JP2009242021A - ウエブ無接触搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット用紙の製造においては、ウエブの振動及びバタツキを軽減し、浮上量を均一に保ち、且つウエブの巻き取り後の品質を良好に製造ができる無接触搬送装置を提供する。
【解決手段】ターンバーの搬送面に形成された吐出口から噴出する流体によりウエブを浮上させて搬送する無接触搬送装置において、前記搬送面の開口率が２％以下であり、前記吐出口としてウエブの幅方向の長さ２０ｍｍ以上、ウエブの流れ方向の長さ５ｍｍ以下のスリット孔の形状が異なる２種以上を組合せて有することを特徴とするウエブ無接触搬送装置。
【選択図】図３

Description

本発明はウエブの無接触搬送装置に係り、特にインクジェット用紙の製造ラインに好適に使用されるウエブの無接触搬送装置に関する。

インクジェット用紙の製造ラインでは、樹脂フィルム、ポリエチレンラミネート紙（ＲＣ）等のウエブをロール及びフローティングにより搬送している。搬送の際、ロールとの接触、及び方向転換の際にウエブ表面に傷が生じ、品質事故が発生しやすいという問題がある。このような品質事故を防止するため、工程内のロール数をできるだけ減らすことが好ましく、更に最良な対策としては、ウエブの表面に接触することなくウエブを搬送する無接触搬送を用いることであり、この無接触搬送方法としては、ターンバーを利用する方法などが提案されている（特許文献１、２参照）。

従来からあるターンバーはパンチングメタルのような丸孔で且つ／又は孔径が小さいものが一般的であり、市販もされている（特許文献３参照）。しかし、インクジェット用紙の製造においては、これらの孔の形状が塗布乾燥後に巻取られたものの品質に悪影響を及ぼすため、巻き取り部にその影響を及ぼさないように塗布スピードが上げられないという問題がある。

インクジェット用紙の巻取り後の品質はターンバーの孔の形状をスリットノズル形状に変更することで良化できるが、安易にスリットノズル化するとターンバーの、ウエブの流れ方向出入り口付近の空気圧が低下し、ウエブが振動してばたつき、ウエブの浮上量が一定とならず、ウエブ表面とターンバーの搬送面とが接触することがわかった。

前述のようなターンバーの出入り口付近でウエブが振動して起こるばたつきを抑える方法として、出入り口付近に空気を余分に噴出させる方法（例えば、特許文献４及び５参照）、又はターンバーの両端部にウエブ浮上面と反対の面と接して回転ロールを配置する方法（特許文献６）が知られている。

しかしながら、上記特許文献４及び５に記載のターンバーでは、浮上に必要な流体（空気）量が余分に必要となることに加え、ターンバー構造が複雑となり、コストが高くなるという問題があった。

上記特許文献６に記載のターンバーでは、ウエブをロールでサポートするため、ロールが回転不良となった場合に、浮上面と反対面に傷が入る等の問題があった。
特開２００４−２５６２６４号公報 特開２００４−２６２５７０号公報 特開２０００−１６６４９号公報 実開平５−２８６３２号公報 実開平６−６３４１号公報 特開２００５−１４５５７７号公報

本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、ウエブの振動及びばたつきを軽減し、浮上量を均一に保ち、且つウエブの巻き取り後の品質を良好に製造ができる無接触搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明では、ターンバーの搬送面に形成された吐出口から噴出する流体によりウエブを浮上させて搬送する無接触搬送装置において、前記搬送面の開口率が２％以下であり、前記吐出口としてウエブの幅方向の長さ２０ｍｍ以上、ウエブの流れ方向の長さ５ｍｍ以下のスリット孔の形状が異なる２種以上を組合せて有することを特徴とするウエブ無接触搬送装置。

また、前記吐出口をターンバー上流部と下流部に、開口面積で吐出口全体の６０％以上配置することが好ましい。

以上のように本発明の無接触搬送装置により、帯状物を安定的に浮上させることが可能となり、且つウエブの巻き取り後の品質を良好に製造することができる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のターンバーの概略図である。ターンバー上流部とは図１に示すように、ターンバーのウエブの流れ方向上端部Ａ５からＡ２までを言う。また、ターンバー下流部とは図１に示すように、Ａ３からウエブ流れ方向下端部Ａ６までを言う。尚、Ａ２、Ａ３の位置はＡ１、Ａ４よりπＲ／４の位置にある。

本発明における開口率とは、
開口率（％）＝（全吐出口の面積／搬送面積）×１００
を言う。安定した搬送のためには、開口率２％以下とする。下限は０．２％程度である。

図２は本発明を実施したインクジェット用紙の生産工程の概略図である。但し、本発明は図２に示す様態に限定されるものではない。ウエブ１１はポリエチレンラミネート紙を用いている。ウエブの幅は５００〜２０００ｍｍ程度である。インクジェット用紙製造工程は、表面処理装置１３、塗布装置１５、水平部乾燥装置１６、鉛直部乾燥装置１７（ターンバー２１を備える無接触搬送装置を有する）を有している。

ウエブ１１は供給元の巻取り１９から複数の搬送用ロール２０により、表面処理装置１３へ送られ、後でウエブ１１の表面に塗布されるインクジェット用塗布液の塗布性及び接着性を向上させるための表面処理が施される。

表面処理を施したウエブ１１には、インクジェット用塗布液が塗布装置１５により塗布される。

塗布装置１５で塗布されたウエブ１１は乾燥装置１６、１７に送られてその塗布面が乾燥されるが、乾燥装置１７にはターンバー２１を備える無接触搬送装置を用いている。乾燥装置１７を複数用いる場合は、搬送手段としては、複数のターンバー２１を用いる。ターンバー２１はウエブ１１を浮上させ、無接触で搬送する。これにより、損傷しやすい塗布面を乾燥終了時点まで無接触で乾燥処理することができる。乾燥処理後、複数の搬送用ロール２４により巻取り部２５で巻き取られる。

図３はターンバー２１の斜視図である。ターンバー２１は中空の箱体で、円弧状の円弧部２３ａと矩形状の矩形部２３ｂとで構成されている側板２３を両側端部に有している。また、一方の側板２３の周縁部から他方の側板２３の周縁部へつながるＵ字状に湾曲したＵ字状板材の表面は、ウエブ搬送面としての流体吐出面２７を構成している。本発明では流体として主に空気が用いられる。以下空気を用いる態様について述べる。空気吐出面２７は曲面部２７ａと曲面部２７ａの搬送方向における両端部から延出する平面部２７ｂとから構成されている。また、側板２３と空気吐出面２７を有するＵ字状板材とは底板２８にて接続されてターンバー２１を構成している。

側板２３には、ターンバー２１の中へ空気を供給するエアダクト３２が設けられており、エアダクト３２から供給された空気が空気吐出口３１から吐出されることによりウエブ１１は浮上され、ターンバー２１に無接触で搬送される。また、エアダクト３２はどちらか片面から供給することもできる。尚、空気吐出面２７の幅をＷで示す。

空気吐出面２７の曲面部２７ａの曲率半径Ｒはウエブ１１の幅にもよるが１００〜８００ｍｍとするのが好ましく、更に好ましくは１５０〜４００ｍｍである。

図４は空気吐出面２７の投影図である。本実施形態では、空気吐出面に形成される空気吐出口３１の形状と配置が重要である。図５を用いて従来のターンバーの空気吐出面に形成されている空気吐出口３１の形状と配置を説明する。従来のターンバーの空気吐出口３１は縦横に一定のピッチで規則的に、開口率が２％以下もしくは１％以下になるように配置されている。吐出口３１の形状は円状のもの（パンチングメタル）が多い。このような形状及び配置はインクジェット用紙の品質に影響を及ぼすため使用できない。図６のような単一形状で一定間隔のスリット形状はインクジェット用紙の品質に影響を及ぼさないが、ターンバー２１入口（Ａ５〜Ａ１）付近及び出口（Ａ４〜Ａ６）付近で空気圧（風量）が低下し、ウエブ１１が振動するため安定して搬送できなかった。

そのため本発明では図４のように異なる形状のスリット孔を２種以上組み合わせて用いる。更には、吐出口をターンバー上流部と下流部に開口面積で吐出口全体の６０％以上配置することが好ましい。そうすることで、ターンバー２１の中央部付近（図１のＡ２〜Ａ３の間）で主に、吐出口から噴出された空気がサイドへ抜けるようになるものと考えられる。中央部へ空気の抜け道をつくること及びターンバー２１の出入り口付近に空気吐出口を集中させることでターンバー出入り口付近での空気圧（風量）の低下を抑制でき、ウエブ１１が振動することなく安定して搬送できる。またスリット幅を調整することでインクジェット用紙の品質にも影響しないこともわかった。

図４の空気吐出口はスリット形状（スリット孔）であり、ウエブ幅方向の長さ（スリット長さ）は２０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上である。更に好ましくは１００ｍｍ以上である。上限はＷである。ウエブ流れ方向の長さ（スリット幅）は５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下である。下限は０．０５ｍｍ程度である。

ウエブ流れ方向の隣り合うスリットの間隔（スリット間のピッチ）はＡ５〜Ａ２（Ａ３〜Ａ６）間を短く（１０〜５０ｍｍ間隔が好ましい）、Ａ２〜ターンバー中央部（Ａ３〜ターンバー中央部）間のピッチは、それよりも長くすることが好ましく、Ａ１からターンバー中央部に向かい（Ａ４からターンバー中央部に向かい）徐々に広げることも好ましい（５０〜１００ｍｍ間隔が好ましい）。

ターンバー２１による搬送時のウエブ１１の張力は（ウエブの幅にもよるが）、好ましくは５０Ｎ／ｍ以上２０００Ｎ／ｍ以下であり、より好ましくは１００Ｎ／ｍ以上１０００Ｎ／ｍ以下である。このとき張力は、ターンバー前後に配置されている駆動手段及びターンバー２１の内圧により調整することが好ましい。また搬送速度を１０ｍ／分以上２５０ｍ／分以下とすることが好ましい。

尚、ターンバー２１内に供給される空気は圧縮空気のため、ターンバー２１の内圧が概ね１００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下とすることが好ましい。ターンバー２１の内圧調整は、エアダクト３２による空気流入量の調整で行う。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１として、図２に示す製造設備を用いて、以下の条件でインクジェット用紙を製造した。ウエブ：幅１０００ｍｍのポリエチレンラミネート紙、塗布液：気相法シリカとポリビニルアルコールを主成分とするインクジェット用塗布液、搬送張力：２００Ｎ／ｍ、搬送速度：１００ｍ／分、ターンバーは図７に示すように開口率：１．５％、Ｗ：１１００ｍｍ、Ｒ：３００ｍｍ、Ａ５〜Ａ１（Ａ４〜Ａ６）の長さ：５０ｍｍ、Ａ５〜Ａ６間のスリットピッチ：６２ｍｍ（均等）、スリット１の形状：スリット長さ６４０ｍｍ、スリット幅１ｍｍ、スリット２の形状：スリット長さ３４０ｍｍ、スリット幅１ｍｍ、流体：空気、ターンバーの内圧：７００Ｐａとした。ターンバー上流部と下流部にある吐出口の開口面積の比率は、吐出口全体に対し５５％であった。

実施例２として、ターンバーは図４に示すように開口率：１．５％、Ｗ：１１００ｍｍ、Ｒ：２５０ｍｍ、Ａ５〜Ａ１（Ａ４〜Ａ６）の長さ：１００ｍｍ、Ａ５〜Ａ２（Ａ３〜Ａ６）間のスリットピッチ：４０ｍｍ、Ａ２〜ターンバー中央（Ａ３〜ターンバー中央）間のスリットピッチ：８０ｍｍ、スリット１の形状：スリット長さ１０００ｍｍ、スリット幅１ｍｍ、スリット２の形状：スリット長さ４８０ｍｍ、スリット幅１ｍｍ、スリット３の形状：スリット長さ３２５ｍｍ、スリット幅１ｍｍからなるものを用い、それ以外の条件は実施例１に準じて実施した。ターンバー上流部と下流部にある吐出口の開口面積の比率は、吐出口全体に対し７０％であった。

比較例１として、ターンバーは図５（円状の吐出口は誇張して記載している）に示すように開口率：１．５％、Ａ５からＡ６間に直径３．５ｍｍの円状の吐出口を規則的に配置したスリット孔からなるもの、又比較例２として、ターンバーは図６に示すように開口率：１．５％、Ａ５〜Ａ６間のスリットピッチ：６２ｍｍ（均等）、スリット形状：スリット長さ１０００ｍｍ、スリット幅１ｍｍからなるものを用い、それ以外の条件は実施例１に準じ実施した。

実施例１では、ウエブはターンバー上で若干のばたつきはあるものの、略均一に浮上し、無接触で搬送でき、巻き取り後の品質にも問題なかった。実施例２では、ウエブはターンバー上で均一に浮上し、無接触で搬送でき、巻き取り後の品質にも問題なかった。

比較例１では、ウエブはターンバー上で均一に浮上し、無接触で搬送できるが、巻き取った後の巻き取りの締りが均一でなく、インクジェット記録特性がばらつくなどの品質に多大な問題が生じた。また、比較例２ではウエブがターンバー上で均一に浮上せずばたつき、ウエブがターンバーと接触した。

本発明の無接触搬送装置はインクジェット用塗布液を塗布した塗布面を有するウエブの搬送のみならず、他の塗布液の塗布した場合や、あるいはウエブに対する搬送部材等による面状故障の発生が懸念される場合に適用することができる。

ターンバーの概略図。 本発明を実施したインクジェット用紙製造工程の概略図。 本発明を実施したターンバーによる搬送工程を示す斜視図。 本発明を実施したターンバーの実施形態の空気吐出面２７の投影図。 従来のターンバーの空気吐出面（パンチングメタル）の投影図。 スリット形状の空気吐出面の投影図。 本発明を実施したターンバーの別の実施形態の空気吐出面２７の投影図。

符号の説明

１１：ウエブ
２１：ターンバー
２７：空気吐出面
３１：空気吐出口

Claims (2)

1. ターンバーの搬送面に形成された吐出口から噴出する流体によりウエブを浮上させて搬送する無接触搬送装置において、前記搬送面の開口率が２％以下であり、前記吐出口としてウエブの幅方向の長さ２０ｍｍ以上、ウエブの流れ方向の長さ５ｍｍ以下のスリット孔の形状が異なる２種以上を組合せて有することを特徴とするウエブ無接触搬送装置。
2. 前記吐出口をターンバー上流部と下流部に、開口面積で吐出口全体の６０％以上配置することを特徴とする請求項１に記載のウエブ無接触搬送装置。

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