JP2001507090A - 走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する方法及び装置 - Google Patents

走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、抄紙機の湿し部(33)の2重漉網区域で特に紙又は厚紙より成る走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する方法及び装置に関する。本発明による方法は、プレス部(34)の第1のプレス部材(13)の後ろで、少なくとも1つの塗布装置(14,15,16,17,25,28,31,32,36,48,52,53)によって、別の液状又はペースト状の塗布媒体を材料ウエブ(38)上に塗布することを特徴としている。本発明による装置は、2重漉網区域内に、少なくとも片側で、漉網(3,4,39,40)の、材料ウエブとは反対側に塗布装置(S、10,44,46)が配置されており、プレス部(34)のプレス部材(13)の後ろに、少なくとも1つの別の塗布装置(14,15,16,17,25,28,31,32,48,52,53)が設けられており、この別の塗布装置が材料ウエブに直接向き合って配置されている、ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】 走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する方法及び装置 本発明は、請求項1の上位概念に記載した、走行する材料ウエブ(特に紙又は 厚紙)に液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する方法及び、この方法を実施す るために適した装置を備えた抄紙機に関する。 従来技術によれば例えばUS−Schrift 5152872が公知である。この公 知の刊行物によれば、漉網・湿し部内に設けられたローラ塗布装置によって繊維 ウエブの片面側に塗布が直接行われる。塗布領域では、漉網が、塗布工程を補助 するローラに巻掛けられている。漉網の、ローラとは反対側には、繊維ウエブが 載っている。ローラ塗布装置は、塗布工程を補助するローラの巻掛け領域内で繊 維ウエブに接触する。ローラ塗布装置は、3つのローラから成る装置である。し かも、本来の塗布ローラと既に濡れている材料ウエブとの間のギャップ内には、 ウエブ表面から塗布ローラ表面が離れる過程において、ウエブ表面の毛羽立ち(A ufrauhen)若しくは剥離(Rupfen)が生じる。この従来技術においては、湿し部の 2重漉網区域内で媒体を塗布することも不可能である。 同様に塗布装置が、前述のように、US-Schrift 4 793899に開示されている。この公知の刊行物では、塗布は湿し部で行われ るのではなく、抄紙機若しくは厚紙抄造機のプレス部内で行われる。しかも、塗 布媒体は機械幅の流れによって塗布装置から、組み合わされた塗布ローラ及びプ レスローラに塗布される。このローラが塗布媒体を材料ウエブに伝達する。この 構造においても、材料ウエブの剥離作用を生ぜしめ、同様に抄紙機の2重漉網区 域内での塗布を可能としない。 さらにまた、従来技術によればUS-Schrift 5622599が公知である。 この公知の刊行物では、噴射ノズルによって、抄紙機の漉網部内でのまだ湿って いる繊維ウエブ上に片面側の塗布が上方から直接行われる。噴射塗布は、漉網が 真っ直ぐに延びる領域、つまり一部が漉網走行方向に対して直交する方向で漉網 の波状が形成される領域内で行われる。これによって、材料ウエブ表面上に(漉 網走行方向に対して直交する方向で見て)噴射塗布が不規則に行われる。このよ うな構造も、2重漉網区域内での塗布は含んでいない。しかも、洗浄塗布装置及 び湿った材料ウエブに接触する、後置接続されたローラは、前記剥離作用の欠点 を生ぜしめる。 まだ公開されていないドイツ連邦共和国特許出願第19747091号明細書 及び同第29723289号明細書には、塗布媒体が、ローラによって支持され る領域内で、まだ湿っている材料ウエブに塗布される。この際に、材料ウエブは 、2つの漉網間にもまた一方の漉網上だけにも位置することができる。材料ウエ ブ表面が漉網によって覆われると、塗布装置は例えば漉網によって塗布媒体を材 料ウエブ表面に供給する。別の塗布可能性としては、材料ウエブに間接的に塗布 する方法がある。この方法では、媒体の塗布装置を用いてまず、媒体が漉網を支 持するローラ表面上に塗布される。次いで、ローラを回転させることによって、 塗布媒体が、支持している漉網を通過して材料ウエブ表面上に供給される。この 塗布方法は、例えば、ローラとは反対側の、材料ウエブの表面が漉網によって覆 われていない時に、用いられる。塗布媒体は例えば塗被塗料、顔料スラリー(Pig mentslurries)、澱粉(Staerke)又はその他の材料であってよい。上記出願の公開 内容は、本出願明細書にすべて含まれている。 ヒートセット(Heatset)式及びコールドセット(Coldset)式オフセット印刷 のために特別に、非常に高い紙表面強度が要求される。従来技術においては、塗 料インキの顔料粒子が材料ウエブの表面にしっかりと固着してしまう。それによ って印刷時に、材料ウエブ表面の剥離作用が生じることになる。何故ならば、繊 維及び顔料粒子はしばしば、材料ウエブによるよりも印刷インキによってより強 く保持されるからである。この場合、部分的に材料ウエブに埃が溜まったり、若 し くは材料ウエブの表面塗装が剥がれたり(つまり層分離)することになる。その 結果、画像が非均一になる。 そこで本発明の課題は、材料ウエブ上に塗布媒体をしっかりと固着させて、そ れによって材料ウエブの印刷可能性を改善し、技術的なコストが従来の解決策に 対してできるだけ低減されるような、方法及び装置を提供することである。 この課題は、独立請求項に記載した特徴によって解決された。 抄紙機若しくは厚紙抄造機の湿し部の2重区域内で、例えば塗被塗料を適当な 結合剤(又はカオリン「Kaolin」,クレー「Clyas」,粉末滑石「Talkum」,ベント ナイト「Bentonit」、ゼオライト「Zeolith」,CaCO3、TiO2その他の例え ば無機質の充填剤)と共に施すことによって、材料ウエブとの良好な固着が得ら れるということが判明した。これは、湿し部内で繊維がまず、その最終状態に関 連して、乾燥後にまだ比較的ゆるく位置していることによって明らかである。脱 水圧力によって、脱水条片又は湾曲した漉網軌道上での漉網経路が原因となって 、濃縮された水が繊維懸濁液から押し出される。この段階で塗布装置による圧力 を受けて塗布媒体が、漉網を通過して繊維塊に押し込まれると、媒体は材料ウエ ブ表面の繊維と固着する。材料ウエブの内部にまだ水が残っているので、媒体 は材料ウエブ中央まで侵入するのではなく、主に外側の層に残る。その結果、媒 体は、ウエブのz字方向で(つまりウエブ横方向に亘って)急激に分配され、こ れによって印刷可能性は著しく改善される。 2重漉網区域内の塗布装置としてはアプリケータが使用される。このアプリケ ータは、漉網走行方向に対して横方向に配置された、同様にこの方向に延びるス リットノズルを備えた分配管である。媒体は、0.05乃至5バール(bar)、 有利には0.1乃至2バールの圧力によって、スリットノズルから押し出される 。このアプリケータは、漉網表面によって支持された部材(例えば脱水条片又は ローラ)の近く又はすぐ近くに配置されているので、漉網走行方向に対して横方 向に延びる、漉網のウエーブ性は減少される。このような形式の滑らかな漉網表 面によって、アプリケータを漉網表面の非常に近くに配置させることが可能であ る。漉網表面上に直接載せることさえも可能である。このような、アプリケータ と漉網表面との間の一様な間隔によって、塗布する際に、機械幅方向に亘って均 質なハイドロダイナミックな関係が得られる。このような形式で、漉網走行方向 に対して横方向で塗布の高い均一性が得られる。塗布重量(塗布媒体の乾燥質量 )は、使用状況に応じて各側で1乃至10g/m2である。 上記塗布は、表面硬化作用を有する助剤を最初に投 入することによって補助される。この助剤は、例えば澱粉、表面サイジング剤(O berflaechenleimungsmittel)、ラテックス(Latex)及びポリビニルアルコール (Polyvinylalkohle)である。これらの助剤は、本来の塗布媒体と一緒に施され るか、又は別個に施される。フローボックスの手前で繊維材料を前調量すること も可能である。 本発明の根本思想は、助剤の残りの投入を、材料ウエブが既に高い乾燥含有量 を有している、抄紙機の領域内で行うという点にある。これによって、材料ウエ ブ内に助剤が強く残留する。何故ならば、高い乾燥含有量によって、材料ウエブ からわずかな量の水が流れ出すだけだからである。この塗布箇所は、有利にはプ レス部の第1のプレスの後ろに位置している。湿し部の2重漉網区域内で塗布媒 体を最初に固定させて、次いで少なくとも1種類の助剤をさらに塗布することに よって、良好な表面硬さが得られ、ひいては良好な印刷画像均一性が得られる。 さらに、抄紙機の水循環回路の負荷が減少される。何故ならば助剤が材料ウエブ 内に強く残存しているからである。 このように分割して塗布することと組み合わせて、付加的なサイジングプレス (Leimpresse)又は塗被装置を省くことができる。 助剤のための塗布装置としては、前述のアプリケータ又は噴射ノズルが考えら れる。 本発明の別の考え方は、湿し部の2重漉網区域に繊維材料を塗布することであ る。これによっても、材料ウエブの表面固定が得られる。繊維材料は、脱水中に 、もっぱら材料ウエブの表面から不都合に洗い流される。繊維材料は、戻し案内 することによって、繊維材料が失われた材料ウエブの層に再び供給される。この 場合、漉網間に存在する繊維マットはフィルタとして働く。この繊維材料は、例 えば返還水の分留(Fraktionierung)によって再び回収される。 本発明の別の構成は、第1の方法の請求項に対する従属請求項、若しくは第1 の装置の請求項に対する従属請求項、並びに以下の図面に関する説明に記載され ている。 前記及び以下に説明する本発明の特徴は、それぞれ記載された組合せだけでは なく、その他の組合せ又は単独でも、本発明の枠内で使用することができる。 本発明の別の特徴及び利点は、図示の実施例を用いて以下に記載されている。 以下に本発明を図面を用いて詳しく説明する。 第1図は、1例としての塗布装置を備えた抄紙機又は厚紙抄造機の部分図、 第2図は湿し部の2重漉網区域をの部分図、 第2a図は、湿し部の2重漉網区域の部分図(別の実施例)、 第3図は一列式の乾燥部群の部分図、 第4図は2列式の乾燥部群の部分図である。 第1図では、繊維材料懸濁液が漉網3と4との間にもたらされている(機械基 礎=6)。変向装置(例えば成形ローラ)Fの曲率半径に沿って漉網が楔状に互 いに入り込み合っていて、懸濁液が相次いで漉網間に入れられるようになってい る。ここで懸濁液は第1の脱水が行われ、繊維マット38(材料ウエブ)が形成 される。変向装置Fから2重漉網区域が始まる。この2重漉網区域の終端部はロ ーラS例えば漉網吸込みローラに位置している。2重漉網区域では、さらに別の 脱水部材7,8及び9が配置されている。従って例えば脱水部材7は、定置の脱 水条片を備えた脱水ボックスであってよい。脱水ボックス7には、一般的にフレ キシブルで押しつけ可能な脱水条片9が向き合って配置されている。脱水部材8 は例えばいわゆる漉網吸込みボックスであってよい。2重漉網区域の領域は湾曲 した延び形状を有している。 漉網3及び4上に載せられたアプリケータ5及び10(場合によっては漉網表 面に対して小さい間隔を保っている)によって、既に部分的に脱水された材料ウ エブ38の繊維複合体内に、漉網を通って塗布媒体が入れられる。この塗布媒体 は、塗被塗料であるか、澱粉及び表面を安定させる媒体又は微細繊維材料懸濁液 を含んでいる。 アプリケータ5及び10をできるだけ正確に使用す ることを保証するために、これらのアプリケータ5及び10は有利な形式で、漉 網3及び4に接触しこれらの漉網を支えている部材S,7,8及び9の近くに配 置されている。漉網を支持することによって、漉網走行方向に対して横方向に延 びる、漉網の表面の波形又はうねりは十分に避けられる。 アプリケータ5及び10の構造形式は従来技術により公知である。これらのア プリケータは、塗布方向でスリット状の開口を有している。 湿し部33における塗布媒体の第1の塗布後に、材料ウエブ38は漉網4を介 してプレス部34に供給される。エンドレスなベルト12は材料ウエブ38をプ レス部34に搬送する。別の(ここでは図示していない)搬送装置(例えばブロ ー装置)は、材料ウエブ38を、実線又は破線で示された経路で第1のプレス1 3を通って案内する。材料ウエブ38は、ウエブ表面を安定化させる媒体をさら に塗布させることを可能にする乾燥含有量を有している。 この時点から、プレス部34の塗布装置14,16,17、及び乾燥部におけ る後の塗布装置もウエブ表面に直接向けることができるようになっていれば、特 に有利である。何故ならば、材料ウエブ38は、既に場合によっては十分な引っ 張り強度を有していて、常にフェルトによって保護する必要がなく、ひいてはフ ェルト又は後で乾燥漉網によって覆われないからであ る。この時点から、塗布装置は、前記アプリケータと並んで、漉網走行方向に対 して横方向に列状に配置された噴射ノズルであってもよい。プレス部に配置され た別の塗布装置は、プレス15のプレスギャップである。ここでは、塗布装置に よって第2の塗布媒体がプレスローラ表面に塗布される。プレスローラの回転に よって、媒体が材料ウエブ表面に引き渡される。 プレス部34の後ろで材料ウエブ38は、同様に図示していない搬送装置を介 してペーパーガイドローラ37を巡ってさらに乾燥部35に搬送される。この際 に、乾燥シリンダ18,19,20、乾燥漉網27及び乾燥漉網吸込みローラ2 6は、上側がフェルト化された1列の乾燥部群を構成している。材料ウエブ38 が開放して乾燥シリンダ18上に載っている(つまり材料ウエブ38が乾燥漉網 27によって覆われていない)領域では、塗布装置36の周囲に適当な箇所を配 置しなければならない。何故ならばここでは材料ウエブが乾燥シリンダ18によ って保護されているからである。1列式の乾燥部群においては、材料ウエブ38 の、乾燥シリンダとは反対側にそれぞれ1回だけ直接塗布する機会がある。これ は、一般的には始端部又は終端部で可能である。乾燥漉網ローラ26に巻き掛け る際に、材料ウエブ38は乾燥漉網27上の外側に位置していて、ローラ体によ って保護されている。この位置は同様に、表面を硬化させる媒体をウエブ表面に 塗布するための別の塗布装置25を取り付けるために適している。 乾燥シリンダ21,22,23,24及び乾燥漉網29,30は、部分的に示 された2列式の乾燥部群を示している。ここでは、塗布装置28,31,32は 、2つの材料ウエブ表面が常に交互に塗布媒体によって処理されるように、上側 の乾燥シリンダと下側の乾燥シリンダとの間に配置することができる。この場合 、塗布装置は、材料ウエブがまだ乾燥シリンダ上に載っていてそれによって保護 されている、乾燥部群の始端部領域若しくは終端部領域にも、また、材料ウエブ が2つの乾燥シリンダ間の移行部に存在する領域つまり自由に延びている領域に も挿入することができる。 第2図には、湿し部の、第1図とは異なる2重漉網区域が示されている。材料 ウエブ38は、上側漉網39と下側漉網40との間に位置している。矢印41は 走行方向を示している。材料ウエブは、1例として示された脱水部材42及び4 3によって交互に脱水される。第1のローラ(例えば成形ローラFW)の外周部 には、第1のアプリケータ44のスリット状のノズル45が位置している。湿し 部で両面を塗布する場合には、第2のローラここでは漉網ローラSSWによって 保護されている別の2重漉網領域に、別のアプリケータ46が配置されている。 湿し部の2重漉網区域の別の実施例は第2a図に示 されている。第2a図では、2重漉網が上側漉網39と下側漉網40とから成っ ており、この下側漉網40はその間で巻紙若しくはウエブ38を支持している。 ウエブ38は、上側漉網及び下側漉網を分かりやすくするために図示されていな い第2図のものとは異なり、塗って示されている。2つの漉網は、右側から送ら れてきて、第1の漉網ローラSSW1に案内され、この漉網ローラSSW1の下 側に塗布装置44が配置されていて、この塗布装置44は、ウエブ38の下側に 媒体を塗布する。次いで2重漉網は、第2の漉網吸込みローラSSW2に案内さ れ、この第2の漉網吸込みローラSSW2に下側漉網が巻き掛けられる。上側漉 網39の側には第2の塗布装置46が配置されており、この第2の塗布装置46 は、第2の媒体を材料ウエブ38の上側に塗布する。第2の漉網吸込みローラS SW2に続いて、2重漉網は、後続の変向ローラに接近し、こ変向ローラは、上 側漉網39を材料ウエブから引き離して持ち上げ、次いで形成されたウエブ38 が下側漉網40上に載ってさらに案内される。 第3図には、第1図に示した1列式の乾燥部群の一部の拡大図が示されている 。材料ウエブ38は、ペーパーガイドローラ37に巻き掛けられた後で、乾燥シ リンダ18に向かって移動する。乾燥漉網ガイドローラ49は、ウエブ幅がシリ ンダ表面上に自由に載るような高さに配置されている。これによって、塗布装置 36をウエブ表面に配属するために十分なスペースが得られる。塗布装置36が 原因となって乾燥シリンダ18の表面に付着する可能性がある汚れを取り除くた めに、乾燥シリンダ18には洗浄ドクタ47が配属されている。塗布装置25及 び場合によっては別の塗布装置48は、シリンダ表面に向けられた、材料ウエブ 38の表面を負荷する。第3図の左縁部には、下側の乾燥漉網30と、これに所 属する、2列式の乾燥部群の乾燥漉網ガイドローラ50とが図示されている。 第4図には、第1図に示した2列式の乾燥部群の一部の拡大図が示されている 。材料ウエブ38は、1列式の乾燥部群から送られてきて、まず乾燥シリンダ2 1に巻き掛けられる。乾燥漉網ガイドローラ51は、材料ウエブ38の一部が開 放して乾燥シリンダのシリンダ面上に載るような高い位置に配置されている。第 2の媒体を塗布する塗布装置28は、乾燥シリンダ22によって保護された、材 料ウエブ38の開放領域に配属されている。上側のシリンダ列と下側のシリンダ 列との間で材料ウエブ38が自由に延びている位置に、別の塗布装置31,32 ,52及び53が配置されている。この際に、塗布装置31及び32には、異な る材料ウエブ表面が配属されている。選択的に、塗布装置52及び53も使用す ることができる。この実施例では、材料ウエブ38の付加的な引っ張り負荷を避 けるために、塗布装置31に向き合って塗布装置53 が配属されている。 塗布装置の前記配置構成は、材料ウエブの片面だけの塗布にも、両面の塗布に も考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 19823724.3 (32)優先日 平成10年5月27日(1998.5.27) (33)優先権主張国 ドイツ(DE) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),BR,CA,J P,US (72)発明者 フォルカー シュミット−ローア ドイツ連邦共和国 ハイデンハイム アル テンハイムシュトラーセ 3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 特に紙又は厚紙より成る走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布 媒体を塗布する方法であって、以下のステップで、つまり、 (a)抄紙機の湿し部(33)の2重漉網区域で材料ウエブ(38)を形成し、 (b)前記2重漉網区域内で材料ウエブ(38)の少なくとも片面側に、塗布装 置(5,10)によって液状又はペースト状の塗布媒体を塗布する、 方法において、 (c)プレス部(34)の第l1プレス部材(13)の後ろで、少なくとも1つ の塗布装置(14,15,16,17,25,28,31,32,36,48, 52,53)によって、別の液状又はペースト状の塗布媒体を材料ウエブ(38 )上に塗布することを特徴とする、走行する材料ウエブに液状又はペースト状の 塗布媒体を塗布する方法。 2. プレス部(34)の端部で別の塗布を行う、請求項1記載の方法。 3. 乾燥部(35)内で別の塗布を行う、請求項1又は2記載の方法。 4. 第1の塗布媒体に顔料懸濁液を含有させる、請求項1から3までのいずれ か1項記載の方法。 5. 第1の塗布媒体に、表面硬化作用を有する助剤 を含有させる、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 6. 第2の塗布媒体に、表面硬化作用を有する助剤を含有させる、請求項1か ら5までのいずれか1項記載の方法。 7. 表面硬化作用を有する助剤として、ラテックス又はポリビニルアルコール 又は澱粉を使用する、請求項6記載の方法。 8. 2重漉網区域内の塗布区域を、漉網ガイド部材(S,F,7,8,9,F W,SSW)によって保護する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法 。 9. 塗布区域を少なくとも1つのローラ(F,S,FW,SSW)によって保 護する、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 10.塗布区域を少なくとも1つの回転しない部材(7,8,9)によって保護 する、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 11.請求項1の上位概念又は請求項1から10までのいずれか1項記載の、走 行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布するための方法であっ て、塗布媒体に、漉水より成る成分を含有させることを特徴とする、走行する材 料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒体を塗布するための方法。 12.塗布媒体として微細繊維材料懸濁液を使用する 、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。 13.塗布媒体を、分留によって漉水流から得る、請求項1から12までのいず れか1項記載の方法。 14.特に紙又は厚紙より成る走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布 媒体を塗布するための装置を備えた抄紙機であって、 (a)抄紙機の湿し部(33)が2重漉網区域を有しており、 (b)該2重漉網区域内に、少なくとも片側で、漉網(3,4,39,40)の 、材料ウエブとは反対側に塗布装置(S、10,44,46)が配置されており 、 (c)プレス部(34)のプレス部材(13)の後ろに、少なくとも1つの別の 塗布装置(14,15,16,17,25,28,31,32,48,52,5 3)が設けられており、この別の塗布装置が材料ウエブに直接向き合って配置さ れていることを特徴とする、走行する材料ウエブに液状又はペースト状の塗布媒 体を塗布するための装置。 15.2重漉網区域内に少なくとも1つの別の塗布装置(5,10)が設けられ ている、請求項14記載の抄紙機。 16.少なくとも1つの別の塗布装置(14,15,16,17)がプレス部( 34)内に配置されている、請求項14又は15記載の抄紙機。 17.少なくとも1つの別の塗布装置(25,28,31,32,236,48 ,52,53)が乾燥部(35)内に配置されている、請求項14から16まで のいずれか1項記載の抄紙機。 18.湿し部(33)内の塗布装置(5,10)がアプリケータである、請求項 14から17までのいずれか1項記載の抄紙機。 19.プレス部(34)若しくは乾燥部(35)内の塗布装置(14,16,1 7,25,28,31,32,36,48,52,53)がアプリケータ、噴射 ノズル又はプレスローラ(15)である、請求項14から18までのいずれか1 項記載の抄紙機。 20.塗布装置(5,10,14,16,17,36,25,28,31,32 ,44,46,48,52,53)内の圧力が0.05バールから5バールの間 、有利には0.1バールから2バールの間である、請求項14から19までのい ずれか1項記載の抄紙機。 21.材料ウエブ38の固形含有量が、2重漉網区域の端部において4%乃至5 0%、有利には8%乃至17%である、請求項14から20までのいずれか1項 記載の抄紙機。 22.第1の塗布媒体の塗布重量が材料ウエブ表面単位毎に、1乃至10g/m2 乾燥重量である、請求項14から21までのいずれか1項記載の抄紙機。 23.第1の塗布媒体が、塗被塗料又は、カオリン、 クレー、タルカム若しくは粉末滑石、ゼオライト、CaCO3(挽かれたCaC O3又は任意のCaCO3=PCC)又はベントナイト又はTiO2等の無機質の 充填材料より成っている、請求項14から22までのいずれか1項記載の抄紙機 。 24.第2の塗布媒体が、澱粉、表面サイジング媒体、ラテックス又はポリビニ ルアルコール又は光学的な漂白剤より成っている、請求項14から23までのい ずれか1項記載の抄紙機。
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