JP2901661B2 - 移動するウエブを塗布する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動するウェブを塗布するための装置に関
し、該装置はウェブへの塗布剤の供給手段を具備する。

本発明を要約すれば、移動するウェブ（５）を塗布す
るための装置であって、ウェブ（５）へ塗布剤（11）を
供給する手段（10,15,16;31,33,41;47,49;73）を具備
し、該手段は、ウェブの全幅にわたって延びている計量
装置（15;31;41;47,49;75;77）から成り、ウェブ（５）
又は受け部材（３）上の塗布剤（11）のストランド（st
rand）の堆積のために、前記手段は、断続的な接触表面
（27,29;37,39;43,45;47;49）によって、ウェブ（５）
又はウェブとその後係合状態となる受け部材（３）と断
続的な係合状態をもたらされる。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 移動するウェブ、特に、紙のウェブの塗布における基
本原理は、塗布剤又は塗布組成物が過剰にウェブに供給
されることである。この過剰の塗布剤は次いで排出され
そして再循環される。典型的な例は、所謂ナイフ塗布機
であり、この場合、余剰量は、ウェブと係合した可撓性
の刃によってこすり取られる。ウェブに対する刃の圧力
は、下記の２つの異なる方法にて発生する等しい大きさ
の反作用圧力によって平衡にされる。即ち、 （ａ） ウェブからの圧力、即ち、刃は、刃の圧力によ
って部分的に圧縮されたウェブの最高点に係合する、 （ｂ） 刃のニップ部への侵入の前に、存在する塗布組
成物の溜まりに形成された流体力学的圧力、 である。

圧力は、ウェブ速度、塗布剤の粘性、ウェブに対する
刃の角度、及び塗布剤の塗布量に依存する。実際の動作
において、通常、（ａ）と（ｂ）の下で与えられた反作
用圧力の組み合わせが使用される。要因（ａ）が支配的
な場合、即ち、塗布剤がウェブの谷と空洞のみを満たす
ように、刃がウェブに対して支持されることを許容され
る場合、通常、ウェブにおいて一様な塗布プロフィルが
獲得されるであろう。

要因（ｂ）が支配的である（例えば、紙の品質が高い
表面平坦性を有しそして塗布重量が高い）場合、刃は、
主に、塗布剤のフィルム上を「流れる」。この場合、刃
の圧力は、以下の要因に依存する流体力学的な圧力によ
って主に平衡にされる。即ち、 （ｃ） ウェブ速度 （ｄ） 粘性 （ｅ） 刃の角度 （ｆ） 刃へと輸送された塗布組成物の品質、即ち、ウ
ェブに塗布される塗布組成物の品質 である。

項目（ｃ）〜（ｅ）による要因は、今日利用可能な技
術を使用して十分な精度で一定に維持することができ
る。しかし、要因（ｆ）は、ウェブに沿ってそしてウェ
ブを横切って正しい量をウェブ層に堆積させるためのア
プリケーターの能力に依存する。

ナイフ塗布において、所謂コーティングロール又はフ
ァウンテン（fountain）アプリケーターを使用して、ウ
ェブに塗布剤を堆積することが伝統的な技術である。こ
うして、塗布剤の一様な層がアプリケーターによってウ
ェブに転写される。層の厚さは次の公式により計算でき
る。

ｔ＝（Ｑ・ｎ）／（ρ・ｐ・10） ここで、 ｔ＝アプリケーターによる層の厚さ（mm） Ｑ＝乾燥塗布重量（g/m²） ｎ＝アプリケーターからの余剰量（倍） ρ＝塗布液の密度（g/cm³） ｐ＝塗布液の固体含有率（％） である。

例えば、 ｔ＝（20×15）／（60×1.5×10） ＝0.33mm が与えられる。

従来のアプリケーターにおいては、層は、受けロール
によって支持されたウェブと、ロールアプリケーターに
おける噴流又はロール表面の出口リブとの間に形成され
たスリットを通して、液体を流すことにより堆積され
る。所謂ジェットファウンテン塗工機において、噴流は
ウェブまで大きな距離を有し、そして液体は狭いスリッ
トを通してウェブに供給される。所謂ツインブレード
（twin−blade）技術において、ウェブは、スリットを
横切ってウェブを偏向させることにより、出口スリット
に対する係合をもたらされる。紙製造において使用され
る幅の機械において、上記の例にて与えられたオーダー
の厚さを有する一様な層によりウェブを塗布する際の困
難は、実際に、極めて明白であることが判明した。これ
らの困難は、例えば、次のとおりである。

製造公差、熱張力、偏向等に依存したアプリケーター
又はロールにおける紙のウェブと出口スリットとの間の
スリット寸法の変化： ジェットファウンテン塗工機においては、例えば、ス
リットの詰まり、スリット開口の公差及び押し出し機に
おける圧力分布に存する困難さ： 所謂ツインブレード技術によるファウンテンアプリケ
ーターにおいては、出口スリットにおいて一様な圧力分
布を獲得すること、そしてウェブに沿って旦つウェブを
横切って一様な張力を維持することに存する困難さ： 別の形式の塗工機は所謂ショート−ドエル−ナイフ塗
工機（shot−dwell−bladecoater）であり、この場合、
液体は室にポンプで揚げられ、室の前壁は塗布用の刃に
よって形成される。過剰の塗布剤は、通常、後壁と受け
ロールによって支持されたウェブとの間のスリットから
排出される。この塗工機では、一様な層が刃の前に堆積
されてはならず、これによって前述の幾つかの困難は減
少されるが、室における一様な圧力分布という困難な問
題が残されることは事実である。これらの技術に関連し
た別の問題は、閉鎖された気泡が刃の前で消えず、刃を
通過し、そして所謂スキップ塗布（skip−coating）に
なるということである。

本発明による技術は、種々の形式の従来の塗工機に関
連して、上記の問題を除去することを目的とする。

問題点を解決するための手段 これらの目的及び他の目的は、本発明による装置によ
って獲得され、この場合、塗布剤はウェブに係合する計
量装置によって移動するウェブ上に堆積させられる。計
量装置は種々の方法にて設計できるが、原理的に、制御
された厚さと幅の糸又はストランド（strings or stran
ds）にて塗布剤を堆積させることを伴う。塗布剤の糸又
はストランドが合流しそして例えば塗布用の刃のような
均一化させる部材の全面においてダムを形成するような
分布を、塗布剤の糸又はストランドは有する。更に、塗
布剤が移動するウェブに浸透しないように、計量装置を
均一化させる部材に近接して位置付けることが重要であ
り、これにより高い塗布量を含むストランドを生ずる。

従って、本発明は、移動するウェブ、特に紙のウェブ
の塗布のための装置を提供し、該装置は、該ウェブへ塗
布剤を供給する手段を具備する。本装置は、前記手段が
ウェブの全幅にわたって延びている計量装置から成り、
該手段は、断続的な接触表面によって、ウェブ又はウェ
ブとその後係合状態となる受け部材と断続的な係合状態
をもたらされることを特徴とする。こうして、本装置
は、ウェブ又は受け部材上に塗布剤の糸又はストランド
の堆積を与える。計量装置がその全長にわたって支持又
は保持される配置を設けることが特に好ましい。

本発明の好ましい実施態様において、前記計量装置
は、歯付き刃又は薄片（lamella）を備え、そして該刃
は薄片は、塗布工程中、ウェブ又は受け部材と接触させ
られる。

本発明の代替的な実施態様により、前記計量装置は、
周囲の溝又はリングを備えた計量棒を備え、周囲の溝又
はリングは、塗布剤の糸又はストランドの堆積中、ウェ
ブ又はその受け部材との断続的に係合する。計量棒を棒
固定具に回転可能に取り付けることができるが、代替的
に、固定されるが回転により調整可能に取り付けること
もでき、溝の深さは、塗布剤の制御され計量された量を
可能にするために、計量棒の周りで変化する。

本発明による装置の代替的旦つ好ましい実施態様によ
り、計量装置は、ウェブ又は受け部材上に堆積する塗布
剤の厚さを決定する固定ギャップを規定する連続した刃
を具備することができる。計量装置は、下流に置かれた
歯付き刃を更に具備し、この刃は固定スリットの厚さよ
りも長い歯を有する。この歯付き刃は、刃の摩耗に同期
してウェブ又は受け部材への継続的な適合のために、適
切にバネ付勢される。こうして、これらの２つの刃の組
合わせは、一定厚さと幅の糸又はストランドの堆積を生
じさせ、塗布剤の一様な計量を与える。

この代替的な実施態様における刃は互いに係合してい
ることが好ましい。それらの刃を刃固定具によって適切
に保持することができ、刃固定具は、刃を保持し、スリ
ットを規定し、歯付き刃を保持する刃保持器を含み、そ
して更にウェブ又は受け部材に対して歯付き刃を付勢す
るためのバネ部材を含み、これによって歯の摩耗は刃の
継続的な送りによって補償される。

本発明による装置の更に別の好ましい実施態様によ
り、移動するウェブの両面を塗布することが同装置を使
用することによって可能であり、そして装置は、この目
的のために、２つの並置された計量部材を具備し、それ
らの計量部材の不連続な接触表面の凹部は互いに対して
横に変位され、それらの間をウェブは移動する。この実
施態様は、２つの並置された歯付き薄片を適切に具備
し、この場合、歯の幅はギャップ幅よりも小さく、これ
によって薄片の間の通路におけるウェブは、一方の薄片
の歯が歯の間の他方の薄片のギャップと並置されるとい
う事実により、波形となる。この方法において、２つの
並置された薄片の相互の係合における柔軟性が獲得され
る。

参考例及び実施例 まず、第１図〜第６図を参照して、本発明の実施に参
考にできる参考例を説明し、次いで、第７図及び第８図
を参照して、本発明の実施例を説明する。

第１図に示す装置は、部分的旦つ概略的に示された受
けロール３を具備し、紙のウェブ５は受けロールの上を
移動する。受けロール３は、矢印ａの方向に回転する。
塗布装置は、従来の方法で刃の保持器９に取り付けられ
た塗布用の刃７を更に具備する。更に、第１図は、塗布
組成物11のための分配管10を断面にて示し、分配管10は
紙のウェブ５の全幅にわたって延びている。出口スリッ
ト13を通して、塗布組成物11は、薄片保持器16に取り付
けられた計量用薄片15に対して送り出される。又、計量
用薄片15は紙のウェブ５の全幅にわたって延びている。
塗布組成物の戻り流17は再循環のために容器21に収集さ
れる。

第1A図に、矢印ｂの方向から見た計量用薄片15の断面
を拡大して示す。第1A図から明らかなように、計量用薄
片15には歯27と歯の間のギャップ29とが設けられ、縁に
て紙のウェブ５に面し、歯とギャップは、計量用薄片15
によって通路内の規定された断面の塗布組成物の平行な
糸又はストランドの堆積を生じさせ、こうして塗布組成
物の正確な塗布量を与える。計量用薄片15と塗布用刃７
との間の距離は、塗布用刃７と紙のウェブ５の間の接触
点に侵入する前に、塗布組成物11のストランドが合流し
てダム23を形成し、紙のウェブ５の全幅にわたった塗布
組成物の一様な堆積を生ずるように、適合される。

記載された装置の構造と機能によって、定常性を維持
するという前述の問題は除去され、そして例えば、可変
ウェブ速度、塗布剤の粘性、刃の角度等において、ウェ
ブにわたって一定の堆積量が獲得される。

第２図に、代換的な参考例を示す。この図では、計量
装置の周りの領域のみを示し、塗布組成物の再循環、塗
布用刃の位置と配置等に関連した他の詳細は除外してい
る。

第２図の装置は、棒保持器33に取り付けられて自由に
走行する計量棒31の形式の計量装置を含む。計量棒31は
棒保持器33に回転可能に取り付けられる。計量棒31は、
一部が上から示された第３図から明らかなように、円形
断面を有する軸37から作製することができ、軸に沿って
一様に分布されたリング39を保持する。計量棒は又、勿
論、切削又はスライス加工された溝を備えた一片から作
製することができるが、中央軸とそれにり付けられたリ
ング39とから構成することもできる。

第２図による装置は、計量棒31が、紙のウェブ５上に
一定断面を有する塗布組成物の糸又はストランドの堆積
を与え、その結果前述の種々の要因の変動に拘わらず塗
布組成物の一様な堆積を生ずるという事実により、第１
図に示された装置と同じ利点を提供する。

第４図に、固定された計量棒41を具備する修正された
実施態様が示され、固定された計量棒41は棒保持器33に
固定して取り付けられるが、別の位置に転移（lease）
され回転され、そして該他の位置において固定させられ
得る。第６図に、計量棒41を断面にて示す。図から、棒
の軸43は、仮の輪45の中心でない位置に置かれることは
明らかであり、これによって棒の周りの溝の深さが変化
する。棒保持器において塗布用棒41を回転させ、そして
所望の位置において棒41を固定することにより、紙のウ
ェブ上に堆積される塗布組成物の糸又はストランドの厚
さを、所望の塗布量を与えるように制御することができ
る。

第５図に、別の参考例を示す。この実施例は、２つの
刃47、49から作製された計量手段を有する。紙のウェブ
５の全幅にわたって延びている一方の刃47は、刃47と紙
のウェブ５との間に固定スリットを規定し、こうして、
堆積される塗布組成物の厚さを規定する。スリット刃47
の下流に、スリット刃47に係合する歯付き刃49が設けら
れ、刃49の歯は塗布組成物の堆積層の厚さを実質的に超
える長さを有する。歯は、紙のウェブ５の全幅にわたっ
て刃49に沿って一様に分布されている。両方の刃47、49
は、各々、刃固定具51と刃保持器48に取り付けられてい
る。刃保持器48は、刃固定具51の空洞53内に可動に配置
されそして空洞53内に分布され刃保持器位48を移動させ
これによって歯付き刃49を紙のウェブ５に対して上方に
移動させるように働く圧縮バネ55によって下から付勢さ
れる。この配置により、歯付き刃49の上方への自動的な
変位が獲得され、その結果歯が摩耗しても紙のウェブ５
に対して一様な係合を生ずる。

前述と同様に、第５図に示す装置は、紙のウェブ５上
への塗布組成物の糸又はストランドの一様な堆積を与
え、その結果、塗布組成物の一定の計量をもたらす。

次に、第７図及び第８図を参照して、本発明の実施例
に従う移動するウエブの両面を塗布する装置を説明す
る。この装置は、所謂ツインブレードの原理により動作
する。即ち、この装置は、圧力部材65、67によって紙の
ウェブ５に対して係合にもたらされる２つの並置された
塗布用刃61、63を具備する。従来の方法で、刃61、63
を、刃保持器69、71に取り付ける。

このツインブレード配置の下に、第８図から明らかな
ように、２つの並置された歯付き薄片75、77を具備す
る。全体として73で指定されたアプリケーターが配置さ
れている。第８図は、矢印Ａ−Ａの方向、即ち、上から
見たときの、アプリケーター73の上方部分の断面を示
す。２つの並置された歯付き薄片75、77は、一方の薄片
の歯が他方の薄片の凹部又はギャップに対抗して配置さ
れるように、ウェブ５を横切った方向に互いに対して変
位されている。この配置により、もしも歯の幅がギャッ
プの幅よりも小さいならば、ウェブ５はアプリケーター
73を通る通路において波形状を取る。ウェブ５は一定の
降伏（yield）にさらされるために、これはウェブの障
害に対する危険の減少をもたらす。

こうして、第７図と第８図に示す装置により、移動す
るウェブ５の両面塗布が獲得され、塗布組成物の一様旦
つ一定の計量が本発明の基礎となる基本原理により獲得
される。

本発明は又、紙のウェブの両面塗布のための代替的な
装置を包含し、この装置は、例えば、第１図による装置
の二重化を原理的に含む。ロール３と紙のウェブ５の係
合の前に、第１図に示された装置に類似する装置を位置
付けることができ、これによりロール３の表面上に直接
糸又はストランドの堆積が獲得される。紙のウェブ５の
他方の面は第１図に示す方法で塗布され、このようにし
て、紙のウェブ５の両面塗布が本発明による一定計量と
共に獲得される。勿論、この配置は、第２〜６図による
装置と関連して適用することができる。

第７図による実施態様に関して、装置は、勿論、従来
の方法において、一方の刃61を受けロールで置き換える
ことにより修正することができる。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

1.ウェブ（５）へ塗布剤（11）を供給する手段（10,15,
16;31,33,41;47,49;73）を具備する、移動するウェブ
（５）を塗布する装置であって、前記手段はウェブの全
幅にわたって延びている計量装置（15;31;41;47,49;75;
77）から成り、ウェブ（５）又は受け部材（３）上の塗
布剤（11）のストランドの堆積のために、前記手段は、
断続的な接触表面（27,29;37,39;43,45;47;49）によっ
て、ウェブ（５）又はウェブとその後に係合状態となる
受け部材（３）と断続的な係合状態をもたらされ、 移動するウェブの両面を塗布するために、２つの並置
された計量部材（75、77）を有し、 該２つの計量部材の不連続の接触表面の凹部は互いに
対して横に変位されそれらの間をウェブが移動すること
を特徴とする装置。

2.前記計量装置は歯（27）付き薄片（15）から成り、塗
布中、該薄片（15）はウェブ（５）又は受け部材（３）
と接触状態にあることを特徴とする上記１に記載の装
置。

3.前記計量装置は、ウェブ（５）又は受け部材（３）と
の断続的な係合をもたらす周囲の溝又はリング（39;4
5）を備えた計量棒（31;41）から成ることを特徴とする
上記１に記載の装置。

4.前記計量棒（31）は棒固定具に回転可能に取り付けら
れていることを特徴とする上記３に記載の装置。

5.前記計量棒（41）は固定されるが回転により調整可能
に取り付けられ、溝の深さは、塗布剤の制御され計量さ
れた量を可能にするために、計量棒の周りで変化するこ
とを特徴とする上記３に記載の装置。

6.前記計量装置は、ウェブ（５）又は受け部材（３）上
に堆積する塗布剤の厚さを決定する固定ギャップを規定
する連続刃（47）と、下流に置かれた歯付き刃（49）と
を具備し、歯付きの刃（49）の歯は固定ギャップの厚さ
よりも長く、そして歯付き刃（49）は、刃の摩耗による
ウェブ（５）又は受け部材（３）への継続的な適合のた
めに、適切にバネ（55）付勢されていることを特徴とす
る上記１に記載の装置。

7.刃（47、49）が互いに接触していることを特徴とする
上記６に記載の装置。

8.刃（47）を保持し、歯付き刃（49）を保持する刃保持
器（48）とウェブ（５）又は受け部材（３）に対して該
歯付き刃を付勢するためのバネ部材（55）とを含む刃固
定具（51）を含むことを特徴とする上記７に記載の装
置。

9.前記計量手段は、２つの並置された歯付き薄片を具備
し、この場合、歯の幅はギャップ幅よりも小さく、これ
によって薄片の間の通路においてウェブ（５）が波形状
を取ることを特徴とする上記１に記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に参考にできる参考例に従う装
置の断面における概略図。 第1A図は、第１図の装置の拡大された詳細図。 第２図は、代替的な参考例の断面における概略図。 第３図は、第２図の装置の拡大された詳細図。 第４図は、別の参考例の断面における概略図。 第５図は、代替的な参考例の断面の概略図。 第６図は、第４図による装置における計量装置の断面
図。 第７図は、両面塗布のために意図された本発明の実施例
に従う装置の概略図。 第８図は、第７図の装置の拡大された詳細図。 第８図は、第７図の装置の拡大された詳細図。 図中、３……受けロール、５……ウエブ、７……塗布用
刃、９……刃保持器、10……分配管、11……塗布組成
物、13……出口スリット、15……計量用薄片、16……薄
片保持器、23……ダム、27……歯、29……ギャップ、31
……計量棒、33……棒保持器、37……軸、39……リン
グ、41……計量棒、47及び49……刃、48……刃保持器、
51……刃固定具、55……バネ、61及び63……塗布用刃、
69及び71……刃保持器、73……アプリケーター、75及び
77……薄片、である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動するウェブの両面を塗布する装置であ
   って、 それぞれ、移動するウェブの一方の面を塗布するための
   接触表面を有する、２つの並置された計量部材を有し、 該２つの計量部材の接触表面が、互いに向かいあってお
   り、交互に配置された複数の凸部及び凹部を有し、 一方の計量部材の接触表面の凹部が、他方の計量部材の
   接触表面の凹部に対して横にずれている ことを特徴とする装置。