JPH0367931B2

JPH0367931B2 -

Info

Publication number: JPH0367931B2
Application number: JP57063768A
Authority: JP
Inventors: Ei Daan Robaato
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1991-10-24
Also published as: US4369584A; GB2096974B; FR2504031A1; GB2096974A; IT1189233B; CA1159857A; JPS57184050A; SE452145B; IT8247981A1; SE8201841L; IT8247981A0; DE3213249A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、走行ウエブとローラとを緊密に接触
させる装置に関し、特に、ウエブが定められた経
路に沿い長さ方向に一方向に運動せしめられ、該
経路がウエブがほゞ直線上になる部分と該部分の
終端から始まる別の部分とを有し、該別の部分に
おいてウエブはその長さ方向運動速度とほゞ一致
する周速を有して回転するローラの円筒形表面に
部分的に巻回し係合して彎曲せしめられている装
置において、走行ウエブとローラとを緊密に接触
せしめる装置に関する。

従来の技術製紙、印刷および被覆の如き種々の作業におい
ては、長さ方向に運動中のウエブがその通路にお
けるある個所で回転中のローラに緊密に接触せし
められ、ウエブは熱伝達またはその他の目的でロ
ーラの円筒形表面に緊密に接触せしめられるよう
にすることについて各種の提案がなされている。

米国特許第3452447号明細書には、乾燥用の蒸
気シリンダの如きドラム上に乾燥さるべきウエブ
をきつく保持することは、ウエブとドラムとの間
に空気が入りこみ、それにより熱伝達を非常に減
少する問題を解決するため、ウエブのドラムに向
つている側とは反対側に空気を吹き付けるよう空
気柱装置を設け、この空気柱装置はウエブがドラ
ムに接線をなす線に沿い位置決めされる。この特
許ではウエブをドラムに接触させるようウエブに
向け空気を直接吹き付けると、その空気ジエツト
がウエブに衝撃を与えた後ウエブによりその表面
に沿い流れるよう向きを変えられリフト効果を生
じる。向きを変えられた空気ジエツトのリフト効
果は空気ジエツトによる衝撃圧力を無効にする程
に大であると記載されている。この米国特許の空
気柱装置は、ウエブの運動方向において互いに僅
かの間隔をあけた１対の出口を有していて、この
出口からは空気ジエツトがウエブに向けその表面
に互に反対方向に斜めに、かつ互いに近づく方向
に出る。互に近づく空気ジエツトはこれらジエツ
トが出る出口間の個所で空気柱装置とウエブとの
間に圧力帯域を生じるといわれ、この特許では
「圧力帯域の比較的に大きい面積にわたりかけら
れる圧力は十分に大であつて、空気ジエツトのリ
フト効果の影響は小である」と述べている。

発明が解決しようとする問題点従来の技術における問題点の１つとして、ウエ
ブとローラの円筒形表面との間に空気のフイルム
が侵入してそれらの間を所望通り接触させる妨げ
になる傾向がある。

空気がウエブとローラとの間に入りこむと、こ
の空気の一部分がウエブがローラ面に接近するく
さび状スペースに封じ込まれるようになる。ウエ
ブが長さ方向に比較的に高い張力をかけられてい
るか、比較的に低い速度で長さ方向に運動してい
るかしない限り、入りこんだ空気はローラとその
まわりを曲がるウエブの部分との間に入り１イン
チの1000分のいくつかの厚味のフイルムを形成す
る。もしウエブの速度が十分低くまたウエブが長
さ方向に十分な張力をかけてあれば、空気はロー
ラの円筒形表面を押すウエブの圧力により押しの
けられる。

通常の紙またはプラスチツクのウエブが例えば
30ｍ／min程度の低い速度で直径約30cmのローラ
に係合する場合は空気フイルムが形成されるとい
う問題点は生じないが、走行速度が例えば450〜
600ｍ／minとなるとこの問題点が生じてくる。

ウエブがそれが係合するローラにより加熱また
は冷却される場合には、ウエブとローラとの間に
空気が存在するとそれが絶縁フイルムとして作用
し、熱伝達効率が可成り減少する。もし新たに印
刷され又は被覆されたウエブが炉を通され、次い
で冷却されるべく冷たいローラに導かれると、ウ
エブと冷たいローラとの間に空気が介在するとウ
エブが所望の温度まで冷却することが妨げられ、
ウエブの処理のその後の段階において問題に逢着
する。更に、空気フイルムは冷たいローラ面に溶
媒を凝固させ凝固した溶媒が厚い層またはリボン
状をなしてウエブに再吸収され、ウエブに塗布さ
れていた例えばインクが再び軟化するという問題
点もある。

連続的ロールを形成するため可成りの長さのウ
エブが巻かれるウエブ巻き作業または巻直し作業
において、接近して来るウエブとロール上の既に
巻かれたウエブ部分との間に入りこむ空気は、ロ
ール上に巻かれたウエブ層間にフイルムを形成し
その結果、巻かれたロールが過大直径になり、巻
きがゆるすぎまたはウエブが途中で折りたたまれ
るといつた問題を生じる。

ローラが運動中のウエブにより駆動される場
合、ウエブとローラとの間に空気フイルムが存在
すると、ロールの駆動に必要な摩擦力が減少し、
すべりを生じることになる。

ウエブとそれが係合するローラとの間に空気が
入りこむという問題は、圧力ローラを設けて接触
圧力を増大させることにより、時には回避でき
る。しかし、ローラと接触する側とは反対側のウ
エブ表面を圧力ローラに接触させることが望まし
くない場合が多い。

前記米国特許の技法は、この特許明細書に述べ
た如くウエブの張力が高くウエブの速度が適度で
ある場合には価値があるが、ウエブの速度が比較
的に高く張力が僅かか中間程度である場合に有効
であるかどうかは疑問である。あらゆる場合に有
効にするには、空気流の速度を可成り高くし、従
つて通常の作用に可成りの量のエネルギーを必要
とする。

本発明はこれらの問題点を解決することを目的
としている。

問題点を解決するための手段本発明によれば、ウエブが定められた経路に沿
い長さ方向に一方向に運動せしめられ、該経路が
ウエブがほぼ直線状をなす部分と該部分の終端か
ら始まる別の部分とを有し、該別の部分において
ウエブはその長さ方向運動速度とほゞ一致する周
速を表面に有して回転するローラの円筒形表面に
部分的に巻回し係合して彎曲せしめられているも
のにおいて、ローラとウエブとの間に空気フイル
ムが侵入するのを防止しウエブとローラとを緊密
に接触させる手段が設けられ、該手段が、 (A) ウエブのローラ側とは反対側に設けられウエ
ブに向け開口している細長く狭い出口を有する
空気ノズルを含み、該出口が、ウエブの長さを横切りウエブの幅のほぼ全体
にわたり延びている長さと、 2.5mmよりかなり小さい幅とを有し、前記直線状をなす経路の終端から前記一方向
に13mmの距離内に位置決めされ、出口の幅の４倍より大きくない距離だけウエ
ブから間隔があけてあり、前記一方向に非常に
僅かの距離延びている帯域においてウエブに衝
撃を与える流れとして該出口から空気が出るよ
うになされており、 (B) 加圧空気をノズルに出口から出るよう導く手
段が設けられている、ことを特徴とする走行ウエブとローラとを緊密に
接触させる装置、が提供される。

望ましくは、出口の幅が0.76mm程度であり、ノ
ズルが出口の幅の４倍よりあまり大きくない距離
だけウエブから間隔をあけたものとする。

作用小さい幅の出口を有する空気ノズルはウエブの
著しく狭い帯域に十分な衝撃を与える空気ジエツ
トをつくり、これによつてウエブとローラとの間
に空気が入りこむことを有効に防止することがで
きる。

実施例本発明を実施する好ましい態様と現在のところ
考えられている具体例とを示す添付図面を参照し
て説明する。

本発明の原理の典型的な応用において、少なく
とも片面が印刷されたか、被覆されたばかりの不
定長さのウエブ５が乾燥炉６から出て冷たいロー
ラ７に向かい、ローラ７はまわりにウエブが部分
的に巻回し係合する円筒形表面を有している。ウ
エブ５は空気柱装置８と案内ローラ９とにより炉
６から一方向に所定の通路に沿い長さ方向に冷た
いローラ７にまで運動せしめられる。通路の一部
分１０において、ウエブ５は冷たいローラ７に向
かう運動方向に延びて真直である。この真直な通
路部分１０は冷たいローラの円筒形表面に対する
ウエブの接線で終り、この接線はもちろんローラ
の軸線と平行で第２図に点Ｔとして示してある。
この接線から始まる通路の別の部分１１にわた
り、ウエブ５は冷たいローラ７のまわりで彎曲せ
しめられる。

前記した方向に長さ方向に運動する際に、ウエ
ブの速度は高く、通常例えば600ｍ／min程度で
ある。冷たいローラ７はその円筒形状表面の周速
がウエブの長さ方向速度にほゞ一致するような方
向と速度とで回転せしめられる。

ウエブ５とローラ７とが比較的に滑らかな表面
を有していても、空気はそれらと共に流れウエブ
がローラ７に接近する帯域におけるくさび状スペ
ース１２に導入せしめられる。空気が導入される
ので、くさび状スペース１２内の空気は大気圧よ
り高い圧力を有し、ローラ７とそのまわりで彎曲
するウエブ５の部分との間に入りこみ勝ちであ
る。前にも述べたように、ウエブの張力が高い
と、ウエブにはローラに向けて空気がウエブとロ
ーラとの向かい合つた彎曲面間に入るのを防止す
るに十分な圧力が作用するが、くさび状スペース
１２内の大気圧より高い圧力がウエブ速度の増大
に従つて増大し、ウエブ速度が高いときはウエブ
の長さ方向張力を十分に大としてウエブ５とロー
ラ７との間に空気が侵入することを防止する必要
がある。従つて、何らかの対策を講じないと、ロ
ーラ７のまわりで彎曲するウエブ部分はローラ７
の円筒形表面から１インチの1000分のいくつかの
距離分離して空気フイルム１４を形成する。

ウエブ５とローラ７との間に空気が侵入するこ
とに関する重要なパラメータは、ウエブがローラ
に接近する帯域におけるウエブの圧力勾配すなわ
ちウエブの運動方向におけるウエブに沿う単位距
離毎の圧力の変化である。ウエブの速度と、ロー
ルの直径とウエブの張力とに対して、空気が粘性
のニユートン流体の如く挙動するものと概略的に
みなすことができる。更に、ウエブとローラ表面
との間の空気フイルム１４の厚味がその長さに比
較して非常に小さいので、フイルム１４をつくる
空気流は一次元と見なすことができる。これらの
前提に基いて、空気流と圧力の変化とは潤滑理論
に基いて分析できる。

本発明の構成に対しては、圧力勾配は次式によ
り表現される、すなわち、 dp／dx＝12μS（ｈ−ｇ）／h³ Ｘはウエブの運動方向においてそれに沿う距
離、 μは空気の絶対粘度、ｈはウエブの表面に対して垂直に測定したウエ
ブとローラ面との間のギヤツプすなわち距離、Ｓはウエブと円筒形表面との速度、ｇはウエブとローラ面との間の最小距離である
（第２図参照）。

この圧力勾配の最大値はウエブ通路に沿うつぎ
の個所において達することが判る。

ｈ＝３／２ｇこの個所において、dP／dXの値は dP／dX＝16μS／9g² この関係は、ウエブとローラとの間のギヤツプ
ｇを最小とするには、ウエブをローラに向けて押
す圧力を、圧力対距離Ｘの曲線における圧力勾配
がある限定値以上となるようにウエブの長さに沿
つて変化させる必要がある。ｇに対する典型的な
所望値は0.0025mmであり、この値は通常のウエブ
の表面あらさの次元である。ｇの値をこのように
しウエブとローラとの速度を540ｍ／minとする
と、圧力勾配はウエブに沿い１cm毎に4.57Kg／cm²
でなければならない。そのような圧力勾配は通常
のウエブ張力とローラ直径とについては達成でき
ない。

ウエブに空気圧力をかけることにより上述の圧
力勾配を達成するため、ローラに向けて過大な圧
力の空気を大きい面積にわたつて作用せしめるこ
とは実用的でない。しかし重要な要因はローラに
向う方向にウエブに作用せしめる圧力ではなく、
ウエブに沿う圧力勾配である。すなわち、ウエブ
に衝撃を与える空気ジエツトをウエブの運動方向
において比較的に長い距離に沿い吹き付けること
は殆んど価値がない。その理由は、圧力を高くし
ても必ずしも高い圧力勾配を生じないからであ
る。

本発明では、ウエブの幅全体にわたつて延びる
ウエブの長さ方向に著しく狭い帯域に衝撃を与え
る空気ジエツトとして、ノズル１６から加圧空気
を放出するようにさせることにより、必要とする
圧力勾配を得る。空気ジエツトが出るノズル１６
の出口１７はその長さがウエブの長さを横切つて
延び両端部がウエブの側縁またはそれを越えて延
びている。

空気ジエツトをウエブの長さ方向にできるだけ
狭くする必要があるので、ノズルの出口１７は、
製造技術と公差とを考慮し、かつ閉塞を避け、ウ
エブの幅方向にほぼ均一な空気流が得られるよう
にする必要がある。出口１７の幅は0.76mmが最も
望ましく、2.5mm以上では所望の圧力勾配が得ら
れない。

ノズル１６はその出口１７がウエブの運動方向
においてウエブ５とロール７との間の接線Ｔから
短かい距離内にあるよう位置決めする必要があ
る。短かい距離とは約12〜13mmよりあまり大でな
い距離を意味する。もし接線Ｔから離れすぎる
と、空気ジエツトの効果が得られなくなる。ノズ
ル１６の出口１７はほぼ接線Ｔ上にあるようにし
てもよい。

出口１７から出てウエブにあたる空気ジエツト
の幅をできるだけ細くするためノズルはできるだ
けウエブに接近して配置し、空気ジエツトが拡が
らないようにする必要がある。ノズルは出口１７
の幅の４倍よりあまり大きい距離だけウエブから
間隔をあけないようにする。この距離を過大とす
ると所望の圧力勾配が得られなくなる。

特定の条件の下においてウエブとローラとの間
に特定のギヤツプｇを保持するため、出口１７の
幅が増大するとノズルに供給する空気の圧力を増
大させノズルを通る空気流の速度を増大させる必
要がある。従つて、必要な圧力の空気を生じるに
必要な動力は出口１７の幅の平方に比例する以上
に増大する。効率は出口１７の幅によつて左右さ
れる。

第３図には本発明の実施例としてノズル１６が
示してある。ノズル１６は少くともウエブの幅に
等しい長さを有するパイプ２０を含む。パイプ２
０の一端部はふさがれ、圧力空気が例えばポンプ
２１から他端部に導入される。パイプ２０の底部
に設けた孔２２の列がノズルの出口部分に開放し
ている。出口部分はそれぞれ上縁部に沿いパイプ
２０に溶接その他の方法で密封接続された１対の
下方に収斂した板２３により形成されている。板
２３の下縁部は間隔をあけられて出口１７を形成
している。

第３図に示したノズルを製作し、直径約30cmの
冷たいローラに隣接して配置された。空気を0.2
Kg／cm²の圧力でノズルに供給した。ノズルは0.76
±0.05mmの出口幅を有していた。540ｍ／minの
ウエブ速度で0.35Kg／cmのウエブ張力で試験を行
つた。ノズルを作用させない時にウエブと冷たい
ローラとの間の熱伝達係数は300Kcal／時−m²−
℃でノズルを作用させた時は735Kcal／時−m²−
℃であつた。すなわち、空気ジエツトによつて熱
伝達は約２−１／２倍増大した。

発明の効果本発明によれば、ウエブが低速で走行する場合
は勿論、従来技術では種々の問題が生じた高速、
例えば毎分540ｍ乃至600ｍという高速でウエブが
運動をし、しかも高いウエブ張力を与えられない
ような場合でも、走行ウエブとそれが部分的に巻
回し係合するローラの円筒形表面との間に空気層
が形成されることが効果的に防止され、ウエブは
ローラに緊密に接触した状態に保持され、バツク
アツプローラなどの使用を必要とせず、構造が簡
単で、安価で効率がよい。

本発明によれば、空気ノズルから加圧空気が走
行ウエブに吹付けられるが、従来技術において問
題点となされたリフト効果を生ずることがない。

本発明によれば空気ノズルから放出される空気
の圧力が比較的低くてよく、空気量も比較的少く
てすむから運転に必要な動力を最小とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を具体化しウエブが一方
向に長さ方向に運動し回転中のローラの円筒形状
表面のまわりに部分的に巻かれる装置の一部分を
略図で示した側面図、第２図は第１図に示した装
置の一部分の拡大断面図、第３図は本発明を実施
するのに適した空気ノズルの斜視図である。５…ウエブ、７…ローラ、１０…通路の一部
分、１１…通路の別の部分、１６…ノズル、１７
…出口、２０…空気を導く手段、Ｔ…接線。

Claims

【特許請求の範囲】１ウエブが定められた経路に沿い長さ方向に一
方向に運動せしめられ、該経路がウエブがほぼ直
線状をなす部分と該部分の終端から始まる別の部
分とを有し、該別の部分においてウエブはその長
さ方向運動速度とほぼ一致する周速を表面に有し
て回転するローラの円筒形表面に部分的に巻回し
係合して彎曲せしめられているものにおいて、ロ
ーラとウエブとの間に空気フイルムが侵入するの
を防止しウエブとローラとを緊密に接触させる手
段が設けられ、該手段が、 (A) ウエブのローラ側とは反対側に設けられウエ
ブに向け開口している細長く狭い出口を有する
空気ノズルを含み、該出口が、ウエブの長さを横切りウエブの幅のほぼ全体
にわたり延びている長さと、 2.5mmよりかなり小さい幅とを有し、前記直線状をなす経路の部分の終端から前記
一方向に13mmの距離内に位置決めされ、出口の幅の４倍より大きくない距離だけウエ
ブから間隔があけてあり、前記一方向に非常に
僅かの距離延びている帯域においてウエブに衝
撃を与える流れとして該出口から空気が出るよ
うになされており、 (B) 加圧空気をノズルに出口から出るよう導く手
段が設けられている。ことを特徴とする走行ウエブとローラとを緊密に
接触させる装置。２出口の幅が0.76mm程度である特許請求の範囲
第１項記載の走行ウエブとローラとを緊密に接触
させる装置。