(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを空気により浮上させて弧状の曲線を描いて走行させる空気浮上式ウェブ走行支持装置であって、
該ウェブが描く弧状の曲線部の内側に配置される第１エアポケットと、
該第１エアポケットに隣接して設けられ該曲線部の入口部に配置される第２エアポケットと、
該第１エアポケットに隣接して設けられ該曲線部の出口部に配置される第３エアポケットと、
該第１エアポケットと該第２エアポケットとの間に設けられ該ウェブに向けて空気を噴出する第１エアノズルと、
該第１エアポケットと該第３エアポケットとの間に設けられ該ウェブに向けて空気を噴出する第２エアノズルとをそなえたことを特徴とする、空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項２】
該第２エアノズルは、幅方向に延びる面上に多数の空気噴出孔が形成された空気噴出面と、幅方向に延びるスリット状の空気噴出溝とからなり、該第１エアポケット側に該空気噴出面が設けられ該第３エアポケット側に該空気噴出溝が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項３】
該第１エアノズルは、幅方向に延びる面上に多数の空気噴出孔が形成された空気噴出面と、幅方向に延びるスリット状の空気噴出溝とからなり、該第１エアポケット側に該空気噴出面が設けられ該第２エアポケット側に該空気噴出溝が設けられていることを特徴とする、請求項２記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項４】
該第１エアポケット内に大気圧よりも高圧の空気を噴出する第３エアノズルをそなえたことを特徴とする、請求項１〜３の何れかの項に記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項５】
該第２エアポケットから該第３エアポケットに至る形状が該第１エアポケットの中央を軸にして該ウェブの走行方向の上流側と下流側とで対称に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかの項に記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項６】
該第１エアポケット内に該ウェブの幅方向に複数の隔壁が設けられ、該第１エアポケットは上記複数の隔壁により複数の部屋に分割されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項７】
該第２エアポケット及び該第３エアポケット内に該ウェブの幅方向に複数の隔壁が設けられ、該第２エアポケット及び該第３エアポケットは上記複数の隔壁によりそれぞれ複数の部屋に分割されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置。
【請求項８】
互いに圧接してニップ部を形成する２本のアプリケータロールをそなえ、該ニップ部を通過するウェブ表面上に該２本のアプリケータロール上の塗工液膜を転写，塗布する塗工装置において、
該ニップ部下流側に請求項１〜７のいずれかの項に記載の空気浮上式ウェブ走行支持装置が設けられ、該空気浮上式ウェブ走行支持装置からの噴出空気により該ニップ部通過後の該ウェブを該２本のアプリケータロールのうちの一方の表面に抱かせた状態で該ウェブを移送させるように構成されていることを特徴とする、塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙機械，樹脂フィルム製造機械等に装備され、紙や樹脂フィルム等のウェブ表面に塗工液を塗布するための塗工装置に用いて好適な、ウェブを空気により浮上させて弧状の曲線を描いて走行させる空気浮上式ウェブ走行支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製紙機械や樹脂フィルム製造機械等において、紙や樹脂フィルム等のウェブ表面に塗工液を塗布するために塗工装置が設けられている。
図１１は従来の塗工装置を示す模式的な側面図である。図１１に示すように、前工程から搬送されてくる紙等のウェブ１は、対向した２本のアプリケータロール２，２が互いに圧接してなるニップ部２０を通過して塗工液を塗布され、その後、ウェブ１を空気で浮上させた状態で搬送するターンバー（空気浮上式ウェブ支持装置）５を経由して乾燥器６に進入するようになっている。
【０００３】
ここで、ウェブ１表面への塗工は、以下のようにして行なわれる。
各アプリケータロール２は、鋼等の金属製のロール本体２ａの外周表面にゴム等の弾性皮膜２ｂが施されたもので、ウェブ１の走行速度と等しい周速度で回転する。弾性皮膜２ｂの表面に向けて、塗工液を供給する手段であるコータヘッド３が装備されている。
【０００４】
このコータヘッド３には、図示しないが塗工液供給流路，計量ロッド，ブレードなどの計量手段が配設されている。そして、コータヘッド３からアプリケータロール２の表面に十分な塗工液を供給した後、コータヘッド出口において計量ロッドをアプリケータロール２表面に押し付けて、アプリケータロール２表面上に所定の膜厚の塗工液膜を形成するようにしている。
【０００５】
なお、アプリケータロール２上の塗工液膜厚さは、計量ロッドもしくはブレードをアプリケータロールに押し付ける力を制御することによって調整される。このようにアプリケータロール２上に塗工液膜を形成する技術については、例えば紙パルプ技術タイムス１９９７年１２月号「最近のコータ・サイズプレスの技術動向」（著者：三浦洋司）に記載されているような公知の技術を用いるものであり、特に限定されるものではない。
【０００６】
このような技術によりアプリケータロール２上に形成された塗工液膜は、２本のアプリケータロールが圧接したニップ部２０において、これらのロール２，２間を通過するウェブ１表面上に接触し転写、塗布される。
表面に塗工液膜が転写・塗布されたウェブ１は、この後、乾燥器６へと走行・搬送される。このとき、アプリケータロール２からウェブ１上に転写・塗布された未乾燥状態の塗工面が、搬送プロセス中に搬送ロール等の固体物と接触すると、塗工面が傷つき、塗工品質が著しく低下してしまう。このため、アプリケータロール２，２のニップ部２０から乾燥器６に至る間のウェブ搬送には、図１１に示すように、エアフロータもしくはターンバー５と称する非接触式のガイド部材が適用される。
【０００７】
この非接触式ガイド部材５は、空気力でウェブ１を装置表面から浮上させた状態とすることで、ウェブ１表面を支持部材と接触させることなく支持搬送することが可能となっている。
このため、ウェブ１表面に形成された未乾燥状態の塗工面品質を損なうこと無く、ウェブ１を乾燥器６に搬送することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
次に、上述の従来技術における課題について説明する。
ウェブ１に塗工液が転写・塗布されると、紙等の吸水性を有するウェブ１の場合は、この吸水によってウェブ１に伸縮が生じることがある。また、ウェブ１が樹脂フィルム等であって、塗工液温度によって伸縮するものの場合には、アプリケータロール２のニップ部２０でウェブ１上に塗工液膜が転写・塗布されることによってウェブ１に伸縮が生じることがある。
【０００９】
これに対して、上述の従来の技術では、図１１に示すように、アプリケータロール２のニップ部２０を通過したウェブ１は、ターンバー５までの間においてその通過経路を特に規制されるような装置等を有していない。
したがって、ウェブ１に伸縮が生じ、特にニップ出側においてウェブ１が伸びる場合には、図１２に示すように、ウェブ１が塗工液の粘着作用によって上下いずれかのアプリケータロール２表面に粘着して走行する状態が生じることがある。
【００１０】
ウェブ１の幅（ここではアプリケータロール２の軸方向幅）が広い場合には、この粘着状態がウェブ１幅方向に不均一となり、ウェブ幅方向のある部分では上側アプリケータロールに粘着し、また別の部分では下側アプリケータロールに粘着するといった状態が生じ、ウェブ１が上下のアプリケータロール２表面間で振動する状態も発生する。
【００１１】
高速で塗工を行う場合などには、この不均一な粘着状態が時間的に変動を始め、不安定な状態となることもある。
この現象については、特開平７−１６３９２４号公報にも記載されている。
このようなアプリケータロール２からウェブ１が剥離する位置及び剥離角が不均一，不安定な状態となった場合、ウェブ１上の塗工膜に図１３に符号１１で示すような「剥がれパターン」と称する塗工ムラが発生することがある。この現象は、例えば特許第２５７８１８３号公報中の第４図および第８図に示されている現象と同様のものである。
【００１２】
この現象は、ウェブ１表面とアプリケータロール２表面間の塗工液が、ニップ通過後にアプリケータロール側とウェブ表面側に分裂する際、液膜分裂メニスカス形状が不安定になり、この結果アプリケータロール２上からウェブ１表面に転写する塗工液膜の転写率が時間的・空間的に不安定となって、ウェブ１表面上に形成される塗工液膜厚さが不均一となって生じるものと考えられている。
【００１３】
また、この「剥がれパターン」のほかに、高速塗工を行う場合には、上述のメニスカス不安定によって塗工液が滴状となって飛散する「ミスティング」現象が発生する恐れがある。この現象が発生すると、塗工装置及び塗工紙が汚損し、操業上支障をきたす可能性が生じる。
このような課題に鑑み、発明者らは、本発明の創案過程において、アプリケータロール２，２のニップ部下流側に小型のターンバー（空気浮上式ウェブ支持装置）を配置し、その噴出空気によってニップ部通過後のウェブ１を浮上させて弧状の曲線を描いて走行させ、２本のアプリケータロール２，２のうちの一方の表面に抱かせることで、上記の不具合を解決できることを見出した（特願２００１−７００４２に記載の技術）。この技術によれば、ウェブ１がアプリケータロール２から剥離する剥離位置が安定するようになるので、塗工面の傷つきを防止しながらミストと塗工むらの発生を抑えて、均一な塗工液膜の形成や表裏塗工液膜の均一化を実現することができる。
【００１４】
しかしながら、ウェブ１がアプリケータロール２から剥離する剥離位置が安定するようになっても、ウェブ１が新たに設けた空気浮上式ウェブ支持装置に接触してしまうと、ウェブ１の塗工面に傷が入ってしまう虞がある。したがって、上記の課題をより確実に解決するためには、ウェブ１が決して接触することなく安定して弧状の曲線を描いて走行できるような構造の空気浮上式ウェブ支持装置を配置する必要がある。
【００１５】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、ウェブと接触することなくウェブを空気により浮上させて安定して走行させることが可能な空気浮上式ウェブ支持装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するため、本発明の空気浮上式ウェブ支持装置は、ウェブが描く弧状の曲線部の内側に第１エアポケットが配置され、この第１エアポケットに隣接して曲線部の入口部に第２エアポケットが配置されるとともに、曲線部の出口部に第３エアポケットが配置されている。そして、第１エアポケットと第２エアポケットとの間には、ウェブに向けて空気を噴出する第１エアノズルが設けられ、第１エアポケットと第３エアポケットとの間には、同じくウェブに向けて空気を噴出する第２エアノズルが設けられている。このような構造によれば、各エアノズルからの噴出空気の動圧と各エアポケット内に溜まった空気の静圧とによりウェブを曲線部の内側から安定して支持することができ、ウェブと接触することなくウェブを安定して弧状の曲線を描いて走行させることができる。
【００１７】
第２エアノズルは、幅方向に延びる面上に多数の空気噴出孔が形成された空気噴出面と、幅方向に延びるスリット状の空気噴出溝とからなり、第１エアポケット側に空気噴出面が設けられ第３エアポケット側に空気噴出溝が設けられているのが好ましい。これにより、伴流空気の動圧成分の低下により特にウェブとの接触が起こりやすい第１エアポケットと第３エアポケットとの隔壁部でのウェブの接触をより確実に防止することができる。より好ましくは第１エアノズルの構造も第２エアノズルと同様にする。すなわち、幅方向に延びる面上に多数の空気噴出孔が形成された空気噴出面と、幅方向に延びるスリット状の空気噴出溝とから第１エアノズルを構成し、第１エアポケット側に空気噴出面を設け第２エアポケット側に空気噴出溝を設けるようにする。
【００１８】
また、上記の空気浮上式ウェブ走行支持装置において、第１エアポケット内に大気圧よりも高圧の空気を噴出する第３エアノズルをそなえるのも好ましい。第１エアポケット内の静圧を高くすることで各エアポケット間、特に第１エアポケットと第３エアポケットとの隔壁部における伴流空気の動圧成分の低下を補うことができ、ウェブと隔壁部とが負圧によって接触するのを防止することができる。
【００１９】
第２エアポケットから第３エアポケットに至る形状は、第１エアポケットの中央を軸にしてウェブの走行方向の上流側と下流側とで対称に形成されているのが好ましい。このような形状によれば、一定の曲率でウェブを走行させることができ、ウェブのより安定した走行が可能になる。
さらに、上記の空気浮上式ウェブ走行支持装置において、第１エアポケット内にウェブの幅方向に複数の隔壁を設け、第１エアポケットをこれら複数の隔壁により複数の部屋に分割するのも好ましく、第２エアポケット及び第３エアポケット内にウェブの幅方向に複数の隔壁を設け、第２エアポケット及び第３エアポケットをこれら複数の隔壁によりそれぞれ複数の部屋に分割するのも好ましい。各エアポケットを隔壁によってウェブの幅方向に複数の部屋に分割したラビリンス構造にすることで、各部屋毎の静圧でウェブを支持することができるので、ウェブが横ズレした場合でも支持圧の変動が少ない。また、隔壁が伴流空気の抵抗になることによって内部の静圧は高くなる。したがって、このようなラビリンス構造によればウェブをより安定して支持することができウェブの振動や騒音を防止することができる。
【００２０】
本発明は上記の空気浮上式ウェブ支持装置を適用した塗工装置も提供する。
本発明の塗工装置は、互いに圧接してニップ部を形成する２本のアプリケータロールをそなえ、ニップ部を通過するウェブ表面上に２本のアプリケータロール上の塗工液膜を転写，塗布する塗工装置において、ニップ部下流側に上記の空気浮上式ウェブ走行支持装置が設けられたものであり、上記の空気浮上式ウェブ走行支持装置からの噴出空気によりニップ部通過後のウェブを２本のアプリケータロールのうちの一方の表面に抱かせた状態でウェブを移送させるように構成されていることを特徴としている。このような構成によれば、ニップ部通過後のウェブが空気浮上式ウェブ走行支持装置によって一方のアプリケータロールの表面に抱かれるように移送されてこの一方のアプリケータロールから剥離するので、この剥離位置が安定するようになって、例えば「剥がれパターン」と称するような塗工ムラの発生を防止することができ、また、ウェブの塗工面が空気浮上式ウェブ走行支持装置に接触することも防止することができるようになって、塗工品質の向上に大きく寄与する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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３は本発明の一実施形態としての塗工装置を示すもので、図１はその塗工装置の模式的な側面図、図２はその空気浮上式ウェブ走行支持装置の設置部分を拡大して示す模式的な側面図、図３はその空気浮上式ウェブ走行支持装置を示す模式的な断面図である。
【００２２】
図１に示すように、この塗工装置は、互いに対向して配置されてニップ部２０を形成する２本のアプリケータロール２，２をそなえ、このニップ部２０を通過するウェブ１の表面上に、コータヘッド３から各アプリケータロール２，２上に供給された塗工液膜を転写，塗布するように構成されている。また、塗工後のウェブ１はターンバー（空気浮上式の非接触ターンバー）５により非接触で案内されて乾燥器６に進入するようになっている。なお、各アプリケータロール２は、従来同様に鋼等の金属製のロール本体２ａの外周表面にゴム等の弾性皮膜２ｂが施されたものである。
【００２３】
この塗工装置では、図１，図２に示すように、ウェブ剥離装置として機能する小型の空気浮上式ウェブ走行支持装置（以下、ミニターンバーという）４が、一方（ここでは、上方の）のアプリケータロール２表面におけるニップ部２０よりも下流側部分に近接した位置に配設されており、ミニターンバー４によりウェブ１を一方のアプリケータロール２の表面に抱かせた状態で移送させ、この一方のアプリケータロール２と塗工液膜が転写されたウェブ１との剥離位置を安定させ且つこの剥離位置がウェブ１の幅方向に一定するようにしている。
【００２４】
このミニターンバー４は、図２，図３に示すような断面形状を有し、ウェブ１の幅方向に延在している。以下、図３を用いて本実施形態にかかるミニターンバー４の構成について説明する。
図３に示すように、このミニターンバー４は、蓋のない箱状のバー本体４１を備えており、このバー本体４１の内部空間４１ａに図示しない空気供給源から圧縮空気が供給されるようになっている。バー本体４１の開口部には、Ｕ字状の蓋部材４２がその開口部を下に向けて配置され、バー本体４１の側壁４１ｂ，４１ｃと蓋部材４２の側壁４２ｂ，４２ｃとの間には、内部空間４１ａに通じる通路４５Ａ，４５Ｂが形成されている。これらの通路４５Ａ，４５Ｂは、内部空間４１ａ内の圧縮空気を外部へ噴出するためのエアノズルとなっている（以下、この通路４５Ａ，４５Ｂをエアノズルという）。なお、バー本体４１の側壁４１ｂ，４１ｃの内面にはＬ字上のフランジ部材４８Ａ，４８Ｂが取り付けられており、フランジ部材４８Ａ，４８Ｂの先端と蓋部材４２の側壁４２ｂ，４２ｃの先端との間で、内部空間４１ａからエアノズル（第１エアノズル）４５Ａ，エアノズル（第２エアノズル）４５Ｂへの圧縮空気の流入部が絞られている。
【００２５】
蓋部材４２の上面４２ａにはＵ字状の仕切部材４４Ａ，４４Ｂが開口部を下に向けた状態で左右に距離を開けて配置されている。各仕切部材４４Ａ，４４Ｂは中央側の側壁４４Ａｂ，４４Ｂｂの先端部を蓋部材４２の上面４２ａに固定され、外側の側壁４４Ａｃ，４４Ｂｃの先端部と蓋部材４２の上面４２ａとの間には仕切部材４４Ａ，４４Ｂの内部をエアノズル４５Ａ，４５Ｂへ連通させる隙間が形成されている。バー本体４１の側壁４１ｂ，４１ｃは、仕切部材４４Ａ，４４Ｂの上面４４Ａａ，４４Ｂａ付近まで延びており、バー本体４１の側壁４１ｂ，４１ｃの上端部と仕切部材４４Ａ，４４Ｂとの間には、スリット状の溝４５１Ｂ，４５１Ｃが形成されている。仕切部材４４Ａ，４４Ｂの上面４４Ａａ，４４Ｂａはウェブ１の走行曲線に合わせて曲面に形成されており、千鳥配置で多数の孔４５２が均一な密度で開けられている。これらの溝４５１Ｂ，４５１Ｃや多数の孔４５２は前述のエアノズル４５Ａ，４５Ｂの噴出口となっている（以下、これら溝４５１Ｂ，４５１Ｃは空気噴出溝といい、孔４５２は空気噴出孔という。また、空気噴出孔４５２が開けられた仕切部材４４Ａ，４４Ｂの上面４４Ａａ，４４Ｂａは空気噴出面という）。
【００２６】
また、上記の仕切部材４４Ａ，４４Ｂは、仕切部材４４Ａ，４４Ｂと蓋部材４２の上面４２ａで区画される静圧ポケット（第１エアポケット）４６Ａを形成している。静圧ポケット４６Ａ内には両仕切部材４４Ａ，４４Ｂを繋ぐ補強用の板部材４７が配置されている。また、バー本体４１の両側壁４１ｂ，４１ｃの外面には、それぞれ断面Ｌ字状のＬ字プレート４３Ａ，４３Ｂがウェブ１の幅方向に延設されている。これにより、エアノズル４５Ａの下流側には、一方のＬ字プレート４３Ａとバー本体４１の側壁４１ｂとで区画される静圧ポケット（第２エアポケット）４６Ｂが形成され、エアノズル４５Ｂの上流側には、他方のＬ字プレート４３Ｂとバー本体４１の側壁４１ｃとで区画される静圧ポケット（第３エアポケット）４６Ｃが形成される。
【００２７】
このような構成のミニターンバー４によれば、エアノズル４５Ａ，４５Ｂから噴出される圧縮空気の動圧と、蓋部材４２の上面４２ａに形成された静圧ポケット４６Ａ内の空気層の静圧とによって安定してウェブ１を支持することができる。さらに、このミニターンバー４には、ウェブ１が弧状の曲線を描いている曲線部の入口部と出口部にもそれぞれ静圧ポケット４６Ｂ，４６Ｃが設けられているので、静圧ポケット４６Ｂ，４６Ｃ内の空気層の静圧によって入口部及び出口部でのウェブ１のばたつきを抑えることができ、ウェブ１がミニターンバー４に接触するのを防止することができる。
【００２８】
また、中央の静圧ポケット４６Ａ内の空気は、ウェブ１の走行に随伴して、静圧ポケット４６Ａ，４６Ｃ間の隔壁部である仕切部材４４Ｂ上を通り出口側の静圧ポケット４６Ｃに流入する。この隔壁部ではウェブ１は伴流空気の圧力によって支持されているが、伴流空気の流路面積は、隔壁部上から静圧ポケット４６Ｃに向けて次第に広がっているため、隔壁部における伴流空気の動圧成分は流路面積拡大に伴い次第に低下していく。この場合、伴流空気の動圧成分の低下によって伴流空気の圧力がウェブ１の張力や大気圧等のウェブ１をミニターンバー４側に押し付ける力よりも小さくなると、ウェブ１は隔壁部に接触してしまう。しかしながら、本実施形態にかかるミニターンバー４では、隔壁部である仕切部材４４Ｂの上面４４Ｂａを空気噴出面としているので、空気噴出面４４Ｂａから噴出される圧縮空気の層によりウェブ１と仕切部材４４Ｂとの接触を防止することができる。また、空気噴出面４４Ｂａの下流側に空気噴出溝４５１Ｂを設けることで、空気噴出溝４５１Ｂからの圧縮空気によるエアカーテンによって空気噴出面４４Ｂａから噴出される空気がウェブ１に随伴して漏れ出すのを防止することができ、ウェブ１と仕切部材４４Ｂとの間に確実に空気層を形成することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態にかかるミニターンバー４は、入口側の静圧ポケット４６Ｂから出口側の静圧ポケット４６Ｃに至る形状が静圧ポケット４６Ａの中央を通る軸線Ｌに対してウェブ１の走行方向の上流側と下流側とで対称に形成されているので、ウェブ１を一定の曲率で走行させることができ、ウェブ１の安定した走行が可能になる。
【００３０】
したがって、本実施形態にかかるミニターンバー４によれば、ウェブ１を十分な浮上量をもって安定して走行させることができ、接触による塗工面の傷入り等の不具合も防止しながら、ウェブ１を一方のアプリケータロール２表面側に押圧して、ウェブ１の軌道を一方のアプリケータロール２側へ向けることができる。この結果、ウェブ１が一方のアプリケータロール２表面に長く接触することになるが、これと共に、ウェブ１が一方のアプリケータロール２表面から剥離する角度αが大きくなってこの剥離位置が安定する。
【００３１】
つまり、図１，図２に示すように、ミニターンバー４を配設することにより、アプリケータロール２のニップ部２０を通過したウェブ１は、一方のアプリケータロール２表面に抱かれた状態で走行した後、ミニターンバー４設置位置から既設のターンバー５設置位置に向かって強制的に引き剥がされるようになり、この時、ミニターンバー４とウェブ１との間に空気層が形成されて、塗工液膜が形成されたウェブ１の表面がミニターンバー４に接触して塗工品質を損なうことの無いようになっているのである。
【００３２】
なお、アプリケータロール２表面からウェブ１が剥がれる位置が安定するとともに、幅方向にも一定の位置となるようにするのは、ミニターンバー４のガイド面（空気噴出面４４Ａａ，４４Ｂａ）の曲率半径Ｒを、所定の範囲（例えば概ね２０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲）内として、ウェブ１がこの曲率半径Ｒに対応した曲面状の軌道を走行するようにすることが好ましい。このミニターンバー４のガイド面の曲率半径Ｒの最適値（当該部分でのウェブ１の軌道半径に対応する）は、ミニターンバー４以降に配置されるロールやドライヤ等のレイアウトやシートテンションによって異なり、コータヘッド３で塗布される液の粘性によっても異なる。例えば液の粘性が低くウェブ１をアプリケータロール２表面から急激に剥がす必要がなければ、曲率半径Ｒは大きくても良いが、液の粘性が高くウェブ１をアプリケータロール２表面から急激に剥がす必要があれば、曲率半径Ｒは小さくする必要がある。また、曲率半径Ｒのみならず、エアノズル４５Ａ，４５Ｂの空気噴射強さ等のミニターンバー４の仕様は、このような塗布される液の粘性やシートテンションや各要素のレイアウトに応じて最適なものに設定することが好ましい。
【００３３】
本発明の一実施形態としての塗工装置は、上述のように構成されるので、以下のよう手順（本実施形態にかかる塗工紙の製造方法）で塗工紙の製造が行なわれる。
つまり、前工程からこの塗工装置に搬送されてきたウェブ１は、アプリケータロール２，２間のニップ部２０で塗工液を塗布されることでその表面（ここでは両面）に塗工液膜が形成され、ターンバー５，乾燥器６へと搬送される。
【００３４】
この際、本塗工装置及び本塗工紙の製造方法では、ウェブ１がニップ部２０を通過した直後に、ウェブ１はミニターンバー４によって、一方の（図１上方の）アプリケータロール２の表面に抱かれるようにして適当な周方向長さだけアプリケータロール２の表面に接して走行してから、ミニターンバー４のガイド面に沿ってアプリケータロール２から強制的に剥離される。
【００３５】
つまり、ミニターンバー４のエアノズル４５Ａ，４５Ｂから吹き出される空気によって、ニップ部２０からターンバー５方向に向かうウェブ１の軌道が一方（上方の）のアプリケータロール２の表面側には強制的に修正され、ウェブ１が一方のアプリケータロール２表面に長く接触するようになるのとともに、ウェブ１が一方のアプリケータロール２表面から剥離する角度αが大きくなる。一般に、この剥離する角度αが小さいと剥離位置でのウェブ１の振動（図１２参照）が生じやすくなり剥離位置が不安定になるが、逆に、この剥離する角度αが大きいほどウェブ１の振動が生じにくくなり剥離位置が安定する。
【００３６】
さらに、剥離位置が安定するため、塗工液膜がアプリケータロール側と原紙表面側に分裂する際のメニスカス状態が安定し、塗工液ミストの発生を抑制することが可能となる。したがって、本塗工装置では、ミニターンバー４の案内によってウェブ１の剥離角度αが大きくなり、ウェブ１のアプリケータロール２からの剥離位置が安定し、剥離位置を幅方向にも一定として、且つミストの発生を抑制することができる。
【００３７】
このため、従来の課題であったウェブ１上の塗工膜に図１３に示すような「剥がれパターン」と称する塗工ムラ、及びミストが発生することを回避することができる。もちろん、ミニターンバー４は空気浮上式なので、塗工液膜が形成されたウェブ１の表面がミニターンバー４に接触して塗工品質を損なうこともない。したがって、ウェブ１の塗工面の傷つきを防ぎながら、ウェブ１への塗工むらとミストの発生を防止することができ、均一な塗工液膜の形成が可能となり、塗工品質および操業環境の向上に大きな効果がある。
【００３８】
ところで、本実施形態では、ウェブ１は一方（ここでは上方）のアプリケータロール２への接触距離（走行方向への距離）が長くなるため、ウェブ１の両面での塗工条件が異なってしまう。これについては、図１に符号１´及び二点鎖線で示すように、ニップ部２０へのウェブ１の進入角度を調整してはニップ部２０の上流側で他方（ここでは下方）のアプリケータロール２への接触距離を長くとることで、ウェブ１の両面での塗工条件、特に原紙内への塗工液の毛細管浸透条件を等しくすることや、それぞれの面に必要な塗工条件としてウェブ１の表裏の塗工量を所望のバランスとすることができるようになる。この場合、図１に二点鎖線で示すように、ニップ部２０の上流側に、ニップ部２０へのウェブ１の進入角度を調整するガイドロール（ペーパーロール）７を装備するようにしても良い。
【００３９】
なお、上記のように塗工原紙をアプリケータロールに抱かせて原紙内に塗工液を浸透させることにより、メニスカス部の塗工液膜厚が減少し、かつメニスカス部の塗工液濃度が上昇して流動性を失うため、メニスカスが早期に分裂し、ミスト発生量を低減する効果も発生する。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる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することができる。例えば、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置の構造は、図２，図３に示す構造に限定されるものではなく、図４〜図９に示す構造のミニターンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆも、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る実施形態の一例である。
【００４０】
図４に示すミニターンバー３０Ａは、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第１例である。このミニターンバー３０Ａは、蓋のない箱状のバー本体３１を備えており、このバー本体３１の内部空間３１ａに図示しない空気供給源から圧縮空気が供給されるようになっている。バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃの上部は開口部に向けて次第に窄んだ形状になっており、この開口部には、Ｕ字状の蓋部材３２がその開口部を下に向けて配置されている。バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃの上端部と蓋部材３２との間には、ウェブ１の走行方向の上下流側ともに隙間（スリット状の溝）が設けられており、バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃと蓋部材３２の側壁３２ｂ，３２ｃとで形成されるエアノズル（第１エアノズル）３５Ａ，エアノズル（第２エアノズル）３５Ｂの噴出口となっている。
【００４１】
蓋部材３２の上面３２ａには、それぞれエアノズル３５Ａ，３５Ｂの噴出口に近接して丸棒状の仕切部材３４Ａ，３４Ｂがウェブ１の幅方向に延設されている。また、バー本体３１の両側壁の外面には、それぞれ断面Ｌ字状のＬ字プレート３３Ａ，３３Ｂがウェブ１の幅方向に延設されている。これによりエアノズル３５Ａ，３５Ｂ間には、仕切部材３４Ａ，３４Ｂと蓋部材３２の上面３２ａで区画される静圧ポケット（第１エアポケット）３６Ａが形成される。また、エアノズル３５Ａの下流側には、一方のＬ字プレート３３Ａとバー本体３１の側壁３１ｂとで区画される静圧ポケット（第２エアポケット）３６Ｂが形成され、エアノズル３５Ｂの上流側には、他方のＬ字プレート３３Ｂとバー本体３１の側壁３１ｃとで区画される静圧ポケット（第３エアポケット）３６Ｃが形成される。
【００４２】
このような構成のミニターンバー３０Ａによれば、エアノズル３５Ａ，３５Ｂから噴出される圧縮空気の動圧と、蓋部材３２の上面３２ａに形成された静圧ポケット３６Ａ内の空気層の静圧とによって安定してウェブ１を支持することができる。さらに、このミニターンバー３０Ａには、ウェブ１が弧状の曲線を描いている曲線部の入口部と出口部にもそれぞれ静圧ポケット３６Ｂ，３６Ｃが設けられているので、静圧ポケット３６Ｂ，３６Ｃ内の空気層の静圧によって入口部及び出口部でのウェブ１のばたつきを抑えることができ、ウェブ１がミニターンバー３０Ａに接触するのを防止することができる。つまり、このミニターンバー３０Ａによれば、上述のミニターンバー４と同様、ウェブ１を十分な浮上量をもって安定して走行させることができ、接触による塗工面の傷入り等の不具合も防止することができる。
【００４３】
このミニターンバー３０Ａを用いた実験では、圧縮空気の圧力がゲージ圧で２０００ｍｍＡｑ（１９．６ｋＰａ）、ウェブの曲率半径Ｒが１６０ｍｍの場合において、エアノズル３５Ａ，３５Ｂの噴出口のスリット幅ｔが０．５〜５．０ｍｍ、仕切部材３４Ａ，３４Ｂの直径φが１〜１０ｍｍの範囲で良好な結果が得られた。なお、ウェブ１の曲率半径Ｒはミニターンバー３０Ａの形状により決まるが、曲率半径Ｒが小さいほどミニターンバー３０Ａがウェブ１から空気層を受ける反力は大きくなる。ミニターンバー３０Ａはウェブ１の幅方向に掛け渡され細長い構造であるため、剛性を考慮すると現実的には曲率半径Ｒは１００ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【００４４】
図５に示すミニターンバー３０Ｂは、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第２例である。このミニターンバー３０Ｂは第１例のミニターンバー３０Ａの変形例であり、バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃの形状が一部異なっている。すなわち、バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃの上部は第１例と同様に開口部に向けて次第に窄んだ形状になっているが、上端部付近は垂直に形成されて蓋部材３２の側壁３２ｂ，３２ｃと平行になっている。このような形状により、この第２例ではエアノズル３５Ａ，３５Ｂからの空気の噴出方向が中心線Ｌに対して略平行になるとともに、図５に示すように入口部及び出口部の静圧ポケット３６Ｂ，３６Ｃを第１例よりも深くすることができる。
【００４５】
図６に示すミニターンバー３０Ｃは本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第３例である。このミニターンバー３０Ｃは、第１例のミニターンバー３０Ａが蓋部材３２の上面３２ａに棒状の仕切部材３４Ａ，３４Ｂを設けて静圧ポケット３６Ａを形成しているのに対し、左右に側壁３８ｂ，３８ｃがある断面Ｕ字状のＵ字プレート３８を蓋部材３２の上面３２ａに取り付けて静圧ポケット３６Ａを形成していることに特徴がある。Ｕ字プレート３８は厚みがある部材が用いられており、左右側壁３８ｂ，３８ｃの上端部外側は図９に示すように曲率半径ｒの丸みを持たされている。
【００４６】
図７に示すミニターンバー３０Ｄは本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第４例である。このミニターンバー３０Ｄは、第３例のミニターンバー３０Ｃをさらに変形したものであり、バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃの上部が第２例と同様の形状に形成されている。これら第３，第４例のミニターンバー３０Ｃ，３０Ｄにおいては、第１例と同様の条件下において、Ｕ字プレート３８の側壁３８ｂ，３８ｃの高さ（ポケットの深さ）ｄが１〜２０ｍｍ、バー本体３１の側壁３１ｂ，３１ｃに対するＵ字プレート３８の側壁３８ｂ，３８ｃの段差ｈが−５〜＋３ｍｍ、Ｕ字プレート３８の側壁３８ｂ，３８ｃの曲率半径ｒが０．５〜５ｍｍの範囲で良好な結果が得られた。なお、Ｕ字プレート３８の側壁３８ｂ，３８ｃの上端部外側は、丸みをつけるのではなく面取りをしてもよい。
【００４７】
図８に示すミニターンバー３０Ｅは本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第５例である。このミニターンバー３０Ｅは、第４例のミニターンバー３０Ｄを変形したものであり、静圧ポケット３６Ａ内に圧縮空気を噴出するエアノズル（第３エアノズル）３９が設けられている。エアノズル３９はＵ字プレート３８の上面に開口部を有し、図示しない空気供給源に接続されている。エアノズル３９が接続される空気供給源は、エアノズル３５Ａ，３５Ｂが接続される空気供給源と同系統でも別系統でもよいが、好ましくはエアノズル３５Ａ，３５Ｂよりも高圧の圧縮空気を噴出できるようにする。
【００４８】
このような構成のミニターンバー３０Ｅによれば、次のような利点がある。すなわち、中央の静圧ポケット３６Ａ内の空気は、ウェブ１の走行に随伴して、静圧ポケット３６Ａ，３６Ｃ間の隔壁部であるＵ字プレート３８の側壁３８ｃを通り出口側の静圧ポケット３６Ｃに流入する。この隔壁部ではウェブ１は伴流空気の圧力によって支持されているが、隔壁部における伴流空気の流路面積は、静圧ポケット３６Ａから静圧ポケット３６Ｃに向けて次第に広がっているため、隔壁部における伴流空気の動圧成分は流路面積拡大に伴い次第に低下していく。この場合、伴流空気の動圧成分の低下によって伴流空気の圧力がウェブ１の張力や大気圧等のウェブ１をミニターンバー３０Ｅ側に押し付ける力よりも小さくなると、ウェブ１は隔壁部に接触してしまう。しかしながら、このミニターンバー３０Ｅでは、エアノズル３９からの圧縮空気の噴出により静圧ポケット３６Ａから流れ出る伴流空気の静圧成分が高められるので、動圧成分の低下を補うことができ、ウェブ１と隔壁部との接触を防止することができる。
【００４９】
図９（ａ），図９（ｂ）に示すミニターンバー３０Ｆは本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の実施形態の第６例である。このミニターンバー３０Ｆは、第４例のミニターンバー３０Ｄを変形したものであり、各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにラビリンス構造を設けたことを特徴としている。すなわち、図９（ａ），図９（ｂ）に示すように各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ内には、ミニターンバー３０Ｆの長手方向（ウェブ１の幅方向）に向けて複数のバッフルプレート（隔壁）３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが所定の間隔で設けられている。これらバッフルプレート３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃは、各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを複数の部屋に分割している。
【００５０】
このミニターンバー３０Ｆによれば、バッフルプレート３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが設けられることでウェブ１とミニターンバー３０Ｆとの間を流れる空気の抵抗が増大する。このため空気の運動エネルギが圧力に変わり、各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ内の静圧は上昇する。また、ウェブ１が横ズレした場合、ウェブ１の幅方向の隙間から圧力が漏れる可能性があるが、このように各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを複数の部屋に分割しておくことで、ウェブ１の横ズレによる支持圧の変動を最小限に止めることができる。したがって、このミニターンバー３０Ｆによれば、このようなラビリンス構造を備えることによりウェブ１をより安定して支持することができ、ウェブ１の振動や騒音を防止することができる。なお、ここでは各静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにラビリンス構造を設けているが、必ずしも全ての静圧ポケット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにラビリンス構造を設ける必要はない。例えば中央の静圧ポケット３６Ａのみにラビリンス構造を設けても効果は得られる。
【００５１】
以上のミニターンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆによっても、ウェブ１と接触することなくウェブ１を十分な浮上量をもって安定して走行させることができるので、これらミニターンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆを備えた塗工装置を用いて塗工紙を製造すれば、塗工紙の塗工品質を向上させることが可能になる。
【００５２】
また、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置の用途は、塗工装置にのみ限定されるものではない。ウェブを空気により浮上させて非接触状態で弧状の曲線を描いて走行させることが必要な装置一般に使用することができる。例えば、図１０に示すように、抄紙機のカレンダロールやニップロールの入口に配置することもできる。ウェブ（紙）１をストレートでニップＮに通紙した場合、ウェブの条件（水分，坪量ムラ）によってはニップＮの入口で皺が発生することがある。その場合、ウェブ１をトップロール５０かボトムロール５１に抱かせることにより皺の発生を防止することができ、その手段として本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置の実施形態であるミニターンバー４を使用することができるのである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置によれば、各エアノズルからの噴出空気の動圧と各エアポケット内に溜まった空気の静圧とによりウェブを曲線部の内側から安定して支持することができ、ウェブと接触することなくウェブを安定して弧状の曲線を描いて走行させることができる。
【００５４】
特に、第２エアノズルを幅方向に延びる面上に多数の空気噴出孔が形成された空気噴出面と、幅方向に延びるスリット状の空気噴出溝とから構成し、第１エアポケット側に空気噴出面を設け第３エアポケット側に空気噴出溝を設けることで、伴流空気の動圧成分の低下により特にウェブとの接触が起こりやすい第１エアポケットと第３エアポケットとの隔壁部でのウェブの接触をより確実に防止することができる。
【００５５】
また、第１エアポケット内に大気圧よりも高圧の空気を噴出する第３エアノズルをそなえる場合には、第１エアポケット内の静圧を高くすることで各エアポケット間、特に第１エアポケットと第３エアポケットとの隔壁部における伴流空気の動圧成分の低下を補うことができ、ウェブと隔壁部とが負圧によって接触するのを防止することができる。
【００５６】
また、第２エアポケットから第３エアポケットに至る形状を第１エアポケットの中央を軸にして該ウェブの走行方向の上流側と下流側とで対称に形成する場合には、一定の曲率でウェブを走行させることができ、ウェブの安定した走行が可能になる。
さらに、第１〜第３エアポケットを隔壁によってウェブの幅方向に複数の部屋に分割したラビリンス構造にする場合には、各部屋毎の静圧でウェブを支持することができるので、ウェブが横ズレした場合でも支持圧の変動が少ない。また、隔壁が伴流空気の抵抗になることによって内部の静圧は高くなる。したがって、このようなラビリンス構造によればウェブをより安定して支持することができウェブの振動や騒音を防止することができる。
【００５７】
そして、このような構成の空気浮上式ウェブ走行支持装置を塗工装置に備え、空気浮上式ウェブ走行支持装置からの噴出空気によりニップ部通過後のウェブを２本のアプリケータロールのうちの一方の表面に抱かせた状態でウェブを移送させることで、ニップ部通過後のウェブが一方のアプリケータロールの表面に抱かれるように移送されてこの一方のアプリケータロールから剥離するようになる。これにより、この剥離位置が安定するようになって、例えば「剥がれパターン」と称するような塗工ムラの発生を防止することができ、また、ウェブの塗工面が空気浮上式ウェブ走行支持装置に接触することも防止することができるようになって、塗工品質の向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる塗工装置を示す模式的な側面図である。
【図２】図１の空気浮上式ウェブ走行支持装置の設置部分を拡大して示す模式的な側面図である。
【図３】図２の空気浮上式ウェブ走行支持装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式的な断面図である。
【図８】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置が採り得る他の構造を示す模式図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た平面図である。
【図１０】従来の塗工装置を示す模式的な側面図である。本発明の空気浮上式ウェブ走行支持装置のカレンダロールへの適用例を示す模式的な側面図である。
【図１１】従来の塗工装置を示す模式的な側面図である。
【図１２】従来の塗工装置における課題を説明するためのニップ部近傍の模式的な側面図である。
【図１３】従来の塗工装置における課題を説明するためのウェブの模式的な正面図である。
【符号の説明】
１  ウェブ
２  アプリケータロール
２ａ  ロール本体
２ｂ  弾性皮膜
３  コータヘッド
４，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ  空気浮上式ミニターンバー
５  ターンバー
６  乾燥器
７  ペーパーロール
１１  剥がれパターン
２０  ニップ部
３１  バー本体
３１ａ  内部空間
３２  蓋部材
３３Ａ，３３Ｂ  Ｌ字プレート
３４Ａ，３４Ｂ  仕切部材
３５Ａ，３５Ｂ，３９  エアノズル
３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ  バッフルプレート
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ  静圧ポケット
３８  Ｕ字プレート
４１  バー本体
４１ａ  内部空間
４２  蓋部材
４３Ａ，４３Ｂ  Ｌ字プレート
４４Ａ，４４Ｂ  仕切部材
４４Ａａ，４４Ｂａ  空気噴出面
４５Ａ，４５Ｂ  エアノズル
４５１Ａ，４５１Ｂ  空気噴出溝
４５２  空気噴出孔
４Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ  静圧ポケット
α  ウェブ１の剥離角度
θ  ノズル４ｃ，４ｄからの空気噴射角度
Ｒ  ウェブ１の曲率半径
ｔ  エアノズル３５Ａ，３５Ｂの噴出口のスリット幅
φ  仕切部材３４Ａ，３４Ｂの直径
ｈ  バー本体３１の側壁上端部に対するＵ字プレート３８の側壁上端部の段差
ｒ  Ｕ字プレート３８の側壁上端部の曲率半径
ｄ  Ｕ字プレート３８のポケットの深さ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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