JP3702128B2 - 塗工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は製紙機械において、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の塗工装置の一例を図4に示してある。図4において、1はバッキングロール、2はウエブ、3は塗工液ノズル、6は仕上げブレードを示している。
図4の塗工装置において、バッキングロール1に巻き掛けられて搬送されているウエブ2の表面に塗工液ノズル3から吐出された塗工液4が転写される。この時、塗工液ノズル3から吐出された塗工液4の噴流は、その噴流速度とウエブ2の走行速度の比に応じて引き伸ばされる。
【0003】
通常の操業ではウエブ2の表面上における塗工液層5の厚さは、塗工液噴流厚さの1/5〜1/10程度と言われ、概ね150〜350μm 程度である。
ウエブ2の表面に転写された塗工液層5は、ウエブ2の走行に伴って下流側へ搬送され、塗工液ノズル3の下流側で塗工液層5に接して配設された仕上げブレード6によって余剰分を掻き取られ、目標とする最終塗工膜厚さに調整される。なお、この時、仕上げブレード6によってウエブ2上の最終塗工膜層の表面は平滑に仕上げられる。
【0004】
このように構成された従来の塗工装置においては、塗工速度即ちウエブ2の走行速度が高速の場合、或いは塗工に供される塗工液4の粘度もしくは降伏値が高い場合等の操業条件のとき、塗工液ノズル3から吐出した塗工液4とウエブ2が接触する位置(以下接触位置という)で、塗工液4に高い伸張応力が作用する。この結果、塗工液4はウエブ走行下流に強く引っ張られ接触位置近傍における塗工液4の噴流とウエブ2の表面との間に図5に示すように鋭角的な形状を有する空間13が発生する。
【0005】
この空間の角度が小さい場合、空間先端付近に高い空間圧力が発生し、これが塗工液4の噴流を押し上げ、塗工液層5とウエブ2表面の間に空気を巻き込み空気泡7を発生させる事がある。塗工液層5とウエブ2の表面の間に巻き込まれた空気7は、ウエブ2搬送中に、破泡し、スキップ8と呼ばれる塗工障害を発生させる。この状態を図5に概念的に示してある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の塗工装置が前記したように空気巻き込みによる塗工障害を発生していたことに鑑み、本発明は、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、塗工液層とウエブ表面との間に空気が巻き込まれて塗工障害が発生するのを防止可能に構成した塗工装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、その塗工液ノズルの上流でウエブの表面に対しウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設け、このエジェクタと前記塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させて前記ウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けた塗工装置を提供する。
【0008】
このように構成された本発明の塗工装置においては、ウエブの走行に同伴されて塗工液ノズルへ流れて来る空気流はエジェクタからウエブの走行方向と逆方向に吹き付けられる高速空気流によって遮断される。
なお、本発明の塗工装置におけるエジェクタのウエブに対する空気吹き付けの角度及びウエブとエジェクタの間の隙間は適宜選定される。
【0010】
また、本発明の塗工装置では、前記したエジェクタに加え水蒸気ノズルを設けた構成を採用しており、塗工液ノズルとエジェクタとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間のウエブ上部に蒸気を充満させ、その部分の空気を追い出すので、エジェクタの作用と併せ、ウエブとその上の塗工液層との間への空気の巻き込みを抑制し、空気巻き込みによって発生するスキップによる塗工障害を更に効果的に防止することができる。
【0011】
このようにエジェクタと水蒸気ノズルを設けた本発明の塗工装置において、その水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱層又は断熱部材などの断熱手段を設けた構成を採用すると、水蒸気ノズルから噴出された水蒸気の熱が塗工液ノズル壁面に伝わってその熱によって塗工液ノズルに熱変形を生じさせて吐出リップに変化を与えその間隔を変化させ吐出流量が不均一になる不具合を防止できて好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による塗工装置について図1,図2に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図4に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してあり、それらについての重複する説明は省略する。
【0013】
(第1実施形態)
まず、図1に示した第1実施形態による塗工装置について説明する。図1において、9はエジェクタ(空気ジェット装置)、10は水蒸気ノズルを示している。また、11はウエブ2に同伴された空気流、12は水蒸気ノズルから噴出された水蒸気、15は塗工液ノズルにおける吐出リップ、16はドレンの回収樋を示している。
【0014】
この第1実施形態による塗工装置は、塗工液ノズル3からの塗工液がウエブ2に接液する位置のウエブ走行方向上流側にエジェクタ9と水蒸気ノズル10を具備した構成を有している。エジェクタ9は、ウエブ2の走行方向と逆方向に空気ジェットを幅方向に均一に高速噴射させ、ウエブ2に同伴されて来る空気流11を遮断する作用をする。
【0015】
ウエブ2に対するエジェクタ9の空気吹き付け角度は、ウエブ2の速度により若干異なるが大体25〜45度とするのが良い。
また、ウエブ2とエジェクタ9の間の隙間は小さいほど効果があるが、操業面及びメンテナンス面から5〜15mm程度とする。
【0016】
エジェクタ9からの空気噴流をウエブ2の表面に作用させることで以下に説明する水蒸気ノズル10から噴出される水蒸気による空気置換の効果が更に高まる。
塗工液ノズル3とエジェクタ9の間に取り付けた水蒸気ノズル10は、ノズルより穏やかにしかも幅方向均一に水蒸気12を噴出させ塗工液ノズル3とエジェクタ9の間でウエブ2の上に蒸気を充満させそこにある空気を追い出し置換する。
【0017】
エジェクタ9、水蒸気ノズル10は、塗工条件により位置及び角度は変える事が可能な構造となっている。
また、水蒸気ノズル10より噴出された水蒸気12は凝縮しドレン化するが、ドレンは塗工液4に混ざらないように、別置きの回収樋16に回収される構成となっている。
図において17は、水蒸気12をエジェクタ9と、ウエブ2に対する塗工液4の接液部との間の空間に水蒸気12を充満させるための仕切りである。
【0018】
水蒸気ノズル10から噴出されて空気と置換された水蒸気12は、ウエブ2の表面及び塗工液ノズル3の壁面等において凝縮し、塗工液ノズル3から吐出された塗工液4がウエブ2に接する接液部近傍におけるウエブ2の走行方向上流側空間の圧力を低下させる。上記接液部付近の圧力が低下することで塗工液4の噴流とウエブ2との間に形成される鋭角的な形状13が緩和され、ウエブ2の表面の空気を巻き込み難くすることができる。
【0019】
図3にエジェクタ9から噴出される空気の流速と空間圧力の関係を示している。図3は次の事を示している。
ウエブ走行速度が1000m/min でエジェクタからの空気流速が0m/min 、つまり、エジェクタなしの場合、空間圧力P0 が接液部付近に発生する。
エジェクタからの空気流速をV1 まで上げていくと、空間圧力はP0 より低いP1 に下降する。
【0020】
同様に、ウエブ走行速度を2000m/min にするとエジェクタからの空気流速0m/min の場合極めて高い空間圧力が発生する。
エジェクタ流速をV1 まで上げると空間圧力は下がり、ウエブ走行速度が1000m/min でエジェクタなしの条件P0 に達することができる。
従って、本実施形態の塗工装置によれば、ウエブ走行速度2000m/min において、従来の1000m/min 程度まで空間圧力が抑制され、高速におけるスキップ8などによる塗工障害が発生しない。
【0021】
(第2実施形態)
次に、図2に示した第2実施形態による塗工装置について説明する。
図2において、14は断熱手段で、水蒸気ノズル10側の塗工液ノズル3の壁面に設けられ、水蒸気ノズル10から噴出される水蒸気12によって塗工液ノズル3が加熱されて熱変形を生ずるのを防止する働きをする。
【0022】
この断熱手段14は、約10mm程度の断熱空気層14を設けるか、断熱材ポリスチレン板約6mm厚などの断熱部材を貼付して構成し、いづれも水蒸気12から塗工液ノズル3への熱伝達を抑え、塗工液ノズル3に熱影響を受けない構造とする。
その他の構成は、図1に示された第1実施形態による塗工装置と実質同じであり、その説明を省略する。
【0023】
以上のように構成された図2の塗工装置においても、ウエブ2に対してウエブの走行方向と逆向きにエジェクタ9から吹き出す空気ジェットを当て、ウエブ2に同伴される空気を遮断する。
また、塗工液ノズル3とエジェクタ9の間に配置された水蒸気ノズル10から水蒸気12を噴出させ、ウエブ2への塗工液4の接液部付近の空気を水蒸気12で置換させ塗工液の噴流を安定させる。
【0024】
一方、水蒸気ノズル10より噴出された水蒸気12は、ウエブ2に対する塗工液4の接液部付近の空気と置換されると共に塗工液ノズル3の壁面に熱を与える。
水蒸気量が多くなれば水蒸気から塗工液ノズル3の壁面に伝わる熱は無視できなくなり、塗工液ノズル3の側壁面温度が上がり塗工液ノズル3の水蒸気12と接する壁面と反対の側壁面との温度差による熱変形が生ずる。
この変形が吐出リップ15の間隔に影響を与え吐出流量が不均一となる不具合を生ずるが本実施形態による塗工装置では、塗工液ノズル3の上流側壁面に断熱空気層或いは断熱部材で構成した断熱手段14を設けてあるので、塗工液ノズル3の熱変形を防止することができる。
【0025】
以上、本発明を図示した実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による塗工装置は、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、塗工液ノズルの上流でウエブの表面に対しウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設けている。
【0028】
このように構成された本発明の塗工装置においては、エジェクタから吹き付けられるウエブの走行方向と逆方向に吹き付けられる高速空気流によってウエブの走行に同伴されて塗工液ノズルへ流れて来る空気流が遮断される。
【0029】
また、本発明による塗工装置は、前記した構成に加え、そのエジェクタと塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させてウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けた構成を採用する。
【0030】
このようにエジェクタに加え水蒸気ノズルを設けた構成を採用することにより、塗工液ノズルとエジェクタとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間のウエブ上部に蒸気を充満させ、その部分の空気を追い出し、エジェクタの作用と併せ、ウエブとその上の塗工液層との間への空気の巻き込みを抑制し、空気巻き込みによって発生するスキップによる塗工障害を更に効果的に防止することができる。
【0031】
このようにエジェクタと水蒸気ノズルを設けた本発明の塗工装置において、その水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱層又は断熱部材などの断熱手段を設けたものでは、水蒸気ノズルから噴出された水蒸気の熱が塗工液ノズル壁面に伝わるのを防ぎ水蒸気の熱によって塗工液ノズルに熱変形を生じさせて吐出リップに変形を与えその間隔を変化させ吐出流量が不均一になる不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による塗工装置の構成を示す説明図。
【図2】本発明の第2実施形態による塗工装置の構成を示す説明図。
【図3】本発明の塗工装置におけるエジェクタからの噴出される空気流速と空間圧力の関係を示す線図。
【図4】従来の塗工装置の構成を示す説明図。
【図5】従来の塗工装置における塗工障害発生の状況を示す説明図。
【符号の説明】
1 バッキングロール
2 ウエブ
3 塗工液ノズル
4 塗工液
5 塗工液層
6 仕上げブレード
7 空気泡
8 スキップ
9 エジェクタ
10 水蒸気ノズル
11 空気流
12 水蒸気
13 空間
14 断熱手段
15 吐出リップ
16 回収樋
17 仕切り
Claims (2)
- 走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用する塗工液ノズルを有する塗工装置において、前記塗工液ノズルの上流で前記ウエブの表面に対し前記ウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設け、前記エジェクタと前記塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させて前記ウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けたことを特徴とする塗工装置。
- 前記水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の塗工装置。
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