(57)【要約】【課題】ブリージングまたはストリーク現象を防止することができる冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システムは、ブレード１４の裏面に設置される冷却用ツール４２と、冷却用ツール４２に、冷却水の流れのために連結される連結ホース４４、４６と、冷却用ツール４２に冷却水を循環させる冷却ユニット５０と、冷却ユニット５０に、冷却水との熱交換のために冷媒を循環提供する冷凍装置とを含めて構成される。【選択図】図５
2006055840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッキングロールに巻き取られた状態で連続移送される紙にコーティングカラーを塗布するブレードと、前記ブレードのプロファイルを形成するプロファイルチューブとを含む紙製造用コーティングマシーンにおいて、
前記ブレードの裏面と前記コーティングマシーンのボディー部に設けられたプロファイルチューブとの間の空間にブレードを冷却させる冷却手段を設置し、該冷却手段には、別の冷却水循環装置を連結してなる
紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面に密着設置される、数回屈曲された冷却ホースである
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項３】
前記冷却手段は、前記冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面下端に配列されて、冷却水流出用孔の開いた冷却ホースである
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面に上下に配列される冷却ホースと、該冷却ホースに等間隔で取り付けられ、冷却水をブレードの裏面に直接噴射できる噴射ノズルとからなる
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項５】
前記冷却手段は、前記ブレードの先端部とそれに対向する位置の前記プロファイルチューブとの間の空間を密閉し、この密閉された前後壁面に、前記冷却水循環装置と連結される冷却水供給用バルブ及び排水用バルブを設置してなる
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項６】
前記冷却水循環装置は、冷却水タンクと、該冷却水タンクから冷却水をポンピングする供給ポンプと、前記冷却手段と供給ポンプとの間に連結された冷却水供給ライン及び冷却水回収ラインとから構成される
請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項７】
前記ブレードの先端部と前記プロファイルチューブの固定されたボディー部の上端との間には、冷却水の流出防止のためのカバーが付着される
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項８】
前記冷却水循環装置の冷却水タンクには、冷却水の温度調節装置がさらに装着される
請求項１に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項９】
バッキングロールに巻き取られた状態で連続移送される紙にコーティングカラーを塗布するブレードと、前記ブレードのプロファイルを形成するプロファイルチューブとを含む紙製造用コーティングマシーンにおいて、
前記ブレードの裏面と前記コーティングマシーンのボディー部に設けられたプロファイルチューブとの間の空間に、ブレードを冷却するために設置される冷却用ツールと、
前記冷却用ツールの一端と他端にそれぞれ連結される冷却水引込用連結ホース及び冷却水排出用連結ホースと、
前記冷却水排出用連結ホース側に連結されるフィーディングポンプと、
前記冷却水引込用連結ホースと前記フィーディングポンプとの間に連結設置される熱交換用冷却ユニットと、
前記熱交換用冷却ユニットに冷媒の循環がなされるように連結される冷凍装置とを含めて構成される
紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１０】
前記冷却用ツールは、前記ブレードの裏面に密着接触される冷却水循環用銅管である
請求項９に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１１】
前記冷却水排出用連結ホースと前記フィーディングポンプとの間のライン上には、冷却水貯蔵用サービスタンクがさらに設置される
請求項９に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１２】
前記熱交換用冷却ユニットは、冷却水循環空間を規定するケーシングと、該ケーシングの一側面に形成される冷却水入口及び出口と、前記ケーシングの他側面から内部に引込まれる冷媒循環ラインとから構成される
請求項９に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１３】
前記熱交換用冷却ユニットには、冷却水温を感知し冷却水温を調節する温度調節器がさらに連結される
請求項９または１２に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１４】
前記熱交換用冷却ユニットの冷却水出口と前記冷却水引込用連結ホースとの間には、冷却水遮断調節用バルブがさらに取り付けられる
請求項９に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却システム。
【請求項１５】
紙製造用コーティングマシーンのブレード裏面に冷却用ツールを密着設置した後、所定の冷却装置を利用し前記冷却用ツールの内部に−１５℃〜２５℃の冷却水を引込み、前記ブレードの冷却及び結露の誘発をできるようにした
紙製造用コーティングマシーンの冷却方法。
【請求項１６】
前記冷却用ツールの内部に引込まれる冷却水の温度は、−１５℃〜０℃に調節される
請求項１５に記載の紙製造用コーティングマシーンの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙製造用コーティングマシーンの冷却システム及び方法に関するものであって、さらに詳細には、紙のコーティング工程に使用されるコーティングマシーンのブレードに別の冷却手段を設け、紙表面に塗布されるコーティングカラーがブレードの先端部に凝集される現象を容易に防止できるようにした紙製造用コーティングマシーンの冷却システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、紙の製造工程は、大きく組成(Stock Preparation)段階→抄紙(Paper Making)段階→加工(Coating)段階→完成(finishing)段階/物流段階に区分できる。
【０００３】
前記組成段階は、製紙産業で必要とする材料を準備する工程であって、木材やその他の繊維植物から、機械的及び化学的処理などによりパルプを製造する段階である。
【０００４】
前記パルプは、原木などを一定の大きさで切断し、これを剥皮機(barker)に入れて外皮を剥がし、水と共に砕木機(grinder)に入れて磨砕した後、不純物を精選(screen)することにより得られる。
【０００５】
また、一般的な原料として、化学パルプ、ＤＩＰ(再生パルプ)を使用し紙の原料が得られるようになる。
【０００６】
このように得られたパルプは、抄紙段階と乾燥工程、コーティング工程など、多様な工程を順次進行して、あるいは特殊な目的のために付加される工程を繰り返すことにより紙に製造されて、この紙は、ローラーに巻き取られた形態に完成される。
【０００７】
前記抄紙段階は、簡単に要約すると、紙料を均一に射出・配分する過程と、紙料がプレスロールを通過しながら機械的に圧縮及び脱水が行われる過程と、スチームを利用しシート状態の紙料を前乾燥する過程及び適正の水分均衡を維持するように再び乾燥する後乾燥過程と、ロールを利用し、紙厚を調節し表面を平めた後、紙をローラーに巻き取る過程とからなる。
【０００８】
前記加工工程は、コーターにより原紙をコーティングする工程であって、抄紙機から生産された原紙を再び解く過程と、原紙に顔料やバインダーなどのコーティングカラーを塗布し、平滑な面と光沢を与える過程と、熱風及びスチームを利用しコーティングカラーが塗りつけられた紙を乾燥する過程と、乾燥された紙を再びローラーに巻き取る過程とからなる。
【０００９】
ここで、上述の工程を含む紙の製造工程において、加工工程に使用されるコーターの構成及び作動関係について、図７〜図８を参照し説明する。
【００１０】
前記コーターにおいて、コーティングが行われるコーティングヘッドは、紙１０を回転力によりフィーディングして、コーティングされる原紙にクッション付与及び保持の役割をするバッキングロール２０と、このバッキングロール２０の一側の下端に位置し、コーティングカラー１２を紙１０の表面に転移させる転移手段１８と、前記バッキングロール２０の一側面に密着され前記コーティングカラー１２を紙１０の表面に均一に塗布するブレード１４と、前記ブレード１４の下端を固定するクランプ手段(図示せず)と、前記ブレードの外側面に位置し、ブレード１４のプロファイルを形成するプロファイルチューブ１６と、前記クランプ手段及びプロファイルチューブ１６が設置されるボディー部２２とから構成されている。
【００１１】
この際、前記ブレード１４の幅は、前記バッキングロール２０の幅とほぼ同一で、バッキングロール２０に沿って供給される紙１０の表面、即ち、コーティングカラーの転移された面をブレードが一遍に掻くようになる。
【００１２】
このように、前記回転するバッキングロール２０の一部に紙１０が密着された状態で連続給紙がなされる状態で、前記転移手段１８が紙１０の表面にコーティングカラー１２を転移させると、前記ブレード１４の先端が紙(原紙)の表面に噴射されたコーティングカラー１２を均一に塗布するようになる。
【００１３】
即ち、前記ブレード１４の先端が紙１０の表面に付着されたコーティングカラー１２を、いわゆるメータリング(metering)といって、必要な量だけ均一にコーティングされるようにして、残りは掻き落とすようになる(図８参照)。
【００１４】
一方、前記プロファイルチューブのシリンダーを調節し、ブレード１４のポジション(紙との密着程度)を調節することにより、コーティングカラー１２を紙に所望の量だけ塗布させる、ブレード１４のメータリングの程度が調節される。
【００１５】
また、紙の表面にコーティングカラー１２が塗布される際、余分のコーティングカラーが落下するようになるが、この落ちたコーティングカラーを収集/回収する回収手段２４が前記転移手段１８の下方に配置される。
【００１６】
しかしながら、上記のようなコーティング工程においては、以下のような問題点が発生する。
【００１７】
即ち、前記コーティングカラー１２の一部が紙(原紙)とブレード１４との間を通過しながら、濃度が上昇すると共にブレード先端に凝集され、ブレード先端に積もって大きくなり、その乾燥された塊が紙のコーティング面にくっついたり、コーティング面を掻きだしたりして、不良を招来するという問題点があった(図７参照)。
【００１８】
より詳細には、高速運転中、高いせん断力と急激な圧力脱水によるコーティングカラーの瞬間的な高濃度化現象により、前記紙１０表面のコーティングカラー１２がブレード１４の先端部に凝集され蓄積される、いわゆるブリージング(bleeding)またはストリーク(streak)現象が発生するという問題点があった。
【００１９】
このような現象により、ブレード先端にコーティングカラーが玉状の塊または石筍状に残り、結局、紙の不良を招来することになる。
【００２０】
一方、特許文献１には、ブレードの先端部とコーティングカラーとの間に流体(スチーム)を直接噴射し、石筍(stalagmite)の形成を防止する装置が公開されており、また、特許文献２には、ドクターブレードの下流側とペーパーウェブとの境界領域に流体を直接噴射し、有害なブツ(凝集部)の形成を抑制する装置が公開されているが、これらの特許は、両者とも流体の噴射(提供)力によりコーティングカラーの凝集を防ぐ技術として知られている。
【００２１】
このような点に鑑みて、前記コーティングカラーの高濃度化現象を減らすと共に保水性を上昇させることができて、また前記コーティング工程中に発生するブリージング及びストリーク現象を著しく減らし、作業性及び生産性の向上を図ると共に紙の品質を大きく高めることができる、より効率的なシステムの提供が求められている。
【特許文献１】米国特許第５，２１９，６１８号明細書
【特許文献２】特開平４−２２８７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、実際の工場設備に適用できる紙製造用ブレード(コーター)の具体的な冷却システムを提供しようとしたものであって、紙製造用ブレード及び紙表面に塗布されるコーティングカラーを冷却させることにより、コーティングカラーがブレードの先端で凝集され蓄積されるブリージング(breeding)またはストリーク(streak)現象を防止することができるように、ブレードの裏面に設置される冷却用ツールと、該冷却用ツールに、冷却水流れのために連結される連結ホースと、冷却用ツールに冷却水を循環させる冷却ユニットと、該冷却ユニットに、冷却水との熱交換のために冷媒を循環提供する冷凍装置とを含めて構成される、コーターの冷却システム及び方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の観点の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムは、バッキングロールに巻き取られた状態で連続移送される紙にコーティングカラーを塗布するブレードと、前記ブレードのプロファイルを形成するプロファイルチューブとを含む紙製造用コーティングマシーンにおいて、前記ブレードの裏面と前記コーティングマシーンのボディー部に設けられたプロファイルチューブとの間の空間にブレードを冷却させる冷却手段を設置し、該冷却手段には、別の冷却水循環装置を連結してなる。
【００２４】
好ましくは、前記冷却手段は、前記冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面に密着設置される、数回屈曲された冷却ホースである。
【００２５】
好ましくは、前記冷却手段は、冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面下端に配列されて、冷却水流出用孔の開いた冷却ホースである。
【００２６】
好ましくは、前記冷却手段は、冷却水循環装置に連結され、前記ブレードの裏面に上下に配列される冷却ホースと、該冷却ホースに等間隔で取り付けられ、冷却水をブレードの裏面に直接噴射できる噴射ノズルとからなる。
【００２７】
好ましくは、前記冷却手段は、前記ブレードの先端部とそれに対向する位置の前記プロファイルチューブとの間の空間を密閉し、この密閉された前後壁面に、前記冷却水循環装置と連結される冷却水供給用バルブ及び排水用バルブを設置してなる。
【００２８】
好ましくは、前記冷却水循環装置は、冷却水タンクと、該冷却水タンクから冷却水をポンピングする供給ポンプと、前記冷却ホースと供給ポンプとの間に連結された冷却水供給ライン及び冷却水回収ラインとから構成される。
【００２９】
好ましくは、前記ブレードの先端部と前記プロファイルチューブの固定されたボディー部の上端との間には、冷却水が上方に飛散し流出されることを防止するためのカバーが付着される。
【００３０】
好ましくは、前記冷却水循環装置の冷却水タンクには、冷却水の温度調節装置がさらに装着される。
【００３１】
本発明の第２の観点の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムは、バッキングロールに巻き取られた状態で連続移送される紙にコーティングカラーを塗布するブレードと、ブレードのプロファイルを形成するプロファイルチューブとを含む紙製造用コーティングマシーンにおいて、前記ブレードの裏面と前記コーティングマシーンのボディー部に設けられたプロファイルチューブとの間の空間に、ブレードを冷却するために設置される冷却用ツールと、前記冷却用ツールの一端と他端にそれぞれ連結される冷却水引込用連結ホース及び冷却水排出用連結ホースと、前記冷却水排出用連結ホース側に連結されるフィーディングポンプと、前記冷却水引込用連結ホースとフィーディングポンプとの間に連結設置される熱交換用冷却ユニットと、前記熱交換用冷却ユニットに冷媒の循環がなされるように連結される冷凍装置とを含めて構成される。
【００３２】
好ましくは、前記冷却用ツールは、前記ブレードの裏面に密着接触される冷却水循環用銅管である。
【００３３】
好ましくは、前記冷却水排出用連結ホースと前記フィーディングポンプとの間のライン上には、冷却水貯蔵用サービスタンクがさらに設置される。
【００３４】
好ましくは、前記熱交換用冷却ユニットは、冷却水循環空間を規定するケーシングと、該ケーシングの一側面に形成される冷却水入口及び出口と、前記ケーシングの他側面から内部に引込まれる冷媒循環ラインとから構成される。
【００３５】
好ましくは、前記熱交換用冷却ユニットには、冷却水温を感知し冷却水温を調節する温度調節器がさらに連結される。
【００３６】
好ましくは、前記熱交換用冷却ユニットの冷却水出口と前記冷却水引込用連結ホースとの間には、冷却水遮断調節用バルブがさらに取り付けられる。
【００３７】
本発明の第３の観点の冷却方法は、紙製造用コーティングマシーンのブレード裏面に冷却用ツールを密着設置した後、所定の冷却装置を利用し前記冷却用ツールの内部に−１５℃〜２５℃の冷却水を引込み、前記ブレードの冷却及び結露の誘発をできるようにした。
【００３８】
この際、前記冷却用ツールの内部に引込まれる冷却水の温度は、−１５℃〜０℃に調節することが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明による紙製造用コーティングマシーンの冷却装置によると、紙のコーティング工程に使用されるコーティングマシーンのブレードの裏面に様々な形態の冷却手段を設けて、ブレード及び紙表面に塗りつけられるコーティングカラーを冷却することにより、コーティングカラーがブレード先端に凝集され蓄積されるブリージングまたはストリーク現象を著しく減らすことができる。
【００４０】
このようにブリージングまたはストリーク現象を格段に減らすことにより、作業性及び生産性の向上を図ると共に、紙の品質を著しく増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の好ましい一実施形態について、図面を参照し詳細に説明する。
【００４２】
図１乃至図３は、本発明による紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに係る実施例を示す断面図である。
【００４３】
本発明は、紙の製造工程中、コーティング工程で使用されるコーティングマシーンのブレード及びコーティングカラーを冷却させて、ブリージング及びストリーク現象を著しく減らしたことに主眼点がある。
【００４４】
前述のように、前記コーティングマシーンは、紙を回転力によりフィーディングするバッキングロール２０と、このバッキングロール２０の一側の下端に位置し、コーティングカラー１２を紙１０の表面に転移させる転移手段１８と、前記バッキングロール２０の一側面に密着され、前記コーティングカラー１２を紙１０の表面に均一に塗布するブレード１４と、前記ブレード１４の下端を固定するクランプ手段(図示せず)と、前記ブレード１４の外側面に位置し、ブレード１４のプロファイルを形成するプロファイルチューブ１６と、前記クランプ手段及びプロファイルチューブ１６が設置されるボディー部２２とから構成されている。
【００４５】
ここで、前記コーティングマシーンのブレード１４を冷却する冷却手段をブレード１４の裏面に設置するようになるが、好ましくは、前記ブレード１４の裏面と前記コーティングマシーンのボディー部２２に設けられたプロファイルチューブ１６との間の空間に前記ブレード１４を冷却させる冷却手段を設置するようになる。
【００４６】
本発明による冷却手段は、ブレードを冷却させることのできる手段であれば何でもよいが、好ましい冷却手段の一実施例は、冷却水循環装置に連結される冷却ホース２４ａを前記ブレード１４の裏面に密着設置することであるが、前記ブレード１４の冷却効果を増大させるために、冷却ホース２４ａを数回ジグザグに屈曲させてブレード１４の裏面全体に密着させることが好ましい(図１参照)。
【００４７】
好ましい冷却手段の他の実施例としては、冷却水循環装置と連結されながら前記ブレード１４の裏面下端に一列に配列される冷却ホース２４ｂを適用するが、所定位置に冷却水流出用孔２６の形成されたものを適用する。これにより、冷却水が冷却ホース２４ｂの冷却水流出用孔２６を通じて排出された後、前記ブレード１４の先端のすぐ下まで満たされ、ブレードの冷却が成されるようになる(図２参照)。
【００４８】
好ましい冷却手段のまた他の実施例として、冷却水循環装置と連結されながら前記ブレード１４の裏面に配列される冷却ホース２４ｃを適用するが、上側及び下側の２列に配列することが好ましく、特に、前記冷却ホース２４ｃに複数個の噴射ノズル２８を等間隔で取り付けることにより、冷却水をブレード１４の裏面に直接噴射することができるようになる(図３参照)。
【００４９】
好ましい冷却手段のまた他の実施例として、前記ブレード１４の先端部とそれに対向する位置のプロファイルチューブ１６との間の空間を密閉板などにより密閉して、この密閉された前後壁面に、冷却水循環装置と連結される冷却水供給用バルブ及び排水用バルブ(図示せず)を設置する。
【００５０】
一方、図４に示したように、前記冷却水循環装置は、冷却水タンク３０と、この冷却水タンク３０から冷却水をポンピングする供給ポンプ３２と、前記冷却ホース２４ａ、２４ｂ、２４ｃの入口側と供給ポンプ３２の排出口との間に連結された冷却水供給ライン３４と、前記冷却ホース２４ａ、２４ｂ、２４ｃの出口側と供給ポンプ３２の流入部との間に連結された冷却水回収ライン３６とから構成される。
【００５１】
特に、前記ブレード１４の先端部と前記プロファイルチューブ１６が固定されたボディー部の上端との間には、冷却水が上方に飛散し外部に流出されることを防止するためのカバー３８が装着されるが、このカバーは、透明なビニルカバーを使用することが好ましい。
【００５２】
また、前記冷却水循環装置の冷却水タンクには、冷却水の温度調節装置がさらに取り付けられるが、この温度調節装置により冷却水の温度が１００℃〜−１５℃範囲に調節される。
【００５３】
以下、このような構成からなる本発明による紙製造用コーティングマシーンの冷却装置の作動状態について説明する。
【００５４】
紙のコーティング工程において、前記バッキングロール２０に半分ほど巻き取られた状態で連続給紙がなされると同時に、前記転移手段１８が紙１０の表面にコーティングカラー１２を連続的に転移(噴射)すると、前記ブレード１４の先端が紙(原紙)の表面に噴射されたコーティングカラー１２を均一且つ扁平に掻くようになる。
【００５５】
この際、前記ブレード１４の裏面に位置した冷却ホース２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、上述の冷却水循環装置から冷却水が流れるようになり、前記ブレード１４及びコーティングカラー１２の冷却がなされるようになる。
【００５６】
即ち、紙１０とブレード１４との間における摩擦熱を減らすことにより、ブレードの温度を約１０℃以上低下させるようになる。
【００５７】
前記ブレードに対する冷却作用の一実施例は、以下のようである。
【００５８】
前記供給ポンプ３２の駆動により、冷却水が、冷却水タンク３０から冷却水供給ライン３４に沿って冷却ホース２４ａ側にポンピングされると同時に、数回屈曲された冷却ホース２４ａに沿って循環されるが、この際、冷却ホース２４ａとブレード１４の裏面とが接触された状態であるため、ブレード１４に対する冷却水の間接冷却がなされるようになる(図１参照)。
【００５９】
また、前記ブレード１４の冷却により、ブレード１４により塗布されるコーティングカラー１２にも冷却の転移がなされるようになる。
【００６０】
前記ブレードに対する冷却作用の他の実施例は、以下のようである。
【００６１】
前記冷却水タンク３０からポンピングされた冷却水が、前記ブレード１４の裏面の下端に一列に配列された冷却ホース２４ｂに供給されると同時に、この冷却ホース２４ｂの冷却水流出用孔２６を通じて排出され、前記ブレード１４の裏面と前記コーティングマシーンのボディー部２２に設けられたプロファイルチューブ１６との間の空間に満たされるようになる。
【００６２】
したがって、冷却水が前記ブレード１４の裏面に直接接触され、ブレードの冷却効果を大きくすることができるため、紙の給紙を高速に供給する場合におけるブレードの冷却方法として好適である。
【００６３】
以下、前記ブレードに対する冷却作用のまた他の実施例について説明する。
【００６４】
前記冷却水タンク３０からポンピングされてきた冷却水が、前記冷却ホース２４ｃに取り付けられた噴射ノズル２８を通じてブレード１４の裏面に直接噴射されるが、冷却水がブレード１４の裏面に直接接して冷却させるため、冷却効果がさらに大きく得られる。
【００６５】
より詳細には、上側及び下側に配列された冷却ホース２４ｃの噴射ノズル２８から、ブレード１４の先端部及び下端部に向かって同時に冷却水を直接噴射することにより、ブレード１４の冷却効果が大きく得られて、このため、紙の給紙を高速に供給する場合におけるブレードの冷却方法に好適である。
【００６６】
一方、前記冷却ホース２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給された冷却水は、冷却水回収ライン３６に沿って冷却水タンク３０に復帰される。
【００６７】
また、前記ブレード１４の先端部と前記プロファイルチューブ１６が固定されたボディー部２２との間には、冷却水流出防止のためのカバー３８が付着されているため、紙に冷却水が転移されることを防止することができる。
【００６８】
このように、高速運転中、高いせん断力と急激な圧力脱水によるコーティングカラーの瞬間的な高濃度化現象が上述の冷却作用により減少され、コーティングカラーがブレード先端に凝集され蓄積されるブリージングまたはストリーク現象を著しく減らすことができるようになる。
【００６９】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【００７０】
図５は、本発明の実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムを示す概略図であり、図６は、本発明の実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに適用される冷却ユニットと冷凍装置の連結関係を示す概略図である。
【００７１】
上述したように、紙製造用コーティングマシーンは、紙１０を回転力によりフィーディングして、コーティングされる原紙にクッション付与及び保持の役割をするバッキングロール２０と、このバッキングロール２０の一側の下端に位置し、コーティングカラー１２を紙１０の表面に転移させる転移手段１８と、前記バッキングロール２０の一側面に密着され、前記コーティングカラー１２を紙１０の表面に均一に塗布するブレード１４と、前記ブレード１４の下端を固定するクランプ手段と、前記ブレードの外側面に位置し、ブレード１４のプロファイルを形成するプロファイルチューブ１６と、前記クランプ手段及びプロファイルチューブ１６が設置されるボディー部２２とを含めて構成されている(図１乃至３参照)。
【００７２】
ここで、前記ブレード１４の裏面と前記コーティングマシーンのボディー部に設けられたプロファイルチューブとの間の空間に、ブレード１４を冷却させるための、図５に示したような冷却用ツール４２を設置する。
【００７３】
特に、前記冷却用ツール４２は、熱伝達に優れている銅管を使用することが好ましく、前記ブレード１８の裏面に密着されるように設置する。
【００７４】
また、前記冷却用ツール４２の一端と他端に、冷却水引込用連結ホース４４及び冷却水排出用連結ホース４６がそれぞれ連結されて、これらの連結ホース４４、４６は、フレキシブルな材質から作られたものを使用する。
【００７５】
好ましくは、工程掃除や保守時に自在に着脱できるように、前記冷却用ツール４２と各連結ホース４４、４６とをフレキシブルなコネクタ連結具により連結することが好ましい。
【００７６】
この際、前記冷却水排出用連結ホース４６側には、一対のフィーディングポンプ４８が連結配置されるが、その一つは、常時使用のためのものであり、他の一つは、非常時の予備用として配置したものである。
【００７７】
ここで、前記冷却水引込用連結ホース４４とフィーディングポンプとの間に熱交換用冷却ユニット５０が配置されて、前記熱交換用冷却ユニット５０には、冷媒の循環がなされるように連結される冷凍装置が配置される。
【００７８】
また、前記冷却水排出用連結ホース４６とフィーディングポンプ４８との間のライン上には、冷却水貯蔵用サービスタンク５２がさらに設けられる。
【００７９】
前記熱交換用冷却ユニット５０は、冷却水循環空間となる所定体積のケーシング５４と、このケーシング５４の一側面に形成された冷却水入口５６及び出口５８と、ケーシング５４の他側面から内部に引込まれた冷媒循環ライン６０とから構成される。
【００８０】
より詳細には、前記熱交換用冷却ユニット５０のケーシング５４の内部に引込まれた冷媒循環ライン６０は、前記冷凍装置と連結されるが、その一端は、前記冷凍装置の圧縮機６２と連結されたアキュムレーター６４に連結されて、他端は、冷凍装置の膨張バルブ６６に連結される。
【００８１】
前記膨張バルブ６６には、ソレノイドバルブ６８がさらに連結されて、このソレノイドバルブ６８は、凝縮器７０と連結されたレシーバー７２に連結される。
【００８２】
特に、前記熱交換用冷却ユニット５０と前記ソレノイドバルブ６８との間には、冷却水温を感知し調節できる温度調節器７４が配置されるが、この温度調節器７４は、熱交換用冷却ユニット５０内でポンプにより循環される冷却水の温度を感知して、その信号をコントロールユニット(図示せず)に伝送するようになる。
【００８３】
また、前記コントロールユニットは、圧縮機６２に冷媒を供給するソレノイドバルブ６８のオン/オフの制御をするようになるが、これにより冷媒の供給量が調節されると共に冷却水の温度が調節される。
【００８４】
オペレーターパネル(図示せず)の操作と共にコントロールユニットの制御動作により、前記ブレードに対する冷却温度を設定し自動調節することができて、また使用者設定の温度値に変更可能である。
【００８５】
一方、前記熱交換用冷却ユニット５０の冷却水出口５８と前記冷却水引込用連結ホース４４との間には、冷却水遮断調節用バルブ７６がさらに装着される。
【００８６】
本発明の本実施形態の冷却システムは、紙匹と摩擦し作業されるタングステンブレードの温度を冷却させる装置であって、これに適用する冷媒は、冷媒Ｒ−２２であり、低温の熱を高温の物体に輸送する媒体として、冷媒の外にブライン(brine)が使用される。
【００８７】
前記ブラインは、蒸発器から蒸発する冷媒の冷凍力を冷蔵品に伝達する役割をするという点では冷媒と同様であるため、冷媒の一種とみなすこともあるが、冷媒とは違って、状態変化することなく液体状態で熱を輸送するという点で冷媒とは区別される。
【００８８】
即ち、前記ブラインは、顕熱の状態で熱を輸送して、冷媒は、潜熱の状態で熱を輸送する媒体であって、本発明に使用されるブラインは、人体に無害なエチルグリコールを使用する。
【００８９】
ここで、本発明の実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムの作動関係について説明する。
【００９０】
オペレーターパネル(図示せず)上のパワースイッチのオンと共にコントロールユニットの制御動作により、前記冷凍装置の圧縮機６２などが駆動され、前記熱交換用冷却ユニット５０の内部に冷媒が循環される。
【００９１】
次いで、冷媒により熱交換用冷却ユニット５０のケーシング５４内の冷却水が冷却された後、前記フィーディングポンプ４８の駆動により前記冷却水引込用連結ホース４４を経由し、前記冷却用ツール４２の内部に流れるようになる。
【００９２】
この際、前記冷却用ツール４２の内部を流れる冷却水により、前記ブレード１４に対する冷却がなされるようになるが、このようにブレード１４に対する冷却が進行すると、紙表面に塗りつけられるコーティングカラーにまで冷却が進行し、ブレード先端にコーティングカラーが凝集され蓄積されるブリージングまたはストリーク現象を著しく減らす、または完全に防止することができるようになる。
【００９３】
この際、前記冷却用ツール４２の内部に引込まれる冷却水の温度は、−１５℃〜２５℃に調節して引込ませて、好ましくは、−１５℃〜０℃に調節して引込ませることが好ましく、このような冷却水の温度範囲は、ブリージングまたはストリーク現象を防止するに最適に設定されたものである。
【００９４】
即ち、冷却水の温度が−１５℃以下に下がると、冷却用ツール４２とブレード１４とが接触する部分が凍ってしまうと同時に、ブレードに微細な圧力が伝達され故障及び不良の原因となって、またコーティングカラーが冷却されすぎて流動性が低下し、作業性の低下を招くことになる。
【００９５】
その反面、冷却水の温度が２５℃以上に上がると、冷却による保水性向上の効果が得られないため、ブリージング改善の効果が得られなくなる。
【００９６】
このように、ブレード１４に対する冷却作用が進行した後、冷却用ツール４２内の冷却水は、フィーディングポンプ４８により前記サービスタンク５２に貯蔵されるか、その一部は、前記熱交換用冷却ユニット５０に再循環される。
【００９７】
前述のように、前記熱交換用冷却ユニット５０には、冷却水温を感知し調節できる温度調節器７４が連結されるが、この温度調節器７４は、熱交換用冷却ユニット５０内でフィーディングポンプ４８により循環される冷却水の温度を感知し、その信号をコントロールユニットに送り、このコントロールユニットは、冷却水の設定温度に合わせて圧縮機に冷媒を供給する前記ソレノイドバルブ６８に対してのオン/オフ制御をして、結局、熱交換用冷却ユニット内の冷媒循環ラインに対する冷媒の供給量が加減調節され、冷却水の温度が設定温度に自動調節される。
【００９８】
このような作動により、本発明のブレードに対する冷却が容易に進行し、コーティングカラーがブレード先端に凝集され蓄積されるブリージングまたはストリーク現象を著しく減らすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに係る一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに係る他の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに係るまた他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却装置に冷却水を循環供給する手段を示す概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムを示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態の紙製造用コーティングマシーンの冷却システムに適用される冷却ユニットと冷凍装置との連結関係を示す概略図である。
【図７】従来の紙製造用コーティングマシーンの冷却装置を示す断面図である。
【図８】紙の表面に噴射されたコーティングカラーをコーティングマシーンのブレードが均一に塗布することを示す概略図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０    紙
１２    コーティングカラー
１４    ブレード
１６    プロファイルビームのシリンダー
１８    転移手段
２０    バッキングロール
２２    ボディー部
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ    冷却ホース
２６    冷却水流出用孔
２８    噴射ノズル
３０    冷却水タンク
３２    供給ポンプ
３４    冷却水供給ライン
３６    冷却水回収ライン
３８    カバー
４０    回収手段
４２    冷却用ツール
４４    冷却水引込用連結ホース
４６    冷却水排出用連結ホース
４８    フィーディングポンプ
５０    熱交換用冷却ユニット
５２    サービスタンク
５４    ケーシング
５６    冷却水入口
５８    冷却水出口
６０    冷媒循環ライン
６２    圧縮機
６４    アキュムレーター
６６    膨張バルブ
６８    ソレノイドバルブ
７０    凝縮器
７２    レシーバー
７４    温度調節器
７６    冷却水遮断調節用バルブ
【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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