JP2002519540A - 巻き取り紙のコーティング表面を改良する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、生の巻き取り紙（８、２３）に塗布されたコーティング材料のコーティング表面の改良のための方法及び装置に関する。このために水性陰イオンコーティング材料と陰イオン紙が、帯電装置によって電荷を備え、その結果拡散コーティング材料が反対の電荷をつけられた紙（８、２３）上に着けられる。その際帯電装置はコロナ発電機（１３、１７）又は直流電源（９）から成り、帯電装置は電極（５、５ａ、７、７ａ）を介して紙（８、２３）及びコーティング材料と接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

製紙では、巻き取り紙は、コーティング塗料とも称される水性コーティング材
料をコーティングされる。コーティング塗料は、相異なる無機ピグメントの混合
物から成りかつ有機バインダの混合物と結合される。このようなコーティング材
料をいわゆるフィルムプレスで巻き取り紙上に移すことが公知である。そのため
にコーティング塗料は片側又は両側でそれぞれゴムロール上に塗布されかつそれ
からこのロール若しくはこれらのロールから巻き取り紙上に移される。コーティ
ング材料と接触する巻き取り紙の走行の際にコーティング材料フィルムに亀裂が
生じる。多かれ少なかれそれ自体粘性のあるコーティング材料のこのような分離
の際に、いわゆる流線若しくはオレンジ皮効果に至る周知の流体力学的問題が発
生する。

【０００２】

【従来の技術】

そのようなフィルムプレスは、８００〜２０００ｍ／ｍｉｎの速度で作動する
ので、接触する巻き取り紙上へ湿ったロールからコーティング材料を引き離す際
に、小さいコーティング材料粒子が自由なミストとして空間に飛ぶ。人はこのミ
ストの影響を多かれ少なかれ受けかつ実際にそれに支配され、その際黒いカート
ン紙が乾燥のために走行する巻き取り紙の近くに、従ってニップ出口に保持され
る。従ってコーティング材料とロールとの間の付着力、並びにコーティング材料
の内部の凝集力を、ニップ出口でのミスト及びいわゆるオレンジ皮模様が改良さ
れるように変えることが研究された。勿論これらの努力は実際に満足の行く結果
に到らなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

従って、本発明は製造された巻き取り紙のコーティング表面を改良しかつ発生
するスプレーミストを最小にすることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この課題は、請求項１及び請求項５に記載されかた発明によって解決される。
他の構成及び有利な実施例は従属請求項に記載されている。

【０００５】 本発明は、この方法で水性コーティング材料によって閉鎖されたコーティング
表面従って紙の改良された印刷性が達成可能であるという利点を有する。更に本
発明による方法で以前は厚いコーティングによってのみ可能であった印刷性が達
成され、その結果こうして平面状にコーティングされた僅かな材料を有する印刷
物の製造可能である。フィルムプレス上に移されたこれらの水性コーティング材
料は薄いコーティングを可能にするので、それによって製造される印刷物は、有
利な方法で環境にやさしい解決をもたらす。

【０００６】 更にスプレーミストの回避によって僅かなコーティング材料及び僅かな洗浄中
断しか、フィルムプレスのようなコーティング装置で必要とされず、それによっ
てそのようにコーティングされた紙のコストも低下する。

【０００７】 次に本発明を図示の実施例に基づいてに詳しく説明する。

【０００８】

【実施例】

図１はフィルムプレスの図式図を示し、フィルムプレスを巻き取り紙８が通さ
れかつ片面に水性コーティング材料を着けられ、その際対抗ロール１は、帯電装
置によってプラスにイオン化されかつそれによって陰イオンコーティング材料が
吸着される。

【０００９】 フィルムプレスは、２つのフィルムプレスロールから成り、その際下部のフィ
ルムプレスロールは着けロール３を、上部フィルムプレスロールは対抗ロール１
を表し、両ロールはゴムライニングを備える。ロール１、３は、反対方向に駆動
されかつその当接面の間で巻き取り紙８を予め設定された方向に搬送する。フィ
ルムプレスの着けロール３は、コーティング装置４を備え、コーティング装置に
よってコーティング材料は、例えば公知のドクタによって均等に着けロール３の
表面にコーティングされかつ回転方向においてロール３上にフィルムとして連行
され、かつ通過する巻き取り紙８の下面に塗布される。両ロール１、３は、予め
設定された圧力で互いに走行するので、水性コーティング材料が部分的に脱水さ
れ、その結果コーティング材料の特定された層が巻き取り紙の下面２に塗布され
る。

【００１０】 コーティング材料を最適に分配して塗布すべきコーティング装置４は、電極（
陰極）５を有しかつ電気力学的システムと見做されることができる拡散コーティ
ング材料と電気的に接触する。その際電源９のマイナス極は、この電極５と接続
している。対抗ロール１には、第２電極（陽極）として作用しかつ直流電源９の
陽極と接続している連行される金属ロール７が配設されている。上部フィルムプ
レスロール１のゴム層は、導電性ゴム混合物から成り、その結果紙８は、プラス
の電荷を帯電される。その際電極５、７及び電源９、並びに導電性ロールライニ
ングは、帯電装置を表す。合理的な方法で帯電のために、略１５０〜２０００Ｖ
の電圧を供給する直流電源９が選択される。他の実施例では、１００００Ｖまで
の高い電圧も使用されることができる。

【００１１】 図２は、巻き取り紙の両面のコーティングのためのフィルムプレスを図式的に
示す。この際、両面のコーティングを可能にするために、相異なる追加装置を備
える図１によるようなフィルムプレスが対象とされる。従って同一部分は図１と
同様な符号を備えている。

【００１２】 図２は、２つのフィルムプレスロール１、３を示し、両フィルムプレスロール
は、着けロールとして形成されておりかつその接触面によって巻き取り紙８は連
続的に通される。これらの両着けロール１、３によって、巻き取り紙８は両面を
コーティング材料で湿される。このために各着けロール１、３にコーティング装
置４、４ａが設けられ、コーティング装置によって公知の図示しないドクタ装置
が着けロール３、１の表面上にコーティング材料が均一に塗布される。それによ
ってコーティング材料から成るフィルム６、６ａは、通過する巻き取り紙８の両
面２、２ａ上に部分的に移される。

【００１３】 巻き取り紙８の両面２、２ａへのコーティング材料の良好な塗布のために、両
コーティング装置４、４ａは、直流電源９と接続している。その際コーティング
装置４、４ａは、電極（陰極）を示し、電極は、電気力学的システムと見做され
ることができる拡散コーティング材料と電気的に接触する。

【００１４】 更に２つの案内ロール７、７ａが設けられ、その接触面を通って巻き取り紙８
が走行しかつ着けロール１、３に供給される。これらの案内ロールは、導電性材
料から成るか又は導電性表面材料を被覆される。その際少なくともこの伝導性ロ
ール表面は、直流電源９と接続しかつ反対の電極（陽極）を示す。この方法で走
行する紙８は、プラス電荷を帯電される。

【００１５】 図３によれば、フィルムプレスが図式的に表され、フィルムプレスによって巻
き取り紙２３上の両面塗布が達成される。その際帯電装置として２つのスプレー
電極（コロナ発電機）１３、１７が設けられ、スプレー電極はコーティング材料
に対する巻き取り紙２３の反対の帯電を作用する。巻き取り紙２３は、転向ロー
ラ１６のまわりを第１伝導ロール１５に搬送される。この伝導ロール１５は、圧
縮ばね１４と結合し、圧縮ばねは巻き取り紙２３を右側のコロナ発電機１７の傍
らを通過させる。その後右の紙表面が電荷を備える。紙は、それによってコーテ
ィング材料を反対にイオン化され、その際巻き取り紙２３の上部原子層が酸化さ
れる。このコロナ酸化は、親水性従って迅速な水吸収に繋がる。充分な電圧高さ
では、セルロースの繊維壁にもコーティング特性を改良する追加的な反応群が形
成される。

【００１６】 右側のコロナ発電機１７の上方には、圧縮ばね１９を備えた伝導ロール１８を
備えた左側のコロナ発電機１３が設けられ、コロナ発電機１３は左の巻き取り紙
表面の酸化を作用する。

【００１７】 続いて巻き取り紙２３は２つの対向して駆動されるフィルムプレスロール２０
、１２を通過する。これらのフィルムプレスロール２０、１２の傍らに水平に、
それぞれ１つの他の配量ロール１１、２１が配設されており、配量ロールは各フ
ィルムプレスロール１２、２０に対して反対方向に駆動される。配量ロール１１
、２１は、構造的な表面を備え、構造的な表面は、コーティング材料によるフィ
ルムプレスロール１２、２０の均一な湿しに役立つ。各フィルムプレスロール１
２、２０及びこれに属する配量ロール１１、２１の上部ニップ１０、２２には、
コーティング材料が着けられかつフィルムプレスロール１１、２１の表面を介し
て通過する巻き取り紙２３の両紙面上に塗布される。その際コーティング材料の
塗布は、図１に記載された方法に相応して行われる。

【００１８】 巻き取り紙８、２３上にコーティング材料を塗布するための上記の装置による
方法は、次の原理による。

【００１９】 水性コーティング材料は、電気動力的システムを示し、その際各ピグメントは
、この水性システムにおけるゼ−タ（Ｚｅｔａ）ポテンシャルを有する。その際
コーティング材料は分散する、そのわけはこれらのピグメントは電気力学的反発
力を有するからである。

【００２０】 従って本発明は、均一なコーティングを達成するために、電気力学的反発力が
克服されなければならないという認識を基礎としている。従って本発明による方
法は、帯電装置であり、帯電装置によってイオン化性が、紙８、２３とコーティ
ング材料のピグメント、従ってコーティング材料自体との間の電気力学的反発力
がなくなるように影響される。その際コーティング材料は陽イオンに、紙は陰イ
オンに帯電され又は反転されることができる。相応して紙８、２３とコーティン
グ材料との間の反対の帯電差のみが相応し、その結果コーティング材料と紙８、
２３との間の電気力学的吸引力に繋がる。陰イオンの紙に陽イオンのコーティン
グ材料を使用することも考えられる、そのわけはここでも電気力学的力は、塗布
方法が好適に影響されるからである。このことは、当時普通ではなかった、その
わけはこれに関連する問題は、従来解決されることができなかったからである。
しかしこの場合、陽極のコーティング材料の使用の場合でも、相異なる方法が帯
電差を高めるために使用されかつそれぞれ塗布の改良が行われる。

【００２１】 本発明による方法では、全く驚くべき効果が示され、即ちそのようなコーティ
ング材料及び紙８、２３のそのような反対の帯電の場合、オレンジ皮効果なしに
均一な塗布が行われ、かつスプレーミストもフィルムプレスロール３のニップ出
口で減少される。そのわけはフィルムプレスロール上に予め配量されたコーティ
ング塗料の一部が片面に、大抵両面に塗布される巻き取り紙の出口に、コーティ
ング材料中の避けることのできない亀裂が生じるからである。その際水の一部が
既に巻き取り紙中に引き込まれ、濃度が、又は逆に固体含有量が既に増加するが
、コーティング材料の可動性は、保持されなければならない。この亀裂領域にお
いては、凝集が、紙表面にも付与すべき塗布ロール１、３にも、決定的な役割を
果たす。従って実際に、この亀裂でそれぞれ引き離されて反対方向に反発される
、そのわけは等しいゼータポテンシャルを有するピグメント及びバインダは、ス
プレー電極として陰イオン帯電の際に陰極に及び陽イオン帯電の際に陽極に傾き
、それによってこれらのミストを減少させるからである。同時に亀裂を経たコー
ティングされた巻き取り紙は却って均一であり、このことは乾燥後印刷性を改良
する。

【００２２】 コーティング材料及び紙８、２３の帯電若しくは充電によって均一なコーティ
ング及びスプレーミストの最小化が達成されることができる。その際紙８、２３
及びコーティング材料の帯電される要素の極性ではなく、むしろ電気力学的な吸
着力が作用する対抗帯電差のみが問題であるからである。従って本発明は、それ
によって電気力学的常習力が有効にされることができる反対の帯電が達成可能な
限り、他の構成でも実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、帯電装置を備えた片面にコーティングするフィルムプレスの図式図で
ある。

【図２】 図２は、帯電装置を備えた両面にコーティングするフィルムプレスの図式図で
ある。

【図３】 図３は、帯電装置としての各面のためのコロナ発電機を備えた両面にコーティ
ングするフィルムプレスの図式図である。

【符号の説明】

８ 紙 ２３ 紙

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生の巻き取り紙に塗布されたコーティング材料のコーティン
   グ表面の改良方法において、 コーティング材料又は紙（８、２３）又は双方が、コーティング材料と紙（８
   、２３）が反対の帯電状態を有するように、帯電装置によって影響されることを
   特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】 コーティング材料が少なくとも１つのフィルムプレスロール
   （１、３）によって巻き取り紙（８）上に移されかつ帯電装置がコーティング材
   料と紙（８）を逆にイオン化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 巻き取り紙（２３）が、少なくとも１つのスプレー電極（１
   ３、１７）（コロナ発電機）によってイオン化されることを特徴とする請求項１
   に記載の方法。
4. 【請求項４】 紙（８、２３）又はコーティング材料又は紙（８、２３）及
   びコーティング材料のイオン化のために、帯電装置が設けられていることを特徴
   とする請求項１から３までのうちのいずれか１つに記載の方法の実施のための装
   置。
5. 【請求項５】 生の巻き取り紙（８、２３）のコーティングのためにフィル
   ムプレスが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 帯電装置が、陽極（７、７ａ、７ｂ）と陰極（５、５ａ）と
   から成り、これらは直流電源（９）と接続しており、その際それぞれ１つの電極
   （５、５ａ、７、７ａ）が巻き取り紙（８）及びコーティング材料と電気的に接
   続していることを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
7. 【請求項７】 帯電装置が、少なくとも１つの火花電極（コロナ発電機）（
   １３、１７）を有し、火花電極は、巻き取り紙（２３）の近くに配設されており
   かつ少なくとも１つの紙表面のイオン化に役立つことを特徴とする請求項４又は
   ５に記載の装置。