JP2009066506A - カーテンコータのエッジ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーテンコータのエッジ処理を円滑に行う。
【解決手段】本発明のカーテンコータのエッジ処理装置は高速で走行するウェブｗ上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンｃの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液ｆが流れる細い溝２ｄｉが設けられ、該潤滑液ｆによって塗料ｔとガイド２表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の１対のエッジガイド２と、ウェブｗ上への塗料カーテンｃの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブｗの両端部に接触してウェブｗの両端部を下方に屈曲させる１対のベンディングロッド３とを有してなり、塗料カーテンｃの幅はウェブｗの幅よりも狭く、塗料カーテンｃの両端部がウェブｗの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物ｋが側方に飛散するようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明はカーテンコータに係り、特にそのエッジ処理装置に関する。

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。従来このような塗工機は、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主流であった。しかしこのようなポストメータリング方式による塗工では、塗料をウェブに塗布するときの液圧やブレードなどの押付力などにより、塗料がウェブに多く浸透することや、ブレードやロッドなどの磨耗によるメンテナンス費用が高いということなどの問題がある。

そこで近年、走行するウェブ上にカーテンヘッド（塗料のカーテン膜を作るノズル付チャンバー）から塗料のカーテン膜を噴出しウェブ上に塗工するカーテンコータが広く採用されるようになってきた。カーテンコータは写真の印画紙などの分野では古くから用いられてきたが、高速時の空気の巻き込み、塗料に混入した泡、機械的精度不足による塗料カーテン膜の不安定さ等により塗工が安定しなかったため製紙業界では利用されていなかった。

本願出願人はこれらの問題を解決しカーテン塗工技術を安定技術として開発し、既に多数のカーテン塗工機を全世界に供給している。カーテン塗工機は従来のポストメータリング方式の塗工機と異なり、ブレードやロッドなどの消耗品が無いのでメンテナンスが楽である、塗工量を容易に精度高く調節できる、操作性がよい、輪郭塗工（Contour Coat）のため表面性改善の効果が高い、などの特長がある。

ところで、塗料のカーテン膜はカーテンヘッドを離れると自重落下するが、塗料の表面張力によって端部（エッジ）が内側に引張られてカーテン膜の幅が狭くなるネックインが発生する。かかるネックインを防止するためエッジガイドを設ける。

図４はかかるエッジガイドの概念図である。図において、１はカーテンヘッド、Ａはエッジガイド、ｃは塗料のカーテン膜、ｗはウェブである。エッジガイドＡは金属製で親水性を持っているのでネックインを防止する作用がある。ところが、塗料には粘性があるので、粘性によって流れが阻害され、塗料のカーテン膜ｃの流速ｖは図に示すようにエッジガイドＡの付近で遅く、エッジガイドＡの付近以外では一様な流速である。このような状態で流量が少ないと、塗料のカーテン膜ｃはエッジガイドＡから離れ、ネックインが発生することになる。

このような現象を緩和するためエッジガイドＡの表面に水などの潤滑液を流すことが行われている。図５および図６は特許文献１に開示されたかかるエッジガイドの図面であり、図５は側面図、図６は斜視図である。
米国特許 第３６３２３７４号 特許文献１は印画紙または写真フィルム用のコーターの発明である。図５および図６において、１はカーテンヘッドである。カーテンヘッド１内には幅方向に伸びる塗料溜１ｃが設けられており、塗料ｔが流入している。塗料溜１ｃには上方に伸びるスリットｄが連設されており、その上端から塗料ｔが幅方向に一様に流出している。塗料ｔはカーテンヘッド１の上面の湾曲した下り斜面を流下し、その下端から塗料のカーテン膜ｃとして落下し、ペーパーロールｒによって支持された走行するウェブｗ上に移行し塗工層ｓを形成する。

Ａａはエッジガイドであり、カーテンヘッド１の側面とペーパーロールｒの側面に接近して設けられている。エッジガイドＡａには内側に向かって開口している溝ｄｉが穿設されており、内部に水などの潤滑液が流れている。エッジガイドＡａの下端には樋ｇが連設されており、エッジガイドＡａの下端から流出した塗料の混入した潤滑液は樋ｇ内を流下してパンｐ内に流入し、回収される。なお、ｅはウェブｗ上に随伴してきた空気流を遮断するシートである。

このようなエッジガイドＡａについては、カーテンヘッド１とウェブｗの幅は常に一致していなければならないこと、ウェブｗの幅全体に塗料が塗布されるので、ウェブｗをサポートする下流側のペーパーロール端部付近が汚れやすいこと、ウェブｗの両端部分が厚塗りとなり乾燥しにくいことなどの問題がある。

このような問題を解決するために図７に示すようなエッジガイドがある。図７（Ａ）は横吸込み型のエッジガイドＡｂ、図７（Ｂ）は下吸込み型のエッジガイドＡｃであり、それぞれの左側の図は側面図、右側の図は正面図である。これらの図において、ｄｉは内側に向かって開口している溝であり、ｆは水などの潤滑液、ｈは排気、ｉはサクション室である。エッジガイドＡｂまたはエッジガイドＡｃの下面はウェブｗの上面から０．１〜１ｍｍ程度離して使用する。

このようにエッジガイドの下端にサクション室ｉがあるので、１対のエッジガイドの間隔をウェブｗの幅よりも狭くすることができ、ウェブｗの両側に塗工層ｓの無いドライエッジを実現することができ、ウェブｗの両端部分が厚塗りとなって乾燥しにくくなることがない、などのメリットがある。

しかし上記のように、潤滑液を流すとともにサクション室ｉを有するエッジガイドについては、（１）ネックインを起こさないようにするには潤滑液の流量を増やしてやればよいがそうすると潤滑液が塗工層の両端部に影響したり、吸引量を増やしたりする必要があって、操業に影響するので、エッジガイドの下面とウェブｗの上面との距離は、潤滑液の流量が少なくてもネックインをできるだけ小さくなるようにするため０．１〜１ｍｍと狭くしている。このように狭く、しかも吸引しているので、エッジガイドとウェブｗが容易に接触しウェブｗが詰まって紙切れを起こしやすいこと、（２）サクション室ｉ内には塗料も吸引されるので、室内の壁面に付着し汚れるので頻繁に掃除をしなくてはならないこと、などの問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みて案出されたものであり、サクション室を無くすことによって頻繁な掃除の必要を無くすとともにエッジガイドの下端とウェブｗの上面との距離を大きくすることができて紙詰まりや紙切れ少ないカーテンコータのエッジ処理装置を提供す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カーテンコータのエッジ処理装置は高速で走行するウェブ上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の１対のエッジガイドと、ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる１対のベンディングロッドとを有してなり、塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するようになっている。
上記塗料カーテンは１個のカーテンヘッドから噴出した単層のカーテンであってもよいし、並んで配置された複数のカーテンヘッドから噴出する塗料を斜面で順次受けて積層し、斜面に沿って流下させて下端のカーテンガイド部から流下させた複層のカーテンであってもよい。

上記エッジガイドの下端は細く尖っており、外面に沿って流下した潤滑液が塗料カーテンの端部と合流するようになっていてもよい。

上記１対のベンディングロッドは円筒状であり、ウェブ幅方向の位置と傾き角が調整可能になっているのが好ましい。

上記１対のベンディングロッドの傾き角は水平に対して４５°〜８０°であるのが好ましい。

上記潤滑液は水であるのが好ましい。

上記エッジガイドの下端はウェブ走行面より２〜５ｍｍ上方に位置しているのが好ましい。

本発明の作用効果は次のとおりです。

カーテンヘッドから噴出した塗料は下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンを形成する。塗料カーテンのネックインを防止するため、塗料カーテンの両端部を挟むように１対のエッジガイドが設けられている。エッジガイドの内側の面には潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。

ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側には下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる１対のベンディングロッドが設けられている。

塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散する。飛散する理由は必ずしも明らかではないが、塗料と潤滑液の混合物がウェブに着地しようとするときに発生するせん断力と斜面に沿って外側に向かって流れようとする力の相互作用によるものと考えられる。飛散した塗料と潤滑液の混合物は適当な位置に設けられたパンによって受け取られて回収される。

このように塗料カーテンの両端部から塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するので、図７に示したような従来のエッジガイドにあるようなサクション室は不要である。したがって、サクション室の壁面の汚れの問題もない。また、潤滑液の流量を増やしても操業に影響が無く、ネックイン防止のため潤滑液の流量を増やすことができるので、エッジガイドの下端とウェブ走行面の距離を大きくしてもネックインが起きず、紙詰りによる紙切れも起こりにくい。

以下本発明の１実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１はエッジガイド部分の図面であり、図２のＡ−Ａ矢視図である。図２は本発明のカーテンコータのエッジ処理装置の全体の側面図である。図３はベンディングロッド部分の図面であり、図２のＢ−Ｂ矢視図である。なお、これらの図面において、図４ないし図７を用いて説明した従来技術のものと同じような部分については同一の符号を使っている。

これらの図面において、１はカーテンヘッドであり、カーテンヘッド１から噴出した塗料は下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンｃを形成する。２はネックイン防止用の１対のエッジガイドであり、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンｃの両端部を挟むように設けられている。エッジガイド２の内側の面に潤滑液ｆが流れる細い溝２ｄｉが設けられ、該潤滑液ｆによって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。２ａは潤滑液ｆを受入れて、通路２ｅを介して、潤滑液ｆを溝２ｄｉに供給する内面潤滑液供給用ヘッダであり、２ｂは潤滑液ｆを受入れて、エッジガイド２の外面に流し、エッジガイド２の下端２ｃで溝２ｄｉを流れてきた潤滑液ｆと合流させる外面潤滑液供給用ヘッダである。なお、２ｆは内側に溝を有し、ヘッダ２ｂからの潤滑液ｆをエッジガイド２の外面に沿って流すためのカバーである。エッジガイドの下端２ｃは細く尖っている。エッジガイド２の外面に潤滑液ｆを流すのは、エッジガイド２の内面の溝２ｄｉを流れる流量が多すぎ塗工面に影響がある場合があり、その場合にエッジガイド２の内面の溝２ｄｉを流れる流量を制限し、その分を外面に流すことによってネックインを改善するためである。

３は１対のベンディングロッドであり、ウェブｗ上への塗料カーテンｃの着地点よりも上流側に設けられ、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、図３に示すように、走行するウェブｗの両端部に接触してウェブｗの両端部を下方に１０ｍｍ程度屈曲させる。ベンディングロッド３の上端はヒンジ５を介して、サポート４によって支持されている。ヒンジ５のウェブｗの幅方向の位置と、ベンディングロッド３の傾き角は調節可能になっている。ベンディングロッド３の傾き角αは水平に対して４５°〜８０°であるのが好ましい。ベンディングロッド３は長さ２０〜５０ｍｍの丸棒である。

次に本実施例の作用効果を説明する。

カーテンヘッド１から噴出した塗料ｔは下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンｃを形成する。塗料カーテンｃのネックインを防止するため、塗料カーテンｃの両端部を挟むように１対のエッジガイド２が設けられている。エッジガイド２の内側の面には潤滑液ｆが流れる細い溝２ｄｉが設けられ、該潤滑液ｆによって塗料ｔとガイド２表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっている。

ウェブｗ上への塗料カーテンｃの着地点よりも上流側には下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブｗの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる１対のベンディングロッド３が設けられている。

塗料カーテンｃの幅はウェブｗの幅よりも狭く、塗料カーテンｃの両端部がウェブｗの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料ｔと潤滑液ｆの混合物ｋが図１に示すように、側方に飛散する。飛散する理由は必ずしも明らかではないが、塗料と潤滑液の混合物がウェブに着地しようとするときに発生するせん断力と斜面に沿って外側に向かって流れようとする力の相互作用によるものと考えられる。飛散した塗料と潤滑液の混合物は適当な位置に設けられた図示しないパンによって受け取られて回収される。

このように塗料カーテンｃの両端部から塗料と潤滑液の混合物ｋが側方に飛散するので、図７に示したような従来のエッジガイドにあるようなサクション室ｉは不要である。したがって、サクション室ｉの壁面の汚れの問題もない。また、潤滑液ｆの流量を増やしても操業に影響が無く、ネックイン防止のため潤滑液の流量を増やすことができるので、エッジガイド２の下端とウェブｗ走行面の距離ｙを大きくしてもネックインが起きず、紙詰りによる紙切れも起こりにくい。潤滑液の流量は，図７に示すような従来のエッジガイドでは２〜６０ｃｃ／ｍｉｎであるが、本特許では従来と同じ流量であってもよいが、１００〜３００ｃｃ／ｍｉｎに増やすこともできる。

実際の運転データは次の通りです。

運転速度 ６００ｍ／ｍｉｎ
塗工量 ５ｇ／ｍ２
塗料濃度 ３０％
表面張力 ２５ｍＮ／ｍ
潤滑液流量 ２５０ｃｃ／ｍｉｎ
エッジガイドとウェブ
の距離（ｙ） ３ｍｍ
ウェブの折り曲げ量（ｘ） １０ｍｍ
本発明は以上説明したような実施形態に限定されるものではなく、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、塗料カーテンｃは１個のカーテンヘッド１から噴出した単層のカーテンであるとして説明したが、２個以上のカーテンヘッド１を用いた複数層のカーテンであってもよい。

図８は特許文献２に開示された２層式のカーテンコータの塗工装置の部分断面図である。
特開２００６−２４９６１１図に示すように、上記発明の２層式カーテンコータは、スリットｄａ、ｄｂ内を流れる塗料ｔａ、ｔｂをそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂと、前記２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂからそれぞれ順次斜面Ｂａに向かって噴出される塗料ｔａ、ｔｂを、該斜面Ｂａ上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面Ｂａの下端部の下向きのカーテンガイド部Ｂｂから該塗料層を塗料カーテンｃａ、ｃｂとしてウェブｗ面上に移行させるガイドプレートＢとを有している。このようにして走行するウェブｗ面上に２層の塗工層ｓａ（下層）、ｓｂ（上層）を形成する。なお、矢印はウェブｗの進行方向である。このような２層式カーテンコータについて、本発明を適用しようとするときには、カーテンガイド部Ｂｂの下端に本発明のエッジガイド２の上端が当接するようにエッジガイド２を配置すればよい。

エッジガイド部分の図面であり、図２のＡ−Ａ矢視図である。 本発明のカーテンコータのエッジ処理装置の全体の側面図である。 ベンディングロッド部分の図面であり、図２のＢ−Ｂ矢視図である。 従来のエッジガイドの概念図である。 特許文献１に開示されたエッジガイドの側面図である。 特許文献１に開示されたエッジガイドの斜視図である。 従来のエッジガイドの図面であり、（Ａ）は横吸込み型のエッジガイドＡｂ、（Ｂ）は下吸込み型のエッジガイドＡｃであり、それぞれの左側の図は側面図、右側の図は正面図である。 特許文献２に開示された２層式のカーテンコータの塗工装置の部分断面図である。

符号の説明

１ カーテンヘッド
２ エッジガイド
３ ベンディングロッド

Claims (8)

1. 高速で走行するウェブ上面に塗料を塗布すべく、下方に向かって流れ落ちる塗料カーテンの両端部を挟むように設けられ、内側の面に潤滑液が流れる細い溝が設けられ、該潤滑液によって塗料とガイド表面との粘性による流れの阻害を軽減するようになっているネックイン防止用の１対のエッジガイドと、ウェブ上への塗料カーテンの着地点よりも上流側に、下方に向かって外側に開いて八の字状に配置され、走行するウェブの両端部に接触してウェブの両端部を下方に屈曲させる１対のベンディングロッドとを有してなり、塗料カーテンの幅はウェブの幅よりも狭く、塗料カーテンの両端部がウェブの屈曲した部分に着地する瞬間に塗料と潤滑液の混合物が側方に飛散するようになっていることを特徴とするカーテンコータのエッジ処理装置。
2. 上記塗料カーテンは１個のカーテンヘッドから噴出した単層のカーテンである請求項１記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
3. 上記塗料カーテンは並んで配置された複数のカーテンヘッドから噴出する塗料を斜面で順次受けて積層し、斜面に沿って流下させて下端のカーテンガイド部から流下させた複層のカーテンである請求項１記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
4. 上記エッジガイドの下端は細く尖っており、外面に沿って流下した潤滑液が塗料カーテンの端部と合流するようになっている請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
5. 上記１対のベンディングロッドは円筒状であり、ウェブ幅方向の位置と傾き角が調整可能になっている請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
6. 上記１対のベンディングロッドの傾き角は水平に対して４５°〜８０°である請求項５記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
7. 上記潤滑液は水である請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。
8. 上記エッジガイドの下端はウェブ走行面より２〜５ｍｍ上方に位置している請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のカーテンコータのエッジ処理装置。

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