JP5682175B2 - カーテン塗工装置 - Google Patents

Description

本発明は塗工装置、特にカーテン塗工装置に関する。

雑誌の表紙やポスターなどに用いられる印刷用紙、感熱紙、感圧紙などの塗工紙は、基材に塗料を塗布した後、目的の塗工量になるように塗料を掻き取る、いわゆる後計量方式で塗工される場合が多かった。後計量方式の塗工方法としては、ブレード方式、エアーナイフ方式、バーコーター方式などが挙げられる。しかし最近では塗工層の機能分化、コストダウンなどのために前計量式塗工方法による同時多層塗工が用いられつつある。同時多層塗工可能な前計量式の塗工方法としては、カーテン塗工方式、スライドダイ方式などがある。この内、塗料を基材へ直接流下するカーテン塗工方式は、基本的にストリークが発生しないこと、機構がシンプルな為メンテナンスが容易であること、非接触型塗工であるため高速化が可能であること、などの利点がある。しかしながら、塗料の物性にも因るが、高速で塗工を行う際に基材周辺の空気が基材に引かれて所謂同伴空気となって塗料カーテンに衝突し、塗料カーテンの乱れを引き起こす。最悪の場合塗料カーテンに穴を開け、その部分が未塗工となり、塗工欠陥が発生する。この問題を解消するために、特許文献１には、カーテン塗工において、同伴空気を抑制する方法が、特許文献２には、原紙の裏面から吸引して塗工層と原紙の接着力を上げる方法が記載されている。また、特許文献３には、透過性シートの裏面から真空を加えシート全体に液体を含浸させる方法が記載されている。

しかしながら特許文献１に記載の方法では、装置が大型になる、また短いながらも同伴空気を抑制する装置からカーテンまでの距離があり、この間で発生する同伴空気を防ぐことが出来ない、という問題がある。特許文献２に記載の方法は、塗工層と原紙の密着性を上げるものであり、塗工欠陥を直接防ぐものではない。特許文献３に記載の方法は、透過性シート中に液体を均等に含浸させることが可能であるが、塗料カーテンの乱れ、塗工欠陥が問題となる塗工紙の製造を目的とする場合には不向きである。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、通気性基材に対するカーテン塗工において同伴空気を除去し、塗工欠陥の無い良好な塗工面を持つ塗工紙の製造を目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は基材と塗料カーテンの接触部で基材を支持するサポートロールを用いるカーテン塗工装置において、サポートロールは外筒と内筒とサポートロール内吸引部を有してロール表面から空気を吸引する機能を有し、内筒が吸引口を持ち且つサポートロール内吸引部を収納し、吸引口の位置がカーテン流下位置直前に固定されたことを特徴とするものである。またサポートロールは回転駆動機能を有し、基材の搬送速度に連動して、回転速度と空気吸引力が制御可能であることが好ましい。

本発明によれば、基材と塗料カーテンの接触部で基材を支持するサポートロールに、ロール表面から空気を吸引する機能を持たせることにより、同伴空気を除去して塗料カーテンの乱れを抑制し、塗工欠陥の無い良好な塗工面を持つ塗工紙を製造することが可能である。

吸引機能を有するサポートロールを用いたカーテン塗工装置の断面図 同伴空気吸引部を内包したサポートロールの概略図 同伴空気吸引部を内包したサポートロールの断面図

以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は吸引機能を有するサポートロールを用いたカーテン塗工装置の断面図である。
塗料ヘッド1の塗料吐出口2から吐出された塗料カーテン3は塗料層形成プレート7を経て流下され、通気性基材5と接触する。この時、塗工速度が高速であればあるほど基材・塗料カーテン接触部4での同伴空気の弊害が大きく、塗料カーテン3を押し退け、通気性基材5と塗料層の隙間に入り込む。この場合、入り込んだ同伴空気が塗料層を押し広げ、層が破れ基材がむき出しになる塗工欠陥が発生する。また、同伴空気の影響が大きくなると塗料カーテンの乱れも大きくなるので塗工が不均一になり、特に塗料カーテンの乱れの程度が大きいと、塗料カーテンが破れて紙全体に塗工不良が発生する。

この同伴空気に対して基材・塗料カーテン接触部4で通気性基材5を支持するサポートロール6の内部にサポートロール内吸引部8を設け、基材・塗料カーテン接触部4の直前の同伴空気を通気性基材5の裏面より吸引することにより、通気性基材5と塗料層の隙間に同伴空気が入り込むのを防止でき、塗工欠陥の無い良好な塗工面を持つ塗工紙が得られる。

塗工ヘッド上流側に同伴空気を抑制する装置を設置することは有効な手段である。しかしながら、抑制装置と塗料カーテンの間で新たに同伴空気は発生することが避けられない。さらに塗工速度が高速になると、同伴空気の影響は増大し、塗工の乱れを誘発することになる。

通気性基材5の塗工で、基材・塗料カーテン接触部4における同伴空気を抑制し、塗工欠陥の無い良好な塗工面を持つ塗工紙を得る為に、本願発明者は材・塗料カーテン接触部4においてサポートロール6の内部にサポートロール内吸引部8を設け、通気性基材5の裏面から吸引することで、上記課題を解決するに至った。

本発明は基材への塗料カーテン流下方法を限定するものではなく、基材への直接流下、スライドカーテンなど、いずれの場合も通気性基材を用いる塗工において使用することが可能である。

同伴空気吸引部を内包したサポートロールの概略図を図２、断面図を図３に示す。サポートロールの要部は外筒9と内筒11とサポートロール内吸引部14で構成されている。図１のサポートロール内吸引部8は図２および図３のサポートロール内吸引部14の断面を示したものである。

外筒9はメッシュ、パンチングまたはスリット等の多孔面を持つ円筒であり、内筒11内部に備えたサポートロール内吸引部14より吸引口13を通して通気性基材表面の同伴空気を裏面から吸引するものであり、ラインスピードに合わせて回転する。

外筒は通常、基材の摩擦を受けて自転するが、同伴空気の吸引によりサポートロールに基材が張り付くなどの抵抗が発生した場合は、外筒駆動部10からの動力伝達で回転させることも可能であり、通気性基材5の搬送速度に同期した回転制御と吸引力制御を行うことにより、回転抵抗を緩和することも可能である。

内筒11は通気性基材表面の同伴空気を裏面より吸引する為の吸引口13を持ち、サポートロール内吸引部14を収納している。内筒11の一端は内筒密閉用蓋16にて密閉される。内筒自体は吸引口13の位置をカーテン流下位置直前に固定する為に外筒9より突出させた固定部12をサポートロール支持部18にて固定され、回転することはない。

サポートロール内吸引部14は内筒の吸引口13から基材表面の同伴空気を吸引し、吸引した同伴空気は同伴空気排出口15から外部へ排出される。同伴空気排出口15は真空ポンプなどの外部吸引装置に接続され、通気性基材裏面から吸引された同伴空気をサポートロール内吸引部14から外部へ排出する。同伴空気の流れ17はこれを図示したものである。

サポートロール内吸引部14の位置及び吸引力は、原紙の透気度や塗料物性、塗工速度に合わせて適宜調整することにより、同伴空気を抑えつつ、基材と塗料層との密着性を向上させ、より高品質な塗工紙を得ることが可能である。

さらに、本発明のように通気性基材の裏面側に吸引装置を設置した場合でも、予め基材表側にエアーカットブレードや減圧装置などの同伴空気を抑制する装置を併設すれば同伴空気の影響を更に緩和させることが可能である。

本発明のカーテン塗工装置では、塗工対象となる通気性基材の透気度は、王研式透気度試験機による測定で１０秒以上１０００秒以下で適用可能である。透気度が１０秒より高いと塗料が裏面まで吸引されてしまい、１０００秒より低いと同伴空気の吸引が不十分で塗工欠陥が発生する。
以下に本発明の効果を検証確認した実施例と比較例の内容を示す。

［実施例１］
本発明のカーテン塗工装置で感熱記録層用塗料のみを直接基材上に流下する１層塗工を行った。
塗工条件は下記の通りである。
(1)塗工速度：500m/min
(2)基材の透気度：25sec
(3)吸引圧力：30kpa
(4)外筒の開孔率：5%
(5)外筒の駆動：基材搬送速度に同期した回転駆動
尚、外筒表面にはメッシュ数300、線径0.04mm、目開き0.045mmのステンレスメッシュを張った後、開孔率が5%になるように調整加工を施した。

［実施例２］
本発明のカーテン塗工装置で塗料層形成プレートを用いて１層目を感熱記録層用塗料、２層目を保護層用塗料とする塗料膜を形成し、これを基材上に流下する２層塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［実施例３］
本発明のカーテン塗工装置で１層目を感熱記録層用塗料、２層目を第１保護層用塗料、３層目を第２保護層用塗料とする３層の塗料膜をスライドカーテンヘッドにて形成、基材上に流下する３層塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［比較例１］
実施例１において、吸引装置を作動させずに塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［比較例２］
実施例２において、吸引装置を作動させずに塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［比較例３］
実施例３において、吸引装置を作動させずに塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［比較例４］
実施例１において、外筒を駆動させずに基材との摩擦による空回り状態で塗工を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

［評価結果］
実施例と比較例の塗工結果に対して、未塗工部の発生等の塗工欠陥発生と使用品質を基準とした評価を行い、下記の４段階に分類した。実施例及び比較例と評価結果の対応を表１に示す。
○…塗工欠陥の発生が無く、品質的にも問題ないレベル。
△…塗工欠陥の発生が見られるが、品質的には問題ないレベル。
×…塗工欠陥の発生が見られ、品質的に問題が見られるレベル。
××…塗工欠陥の発生が多く、使用不可能なレベル。

［表１］

本発明は通気性基材のカーテン塗工に利用することができる。

1：塗料ヘッド
2：塗料吐出口
3：塗料カーテン
4：基材・塗料カーテン接触部
5：通気性基材
6：サポートロール
7：塗料層形成プレート
8：サポートロール内吸引部（断面）
9：外筒
10：外筒駆動部
11：内筒
12：固定部
13：吸引口
14：サポートロール内吸引部
15：同伴空気排出口
16：内筒密閉用蓋
17：同伴空気の流れ
18：サポートロール支持部

特開2002-355594号公報

特開2002-266293号公報

特開2006-022470号公報

Claims (3)

1. 基材と塗料カーテンの接触部で基材を支持するサポートロールを用いるカーテン塗工装置において、サポートロールは外筒と内筒とサポートロール内吸引部を有してロール表面から空気を吸引する機能を有し、内筒が吸引口を持ち且つサポートロール内吸引部を収納し、吸引口の位置がカーテン流下位置直前に固定されたことを特徴とするカーテン塗工装置。
2. 基材の透気度が王研式透気度試験機による測定で１０秒以上１０００秒以下である、請求項１に記載のカーテン塗工装置。
3. サポートロールは回転駆動機能を有し、基材の搬送速度に連動して、回転速度と空気吸引力が制御可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のカーテン塗工装置。

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