JP2009095832A - エッジガイド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、コーティングプロセスの時間を大幅に、場合によっては１０倍以上長くすることができ、繊細なコーティング剤の耐用時間を現在の約２時間から約４時間まで延ばすとともに、軽量のコーティング剤の耐用時間を約８時間から最大約８０以上にまで延ばすことができる、エッジガイドに関する解決法を提供することにある。
【解決手段】本発明は、カーテンコーティング法で形成されるコーティング剤カーテン（１１）を、コーティングされるべきウェブ（Ｗ）との接触点に向けて制御するためのエッジガイドに関するものである。エッジガイド（４）はその吐出エッジの領域に配置された吸込スリット（５）を含んでおり、吸込スリットの下側エッジは下側リップ（７）を形成している。吸引スリットの後に続いて潤滑液の供給機構（８、９）が配置されており、供給機構は吸引スリットの下側リップ（７）の領域へと潤滑液を誘導し、その際に前記吸引スリットの下側リップのところでコーティング剤の干上がりを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明の対象物は、カーテンコーティング法で形成されるコーティング剤カーテンを、コーティングされるべきウェブとの接触点に向けて制御するためのエッジガイドであり、前記エッジガイドはその吐出エッジの領域に配置された吸込スリットを含んでおり、前記吸込スリットの下側エッジは下側リップを形成している。

塗工された種類の紙、およびこれに対応する塗工法は急速に進歩しつつあるため、塗工プロセスや塗工装置に対してはますます高い要求が課せられている。塗工の際には、厳密に表現すれば顔料塗工の際には、塗工ステーションで紙の表面にコーティング混合層が形成され、次いで、余剰の水が乾かされる。コーティング剤層の形成は、紙の表面へのコーティング混合剤の塗布と、すなわちアプリケーションと、最終的な塗工量の調節とに区分することができる。もっとも重要な顔料塗工法はいわゆるブレード塗工法であり、その場合、塗工量はいわゆるエアナイフによって調節される。ブレード塗工ステーションのもっとも広く普及している型式には、塗工ローラを備えるブレード塗工装置と、ノズルアプリケーションを備えるブレード塗工装置とがある。これに加えて塗工の際には、近年ますます広範囲に普及しつつあるいわゆるフィルムコーティング機構が使用される。同様に、新技術としてのカーテンコーターも急速に進歩しつつある。

カーテンコーターは、スリット供給型（ｓｌｏｔ−ｆｅｄ）の塗工装置とスライド供給型（ｓｌｉｄｅ−ｆｅｄ）の塗工装置に分類することができる。スライド供給型のカーテンコーターでは、コーティング素材がノズルユニットによって傾斜面へと案内され、この傾斜面に沿って、供給リップを形成する平面のエッジの方向へとコーティング素材が流れていき、供給リップからコーティング素材が滴下するときにカーテンが生じる。スリット供給型のアプリケーションバーでは、コーティング素材は分配室を介して細い垂直方向のスリットへとポンプで送出され、このスリットのリップでカーテンが形成されてウェブの上へと滴下する。コーティング素材は１つ以上の層で塗布することができる。

生じたカーテンは、接触点に達するまでその幅全体にわたり、その名称がすでに表しているように供給スリット／供給リップのエッジに位置するエッジガイドによって維持される。

数多くの異なる種類の紙および板紙があるが、これらは坪量に応じて２つのカテゴリーに区分することができる。すなわち、２５〜３００ｇ／ｍ^２の坪量を有している単層の紙と、１００〜６００ｇ／ｍ^２の坪量を有している多層技術で製造される板紙である。このことから明らかなように、紙と板紙の境目は流動的である。坪量の点でもっとも軽い板紙は、もっとも重い紙よりも軽量だからである。一般に紙は印刷に用いられ、板紙は包装に用いられる。紙と板紙は塗工されているか、または塗工されていなくてよい。

以下の説明は、コーティングされるべき繊維ウェブについて現時点で適用されている数値の例を示すものであり、掲げている値には大幅な変動が生じる場合がある。説明で主として基礎においているのは、典拠とする非特許文献１である。

塗工マガジンペーパー（ＬＷＣ＝ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔ ｃｏａｔｅｄ軽量コート紙）は、４０〜６０％の機械パルプ、２５〜４０％の漂白針葉樹セルロース、ならびに２０〜３５％の充填剤・コーティング剤を含んでいる。以下の値はＬＷＣペーパーについての一般的な値であるとみなすことができる。坪量４０〜７０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢５０〜６５％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ０．８〜１．５μｍ（オフセット）および０．６〜１．０μｍ（ロト）、密度１１００〜１２５０ｋｇ／ｍ^３、白色度７０〜７５％、不透明度８９〜９４％。

以下の値はＭＦＣペーパー（ｍａｃｈｉｎｅ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｃｏａｔｅｄマシン仕上コート紙）についての一般的な値であるとみなすことができる。坪量５０〜７０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢２５〜７０％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ２．２〜２．８μｍ、密度９００〜９５０ｋｇ／ｍ^３、白色度７０〜７５％、不透明度９１〜９５％。

以下の値はＦＣＯペーパー（ｆｉｌｍ ｃｏａｔｅｄ ｏｆｆｓｅｔフィルムコートオフセット紙）についての一般的な値であるとみなすことができる。坪量４０〜７０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢４５〜５５％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ１．５〜２．０μｍ、密度１０００〜１０５０ｋｇ／ｍ^３、白色度７０〜７５％、不透明度９１〜９５％。

以下の値はＭＷＣペーパー（ｍｅｄｉｕｍ ｗｅｉｇｈｔ ｃｏａｔｅｄ中量コート紙）についての一般的な値であるとみなすことができる。坪量７０〜９０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢６５〜７５％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ０．６〜１．０μｍ、密度１１５０〜１２５０ｋｇ／ｍ^３、白色度７０〜７５％、不透明度８９〜９４％。

ＨＷＣペーパー（ｈｅａｖｙ ｗｅｉｇｈｔ ｃｏａｔｅｄ重量コート紙）は１００〜１３５ｇ／ｍ^２の坪量を有しており、２回以上のコーティングを施すことさえできる。

セルロースをベースとするウッドフリーの塗工印刷用紙ないし上質紙（ＷＦＣ）では、要求事項や利用目的に応じてコーティング素材の量が大幅に変動する。１回または２回塗工されたセルロースベースの印刷用紙についての典型的な値を以下に掲げる。１回塗工された紙については、坪量９０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢６５〜８０％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ０．７５〜２．２μｍ、白色度８０〜８８％、不透明度９１ ９４％、２回塗工された紙については、坪量１３０ｇ／ｍ^２、ハンター光沢７０〜８０％、ＰＰＳ Ｓ１０粗さ０．６５〜０．９５μｍ、白色度８３〜９０％、不透明度９５〜９７％。

板紙は、坪量が最大５００ｇ／ｍ^２に達する場合がある坪量の点で重い種類を含むとともに、坪量がおよそ１２０ｇ／ｍ^２である坪量の点で軽い種類を含んでいるために、かなり質の相違するグループを形成しており、一次繊維ベースのものから１００％再生繊維ベースのものまで、また非塗工のものから複数回塗工されたものまで種類が及んでいる。塗工板紙には次のものが含まれる。

− 一次繊維ベース（折畳み箱用板紙（ＦＢＢ＝ｆｏｌｄｉｎｇ ｂｏｘｂｏａｒｄ）、漂白セルロース板紙（ＳＢＳ＝ｓｏｌｉｄ ｂｌｅａｃｈｅｄ ｂｏａｒｄ）、液体包装用板紙（ＬＰＢ＝ｌｉｑｕｉｄ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｂｏａｒｄ）、白色面をもつ塗工表面層（ｃｏａｔｅｄ ｗｈｉｔｅ ｔｏｐ ｌｉｎｅｒ，ｃａｒｒｉｅｒ ｂｏａｒｄ）。

− リサイクルベース（白色面をもつグレーカートン（ＷＬＣ＝ｗｈｉｔｅ ｌｉｎｅｄ ｃｈｉｐｂｏａｒｄ））、塗工リサイクルカートン）。

カーテンコーティングは、上に掲げた塗工可能などの種類の製造にも原理的に適している。カーテンコーティングでは、ブレードコーティングの場合と同じ平滑さは得られないが、それによって実現される被覆はブレードコーティングよりも良好である。

カーテンコーティング法を適用する場合、エッジガイドによって引き起される塗工プロセス時間の制限という点で若干の問題が生じる。エッジガイドの形状および表面材料はかなり多様であり、また、エッジガイドの下側エッジまたは吐出エッジの形状および場合により吸引装置も同様である。一般に適用されている解決法は吐出エッジのところに吸引装置を配置することであり、この吸引装置によって、エッジガイドに沿って流れるコーティング剤と、カーテンの凝集力を向上させるために用いられるエッジ液との比較的多量の集積が吸い出される。このような従来技術に基づく解決法が図１に模式的に示されており、同図ではコーティング剤カーテン１１のエッジガイドに符号４が付されている。エッジガイドの下側端部または吐出エッジのところには、カーテンのエッジ領域を吸引するために吸引室６と接続された吸引スリット５が配置されており、それによって乾燥した縁部２がウェブで形成されるようになっている。吸引スリット５の下側エッジは、下側リップ７を形成する。符号１は、ウェブのコーティングされるべき部分を表しており、符号３は、たとえばローラのような支持面を表している。公知の解決法は、一般に実験用機械では良好に機能し、連続する作動段階が長くとも数時間しか続かない生産用機械においても十分に機能する。連続する塗工法がこれ以上長く続くと、吸引スリットの下側リップのところで干上がるコーティング剤が問題となる。この干上がったコーティング剤は、エッジガイドからカーテンが離れるのを妨げ、その際に、エッジから余剰液を取り除くために設けられる場合がある排出部材の機能についての問題を引き起す。十分に多い量の干上がったコーティング素材が形成されると、それが吸引スリットを塞いでしまい、その場合、エッジガイドに沿って流れる比較的多量のコーティング素材と、エッジ潤滑液とがウェブへと直接誘導され、そこで塗工部分の縁部に何倍もの量のコーティング素材が残される。このような余剰コーティング素材は塗工機械の乾燥部では乾かずに、塗工されたウェブと接触するローラの表面に湿った状態のまま付着する。

公知の解決法では、コーティング剤の組成や粘性に応じて、動作時間はたとえば約２時間から約８時間の間で変動する。
ｖ．Ｊｏｋｉｏ，Ｍ．編：Ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（製紙の科学と技術）、製紙編３部、フィニシング、発行Ｆａｐｅｔ Ｏｙ、 Ｊｙｖａｓｋｙｌａ １９９９、３６１頁。

本発明の目的は、コーティングプロセスの時間を大幅に、場合によっては１０倍以上長くすることができ、繊細なコーティング剤の耐用時間を現在の約２時間から約４時間まで延ばすとともに、軽量のコーティング剤の耐用時間を約８時間から最大約８０以上にまで延ばすことができる、エッジガイドに関する解決法を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明によるエッジガイドは、吸引スリットの後に続いて潤滑液の供給機構が配置されており、供給機構は吸引スリットの下側リップの領域へと潤滑液を誘導し、その際に吸引スリットの下側領域でコーティング剤の干上がりを防止することを特徴としている。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。

図２によると、コーティング剤カーテン１１のための本発明によるエッジガイド４は、吸引スリット５の下側リップ７に配置された潤滑液の供給スリット９を含んでおり、この供給スリットへ潤滑液が潤滑液室８から誘導される。潤滑液はたとえば水またはその他の液体であってよい。潤滑液は、下側リップ７の前側部分に配置された供給スリット９によって吸引スリットの下側リップを潤滑し、このとき、当該個所でのコーティング剤の干上がりを防止するように、吸引スリット５のほうへと方向づけられている。潤滑剤は供給スリット９の幅全体にわたって供給され、すなわち、実質的に飛沫を生じることなく供給スリットから流れ出て、その際に主として吸引スリット５へと誘導されるような流動速度で供給される。このことは、供給スリット９で生じる背圧が供給スリットの幅全体にわたって潤滑液を穏やかな流れとして逃がすことができ、それによって、液体が供給スリットから飛沫となって外に出る程度まで流動速度が高くなることがないように、液体室８のスリット幅と、供給スリット９の吐出開口部のスリット幅とが寸法決めされることによって実現される。液体室８のスリット幅は約１ｍｍのオーダで設定するのが好ましく、供給スリットの吐出開口部のスリット幅は約０．１〜０．５ｍｍのオーダで設定するのが好ましい。これらの寸法は標準値にすぎず、特に、必要な潤滑液の供給量に依存して決まる。下側リップの前側部分は、コーティング剤カーテンが先端部によってせん断されるように、かつ、先端部の下へ折れ曲がって入ることがないように成形されている。吸引スリットの下側リップは、コーティング剤をはじく材料を備える外面および／または内面で被覆されているのが好ましい。吸引スリットの上側エッジも、たとえばポリテトラフルオロエチレンベースの、コーティング剤をはじくこのような材料で被覆することができる。

潤滑液は周囲温度よりも低い温度で供給されるのが好ましく、潤滑液は下側リップ７の湿潤を引き起し、このことが、ひいては下側リップの表面へのコーティング剤の付着を防止する。吸引スリットへと吸い込まれる、エッジガイド４に沿って流れるエッジ液１２は、主として吸引スリット５の上側エッジのところで延びており、そのようにして実質的にコーティング剤がない状態に上側エッジを保ち、それによって潤滑液を別個に供給する必要がなくなる。

本発明の解決法は、その利用性と機能性の点からして現在の解決法に比べて改良された解決法であり、連続するコーティングプロセスの時間を何倍にも延ばすことを可能にする。本発明の解決法は特にドライエッジコーティングに適しているが、上側エッジをコーティングする場合にも適用することができる。

従来技術に基づくエッジガイドである。 模式的な原理図としての本発明によるエッジガイドである。 図２の部分拡大図である。

Claims (6)

1. カーテンコーティング法で形成されるコーティング剤カーテン（１１）を、コーティングされるべきウェブ（Ｗ）との接触点に向けて制御するためのエッジガイドであって、前記エッジガイド（４）はその吐出エッジの領域に配置された吸込スリット（５）を含んでおり、吸込スリットの下側エッジは下側リップ（７）を形成しているエッジガイドにおいて、前記吸引スリットの後に続いて潤滑液の供給機構（８、９）が配置されており、供給機構は前記吸引スリットの下側リップ（７）の領域へと潤滑液を誘導し、その際に前記吸引スリットの下側リップのところでコーティング剤の干上がりを防止することを特徴とするエッジガイド。
2. 潤滑液の前記供給機構は前記吸引スリットの下方に形成された潤滑液室（８）を含んでおり、潤滑液室は前記下側リップ（７）の前側部分に形成された潤滑液の供給スリット（９）に向かって開いており、供給スリットは前記下側リップの実質的に幅全体にわたって延びていることを特徴とする、請求項１に記載のエッジガイド。
3. 潤滑液は実質的に前記吸引スリット（５）へと誘導されるように方向づけられていることを特徴とする、請求項２に記載のエッジガイド。
4. 前記吸引スリットの前記下側リップ（７）はその外面および／または内面でコーティング剤をはじく材料により被覆されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１に記載のエッジガイド。
5. カーテンコーティング法で形成されるコーティング剤カーテン（１１）のためのエッジガイド（４）の動作時間を延ばす方法であって、前記エッジガイド（４）はその吐出エッジの領域に配置された吸引スリット（５）を含んでおり、吸込スリットの下側エッジは下側リップ（７）を形成している方法において、前記吸引スリットの後に続いて配置された潤滑液の供給機構（８、９）が利用され、供給機構によって前記吸引スリットの下側リップ（７）の領域へと潤滑液が誘導され、それにより前記吸引スリットの下側リップのところでコーティング剤の干上がりを防止することを特徴とする、方法。
6. 潤滑液の前記供給機構は前記吸引スリットの下方に形成された潤滑液室（８）を含んでおり、潤滑液室は前記下側リップ（７）の前側部分に形成された潤滑液の供給スリット（９）に向かって開いており、供給スリットは前記下側リップ（７）の実質的に幅全体にわたって延びており、潤滑液は前記供給スリット（９）の幅全体にわたり、実質的に飛沫を生じることなく前記供給スリットから流れ出て主として前記吸引スリット（５）へ誘導されるような流動速度で供給されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。

Images