JP2006124863A - 印刷用塗工紙の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ドクターブレード1の表面硬化部3でのビッカース硬さを1000〜1700Hvとする。さらに、R加工部4aを表面硬化部3に設けるとともに、そのR加工部4aでのRを0.1±0.02mmとする。
【選択図】 図1
Description
前記表面硬化部でのビッカース硬さを1000〜1700Hvとするとともに、この表面硬化部にR加工を施したR加工部を設け、かつこのR加工部でのRを0.1±0.02mmとしたことを特徴とするものである。
また、上記表面硬化部でのビッカース硬さを1000Hvよりも小さくした場合には、塗工速度等によっては摩耗が表面硬化部に生じ易くなり、ドクターブレードの寿命低下を招くことがある。一方、ビッカース硬さを1700Hvよりも大きくした場合には、R加工部によるなじみ改善効果を十分に得られずに塗工プロファイルを早期に安定化できないことがある。
この場合、表面硬化部の耐摩耗性を十分に確保しつつ、その靱性を高めることができ、よって上記R加工部によるなじみ改善効果を容易に向上させることができる。すなわち、タングステンは耐摩耗性に優れた素材であり、表面硬化部、ひいてはドクターブレードの長寿命化を容易に図ることができる。また、タングステンはその粒子が細かいことから、良好な塗工面感を容易に得ることができるとともに、表面硬化部に摩耗が生じたときでも、塗工面感が悪化するのを極力抑えることができる。
この場合、塗工速度を高速化したときなどでも、塗工液の濃度及び粘度を適切なものとして、塗工速度の高速化などによる塗工紙の生産性向上を阻害することがない。尚、塗工液の固形分濃度を50重量%よりも低くした場合には、塗工効率が低下することがある。一方、72重量%よりも高い固形分濃度とした場合には、表面硬化部を比較的硬くしたときでも、当該硬化部での摩耗が進行し易くなって塗工速度などを上げ難くなる場合がある。また、上記せん断速度でのキャピラリー粘度を70mPa・sよりも大きくした場合にも、表面硬化部を比較的硬くしたときでも、当該硬化部での摩耗が進行し易くなって塗工速度などを上げ難くなる場合がある。
この場合、塗工速度を高速化したときなどでも、表面硬化部での適切な耐摩耗性を確保することができるとともに、当該表面硬化部を構成する材質に関わらず、上記R加工部によるなじみ改善効果を十分に得ることができ、塗工プロファイルの早期安定化をより確実に行うことができる。尚、上記表面硬化部でのビッカース硬さを1500Hvよりも大きくした場合には、当該表面硬化部の材質などによっては、上記R加工部によるなじみ改善効果を十分に得られずに、塗工層の厚みに不均一が生じることがある。また、ビッカース硬さを1200Hv未満としたときには、塗工速度を高速化したときなどに表面硬化部の摩耗によるドクターブレードの寿命低下を生じ易くなる。
この場合、全顔料100重量部に対して20重量部以上の重質炭酸カルシウムが含まれているので、塗工紙での白色度等の品質向上を図ることができる。また、塗工速度を高速化したときなどでも、上記重質炭酸カルシウムの平均粒子径及び上記重量割合を適切なものとして、塗工速度の高速化などによる塗工紙の生産性向上を阻害することがない。尚、重質炭酸カルシウムを20重量部より少なくすると、白色度が不足することがある。また、重質炭酸カルシウムの平均粒子径を0.3μmよりも小さくした場合には、その粒子が再凝集し易くなって当該炭酸カルシウムによる白色度等の塗工品質の改善効果が低下することがある。一方、平均粒子径を2.0μmよりも大きくした場合には、塗工品質の改善効果が小さくなったり、表面硬化部を比較的硬くしたときでも、当該硬化部での摩耗が進行し易くなって塗工速度などを上げ難くなる場合がある。また、2.0μmよりも大きい粒子径の粒子の重量割合を10%よりも大きくした場合には、表面硬化部を比較的硬くしたときでも、その硬化部での摩耗が進行し易くなって塗工速度などを上げ難くなる場合がある。
この場合、印刷用塗工紙の塗工工程に要する時間を短縮できることから、当該塗工紙の生産性をより確実に向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る印刷用塗工紙の製造方法でのドクターブレードの要部構成を示す側面図である。図1において、本実施形態のドクターブレード1は、同図に斜線部にて示す母材2と、この母材2上に設けられた表面硬化部3を備えている。また、このドクターブレード1は、図示の側面形状で紙面の垂直方向に延ばされており、図の左端部(自由端部)側が変形するのを許容された状態で図の右端部側が図示を省略したブレードコーターのクランプにて固定されている。また、ドクターブレード1は、バッキングロール上で当該ロール回転によって図に二点鎖線の矢印方向に走行する紙基材(原紙)に対向して配置されるようになっている(図示せず)。そして、ドクターブレード1では、塗工液が塗被された上記紙基材に、表面硬化部3が接触することにより、塗工液の固形分の付着量が片面当たり5〜20g/m2になるよう紙基材上の塗工量が調節され、平滑な塗工面が形成された印刷用塗工紙が製造される。また、ドクターブレード1は、表面硬化部3の紙基材との接触圧(ブレード線圧)を制御可能に上記ブレードコーターに取り付けられており、このブレード線圧を調節することで塗工量を容易に変更できるようになっている。尚、紙基材は特に限定されるものではなく、KP等の化学パルプやPGW等の機械パルプ、古紙パルプやケナフ等の非木材パルプを単独又は二種以上を配合した各種の紙基材に対し、本発明の製造方法では、最適な塗工工程を実施できるようになっている。
また、上記ベベル面4には、ドクターブレード1の自由端側から固定端側に向かって、R加工部4a、屈曲部4b及び4cが順次設けられている。つまり、ベベル面4の最先端箇所には、下記範囲で規定されるR(曲率半径)を有するR加工部4aが形成されている。また、このR加工部4aと屈曲部4bとの間の傾斜面4dは、上面3aに対して所定角度(例えば、32°)を有するように形成され、屈曲部4bと屈曲部4cとの間の傾斜面4eは、上面3aに対して所定角度(例えば、20°)を有するように形成されている。これらのR加工部4a及び傾斜面4d、4eは、表面硬化部3に対して研削加工を行うことにより、まず傾斜面4d、4eが設けられ、さらに面取り加工を傾斜面4dの最先端箇所に施すことでR加工部4aが設けられる。また、このように、ベベル面4が二つの傾斜面4d、4eを備えた二段に構成されることにより、これら各傾斜面4d、4eと紙基材との間に適度な塗工液の液溜まりを形成して塗工面感を向上させることができる。尚、図にS5及びS6にて示す傾斜面4d及び4eの具体的な寸法は、0.5mmである。
これに対して、本発明では、ドクターブレード1のなじみがR加工部4aにより改善されているので、新たなドクターブレード1に交換した後、直ちに所望の塗工プロファイルにて塗工液を紙基材に塗工することができる。この結果、ブレード交換直後に所望品質の塗工紙を生産することができ、塗工速度の高速化等による塗工紙の生産性を確実に向上させることができる。また、表面硬化部3のビッカース硬さを1000〜1700Hvとして当該表面硬化部3に適切な耐摩耗性を与えているので、上記従来方法と異なり、凸凹状の摩耗発生を抑えることが可能となり、塗工液の過剰分のかき落とし不良の発生も極力抑えることができる。
一方、ビッカース硬さを1700Hvよりも大きくした場合には、R加工部4aによるなじみ改善効果を十分に得られずに塗工プロファイルを早期に安定化できないことがある。また、1500Hvよりも大きくした場合には、表面硬化部3の材質などによっては、上記R加工部4aによるなじみ改善効果を十分に得られずに、上記紙基材上の塗工層の厚みが均一とならずに塗工プロファイル不良が生じることがある。また、R加工部4aや屈曲部4b等を形成するための面取り加工や研削加工に時間及び手間を要することがある。
具体的には、顔料には、全顔料100重量部に対して20重量部以上の重質炭酸カルシウムが含まれており、塗工紙での白色度、光沢度、不透明度、インク受理性などの品質向上が図られている。尚、全顔料100重量部に対して、炭酸カルシウムを20重量部より少なくすると、白色度が不足することがある。また、顔料を全て重質炭酸カルシウムとしてもよいし、クレー、カオリン、タルク、シリカ、酸化亜鉛、硫酸バリウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウムなどの無機顔料や、プラスチックピグメント等の有機顔料等の他の顔料と炭酸カルシウムとを混在させてもよい。
尚、塗工液の固形分濃度を50重量%よりも低くした場合には、塗工効率が低下することがある。一方、72重量%よりも高い固形分濃度とした場合には、表面硬化部3を比較的硬くしたときでも、当該表面硬化部3での摩耗が進行し易くなって塗工速度を上げ難くなったり、塗工量を減少し難くなったりする場合がある。
また、上記せん断速度でのキャピラリー粘度を70mPa・sよりも大きくした場合にも、表面硬化部3を比較的硬くしたときでも、当該表面硬化部3での摩耗が進行し易くなって塗工速度の高速化や微塗工化を行い難くなる場合がある。
尚、重質炭酸カルシウムの平均粒子径を0.3μmよりも小さくした場合には、その粒子が再凝集し易くなって当該炭酸カルシウムによる白色度等の塗工品質の改善効果が低下することがある。一方、平均粒子径を2.0μmよりも大きくした場合には、塗工品質の改善効果が小さくなったり、表面硬化部3を比較的硬くしたときでも、当該表面硬化部3での摩耗が進行し易くなって塗工速度を上げ難くなったり、塗工量を減少し難くなったりする場合がある。
また、2.0μmよりも大きい粒子径の粒子の重量割合を10%よりも大きくした場合には、表面硬化部3を比較的硬くしたときでも、その表面硬化部3での摩耗が進行し易くなって塗工速度の高速化や微塗工化を行い難くなる場合がある。尚、上記平均粒子径及び重量割合は、例えばセディグラフ5100 V3.07を用いて測定することができる。
以下、本発明の発明者が実施した検証試験の試験結果例について、具体的に説明する。
この検証試験では、表1に示す本発明品相当の実施例1〜8と、表2に示す従来品相当の比較例1〜8を用意した。そして、各例において、新品のドクターブレードに交換した時点から所望の塗工プロファイルにて塗工液を紙基材上に安定して塗工できるまでの経過時間をなじみ時間として求めた。さらに、新品のドクターブレードに生じた摩耗によって塗工品質の低下して、新たにドクターブレードを交換する必要があると判断した時点までの経過時間をドクターブレードの寿命時間とした。
3 表面硬化部
4a R加工部
Claims (6)
- 表面硬化部が紙基材と接触する先端部に設けられたドクターブレードを具備するブレードコーターを用いて、顔料と接着剤を含む塗工液の固形分の付着量が前記紙基材の片面当たり5〜20g/m2になるように、当該塗工液を1200m/分以上の塗工速度で塗工する印刷用塗工紙の製造方法であって、
前記表面硬化部でのビッカース硬さを1000〜1700Hvとするとともに、この表面硬化部にR加工を施したR加工部を設け、かつこのR加工部でのRを0.1±0.02mmとしたことを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。 - 前記表面硬化部が、タングステンを主成分とする材料により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
- 前記塗工液は、その固形分の濃度が50〜72重量%であり、かつそのせん断速度105sec−1でのキャピラリー粘度が70mPa・s以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
- 前記表面硬化部は、1200〜1500Hvのビッカース硬さを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の印刷用塗工紙の製造方法。
- 前記顔料には、全顔料100重量部に対して20重量部以上の重質炭酸カルシウムが含まれるとともに、この重質炭酸カルシウムは、その平均粒子径が0.3〜2.0μmであり、かつ粒子径が2.0μmを超える粒子の重量割合が10%以下の湿式重質炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の印刷用塗工紙の製造方法。
- 前記塗工速度が、1500m/分以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の印刷用塗工紙の製造方法。
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