JP4897823B2 - 繊維ウェブを塗装するために使用するカラー塗料を処理し塗装装置に供給する方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維ウェブを塗装するために使用するカラー塗料を処理し塗装装置に供給する方法に関する。

当該処理産業分野において、空気のような気体と、液体と、処理に使用される成分とを混合する場合、いくつかの問題を生じる。特に、紙又は同様な繊維ウェブに塗装を施す場合、カラー塗料中のガス及び気泡が塗装される紙の表面をカラー塗料中のガス及び気泡は塗装する紙の表面を荒くする結果をもたらし、塗料が全くない領域でさえも、そのような結果をもたらす。この問題はある種の色では他の色よりもより大きな問題となり、特に、他よりも多量のガスを蓄積するカラー塗料ではより大きな問題となる。例えば、タルクを含むカラー塗料は代表的にはタルクの性質により多量のガスを含んでいる。この問題の重要性は更に使用される塗装方法により影響される。例えば、カーテンコーティングにおいては、塗料のガス含有量は多くて０−０．２５体積％である。そうでないと、拘束されたガスは、紙や板のような塗装される材料において塗装されない領域を形成することになる。

多層カーテンコー手イングにおいては、脱ガスの重要性が更に大きくなる。従って、例えば、もし、３又は４の塗膜層が存在すれば、各層を形成するのに使用される塗料は出来るだけ注意深く脱ガスがなされなければならない。

カラー塗料中に混合又は溶解しているガスを除去するために、例えば、種々の真空脱ガス器が開発され、これらには真空容器の内部に設けられた回転ドラムを備える実例があり、このドラム内に塗料が供給されると、塗料が遠心力によりドラムの内壁を上昇し、ドラムから放出され、薄いフィルムが真空容器の内壁に衝突する。この従来の真空脱ガス器の持つ問題は、脱ガスの効率が不十分で、特に、粘性の高い材料において問題がある。これは、高い粘性のカラー塗料中に含まれる少量の気泡が、絶対圧の下の、高い真空度の下でさえ、その特有の上昇速度により、破壊又は消滅するのに十分な程度に大きくならないという事実によるものである。

真空度を高めることによりこの問題を取り除く試みがなされてきたが、その結果として、カラー塗料中に使用されている溶媒、例えば水、が容易に極度に蒸発し、その結果、カラー塗料の固体含有濃度が増加することとなる。使用される他の方法は、処理時間を増加することであるが、その場合、脱ガス器の運転容量が減少し、このことはより多くの脱ガス器を必要とするか、或いは規模を大きくする必要がある。

この問題の一つの解決法が本出願人により先行出願FI 20055713に示されており、ここでは、脱ガス装置に向かう塗料の流れに振動運動が与えられ、脱ガス装置に供給される塗料中でガス濃度を減少させ、及び/又は気泡を集積させ、又は気泡のサイズを大きくするようにした方法と装置が開示されている。この振動周波数は好ましくは16から60KHzの範囲内であり、この周波数は塗料中の気泡を大きくし、それによって、例えば真空作動脱ガス装置によって容易に除去し、或いは十分に大きくして破裂させることを可能とする。振動による処理により、脱ガスの効率は既知の脱ガス装置のみを使用する場合と較べて顕著に増加する。この振動の処理の作用は超音波周波数より低い周波数においても目に見えて起きる。塗料への振動の付与は標準大気圧の下でも、それより低圧の下でも、或いは高圧の下でもよい。

この問題の他の解決法は先行する本出願人による出願FI20055704に示されており、ここでは二つの分離した室が設けられた脱ガス装置を使用するもので、一つの装置を使用して二つの異なる段階で脱ガスが行われるようしている。この装置は、内部を真空にするための手段に接続された第１容器部分、この第１容器部分に塗料を供給する手段、第１容器部分で塗料を脱ガスする手段及び第1容器部分から塗料を送出する手段、及び内部を真空にするための手段に接続された第２容器部分、第２容器部分に塗料を供給する手段、第２容器部分内で塗料を脱ガスする手段及び第２容器部分から塗料を送出する手段を備え、塗料は、先ず第１容器部分に供給され、ここで第1の脱ガスが行われ、次に第１容器部分から第２容器部分に送られ、ここで第２の脱ガスが行われる。

好ましくは、絶対圧で略1KPa−15KPaの圧力が真空容器部分に与えられる。もし、これ以上容器内の圧力が低いと、このことは、塗料中の溶媒の蒸発点が下がり、脱ガスをした結果、塗料の品質を悪くすることを意味する。一方、容器内でより高い圧力が加わると、このことは、カラー塗料中の気泡を大きくして真空手段によって除去するのに十分な大きさに必ずしもならない。真空容器中では絶対圧で約3KPa−15KPaの圧力を与えることが好ましい。使用される絶対圧の下限値を上げることは脱ガス中にカラー塗料が蒸発することができないようになることをより良く保証する。この解決法により、高い効率で、カラー塗料中に含まれるガスが迅速に除去され、また多量のカラー塗料から十分に除去することができる。

前述のすでに示された解決法はカラー塗料を効果的に脱ガスすることができ有用である。しかしながら、先行技術の解決法においては、脱ガスの工程は、通常は塗装装置にカラー塗料を送る直前に行われ、脱ガスの能力が塗装装置に送られる量に従って変化するという問題を起こし、このことは脱ガス装置の動作が不安定となり、また、種々のガス含量を持つカラー塗料を生み出すことを意味する。このことは、繊維ウェブ上に形成する最終的塗装に望ましくない気泡をもたらすということになる。図１はこの種の従来の形式の装置を模式的に示し、カラー塗料が生産ラインから供給タンク１に送られ、その後、例えば供給ポンプ６Aによって、好ましくは真空動作装置３を持つ脱ガス処理部２に送られる。脱ガス処理部２から、処理されたカラー塗料は、例えば供給ポンプ２Bによって塗装装置５に送られ、塗装が施される繊維ウェブの表面に供給される。脱ガス処理部２に供給されるカラー塗料の量は、塗装装置５によって所定の時間内に要求される量に依存する。

したがって、本発明の目的は、塗装装置に供給するカラー塗料中のガス含有量が変動することを避けることができる方法と装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明による方法は、カラー塗料の生産工程からのカラー塗料は貯蔵タンクに送られ、そこから脱ガス装置に取り出され、そこから、更にカラー塗料供給タンクに送るようにしたことを特徴とする方法にある。

本発明の方法によれば、カラー塗料は一定の供給割合で脱ガス処理部に供給され、この供給割合は、例えば、塗装に必要な量の０から約５０％だけ多く、余剰の塗料は脱ガス処理部より前にある貯蔵タンクに戻される。この供給割合は好ましくは塗装に必要とされる量の５から１５％多い値である。

脱ガス処理部から、脱ガスされたカラー塗料は再び一定の供給割合で塗装装置に設けられている供給タンクに供給され、そのときのカラー塗料の供給タンクには各時点で塗装装置が必要とする量のみが供給され、余剰の塗料は貯蔵タンクに戻される。従来の解決法においては、塗装装置はそれ自体は供給タンクを持ってなく、このことは脱ガス装置に送られるカラー塗料の量は各時点における塗装装置によって必要とされるカラー塗料の量に依存していた。本発明によれば、塗装装置が自身の供給タンクを持っており、脱ガス処理部とカラー塗料供給タンクへのカラー塗料の供給は一定量で行われ、脱ガス処理部において安定した条件を与え、したがって、脱ガスに関しては均一の品質のカラー塗料の製造が可能となる。一定の供給割合で脱ガス処理部から放出されるカラー塗料は、カラー塗料からのガスの放出のため、典型的には脱ガス処理部に入るカラー塗料の流量より少なくなる。また、塗装装置では、塗装工程からの余剰のカラー塗料が、マシンサイクルの替わりに脱ガス処理部前の貯蔵タンクに好適に戻される。

本発明による更なる好ましい形態は従属クレーム２から１１に示される。

次に、本発明に関連する装置は、カラー塗料生産装置から貯蔵タンクに供給する手段と、カラー塗料を脱ガス装置へ供給する手段と、カラー塗料を脱ガス処理部から塗装装置に関連して設けられた供給タンクに更に供給する手段を有する。

本発明は以下に図面を参照してより詳細に説明される。

図１は、従来のカラー塗料を脱ガスするための装置と塗装装置への供給法を模式的に示す図であり、
図２は、本発明によるカラー塗料を脱ガスするための装置と塗装装置への供給法を模式的に示す図である。

図2は本発明による装置を単に模式的に示すものであり、カラー塗料製造工程からのカラー塗料が、先ず、貯蔵タンク１に送られ、そこからポンプ６Aにより脱ガス処理部２に送られるが、本実施例ではその前に予備処理工程７が設けられている。この予備処理工程は、例えば、カラー塗料の加熱、冷却、或いは濾過、予備脱ガス、超音波処理又はこれらの組み合わせのような処理を含むことができる。脱ガス処理部２は、好ましくは、真空の利用に基づくものであり、例えば、本出願人による先行の出願FI 20055704に開示されているような１又は複数の工程を含み、前記出願では、それぞれが一つの装置を使用する二つの異なる工程で脱ガスが行われるような二つ異なる容器を有する真空作動脱ガス装置が使用される。

脱ガス処理部の後、カラー塗料はポンプ６Bにより塗装装置５のタンク４に供給され、そころからポンプ６Cにより繊維ウェブに塗布するために塗装装置に供給される。示されている装置では、ポンプ６Cの後に濾過手段９が位置し、この濾過手段は既知のどのような形式のものでもよい。

この装置は更に、例えば、脱ガス装置から放出されるガス濃度を測定するオンライン測定装置８を使用しており、これにより、例えば、装置の始動に際して、カラー塗料が許容される下限値から外れたガス濃度を持つカラー塗料が供給タンク４に入ることを阻止し、これが貯蔵タンクに戻されるが、このことは、カラー塗料は、必要な場合は、供給タンク４に供給される前に、脱ガス装置２を経由して何度も再循環されることを意味する。オンライン測定装置８は、例えば、脱ガス処理部から出るカラー塗料の密度を測定する手段を含むことができ、測定される密度のデータは、例えば、カラー塗料中のガスの濃度を間接的に決定することを可能とする。密度測定は、例えば、作動圧力測定として行うことができる。このオンライン測定装置は、また、例えば、音波或いは超音波を使用するガス濃度の測定も含んでもよく、密度測定に基づく間接的なガス濃度に替えて使用することができる。

カラー塗料を供給タンク４の替わりに貯蔵タンクに戻す手段は適当なバルブ手段（図示せず）でよく、脱ガス処理部２から供給される余剰のカラー塗料を通常の操作により貯蔵タンク１に戻される。

本装置の通常の操作の間では、カラー塗料は貯蔵タンク１から一定の割合でポンプ６Aにより脱ガス処理部２に供給される。これは脱ガス装置の動作を安定させ、より均一な最終結果を与える。脱ガス処理部からは同様に脱ガスされたカラー塗料が一定の割合でポンプ６Bによってカラー塗料供給タンク４に供給される。供給タンク４は、例えば、液面計を備え、それにより得られるデータに基づき、各時点において必要とされる量のカラー塗料が供給タンクに導入され、余剰のカラー塗料が貯蔵タンク１に戻される。脱ガス処理部からのカラー塗料の供給割合は好ましくは塗装に必要とされる量より０から５０％以上多いことが好ましい。

本発明による解決法は２又はそれ以上の塗装ヘッド用の集積脱ガス装置としてもまた実現でき、その場合は、カラー塗料を脱ガス装置２から塗装ヘッドに供給するために個別のポンプ６Ｂを設けるか、或いはポンプ６Bを全ての塗装ヘッドで共有し、カラー塗料を一定割合で供給するようにし、これにより、各時点で必要とされる量のカラー塗料を各塗装ヘッドに供給し、また残りを共通の貯蔵タンク１に戻すようにすることも可能である。

従来のカラー塗料を脱ガスするための装置と塗装装置への供給法を模式的に示す図である。 本発明によるカラー塗料を脱ガスするための装置と塗装装置への供給法を模式的に示す図である。

Claims (13)

1. カラー塗料の製造部からのカラー塗料が貯蔵タンクに供給され、前記カラー塗料は貯蔵タンクより脱ガス処理部に供給される、繊維ウェブを塗装するために用いられるカラー塗料を処理し塗装装置に供給するための方法において、
   前記カラー塗料は前記貯蔵タンクより前記脱ガス処理部に一定の供給割合で供給され、前記カラー塗料は脱ガス処理部より更に塗装装置の供給タンクに送出され、前記カラー塗料は、前記供給タンクより塗布装置にポンプを介して供給されることを特徴とする方法。
2. 塗装に必要とされるカラー塗料の量の０から５０％多い量のカラー塗料が脱ガス処理部に供給され、これにより余剰分は塗装装置の供給タンクを通過して脱ガス工程より前の貯蔵タンクに戻されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 塗装装置における塗装工程からの余剰のカラー塗料は脱ガス処理部より前に位置する貯蔵タンクに戻されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. カラー塗料の密度がオンライン測定により測定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. オンライン測定が脱ガス処理部から放出されるカラー塗料のガス濃度を測定するために使用され、許容される下限値から外れたガス濃度を持つカラー塗料が供給タンクに入ることを防ぐ手段をもつことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記測定におけるガス濃度の測定に音波又は超音波が使用されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 脱ガスは、一又は複数の工程で行われることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 脱ガスは、真空を用いて行われることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 脱ガス処理部は、カラー塗料の加熱又は冷却、カラー塗料の濾過、予備的脱ガス工程、超音波による処理、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される一又は複数の予備処理工程を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の方法。
10. カラー塗料は脱ガス処理部から一又は複数の塗装ヘッドに供給されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
11. カラー塗料の製造部からカラー塗料を貯蔵タンクに供給する手段と、カラー塗料を脱ガス処理部に供給する手段を備える繊維ウェブを塗装するために用いられるカラー塗料を処理し塗装装置に供給するための装置であって、
    前記カラー塗料を一定の供給割合で前記脱ガス処理部に供給する手段と、カラー塗料を脱ガス処理部から塗装装置に関連して設けられた供給タンクに更に供給する手段と、前記供給タンクに供給されたカラー塗料を前記塗布装置に供給する供給手段を有することを特徴とする装置。
12. 密度及び/又はガス濃度を測定するためのオンライン測定手段を脱ガス処理部の後に備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. カラー塗料の加熱又は冷却手段、カラー塗料の濾過手段、予備脱ガス手段、超音波装置及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるカラー塗料の予備処理手段を脱ガス処理部の前に有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。

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