(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物を受容面にコーティングする装置であって、
コーティング組成物を収容するための開放液保留器であって、出口端部と、入口端部と、前記コーティング組成物を前記液保留器の前記入口に送る供給手段と、を有し、前記液保留器の前記出口端部は、水平でありコーティング組成物の一様な溢流を生成し、前記出口端部から前記受容面に自由降下カーテンを形成するように形成され、前記入口端部は、前記供給手段から前記コーティング組成物を受け取るように形成され、更に、前記自由降下カーテンの幅を決定する二つのエンドキャップを有する液保留器と、
前記液保留器を前記入口端部に近い第１チャネルと、前記出口端部に近い第２チャネルとに分割する中実壁であって、前記分割面はエンドキャップからエンドキャップまで前記液保留器全体に延在し、前記コーティング組成物が前記第１チャネルから前記分割壁を経由して前記第２チャネルまで流れるように一つ以上の流路を有する中実壁と、
を備え、
前記第１チャネル内には、前記液保留器の入口端部に供給されたコーティング組成物を受けるために入口エンクロージャが設けられ、
前記入口エンクロージャは、前記入口端部の中央に形成され、
前記入口エンクロージャの両側面は、前記自由降下カーテンに対して直交する垂直面に位置する多孔体の一つ以上の層からなり、前記液保留器のエンドキャップに向けてコーティング組成物が流れ、前記液保留器の第１チャネルの断面によって均一に分配されることを特徴とするコーティング装置。
【請求項２】
コーティング組成物を用いて表面をカーテンコーティングする方法であって、
前記コーティング組成物を収容する液保留器に前記コーティング組成物を供給するステップであって、前記液保留器は、出口端部と、入口端部と、前記コーティング組成物を前記液保留器の前記入口に送る導管と、を有し、前記液保留器の前記出口端部は、水平でありコーティング組成物の一様な溢流を生成し、前記出口端部から前記受容面に自由降下するカーテンを形成するように形成され、前記入口端部は前記導管から前記コーティング組成物を受け取るように形成され、さらに、前記保留器は前記自由降下カーテンの幅を決定する二つのエンドキャップを有するステップと、
多孔質の分割壁によって、前記液保留器を前記入口端部に近い第１チャネルと、前記出口端部に近い第２チャネルとに分割するステップであって、前記分割壁はエンドキャップからエンドキャップまで前記液保留器全体に延在し、前記コーティング組成物が前記第１チャネルから前記分割壁を経由して前記第２チャネルまで流れるように一つ以上の流路を有し、前記導管からのコーティング組成物を受け取り前記コーティング組成物を前記液保留器の第１チャネル内に設けられた入口エンクロージャに向けて流し、前記液保留器のエンドキャップに向けてコーティング組成物を流すように前記分割壁に入口エンクロージャが設置され、分割壁は前記導管の径と同様又はそれより大きい水平幅を有し前記液保留器の底面から液保留器の出口端部の流出縁へ延在する高い頂端を有し前記液保留器の出口端部から分割壁までの水平距離と同様又はそれより小さい水平幅を有するステップと、
自由降下カーテン中の前記コーティング組成物を前記受容面に向けるステップと、
を含むことを特徴とするコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーティング装置および方法、またはコーティング装置に対する供給装置および方法に関する。特に、本発明は、移動する表面またはウェブに塗布するための流速が高度に一様である単独のコーティング組成物の自由降下カーテンの生成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーティング液を移動する表面に塗布する普通の方法は、コーティング組成物の自由降下カーテンを生成し、塗布する必要がある表面をカーテンを介して通過させることである。図１（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、先行技術によるカーテンコーティングの例を示す図である。一部の適用分野、たとえば、物体のペンキ塗装においては、コーティングの一様性は重要ではない。このような場合、先行技術において公知の簡単な費用のかからない手段を使用しカーテンを生成することができる。たとえば、堰を使用することができる。堰は、比較的低い端部を有する液保留器であり、コーティング組成物はこの堰に沿って溢流し、自由降下カーテンを形成する。コーティング組成物は、液保留器にポンプによって送られまたは注ぎ込まれる。溢流端部が水平である場合、および液保留器が広く深い場合は、一様なカーテンが生成される。
【０００３】
しかし、大きな液保留器は、欠点がある場合がある。一様なカーテンを保証するために必要とされるサイズが、利用できる空間を超える場合がある。大きな液保留器は、重量による機械的沈下を防止するために、薄い壁または頑強な台を必要とする場合がある。一部の操作においては、生産操業の完了時に液保留器中に残存するコーティング組成物を回収することが実際上困難であり、液保留器の容積が大きいほど、高価なコーティング組成物の損失の可能性が高い。大型液保留器は、コーティング組成物がほとんど停滞した領域も有する。コーティング組成物が異なる密度の他相中の一相よりなる分散液または懸濁液である場合は、重力によって誘発されるコーティング組成物の不均質性が停滞領域において発生する場合がある。たとえば、水溶性ゼラチン中の水銀顆粒、および液体中の艶消し粒子などである。また、大型液保留器は、流れ再循環の小さな渦または領域を生じやすい。再循環が集まる停滞帯域は、特に、重力によって誘発される不均質性の影響を受けやすい。コーティング組成物の不均質性によって、コーティングの目に見えるまたは機能上の不均一性、たとえば、縞が生成する場合がある。
【０００４】
しかし、液保留器の容積を減少させ、同時に、横方向に均一性を保持することは、必然的に困難である。液保留器の断面が小さくなると、カーテンの幅の方向の流れに対する流体力学抵抗が増大し、重力による水平化が不完全になる場合があり、レベルが高い場所においてはカーテンの流速が大きくなる。同様に、流入液による外乱効果が、小断面積の液保留器においてはカーテン形成前に完全に消失しない場合がある。一つのそのような外乱は、コーティング液が導管を経由して導入またはノズルから注入されるときに発生する液保留器に対するコーティング組成物の噴流である。
【０００５】
下記の米国特許にカーテンコーティングに有用であるコーティング装置が開示されている。すなわち、米国特許第２，７４５，４１９号、米国特許第３，０６７，０６０号、米国特許第３，０７４，３７４号、米国特許第３，２０５，０８９号、米国特許第３，３４５，９７２号、米国特許第３，３６５，３２５号、米国特許第３，６３２，３７４号、米国特許第３，７１７，１２１号、米国特許第３，８７６，４６５号、米国特許第４，０６０，６４９号、米国特許第４，０７５，９７６号、米国特許第４，２３０，７４３号、米国特許第４，３８４，０１５、米国特許第４，４２７，７２２号、米国特許第５，２９８，２８８号である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
流れの均一性を保持し、同時に、分配器の断面積を減少させる方法は、技術上公知である。一つの方法は、図１（ａ）に示すように、コーティング幅で液を出す多数の孔を有する導管から液保留器に供給する方法であるが、多数の個別の流れによって、再循環領域が発生し、液保留器における停滞が助長される。他の方法は、図１（ｂ）に示すように、分配空洞および細いスロットを有し、スロットを経由して液を供給する押し出し金型を使用する方法である。スロットの長さ全体の流れ抵抗が、空洞の長さ全体の流れ抵抗に比較して大きい場合は、液は金型全域に分配される。最も要求の厳しい適用分野においては、二つ以上の空洞／スロットの組み合わせが直列に使用される。また、金型の有効性は、コーティング組成物のレオロジー特性によって変わる。金型の細いスロットは、非ニュートン流体であるコーティング組成物による高速剪断力を受け、その場合、擬塑性および粘弾性が性能因子を複雑にすることになる。その結果、各製品に対して別々の金型が必要となる場合があり、または金型の幾何学的形状を調整する手段、たとえば、調整可能な機械的荷重をかけることによるスロットの高さの調整などが必要とされる場合がある。押し出し金型の主要な不利益は、その機械的複雑さ、厳しい製作公差、およびその結果としての高いコストである。
【０００７】
図１（ａ）は、先行技術（米国特許第３，２０５，０８９号）によるカーテンを形成する堰を示す図である。堰は、単独のチャネルからなる。コーティング組成物は、チャネルを介して走る導管に供給される。導管は、その全長に沿って一連の孔を有し、コーティング組成物をチャネルに供給する。
【０００８】
図１（ｂ）は、先行技術（米国特許第５，２９８，２８８号）によるカーテンを形成する金型を示す図である。金型の内部に、少なくとも一つの分配空洞が存在し、この空洞は入口（ｉｎｌｅｔ）に接続され、カーテンの全幅に液を供給する。カーテンは、分配空洞に隣接する細いスロットから押し出され、カーテンの全幅に液を供給する。
【０００９】
図１（ｃ）は、先行技術（米国特許第４，０６０，６４９号）によるカーテン形成のための別の堰を示す図である。この場合は、堰は簡単な大型液保留器である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コーティング表面のために単独のコーティング組成物よりなる高度に一様なカーテンを生成する安価な融通の利く装置を提供するものである。特に、本発明によって、低滞留液容積、重力により誘発されるコーティング不均質性に対する流れパターン抵抗、コーティング組成物のレオロジーに対する無感受性が実現される。
【００１１】
滞留液容積は、カーテン形成装置、すなわち液保留器（２チャネル堰）内に含まれる液体の容積を意味する。コーティングが終了したとき、堰はこの容積のコーティング組成物を含む。コーティング組成物は常に再利用することはできないので、滞留容量は廃棄物となる可能性がある。コーティング組成物が溶媒を基礎とする場合および空気中の組成物蒸気が爆発性または有毒である場合は、堰内の液を迅速に排出する必要がある。これらの理由および本明細書において述べる理由のため、滞留液容積を最小とすることが望ましい。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、簡単な堰の大容量および停滞または再循環流れパターン、あるいは押し出し金型の費用および複雑さを必要とすることなく、コーティング表面のために単独のコーティング組成物よりなる高度に一様なカーテンを生成する安価な方法および装置を提供することである。特に、本発明によって、小さい滞留容量および短い滞留時間が低コストで実現される。さらに、本発明は、異なる流れ条件および流体特性に、簡単で安価に迅速に適合させる方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的および利点は、図面および以下の記載を考察することにより明らかになる。
【００１３】
本発明は、壁によって二つに分割されコーティング幅に液を出す液保留器よりなる。液体は、第１チャネル、すなわちカーテンから最も遠いチャネルに供給される。分割壁は、液保留器の底部との間に間隙があり、液体を第１チャネルから第２チャネルに通過させ、同時に、流れにいくらかの抵抗を与える。間隙は、大体０．２５ｃｍ（０．１インチ）であり、押し出し金型に使用される間隙の数倍の大きさである。その結果、コーティング組成物が受けるずり速度は、比較的低く、非ニュートン効果は最小となる。代替方法の実施形態においては、分割壁は、液保留器の底部の間隙の代わりに、多孔板または多孔質とされる。第２チャネルは、水平であり比較的低い流出縁として形成され、その結果、コーティング組成物は流出縁を超えて溢流し自由降下カーテンを形成する。液保留器は、自由降下カーテンが形成される縁のみから溢流することが望ましい。液保留器の側壁および背面壁は流出縁より高い頂端を有し、液を保留することが望ましい。同様に、分割壁の頂端は、十分に高く、通常の操作中に液を保留するが、事故による大量流出の場合は、側壁および背面壁より前に溢流する程度に低いことが望ましい。分割壁によって生成される流れ抵抗は、通常、分割壁を横切るコーティング組成物の濃度の液滴がおよそ１ｃｍであるような抵抗である。分割壁によって生成される流れ抵抗によって、供給されるコーティング組成物をカーテンチャネルの幅全体に分配し、流入するコーティング組成物に関連する流れの乱れを減少させることが促進される。第２チャネルによって、カーテン形成前に流れ分配をさらに均一にすることが促進される。高度に一様な流れ分配は、第２チャネル中の液体の実質上水平な表面によって示される。
【００１４】
好適には、コーティング組成物は、第１チャネルの中央に組成物を送る導管を経由して供給される。本発明による好適な実施形態においては、入口は第１チャネルの内側に備えられ、導管からの噴出を解消させ、液を第１チャネルの端部の方向に向ける。容器内挿入物（ｉｎｌａｎｄ  ｏｔｈｅｒｓｓｏ）によって、液体の速度が第１チャネルの断面全体でほぼ一定であることが保証されるので、停滞および再循環の領域は回避される。入口から、液体の高度に一様な速度によって、コーティング組成物は空洞端部に進められ、その結果、一様な流れ分配が促進される。
【００１５】
さらに好適には、コーティング組成物は、導管を経由して第１チャネルの中央に供給される。中央に位置する供給装置によって、それを超えてコーティング組成物が分配される間隔が最小とされ、また流れ分配を均一化する点において第２チャネルの有効性に好影響を与える対称性が生成される。第２チャネルに入る流速の変動は中央に関して対称的であり、分配の均一化によってコーティング幅の丁度半分にわたる流れが必要とされる。本発明による好適な実施形態においては、入口は第１チャネルに付加され、供給導管からの噴出が解消され、液は第１チャネルの端部の方向に向けられる。入口によって、コーティング組成物は堰の終端部に進められる。最初の運動エネルギーによって、他の状態では流れをチャネルの下流に進めるために消費される重力ヘッドが、大幅に減少される。第１チャネルの深さはほとんど一定であり、第２チャネルへの一様な流れが促進される。容器内挿入物によって、液体の速度が第１チャネルの断面全体でほぼ一定であることが保証されるので、停滞および再循環の領域は回避される。
【００１６】
本発明の他のさらに進んだ目的、利点、および機能に関して、本発明をさらによく理解するために、以下の詳細な説明および特許請求の範囲を図面および前述した本発明の幾つかの態様と共に参照されたい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
受容面に塗布するための一様なカーテンを形成する、本発明による好適な実施形態を、図２に示す。装置は、分割壁１３によって、第１チャネル１１と第２チャネル１２とに分割される液保留器１０よりなる。液保留器は、二つのエンドキャップ１４を有し、エンドキャップ１４によって横方向の大きさが定められる。液保留器は、入口端１５を有し、ここでコーティング組成物が第１チャネルに供給される。入口は、以下に記す必須要素を備える。
【００１８】
ａ）導管からコーティング組成物を受け取るためのポート。供給導管は、カーテンの幅の中心において、カーテンに直交する垂直面にあることが望ましい。
【００１９】
ｂ）入口自体は、このポートの中央に置かれ、液保留器の背面から分割壁まで第１チャネルの断面を満たすエンクロージャ（箱）である。入口エンクロージャの頂面、底面、前面、背面は、中実である。入口エンクロージャの両側面は、カーテンに対して直交する垂直面に位置する多孔板の一つ以上の層からなる。コーティング組成物は、側壁を出てチャネルの軸方向に進み、チャネルの断面によって均一に分配される。
【００２０】
ｃ）好適には、側壁の最も外側の多孔板は、この板の開口面積が第１チャネルの断面積の少なくとも５０％であるように、波形を付けられる。波形は、チャネルの軸に平行な線および面に関して対称であり、その結果、波形からの横方向の流れの成分（チャネルの軸に直交する流れ）は、互いに相殺される。
【００２１】
ｄ）任意に、入口エンクロージャの前面板は、分割壁および多孔板から間隔を置かれる。
【００２２】
図２において、コーティング組成物は、導管１６を経由して第１チャネルの中央に供給される。第１チャネル内の入口２５によって、液体は、第１チャネルの軸に沿った方向に向けられる。コーティング組成物は、入口からその方向への運動量のため、および重力による平準化のために、エンドキャップ１４の方向に第１チャネルに沿って流れる。運動量が相当にある場合は、第１チャネルの中央から端部まで液レベルの低下はほとんどまたは全く発生しない。第１チャネル内のほとんど一様なレベルは、第２チャネルへの一様な流れに好都合である。
【００２３】
別の利点の少ない方法があり、その方法においては、コーティング組成物は第１チャネルに供給することができる。供給導管は、別の横方向の位置またはチャネルの端部に配置することが可能であり、また多数の供給導管を横方向に分配することができる。供給導管は、エンドキャップからエンドキャップまで第１チャネル中を通り、コーティング組成物を多数の孔を経由して供給することができる。コーティング組成物は、一つ以上の位置において第１チャネルに注入される。
【００２４】
分割壁１３によって、第１チャネルから第２チャネルへの流れに抵抗が生成される。この抵抗によって、第１チャネルに沿ったコーティング組成物の分配が促進され、コーティング組成物の注入に関連する乱れが減少される。分割壁は、本発明の重要な要素であり、以下に詳細に述べる。
【００２５】
図３に示すように、コーティング組成物は、第１チャネル１１から第２チャネル１２に入り、主として第２チャネルを横断し、液保留器１０の出口端１７に流れる。出口端１７は、コーティング組成物が溢流し自由降下カーテン１８を形成するように、水平流出縁として形成される。溢流は、液保留器の水平縁を超えて簡単に発生する。しかし、好適には、液保留器の出口端は、コーティング組成物を垂直に下方に向けるような輪郭とされる縁１９である。自由降下カーテンの形成に貢献する縁外形は、先行技術において公知であり、たとえば、米国特許第５，４６２，５９８号および米国特許第５，３９９，３８５号に開示されている。流出端または縁は、コーティング組成物が縁のみから溢流するように、液保留器のエンドキャップ、背面壁、および分割壁より高さが低い必要がある。流出端または縁は、正確に水平であり、一様なカーテンを助長することが望ましい。
【００２６】
自由降下カーテンの端部が垂直縁部案内によって支持されない場合は、表面張力によってカーテンの縁部が丸くなるために、カーテンが降下するとき狭くなることは、技術上公知である。縁部案内２０を使用して表面張力を支持し、自由降下カーテンの幅を維持する。一部の適用分野においては、特に、カーテンが受容面より大きい場合は、カーテンの幅の減少は問題にならない。しかし、大抵の場合は、カーテンの幅を維持することが望ましく、技術上公知である縁部案内を使用することができる。縁部案内は、たとえば、米国特許第４，８３０，８８７号、米国特許第５，３２８，７２６号、および米国特許第５，３９５，６６０号に開示されている。
【００２７】
カーテンの高さは、数ｃｍから数１０ｃｍの範囲で変化させることができる。一般に、高いカーテンは、コーティングと受容面間に空気の同伴なしに、高いコーティング速度を助長する。高流速または低粘度の場合、受容面は前方に傾斜させ、衝突の線における液たまりの形成を排除することが有利である。図２において、コーティング２１に対する受容面は、支持ローラ２３によってカーテンを通過して搬送されるウェブ２２であるが、多数の他の受容面が可能である。他の実施例のように、受容面はコンベヤまたはベルト上の個別の物体とすることができる。受容面は、ロールコーティング処理にコーティング組成物を供給するために使用されるローラの表面、または、実質上刃がついておりウェブと接触するグラビア印刷シリンダとすることもできる。
【００２８】
分割壁を使用することによって、コーティング組成物を第１チャネルから第２チャネルに通過させ、同時に、いくらかの抵抗を与えることが可能となる。抵抗は、第１チャネルと第２チャネル間におけるコーティング組成物の表面の高さの低下によって示される。好適には、図３および図４に示すように、分割壁１３と液保留器１０の間には連続する間隙２４が存在する。この間隙の長さおよび高さによって、流れ抵抗が定まる。実施例においては、間隙は０．２８ｃｍ（０．１１インチ）である。間隙は、コーティング組成物の流速および特性によって変わる。実際には、間隙は、第１チャネル中の表面が第２チャネル中の表面より、大体１ｃｍのオーダーの間隔だけ高くなるまで減少される。分割壁を、その端部により上昇または下降させることによって、間隙は容易に変更することができる。流れ抵抗を調整する場合のほかに、間隙のある分割壁によって、不連続な流れ経路によって惹起される停滞および再循環の領域が排除される。間隙のある分割壁によって、大きな空気泡をコーティングから除外することも容易になる。カーテンに到達するためには、気泡はその浮力に逆らって分割壁の下に降下する必要がある。
【００２９】
間隙のある分割壁によって、コーティングの幅全域の流れ抵抗を任意に変更することができる。壁の底部は、図４に示すように、所望によりチャネルの長さに沿って変化するように輪郭を形成することができる。代替方法としては、壁の厚さを所定の輪郭に形成することができる。間隙は、分割壁に調整可能な機械的荷重を分割壁が曲がるように加えることによって変更することもできる。妥当な機械的荷重は、構造材料の選択によって、または壁を構造上弱めるように設計することによって、実現することができる。
【００３０】
連続した間隙が好ましいが、分割壁１３は、図５に示すように、代替方法として多孔板すなわち孔を開けた板で製作することもできる。孔は、いかなる断面形状とすることもできるが、円形が最も一般的である。流れ抵抗は、主としてこのような板の開口面積によって制御される。多孔質である壁は、穿孔を有する壁の極端な場合である。多孔壁は流れを層流化し、滑らかなカーテンを助長する点で有効である場合がある。すなわち、大きな荒い渦は崩壊されて小さな渦となり、小さな渦は急速に消失する。しかし、多数の流路を有する壁は３次元流れ場を生成する場合があり、３次元流れ場は停滞および再循環の領域になりやすい。分割壁の一部または全部を多孔方式とすることができる。壁は、ドリルまたは押し抜き具を使用し孔を開けられ、最も一般的には、孔の断面は円形である。孔の直径は、抵抗を与えることができる程度に小さいが、コーティング組成物中に分散されるいかなる粒子に比較しても大きく、またドリルまたは押し抜き具を十分使用できる程度に大きいことが望ましい。たとえば、適切な直径は、約０．２５ｃｍ（０．１インチ）である。孔のサイズおよび間隔は、所望のコーティング組成物および流速に対して、第１チャネル内の液体表面のレベルが第２チャネル中の液体表面のレベルより、およそ１ｃｍの間隔だけ高いように決定される。
【００３１】
好適な実施形態においては、液保留器および分割壁は、第２チャネル内における停滞および再循環の領域を減少させる輪郭に形成することができる。図３に示すように、液保留器の壁は、溢流端１７において、好適には分割壁から上向きの角度を付け、角を回避する。追加対策として、分割壁は、図６に示すように、第２チャネルにおいて流れが拡大する角度を小さくするような形状とすることができる。流れの発散の角度が小さいほど、流れ再循環が発生する可能性が低い。流体力学において公知であるように、レイノルズ数が大きいほど、流れの分離および乱れが発生する可能性が高い。
【００３２】
安全特性として、液保留器の縁部の高さを、液が溢流しカーテンを形成する縁部を除いて、分割壁の頂面の高さを超える高さとすることが好ましい。そうすれば、たとえば、適切でない間隙の設定によって分割壁の抵抗が過剰に高くなった場合、または何らかの理由によって供給流速が急増した場合、液は、分割壁のみから溢流し、残りは液保留器に保留される。
【００３３】
本発明による好適な実施形態においては、第１チャネルは中央に位置する入口２５を有し、入口２５は、流入するコーティング組成物を受け入れ、それを第１チャネルの全長に沿った方向に向ける。停滞および再循環の領域を回避するために、入口からの速度は、図７に示すように、断面全域でほぼ一様であることが望ましい。
【００３４】
入口は中央に位置することが好ましく、その理由は、この位置にあることによって、コーティング組成物が流れる距離が最小となるためである。第１チャネル内の液の重力による平準化によって、コーティングの幅全域において、一様な分配が助長される。しかし、第１チャネルに沿って液を進める深さの違い、いわゆる重力ヘッドの変分によって、分割壁の流れ抵抗を介し第２チャネルに送られる。したがって、第１チャネル内の深さ変動を最小とすることが有利である。液保留器内の液の容積を最小とする目的と矛盾なく、これを実現する一つの方法は、液を液保留器のエンドキャップ１４の方向に進める入口を生成することである。この場合、流入液の運動量は、部分的にまたは完全に、粘性流れ抵抗を相殺し、また重力ヘッドの変動が一層少ないことが必要とされる。この理想的な条件は、第１チャネルに対して適切に定義されるレイノルズ数がおよそ１である場合に実現される。その結果、流入液の運動量は、液を第１チャネルの端部に送るために丁度十分であることになる。
【００３５】
【数１】
Ｒｅ＝０．１（ρｑ／μ）     （第１チャネルに対するレイノルズ数）
ここで、ρは、コーティング組成物の密度
μは、コーティング組成物の粘度
ｑは、カーテン幅の単位当たり容積流速である。
【００３６】
有効な入口２５は、多孔板よりなり液保留器のエンドキャップ１４と対向する壁を有するエンクロージャであることが分かる。供給導管１６は、第１チャネルの長さ方向軸に直交する方向を有する。多孔板側壁２７は、この軸に直交するので、流出液は液保留器のエンドキャップの方向を向く。側壁を通過するときの流れ抵抗によって、液はチャネルの断面全体に分配される。理想的には、多孔板の全開口面積に基づく側壁通過の平均速度は、大体、第１チャネルの断面積に基づく平均速度に基づく。しかし、側壁が平面である場合、全多孔板の全開口面積は、本質上、チャネル断面積より小さいので、流出速度は所望の速度より速い。側壁の形状が平面ではなく波形である場合は、側壁の開口面積は増加させることができる。たとえば、４５度の湾曲によって、開口面積は約４１％増加する。第１空洞の軸に対して傾斜している側壁の断面によって、空洞全域に望ましくない流れ成分が生成されるので、各傾斜断面に対して、対称であるために正味の十字流が存在しないように等面積の対向する断面が存在することが望ましい。側壁をベローズの形状に曲げることは、所望の対称を実現する実際的な方法である。この形式の側壁を、図８（ａ）および８（ｂ）に示す。
【００３７】
最も有利には、入口の側壁２７は、角度の付いた対向する部分を有する一連の多孔板を持つ平坦な多孔板を具備する。平板は、供給導管付近であり、その高い流れ抵抗によって、流入液が断面全体に分配される。この平板は、第１空洞の断面の面積に非常に近似の全開口面積を有する曲がり部分を備える。
【００３８】
図８（ｃ）に示すように、分割壁１３に対向する入口の前面壁２８は、好適には、分割壁の下の流れが入口によって阻止されないように、分割壁から間隙２９だけ離される（図８（ｂ））。以下の述べる実施形態においては、間隙は、０．３ｃｍ（０．１２インチ）である。十分な流れが流出し、間隙２９によって占められる第１チャネルの断面のその部分に充満するように、入口の前面壁は孔を有する場合がある。入口の頂面３０は分割壁まで延在するので、前面壁２８から流出する液は、分割壁の下を通り第１チャネルの下部に強制的に送られる。入口の前面壁の孔は、分割壁の下への直接の噴出が発生しないように、分割壁と液保留器の底部との間隙２４の上にあることが好ましい。
【００３９】
一様な流れ分布のために、第１チャネルの断面を通過する流速は、液がカーテンに供給されるとき、中心からの距離にほぼ直線的に比例して減少する。したがって、第１空洞が断面積を有する場合は、第１空洞内の液の速度は、図９に示すように、エンドキャップ１４に近づくほど低下する。図９において、第１チャネル内の矢印は、コーティング組成物の平均流速および方向を示す。矢印の長さは速度に比例するので、矢印はコーティング組成物は第１チャネルの中心から端部に流れるにつれて速度が遅くなることを示す。低流速によって、コーティング組成物の重力によって誘導される不均一性が促進される場合がある。液の速度は、図１０に示すように、入口から空洞端部まで第１チャネルの断面積を次第に減少させることによって、一層、一様に維持することができる。
【００４０】
堰は幾何学的形状が簡単であるので、経済的製作に適する。堰は、厳しい公差を満足することが必要とされる大部分の需要先の適用分野において、別々の機械要素、たとえば、主体部分および二つのエンドキャップから組み立てることができる。いくらか要求の厳しくない適用分野においては、主体部分は、たとえば、アルミニウムなどの材料から押し出し成形し、切断してその長さとすることができる。要求の厳しい最善の適用分野においては、主体部分は、たとえば、ステンレススチールシートなどのシート材料から安価に形成することができる。同様に、分割壁は、機械加工、押し出し成形、または形成することができる。小さな断面積で長い分割壁は、分割壁の頂部と主要部分の背面（入口）壁間のクリップまたはブラケットによって機械的に安定化することができる。コーティング組成物に浸される位置決め要素は、流れを混乱させ、望ましくない。エンドキャップを置換してカーテン幅を変更することが可能であり、あるいはチャネルの断面形状と同様な形状の厚さの異なるブロックを第２チャネルまたは両チャネルの中に挿入し恒久的なエンドキャップに固定することができる。入口がそれ自体の床または背面を有しない場合は、その結果、堰の主体部分の床および背面壁によって入口エンクロージャが完成され、次に、コーティング組成物が不注意により間隙を通して噴出することを防止するために、厳密に適合させることが不可欠である。特に望ましくないのは、堰の床に沿って分割壁の下に向かう噴出である。一部の適用分野、たとえば、非常に揮発性の高いコーティング組成物においては、堰に対するカバーが有用である。
【００４１】
【実施例】
実施例１．
図１１に示す寸法を有する２チャネルの堰を、組み立てた。長さの単位はインチ、角度の単位は度である。分割壁の下の間隙は、０．１１インチ（０．２８ｃｍ）である。２チャネルの長さは、７１インチ（１８０ｃｍ）である。入口の内側多孔板側壁の孔の直径は０．０６２インチ（０．１５７ｃｍ）であり、開口面積比率は３０％である。入口の外側多孔難の孔の直径は０．０７５インチ（０．１９１ｃｍ）であり、開口面積比率は５１％である。この壁の６部分は、互いに対向するように、断面に対して６０°の角度であった。ポリビニルピロリドンの水溶液の試験液を調製し、カーテンコーティング技術において公知である界面活性剤を添加した。液体の特性は、密度１ｇ／ｃｃおよび粘度４０センチポイズであった。単位当たり流速は、カーテン幅のｃｍ当たり３．５ｃｃ／秒であった。この条件下において、第１チャネルのレイノルズ数は０．９であり、好適な大きさであった。したがって、一様な間隙によって良好な一様性が実現された。十分に高いまたは低いレイノルズ数が、間隙を調整し流れの所望の一様性を実現するために必要とされた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  先行技術による堰を使用するカーテンの生成を示す図である。
【図２】  本発明による堰装置の３次元図外観を示す概略図である。
【図３】  堰を切断した垂直断面図であり、分割壁を示す図である。
【図４】  分割壁を切断した垂直断面図であり、分割壁と液保留器底部間の連続した間隙を示す図である。
【図５】  多孔板の分割壁を示す図である。
【図６】  第２チャネル内の流れ停滞および再循環を減少させるような形状とした分割壁を示す図である。
【図７】  上から見た入口の平面図である。
【図８】  入口の拡大図であり、（ａ）は上から、（ｂ）は側面から、（ｃ）は前面から見た図である。
【図９】  断面が一様である場合の第１チャネル内の速度低下を示す図である。
【図１０】  断面を直線的に減少させた場合の第１チャネル内の一様な流速を示す図である。
【図１１】  実施例の堰の断面の寸法を示す図である。
【符号の説明】
１０  液保留器、１１  第１チャネル、１２  第２チャネル、１３  分割壁、１４  エンドキャップ、１５入口端、１６  導管、１７  出口端、１８  自由降下カーテン、１９  縁、２０  縁部案内、２１  コーティング、２２  ウェブ、２３  支持ローラ、２４，２９  間隙、２５  入口、２７  入口の側壁、２８  前面壁、３０  入口の頂面。
【図１】
0004318334.tif 000002
【図２】
0004318334.tif 000003
【図３】
0004318334.tif 000004
【図４】
0004318334.tif 000005
【図５】
0004318334.tif 000006
【図６】
0004318334.tif 000007
【図７】
0004318334.tif 000008
【図８】
0004318334.tif 000009
【図９】
0004318334.tif 000010
【図１０】
0004318334.tif 000011
【図１１】
0004318334.tif 000012