JP4751895B2 - カーテンコーティング方法及び同じものを利用する装置 - Google Patents

Description

本発明は、材料のウェブをコーティングするためのカーテンコーティング方法に関し、その方法において、コーティング剤は、サポート要素によって支持されて移動する材料ウェブの上に位置付けられるカーテン塗工機から、その材料ウェブ（W）の表面上の衝突点へのカーテンのような流れとして適用され、境界層の空気は、衝突点の前のある点でその材料ウェブの表面から除去される。

本発明は、更に、材料ウェブをコーティングするためのその方法を利用するカーテンコーティング装置に関し、その装置は、サポート要素によって支持されて移動する材料ウェブの上に位置付けられ、そこから、コーティング剤がカーテンのような流れとして、その材料ウェブの表面上の衝突点に適用され得るところのカーテン塗工機と、衝突点の前のある点において境界層空気をその材料ウェブの表面から除去するための境界層空気排出手段とを含む。

カーテンコーティングに基づく方法及び装置は、以前から知られており、その目的は、そのコーティング剤がその材料ウェブ上の衝突点へのカーテンのような流れとしてそのカーテン塗工機から滴り落ちるときに、そのカーテンの動きを改良し、ひいては、コーティングの仕上がりの品質を改良することである。仕上がりに影響する一要因は、コーティングされるその材料ウェブ表面上で形成する境界層空気であり、その目的は、衝突点の前のある点でこの空気を除去することである。さもなければ、その境界層空気は、衝突点におけるそのカーテンの構造を壊し、そして、コーティングの仕上がりは、粗末なものとなる。コーティングの仕上がりに影響する更に重要な要因は、そのコーティング剤によって形成されたカーテンの前におけるその空気圧の制御である。

例えば、公開された出願WO０３／０５３５９７で知られる方法で、前述の不利点を除去するための努力がなされた。それは、空気排出手段を開示し、それにより、境界層空気が衝突点の前のある点において吸引により除去される。その公開は、更に、そのカーテンの前の空間にある空気流を制御する二つの空気吸い込み口を開示する。その公開によると、そのカーテンの前において、そのフロー（流れ）は、その空間に設置された圧力センサを用いて制御され、そのセンサは、制御データをその空気吸い込み口に供給する。その公開によると、その空気流は、その空間に広く行き渡った圧力と相互に関係がある。その公開に従って、その空間に供給された空気は、境界層空気と同じ空気排出手段によって除去される。空気排出及び空気供給のコントローラビリティ（可制御性）は、あまりよいものではない。排出が二つの異なる目的に利用されるからである。

特許公報ＥＰ１１４２６４７号で知られる装置は、そのカーテンの前に空間があり、その空間に備えられた供給手段によってガスがその空間に供給される。所望の圧力を創り出すことに加え、この目的は、そのウェブと一緒に移動する空気の層を除去することであり、かつ、ガスの層でそれを置き換えることである。上記空間の前には、更に、その空間からガスを排出するための手段を持つガス排出チャンバーが備えられる。ガスの供給と排出とは、その空間に備えられた圧力センサから受けるデータに基づいて制御される。第二空気供給手段は、更に、その排出チャンバーの前に備えられ、その目的は、そのロールの支持によって移動する材料ウェブに沿って運ばれるその境界層空気を除去することである。その公開によると、第二空気供給手段は、垂直に向けられ、それにより、下に向けられたウェブ上への空気ジェットの衝突角は、そのロール上のウェブの移動方向によって決定される。ロール表面によって支持されたその材料ウェブの移動方向は、絶えず変化する。また、第二空気供給手段を通して供給される空気の量は、上記圧力センサから得られたデータに基づいて制御される。
国際公開第０３／０５３５９７号パンフレット 欧州特許第１１４２６４７号明細書

このタイプの装置の不利点は、全ての機能の制御がその圧力センサから受信されるデータに基づいていることであり、それにより、種々の機能群の調整機能が比較的困難であることである。そのサポートロールに起因して衝突点から比較的長い距離のところで境界層空気の排出が行われるこの装置は、空間利用の観点からすれば効率的な装置とはいえない。

本発明の目的は、上述の不利点を、取り除き、或いは、少なくとも実質的に減少させることである。

上述の目的を達成するために、発明に従った方法は、境界層空気を除去するために、空気が、その空気流がその材料ウェブの移動方向に対する反対成分を持つように、その移動する材料ウェブの表面に、その材料ウェブに対してある傾斜角で供給されることと、衝突点領域における圧力レベルが、その空気流がその材料ウェブの移動方向に平行な成分を持つように、その衝突点の前のある点からその衝突点領域までその材料ウェブの移動方向に対してある傾斜角で安定化空気を供給することにより、かつ、その安定化空気の吸い込み口の前のある点からその安定化空気を除去することにより制御されることと、を特徴とする。

さらに、本発明に従った方法を利用する装置は、境界層空気排出手段を用いて境界層空気を除去する空気が、その空気がその材料ウェブの移動方向に対する反対成分を持つよう、移動する材料ウェブの表面に、材料ウェブの移動方向に対してある傾斜角で供給され得ることと、その衝突点領域におけるその圧力レベルを制御するために、その装置が、安定化空気供給手段を有し、それにより、その材料ウェブの移動方向に平行な成分を持つよう、安定化空気がその衝突点の前のある点から衝突点領域までその材料ウェブの移動方向に対してある傾斜角で供給され得、かつ、安定化空気排出手段は、その安定化空気供給手段の前のある点に配置されることと、を特徴とする。

本発明に関するその方法及び装置を用いることで、そのカーテンの後ろの空間における空気／気体圧、又は、流れが、コーティング装置との間の全距離に亘って非常に正確に制御される必要がないという点で、従来技術と比較して、有利な点が実現される。安定化空気の供給及び排出が、正確にその衝突点領域に向けられるからである。従って、その空間における支配的な条件は、従来技術のセンサによって監視される必要はない。その方法は、また、その境界層空気の除去、及び、相互にできるだけ短い距離での安定化空気の制御を可能にする。更に、安定化空気の制御は、以前より単純な構造により、境界層空気排出に関する制御システムから分離され、それにより、双方の操作は、さらにずっと良好に制御され得る。更に、境界層の排出に関する器具は、以前より材料ウェブからより大きい距離のところに設置され得る。また、このスペースを取らない方法及びそれを利用する装置は、単なるロールとは違う他の手段によって、その材料ウェブを支持することを可能にする。

本発明の好適な実施例は、従属項において開示される。

本発明は、付属図を参照しながら、以下において、より詳細に説明される。

図１は、このように、本発明によるカーテン塗工機又は塗布ビームを示し、参照番号１で印付けられる。カーテン塗工機１は、原則的に、そのトラック上を移動する材料ウェブWの上に位置付けられる。移動方向において、そのカーテン塗工機のところで、そのトラックは、サポート要素３から構成され、材料ウェブWは、それに支えられる。材料ウェブを支持するサポート要素３の表面は、真っ直ぐであっても湾曲していてもよい。サポート要素３は、好適には、不動のサポートシューであるが、サポート要素は、サポートロールとしても使用されるので、その覆いと共に、その材料ウェブがそのサポートロールの円周コースの一部に沿って移動する。原則的に材料ウェブWと同じ幅である塗布ビーム４のノズル部品、又は、傾斜面のような対応するフィーダ部品を用いて、原則的に材料ウェブWの幅を持つコーティング剤のカーテン２が形成され、そのカーテンは、所望の高さから材料ウェブWの表面上の衝突点２２に適用される。

ウェブWと共に、境界層空気４も移動する。（材料ウェブWの移動方向に対する）衝突点２２の前の点にこれを排出するため、境界層空気４の排出が準備される。その排出は、境界層空気４の排出を対象とした手段９、１０、１３、１６及び２１により実現される。これらは、壁９及び１０に縁取られる空気供給ダクト１３を含み、その端部にはノズル部品２１が配置され、それを通って、供給される空気５の方向は、材料ウェブWの移動方向に対して、要望通りに調整され得る。ノズル部品２１は、その材料ウェブから距離Aのところに位置付けられる。この距離Aは、有利的には、１〜２０ミリメートルである。しかしながら、好適には、この距離Aは、４〜１０ミリメートルである。この距離A内において供給される空気５の移動方向は、その材料ウェブの移動方向に対して傾いた角度で配置され、その空気がその材料ウェブの移動方向に対する反対成分を持つようにする。その境界層空気を送り出す空気５の量及び速度は、好適には、ブロワ１６を用いて調整される。境界層空気４を送り出す空気５の量は、それが、境界層空気４が材料ウェブW上を進むのを防止し、更に、例えば、手段９、１０、１３及び２１の前にある図中の矢印４aで示されるように、材料ウェブWの表面からその周囲に境界層空気４を向けられれば、十分であり、その方向も的確である。

更に、（材料ウェブWの移動方向に対する）境界層空気排出の後で、衝突点２２の領域において支配的な圧力のレベルが制御される。この目的のため、安定化空気供給手段及び安定化空気排出手段は、落ちてくるカーテン２と境界層空気排出手段９、１０、１３及び２１との間に配置される。

その安定化空気供給手段は、壁１１及び１２（及び、図示されない端壁）で縁取られた安定化空気６の供給ダクト１５を含む。その供給ダクトの端部は、ノズル１２aを形成し、それを用いることで、安定化空気６は、制御された方法で、その衝突点領域に、好適には、材料ウェブWの幅全体に亘って、供給される。これを実現させるために、ノズル１２aは、材料ウェブWの移動方向に対して要望通りに安定化空気６を向けられるように作られる。供給された空気６の移動方向は、材料ウェブWの移動方向に対して傾いた角度で配置され、その空気は、材料ウェブWの移動方向に平行な成分を有する。供給された空気６の移動方向と材料ウェブWの移動方向に平行な供給された空気６の成分の移動方向との間の角度、言い換えれば、供給された空気６と材料ウェブWとの間の衝突角は、例えば、１０〜８０度であり、好適には、２５〜６５度である。安定化空気６の量及び速度は、好適には、供給ダクト１５と連結して配置されるブロワ１８を用いて調整される。

ここで、安定化空気排出ダクト１４は、好適には、境界層空気排出手段と安定化空気供給手段との間に配置される。それ故に、この実施例において、安定化空気排出ダクト１４は、境界層空気排出手段に含まれる壁１０と、安定化空気供給手段に含まれる壁１１との間に形成される。排出ダクト１１は、好適には、また、別々の壁で構成され、それにより、安定化空気の供給と排出とがより良好に制御され得る。取り除かれるべき安定化空気７の量及び速度は、好適には、供給ダクト１４と連結して配置されるブロワ１７を用いて制御される。供給される安定化空気の量が既知であるので、排出されるべき安定化空気に加え、そのカーテンの前の空間から排出される空気の量も既知となる。当然のことながら、吹き出し及び吸引の手段１６、１７、１８の代わりに、既知の方法で動作するイジェクタやインジェクタ等の他の装置が、同様に、空気を供給或いは排出するために使用されてもよい。

その衝突点の前の領域における圧力レベルは、好適には、供給される安定化空気６の量と、同時に取り除かれる安定化空気７の量とを調整することにより制御される。これは、例えば、ウェブ速度やコーティング剤の組成等といった所定の制御変数に基づいてブロワ１７及び１８の送風出力を調整することにより実行される。更に、供給される、或いは、排出される安定化空気の量比が調整されてもよい。指図に従った安定化空気６の供給及び排出は、特に、衝突領域におけるカーテン２の安定化を可能にする。これは、そのカーテンの前に残る空間２０の残りが制御される必要のないことを意味する。しかしながら、原則的には、そのカーテンの後のように、同じ条件がこの空間で支配的であることを確かなものとすることが好適である。この目的のために、空間２０は、材料ウェブWの移動方向に動かされ得る、空間制限壁１９又は同種のものによって、そのカーテンの前の点から局限されてもよい。壁１９と共に開口部が備えられ、それを通って、空気が空間２０に自由に流れ込むようにしてもよい。そのカーテンの前後の双方で同じ条件が広く行き渡ることを確かなものとするためである。

本発明の一実施例において、安定化空気の供給（量）及び排出（量）の制御変数は、滴り落ちるカーテンの位置、又は、衝突点２２の位置であってもよい。ある場合には、カーテン２の前の空間及びカーテン２の後の空間において、相互に逸脱する条件が創出される可能性があり、その場合において、その材料ウェブの移動方向に衝突点２２もが移動するように、滴り落ちるカーテン２がその材料ウェブの移動方向に移動するかもしれない。そのような場合、図１に示されるように、衝突点２２の位置を監視することが有利であり、或いは、代替的に、カーテン塗工機１と衝突点２２との間の所望の点（高さ）からカーテン２の位置を監視することが有利である。監視のために、例えば、レーザゲージ等の非接触距離ゲージ２３といった、適切な監視装置２３が使用されてもよい。ゲージ２３は、衝突点２２とゲージ２３との間の距離を測定するために使用され、所定値又は二値間からの、そこからの逸脱は、その衝突点の、ひいては、そのカーテンの不利な動きを表す。距離ゲージ２３から取得された測定データは、制御データとして安定化空気排出手段１７及び安定化空気供給手段１８に伝送されてもよく、それにより、カーテン２に影響を与える条件における如何なる乱れもが、補正され得る。ラインカメラ等の他のタイプの監視装置も、同様に、位置の監視に適している。

安定化空気の排出及び安定化空気の供給は、それ故に、別々に調整可能であってもよい。この装置はまた、供給される安定化空気６、及び、排出される安定化空気７が、衝突点２２の領域内でカーテン２を支持する持続的な空気流８を創出することを可能にする。更に、排出点、すなわち、排出ダクト１４の端部は、供給点（ノズル１２a）に対する所望の点に位置付けられてもよい。この点は、好適には、その供給点のすぐ前である。これは、供給された安定化空気６が衝突点領域から空間２０における他のどこかへ“逃げない”ことをその役割として確かなものとする。図１に従った装置は、例えば、高くても毎分１２００〜２１００メートルである、高い材料ウェブ速度の装置に特に適している。

図１と比較して、図２は、構造的に変化した実施例を示し、それは、例えば、毎分１２００メートル未満の低い材料ウェブ速度の装置に特に適している。図２に示される構造細部は、図１と同じ参照番号で印付けられ、そのため、ここでは詳細は議論されない。この実施例において、境界層空気４は、原則的には、第一実施例と同じ方法で取り除かれる。しかしながら、安定化空気６のその材料ウェブの表面への供給は、衝突点２２の領域における、衝突点２２の前のある距離のところに向けられる。安定化空気排出ダクト１４は、安定化空気供給手段１５のすぐ後ろに配置される。この装置により、カーテン２に付随する空気流は、特に、衝突点領域２２におけるカーテン２の前の空間２０から、制御された方法で取り除かれてもよい。その結果、カーテン２の後ろにおける条件も、できるだけ良好な塗布結果を得るために、適切に維持され得る。必要ならば、境界層空気４も、それが、境界層空気排出手段の後ろの安定化空気７が取り除かれるところの点に入った場合に、排出ダクト１４を介して排出される。

本発明は、開示された実施例だけに限定されるものではないが、開示された請求項によって規定される保護の範囲内に適用されてもよい。

本発明に従った方法を利用する装置の実施例を示す。 本発明に従った装置の別の好適な実施例を示す。

Claims (13)

1. 材料ウェブをコーティングするためのカーテンコーティング方法であり、
   コーティング剤が、サポート要素によって支持されて移動する前記材料ウェブの上に配置されるカーテン塗工機から、カーテンのような流れとして、前記材料ウェブの表面上の衝突点に適用され、境界層空気が、衝突点の前のある点で、前記材料ウェブの表面から取り除かれるところの方法であって、
   境界層空気を取り除くために、空気が、その空気流が前記材料ウェブの移動方向に対し反対方向に流れる成分を持つよう、前記材料ウェブに対して傾いた角度で、前記移動する材料ウェブの表面に供給され、かつ、
   その空気流が前記材料ウェブの移動方向に平行な方向に流れる成分を持つよう、前記衝突点の前のある点から前記衝突点の領域に、前記材料ウェブの移動方向に対し傾いた角度で、安定化空気を供給することにより、かつ、安定化空気の吸い込み口の前のある点から安定化空気を取り除くことにより、前記衝突点の領域における圧力レベルが制御される、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記衝突点の領域における前記圧力レベルは、供給される安定化空気の量、及び、排出される安定化空気の量を調整することにより制御される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記衝突点の領域における前記圧力レベルは、供給される安定化空気の量と排出される安定化空気の量との比を調整することにより制御される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記安定化空気は、前記衝突点の領域における前記カーテンを支持する流れを形成するために、前記衝突点の領域に供給され、かつ、前記衝突点の領域から排出される、
   ことを特徴とする上述の請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
5. 前記境界層空気を排出する前記空気は、ある距離から、前記材料ウェブの表面に供給され、該距離は、１〜２０ミリメートルであり、好適には、４〜１０ミリメートルである、
   ことを特徴とする上述の請求項１乃至４の何れかに記載の方法。
6. 前記材料ウェブの移動方向にある前記衝突点の位置は、供給される安定化空気の量を調整するため、及び／又は、排出される安定化空気の量を調整するために、決定される、
   ことを特徴とする上述の請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
7. 材料ウェブをコーティングするためのカーテンコーティング装置であり、サポート要素によって支持されて移動する材料ウェブの上に位置付けられ、そこからコーティング剤が、カーテンのような流れとして、前記材料ウェブの表面上の衝突点に適用されるところのカーテン塗工機と、前記材料ウェブの表面から、前記衝突点の前のある点のところで、境界層空気を取り除くための境界層空気排出手段とを有する装置であって、
   前記境界層空気排出手段を用いて前記境界層空気を排出するための空気は、前記空気が前記材料ウェブの移動方向に対し反対方向に流れる成分を持つよう、前記移動する材料ウェブの表面に、前記材料ウェブの移動方向に対し傾いた角度で供給され、かつ、
   前記衝突点の領域における圧力レベルを制御するため、当該装置は、前記空気が前記材料ウェブの移動方向に平行な方向に流れる成分を有するよう、安定化空気が前記衝突点の前のある点から前記衝突点の領域に、前記材料ウェブの移動方向に対し傾いた角度で、供給され得るところの安定化空気供給手段と、前記安定化空気供給手段の前のある点に配置される安定化空気排出手段とを有する、
   ことを特徴とする装置。
8. 前記安定化空気供給手段は、供給される安定化空気の量を調整するためのブロワ手段を含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記安定化空気排出手段は、排出される安定化空気の量を調整するための吸い込み手段を含む、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記安定化空気供給手段は、ブロワ手段を含み、かつ、
    前記安定化空気排出手段は、吸い込み手段を含み、
    そのブロワ手段及び吸い込み手段を用いて、供給される安定化空気の量と排出される安定化空気の量との比が調整される、
    ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
11. 供給される安定化空気及び排出される安定化空気は、前記衝突点の領域における前記カーテンを支持する流れを形成するために用いられる、
    ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の装置。
12. 前記境界層空気供給手段と前記材料ウェブとの間の距離は、１〜２０ミリメートルであり、好適には、４〜１０ミリメートルである、
    ことを特徴とする請求項７乃至１１の何れかに記載の装置。
13. 当該装置は、前記衝突点を決定するための監視手段を有し、
    前記監視手段から受けるデータは、前記安定化空気供給手段、及び／又は、前記安定化空気排出手段に転送可能である、
    ことを特徴とする請求項７乃至１２の何れかに記載の装置。

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