JPH08266997A - ロッド型塗工装置による塗工紙、塗工板紙の製造方法 - Google Patents

ロッド型塗工装置による塗工紙、塗工板紙の製造方法

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JPH08266997A
JPH08266997A JP7134095A JP7134095A JPH08266997A JP H08266997 A JPH08266997 A JP H08266997A JP 7134095 A JP7134095 A JP 7134095A JP 7134095 A JP7134095 A JP 7134095A JP H08266997 A JPH08266997 A JP H08266997A
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bar
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JP7134095A
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Yoshiyuki Asayama
良行 浅山
Kiyonari Tokita
聖也 時田
Akiko Fukumoto
晶子 福元
Kenji Endo
憲司 遠藤
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Honshu Paper Co Ltd
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Honshu Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ロッド型塗工装置におけるバー塗工において、
塗工筋と塗工粕の出にくい塗工紙、塗工板紙の製造方法
を提供する。 【構成】ロッド型塗工装置を用いて顔料塗工紙及び塗工
板紙を製造する場合、その製造装置で塗工する際の塗工
組成物が下記の計算式で規定されることを特徴とする塗
工組成物を用いた塗工紙の製造方法。水吸収性Ka(ml/
m)と平滑性Vr(ml/m2)によって規定される塗工用原紙
において、ロッドバーと塗工原紙で構成されるキャピラ
リー径h2mmと、塗工速度S(m/min)によって規定される
せん断速度下においての粘度η(cp)と、保水度Wr(g/m
2)、塗料のチキソトロピー度 Tが、下記の式の値Aを
1〜300とすることによって上記目的を達成する。 A=(Wr×η×Ka×Vr×s×10-4)/T

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、操業面および品質面に
優れた紙、板紙の製造方法に関し、さらに詳しくは、ロ
ッド型塗工装置におけるバー塗工において塗工筋と塗工
粕の出にくい塗工紙、塗工板紙の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ロッド型塗工装置は、エアナイフ型塗工
装置に比較して高粘度塗料による塗工が可能で、操業性
が優れるため、広く利用されているが、この塗工装置は
塗工時に塗工スジ、塗料粕が発生し易いという問題があ
る。
【0003】これは特に、特開平5−293580号公
報、特公平5−74427号公報などに記載されてい
る、表面性の優れた塗膜形成可能といわれる溝付きバー
においても問題となる。この原因は、巻き付けるワイヤ
ー径によって規定される溝の凹部、鋭角状の底部に塗料
粕がたまりやすいことと、この鋭角部分の塗工量の少な
くなる部分が塗工スジになりやすいためである。
【0004】これを改良するために溝形状を検討して塗
料粕をたまりにくくしたり、研削加工でロッド表面に溝
形成したロッドで塗工し、塗工スジの発生を押さえるこ
となど種々提案されているが、しかしながら、塗布する
塗料の性質、塗工速度と塗工する原紙の吸収性、表面性
によって塗工性が異なり、使用するバーによってもスジ
発生は解決されないという問題が新たに発生した。
【0005】高速塗工においては、塗工組成物の粘度等
の流動性、あるいは原紙の吸収性に伴う塗工組成物の粘
度物性が変化するのは明白であり、塗料粕付着あるいは
塗工筋の発生等の問題に大きく影響を与える塗料と塗工
原紙の面からの塗工性改善施策が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はロッド型のコ
ーターでバー塗工する際、塗工原紙に応じた塗料物性に
塗工組成物を調製することで、塗料粕の生成、付着、あ
るいは塗工筋の発生なく塗工する方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、過剰量の
塗布液を塗工原紙上に転移させた後、回転または静止し
ているバーにより、余剰量の液を掻き落とし、所望の膜
厚を得るロッド型バー塗工方式において、塗工する原紙
の基本的性質であるブリストーの装置による水吸収性
Ka(ml/m) と平滑性 Vr(ml/m2)、塗工する塗工組成
物の物性がロッドバーと塗工原紙で構成されるキャピラ
リー径 h2mmと、塗工速度 S m/minによって規定される
せん断速度[(1000× S) /(60×h2)]下における測定
で得られる粘度 η(cp)と保水度 Wr(g/m2)、塗料のチ
キソトロピー度 T、の値を用いて、下記の式の値 Aを
1〜300とすることによって上記目的が達成されるこ
とを発見した。なお、キャピラリー径 h2は、塗工した
塗工組成物の膜厚にほぼ等しく、例えば深さ30μmの
溝を有するバーであれば、h2=0.015mmとなる。 A=(Wr×η×Ka×Vr×s×10-4)/T
【0008】ここで、塗工原紙の平滑性Vr、水吸収性
KaはJ.TAPPI紙パルプ試験法No51−87の
紙及び板紙の液体吸収性試験方法(ブリストー法)によ
り求め、塗工組成物の塗工時のせん断速度(塗工速度/
ロッドバーと塗工原紙で構成されるキャピラリー径)に
おける粘度ηは(株)エスエムテーの高圧ポンプ式粘度計
で求め、チキソトロピー指数Tはハーキュレスタイプの
粘度計で求める。保水度WrはTAPPI JOURN
AL 1989 12月号に記載されているPekka
J.Salminenらの方法でKaltec Sci
enctific社のAA−GWR WATER RE
TENTION METERを用いて行った。
【0009】塗工時における塗料の流動性に基づく挙動
は、塗工原紙の吸収性、平滑性、そして塗工量と塗工速
度から規定されるせん断速度において影響を受ける。た
とえば原紙吸収性が大な時、原紙平滑性が粗い場合、塗
工時の高せん断速度下での粘度が高い場合、あるいはこ
れらが合わさってA値が300以上になると流動性不良
に伴う塗工スジ発生が発生する。
【0010】A値を低くするためには、塗工速度を下げ
てせん断速度を下げるか、あるいは塗工組成物の膜厚
(塗工量)をあげるか、塗工組成物の保水性をあげるか、
塗工原紙の吸収性を下げるか、原紙平滑性をあげるかな
どの場合が考えられる。特にA値を1未満にするには内
添、下塗り塗料へのサイズ剤等の薬品多添加で吸収性を
極端に低下させるか塗工速度を大幅に下げるなどの対策
が必要でこれらはいずれも非常に大きなコストアップを
伴うため現実的ではない。そこで原紙物性に基づき更に
塗料物性で対応することがスジ発生のない塗工を行うた
めには必要であり、上記ようにA値を一定の範囲内にす
ることで良好な塗工面の塗工紙、塗工板紙の製造方法が
可能となる。以下、本発明について具体的に説明する。
【0011】図1は従来公知のバー塗布装置の断面図で
ある。同図(a)は一般的なバー塗布装置である。同図(b)
は塗布液の塗布と掻き落としが一体で出来る装置であ
る。同図(c)はバーとバッキングロールで塗布する塗工
紙を挟み加圧する機構を設けたものである。
【0012】図2はバーの説明断面図である。同図(a)
はバーに被覆加工が施されていないものの断面図であ
る。同図(b)はバーにワイヤーが被覆加工されているも
のの断面図である。同図(c)はバーに切削加工で溝が加
工されているものの断面図である。これらの溝の形状に
特に制限はなく溝深さ、溝の間隔を規定するものではな
い。
【0013】この図2(c)タイプのバーを用いるロッド
コーターは、他の図2(a)(b)に示したバーに比較して
高い塗工速度での塗工が可能なため、本発明には好適で
ある。
【0014】顔料塗被組成物にも特に制限はなく、顔料
としてはクレー、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、二
酸化チタン、水酸化アルミ、サチンホワイト、炭酸マグ
ネシウム、硫酸バリウム、無定形シリカ、スチレン系プ
ラスチックピグメント、尿素系プラスチックピグメント
等、バインダーとしては澱粉、カゼイン、ポリビニルア
ルコール、大豆タンパク、スチレン−ブタジエン系ラテ
ックス、アクリル系ラテックス、酢酸ビニル系ラテック
ス、ウレタン系ラテックス等が用いられる。
【0015】保水剤としては澱粉、カルボキシメチルセ
ルロース、ポリアクリル酸塩等がある。その他、分散
剤、PH調製剤、潤滑剤、消泡剤、防腐剤、蛍光染料、
染料、着色顔料、耐水化剤等も必要に応じて使用出来
る。
【0016】塗工原紙にも特に制限はなく、紙、板紙は
中性抄紙、酸性抄紙いずれでも良い。また塗工があらか
じめ施されていても施されていなくともかまわない。そ
の塗工は特に制限なく、サイズプレス、ゲートロールコ
ーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ロールコ
ーター、エアナイフコーター、チャンピョンコーター、
グラビアコーター、シムサイザー等が任意に用いられ
る。
【0017】また、原紙を抄造するパルプも何でも良
く、化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ、合成パルプ
等がある。また必要に応じて、内添サイズ剤、定着剤、
紙力増強剤、濾水歩留まり向上剤、内添填料、染料、ス
ライムコントロール剤等を使用して良い。
【0018】
【実施例】以下実施例により更に説明するが、本発明は
これにより限定されるものではない。なお、配合部数は
すべて有効固形分である。部、%は重量基準である。
【0019】実施例1 上塗り塗料調製:顔料組成としてウルトラホワイト90
(クレー、エンゲルハード社製)40重量部、カービタ
ル90(重質炭酸カルシウム、イー・シー・シーインタ
ーナショナル社製)15重量部、ブリリアント15(軽
質炭酸カルシウム、白石工業社製)30重量部、クロノ
スKA−10(二酸化チタン、チタン工業社製)15重
量部を使用、これらとアロンT−40(分散剤、東亞合
成化学社製)0.10重量部、苛性ソーダ0.1重量
部、フォーマスターAP(消泡剤、サンノプコ社製)
0.1重量部を分散水に添加、コーレス分散機により3
0分間攪拌し、70%濃度の顔料スラリーを得た。
【0020】ついで、この顔料スラリー100重量部に
対し、バインダー組成としてペンフォードガム290
(ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、ペンフォード社
製)3重量部、SN−307(カルボキシ変性SBRラ
テックス、住友ダウ社製)12重量部使用、これらに希
釈水を加え10分間 攪拌し、57%濃度の塗料組成物
を得た。塗工の詳細は後述の 塗工 に記載した。
【0021】下塗り塗料調製:顔料組成としてカオブラ
イト(クレー、シール社製)60重量部、ソフトン22
00(重質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製)40
重量部、を使用、バインダー組成としてMS4600
(尿素リン酸エステル化澱粉、日本食品加工社製)5重
量部、JSR0668(カルボキシ変性SBRラテック
ス、JSR社製)16重量部使用にする以外は上記上塗
り塗料と同様に行い、濃度62%の下塗り用塗料組成物
を得た。(下塗りは実施例1,2,4比較例1,2,
4,5まで共通で塗工量8g/m2の同一条件。)
【0022】実施例2 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様で45%濃度の塗
料組成物としたもの。 下塗りは実施例1と同一。
【0023】実施例3 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様で61%濃度の塗
料組成物としたもの。 下塗りの塗料組成物は実施例1と共通で、塗工量は11
g/m2
【0024】実施例4 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様で61%濃度の塗
料組成物としたもの。 上塗りの塗工速度は200m/min。下塗りは実施例
1と同一。
【0025】比較例1 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様で61%濃度の塗
料組成物としたもの。 下塗りは実施例1と同一。
【0026】比較例2 上塗り塗料調製:上記実施例1と顔料スラリー共通で、
この顔料スラリー100重量部に対し、バインダー組成
としてペンフォードガム290(ヒドロキシエチルエー
テル化澱粉、ペンフォード社製)6重量部、SN−30
7(カルボキシ変性SBRラテックス、住友ダウ社製)
10重量部使用、これらに希釈水を加え10分間攪拌
し、59%濃度の塗料組成物としたもの。 下塗りは実施例1と同一。
【0027】比較例3 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様のもの。 下塗りの塗工組成物は実施例1共通で塗工量5g/m2
【0028】比較例4 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様で63%濃度の塗
料組成物としたもの。 下塗りは実施例1と同一。
【0029】比較例5 上塗り塗料調製:上記実施例1と同様のもの。塗工条件
において塗工速度を900m/minとした。 下塗りは実施例1と同一。
【0030】比較例6 上塗り塗料調製:上記比較例2と同様のもの。塗工条件
において実施例1〜2、比較例1〜5と異なるバー使
用。(下記 塗工 参照 ) 下塗りは実施例1と同一。
【0031】塗工:実施例1,2,4、比較例1,2,
4,5,6、においては下塗り用塗料組成物を米坪29
5g/m2の未塗工白板紙に塗工量8g/m2になるよう、溝無
しロッドを装着したCLC6000コーター(Sens
or&Simulation Products社製)
を使用し、塗工速度400m/minで塗工した。実施
例3、比較例3、は塗布量だけを変えている。
【0032】上塗り塗工は各実施例、比較例に記載した
塗料を、上記の下塗り塗工紙に塗工量11g/m2となるよ
う溝深さ30μm、ピッチ100μm 溝山の長さが30
μmの長さを有するロッド(図3の(d))を装着したC
LC6000コーターを使用し、実施例1〜3、比較例
1〜4、においては塗工速度400m/min(この事
例のせん断速度は4.4×105sec-1)、実施例4では2
00m/min(せん断速度は2.2×105sec-1)、比
較例5では900m/min(せん断速度は9.9×10
5sec-1)で塗工した。上および下塗工のそれぞれ塗工直
後コーター付属の赤外線乾燥機で乾燥した。
【0033】比較例6においては上塗り用塗料として比
較例2の塗料を用い、上記の下塗りを済ませた塗工紙に
塗工量11g/m2となるよう溝深さ30μm、ピッチ20
0μm 溝山の長さが30μmの長さを有するロッド(図
3の(e))を装着したCLC6000コーターを使用し
塗工速度400m/minで塗工した。乾燥は他実施
例、比較例と同様に上塗工直後コーター付属の赤外線乾
燥機で乾燥した。この事例のせん断速度は、4.4×1
5である。
【0034】キャレンダー処理:この顔料塗工紙をJI
S P8111に即して処理し、金属ロール表面温度1
00℃、ニップ線圧100kg/cmで塗工面をスーパ
ーキャレンダー処理した。処理回数は二回である。再度
JIS P8111に即して塗工紙を処理し塗工量と
塗工筋の発生を評価した。結果を表−1に記す。
【0035】試験法 塗工量測定:塗工紙と塗工原紙の各灰分測定により測定 塗工スジ:塩化アンモン溶液(塩化アンモン;10重量
部、イソプロピルアルコール;10重量部、水;100
重量部)に塗工サンプルを10分間浸せきし、これを電
熱器上にかざして加熱処理を行い塗工原紙を炭化し塗工
層の塗工ムラを視覚的に浮き上がらせる。このサンプル
により、塗工スジの発生を目視評価する。スジ発生品を
×判定。 塗料粕:塗工後CLC6000コーターのロッドバーの
観察で○×評価。粕が観察されるものを×判定。
【0036】塗工原紙の平滑性、吸収性:J.TAPP
I紙パルプ試験法No51−87の紙及び板紙の液体吸
収性試験方法(ブリストー法)により求めた。
【0037】塗料の塗工時のせん断速度における粘度
(表−1では塗工時粘度と記載している)は(株)エスエム
テーの高圧ポンプ式粘度計で求め、チキソトロピー指数
はハーキュレスタイプの粘度計で求める。
【0038】保水度はTAPPI JOURNAL 1
989 12月号に記載されているPekka J.Sa
lminen らの方法で、Kaltec Scienc
tific社 のAA−GWR WATER RETE
NTION METERを用いて行った。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】以上の実施例からわかるとおり、本発明
の製造方法によれば、計算式A=(Wr×η×Ka×V
r×s×10-4)/Tで与えられるA値を1〜300とな
るように、塗工原紙に応じた塗料物性に塗工組成物の物
性を調製することによってロッド型塗工装置での塗工に
おいて塗工筋のない塗工紙、塗工板紙の製造が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロッド型バー塗工装置の模式図であり、(a)
は塗布部と掻き落とし部が離れているもの、(b)は塗
布と掻き落としが一体でできるもの、(c)はバーとバ
ッキングロールで塗工紙を挟み加圧機構を備えたもの、
【図2】バーの説明断面図であり、各バーはその断面が
真円であり、(a)は表面被覆加工していないもの、
(b)はワイヤーで被覆加工されているもの、(c)は
切削加工で溝が加工されているもの、
【図3】バーの説明断面部分図であり、(d)はピッチ
100μmのバーの断面部分図、(e)はピッチ200
μmのバーの断面部分図である。
【符号の説明】
1 紙 2 バッキングロール 3 アプリケーターロール 6 塗料バット 7 塗工組成物 9 バーホルダー 10 バー A 深さ B ワイヤー L 溝の長さ d ワイヤー表面メッキ p ピッチ h 切削深さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 憲司 東京都江戸川区東篠崎2丁目3番2号 本 州製紙株式会社開発研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロッド型塗工装置を用いた塗工紙及び塗工
    板紙を製造する方法において、塗工原紙の水吸収性(K
    a)がブリストーの装置による測定値で0.05〜1.0(ml/m)
    の範囲にあり、平滑性(Vr)がブリストーの装置による
    測定値で1.0〜10.0(ml/m2)の範囲で規定される原紙を用
    い、かつ、ロッドバーと塗工原紙で構成されるキャピラ
    リー径 h2 mmと、塗工速度 S m/minによって規定され
    るせん断速度[(1000× S)/(60×h2)]のせん断速度領
    域が102〜107 sec-1における粘度がη(cp)の塗工組成物
    を用い、さらに該塗工組成物の特性を下記に示された計
    算式において、Aの値が1〜300の範囲になるように
    調製し、塗工することを特徴とする塗工紙、塗工板紙の
    製造方法。 A=(Wr×η×Ka×Vr× S ×10-4)/T ここでWrは保水度(g/m2)、ηは塗工時のせん断速度に
    おける粘度(cp)、Kaはブリストーの装置による水吸収
    性(ml/m)、Vrはブリストーの装置による平滑性(ml/
    m2)、Tは塗料のチキソトロピー度、S は塗工速度(m/mi
    n)を表す。
JP7134095A 1995-03-29 1995-03-29 ロッド型塗工装置による塗工紙、塗工板紙の製造方法 Pending JPH08266997A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000000500A (ja) * 1998-06-18 2000-01-07 Toppan Printing Co Ltd スムージングロールと該スムージングロールを用いて処理を施された塗工物
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