JP3205749B2 - 塗工装置 - Google Patents

塗工装置

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JP3205749B2
JP3205749B2 JP17008392A JP17008392A JP3205749B2 JP 3205749 B2 JP3205749 B2 JP 3205749B2 JP 17008392 A JP17008392 A JP 17008392A JP 17008392 A JP17008392 A JP 17008392A JP 3205749 B2 JP3205749 B2 JP 3205749B2
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武雄 中沢
博文 森田
忠 佐々
雅敏 安藤
寛峰 望月
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石川島播磨重工業株式会社
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製紙工程において紙の
表面に塗料を塗布する塗工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は一般に使用されている塗工装置の
側面図であって、1はバッキングロール、2はクリーニ
ングドクタ、3はバッキングロール1の回転によって送
られる紙、4は紙3の表面に塗料を吹き付ける塗布装
置、5は塗布装置4の後段に配置して紙3の表面の余分
な塗料をかき取って吹き付けられた塗料が均一な厚みに
なるようにするブレードである。
【0003】図5は従来の塗工装置の要部拡大断面図で
あって、バッキングロール1は通常、鉄製ロール6の表
面にショアーD硬度60〜70のゴム層7を被覆して構
成されており、回転しながら紙3を保持している。紙3
表面への塗料8の塗布とブレード5による余分な塗料8
のかき落とし作業とは、全て紙3がバッキングロール1
の表面に接している状態で行われる。従って、バッキン
グロール1の表面はできるだけ平滑な面が要求される。
もし、バッキングロール1の表面に凹凸部分があると、
部分的に塗工量が変化して均一な塗工作業ができない。
図5のブレード5は、ブレードの刃先を使って塗料8を
かき落とすベベルブレードタイプのものを示している。
【0004】図6は図5に対して、ブレードの先端を使
って塗料8をかき落とすベントブレードタイプのブレー
ド12を備えた場合を示したもので、図5と同様にして
塗料のかき落としが行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】バッキングロール1上
の紙3にブレード12(5)を押し当て、余分な塗料8
をかき落とす際に、図7に示すように、ブレード12
(5)の押圧により紙3の側面エッジ部(紙端部A)が
バッキングロール1に食い込み、紙端部Aで紙3の走行
速度とバッキングロール1の周速との間に速度差が生
じ、その結果、バッキングロール1のその部分に円周に
沿って摩耗が発生する。
【0006】すなわち、本来ブレード押圧部におけるバ
ッキングロール1と紙3の周速は同速となるように設計
されているが、紙端部Aでは、ブレードから集中荷重を
受けて、図7に示すように、バッキングロール1への紙
の食い込みが生じ、この部分のバッキングロール1の周
速が低下する。一方、紙3は紙端部A、中央部Bを含め
て幅方向の各部とも同速で走行する。その結果、紙端部
Aでは紙3の走行速度とバッキングロール1の周速との
間に速度差が生じ、これによる両者間の摩擦により、バ
ッキングロール1の紙端部Aとの当接個所が次第に摩耗
し、その円周方向に図8に示すような筋状の傷Dが発生
することになる。
【0007】通常、塗工量の単位はg/m2で表わさ
れ、1g/m2の厚さは約1μmに相当する。従って1
0μm摩耗すれば、その部分の塗工量は逆に10g/m
2も余分に塗工することになる。このような状態の塗工
紙3を巻き取ると、過剰に塗工された部分が重なって膨
れ上り、破れ、破断等が発生して塗工が実質的に不可能
となる。
【0008】一般に、1台のブレード塗工装置で塗工す
る紙3の種類は単一ではない。例えば、紙巾をとってみ
ても多くの種類があり、多いときには10種類にも及
ぶ。これを1台の塗工装置で塗工する場合は、バッキン
グロール1に付く傷が塗工紙3の品質に及ぼす影響を考
慮して、塗工の順序を、巾の広いものから順次巾の狭い
ものを塗工し、一番巾の狭い紙3を塗工した時点で、そ
のバッキングロール1は使用不可になり、その時点で予
備のバッキングロール1と取り替えることになる。取り
外したバッキングロール1は、再研磨するというサイク
ルを繰り返しているのが現状である。
【0009】しかるに、最小の小ロット多品種生産によ
りバッキングロール1は取替頻度が高まるばかりであ
る。そのため、操業効率の低下、ロール替えに要する人
的、時間的損失及びロール研磨に要する人的、時間的損
失及びそれに要する費用は莫大なものがある。
【0010】また、塗料8の塗布面を良好に保つには、
バッキングロール1の表面に対するブレード先端面9の
ブレード角θを塗工が良好な35度以下の一定値に保つ
ことが必要で、一般的には設定角度θ’に対して1〜3
度の範囲内で保持させるようにしている。
【0011】即ち、このために、バッキングロール1に
対するブレード5の押付方法を、ブレード先端面9のブ
レード角θが変化しないような機構にすることが種々行
われているが、ブレード5,12の押付力によってゴム
層7が凹んでしまうために結果的にブレード角θが変化
して一般的に設定角度θ’より大きくなることにより塗
料8の流れに乱れが生じて塗布面も不安定になってしま
う。このブレード角θの変化はバッキングロール1が低
硬度であると大きくなり、バッキングロール1表面の硬
度をある程度以上に高くすれば、バッキングロール1の
凹みは非常に小さくなってブレード角θの変化はほとん
どなくすことができる。
【0012】塗料8の塗布面品質の評価で重要なもの
は、紙3の幅方向の塗布量の均一性(塗布量プロファイ
ル)である。塗布量プロファイルを乱す要因の最も大き
なものに、バッキングロール1表面の凹凸がある。従来
のゴム層7で被覆したバッキングロール1は、前記した
ように高精度で研磨しても塗工時に、紙3、ブレード
5,12、クリーニングドクタ2により、バッキングロ
ール1表面に部分的磨耗が発生し、この磨耗による凹凸
によりプロファイルが大きく乱れる。
【0013】上記のような観点から、本発明はバッキン
グロールの摩耗を抑制し、塗工品質の安定化が可能な塗
工装置を提供しようとするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の塗工装置は、バ
ッキングロールと、該バッキングロールに巻回して送ら
れる紙の表面に塗料を塗布する塗布装置と、該塗布装置
の後段に備えて紙の表面の余分な塗料をかき取るブレー
ドとを備えた塗工装置であって、バッキングロールの表
面を、金属であればビッカース硬度85以上、高分子材
料であればショアーD硬度80以上としたことを特徴と
し、更に金属ロールの表面に硬化層が付与されているこ
とを特徴とし、更に硬化層がフッ素樹脂コーティング膜
であることを特徴とし、更にブレードがベントブレード
タイプであることを特徴とし、更にブレード角が35度
以下であることを特徴とし、更にバッキングロールの表
面を清浄に保つための高分子材料からなるフロークリン
ドクタを備えていることを特徴とするものである。
【0015】
【作用】バッキングロールの磨耗が減少してロール交換
の頻度が減少し、且つロール表面が凹むことがなくな
り、塗工ムラ等の発生が減少し、塗工品質が安定する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。
【0017】図1は本発明の一実施例の要部拡大断面図
であって、3は紙、12はベントブレードタイプのブレ
ード、8は塗料、10は本発明を適用したバッキングロ
ールである。
【0018】図2は図1のバッキングロール10に対し
てベベルブレードタイプのブレード5を備えた場合であ
り、他の構成は図1と同様である。図3は図1又は図2
の構成を含む本発明の塗工装置の概略構成を示す側面図
である。
【0019】本発明は、上記のブレード塗工装置を構成
するバッキングロール10が当接する紙3の側端部によ
る摩耗を生じさせないようにした硬い表面11を有する
もので、ビッカース硬度(JIS−Z−2244)にお
いて85以上の硬度の高い金属表面を持つロール、若し
くは金属ロール表面に硬化層13を付与したクロームメ
ッキロール、セラミックコーティングロールを使用した
り、又は高硬度ゴム、フッ素樹脂コーティング等のプラ
スチックからなる高分子材料を付与してなるロールを使
用する場合には、ショアーD硬度(ASTM規格、D−
2240)において80以上の硬化層13としたロール
を使用する。
【0020】具体的には、従来のブレード塗工方法によ
ると、約8時間の連続操業後に例えばバッキングロール
1に2mm巾で20μm深さの傷が発生するとした場合
にも、本発明のバッキングロール10を使用した場合に
は、紙の側端部による傷付きは全く見られない。
【0021】なお、ビッカース硬度85以下の硬度の低
い金属表面を持つバッキングロールを使用したり、或い
はショアーD硬度で80以下のバッキングロールを使用
するとき、例えば現状のショアーD硬度で20〜30の
ゴム製のものを使用した場合には、従来のように、バッ
キングロールと周速で走行している紙との間で摩擦が発
生し、バッキングロールの紙の側端部と当接する部分が
部分的に摩耗し、筋状の傷が付くことになり、バッキン
グロールの表面に凹凸部分が有ると部分的に塗工量が変
化して均一な塗工作業ができなくなり、このような状態
の塗工紙を巻き取ると、過剰に塗工された部分が重なっ
て膨れ上り、破れ、破断等が発生して塗工が実質的には
不可能となる。
【0022】また、ブレード塗工装置により紙面に塗工
層を形成する方式は、バッキングロール上に紙を保持
し、その上に充分なる塗料を塗工し、ブレードにて余分
な塗料をかき落とし所定の塗工量を得るが、塗工量の設
定はバッキングロールの弾性とブレード自身の弾性によ
る面圧により決定される。このときの塗工量の設定は、
ブレードの押し込み量とブレードの角度にて行われる。
【0023】これに対し、本発明に用いられるバッキン
グロール10は、弾性が極めて小さく、ブレード5,1
2のみの弾性により塗工量が決定されることとなるが、
面圧が同じであれば塗工量は同一となり、ロールの弾性
は特に必要としない。そのため、ブレード角θは35度
以下にしてもブレード角θが変動することがなく一定に
保持されるので非常に好ましい。
【0024】一般的な塗工では、ブレード5,12の押
付力(線圧)は高くても3kgf/cm2であり、この
力に対し、バッキングロール10の表面11に対面する
ブレード先端面9のブレード角θの変化が2度以内であ
れば、経験的に塗料8の塗布面品質の変化が認められな
い。従って、ブレード5,12の押付力が零から3kg
f/cm2に変化した時のブレード先端面9のブレード
角θの変化が2度程度以内になるような硬度をバッキン
グロール10の表面11にもたせれば良いことになる。
【0025】運転中にバッキングロール10の表面を常
に清浄に保つために、従来のバッキングロールが硬度の
低いゴム製の場合には、スチール製のクリーニングドク
タ2(図4参照)を使用していたものを、これに代えて
逆に硬度の低いゴム、プラスチック等の高分子材料から
なるフロークリンドクタ14(図3参照)を配設する構
成とすることにより、バッキングロール10の表面に傷
を付けることなく常により清浄に保つことが可能にな
り、これは本発明の好ましい一実施態様の一つである。
【0026】なお、本発明のバッキングロール10を用
いた場合、ロールが硬いため異物等の抜けが問題(筋状
傷と呼ばれる所謂ストリークの発生)になる場合には、
経験的知見からベベルブレードタイプのブレード5より
異物等の抜けが良好であるので、ベントブレードタイプ
のブレード12を使用するのが望ましい。
【0027】また、金属材料からなるバッキングロール
10の表面に、硬い表面11を構成する硬化層13とし
てフッ素樹脂コーティング層を施すようにすると、防錆
及び耐薬品性を持たせることができるので、かかる構成
は望ましい。
【0028】
【本発明の具体例】以下、本発明の具体例を記載する
が、本発明はこれらの具体例のみに限定されないことは
勿論である。
【0029】具体例1 顔料と接着剤を主成分とする印刷紙用塗料を、ブレード
塗工装置により、米坪64g/m2の未塗工の巻取紙に
塗工するにつけ、塗工条件として、 塗工量 27g/m2(乾燥重量) 塗抹速度 780m/分 ブレード角 30° ブレード厚 0.381mm ビッカーズ硬度で85度のクロームメッキ製バッキング
ロール 8時間操業 上記の条件で塗工した後、バッキングロールの摩耗度の
調査をしたところ傷の痕跡は全くなく、又塗工量も充分
にコントロールでき、操業には問題ないことが確認され
た。しかも、バッキングロールが硬いため、プロファイ
ル制御は非常に敏感になり極めて制御し易くなった。
【0030】比較例1 バッキングロール材質を、ゴム製とし、ロールの硬度を
ショアーD硬度で22度とし、具体例1と同様にしてブ
レード塗工した。
【0031】上記の条件で塗工した後、バッキングロー
ルの摩耗度を調査したところ、摺動巾2mmの範囲内に
おける摩耗度は約20μmにも達しており、その部分の
塗工量は逆に20g/m2も余分に塗工される結果とな
った。しかも、過剰に塗工された部分が重なって膨れ上
り、破れ或いは紙切れ等が発生することが予想され、塗
工紙の品質を低下させるものであった。
【0032】
【発明の効果】本発明はバッキングロールの表面を硬く
することにより、磨耗が減少してバッキングロールの寿
命を飛躍的に延ばすことができ、研磨のためのバッキン
グロールの交換頻度が減少して塗工装置の操業効率が向
上し、且つブレードの磨耗が均一になって塗布量の紙の
幅方向の均一性(塗布量プロファイル)が保たれると共
にブレード角が安定に保たれて塗工品質が向上する効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部拡大断面図である。
【図2】ベベルブレードタイプのブレードを備えた場合
の本発明の一実施例の要部拡大断面図である。
【図3】本発明の塗工装置の概略構成の側面図である。
【図4】一般的な構成のブレード塗工装置の側面図であ
る。
【図5】従来の塗工装置の要部拡大断面図である。
【図6】ベントブレードタイプのブレードを備えた場合
の従来の要部拡大断面図である。
【図7】ブレードの押圧で紙がバッキングロールに食い
込んだ状態を示す正面断面図である。
【図8】筋状の傷がついたバッキングロールを示す正面
断面図である。
【符号の説明】
3 紙 4 塗布装置 5 ブレード(ベベルブレードタイプ) 8 塗料 9 ブレード先端面 10 バッキングロール 11 バッキングロール表面 12 ブレード(ベントブレードタイプ) 13 硬化層 14 フロークリンドクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 雅敏 兵庫県尼崎市常光寺四丁目3番1号 神 崎製紙株式会社 神崎工場内 (72)発明者 望月 寛峰 兵庫県尼崎市常光寺四丁目3番1号 神 崎製紙株式会社 神崎工場内 (56)参考文献 特開 平1−184075(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 11/04 B05C 1/08 - 1/12 B05C 5/00 - 5/02 D21H 23/32 - 23/64

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッキングロールと、該バッキングロー
    ルに巻回して送られる紙の表面に塗料を塗布する塗布装
    置と、該塗布装置の後段に備えて紙の表面の余分な塗料
    をかき取るブレードとを備えた塗工装置であって、バッ
    キングロールの表面を、金属であればビッカース硬度8
    5以上、高分子材料であればショアーD硬度80以上と
    したことを特徴とする塗工装置。
  2. 【請求項2】 金属ロールの表面に硬化層が付与されて
    いることを特徴とする請求項1記載の塗工装置。
  3. 【請求項3】 硬化層がフッ素樹脂コーティング膜であ
    ることを特徴とする請求項2記載の塗工装置。
  4. 【請求項4】 ブレードがベントブレードタイプである
    ことを特徴とする請求項1記載の塗工装置。
  5. 【請求項5】 ブレード角が35度以下であることを特
    徴とする請求項1又は4記載の塗工装置。
  6. 【請求項6】 バッキングロールの表面を清浄に保つた
    めの高分子材料からなるフロークリンドクタを備えてい
    ることを特徴とする請求項1記載の塗工装置。
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