JPH07331597A - 顔料塗被紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗工液をブレードコーターで支持体に塗布し
てなる顔料塗被紙において、長時間操業してもスクラッ
チ、ストリークと言った塗工欠陥が少なく、連続操業可
能な生産性に優れた顔料塗被紙を優れた品質のもとに得
る事。 【構成】 高炭素鋼等の一般のブレードに焼結体セラミ
ック材料を接着剤により張り付けたブレード刃を用いて
ブレード塗工した顔料塗被紙。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、支持体に塗工液をブレ
ードコーターで塗布してなる顔料塗被紙に関するもので
あり、特にスクラッチ、ストリークと言った塗工欠陥が
少なく、かつ長時間の連続生産が可能な生産性に優れた
顔料塗被紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】顔料塗被紙の生産は、近年になり益々そ
の生産速度を増すことが重要となっており、塗工機の高
速化、紙幅の増大等や塗工液固形分の高濃度化がなされ
ている。このような状況の中、ブレードコーターは、塗
被量の均一な制御が容易であり、高固形分塗工液の塗工
性に優れ、高速化に対しても比較的容易に対応可能であ
ること、また品質面に対して、平滑性や光沢に優れた顔
料塗被紙を得易いこと等から益々その果たす役割は大き
なものとなってきている。

【０００３】しかしながら、生産速度向上の為にはより
長い時間連続して生産することも重要であり、ブレード
コーターに関しては、塗工中のブレード刃の摩耗と言っ
た現象がある為、ある一定時間以上の連続操業が可能で
なかった。即ち、従来のブレードコーターにおいては、
使用されているブレード刃が一般には、高炭素鋼を材質
としたものであり、塗工開始とともにブレードの先端が
急速に摩耗する為、概ね８時間前後の連続操業で新たな
ブレードに取り替えざるを得ず、耐久性に乏しく操業性
の観点からは、甚だ好ましくない状況にあった。

【０００４】最近こうした問題に対し、ブレード形状の
改良、耐摩耗性を有する材料のブレード表面への被覆等
がなされており、特開昭５９−８８９９５号公報等数多
く提案されている。

【０００５】しかしながら、耐摩耗性材料をブレードに
用いる方法として現在使用されているのは、慣用の高炭
素鋼ブレード基材にプラズマ熔射等により耐摩耗性材料
を吹き付けたブレードを用いる方法（以下熔射型セラミ
ックブレードと呼ぶ）が主となっているが、この方法に
よる熔射後の耐摩耗性材料は、その製法故に、熔射セラ
ミック粒子の集合体状態が粗となり、見掛け体積に占め
るセラミック部体積が少なく、塗工時のセン段力によ
り、粒子の脱落が生じ易く、スクラッチ、ストリークと
言った塗工欠陥が発生し易いものとなっている。また、
慣用の高炭素鋼のブレードに比べ、コストが数倍高いの
で、一部分の粒子脱落により、その全てを交換せざるを
得ないのは、経済的にもマイナスとなる。

【０００６】また、熔射時には、数百〜数千℃と言う高
温状態に溶融させた耐摩耗性材料を吹き付けるので、ブ
レード基材に歪を生じるさせる結果となり、塗工時の
紙、塗液、ブレード間の摩擦熱による昇温、塗液による
冷却で、歪が原因となって、熔射した耐摩擦性材料が脱
落してしまう危険性を秘めており、好ましくない状態に
ある。

【０００７】このように現在は、ブレードコーターで長
時間連続操業するに当たり、塗工時の摩耗を抑え、かつ
脱落と言った問題を如何に同時に解決するかが、一つの
重要な課題となってくる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に際し、本
発明は、支持体に塗工液をブレードコーターで塗布して
なる顔料塗被紙に関して、特にスクラッチ、ストリーク
と言った塗工欠陥が少なく、長時間の連続生産が可能な
生産性に優れた顔料塗被紙を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記に鑑み
鋭意研究した結果、本発明の顔料塗被紙を開発するに至
った。即ち、塗工液をブレードコーターで支持体に塗布
してなる顔料塗被紙に於いて、ブレード刃の塗工液に直
接作用する面に焼結体セラミック材料を接着剤を介して
貼り付けたブレードを用いて塗被したことを特徴とする
顔料塗被紙である。

【００１０】本発明の構成は、焼結体セラミック材料を
接着剤を用いてブレード刃の塗工液が直接作用する面に
貼り付け、そのブレードを用いて支持体上に塗工液をブ
レード塗工する顔料塗被紙である。即ち焼結体セラミッ
クを用いることにより、塗液に作用する部分が耐摩耗性
に優れ、かつセラミック粒子を脱落し難くし、また接着
剤を用いて貼り付けることにより、高熱をブレードに与
えないことから、歪を生じさせず、脱落を減少させるこ
とが可能となり、塗工欠陥のない長時間操業が可能な生
産性に優れた顔料塗被紙である。

【００１１】更には、ブレードと焼結体セラミックを張
り合わせる接着剤の基材物質にエポキシ系熱硬化性樹脂
を用いることにより、ブレードと支持体の摩擦熱による
接着剤の軟化を防ぎ、かつ接着時のブレードとセラミッ
クの濡れ性が高く、剥離強度を強化して、耐久性を上げ
る為、長時間操業が可能な生産性を向上させた顔料塗被
紙を得るものである。また、接着剤を触媒添加もしくは
加熱により硬化させることにより、ブレードと焼結体セ
ラミック間の密着性を向上させて耐久性を上げ、生産性
を向上させた顔料塗被紙である。

【００１２】本発明の焼結体セラミック材料とは、セラ
ミック成分の固体粒子の成形物を加熱により固着させ、
焼結させたセラミックのことを言い、液相焼結、固相焼
結のいづれによる焼結体セラミック材料でも良く、焼結
体セラミック自体の機械的強度を大きくする為に、加熱
しながら加圧するホットプレス法による焼結体セラミッ
ク材料を用いても良い。しかし、溶融したセラミック原
料を吹き付け等によりブレード本体に被覆形成させたセ
ラミック材料（以下熔射型セラミック材料と呼ぶ）は、
本発明には適さない。

【００１３】即ち、前記の様に熔射型セラミック材料の
場合、溶融物が多数の粒子となり吹き付けられるので、
固化時形成されるセラミック材料は、各々の粒子がそれ
ぞれ固化してしまい、粒子間の付着強度、及び密着度が
比較的低く、気孔が多く、粒子同士の結合が弱い物とな
る。このような構造のセラミック材料を塗工液が作用す
る面に適用した場合、操業時の摩擦熱、セン断力、衝撃
等により、粒子の脱落が生じ、ストリーク、スクラッチ
と言った塗工欠陥を発生させてしまう。

【００１４】一方、焼結体セラミックの場合、加熱によ
り粒子と粒子の接触部で反応が起こる。液相焼結では、
液相を生じるので、粒子間にその液相がマトリクス状に
入り込み、粒子同士が密着する為、気孔が少なく、粒子
間結合が強い構造となる。また、固相焼結でも、加熱に
伴い固体粒子に吸着していたガスが飛散し、自由に接触
するようになり、更に温度が上昇すると粒子表面の原子
は、接触している他の粒子表面の原子の作用半径内に入
り、両者が結合する。よって、気孔が少なく、結合が強
いのセラミック材料となる。

【００１５】このような焼結体セラミック材料をブレー
ドに貼り付けてブレード塗工に用いた場合、粒子の脱落
が無く、即ちストリーク、スクラッチと言った塗工欠陥
が少ない、生産性に優れた顔料塗被紙を得ることが可能
となる。

【００１６】本発明の焼結体セラミック材料の成分は、
耐摩耗性に優れた以下の具体的に挙げるセラミック成分
を用いる必要がある。また、これらを含み２種以上混合
した多成分系セラミックを使用しても良い。

【００１７】（１）酸化物系セラミック：ベリリア、ジ
ルコニア、イットリア、チタニア、石英、シリカ、トリ
ア、アルミナ、サファイア、ランタニア等、（２）炭化
物系セラミック：炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタ
ル、炭化タングステン、炭化ホウ素、ダイヤモンド、炭
化ニオブ、炭化ジルコニウム等、（３）窒下物系セラミ
ック：窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化アル
ミニウム、サーメット等、（４）ホウ化物系セラミッ
ク：ホウ化ランタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウ
ム等、（５）ケイ化物系セラミック、（６）硫化物系セ
ラミック：二硫化モリブデン等。

【００１８】本発明の焼結体セラミック材料をブレード
に貼り付ける接着剤は、基材物質が耐熱性の熱硬化性樹
脂が好ましく、例えばエポキシ系熱硬化性樹脂が良く、
触媒添加もしくは加熱により硬化させ貼り付ける。接着
剤の基材物質にエポキシ系熱硬化性樹脂を用いると、耐
熱性に優れ、クリープ抵抗が大きく、引張・セン断強さ
も大きい、耐水性、耐薬品性、耐溶剤性が良好な接着層
が得られ、かつセラミック、金属との濡れ性が良好であ
る為、密着した接着層が得られる。その為、塗工時のブ
レード、支持体、塗液間で生じるセン断力、摩擦熱に対
し効果を発揮し、また、塗工液中には、塗工適性や印刷
適性等の品質を向上させる為、酸、アルカリ等の種々様
々な薬品が添加されているが、それらに対しても耐久性
を有することとなる。

【００１９】しかし、接着剤の基材物質が熱可塑性樹脂
である場合は、セラミックと金属との濡れ性が例え良く
とも、塗工時の摩擦熱により接着部が軟化し、焼結体セ
ラミックが剥がれる可能性が高く、摩耗や脱落と言った
問題以外で長時間操業が不可能となってしまい、不適当
である。

【００２０】また、接着剤を触媒添加もしくは加熱で硬
化させ、ブレードに焼結体セラミックを張り付けると、
ブレードと焼結体セラミック間の外部に閉ざされた雰囲
気下でも接着剤中のモノマーやオリゴマーが化学反応に
よって高分子化し硬化するので充分な接着が可能であ
る。一方、接着剤を触媒添加もしくは加熱以外で接着剤
を硬化させた場合は、例えば水もしくは溶剤等を揮発さ
せる方法では、接着剤中に揮発成分が残留したり、完全
に揮発しても、揮発時に揮発成分が通過する通路が形成
され、完全な密着状態が得られず、接着が不十分と成り
易い。

【００２１】尚、本発明のエポキシ系熱硬化性樹脂の例
としては、は、ビスフェノールＡ形、ビスフェノールＢ
形、ビスフェノールＡＤ形、ビスフェノールＳ形、２，
６−キシレノール形、フェノールノボラック形、Ｏ−ク
レゾールノボラック形、３官能形、テトラフェニロール
エタン形、ポリエチレングリコール形、ポリプロピレン
グリコール形、ネオペンチルグリコール形、１，６−ヘ
キサンジオール形、トリメチロールプロパン形、プロピ
レンオキサイドビスフェノールＡ形、水添ビスフェノー
ル形、等を挙げることができるが、特に限定するもので
はなく、その他のエポキシ系熱硬化性樹脂を用いても良
い。

【００２２】また、必要に応じて、触媒、硬化剤、或い
は他の樹脂、エラストマー、プライマー等を組み合わせ
て使用しても良い。具体的な例としては、トリエチレン
アミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥ
ＰＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、ジエチル
アミノプロピルアミン（ＤＥＡＰＡ）等の脂肪族アミン
類、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジ
フェニルメタン（ＤＤＭ）、メチレンジアニリン（ＭＤ
Ａ）等の芳香族アミン類、バーサミド等のポリアミド
類、無水フタル酸（ＰＡ）、ピロメリット酸二無水物
（ＰＭＤＡ）、クロレンド酸無水物（ＨＥＴ）等の酸無
水物類等が挙げられる。

【００２３】本発明に用いる支持体は、紙が主として用
いられるが、不織布、プラスティックフィルム、合成
紙、金属泊等、或いは、これに顔料等を塗設したシー
ト、或いは、これらを組み合わせた複合シートを任意に
用いることが可能である。尚、支持体として用いられる
紙はＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ、等の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧ
Ｗ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ、等の
機械パルプ、ＤＩＰ等の古紙パルプ等のパルプを含み、
軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、ク
レー、カオリン等の各種の填料、サイズ剤、定着剤、歩
留まり剤、カチオン化剤、紙力増強剤、等の各種添加剤
を含み、酸性、中性、アルカリ性で抄造されても良い。
またノーサイズプレス紙、澱粉、ポリビニルアルコール
等でサイズプレスされた紙、もしくは顔料塗工液を下塗
りした紙等を用いても良い。

【００２４】本発明の塗工液に用いる顔料は特に限定さ
れず、通常使用されるものを使用することが可能であ
り、具体的には、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、
サチンホワイト、タルク、酸化チタン、焼成カオリン、
水酸化アルミニウム、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。

【００２５】本発明の塗工液に用いるバインダーとして
は、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、
酢ビ系・アクリル系、エチレン・酢ビ系・ブタジエン・
メチルメタクリル系、酢ビ・ブチルアクリレート系等の
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、イソブテン・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
等の合成バインダー、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エス
テル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライ
して得られる冷水可溶性澱粉、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が挙
げられる。

【００２６】また必要に応じて、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ている
各種助剤が適宜使用できる。

【００２７】本発明に用いるブレードコーターは何れで
も良く、各種ブレードコーターが使用でき、ロールアプ
リケーション方式、ファウンテンアプリケーション方
式、ショートドウェル方式、ロングドウェル方式、プレ
ブレード方式、ソリッドクランプ方式、チューブクラン
プ方式等を組み合わせて使用する。

【００２８】

【実施例】以下で、実施例を用い、更に詳細に本発明の
効果を説明するが、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。なお、実施例中の「部」および「％」はそれ
ぞれ「重量部」および「重量％」を示す。

【００２９】実施例中の諸測定値は次の方法によって得
られたものである。 １）塗工欠陥：延べ操業時間が４、８、１２、１６、２
０時間のコーターヘッドのストリークの発生状況を観察
し、５段階評価で目視判定した。許容限度は○〜△以
上。 ２）生産性：塗工欠陥が○〜△未満となるまで、もしく
はその他ブレード塗工不可能になるまでの延べ操業時間
で評価した。 ３）耐久性：延べ操業時間が４、８、１２、１６、２０
時間の塗工液が作用するブレード面を電子顕微鏡で観察
し、５段階評価を行った。許容範囲は○〜△以上。 ４）平滑性：塗工後の顔料塗被紙の平滑度をスムースタ
ー平滑度試験機（東英電子工業社製、型式ＳＭ−６Ａ）
により測定した。

【００３０】実施例１ リファイナー処理により、カナダ標準濾水度で３５０ｍ
ｌに叩解したＬＢＫＰ２５部、４２０ｍｌに叩解したＮ
ＢＫＰ７５部からなるパルプスラリーを調整した。この
パルプスラリーに軽質炭酸カルシウムを紙配分で１０％
になるように添加し、次いでアルキルケテンダイマー
０．０３部、カチオン化デンプン０．２部、カチオン系
ポリアクリルアマイド歩留まり向上剤０．０３部を添加
して紙料スラリーを調整した。このスラリーを長網抄紙
機にて抄造し、 ６０ｇ／ｍ²の坪量（絶乾）の原紙を作
成した。

【００３１】以下の配合からなる全固形分含有率６３％
の塗工液を作成した。 ＜塗工液配合＞ ・湿式粉砕重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製、FMT90） ：２０部 ・２級カオリン（ヒューバー社製、ハイドラスパース） ：８０部 ・ポリアクリル酸系分散剤（東亜合成社製、アロンT-40 ：０．１部 ・燐酸エステル化澱粉（日本食品加工社製、MS4600） ：１部 ・スチレンブタジエンラテックス（日本合成ゴム社製、0623） ：１８部 ・ステアリン酸カルシウム（サンノプコ社製、ノプコC104HS） ：０．３部 ・水酸化ナトリウム ：０．１５部

【００３２】アルミナ微粒子１００部、エチレン・酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）６．５部、ブチルメタクリレ
ート４．６部、ワックス５部、ジブチルフタレート（Ｄ
ＢＰ）２．３部からなるセラミックスラリーを調整し
た。このスラリーを成形、加熱焼成し、厚さ０．２ｍｍ
の焼結体セラミック材料を得た。図１に示すように、こ
のセラミック材料を厚さ０．４ｍｍ、長さ８０ｍｍ、先
端角度３０度の高炭素鋼ブレードに、基材物質がエポキ
シ系熱硬化性樹脂からなる接着剤（住友スリーエム社
製、ＳＷ２２１４）により、１５０℃、２０分の条件で
張り付け、焼結体セラミックブレード刃を得た。

【００３３】上記の原紙（支持体）、塗工液、セラミッ
クブレード刃を用い、ブレードコーターにて、速度１０
００ｍ／ｍｉｎの条件で、 塗工量が８ｇ／ｍ²となるよ
うに顔料塗被紙を製造した。

【００３４】比較例１ 実施例１に於いて、アルミナ微粒子をプラズマジェット
へ供給する、プラズマ熔射によりセラミック材料をブレ
ードに吹き付けたセラミックブレード刃（Ａ社、市販
品）を用いた以外は同様の方法で顔料塗被紙を製造し
た。

【００３５】比較例２ 実施例１に於いて、基材物質が酢酸ビニル系樹脂からな
る接着剤（セメダイン社製、セメダイン１９５）を用い
てセラミック材料を高炭素鋼ブレードに張り付けた他は
同様の方法で顔料塗被紙を作成した。

【００３６】各実施例及び比較例の諸条件と評価結果を
表１にまとめて示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】実施例から明らかの様に本発明により、
長時間操業してもスクラッチ、ストリークと言った塗工
欠陥が少なく、かつ連続生産が可能な生産性に優れた顔
料塗被紙を優れた塗被紙平滑性のもとに得ることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側面図。

【符号の説明】

１ 焼結体セラミック材料 ２ 接着剤 ３ 高炭素鋼ブレード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗工液をブレードコーターで支持体に塗
   布してなる顔料塗被紙に於いて、ブレード刃の塗工液に
   直接作用する面に焼結体セラミック材料を接着剤を介し
   て貼り付けたブレードを用いて塗被したことを特徴とす
   る顔料塗被紙。
2. 【請求項２】 基材物質がエポキシ系熱硬化性樹脂から
   なる接着剤を触媒添加もしくは加熱により硬化させ、焼
   結体セラミックを貼り付けたブレードである請求項１記
   載の顔料塗被紙。