(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット流路の先端の塗工液吹出口から上方の塗工原紙に向けて塗工液を吐出する塗工液噴出ノズルをそなえた塗工装置において、
該スリット流路を構成する両壁部の断面形状が、塗工液吐出方向に向かって略直線状で互いに平行又は該塗工液吹出口方向へ向かって次第に接近するように形成され、
該塗工液噴出ノズルを、該塗工原紙の幅方向に沿った回転軸周りに回動して、塗工操業時には該塗工液吹出口を上方へ向け、待機時には該塗工液吹出口を下方へ向ける回動手段と、
該塗工液噴出ノズルが該回動手段によって該塗工液吹出口を下方へ向けた状態に回動された待機時に、該塗工液噴出ノズル内の塗工液の滞留及び固化を抑制するために該塗工液吹出口から吐出され落下する塗工液の落下位置に配設された塗工液回収パンとをそなえていることを特徴とする、塗工装置。
【請求項２】
該塗工液噴出ノズルの待機中に、塗工操業中に塗工原紙に向けて吐出するよりも少量の塗工液を該塗工液吹出口から流し続けるように構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の塗工装置。
【請求項３】
該塗工液の転写により該塗工原紙に形成された転写液膜の余剰分を掻き取るブレードをそなえ、該ブレードで掻き取った塗工液を該塗工液回収パンに回収する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の塗工装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の塗工装置の使用方法であって、
該塗工液噴出ノズルを待機させる際に、
該塗工液噴出ノズルを該回動手段によって回動させ該塗工液吹出口を下方へ向ける第１の工程と、
該第１の工程と同時及び該第１の工程の後に、該塗工液噴出ノズル内の塗工液の滞留及び固化を抑制するために該塗工液噴出ノズルの該塗工液吹出口から塗工液を吐出させる第２の工程と、
該第２の工程と略並行して行われ、該塗工液噴出ノズルから吐出され落下する塗工液を該塗工液回収パンによって回収する第３の工程とをそなえた
ことを特徴とする、塗工装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗工原紙に対して幅広に塗装を施す際に用いて好適の、塗工装置及びその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より塗工原紙に対して幅広に塗装を施す塗工装置が用いられている。かかる従来の塗工装置は、例えば図４に示すように構成されており、塗工の際には、バッキングロール４の表面に巻き掛けられて移送される塗工原紙１１に、塗工液噴出ノズル１から塗工液５を吐出し転写して、通常２００〜２５０μｍの厚さの転写液膜６を形成する。そして、この転写液膜６の余剰分７をヘッダ２に装着された弾性ブレード１２で掻き取って１０〜２５μｍ程度の平滑な塗工層を原紙表面に残すことで湿潤状態の塗工紙３を形成する。
【０００３】
塗工原紙１１上に塗工液の転写液膜を形成するための塗工液噴出ノズル（以下、単にノズルともいう）１の流路断面形状は、一般に、図５に示すような形状になっている。すなわち、塗工液５は、ノズル１内に設けられたスリット流路９′によって塗工装置の幅方向に均一な流量に分配された後、バッキングロール４の表面に巻き掛けられた塗工原紙１１の表面に向けて吐出される。
【０００４】
ここで、従来の塗工液噴出ノズル１中のスリット流路９′には、図５に示すように、流路幅を急激に拡大させた後縮小させた拡大・縮小部１０が設けられている。この拡大・縮小部１０は、塗工液の流れの乱流成分を整流するためや塗工液吹出幅調整バー（図示略）を挿入するため等を目的として設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の塗工液噴出ノズル１中のスリット流路９′の形状では、塗工操業を行なわない待機状態において、拡大・縮小部１０に塗工液５が残留し、これを放置しておくとスリット流路９′内で残留塗工液が固化してしまう虞がある。固化した残留塗工液は、塗工を再開する際にスリット流路９′を閉塞してしまうため、塗工液５の塗工装置幅方向の吹出流量分布の均一性を著しく損ない、ストークと呼ばれる塗工障害の発生原因となり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、待機状態において塗工液噴出ノズル中のスリット流路内が残留塗工液の固化により閉塞しないようにして、塗工液の塗工装置幅方向の吹出流量分布の均一性を確保することができるようにした、塗工装置及びその使用方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の塗工装置は、スリット流路の先端の塗工液吹出口から上方の塗工原紙に向けて塗工液を吐出する塗工液噴出ノズルをそなえた塗工装置において、該スリット流路を構成する両壁部の断面形状が、塗工液吐出方向に向かって略直線状で互いに平行又は該塗工液吹出口方向へ向かって次第に接近するように形成され、該塗工液噴出ノズルを、該塗工原紙の幅方向に沿った回転軸周りに回動して、塗工操業時には該塗工液吹出口を上方へ向け、待機時には該塗工液吹出口を下方へ向ける回動手段と、該塗工液噴出ノズルが該回動手段によって該塗工液吹出口を下方へ向けた状態に回動された待機時に、該塗工液噴出ノズル内の塗工液の滞留及び固化を抑制するために該塗工液吹出口から吐出され落下する塗工液の落下位置に配設された塗工液回収パンとをそなえていることを特徴としている。
また、該塗工液噴出ノズルの待機中に、塗工操業中に塗工原紙に向けて吐出するよりも少量の塗工液を該塗工液吹出口から流し続けるように構成されていることが好ましい。
さらに、該塗工液の転写により該塗工原紙に形成された転写液膜の余剰分を掻き取るブレードをそなえ、該ブレードで掻き取った塗工液を該塗工液回収パンに回収することが好ましい。
また、本発明の塗工装置の使用方法は、請求項１又は２記載の塗工装置の使用方法であって、該塗工液噴出ノズルを待機させる際に、該塗工液噴出ノズルを該回動手段によって回動させ該塗工液吹出口を下方へ向ける第１の工程と、該第１の工程と同時及び該第１の工程の後に、該塗工液噴出ノズル内の塗工液の滞留及び固化を抑制するために該塗工液噴出ノズルの該塗工液吹出口から塗工液を吐出させる第２の工程と、該第２の工程と略並行して行われ、該塗工液噴出ノズルから吐出され落下する塗工液を該塗工液回収パンによって回収する第３の工程とをそなえたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実施形態としての塗工装置を示すものである。
図１に示すように、本塗工装置にそなえられる塗工液噴出ノズル１は、実線で示す姿勢と破線で示すように塗工液吹出口１Ａが下向きとなる姿勢（符号１′を付す）との間で回動可能に構成されており、図示しない駆動機構により回転駆動されるようになっている。
【０００９】
また、塗工液噴出ノズル１の下方には、塗工液吹出口１Ａが下向きとなった際（符号１′参照）に、塗工液吹出口１Ａから吐出された塗工液を受けうるような位置に、塗工液回収パン８が配設されている。
そして、駆動機構は、塗工操業時には、実線で示すように、塗工液吹出口１Ａがバッキングロール４の表面に巻き掛けられて移送される塗工原紙１１に向かうように塗工液噴出ノズル１の姿勢を設定し、塗工操業を行なわない待機時には、破線で示すように、塗工液吹出口１Ａが下方（即ち、重力方向）の塗工液回収パン８に向かうように塗工液噴出ノズル１の姿勢を設定するようになっている。
【００１０】
なお、塗工液噴出ノズル１のスリット流路９を構成する両壁部９Ａ，９Ｂの断面形状は、塗工液吹出口１Ａに向かって略直線状で互いに平行又は塗工液吹出口１Ａ方向へ向かって次第に接近するように形成されている。つまり、スリット流路９を構成する両壁面９Ａ，９Ｂは、いずれも平面で構成されており、これらの平面は、互いに平行に設定されるか若しくは塗工液吹出口１Ａに向かって次第に接近するように設定されている。
【００１１】
このようにスリット流路９の形状が設定されるとともに、図１に符号１′を付して示すスリット流路９の下降傾斜時の傾斜角度が、スリット流路９内部の塗工液に十分な重力が加わるように設定されているので、スリット流路９内の塗工液は、壁面９Ａ，９Ｂ上に付着残りすることなく塗工液吹出口１Ａから円滑に塗工液回収パン８に流下するようになっている。
【００１２】
なお、塗工時には、図１に示すように、従来技術と同様に、バッキングロール４の表面に巻き掛けられて移送される塗工原紙１１へ、塗工液噴出ノズル１から吐出された塗工液５を転写して、適当な厚さ（通常２００〜２５０μｍの厚さ）の転写液膜６を形成し、この転写液膜６の余剰分７をヘッダ２に装着された弾性ブレード１２で掻き取って塗工液回収パン８へ戻し、所定厚（例えば１０〜２５μｍ程度）の平滑な塗工層を原紙表面に残すことで湿潤状態の塗工紙３を形成するようになっている。
【００１３】
ところで、本塗工装置の塗工液噴出ノズル１には、スリット流路９に、従来技術（図５参照）で設けられたような拡大・縮小部１０は設けられていない。この理由について説明する。
まず、従来技術として説明した塗工液噴出ノズル１のスリット流路９に設けられた拡大・縮小部１０の効果についての検討結果を説明する。
【００１４】
はじめに、スリット流路９内における塗工液流れの乱流化について調べる。
吹出幅８ｍ、塗工速度１８００ｍ／ｍｉｎ、転写膜厚２５０μｍの塗工装置であって、ノズルに幅方向両端から均等に塗工液を供給するものとする。この場合に、ノズル幅方向端部（即ち、ノズル１に塗工液を供給する給液管接続部）におけるノズル内最大断面流路（図２中に示す領域１３、以下、マニフォールドという）の一般化レイノルズ数Ｒｅは、塗工液の非ニュートン粘度特性がＯｓｗａｌｄ−ｄｅ−ｗａｅｌｅモデルに従って基準粘度η0 ＝０．６〔Ｐａ・ｓｅｃn 〕、べき乗指数ｎ＝０．７と記述できるものと仮定すると、Ｒｅ≒８４０程度になる。
【００１５】
一方、スリット流路９におけるレイノルズ数Ｒｅは、同様の条件において求めると、Ｒｅ≒１９０程度になる。
一般に、流れの乱流化は、Ｒｅ＞２３００程度から生じるといわれていることから、ノズル内における塗工液の流れは乱流化しないものと考えられる。したがって、スリット流路９において整流を行なう必要はなく、拡大・縮小部１０は不要と考えられるのである。
【００１６】
次に、図３に、スリット流路９内に拡大・縮小部１０を設けた場合及び設けなかった場合におけるノズルからの塗工液吹出流量の幅方向偏差の変化特性についての検討結果を説明する。
図３中、横軸はスリット流路９の隙間値に対する拡大・縮小部１０の拡大部の最大拡大率（流路拡大率）Ａを示し、縦軸は拡大・縮小部１０なしの場合に対する塗工液吹出流量の幅方向偏差の変化率（幅方向流量偏差変化率）Ｂを示している。
【００１７】
Ａ＝〔（最大隙間−スリット流路隙間）／スリット流路隙間〕＊１００〔％〕
Ｂ＝〔（各拡大率における塗工液吹出流量の幅方向偏差−拡大・縮小部なしにおける塗工液吹出流量の幅方向偏差）／拡大・縮小部なしにおける塗工液吹出流量の幅方向偏差〕＊１００〔％〕
つまり、図３において、縦軸値Ｂが大きいほど、幅方向流量偏差が大きいことを示している。
【００１８】
また、この場合の検討条件は、前述の乱流化の検討のための計算条件と同様のものとしている。
図３に示すように、拡大・縮小部１０を設けた場合における塗工液吹出流量の幅方向偏差は、拡大・縮小部１０を設けない場合（横軸値Ａ＝０）における塗工液吹出流量の幅方向偏差よりも悪化していることがわかる。また、拡大・縮小部１０の拡大比が大きいほど塗工液吹出流量の幅方向偏差よりも悪化する傾向があることもわかる。
【００１９】
このような結果から、塗工液噴出ノズル１のスリット流路９に拡大・縮小部１０を設けない方が、より良好な塗工液の幅方向吐出均一性が得られることがわかる。
以上のような検討結果に基づいて、本塗工装置では、塗工液噴出ノズル１のスリット流路９に拡大・縮小部１０を設けないようにしているのである。
【００２０】
本発明の一実施形態としての塗工装置は、上述のように構成されているので、塗工液噴出ノズル１は、塗工操業を行なわない待機状態には、図１に符号１′で示すような姿勢に設定される。この時、塗工液吹出口（即ち、図２に示すスリット流路９の出口）１Ａは、水平位置よりも下向きになっており、スリット流路９内に残留した塗工液は重力により自重で自由流下する。
【００２１】
特に、この時のスリット流路９の下降傾斜角度が十分に与えられ、且つ、スリット流路９を構成する両壁部９Ａ，９Ｂの断面形状が、塗工液吹出口１Ａに向かって略直線状で互いに平行又は塗工液吹出口１Ａ方向へ向かって次第に接近するように形成されていることから、スリット流路９内部の塗工液は、自重により円滑に塗工液回収パン８内に流下して、スリット流路９内には滞留しない。
【００２２】
このように、待機状態においては、塗工液噴出ノズル１内に残留している塗工液を、重力によってノズル１外の塗工液回収パン８に自然排出することができるため、スリット流路９内で残留塗工液が固化してしまう虞も回避され、スリット流路９が閉塞される事態も回避されて、塗工液５の塗工装置幅方向の吹出流量分布の均一性を著しく損なう原因が解消される。したがって、ストークと呼ばれる塗工障害の発生も回避できるようになる。
【００２３】
つまり、従来技術（図５参照）のようにスリット流路９に拡大・縮小部１０が設けられていると、この拡大・縮小部１０に残留塗工液が滞留してしまう虞がある。
これに対して、本塗工装置では、スリット流路９からこのような拡大・縮小部１０を廃し、スリット流路９を平行若しくは塗工液吹出口１Ａに向かって直線的に縮小する断面形状を有するように構成しており、且つ、スリット流路９の下降傾斜角度が十分に与えられているので、符号１′で示す待機状態において、塗工液噴出ノズル１内に残留している塗工液を重力によってノズル１外に自然排出して、塗工液の滞留を完全に抑制しうるのである。
【００２４】
また、待機中においては、ノズル１内での塗工液の滞留及び固化を抑制する目的で、少量の塗工液を流し続けるようにするのが一般であるが、この場合、塗工液の吹出流量が少ないため、スリット流路９の出口（吹出口）１Ａからの塗工液の吹出流速が遅くなる。このように吹出流速が遅いと、図４に示した従来技術のようにノズル１が回転しない場合、吹出口１Ａから緩やかに吐出した塗工液は、ノズル１から吹き上がることなくノズル１の外周に沿って重力方向（下方）に流下して、ノズル１の外周を汚してしまう。
【００２５】
これに対して、本塗工装置では、ノズル１が回転可能であり、待機中はノズル１が１′の位置まで回転して、その吹出口１Ａが、水平位置よりも下向きの重力方向に向けられ且つ塗工液回収パン８に向けられるため、待機中に少量ずつ流し続けられる塗工液は、吹出口１Ａから吐出した後、ノズル１の外周を汚すことなく、塗工液回収パン８へ流下するのである。
【００２６】
さらに、図３に示すように、拡大・縮小部１０を設けない場合（横軸値Ａ＝０）には、拡大・縮小部１０を設けた場合よりも、より良好な塗工液の幅方向吐出均一性が得られる特性があるが、本塗工装置では、拡大・縮小部１０を設けていないため、より良好な塗工液の幅方向吐出均一性が得られ、塗工性能が向上する利点もある。
【００２７】
なお、本発明の塗工装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１，４記載の本発明の塗工装置及びその使用方法によれば、待機時には、塗工液噴出ノズルを回動させて塗工液吹出口を下方へ向け塗工液吹出口から塗工液回収パンへ塗工液を自由流下させることができるので、待機時に塗工液噴出ノズル内に塗工液が滞留しないようになり、塗工液噴出ノズル内で塗工液が固化してスリット流路が閉塞されるような事態も回避され、塗工液の塗工装置幅方向の吹出流量分布の均一性を良好に保つことができるようになり、ストークと呼ばれる塗工障害の発生も回避できるようになる。
【００２９】
また、スリット流路を構成する両壁部の断面形状が、塗工液吐出方向に向かって略直線状で互いに平行又は塗工液吹出口方向へ向かって次第に接近するように形成されるため、この点でも、塗工液吹出口から塗工液回収パンへの塗工液の自由流下が促進されて、塗工液噴出ノズル内での塗工液の滞留が防止される。
また、待機時に塗工液噴出ノズルから少量の塗工液を噴射する場合にも、塗工液吹出口を下方へ向け塗工液吹出口から塗工液回収パンへ塗工液を自由流下させることができるので、塗工液噴出ノズルへの塗工液の付着が防止される効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての塗工装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての塗工装置の要部（塗工液噴出ノズル）を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての塗工装置の効果を説明する図である。
【図４】従来の塗工装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５】従来の塗工装置の要部（塗工液噴出ノズル）を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１，１′  塗工液噴出ノズル
１Ａ  塗工液吹出口
２  ヘッダ
３  塗工紙
４  バッキングロール
５  塗工液
６  転写液膜
７  余剰分
８  塗工液回収パン
９Ａ，９Ｂ  スリット流路９の壁部
１１  塗工原紙
１２  弾性ブレード
１３  ノズル内最大断面流路（マニフォールド）
【図１】
0003649574.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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