JP2007275820A - オンマシン塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズプレスとポストメータリング方式のコータとを択一的に使用するオンマシン塗工装置において設備の簡略化を図る。
【解決手段】サイズプレス３と、サイズプレス３の下流側斜め下方に配置されたエアーターン４と、エアーターン４の下流側に配置されたポストメータリング方式のコータ９と、コータ９の上方に配置された非接触式のドライヤ１１とを有してなるオンマシン塗工装置であって、サイズプレス３によって塗工するときには、エアーターン４の下流側斜め上方に向かって走行するウェブＡを挟んで対峙する一対の非接触式のドライヤ１１によってウェブＡの両面が乾燥されるようになっており、ポストメータリング方式のコータ９によって塗工するときには、一対の非接触式のドライヤ１１の内ウェブＡの下面側を乾燥する方のドライヤを移動して、コータ９を出て上方に向かって走行するウェブＡの下面側に対峙するようにした。
【選択図】 図５

Description

本発明は塗工装置に係り、特に抄紙機（ペーパーマシン）と塗工装置とを一体化したときの塗工装置であるオンマシン塗工装置に関する。

カタログなどに用いられる印刷用紙、感圧紙、感熱紙などの塗工紙（コート紙）はコータによって原紙であるウェブ（基材）上に塗料を塗布後、乾燥して生産される。このように塗料の塗布を行う機械を塗工機と称している。塗工機は、ウェブ上に過剰な塗料を一度塗った後に、ブレードや小径のロッドなどで掻き落したり、エアナイフによって吹き飛ばしたりして計量（メータリング）するポストメータリング方式を採用したブレードコータ、ロッドコータ、エアナイフコータなどが広く用いられる。

一方、抄紙機は印刷用紙やコート原紙などを製造する機械であり、パルプなどの懸濁液であるスラリーを取り入れて先端のノズルから噴出するヘッドボックス、ヘッドボックスからのスラリーを脱水して紙層（ウェブ）を形成するワイヤパート、ワイヤパートからウェブをピックアップして脱水するプレスパート、蒸気で加熱された多数のシリンダを有し、プレスパートからのウェブをそれらのシリンダに押し付けて乾燥するドライヤパート、縦方向に積み上げられた多数の鋳鉄製のロールを有し、ドライヤパートからのウェブを平滑にするカレンダ、カレンダからのウェブを巻き取るリールなどからなる。

抄紙機で生産された紙をコート紙にするには、通常オフマシン塗工装置を使用する。すなわち、抄紙機のリールで巻き取られた紙ロールをオフマシン塗工装置のアンワインダにかけ、アンワインダから引き出されたウェブはコータによって塗工される。コータによって塗工されたウェブは非接触式のドライヤさらにシリンダドライヤによって乾燥されリールで巻き取られる。リールで巻き取られたウェブはスーパーカレンダによって光沢が与えられる。

このように通常抄紙と塗工とは別の機械で行われるが、抄紙機のリールと塗工装置のアンワインダとを省略し、抄紙機と塗工装置とを一体化した装置を用いる場合があり、その場合の塗工装置をオンマシン塗工装置と称する。

図１はオンマシン塗工装置の１例を示す正面図である。図において、１は抄紙機のドライヤパート（シリンダドライヤ）であり、最終段を示している。２はウェブＡを平滑にするスムージングプレス、３はサイズプレスである。サイズプレスは通常抄紙機のドライヤパートの中間に設置され、紙の印刷性を改善するためにスターチなどを塗布するのに使用することが多いが、オンマシン塗工装置に設置しクレーなどのピグメントの塗料の塗工に使用する場合がある。

図２はサイズプレスをオンマシン塗工装置に設置した場合の正面図であり、非特許文献１に開示されたものである。サイズプレスをピグメントの塗料の塗工に使用する場合には塗工量は片面あたり５〜１０ｇ／ｍ^２であり、速度は１０００〜２０００ｍ／ｍｉｎ、ニップ圧は３０〜６０ｋｇ／ｃｍである。図２（Ａ）はウェブＡの両面同時に塗工する場合、図２（Ｂ）はウェブＡの両面をそれぞれ別々に塗工する場合を示している。サイズプレスを抄紙機でスターチなどを塗布するのに使用する場合にはニップの上部にスターチのポンドを形成し、その中をウェブが通過して塗布されるが、クレーなどのピグメントの塗料の塗工に使用する場合には、ロール上にピグメントのフィルムを形成しそれをウェブＡに転写することによって塗工する場合が多い。なお、本図では図１と共通の部分には同じ符号を使用している。

「技術アニュアル 機械・資材・薬品 総覧 ２００６」 紙パルプ技術タイムス 平成１７年９月１日発行 第４８巻 第９号 ページ１２８〜１２９

再び図１に戻って説明する。図１において、４はエアーターンである。エアーターン４は塗料によって汚れやすいロール部に設置し、塗工面の品質向上と汚れによるマシン停止の防止を目的とする。高圧フローテーションシステムを使用し非接触でウェブＡの走行角度を変える。エアーターンは円弧状の表面を有し、該表面に穿設された空気孔から空気を噴出し表面を通過するウェブＡとの間に空気のフィルムを形成する。４ｃはキャリヤロープ用のシーブである。キャリヤロープは主に抄紙機のドライヤパートの通紙に使用するものであるが、オンマシン塗工装置の通紙にも使用する。キャリヤロープはウェブのパスと同じ経路を通る２本で一組のロープからなり、該一組のロープでウェブの操作側に形成された耳（抄紙機のワイヤパートでウォータノズルによって切り出される１００ｍｍ程度の幅のストリップ）の先端を挟んで引張りながら通紙し、ストリップの通紙が終わったらウォータノズルを動かして幅を広げて全幅にする。

５は非接触式のドライヤの一種である赤外線ドライヤである。エアーターン４の下流側上方に向かって走行するウェブＡを挟んで対峙する一対の赤外線ドライヤ５によってウェブＡの両面が乾燥されるようになっている。赤外線ドライヤはウェブを非接触で乾燥することができ、電気式とガス式のものがある。ガス式は電気式に比べてランニングコストが安い特長がある。ガス赤外線ドライヤは燃料ガスを燃焼させてセラミックエミッタを１１００℃以上に加熱し、ウェブＡに赤外線を放射する。

６はウェブＡの下面に塗工するポストメータリング方式のコータの一種であるブレードコータである。塗工量は片面あたり５〜１５ｇ／ｍ^２であり、速度は１０００〜２０００ｍ／ｍｉｎである。ブレードコータ６はバックアップロール６ａとコータヘッド６ｃとを有し、バックアップロール６ａの下面に巻き掛けられたウェブＡに塗料を噴き上げて過剰な塗料を一度塗った後に、鋼製のブレードで掻き落して計量（メータリング）するようになっている。掻き落した塗料は再循環する。５Ａはブレードコータによる塗工面を乾燥する赤外線ドライヤである。

７は非接触式のドライヤの一種であるエアードライヤである。エアージェットにより非接触でウェブＡを搬送、乾燥する。８および１０はシリンダドライヤであり、大径のシリンダは蒸気を吹き込んで加熱されている。８ａおよび１０ａはウェブＡをシリンダに押し付けるカンバスである。

図３は図１の中央部分の拡大図である。図３において、ウェブＡの両面に塗工するサイズプレス３とウェブＡの下面に塗工するブレードコータ６とは択一的に使用する。サイズプレス３を使用するときには、ウェブＡは図にＢで示すパスを通り、ブレードコータ６を使用するときには、ウェブＡは図にＣで示すパスを通る。パスＢは図に示すようにエアーターン４から真上に上昇して両面を乾燥する赤外線ドライヤ５を通り、エアーターン４Ａ、ペーパーロールｄを経てエアーターン４Ｃ、４Ｄを通り、最上流のエアードライヤ７ａに至るものであり、パスＣはエアーターン４からペーパーロールｅによって案内されてブレードコータ６の下方を通って下面が塗工され、上昇しつつ赤外線ドライヤ５ａを通って塗工面が乾燥され、エアーターン４Ｃ、４Ｄを通り、最上流のエアードライヤ７ａに至るものである。なお、ウェブＡの上面に塗工するには、図１にパスＤで示すように複数のペーパーロールｇによってウェブＡはブレードコータ６の下方を一旦下流側に導かれ、上昇してから上流方向に逆走し、ブレードコータ６によってウェブＡの上面が塗工され、その後上昇してウェブＡの塗工面が赤外線ドライヤ５Ａによって乾燥され、更にエアードライヤ７Ａ、７Ｂを経てシリンダドライヤ８に至るものである。

以上説明したように、図１および図３で示した従来のオンマシン塗工装置において、サイズプレス３とウェブＡの下面に塗工するブレードコータ６は択一的に使用し、サイズプレス３を使用するときには、ウェブＡは図１にＢで示すパスを通り、ブレードコータ６を使用するときには、ウェブＡは図１にＣで示すパスを通る。このようにウェブＡのパスＢとパスＣが大きく異なっているため次のような問題がある。（１）サイズプレス３によるウェブＡの両面の塗工面は赤外線ドライヤ５によって乾燥され、ブレードコータ６によるウェブＡの下面側の塗工面は赤外線ドライヤ５ａによって乾燥されているので、設備費、メンテナンス費、設置場所などがいずれも重複して必要となってしまう。機械の配置を検討し、ウェブＡのパスを工夫すればこれらを兼用することが可能であるはずである。（２）ウェブＡのパスＢとパスＣについて、それぞれキャリヤロープが必要である。例えば操作側に2本ずつ計4本設ける案の場合、それぞれの通紙ロープがお互いに干渉し問題となる。ほかの方法として、操作側ロール端面、駆動側ロール端面にそれぞれ設置することも考えられるが駆動側にキャリヤロープを設けることは危険が伴う。さらに塗工部を変更するたびに使用する通紙ロープを切断して新たに通紙ロープを設置することも考えられるが、煩雑な作業が発生するとともに、通紙ロープなどのメンテナンスも設備が多い分大変となる。

本発明は以上述べたような問題点に鑑みて案出されたものであり、通紙の良好性を持たせることおよび設備の重複（非接触式のドライヤ）を避けることを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明のオンマシン塗工装置は斜め下方に向かって連続走行するウェブを挟む一対のロールの中心線を結ぶ直線がウェブに対してほぼ直角になるように配置され、ウェブの両面に塗工するサイズプレスと、該サイズプレスの下流側斜め下方に配置され、走行するウェブとの間に形成されたエアーフィルムを介してウェブに非接触でウェブの走行方向を変更するエアーターンと、該エアーターンの下流側に配置され、ウェブの下面に塗工するポストメータリング方式のコータと、該コータの上方に配置され、塗工後のウェブを乾燥する非接触式のドライヤとを有してなるオンマシン塗工装置であって、上記サイズプレスによる塗工と上記ポストメータリング方式のコータによる塗工とは択一的になっており、上記サイズプレスによって塗工するときには、上記エアーターンの下流側斜め上方に向かって走行するウェブを挟んで対峙する一対の上記非接触式のドライヤによってウェブの両面が乾燥されるようになっており、上記ポストメータリング方式のコータによって塗工するときには、上記一対の非接触式のドライヤの内ウェブの下面側を乾燥する方のドライヤを移動して、上記コータを出て上方に向かって走行するウェブの下面側に対峙するようにしたものである。

ウェブの下面側を乾燥する上記非接触式のドライヤは、その上方に設けられた支点を中心に回動する一対のアームによって支持されており、アームを回動することによって上記の移動を行うようになっているのが好ましい。

上記非接触式のドライヤは赤外線ドライヤであるのが好ましい。

次に本発明の作用を説明する。
サイズプレスの下流側斜め下方に配置されたエアーターンの下流側にポストメータリング方式のコータを配置し、上記サイズプレスによって塗工するときには、上記エアーターンの下流側斜め上方に向かって走行するウェブを挟んで対峙する一対の上記非接触式のドライヤによってウェブの両面が乾燥されるようになっており、上記ポストメータリング方式のコータによって塗工するときには、上記一対の非接触式のドライヤの内ウェブの下面側を乾燥する方のドライヤを移動して、上記コータを出て上方に向かって走行するウェブの下面側に対峙するようにしたので、非接触式のドライヤの一部が兼用できて、設備費、メンテナンス費、設置場所などがいずれも節約することができる。さらに、上記サイズプレスによって塗工するときと、上記ポストメータリング方式のコータによって塗工するときのウェブのパスの長さが大きく変わらないので、２つの場合についてキャリヤロープを取り変える必要が無く、キャリヤロープを架け替えればよい。キャリヤロープを架け替えるときには例えばポストメータリング方式のコータのバックアップロールをホイスト設備を使って多少浮かせた状態で行えばよい。

以上説明したように、本発明のオンマシン塗工装置は非接触式のドライヤの一部が兼用できて、設備費、メンテナンス費、設置場所などをいずれも節約することができるとともに、通紙にためのキャリヤロープを架け替えも容易である。

以下本発明のオンマシン塗工装置について図面を参照しつつ説明する。図４は本発明のオンマシン塗工装置の要部の正面図であり、サイズプレスによって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示しており、図５は同じくオンマシン塗工装置の要部の正面図であり、ポストメータリング方式のコータ（本実施形態ではブレードコータ）によって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示している。図６はキャリヤロープを架け替えるときの説明図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は正面図である。これらの図において、図１ないし図３によって、従来技術として説明済みのものと同じものについては同じ符号を付しており、重複した説明は省略する。

図４は本発明のオンマシン塗工装置において、サイズプレス３によって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示している。図に示すように、上流側の斜め上方に設けられたペーパーロールｆから斜め下方に向かって連続走行するウェブＡを挟む一対のロールを有してなるサイズプレス３が設けられており、その一対のロールの中心線を結ぶ直線がウェブＡに対してほぼ直角になるように配置されている。サイズプレス３はウェブＡの両面に塗工する。サイズプレス３の下流側斜め下方には走行するウェブとの間に形成されたエアーフィルムを介してウェブに非接触でウェブの走行方向を変更するエアーターン４が設けられている。サイズプレス３によって塗工するときのウェブＡのパスは図ではＥで示されている。ウェブＡのパスＥは図に示すように、エアーターン４から斜め上方に向かい、次のエアーターン４Ｅによって更に急勾配の上昇角度になって、ペーパーロール１３を経て、ウェブＡを挟んで対峙する一対の赤外線ドライヤ１１に入り、ウェブＡの両面が乾燥される。赤外線ドライヤ１１を出たウェブＡはペーパーロール、エアーターン４Ｃおよびエアーターン４Ｄを経てエアードライヤ７ａに入って更に乾燥される。なお、図４に示す装置の前後の装置は図１とほぼ同じである。

ここで赤外線ドライヤ１１について説明する。赤外線ドライヤ１１はウェブＡの上面を乾燥する赤外線ドライヤ１１ａとウェブＡの下面を乾燥する赤外線ドライヤ１１ｂとからなっている。赤外線ドライヤ１１ａは固定されており、赤外線ドライヤ１１ｂは移動式になっている。１２は赤外線ドライヤ１１ｂを支持する一対のアームであり、マシンの操作側と駆動側に設けられており、その上方に設けられた支点１２ａを中心に回動し、赤外線ドライヤ１１ｂを移動させる。１２ｂはアーム１２を回動させる回動装置であり、電動ジャッキを使用している。ペーパーロール１３はアーム１２の先端に設けられている。

図５は本発明のオンマシン塗工装置において、ウェブＡの下面をブレードコータ６によって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示している。ブレードコータ６はエアーターン４の下流側に配置されている。ブレードコータ６によって塗工するときには、赤外線ドライヤ１１の内ウェブＡの下面側を乾燥する方の赤外線ドライヤ１１ｂを移動して、ブレードコータ６を出て上方に向かって走行するウェブの下面側に対峙するようにする。ブレードコータ６によって塗工するときのウェブＡのパスは図ではＦで示されている。ウェブＡのパスＦは図に示すように、エアーターン４からわずかに斜め上方に向かい２本のペーパーロールｆ、ｆを経てわずかに下方に向かいブレードコータ６のバックアップロール６ａに巻きかけられ、その状態でコータヘッド６ｃによってウェブＡの下面に塗工される。ブレードコータ６を出てウェブＡは上方に向かって走行し、ペーパーロール１３を経てわずかに上流方向に方向転換して走行する。このときにはウェブＡの下面を乾燥する赤外線ドライヤ１１ｂは反時計回りに回動したアーム１２に支持された状態で移動しており、走行するウェブＡの下面側に対峙するようになっている。赤外線ドライヤ１１ｂを出たウェブＡはペーパーロールｆを経てエアーターン４Ｃに入る。その後は図４と同じである。１４はアーム１２の動きを規制するストッパである。

次にキャリヤロープの架け替えについて図６を用いて説明する。図６（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は正面図である。キャリヤロープは先に段落番号０００９で説明したように、そのパスはウェブＡのパスと同じである必要がある。すなわち、ウェブＡのパスがＥであるときには、キャリヤロープのパスもＥであり、ウェブＡのパスがＦであるときには、キャリヤロープのパスもＦでなければならない。したがって、ウェブＡのパスを変えるときには、キャリヤロープを架け替えなければならない。キャリヤロープのパスがＦであったものを、Ｅにする場合についてその一例を説明する。

図６において、６ａはブレードコータ６のバックアップロールである。６ｂはバックアップロール６ａのベアリングハウジング、６ｈは支持フレーム、６ｄはベアリングハウジング６ｂを固定するキャップ、６ｅはロープシーブを支持するブラケット、６ｆはロープシーブである。キャリヤロープのパスがＦであるときには、ロープシーブ６ｆにキャリヤロープが掛かった状態であるが、キャリヤロープのパスをＥにするためキャリヤロープの架け替えをする場合にはバックアップロール６ａのジャーナルが邪魔になる。そこでキャップ６ｄを、図の一点鎖線で示すように開き、バックアップロール６ａを図示しないホイスト設備を使って多少浮かせた状態として、ベアリングハウジング６ｂと支持フレーム６ｈとの間にわずかな隙間を形成し、その隙間を通ってキャリヤロープをブレードコータ６からはずして架け替えればよい。

次に本実施形態の作用を説明する。サイズプレス３の下流側斜め下方に配置されたエアーターン４の下流側にブレードコータ６を配置し、上記サイズプレス３によって塗工するときには、上記エアーターン４の下流側斜め上方に向かって走行するウェブＡを挟んで対峙する一対の赤外線ドライヤ１１によってウェブＡの両面が乾燥されるようになっており、ブレードコータ６によって塗工するときには、赤外線ドライヤ１１の内ウェブの下面側を乾燥する方のドライヤ１１ｂを移動して、ブレードコータ６を出て上方に向かって走行するウェブＡの下面側に対峙するようにしたので、赤外線ドライヤ１１の一部が兼用できて、設備費、メンテナンス費、設置場所などがいずれも節約することができる。さらに、サイズプレス３によって塗工するときと、ブレードコータ９によって塗工するときのウェブのパスの長さが大きく変わらないので、２つの場合についてキャリヤロープを取り変える必要が無く、キャリヤロープを架け替えればよい。キャリヤロープを架け替えるときにはブレードコータ６のバックアップロール６ａをホイスト設備を使って多少浮かせた状態で行えばよい。

次に本実施形態の効果を説明する。以上説明したように、本発明のオンマシン塗工装置は赤外線ドライヤの一部が兼用できて、設備費、メンテナンス費、設置場所などがいずれも節約することができるとともに、通紙のためのキャリヤロープを架け替えも容易である。

本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、非接触式のドライヤとして、赤外線ドライヤで説明したが、エアードライヤであってもよい。また、ポストメータリング方式のコータとして、ブレードコータで説明したが、エアーナイフコータなどであってもよい。

従来のオンマシン塗工装置の１例を示す正面図である。 サイズプレスを従来のオンマシン塗工装置に設置した場合の正面図である。 図１の部分拡大図である。 本発明のオンマシン塗工装置の要部の正面図であり、サイズプレスによって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示している。 本発明のオンマシン塗工装置において、ウェブＡの下面をブレードコータによって塗工するときの機械の配置と、ウェブのパスを示している。 ブレードコータにおいて、キャリヤロープを架け替える場合の説明図であり、（Ａ）はブレードコータの部分側面断面図、（Ｂ）はブレードコータの正面図である。

符号の説明

３ サイズプレス
４ エアーターン
６ ブレードコータ
１１ 赤外線ドライヤ
１２ 回動アーム
Ａ ウェブ

Claims (3)

1. 斜め下方に向かって連続走行するウェブを挟む一対のロールの中心線を結ぶ直線がウェブに対してほぼ直角になるように配置され、ウェブの両面に塗工するサイズプレスと、該サイズプレスの下流側斜め下方に配置され、走行するウェブとの間に形成されたエアーフィルムを介してウェブに非接触でウェブの走行方向を変更するエアーターンと、該エアーターンの下流側に配置され、ウェブの下面に塗工するポストメータリング方式のコータと、該コータの上方に配置され、塗工後のウェブを乾燥する非接触式のドライヤとを有してなるオンマシン塗工装置であって、上記サイズプレスによる塗工と上記ポストメータリング方式のコータによる塗工とは択一的になっており、上記サイズプレスによって塗工するときには、上記エアーターンの下流側斜め上方に向かって走行するウェブを挟んで対峙する一対の上記非接触式のドライヤによってウェブの両面が乾燥されるようになっており、上記ポストメータリング方式のコータによって塗工するときには、上記一対の非接触式のドライヤの内ウェブの下面側を乾燥する方のドライヤを移動して、上記コータを出て上方に向かって走行するウェブの下面側に対峙するようにしたことを特徴とするオンマシン塗工装置。
2. ウェブの下面側を乾燥する上記非接触式のドライヤは、その上方に設けられた支点を中心に回動する一対のアームによって支持されており、アームを回動することによって上記の移動を行う請求項１記載のオンマシン塗工装置。
3. 上記非接触式のドライヤは赤外線ドライヤである請求項１または請求項２記載のオンマシン塗工装置。

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