JP4572267B2 - Coating station and coating method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の分野】
本発明は移動している紙ウエブを被覆するための請求項1の前文に記載された噴射被覆ステーションであって、前記噴射被覆ステーションが支持ロールと、噴射塗布器と、ドクター手段を含み、被覆されるべきウエブが前記ステーションを通るよう配置されて成る噴射被覆ステーションに関するものであり、更に、ペーパー又はペーパーボードの移動しているウエブを被覆する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
噴射被覆ステーションに使用される支持ロールは約1.3メータの直径をもち、例えば高い円形精度に製造されたその周囲をもつ。支持ロールの機能は塗布器噴射ノズルとウエブ間の距離を最大限、一定に保つように被覆ステーションを通るウエブを支持し、かくして付着される被膜の品質をできるだけ一定に維持することにある。ドクターの所においては、支持ロールはウエブがドクター部材によって押し付けられる支持面を形成する。良好な被覆結果を保証するために、支持ロールは、支持ロール表面の接線方向速度をウエブの速度に実質上等しくする速度で回転させられる。
【0003】
慣例に従って、塗布器装置、ドクター手段及びウエブ塗布器に送入されるウエブは噴射塗布器ノズルが典型的には支持ロールの直下に置かれ、ウエブが水平面に関して約30〜40°の鋭角をなして上から斜めに支持ロール上に導かれるるように噴射被覆ステーションに配置される。ブレード、バー又はエヤナイフドクターからなるドクター手段がウエブの進行方向に噴射塗布器ノズルから一定の付着休止距離をおいて置かれる。
【0004】
噴射被覆の従来技術では、ウエブのたるみ(bagging) によって問題が生じていた。現状では、用語たるみは噴射塗布器ノズルとドクター部材の間並びに噴射塗布器ノズルの下の区域内で支持ロール表面からウエブが離れることを言う。その結果、袋状の形が移動しているウエブに生じる。たるみ効果は被覆ステーションにおける力のバランスの偏りを明らかにすることができる。ドクター手段の所では、ウエブはドクター部材の線形圧力を受けて支持ロールに押し付けられ、それによって状態が十分に制御される。ドクター作用点の前にあるウエブ長さにわたってウエブはウエブ張力の機械方向分力とウエブ表面に対して垂直に加えられる被覆噴射衝撃の比較的小さいベクトル成分によって支持ロールに押し付けらる。実際に、支持ロールからウエブを引き離すよう作用する力は典型的には引き付け力を超え、従ってウエブを支持ロールの表面から分離させる。
【0005】
ドクターの前のウエブ区域では、ウエブはウエブと支持ロールの間に取り込まれた空気圧力とペーパーウエブに加わる遠心力をプラスした力によって支持ロールから離されようとする。引き離し力は主に高速で移動するウエブ表面と共に進行する大量の空気層によって及ぼされる。この大量の空気塊はウエブについて行ってドクター部材の下のニップ内に入っていくことができず、むしろウエブと支持ロールの間に蓄積し始める。蓄積した空気塊の容積が増すにつれて、空気を保持するウエブ袋もまた、例えば袋の自発的空気放出により平衡に達するまで、増大する。そのとき空気は袋の縁を経て漏れ出る。また、袋の正面縁が開いた時の袋圧力の軽減によりウエブによって持ち運ばれた空気量が減少する可能性もある。支持ロール表面からウエブを離そうとする遠心力はウエブの高速度で有効になり、そしてウエブ速度、基礎重量、及び支持ロールにおけるウエブ進行の偏り角度に比例する。明らかに、ウエブは重力をも受ける。
【0006】
たるみの問題はウエブ表面と噴射塗布器ノズル間の距離が変化することによって提起される。最も悪い場合には、袋は20乃至30mmまでの厚さを持つことができるが、一方、ウエブ表面から噴射ノズルまでの最適距離は3〜30mm、しばしば約6〜から20mmの範囲内にある。これは明らかに複雑性をもたらす。たるみ効果が最悪になる機械横断方向の中心区域では、ウエブは、噴射塗布器ノズルのリップ部に接するまで支持ロールから分離する。結局、ノズルリップ部は走行するウエブのすり減らし作用を受けて急速に磨耗する。たるんだウエブが噴射塗布器ノズルから離れるがまだ支持ロールの表面に接しない中間の機械横断区域では、ウエブ上の被膜噴射の衝撃角度は変化するだろう。衝撃点のかかる変化は被覆混合物の逆流を生ぜしめる。これは、次いで被膜の品質を悪化させ、ノズルの保守の必要性を増大させる。被膜の品質の悪化は、ノズルリップ部上に被膜集合体が蓄積して被膜噴射を被覆すべき表面から離れる方へ導くことによって起こされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記技術の欠点を解消し、全く新しい型式の噴射塗装器ステーションを提供すること、及びペーパー又はボードの移動しているウエブを被覆する方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、丁度噴射塗装器ノズルの箇所で又はそのほんの僅か前で、噴射塗装器ステーションの支持ロールにウエブを進入させることよって達成される。更に詳細には、本発明の噴射塗装器ステーションは請求項1の特徴部分に記載した事項を特徴とするものであり、本発明の方法は請求項4の特徴部分に記載した事項を特徴とするものである。
【0009】
本発明は重大な利益をもたらす、即ち、噴射塗装器ノズルの所におけるたるみ効果は実質上減少し、被膜の平滑性と品質が改善される。塗装器ノズルの汚れとノズル上部のリップ部の摩耗が減少する。被覆されるべきウエブと被覆噴射のなす衝撃角度は機械横断方向全体にわたり一定を保ち、従って未被覆点と被膜逆流の生成の制御の改善を容易になすことができる。
【0010】
全体的に、本発明は噴射塗装器ステーションの使用期間を延長し、より高い効率での高品質皮膜を提供する。特に、本発明は高速かつ広幅被覆器の信頼性と休止時間の短い被覆器の性能を改善する。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1おいては、ペーパー又はボードの移動しているウエブ1と噴射被覆ステーションを通るその通路が示されている。本発明のこの実施例では、ウエブは案内ロール8によって支持ロール2に導かれる。案内ロール8のお陰で、支持ロール2へ進入するウエブ1の接近角度は設計の大きな許容範囲で選択することができる。支持ロール2によって支持されてウエブ1は噴射塗布器5を通り、引き続きドクターブレード6へ進む。最後に、該ウエブは塗布器ステーションから出ていく。
【0012】
図2には本発明の原理と本発明のこの実施例の基礎的器具を一層詳細に示している。ウエブ1は接近点3で支持ロール2と接する。たるみ(bagging) がないと仮定すれば、ウエブ1は実質上支持ロール2によって支持されて、噴射塗布器5までその進行を続ける。塗布器から放出された被膜噴射は衝撃点7でウエブ1に当たる。噴射衝撃点7から、ウエブは或る休止(dwell) 距離だけ変位して置かれているドクターブレード6まで引き続きその進行を続け、その後、ウエブはウエブ離脱点4で支持ロール2の表面から立ち去るよう導かれる。図示の実施例では、ウエブ離脱点4はドクターブレード6に位置する。図はウエブ1の生じ得るたるみを噴射塗布器5とドクターブレード6の間の区域に示していない。
【0013】
たるみを除去するため、ウエブ1は噴射塗布器5に極めて近い箇所で又は塗布器5の僅かに後ろにおいて支持ロール2上を接線方向に通過する。支持ロール2の周囲上におけるウエブ接近点3と噴射衝撃点7の間の角度差αは−5〜+15°の範囲内、最も好適には0〜+10°にある。この角度差はもしウエブ接近点3が噴射衝撃点7からみてウエブ1の入来側にあるならば正、そしてもしウエブ接近点3が噴射衝撃点7からみてウエブ1の立ち去り側にあるならば負であると定義される。図2では、角度差αは正である。
【0014】
図1の実施例では、本発明はウエブ1を導くのに役立つ別個の案内ロール8を備えた噴射塗装器ステーションを提供することによって実現される。そのウエブは、より有利であると認められている実質上小さい角度で支持ロールに接するために、常法に従って約30〜40°の角度をなして上から斜めに支持ロール2に接近する。支持ロール2の最下点で直角にウエブに当るよう配置された噴射衝撃点7をもつ被覆器設計では、水平面に対するウエブの接近角度α並びに案内ロール8の取り付け位置の相対的高さは上記指針に従って簡単に決定することができる。
【0015】
図3には本発明の噴射塗布器ステーションの他の実施例に関連して被覆されるべきペーパー又はボードのウエブ1が示されている。この実施例では、ウエブ1は慣例の手法で水平面に関して約30〜40°の角度をなして上から斜めに支持ロール2に進入する。支持ロール2の表面へのウエブ1の接近点3(図2)とウエブ上の被膜噴射の衝撃点7(図2)の間の角度差αは支持ロール2の中心点9を通る垂直軸線の正面(ウエブ1の進行方向に関して)に噴射塗布器5を置くことによって本発明で規定される値に制御される。この配置は従来技術とは異なっている。噴射塗布器の相対的位置は角度差αが−5〜+15°、最も好適には0〜+10°の範囲内に入るように設定される。次いで被膜噴射の衝撃点7(図2)が支持ロール2の最下点に関して回転している支持ロール2上に15〜45°の円周方向の進み角度で置かれる。ドクターブレード4は噴射塗布器5から所望の休止距離をあけた所に置かれる。
【0016】
上記に加えて本発明は他の実施例も可能である。本発明の仕様から逸脱することなしに、ウエブ1を例えば上記したものとは異なった角度で塗布器ステーションに導き、次いで塗布器ステーションをウエブ1の選択された接近角度に関して適切に配置することによって本発明を適用することができる。図1に示す1実施例ではウエブ1が−5〜+5°の角度で案内ロール8に進入するが、ウエブ1は、もし望むならば、例えば垂直方向に支持ロール2に進入することもできる。また、ウエブ1の案内ロール8の使用と、支持ロール2の下側に置いた塗布器をもつ上述の設計とは異なった噴射塗布器5の配置を組み合わせること又は代案として、製紙機械の現存するロールを新しい位置に移動させることによってウエブを案内するよう配置することも可能である。更に、案内ロール8の数又は正確な位置は限定されない。それ故、ウエブ1を例えば被覆器ステーション中でより高い位置に置かれた案内ロール8を越えて支持ロール2へ下方へ垂直に導き、噴射塗布器を支持ロール2の水平面に関して−5〜+15°、好適には0〜+10°の角度で、ウエブの進行に関して支持ロール2の下又は正面に夫々置くことができる。
【0017】
更に、塗布器5の位置を変えることができるように噴射塗布器5を塗布器ステーション内に置くこともできる。次いで、塗布器5の位置を付着中に変えるのに適した遠隔制御作動器を塗布器ステーションに補完することによって塗布器5の位置を有利に調節可能にすることもできる。その際、角度差αは特定の操業時間の被覆状況に必要とされるとおりに調節することができる。別個の案内ロール8を使用するとき、角度差αは案内ロール8の位置を動かすことによって制御することもできる。同様に、案内ロール8の位置移転は設けられた作動器手段を用いて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の噴射塗装器ステーションの1実施例の横断面図である。
【図2】 ウエブの近くに置かれた図1に示す噴射塗装器ステーションの部分を拡大した横断面図である。
【図3】 本発明の噴射塗装器ステーションのもう1つの実施例の横断面図である。[0001]
FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to a spray coating station according to the preamble of claim 1 for coating a moving paper web, the spray coating station comprising a support roll, a spray applicator and doctor means, It relates to a spray coating station in which the web to be arranged is arranged to pass through said station, and further to a method for coating a moving web of paper or paper board.
[0002]
[Prior art]
The support roll used in the spray coating station has a diameter of about 1.3 meters, for example with its circumference manufactured with high circular accuracy. The function of the support roll is to support the web through the coating station so as to keep the distance between the applicator spray nozzle and the web maximally constant, thus keeping the quality of the deposited coating as constant as possible. At the doctor, the support roll forms a support surface against which the web is pressed by the doctor member. In order to ensure good coating results, the support roll is rotated at a speed that makes the tangential speed of the support roll surface substantially equal to the speed of the web.
[0003]
In accordance with convention, the web fed into the applicator device, the doctor means and the web applicator is such that the spray applicator nozzle is typically placed directly under the support roll and the web forms an acute angle of about 30-40 ° with respect to the horizontal plane. It is arranged in the spray coating station so as to be guided obliquely from above onto the support roll. A doctor means consisting of a blade, bar or air knife doctor is placed at a certain adhesion rest distance from the spray applicator nozzle in the direction of travel of the web.
[0004]
In the prior art of spray coating, problems have been caused by web bagging. Currently, the term sagging refers to the separation of the web from the support roll surface in the area between the spray applicator nozzle and the doctor member and in the area below the spray applicator nozzle. As a result, a bag-like shape occurs on the moving web. The sagging effect can reveal a bias in force balance at the coating station. At the doctor means, the web is pressed against the support roll under the linear pressure of the doctor member, so that the state is well controlled. Over the web length in front of the doctor point of action, the web is pressed against the support roll by the machine component of the web tension and the relatively small vector component of the coating spray impact applied perpendicular to the web surface. In practice, the force acting to pull the web away from the support roll typically exceeds the attraction force, thus causing the web to separate from the surface of the support roll.
[0005]
In the web area in front of the doctor, the web tends to be separated from the support roll by the force of the air pressure taken between the web and the support roll plus the centrifugal force applied to the paper web. The pulling force is mainly exerted by a large air layer traveling with the web surface moving at high speed. This large air mass cannot go into the nip under the doctor member by going through the web, but rather begins to accumulate between the web and the support roll. As the volume of accumulated air mass increases, the web bag holding the air also increases until equilibrium is reached, for example by spontaneous air release of the bag. At that time, air leaks through the edge of the bag. There is also a possibility that the amount of air carried by the web may be reduced by reducing the bag pressure when the front edge of the bag is opened. Centrifugal forces trying to move the web away from the surface of the support roll are effective at high web speeds and are proportional to the web speed, the basis weight and the bias angle of the web travel on the support roll. Obviously, the web is also subject to gravity.
[0006]
The sagging problem is raised by changing the distance between the web surface and the spray applicator nozzle. In the worst case, the bag can have a thickness of 20 to 30 mm, while the optimum distance from the web surface to the injection nozzle is in the range of 3 to 30 mm, often about 6 to 20 mm. This obviously adds complexity. In the central area in the cross machine direction where the sagging effect is worst, the web separates from the support roll until it touches the lip of the spray applicator nozzle. Eventually, the nozzle lip portion is worn rapidly due to the abrasion of the traveling web. In the middle cross-machine zone where the sagging web leaves the spray applicator nozzle but does not yet touch the surface of the support roll, the impact angle of the coating spray on the web will change. Such a change in impact point results in a back flow of the coating mixture. This in turn degrades the quality of the coating and increases the need for nozzle maintenance. Degradation of the coating quality is caused by the accumulation of coating aggregates on the nozzle lip , leading the coating spray away from the surface to be coated.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the above technique, to provide a completely new type of spray coater station, and to provide a method for coating a moving web of paper or board.
[0008]
[ Means for Solving the Problems ]
The object of the invention is achieved by having the web enter the support roll of the spray coater station, just at or just before the spray coater nozzle. More particularly, the spray coater station according to the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1, and the method according to the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 4. Is.
[0009]
The present invention provides significant benefits, i.e., the sagging effect at the spray coater nozzle is substantially reduced and the smoothness and quality of the coating is improved. Dirt on the applicator nozzle and wear on the lip at the top of the nozzle is reduced. The impact angle between the web to be coated and the coating jet remains constant throughout the cross-machine direction, thus making it easier to improve the control of the uncoated point and the generation of coating backflow.
[0010]
Overall, the present invention extends the service life of the spray coater station and provides a high quality coating with higher efficiency. In particular, the present invention improves the reliability of high speed and wide dressers and the performance of coaters with short downtime.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a moving web 1 of paper or board and its path through a spray coating station are shown. In this embodiment of the invention, the web is guided to the
[0012]
FIG. 2 shows in more detail the principles of the invention and the basic instrument of this embodiment of the invention. The web 1 contacts the
[0013]
To remove sagging, the web 1 passes tangentially over the
[0014]
In the embodiment of FIG. 1, the present invention is realized by providing a spray coater station with a separate guide roll 8 that serves to guide the web 1. Its web, close to contact with the substantially smaller angle with the supporting roll has a an observed et been more favorable, the supporting
[0015]
FIG. 3 shows a paper or board web 1 to be coated in connection with another embodiment of the spray applicator station of the present invention. In this embodiment, the web 1 enters the
[0016]
In addition to the above, other embodiments of the present invention are possible. Without deviating from the specifications of the invention, the web 1 is directed to the applicator station, for example at a different angle than that described above, and then the applicator station is appropriately positioned with respect to the selected approach angle of the web 1. The present invention can be applied. In one embodiment shown in FIG. 1, the web 1 enters the guide roll 8 at an angle of -5 to +5 [deg.], But the web 1 can also enter the
[0017]
Furthermore, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a spray coater station of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the spray coater station shown in FIG. 1 placed near the web.
FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the spray coater station of the present invention.
Claims (6)
ウエブ(1)の表面上の噴射衝撃点(7)で被覆混合物の噴射流を付着するための噴射塗布器(5)と、
ウエブ(1)上に噴射流として付着された被膜を平滑化するためのドクター手段(6)と、
を含む、ペーパー又はペーパーボードの移動しているウエブ(1)を被覆するための噴射被覆ステーションにおいて、
角度(α)の正の方向が前記ウエブ(1)の進行方向と反対であると定義されたとき、中心点(9)から見てロール周囲に沿った角度変位がウエブ接近点(3)と噴射衝撃点(7)の間で−5〜+15°の角度(α)をなす点において実質上支持ロール(2)の周囲上に前記噴射衝撃点(7)が置かれることを特徴とする噴射被覆ステーション(図2)。The web (1) on the support roll (2) is arranged to support the web (1) moving around the support roll from the tangential approach point (3) of the web (1) to the tangential departure point (4) of the web. Supporting roll (2),
A spray applicator (5) for depositing a jet stream of the coating mixture at a spray impact point (7) on the surface of the web (1);
The doctor means for smoothing the deposited coatings as a jet onto the web (1) (6),
Including, in the injection coating station for coating a web (1) which is moving paper or paperboard,
When the positive direction of the angle (α) is defined to be opposite to the traveling direction of the web (1), the angular displacement along the roll periphery as seen from the center point (9) is the web approach point (3). Injection characterized in that the injection impact point (7) is placed substantially on the periphery of the support roll (2) at an angle (α) of -5 to + 15 ° between the injection impact points (7) Coating station (Figure 2).
支持ロール(2)によって支持されて走行しているウエブ(1)の表面に噴射衝突点(7)でウエブ表面に当るように噴射ノズル(5)から放出される噴射流の形をなす被覆混合物が付着され、
付着された被膜がドクター手段(6)によって平滑化されかつ手入れされて成る、ペーパー又はペーパーボードの移動しているウエブ(1)を被覆する方法において、
角度(α)の正の方向が前記ウエブ(1)の進行方向と反対であると定義されたとき、中心点(9)から見てロール周囲に沿った角度変位がウエブ接近点(3)と噴射衝撃点(7)の間で−5〜+15°の角度(α)をなす点において実質上支持ロール(2)の周囲上に前記噴射衝撃点(7)が置かれるように、被覆されるべきウエブ(1)が前記支持ロールに進入させられることを特徴とする噴射被覆方法(図2)。The web (1) to be coated is advanced into the support roll (2), whereby the web (1) contacts the support roll (2) at the approach point (3),
Coating mixture in the form of a jet stream discharged from the jet nozzle (5) so as to hit the web surface at the jetting collision point (7) on the surface of the web (1) which is supported by the support roll (2) Is attached,
A method of coating a web (1) that the deposited film is formed by smoothed and care by a doctor means (6), moving the paper or paperboard,
When the positive direction of the angle (alpha) is defined to be opposite to the traveling direction of the web (1), the angular displacement along the circumference rolls viewed from the center point (9) of the web approach point (3) as the ejection impact point on the periphery of the substantially support roll (2) (7) is placed at a point at an angle of -5 to + 15 ° between the injection point of impact (7) (alpha), is coated A spray coating method (FIG. 2), characterized in that the web (1) to be driven is caused to enter the support roll.
案内ロール(8)の位置は、被覆されるべきウエブ(1)の逸らされた進行経路を変えるためにかつ接近点(3)と噴射衝撃点(7)の間に角度変位(α)を設定するために調節されることを特徴とする請求項4に記載の噴射被覆方法。 The web (1) to be coated is advanced over the guide roll (8) into the support roll (2), the path of the web (1) to be coated is deflected by the guide roll (8),
The position of the guide roll (8) is set to change the deflected travel path of the web (1) to be coated and an angular displacement (α) between the approach point (3) and the jet impact point (7) The spray coating method according to claim 4, wherein the spray coating method is adjusted in order to achieve the above .
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