(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランププレートとソリッドバーホルダとによって仕上げブレードを挟持し、該仕上げブレードに上記ソリッドバーホルダの端部を当接させて走行する塗工原紙に押し付け、該塗工原紙に塗工液を吹き付けて形成した液膜の余剰分を上記仕上げブレードによって掻き落とす塗工装置において、上記仕上げブレードの挟持位置を変動させる挟持位置変動機構を設けるとともに、上記仕上げブレードに対する上記ソリッドバーホルダの端部の当接位置を変動させる当接位置変動機構を設け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、塗工装置に関し、詳しくは、クランププレートとソリッドバーホルダとによって仕上げブレードを挟持し、該仕上げブレードに上記ソリッドバーホルダの端部を当接させて走行する塗工原紙に押し付け、該塗工原紙に塗工液を吹き付けて形成した液膜の余剰分を上記仕上げブレードによって掻き落とす塗工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、製紙機械等に設置され、紙（以下、塗工原紙という。）の表面をコーティングする従来の塗工装置を示すものである。この塗工装置１においては、以下のようにして、塗工原紙２に塗工液がコーティングされる。
まず、バッキングロール３に巻き掛けられて走行する塗工原紙２上に、アプリケータノズル４により塗工液を吹き付けて、該塗工原紙の表面上に約１５０〜２５０μｍの厚さの液膜５（図９参照）を形成する。次いで、塗工装置１の仕上部１ａに設けられている仕上げブレード６を用いて塗工原紙２上の液膜５の余剰分を掻き落として、概ね５〜２０μｍ程度の塗工液膜７（図９参照）とする。この後、表面に塗工液膜７が形成された塗工原紙２をペーパーロール８にて支持しながら熱風乾燥装置９を通過させて乾燥させることにより、いわゆる塗工紙が製造される。
【０００３】
ここで、従来の塗工装置１の構成について説明する。
図７は、この塗工装置１の仕上部１ａのうち、その上部のヘッダ部１ｂと呼ばれる部分を拡大して示したものである。このヘッダ部１ｂは、強度部材であるヘッド１０と、該ヘッドの上部に固定されたソリッドバーホルダ１１と、ピン１２を介してヘッド１０に揺動自在に支承されたクランププレート１３と、ヘッド１０とクランププレート１３との間に配設された一対のチューブ１４及び１５とから構成されている。一対のチューブ１４及び１５は、ピン１２を挟んで、その上下位置にそれぞれ位置されている。
【０００４】
次に、クランププレート１３の作用について説明する。
まず、上側チューブ１４のみに空気圧を作用させると、該クランププレートの先端部１３ａとソリッドバーホルダ１１との間が開放される。この状態において、仕上げブレード６をクランププレート１３の先端部１３ａとソリッドバーホルダ１１との間に挿入しておく。この後、上側チューブ１４内の空気圧を抜きつつ、下側のチューブ１５のみに空気圧を作用させることにより、クランププレート１３の先端部１３ａがソリッドバーホルダ１１側に押付けられることになるので、これらの間で仕上げブレード６が挟持される。なお、仕上げブレード６は、通常可撓性のバネ鋼等によって形成されている。
【０００５】
塗工装置１のヘッダ部１ｂは、図６および図８に示すように、支持アーム１６の上部に偏心ブッシュ１７を介して傾動可能に支持されている。支持アーム１６の下部は、装置基台等に傾動可能に支持されている。
偏心ブッシュ１７は、図８に示すように、小径の内側ブッシュ１９と大径の外側ブッシュ２０から構成されている。内側ブッシュ１９は、互いに中心がずれて、大径の外側ブッシュ２０の内側に配設されている。内側ブッシュ１９には、回転中心が互いにー致するようにアーム２１の一端が取付けられている。アーム２１の他端はヘッド１０に接続されている。
【０００６】
さらに、塗工装置１のヘッダ部１ｂの動作について説明する。
単なる通紙作業時等の、
塗工原紙２へのコーティング作業（以下、塗工作業という。）を行わない場合は、支持アーム１６を図６において時計方法に傾動させて、ヘッダ部１ｂをバッキングロール３から離間させ、待機状態とする。塗工作業開始時には、支持アーム１６を図６において反時計方法に傾動させて、ヘッダ部１ｂをバッキングロール３に近づけ、仕上げブレード６をバッキングロール３上の塗工原紙２に押付ける。この後、アプリケータノズル４から塗工液を吐出させて、塗工作業を開始する。
【０００７】
ここで、塗工原紙２上に形成される塗工液膜７の厚さの制御は、仕上げブレード６の厚さ、長さ、先端研磨角α（図９（ａ）参照）および加圧力を変えることによって行われる。例えば、塗工液膜７を厚くしたい場合には、薄くて長く、先端研磨角αの鋭利な仕上げブレード６を使用し、仕上げブレード６をヘッド１０に固定した後、バッキングロール３に対する角度調整（以下、初期設定角度調整という。）を行う。なお、この仕上げブレード６の初期設定角度調整は、その先端研磨角αに合せて、支持アーム１６に取付けられた外側ブッシュ２０を回転させることによって行う。また、この外側ブッシュ２０の回転中心２０ａは、仕上げブレード６の先端位置とー致するように設定されている。
【０００８】
次ぎに、図１０〜図１２を参照しながら、仕上げブレード６とバッキングロール３との関係について説明する。
図１０は、仕上げブレード６の先端をバッキングロール３上の塗工原紙２に当接させた当初の状態を示す。この状態においては、仕上げブレード６には、撓みが生じていない。この状態から外側ブッシュ２０を中心にヘッド１０と仕上げブレード６を反時計方向に回転させて、図１１に示す状態にする。この時、ブレード６の先端研磨面６ａとバッキングロール３上の塗工原紙２の表面との間の空間２２の断面形状は、図９（ａ）に示すように、通常０〜５度程度の角度で該仕上げブレードの先端に向かって狭くなる、いわゆるくさび形状となる。なお、図１１の状態においては、内側ブッシュ１９の回転中心１９ａは、外側ブッシュ２０の回転中心２０ａよりもクランププレート１３側ヘオフセットした位置にあり、仕上げブレード６にはまだ撓みは生じていない。
【０００９】
塗工作業開始時には、内側ブッシュ１９を反時計方向にさらに傾動させることにより、図１２に示すように、仕上げブレード６の先端をバッキングロール３上の塗工原紙２へ押付けることができる。この動作に伴い、仕上げブレード６には図１３に示すような撓みが生じ、その結果として該仕上げブレードの先端をバッキングロール３の表面方向に押付ける力が発生する。
【００１０】
この仕上げブレード６の先端に発生する力は、内側ブッシュ１９の回転角度に概ね比例したものとなる。また、仕上げブレード６の先端とバッキングロール３上の塗工原紙２の表面との間を通過する塗工液膜７の流れは、概略ＥＨＬ理論に従うため、仕上げブレード６の先端に発生する力を変化させることにより塗工液膜７の厚さを制御することができる。すなわち、塗工液膜７を厚く形成するためには、内側ブッシュ１９の回転角度を小さくし、他方、塗工液膜７のを薄く形成するためには、内側ブッシュ１９の回転角度を大きくすれば良い。これによって、塗工作業開始後は、外側ブッシュ２０を固定したまま内側ブッシュ１９を回転させることによって、塗工液膜７の厚さを制御することができる。
【００１１】
次に、ソリッドバーホルダ１１について説明する。
図１３に示したように、仕上げブレード６に接するソリッドバーホルダ１１の突起部１１ａは、内側ブッシュ１９の回転により仕上げブレード６を撓ませる際の支持点となる。したがって、内側ブッシュ１９の回転角を同じとした場合、ソリッドバーホルダ１１の突起部１１ａと仕上げブレード６が接する位置から仕上げブレード６の先端までの距離（以下Ｌａと称する）が短いほど仕上げブレード６の先端に発生する押付け力が大きくなり、Ｌａが長いほど仕上げブレード６の先端に発生する力が小さくなる。
【００１２】
また、図１４（ａ）に示すように、Ｌａが短いほど内側ブッシュ１９回転時における仕上げブレード６の先端の撓み角θが大きく、他方、図１４（ｂ）に示す様にＬａが長いほど仕上げブレード６の先端の撓み角θが小さくなる。ここで、仕上げブレード６の先端の撓み角θが内側ブッシュ１９の回転角よりも大きくなると、仕上げブレード６の先端研磨面６ａが図９（ｂ）に示すように、バッキングロール３上の塗工原紙２の走行方向に対して「先開き」形状となり、塗工液膜７の通過流路がディフューザ状となって塗工液の流れが不安定になり、ストリークやブリーディング等の塗工不良が発生する。これを避けるため、通常は、内側ブッシュ１９の回転角と仕上げブレード６の先端の撓み角θがー致するように、Ｌａの長さを決定する。
なお、このＬａの長さは、クランププレート１３とソリッドバーホルダ１１によって挟持された位置から仕上げブレード６の先端までのブレード有効長さＬｂ（図１０および図１４（ａ），（ｂ）参照）に応じて変わるものである。
【００１３】
ところで、塗工装置１では、クランププレート１３とソリッドバーホルダ１１によって仕上げブレード６を挟持する挟持位置、および該仕上げブレードが当接するソリッドバーホルダ１１の突起部１１ａの当接位置が固定であるため、当該塗工装置に装着できる仕上げブレード６は所定の長さの１種類のものに限られる。他方、コーティングする塗工液の粘度や、コーティングされる塗工原紙２の走行速度の範囲等の塗工条件によって、長さの異なる仕上げブレード６が要求される。
【００１４】
したがって、従来の塗工装置１では、上記した塗工条件を変えたい場合には、仕上げブレード６の長さ等の仕様を変更するとともに、ソリッドバーホルダ１１の突起部１１ａの形成位置を変更する必要があった。これ故に、従来は、複数種の仕上げブレード６、ソリッドバーホルダ１１およびクランププレート１３をそれぞれ用意し、ソリッドバーホルダ１１とクランププレート１３を、適用する仕上げブレード６の長さに応じて取り替える必要があった。しかしながら、仕様の異なる仕上げブレード６に応じてソリッドバーホルダ１１とクランププレート１３を取り替えるのは、煩雑な作業となり、塗工作業が容易ではなかった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、塗工条件を変える場合でも、１種類の長さ仕様の仕上げブレードとソリッドバーホルダにより容易に塗工作業を行うことができる塗工装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、クランププレートとソリッドバーホルダとによって仕上げブレードを挟持し、該仕上げブレードに上記ソリッドバーホルダの端部を当接させて走行する塗工原紙に押し付け、該塗工原紙に塗工液を吹き付けて形成した液膜の余剰分を上記仕上げブレードによって掻き落とす塗工装置において、上記仕上げブレードの挟持位置を変動させる挟持位置変動機構を設けるとともに、上記仕上げブレードに対する上記ソリッドバーホルダの端部の当接位置を変動させる当接位置変動機構を設けた構成としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る塗工装置について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係る塗工装置の一実施形態を示すものである。なお、説明の便宜上、図１および図２において、図６〜図１３に示した要素と同一機能を有するものについては同一符号を付している。
本実施形態の塗工装置３０における仕上げ部のヘッダ部３０ａは、仕上げブレード６の挟持位置を変動させる挟持位置変動機構３１を備えるとともに、仕上げブレード６に対するソリッドバーホルダ１１の当接位置を変動させる当接位置変動機構３２を備えた構成としている。
【００１７】
挟持位置変動機構３１は、ソリッドバーホルダ１１側に向けてヘッド１０に回動自在に配設したボルト３３と、該ボルトに螺合されたナット３４とから成る。このナット３４は、ピン１２を介してクランププレート１３の中央部を回動自在に支持している。これにより、クランププレート１３は、ボルト３３を回転させることによって上下移動されるようになっている。
一方、当接位置変動機構３２は、ソリッドバーホルダ１１の凹部１１ａの開口面から仕上げブレード６の設置側に突出する突起部材３５と、該突起部材に螺合され、ソリッドバーホルダ１１の上下方向に沿って回動自在に支持されたボルト３６とから構成されている。これにより、ボルト３６を適宜角度回動させることにより、その回動角度に応じた距離だけ突起部材３５を仕上げブレード６の長さ方向に上下移動させることができる。
【００１８】
ヘッド１０とクランププレート１３の間には、従来と同様に、ピン１２を挟んで上下一対のチューブ３７ａ及び３７ｂがそれぞれ配設されており、これらのチューブ３７ａ，３７ｂに交互に空気圧を加えることによって、クランププレート１３による仕上げブレード６の挟持およびその解除を行うことができるようになっている。
なお、図１において、３８ａはボルト３３の上部を支える軸受け、３８ｂはボルト３３をその下部で回転駆動するギヤボックス、図２において、３９ａはボルト３６をその上部で回転駆動するアクチュエータ、３９ｂはボルド３６の下部を支持する軸受けである。
【００１９】
ここで、本実施形態の塗工装置３０において、異なる長さの仕上げブレード６に取り替える方法について述べる。まず、上側チューブ３７ａのみに空気圧を作用させてクランププレートの１３の先端部１３ａとソリッドバーホルダ１１との間を開放させる。この状態において、挟持位置変動機構３１のボルト３３を回転させて、仕上げブレード６の長さに対応した位置にクランププレート１３の先端部１３ａを移動させる。しかる後、仕上げブレード６をクランププレート１３の先端部１３ａとソリッドバーホルダ１１との間に挿入して、下側のチューブ３７ｂのみに空気圧を作用させることにより、クランププレート１３の先端部１３ａとソリッドバーホルダ１１との間で仕上げブレード６を挟持する。このとき、仕上げブレード６の挟持位置は、取り替える前の仕上げブレード６の挟持位置と異なっている。
【００２０】
この状態において、当接位置変動機構３２のボルト３６を回転させると、仕上げブレード６とソリッドバーホルダ１１の突起部材３５との当接位置が変わる。これにより、仕上げブレード６のブレード有効長さＬｂを変えることができるとともに、ソリッドバーホルダ１１の突起部材３５による仕上げブレード６の支持点位置から先端までの長さＬａを迅速に変更することができる（図１４参照）。したがって、本実施形態では、１種類の長さの仕上げブレード６により、より広範囲な塗工条件に対応することができる。
なお、ソリッドバーホルダ１１の突起部材３５とクランププレート１３の先端部１３ａの位置の移動は、コンピュータ等の制御装置によって制御される。この制御は、内側ブッシュ２０の回転時に仕上げブレード６の先端が「先開き」（図９（ｂ）参照）とならないように、適当な仕上げブレード６の長さＬａおよびＬｂを組み合わせるように行う。
【００２１】
図３および図４に、本発明の他の実施形態を示す。
本実施形態の塗工装置４０では、上記実施形態の挟持位置変動機構３１を廃し、代りにクランププレート１３に１つの（または複数の）クランプバー４１およびクランプチューブ４２から成る挟持位置変動機構４３を配設している。また、ソリッドバーホルダ１１には、上記実施形態の当接位置変動機構３２を廃し、代りに仕上げブレード６に向って前後にスライド可能に設置した複数の、例えば２つの突起部材４４と、これらの突起部材４４を独立してスライドさせるためのスライド装置４５とから成る当接位置変動機構４６を配設している。このスライド装置４５は、例えば、空気圧によって伸縮駆動させるチューブ等で構成されている。
なお、ヘッド１０とクランププレート１３との間には、上記実施形態と同様に、ピン１２を挟んで上下一対のチューブ３７ａ及び３７ｂがそれぞれ配設されており、これらのチューブ３７ａ，３７ｂに交互に空気圧を加えることによって、クランププレート１３による仕上げブレード６の挟持およびその解除を行うことができるようになっている。
【００２２】
本実施形態では、仕上げブレード６の有効長Ｌｂを短くしたい場合には、クランプチューブ４２に作用させる空気圧を抜いて、クランプバー４１が仕上げブレード６へ向って自由に前後できる状態にし、下側チューブ３７ｂに空気圧を加えることによりクランププレート１３を仕上げブレード６側に押付け、仕上げブレード６をソリッドバーホルダ１１との間にクランプ固定する。同時に、上側のスライド装置４５を作動させて、ソリッドバーホルダ１１の上側の突起部材４４を仕上げブレード６に当接させる。
【００２３】
また、仕上げブレード６の有効長Ｌｂを長くしたい場合には、クランププレート１３を開放状態とし、代りにクランプチューブ４２に空気圧を作用させてクランプバー４１を仕上げブレード６側に押付けて、仕上げブレード６をソリッドバーホルダ１１との間にクランプ固定する（図３および図４参照）。このとき、上側の突起部材４４は、ソリッドバーホルダ１１内に引込まれている。なお、ソリッドバーホルダ１１の下側の突起部材４４は、内側ブッシュ１９を回転させて仕上げブレード６をバッキングロール３側に押し付けた時に、該仕上げブレードの先端が「先開き」状態（図９（ｂ）参照）とならない位置に配設される。
本実施形態では、上記したように挟持位置変動機構４３および当接位置変動機構４６を作動させることにより、前記した実施形態の場合と同様に、仕上げブレード６のブレード有効長さＬｂを変えることができるとともに、ソリッドバーホルダ１１による仕上げブレード６の支持点位置から先端までの長さＬａを容易に変更することができる（図１４参照）。したがって、本実施形態では、１種類の長さの仕上げブレード６により、より広範囲な塗工条件に対応することができる。
【００２４】
図５は、図３に示した塗工装置４０で採用したクランププレート１３の他の例を示すものである。このクランププレート１３は、その先端部１３ａに複数の開口部５０を設けた構成としたものである。
クランプバー４１で仕上げブレード６をクランプ固定している場合には、該仕上げブレードによってバッキングロール３上の塗工原紙２表面から掻き落とした塗工液が、仕上げブレード６とクランプバー４１とクランプチューブ４２とクランププレート１３とによって囲まれる空間に滞留する可能性が考えられる。
この例のクランププレート１３を用いることにより、塗工原紙２表面から掻き落とした余剰分の塗工液を、クランプバー４１およびクランプチューブ４２の上部に滞留させることなく、該クランププレートの開口部５０を通して、図６に示した塗工液回収パン２３へ排出させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る塗工装置によれば、クランププレートとソリッドバーホルダとによって仕上げブレードを挟持し、該仕上げブレードに上記ソリッドバーホルダの端部を当接させて走行する塗工原紙に押し付け、該塗工原紙に塗工液を吹き付けて形成した液膜の余剰分を上記仕上げブレードによって掻き落とす塗工装置において、上記仕上げブレードの挟持位置を変動させる挟持位置変動機構を設けるとともに、上記仕上げブレードに対する上記ソリッドバーホルダの端部の当接位置を変動させる当接位置変動機構を設けた構成としているので、次のような効果を得ることができる。
【００２６】
すなわち、本発明では、上記挟持位置変動機構および上記当接位置変動機構を作動させることにより、上記仕上げブレードのブレード有効長さを変えることができるとともに、上記ソリッドバーホルダによる仕上げブレードの当接位置から先端までの長さを任意に変更することができる。
したがって、１種類の長さの仕上げブレードでも、より広範囲な塗工条件に対応することができる。これにより、用意する仕上げブレードの種別を削減できるとともに、仕上げブレードの設定変更作業時間の大幅な短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗工装置の一実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】本発明に係る塗工装置の一実施形態の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明に係る塗工装置の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図４】本発明に係る塗工装置の他の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。
【図５】図３の塗工装置で採用したクランププレートを示す正面図である。
【図６】従来の塗工装置を示す概念図である。
【図７】従来の塗工装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図８】従来の塗工装置の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の塗工装置における塗工液膜が形成される状態を示す断面図である。
【図１０】従来の塗工装置における仕上げブレードがバッキングロール上の塗工原紙に当接する状態を示す断面図である。
【図１１】従来の塗工装置における仕上げブレードがバッキングロール上の塗工原紙に当接する状態を示す断面図である。
【図１２】従来の塗工装置における仕上げブレードがバッキングロール上の塗工原紙に当接する状態を示す断面図である。
【図１３】従来の塗工装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の塗工装置における仕上げブレードが撓む状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２  塗工原紙
３  バッキングロール
５  液膜
６  仕上げブレード
７  塗工液膜
１０  ヘッド
１１  ソリッドバーホルダ
１２  ピン
１３  クランププレート
１３ａ  先端部
１９  内側ブッシュ
２０  外側ブッシュ
２２  空間
３０  塗工装置
３１  挟持位置変動機構
３２  当接位置変動機構
３３  ボルト
３４  ナット
３５  突起部材
３６  ボルト
３７ａ，３７ｂ  チューブ
３８    アクチュエータ
３９  軸受け
４０  塗工装置
４１  クランプバー
４２  クランプチューブ
４３  挟持位置変動機構
４４  突起部材
４５  スライド装置
４６  当接位置変動機構
【図１】
0003626853.tif 000002
【図２】
0003626853.tif 000003
【図３】
0003626853.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003626853.tif 000008
【図８】
0003626853.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003626853.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003626853.tif 000013
【図１３】
0003626853.tif 000014
【図１４】
0003626853.tif 000015