KR20050026057A - 액체 스프레이 장치, 그것을 사용한 액체의 스프레이방법, 및 약액 - Google Patents

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Abstract

초고속의 초지기 등에 있어서도 주행체에 대해 액체(처리액, 약제 등)를 확실하게 도포할 수 있는 액체 스프레이 장치를 제공하는 것.
주행체에 대해 액체를 스프레이하여 도포하는 액체 스프레이 장치로서, 액체(L)를 분무하기 위한 분무 노즐(11)을 구비한 스프레이 관(1)과, 기류(B)를 분사하기 위한 기류 분사구(23)를 구비한 에어 박스(2)를 구비하고, 이 분무 노즐(11)부터 분무된 액체(L)에 대해, 이 기류 분사구(23)부터 기류(B)를 분사하고, 분무된 액체(L)를 이 기류(B)로 가속하여 주행체(R)에 스프레이 할 수 있도록 스프레이 관(1) 및 에어 박스(2)가 배치되어 있는 액체 스프레이 장치.
액체의 도포량이나 초지기 등의 내부의 스페이스에 합쳐서 장치를 컴팩트화하거나, 단일 노즐을 왕복이동시키는 타입으로 하거나 함으로써 액체를 보다 효과적으로 주행체에 스프레이 할 수 있게 된다.

Description

액체 스프레이 장치, 그것을 사용한 액체의 스프레이 방법, 및 약액{LIQUID SPRAY UNIT, METHOD FOR SPRAYING LIQUID USING IT, AND CHEMICAL}
본 발명은, 고속으로 주행하는 물체에 대한 액체 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 초지기 등에 의해 고속으로 이동하는 종이체, 및 초지기 등에서의 드라이어 롤, 프레스 롤 등의 롤류, 캔버스, 와이어 등의 부재에 대해 확실하게 액체를 도포하는 액체 스프레이 장치에 관한 것이다.
종래부터, 지력(紙力) 증강이나 다층판지의 제조 등을 위해, 초지기내를 이동하는 종이체에 대해, 지력 증강제나 층간 접착제 등의 액체가 도포되어 왔다.
또한 초지기의 와이어나 펠트, 드라이어 롤, 캔버스 등의 부재에 대해서도, 종이체로부터 펄프원료로부터의 이물질이 전이되는 것을 방지하거나, 종이 떼어냄을 향상시키는 등의 목적에서, 오염방지제나 이형제 등의 약액이 도포되고 있다.
최근, 특히 헌종이 등의 재생 이용이 성황하게 되어, 지력 증강제 등을 스프레이 할 필요성이 높아지고 있다.
또, 헌종이의 배합비가 높아질 수록, 원료중에 혼입되는 핫멜트계의 검·피치나 헌종이 펄프(DIP)에서 나오는 카본·아세트산 비닐계 등의 이물질이 증가하기 때문에, 와이어나 펠트, 드라이어 롤, 캔버스 등의 부재의 오염이 증가하여, 제품결점의 증가나 조업성 저하의 원인이 되고 있다.
이 때문에, 이들 부재에의 세정제나 피치 콘트롤제, 오염방지제, 이형제 등의 도포가 불가결한 상황이 되고 있다.
상기의 각종 액체는, 초지기가 가동되고 있는 상태에서, 즉 회전하고 있는 드라이어 롤 등의 롤류나 초지기내를 순환하고 있는 캔버스나 와이어 등에 대해, 또는 이들 부재에 반송되어서 초지기내를 이동하고 있는 종이체에 대해, 노즐로부터 분무(산포)되어서 도포되는 것이 일반적이다(본 명세서에서는, 이렇게 회전하거나, 순환하거나 또는 이동하는 종이체나 부재를 총칭해서 주행체라고 함).
그러나, 고속으로 운동하는 주행체의 표면부근에는, 그 움직임에 따라서 공기의 흐름(이하 표면류라고 함)이 발생하기 때문에, 이러한 주행체에 분무된 액체가 하류측으로 말려 올라가는 현상이 일어난다.
이러한 현상 때문에 액체가 말려 올라간 만큼, 종이체 등에의 액체의 도포량이 줄어, 수율이 악화된다.
또, 말려 올라간 액체는 프레임이나 후드 등에 부착되어서 초지기를 오염시키거나, 후드 등의 표면에서 이슬맺혀 종이체 위로 낙하하거나, 종이제품의 품질을 저하시키는 등의 트러블을 발생한다.
이러한 액체의 말려 올라감을 방지하기 위한 장치로서, 본 발명자는 이미, 액체(유체)의 분출용 노즐의 상류측과 하류측에 에어커튼을 형성하고, 그 사이의 공간에서 액체를 분무하는 유체산포용 유체 비산방지장치(일본 실개평 1-152762호 공보 참조)를 제안했다(도 10 참조).
이 장치(100)는 분출용 노즐(102)의 전후 2개의 에어커튼(103)에 의해, 주행체(105)(이 경우 진행방향은 화살표(104)의 방향)의 표면부근의 표면류를 차단함으로써 주행체(105)에의 액체(101)의 안정한 스프레이를 얻는 것을 의도한 것이다.
이 장치에 의하면, 초지속도가 비교적 저속이었던 종래의 초지기에서는, 대부분의 액체(101)가 주행체(105)에 도달하여, 상기 문제점을 해소하는 것이 가능했다.
그러나, 최근, 초지기의 초지속도는 매우 고속화되어, 이제는 1500m/분이나 2000m/분의 초지속도를 갖는 것이 출현하고 있다.
이러한 초고속의 초지기에서는, 종이체나 드라이어 롤, 캔버스 등의 주행체 주위의 표면류는, 풍속·풍압 모두 극히 강한 것이 된다.
이러한 표면류가 극히 강한 풍속·풍압하에서는 상기 장치의 에어커튼으로는 반드시 충분히 표면류를 차단할 수 있는 것은 아니다.
그 때문에 오히려 에어커튼에 의해 주행체의 주위의 표면류가 크게 교란되어서 난기류를 발생해버린다.
그러한 상태에서 액체를 분무하면, 오히려 액체가 하류측으로 격렬하게 말려올라가 버리는 문제가 발생하는 경우가 있었다.
이와 같이, 초고속화한 초지기의 등장에 의해, 이미 상기한 바와 같이 표면류를 차단하는 것과 같은 수법을 사용한 장치로는, 주행체에의 액체의 안정한 스프레이는 달성하기 어려운 상황으로 되어가고 있다.
그러나 그 반면, 리사이클 등의 관점으로부터, 종이원료에 대한 헌종이 등의 배합비는 앞으로도 증가하는 경향이다.
그 때문에 지력의 증강, 부재에의 이물질의 전이방지(오염방지), 부재로부터의 종이 떼어냄의 향상 등등에 대한 요구는 보다 엄격하게 되어, 종이체나 초지기 부재에의 액체를 도포하는 기회도 증가한다.
따라서, 상기와 같은 초고속화되는 초지기에 있어서도, 액체를 종이체나 부재 등의 주행체에 확실하게 도포할 수 있는 스프레이 장치가 요구되고 있다.
(발명이 이루고자 하는 기술적 과제)
본 발명은 이러한 실정을 배경으로, 상기의 문제점을 극복하기 위해서 이루어진 것이다.
즉 본 발명의 목적은 초고속의 초지기 등에서도 주행체에 대해 액체(처리액, 약제 등)를 확실하게 도포할 수 있는 액체 스프레이 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 주행체의 폭방향에 복수의 분무 노즐을 구비하고 있는 액체 스프레이 장치의 구성예를 도시하는 도면으로, (A)에 바닥면도, (B)에 X-X 단면도를 도시한다.
도 2는 액체 스프레이 장치(A1)가 미스트의 날아오름을 억제하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 3은 스프레이 관과 에어 박스와의 고정상태를 설명하는 모식도로, (A)는 밀착고정한 상태, (B)는 간격을 두고 고정한 상태를 도시한다.
도 4는 액체 스프레이 장치(A1)를 사용하여 종이체에 액체를 스프레이 도포하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 5는 액체가 스프레이 관에 대해 경사진 상태로 분무되어 있는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 6은 보다 컴팩트하게 한 액체 스프레이 장치(A2)를 도시하는 단면 사시도이다.
도 7은 액체 스프레이 장치(A2)로부터 액체와 기류를 분사한 상태를 도시하는 모식도이다.
도 8은 소량 산포에 적합한 액체 스프레이 장치(A3)를 도시하는 사시도이다.
도 9는 액체 스프레이 장치(A3)의 헤드부의 확대도이며, (A)는 헤드부 전체의 사시도, (B)는 에어 박스(2)의 Y-Y 단면도를 도시한다.
도 10은 종래의 유체산포용 유체 비산방지장치를 설명하는 모식도이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
이렇게 하여, 본 발명자는 이러한 과제배경에 대해 예의 연구를 거듭한 결과, 일단 분무 노즐로부터 분무된 액체를, 다른 기류 분사구로부터 분사된 것 보다 고속의 기류에 태워서 가속하고나서 주행체에 스프레이함으로써, 풍속이나 풍압이 큰 표면류중에서도 확실하게, 게다가 하류측으로의 말려올라감이 억제된 상태에서 액체를 도포할 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 기초하여 본 발명을 완성시킨 것이다.
즉 본 발명은, (1), 주행체에 대해 액체를 스프레이하여 도포하는 액체 스프레이 장치로서, 액체를 분무하기 위한 분무 노즐과, 기류를 분사하기 위한 기류 분사구를 구비하고, 이 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해, 이 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체를 이 기류로 가속하여 주행체에 스프레이할 수 있도록 분무 노즐 및 기류 분사구가 배치되어 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고, (2), 주행체에 대해 액체를 스프레이하여 도포하는 액체 스프레이 장치로서, 액체를 분무하기 위한 분무 노즐을 구비한 스프레이 관과, 기류를 분사하기 위한 기류 분사구를 구비한 에어 박스를 구비하고, 이 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해, 이 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체를 이 기류로 가속하여 주행체에 스프레이 할 수 있도록 스프레이 관 및 에어 박스가 배치되어 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (3), 상기 에어 박스는 외벽과 이 외벽내에 지지편을 통하여 부착된 에어파이프를 구비하고 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (4), 상기 에어파이프는 그 관벽중 외벽에 설치된 기류 분사구와는 반대측의 위치에 관통한 구멍이 복수 형성되어 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (5), 상기 스프레이 관은 주행체의 폭방향으로 일정한 간격을 두고 병렬설치된 복수의 분무 노즐을 구비하고 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (6), 상기 스프레이 관은 분무 노즐에 액체를 보내기 위한 액체이송관, 압착공기를 보내기 위한 기체이송관, 및 이 기체이송관내의 압착공기의 압력을 균일하게 하기 위한 압조정관을 구비하고 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (7), 상기 스프레이 관은 액체이송관내의 액체의 압력을 균일하게 하기 위한 압조정관을 더 구비하는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (8), 상기 스프레이 관은 간격을 두고 에어 박스에 고정되어 있는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (9), 상기 분무 노즐은 스프레이 패턴이 플랫하고, 스프레이 관에 대해 서로 경사시킨 상태로 고정하는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (10), 상기 스프레이 관은 에어 박스에 끼워 넣어서 고정하는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (11), 상기 스프레이 관은 1개의 분무 노즐을 구비하고, 주행체의 폭방향으로 왕복이동하면서 액체를 스프레이 도포하는 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (12), 상기 주행체는 초지기 또는 가공기를 이동하는 종이체인 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (13), 상기 주행체는 초지기내 또는 가공기내에서 회전하고 또는 순환하는 부재인 액체 스프레이 장치에 있다.
그리고 또, (14), 상기 (1)의 액체 스프레이 장치를 사용하여 주행체에 액체를 스프레이 도포하는 액체의 스프레이 방법에 있다.
그리고 또, (15), 상기 (14)의 액체의 스프레이 방법에 사용되는 약액에 있다.
그리고 또, (16), 상기 약액은 오염방지제, 더스팅 방지제, 피치 콘트롤제, 이형제, 접착제, 표면수정제, 세정제, 지력 증강제, 사이징제, 수율향상제, 발수제, 발유제, 미끄럼방지제, 윤활제, 유연제, 습윤제중 1개 또는 2개 이상을 조합한 것인 약액에 있다.
본 발명은 이 목적을 따른 것이면, 상기 1∼16중에서 선택된 2개 이상을 조합한 구성도 당연히 채용할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 액체를 가속하여 주행체에 스프레이 함으로써, 초지기 등이 초고속화해도 주행체에 대해 액체를 확실하게 도포하는 것이 가능하게 된다.
또, 액체의 도포량이나 초지기 등의 내부의 스페이스에 맞추어서 장치를 컴팩트화하거나, 단일 노즐을 왕복 이동시키는 타입으로 하거나 함으로써 액체를 보다 효과적으로 주행체에 스프레이 하는 것이 가능하게 된다.
(발명의 실시형태)
이하, 도면에 기초하여, 본 발명의 액체 스프레이 장치에 대해 몇개의 호적인 실시형태를 들어서 기술한다.
본 발명의 액체 스프레이 장치는 주로, 액체를 분무하기 위한 분무 노즐과, 분무된 액체를 가속하기 위한 기류를 분사하는 기류 분사구를 구비한다.
그리고, 이 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해, 다른 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체를 기류에 태워서 가속하여 주행체에 스프레이 함으로써, 주행체에 확실하게 액체를 도포하는 것이다.
[제 1 실시형태]
도 1은 주행체의 폭방향으로 복수의 분무 노즐을 구비하고 있는 액체 스프레이 장치의 구성예를 도시하는 도면으로, (A)에 바닥면도, (B)에 X-X 단면도를 도시한다.
이 타입의 액체 스프레이 장치(A1)는 스프레이 관(1)과 에어 박스(2)를 구비하고 있다.
스프레이 관(1)은 일정한 간격을 두고 병렬설치된 복수의 분무 노즐(11)을 구비한다.
본 구성예에서는, 분무 노즐(11)로서 2유체 노즐을 사용하고 있기 때문에, 스프레이 관(1)은 각 분무 노즐(11)에 액체를 보내는 액체이송관(12)과, 압착공기를 보내는 기체이송관(13)과, 이 기체이송관내의 압착공기의 압력을 균일하게 하기 위한 압조정관(14)을 구비하고 있다.
본 구성예에서는 스프레이 관(1)은 단면형상이 편평한 직사각형 형상으로 형성된 액체이송관(12), 기체이송관(13) 및 압조정관(14)이 겹쳐져 용접되어서 일체로 형성되어 있다.
액체이송관(12) 및 기체이송관(13)은 스프레이 관(1)의 일방의 말단에 형성된 액체주입구(15) 및 기체주입구(16)에서 각각 액체공급관(31) 및 기체공급관(32)과 연락되어 있고, 외부의 약액 탱크나 콤프레서 등(도시하지 않음)으로부터 액체나 공기의 공급을 받는다.
분무 노즐(11)은 그 바닥부의 흡기구가 기체이송관(13)에, 그 측면의 액체흡입구가 액체이송관(12)에 각각 개구하도록, 스프레이 관(1)에 나사 결합된다.
이러한 상태에서 일제히 복수의 분무 노즐(11)로부터 액체(L)를 분무하면, 기체이송관(13)내의 압착공기의 압력은 스프레이 관(1)의 전체 길이 방향으로 압력 구배를 발생한다.
즉 기체이송관(13)의 전체길이 방향의 말단측(기체주입구(16)와는 반대측의 단측)에서 소위 압력손실이 발생하여, 액체(L)의 분무량이 저하해버린다.
이러한 문제를 피하기 위해서, 본 구성예의 스프레이 관(1)에서는, 기체이송관(13)과 압조정관(14) 사이의 격벽에 구멍(17)이 수 개소 관통되어 설치되어 있다.
이 구멍(17)을 통하여 기체이송관(13) 및 압조정관(14)의 사이에서 공기가 서로 통하고, 가능한한, 기체이송관(13)내의 압착공기의 압력이 전체길이 방향에서 균일하게 되도록, 즉 모든 분무 노즐(11)에서 액체(L)의 분무량이 거의 플랫하게 되도록 자율적인 압조정이 행해지는 것이다.
이와 같이, 압조정관(14)은 기체이송관(13)의 압착공기의 압력을 균일하게 하기 위한 것인다.
따라서, 스프레이 관(1)은 겹쳐진 액체이송관(12) 및 기체이송관(13)의 측면에 부착되어도 좋다.
또, 액체이송관(12)내의 액체의 압력을 균일하게 할 필요가 있는 경우는, 예를 들면 상기의 액체이송관(12) 및 기체이송관(13)의 측면에 부착한 기체이송관용의 압조정관과는 반대측의 측면에 액체이송관용의 압조정관을 더 장착하면 된다.
에어 박스(2)은 외벽(21)과 그 내부에 분사 기류용의 압착공기를 보내기 위한 에어파이프(22)를 구비하고 있다.
외벽(21)은 본 구성예에서는 단면형상이 직사각형 형상의 관형상 구조체이며, 1개의 능선에 복수의 구멍이 관통되어서 기류 분사구(23)가 형성되어 있다.
에어파이프(22)는 복수의 지지편(24)을 통하여 외벽(21)의 내부에 부착되고, 외벽(21)과 에어파이프(22) 사이에 공간(25)이 연속해서 형성된다.
에어파이프(22)의 관벽중 기류 분사구(23)와는 반대측의 위치에, 관통한 구멍(26)이 복수 형성되어 있다.
에어 박스(2)에는, 플랜지(33)를 통하여 부착 파이프(34)가 부착되고, 이 부착에 의해, 에어공급관을 겸한 부착 파이프(34)와 에어 박스(2)의 에어파이프(22)가 연결된다.
외부의 블로어 등(도시하지 않음)으로부터 부착 파이프(34)(에어공급관)를 통하여 에어파이프(22)에 압착공기가 보내진다.
이와 같이 형성된 에어 박스(2)의 에어파이프(22)에 압착공기가 주입되면, 기류 분사구(23)로부터 기류(B)가 분사된다.
본 구성예에서는, 상기한 바와 같이 구멍(26)이 기류 분사구(23)와는 반대측에 형성되어 있기 때문에, 압착공기는 구멍(26)으로부터 분출되어서 공간(25)을 기류 분사구(23)를 향하여[도 1(B)의 화살표 참조] 이동한다.
그 동안에, 압착공기는 공간(25)내를 에어 박스(2)의 전체길이 방향, 즉 말단측의 방향으로도 이동한다.
이렇게 하여 에어 박스내에서 압착공기의 압조정이 행해지고, 에어 박스(2)의 모든 기류 분사구(23)로부터의 기류(B)의 분사량 및 분사속도를 균일하게 또한 일정하게 할 수 있는 것이다.
또한, 필요가 있으면, 부착 파이프(34)와는 반대단의 부착 파이프(34a)로부터도 압착공기를 에어파이프(22)내에 주입하는 것도 적당하게 행해진다.
스프레이 관(1)은, 에어 박스(2)의 외벽(21)에 부착된 복수개의 홀더(4)에 끼워 넣어져서 고정된다.
이때, 분무 노즐(11)의 노즐구(11a)가 에어 박스(2)의 기류 분사구(23)를 향하도록, 즉 도 1(B)에 도시한 바와 같이, 노즐구(11a)로부터 분무한 액체(L)가 기류 분사구(23)로부터 분사한 기류(B)를 타도록, 에어 박스(2)에 대해 스프레이 관(1)의 위치가 고정된다.
그런데, 이상과 같이 각 부재가 배치된 액체 스프레이 장치(A1)에 의하면, 분무 노즐(11)의 노즐구(11a)로부터 분무된 액체(L)에 대해, 기류 분사구(23)로부터 기류(B)를 분사하는 상태가 된다.
이렇게 함으로써, 액체(L)는 유속이 큰 기류(B)에 의해 가속되어, 보다 큰 운동량을 가지고 주행체의 표면에 스프레이 도포되는 것이다.
초지기 등에서는, 종이체의 건조불량이나 약제의 과잉부착을 피하기 위해서, 주행체에 분무되는 액체(오염방지제나 이형제 등)의 양은, 통상, 소량으로 억제된다.
그 때문에 분무 노즐(11)로서는, 소량 산포에 적합하고 산포량을 조정하기 쉬운 2유체 노즐이 사용되는 경우가 많다.
그러나, 2유체 노즐에 의해 분무된 액체는 일반적으로, 대량분무에 적합한 1유체 노즐의 경우와 비교하여, 액체가 주행체에 도달할 때의 임팩트(운동량)이 약하고, 주행체의 표면류에 의해 용이하게 하류측으로 말려 올라간다.
본 발명의 액체 스프레이 장치(A1)에 의하면, 이러한 원래 약한 임팩트(작은 운동량)밖에 갖지 않는 분무 액체(L)를, 기류(B)에서 가속하여, 큰 임팩트를 갖도록 할 수 있다(가속효과).
그 때문에 종래, 초고속의 초지기 등에 대해 임팩트가 지나치게 약해서 사용할 수 없었던 노즐이라도, 본 발명의 액체 스프레이 장치에 사용하면, 액체를 말아올리지 않고 주행체에 확실하게 도달시킬 수 있는 것이다.
또, 분무 노즐로 액체를 분무하면, 그 스프레이 패턴의 주위에 액체의 미스트가 날아오르는 경우가 있다.
그러나, 본 발명의 액체 스프레이 장치(A1)를 사용하면, 이러한 미스트의 날아오름을 억제하는 것도 가능하게 된다.
도 2는 액체 스프레이 장치(A1)가 미스트의 날아오름을 억제하는 상태를 도시하는 모식도이다.
이와 같이, 분무 노즐로부터 분무된 액체(L)의 스프레이 패턴으로부터 이탈하여 날아오르려고 하는 미스트(m)도 기류(B)가 유효하게 포획하고, 가속하여 주행체(R)의 표면에 스프레이 한다.
그 때문에, 액체(L)(액체 미스트(m)를 포함함)의 말려올라감이 거의 완전하게 억제되어, 액체(L)의 거의 전량을 유효하게 주행체(R)에 도포하는 것이 가능하게 되는 것이다.
덧붙여서, 이상, 분무 노즐(11)이 2유체 노즐일 경우에 대해 주로 기술해 왔지만, 분무 노즐(11)로서 1유체 노즐을 사용하는 것도 당연히 가능하고, 그 경우도, 상기의 2유체 노즐의 경우와 동일한 가속효과가 발휘된다.
또, 분무 노즐(11)은 특별 사양의 것일 필요는 없고, 통상의 1유체 노즐이나 2유체 노즐 등의 중에서 액체의 도포량 등을 고려하여 적당하게 선택하면 좋다.
스프레이 관(1)의 구조에 관해서도, 필요가 있으면 분무 노즐(11)의 종류나 구조에 맞추어서 적당하게 변경되는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 발명의 액체 스프레이 장치(A1)에 있어서, 스프레이 관(1)과 에어 박스(2)를 밀착한 상태로 고정하면, 액체(L)로 스프레이 관(1)이나 에어 박스(2) 등이 오염되는 일이 있다[도 3(A) 참조].
이것은, 양자를 밀착 고정시켰기 때문에, 기류(B)의 수반 기류(T)가 스프레이 관측에서 흐트러져서 약하게 되어(동 도면의 점선 화살표 T 참조), 미스트(m)의 일부가 스프레이 관(1)이나 에어 박스(2)쪽으로 돌아 들어가기 때문이라고 생각된다.
한편, 도 3(B)에 도시하는 바와 같이 스프레이 관(1)과 에어 박스(2)를 어느 정도 간격을 두고 고정하면, 양자의 사이를 수반 기류(T1)가 흐르는 것이 가능하게 되어, 미스트(m)의 부착을 저지할 수 있다.
실험에 의하면, 양자의 간격을 2mm 이상 벌리면, 유효하게 수반 기류(T1)이 흐르고, 효과적으로 미스트(m)의 부착을 저지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
그런데, 본 구성예의 액체 스프레이 장치(A1)를 사용하여 종이체에 액체를 스프레이 도포하고 있는 상태를 도 4에 도시한다(실제로는 장치(A1)는 더 간 경우가 많음).
액체(L)은 스프레이 관(1)의 분무 노즐(11)로부터 분무된 후, 기류 분사구(23)로부터 분사된 기류에 의해 가속되어서 진행방향을 바꾸기 때문에, 도중에 꺾여 구부러진 것과 같은 궤적을 그리고 주행체(R)에 스프레이 도포된다.
이때, 인접하는 분무 노즐로부터 분무된 액체(L)끼리가 충돌하지 않도록, 분무 노즐(11)은 스프레이 패턴이 플랫(부채형)한 것을 사용하고, 도 5에 도시하는 바와 같이 스프레이 관(1)에 대해 서로 경사시킨 상태로 고정하면 바람직하다.
실험으로부터, 스프레이 관(1)의 길이 방향의 중심에 대한 액체(L)의 분무 각도(도 5중의 θ)를 15° 정도 기울이면 액체(L)끼리의 충돌을 피할 수 있고, 주행체에 대해 얼룩없이 스프레이 도포할 수 있는 것을 알 수 있었다.
참고로, 액체 스프레이 장치(A1)를 사용하여 주행체(R)에 액체(L)를 스프레이 도포하는 액체의 스프레이 방법의 특징은, 도 4에 도시한 바와 같이, 분무 노즐(11)로부터 분무된 액체(L)에 대해, 기류 분사구(23)로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체(L)를 기류로 가속하여 주행체(R)에 스프레이하는 점에 있다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 구성예의 액체 스프레이 장치(A1)의 스프레이 관(1)은, 주행체(R)(이 예에서는 종이체)의 폭방향으로 일정한 간격을 두고 병렬설치된 복수의 분무 노즐(11)을 구비한다.
그 때문에 장치(A1)는 주행체(R)의 표면 전체에 비교적 다량의 액체(L)(즉 약액)을 동시에 스프레이 도포하는 경우에 적합하다.
이러한 액체의 스프레이 방법은, 전술한 바와 같이, 오염방지제나 이형제, 세제 등을 캔버스나 프레스 롤, 와이어, 펠트 등에 스프레이 도포하는 경우에 사용할 수 있다.
이형제나 접착제 등을 양키 드라이어에 스프레이 하는 경우에도, 유효하게 기능을 발휘한다.
또, 피치 콘트롤제를 와이어나 펠트, 프레스 롤 등에 스프레이 하는 것도 당연히 가능하다.
본 발명에 의하면, 약액을 고속으로 주행중의 종이체에 대해 스프레이 도포하는 것도 효과적으로 행할 수 있다.
예를 들면 상기 피치 콘트롤제를, 직접 종이체에 스프레이 도포하는 것도 가능하다.
또, 초지기의 와이어파트나 프레스파트 등에서 종이체에 대해 지력 증강제나 사이징제, 수율 향상제 등의 약액을 효과적으로 스프레이 도포할 수 있다.
다층판지 등의 초지를 위해, 초지기내를 이동하는 종이체에 대한 층간 접착제의 스프레이 도포에도 적합하다.
한편, 초지기 이외라도, 예를 들면 코루게이터에 있어서, 왁스 윤활제를 롤에 스프레이하고 롤을 통하여 중심 원지에 도포하거나, 롤 등을 통하여 라이너에 발수제나 발유제, 미끄럼방지제, 정전방지제 등을 도포하는 것도 가능하게 된다.
또, 종이체의 가공기나 가습기에 있어서 종이체에 유연제나 습윤제, 항균제, 향료, 염료·안료, 수분 등을 도포하는 경우에도 사용할 수 있다.
게다가, 반도체의 제조장치 등, 각종 제품의 제조장치내를 주행하는 반제품에 대해 약제 등의 액체를 분무하는 경우나, 주행하는 대상에 대해 도료를 스프레이 하는 등에도, 이 액체 스프레이 장치는 유효하게 그 기능을 발휘할 수 있다.
[제 2 실시형태]
앞에 기술한 바와 같이, 초지기 등은 최근 점점 고속화되고 있지만, 동시에, 장치전체가 컴팩트화되어, 각 부재나 종이체의 간격이 좁아지는 경향도 있다.
그 때문에 액체 스프레이 장치를 보다 컴팩트하게 하지 않으면 안되는 경우가 있다.
도 6은 보다 컴팩트하게 한 액체 스프레이 장치를 도시하는 단면사시도이다.
이 액체 스프레이 장치(A2)는 스프레이 관(1)을 에어 박스(2)에 끼워 넣어서 고정하는 구성으로 함으로써 컴팩트한 구조로 되어 있다.
스프레이 관(1)은 상기의 장치(A1)의 스프레이 관(1)과 동일한 구조이며, 장치(A1)에 사용한 것을 그대로 사용할 수 있도록 설계되어 있다.
에어 박스(2)는 장치(A1)와 동일하게, 외벽(21)과 그 내부에 에어 파이프(22)를 구비하고, 에어파이프(22)는 지지편(24)을 통하여 외벽(21)의 내벽에 고정되어 있고, 외벽(21)과 에어파이프(22)의 사이에는 공간(25)이 연속하여 형성되어 있다.
또, 에어파이프(22)의 관벽중 기류 분사구(23)와는 반대측의 위치에 관통한 구멍(26)이 복수 형성되어 있다.
그런데, 본 구성예에서는, 스프레이 관(1)을 끼워 넣기 위해서 외벽(21)을 되접은 구조로 되어 있지만, 그 되접기부 근방을 절결함으로써 기류 분사구(23)를 형성하고 있다.
그 때문에 2열의 기류 분사구(23)가 분무 노즐(11)의 전후를 끼우도록 평행하게 형성된 상태가 된다.
도 7은 액체 스프레이 장치(A2)로부터 액체와 기류를 분사한 상태를 도시하는 모식도이다.
이와 같이, 장치(A2)의 분무 노즐(11)로부터 분무된 액체(L)는 기류 분사구(23)로부터 분사된 2개의 기류(B)를 타고, 가속되어서 주행체(R)에 확실하게 스프레이 도포되는 것이다.
덧붙여서, 기류 분사구(23)를 분무 노즐(11)의 양측이 아니고, 편측에만 형성하는 것도 당연히 가능하고, 혹은 기류 분사구(23)를 분무 노즐(11)의 양측에 형성하고, 필요에 따라서 한쪽을 봉쇄하고 다른 한쪽만을 사용하는 것도 적절히 행해진다.
[제 3 실시형태]
초지기의 드라이파트에 막 반송된 종이체는, 수분을 비교적 대량으로 포함하고 있어, 종이체로부터 드라이어 롤에 대해 검·피치나 탈크, 미세섬유 등이 전이되기 쉽다.
그 때문에 드라이어 롤에 왁스 등을 포함하는 오염방지제나 이형제 등을 산포하는 경우가 있는데, 너무 다량으로 산포하면, 역으로 종이체에 악영향을 미칠 수도 있다.
이와 같이, 초지기 등에의 액체도포에서는, 액체의 소량(미량) 산포가 요구되는 장면도 많다.
도 8은 이러한 소량 산포에 적합한 액체 스프레이 장치(A3)를 도시하는 사시도이다.
액체 스프레이 장치(A3)는 스프레이 관(1)을 포함하는 헤드부(5)가 주행체의 폭방향으로 왕복이동하면서 액체를 분무하고, 주행체에 액체를 스프레이 도포한다.
먼저, 액체 스프레이 장치(A3)의 헤드부(5)에 대해 기술한다.
도 9는 이 액체 스프레이 장치의 헤드부를 확대한 도면이며, (A)는 헤드부 전체의 사시도, (B)는 에어 박스(2)의 Y-Y 단면도를 도시한다(도면중의 화살표는 압착공기의 흐름을 도시함).
헤드부(5)는 상기의 실시형태와 동일하게 스프레이 관(1)과 에어 박스(2)로 이루어지지만, 스프레이 관(1)은 분무 노즐(11)을 1개만 구비하고 있는 점에서 상이하다.
본 구성예에서는, 분무 노즐(11)은 소량 산포에 적합한 2유체 노즐을 사용하기 때문에, 스프레이 관(1)에는 액체주입구(15) 및 기체주입구(16)가 설치되어 있다.
스프레이 관(1)은 에어 박스(2)에 끼워맞추어 고정된다.
에어 박스(2)에는, 압착공기가 에어 주입구(27)를 통하여 주입되고, 압착공기는 공간(28)을 충전하고, 구멍(29)을 통하여 기류 분사구(23)로부터 분사된다.
도 7에 도시한 장치(A2)의 경우와 동일하게, 분무 노즐(11)로부터 분무된 액체(L)는 기류 분사구(23)로부터 분사된 2개의 기류(B)를 타고, 가속되어서 주행체에 확실하게 스프레이 도포되는 것이, 도 8(B)로부터 용이하게 이해될 것이다.
다음에 이러한 헤드부(5)를 구비한 액체 스프레이 장치(A3)에 대해 기술한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 액체 스프레이 장치(A3)는 상기의 헤드부(5) 이외에, 이동 벨트(61), 구동 모터(62) 등으로 이루어진다.
이동 벨트(61)는 구동 모터(62)에 의해 회전 구동되는 롤러와 장치(A3)의 반대단의 롤러(모두 도시하지 않음)의 사이에 팽팽하게 설치되어, 2개의 박스부(63, 63a)의 사이를 왕복이동한다.
헤드부(5)의 베이스부(51)는 이동 벨트(6)에 고정되고, 이동 벨트(6)의 왕복이동에 맞추어서 이동하고, 액체 스프레이 장치(A3)의 길이 방향으로 헤드부(5)를 왕복이동시킨다.
베이스부(51)로부터는 에어공급관(52), 액체공급관(31), 및 기체공급관(32)이 세워 설치되고, 각각이 헤드부(5)의 에어 주입구(27), 액체주입구(15), 및 기체주입구(16)(도 9 참조)에 연결되어 있다.
에어공급관(52), 액체공급관(31), 및 기체공급관(32)은 베이스부(51)의 하방에서 묶여지고, 케이블 베어(64)중에 삽입되어서, 장치외부의 약액 탱크나 콤프레서 등(도시하지 않음)에 연결되어 있다.
에어공급관(52) 등은, 이동 벨트(61)의 왕복이동에 맞추어 헤드부(51)가 이동해도, 그 움직임에 맞추어 플랙시블하게 형상을 변화시켜서 추종하는 케이블 베어(64)에 지켜지면서 헤드부(5)에 액체나 기체(에어)를 공급한다.
그런데, 이하, 이 액체 스프레이 장치(A3)를 사용하여 주행체에 액체를 스프레이 도포하는 액체의 스프레이 방법에 관하여, 초지기의 드라이어 롤에 대해 왁스를 포함하는 미량의 오염방지제나 이형제 등을 도포하는 경우를 예로 들어서 기술한다.
초지기의 초고속화로 드라이어 롤의 표면부근에도 강한 표면류가 발생하지만, 이 액체 스프레이 장치(A3)에 의하면, 이러한 약액의 미량 도포(예를 들면 왁스의 고체중량%로 10%의 에멀션을 5cc/분 정도 분무)를 확실하게 행하는 것이 가능하게 된다.
액체 스프레이 장치(A3)는 전술한 장치(A1)(도 4 참조)의 경우와 마찬가지로, 드라이어 롤의 폭방향에 설치된다.
그리고, 그 헤드부(5)가 장치의 2개의 박스부(63, 63a)의 사이를 2m/분 정도의 속도로 왕복이동하면서, 드라이어 롤에 대해 약액을 분무하고, 기류 분사구(23)로부터 강한 기류를 분사하고 약액을 가속하여 드라이어 롤에 스프레이한다.
드라이어 롤은 통상, 80∼100℃ 정도로 가열되어 있고, 약액이 드라이어 롤의 표면에 도포되면, 약액중의 수분은 증발하고, 왁스는 열로 오일화되고, 점성이 작아져서 표면상에 확산되어, 극히 얇은 오일막을 형성한다.
왁스는 미량씩 종이체에 전이하여 소모되는데, 헤드부(5)로부터 약액이 적당히 공급되기 때문에, 오염방지 효과나 이형 효과 등을 지속시킬 수 있는 것이다.
이 액체 스프레이 장치(A3)를 사용한 액체의 스프레이 방법은 상기와 같은 드라이어 롤에 대한 오염방지제(더스팅 방지제 라고도 함)나 이형제 등의 스프레이 도포에만 한정되지 않는다.
예를 들면 캔버스에 오염방지제나 이형제를 도포할 때, 장치(A3)를 사용하여 일단 캔버스 롤(아웃 롤)에 스프레이 도포하고, 이 롤을 통하여 캔버스에 오염방지제 등을 도포하는 것도 가능하다.
이외에도, 장치(A3)를 사용하면, 초지기나 가공기 등의 부재, 또는 초지기 또는 가공기를 이동하는 종이체에 대해, 미량의 약액을 유효하게 도포할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 양키 드라이어에 대해 고체 윤활제를 포함하는 극히 미량의 표면수정제[예를 들면 멜라민시아누레이트(MCA)를 고체 중량%로 1% 포함하는 약액을 2cc/분 정도]를 도포하는 경우가 있지만, 이러한 미량도포라도 약제(약액)가 거의 말려올라가지 않고, 스프레이 도포를 유효하게 사용할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명을 설명해 왔지만, 본 발명은 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 그 본질을 일탈하지 않는 범위에서, 다른 여러 변형예가 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 액체 스프레이 장치(A3)의 헤드부(5)를 이동하지 않는 상태에서 사용하는 것도 당연히 가능하고, 장치(A1)를 설치하는 대신, 장치(A3)의 헤드부(5)를 복수 병렬설치하여 사용하는 것도 가능하다.
또, 예를 들면, 지력 증강제와 사이징제와 같이, 2종류 이상의 약액을 혼합해서 분무하는 것도 당연히 가능하다.
또한, 스프레이 관이나 에어 박스는 상기의 장치(A1, A2, A3)에 예시한 것 이외라도, 그 기능을 발휘할 수 있는 한 채용 가능하다.
본 발명은 고속으로 주행하는 물체에 대한 액체 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 초지기 등에 의해 고속으로 이동하는 종이체, 및 초지기 등에 있어서의 드라이어 롤, 프레스 롤 등의 롤류, 캔버스, 와이어 등의 부재에 대해 확실하게 액체를 도포하는 액체 스프레이 장치에 관한 것인데, 그 원리를 일탈하지 않는 한, 제지기술 분야 이외의 액체 스프레이 장치에도 적용 가능하며 동일한 효과를 기대할 수 있다.

Claims (16)

  1. 주행체에 대해 액체를 스프레이하여 도포하는 액체 스프레이 장치로서, 액체를 분무하기 위한 분무 노즐과, 기류를 분사하기 위한 기류 분사구를 구비하고, 이 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해, 이 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체를 이 기류로 가속하여 주행체에 스프레이 할 수 있도록 분무 노즐 및 기류 분사구가 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  2. 주행체에 대해 액체를 스프레이하여 도포하는 액체 스프레이 장치로서, 액체를 분무하기 위한 분무 노즐을 구비한 스프레이 관과, 기류를 분사하기 위한 기류 분사구를 구비한 에어 박스를 구비하고, 이 분무 노즐로부터 분무된 액체에 대해, 이 기류 분사구로부터 기류를 분사하고, 분무된 액체를 이 기류로 가속하여 주행체에 스프레이 할 수 있도록 스프레이 관 및 에어 박스가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 에어 박스는 외벽과 이 외벽내에 지지편을 통하여 부착된 에어파이프를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 에어파이프는 그 관벽중 외벽에 설치된 기류 분사구와는 반대측의 위치에 관통한 구멍이 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 주행체의 폭방향에 일정한 간격을 두고 병렬설치된 복수의 분무 노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 분무 노즐에 액체를 보내기 위한 액체이송관, 압착공기를 보내기 위한 기체이송관, 및 이 기체이송관내의 압착공기의 압력을 균일하게 하기 위한 압조정관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 액체이송관내의 액체의 압력을 균일하게 하기 위한 압조정관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 간격을 두고 에어 박스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 분무 노즐은 스프레이 패턴이 플랫하고, 스프레이 관에 대해 서로 경사시킨 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 에어 박스에 끼워 넣어서 고정하는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 스프레이 관은 1개의 분무 노즐을 구비하고, 주행체의 폭방향으로 왕복이동하면서 액체를 스프레이 도포하는 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 주행체는 초지기 또는 가공기를 이동하는 종이체인 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 주행체는 초지기내 또는 가공기내에서 회전하거나 또는 순환하는 부재인 것을 특징으로 하는 액체 스프레이 장치.
  14. 상기 제 1 항에 기재된 액체 스프레이 장치를 사용하여 주행체에 액체를 스프레이 도포하는 것을 특징으로 하는 액체의 스프레이 방법.
  15. 상기 제 14 항에 기재된 액체의 스프레이 방법에 사용되는 것을 특징으로 하는 약액.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 약액은 오염방지제, 더스팅 방지제, 피치 콘트롤제, 이형제, 접착제, 표면수정제, 세제, 지력 증강제, 사이징제, 수율향상제, 발수제, 발유제, 미끄럼방지제, 윤활제, 유연제, 습윤제중 1개 또는 2개 이상을 조합한 것을 특징으로 하는 약액.
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