JPS585108B2 - ウエブ塗工機用のロッド支持体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば雑誌用コート紙のように、紙面を塗
被するための塗工機に関するものである。

特にこの発明は、“ロッドコータ”といわれる型の塗工
機において、回転するメータリングロッドを取付ける新
規なロッド支持体に関するものである。

ロッドコータは、例えば米国特許第３，１４３，４３８
号、同第３，１７９，０８３号、および同第３，６８３
，８５１号に示されているように製紙業界で周知のもの
である。

ロッドコータに用いられる代表的なロッド支持体は、例
えば米国特許第３，６８３，８５１号および同第３，７
０１，３３５号にみることができる。

従来のロッドコータでは、前記特許装置にみられるよう
に、ロッドは、ロッド支持体の一端から長手方向に、ロ
ッド支持体の中に挿入されており、その挿入には圧入又
は締りばめがなされていて、工具工場での組立が必要で
ある。

挿入ロッドを挿入したロッド支持体を塗工機の長手方向
に取付けるときは、その度に塗工機は“ダウン状態”に
、いいかえれば運転を停止しなければならない。

さらに、従来の形式のロッド支持体は、ロツドキャビニ
テイまたはロッド空洞の大きさを摩耗に応じて操業中に
調節することができないものであった。

塗被剤には、種々の酸化物および炭酸塩を含んでおり、
比較的研摩性があるので、どの様なロッドコータであっ
ても回転ロッドの軸受となっているロッド支持体のキャ
ビティの表面が摩耗することはさけられない。

摩耗により、ロッドとロッド支持体の間隙が大となると
、潤滑水が漏出して紙面上の塗被作業に悪い影響が現わ
れる。

更にロッドに耐着し、キャビティに入り込んだ塗被剤の
分配の不均一は、ロッド支持体を部分的に異って摩耗し
、不均斉な摩耗はその部分でより水の漏出を起し、塗被
剤を稀釈し、それが紙面に筋を発生させる原因となる。

ロッドコータに用いられている従来のロッド支持体の寿
命を延ばすためには、ロッド支持体に設けられた円筒状
のキャビティの内径をロッドの直径より小さく、例えば
０．０８ｍｍ（０，００３ｉｎ）の締りばめとするよう
に、製作されている。

そのようにすれば、ロッドとロッド支持体の間隙が大と
なる以前にロッド支持体が不必要に摩耗し、過剰量の水
が漏出し塗被される紙面に筋が生じないようにすること
ができる。

恐らく、締りばめのせいで、コータの従来のロッドは、
クロムメッキがわずか１０日から２週間で摩耗するのが
普通である。

更に、従来のロッドコータのロッド支持体の中の円筒状
キャビティの摩耗によって、普通、２ないし３週間の操
業の後には、潤滑水が漏出し始めて使用に耐えなくなる
。

その時には、コータはロッド支持体の交換のために運転
を停止しなければならない。

もちろん、このことは、コータの不操業時間およびロッ
ドとロッド支持体の交換費用の二つの面から、著しく経
費を要するものである。

従来のロッド支持体は、寿命が短いということの他にも
、ロッドとロッド支持体とは締りばめになっているため
に、運転に大きなロッド始動トルクを要する。

ロッド支持体のキャビティが摩耗して大きくなると、ロ
ッド表面を流れて塗被層に達する潤滑水量が増加し、ロ
ッド表面を流れた水の籾量から大きく変動すると、ロッ
ド支持体が新らしいときの塗被層外観に比較して外観に
著しい影響が現われる。

この発明は、従来技術のロッドコータの欠点や問題を解
消し、文明らかにその構造上と操業上の問題を解決する
ものである。

運転を安定させ、その調節ができるようになったのは、
二つの圧力チューブを採用したことによるものである。

第１の圧力チューブは、組立てられた旋回アームの間の
ブラケットについている裏当て棒と、ロッドキャビティ
の裏側にあるロッド支持体の受負荷面との間に置かれて
いる。

第１の圧力チューブはロッドが所望のニップラインを形
成するように作用する。

又、バッキングロール上の紙ウェブにロッドが負荷を与
えるような作用をもする。

この発明におけるロッド支持体には、ロッドキャビティ
の片側で半径方向に延び、そしてロッド支持体の長手方
向に延びた舌状部がある。

エアで膨張する第２の圧力チューブは、支持体本体の長
手方向に舌状部と共に延び、そしてロッドキャビティに
平行に延びている。

第２の圧力チューブは、舌状部に接触して、舌状部の長
さ全体にわたってそれに均一な力を加え、それを外側に
押し、ロッドキャビティのその片側を均一に変形させ、
ロッド軸を受けるようにしている。

そのようにして、舌状部は、その移動により、摩耗に対
応してロッドキャビティの直径を調節する。

ロッドキャビティに自由に選択できる変形を起させるこ
とは、高密度ポリエチレンのようなプラスチック材料の
ロッド支持体を製作することにより成功した。

かくてロッド支持体のキャビティが摩耗して大きくなっ
たときは、第２圧力チユーブ中の空気圧力を次第に増加
させて舌状部を移動させ、回転ロッドとキャビティとの
はめあいを固くし、はめあいの程度を常に同じ値に保ち
、ロッド表面を流れる潤滑水を適当に均一きなるように
する。

このことにより、特に重要な塗被量の計量を均一にする
ことができる。

ロッド支持体の舌状部は、容易にロッドキャビティを大
とし、或はその開口を大とすることもできるから、ロッ
ド支持体の端からでなく前方から、ロッドを取外し新し
いロッドを組立てることができる。

ロッドキャビティの開口量を調節することができること
は、ロッド支持体を機械から取外さないでもロッドを交
換でき、又ロッドとロッド支持体両者の寿命を長くする
ことを可能にした。

この調節可能なロッド支持体を用うれば、耐用期間は運
転条件と塗被剤さによって異るけれども、ロッド支持体
の寿命は、従来のロッド支持体の約２〜３週間よりも長
くなり、３ケ月まで延びることが期待できる。

以上説明したように、この発明の目的は、塗工機のメー
タリングロッドを保持する改良されたロッド支持体であ
って、摩耗に対応してロッド支持体のキャビティの大き
さを調節することができるものを提供することにある。

この発明の他の目的は、舌状部に力を加えても変形を残
さずに前方からロッドを交換組立をすることができるロ
ッド支持体を提供することにある。

又、もう一つの目的は、回転ロッドに対するつかみ圧力
を調節することができ、それによりロツドを通過して塗
被剤の中に流れ込む潤滑水量を制御できるロッド支持体
を提供することにある。

更にもう一つの目的は、約３週間よりも耐用期間を延長
することが可能なロッド支持体を提供することにある。

このロッド支持体の特徴は、二つの加圧空気のチューブ
を設けることにより、ロッドの心出しあるいは位置決め
をし、そしてキャビティの有効直径を調節したことにあ
る。

この発明の目的は、特徴及び効果で、以上述べたものま
たその他のものを、以下の明細書と添付図面における実
施例の記載により、当業者は明確に理解することができ
よう。

第１図に示すように、コータの回転胴１０は、矢印１１
の方向に回転して紙ウェブ１２を支持し、紙ウェブの上
面には、図示されていない塗被装置によって塗被剤の膜
１４を耐着させている。

メータリングロッド１８は、ロッド支持体１６の長手方
向に延びている円筒状のキャビティまたは空洞、いいか
えればその内径２０（第３図）の中に収容されて回転し
ている。

そして回転胴上の紙ウェブに対向して置かれたロッドの
回転軸は、回転胴の回転軸と平行にしである。

駆動用モータ５０は、ロッドに連結されて、回転胴の回
転方向と逆に、即ち、矢印１９の方向にロッドを回転さ
せている。

ロッド支持体は、コータ両側にある一対の組立アーム５
４の間のクランプ４２によってバー４０に取付けられて
いる。

組立アームはコータの架台に軸５２の周囲を旋回するよ
うに取付けられ、両矢印６０の方向に、即ち回転胴に向
かい又離れるように旋回する。

コータの両側の組立アーム５４は、両方共エアスプリン
グ５６と組合わされ、矢印５８の方向の力が各組立アー
ムに加えられ、ロッドが回転胴上の紙ウェブと接触した
り離れたりするようにロッドを移動させる。

ロッド支持体１６のロッドキャビティの裏側部には受負
荷面２２があり、その面に向き合って第１の圧力チュー
ブ２８がある。

第１の圧力チューブは、裏当て棒４１の軸方向に隣接す
る複数のセグメントの中に取付けられており、その各セ
グメントの長さは約１２５ｍｍ（約６ｉｎｃｈ）である
。

裏当て棒の各セグメントは、バー４０に取付けられたア
ダプター４３の裏側から後方に出ている調節ねじ４６を
有している。

各調節ねじ４６は夫々調節ナツト４４に通されており、
各ナツトはアダプター４３の溝穴の中にあり、頂部が外
に現われている。

裏当て棒４１とローレット付調節ナツト４４をそこに保
持しているのはクランプ４８である。

第１の空気供給源３２は、第１の圧力チューブ２８に連
結され、又、第２の空気供給源３４は第２の圧力チュー
ブ３０に連結されている。

第２の圧力チューブについては後に詳述する。

第２図、第３図により明瞭に示されるように、一対のコ
ンジット３６．３８は、ロッド支持体にあるキャビティ
２０に沿って長手方向に延びている。

加圧水源６２はロッド支持体の一端において一つのコン
ジット３６に連結され、第２の加圧水源６４はロッド支
持体の他端においてコンジット３８に連結されている。

コンジット３６．３８と内周２０とは、間隔をおいて設
けられた複数の通路３７．３９によって、夫々の流体が
流れるように結ばれている。

コンジットと通路とを通る水の流れ方向が直角となるよ
うに設けられて、ロッドの長さ全体にわたって同じよう
に塗被剤を除去するようになっている。

水は亦ロッドの潤滑剤となる。

運転中、一対のエアスプリング５６は、塗工機の両側に
ある組立アーム５４の端に作用し、回転胴１０の上に載
っている紙ウェブ１２に向かってロッド支持体の装置を
旋回させる。

駆動モータ５０は、ロッド支持体の中のロッドを矢印１
９の方向に回転させ、その回転方向は回転胴上にのって
移動する紙 ニブの方向１１と逆方向になっている。

ロッド１８の回転速度は変えることができ、運転者によ
って調整される。

通常、ロッドの回転速度は約６０回／毎分から１２０回
／毎分まで、要するに回転胴の速度、塗被剤の組成等の
他の要素とは独立に変えることができる。

普通、塗被剤１４の量が多いとき、即ち１ｍ２当り４８
ｇ（１０００ｆｔ２当り１０ポンド）、ロッド１８と回
転胴とが紙ウェブを挾み込んでいる場所で下向流となっ
ている。

このロッドの挾み込み圧力は一般的に約１．４３ｋｇ／
ｃｍから約３．２２ｋｇ／ｃｍ（約８ＰＬＩから約１８
ＰＬＩ）の範囲で変り、二つの方法の何れかで適用され
る。

最も普通で好ましい方法は、エアスプリング５６の手段
によって、塗工機の両側にある組立アームの引出腕５４
に作用させる方法である。

そうすることにより、回転胴とのロッド挾み込み圧力は
工アスプリング５６の空気圧に対応する。

しかしながら、場合により、エアスプリング５８は図示
されていない塗工機架台の停止点までロッド組立郡全体
を旋回軸５２の周りを回転させることもできる。

そうしてロッド１８はウェブ表面にわずかに接する程度
で、その表面における塗被剤を計量することになる。

挾み込み荷重はごくわずかか全くない。

そのときには、第１の圧力チューブを加圧して、ロッド
支持体の裏側にある受負荷面２２に均一な力を加え、ロ
ッド１８を所望の挾み込み荷重でウェブに接触させるこ
とができる。

ロッド１８が走行ウェブに負荷を加えているかいないか
に拘らず、走行ウェブの上の塗被剤に対して逆向き運転
を与えられたロッドの計量能力は、ウェブの表面１ｍ２
当り約９．８ｇ（約２１ｂｓ／１０００ｆｔ２）にまで
及んでいる。

特に重要なことは、塗被剤がウェブの全表面に均一にな
っていることである。

理想的には、勿論、円筒状ロッドの長さ方向が機械方向
に直角となっており、ロッド面による水平な挾み込み作
用線が完全に直線になることである。

しかしながら、機械とウェブ形成工程の種々な不均整な
要因によって、ウェブ自体機械に直角方向の断面もしく
は厚さが例外なく均一であることはない。

簡単にいえば、ウェブの巾のどこかに、恐らくは４分の
１センチの数十倍なら十分の一センチまでの厚さのふく
らみ又はくぼみがあるといえる。

そのようなウェブをできるだけ均一に塗被するためには
、ロッドが接触した挾み込み作用線が、機械と直角方向
のウェブにならって、出来るだけ一致していることが希
ましい。

それは裏当て棒４１をセグメントに分割して、それに取
付けられた第１圧力チユーブ２８がメータリングロッド
１８に挾み込み圧力を負荷することによって可能となっ
た。

裏当て棒４１は好ましくは１５ｃｍ（約６ｉｎ）の長さ
の複数のセグメントからなり、圧力チューブ２８の長手
方向の全操作範囲にわたって隣接して配列されている。

裏当て棒４１の各セグメントの中央には、アダプター４
３の後方に突出している調節ねじ４６が取付けられてい
る。

各調節ねじには、ローレットのある調節ナツト４４が組
合わされていて、裏当て棒の特定のセグメントにある調
節ナツト４４を回転することにより、各セグメントの前
面にある長さ方向に延びている溝に取付けられた圧力チ
ューブの相当する部分は、所望のようにロッド支持体の
裏側にある受負荷面２２に対して若干前後に移動する。

その結果、問題の場におけるロッドの面は、パツキング
ロール上の紙ウェブの問題の場における断面輪郭に適合
するようになり、ウェブの全巾にわたり均一な塗被厚さ
となるように塗被剤を計量することができる。

調節ナツト４４とアダプター４３は調節ナツト４４がア
ダプター４３の溝穴に収まるように組立てられている。

そして調節ナツト４４を回転させれば、調節ねじ４６は
前後逆側れかをさけることができる。

回転しない調節ナツト４４は、その調節ねじを固定する
。

このように配列することにより、裏当て棒セグメントは
選択的に調整することができる。

ロッドがロッド支持体のキャビティ内で回転するときに
、塗被剤はロッドと支持体のキャビティの間隙に入り込
み、塗被剤の研摩作用により、キャビティは摩耗し拡大
し始める。

通常円筒状の内径は、摩耗すると非円筒状に拡大した内
径のものとなる。

従来の一定の直径の円筒状キャビティを有するロッド支
持体では、ロッドとロッド支持体の間隙が摩耗により０
．０５ｍｍ（０，００２ｉｎ）以上となったときに、潤
滑溝から回転ロッドに流れる水量が大となり、塗被剤を
希釈して、ウェブに好ましくない印を生ぜしめる程にな
る。

一般的には、それは約１０日ないし３週間の運転によっ
て生ずる。

塗工機の従来型のロッドは、耐用期間を延ばすため支持
体の端から締りばめによって組立てられるから、ロッド
支持体に新しいロッドを組込むために、塗工機は運転を
中止し、ロッド支持体を取外さなければならない。

この発明の装置においては、ロッド１８と円筒状ロッド
キャビティ２０とは、通常の圧入方法でのはめあい寸法
のものが取付けられるように設計されている。

例えば、ロッドはクロムメッキ仕上９．６０／９．５８
ｍｍ（０，３７８１０，３７７ｉｎｃｈ）直径の仕上り
寸法とし、ロッドキャビティは９．５８／９．６０ｍｍ
（０，３７７１０，３７８ｉｎｃｈ）直径の仕上り寸法
としたものでよい。

円筒状キャビティの表面が、運転中摩耗したときは、ロ
ッド支持体の舌状部２４がでている側のキャビティの面
もしくは内壁は、約０．３ ｍｍ（約０．０１５ｉｎ）
の距離までは、回転ロッドの軸に向つて曲げられ又は内
側に閉じるようになっている。

この距離は多くの要素、例えばロッド支持体やロッドキ
ャビティの大きさ、舌状部２４の長さ又はそれに使用す
る材料に影響され、そして所望により大きくも小さくも
することができる。

第３Ａ、３Ｂおよび３Ｃ図に示すように、第２の圧力チ
ューブ３０内の圧力増大によって、第２の受負荷面２６
に均一な力が加わり、舌状部２４が旅回するのと、キャ
ビティのその側の移動とが相応するようになっている。

第３Ｂ図ではキャビティは、線２０ａに示されるように
、より大径に広がったものである。

そのように拡大したキャビティ２０ａはもはや円筒状で
はない。

第３Ｃ図に示すように、矢印６６によって示される力は
、第２圧力チユーブ３３を膨張させることによって加え
られるが、舌状部２４をＤの距離だけ押し曲げることに
よって、キャビティ２０ａの対応する部分が、キャビテ
ィ２０ａの直径が減少するように押し曲げられることに
なる。

力が加えられる前の舌状部２４の位置と拡大したキャビ
ティ２０ａは、第３Ｃ図において点線によって示される
。

ニアコンプレッサーのような第２の空気供給源３４から
圧力チューブ３０に供給された空気圧に対応して、キャ
ビティ２０ａの大きさは容易にしかも効果的にキャビテ
ィの最初の大きさに復帰する。

このことにより、ロッド支持体のキャビテイ壁の漏れ止
め圧力は所望のように支持体のキャビティとの間に保つ
ことができ、そしてロッドとロッド支持体のキャビティ
間に所望のはめあいを保つことができる。

舌状部の動きによって、その最初の円筒状の形状の内径
そのものに復帰させることはないが、そのように復帰さ
せることは必要でもない。

ロッドとロッド支持体との間のはめあいを可能な限り一
定に保ち、ロッドの周囲から過剰な水の漏出を防止する
ことが目的である。

そのために、ロッドを回転させる駆動。モータ５０が必
要とするトルクは殆んど一定に保たれ、ロッドは均一な
平滑さで塗被をすることができる。

均一なはめあいは、又塗被の処理量を増大させる。

なぜならば、潤滑溝３６，３８から回転ロッドを通り、
塗被剤に水のフィルムが流れて、ロッドが所望の重量に
塗被量を計量することができ、亦そのことにより筋を発
生させたり、塗被外観を劣化させたりすることがないか
らである。

ロッド回転の速度は、ある範囲内に例えば約６０回／分
ないし約１２０回／分の範囲内で増減させて、計量ずみ
の塗被膜上の不良がフィルムスブリットの原因によって
発生するのを防止する。

フィルムスブリットとは、液体の塗被剤が異った方向に
動く二つの面の間に置かれたときに現われる現象である
。

その代表的な例は、ウェブに塗被された塗被剤が、一対
のニップロール間を通過するときに現われる。

ウェブとロールの片面又はロールの両面は塗被剤に接触
している。

塗被剤は、文字９通り二つのフィルムに分離し、一方は
ウェブに止り、他方はロール面に残る。

塗被剤が二つのフィルムに分離するときに、その間には
液体の塗被剤が多数の糸のようにつながったものが発生
し、糸の端は二つのフィルム面につながっている。

このものは、よく“ステイツキイ”（ｓｔｉｃｋｉｅｓ
）慣習的に言はれているものである。

糸のような部分が破れ、各フィルム面にもどった塗被剤
は、ウェブに残ったフィルム上に外観不良を発生させ、
ウェブがたった今塗被された面に汚点をつけるので好ま
しくない。

ロッド速度の調節は、運転者によってなされ、回転胴の
回転速度、塗被量と塗被剤の種類、その他の要素、例え
ば塗被工程に影響を及ぼす湿度あるいは温度などを考慮
して調節される。

塗被された紙ウェブの方向と反対の方向にロッドを回転
させるのは、ロッド上のスプリットフィルムが走行ウェ
ブに残ったスプリットフィルムから糸をひくことのない
ようにして、その時に生ずる模様や欠点をなくし、ウェ
ブ上のスプリットフィルムの“ステイツキイ”を平滑に
するように働くものである。

ロッドはクロムメッキされ、塗被剤に不純物が混入する
ことのないように滑らかな面にしている。

ロッドのクロムメッキが摩耗したとき、又はロッド支持
体のキャビティが余り大きくなり舌状部の移動距離を増
加させても所望のはめあいを保つことができなくなった
ときは、ロッド１８をロッド支持体から取外す。

そうするには、第２圧力チユーブ３０の圧力を低下させ
、舌状部２４を内側に押え、ロッドをロッド支持体の前
方から飛び出させ、そして新しいロッドを装着する。

ロッドのクロムメッキが摩耗した場合には、同じサイズ
の新ロッドを装着し、キャビティが所望のサイズから拡
大した場合には、より大きな径のロッドを装着すればよ
い。

何れの場合であっても、コータからロッド支持体を取外
さなくてもロッドを交換することができ、時間の節約は
著しい。

以上、ロッドコータの装置の最適な実施例について詳細
に説明したが、この装置の変型、材料の置換は、特許請
求の範囲に示した思想、範囲の中にある限り種々のもの
があることは予想できる。

例工ば、ポリエチレンがロッド支持体の最適の材料であ
るが、ポリプロピレン、ビニル又はテフロンのような他
の材料を使用しても亦満足な結果が得られる。

基本的な観点は、ロッド支持体のキャビティの内壁を形
成する材料が剛性がありしかも弾性的変形をなし得る材
料であって、キャビティがロッドを保持し、しかも舌状
部の移動に対応してキャビティの内径につき対応した所
望の変更をすることができるという点にある。

明らかに、最も一般的であり最適の方法であるのは、ロ
ッド支持体全体をポリエチレンのような適当なプラスチ
ック材料で製作する方法である。

しかしながら、ロッド支持体が前記した原理によってそ
の機能を果すために、ロッド支持体の全体が同一材料で
製作される必要はない。

例えば、ロッド支持体の舌状部を金属で製作し、ロッド
支持体が所望のようにキャビティのサイズを変えられる
ようにすることもできる。

又、ロッドの直径とロッド支持体の開口寸法の許容限度
と、交換が必要となるロッド支持体の摩耗の許容限度は
、実際の限度よりも図において誇張されてその関係が示
されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はコータの回転胴に対し、組立てられたロッド支
持体の関係位置を示す部分断面側面図であり、第２図は
、ロッド支持体の正面図であり、そして第３図、第３Ａ
図、第３Ｂ図及び第３Ｃ図は、ロッド支持体の断面図で
、ロッドキャビティが摩耗に対して調節される状態を示
す図である。 １０・・回転胴、１２・・ウェブ、１４・・塗被剤、１
６・・ロッド支持体、１８・・ロッド（メータリングロ
ッド）、１９・・ロッドの回転方向、２０・・キャビテ
ィまたは空洞、２２・・第１受負荷面、２４・・舌状部
、２６・・第２受負荷面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行ウェブに対置した、塗被量を計量するロッドを
   有するウェブ塗工機に用いられるロッド支持体において
   、 ロッド支持体の長手方向に延び、そして回転する円筒状
   のロッドを収容する空洞が、弾性的な変形を起させるこ
   とができる剛性材料からなる内壁を有すること、 ロッド面と回転胴上のウェブの間の挾み込み力を均一な
   ものにするための第１の力を、上記第１の力に対応する
   同一の広がりをもった第１の受負荷面に受けて前記空洞
   に伝達すること、および前記空洞の片側に延び、そして
   ロッド支持体の長手方向に前記空洞と共に延びている舌
   状部を有し、上記舌状部に舌状部を移動させる第２の力
   を受ける第２の受負荷面を有し、前記空洞の内径を減少
   させて前記空洞内のロッドのはめあいを所望のように増
   加、維持又は減少出来るように移動した舌状部が前記空
   洞の前記舌状部に連なる側の内壁を内側に移動させるこ
   とを特徴とする、ウェブ塗工機用のロッド支持体。