(57)【要約】【課題】非接触塗工装置及び製紙機械に関し、濡れ性液蒸気を用いて塗工直前のウェブ表面に濡れ性液膜を形成して塗工液膜とウェブ表面との間への空気侵入を防止できるようにしたものにおいて、濡れ性液蒸気の凝縮を抑制して、塗工面に筋ムラが発生しないようにする。【解決手段】スリットノズル３から塗工液５をカーテン状に吐出し走行するウェブ１に非接触で塗工液５を塗布する非接触塗工装置において、ウェブ１への塗工液の着地点５ａよりもウェブ走行方向上流側にウェブ１に非接触でウェブ１回りの空間を覆うフード１１を配設し、フード１１内にウェブ表面に濡れ性液の蒸気を供給する蒸気ノズル１２を設け、フード１１内を加熱する加熱手段を設けるようにする。【選択図】図１
2007245021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットノズルから塗工液をカーテン状に吐出し走行するウェブに非接触で前記塗工液を塗布する非接触塗工装置において、
前記ウェブへの前記塗工液の着地点よりも前記ウェブ走行方向上流側に配設され、前記ウェブに非接触で前記ウェブ回りの空間を覆うフードと、
前記フード内に設けられ、前記ウェブ表面に蒸気を供給する蒸気ノズルと、
前記フード内を加熱する加熱手段と、が備えられている
ことを特徴とする、非接触塗工装置。
【請求項２】
前記蒸気ノズルは、前記ウェブ表面に向けて前記蒸気を噴射する
ことを特徴とする、請求項１記載の非接触塗工装置。
【請求項３】
前記フードの前記塗工液着地点に近い端部には、前記フード内から前記塗工液着地点近傍への前記蒸気の漏出を抑制する端壁部と、前記フード内から前記塗工液着地点近傍へ漏出してしまった前記蒸気を前記フード内に還流させる還流構造がそなえられている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の非接触塗工装置。
【請求項４】
前記還流構造は、前記フードの前記塗工液着地点に近い端縁の上方に配設され、前記フード内から前記塗工液着地点近傍へ漏出した前記蒸気を吸引するための蒸気吸引室と、前記フード内と前記蒸気吸引室との間を連通するように穿設された連通穴と、前記フード内の蒸気を前記塗工液着地点から離隔する側に吸引回収する蒸気回収手段とから構成されている
ことを特徴とする、請求項３記載の非接触塗工装置。
【請求項５】
前記フードには、前記ウェブへの前記塗工液着地点の直上流まで延在するように略水平方向に延びた上壁部が設けられ、
前記上壁部の内面は、前記塗工液着地点近傍の前端部から後方に行くにしたがって微小に下降する傾斜面により形成される
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項６】
前記フードの内部に、少なくとも前記蒸気ノズルを覆い該蒸気ノズルから噴射された前記蒸気を前記ウェブ表面に保持する蒸気ボックスが備えられ、
前記蒸気ボックスには、前記塗工液着地点近傍の前端部に向けて前記ウェブに次第に接近するように略水平に配置され前記フードの前記前端部の直前まで延設されたプレート部が備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項７】
前記フードには、前記蒸気ボックス内から前記フードの前記塗工液着地点に近い端部に漏出した前記蒸気を、前記フード内で前記塗工液着地点から離隔する方向へ向けて吸引して回収する蒸気回収手段が備えられている
ことを特徴とする、請求項６記載の非接触塗工装置。
【請求項８】
前記フード内における前記蒸気ノズルよりも前記ウェブ走行方向上流側には、前記ウェブの走行に伴い発生する空気の同伴流を吸引するエゼクタが配設されている
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項９】
前記フードの内部に設けられ、少なくとも前記蒸気ノズルを覆い該蒸気ノズルから噴射された前記蒸気を前記ウェブ表面に保持する蒸気ボックスと、
前記フード内における前記蒸気ボックスの外部に設けられ、前記蒸気ボックス内と連通する蒸気回収空間と、前記エゼクタよりも前記ウェブ走行方向上流側の前記同伴流が流入する同伴流流入空間とに二分する隔壁と、
前記蒸気回収空間内の蒸気を吸引回収する蒸気回収手段と、を備え、
前記隔壁には、前記同伴流流入空間に流入する前記同伴流を前記蒸気回収空間に案内する微小な開口が形成されている
ことを特徴とする、請求項８記載の非接触塗工装置。
【請求項１０】
前記フード下部に、前記フード内の凝縮液体を回収する液体回収手段が備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項１１】
前記フードの前記塗工液着地点近傍の前記ウェブの下方には、前記ウェブの幅方向外側に吐出された余剰の塗工液を回収する回収パンが備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜０の何れか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項１２】
前記フードよりも前記ウェブ走行方向の直上流側に、前記ウェブ表面に摺接するドクタが装備されている
ことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項１３】
前記ウェブは、ガイドロールの側方から上方に向かって前記ガイドロールに沿って走行し前記ガイドロールの鉛直上端部で前記ガイドロールから離れるように構成され、
前記スリットノズルは、前記ガイドロールの前記鉛直上端部の近傍の前記ウェブ上に前記塗工液を着地させるように配置されるとともに、
前記フードは、前記ガイドロールの側方から上方及び鉛直上端部の近傍まで覆うように配設されている
ことを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の非接触塗工装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の非接触塗工装置をそなえた
ことを特徴とする、製紙機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙機械のコータ、製鉄機械のプロセス設備等に適用される非接触塗工装置及びこの装置をそなえた製紙機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙、樹脂フィルム、鋼板等のウェブ表面に、ウェブと非接触状態にあるスリットノズルから吐出された塗工液を塗布する非接触塗工装置が従来より開発されている。このような非接触塗工装置では、一般に、塗工液をスリットノズルから鉛直下方にカーテン状に吐出させるため、カーテンフローコータ或いはカーテンコータとも称される。
このような非接触塗工装置では、ウェブ上に均一に、かつ空気泡等の巻き込みのない塗工液膜を形成することが要求されている。このためには、塗工液膜のウェブ衝突速度を速くすることが有効なので、スリットノズルからウェブまでの間隔（鉛直方向距離）を大きく設定し、スリットノズルから吐出され重力によって流下する塗工液膜のウェブ衝突速度を、重力加速度の作用により速くすることで対応していた。
【０００３】
つまり、塗工液膜のウェブ衝突速度ｖは、ノズル吐出口における液流速ｖ0及びスリットノズルからウェブまでの間隔Ｈを用いると、ｖ＝√（ｖ0＋２ｇＨ）となり、間隔Ｈが大きいほど塗工液膜のウェブ衝突速度ｖは大きくなるため、塗工液膜とウェブ表面との間に空気が侵入し難くなって、乾燥後の塗工品質を良好にすることができる。
しかし、スリットノズルとウェブとの間隔Ｈを大きくすると、スリットノズルからの吐出流量Ｑが小さいと、液膜カーテンがノズル吐出口からウェブ表面に達するまでの間で破れて雨垂れ状になり易く、このため、ウェブ表面上に比較的薄い塗工液膜を形成させることは困難であった。
【０００４】
そこで、スリットノズルからの吐出流量Ｑが小さくても、液膜カーテンが雨垂れ状にならないように、スリットノズルからウェブまでの間隔Ｈを短く設定しても、ウェブ上に均一に、かつ空気泡等の巻き込みのない塗工液膜を形成することができる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
この技術は、スリットノズルより吐出された塗工液がウェブ表面に接触する位置よりもウェブ走行方向上流側に、塗工液の薄液膜をウェブ表面に形成させる濡れ性液膜形成装置を配設して、濡れ性液膜形成装置により、塗工液とウェブ表面とが接触する以前に、ウェブ表面上に濡れ性薄液膜を形成させるようにしたものである。この結果、濡れ性薄液膜と塗工液とが接触する位置において両液自由表面間に界面張力を作用させることができ、この界面張力によって、塗工液が濡れ性薄液膜を介してウェブ表面へ向けて引き付けられ、塗工液のウェブへの衝突速度ｖが小さい場合における塗工液膜とウェブ表面との間への空気侵入を防止することが可能となる。なお、この濡れ性液の選択基準として、濡れ性薄液膜と塗工液との間の界面張力がウェブ表面と塗工液との間に作用する界面張力よりも大きくとれるものとする。
【０００５】
なお、濡れ性液膜形成装置は、具体的には、濡れ性液の蒸気を発生させる装置と、この発生した濡れ性液蒸気をウェブ表面に向けて噴出する蒸気噴出ノズルとをそなえている。蒸気を噴出される箇所のウェブの表面温度を濡れ性液蒸気の凝縮温度以下にしておくことで、蒸気噴出ノズルから噴出された濡れ性液蒸気は、ウェブ表面上において凝縮して上記の濡れ性薄液膜を形成することになる。なお、この濡れ性薄液膜の液膜厚は、蒸気噴出量，凝縮開始位置から塗工液の接触位置までの距離等によって制御する。また濡れ性薄液膜が有機溶剤等環境に影響を及ぼすものである場合には、ウェブ表面に凝縮しなかった蒸気を回収するための吸引ボックス（フード）を、蒸気噴出ノズルを囲むように配設して、吸引ボックス内の蒸気を回収するようにする。
【０００６】
また、近年、塗工装置によるウェブ表面への塗工液の塗布作業が高速化してきているため、高速で走行するウェブに連れ回りさせられるエア（同伴流）が塗工位置に送り込まれることになり、この同伴流が塗工液のカーテンに乱れを生じさせて、塗工に悪影響を及ぼすという課題も発生している。そこで、この同伴流を抑制してカーテンの乱れを防止する技術が求められるが、当然ながら、カーテンの乱れを抑制することにより新たな技術的課題を発生させないようにすることが必要になる。このような課題に対しても、解決する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
この技術は、走行するウェブへの塗工液の塗工位置の上流側に、このウェブへの塗工位置に先端が接触するようにエア遮断板を配置するとともに、このエア遮断板の上流側にエア吸引ヘッダーを設置して、エア吸引ヘッダーのエア吸引ノズルの先端を、エア遮断板の後端に近接して位置させたものである。この技術によればウェブの走行により連れ回りするエアはエア遮断板にて遮断され、更に、エア吸引ノズルにて吸引除去されるので、紙幅方向への流出が防止され、この際、エア遮断板の先端で掻き取られた紙粉もエア吸引ノズルによって同時に吸引されるので、エア遮断板の先端部で紙粉が堆積してしまうこともなくなる。
【特許文献１】特開平６−２１８３１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５３８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１の技術をさらに具体化したものとして、図６に示すような構成が考えられる。図６に示すように、この構成では、ウェブ１がガイドロール（ここでは、プレストロール）２に案内されて走行する部分において、ロール２の上方にスリットノズル（アプリケータノズル）３を設け、ノズル３から鉛直下方のウェブ１に塗工液を吐出するようになっている。
【０００９】
濡れ性液膜形成装置４０は、ウェブ１に対する塗工液の着地点よりもウェブ走行方向上流側でウェブ１がロール２に接触している箇所の外周に、この部分を覆うように設けられた蒸気フード（吸引ボックスに相当する）４１と、蒸気フード４１内に設けられて濡れ性液の蒸気を噴射する蒸気ノズル４２と、蒸気フード４１内の蒸気ノズル４２よりもウェブ走行方向上流側に設けられて蒸気フード４１内の蒸気をエゼクタ効果によって蒸気フード４１外に回収するエゼクタ４３とを備えて構成される。
【００１０】
なお、蒸気フード４１のウェブ走行方向下流側の端部は、塗工液のカーテン５が何らかの影響で揺動しても、干渉しないように、つまり、形成される塗工液カーテン５に悪影響が生じないように、カーテン５に対して間隔を空けた位置に配置されている。また、蒸気フード４１は、ウェブ１に対して非接触であり、蒸気フード４１のカーテン５に近接した下流端部においても、ウェブ１に対して一定の隙間が形成されている。
【００１１】
しかしながら、このように特許文献１の技術を利用した場合、以下のような課題がある。
つまり、フード４１内の濡れ性液蒸気をエゼクタ４３によって吸引してフード４１外に回収しても、フード４１内には濡れ性液蒸気が凝縮してできた液が残存するため、これがウェブ１上に滴下して、濡れ性液がウェブ上に付着して、その後に供給される塗工液も筋状または点状に塗工され、塗工面にいわゆる筋ムラや塗工ムラが発生してしまうという課題がある。
【００１２】
また、このようにフード４１内で、濡れ性液蒸気が凝縮してできた液がウェブ１上に滴下すると、ウェブ１が紙の場合には、滴下した液がウェブ１の破断（断紙）を誘発してしまう。
また、蒸気フード４１の下流端部において、蒸気フード４１とウェブ１との間には一定の隙間が形成されているので、フード４１内の濡れ性液蒸気が、この隙間からウェブ１の同伴流と共に塗工液のカーテン５側に流出して、その後、アプリケータノズルのリップ部まで上昇してそこで凝縮することもあり、この場合、塗工液のカーテン内に凝縮した濡れ性液が部分的に混入して、上記と同様に、塗工面に筋ムラが発生してしまう。
【００１３】
このような課題に関し、特許文献２の技術では、エア遮断板の先端がウェブ表面の塗工位置に接触するように配置されるので、このエア遮断板を用いれば、エア遮断板においてウェブの同伴流自体を規制することができ、フード４１内の濡れ性液蒸気が、アプリケータノズルの方に流出することもない。しかし、この場合、エア遮断板の先端がウェブに直接接触しているため、エア遮断板のウェブ表面への悪影響やウェブが破断した際にエア遮断板やその周辺機器の破損が懸念される。この点からは、ウェブに対して剛体部材が非接触な構成を前提としたい。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、濡れ性液蒸気を用いて塗工直前のウェブ表面に濡れ性液膜を形成して塗工液膜とウェブ表面との間への空気侵入を防止できるようにしたものにおいて、濡れ性液膜形成装置ウェブに対して剛体部材が非接触な構成としながら、塗工面に筋ムラが発生しないようにした、非接触塗工装置及びそれを備えた製紙機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の非接触塗工装置は、スリットノズルから塗工液をカーテン状に吐出し走行するウェブに非接触で前記塗工液を塗布する非接触塗工装置において、前記ウェブへの前記塗工液の着地点よりも前記ウェブ走行方向上流側に配設され、前記ウェブに非接触で前記ウェブ回りの空間を覆うフードと、前記フード内に設けられ、前記ウェブ表面に濡れ性液の蒸気を供給する蒸気ノズルと、前記フード内を加熱する加熱手段と、が備えられていることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
また、加熱手段としては、例えば蒸気ノズルに電熱式のヒータ又は蒸気ジャケットを装備するなど、電熱或いは蒸気を利用したものが考えられる。
前記蒸気ノズルは、前記ウェブ表面に向けて前記蒸気を噴射することが好ましい（請求項２）。
また、前記フードの前記塗工液着地点に近い端部には、前記フード内から前記塗工液着地点近傍への前記蒸気の漏出を抑制する端壁部と、前記フード内から前記塗工液着地点近傍へ漏出してしまった前記蒸気を前記フード内に還流させる還流構造がそなえられていることが好ましい（請求項３）。
【００１７】
前記還流構造は、前記フードの前記塗工液着地点に近い端縁の上方に配設され、前記フード内から前記塗工液着地点近傍へ漏出した前記蒸気を吸引するための蒸気吸引室と、前記フード内と前記蒸気吸引室との間を連通するように穿設された連通穴と、前記フード内の蒸気を前記塗工液着地点から離隔する側に吸引回収する蒸気回収手段とから構成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１８】
また、前記フードには、前記ウェブへの前記塗工液着地点の直上流まで延在するように略水平方向に延びた上壁部が設けられ、前記上壁部の内面は、前記塗工液着地点近傍の前端部から後方に行くにしたがって微小に下降する傾斜面により形成されることが好ましい（請求項５）。
さらに、前記フードの内部に、少なくとも前記蒸気ノズルを覆い該蒸気ノズルから噴射された前記蒸気を前記ウェブ表面に保持する蒸気ボックスが備えられ、前記蒸気ボックスには、前記塗工液着地点近傍の前端部に向けて前記ウェブに次第に接近するように略水平に配置され前記フードの前記前端部の直前まで延設されたプレート部が備えられていることが好ましい（請求項６）。
【００１９】
この場合、前記フードには、前記蒸気ボックス内から前記フードの前記塗工液着地点に近い端部に漏出した前記蒸気を、前記フード内で前記塗工液着地点から離隔する方向へ向けて吸引して回収する蒸気回収手段が備えられていることが好ましい（請求項７）。
また、前記フード内における前記蒸気ノズルよりも前記ウェブ走行方向上流側には、前記ウェブの走行に伴い発生する空気の同伴流を吸引するエゼクタが配設されていることが好ましい（請求項８）。
【００２０】
この場合、さらに、前記フードの内部に設けられ、少なくとも前記蒸気ノズルを覆い該蒸気ノズルから噴射された前記蒸気を前記ウェブ表面に保持する蒸気ボックスと、前記フード内における前記蒸気ボックスの外部に設けられ、前記蒸気ボックス内と連通する蒸気回収空間と、前記エゼクタよりも前記ウェブ走行方向上流側の前記同伴流が流入する同伴流流入空間とに二分する隔壁と、前記蒸気回収空間内の蒸気を吸引回収する蒸気回収手段と、を備え、前記隔壁には、前記同伴流流入空間に流入する前記同伴流を前記蒸気回収空間に案内する微小な開口が形成されていることが好ましい（請求項９）。
【００２１】
また、前記フード下部に、前記フード内の凝縮液体を回収する液体回収手段が備えられていることが好ましい（請求項１０）。
さらに、前記フードの前記塗工液着地点近傍の前記ウェブの下方には、前記ウェブの幅方向外側に吐出された余剰の塗工液を回収する回収パンが備えられていることが好ましい（請求項１１）。
【００２２】
また、前記フードよりも前記ウェブ走行方向の直上流側に、前記ウェブ表面に摺接するドクタが装備されていることが好ましい（請求項１２）。
また、前記ウェブは、ガイドロールの側方から上方に向かって前記ガイドロールに沿って走行し前記ガイドロールの鉛直上端部で前記ガイドロールから離れるように構成され、
前記スリットノズルは、前記ガイドロールの前記鉛直上端部の近傍の前記ウェブ上に前記塗工液を着地させるように配置されるとともに、前記フードは、前記ガイドロールの側方から上方及び鉛直上端部の近傍まで覆うように配設されていることが好ましい（請求項１３）。
【００２３】
また、本発明の製紙機械は、請求項１〜１３の何れか１項に記載の非接触塗工装置をそなえたことを特徴としている（請求項１４）。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の非接触塗工装置によれば、ウェブ回りの空間を覆うフード内に設けられた蒸気ノズルによりウェブ表面に濡れ性液の蒸気が供給されるので、この結果、ウェブ表面に形成された濡れ性薄液膜と塗工液とが接触する位置において両液の自由表面間に界面張力を作用させることができ、この界面張力によって、塗工液が濡れ性薄液膜を介してウェブ表面へ向けて引き付けられ、塗工液のウェブへの衝突速度が小さい場合にも塗工液膜とウェブ表面との間への空気侵入を防止することが可能となる。したがって、スリットノズルとウェブとの間隔を小さくしてスリットノズルからの吐出流量を抑えて塗工液の液膜カーテンが雨垂れ状にならないようにしながら、ウェブ上に均一に、かつ空気泡等の巻き込みがなく、しかも比較的薄い塗工液膜塗工液膜を形成することができる。
【００２５】
そして、フード内は加熱手段により加熱されるので、フード内での蒸気の凝縮が生じ難くなり、凝縮した液がウェブ上に滴下して塗工面にいわゆる筋ムラが発生してしまうような不具合を回避することや、ウェブが紙の場合に、凝縮した液によりウェブの断紙を誘発すといった不具合を回避することができる（以上、請求項１，１４）。
また、ウェブ表面に向けて蒸気を噴射することにより、ウェブ表面に濡れ性液を供給できると共に、ウェブ表面に走行するウェブによって生じる空気の同伴流を遮断する効果も得られ、この同伴流による塗工液のカーテンに乱れが生じることを抑制でき、塗工液を均一に塗布する上で有利になり、また、この同伴流によるフード内から塗工液カーテン側への蒸気の漏れを抑制でき、漏れ蒸気が塗工液カーテンの上方のスリットノズル周りで凝縮してこれがウェブ上に滴下することで生じる筋ムラの発生も抑えることができる（請求項２，１４）。
【００２６】
また、フードの塗工液着地点に近い端部に端壁部を設けることで、フード内から塗工液着地点近傍への蒸気の漏出を抑制することができ、さらに、還流構造を設けることで、フード内から塗工液着地点近傍へ漏出してしまった蒸気をフード内に還流させることができ、これらによって、漏れ蒸気がスリットノズル周りで凝縮してウェブ上に滴下することで生じる筋ムラの発生も抑えることができる（請求項３，１４）。
【００２７】
この場合、還流構造を、フードの端縁上方の蒸気吸引室と、蒸気吸引室とフード内との間の連通穴と、フード内の蒸気を塗工液着地点から離隔する側に吸引回収する蒸気回収手段とから構成すれば、簡素な構成で塗工液着地点近傍へ漏出してしまった蒸気をフード内に還流させることができる（請求項４，１４）。
また、フードの塗工液着地点の直上流まで延在する略水平方向に延びた上壁部の内面を、塗工液着地点近傍の前端部から後方に行くにしたがって微小に下降する傾斜面とすれば、かかる上壁部内面に蒸気が凝縮した液滴が付着しても、上壁部内面の傾斜に沿って、後方、即ち、塗工液着地点から離隔する方向に流出するので、かかる液滴のウェブ上への滴下を抑止することができ、筋ムラの発生を抑えることができる（請求項５，１４）。
【００２８】
前記フードの内部に蒸気ボックスを設け、この蒸気ボックスに、塗工液着地点近傍の前端部に向けて次第にウェブに接近する略水平なプレート部を、フード前端部の直前まで延設することで、蒸気ボックス内でウェブ表面に濡れ性液を確実に供給できる。また、フード端部に上記端壁部や上記還流構造を設ければ、蒸気ボックスから蒸気が漏出しても、漏れ蒸気がスリットノズル周りに進むことが抑止され、上記筋ムラの発生を抑えることができる（請求項６，１４）。
【００２９】
上記の蒸気ボックスを設けたものにおいて、フード内の蒸気を塗工液着地点から離隔する方向へ向けて吸引，回収する蒸気回収手段を設けることによっても、蒸気ボックスから蒸気が漏出しても、漏れ蒸気がスリットノズル周りに進むことが抑止され、上記筋ムラの発生を抑えることができる（請求項７，１４）。
フード内における蒸気ノズルよりもウェブ走行方向上流側にエゼクタを設ければ、エゼクタによりウェブの走行に伴い発生する空気の同伴流を吸引することができるので、この同伴流による塗工液のカーテンに乱れが生じることを抑制でき、塗工液を均一に塗布する上で有利になり、また、この同伴流によるフード内から塗工液カーテン側への蒸気の漏れを抑制でき、漏れ蒸気が塗工液カーテンの上方のスリットノズル周りで凝縮してこれがウェブ上に滴下することで生じる筋ムラの発生も抑えることができる（請求項８，１４）。
【００３０】
前記フードの内部に前記エゼクタを設けるとともに蒸気ボックスを設け、フード内における蒸気ボックスの外部に隔壁を設けて、蒸気ボックス内と連通する蒸気回収空間と、エゼクタよりもウェブ走行方向上流側の同伴流が流入する同伴流流入空間とに二分し、隔壁に微小な開口を形成して、同伴流流入空間に流入する同伴流を蒸気回収空間に案内するように構成し、蒸気回収手段により蒸気回収空間内の蒸気を吸引回収することで、蒸気回収空間への同伴流の影響を抑えながら、蒸気回収空間での蒸気の回収を円滑に行ないつつ、蒸気回収手段を利用して、伴流流入空間内の空気を蒸気回収空間へ排出することができるようになる（請求項９，１４）。
【００３１】
また、フード内に凝縮液体が溜まると、ウェブの走行に悪影響が生じたり、フード壁面を高温にするためのヒータの負担が増大したりするが、フード下部に、フード内の凝縮液体を回収する液体回収手段を備えることで、このような不具合を解消することができる（請求項１０，１４）。
さらに、フードの塗工液着地点近傍のウェブの下方に、ウェブの幅方向外側に吐出された余剰の塗工液を回収する回収パンを備えることで、塗工液カーテンの幅がウェブ幅よりも大きい場合に、ウェブの幅方向外側に塗工液が飛び散ることが防止される（請求項１１，１４）。
【００３２】
また、フードよりもウェブ走行方向の直上流側に、ウェブの表面に摺接するドクタを装備すれば、塗工に悪影響なく、ウェブの同伴流を抑制することができる（請求項１２，１４）。
ウェブが、ガイドロールの側方から上方に向かってガイドロールに沿って走行してガイドロールの鉛直上端部でガイドロールから離れるように構成される場合、スリットノズルを、ガイドロールの鉛直上端部の近傍のウェブ上に塗工液を着地させるように配置し、フードを、ガイドロールの側方から上方及び鉛直上端部の近傍まで覆うようにすることで、ウェブ表面への濡れ性薄液の供給及びその後の塗工を効率よく行なうことができる（請求項１３，１４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置を示すもので、図１はその断面図、図２はその蒸気ノズル及びエゼクタ部分の拡大図、図３はその、図４はその蒸気還流構造部分の拡大図、図５はその回収パンを示す斜視図である。
本実施形態にかかる非接触塗工装置は、製紙機械のコータとして備えられるもので、ウェブ（ウェブ状の紙）１が、ブレストロール（ガイドロール）２に沿って走行する部分に装備されている。つまり、ウェブ１はブレストロール２の下方からブレストロール２の周面に接触し、ブレストロール２の周面に沿って、ブレストロール２の側方から上方に向かって走行し、ブレストロール２の鉛直上端部でブレストロール２から離れるように走行する。
【００３４】
スリットノズル（アプリケータノズル）３は、ウェブ１がブレストロール２から離れるブレストロール２の鉛直上端部付近の上方に配置され、下方に向けて塗工液を吐出させるように噴射方向を設定されている。ここでは、スリットノズル３から吐出されるカーテン状の塗工液５は、ウェブ１がブレストロール２から離れる部分よりも僅かに下流側の位置を着地点５ａとしてウェブ1に着地するように構成される。
【００３５】
このウェブ１への塗工液の着地点５ａよりもウェブ走行方向上流側には、ブレストロール２に接触して走行するウェブ１回りの空間を覆うフード１１が、ウェブ１に非接触で配設されている。このフード１１断面が略コ字状のフード本体１１ａと、フード本体１１ａのウェブ走行方向下流側に結合されたフード先端プレート（上壁部）１１ｂと、フード本体１１ａのウェブ走行方向上流側に結合されたフード入り口プレート１１ｃと、これらのフード本体１１ａ及び各プレート１１ｂ，１１ｃの両端部に結合された側面プレート（図示略）とから構成されている。
【００３６】
フード先端プレート１１ｂは、塗工液着地点５ａ近傍のフード１１の前端部から後方（図１中、右方）に行くにしたがって微小に下降するように、水平よりもやや傾斜して配設される。したがって、フード先端プレート１１ｂの内面（下向きの面）も後方に向けて微小に下降する傾斜面により形成される。なお、ウェブ１は、ブレストロール２から水平よりもやや上方に向けて離れるように走行し、このウェブ１の走行方向の傾斜よりも、フード先端プレート１１ｂの傾斜の方がやや小さくなっているため、フード先端プレート１１ｂは、基も先端の部分でウェブ１に最接近するように位置する。
【００３７】
また、フード先端プレート１１ｂの先端には、ウェブ１の表面に接近する向きに端縁プレート（端壁部）１４が設けられている。この端縁プレート１４により、フード１１の先端がウェブ１の表面近くまで接近しており、フード入り口プレート１１ｃの先端もウェブ１の表面近くまで接近している。これは、フード１１の内外を仕切るためであるが、フード１１が走行するウェブ１に対して確実に非接触な状態を保持できるように、最低限のクリアランス（数ｍｍ程度）は設けられている。また、ウェブ１の断紙が生じた際にも、この隙間を利用して通紙等の処理を行なうことができる。
【００３８】
このようなフード１１内には、ウェブ走行方向上流側に、ウェブ１の走行に伴い発生する空気の同伴流を吸引するためのエゼクタ１３が配設されている。さらに、このエゼクタ１３よりもウェブ走行方向下流側には、ウェブ１表面に濡れ性液の蒸気を供給する蒸気ノズル１２が設けられている。また、フード１１内の蒸気ノズル１２の周りには、蒸気ノズル１２を覆い蒸気ノズル１２から噴射された蒸気をウェブ１表面に保持するための蒸気ボックス１６が備えられている。
【００３９】
図１，図２に示すように、エゼクタ１３の吸引口１３ａは、ウェブ１表面に接近した位置に配置され、ウェブ１表面に沿う空気の同伴流を効率よく吸引（矢印１３ｂ参照）できるようにウェブ走行方向上流側に向けて配向されている。
また、蒸気ノズル１２は、噴射口１２ａをウェブ１表面に向けて配置されており、蒸気をウェブ１表面に直接噴射（矢印１２ｂ参照）するようになっている。
【００４０】
この蒸気ボックス１６は、そのウェブ走行方向上流側をエゼクタ１３のケースに結合され、そのウェブ走行方向下流側に、塗工液着地点５ａ近傍の蒸気ボックス１６の前端部に向けてウェブ１に次第に接近するように略水平に配置されフード１１の前端部の直前まで延設されたプレート部１６ａが備えられている。
このような蒸気ボックス１６及びエゼクタ１３のケースの表面には、図３に示すように、加熱手段として電熱式のプレート状ヒータまたは熱線ヒータが設けられており、フード１１内が高温（少なくとも１００℃以上）に保たれるようになっている。なお、図３に示す例では、エゼクタ１３のケース１３ｃの表面に溝を掘ってこの溝にヒータ２４を埋め込んだものである。また、加熱手段としては、内部に高温蒸気を流通させる蒸気ジャケットを蒸気ボックス１６や蒸気ノズル１２のケースやエゼクタ１３のケースなどに適用したものも考えられる。
【００４１】
このような蒸気ボックス１６及びエゼクタ１３のケースにより、フード１１内は、蒸気ボックス１６の内部と外部とに区分されるが、蒸気ボックス１６の外部には、この空間を二分する隔壁１７が配設されている。この隔壁１７により、蒸気ボックス１６の外部には、蒸気ボックス１６の前端部の微小開口（数ｍｍ程度のクリアランス）を通じて蒸気ボックス１６内と連通する蒸気回収空間１８と、エゼクタ１３よりもウェブ走行方向上流側の同伴流が流入する部分を含む同伴流流入空間１９とに区分される。
【００４２】
ただし、隔壁１７の蒸気ボックス１６側の端部には、同伴流流入空間１９に流入する同伴流を蒸気回収空間１８に案内する微小な開口（例えば１ｍｍ程度の隙間）１７ａが形成されている。
そして、蒸気回収空間１８内の蒸気を含む気体を図１に矢印で示すように、塗工液カーテン５から離隔する側（図１中の右方）に吸引し回収する蒸気回収手段（図示略）が備えられ、同伴流流入空間１９の下方には、フード１１内で凝縮し液化した濡れ性液を含む液体を自重で回収する液体回収手段（図示略）が備えられている。
【００４３】
また、図１，図２に示すように、フード先端プレート１１ｂの先端の上面には、断面視でＬ字型のアングル材１５ａが結合され、このアングル材１５ａとフード先端プレート１１ｂの先端部とにより、塗工液カーテン５に向けて開口した蒸気吸引室１５ｂが形成されている。また、蒸気吸引室１５ｂの下面を構成するフード先端プレート１１ｂの先端部には、蒸気吸引室１５ｂとフード１１内とを連通する連通穴１５ｃが穿設されている。
【００４４】
そして、このような蒸気吸引室１５ｂと連通穴１５ｃと前記の蒸気回収手段とにより、フード１１内から塗工液着地点５ａ近傍へ漏出してしまった蒸気をフード１１内に還流させる還流構造１５が構成される。つまり、フード１１の先端から塗工液着地点５ａ近傍へ漏出してしまった蒸気は、塗工液カーテン５に沿ってスリットノズル３に向かうように上昇しようとする（図４の矢印２２ａ参照）が、フード１１の先端の上部には、蒸気吸引室１５ｂが設けられるとともに、蒸気吸引室１５ｂとフード１１内とを連通する連通穴１５ｃが設けられるので、蒸気回収手段により、塗工液カーテン５から離隔する側への吸引力（図１の矢印２２ｄ，２２ｅ参照）によって、図３中の矢印２２ｂ，２２ｃに示すような気体の流れが生じるため、蒸気がフード１１内に還流するのである。
【００４５】
また、図１，図４，図５に示すように、ウェブ１の塗工液着地点５ａ近傍の下方には、ウェブ１の幅方向外側に吐出された余剰の塗工液を回収する回収パン２１が備えられている。この回収パン２１は、塗工液着地点５ａ周辺の下方の、ウェブ１とブレストロール２との間に、先端を挿入するように配置され、塗工液カーテン５の幅よりもウェブ幅が小さい場合に、ウェブ１に供給されずに落下するカーテン端部５ｂの塗工液５を回収する。回収パン２１の下面は、この回収箇所から離隔する側（図１，図４中、左側）に下降する傾斜面となっており、この傾斜に沿って余剰の塗工液が回収される（図４の矢印２１ａ参照）。
【００４６】
さらに、本実施形態では、フード１１よりもウェブ走行方向下流側で、ブレストロール２に接触するウェブ１表面に摺接するドクタ２０が装備されている。
本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置は上述のように構成されているので、ブレストロール２に沿って走行するウェブ１に対して、まず、ドクタ２０がウェブ１表面に摺接して、ウェブ１表面の紙粉等を掻き取ると共に、ウェブ１の走行に伴って生じる同伴流の下流側への流れを抑制する。
【００４７】
その後、ウェブ１はフード１１内に入って、まず、同伴流流入空間１９内で、ドクタ２０で阻止し切れなかった同伴流を、微小な開口１７ａ及び蒸気回収手段による吸引力を利用して蒸気回収空間１８に案内して（図１の矢印２３ａ，２３ｂ，２３ｃ参照）回収する。
ただし、同伴流流入空間１９と蒸気回収空間１８とを連通させると、同伴流流入空間１９内からの強い空気流が蒸気回収手段による蒸気の吸引回収の妨げになるおそれがあるが、同伴流流入空間１９と蒸気回収空間１８との間の開口は微小なので、このような不具合はない。
【００４８】
さらに、ウェブ１は、その後エゼクタ１３による吸引効果によって、同伴流が吸引され排除される。
こうして、同伴流を大幅に減少せしめられた上で、ウェブ１の表面には蒸気ノズル１２から濡れ性液の蒸気が噴射される。このとき、蒸気をウェブ１表面に直接噴射するので、ウェブ１表面に濡れ性薄液膜を確実に形成させることができる。また、ウェブ１表面に向けて蒸気を噴射することにより、ウェブ１表面に走行するウェブ１によって生じる空気の同伴流を遮断する効果も得られる。
【００４９】
この結果、ウェブ１と塗工液とが接触する位置において濡れ性薄液膜と塗工液との自由表面間に界面張力を作用させることができる。この界面張力によって、塗工液が濡れ性薄液膜を介してウェブ表１面へ向けて引き付けられ、塗工液のウェブ１への衝突速度が小さい場合にも塗工液膜とウェブ１表面との間への空気侵入を防止することが可能となる。
したがって、スリットノズル３とウェブ１との間隔を小さくしてスリットノズル３からの吐出流量を抑えて塗工液の液膜カーテン５が雨垂れ状にならないようにしながら、ウェブ１上に均一に、かつ空気泡等の巻き込みがなく、しかも比較的薄い塗工液膜塗工液膜を形成することができる。
【００５０】
そして、フード１内は加熱手段により加熱されるので、フード１内での蒸気の凝縮が生じ難くなり、凝縮した液がウェブ１上に滴下して塗工面にいわゆる筋ムラが発生してしまうような不具合を回避することや、凝縮した液により紙ウェブ１の断紙を誘発すといった不具合を回避することができる。
また、塗工液着地点５ａに進んだウェブ１は、上流側で同伴流を大幅に減少せしめられるので、塗工液の塗布段階で、同伴流による塗工液カーテン５の乱れを回避することができる。これは、塗工液を均一に塗布する上で有利になり、また、この同伴流によるフード１１内から塗工液カーテン５側への蒸気の漏れを抑制でき、漏れ蒸気が塗工液カーテン５の上方のスリットノズル３周りで凝縮してこれがウェブ１上に滴下することで生じる筋ムラの発生も抑えることができる。
【００５１】
また、フード１１の塗工液着地点５ａに近い端部に端縁プレート（端壁部）１４が設けられることで、フード１１内から塗工液着地点近傍への蒸気の漏出を抑制することができ、さらに、還流構造１５により、フード１１内から塗工液着地点５ａ近傍へ漏出してしまった蒸気をフード１１内に還流させることができ、これらによって、漏れ蒸気がスリットノズル３周りで凝縮してウェブ１上に滴下することで生じる筋ムラの発生も抑えることができる。
【００５２】
また、還流構造１５は、フードの端縁上方の蒸気吸引室１５ｂと、蒸気吸引室１５ｂとフード１１との間の連通穴１５ｃと、フード１１内の蒸気を塗工液着地点から離隔する側に吸引回収する蒸気回収手段とから構成しているので、簡素な構成で塗工液着地点５ａ近傍へ漏出してしまった蒸気をフード１１内に還流させることができる。
また、フード１１の塗工液着地点５ａの直上流まで延在するフード先端プレート１１ｂの内面（下向きの面）は後方に向けて微小に下降する傾斜面により形成されるので、フード先端プレート１１ｂ内面に蒸気が凝縮した液滴が付着しても、内面の傾斜に沿って、後方、即ち、塗工液着地点５ａから離隔する方向に液が流出するので、かかる液滴のウェブ１上への滴下を抑止することができ、筋ムラの発生を抑えることができる。
【００５３】
また、フード１１内に設けた蒸気ボックス１６に、フード１１の前端部の直前まで延設されたプレート部１６ａが備えられることで、蒸気ボックス１６内でウェブ１表面に濡れ性液を確実にしかも効率よく供給できる。
また、フード１１内に凝縮液体が溜まると、ウェブ１の走行に悪影響が生じたり、フード１１内を高温にするためのヒータの負担が増大したりするが、フード１１下部に、フード１１内の凝縮液体を回収する液体回収手段を備えることで、このような不具合を解消することができる。
【００５４】
さらに、塗工液着地点５ａ近傍のウェブ１の下方に、ウェブ１の幅方向外側に吐出された余剰の塗工液を回収する回収パン２１を備えることで、塗工液カーテン５の幅がウェブ幅よりも大きい場合に、ウェブ１の幅方向外側に塗工液が飛び散ることが防止される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記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したり、構成の一部のみを利用したりすることができる。
【００５５】
例えば、上記実施形態では、ウェブがブレストロールにガイドされて走行する箇所に非接触塗工装置を設けているが、設置箇所はこれに限定されるものではなく、フード形状も設置箇所に応じた構成とすればよい。
また、上記実施形態では、製紙機械のコータに適用される非接触塗工装置を説明したが、塗工対象はこれに限定されず、樹脂フィルム、鋼板等のウェブへの塗工にも適用でき、製鉄機械のプロセス設備等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置の蒸気ノズル及びエゼクタ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置の加熱手段を示す図であって、（ａ）はエゼクタのケース表面の正面図（図２のＡ矢視図）、（ｂ）はエゼクタのケースの断面図［図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図］である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置の蒸気還流構造部分を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる非接触塗工装置の回収パンを示す斜視図である。
【図６】本発明の案出過程で創案された非接触塗工装置を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ウェブ（ウェブ状の紙）
２  ブレストロール（ガイドロール）
３  スリットノズル（アプリケータノズル）
５  塗工液（塗工液カーテン）
５ａ  着地点
１１  フード
１１ａ  フード本体
１１ｂ  フード先端プレート（上壁部）
１１ｃ  フード入り口プレート
１２  蒸気ノズル
１２ａ  蒸気ノズル１２の噴射口
１３  エゼクタ
１３ａ  エゼクタ１３の吸引口
１４  端縁プレート（端壁部）
１５  還流構造
１５ａ  アングル材
１５ｂ  蒸気吸引室
１５ｃ  連通穴
１６  蒸気ボックス
１６ａ  プレート部
１７  隔壁
１７ａ  開口
１８  蒸気回収空間
１９  同伴流流入空間
２０  ドクタ
２１  回収パン
２４  ヒータ（加熱手段）
【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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