JP2001252612A - 塗布方法 - Google Patents

塗布方法

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JP2001252612A
JP2001252612A JP2000065498A JP2000065498A JP2001252612A JP 2001252612 A JP2001252612 A JP 2001252612A JP 2000065498 A JP2000065498 A JP 2000065498A JP 2000065498 A JP2000065498 A JP 2000065498A JP 2001252612 A JP2001252612 A JP 2001252612A
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Japan
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coating
film
curtain
surface tension
viscosity
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Tomohide Sunakawa
智英 砂川
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】新たな装置の改良を必要とせず、安定なカーテ
ン膜を形成し、端部での膜厚の不均一を改善することで
ある。 【解決手段】少なくとも1層以上の塗布液をエッジガイ
ドを使用して塗布するカーテン塗布方法において、少な
くとも最下層の塗液の粘度を剪断速度102sec-1
下では60cp以上、105sec-1以上では30cp
以下とし、静的表面張力と動的表面張力の差を18dy
ne/cm以下として塗布することを特徴とする塗布方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塗布方法に関するも
ので、詳しくは写真感光材料のカーテン塗布に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】
【0003】従来、写真感光材料は多層構成になってお
り、1層あたりがより薄膜化の傾向にある。そのため、
塗布方式としては薄膜同時多層塗布が可能なスライドビ
ード塗布方式やカーテン塗布方式が通常用いられる。
【0004】ここで、カーテン塗布とは図1に示すよう
にスライド面上のスリットから均一に塗布液を供給し、
スライド面上で薄膜が積層状態を保持しつつ、リップを
経て両端を1対のエッジガイドで支えながら自由落下
し、支持体上に衝突させて塗布する方法である。カーテ
ン塗布はスライドビード塗布に比べ、より高速薄膜塗布
が可能なため有効な塗布方法である。
【0005】しかし一方では、新たにカーテン膜形成過
程が生じるため特有の問題が発生する。例えば、塗布後
の端部の膜厚の不均一化(厚塗り)が生じる。これはエ
ッジガイド下端から支持体の隙間において、エッジガイ
ドから下端から離れたカーテン膜が、塗液の表面張力に
よって膜の両端部が中央部に向かって収縮する縮流現象
を起こすためである。この端部での膜の厚塗りは塗布後
乾燥工程において未乾燥を引き起こし、また製品有効幅
を狭くするため好ましくない。
【0006】さらに、エッジガイド近傍においてはカー
テン膜の粘性抵抗により、膜中央部に比べ流速が遅くな
り、エッジガイド途中からのカーテン膜の離脱が起こり
やすくなるため、カーテン膜形成の不安定性を引き起こ
し、さらなる端部の厚塗りの原因となる。
【0007】従って、カーテン塗布においては安定なカ
ーテン膜を形成し、膜厚の幅方向での均一化が必要とな
る。
【0008】これらの課題を解決する方法としては、例
えば特開昭59−132966号公報、特開平1−19
9688公報、特開平5−293429号公報ではエッ
ジガイドに塗布液とは異なる液を補助液として流下さ
せ、この液によりカーテン膜をエッジガイドに支持する
技術が提案されている。
【0009】しかし、これらはカーテン膜を安定形成さ
せる点では効果があるが、カーテン膜エッジガイド部で
は塗布液と補助液が混合し塗布量が増加するため、端部
での厚塗りを悪化させ、膜厚の幅方向での均一化には逆
行してしまう。
【0010】また、膜厚の幅方向での均一化については
特開昭61−477号公報、特開平6−23395号公
報にエッジガイド部のカーテン端部の厚膜部を吸引除去
する方法として開示されているが、十分厚塗りを解消し
ているとはいえない。
【0011】しかし、上記の手段は新たな装置の改良が
必要であり、コストと手間がかかる。一方、塗布液物性
を規定することにより膜厚不均一を解消方法が特公第2
630512号公報に記載されているが、エッジガイド
に依存した塗布液物性の規定が必要で、膜厚の均一さも
不十分である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新た
な装置の改良を全く必要とせず、安定なカーテン膜を形
成し、端部での膜厚の不均一を改善することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、少
なくとも1層以上の塗布液をエッジガイドを使用して塗
布するカーテン塗布方法において、少なくとも最下層の
塗液の粘度を剪断速度102sec-1以下では60cp
以上、好ましくは60cp以上100cp以下、105
sec-1以上では30cp以下、より好ましくは20c
p以下とし、静的表面張力(SST)と動的表面張力
(DST)の差△σを18dyne/cm以下、より好
ましくは15dyne/cm以下として塗布することに
より達成される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0015】カーテン塗布の場合においては、塗布液が
スライド面上を流下してきてリップから離れて自由落下
する時、新たに気液界面を形成する。それにより新たな
表面張力を生じ、これを動的表面張力と呼ぶ。一方、エ
ッジガイド上では流体力学上、液は静止していると考え
られるために、ここでは静的表面張力となる。このこと
からカーテン膜中において中央部と端部の間での幅方向
の表面張力差が生じる。表面張力差は幅方向での液の移
動を生み出し、動的表面張力は静的表面張力よりも高い
ため、移動方向は端部から中央部への方向となる。した
がって、表面張力差が大きいほどカーテン膜は縮流を引
き起こしやすくなり、端部での厚塗りの原因となる。
【0016】さらに、エッジガイド近傍においてはカー
テン膜の粘性抵抗により、膜中央部に比べ流速が遅くな
り、速度勾配を生じる。この速度勾配は下方に行くに従
い大きくなり、エッジガイド途中からのカーテン膜の離
脱が起こりやすくなる。このため、カーテン膜の縮流を
引き起こし、さらなる端部の厚塗りの原因となる。従っ
て、塗液粘度は低い方が良いが、カーテン膜安定性を損
なうため一定の粘度が必要である。すなわち剪断がかか
るエッジガイド部分ではできるだけ塗液の粘度は低い方
が良い。
【0017】以上の知見に基づき、表面張力および粘度
についての検討を行った結果、少なくとも最下層の塗液
の粘度を剪断速度102sec-1以下では60cp以
上、好ましくは60cp以上100cp以下、105
ec-1以上では30cp以下、より好ましくは20cp
以下とし、静的表面張力(SST)と動的表面張力(D
ST)の差△σを18dyne/cm以下、より好まし
くは15dyne/cm以下と塗液の表面張力ならびに
粘度を規定することにより上位の問題を解決できること
が判明した。
【0018】図1は、本発明の実施形態を示した模式構
成側面図である。コーティングダイ1内部の供給路2に
送り込まれた塗布液はスロット3を経てスライド面4へ
吐出する。吐出した塗布液は積層状態を保持しつつ、重
力の作用によってスライド面4に沿ってリップ5に向かっ
て流れていく。リップ5から積層状態の塗布液を鉛直方
向に自由落下させることによって塗布液膜(カーテン
膜)6を形成させる。液膜は1対のエッジガイド7によ
って両端を支持され、バックアップロール8で搬送方向
が反転される過程の支持体9に衝突し塗布される。エッ
ジガイド7の形状は棒状または平板状のいずれでもよ
い。
【0019】支持体には、プラスチックフィルム、金
属、レジンコーテッド紙、合成紙等が含まれる。プラス
チックフィルムの材質として例えばポリオレフィン、ポ
リエステル、セルロースアセテート等が使用される。レ
ジンコーテッド紙に用いる樹脂として、ポリエチレン、
ポリオレフィン等が代表的であるが必ずしもこれに限定
されない。また、金属ウェブとしては例えばアルミニウ
ムウェブが用いられる。更に、レジンコーテッド紙、プ
ラスチックフィルムの場合には、濡れ性改良のためにゼ
ラチン等の水溶性ポリマーを下引き層として予め塗設し
ておくこともできる。支持体の表面粗度は、0.2μm
以下が好ましく、より好ましくは0.1μm以下であ
る。
【0020】本発明に適用される塗布液としては、ゼラ
チンを保護コロイドとして含有する写真感光材料用の各
種塗布液、インクジェット記録材料のインク受像層塗布
液、感熱記録材料用の塗布液等がある。特に写真感光材
料のハロゲン化銀乳剤層、保護層、バック層等のゼラチ
ン含有塗布液に好適に用いられる。本発明において塗布
液の低剪断時の粘度を調整するために、増粘剤を含有さ
せるのが好ましい。
【0021】本発明に用いられる増粘剤は公知のものも
含めて全て使用しうるが、特に増粘効果が著しく、且つ
塗布時の故障(例えば、凝固物、塗布面質悪化)発生の
恐れのない増粘剤、例えば、特公昭36−21574号
公報に記載の硫酸エステル基を有する水溶性ポリマー、
特公昭35−11989号公報及び同45−12822
号公報に記載のデキストラン及びその硫酸エステル、特
公昭53−18687号公報に記載のスルホン酸基、カ
ルボン酸基又はリン酸基を有するポリマー、特公昭48
−43135号公報に記載のスチレン・無水マレイン酸
共重合物又はスチレン・無水マレイン酸共重合物とポリ
ビニルアルコールの縮合物等が用いられるが、これらに
限定されない。
【0022】本発明における界面活性剤として、例えば
サポニン(ステロイド系)、アルキレンオキサイド誘導
体(ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール
/ポリプロピレングリコール縮合物、ポリエチレングリ
コールアルキルエーテル類またはポリエチレングリコー
ルアルキルアリールエーテル類、ポリエチレングリコー
ルエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンエス
テル類、ポリアルキレングリコールアルキルアミンまた
はアミド類、シリコーンのポリエチレンオキサイド付加
物類)、グリオキシドール誘導体(アルケニルコハク酸
ポリグリセリド、アルキルソエノールポリグリセリドな
ど)、多価アルコールの脂肪酸エステル類、糖のアルキ
ルエステル類などの非イオン性界面活性剤;アルキルカ
ルボン酸塩、アルキル硫酸エステル類、アルキリン酸エ
ステル類などのような、カルボキシル基、スルホ基、ホ
スホ基、硫酸エステル基、リン酸エステル基等の酸性基
を含むアニオン界面活性剤;アミノ酸類、アミノアルキ
ルスルホン酸類、アミノアルキル硫酸またはリン酸エス
テル類、アルキルベタイン類、アミンオキシド類などの
両性界面活性剤;脂肪族あるいは芳香族第4級アンモニ
ウム塩類、ピリジニウム、イミダゾリウムなどの複素環
第4級アンモニウム塩類などのカチオン界面活性剤を用
いることができる。
【0023】本発明において、界面活性剤添加量は臨界
ミセル濃度を越える濃度となるように調整するのが好ま
しい。
【0024】本発明において、層構成は2層以上でも良
い。2層目以上の物性は最下層に必要な物性値を必ずし
も満たしている必要はない。しかし、隣接層との物性の
差は小さい方が好ましく、その差は表面張力で10dy
ne/cm以下、低剪断粘度で15cp以下であること
が好ましい。
【0025】剪断速度による粘度の変化の挙動は、対向
ジェット式伸長粘度計(レオメトリック社製RFX)を
用いて剪断粘度を測定した。
【0026】静的表面張力は、プレート法(協和界面科
学社製CBVP−Z)により測定した。動的表面張力は
J.Fluid Mech,(1981),vol 112,P443〜458に以下の通り
記載されている。すなわち図2に示すようなカーテン膜
破壊法で、液膜の中央高さHの位置にピンを挿入し、破
壊した液膜の角度θおよび流量Qなどから次式によって
動的表面張力σが得られる。
【0027】
【数1】
【0028】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示すが、本発
明はこれらに限定されるものではない。特公昭49−2
4133号公報記載のカーテン塗布装置により下記条件
に従って塗布を行った。
【0029】操作条件 塗布速度(ウェブ搬送速度):300m/min ウェブ:100μm厚ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム ウェブ幅:350mm 塗布幅:320mm カーテン高さ:75mm コーティングダイヘッドスライド面傾斜角度:水平方向
に対して23度
【0030】塗布液 温度設定:38℃ 《乳剤および乳剤塗布液の調製》ダブルジェット法で硝
酸銀水溶液とハロゲン溶液を混合して、平均粒径0.2
μmの塩臭化銀(塩化銀含有率70モル%)乳剤を調製
し、再溶解時のゼラチン量を変えることにより、表1に
示すようなゼラチン濃度にした。これに化1あるいは化
2の界面活性剤ならびに化3の増粘剤を表1に示す量添
加した。そして、硬膜剤を添加して仕上がりの乳剤塗布
液とした。
【0031】《乳剤保護層塗布液の調製》ゼラチン濃度
10%のゼラチン水溶液に、塗布助剤として化2の界面
活性剤を0.05重量%、化3の増粘剤を0.5重量%
添加した。pH5.5に調整した後、硬膜剤を添加して
仕上がりの乳剤保護層塗布液とした。
【0032】<乳剤保護層塗布液> DST:43、SST:28、△σ:15、 高剪断粘度:13、低剪断粘度:77
【0033】ハロゲン化銀乳剤層の各液物性に対するカ
ーテン膜端部での塗布乾燥後の厚膜度の結果を表1に示
す。
【0034】
【表1】
【0035】
【化1】
【0036】
【化2】
【0037】
【化3】
【0038】なお、厚膜度とは、塗布膜のうち搬送方向
に対して両端部分の膜厚を測定し、製品として有効な膜
厚(中央部膜厚)で除算した値である。
【0039】
【発明の効果】実施例から理解されるように本発明によ
り、新たに設備を付加することなく、端部での膜厚の不
均一を解消する塗布方法が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカーテン塗布装置の斜視図。
【図2】カーテン膜破壊法による動的表面張力(DS
T)測定の原理を説明する説明図。
【符号の説明】
1 コーティングダイ 2 供給路 3 スロット 4 スライド面 5 リップ 6 カーテン膜 7 エッジガイド 8 バックアップロール 9 支持体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1層以上の塗布液をエッジガ
    イドを使用して塗布するカーテン塗布方法において、少
    なくとも最下層の塗液の粘度を剪断速度102sec-1
    以下(低剪断粘度)では60cp以上、105sec-1
    以上(高剪断粘度)では30cp以下とし、静的表面張
    力(SST)と動的表面張力(DST)の差△σを18
    dyne/cm以下として塗布することを特徴とする塗
    布方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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