JP3502205B2 - 印刷用塗被紙の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用塗被紙の製
造方法及び製造装置であって、更に詳しくは塗布むらの
少ない印刷用塗被紙を製造できる方法と比較的小型のア
プリケーターロールで塗布むらの少ない印刷用塗被紙を
製造できる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷用塗被紙を製造する装置として各種
のロール塗布装置、例えばポンド式ロールコーター、ゲ
ートロールコーター等が多く使用されている。ポンド式
ロールコーターは、ウエブと同一周速で回転する軸が互
いに平行で、かつアプリケーターロール外周が線で接触
してニップを形成している一対のアプリケーターロール
より構成され、また、２本のアプリケーターロールの中
心を結ぶ線は水平か又は若干傾斜しており、前記ニップ
が塗布液のポンド（液溜り）とされ、前記ポンド内をウ
エブが通過することにより塗布液をウエブに過剰に付着
させ、その後アプリケーターロールのニップで絞られて
塗布量の調整及びウエブへ塗布液を浸透させるものであ
る。

【０００３】また、ゲートロールコーターは、アウター
ロール、インナーロール及び一対のアプリケーターロー
ルから構成されている。この方式はアウターロール、イ
ンナーロールの間のニップに塗布液のポンドを形成さ
せ、塗布液はインナーロールからアプリケーターロール
に転写され、該塗布液がアプリケーターロールの一方の
周面に転写され、更にウエブが一対のアプリケーターロ
ールのニップを通過する際にウエブに転写されるもので
ある。

【０００４】しかし、ポンド式ロールコーターの欠点
は、高粘度の塗布液を塗布した場合に高速になるにした
がい、あばた状の塗布むら（オレンジ ピール）が激し
くなることである。この塗布むらは、図４に示すように
ウエブ４１がニップ４２の接触点（転移点）４３を離れ
るにしたがい、それまでアプリケーターロール４４表面
とウエブ４１の間に挟まれていた塗布液４５がアプリケ
ーターロール４４表面側とウエブ４１表面側とから短時
間に強制的に引き裂かれるときに生じる。

【０００５】即ち、前記塗布むらはアプリケーターロー
ル４４の直径が小さい程、ニップ４２の出口側における
アプリケーターロール４４表面とウエブ４１によって形
成するくさび形の塗布液の角θ（以下開き角度という）
が大きくなり、塗布液が短時間に強制的に引き裂かれる
ため塗布むらおよびミストが発生し易い。特に、塗布速
度が高い場合は塗布むらの発生が問題となりがちであ
る。また、粘着力の強い塗布液の場合は、引き裂かれる
際にアプリケーターロール４４表面から剥がれ難く、糸
を引いたり、裂かれる際の塗布液層の破断跡等に起因す
る塗布むらが生じ易い。

【０００６】従来、高速塗布において塗布むらを防ぐた
め、アプリケーターロール４４の直径を大きくすること
により、ニップ４２の出口でのウエブ４１とアプリケー
ターロール４４とで形成する塗布液の開き角度を小さく
し、塗布液の剥がれる時間を長めにすることによってで
きるだけ穏やかに剥がれるようにされている。しかし、
アプリケーターロール４４の直径は高速コーターになる
にしたがい大きくなるため、動力や設置スペースが大き
くなり、また設備費も嵩むのを避けることができなかっ
た。

【０００７】また、ゲートロールコーターでは、塗布量
を調整する場合、アウターロールとインナーロールのギ
ャップの変更や周速差の変更で行っているが、これには
限度があり、実際には塗布液の濃度や粘度により調整せ
ざるを得ない。特に、塗布量を増すやそうとすると粘度
を上げるため、高速になるにしたがいポンド式ロールコ
ーターと同様な理由によって塗布むらおよびミストの発
生が避けられず、従って、この方式でも高速塗工になる
と設備が大型化することが避けられなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポンド式ロ
ールコーター、ゲートロールコーターの塗布むらという
品質上重大な欠点を解決し、高速塗布においても高濃度
で高粘度の塗布液が使用でき、かつ設備も小型化できる
印刷用塗被紙の塗布方法及び塗布装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一対
のアプリケーターロールで印刷用塗被紙を製造するに当
り、アプリケーターロールの周長より長い第一のエンド
レスベルトを、第一のアプリケーターロール周面と、第
一のベルト駆動ロールの周面と、前記第一のアプリケー
ターロールと前記第一のベルト駆動ロールとの間に移動
可能な 小型ロール又はシューの周面とに巻付け、アプリ
ケーターロールの周長より長い第二のエンドレスベルト
を、第二のアプリケーターロール周面と、第二のベルト
駆動ロールの周面とに巻付け、該エンドレスベルトに塗
布液を転写し、前記小型ロール又はシューの移動によっ
て、第一のエンドレスベルトとウエブとの開き角度を調
節しつつ、エンドレスベルトとウエブとを一対のアプリ
ケーターロールのニップ間に挿通して塗布液をウエブに
転写する印刷用塗被紙の製造方法製造方法である。

【００１０】請求項２の発明は、一対のアプリケーター
ロールに、ベルト駆動ロールと、移動可能な小型ロール
又はシューとが設置されており、該アプリケーターロー
ル周面とベルト駆動ロール周面とにかけて、アプリケー
ターロールの周長より長いエンドレスベルト)が巻付け
られていると共に、該エンドレスベルトはベルト駆動ロ
ールによってアプリケーターロールと等速で回転可能と
されており、他方、エンドレスベルトに塗布液が転写さ
れてエンドレスベルトとウエブとが一対のアプリケータ
ーロールのニップに挿通され、該小型ロール又はシュー
の移動によってエンドレスベルトとウエブとの開き角度
が調節自在とされている印刷用塗被紙の製造装置であ
る。

【００１１】更に、請求項３の発明は、請求項２の装置
にベルト洗浄用ドクターが取付けられている印刷用塗被
紙の製造装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明装置の一実施例、図
２は本発明装置の他の実施例であるが、次にこれら図面
を参照して本発明を具体的に説明する。

【００１３】図１はゲートロールコーターに本発明を適
用した場合の一例であって、トップアプリケーターロー
ル１にベルト駆動ロール１６ａが設置されており、トッ
プアプリケーターロール１の周面とベルト駆動ロール１
６ａ周面とにかけて、該アプリケーターロール１の周長
より長いエンドレスベルト１１が巻付けられている。該
エンドレスベルト１１はベルト駆動ロール１６ａによっ
てトップアプリケーターロール１の周速と等速で回転す
ることができる。また、同様にしてボトムアプリケータ
ーロール２にベルト駆動ロール１６ｂが設置されてお
り、ボトムアプリケーターロール２周面とベルト駆動ロ
ール１６ｂ周面とにかけて該アプリケーターロール２の
周長より長いエンドレスベルト１２が巻付けられてい
る。また、トップアプリケーターロール１とベルト駆動
ロール１６ａの間に移動可能な小型ロール１８が設置さ
れ、前記３つのロール周面にエンドレスベルト１１が巻
付けられており、該小型ロール１８の移動によってエン
ドレスベルト１１表面とウエブ４との開き角度が調節自
在とされている。

【００１４】他方、トップアプリケーターロール１側方
の周面に、インナーロール５が周接し、かつ該インナー
ロール５と互いに周接して回転できるアウターロール７
が設置され、該インナーロール５とアウターロール７と
のニップに塗布液のポンド（液溜り）１５ａが形成され
ている。また、同様にアプリケーターロール２側方の周
面に、インナーロール６が周接し、かつ該インナーロー
ル６と互いに周接して回転できるアウターロール８が設
置され、該インナーロール６とアウターロール８のニッ
プに塗布液のポンド１５ｂが形成されている。尚、図１
中、符号３は転移点、４はウエブ、９は塗布液給液ノズ
ル、１０は塗布液、１３、１４はカラーパン、１７はベ
ルト洗浄用ドクターである。

【００１５】ここに、エンドレスベルト１１、１２は、
ゴムベルト又は金属ベルトの何れかが使用できる。ゴム
ベルトとしては天然ゴム、合成ゴムの単体からなるベル
ト、或は最上層、最下層が合成ゴム、天然ゴムで、基材
がナイロン、ポリエステル等の樹脂の多層ベルトで、硬
度がショアＤ４５〜７５程度のものである。

【００１６】また、金属ベルトとしては硬質クロムメッ
キ（Ｈｖ７００〜１，０００）を施したスティールベル
ト、ステンレススティールベルトで塑性変形を起こし難
いものが望ましい。更に、金属ベルトの表面をサンドブ
ラスト等によりマット状にして塗布パターン、塗布量を
コントロールできるものであっても良い。

【００１７】ウエブ４に塗布液を塗布するには、トップ
アプリケーターロール１、ボトムアプリケーターロール
２及びインナーロール５、６とアウターロール７、８を
回転させると同時に、 ベルト駆動ロール１６ａ、１６
ｂでエンドレスベルト１１、１２を等速で回転させ、ま
た、ウエブ４をエンドレスベルト１１及び１２で挟んで
トップアプリケーターロール１とボトムアプリケーター
ロール２のニップに挿通する。

【００１８】他方、塗布液給液ノズル９から塗布液１０
をそれぞれポンド１５ａ、１５ｂに供給し、該塗布液１
０は前記インナーロール５とアウターロール７の回転に
よって、該インナーロール５とアウターロール７のポン
ド１５ａからインナーロール５周面に転写され、更に該
転写された塗布液がエンドレスベルト１１に転写され、
トップアプリケーターロール１とボトムアプリケーター
ロール２のニップで過剰な塗布液が絞られてウエブ４の
片面に塗布される。

【００１９】同様にしてボトムアプリケーターロール２
に設置されているインナーロール６とアウターロール８
のポンド１５ｂの塗布液は、インナーロール６周面を介
してエンドレスベルト１２に転写され、前記ニップで過
剰な塗布液が絞られてウエブ４の他の面に塗布される。
尚、図１は、両面塗被紙を製造する場合の装置を示した
ものであるが、片面のみに塗布する場合は、トップアプ
リケーターロール１又は２の塗布手段を省略すれば簡単
に適用できる。

【００２０】即ち、図１の装置は、トップアプリケータ
ーロール１とボトムアプリケーターロール２のニップ出
口側では該アプリケーターロール１、２の直径が小さい
場合であっても、該ロールに巻付けられているエンドレ
スベルト１１、１２がロールの周長より長いため、ウエ
ブ４とエンドレスベルト１１、１２の開き角度が小さく
なり、実質的にアプリケーターロール１と２の直径を大
きくしたのと同様の作用、効果を奏することができ、そ
の結果、ウエブ４がトップアプリケーターロール１又は
ボトムアプリケーターロール２から剥がれる時間が長く
なり、緩やかに剥離することができ、従って、塗布むら
の発生を大幅に減少することができる。そして、前記小
型ロール１８を移動させてエンドレスベルト１１表面と
ウエブ４との開き角度を適宜調節することができるか
ら、高速塗布又は高粘度の塗布液を使用する場合の外、
低粘度の塗布液を使用する場合等各種の塗被紙の製造の
塗布むらを解消せしめることができる。尚、前記小型ロ
ール１８の代わりに適宜シューを取付けても良く、該小
型ロール１８を更にボトムアプリケーターロール２とベ
ルト駆動ロール１６ｂ側に設置することもできる。

【００２１】尚、ウエブ４に転写されずにエンドレスベ
ルト１１、１２に付着し、固形化した塗布液層が残存し
ている場合には、該塗布液層に起因する塗布むらを発生
するおそれがあるため、洗浄用ドクター１７を取付け、
該洗浄用ドクター１７とエンドレスベルト１１又は１２
の間に水を供給すれば、ベルト洗浄用ドクター１７で簡
単に剥離、除去することができる。また、本発明で使用
するエンドレスベルト１１、１２は取り替えが比較的容
易であるから、損傷時の交換が簡単である。また、塗布
液や塗布速度の変更に応じてエンドレスベルトの材質、
長さの変更も容易である。

【００２２】本発明で使用するウエブとしては、上質
紙、中質紙、更紙、新聞紙、板紙、コート紙、合成紙又
はプラスティックフィルム等である。また、塗布液は特
に制限するものではなく、顔料、バインダー、サイズ剤
その他各種の添加剤を単体又は混合して使用できる。例
えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酸
素変性澱粉、カゼイン等の天然系接着剤、スチレン・ブ
タジエン系、酢酸ビニル・アクリル系若しくはエチレン
・酢酸ビニル系等の各種共重合体、ポリビニルアルコー
ル、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタ
クリレート系共重合体等の合成樹脂系接着剤、天然及び
合成サイズ剤等の単独又は混合物が使用される。

【００２３】また、顔料含有塗布液には、カオリン、ク
レー、炭酸カルシウム、サチンホワイト、酸化チタン、
水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、プラ
スティックピグメント等を顔料とし、バインダーとして
スチレン・ブタジエン系、酢酸ビニル・アクリル系、エ
チレン・酢酸ビニル系等の各種共重合体、ポリビニルア
ルコール、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチ
ルメタクリレート系共重合体等の合成樹脂系接着剤、酸
化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酸素変性澱
粉、カゼイン等の天然系接着剤の１又は２以上からな
り、必要に応じて適宜増粘剤、保水剤、耐水化剤等が配
合できる。尚、塗布液の固形分濃度は０．５〜７０％、
粘度３〜５，０００ｃｐｓ（Ｂ型粘度計，６０ｒｐｍ，
５０℃）のものが使用され、塗布液の塗布量は絶乾で
０．１〜３０ｇ／ｍ2程度とする。

【００２４】図２はポンド式ロールコーターに本発明を
適用した装置（ただし、小型ロール１８は示されていな
い）であって（図２中、図１と同一符号は同一部材であ
る）、トップアプリケーターロール１とボトムアプリケ
ーターロール２とのニップに塗布液のポンド１５が形成
されている。図２の装置は、図１と同様に移動可能な小
型ロール１８を設置することによってエンドレスベルト
１１とウエブ４との開き角度を任意に調節する。尚、小
型ロール１８を更にボトムアプリケーターロール２とベ
ルト駆動ロール１６ｂ側に設置しても良い。

【００２５】次に、前記図１〜図２の装置を用いて塗被
紙を製造した場合の塗被の条件、結果について、以下実
施例をもって具体的に説明する。

【実施例】実施例１ 図１の装置を用いて坪量５２ｇ／ｍ2の上質紙に以下の
配合の塗布液を使用し、塗布速度６００ｍ／分で塗布量
１０ｇ／ｍ2の顔料塗被紙を作成した。また、小型ロー
ルを移動させてウエブの片面がアプリケーターロールか
ら４００ｍｍ離れるまでエンドレスベルトを保持した状
態に設置した。

【００２６】ａ）塗布液 １級カオリン ２０部２級カオリン ３０部重質炭酸カル
シウム ５０部スチレン・ブタジエンラテックス １２部
コーンスターチ ７部水酸化ナトリウム 0.03部 ポリアクリル系分散剤 0.1部 塗布液濃度 ６３％ ｂ）塗工条件 (1) アプリケーターロール直径 ６１０ｍｍ (2) エンドレスベルト長さ ２．８ｍ (3) 同 材質 天然ゴム (4) ウエブとベルトの開き角度 ５°上記の条件でアプ
リケーターロールの周速の９０％で回転するインナーロ
ールとアウターロールのニップに給液した。従来のゲー
トロールに比較して塗布むらの発生が少なく、塗布液の
ミストの発生が少なかった。

【００２７】実施例２ 図２ の装置を用い、アプリケーターロールの周長より長
いエンドレスベルトを取付けた。塗布液は実施例１で使
用したものを用いた。 塗工条件 (1) アプリケーターロールの直径 ６１０ｍｍ (2) エンドレスベルトの長さ ２．３５ｍ (3) 同 材質 天然ゴム (4) ウエブとベルトとの開き角度 ５° 塗布速度６００ｍ／分で塗布むらの発生が少なく、ミス
トの発生も少なかった。

【００２８】比較例１ 実施例２ の装置でエンドレスベルトを外し、通常のポン
ド式ロールコーターで塗布テストを行った。塗布速度６
００ｍ／分で塗布むらの発生が多く、ミストの発生も多
かった。

【００２９】前記実施例１〜実施例２及び比較例１の塗
布むらの発生及びミストの発生の総合評価を表１に示
す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【効果】以上の如く、本発明はトップアプリケーターロ
ール又はボトムアプリケーターロール周面に、アプリケ
ーターロールと等速で回転し、かつ該アプリケーターロ
ール周長より長いエンドレスベルトを巻付け、該エンド
レスベルトに塗布液を転写し、該エンドレスベルトをウ
エブと共に一対のアプリケーターロールのニップに挿通
してウエブに塗布することによって、ポンド出口のアプ
リケーターロール表面とウエブとの開き角度を小さくす
ることによって塗布むらの発生又はミストの発生を減少
することができる。

【００３２】更に、本発明の装置はアプリケーターロー
ルに、該アプリケーターロールの周長より長いエンドレ
スベルトを巻付け、該ベルトの塗布液を転写し、該塗布
液をウエブに転写するものであるから、エンドレスベル
トとウエブとの開き角度を小さくでき、実質的にアプリ
ケーターロールの直径を大きくしたのと同等の作用、効
果を奏することができる。

【００３３】また、本発明の装置は、これに移動可能な
小型ロール又はシューを設置し、該小型ロール又はシュ
ーを移動させてエンドレスベルトとウエブとの開き角度
を調節自在とすることによって、高速、低速の如何にか
かわらず各種ウエブ、塗布液等の種類の異なる各種の塗
被紙の製造にも簡単に適用することができる。

【００３４】本発明は前記各実施例から明らかなよう
に、従来のポンド式ロールコーター又はゲートロールコ
ーター等に対して簡単に適用することができるという利
点がある。また、両面塗布に限られず片面塗布の場合に
も、アプリケーターロールにエンドレスベルトを巻付け
るという簡単な手段で適用でき、塗布むら及びミストの
発生の少ない塗被紙を製造できると共に、コストの少な
い小型な装置で、かつ少ないスペースで塗被紙を製造す
る汎用性の高い製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一例の概略正面図である。

【図２】本発明の他の装置の概略正面図である。

【図３】ウエブを剥離する際の説明図である。

【符号の説明】

１：トップアプリケーターロール ２：ボトムアプリケーターロール ３：転移点 ４：ウエブ ５、６：インナーロール ７、８：アウターロール ９：塗布液給液ノズル １０：塗布液 １１、１２：エンドレスベルト １３、１４：カラーパン １５ａ、１５ｂ：ポンド １６ａ、１６ｂ：ベルト駆動ロール １７：ベルト洗浄用ドクター １８：小型ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21H 11/00 - 27/42 B05C 1/00 - 3/20 B05D 1/00 - 7/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のアプリケーターロールで印刷用塗被
   紙を製造するに当り、 アプリケーターロールの周長より長い第一のエンドレス
   ベルトを、第一のアプリケーターロール周面と、第一の
   ベルト駆動ロールの周面と、前記第一のアプリケーター
   ロールと前記第一のベルト駆動ロールとの間に移動可能
   な小型ロール又はシューの周面とに巻付け、アプリケーターロールの周長より長い第二のエンドレス
   ベルトを、第二のアプリケーターロール周面と、第二の
   ベルト駆動ロールの周面とに巻付け、 該エンドレスベルトに塗布液を転写し、前記小型ロール又はシューの移動によって、第一のエン
   ドレスベルトとウエブとの開き角度を調節しつつ、 エン
   ドレスベルトとウエブとを一対のアプリケーターロール
   のニップ間に挿通して塗布液をウエブに転写することを
   特徴とする印刷用塗被紙の製造方法。
2. 【請求項２】一対のアプリケーターロールに、ベルト駆
   動ロールと、移動可能な小型ロール又はシューとが設置
   されており、 該アプリケーターロール周面とベルト駆動ロール周面と
   にかけて、アプリケーターロールの周長より長いエンド
   レスベルト)が巻付けられていると共に、 該エンドレスベルトはベルト駆動ロールによってアプリ
   ケーターロールと等速で回転可能とされており、 他方、エンドレスベルトに塗布液が転写されてエンドレ
   スベルトとウエブとが一対のアプリケーターロールのニ
   ップに挿通され、 該小型ロール又はシューの移動によってエンドレスベル
   トとウエブとの開き角度が調節自在とされている、 ことを特徴とする印刷用塗被紙の製造装置。
3. 【請求項３】 エンドレスベルトにベルト洗浄用ドクタ
   ーが取付けられていることを特徴とする、請求項２記載
   の印刷用塗被紙の製造装置。