JPH0824771A - 移動する紙匹の塗工方法および塗工用構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアナイフ塗工においてエアナイフ圧力の過
度の増加に頼ることなしに塗膜重量を調節することを目
的とする。 【構成】 エアナイフ塗工においては、塗工されるべき
紙匹(1) 上に適当な塗布方法によって混合塗料が塗布さ
れ、その混合塗料は、前記紙匹(1) 上に当てるためにエ
アナイフ(6) から噴出される鋭いエア噴流(7) の吹き付
けによって所望の厚さに均される。かかるエアナイフで
の均しは、塗布後の塗料層内に形成される濾過ケーク(1
0)の上部境界に沿って行われると最も首尾よく行われ
る。この発明では塗膜重量の調節のために、塗布位置と
均し位置との間の距離を調節することで上記の現象を利
用している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、均し(doctoring) 手
段としてエアナイフを使用する、紙(paper)や板紙(boar
d) 用の移動する紙匹(web) の塗工方法であって、前記
移動する紙匹上に最終塗料層の所望の厚さよりも厚い混
合塗料層が塗布され、その厚い混合塗料層が、その塗布
形成位置からある距離だけ前記移動方向に離間した位置
で、前記紙匹の表面から余分な塗料を削ぎ落とすために
その紙匹に向けてエア噴流を吹き付けることにより前記
最終塗料層の厚さに均される、塗工方法に関するもので
ある。

【０００２】またこの発明は、前記方法の原理に基づく
塗工用構体であって、前記紙匹上に前記混合塗料を塗布
するための塗布装置と、前記塗布装置からある距離だけ
離間されて配置されるとともに周囲を前記紙匹が通るよ
うに配置されたバッキングロールと、前記バッキングロ
ールと連係するように配置された、前記紙匹上の前記混
合塗料の厚さを調節するとともに余分な前記混合塗料を
削ぎ落とす目的でその紙匹に向けてエア噴流を吹き付け
るためのエアナイフと、を具える塗工用構体にも関する
ものである。

【０００３】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】均し
手段としてのエアナイフの使用においては、紙匹に向け
られたそのエアナイフの狭いオリフィスから前記紙匹の
表面に対しエアを高速で吹き付けることによって、前記
紙匹上に塗布された混合塗料が平坦に均される。このエ
ア噴流は、前記紙匹の表面から余分な塗料を微細化した
飛沫の形で削ぎ落とし、その放出された混合塗料の飛沫
の霧は、特別な収集室内に集められて混合塗料溜に再び
戻される。かかるエアナイフの使用は、一定厚さの塗膜
および、基の紙匹輪郭に一致する塗工された紙や板紙の
輪郭をもたらす。そしてその塗工された塗膜は、高い被
覆力を有する。

【０００４】エアナイフを使用した塗工においては、余
分な塗料が、狭い吹出口のオリフィスから噴出される鋭
いエア噴流の助力によって削り取られる。そこでのエア
噴流の速度はおそらく、マッハ数で 0.7〜0.8 程度まで
高速になり、そのエア噴流の圧力は、典型的には、0.2
〜１バールである。かかるエアナイフ塗工を利用する主
な理由は、この方法が、輪郭に沿うタイプの塗工ゆえに
紙や板紙の基材の表面輪郭に対する塗膜輪郭の良好な一
致をもたらすおかげで、特に一定に保たれた厚さと高い
被覆力とを有する塗膜を達成するからである。かかる輪
郭に沿うタイプの塗工を達成するための本質的な要因は
濾過ケークの形成であり、その濾過ケーク層は、紙材や
板紙材の基材すなわち紙匹の表面輪郭に沿って形成され
る。そして前記エア噴流は実際上、余分な液状塗料の全
てを、その濾過ケーク層のところまで削ぎ落とすことが
できる。

【０００５】エアナイフ塗工における塗膜重量の調節
は、従来は、そのエアナイフの圧力を調節することによ
って試みられているが、その調節能力は、ここでは寧ろ
限られている。というのは、軽い塗膜重量が望まれる場
合には、前記濾過ケーク層の頂面の部分もまた除去され
ねばならないが、このことは、大出力のエア噴流の使用
を必要とし、例えば霧化の如き多くの問題を生じさせ
る。この一方、重い塗膜重量が望まれる場合には、その
塗料層の厚さ調節において安定性の問題が生ずる。とい
うのは、そのエア噴流は、良好に画成された層境界が欠
如している液状塗料層内の余分な塗料の削り取りを行わ
ねばならないからである。

【０００６】エアナイフ塗工においては、塗料の塗布と
均しとが、明確に分離された二つの工程を形成してお
り、それらのうちの塗布工程では、混合塗料が計量され
て紙匹上に塗布され、その塗布される塗料の重量は、所
望の最終塗膜重量よりも重くされる。そして余分な塗料
は、均し工程で、狭いオリフィスから噴出されるエア噴
流の助力によって削り取られる。

【０００７】上述した塗布工程と均し工程との間では、
紙材と混合塗料との間に相互作用が生じ、そこでは水分
と結合剤とが紙の基材に、主にその紙匹表面に最も近い
塗料層から吸収される。この水分と結合剤との吸収は、
浸透と呼ばれ、その現象は、紙匹表面に最も近い塗料層
の固体内容物の増加を含んでおり、その固体内容物の増
加は、濾過ケークの形成をもたらし、このことは、塗料
が流動を止める混合塗料の定着を生じさせるに十分な程
多量に固体内容物を含む塗料層が紙の基材上に堆積され
るということを意味する。

【０００８】通常、塗膜重量の大まかな調節は、均しが
上記濾過ケーク形成現象に基づいて行われるようにその
均しの条件を調節することによって遂行され、そして塗
料重量の細かな調節は、エア噴流の圧力を調節すること
によって遂行される。しかしながら実際上、エア噴流は
限られた量の塗料しか削ぎ落とすことができない。とい
うのは、軽い塗膜重量が望まれる場合には、必要とされ
るエア噴流の力が劇的に増加し、かかる大出力のエア噴
流の使用は、塗料の有害な霧化と、エアナイフから放出
される騒音の増加とをもたらすからである。この装置は
また、効果的な圧縮エア発生器を必要とし、しかもその
オリフィスから噴出されるエアは、油分を含まない清浄
なものでなければならないので、その装置の全体的なコ
ストは、必要とされる均し効果およびその結果としての
エアの要求の増大に伴って急速に増加する。

【０００９】また、これと対照的に重い塗膜重量が望ま
れる場合には、上記エアナイフ塗工方法は、平滑な塗膜
を与え損なってしまう。というのは、均されるべき混合
塗料の、粘度が低い、固体内容物が少ない部分が、紙匹
表面から不規則に分離して、その均し作用の調節が、特
に不安定になるからである。

【００１０】上記塗布工程と上記均し工程との間で紙匹
表面に形成される前記濾過ケーク層の厚さは、混合塗料
の特性を加減することで、影響を受け得る。そして均し
は、その塗料が定着した層の上部表面に沿う部分で最も
良く成功し、それによって均し工程は安定した状態を呈
する。しかしながら、混合塗料の特性の調節は特に扱い
にくく、それを制御された方法で管理するのは困難であ
る。異なる混合塗料の処方の準備は時間がかかり、この
ことは、塗布された塗料の濾過ケーク層の厚さ調節をそ
の塗工作業中に行うことを実際上不可能にする。かくし
て、このアプローチ方法は、塗工工程における条件の僅
かな調節にだけしか使用することができない。

【００１１】それゆえこの発明の目的は、エアナイフ塗
工においてエアナイフ圧力の過度の増加に頼ることなし
に塗膜重量を調節し得る方法を達成することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用】かかるこ
の発明の目的は、紙匹上に塗布される湿った混合塗料に
よって生ずる前記濾過ケーク現象の特性を利用すること
により、そして前記塗布工程と前記均し工程との間の時
間差を調節することにより、達成される。

【００１３】より詳述すると、この発明の塗工方法は、
前記塗布位置と前記均し位置との間の前記距離が、前記
均し後に前記最終塗料層に前記所望の厚さがもたらされ
る値に調節されることを特徴としている。

【００１４】さらに、この発明の塗工用構体は、前記塗
布装置と前記エアナイフとの間の前記離間距離を調節す
るための距離調節手段を具えることを特徴としている。

【００１５】この発明は、幾つかの顕著な利益を提供す
る。この発明によれば、エアナイフ塗工の均し作用が充
分に最適化され得るので、塗膜重量が正確に調節される
であろう。すなわち、この発明に基づけば、塗膜重量に
影響を与える要因の一つが変化する一方、塗工工程にお
ける条件に影響を与える他の要因、例えば紙や板紙の基
材の等級や、混合塗料や、紙匹速度や、エアナイフ圧力
がそれらの最適な基準値に維持される。従って、エアナ
イフ圧力は無理のない低いレベルに止まり、これによ
り、削り取られた塗料からの飛沫の発生は減ぜられ、装
置の汚れの発生も少なくなる。また前記均しが自然な層
境界に沿って遂行されるので、塗膜重量は塗工中一定に
維持される。

【００１６】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。ここに、図１は、エアナイフを使用する
塗工工程の全体を示す略線図、また図２は、その塗工工
程中の、エアナイフを使用して行われる均し工程を示す
略線図である。

【００１７】エアナイフを使用する塗工においては、移
動する紙匹１上に混合塗料が、何等かの適当な塗布方法
を用いて塗布される。図１に示す実施例でその塗布に使
用されている塗布装置は、塗布ロール２であり、この塗
布ロール２は、混合塗料を塗料溜３から取り上げて、そ
の塗料を、第１のバッキングロール４の周囲を通る紙匹
１上に移送する。なお、塗料の塗布方法はこの発明の作
動原理とは関連がないので、この発明においては、適当
な塗布装置であればどんなものでも使用することができ
る。この塗布位置を通った後、紙匹１は第２のバッキン
グロール５へ向かい、そしてその第２のバッキングロー
ル５の位置で向きを変える。この第２のバッキングロー
ル５に隣接する位置には、エアナイフ６が配置され、そ
のエアナイフ６は、塗料の均しおよび削ぎ落とし用のエ
ア噴流７を紙匹１へ向けて噴出する。紙匹１から削ぎ落
とされた混合塗料の霧８は、収集桶に集められる。

【００１８】エアナイフを使用する塗工においては、紙
匹に付着している塗料層の厚さの調節は、上記塗布工程
の後に紙匹１上に形成される濾過ケーク層の厚さを調節
することによって、最も有利に達成される。ここで図２
を参照すると、そこには基材１すなわち紙匹１が、その
紙匹１上に定着した濾過ケーク層10および、その濾過ケ
ーク層10上に残留している液状混合塗料層11と共に図示
されており、それら定着した濾過ケーク層10と液状混合
塗料層11とが一緒になって、塗布された混合塗料層とな
っている。そしてその液状混合塗料層11は、霧12として
除去される。

【００１９】前記塗布工程の後には、上記塗布された混
合塗料10，11と基材１との間に相互作用が生じて、上記
濾過ケーク層10の形成をもたらし、その濾過ケーク層10
は、混合塗料の水と結合剤とが液状混合塗料から基材１
によって吸収される時に形成される。この現象は浸透と
呼ばれ、それは基材１に最も近い塗料層の固体内容物の
増加を生じさせる。この浸透の程度は、多孔度、吸収容
量、温度および初期水分含有量を含む基材の特性と、水
分保持能力、温度および固体内容物含有量を含む混合塗
料の特性と、その混合塗料の上記基材に対する接触時間
とに依存し、その接触時間は、紙匹速度と、前記塗布位
置および前記均し位置の間の距離とによって定まる。

【００２０】上記浸透に関連する固体内容物の増加は、
上記基材の頂面上への上記濾過ケーク層10の形成をもた
らし、この層内では、混合塗料の定着すなわち混合塗料
の流動停止を生じさせる程、固体内容物の増加程度が高
い。ところで、上記紙匹上に塗布された混合塗料にエア
ナイフ６のエア噴流７が当たった場合に、上側の液状混
合塗料層11は容易に削ぎ落とされるが、その一方で、上
記濾過ケーク層10からのその構成素材の剥ぎ取りあるい
は剥き取りには、相当に高いエアナイフ出力が必要とさ
れる。かくして、塗布された塗料内には、その塗布され
た塗料の余分な層11をエアナイフ６の噴流７がそれに沿
って容易に除去し得る境界が、自然に形成される。

【００２１】塗工工程の他のパラメーターが一定に維持
された場合には、上記濾過ケーク層10の厚さは、浸透時
間のみに依存する。すなわち、上記均し工程とその前の
塗布工程との間で、より長い時間が経過すると、より多
い水分が基材によって吸収されて、より厚い上記濾過ケ
ーク層10が、塗工工程中で定着されるであろう。ここ
で、上記浸透時間それ自体は、紙匹速度と、前記塗布位
置および前記均し位置の間の前記距離Ｌとによって定ま
る。従って、紙匹速度は望ましい速度で一定に維持され
ることから、上記浸透時間は、前記塗布位置および前記
均し位置の間の前記距離Ｌを調節することによって変更
することができる。かかる距離調節は、例えば、エアナ
イフ６をそれに対するバッキングロール５と共に、案内
部材13上に摺動可能に配置することで、実施することが
できる。

【００２２】また、上記の構成の代わりに、塗布装置
２，３，４を移動可能に配置し、もしくは上記エアナイ
フ６およびバッキングロール５と塗布装置２〜４との両
方のユニットを移動可能に配置することもできる。な
お、比較的短い調節距離で充分な場合には、エアナイフ
を単独で移動させる調節機能でも充分であろう。また、
前記塗布位置と前記均し位置との間で紙匹を支持するた
めにワイヤーが用いられる場合には、エアナイフの位置
は有利に調節可能に配置でき、この場合には調節距離
に、塗布位置とその先のバッキングロールとの間の全距
離を充てることができる。明らかに、幾つかの調節構造
は、紙匹長さの補償手段を付加的に必要とするであろう
が、かかる位置および補償の調節構造は、当該技術分野
に精通した者にはありふれたものであるので、それらの
詳細は、ここでは省略する。

【００２３】上記距離調節は、塗工機の始動に先立って
予め行っておくこともできるが、通常、塗膜重量の調節
は、塗工機の稼動中、少なくともその稼動の立ち上げ時
期にも、塗膜重量を一定の値に維持すべくその塗膜重量
を正確にセットするために行うことが必要となるであろ
う。

【００２４】

【発明の効果】かくしてこの発明の塗工方法によれば、
エアナイフ塗工においてエアナイフ圧力の過度の増加に
頼ることなしに塗膜重量を調節することができる。

【００２５】そしてこの発明の塗工用構体によれば、上
記方法の原理に基づき、エアナイフ塗工においてエアナ
イフ圧力の過度の増加に頼ることなしに塗膜重量を調節
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての、エアナイフを使
用する塗工工程の全体を示す略線図である。

【図２】上記塗工工程中の、エアナイフを使用して行わ
れる均し工程を示す略線図である。

【符号の説明】

１ 紙匹 ２ 塗布ロール ３ 塗料溜 ４ 第１のバッキングロール ５ 第２のバッキングロール ６ エアナイフ ７ エア噴流 ８ 混合塗料の霧 10 濾過ケーク層 11 液状混合塗料層 12 霧 13 案内部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙や板紙用の移動する紙匹の塗工方法で
   あって、 前記移動する紙匹(1) 上に最終塗料層(10)の所望の厚さ
   よりも厚い混合塗料層(10, 11)が塗布され、 その厚い混合塗料層(10, 11)が、その塗布形成位置から
   ある距離(L) だけ前記移動方向に離間した位置で、前記
   紙匹(1) の表面から余分な塗料(11, 12)を削ぎ落とすた
   めにその紙匹(1) に向けてエア噴流(7) を吹き付けるこ
   とにより前記最終塗料層の厚さに均される、 塗工方法において、 前記塗布位置と前記均し位置との間の前記距離(L) が、
   前記均し後に前記最終塗料層に前記所望の厚さがもたら
   される値に調節されることを特徴とする、移動する紙匹
   の塗工方法。
2. 【請求項２】 前記塗布位置と前記均し位置との間の前
   記距離(L) の調節によって、前記最終塗料層(10)の厚さ
   が調節されることを特徴とする、請求項１記載の移動す
   る紙匹の塗工方法。
3. 【請求項３】 前記塗布位置の調節によって、前記最終
   塗料層(10)の厚さが調節されることを特徴とする、請求
   項２記載の移動する紙匹の塗工方法。
4. 【請求項４】 前記均し位置の調節によって、前記最終
   塗料層(10)の厚さが調節されることを特徴とする、請求
   項２記載の移動する紙匹の塗工方法。
5. 【請求項５】 前記紙匹の速度、前記混合塗料の特性お
   よび前記エアナイフの圧力は、前記塗工工程中で一定に
   維持されることを特徴とする、請求項１から請求項４ま
   でのいずれか記載の移動する紙匹の塗工方法。
6. 【請求項６】 紙や板紙用の移動する紙匹の塗工用構体
   であって、 前記紙匹(1) 上に前記混合塗料を塗布するための塗布装
   置(2, 3, 4) と、 前記塗布装置(2, 3, 4) からある距離(L) だけ離間され
   て配置されるとともに周囲を前記紙匹(1) が通るように
   配置されたバッキングロール(5) と、 前記バッキングロール(5) と連係するように配置され
   た、前記紙匹(1) 上の前記混合塗料(10, 11)の厚さを調
   節するとともに余分な前記混合塗料を削ぎ落とす目的で
   前記紙匹に向けてエア噴流(7) を吹き付けるためのエア
   ナイフ(6) と、 を具える塗工用構体において、 前記塗布装置(2, 3, 4) と前記エアナイフ(6) との間の
   前記離間距離(L) を調節するための距離調節手段(13)を
   具えることを特徴とする、 移動する紙匹の塗工用構体。
7. 【請求項７】 前記距離調節手段(13)は、前記エアナイ
   フ(6) の位置調節のための手段を具えることを特徴とす
   る、請求項６記載の移動する紙匹の塗工用構体。
8. 【請求項８】 前記距離調節手段(13)は、前記塗布装置
   (2, 3, 4) の位置調節のための手段を具えることを特徴
   とする、請求項６記載の移動する紙匹の塗工用構体。