JP2016185519A - ノズル装置、それを用いた薬液の吹付方法及び薬液 - Google Patents
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Abstract
Description
そうすると、走行体に薬液を十分に付与できないばかりか、巻き上げられた薬液がフレームやフード等に付着して抄紙機を汚染するという事態が生じる。
かかるノズル装置によれば、随伴流に対して、第1の吹付けノズル及び第2の吹付ノズルから空気を吹き付けることにより、超高速の抄紙機等においても走行体に対して薬液を確実に付与することができ、薬液の飛散も十分に抑制できる。
また、当該ノズル装置は、吐出された薬液が巻き上がってノズル部の周辺に付着し易いという欠点がある。この場合、付着した薬液の固形分が経時的に成長し、ノズル部からの吐出を妨げる恐れがある。
また、ノズル部に薬液が付着することを防止するため、ノズル部近傍にエアーを吹き付けることを考えた。
そして、第1直行スリット及び第2直行スリットから、ノズル部からの薬液の吐出方向と平行にエアーを吹き付け、第1斜行スリット及び第2斜行スリットから、ノズル部側に向かってエアーを吹き付けるように構成することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
これにより、ノズル部から吐出される薬液がコンパクトになると共に、飛翔する薬液が、両側からのエアーにより加速されるので、走行体への付与時のインパクトを向上させることができる。その結果、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
これにより、ノズル部に付着した薬液の固形分が経時的に成長することによる薬液の吐出不良を防止することができる。
また、ノズル部の両側に第1キャップ及び第2キャップを簡単に配置することができる。
これにより、薬液の走行体への付与時のインパクトをより向上させることができる。
また、同時に、吐出された薬液がノズル部に付着することをより抑制することができる。
また、1つの型で第1キャップ及び第2キャップの両方を製造することができるので、製造コストを低減させることができる。
これにより、薬液が走行体の走行方向に飛散することを確実に防止することができる。
また、第1斜行スリットから吹き付けられるエアーと、第2斜行スリットから吹き付けられるエアーとが薬液の吐出方向上で衝突した後、そのエアーは前方に向かうことになるので、飛翔する薬液の勢いを加速させることができる。
なお、交点は、ノズル部のノズル口から±10mmの範囲にある場合が最も効果的である。
また、上記薬液の吹付方法は、走行体として、抄紙機のドライヤーロール、カンバス、カンバスを案内するロール、カレンダーロール、ペーパーロール又はブレーカースタックに用いられる場合、より効果的である。
また、薬液が付与された走行体は、付与される薬液に基づく機能が確実に発揮される。
ここで、走行体としては、紙体、ワイヤ、フェルト、ドライヤーロール、カンバス、カンバスを案内するロール、カレンダーロール、ペーパーロール、ブレーカースタック等が挙げられる。これらの中でも、走行体は、ドライヤーロール、カンバス、カンバスを案内するロール、カレンダーロール又はペーパーロールであることが好ましい。
一般に、抄紙機における紙体やカンバスは高速で走行するため、本発明のノズル装置の効果をより発揮することができる。
図1に示すように、本実施形態に係るノズル装置100は、薬液を吐出可能なノズル部1と、ノズル部1に並設された第1キャップ12及び第2キャップ22とを備える。
ノズル装置100においては、図示しない走行体が矢印Aの方向(以下「走行方向A」という。)に走行する場合、走行体の所定位置には、最初に、後述する第1キャップ12の直行スリット13aからエアーが吹付けられ、次に、ノズル部1から薬液が付与され、最後に、後述する第2直行スリット23aからエアーが吹付けられることになる。
すなわち、上記ノズル装置100において、第1キャップ12は、走行体の走行方向Aに対してノズル部1の上流側に位置し、第2キャップ22は、走行体の走行方向Aに対してノズル部1の下流側に位置し、且つ、ノズル部1、第1キャップ12及び第2キャップ22は、走行方向Aに対して一列に配置されている。
ノズル部1は、中空半球状の形態を有しており、上部には吐出スリット3が設けられている。
当該吐出スリット3は、走行方向Aに対して垂直な方向に延びる直線状の穴からなる。このため、吐出スリット3から吐出される薬液は、扇状(末広がりに)に吐出され、走行体に対して、走行体の幅方向(走行方向とは垂直な方向)に広く付与することが可能となっている。
当該第1ハウジング部10は、両端に第1ハウジング部10を支持するためのアーム部5a,5bが接続されている。
そして、第1ハウジング部10及びアーム部5a,5bは、その内部にノズル部1に薬液を送流するための薬液供給管が設けられている。
すなわち、第1ハウジング部10は、ノズル部1を有し、内部を薬液が流通するようになっている。なお、かかる薬液供給管については後述する。
具体的には、第2ハウジング部20は、側面視で中央に凹部を有するU字状の形態であり、第1ハウジング部10は、第2ハウジング部20の凹部に嵌合されている。
これにより、装置をコンパクトにすることができる。
また、ノズル部の両側に第1キャップ12及び第2キャップ22を簡単に配置することができる。
すなわち、第2ハウジング部20は、内部をエアーが流通するようになっている。なお、かかるエアー供給管については後述する。
また、第1ハウジング部10と第2ハウジング部20とは別体となっており、互いに着脱自在となっている。
また、第1キャップ12には、第1直行スリット13aと、第1斜行スリット13bとが設けられており、第2キャップ22には、第2直行スリット23aと、第2斜行スリット23bとが設けられている。
第2キャップ22においては、ノズル部1からの薬液の吐出方向と平行となるように、第2直行スリット23aからエアーが吹き付けられるようになっており、ノズル部1側に向かって、第2斜行スリット23bからエアーが吹き付けられるようになっている。
なお、これらの詳細については後述する。
すなわち、これらのスリットは、走行体に対して、走行体の幅方向に広くエアーを吹き付けることが可能となっている。
これにより、薬液が走行体の走行方向に飛散することを確実に防止することができる。
なお、第1直行スリット13a、第1斜行スリット13b、第2直行スリット23a及び第2斜行スリット23bの上面視におけるスリットの長さは、ノズル部1の吐出スリット3の上面視におけるスリットの長さの2倍以上であることが好ましい。
また、1つの型で第1キャップ12及び第2キャップ22の両方を製造することができるので、製造コストを低減させることができる。
図2に示すように、本実施形態に係るノズル装置100において、アーム部5aには第1ハウジング部10に薬液を供給するための薬液供給管8aが接続されており、アーム部5bには上記薬液を吐出させるエアーを供給するための吐出用エアー供給管8bが接続されている。
これにより、ノズル部1において、薬液供給管8aから供給された薬液は、吐出用エアー供給管8bから供給されたエアーに乗って、吐出スリット3から吐出されることになる。
これにより、第1キャップ12及び第2キャップ22において、エアー供給管7から供給されるエアーは、第1直行スリット13a、第1斜行スリット13b、第2直行スリット23a及び第2斜行スリット23bから吹付けられることになる。
図3に示すように、本実施形態に係るノズル装置100において、アーム部5aの内部には、薬液流路S1が形成されており、アーム部5bの内部には、吐出用エアー流路S2が形成されている。
一方、吐出用エアー供給管8bから供給されたエアーは吐出用エアー供給管8bの内部を流通し、吐出用エアー供給管8bに連通した吐出用エアー流路S2に送流される。そして、エアーは吐出用エアー流路S2から第1ハウジング部10に送流される。
このとき、吐出される薬液は吐出されるエアーの勢いによって加速される。
図4に示すように、本実施形態に係るノズル装置100において、エアー供給管7から供給されたエアーは、第2ハウジング部20の底面に設けられた流入口4から、第2ハウジング部20内部のエアー流路S3に送流される。
送流されたエアーは、第1キャップ12の第1直行スリット13a及び第1斜行スリット13bと、第2キャップ22の第2直行スリット23a及び第2斜行スリット23bとから吹付けられることになる。
この場合、吹き付けるエアーの圧力(以下「エアー圧」という。)を十分に大きくすることができる。
図5に示すように、ノズル装置100においては、ノズル部1から薬液が真っ直ぐな吐出方向Bで吐出される。
それに対し、第1キャップ12の第1直行スリット13aにおいては、ノズル部1からの薬液の吐出方向Bと平行となる吹付方向C1にエアーが吹き付けられる。
同様に、第2キャップ22の第2直行スリット23aにおいては、ノズル部2からの薬液の吐出方向Bと平行となる吹付方向C2にエアーが吹き付けられる。
したがって、ノズル装置100においては、ノズル部1から吐出される薬液が、第1直行スリット13aから吹き付けられるエアー及び第2直行スリット23aから吹き付けられるエアーにより、走行体の走行方向における上流側及び下流側に飛散することを抑制することができる。
これにより、走行体の走行方向における薬液の散布幅を狭くすることができるので、薬液がコンパクトになると共に、走行体への付与時のインパクトを向上させることができる。その結果、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
同様に、第2キャップ22の第2斜行スリット23bにおいては、ノズル部1に向かう吹付方向D2にエアーが吹き付けられる。
すなわち、ノズル部1は、両側からエアーを吹き付けられることになる。これにより、吐出された薬液が巻き上がってノズル部周辺に付着することを抑制することができる。
この場合、ノズル部1は、両側から均等にエアーが吹き付けられることになるので、薬液がノズル部1に付着することを効率良く抑制することができる。
また、第1斜行スリット13bから吹き付けられるエアーと、第2斜行スリット23bから吹き付けられるエアーとが薬液の吐出方向B上で衝突した後、そのエアーは薬液の吐出方向Bと同じ前方に向かうことになるので、飛翔する薬液の勢いを加速させることができる。これにより、走行体への付与時のインパクトをより向上させることができ、その結果、走行体に薬液を更に高い付着率で付与することが可能となる。
この場合、薬液がノズル部1に付着することをより効率良く抑制することができる。
これにより、薬液がノズル部1に付着することをより効果的に抑制することができると共に、第1斜行スリット13bから吹き付けられるエアーと、第2斜行スリット23bから吹き付けられるエアーとが衝突した後、そのエアーを確実に前方に向かわせることができる。
本実施形態に係る薬液の吹付方法は、上述したノズル装置100が用いられる。
図6は、本発明に係る薬液の吹付方法の一実施形態において、ノズル部と走行体との位置関係を説明するための説明図である。
図6に示すように、本実施形態に係る薬液の吹付方法において、走行体の走行方向Aと、ノズル部1からの薬液の吐出方向Bとの成す角度θ3は、30°〜90°であり、45〜60°であることが好ましい。
この場合、超高速の抄紙機等においても走行体に対して薬液をより確実により高い付着率で付与することが可能となる。
図7に示すように、抄紙機50は、回動可能なドラム45を有し、当該ドラム45には走行体40が配置されている。
この走行体40は、上記ドラム45の回動に基づいて、矢印Aの方向に走行するようになっている。
この走査手段30には、当該走査手段30の長さ方向に向かって往復運動する駆動装置43が取付けられており、かかる駆動装置43には上述したノズル装置100が走行体40に向かって薬液が吐出されるように取付けられている。なお、このときノズル装置100は、吐出される薬液が上記走行体40に十分に付与されるように走行体の走行方向Aと薬液の吐出方向との角度を上述したように調整して取付けられている。
このとき、ノズル装置100のノズル部1から薬液が付与されると共に第1キャップ12の第1直行スリット13a及び第1斜行スリット13b、並びに、第2キャップ22の第2直行スリット23a及び第2斜行スリット23bによりエアーが吹付けられる。
本実施形態に係る薬液は、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤であることが好ましい。
これらの薬剤を走行体に吹き付けることにより、抄紙機の紙製造における歩留りを向上させることができる。
粘度が500cpsを超えると、粘度が上記範囲内にある場合と比較して、飛散した薬液がノズル部1のノズル口1a、第1キャップ12の第1直行スリット13a及び第1斜行スリット13b、又は、第2キャップ22の第2直行スリット23a及び第2斜行スリット23bに付着し、これらを詰まらせる虞がある。
この場合、薬液の吐出が十分に行われなくなり、或いは、エアーの吹付けが十分に機能しなくなるので、走行体に対して薬液を十分に付与できず、飛散も発生する傾向がある。
この場合、ノズル口の目詰まりを抑制することができ、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
また、薬液が付与された走行体は、付与される薬液に基づく機能が確実に発揮される。
また、ノズル装置100において、第1ハウジング部10と、第2ハウジング部20とが別体となっているが、一体となっていてもよい。
さらに、ノズル部1と、第1キャップ及び第2キャップとはいずれも半球状の形態を有しているが、四角状や三角状等であってもよく、かかる形態は特に限定されない。
図8は、本発明に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
図8に示すように、抄紙機には、走査手段30に当該走査手段30の長さ方向に向かって往復運動する駆動装置43が複数取付けられており、それぞれの駆動装置43にノズル装置100が走行体40に向かって薬液が吐出されるように取付けられていてもよい。
図9に示すように、複数のノズル装置100が本体70に取付けられていてもよい。すなわち、これを抄紙機に用いた場合、本体70に取付けられた複数のノズル装置100から同時に薬液が吐出されるため、ノズル装置100の往復運動は不要である。
なお、本体70には、図示しないエアー供給管、薬液供給管及び吐出用エアー供給管が内蔵されている。また、図示しない走行体は矢印Aの方向に走行する(走行方向)。
ノズル部と、第1直行スリットと、第1斜行スリットと、第2直行スリットと、第2斜行スリットとが設けられたノズル装置を用い、表1に示すように、ノズル部から吐出される薬液の吐出方向に対する各スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向の角度を変えたものを準備した。
表1中、「θ4」は、ノズル部からの薬液の吐出方向と、第1直行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度を意味する。
「θ5」は、ノズル部からの薬液の吐出方向と、第1斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度を意味する。
「θ6」は、ノズル部からの薬液の吐出方向と、第2直行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度を意味する。
「θ7」は、ノズル部からの薬液の吐出方向と、第2斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度を意味する。
「無し」は、対象となる斜行スリットが無いことを意味する。
なお、角度は全て鋭角で示す。
次に、実施例7のノズル装置を用い、第1斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向及び第2斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向の交点と、ノズル部のノズル口との距離を、表2に示すような値となるように調整した。
表2中、マイナス表記は、ノズル部のノズル口よりも手前側(走行体とは反対側)に交点があることを意味する。
次に、実施例16のノズル装置を用い、第1直行スリット、第1斜行スリット、第2直行スリット及び第2斜行スリットの断面積(mm2)を表3に示すような値に調整した。
なお、流入口4(図4参照)の断面積は、19.6mm2であった。
実施例1〜24及び比較例1〜4のノズル装置を、100℃の温度条件下で、図10に示すように、密閉容器P内に配置し、連続して薬液と吐出させた。なお、薬液としては、ダスクリーンCMS8163L(株式会社メンテック社製、粘度:3.0cps、残留固形成分8.6%、汚染防止剤、株式会社メンテック社製)用いた。
そして、24時間後、ノズル口の閉塞率(%)を算出した。すなわち、数値が大きいほうが閉塞していることを意味する。得られた結果を表4〜6にそれぞれに示す。
評価方法1を行った後、図11に示すように、重量計M上にSUS板Sを配置し、SUS板Sの面方向に沿って、13m/minの風速で風Wを送った。
そして、SUS板Sと、ノズル部1からの薬液の吐出方向との成す角度θ3が45°、ノズル部1の先端から、薬液の吐出方向とSUS板Sとの交点までの距離Lが100mmとなるようにノズル装置を配置し、上記薬液の吐出を行った。
1分後、SUS板Sに付着した薬液の重量を測定し、散布量に対する付着率(%)を算出した。すなわち、数値が大きいほうが、付着量が多いことを意味する。得られた結果を表4〜6にそれぞれ示す。
この閉塞した直行スリットからはエアーが吹き付けられず、散布対象に対する付着量も大きく低下した。
一方で、実施例に示す、第1直行スリットと、第1斜行スリットと、第2直行スリットと、第2斜行スリットとを有する場合は、飛散した薬液がこれらに付着することが軽減され、しかも、薬液の付着率が極めて向上することがわかった。
本発明の薬液の吹付方法は、抄紙機における走行体に対して薬液を付与する方法として好適に用いられる。本発明の薬液の吹付方法によれば、走行体に薬液をより高い付着率で付与することができる。
本発明の薬液は、抄紙機における走行体に対して付与する薬液として好適に用いられる。本発明の薬液によれば、ノズルの目詰まりを抑制することができ、走行体に薬液をより高い付着率で付与することができる。
1a・・・ノズル口
10・・・第1ハウジング部
12・・・第1キャップ
13a・・・第1直行スリット
13b・・・第1斜行スリット
20・・・第2ハウジング部
22・・・第2キャップ
23a・・・第2直行スリット
23b・・・第2斜行スリット
3・・・吐出スリット
4・・・流入口
5a,5b・・・・アーム部
7・・・エアー供給管
8a・・・薬液供給管
8b・・・吐出用エアー供給管
30・・・走査手段
40・・・走行体
43・・・駆動装置
45・・・ドラム
50・・・抄紙機
70・・・本体
100・・・ノズル装置
A・・・走行方向
B・・・(薬液の)吐出方向
C1,C2,D1,D2・・・(エアーの)吹付方向
L・・・距離
M・・・重量計
P・・・密閉容器
S・・・SUS板
S1・・・薬液流路
S2・・・吐出用エアー流路
S3・・・エアー流路
W・・・風
Claims (11)
- 走行体に対して薬液を付与するためのノズル装置であって、
前記薬液を吐出可能なノズル部と、
前記走行体の走行方向に対して前記ノズル部の上流側に位置する第1キャップと、
前記走行体の走行方向に対して前記ノズル部の下流側に位置する第2キャップと、
を備え、
前記第1キャップには、第1直行スリットと、第1斜行スリットとが設けられ、
前記第2キャップには、第2直行スリットと、第2斜行スリットとが設けられ、
前記第1キャップにエアーを供給することにより、前記第1直行スリットからは、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向と平行にエアーが吹き付けられ、前記第1斜行スリットからは、前記ノズル部側に向かってエアーが吹き付けられ、
前記第2キャップにエアーを供給することにより、前記第2直行スリットからは、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向と平行にエアーが吹き付けられ、前記第2斜行スリットからは、前記ノズル部側に向かってエアーが吹き付けられるノズル装置。 - 前記ノズル部を有し、内部を前記薬液が流通する第1ハウジング部と、
前記第1キャップ及び前記第2キャップを有し、内部をエアーが流通する第2ハウジング部と、からなり、
前記第2ハウジング部が側面視で中央に凹部を有するU字状であり、
前記第1ハウジング部が前記第2ハウジングの前記凹部に嵌合されている請求項1記載のノズル装置。 - 前記第2ハウジングの底面にはエアーが流入するための流入口が設けられており、
前記第1直行スリット、前記第1斜行スリット、前記第2直行スリット及び前記第2斜行スリットの断面積の和が、前記流入口の断面積以下である請求項2記載のノズル装置。 - 第1キャップと、前記第2キャップとが前記ノズル部を中心に対称な構造となっている請求項1又は2に記載のノズル装置。
- 前記第1直行スリット、前記第1斜行スリット、前記第2直行スリット及び前記第2斜行スリットが前記走行体の走行方向とは垂直な方向に延びる直線状の穴である請求項1〜4のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記第1斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向と、前記第2斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との交点が、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向上にある請求項1〜5のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記交点が、前記ノズル部のノズル口から±10mmの範囲にある請求項6記載のノズル装置。
- 前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向と、前記第1斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度、及び、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向と、前記第2斜行スリットから吹き付けられるエアーの吹付方向との成す角度が、共に30°〜45°である請求項1〜7のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のノズル装置を用いた薬液の吹付方法であって、
前記走行体の走行方向と、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向との成す角度を30°〜90°とし、
前記ノズル部のノズル口から、前記走行体の走行方向と、前記ノズル部からの前記薬液の吐出方向との交点までの距離を50mm〜200mmとする薬液の吹付方法。 - 抄紙機のドライヤーロール、カンバス、カンバスを案内するロール、カレンダーロール、ペーパーロール又はブレーカースタックに用いられる請求項9記載の薬液の吹付方法。
- 請求項10又は11に記載の薬液の吹付方法に用いられ、
粘度が1〜500cpsである薬液。
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