JPH06312155A - 塗工用ロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高濃度の塗料を比較的低い塗工量で高速塗工す
ることが可能であり、乾燥による塗工面のボコツキを防
止でき、均一な塗工面が得られる塗工用ロッドを提供す
る事。 【構成】サンドブラスト加工によって得られた凹凸表面
にクロムメッキ層を形成させてなる金属製の塗工用ロッ
ド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙等のシートに塗料を
塗工する際に使用される塗工機のうちのロッドブレード
コータ等に使用される塗工用ロッドに関する。尚、塗工
用ロッドとはメタリングバー方式のバーコーターに使用
されるメタリングバーも含んだものとする。

【０００２】

【従来の技術】塗工機の種類として、エアーナイフコー
ターとブレードコーターは一般的に知られている。それ
ぞれの特性のうち、エアーナイフコーターは、エアナイ
フのエアジェットの掻き取り能力より限界により、一定
塗工量を確保するには比較的、低粘度、低濃度用として
用いられるが、高速塗工には適当でないという欠点があ
る。

【０００３】一方、ブレードコーターは、高濃度塗料を
塗抹する事が出来、しかも高速度で塗抹する事が可能で
あるという長所を有する。しかし、塗膜表面は平滑であ
るがストリークが出やすい等の欠点もある。それぞれ特
徴があり塗料の塗工適性等により各コーターやマシンの
塗工機として広く使用されている。アート紙、コート
紙、感圧記録紙、感熱記録紙、剥離紙、静電複写紙等を
製作し塗工層を形成するために有機溶剤又は水に溶解又
は分散させた塗料を以上の塗工機によって塗工する。

【０００４】いずれの塗料を塗工する場合でも一般的に
次のような条件を満足することがこれらの塗料を塗工す
る上での課題となっている。それは所望の作用効果が得
られる限り、これらの塗工装置に用いられる塗料はでき
るだけ、高濃度のものを低塗工量で塗工することであ
る。このような塗工には以下のような利点があるからで
ある。すなわち、高濃度の塗料を低塗工料で塗工すれば
溶媒も少量ですみ、塗料自体も少量ですみ、更には、引
き続いて行われる乾燥工程での熱の節約等にもつなが
る。

【０００５】例えば、感圧記録紙の塗工層を塗工するた
めに、従来エアナイフコーターを使用している。この理
由は、上用紙や中用紙の下面側に塗工する感圧記録体用
塗料（以下ＣＢ塗料という。）中の染料を溶解したオイ
ルをカプセルの中に閉じ込めた合成カプセルでは、ブレ
ードやロッドの接触によるカプセルの割れの発生が心配
されるからである。しかし、エアナイフコーターに用い
られる塗料は、比較的低濃度であり水分が多い為、特に
原紙が４０ｇ／ｍ² 以下の薄紙になると水分が基紙に吸
収され、乾燥後収縮ムラによる塗工面にボコツキ等を生
じやすく問題となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、感
圧記録紙の塗工方法としてエアナイフコーターを使用し
た場合、塗料濃度が比較的低濃度であり水分が多い為、
水分が基紙に吸収され、乾燥後収縮ムラにより塗工面に
ボコツキ等を生じ製品価値を落としたりする。又、低濃
度で塗工されるため高速塗工には適さない。

【０００７】本発明は高濃度の塗料を比較的低い塗工量
で高速塗工することが可能であり、乾燥による塗工面の
ボコツキを防止でき、均一な塗工面が得られる塗工用ロ
ッドを提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の塗工用ロッドは
サンドブラスト加工によって得られた凹凸表面にクロム
メッキ層を形成させてなる金属製の塗工用ロッドであ
る。また、塗工用ロッドの表面の１０点平均粗さを表す
Ｒｚが５μｍ〜８０μｍの間であってもよい。

【０００９】

【作用】特にＣＢ塗料のカプセルの割れの発生を防ぎな
がら、エアナイフコーター塗工による塗料濃度１５〜２
５％に対し３５〜４５％程度の高濃度の塗料を比較的低
い塗工量（２〜５ｇ／ｍ² ）で高速塗工が可能な塗工用
ロッドとして、従来から使用されている巻き線ロッドが
挙げられる。巻き線ロッドはカプセルの割れがなく高濃
度の塗料を種々の範囲の塗工量で塗工できる等、充分な
塗工性能を有している。ところが、巻き線ロッドによる
塗工では、塗工量の調整によっては、塗料を掻き取る際
に基紙の流れ方向に対してスジ状に発生する塗工面の模
様（以下ロッド目という。）の発生、巻線の線断という
問題がある。特に、ロッドの巻線に線断が発生すると、
操業を中断させなければならなくその損失が大きい。

【００１０】巻線ロッドと塗工量の関係は巻線径が大き
くなる程、ウエブとロッドの接触による隙間面積が大き
くなり塗工量は増大し、巻線径が小さくなればなる程、
ウエブとロッドの接触による隙間面積が小さくなり塗工
量は少なくなる。又、巻線なしのプレーンロッドを用い
るとカプセルの割れ等が発生し目的を達しない。しか
し、通常２〜５ｇ／ｍ² の塗工量の場合、塗工量を下げ
る目的として巻線径の小さい線材（直径０. １ｍｍ 以
下）を用いなければならず、より一層線材の線断を助長
させる事になる。そのうえ巻線径が小さくなれば、線材
はより摩耗しやすくなり、塗工量のばらつき等が発生
し、操業上非常に問題となる。

【００１１】そこで、発明者らは高濃度の感圧塗料を低
塗工量で均一な面を塗工できる塗工用ロッドについて鋭
意研究を重ねた。金属製ロッドとして例えばステンレ
ス、軟鋼、硬鋼の磨き棒や、あらかじめクロムメッキを
施してある金属棒をロッド本体とし、耐摩耗性と塗料に
対する親水性を付与するために、サンドブラスト加工に
より表面に無数の凹凸を形成し、その上にクロムメッキ
を施すものである。クロームメッキ後軽く研磨しバリの
ない不規則な凹凸面を得たロッドとする。このようにし
て得られた本発明の塗工用ロッドを従来から使用されて
いるロッドブレードコーターの塗工用ロッドの代わりに
導入して使用する。このサンドブラスト加工による凹凸
の為か、ＣＢ塗料中の合成カプセルの割れも発生せず、
サンドブラスト表面の凹凸部のロッドの表面密度による
基紙との隙間、もしくはロッド本体の回転数をコントロ
ールすることによって、目的とするＣＢ塗料を比較的低
い塗工量にて高速で高速で塗工する事が出来る。

【００１２】さらに従来のような巻線ロッドにおける線
材摩耗による塗工量のばらつきや、巻線の線断のような
操業上の問題を回避する事ができる。また、ストリーク
等の発生も少ないものである。ロッド表面の粗さは１０
点平均粗さを表すＲｚで５〜８０μｍの範囲の間で塗工
量に合わせ適宜選択され使用されることがもっとも望ま
しい。このＲｚが小さくなるとほとんどプレーンロッド
と同じ状態になってしまう。また、このＲｚが余り大き
くなると、サンドブラスト加工で得られる凹凸のばらつ
きが大きくなりすぎてしまい、所望の大きなＲｚの値が
得られなくなる。尚、このＲｚの範囲は一般に良く用い
られる外径１２ｍｍ程度のロッドを想定した場合の範囲
である。すなわち、ロッドの外径が太くなればなるほ
ど、比較的安定に大きなＲｚの値が得られるものであ
る。

【００１３】尚、ロッド表面粗さはクロムメッキ層形成
後にこの範囲内になるように、あらかじめクロムメッキ
厚さを想定してサンドブラスト加工を行う事になる。サ
ンドブラスト加工は使用するアブレシブの粒径やサンド
ブラスト加工の条件等を変化させることによって、Ｒｚ
で５〜１００μｍ程度の範囲内で一定の任意の粗さの凹
凸表面が得られ、この表面に１０μｍ程度のクロムメッ
キを施すことによって、Ｒｚで５〜８０μｍの表面粗さ
を有する塗工用ロッドが得られる。この表面粗さの塗工
用ロッドは巻線径０．０５ｍｍから０．３ｍｍの巻線ロ
ッドに相当する。すなわち、非常に切れ易い細い巻線ロ
ッドの表面粗さに相当する表面粗さを有する塗工用ロッ
ドが得られるわけである。

【００１４】更に、このサンドブラスト加工はショア硬
さ（ＨＳ）で８０〜１００の高硬度の金属棒に対しても
行うことが可能である。従って、高速度鋼等の非常に固
い材料を金属棒として使用できるので、塗工用ロッドの
寿命を非常に長くさせることができる。また、シリコー
ンをトルエン等の溶剤で希釈した濃度数十％程度の比較
的濃い塗液を０．４ｇ／ｍ² から０．８ｇ／ｍ² の乾燥
塗布量になるようにしてグラシン紙やポリ・ラミネート
紙等に塗布することによって剥離紙を製造することが、
求められている。剥離紙製造のため、シリコンを低塗工
量で塗工する場合、塗料濃度を１０％程度と薄くした上
で、巻線径０．１ｍｍ程度の巻線ロッドが従来から使用
されているが、耐久性等に問題があった。ところが、本
発明の塗工用ロッドは巻線ロッドのように断線の危険性
がなく、非常に高い耐久性をもっているので、このよう
な低塗工量であっても、濃度数十％程度の比較的濃いシ
リコーン塗液を分速数百ｍの高速で塗工することができ
る。

【００１５】

【実施例】本発明の塗工用ロッドの製造方法、それを用
いたロッドブレードコーターによる、例えば感圧記録紙
のＣＢ塗料の塗工方法について以下に詳細に示す。ま
ず、塗工用ロッドの製造方法について以下に示すが、ロ
ッド本体の素材は従来より一般に用いられているステン
レス、軟鋼、硬鋼等の、金属を任意に用いることができ
る。通常、これらのロッド素材は表面は磨き加工がされ
ており、直径１２ｍｍ程度のロッドがよく用いられてい
る。

【００１６】本発明の塗工用ロッドはサンドブラスト加
工し、それにクロームメッキ加工を施した事を特徴とす
るものであり、金属製ロッドとして例えばステンレス、
軟鋼、硬鋼の磨き棒をロッド本体とし、耐摩耗製と塗液
に対する親水性を付与するために、サンドブラスト加工
後、クロームメッキ後研磨しバリのない不規則な凹凸面
を得たロッドを使用する。特に、サンドブラスト加工に
よる表面の凹凸部のロッドの凹部と基紙との隙間及びそ
の表面密度や、ロッド本体の回転数をコントロールする
ことにより塗工量を調整する事を特徴としている。この
塗液計量の条件としては塗工用ロッド表面の１０点平均
粗さを表すＲｚが大きく影響することになる。

【００１７】従って、目的とする塗工量を実現するため
にはこれらの値を経験的に求める必要がある。該ロッド
を実際に用いてロッドブレードコーターで塗工する際に
は、例えば塗液の濃度や粘性、ロッドの回転数や回転方
向、塗工される紙等のシート走行の際の張力等が塗工量
に対し、少なからず影響を与えるため、ロッド表面に施
すサンドブラスト加工後の粗さを全て一義的に決定する
必要はなく、ある程度の巾をもたすことが出来る。

【００１８】本塗工用ロッドを使用して塗工する場合、
従来よりのロッド方式の塗工装置で塗工している場合と
同様で装置全体を変更する必要はなく、ロッド本体のみ
を本発明の塗工用ロッドに取り替えることによって、感
圧記録紙や、その他の用紙を製造できる。このようなロ
ッドブレード方式の塗工装置の側面図を図１に示した。
図１において、右方から基紙６がバッキンングロール１
とアプリケーターロール２の間を通って塗工用ロッド４
及びペーパーロール５を経て次の乾燥行程へ送られる。
カラーパン３の塗液（ＣＢ塗料）がアプリケーターロー
ル２によって過剰に基紙６に塗工され、その後塗工用ロ
ッド４にて過剰の塗料が掻き落とされて、塗工面が平滑
化される。巾方向の塗工ムラ調整はエアチューブ７の空
気圧を制御する事によってロッドの押し付け圧を調整し
塗工量の微調整を行っている。

【００１９】以下に本発明の具体的な実施例について示
す。紙種、各種数値、塗料、塗工装置はもちろんこれら
に限定される物ではなく、種々の物が適用可能である。 （塗工用ロッドの製造）サンドブラスト加工を施す金属
製ロッドとしては直径１２ｍｍ、長さ８１０ｍｍの鋼製
の磨き棒を用いた。又、サンドブラスト加工による表面
粗さは塗工量調整に深く関係する為、塗工量により必要
な表面粗さの物が適宜選択されるが、比較例１の巻線ロ
ッドテストとして今回使用する巻線径０. １５ｍｍの巻
線ロッド（以下６番の巻線ロッドという。）の表面粗さ
を測定してみると、Ｒｚで３５μｍである。また、サン
ドブラスト加工後に施すクロームメッキのメッキ厚さは
一般的には１０〜５０μｍ程度の範囲で制御可能であ
る。従って、本実施例では２０μｍの厚さのクロームメ
ッキを施すことを念頭に入れ、サンドブラスト加工によ
って、ほぼ表面粗さがＲｚで６０μｍ程度の凹凸を形成
するようにした。そのため、アブレシブとして８０番の
溶融アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を使用した。この溶融アル
ミナは人工的に作った物で溶融アルミナのインゴットを
粉砕した酸化物を使用し、ノズルの寸法；φ９. ５×７
６ｍｍ、吹付角度；４５゜、混合割合；空気１m³に付き
アブレシブ１２ｋｇ、ノズル部の空気圧力；３ｋｇ／ｃ
ｍ² 、ノズルとロッドとの距離；３００ｍｍの条件にて
サンドブラスト加工を行う。その後、表面に強度、耐食
性、凸部に丸み等をもたせるためにクロームメッキ加工
を施し、表面粗さＲｚで３４μｍとほぼ６番の巻線ロッ
ドと同等の表面粗さを持つ凹凸表面をもったサンドブラ
スト加工ロッドを得た。

【００２０】塗工試験 図１に示した塗工装置に、本発明のサンドブラスト加工
ロッド（実施例１）と従来のワイヤー巻ロッド（比較例
１）をそれぞれ装着してＣＢ塗料を水で希釈した４０％
濃度の塗料を塗工した。今回、使用したＣＢ塗料は合成
カプセル、澱粉、エマルジョン系ラテックスを含むもの
である。その組成を以下の表１に示した。また塗工する
原紙には４０ｇ／ｍ² のコピー原紙を使用した。

【００２１】

【表１】

【００２２】又実施例１と比較例１の塗工条件は以下に
示す同一の条件とした。

【００２３】塗工速度：３００ｍ／ｍｉｎ，シートテン
ション：３５０ｇ／ｃｍ ロッド中心に対する接触角度：３５゜，回転方向：シー
ト流れ方向に対して逆回転，ロッド回転数，５６ｒｐ
ｍ，ドライヤー温度：１５０℃ 又更に、比較例２として従来から使用されているエアナ
イフコーターによって同一のＣＢ塗料を水で希釈した２
０％濃度の塗料を同一の原紙に塗工した。このエアナイ
フコーター塗工条件は以下のようであった。尚この比較
例２は従来から生産されているスタンダード品に相当す
るものである。

【００２４】塗工速度：１５０ｍ／ｍｉｎ，ドライヤー
温度：１５０℃

【００２５】以上のようにして得られた感圧記録紙の評
価を行うために以下の評価試験を各実施例１及び比較例
１、２の塗工品について行った。 〔発色性比較試験〕顕色剤塗工層とＣＢ塗工層を重ね合
わせて、同一のタイプライターにて４００ｇの力で打
ち、発色の濃さを確認する試験である。

【００２６】実施例１、比較例１及びスタンダード品で
ある比較例２のそれぞれの発色は、発色濃度の規定範囲
内である事を目視にて確認した。又、実施例１と比較例
１、２の塗工品において、差がない事も確認した。

【００２７】〔プレス汚れ〕合成カプセルの保護層によ
るクッション性を確認するため３０ｋｇの加重で１分間
プレスする試験である。実施例１、比較例１及びスタン
ダード品である比較例２のそれぞれのクッション性は、
クッション性の規定範囲内であり、カプセル割れの無い
事を目視にて確認した。又、実施例１と比較例１、２の
塗工品において、差がない事も確認した。

【００２８】〔評価結果〕以上の試験結果からも分かる
ように、本発明によるサンドブラスト加工による塗工用
ロッドによる塗工と従来のエアーナイフコーターによる
塗工によるスタンダード品と巻線ロッドによる塗工では
得られた製品の性能に大きな差がないことが確認でき
た。

【００２９】又、種々の試験結果より、巻線ロッドの表
面粗さと、サンドブラスト加工ロッドの表面粗さによる
塗工量は比例関係にある事が推定された。

【００３０】〔ロッド耐久試験〕巻線径０. １５ｍｍの
６番巻線ロッドと本発明のサンドブラストロッド加工ロ
ッドにおいて、３０日間連続操業における耐久試験を行
った。 紙巾：５００ｍｍ ……… 一定 スピード：３００ｍ／ｍｉｎ 本耐久試験によれば、６番巻線ロッドは１０日目で巻線
切れが発生し問題となったが、本発明のサンドブラスト
加工ロッドによれば、３０日間使用後においてロッド表
面にはキズ等が見られず、又、塗工ムラ等による異常も
見られなかった。

【００３１】以上の実施例からも分かるように、高濃度
塗料の塗工において、巻線ロッドと本発明の塗工用ロッ
ドでは、供に塗工適性としては同等であり問題がない事
が確認されたが、巻線の線断による不安定性を考慮した
場合、本発明の塗工用ロッドの方が安定操業が可能にな
る。

【００３２】以上の実施例及び比較例においては、ＣＢ
塗料をテスト塗料として用いたが、他のアート紙、コー
ト紙、感圧記録紙、感熱記録紙、剥離紙、静電複写紙等
を製作し塗工層を形成するために有機溶剤又は水に溶解
又は分散させた塗料の塗工にも巻線ロッドに代わって本
発明の塗工用ロッドが使用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の塗工用ロッドによれば、高濃度
の塗料を目標の比較的低い塗工量で線断等の問題もなく
安定に高速で塗工でき、エアナイフコーターによる塗工
のように、低濃度塗工の乾燥後の収縮ムラや塗工面にボ
コツキを生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の塗工用ロッドを適用した塗工装
置の側面図。

【符号の説明】

４．塗工用ロッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンドブラスト加工によって得られた凹凸
   表面にクロムメッキ層を形成させてなる金属製の塗工用
   ロッド。
2. 【請求項２】塗工用ロッドの表面の１０点平均粗さを表
   すＲｚが５μｍ〜８０μｍの間である請求項１記載の塗
   工用ロッド。