JP4413010B2 - 多層コーティング生成方法及び装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、紙の表面に複数層のコーティングを付与する請求項１のプリアンブル部に記載の方法に関する。

上質紙という用語は、ベースウェブが多くとも３０％の機械パルプしか含まないか若しくは化学パルプから生成される製品を参照する際に使用される。印刷能力を改善するため、紙ウェブの表面は、異なる態様で処理される。最も重要な表面処理プロセスは、カレンダ処理及びコーティングである。最も良好な印刷結果をもたらす最も平滑な表面は、少なくとも最も上側のコーティング層をブレードコータにより作成することにより得られる。ブレードコーティングでは、紙の表面に塗工されるコーティング混合層は、ドクターブレードを用いたこすり取りにより平滑化される。上質紙グレードの製造では、複数のコーティングが付与され且つブレードコーティング方法が使用され、この場合、コーティングは、アプリケータロール、ショート−ドウェル・アプリケータ若しくはノズル・アプリケータを用いて塗工される。コーティングは、複数の段階で水溶性の完成紙料としてウェブの両面に塗布される。各塗工層は、次の層の塗工前には乾燥されなければならない。複数のコーティング層がウェブ表面に設けられ且つ各層が別々に塗工されるとき、乾燥ステップの数は、例えば３層の塗工の場合には６回の乾燥サイクルが必要となるといったように、倍になる。複数のコーティングと乾燥ステップに起因して、紙生成マシーンのコーターセクションが長くなり高価なものとなる。マシーンの高い投資コストに加えて、コーティングの乾燥は、エネルギが多大に要求される作動であり、紙の製造コストを相当に増加させる。

上質紙グレードの製造では、ブレードコーティングは、従来的には、満足のいく高品質の印刷紙のための少なくとも上層のコーティングを生成する唯一の実現可能な方法であると考えられていた。しかし、ブレードコーティングはウェブに大きな応力を与え、これにより、製造プロセスが中断を受ける。ウェブの破れに加えて、ブレードコーティングは、製造した紙の品質を損なう欠陥を引き起こし得る。オンラインカレンダ、特にマルチニップカレンダの使用時、特に、コーティング中の欠陥によりカレンダロールがダメージを受ける場合がある。コーティング層は、近傍領域よりも大きな量、稀に少ない量のコーティングを一般的に有する広い幅のストリップ若しくは狭い幅のラインにより被害を受けうる。また、紙は、ベースウェブの穴がコーティングにより充填されるときコートウインドウを発展させる場合もある。これらの全ての欠陥は、カレンダ処理の際に問題を引き起こす。コーティングの乾燥が部分的にのみ留まる場合、ウェブは、カレンダロールの表面に容易にへばりつき、これにより、後の製造欠陥が、カレンダ処理されているウェブ上に発展するだろう。更に、ロールは、修理を超えるダメージを受け、少なくともより頻繁な清掃を必要とするだろう。カレンダロールの交換は全体の製造ラインの停止を必要とするので、明らかであるように、オンラインによるブレードコーティングプロセスを単一の統合型製造ラインに組み込むことは、プロセス制御及び生産管理の多大な注意と共に、プロセス及び装置の正確な最適化を必要とするだろう。

計量されたフィルムの転写塗工では、コーティングは、ロールの助けにより紙ウェブの表面に転写され、これにより、ロール表面上に先ず計量供給されるのは、ウェブ表面に転写された後に所望のコーティング厚さを与える層である。少ない量のコーティングがフィルム転写ロールの表面上に必然的に留まる間、基本的な考えは、ウェブ表面に可能な限り完全に計量フィルムを転写することである。フィルム転写コーティングプロセスは、第１及び第２のコーティング層の塗工及び板紙ウェブの表面サイズのために特に使用されている一方、上質紙若しくは他の複数層塗工グレードの上層の塗工ではフィルム転写技術を用いて十分高い仕上げの品質を得ることが不可能であるとの一般的な意見がある。

複数層の紙グレードの上部コーティングを塗工するために計量フィルム転写を使用する先行技術の試みは、不適切なプロセス条件に起因して不成功となっている。この技術の機能は、走行性の問題と品質の欠陥により阻害されている。しかし、計量フィルム転写塗工は、コーティングにおいて利点がある。例えば、塗工されるコーティングの厚さは、下にある層の表面形状（コンツア）、例えばベースウェブの表面形状に非常に良好に順応し、塗工されたコーティング層は、下にある表面の山と谷で同一の厚さを有し、これにより、フィルム転写技術は、いわゆるコンツアコーティング層を塗布することができる。その結果、フィルム転写コーティング方法は、低いコーティング重量でも非常に良好な表面円滑度（均一なコーティング厚さ）を実現できる。一般的に、フィルム転写コーティング技術は走行性及び品質問題に起因して上質紙グレードの上層の塗工には不向きであると考えられ、上層はブレードコータユニットを用いて従来的に塗工されている。

また、典型的にブレードコーティング用に最適化された品質を有するベースシートは、フィルム転写コーティングにおいて障害を引き起こす。ベースウェブの円滑性及びその表面テクスチャ、特にその多孔率は、フィルム転写コーティングとの相性が悪く、従って、上質紙から要求される良好な印刷性のウェブ表面を製造する可能性を低下させる。

機械パルプ若しくはリサイクル繊維を高い割合で含むベースウェブから生成される紙グレードは、従来的には、上質紙に分類されず、むしろ木材含有グレードに分類されている。これらのベース紙種類は、ベースウェブ上のドクターブレードにより付与される高い応力下で問題となる。機械パルプ若しくはリサイクル繊維を高い割合で含むウェブは、とりわけ化学パルプの繊維長に比してウェブのフォーマ種類での短い繊維長に起因して、化学パルプのみから生成されるウェブに比して弱くなる。従って、これらの紙ウェブの種類でのブレードコーティングは、ベースウェブが十分に厚い場合にのみ可能である。その結果、製品の価格が高くなり、機械パルプ若しくはリサイクル繊維が一般的に化学パルプに比してコスト面で有利であるにも拘らず、製造の際に必要とされる全ての余計な繊維／パルプが製品の最終価格を増大させる。

本発明の一目的は、全てのウェブ処理層、特に上層が、計量フィルム転写技術を用いて製造できるように複数のコーティングを塗工するための方法を提供することである。

本発明の目的は、ウェブ処理層の各１つを計量フィルム転写塗工を用いて塗工することにより達成され、これにより、上層を除いて、少なくとも１つの層における塗工中のウェブ処理紙料の固体含有率は、少なくとも６２％、効果的には少なくとも７０％である。

他の技術の中でとりわけ、ベース紙特性は、プリカレンダ処理による計量フィルム転写に最適化され、ベースウェブ及び各ウェブ処理剤塗工層の表面多孔率は、計量フィルム転写用に最大限に最適化される。

効果的には、ウェブ処理剤の塗工は、両面コータステーションを用いて、処理されているウェブの両面に同時に実行される。

より具体的には、本発明による方法は、請求項１の特徴部の記載により特徴付けられる。

本発明は多大な利点を提供する。

本発明は、改善されたプロセス及び原材料利用効率を付与する。乾燥ステップに関して、連続的な塗工及びウェブ処理ステップは、塗工される層の含有水分が最大速度で除去されるように、使用される紙料の固体含有率及び最終的な表面多孔率を調整することによって最適に実行できる。本プロセスで必要とされる全体としての乾燥能力も低減され、これにより、生産コストが低減され、マシーン長が短くなり、より少ない投資コストをもたらす。特にオンライン型のマルチニップカレンダセクションでは、本発明は、システムの走行性の改善により広範な利点を提供し、例えばロールの損傷の危険性により、本設備で使用できなかった紙グレードに対しても、オンライン型マルチニップカレンダの使用を可能とする。これにより、２つの別個のカレンダから１つのオンライン型カレンダに改造することで、投資コストの大幅な低減と共にプロセス効率の改善を得ることができる。プロセス効率の改善は、主に、処理されているウェブに加わる応力の低減によりウェブの破れの頻度の低減による。更に、コーティング欠陥の低減は、カレンダロールへの損傷のリスクを低下させ、従って、より高いレベルの生産品質により全体としての生産利益性を高める。

最も重要な利点の１つは、従来のプロセス方法に対して投資及び原材料コストの実質的な節約を達成する可能性である。より少ない投資コストは、プロセス及び装置のよりコンパクトな構成に由来する。低減される原材料コストは、増加した量の充填剤及びそれに伴う減少した量の硫酸塩パルプの可能性を介して達成可能である。後者により、プロセスにおけるウェブの走行時強度に関して設定される要求が従来のブレードコーティング法に比して緩和される。コーティングプロセスにおける走行性に関して、重要なファクターは、コーティング塗工後のウェブの湿潤強度である。十分な湿潤強度を得るため、従来方法は、仕上げされた乾燥製品で必要とされる以上の強度をベースウェブに必要とするのに対して、必要とされる生産走行時の強度を低減できるあらゆるアプローチは、よりコスト効率の良い仕上げ製品及び製品の広範な選択性を提供できる。ブレードコーティングでは、ウェブの破損の主要な理由は、ブレードがウェブの即座の破損を引き起こすウェブ内の穴や傷に関連する。対照的に、計量フィルム転写コーティングは、ウェブ内の穴でのウェブの破損に対して最小リスクを有する。

上述の根拠として、異なる種類のコータラインの投資コスト及び製造コスト間の比較結果が表１に与えられる。達成可能な節約が加算される時、本発明による方法は、紙ウェブ上層の塗工において従来のブレードコーティングよりも勝り、最も大きなコスト節減アイテムは、ベース紙の成分の変更を介して得られるものである。以下の表１は、両面コーティング木材含有紙グレードの製造における異なる方法間の比較結果である。

上の表では、２Ｃ２Ｓ ＭＳＰは、両面コーティングを実行する計量フィルム転写アプリケータをそれぞれ備える２つのコータユニットを称し、Ｃ２Ｓ ＭＳＰは、両面コーティングを実行する単一の計量フィルム転写アプリケータを称し、２Ｃ１Ｃは、２つの片面ブレードコータを称する。略記４Ｃ１Ｓは、４つの片面コータステーションを称する。

以下の表２，３は、ある上質紙グレードに対するそれぞれの比較結果を示す。コータステーションレイアウトの略記は上と同じであり、表２は２層塗工を表わし、表３は３層塗工を表わす。

次に、本発明は、添付図面を参照して模範的実施例の助けにより審査されるだろう。

次の記載において、コーティング及びコーティング紙料という用語は、混合物を含む顔料材料がウェブを処理するために使用される全ての方法及び紙料を称すると理解されるべきである。これらの紙料に加えて、ウェブ処理剤という用語は、表面サイズのような、ウェブ処理で使用される他の成分をもカバーするより幅の広い参照がなされる時に使用される。

図１を参照するに、２層塗工による両面塗工紙を製造するためのコータレイアウトが示される。コータレイアウトは、紙生成マシーンでオンライン型システムをセットアップするために最も効果的に利用できる一方、巻出機と関連したオフライン型コータとして動作するようにも適用可能である。

このレイアウトでは、第１のユニットはプリカレンダ２であり、プリカレンダ２では、ウェブの表面は、後の処理のために平滑化される。プリカレンダは、マシーンカレンダ、ソフトニップカレンダ、若しくは、適切なウェブの表面平滑度を生成できる他の種類のカレンダであってよい。適切なプリカレンダの選択で考慮される側面は、要求されるウェブの表面平滑度及びマシーン速度であり、後者は、特にオンライン型レイアウトにおいて重要な選択基準である。プリカレンダ処理は、塗工後のコーティング層の平滑度を改善するために効果的に使用でき、また、成功的なコーティングに強く貢献するベースシートの孔サイズに影響を与える機能を果たす。ベースウェブの孔サイズの機能は、後に詳説する。用語コーティングが本文で一般的に使用されるが、第１の塗工層が表面サイズや他のウェブ処理剤を用いて生成されてもよいことは理解されるべきである。表面サイズが塗工されるとき、その固体含有率は高くなければならず、好ましくは１０％より大きい。２層塗工との表面サイズの組み合せは、同一の処理が両面に印加されるとしてウェブの両面が３つの処理を受けることを意味する。プリカレンダ２からは、ウェブ１は、第１の両面計量フィルム転写アプリケータへと導かれる。この種のアプリケータは、ウェブ１が通過するニップを形成する２つのアプリケータロール４を含む。アプリケータロールの双方には、アプリケータロール４の外面に所定厚みのウェブ処理剤層を塗工する計量装置５が適合される。アプリケータロール間をウェブが通過する際、その外面に塗工されたコーティング層がウェブ１の表面に転写され、これにより、所望の厚みのコーティング層がウェブ上に形成される。コーティング層が、ウェブ表面上にアプリケータロール表面からフィルムとして転写されるので、ウェブ表面上の塗工厚さは、アプリケータロール表面に付与された塗工厚さと同一となり、これにより、塗工プロファイルが、元のウェブ表面のプロファイルと全く同じになる。これにより、非常に高い隠蔽力の光学的に均一な表面を付与するいわゆるコンツア（ｃｏｎｔｏｕｒ）塗工層が得られる。計量フィルム転写塗工を使用する時、塗工されるコーティングの表面は、ドクタリングにより平滑化されない、というのは、本発明による方法により提供される表面品質は、本来的に十分良好であるからである。実際、ドクタリングは、コンツアコーティング技術の利点を損なうだろうし、更に、ウェブに印加される応力が、如何なるドクタリング技術の使用で受けるのと同じレベルになるだろう。

第１のフィルム転写アプリケータ３からウェブは、第１のドライヤ６に至る。この段階ではウェブの両面が処理されており、従って濡れているので、第１のドライヤは、非接触型でなければならない。このドライヤ種類は、ドライヤのエネルギ消費に対してウェブ上に良好な乾燥能力を提供する。次の段階では、ウェブは、回転ロール７、非接触型ドライヤ８及びドライヤロール集合を通って第２のアプリケータ１０に至る。この第２のアプリケータ１０は、その下流にある次のドライヤユニットも同様、第１のものに類する。本発明による方法で使用されるフィルム転写塗工は、紙料から紙への制御された水の移動と関連して高い固体ウェブ処理紙料を用いて動作できるので、必要とされる乾燥能力は、低減され、乾燥セクションは短くなる。ウェブは、最終の巻き上げ乾燥まで塗工ステップ間で乾燥される必要が無く、その代わりに、ウェブ表面との接触が可能となる程度にウェブの水分を低減することで十分であり、これにより、次のコーティング層の塗工が実現できる。

最終のドライヤユニットには、マルチニップカレンダ１１が後続する。この種のオンライン型レイアウトに対する最良のカレンダは、ポリマーロールを備え、ロールニップの独立した荷重制御を有するＯｐｔｉｌｏａｄ−ｔｙｐｅ（荷重最適化）カレンダである。他の種のカレンダも可能であるが、例えば従来的なスーパーカレンダは、カレンダが早いコーターセクションと関連して動作するよう適合できるように、走行性や損傷リスクを妥協することなく十分高いマシーン速度を提供することがない。留意すべきこととして、ウェブ表面の良好な最終品質を備えるプレミアム品質の仕上げ製品が望まれる時、マルチニップカレンダが、上質紙グレード若しくは高品質木材含有紙の製造に必要とされることである。マルチニップカレンダに代えて、例えばソフトニップ型カレンダ若しくはソフトニップ型艶消表面カレンダを使用することも可能である。明らかであるように、適切なカレンダの選択は、仕上げ製品から要求される品質により定まる。

図２は、紙ウェブの両面の３層コーティングに適したレイアウトを示す。このレイアウトは、上述の実施例とは、ドライヤが一体化された３つのコーターセクションを有することのみが異なる。

本発明のこの実施例によると、各塗工ステップは、両面計量フィルム転写アプリケータを用いる。各コーティング層は、紙ウェブの両面に同時に塗工される。本方法は、２層及び３層塗工の双方において、毎分２５００ｍを越えるような高いウェブ速度を実現し、更に、ウェブの両面コーティングは、マシーンレイアウトをコンパクトにし、従って、マシーン設置面積の実質的な節約が図られる。

本発明によるレイアウトの走行性は、ウェブがニップで塗工ロールを離れるポイントでの浮遊コーティング紙料ミストの生成に決定的に影響される。夫々に、紙グレードの特性及び品質は、上に塗工されているコーティング層の相互の割合、及び、そこに使用されるコーティング紙料の固体含有率に主に影響される。これらのファクターは、最終の製品の良好な品質を許容可能な走行性を得るために最適化されなければならない。所与のコーティング層に付与される塗工厚さが過剰に高い場合、コーティング紙料の浮遊ミストの生成及び塗工表面上のゆず肌テクスチャの形成が引き起こされる。ミストの生成は、マシーン及び環境の汚染を防止するためには許容できない。更に、浮遊コーティング紙料ミストは、ウェブに沿って移動し、その表面に付着して、印刷中にピッキングを引き起こすダスト層を形成する。その結果、印刷機及び特にその印刷表面が汚染され、これにより、印刷材料の品質が損なわれる。複数層コーティングの目的は、印刷可能な表面の最良の考えられる品質を達成することであるので、これらの複雑化は非常にシビアである。ゆず肌テクスチャは、また、紙ウェブの表面上への高品質印字を不能とする。しかし、一若しくはそれ以上のコーティング層において塗工されるコーティング紙料の固体含有率が最適化されるとき、塗工量が低減される時でも、所与のコーティング層のウェブ上に最終の高い量のコーティングを保持できる。高い固体コーティング紙料をアプリケータロールの表面に塗工するためには、アプリケータ装置のフィルム転写塗工ユニット内でのアプリケータロッドの径は低減されなければならない。アプリケータロッドの機能は、アプリケータロールの表面に塗工されるコーティング紙料の層を計量及び平滑化することである。従来のシステムが一般的に２５ｍｍの直径のロッドを使用するのに対して、本発明で採用される固体含有率は、例えば１５ｍｍ、１２ｍｍ又は１０ｍｍ程の小さいロッド形を用いて計量されることができる。

更に、複数層塗工の別々のステップでの全体の被覆重量の塗工は、各個々のステップで塗工される紙料の量を合理的に小さく保つことを可能とする。上述の特徴の双方は、浮遊ミストの生成及びゆず肌テクスチャの形成を低減する。ベースウェブ及びその上に塗工されるコーティング層の多孔率を最適化することは、迅速な脱水及び各塗工層の凝固を保証し、連続でより厚い層を塗工することを可能とする。この条件は、ベースウェブ及びその上に塗工される最も下側のコーティング層の、毛細浸透として知られる吸収能力を増加させることによって得られる。その結果、塗工されるコーティング表面の接触乾燥表面のより速い乾燥が得られる。

最もコスト効率の良いアプローチは、最下層に塗工されるコーティング紙料の量を最適化することであり、これは、好ましくは最大量の低コストコーティング調合物がプリコート層に使用できることを意味する。この際、上部塗工層は、ウェブ表面に均一な上部塗工が得られる程度のみで塗工される必要がある層であって、より高価なコーティング紙料の最大限に薄い層を使用して生成できる。試験結果によると、付録Ａは、製造される紙グレードの品質に関する複数コーティング層の使用及び固体含有率の寄与を明らかにしている。第１の列は、先行技術の製造技術の結果を与え、２つの他の列は、本発明の結果を示す。試験結果によると、固体含有率の増加は、コータ出口側での塗工ニップにおける浮遊コーティングミストの生成を無くすのみならず、コータ出口側でコーティング層フィルムのクラッキングに関連した粗い表面テクスチャの形成を無くすことになり、また、その低減された浸透に起因してコーティングの隠蔽力が増加した。ウェブ表面の平滑度の更なる増加及び表面の視覚的均一性の実質な改善が、２層塗工に代えて３層塗工を用いることによって可能となった。

計量フィルム転写コーティングは、隠蔽力を同一レベルに保ちつつ、ブレードコータに比して低い塗工重量の塗工を容易化する。これは、計量フィルム転写コーティングによる上部塗工層の塗工は、高い塗工重量のフィルム転写コーティングで生ずる処理ウェブ表面の乏しい表面平滑度及び上述の浮遊ミスト生成問題に起因して不可能であるという、一般的な考えとは対照をなす。本発明による概念では、プリコート層における塗工重量は、６−８ｇ／ｍ^２から８−１４ｇ／ｍ^２に増加し、プリコートの固体が６８％から７３％に増加し、これにより、最終の塗工重量を変化させること無く、上部塗工層に必要とされるコーティング紙料の量を低減することが可能となる。これにより、コーティングの全体コストは、減少された上部塗工材料の量に起因して低減される。

浮遊ミスト及びゆず肌パターンの発生が、他の表面欠陥と同様、毎分１５００ｍから３２００ｍ間でウェブ速度を変化させることによって実行された試験で調査された。試験走行は、本発明によるプロセス条件の最適化後に浮遊コーティングミストの生成が検出されることなく、２層及び３層塗工の双方を使用して実現された。

表４は、模範的な試験条件を示し、表５は、試験で製造された紙質を示す。

表５に示すように、本発明による方法は、上部塗工層に対してブレードコータを使用することによって達成可能な品質と同一の品質を提供する。

比較の試験走行では、木材含有ＭＷＣのプリコートで使用されるコーティング混合物に対して、異なるウェブ速度にて、次の好ましい固体含有率の値が適切であると見い出された。即ち、毎分２０００ｍのウェブ速度で６６％から６８％であり、毎分２５００ｍのウェブ速度で６８％から７０％であり、毎分３０００ｍのウェブ速度で少なくとも７０％である。これらの固体含有率の値は、与えられるウェブ速度での好ましい下限値とみなされなければならない。浮遊ミストの生成の低減は、コーティング紙料の固体含有率の値を増加し、且つ、例えばアプリケータ装置のレベリングロッドでの液滴形成の傾向を減少させることにより異なる紙料での走行性を改善することによって可能であった。

表６は、２つの両面アプリケータ装置を用いて実行される試験走行で使用されるプロセスパラメータの例を示す。

全体の塗工重量は同一であり、即ち各コータレイアウトの組み合わせに対して片面当たり２０ｇ／ｍ^２である。

本発明によるコーティング方法は、ベースシートから上部塗工層まで層毎に段階的に表面孔サイズ分布の平均値を減少させるという概念に基づく。更に、孔サイズは、次のように、コーティング紙料における固体部分の粒子サイズにより調整されなければならない。即ち、下にある層が、塗工されているその上にある層の固体粒子に対して不浸透性である一方、紙料に含まれる水に対して最大限に良好な浸透性を提供するようにする。これは、均一な層塗工を保証する。孔サイズは、また、次に下の層への液体の迅速な吸収を得るため、紙料に含まれる水若しくは他の液体の浸透のために最適に構成されなければならない。プリコートは、中間塗工層若しくは上部塗工層の迅速な凝固を確保し、浮遊コーティングミストの生成を防止するため、水に対して良好な吸収性を有さなければならない。同一の前提条件が、大量の紙料が塗工されるときのプリコートの塗工において想定される。ベースシートの最適な孔サイズは、最大限に高くて速い水の吸収性を維持しつつベースシートの表面の下の固体粒子の浸透が防止されるように、決定される。これは、ベースシート表面上でのベースシート繊維の及び充填剤の良好な滞留により得られる。しかし、かかる孔サイズ分布は、同時に、塗工されるコーティングの迅速な凝固を付与することも保証する。ベースシートの充填剤の中身は、ベースシート内の繊維の量及び比率と同様、紙サンプルの燃焼後の不燃性物質の量で定義される灰含有率により特徴付けられる。本発明での使用に適したベースシートに対しては、灰含有率は１０％より小さくなるべきでない。

本発明は、不透明度や明るさ（白色度）のような紙質を改善することを可能とする。不透明度は、化学パルプが機械パルプに代替できるので改善される。機械パルプの使用の増加は、コーティングのベースシートの穴への浸透が少なくなるので、ベースシートの表面をシールし、コーティングの隠蔽力を改善する。同一の理由により、紙の明るさも改善される、というのは、改善された隠蔽力は、明るさの偏りを低減し、ベースシート表面上にプロファイル偏りに関係のない均一な厚さのコーティング層を付与する。

本発明の重要な特徴は、第１の塗工ステップの前のプリカレンダ処理である。計量フィルム転写塗工により塗工されるコーティング層の表面プロファイルは、下にある表面の山及び谷の双方に亘って均一な厚さのコーティング層を備えるベースシートの表面プロファイルに正確に追従するので、塗工されるコーティングは、ブレードにより付加される圧力下でベースシートプロファイルの谷をコーティングにより埋めさせるブレードコータにより塗工されるコーティングと同一の方法では、ウェブ表面を平滑化しない。ベースシートの表面平滑度は、とりわけ、ベースシート製造プロセス及びそこで使用される原材料により決定されるので、本発明は、大量の充填剤を用いて製造されるベースシートグレードに対して好適である。表面平滑度及び穴サイズは、使用されるパルプ内の微粉の割合によっても影響されるので、ベースシートは、効果的には、微細粉砕繊維からなるべきである。従って、表面平滑度及びプリカレンダ処理の要求は、ベースシートの上述の特性により定まる。但し、プリカレンダ処理は、ベースシートが本来的に良好な表面品質を有するときでも良好な平滑度のために実質的に必要である。

上述から明らかであるように、コーティングの固体含有率は、第１のコーティング層で最高であり、上部塗工層に向かって減少する。これは２つの理由による。上部塗工層は、好ましくは、その紙料材料の高いコストに起因して、薄く生成される。薄いコーティング層の塗工では、浮遊ミスト生成からの問点は、より厚いプリコート及び中間コーティング層の塗工の場合よりも小さい。他方、低減された固体含有率は、コーティング紙料の流動性を改善し、コーティングがウェブ表面により平滑に沿うことを可能とし、これにより、僅かに更に平滑な表面を与える。プリコート及び中間コーティング層は、コーティング混合において上部塗工紙料の材料よりも低い粘性及び流れ抵抗を付与する紙料材料を用いて作成できる。従って、これらの層は、塗工ニップの出口側での浮遊コーティングミストの生成や他の品質問題を起こすことなく、高い固体含有率のコーティング紙料を用いて塗工できる。

複数層塗工で使用されるレイアウトは一般的に複数のコータステーションを含むので、ウェブを一若しくはそれ以上のステーションをバイパスするよう構成することが好ましい場合がある。３層塗工は、例えば３つのコータステーションを必要とするが、一のステーションをバイパスすることは、同一のレイアウトで２層塗工を可能とし、製品の幅広い選択を提供しうる。逆に、ステーションは、同時に稼動する残りと交互に稼動させることができうり、これにより、整備の中断がオンライン型コータマシーンの全ての製造能力をシャットダウンさせることがなくなるだろう。しかし、単一のコータステーションをバイパスすることは困難である。従来的には、より大きなスペースがありマシーン操作者が必要な場合ロープを案内できるので、テール通紙ベルト若しくはロープが、マシーンのサービス側に配置される。ロープは、マシーンの全長に亘って延在し、テール通紙は、全体のマシーンに対して１回生ずる。万一マシーンの端部で外乱が発生した場合、マシーンを停止させることなくマシーンを稼動させる唯一の機会は、外乱原因の前のポイントでウェブを損紙パルパーに落とすことである。しかし、例えば、コータステーションでマシーンに、例えば第２のセットのテール通紙ロープ若しくはベルトをそのサービス側に設け、次いで、ロープ若しくはベルトがマシーン下方の空間を介して通るように構成することによって、ウェブは、バイパスされたコータステーションの下方のガイドロールにより支持されて走行し、次いで、再び、バイパスされたコータステーション後のマシーンに通紙されることができる。オフライン型マシーンでは、マシーンの一方側から他方側にテール通紙を変化させることは容易である、というのは、この場合、テール通紙ベルトをウェブの他の側に移動させ、次いで、通過するウェブにテール通紙ベルトをテール通紙ロープにより取り付けることが必要となるだけだからである。しかしながら、テール通紙作動は、マシーンの稼動中の高速で実行されなければならず、これにより、ウェブに取り付け可能なテール通紙ベルトの使用は不可能である。ここで、テール通紙は、サービス側のテール通紙ベルト間でガイドされるストリップの通過ウェブのエッジから切断することによって実行されなければならない。オンライン型マシーンは、対のベルト若しくはロープを一般的に備え、その間で、ウェブから切断されるストリップがプレスされる。ストリップがかくしてコータステーション後のマシーンのプロセスラインにガイドされて戻るとき、例えば、ウェブは、先ず、完全な幅に広げられ、同時に、通紙ストリップが、ウェブのサービス側エッジから従来的態様で切断され、次いで、従来的なテール通紙ルーチンにより後流側に通されることができる。同時に、ウェブは、補助的なテール通紙システムから外され、ウェブが完全な幅まで広がることが可能となるまで損紙パルパー内に通される。

上述の組立体及び構成は、マシーンのどんな部分をバイパスするためにも適しており、これにより、バイパス操作によって、バイパスされたマシーン部分は、機能しない状態とされ従って整備可能とされる。逆に、そのマシーンで広範な種類の異なる製品を稼動することができる。システムの柔軟性の増加の代替的な可能性は、コータステーションの停止の設備及びその塗工ニップの開口を、ウェブがアプリケータロールに接触することなく走行でき且つ次いでステーションを処理されずに通過するように、構成することである。この場合、この場合、ウェブ処理剤が、コータステーションでウェブ表面に塗工されないので、ウェブ案内システムがこの設備を可能とすることを前提として、各々のドライヤもシャットダウンされてよい。尚、少なくともエアインピンジメントドライヤでは、ウェブがドライヤ構造に接触することを防止するために少なくとも冷たいエアジェットによりウェブをガイドする必要がある。

本発明によるコータレイアウトの一実施例を示す図である。 本発明によるコータレイアウトの第２実施例を示す図である。

Claims (14)

1. 少なくとも２つのコーティング層で少なくとも片面コーティングされる上質紙の製造方法であって、
   紙ウェブの少なくとも一表面にコーティング紙料を塗工するステップと、
   次のコーティング層をその上に塗工できる程度まで前記コーティング紙料層を乾燥させるステップと、
   前記第１のコーティング層上に第２のコーティング層を塗工するステップと、
   前記第２のコーティング層を乾燥させるステップと、
   所望の塗工厚さを得るまで、連続するコーティング層の塗工を続けるステップとを含み、
   前記コーティング層は、ドクタリングによる塗工コーティング層の平滑化を用いることなく動作する計量フィルム転写法を用いて塗工され、
   前記第１及び第２のコーティング層の少なくとも１つにおいて、少なくとも６２％の固体含有率を有する紙料を用い、
   前記連続するコーティング層における塗工されるウェブ処理剤紙料の固体含有率が、最終製品の上層に向かうにつれて徐々に減少されることを特徴とする、方法。
2. 前記第１のコーティング層の塗工で使用されるウェブ処理剤の固体含有率が少なくとも６５％である、請求項１記載の方法。
3. ベースシート及び別のコーティング層としてその上に塗工されるウェブ処理剤の双方の成分は、ベースシートから上部塗工層まで層毎に段階的に表面孔サイズ分布の平均値が減少するように調整される、請求項１記載の方法。
4. 前記ベースシートは、前記第１のコーティング層の塗工前に少なくとも１回カレンダ処理される、請求項１又は３記載の方法。
5. 前記コーティングされた紙ウェブは、最後のコーティング層の塗工後にマルチニップカレンダによりカレンダ処理される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記コーティングされた紙ウェブは、最後のコーティング層の塗工後にソフトニップカレンダによりカレンダ処理される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
7. 乾燥したコーティングにおける、下にあるコーティング層の塗工重量（ｇ／ｍ^２）は、次に上に重なるコーティング層の塗工重量よりも常に大きい、請求項１又は２記載の方法。
8. 前記ベースシートの灰含有率は少なくとも１０％である、請求項１又は２記載の方法。
9. 前記ベースシートの表面に塗工される第１のコーティング層において、固体含有率は、毎分２０００ｍのウェブ速度で少なくとも６６％から６８％であり、毎分２５００ｍのウェブ速度で少なくとも６８％から７０％であり、毎分３０００ｍのウェブ速度で少なくとも７０％である、請求項１記載の方法。
10. 前記紙ウェブの両面が、前記塗工ステップのそれぞれにおいて同時に塗工される、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
11. 少なくとも２つのコーティング層で少なくとも片面コーティングされる上質紙の製造用の組立体であって、
    カレンダと、
    ベースシートの少なくとも一表面に少なくとも２つのコーティング層を塗工する少なくとも２つのコータステーションと、
    次のウェブ処理ステップの前に少なくとも部分的に各塗工コーティング層を乾燥させる手段とを含み、
    前記コータステーションは、２つのニップ形成フィルム転写ロールを含む事前計量両面転写アプリケータであり、通過するベース紙ウェブの両面にコーティング剤が前記ニップ形成フィルム転写ロールの表面から同時に転写され、
    前記コータステーションでは、所望の塗工厚さを得るまで、連続するコーティング層が塗工され、前記連続するコーティング層における塗工されるコーティング層の固体含有率が、最終製品の上層に向かうにつれて徐々に減少されることを特徴とする、組立体。
12. 前記コータステーションの数は２である、請求項１１記載の組立体。
13. 前記コータステーションの数は３である、請求項１１記載の組立体。
14. 最後のコータステーションよりもウェブの走行方向下流で動作するように適合されたマルチニップカレンダにより特徴付けられる、請求項１１〜１４の何れか一項に記載の組立体。

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