JPH0783854B2

JPH0783854B2 - 塗布装置、およびそれを使用するコ−テイング装置

Info

Publication number: JPH0783854B2
Application number: JP61105068A
Authority: JP
Inventors: エーダムロウウェイン
Original assignee: コンソリデイテツドペ−パ−ズインコ−ポレ−テツド
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: FI861663A0; DE3612248A1; BR8602272A; FR2581570A1; FI83734C; IT1189112B; IT8620371A0; DE3612248C2; FR2581570B1; FI83734B; FI861663A; GB2174625A; GB8610706D0; GB2174625B; IT8620371A1; JPS6242763A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走行する紙等のウエブにコーティング液を塗
布する塗布装置、およびそれを使用するコーティング装
置に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、米国特許第4,250,211号明細書に記載されて
いる塗布装置は、コーティング材料を、比較的狭い塗布
ゾーンに過剰に導入して、そのゾーンを通過するウエブ
に塗布するものである。塗布装置の前壁は、塗布ゾーン
の上流端で、ウエブと共に比較的狭いギャップを形成
し、ゾーン内の過剰量の材料は、このギャップからオー
バーフローして、その内部に液状シールを形成するの
で、ゾーン内のコーティング材料は、ウエブに塗布され
たまま加圧保持される。ウエブの走行速度は、ゾーン内
での滞留時間が比較的短くなるように調整され、柔軟な
塗布機ブレードが、ゾーンの下流端で、ウエブをこそい
で、余分な材料を除去し、ウエブ上にコーティング材料
を均等に分布させる。ウエブ上で、コーティング材料を
加圧塗布する滞留時間が短いため、ブレード圧力を高く
する必要がなく、適切且つ軽量なコーティングが可能で
ある。

コーティングの縞模様の発生を防止して、均等量のコー
ティング材料をウエブに塗布するためには、コーティン
グを均一に行なう必要がある。然しながら、従来の塗布
装置は、この点に関して改良すべき欠点があった。この
従来技術の欠点を第１図を参照して説明する。第１図
は、オリフィス板（52）に、本発明に従って、剪断プレ
ート（62）を取付けたことを除いて、従来の塗布装置の
構造を示す断面図である。従来の塗布装置は、オリフィ
ス板（52）の厚さが、例えば、僅か6.4mm（1/4インチ）
程度しかなく、従って、オリフィス板（52）の先端（5
6）がウエブ（26）に面して接する表面積は極めて小さ
いので、その結果、ギャップ（58）から流出するコーテ
ィング液の逆流が、ウエブ（26）に対して剪断される距
離と時間は、極めて限定されていた。従って、従来の塗
布装置は、この点に関して改良の余地がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

発明が解決しようとする課題は、ウエブ上にコーティン
グ材料を塗布させる従来の塗布装置では、コーティング
に縞模様、或いは斑模様等望ましからざる模様が形成さ
れるのを防止することができない点である。

発明が解決しようとする別の課題は、ウエブ上にコーテ
ィング材料を塗布させる従来の塗布装置が備えるオリフ
ィス板では、ウエブ上に均等にコーティング液材料を塗
布することができない点である。

発明が解決しようとするさらに別の課題は逐次明かにさ
れる。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための手段は、ウエブにコーティン
グ液を塗布する装置のオリフィス板の先端面のウエブに
面する表面積を拡大させて、大きくすることである。

課題を解決するためのより具体的で、かつ特定の手段
は、ウエブにコーティング液を塗布する装置のオリフィ
ス板の先端面に、ウエブに面していて、かつウエブの移
動方向に伸びて、ウエブと共にギャップを形成する剪断
プレートを取付けることである。

以下、実施例を掲げ、本発明を具体的に説明する。

〔実施例１〕第１図は、実施例１を説明する概念断面図である。但
し、それは、オリフィス板（52）に、本発明に従って、
剪断プレート（62）を取付けたことを除いて、主要部に
おいては、従来の塗布装置と殆ど同じ構造を示してい
る。実施例１を説明するに当り、第１図を参照して本発
明の塗布装置の主要部の機構を説明する。

塗布装置（20）は、矢印（24）に示す方向に回転し、塗
布ゾーン（（60）を経て移動する間に、紙のウエブ（2
6）を支持するバッキングロール（22）と平行して、そ
の横に同一広がりをもって細長く伸びている。

塗布装置（20）の後壁（28）と前壁（30）は、その間に
コーティング材料を供給するチャンバ（32）を形成し
て、コーティング材料液を加圧圧縮し、各壁は、上方で
相互に接して、バッキングロールのウエブ支持面に隣接
し、横断し、且つそれに面するように上方に伸びる狭い
計量スロット（34）を形成している。

塗布装置（20）は、バッキングロール（22）と平行に共
存的に伸びる主支承ビーム（36）を備えている。

塗布装置（20）の後壁（28）の上端には、肩部（38）が
あり、塗布ゾーン（60）の下流、または後壁（28）の可
撓ドクタ、またはコーティング機ブレード（40）は、支
承部材（44）の溝に収容された空気チューブ（42）によ
り、肩部（38）の後面に保持され、空気チューブ（42）
は、ブレード（40）を押圧するため、内部に加圧液を導
入して膨張可能である。

ブレード（40）は、上方に伸びて、バッキングロール
（22）上に支持されたウエブ（26）と噛み合い、ウエブ
（26）に適用されるコーティングを計量して均一化す
る。ブレード（40）の先端（46）は、上部支持部材（5
0）の溝に納めた第２空気チューブ（48）により、ウエ
ブ（26）に押し付けられる。従って、ウエブ（26）に適
用されるコーティングの量は、ウエブ（26）に対するブ
レードの先端（46）の力に影響される。

塗布装置（20）を横断して伸びる細長いオリフィス板
（52）は、前壁（30）に取付けられ、その上で、上下方
向に位置調整され、その上端は、バッキングロール（2
2）で支持されているウエブ（26）方向に収束してい
る。

オリフィス板（52）の厚さは、通常、約6.4mm（1/4イン
チ）と比較的薄く、ウエブ（26）と僅かな間隔を維持し
て、並列している自由上縁部、または点（56）に収束す
るテーパ上端（54）を有していて、塗布ゾーン（60）の
前方、前端、或いは上流における、オリフィス板（52）
の上端（54）とウエブ（26）間との間隔、またはギャッ
プ（58）は、約25.4mm（１インチ）以下と比較的狭い。

後述するように、チャンバ（32）から、計量スロット
（34）を経て、ゾーン（60）内に導入される過剰量のコ
ーティング材料は、ゾーン（60）からギャップ（58）を
経てオーバーフローし、ゾーン（60）の前端で、ギャッ
プ（58）内に液体シールを形成する。従って、ゾーン
（60）内で、ウエブ（26）に対するコーティング材料の
加圧塗布が可能となる。塗布ゾーン（60）の両側端で、
コーティング機ブレード（40）とオリフィス板（52）間
の空隙部は、当業界に公知の方法で縁堰（図示せず）に
より密閉され、それによって、計量スロット（34）から
下流で、ウエブ（26）、ドクタ・ブレード（40）、及び
ギャップ（58）との間に、密閉されたコーティング材料
塗布ゾーン（60）が形成される。

実施例１の塗布装置を使用する場合は、圧力を十分加え
て、十分な量のコーティング液をチャンバ（32）内に送
り、チャンバ（32）、計量スロット（34）、及びドクタ
・ブレード（40）、オリフィス板（52）と、縁堰が画定
する塗布ゾーン（60）を完全に満たし、過剰量のコーテ
ィング材料を、連続的にオリフィス板（52）の上端（5
6）とウエブ（26）間に形成される狭い空隙部、または
ギャップ（58）を経て、ウエブ（26）の走行方向とは逆
の方向に流す。これにより、ギャップ（58）とウエブ
（26）間に、液体シールが形成され、コーティング液
は、連続的な正圧下で、極めて狭い横断帯内で、ウエブ
（26）に塗布される。ウエブ（26）の走行方向とは逆方
向に、ギャップ（58）内を流れる過剰量のコーティング
液は、コーティング塗布ゾーン（60）上流、または前端
で、ウエブ（26）と共に、非摩損性液状シールを形成
し、ゾーン（60）内のコーティング液を加圧下に維持し
て、ウエブ（26）への加圧塗布を可能にし、空気や異物
の侵入に対してゾーン（60）の前縁を密閉し、高速のウ
エブ（26）から空気を奪って、空気がウエブ（26）上の
コーティングに縞、またはかすれを形成させるのを防止
し、さらに、ブレード（40）により、加圧下で、余分の
コーティング液が除去される。

コーティングの縞模様の発生を防止して、均等量のコー
ティング材料をウエブ（26）に塗布するためには、コー
ティングを均一に行なう必要がある。そのために、本発
明は、ウエブ（26）に面するオリフィス板（52）の先端
面の表面積を拡張させて、大きくし、コーティング液を
均一にウエブ（26）に塗布するものである。

実施例１では、ウエブ（26）に面するオリフィス板（5
2）の先端面の表面積を拡張させる手段として、第１図
に示すように、剪断プレート（62）を、オリフィス板
（52）の上端に取付け、ギャップ（58）内でウエブ（2
6）に対するコーティング液の剪断を大きくしている。
剪断プレート（62）は、本体部分（64）、及び複数の締
め金具（68）で、本体に結合したフランジ（66）を備え
てもよく、オリフィス板（52）の上端と共に、ウエブ
（26）を横断して伸びている。第１図のオリフィス板
（52）の尖った先端（56）が、ウエブ（26）に面する表
面積が狭いのと比較して、剪断プレート（62）の表面
（70）は、ウエブ（26）の移動方向に細長く、ウエブ
（26）と共に延長した流路を有するギャップ（72）を形
成し、これにより、塗布ゾーン（60）から、ギャップ
（72）を経て流出するコーティング液の逆流は、ウエブ
（26）に対して、より長い時間と距離に亘り剪断され
る。剪断プレート（62）の表面（70）は、概ねロール
（22）の面に平行に伸びているいるが、その下流から、
その上流端まで、ややロールから離れて点（73）で湾曲
しているのが好ましく、ギャップ（72）を流れるコーテ
ィング液の圧力は、塗布ゾーン（60）の圧力から、大気
圧にまで徐々に減圧され、従って、ギャップ（72）から
のコーティングの流れは、極めてスムーズとなる。剪断
プレート（62）の表面（70）は、平坦か、又はやや凸型
で、希望するならば、ウエブと交差する方向に溝を形成
させて、ウエブ（26）に対するコーティング液の剪断作
用を高めることができる。その結果、ギャップ（72）を
経て流れるコーティング液には、より大きな剪断応力、
又は内部摩擦が加わり、そのため、ウエブ（26）の表面
のコーティングは、一層均一となり、斑模様、縞模様等
不均一な模様が生じない。また、ギャップ（72）から流
れるコーティング液も均一となり、オリフィス板（52）
の先端で、一方の側面が限定されたギャップで得られる
よりも乱れがないので、ウエブ（26）に適用するコーテ
ィングの均一性がさらに向上する。

ギャップ（72）を経て流れるコーティング液に加わる剪
断応力、又は内部摩擦の増大は、下記の方程式で表され
る；Ｆ＝ｎνA/1 ここで、Ｆは、ギャップ（72）を経るコーティンフ液の
流れに抗して逆方向に働く力、Ａは、剪断プレート（6
2）表面積と、それに相対するウエブ（26）部分の面積
の和、１は、剪断プレート（62）の表面（70）とウエブ
（26）間の距離、又はギャップ（72）の平均幅、ｎは、
コーティング液の粘度、νは、ウエブ（26）の速度を表
す。従って、１、ν、及びｎの値の如何にかかわらず、
Ａが増大すると、Ｆ（ＦはＡに比例する）も増大するの
で、剪断プレート（62）の表面積が、増大すれば、ギャ
ップ（72）内のコーティング液は、従来のオリフィス板
を使用するよりも、剪断応力、又は内部摩擦が非常に高
くなる。

本発明の塗布装置において、ウエブ（26）の走行方向の
剪断プレート（62）表面の長さは、31.6mm±6.4mm（１
−1/4±1/4″）の範囲が望ましい。

本実施例の塗布装置で剪断プレートを使用して得られる
効果は、コーティング液が、ウエブの表面に一層密着す
るため、ウエブ上のコーティング漏れが防止されるた
め、圧送されるべきコーティング液の量は少量でよく、
また、約9.5mm（約3/8″）のギャップ幅があるので、機
械の幅の約67gpcm（約1.7gpm/インチ）の流量で、極め
て良好なコーティングが得られる。さらに、ギャップを
経るコーティング・ヘッドからのコーティング液のオー
バーフローが、均等で、乱流とならないので、従来のオ
リフィス板を使用した場合よりも、境界層の空気が、ウ
エブ面から完全に除去される。

〔実施例２〕第２図は、実施例２を示す断面概念図で、オリフィス板
（52）の先端（56）を収容する剪断プレート（74）のス
ロット（76）によってオリフィス板（52）の上端に取付
けられた単一の剪断プレート（74）を示している。実施
例２の剪断プレート（74）は、ウエブ（26）に密接する
表面（78）を有し、ウエブ（26）と共に、ギャップ（8
0）を形成し、この表面は、点（81）で湾曲して細長
く、ギャップ（80）を流れるコーティング液の流れ方向
に、ウエブ（26）からやや離れて、ギャップ（80）を経
て、一層長い流路を形成する。

実施例２は、剪断プレート（74）が単一構造であるとい
う点を除いては、実施例１の剪断プレート（62）と構
造、及び機能において、類似している。

〔実施例３〕第３図は、実施例３を示す断面概念図で、オリフィス板
（52）へ取付けるための取付け部（84）を備えている剪
断プレート（82）を示している。

実施例３では、剪断プレート（82）は、その細長い表面
（88）と、ウエブ（26）間で形成されるギャップ（86）
内に、剪断ゾーンを備えているだけでなく、その中に配
置することにより、塗布ゾーン（60）の空間容積を小さ
くしている。この塗布ゾーン容積を減らす効果は、コー
ティング液の流路を制限して、ゾーン（60）内の液流を
更に層状化して、乱れを少なくすることにある。塗布ゾ
ーン（60）内の乱流コーティング液の衝撃圧力が、ドク
タ・ブレードの先端のドクタ機能に影響を与え、そのた
め、局部的にウエブ（26）上のコーティングの重量に影
響を及ぼす。しかし、塗布ゾーン（60）内に、剪断プレ
ート（82）を設けることで生じる液流の層化で、このよ
うな衝撃圧が減少し、紙ウエブ（26）上のコーティング
の重量の均等性等が向上するのである。同時に、点（8
9）で湾曲する剪断プレート（82）の上部表面（88）
は、ギャップ（86）を経る流路を延長させ、塗布ゾーン
（60）内でのコーティング液の層状流と相俟って、滑ら
かな均一なオーバーフローが得られる。従って、剪断プ
レート（82）が無い場合に比較して、はるかに大量の境
界層空気を、ウエブ（26）表面から除去できる。

〔実施例４〕第４図は、実施例４を示す断面概念図で、上方に移動す
る紙ウエブ（90）を挟んで、一対の塗布装置（20）が、
対向配置されている状態を示している。塗布装置（20）
は、相互に面対称をなし、その間にウエブ（90）が配さ
れるので、ウエブ（90）の両側面を同時にコーティング
処理できる。

実施例４において、一方の塗布装置が、他方の塗布装置
のためにウエブ（90）を支持するので、バッキングロー
ルを必要としないという効果がある。従って、バッキン
グロールが無い装置に、塗布装置を装着できる。

実施例４の装置を使用すると、十分な圧力下で十分な量
のコーティング液が、チャンバ（32）内に送られて、チ
ャンバ（32）、計量スロット（34）、及びドクタ・ブレ
ード（40）、オリフィス板（52）、及びウエブ（90）で
形成される塗布ゾーン（60）に完全に充填され、オリフ
ィス板（52）の端部、及びウエブ（90）の両側面で形成
される狭い空隙部、又はギャップ（96）を経て、コーテ
ィング液が、大量、且つ連続的に流れる。従って、ギャ
ップ（96）内に液状シールが形成されて、一定の正圧下
で、横断帯内のウエブ（90）の両側面にコーティング液
が塗布される。

実施例４の装置において、各オリフィス板（52）の外面
上の剪断プレート（94）は、ウエブ（90）と共に、比較
的長いギャップ（96）を形成し、塗布ゾーン（60）から
出るコーティング液が、このギャップ（96）を流れて液
状シールを形成する。剪断プレート（94）は、点（98）
で湾曲して、ギャップ（96）は、その幅が、その下流か
ら上流端にかけ漸増するので、コーティング液の圧力
は、ギャップ（96）を出るに伴って、次第に低下し、同
時に、液の剪断応力、又は内部摩擦が高くなり、ウエブ
（90）の相対する表面のコーティングが一層均等にな
る。

以上、各実施例に関して説明したが、特許請求の範囲に
記載する範囲内において、様々の変形、及び実施態様が
可能である。例えば、第２図乃至第４図の剪断プレート
を、従来のタイプのオリフィス板の上部テーパ端に取付
けて、オリフィス板と一体化することも容易である。ま
た、従来のタイプのオリフィス板の上部テーパ端を切り
離して、本発明の剪断プレートを装着すること、或いは
従来のオリフィス板のテーパ端の部材を、希望により、
プレートの残り部分に装着することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１を示す断面概念図である。第２図は、実施例２を示す断面概念図である。第３図は、実施例３を示す断面概念図である。第４図は、実施例４を示す断面概念図である。（20）塗布装置、（22）バッキングロール（26）ウエブ、（32）供給チャンバ（34）計量スロット、（40）ドクタ・ブレード（42）空気チューブ、（44）支承部（50）上部支承部、（52）オリフィス板（54）自由上端部、（58）ギャップ（60）塗布ゾーン、（62）剪断プレート（66）フランジ、（68）締め金具（70）剪断プレート表面、（74）剪断プレート（76）スロット、（78）表面（80）ギャップ、（82）剪断プレート（84）取付け部、（86）ギャップ（88）上部表面、（90）ウエブ（94）剪断プレート、（96）ギャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエブに隣接して、かつその横方向に位置
する細長い開口部を有する細長いチャンバが内部に形成
されている細長い本体；前記開口部の下流で、前記本体
からウエブの走行方向に、ウエブの横方向に伸びるドク
タ；前記開口部の上流で、ウエブと間隔を保って、ウエ
ブの横方向に、ウエブに近接していて、ウエブと共にギ
ャップを形成する、前記本体から、開口部端部まで伸び
ているオリフィス板；及び前記開口部を経て、ウエブ、
前記ドクタ、及びオリフィス板とで形成される塗布ゾー
ンに向けてウエブに塗布し、前記ギャップを経て流し
て、ギャップ内部に液状シールを形成させるため、過剰
量の加圧コーティング液を前記チャンバに導入する手段
とを備えている塗布装置であって；前記ウエブが、バッキングロール上に支持され、ギ
ャップを経て走行され；前記オリフィス板のウエブの方向に伸長している側
の端面が、拡張されていて、ウエブに対面し、かつ概
ね、ウエブの走行方向に伸びて、ウエブと共にギャップ
を形成する拡張端面を形成し；前記オリフィス板の拡張端面が、バッキングロール
の湾曲に沿って湾曲していて；前記ギャップが、コーティング液の流れ方向に延長
された長さを有し、ウエブが前記ギャップ内を走行する
に伴って、ウエブに対するコーティング液の剪断力が拡
大して、ウエブに、コーティング液を均一に塗布するた
めの塗布装置。
【請求項２】前記オリフィス板の拡張端面が、オリフィ
ス板に取外し可能に取付けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項に記載の塗布装置。
【請求項３】前記オリフィス板の拡張端面が、オリフィ
ス板と一体をなしていることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項に記載の塗布装置。
【請求項４】前記オリフィス板の拡張端面が、塗布ゾー
ン内に伸びて、前記ゾーンの容積を減少させ、前記ゾー
ン及びギャップを経て、コーティング液の層状流を形成
し、ウエブ上にコーティング液を均一に塗布することを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の塗布装
置。
【請求項５】ウエブに隣接して、かつその横方向に位置
する細長い開口部を有する細長いチャンバが内部に形成
されている細長い本体；前記開口部の下流で、前記本体
からウエブの走行方向に、ウエブの横方向に伸びるドク
タ；前記開口部の上流で、ウエブと間隔を保って、ウエ
ブの横方向に、ウエブに近接していて、ウエブと共にギ
ャップを形成する、前記本体から、開口部端部まで伸び
ているオリフィス板；及び前記開口部を経て、ウエブ、
前記ドクター、及びオリフィス板とで形成される塗布ゾ
ーンに向けてウエブに塗布し、前記ギャップを経て流し
て、ギャップ内部に液状シールを形成させるため、過剰
量の加圧コーティング液を前記チャンバに導入する手段
とを備えている塗布装置であって；前記ウエブが、バッキングロール上に支持され、ギ
ャップを経て走行され；前記オリフィス板のウエブの方向に伸長している側
の端面が、拡張されていて、ウエブに対面し、かつ概
ね、ウエブの走行方向に伸びて、ウエブと共にギャップ
を形成する拡張端面を形成し；前記オリフィス板の拡張端面が、バッキングロール
の湾曲に沿って湾曲していて；前記ギャップが、コーティング液の流れ方向に延長
された長さを有し、ウエブが前記ギャップ内を走行する
に伴って、ウエブに対するコーティング液の剪断力が拡
大して、ウエブに、コーティング液を均一に塗布するた
めの塗布装置；を走行するウエブの各側に、互いに対向
して面対称形に配置したことを特徴とするコーティング
装置。