JP7018058B2 - スプレーノズル装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプレーチャンバを通り抜けるウェブまたはストリップなどの一片の材料に流体をスプレーするスプレーノズル装置に関する。

生産現場では、織物、紙、木材、プラスチックまたは異なる種類の流体などの製造材料が、異なる性質を得るために、材料を処理するのに使用される。材料のウェブは、プロセスで異なるステーションを通り抜けることが多い。共通の方法は、スプレーする、浸す、または表面に流体を適用する回転ディスクを使用することであり、表面で流体は材料に所望の性質を提供する。流体が材料に提供する性質は、材料を軟化させるまたは接着剤を付けるために難燃性、撥水性、および防泥性のいずれでもよい。今日使用されるスプレー装置に関する問題は、スプレー結果が、ウェブのスプレーした表面にわたって均一でないことである。ノズルのスプレーパターンは、互いに重なり合うことが多く、１つの領域が隣接する領域よりも多く流体がスプレーされるスプレーパターンを提供する。

特許文献１は、一様な結果を実現するために、スプレーノズルが、スプレーされる表面を横切って進む、装置を記載している。特許文献２は、複数のノズルが一列に並べて置かれている、より一般的な設計を開示している。これらの２つの公知の装置は、しかしながら、一様でないスプレー結果の問題に対する解決策を提供しない。スプレー装置が今日時々直面する他の問題は、水および化学物質の両方の多過ぎる消費である。

欧州特許公開公報第０３２３３１６Ａ２ 米国特許公開公報第５５４７１２９Ａ

本発明の目的は、従来技術に対する改良を提供することである。この目的は、添付の独立請求項に定められる技術によって達成される。ある実施形態は、関連する従属請求項に記載される。

第１態様では、ウェブまたはストリップなどの一片の材料に流体をスプレーする装置が提供され、その装置は、材料が通り抜けるチャンバと、複数のバルブとを備え、複数のバルブは、チャンバ内に配置され、材料に流体をスプレーするように構成される。それぞれのバルブは、スプレーノズルを有し、それぞれのスプレーノズルが、軸に沿って延びる細長い開口を備える。複数のバルブの少なくとも２つが、それぞれのバルブの中心点を通過する共通の軸上に間隔を置いて配置される。開口の軸が、共通の軸に関して傾斜している。この装置は、傾斜したスプレーパターンを作り出すことができ、それは、すでに実現しているものよりも良好なおよび連続した結果を提供する。

それぞれのバルブは、長手方向軸を備えてよく、長手方向軸および対応するノズルの軸が、共通の軸に関して傾斜する平面にわたる。

実施形態では、開口のそれぞれの軸および／またはそれぞれの平面の傾斜は、共通の軸に関して１０°から８０°の間にある。実用試験は、この範囲の傾斜がスプレーパターンを向上させることを示している。

好ましい実施形態では、開口のそれぞれの軸および／またはそれぞれの平面の傾斜は、共通の軸に関して約３０°である。

別の好ましい実施形態では、開口のそれぞれの軸および／または装置のそれぞれの平面は、同じ傾斜角度を有する。

さらに、バルブは、好ましくは、互いに隣り合って配置され、材料上で主なスプレーパターンを作り出し、それぞれのノズルによって作り出されるスプレーパターンは、材料がチャンバを通るときに少なくとも隣り合うスプレーパターンと重なり合う。これは、隣り合うノズルが、動作していないノズルの領域をカバーすることができ、所望のスプレー結果を依然として得ることができるので、有利である。

実施形態では、装置は、前記の共通の軸上で互いに隣り合って配置された複数のバルブを有する流体アプリケーターを備える。好ましくは、少なくとも４つの整列したバルブがある。

さらに、材料の第１側に流体をスプレーするように構成された、チャンバの第１チャンバ部分の第１側に互いに隣り合って配置された複数のバルブと、材料の第２側に流体をスプレーするように構成された、チャンバの第２チャンバ部分の第２側に互いに隣り合って配置された複数のバルブとが、提供され得る。この設計によって、所望のスプレーパターンを、材料の両側で実現することができる。

好ましい実施形態では、バルブは、同時に動作するように構成される。これは、さらに良好でより均一なスプレー結果を与えることを、実験が示している。

第２態様では、ウェブまたはストリップなどの一片の材料に流体をスプレーする装置が提供され、その装置は、材料が通り抜けるチャンバと、材料に流体をスプレーするように構成されたアプリケーターとを、有する。アプリケーターは、チャンバ内に配置された少なくとも第１および第２バルブを含み、それぞれのバルブが長手方向軸を有し、それぞれのバルブがスプレーノズルを含む。それぞれのスプレーノズルは、軸に沿って延びる細長い開口を有し、バルブの長手方向軸と対応するノズルの軸とは、平面にわたる。少なくとも第１および第２バルブは、それぞれの第１および第２バルブの中心点を通過する共通の軸上に間隔を置いて配置され、平面は、共通の軸に関して傾斜している。上記の全ての特徴は、この第２態様に同様に適用され得る。

第３態様では、細長い入口と細長い出口との間の細長いチャンバを通り抜ける一片の材料に流体をスプレーする装置が提供され、細長い入口と細長い出口との間に、第１または中心平面が形成される。スプレーチャンバは、複数のスプレーノズルを備え、それは、チャンバの少なくとも１つの内壁に配置され、それは、細長いチャンバの中心軸に平行に整列している。それぞれのスプレーノズルは、細長いスプレー開口を有し、それは、中心平面に向かってスプレー方向に流体をスプレーするように構成される。それぞれの細長いスプレー開口は、スプレー方向に第２平面、すなわちチャンバの中心平面に関して傾斜しているスプレー平面を、定める。これは、傾斜または可傾角度が、材料供給平面にある、第１平面と第２平面との交差部の第１平面と第２平面との間に形成されることを、意味する。この傾斜角度は、１０から８０°、好ましくは約３０°の範囲内にある。好ましい実施形態では、チャンバの対向する内壁に整列して配置された傾斜したスプレーノズルの２つのセットがあり、それは、チャンバを通過する材料のどちらの側にもある。これによって、材料は、両側で傾斜したスプレーパターンでスプレーされる。

本発明の第４態様では、上記の装置を有するスプレーユニットが提供される。

発明の実施形態は、発明概念がどのように実行されるかについての非限定的例を示す添付図面を参照して、以下でさらに詳しく記載される。

本発明の実施形態によるスプレーユニットの斜視図である。 図１のスプレーユニットの内側の斜視図である。 本発明の実施形態によるスプレーチャンバの内側の斜視図である。 図３のスプレーチャンバの内側の前面図である。 図４の複数のスプレーチャンバの詳細図である。 本発明の実施形態による１２のスプレーノズルを有する主なスプレーパターンの斜視図である。 図６のスプレーパターンの前面図である。 １４のスプレーノズルを有する主なスプレーパターンの上面図である。 発明の実施形態によるスプレーノズルによって作られるスプレーパターンの前面図である。 図９のスプレーパターンの上面図である。

図面に関し、ウェブまたはストリップなどの一片の材料Ｍに流体をスプレーする装置１０が、提示されている。スプレー装置１０は、好ましくは、織物製造プロセス（図示せず）のスプレーユニットの部材であり、織物製造プロセスでは、織物のウェブが、プロセスのそれぞれの部材を通り抜ける。製造プロセスは、この実施形態では、織物材料に関するが、他の実施形態では、紙、木材、金属、プラスチックまたは他の種類などの、他の種類の材料に関する。ウェブまたはストリップである材料Ｍは、ほぼ垂直な方向Ｖでスプレー装置１０を通るが、ウェブが通る方向は、水平または他の好ましい方向でもよい。スプレーされる流体は、防泥性、撥水性、難燃性、または材料を軟化させるまたは所望の接着剤を加えるなどの、異なる性質を材料に提供することができる。

スプレー装置１０は、ウェブＭが通る細長いチャンバ１１を含む。スプレーチャンバ１１は、材料がチャンバ１１に入る入口１２と、ウェブＭがチャンバ１１から出る出口１３とを有する。好ましくは、スプレーチャンバ１１は、２つの同一の、または少なくとも同様のチャンバ部分または半分１１ａ，１１ｂから成り、チャンバ部分または半分１１ａ，１１ｂは、向かい合って位置し、垂直軸ＶＡに沿って入口１２および出口１３によって分けられる。入口１２および出口１３は、チャンバ１０の幅Ｗ１にほぼ沿って、水平に延び、ウェブＭの異なる幅Ｗ２に適した通路を作り出す。

さらに、スプレー装置１０は、ウェブＭの表面に流体を非接触スプレーするように構成されるスプレーアプリケーター１５、供給装置（図示せず）および制御ユニット（図示せず）を、含む。制御ユニットは、供給ユニットを制御し、それが、スプレーアプリケーター１５に所望の量の流体を提供するようになっている。それは、スプレーパターンおよびスプレーアプリケーター１５の動作の仕方も、制御することができる。

スプレーアプリケーター１５は、複数のバルブ１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃを含み、それぞれがスプレーノズル１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有し、バルブ１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃが個々にまたはグループで容易に制御されることができる。スプレーノズル１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有するバルブ１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、それぞれのチャンバ部分１１ａ，１１ｂの側壁２０ａ，２０ｂに共通の軸ＣＡに沿って配置される。スプレーノズル１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、ウェブＭに可変スプレーパターンを作り出すために、共通の軸ＣＡに関してさらに可変である。

図２に示されるように、第１バルブ１６は、バルブ１６の長手方向に長手方向軸Ｖ１を有する。バルブ１６のスプレーノズル１７は、ノズル１７の細長い開口１７’の延在の方向に軸Ｎ１を有する。バルブ１６の長手方向軸Ｖ１と、ノズル１７の軸Ｎ１とは、第１平面Ｐ１にわたる。同様に、隣り合う第２バルブ１６ａは、バルブ１６ａの長手方向に長手方向軸Ｖ２を有し、そのスプレーノズル１７ａは、ノズル１７ａの細長い開口１７ａ’の延在の方向に軸Ｎ２を有する。第２長手方向軸Ｖ２と、第２ノズル軸Ｎ２とは、第２平面Ｐ２にわたる。第１バルブ１６の長手方向軸Ｖ１と、第２バルブ１６ａの長手方向軸Ｖ２とは、平行である。バルブ１６ｂ，１６ｃおよびノズル１７ｂ，１７ｃは、同様に、それら自体の平面にわたる。バルブ１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃの全ての長手方向軸は、平行である。

第１および隣り合う第２バルブ１６，１６ａは、共通の軸ＣＡ，ＣＡ’（それぞれのチャンバ部分１１ａ，１１ｂに１つ）上に位置し、共通の軸ＣＡ，ＣＡ’は、それぞれのバルブ１６，１６ａの中心点ＣＰ１，ＣＰ２を通過する。第１および第２平面Ｐ１，Ｐ２は、共通の軸ＣＡ，ＣＡ’に関してどちらも傾斜している。それぞれの平面Ｐ１，Ｐ２の傾斜は、共通の軸ＣＡ，ＣＡ’に関して１０°から８０°の間であり、好ましい実施形態では２０°から３０°の間である。傾斜αは、ノズル１７，１７ａの長手方向の開口１７’，１７ａ’の延在の方向を変更することによって、変えられ得る。開口１７’，１７ａ’の延在の方向を変更する場合、ノズル１７，１７ａによって作り出されるスプレーパターンＳＰ１，ＳＰ２が変化する。それぞれの平面Ｐ１，Ｐ２の傾斜αは、それぞれのスプレーパターンＳＰ１，ＳＰ２の傾斜に対応する。図６および８は、第１および第２ノズル軸Ｎ１，Ｎ２の投影Ｎ１”，Ｎ２”、およびチャンバを通り抜ける材料Ｍのウェブ上の共通の軸ＣＡの投影ＣＡ”を、示す。第１平面Ｐ１と、第１スプレーパターンＳＰ１の延在の中心を通過する投影されたノズル軸Ｎ１”と、第２平面と、第２スプレーパターンＳＰ２の延在の中心を通過する対応する投影されたノズル軸Ｎ２”も、図６および８に示されている。傾斜αは、スプレーパターン／平面ＳＰ１，ＳＰ２／Ｐ１，Ｐ２と材料Ｍ上の共通の軸ＣＡ”との間に示されている。

２つの平面Ｐ１，Ｐ２の傾斜は、好ましくは、同じであり、２つの長手方向軸Ｖ１，Ｖ２は平行であり、それは、２つの平面Ｐ１，Ｐ２が互いに交差することなく平行であることをもたらす。チャンバ１１の片側の全てのバルブ１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃが共通の軸ＣＡ上に配置される場合、全ての長手方向軸Ｖ１，Ｖ２は平行であり、平面Ｐ１，Ｐ２は全て同じ傾斜を有し、平面Ｐ１，Ｐ２は別の平面Ｐ１，Ｐ２と交差せず、図６－８に示されている主なスプレーパターンＳＰを作り出す。主なスプレーパターンＳＰを変えるために、スプレーノズルの開口の延在の方向を、スプレーパターンの傾斜αを変更するために、変更することが、好ましい。記載されている実施形態では、共通の軸ＣＡ，ＣＡ’，ＣＡ”は、水平軸である。傾斜は、平面Ｐ１，Ｐ２がチャンバ１１を通過するウェブＭの幅Ｗ２によって形成される平面に関して傾くところとして説明されることもできる。

記載されている実施形態では、ウェブＭが通る方向は垂直であるが、代替実施形態では、方向の設定は、水平または他の垂直と水平の間など、別のものであることができる。装置の設定に応じて、記載された軸、方向および平面は、変わり得る。開口１７’，１７ａ’の延在の方向を変える場合、スプレーパターンの異なる傾斜角度をもたらし、スプレーパターンが傾斜を有しない場合の４から５のノズルの代わりに、１メートル当たり１０から２０ものスプレーノズルが可能である。これは均一なスプレーパターンを提供し、それはより一様な結果を提供し、それは１つ以上のスプレーノズルの中断に影響を受けにくい。実用試験は、傾斜したスプレーパターンが、水、化学物質およびエネルギー消費の減少をもたらすことができることも、示している。

スプレー装置１０のそれぞれのスプレーノズル１７は、示されている実施形態では、同じ傾斜角度を有し、それは、試験の後、スプレーパターンが最も均一な最高の結果をもたらした。バルブ１６は、互いに隣り合って配置され、主なスプレーパターンＳＰを作り出し、第１スプレーノズル１７によって形成されるスプレーパターンＳＰ１が、少なくとも隣り合うスプレーノズル１７のスプレーパターンＳＰ２，ＳＰ３と重なり合う。実施形態では（図６－８参照）、１つのスプレーパターンＳＰ１が、次の２つのスプレーパターンＳＰ２，ＳＰ３の領域をカバーする。これは、１つ以上のスプレーノズル１７が故障している場合、有利である。スプレープロセスの結果は、依然として均一であり、許容できる。

記載されている実施形態では、一方のチャンバ部分１１ａの側壁２０ａ上で互いに隣り合う共通の軸ＣＡ上に配置された１４ものスプレーノズル１７がある。２つのチャンバ部分１１ａ，１１ｂは、好ましくは、類似し、従って、他方のチャンバ部分１１ｂの側壁２０ｂ上で互いに隣り合う共通の軸上に配置された１４のスプレーノズル１７もある（図２参照）。いずれの共通の軸も、記載されている実施形態では、水平軸である。これは、スプレーアプリケーター１５がウェブＭの両側にスプレーすることを可能にし、そのウェブＭは、２つのチャンバ部分１１ａ，１１ｂ間を垂直に通る。スプレーノズル１７の数は、当然、例えばチャンバ１１の所望の寸法に応じて、異なってよい。

スプレー装置およびそのスプレーノズルは、あらゆる望ましい方法で動作し得る。例えば、スプレーノズルは、連続スプレー、脈動スプレーで、またはプログラム制御されたスプレーパターンで、動作するように制御され得る。スプレーノズルの開口の延在の方向を変更すること、およびそのスプレーパターンを傾斜させることによって、スプレー装置は、動作するべきであるノズルの数を制御するだけて、基板の異なる幅に適合することができる。従って、可変ノズルを有することによって、所望のスプレー結果にスプレープロセスを適合させることが、より容易である。

ある態様では、チャンバを通り抜けるように配置された、ウェブまたはストリップなどの一片の材料への流体塗布のためのチャンバが設けられてよい。チャンバは、材料への流体塗布のための流体アプリケーター、材料がチャンバに供給される入口、および材料がチャンバを出る出口を、備える。それは、出口通路装置および入口通路装置をさらに含み、出口通路装置は、出口に配置され、チャンバの出口流体シールを形成するように構成され、入口通路装置は、入口に配置され、チャンバの入口流体シールを形成するように構成される（図示せず）。流体チャンバは、空間を定め、その空間は、組み立てた状態で、例えば材料に流体を塗布するプロセス中、流体がチャンバを出ることができないように、シールされる。シールは、好ましくは、入口および出口に配置された細長いシールリップと、チャンバの２つの切妻に配置された切妻シールとを、含むことができる。シールリップは、入口および出口で２つのチャンバ部分間の空間をシールし、切妻シールは、切妻で２つのチャンバ部分間の空間をシールする（図示せず）。

最後に、発明概念が特定の形態に関して上述されたが、本明細書に示された特定の形態に限定するものではない。より正確に言えば、本発明は、添付の請求項によってのみ限定され、特定の上記のもの以外の実施形態もこれらの添付の請求項の範囲内で同様に可能である。

Claims (11)

1. ウェブまたはストリップなどの一片の材料（Ｍ）に流体をスプレーする装置であって、
   前記材料が通るチャンバと、
   複数のバルブであって、前記チャンバ内に配置され、前記材料に流体をスプレーするように構成され、それぞれのバルブがスプレーノズルを備える、複数のバルブと、
   を備え、
   それぞれのスプレーノズルが、軸（Ｎ１，Ｎ２）に沿って延びる細長い開口を備え、
   前記複数のバルブの少なくとも２つが、それぞれのバルブの中心点（ＣＰ１，ＣＰ２）を通過する共通の軸（ＣＡ）上に間隔を置いて配置され、
   前記開口の前記軸が、前記共通の軸（ＣＡ）に関して傾斜（α）し、
   前記バルブが、互いに隣り合って配置され、前記材料上で主なスプレーパターン（ＳＰ）を作り出し、それぞれのノズルによって作り出されるスプレーパターン（ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３）は、前記材料がチャンバを通るときに少なくとも隣り合うスプレーパターン（ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３）と重なり合う、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、それぞれの前記バルブが、長手方向軸（Ｖ１，Ｖ２）を備え、前記長手方向軸および対応するノズルの前記軸（Ｎ１，Ｎ２）が、平面（Ｐ１，Ｐ２）にわたり、前記平面（Ｐ１，Ｐ２）が、前記共通の軸（ＣＡ）に関して傾斜（α）している、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、前記開口のそれぞれ軸（Ｎ１，Ｎ２）および／またはそれぞれの平面（Ｐ１，Ｐ２）の傾斜（α）は、前記共通の軸（ＣＡ）に関して１０°から８０°の間にある、装置。
4. 請求項２または３に記載の装置であって、前記開口のそれぞれ軸（Ｎ１，Ｎ２）および／またはそれぞれの平面（Ｐ１，Ｐ２）の傾斜（α）は、前記共通の軸（ＣＡ）に関して約３０°である、装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の装置であって、前記開口のそれぞれ軸（Ｎ１，Ｎ２）および／または前記装置のそれぞれの平面（Ｐ１，Ｐ２）は、同じ傾斜角度を有する、装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の装置であって、前記共通の軸（ＣＡ）上で互いに隣り合って配置された複数のバルブ、好ましくは少なくとも４つの整列したバルブ、を有する流体アプリケーターを備える、装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の装置であって、前記複数のバルブが、前記材料（Ｍ）の第１側に前記流体をスプレーするように構成された、前記チャンバの第１チャンバ部分の第１側に互いに隣り合って配置され、複数のバルブが、前記材料（Ｍ）の第２側に前記流体をスプレーするように構成された、前記チャンバの第２チャンバ部分の第２側に互いに隣り合って配置される、装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、前記チャンバのそれぞれの側に少なくとも４つのバルブを備える、装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の装置であって、前記共通の軸（ＣＡ）が水平軸である、装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の装置であって、前記バルブが、同時に動作するように構成されている、装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置を備えるスプレーユニット。

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