JPH0347561A - ドクターブレード及びそれを用いて製造した塗工紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ａ）産業上の利用分野 本発明は、基紙に塗工液を均一に計量塗布する為のドク
ターブレードに関するものであり、更には本ドクターブ
レードを用いて塗工してなる塗工量幅方向プロファイル
、塗工紙品質特には塗工面状、平滑、白紙光沢に優れる
塗工紙に関するものである。

（Ｂ）従来技術及び解決しようとする課題塗工紙の生産
は、近年になり益々その生産速度を増すと同時により品
質の優れた物、より均一な物を得る事が要求されている
。

これに伴い設備側からの対応も進み、最近では印刷用塗
工紙では１５００　ｍ／ｍｉｎ以上で紙幅も８ｍにも及
ぶ設備も現存するようになってきた。

この場合一般に塗工量は片面５〜２０ｇ／ｍ’位が塗布
されるのが普通であり、この時均−な品質を得る為には
塗工量の変動を幅方向、流れ方向にわたって少なくしな
ければならない。

ブレードコーターに於ては、塗工量の制御はドクターブ
レードを機械的に変形させることにより得られるドクタ
ーブレード反力にり行なわれる。

ここでドクターブレードの形状は塗工量を決定する要因
となる。

即ちドクターブレードの厚さ、先端の形状である。厚さ
はドクターブレードの剛性に大きく関与し、目標塗工量
を得る為の必要線圧の主要素となる。先端の形状は第５
図に示されるごとくベベル角（θ１）とランド（１）が
あるが、ベベル角及びランド５共に大きい方が塗工量を
減らす効果がある。

しかしこれらの関係はベベル面長（Ｘ　３・Ｘ４）及び
ベベル面４の変形に対応する厚みによる断面係数など複
雑にからみ、単純な関係ではない。

かかるような状態に於て塗工の均一性を確保する上で必
要な事は、アプリケートされた塗工液の不均一な流動に
起因するドクターブレード８にかかる圧力ムラを広（幅
方向で消去する必要があり、この為にはドクターブレー
ド全体にそれに打ち勝つだけのバネ力が存在する必要が
ある。

このことは圧力ムラに対する変形を少なくするために、
ドクターブレード８にある厚みＴが必要である事を意味
している。一方塗工量は塗工紙品質の観点から決められ
ており、ドクターブレード８の厚みＴは塗工量の点から
ある制約を受けるが又紙との接触するベベル面４の長さ
及び塗工液との接点でのドクターブレード８の外部圧力
に対する変形量とのバランスから決められる。

又たとえドクターブレード８の厚みと塗工量のバランス
するドクターブレード８を選択したとしても塗工紙品質
の点からはベベル面４に於ける変形の存在がある意味を
持って重要であると考えられる。いずれにしろ最適なド
クターブレード８を塗工の開始時点で選択することが必
要である。

又選択するドクターブレードは通過する紙の継ぎ目に対
しても充分許容するだけの応答性を持つ必要がある。実
際の塗工に際しては、塗工量に合わせて最適のドクター
ブレードが選択され、基紙に塗布される。この場合良好
な被覆結果を与えるが、しかしドクターブレードは塗工
経時により急速な摩耗を受けてその塗工条件は継続的に
変化していく、このドクターブレードの摩耗は、一般に
用いられる塗工液が粘土の顔料分散液である為である。

ドクターブレード摩耗に伴う変化は、通常は塗工量の減
少として現われこれを制御する為に、ドクターブレード
線圧を低下させなければならない為、その結果としてド
クターブレードの変形量の減少を伴う、このドクターブ
レード変形量減少が進むと、これと平行する形で幅方向
の塗液のアプリケートむら、ドクターブレードのクラン
プ時の幅方向むら、熱による変形むらが現れ塗工紙の塗
工量幅方向プロファイルが悪化してくる。これはアプリ
ケーションされた塗工液の幅方向不均一性にドクターブ
レードが負ける為、またドクターブレード自体が持って
いる巾方向不均一性によると考えられる。

従って実際上はこのプロファイルの悪化の為にわずか数
時間の使用の後にブレードの交換を行なわざるをえず操
業性の観点からは甚だ好ましくないのが現状である。こ
うした問題に対して従来から多くの研究がなされている
がそのほとんどは慣用の炭素鋼よりも耐摩耗性の優れた
材質を用いるというものであり、摩耗性以外の欠点によ
り現在充分実用に耐えうる物は存在しない、かかる現状
に濫み、本発明者等は長い時間塗工可能なブレードを得
る事、しかもそのブレードで塗工した塗工紙の品質が均
−且つ優れた物である事を目的として鋭意研究の結果、
本発明を完成するに至った。

（Ｃ）課題を解決する為の手段 即ち、本発明は基紙に塗工液を均一に計量塗布する為の
ドクターブレードに於て、塗工液に直接作用する面にベ
ベル面４を設け、更に、上部側面２に傾斜面６を設ける
か、又は両側面２．３に傾斜面６．７を設けたドクター
ブレードであり、又これらのドクターブレードを用いて
、基紙上に塗工液を計量塗布して得られた塗工紙を包含
するものである。

以下に図を用いて詳細に説明する。第５図には通常の紙
塗工用ブレードコーターに用いられるドクターブレード
８の断面形状を示している０図中Ｏはドクターブレード
８の先端であり、Ｔはドクターブレード８の厚みを表し
通常０．３〜０．６ＩＩ１ｍｌ程度である。０・Ｘ３は
ランド５と呼ばれる部分でありｔはランド５の大きさで
ある。

θ１は塗工液に直接作用する面のベベル角を表し、通常
２５〜４５゛であり、Ｘ３・Ｘ４は実際に塗工液に当た
るベベル面４である。ドクターブレード８の長さはして
ある。

第１図は本発明の上部側面に傾斜面を設けたドクターブ
レードの形状を表す側面図であり、ドクターブレード１
の先端面にはランド５及び塗工液に直接作用する面には
ベベル面４が設けられ、上部側面２には傾斜面６が設け
らている。

傾斜面６は上部側面２上の任意の点Ｘ１とランド５上の
任意の点Ｘ２を結ぶもので、点Ｘ１はＬＸＯ，０Ｏ０５
＜Ｏ・Ｘ、＜ＬＸｏ、５（７）範囲ニあり、点Ｘ２はｔ
／１０く０・Ｘ２≦ｏ−Ｘ３である０通常の塗工過程に
於ては、第５図に示されるような形状を有するドクター
ブレードが用いられるが、塗工開始時点ではドクターブ
レードは基紙に対してＸ３・Ｘ４面が平行が、点Ｘ３に
近い面が当たるように、言い換えるとθ１より大きい角
度で接するように設定される。それはＸ４に近い面で当
てて塗工を行なうとドクターブレード刃先に充分な変形
が与えられず塗工紙の幅方向塗工量プロファイル、面質
が悪くなると同時に塗工量制御範囲も狭くなる。又この
状態で変形がかけられた場合はドクターブレード刃の掻
く先端が浮き石灯の発生を見る。このため実操業では刃
先が当たるように設定され、ドクターブレードの摩耗は
刃先から進んでくる。摩耗が進むに従って、摩耗によっ
て形成される新しい傾斜面の角度はθｌより大きくなる
と塗工量は漸減しだし、これをコントロールする為にド
クターブレード変形量を減少させざるを得なくなる。こ
のドクターブレード変形量の減少は、塗工紙の幅方向プ
ロファイル、面質、平滑及び白紙光沢のような品質を悪
化させる。

この為にドクターブレードの交換周期が短くなる。いい
かえると基紙にドクターブレードのＸ３が強く当なるよ
うに設定するとドクターブレードの摩耗によりベベル角
が増大するが、このことにより刃先のベベル面の断面係
数が増加しベベル面の剛性が大きくなることがドクター
ブレード変形量を低下させる原因となっていると考えら
れる。

本発明に見られるようにＸｌ・Ｘｌのような傾斜面６を
上部側面２に持たせる事により、ドクターブレード１の
摩耗に伴うベベル面４の剛性の増加を少なく押さえる事
が可能となり、これに伴う変形量の低下、即ち塗工量幅
方向プロファイルの悪化を押さえることが可能となった
。

耐摩耗性に優れたセラミック材料をドクターブレードベ
ベル面４に被覆しであるドクターブレード（セラミック
コーティングブレード）においては、ベベル面及び、そ
の近傍の厚みが増すために、−船釣なスチールブレード
と比較して塗工時のドクターブレードの変形量が少なく
なる。ドクターブレードの変形量の減少は、塗工時にス
トリークの増加を招き塗工紙の品質状好ましくない、こ
の対策としてセラミックコーティングブレードの基材鋼
板の厚みを減らすことが行なわれるが、ドクターブレー
ド自体がアプリケーションされる塗液から受ける力に打
ち勝つためには、ドクターブレード鋼材の厚みはある程
度あった方が好ましい。

このことは、特に高速ブレードコーターにおいてｍ著と
なる。

更に本発明の効果を顕著なものとする為には、第２図に
示すように、ドクターブレード１の先端面にはランド５
及び塗工液に直接作用する面にはベベル面４が設けられ
、上部側面２には傾斜面６を設け、更に下部側面３に傾
斜面７を設けることにより、ドクターブレード１の摩耗
に伴うベベル面４の剛性の増加を、更に少なく押さえる
事が可能となる。更に、本発明は第６図及び第７図に示
すようにドクターブレード１のベベル面４及び下部側面
３の一部又は傾斜面７にセラミック被覆層９を設けるこ
とができる。

又、このように傾斜面７を設けたドクターブレードにセ
ラミックコーティングを行なうとセラミック面がドクタ
ーブレード基材鋼材の下部側面３と同一面もしくは極わ
ずかな段差で面一となるために効果が高くなる。

傾斜面７の角度θ２は実際の塗工時に傾斜面７によって
ストリークの発生が起こらない範囲で選定する必要があ
り、塗工条件により最適の角度は変動するものであるが
、θ２は　０．３度より大きい方がベベル面４の剛性の
増加を少なくする効果が原著である。

本発明によるドクターブレード１を用いて塗工紙を製造
する際に用いられる塗工液顔料は、カオリン、炭酸力ル
シュウム、クレー、サチンホワイト、タルク、酸化チタ
ン、水酸化アルミニュウム、シリカ、酸化亜鉛、活性白
土、酸性白土、珪素土、レーキ、プラスチックピグメン
ト、等が挙げられる。用いるバインダーとしては、スチ
レン・ブタジェン系、スチレン・アクリル系、スチレン
・ブタジェン・アクリル系、酢と系、エチレン・酢と系
、アクリル・酢と系等の各種共重合体及びポリビニルア
ルコール、無水マレイン酸・スチレン共重合体、等の合
成バインダー、酸化デンプン、エーテル化澱粉、エステ
ル化澱粉、酵素変性澱粉及びそれらをフラッシュドライ
して得られた冷水可溶性澱粉、熱変性澱粉、カゼイン、
大豆蛋白等の天然系バインダーなどの一般に知られたバ
インダーは全て使用出来る。又必要に応じて、分散剤、
増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等の通常用
いられる各種助剤が適宜使用出来る。

又塗液の調整に際しては、各種のミキサー、サンドミル
等の混合撹拌機が用いられる。

本発明に適用される原紙としては特に限定されるもので
はなく、塗工用原紙で有ればよく、上質紙、中質紙、高
灰分紙等いずれを用いても、又これらの原紙がサイズプ
レス処理を施されていても、下塗り塗工層をあらかじめ
塗設された基紙であってもその効果は損なわれるもので
はない。

塗工液を塗工するコーターはブレードコーターであれば
何れでもよく特に限定されるものではない、顔料塗工層
の塗工量範囲についても特に制限は無く、固形分で片面
４〜２５ｇ／ｎｒ程度である。

上塗り塗工、乾燥後の仕上げ方法は、通常用いられる方
法でよく、ソフトカレンダー、グロスカレダー、スーパ
ーカレンダー等が用いられる。

（Ｄ）実施例 以下に本発明の効果を実施例により説明するが、本発明
はこれにより限定されるものではない。

尚、実施例中の「部」及び１％」はそれぞれ「重量部」
及び「重量％」を示す、塗工に用いた塗工液は代表例と
してその組成をあげているが特にこれによって限定され
るものではない。

尚、実施例中の諸特性値は次の方法によって得ちれたも
のである。

１）平滑度ニスムースター平滑度試験機（東英電子工業
株式会社、型式５Ｍ−６Ａ）による数値（ｍ＋ａＨｇ）
　。

２）白紙光沢度：ＪＩＳ８１４２に従い、角度７５度で
測定した。（％） ３）塗工紙面状：カレンダー掛は後の塗工紙面の不均一
な微少光沢ムラを３段階視覚評価した。

◎→○→Δ ４）塗工紙プロファイル：塗工紙の幅方向、流れ方向の
塗工量プロファイルを経時で４段階評価した。　◎→Ｑ
→Δ→× 実施例１．２　比較例１ リファイナー処理によりカナダ標準ろ木皮で３７０ｗ１
に叩解した広葉樹クラフトバルブ４０部、４７０ｍ１に
叩解した針葉樹クラフトバルブ２０部、３３０ｍ１に叩
解したセミケミカルバルブ３０部及びコートブローク１
０部から成るバルブスラリーを調整した。このバルブス
ラリーにタルクを紙成分で８％になるように添加し、次
いで硫酸バンド０．５部、両性カチオン澱粉（玉子ナシ
ョナル社製Ｃａｔｏ３２１０　）　　１．２部、アルキ
ルケテンダイマーサイズ剤０．１部を添加し、歩留まり
向上剤として高分子量のアニオン性ポリアクリルアマイ
ドを０．０２部及びベントナイトを０．５部添加して紙
料スラリーを調成した。このスラリーから長網抄紙機に
て坪量４４ｇ／ゴの塗工用原紙を抄造した。このものに
カオリンクレー８０部をポリアクリル酸ソーダ０．２部
によって水中に分散させて固形分含有率７０％のクレー
スラリーを調整し、これに湿式粉砕重質炭酸力ルシュウ
ムスラリーを固形分で２０部加えて、顔料スラリーを調
整した。

このものに、リン酸エステル化澱粉を５部、スチレン−
ブタジェンラテックスを１０部加えて、全固形分含有率
６２％の塗工液を用いて、フラデットニップブレードコ
ーターにて塗工速度１０００ｍ／ｌＴｌ１ｎで片面１２
ｇ／ｒｎ’づつ両面塗工した。

尚比較例１は第５図に示されるドクターブレード刃を使
用し、実施例１は第３図ドクターブレード刃を、実施例
２では第４図示されるドクターブレード刃を使用した。

実施例３ 実施例１のドクターブレード刃に変えて、第６図のドク
ターブレード刃を用いた以外は実施例１と同一条件で実
施した。

比較例２ 従来の上部傾斜面がなくベベル面にセラミック被覆層を
設けたドクターブレード刃を用いた以外は実施例３と同
一条件で実施した。

各実施例及び比較例で得られた各塗工紙は、２００　Ｋ
ｇ／ｃｍの圧力下でスーパーカレンダーにて仕上げ処理
された。

塗工時の経時による塗工量プロファイル変化を第１表に
、塗工４時間後の塗工紙のスーパーカレンダー掛は後の
紙質を第２表に示す。

ストリークの評価については、ストリーク検出機による
値であり塗工紙１万ｍあたりの発生個数でである。

第１表 （以下余白） 第２表 （Ｅ）発明の効果 表１．２の結果から明らがなように、本発明による各実
施例で得られた塗工紙はいずれも、塗工時の塗工量プロ
ファイルに優れ、スーパーカレンダー掛は後の平滑度、
白紙光沢、面状に優れたものであった。又セラミツクコ
ティングブレードについてはストリークを軽減できる効
果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の上部側面に傾斜面を設けたドク
ターブレード形状を示す側面図。 第２図は本発明実施例の両側面に傾斜面を設けたドクタ
ーブレード、形状を示す側面図。 第３〜４図は実施例１〜２に用いたドクターブレードの
形状及び寸法を示す側面図。 第５図は従来のドクターブレードを示す側面図。 第６図は本発明の上部側面に傾斜面を設けたドクターブ
レードにセラミックコーティングを行なったドクターブ
レードである。 第７図は本発明の上部及び下部側面に傾斜面を設けたド
クターぶれ−にセラミックコーティングを行ない、更に
下部側面を面一に加工したドクターブレードである。 １：ドクターブレード、 ２：上部側面、 ３：下部側面、 ４：ベベル面、 ５：ランド、 ６　ニ ア傾斜面、 ８：従来のドクターブレード、 ９　： セラミック被覆層 第１図 １０：セラミックコーティングブレードのベベル面 θｌ　： ベベル角。 尚図面中の長さを表す数字の単位はｍｍである。 第２図 Ｊ３ｗＩ 第６図 ８４ｍ １７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基紙に塗工液を均一に計量塗布する為のドクター
   ブレードに於て、塗工液に直接作用する面にベベル面４
   及び上部側面２に傾斜面６を設けたことを特徴とするド
   クターブレード。
2. （２）請求項１記載のドクターブレードにおいて、下部
   側面３に傾斜面７を設けたドクターブレード。
3. （３）請求項１及び２記載のドクターブレードにおいて
   、ベベル面４にセラミック層９を設けたことを特徴とす
   るドクターブレード。
4. （４）請求項１、２又は３記載のドクターブレードを用
   いて、基紙上に塗工液を計量塗布したことを特徴とする
   塗工紙。