JP2004000906A

JP2004000906A - Coating method, coated product and ink jet recording medium

Info

Publication number: JP2004000906A
Application number: JP2003043781A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 斉藤　篤志; Yuichiro Maehara; 前原　雄一郎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-01-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating method by which high speed coating and high speed drying of a thin film are attained, and to provide a coated product by the same and an ink jet recording medium. <P>SOLUTION: The coating is performed by transporting a base body 9 and spraying a coating liquid as liquid drops onto the base body from a spray apparatus 1 such as a slot nozzle spray apparatus for spraying the coating liquid over the coating width in the direction crossing the transporting direction of the base body 9. The fluctuation of the average diameter of the liquid drops sprayed on the base body in the coating width direction is kept to be ±≤20% and the fluctuation of the transporting directional length of the area range of the liquid drops falling down on the base body in the coating width direction is kept to be ±≤10%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布液を液滴として噴霧することにより塗布する塗布方法およびそれを用いて塗布製造された塗布製造物及びインクジェット記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基体上に塗布液を塗布する方法は種々知られている。例えば、搬送される長尺の帯状基体（以下、単に基体ともいう）上に塗布液を高精度に塗布する方法としては、Ｅｄｗａｒｄ　Ｃｏｈｅｎ，Ｅｄｇａｒ　Ｇｕｔｏｆｆ著「ＭＯＤＥＲＮ　ＣＯＡＴＩＮＧ　ＡＮＤ　ＤＲＹＩＮＧ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」に述べられている如く、各種の方法が提案されており、例えば、ディップ塗布法、ブレード塗布法、エアーナイフ塗布法、ワイヤーバー塗布法、グラビア塗布法、リバース塗布法、リバースロール塗布法、エクストルージョン塗布法、スライドビード塗布法、カーテン塗布法等が知られている。そして、これらの塗布方法において、基体の幅方向に高精度に均一な乾燥膜厚を得るために、塗布時の（塗布後、乾燥前の）塗布膜厚精度、均一性等に注意を払い、塗布を行っている。
【０００３】
これらの塗布法の中で特に、流量規制型のダイスを有する塗布装置は、高速、薄膜、多層同時塗布が可能であり、その特徴により写真感光材料、インクジェット記録材料、磁気記録材料等の塗布装置として広く用いられている。
【０００４】
その好ましい一例としては、Ｒｕｓｓｅｌｌ等により米国特許第２，７６１，７９１号に提案されたスライドビード塗布装置、あるいはエクストルージョン塗布装置等が広く用いられている。またカーテン塗布装置もダイスを有する流量規制型の塗布装置であるが、同様に広く用いられている。
【０００５】
例えば、このスライドビード塗布装置の場合、塗布装置先端と搬送される基体との間に、ビードと称する塗布液溜まりを形成し、このビードを介して塗布が行われる。また、カーテン塗布装置の場合、塗布装置からカーテン状の塗布液膜を自由落下させ、落下先に基体を位置させることにより塗布が行われる。これらは、高精度に均一な乾燥膜厚を得るのに大変有用である。
【０００６】
しかし、これらダイスを有する塗布装置による塗布は、その原理上、ビードやカーテン膜等、塗布装置と基体との間を連続的に塗布液でつなぐことになる。基体上に均一な厚さの塗布膜を形成するためには、塗布装置からの塗布液流量は、常に一定で、途切れがあってはならない。すなわち、塗布膜を連続的に形成するため、また、塗布膜厚を精度高く一定にするために、所定量以上の塗布液を要することになる。よって、これらの方式において、塗布装置から吐出される塗布液量を極端に少なくすることは、均一な膜厚を得る目的からすると、困難を伴う。
【０００７】
そのため、塗布層あたりの溶質量が少ない、つまり、塗布液を塗布し乾燥する前の湿潤膜厚がごく薄い膜（例えば、１〜５０μｍ程度）を形成する場合には、塗布液の溶媒量を増やし、塗布液全体を増量することが必要となる。特に塗布液の粘度が低い場合には、基体上で流れてしまうため、安定な塗布膜を形成することが難しく、塗布液量をますます増やさねばならない。
【０００８】
しかし、溶媒量を増やすと、塗布後、溶媒を飛ばして乾燥させる負荷（乾燥負荷）が大きくなり、生産効率上好ましくない。また、溶媒量が多かったり、乾燥に時間がかかると、当該塗布層の下に別の構成層が存在する場合には、該構成層に当該塗布層の塗布液が過度に浸透、拡散し、悪影響を及ぼす場合がある。
【０００９】
よって、薄膜を、塗布膜厚の精度高く、乾燥負荷が少なく、生産性高く設ける塗布方法が望まれている。
【００１０】
このような高精度に均一な塗布膜厚の薄膜を、構成層上に設けることが必要となる塗布製造物としては色々あるが、たとえば下記に述べるインクジェット用の空隙型記録媒体等が挙げられる。
【００１１】
インクジェット記録方法に用いられる記録媒体は、インク吸収層が、例えば、普通紙のように紙そのものであるものや、コート紙のように吸収体を兼ねる支持体の上にインク吸収層を塗設したもの、あるいは樹脂被覆紙やポリエステルフィルムのような非吸収性の支持体の上にインク吸収層を塗設したもの等がある。
【００１２】
中でも、非吸収性支持体の上にインク吸収層を塗設したタイプの記録媒体は、支持体の表面平滑性が高く、うねりが少ない等の理由から、光沢感、つや感、深み等銀塩写真のような高品位の質感を求められる出力に好ましく用いられる。さらに、高い光沢感やつや感がある光沢型記録媒体としては、非吸収性支持体の上に、インク吸収層としてポリビニルピロリドンやポリビニルアルコール等の水溶性バインダーを塗設した膨潤型記録媒体や、インク吸収層として顔料あるいは顔料とバインダーで微細な空隙構造を形成し、この空隙にインクを吸収させる、いわゆる空隙型記録媒体が用いられる。
【００１３】
空隙型記録媒体において、この空隙構造を有する多孔質インク吸収層は、主に親水性バインダーと微粒子とで形成されており、微粒子としては無機または有機の微粒子が知られているが、一般的には、より微粒子で光沢性が高い無機微粒子が用いられる。そして、該微粒子に対して比較的少量の親水性バインダーを使用することにより、微粒子間に空隙が形成されて多孔質インク吸収層が得られる。
【００１４】
一般に、上記の多孔質インク吸収層に対しては、さまざまな特性が要求され、これら種々の特性を改良するために、以下に記載の各添加剤の使用が提案されている。
【００１５】
１：高い発色性や光沢を達成するために、約０．１μｍ程度以下の多孔質を形成する安定な微粒子
２：微粒子の保持力が高く、かつインク吸収速度を低下させないための低膨潤性親水性バインダー
３：インク吸収速度や被膜の耐水性を改良するための親水性バインダーの架橋剤
４：最適なドット径を達成するため、表面に分布した界面活性剤や親水性ポリマー
５：色素の滲みや耐水性を改良するためのカチオン性の定着剤
６：色素画像の光や酸化性ガスなどによる退色性を改良するための退色防止剤
７：白地を改良するための蛍光増白剤や色調調整剤（赤み剤や青み剤など）
８：表面の滑り性を改良するためのマット剤や滑り剤
９：多孔質インク吸収層に柔軟性を持たせるための各種のオイル成分やラテックス粒子あるいは水溶性可塑剤
１０：色素の滲みや耐水性あるいは耐候性を改良するための種々の無機塩類（多価金属塩）
１１：多孔質インク吸収層の膜面ｐＨを調整するための酸やアルカリ類
等が挙げられる。
【００１６】
しかしながら、上記の種々の目的で使用する各添加剤を多孔質インク吸収層を形成する塗布液に添加した場合、多くの添加剤において、製造工程の安定性の観点から、種々の制約を受けるケースが多い。
【００１７】
そのような問題点としては、例えば、
Ａ：微粒子や添加剤同士の間で凝集が生じたり、塗布液中で相分離を起こすことにより、ムラのない安定した塗布が困難になる、光沢が低下してマット化する、塗布液のポットライフが短くなり、生産効率が大幅に低下する
Ｂ：調製した塗布液を長時間停滞させると、塗布液が大きく増粘してゲル化したり、逆に著しく減粘して、支持体上で塗布液が流れやすくなり、その結果安定した塗布が困難となり、均質な塗膜が得にくくなる
Ｃ：多孔質インク吸収層を塗布乾燥する際に、表面のひび割れが増大する
Ｄ：多孔質インク吸収層の空隙率が低下する
等が挙げられる。
【００１８】
上記のＡ項やＢ項に係る問題は、主に添加剤の電気的な相互作用に基づく場合が多く、例えば、カチオン性の定着剤がその主因となり、アニオン基を有する種々の原材料と反応して、様々な問題を引き起こす結果となる。
【００１９】
上記課題の解決方法の一つとして、多孔質インク吸収層の塗布液には前記添加剤を含有させず、支持体上に構成層としてまず塗布し、その後、前記添加剤を含有する塗布液を前記構成層上部に塗布する、いわゆるオーバーコート層を設ける方法が考えられる。オーバーコート層の塗布液に含有される前記添加剤は、予め設けられた構成層（例えば、多孔質インク吸収層）に適度に浸透し、上記問題を起こすことなく好ましい機能を付与することが期待される。つまり、機能賦与化合物として働くことが期待される。もともと機能賦与化合物を多孔質インク吸収層に含浸させる目的であるから、オーバーコート層自体はごく薄いものでよい。また、ごく薄い方が好ましい。
【００２０】
しかし、構成層とオーバーコート層の２層を設ける場合、まず前記構成層を塗布乾燥してから、一旦ロールに巻き取り、再度ロールから繰り出してオーバーコート層を塗布乾燥する２工程（ツーライン）で行うと、製造コストが大幅に増大する問題がある。また、構成層を形成した後、しばらく経時すると、温度履歴や時間のばらつきにより、品質安定性に問題が生じるだけでなく、オーバーコート層を設ける際、塗布ムラが生じやすい等の問題が生じやすい。
【００２１】
更に、上記オーバーコート層の塗布を行うのに、上述したような流量規制型のダイスを用いたエクストルージョン塗布法、スライドビード塗布法、カーテン塗布法が用いられるのが通常であるが、これらの塗布法を用いて、膜厚の均一性高く形成しようとする場合には、塗布膜厚を厚くしたり、あるいは塗布液に多量の溶媒を添加して、安定した塗布条件を確立せねばならない。
【００２２】
この結果、オーバーコート層の塗布により、更にインク吸収層表面に多量の溶媒（水や有機溶媒）が付与される結果となり、乾燥時間や乾燥ゾーンの延長によるコストアップ、乾燥能力が規定されている場合には塗布速度の低下が必然となる。更に、厚膜のオーバーコート層を塗設することにより、乾燥までの間にインク吸収層への拡散、浸透の度合いが大きく、また、完全に乾燥するまでに時間がかかるため、多孔質インク層の塗布液に直接添加剤を含有させたような影響があり、オーバーコート層の利点を十分に発揮できない。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、高精度に均一な膜厚の薄膜を高速に、乾燥負荷低く実現する塗布方法と該塗布方法により塗布製造された塗布製造物及びインクジェット記録媒体を提供することである。また、すでに塗布形成された構成層の上に薄膜を設ける場合には、該構成層に悪影響がなく、トータルの生産効率の高い塗布方法を提供することである。特に、インクジェット用記録媒体の塗布製造において、インク吸収層を構成層として、この上に薄膜のオーバーコート層を設ける場合に、記録媒体の諸特性、塗膜均一性、塗布液安定性に優れた塗布方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記の構成により達成された。
【００２５】
１．基体を搬送し、前記基体の搬送方向と交差する方向の塗布幅にわたって、塗布液の液滴を噴霧することにより、前記基体上に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【００２６】
２．前記基体上に噴霧される液滴の平均液滴径の前記塗布幅にわたる変動が±２０％以下であることを特徴とする前記１項に記載の塗布方法。
【００２７】
３．前記基体上に落ちる液滴の面積範囲の前記搬送方向の長さの前記塗布幅にわたる変動が±１０％以下であることを特徴とする前記１または２項に記載の塗布方法。
【００２８】
４．前記基体上に落ちる液滴の広がり角度の前記塗布幅にわたる変動が±１０％以下であることを特徴とする前記１〜３項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００２９】
５．前記基体上に落ちる液滴群の空間密度の前記塗布幅にわたる変動が±１０％以下であることを特徴とする前記１〜４項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３０】
６．前記塗布液を吐出する塗布液ノズルを前記塗布幅にわたって複数有し、且つ、前記塗布液ノズルの塗布液が吐出する開口端に近接してガスを噴出するガスノズルを有するスロットノズルスプレー装置を用い、前記ガスを前記塗布液に衝突させて液滴を形成することにより前記噴霧を行うことを特徴とする前記１〜５項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３１】
７．前記スロットノズルスプレー装置を、前記基体の搬送方向に複数台設け、前記塗布液の液滴の噴霧を多段で行うことを特徴とする前記６項に記載の塗布方法。
【００３２】
８．前記塗布液の粘度が０．１〜２５０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする前記６または７項に記載の塗布方法。
【００３３】
９．前記塗布液の粘度が０．１〜５０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする前記８項に記載の塗布方法。
【００３４】
１０．前記塗布液の粘度が０．１〜２０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする前記９項に記載の塗布方法。
【００３５】
１１．前記塗布液の溶媒が、水または水混和性の有機溶媒と水との混合溶液であることを特徴とする前記１〜１０項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３６】
１２．前記塗布液の湿潤膜厚が、１〜５０μｍであることを特徴とする前記１〜１１項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３７】
１３．前記塗布膜の塗布速度が、５０〜３００ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする前記１〜１２項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３８】
１４．前記基体は、支持体上に少なくとも構成層を１層有していることを特徴とする前記１〜１３項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００３９】
１５．前記構成層が前記支持体上に塗布された後、前記構成層の減率乾燥以降において、前記構成層上に、前記塗布液を液滴として噴霧することを特徴とする前記１４項に記載の塗布方法。
【００４０】
１６．前記構成層が前記支持体上に塗布された後、前記構成層の乾燥終点以降において、前記構成層上に、前記塗布液を液滴として噴霧することを特徴とする前記１５項に記載の塗布方法。
【００４１】
１７．前記塗布液が、前記構成層に対する機能賦与化合物を含有していることを特徴とする前記１５または１６項に記載の塗布方法。
【００４２】
１８．前記液滴として噴霧する塗布液が、インクジェット記録紙の最表層用塗布液であることを特徴とする前記１７項に記載の塗布方法。
【００４３】
１９．前記構成層が、インク吸収層であることを特徴とする前記１８項に記載の塗布方法。
【００４４】
２０．前記機能賦与化合物が、界面活性剤、親水性バインダーの架橋剤、画像安定剤、水溶性多価金属化合物のいずれかから選ばれることを特徴とする前記１７〜１９項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００４５】
２１．前記塗布液の溶媒が、水または水混和性の有機溶媒と水との混合溶液であることを特徴とする前記２０項に記載の塗布方法。
【００４６】
２２．前記支持体が、紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された支持体であることを特徴とする前記１４〜２１項のいずれか１項に記載の塗布方法。
【００４７】
２３．前記ガスを噴出するガスノズルの出口直後におけるエアー線速度ｖ（ｍ／ｓ）は、１２６（ｍ／ｓ）≦ｖ≦４００（ｍ／ｓ）の式を満足することを特徴とする前記６項記載の塗布方法。
【００４８】
２４．前記液滴の平均液滴径Ｄ（μｍ）は、１０μｍ≦Ｄ≦７０μｍの式を満足することを特徴とする前記２項記載の塗布方法。
【００４９】
２５．前記塗布液ノズルの塗布液が吐出する開口端またはガスノズルの開口端の間隔（ｐｉｔｃｈ）と、塗布液吐出部と基体との距離（Ｇ）は、１５×ｐｉｔｃｈ＜Ｇ＜２０×ｐｉｔｃｈの式を満足することを特徴とする前記６項記載の塗布方法。
【００５０】
２６．前記１〜１７項のいずれか１項に記載の塗布方法を用いて、塗布製造されたことを特徴とする塗布製造物。
【００５１】
２７．前記１〜２５項のいずれか１項に記載の塗布方法を用いて、塗布製造されたことを特徴とするインクジェット記録媒体。
【００５２】
本発明者らは、上記課題に関し、鋭意検討を進めた結果、従来のように塗布液の流量規制型のダイスを有する塗布装置によって連続的な塗布液の膜を形成するのではなく、基体の搬送方向と交差する方向の塗布幅にわたって、塗布液の液滴を形成し、不連続に基体上に塗布液を供給することによって、乾燥負荷が少なく、高速で、膜厚が均一な薄膜を塗布できることを見いだした。
【００５３】
ここで、本発明において基体とは、本発明の塗布方法を用いて塗布液を液滴状にし、噴霧することで、塗布を行う被塗布対象物のことであり、その形態は問わない。上述の長尺の帯状支持体や、該帯状支持体上にすでに構成層を有するものであることが本発明の効果を十分に奏することができ好ましいが、これに限られるものではない。基体は、板状の支持体であっても、立体形状を有するものであっても構わず、被塗布部が面積を有していればよい。
【００５４】
また、本発明において、基体は、塗布装置の塗布液吐出部に対して相対的に移動させ（搬送させ）、連続的に塗布製造を行う。塗布装置の塗布液吐出部は、少なくとも基体の塗布幅（基体の搬送方向と交差する方向における前記基体の被塗布部の長さのことを指す）に対応する長さを有し、基体の搬送方向と交差するように配置させることにより、塗布装置に対して基体を搬送させるだけで基体上に塗布液を塗布する。基体が長尺の帯状支持体である場合、前記帯状支持体の長手方向に前記帯状支持体自身を搬送させ、塗布装置の塗布液吐出部を、前記帯状支持体の幅手方向に（長手方向と直行する方向に）位置させることが好ましい。塗布装置に対し、基体を一方向に搬送し、塗布液を塗布幅にわたって液滴として噴霧することにより、ごく薄い塗布膜を、乾燥負荷なく、膜厚均一性高く塗布できる。
【００５５】
また、塗布装置の塗布液吐出部から噴霧される液滴は、塗布幅方向において、
１：液滴径分布が均一であること、
２：液滴が基体上に落ちる面積範囲の搬送方向の図３に示す落下長さＬが均一であること、
３：基体上に落ちる角度が均一であること、
４：基体上に落ちる衝突速度が均一であること、
によって、より塗布膜厚の均一性を確保することが可能となる。
【００５６】
塗布幅方向において液滴径分布が均一であるとは、具体的には、塗布幅方向で、平均液滴径の変動が、±２０％以下であることを言う。より好ましくは±１０％以下である。
【００５７】
平均液滴径の変動は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定し、計算することが可能である。具体的には以下の測定法により行う。
【００５８】
まず、塗布液を液滴として噴霧するスロットノズルスプレー装置等のスプレー装置から、塗布液を噴霧させ、その噴霧状態を安定させる。噴霧開始直後では、塗布液の吐出量やガス圧が一定せず噴霧状態が安定しないので、所定の時間噴霧を続けることで安定させることができる。
【００５９】
次に、噴霧状態が安定した液滴群に対し、レーザー回折式粒度分布測定装置としてスプレーテックＲＴＳ５１２３（マルバーン社製）を用い、塗布幅方向において等間隔で５ヶ所、平均液滴径を測定する。基体に落ちる液滴群の塗布幅方向の両端（塗布端）は、通常、噴霧濃度が極端に低くなるため有効塗布幅にはカウントしない。よって、有効塗布幅の両端を測定点の両端２点とする。具体的には、塗布端から１ｃｍ内側に入った所を測定点の両端２点とし、その内側の等間隔３点を加えて計５点とし、これを測定点とする。この５ヶ所で測定された平均液滴径から、変動率を計算する。
【００６０】
尚、平均液滴径は、スプレーテックＲＴＳ５１２３を用いれば簡単に測定できるが、前記測定箇所における液滴群の各液滴径を測定し、液滴径を横軸にとって積算プロットしたときに、体積パーセントで５０％の位置にくる液滴径のことをさす。
【００６１】
また、液滴が基体上に落ちる面積範囲の搬送方向の長さが均一であるとは、塗布幅方向で、前記長さの変動が、±１０％以下であることを言う。より好ましくは±５％以下である。
【００６２】
尚、基体上に落ちる液滴の面積範囲の搬送方向の長さの変動は、液滴の基体上への接液部を可視化することによって測定することが可能である。
【００６３】
具体的には以下の測定法により行う。
まず、上記液滴径の変動の測定法と同様に、塗布液を液滴として噴霧するスプレー装置から、塗布液を噴霧させ、その噴霧状態を安定させる。
【００６４】
次に、塗布幅方向において等間隔で５ヶ所、塗布幅方向から見た噴霧の様子を写真撮影する。撮影する５ヶ所の定義は上記同様である。スプレー装置の塗布液吐出部（塗布液ノズルの開口端）を基点として、基体に向かって広がる略三角形の噴霧の様子が５枚撮影されることになる。各三角形の底辺の長さ（図３に示す落下長さＬ）〜基体との接液部の長さが、基体上に落ちる液滴の面積範囲の搬送方向の長さである。５ヶ所で撮影し、計測した該搬送方向の長さから、変動値を計算する。
【００６５】
尚、各測定箇所において写真撮影する場合、塗布幅方向に対し直行する方向（基体の搬送方向）から１ｍｍのスリット光を、噴霧される液滴に対して当てることにより、測定箇所の三角形を浮き上がらせ、写真撮影を行うことが出来る。
【００６６】
また、基体上に落ちる液滴の広がり角度が均一であるとは、塗布幅方向で、塗布装置の塗布液吐出部を基点として、基体上に落ちる液滴の落下角度の変動が、±１０％以下であることを言う。より好ましくは±５％以下である。
【００６７】
液滴の広がり角度の変動は、塗布装置の塗布液吐出部を可視化することで測定、計算できる。具体的な測定方法は、上記基体上に落ちる液滴の面積範囲の搬送方向の長さ変動の測定法に準じ、同様に５枚の撮影写真から、それぞれの広がり角度を計測し、変動を算出する。
【００６８】
また、基体上に落ちる液滴群の空間密度が均一であるとは、塗布幅方向で、基体上に落ちる液滴群の空間密度の変動が、±１０％以下であることを言う。より好ましくは±５％以下である。
【００６９】
液滴群の空間密度の変動は、レーザー光の透過密度を用いることで測定することができる。
【００７０】
具体的には、上記液滴径の変動の測定法に準じる。スプレーテックＲＴＳ５１２３を用い、上述のごとく塗布幅方向において等間隔の５ヶ所で、噴霧される液滴群のレーザー光不透過率を測定する。ここで不透過率を、液滴群の空間密度として扱う。５ヶ所の測定値から変動率を計算する。
【００７１】
上述のような均一な噴霧を達成するには、いわゆるスロットノズルスプレー装置を用いる手段が挙げられる。スロットノズルスプレー装置とは、塗布液を吐出する塗布液ノズル孔を塗布幅方向に複数有する。各塗布液ノズル孔は、塗布幅方向に一列に並んでいても、千鳥に並んでいてもよい。そして、前記塗布液ノズル孔に近接してガスを噴出するガスノズル孔を有し、ここから噴出されるガスを前記塗布液ノズル孔から吐出された塗布液に衝突させて液滴を形成する機構を有する。
【００７２】
本発明に好ましく用いることのできるスロットノズルスプレー装置としては、例えば、特開平６−１７０３０８号公報に記載されているものを適用することが可能である。特開平６−１７０３０８号公報では、このスロットノズルスプレー装置を用いて、使い捨ておむつの接着剤を繊維上に塗布する例が開示されているが、極めて高粘度の塗布液（接着剤）をスロットノズルスプレー装置の塗布液ノズル（塗布液吐出部）からファイバー状に落下させるものであり、塗布装置と基体（繊維）とが、前記ファイバー状の塗布液でつながっている。つまり、本発明の塗布方法のように不連続な液滴として基体上に付与するものではない。塗布幅にわたって設けられた複数の塗布液ノズルおのおのから平行に落下するファイバー状塗布液が、前記塗布液ノズルに近接して設けられたガスノズルから噴出されるガスにより攪乱され、垂直落下することが妨げられ、基体上のある面積範囲内でランダムに着地するのみである。ガスノズルなしでは、ファイバー状の塗布液がそのまま垂直落下することになるが、ガスノズルからガスを噴出することで、より広範囲に塗布液を分散して着地させることが可能となっているが、ラーメンを広げて載せただけのような塗布層となり、インクジェット記録用紙の例で述べたような基体全面にわたり、厳密に塗布膜厚の均一性が求められる塗布ではない。また、接着剤を塗布するものであるから、形成される塗布膜も極めて厚いものである。
【００７３】
また、特開平５−３０９３１０号公報に開示されるスロットノズルスプレー塗布装置も、本発明に好ましく用いることができる。特開平５−３０９３１０号公報で開示されている例は、上述の特開平６−１７０３０８号公報と同様に、ホットメルトタイプの接着剤を基体上に塗布するものである。これも極めて高粘度の塗布液（接着剤）であるために、同様に塗布液を基体表面にファイバー状に、連続的に、吐出する方法であり、厳密な膜厚均一性はなく、かつ形成する塗布膜も極めて厚膜なものである。
【００７４】
このようなスロットノズルスプレー装置を用いて、上述のごとく塗布幅にわたって噴霧状態の均一性を高める方法としては、塗布液の粘度を比較的低くすること、ガスノズルから噴出するガス圧を高くすることにより可能である。また、スロットノズルスプレー装置の塗布液ノズル開口端の面積を小さくすること、該開口端のピッチを狭くすることなどにより、噴霧の均一性を高めることができる。
【００７５】
塗布液の粘度としては、好ましくは０．１〜２５０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは０．１〜５０ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは０．１〜２０ｍＰａ・ｓであり、このような低粘度の塗布液をスロットノズルスプレー装置に適用することで、塗布幅にわたって均一な液滴の噴霧が可能である。
【００７６】
また、塗布幅にわたって均一な液滴の噴霧を行うには、塗布液の表面張力を２０〜７０ｍＮ／ｍに調整すること、好ましくは２０〜５０ｍＮ／ｍ、さらに好ましくは２０〜３０ｍＮ／ｍとすることである。
【００７７】
また、スロットノズルスプレー装置等を用いて、ガスを塗布液に衝突させて液滴を形成するときのガス内圧は、１０ｋＰａ以上、好ましくは２０ｋＰａ以上、さらに好ましくは５０ｋＰａ以上とすると均一な噴霧が行い易い。ガスの流量としては、３．５ＣＭＭ／ｍ以上、好ましくは７ＣＭＭ／ｍ以上、さらに好ましくは１０ＣＭＭ／ｍ以上である。
【００７８】
上記手段を用いて、塗布幅にわたり、連続ファイバー状ではなく、不連続な液滴状に飛散させることにより、塗布液が少量であっても、均一に、塗布液を基体上に供給できる。結果として、塗布膜厚を均一にすることができる。また、不連続な液滴の基体上への供給であって、塗布液量が少なくなるので、乾燥負荷もかからない。
【００７９】
本発明において用いることのできるスロットノズルスプレー塗布装置の形態として、特に制限はないが、好ましい一例を以下に示す。
【００８０】
図１は、本発明の塗布方法を説明するための概略図である。図中、参照符号１は、スロットノズルスプレー装置（全容は不図示）のスロットノズルスプレー部、９は長尺の帯状支持体タイプの基体である。基体９は、基体９の長手方向である図中の矢印の搬送方向に、図示しない搬送手段により一定の速度で搬送される。スロットノズルスプレー部１の塗布液吐出部１ａは、搬送方向と直交する方向である基体９の幅手方向に長さを有し、基体９の塗布面に対向するように配置されている。塗布液吐出部１ａからは、塗布液が液滴状に噴霧され、搬送される基体９上に液滴が着地することにより塗布が行われる。このとき基体９の幅手方向の塗布液が付着する長さが図中矢印で示した塗布幅に相当する。図１では、塗布幅は、基体９の幅手方向の長さよりも短くなっているが、同じでももちろん構わない。
【００８１】
図２は、図１で説明したスロットノズルスプレー部１を含むスロットノズルスプレー装置の概略断面図である。
【００８２】
図２において、スロットノズルスプレー部１には、ガスポケットＡを有する１対のガスノズル２と塗布液ポケットＢを有する塗布液ノズル３を有している。塗布液は、ファイバー状にならず液滴を形成できる粘度（０．１〜２５０ｍＰａ・ｓが好ましい）を有する例えば機能賦与化合物含有溶液などの塗布液を調製釜４に入れ、ポンプ５、流量計６を経て、塗布液ポケットＢに供給されて塗布液ノズル３に導かれる。一方、ガスノズル２へは、加圧空気源７より、弁８を介して、ガスポケットＡに加圧空気が供給される。塗布に際しては、塗布液ノズル３より規定の塗布量となるように調製釜４より塗布液を供給すると同時に、ガスノズル２対より加圧空気を吹き付け、塗布液を液滴状にして、基体９上に噴霧、吐着させるものである。本発明の塗布方法においては、塗布液を、ファイバー状ではなく、微細な液滴として噴霧することができることが大きな特徴である。塗布液を微細な液滴として、基体９表面に供給することにより、極めて均一性の高い薄膜を、乾燥負荷なく、高速で形成することができる。
【００８３】
次に、図３を用いて、スロットノズルスプレー部１とそこで形成される液滴の形成及び飛翔状態を説明する。
【００８４】
図３において、塗布液ノズル３より吐出された塗布液は、塗布液ノズル３の両サイドに近接して設けられたガスノズル２より供給される圧縮空気により、細分化、液滴化され球形に近い液滴粒子１０となり、飛翔し、ギャップＧを隔てた基体９表面に均一に着弾する。図３では、基体９は、支持体９ａ上にインク吸収層９ｂを構成層として塗布したモデルで示してある。基体９上に着地する塗布液の液滴の面積範囲は、常に均一であることが好ましいが、特に、搬送方向における長さ（図中、落下長さＬと記載）が塗布幅にわたって均一であることが好ましい。また、塗布液ノズル３の開口端を基点として基体に対し、噴霧される液滴群の広がり角度θは、塗布幅にわたって均一であることが好ましい。
【００８５】
図４および図５は、図３のスロットノズルスプレー部１を塗布液吐出部１ａ側から見た概略図である。塗布幅方向に配置された複数の塗布液ノズル３の開口端とガスノズル２の開口端とを示している。
【００８６】
図４に示す塗布液吐出部は、円形の開口端を有する塗布液ノズル３が、塗布幅方向に２１個並んでいる。そして、各塗布液ノズル３の開口端の両サイドに近接して、ガスノズル２が設けられている態様である。各塗布液ノズル３は、それぞれ等間隔に配列されており、同様に各ガスノズル２も等間隔に配列されている。ここでは、一つの塗布液ノズル３と対応する２つのガスノズル２が塗布幅方向と直行する方向に一直線上に配置されているが、塗布液ノズル３とガスノズル２とが、互い違いに、千鳥状に配置されていても構わない。塗布液ノズル３の開口端またはガスノズル２の開口端の間隔（ピッチ）は一定であることが好ましい。
【００８７】
図５に示す塗布液吐出部は、図４のものとは別の形態のものである。矩形の開口端を有する塗布液ノズル３が塗布幅方向に１１個並んでいる。そして、塗布幅にわたって、全部の塗布液ノズル３に対し、その開口端の両サイドに近接して、スリット状のガスノズル２が一つずつ設けられている。この形態においても、複数の矩形の塗布液ノズルの開口は等間隔に配列されている。
【００８８】
図６は、図５のタイプの塗布液吐出部を有するスロットノズルスプレー部１の分解斜視図である。図中、参照符号の１ｃおよび１ｅは、所定の距離を有する塗布液用スリットを形成し、このスリットに塗布液を流下させるためのダイブロックである。片方のダイブロック１ｃは、図示しない塗布液供給源から供給される塗布液を受け入れ、塗布液ポケットＢまで連通する塗布液供給管６１を有している。塗布液ポケットＢに滞留した塗布液は、ダイブロック１ｃおよび１ｅの間に形成された塗布液用スリットを流下することになる。１ｄは、ブロック１ｃおよび１ｃに挟まれたシム（詰め金）であり、２つのダイブロック１ｃおよび１ｅの間隙に形成された塗布液用スリットを垂直方向に分断して塗布幅方向に複数の塗布液ノズルを形成する。
【００８９】
また、１ｂおよび１ｆは、ガスブロックで、ダイブロック１ｃおよび１ｅのそれぞれとの間隙に圧縮ガスが流通するガスノズルを形成する。この場合のガスノズルは塗布幅方向に延びるスリットである。図示しないエア供給源から圧縮エアがそれぞれのガスブロックのエア供給管８１に供給され、一端塗布液ポケットＢに滞留した後、ダイブロックとガスブロックとの間隙に形成されたガスノズルを圧力をもって流下する。
【００９０】
上記シム１ｄの間を流下してきた塗布液および２つのガスノズルを流下してきた圧縮エアは、スロットノズルスプレー部１の底部である塗布液吐出部において衝突し、液滴を形成して、被塗布対象物である基体上に飛翔する。
【００９１】
本発明に用いられるスロットノズルスプレー装置において、塗布液ノズル３の開口端の形状としては、円形でも矩形でも良く、そのサイズとしては５０〜３００μｍの範囲で用いることができ、それらのピッチ（間隔）は、１００〜３０００μｍとすることが好ましい。一方、ガスノズルの開口端の形状としては、円形でも塗布幅に延びるスリット状でもよく、このときの円形での直径（図４に示すｄ）、あるいはスリット間隔（図５に示すｗ）としては、概ね５０〜５００μｍの範囲で用いることができる。塗布液ノズルに対するガスノズルの角度としては、５〜５０ｄｅｇの範囲が好ましい。また、スロットノズルスプレー部の塗布液吐出部と基体間の距離（図３に示すＧ）は、概ね２〜５０ｍｍの範囲で、適宜選択することができる。
【００９２】
塗布液ノズルからの塗布液の供給量は、所望の塗布膜厚、塗布液の濃度、塗布速度等により一概には規定できないが、概ね基体上の塗設量として、１〜５０ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。１ｇ／ｍ^２未満では、安定で均一な塗布膜を形成するのが難しく、逆に５０ｇ／ｍ^２を越えると乾燥負荷等に影響が表れ、本発明の効果を有効に発揮させることが難しくなる。塗布液の湿潤膜厚としては、１〜５０μｍであることが特徴であり、好ましくは５〜３０μｍである。
【００９３】
一方、ガスノズルから噴出されるガスは、塗布に適した気体であればよく、一般にはエア（空気）を用いるが、ガスの供給条件としては、概ね１〜５０ＣＭＭ／ｍ（塗布幅あたりの流量）の範囲が好ましく、その時のガスノズルでの内圧としては、塗布の均一性の観点から、１０ｋＰａ以上であることが好ましい。
【００９４】
エアー線速度ｖは、１２６〜４００ｍ／ｓであることが本発明の目的を顕著に達成できるという観点において好ましい。特に、ｖが１２６ｍ／ｓ以上であれば塗布乾燥性の観点で好ましく、また４００ｍ／ｓ以下であれば塗布収率の観点で好ましい。
【００９５】
本発明でいうエアー線速度とは、ガスノズル出口直後におけるエアー線速度であり、レーザードップラ風速計、例えば、ＫＡＮＯＭＡＸ社製の１Ｄ　ＦＬＶ　ｓｙｓｔｅｍ８８５１により測定して求めることができる。また、塗布収率とは、基体上に塗布された塗布液量／供給した全塗布液量×１００（％）であり、質量法により算出する。すなわち、基体上に塗布された塗布液量は、基体上への塗布前後の質量変化から算出し、供給した全塗布液量は塗布液吐出部へ送液、供給した質量、すなわち、送液流量×塗布時間より求めることができる。
【００９６】
また、このときの塗布液の液滴の平均粒径Ｄは、１０〜７０μｍであることが本発明の目的を顕著に達成できるという観点において好ましい。本発明でいう液滴の平均粒径Ｄとは、塗布ギャップ（塗布液吐出部と基体間の距離Ｇ）位置における平均粒径であり、レーザ回折方式粒径測定機、例えば、ＭＡＬＶＡＮ社製のＲＴＳ１１４により測定して、求めることができる。
【００９７】
図７は、上記説明したようなスロットノズルスプレー装置を配置した塗布製造ラインの一例を示している。ここでは、基体としては支持体上に構成層を塗布したものを用いている。該構成層を塗布後、乾燥する工程内に、複数（多段で）スロットノズルスプレー装置を配置した。このように同一ライン上で、構成層の形成と本発明によるオーバーコート層（最表層）の塗布とを行うことをオンライン塗布と呼んでいる。
【００９８】
図示しない搬送手段によって支持体の元巻きから、支持体が搬送ローラ２１を通過し、さらにバックアップロール２２の位置にて反転搬送される過程で流量規制型のスライドビード塗布装置２０より供給される多孔質インク吸収層（構成層）用の塗布液が塗布される。この多孔質インク吸収層用の塗布液は、親水性バインダを含有しているので、冷却ゾーン３０で一端冷却して固定する。この支持体上に構成層を有する基体９は、乾燥工程に搬送される。乾燥工程では、エアを吹き出して塗布膜表面と非接触で反転搬送させるリバーサ２３と基体９の裏面に接触して反転搬送させる通常の搬送ローラ２４とを交互に設けて、基体９を蛇行搬送させている。この乾燥工程においては、温風を吹き付けられて乾燥される（温風吹きつけ手段は不図示）。この乾燥工程の途中、好ましくは減率乾燥以降の位置に、２つのスロットノズルスプレー装置１によって本発明の上記説明したような液滴噴霧による塗布が行われる。２つのスロットノズルスプレーのうち、少なくとも１つは、乾燥終点以降の位置に載置されることが乾燥性の観点で好ましい。ここでは２つのスロットノズルスプレー装置を使用したが、１つでももちろんよく、３つ以上でもかまわない。多段に分けて液滴噴霧による塗布を行うことにより、乾燥負荷がより少なくなると同時に、膜厚均一性も高まることがわかった。
【００９９】
本発明の塗布方法を用いて、基体上に薄膜を形成する際の塗布速度としては、用いる塗布液の種類、濃度、溶媒含有量、乾燥能力等により変化し、一概に規定することはできないが、塗布速度として、５０〜３００ｍ／ｍｉｎであることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｍ／ｍｉｎである。
【０１００】
本発明の塗布方法を用いて、少なくとも１層の構成層を支持体上に有する基体上に、塗布を行う場合の塗布時期としては、支持体上に形成した構成層の減率乾燥以降、好ましくは乾燥終点以降である。また、前記構成層をスライドビード塗布等を用いて行う塗布工程と本発明のスロットノズルスプレー装置を用いる等により行う塗布工程は、同じ製造ライン上で、連続して行うことが好ましい（オンライン塗布と言う）。本発明にかかる塗布方法は、少量の塗布液であっても塗布が可能であるため、該構成層が完全に乾燥していない状態で行っても乾燥負荷が少なく、該構成層への悪影響も少ない。また、該構成層が完全に乾燥する前に本発明にかかる塗布を行う方が、かえって構成層のひび割れ等のデメリットを防ぐことも出来ることがわかった。
【０１０１】
本発明の塗布方法は、乾燥負荷が少ないので、該構成層の乾燥工程内において実施することができる。乾燥工程は、通常は、湿潤状態の塗布膜を連続的に搬送しながら、その表面あるいは裏面より、特定の温度及び湿度条件に制御された乾燥風を吹き付けて乾燥させる。
【０１０２】
湿潤状態の塗布膜の乾燥過程は、主に以下のように分類することができる。乾燥の初期は、恒率乾燥部と呼ばれ、塗布液の溶媒である水や溶剤が蒸発潜熱を奪いながら蒸発していくため、構成層の表面温度はほぼ一定である。この一定温度の期間を恒率乾燥部という。恒率乾燥部以降では、塗布液の溶質とインターラクションのある水や溶剤を蒸発させるため、蒸発潜熱の他にそのインターラクションを解くためのエネルギーも必要となるので表面温度は上昇する。この期間を減率乾燥部という。減率乾燥とは、表面からの溶媒の蒸発が層内の塗膜中の水分移動が勝るときに起きる現象である。次いで、減率乾燥が終了すると、乾燥風の温度とインクジェット記録媒体の表面温度が一致する領域に入る。この時点が、乾燥終点と呼ばれている。
【０１０３】
以上説明した恒率乾燥部、減率乾燥部及び乾燥終点の確認方法としては、特に制限はないが、例えば、表面温度をモニターして、表面温度が一定である領域を恒率乾燥部、表面温度が上昇する領域を減率乾燥部及び乾燥温度と同一となった時点を、乾燥終点として求めることができる。
【０１０４】
また、他の方法としては、各領域に含水量計を設置し、塗膜の含水量をモニターし、含水量の減少曲線がフラットになった領域を乾燥終点として規定することができる。
【０１０５】
本発明の塗布方法における塗布液の粘度は、０．１〜２５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。より好ましくは０．１〜５０ｍＰａ・ｓである。さらに好ましくは０．１〜２０ｍＰａ・ｓである。
【０１０６】
本発明の塗布方法は、薄層を均一に形成することができ、幅広い分野に適用することができ、例えば、一般銀塩感光材料の最表面に機能層を賦与する、反射防止膜の形成、電子写真で用いる感光体の電荷発生層、電荷輸送層の塗布、インクジェット記録媒体上への塗布等に用いることができるが、特に好ましくはインクジェット記録媒体上へのオーバーコート層の塗布に適用することである。
【０１０７】
本発明の塗布方法が好ましく適用できるインクジェット記録媒体は、支持体上に親水性バインダーと微粒子を含有する多孔質インク吸収層を構成層として有し、その上に本発明の塗布方法でオーバーコート層を設けたものである。
【０１０８】
多孔質インク吸収層は、主に微粒子と親水性バインダーから形成される。微粒子としては、気相法で合成された微粒子シリカを、親水性バインダーとしては、ポリビニルアルコールなどが好ましく用いられる。
【０１０９】
このようなインクジェット記録媒体に用いられる支持体としては、吸水性支持体（例えば、紙など）や非吸水性支持体を用いることができるが、より高品位なプリントが得られる観点から、非吸水性支持体が好ましい。このような支持体としては、紙の両面をポリオレフィン樹脂でラミネートした紙支持体がある。
【０１１０】
上記ポリビニルアルコールと微粒子シリカを含有する多孔質インク吸収層用（構成層用）の塗布液は、高温で低粘度、低温で高粘度になりやすい。それ故に、上記水溶性塗布液を支持体上に塗布した後は、塗布液を冷却して著しく増粘させることが好ましい。
【０１１１】
多孔質インク吸収層の塗布温度は、一般的には、３０〜６０℃であり、塗布後の冷却温度は塗膜温度が概ね２０℃以下になるようにすれば良く、特に、１５℃以下にすることが好ましい。
【０１１２】
冷却工程は、塗布後、例えば１５℃以下に冷却されたゾーンを一定時間（好ましくは５秒間以上）通過させることで行うことができる。この冷却時点では、あまり強い風を吹き付けないことが、液ヨリを起こさず均一でムラのない塗膜を得る観点から好ましい。
【０１１３】
一旦冷却した以降は、強い風を吹き付けても、塗布液自体の増粘のため、液ヨリを起こしにくくなり、強い風を吹き付けても液ヨリの発生を抑制することができる。また、吹き付ける強い風の温度は、２０℃以上の風を吹き付けることができるが、徐々に風の温度を上げるのが好ましい。
【０１１４】
多孔質インク吸収層用の塗布液を支持体上に塗布した後の乾燥工程は、風を吹き付けたり高温状態のゾーンを通過させる、もしくは両者を併用することで行われる。
【０１１５】
高温ゾーンを通過させて乾燥させる場合、５０〜１５０℃の乾燥ゾーンを通過させる。この際、乾燥温度は、支持体の耐熱性や塗膜への悪影響などを考慮して適切な乾燥温度を選択することが好ましい。乾燥する風は、通常、相対湿度が１０〜５０％、好ましくは１５〜４０％の風で行われる。乾燥時間は、湿潤膜厚にもよるが、概ね１０分以内が好ましく、５分以内にするのが特に好ましい。
【０１１６】
塗布速度は、湿潤膜厚や設備の乾燥能力に依存するが、概ね１分当たり１０〜１０００ｍ、好ましくは２０〜５００ｍである。
【０１１７】
上記多孔質インク吸収層用の塗布液の塗布方法としては、公知の方法から適宜選択して行うことができ、例えば、グラビアコーティング法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、押し出し塗布方法、カーテン塗布方法あるいは米国特許第２，６８１，２９４号公報に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法が好ましく用いられる。
【０１１８】
次に、本発明のスロットノズルスプレー装置を用いて、インクジェット記録媒体の多孔質インク吸収層上にオーバーコート層を設ける場合の、該オーバーコート層用の塗布液について、以下に説明する。
【０１１９】
オーバーコート層用の塗布液は、インクジェット記録媒体の構成層表面に対する機能賦与化合物を含有していることが特徴である。
【０１２０】
その機能賦与化合物の使用により、ｐＨが変化する有機または無機の酸、もしくは各種のアルカリ性の添加剤、水溶性多価金属イオンの水溶性塩、アニオン、カチオン、両性、もしくはノニオン系の各種界面活性剤、退色防止剤、カチオン性定着剤、親水性バインダーの架橋剤等が挙げられる。
【０１２１】
多孔質インク吸収層の膜面ｐＨを低下させる目的で使用できる酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸などの無機酸、クエン酸、ギ酸、酢酸、フタル酸、こはく酸、蓚酸、ポリアクリル酸などの有機酸を挙げることができる。
【０１２２】
多孔質インク吸収層の膜面ｐＨを増大させる目的で使用されるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ほう砂、燐酸ナトリウム、水酸化カルシウム、有機アミンなどが挙げられる。
【０１２３】
上記ｐＨ調整剤は、多孔質形成する塗布液中のｐＨが記録媒体の好ましい膜面ｐＨと異なる場合に、特に好ましい。
【０１２４】
記録媒体の多孔質インク吸収層の膜面ｐＨは、インクの種類によっても異なるが、一般には、より酸性側で染料の耐水性や滲みが改善されるが、耐光性はより高ｐＨ側で改良される傾向が大きいため、使用するインクとの組み合わせで最適なｐＨは選定される。好ましい多孔質表面の膜面ｐＨは、３〜７であり、特に３．５〜６．５が好ましい。ここでいう膜面ｐＨとは、Ｊ．ＴＡＰＰＩ　４９に規定される紙の表面ｐＨ測定方法にしたがって測定した値であり、具体的には、記録媒体表面に５０μｌの純水（ｐＨ＝６．２〜７．３）を滴下し、市販の平面電極を用いて測定した値を言う。
【０１２５】
前記機能賦与化合物としては、界面活性剤であってもよい。
界面活性剤は、インクジェット記録時にドット径をコントロールすることが可能であり、そのような界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン系界面活性剤を挙げることができる。また、界面活性剤は、２種以上を併用することもできる。界面活性剤の添加量は、記録媒体１ｍ^２当たり概ね０．０１〜５０ｍｇである。５０ｍｇを越えると、インクジェット記録時にマダラ状のムラになりやすい。
【０１２６】
前記機能賦与化合物としては、親水性バインダーの架橋剤であってもよい。
このような架橋剤としては、公知のものを使用でき、好ましいものとしては、前述のホウ酸類、ジルコニウム塩、アルミニウム塩もしくはエポキシ系架橋剤である。
【０１２７】
前記機能賦与化合物としては、画像安定剤（以下、退色防止剤ともいう）であってもよい。退色防止剤は、光照射による退色およびオゾン、活性酸素、ＮＯ_ｘ、ＳＯ_ｘなどの各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。
【０１２８】
前記機能賦与化合物としては、カチオン性ポリマーを使用することができる。一般に、カチオン性ポリマーは、染料の定着剤として作用し、耐水性や滲みを防止するため、予め多孔質受容層を形成する塗布液に添加しておくことが好ましいが、塗布液中に添加した際に問題が発生する場合には、オーバーコート法で供給することもできる。例えば、カチオン性ポリマーの添加により、塗布液が経時で増粘したり、あるいは、多孔質層内でカチオン性ポリマーの分布を持たせて発色性を改善する場合などでは、オーバーコート法で供給することが好ましい。カチオン性ポリマーをオーバーコート法で供給する場合、記録媒体１ｍ^２当たり概ね０．１〜５ｇの範囲である。
【０１２９】
前記機能性付与化合物としては、水溶性多価金属化合物であってもよい。
水溶性多価金属化合物は、一般に、無機微粒子含有の塗布液中に存在すると凝集を起こしやすく、これにより微少な塗布故障や光沢性の低下を引き起こしやすいため、特にオーバーコート法が供給するのが好ましい。
【０１３０】
そのような多価金属化合物としては、例えば、Ｍｇ_２ ^＋、Ｃａ_２ ^＋、Ｚｎ_２ ^＋、Ｚｒ_２ ^＋、Ｎｉ_２ ^＋、Ａｌ_３ ^＋などの硫酸塩、塩化物、硝酸塩、酢酸塩等が用いられる。
【０１３１】
上記の各機能性付与化合物は、単独で使用しても、あるいは２種以上を併用することもできる。具体的には、退色防止剤を２種以上含む水溶液を用いることも、また、退色防止剤と架橋剤を含有する溶液、退色防止剤と界面活性剤を含有する溶液、更には架橋剤、水溶性の多価金属化合物、および退色防止剤を併用することもできる。
【０１３２】
上記機能性付与化合物の溶媒としては、水または水混和性の有機溶媒と水との混合溶液であることができ、水を用いることが特に好ましい。また、水と水混和性を有する低沸点有機溶媒（例えば、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノール、ｎ−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン等）との混合溶媒も好ましい溶媒である。水と水混和性の有機溶媒とを併せて使用する場合、水の含有率としては質量比で５０質量％以上であることが好ましい。
【０１３３】
ここで水混和性を有する低沸点有機溶媒とは、室温で水に対して１０質量％以上の溶解性を有し、沸点が約１２０℃以下の有機溶媒を言う。
【０１３４】
また、本発明の塗布方法に用いる塗布液の表面張力は、室温で２０〜６０ｍＮ／ｍであることが、均一な塗布性を得る観点から好ましい。
【０１３５】
【実施例】
以下、インクジェット用記録媒体のオーバーコート層を本発明の塗布方法にて設ける実施例を例に、本発明を説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【０１３６】
実施例１
〔基体の作製〕
４層構成の多孔質インク吸収層を構成層として支持体上に形成した基体を用意した。
【０１３７】
まず、下記の構成層用塗布液を調製した。シリカ分散液のシリカは、１次粒子の平均粒径が約０．０１２μｍの気相法シリカ（日本アエロジル社製：アエロジル２００）を用いた。また、オイル分散液は、酸化防止剤を含有しているものである。各添加量は塗布液１Ｌ当たりの量で表示した。実施例中で「％」は、特に断りのない限り質量％を表す。
【０１３８】

純水で全量を１０００ｍｌに仕上げる。
【０１３９】
次に、上記の各塗布液を下記の湿潤膜厚となるよう、４０℃で両面にポリエチレンを被覆した紙支持体上に、スライドビード型塗布装置を用いて４層同時塗布して、基体を作製した。
【０１４０】
〈湿潤膜厚〉
第１層：４２μｍ
第２層：３９μｍ
第３層：４４μｍ
第４層：３８μｍ
インク吸収層用塗布液の塗布後は、５℃に保った冷却ゾーンを１５秒間通過させて膜面の温度を１３℃にまで低下させたあと、以下の温度の風を順次インク吸収層表面に吹き付けながら乾燥工程の各ゾーンを通過させて乾燥した。
【０１４１】
なお、全乾燥工程は３６０秒とし、このうち前半の２７０秒は、吹き付ける風の平均相対湿度を３０％以下とした。２７０秒以降は、相対湿度が４０〜６０％の調湿ゾーンとした。
【０１４２】
膜面温度を測定した結果、前半１５０秒までが恒率乾燥部、それ以降が減率乾燥部を示し、乾燥終点（膜面温度が風の温度と一致する箇所）は２４０秒付近であった。
【０１４３】
〔塗布方法１〕
オーバーコート層用塗布液として、４％ホウ酸溶液を用いた。この塗布液の粘度は、室温で１．５ｍＰａ・ｓ、表面張力は、６０〜７０ｍＮ／ｍであった。
【０１４４】
塗布装置として、図２、３、５、６に示したスロットノズルスプレー装置を用意した。このときの塗布液ノズルの開口端は、１２０μｍ角の矩形、ピッチは１０００μｍであった。ガスノズルは２００μｍ巾のスリット状とした。この際のガス内圧は、２０ｋＰａ、空気の流量は１２ＣＭＭ／ｍに設定し、塗布液吐出部と記録媒体との距離Ｇは、１８ｍｍに設定した。
【０１４５】
塗布製造ラインとしては、図７と同様にした。ただし、スロットノズルスプレー装置は１台とし、前記多孔質インク吸収層の乾燥工程の２００秒の位置（減率乾燥部であって、乾燥終点前）に配置した。
【０１４６】
塗布条件としては、湿潤膜厚が１５μｍになるように、塗布速度としては１５０ｍ／ｍｉｎでオーバーコートを行った。基体上に落下する塗布液の状態は、液滴状であり、液滴の塗布幅にわたる均一性は以下のようであった。
【０１４７】
平均液滴径変動　　　　　±６．７％
落下長さ変動　　　　　　±３．６％
広がり角度変動　　　　　±３．３％
空間密度変動　　　　　　±４．０％
〔塗布方法２〕
上記塗布方法１において、スロットノズルスプレー装置の配置を、乾燥工程の３００秒の位置（乾燥終点以降）に変更した以外は、同様にして塗布方法２を実施した。基体上に落下する塗布液の状態も本発明の塗布方法１と同様であった。
【０１４８】
〔塗布方法３〕
上記塗布方法１において、スロットノズルスプレー装置を２台に変更し、それぞれ乾燥工程の２００秒の位置と３００秒の位置に配置した以外は、同様にして塗布方法３を実施した。基体上に落下する塗布液のそれぞれの状態も本発明の塗布方法１と同様であった。
【０１４９】
〔塗布方法４〕
上記塗布方法１において、スロットノズルスプレー装置の塗布液ノズルの各開口端の大きさを３００μｍの矩形に、また、ピッチを３０００μｍとした。また、ガス内圧を８ｋＰａに、空気流量を７ＣＭＭ／ｍにした。この変更により、基体上に落下する塗布液の状態を以下のようにした。
【０１５０】
平均液滴径変動　　　　　±２４％
落下長さ変動　　　　　　±１３％
広がり角度変動　　　　　±１２％
空間密度変動　　　　　　±１５％
〔塗布方法５〕
上記塗布方法１において以下を変更した。
【０１５１】
オーバーコート層用塗布液として、ホウ酸溶液の組成において、ポリビニルアルコール（平均重合度３８００、ケン化度８８％）を添加して粘度が上がるように調整した。このときの塗布液の粘度は室温で、３００ｍＰａ・ｓであった。また、表面張力は４０ｍＮ／ｍであった。また、このときのガス内圧は２０ｋＰａ、空気流量を１２ＣＭＭ／ｍとした。基体上に落下する塗布液の状態は、ファイバー状であった。
【０１５２】
〔塗布方法６〕
上記塗布方法１において、スロットノズルスプレー装置をエクストルージョン塗布装置に変更した以外は、同様にして塗布を行った。このときの塗布液は、塗布装置から基体まで、ビード状の液膜を形成していた。
【０１５３】
上記各塗布方法にて得られた各インクジェット記録媒体について、下記の評価を行った結果を表１に示す。
【０１５４】
（塗布性の評価）
塗布、乾燥が終了した各記録媒体表面を目視観察して、下記に記載の基準に則り塗布性の評価を行った。
【０１５５】
Ａ：塗布面に、塗布ムラが全く認められない
Ｂ：塗布面に、微小な塗布ムラが確認されるが軽微である
Ｃ：塗布面に、やや塗布ムラが確認できるが実用上許容の範囲である
Ｄ：塗布面に、やや強い塗布ムラが認められ、実用上問題がある
Ｅ：塗布面に、極めて強い塗布ムラが認められる
（乾燥性の評価）
塗布、乾燥が終了した各記録媒体表面を目視観察して、下記に記載の基準に則り乾燥性の評価を行った。
【０１５６】
Ａ：塗布面が、完全に乾燥している
Ｂ：塗布面が、ほぼ乾燥している
Ｃ：塗布面端部で、弱い未乾燥部が認められるが、許容の範囲である
Ｄ：塗布面端部で、やや強い未乾燥部が認められ、実用上問題がある
Ｅ：塗布面全面で、未乾燥部が発生している
【０１５７】
【表１】

【０１５８】
実施例２
実施例１に記載の塗布方法１〜６において、４％ホウ酸溶液に代えて、ベタイン型界面活性剤に変更した以外は同様にして塗布を行ったところ、実施例１と同様な傾向を示した。
【０１５９】
実施例３
実施例１に記載の塗布方法１〜６において、４％ホウ酸溶液に代えて、退色防止剤に変更した以外は同様にして塗布を行ったところ、実施例１と同様な傾向を示した。
【０１６０】
実施例４
実施例１に記載の塗布方法１〜６において、４％ホウ酸溶液に代えて、多価金属含有水溶液に変更した以外は同様にして塗布を行ったところ、実施例１と同様な傾向を示した。
【０１６１】
実施例５
実施例１において、塗布方法５（ファイバー状塗布）および塗布方法６（エクストルージョン塗布）につき、塗布膜厚（乾燥前）の湿潤膜厚のみ６０μｍに変更したものを塗布方法７および塗布方法８とした。塗布方法７では塗布性評価Ｄに向上したが、乾燥性はＥに劣化した。また、塗布方法８では、塗布性はＣで若干向上したが実用レベルにあるが、乾燥性はＥに劣化した。
【０１６２】
実施例６
実施例１において、塗布方法１〜６につき、塗布速度のみ１５０ｍ／ｍｉｎから３００ｍ／ｍｉｎに変更したものを塗布方法９〜１４とした。塗布方法９〜１２では、塗布方法１〜４と略同等の結果となったが、塗布方法１３および塗布方法１４においては、塗布性が更に劣化した。
【０１６３】
実施例７
実施例１に記載の塗布方法１において、ガス内圧２０ｋＰａ、空気の流量１２ＣＭＭ／ｍ代えて、圧力５０ｋＰａ、エアー線速度２８３ｍ／ｓに変更した以外は同様にして塗布を行い、これを塗布方法２１とした。このときの塗布液の液滴の平均粒径は２０μｍであった。
【０１６４】
次いで、塗布方法２１において、圧力、エアー線速度、塗布液の液滴の平均粒径を表２に記載のように変更した以外は同様にして、塗布方法２２、２３を実施し、実施例１に記載の方法に従って塗布性及び乾燥性の評価と、前述の方法に従って塗布収率の評価を行い、得られた結果を表２に示す。
【０１６５】
【表２】

【０１６６】
表２より明らかなように、圧力が１０ｋＰａ以上であれば、本発明の目的である塗布性及び乾燥性が良好であり、更に、圧力が１００ｋＰａ以下であれば塗布収率が良好であることが分かる。これは、圧力が強すぎずに適切な条件範囲とすることにより、塗布液の液滴がエアーにより吹き飛ばされる比率が低下し、その結果、高い塗布収率で塗布を行うことができたものと推察している。
【０１６７】
【発明の効果】
本発明により、薄膜の高速塗布、高乾燥性を実現した塗布方法およびその塗布製造物、インクジェット記録媒体を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布方法を説明するための概略図である。
【図２】スロットノズルスプレー部を含むスロットノズルスプレー装置の概略断面図である。
【図３】スロットノズルスプレー部とそこで形成される液滴の形成及び飛翔状態を説明する図である。
【図４】スロットノズルスプレー部を塗布液吐出部側から見た概略図である。
【図５】スロットノズルスプレー部を塗布液吐出部側から見た別の形態の概略図である。
【図６】
図５のタイプの塗布液吐出部を有するスロットノズルスプレー部の分解斜視図
である。
【図７】
スロットノズルスプレー装置を配置した塗布製造ラインの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１　スロットノズルスプレー部
２　ガスノズル
３　塗布液ノズル
４　調製釜
５　ポンプ
６　流量計
７　加圧空気源
８　弁
９　基体
Ａ　ガスポケット
Ｂ　塗布液ポケット
ｄ　ガスノズルの直径
Ｇ　ギャップまたは塗布液吐出部と基体間の距離
Ｌ　落下長さ
ｗ　スリット間隔
１０　液滴粒子
９ｂ　インク吸収層
２０　スライドビード塗布装置
３０　冷却ゾーン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an application method for applying an application liquid by spraying it as droplets, an application product manufactured using the application method, and an inkjet recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods for applying a coating liquid on a substrate have been known. For example, as a method of applying a coating liquid on a long belt-shaped substrate to be conveyed (hereinafter also simply referred to as a substrate) with high precision, it is described in "MODERN COATING AND DRYING TECHNOLOGY" by Edward Cohen and Edgar Gutoff. Various methods have been proposed, such as dip coating, blade coating, air knife coating, wire bar coating, gravure coating, reverse coating, reverse roll coating, extrusion coating, and slide coating. Bead coating, curtain coating and the like are known. In these coating methods, in order to obtain a uniform and dry film thickness in the width direction of the substrate with high precision, pay attention to the accuracy and uniformity of the coating film thickness at the time of coating (after coating and before drying), Applying.
[0003]
Among these coating methods, coating apparatuses having a flow-rate-controlling die are particularly capable of high-speed, thin-film, multi-layer simultaneous coating. Due to their characteristics, coating apparatuses for photographic photosensitive materials, ink jet recording materials, magnetic recording materials, etc. Widely used as.
[0004]
As a preferred example thereof, a slide bead coating apparatus proposed by Russell et al. In US Pat. No. 2,761,791 or an extrusion coating apparatus is widely used. The curtain coating device is also a flow-rate control type coating device having a die, but is also widely used.
[0005]
For example, in the case of this slide bead coating device, a coating liquid pool called a bead is formed between the tip of the coating device and the substrate to be conveyed, and coating is performed via the bead. In the case of a curtain coating device, the coating is performed by freely dropping a curtain-shaped coating liquid film from the coating device and positioning the substrate at the drop destination. These are very useful for obtaining a uniform dry film thickness with high precision.
[0006]
However, application by a coating apparatus having these dies involves, in principle, a continuous connection between the coating apparatus and a substrate such as a bead or a curtain film with a coating liquid. In order to form a coating film having a uniform thickness on the substrate, the flow rate of the coating liquid from the coating device is always constant and must not be interrupted. That is, a predetermined amount or more of the coating liquid is required to form the coating film continuously and to make the coating film thickness constant with high accuracy. Therefore, in these methods, it is difficult to extremely reduce the amount of the coating liquid discharged from the coating apparatus in order to obtain a uniform film thickness.
[0007]
Therefore, when the amount of solvent per coating layer is small, that is, when a film having a very thin wet film thickness (for example, about 1 to 50 μm) before coating and drying the coating liquid is formed, the solvent amount of the coating liquid is reduced. It is necessary to increase the total amount of the coating solution. In particular, when the viscosity of the coating solution is low, it flows on the substrate, so that it is difficult to form a stable coating film, and the amount of the coating solution must be further increased.
[0008]
However, when the amount of the solvent is increased, the load of drying the solvent after application (drying load) increases, which is not preferable in terms of production efficiency. In addition, when the amount of the solvent is large or the drying takes a long time, if another constituent layer exists under the coating layer, the coating liquid of the coating layer excessively permeates and diffuses into the constituent layer, May have adverse effects.
[0009]
Therefore, there is a demand for a coating method in which a thin film is provided with high accuracy in coating film thickness, low drying load, and high productivity.
[0010]
There are various coating products in which it is necessary to provide such a thin film having a uniform coating thickness with high accuracy on the constituent layer, and examples thereof include a gap type recording medium for inkjet described below.
[0011]
The recording medium used in the ink jet recording method has an ink absorbing layer, for example, a paper itself such as plain paper, or an ink absorbing layer provided on a support that also functions as an absorber such as coated paper. And an ink-absorbing layer provided on a non-absorbable support such as resin-coated paper or polyester film.
[0012]
Above all, a recording medium of a type in which an ink-absorbing layer is coated on a non-absorbing support has a high surface smoothness of the support and has a small silver surface due to a low waviness. It is preferably used for an output requiring a high quality texture such as a photograph. Further, as a glossy recording medium having a high glossiness and glossiness, a swellable recording medium in which a water-soluble binder such as polyvinylpyrrolidone or polyvinyl alcohol is applied as an ink absorbing layer on a non-absorbent support, A so-called void-type recording medium is used in which a fine void structure is formed with a pigment or a pigment and a binder as an ink absorbing layer, and ink is absorbed in these voids.
[0013]
In the void-type recording medium, the porous ink absorbing layer having the void structure is mainly formed of a hydrophilic binder and fine particles, and as the fine particles, inorganic or organic fine particles are known. Are inorganic fine particles having high glossiness. Then, by using a relatively small amount of the hydrophilic binder with respect to the fine particles, voids are formed between the fine particles to obtain a porous ink absorbing layer.
[0014]
Generally, various properties are required for the above-described porous ink absorbing layer, and use of each of the additives described below has been proposed in order to improve these various properties.
[0015]
1: Stable fine particles forming a porous material of about 0.1 μm or less in order to achieve high color development and gloss
2: Low swelling hydrophilic binder that has high retention of fine particles and does not reduce ink absorption speed
3: Crosslinking agent of hydrophilic binder for improving ink absorption rate and water resistance of coating
4: Surfactant or hydrophilic polymer distributed on the surface to achieve the optimal dot diameter
5: cationic fixing agent for improving dye bleeding and water resistance
6: Anti-fading agent for improving the fading property of a dye image due to light or oxidizing gas
7: Fluorescent whitening agent and color tone adjusting agent for improving white background (reddish agent, bluish agent, etc.)
8: Matting agent or slip agent for improving surface slipperiness
9: Various oil components, latex particles, or water-soluble plasticizers for imparting flexibility to the porous ink absorbing layer
10: Various inorganic salts (polyvalent metal salts) for improving dye bleeding, water resistance or weather resistance
11: Acids and alkalis for adjusting the film surface pH of the porous ink absorption layer
And the like.
[0016]
However, when the additives used for the various purposes described above are added to the coating liquid for forming the porous ink absorbing layer, many additives are subject to various restrictions from the viewpoint of the stability of the manufacturing process. There are many.
[0017]
Such problems include, for example,
A: Coagulation occurs between fine particles and additives, or phase separation occurs in the coating solution, which makes it difficult to perform stable and uniform coating, reduces gloss and forms a mat, and forms a pot of a coating solution. Life is shortened, production efficiency is greatly reduced
B: When the prepared coating solution is allowed to stay for a long time, the coating solution greatly increases in viscosity and gels, or conversely, the viscosity is significantly reduced, so that the coating solution easily flows on the support, and as a result, stable coating is achieved. Difficult to obtain a uniform coating
C: Surface cracks increase when coating and drying the porous ink absorbing layer
D: The porosity of the porous ink absorption layer decreases
And the like.
[0018]
The problems relating to the above-mentioned items A and B are often based mainly on the electrical interaction of additives, for example, a cationic fixing agent is the main factor, and reacts with various raw materials having anionic groups. Results in various problems.
[0019]
As one of the solutions to the above problem, the coating liquid for the porous ink absorbing layer does not contain the additive, and is first applied as a constituent layer on a support, and then the coating liquid containing the additive is A method of providing a so-called overcoat layer to be applied on the constituent layer may be considered. The additive contained in the coating liquid for the overcoat layer is expected to appropriately penetrate into the constituent layers provided in advance (for example, the porous ink absorbing layer), and to provide a preferable function without causing the above problem. Is done. That is, it is expected to function as a function-imparting compound. Since the purpose is to impregnate the function-imparting compound into the porous ink absorbing layer, the overcoat layer itself may be very thin. Also, a very thin one is preferable.
[0020]
However, in the case of providing two layers, a constituent layer and an overcoat layer, the constituent layer is first applied and dried, then wound up once on a roll, and then unreeled from the roll again to apply and dry the overcoat layer (two lines). If it is performed, there is a problem that the manufacturing cost is greatly increased. In addition, when a certain period of time has elapsed after the formation of the constituent layers, not only a problem in quality stability occurs due to a temperature history and a variation in time, but also problems such as easy application unevenness are likely to occur when an overcoat layer is provided. .
[0021]
Furthermore, in order to perform the application of the overcoat layer, the extrusion coating method using a flow-regulated die as described above, a slide bead coating method, and a curtain coating method are usually used. In order to form a film with high uniformity using a coating method, it is necessary to establish a stable coating condition by increasing the coating film thickness or adding a large amount of a solvent to a coating solution.
[0022]
As a result, by applying the overcoat layer, a large amount of solvent (water or organic solvent) is further applied to the surface of the ink absorbing layer, and the drying time and the extension of the drying zone increase the cost and the drying capacity. In such a case, the coating speed must be reduced. Further, by applying a thick overcoat layer, the degree of diffusion and penetration into the ink absorbing layer is large before drying, and it takes time to completely dry the porous ink layer. Has the effect of directly containing the additive in the coating liquid of Example 1, and the advantage of the overcoat layer cannot be sufficiently exhibited.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coating method for realizing a thin film having a uniform thickness with high precision at a high speed and a low drying load, and a coating manufactured by the coating method. It is to provide a product and an ink jet recording medium. Another object of the present invention is to provide a coating method which has no adverse effect on a constituent layer when a thin film is provided on a constituent layer which has already been formed by coating and has high total production efficiency. In particular, in the coating production of an inkjet recording medium, when an ink absorbing layer is used as a constituent layer and a thin overcoat layer is provided thereon, the properties of the recording medium, coating film uniformity, and coating liquid stability are excellent. An object of the present invention is to provide an application method.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following configurations.
[0025]
1. A coating method, wherein the coating liquid is applied onto the substrate by transporting the substrate and spraying liquid droplets of the coating liquid over an application width in a direction intersecting the transport direction of the substrate.
[0026]
2. 2. The coating method according to claim 1, wherein a variation in the average droplet diameter of the droplets sprayed on the substrate over the coating width is ± 20% or less.
[0027]
3. 3. The coating method according to claim 1, wherein a variation in the length of the area of the droplets falling on the substrate in the transport direction over the coating width is ± 10% or less. 4.
[0028]
4. 4. The coating method according to any one of claims 1 to 3, wherein a variation of a spread angle of a droplet falling on the substrate over the coating width is ± 10% or less.
[0029]
5. The coating method according to any one of claims 1 to 4, wherein a variation in a spatial density of the droplet group falling on the substrate over the coating width is ± 10% or less.
[0030]
6. Using a slot nozzle spray device having a plurality of coating liquid nozzles for discharging the coating liquid over the coating width, and having a gas nozzle for ejecting gas near an opening end of the coating liquid nozzle where the coating liquid is discharged, The coating method according to any one of claims 1 to 5, wherein the spraying is performed by colliding the gas with the coating liquid to form droplets.
[0031]
7. 7. The coating method according to claim 6, wherein a plurality of the slot nozzle spray devices are provided in the transport direction of the substrate, and spraying of the droplets of the coating liquid is performed in multiple stages.
[0032]
8. The coating method according to the above item 6 or 7, wherein the coating liquid has a viscosity of 0.1 to 250 mPa · s.
[0033]
9. 9. The coating method according to the item 8, wherein the viscosity of the coating liquid is 0.1 to 50 mPa · s.
[0034]
10. 10. The coating method according to the above item 9, wherein the viscosity of the coating liquid is 0.1 to 20 mPa · s.
[0035]
11. 11. The coating method according to any one of items 1 to 10, wherein the solvent of the coating liquid is water or a mixed solution of water and a water-miscible organic solvent.
[0036]
12. The coating method according to any one of Items 1 to 11, wherein a wet film thickness of the coating solution is 1 to 50 μm.
[0037]
13. The coating method according to any one of Items 1 to 12, wherein a coating speed of the coating film is 50 to 300 m / min.
[0038]
14． 14. The coating method according to any one of the items 1 to 13, wherein the substrate has at least one constituent layer on a support.
[0039]
15. 15. The method according to claim 14, wherein, after the constituent layer is applied on the support, after the drying at a reduced rate of the constituent layer, the coating liquid is sprayed as droplets on the constituent layer. Coating method.
[0040]
16. The coating according to claim 15, wherein after the constituent layer is applied on the support, the coating liquid is sprayed as droplets on the constituent layer after the end point of drying the constituent layer. Method.
[0041]
17. 17. The coating method according to the above item 15 or 16, wherein the coating liquid contains a function-imparting compound for the constituent layer.
[0042]
18. 18. The coating method according to item 17, wherein the coating liquid sprayed as the droplet is a coating liquid for the outermost layer of an inkjet recording paper.
[0043]
19. 19. The coating method according to the above item 18, wherein the constituent layer is an ink absorbing layer.
[0044]
20. The function-imparting compound is selected from a surfactant, a crosslinking agent for a hydrophilic binder, an image stabilizer, and a water-soluble polyvalent metal compound. Application method.
[0045]
21. 21. The coating method according to claim 20, wherein the solvent of the coating liquid is water or a mixed solution of water and a water-miscible organic solvent and water.
[0046]
22. 22. The coating method according to any one of items 14 to 21, wherein the support is a support in which both surfaces of a paper are coated with a polyolefin resin.
[0047]
23. 7. The air linear velocity v (m / s) immediately after the outlet of the gas nozzle that ejects the gas satisfies the following equation: 126 (m / s) ≦ v ≦ 400 (m / s). Application method.
[0048]
24. 3. The coating method according to claim 2, wherein the average droplet diameter D (μm) of the droplet satisfies an expression of 10 μm ≦ D ≦ 70 μm.
[0049]
25. The interval (pitch) between the opening end of the coating liquid nozzle from which the coating liquid is discharged or the opening end of the gas nozzle and the distance (G) between the coating liquid discharge section and the substrate are expressed by the formula of 15 × pitch <G <20 × pitch. 7. The coating method according to the above 6, wherein the method is satisfied.
[0050]
26. 18. A coated product produced by coating using the coating method according to any one of the above items 1 to 17.
[0051]
27. 26. An ink jet recording medium produced by applying the coating method according to any one of the above items 1 to 25.
[0052]
The present inventors have conducted intensive studies on the above-described problems, and as a result, instead of forming a continuous coating liquid film by using a coating apparatus having a die for regulating the flow rate of the coating liquid as in the related art, the substrate Forming a coating liquid droplet over the coating width in the direction intersecting the transport direction and applying the coating liquid discontinuously to the substrate to apply a thin film with low drying load, high speed, and uniform thickness I found what I could do.
[0053]
Here, in the present invention, the substrate refers to an object to be coated on which a coating liquid is formed into droplets by using the coating method of the present invention and sprayed, and the form is not limited. It is preferable that the above-mentioned long strip-shaped support or a strip-shaped support already having a constituent layer can sufficiently exhibit the effects of the present invention, but is not limited thereto. The substrate may be a plate-shaped support or a substrate having a three-dimensional shape, as long as the portion to be coated has an area.
[0054]
Further, in the present invention, the substrate is relatively moved (conveyed) with respect to the coating liquid discharge section of the coating apparatus, and the coating is continuously manufactured. The coating liquid discharge section of the coating apparatus has a length corresponding to at least the coating width of the substrate (refers to the length of the portion to be coated on the substrate in a direction intersecting with the transport direction of the substrate). By arranging the substrate so as to intersect with the direction, the application liquid is applied onto the substrate only by transporting the substrate to the coating apparatus. When the substrate is a long strip-shaped support, the strip-shaped support itself is transported in the longitudinal direction of the strip-shaped support, and the application liquid discharger of the coating device is moved in the width direction of the strip-shaped support (longitudinal direction). (In the direction perpendicular to the direction perpendicular to the direction). By transporting the substrate in one direction to the coating apparatus and spraying the coating liquid as droplets over the coating width, a very thin coating film can be coated with high uniformity of film thickness without a drying load.
[0055]
In addition, the droplet sprayed from the application liquid discharge unit of the application device is applied in the application width direction.
1: uniform droplet size distribution;
2: Drop length L shown in FIG. 3 in the transport direction of the area range where the droplets fall on the substrate is uniform;
3: The angle of falling on the substrate is uniform;
4: The collision speed falling on the substrate is uniform,
This makes it possible to further ensure the uniformity of the coating film thickness.
[0056]
That the droplet diameter distribution is uniform in the coating width direction specifically means that the variation of the average droplet diameter in the coating width direction is ± 20% or less. It is more preferably ± 10% or less.
[0057]
The fluctuation of the average droplet diameter can be measured and calculated using a laser diffraction type particle size distribution analyzer. Specifically, the measurement is performed by the following measurement method.
[0058]
First, the application liquid is sprayed from a spray device such as a slot nozzle spray device that sprays the application liquid as droplets, and the spray state is stabilized. Immediately after the start of spraying, the spray amount and the gas pressure of the application liquid are not constant, and the spray state is not stable. Therefore, the spraying can be stabilized by continuing spraying for a predetermined time.
[0059]
Next, with respect to the droplet group in which the spray state is stable, an average droplet diameter is measured at five places at equal intervals in the coating width direction using a spray tech RTS5123 (manufactured by Malvern) as a laser diffraction type particle size distribution measuring device. . Both ends (coating ends) in the coating width direction of the droplet group falling on the substrate are not counted as the effective coating width because the spray density is usually extremely low. Therefore, both ends of the effective application width are defined as two points at both ends of the measurement point. Specifically, two points at both ends of the measurement point are located at a position 1 cm inside from the application end, and three points at equal intervals on the inside are added to make a total of five points, which are used as measurement points. The fluctuation rate is calculated from the average droplet diameter measured at these five points.
[0060]
The average droplet diameter can be easily measured by using Spraytech RTS5123. However, when the droplet diameters of the droplet group at the measurement point are measured and the droplet diameter is plotted on the horizontal axis, the volume It refers to the diameter of the droplet that comes to the position of 50% in percent.
[0061]
Further, that the length in the transport direction of the area range where the droplets fall on the substrate is uniform means that the variation in the length in the application width direction is ± 10% or less. It is more preferably ± 5% or less.
[0062]
The variation in the length in the transport direction of the area range of the droplet falling on the substrate can be measured by visualizing the liquid contact portion of the droplet on the substrate.
[0063]
Specifically, the measurement is performed by the following measurement method.
First, in the same manner as the above-described method of measuring the fluctuation of the droplet diameter, the coating liquid is sprayed from a spray device that sprays the coating liquid as droplets, and the spray state is stabilized.
[0064]
Next, photographs are taken at five equally spaced locations in the application width direction, as viewed from the application width direction. The definition of the five locations to be photographed is the same as above. Starting from the application liquid discharge section of the spray device (the opening end of the application liquid nozzle), five substantially triangular sprays extending toward the substrate are photographed. The length of the base of each triangle (falling length L shown in FIG. 3) to the length of the liquid contact portion with the substrate is the length in the transport direction of the area range of the droplets falling on the substrate. Fluctuating values are calculated from the measured lengths in the transport direction at five locations.
[0065]
In addition, when taking a photograph at each measurement point, a triangle light of the measurement point is raised by applying a 1 mm slit light to a sprayed droplet from a direction perpendicular to the application width direction (substrate transport direction). And take a picture.
[0066]
Further, the expression that the spread angle of the droplets falling on the substrate is uniform means that the variation of the falling angle of the droplets falling on the substrate in the application width direction is ± 10% with respect to the application liquid discharge unit of the application device. Say that: It is more preferably ± 5% or less.
[0067]
Fluctuations in the spread angle of the droplet can be measured and calculated by visualizing the application liquid discharge section of the application device. The specific measurement method is the same as the method of measuring the length variation in the transport direction of the area range of the droplets falling on the substrate, and the spread angle is similarly measured from five photographed photographs to calculate the variation. I do.
[0068]
Further, that the spatial density of the droplet group falling on the substrate is uniform means that the variation of the spatial density of the droplet group falling on the substrate in the application width direction is ± 10% or less. It is more preferably ± 5% or less.
[0069]
Fluctuations in the spatial density of the droplet group can be measured by using the transmission density of laser light.
[0070]
Specifically, the method is based on the method for measuring the fluctuation of the droplet diameter. Using a spray tech RTS 5123, the laser light opacity of the sprayed droplet group is measured at five equally spaced locations in the coating width direction as described above. Here, the opacity is treated as the spatial density of the droplet group. Calculate the rate of change from the five measurements.
[0071]
Means of using a so-called slot nozzle spray device may be used to achieve uniform spraying as described above. The slot nozzle spray device has a plurality of coating liquid nozzle holes for discharging a coating liquid in a coating width direction. The application liquid nozzle holes may be arranged in a line in the application width direction or in a staggered manner. A mechanism for forming a droplet by having a gas nozzle hole for ejecting gas in proximity to the coating liquid nozzle hole and causing the gas ejected from the gas nozzle hole to collide with the coating liquid discharged from the coating liquid nozzle hole. Have.
[0072]
As a slot nozzle spray device that can be preferably used in the present invention, for example, a device described in JP-A-6-170308 can be applied. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-170308 discloses an example in which an adhesive for disposable diapers is applied to fibers using this slot nozzle spray device. An extremely high-viscosity coating solution (adhesive) is applied to the slot nozzle. The fiber is dropped from a coating liquid nozzle (a coating liquid discharge section) of a spray device, and the coating apparatus and a substrate (fiber) are connected by the fiber coating liquid. That is, it is not applied as discontinuous droplets on the substrate as in the coating method of the present invention. The fibrous coating liquid falling in parallel from each of the plurality of coating liquid nozzles provided over the coating width is disturbed by the gas ejected from the gas nozzle provided in close proximity to the coating liquid nozzle, thereby preventing vertical drop. And land only randomly within a certain area on the substrate. Without a gas nozzle, the fiber-shaped coating liquid would fall vertically as it is.By spraying gas from the gas nozzle, it is possible to disperse the coating liquid over a wider area and land it. It becomes a coating layer that is simply spread and placed, and is not a coating that requires strictly uniform coating film thickness over the entire surface of the substrate as described in the example of the inkjet recording paper. Further, since the adhesive is applied, the formed coating film is extremely thick.
[0073]
Further, a slot nozzle spray coating device disclosed in JP-A-5-309310 can be preferably used in the present invention. In the example disclosed in JP-A-5-309310, a hot-melt type adhesive is applied to a substrate in the same manner as in the above-mentioned JP-A-6-170308. Since this is also an extremely high-viscosity coating solution (adhesive), it is a method of continuously discharging the coating solution in the form of fibers on the surface of the substrate in a similar manner. The applied coating film is also extremely thick.
[0074]
As described above, as a method of increasing the uniformity of the spray state over the coating width by using such a slot nozzle spray device, the viscosity of the coating liquid is relatively reduced, and the gas pressure ejected from the gas nozzle is increased. It is possible. In addition, by reducing the area of the opening end of the application liquid nozzle of the slot nozzle spray device, or reducing the pitch of the opening end, the uniformity of spraying can be improved.
[0075]
The viscosity of the coating liquid is preferably 0.1 to 250 mPa · s, more preferably 0.1 to 50 mPa · s, and still more preferably 0.1 to 20 mPa · s. By applying the present invention to a slot nozzle spray device, it is possible to spray droplets uniformly over the application width.
[0076]
Further, in order to spray droplets uniformly over the coating width, the surface tension of the coating liquid is adjusted to 20 to 70 mN / m, preferably 20 to 50 mN / m, more preferably 20 to 30 mN / m. That is.
[0077]
Also, using a slot nozzle spray device or the like, when the gas is collided with the coating liquid to form droplets, the gas internal pressure is 10 kPa or more, preferably 20 kPa or more, and more preferably 50 kPa or more, and uniform spraying is performed. easy. The gas flow rate is at least 3.5 CMM / m, preferably at least 7 CMM / m, more preferably at least 10 CMM / m.
[0078]
By using the above-mentioned means to scatter in a discontinuous droplet form, not in a continuous fiber form, over the application width, even if the amount of the coating liquid is small, the coating liquid can be uniformly supplied onto the substrate. As a result, the coating film thickness can be made uniform. In addition, since the discontinuous droplets are supplied onto the substrate and the amount of the coating liquid is reduced, no drying load is applied.
[0079]
The form of the slot nozzle spray coating apparatus that can be used in the present invention is not particularly limited, but a preferred example is shown below.
[0080]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the coating method of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a slot nozzle spraying section of a slot nozzle spraying device (the whole volume is not shown), and 9 denotes a long strip-shaped support type base. The substrate 9 is transported at a constant speed by transport means (not shown) in a transport direction indicated by an arrow in the drawing, which is a longitudinal direction of the substrate 9. The application liquid discharge section 1 a of the slot nozzle spray section 1 has a length in the width direction of the substrate 9, which is a direction orthogonal to the transport direction, and is arranged to face the application surface of the substrate 9. The coating liquid is sprayed from the coating liquid discharge unit 1a in the form of droplets, and the droplets land on the substrate 9 to be conveyed to perform the coating. At this time, the length of the base 9 to which the coating liquid adheres in the width direction corresponds to the coating width indicated by the arrow in the figure. In FIG. 1, the coating width is shorter than the length of the base 9 in the width direction, but may be the same.
[0081]
FIG. 2 is a schematic sectional view of the slot nozzle spray device including the slot nozzle spray unit 1 described in FIG.
[0082]
2, the slot nozzle spray unit 1 has a pair of gas nozzles 2 having gas pockets A and a coating liquid nozzle 3 having coating liquid pockets B. The coating liquid having a viscosity capable of forming droplets (preferably 0.1 to 250 mPa · s), such as a solution containing a function-providing compound, is put into the preparation vessel 4, and a pump 5 and a flow meter are used. 6, the liquid is supplied to the coating liquid pocket B and guided to the coating liquid nozzle 3. On the other hand, pressurized air is supplied to the gas nozzle 2 from the pressurized air source 7 to the gas pocket A via the valve 8. At the time of coating, the coating liquid is supplied from the preparation tank 4 so that the coating liquid has a prescribed coating amount from the coating liquid nozzle 3, and at the same time, pressurized air is blown from the pair of gas nozzles 2 so that the coating liquid is formed into droplets, Spraying and discharging. A major feature of the coating method of the present invention is that the coating liquid can be sprayed as fine droplets, not in a fiber form. By supplying the coating liquid as fine droplets to the surface of the substrate 9, a very uniform thin film can be formed at a high speed without a drying load.
[0083]
Next, with reference to FIG. 3, the slot nozzle spray unit 1 and the formation and flying state of the droplet formed therein will be described.
[0084]
In FIG. 3, the coating liquid discharged from the coating liquid nozzle 3 is subdivided into droplets by a compressed air supplied from gas nozzles 2 provided close to both sides of the coating liquid nozzle 3, and has a nearly spherical shape. The droplets become the droplet particles 10 and fly, and land uniformly on the surface of the substrate 9 across the gap G. In FIG. 3, the base 9 is shown as a model in which an ink absorbing layer 9b is applied as a constituent layer on a support 9a. It is preferable that the area range of the liquid droplets of the coating liquid that lands on the substrate 9 is always uniform, but in particular, the length in the transport direction (shown as a drop length L in the figure) is uniform over the coating width. Is preferred. Further, it is preferable that the spread angle θ of the droplet group to be sprayed on the substrate from the opening end of the coating liquid nozzle 3 is uniform over the coating width.
[0085]
FIGS. 4 and 5 are schematic views of the slot nozzle spray unit 1 of FIG. 3 as viewed from the application liquid discharge unit 1a side. The opening ends of the plurality of coating liquid nozzles 3 and the opening ends of the gas nozzles 2 arranged in the coating width direction are shown.
[0086]
In the application liquid ejection unit shown in FIG. 4, 21 application liquid nozzles 3 each having a circular opening end are arranged in the application width direction. In this embodiment, the gas nozzles 2 are provided close to both sides of the opening end of each coating liquid nozzle 3. The coating liquid nozzles 3 are arranged at equal intervals, and similarly, the gas nozzles 2 are also arranged at equal intervals. Here, two gas nozzles 2 corresponding to one coating liquid nozzle 3 are arranged in a straight line in a direction perpendicular to the coating width direction, but the coating liquid nozzles 3 and the gas nozzles 2 are alternately arranged in a staggered manner. They may be arranged. It is preferable that the interval (pitch) between the opening end of the coating liquid nozzle 3 or the opening end of the gas nozzle 2 is constant.
[0087]
The application liquid ejection section shown in FIG. 5 is of a form different from that of FIG. Eleven coating liquid nozzles 3 each having a rectangular opening end are arranged in the coating width direction. In addition, a slit-shaped gas nozzle 2 is provided for each of the application liquid nozzles 3 in the vicinity of both sides of the opening end thereof over the application width. Also in this embodiment, the openings of the plurality of rectangular coating liquid nozzles are arranged at equal intervals.
[0088]
FIG. 6 is an exploded perspective view of the slot nozzle spray unit 1 having the application liquid discharge unit of the type shown in FIG. In the drawing, reference numerals 1c and 1e denote die blocks for forming a coating solution slit having a predetermined distance and allowing the coating solution to flow down the slit. One die block 1c has a coating liquid supply pipe 61 that receives a coating liquid supplied from a coating liquid supply source (not shown) and communicates with a coating liquid pocket B. The coating solution retained in the coating solution pocket B flows down the coating solution slit formed between the die blocks 1c and 1e. 1d is a shim sandwiched between the blocks 1c and 1c, and a coating liquid slit formed in a gap between the two die blocks 1c and 1e is vertically divided to form a plurality of coatings in the coating width direction. Form a liquid nozzle.
[0089]
Reference numerals 1b and 1f denote gas blocks, which form gas nozzles through which compressed gas flows in gaps between the die blocks 1c and 1e. In this case, the gas nozzle is a slit extending in the coating width direction. Compressed air is supplied from an air supply source (not shown) to the air supply pipes 81 of the respective gas blocks and once stays in the coating liquid pocket B, and then flows down with pressure through a gas nozzle formed in a gap between the die block and the gas block. .
[0090]
The coating liquid flowing down between the shims 1d and the compressed air flowing down the two gas nozzles collide at a coating liquid discharge section at the bottom of the slot nozzle spray section 1 to form liquid droplets and form a droplet. Fly over a substrate that is an object.
[0091]
In the slot nozzle spraying device used in the present invention, the shape of the opening end of the coating liquid nozzle 3 may be circular or rectangular, and the size thereof can be used in the range of 50 to 300 μm, and their pitch (interval). Is preferably 100 to 3000 μm. On the other hand, the shape of the opening end of the gas nozzle may be circular or slit-shaped extending to the application width. In this case, the circular diameter (d shown in FIG. 4) or the slit interval (w shown in FIG. 5) may be: It can be used in a range of approximately 50 to 500 μm. The angle of the gas nozzle with respect to the coating liquid nozzle is preferably in the range of 5 to 50 deg. Further, the distance (G shown in FIG. 3) between the application liquid discharge section of the slot nozzle spray section and the substrate can be appropriately selected within a range of about 2 to 50 mm.
[0092]
Although the supply amount of the coating liquid from the coating liquid nozzle cannot be unconditionally defined by a desired coating film thickness, the concentration of the coating liquid, the coating speed, etc., the coating amount on the substrate is generally 1 to 50 g / m2.²Is preferable. 1g / m²If less than 50 g / m, it is difficult to form a stable and uniform coating film.²If the ratio exceeds the above, the drying load or the like is affected, and it is difficult to effectively exert the effects of the present invention. The wet film thickness of the coating solution is characteristically 1 to 50 μm, and preferably 5 to 30 μm.
[0093]
On the other hand, the gas ejected from the gas nozzle may be a gas suitable for coating, and generally air (air) is used, but gas supply conditions are generally 1 to 50 CMM / m (flow rate per coating width). Is preferable, and the internal pressure at the gas nozzle at that time is preferably 10 kPa or more from the viewpoint of coating uniformity.
[0094]
The linear air velocity v is preferably 126 to 400 m / s from the viewpoint that the object of the present invention can be remarkably achieved. In particular, when v is 126 m / s or more, it is preferable from the viewpoint of coating drying property, and when v is 400 m / s or less, it is preferable from the viewpoint of coating yield.
[0095]
The air linear velocity referred to in the present invention is the air linear velocity immediately after the gas nozzle exit, and can be obtained by measuring with a laser Doppler anemometer, for example, 1D @ FLV @ system 8851 manufactured by KANOMAX. The coating yield is the amount of coating liquid applied on the substrate / the total amount of coating liquid supplied × 100 (%), and is calculated by the mass method. That is, the amount of the coating liquid applied on the substrate is calculated from the change in mass before and after the application on the substrate, and the total amount of the supplied coating liquid is sent to the coating liquid discharge unit, and the supplied mass, that is, the liquid sending flow rate X Can be determined from the application time.
[0096]
The average particle diameter D of the droplets of the coating liquid at this time is preferably from 10 to 70 μm from the viewpoint that the object of the present invention can be remarkably achieved. The average particle diameter D of the droplet referred to in the present invention is an average particle diameter at a position of a coating gap (distance G between a coating liquid discharge unit and a substrate), and is a laser diffraction type particle size measuring instrument, for example, manufactured by MALVAN. It can be determined by measuring with the RTS 114.
[0097]
FIG. 7 shows an example of a coating production line in which the slot nozzle spray device as described above is arranged. Here, as the substrate, a substrate obtained by applying a constituent layer on a support is used. After the application of the constituent layers, a plurality of (multi-stage) slot nozzle spray devices were arranged in the drying step. Performing the formation of the constituent layers and the application of the overcoat layer (outermost layer) according to the present invention on the same line in this manner is called online coating.
[0098]
The porous material supplied from the slide bead applicator 20 of the flow control type in the process in which the support passes through the transport roller 21 from the original winding of the support by the transport means (not shown) and is further reversely transported at the position of the backup roll 22. The coating liquid for the quality ink absorbing layer (constituent layer) is applied. Since the coating liquid for the porous ink absorbing layer contains a hydrophilic binder, it is once cooled and fixed in the cooling zone 30. The substrate 9 having the constituent layer on the support is transported to a drying step. In the drying step, a reverser 23 that blows air to reversely transport the substrate 9 in a non-contact manner with the surface of the coating film and a normal transport roller 24 that reverses and transports the substrate 9 in contact with the back surface of the substrate 9 are alternately provided to meander the substrate 9. ing. In this drying step, hot air is blown to dry (hot air blowing means is not shown). In the course of this drying step, preferably at a position after the rate-decreasing drying, the two slot nozzle spraying apparatuses 1 perform the above-described application by droplet spraying of the present invention. At least one of the two slot nozzle sprays is preferably placed at a position after the drying end point from the viewpoint of drying properties. Although two slot nozzle spray devices were used here, one or more than three slot nozzle spray devices may be used. It was found that by performing the application by droplet spraying in multiple stages, the drying load was further reduced and the uniformity of the film thickness was also improved.
[0099]
The coating speed when forming a thin film on a substrate using the coating method of the present invention varies depending on the type of coating solution used, the concentration, the solvent content, the drying capacity, and the like, and cannot be specified unconditionally. The coating speed is preferably 50 to 300 m / min, and more preferably 100 to 300 m / min.
[0100]
When the coating method of the present invention is used to apply the composition onto a substrate having at least one component layer on a support, the application timing is preferably from the rate-reduced drying of the component layer formed on the support. Is after the drying end point. In addition, it is preferable that the application step performed by using the slide bead application or the like and the application step performed by using the slot nozzle spray device of the present invention or the like be performed continuously on the same production line (online application and To tell). The coating method according to the present invention can be applied even with a small amount of coating liquid, so that even when the constituent layer is not completely dried, the drying load is small, and the constituent layer is not adversely affected. Few. In addition, it was found that performing the coating according to the present invention before the constituent layer was completely dried can also prevent disadvantages such as cracking of the constituent layer.
[0101]
Since the coating method of the present invention has a small drying load, it can be performed in the drying step of the constituent layer. In the drying step, normally, while continuously transporting the wet coating film, drying is performed by blowing dry air controlled to specific temperature and humidity conditions from the front or back surface.
[0102]
The drying process of the wet coating film can be mainly classified as follows. The initial stage of drying is called a constant-rate drying section, and since the solvent of the coating solution, water and the solvent, evaporate while depriving of latent heat of evaporation, the surface temperature of the constituent layers is almost constant. This constant temperature period is referred to as a constant rate drying section. After the constant-rate drying section, water and a solvent that interact with the solute of the coating solution are evaporated, so that in addition to the latent heat of evaporation, energy for breaking the interaction is required, so that the surface temperature rises. This period is called a decreasing rate drying section. Loss rate drying is a phenomenon that occurs when evaporation of the solvent from the surface favors the movement of moisture in the coating within the layer. Next, when the rate-decreasing drying is completed, it enters a region where the temperature of the drying air and the surface temperature of the inkjet recording medium match. This point is called the drying end point.
[0103]
The method of confirming the constant-rate drying unit, the reduced-rate drying unit, and the drying end point described above is not particularly limited. For example, the surface temperature is monitored, and a region where the surface temperature is constant is determined by the constant-rate drying unit and the surface. The time when the region where the temperature rises becomes the same as the reduced-rate drying unit and the drying temperature can be obtained as the drying end point.
[0104]
As another method, a moisture content meter is installed in each area, the moisture content of the coating film is monitored, and the area where the decrease curve of the moisture content becomes flat can be defined as the drying end point.
[0105]
The viscosity of the coating solution in the coating method of the present invention is preferably 0.1 to 250 mPa · s. More preferably, it is 0.1 to 50 mPa · s. More preferably, it is 0.1 to 20 mPa · s.
[0106]
The coating method of the present invention can uniformly form a thin layer and can be applied to a wide range of fields, for example, providing a functional layer on the outermost surface of a general silver halide photosensitive material, forming an antireflection film, It can be used for application of a charge generation layer and a charge transport layer of a photoreceptor used for electrophotography, application on an inkjet recording medium, and the like. Particularly preferred is application of an overcoat layer on an inkjet recording medium. It is.
[0107]
The inkjet recording medium to which the coating method of the present invention can be preferably applied has a porous ink absorbing layer containing a hydrophilic binder and fine particles as a constituent layer on a support, and an overcoat layer formed on the porous ink absorbing layer by the coating method of the present invention. Is provided.
[0108]
The porous ink absorption layer is mainly formed from fine particles and a hydrophilic binder. As the fine particles, fine particle silica synthesized by a gas phase method is preferably used, and as the hydrophilic binder, polyvinyl alcohol or the like is preferably used.
[0109]
As a support used for such an ink jet recording medium, a water-absorbing support (for example, paper) or a non-water-absorbing support can be used, but from the viewpoint of obtaining higher-quality prints, a non-water-absorbing support is used. Preferred are supportive supports. As such a support, there is a paper support in which both surfaces of paper are laminated with a polyolefin resin.
[0110]
The coating liquid for the porous ink absorbing layer (for the constituent layer) containing the polyvinyl alcohol and the fine particle silica tends to have a low viscosity at a high temperature and a high viscosity at a low temperature. Therefore, after applying the water-soluble coating solution on the support, it is preferable to cool the coating solution to significantly increase the viscosity.
[0111]
The coating temperature of the porous ink absorbing layer is generally 30 to 60 ° C., and the cooling temperature after coating may be such that the coating film temperature is approximately 20 ° C. or less, and particularly, 15 ° C. or less. Is preferred.
[0112]
After the application, the cooling step can be performed, for example, by passing through a zone cooled to 15 ° C. or lower for a predetermined time (preferably 5 seconds or longer). At the time of cooling, it is preferable not to blow a strong wind from the viewpoint of obtaining a uniform and uniform coating film without causing liquid twist.
[0113]
Once cooled, even if a strong wind is blown, the coating liquid itself is thickened, so that liquid twisting is less likely to occur, and even if a strong wind is blown, generation of the liquid twist can be suppressed. Further, the temperature of the strong wind to be blown can be a wind of 20 ° C. or more, but it is preferable to gradually raise the temperature of the wind.
[0114]
The drying step after applying the coating liquid for the porous ink absorbing layer on the support is performed by blowing air, passing through a zone in a high temperature state, or using both together.
[0115]
When drying by passing through a high-temperature zone, pass through a drying zone at 50 to 150 ° C. At this time, it is preferable to select an appropriate drying temperature in consideration of the heat resistance of the support and the adverse effect on the coating film. The drying wind is usually performed at a relative humidity of 10 to 50%, preferably 15 to 40%. The drying time depends on the wet film thickness, but is preferably within about 10 minutes, particularly preferably within 5 minutes.
[0116]
The coating speed depends on the wet film thickness and the drying ability of the equipment, but is generally 10 to 1000 m, preferably 20 to 500 m per minute.
[0117]
The method for applying the coating liquid for the porous ink absorbing layer can be appropriately selected from known methods, and includes, for example, a gravure coating method, a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, and extrusion coating. A method, a curtain coating method or an extrusion coating method using a hopper described in U.S. Pat. No. 2,681,294 is preferably used.
[0118]
Next, the coating liquid for the overcoat layer when the overcoat layer is provided on the porous ink absorbing layer of the inkjet recording medium using the slot nozzle spray device of the present invention will be described below.
[0119]
The coating liquid for the overcoat layer is characterized in that it contains a function-imparting compound for the surface of the constituent layer of the inkjet recording medium.
[0120]
The use of the function-imparting compound changes the pH of organic or inorganic acids or various alkaline additives, water-soluble salts of water-soluble polyvalent metal ions, anions, cations, amphoteric, or various nonionic surfactants. Agents, anti-fading agents, cationic fixing agents, and crosslinking agents for hydrophilic binders.
[0121]
Examples of the acid that can be used for the purpose of lowering the film surface pH of the porous ink absorbing layer include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid, citric acid, formic acid, acetic acid, phthalic acid, succinic acid, oxalic acid, and polyoxyethylene. Organic acids such as acrylic acid can be mentioned.
[0122]
Examples of the alkali used for the purpose of increasing the film surface pH of the porous ink absorption layer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, borax, sodium phosphate, calcium hydroxide, and organic amine. Is mentioned.
[0123]
The pH adjuster is particularly preferable when the pH of the coating solution for forming the porous layer is different from the preferable film surface pH of the recording medium.
[0124]
The pH of the film surface of the porous ink absorbing layer of the recording medium varies depending on the type of ink. Generally, the water resistance and bleeding of the dye are improved on the more acidic side, but the light resistance is improved on the higher pH side. Therefore, the optimum pH is selected in combination with the ink used. The film surface pH of the preferred porous surface is from 3 to 7, particularly preferably from 3.5 to 6.5. The term “film surface pH” as used herein refers to J.P. This is a value measured according to a paper surface pH measurement method specified in TAPPI # 49. Specifically, 50 μl of pure water (pH = 6.2 to 7.3) is dropped on the surface of a recording medium, and commercially available. A value measured using a flat electrode.
[0125]
The function-imparting compound may be a surfactant.
The surfactant can control the dot diameter during ink jet recording, and examples of such a surfactant include anionic, cationic, amphoteric, or nonionic surfactants. In addition, two or more surfactants can be used in combination. The amount of the surfactant added is 1 m of the recording medium.²It is approximately 0.01 to 50 mg per unit. If the amount exceeds 50 mg, it tends to be uneven in the form of pills during ink jet recording.
[0126]
The function-imparting compound may be a crosslinking agent for a hydrophilic binder.
As such a cross-linking agent, known ones can be used, and preferred are the above-mentioned boric acids, zirconium salts, aluminum salts or epoxy-based cross-linking agents.
[0127]
The function-imparting compound may be an image stabilizer (hereinafter, also referred to as an anti-fading agent). Discoloration inhibitors include discoloration due to light irradiation and ozone, active oxygen, NO_x, SO_xAnd other types of oxidizing gases.
[0128]
As the function-imparting compound, a cationic polymer can be used. In general, the cationic polymer acts as a fixing agent for the dye, and is preferably added in advance to the coating solution for forming the porous receiving layer in order to prevent water resistance and bleeding. If a problem occurs at that time, it can be supplied by an overcoat method. For example, by adding a cationic polymer, the coating solution thickens with the passage of time, or when the coloring property is improved by giving a distribution of the cationic polymer in the porous layer, for example, the coating solution is supplied by an overcoat method. Is preferred. When supplying the cationic polymer by the overcoat method, the recording medium 1 m²It is generally in the range of 0.1 to 5 g.
[0129]
The functionality-imparting compound may be a water-soluble polyvalent metal compound.
In general, the water-soluble polyvalent metal compound is liable to agglomerate when present in a coating solution containing inorganic fine particles, thereby causing a slight coating failure or a reduction in gloss. preferable.
[0130]
Such polyvalent metal compounds include, for example, Mg₂ ⁺, Ca₂ ⁺, Zn₂ ⁺, Zr₂ ⁺, Ni₂ ⁺, Al₃ ⁺Sulfates, chlorides, nitrates, acetates and the like are used.
[0131]
Each of the above-mentioned function-imparting compounds can be used alone or in combination of two or more. Specifically, it is also possible to use an aqueous solution containing two or more kinds of anti-fading agents, a solution containing an anti-fading agent and a crosslinking agent, a solution containing an anti-fading agent and a surfactant, further a crosslinking agent, , A polyvalent metal compound and an anti-fading agent can be used in combination.
[0132]
As the solvent for the functionalization-imparting compound, water or a mixed solution of a water-miscible organic solvent and water can be used, and water is particularly preferably used. Further, a mixed solvent of water and a water-miscible low-boiling organic solvent (for example, methanol, ethanol, i-propanol, n-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, etc.) is also a preferable solvent. When water and a water-miscible organic solvent are used together, the content of water is preferably at least 50% by mass in terms of mass ratio.
[0133]
Here, the low-boiling organic solvent having water miscibility refers to an organic solvent having a solubility of 10% by mass or more in water at room temperature and a boiling point of about 120 ° C or less.
[0134]
The surface tension of the coating solution used in the coating method of the present invention is preferably 20 to 60 mN / m at room temperature from the viewpoint of obtaining uniform coating properties.
[0135]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples in which an overcoat layer of an inkjet recording medium is provided by the coating method of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
[0136]
Example 1
(Preparation of base)
A substrate formed on a support with a four-layered porous ink absorbing layer as a constituent layer was prepared.
[0137]
First, the following coating liquid for a constituent layer was prepared. As the silica of the silica dispersion, fumed silica having an average primary particle size of about 0.012 μm (Aerosil 200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was used. The oil dispersion contains an antioxidant. The amount of each addition was shown as an amount per 1 L of the coating solution. In Examples, "%" represents% by mass unless otherwise specified.
[0138]

Make up to 1000ml with pure water.
[0139]
Next, each of the above coating liquids was simultaneously coated on a paper support coated with polyethylene on both sides at 40 ° C. using a slide bead type coating apparatus at a temperature of 40 ° C. so as to have a wet film thickness as described below. Produced.
[0140]
<Wet film thickness>
First layer: 42 μm
Second layer: 39 μm
Third layer: 44 μm
4th layer: 38 μm
After applying the coating liquid for the ink absorbing layer, the temperature of the film surface is lowered to 13 ° C. by passing through the cooling zone maintained at 5 ° C. for 15 seconds, and then the wind of the following temperature is sequentially applied to the surface of the ink absorbing layer. It dried by passing through each zone of the drying process while spraying.
[0141]
The total drying process was performed for 360 seconds, and in the first 270 seconds, the average relative humidity of the blowing air was set to 30% or less. After 270 seconds, a humidity control zone having a relative humidity of 40 to 60% was set.
[0142]
As a result of measuring the film surface temperature, the first half 150 seconds showed a constant-rate drying part, and the rest showed a reduced-rate drying part, and the drying end point (where the film surface temperature coincided with the wind temperature) was around 240 seconds. .
[0143]
[Coating method 1]
As a coating solution for the overcoat layer, a 4% boric acid solution was used. The viscosity of this coating solution was 1.5 mPa · s at room temperature, and the surface tension was 60 to 70 mN / m.
[0144]
A slot nozzle spray device shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6 was prepared as a coating device. At this time, the opening end of the coating liquid nozzle was a rectangle of 120 μm square, and the pitch was 1000 μm. The gas nozzle was shaped like a slit having a width of 200 μm. At this time, the gas internal pressure was set to 20 kPa, the air flow rate was set to 12 CMM / m, and the distance G between the coating liquid ejection section and the recording medium was set to 18 mm.
[0145]
The coating production line was the same as in FIG. However, the number of slot nozzle spray devices was one, and the slot nozzle spray device was disposed at a position of 200 seconds in the drying step of the porous ink absorbing layer (in the decreasing rate drying section and before the drying end point).
[0146]
As the application conditions, overcoating was performed at a coating speed of 150 m / min so that the wet film thickness was 15 μm. The state of the coating solution falling on the substrate was in the form of droplets, and the uniformity of the droplets over the application width was as follows.
[0147]
Average droplet diameter variation ± 6.7%
Drop length variation ± 3.6%
Spread angle fluctuation ± 3.3%
Spatial density fluctuation ± 4.0%
[Coating method 2]
In Coating Method 1, Coating Method 2 was carried out in the same manner except that the arrangement of the slot nozzle spray device was changed to a position of 300 seconds in the drying step (after the end point of drying). The state of the coating solution falling on the substrate was the same as in the coating method 1 of the present invention.
[0148]
[Coating method 3]
In the above-mentioned coating method 1, coating method 3 was carried out in the same manner except that the number of slot nozzle spray devices was changed to two and they were arranged at positions of 200 seconds and 300 seconds in the drying step, respectively. The respective states of the coating liquid falling on the substrate were the same as in the coating method 1 of the present invention.
[0149]
[Coating method 4]
In the above-mentioned coating method 1, the size of each opening end of the coating liquid nozzle of the slot nozzle spray device was set to a rectangular shape of 300 μm, and the pitch was set to 3000 μm. Further, the gas internal pressure was set to 8 kPa, and the air flow rate was set to 7 CMM / m. With this change, the state of the coating liquid falling on the substrate was as follows.
[0150]
Average droplet diameter variation ± 24%
Drop length variation 落下 ± 13%
Spread angle fluctuation ± 12%
Spatial density variation ± 15%
[Coating method 5]
The following were changed in the above-mentioned coating method 1.
[0151]
As a coating solution for the overcoat layer, polyvinyl alcohol (average degree of polymerization: 3800, saponification degree: 88%) was added to the composition of the boric acid solution so as to increase the viscosity. The viscosity of the coating solution at this time was 300 mPa · s at room temperature. The surface tension was 40 mN / m. At this time, the gas internal pressure was 20 kPa, and the air flow rate was 12 CMM / m. The state of the coating liquid falling on the substrate was a fiber.
[0152]
[Coating method 6]
In the above-mentioned coating method 1, coating was performed in the same manner except that the slot nozzle spray device was changed to an extrusion coating device. The coating liquid at this time formed a bead-like liquid film from the coating apparatus to the substrate.
[0153]
Table 1 shows the results of the following evaluation of each ink jet recording medium obtained by each of the above coating methods.
[0154]
(Evaluation of applicability)
The surface of each recording medium after application and drying was visually observed, and applicability was evaluated according to the criteria described below.
[0155]
A: No coating unevenness is observed on the coated surface
B: Slight application unevenness is observed on the application surface, but is slight.
C: Coating unevenness is slightly observed on the coating surface, but is within a practically acceptable range.
D: Slightly uneven coating was observed on the coated surface, which had a practical problem
E: Extremely strong coating unevenness is observed on the coated surface
(Evaluation of dryness)
The surface of each recording medium on which coating and drying were completed was visually observed, and the drying property was evaluated according to the criteria described below.
[0156]
A: The coating surface is completely dry
B: Coating surface is almost dry
C: A weak undried portion is observed at the end of the coating surface, but within an allowable range.
D: A slightly strong undried portion was observed at the end of the coating surface, and there was a practical problem
E: Undried portion is generated on the entire coated surface
[0157]
[Table 1]

[0158]
Example 2
In the coating methods 1 to 6 described in Example 1, the coating was performed in the same manner except that the betaine type surfactant was used instead of the 4% boric acid solution. Was.
[0159]
Example 3
In the coating methods 1 to 6 described in Example 1, coating was performed in the same manner except that the 4% boric acid solution was replaced with an anti-fading agent, and the same tendency as in Example 1 was shown.
[0160]
Example 4
In the coating methods 1 to 6 described in Example 1, the coating was performed in the same manner except that the aqueous solution containing a polyvalent metal was used instead of the 4% boric acid solution. Was.
[0161]
Example 5
In Example 1, the coating method 5 (fiber-shaped coating) and the coating method 6 (extrusion coating) were the same as the coating methods 7 and 8, except that the wet film thickness of the coating film thickness (before drying) was changed to 60 μm. did. In the coating method 7, the coating property evaluation was improved to D, but the drying property was deteriorated to E. Further, in the coating method 8, the coating property was slightly improved in C, but was at a practical level, but the drying property was deteriorated to E.
[0162]
Example 6
In the first embodiment, coating methods 9 to 14 in which only the coating speed was changed from 150 m / min to 300 m / min for coating methods 1 to 6 were used. In the application methods 9 to 12, the results were substantially the same as those in the application methods 1 to 4, but in the application methods 13 and 14, the applicability was further deteriorated.
[0163]
Example 7
In the coating method 1 described in Example 1, coating was performed in the same manner as in coating method 21 except that the gas internal pressure was changed to 20 kPa and the air flow rate was changed to 12 CMM / m, and the pressure was changed to 50 kPa and the air linear velocity was set to 283 m / s. And At this time, the average particle size of the droplets of the coating liquid was 20 μm.
[0164]
Next, in the coating method 21,

coating methods

22 and 23 were carried out in the same manner except that the pressure, the linear velocity of the air, and the average particle diameter of the droplets of the coating liquid were changed as shown in Table 2. The evaluation of the coating property and the drying property was performed according to the method described in, and the evaluation of the coating yield was performed according to the method described above. The obtained results are shown in Table 2.
[0165]
[Table 2]

[0166]
As is clear from Table 2, when the pressure is 10 kPa or more, the coating property and the drying property, which are the objects of the present invention, are good, and when the pressure is 100 kPa or less, the coating yield is good. I understand. This is because the ratio of the droplets of the coating liquid blown off by the air is reduced by adjusting the pressure to an appropriate range without being too strong, and as a result, coating can be performed with a high coating yield. I guess.
[0167]
【The invention's effect】
According to the present invention, a coating method realizing high-speed thin-film coating and high drying property, a coated product thereof, and an ink jet recording medium can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a coating method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a slot nozzle spray device including a slot nozzle spray unit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a slot nozzle spray section and the formation and flying state of droplets formed therein.
FIG. 4 is a schematic view of a slot nozzle spray unit viewed from a coating liquid ejection unit side.
FIG. 5 is a schematic view of another form of the slot nozzle spray section viewed from the application liquid discharge section side.
FIG. 6
FIG. 5 is an exploded perspective view of a slot nozzle spray section having a coating liquid discharge section of the type shown in FIG.
It is.
FIG. 7
It is the schematic which shows an example of the coating production line in which the slot nozzle spray apparatus was arrange | positioned.
[Explanation of symbols]
1 slot nozzle spray section
2 Gas nozzle
3 Coating liquid nozzle
4 cooking pot
5 pump
6 flow meter
7 Pressurized air source
8 valve
9 substrate
A gas pocket
B Coating liquid pocket
d diameter of gas nozzle
G Gap or distance between the coating liquid ejection part and the substrate
L fall length
w slit spacing
10 droplet particles
9b Ink absorption layer
20 mm slide bead applicator
30 cooling zone

Claims

A coating method, wherein the coating liquid is applied onto the substrate by transporting the substrate and spraying liquid droplets of the coating liquid over an application width in a direction intersecting the transport direction of the substrate.

2. The coating method according to claim 1, wherein a variation of the average droplet diameter of the droplets sprayed on the substrate over the coating width is ± 20% or less.

3. The coating method according to claim 1, wherein a variation of an area range of the droplets falling on the base in the transport direction over the coating width is ± 10% or less. 4.

The coating method according to any one of claims 1 to 3, wherein a variation of a spread angle of the droplet falling on the substrate over the coating width is ± 10% or less.

The coating method according to any one of claims 1 to 4, wherein a variation in the spatial density of the droplet group falling on the substrate over the coating width is ± 10% or less.

Using a slot nozzle spray device having a plurality of coating liquid nozzles for discharging the coating liquid over the coating width, and having a gas nozzle for ejecting gas near an opening end of the coating liquid nozzle where the coating liquid is discharged, The coating method according to any one of claims 1 to 5, wherein the spraying is performed by colliding the gas with the coating liquid to form droplets.

The coating method according to claim 6, wherein a plurality of the slot nozzle spray devices are provided in the transport direction of the substrate, and spraying of the droplets of the coating liquid is performed in multiple stages.

The coating method according to claim 6, wherein the coating liquid has a viscosity of 0.1 to 250 mPa · s.

The coating method according to claim 8, wherein the viscosity of the coating liquid is 0.1 to 50 mPa · s.

The coating method according to claim 9, wherein the viscosity of the coating liquid is 0.1 to 20 mPa · s.

The coating method according to any one of claims 1 to 10, wherein the solvent of the coating liquid is water or a mixed solution of water and a water-miscible organic solvent.

The coating method according to any one of claims 1 to 11, wherein the coating liquid has a wet film thickness of 1 to 50 µm.

The coating method according to any one of claims 1 to 12, wherein the coating speed of the coating film is 50 to 300 m / min.

The coating method according to any one of claims 1 to 13, wherein the substrate has at least one constituent layer on a support.

The method according to claim 14, wherein after the constituent layer is applied on the support, after the drying of the constituent layer at a reduced rate, the coating liquid is sprayed as droplets on the constituent layer. Coating method.

The coating according to claim 15, wherein after the constituent layer is applied on the support, the coating liquid is sprayed as droplets on the constituent layer after the end point of drying the constituent layer. Method.

The coating method according to claim 15, wherein the coating liquid contains a compound for imparting a function to the constituent layer.

18. The coating method according to claim 17, wherein the coating liquid sprayed as the droplet is a coating liquid for an outermost layer of an inkjet recording paper.

The method according to claim 18, wherein the constituent layer is an ink absorbing layer.

20. The function-imparting compound according to claim 17, wherein the compound is selected from a surfactant, a crosslinking agent for a hydrophilic binder, an image stabilizer, and a water-soluble polyvalent metal compound. Application method.

The coating method according to claim 20, wherein the solvent of the coating liquid is water or a mixed solution of water and a water-miscible organic solvent and water.

The coating method according to any one of claims 14 to 21, wherein the support is a support in which both surfaces of a paper are coated with a polyolefin resin.

The air linear velocity v (m / s) immediately after the outlet of the gas nozzle that ejects the gas satisfies the following equation: 126 (m / s) ≦ v ≦ 400 (m / s). Application method.

The coating method according to claim 2, wherein the average droplet diameter D (μm) of the droplet satisfies an expression of 10 μm ≦ D ≦ 70 μm.

The interval (pitch) between the opening end of the coating liquid nozzle from which the coating liquid is discharged or the opening end of the gas nozzle and the distance (G) between the coating liquid discharge section and the substrate are expressed by the formula of 15 × pitch <G <20 × pitch. The coating method according to claim 6, wherein the method is satisfied.

A coated product produced by using the coating method according to any one of claims 1 to 17.

An ink jet recording medium produced by applying the coating method according to any one of claims 1 to 25.