(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工原紙表面の転写液膜を掻き落として塗工液膜を形成する仕上げブレードと、該仕上げブレードを装着したヘッダと、該ヘッダに固定された内側ブッシュと、該内側ブッシュの外側に回転可能に取り付けられ、偏芯形状を有する外側ブッシュとを備えた塗工装置において、
上記外側ブッシュと内側ブッシュの間に中間ブッシュを設け、上記内側ブッシュとヘッダの間に、偏芯形状を有する偏芯軸を設け、これらの中間ブッシュ、内側ブッシュ、偏芯軸及びヘッダを、締結部材を用いて一体に回転可能にする一方、締結部材の配設位置を移動して、外側ブッシュと中間ブッシュ、及び内側ブッシュと偏芯軸とヘッダをそれぞれ一体に回転可能に構成することにより、複数のブレード長を有する仕上げブレードを装着できるようにしたことを特徴とする塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類の仕上げブレードに対応できる仕上げ部を備えた製紙機械の塗工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の紙コータ１０１の一部を示す概念図である。この図を用いて、塗工紙の製造工程を以下に説明する。
まず、ペーパーロール１０２とバッキングロール１０３が間隔を隔てて回転可能に軸支されており、これらの両ロール１０２，１０３に塗工原紙１０４が巻き付けられている。このバッキングロール１０３の下方には、塗工液回収パン１０５が配設され、該塗工液回収パン１０５内に斜め上方に向けてアプリケータノズル１０６が配設されている。また、アプリケータノズル１０６の側方には、下端部を中心に回動可能に軸支された支持アーム１０７が配設されており、該支持アーム１０７の上部には、仕上げ部１０８が設けられている。
このアプリケータノズル１０６から塗工液１０９が塗工原紙１０４に吐出されると、図１１で後述するように、該塗工原紙１０４の表面上に約１５０〜２５０μｍの厚さの転写液膜１０９ｂが形成される。この転写液膜１０９ｂは、仕上げ部１０８で余剰分を掻落とされて約５〜２０μｍ程度の塗工液膜１０９ａとなったのち、塗工原紙１０４が、次工程の乾燥工程（図示せず）に送られて、乾燥した塗工紙となる。
【０００３】
次いで、従来の仕上げ部１０８の構成及び動作について説明する。図８は、図７におけるＣ−Ｃ線断面図であり、従来の仕上げ部１０８の一部を示している。板状に形成された支持アーム１０７には円形の孔１１０が穿設され、該孔１１０に回転可能に外側ブッシュ１１１と内側ブッシュ１１２が支持されている。この外側ブッシュ１１１は、リング状に形成され、該外側ブッシュ１１１の内側に配設された内側ブッシュ１１２は、円盤状に形成されている。該外側ブッシュ１１１の回転は中心線１１１ａを中心としており、内側ブッシュ１１２の回転中心である中心線１１２ａと上下方向に差異がある。この内側ブッシュ１１２は、初期設定角設定用のブッシュであり、取付部材１１３を介してヘッダ１１４に連結されており、該ヘッダ１１４の上部には、仕上げブレード１１５が取り付けられたソリッドバーホルダー１１６が配設されている。この仕上げブレード１１５の上端１１５ａは、外側ブッシュ１１１の中心線１１１ａと略同一高さに設定されている。
【０００４】
ここで、塗工原紙１０４の表面上に形成される塗工液膜１０９ａの厚さは、仕上げブレード１１５の厚さ、長さ、先端研磨角および加圧力等によって制御される。塗工液膜１０９ａの厚さを厚くする場合には、薄く長い仕上げブレード１１５で先端研磨角の鋭利なものを選択する。仕上げブレード１１５の初期設定角は、ブレード１１５の先端研磨角に合せて、支持アーム１０７に取付けられたブッシュ１１１，１１２を回転させることによって調整する。
【０００５】
上記構成を有する従来の塗工装置によって、仕上げブレード１１５の向きや高さを変える作用について、図９から図１２を用いて説明する。
図９は、仕上げ部１０８が動作原点にある状態を示しており、仕上げブレード１１５の先端１１５ａがバッキングロール１０３に巻き掛けられた塗工原紙１０４の表面に当接しており、かつ、仕上げブレード１１５に撓みは生じていない。この状態から、外側ブッシュ１１１を図中の反時計方向に回転させることにより、図１０に示す初期状態に仕上げ部全体を設定するが、この状態においても、仕上げブレード１１５には撓みは生じていない。このときの仕上げブレード１１５の先端研磨面１１５ｂと塗工原紙１０４の表面との間隙ｄは、図１１に示すように、通常、０〜５度程度の角度でブレード先端に向かうにつれて狭くなっている。塗工開始時には、図１２に示すように、上記外側ブッシュ１１１内に設けられた内側ブッシュ１１２を反時計方向に回転させることにより、仕上げ部１０８を更に回転させる。この内側ブッシュ１１２の回転中心１１２ａは、図１０の状態で、初期設定角を設定するための外側ブッシュ１１１の回転中心１１１ａよりブレード長さ方向にクランプ固定された側へオフセットした位置にあり、内側ブッシユ１１２を図中の反時計方向に回転させることによって、図１２に示すように、仕上げブレード１１５の先端１１５ａをバッキングロール１０３上の塗工原紙１０４へ押付けることができる。これに伴い、仕上げブレード１１５には撓みが生じ、その結果として仕上げブレード１１５の先端１１５ａをバッキングロール１０３の表面方向に押付ける力が発生する。この仕上げブレード１１５の先端１１５ａに発生する力は、内側ブッシュ１１２の回転角度に概ね比例した大きさになっており、仕上げブレード１１５の先端１１５ａとバッキングロール１０３上の塗工原紙１０４の表面間を通過する塗工液膜１０９ａは、仕上げブレード１１５の先端１１５ａに発生する力を変化させることによって、塗工液膜１０９ａの厚さを制御することができる。即ち、塗工液膜１０９ａの厚さを厚くするためには、内側ブッシュ１１２の回転角度を小さくし、一方、塗工液膜１０９ａの厚さを薄くするためには、内側ブッシュ１１２の回転角度を大きくすれば良い。したがって、塗工開始後は、初期設定角設定用の外側ブッシュ１１１の回転角を固定したまま内側ブッシュ１１２を回転させることによって、塗工液膜１０９ａの厚さを制御することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の塗工装置においては、偏芯ブッシュ１１１の偏芯量が決まっているため、適用できる仕上げブレード１１５の長さは１種類である。一方、適用する仕上げブレード１１５の長さは、塗工液の粘度条件や塗工速度範囲条件などによって選定される。従来の塗工装置では、上述の条件範囲を大きく変化させる場合には、適用する仕上げブレード１１５の長さを仕様変更したり、この仕様変更に伴う偏芯ブッシュ１１１の交換が必要であった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来は仕上げブレード２の長さ種別を交換する必要が生じるような広範囲の塗工条件を、少なくとも２種類の長さ仕様の仕上げブレードによって塗工可能とするとともに、仕上げ部における仕様変更に費やす作業時間の大幅短縮を可能とする塗工装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、塗工原紙表面の転写液膜を掻き落として塗工液膜を形成する仕上げブレードと、該仕上げブレードを装着したヘッダと、該ヘッダに固定された内側ブッシュと、該内側ブッシュの外側に回転可能に取り付けられ、偏芯形状を有する外側ブッシュとを備えた塗工装置において、上記外側ブッシュと内側ブッシュの間に中間ブッシュを設け、上記内側ブッシュとヘッダの間に、偏芯形状を有する偏芯軸を設け、これらの中間ブッシュ、内側ブッシュ、偏芯軸及びヘッダを、締結部材を用いて一体に回転可能にする一方、締結部材の配設位置を移動して、外側ブッシュと中間ブッシュ、及び内側ブッシュと偏芯軸とヘッダをそれぞれ一体に回転可能に構成することにより、複数のブレード長を有する仕上げブレードを装着できるようにしている。
上記機構によれば、まず、締結部材を用いて中間ブッシュ、内側ブッシュ、偏芯軸及びヘッダを固定して回転可能にし、この状態で、外側ブッシュを回転させると、外側ブッシュの外周面が摺動面となり、塗工原紙表面に対する仕上げブレードの角度を変更することができる。次いで、外側ブッシュの内側に配設された中間ブッシュ、内側ブッシュ、偏芯軸及びヘッダを一体に回転させると、中間ブッシュの外周面が摺動面になり、塗工原紙表面に仕上げブレードの先端を押し付けることができる。
また、ブレード長の異なる仕上げブレードを取り付ける場合は、締結部材の配設位置を移動することにより、外側ブッシュと中間ブッシュ、及び内側ブッシュと偏芯軸とヘッダが一体の状態で回転可能にすることができる。さらに、締結部材を外した状態で偏芯軸のみを一定角度回転すれば、その回転角度の大きさに応じて複数種類のブレード長の仕上げブレードを装着することができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る塗工装置の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
塗工装置１の上流には、図１に示すように、ペーパーロール２とバッキングロール３が回転可能に軸支されており、該バッキングロール３の下方には、塗工液回収パン４が配設されている。該塗工液回収パン４内には、塗工液５を吐出するアプリケータノズル６が斜め上方に向けて配設されている。これらの塗工液回収パン４とアプリケータノズル６の側方には、下端部を中心に回動可能に軸支された支持アーム７が配設さられており、該支持アーム７の上部には、ブレード長調整部とヘッダ部からなる仕上げ部８が設けられている。該支持アーム８の上方には、複数のペーパーロール９、及び該ペーパーロール９の間に熱風乾燥装置１０が配設されている。
【００１０】
上記図１のＡ−Ａ線による拡大断面図を図２に示す。
この図は、従来例を示す図８に対応するもので、図の左側が支持アーム７に設けられたブレード長調整部１１、図の右側が仕上げブレード１２を有するヘッダ部１３であり、これらのブレード長調整部１１とヘッダ部１３によって仕上げ部８が構成されている。
上記支持アーム７には円形の孔１４が穿設されており、該孔１４に複数のブッシュが回転可能に支持されている。これらのブッシュは、最も外側の外側ブッシュ１５、該外側ブッシュ１５の内側の中間ブッシュ１６、該中間ブッシュ１６の内側の内側ブッシュ１７、及び最も内側の偏芯軸１８である。上記外側ブッシュ１５と内側ブッシュ１７は、ともにリング状に形成されており、外側ブッシュ１５は、その内周面１５ａによって形成される円の中心と、外周面１５ｂによって形成される円の中心が異なった偏芯ブッシュに形成されている。また、中間ブッシュ１６は、外側ブッシュ１５と内側ブッシュ１７の間に配設されたリング部１６ａと、該リング部１６ａに一体成形された円盤状の取付部１６ｂとから構成されており、上記外側ブッシュ１５と同様に、偏芯ブッシュに形成されている。偏芯軸１８は、偏芯量が５ｍｍに設定され、中央部が円柱状にくり抜かれており、円柱状に形成されたヘッダ２１の軸部２２に回転可能に取り付けられている。
【００１１】
さらに、中間ブッシュ１６の取付部１６ｂと内側ブッシュ１７には、ボルト孔２３が穿設されており、これらのボルト孔２３に締付ボルト２４を螺合することにより、中間ブッシュ１６と内側ブッシュ１７とを固定している。該内側ブッシュ１７と偏芯軸１８も回り止め用の止めピン２５によって固定されており、該偏芯軸１８の中央部には、回り止め用の止めボルト２６が取り付けられている。
なお、外側ブッシュ１５の回転中心線１５ｃは、仕上げブレード１２の先端１２ａと略同一高さに設定されており、内側ブッシュ１７の回転中心線１７ｃは、仕上げブレード１２の寸法が７６ｍｍの場合、仕上げブレード１２の先端１２ａから一定寸法になるように設定されている。外側ブッシュ１５を回転させる場合、仕上げブレード１２の先端１２ａと回転中心１５ｃを中心に、外周面１５ｂが摺動面となって摺動回転し、仕上げブレード１２の刃先角度に合致した任意の角度を設定できる。次に、内側ブッシュ１７を回転させる場合、内周面１５ａが摺動面となって摺動回転し、任意の角度に設定できる。他の摺動面は、上記締結ボルト２４、止めボルト２６及び止めピン２５によって、回転が抑制されているので摺動しない。
【００１２】
そして、上記ヘッダ部１３には、下方に向けて凹部２７が設けられ、該凹部２７にソリッドバーホルダー２８が配設されている。該ソリッドバーホルダー２８の上部には、図３に示すように、バッキングロール３側に押え部２９が突設しており、下端部には、下端支持部３０が突設している。そして、可撓性のバネ鋼等によって形成された仕上げブレード１２は、クランクプレート３１とソリッドバーホルダー２８の下端支持部３０に挟持された状態で取り付けられている。この仕上げブレード１２の上端１２ａは、バッキングロール３に巻き付いた塗工原紙３２の表面に押圧した状態で当接しており、仕上げブレード１２の上端部は、塗工原紙３２の流れ方向に向けて僅かに湾曲している。
【００１３】
次いで、仕上げ部の一部であるヘッダ部１３を示す図４を用いて、仕上げ部８について説明する。このヘッダ部１３は、強度部材であるヘッド２１、ソリッドバーホルダ２８、クランププレート３１、クランププレート開閉チューブ４１，４２、プレート回転ピン４３、及び仕上げブレード１２によって構成されている。このうち、ソリッドバーホルダ２８はヘッド２１に固定されており、クランププレート３１は回転ピン４３でヘッド２１に装着されている。このクランププレート３１は、開閉チューブ４１，４２のうち、いづれか一方に空気圧を作用させることで回転ピン４３を中心として回転運動する。このクランププレート３１の動作によって、仕上げブレード１２をヘッダ部１３に固定する。即ち、図４の開閉チューブ４１，４２のうち、上側チューブ４１のみに空気圧を作用させることによってクランプフレート３１をソリッドバーホルダ２８から開放し、この状態で仕上げブレード１２をクランププレート３１及びソリッドバーホルダ２８間に挿入する。こののち、下側開閉チューブ４２のみに空気圧を作用させてクランププレート３１をソリッドバーホルダ２８側に押付け、クランププレート３１及びソリッドバーホルダ２８の間に仕上げブレード１２をクランプ固定する。
【００１４】
上記構成を有する塗工装置による作用について、塗工紙の製造工程を含めて、以下に説明する。
まず、図１に示すように、バッキングロール１３に巻き掛けられて走行する塗工原紙３２の表面上に、アプリケータノズル６から塗工液１５を吐出し、約１５０〜２５０μｍの転写液膜４４を形成する。この転写液膜４４は、上記図１１を用いて説明したように、仕上げ部８で余剰分を掻落とされて、約５〜２０μｍの塗工液膜４５となる。表面上に塗工液膜４５が形成された塗工原紙３２は、ぺーパーロール９に支持されて複数の熱風乾燥装置１０に送られ、乾燥した塗工紙となる。
ここで、塗工液膜４５の形成時におけるヘッダ部１３の動作について説明する。通紙作業時や徐動時など、塗工を行わない場合には、図１に一点鎖線で示すように、支持アーム７をバッキングロール３から離れる方向に回転させて待機状態とする。塗工作業開始時には、図１に実線で示すように、支持アーム７をバッキングロール３側に回転移動させ、仕上げブレード１２をバッキングロール３上に巻き掛けられている塗工原紙３２に押付ける。こののち、アプリケータノズル１６から塗工液５を吐出して規定の転写液膜４４が形成されるように塗工を開始する。
【００１５】
次いで、ブレード長の異なる仕上げブレード１２を取り替える場合の手順について説明する。
図２に示す状態では、締結ボルト２４、止めボルト２６及び止めピン２５によって、中間ブッシュ１６、内側ブッシュ１７、偏芯軸１８及び軸部２２の４つの部材が一体となって回転可能に構成されており、内周面１５ａが摺動面となる。一方、外側ブッシュ１５は、外周面１５ｂが摺動面となっている。
まず、中間ブッシュ１６の取付部１６ｂと内側ブッシュ１７を固定している締結ボルト２４を外し、図５に示すように、中間ブッシュ１６の取付部１６ｂと外側ブッシュ１５を固定するように締結位置を外側ブッシュ１５側に移動する。これにより、外側ブッシュ１５と中間ブッシュ１６とが一体になって回転可能になり、外周面１５ｂを摺動面として、中心線１５ｃを中心に回転する。また、内側ブッシュ１７，偏芯軸１８，軸部２２も一体となって回転可能な状態となり、外周面１７ｂが摺動面となる。
次いで、図２の止めボルト２６と止めピン２５を外し、この状態で偏心軸１８をスパナ等の工具で１８０度回転させたのち、上記止めボルト２６と止めピン２５を偏芯軸１８に取り付ける。この偏芯軸１８は、上述したように偏芯量が５ｍｍに設定されているので、偏芯軸１８を１８０度回転させることにより、ヘッダ２１の高さは１０ｍｍ下方へ下がるため、ブレード長８６ｍｍの仕上げブレード４６を装着することができる。以上説明したように、本発明によれば、簡単な作業によって２種類の仕上げブレード１２，４６の使用が可能になる。
【００１６】
図６は、ブレード長が７６ｍｍと８６ｍｍの仕上げブレード１２，４６を使用した場合における、加圧角とブレード線圧の関係を示すグラフである。ここで、ブレード線圧とは、仕上げブレード１２，４６の先端１２ａ，４６ａに発生する線圧であり、加圧角とは内側ブッシュ１７の回転角を意味する。
このグラフから、ブレード長が７６ｍｍと８６ｍｍの２種類の仕上げブレード１２，４６を使用することにより、線圧の範囲が３０％程度広がることが判る。特に、７６ｍｍの仕上げブレード１２は高線圧域用、８６ｍｍの仕上げブレード４６は低線圧域用というように使い分けが可能となり、幅広い塗工条件に対応できる。
なお、上記発明の実施の形態では、ブレード長が７６，８６ｍｍの仕上げブレード１２，４６を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の長さの仕上げブレードでも適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係る塗工装置によれば、従来機に比べて極めて短時間かつ少人数で、ブレード長の異なる仕上げブレードの交換ができ、仕事効率の向上、組替による機械精度の維持が図られ、それに伴い装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗工装置の紙コータを示す概念図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図４】本発明に係る塗工装置のヘッダ部を示す断面図である。
【図５】仕上げブレードを変更した場合の仕上げ部を示す断面図である。
【図６】ブレード線圧と加圧角の関係を示すグラフである。
【図７】従来の塗工装置の一部を示す概念図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線による拡大断面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線による拡大断面図である。
【図１０】外側ブッシュを回転させた状態を示す、図８のＤ−Ｄ線による拡大断面図である。
【図１１】塗工原紙表面の転写液膜の流れを示す拡大断面図である。
【図１２】内側ブッシュを回転させた状態を示す、図８のＤ−Ｄ線による拡大断面図である。
【符号の説明】
１  塗工装置
２  ペーパーロール
３  バッキングロール
４  塗工液回収パン
５  塗工液
６  アプリケータノズル
７  支持アーム
８  仕上げ部
９  ペーパーロール
１０  熱風乾燥装置
１１  ブレード長調整部
１２  仕上げブレード
１２ａ  先端
１３  ヘッダ部
１４  孔
１５  外側ブッシュ
１５ａ  内周面
１５ｂ  外周面
１５ｃ  回転中心線
１６  中間ブッシュ
１６ａ  リング部
１６ｂ  取付部
１７  内側ブッシュ
１７ａ  内周面
１７ｂ  外周面
１７ｃ  回転中心線
１８  偏芯軸
２１  ヘッド（ヘッダ）
２２  軸部
２３  ボルト孔
２４  締結ボルト
２５  止めピン
２６  止めボルト
２７  凹部
２８  ソリッドバーホルダー
２９  押さえ部
３０  下端支持部
３１  クランクプレート
３２  塗工原紙
４１  上側クランクプレート
４２  下側クランクプレート
４３  プレート回転ピン
４４  転写液膜
４５  塗工液膜
４６  仕上げブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003652892.tif 000010
【図１０】
0003652892.tif 000011
【図１１】
0003652892.tif 000012
【図１２】
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