JP3702128B2

JP3702128B2 - 塗工装置

Info

Publication number: JP3702128B2
Application number: JP22095599A
Authority: JP
Inventors: 建治山田; 正浩杉原; 節夫鈴木; 洋司三浦
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP2001038271A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製紙機械において、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の塗工装置の一例を図４に示してある。図４において、１はバッキングロール、２はウエブ、３は塗工液ノズル、６は仕上げブレードを示している。
図４の塗工装置において、バッキングロール１に巻き掛けられて搬送されているウエブ２の表面に塗工液ノズル３から吐出された塗工液４が転写される。この時、塗工液ノズル３から吐出された塗工液４の噴流は、その噴流速度とウエブ２の走行速度の比に応じて引き伸ばされる。
【０００３】
通常の操業ではウエブ２の表面上における塗工液層５の厚さは、塗工液噴流厚さの１／５〜１／１０程度と言われ、概ね１５０〜３５０μm 程度である。
ウエブ２の表面に転写された塗工液層５は、ウエブ２の走行に伴って下流側へ搬送され、塗工液ノズル３の下流側で塗工液層５に接して配設された仕上げブレード６によって余剰分を掻き取られ、目標とする最終塗工膜厚さに調整される。なお、この時、仕上げブレード６によってウエブ２上の最終塗工膜層の表面は平滑に仕上げられる。
【０００４】
このように構成された従来の塗工装置においては、塗工速度即ちウエブ２の走行速度が高速の場合、或いは塗工に供される塗工液４の粘度もしくは降伏値が高い場合等の操業条件のとき、塗工液ノズル３から吐出した塗工液４とウエブ２が接触する位置（以下接触位置という）で、塗工液４に高い伸張応力が作用する。この結果、塗工液４はウエブ走行下流に強く引っ張られ接触位置近傍における塗工液４の噴流とウエブ２の表面との間に図５に示すように鋭角的な形状を有する空間１３が発生する。
【０００５】
この空間の角度が小さい場合、空間先端付近に高い空間圧力が発生し、これが塗工液４の噴流を押し上げ、塗工液層５とウエブ２表面の間に空気を巻き込み空気泡７を発生させる事がある。塗工液層５とウエブ２の表面の間に巻き込まれた空気７は、ウエブ２搬送中に、破泡し、スキップ８と呼ばれる塗工障害を発生させる。この状態を図５に概念的に示してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の塗工装置が前記したように空気巻き込みによる塗工障害を発生していたことに鑑み、本発明は、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、塗工液層とウエブ表面との間に空気が巻き込まれて塗工障害が発生するのを防止可能に構成した塗工装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、その塗工液ノズルの上流でウエブの表面に対しウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設け、このエジェクタと前記塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させて前記ウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けた塗工装置を提供する。
【０００８】
このように構成された本発明の塗工装置においては、ウエブの走行に同伴されて塗工液ノズルへ流れて来る空気流はエジェクタからウエブの走行方向と逆方向に吹き付けられる高速空気流によって遮断される。
なお、本発明の塗工装置におけるエジェクタのウエブに対する空気吹き付けの角度及びウエブとエジェクタの間の隙間は適宜選定される。
【００１０】
また、本発明の塗工装置では、前記したエジェクタに加え水蒸気ノズルを設けた構成を採用しており、塗工液ノズルとエジェクタとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間のウエブ上部に蒸気を充満させ、その部分の空気を追い出すので、エジェクタの作用と併せ、ウエブとその上の塗工液層との間への空気の巻き込みを抑制し、空気巻き込みによって発生するスキップによる塗工障害を更に効果的に防止することができる。
【００１１】
このようにエジェクタと水蒸気ノズルを設けた本発明の塗工装置において、その水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱層又は断熱部材などの断熱手段を設けた構成を採用すると、水蒸気ノズルから噴出された水蒸気の熱が塗工液ノズル壁面に伝わってその熱によって塗工液ノズルに熱変形を生じさせて吐出リップに変化を与えその間隔を変化させ吐出流量が不均一になる不具合を防止できて好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による塗工装置について図１，図２に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図４に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してあり、それらについての重複する説明は省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１に示した第１実施形態による塗工装置について説明する。図１において、９はエジェクタ（空気ジェット装置）、１０は水蒸気ノズルを示している。また、１１はウエブ２に同伴された空気流、１２は水蒸気ノズルから噴出された水蒸気、１５は塗工液ノズルにおける吐出リップ、１６はドレンの回収樋を示している。
【００１４】
この第１実施形態による塗工装置は、塗工液ノズル３からの塗工液がウエブ２に接液する位置のウエブ走行方向上流側にエジェクタ９と水蒸気ノズル１０を具備した構成を有している。エジェクタ９は、ウエブ２の走行方向と逆方向に空気ジェットを幅方向に均一に高速噴射させ、ウエブ２に同伴されて来る空気流１１を遮断する作用をする。
【００１５】
ウエブ２に対するエジェクタ９の空気吹き付け角度は、ウエブ２の速度により若干異なるが大体２５〜４５度とするのが良い。
また、ウエブ２とエジェクタ９の間の隙間は小さいほど効果があるが、操業面及びメンテナンス面から５〜１５mm程度とする。
【００１６】
エジェクタ９からの空気噴流をウエブ２の表面に作用させることで以下に説明する水蒸気ノズル１０から噴出される水蒸気による空気置換の効果が更に高まる。
塗工液ノズル３とエジェクタ９の間に取り付けた水蒸気ノズル１０は、ノズルより穏やかにしかも幅方向均一に水蒸気１２を噴出させ塗工液ノズル３とエジェクタ９の間でウエブ２の上に蒸気を充満させそこにある空気を追い出し置換する。
【００１７】
エジェクタ９、水蒸気ノズル１０は、塗工条件により位置及び角度は変える事が可能な構造となっている。
また、水蒸気ノズル１０より噴出された水蒸気１２は凝縮しドレン化するが、ドレンは塗工液４に混ざらないように、別置きの回収樋１６に回収される構成となっている。
図において１７は、水蒸気１２をエジェクタ９と、ウエブ２に対する塗工液４の接液部との間の空間に水蒸気１２を充満させるための仕切りである。
【００１８】
水蒸気ノズル１０から噴出されて空気と置換された水蒸気１２は、ウエブ２の表面及び塗工液ノズル３の壁面等において凝縮し、塗工液ノズル３から吐出された塗工液４がウエブ２に接する接液部近傍におけるウエブ２の走行方向上流側空間の圧力を低下させる。上記接液部付近の圧力が低下することで塗工液４の噴流とウエブ２との間に形成される鋭角的な形状１３が緩和され、ウエブ２の表面の空気を巻き込み難くすることができる。
【００１９】
図３にエジェクタ９から噴出される空気の流速と空間圧力の関係を示している。図３は次の事を示している。
ウエブ走行速度が１０００m/min でエジェクタからの空気流速が０m/min 、つまり、エジェクタなしの場合、空間圧力Ｐ₀が接液部付近に発生する。
エジェクタからの空気流速をＶ₁まで上げていくと、空間圧力はＰ₀より低いＰ₁に下降する。
【００２０】
同様に、ウエブ走行速度を２０００m/min にするとエジェクタからの空気流速０m/min の場合極めて高い空間圧力が発生する。
エジェクタ流速をＶ₁まで上げると空間圧力は下がり、ウエブ走行速度が１０００m/min でエジェクタなしの条件Ｐ₀に達することができる。
従って、本実施形態の塗工装置によれば、ウエブ走行速度２０００m/min において、従来の１０００m/min 程度まで空間圧力が抑制され、高速におけるスキップ８などによる塗工障害が発生しない。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、図２に示した第２実施形態による塗工装置について説明する。
図２において、１４は断熱手段で、水蒸気ノズル１０側の塗工液ノズル３の壁面に設けられ、水蒸気ノズル１０から噴出される水蒸気１２によって塗工液ノズル３が加熱されて熱変形を生ずるのを防止する働きをする。
【００２２】
この断熱手段１４は、約１０mm程度の断熱空気層１４を設けるか、断熱材ポリスチレン板約６mm厚などの断熱部材を貼付して構成し、いづれも水蒸気１２から塗工液ノズル３への熱伝達を抑え、塗工液ノズル３に熱影響を受けない構造とする。
その他の構成は、図１に示された第１実施形態による塗工装置と実質同じであり、その説明を省略する。
【００２３】
以上のように構成された図２の塗工装置においても、ウエブ２に対してウエブの走行方向と逆向きにエジェクタ９から吹き出す空気ジェットを当て、ウエブ２に同伴される空気を遮断する。
また、塗工液ノズル３とエジェクタ９の間に配置された水蒸気ノズル１０から水蒸気１２を噴出させ、ウエブ２への塗工液４の接液部付近の空気を水蒸気１２で置換させ塗工液の噴流を安定させる。
【００２４】
一方、水蒸気ノズル１０より噴出された水蒸気１２は、ウエブ２に対する塗工液４の接液部付近の空気と置換されると共に塗工液ノズル３の壁面に熱を与える。
水蒸気量が多くなれば水蒸気から塗工液ノズル３の壁面に伝わる熱は無視できなくなり、塗工液ノズル３の側壁面温度が上がり塗工液ノズル３の水蒸気１２と接する壁面と反対の側壁面との温度差による熱変形が生ずる。
この変形が吐出リップ１５の間隔に影響を与え吐出流量が不均一となる不具合を生ずるが本実施形態による塗工装置では、塗工液ノズル３の上流側壁面に断熱空気層或いは断熱部材で構成した断熱手段１４を設けてあるので、塗工液ノズル３の熱変形を防止することができる。
【００２５】
以上、本発明を図示した実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による塗工装置は、走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用するための塗工液ノズルを有する塗工装置において、塗工液ノズルの上流でウエブの表面に対しウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設けている。
【００２８】
このように構成された本発明の塗工装置においては、エジェクタから吹き付けられるウエブの走行方向と逆方向に吹き付けられる高速空気流によってウエブの走行に同伴されて塗工液ノズルへ流れて来る空気流が遮断される。
【００２９】
また、本発明による塗工装置は、前記した構成に加え、そのエジェクタと塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させてウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けた構成を採用する。
【００３０】
このようにエジェクタに加え水蒸気ノズルを設けた構成を採用することにより、塗工液ノズルとエジェクタとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間のウエブ上部に蒸気を充満させ、その部分の空気を追い出し、エジェクタの作用と併せ、ウエブとその上の塗工液層との間への空気の巻き込みを抑制し、空気巻き込みによって発生するスキップによる塗工障害を更に効果的に防止することができる。
【００３１】
このようにエジェクタと水蒸気ノズルを設けた本発明の塗工装置において、その水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱層又は断熱部材などの断熱手段を設けたものでは、水蒸気ノズルから噴出された水蒸気の熱が塗工液ノズル壁面に伝わるのを防ぎ水蒸気の熱によって塗工液ノズルに熱変形を生じさせて吐出リップに変形を与えその間隔を変化させ吐出流量が不均一になる不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による塗工装置の構成を示す説明図。
【図２】本発明の第２実施形態による塗工装置の構成を示す説明図。
【図３】本発明の塗工装置におけるエジェクタからの噴出される空気流速と空間圧力の関係を示す線図。
【図４】従来の塗工装置の構成を示す説明図。
【図５】従来の塗工装置における塗工障害発生の状況を示す説明図。
【符号の説明】
１バッキングロール
２ウエブ
３塗工液ノズル
４塗工液
５塗工液層
６仕上げブレード
７空気泡
８スキップ
９エジェクタ
１０水蒸気ノズル
１１空気流
１２水蒸気
１３空間
１４断熱手段
１５吐出リップ
１６回収樋
１７仕切り

Claims

走行しているウエブの表面に対して塗工液を適用する塗工液ノズルを有する塗工装置において、前記塗工液ノズルの上流で前記ウエブの表面に対し前記ウエブの走行方向と逆向きに空気を吹き出して同ウエブに同伴される空気を遮断するエジェクタを設け、前記エジェクタと前記塗工液ノズルとウエブとの間を仕切りで囲んだ空間に、水蒸気を噴出させて前記ウエブに対する塗工液の接液部付近の空気を水蒸気と置換する水蒸気ノズルを設けたことを特徴とする塗工装置。
前記水蒸気ノズルから噴出される水蒸気が接する前記塗工液ノズルの壁面に断熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の塗工装置。