JP3082095B2 - 薄膜アプリケータ装置 - Google Patents
薄膜アプリケータ装置Info
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/22—Addition to the formed paper
- D21H23/32—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
- D21H23/34—Knife or blade type coaters
- D21H23/36—Knife or blade forming part of the fluid reservoir, e.g. puddle-type trailing blade or short-dwell coaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
- B05C5/027—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
-
- D—TEXTILES; PAPER
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- D21H23/34—Knife or blade type coaters
- D21H23/38—Knife or blade type coaters the fluid material being applied with a special device, e.g. with a roll in a flooded-nip inverted blade coater
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Paper (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般に基体をコーティングする装置に関し、
浸漬時間が短いいわゆるショート・ドウェル・コーティ
ング装置に関する。
浸漬時間が短いいわゆるショート・ドウェル・コーティ
ング装置に関する。
背景技術 紙は製紙機内のストックから繊維を水切りすることに
よって製造された、一般的には木材からのセルロース繊
維である繊維のマットから製造される。紙匹を形成する
繊維は紙の表面仕上げ、または質感に影響を及ぼす。紙
の表面属性は紙をカレンダ加工、または化学処理によっ
て修正することができる。しかし、雑誌で使用され、チ
ラシ広告で印刷される紙のような多くの用途では、所望
の光沢のある白色度が高い仕上げは、紙をコーティング
することによって最良に達成することができる。
よって製造された、一般的には木材からのセルロース繊
維である繊維のマットから製造される。紙匹を形成する
繊維は紙の表面仕上げ、または質感に影響を及ぼす。紙
の表面属性は紙をカレンダ加工、または化学処理によっ
て修正することができる。しかし、雑誌で使用され、チ
ラシ広告で印刷される紙のような多くの用途では、所望
の光沢のある白色度が高い仕上げは、紙をコーティング
することによって最良に達成することができる。
コーティング材料は一般には平坦で密な表面をもたら
す白土、または微粒子の炭化カルシウムと白発色用の二
酸化チタニウムの混合物、および結合剤からなってい
る。コーティングされた紙の重さと等級は、紙の重さと
コーティングの厚さに応じて多様である。
す白土、または微粒子の炭化カルシウムと白発色用の二
酸化チタニウムの混合物、および結合剤からなってい
る。コーティングされた紙の重さと等級は、紙の重さと
コーティングの厚さに応じて多様である。
フラッデッド・ニップ・コータと呼ばれる１つの種類
のコーティング装置は重い等級のコート紙に特に適して
おり、一部をコーティング槽に浸漬したロールを使用す
る。ロールはコーティング薄膜を紙匹の片面に移着す
る。コーティングされた紙匹はコーティング・ロールと
の間にニップを形成するバッキング・ロールに巻回され
る。紙匹はコーティング・ロールと接触した後、バッキ
ング・ロールを通過してメータリング・ブレードに達
し、これは施されたコーティングと接触して、コーティ
ングの全体的な厚さを制御する。
のコーティング装置は重い等級のコート紙に特に適して
おり、一部をコーティング槽に浸漬したロールを使用す
る。ロールはコーティング薄膜を紙匹の片面に移着す
る。コーティングされた紙匹はコーティング・ロールと
の間にニップを形成するバッキング・ロールに巻回され
る。紙匹はコーティング・ロールと接触した後、バッキ
ング・ロールを通過してメータリング・ブレードに達
し、これは施されたコーティングと接触して、コーティ
ングの全体的な厚さを制御する。
機械速度をより高速にできる軽い等級の紙の場合は、
ショート・ドウェル・コーティング装置が開発されてい
る。ショート・ドウェル・コーティング装置はバッキン
グ・ロールに保持されているコーティング材料の池を備
えている。紙匹は池を通ってバッキング・ロールの周囲
を進行する。紙匹が池に滞留する時間が短いので、紙匹
上のコーティング層は比較的薄くなる。
ショート・ドウェル・コーティング装置が開発されてい
る。ショート・ドウェル・コーティング装置はバッキン
グ・ロールに保持されているコーティング材料の池を備
えている。紙匹は池を通ってバッキング・ロールの周囲
を進行する。紙匹が池に滞留する時間が短いので、紙匹
上のコーティング層は比較的薄くなる。
ベロイト・コーポレーション製のBA1500コータとして
知られている改良型のコーティング装置はショート・ド
ウェル・コータと、フラッデッド・ニップ・コータと同
類のワイピング・ブレードとの組合せを採用しており、
広範囲の重さと処理速度の紙においてその実用性が実証
されている。
知られている改良型のコーティング装置はショート・ド
ウェル・コータと、フラッデッド・ニップ・コータと同
類のワイピング・ブレードとの組合せを採用しており、
広範囲の重さと処理速度の紙においてその実用性が実証
されている。
ショート・ドウェル・コーティング装置は軽量の、お
よびその他の等級の紙に液体をコーティングするために
有利に使用できる。ショート・ドウェル・コーティング
装置はコーティング材料の池を使用する。池は給送用空
洞内に形成され、そこには過剰なコーティング材料が給
送される。池は機械の上方向に溢れるように形成される
ことによって、紙匹が池に近づくと、紙匹を溢汪し、こ
れを事前に湿らせる。下流側では、メータリング・ブレ
ードは移動する紙匹に塗布されるコーティング材料の量
を制御する。コーティング材料は池内に給送され、比較
的低速で移動するウェブに対して給送される。しかし、
紙匹と接触すると、コーティング材料は毎秒22.86から3
0.48メーター（毎秒75から100フィート）の速度で移動
する紙匹に付着された境界層内に引き込まれる。高速の
境界層はドクター・ブレードに衝突し、下方の池内に転
回して、池の機械下端と、過剰なコーティング材料が溢
れる池の機械上端のコーティング材料給送装置との間の
循環ゾーンを形成する。紙匹は池に入り、池によって湿
潤されると、紙匹が池を通って移動する際にある程度の
距離だけ池内に侵入する空気の境界層を引込む。
よびその他の等級の紙に液体をコーティングするために
有利に使用できる。ショート・ドウェル・コーティング
装置はコーティング材料の池を使用する。池は給送用空
洞内に形成され、そこには過剰なコーティング材料が給
送される。池は機械の上方向に溢れるように形成される
ことによって、紙匹が池に近づくと、紙匹を溢汪し、こ
れを事前に湿らせる。下流側では、メータリング・ブレ
ードは移動する紙匹に塗布されるコーティング材料の量
を制御する。コーティング材料は池内に給送され、比較
的低速で移動するウェブに対して給送される。しかし、
紙匹と接触すると、コーティング材料は毎秒22.86から3
0.48メーター（毎秒75から100フィート）の速度で移動
する紙匹に付着された境界層内に引き込まれる。高速の
境界層はドクター・ブレードに衝突し、下方の池内に転
回して、池の機械下端と、過剰なコーティング材料が溢
れる池の機械上端のコーティング材料給送装置との間の
循環ゾーンを形成する。紙匹は池に入り、池によって湿
潤されると、紙匹が池を通って移動する際にある程度の
距離だけ池内に侵入する空気の境界層を引込む。
紙がコーティング材料によって湿潤状態になる位置は
動的接触ラインとして定義される。機械の速度が毎分13
71.6メーター（毎分4500フィート）以上になると、池内
の流体の流れは不安定になる。流れが不安定になる結
果、動的接触ラインは機械の流れ方向と横断方向の双方
に動揺する。更に、境界層からの空気は動揺する動的接
触ラインで混入され、最終的には池内を循環する流体に
よって形成される渦内に混入する。渦には周期的に空気
が過剰混入され、この空気がコーティング材料を池から
放出する。この２つの現象、すなわち流れの不安定化と
池内の渦への空気の累積は、コート紙のしまとして現れ
るコーティングの欠陥に至る。製紙機内の紙匹の処理速
度を増すことはコーティングの質に悪影響を及ぼすこと
があり得るが、同時に、機械速度を高めることは、製紙
の生産性を高め、コストを削減するために不可欠な要素
である。製紙機は、製紙の量産により償却しなければな
らない非常に重要な資本投資である。従って、機械速度
を高めることは製紙の生産性を断続的に高めるためには
決定的な事項である。
動的接触ラインとして定義される。機械の速度が毎分13
71.6メーター（毎分4500フィート）以上になると、池内
の流体の流れは不安定になる。流れが不安定になる結
果、動的接触ラインは機械の流れ方向と横断方向の双方
に動揺する。更に、境界層からの空気は動揺する動的接
触ラインで混入され、最終的には池内を循環する流体に
よって形成される渦内に混入する。渦には周期的に空気
が過剰混入され、この空気がコーティング材料を池から
放出する。この２つの現象、すなわち流れの不安定化と
池内の渦への空気の累積は、コート紙のしまとして現れ
るコーティングの欠陥に至る。製紙機内の紙匹の処理速
度を増すことはコーティングの質に悪影響を及ぼすこと
があり得るが、同時に、機械速度を高めることは、製紙
の生産性を高め、コストを削減するために不可欠な要素
である。製紙機は、製紙の量産により償却しなければな
らない非常に重要な資本投資である。従って、機械速度
を高めることは製紙の生産性を断続的に高めるためには
決定的な事項である。
必要とされるのは、製造される紙に欠陥をもたらすこ
となく、高速度で機能することができる薄膜アプリケー
タである。
となく、高速度で機能することができる薄膜アプリケー
タである。
発明の開示 本発明の薄膜アプリケータは基体がその上を引き込ま
れるバッキング・ロールを使用している。アプリケータ
・ヘッドはバッキング・ロールの下に位置し、機械上方
の溢れリップと、機械下方のメータリング部材との間に
コーティング材料の池を形成している。比較的低速度の
コーティング材料が溢れリップに隣接する池内に流入す
る。従来のショート・ドウェル・コーティング装置の場
合は、池の機械下方のエッジ部はメータリング部材、す
なわちブレードで終端しているのに対して、本発明のア
プリケータでは、池とメータリング部材との間に抽出板
が配設されている。この板はコーティング材料の入口か
らバッキング・ロールに近接し、これとともに細まる位
置まで延び、前記板はこの位置で基体に施されるコーテ
ィングの量を事前に計量する。抽出板、又はプリメータ
板はメータリング部材とは間隔を隔てられ、双方の間に
低圧領域が形成される。抽出板は好適には穿孔を有し、
空気の大部分と過剰なコーティング材料を基体から除去
して、不安定さがメータリング部材に伝搬することを防
止する。抽出板によって給送されるコーティング材料と
池内で循環するコーティング材料とが混合するという問
題点が最小限になり、ひいてはマクロ規模の流れの変動
が軽減される。基体のしま、もしくは不完全なコーティ
ングの根源的な理由であると強く疑われているのは、メ
ータリング部材の近傍のこのような流れの変動である。
れるバッキング・ロールを使用している。アプリケータ
・ヘッドはバッキング・ロールの下に位置し、機械上方
の溢れリップと、機械下方のメータリング部材との間に
コーティング材料の池を形成している。比較的低速度の
コーティング材料が溢れリップに隣接する池内に流入す
る。従来のショート・ドウェル・コーティング装置の場
合は、池の機械下方のエッジ部はメータリング部材、す
なわちブレードで終端しているのに対して、本発明のア
プリケータでは、池とメータリング部材との間に抽出板
が配設されている。この板はコーティング材料の入口か
らバッキング・ロールに近接し、これとともに細まる位
置まで延び、前記板はこの位置で基体に施されるコーテ
ィングの量を事前に計量する。抽出板、又はプリメータ
板はメータリング部材とは間隔を隔てられ、双方の間に
低圧領域が形成される。抽出板は好適には穿孔を有し、
空気の大部分と過剰なコーティング材料を基体から除去
して、不安定さがメータリング部材に伝搬することを防
止する。抽出板によって給送されるコーティング材料と
池内で循環するコーティング材料とが混合するという問
題点が最小限になり、ひいてはマクロ規模の流れの変動
が軽減される。基体のしま、もしくは不完全なコーティ
ングの根源的な理由であると強く疑われているのは、メ
ータリング部材の近傍のこのような流れの変動である。
本発明の特徴は、より高速の機械速度で動作できる薄
膜アプリケータを提供することにある。
膜アプリケータを提供することにある。
本発明の別の特徴は、基体により均一なコーティング
を施す薄膜アプリケータを提供することにある。
を施す薄膜アプリケータを提供することにある。
本発明の更に別の特徴は、池内に混入した空気が除去
される薄膜アプリケータを提供することにある。
される薄膜アプリケータを提供することにある。
本発明の更に別の特徴は、流れの不安定がアプリケー
タのメータリング部材に伝搬することを防止する薄膜ア
プリケータを提供することにある。
タのメータリング部材に伝搬することを防止する薄膜ア
プリケータを提供することにある。
本発明のその他の目的、特徴および利点は添付図面を
参照した以下の詳細な説明によって明らかにされる。
参照した以下の詳細な説明によって明らかにされる。
図面の簡単な説明 図１は本発明のアプリケータの、一部を破断した透視
図である。
図である。
図２は図１のアプリケータの断面正面図である。
図３は従来技術のコーティング装置を通過する紙匹
と、その結果として生じた紙匹上のコーティングの沈積
を示した部分図である。
と、その結果として生じた紙匹上のコーティングの沈積
を示した部分図である。
図４は循環開口部を有する本発明の別の実施例の断面
図である。
図である。
図５は図４のアプリケータ内の循環開口部のパターン
の部分正面図である。
の部分正面図である。
図６は本発明のアプリケータの別の実施例の循環開口
部のパターンの部分正面図である。
部のパターンの部分正面図である。
発明を実施するための最良の形態 同一の参照番号が同類の部品を示している図１から図
６をより詳細に参照すると、薄膜アプリケータ20が図１
および図２に示されている。未だコーティングされてい
ない基体36は所望の表面コーティングを施すためにアプ
リケータ20を通過する。アプリケータ20は、少なくとも
紙匹の幅だけ延びており、バッキング・ロール24の下に
位置するアプリケータ・ヘッド22を有している。アプリ
ケータ・ヘッド22は、剛性ハウジング23を有し、剛性ハ
ウジングは機械の横断方向に延び、上流のバッフル板30
と斜めの角度を有する剛性のプリメータ板32との間に形
成された池28内にコーティング材料を誘導する入口26を
有している。
６をより詳細に参照すると、薄膜アプリケータ20が図１
および図２に示されている。未だコーティングされてい
ない基体36は所望の表面コーティングを施すためにアプ
リケータ20を通過する。アプリケータ20は、少なくとも
紙匹の幅だけ延びており、バッキング・ロール24の下に
位置するアプリケータ・ヘッド22を有している。アプリ
ケータ・ヘッド22は、剛性ハウジング23を有し、剛性ハ
ウジングは機械の横断方向に延び、上流のバッフル板30
と斜めの角度を有する剛性のプリメータ板32との間に形
成された池28内にコーティング材料を誘導する入口26を
有している。
コーティング材料34は基体がバッキング・ロール24と
アプリケータ・ヘッド22との間を通過する際に池28から
基体36へと被覆される。バッフル板30の上リップ40と基
体36との間に空隙38が形成されている。コーティング材
料34はバッフル板30から溢れ、空隙38を通って池28から
逃げることができる。一般的には高さが０ないし2.54cm
（１インチ）以上であり、好適には0.15875cm−0.47625
cm（1/16ないし3/16インチ）である空隙38は基体36の境
界層によって池28内に誘導される空気量を減少するため
に利用される。空隙38を通って流れる溢れたコーティン
グ材料34は、空気の境界層の一部と置き替わる。溢れた
コーティング材料は次にバッフル板30の上流に位置する
トラフ42内に流入する。溢れたコーティング材料34はト
ラフ42内に収集され、循環される。コーティング材料34
が境界層から移動する位置に動的接触ライン44が形成さ
れる。
アプリケータ・ヘッド22との間を通過する際に池28から
基体36へと被覆される。バッフル板30の上リップ40と基
体36との間に空隙38が形成されている。コーティング材
料34はバッフル板30から溢れ、空隙38を通って池28から
逃げることができる。一般的には高さが０ないし2.54cm
（１インチ）以上であり、好適には0.15875cm−0.47625
cm（1/16ないし3/16インチ）である空隙38は基体36の境
界層によって池28内に誘導される空気量を減少するため
に利用される。空隙38を通って流れる溢れたコーティン
グ材料34は、空気の境界層の一部と置き替わる。溢れた
コーティング材料は次にバッフル板30の上流に位置する
トラフ42内に流入する。溢れたコーティング材料34はト
ラフ42内に収集され、循環される。コーティング材料34
が境界層から移動する位置に動的接触ライン44が形成さ
れる。
計量、およびその他の紙にコーティング材料を塗布す
るための本発明の薄膜アプリケータ20の利点は、その優
れた運転性能と、毎分1371.6メーター（毎分4500フィー
ト）までの、またはそれ以上の速度の機械で容易に動作
できる点にある。機械速度が一定に高まると、コーティ
ングの均一性が低下することに伴う紙匹の品質が問題に
なる。ショート・ドウェル・コーティング装置で毎分10
66.8メーター（毎分3500フィート）以上の機械速度で
は、ある主のコーティング剤は被覆のウェイトが軽いし
まや汚斑が生じ、ベースになる紙匹の美観が損なわれ、
そのために製品を製造できる操業枠が縮小する。実験デ
ータは、この均一性の問題は、池内に発生する渦の存
在、動的接触ラインで混入する空気、低速度で入ってく
るコーティング材料と高速度で循環するコーティング材
料とが混合するという困難性、および給送装置から機械
の横断方向への流れの変動を含むコーティング材料池内
の可変要素の複雑な相互作用に起因することを示してい
る。
るための本発明の薄膜アプリケータ20の利点は、その優
れた運転性能と、毎分1371.6メーター（毎分4500フィー
ト）までの、またはそれ以上の速度の機械で容易に動作
できる点にある。機械速度が一定に高まると、コーティ
ングの均一性が低下することに伴う紙匹の品質が問題に
なる。ショート・ドウェル・コーティング装置で毎分10
66.8メーター（毎分3500フィート）以上の機械速度で
は、ある主のコーティング剤は被覆のウェイトが軽いし
まや汚斑が生じ、ベースになる紙匹の美観が損なわれ、
そのために製品を製造できる操業枠が縮小する。実験デ
ータは、この均一性の問題は、池内に発生する渦の存
在、動的接触ラインで混入する空気、低速度で入ってく
るコーティング材料と高速度で循環するコーティング材
料とが混合するという困難性、および給送装置から機械
の横断方向への流れの変動を含むコーティング材料池内
の可変要素の複雑な相互作用に起因することを示してい
る。
紙匹上で均一なコーティングを達成することの困難さ
は図３に示す従来形のコーティング装置45に図示されて
いる。従来形のコーティング装置の例は、コーティング
材料池の下流のメータリング・ブレード52を有してい
る。紙匹47が池を通ってメータリング・ブレード52を通
過すると、境界層内に閉じ込められた空気は紙匹ととも
に引き出される。特定の瞬間に、境界層46は動的接触ラ
イン46を形成するが、これは波打っており予測しえな
い。図３では、コーティングされた紙48が陰影付きで示
されており、未だコーティングされていない紙匹47は陰
影なしで示されている。空気50の指状部分は池内にブレ
ード52の方向に延び、場合によってはコーティングが紙
の表面に達することを妨害して、コート紙にコーティン
グされないしま54を形成する。アプリケータ20は空気を
池から抽出するための低圧領域を利用して、このような
不要な空気に起因する問題点を軽減するものである。
は図３に示す従来形のコーティング装置45に図示されて
いる。従来形のコーティング装置の例は、コーティング
材料池の下流のメータリング・ブレード52を有してい
る。紙匹47が池を通ってメータリング・ブレード52を通
過すると、境界層内に閉じ込められた空気は紙匹ととも
に引き出される。特定の瞬間に、境界層46は動的接触ラ
イン46を形成するが、これは波打っており予測しえな
い。図３では、コーティングされた紙48が陰影付きで示
されており、未だコーティングされていない紙匹47は陰
影なしで示されている。空気50の指状部分は池内にブレ
ード52の方向に延び、場合によってはコーティングが紙
の表面に達することを妨害して、コート紙にコーティン
グされないしま54を形成する。アプリケータ20は空気を
池から抽出するための低圧領域を利用して、このような
不要な空気に起因する問題点を軽減するものである。
高速度で動作する場合、ある種の従来形のコーティン
グ装置は池に引き込まれる空気の境界層に関連する２つ
の問題点が生ずる。その１つは紙匹によって誘発される
流動様式である。製紙装置が高速で、すなわち毎分137
1.6−1828.8メーター（毎分4500ないし6000フィート）
で動作する場合、紙匹は池内で不安定な流体の流れを引
き起こすことがある。不安定な流れは無秩序な性質のも
のであることがある。無秩序系とは、系統の未来の状態
が系統の過去の状態から容易に予測できない系統のこと
である。実際には、それは図３に示すように、指状の空
気としまが出現したり消滅したりし、時間とともに容易
に予測できない態様で動くことを意味する。このよう
に、無秩序な環境でしまを除去するようなアプリケータ
の設計を発見することは困難である。
グ装置は池に引き込まれる空気の境界層に関連する２つ
の問題点が生ずる。その１つは紙匹によって誘発される
流動様式である。製紙装置が高速で、すなわち毎分137
1.6−1828.8メーター（毎分4500ないし6000フィート）
で動作する場合、紙匹は池内で不安定な流体の流れを引
き起こすことがある。不安定な流れは無秩序な性質のも
のであることがある。無秩序系とは、系統の未来の状態
が系統の過去の状態から容易に予測できない系統のこと
である。実際には、それは図３に示すように、指状の空
気としまが出現したり消滅したりし、時間とともに容易
に予測できない態様で動くことを意味する。このよう
に、無秩序な環境でしまを除去するようなアプリケータ
の設計を発見することは困難である。
急激に移動する基体36と池28との境界面に起因する第
２の問題点は、図２に矢印55で示したような渦が発生す
ることである。渦流は移動する紙匹に隣接する急激に流
れるコーティング材料の境界層に起因して、池内でのコ
ーティング材料の循環によって発生する。この動きが池
28内に循環ゾーンを形成する。渦は池内の渦の中心部に
低圧の領域56を誘発することがある。この低圧の中心部
56は紙匹の空気境界層からの誘導によって循環する池内
のコーティング材料に混入された気泡を引き込む。空気
は一般には臨界量に達するまで渦内に累積し続け、前記
のポイントで累積した空気はコーティング材料を池およ
び凹みから放出しがちである。コーティング材料の流れ
がこのように爆発的に断絶することによって紙にしまの
ある、不均一なコーティングが生ずる原因になる。
２の問題点は、図２に矢印55で示したような渦が発生す
ることである。渦流は移動する紙匹に隣接する急激に流
れるコーティング材料の境界層に起因して、池内でのコ
ーティング材料の循環によって発生する。この動きが池
28内に循環ゾーンを形成する。渦は池内の渦の中心部に
低圧の領域56を誘発することがある。この低圧の中心部
56は紙匹の空気境界層からの誘導によって循環する池内
のコーティング材料に混入された気泡を引き込む。空気
は一般には臨界量に達するまで渦内に累積し続け、前記
のポイントで累積した空気はコーティング材料を池およ
び凹みから放出しがちである。コーティング材料の流れ
がこのように爆発的に断絶することによって紙にしまの
ある、不均一なコーティングが生ずる原因になる。
本発明の薄膜アプリケータ20はプリメータ板32によっ
て不安定な流れと、渦内に空気が累積するという問題点
を解決するものである。プリメータ板32はコーティング
材料の入口壁57から基体36とバッキング・ロール24とに
近接した接触点、すなわちニップ58まで延びている。プ
リメータ板は池に狭いテーパを付けた領域60を形成す
る。プリメータ板32は０から15゜の角度で基体36の方向
に延びているので、領域60は機械の進行方向に先細にさ
れ、コーティング材料の狭いくさびを形成し、そこで基
体に付着する境界層が漸減する。境界層が充分に減少す
ると、基体に近接する流れは安定した均一の流れの状態
に近づく。この時点で、機械の横断方向への変動を生ず
ることはなく、平滑なコーティングを行うように調整で
きる。プリメータ板32と最終的なメータリング部材62と
の間に、低圧の空洞64が形成される。空洞は、一般には
基体に近い圧力未満、または真空が与えられる場合は大
気圧未満に保たれている同空洞64内の圧力を制御する１
個以上の弁66を介して排出側へ連通される。
て不安定な流れと、渦内に空気が累積するという問題点
を解決するものである。プリメータ板32はコーティング
材料の入口壁57から基体36とバッキング・ロール24とに
近接した接触点、すなわちニップ58まで延びている。プ
リメータ板は池に狭いテーパを付けた領域60を形成す
る。プリメータ板32は０から15゜の角度で基体36の方向
に延びているので、領域60は機械の進行方向に先細にさ
れ、コーティング材料の狭いくさびを形成し、そこで基
体に付着する境界層が漸減する。境界層が充分に減少す
ると、基体に近接する流れは安定した均一の流れの状態
に近づく。この時点で、機械の横断方向への変動を生ず
ることはなく、平滑なコーティングを行うように調整で
きる。プリメータ板32と最終的なメータリング部材62と
の間に、低圧の空洞64が形成される。空洞は、一般には
基体に近い圧力未満、または真空が与えられる場合は大
気圧未満に保たれている同空洞64内の圧力を制御する１
個以上の弁66を介して排出側へ連通される。
渦の不安定性、およびそこに混入した空気の減少は、
プリメータ板32の内側の表面68に沿って低圧領域を生成
することによって達成される。表面68上の低圧は低圧の
空洞64と連通されたプリメータ板32内の穴72によって生
成される。穴72は好適にはプリメータ板32の中央の1/3
に集中したランダム、または疑似ランダム・パターンで
設けられている。穴72には２つの機能がある。プリメー
タ板32の内側68に沿って循環する流れの一部、または全
部を除去することによって、渦による影響の重大性は著
しく軽減され、または除去される。第２に、プリメータ
板の内側に低圧領域を形成することによって、空気は
渦、またはコーティング材料から基本的にプリメータ板
32の内側68の近傍の低圧領域に引き込まれ、そこで空気
はコーティング材料とともに穴を通って低圧の空洞64内
に引き込まれる。
プリメータ板32の内側の表面68に沿って低圧領域を生成
することによって達成される。表面68上の低圧は低圧の
空洞64と連通されたプリメータ板32内の穴72によって生
成される。穴72は好適にはプリメータ板32の中央の1/3
に集中したランダム、または疑似ランダム・パターンで
設けられている。穴72には２つの機能がある。プリメー
タ板32の内側68に沿って循環する流れの一部、または全
部を除去することによって、渦による影響の重大性は著
しく軽減され、または除去される。第２に、プリメータ
板の内側に低圧領域を形成することによって、空気は
渦、またはコーティング材料から基本的にプリメータ板
32の内側68の近傍の低圧領域に引き込まれ、そこで空気
はコーティング材料とともに穴を通って低圧の空洞64内
に引き込まれる。
動作時には、図１に示した基体36はバッキング・ロー
ル24と接触状態にされ、その後で溢汪された空隙38を通
って池28へと進行する。基体がプリメータ板のニップ58
に接近すると、安定した均一な流れ様式に近い状態が確
立され、基体に比較的厚いコーティングが施される。重
くコーティングされた基体は次に、ニップ58を通過して
低圧領域へと進み、そこで流体の動的な力は全てコーテ
ィングから除去される。次に、重くコーティングされた
基体はメータリング・ブレード62に接近し、かつこれを
通過して、そこではコーティングの大部分、一般的には
90％が擦り落とされ、基体36には均一なコーティング層
が残される。コーティングされた基体36は次にバッキン
グ・ロール24を離れ、方向転換ロール78を通過して、乾
燥機セクション（図示せず）に入る。
ル24と接触状態にされ、その後で溢汪された空隙38を通
って池28へと進行する。基体がプリメータ板のニップ58
に接近すると、安定した均一な流れ様式に近い状態が確
立され、基体に比較的厚いコーティングが施される。重
くコーティングされた基体は次に、ニップ58を通過して
低圧領域へと進み、そこで流体の動的な力は全てコーテ
ィングから除去される。次に、重くコーティングされた
基体はメータリング・ブレード62に接近し、かつこれを
通過して、そこではコーティングの大部分、一般的には
90％が擦り落とされ、基体36には均一なコーティング層
が残される。コーティングされた基体36は次にバッキン
グ・ロール24を離れ、方向転換ロール78を通過して、乾
燥機セクション（図示せず）に入る。
紙のコーティング材料は一般には白土、または炭化カ
ルシウムのような紙状の充填材料と、一般的には二酸化
チタニウムである白発色剤と、カゼイン・ハイド・グル
ーまたは合成にかわのような結合剤とからなっている。
コーティングは一般には乾燥重量比が40ないし70％であ
るコーティング材料を含むスラリー状態で施される。し
かし、アプリケータ20はコーティングされる基体の種
類、および形成されるコーティング材料の厚みに応じ
て、多様な粘度の、および乾燥した固形内容のコーティ
ングに使用できることを理解されたい。
ルシウムのような紙状の充填材料と、一般的には二酸化
チタニウムである白発色剤と、カゼイン・ハイド・グル
ーまたは合成にかわのような結合剤とからなっている。
コーティングは一般には乾燥重量比が40ないし70％であ
るコーティング材料を含むスラリー状態で施される。し
かし、アプリケータ20はコーティングされる基体の種
類、および形成されるコーティング材料の厚みに応じ
て、多様な粘度の、および乾燥した固形内容のコーティ
ングに使用できることを理解されたい。
プリメータ板内の穴を板の中央部の1/3の領域に配分
したものとして図示し、説明してあるが、穴を板全体に
わたって、または種々の選択された領域に配設してもよ
いことを理解されたい。更に、穴を全て除去して、プリ
メータ板と低圧の空洞とによって形成されるテーパ領域
が、穴を設けたプリメータ板を使用せずに、基体上の改
良されたコーティングを形成できることも理解された
い。
したものとして図示し、説明してあるが、穴を板全体に
わたって、または種々の選択された領域に配設してもよ
いことを理解されたい。更に、穴を全て除去して、プリ
メータ板と低圧の空洞とによって形成されるテーパ領域
が、穴を設けたプリメータ板を使用せずに、基体上の改
良されたコーティングを形成できることも理解された
い。
コーティング材料が池の空洞の背面に入るように、コ
ーティング材料をバッフル板30に沿って池28内に給送す
ることによって、コーティング材料内に混入する空気量
を減少できることを理解されたい。テーパ領域60によっ
て形成されるアプリケーションゾーンに入る空気と過剰
なコーティング材料はプリメータ板の穴によって低圧の
空洞内に移動される。循環する流れを除去することによ
って不安定性がアプリケーションゾーンに伝搬すること
が防止され、入口26に入るコーティング材料と、池内で
循環するコーティング材料との混合という問題点が解消
される。マクロ規模の変動を軽減することによって、よ
り均一なコーティングが施された基体が得られる。
ーティング材料をバッフル板30に沿って池28内に給送す
ることによって、コーティング材料内に混入する空気量
を減少できることを理解されたい。テーパ領域60によっ
て形成されるアプリケーションゾーンに入る空気と過剰
なコーティング材料はプリメータ板の穴によって低圧の
空洞内に移動される。循環する流れを除去することによ
って不安定性がアプリケーションゾーンに伝搬すること
が防止され、入口26に入るコーティング材料と、池内で
循環するコーティング材料との混合という問題点が解消
される。マクロ規模の変動を軽減することによって、よ
り均一なコーティングが施された基体が得られる。
別の実施例のアプリケータ80が図４および図５に示さ
れている。アプリケータ80はアプリケータ20と同類であ
るが、ハウジング82に対して給送管路87を形成する穴90
の配列を壁85内に設けてある。コーティング装置80はバ
ッキング・ロール84を通過する紙匹86にコーティング材
料34を施すような位置に配置されている。穴90によっ
て、コーティング室83から給送管路へのアクセスが可能
であるので、計量されたコーティング材料34の一部を循
環させることができる。コーティング材料のこのような
循環によって、ポンプ速度の基準を下げることができ
る。開口部、すなわちせん孔90は図５のように重複する
細長いスロットの配列でよい。機械に対して所定の横向
きの方向で等しい開放領域を確保するために、スロット
は重複されている。スロットの重複によって図６に示す
循環管路壁96内の単純な円形の開口部98の別のパターン
の穴よりも０から20％も広い開放領域が得られる。他の
パターンの穴を使用してもよい。アプリケータ80をサイ
ズプレスに利用してもよいことを理解されたい。
れている。アプリケータ80はアプリケータ20と同類であ
るが、ハウジング82に対して給送管路87を形成する穴90
の配列を壁85内に設けてある。コーティング装置80はバ
ッキング・ロール84を通過する紙匹86にコーティング材
料34を施すような位置に配置されている。穴90によっ
て、コーティング室83から給送管路へのアクセスが可能
であるので、計量されたコーティング材料34の一部を循
環させることができる。コーティング材料のこのような
循環によって、ポンプ速度の基準を下げることができ
る。開口部、すなわちせん孔90は図５のように重複する
細長いスロットの配列でよい。機械に対して所定の横向
きの方向で等しい開放領域を確保するために、スロット
は重複されている。スロットの重複によって図６に示す
循環管路壁96内の単純な円形の開口部98の別のパターン
の穴よりも０から20％も広い開放領域が得られる。他の
パターンの穴を使用してもよい。アプリケータ80をサイ
ズプレスに利用してもよいことを理解されたい。
本発明はこれまで図示し、説明してきた特定の構造お
よび部品の配置に限定されるものではなく、以下の請求
の範囲内の修正形を含むことを理解されたい。
よび部品の配置に限定されるものではなく、以下の請求
の範囲内の修正形を含むことを理解されたい。
フロントページの続き (72)発明者 ベッカー、レックス・エイ アメリカ合衆国、ウィスコンシン 53545、ジェインズヴィル、ホーソン アヴェニュー、1203 (72)発明者 バーンズ、ジェイムズ・アール アメリカ合衆国、ペンシルベニア 19064、スプリングフィールド、エッジ ウッド ドライブ、927 (56)参考文献 実開 平３−86077（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−53245（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平８−4137（ＪＰ，Ｙ２) 特表 平６−510702（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05C 3/12 - 3/20 B05C 5/02 D21H 23/32 - 23/44 B05D 1/18,1/26
Claims (5)
- 【請求項１】バッキング・ロール（24）によって案内さ
れる紙匹等の基体（36）にコーティング材料を塗布する
ための薄膜アプリケータ装置（20）であって、 ハウジングは基体の方向に開かれ、かつ基体に沿って機
械の横断方向に延びるアプリケーション室（60）を形成
し、かつアプリケーション室はコーティング材料をコー
ティング材料池（28）内に受け、そこに保持し、かつア
プリケーション室はコーティング材料の加圧供給源に連
通されるようにされている構成の、バッキング・ロール
の近傍に配設されたハウジング（23）を有するアプリケ
ータ・ヘッド（22）と、バッフル板がバッキング・ロー
ルから間隔を隔てたリップ（40）を形成する部分を有
し、かつアプリケーション室内の過剰なコーティング材
料はバッフル板のリップから溢れてアプリケーション室
に逃げる構成の、アプリケーション室の上流のバッフル
板（30）を形成するアプリケータ・ヘッド・ハウジング
の部分と、更に、プリメータ板が基体またはバッキング
・ロールの表面に対して接触するポイントに対して正接
する面に対して０から15゜の角度で基体の方向に延び
て、アプリケーション室のくさび形領域（60）を形成
し、かつコーティング材料はプリメータ板によって基体
に塗布される構成の、基体をバッキング・ロールに密接
して近づけるバッフル板の下流のアプリケータ・ハウジ
ングに実装されたプリメータ板（32）と、低圧の空洞
（64）がプリメータ板とメータリング部材との間に形成
され、かつバッキング・ロールによって境界付けされ、
コーティング材料と空気が低圧の空洞から引き出される
ことが可能であり、かつ基体上の所望のレベルのコーテ
ィング材料がブレード、棒（平滑または溝付き）、板、
ロールからなるメータリング部材によって達成される構
成の、プリメータ板の下流のアプリケータ・ハウジング
に実装されたメータリング部材（62）とを含む薄膜アプ
リケータ装置において、 プリメータ板（32）の部分がアプリケーション室（60）
と低圧の空洞（64）との間の連通を確立する、板を貫通
して延びる穴（70、90、98）を設け、かつ前記穴が過剰
なコーティング材料と空気とをアプリケーション室内の
コーティング材料池から引き出す、プリメータ板の近傍
の低圧領域を確立するとともに、 低圧の空洞に与えられる真空量を制御するための手段
（66）が低圧の空洞と作用的に連通されたことを特徴と
する薄膜アプリケータ装置。 - 【請求項２】プリメータ板（32）は機械方向の幅がほぼ
等しい３つの部分に分割され、穴は好適には前記３つの
部分の中央部に配設されることを特徴とする請求の範囲
第１項に記載の薄膜アプリケータ装置。 - 【請求項３】ハウジングから間隔を隔て、コーティング
材料がコーティング材料池に給送される給送管路を設け
た給送管路壁（57、85）と、 コーティング材料が低圧の空洞から給送管路内に循環さ
れる複数個の開口部（90）を設けた給送管路壁（85）の
部分と、 を更に備えてなることを特徴とする請求の範囲第１項に
記載の薄膜アプリケータ装置。 - 【請求項４】複数個の開口部を設けた給送管路の壁の部
分が複数個の変位した穴（98）の列を設けたことを特徴
とする請求の範囲第３項に記載の薄膜アプリケータ装
置。 - 【請求項５】複数個の開口部を設けた給送管路の壁の部
分に、機械に対して横向きの所定の方向に等しい開放領
域が形成されるように互いに重複する複数個の細長いス
ロット（90）を設けたことを特徴とする請求の範囲第３
項に記載の薄膜アプリケータ装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/611,337 US5720816A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Reverse feed film applicator |
| US611,337 | 1996-03-08 | ||
| US08/611,337 | 1996-03-08 | ||
| PCT/US1997/002518 WO1997033042A1 (en) | 1996-03-08 | 1997-02-06 | Reverse feed film applicator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11506050A JPH11506050A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3082095B2 true JP3082095B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=24448628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09531778A Expired - Fee Related JP3082095B2 (ja) | 1996-03-08 | 1997-02-06 | 薄膜アプリケータ装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5720816A (ja) |
| EP (1) | EP0885329B1 (ja) |
| JP (1) | JP3082095B2 (ja) |
| CA (1) | CA2248892C (ja) |
| DE (1) | DE69706147T2 (ja) |
| ES (1) | ES2162250T3 (ja) |
| WO (1) | WO1997033042A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI109043B (fi) | 1999-03-15 | 2002-05-15 | Metso Paper Inc | Laite käsittelyseoksen levittämiseksi liikkuvan paperi- tai kartonkirainan pinnalle |
| DE19934441A1 (de) | 1999-07-22 | 2001-01-25 | Voith Paper Patent Gmbh | Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton |
| US7591903B2 (en) * | 2002-08-13 | 2009-09-22 | 3M Innovative Properties Company | Die having multiple orifice slot |
| WO2011123783A1 (en) | 2010-04-02 | 2011-10-06 | ADCO Engineering | Roll coater |
| DE102010052649A1 (de) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Horst Sprenger Gmbh | Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen |
| TWI532535B (zh) | 2011-05-26 | 2016-05-11 | 艾德維尼拉企業公司 | 用於塗佈物件之方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357370A (en) * | 1981-03-27 | 1982-11-02 | Beloit Corporation | Twin short dwell coater arrangement |
| FI71081C (fi) * | 1984-05-11 | 1986-11-24 | Waertsilae Oy Ab | Bestrykningsanordning |
| DE3438380A1 (de) * | 1984-10-19 | 1986-04-24 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim | Streicheinrichtung zur beschichtung laufender warenbahnen |
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