JP2006122812A - Coater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紙、高分子フィルム、金属箔等のシート状物に水性の塗布液を塗布する塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating apparatus for coating an aqueous coating solution on a sheet-like material such as paper, a polymer film, or a metal foil.
紙、高分子フィルム、金属箔に代表されるシートの表面に液体を塗布し、乾燥する設備において、シートに塗布する目的で製造される水性液体及び原材料に含有する空気、さらにはプロセス中に混入する空気が微小気泡の状態で含有することは、広く知られており、当該液体をそのままシートに塗布し、乾燥後使用することは一般的である。 In a facility that applies liquid to the surface of a sheet such as paper, polymer film, or metal foil, and then dries, it is mixed with aqueous liquid and raw materials that are produced for the purpose of applying to the sheet. It is widely known that the air to be contained is in the form of microbubbles, and it is common to apply the liquid as it is to a sheet and use it after drying.
多くはシートが紙であり、塗布装置もエアーナイフコーターやブレードコーターヘッドに代表されるように、シートに大量の塗料を塗布したその直後に、目的に応じた塗布量にすべく、余分な塗料を掻き落とす方式が一般的である。当該方式は、単位面積当たりの塗布量も多く、塗布精度も比較的要求されないことから、塗布速度を高速にすることが可能であり、大量生産に向いており、広く一般に行われている。この場合、塗布液中の含有空気は、塗布膜の厚さが大きいために問題になり得ない。 In many cases, the sheet is paper, and the coating device is also an excess of paint so that it can be applied according to the purpose immediately after applying a large amount of paint to the sheet, as represented by air knife coater and blade coater head. A method of scraping off is generally used. This method has a large amount of application per unit area and relatively low application accuracy. Therefore, it is possible to increase the application speed, which is suitable for mass production and widely used. In this case, the air contained in the coating solution cannot be a problem because the thickness of the coating film is large.
塗布液中の含有空気は、被塗布シートの種類によって問題になる場合と無視する場合とがあり、被塗布シートが紙の場合には一般的に問題となり得ない。即ち、紙の場合、多くは多孔質であって、吸水性があり、しかも表面が顕微鏡的には凹凸があるために、微小な含有空気は、塗布表面に現れることはなく、問題視されることは少ない。しかしながら、高分子フィルムの場合には、紙とは逆に全く吸水性がなく、また表面の凹凸も少ないことから、塗料中の微小な気泡が塗布面に現れ、多くは製品として不良と判断される。 The air contained in the coating liquid may be a problem depending on the type of the sheet to be coated or may be ignored, and generally cannot be a problem when the sheet to be coated is paper. That is, in the case of paper, many are porous, water-absorbing, and since the surface is microscopically uneven, minute air content does not appear on the coated surface and is regarded as a problem. There are few things. However, in the case of a polymer film, contrary to paper, there is no water absorption and there are few surface irregularities, so minute bubbles in the paint appear on the coated surface, and many are judged as defective products. The
前述した塗布液中の含有微小気泡は、主に高分子フィルムや金属箔の表面に水性塗料を塗布する場合、泡による非塗布面が形成されて、製品に著しい欠陥をもたらすことから、このような気泡の除去については、シート塗工する産業にとって従来より大きな課題となっていた。このような塗工にはカーテンコーター、ファウンテンコーター、ダイコーター等の塗布装置が好ましく用いられる。 The microbubbles contained in the coating solution described above are mainly used when a water-based paint is applied to the surface of a polymer film or metal foil. The removal of various bubbles has been a bigger problem for the sheet coating industry. For such coating, a coating device such as a curtain coater, a fountain coater, or a die coater is preferably used.
即ち、塗工したシートの表面に微小泡が発生すると、品質面上から、多くは製品として出荷できないことになるからである。このため、生産者らは、シート塗布面に微小泡を発生させない手段として、塗布液中の含有空気泡を除去する目的で、連続式真空脱泡機を塗料製造プロセス中に設けておいて、液中の空気を抜き、処理後の液を塗工設備に送るようにしていた。 That is, if microbubbles are generated on the surface of the coated sheet, many cannot be shipped as a product in terms of quality. For this reason, the producers provided a continuous vacuum defoaming machine during the paint manufacturing process for the purpose of removing the contained air bubbles in the coating liquid as a means for preventing the generation of fine bubbles on the sheet application surface. The air in the liquid was evacuated and the processed liquid was sent to the coating equipment.
上記連続式真空脱泡機を原理的に考えると、真空容器中に被脱泡液を投入し、液中の微小気泡を膨張させて破壊する真空脱泡法と、同液を容器内壁に流速を上げて衝突させることにより破壊する衝撃破壊脱泡法の2種類の原理に大別されると考えた。多くの連続式真空脱泡機はいずれかの原理を結果的に使用しているものと考えられる。 Considering the above-mentioned continuous vacuum degassing machine in principle, the liquid to be defoamed is put into a vacuum vessel, and the microbubbles in the liquid are expanded and destroyed, and the same liquid is flowed to the inner wall of the vessel. I thought that it was divided roughly into two kinds of principle of the impact destruction defoaming method which destroys by raising and colliding. Many continuous vacuum defoamers are thought to use either principle as a result.
真空脱泡法は、被脱泡液の中の泡を抜くために液体の表面積を広げる目的で被脱泡液を滴状に分散し、真空中に分散させて、内部空気の膨張が液の表面張力を越えて破壊するようにしたものであるが、現在実施されている真空脱泡機について図6により説明すると、真空容器(イ)の外部である上部中央にモータ(ロ)を設置し、モーター(ロ)の回転軸(ハ)を、メカニカルシール(ニ)を介して真空容器(イ)内に突入させ、回転軸(ハ)の先端部に、多数の小孔(ホ)が穿設された回転円筒(ヘ)を一体回転可能に取り付け、真空容器(イ)内部に突入させた液注入管(ト)により被脱泡液を回転円筒(ヘ)の中に注入し、この回転円筒(ヘ)の遠心力によって、液を小孔(ホ)より真空中に滴状飛散させるようになっている。この場合、回転円筒(ヘ)に加工される小孔(ホ)は、機械加工上孔径を余り小さくすることができず、直径0 .5 mmから1 .0 mm程度であるから、滴状飛散する被脱泡液の粒径も概ね同程度である。 In the vacuum defoaming method, the defoamed liquid is dispersed in the form of droplets for the purpose of expanding the surface area of the liquid in order to remove bubbles in the defoamed liquid, and dispersed in the vacuum. The vacuum defoaming machine that is currently being implemented will be described with reference to FIG. 6. A motor (b) is installed in the upper center outside the vacuum vessel (b). The rotating shaft (c) of the motor (b) is inserted into the vacuum vessel (a) via the mechanical seal (d), and a number of small holes (e) are drilled at the tip of the rotating shaft (c). The installed rotating cylinder (f) is attached so that it can rotate as a unit, and the liquid to be defoamed is injected into the rotating cylinder (f) by the liquid injection tube (g) inserted into the vacuum vessel (b). Due to the centrifugal force of the cylinder (f), the liquid is splashed into the vacuum from the small hole (e). In this case, the small hole (e) to be machined into the rotating cylinder (f) cannot be made too small due to machining, and the diameter is 0. 5 mm to 1. Since it is about 0 mm, the particle diameter of the defoamed liquid that scatters in the form of droplets is approximately the same.
また、もう一つの破泡法である衝撃破壊脱泡法は、被脱泡液粒を前述の回転円筒(ヘ)により遠心力を受けさせて真空容器(イ)の内壁に衝突させ、その衝撃により水滴粒を破壊して内部の空気を抜く方法であり、衝撃力は一般的に次の式で求められる。
E=MV2
但し、Eは衝撃エネルギー、Mは質量、Vは速度である。
衝撃エネルギーEは、より質量Mの大きいものを、より高速で衝突させることにより増大する。尚、この衝撃破壊脱泡法での質量Mは被脱泡液粒の重量であり、速度Vは被脱泡液粒を真空容器内壁に衝突させる速度を言う。
In addition, another method of impact defoaming, which is a defoaming method, is that the liquid to be defoamed is subjected to centrifugal force by the above-mentioned rotating cylinder (f) to collide with the inner wall of the vacuum vessel (ii), and the impact Is a method of destroying water droplets and extracting the air inside, and the impact force is generally obtained by the following equation.
E = MV 2
However, E is impact energy, M is mass, V is speed.
The impact energy E is increased by causing a larger mass M to collide at a higher speed. Incidentally, the mass M in this impact fracture defoaming method is the weight of the defoamed liquid particles, and the speed V refers to the speed at which the defoamed liquid particles collide with the inner wall of the vacuum vessel.
上記在来の真空脱泡機では、問題とする被脱泡液中の微小気泡は直径0.05mmから0.1mmであることから、1水滴粒の壁厚が空気泡直径の10倍以上あり、真空中での気泡の膨張のみでは水滴粒壁を破壊できない欠点を有している。またこの真空脱泡機は、前述した真空脱泡法の破壊原理より被脱泡液粒の大きさを小さくする必要があって、質量的には微小であり、また衝突速度は回転円筒の遠心力によって速度を得ているため比較的小さく、充分な衝撃力を発生できない欠点を有しており、更に前述のように真空容器の外部にモータを設置し、このモーターの回転軸を真空容器内にメカニカルシールを介して突入させ、この回転軸の先端部に、多数の小孔を設けた回転円筒を装備させた構成となっているから、構造が複雑且つ大型化して、設備投資費用が莫大なものとなる。 In the above conventional vacuum defoaming machine, the microbubbles in the defoamed liquid in question have a diameter of 0.05 mm to 0.1 mm, so that the wall thickness of one water droplet is more than 10 times the air bubble diameter. There is a disadvantage that the water droplet wall cannot be broken only by the expansion of bubbles in vacuum. Also, this vacuum defoaming machine needs to reduce the size of the defoamed liquid particles due to the destruction principle of the vacuum defoaming method described above, and is very small in mass, and the collision speed is the centrifugal speed of the rotating cylinder. Since the speed is obtained by force, it has a disadvantage that it is relatively small and cannot generate a sufficient impact force. Further, as described above, a motor is installed outside the vacuum vessel, and the rotation shaft of this motor is set inside the vacuum vessel. The structure is equipped with a rotating cylinder provided with a large number of small holes at the tip of the rotating shaft. It will be something.
本発明は、上述したような課題を克服すべく鋭意検討した結果、被脱泡液体を、真空容器内において従来のように水滴ミストにせず、ノズルにより連続した液膜状態で噴射することによって、被脱泡液粒が充分な質量を保持して、充分大きな衝撃力を発生させることができるようにした脱気装置を有する塗布装置を提供することを目的とする。 As a result of intensive studies to overcome the above-described problems, the present invention does not make the liquid to be defoamed into a water droplet mist in the vacuum container as in the prior art, but injects it in a continuous liquid film state by a nozzle, It is an object of the present invention to provide a coating apparatus having a deaeration device in which defoamed liquid particles have a sufficient mass and can generate a sufficiently large impact force.
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明は、シート状物Sに塗布液12を塗布する塗布装置において、真空容器11と、この真空容器11内に配置され、塗布液12を真空容器内壁面11oに対し連続した液膜13を形成するように噴射して衝突させる液膜形成ノズル14とからなる脱気装置4を設けてなることを特徴とする。
Means for solving the above problems will be described with reference numerals in the embodiments described later. The invention according to claim 1 is the application of the
請求項2は、請求項1に記載の塗布装置において、液膜形成ノズル14は、連続した液膜13を真空容器内壁面11oに対し略垂直に衝突させるようになっていることを特徴とする。
A second aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first aspect, wherein the liquid
請求項3は、請求項1又は2に記載の塗布装置において、液膜形成ノズル14から噴射される連続した液膜13は扇形状又は円形状であることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first or second aspect, wherein the continuous
請求項4は、請求項1〜3の何れかに記載の塗布装置において、液膜形成ノズル14から噴射される連続した液膜13の膜厚は100〜500μmであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to third aspects, the film thickness of the continuous
請求項5は、請求項1〜4の何れかに記載の塗布装置において、液膜形成ノズル14を、夫々真空容器内壁面11oに対向し且つ上下に間隔をおいて複数個配設してなることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a plurality of the liquid
請求項6は、請求項1〜4の何れかに記載の塗布装置において、液膜形成ノズル14を、夫々真空容器内壁面11oに対向し且つ周方向に間隔をおいて複数個配設してなることを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention provides the coating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a plurality of the liquid
請求項7は、請求項1〜6の何れかに記載の塗布装置において、脱気装置4の手前側に少なくとも2個のクッションタンク5,6を並設し、各クッションタンク5,6は、塗布液受入口24から受け入れた塗布液12をクッションタンク5,6内に供給される圧力エアーにより加圧して塗布液排出口25から排出するようにしたもので、前記2個のクッションタンク5,6を交互に作動させることにより、両クッションタンク5,6の塗布液排出口25,25から交互に塗布液12を排出させて、脱気装置4の液膜形成ノズル14側に加圧塗布液12を連続的に送給するようにしたことを特徴とする。
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明の塗布装置は、真空容器11と、この真空容器11の内部に、塗布液12を真空容器内壁面11oに対し連続した液膜13を形成するように噴射して衝突させる液膜形成ノズル14を装備した脱気装置4を設けてなるもので、塗布液12が連続液膜13を形成することにより、塗布液12の液粒の径が従来の水滴ミストに比べて格段に大きくなって、液粒の質量が増大するから、塗布液12の中に含まれる気泡の衝撃破壊力が大きくなり、従ってそれだけ脱気作用を有効に発揮させることができる。
The effect of the invention by the above-described solution means will be described with reference numerals in the embodiments described later. The coating apparatus of the invention according to claim 1 includes a
また、上記脱気装置4は、真空容器11内に液膜形成ノズル14を設置しただけであるから、従来の連続式真空脱泡機に比べ、構造を大幅に簡素化できて、製作コストの著しい低廉化を図ることができると共に、回転円筒を駆動するモーター等の駆動機器が不要となるためにランニングコストを大幅に低減させることができ、また真空容器11も大幅な小型化が図られて、脱気装置4全体の小型化及びコンパクト化が可能となる。
Further, since the degassing device 4 is merely provided with the liquid
請求項2に係る発明によれば、連続液膜13を真空容器11の内壁面11oに対し略垂直に衝突させるようにすることにより、真空容器内壁面11oに衝突する時の気泡の衝撃破壊力が最も大きくなって、脱気作用をより有効に発揮させることができる。
According to the invention of claim 2, by causing the
請求項3に記載のように、液膜形成ノズル14から噴射される連続した液膜13は、扇形状又は円形状にするのが好ましい。
As described in claim 3, the
請求項4に記載のように、液膜形成ノズル14より噴射される連続液膜13の膜厚は、100〜500μmであるのが好ましく、膜厚が100〜500μmの範囲内にあれば、気泡19が液膜13の表面側近くに位置して、真空作用によって膨張し易くなると共に、鉛直内壁面11oで衝突する際に破壊し易くなる。
As described in claim 4, the film thickness of the
請求項5に記載のように、液膜形成ノズル14を夫々真空容器内壁面11oに対向し且つ上下に間隔をおいて複数個配設することによって、脱気処理能力の増大を図ることができる。
As described in
請求項6に記載のように、液膜形成ノズル14を夫々真空容器内壁面11oに対向し且つ周方向に間隔をおいて複数個配設することによって、脱気処理能力の増大を図ることができる。
As described in
請求項7に係る発明のように、脱気装置4の手前側に少なくとも2個のクッションタンク5,6を並設して、両クッションタンク5,6を交互に作動させるようにすることにより、脈動の無い正常な加圧塗布液12を液膜形成ノズル14に供給して、脱泡するのに好適な連続液膜13を形成することができる。
As in the invention according to
以下に本発明の好適実施形態について図面に基づいて説明すると、図1は塗布装置の全体を示す全体概略図、図2は塗布装置における脱気装置の拡大縦断面図、図3の(a) は図2のX−X線断面図、(b) は連続液膜が真空容器内壁面に衝突する状態の拡大断面図である。図1において、1は塗布液タンク、2はコーターヘッド、3は被脱泡液中の比較的大きな気泡のみを除去する粗泡分離器、4は本発明に係る塗布装置の重要部を成す脱気装置で、この脱気装置4の手前側には脱気装置4に塗布液12を加圧供給する第1クッションタンク5と第2クッションタンク6とが並設されている。
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic view showing the entire coating apparatus, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a deaeration device in the coating apparatus, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2, and FIG. In FIG. 1, 1 is a coating liquid tank, 2 is a coater head, 3 is a coarse bubble separator that removes only relatively large bubbles in the liquid to be defoamed, and 4 is a detachment that forms an important part of the coating apparatus according to the present invention. The
この実施形態の塗布装置は、被塗布シートSが紙の場合のように塗布液中の含有空気を殆ど無視できる場合には、塗布液タンク1内の塗布液をポンプP1により加圧して粗泡分離器3からコーターヘッド2に送給し、このコーターヘッド2に送給した塗布液をファウンテン7により添接ロール8を介して、バックアップロール9で支持された被塗布シートSに塗布する。そして、被塗布シートSが例えば高分子フィルムの場合のように塗布液中の含有空気が問題となる場合は、ポンプP1で加圧される塗布液を粗泡分離器3から脱気装置4側へ送給し、この脱気装置4により充分に脱気して塗布液タンク1に戻すようにようにしている。尚、粗泡分離器3の手前側にはフィルター10が設けられる。
In the coating apparatus according to this embodiment, when the air contained in the coating liquid can be almost ignored as in the case where the sheet S to be coated is paper, the coating liquid in the coating liquid tank 1 is pressurized by the pump P1 to generate coarse bubbles. The coating liquid fed from the separator 3 to the coater head 2 is applied to the coated sheet S supported by the
上記脱気装置4の構造について詳細に説明すると、この脱気装置4は、図2に示すように、真空容器11と、この真空容器11内に配置され、塗布液12を真空容器11の鉛直内壁面11oに対して連続した液膜13を形成するように噴射して衝突させるための液膜形成ノズル14とからなるもので、真空容器11の上部に設けられた吸引口17がエア吸引管15を介して真空ポンプ16に接続され、この真空ポンプ16の作動により真空容器11の内部が吸引されて真空状態に保たれるようになっている。18は真空ポンプP2を駆動するモーターを示す。
The structure of the deaeration device 4 will be described in detail. The deaeration device 4 is arranged in the
真空容器11は、図2から分かるように、本体円筒部11aと本体テーパ部11bと蓋部11cとからなるもので、蓋部11cに吸引口17が設けられ、本体円筒部11aに液膜形成ノズル14が取り付けられ、本体テーパ部11bの下部に塗布液排出用のポンプP2が接続されている。液膜形成ノズル14には、第1クッションタンク5及び第2クッションタンク6によって加圧された塗布液12が管路gより供給されるようになっている。尚、図示は省略するが、真空容器11の内部は真空状態であって、液体が蒸発し易く、内壁面に汚れが付着し易く、しかも運転中は掃除が不可能であることから、本体円筒部11a、本体テーパ部11b及び蓋部11cの夫々の内壁面にはフッ素化合物からなる内部被覆層が形成されており、それによって汚れの付着が防止されるようになっている。
As can be seen from FIG. 2, the
液膜形成ノズル14は、それ自体周知構造で、市販されているものであるが、スプレーノズルのように液体をミスト状に噴射するのではなく、所定の噴射面に対し連続した液膜13を形成するノズルであって、図2及び図3の(a) から分かるように、真空容器11の本体円筒部11aに取り付けられて、対向する鉛直内壁面11oに対し連続した平面視扇形状の液膜13を形成するように塗布液12を噴射して当該鉛直内壁面11oに垂直に衝突させるようになっている。図3の(b) は連続液膜13が鉛直内壁面11oに垂直に衝突する状態を拡大図示したものである。
The liquid
上記のように構成される脱気装置4の作用につて説明すると、真空容器11は、内部の空気が真空ポンプ16により吸引されて真空状態に保たれており、この真空状態にある真空容器11に内部に設けられた液膜形成ノズル14には管路gより加圧塗布液12が供給される。しかして、液膜形成ノズル14により噴射される塗布液12は、図2及び図3に示すように、真空中において鉛直内壁面11oに対し連続した液膜13を形成しながら、図3の(b) に示すように鉛直内壁面11oに衝突し、この内壁面11oに沿って真空容器11の下部側へ流下してゆく。
The operation of the deaeration device 4 configured as described above will be described. In the
この場合、塗布液12が連続液膜13を形成することにより、塗布液12の液粒の径が従来の水滴ミストに比べて格段に大きくなって、液粒の質量が増大する。こうして質量の増大した液粒が真空容器11の鉛直内壁面11oに衝突すると、前述したE=MV2 の式から分かるように、液粒の速度Vが一定であれば、質量Mが大きい液粒ほど衝突時の衝撃エネルギーEが大きくなるから、塗布液12の中に含まれる気泡の衝撃破壊力が大きく、従ってそれだけ脱気作用を有効に発揮させることができる。また、E=MV2 の式から、液膜形成ノズル14に供給される塗布液12の圧力を上げて、液膜形成ノズル14による塗布液12の噴射速度を上昇させることにより、気泡の衝撃破壊力を更に大きくすることができる。噴射速度は実施例の例では約20m/秒程度となった。これは工場等で計装用などで準備されている空気圧力として使用し易い圧力が390kPa(4kg/cm2 )程度までであることや、真空容器の直径350mm、塗布液の処理流量7L/minに対しては適切な値であった。本発明では連続液膜の状態を維持して壁面に到達することが非常に好ましい。そのためには噴射速度をある程度以上とすることが必要となるが、噴射速度は使用する塗布液にかけられる圧力、塗布液処理流量、使用する液膜形成ノズルの設計等により定まり、また連続液膜を維持する上では真空容器の寸法形状も大きく影響するため、一概に決定することは困難である。ただ、経済性などを無視すれば、単純にいえば噴射速度はより速いほど好ましいといえる。
In this case, when the
また、液膜形成ノズル14よって真空中に噴射される連続液膜13の膜厚は、100〜500μmであるのが好ましいことが実験によって判明した。これは、膜厚がこの100〜500μmの範囲にあれば、図3の(b) に示すように、気泡19が液膜13の表面側近くに位置して、真空作用によって膨張し易くなると共に、鉛直内壁面11oで衝突する際に破壊し易くなるからである。これに対し、膜厚が500μm以上になれば、内部の気泡18が膨張し難く、破壊し難くなって、脱泡効果が悪くなり、また膜厚が100μm以下では、液膜13が破れて、水滴状になるからである。この膜厚は真空容器の壁に衝突直前の連続液膜の膜厚を意味する。尚、噴出直後は厚い連続液膜がこのように薄くなるが、本発明者等が塗布液(粘度200cp程度)や、それより粘度の小さい水(粘度10cp)についての噴出状況を大気圧下、真空下で観察したが、その変化の程度は大気圧下と真空下ではほとんど変わらないことも分かった。
Further, it has been experimentally found that the film thickness of the
そしてまた、液膜形成ノズル14は、図2に示すように、連続液膜13を真空容器11の鉛直内壁面11oに対して垂直に衝突させるように取り付けるのが好ましい。これは、連続液膜13が真空容器11の内壁面11oに対し垂直に衝突する時が、その衝撃力が最も大きく、内壁面11oに対する液膜13の対向角度が90°より小さくなるに従って、衝撃力が弱くなるからである。しかして、衝撃力が大きくなれば、それだけ気泡の衝撃破壊力が大きくなって、脱気作用がより有効に発揮できることになる。
The liquid
図2に示す実施形態の真空容器11では、真空容器11の内部に1個の液膜形成ノズル14を設けているが、図4の(a) ,(b) に示す実施形態の真空容器11のように、液膜形成ノズル14を、夫々真空容器内壁面11oに対向し且つ上下に間隔をおいて複数個、例えば3個配設してもよい。この場合、各段の液膜形成ノズル14が上下方向に重なり合わないように、3個の液膜形成ノズル14を互いに周方向にずらして配設するのが良い。
In the
また、図示は省略するが、複数個の液膜形成ノズル14を同一平面状に複数個配設するようにしてもよい。その場合には、各液膜形成ノズル14から噴射されて形成される連続液膜13がぶつかり合わないようにする必要がある。
Although not shown, a plurality of liquid
上記のように一つの真空容器11内に複数個の液膜形成ノズル14を設置することにより、液膜形成ノズル14の設置数に応じて塗布液12の脱泡処理能力を増大させることができる。
By installing a plurality of liquid
図6に示す在来の連続式真空脱泡機の処理能力は、真空容器(イ)内に具備される回転円筒(ヘ)の直径により決定される。即ち、この回転円筒(ヘ)の直径は被脱泡液体(塗布液)の処理量が大きければ、それに比例して大きくなる。この理由は、前述したように液体を滴状飛散させる目的で回転円筒(ヘ)に小孔(ホ)が複数加工されており、処理量によりその孔数を変化させる必要があること、即ち個々の小孔(ホ)より通過できる流量は液体の濃度、 粘度により固有の数値になることから、処理量を増やす場合には、回転円筒(ヘ)の直径が増大することになる。また、回転円筒(ヘ)を具備する真空容器(イ)も、回転円筒(ヘ)の直径増大により、真空容器(イ)の直径も大きくなることになる。つまり、在来の連続式真空脱泡機は処理能力により設備外形が決まることになる。 The processing capacity of the conventional continuous vacuum deaerator shown in FIG. 6 is determined by the diameter of the rotating cylinder (f) provided in the vacuum vessel (a). That is, the diameter of the rotating cylinder (f) increases in proportion to the processing amount of the defoamed liquid (coating liquid). The reason for this is that, as described above, a plurality of small holes (e) are processed in the rotating cylinder (f) for the purpose of splashing liquid droplets, and the number of holes needs to be changed depending on the amount of processing. Since the flow rate that can pass through the small holes (e) is a specific value depending on the concentration and viscosity of the liquid, the diameter of the rotating cylinder (f) increases when the processing amount is increased. In addition, the vacuum vessel (b) having the rotating cylinder (f) also has a larger diameter of the vacuum vessel (b) due to the increase in the diameter of the rotating cylinder (f). In other words, the external shape of the conventional continuous vacuum deaerator is determined by the processing capacity.
これに対し、本発明に係る上記脱気装置4は、本来、真空容器11の大きさは処理能力と関係しないとの知見から、1 個の液膜形成ノズル14を具備する真空容器11に対して液膜形成ノズル14を複数個に増やしたところ、上記のように液膜形成ノズル14の個数に応じて処理能力が増大することを実験によって知り得たわけである。
On the other hand, the deaeration device 4 according to the present invention is based on the knowledge that the size of the
また、図2〜図4で示した脱気装置4の真空容器11に設けた液膜形成ノズル14は、内壁面11oに対し連続した平面視扇形状の液膜13を形成するように塗布液12を噴射するノズルであるが、図5には、液膜形成ノズル14を真空容器11の蓋部11cの中央部に下向きに設け、真空容器11の内壁面11oに対して平面視円形状の連続液膜13を形成するように塗布液12を噴射するようにした実施形態を示している。
Also, the liquid
また、図2〜図5で示した脱気装置4では、真空容器11の内壁面11oに対して平面視扇形状の連続液膜13を形成するように液膜形成ノズル14を真空容器11に取り付けているが、真空容器11の内壁面11oに対して正面視(又は側面視)扇形状の液膜13を形成するように液膜形成ノズル14を設置してもよい。しかしながら、このように液膜形成ノズル14を内壁面11oに対して正面視(又は側面視)扇形状の液膜13を形成するように設置すると、真空容器11が不必要に縦長となるから、図2〜図5で示す実施形態のように、真空容器11の内壁面11oに対して平面視扇形状又は視円形状の連続液膜13を形成するように液膜形成ノズル14を設置することによって、複数個の液膜形成ノズル14の使用が可能となり、また真空容器11の長さを極力短くすることができる。
2 to 5, the liquid
また、以上説明した本発明に係る脱気装置4は、真空容器11内に液膜形成ノズル14を設置しただけであるから、図6に示す従来の連続式真空脱泡機に比べ、構造を大幅に簡素化できて、製作コストの著しい低廉化を図ることができると共に、回転円筒を駆動するモーター等の駆動機器が不要となるため、ランニングコストを大幅に低減させることができる。また、上記のように真空容器11の大きさは処理能力と関係しないとの見地から、真空容器11も大幅な小型化を図られて、脱気装置4全体の小型化が可能となった。
Moreover, since the deaeration device 4 according to the present invention described above is merely provided with the liquid
下記の表は上述した脱気装置4と在来の連続式真空脱泡機との比較テスト結果を示す。(テスト方法)図2に示す脱気装置と図6に示す在来の連続式真空脱泡機とを使用し、真空容器11,(イ)内の空気を真空ポンプによって真空引きし、塗布液を真空容器11,(イ)に夫々単位時間当たり同量供給することにより得られた塗布液の比重を計測し、比重の大きい方が脱泡効果が高いとした。
(テスト条件)真空度:−90kpa 塗布液流量:7l/min 当初液比重:0.88g/cc
The table below shows the results of a comparative test between the deaeration device 4 described above and a conventional continuous vacuum deaerator. (Test method) Using the deaerator shown in FIG. 2 and the conventional continuous vacuum deaerator shown in FIG. 6, the air in the
(Test conditions) Degree of vacuum: -90 kpa Coating liquid flow rate: 7 l / min Initial liquid specific gravity: 0.88 g / cc
上記比較テストの結果、液膜形成ノズルタイプは、回転円筒式と比較して明らかに脱泡性能が高いことが分かる。また、回転円筒形滴状飛散装置を必要としないため、モーター等が不要となり、消費動力及び設備費用も低く抑えることが可能となった。 As a result of the above comparative test, it can be seen that the liquid film forming nozzle type has clearly higher defoaming performance than the rotating cylinder type. In addition, since a rotating cylindrical drop-type scattering device is not required, a motor or the like is not required, and power consumption and facility costs can be kept low.
次に、図1を再び参照して、塗布装置の全体について説明すると、この図1において、aは塗布液タンク1と粗泡分離器3とをつなぐ管路、bは粗泡分離器3とコーターヘッド2とをつなぐ管路、cは管路aから粗泡分離器3を通過した泡を含む低比重の塗布液12をクッションタンク5,6の手前側にある受入3方弁20側へ送る管路、dは受入3方弁20とクッションタンク5,6とをつなぐ管路で、受入2方弁21を有する第1クッションタンク5側の受入管路e1と受入2方弁22を有する第2クッションタンク6側の受入管路e2とに分岐している。第1クッションタンク5の排出管路f1と第2クッションタンク6の排出管路f2との合流部に排出3方弁23が設けられ、第1クッションタンク5又は第2クッションタンク6によって加圧された塗布液12が排出3方弁23を介して管路gより脱気装置4の真空容器11内に供給される。hは脱気装置4によって脱気された塗布液12を塗布液排出用ポンプP2で塗布液タンク1に送給する管路である。またiはコーターヘッド2において塗布時に溢れた塗布液12を塗布液タンク1に戻す管路、jはストレージ(図示せず)より新しい塗布液12を塗布液タンク1に補給するための管路、kは前記受入2方弁22と塗布液タンク1とをつなぐバイパス管路である。
Next, referring again to FIG. 1, the entire coating apparatus will be described. In FIG. 1, a is a pipe line connecting the coating liquid tank 1 and the coarse foam separator 3, and b is the coarse foam separator 3. A pipe c connecting the coater head 2, c is a low specific
第1及び第2の各クッションタンク5,6は、塗布液受入口24から受け入れた塗布液12を、エア管路nよりクッションタンク5,6内に供給される圧力エアーにより加圧して塗布液排出口25から排出するようにしたもので、第1クッションタンク5と第2クッションタンク6とを交互に作動させることにより、両クッションタンク5,6の塗布液排出口25,25から交互に加圧塗布液12を排出させて、管路gより脱気装置4の液膜形成ノズル14に加圧塗布液12を連続的に送給するようになっている。クッションタンク5,6につながっている各エア管路nには、クッションタンク5,6に所定圧力のエアを供給する圧送用電磁弁SV1及びクッションタンク5,6内部のエアを排出する排出用電磁弁SV2が設けられている。
Each of the first and
この塗布装置の使用において、被塗布シートSが紙のように塗布液12中の含有空気を殆ど無視できる場合は脱気装置4の運転を停止し、塗布液タンク1の塗布液12をポンプP1により加圧して、管路aから粗泡分離器3を介して管路bによりコーターヘッド2に送給し、塗布作業を行う。この場合、管路cと管路d及びバイパス管路kとの連通が阻止されるように受入3方弁20を操作する。尚、塗布作業を行うにあたっての初期運転時や管路の洗浄時等には、管路cとバイパス管路kとを連通させる。
In the use of this coating apparatus, when the coated sheet S can almost ignore the air contained in the
そして、例えば高分子フィルムのように塗布液中の含有空気が問題となる被塗布シートSを使用して塗布作業を行う場合には脱気装置4を運転して、この脱気装置4により脱気を行う。この場合には、管路cと管路dとが連通するように受入3方弁20を操作して、ポンプP1で加圧される塗布液を、管路a→粗泡分離器3→管路c→受入3方弁20→管路dへと送給させる。
For example, when the coating operation is performed using the coated sheet S in which the air contained in the coating solution causes a problem, such as a polymer film, the degassing device 4 is operated and the degassing device 4 performs the degassing. Do care. In this case, the receiving three-
管路dは、第1クッションタンク5側の受入管路e1と、第2クッションタンク6側の受入管路e2とに分岐しているが、第1クッションタンク5と第2クッションタンク6とは交互に作動するようになっているため、例えば第1クッションタンク5側が作動する時は、第1クッションタンク5側の受入2方弁21が開放し、第2クッションタンク6側の受入2方弁22が閉じ、塗布液受入口24から第1クッションタンク5内に塗布液12が所定量供給されると、受入2方弁21が閉じ、圧送用電磁弁SV1が開いて、エア管路nよりエアが第1クッションタンク5内に圧送され、その圧力エアーによりタンク5内の塗布液12を加圧して塗布液排出口25から排出し、この加圧塗布液12は排出管路f1→排出3方弁23→管路gを通って、脱気装置4の液膜形成ノズル14に供給される。尚、第1クッションタンク5内の塗布液12が排出された後、排出3方弁23が閉じ、圧送用電磁弁SV1が閉じ、排出用電磁弁SV2が開いて、第1クッションタンク5内の空気が吸引排出され、タンク5内は真空状態となって、次の塗布液12の供給を待つ。
The pipe d is branched into a receiving pipe line e1 on the
こうして第1クッションタンク5の作動が終了すると、引き続き第2クッションタンク6が作動を開始する。即ち、第1クッションタンク5側の受入2方弁21が閉じて、第2クッションタンク6側の受入2方弁22が開くと、塗布液受入口24から第2クッションタンク6内に塗布液12が供給され、所定量供給された後、受入2方弁22が閉じ、圧送用電磁弁SV1が開いて、エア管路nよりエアが第2クッションタンク6内に圧送され、その圧力エアーによりタンク6内の塗布液12を加圧して塗布液排出口25から排出し、この加圧塗布液12は排出管路f2→排出3方弁23→管路gを通って、脱気装置4の液膜形成ノズル14に供給される。この第2クッションタンク6内の塗布液12が排出された後、排出3方弁23が閉じ、圧送用電磁弁SV1が閉じ、排出用電磁弁SV2が開いて、第2クッションタンク6内の空気が吸引排出され、タンク6内は真空状態となって、次の塗布液12の供給を待つことになる。
When the operation of the
上記のように第1クッションタンク5と第2クッションタンク6とが交互に作動して、両クッションタンク5,6の塗布液排出口25,25から交互に加圧塗布液12を排出させることにより、被脱泡液としての塗布液12を管路gより脱気装置4の液膜形成ノズル14に加圧塗布液12を連続的に送給することができる。
As described above, the
上記のように脱気装置4の手前側に並設した2個のクッションタンク5,6に代えて、ポンプを1台設置し、このポンプによって被脱泡液としての塗布液12を脱気装置4側に送給することもできるわけであるが、ポンプの場合は塗布液12が送給中に脈動を生じ、脈動状態で塗布液12が液膜形成ノズル14に供給されると、連続液膜13の形成に悪影響を及ぼすことになる。この点、第1クッションタンク5と第2クッションタンク6とを並設して、両クッションタンク5,6を交互に作動させるようにすることにより、脈動の無い正常な加圧塗布液12を液膜形成ノズル14に供給して、脱泡するのに好適な連続液膜13を形成することができる。尚、この実施形態では、第1と第2の2個のクッションタンク5,6を並設したが、クッションタンクは少なくとも2個並設すればよいもので、2個以上並設することもできる。
Instead of the two
また、以上説明した実施形態の塗布装置では、粗泡分離器3と脱気装置4とを並設し、脱気装置4については必要時のみ運転するようにしているが、粗泡分離器3は設けず、脱気装置4のみを設けた塗布装置としてもよい。コーターヘッドに供給する塗布液の全量を供給直前に脱泡するように構成するような塗布装置等が考えられる。結局、塗布液に要求される脱泡の程度により脱気装置、泡分離器等を種々に組み合わせることができる。 Moreover, in the coating device of the embodiment described above, the coarse bubble separator 3 and the deaeration device 4 are arranged in parallel, and the deaeration device 4 is operated only when necessary. It is good also as a coating device which provided only the deaeration apparatus 4 without providing. A coating apparatus or the like configured to defoam the entire amount of the coating solution supplied to the coater head immediately before the supply can be considered. Eventually, various types of degassing devices, bubble separators, etc. can be combined depending on the degree of defoaming required for the coating solution.
1 塗布液タンク
2 コーターヘッド
S シート状物
3 粗泡分離器
4 脱気装置
5 第1クッションタンク
6 第2クッションタンク
11 真空容器
11o 真空容器内壁面
12 塗布液
13 液膜
14 液膜形成ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating liquid tank 2 Coater head S Sheet-like material 3 Coarse foam separator 4
Claims (7)
At least two cushion tanks are arranged in parallel on the front side of the degassing device, and each cushion tank pressurizes the coating liquid received from the coating liquid receiving port with the pressurized air supplied into the cushion tank, and the coating liquid discharge port By alternately operating the two cushion tanks, the coating liquid is alternately discharged from the coating liquid discharge ports of both cushion tanks, and the liquid film forming nozzle side of the deaeration device The coating apparatus according to claim 1, wherein the pressurized coating liquid is continuously fed to the coating apparatus.
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