JP4263615B2 - フローコーティング方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続的に移動する下地（又は支持体)(substrate）上に液体コーティング材料の１層又はそれ以上の同時適用層をフローコーティング（又は流し塗)(curtain coating)する方法及び装置に関し、更に詳しくは下地の移動方向に関してカーテンの上流方向に配置されたブレード又は空気シールドを含むフローコーティング方法及び装置に関する。

主として写真印画紙又は塗布フィルムの製造の分野において、フローコーティング法及び装置は広く知られ且つ用いられている。典型的には、連続ウェブ又はシートをコーティングホッパー下を連続的に移動させる。液体カーテンの形態でホッパー集成装置から１種又はそれ以上の液体組成物を供給する。

写真印画紙の製造には、比較的低粘度の、一般には約１５０ｃＰ（センチポアズ）未満の、たいていは約５〜約１００ｃＰの範囲の液体組成物を用いる。

写真印画紙の製造は、極めて正確な制御を必要とし、甚だしく難しい技術である。フローコーティングの実際的使用は、一方では極めて均一なコーティングの必要性に、他方では連続ウェブの形態での下地の高速コーティングの必要性に伴って生じる多くの問題をもたらす。

フローコーティングに伴って起こる多くの問題は先行技術において取り組まれ、このような問題を克服するために多くの提案がなされてきた。

下地の移動方向に垂直なその幅全体において均一なカーテン特性を有する自由落下カーテンを得ることに加えて、約１５０ｍ／分より高速のコーティングに関して最もよく扱われる問題の１つは、摩擦によって未塗布下地に沿って運搬される空気によるカーテンの転位又は変形である。この空気は、移動下地と共にコーティング点（コーティング液が最初に下地と接触する位置を示す）に運搬される。カーテンコーティング法において、この位置は下地を横切る線（line）の形を取り、動的湿潤ラインと称する。空気が摩擦によって動いている、下地近傍の領域を境界層と称する。先行技術には、この空気境界層に関して多くの問題が記載されている。

例えば特許文献１に記載されている、これらの問題の１つは、下地と液体フィルムの間に空気が同伴されること及びコーティング速度を増大させると凝集性の（coherent）コーティングが得られないことである。

下地と液体フィルムとの間において空気が同伴されないとしても、特にコーティング速度が速い場合には、空気は下地の移動方向に向かってかなりの力でカーテンに衝突する。これは、主として動的湿潤ラインの領域に乱れを生じ、それがコーティングされたフィルムの凹凸を拡散させる（例えば、特許文献１及び２に記載）。

これまで、カーテンへの境界層の衝突に鑑みて２つの主な作用が観察されている。１つは、空気層がカーテンとウェブとの間の接触ラインに衝突することである。空気はその流れ方向を反転させる必要があるので、湿潤ラインの転位はカーテン上において縦方向に均一ではなく、カーテンはウェブ下地の横方向に波状の、即ち、揺動する変形を生じる。カーテン変形の結果として、コーティングされた層には、塗布厚の異なる領域が生じる。これは、コーティングされた層がウェブの移動方向に沿って帯状の厚さ変動を被ることを意味する。

もう１つの作用は、下地の移動方向に向かってカーテンが風船のように膨張することである。その結果、湿潤ラインの変形が起きるだけでなく、コーティング方向に対して横方向においてカーテンのコーティングがむらになり、空気の推進力又はカーテン上の圧力差が一時的にカーテンをスリットすることによってコーティングに縦すじが生じる。

下地を支持し且つ前進させるためのローラーの間に空気シールドが配置されたカーテンコーター集成装置において、境界層の空気の悪影響を緩和するための多くの方法が知られている。その方法の１つは、特許文献３（Ｈｕｇｈｅｓ）に報告されている。この特許文献においては、コーティングすべきウェブに隣接して配置され且つ空気を吸引するための真空ポンプに接続された真空マニホールドを具備する空気シールドを用いて、移動ウェブ上の同伴空気を最小限に抑えることが提案されている。このようにして、Ｈｕｇｈｅｓは、コーティング材料の多層の自由落下垂直カーテンを周囲空気流から遮蔽し、カーテンが湿潤ラインにおいて移動ウェブに衝突する前に、移動ウェブによって同伴された空気を排出す旨述べている。

特許文献４は、周囲空気流から自由落下カーテンを遮蔽するのではなく、移動ウェブによって同伴された空気を抜くことを主目的として空気シールドを使用する、より最近のフローコーティングの方法を報告している。これは、カーテンコーティング操作が典型的に、周囲空気流から自由落下液体カーテンを遮蔽する閉鎖容器（enclosure）を含むためである。この閉鎖容器には、上部から低速層流空気流が連続的に供給され、同時に閉鎖容器の前面及び背面から空気が排気される。単一マニホールド及び単一真空源を用いる空気シールド系は、ウェブ上に同伴された空気と同様に自由落下カーテンの背面から余分な空気を除去するためにより高容量の空気を排気するように操作されることが知られている。

特許文献５（Ｇｈｙｓら）には、衝突点において移動ウェブを支持するバッキングローラーに近接した弯曲空気シールド集成装置の代替デザインを教示することが報告されている。空気シールドのために教示されたこのデザインは、末端領域及び側面領域における空気シールドとバッキングローラーとの間のギャップにおいて、空気シールドの中間領域における空気流れ抵抗に比較して増大した空気流れ抵抗を生じる。真空装置は、中間領域のギャップと連絡して、その中の空気圧を低下させる。このようにして、衝突点又は湿潤ラインより前における移動ウェブの表面の境界層空気の除去が改良され、それによって、増大した移動ウェブ速度においてより優れたコーティング品質が可能になるようである。

特許文献２は、更に、空気シールドに接続され且つウェブの方向に向けられた突出部品、ストリップ又は更に１つ若しくはそれ以上の単層のような別の手段によって空気抵抗を増加させるもう１つの集成装置を記載している。単層は、空気シールド又はランダムに配置された一群のより小さい単層の全幅に広がることが教示されている。このような集成装置によって達成されるべき目的は、排気空気の流速を遅くすると共に減圧を達成することであると記載されている。流速が速いほど、空気シールド内側にむらを生じるおそれがあるので望ましくないと報告されている。このようなむらは、コーティングされた材料に帯状の乱れを引き起こすと報告されている。

特許文献２（ここに参照することによってその開示を本明細書中に取り入れる）は、更に、周囲空気と空気シールド内側の間の圧力差は、ウェブに付着する空気の境界層を排気できる充分な大きさでなければならないが、コーティングカーテンから空気シールドに向かう、即ち、ウェブの移動方向と逆向きの空気流を回避するために制限する必要があると報告している。コーティングカーテンから空気シールドに向かう空気流は、液体カーテン全体又はその少なくとも一部を空気シールド中に吸い上げさせ、その結果、コーティング工程を損なう可能性があるが、これはどのような場合でも回避すべきであると報告されている。

更に、空気シールドの出口端を湿潤ラインの上流５〜３０ｍｍの距離に配置することが記載されている。これは、これより小さい距離では、揺動するカーテンが空気シールドに接触し且つ空気シールドを汚し、それによってコーティングプロセスを中断する危険性があり、これより大きい距離では、空気除去の効果が非常に減少し且つ同伴空気の新しい境界層が再構築されるためである。

特許文献４（Ｋｏｒｏｋｅｙｉら）は、２つの異なる吸入スロットを空気シールドと併用することを提案している。これらのスロットは１つの共通の又は２つの別個の真空ポンプに接続される。空気吸入スロットの一方は移動下地の同伴境界空気層を除去するために設けられ、もう一方は自由落下カーテンの同伴境界空気層を除去するために設けられている。更に、約１０〜約２０ｆｔ／分（約５〜約１０ｃｍ／ｓ）の速度を有する、新鮮な、濾過された、場合によっては加熱された低速空気層流を供給することが提案されている。これは、自由落下カーテンを取り囲む閉鎖容器に、その上部多孔壁を通して供給される。更に、装置を取り囲む閉鎖容器から、閉鎖容器中の排気ポートを通して使用済み空気が回収されるに従って、自由落下カーテンに新鮮な空気が供給すべきであると述べられている。排気ポートは、自由落下カーテンを挟む圧力差を最小にするために供給空気を本質的に除去すると記載されている。特許文献４の教示は、カーテン中に乱れを生じ、ひいてはコーティングされた製品中の縦すじを生じるおそれのある、カーテンに沿った循環又は渦型の気流を減少させるか又は回避することを目的とする。

特許文献６（Ｋｕｓｔｅｒｍａｎｎ）は、例えば、ウェブが４ｍ以下の幅と１０００ｍ／分以下のコーティング速度を有するコーティング条件において塗布製品を経済的には使用できなくするような量で、適用されたコーティングと下地との間に取り込まれた境界空気層の部分による気泡の形成を防ぐ必要がある、例えば紙ウェブのフローコーティング用の集成装置を記載している。この目的を達成するために、コーティング媒体が材料ウェブ表面に接触する湿潤ラインのすぐそばに動的空気圧センサーを配置することが提案されている。そこでは、下地ウェブに同伴された境界空気層によって引き起こされた、標準空気圧に比較して増大した動的圧力が観察されるはずである。動的圧力信号は、所定の動的圧力値と比較され、下地ウェブ及び／又はコーティングカーテンに同伴された空気を除去する吸引装置が、下地上の湿潤線近くにおいて所定の動的圧力値に保持されるように制御される。

この発明の別の実施態様において、湿潤ラインの上流に位置する下地の移動面によって同伴された空気を除去するスクレーパー・バーを設けて、吸引装置に必要とされる機械力を減少させることが提案され、更に、コーティングカーテンとは反対側の下地ウェブの面に部分真空を生じる追加の吸引装置を取り付けて、バッキング・ロールのような支持要素に逆らって下地を引っ張ることが提案されている。

特許文献１（Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒら）は、共に下地ウェブ側に多孔質層を備える吸引チャンネル及び空気供給チャンネルを空気シールド内に取り付けることを提案している。空気供給チャンネルは、層吸引チャンネルと動的湿潤ラインとの間に配置される。コーティングカーテンが下地に衝突する湿潤ラインの前で空気流を全て防ぐために、放物線状速度分布が発生して空気シールドと下地との間の空気速度がゼロとなるように、空気供給を抽出空気の関数として調節することが提案されている。抽出すべき空気体積は空気シールドとカーテンとの間の空間から排出するのではないことが重要であると指摘されている。空気シールドとカーテンとの間の空間からの排出は、この特許の教示に従って、カーテンの前方の空気流を乱さないために回避する必要がある。

特許文献７（Ｇｕｅｇｇｉら）は、カーテンに衝突する残りの境界層の大きさが最小になるように、カーテンの方向に向けられたブレードの先端でスロットを介して、移動下地によって同伴された空気を全て抽出することを提案している。更に、空気供給開口部が、カーテンホッパーのリップの下側に設けられえ、空気が低速でこの点に供給され、下方に変向される。この低速空気流はまた、カーテンに面するブレードの先端に配置されたブレードのスロットによって排気される。これらの手段によって、ブレードとカーテンとの間の回転空気乱流の形成を回避すべきである。そうしないと、乱流は別々の不安定なセルに分割され、カーテンを乱し且つ不安定にし、その結果、コーティング品質の低下を招くおそれがある。

特許文献８（Ｖａｌｍｅｔ Ｃｏｒｐ．に譲渡）は、ウェブ下地の移動方向の上流の、ウェブ表面のコーティングミックスカーテンの衝突点の前に汎用のドクター集成装置を有するカーテンコーターを設けることを提案している。この特許の教示によれば、ナイフ塗布手段内に通常の排気手段を設ける他に、落下カーテンの高さを高くして落下速度を増加させることによってコーティングミックスカーテンの推進力を増大させ、それによって塗布液体をより活発にして、ウェブ表面を移動する境界空気層に流れ込ませるようにすることが提案されている。更に詳しくは、カーテンの下流に気体注入ノズルを設けて、空気又は蒸気を含む気体の大きな流れを湿潤ライン近くのコーティングカーテンに向けて供給することによって、ウェブ表面を移動する境界空気層にコーティングミックスを流し込み、それによって、カーテンが妨げられずにウェブ表面に付着できるように、コーティングミックスカーテンが気体ジェットとの合計推進力を充分に強力なものとすることが提案されている。

フローコーティング法の使用に付随する、特に速いコーティング速度におけるフローコーティング法に付随する障害及び問題を克服する先行技術において多くの取り組みがなされたが、フローコーティング法の質及びコストパフォーマンスに影響を与える、特に紙下地のフローコーティングに関する障害が依然として残っている。

ＵＳ ６，１６２，５０２ Ａ ＥＰ ０ ４８９ ９７８ Ｂ１ ＵＳ ３，５０８，９４７ ＵＳ ５，９７６，６３０ ＵＳ ５，２２４，９９６ ＵＳ ６，４１６，６９０ ＵＳ ５，６２４，７１５ ＷＯ ０１／１６４２７ Ａｌ

従って、本発明の目的は、改良されたカーテンコーティング法及び装置を、詳しくは紙ウェブ下地の高速コーティングのためのそのような方法及び装置を、更に詳しくは、写真印画紙の製造に使用されるコーティング液に比べて比較的高粘度である、即ち、一般には１．５Ｐａ・ｓをかなり上回る低剪断粘度を有するコーティング液に関連するそのような方法及び装置を提供することにある。

簡潔に言うと、これらの及び他の特徴、目的及び利点は、紙ウェブのような移動下地のカーテンコーティング方法であって、前記下地を、動的湿潤ラインにおいて前記下地に衝突する自由落下カーテンの形態で単層又は多層の液体コーティングを供給する液体コーティング供給手段及び前記下地の移動方向に対して前記動的湿潤ラインの上流に位置するブレード又は空気シールドの下側を、移動させ、前記下地の上のコーティングカーテンの動的湿潤ラインを、前記下地の移動方向にほぼ垂直方向に向け、前記下地の移動方向に対する前側及び後側において、コーティングカーテンの主要部分に、実質的に同じ空気圧を与え、

前記湿潤ラインの上流に第１供給空気流を供給して、前記供給空気流を自由落下カーテンに沿って相当の長さにわたって流し、動的湿潤ライン近くの空気が前記下地及び前記下地に同伴される境界空気層の移動方向と逆向きに移動するように、前記供給空気流の上流の位置から空気を排気することを含んでなり、更に、コーティングカーテンの上流側に設けられたチャンバーと周囲空気との間の通路中に空気流センサーを設け、周囲空気とコーティングカーテンの上流側との間で測定された空気流の出力に応じて、動的湿潤線の近傍に供給される空気の量をゼロに制御する、前記湿潤ラインの近傍に第２供給空気を供給する方法を提供することによって達成される。

湿潤ラインの近く、即ち、その近傍に第２供給空気を供給することによって、改良されたフローコーティング方法、特に紙ウェブ下地の高速コーティングのための改良されたフローコーティング方法を提供することができる。第２の供給空気によって、安定で良好なカーテンを維持することができる。これは、第１及び第２供給空気を制御し且つ湿潤線から空気を適当な方法で排気することによって達成できる。

液体供給手段としては、好ましくはホッパー手段を使用することができる。

好ましくは、空気シールドの下流端と空気シールドの吸引開口部又はチャンネルとの間のギャップにおける下地ウェブの移動速度と逆方向の供給空気の速度は、ウェブの移動速度よりも大きく、より好ましくは下地ウェブの移動速度の約２倍より大きく、更に好ましくは約３倍より大きい。

好ましくは、下地から吸引される空気の量は、下地ウェブの境界層に同伴される空気の量＋カーテンの境界層中に同伴される空気の量＋供給手段によって動的湿潤ラインの近くに供給される空気の量に等しい。

本発明に係る方法の好ましい実施態様において、下地の移動速度は約１０００ｍ／分、好ましくは約１２００〜約３０００ｍ／分の範囲である。

本発明に係る方法の更に好ましい実施態様において、吸引又は真空手段のための空気入り口の空気速度は、逆向きの移動下地の速度値の２倍を超え、より好ましくはブレード又は空気シールドに対して１２０ｍ／ｓを超え、約２００ｍ／ｓまでである。

好ましい実施態様において、動的湿潤ラインの近くに供給される空気の量は、未塗布下地とブレード又は空気シールドとの間の約１ｍｍのギャップにおいて下地幅ｍ当たり約６０〜８０ ｌ／ｓである。

本発明の方法の別の好ましい実施態様において、供給空気量は、自由落下カーテンの境界層中に同伴される空気の量の概ね２〜２０倍、より好ましくは約５〜１２倍、更に好ましくは８〜１０倍の範囲である。

本発明の更に好ましい実施態様において、本発明方法は、コーティングカーテンの上流側に設けられたチャンバーと周囲空気との間の通路に空気流センサーを設け、且つ周囲空気とコーティングカーテンの上流側との間で測定される空気流の出力に応じて動的湿潤ラインの近傍に供給される空気の量をゼロに制御することを含む。

本発明に係る装置は、紙ウェブのような、塗布すべき下地をフローコーター（curtain coater）を通して移動させる手段を含み、コーティング液の自由落下カーテンを供給する液体コーティング供給手段、好ましくはホッパー手段；前記下地とブレード又は空気シールドとの間に小さいギャプを形成するブレード又は空気シールド手段；液体コーティングカーテンが下地に衝突する動的湿潤ラインの領域に第１空気流を供給する、下地の幅ほぼ全体に広がる第１空気供給開口部；並びに下地とブレード又は空気シールドとの間のギャップから空気を除去するように配置された、ブレード又は空気シールドに接続された吸引又は真空提供手段を具備する集成装置を含んでなり、この集成装置は、前記湿潤ラインの近傍に空気供給出口がある第２空気供給流を含む。

前記集成装置は、好ましくは、コーティングカーテン領域のほとんどに衝突することなく、供給空気流を動的湿潤ラインの方向に向けるガイド部材を含む。

本発明の好ましい実施態様において、ホッパー手段は、バッキングローラーのほぼ上方に位置し、ブレード又は空気シールド手段はバッキングローラーの近くに配置される。

より好ましくは、空気チャンバーは、下地の移動方向に関してコーティングカーテンの上流側であって、ガイド部材とホッパー手段との間に配置し、空気チャンバーは更に、チャンバーを周囲空気空間と接続する開口部を含む。

好ましくは、フローセンサーは、チャンバーと周囲空気とを連絡させる開口部内に配列し、空気供給手段を制御する制御手段に空気流信号を送り、それによって、空気流センサーによって検知される空気量がゼロに向かうように動的湿潤線の近傍に供給される空気の量を制御する。

本発明の好ましい実施態様において、空気シールドの上流端は、空気シールドと下地との間のギャップ中に及び／又は空気シールドの両側の、コ−ティングカーテンに面する空気シールドの末端近くにラビリンス式シーリングを含む。

図１は、先行技術から知られているフローコーターの主要部分であって、本発明に係る改良方法及び装置に一般的に関連した部分を示す。従来型のフローコーターは、塗布すべき下地として、分離シート又は連続ウェブ１２を前進させるための、好ましくはバッキングローラー１０の形態の手段を有する。ウェブ１２は、紙であることができ、バッキングローラー１０に沿ってフローコーターの中を通って前進させる。液体コーティング供給手段としてのホッパー手段１４は、バッキングローラー１０のほぼ上方に配置する。種々の形態のホッパー手段１４が知られ、一般には、リッド（lid）２０又は任意の他の適当な手段の上を前進させ、距離ｈから下方へ自由落下するコーティング液１８のカーテン１６を供給する。ホッパー手段１４の代わりに、コーティング液を供給する任意の他の手段、即ちスロットダイ又はカーテンダイも使用できる。

コーティングカーテン１６は、重力によってバッキングローラー１０上の下地１２に向かって移動し、下地１２の移動方向にほぼ垂直な線２２に沿って下地ウェブ１２に衝突する。ライン２２は、リッド２０のほぼ下方にあるが、動いている場合には下地ウェブ１２に対して移動するので、動的湿潤ライン（dynamic wetting line）２２と称される。

本発明については、下地ウェブ１２が未塗布の方向に向いている、動的湿潤ライン２２に到達する前のフローコーターの領域を、「上流」と称し、下地ウェブ１２が動的湿潤ライン２２において塗布された後に位置する領域を「下流」と称する。

図２は、先行技術からのより精巧な集成装置を図示する。この集成装置は、コーティング液１８のいくつかの供給源２４から供給される多層コーティングフィルムを供給するホッパー手段１４を具備している。空気シールド手段２６は、バッキングローラー１０と、塗布すべき下地ウェブ１２の表面に密閉されるコーティングカーテン１６に隣接して設ける。この先行技術の集成装置においては、下地ウェブ１２に同伴される、矢印２８で示される境界空気層と、カーテン１６に沿って流れる、矢印３０で示される空気流それぞれに専用の空気入り口が、真空源３２及び３４に設けられている。

図示したフローコーター集成装置は、空気流３０を供給する開口部及び過剰の空気を環境に排出する開口部を有するハウジング中に密閉される。フローコーターの封入は、周囲空気流よって引き起こされるコーティングカーテン１６上の衝撃を減少させるのに望ましい。

図３は、フローコーターの動的湿潤ライン２２近辺の空気シールド手段２６の集成装置を図示する。小さいギャップ３６が、空気シールド２６とバッキングローラー１０上の下地１２との間に設けられる。コーティングカーテン１６に面する空気シールド２６の先端３８の近くに、ギャップ３６を、境界空気層を減少させるためにウェブ下地１２に同伴された空気を抽出する真空ポンプ３２に接続する空気入り口５０が配置される。

更に、第１空気流が、空気供給手段４０によって、チャンネル４２を通して、概ね、下端のウェブ表面１２から上端のホッパー手段１４のリッド２０までのカーテン１６の上流側に形成されたチャンバー４４中に供給される。矢印４６によって示される第１供給空気流は、カーテン１６の落下方向に沿って移動する空気流を供給して、チャンバー４４内における渦又は循環フローパターン４８の形成を妨げることによって、コーティングカーテン１６の乱れを減少させるために設けられている。第１空気流４６は、また、真空ポンプ３２によって開口部５０及び真空チャンネル５２を通して排気される。

図４には、本発明に係るフローコーティング装置が断面図として示されている。前述の部分と同一又は同様な部分は、理解しやすくするために同じ参照番号で示してある。ウェブの幅に応じて約２００〜１５００ｍｍの直径を有するバッキングローラー１０は、コーティング下地の連続ウェブ１２、一般には紙を２０〜４０ｍ／ｓの速度で動かす。空気シールド２６は、バッキングローラー１０の上方に配置し、空気シールド２６と下地との間に約１ｍｍの、ことによると０．５〜３ｍｍの範囲の、好ましくは１〜２ｍｍの空気ギャップ３６を形成する。

空気シールド２６の上流領域には、移動するウェブの幅方向に、即ち、空気シールド２６の裏側に平行して伸びるラビリンス式シーリング５４が設けられる。ラビリンス式シーリング５４は、移動するウェブによって同伴される境界空気層２８の除去に関して非常に有効である。これは、このようなラビリンス式シーリングの封止効果のためだけでなく、ラビリンスチャンバー内における渦形成及び空気流の運動エネルギーの減少による圧力及び空気流の速度の変動による境界空気層の破壊のためでもある。同様な集成装置はまた、コーティングカーテン１６に面する空気シールド２６の下流端３８と、空気シールド２６の空気入り口又は吸引開口部５０との間のギャップにおいても有用であることができる。更に、空気シールド２６の２つの側板において、ラビリンスシーリングは、下地又はウェブ１２に対して直角の空気の逃散を防ぐことができる。

湿潤ライン２２及び空気シールド２６の下流端３８の近傍には、空気シールドの下流端３８に向けて第２空気供給流を供給する供給空気出口５６を配置する。コーティングカーテン１６の上流側はガイド部材５８によって遮蔽されて、供給空気源（図示せず）から供給空気マニホールド４２を経て供給された第２供給空気流６０が、自由落下カーテン１６の高さのほとんど全体において自由落下カーテン１６に衝突したり、自由落下カーテン１６を乱したりしないようにする。

空気シールド２６と下地ウェブ１２との間のギャップ３６から空気を排気するために、空気シールド２６の上流ラビリンス式シーリング５４と空気シールド２６の下流端３８との間に配列されたの空気入り口又は吸引開口部５０によって、真空ポンプ（図示せず）を真空空気マニホールド５２に接続させる。真空ポンプは、移動ウェブ１２に同伴された境界空気層からの空気を除去するだけでなく、自由落下カーテン１６に同伴された境界空気層及び空気シールド２６の空気供給開口部５６を通して供給された第２空気流６０を除去することもできる。

空気チャンバー４４は、コーティングカーテン１６の上流の、空気シールド２６のガイド部材５８とホッパー手段１４との間に設ける。チャンバー４４は、ホッパー手段１４と空気シールド２６との間に開口部６２を有し、チャンバー４４と周囲空間との間において第１空気供給流として空気の自由流れを可能にする。一般に、チャンバー４４内の周囲空気圧をコーティングカーテン１６の下流側と同じ空気圧に保持し、それによって、カーテン１６が吹き飛ばされたり、引き戻されたりするのを防ぐのが望ましい。

開口部６２の内側には、周囲空間からチャンバー４４又はチャンバー４４から周囲空間への任意の空気流を検知するために空気流センサー６４を配置する。検知された空気流に対応する信号がセンサー６４から制御手段（図示せず）に送られ、空気供給手段、従って、動的湿潤ライン２２に向かう供給空気流６０を制御する。空気シールド２６の下流端領域３８におけるギャップ３６が固定された形状であるため、供給空気流６０の変動はチャンバー４４内の空気圧を上昇又は低下させ、従って、センサー６４のゼロ空気流信号へ向かう空気流の制御は、カーテン１６の上流側に目立った空気流を形成することなく、周囲空気圧へのチャンバー４４内空気圧の制御を実現し、その結果、コーティングカーテン１６の乱れが防がれる。

空気シールド２６及び供給空気システムの設計は、空気シールド２６の下流端３８からウェブ１２の移動方向に逆らって、空気シールド２６の吸引開口部５２に向かってギャップ３６内に非常に速い空気流速度が得られるように行なわれる。好ましい運転条件下において、ギャップ３６内の空気速度はウェブ１２の移動速度の数字の少なくとも２倍であり、好ましくは約２００ｍ／ｓ以下の可能な限り速い速度である。

開口部６２が周囲空間へのチャンバー４４の唯一の実際的接続となるようにチャンバー４４を本質的にシールするために、図５に示すように、側板６６をカーテンコーターの両側に設け、チャンバー４４，空気シールド２６、及びホッパー手段１４の少なくとも一部がウェブ１２の移動方向に垂直な方向で覆われて、前述のような正常運転を可能にする。

ウェブ幅が約５７０ｍｍ、空気シールド２６と下地１２との間のギャップ３６が約１ｍｍ且つ下地ウェブ１２の移動速度が２０〜４０ｍ／ｓである場合には、約４０ ｌ／ｓの量で供給空気流６０を供給し且つ真空ポンプによって約５１ ｌ／ｓで空気流を除去することより、下地ウェブ１２と自由落下コーティングカーテン１６に同伴された境界空気層が約１２５ｍ／ｓのギャップ３６中空気速度で除去すると、従って、実際には境界空気層をできるだけ少なくなるように除去すると、優れた結果が得られることがわかった。

フローコーティングのためにこれまで使用されているコーティング速度をかなり上回るコーティング速度において優れたコーティング結果が得られる他に、本発明に係る方法及び装置は、複雑且つ精巧な制御手段を必要とせずに、優れた運転挙動を実現し、従って、使用がはるかに容易であり、先行技術に比べて信頼性が高いだけでなく、コストパーフォマンスがはるかに高いと考えられる。

本発明を好ましい態様について説明してきたが、本発明はこの開示の精神及び範囲内で更に変更を加えることができる。従って、本発明は、本発明の一般原則を用いた本発明の変形（例えば、カーテンの下流側の封入）、使用、又は応用を全て網羅するものとする。更に、本発明は、本発明に関する「請求の範囲」の範囲に含まれる、本発明が関連する技術分野における周知の又は従来通りのやり方の範囲内の、本発明の開示からの逸脱も網羅するものとする。

先行技術から知られているフローコーター集成装置の概略を示す略図である。 自由落下コーティングカーテンに沿った低速の層流空気流並びにカーテンに同伴される空気及び下地に同伴される空気それぞれに専用の真空源が設けられたフローコーター集成装置の略図である。 コーティングカーテン近くのエアサプライ及び真空源を具備するフローコーター空気シールド集成装置の略断面図である。 本発明の好ましい実施態様に係る改良フローコーティング装置の略断面図である。 本発明の一実施態様のフローコーター集成装置の簡易斜視図である。

Claims (16)

1. 紙ウェブのような移動下地をフローコーティングする方法であって、
   前記下地を、動的湿潤ラインにおいて前記下地に衝突する自由落下カーテンの形態で単層又は多層の液体コーティングを供給する液体コーティング供給手段及び前記下地の移動方向に対して前記動的湿潤ラインの上流に位置するブレード又は空気シールドの下側を、移動させ、
   前記下地の上のコーティングカーテンの動的湿潤ラインを、前記下地の移動方向にほぼ垂直方向に、向け、
   前記下地の移動方向に対する前側及び後側において、コーティングカーテンの主要部分に実質的に同じ空気圧を与え、
   前記湿潤ラインの上流に第１供給空気流を供給して、前記供給空気流を自由落下カーテンに沿って相当の長さにわたって流し、そして
   前記下地及びその下地に同伴される境界空気層の移動方向と逆向きに動的湿潤ライン近くの空気が移動するように、前記供給空気流の上流の位置から空気を排気することを含んでなり、更に、
   コーティングカーテンの上流側に設けられたチャンバーと周囲空気との間の通路中に空気流センサーを設け、周囲空気とコーティングカーテンの上流側との間で測定された空気流の出力に応じて、動的湿潤線の近傍に供給される空気の量をゼロに制御する、
   前記湿潤ラインの近傍に第２供給空気を供給することを特徴とするフローコーティング方法。
2. 前記液体コーティング供給手段としてホッパー手段を用いる請求項１に記載の方法。
3. 空気シールドの下流端と空気シールドの吸引開口部との間のギャップにおける前記第２供給の速度が下地の移動速度よりも速い請求項１に記載の方法。
4. 前記の第２供給空気の速度が下地の移動速度の２倍より大きい請求項１に記載の方法。
5. 下地の移動速度が１０００ｍ／分より大きい請求項１に記載の方法。
6. 下地の移動速度が１２００〜３０００ｍ／分の範囲である請求項１に記載の方法。
7. 第２空気供給の空気速度が、反対向きに移動する下地の速度値の２倍より速く、より好ましくはブレード又は空気シールドに関して１２０ｍ／ｓを超え、２００ｍ／ｓまでである請求項１に記載の方法。
8. 動的湿潤線の近くに供給される空気の量が前記ブレード又は空気シールドと下地との間のギャップにおいて下地１ｍ当たり６０〜８０ ｌ／ｓであり、未塗布下地と前記ブレード又は空気シールドとの間のギャップが１ｍｍである請求項１に記載の方法。
9. 供給空気量が、自由落下カーテンの境界層において同伴される空気の量の２〜２０倍である請求項１に記載の方法。
10. 供給空気量が、自由落下カーテンの境界層において同伴される空気の量の８〜１０倍の範囲である請求項９に記載の方法。
11. 紙ウェブのような、塗布すべき下地をフローコーターを通して移動させるための手段を有する装置であって、
    コーティング液の自由落下カーテンを供給する液体コーティング供給手段、
    前記下地とブレード又は空気シールドとの間に小さいギャプを形成するブレード又は空気シールド手段、
    液体コーティングカーテンが下地に衝突する動的湿潤ラインの領域に第１空気流を供給する、下地の幅ほぼ全体に広がる第１空気供給開口部、並びに
    下地とブレード又は空気シールドとの間のギャップから空気を除去するように配置された、ブレード又は空気シールドに接続された吸引又は真空提供手段を具備する集成装置を含んでなり、
    空気チャンバーが、下地の移動方向に対して空気コーティングカーテンの上流側であって、前記ガイド部材と前記ホッパー手段との間に配置され、第１空気供給のために前記チャンバーを周囲空気空間と連絡する第１空気供給開口部を更に含み、
    チャンバーを周囲空気と連絡する第１空気供給開口部内に空気流センサーが配置され、空気流信号が制御手段に送られ、空気供給手段が制御されることによって、動的湿潤ラインの近傍に供給される空気量を、前記空気流センサーによって感知される空気流をゼロに向けるように、制御する、
    前記集成装置が前記湿潤ラインの近傍の空気供給出口がある第２空気供給流を含むことを特徴とする装置。
12. 前記液体コーティング供給手段がホッパー手段である請求項１１に記載の装置。
13. 前記集成装置が、前記の第２供給空気流を湿潤ラインの方向に向けるガイド部材を含む請求項１１に記載の装置。
14. 前記ホッパー手段がバッキングローラーのほぼ上方に配置され、前記ブレード又は空気シールド手段が前記バッキングローラーの近くに配置される請求項１２に記載の装置。
15. 空気シールドの上流端及び／又は下流端が、空気シールドと下地との間のギャップ内に、ラビリンス式シーリングを含む請求項１１に記載の装置。
16. 空気シールドの両側のコーティングカーテンに面する空気シールドの末端近くに、ラビリンス式シーリングを配置した請求項１１に記載の装置。

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