JPH067730A

JPH067730A - 紙ウエブに着色剤を塗布するための塗布装置

Info

Publication number: JPH067730A
Application number: JP5113199A
Authority: JP
Inventors: Rudolf Beisswanger; ルドルフ、バイスヴアンゲル
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-01-18
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: EP0570733A1; EP0570733B1; US5529629A; JP3245255B2; ATE157416T1; CA2096568A1; DE59307188D1; FI932263A0; FI98748B; FI98748C; FI932263A

Abstract

(57)【要約】【目的】紙ウェブへの着色剤の塗布がすべての点で均
一に行われ得る塗布装置を提供する。【構成】塗布装置は、塗布機構（１，８）と；紙ウェ
ブ（５）が巻き付けられ且つ塗布機構と共に塗布領域を
形成する対向ローラ（４）と；紙ウェブ（５）の幅の複
数位置において塗布膜の厚さ，重量又は表面特性を測定
するための測定装置と；塗布領域に設けられていて塗布
領域内に到達する着色剤を区域ごとに制御するための手
段（２０〜２５）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念に記
載の紙ウェブに着色剤を塗布するための塗布装置に関す
るものである。この場合、ローラ塗布装置のみでなくノ
ズル塗布装置にも関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このタイプのローラ塗布装置はドイツ特
許第３６０５４０９号から既知である。この装置により
均一な塗布膜が得られるはずである。

【０００３】塗布装置の技術仕様は全く一般的には次の
ものである：塗布膜はすべての点で均一に紙ウェブに塗
布されるべきであり、しかも横方向（横方向プロフィ
ル）だけでなく縦方向にも均一に塗布されなければなら
ない。この場合まず塗布重量が重要であるが、塗布膜表
面の外観などの他の特性も又重要である。

【０００４】この仕様に相反する障害因子は多数存在す
る。ローラ塗布装置の場合、塗布ローラと対向ローラと
の間のくさび状流入領域内において特に問題が発生し、
しかも特に高速時に発生する。これは特に、対向ローラ
が紙ウェブと共に回転するときに流入三角形内に引き込
まれる空気の影響に起因する。この場合空気は、着色剤
が紙ウェブと接触する位置において、着色剤と混合す
る。機械と同じ幅を有する案内部材の上端縁において一
般には確かに着色剤の溢流流れが形成され、しかも紙ウ
ェブの走行方向とは反対方向に即ち空気流れ方向とは反
対方向に溢流流れが形成されている。空気流れはこの溢
流流れと衝突し、この結果溢流流れは一部分押し戻され
て空気及び着色剤の混合が行われる。このような障害
は、案内部材が設けられていないとき、従って塗布ロー
ラの外表面と受槽壁との間に塗布膜材料の自由鏡面が形
成されたときにも発生する。

【０００５】他の障害因子は、着色剤の塗布領域への不
規則な供給にある。この不規則性は、例えば使用されて
いる構成部品の製作誤差，構成部品の形状又は流れ形状
における不完全さ即ち流体力学的流れの問題、従って着
色剤が流れる流動チャネルの寸法の望ましくない誤差な
どのような種々のことが原因となっている。

【０００６】第３の種類の障害因子は原料紙に存在す
る。原料紙は既知のように、坪量，乾燥物含有量，粗さ
及び吸収特性においてばらつきを有し、しかもウェブの
横方向のみでなくウェブの走行方向にも、従って時間的
にもばらつきを有している。これらの因子は特に制御す
るのがむずかしい。

【０００７】通常のローラ塗布機構の端部には周知のよ
うにドクター装置が存在する。これは、対向ローラ上に
存在する紙ウェブに対して調節可能なドクターと、及び
ドクターを支持するドクタービームとを含む。塗布膜が
不均一の場合、ドクター装置により修正を行うことが試
みられる。この場合、幅全体にわたって調節を行うこと
ができる。しかしながら、場所を限定して、即ちウェブ
幅の特定の位置においてのみ修正することもできる。こ
の方法はある程度の効果を与える。しかしながら、希望
の結果を達成するには十分ではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、請求項１の
上位概念に記載の塗布装置を、塗布を従来よりも総ての
点で均一に行うことが可能なように構成することを課題
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴項に記載の特徴により解決される。それによれば、本
発明の基本的な考え方は、塗布領域の前に、ある距離だ
け離れて存在する手段により塗布膜乃至塗布膜の特性を
区域ごとに調節することにある。この場合、区域ごとに
即ち機械の幅広い区分ごとに、着色剤の流量，その温
度，そのコンシステンシー，又はその粘度を調節する手
段が対象となる。

【００１０】従来既知の塗布装置においては、障害因子
そのものを調節するために、従って塗布膜を調節するた
めに、常に反復して処置が行われてきた。従って本発明
は全く別の方法をとり：即ちこれは障害因子そのものに
は関係しない。これはむしろ、かなり前の位置において
流量，温度又はコンシステンシーを変化させるところの
前記処置によって調節するために、完成された塗布膜に
関する測定データを利用している。本発明による原理
は、障害因子を補償するために巧妙で且つコストのかか
らない有効な方法を提示している。

【００１１】本発明を実施するために種々の方法があ
る。従って例えば、塗布ローラと案内壁との間に形成さ
れる流れチャネルが流れ通路の特定の位置に複数の弁を
備え、前記複数の弁が相互に並んでチャネルの幅全体に
分配されていて例えばピンチコックの形で配置されてい
てもよい。従ってこの場合は、チャネル内の区域ごとの
流量調節は１つ又は複数のこれらの弁を対応させて作動
させることにより行われる。さらに、流れ通路内の特定
の位置に複数の排出口を設けることも考えられよう。こ
れらの排出口を開閉することにより、着色剤の流量が特
定区域に関して変化される。しかしながら、排出口の代
わりに供給配管を設け、前記供給配管が弁により調節可
能であり且つ同様にチャネルの幅全体に分配されていて
流れ通路内の特定の位置においてチャネル内に流入する
ようにしてもよい。

【００１２】流量調節方法の代わりに、本発明によれば
温度を調節することも又可能である。このために、機械
の幅全体にわたり分配されて配置された複数の加熱要素
を設けてもよい。加熱要素は、塗布ローラと案内壁との
間の流れチャネル内、（中空の）塗布ローラ内部、又は
着色剤サンプを受け入れる受槽の包囲壁の任意の位置の
いずれに設けてもよい。

【００１３】最後に、複数の供給配管を設け、前記供給
配管が幅全体にわたり分配されていて着色剤の希釈剤を
供給してもよい。

【００１４】上記のこれらのすべての手段の作動は完成
された塗布膜の測定データの結果に基づいて行われる。
従ってこれらの測定データは、ＣＰＵに供給される測定
信号として働き、これらの測定信号から対応する修正装
置に、例えばコンシステンシーの制御の場合には選択さ
れた希釈剤供給配管に命令が与えられる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１に示すローラ塗布装置は塗布ローラ１を備えてい
る。塗布ローラ１は着色剤サンプ２内で回転し、前記着
色剤サンプ２は受槽３内に含められている。さらに対向
ローラ４を備え、前記対向ローラ４には紙ウェブ５が巻
き付けられているのがわかる。受槽３は溢流エッジ６を
備えている。この溢流エッジを超えて第１の溢流流れが
紙ウェブ５の走行方向とは反対方向に第１の溢流溝７内
に溢流し、溢流流れはこの溢流溝７から排出される。

【００１６】更にノズル塗布装置８を備えていることが
わかる。このノズル塗布装置８はローラ塗布装置の後ろ
に設けられている。従って対象物としては、ローラ及び
ノズルの組合せ塗布装置が関係することになる。転向薄
板９はノズル塗布装置からの第２の溢流流れを第２の溢
流溝１０内に案内する。

【００１７】本発明を特徴づける要素は分配装置内にあ
る。これらの要素は特に図２からよくわかる。分配装置
はまず円錐状分配管２０を含み、前記円錐状分配管２０
はその一方の正面側に供給口２１を備え、又その他方の
正面側に排出口２２を備えている。分配管２０にほぼ平
行に供給管２３が設けられている。供給管２３は複数の
結合配管２４により分配管２０と接続されている。結合
配管２４は夫々弁２５を備えている。供給管２３は着色
剤サンプ２と境界を接し、且つ着色剤サンプ２とは吐出
口２６により連絡されている。

【００１８】本発明によるこの実施態様においては、特
に分配装置の形態が特徴である。図１から、結合配管２
４の上部領域に電気加熱棒２７が設けられ、この電気加
熱棒２７は各結合配管２４に配置されていることがわか
る。これらの加熱棒は別々に作動させることができ、こ
れにより少なくとも１つ又は複数のこれらの結合配管を
加熱することができる。加熱は測定装置の結果に基づい
て行われ、測定装置は塗布装置全体の後ろに設けられ且
つ全く一般的に塗布膜の品質を測定している（塗布膜プ
ロフィル測定）。

【００１９】加熱棒２７の代わりに、各結合配管２４が
室により包囲されるように個々の結合配管２４にジャケ
ットを設け、各室に熱水又はスチームが供給可能である
ようにすることも又可能である。

【００２０】同様にローラ・ノズルの組合せ塗布装置と
して示されている図３の実施態様においては、供給管２
３は円筒管又は円錐管として形成されている。従って、
供給配管２３は同時に図１及び２の実施態様の分配管２
０の機能をも備えている。この実施態様においては、こ
の供給管２３の一方の正面側に「標準組成」の着色剤が
供給される。着色剤は同様に吐出口２６から吐出され、
従って受槽３内に含まれているサンプ２内に到達する。
場合により供給管２３の他方の正面側から余剰着色剤が
排出され、同様に場合により弁で制御される。

【００２１】この実施態様においては、弁２５を備えた
複数の配管２４を介して供給管２３に、正面側から供給
管２３に「標準組成」で供給される着色剤とは異なる組
成，異なるコンシステンシー，異なる粘度又は異なる温
度の着色剤又は希釈剤が供給可能であることが特徴であ
る。従って、塗布膜品質の区域ごとの調節即ち塗布膜プ
ロフィル制御も又当然に達成可能である。

【００２２】図４及び５の実施態様において、供給管２
３は当然同様に、サンプ２内に流入する吐出口２６を備
えている。

【００２３】この場合本発明による区域ごとの制御が、
吐出口２６の吐出断面積の調節により、しかも弁を用い
て行うことが可能であることが特徴である。図５から、
弁座としての吐出口２６と協働する弁体３０と、更に弁
棒３１と、弁ピストン３２とシリンダ３３とを備えてい
ることがわかる。ピストン・シリンダユニットはこの場
合空圧で作動可能である。このような調節弁は当然に、
サーボモータにより制御することも又可能である。この
供給管２３も又同時に図１の分配管の機能を行う。これ
は一方の正面側に供給口を有し、又他方の正面側に（制
御された）排出口を有する。これは円筒形であっても又
は円錐形であってもよい。

【００２４】図６及び７の実施態様は他の特徴を示して
いる。着色剤の流れ通路内の位置Ｉにおいて塗布ローラ
１と受槽３の壁との間に、絞り装置が設けられているの
がわかる。この場合、これは塗布ローラの軸方向に見て
相互に並列に配置された複数の絞り装置のうちの１つに
すぎない。絞り装置はベロー４１を備え、ベロー４１は
流れ通路内へ押されて入ること即ち中に入り込むことが
可能であり、これにより利用可能な流れ断面積は減少さ
れる。駆動装置としては、同様に空圧ユニット４２を使
用することができる。

【００２５】全く類似の装置４３を位置IIに設けてもよ
い。この配置は、この場合同時に案内部材４４が利用さ
れ、前記案内部材４４が第１の溢流溝７への制御された
溢流流れのための制御された流れチャネル４５を形成す
るので特に好ましい。絞り装置４０，４３はそれ自身１
つに又は別々に設けてもよいことがわかる。

【００２６】図８の実施態様においては、塗布ローラは
たわみ補償ローラの様式で形成されている。この場合塗
布ローラ１は、固定バー５０と、これをほぼ同軸に包囲
するシェル５１と複数の圧着ラム５２とを含み、圧着ラ
ム５２はバー５０とシェル５１との間で制御可能に支持
されている。従って、どの圧着ラムが作動されるかに応
じて区域ごとに塗布膜形成の修正が達成される。

【００２７】図９及び１０の実施態様は図８と同様に、
問題をほぼその場で解決するものである。しかしながら
この場合、圧着力を加えてローラシェル５１を変形させ
るために、制御可能な磁界発生装置が使用れさる。図１
０において、対向ローラ４に配置された永久磁石６０
と、塗布ローラ１に配置されたコイル巻き軟鉄コア６１
とが設けられているのがわかる。この実施態様は図８の
それに比較して、構造が簡単で且つ安いという利点と、
塗布隙間の調節が細かく行えるという利点とを有してい
る。

【００２８】極めて重要な実施態様が図１１に示されて
いる。この場合、いわゆる間隔ａは誘導コイル６２によ
り電熱的に区域ごとに変化せしめられる。この実施態様
の利点は、間隔を誘導コイルにより極めて小さく、即ち
１００ｍｍ以下の値に保持できることにある。さらに誘
導電流は極めて細かく制御可能なので、これにより区域
ごとの制御は正確となり且つ再現可能となる。

【００２９】この原理は着色剤の流れ通路内の何れか他
の場所に設けることもできる。従って例えば、誘導コイ
ルは塗布ローラ１と受槽３との間のチャネル幅の調節に
利用可能である。

【００３０】図１２の実施態様においては、区域ごとの
制御が再び温度により行われる。この場合は、受槽３が
区域ごとに即ち塗布ローラ１の軸方向に見て場合に応じ
て異なる位置で加熱される。加熱は、電気加熱棒，熱
水，スチーム，誘導コイル，又は他の手段により行うこ
とができる。

【００３１】図１３及び１４の実施態様においては、ス
チーム加熱の考え方がやや詳細に示されている。図１３
に示す側面図において、弁７２を有するスチーム配管７
１を備えた室７０が設けられているのがわかる。図１４
から、この場合複数の室７０が設けられているのがわか
る。

【００３２】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、ウエブ上の
総ての点において極めて均一な塗布膜を形成することの
できる塗布装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローラ塗布装置の側面図である。

【図２】図１の対象物を矢印Ａの方向から見た詳細図で
ある。

【図３】ローラ塗布装置の第２の実施態様の側面図であ
る。

【図４】ローラ塗布装置の第３の実施態様の側面図であ
る。

【図５】図４の対象物の詳細斜視図である。

【図６】ローラ塗布装置の第４の実施態様の側面図であ
る。

【図７】図６の対象物の矢印Ａの方向から見た詳細平面
図である。

【図８】ローラ塗布装置の第５の実施態様の側面図であ
る。

【図９】ローラ塗布装置の第６の実施態様の側面図であ
る。

【図１０】図９の対象物の軸方向断面図である。

【図１１】ローラ塗布装置の第７の実施態様の側面図で
ある。

【図１２】ローラ塗布装置の第８の実施態様の側面図で
ある。

【図１３】ローラ塗布装置の第９の実施態様の側面図で
ある。

【図１４】図１３の対象物の矢印Ａの方向から見た詳細
図である。

【符号の説明】

１塗布ローラ２サンプ３受槽４対向ローラ５紙ウェブ６第１の溢流エッジ７溢流溝８塗布ノズル２３供給管２４供給配管４０−４５；５０−５２；６０−６１流れ断面積を変
化させるための機構６２誘導コイル７０加熱室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布機構例えばローラ又はノズルと；紙
ウェブが巻き付けられ且つ塗布機構と共に塗布領域を形
成する対向ローラと；紙ウェブの幅の複数位置において
塗布膜の厚さ，重量又は表面特性を測定するための測定
装置と；を備えた紙ウェブに着色剤を塗布するための塗
布装置において：ウェブ幅の全体にわたり均一な塗布膜
プロフィルを形成する観点から塗布領域内に到達する着
色剤を区域ごとに制御するための手段が塗布領域の前に
設けられており；この手段が、着色剤供給部から塗布領
域までの着色剤の流れ通路における着色剤の流量，着色
剤の温度又は着色剤のコンシステンシーを区域ごとに調
節するように作動する；を特徴とする紙ウェブに着色剤
を塗布するための塗布装置。
【請求項２】塗布機構が着色剤サンプ（２）内で回転
する塗布ローラ（１）であり；サンプ（２）を受ける受
槽（３）が設けられており；受槽（３）が着色剤供給部
を備え、又塗布ローラ（１）の上昇領域内に設けられ
た、第１の溢流エッジ（６）並びにこれに接続された第
１の溢流流れのための溢流溝（７）を有する案内壁を備
えている；を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】塗布機構として、塗布ローラのほかに塗
布ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１又
は２に記載の塗布装置。
【請求項４】塗布ローラが塗布ノズルの前に設けられ
ていることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】塗布領域の前に設けられた前記手段が機
械の幅全体に分配された加熱機構から構成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の塗布装
置。
【請求項６】塗布領域の前に設けられた前記手段が機
械の幅全体に分配された流れ断面積を変化させるための
機構から構成されていることを特徴とする請求項１乃至
５の何れかに記載の塗布装置。
【請求項７】塗布領域の前に設けられた前記手段が、
着色剤のコンシステンシー，粘度，温度又は組成を幅全
体にわたり調節する、着色剤を供給するための複数の制
御可能な供給配管から構成されていることを特徴とする
請求項１乃至６の何れかに記載の塗布装置。