JP2008196100A - 紙／板紙ウェブのためのカーテンコーティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小さい穴を通って供給室へ、そして／または供給室からノズルスリットへのコーティング材の供給を、コーティング材の特性に応じてコントロールできるような解決法を提供する。
【解決手段】アプリケーターバー１には、コーティング装置の長手方向（Ｗ）に延びる供給室１２が設けられて、コーティング材は供給部材によって供給室に導かれる。このカーテンコーティング装置は、上記供給室と流れの上で結合されているノズルスリット３０を備え、コーティング材は供給室からノズルスリットに、次いでノズルスリットの流出開口３１の外に導かれる。別個に設けられた交換可能な部品に、供給室に入るコーティング材のための供給ブロック５０の供給開口、および／または供給室とノズルスリットとの間に形成された供給穴が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、紙／板紙ウェブのための次のようなカーテンコーティング装置に関する。すなわち本装置はアプリケーターバーを備え、このアプリケーターバーには、コーティング装置の長手方向に延びる少なくとも１つの供給室が設けられ、コーティング材は供給部材を通ってこの供給室に導かれる。また本装置は、上記供給室と流れの上で結合されているノズルスリットを備え、コーティング材は、供給室からこのノズルスリットへ、ついでこのノズルスリットの流出開口の外に導かれる。

本発明の目的は、紙／板紙ウェブにコーティング材を塗布するためのカーテンコーティング装置を改善することである。

紙／板紙ウェブにコーティングする際、カーテンコーティング装置が用いられることが多くなっている。なぜならば、ブレードコーティングやロッドコーティングと比較して、カーテンコーティングは、ウェブにかかる力がはるかに小さく、したがって紙が裂けることによる作業中断が少なくなり、スムーズさが改善されるからである。カーテンコーティングの場合、ブレードコーティングと同じ平滑さは得られないが、ブレードコーティングよりも良好な被覆が得られる。

カーテンコーターは、供給がスリットから行われるもの（ｓｌｏｔ−ｆｅｄ）と、１つの面から行われるもの（ｓｌｉｄｅ−ｆｅｄ）とに分類される。面から供給を行うカーテンコーターの場合、コーティング材は、アプリケーターバーによって斜め位置にある面に導かれ、この面から、供給リップを形成する面エッジの方向に流れる。この場合、供給リップからコーティング材が滴下することにより、１つのカーテンが形成される。スリットから供給を行うアプリケーターバーの場合、コーティング材は、分配室を経由して、狭い垂直なスリットにポンプ搬送され、このスリットのリップでカーテンを形成し、ウェブに滴下される。コーティング材は、単層にも複数層にも塗布することができる。生成されるカーテンは、エッジガイドによって制御される。

図１は公知の技術によるもので、カーテンコーターに用いられ、面から供給を行うアプリケーターバー１を示す。このアプリケーターバーの長手方向Ｗは、コーティングされるウェブの横方向に位置する。アプリケーターバーは、支持構造によって形成される支持部２に取り付けられたノズル部品３、３ａおよび３２を含み、これらのノズル部品は、番号３１を付した流出開口を持つ３つのノズルスリットを形成する。これらノズルスリットは、アプリケーターバーのほぼ高さ方向Ｌに延びるのが有利である。ノズル部品３ａは、供給リップ３３によって形成される。アプリケーターバーの一方の末端には、供給されるコーティング材の供給管４が設けられ、これら供給管は、供給室に向かって開いている。供給されるコーティング材は、供給室にそって反対側末端に流れる。反対側末端には、バイパス区間がオプションで設けられる。供給されるコーティング材は、供給室内を前進するとき、供給室長手上のいずれの点でも調整室に入り、調整室からさらに、ノズルスリット長手方向における全区間でノズルスリットに入る。この供給は、供給室長手上において、その中央から、または両端から、または複数箇所から行うこともできる。

供給室へのコーティング材供給を真っ直ぐな管にそって行うという、今日利用されているこのような解決法は、供給開口がある箇所によって、コーティング材断面積の変化を生じる。このことは、コーティング材によっては、非常に妨害的な影響を生じる可能性がある。

コーティング材用の今日用いられるカーテンコーターには、そのほかにも、コーティング材の供給室における静圧が、圧力降下によってウェブの幅方向に変化する、という問題がある。この圧力降下は、ウェブの幅方向にコーティング材が流れるとき、供給室に生じるものである。ノズルから十分均一な供給プロファイルを得るためには、供給室とノズル流出開口との間の流れ抵抗を制御して、この圧力変動を補償しなければならない。この流れ抵抗は、したがってウェブの幅方向におけるさまざまな箇所で、さまざまに調節され、またはプロファイル化されなければならない。従来型の解決法の場合、プロファイルをコントロールする手段はない。コーティングバーを設計するとき、全プロファイルに影響する可能性ある供給流路の形態が決定される。コーティング材の特性および／または供給量が変化しても、この決定が横断面プロファイルに明らかに作用して、このプロファイルを変えることはできない。製造時に生じた不正確さもすべてがプロファイルに影響して、これを訂正できない。

流れ抵抗を調整する別な方法は、たとえば、供給室の一方の末端から長手方向に反対側末端までコーティング材が前進するに当たって、供給室と流出開口の間のノズルスリット長さを変えることである。しかしノズルスリットの長さを可変型とすることは、一回性のものであって、その後の変更ができない。寸法付けのときすでに、ノズルが使用される動作状態が、正確に知られていなければならない。寸法付けを最初に正確に行わなければならず、ノズルは、寸法付けの際に決定された状態と異なる状態で用いることができない。

もう１つの別な方法は、その横断面を調整できて流れ抵抗を変えることができるような供給穴を設けることである。そのような複数の供給穴を、決められた相互間隔で幅方向に並べ、いずれの穴も別々に調整できるものとする。このような解決法は、本発明の出願者による先の国際出願ＷＯ２００５／０２４１３２Ａ１号公報に記載されている。

図２は、公知の技術によるそのような配置を詳しく記載する。図２のノズル解決法の場合、供給室１２において、ノズル部品３９の長手方向Ｗに、たがいに間隔を取って配置された供給穴１８が形成されている。この供給穴を経由して、コーティング材が調整室１３に導かれる。供給室１２と調整室１３とは、ほぼノズル部品の全長にわたって延びる。図示の実施形態では、供給穴１８が、供給室１２と調整室１３の間でＬ字形を形成する。このＬ字形は、図２に示したポジションで、水平方向には供給室１２に向かって、そして垂直方向には調整室１３に向かって開く。そのほかいずれの供給穴１８にも、ノズル部品の外側に開くボア１９ａが形成され、このボアは供給穴１８の垂直部分と結合されている。このボアの中には、長手方向に調整可能な調整ピン１９が設けられているが、調整ピンの末端２３、すなわち内側にあって、供給穴１８に差し込まれている当該末端は、面取りされていれば有利である。調整ピン１９の外側末端２５には、調整ナット２１が設けられている。調整ナットを回すことにより、調整ピン１９を長手方向に移動させ、供給穴１８の実効断面積を変化させることができる。そのほか調整ピンの関連では、調整プレート２０を設けている。この調整プレートを取り除くことにより、供給穴の実効断面積の基本調整を変えて、供給量を削減することができる。

調整ピン１９は、ボア１９ａで、シール２２によって密封されている。供給穴の実効断面積を変えて、任意の断面プロファイル化を得るためには、ノズル部品の長手方向における供給穴１８の間隔は、たとえば１００〜６００ｍｍ、有利には１５０〜３００ｍｍとする。調整ピンの機能は自動化して、それにより、運転中にコーティング対象物の長手方向においてプロファイル化を可能とするのが有利である。ノズル部品の取り付けネジのねじ込み高さを、付け番号２４で示す。取り付けネジは、対応する密封手段を設けられ、順次ならぶボア１９ａの間のウォータースペース１７に差し込まれる。

これら別々の供給穴を調整する際、特に次のことが問題となる。すなわち、供給穴はしばしば非常に小さくしなければならず、それらの調整は困難であり、流出開口は調整の際に不利な形状を取る可能性があることである。このため穴詰まりしやすくなり、特にはせん断速度の変動が大きくなる。この変動は、プロファイルにおいては特にさまざまに異なるストライプとして認められ、場合によってはほかの問題、たとえばコーティング材特性に問題を生じる可能性がある。

本発明の課題は、比較的小さい穴（たとえば供給開口を数ｍｍ〜約２５ｍｍ、そして供給穴の直径を典型的には約１〜５ｍｍの範囲の大きさとすることができる）を通って供給室へ、そして／または供給室からノズルスリットへのコーティング材の供給を、コーティング材の特性に応じてコントロールできるような解決法を得ることである。

この課題を達成するため、本発明による解決法は、次のことを特徴とする。すなわち、供給室に達するコーティング材のための供給ブロックの供給開口、および／または供給室とノズルスリットの間に形成された供給穴を、別個に設けられた交換可能な部品に形成する。コーティング材の横断面プロファイルをコントロールするため、この部品の中に、任意の形状および／または大きさの流れ開口を設ける。

本発明の課題はそのほか、供給室にコーティング材を供給することによって生じたプロファイル変化を除去できるような解決法を、得ることである。

この課題は、従属請求項２に記載の解決法によって達成される。

本発明のまたそのほかの課題は、小さい供給穴の調整上の問題を、信頼性をもって除去できるような解決法を、得ることである。この目的は、従属請求項４に記載の解決法によって達成される。

下記に本発明を、添付の図面を引用しながら詳細に説明する。

図３は、アプリケーターバー１に、本発明により、別個の交換可能な供給ブロック４０および５０を取り付けた図である。このアプリケーターバーは順次並ぶノズル部品６１〜６４を含み、これらノズル部品の間にノズルスリット３０が形成され、このノズルスリットには流出開口３１が設けられている。供給室１２とノズルスリット３０との間に位置する調整室に、番号１３を付す。供給ブロック４０はその末端を、供給流路６０の供給室１２の側に、交換可能な方法で取り付けられている。すなわち、アプリケーターバーを取り外すことなく、コーティング材の特性に応じて最適な供給ブロックに、交換できるようになっている。この交換性は、供給ブロックの本体部分４３、５３に、固定穴４５、５５を設けることによって実現できる。取り付けネジ（ここには図示しない）は、この固定穴を通してアプリケーターバーに導くことができる。供給ブロックを交換する際は、取り付けネジを取り除き、供給ブロックをアプリケーターバー末端から引き抜いて、新しい供給ブロックを差し込む。その後、取り付けネジをふたたび固く締め付ける。このときそのほかの取り付けネジを取り外す必要はなく、アプリケーターバーは取り付けたままとする。

別な方法として、供給室に設けられたノズル部品６１〜６３のため、ノズル部品下面から供給室１２に達するボアを設けることができる。このボアに供給ノズルを取り付ける。この場合供給ノズル自体に、供給流路６０に対応するボアを設け、このボアは、供給室のほうに向かって開いているものとする。この解決法の場合、ネジによる固定は底面から、たとえば固定フランジを用いて行う。この解決法の場合、供給ノズルは、供給室の幅方向における任意の箇所に、たとえば供給室幅の中央に取り付けることができる。

図４および５は、供給ブロックの２つの異なる実施形態４０、５０を示す。これらの実施形態では供給開口の形状が、供給ブロックの流入穴４４および５４として始まり、この流入穴が、供給室に向かって拡幅しながら供給開口４１、５１となって開く。このことは、供給室におけるコーティング材の配分状態を調整する効果がある。またこの供給開口４１、５１は、コーティング材の流出を制限するプレート４２、５２によってカバーされるのが好ましい。これによりコーティング材は、供給スリットに直接流入することはできず、供給室におけるコーティング材の配分状態をさらに調整するためには、プレートを迂回しなければならない。このような解決法は特に、幅が約４ｍまでという比較的狭いアプリケーターバーに適する。

図６は、供給ノズルのもう１つの実施形態を示す。この場合、供給室１２につながる供給開口７０の中に、螺旋形ノズル７１が取り付けられ、この螺旋形ノズルは複数の螺旋形の穴７２を持つ。これによりコーティング材は円形の流れに変換され、供給室内により良好に配分できるようになる。ノズルは、いかなる面もとがったエッジを形成しない形状、かつ空気ポケットを形成するような箇所を残さない形状とする。

供給ノズルは、たとえば図３に示すように、供給ノズルが供給室１２の底面から上方に突出するようにして、あるいは供給室１２の底面に差し込まれるようにして、あるいは底面より下位置に、取り付けることができる。

より幅の広いアプリケーターバーの場合、供給室とノズルスリットの間に供給穴を設けるのが有利である。本発明によれば、この供給穴もまた、別個の交換可能な部品に形成することができる。この場合、アプリケーターバーにボアを設け、このボアに交換可能な部品を取り付ける。交換可能な部品に設けられた流れ開口であるこれらの穴は、任意の形状と大きさに形成することができ、必要な場合には、したがってこれらの穴によって、コーティング材の供給をプロファイル化することができる。このプロファイル化は、図２に記載の公知の解決法、すなわちピン１９を用い、ボア１９ａの長手方向におけるこのピンのポジションが流れ開口の大きさを決定するという解決法よりも、良好にコントロールできる。交換可能な部品を用いる場合、流れ開口の形状と大きさを任意に選択でき、前記の問題（穴詰まり、せん断速度の大きな変動）は生じない。より大きな長手方向の面をカバーする交換可能な部品に、２つまたは複数の供給穴を設けて、供給穴の交代をこのようにして早めることもできる。この場合プロファイルの訂正は、ゾーンごとに行われる。

複数の供給穴を用いる場合、コーティング材を供給室に供給するノズル部品を、通常は必要としない。なぜならば、これらの供給穴は主として、供給開口から生じたプロファイル変化を補償するものだからである。

カーテンコーターのためのアプリケーターバーであるが、面に装入するタイプの模式的な透視図である。 公知の技術によるカーテンコーター用アプリケーターバーの模式的な横断面図である。 本発明によるものであって、アプリケーターバーに対する供給ブロック取り付けの模式的原理図である。 本発明によるものであって、供給ブロックのいくつかの実施形態の模式的な透視図である。 本発明によるものであって、供給ブロックのいくつかの実施形態の模式的な透視図である。 本発明によるものであって、供給ブロックのいくつかの実施形態の模式的な透視図である。

符号の説明

１ アプリケーターバー
１２ 供給室
１３ 調整室
３０ ノズルスリット
３１ 流出開口
４０ 供給ブロック
４１ 供給開口
４２ プレート
４３ 供給ブロックの本体部分
４４ 供給ブロックの流入穴
４５ 固定穴
５０ 供給ブロック
５１ 供給開口
５２ プレート
５３ 供給ブロックの本体部分
５４ 供給ブロックの流入穴
５５ 固定穴
６０ 供給流路
６１ ノズル部品
６２ ノズル部品
６３ ノズル部品
６４ ノズル部品
７０ 供給開口
７１ 螺旋形ノズル
７２ 螺旋形の穴

Claims (4)

1. 紙ないし板紙ウェブのための、アプリケーターバー（１）を備えるカーテンコーティング装置であって、当該アプリケーターバーには、当該コーティング装置の長手方向（Ｗ）に延びる供給室（１２）が設けられ、コーティング材は供給部材（４）によって当該供給室に導かれ、また当該カーテンコーティング装置は、上記供給室と流れの上で結合されているノズルスリット（３０）を備え、コーティング材は供給室から当該ノズルスリットに、次いでノズルスリット（３０）の流出開口（３１）の外に導かれており、
   供給室（１２）に入るコーティング材のための供給ブロック（４０、５０）の供給開口（４１、５１）、および／または供給室（１２）とノズルスリット（３０）との間に形成された供給穴が、別個に設けられた交換可能な部品の中に形成され、コーティング材の断面プロファイルをコントロールするため、任意の大きさおよび／または形状の流れ開口を当該部品に設けていることを特徴とする装置。
2. 供給室（１２）に向かって開いている供給ブロック（４０、５０）の供給開口（４１、５１）が、供給室に向かって拡幅される形状であることを特徴とする、請求項１に記載のカーテンコーティング装置。
3. 供給開口（４１、５１）に、当該供給開口を部分的にカバーするプレート（４２、５２）が取り付けられ、当該プレートは、供給開口から流出するコーティング材の流れを制限する部材として働くことを特徴とする、請求項２に記載のカーテンコーティング装置。
4. 前記アプリケーターバーには、供給室（１２）とつながるボアが設けられ、当該ボアにはそれぞれ交換可能な部品が１つずつ取り付けられ、当該部品には任意の大きさと形状の供給穴が少なくとも１つずつ形成され、当該供給穴は、供給室とノズルスリットとの間に位置する流れ開口を形成することを特徴とする、請求項１に記載のカーテンコーティング装置。

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