JP2007083170A

JP2007083170A - 塗工装置

Info

Publication number: JP2007083170A
Application number: JP2005275609A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sasa; 忠佐々; Akio Hirano; 明男平野; Hiroyuki Kono; 弘幸河野
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: EP1767282A3; JP4902160B2; EP1767282A2

Abstract

【課題】本発明の課題は、ウェブ面への多層の塗工が高品質に良好に行えるとともに、機材の塗料による汚れを防止して塗工作業が行える塗工装置を提供することにある。
【解決手段】本発明に関わる塗工装置は、任意の間隔をもって配設され、塗料ｔa、ｔbをそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッド１１、１２と、複数のカーテンヘッド１１、１２からそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料ｔa、ｔbを、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成する傾斜ガイドｇpと、傾斜ガイドｇpの斜面の屈曲縁ｇp1に連続して設けられ、傾斜ガイドｇp上の多層の塗料層を、ウェブｗ面に向って移動方向を変化させ塗料カーテンｔcを形成してウェブ面ｗ上に移行させる移行ガイドｃgとを具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、原紙であるウェブの片面または両面に複数の塗料を多層に塗布する塗工装置に関する。

従来、カタログなどの一般印刷用紙および感圧用紙、感熱用紙、自動改札用のキップ等に用いられる塗工紙は、一般にブレードコータ等の後計量型コータによって原紙であるウェブの面上に塗料を塗布後、計量して生産されている。このような塗料の塗布を行う機械を一般に塗工機と称している。

従来、塗工機は、ウェブの面上に塗料を一度塗った後に計量するポストメタリング方式、すなわち、ブレードコータ、ロッドコータ、エアナイフコータ等が主流であった。

ところで、近年においては、搬送されるウェブに対して上方のカーテンヘッドから塗料を噴出して塗料カーテンを形成してウェブ面上に塗料を塗布するカーテン式の塗工装置(前計量型塗工機)が広汎に用いられつつある。

又、スライドダイ方式と呼ばれる多層塗工可能な塗工方式も知られている。

なお、カーテン式の塗工装置が記載された文献公知発明としては下記の特許文献１がある。
特公昭６３−２３９号公報

ところで、上述のカーテン式の塗工装置を用いてウェブ面上に２層の塗料を塗布する場合(特許文献１の第４図参照)、ウェブが高速で搬送されるときには、塗料カーテンを形成する塗料の落下速度とウェブの搬送速度との相対速度差が大きく、第２層目の塗料が落下する１層目の塗料の表面状態に起因してマダラ等の塗りムラが発生する場合がある。

この問題を解決するため、カーテンヘッドから噴出される２つの塗料カーテンを近接して配置して１つの膜厚の厚い塗料カーテンとして塗布を行い、マダラ等の塗りムラを防止することが行われている。しかしながら、ウェブ面から溢れた余分な塗料を回収しても塗料が混じり合ってしまっているため、再利用が不可能である。

加えて、従来のカーテン塗工方式は、一般に各塗料が独立したカーテンで形成されるため、小流量の塗工では、カーテンが切れやすく不安定であり、正常な塗工が出来ない。

また、複数の塗料を用いてカーテン塗工を連続して実施した場合、塗工した際の膜厚が薄いため後塗りの塗工層が前後塗りの塗工層の影響を受け易く塗工面が荒れることがある。

これらの問題を解消するため、図５(ａ)(一部断面を含む概念的側面図)に示すように、ガイドシートｇs上に塗料ｔc、ｔdをそれぞれ噴出して塗料カーテンｔcc、ｔcdを形成して落下させ、ガイドシートｇs上に塗料ｔc、ｔdを多層に重ね、この多層状の塗料ｔc、ｔdをウェブｗ面上に塗布する塗工機が開発されている。

ところで、この塗工機においては、多層に形成された状態では一層目の塗料ｔcの下面はガイドシートｇsと接触しながら、またニ層目の塗料ｔdの上面は大気に触れながらガイドシートｇs上を移動するため、プレート角θ3およびカーテンの落下位置が塗料ｔc、ｔdの流れに制限を与え、ウェブｗ面上の塗布層の形成に影響している。

例えば、２層の塗工においては、ウェブｗ面上の１層目の塗料ｔcと２層目の塗料ｔdとの塗工層の間に滑りが生じ、２層目の塗料ｔd層に鱗状の模様が発生する場合がある。

加えて、図５(ａ)のＡ−Ａ線断面拡大図の図５(ｂ)に示すように、二層目の塗料ｔdをウェブｗ巾以内で塗工する方式においては、ウェブｗ上の二層目の塗料ｔd端部が塗工時の表面張力の影響で厚塗りｔd1に成り易く、厚塗りされたウェブｗの端部ｗ1、ｗ1が、乾燥工程における乾燥不足に起因して巻き取りロールの汚れを招来し、更には巻き取り不良をも発生することがある。

本発明は上記実状に鑑み、ウェブ面への多層の塗工が高品質に良好に行えるとともに、機材の塗料による汚れを防止して塗工作業が行える塗工装置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に関わる塗工装置は、搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成する傾斜ガイドと、該傾斜ガイドの斜面の屈曲縁に連続して設けられ、前記傾斜ガイド上の多層の塗料層を、ウェブ面に向って移動方向を変化させ塗料カーテンを形成してウェブ面上に移行させる移行ガイドとを具備している。

本発明の請求項２に関わる塗工装置は、請求項１に記載の塗工装置において、傾斜ガイドの斜面は、水平面に対してウェブ面に向って下方に１０〜５０度傾斜し、前記傾斜ガイドの屈曲縁から最下流のカーテンヘッドより噴出される塗料の前記傾斜ガイドへの落下点までの距離は、０〜１ｍである。

本発明の請求項３に関わる塗工装置は、請求項１または請求項２に記載の塗工装置において、前記移行ガイドは、前記傾斜ガイドに対して回動調節自在である。

本発明の請求項４に関わる塗工装置は、請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の塗工装置において、前記移行ガイドは、前記傾斜ガイドの屈曲縁から鉛直方向に、または、鉛直方向に対して前記傾斜ガイド側に傾斜させて設けている。

以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わる塗工装置によれば、塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成する傾斜ガイドと、傾斜ガイドの斜面の屈曲縁に連続して設けられ、前記傾斜ガイド上の多層の塗料層をウェブ面に向って移動方向を変化させ、塗料カーテンを形成してウェブ面上に移行させる移行ガイドとを具備するので、安定した品質の高いカーテン塗工が可能である。

本発明の請求項２に関わる塗工装置によれば、傾斜ガイド上の塗料の各層内の流速分布を最適値に変更でき、塗工製品の品質改善につながる。

また、ウェブ面上に塗布された塗料層の端部が盛り上がることなく平坦に塗布され、品質の向上が図れる。

本発明の請求項３に関わる塗工装置によれば、移行ガイドは、傾斜ガイドに対して回動調節自在であるため、傾斜ガイドの傾斜角に応じて、移行ガイドを最適な角度に調節して、塗工を行える。

本発明の請求項４に関わる塗工装置によれば、移行ガイドは、傾斜ガイドの屈曲縁から鉛直方向に、または、鉛直方向に対して傾斜ガイド側に傾斜して設けたので、塗料のガイドからの液離れが良好であり、塗料によるガイドの汚れを未然に有効に防止できる。

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。

本発明を適用した塗工装置１は、図１に示すように、矢印α方向に搬送されるウェブｗの面上に第１層として塗料ｔaを、第２層として塗料ｔbを多層に塗布する装置である。

図２は、図１に示す傾斜ガイドｇpとカーテンヘッド１１、１２の位置関係を示した右側面概念図である。

塗工装置１は、図１、図２に示すように、１層目の塗料ｔaと２層目の塗料ｔbとを２層状にした状態でウェブｗ面に向け案内する斜面を有する傾斜ガイドｇpと、１層目の塗料ｔaを斜面状の傾斜ガイドｇpに向けて下方に噴出し塗料カーテンｔacを形成する第１カーテンヘッド１１と、２層目の塗料ｔbを傾斜ガイドｇp上を移動する塗料ｔaに向けて下方に噴出し塗料カーテンｔbcを形成する第２カーテンヘッド１２とを備えている。

ここで、傾斜ガイドｇpは、矢印α方向に搬送されるウェブｗに向けて水平面から下方に向けて傾斜角θ1の傾斜面を有して形成されている(図１参照)。

なお、図２に示す傾斜ガイドｇpの水平面に対する傾斜角である傾斜角θ1は、１０〜５０度に設定されている。

第１カーテンヘッド１１は、ポンプ(図示せず)から供給された塗料ｔaを、下方への傾斜を有する傾斜ガイドｇpに向けて噴出し塗料カーテンｔacを形成して落下させる。傾斜ガイドｇp上に落下した塗料ｔaは、第１塗布層を形成して、傾斜ガイドｇpの傾斜面により、搬送されるウェブｗ上面に向けて案内されている。

この第１カーテンヘッド１１の下流に配設された第２カーテンヘッド１２は、ポンプ(図示せず)から供給された塗料ｔbを、傾斜ガイドｇp上の塗料ｔaに向けて噴出し塗料カーテンｔbcを形成して傾斜ガイドｇp上の塗料ｔa上に落下させる。塗料ｔa上に落下した塗料ｔbは、第２塗布層を形成して、第１塗布層の塗料ｔaとともに層状を成して、傾斜ガイドｇpの傾斜面により搬送されるウェブｗ上面に向けて案内されている。

なお、傾斜ガイドｇpで案内される塗料ｔbは、傾斜ガイドｇp上の第１塗布層の塗料ｔaの幅より狭い幅寸法ｓ1を有している(図１参照)。

また、図２に示すように、傾斜ガイドｇpの屈曲縁ｇp1から、該屈曲縁ｇp1に最も近い、最下流の第２カーテンヘッド１２から噴出される塗料ｔbの傾斜ガイドｇpへの落下点ｇp2までの距離Ｌ1は、０〜１ｍに設定されている。

また、図２の傾斜ガイドｇpの屈曲縁ｇp1廻りのＢ部拡大図である図３に示すように、傾斜ガイドｇpの屈曲縁ｇp1に連続して、塗料ｔa、ｔbをウェブｗ上面に向けて移行する移行ガイドｃgが下方に向けて鉛直方向に設けられており、この移行ガイドｃgは、傾斜ガイドｇpに対して矢印βに示すように回動調節自在に構成されている。

この移行ガイドｃgに案内される塗料ｔa、ｔbは、図１に示すように、２層状の塗料カーテンｔcを形成して搬送されるウェブｗ面上に落下して移行し、ウェブｗ面への２層状の塗布が行われている。

ここで、移行ガイドｃgは、傾斜ガイドｇpが傾斜角θ1を変更して設置された場合にも、これに対応して、図３に示すように鉛直方向になるように調整可能である。

なお、移行ガイドｃgは、通常の塗工の場合、搬送されるウェブｗに向けて、図３に示すように、傾斜ガイド屈曲縁ｇp1から鉛直方向に調整し配置することが、傾斜ガイドｇp終端部、移行ガイドｃgの塗料ｔa、ｔbによる汚れ等を防止する点から好ましい。

一方、塗料によっては、移行ガイドｃgを、傾斜ガイド屈曲縁ｇp1から、鉛直方向に対して傾斜ガイドｇp内側に向けて若干の傾斜角θ2を有するａ位置の方が、傾斜ガイドｇp、移行ガイドｃgからの塗料ｔa、ｔbの液離れが良好である。

次に、上述した構成の塗工装置１によるウェブ面への塗工工程について説明する。

図２に示すように、第１カーテンヘッド１１から塗料ｔaを傾斜ガイドｇpの傾斜面に向けて噴出し塗料カーテンｔacを形成して、傾斜ガイドｇp上に落下させる。

傾斜ガイドｇp上の塗料ｔaは、第１塗布層を形成して、傾斜ガイドｇpの下向きの傾斜(傾斜角θ1)により、図１に示すように、傾斜ガイドｇp上を搬送されるウェブｗ上面に向けて案内され移動する。

この傾斜ガイドｇp上を下方に向け移動する塗料ｔaに向けて、下流側の第２カーテンヘッド１２から塗料ｔｂを噴出して塗料カーテンｔbcを形成して、傾斜ガイドｇp上を移動する塗料ｔa上に落下させる。

すると、傾斜ガイドｇp上の塗料ｔa上に落下した塗料ｔbは、図１に示すように、第２塗布層を形成して、第１塗布層の塗料ｔaとともに２層状を成し、傾斜ガイドｇp上をウェブｗ上面に向けて案内され移動する。

このようにして、図１に示すように、傾斜ガイドｇp上で２層の塗料層を形成して移動する塗料ｔa、ｔｂは、傾斜ガイドｇpから移行ガイドｃgに移され、矢印α方向に搬送されるウェブｗ上面に、塗料カーテンｔcを形成して移行され２層状に塗布される。

ここで、ウェブｗ面上に塗布された塗料ｔa、ｔbは、塗布後のウェブｗの拡大横断面図の図４に示すように、従来技術のような端部に盛り上がり部(図５(ｂ)のｔd1)を形成することなく、ウェブｗ面上に平坦な塗布層として形成され、高品質な塗工が行われる。

なお、本実施例においては、カーテンヘッドを２つ配設して塗工を行う場合を例示して説明したが、任意の複数のカーテンヘッドを配設して多層状の塗工を行えることは言うまでもない。

上記構成によれば、塗料ｔa、ｔbを、斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成する傾斜ガイドｇpと、傾斜ガイドｇpの斜面の屈曲縁ｇp1に連続して設けられ、傾斜ガイドｇp上の多層の塗料層をウェブｗ面に向って移動方向を変化させ、塗料カーテンｔcを形成してウェブ面ｗ上に移行させる移行ガイドｃgとを具備するので、安定した品質の高いカーテン塗工が可能である。

また、塗料ｔaと傾斜ガイドｇpとの接触面では、傾斜ガイドｇpの摩擦係数等による塗料ｔaの流れの制約が、傾斜角θ1を変更することにより改善することができる。また、多層の塗料間においても同様である。

また、傾斜角θ1を変更することにより、各塗料ｔa、ｔb層内の流速分布を最適値に変更でき品質改善につながる。

加えて、最下流の第２カーテンヘッド１２からの塗料カーテンの落下位置、すなわち距離Ｌ1(図２参照)を変えることにより、塗料ｔa、ｔbの流れを変更できる特徴を生かし、上層の幅方向の塗料の流れを是正できる。そのため、図４に示すように、塗布された塗料ｔa、ｔb端部の厚保塗りを防ぐことが可能である。

また、傾斜ガイドｇpの傾斜角θ1を変更して最適角で操業できるように、移行ガイドｃgの角度が変更調整できる構造になっているため、塗料ｔa、ｔbの傾斜ガイドｇp、移行ガイドｃgからの液離れが良好であり、また、傾斜ガイドｇp、移行ガイドｃgの塗料による汚れが可及的に防止できる。

なお、本実施例においては、ウェブｗの一方面に塗料ｔa、ｔbを多層に塗布する場合を例示して説明したが、ウェブｗの他方面にも同様にして塗料ｔa、ｔbを多層に塗布できることは言うまでもない。

また、本実施例においては、カーテンヘッドを２つ配設して塗工を行う場合を例示して説明したが、任意の数の複数のカーテンヘッドを配設して塗工を行う場合にも、上述の作用効果を奏する。

また、本実施例においては、傾斜ガイドｇpと移行ガイドｃgとを別体に構成して、移行ガイドｃgを傾斜ガイドｇpに対して回動調整自在に構成した場合を例示したが、傾斜ガイドｇpと移行ガイドｃgとを一体に構成してもよい。

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、写真のフィルム等へ塗料を塗布するための塗工装置、それ以外に、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装置等に適用することが可能である。

本発明の実施例に関わる塗工装置を示す斜視図。図１に示す傾斜ガイドとカーテンヘッドの位置関係を表す右側面概念図。図２のＢ部拡大図。実施例の塗工装置によって塗料が塗布されたウェブの拡大横断面図。 (ａ)および(ｂ)は、従来の塗工装置の一部断面を含む概念的側面図、および(ａ)図のＡ−Ａ線断面拡大図。

符号の説明

１…塗工装置、
１１…第１カーテンヘッド(カーテンヘッド)、
１２…第２カーテンヘッド(最下流のカーテンヘッド)、
ｃg…移行ガイド、
ｇp…傾斜ガイド、
ｇp1…傾斜ガイドの屈曲縁、
ｇp2…最下流のカーテンヘッドより噴出される塗料の傾斜ガイドへの落下点、
Ｌ1…傾斜ガイドの屈曲縁から最下流のカーテンヘッドより噴出される塗料の傾斜ガイドへの落下点までの距離、
ｔa、ｔb…塗料、
ｔc…塗料カーテン、
ｗ…ウェブ。

Claims

搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、
任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、
前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成する傾斜ガイドと、
該傾斜ガイドの斜面の屈曲縁に連続して設けられ、前記傾斜ガイド上の多層の塗料層を、ウェブ面に向って移動方向を変化させ塗料カーテンを形成してウェブ面上に移行させる移行ガイドと
を具備することを特徴とする塗工装置。
前記傾斜ガイドの斜面は、水平面に対してウェブ面に向って下方に１０〜５０度傾斜し、
前記傾斜ガイドの屈曲縁から最下流のカーテンヘッドより噴出される塗料の前記傾斜ガイドへの落下点までの距離は、０〜１ｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の塗工装置。
前記移行ガイドは、前記傾斜ガイドに対して回動調節自在である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工装置。
前記移行ガイドは、前記傾斜ガイドの屈曲縁から鉛直方向に、または、鉛直方向に対して前記傾斜ガイド側に傾斜させて設けた
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の塗工装置。