JP2003502152A

JP2003502152A - コーティング装置用ロール

Info

Publication number: JP2003502152A
Application number: JP2001504520A
Authority: JP
Inventors: クスターマン、マーチン; ストゥベッガー、トーマス; ベルトツンク、ミシェル
Original assignee: ボイスペ−パ− パテントゲ−エムベ−ハ−
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2003-01-21
Also published as: WO2000078468A1; EP1104339A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、コーティング装置で使用するために設けられるローラに関する。創意に富んだローラは、特に紙または厚紙製の材料の移動ウェブの一方または両方の側面に、液体またはのり状の媒体を直接的または間接的に塗布するために設けられ、またコア（１５）を備え、その外部鋳造部にエラストマ材料製のカバー（３ａ）が設けられる。本発明によれば、カバー（３ａ）は、それが包含され得るように設計される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、移動ウェブの一方または両方の側面に、特に紙または厚紙の一方に
液体またはのり状の媒体を直接的または間接的に塗布するためのコーティング装
置用ロールに関する。

【０００２】この種類の既知のロールは、中空の円筒状コアまたは固体コアを有し、また金
属または繊維強化のプラスチックから構成される。コアの外周には、ゴム、ポリ
ウレタンまたは同様の材料から成るエラストマ層が設けられている。

【０００３】このようなロールには、適切なアプリケータユニットが割り当てら、製紙また
は紙変換時にオンラインまたはオフラインコーティング装置で使用される。

【０００４】直接塗布の場合、ロールは移動ウェブを支持かつ案内するための対向要素を備
える。この場合、米国特許第３，７０１，３３５号が参照される。ドクタロッド
と協働する被覆ロールは、異なった厚さと硬さの２つのエラストマの外層を有す
る金属製のコアから構成される。これらの層は非圧縮性である。

【０００５】他方で、間接塗布工程では、液体またはのり状の媒体はロール（アプリケータ
ロール）の表面に塗布され、次に、ロールは、前記ウェブが走るプレスニップの
ウェブに媒体を転写する。実際に、本装置は、例えばフィルムプレス、Ｓｐｅｅ
ｄｓｉｚｅｒまたはＳｐｅｅｄｃｏａｔｅｒと呼ばれる。

【０００６】この場合も、現在では、ゴムで覆われたアプリケータロールあるいはポリウレ
タンまたは同様の材料で被覆されたアプリケータロールが上記の目的のために使
用されている。これらのいわゆる固体のエラストマロールは、ニップを形成する
ために、既述のように、規定荷重によって互いに押圧され、この結果平坦にされ
、それにより「ニップ」の幅は値「ａ」だけ広くなる。この幅を広げたニップの
結果、媒体の転写の改良が達成される。

【０００７】このような幅広のニップは、液体媒体のある程度の脱水をも好適にもたらし、
したがって「より鋭い」ニップの場合よりも高いコーティング塗布を許容するこ
とが多い。

【０００８】しかし、利点を越える固体エラストマの不都合は、特にニップの上流側と下流
側のその非圧縮性（体積の定常性）のために、エラストマ材料の変位の結果ビー
ドが形成されることである。対向ロールとして形成されると共にウェブを案内す
るロールに対して、ドクタ要素が押圧されるときも、同一の負の効果が生じる。

【０００９】この場合、ニップの上流側のビード形成はニップの下流側のそれよりも大きく
、この結果、ニップ内に進入するウェブを損傷することもあり得る。

【００１０】本発明の目的は、ウェブを損傷するビードの形成が低減されるか、あるいは回
避でき、したがって塗布結果の改善が保証されるロールを提供することにある。

【００１１】本発明によれば、上記の目的は請求項１の際立った特徴によって達成される。

【００１２】本発明のさらに可能な有利な構造が、従属請求項２〜１２から読み取ることが
できる。

【００１３】前述の非圧縮性の固体エラストマの代わりに、本発明により、圧縮可能である
が、弾性のカバーがロールに設けられる。ここでは冒頭に述べた幅を広げたニッ
プの作用が生じるので、本発明は、塗布媒体の間接塗布のアプリケータロールに
特に適切である。圧縮率は、それ自体既知のエラストマを含む小さな気泡の形態
の空洞が導入されるカバー、特に中間層によって達成される。これらの空洞は開
放セル（例えばＰＵ発泡体）、さもなければ閉鎖セルであり得る。

【００１４】空洞は、例えば、カバー層として設けられる材料を発泡させることによって製
造することができる。この目的のために、この材料に、例えば加硫時に気体状に
なり、したがって発泡を生じさせるＮａＨＣＯ_３のような粉末状の材料を加える
ことができる。ポリウレタン（ＰＵ）の場合、水の分子もまたこの目的を満たす
。エラストマがロールコアで交差結合するときにエラストマの発泡が実行される
場合、生産費の面で好都合である。

【００１５】外見上、本発明によるロールカバーは非常に滑らかであるように見え、さらに
、含まれる空洞は非常に小さく、したがってウェブに印が付くことはない。

【００１６】空洞がロールまたはウェブの長手により均一に配設されると、その圧縮率もそ
れだけより均一になることは言うまでもない。被覆紙または含浸紙の表面に対す
るプラスの効果も高められる。低い紙の応力に加えて、これによって、ニップか
らの出口における形状も、間接塗布の場合に有益な影響を受ける。冒頭に述べた
ビードを大部分なくすことは、ロールの分離、したがってウェブ引き抜きの機能
が改善されることを意味する。

【００１７】以下のことも指摘する。特にウェブの高い走行速度（最近では２０００ｍ／分以上であり得る）では、塗
布媒体のスプレ霧の形成は、間接塗布時に、ニップの塗布点の下流側、特にウェ
ブがアプリケータロールの表面から離れる点に生じる。このスプレ霧を形成する
塗布媒体粒子は、共になお液体かつのり状の塗布媒体の小滴と、塗布媒体のすで
に乾燥された粒子とを含むことが可能である。

【００１８】スプレー霧の塗布媒体粒子が新しい塗布層の上に再び蒸着するのを防止できる
ように、ＤＥ１９８００９５５号は、走行方向の塗布点の下流側（換言す
ればニップの下流側）に、キャッチ装置または抽出装置または類似物を配置する
提案をすでに行っている。本発明によるロールカバーを使用する場合、ウェブが
分離されるときに、驚くべきことにスプレー霧がほとんどまたはまったく生じな
いので、前述の装置なしに済ますことが可能であり、これは本発明のさらなる利
点と見なされる。

【００１９】本発明について、模範的な実施形態を用いて説明する。

【００２０】図１は、従来技術による関連の既知の塗布ユニットＡを有する１対のアプリケ
ータロールを例示している。ロールの走行方向は対応する矢印によって識別され
る。２つのロール１と２はロールカバー３を有し、これは弾性であるが非圧縮性
であり、例えば堅いゴム製である。

【００２１】使用した材料の場合、２つのロールに加えられる押圧力Ｆ_１とＦ_２はニップＮ _１に導かれ、第一に量「ａ」と「ａ'」だけ好適に増大され、このようにしてウ
ェブ内への媒体の長い浸透相を保証し、ａはａ'よりも大きい。しかし、第二に
、入口側にビードＷ_Ｅが形成し、ニップの出口側にＷ_Ａが形成し、望ましくない
形で突出し、したがって、ビードは、ウェブまたはロール幅にわたって観測され
るように、同一の大きさで確実に延在しないので、ウェブの損傷（摩擦力の増加
、材料ウェブの拡張等）およびウェブ５への媒体の不均一な塗布を招く可能性が
ある。

【００２２】図１では、６は、ニップ出口でなお生じているカラーミスト形成を表し、その
負の効果についてはすでに説明した。

【００２３】図２は、間接塗布で使用する際のアプリケータロール１と２のニップの関係を
示し、アプリケータロール１と２は１つの圧縮可能なカバーまたは圧縮可能な層
３ａを有する。このカバーの圧縮率は、ビードＷ_ＡとＷ_Ｅなしに、また媒体の「
霧化」なしに所望の幅広のニップＮ_２を可能にする。

【００２４】図２による圧縮可能なロールカバー３ａの構造が図３と図４に示されている。

【００２５】図３による選択された実例では、この別の実施形態のカバー３ａは、外層と、
いわゆる機能層１０と、下層と、アプリケータロール１および／または２のロー
ルコア１５に塗布される中間層１２とを含む多層構造を有する。

【００２６】ロールコア１５は、金属、繊維強化プラスチック、例えばＣＲＫ（炭素繊維）
または他の適切な材料から成ることが指摘される。前記コアは固体材料から製造
されるか、あるいは中空シリンダを含んで成る。ロールコア１５とカバー３ａと
の間の密着性を保証するか、あるいは改良するために、ロールコアの外周に、接
着層１３、例えば粘着性の被覆が設けられる。

【００２７】選択される機能層は、好ましくは閉鎖孔を有する固体エラストマ材料である。
機能層１０の厚さｄ_Ｆは１ｍｍ〜１５ｍｍの間になければならないが、層１２は
、導入される空洞８によって圧縮可能であるように構成される。多層カバーで用
いられる中間層の場合、空洞は最高２ｍｍの直径を有することが可能である。し
かし、層１２を単層のカバーのために使用する場合（図参照４）、空洞の直径は
３０μｍ未満でなければならないが、層１２は本出願では同時に機能層を構成す
るので、好ましくは０．５〜５μｍである。

【００２８】厚さｄ_Ｋ（圧縮可能な層の厚さ）１２は１ｍｍ〜５０ｍｍででなければならな
いが、好ましくは５ｍｍ〜２５ｍｍであり、また１〜３００Ｐ＆Ｊ（Ｐｕｓｓｅ
ｙ＆Ｊｏｎｅｓ硬さ）、好ましくは２０〜１５０Ｐ＆Ｊの硬さを有するべきであ
る。例えば浸透が望まれる場合（例えばライナ、包装紙の場合）に、頑丈なユニ
ット１０がさらに存在しているとき、より低い値を使用しなければならない。

【００２９】ニップの必要な条件に応じて、線力Ｆ_１とＦ_２（図２参照）が、１ｋＮ／ｍ＜
Ｆ_１＝Ｆ_２＜１００、好ましくは４０ｋＮ／ｍ、および／または０．０１〜２Ｎ
／ｍｍ^２、好ましくは０．０５〜０．５Ｎ／ｍｍ^２のニップの表面圧力、および
／または２０〜２００ｍｍ、好ましくは３０〜１５０ｍｍのニップ長さＮの条件
に従って、達成できるように、適切な厚さの単層または多層カバー３ａが選択さ
れる。これらの値は、最適なニップ条件、したがってウェブに対する塗布のより
優れた品質を保証する。

【００３０】図５は、本発明のアプリケータロールによる間接塗布の塗布例を例示している
。移動ウェブ５は、乾燥群の乾燥シリンダ６を離れ、次に、プレスニップＮを形
成する２つのアプリケータロール１と２を備える、いわゆるＳｐｅｅｄｓｉｚｅ
ｒに送られて、塗布媒体によって両側で処理される。この場合、アプリケータロ
ール１と２には、空洞８を含む圧縮可能なカバー３ａが設けられる。

【００３１】各アプリケータロールには、間接コーティング用の対応するアプリケータユニ
ットＡ_１とＡ_２が割り当てられる。

【００３２】１つのみの面（図５に図示せず）のコーティングの場合、例えばロール１は、
アプリケータロールＡ_１が作用する圧縮可能なカバー３ａを有するアプリケータ
ロールであり、次にロール２はウェブを支持する対向ロールである。この場合、
アプリケータロール１のみの円周に、圧縮可能層３ａを設けることも可能であろ
う。

【００３３】同様に図示していない図５の直接塗布の場合、ロール２は対向ロールとして設
計され、それに圧縮可能なカバー３ａが設けられるであろう。ロール１は、この
別の実施形態では省略され、またアプリケータ機構Ａ_１は、上記の目的のために
、コーティングの塗布量を均一化および／または最終調量するためのドクタ要素
と共に、この位置に移動するであろう。

【００３４】この後に、同様に図５に図示していないが、非接触乾燥、乾燥群および別のコ
ーティングステーション、ならびに平滑化装置のような材料ウェブ５のさらなる
処理段階が後に続いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ニップ内にビードを形成する塗布ロールを用いた従来技術の概略図
である。

【図２】本発明によるビード形成なしの同様の塗布ロールの概略図である。

【図３】本発明による図２のロールカバーの多層構造図である。

【図４】本発明による図２のロールカバーの単層構造図である。

【図５】本発明による塗布ロールが組み込まれたコーティングユニットの概
略側面図である。

【符号の説明】

１、２…ロール３、３ａ…カバー５…ウェブ８…空洞１０…機能層１２…中間層１３…中間層１５…コアＷ_Ａ、Ｗ_Ｅ…ビードＦ_１、Ｆ_２…線力Ｎ…ニップ長さＮ_１、Ｎ_２…ニップＡ…塗布ユニットＡ_１、Ａ_２…アプリケータユニットａ、ａ'…ニップ増加幅

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者ベルトツンク、ミシェルオーストリア、バーデンアー2500、ハーンキルヘンガッセＦターム(参考） 3J103 AA02 AA13 AA53 AA85 EA07 FA09 GA73 HA12 HA54 4F040 AA22 AB04 AC01 AC02 BA12 BA23 CB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動ウェブの一方または両方の側面に、特に紙または厚紙の
一方に液体またはのり状の媒体を直接的または間接的に塗布するためのコーティ
ング装置用ロールであって、ａ）ロール（１、２）がアプリケータユニット（Ａ_１、Ａ_２）に割り当てられ、ｂ）直接塗布の場合にロール（１、２）がウェブ（５）を案内し、ｃ）間接塗布の場合にロール（１、２）が前記塗布媒体を受容し、前記塗布媒体
をロール（１、２）と対向要素（２、１）との間のプレスニップ（Ｎ）のウェブ
（５）に転写し、ｄ）ロール（１、２）がコア（１５）を有し、該コアの外周にエラストマ材料か
ら成る圧縮可能なカバー（３ａ）が設けられる、前記コーティング装置用ロール
において、ｅ）前記カバー（３ａ）が、接着層（１３）によってコア（１５）に接合される
ことを特徴とするコーティング装置用ロール。
【請求項２】前記カバー（３ａ）が、外部機能層（１０）と、該機能層の
下に配置された少なくとも１つの中間層（１２）とを含む多層構造であることを
特徴とする、請求項１に記載のロール。
【請求項３】前記カバー（３ａ）が、中間層（１２）の形態の単層のみの
構造であることを特徴とする、請求項１に記載のロール。
【請求項４】前記接着層（１３）が、粘着性のコーティングの形態で実装
されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記機能層（１０）が、１ｍｍ〜１５ｍｍの厚さｄ_Ｆを有す
る固体エラストマ材料から成ることを特徴とする、請求項２に記載のロール。
【請求項６】前記圧縮可能な中間層（１２）が、１ｍｍ＜ｄ_Ｋ＜５０ｍｍ
、特に５ｍｍ〜２５ｍｍの厚さと、１〜３００Ｐ＆Ｊ、好ましくは２０〜１５０
Ｐ＆Ｊの硬さを有することを特徴とする、請求項２または３のいずれか１項に記
載のロール。
【請求項７】前記カバー（３ａ）が、充填セルまたは開放セルの均一に分
布した空洞（８）を含むことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の
ロール。
【請求項８】単層カバー（３ａ）の場合の空洞（８）の直径が３０μｍ、
好ましくは０．５〜５μｍ、また多層カバー（３ａ）の場合０．５μｍ〜最高２
ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載のロール。
【請求項９】前記カバー（３ａ）が、ロール（１、２）に加えられる線力
（Ｆ１、Ｆ２）が条件１ｋＮ／ｍ＜Ｆ_１＝Ｆ_２＜１００、好ましくは４０ｋＮ／
ｍに一致するように設計されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項
に記載のロール。
【請求項１０】前記カバー（３ａ）が、プレスニップ内に、０．０１〜２
Ｎ／ｍｍ２、好ましくは０．０５〜０．５Ｎ／ｍｍ^２の表面圧力があるように設
計されることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載のロール。
【請求項１１】前記カバー（３ａ）が、ウェブ走行方向で測定されるよう
に、２０〜２００ｍｍ、好ましくは３０〜１５０ｍｍのプレスニップ長さ（Ｎ）
があるように設計されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記
載のロール。
【請求項１２】前記圧縮可能なカバー（３ａ）が、エラストマ材料がコア
（１５）上で交差結合されるときに前記エラストマ材料を発泡させることによっ
て製造されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のロール
。