JP2007514869A - 紙／板紙抄紙機のカーテンコーターユニット - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、材料ウェブ（Ｗ）をコーティングするための紙／板紙抄紙機のカーテンコーターユニット（１）を提供することである。カーテンコーターユニット（１）は、前記材料ウェブの上方に位置するフレーム部材（２）と、前記フレーム部材に接続され、インパクトポイント（２１）で前記材料ウェブの表面上へカーテン状にコーティング剤を供給できるカーテンコーター（４）と、境界層空気排出手段（５，３，３ａ）とを備える。境界層空気排出手段（５，３，３ａ）は、フレーム部材（２に接続される。フレーム部材（２の少なくとも一部は、材料ウェブ（Ｗ）とカーテンコーター（４）との間に設けられる。

Description

本発明は、材料ウェブをコーティングするための紙／板紙抄紙機のカーテンコーターユニットであって、前記材料ウェブの上方に位置するフレーム部材と、前記フレーム部材に接続され、インパクトポイントで前記材料ウェブの表面上へカーテン状にコーティング剤を供給できるカーテンコーターと、境界層空気排出手段とを備えるカーテンコーターユニットに関する。

紙／板紙抄紙機で用いられるカーテンコーターの一般的な構造の１つは、例えば、フィンランド特許公開公報ＦＩ１９９９１８６３号から知られているように、カーテンコーターは、被覆される材料ウェブの走行方向に対して横断方向に、材料ウェブの上方で支持フレーム上に、設けられる細長いノズルビームからなる。コーティング剤は、ノズルビームの幅の広いノズル部分、又は、傾斜した面のような、対応するフィーダー部分を介して、ノズルの下方に移動する材料ウェブの表面上にカーテン状の流れでインパクトポイント（カーテンが滴下するウェブにおけるポイント）にて塗布される。これに加えて、材料ウェブに関連して、インパクトポイントの前の領域には、ノズル部とは別の境界層空気排出手段が設けられる。この手段は、被覆される材料ウェブの表面に向くように設けられ、その吸引表面を介して、材料ウェブの表面上の空気の層を排出管内に吸引する吸引ロールと、吸引表面とインパクトポイントとの間のエアドクタを含む。

この種のカーテンコーターの問題点は、支持フレーム、及びそれに伴うノズルビームの直線性を、変化する荷重環境の下で調整することに関連する。ノズルユニットの僅かな撓みさえも、ノズルスロットのサイズ、及び、それに伴う供給するコーティングの供給速度に影響を及ぼす。現在、これらの問題点は、十分剛性のあるノズルビームを製造することにより解決されている。かかる構造は、大型で、製造が困難であり、従って製造するのが高価である。外部の機械的な荷重は、一般的に略一定であるが、ノズル部分の周囲の比較的不定な熱荷重、ノズル部分の実際の熱膨張及び空気流が、直線性及びそれに伴う供給するコーティング剤の量を調整することに、更なる問題を提起する。温度変更は、カーテンコーターの領域に材料ウェブと共に運ばれる熱により生ずる。最近では、温度変化により生ずる問題は、カーテンコーターユニットの周囲を該ユニットをいわゆる校正室（キャリブレーションルーム）に配置することによって等温にすることで、無くされ又は少なくとも低減されている。キャリブレーションルームは、支配する周囲環境が、コーティングに対して、特に支持フレーム及びノズルビームに対して適切に維持される大きな空間ないし部屋である。この種の解決策は、多大な空間を要し、高価なものとなる。

本発明の目的は、上述の欠点の幾つかを無くし又は実質的に低減することができるカーテンコーターユニットを提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、前記境界層空気排出手段が、前記フレーム部材に接続され、前記フレーム部材の少なくとも一部が、前記材料ウェブと前記カーテンコーターとの間に設けられることを特徴とする。

本発明の好ましい実施例は、従属項に開示される。

本発明によるカーテンコーターユニットにより、カーテンコーター又は塗布されているコーティング剤に直接的に悪影響を及ぼしうる、コーティング剤の塗布に不利な外部荷重及び他の要因の影響（温度変化や空気流れ）が、部分的に又は完全に防止される。同時に、ユニットの構造は、より小型で、よりコンパクトなスペースに設けることができ、これにより、コーティング剤のカーテンの所望の高さが容易に達成される。

本発明は、添付の図面を参照して、以下詳細に説明される。

図１は、参照符号１により、本発明によるカーテンコーターユニットを示す。カーテンコーターユニット１は、その走行路上で走行する材料ウェブＷの上方に配置される。カーテンコーターユニット１は、カーテンコーター４又は塗布ビームを含む。傾斜面のような対応する供給部分、又は材料ウェブと幅が略等しい塗布ビーム４のノズル部分によって、コーティング剤が、材料ウェブＷと同幅のカーテン２０へと形成され、インパクトポイント２１にて、移動する材料ウェブＷの表面上へと所定高さから塗布される。

塗布ビーム４は、例えばフレーム部材２と関連して属する支持体により、カーテンコーターユニット１のフレーム部材２内に配置される。フレーム部材２は、材料ウェブＷの横方向に延在する。フレーム部材２の断面は、好ましくはＣ字型であり、Ｃ字型とは、一方で開口しその湾曲した壁が空間１０を制限することを意味する。断面の形状は、それ故に、空間１０内へと少なくとも部分的に開口側を介して塗布ビームを設けることを可能とする。図１に示すように、フレーム部材２は、下側の材料ウェブＷと塗布ビーム４との間に部分的に依然として留まる。このように、フレーム部材２自体は、塗布ビーム４へウェブＷと共に運ばれる熱や有害な空気流れの経路を実質的に塞ぐ塗布ビームカバーを形成する。塗布ビーム４は、空間１０内に、そのノズル部分が空間１０の外側になるように配置され、即ち、コーティング剤２０が、空間１０により形成される壁を越えて、下方を移動する材料ウェブＷのインパクトポイント２１へと塗布されることができるように、配置される。フレーム部材２に対して用いられる材料は、通常的には鋼（スチール）である。フレーム部材２は、断熱性を高めるために断熱材料によりコーティング又はカバーされてもよい。

フレーム部材２に関連して更に配設されるのは、境界層空気Ａ排出手段５，３であり、これらは、好ましくは、材料ウェブＷの走行方向に関してインパクトポイント２１の前のポイントに配置される。境界層空気Ａは、材料ウェブＷの表面上に形成される空気層であり、走行する材料ウェブＷと共に移動する。境界層空気Ａ排出手段は、材料ウェブＷに向く吸引表面が形成される吸引ボックス５又はその類を含む。吸引表面上には、例えば開口が形成され、開口を介して、境界層空気は、材料ウェブＷの表面から吸引ボックス５へと移動する。吸引ボックスは、更に、吸引ダクト３と連通し、それを介して、境界層空気Ａは、材料ウェブＷ及びインパクトポイント２１の領域から除去される。吸引ダクトは、フレーム部材の壁の外面に、即ち塗布ビーム４に関して壁の反対側の面に、関連して配置される。この実施例では、吸引ダクト３は、好ましくは、フレーム部材２の曲面、及び、壁の外面から離間して配置される湾曲したダクト部材３０により形成され、当該部材は、フレーム部材２の外面を実質的に囲繞する。吸引ダクトは、このようにしてフレーム部材２とダクト部材との間に残る空間内に形成される。これに加えて、空気の除去能力を高めるため、吸引ボックス５に関連して、インパクトポイント２１の前側には、材料ウェブＷの走行方向に対して横断方向に配置される、細長いドクタブレード手段５ｂが配設される。

この構成によれば、境界層空気Ａは、材料ウェブＷの表面から、制御された態様で除去することができる。同時に、吸引ダクト３内を流れる空気Ａ及びその部分に対するダクト部材は、フレーム部材２及び更には塗布ビーム４に材料ウェブＷから運ばれうる熱を絶縁し除去する。更に、吸引ダクト３は、そこを流れる空気により、材料ウェブＷの、考えられる横断方向の温度差が均一化されるよう長く形成される。従って、フレーム部材２及び塗布ビーム４に運ばれうる熱は、フレーム部材２及び塗布ビーム４の横断方向で最大限に均一になる。塗布ビーム４及び境界層空気Ａ排出手段５，３は、同一の保護フレーム構造において、本発明に従って配置され、これにより、異なる機能に影響を及ぼす装置をその最適な場所に配置できるコンパクトな構造が得られる。例えば、所望のコーティング剤カーテンの高さは容易に得られる。

図２は、本発明のその他の好ましい実施例を示す図である。この場合も、カーテンコーターユニット１は、材料ウェブＷと塗布ビーム４との間に部分的に配置される第１の実施例によるフレーム部材２からなり、その壁により形成される空間１０内には、塗布ビーム４が少なくとも部分的に配置される。吸引ダクト３に加えて、空気に対処するための他の手段が、フレーム部材２に関連して配置され、当該手段の構造及び動作について以下で詳説する。

インパクトポイント２１におけるコーティング材のカーテン２０の挙動は、安定化空気Ｃにより制御され、当該安定化空気Ｃは、噴出手段（ブラスト手段）７，７ａ，７ｂを介してインパクトポイント２１に供給され、排出手段６，６ａ，６ｂを介してインパクトポイント２１から除去される。

安定化空気Ｃ噴出手段は、噴出ダクト７ａを含み、これを介して、安定化空気Ｃがカーテンコーターユニット１に運ばれる。噴出ダクト７ａからは、安定化空気Ｃが分配ダクト７に供給される。分配ダクト７は、フレーム部材２の曲面の内面（塗布ビーム４側の表面）と、内面から離間して配設される湾曲したダクト部材７０との間に残される空間内に形成される。分配ダクト７の一端は、安定化空気Ｃ噴出手段のノズル部分７ｂを形成し、安定化空気を適切な力でインパクトポイント２１の領域内に、コーティング剤のカーテン２０の全幅に亘って案内するように設けられる。フレーム部材２に関連して形成される細長い分配ダクト７に起因して、材料ウェブＷから周囲に運ばれる熱が、噴出された安定化空気の温度に実質的に悪影響を及ぼさないように、実際の噴出ダクト７ａを材料ウェブＷから長い距離だけ離間して設けることが可能となる。

安定化空気Ｃは、このようにして、インパクトポイント２１の前で、ノズル部分７ｂの直近に設けられる吸引ダクト７ｂを含む、排出手段６，６ａ，６ｂにより除去される。吸引ダクト６ｂの延長部として、搬送ダクト６が配置される。搬送ダクト６は、第１実施例に関連して上述した輸送ダクト３に準じて作成される。換言すると、輸送ダクト６は、フレーム部材２の外面と、フレーム部材２から離間して配置される第２のダクト部材６０との間の空間内に、形成される。搬送ダクト６の端部では、ウェブを横断する実際の排出ダクト６ａが設けられ、当該排出ダクト６ａを介して、安定化空気Ｃは、カーテンコーターユニット１から除去される。噴出ダクト７ａと同様の方法で、排出ダクト６ａは、材料ウェブＷから可能な限り遠くに配置されるが、フレーム部材２には近くに配置され、これにより、カーテンコーターユニット１の構造がコンパクトのまま保たれることになる。

本発明のその他の好ましい実施例では、上述のダクトに加えて、境界層空気Ａ排出手段５，３，３ａ、及び、支持空気Ｂ噴出手段８，８ａ，８ｂがフレーム部材２に関連して配置される。

ここで、境界層空気Ａ排出手段は、材料ウェブＷの走行方向で吸引ダクト６ｂの前で、吸引ダクト６ｂの直近に設けられる吸引ボックス５又はその類を含む。吸引ボックス５の延長部として、境界層空気Ａ搬送ダクト３が配置される。この場合、搬送ダクト３は、フレーム部材２から離間して配置される第２のダクト部材６０と第３のダクト部材３０との間に残る空間内に形成される。第３のダクト部材３０’は、このようにして、カーテンコーターユニット１の最外面又はカバーをも形成し、その側としてはノズルビーム４を材料ウェブにより解放される熱から絶縁する。搬送ダクト３の端部には、材料ウェブＷから可能な限り遠い位置に、境界層空気Ａをカーテンコーターユニット１から除去するための実際の排出ダクト３ａが経路を横断して配設される。

境界層空気Ａ排出手段５，３，３ａに関連して、支持空気Ｂ噴出手段８，８ａ，８ｂが配置され、これにより、材料ウェブＷを支持する空気Ｂが、材料ウェブＷの表面上に低圧下で噴出される。典型的には、噴出圧力は、５から１０パスカルであるが、これから外れてもよい。支持空気Ｂ噴出手段８，８ａ，８ｂは、噴出ダクト８ａを含み、これを介して支持空気Ｂがカーテンコーターユニット１に搬送される。この場合、噴出ダクト８ａは、第２のダクト部材６０及び第３のダクト部材３０’により制限される吸引ダクト３内において、境界層空気Ａ排出ダクト３ａの近傍に配置される。噴出ダクト８ａの延長部として、噴出ダクト８ａからの支持空気Ｂが内部に供給される分配ダクト８が配設される。ダクト部材６０及び３０’は、互いに対して、ダクト部材６０及び３０’により制限される搬送ダクト３内に分配ダクト８を配置することが可能となるような距離をおいて配置される。図２では、分配ダクト８は、破線で示す部材８０間の残るダクト８であり、これにより、吸引ダクト３が実質的にそれを囲繞する。分配ダクト８の端部は、材料ウェブＷの近傍で、好ましくは吸引ボックス５に関連して設けられるノズル部分８ｂを形成する。ノズル部分８ｂを介して支持空気Ｂが、材料ウェブＷの表面の全幅に亘って案内される。

本発明は、上述の実施例に限定されるものでなく、示された請求項の範囲内で適用可能である。

本発明によるカーテンコーターユニットの断面図である。 本発明によるカーテンコーターユニットのその他の実施例を示す図である。

Claims (7)

1. 材料ウェブ（Ｗ）をコーティングするための紙／板紙抄紙機のカーテンコーターユニット（１）であって、前記材料ウェブの上方に位置するフレーム部材（２）と、前記フレーム部材に接続され、インパクトポイント（２１）で前記材料ウェブの表面上へカーテン状にコーティング剤を供給できるカーテンコーター（４）と、境界層空気排出手段（５，３，３ａ）とを備え、
   前記境界層空気排出手段は、前記フレーム部材に接続され、前記フレーム部材の少なくとも一部は、前記材料ウェブと前記カーテンコーターとの間に設けられることを特徴とする、カーテンコーターユニット。
2. 前記フレーム部材の壁は、前記カーテンコーターの少なくとも一部を受け入れる空間（１０）を制限することを特徴とする、請求項１に記載のカーテンコーターユニット。
3. 前記フレーム部材の壁は、断熱材料で部分的に又は完全に覆われることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカーテンコーターユニット。
4. 前記フレーム部材に関連して、支持空気噴出手段（８，８ａ，８ｂ）が設けられ、前記支持空気噴出手段を介して噴出される支持空気（Ｂ）は、前記インパクトポイントの前で、前記材料ウェブの走行方向に前記材料ウェブに対する非接触式の支持を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のカーテンコーターユニット。
5. 前記フレーム部材に関連して、安定化空気噴出手段（７，７ａ，７ｂ）が設けられ、前記安定化空気噴出手段を介して噴出される安定化空気（Ｃ）は、前記インパクトポイントの領域内でコーティング剤からなるカーテンの安定化を形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のカーテンコーターユニット。
6. 前記フレーム部材に関連して、安定化空気排出手段（６，６ａ，６ｂ）が設けられ、前記安定化空気噴出手段からの前記安定化空気（Ｃ）は、コーティング剤で形成されるカーテンのインパクトポイントの領域から除去することができることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のカーテンコーターユニット。
7. 前記断熱材料は、前記境界層空気排出手段内で移動する空気、前記支持空気噴出手段内で移動する空気、前記安定化空気噴出手段内で移動する空気、及び／又は、前記安定化空気排出手段内で移動する空気であることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載のカーテンコーターユニット。

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