JP4746894B2

JP4746894B2 - 塗工装置

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Publication number: JP4746894B2
Application number: JP2005071218A
Authority: JP
Inventors: 武雄中沢; 博文森田; 順一伊藤
Original assignee: ボイスペ−パ− パテントゲ−エムベ−ハ−
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: EP1861207A1; CN101142032A; JP2006247611A; CN101142032B; EP1861207B1; US20080029024A1; ATE472377T1; DE502006007326D1; WO2006097376A1

Description

本発明は、塗工装置に係り、より詳細には多層のカ−テン塗工を行う塗工装置に関する。

従来、カタログなどの一般印刷用紙および感圧用紙、感熱用紙、自動改札用のキップ等に用いられる塗工紙は、一般に後計量型コータ(ブレードコータなど)によって原紙であるウェブの面上に塗料を塗布後、計量されて生産されている。このような塗料の塗布を行う機械を一般に塗工機と称している。

従来、塗工機は、ウェブの面上に塗料を一度塗った後に計量(メタリング)するポストメタリング方式、すなわち、ブレードコータ、ロッドコータ、エアナイフコータ等が主流であった。

ところで、近年においては、後計量型塗工機を用いる塗料の塗布工程に代わって、概念的要部側断面図の図１１に示すように、矢印方向に搬送されるウェブｗに対して上方のカーテンヘッド１０１ａ、１０１ｂから塗料ｔa、ｔbを噴出して塗料カーテンca、ｃbを形成してウェブｗ面上に塗料ｔa、ｔbを塗布するカーテン式の塗工装置(前計量型塗工機)が広汎に用いられつつある。

又、スライドダイ方式と呼ばれる多層塗工可能な塗工方式も存在する。

なお、本願に係る文献公知発明としては下記の特許文献１がある。
特公昭６３−２３９号公報

ところで、上述のカーテン式の塗工装置においては、搬送される速度が、低速(１２０ｍ／分、秒速２〜３ｍ／秒)である写真のフィルム等の場合には、塗料ｔa、ｔbの落下速度とフィルムの搬送速度に大差がないため、塗料ｔaは、フィルム面上に第１層として正常に塗布され、塗料ｔbはフィルム面上に塗布された塗料ｔa上に第２層として正常に塗布される。

しかしながら、このカーテン式の塗工装置を、紙材であるウェブｗに適用した場合には、ウェブｗの搬送速度が、３００〜１８００ｍ／分(秒速５〜６０ｍ／秒)と高速であり、塗料ｔa、ｔbの落下速度は、３ｍ／秒程度であり、その速度差は２０倍にも達することがある。

この場合、ウェブｗ面上に第１層に塗布される塗料ｔaは、ウェブｗ面に一様に引き延ばされ、マダラ等の塗りムラが生じることがなく正常に塗布される。しかしながら、ウェブｗ面に塗布された塗料ｔa上に塗布される塗料ｔbは、上述の如く速度差が大きく、また、塗料ｔaが塗布されるウェブｗ面と、塗料ｔbが塗布されるウェブｗ面上に塗布された塗料ｔaとでは塗料によって摩擦係数等の表面状態が大きく異なる場合がある。

その場合、塗料ｔbは、ウェブｗ面に塗布された塗料ｔaとの間でスベリが発生すると、塗料ｔbが塗料ｔa上でうまく引き延ばされず、マダラ等の塗りムラを生じてしまう。

この問題を解決するため、カーテンヘッド１０１ａ、１０１ｂから吹出される２つの塗料カーテンca、ｃbを近接して配置して１つの膜厚の厚い塗料カーテンとして、ｗ面上での塗料間のスベリの問題を解消してウェブｗ面上に塗布し、マダラ等の塗りムラを防止することが行われている(特許文献１の第３図参照)。

この１つの塗料カーテンとした場合、多層の塗料で１つの塗料カーテンを形成しているため、ウェブｗ面から溢れた余分な塗料を回収しても塗料が混じり合ってしまっているため、再利用できない。

従って、塗料の無駄をなくすためには、被塗工物のウェブｗの幅に塗料吐出し口の幅が規制され、被塗工物の幅が変化した場合に対応することが困難になっている。

加えて、従来のカーテン塗工方式は、一般に各塗料が独立したカーテンで形成されるため、小流量の塗工では、カーテンが切れやすく不安定であり正常な塗工が出来ない場合がある。

また、複数の塗料を用いてカーテン塗工を連続して実施した場合、塗工した際の膜厚が薄いため後塗りの塗工層が前後塗りの塗工層の影響を受け易く塗工面が荒れることがある。

従って、これを防止するためには、塗料カーテンを形成する際にある程度の流量が必要になっている。

また、特許文献１に記載のスライドダイ方式の多層塗工可能な塗工方式においては、塗工停止した場合に使用しないヘッドへの塗料供給を停止する必要があり、使用しないヘッドへの塗料供給を停止しない場合には、運転中の塗料と混合してしまい、単独で塗料の回収ができない。

一方、使用しないヘッドへの塗料供給を停止した場合、運転中の塗料との混合は無いが塗料の循環ができないため、使用しないダイヘッド部の塗料が乾きヘッドに塗料が付着する。

こうして、次回の運転時にヘッドに塗料が付着していると、その汚れによりスジ模様が発生したり、ダイスリット部に目詰まりを起こし、幅方向に均一な塗料の供給ができない。

そのため、何れかのヘッドの塗料を停止した場合、一度、塗工を停止し清掃する必要があるが、清掃中、清掃水が稼動中のヘッドにも混入するので、何れかのヘッドの塗料を停止した場合には他のヘッドも同時に停止し、他のヘッドを清掃する必要がある。

従って、塗工対象製品の品種切り替え時、必ず、塗工を停止するとともに全てのヘッドを清掃する必要があるため、相当の時間を要する。

このように、スライドダイ方式の多層塗工可能な塗工方式においては、塗料が混合してしまう、各層の塗料調節が困難である、塗工切り替え時、全てのヘッドの清掃が必要である、塗工開始、停止が容易でない等の問題がある。

本発明は上記実状に鑑み、多層の塗工層をウェブ面上に形成した場合にも塗りムラ等の塗工不良を生じることがなく、また、塗料の液性に応じた塗工が可能であるとともに、余分な塗料の回収が確実に行える塗工装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わる塗工装置は、搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成し、該斜面の終端部の下向きのカーテンガイド部から塗料カーテンを形成してウェブ面上に該塗料層を移行させるガイドシートとを具備している。
さらに、複数のカーテンヘッドのうち、少なくとも何れかのカーテンヘッドは、塗料の吹出し口に近接して配設され、噴出される塗料を前記ガイドシートの斜面へ案内して流す噴出案内部を有し、この噴出案内部は、カーテンヘッドより噴出される塗料をガイドシート斜面へ案内する塗料案内部と、該塗料案内部に隣接するとともに方向を変え別れて配設され、余分な塗料を分流させる回収案内部とを具備している。

本発明の請求項２に関わる発明は、搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成し、該斜面の終端部の下向きのカーテンガイド部から塗料カーテンを形成してウェブ面上に該塗料層を移行させるガイドシートとを具備している。
さらに、複数のカーテンヘッドのうち、少なくとも何れかのカーテンヘッドは、塗料の吹出し口に近接して配設され、噴出される塗料を前記ガイドシートの斜面へ案内して流す噴出案内部を有し、この噴出案内部は、互いの間隔が塗布に用いられる塗料の幅と同一寸法であり、下流側に行くに従い広がるくさび形状の一対の分流ガイド部材を具え、この一対の分流ガイド部材間を流れる塗料はウェブ面の塗工に用いられ、この一対の分流ガイド部材の外側を流れる塗料は回収されることを特徴としている。

本発明の請求項３に関わる塗工装置は、請求項１または請求項２に記載の塗工装置において、前記斜面に沿って移動する塗料層において、下流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層は、隣接する上流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層より幅広であり、かつ、該塗料層の両側縁を覆っている。

本発明の請求項４に関わる塗工装置は、請求項１または請求項２に記載の塗工装置において、前記噴出案内部は、最上流側のカーテンヘッドに配設している。

本発明の請求項５に関わる塗工装置は、請求項１または請求項２に記載の塗工装置において、前記複数のカーテンヘッドのうち塗工に使用されないカーテンヘッドから噴出される塗料を受ける受け容器と、前記受け容器で受けた塗料を再び当該カーテンヘッドに循環させる循環手段とをさらに具備している。

本発明の請求項６に関わる塗工装置は、請求項１または請求項２に記載の塗工装置において、前記複数のカーテンヘッドのうち塗工に使用されないカーテンヘッドに水を供給する供給手段と、該カーテンヘッドから噴出される前記水を受ける受け容器と、前記受け容器で受けた前記水を再び当該カーテンヘッドに循環させる循環手段とをさらに具備している。

以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わる塗工装置によれば、複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、噴出される塗料がガイドシートの斜面で順番に積層して多層の塗料層を形成するので、塗料の流量の多少に拘らず、塗料液性に合わせた最適塗工が可能である。

また、ガイドシートの斜面で順番に積層して多層の塗料層を形成するため、小流量の塗工が可能となり、塗料の節約になる。

本発明の請求項２に関わる塗工装置によれば、下流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層は、隣接する上流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層より幅広であり、かつ、該塗料層の両側縁を覆うので、各塗料層の両側縁が盛り上がることなく一様に流れ、正常な塗工が行える。

本発明の請求項３に関わる塗工装置によれば、複数のカーテンヘッドのうち少なくとも何れかのカーテンヘッドは、塗料の吹出し口に近接して配設され、噴出される塗料をガイドシートの斜面へ案内して流す噴出案内部を有するので、塗料の液性に拘らず、正常な塗工が行える。

本発明の請求項４に関わる塗工装置によれば、噴出案内部は、最上流側のカーテンヘッドに配設されるので、ガイドシートの斜面に接して流れる塗料が噴出案内部に案内され、ガイドシートの斜面上を滑らかに流れることができ、塗工不良を防止できる。

本発明の請求項５に関わる塗工装置によれば、塗工に用いられる塗料は塗料案内部に案内されガイドシート斜面に案内され、余分な塗料は回収案内部により分流され回収できるので、塗料の節約、有効利用を図れる。

本発明の請求項６に関わる塗工装置によれば、塗工に用いられる塗料は、一対の分流ガイド部材間を流れガイドシート斜面に案内され、余分な塗料は、一対の分流ガイド部材の外側を流れ回収できるので、塗料の節約、有効利用を図れる。

本発明の請求項７に関わる塗工装置によれば、塗工運転中にカーテンヘッドを選択して切り替えることができる。

本発明の請求項８に関わる塗工装置によれば、水等を循環させることによりカーテンヘッド、配管等の清掃が行える。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本発明を適用した塗工装置１は、その概念的側断面図の図１に示すように、塗工されるウェブｗを矢印α(または矢印β)方向に搬送しつつ、ウェブｗの片面に異なる塗料ｔ1、t2、ｔ3、t4を積層して４層の塗布層を形成して塗布する装置である。

図１では、４層の場合を例示しているが、２層、３層、または、５層以上でもよい。

塗工装置１は、第１の塗料ｔ1を噴出し塗料カーテンｔc1を形成する第１カーテンヘッド２1と、第２の塗料ｔ2を噴出し塗料カーテンｔc2を形成する第２カーテンヘッド２2と、第３の塗料ｔ3を噴出し塗料カーテンｔc3を形成する第３カーテンヘッド２3と、第４の塗料ｔ4を噴出し塗料カーテンｔc4を形成する第４カーテンヘッド２4と、塗料カーテンｔc1、ｔc2、ｔc3、ｔc4が落下して塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4が順番に積み重なって多層となって案内される斜面３ｓをもつガイドシート３とを具備している。

上記カーテンヘッド２1、２2、２3、２4それぞれのガイドシート３からの高さ、これらカーテンヘッド間の互いの間隔、および各カーテンヘッドの角度は調整可能である。

また、カーテンヘッド２1、２2、２3、２4の幅(図１中の紙面の垂直方向)は全て同一に形成されるのが一般的であるが、予め、幅を異ならせることもある。

塗工幅の設定は、カーテンヘッド２1、２2、２3、２4出口からガイドシート３の下流最終端までの間で塗工液を分ける装置(図示せず)を設け、余分な塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4は、そこで回収され、必要な塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4は、ウェブｗの各層に塗工されている。

上記ウェブｗは、矢印α方向に、例えば１２００ｍ／分(２０ｍ／秒)の速さで搬送されており、ガイドシート３の斜面３ｓ上を層状に積層して流れる塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4は、ガイドシート３の斜面３ｓの終端部に続くカーテンガイド部３gから流れ落ち、例えば３〜５ｍ／秒の速度の塗料カーテンｔcが形成され、ウェブｗ面に落下して塗布されている。

上記カーテンヘッド２1、２2、２3、２4は、ヘッダー２1ｈ、２2ｈ、２3ｈ、２4ｈを有しており、塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4がそれぞれのポンプ(図示せず)又は他の、例えば空気式加圧方式によって所定の圧力を加えられ、それぞれのヘッダー２1ｈ、２2ｈ、２3ｈ、２4ｈに供給される。そして、ヘッダー２1ｈ、２2ｈ、２3ｈ、２4ｈに供給された塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4は、それぞれのノズル２1ｎ、２2ｎ、２3ｎ、２4ｎを通じて下方に、１〜５ｍ／秒の速度で膜厚５０〜３００μｍで噴出されている。

上記ガイドシート３は、例えば、表面粗さＲa０．４以下のステンレス鋼板、樹脂板等を用いて形成されている。

このガイドシート３は、各ヘッドの下部に拡大図の２(ａ)に示すように設置されるが、第１カーテンヘッド２1については、図２(ｂ)に示すように、直接、第１カーテンヘッド２1とガイドシート３とが接する場合もある。なお、各カーテンヘッドとガイドシート３との距離ｓ(図２(ａ)参照)は、塗工液の特性に左右され、０．１〜１００ｍｍの範囲となる。

そして、図１に示すように、第４カーテンヘッド２4のノズル２4ｎの直下より下流の斜面３ｓの終端部で下向きのカーテンガイド部３gがウェブｗに向けて形成されている。

なお、ガイドシート３の斜面３ｓの終端部を基点とする傾斜角３θは、おおよそ１５°〜６０°の範囲内で設定され、本装置では３０°に設定している。なお、ガイドシート３の斜面３ｓの傾斜角３θは、任意に設定できるものである。

また、本実施例では、ガイドシート３が側面視で曲線状の場合を例示しているが、直線状の場合もあり得る。

塗料特性にもよるが、カーテンヘッド２1、２2、２3、２4とガイドシート３との距離ｓが不適切であると、概念的幅方向図である図３(ａ)に示すように、塗料ｔ1、t2、ｔ3、t4の連続性が損なわれ塗料カーテンｔc1、ｔc2、ｔc3、ｔc4の連続性が失われ、一様な膜圧をもって流れることが阻害されてしまう。

また、概念的側面図である図３(ｂ)に示すように、カーテンヘッドのノズルから噴出された塗料ｔ1が、ガイドシート３の斜面に当り塗料凸部ｔ1aが形成され、ガイドシート３の斜面３ｓ上を一様な膜厚をもって流れることが阻害されてしまう。

これらの問題を防ぐため、前述の如く、カーテンヘッド２1、２2、２3、２4とガイドシート３との距離ｓは塗料特性に合わせ、０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で調整する。

或いは、図２(ｂ)に示すように、噴出された塗料ｔ1をガイドシート３の斜面３ｓへ滑らかに案内する噴出案内部３ｆを、ノズル２1ｎの吹出し口に近接して配設することにより、一様な膜厚を形成してガイドシート３の斜面３ｓ上を流すことができ、正常な塗工を行える。

なお、図１に示すように、第２カーテンヘッド２2、第３カーテンヘッド２3、第４カーテンヘッド２4にそれぞれ、噴出案内部３ｆ1、３ｆ2、３ｆ3を配設することも可能であり、この場合、ガイドシート３とは別体のものとなる。

本実施例においては、噴出案内部３ｆ(図２(ｂ)参照)がガイドシート３と一体のものを例示しているが、ガイドシート３と一体に設けてもよいし、別体に設けてもよい。

このように、噴出案内部を設けるか否かは、塗料の液性、噴出条件等によって、適宜、選択することができる。

図４(ａ)は、図１に示す第３カーテンヘッド２3、第４カーテンヘッド２4廻りを拡大して示す概念的拡大図であり、図４(ｂ)は、(ａ)図の概念的Ａ方向矢視図である。

図４(ａ)に示すように、第３カーテンヘッド２3から噴出される塗料ｔ3、第４カーテンヘッド２4から噴出される塗料ｔ4は、それぞれガイドシート３の斜面３ｓ上で他の塗料ｔ1、ｔ2に積層して塗料層を形成し、ガイドシート３の斜面３ｓの終端部に続くカーテンガイド部３gからｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4による塗料カーテンｔcを形成し、ウェブｗ面に塗布が行われている。

ここで、図４(ｂ)に示すように、カーテンガイド部３gから流れ落ちる塗料カーテンｔcのうち塗料ｔ4の塗料カーテンｔc42のみが、ウェブｗ幅ｂwより大きな幅ｂt4を有しており、塗工に用いられなかった余分な塗料ｔ4は、カラーパンｃpにより受けられ回収されている。

図５は、塗工工程におけるカーテンガイド部３g廻りを示す概念的拡大斜視図である。

図５に示すように、ガイドシート３のカーテンガイド部３gから流れ落ちる塗料カーテンｔcのうち、一番上の塗料ｔ4のみ両側端部が１層となり薄いため、両側端部の塗料ｔ4が表面張力により中央部側に引っ張られ縮流が生じ、縮流後の塗料ｔ4によりウェブｗ面が塗布されることになる。

そのため、第４カーテンヘッド２4から噴出する塗料カーテンｔc41(図１参照)の幅は、縮流後の塗料ｔ4のカーテン幅ｂt4を考慮して広い幅をもたせる必要がある。

一方、図４(ｂ)、図５に示すように、第３カーテンヘッド２3から噴出される塗料ｔ3は、カーテンガイド部３gから流れ落ちた際に、その両側端部が塗料ｔ4と２層状になるため下降する流れの力が表面張力より強く、塗料ｔ4のような縮流は発生しない。

同様に、カーテンガイド部３gから流れ落ちる塗料ｔ2、ｔ1も、その両側部が３層状、４層状になるため下降する流れの力が強く、表面張力により縮流が発生することはない。

図４(ｂ)に示すように、第３カーテンヘッド２3から噴出される塗料ｔ3は、ノズル２3ｎの幅を調整して塗料ｔ4の塗料カーテンｔc42の幅ｂt4より狭く、かつウェブｗの幅ｂwより狭い幅ｂt3をもって、噴出させている。

また、第２カーテンヘッド２2から噴出される塗料ｔ2は、ノズル２2ｎの幅を調整して塗料ｔ3の塗料カーテンｔc32の幅ｂt3より狭い幅ｂt2をもって噴出させており、また、第１カーテンヘッド２1から噴出される塗料ｔ1は、塗料ｔ2の塗料カーテンｔc22の幅ｂt2より狭い幅ｂt1をもって噴出させている。

なお、塗料ｔ2の幅ｂt2は、塗料ｔ3の幅ｂt3より片側１０ｍｍ狭く設定されており、塗料ｔ1の幅ｂt1は、塗料ｔ2の幅ｂt2より片側１０ｍｍ狭く設定されている。

このようにして、ガイドシート３の斜面３ｓに沿って流れる塗料層において、下流側のカーテンヘッドから噴出された塗料層は、隣接する上流側のカーテンヘッドから噴出される塗料層より幅広であり、かつ、該塗料層の両側縁を覆うようにしている。

こうすることで、各塗料層の側端縁部は、互いに重なることはなく、また、下流側のカーテンヘッドから噴出され、隣接する上層の塗料に抑えられるため、各塗料層が安定して、ウェブｗに対して正常な塗工が行える。

次に、塗工に用いられる余分な塗料の回収方法の変形例について、図１のＤ方向矢視概念図の図６(ａ)を用いて説明する。

本例においては、第３カーテンヘッド２3、第４カーテンヘッド２4のみを用いて、それぞれ塗料ｔ3、t4を噴出した場合を例示している。

塗工エリアにおいては、図６(ａ)のＥ−Ｅ線断面図の図６(ｂ)に示すように、第３カーテンヘッド２3から噴出された塗料ｔ3が塗料カーテンｔc3を形成してガイドシート３上に落ちて流れ、第４カーテンヘッド２4から噴出された塗料ｔ4が塗料カーテンｔc4を形成してガイドシート３上を流れる塗料ｔ3上に落ちて流れ、ガイドシート３の斜面３ｓ上を層状に積層して流れる。そして、層状の塗料ｔ3、ｔ4は、ガイドシート３の斜面３ｓの終端部に続くカーテンガイド部３gから流れ落ち、ウェブｗ面に落下して塗布されている。

ここで、図６(ａ)のＦ−Ｆ線断面図の図６(ｃ)に示すように、第４カーテンヘッド２4から噴出された塗料ｔ4のうちの余分な塗料ｔ4は、カラーパンｃp4、ｃp4で受けられ、第３カーテンヘッド２3から噴出された塗料ｔ3のうちの余分な塗料ｔ3は、カラーパンｃp3、ｃp3で受けられている。

なお、図６(ａ)に示すように、塗料ｔ4、ｔ3が混合した余分な若干の塗料は、カラーパンｃp5、ｃp5で受けられている。

上記変形例では、カーテンヘッド２1、２2を用いない場合を例示したが、カーテンヘッド２1、２2を用いた場合には、カラーパンｃp3、ｃp3に余分な塗料ｔ1、ｔ2が混合して回収されることがある。

このように、カーテンヘッド２1、２2を用いない場合には、カラーパンｃp3、ｃp3には、第３カーテンヘッド２3からの余分な塗料ｔ3のみを単独で回収できる。

一方、第４カーテンヘッド２4からの余分な塗料ｔ4は、カラーパンｃp4、ｃp4で混合することなく単独で回収できる。

従って、第４カーテンヘッド２4、第３カーテンヘッド２3のみを用いて塗工を行う場合には、それぞれの余分な塗料ｔ4、ｔ3を単独で回収できる。

次に、第１カーテンヘッド２1から噴出される塗料ｔ1の幅ｂt1を設定するための第１分流装置Ｂ1について説明する。

第１分流装置Ｂ1は、図７に示すように、第１カーテンヘッド２1のノズル２1ｎに近接して配設される噴出案内部３ｆを、塗布に用いられる塗料ｔ1の幅を有し、該塗料ｔ1を案内する中央部の塗料案内部３ｆbと、回収すべき塗料ｔ1を案内する側端部の回収案内部３ｋ、３ｋとに方向を変え別れる形状に、短冊状に形成している。

そして、ノズル２1ｎから塗料ｔ1を塗料案内部３ｆb、回収案内部３ｋ、３ｋに対して吹出すことにより、塗布に用いられる塗料ｔ1は、図７のＢ−Ｂ線断面図の図８(ａ)に示すように、塗布すべき所定の幅、すなわち塗料案内部３ｆbの幅で塗料案内部３ｆb上を案内され流され、また、塗布に用いられず余分な塗料ｔ1は、図７のＣ−Ｃ線断面図の図８(ｂ)に示すように、回収案内部３ｋ、３ｋ上を案内され流れカラーパンｃpで受けて回収されている。

このように、ノズル２1ｎに近接して配設した塗料案内部３ｆbの幅を調節することにより、塗布すべき塗料ｔ1の幅の調整、位置決めが確実に且つ簡単に行え、余分な塗料ｔ1を回収して、塗料ｔ1を有効利用することができる。

図９には、第１分流装置Ｂ1の変形例である第２分流装置Ｂ2を示している。

この構成では、第１カーテンヘッド２1のノズル２1ｎに近接して配設された噴出案内部２３ｆに、下流側に向い除々に広がるくさび状の一対の分流ガイド部材ｇ１、ｇ２を設けている。この分流ガイド部材ｇ１、ｇ２間の幅寸法ｇsは、塗布に用いられる塗料ｔ1の幅寸法に設定している。

第２分流装置Ｂ2を用いた場合には、ノズル２1ｎから塗料ｔ1を噴出すると、塗料ｔ1は、噴出案内部２３ｆ上を流れ、分流ガイド部材ｇ１、ｇ２により、分流ガイド部材ｇ１、ｇ２間を流れ、分流ガイド部材ｇ１、ｇ２間の幅寸法ｇsと同じ幅をもつ塗布に用いられる塗料ｔ10と、分流ガイド部材ｇ１、ｇ２の外側を流れる余分な塗料ｔ11、ｔ11とに分流できる。

この構成によると、一旦、分流ガイド部材ｇ１、ｇ２により分けられた塗布すべき塗料ｔ10と余分な塗料ｔ11、ｔ11とは、それぞれの表面張力により引き合い、再び合流することが避けられる。なお、塗料ｔ1の流れ方向に直角な分流ガイド部材ｇ１、ｇ２の幅寸法を、それぞれ１０ｍｍ程度以上に設定することで、分流が有効に行われることが確認されている。

この構成により、余分な塗料ｔ11、ｔ11を回収して無駄省き、塗料ｔ1を有効利用できる。

次に、上述した構成の塗工装置１を用いて、ウェブｗの片面に異なる塗料ｔ1、t2、ｔ3、t4の多層の塗布層を形成して塗工する過程について説明する。

まず、１層目に塗布される塗料ｔ1を、図１、２(ａ)に示すように、第１カーテンヘッド２1のノズル２1ｎから噴出案内部３ｆ上に噴出する。

この際、塗布に用いられる塗料ｔ1の幅は、図７に示した第１分流装置Ｂ1または図９に示した第２分流装置Ｂ2により所定幅に調整され、余分な塗料ｔ1は、分流されカラーパンｃpで受けて回収される。

２層目に塗布される塗料ｔ2は、図１、図２(ｂ)に示すように、第２カーテンヘッド２2のノズル２2ｎから、１層目の塗料ｔ1の幅ｂt1より広い幅ｂt2(図４(ｂ)参照)、例えば、塗料ｔ1の幅ｂt1より片側１０ｍｍ広く吹出され、図１、図３(ｂ)に示すように、ガイドシート３の斜面３ｓ上を流れる１層目の塗料ｔ1の上に塗布する。

３層目に塗布される塗料ｔ3は、図１、図２(ｂ)、図４(ｂ)に示すように、第３カーテンヘッド２3のノズル２3ｎから、２層目の塗料ｔ2の幅ｂt2より広い幅ｂt3(図４(ｂ)参照)、例えば、塗料ｔ2の幅ｂt2より片側１０ｍｍ広く吹出され、ガイドシート３の斜面３ｓ上を流れる２層目の塗料ｔ2の上に塗布する。

４層目に塗布される塗料ｔ4は、図１、図２(ｂ)、図５に示すように、第４カーテンヘッド２4のノズル２4ｎから、縮流を考慮して３層目の塗料ｔ3の幅ｂt3より広い幅で吹出し、図４(ｂ)に示すように、縮流後に幅ｂt4になるように、ガイドシート３の斜面３ｓ上を流れる３層目の塗料ｔ3の上に塗布する。

なお、カーテンヘッド２2先端部とガイドシート３上を流れる１層目の塗料ｔ1との位置関係は、塗料ｔ1、ｔ2の液性により、第２カーテンヘッド２2の移動、ガイドシート３の移動等により最適条件となるように調整できる。

第３カーテンヘッド２3、第４カーテンヘッド２4の場合についても、上記カーテンヘッド２2の場合と同様に、カーテンヘッド、ガイドシート３の移動により最適条件となるように調整できる。

こうして、ガイドシート３上に、４層に形成された塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4は、図１、図４に示すように、ガイドシート３の斜面３ｓ上を流れ、カーテンガイド部３gに沿って案内されガイドシート３から離れる際に、重力により塗料カーテンｔcを形成してウェブｗ面上に塗布され、ウェブｗ面上に塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4の４層の塗布層を形成する塗工が行われる。

こうして、ウェブｗ面上に任意の数の塗料による多層塗工を行うことができる。

なお、本実施例においては、１層目の塗料ｔ1についてのみ、噴出案内部３ｆを配設した場合を例示したが、流量の少ない等の塗料の液性により、任意に何れのカーテンヘッドについても噴出案内部を配設することができる。

この場合、図７、７に示す第１分流装置Ｂ1、或いは、図９に示す第２分流装置Ｂ2を配設して、塗布すべき塗料と回収すべき塗料とを分流すれば、必要な塗料のみ塗布に用いて、余分な塗料は回収することができる。

このようにして、多層を形成する塗料ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4により塗布されたウェブｗは、乾燥工程後、その両側部のまだら等の正常な塗布がおこなわれない箇所が切断分離され、紙製品となる。

なお、上述の実施例では、図１に示すように、ウェブｗを矢印α方向に搬送したので、ウェブｗ面上から、１層目に塗料ｔ1の塗膜層、２層目に塗料ｔ2の塗膜層、３層目に塗料ｔ3の塗膜層、４層目の最上層に塗料ｔ4の塗膜層を形成する塗工が行われるが、ウェブｗを矢印β方向に搬送した場合には、１層目に塗料ｔ4の塗膜層、２層目に塗料ｔ3の塗膜層、３層目に塗料ｔ2の塗膜層、４層目の最上層に塗料ｔ1の塗膜層を形成する塗工を行うことができる。

また、上述した構成によれば、塗工する製品の品種により、任意のカーテンヘッドの塗料を送ったり止めたりすることが可能であり、止めたカーテンヘッドの塗料はカラーパンに落として循環手段である配管、ポンプ等(図示せず)を用いて循環できる。

また、塗工運転中にカーテンヘッド２1、２2、２3、２4の切り替えが可能であり、塗工に用いないカーテンヘッドは塗料をカラーパンで受けて循環手段で循環させ待機したり、または塗料に代えて水を供給手段である水専用のポンプ、配管等(図示せず)から流し、水を循環させて清掃を行うこともできる。

例えば、図１０は、カーテンヘッド２2、２3、２4を用いて、塗料ｔ2、ｔ3、ｔ4のうちの何れかを選択して塗工を行う場合を示した概念図である。

図１０(ａ)は、第２カーテンヘッド２2からの塗料ｔ2、第３カーテンヘッド２3からの塗料ｔ3、第４カーテンヘッド２4からの塗料ｔ4を順番に積層してウェブｗ面を塗工した場合である。この場合、塗料ｔ2、ｔ3、ｔ4がそれぞれ循環用カラーパン(受け容器)ｃp21、ｃp31、ｃp41によって受けられ循環されることはない。

図１０(ｂ)は、第２カーテンヘッド２2からの塗料ｔ2、第４カーテンヘッド２4からの塗料ｔ4を順番に積層してウェブｗ面を塗工した場合である。この場合、第３カーテンヘッド２3を待機位置に移動させ、第３カーテンヘッド２3からの塗料ｔ3は、循環用カラーパンｃp31によって受けられ循環されたり、塗料ｔ3に代えて水を循環させ清掃が行われる。

図１０(ｃ)は、第３カーテンヘッド２3からの塗料ｔ3、第４カーテンヘッド２4からの塗料ｔ4を順番に積層してウェブｗ面を塗工した場合である。この場合、第２カーテンヘッド２2を待機位置に移動させ、第２カーテンヘッド２2からの塗料ｔ2は、循環用カラーパンｃp21によって受けられ循環されたり、塗料ｔ2に代えて水を循環させ清掃が行われる。

図１０(ｄ)は、第２カーテンヘッド２2からの塗料ｔ2、第３カーテンヘッド２3からの塗料ｔ3を順番に積層してウェブｗ面を塗工した場合である。この場合、第４カーテンヘッド２4を待機位置に移動させ、第４カーテンヘッド２4からの塗料ｔ4は、循環用カラーパンｃp41によって受けられ循環されたり、塗料ｔ4に代えて水を循環させ清掃が行われる。

上記構成によれば、１層目の塗料ｔ1は、カーテンを形成することなく噴出案内部３ｆに案内され斜面３ｓ上を流れるため、安定する。

また、液状の塗料の１層目に２層目以降の他の塗料のカーテンを落下させ多層になった塗料層をウェブｗ面上に落下させるので、ウェブｗ面上に落下する塗料カーテンの総膜厚が厚くなり、それぞれの塗料が小流量でもウェブｗ面の塗布に直接用いられる塗料カーテンｔcの安定化を図れる。

従って、小流量塗工が可能であり、塗料の節約が行える。

そのため、ウェブｗが高速運転されていても安定した塗工が行え、塗りムラ、マダラ等の無い一様な塗布が行われ、高品質の塗工を行える。

また、従来の多層塗工装置では困難であった大流量の塗料でも、安定した塗料の各層が維持できるので、膜厚の厚い厚塗り塗工も可能である。

また、ガイドシート３から離れる際に、重力による多層の塗料カーテンが形成されるので、従来のカーテン塗工と同様に、被塗工物との距離を任意に設定でき、塗工速度に合わせた最適距離を設定できる。

また、各塗料層は、ガイドシート３の斜面３ｓ上で多層を形成する以前に塗工幅を設定可能であり、ウェブｗ上に塗布される各塗料層の幅設定が容易である。よって、塗工の操業が簡易である。

また、余分な塗料は、それぞれの塗料が混ざることなく各塗料別に回収することができる。

また、ガイドシート３上を流れる塗料層は、隣接する下層の塗料層の両側縁を覆う広い幅で流すため、各塗料層が安定して流れ、塗工直前の塗料カーテンｔcが安定する。

また、各カーテンヘッドの吹出し口に近接して噴出案内部を配設すれば、使用する塗料の流量が少ない場合にも、安定したガイドシート３の斜面３ｆ上を流れる塗料層が得られ、正常なウェブｗ面への塗工が可能となる。従って、塗料の液性に合わせた最適塗工が可能である。

また、カーテンヘッドの噴出口に近接して配設される噴出案内部に、塗工幅を設定する第１分流装置Ｂ1、第２分流装置Ｂ2を配設すれば、塗布すべき塗料と余分な塗料との分流が円滑に行われる。

そのため、適正かつ最適な量の塗料を用いて塗工工程が遂行され、余分な塗料は回収して再利用することができ、塗料の有効利用が図れる。

また、塗料の各層は、それぞれの塗工層が安定された後、多層を形成できるので、各塗料層の塗工品質の向上が図られる。

また、塗工する製品の品種により、任意のカーテンヘッドの塗料を送ったり止めたりすることが可能であり、また、塗工運転中にカーテンヘッド２1、２2、２3、２4の切り替えが可能であり、塗工に用いないカーテンヘッドは塗料をカラーパンで受けて循環させ待機したり、または水を循環させ清掃することもできる。

従って、塗工する製品の品種が変わった場合にも、連続した塗工運転が可能であり、使用されていないカーテンヘッドは水等を循環させて清掃を行うこともできる。

なお、本実施例においては、上流側の塗工層に対して下流側の塗工層が広幅の場合を例示して説明したが、上流側の塗工層に対して下流側の塗工層が狭い幅であってもよく、或いは、全ての塗工層の幅が同じでもよい。

この構成によっても、上述の作用効果は同様に得られるものである。

従って、各塗工層の自由度を高めた複数の塗料による多層塗工を行えるカーテン塗工方式の塗工装置が実現できる。

本発明の活用例として、カレンダー、カタログ、感熱用紙、感圧用紙、写真のフィルム等へ塗料を塗布するための塗工装置、それ以外に、自動改札用のキップの片面に磁性材料を塗布するための塗工装置等に適用することが可能である。

本発明の実施例に関わる塗工装置を示す概念的側断面図。 (ａ)および(ｂ)は、図１の塗工装置の第１カーテンヘッド廻りを示す拡大図、および図１の塗工装置の第２、第３、第４カーテンヘッドヘッド廻りを示す拡大図。 (ａ)および(ｂ)は、実施例の塗工装置において噴出案内部を形成しない場合を示す概念的側断面図、および、第２カーテンヘッドから第２の塗料を噴出して塗料カーテンを形成してガイドシート上を流れる塗料の上に落下させた場合を示す概念的側断面図。 (ａ)および(ｂ)は、図１に示す第３、第４カーテンヘッド廻りを拡大した拡大図、および(ａ)図のＡ方向矢視の概念的拡大図。実施例のガイドシートのカーテンガイド部廻りの概念的拡大斜視図。 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、塗料の回収方法の他の変形例である図１のＤ方向矢視概念図、(ａ)図のＥ−Ｅ線断面図、および(ａ)図のＦ−Ｆ線断面図。実施例の第１分流装置を示す概念的斜視図。 (ａ)および(ｂ)は、図７のＢ−Ｂ線断面図、および図７のＣ−Ｃ線断面図。実施例の第２分流装置を示す概念的斜視図。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)、および(ｄ)は、カーテンヘッドのうちの何れかを選択して塗工を行う場合を示した概念図。従来のカーテン式塗工装置を示す概念的要部側断面図。

符号の説明

１…塗工装置、
２1…第１カーテンヘッド(最上流側のカーテンヘッド)、
２2…第２カーテンヘッド、
２3…第３カーテンヘッド、
２4…第４カーテンヘッド、
３…ガイドシート、
３ｆ、３ｆ1、３ｆ2、３ｆ3…噴出案内部、
３ｆb…塗料案内部、
３g…カーテンガイド部、
３ｋ…回収案内部、
３ｓ…斜面、
ｃp21、ｃp31、ｃp41…循環用カラーパン(受け容器)、
ｇ１、ｇ２…分流ガイド部材、
ｔ1、t2、ｔ3、t4…塗料、
ｔc…塗料カーテン、
ｗ…ウェブ。

Claims

搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、
任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、
前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成し、該斜面の終端部の下向きのカーテンガイド部から塗料カーテンを形成してウェブ面上に該塗料層を移行させるガイドシートとを備え、
前記複数のカーテンヘッドのうち少なくとも何れかのカーテンヘッドは、塗料の吹出し口に近接して配設され、噴出される塗料を前記ガイドシートの斜面へ案内して流す噴出案内部を有し、
前記噴出案内部は、前記カーテンヘッドより噴出される塗料を前記ガイドシート斜面へ案内する塗料案内部と、該塗料案内部に隣接するとともに方向を変え別れて配設され、余分な塗料を分流させる回収案内部とを具備することを特徴とする塗工装置。
搬送されるウェブ面上に塗料を多層に塗布する塗工装置であって、
任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる複数のカーテンヘッドと、
前記複数のカーテンヘッドからそれぞれ順次、斜面に向って噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴ない順番に積層して多層の塗料層を形成し、該斜面の終端部の下向きのカーテンガイド部から塗料カーテンを形成してウェブ面上に該塗料層を移行させるガイドシートとを備え、
前記複数のカーテンヘッドのうち少なくとも何れかのカーテンヘッドは、塗料の吹出し口に近接して配設され、噴出される塗料を前記ガイドシートの斜面へ案内して流す噴出案内部を有し、
前記噴出案内部は、互いの間隔が塗布に用いられる塗料の幅と同一寸法であり、下流側に行くに従い広がるくさび形状の一対の分流ガイド部材を具え、前記一対の分流ガイド部材間を流れる塗料はウェブ面の塗工に用いられ、該一対の分流ガイド部材の外側を流れる塗料は回収されることを特徴とする塗工装置。
前記斜面に沿って移動する塗料層において、下流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層は、隣接する上流側の前記カーテンヘッドから噴出される塗料層より幅広であり、かつ、該塗料層の両側縁を覆うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工装置。
前記噴出案内部は、最上流側のカーテンヘッドに配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工装置。
前記複数のカーテンヘッドのうち塗工に使用されないカーテンヘッドから噴出される塗料を受ける受け容器と、
前記受け容器で受けた塗料を再び当該カーテンヘッドに循環させる循環手段とを、
さらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工装置。
前記複数のカーテンヘッドのうち塗工に使用されないカーテンヘッドに水を供給する供給手段と、
該カーテンヘッドから噴出される前記水を受ける受け容器と、
前記受け容器で受けた前記水を再び当該カーテンヘッドに循環させる循環手段とを、
さらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗工装置。