JP3094620B2 - キャストコータドラムのドクター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製紙工程において使用
されるキャストコータドラムのドクター装置に関するも
のであり、原紙にクレーを主成分とする顔料および接着
剤よりなる水性塗料などを塗布するいわゆる塗工工程で
利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】製紙工程で使用されるキャストコータド
ラムは、そのドラムの外周面に塗工紙を接触、密着させ
て、塗工紙の表面にドラム外周の鏡面を転写付与するこ
とによって、表面平滑度や光沢度に非常に優れる塗工紙
つまりキャストコート紙を製造するためのものである。
キャストコート紙の製造にあたっては、原紙にクレーを
主成分とする顔料および接着剤よりなる水性塗料などを
塗布し、その塗膜がまだ湿って可塑性を有している間に
キャストコータドラムのドラム外周面に接触、密着させ
て加熱乾燥し、これにより塗膜の可塑性を失わしめたの
ち、上記外周面から引き剥がすという方法を採ってい
る。

【０００３】従来のキャストコータドラムは、塗工紙の
品質すなわち表面状態を良好に保つために、ドラムの表
面を鏡面に仕上げたクロムめっきで被覆することが一般
的である。しかるに、鏡面クロムめっきで被覆したキャ
ストコータドラムにあっては、鏡面に保持されたクロム
めっきを傷付けないドクターブレード材料を発見できな
いこともあってドクター装置を付さないことが一般的で
ある。したがって、図２に示すように、所定の紙幅Ａの
塗工紙１をキャストコータドラム２に通紙して操業する
と、塗工紙１の両端部近傍の未通紙部に未乾燥状態の塗
工紙１から塗工液３が浸み出して、鏡面仕上げされたク
ロムめっき面に固着し、簡単に除去することができなく
なる。このため、例えば、紙幅Ａから紙幅Ｂに変更しよ
うとする場合に、キャストコータドラム２の表面に固着
している塗料を除去しなければ紙幅Ｂの塗工紙を生産で
きないことになり、塗工作業を中断し、固着した塗料を
フェルト類を使用して、多大な労力と時間をかけて物理
的に除去、清掃しなければならないといった弊害があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、鏡面のクロムめっきを被覆されたキャストコータド
ラムの両紙端近傍に固着する塗工用塗料のみを鏡面のク
ロムめっき表面に摺動傷などを付さずに連続的に除去す
ることを可能とし、いろいろな幅の原紙を操業を停止す
ることなく自由に塗工できるキャストコータドラムのド
クター装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、鏡面に研磨されたクロムめっき表面に一定の接
触圧で押し付けて連続的に付着固化する塗料を物理的に
除去するのが最も効果的である。そのためにはドクター
ブレード及びドクター装置の適用が考えられるが、キャ
ストコータドラムの表面に摺動傷を付けないで、なお且
つ、塗料を効果的に除去し得るようなドクターブレード
の材質を発見することが必要である。本発明者は、種々
の金属材料、プラスチック材料等を検討した結果、金属
材料は全く使用に適さず、プラスチック材料の中でポリ
エチレン、特に分子量が１００分子以上の超高分子量ポ
リエチレン、特に繊維強化超高分子量ポリエチレンが塗
料除去効果( ドクター効果 )、ブレードとしての低磨耗
量、鏡面クロムめっきの摺動傷の非付着性などの点で最
も優れていることを発見した。

【０００６】次に、キャストコータドラム表面上でドク
ターブレードを適用する位置であるが、キャストコータ
ドラムの表面に固着した塗工用塗料を除去するために
は、ドクターブレードをドラムの全長にわたって押し当
ててもよいが、キャストコータドラムにおいて塗料の固
着により操業に影響を及ぼす部分は、該キャストコータ
ドラムで塗工する最小原紙幅から最大原紙幅に向かって
幅広の原紙に塗工する際に問題になる。つまり、ドクタ
ーブレードを適用する位置は最小限度、最大紙幅から最
小紙幅を差し引いた部分ということになり、局部的にド
クターブレードを適用すれば良い。このようにすれば、
全面に適用するよりも、ドクターブレードの刃先精度を
特別な工夫や装置を必要とすることなしに向上できるの
で、ドクターブレードの刃先がキャストコータドラムの
表面に適い易く、したがって、それを取り付けるドクタ
ー装置は何ら複雑な加圧機構を必要としなくなり、経済
的にも安価なドクター装置を提供できる。

【０００７】

【作用】本発明者は、キャストコータドラムの表面に摺
動傷を付けないで、なお且つ、塗料を効果的に除去し得
るようなドクターブレードの材質を発見するために、金
属材料としてＳＵＳ３０４、炭素工具鋼材（ＪＩＳ記号
ではＳＫ−４）、リン青銅を、また、プラスチック材料
として、紙繊維（基材）強化フェノール樹脂、ガラス繊
維（基材）強化エポキシ樹脂、テフロン（フッ素樹
脂）、ポリエチレン、超高子量ポリエチレン、炭素繊維
強化超高分子量ポリエチレンを用いて、それぞれの材料
からなるドクターブレードを作製した。なお、各ドクタ
ーブレードは、いずれも長さ１００ｍｍ、幅８０ｍｍで
厚みは１〜６ｍｍのものを使用した。また、上記ドクタ
ーブレードを適用するドラムとして、直径１５２４ｍ
ｍ、面長（長さ）５００ｍｍのドラムの表面に、厚み１
５０μｍ（０．１５ｍｍ）のクロムめっきを施し、表面
粗さ０．０５μＲｍａｘの鏡面としたものを利用した。
なお、上述したキャストコータドラムは加熱のための蒸
気を通せる構造となっており、実際にキャストコータド
ラムの使用される温度域（５０〜１５０℃の間）に任意
に調整可能である。また、ドラム自体の回転数も変更可
能であり、一般に利用される周速２０〜３００ｍ／分に
対応可能となっている。さらに、ドクター装置も、ドク
ターブレードがキャストコータドラムの同一部分にのみ
接触しないように、左右（ドラムの軸方向）にオッシレ
ーション（往復移動）できる構造となっていると同時
に、線圧（押付圧）も０〜３００ｇ／ｃｍの範囲で任意
に変更できるようになっている。以上のように、ドクタ
ーブレード、ドクター装置、鏡面クロムめっき被覆した
キャストコータドラムを準備したのち、ドクターブレー
ドにとって最も過酷な条件であるドラム表面温度１５０
℃において、塗工用原紙は利用しないで、ドラム表面
に、 カオリン ８０重量部 炭酸カルシウム ２０重量部 ピロシン酸ナトリウム ０．１重量部 スチレンブタジエンラテックス １２重量部 デンプン ５重量部 の組成からなる塗工用塗料を調合し、連続的に滴下しつ
つ、ドラム周速３００ｍ／分の条件でドクターブレード
の摺動試験を行い、ドクターブレードの磨耗量、ド
クター効果（塗料を除去する能力）、ドラム表面に被
覆された鏡面クロムめっきへの摺動傷の発生の有無等に
ついて評価した。なおそれぞれのドクターブレードに対
し、摺動時間を４時間一定とし、ブレード線圧を１３５
ｇ／ｃｍとしている。また、磨耗量は、材料によって密
度が異なるので、磨耗重量と磨耗体積を測定した。その
結果を表１に示す。

【０００８】

【表１】

【０００９】以上の結果、金属材料は、プラスチック材
料と比べて相対的にドクターブレードとしての磨耗量も
多く、且つ、ドクター効果の無さ、クロムめっきへのダ
メージ（摺動傷）の発生などの点で劣っていることが分
かった。プラスチック材料では、超高分子量ポリエチレ
ン及び炭素繊維強化超高分子量ポリエチレンが、ドクタ
ーブレードとして具備すべき特性を備えており、特に、
炭素繊維強化超高分子量ポリエチレンでは、磨耗量が極
めて少ないことから長期間にわたっての使用が期待でき
る。

【００１０】以上のように、ドクターブレードの材質と
して炭素繊維強化超高分子量ポリエチレンが最もドクタ
ーブレードとしての特性を満足し得ることを見いだした
ので、当材料で長さ４５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、厚み５ｍ
ｍのドクターブレードを作製し、前回の実験と同一の条
件で面長５００ｍｍ、直径１５２４ｍｍの鏡面クロムめ
っきを被覆したキャストコータドラムの表面に適用する
と、ドラム表面の大部分において、良好なドクター効果
が見られたが、部分的には塗料が１００％除去できない
ことを認めた。これは、ドラムそのものの表面精度とド
クターブレードの刃先加工精度が関与する問題であり、
ドクターブレードの加圧を１３５ｇ／ｃｍから２３５ｇ
／ｃｍに増加すると解決できる。しかしながら、ドクタ
ーブレードの磨耗量は増加する傾向にあった。

【００１１】一方、塗工工程で利用されるキャストコー
タドラムは、加熱乾燥効率を向上させる目的で直径１０
００ｍｍ以上でドラム面長も１０００ｍｍ幅を越えるも
のが多く、このように大型品を高精度で加工することは
困難である。また、ドクターブレードについても同様で
１０００ｍｍを越える長さになると、刃先加工精度は一
般的に低下する。しかるに実際の塗工工程で問題となる
のは、塗工用原紙の両紙端近傍に乾燥・固着する塗料で
あるので、ドクター装置とドクターブレードを分割し、
両紙端近傍にのみ適用すればキャストコータドラムの加
工精度、ドクターブレードの刃先精度を著しく改善しな
くても良いことになる。そして、ドクターブレード及び
ドクター装置を短尺化できるので、経済的にも安価に提
供できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の概略構成を示して
いる。図中、２はキャストコータドラムであり、その表
面には、局部的にドクターブレード４がドクター装置５
により所定の線圧で接触している。６はオッシレーショ
ン装置であり、ドクター装置５をキャストコータドラム
２の軸方向について往復移動させるものである。これに
より、ドクターブレード４は、回動するキャストコータ
ドラム２の軸方向について往復移動しながら、ドラム表
面に接触して、余分な塗工液を除去するものである。キ
ャストコータドラム２としては、直径３６６０ｍｍ、面
長２８５０ｍｍの鋼鉄製ドラムにニッケルめっき層を介
してクロムめっき層を被覆し、表面を鏡面仕上げとした
ものを使用した。また、ドクターブレード４としては、
表面に炭素繊維強化超高分子量ポリエチレンを被覆した
ものを使用した。ドクターブレード４の線圧を６５ｇ／
ｃｍに設定し、ドラムの周速を１２０ｍ／分、ドラムの
表面温度を９０〜１０５℃として操業したところ、塗工
用塗料がキャストコータドラム２に固着することもな
く、約２週間使用することができた。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、クロムめっき
被覆された製紙用鏡面キャストコータドラムの表面に適
用されるドクター装置において、ドクターブレードの表
面を超高分子量ポリエチレン又は繊維強化超高分子量ポ
リエチレンで被覆したので、キャストコータドラムの表
面に摺動傷を付けないで、なお且つ、塗料を効果的に除
去することができ、しかもブレードが磨耗しにくいとい
う利点がある。

【００１４】請求項２記載の発明では、ドクターブレー
ドを分割し、キャストコータドラムに接触する塗工用原
紙の両紙端近傍にのみ局部的にドクターブレードを接触
させたので、ドクターブレードを短尺化でき、それによ
って、刃先加工精度を高めることができるという利点が
ある。また、ドクター装置も短尺化できるので、接触線
圧を一様にするために複雑な加圧機構を必要としなくな
るという利点があり、経済的に安価に構成できるという
効果がある。

【００１５】請求項３記載の発明では、ドクターブレー
ドをキャストコータドラムの軸方向に沿って往復移動さ
せるオッシレーション手段を設けたので、キャストコー
タドラムのブレードの両端部に接する部分に塗料が残留
することを防止できるという利点がある。

【００１６】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
に記載の装置において、ドクターブレードの表面を超高
分子量ポリエチレン又は繊維強化超高分子量ポリエチレ
ンで被覆したので、キャストコータドラムの表面に摺動
傷を付けないで、塗料を効果的に除去でき、しかもブレ
ードが磨耗しにくいことにより、いろいろな幅の原紙
を、操業を停止することなく自由に塗工できるという効
果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。

【図２】従来例の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 塗工紙 ２ キャストコータドラム ３ 塗工液 ４ ドクターブレード ５ ドクター装置 ６ オッシレーション装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21G 3/00 - 3/04 D21H 19/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロムめっき被覆された製紙用鏡面キ
   ャストコータドラムの表面に適用されるドクター装置に
   おいて、ドクターブレードを超高分子量ポリエチレン又
   は繊維強化超高分子量ポリエチレンで作製したことを特
   徴とするキャストコータドラムのドクター装置。
2. 【請求項２】 クロムめっき被覆された製紙用鏡面キ
   ャストコータドラムの表面において、最小幅の塗工紙の
   両端部が接触する部分よりも内側からドラムの軸方向の
   両端部に向けて所定の幅で塗工液を除去するドクターブ
   レードを分割して配置したことを特徴とするキャストコ
   ータドラムのドクター装置。
3. 【請求項３】 前記ドクターブレードを、ドラムの軸
   方向について往復移動させるオッシレーション手段を備
   えることを特徴とする請求項２記載のキャストコータド
   ラムのドクター装置。
4. 【請求項４】 前記ドクターブレードは、超高分子量
   ポリエチレン又は繊維強化超高分子量ポリエチレンで被
   覆されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の
   キャストコータドラムのドクター装置。