(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙に塗被液をフィルムトランスファ方式で塗被するときに塗被されたウェッブがアプリケータロールから剥離する際に発生するミストを採取するための開口を頂部に有する容器、前記開口を覆い前記ミストが前記容器へ入るのを防ぐ蓋、前記容器をミスト採取位置に固定する手段、前記位置で前記蓋を開閉する手段を備え、前記ミストを捕獲するための前記容器中の液体を含み、前記容器の開口部外縁の近傍に少なくとも一つの邪魔板を開口面に対して垂直に設けた、ミスト濃度測定用ミスト採取装置。
【請求項２】
前記容器を所定位置に移動する手段を設けた請求項１記載のミスト採取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミスト濃度測定用ミスト採取装置に関し、フィルムトランスファ塗被方式で原紙に塗被液を塗被したウェッブがアプリケータロールから剥離する際、発生するミスト濃度測定用ミスト採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷用紙の需要も徐々に増大する傾向にある。とりわけチラシ、カタログ、パンフレット、ダイレクトメール等広告、宣伝を目的とした商業印刷分野での需要が伸びていることが特徴である。これら商業印刷物は、それ自体の商品価値は低いが宣伝媒体として目的が達成されることが重要であるので、低コストで印刷仕上がりのよいものが求められ、紙ユーザーのコストダウン指向はいっそう強まってきており、使用する紙もより低グレード化、軽量化に向かっている。特に塗被印刷用紙の分野では、従来の塗被紙に見劣りのしない印刷仕上がりをもちながら、比較的安価な軽量塗被紙の重要の伸びが顕著である。
【０００３】
このような旺盛な軽量塗被紙の需要に対応するため、紙メーカーでは製品のより効率的な生産とコストダウンを図るべく、塗被設備の広幅、高速化を進めている。このような状況下で高品質と高生産性を両立することは重要な技術的課題である。
【０００４】
塗被紙の生産方式としては、抄紙と塗被とを別々の工程で行うオフマシン塗被方式と、一台のマシンで抄紙と塗被を同時に行うオンマシン塗被方式があり、オンマシン塗被方式の方がオフマシン塗被方式に比べて、製品の製造原価を抑えることが可能で、価格競争力のある製品を製造できる特徴がある。
【０００５】
特に多層塗被紙の場合、塗工原紙に安価な顔料を含む下塗り塗被液をオンマシン塗被した後、上塗り塗被液を塗被することにより、単層塗被紙より安価な製品を製造でき、また、品質的にも下塗り塗被することにより原紙被覆性が向上し、面感や印刷品質も良くなることから、近年従来の高級グレード紙（アート紙）に限らず、より塗被量の少ない塗被紙の製造においても多層塗被による製品が増えている。そのため、オンマシン塗被方式であるフィルムトランスファ塗被装置の一層の高速化が求められている。
【０００６】
しかし、オンマシン塗被方式で使用するゲートロールコータ、ブレード／ロッドメタリングサイズプレスなどを用いて、通常の顔料塗被液を塗被用原紙に塗被する場合、塗被速度が速くなるほどフィルムトランスファ塗被方式に特有の問題点がでてくる。この高速化を阻んでいる原因の一つに、ゲートロールコータあるいはロッドメタリングサイズプレスの場合、アプリケータロールニップ出口で塗被液が霧状になって飛散する、ミストと呼ばれる現象がある。ミストは、操業条件によっては低速でも発生し始めるが、高速条件になるほどその程度が著しく増し、作業環境の悪化を招くと同時に、周辺ロールを汚し、さらに乾燥固化した場合には紙表面に落下し、製品欠陥となる。
【０００７】
１９９６  Ｍｅｔｅｒｅｄ  Ｓｉｚｅ  Ｐｒｅｓｓ  Ｆｏｒｕｍにおいて、ゲートロールコータあるいはブレード／ロッドメタリングサイズプレスによるピグメント塗工に焦点を当てたフォーラムが開催された。その中でメタードサイズプレスの高速化、それに伴い発生するミスト等の操業問題が課題であった。Ｄｒａｇｅらは、ロッドメタリングサイズプレス方式でアプリケータロールニップ出口でビデオカメラをセットし、ミストの発生状況を録画して調べている。具体的には黒紙をバックグラウンドとし、ミストの発生で白くなる程度を反射光強度を測定することによって決定している。しかし、この方法は実際に発生しているミストの量を定量評価することができない。Ｇｒｏｎらは、フィルムトランスファプロセスにおける操業性の課題の一つとしてミスト発生の原因を調べている。具体的には、１２００〜２０００ｍ／ｍｉｎのマシン速度範囲のロッドメタリングサイズプレス方式で、ミストの発生が塗料、プレメタードフィルムの量、マシン速度によってどのような影響を受けるかを検討している。発生するミストは、一定時間に一定の大きさの紙に付着させて重量（ｇ／ｍｉｎ／Ａ４）で決定している。具体的にはミストは、アプリケータロールニップ出口から直線で１５０ｍｍの位置でウェッブ幅中央において３０秒間ミストを紙表面上に集めることで行っている。しかし、この方法は実際に発生しているミストの量を定量評価することはできるが、ミストの発生量が少ない場合に測定誤差が多くなり、逆に多い場合には紙に堆積し流れ出すという問題があり、またオンラインでのミストの発生量を連続で測定管理することは不可能であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、ミストの量を簡便に精度良く測定するためのミスト採取装置を提供することにある。具体的には、上記のごときフィルムトランスファ塗被方式を使用し、原紙に塗被液を塗被する塗被紙の製造方法において、原紙にアプリケータロールで塗被液を塗被したウェッブがアプリケータロールから剥離する際にアプリケータロールニツプ出口で発生するミストの量を定量評価できるミスト採取装置を提供することにある。さらに連続した液体中にミストを捕捉することによりオンラインでのミストの発生量を測定管理することによって操業性および品質の優れた塗被紙の製造を可能にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題について鋭意検討を重ねた結果、所定量の捕獲液体が入る蓋付きの頂部に開口を有する容器、容器内の所定量のミストを捕獲するための液体、容器を採取位置に固定する手段、採取位置で一定時間蓋を開ける手段を兼ね備えたミスト濃度測定用ミスト採取装置が必要であることが判明した。さらには、採取容器を所定位置に移動する手段を設けたミスト採取装置が望ましく、またさらには容器の開口部外縁の近傍に少なくとも一つの邪魔板を開口面に対して垂直に設けたミスト採取装置が望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のミスト採取装置取り付けの概念図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。図２において、このミスト採取装置は容器１と蓋２、その容器に充填する液体３、容器を測定位置に固定する手段４、測定位置で一定時間蓋を開ける手段５を備えている。この手段５は、スライド式でもよく、また、回動式でもよい。望ましくは採取容器を所定位置に移動する手段６を、さらに望ましくは容器の開口部外縁の近傍に開口面に対して垂直に設けた、少なくとも一つの邪魔板７を備えている。この邪魔板７は、蓋の開閉手段５の端部に取り付けることができる。図３は、容器を２つ使用したことからなる本発明の第２の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。図４は、容器を３つ使用したことからなる本発明の第３の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。蓋を開閉した時にミストが入らないように、破線部の所にレールを設けて、蓋を邪魔板の底部より若干高くしてある。尚、本発明では、容器をとりはずしやすくするために容器固定部分に下降手段を設けてもよい。
【００１１】
顔料と接着剤とを主成分として含有する塗被液をフィルムトランスファ塗被方式で原紙に塗被したウェッブが、アプリケータロールのウェッブ剥離部分で発生するミストを採取する場合、一例として水の入った蓋付きの採取容器をウェッブ剥離部分直下近傍に用意し、蓋の開閉により容器中に一定時間ミストを捕捉する装置が挙げられる。これにより塗被液のミストは水に捕捉され均一に分散するから、所定時間のミスト採取後、その水の濁度から発生したミストの量を算出することが可能である。尚、容器中の水の量は多いほうが好ましく、少なくとも８０％以上は満したほうが好ましい。容器からこぼれない程度であればよい。採取されたミストが容器内面に付着すると、その部分は水に分散せず測定の精度が落ちるからである。また、容器開口部の端部近傍に開口部に垂直な邪魔板を設けるのは、開口部直上からのミストのみを容器に採取するためであり、邪魔板があることにより側方からのミストが断止でき、ロールの各場所でのミスト発生量の正確な把握が可能になる。邪魔板の高さはアプリケータロールに接触しなければ高いほどよい。この効果はアプリケータロールの端側の測定には特に有効である。
【００１２】
さらに、一定量の水を流入・排出できるようにした容器に採取した水性塗料ミストは、ミストの分散液として一定量排出され、その濁度を随時測定することにより、経時的ミスト発生量をオンラインで計測管理することができ、それによって操業性及び品質の優れた塗被紙の製造が可能になる。
【００１３】
フィルムトランスファ塗被方式については、一般にゲートロールコータ、ブレード／ロッドメクリングサイズプレス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
また塗被液については、顔料と接着剤とを主成分として含有する塗被液以外にも適用可能である。具体的には顔料を含有しない接着剤主体の塗被液についてもアプリケータロールのウェッブ剥離部分でのミストを採取することができ、ミスト採取後は接着剤の特性により定量することが可能である。例えば接着剤が澱粉の場合、ミスト採取後の水にヨウ素溶液を添加し呈色反応により検量線からミストの量を定量することができる。
【００１５】
【実施例】
以下に示す実施例におけるミスト量の測定方法は次の方法による。
〈評価方法〉
（１）ミスト量
ミストを採取した懸濁水をそのまま或いは特定量希釈して吸光度計（島津製作所製ＵＶ−３１００）を用いて測定し、予め作成した検量線により、ミストのサンプル濃度を算出し、以下の計算式よりミスト量を求めた。
【００１６】
ミスト量（ｍｍ／ｈｒ）＝３６００・ａ・ｂ／ｄ・ｒ・ｓ・ｔ
ａ：サンプルのミスト濃度（重量％）、ｂ：採取した水の重量（ｇ）、
ｄ：比重（ｇ／ｍ３）、ｒ：サンプリング容器の表面積（ｃｍ２）、
ｓ：塗被液の濃度（重量％）、ｔ：サンプリング時間（秒）
［実施例１］
直径１００ｍｍ、高さ７０ｍｍの円筒状の容器を固定した台に取付け、容器中に水５００ｍｌを入れ、蓋を閉める。炭酸カルシウム１００部、澱粉２０部を含む、固形分濃度４０％の塗被液をゲートロールコータで１５００ｍ／ｍｉｎの速度で坪量４５ｇ／ｍ２の上質原紙への塗被を行ない、その際蓋を開けて３０秒間発生するミストを採取した。結果を表１に示した。
［実施例２］
直径９０ｍｍ、高さ９０ｍｍの円筒状の容器二個を固定した台にそれぞれ取付け、容器中に水５００ｍｌを入れ、蓋を閉める。蓋には斜めから（測定幅方向以外の）のミストの混入を防止するために開口面に対して垂直に邪魔板を設けた。炭酸カルシウム７０部、カオリン３０部、澱粉２０部を含む、固形分濃度４５％の塗被液をゲートロールコータで坪量４８ｇ／ｍ２への塗被を行ない、その際、蓋を開けて３０秒間発生するミストをアプリケータロールの幅方向の同じ場所で採取した。第一の容器は１２００ｍ／ｍｉｎでミストを採取し、第二の容器は１５００ｍ／ｍｉｎで採取した。結果を表１に示した。
［実施例３］
縦５０ｍｍ、横２００ｍｍ、高さ１１０ｍｍの直方体の容器を固定した台に取付け、容器中に水１０００ｍｌを入れ、蓋を閉める。炭酸カルシウム５０部、カオリン５０部、澱粉５部、ラテックス１５部を含む、固形分濃度５８％の塗被液をブレードメタリングサイズプレスで１５００ｍ／ｍｉｎの速度で坪量６７ｇ／ｍ２の上質原紙への塗被を行い、その際、蓋を開けて３０秒間発生するミストをアプリケータロールの幅方向の中央部分の右側と左側で採取した。結果を表１に示した。
［実施例４］
直径９０ｍｍ、高さ９０ｍｍの円筒状の容器三個を固定した台にそれぞれ取付け、容器中に水５００ｍｌを入れ、蓋を閉める。蓋には斜めからのミストの混入を防止するために開口面に対して垂直に邪魔板を設けた。炭酸カルシウム９０部、カオリン１０部、澱粉２８部を含む固形分濃度４２％の塗被液をゲートロールコータで坪量４０ｇ／ｍ２の上質原紙への塗被を行ない、その際、蓋を開けて１５秒間発生するミストをアプリケータロールの幅方向の同じ場所で採取した。策一の容器は１２００ｍ／ｍｉｎで、第二の容器は１５００ｍ／ｍｉｎで、第三の容器は１７００ｍ／ｍｉｎで採取した。台はエアシリンダーを用いたエアー圧による移動式の台とし、採取が終わると容器の移動を行い、続いて次の容器で採取を行った。結果を表１に示した。
［実施例５］
塗被液を澱粉７％水溶液に変えた以外は実施例４と同様にしてミストを採取した。結果を表１に示した。
［実施例６］
塗被液を澱粉７％水溶液、ゲートロールコータをロッドメタリングサイズプレスに変えた以外は実施例４と同様にしてミストを採取した。結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】
0003623393.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
フィルムトランスファ塗被方式を使用し、原紙に顔料と接着剤とを主成分として含有する塗被液を塗被する塗被紙の製造において、本発明のミスト採取装置を使用することによって原紙がアプリケータロールニップを通過後、ロールから剥離する際に発生するミストの量を正確に定量評価することができるようになり、さらにオンラインで常時ミストの発生量を管理することによって操業性に優れ、また品質の優れた塗被紙を得ることも可能となる。また、顔料を含有しない接着剤主体の塗被液においても発生するミストの量を定量評価できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミスト採取装置取り付けの概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るミスト採取装置の基本構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・容器、    ２・・・蓋、    ３・・・液体、４・・・固定手段、
５・・・蓋開け手段、    ６・・・移動手段    ７・・・邪魔板
【図１】
0003623393.tif 000003
【図２】
0003623393.tif 000004
【図３】
0003623393.tif 000005
【図４】
0003623393.tif 000006