JP2847365B2 - コーティング装置及び方法 - Google Patents

コーティング装置及び方法

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JP2847365B2 JP10031039A JP3103998A JP2847365B2 JP 2847365 B2 JP2847365 B2 JP 2847365B2 JP 10031039 A JP10031039 A JP 10031039A JP 3103998 A JP3103998 A JP 3103998A JP 2847365 B2 JP2847365 B2 JP 2847365B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、紙、アプリ
ケータロール、フェルト、ブランケットのような移動物
体にコーティング材を塗着する装置、及び計量処理装置
を含んだコーティング装置とコーティング方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】特殊な性能特性をもつ紙は、その紙の片
面又は両面に薄層のコーティング材を塗着することによ
って製造される。一旦、紙にコーティングがなされる
と、そのコーティングを所望の厚さと均等レベルに計量
処理する必要がある。コーティングの厚みが不均等であ
る場合、仕上げた紙にきずや品質の変化が生じるので、
これはとても好ましいことではない。
【0003】コーティングを計量する1つの方法は、エ
アナイフコーターを使用することであり、そのエアナイ
フコーターは、広範囲に亘って均等レベルにコーティン
グ材を塗着する様な場合、例えば、片面の3000フィート
当たり16〜18ポンド(10〜20グラム)の重量を被覆する
ような場合に使用される。この広範囲使用型コーター
は、アート紙や、漂白及び非漂白板紙や、CB被覆等級紙
や、保護バリヤ紙やフィルムの製造に使用される。
【0004】エアナイフによるコーティングの場合、は
じめに、移動ウェブにコーティングの層を塗着し、その
コーティングを計量処理してより薄い層にし、この薄層
はその後、ウェブを安定化させる支持ロールに沿ってエ
アナイフ部分へ送られ、そこで、コーティング面を滑ら
かにするため接近してくるウェブに向かってエアジェッ
トから高速エアカーテンが放出され、或る場合は、余分
のコーティングがドクター処理により除去される。
【0005】エアナイフ部分へ送られる前に被覆層を予
計量処理する現在の方法は、2個のロールで成るアプリ
ケータシステムを使用する。第1の予計量処理装置は、
ウェブ上の薄層コーティングを予計量処理し、第2予計
量処理装置は被覆層がエアナイフへ送られる前にそれを
一様の高さにする。
【0006】平滑化ロールとして知られているこの第2
予計量処理装置は、ウェブの走行する方向に逆らって回
転する自立ロールであって、ウェブはロールの周囲を約
15度の長さにわたって包囲する。ウェブが平滑化ロール
を通過する時、被覆層はより均等な厚みに一様化され
る。
【0007】エアナイフ部分でエアジェットから放出さ
れるエアが被覆層をウェブ上の所望の最終厚みにかきと
るために、エアジェットのエアモーメンタムは、移動す
る被覆層のモーメンタムより大きくなければならない。
【0008】エアモーメンタムを増大させるには、エア
ジェットのエアの速度を上げる必要があるが、エアジェ
ットのエアの速度が0.9マッハ数(音速の90%)以上に
上昇する場合、エアナイフの舌片に、局部的衝撃波が創
成される。
【0009】これらの衝撃波は紙ウェブの被覆層に模様
を生じさせるので、被覆層の品質が低下する。従って、
被覆層におけるこれらの非常に好ましくない品質の変動
を回避するためには、エアジェットのエアの速度を0.9
マッハ数以上にならないようにしなければならない。
【0010】現在の予計量処理方法では、平滑化ロール
のところで被覆層が予計量処理された後、その被覆層の
厚みは、エアナイフ部分でのエア速度のこのような制限
と組み合わされ、現在のエアナイフコーター型は毎分15
00フィートあたりまで速度制限がなされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】経済的には、製造速度
を向上させることが要求されるので、ウェブがエアナイ
フ部分を通過する時、ウェブの速度を上げるのが好まし
い。そこで必要となるのは、被覆層の厚みをより薄くし
たコーティングをエアナイフへ送る好適な手段を提供す
ることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の予計量処理杆は
コーティングアプリケータとエアナイフとの間に位置
し、それは或る現在のエアナイフ型に使用される平滑化
ロールに代わるものである。この予計量処理杆は、1/4
〜3インチ直径の小径杆で成り、この杆はウェブの移動
方向に逆らって、10〜500rpmで回転する。ウェブはそれ
が杆の上を移動する時、杆の表面をその3〜40度の周囲
部分にわたって包囲する。杆は支持ビーム上に支持され
た杆ホルダーに支持される。
【0013】糸通し(スレッディング)及び保守のた
め、アクチュエータは支持ビームをウェブから離反移動
させ、杆をウェブに接触させるためには支持ビームをウ
ェブへ向かって移動させる。
【0014】杆の直径と、杆を含むウェブの包囲量と、
杆の回転速度との組合せによりコーティングの予計量処
理量が決まり、これがエアナイフ部分へ送られるウェブ
上の被覆層の厚みを決定する。
【0015】その結果、被覆層の厚みは減退する。エア
ナイフへ送られるコーティングの質量を減退させると被
覆層のモーメンタムが減少し、ウェブがエアナイフ部分
を通過する時ウェブの速度を毎分2,000フィート以上に
上げることができる。
【0016】本発明の特徴のひとつは、コーティングの
厚みの調整を可能にする被覆層に行われた予計量処理の
量を調整することのできる予計量処理組立体を提供する
ことである。
【0017】本発明のもうひとつの特徴は、被覆層がエ
アナイフ部分へ送られる時被覆層の厚みを減じることに
よってその被覆層のモーメンタムを減じる予計量処理組
立体を提供することである。
【0018】本発明のもうひとつの特徴はウェブがエア
ナイフを通って移動する時、ウェブの速度を上げること
のできる予計量処理組立体を提供することである。
【0019】本発明の更なる特徴は、予計量処理組立体
が製紙機械からその組立体を取り外すことなしに糸通し
され、保守されるように、被覆層から離反移動すること
のできる予計量処理組立体を提供することである。
【0020】本発明の更なる目的、特徴、効果は、添付
図面に関連して説明された次の詳細な記載から明らかと
なる。
【0021】
【発明の実施の形態】ここで図面を参照すれば、同一符
号は同一部品を示しており、コータシステム9は、コー
ティングアプリケータ12の下流で、しかもエアナイフ36
及びその支持ロール38より前方に予計量処理杆組立体10
を有する。
【0022】コーティングアプリケータ12はアプリケー
タロール18を有し、このロール18は円筒形支持ロール20
と共に、ニップ14を形成する。被覆される予定の紙、又
は板紙ウェブ16はニップ14を通過する。
【0023】アプリケータロール18はコーティング材24
を収容した開放皿体22内に一部浸漬した状態で回転し、
その皿体22からコーティング材24をニップへ引きあげ、
そのニップにおいてコーティング材24がウェブ16の表面
42に塗着される。
【0024】皿体22から十分な量のコーティング材24が
提供されるので、アプリケータロール18の表面へ運ばれ
るコーティング材24は、実質的にニップ14であふれ、そ
れがウェブ16の下側面42へコーティング圧をかけること
になる。
【0025】一般的なコーティング材はクレイスラリー
で構成され、そのクレイスラリーは鮮明な印刷像及びグ
ラフィック像のために適した不透明な表面を与える種々
の加減物質を含む。
【0026】ウェブ16は、アプリケータ12を通過した
後、予計量処理杆組立体10へ移行し、そこで、クロスマ
シン方向へ伸長する杆26はウェブ16の移動方向とは逆方
向へ回転する。杆26の直径は、1/4インチから3インチ
の範囲にあって、約1.5インチが好ましい。
【0027】ウェブ16は杆26の周囲約25度にわたって接
触する。その接触する包囲角は約3度〜約40度にわたっ
ており、その包囲量はウェブ16上のコーティング材24の
厚みを調整するために変更される1つのパラメータであ
る。
【0028】ウェブ16が杆26の上を通過する時、ウェブ
16に塗着されるコーティング材24は、支持ロール38に対
して位置づけられたエアナイフ36へ送られるために所望
の均一の厚みになるように計量処理される。杆26の直径
と杆26上の包囲量と、杆26の回転速度は全て、被覆層に
対して行われる予計量処理量を決定し、また、最終計量
処理を行うエアナイフ部分へ送られる被覆層の厚みを決
定する。
【0029】杆26は、弾性プラスチック杆ホルダー28に
よってクロスマシン方向へ予計量処理杆組立体10の幅全
体にわたって支持される。杆ホルダー28はクロスマシン
方向の支持ビーム30に支持され、その支持ビーム30は、
ウェブ16から計量処理して除去された余分のコーティン
グ材24を運び去る一体的に形成された捕集皿32を有して
いる。
【0030】杆ホルダー28は典型的には、ポリウレタン
又はゴムで構成され、その杆ホルダー28は、杆26によっ
て達成される予計量処理とは異なって計量処理杆が最終
計量処理のために使用されるような通常のコーターに使
用される杆ホルダーに似ている。
【0031】杆26はベルト41を介して可変速モータ40に
より駆動され、或いはモータ速度を減退させる他の手段
により駆動される。そのモータは電気モータでも、油圧
モータでも、空気モータでもよい。
【0032】好ましい実施例では、杆26の回転する速度
は10〜500rpmであって、100rpm程度が好ましい。また、
杆26のまわりの包囲角は約25度であって、それはウェブ
の移動方向とは反対方向へ回転する杆26の回転と相まっ
て、ウェブ16から余分のコーティング材24を除去する。
【0033】エアナイフ36は、紙ウェブ16が支持ロール
38上に支持されて移動するとき、その紙ウェブ16とは反
対方向へ流れる薄い高速気流を紙ウェブ16に適用する。
高速エアが約40〜50度の角度で紙表面42にぶつかる時、
その高速エアは、狭い高圧部分を生じさせ、ウェブ16上
のコーティング材24を滑らかになるようにドクター処理
する。
【0034】エアナイフ36は、ウェブ16が送られる方向
へ向かって角度を有し、しかも通常のドクターブレード
にまさる十分な効果を有する。ウェブ16と固形物との機
械的接触はないので、コーティング材24はウェブ16を構
成する繊維の上に均等に広がる。
【0035】エアナイフ36は典型的には、ライナーボー
ドを被覆する時に使用される。ドクターブレードが使用
される場合、そのブレードがウェブの高い部分をかすり
とる時、まだら状の、或いはガルバナイズド状の表面が
生じる。しかし、エアナイフによれば、均一層のコーテ
ィングをライナーボードの表面上に塗着することができ
る。
【0036】エアナイフ36によりかけられる圧力を生じ
させるためのエネルギーは、気流速度によって制限され
る。この気流は順次、音速の約0.9倍に制限される。従
って、その圧力レベルはエアナイフ36が発生する圧力レ
ベルに制限される。
【0037】ウェブ16上のコーティング材24は、ウェブ
16の速度で移動し、コーティング24液の一部は、そのコ
ーティングが非常に薄くなければならない場合にはエア
ナイフ36からの気流によって減速されなければならな
い。
【0038】紙ウェブ16がより速く移動する時、気流の
モーメンタムが余分のコーティング材24のモーメンタム
を克服するのに十分でなくなる点に到達する。このた
め、ウェブ16の速度をより高速にする必要がある場合に
はエアナイフ36に到達する前にコーティング材24の厚み
を減らしておく必要がある。
【0039】予計量処理杆組立体10は、ピボット35に装
着され、油圧型又は空気圧型アクチュエータ34によって
動かされる。アクチュエータ34により杆26がウェブ16か
ら離反移動して糸通しを容易にし、保守を容易にする。
包囲角の量を調節するように杆26を位置づけるその位置
づけもまた、油圧シリンダ34によって行われる。
【0040】コータシステム9は3つの構成要素、即ち
コーティングアプリケータ12と、予計量処理杆組立体10
と、支持ロール38と共働するエアナイフ36とで構成され
る。図示のよう配置された非支持の予計量処理杆26は、
現存の装置が典型的に行うことのできる厚さより薄い被
覆層をエアナイフ36へ送る。
【0041】本発明はここに図示かつ説明した部品の特
定の構造及び配置に制限されるものではなくて、特許請
求の範囲内に包含される変形も本発明に含まれることは
理解されるべきである。
【0042】
【発明の効果】以上本発明によれば、コーティングアプ
リケータの下流で、かつエアナイフの上流の位置に予計
量処理杆組立体を配置し、同予計量処理杆組立体に組み
込まれた杆によりコーティング材をクロスマシン方向で
かき取って薄く均し、これによりその下流に配された気
流速度を音速の約0.9倍に規制されたエアナイフで、均
一且つ適切な被覆を完成することが出来たものである。
【0043】また、このことはエアナイフへ送られるコ
ーティングの量の減少により被覆層のモーメンタムを低
減させ得ることとなり、その結果エアナイフ部を通過す
るウェブの速度を高めることができ、生産性の向上に大
きく寄与することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は予計量処理杆を含めて本発明の原理を実
施したコーティング装置示す概略横断面図である。
【符号の説明】
9 コーターシステム 10 予計量処理杆組立体 12 コーティングアプリケータ 14 ニップ 16 ウェブ 18 アプリケータロール 20 円筒形支持ロール 22 開放皿体 24 コーティング材 26 杆 28 杆ホルダー 30 支持ビーム 32 捕集皿体 34 アクチュエータ 36 エアナイフ 38 支持ロール 40 可変速モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B05C 1/00 - 1/16 B05C 11/02 - 11/08 B05D 1/40 B05D 3/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動紙ウェブの第一表面にコーティング
    液を塗着するコーターと、 直径が約1/4〜約3インチの杆と、前記杆は外周面を有
    し、クロスマシン方向へ伸長し、そして、杆の周囲の3
    〜40度の部分がウェブによって包囲されるようにウェブ
    の第1表面と接触しており、 杆を支持し、クロスマシン方向へ伸長するホルダーと、 杆と駆動接触し、コーティング液を塗着するコーターの
    方へ向かって杆を回転させるモーターと、 杆の下流に位置する支持ロールと、ウェブはその第1表
    面が支持ロールとは反対向きとなるように支持ロールの
    まわりを包囲することと、 ウェブの第1表面上のコーティング液を滑らかにするた
    めに、ウェブが支持ロールのまわりを通過する時、その
    ウェブへ向けられたエアナイフとでなることを特徴とす
    るコーティング装置。
  2. 【請求項2】 杆と杆ホルダーはビームに装着され、そ
    のビームは、杆によりウェブの第1表面から除去される
    コーティング液を捕集するため一体的皿体を有すること
    とでなることを特徴とする請求項1記載のコーティング
    装置。
  3. 【請求項3】 ビームと杆と、その杆に装着された杆ホ
    ルダーととは、杆を紙ウェブの第1表面と接触するよう
    に、或いはそれとの接触から外れるように移動させるア
    クチュエータに取付られてなることを特徴とする請求項
    2記載のコーティング装置。
  4. 【請求項4】 杆は約1.5インチの直径を有してなるこ
    とを特徴とする請求項1記載のコーティング装置。
  5. 【請求項5】 ウェブは杆の周囲の約25度を包囲してな
    ることを特徴とする請求項1記載のコーティング装置。
  6. 【請求項6】 移動紙ウェブの第1表面にコーティング
    液層を塗着する工程と、ウェブの動きはマシン方向の動
    きを構成することと、 回転杆は外周面を有しかつ、約1/4〜約3インチの直径
    を有し、約3〜約40度にわたって杆周囲をウェブで包囲
    することによって、前記回転杆で液状層の一部分を除去
    する工程と、その結果、ウェブの第1表面が杆と接触
    し、前記杆はその杆に対して駆動関係で接続されたモー
    タにより駆動され、前記モータは、毎分10〜500回転の
    回転比で紙ウェブの移動方向とは逆の方向へ回転するよ
    うに杆を駆動することと、 第1側が外側となるようにウェブで支持ロールのまわり
    を包囲する工程と、 ウェブが支持ロール上に支持される時、エアナイフから
    ウェブの第1側へ気流を向ける工程と、前記気流はウェ
    ブの第1側にあるコーティング液を滑らかにすることと
    でなることを特徴とするコーティング方法。
  7. 【請求項7】 杆の直径を約1.5インチにしてなること
    を特徴とする請求項6記載のコーティング方法。
  8. 【請求項8】 ウェブは杆のまわりに約25度にわたって
    かぶさることでなることを特徴とする請求項6記載のコ
    ーティング方法。
  9. 【請求項9】 杆は毎分約100回転で回転してなること
    を特徴とする請求項6記載のコーティング方法。
  10. 【請求項10】 移動する紙ウェブの第1面にコーティ
    ング液を塗着する手段と、 コーティング液を塗着する手段より下流でマシン方向へ
    間隔をおいて位置する杆と、前記杆は、約1/4〜約3イ
    ンチの直径を有し、かつ、クロスマシン方向へ伸長し、
    前記杆は、その杆の周囲の3〜40度の部分をウェブが包
    囲するようにウェブの第1面と接触し、杆のすぐ近くで
    ウェブと接触するロールは他にないことと、 杆をクロスマシン方向へ支持するホルダーと、 杆と接触しないように離れて杆の下流に位置した支持ロ
    ールと、ウェブは、その第1面がロールとは反対向きと
    なるように支持ロールのまわりを包囲することと、 ウェブの第1面上のコーティング液を滑らかにするよう
    に、ウェブが支持ロールのまわりを通過する時、そのウ
    ェブへ向けられるエアナイフとでなることを特徴とする
    コーティング装置。
  11. 【請求項11】 杆と杆ホルダーはビームに取付られ、
    そのビームは杆によりウェブの第1面から除去されたコ
    ーティング液を捕集するために一体化した皿体を有して
    なることを特徴とする請求項10記載のコーティング装
    置。
  12. 【請求項12】 ビームと、杆と、杆に取付られた杆ホ
    ルダーは、紙ウェブの第1面と接触するように、或いは
    その接触から外れるように杆を移動させるアクチュエー
    タに装着されてなることを特徴とする請求項11記載の
    コーティング装置。
  13. 【請求項13】 杆は約1.5インチの直径を有してなる
    ことを特徴とする請求項10記載のコーティング装置。
  14. 【請求項14】 ウェブは杆の周囲の約25度にわたって
    包囲してなることを特徴とする請求項10記載のコーテ
    ィング装置。
  15. 【請求項15】 コーティング手段に向かって杆を回転
    させるための杆と駆動関係にあるモータをさらに有して
    なることを特徴とする請求項10記載のコーティング装
    置。
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