KR100522860B1 - 파운틴형 코팅제 도포기 및 그 지지 비임 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 코팅제 도포기는 서로 나란히 연장하며, 이동 기재의 전체 폭을 따라 기계 횡방향으로 뻗어 있는 두개의 코팅제 공급 튜브를 구비한다. 코팅제는 대향 단부로부터 각 공급 튜브에 별도로 공급된다. 이 공급 튜브는 코팅제를 일정 간격으로 떨어져 있는 유량 조정 구멍을 통해 각 공급 튜브에 장착된 측벽 사이에 형성된 도포 챔버 내로 배출한다. 코팅제가 서로 반대 방향으로 유동하도록 코팅제 공급 튜브가 배열되면, 한쪽 튜브에서의 코팅제 압력 감소가 다른쪽 튜브에서의 압력 상승에 의해 상쇄된다. 더욱이, 그러한 압력 감소는 코팅제 유입 단부에서부터의 거리에 따라 유량 조정 구멍들 간의 간격을 변화시키거나, 유량 조정 구멍의 직경을 변화시키거나, 또는 양쪽 모두를 변화시켜 상쇄시킬 수 있다. 고온 코팅제가 온도 구배를 발생시키는 경향은 온도 조절 유체가 통과하여 순환되는 지지 비임에 마련된 아암으로 도포기 헤드를 외팔보 형태로 지지하는 것에 의하여 상쇄될 수 있다.

Description

파운틴형 코팅제 도포기 및 그 지지 비임{FOUNTAIN COATING APPLICATOR AND SUPPORT BEAM}
본 발명은 코팅제 도포기에 관한 것으로, 특히 이동 기재에 코팅제를 도포하는 장치에 관한 것이다.
특수화된 성능 특징을 갖는 종이는 일측 또는 양측에 얇은 코팅 물질의 층을 도포함으로써 얻어질 수 있다. 코팅 유체의 한 유형으로는 미세 플레이트형 미네랄(일반적으로 점토 또는 입자상 탄산칼슘)과, 착색제(일반적으로 화이트 시트용 이산화티타늄)와, 그리고 유기물이나 합성물일 수 있는 결합제의 혼합물이 있다. 코팅 유체의 다른 유형으로는 사이징(sizing) 용례에 사용되는 녹말과 물수용액이 있다. 코팅지는 일반적으로 잡지, 선전용 카탈로그 및 신문의 광고 전단에 사용된다. 코팅지는 문서의 가독성(readability)과 사진 복사의 품질을 개선하는 매끄러운 광택 표면으로 형성될 수 있다. 코팅지는 다수의 등급으로 나뉘어진다. 고가 등급, 즉 코팅된 프리 시이트(coated free-sheet)는 리그닌(lignin)을 분해(digestion)로 제거한 종이 섬유로 형성된다. 저가의 코팅지 등급은 분해에 의해 형성된 펄프보다 염가인 쇄목 펄프(ground-wood pulp)를 10% 이상 함유한다.
코팅지는 종종 고품질 인쇄에 사용되거나, 현저한 코팅 중량차가 종이의 외관을 상당히 손상시킬 수 있는 그 밖의 용도에 종종 사용된다. 그 결과, 처리되는 웨브의 폭에 걸쳐 코팅 두께를 일관되게 유지하는 것이 중요한 관심사이다. 제지시의 더 큰 효율과 비용 관리를 위해 제지기를 광폭으로, 때로는 300-400 인치 이상으로 넓게 만들어 왔다. 종래의 파운틴형 도포기(fountain applicator)에 있어서, 단일 공급 챔버가 기계 횡방향(cross machine direction)으로 웨브의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 이러한 공급 챔버는 코팅제가 일단부 또는 양단부로부터 주입될 수도 있다. 상기 공급 챔버의 끝을 형성하는 노즐로부터 토출되는 코팅제의 낙하를 최소화하기 위해, 코팅제는 고압으로 공급된다. 그럼에도 불구하고, 그러한 도포기는 단부에서 코팅제를 지나치게 도포하는 경향이 있다.
더욱이, 빈번히 사용되는 고온 코팅제는 도포기 헤드의 연장된 기계 횡방향 폭에 걸쳐 온도 구배를 발생시키며, 이는 헤드가 휘어지게 하여 코팅 무게의 변화를 초래한다.
저압으로 작동하면서도, 기계 횡방향으로 일정한 양의 코팅제를 기재에 공급할 수 있는 제지용 파운틴형 도포기가 요구된다.
본 발명에 따른 파운틴형 코팅제 도포기는 대향 단부에서부터 주입된 코팅제를 중앙 혼합 챔버에 공급하는 2개 튜브로 구성된다. 코팅제의 대향 방향 공급과, 상기 공급 튜브와 혼합 챔버사이의 유량 조정 구멍의 소정 치수 및 간격을 조합하면, 낮은 작동 압력에서도 노즐로부터 토출되는 코팅제가 보다 균일하게 분사되게 한다.
상기 제안된 파운틴형 코팅제 도포기의 지지 비임은 코팅제 도포기가 코팅제 도포기의 온도차로 인하여 휘어지는 것을 방지하는데 조력한다.
본 발명에 따른 파운틴형 코팅제 도포기는 보다 균일한 막의 도포를 제공하여 코팅 시이트의 인쇄질을 향상시킨다.
코팅제 안료 수집 팬(pan)은 지지 비임과 일체를 이루는 부품으로 제조될 수 있다. 이것은 구조적 요건을 단순화시키고, 기계 횡방향의 강성이 지지 비임에 의해 제공되기 때문에 코팅제 팬의 제조비를 저감시킨다. 이러한 구조에 의하면, 냉각수[40°F(4.44℃) 이하]는 지지 비임과 팬을 통해 순환된다. 이것은 부근의 주변 온도의 변화로 말미암은 열에 의한 휘어짐의 가능성에도 불구하고 지지 비임의 직진도를 보장한다. 상기 냉각수의 순환으로 인한 추가 잇점은 상기 지지 비임과 팬에 물기가 서려 그것의 외측면에 누적 및 건조된 코팅제를 제거한다는 것이다.
파운틴형 코팅제 도포기의 지지 비임과 도포기 헤드를 분리함으로써, 이 지지 비임은 고온 코팅제에 의해 발생한 열로부터 격리되어, 휘어지지 않는다. 지지 비임이 도포기 헤드보다 더 강성이기 때문에, 도포기 헤드에 대한 고온 코팅제의 영향으로 인한 열적 휘어짐을 억제하여, 도포기 헤드의 요구되는 직진도를 유지할 수 있다.
본 발명의 코팅제 도포기는 서로 평행하게 연장하며, 기계 횡방향으로 기재의 전체 폭을 따라 뻗어 있는 2개의 코팅제 공급 튜브를 구비한다. 코팅제는 대향 단부로부터 각 공급 튜브에 개별적으로 공급된다. 이 공급 튜브는, 코팅제를 일정 간격을 두고 배치된 유량 조정 구멍들을 통해, 공급 튜브에 각각 장착된 측벽 사이에 형성된 도포 챔버 내로 배출한다. 코팅제가 서로 반대 방향으로 유동하도록 코팅제 공급 튜브가 배열되면, 기계 횡방향으로 도포기 헤드를 가로질러 이동하는 어느 특정 지점에서 한쪽 튜브의 코팅제 압력 감소는 다른쪽 튜브의 압력 상승에 의해 상쇄된다. 더욱이, 코팅제가 공급 튜브를 통해 이동할 때 압력이 떨어지는 경향은 기계 횡방향으로의 유량 조정 구멍들 간의 간격을 변화시키거나, 유량 조정 구멍의 직경을 변화시키거나, 또는 양쪽 모두를 변화시켜 상쇄시킬 수 있다.
가열된 코팅제가 도포기 헤드에서의 온도 구배를 발생시키는 경향은 순환하는 온도 조절 유체가 지나가는 지지 비임에 마련된 아암으로 도포기 헤드를 외팔보 형태로 지지하는 것에 의하여 상쇄시킬 수 있다.
본 발명의 특징은 일정한 압력으로 코팅제를 도포기 분사 노즐에 공급하는 코팅제 도포기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 프로파일 제어가 용이한 코팅제 도포기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은 온도 구배로 인한 휘어짐에 그다지 영향을 받지 않는 제지용 코팅제 도포기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은 감소된 코팅제 압력으로 작동하는 제지용 코팅제 도포기를 제공하는 것이다.
더욱이, 본 발명의 과제, 특징 및 잇점은 첨부 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
동일 도면 부호가 동일 부품을 나타내는 도 1 내지 3을 참조하면, 도 1 및 2는 본 발명의 코팅제 도포기(20)를 도시한다. 도포기(20)는 이동 기재[예컨대, 받침 롤(backing roll;26)에 지지된 종이 웨브(24)]에 도포되는 코팅제(22)의 품질 및 두께를 조절하는 두개의 요소를 구비한다. 이 두개의 요소는 도포기 헤드(28)와 계량 블레이드 조립체(30)이다. 코팅제(22)는 가압 상태로 도포기 헤드(28)에 공급되어, 도포기 헤드 노즐(32)로부터 이동 웨브(24) 상에 분사된다. 상기 조립체(30)의 계량 블레이드(34)는 도포기 헤드(28)의 하류측의 코팅된 웨브에 맞닿아 여분의 코팅제(22)를 제거한다. 웨브 상에 그대로 유지되지 않은 도포된 코팅제는 코팅제 팬(36)에 수집되어 재순환된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도포기 헤드(28)는 선회 가능하게 연결된 두개의 세그먼트(38)를 구비한다. 기계 방향은 웨브(24)의 이동 방향으로 규정한다. 기계 횡방향은 받침 롤(26)의 축선에 평행한 방향이다. 제1 코팅제 공급 튜브(40)는 제1 브라킷 조립체(42)에 부착되고, 이 제1 브라킷 조립체(42)는 제2 브라킷 조립체(46)에 황동 부시로 회전 가능하게 장착되는 일련의 정렬된 귀부(44)(ears)를 구비하며, 이 제2 브라킷 조립체(46)는 기계 횡방향으로 도포기 헤드의 길이에 걸쳐 연장하는 장방형 지지 비임(52)에 볼트로 고정된다. 상기 제2 브라킷 조립체(46)에 제2 코팅제 공급 튜브(48)가 고정된다. 이 제2 코팅제 공급 튜브(48)는 제1 코팅제 공급 튜브(40)와 평행하게 연장한다. 상기 지지 비임(52)은 직사각형 단면의 강성 부재로서, 코팅제 도포기 자체의 높이와 같거나 그 이상일 수 있다. 상기 지지 비임(52)과 그에 장착된 도포기는 시동중에 또는 시이트가 파손된 경우에 도포기가 받침 롤로부터 물러날 수 있도록 선회 아암(도시 생략) 상에 지지되는 것이 바람직하다.
상기 지지 비임(52)과 제1 브라킷 조립체(42)의 하부판(54) 사이에 팽창식 공기 튜브(50)가 위치된다. 상기 제1 코팅제 공급 튜브(40)는 제1 챔버 바닥 세그먼트(56) 상방에 위치된 복수 개의 유량 조정 구멍(58)을 가진다. 제2 코팅제 공급 튜브(48)는 제2 챔버 바닥 세그먼트(60) 상방에 위치된 복수 개의 유량 조정 구멍(58)을 가진다. 작동시의 구성에 있어서, 상기 공기 튜브(50)가 팽창되어 상기 코팅제 공급 튜브가 합쳐져서, 제1 챔버 바닥 세그먼트(56)가 제2 챔버 바닥 세그먼트(60)에 맞물린다. 상기 인접한 챔버 바닥 세그먼트들 사이는 제2 챔버 바닥 세그먼트(60)의 중심을 따라 형성된 홈(64) 내에 수용되는 원통형의 네오프렌 튜브(62)와 같은 탄성 가스킷에 의해 액체가 새지않게 밀봉된다.
상기 제1 코팅제 공급 튜브(40)로부터 상방으로 연장하는 제1 벽(68)과 상기 제2 코팅제 공급 튜브(48)로부터 상방으로 연장하는 제2 벽(70) 사이에 노즐 챔버(66)가 형성된다. 상기 제1 벽(68)과 제2 벽(70)은 수렴하여, 상기 노즐(32)로부터 토출된 코팅제가 통과하는 기계 횡방향의 노즐 갭(72)을 형성한다. 제1 벽과 제2 벽의 말단 세그먼트를 용이하게 교체하기 위하여, 제1 벽(68)은 그 하측 부분(76)에 부착된 교체 가능한 제1 말단 세그먼트(74)를 구비하고, 제2 벽(70)은 그 하측 부분(80)에 부착된 교체 가능한 제2 말단 세그먼트(78)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 노즐 갭(72)으로부터 토출되는 코팅제의 균일한 분사를 증진시키기 위해, 코팅제(22)는 제1 코팅제 공급 튜브(40) 및 제2 코팅제 공급 튜브(48)를 통해 노즐 챔버(66)에 공급된다. 제1 코팅제 공급 튜브(40)는 유입되는 가압 상태의 코팅제가 통과하는 유입 단부(82)를 구비하고, 제2 코팅제 공급 튜브(48)는 상기 제1 코팅제 공급 튜브의 유입 단부(82)로부터 기계 횡방향으로 간격을 두고 배치된 유입 단부(84)를 구비한다. 이 두개의 코팅제 공급 튜브의 유입 단부(82, 84)는 도포기 헤드(28)의 양측부 상에서 서로 떨어져 배치되어 있다. 그러므로, 일측의 코팅제 공급 튜브 내에서의 코팅제의 유동 방향은 타측의 코팅제 공급 튜브 내에서의 코팅제의 유동 방향과 반대이다. 유입 단부의 반대측의 각 코팅제 공급 튜브의 단부에는 보다 작은 배출구를 구비하며, 이것을 통해 코팅제의 10∼20%가 재순환하도록 코팅제 공급 튜브를 떠나게 된다. 상기 코팅제 공급 튜브는 반대 방향으로 그러나 평행한 방향으로 코팅제를 노즐 챔버에 도입하기 위한 수단을 갖추고 있다.
점성이 높은 코팅제(22)가 일측의 코팅제 공급 튜브를 통해 노즐 챔버(66)에 공급되면, 유입 단부와 배출 단부 사이에 압력 강하가 일어난다. 이러한 압력 강하는 코팅제 공급 튜브의 배출 단부에 인접한 유량 조정 구멍(58)을 통해 흐르는 코팅제의 유속을 감소시키는 경향이 있다. 그러나, 일측의 코팅제 공급 튜브의 배출 단부가 타측 코팅제 공급 튜브의 유입 단부에 인접한 노즐 챔버 내로 코팅제를 배출하기 때문에, 압력이 높으면, 압력 강하의 효과가 상쇄된다. 따라서, 일측의 코팅제 공급 튜브를 따라 기계 횡방향으로 이동하는 압력 강하는 동일 방향으로 이동하는 맞은편 코팅제 공급 튜브의 압력 상승과 일치한다. 이러한 구성에 의하면, 도포기 헤드(28)의 기계 횡방향 전체 폭을 따라 압력이 균등하게 된다. 등간격으로 떨어져 배치된 유량 조정 구멍(58)을 갖는 코팅제 공급 튜브에서, 일측 튜브를 따른 유량 조정 구멍은 기계 횡방향으로 대략 0.5 내지 4.2 인치의 간격, 바람직한 실시예에서는 약 1.4 내지 2.8 인치의 간격을 두고 떨어져 있다. 제1 코팅제 공급 튜브의 구멍은 제2 코팅제 공급 튜브의 구멍과 엇갈려 있으므로, 일측의 코팅제 공급 튜브의 구멍은 반대편의 코팅제 공급 튜브의 랜드부의 바로 맞은 편에서 챔버 내에 코팅제를 배출하도록 한다.
이러한 효과는 유량 조정 구멍 사이의 간격 또는 유량 조정 구멍의 직경을 조절함으로써 뚜렸해질 수 있다. 대체로, 튜브 각각의 중앙 영역에서, 상기 구멍의 간격, 상기 구멍의 직경 또는 양자는 일정하게 유지되며, 튜브의 양 단부를 향해 간격이 증대되거나, 직경이 감소되거나 또는 양자 모두가 그렇게 된다. 대체로, 구멍의 직경 또는 간격의 변화는 튜브의 단부로부터 약 1미터 지점에서 발생한다. 예컨대, 유량 조정 구멍은 코팅제 공급 튜브의 중앙에서 대략 1.4 내지 2.8 인치의 간격을 두고 떨어져 배치되고, 인접한 유량 조정 구멍이 단부에서 대략 2.8 내지 4.2 인치 떨어질 때까지 그 간격이 점차 증대된다. 구멍 사이의 간격을 변화시키기 위한 별법으로서, 구멍 직경을 ±50%로 변경될 수도 있다. 이러한 편차는 대략 코팅제 도포기(20)의 400 인치 폭에 걸쳐 발생할 수 있다. 예로서 구멍의 공칭 직경은 약 3/8 인치로서, ±50%의 편차를 가질 수 있다. 코팅제 공급 튜브는 직경이 약 4 인치일 수 있으나, 그 직경은 약 2와 1/2 인치 내지 10 인치 범위에 있다. 비록 원통형 코팅제 공급 튜브가 도시되어 있지만, 다른 형상의 튜브를 사용할 수 있음에 주지해야 한다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 코팅제 도포기(20)는 제1 브라킷 조립체(42)에 볼트 체결된 프로파일링 바아(88)(profiling bar)에서부터 제1 노즐 벽(68)에서의 말단 세그먼트(74)의 일련의 대응하는 나사 구멍으로 연장되는 일련의 나사식 조절 로드(86)에 의해 프로파일링 성능(profiling capability)이 제공된다. 상기 로드(86)를 조절함으로써, 기계 횡방향으로 연장하는 갭(72)의 기계 방향 폭을 조절할 수 있다. 상기 말단 세그먼트(74)는 조절 로드(86)의 부착 위치의 아래를 폭이 좁게 하여, 말단 세그먼트의 상측 부분의 굴곡을 용이하게 하는 것이 바람직하다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 상기 조절 로드(86)는 바람직한 실시예에서 대략 8 인치의 간격을 두고 떨어져 배치되지만, 그 간격의 범위가 2 내지 16 인치이면 무방하다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 금속판 커버(90)가 조절 로드(86) 위에서 연장하여, 제1 말단 세그먼트(74)의 홈 내에 수용되고 프로파일링 바아(88)에 나사 고정된다. 다른 금속판 커버(92)가 제2 말단 세그먼트(78)로부터 코팅제 팬(36) 내로 연장된다. 코팅제를 코팅제 팬(36)으로 안내하기 위하여 또 다른 커버(94)가 계량 블레이드 조립체(30)로부터 아래로 경사져 있다.
도 3에 도포기 헤드 조립체(96)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 조립체(96)는 지지 비임(100)에 마련된 일련의 지지 아암(102)으로 도포기 헤드(98)를 외팔보 형태로 지지함으로써 도포기 헤드(98)를 지지 비임(100)으로부터 열적으로 격리시키며, 각 지지 아암(102)은 다른 지지 아암으로부터 기계 횡방향으로 대략 2피트 떨어져 배치되어 있다. 상기 도포기 헤드(98)는 지지 아암(102)에 선회 가능하게 연결된 제1 코팅제 공급 튜브(104)를 구비한다. 이 제1 코팅제 공급 튜브(104)는 또한 브라킷(106)에 선회 가능하게 연결된다. 이 브라킷(106)에는 제2 코팅제 공급 튜브(108)가 고정된다. 상지 지지 비임(100)에 대한 도포기 헤드(98)의 각도를 조절하기 위하여, 지지 비임(100)과 브라킷(106) 사이에 나사 잭(110)이 연장된다.
전술한 도포기(20)에서와 같이, 코팅제는 가압 코팅제 공급원으로부터 유입 단부(112)에서 제1 코팅제 공급 튜브(104)로 공급된다. 이와 동시에, 코팅제는 반대측 단부에서 제2 공급 튜브로 공급된다. 이 코팅제는 코팅제 공급 튜브를 통해 이동하여 도포기 노즐(114)에 들어간다. 소량의 코팅제는 재순환 배출구(116)를 통해 재순환된다. 코팅 유체의 온도는 통상 주변 온도와 다르다. 메인 지지 비임이 도포기 헤드와 일체를 이루고 있는 도포기 헤드에 있어서, 도포기 헤드 내로 고온 코팅제가 유입되면 도포기 헤드의 가열된 부분과 가열되지 않은 지지 비임 사이에 온도 구배가 발생할 수 있다.
상기 도포기(96)는 고온 코팅제가 흘러 지나가는 도포기 헤드 부분으로부터 지지 비임(100)을 열적으로 고립시킴으로써 상기한 온도 구배 효과에 대처한다. 추가적으로, 온도 보상 유체, 바람직하게는 물(118)이 지지 비임을 제한된 온도 범위 내로 유지하기 위해 지지 비임(100)을 통해 펌핑되며, 그 결과, 상기 지지 비임의 온도 구배에 의해 야기되는 휘어짐을 방지한다. 바람직한 실시예에서, 물은 리그(rig)(도시 생략) 내에서 소망하는 온도 범위로 유지되고, 그리고 상기 지지 비임의 기계 횡방향 전체 길이에 걸쳐 이어지며 적소에서 용접된 직사각형 판(122)들에 의해 구획되는 4개의 코너 챔버(120) 내로 펌핑된다. 비록 온도 보상 유체(118)의 기본적인 조건은 그 온도가 소망하는 범위 내로 유지되는 것이지만, 물을 빙점보다 약간 높은 정도로 유지하여도 좋다[예컨대, 40。F(4.44℃)]. 상기 시스템 내에 존재하는 온도 구배들에 의해 요구되는 바에 따라, 온도 보상수를 상이한 온도 및/또는 흐름으로 4개의 코너 챔버중 하나 이상의 안으로 유입할 수 있다. 이러한 것에는 하나 이상의 챔버를 통한 유동을 중단시키는 것까지 포함한다. 이렇게 조절함으로써, 지지 비임의 배치를 조절할 수 있다.
냉각수를 사용하면, 금속 지지 비임(100)이 주변 공기 중의 수증기을 응축시키게 된다. 이러한 지지 비임에서의 "물기가 맺히는 현상(sweating)"은 지지 비임에 코팅제가 누적되는 것을 방지하는 유리한 효과를 가져올 수 있다. 상기 코팅제 팬(134)은 지지 비임(100)에 직접 연결되는 것이 바람직하다. 온도 보상수(118)는 지지 비임을 통과한 후에 온도 유지 리그에 재순환된다.
도포기(96)는 말단 웨지(terminal wedge)(126)와, 상기 제1 코팅제 공급 튜브(104)에 연결되는 챔버 벽(132)의 하측부(130)로부터 연장하는 돌기(128) 사이에 나사(124) 어레이가 연장하고 있는 다른 프로파일링 구조를 갖는다. 상기 말단 웨지(126)는 폭이 좁은 세그먼트에서 상기 챔버 벽의 하측부(130)로부터 연장되어, 기계 횡방향으로의 코팅제 분사의 변화를 조절하도록 상기 챔버의 제2 벽(132)을 향해 압박될 수 있다.
비록 기재가 받침 롤에 의해 지지되는 종이 웨브로서 설명되었지만, 대안적으로 기재가 롤 그자체이어도 좋은 데, 이 경우에 롤 상에 코팅제를 받아들여 그 하류에서 종이 웨브에 도포를 행하게 된다[예컨대, 사이즈 프레스(size press)에서와 같이]. 코팅제 또는 코팅 물질로 본 명세서에서 언급하고 있지만, 종이 웨브에 도포될 수 있는 착색 코팅제, 사이징 용액, 및 다른 액체가 포함된다는 것을 주지해야 한다. 본 발명의 코팅제 도포기는 또한 오프 머신(off-machine) 도포에 뿐만 아니라 온 머신(on-machine)에도 이용될 수 있다.
본 발명은 본 명세서에서 도시되고 설명된 일부 특정 구조 및 배열로 제한되는 것이 아니라, 이하의 청구 범위의 보호 범위 내에 포함될 수 있는 변형예를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 파운틴형 코팅제 도포기를 사용함으로써, 보다 균일한 도포막이 제공되어 코팅 시이트의 인쇄질이 향상된다.
코팅제 안료 수집 팬(pan)은 지지 비임과 일체를 이루는 부품으로 제조될 수 있는데, 이것은 구조 요건을 단순화시키고, 기계 횡방향에서의 강성이 지지 비임에 의해 제공되기 때문에 코팅제 팬의 제조비를 저감시킨다. 이러한 구조에 의하면, 냉각수[40°F(4.44℃) 이하]는 지지 비임과 팬을 통해 순환되어, 부근의 주변 온도의 변화로 말미암은 열에 의한 휘어짐의 가능성에도 불구하고 지지 비임의 직진도를 보장한다. 또한, 상기 냉각수의 순환으로 인해 상기 지지 비임과 팬에 물기가 서려 그것의 외측면에 누적 및 건조된 코팅제를 제거할 수 있다.
도 1은 제지기에 장착된 본 발명의 코팅제 도포기를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 장치에 있어서의 제지기의 도포기를 부분적으로 파단하여 도시한 사시도.
도 3은 온도를 유지하는 오프셋 지지 비임을 갖는 본 발명의 코팅제 도포기의 다른 실시예를 도시한 측면도.

Claims (26)

  1. 프레임(52; 100)과;
    상기 프레임(52; 100)에 장착되는 제1 코팅제 공급 튜브(40; 104)로서, 코팅제(22)는 제1 코팅제 공급 튜브(40; 104)를 통해 제1 방향으로 유동하도록 제1 코팅제 공급 튜브(40, 104)에 도입되고, 또 복수 개의 제1 코팅제 유입구(58)를 형성하는 부분을 갖는 것인 제1 코팅제 공급 튜브(40; 104)와;
    상기 제1 코팅제 공급 튜브(40, 104)로부터 기재(24)를 향하여 연장하는 제1 벽(68; 130)과;
    상기 복수 개의 제1 코팅제 유입구(58)와 연통하는 코팅제 도포 챔버(66)를 형성하도록 제1 벽(68; 130)에서 일정 거리 떨어져 있는 제2 벽(70; 114)으로서, 상기 제1 벽(68; 130)과 함께 코팅제(22)가 통과해 기재(24)를 향하게 하는 노즐형 코팅제 배출 개구(32)를 형성하는 것인 제2 벽(70; 114)
    을 포함하는, 이동하는 기재(24)에 코팅제(22)를 도포하기 위한 코팅제 도포기(20)에 있어서,
    상기 제1 코팅제 공급 튜브(40; 104)에 대해 거의 평행하게 상기 프레임(52; 100)에 장착되며, 또 복수 개의 제2 코팅제 유입구(58)를 형성하는 부분을 갖는 제2 코팅제 공급 튜브(48; 108)를 더 포함하며,
    상기 제2 벽(70; 114)는 상기 제2 코팅제 공급 튜브(48; 108)로부터 기재(24)를 향하여 연장하고, 상기 코팅제 도포 챔버(66)는 상기 제2 코팅제 공급 튜브(48)의 상기 복수 개의 제2 코팅제 유입구(58)와 연통하며,
    코팅제(22)는 상기 제1 방향에 대해 반대이면서 거의 평행한 방향으로 유동하도록 제2 코팅제 공급 튜브(48; 108)로 도입되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 공급 튜브(40; 104)는, 제1 공급 튜브(40; 104)와 이것에 연결된 제1 벽(68; 130)이 제2 공급 튜브(48; 108)로부터 멀리 선회 이동하여 코팅제 도포 챔버(66)에 접근하는 것을 허용하도록, 상기 프레임(52; 100)에 선회 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 코팅제 공급 튜브(40)는 유입 단부(82)와, 이 유입 단부(82)로부터 기계 횡방향으로 일정 거리 떨어져 있는 배출 단부를 구비하며, 코팅제(22)는 코팅제 공급부에서 제1 코팅제 공급 튜브의 유입 단부(82)에 도입되고, 상기 제2 코팅제 공급 튜브(48; 108)는 제1 코팅제 공급 튜브의 유입 단부(82)의 반대측에 기계 횡방향으로 일정 간격 떨어져 있는 유입 단부(84)를 갖고 있어, 코팅제(22)는 각각의 코팅제 공급 튜브의 유입 단부(82, 84)에서부터 공급 튜브(40, 48)를 통해 흘러 코팅제 유입구(58)를 통과해 코팅제 도포 챔버(66) 안으로 유입되며, 상기 두개의 공급 튜브(40, 38) 내에서 코팅제는 반대 방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프레임(100)은 하나 이상의 챔버(120)를 형성하는 부분(122)을 갖는 지지 비임(100)을 포함하며, 이 지지 비임(100)이 온도 구배에 의하여 휘어지는 것을 방지하기 위하여, 온도 보상 유체(118)가 상기 하나 이상의 챔버(120)를 통해 유동하도록 상기 지지 비임(100)에 공급되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 지지 비임(100)은 복수 개의 거의 평행한 챔버(120)를 구비하며, 상기 지지 비임(100)이 온도 구배에 의하여 휘어지는 것을 방지하기 위하여 챔버(120) 각각에는 상이한 온도의 유체(118)가 주입되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48)는 유입 단부(82, 84), 배출 단부, 그리고 상기 유입 단부(82, 84)와 배출 단부 사이에 일정 간격으로 떨어져 있는 중간 부분을 구비하며, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48) 상에 있는 코팅제 유입구(58)들 사이의 간격은 중간 부분에서의 간격과 유입 및 배출 단부에 인접한 부분에서의 간격이 상이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48)는 유입 단부(82, 84), 배출 단부, 그리고 상기 유입 단부(82, 84)와 배출 단부 사이에서 일정 간격으로 떨어져 있는 중간 부분을 구비하며, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48)의 코팅제 유입구(58)의 직경은 중간 부분에서의 직경과 유입 및 배출 단부에 인접한 부분에서의 직경이 상이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 노즐(32)의 하류측에 배치되어 기재(24)와 맞닿는 계량 블레이드(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 벽(70)은 노즐(32)의 제1 벽(68)과 제2 벽(70) 사이의 간격을 조정하기 위하여 나사식 로드에 의하여 조절될 수 있는 단부 세그먼트(78)를 구비하며, 상기 나사식 로드는 노즐의 제2 벽(70)으로부터 노즐의 제1벽(68)의 기계 방향 간격을 제어하도록 조절될 수 있고, 상기 간격은 기계 횡방향으로 변화할 수 있는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 코팅제 도포 챔버(66)는 상기 기재(24) 상으로 방출하는 노즐 배출구(72)를 갖는 수렴형 챔버(66)이며, 코팅재는 노즐 챔버(66) 안으로 유동하여 노즐(32)로부터 기재(24) 상으로 단일의 흐름으로 배출되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48)는 유입 단부(82, 84), 배출 단부, 그리고 상기 유입 단부(82, 84)와 배출 단부 사이에서 일정 간격으로 떨어져 있는 중간 부분을 구비하며, 노즐 챔버(66) 안으로 유동하는 코팅제가 지나가게 되는 개구들 사이의 간격은 중간 부분에서의 간격과 유입 및 배출 단부에 인접한 부분에서의 간격이 상이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 코팅제 공급 튜브(40, 48)는 유입 단부(82, 84), 배출 단부, 그리고 상기 유입 단부(82, 84)와 배출 단부 사이에서 일정 간격으로 떨어져 있는 중간 부분을 구비하며, 노즐 챔버(66) 안으로 유동하는 코팅제가 지나가게 되는 개구의 직경은 중간 부분에서의 직경과 유입 및 배출 단부에 인접한 부분에서의 직경이 상이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  13. 코팅제(22)를 제1 코팅제 공급 튜브(40; 104)를 통해 제1 기계 횡방향으로 유동시켜 복수 개의 제1 구멍(58)을 통해 노즐 챔버(66)로 배출시키는 단계를 포함하는, 제지기에서 이동하는 기재에 코팅제를 도포하는 코팅제 도포 방법에 있어서,
    코팅제(22)를 제2 코팅제 공급 튜브(48; 108)를 통해 제1 기계 횡방향에 대해 거의 평행하면서 반대인 방향으로 유동시켜 복수 개의 제2 구멍(58)을 통해 노즐 챔버(66)로 배출시키는 단계와;
    배출된 코팅제(22)를 노즐 챔버(66)에서 혼합하여 그 혼합된 코팅제(22)를 노즐(32, 114)을 통해 기재(24)에 토출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 노즐(114)이 온도 구배에 의하여 휘어지는 것을 방지하기 위하여, 상기 제1 코팅제 공급 튜브(104)와 제2 코팅제 공급 튜브(108)가 장착되는 지지 튜브(100)를 통해 온도 유지 유체(118)를 순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 노즐은 소정 주변 온도의 소정 환경 내에 배치되며, 상기 온도 유지 유체(118)는 상기 주변 온도 이하의 온도로 유지되어, 지지 비임(100)에 물기가 서려 지지 비임(100)의 외부에 원하지 않는 물질이 쌓이는 것을 감소시키는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 지지 튜브(100)는 이를 통과해 연장하는 복수 개의 챔버(120)를 구비하며, 온도가 다른 유체(118)가 각 챔버(120)를 통해 순환되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 노즐은 두개의 벽(114, 130)을 구비하며, 그 중 하나의 벽은 노즐의 두 벽(114, 130) 사이의 간격을 조절하기 위하여 나사식 로드(124)에 의하여 조절될 수 있는 단부 세그먼트(126)를 구비하며, 상기 방법은 기계 횡방향에서의 노즐 벽(114, 130)들 간의 간격을 제어하기 위하여 나사식 로드(124)를 선택적으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 코팅제 도포 방법.
  18. 제1항에 있어서, 기계 횡방향으로 연장하는 하나 이상의 내부 챔버(120)를 갖는 지지 비임(100)과;
    상기 지지 비임(100)에 외팔보 형태로 장착되며, 또 주변 온도 이상의 온도로 가열된 코팅제가 순환하여 지나가며 이 코팅제를 이동하는 기재 상에 배출시키는 노즐(32)을 갖는 도포기 헤드(96)와;
    지지 비임의 내부 챔버(120)와 연통하는 온도 유지 유체(118) 공급원
    을 포함하며, 상기 유체(118)는 도포기 헤드(96)를 통해 전달되는 코팅제의 가열 효과에 따라 지지 비임(100)이 휘어지는 것을 억제하도록, 펌핑되어 지지 비임(100)을 통과하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 지지 비임(100)은 거의 평행한 복수 개의 챔버(120)를 구비하며, 지지 비임(100)이 온도 구배에 기인하여 휘어지는 것을 방지하기 위하여 상기 챔버(120) 각각에는 상이한 온도의 유체(118)가 도입되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  20. 제18항에 있어서, 코팅제 팬(pan)(134)을 더 포함하며, 이 코팅제 팬(134)은 도포기 헤드(96)가 휘어지는 것을 방지하기 위해 유체(118)가 지지 비임(100) 및 팬(134)을 통해 순환하도록 지지 비임에 일체로 부착되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  21. 제1항에 있어서, 도포기 헤드(28)와
    복수 개의 코팅제 공급 챔버(40, 48)를 포함하며,
    유량 조정 구멍(58)이 공급 챔버와 협력하여 작용하고,
    도포기 헤드(28)의 노즐(32)로부터 토출되는 코팅제를 보다 균일하게 분사하도록, 수렴형 혼합 챔버(66)가 공급 챔버(40, 48)로부터 유량 조정 구멍(58)을 통해 이동하여 대향 방향으로 공급되는 코팅제(22)를 수용하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  22. 제1항에 있어서, 도포기 헤드(96)와,
    상기 도포기 헤드(96)로부터 격리된 지지 비임(100)을 포함하며,
    코팅제 챔버(66)은 고온 코팅제를 수용하고,
    상기 도포기 헤드(96)와 지지 비임(100)은 상기 코팅제 챔버(66)와 도포기 헤드(96)를 통해 유동하는 고온 코팅제가 도포기 헤드(96)와 지지 비임(100)에 영향을 미치지 않도록 하여, 도포기 헤드(96)를 휘어지게 할 수 있는 온도 구배가 발생하지 않도록 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  23. 제22항에 있어서, 코팅제 팬(134)을 더 포함하며, 이 코팅제 팬(134)은 상기 도포기 헤드(96)가 휘어지는 것을 방지하기 위해 냉각수(118)가 지지 비임(100)과 코팅제 팬(134)을 통해 순환될 수 있도록 지지 비임(100)에 일체형으로 부착되는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포기.
  24. 삭제
  25. 제13항에 있어서, 상기 도포기 헤드(96)로부터 격리된 별개의 파운틴형 코팅제 도포기의 지지 비임(100)을 제공하는 단계와;
    상기 지지 비임(100)에 수집 팬(134)을 부착하는 단계와;
    지지 비임(100)의 직진도를 유지하기 위해 냉각수(118)를 상기 지지 비임(100)과 팬(134)을 통해 순환시키는 단계와;
    지지 비임(100)과 팬(124)에 물기가 서리게 함으로써 이 지지 비임(100)과 팬(134) 외측면에 퇴적되어 건조된 코팅제를 제거하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
  26. 제13항에 있어서, 랜드부에 의해 분리된 복수 개의 제1 및 제2 구멍(58)을 통해 노즐 챔버(66)안으로 코팅제를 배출하는 단계를 포함하며, 상기 제1 코팅제 공급 튜브(40)의 구멍(58)은 제2 코팅제 공급 튜브(48)의 구멍(58)과 엇갈려 배치되어, 하나의 코팅제 공급 튜브(40)의 구멍(58)은 반대편의 코팅제 공급 튜브(48)의 랜드부의 맞은편에서 노즐 챔버(66) 안으로 코팅제를 배출하는 것을 특징으로 하는 코팅제 도포 방법.
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