JP2001038284A - 塗布方法 - Google Patents

塗布方法

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JP2001038284A
JP2001038284A JP21647299A JP21647299A JP2001038284A JP 2001038284 A JP2001038284 A JP 2001038284A JP 21647299 A JP21647299 A JP 21647299A JP 21647299 A JP21647299 A JP 21647299A JP 2001038284 A JP2001038284 A JP 2001038284A
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Japan
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coating
viscosity
sec
shear rate
curtain
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JP21647299A
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English (en)
Inventor
Kenji Yanagisawa
健司 柳沢
Takashi Koyama
高史 小山
Hiroshi Iwasaki
浩 岩崎
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New Oji Paper Co Ltd
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Oji Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カーテンコーターにおいて、塗布液を500m
/min以上でウェブに塗布する際、効果的に微小な未
塗布部の発生を抑制する方法を提供する。 【解決手段】塗布液を落下させて連続のカーテン膜状に
し、500m/min以上で走行する帯状支持体に塗布
する方法において、該塗布液のせん断速度0.1(1/
秒)における定常粘度(η0.1)と、せん断速度10
(1/秒)における定常粘度(η10)の比η0.1/η10
を1.0〜5.0とし、かつη10を25〜300mPa・
sとする塗布方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーテン塗布方式
で、連続走行している帯状支持体(以下ウェブと称す
る)に特定の性質を持つ液状組成物を、500m/mi
n以上で塗布する際に、塗布欠陥の著しく少ない製品を
製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カーテン塗布方法における塗布上の問題
点の一つとして、落下するカーテン塗膜が正常に形成さ
れていても塗布面上に微小な未塗布部分の現れる問題が
ある。特に近年の塗布速度の高速化に伴い、微小な未塗
布部分を持たない製品を連続して安定操業することは困
難となっている。この塗布液の未塗布部分は製品の外見
を損なったり品質の低下を招いており、問題となってい
る。
【0003】これまで微小な未塗布部分が形成される機
構としては、走行するウェブと塗布液間に微少の空気が
巻き込まれる現象、いわゆる空気同伴現象が主に着目さ
れていた。
【0004】空気同伴現象は各塗布液に固有の臨界塗布
速度以下では発生せず、またその臨界塗布速度は塗布液
の粘度、表面張力といった物性に依存し、特に粘度の影
響が顕著である。このため塗布液物性をコントロールし
て臨界速度を上昇させる方法、あるいは塗布方法の改良
により臨界速度を上昇させる方法などが特開昭62−1
86966号公報、特開昭62−197176号公報、
特開昭57−39985号公報等に開示されている。
【0005】また、特開平9−29166号公報には塗
布液の任意の伸張速度における伸張粘度と低せん断時に
おけるせん断粘度の比を5以上100以下に調整する試
みがなされているが、この方法はカーテンコーター特有
の液だれ現象を減少させることはできるものの本発明の
所望する効果は得られない。
【0006】しかしながら、カーテン塗布方式において
臨界塗布速度以下でも微小な未塗布部分が生成すること
がある。これは空気同伴現象とは異なる機構で生成され
たもので、特開平4−361696号公報にも記載され
ているように、カーテン塗布液中に含まれる気泡が原因
となって生成され、独特な細長い形状を持っている。
【0007】カーテン塗布液中に含まれる気泡は、低速
度での塗布時にはさほど問題とならないが、高速度にな
るにつれその影響が大きくなる。これは塗布速度が高速
になるにつれカーテン膜がウェブに接触した際に経験す
る伸長の度合いが大きくなるため、気泡が急速に伸長さ
れて破泡するためである。このため、近年の塗布速度の
高速化は未塗布部の発生を促進する結果となってしまっ
ている。
【0008】この気泡に起因する微小な未塗布部の生成
は、空気同伴現象とは全く異なる原因であるため、従来
開示されている方法では効果的に解決することができ
ず、従って高速塗布により製品を製造した場合、その製
品は多くの微少な未塗布部を持っていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、カーテンコ
ーターにおいて、塗布液を500m/min以上でウェ
ブに塗布する際、効果的に微小な未塗布部の発生を抑制
する方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、塗布液を落下
させて連続のカーテン膜状にし、500m/min以上
で走行するウェブに塗布する方法において、該塗布液の
せん断速度0.1(1/秒)における定常粘度
(η0.1)と、せん断速度10(1/秒)における定常
粘度(η10)の比η0.1/η10を1.0〜5.0とし、
かつη10を25〜300mPa・sとすることを特徴とす
る塗布方法である。本発明は、上記定常粘度比η0.1
η10を1.0〜2.5にし、かつη10を50〜200m
Pa・sとする塗布方法に係る。本発明は、上記塗布液が
感圧複写紙用塗布液である塗布方法に係る。
【0011】
【発明の実施の形態】発明者等は、前記問題を解決する
ために鋭意研究を行った。その結果、特定の性質を持つ
塗布液を使用することにより、効果的に微小な未塗布部
の発生を抑制する事ができることを見出した。すなわ
ち、塗布液を連続の膜状にし落下させて、500m/m
in以上で走行するウェブに塗布するカーテン塗布方式
において、塗布液のせん断速度0.1(1/秒)におけ
る定常粘度(η0.1)と、せん断速度10(1/秒)に
おける定常粘度(η10)の比η0.1/η10を1.0〜
5.0とし、かつη10を25〜300mPa・s、より好
ましくはη0.1/η10を1.0〜2.5とし、かつη10
を50〜200mPa・sとすることにより、微小な未塗
布部の生成を効果的に抑制することができることを見出
したのである。本発明は、塗布液を連続のカーテン膜状
にし落下させるが、落下は自由落下または加圧落下のど
ちらの方法でもよい。
【0012】従来使用されている塗布液粘度の値は、測
定の簡便さから生産工程での塗布液管理に一般的に用い
られているB型粘度計によって測定された低せん断時に
おける粘度値であり、これはせん断速度に換算するとお
よそ10(1/秒)となる。一方、発明者等が検討した
結果、カーテン塗布方式において微小な未塗布部を効果
的に抑制するためにはこれまで一般的に測定されてきた
せん断速度10(1/秒)よりもさらに低いせん断速度
範囲での粘度が低いほうが良く、すなわちせん断速度1
0(1/秒)以下の範囲でせん断速度が下降しても粘度
が大きく上昇しない塗布液が適していることが見出され
た。せん断速度値として0.1(1/秒)およびこれま
で一般に用いられてきた粘度に相当するせん断速度10
(1/秒)における定常粘度を用いて塗布液の比較、検
討を行った結果、該定常粘度比が特定の範囲内にある場
合に効果的に微小な未塗布部を抑制できることが見出さ
れたのである。
【0013】一般に使用されている塗布液は、該塗布液
中にバインダー成分や増粘剤成分等が含まれているた
め、このバインダー成分あるいはこのバインダー成分と
その他の成分が内部構造を生成する。このためせん断速
度の上昇とともに粘度が低下する、いわゆるシェアシニ
ング現象が観察される。たとえば一般的な塗料では、せ
ん断速度10(1/秒)における定常粘度が30センチ
ポイズ程度の塗布液でも、0.1(1/秒)における定
常粘度は1000mPa・sを超えることもある。
【0014】カーテン塗布方式の場合、一度ウェブ上に
供給された塗布液はその後計量工程を経ることが無いた
めに、カーテン塗布液膜の欠点が製品に反映してしまう
という問題を持っている。さらにカーテン塗布液膜がウ
ェブに接触した際、塗布液は鉛直方向に数十m/min
で移動していたものが、水平方向に数百m/minと高
速で移動しているウェブに従って急激に伸長される。こ
の際、カーテン塗布液膜中に存在する気泡も急激に伸長
されることにより破泡し、微小な未塗布部を生じる原因
となってしまう。
【0015】したがって、微小な未塗布部の生成を抑制
するためにはカーテン塗布膜中の気泡を除去すれば良い
のであるが、一般に使われている脱泡機で通常の塗布液
中の気泡を完全に取り除くのは困難である。
【0016】例えば一般印刷用紙の製造の際に用いられ
るサイクロン型脱泡機では70〜80%程度の脱泡率し
か達せられないうえ、サブmm以下の小さな気泡の除去
力は非常に劣る。また、真空脱泡機で脱泡を行う場合で
も、例えば特開平4−361696号公報に記載されて
いるように、サブmm以下の微小な気泡は完全に除去す
ることができない。
【0017】また、たとえば0.1mm程度の気泡は、
カーテンコーターで500m/min以上の高速で塗布
された場合、最終製品上に長さ2mm、巾0.1mm程
度の未塗布部を生ずる結果となり、製品の外観および品
質を損ねることとなる。
【0018】ここで本発明に定める特定の定常粘度比を
持つ塗布液を使用した場合、脱泡機中での脱泡効率が良
いのはもちろんのこと、さらに気泡抜きの孔を設けたカ
ーテンコーターヘッドを使用した場合には、弱いせん断
がかかった際の粘度が低いためにここからの脱泡効率も
良好となるため、従来生じていた微小な未塗布部の生成
を効果的に低減することが可能となり、所望の効果が得
られることがわかった。
【0019】すなわち、塗布液を連続のカーテン膜状に
し落下させて、走行するウェブに塗布するカーテン塗布
方式において500m/min以上で塗布する際に、塗
布液のせん断速度0.1(1/秒)における定常粘度
(η0.1)と、せん断速度10(1/秒)における定常
粘度(η10)の比η0.1/η10を1.0〜5.0とし、
かつη10を25〜300mPa・s、さらに好ましくはη
0.1/η10を1.0〜2.5とし、かつη10が50〜2
00mPa・sとすることにより、微小な未塗布部の生成
を効果的に抑制することができることを見出したのであ
る。ちなみに該定常粘度比が1.0を下回る塗布液は調
整が困難であり、一方該定常粘度比が5.0より大きく
なると未塗布部の発生頻度が高くなり所望の効果を得る
ことができない。また、η10が25mPa・sより小さく
なるとカーテン液膜の形成が不安定となりカーテン膜切
れによる数cmから数mにもわたる未塗布部を生じたり
液だれ現象が発生して製品の製造上不具合をきたし、他
方300mPa・sを超えると未塗布部の発生頻度が高く
なり所望の効果を得ることができない。
【0020】ちなみに上記物性を持つ塗布液としては塗
布液中に生成される内部構造の弱い塗布液が適してお
り、使用するバインダーの選択および使用量の調整、使
用される増粘剤の選択および使用量の調整、塗布液の濃
度の調整などにより所望の塗布液物性とすることができ
る。本発明で好ましく用いられるバインダーとしては、
デンプンやポリビニルアルコール等が挙げられる。本発
明で好ましく用いられる増粘剤としては、カルボキシル
メチルセルロース等が挙げられる。また、本発明の塗布
液には必要に応じて各種界面活性剤を使用することがで
きる。
【0021】
【実施例】以下に本発明の実施例を記載するが、本発明
がこれらの実施例のみに限定されるものではない。な
お、実施例および比較例中の部および%は重量部及び重
量%を示す。
【0022】実施例1〜4、比較例1〜4 発色剤としてクリスタルバイオレットラクトン2.8部
とベンゾイルロイコメチレンブルー0.7部とをジイソ
プロピルナフタレン(商品名:KMC−113、呉羽化
学工業(株)社製)100部に溶解した。この油性液に
ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(商品名:ミ
リオネートMR−500、日本ポリウレタン工業(株)
社製)4部とイソシアヌレート環を有するへキサメチレ
ンジイソシアネートの3量体(商品名:コロネートH
X、日本ポリウレタン工業(株)社製)8部を溶解し
た。この油性液をポリビニルアルコール(商品名:PV
A−205、クラレ(株)社製)1部を溶解した水10
0部に添加し、ホモミキサーを用いて乳化し、平均粒径
6.5μmの分散液を得た。この乳化分散液に、多価ア
ミンであるジエチレントリアミン0.5部とへキサメチ
レンジアミン0.1部を添加し室温下で15分間攪拌し
た後、乳化分散液を攪拌しながら85℃まで加温し、3
時間反応させた後、室温まで温度を下げカプセル化を終
了した。
【0023】上記の感圧複写紙用マイクロカプセル10
0部および小麦デンプン60部に対し、バインダーとし
て表1に記載したカルボキシ変性SBRラテックス(商
品名:SN−343、住友エイアンドエル(株)社
製)、酸化変性デンプン(商品名:エースA、王子コー
ンスターチ(株)社製)、ポリビニルアルコール(商品
名:PVA−117、クラレ(株)社製)、シリル変性
ポリビニルアルコール(商品名:R−1130、クラレ
(株)社製)の少なくとも1種を用い、増粘剤として表
1に示したアクリル系増粘剤(商品名:アルコガムL−
89、日本NSC(株)社製)およびカルボキシメチル
セルロース(商品名:セロゲンWS−D、第一工業製薬
(株)社製)の少なくとも1種を用い、それぞれ表1に
示した量を添加して、表1に示した塗工濃度とし、塗工
速度800m/minにて米坪40g/m2の原紙上
に、落下高さ150mmのカーテン塗布液膜を形成し、
塗布層の乾燥重量が3g/m2 となるよう塗布して感圧
複写紙上用紙を得た。
【0024】微小な未塗布部の確認は、前記方法で得ら
れた上用紙を市販の感圧紙下用紙と組み合わせてスーパ
ーカレンダー処理して全面発色させ 、合計5m2を目視
にて微小未塗布部の発生個数を計測し、1m2あたりの
発生頻度として計算した。なお、ここで言う微小未塗布
部とは、カーテン塗布液膜中の気泡が原因で生成された
と考えられる細長い形の未塗布部である。結果を表2に
示す。
【0025】また、せん断速度0.1(1/秒)および
10(1/秒)での塗布液定常粘度の測定は該せん断速
度範囲における定常粘度が測定可能であるレオメーター
(ARES、レオメトリックサイエンティフィックF.
E.(株)社製)を用いて行った。結果を表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】 ※(1)カーテン塗布膜形成に問題があり、上用紙が得
られなかった。
【0028】
【発明の効果】表2に示すように本発明の塗布方法によ
り、これまでの塗布方法と比較して格段に塗布欠陥の少
ない製品を効率よく生産することが可能となった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塗布液を落下させて連続のカーテン膜状に
    し、500m/min以上で走行する帯状支持体に塗布
    する方法において、該塗布液のせん断速度0.1(1/
    秒)における定常粘度(η0.1)と、せん断速度10
    (1/秒)における定常粘度(η10)の比η0.1/η10
    を1.0〜5.0とし、かつη10を25〜300mPa・
    sとすることを特徴とする塗布方法。
  2. 【請求項2】定常粘度比η0.1/η10を1.0〜2.5
    とし、かつη10を50〜200mPa・sとする請求項1
    記載の塗布方法。
  3. 【請求項3】塗布液が感圧複写紙用塗布液である請求項
    1または2記載の塗布方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364774B2 (en) 2002-04-12 2008-04-29 Dow Global Technologies Inc. Method of producing a multilayer coated substrate having improved barrier properties
US7425246B2 (en) 2001-04-14 2008-09-16 Dow Global Technologies Inc. Process for making multilayer coated paper or paperboard
US7473333B2 (en) 2002-04-12 2009-01-06 Dow Global Technologies Inc. Process for making coated paper or paperboard
JP2010179592A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Oji Paper Co Ltd 感熱記録体の製造方法

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