(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状又はペースト状の塗被媒体（１８）を、走行するベースにベール塗被装置（１６）を使用して塗被するための塗工装置であって、前記ベール塗被装置（１６）は塗被媒体をベール又はカーテン（２０）として前記ベースに引き渡し、
この場合、前記の走行するベースは、直接的に塗被する場合は、材料ウエブ（１２）、特に紙又は厚紙から成る材料ウエブ（１２）の表面（１２ａ）であって、間接的に塗被する場合は、塗被媒体を材料ウエブに移す移しエレメントの表面であって、
ベース（１２）及び又はベール（２０）によって連行案内された空気（２６，２８）を吸い込むための吸込装置（２４）が設けられている形式のものにおいて、
ベース（１２ａ）の走行方向（Ｌ）で見てベース（１２ａ）へのベール（２０）の衝突線（Ｔ）の手前で滞留する空気の圧力を測定するための動圧測定装置（３０，３４）と、
該動圧測定装置（３０，３４）によって測定された動圧に応じて吸込装置（２４）の吸込能力を制御するための制御装置（３２）とが設けられていて、前記動圧測定装置（３０，３２）が、動圧を間接的に測定するために、ベース（１２ａ）の走行速度を検出するための少なくとも１つの速度センサ（３４）を有していることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
動圧測定装置が、動圧を直接的に測定するために、少なくとも１つの圧力センサ（３０）を有しており、該圧力センサ（３０）が、ベース（１２ａ）の流れ方向（Ｌ）で見てベース（１２ａ）へのベール（２０）の衝突線（Ｔ）の手前に配置されている、請求項１記載の塗工装置。
【請求項３】
塗被媒体（１８）が、ほぼ５％〜ほぼ８０％の、有利にはほぼ３０％〜ほぼ７５％の固形物含量を有している、請求項１又は２記載の塗工装置。
【請求項４】
塗被媒体（１８）が、少なくとも１つの無機的または有機的な顔料と、少なくとも１つの合成的または天然のバインダを含有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項５】
各塗被ごとにおける塗被重量が、ほぼ２ｇ／ｍ２〜ほぼ４０ｇ／ｍ２、有利にはほぼ３ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２の値を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項６】
ベース（１２ａ）の走行速度が、６００ｍ／分よりも高い、有利には１０００ｍ／分よりも高い、請求項１から５までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項７】
被覆したい材料ウエブ（１２）の幅が、２．５ｍよりも大きい、有利には４．０ｍよりも大きい、請求項１から６までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項８】
ベース（１２ａ）の走行方向（Ｌ）で見て前記衝突線（Ｔ）の手前に、ベース（１２ａ）によって連行案内された空気（２６）を掻き取るための少なくとも１つの掻き取り条片（３６）が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項９】
直接的に塗被する場合に、材料ウエブ（１２）の走行を安定させるための装置（３８）、例えば別の吸込装置（３８）が設けられており、該吸込装置（３８）が、材料ウエブ（１２）の、ベール塗被装置（１６）とは反対の側に負圧を生ぜしめ、該負圧によって材料ウエブ（１２）が支持エレメント、有利には支持ローラ（１４）に対して引きつけられる、請求項１から８までのいずれか１項記載の塗工装置。
【請求項１０】
液状又はペースト状の塗被媒体（１８）を、走行するベースにベール塗被装置（１６）によって塗被するための塗工方法であって、前記ベール塗被装置（１６）は塗被媒体をベール又はカーテン（２０）として前記ベースに引き渡し、
この場合、前記の走行するベースは、直接的に塗被する場合は、材料ウエブ（１２）の表面（１２ａ）であって、間接的に塗被する場合は、塗被媒体を材料ウエブに移す移しエレメントの表面であって、
ベース（１２）及び又はベール（２０）によって連行案内された空気（２６，２８）を吸込装置（２４）によって吸い込む形式のものにおいて、
ベース（１２ａ）の走行方向（Ｌ）で見てベース（１２ａ）へのベール（２０）の衝突線（Ｔ）の手前で滞留する空気の圧力を測定し、測定した動圧に応じて前記吸込装置（２４）の吸込能力を制御し、ベース（１２ａ）の走行速度を検出するための少なくとも１つの速度センサ（３４）を使用して、動圧を間接的に測定することを特徴とする塗工方法。
【請求項１１】
ベース（１２ａ）の走行方向（Ｌ）で見てベース（１２ａ）へのベール（２０）の衝突線（Ｔ）の手前に配置されている少なくとも１つの圧力センサ（３０）によって、動圧を直接的に測定する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ほぼ５％〜ほぼ８０％の、有利にはほぼ３０％〜ほぼ７５％の固形物含量を有している塗被媒体（１８）を使用する、請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの無機的または有機的な顔料と、少なくとも１つの合成的または天然のバインダを含有している塗被媒体（１８）を使用する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
各塗被ごとにおける塗被重量が、ほぼ２ｇ／ｍ２〜ほぼ４０ｇ／ｍ２、有利にはほぼ３ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２である塗被媒体（１８）をベース（１２ａ）に塗被する、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
ベース（１２ａ）の走行速度が、６００ｍ／分よりも高い、有利には１０００ｍ／分よりも高い、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
被覆したい材料ウエブ（１２）の幅が、２．５ｍよりも大きい、有利には４．０ｍよりも大きい、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
ベース（１２ａ）の走行方向（Ｌ）で見て前記衝突線（Ｔ）の手前で、ベース（１２ａ）によって連行案内された空気（２６）を少なくとも１つの掻き取り条片（３６）によって掻き取る、請求項１０から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
直接的に塗被する場合に、材料ウエブ（１２）の走行を安定させるための装置（３８）、例えば別の吸込装置（３８）を設け、該吸込装置（３８）が、材料ウエブ（１２）の、ベール塗被装置（１６）とは反対の側に負圧を生ぜしめ、該負圧によって材料ウエブ（１２）を支持エレメント、有利には支持ローラ（１４）に対して引きつける、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状又はペースト状の塗被媒体を、走行するベースにベール塗被装置を使用して塗被するための塗工装置及び塗工方法であって、前記ベール塗被装置は塗被媒体をベール又はカーテンとして前記ベースに引き渡し、この場合、前記の走行するベースは、直接的に塗被する場合は、材料ウエブ、特に紙又は厚紙から成る材料ウエブの表面であって、間接的に塗被する場合は、塗被媒体を材料ウエブに移す移しエレメントの表面であって、ベース及び／又はベールによって連行案内された空気を吸い込むための吸込装置が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行するベースをベール塗被装置によって被覆する場合には、即ち「カーテンコーティング」では、液状のまたはペースト状の塗被媒体が走行するベースの上方の所定の高さでベール塗被装置から引き渡され、走行するベースにベールもしくはカーテンとして落下する。このような形式の塗被媒体カーテンは比較的不安定な形成体であるので、走行するベースへの塗被媒体カーテンの衝突条件は、品質の高い塗被結果を得ることができるように十分に注意されなければならない。特にインキカーテンの中断は防止されなければならない。何故ならばインキカーテンの中断は、塗被媒体のしぶきを著しく形成するからである。この場合、走行するベースによってその表面に沿って衝突領域に連行される空気境界層の形成が問題である。この空気境界層は、塗被媒体カーテンを貫通もしくは中断することがない場合でも、ベースと塗被媒体の間に空気泡が形成されることにより塗被媒体によるベースの均一な被覆を妨げる恐れがある。
【０００３】
従ってドイツ連邦共和国実用新案２９７１１７１３号によれば、ベースの走行方向で見てベースへの塗被媒体の衝突線の手前に、ベースの走行方向とは逆の空気噴流を噴出するブローノズルを設けることが提案されている。このような空気噴流は空気境界層に切り込み、これによりこの空気境界層をベースから取り除く。しかしながら、空気境界層とブロー空気との相互作用により生ぜしめられる乱気流によって塗被媒体カーテンが損なわれてしまう。従って塗被媒体は、十分に安定的な塗被媒体カーテンをもたらすために、走行するベースに極めて過剰に付与されなければならない。
【０００４】
上位概念の形式の米国特許第５６２４７１５号では、塗被領域への空気境界層の進入が、走行するベースの表面から僅かな間隔をおいて配置されているブレードによって阻止されている。このブレードには吸込装置が後置されていて、この吸込装置は、走行するベースによって連行された余剰空気だけではなく、塗被媒体カーテンによって連行された空気も塗被領域から吸い出す。しかしながら、不安定な塗被媒体カーテンは、連行された空気境界層によってひき起こされる高す過ぎる過圧によってだけではなく、吸込装置によってもひき起こされる強すぎる負圧によって損なわれる恐れがある。従って米国特許第５６２４７１５号により公知のこの塗工装置を使用する場合も、相応に安定した塗被媒体カーテン及び高品質の塗被結果を保証するためには、塗被媒体を、走行するベースに極めて過剰に付与し、余剰塗被媒体を再び取り除かなければならない。これによりベール塗被装置の領域及びドクタ装置の領域において、相当に大きな寸法の供給・戻し案内導管が必要となり、相応して出力の大きな塗被媒体のためのフィードポンプが必要となる。
【０００５】
欧州特許第０５５１７２２３号明細書により公知の塗被媒体を処理するための方法では、高品質の塗被結果を得るために気泡を塗被媒体から取り除く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の塗工装置及び塗工方法を改良して、塗被媒体の循環量、戻し案内導管の径、塗被媒体のためのフィードポンプの出力を減じるような塗工装置及び塗工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、ベースの走行方向で見てベースへのベールの衝突線の手前で滞留する空気の圧力を測定するための動圧測定装置と、該動圧測定装置によって測定された動圧に応じて吸込装置の吸込能力を制御するための制御装置とが設けられているようにした。
【０００８】
さらにこの課題を解決するために本発明の方法では、ベースの走行方向で見てベースへのベールの衝突線の手前で滞留する空気の圧力を測定し、測定した動圧に応じて前記吸込装置の吸込能力を制御するようにした。
【０００９】
【発明の効果】
本発明による装置では、吸込装置の吸込能力を動圧測定装置の測定結果に応じて制御することにより、塗被領域に形成された圧力を、ベースの走行速度、塗被媒体の落下速度その他のパラメータとは無関係に常に高品質の塗被結果を得るために有利な値に調節することができる。
【００１０】
基本的に有利には、ベースの走行方向で、ベールの衝突線の手前に形成される動圧を直接に、少なくとも１つの圧力センサによって検出する。しかし一方では吸込装置も衝突領域の手前に配置しなければならず、他方では少なくとも１つの圧力センサの機能が塗被媒体のしぶきによって損なわれる恐れがあるので、動圧を非直接的もしくは間接的に測定することもできる。このためには例えばベースの走行速度を検出するために速度センサを設けることができる。このことは、衝突線の手前に形成される動圧が、主としてベースによって連行された空気境界層によって形成され、かつ部分的には塗被媒体カーテンによって連行された空気境界層によっても形成されるので可能である。この場合、塗被媒体カーテンの落下速度は通常、ベースの走行速度に対して所定の割合であるので、ベースへの衝突の際に、塗被媒体のしぶきの形成が防止される。動圧の間接的な測定の手段は、直接的な動圧測定に付加的に行われてもよい。
【００１１】
本発明の別の構成では、塗被媒体が、ほぼ５％〜ほぼ８０％の、有利にはほぼ３０％〜ほぼ７５％の固形物含量を有している。さらに塗被媒体が、少なくとも１つの無機的または有機的な顔料と、少なくとも１つの合成的または天然のバインダを含有している。
【００１２】
本発明による塗被装置によれば例えば、各塗被ごとに、ほぼ２ｇ／ｍ２〜ほぼ４０ｇ／ｍ２、有利にはほぼ３ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２の塗被重量を得ることができる。「各塗被」という記載は、材料ウエブの多重被覆を行うためにさらに、本発明による複数の塗被装置を設けることができることを示唆している。
【００１３】
本発明による塗被装置によれば、塗被媒体の循環量を減少させ、ひいてはフィードポンプの出力を低下させることができるだけではない。さらにベースの走行速度を、例えば６００ｍ／分よりも高く、有利には１０００ｍ／分よりも高くすることもできる。さらに被覆したい材料ウエブの幅は、２．５ｍよりも大きい、有利には４．０ｍよりも大きい。
【００１４】
塗被結果を改善するために、ベースの走行方向で見て前記衝突線の手前に、ベースによって連行案内された空気を掻き取るための少なくとも１つの掻き取り条片が配置されている。この掻き取り条片により、連行された空気境界層がベースから取り除かれ、吸込装置の方向に変向される。従って吸込装置には、もはや空気境界層を取り除くために必要な吸込能力を付与する必要がないので、相応に低出力に形成することができる。このような形式の掻き取り条片は消耗品であり、一定の期間ごとに交換せねばならない。従って、このような形式のスクレーパと、そのために相応に低出力の吸込装置とを有した本発明による塗被装置、またはこのような形式のスクレーパを有さずに相応に高出力の吸込装置を有した塗被装置が、経済的に有利な手段であるかどうかは、その都度の使用条件及び周辺条件にかかっている。
【００１５】
直接的に塗被する場合に、材料ウエブの走行を安定させるための装置、例えば別の吸込装置が設けられていてよく、該吸込装置が、材料ウエブの、ベール塗被装置とは反対の側に負圧を生ぜしめ、該負圧によって材料ウエブが支持エレメント、有利には支持ローラに対して引きつけられる。
【００１６】
本発明の別の観点によれば本発明は、液状又はペースト状の塗被媒体を、走行するベースにベール塗被装置を使用して塗被するための塗工方法に関する。先行技術、先行技術の欠点、これに対して本発明の方法及び有利な方法により得られる利点に関しては、本発明による塗工装置の上記の記載が参照される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１８】
図面には本発明による塗工装置の全体が符号１０で示されている。走行方向Ｌで動く材料ウエブ１２は塗工装置１０の領域で支持ローラ１４に巻き掛けられている。この支持ローラ１４は回転軸Ａを中心として矢印Ｐの方向で回転駆動されている。さらにベール塗被装置１６が設けられている。このベール塗被装置１６の分配通路１６ａからは液状またはペースト状の塗被媒体１８が流出ギャップ１６ｂを通って流出し、この塗被媒体１８は塗被媒体ベールまたはカーテン２０として、材料ウエブ１２の表面１２ａに向かって自由落下運動する。このように形成された塗被層２２は、例えば先行技術において公知の調量及び／又は均斉装置（図示せず）によって余剰塗被媒体を取り除かれる及び／又は均される。
【００１９】
塗被媒体１８が横方向Ｑでできるだけ均一に材料ウエブ１２に引き渡されることを保証するために、塗被媒体１８は流出ギャップ１６ｂにおいて分配通路１６ａの長さ全体にわたってほぼ等しい圧力で滞留していなければならない。このために塗被媒体１８は分配通路１６ａの通常は一方の端部に、供給導管（図示せず）を介して多くの余剰分をもって供給され、流出ギャップ１６ｂを通って引き渡されなかった塗被媒体１８は分配通路１６ａの他方の端部で、排出導管を介して再び導出され塗被媒体容器に戻される。さらに調量及び／又は均斉装置によって取り去られた塗被媒体も捕集され、再利用するために塗被媒体容器に案内される。塗被媒体１８の循環量を少なく保つために、即ち出力の小さな及び流量能力の弱いフィードポンプを使用するために、先行技術により公知の構成では、貫流横断面が供給端部から流出端部に向かって減径している分配通路１６ａを使用している。本発明による塗工装置１０の構成によれば、塗被媒体の循環量を減少させる別の手段が提供される。
【００２０】
塗被媒体カーテン２０が材料ウエブ表面１２ａに上方から衝突する個所もしくは横方向Ｑで延びる線Ｔの、走行方向Ｌで見て手前に、本発明による塗工装置１０では吸込装置２４が配置されている。この吸込装置は横方向Ｑで、材料ウエブ１２のほぼ全幅にわたって延びている。この吸込装置２４は、材料ウエブ１２が走行方向Ｌで運動する際に材料ウエブ１２によってその表面１２ａに沿って空気境界層２６として、及び／又は塗被媒体カーテン２０によってその表面に沿って空気境界層２８として、材料ウエブ表面２０への塗被媒体１８の衝突個所Ｔの手前の領域Ｂに搬送され、ここで通常の空気圧よりも高められた動圧を形成する空気を吸い込むために働く。
【００２１】
領域Ｂにはさらに、少なくとも１つの圧力センサ３０が設けられていて、この圧力センサ３０が前記の動圧を検出し、相応の信号を、信号線路３０ａを介して制御ユニット３２に伝える。さらに支持ローラ１４の軸Ａには回転数センサもしくは速度センサ３４が配置されており、このセンサ３４の検出信号は信号線路３４ａを介して同様に制御ユニット３２に伝えられる。圧力センサ３０は、領域Ｂにその都度形成される動圧のダイレクトなもしくは直接的な検出のために使用される。これに対して、領域Ｂの動圧は、センサ３４の回転数信号もしくは速度信号からは単に間接的もしくは非直接的にのみ測定される。この場合当然、このような動圧の間接的な測定のためには、その他の運転パラメータを知る必要がある。それは例えば、支持ローラ１４の直径、材料ウエブ１２ａの特性、特にその粗さ、材料媒体１８の組成及び粘性またはこれに類するようなパラメータで、これは材料ウエブ１２及び塗被媒体カーテン２０の空気連行性に影響を与えるようなパラメータである。領域Ｂに形成される動圧の間接的な測定は、領域Ｂからの空気の吸込が、圧力センサ３０及び信号線路３０ａによって妨げられないという利点を有している。
【００２２】
制御ユニット３２は、線路３０ａ及び３４ａを介して供給された信号から、領域Ｂに形成された動圧の値を測定し、この動圧の実際値を、事前に規定された所望の動圧の目標値と比較する。この目標値は、制御ユニット３２の例えばデータメモリにデータフィールドとして記憶させることができる。さらに制御ユニット３２は、動圧の実際値と目標値とがずれている場合には、吸込装置２４の吸込能力を高めるべきか又は低下させるかべきかを決定し、信号線路３２ａを介して相応の制御信号を吸込装置２４に与える。
【００２３】
複数の圧力センサ３０を設けることができる。これらの圧力センサ３０は材料ウエブ１２の幅にわたって分配配置され、それぞれこれらのセンサに対応する区分で、ここに形成された動圧を検出する。これにより制御ユニット３２には、所定の場所ごとに分解された動圧についての情報を供給することができる。この制御ユニット３２はこのような所定の場所ごとに分解された情報を、種々異なる方式でさらに処理することができる。
【００２４】
例えば、吸込装置２４のための制御信号を規定する場合に、このような場所ごとに分解された情報の平均値を動圧の実際値として使用することもできる。しかしながら、吸込能力２４を、場所ごとに分解された情報のその都度の最大値に応じて制御することもできる。吸込装置２４が多数の区分に分割されていて、その吸込能力を互いに独立して制御することができるならば、場所ごとに分解された情報を、吸込能力の場所ごとに分解された制御のために利用することもできる。
【００２５】
材料ウエブ１２の表面１２ａによる空気境界層２６を簡単に取り除いて、吸込装置２４に与えるために、塗被領域Ｂにおける材料ウエブ表面１２ａの近傍にはさらに掻き取り条片３６が設けられている。この掻き取り条片は、材料ウエブ表面１２ａに極めて僅かな間隔をおいて配置されているか又は、この材料ウエブ表面１２ａに対して例えば刺し込みブレードの形式で当て付けられている。この掻き取り条片３６は、空気境界層２６内で一緒に案内される空気を材料ウエブ表面から掻き取り、この空気を吸込装置２４の吸込開口の方に変向させる。従って空気境界層２６内で供給される空気の大部分は機械的に表面１２ａから取り去られるので、吸込装置２４は相応に小さい出力に形成することができる。
【００２６】
さらに塗被領域Ｂにおいて材料ウエブのばたつきを防止するために、支持ローラ１４と材料ウエブ１２との間に形成される楔形流入部Ｚに別の吸込装置３８が配置されている。この別の吸込装置３８の課題は、材料ウエブ１２を支持ローラ１４の表面１４ａに向かって引き付けるような負圧を楔形流入部Ｚに維持することであり、これにより材料ウエブ１２が塗被領域Ｂではこの表面１４ａに完全に密着する。従ってこの別の吸込装置３８も、高品質な塗被結果を得るために貢献している。
【００２７】
本発明により形成された塗工装置１０により、塗工品質の低下を招くことなく、塗被媒体１８の循環量を低減することができる。循環量が低減することによりさらに、ベール塗被装置１６の分配室１６ａの導入・導出管の導管横断面並びに、（存在するならば）均斉化及び／又は調量装置の戻し導管の導管横断面を縮小させることができる。場合によっては導出導管を完全に省いてしまうこともできる。同時に、材料ウエブの走行速度を高め、幅を広げることができ、このことは生産性を向上させる。消耗部分の最小化及び、低出力かつ流量能力の弱いポンプを使用することにより運転コストが低減される。本発明による塗工装置１０により被覆される材料ウエブは、高いコーティングの均一性と塗被媒体による材料ウエブ表面の、ほぼエアナイフの品質に達する良好な被覆とを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗工装置を概略的に示す側方図である。
【符号の説明】
１０  塗工装置、  １２  材料ウエブ、  １２ａ  表面、  １４  支持ローラ、  １６  ベール塗被装置、  １６ａ  分配通路、  １６ｂ  流出ギャップ、  １８  塗被媒体、  ２０  塗被媒体カーテン、  ２２  塗被層、  ２４  吸込装置、  ２６，２８  空気境界層、  ３０  圧力センサ、  ３０ａ  線路、  ３２制御ユニット、  ３４  速度センサ、  ３４ａ  線路、  ３６  掻き取り条片、  ３８  吸込装置、  Ｂ  塗被領域、  Ｌ  走行方向、  Ｑ  横方向、  Ｔ  衝突個所、  Ｚ  楔形流入部
【図１】
0004495273.tif 000002