JPH10165869A

JPH10165869A - カーテン塗布装置及び塗布方法

Info

Publication number: JPH10165869A
Application number: JP32987396A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kawai; 雄介河合; Shunsuke Takahashi; 俊介高橋; Sachio Ohata; 佐智雄大畑
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】カーテン塗布の高速化に伴うウェブ同伴空気に
よる塗布障害を抑止し、安定した品質の製品を製造する
ことができるカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法を
提供する。【解決手段】連続走行するウェブに塗布液を塗布するカ
ーテン塗布装置において、カーテンがウェブに衝突する
地点よりもウェブの上流側に、０．１〜２．０ｋｇｍ／
分の運動量を持つ気体をウェブに向かって噴出する気体
吹出口を備えたエアカット装置を設けたことを特徴とす
るカーテン塗布装置及びカーテン塗布方法。好ましく
は、エアカット装置の気体吹出口が、カーテンがウェブ
に衝突する地点よりも１０〜２００ｍｍ上流側、かつウ
ェブからの距離が１００ｍｍ以下にあり、ウェブの進行
方向（正方向とする）と気体の平均方向（正方向とす
る）で挟まれる角度が１０５度以上になるように設置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用紙、感圧記
録紙、感熱記録紙、印画紙、印刷製版材料等の製造にお
いて、連続走行する紙、塗被紙、フィルム等のウェブ
に、液状塗布材料を高速で塗布するときに問題となる、
ウェブ塗布液間への気体の進入を解決し、安定した品質
の製品を製造するためのカーテン塗布装置及び塗布方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カーテン塗布方法は、一種以上の塗布液
で自由落下カーテンを形成し、これを塗布される材料に
衝突させ、塗布される材料上で塗膜を形成する方法であ
り、鉄板の表面塗布方法としては古くから用いられてき
た。カーテン塗布方法において、ウェブ上に塗膜を形成
するときに、未塗布部が生じたり、塗布ムラが生ずるこ
とがある。

【０００３】この原因の一つに、ウェブ表面と塗布液の
親和性が悪い場合がある。この場合は、物理的な手段、
化学的な手段を用いてウェブと塗布液の親和性を上げる
ことによって解決されるものである。もう一つの原因と
して、ウェブ表面の同伴空気の問題がある。同伴空気
は、ウェブと塗布液の間に進入して未塗布部を生じさせ
たり、カーテンを揺らして塗布ムラを生じるなどの問題
を引き起こし、塗布速度が上がるほど顕著になるため、
カーテン塗布方法では塗布速度を上げることのできない
主要な原因の一つになっている。

【０００４】写真感光材料を塗布するための代表的な塗
布装置であるスライドホッパー型カーテン塗布装置で
は、塗布地点（ウェブと塗布液が接する地点）で減圧に
して塗布線のヒール部をウェブ上流側へ引き込み、塗布
を安定させている。それだけでは足りずに、特開昭４８
−３２９２３号公報に記載されるように、減圧の発生と
同時に溶媒蒸気を発生させたり、特開昭６２−２８９２
６４号公報に記載されるように、同伴空気を塗布液に溶
解しやすい気体（炭酸ガス）に置換すると言う手段が開
示されている。

【０００５】一方、エクストロージョン型カーテン塗布
装置では、カーテンの落下運動量が同伴空気の層を破壊
するために、スライドホッパー型カーテン塗布装置より
も高い速度領域での塗布が可能である。しかしながら、
塗布速度が上がるにつれ、また、製品品質の欠点の発生
を皆無にするために、同伴空気そのものを取り去る工夫
が数々なされてきた。

【０００６】基本的には特公昭４９−２４１３３号公報
に記載されるような、同伴空気を遮蔽するための遮風板
をカーテンの上流に設けることである。その後、数々の
工夫がなされたが、代表的なものはカーテン上流部で同
伴空気を吸引する方法であった（特開昭６２−２８９２
６４号公報）。しかしながら、同伴空気を吸引する方法
では更に高速度の領域で発生する同伴空気を十分に遮蔽
することはできなかった。

【０００７】十分に同伴空気を遮蔽するための効性を確
認している手段として、カーテンの上流部数十ミリのと
ころでウェブと遮蔽物を接触させる方法がある。しかし
ながら、この手法では、ウェブに対して傷を発生させた
り、枠替え時の継ぎ目の通過など問題を含み、長時間運
転には適さないものであった。

【０００８】これらの問題点を解決する手法として、特
開平３−６５２６６号公報のように、ウェブに対し気体
を吹き付け、同伴空気を除去するという技術が開示され
た。この技術の構成は、カーテンの落下地点の上流側
に、均一な気体流を発生させるスリットノズルを設け、
走行するウェブに対し気体を吹き付けて同伴空気を取り
去るものである。この構成では、スリットノズル自体が
同伴空気を遮蔽する遮風板の役目を果たしており、スリ
ットノズルとウェブの隙間を通ってくる同伴空気（境界
層同伴空気）をスリットノズルから噴出された空気で取
り去ることが発明の構成となっている。確かに、この発
明によって境界層同伴空気を遮蔽することが可能となっ
たが、塗布速度に応じて風速を制御しなければ同伴空気
の遮蔽効果が上がらず、また風速を大きくするとカーテ
ンと同伴空気遮断具の間が減圧されるために、カーテン
が安定しないことがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近の一般的な紙製造
での塗布速度である１０００〜２０００ｍ／分の場合、
特開平３−６５２６６号公報で開示される技術では、カ
ーテン全体が揺れてしまい、塗布ムラを発生するという
問題が生じる。また、テストプラントレベルのマシン幅
（１５００ｍｍ以下）では、このような装置を設けるこ
とも可能ではあるが、紙製造の一般的なマシン幅（３０
００ｍｍ〜１００００ｍｍ）では、このような構造の装
置をカーテンヘッドの上流に設けることは、経済性、強
度、設備の大きさ等から、実施不可能である。

【００１０】本発明の目的は、上記課題を解決し、従来
のカーテン塗布装置では対応できなかった１０００ｍ／
分以上の塗布速度で、３０００ｍｍ以上のマシン幅でも
安定して塗布することができる同伴空気を遮蔽する装置
を備えたカーテン塗布装置、及び同伴空気を遮蔽して安
定塗布が可能なカーテン塗布方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、高
速で連続走行するウェブに対して気体を吹き付けること
で、ウェブの同伴空気をきわめて減少させると同時に、
カーテン近傍の気体の流れを整え、カーテンが安定して
垂直落下できるようにすることで達成される。このと
き、エアカット装置の気体吹出口の位置が、カーテンが
ウェブに衝突する地点よりも１０〜２００ｍｍ上流の位
置にあり、ウェブからの距離が１００ｍｍ以下であるこ
とが必要条件となる。また、気体を吹き付ける角度は、
ウェブの進行方向（正方向とする）と気体の噴出の平均
方向（正方向とする）の挟角が１０５度以上であること
が必要条件となる。更には、噴出する気体の運動量が
０．１〜２．０ｋｇｍ／分であることを必要とする。

【００１２】本発明のカーテン塗布装置及びカーテン塗
布方法においては、気体を吹き付けることでウェブの同
伴空気を遮蔽するが、それに必要なエネルギーは噴出さ
れる気体の運動量でまかなわれると考えられる。その条
件となるのが、気体の噴出位置であり、噴出角度であ
り、噴出エネルギー速度である。これらの条件が整うこ
とにより、同一設定条件下で驚くほどカーテンの安定性
を確保することができることが明らかとなった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の実施の形態について更に詳しく説明するが、本発明
は、以下の実施形態に限定されることなく、様々な形態
が可能であることはいうまでもない。

【００１４】図１は本発明の一実施例を示すカーテン塗
布装置の概略図であり、図２は本発明の一実施例を示す
カーテン塗布装置のエアカット装置付近の側面図であ
る。

【００１５】予め調整された塗布液は、塗布液貯蔵タン
ク１１より給液ポンプ１２によってコーターヘッド１へ
送られる。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
隙により、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４を形成する。

【００１６】幅方向でプロファイルが均一となったカー
テン４は、連続走行しているウェブ５と接触し、ウェブ
５上に塗膜を形成する。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、更にウェブ
５の幅を超えて設けられ、カーテンはウェブ５の幅を超
えて形成される。カーテン４がウェブ５の幅を超えて形
成されているのは、カーテン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。ウェブ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、ウェブ５が
切断したとき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。

【００１７】本発明で使用するカーテンヘッドとして
は、スライドホッパー型、またはエクストロージョン
型、または両者の混合したスライドエクストロージョン
型などが挙げられる。

【００１８】形成させたカーテン４を安定した状態で塗
布するためには、ウェブ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、本実施形
態においてはその高さを制御することも可能であり、カ
ーテン４の安定に適した高さは６０〜３００ｍｍ、好ま
しくは１００〜２５０ｍｍ、更に好ましくは１２０〜１
８０ｍｍである。

【００１９】本発明で使用するエアカット装置７は、カ
ーテン４がウェブ５に衝突する地点よりも上流側に、カ
ーテンヘッド１に隣接して設けられ、ウェブ５に気体を
吹き付けるための気体吹出口８を有している。

【００２０】エアカット装置７の代表的な形態として、
図１に示すような吹き出しパイプ方式があり、プラステ
ィックあるいは金属製の中空パイプの一面長方向に、穴
を精度良く並べて開けたものである。吹き付ける気体に
は、通常、空気もしくは塗布液の分散媒が用いられ、コ
ンプレッサ１３によってエアカット装置７に送られ、気
体吹出口８から噴出する。

【００２１】このとき、気体吹出口８の位置は、図２の
ａで示すカーテン４がウェブ５に衝突する地点からの距
離が、１０〜２００ｍｍ上流側である必要がある。１０
ｍｍよりも近い位置にあるときは、カーテン４とウェブ
５の衝突地点の近傍で、安定した気体の流れができず、
カーテンがエアカット装置側に引き寄せられたり、離れ
たりしてカーテン揺れが発生する。また、２００ｍｍよ
り離れてしまうと、エアカットの効果が著しく減少し、
同伴空気による塗布障害を発生させてしまう。

【００２２】また、気体吹出口８の位置は、図２のｂで
示すウェブ５からの距離が、１００ｍｍ以下であること
が必要である。エアカット装置７がウェブ５に接触して
傷を付けたりするようなことがないのは当然のこととし
て、気体吹出口８はウェブに限りなく近づけてることが
可能である。また、ウェブ５からの距離が１００ｍｍを
超えると、気体吹出口８から噴出した気体の流れによっ
て、カーテン４全体が揺れてしまい、安定性を失う。

【００２３】更に、気体吹出口８は、図２のｃで示すウ
ェブに吹き付けられる気体の平均方向（正方向とする）
と、ウェブの進行方向（正方向とする）で挟まれる角度
が、１０５度以上となるように向きを調節されていなけ
ればならない。該角度が１０５度より小さいと、気体吹
出口８から噴出された気体が、カーテン側に流れて、カ
ーテン４がウェブ５に衝突する地点の近傍での気体の流
れを著しく乱し、塗布障害を生じる。また、同伴空気を
遮蔽する目的から、該角度は１８０度より小さいことが
好ましい。

【００２４】本発明では、上記のように位置を調整され
た気体吹出口８を有するエアカット装置７を使用する場
合、気体の運動量が重要であることを見いだした。すな
わち、吹き付ける気体の運動量が、０．１〜２．０ｋｇ
ｍ／分であることが必要である。

【００２５】気体の運動量は、気体の平均流速（風速）
と流量の積で定義され、それぞれ風速計、流量計を用い
て容易に測定できる物理量である。コンプレッサ等によ
り、エアカット装置に気体を供給する場合、気体吹出口
の開口面積を小さくすると風速は大きくなり、逆に開口
面積を大きくすると風速は小さくなるために、風速が同
伴空気の遮蔽効果に大きく影響しているように観察され
る。

【００２６】しかしながら、本発明者の研究により、気
体吹出口の開口面積が異なる場合にも、気体の供給量を
変化させて風速を一定にすると、開口面積の大きい気体
吹出口を有するエアカット装置の方が同伴空気の遮蔽効
果が大きいことが判明した。このことから、ウェブに吹
き付ける気体の風速のみでなく、流量も同伴空気の遮蔽
効果に大きく影響していることを見いだし、運動量とい
うパラメータで同時に管理できるという本発明に至っ
た。

【００２７】ウェブ５に吹き付ける気体の運動量が、
０．１ｋｇｍ／分より小さいと、同伴空気の遮蔽効果が
著しく低下し、安定したカーテン４を得られない。ま
た、２．０ｋｇｍ／分より大きいと、気体吹出口８の位
置をどのように調節しても、カーテン４近傍の気体の流
れを安定させることができずに、カーテン揺れを発生し
てしまう。

【００２８】本発明で使用するエアカット装置として、
ここでは吹き出しパイプ方式を例示したが、スリットノ
ズルや細いエアチューブを多数並べたもの、などを使用
しても、同様の効果が得られることは、容易に類推され
る。また、吹き出した気体がカーテン４に悪影響を及ぼ
すのを防止するために、エアカット装置７の気体吹出口
８の上部から、ウェブに沿ってカバーを設けることは有
効な手段である。

【００２９】次に本発明で使用される塗布液、ウェブに
関して説明する。また、塗布時の塗布速度、塗布液供給
量に関しても説明を加える。

【００３０】本発明において、塗布液とは、写真乳剤液
としてゼラチン水溶液中にハロゲン化銀を分散せしめた
もの、磁性体塗布液として水あるいは有機溶剤中に磁性
体粒子を分散せしめたもの、感熱発色体塗布液として発
色剤と顕色剤を分散せしめたもの、感圧発色体塗布液と
して発色剤あるいは顕色剤を含むマイクロカプセルを分
散せしめたもの、顔料塗被紙塗布液として無機あるいは
有機顔料を分散せしめたものなど、固形分濃度などに関
係なく、カーテン塗布を行うことが可能な塗布液であれ
ば、制限なく用いることができるが、塗布液の粘度につ
いてはＢ型粘度が１０〜３００ｃｐｓの範囲の塗布液が
好ましい。

【００３１】本発明で使用されるウェブとしては、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、金属板、ゴム板、天然
あるいは合成繊維で織られた布などを含む。

【００３２】

【実施例】以下、本発明をより一層明瞭とするために実
施例を挙げる。なお、実施例中の部数は、全て重量部を
示し、特に断りのない限り、濃度は固形分の重量％、塗
布量は、乾燥後の塗布量を示す。

【００３３】実施例１＜カプセル分散液＞クリスタルバイオレットラクトン
（ＣＶＬ）５部を溶解した２００部の高沸点油（呉羽化
学（株）製ＫＭＣ−１１３）を５％スチレン無水マレイ
ン酸共重合体水溶液（ＰＨ５．０）２５０部に添加し、
平均粒子径を６μｍとなるように乳化した。

【００３４】次に、４０％メラミン−ホルマリン初期縮
合物水溶液（住友化学（株）製スミレッツレジン）２０
部を上記乳化剤に加えて温度を７５℃とし、２時間反応
させた後、２０％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ９．０
として室温まで冷却し、４０％のマイクロカプセル分散
液を得た。

【００３５】＜塗布液＞このようにして得られたマイク
ロカプセル分散液を下記の配合に、更に水を加えて固形
分濃度が３３％になるように調整し、塗布液を得た。４０％マイクロカプセル分散液１００部小麦澱粉（平均粒子径２０μｍ）５０部４８％カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体ラテックス２０部

【００３６】かかる塗布液を、図２に示すａ，ｂ，ｃの
値をそれぞれ５０ｍｍ、５ｍｍ、１５０度となるように
エアカット装置７を設置したカーテン塗布装置を使用し
て、坪量４０ｇ／ｍ²の上質紙に、１０００ｍ／ｍｉｎ
の塗布速度で塗布量が３．５ｇ／ｍ²となるように感圧
記録紙の塗布を行った。気体吹出口８から吹き出す気体
には空気を使用し、空気の運動量は０．５ｋｇｍ／分で
あった。

【００３７】実施例２塗布速度を１５００ｍ／ｍｉｎとし、気体吹出口８から
吹き出す空気の運動量を１．４ｋｇｍ／分とした以外
は、実施例１と同様の方法で塗布を行った。

【００３８】実施例３気体吹出口８から吹き出す空気の運動量を０．１ｋｇｍ
／分とした以外は、実施例１と同様の方法で塗布を行っ
た。

【００３９】実施例４気体吹出口８から吹き出す空気の運動量を２．０ｋｇｍ
／分とした以外は、実施例１と同様の方法で塗布を行っ
た。

【００４０】実施例５図２に示すａを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様
の方法で塗布を行った。

【００４１】実施例６図２に示すａを２００ｍｍとした以外は、実施例１と同
様の方法で塗布を行った。

【００４２】実施例７図２に示すｂを１００ｍｍとした以外は、実施例１と同
様の方法で塗布を行った。

【００４３】実施例８図２に示すｃを１０５度とした以外は、実施例１と同様
の方法で塗布を行った。

【００４４】比較例１エアカット装置８を使用しなかった以外は、実施例１と
同様の方法で塗布を行った。

【００４５】比較例２気体吹出口８から吹き出す空気の運動量を０．０８ｋｇ
ｍ／分とした以外は、実施例１と同様の方法で塗布を行
った。

【００４６】比較例３気体吹出口８から吹き出す空気の運動量を２．１ｋｇｍ
／分とした以外は、実施例１と同様の方法で塗布を行っ
た。

【００４７】比較例４図２に示すａを８ｍｍとした以外は、実施例１と同様の
方法で塗布を行った。

【００４８】比較例５図２に示すａを２２０ｍｍとした以外は、実施例１と同
様の方法で塗布を行った。

【００４９】比較例６図２に示すｂを１１０ｍｍとした以外は、実施例１と同
様の方法で塗布を行った。

【００５０】比較例７図２に示すｃを１００度とした以外は、実施例１と同様
の方法で塗布を行った。

【００５１】［カーテン安定性評価方法］塗布中のカー
テン安定性を、以下のように目視で評価した。なお、許
容レベルは○以上である。 ◎：カーテン揺れが発生せず、非常に安定して塗布がで
きているレベル。 ○：カーテン揺れが若干発生しているが、操業上は問題
のないレベル。 △：カーテン揺れが発生し、明らかに塗布ムラを生じて
いるレベル。 ×：カーテンがウェブに載らず、全く塗布できないレベ
ル。

【００５２】［塗布面質評価方法］塗布後の塗被紙を１
０００ｍサンプリングし、ブラックライトを照射して以
下のように目視評価を行った。なお、許容レベルは○以
上である。 ◎：塗布ムラが全く観察されず、高品質の塗布面が得ら
れているレベル。 ○：若干の塗布ムラが観察されるが、品質上問題のない
レベル。 △：塗布ムラが発生し、欠陥として認識されるレベル。 ×：塗布ムラが発生し、未乾燥部を生じて品質上、操業
上問題となるレベル。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】上記表１のような評価結果を得たが、比
較例１〜７に比べて本発明の実施例１〜７の方が、カー
テン安定性に優れ、高速かつ高品質の塗布が可能である
ことが明白である。すなわち、本発明におけるカーテン
塗布装置及びカーテン塗布方法を用いることにより、カ
ーテン塗布の高速化に伴うウェブ同伴空気による塗布障
害を抑止し、安定した品質の製品を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す塗布装置の概略図。

【図２】本発明の一実施例を示す塗布装置のエアカット
装置付近の側面図。

【符号の説明】１カーテンヘッド２スリット３リップ４カーテン５ウェブ６マニホールド７エアカット装置８気体吹出口９受液層１０ａ、１０ｂエッジガイド１１貯蔵タンク１２給液ポンプ１３コンプレッサ１４ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続走行するウェブに塗布液を塗布する
カーテン塗布装置において、カーテンがウェブに衝突す
る地点よりもウェブの上流側に、０．１〜２．０ｋｇｍ
／分の運動量を持つ気体をウェブに向かって噴出する気
体吹出口を備えたエアカット装置を設けたことを特徴と
するカーテン塗布装置。
【請求項２】エアカット装置の気体吹出口が、カーテ
ンがウェブに衝突する地点よりも１０〜２００ｍｍ上流
側、かつウェブからの距離が１００ｍｍ以下にあること
を特徴とする請求項１記載のカーテン塗布装置。
【請求項３】エアカット装置の気体吹出口が、ウェブ
の進行方向（正方向とする）と気体の平均方向（正方向
とする）で挟まれる角度が１０５度以上になるように設
置されることを特徴とする請求項１記載のカーテン塗布
装置。
【請求項４】連続走行するウェブに自由落下液膜を衝
突せしめて塗布を行うカーテン塗布方法において、カー
テンがウェブに衝突する地点よりもウェブの上流側で、
運動量が０．１〜２．０ｋｇｍ／分の気体をウェブに向
かって吹き付けることを特徴とするカーテン塗布方法。