JP2005232641A - コート紙の塗工方法及び塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレード塗工により原紙に塗工液を塗工してコート紙を製造するとき、バッキングロールの端部に余剰の塗工液が付着することを防止することにより、塗工液に含まれる塗料が洗浄水等と共に流出することを未然に防止し、かつドクターブレードが局部的に摩耗することを防止したコート紙の塗工方法及びその装置を提供する。
【解決手段】塗工用のバッキングロールに搬送される原紙の両端部近傍に水を供給して湿潤化させた後、前記原紙の両端部分にドライエッジ部を形成し、ブレード塗工により塗料を前記原紙に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工方法であって、前記原紙の耳端部位置を検出し、該検出信号に基づき前記水の供給位置及び前記ドライエッジ部の形成位置を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コート紙の塗工方法及び塗工装置に関し、さらに詳細には、ブレード塗工により塗料を塗工するとき、塗工液の噴出幅及びドライエッジ部の幅を常に一定に制御することにより、バッキングロールへの塗工液の付着を防止し、洗浄水等と共に塗工液に含まれる塗料が流出することを防止したコート紙の塗工方法及び塗工装置に関する。

製紙工場において抄紙される紙の中には主に印刷用として使用されるコート紙がある。このコート紙は、印刷適性を高めるために原紙に樹脂や無機顔料等の塗料を含む塗工液を塗工して乾燥した後、表面を平滑にするためカレンダー処理が行なわれ製品化される。従来、このような塗工液の塗工方式には、ブレードコーター、ロールコーター、カーテンコーター等の種々の塗工方式が用いられているが、このうちとくにブレードコーター方式は高速塗工適性、塗工量の精度よい調節、高粘度・高濃度塗料の塗工適性、塗工面の平滑性等の面で優れていることから当分野では多用されている。

従来、このブレードコーター方式により塗工液を原紙に塗工する場合、原紙が走行中に蛇行することを考慮し、塗工液の塗工領域を原紙の幅より広く設定して塗工することが一般に行われている。しかし、この塗工方法によれば、原紙の中央部と両端部とで塗工量の差を生じ、原紙の左右両端部において塗工された塗工液が端部のエッジ方向に引っ張られて両端部分が厚塗りとなる欠陥があった。このような厚塗りが生じると、この部分の塗工液が原紙の耳部から裏面側に回って付着し、これがさらにバッキングロールや搬送ロール等の表面に付着してロール類が汚れるという問題を生じる。また、この厚塗り部分は塗工直後にドクターブレードにより掻き落されるが、ドクターブレードの両端部にはこの厚塗り部分によって中央部より大きなせん断力が与えられるため、ドクターブレードが局部的に摩耗し、塗工作業や耐久性の上で問題を生じる。さらにまた、この厚塗り部分の塗工液は次工程であるドライヤーパートでの乾燥が遅れるため、塗工液が紙面から離脱してロール等に付着し、これが液粕となって堆積する等により塗工作業に種々の支障を与えていた。

そこで、従来、このようなバッキングロールの汚れを取るため、バッキングロールのエッジ端部に固定式のゴムプレート等からなる粕取り部材を設け、またバッキングロールの表面にフロークリンドクターを介して洗浄水を供給し、ドクターブレードにより表面に付着した塗工液を掻き落して表面をクリーニングすることが行なわれていた。しかし、粕取り部材では塗工条件に合った微妙な調節ができず、またフロークリンドクターの場合には長時間に亘り連続運転をしているとドクターブレードに液粕が溜まって掻き落し効果が低下し、この結果、塗工液の一部が原紙の裏面に付着する等により紙面欠陥やカレンダーロールの損傷等の問題があった。

上記実態に鑑み、例えば特許文献１には、原紙の両端部位置に原紙の幅方向の移動、すなわち蛇行と連動する水噴射ノズルを設け、塗工前に原紙の両端部に水を噴射して原紙の両端部の被塗工部を湿潤化させ、過剰の塗工液が付着することを制御するようにしたブレード塗工によるコート紙の塗工方法が提案されている。

しかし、この塗工方法は原紙の全幅領域に塗工液を塗工するものであって、水の供給により湿潤化された原紙の両端部にも塗工液が塗工されるものであったため、この塗工方法によっても湿潤化された原紙の両端部に塗工された塗工液が、前記同様に、水分と共に耳部から裏周りしてバッキングロールに付着するという問題が依然として残っていた。なお、上述したように、バッキングロールにはフロークリンドクターを介して洗浄水が供給され、表面に付着した塗工液が除去されるとしても、この洗浄水と共に塗工液が洗い流され、この塗工液に含まれるカオリンクレーや炭酸カルシウム、その他バインダー等の塗料の微小粒子が流出、増加して水質汚濁が進む等の環境問題を引き起こす恐れがあった。

これに対し、例えば特許文献２には、原紙の両端部に未塗工部分、すなわちドライエッジ部を設け、塗工液の塗工後にこのドライエッジ部に水を供給することにより原紙の中央部と両端部との乾燥速度を同等になるようにしたブレード塗工によるコート紙の塗工方法が提案されている。

この塗工方法によれば、ドライエッジ部を形成してこの部分には塗工液を塗工しないため、上述したように塗工液が原紙の両端部から裏面側に回り込むというトラブルは解消される。しかしながら、走行する原紙の材質や厚さ等の特性、あるいは搬送速度や張力等の塗工条件等に起因して原紙に蛇行が生じることは避けることができず、このような蛇行が生じると塗工液が本来塗工されてはならないドライエッジ部にも塗工されてしまうという問題があった。このようにドライエッジ部に塗工液が塗工されると、塗工液が浪費することはいうまでもなく、塗工後に水がドライエッジ部へ供給されたときにこの塗工液に含まれる塗料が水と共に流出し、この結果、上述したような水質汚濁による環境問題へと発展する懸念が依然としてあった。
特開２００３−１６４７９０号公報 特開２００３−８９９９９号公報

本発明は、上述したような実情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ブレード塗工により原紙に塗工液を塗工してコート紙を製造するとき、バッキングロールの端部に余剰の塗工液が付着することを防止することにより、塗工液に含まれる塗料が洗浄水等と共に流出することを未然に防止し、かつドクターブレードが局部的に摩耗することを防止したコート紙の塗工方法及びその装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、塗工用のバッキングロールに搬送される原紙の両端部近傍に水を供給して湿潤化させた後、前記原紙の両端部分にドライエッジ部を形成し、ブレード塗工により塗料を前記原紙に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工方法であって、前記原紙の耳端部位置を検出し、該検出信号に基づき前記水の供給位置及び前記ドライエッジ部の形成位置を制御することを特徴とするコート紙の塗工方法を提供することによって、達成される。

また、本発明の上記目的は、前記バッキングロールは洗浄水により洗浄されるようになっているコート紙の塗工方法を提供することによって、より効果的に達成される。

また、本発明の上記目的は、塗工用のバッキングロールに搬送される原紙の両端部近傍にシャワーノズルより水を供給して湿潤化させた後、ブレード塗工機の両端部に設けたマスキング部材により前記原紙の両端部分にドライエッジ部を形成し、前記ブレード塗工機により塗料を前記原紙に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工装置であって、前記シャワーノズルの上流側に設けた位置検出手段により前記原紙の耳端部位置を検出し、該検出信号に基づき前記シャワーノズル及び前記マスキング部材の幅方向位置を制御手段により制御することを特徴とするコート紙の塗工装置を提供することによって、達成される。

さらにまた、本発明の上記目的は、前記バッキングロールはフロークリンドクターにより洗浄されるようになっているコート紙の塗工装置を提供することによって、より効果的に達成される。

本発明によれば、走行する原紙に蛇行を生じても、塗工液の噴出幅及びドライエッジ部の幅が原紙の蛇行に追従して常に一定になるように制御され、かつ前記ドライエッジ部に対する水供給位置も制御されるので、バッキングロールの端部に余剰の塗工液が付着することを防止することができ、これにより塗工液に含まれる塗料が洗浄水等と共に流出することを未然に防止することができる。また、ドクターブレードが局部的に摩耗することを防止することができる。

以下、本発明の塗工方法及びその装置につき好ましい実施例に基づき詳述する。なお、本発明は必ずしも以下の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、その構成を種々なものに変更できるものであることはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態に係わるコート紙塗工装置（以下、「本塗工装置」という）Ｃの概要を示す側面図であり、図２はその斜視図である。なお、以下では本発明に係わる塗工方法を本塗工装置Ｃと合わせて説明する。

これらの図において、１は図示しない搬送装置により矢印方向に搬送される塗工用の原紙、２は塗工用のバッキングロール、３は原紙１の耳端部１ｅの位置を検出する位置検出手段、４は原紙１の両端部近傍に水を供給するシャワーノズル、５は塗工液Ｌを塗工液噴射孔５ｓから原紙１の表面に塗工するファウンテン式のコーターヘッド、６はコーターヘッド５の両端部側上面に設けられ、塗工液噴射孔５ｓの両端部を遮蔽して原紙１にドライエッジ部１ｄを形成するマスキング部材、７は余剰の塗工液Ｌを掻き取るドクターブレード、８は洗浄水を水供給管８ｐ１、８ｐ２からバッキングロール２の表面に供給した後ドクターブレード８ｄによりクリーニングするフロークリンドクター、９はシャワーノズル４の横方向位置を制御する駆動装置、１０はマスキング部材６の横方向位置を制御する駆動装置である。

すなわち、本塗工装置Ｃは、塗工用のバッキングロール２に搬送される原紙１の両端部近傍（実質的にはドライエッジ部１ｄに相当する領域）に水を供給して湿潤化させた後、ブレードコーター５の両端部上面に設けたマスキング部材６により原紙の両端部分にドライエッジ部１ｄを形成し、コーターヘッド５により塗工液Ｌを原紙１の表面に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工装置であって、シャワーノズル４の上流側に設けた位置検出手段３により原紙１の耳端部１ｅ位置を検出し、この検出信号Ｓに基づき駆動装置９を介してシャワーノズル４の幅方向位置を制御し、同時に駆動装置１０を介してマスキング部材６の幅方向位置を制御するように構成されている。

ここに、本発明で使用される塗工用の原紙１は、針葉樹や広葉樹を主原料とするパルプにサイズ剤、バンド、でんぷん、填料等が配合されてなる当分野では公知のものである。

また、塗工液Ｌを構成する塗工剤、すなわち塗料には、顔料及び接着剤が主成分として用いられる。顔料としては、カオリン及び炭酸カルシウムの他、用途やニーズ等に応じて、例えばデラミネーテッドクレー、焼成クレー、サチンホワイト、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ベントナイト、セリサイト、シリカ、タルク、活性白土等の無機顔料や、ポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルマリン樹脂微粒子、微小中空粒子、多孔質粒子等の有機顔料など、公知の種々の顔料が用いられる。

また、接着剤としては、カゼイン、合成蛋白、大豆蛋白等の蛋白質類、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックスほか公知の種々の接着剤が用いられる。

なお、上述した塗料の中には、例えばカオリンや炭酸カルシウム等は、洗浄水等と共に流出するとその微小粒子が増加して水質汚濁を招く恐れがあるので、その取り扱いには十分な配慮が必要である。

位置検出手段３は、一対の投受光器３ａからなる公知の光電式の検出器で、原紙１の一端部側に設けられ、支持部材３ｂを介して装置本体に固定されている。投受光器３ａは原紙１の耳端部１ｅの位置を常時検出し、位置検出信号Ｓを出力する。なお、この位置検出手段３は光電式のものに限定されるものではなく、例えばリミットスイッチ等による接触式のものであってもよい。

シャワーノズル４は、原紙１の両端部近傍に向けて水を吹き付ける３本のノズルパイプ４ｐを本体４ｂの表面側に備え、その裏面側は給水管４ｔを介して水及び、エア供給源に接続されているもので、原紙１の両端部側に設けられている。なお、ノズルパイプ４ｐの本数は必要に応じ適宜に増減される。本体４ｂは支持部材４ａを介して駆動装置９に連結されている。このシャワーノズル４は後述するように駆動装置９によって原紙１の幅方向に移動される。ここに、シャワーノズル４により原紙１の両端部近傍、実質的にはドライエッジ部１ｄに相当する領域に向けて水を吹き付ける目的は、原紙１のドライエッジ部１ｄの形成領域を湿潤化することにより中央部の塗工面とドライエッジ部１ｄとの塗工量の差を調整し、余剰の塗工液Ｌがドライエッジ部１ｄに塗工されることを防止すると共に、バッキングロール２の両端部における発熱を防止することにある。

コーターヘッド５は、本体５ｂの上端部が山形状に形成され、この先端部には塗工液Ｌを噴射する塗工液噴射孔５ｓが原紙１の幅方向に沿って形成されている。本体５ｂの内部には塗工液供給管５ｐを介して所望の粘度に調製された塗工液Ｌが供給される。

マスキング部材６は、上述したように塗工液噴射孔５ｓの両端部を遮蔽して原紙１の両端部にドライエッジ部１ｄを形成するもので、前記コーターヘッド５の山形頂部と合致し、かつ塗工液噴射孔５ｓを遮蔽できるように形成された屋根状部材６ｙを備えている。この屋根状部材６ｙは支持部材６ａを介して駆動装置１０に連結されている。マスキング部材６は後述するように駆動装置１０の駆動により、コーターヘッド５の山形頂部に沿って原紙１の幅方向に摺動する。

ドクターブレード７は、ステンレス製の母材７ａの刃先部にセラミック製のブレード７ｂを備えてなる公知のもので、図示しない押圧支持部材により原紙１の塗工面に対し適度の押圧力をもって当接され、余剰の塗工液Ｌを掻き取るようになっている。なお、このブレード７ｂの材質や構造は種々のものを適用することができる。

フロークリンドクター８は、前述したドクターブレード７と実質的に同一な構造のドクターブレード８ｄを垂直下方に有する本体８ｂと、端部が洗浄水供給源に接続された水供給管８ｐ１及びこの水供給管８ｐ１から分岐された複数本（本例では４本）の水供給管８ｐ２によって構成され、バッキングロール２の全幅を覆うようにして設けられている。ドクターブレード８ｄの刃先部、すなわちブレード８ｂの先端はバッキングロール２の表面に当接するように配置され、このドクターブレード８ｄの表面とバッキングロール２の表面とにより、図１に示すように、側面視で三角形状の水溜め部８ｔが形成されている。この水溜め部８ｔには洗浄水が水供給管８ｐ１、８ｐ２を介して供給され、バッキングロール２の洗浄に供した洗浄水は幅方向側端部に設けられた排水受け８ｙ及び排水管８ｚを介して所定のタンクに回収されるようになっている。

図３は、駆動装置９の一実施例の内部構造を斜視図で示したものである。なお、本塗工装置１では駆動装置１０についてもこの駆動装置９と実質的に同一な装置を採用しているので、対応する部位について対応する符号が括弧内に示されている。

図示するように、シャワーノズル４の支持部材４ａはその基部が駆動装置９の内部においてラック９ｒに連結されており、このラック９ｒは正逆転可能なモータ９ｍによって回転されるピニオン９ｐと係合されている。モータ９ｍは位置検出手段３から出力される検出信号Ｓに基づき所定の方向に所定の角度だけ回転するようになっている。従って、モータ９ｍが回転するとラック９ｒが矢印方向、すなわち原紙１の幅方向に駆動され、これに伴いシャワーノズル４のノズルパイプ４ｐが同方向に移動される。なお、この駆動装置９（及び後述する駆動装置１０）の駆動機構は、上述したようなラック９ｒとピニオン９ｐに限らず、例えばシャワーノズル４の支持部材４ａをモータにより駆動されるベルトやチエーン等で移動させる等、種々の手段を適用することができる。

シャワーノズル４は以上のとおり構成されているので、走行する原紙１に蛇行が生じて原紙１の耳端部位置が変動しても、この変動に追従してノズルパイプ４ｐも移動し、これにより常にノズルパイプ４ｐから原紙１の両端部における所定領域に水を噴射することができる。

上述したように（図３において符号を括弧で示すように）、マスキング部材６を駆動する駆動装置１０も同様に構成されているので、走行する原紙１に蛇行が生じて原紙１の耳端部位置が変動しても、この変動に追従してマスキング部材６の屋根状部材６ｙも移動し、この屋根状部材６ｙにより常に原紙１の両端部における所定領域を遮蔽し、これにより原紙１の両端部に常に一定幅のドライエッジ部１ｄを形成することができる。また、このように原紙１の両端部に常に一定幅のドライエッジ部１ｄを形成することは、とりもなおさず、コーターヘッド５の塗工液噴射孔５ｓの幅方向距離を常に一定に保持することに外ならず、これにより原紙１の表面に常に一定幅の塗工面を形成することができる。

本発明に係わる塗工方法及び塗工装置は以上のとおり構成され作用するので、本発明によれば、走行する原紙１に蛇行を生じても、図４に平面図で示すように、塗工液Ｌの噴出幅（すなわち塗工面の幅）Ｗ及びドライエッジ部１ｅの幅Ｗ１が原紙１の蛇行に追従して常に一定なるように制御され、かつ前記ドライエッジ部１ｅに対する水供給位置も制御されるので、バッキングロール２の端部に余剰の塗工液が付着することを防止することができ、これにより塗工液Ｌに含まれる塗料が洗浄水等と共に流出することを未然に防止することができる。また、原紙１の両端部においてドクターブレード７により余剰の塗工液Ｌを掻き取る必要がなくなるので、ドクターブレード７が局部的に摩耗することを防止することができる。

本発明の一実施形態である塗工装置の概要を示す側面図である。 図１の斜視図である。 駆動装置の一実施形態の斜視図である。 本発明により塗工された塗工面の平面図である。

符号の説明

１ 原紙
２ バッキングロール
３ 位置検出手段
４ シャワーノズル
５ コーターヘッド
６ マスキング部材
７ ドクターブレード
８ フロークリンドクター
９，１０ 駆動装置
Ｃ 塗工装置
Ｌ 塗工液

Claims (4)

1. 塗工用のバッキングロールに搬送される原紙の両端部近傍に水を供給して湿潤化させた後、前記原紙の両端部分にドライエッジ部を形成し、ブレード塗工により塗料を前記原紙に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工方法であって、前記原紙の耳端部位置を検出し、該検出信号に基づき前記水の供給位置及び前記ドライエッジ部の形成位置を制御することを特徴とするコート紙の塗工方法。
2. 前記バッキングロールは洗浄水により洗浄されるようになっている請求項１に記載のコート紙の塗工方法。
3. 塗工用のバッキングロールに搬送される原紙の両端部近傍にシャワーノズルより水を供給して湿潤化させた後、ブレード塗工機の両端部に設けたマスキング部材により前記原紙の両端部分にドライエッジ部を形成し、前記ブレード塗工機により塗料を前記原紙に塗工してコート紙を製造するコート紙の塗工装置であって、前記シャワーノズルの上流側に設けた位置検出手段により前記原紙の耳端部位置を検出し、該検出信号に基づき前記シャワーノズル及び前記マスキング部材の幅方向位置を制御手段により制御することを特徴とするコート紙の塗工装置。
4. 前記バッキングロールはフロークリンドクターにより洗浄されるようになっている請求項３に記載のコート紙の塗工装置。

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