとも何れかの端部を他の部分より幅広く形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のカーテン式コータ。
3. 前記幅広く形成されたスリットは、その他のスリットの幅の倍以上の幅寸法を有する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカーテン式コータ。

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