JPH09512741A - 紙塗被装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 提案された紙塗被装置は、移動中の紙のウェブに液体塗被材料を塗被するための装置と、空気クッションと共にウェブを誘導するがウェブと物理的接触はしない少なくとも１つのウェブ転向装置をもつ乾燥装置とを含む。ウェブ転向装置は、ウェブの動く方向に回転する転向ロール（８）である。空気がウェブ（１）と転向ロール（８）の間をウェブの動く方向に流れるように、空気クッションを形成するための手段が備えられている。転向ロール（８）の付近に少なくとも１つの非接触型の乾燥装置（９）がウェブの通路に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 紙塗被装置 本発明は、プリアンブル１に定義された特徴を含む紙塗被装置に関する。 上記のような装置は、ドイツ特許公報 DE 43 02 435 A1号により知られている 。しかし、本願発明のウェブ速度と同程度の高いウェブ速度をもつものは、この 装置では不可能である。特に、本願発明は、Voith publication 第2771頁により 知られるオンライン配列の紙塗被装置に関するものであり、請求項１のプリアン ブルで定義される特徴を含む。 これに関し、既知の塗被装置では、移動中の紙のウェブに液体塗被材料を塗被 するための手段が、製紙機械の乾燥装置に配置されている。原則として、この手 段は、２つのグループの乾燥手段の間に位置している。そのグループは、それぞ れ、通常の乾燥スクリーン（又は乾燥フェルト）カバーと通常に入手可能な駆動 装置の付いた数個の乾燥シリンダーを含む。本願発明の塗被装置と同様に既知の 塗被装置は、液体塗被材料の片側又は両側を非直接的に塗被するための一対のロ ール、又は、塗被材料を直接に塗被するための一個のロールをもつ。従来技術で は、塗被された紙のウェブの乾燥は、その後、乾燥シリンダーによる接触型の乾 燥によるか、非接触型の（例えば、赤外線）乾燥器と接触型の乾燥シリンダーと の組み合わせによるか、どちらかの方法によって行われる。 既知の配置の不都合点 上記のVoith publicationの図２に示された、いわゆる「速度同調器（Speedsi zer）」は、接触乾燥にのみ向いているので、色素のない（陶砂状(size-like)） 塗被材料を塗被するためだけに適している。 上記のVoith publicationの図３〜５では、他の非接触型の乾燥器（例えば、 赤外線乾燥器）が接触型の乾燥器の上流に備えられているため、色素を含有する 塗被材料で（同時に両ウェブ側を）塗被することが可能である。しかし、塗被装 置から初めの接触乾燥器まで、鋭い転向部分をもつウェブが非常に長距離を通る 。そのようなウェブ誘導装置は、ウェブの裂傷の危険があるので、現在要求され る非常に高速のウェブ速度には不適だった。 それゆえに、すべての既知の配置は、出すことのできる最高の稼働速度が厳格 に制限されているのが普通だった。これは、先に述べたVoith publicationの図 ５に関した場合も、要求される非接触型の固定式「空気旋回(Air turn)」ウェブ 転向装置(deflection device)の結果としてドイツ特許公報 DE 43 02 435 A1号 に記載された塗被装置の場合にも同様である。非接触型固定式「空気旋回」ウェ ブ転向装置は、衝撃性の空気の流れにより稼働することで知られていて、それは 、ウェブ（塗被手段の上で湿っている）に高い負荷をかけることになる。 本発明は、非常に高い稼働速度に適した方法で、特に、色素を含有した塗被材 料を、好ましくは、同時に両側を塗被するのに適した方法で、最初に述べられた 既知の紙塗被装置を改良する目的に基づいている。 本目的は、本発明にしたがって、主たる請求項の特徴部分の構成によって、解 決される。 本発明の有益な具体例が、従属項から理解される。 塗被手段に続いて、原則として直接的にウェブが巻き付く少なくと一つの回転 可能な転向ロールがあるが、その配置は、転向ロールの周囲で、ウェブが、共に 流れている空気クッションの上に浮いた状態となっていて、ウェブがロールの表 面と接触しないようになっている。 それゆえ、本発明では、ウェブと共に流れている空気が意図的に空気クッショ ンを作るのに使われている。一方、米国特許 4 369 584号に記載された紙を塗被 又は印刷するための装置では、空気がウェブと共に引き込まれるのを厳密に防い でいる。 本発明によれば、ウェブは、通常知られている接触型の乾燥によってその後す ぐに完全に乾燥する程度まで、少なくとも１つの非接触型の乾燥手段（例えば、 赤外線乾燥器）で同時に乾燥される。 周囲に非接触型乾燥手段の付いた本発明の転向ロールは、既知の固定式空気旋 回ウェブ誘導装置に対して、簡単に、「回転式空気旋回ウェブ誘導装置及び乾燥 システム(rotating Airturn web guiding and drying system)」と呼ぶことがで きる。 本発明によって、望まれる非常に高速のウェブ速度で、紙のウェブ（製紙機械 の中又は分離型塗被装置にある）の片側又は両側を、所望の（そして色素含有及 び／又は高濃度の）溶剤で塗被し、その後、これを即座に乾燥することができる 。 この成功は、主に、転向ロールの周囲でウェブと共に流れてくる空気クッショ ンの結果として（衝撃性の流れを避ける）、極めて穏やかで安定したウェブの誘 導を達成できるという事実に基づいている。これによって、非接触型（例えば、 赤外線）の乾燥器を転向ロールのすぐ周辺に配置することができる。これに関し て、比較的短く、かつ、まっすぐに塗被手段から先に述べた転向ロールまでのウ ェブの通過を好都合に行うことができ、それによって、破れる危険もなく、安定 なウェブの移動を行うことができる。同時に、転向ロールのなめらかでよく磨か れた表面は、赤外線乾燥器や他の乾燥器の反射板として働く。 本発明は、任意の塗被装置、即ち、塗被材料をウェブに直接塗被するための装 置と間接的に塗被する装置の両者で実現することができる。しかし、間接的に塗 被する装置は、安定かつ破断の少ない(low-tears)ウェブ誘導装置としても働く ために、より好適である（請求項１０）。言い換えれば、通過効率（「走行能力 (runability)」）は、さらに向上する。 図において本発明の例示的な実施例を略図的に説明する。 図１は、乾燥手段内で２つのグループの乾燥手段の間に配置された本発明の紙 塗被装置の付いた製紙機械の側面図を示す。 図２は、紙のウェブ誘導装置に変更を加えた図１の製紙機械の側面図を示す。 図３は、側面から見た空気ノズルの付いた本発明の２つの転向ロールを示す。 図４は、空気吹き出しロールとして設計されている本発明の転向ロールの断面 図を示す。 図１と図２において、紙のウェブ１は、最初に前乾燥装置(pre-drying unit) である２つの乾燥シリンダー２を通過する。これは、図では断面で示してある。 この紙のウェブ１は、ウェブ誘導ロール３上を通る循環式加圧ベルト(endless p ressing belt)によって、乾燥シリンダー上へと押し付けられる。 この後、紙のウェブ１は、製造する紙の表面を色やつやなどによって改良する ために、数個の紙誘導ロール３と、移動している紙のウェブ１（図３においてダ ッシュが付いている）に液体塗被材料５を塗被するための塗被装置４とを（図示 するように、図１では上から下へ、図２では下から上へ）通過する。 この塗被手段４は、適切な駆動装置を備えた加圧ロールである１対の加圧ロー ル６からなり、及び図１と２に示すように、所望の塗被材料５を非直接的に塗被 するための２つの送り装置(feeder)７をもつ。この場合、ノズル塗被装置によっ て１対の加圧ロール６にこの塗被材料５を塗被することもできる。しかし、塗被 材料５は、１対の加圧ロール６の両方のロール又は片方のロールの上流に配置さ れる供給ロール(dosing roll)によっても塗被することができる。 しかし、塗被は直接的に行うこともできる。この場合は、その周囲では支持ロ ールである片方の加圧ロール６がなければならない。この場合、塗被材料をウェ ブの片側に直接、ウェブのもう片方の側には間接的に塗被することができる。 少なくとも１つの転向ロール８は、塗被装置４の次にくる。図１に図示される 変形として、それぞれ自身の駆動装置の付いた３つの転向ロール８がある。一方 、 図２と図３に示される変形では、ただ２つの転向ロール８をもつ。 転向ロール８の外周速度は、ウェブの速度と同じか、それより速くなるよう調 節する。 転向ロール８の直径は、少なくとも１ｍである。１．２〜１．８ｍの直径が、 特に有益であると立証されており、達成すべき外周速度により変更する。 非接触型の乾燥装置９は、塗被手段４から初めの転向ロール８までの領域のま っすぐに移動している紙のウェブ１、及び、転向ロール８の回りを巻き付く紙の ウェブ１に、外側から照射する。 赤外線乾燥器は、乾燥装置として選択されてきた。しかし、ガス乾燥器又は電 気乾燥器を取り付けることもできる。 紙のウェブ１は、ウェブに引かれる空気の境界層のために紙のウェブ１と転向 ロール８の間に空気クッション１０が生じ、この範囲で空気クッションが塗被材 料５と共に紙のウェブ１を運ぶように、二つの転向ロール８の回りを少なくとも 1000ｍ／分のウェブ速度で動く。 特に、本発明の空気クッション１０の形成は、約1500〜2000ｍ／分のウェブ速 度で示されている。 上記に述べたものに加えて、転向ロール８と共に動いている空気クッション１ ０をつくることは、転向ロールの「かみあい(engagement)」がいわゆる「浮遊効 果(floating effect)」によって妨げられるというさらなる利点がある。 図３に示されるとおり、空気クッション１０の形成は、空気ノズル１１によっ て維持することができる。これは、ウェブ速度が上記の値より低いとき、つまり 、製紙機械がよりゆっくり作動したときに、特に役立つ。空気ノズル１１によっ て、簡単な方法で紙のウェブ１と転向ロール８の間の所望の範囲に空気を吹き付 けることができる。 空気クッション１０の形成のさらなる変形は、図４に示される。 この場合、空気ロール８は、空気吹き付けロールとして形成される。 それは、穴あきロール表面１２と巻付区域Ｕに向かって開いた開口１３をもつ 固定式吹き出し箱１４をもつ。 それは、図４にも示される。横断面として示される空気ロール８及び矢印で示 されるウェブが移動する場合は、吹き付け区域Ｂは、巻付区域Ｕの前方からはじ まって、巻付区域Ｕの終末部分より前で終わっている。これによって、漏れ出た 空気が使われずに流れ出るのを防いでいる。 空気クッションを作るための３つの変形（つまり、高いウェブ速度と、空気ノ ズルと、空気吹き付けロール）のすべてにおいて、紙のウェブ１は最大限保護さ れるために、回転するような空気の流れが作り出されるが、既知の「空気旋回」 装置のような、放射状のいわゆる衝撃性の流れはつくりだされない。この特性は 、特に、紙のウェブ１を色素を含有する塗被材料５で処理する場合に有益である 。これによって、同時に両側の塗被が可能になった。 「高速乾燥」と呼ぶこともできる非接触型の乾燥の後、紙のウェブ１は通常の 方法で、既知の接触型の乾燥器１５の付いた他の乾燥装置の中を通過する。紙の ウェブは、この場合、一つは高い位置、もう一つは低い位置の加圧ベルトによっ て、シリンダーで加圧される（ベルト誘導ロール３で誘導される）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動中の紙のウェブに液体塗被材料を塗被するための装置と、接触せずに ウェブを空気クッションによって誘導する少なくとも１つのウェブ転向装置の付 いた乾燥装置とを含む紙塗被装置において、 ａ）ウェブ転向装置は、ウェブの動く方向に回転する転向ロール（８）であり 、 ｂ）ウェブ（１）と転向ロール（８）の間でウェブの動く方向に流れるように 空気クッションを形成する手段が備えられており、 ｃ）少なくとも１つの非接触型の乾燥装置（９）が、ウェブの動く通路におい て転向ロール（８）の領域に配置されている ことを特徴とする紙塗被装置。 ２．空気クッションが少なくともウェブとほとんど同じ速度でウェブ（１）と 転向ロール（８）の間を流れるように、上記手段が空気クッションを形成するこ とを特徴とする請求項１に記載の紙塗被装置 ３．ウェブ（１）に沿って吹かれる空気境界層が上記空気クッション（１０） を作るように、上記手段がウェブ速度を少なくとも1000ｍ／分、好ましくは1500 〜2000ｍ／分に調節すること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紙塗被装 置。 ４．転向ロール（８）の外周速度が、ウェブ速度と同じかウェブ速度よりも大 きい値に調節されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紙塗被 装置。 ５．転向ロール（８）の直径が少なくとも１ｍ、好ましくは１．２〜１．８ｍ であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の紙塗被装置 。 ６．上記手段は、転向ロール（８）のウェブ送り側では空気ノズルからなり、 空気ノズルは、ウェブ（１）と転向ロール（８）の間をウェブと共に流れている 空気クッション（１０）を作ることを特徴とする請求項１に記載の紙塗被装置。 ７．転向ロール（８）が穴あきロール表面（１２）をもち、好ましくは、固定 式吹き出し箱（１４）が巻付区域（Ｕ）に向かって開口し、吹き付け区域（Ｂ） を形成するように、上記手段が空気吹き付けロールとして転向ロール（８）を形 成していることを特徴とする請求項１に記載の紙塗被装置。 ８．ウェブの動きの方向に関して転向ロール（８）の断面で見て、吹き付け区 域（Ｂ）は巻付区域Ｕの開始部より前からはじまり、巻付区域の終端部より前で 終わることを特徴とする請求項６に記載の紙塗被装置。 ９．ウェブの移動する通路が塗被装置（４）から転向ロール（８）へまっすぐ のびることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載の紙塗被装置。 １０．塗被装置（４）から転向ロール（８）までのウェブの移動する通路に沿 って、少なくとも１つのさらに他の非接触型の乾燥装置（９）が備えられている 請求項１〜８のいずれか一に記載の紙塗被装置。 １１．塗被装置は、一対の加圧ロール（６）、及び、間接的に塗被材料（５） をウェブ（１）に塗被する一（又は二）の塗被材料送り装置（７）をもつことを 特徴とする請求項１〜９のいずれか一に記載の紙塗被装置。