JP3188020B2 - ブレードレス コータ - Google Patents

ブレードレス コータ

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JP3188020B2
JP3188020B2 JP05800693A JP5800693A JP3188020B2 JP 3188020 B2 JP3188020 B2 JP 3188020B2 JP 05800693 A JP05800693 A JP 05800693A JP 5800693 A JP5800693 A JP 5800693A JP 3188020 B2 JP3188020 B2 JP 3188020B2
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正浩 杉原
清通 太尾田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0245Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to a moving work of indefinite length, e.g. to a moving web

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  • Coating Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製鉄プロセス,製紙機
械,不織布の塗工装置等におけるコータに関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の塗工装置(ブレードコー
タ、後計量型)の一例を示す。
【0003】図においてスリットノズル15から吐出さ
れた塗工液10は、バックアップロール12に巻き掛け
られて搬送されてくるウエブ11表面上に転写される。
【0004】ここでウエブ11上に形成される塗工液の
転写膜13の厚みは、塗工液転写時に於けるウエブ同伴
空気の混入及び塗工量計量・表面仕上の為の掻取ブレー
ド16下でのスクラッチ(塗工不良)の発生等の塗工障
害の発生を避ける為、塗工量計量後におけるウエブ上の
塗工膜14厚さの10〜20倍となっている。
【0005】この様なウエブ11上の転写塗工液膜13
は、ウエブ11移送方向下流に設けられたブレードホル
ダー17に支承された計量・仕上用掻取ブレード16に
よって余剰な塗工液20が掻き落され、同時に塗工膜表
面を平滑に仕上げる。
【0006】この時、掻取ブレード16下流側における
ウエブ11上の塗工液膜厚さもしくは塗工液量の制御
は、掻取ブレード16をウエブ11及び転写液膜13に
対して押しつける力を制御する事によって行っている。
【0007】また、ウエブ11が紙,不織布等浸透性を
示すものであった場合、ブレード16下にて発生する塗
工液流体圧によってウエブ11中へ塗工液を浸透させて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記の様な従
来の方法では、塗工液中に顔料粒子等の固形物が存在す
る場合、掻取ブレード16先端が時間の経過につれて経
時的に摩耗する。
【0009】このため一定時間操業する毎に掻取ブレー
ド16のウエブ11及び転写液膜13に対する押し付け
力の調整、及び掻取ブレード16の交換等のメンテナン
スが必要であった。
【0010】また、掻取ブレード16によって掻き落と
された余剰な転写液は、回収され再循環して再びウエブ
11上へ転写されるが、この間に塗工液からウエブ11
への水分移動、揮発成分濃度の変化、異物の混入及び空
気泡の混入等が発生して塗工液物性が変化する場合もあ
る。
【0011】このような各不具合点は、塗工液をウエブ
上に過剰に転写させ、余剰分を掻き取る様な方法を用い
ている為発生するものである。
【0012】本発明は、上記不具合点を解消し、余剰な
塗工液の転写を不要とし、さらに余剰な塗工液のウエブ
への転写が不要になるため掻取ブレードを省略し得る新
たなブレードレス コータを提供することを目的として
いる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、移送されるウエブに対向して配設された塗
工液吐出用スリットノズルと、同ノズルの上流側に配設
された、ウエブ表面上流に向けて空気を噴出させる空気
ノズルと、前記スリットノズルから吐出される塗工液膜
と前記空気ノズルから噴出される噴流空気から画成され
る空間に空気を導入する空気導入流路と、この空気導入
流路の隙間の間隔幅を変える間隔調整機構と、前記空気
ノズルの先端部に設けられた回転可能な空気噴流噴出口
とを備えたことを特徴としている。
【0014】
【作用】前述の従来技術の様に、余剰な塗工液を一度ウ
エブ上に転写せざるを得ない最大の原因であるウエブ表
面上の同伴空気流を、本発明においては、塗工液がウエ
ブに転写される位置よりウエブ移送方向上流側に配設し
た空気噴流ノズルよりウエブ同伴空気流と対向する様に
噴き出す空気噴流によって排除し余剰な塗工液の転写を
不要にする。
【0015】また空気噴流の噴出口から塗工液がウエブ
に転写されるまでの間の気圧が大気圧より過剰に低下
し、スリットノズルから吐出された塗工液膜の自由表面
が移送方向上流側に引かれるような力を受け、これによ
り液膜が破壊もしくは不安定になる事を防ぐ為、空気噴
流噴出位置から塗工液がウエブ上に転写される位置まで
の間にウエブ巾方向に均一に空気を導入できる様な空気
流路を設けたことにより、この領域の気圧を調整してい
る。
【0016】そしてこれらによってウエブ上に所定の塗
工液膜を空気泡の混入なく均一に塗工することができ
る。また余剰な塗工液のウエブの転写が不要となるた
め、掻取ブレードが不要となる。さらに本発明では、空
気導入流路の隙間の間隔幅を間隔調整機構を介して制御
することにより、その空気導入流路を通して供給する空
気の流量、流速を塗工条件に合わせて適正に調整するこ
とができる。そしてこの調整により、吐出液膜の上流側
の空間圧力と空気流動を適正に制御して塗工液膜の不安
定化、破断などを抑制することができる。つまり、ウエ
ブの走行速度が変化した場合や吐出液流量が変化した場
合などにおいても、空気導入流路の隙間の間隔幅を制御
することにより、吐出液がウエブに転写されるまでの間
の気圧・気流を適正な塗工膜が得られるように制御する
ことができるものである。また、空気ノズルの先端部に
回転可能な空気噴流噴出口を設けてあり、したがってそ
の空気噴流噴出口を回転してその開口の向きを変えるこ
とにより、ウエブの走行速度、曲率、表面状況などに応
じて、ウエブの同伴空気流に対する剥離効果が最も高く
なるような角度で空気ノズルから空気噴流を噴出させる
ことができる。
【0017】
【実施例】以下図1により本発明の1実施例について説
明する。本実施例は紙塗工の場合のもので塗工液吐出ス
リット本体と、そのウエブ移送方向上流側に配設するウ
エブ同伴空気除去用空気噴流ノズル本体とを分割した例
を示す。
【0018】なお製鉄その他のプロセスに対しても本発
明は同様に実施し得るものである。
【0019】図1において、1はバックアップロール1
2に巻き掛けられて移送されるウエブ11に対向して配
設されたウエブ移送方向下流側のスリットリップ、2は
同リップ1のウエブ移送方向上流側に配置されたスリッ
トリップで、これらはホルダーブロック3で支承されて
おり、塗工液吐出スリット本体を構成している。
【0020】該吐出スリット本体のウエブ移送方向上流
側(図1における右側部分)にはウエブ同伴空気除去用
空気噴流ノズル本体4が分割された状態で配設されてい
る。
【0021】塗工液吐出スリット本体のうちウエブ移送
方向上流側リップ2の先端は、液吐出スリット隙間の
0.1〜30倍程度ウエブ11表面と平行となるよう本
実施例の場合は形成している。
【0022】リップ2先端のウエブとの平行面長(スリ
ット隙間の0.1〜30倍)の決定は、形成するスリッ
トすきま,塗工液表面張力,粘度,塗工液膜流速及びこ
の領域における気圧を考えながら、実際的なノズルの配
置条件で起る空気の縮流状態を検討して、被塗工物上に
形成される液膜の安定化に好ましいと考えられる数値で
ある。
【0023】また、塗工液吐出スリット本体(本実施例
ではリップ2)と空気噴流噴出ノズル本体4との対向す
る面を、両者が密着する様な形状に加工し、かつ両本体
の間隔が任意に調整できる様両者の上面部分に調整ボル
ト9及びアクチュエータ6を固定配設している。
【0024】同伴空気除去用空気噴流によりスリットリ
ップ1,2間より吐出された吐出液膜10が不安定もし
くは破壊する場合、上記のアクチュエータ6及び間隔調
整ボルト9よりなる間隔調整機構によって塗工液吐出ス
リット本体と空気噴流噴出ノズル本体4とを離し、これ
によって生じる隙間即ち空気導入流路18から外気を導
入してウエブ11上の塗工液膜14を安定させる。
【0025】5は空気噴流噴出ノズル本体4の先端部に
配設した回転可能の空気噴流噴出口で、その噴出口の開
口方向はウエブ移送方向上流側(図1の右側方向)に位
置している。また8は空気噴流調整バルブである。
【0026】そしてバックアップロール12に巻き掛け
られて移送されるウエブ11上に発達するウエブ同伴空
気流は、同伴空気除去用対向空気噴流ノズル本体4の先
端の噴出口5から噴出される空気噴流によってウエブ1
1表面から剥離される。
【0027】また前記空気噴流をウエブ移送方向上流へ
向けて噴出している為、空気噴流噴出口5より、吐出液
膜10がウエブ11表面上に転写する迄の領域における
空気は、空気噴流のエントレイメント作用によってウエ
ブ移送方向上流側へ流れる傾向を示し、その結果この領
域の空気圧は大気圧より低くなる傾向を示す。
【0028】ここで塗工液吐出スリットから吐出された
吐出液膜10は、液膜10を挟んだウエブ移送方向上流
側と下流側(大気圧)との間の空気圧差によってウエブ
移送方向上流側へ曲げられる傾向を示す。
【0029】吐出液膜10が上記の様に曲げられた場合
における該液膜10の破壊(膜切れ)及び不安定流動の
発生を抑制する為、塗工液吐出スリットを形成するリッ
プ1,2のうち、ウエブ移送方向上流側リップ2の先端
を液吐出スリット隙間の0.1〜30倍ウエブ11表面
と平行となる様平坦部を形成している。
【0030】前記間隔調整機構で制御される空気導入流
路18は、空気噴流噴出位置から塗工液がウエブ11上
に転写される位置までの間にウエブ巾方向に均一に空気
を導入できるようにしたもので、これによりこの領域の
気圧を調整している。
【0031】なお塗工装置一式の配設位置,塗工液吐出
方向はバックアップロール周囲で特に限定するものでは
ない。
【0032】次に、図2に本発明を図3に示す従来の塗
工方式と組み合わせた場合の実施例を示す。なお図1及
び図3と同一部分には同一符号を付しており詳細説明は
省略する。なお19はせき板である。
【0033】この様な手法を採用した場合、第1段塗工
部には従来のブレードコータを用いる事でブレード下に
発生する高い流体圧を利用して塗工液10をウエブ11
内部へ浸透せしめ、塗工液膜を乾燥させる事なく本発明
の実施例装置を第2段目塗工部(表層塗工)として適用
する事が容易に実施できる。
【0034】この時、第2段目塗工部は第1段塗工層表
面と完全に非接触である為、第2段目塗工部に従来の技
術を用いた場合に比べ、ウエブの膨潤等によるシワの発
生、第1段目塗工液の第2段目掻取余剰液中への混入等
の問題が解消でき、ハンドリングが極めて容易となり、
同時にスペース及びエネルギーコストが低減可能とな
る。
【0035】上述の各実施例において説明した塗工液の
代表的な例としては、塗工紙用に供する場合、顔料(ク
レー,炭酸カルシウム等)100に対し、バインダー
(SB系ラテックス,スターチ,CMC等)18部、分
散剤0.5部等を主成分として58〜65重量パーセン
トのスラリーにした一般のA2クラス用塗工液、着色鋼
板の場合には、加熱残分60〜80重量パーセントの有
機系塗料などがあげられる。
【0036】以上本発明の実施例について縷々説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発
明技術思想の範囲内において種々設計変更が可能であ
り、それらは何れも本発明の技術的範囲に属するもので
ある。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明のブレードレス
コータによれば次に示す効果を奏する。 (1)ウエブ表面上に均一な塗工液を安定して供給でき
る。
【0038】(2)ウエブと塗工装置が非接触であり、
従来の掻取ブレードの様に交換,メンテナンスを必要と
する部品がなく、ランニングコストが安い。
【0039】(3)余剰塗工液の再循環がないので液の
劣化がなく歩留りが良い。
【0040】(4)実施が比較的容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係るブレードレス コータ
の断面図である。
【図2】本発明の1実施例装置と従来装置とを組合せた
湿間多層塗工図である。
【図3】従来のブレードコータの1例を示す作用説明図
である。
【符号の説明】
1 下流側スリットリップ 2 上流側スリットリップ 3 ホルダーブロック 4 空気噴流ノズル本体 5 空気噴流噴出口 6 アクチュエータ 8 空気噴流調整バルブ 9 間隔調整ボルト 10 吐出液膜 11 ウエブ 12 バックアップロール 14 塗工液膜 16 掻取ブレード 17 ブレードホルダー 18 空気導入通路 19 せき板 20 余剰塗工液
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 5/00 - 5/02 B05C 9/10 B05D 1/30 B05D 7/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移送されるウエブに対向して配設された
    塗工液吐出用スリットノズルと、同ノズルの上流側に配
    設された、ウエブ表面上流に向けて空気を噴出させる空
    気ノズルと、前記スリットノズルから吐出される塗工液
    膜と前記空気ノズルから噴出される噴流空気から画成さ
    れる空間に空気を導入する空気導入流路と、この空気導
    入流路の隙間の間隔幅を変える間隔調整機構と、前記空
    気ノズルの先端部に設けられた回転可能な空気噴流噴出
    とを備えたことを特徴とするブレードレスコータ。
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