JP4781353B2 - ドクター装置 - Google Patents

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Description

本発明は、媒質を直接塗布する場合の表面が紙、厚紙、又は他の繊維質のウェブであり、媒質を間接的に塗布する場合の表面が該媒質を繊維質のウェブへ移送する移送要素の表面である、移動する表面に塗布される液状ないし糊状の媒質を計量及び/又は均一化するためのドクター装置に関する。
塗布の際に、塗布層は通常余分に塗布され、従って所望のコーティング重量へと削ぎ落とされる、すなわち計量される必要がある。他方で、塗布媒質が所望のコーティング量で正確に塗布された場合、ドクター装置、すなわち該ドクター装置に取り付けられたドクター・エレメントによって単に均一化もしくは平準化される必要があるに過ぎない。
欧州特許第0 682 728 B1号明細書は計量ユニットもしくはドクター装置を開示している。それは回転可能な円筒形のドクター・ロッドを保持するための保持部を有する。更に、該保持部の内部には一本の圧力チューブもしくは互いに整列した多数の個々のチューブが配置され、それを活用してドクター・ロッドは処理される表面に対して押し付けられる。該装置の清掃と同様、該チューブ又は多数のチューブの設置と除去は複雑で、比較的時間がかかる。
別の知られているドクター装置(例えば独国実用新案公開第295104861号明細書、独国特許出願公開第19619249A1号明細書)において、該ドクター装置を固定するために要するクランプ・チューブがホルダー又は支持要素の中又は上に固定方式で配置されている。
幾つかの設計において、クランプ・チューブは高度の汚染にさらされる。更に、該クランプ・チューブは全体及びホルダーの清掃を困難にし、清掃作業の間に比較的長時間のコーティング機の停止が発生する。ドクター・ホルダー内の汚染物質の結果、塗布されたコーティング媒質において不均一な横断形状が生じる。該不均一な横断形状は予定外の停止をもたらす。その上、汚染物質への接近性が乏しいため、清掃作業中に保守要員がクランプ・チューブ及び又そこにある圧力チューブを破損する可能性がある。
本発明の目的は従来よりも更に簡単に構築及び取付け可能で、清掃がより簡単に出来る改良されたドクター装置を提供することである。
本発明は設定された目的を、請求項1の特徴部分に記載されたドクター装置を用いて達成する。本発明によれば、該ドクター装置はモジュール式の設計であり、それは摩耗しやすい全ての構成部品が互いに容易に交換できることを意味する。更に、材料、形状、厚さの選定などに関する、クランプ・チューブ及び圧力チューブ、脚部及び頭部の可能な変形の結果として柔軟性の改善がそれゆえ達成される。
モジュール式の設計は構成の理想的な自由度を許容し、圧力チューブ及びクランプ・チューブの様々なサイズの直径と形状を選定することができ、それは様々な力の導入及び制御特性が可能であることを意味する。例えば、小さい直径を有するドクター・ロッドは同様に小さい寸法の圧力チューブを割り当てられ、同様の影響で大きいロッド直径は大きいチューブを割り当てられよう。更に、様々な調整ストロークを示す様々なチューブの変位、及びまた別のストローク−力特性を形成する様々なチューブ形状が、単純な組合せ及び用意された構成部品との交換により実現可能である。
本発明によるモジュール式の設計は、頭部と脚部の間で所望の範囲まで多くの様々なあり得る組合せを可能にする。例えば、同じ脚部の上に別の選定されたドクター・ロッド直径用の異なるサイズの保持領域(ロッド・ホルダー)を有し、及び/又は他の形状及び輪郭の圧力チューブ用の異なるホルダーもまた有する頭部を置くことができる。ドクター装置の構成部品の最適化された稼動寿命が従って可能である。
脚部はまた様々に形成することができ、それは異なるばねストローク、異なる強度又は耐負荷能力が選択可能であることを意味する。
それに伴う全ての可能な組合せは、ドクター装置がユニットとして機械内に設置及び取外し可能であることを意味する。従って非常に迅速な交換、特に機械外部でのチューブ交換が実施できる。今やチューブ自体は故障することが少ない。
提案されているドクター装置は、いずれの場合にも接近が容易であるが、それにもかかわらず保護されたホルダーに収容されたクランプ・チューブ及び圧力チューブを有するため、将来に該クランプ・チューブ及び圧力チューブを計量ユニットもしくはドクター装置と共にコーティング機から取り外すことが可能である。前述のチューブは平滑な表面のみを有するU字形のホルダー内に収容され、上記のように外部から接近しやすく、そして第一により簡単に生産可能であり、第二に迅速にそして完全に清掃可能である。その結果、ドクター・ホルダーの清掃のための停止時間は大幅に削減される。その上、ドクター・ホルダーの清掃の容易さにより、横断形状が均一に保たれるためコーティング機の動作信頼性は増加する。従って、予定外の停止時間はなくなる。
本発明による変形において、ドクター装置は回転可能な円筒形のドクター・ロッド及び圧力チューブの形のドクター・エレメントを持つ、多角形と類似の頭部を有する。ブレード状の脚部は頭部へ取外し可能に接続されている。頭部はクランプ・チューブを有する。従って、ドクター装置は容易に頭部と脚部に分解できる。構造的な分離はドクター装置が設置されている機械の外側で行なわれることが望ましい。これは保守作業及び取付け/取外しに対して有利である。
頭部の熱膨張が脚部の熱膨張から切り離されていることは有利である。動作中に頭部は(繊維質のウェブの上部に配置され、通常加熱されている非接触ドライヤーの結果として)脚部に比べて高度に温度上昇するため、頭部と脚部の間の分離は、頭部の熱膨張が妨害され得ないことを意味する。これはコーティングされる繊維質のウェブに対するドクター・エレメントの均一な押圧を確実にする。ドクター・エレメントの均一な押圧の結果、他方で塗布されるコーティング媒質の均一な横断形状が確保され、ドクター・エレメントの偏摩耗は避けられる。勿論、頭部と脚部に異なる熱膨張係数を有する材料を使用することは代替として、又は追加的に可能である。
本発明の発展形態において、頭部は脚部がその中で係合する少なくとも一つの溝を有することができる。脚部の適切に厚くなった部分(膨らみ)が、いずれの場合にもその中に係合する複数の溝は、この場合、特に比較的大きい寸法の構成部品がある時に耐負荷容量を増加させる。この提案された構造を用いて、頭部と脚部の間の熱膨張の分離は簡単で安価な方法において実施される。
好適な実施形態において、頭部と脚部は互いにぴったりの嵌め合いで接続される。ぴったりの嵌め合いによる接続の結果として頭部と脚部は互いに堅固に接続され、同時に頭部と脚部の熱膨張は、それにもかかわらず分離される。
上記の少なくとも一つの溝が、その溝開口部の奥で広がる場合は特に有利である。凸面の膨らみとして望ましくは設計され得る脚部の厚くなった部分は、頭部の溝の中へ嵌まり込むことができるか、あるいは該脚部が頭部もしくはその溝、又はその複数の溝の中へと横方向に挿入されることができる。
更に、脚部は頭部に一箇所でのみ、すなわち一本の溝によってのみ堅固に接続されることが可能である。従って、頭部は該プロセスの中で脚部により妨げられることなく、該脚部よりも大きく膨張することができる。一箇所のみにおける頭部と脚部の堅固な接続は、ぴったりの嵌め合い又は圧力嵌めの方法で行なわれ得る。
第二の変形において、多角形状の頭部及びブレード状の脚部は一つの片(一つの要素)で形成されることができる。全体のユニットは更に中実体から作り出すことができる。このために、ポリエチレンは好適な材料である。
変形すなわち一つの片又は二分割された変形において、本発明によれば圧力チューブ保持用の第一ホルダーは既に上で述べたように頭部に配置される。圧力チューブ保持用の該ホルダーは頭部に一つの片で、又は別の構成部品として接続されることができる。
同様に、クランプ・チューブ保持用の第二ホルダーは既に述べたように脚部に配置される。クランプ・チューブ保持用の該ホルダーは同様に脚部と一つの片で形成されるか、又は別の構成部品として脚部に取り付けられることができる。
一つの片による変形は取付けの手間を減少させる。ホルダーが別の構成部品の場合、一つの同じ構成部品が脚部用に常に使用可能である。該ホルダーはその結果、使用されるクランプ・チューブに合わせられる。
好都合には、脚部及び/又は頭部、並びにクランプ・チューブ及び/又は圧力チューブ用のそれぞれのホルダーは、互いに圧力嵌め又はぴったりの嵌め合いにより接続されることができる。圧力嵌めの接続はより安価であり、一方ぴったりの嵌め合いによる接続は保守が容易であるが、とりわけ自由な伸びすなわち頭部の温度膨張を許容する。この膨張はまた固定軸受と可動軸受の組合せにより可能となる。
適切で可能な接続はねじ止め、溶接、リベット止め、接着、圧入又は鋳造接続である。
好都合には、クランプ・チューブ及びそのホルダーは支持要素にクランプされ得る脚部の、下方領域に固定されることができる。下方領域は従ってクランプ脚部と呼ぶこととする。
クランプ脚部の設計及びそれに作用する荷重に応じて、それは熱可塑性樹脂、ポリマー、熱硬化性プラスチック(例えばグラスファイバーで強化された、又はカーボンファイバーで強化されたプラスチック)、鋼、又は軽金属(例えばアルミニウム)から作られることができる。
クランプ・チューブ及び圧力チューブのホルダーもまた同じ材料から作られることができ、頭部と脚部の材料に関して同じか又は異なるものを選択することが可能である。
頭部及び脚部に関し、前述のように別個の設計の場合には、同じ材料でも異なる硬度の材料が適している。従って、回転する円筒形のドクター・ロッドとそれを保持する頭部との間の最適なシール、及びまた脚部の最適な耐負荷容量の双方を達成することに関して選択が可能である。
更なる構成の特徴は、更なる従属項において定義される。
円筒形の回転するドクター・ロッドの代わりに、適切な形状のロッド・ホルダーを有する固定式のドクター・バーも使用可能であることが言及されるべきである。
本発明はまた、直接塗布する場合の移動表面が紙、厚紙、又は他の繊維質のウェブであり、間接的に塗布する場合が移送要素の表面、例えば請求項1〜15のいずれか一項を特徴とした塗布媒質を繊維質のウェブ上へ放出する塗布器ロールの表面である、移動する表面に液状ないし糊状の塗布媒質を塗布するためのコーティング機に関する。
使用される塗布媒質は液状ないし糊状の糊、澱粉、又は色素を含む塗料である。塗布自体はオンライン又はオフラインのコーティング機で行なわれ、それにより繊維質のウェブは生産の際に質を高められる。
本発明による装置、特にモジュラーシステムとして知られる設計は、非常に優れた可能な変形、良好な接近性、及び最適な清掃実現性を伴う装置の単純な基本構造を示す。
以下の本文において、本発明によるドクター装置の様々な例示的実施形態が添付図面を用いてより詳細に説明されよう。
図1は頭部11及び脚部12を有する、モジュールの方式で組み立てられたドクター装置10を示す。頭部11は同時に回転可能な円筒形のドクター・ロッド13用の保持部である。
頭部11では、圧力チューブ15が第一ホルダー14内へ挿入されている。圧力チューブ15は、内部に保持された回転可能なドクター・ロッド13を含む頭部11をここに図示されていない繊維質のウェブに対して押し付ける。
脚部12では、クランプ・チューブ17が第二ホルダー16内に配置されている。クランプ・チューブ17により、ドクター装置10はここに具体的に示されておらず、そして「クランプ脚部」40と呼ぶべき支持要素内にしっかりとクランプされる。
圧力チューブ15及びクランプ・チューブ17はそれゆえ双方ともドクター装置10に固定されている。このため、ドクター装置が迅速かつ完全に清掃できるように、それらは清掃作業の際にドクター装置10と一緒に支持要素から取外しが可能である。
頭部11と脚部12は互いにぴったりの嵌め合いで接続されている。下方の壁50において、頭部11はその中に脚部12の上端に取り付けられた膨らみ19が係合する溝18を有する。脚部12は従って頭部11の溝18の中へ(端部から)横方向に挿入されるか、又は下方から溝18の中へ嵌まり込むことができる。
動作中に頭部11は脚部12に比べてより高度に温度上昇するため、頭部11は図示されたぴったりの嵌め合いにより脚部12に対して妨げられない方法で膨張することができる。これはドクター・ロッド13の均一な接触圧力を確保する。ドクター・ロッド13の均一な接触圧力の結果、材料ウェブに塗布される媒体の一様な横断形状が確保され、同時にドクター・ロッド13の偏摩耗が避けられる。ドクター・ロッド13は該ドクター・ロッド13が枯渇しないように、具体的にはここで図示されていない洗浄管路がその内部に配置されているロッド・ホルダー100内に置かれている。
図1が小径の圧力チューブ15とクランプ・チューブ17及びドクター・ロッド13用の同タイプの構造を示す一方で、モジュール式部品の可能な変更が図1aに示されている。変更部品はここで添え字「a」を与えられている。
図1aはかなり大きいドクター・ロッド13の直径、ここでは13aを示す。従ってロッド・ホルダー100aは図1のロッド・ホルダー100よりも大きい寸法とされている。
図1aにおいて更に図1に示す円形チューブの代わりに、ここではいずれの場合も楕円形の圧力チューブ15a及びクランプ・チューブ17aが例示されている。示されている例において、該チューブは垂直方向に二つのホルダー14a及び16aの中に保持されている。図1aに示され、番号の無いその他の構成部品は図1に示す実施形態と比べて変わっていない。
図1bには更なる可能な変更が例示されている。ここでは変更された構成部品は添え字「b」を与えられている。
ここで示されているのは、再度比較的小さい直径を有するドクター・ロッド13bと、異なるサイズ及び形状の圧力チューブ、すなわち圧力チューブ15bとクランプ・チューブ17bである。圧力チューブ15bは楕円形であり、クランプ・チューブ17bは円形である。勿論、再度比較的大きいドクター・ロッド13a及び、例えば同じ形状とサイズの圧力チューブとクランプ・チューブ15、17が使用される、更なる示されていない実施形態が考えられよう。更なる可能な変形が考慮できる。
図2は多角形状の頭部21とブレード状の脚部22が、同様にぴったりの嵌め合いで互いに接続されているドクター装置20を例示している。しかしながら、脚部22はその上端に、側面にあって頭部21内に作られた溝28内に係合する膨らみ29を有している。この実施形態において、頭部21は平らな背面壁60にて脚部22の上部の所に置かれている。頭部21が同様に第一ホルダー24内に収容されている圧力チューブ25によって、示されていない繊維質のウェブに対して押し付けられる時、脚部22はフレキシブルなばねの機能を果たす。この設計的変形において、頭部21は温度上昇する際に、同じく脚部22に対して妨げられることなく膨張することが可能である。
この実施形態の中で、あらゆる所望の組合せにおいて、(図1a及び1bで記述された実施形態と類似の方法で)例えばドクター・ロッド23の変更された形状と輪郭及びサイズの組込みが同じく可能であり、それ故この箇所において繰り返されるべきではない。
図3は多角形状の頭部31とブレード状の脚部32が同様に中実体から作られるドクター装置30を示す。圧力チューブ35用の第一ホルダー34、及びクランプ・チューブ37用の第二ホルダー36が、別個の構成部品としてドクター装置30に取り付けられている。それらは従って要求されるクランプ力及び押し付け力に応じて個々に寸法決めすることができる。
この実施形態の中で、あらゆる所望の組合せにおいて、(図1a及び1bで記述された実施形態と類似の方法で)例えばドクター・ロッド33及び前述の構成部品の、変更された形状と輪郭及びサイズの組込み又は置き換えが同じく可能であり、それ故この箇所において繰り返されるべきではない。
要約すると、モジュラー構造に基づく可能な変形及び、構成部品の利用可能性は極めて多い。
結果として、もしそれらが頭部又は脚部11、21、31及び12、22、32の一体的な構成部品でない場合は、あらゆる所望のサイズと形状において、要求される力の導入、チューブの変位、もしくは動作ストローク(異なるストローク−力特性曲線は異なる形状から生じる)に応じて、チューブの設計15、15a、15b、25、35;17、17a、17b、27、37、及びまた第一ホルダー14、14a、14b、24、34ならびに第二ホルダー16、16a、16b、26、36を互いに置き換えることが可能である。同様に所望の使用状況に応じて、5〜100mm、望ましくは8〜40mmの直径の平滑な、又は溝を有する外周面を備え得るドクター・ロッド13、13a、13b、23、33及び、このように形成された頭部の同等に形作られるロッド・ホルダー100、100a、100bにおいて、互換性が与えられる。最後に、特に「より暖かい」頭部と、より冷たい脚部及び頭部との間の熱的特性に影響を与えるために、材料の選択における組合せもまた可能である。
ドクター装置の第一実施形態の斜視図を示し、図1a及び1bはいずれの場合も例示的変更を示す。 ドクター装置の第二実施形態の斜視図を示す。 ドクター装置の第三実施形態の斜視図を示す。
符号の説明
10、20、30 ドクター装置
11、21、31 頭部
12、22、32 脚部
13、13a、13b、23、33 ドクター・ロッド
14、14a、14b、24、34 第一ホルダー
15、15a、15b、25、35 圧力チューブ
16、16a、16b、26、36 第二ホルダー
17、17a、17b、27、37 クランプ・チューブ
18、28 溝
19、29 膨らみ
40 クランプ脚部
50 下方の壁
60 背面壁
100、100a ロッド・ホルダー

Claims (21)

  1. 移動する表面に塗布される液状ないし糊状の媒質を計量及び/又は均一化するためのドクター装置であって、
    媒質を直接塗布する場合の表面が紙、厚紙、又は他の繊維質のウェブであり、間接的に塗布する場合の表面が該媒質を繊維質のウェブへ移送する移送要素の表面であり、円筒形のドクター・ロッドと、圧力チューブおよびクランプ・チューブを有し、それによりドクター・ロッドが塗布された媒質の計量及び/又は均一化のために該移動する表面に対して押し付けられることができるドクター装置において、
    該ドクター装置(10、20、30)が頭部(11、21、31)及び脚部(12、22、32)を有するモジュール式設計であり、該頭部(11、21、31)が圧力チューブ(15、15a、15b、25、35)保持用の第一ホルダー(14、14a、14b、24、34)を備え、そして脚部(12、22、32)がクランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)保持用の第二ホルダー(16、161、16b、26、36)を備え、第一ホルダー(14、14a、14b、24、34)と第二ホルダー(16、161、16b、26、36)とが、共に平滑な表面のみを有するコ字形状を呈して成ることを特徴とするドクター装置。
  2. 頭部(11、21、31)が多角形と類似であり、脚部(12、22、32)がブレードと類似であり、いずれの場合にも別個の構成部品として提供されることができ、互いに取外し可能に接続されることを特徴とする請求項1に記載のドクター装置。
  3. 頭部(31)が多角形と類似であり、脚部(32)がブレードと類似であり、単一の構成部品を形成する、すなわち一つの片で形成されることを特徴とする請求項1に記載のドクター装置。
  4. 頭部(11、21、31)と脚部(12、22、32)がそれらの熱膨張に関して切り離されることを特徴とする請求項1又は2に記載のドクター装置。
  5. 頭部(11、21、31)と脚部(12、22、32)が互いにぴったりの嵌め合いで接続されることを特徴とする請求項2又は4に記載のドクター装置。
  6. 頭部(11、21、31)と脚部(12、22、32)が、それらの一つの端部が固定接続であり、反対側の端部が可動接続であるような方法で、固定軸受及び可動軸受の組合せを介して互いに接続されることを特徴とする請求項2に記載のドクター装置。
  7. 頭部(11、21)が、いずれの場合にもその中に脚部(12、22)が膨らみ(19、29)により係合する少なくとも一つの溝(18、28)を有し、該少なくとも一つの溝(18、28)が頭部(11、21)の下方の壁(50)、又は背面壁(60)に備えられることを特徴とする請求項2又は4〜6のいずれか一項に記載のドクター装置。
  8. 少なくとも一つの溝(18、28)が、その溝開口部の奥で広がることを特徴とする請求項7に記載のドクター装置(10、20)。
  9. クランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)及びそのホルダー(16、16a、16b、26、36)が、クランプ脚部(40)として設計され得る脚部(12、22、32)の下端部に配置されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のドクター装置。
  10. 脚部(12、22、32)及び第二ホルダー(16、16a、16b、26、36)が熱可塑性樹脂、ポリマー、熱硬化性プラスチック、GRP、CRP、鋼、あるいは軽金属から作られることができることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のドクター装置。
  11. 頭部(11、21、31)が熱可塑性樹脂、ポリマー、ゴム、又は前記の物質の混合材料から生産可能であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のドクター装置。
  12. 圧力チューブ(15、15a、15b、25、35)及びクランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)が各々円形チューブ又は、型成形チューブとして形成されることができ、そしてゴム、ゴムで強化された材料、繊維含有PVC、シリコーン、天然ゴム、又はフッ素エラストマーから製造できることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のドクター装置。
  13. 頭部(11、21、31)及び脚部(12、22、32)が同じ材料から製造されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のドクター装置。
  14. 頭部(11、21、31)及び脚部(12、22、32)が異なる硬度の材料、及び/又は、異なる熱的特性の材料から製造されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のドクター装置。
  15. 脚部(12、22、32)及び、クランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)保持用の第二ホルダー(16、16a、16b、26、36)ならびに、頭部(11、21、31)、及び圧力チューブ(15、25、35)保持用の第一ホルダー(14、24、34)それぞれが、いずれの場合にも一つの片から形成されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のドクター装置。
  16. 脚部(12、22、32)及び、クランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)保持用の第二ホルダー(16、16a、16b、26、36)ならびに、頭部(11、21、31)、及び圧力チューブ(15、15a、15b、25、35)保持用の第一ホルダー(14、14a、14b、24、34)それぞれが、いずれの場合にも個々の部品に備えられることができ、そして互いにねじ止め、溶接、リベット、接着、圧入、鋳造により接続され得ることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載のドクター装置。
  17. ドクター・ロッド(13、13a、13b、23、33)が5〜100mmの直径で備えられ得ることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載のドクター装置。
  18. 脚部(12、22、32)が、選択されたドクター・ロッド(13、13a、13b、23、33)のサイズに応じた、事前に作られた様々なサイズ及び形状の頭部(11、21、31)を支持するのに適していることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載のドクター装置。
  19. 選択可能なばねストローク及び/又は耐負荷能力及び/又は稼動寿命に関して、様々に形成された脚部(12、22、32)が事前に作られ、用意され得ることを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載のドクター装置。
  20. 様々に構成され、事前に作られ、蓄えられた複数の頭部(11、21、31)、脚部(12、22、32)、圧力チューブ(15、15a、15b、25、35)、クランプ・チューブ(17、17a、17b、27、37)、及びドクター・ロッド(13、13a、13b、23、33)から、少なくともモジュール式に構築し得ることを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項に記載のドクター装置。
  21. 移動する表面に液状ないし糊状の塗布媒質を塗布するためのコーティング機であって、
    直接塗布する場合の移動表面が紙、厚紙、又は他の繊維質のウェブであり、間接的に塗布する場合が、塗布媒質を繊維質のウェブ上へ放出する移送要素の表面であるコーティング機において、
    移動する表面に対して設定される、請求項1〜20のいずれか一項に記載のドクター装置(10、20、30)を有することを特徴とするコーティング機。
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