JPS62263397A - 塗工紙、厚紙又はそれに類するもの及びそれの製造方法並びに装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は塗工紙、厚紙又はそれに類するものとその製造
方法及び製造装置に関する。

本発明は少なくとも片側に少なくとも二重塗工を実施す
るように片側又は両側を塗工した塗工紙、厚紙又はそれ
に類するものに関する。

〈従来の技術〉 高品質印刷用に使用する印刷紙は一般に製紙過程中に塗
工ペーストを薄層にして塗工する。これはいわゆるオフ
マシン塗工と称する別個の作業として実施してもよいし
、又いわゆるオンマシン塗工と称する原紙の製造に伴う
作業として実施してもよい。いずれの場合も、単一層の
塗工ペーストを別々に又は場合によっては同時に紙の両
側に塗布する。

塗工ペースト層を塗布するのに適した数種の装置が既知
である。例えば１組のローラによって又は押出しｉこよ
って紙面に塗工ペーストを塗布可能である。他方、例え
ば羽根又はかき取りロッド或いはローラニップを使用す
ることによって塗工層を平滑にかき取って薄化可能であ
る。

羽根による塗工により羽根の後方に極めて平滑な塗工層
が得られる。該羽根は紙の凸凹をなくし、余分な材料を
かき取るために使用される。しかしながる脱水により、
羽根後方の塗工層は収縮し、表面は凸凹になる。同時に
これによってかき取り作業後に塗工されないままの繊維
面があることがわかる。かくて、かかる単層塗工紙が各
種目的に完全に合致するとしても、その品質、特に要求
度の高い印刷作業は、平滑度、光沢度及び用紙のインク
吸収度の均一性を改良することによって改良可能である
。

いわゆる細密紙と称するある種の特殊な紙を塗工する場
合、２段階にて紙に塗工する。すなわちいわゆる二重塗
工が用いられている。先ず紙の塗工は例えばサイズプレ
ス又はそれに頌する装置を使用することによって、又は
度々あることであるが、羽根塗工又はある種の中間装置
（いわゆるピグメンテーション）によって場合によって
はオンマシン作業として実施される。次に羽根塗工によ
って同一側部を再度塗工する。実際に後者は別個のオフ
マシン作業として実施される。最高品質の製品は表面を
寸法決定した後で両側を二重塗工する。

いわゆるＬＷＣ−等級のある種の薄い印刷紙の二重塗工
の利点に関する情報も使用可能である。

ＬＷＣ等級の紙の場合、単一塗工層の量は例えば１０ｇ
／ｍ’である。前述のものより厚くてｔｉｔバルブを含
有するいわゆるＮＷＣ−等級の用紙は二重塗工したもの
が既に商品化されている。この場合塗工量はＬＷＣ等級
のものに使用される量を上回る。

しかしながら、塗工量が１０−１２　ｇ／ｍ’の場合に
おいてさえ、二重塗工によって、同一塗工量を単一塗工
する場合より優れた成果が得られる。

二重塗工が優れていることは次のことからも明らかであ
る。すなわちより平滑で光沢があり、より優れた写真印
刷結果が得られる。今日、第１塗工段階における塗工ペ
ーストの顔料は一般に炭酸塩であり、そのＬ／ｈ比（後
述する）は約２である。

かくて、第１段階における被覆力は僅かであり、総合的
に多量の塗工材が必要となる。

今日の二重塗工方法においては、塗工段階、特に塗工品
又は製造過程及び設備構造に対する第１段階が重要視さ
れている。

塗工過程において最も重要であると考えられる点は、当
然のことながら、完成品すなわち塗工紙、厚紙又はそれ
に類するものの平滑度、光沢及びインクの吸収度等の特
性である。昨今、塗工品・（紙、厚紙又はそれに類する
もの）の第１段階の塗工ペーストの被覆材中の粒子の少
なくとも８５％がＬ／ｈが１０以上であるという条件を
満たした場合、塗工品の優れた特性が塗工材の全体量を
より少なくすることによって得られるということが判明
したことは驚くべきことである。Ｌ／ｈ比は粒子の最大
寸法と最小寸法との割合に関する。更に、粒子の粒度分
布に関しては、粒子全体の少なくとも７０％の相当径が
５μｍ以下でなければならない。

相当径とは、ある種の形状の粒子の沈降度に相応する沈
降度を有するような球体の直径である。例えばミクロメ
リティカ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃａ　）装置によっ
て実施するセディグラフ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ　）　５
０００テストを用いて被覆材の相当径を決定するための
テストを実施することが出来る。かかる被覆材を使用す
ることによって極めて有効な被覆力を有する塗工ペース
トが得られるので、塗工材の全体量を僅かにして信頼性
の高い表面及び印刷特性を有する紙、厚紙又はそれに類
するものの製造が可能となる。かかる効果はＬ／ｈの割
合によって示されるように被覆材の粒子の粒度分布を小
さくして粒子が扁平形状を有するようにすることにより
達成される。かかる被覆材も多くの場合疎水性であるか
ら、脱水は迅速である。従って数個の処理技術の利点が
得られる。塗工ペーストにもＬＺｈ比が極めて低い補助
顔料を加えてもよい。かくて、かかる補助顔料から被覆
力は得られないが、別の特性が得られる。

被覆材の全体量のうち第１段階の塗工ペーストの量は半
分以下である。塗工材の全体量は多くて１８ｇ／ｍ’で
ある。優れた特性を有する紙は、本発明による第１段階
の塗工ペーストを使用することによって１５ｇ／ｍ’以
下の量の塗工材を用いて得られる。基本的には、第１段
階の塗工ペーストの量は塗工材の全体量の約４４％で少
なくとも２ｇ　／ｍ’である。ＷＩＮ材は例えばＬ／ｈ
比が標準で２０−４０のボラスアルバ又はタルク或いは
それらの混合体を含有するのが望ましい。第１段階の塗
工ペーストの保水性（脱水性）は１０３乃至８０Ｓ、望
ましくは２Ｏ３乃至４０３である。かくて保水性は１９
５８年２月発行のＴＡＰＰＩ第４１巻第２部に記載のｒ
Ｓ、Ｄ、Ｗａｒｒｅｎ−Ｔｅｓｔ　Ｊ　ｉ：：より決定
される。

本発明は、塗工すべき巻紙が一方の塗工段階から他方の
段階に移行するような該巻紙の少なくとも同一側部に少
なくとも２段階にて紙、厚紙又はそれに類するものに塗
工する方法にも関する。

本発明方法の技術特性に関して記載するが、巻紙の両側
に優れた技術を用いて二重塗工するためには、製紙機と
連結させるか又は別個の塗工機にて用いるか或いはそれ
らの両方を使用する１個の展着装置を備える４個の塗工
ヘッドを設けなければならない。現在の設備構造は、塗
工すべき巻紙が要所に設定されて塗工ヘッド相互間にて
回転する組を成すローラ又は同様な補助装置を通過する
ようになっている。かかる組を成すローラを使用するた
めには、巻紙に強度が必要であり、従って巻紙の湿気は
該方法及び設備を実施するのに不可欠である。かくて、
各展着装置の後で、巻紙全体は乾燥物質含有量が９６−
９７％になるまで乾燥させなければならない。すなわち
、中間乾燥作業の故に作業価格は著しく増加する。更に
、例えば４個の塗工ヘッド（巻紙の両側における２段階
塗工）によって実施される塗工により製造ラインの効率
が悪くなり、監視人員を増加させなければならず、少な
い塗工ヘッドで同様な塗工を実施する方法に比較して欠
陥品が増加する。

今日までの塗工方法の別な特性は顔料ペーストの保水性
を可能な限り高くすることである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の方法の目的は、今日までの塗工技術の欠点を改
良することである。本発明の方法は塗工すべき巻紙の強
度は該方法をうま〈実施することを考慮して、臨界強度
ではないので、第１塗工段階の顔料ペーストの特性に関
して選択の余地がかなりある。従って、顔料ペーストの
被覆力と脱水性が常に最適となるように選択可能である
。加うるに、少なくとも２個の展着装置を備える故に単
一の塗工ヘッドで全ての塗工作業の実施が可能な構造の
装置が本発明の方法により可能となる。

この目的を達成する為に、本発明方法の主な特徴は、塗
工作業相互間にて巻紙をそれと共に移動するエレメント
によって支持することである。かくて、巻紙は主要ない
かなる応力をも受けないので、巻紙の湿気は塗工作業又
は段階相互間にて高くてもよい。従って例えば第１塗工
作業用塗エペーストを脱水が迅速であるように選択可能
である。

かくて、第１段階塗工ペーストの凝固点により迅速に達
するように第１塗エペーストからの湿気を巻紙が礎ける
ことができる。凝固点は塗工ペーストの乾燥物質含有量
に関係し、この点において各顔料粒子はもはや相互移動
することはないが、結着成分中にて僅かな移動が生じる
。言い換えれば、本発明の方法により、巻紙表面の塗工
ペーストの乾燥物質含有量を塗工ペーストの展着中は標
準として５５−６０％であるような該ペーストの乾燥物
質含有量を迅速に７８−８５％の所定レベルに達成させ
るように第１塗工段階後の状態を設定可能である。塗工
ペーストの該脱水過程の少なくともいくらかを保水性の
低い塗工ペーストすなわち塗工ペーストからの湿気を塗
工すべき巻紙が迅速に吸収する塗工ペーストを選択する
ことによって実施可能である。本発明によればこの作業
は巻紙を支持することによって達成されるので、塗工段
階又は作業相互間には紙、厚紙又はそれに類するものの
乾燥力を必要とする段階は不必要となる。

当然のことながら本発明によれば、巻紙の乾燥物質含有
量は、大気中への蒸発により液体を除去することによっ
ても塗工段階相互間にて増加可能である。これは例えば
機械速度が速いかコンパクトな装置を望む場合に有益で
ある。

く問題点を解決するための手段〉 前述のことから理解されるように、本発明の主要目的は
、完成品すなわち紙、厚紙又はそれに類するものの塗工
材の全体量が比較的少なくて所望の特性が得られるよう
に第１段階塗工ペーストの特性を選択することである。

かくて、優れた特性の製品を得るために及び本発明の方
法を実施するために第１惨工段階又は作業が不可欠であ
る。次の作業に関しては、少なくとも１個の展着装置の
条件は、完成品の特性に関して記載した必要条件の範囲
を逸脱することなく自由に選択可能である。

かかる方法における塗工層の厚さの測定及び調節も可能
である。測定は例えば先行技術によるＸ線けい光測定技
術を用いることによって実施可能である。

同様に本発明は本発明の方法を適用することによって紙
、厚紙又はそれに類するものを製造するための装置に関
する。本発明装置は２段階巻紙の少なくとも片側を塗工
するための２個以上の展着装置を包含する。塗工すべき
紙、厚紙又はそれに類するものの巻紙は一方の塗工段階
から他方の段階へ移行する。

前述の如く、塗工すべき巻紙は、展着装置を備える塗工
ヘッド相互間にて回転し、要所に取付けた組を成すロー
ラ又はそれに類する補助装置を介して該設備を通過する
。

本発明装置の主な特性は、塗工段階相互間にて支持され
るように巻紙を担持するように巻紙と共に移動する巻紙
支持エレメントを包含することである。

前記エレメントを実施するための代替可能な好適構造と
しては、それ自体の長手方向軸線を中心に回転可能に取
付けられて外周部が、相互に周辺距離を置いて設定した
少なくとも２個の展着装置に接触するようにしたシリン
ダを包含するものか又は、長手方向において相互に隔設
される少なくとも２個の展着装置を備えるエンドレスコ
ンベヤを包含するものがある。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施例を示す添
附の図面を参照して以下に詳述する。

第１図に示す組立体の支持エレメントは組立体に沿って
移動し、それの長手方向軸線を中心に回転可能に取付け
た単一シリンダ２を包含する。該シリンダ２は展着装置
３及び４と共に塗工ヘッドを形成し、これによって紙、
厚紙又はそれに類する巻紙１の第１面は２段階にて塗工
可能である。

シリンダ２の直径及びシリンダ２の周辺部に取付けた展
着装置３及び４相互間の距離は、塗工段階相互間の距離
及び第１塗工段階から第２塗工段階までの巻紙の進行速
度が、特に第１塗工段階後の巻紙の表面特性を適当なも
のにするという観点から適切であるように、言い換えれ
ば第１塗工段階から第２段階までの巻紙の移行時間が適
切であるように選択される。

シリンダ２の外面上の展着装置３及び４相互間には、脱
水を進行させるためのヒータ５、例えば赤外線の範囲内
で作動するラジェータを取付は可能である。かかるヒー
タの放熱面の形状はシリンダ２の表面形状に相応するよ
うに設計可能である。

ヒータにはより効果的に乾燥させるように換気ダクトを
設けてもよい。更にシリンダ２０表面は、放射熱を効果
的に反射するように設計可能である。

金属シリンダの場合、これは例えばシリンダ面を研磨す
ることによって実施可能である。更に熱平衡を好適なも
のにするために該シリンダは例えば流体循環又は内側或
いは外側からの送風によって加熱又は冷却可能である。

第２図は本発明装置の第２好適実施例であり、相応する
参照番号を使用した。この場合巻紙支持エレメントは、
ローラ又はそれに類するもの６及び７を巻紙と同じ速度
で移動するようにした単一エンドレスコンベヤ２′を包
含する。展着装置３′及び４′は該コンベヤの長手方向
にて相互に隔設される。更に該コンベヤ２′は支持板８
又はそれに類するものによって巻紙から反対側にて支持
可能である。

展着装置３．４及び３′、４’の好適実施例は、いわゆ
る短延期装置を使用するものであり、羽根組立体は、該
展着羽根によって前壁を形成するノズルを介して巻紙表
面に塗工ペーストを送る。短延期装置によって得られる
利点は、きさげ作業以前の用紙の湿気が減少するので中
断される時間が僅かになることである。巻紙に加えられ
る羽根の圧力は比較的に少ない。更に前記中断中に洗浄
を簡単かつ迅速に実施可能である。

かかる短延期装置は展着装置としてそれ自体既知である
。本発明においては、それの特性の１つを使用可能であ
り又使用が望ましい。すなわち高い走行速度にても故障
が生じる恐れはほとんどないので本発明の目的を達成す
るのに該展着装置は最適である。他の展着装置の使用を
禁じている訳ではないが他のものでは走行速度を高める
ことは出来ない。本発明の用途の１つは旧式製紙機の近
代化である。構成に多くのスペースを必要としないので
本発明の用途を広範にしている。他の理由としでは、旧
式製紙機の最高速度が７００−８００ｍ／分に限定され
ていることである。この場合、短延期装置以外の装置も
同様に充分使用可能である。

紙及び厚紙の他に本発明は例えば頂層を木材バルブを基
材とする材料で構成する各種積層構造をも包含する。

以下の表１は第１塗工段階のペーストとして最適な塗工
ペーストの１例を示すものである。分布は重量比で示し
、塗工ペースト１及び２はオフセットペーストで、３は
グラビア印刷ペーストである。

表１ ポラス　アルバ　　１００−− タルク　　　　　　　　　　１００　　　１００潤　　
滑　　剤　　　　　０．５　　　０．５　　　　−分　
　散　　剤　　　　　０．３　　　０．３　　　　０．
３ｐ　ｔ＋調節剤　　０．０２　０．０２　０．０２硬
　　化　　剤　　　　　０．１　　　０．１　　　　−
給　　湿　　剤　　　　　−〇・・・１　　０・・・１
次に示す表２は適切な第２段階ペースト（重量比）を示
す。

表２ オフセット　　グラビア印刷 ポラス　アルバ　　　１０〇　　　　　−タ）′り　　
　　　　　　　　　　　　　　　１００ラテツクスＡ　
　　　　１１　　　　　　−ラテックスＢ４ 水溶性結合剤　　　　　ｌ　　　　　　−分　　散　　
剤　　　　　０．０３　　　　　　０．０３潤　　滑　
　剤　　　　　０．５− 硬　　化　　剤　　　　　０．１− 給　　湿　　剤　　　　　　　　　　　　　　　０・・
・・ｌＰＨ調節剤　　０．０２　　０．１ 次に示す表３はＬＷＣを基材とする紙に関するもので、
第１段階塗工ペーストの量が５ｇ／ｍ′とした時のオフ
セット紙の特性を示すものである。

表３ 塗工材の全体量　　ｇ／ｍ″　　１０２０光沢、ハング
７５°　％　　６０−７０　　　６３−７３白色度　Ｉ
ＳＯ％　　６５−７６　　　６８−７７ＩＣＴ−表面結
合力　　ｍ／ｓ　　０．６−１．０　０．７５−１．Ｉ
Ｋ＆Ｎ　　インク　吸収度　　　　％　　　　　　７−
１２　　　　　　　８−１４ハイド　ＰＰＳ　　Ｓ１０
、！ｊｍ　　　　０．６−１．２　　　　０．４−０．
８バイト　ＰＰＳ　　Ｓ２０　　　　　　　　μｍ　　
　　０．３−０．６　　　　０．３−０．５更に表４は
グラビア印刷紙の品質値を示すものであり、第１段階塗
工ペーストの量は５ｇ／ｍ″である。

表４ 塗工量　　　　　ｇ／ゴ　　１０１２ バイト　ＰＰＳ　　Ｓ１０ｐｍ　　　　０．６−１．２
　　０．４−０．８バイト　ＰＰＳ　　Ｓ２０　　　　
　　　　　　ｔ−ｔｍ　　　　０．３−０．６　　０．
３−０．５平滑度、７オグラ、４．９ｍＰａ　　　％　
　　　　４０−６５　　　　４５−７５ヘリオテスト　
　　　ｍｍ　　　６０−９０　　７０−１０５光沢、ハ
ング７５　　　　％　　５Ｏ−ＴＯ５５−８０第３図に
示す２つの曲線は２種類のタルク、すなわちフィンミネ
ラルス　オーワイ　（Ｆ　ｉｎｎｍ　１ｎｅｒａ　ｌ５
Ｏｙ）社のタルクＣ１０（曲線（１）参照）とＭ２Ｓ（
曲線（２）参照）に関してのＬ／ｈ比の累積分布を百分
率で示したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明装置の各実施例を示す概略側
面図である。 第３図は本発明の製品の特性を示すグラフである。 １．１′・・・巻紙、２，２′・・・巻紙支持エレメン
ト、３．４．３’　、４’　・・・塗工段階、５・・・
ヒータ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも片側に少なくとも二重塗膜を施すよう
   に片側又は両側を塗工した塗工紙、厚紙又はそれに類す
   るものにして、第１段階塗工ペーストの被覆材粒子の少
   なくとも８５％が、最大粒子と最小粒子との割合に関す
   る比Ｌ／ｈが１０以上であるという条件を満たし、粒度
   分布状態として全粒子の少なくとも７０％の相当直径が
   ５μｍ以下であることを特徴とする該塗工紙、厚紙又は
   それる類するもの。
2. （２）塗工材の全量のうち第１段階の塗工ペースト量が
   半分を上回らず、塗工材の全量がせいぜい１８ｇ／ｍ＾
   ３であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
   載の塗工紙、厚紙又はそれに類するもの。
3. （３）該塗工材がボラス・アルバ（ｂｏｌｕｓ　ａｌｂ
   ａ）及び又はタルクを含有し、そのＬ／ｈの割合基準が
   ２０−４０であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の塗工紙、厚紙又はそれに類するもの。
4. （４）第１段階塗工ペーストの保水性が１０Ｓ乃至８０
   Ｓ、望ましくは２０Ｓ乃至４０Ｓであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の塗工紙、厚紙又はそれに
   類するもの。
5. （５）塗工すべき巻紙の同一面に少なくとも２段階にお
   いて塗工する紙、厚紙又はそれに類するものの塗工方法
   にして、塗工すべき該巻紙が第１塗工段階から次の段階
   へ移行し、該塗工作業又は段階相互間にて該巻紙（１、
   １′）がエレメント（２、２′）によって支持されるこ
   とを特徴とする該塗工方法。
6. （６）該塗工段階相互間にて蒸発により湿気を除去する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方法。
7. （７）少なくとも２段階において巻紙の少なくとも第１
   面を塗工するために２個以上の展着装置を包含する塗工
   紙、厚紙又はそれに類するものを製造する装置にして、
   塗工すべき該巻紙が第１塗工段階から次の段階へ移行し
   、巻紙支持エレメント（２、２′）が塗工段階（３、４
   、３′、４′）相互間にて巻紙を支持しながらそれを搬
   送するように該巻紙に沿って移動することを特徴とする
   該塗工紙、厚紙又はそれに類するものの製造装置。
8. （８）該エレメントがシリンダ（２′）であり、それ自
   身の長手方向軸線を中心に回転可能に取付けられ、それ
   の外周部が相互に周辺距離を置いて設定した少なくとも
   ２個の展着装置（３、４）と接触することを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の装置。
9. （９）該エレメントがエンドレスコンベヤ（２′）で、
   該コンベヤの長手方向にて相互に隔設される少なくとも
   ２個の展着装置（３′、４′）を備えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項記載の装置。
10. （１０）赤外線放射装置の如き巻紙加熱装置（５）を展
    着装置（３、４）相互間に取付け、エレメント（２、２
    ′）の表面が反射するようにしてあることを特徴とする
    特許請求の範囲第７項記載の装置。