JPH0921099A

JPH0921099A - 印刷用顔料塗被紙の塗布方法

Info

Publication number: JPH0921099A
Application number: JP17168295A
Authority: JP
Inventors: Takeo Sugiyama; 武夫杉山
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷用顔料塗被紙の塗布方法において、平滑性
・光沢・塗層強度に優れ、ピンホールの発生しない顔料
塗被紙を得ることである。【構成】塗布方法としてカーテン塗布ヘッドを用い、塗
布液をカーテン塗布ヘッドに供給する前に真空脱泡機を
通す。この際、支持体とカーテン膜が接触する際の両者
の幅比が１：１．０５〜２．０の範囲に、またはオーバ
ーフロー液を貯蔵し、且つ真空脱泡機へ送液するための
貯蔵タンクの容量が滞留時間１０分以上とすることによ
って達成することができる。【効果】本発明の塗布方法を用い得られる顔料塗被紙
は、平滑性・光沢・塗層強度に優れ、塗布工程でピンホ
ールが発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顔料塗被紙を製造する
塗布方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、顔料塗被紙は、未塗布の上質
紙と比較して平滑性、光沢が高く、インクの吸収性が均
一であるため、印刷用紙として広く用いられている。特
に近年、印刷物の視覚化が進み、カラー印刷の比率が高
まり、また、印刷速度の増大が進み、印刷用紙に対する
要求も一段と高いものとなっている。

【０００３】印刷用紙に対する要求品質は数多くある
が、特に平滑性が高く、光沢が高いこと、塗布欠陥のな
いこと、塗布層と支持体層の接着強度（以下、塗層強
度）が強いことが重要である。

【０００４】顔料塗布を行う印刷用紙の塗布方法は多岐
にわたり、具体的には、ブレード塗布方法、エアナイフ
塗布方法、ロッド塗布方法、各種ロール塗布方法を挙げ
ることができる。これらの塗布法の共通した特徴として
は、顔料を多量に含む分散液を比較的高速度で塗布を行
えることである。しかしながら、これらの塗布方法で
は、高品質な印刷用紙を得ることができなかった。

【０００５】すなわち、ブレード塗布方法では、過剰に
塗布液を支持体に供給した後、余剰の液をブレードによ
り掻き落とす後計量型の塗布方法のため、顔料分散液の
塗布を行うと、ストリークやスクラッチ等の塗布欠陥の
発生が不可避である。

【０００６】エアナイフ塗布方法は、過剰に塗布液を支
持体に供給した後、余剰の液を風圧により掻き落とす後
計量型の塗布方法である。かかる塗布方法はエアナイフ
特有のパターンを塗布層に発生し易く、このことにより
塗布層の表面の光沢・平滑度は著しく低下し、品質が低
下するだけでなく印刷時にも重大な障害となる。また、
かかる塗布方法では、塗布速度を高速度化する場合、あ
るいは液濃度を高濃度化する場合には風圧を高くする必
要があるが、風圧を大きくすると空気流の流れの乱れが
発生し、吹き出しによる騒音も著しいものとなる。した
がって、風圧をさらに大きくすることができないので、
比較的に高粘度の液を高速で塗布することが要求される
顔料塗被紙の製造には適さない。

【０００７】ロッド塗布方法は、過剰に塗布液を支持体
に供給した後、余剰の液を計量ロッドバーにより掻き落
とす後計量型の塗布方法である。かかる塗布方法は、ブ
レード塗布方法の場合と同様に、顔料分散液の塗布を行
うと、ストリークやスクラッチ等の塗布欠陥の発生が不
可避である。

【０００８】ロール塗布方法は、ロールの組み合わせ等
により様々な形式のものが存在するが、基本的には、複
数ロールを組み合わせてロール間での塗布液の転写によ
り液を計量し支持体に転写する塗布方法である。かかる
塗布方法は、ロール特有のパターンを発生し易く、ま
た、塗布ロール面と支持体の転写後の剥離の際に塗布面
の光沢や平滑性が低下し、近年の印刷用紙に対する要求
品質を満たすことは難しい。

【０００９】このように、印刷用顔料塗被紙の製造にあ
たって現行の塗布方法では、十分満足できる方法が存在
しないのが実状であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ブレ
ード塗布方法・エアナイフ塗布方法・ロッド塗布方法及
びロール塗布方法では実現することが難しかった高品質
な顔料塗被紙の製造と効率的な生産の両立をカーテン塗
布方法を用い、さらには真空脱泡処理することにより実
現することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料を主成分
とする塗布液をカーテン塗布ヘッドを用いて支持体上に
塗布する塗布方法に関し、さらには該塗布液をカーテン
ヘッドに供給する前に真空脱泡機を通し、且つ該支持体
と該カーテン膜が接触する際の両者の幅比（以下、接触
幅比）が１：１．０５〜２．０の範囲にすることによ
り、またはオーバーフロー液を貯蔵し、且つ真空脱泡機
へ送液するための貯蔵タンクの容量が滞留時間１０分以
上とすることにより、さらにはこれらを併用することに
よって、これらの問題を解決したものである。

【００１２】本発明を詳述する前に、従来の各塗布方法
について、さらに説明する。ブレード塗布方法は、平滑
性の低い支持体に塗布を行っても塗布層表面の平滑性が
高くなる特性を持つが、一般に計量前にアプリケーター
により支持体に供給される液量が、最終的に支持体に塗
布される塗布液の十倍から数十倍と多くしないと、部分
的に未塗布部を形成するスキッピングと呼ばれる塗布欠
陥が発生し易い。しかし、アプリケーターにより供給さ
れる液量が、あまり多くなると、ブレードの弾性力が供
給液の圧力に耐えられなくなり、ブレードが一時的に変
形をきたすようになり、不均一な塗布パターンを発生し
易くなる。

【００１３】また、エアナイフ塗布方法は、アプリケー
ターにより供給される液量が、あまり多くなると、エア
の圧力を限界まで上昇させても、所望の塗布量を得るこ
とができないばかりか、塗布面にエアナイフパターンと
呼ばれる塗布むらが発生し易くなる。

【００１４】さらに、ロッド塗布方法は、ブレード塗布
方法と同じように、一般に計量前にアプリケーターによ
り支持体に供給される液量が、最終的に支持体に塗布さ
れる塗布液の十倍から数十倍と多くしないと、部分的に
未塗布部を形成するスキッピングと呼ばれる塗布欠陥が
発生し易い。しかし、アプリケーターにより供給される
液量が、あまり多くなると、ロッドバーの弾性力が供給
液の圧力に耐えられなくなり、ロッドバーが一時的に変
形をきたすようになり、不均一な塗布パターンを発生し
易くなる。

【００１５】一方、カーテン塗布方法は計量を塗布前に
行う前計量方式の方法であるため、塗布層が形成される
時に、塗布面上部は自由表面を持っている。したがっ
て、塗布欠陥が発生し難く、均一な塗布層を得ることが
できる特徴をもっているが、塗布液中に多大な泡が含ま
れていると乾燥後の塗布面に１ｍｍ弱のピンホールが発
生する場合がある。

【００１６】このような問題を改良するために、平滑化
処理した原紙を用いて真空脱泡処理する方法が特開平４
−３６１６９６号公報に開示されている。本発明者等
は、この方式で確認したところ確かにピンホールはある
程度改善することができた。しかしながら、このピンホ
ールは真空脱泡処理することによってある程度改善する
ことができるが、支持体の両端部にドライエッジを形成
しない場合、即ちカーテン塗布ヘッドより予め設定塗布
量を多くする場合は循環量及びその循環の仕方によっ
て、いくら真空脱泡処理を強化してもピンホールを無く
すことが出来なかった。また、支持体の両端部にドライ
エッジを形成するには特別な治具がないと困難であり、
また塗工速度が増すにつれ蛇行及び脱泡処理が窮する状
況となり実製造上安定生産に困難を来たしてくる。さら
には、実際に真空脱泡処理を行っても、完全真空は困難
なため、どうしても泡に起因するピンホールを皆無にす
ることは出来ていないのが実状である。

【００１７】そこで、本発明はこのような不安定な生産
を解決するため、ドライエッジを行わず、カーテン塗布
ヘッドより予め設定塗布量より多めの塗布液を支持体に
供給し、この比率を規定することにより、さらにはオー
バーフロー液を貯蔵し、且つ真空脱泡機へ送液するため
の貯蔵タンクの容量を指定することによって、ある程度
自然に泡を破壊することによって解決することが出来た
ものである。

【００１８】しかるに、本発明における塗布方法ではカ
ーテン塗布ヘッドより、予め設定塗布量より多めの塗布
液を支持体に供給することを特徴としているが、この方
法によれば、支持体とカーテン膜が接触する際の両者の
幅比、即ち接触幅比が１：１．０５〜２．０の範囲であ
れば余剰な供給液が循環使用する際にも真空脱泡処理を
十分に行うことが可能である。即ち、接触幅比が１：
１．０５未満の場合は、カーテン膜と支持体幅は極端に
狭いため支持体のわずかな蛇行、あるいはカーテン膜の
わずかな揺らぎによって液量の極端に多いカーテン膜の
端部が支持体上に架かってしまい、最終的にはドライヤ
ーの汚れあるいは巻き取った後に接着してしまう、いわ
ゆるブロッキング現象が生じてしまう。一方、接触幅比
が１：２．０を越える場合、過剰な循環液が真空脱泡機
に供給されるため脱泡不足となりピンホールの発生が生
じてしまう。

【００１９】また、オーバーフロー液を貯蔵し、且つ真
空脱泡機へ送液するための貯蔵タンクの容量が滞留時間
１０分以上、好ましくは２０倍以上にすることによっ
て、発生する泡以上に、自然に破泡させることが可能と
なることを見いだし本発明にいたった。ちなみに、滞留
時間が１０分未満の場合は、真空脱泡処理をどんなに強
化してもピンホールを皆無にすることは困難である。こ
こで、具体的に滞留時間とは、貯蔵タンクの容量の他に
カーテンヘッドからの配管及び真空脱泡機までの配管部
分等を含めた容量を、カーテンヘッド１ｍ当たりで換算
される１分間の送液量で割った値である。本発明では、
真空脱泡機では完全に脱泡不可能な泡に対しても、カー
テンヘッドに給液されるまでの時間に自然に破泡させ
る。このため、実際の装置では、貯蔵タンクの液面を大
きし、またカーテンヘッドからオーバーフローを層流状
態に可能な限り近づける方が効果的であることは言うま
でもない。

【００２０】以下、添付図面に基づき、本発明の実施態
様について詳細に説明する。図１は本発明の実施態様を
示した印刷用顔料塗被紙塗布用の塗布方法の概略図であ
る。予め調製された塗布液は塗布液貯蔵タンク１１よ
り、真空脱泡機１３でよく脱泡された後、給液ポンプ１
２によってコーターヘッド１へ送られる。この際、塗布
液の送液量は最終製品の塗布量に大きな影響を及ぼすの
で、コーターヘッド１への塗布液の送液量コントロール
は精度よく行う必要がある。それ故に給液ポンプ１２と
しては可変流量型の無脈動定流量ポンプが適当である。

【００２１】コーターヘッド１の内部はマニホールド
６、スリット２からなり、それぞれ高精度の仕上げが施
されている。供給された塗布液はマニホールド６に満た
され、更にスリット２に送られるときに通過する狭い間
隙において、ポンプ１２の送液による動圧の影響が軽減
され、幅方向における圧力分布が均一化され、リップ３
より流出し、垂直なカーテン膜４を形成する。

【００２２】幅方向でプロファイルが均一となったカー
テン膜４は、連続走行している支持体５と接触し、支持
体５に塗布される。ここでエッジガイド１０ａ、１０ｂ
はコーターヘッド１の幅を超えず、更に支持体５の幅を
超えて設けられ、垂直カーテン膜は支持体５の幅を超え
て形成される。垂直カーテン膜４が支持体５の幅を超え
て形成されているのは、垂直カーテン膜４の両端部にお
ける塗層の厚塗りを防止するためである。支持体５の幅
を超えて流下する塗布液は、受液槽９に回収され、塗布
液貯蔵タンク１１に戻された後再び塗布される。また、
支持体５が切断した時など塗布が中断された場合も、塗
布液は受液槽９に回収される。

【００２３】連続走行している支持体５と垂直カーテン
膜４との接触部には支持体５に同伴する空気流を遮蔽
し、カーテン周辺の空気の回流などで垂直カーテン膜４
が乱れることなく支持体５に達するようにするため遮風
板８が設けられている。また、支持体５の搬送方向は接
触部の直前でロールＡ７により方向転換することによ
り、支持体５に同伴する空気の接触部への影響を最小限
にとどめるように構成されている。

【００２４】形成させた垂直カーテン膜４を安定した状
態で塗布するためには、支持体５からコーターヘッド１
下部の流出部までの高さがある程度必要とされるが、本
実施態様においてはその高さを制御することも可能であ
り、垂直カーテン膜４の安定に適した高さは１０〜３０
０ｍｍ、好ましくは１００〜２５０ｍｍ、更に好ましく
は１２０〜１８０ｍｍである。

【００２５】具体的に、支持体とカーテン膜との接触幅
比の変更方法は、ヘッドの幅を支持体より広くしたり支
持体をヘッドより狭くする方法以外に、ヘッドの高さを
加減したり、あるいは図１のエッジガイド１０ａ及び１
０ｂを移動させることによって調整される。

【００２６】本発明において、顔料を主成分とする塗布
液とは、顔料とバインダー、その他添加剤と共に水に溶
解もしくは分散せしめた液であって、顔料、バインダ
ー、その他添加剤の濃度が、１０〜７０重量％のものを
言う。顔料、バインダーの配合割合は、一般に顔料１０
０重量部に対し、バインダーが５重量部以上、好ましく
は、１０〜７０重量部であることが望ましい。

【００２７】本発明で用いる塗被紙用顔料としては、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、硫酸バリウ
ム、硫酸カルシウム、シリカ、活性白土、レーキ、プラ
スチックピグメント等が挙げられる。

【００２８】本発明に用いられるバインダーとしては、
スチレン・ブタジエン系、酢ビ・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、ポリビニルアル
コール、無水マレイン酸共重合体、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系接着剤、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
蛋白等の天然系接着剤などのような一般に知られた接着
剤が挙げられる。また、必要に応じて、増粘剤、保水
剤、耐水化剤、着色剤等の通常の塗被紙用顔料に配合さ
れる各種助剤が適宜使用できる。

【００２９】かくして得られた本発明の塗被組成物は、
支持体の両面ないし片面に、単層ないし多層コーティン
グされるものである。多層塗布における下層部の塗布に
は、カーテン塗布方法以外の塗布方法の使用も可能であ
る。

【００３０】本発明で使用される支持体としては、一般
に使用される上質紙、中質紙、更紙、マシンコート紙、
アート紙、キャストコート紙、合成紙、レジンコーテッ
ド紙、プラスティックフィルム等を含む。

【００３１】本発明において、顔料を主成分とする塗布
液の塗布量は乾燥重量規準で、１ｇ／ｍ²以上、好まし
くは、３〜３０ｇ／ｍ²が適当である。

【００３２】

【作用】本発明において、顔料を主成分とする塗布液
を、カーテン塗布ヘッドを用いて、支持体上に塗布する
際み、該塗布液をカーテンヘッドに供給する前に真空脱
泡機を通し、接触幅比が、１：１．０５〜２．０の範囲
にすことにより、またはオーバーフロー液を貯蔵し、且
つ真空脱泡機へ送液するための貯蔵タンクの容量が滞留
時間１０分以上とすることにより、さらにはこれらを併
用することにより安定した操業条件のもとで高品質な顔
料塗被紙を得ることができる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の効果を一層明瞭とするために
実施例を掲げる。なお、実施例中の部数は、全て重量部
を示し、特にことわりのない限り、濃度は固形分重量
％、塗布量は、乾燥後の塗布量を示す。

【００３４】実施例１以下の条件で、塗布速度１０００ｍ／分、給液量２２〜
２８リットル／分で、塗布量が１５ｇ／ｍ²になるよう
に塗布・乾燥を行い、印刷用顔料塗被紙の作製を行っ
た。原紙は、幅１００ｃｍ・坪量６０ｇ／ｍ²の上質紙
を用いた。塗布装置は、図１に示す様に回転式真空脱泡
機と接続し、ヘッドの高さ調整が可能で、且つヘッドの
両端にカーテン幅を自由に可変させることが出来るエッ
ジガイドを有するカーテン塗布装置を用いた。上塗り
は、下に示す配合で固形分濃度が６０％の塗布液を用い
た。カーテン膜と上質紙の接触幅比は、１：１．０５と
なるように調整して塗工した。滞留時間は７分となるよ
うな容量を有する貯蔵タンクを用いた。真空脱泡機は、
回転数１８００ｒｐｍ、真空度２０Ｔｏｒｒで処理し
た。

【００３５】＜液配合＞市販重質炭酸カルシウム（カービタル９０）５０部市販１級カオリン（ウルトラホワイト９０）３０部市販２級カオリン（カオブライト）２０部市販ポリアクリル酸系分散剤（東亜合成社製アロンＴ−４０）０．２部市販燐酸エステル化澱粉（日本食品加工社製ＭＳ４６００）２部市販スチレン・ブタジエン・ラテックス（旭化成社製Ｌ１７９５）１６部

【００３６】実施例２実施例１において、接触幅比１：２．０、滞留時間７分
とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料塗被
紙の作製を行った。

【００３７】実施例３実施例１において、接触幅比１：１．０３、滞留時間１
０分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料
塗被紙の作製を行った。

【００３８】実施例４実施例１において、接触幅比１：１．０５、滞留時間１
０分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料
塗被紙の作製を行った。

【００３９】実施例５実施例１において、接触幅比１：１．１０、滞留時間２
０分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料
塗被紙の作製を行った。

【００４０】比較例１実施例１において、接触幅比１：１．０３、滞留時間７
分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料塗
被紙の作製を行った。

【００４１】比較例２実施例１において、接触幅比１：１．０１、滞留時間７
分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料塗
被紙の作製を行った。

【００４２】比較例３実施例１において、接触幅比１：２．２、滞留
時間７分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用
顔料塗被紙の作製を行った。

【００４３】比較例４実施例１において、接触幅比１：２．２、滞留時間２０
分とした以外は実施例１と同一の方法で、印刷用顔料塗
被紙の作製を行った。

【００４４】塗布した試料は、カレンダー処理を行った
後に、顔料塗被紙の基本物性である平滑度・白紙光沢・
印刷光沢及び塗層強度について評価を行ったが、ピンホ
ールを除く各項目とも差がなかった。ピンホールの評価
方法は、１ｍ²当たりの個数として数え、市場で通用す
るレベルとして２０個／ｍ²以下を合格とした。これら
の結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】＜評価結果＞表１のような評価結果を得た
が、本発明における塗布方法を用いることによって、平
滑性・光沢・塗層強度に優れ、ピンホールの発生しない
顔料塗被紙を得ることができることが判った。

【００４７】

【発明の効果】本発明における塗布方法を用いることに
より、平滑性、光沢、塗層強度に優れ、ピンホールの発
生がない高品質な印刷用顔料塗被紙を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す塗布方法の概略図。

【符号の説明】

１コーターヘッド２スリット３リップ４カーテン膜５支持体６マニホールド７ロールＡ８遮風板９受液槽１０ａ、１０ｂエッジガイド１１貯蔵タンク１２給液ポンプ１３ブレード１４バックアップロール１５ロールＢ１６フローテーターチャンバー１７ブロアー１８回収槽１９真空脱泡機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布液をカーテンヘッドに供給する前
に、予め設定塗布量より多めの塗布液を真空脱泡処理し
給液するカーテン塗布方法において、該支持体と該カー
テン膜が接触する際の両者の幅比が１：１．０５〜２．
０の範囲であることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】塗布液をカーテンヘッドに供給する前
に、予め設定塗布量より多めの塗布液を真空脱泡処理し
給液するカーテン塗布方法において、オーバーフロー液
を貯蔵し、引き続き真空脱泡機へ送液するための貯蔵タ
ンクの容量が滞留時間１０分以上であることを特徴とす
る塗布方法。
【請求項３】塗布液をカーテンヘッドに供給する前
に、予め設定塗布量より多めの塗布液を真空脱泡処理し
給液するカーテン塗布方法において、該支持体と該カー
テン膜が接触する際の両者の幅比が１：１．０５〜２．
０で、且つオーバーフロー液を貯蔵し、引き続き真空脱
泡機へ送液するための貯蔵タンクの容量が滞留時間１０
分以上であることを特徴とする塗布方法。