(57)【要約】    【課題】  ２層のカーテン塗工装置においてウェブｗの蛇行に対応する。    【解決手段】  塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂと、前記２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂから噴出される塗料を、順番に積層して２層の塗料層を形成し、カーテンガイド部２ｂから該塗料層を塗料カーテンｃａ、ｃｂとしてウェブｗ面上に移行させるガイドシート２とを備えてなる塗工装置において、カーテンヘッド１ａ、１ｂは幅方向にシフト可能になっているとともに、カーテンヘッド１ａからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも大きくなっており、カーテンヘッド１ｂからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも小さくなっており、ウェブの蛇行を検出する蛇行検出センサー６を備え、両方のカーテンヘッド１ａ、１ｂはともに蛇行検出センサー６からの信号でウェブｗの蛇行に合わせて幅方向の位置が制御されるようになっている。    【選択図】  図１
2007125464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるウェブ面上に塗料を２層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッドと、前記２個のカーテンヘッドからそれぞれ順次斜面に向かって噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面の下端部の下向きのカーテンガイド部から該塗料層を塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドシートと、ウェブへの塗工前にそれぞれのカーテンヘッドから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段とを備えてなる塗工装置において、それぞれのカーテンヘッドはウェブの幅方向にシフト可能になっているとともに、一方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも大きくなっており、他方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも小さくなっており、ウェブの蛇行を検出する蛇行検出センサーを備え、両方のカーテンヘッドはともに蛇行検出センサーからの信号でウェブの蛇行に合わせて幅方向の位置が制御されるようになっていることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
搬送されるウェブ面上に塗料を２層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッドと、前記２個のカーテンヘッドからそれぞれ順次斜面に向かって噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面の下端部の下向きのカーテンガイド部から該塗料層を塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドシートと、ウェブへの塗工前にそれぞれのカーテンヘッドから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段とを備えてなり、それぞれのカーテンヘッドはウェブの幅方向にシフト可能になっているとともに、一方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも大きくなっており、他方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも小さくなっており、ウェブの蛇行を検出する蛇行検出センサーを備えてなる塗工装置において、蛇行検出センサーからの信号でウェブの蛇行に合わせて両方のカーテンヘッドの幅方向の位置を制御することを特徴とする塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置および塗工方法に係り、特に２層のカーテン塗工を行う塗工装置および塗工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カタログなどに用いられる印刷用紙、感圧紙、感熱紙などの塗工紙はコータによって原紙であるウェブ（基材）上に塗料を塗布後、乾燥して生産される。このように塗料の塗布を行う機械を塗工機と称している。従来このような塗工機は、ウェブ上に過剰な塗料を一度塗った後に、ブレードや小径のロッドなどで掻き落したり、エアナイフによって吹き飛ばしたりして計量（メータリング）するポストメータリング方式を採用したブレードコータ、ロッドコータ、エアナイフコータなどが主流であった。しかしこのようなポストメータリング方式による塗工では、塗料をウェブに塗布するときの液圧やブレードなどの押付力などにより、塗料がウェブに多く浸透することや、ブレードやロッドなどの磨耗によるメンテナンス費用が高いということなどの問題がある。
そこで近年、走行するウェブ上にカーテンヘッド（塗料のカーテン膜を作るノズル付チャンバー）から塗料のカーテン膜を噴出しウェブ上に塗工するカーテンコータが広く採用されるようになってきた。カーテンコータは写真の印画紙などの分野では古くから用いられてきたが、高速時の空気の巻き込み、塗料に混入した泡、機械的精度不足による塗料カーテン膜の不安定さ等により塗工が安定しなかったため製紙業界では利用されていなかった。
本願出願人はこれらの問題を解決しカーテン塗工技術を安定技術として開発し、既に多数のカーテン塗工機を全世界に供給している。カーテン塗工機は従来のポストメータリング方式の塗工機と異なり、ブレードやロッドなどの消耗品が無いのでメンテナンスが楽である、塗工量を容易に精度高く調節できる、操作性がよい、輪郭塗工（Contour Coat）のため表面性改善の効果が高い、などの特長がある。
このようなカーテン塗工技術を用いて２層以上の塗料をウェブ上に塗工することが求められることがある。図４はかかる２層式カーテンコータの要部断面図である。図に示すように、矢印方向に搬送されるウェブｗに対して、上方のカーテンヘッドａ、ｂから塗料ｔａ、ｔｂを噴出し塗料カーテンｃａ、ｃｂを形成し、ウェブｗ面上に２層の塗工層ｓａ、ｓｂを形成する。
ところでこのようなカーテン式の塗工装置においては、ウェブｗの搬送される速度が低速（たとえば、１２０ｍ／ｍｉｎ）である写真のフィルムなどの場合には、塗料カーテンｃａ、ｃｂの落下速度とフィルムの搬送速度に大差が無いため、塗工層ｓａはフィルム面上に第１層として正常に形成され、塗工層ｓｂは第１層の塗工層ｓａ面上に第２層として正常に形成される。
しかしながら、このカーテン式の塗工装置を、紙材であるウェブｗに適用した場合には、ウェブｗの搬送速度が、３００〜１８００ｍ／ｍｉｎと高速であり、塗料カーテンｃａ、ｃｂの落下速度は１８０ｍ／ｍｉｎ程度であるため大きな速度差がある。この場合、塗料カーテンｃａはウェブｗ面上にウエット  オン  ドライ状態で到達するので、その間の摩擦係数が十分大きく、ウェブｗ面上に一様に引き伸ばされ、ムラのない一様な塗工層ｓａが第１層として正常に形成される。一方、塗料カーテンｃｂは第１層の塗工層ｓａ面上にウエット  オン  ウエット状態で到達するので、その間の摩擦係数が小さく、すべりが発生し、第１層の塗工層ｓａ面上でうまく引き伸ばされずにムラを生じ、第２層の塗工層ｓｂは正常に形成されない場合がある。
２層以上の塗料をウェブ上に塗工する他の方法が知られている。図５は特許文献１に開示された２層式の塗工装置の断面図である。図に示すように、２層式のカーテンヘッドｃから塗料ｔａ、ｔｂを噴出し、重なり合った２層の塗料カーテンｃａ、ｃｂを形成し、図４と同様に走行するウェブｗ面上に２層の塗工層ｓａ、ｓｂを形成する。この場合に２層の塗料カーテンｃａ、ｃｂはウェブｗ面上にウエット  オン  ドライ状態で到達するので、その間の摩擦係数が十分大きく、ウェブｗ面上に一様に引き伸ばされ、ムラのない一様な塗工層ｓａ、ｓｂを形成する。
特許文献１によれば、２つの塗料ｔａ、ｔｂの組成が異なる場合、塗料カーテンの１つの層ｃａの幅はウェブｗの幅よりも広く、塗料カーテンの他の層ｃｂの幅はウェブｗの幅よりも狭くウェブｗを溢れ出ない幅になっている。これにより、ウェブｗの縁から溢れ出る液膜（塗料カーテン）ｃａは単一層であるため、この溢れ出る塗料ｔａを回収し、同一組成の層の液供給原料中に再循環することができる。なお、塗料カーテンは自由落下中に表面張力によって幅が縮小する。このためウェブｗへ塗工する場合、カーテンの幅がウェブの幅と同等あるいはウェブの幅より狭い場合、ウェブの表面に塗工された塗工層の厚さは幅方向端部において厚くなる傾向があり、塗工層の厚さの均一性が保てない。そのため、カーテンの幅をウェブの幅より広くして、カーテンの一部をウェブから溢れさせ塗工層の厚さの均一性を保つようにする。
以上説明した特許文献１に開示された塗工装置において、ウェブｗへの塗工中には塗料の回収にはなんら問題ない。しかし、運転開始の準備段階に問題が発生する。すなわち、一般に、塗工を始める前には、安定した塗料カーテンを形成するまで、ウェブを走行させないで、カーテンヘッドに塗料を供給し、しばらくの間塗料を噴出させておく。この間２つの塗料が混じり合うため、塗料を回収することができない。一方、図４に示す塗工装置においてはこのような問題はない。
本願出願人は上記２つの２層式カーテンコータの問題点を解決し、かつ、それぞれの長所を生かすため、鋭意研究をして新たな塗工装置を開発し、先に特許出願を行った（特願２００５−７１２１８（未公開））。
図６および図７は上記出願に開示された図面であり、図６（A）は上記塗工装置の部分側断面図、図６（Ｂ）は図６（A）のＢ矢視図である。図７（A）は上記塗工装置の操業中の部分側面図、図７（Ｂ）は運転準備中の部分側面図である。これらの図において、図４を用いて説明した２層式カーテンコータと同様の部分には同一の符号を付している。図６
（A）に示すように、上記出願発明の２層式カーテンコータは塗料ｔａ、ｔｂをそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂと、前記２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂからそれぞれ順次斜面２ａに向かって噴出される塗料ｔａ、ｔｂを、該斜面２ａ上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面２ａの下端部の下向きのカーテンガイド部２ｂから該塗料層を塗料カーテンｃａ、ｃｂとしてウェブｗ面上に移行させるガイドシート２とを有している。このようにして走行するウェブｗ面上に２層の塗工層ｓａ、ｓｂを形成する。図６（Ｂ）に示すように、塗料カーテンｃａの幅はウェブｗの幅よりも狭く、塗料カーテンｃｂの幅はウェブｗの幅よりも広い。３者の幅の関係がこのようになっているので、塗料ｔａと塗料ｔｂが異なる場合にも塗料の循環が問題なく行われる。また、ガイドシート２の幅は塗料カーテンｃｂの幅よりも広い。３はウェブｗの両端から溢れた部分の塗料カーテンｃｂを受けて、循環させるカラーパンである。
このような２層式カーテンコータにおいて、塗工を始める前に安定した塗料カーテンを形成させるために、通紙しない状態でそれぞれのカーテンヘッドからしばらくの間塗料を噴出させておく。また、塗工が完了した後、カーテンヘッド内や塗料の循環系統内を洗浄するため水廻しをする。それらのやり方について図７を用いて説明する。図７（Ａ）は塗工の操業中の塗工装置の部分側面図、図７（Ｂ）は塗工を始める前に塗料を噴出させている状態、または、塗工が完了した後水廻しをしている状態を示す塗工装置の部分側面図である。なお、図７（Ａ）は図６とほぼ同じなので説明を省略する。これらの図において、４ａはカーテンヘッド１ａの塗料噴出幅よりも広い幅を有し、カーテンヘッド１ａから噴出する塗料または水の全量を回収するカラーパンである。４ｂはカーテンヘッド１ｂの塗料噴出幅よりも広い幅を有し、カーテンヘッド１ｂから噴出する塗料または水の全量を回収するカラーパンである。図７（Ｂ）に示すように、塗工を始める前または塗工が完了した後にはカーテンヘッド１ａおよびカーテンヘッド１ｂはそれぞれ矢印に示す方向に移動し、塗料カーテンｃａ、ｃｂまたは水カーテンをカラーパン４ａ、４ｂで受けるようにする。なお、この例ではカーテンヘッド１ａおよびカーテンヘッド１ｂを移動しているが、カラーパン４ａ、４ｂを移動するようにしてもよい。
【特許文献１】特公昭６２−４７０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上説明した先の出願の２層式カーテンコータにおいて次のような問題がある。
すなわち、紙（ウェブ）の蛇行の問題がある。アンワインダに掛けられた紙の巻き取りロールから繰り出された紙に、繰り出した直後に塗工する場合にはほとんど蛇行の問題はない。しかし、紙の巻き取りロールから繰り出された紙に塗工し、それを一旦乾燥した後に、その上に塗工し、さらに乾燥させるような場合には、塗工した面が乾く前に固体を接触させることはできないので、紙に熱風を吹き付けて浮かせた状態で走行しつつ乾燥させるエアドライヤを使用することになるが、２度目の塗工のときには、紙は３０ｍｍ程度蛇行しながら走行する場合がある。その場合紙の端部が塗工されない状態で通過してしまうことになりかねない。
本発明は先の出願の発明のかかる問題点を解決し、改良するために案出されたものであり、紙の蛇行に対応することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本発明の塗工装置は搬送されるウェブ面上に塗料を２層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッドと、前記２個のカーテンヘッドからそれぞれ順次斜面に向かって噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面の下端部の下向きのカーテンガイド部から該塗料層を塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドシートと、ウェブへの塗工前にそれぞれのカーテンヘッドから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段とを備えてなる塗工装置において、それぞれのカーテンヘッドはウェブの幅方向にシフト可能になっているとともに、一方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも大きくなっており、他方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも小さくなっており、ウェブの蛇行を検出する蛇行検出センサーを備え、両方のカーテンヘッドはともに蛇行検出センサーからの信号でウェブの蛇行に合わせて幅方向の位置が制御されるようになっている。
また、本発明の塗工方法は搬送されるウェブ面上に塗料を２層に塗布する塗工装置であって、任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッドと、前記２個のカーテンヘッドからそれぞれ順次斜面に向かって噴出される塗料を、該斜面上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面の下端部の下向きのカーテンガイド部から該塗料層を塗料カーテンとしてウェブ面上に移行させるガイドシートと、ウェブへの塗工前にそれぞれのカーテンヘッドから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段とを備えてなり、それぞれのカーテンヘッドはウェブの幅方向にシフト可能になっているとともに、一方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも大きくなっており、他方のカーテンヘッドからの塗料の噴出幅はウェブの幅よりも小さくなっており、ウェブの蛇行を検出する蛇行検出センサーを備えてなる塗工装置において、蛇行検出センサーからの信号でウェブの蛇行に合わせて両方のカーテンヘッドの幅方向の位置を制御する。
つぎに本発明の塗工装置および塗工方法についてその作用を説明する。（１）それぞれのカーテンヘッドはウェブの幅方向にシフト可能になっていて、蛇行検出センサーからの信号でウェブの蛇行に合わせて幅方向の位置を制御しているので、塗料カーテンとウェブの幅方向の相対的な位置は常に一定に保たれていて、紙の端部が塗工されない状態で通過してしまうようなことは起こらない。（２）２つのカーテンヘッドは別体になっており、それぞれのカーテンヘッドから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段を有しているので、塗工前と塗工後の塗料の回収と水回しを問題なく行える。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように本発明の塗工装置および塗工方法は、紙が蛇行しても問題なく塗工できる、塗工前と塗工後の塗料の回収と水回しを問題なく行えるなどの優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下本発明の１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の塗工装置の側面図、図２は同じく平面図である。図３（Ａ）は塗工の操業中の塗工装置の部分側面図、図３（Ｂ）は塗工を始める前に塗料を噴出させている状態、または、塗工が完了した後水廻しをしている状態を示す塗工装置の部分側面図である。これらの図において、従来技術の説明のために使用した図４ないし図７で示されたものと同様の部分については同一の符号を使用している。
これらの図に示すように、本発明の塗工装置は搬送されるウェブｗ面上に塗料を２層に塗布する塗工装置である。任意の間隔をもって配設され、塗料をそれぞれ下方に向け噴出させる２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂを有している。２はガイドシートであって、前記２個のカーテンヘッド１ａ、１ｂからそれぞれ順次斜面２ａに向かって噴出される塗料を、該斜面２ａ上を移動させるに伴い順番に積層して２層の塗料層を形成し、該斜面２ａの下端部の下向きのカーテンガイド部２ｂから該塗料層を塗料カーテンｃａ、ｃｂとしてウェブｗ面上に移行させている。
塗料カーテンｃａはウェブｗよりも広い幅を有しているので図３（Ａ）に示すようにウェブｗの両端から溢れ出た部分の塗料カーテンｃａはカラーパン３によって回収する。図３（Ｂ）に示すように、ウェブｗへの塗工前には、それぞれのカーテンヘッド１ａ、１ｂから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段を備えている。塗料回収手段はカーテンヘッド１ａの塗料噴出幅よりも広い幅を有し、カーテンヘッド１ａから噴出する塗料または水の全量を回収するカラーパン４ａと、カーテンヘッド１ｂの塗料噴出幅よりも広い幅を有し、カーテンヘッド１ｂから噴出する塗料または水の全量を回収するカラーパン４ｂとを有してなり、カラーパン４ａ、４ｂで回収された塗料は図示しないポンプによってそれぞれの原料供給系統に戻される。図７（Ｂ）では運転準備段階の状態から運転段階に移るときにカーテンヘッド１ａ、１ｂをそれぞれ移動するものとして説明したが、図３（Ｂ）ではガイドシート２のみを移動することにした。
それぞれのカーテンヘッド１ａ、１ｂはウェブｗの幅方向にシフト可能になっている。すなわち、カーテンヘッド１ａ、１ｂはシフト部５を有している。シフト部５はレール５ａとレール５ａと係合する吊持部５ｂとを有し、アクチュエータ８によって駆動される。アクチュエータ８は油圧シリンダや電動シリンダなどがよい。カーテンヘッド１ａからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも大きくなっており、カーテンヘッド１ｂからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも小さくなっている。６はウェブｗの蛇行を検出する蛇行検出センサーである。蛇行検出センサー６はたとえばＣＣＤカメラを用いてウェブの一端の位置を検出するものであってもよい。
蛇行検出センサー６からの信号はコントローラ７に送られ、そこからの制御信号がカーテンヘッド１ａ、１ｂのアクチュエータ８ａ、８ｂに送られ、カーテンヘッド１ａ、１ｂをウェブの蛇行に合わせて幅方向の位置を制御するようになっている。
図２において、ウェブｗの中立位置は実線で示され、蛇行位置が点線で示されており、ｘは中立位置と蛇行位置との間の距離である。また、カーテンヘッド１ａ、１ｂの中立位置は実線で示され、アクチュエータ８ａ、８ｂによって移動した状態は点線で示されている。この移動量はｘに等しい。
次に本実施形態の作用を説明する。（１）それぞれのカーテンヘッド１ａ、１ｂはウェブｗの幅方向にシフト可能になっていて、蛇行検出センサー６からの信号でウェブの蛇行に合わせてウェブｗの幅方向の位置を制御しているので、塗料カーテンｃａ、ｃｂとウェブｗの幅方向の相対的な位置は常に一定に保たれていて、紙の端部が塗工されない状態で通過してしまうようなことは起こらない。（２）２つのカーテンヘッド１ａ、１ｂは別体になっており、それぞれのカーテンヘッド１ａ、１ｂから噴出される全部の塗料を受けてそれぞれ別々に回収する塗料回収手段４ａ、４ｂを有しているので、塗工前と塗工後の塗料の回収と水回しを問題なく行える。（３）カーテンヘッド１ａからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも大きくなっており、カーテンヘッド１ｂからの塗料の噴出幅はウェブｗの幅よりも小さくなっていて、塗料の全てがウェブｗ上に残るのでウェブｗの両端から溢れ出た部分の塗料カーテンｃａには塗料カーテンｃｂの１部が混入することはなく、２つのカーテンヘッドについて別々の塗料を使用しても問題なく回収できる。
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、蛇行検出センサーはＣＣＤカメラであるとして説明したが光電管式等ほかの形式のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の塗工装置の側面図である。
【図２】本発明の塗工装置の平面図である。
【図３】本発明の塗工装置の部分側面であり、（Ａ）は塗工の操業中の状態を示し、（Ｂ）は塗工の準備中の状態を示している。
【図４】従来の２層式カーテンコータの要部断面図である。
【図５】従来の２層式カーテンコータのカーテンヘッドの断面図である。
【図６】先の出願の２層式カーテンコータの図面で、（Ａ）は要部断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。
【図７】先の出願の塗工装置の部分側面であり、（Ａ）は塗工の操業中の状態を示し、（Ｂ）は塗工の準備中の状態を示している。
【符号の説明】
【０００８】
１ａ      カーテンヘッド
１ｂ      カーテンヘッド
２        ガイドシート
４ａ      塗料回収手段（カラーパン）
４ｂ      塗料回収手段（カラーパン）
５        シフト部
６        蛇行検出センサー
ｗ        ウェブ（紙）
【図１】
2007125464.tif 000003
【図２】
2007125464.tif 000004
【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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