JPH01143666A - ブレード・コータ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続して走行する原紙の表面に塗工液をコー
ティングする塗工ａ（コ、−タ）、特にブレード・コー
タにおいて、そのコーティング厚さ等塗工状態を制御す
る方法に関するものである。

（従来の技術） 第３図乃至第５図は従来のブレード・コータに関するも
ので、第３図はコータ・ブレード部の説明図、第４図は
塗工量制御に関する系統図、第５図は一般的なコータ・
ヘッドの一例を示す説明図である。第５図に示す如く製
紙機械のコータは、ハ′ツキングロール１の一部を捲回
してガイドされ、該ロール１の周速度に対応して連続走
行する原紙２の表面に塗工液４をコーティングする装置
であり、原紙２の紙幅に対応したブレード３の先端を該
原紙２の一部に押圧し、その接触部に塗工液４を送り込
み、掻き落とし量を制御することによって所定の塗工が
できるように構成されている。

第３図中６はセキ板で、原紙表面との隙間を変更し調整
することによって、塗工液４を機外に流出させ流体圧を
微妙に減圧制御する機能を持たせたものである。

塗工の方法としては、図示を省略するがこの他にアプリ
ケ−クロールの回転によって、容器より塗工液４を汲み
上げ、ロール周速度と同期して走行する原紙２に転移さ
せ、次工程で余剰に転移した液をコータ・ヘッドの先端
に設けたブレード３によって掻き落とすことによって定
量の塗料を原紙２に塗工し、塗工面を滑らかにする方法
もある。

原紙における塗工状態を制御する要素としては、ブレー
ド３の設定角θ、加圧角ｉ、ブレード３の保持部である
コータ・ヘッド８の位置を規制するストッパ５、及び前
記流体圧をコントロールするセキ板６の調整装置等があ
る。

いま、その構成について第１図及び第５図に基づいて説
明すると、先端にブレード３を固着したコータ・ヘッド
８の両端部に設けられた軸９は偏心軸受１０によって回
動自在に軸支されており、該偏心軸受１０はさらに両側
のスイングアーム１１において回動自在に取り付けられ
ている。

偏心軸受１０の外径中心をＰ、同軸受の穴中心をＱ、両
中心Ｐ、　Ｑ間の距離、つまり偏心量をＳとすると、偏
心軸受１０が軸９の外周を摺動して回転すれば、コータ
・ヘッド８両端部の軸中心Ｑは偏心軸受１０の外径中心
Ｐを基準として半径Ｓで揺動させることができる。

前記一対のスイングアーム１１はスティにより一体化さ
れ、かつ床に突設したブラケット軸受１２にピン１３を
介して軸着されており、スイングアーム１１の後部に取
り付けられたブラケット１４には床に固定された空気バ
ネ１５の上端部が固着されている。また、スイングアー
ム１１の自由端側前方にはスイングアーム１１の停止位
置を規制するストッパ５が設けられている。

したがって、空気バネ１５を作動させれば、該スイング
アーム１１はピン１３を軸として揺動回転し、このスィ
ングアーム１１上部がストッパ５と接触して停止する。

このときの条件は前記偏心軸受１０の外径中心Ｐがパツ
キングロール１の円筒外周面と一致した位置であり、同
時にブレード３の先端は該偏心軸受１０の外径中心Ｐと
対応しパツキングロール１の円筒外周面に線接触するよ
う調整されている。

ストッパ５はスイングアーム１１の上昇限用として設備
されたもので、ストッパ５の接触部を進退させることに
よってスイングアーム１１の微細な位置調整ができる構
造となっている。

さて、それぞれのスイングアーム１１にはウオームジヤ
ツキ１６が取り付けられている。これらウオームジヤツ
キ１６とスイングアーム１１に取り付けられた電動機１
７によって継手及び連結軸等動力伝達手段を介して駆動
されるようになっており、アーム１８を介して該アーム
１８を固着した偏心軸受１０を回動できるよう構成され
ている。

また、コータ・ヘッド８はその中央部において、取付金
具を介して前記アーム１８部ステイに取り付けられたウ
オームジヤツキ１９により支持され、同ジャ・フキ１９
部に具備した電動機２０により各動力伝達手段を介して
駆動されるようになっている。

次に作用について説明すると、前記構成のもとて先ず、
電動機１７を駆動するとウオームジヤツキ１６が駆動さ
れ、偏心軸受１０が外径中心Ｐを基準として回転しヘッ
ド角度（設定角度）θが設定される。

また、他方の電動機２０を駆動すると、ウオームジヤツ
キ１９が駆動され、コータ・ヘッド８が軸中心Ｑを中心
として回転し、ブレード３のローディング角度（加圧角
度）ｉが設定され、ブレード３に圧力を作用させること
ができる。

次に制御について説明する。第４図に示す如く、塗工量
センサによって原紙表面上の実塗工量を検出し、目標と
する塗工量と比較し、かつブレード仕様、原紙走行速度
、塗工液性状等による伝達関数をもって現加圧角に対す
る加圧用修正制御量を算出し、駆動装置を介して制御す
る。

この場合加圧角を変えるとブレード３の先端の月光りが
わずか変化するので、該加圧角変化量に対する所定比率
でもって設定角を修正制御する。同時に、支点Ｑの反力
調整用としてブレード３を押圧するチューブ空気圧をコ
ントロールしている。

セキ板６は加圧角ｉ、設定角θ、ストッパ５位置の関係
から座標計算して位置の制御を行う。

このように、従来方式のコータでは塗工状態の制御に当
って加圧角ｉ、設定角θ、ストッパ５位置、及びセキ板
６の各制御並びにブレード３を押圧するチューブ圧制御
等の機能を有しているが、ブレード３の刃先摩耗に伴う
設定状態の変動の他、ブレード仕様の変更、機械速度の
変更或は塗工液粘度等々の状態が変動した場合には上記
伝達関数が変わってくるので、それらの条件を考慮して
、再度加圧角制御量の計算をやり直し、修正する必要が
あった。更に、これに関連して、前記設定角θ、ストッ
パ５、セキ板６、チューブ圧等一連の再調整が必要とな
る。

このように設定する各種仕様毎に塗工量伝達関数を求め
ておく必要があり、この為調整が煩雑で各部制御には長
い経験と高度な技術が要求されるが、それにもかかわら
ず微妙な設定は困難であった。

（発明が解決しようとする問題点） 前述した如〈従来方式のコータ制御方法は、ブレードの
仕様、機械の運転速度、塗工液性状等の複合した条件に
よる伝達関数によってブレードの加圧角制御量を計算す
ると共に、設定角、セキ板、チューブ圧等の関連する調
整装置類を制御していたもので、前記各種仕様、例えば
ブレードの形状、材質、バッキングロールの捲回する原
紙の走行速度あるいは塗工液粘性等々、仕様（条件）の
変動に伴い、その都度状況に対応した伝達関数を求めて
おく必要があり、各制御部の再設定及び調整が非常に煩
雑であった。

また、刃先摩耗が均一でなく、長時間の使用に伴ってブ
レード先端の対パツキングロールとの相対的位置関係が
変動し、塗工品質が悪くなる等の問題も残されていた。

本発明は、これらの問題点を解決すべくなされたもので
、各種仕様の変動に対応して適確な制御のなされるブレ
ード・コータの制御方法を提供しようとするものである
。

（問題点を解決するための手段及び作用）このため、本
発明はバッキングロールの一部を捲回してガイドされ該
ロールの周速度に対応して連続走行する原紙表面の幅方
向にブレード先端を接触させ、前記原紙とブレードとの
接触点において塗工液の掻き落し量を制御し、原紙表面
に塗工液を塗布するブレード・コータにおいて、原紙の
走行速度を考慮した塗工液流体圧の作用力を算出し、こ
の算出された流体圧作用力、ブレードの仕様並びにブレ
ードの摩耗量により決定されるブレードの撓み状態に基
づき先端の作用力を理論的に算出し、原紙に対するブレ
ードの設定角、同加圧角、ブレードを押圧する支点反力
、及びスイングアームによって保持されたコータ・ヘッ
ド部のブレード先端を規制するストッパの位置等を制御
することを構成とし、これを上記問題点の解決手段とす
るものである。

即ち、本発明は原紙表面へのコーティング厚さを制御す
るブレードの設定に当って、ブレードの仕様（板厚、ブ
レード幅、縦弾性係数、ベベル角等）、機械速度（原紙
走行速度）による流体圧の作用力、ブレードの摩耗量、
制御部の位置関係等からブレードの撓み理論に基づく計
算を行って原紙に対するブレードの設定角、加圧角、ブ
レードを押圧する支点反力、スイングアームによって保
持されたコータ・ヘッド部のブレード先端位置を規制す
るストッパ等の制御量を算出して各々の駆動部にフィー
ドバックし制御するようにしたもので、ブレードの撓み
理論に基づく先端の作用力及びコーティングする塗工液
による流体圧の作用力を理論的に計算し、各設定要素を
制御することによって広範囲な仕様、例えばブレードの
仕様、運転速度の変動等々に確実に対応でき、常に高品
質の塗工状態を維持することを可能にするものである。

（実施例） 以下、本発明の制御方法を図面に基づいて詳しく説明す
る。

第１図は本発明に係るコータ・ヘッド部の説明図、第２
図は本発明による塗工量制御に関する系統図である。さ
て、本発明においてもバッキングロールｌの一部に原紙
２を捲回しロール１の回転に対応して連続走行させると
共に、ブレード３先端を該ロール１に原紙２を介して押
圧し、その接触部において塗工液４の掻き落とし量を制
御することにより、原紙表面にコーティングする一連の
構造及び機能は、第５図により従来技術として既に説明
−したものと同様である。

本発明は前記構成に加えて、ブレード３の撓み理論に基
づく先端の作用力及び原紙２の走行速度（機械速度）に
対応した塗工液４流体圧の作用力変動を考慮し、これを
理論的に計算することによって各部設定状態の制御を行
うようにした点に大きな特徴がある。

以下、これを詳細に説明すると次のようになる。

第２図に示す如く、原紙２表面にコーティングした塗工
量は塗工量センサによって実測し、設定した目標塗工量
と比較演算することによって塗工量偏差を算出する。ま
た、機械速度、つまり原紙２の走行速度をパツキングロ
ール１部に具備させたロータリーエンコーダ等のセンサ
によって検出し、原紙２とブレード３との接触部に封入
した塗工液４の圧力が原紙走行に伴って変動（減圧）す
る流体圧の作用力を算出する。

これは、液体圧とブレード先端隙間及び原紙走行速度等
の関数として計算できる。さらに、ブレード３の仕様、
例えば板厚、ブレード幅、縦弾性係数、ベベル角及び使
用条件に適合したブレード３先端部の摩耗量計算値を算
出する。

以上の計算値を総合的に考慮することによって、計算回
路においてブレード３先端の理想撓み量を理論的に計算
し、これを基準として現状と比較することにより偏差を
算出し、設定角偏差、加圧角偏差、ストン８５位置の偏
差及び支点反力偏差等の各値を各制御部に出力する。こ
のようにして設定された理論的位置に対する実質的な諸
角度θ、ｉ、ストン８５位置は座標計算されて前記計算
回路にフィードバックされ、ズレ量（偏差）は、再度、
設定角、加圧角及びストッパの各制御部からの信号によ
って駆動部を作動させ順次修正される。

また、前記支点反力偏差値により支点反力を制御するこ
とによって理想状態に修正されるようになっている。な
お、セキ仮６の位置設定は流体圧力の調整を目的とした
もので、前記設定角θ、加圧角ｉ、ストン８５位置を総
合的に組合わせ判断して調整される。

第１図はコータ・ブレード部の説明図で、図中破線はブ
レード３の変形（撓み）状態を示している。つまり、ブ
レード３は基端部をクランプ７によって保持された片持
梁として取り付けられたものであり、パツキングロール
１の一部を捲回し矢印方向に走行する原紙２に対して点
Ｐ０で接触し、その接触圧は支点００部の反力を制御す
ることによって可変できる。

元来、ブレード先端は自由状態においては点Ｐ、にあり
、設定条件によって図中δ量撓み、支点Ｑ０から作用点
Ｐ０迄の距離がり、からａになったものとして点Ｐ０に
おてる押圧力を算出するもので、つまり図中−点鎖線の
変位が考慮されたことになる。ブレード３が作用点Ｐ０
に作用する力を決定する要素としてはブレード３の仕様
（例えば、板厚、ブレード幅、材質による縦弾性係数、
ベベル角、ブレード摩耗）により変動する作用点Ｐ０位
置、支点反力の作用位置Ｑ０及びクランプ位置Ｐ２等が
ありこれらの値より理論的に算出することができる。一
方、流体の影客としては、原紙２とブレード３先端部に
よって囲われた空間に加圧した塗工液４を送り込み、原
紙走行速度に伴う接触部の圧力降下を算出し、理論的な
液体圧の作用六人して考慮される。

本発明は以上の如くブレード３先端の接触状態を左右す
る諸条件を総合的に制御の対象としたもので、ブレード
摩耗やその他の条件の変動に関係なく、刃先の当り角を
一定値にしたまま、刃先の線圧のみを変えることができ
る等、構成要素や、他の条件の変動に対しても塗工部を
常に理想的に設定することが可能となった。

なお、本発明は上記実施例にのみ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内において種々変更
を加え得るものである。

（発明の効果） 本発明は、前述した如く原紙に対する塗工の状態を制御
する一連の機能において、ブレードの撓み理論に基づく
先端部の作用力、流体（塗工液）圧の作用力を制御要素
の対象として組入れたもので、 （１）刃先の当り角を一定値に保持したまま、刃先の線
圧のみを変えることもでき、常に良好な塗工品質が得ら
れる。

（２）各部側？１１１ｆｆｌの相互関係が理論的に決定
できるので、広範囲な仕様（ブレード、運転速度、その
他）に対応できる。

（３）ブレード摩耗に対しても塗工品質を低下させずに
補正制御でき、ブレードを長時間使用することが可能と
なる。

等々の優れた諸効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコータ・ブレード部の作用説明図
、第２図は本発明の一実施例としての塗工量制御に関す
る系統図、第３図は従来方式によるコータ・ブレード部
の説明図、第４図は従来方式の塗工量制御に関する系統
図、第５図は一般的なコータ・ヘッドの一例を示す構造
及び作用説明図である。 図の主要部分の説明 １−パツキングロール ２−原紙 ３〜・・ブレード ４−塗工液 ５−ストッパ ６−セキ板 ７−クランプ ８−コータ・ヘッド ９〜　コータ・ヘッド軸 １〇−偏心軸受 １１−　スイングアーム １５−空気ハネ １８−アーム θ一般定角（ブレード角） ｉ−−一加圧角（ローディング角） Ｐ−ｍ−偏心軸受外径中心位置（Ｐ、と対応）Ｐ、、−
−−ブレード先端と原紙の接触点（作用点）Ｐ、−・−
無負荷時のブレード先端位置Ｐ２−プレードクランプ位
置 Ｑ−偏心軸受穴中心位置（Ｑ、と略対応）Ｑｏ−支点（
反力作用点） δ−ブレード撓み量 ｓ　−偏心軸受の偏心量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バッキングロールの一部を捲回してガイドされ該ロール
   の周速度に対応して連続走行する原紙表面の幅方向にブ
   レード先端を接触させ、前記原紙とブレードとの接触点
   において塗工液の掻き落し量を制御し、原紙表面に塗工
   液を塗布するブレード・コータにおいて、原紙の走行速
   度を考慮した塗工液流体圧の作用力を算出し、この算出
   された流体圧作用力、ブレードの仕様並びにブレードの
   摩耗量により決定されるブレードの撓み状態に基づき先
   端の作用力を理論的に算出し、原紙に対するブレードの
   設定角、同加圧角、ブレードを押圧する支点反力、及び
   スイングアームによって保持されたコータ・ヘッド部の
   ブレード先端を規制するストッパの位置等を制御するこ
   とを特徴とするブレード・コータ制御方法。