JP2000262960A - Ｐｖａ塗布液のスライドビード塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布速度を高速化しても塗布欠陥（スジ状ムラ
やエアの巻き込み）が発生しないようにできる。 【解決手段】スライドビード型塗布装置１０を使用して
複数のＰＶＡ塗布液１４をウエブ１２に同時に多層塗布
する場合の条件として、多層塗布膜のうち、最下層を形
成するＰＶＡ塗布液１４Ａに含有するポリビニルアルコ
ールの重合度を１０００〜４０００とし且つポリビニル
アルコールの濃度を４重量％以下とすると共に、最下層
以外の少なくとも１層のＰＶＡ塗布液１４Ｂ、１４Ｃの
粘度を最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの粘度よりも大きく
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスライドビード塗布
方法に係り、特に、感熱および感圧記録材料、印刷版材
などの製造において、連続走行している帯状支持体（以
下「ウエブ」と称す）に、ポリビニルアルコール（以下
「ＰＶＡ」と称す）を含有した複数のＰＶＡ塗布液を精
密に多層塗布するＰＶＡ塗布液のスライドビード塗布方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続走行するウエブ面上に塗布液を塗布
する装置の１つにスライドビード型塗布装置がある。そ
して、ＰＶＡを含有した複数のＰＶＡ塗布液をムラなく
厚み一定に多層塗布する場合には、このスライドビード
型塗布装置を用いることが多層塗布膜の品質等において
有利である。

【０００３】ところで、スライドビード型塗布装置を使
用したスライドビード塗布方法は、スライド面を流下す
る複数の塗布液が、スライド面先端において連続走行さ
れているウエブと出会う間隙部にビード部を形成するよ
うにし、このビード部を介して塗布液をウエブ面に塗布
する方法である。しかし、塗布速度（ウエブの走行速
度）を高速化すると、ビード部分で塗布液が急激に引き
伸ばされるため、ＰＶＡ塗布液の場合には、その特性か
ら著しい不安定流動となる。この結果、ウエブ面に塗布
された多層塗布膜にスジ状ムラが発生したり、エアの巻
込み等の重大な塗布欠陥が発生する。このような塗布欠
陥が発生する理由は、ＰＶＡ塗布液のように塗布液中に
高分子ポリマーが多く存在する塗布液の場合、強制的な
引き伸ばし作用により通常の塗布液の場合以上に流動不
安定を促進させてしまうことによる。しかし、ＰＶＡ塗
布液のスライドビード塗布において、ＰＶＡ塗布液に含
有するＰＶＡの濃度を低くしすぎると、低粘度になり流
動の急激な加速を伴うことで、ウエブの走行方向に平行
なスジが発生してしまうという弊害が生じる。

【０００４】従って、ＰＶＡ塗布液のスライドビード塗
布における塗布速度は１００ｍ／分程度以下で行わざる
を得ないのが実情であり、塗布効率の点で問題があっ
た。このような背景から、ＰＶＡ塗布液による塗布速度
を高速化しても塗布欠陥が発生しないスライドビード塗
布方法が要望されており、従来より各種の対策がなされ
てきている。

【０００５】例えば、特開平５─３２３１１６号公報に
は、有機発色薬品を含む偏向フィルムの多層塗布におい
て、下層のＰＶＡ塗布液の粘度を低く上層のＰＶＡ塗布
液の粘度を高くすることが開示されている。特開平７─
１８５９９号公報には、１２〜６０％濃度のＰＶＡ塗布
液を６０〜９５°Ｃ、１００〜３０００ｃＰで２００ｍ
／分以上の塗布速度で紙に塗布することが開示されてい
る。特開平６─２９４０９９号公報には、顔料が主成分
の印刷用塗被紙製造において、０．５〜２．５％濃度の
ＰＶＡ塗布液をカーテン塗布することが開示されてい
る。

【０００６】また、多層塗布に関する従来の技術とし
て、特公昭５６─２０５３４号公報には、最下層の塗布
液の粘度を低くすると共に塗布量を少なくして薄膜と
し、次の層の塗布液の粘度を大きくすると共に塗布量を
多くして厚膜にすることが開示されている。特開昭５７
─９９３６７号公報には、高粘度層の下に低粘度層を形
成することが開示されている。特開平２─８３０６６号
公報には、最下層の粘度を水に不溶性な固形分の濃度に
応じて調整することが記載されている。特開昭５６─１
０８５６６号公報には、最下層の粘度が次の層に比べて
高剪断域では低く、低剪断域では高くなるようにしたこ
とが開示されている。特開平９─１０８６１５号公報に
は、少なくとも１層の塗布液について剪断粘度と伸長粘
度の範囲を規定するようにしたことが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のＰＶＡ
塗布液を用いた塗布に関する技術の改良も、多層塗布に
関する技術の改良の何れの改良も、基本的には最下層の
粘度を低くして次の層の粘度を高くするという技術を開
示したものである。しかしながら、従来のいずれの技術
でも、塗布速度を２００ｍ／分程度まで高速化した場合
には、ＰＶＡ塗布液をウエブに塗布した時の塗布欠陥
（スジ状ムラやエアの巻込み）を十分解消することはで
きないという問題がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、塗布速度を高速化しても塗布欠陥（スジ状ムラ
やエアの巻き込み）が発生しないようにできるＰＶＡ塗
布液のスライドビード塗布方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、スライドホッパー型塗布装置を使用して、ポ
リビニルアルコールを含有した複数のＰＶＡ塗布液を、
走行している帯状支持体に同時に多層塗布して前記帯状
支持体面に多層塗布膜を形成するＰＶＡ塗布液のスライ
ドビード塗布方法において、前記多層塗布膜のうち、最
下層を形成するＰＶＡ塗布液に含有するポリビニルアル
コールの重合度を１０００〜４０００とし且つポリビニ
ルアルコールの濃度を４重量％以下とすると共に、前記
最下層以外の少なくとも１層のＰＶＡ塗布液の粘度を前
記最下層のＰＶＡ塗布液の粘度よりも大きくすることを
特徴とする。

【００１０】本発明によれば、スライドホッパー型塗布
装置を使用して複数のＰＶＡ塗布液を帯状支持体に同時
に多層塗布する場合の条件として、多層塗布膜のうち、
最下層を形成するＰＶＡ塗布液に含有するポリビニルア
ルコールの重合度を１０００〜４０００とし且つポリビ
ニルアルコールの濃度を４重量％以下とすると共に、最
下層以外の層のＰＶＡ塗布液の粘度を最下層のＰＶＡ塗
布液の粘度よりも大きくするようにしたので、塗布速度
を高速化しても塗布欠陥（スジ状ムラやエアの巻込み）
が発生しないようにできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るＰＶＡ塗布液のスライドビード塗布方法の好ましい実
施の形態について詳説する。図１は、本発明のスライド
ビード塗布方法を適用するスライドビード型塗布装置１
０の構成であり、３層同時塗布を行う装置の例で説明す
る。

【００１２】図１に示すように、ウエブ１２面に塗布さ
れる複数（例えば３種類）の塗布液１４は、図示しない
塗布液タンクからそれぞれの供給ライン１６、１８、２
０を介してスライドホッパー２２内の各マニホールド２
４、２６、２８に供給される。マニホールド２４、２
６、２８に供給されたＰＶＡ塗布液１４は塗布幅方向に
拡流された後、スリット状に形成された各スロット３
０、３２、３４を介してスライドホッパー２２上面の下
方傾斜したスライド面３６に押し出される。スライド面
３６に押し出されたＰＶＡ塗布液１４は、互いに混ざり
合うことなく多層塗布膜状のＰＶＡ塗布液１４となって
スライド面３６を流下し、スライド面３６下端のリップ
先端３８に達する。リップ先端３８に達したＰＶＡ塗布
液１４は、リップ先端３８と、バッキングローラ４０に
巻き掛けられて走行するウエブ１２面との間隙にビード
部４２を形成する。このビード部４２では、ウエブ１２
はバッキングローラ４０の周面に沿って下方から上方に
走行する。これにより、ビード部４２におけるＰＶＡ塗
布液１４は、ウエブ１２面の上に引き上げられる作用を
受けて引き伸ばされて薄層化する。この結果、走行する
ウエブ１２面に薄層化した多層塗布膜を形成することが
できる。また、多層塗布膜の薄層化の程度はウエブの走
行速度による。尚、図１における１４Ａは多層塗布膜の
うちの最下層を形成するＰＶＡ塗布液、１４Ｂは次の層
を形成するＰＶＡ塗布液、１４Ｃは最上層を形成するＰ
ＶＡ塗布液を示す。

【００１３】しかし、ＰＶＡを含有するＰＶＡ塗布液１
４のスライドビード塗布の場合、塗布速度を高速化する
と、ビード部４２でＰＶＡ塗布液１４が急激に引き伸ば
されるため、ＰＶＡ塗布液１４の特性から著しい不安定
流動となり、ウエブ１２面に塗布された多層塗布膜にス
ジ状ムラが発生したり、エアの巻込み等の重大な塗布欠
陥が発生する。

【００１４】本発明者は、上記ＰＶＡ塗布液１４の高速
塗布における塗布欠陥の生じる要因及び対策を鋭意検討
した結果、高速化しても塗布欠陥を発生させない塗布条
件についての知見を得た。即ち、 多層塗布膜のうちの最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの粘
度を小さくしてもＰＶＡ塗布液に含有されるＰＶＡ濃度
が高すぎると塗布欠陥が発生する。この対策として、最
下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの粘度を低めにし且つ最下層
のＰＶＡ塗布液１４ＡのＰＶＡ濃度を４％以下にすると
ビード部４２における流動不安定から発生するエアの巻
込みを防止できる。

【００１５】しかし、最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの
粘度を小さくしすぎると、ウエブ１２の走行方向にスジ
が発生してしまう。この対策としては、最下層のＰＶＡ
塗布液１４Ａに含有させるＰＶＡの重合度を１０００〜
４０００、更に好ましくは１５００〜３０００の範囲に
することで、スジの発生を防止できる。この場合、ＰＶ
Ａの重合度が１０００を下回ると、スジ発生の防止効果
が薄れてしまい、逆に重合度が４０００を越えると、Ｐ
ＶＡの溶解が難しくなり実用に適さなくなる。

【００１６】最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａと最下層以
外の層のＰＶＡ塗布液１４Ｂ、１４Ｃにおける塗布欠陥
を防止する関係は粘度で規定すればよく、最下層のＰＶ
Ａ塗布液１４Ａの粘度よりも最下層以外の層１４Ｂ、１
４Ｃの少なくとも１層の粘度を大きくすることでスジ状
ムラの発生を抑制することができる。 上記ととの組み合わせにより、ＰＶＡ塗布液１
４をウエブ１２面に高速塗布した際の塗布欠陥を防止で
きるが、最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの塗布量が少なす
ぎると、エア巻込み防止効果が小さくなる。この対策と
して、最下層のＰＶＡ塗布液１４Ａの塗布量を２〜１５
ｃｃ／ｃｍ² の範囲で、更に好ましくは３〜１０ｃｃ／
ｃｍ² の範囲で規定するのが良い。

【００１７】本発明のＰＶＡ塗布液のスライドビード塗
布方法は、上記知見に基づいてなされたもので、その主
たる構成は、スライドビード型塗布装置１０を使用し
て、ＰＶＡを含有した複数のＰＶＡ塗布液１４を、走行
しているウエブ１２に同時に多層塗布してウエブ１２面
に多層塗布膜を形成するＰＶＡ塗布液のスライドビード
塗布方法において、多層塗布膜のうち、最下層を形成す
るＰＶＡ塗布液１４Ａに含有するＰＶＡの重合度を１０
００〜４０００とし且つＰＶＡの濃度を４重量％以下と
すると共に、最下層以外のＰＶＡ塗布液１４Ｂ、１４Ｃ
の少なくとも１層の粘度を最下層以下のＰＶＡ塗布液１
４Ａの粘度よりも大きくすることにある。また、最下層
を形成するＰＶＡ塗布液１４Ａのウエブ１２に対する塗
布量は、２〜１５ｃｃ／ｃｍ² の範囲とすることにあ
る。

【００１８】これにより、ＰＶＡを含有するＰＶＡ塗布
液を、スジ状ムラやエアの巻込みの塗布欠陥を発生させ
ることなく高速な塗布速度でスライドビード塗布するこ
とができる。塗布速度としては、１００〜３００ｍ／分
の範囲であり、好ましくは１８０〜３００ｍ／分であ
る。また、塗布困難な高濃度で高粘度なＰＶＡ塗布液で
も、最下層に本発明の塗布条件を満足するＰＶＡ塗布液
を配することで安定に塗布することができると共に、乾
燥負荷も低減できる。

【００１９】ここで、本発明に使用されるＰＶＡ（ポリ
ビニルアルコール）は、ポリビニルアルコール系重合体
である。ＰＶＡは、薬品を塗布する場合のバインダー剤
等として用いられ、バリヤー性や表面強度をもたせるた
め等に使用される。ＰＶＡは、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル又はビニルエステルと他の共重合性モノマーを塊
状重合、乳化重合、溶液重合、懸濁重合等の重合方法に
よって重合、又は共重合して得られるビニルエステルを
ケン化することにより得られる。ＰＶＡのケン化度は６
０〜１００％、好ましくは７０〜９９．５％、更に好ま
しくは８０〜９９．５％のものが良い。

【００２０】また、本発明の場合には、塗布速度を速く
しても塗布欠陥の発生を一層抑制するためには、ＰＶＡ
塗布液に増粘剤を添加することが好ましい。この場合、
ＰＶＡの重合度が小さすぎると、増粘剤の粘度上昇が小
さく添加の効果がうすれてしまうので、その点からもＰ
ＶＡ塗布液に含有させるＰＶＡの重合度を１０００〜４
０００の範囲にすることが好ましい。

【００２１】増粘剤としては、水溶性セルロース化合
物、海藻多糖類、カルボキシメチル化デンプン等を使用
することができるが、特に水溶性セルロース化合物が好
ましい。これにより、ビード部４２における高剪断時の
粘度を維持しつつスライド面を流下する際の低剪断時の
粘度を上昇させることで多層塗布膜を安定に保つことが
できる。増粘剤の添加量としては、塗布量やウエブの塗
布速度によって適宜選ばれるが、ＰＶＡ塗布液のＰＶＡ
に対して０．０５〜０．５重量％の範囲が良く、好まし
くは０．０６〜０．４重量％の範囲、更に好ましくは
０．１〜０．３５重量％の範囲である。増粘剤の添加量
が少なすぎると、十分な増粘効果が得られず、添加量が
多すぎると、ＰＶＡ塗布液の粘度が大きくなりすぎて逆
に塗布欠陥が発生し易くなる。

【００２２】本発明に使用されるウエブとしては、紙、
ポリエチレンフィルム等の樹脂フィルム、金属箔等を用
いることができる。また、本発明では、ＰＶＡ塗布液１
４をウエブ１２面に塗布する直前でウエブ１２にコロナ
処理又は帯電処理の表面処理を施すようにした。図２
は、ウエブ１２にコロナ放電処理を行う場合の構成図の
一例である。

【００２３】図２に示すように、走行するウエブ１２
は、スライドビード型塗布装置１０の前段に設けられた
ウエブ帯電用装置４４に高電圧電源４６から高電圧が印
加され、アースされた支持ローラ４８に係合して走行す
るウエブ１２に対してコロナ放電が行なわれる。これに
より、ウエブ１２表面に単極性電荷が付与される。次
に、ウエブ１２は表面電位計５０を通過し、ここでウエ
ブ表面の電位が測定され記録計に記録される。表面電位
計５０を通過したウエブ１２はパスローラ５２を経由し
てスライドビード型塗布装置１０のバッキングローラ４
０に達し、スライドホッパー２２からウエブ１２にＰＶ
Ａ塗布液１４が塗布される。

【００２４】このように、ウエブ帯電用装置４４でウエ
ブ１２表面に単極性電荷が付与されることによりウエブ
１２とＰＶＡ塗布液１４との親和性及び付着性が向上
し、塗布性能を高めることができる。

【００２５】

【実施例】次に、実施の形態で説明したスライドホッパ
ー型塗布装置を用い、表１の塗布条件で２層同時塗布を
行った実施例と比較例について説明する。尚、ウエブの
表面処理は行わなかった。実施例は、本発明のスライド
ビード塗布方法の条件を満足する実施例（１）〜（４）
の４試験区で行い、比較例は、本発明の条件から外れた
比較例（１）〜（５）の５試験区で行った。また、実施
例及び比較例における２層同時塗布の下層と上層のＰＶ
Ａ塗布液の液種、濃度、粘度、塗布量は表２の通りであ
る。尚、表２における濃度は、ＰＶＡ塗布液中のＰＶＡ
の重量％濃度であり、粘度は剪断速度５０（１／秒）で
の値である。また、塗布量は液状態での値で示した。

【００２６】そして、実施例及び比較例の各試験区につ
いて、表１の塗布温度、操作条件、ウエブ条件を全て同
じにして塗布速度のみを上昇させた時に、塗布欠陥がい
くつの塗布速度まで発生しないかの限界速度を調べた。
また、限界速度にて発生する塗布欠陥が「スジ状ムラ」
と「エア巻込み」の何れであるかを調べた。

【００２７】

【表１】 （備考） ビード間隔とは、スライドホッパーの先端とウエブの間隙をいう。 スライド角とは、水平面を基準としたスライド面の傾斜角度をいう。 使用するＰＶＡは、いずれもクラレ（株）製を使用した。 ＰＶＡ塗布液の(a) と(c) は、加水により濃度を調整した。 ＰＶＡ塗布液におけるＰは、ＰＶＡ塗布液に含有されるＰＶＡの重合度を示す 。 結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から分かるように、本発明のスライド
ビード塗布方法の条件から外れた比較例（１）〜（５）
の５試験区では、塗布欠陥を発生させないための限界速
度が９０〜１４０ｍ／分であった。これに対し、本発明
のスライドビード塗布方法の条件を満足する実施例
（１）〜（４）の４試験区では、塗布欠陥を発生させな
いための限界速度が１８０〜３００ｍ／分（ｍｉｎ）と
なった。

【００３０】このように、本発明の実施例は、比較例に
比べて、「スジ状ムラ」や「エア巻込み」の発生が抑制
され、これらの塗布欠陥が発生するまでの限界の塗布速
度である限界速度を、比較例のほぼ２倍にすることがで
きた。この結果を更に考察してみると、実施例（１）及
び（２）では、下層のＰＶＡ塗布液の液種（ａ）を使用
すると共にそのＰＶＡ濃度を３％又は４％とした場合、
塗布速度が３００ｍ／分又は２４０ｍ／分を越えるまで
塗布欠陥が発生しない。これに対し、比較例（１）のよ
うに下層に実施例（１）と同じＰＶＡ塗布液の液種
（ａ）を使用してもＰＶＡ濃度を５％にすると、塗布速
度が１２０ｍ／分を越えると塗布欠陥が発生してしま
う。

【００３１】また、実施例（３）では、ＰＶＡ塗布液の
液種を実施例（１）の（ａ）から（ｂ）に変えてＰＶＡ
濃度を３％としても、塗布速度が２２０ｍ／分を越えな
いと塗布欠陥が発生せず、比較例に比べて高く維持でき
る。また、実施例（４）では、上層のＰＶＡ濃度を極め
て高くしても、下層のＰＶＡ濃度を４％とすることによ
り、塗布速度が１８０ｍ／分を越えないと塗布欠陥が発
生せず、比較例と比べて高く維持することができる。こ
の結果から、限界速度の高低は、下層のＰＶＡ塗布液の
粘度よりもＰＶＡ濃度が大きく影響することが分かる。

【００３２】一方、比較例（２）のように上層の粘度が
下層よりも低いとき、また、比較例（３）及び（５）の
ように、下層に低重合度のＰＶＡを用いるときは、ＰＶ
Ａ濃度を３％と低くしても塗布速度が９０〜１１０ｍ／
分を越えると塗布欠陥が発生してしまう。更に、比較例
（４）のように下層に高重合度のＰＶＡを用いても塗布
量が少ないと限界速度は低下してしまう。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＰＶＡ塗
布液のスライドビード塗布方法によれば、塗布速度を高
速化しても塗布欠陥（スジ状ムラやエアの巻込み）が発
生しないようにできる。即ち、本発明のスライドビード
塗布方法を行えば、塗布速度を従来の１００ｍ／分程度
以下から２００ｍ／分以上に高速化しても塗布欠陥が発
生しないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のスライドビード塗布方法を適
用するスライドビード塗布装置の構成図である。

【図２】図２は、本発明のスライドビード塗布方法にお
いて、ウエブにコロナ放電処理を行う場合の構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…スライドビード型塗布装置、１２…ウエブ、１４
…ＰＶＡ塗布液、１４Ａ…最下層のＰＶＡ塗布液、１４
Ｂ…次の層のＰＶＡ塗布液、１４Ｃ…最上層のＰＶＡ塗
布液、２２…スライドホッパー、２４、２６、２８…マ
ニホールド、３０、３２、３４…スロット、３６…スラ
イド面、４０…バッキングローラ、４２…ビード部、４
４…ウエブ帯電用装置、５０…表面電位計

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スライドホッパー型塗布装置を使用して、
   ポリビニルアルコールを含有した複数のＰＶＡ塗布液
   を、走行している帯状支持体に同時に多層塗布して前記
   帯状支持体面に多層塗布膜を形成するＰＶＡ塗布液のス
   ライドビード塗布方法において、 前記多層塗布膜のうち、最下層を形成するＰＶＡ塗布液
   に含有するポリビニルアルコールの重合度を１０００〜
   ４０００とし且つポリビニルアルコールの濃度を４重量
   ％以下とすると共に、前記最下層以外の少なくとも１層
   のＰＶＡ塗布液の粘度を前記最下層のＰＶＡ塗布液の粘
   度よりも大きくすることを特徴とするＰＶＡ塗布液のス
   ライドビード塗布方法。
2. 【請求項２】前記最下層を形成するＰＶＡ塗布液の前記
   帯状支持体に対する塗布量は２〜１５ｃｃ／ｃｍ² の範
   囲であることを特徴とする請求項１のＰＶＡ塗布液のス
   ライドビード塗布方法。
3. 【請求項３】前記帯状支持体の走行速度である塗布速度
   は、１００〜３００ｍ／分の高速塗布であることを特徴
   とする請求項１又は２のＰＶＡ塗布液のスライドビード
   塗布方法。
4. 【請求項４】前記多層塗布膜のうちのいずれかの層のＰ
   ＶＡ塗布液に増粘剤を含有させることを特徴とする請求
   項１、２又は３のＰＶＡ塗布液のスライドビード塗布方
   法。
5. 【請求項５】前記ＰＶＡ塗布液を前記帯状支持体に塗布
   する直前で、前記帯状支持体にコロナ処理又は帯電処理
   の表面処理を施すことを特徴とする請求項１、２、３又
   は４のＰＶＡ塗布液のスライドビード塗布方法。