JP2004275998A - 塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録用シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることができる。
【解決手段】連続走行するウエブ１４に、第１の塗布コータ１６でインク吸収層塗布液を塗布してインク吸収層を形成した後で該インク吸収層を第１の熱風乾燥機１８で乾燥する際に、第１の熱風乾燥機１８内の乾燥温度とインク吸収層の膜面温度との差を一定に維持するように第１の熱風乾燥機１８に給気する乾燥風の温度を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】連続走行するウエブ１４に、第１の塗布コータ１６でインク吸収層塗布液を塗布してインク吸収層を形成した後で該インク吸収層を第１の熱風乾燥機１８で乾燥する際に、第１の熱風乾燥機１８内の乾燥温度とインク吸収層の膜面温度との差を一定に維持するように第１の熱風乾燥機１８に給気する乾燥風の温度を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録用シートの製造方法に係り、特にインクジェット記録用シートを製造するのに好適な塗布膜の乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するウエブに塗布液を塗布した後、形成された塗布膜を熱風乾燥機で乾燥する乾燥工程は、写真用フィルム、磁気記録媒体、インクジェット記録用シート等の各種の塗布製品を製造する分野で多用されており、製品品質を左右する重要な工程となっている。特にインクジェット記録用シートの製造のように、連続走行するウエブに、無機微粒子及び水溶性樹脂を含有するインク吸収層塗布液を塗布した後にインク吸収層を生乾き状態まで乾燥し、その上に媒染剤を含む塗布液を塗布する場合においては、媒染剤塗布液を塗布することによってインク吸収層の塗布膜を硬膜化させるため、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率（水分量／固形分量）は極めて重要である。例えば、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率が２５０重量％を下回るまで乾燥し過ぎると、塗布膜が硬膜化せずにひび割れし易くなって製品ロスになるだけでなく、ひび割れした塗布膜片が工程中に脱落して工程を汚染すると、運転を停止して清掃しなくてはならず、生産効率の低下要因にもなる。
【０００３】
しかし、塗布膜を乾燥する熱風乾燥機内の乾燥環境は、塗布開始時は塗布速度が安定せず、塗布膜の乾燥が連続して行われるに従って熱風乾燥機内の乾燥環境が落ち着いてくるので、塗布速度が安定化する。
【０００４】
従って、インクジェット記録用シートの製造においは、塗布開始時から連続塗布時に移行するまでの塗布速度の安定しない時期に、インク吸収層の含水率を如何に精度良く制御するかが、製品ロスや生産効率を向上させる上で、極めて重要な課題となる。
【０００５】
従来、乾燥速度を一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得るために、熱風乾燥機を出た後の塗布膜の水分量を測定して風量調整や温度調整にフィードバックしたり（例えば特許文献１）、乾燥風を予め調湿することで乾燥速度に影響を与える露点の変化を起こし難いようにしてきた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２１８２１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のように、乾燥後の塗布膜の水分量を測定して、その測定結果に基づいてフィードバック制御する方法は、乾燥時と測定時との間に大きなタイムラグがあるので、測定によって塗布膜が目標の含水率になっていないことが分かったときには、既に乾燥不良品が製造された後であり、製品ロスや工程汚染が発生するという欠点がある。
【０００８】
また、乾燥風を予め調湿する場合であっても、塗布開始時と連続塗布時とでは、どうしても熱風乾燥機内雰囲気の露点に差が生じるため、少なからず製品ロスや工程汚染を発生しているのが実情である。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることのできる塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録シートの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、連続走行するウエブに、塗布コータで塗布液を塗布して塗布膜を形成した後で該塗布膜を熱風乾燥機で乾燥する塗布膜の乾燥方法において、前記熱風乾燥機内の乾燥温度と前記塗布膜の膜面温度との差を一定に維持するように前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００１１】
塗布開始時における熱風乾燥機内の乾燥環境をみた場合、塗布膜が形成されたウエブが熱風乾燥機内に進入する前は、熱風乾燥機内は極めて乾いた状態、即ち熱風乾燥機内雰囲気の露点が低く乾燥速度が速い乾燥環境にある。そして、ウエブが熱風乾燥機に順次進入することにより塗布膜から水分が蒸発するので、熱風乾燥機内雰囲気の露点が上がってきて乾燥速度が遅くなり、次第に一定の安定した乾燥速度になる。また、露点の上昇につれて塗布膜の膜面温度も上昇する。この安定した乾燥速度に達した以後の塗布を連続塗布時と称することにする。
【００１２】
一方、熱風乾燥機による塗布膜の乾燥速度は一般に、塗布膜面に当たる乾燥風の風速（風量）の影響と、熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）の影響とを大きく受け、乾燥風の風速が一定の場合にはΔＴが大きいほど乾燥速度は速くなる。従って、連続塗布時に目標の含水率の塗布膜を得るように熱風乾燥機内の乾燥温度を設定したのでは、塗布開始時のΔＴが連続塗布時のΔＴよりも大きくなる。この結果、塗布開示時の乾燥速度が速くなり過ぎるので、塗布開始時に乾燥された塗布膜の含水率が目標の含水率よりも少なくなり、製品ロスの要因になる。特にインクジェット記録用シートの製造においては製品ロスばかりでなくひび割れして剥離した塗布膜片が工程汚染の原因にもなる。
【００１３】
そこで、本発明によれば、熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するように熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御するようにしたので、塗布開示時から連続塗布時の乾燥速度を一定にすることができる。これにより、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることができる。尚、連続塗布時以後については乾燥速度は安定し、塗布開始時から連続塗布時までのような乾燥温度の特別な制御は必要ないので説明は省略するが、本発明の熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差を一定に維持することは、連続塗布時以後も同様である。
【００１４】
本発明の請求項２は請求項１において、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについて前記塗布膜を目標の含水率に乾燥するための前記乾燥温度及び前記塗布開始時から乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間を予め求め、前記求めた結果から前記塗布開始時から前記連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを作成し、前記作成した温度制御パターンに基づいて、前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２は、塗布開始時から連続塗布時までの塗布速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の一例であり、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについて塗布膜を目標の含水率に乾燥するための乾燥温度及び塗布開始時から乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間、即ち乾燥温度を上昇させ始めるまでの温度上昇待ち時間を予め求めておく。求めた結果から塗布開始時から連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを作成する。そして、作成した温度制御パターンに基づいて熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御する。
【００１６】
このように、塗布開始時と連続塗布時の乾燥速度の違いに応じた乾燥温度の温度制御パターンを作っておいて、その温度制御パターンになるように乾燥風の温度を変えれば、塗布開示時から連続塗布時までの塗布速度の変化に応じたリアルタイムな制御を行うことができる。従って、熱風乾燥機から出た塗布膜の水分量を測ってバックフィードする従来の乾燥方法のように、製品ロスや工程汚染を生じることがない。また、温度制御パターンの乾燥温度を上昇させるタイミングはタイマーのような簡単なもので制御することができる。
【００１７】
本発明の請求項３は請求項２において、前記乾燥温度の温度制御パターンは、前記塗布開始時には前記連続塗布時の乾燥温度よりも低く、前記所要時間後に連続塗布時の乾燥温度まで徐々に上げていく乾燥温度曲線であることを特徴とする。これは温度制御パターンの乾燥温度曲線の一例を具体的に示したものである。
【００１８】
本発明の請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記乾燥風として取り込む新鮮エアを調湿することを特徴とする。これにより、塗布開始時や連続塗布時の乾燥環境が外気の温湿度によって変動することがなく、常に同じ温度制御パターンを使用することができる。
【００１９】
本発明の請求項５は請求項１〜３の何れか１において、熱風乾燥機から排気される排気エアの一部を前記乾燥風として循環使用することを特徴とする。請求項５の場合にも、排気エア中には塗布膜から蒸発した水分が含有されるので、請求項４と同様の作用効果を得ることができる。この場合にも温度制御パターンは排気エアの循環を含めた条件で作成することが必要である。
【００２０】
本発明の請求項６は請求項１において、前記熱風乾燥機から排気される排気エアの露点温度を前記塗布開始時から前記連続塗布時まで測定し、該測定した露点温度の変化に応じて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項６は、塗布開始時から連続塗布時までの塗布速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の別の一例であり、乾燥速度の違いが熱風乾燥風内雰囲気の露点に大きく影響され、露点が変化すると膜面温度が変化することを利用して乾燥風の温度制御を行うようにしたものである。即ち、塗布開始時から連続塗布時まで、熱風乾燥機から排気される排気エアの露点の変化量と膜面温度の変化量との関係を予め把握しておけば、露点を測定することで、ΔＴが一定になるように乾燥風の温度を制御することができる。この露点を測定する方法は、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００２２】
本発明の請求項７は請求項１において、前記塗布膜の膜面温度を測定し、測定結果に基づいて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項７は、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の他の一例であり、膜面温度の変化を無接触型温度計で直接測定して、膜面温度の変化に応じて乾燥温度を変化させるようにしたものである。これにより、塗布開始時から連続塗布時のΔＴが一定になるように乾燥風の温度を制御することができる。この膜面温度測定方式も、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、連続走行するウエブに、無機微粒子及び水溶性樹脂を含有するインク吸収層塗布液を塗布した後にインク吸収層を乾燥し、該インク吸収層の含水率が１０００〜２５０重量％のところで該インク吸収層の上に媒染剤を含む塗布液を塗布するインクジェット記録用シートの製造方法において、前記インク吸収層の乾燥に、請求項１〜６の何れか１の塗布膜の乾燥方法を使用することを特徴とする。本発明の塗布膜の乾燥方法は、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率が重要なインクジェット記録用シートの製造において特に有効である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録用シートの製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
図１は、本発明のインクジェット記録用シートの製造方法を実施する製造装置１０の構成例であり、本発明の塗布膜の乾燥方法をインクジェット記録用シートの製造に適用した例で以下に説明する。
【００２７】
図１に示すように、送り出し装置１２から送り出されて連続走行するウエブ１４には、第１の塗布コータ１６により無機微粒子と水溶性樹脂を少なくとも含むインク吸収層塗布液が塗布された後、第１の熱風乾燥機１８によってインク吸収層が生乾き状態に乾燥される。ここでインク吸収層の好適な生乾き状態は、含水率が１０００〜２５０重量％（水分／固形分）の範囲である。次に、生乾き状態のインク吸収層の上には、第２の塗布コータ２０により媒染剤を含む塗布液がウエットオンウエットで塗布された後、第２の熱風乾燥機２２で乾燥される。これにより、インクジェット記録用シートが製造され、製造されたインクジェット記録用シートは巻取り装置２４に巻き取られる。
【００２８】
第１及び第２の塗布コータ１６、２０は、特に限定されるものではなく、スライドビードコータ、エクストルージョンコータ、ロールコータ、ブレードコータ、エアナイフコータ等の様々な塗布コータを使用できる。
【００２９】
第１及び第２の熱風乾燥機１８、２２は、特に限定するものではないが、インク吸収層を乾燥する第１の熱風乾燥機１８は複数の乾燥ゾーンに分割されて各乾燥ゾーンごとに異なる乾燥条件に設定できる構造のものを好適に使用することができる。ここでは、第１の熱風乾燥機１８を５つの乾燥ゾーンに分割するものとし、各乾燥ゾーンを、ウエブ走行方向の上流側から第１ゾーン１８Ａ、第２ゾーン１８Ｂ、第３ゾーン１８Ｃ、第４ゾーン１８Ｄ、第５ゾーン１８Ｅとする。
【００３０】
図２は、第１の熱風乾燥機１８の乾燥ゾーンの１つを説明する図であり、第１ゾーン１８Ａの例で説明する。図２に示すように、第１ゾーン１８Ａの入口から出口にかけてウエブ１４の走行を支持する複数のパスローラ２６、２６…が配設される。パスローラ２６を境に第１ゾーン１８Ａの上部には、第１ゾーン１８Ａに給気される乾燥風の吹き出し圧力を均等にする圧力室２８が形成され、この圧力室２８に多数の吹出ノズル３０，３０…がパスローラ２６側を向いて設けられる。また、第１ゾーン１８Ａの下部には、第１ゾーン１８Ａ内のエアを排気する排気口３２が形成される。圧力室２８には大気に通じる給気ダクト３４が接続されると共に、給気ダクト３４には給気ファン３６、ヒータ３８、及びフィルタ４０が設置される。一方、排気口３２には排気ダクト４２が接続されると共に、排気ダクト４２には排気ファン４４が設置される。排気ダクト４２の排気口３２と排気ファン４４との間から循環ダクト４７が分岐され、給気ダクト３４の給気ファン吸引側に接続される。これにより、給気ダクト３４に取り込まれた新鮮エアは、ヒータ３８で所定温度の乾燥風に加熱されると共にフィルタ４０で濾過されて圧力室２８に給気され、吹出ノズル３０から第１ゾーン１８Ａ内に吹き出される。吹き出された乾燥風はウエブ１４に塗布されたインク吸収層から蒸発する水分を伴って排気口３２から排気ダクト４２に排気される。排気された排気エアの一部が循環ダクト４７を介して給気ダクト３４に合流し、新鮮エアと混合されて再び第１ゾーン１８Ａに給気される。この場合、新鮮エアと排気エアの混合比は給気ファン３６の給気風量と排気ファン４４の排気風量を調整することによって設定する。
【００３１】
そして、上記の如く構成された第１の熱風乾燥機１８でインク吸収層を以下のように乾燥する。即ち、第１の塗布コータ１６での塗布開始時から連続塗布時において、インク吸収層の含水率を上記した１０００〜２５０重量％の範囲内で目標の含水率にするために、第１の熱風乾燥機１８内の乾燥温度とインク吸収層の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するように第１の熱風乾燥機１８に給気する乾燥風の温度を制御する。ここでは、連続塗布時以後の乾燥速度は安定している時にΔＴを一定するための特別な方法は必要ないので、塗布速度の安定しない塗布開始時から連続塗布時までにΔＴを一定にする方法を説明する。
【００３２】
塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための方法としては、温度制御パターン方式を採用することができる。この方式は、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについてインク吸収層を目標の含水率に乾燥するための乾燥温度、及び塗布を開始してから乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間、即ち乾燥温度を上昇させ始めるまでの温度上昇待ち時間を事前のテスト等によって予め求める。そして、求めた結果から塗布開始時から連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを図３のように作成し、作成した温度制御パターンに基づいて第１の熱風乾燥機１８内に給気する乾燥風の温度制御を行う方法である。
【００３３】
図３は温度制御パターンの一例で第１ゾーン１８Ａを制御するための温度制御パターンである。図３から分かるように、温度制御パターンは、第１の塗布コータ１６での塗布開始時には第１ゾーン１８Ａ内は乾燥して乾燥速度が速い雰囲気にあるので連続塗布時の乾燥温度よりも低く設定され、インク吸収層からの水分が蒸発して第１ゾーン１８Ａ内の乾燥速度が低下し始める時、即ち塗布開始から所要時間後に徐々に連続塗布時の乾燥温度まで上げていく乾燥温度曲線となる。この場合、図２のように、第１ゾーン１８Ａから排気される排気エアの一部を乾燥風として循環使用することにより、排気エア中にはインク吸収層から蒸発した水分が含有され、塗布開始時の第１ゾーン１８Ａでの乾燥環境を連続塗布時の乾燥環境に近づけることができるので、塗布開始時と連続塗布時での乾燥速度差を小さくすることができる。従って、温度制御パターンにおいて塗布開始時の乾燥温度から連続塗布時の乾燥温度までの上昇幅が小さくてすむので、それだけ乾燥風の温度制御をし易くなる。この場合、温度制御パターンを作成する事前テストでも排気エアの一部を乾燥風として使用する条件の下で行うことが必要である。また、排気エアの一部を乾燥風として使用しなくても、給気ダクト３４に取り込む新鮮エアを調湿するようにしても同じ効果を得ることができる。
【００３４】
また、第１ゾーン１８Ａ〜第５ゾーン１８Ｅにおける温度制御パターンを見た場合、乾燥ゾーンがウエブ走行方向から見て下流側の乾燥ゾーンに行くに従って塗布開始時から乾燥速度が変わり始めるタイミング、即ち塗布開始からの所要時間は長くなるので、それに見合った温度制御パターンを作成する。例えば、第１ゾーン１８Ａでの所要時間を６０秒とすると共に１つの乾燥ゾーンのウエブ通過時間を３０秒とした場合、第２ゾーン１８Ｂの所要時間は６０秒に３０秒を合計した９０秒となり、第３ゾーン１８Ｃでは１２０秒、第４ゾーン１８Ｄでは１５０秒、第５ゾーン１８Ｅでは１８０秒になる。
【００３５】
そして、第１ゾーン１８Ａから第５ゾーン１８Ｅの各乾燥ゾーンでは、作成した温度制御パターンに基づいて、乾燥風を温度制御する。即ち、各乾燥ゾーン１８Ａ〜１８Ｅの各給気ダクト３４に設けられた各ヒータ３８には温度制御パターンを達成するための加熱プログラムとタイマー機構とが組み込まれており、塗布を開始してから乾燥速度が変化し始めるタイミングはタイマー機構によって設定される。
【００３６】
このように、塗布開示時と連続塗布時の乾燥速度の違いに応じた乾燥温度の温度制御パターンを作っておいて、その温度制御パターンになるように乾燥風の温度を変えれば、リアルタイムな制御を行うことができる。これにより、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保つことができるので、目標の含水率に一定に維持することができる。従って、製品ロスや工程汚染が発生することを未然に防止することができる。
【００３７】
塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための別の方法としては、第１の塗布コータ１６での塗布開始時から第１の熱風乾燥機１８から排気される排気エアの露点温度を測定し、該測定した露点温度の変化に応じて乾燥風の温度を制御する露点測定方式を採用することができる。
【００３８】
この露点測定方式は、第１の熱風乾燥機１８内雰囲気の露点の変化に応じて膜面温度が変化することを利用したもので、図４の第１ゾーン１８Ａの例で示すように、排気ダクト４２の途中に排気エアの露点を逐次検出する露点検出計４６を設ける。露点検出計４６で検出された検出データはコントローラ４８に逐次送られる。コントローラ４８には、露点の変化量と膜面温度の変化量との関係が予め入力されており、露点の変化量から求めた膜面温度の変化量に応じてΔＴが一定に維持されるようにヒータ３８による乾燥風の加熱温度を制御する。
【００３９】
また、塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための他の方法としては、インク吸収層の膜面温度を測定し、測定結果に基づいて乾燥風の温度を制御する膜面温度測定方式を採用することができる。この膜面温度測定方式は、無接触型温度計５０でインク吸収層の膜面温度を直接測定するもので、図５の第１ゾーン１８Ａの例で示すように、インク吸収層の近傍でウエブ１４の走行方向に沿って配設される。
【００４０】
無接触型温度計５０によって測定された膜面温度はコントローラ４８に逐次入力される。コントローラ４８は、膜面温度の変化量に応じてΔＴが一定に維持されるようにヒータ３８による乾燥風の加熱温度を制御する。
【００４１】
露点測定方式及び膜面温度測定方式は、温度制御パターン方式に比べて、リアルタイム性では多少劣るが、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを顕著に短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、インクジェット記録用シートの製造に本発明の塗布膜の乾燥方法を適用して例で説明したが、インクジェット記録用シートの製造に限定されるものではない。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
連続走行するウエブ１４に第１の塗布コータ１６であるスライドビードコータで、固形分濃度が１０重量％のインク吸収層塗布液２０ｇ／ｍ２ を塗布した後、第１の熱風乾燥機１８によりインク吸収層を生乾き状態に乾燥した。次に、第１の熱風乾燥機１８で乾燥されたインク吸収層の上に、第２の塗布コータ２０であるエアナイフコータで媒染剤塗布液を塗布した後、第２の熱風乾燥機２２で乾燥し、インクジェット記録用シートを作成した。
【００４５】
ウエブ１４の走行速度である塗布速度、第１及び第２の熱風乾燥機１８、２２での乾燥条件は以下の通りである。
【００４６】
・塗布速度…１０ｍ／分
・第１の熱風乾燥機…全長２０ｍの乾燥路を５つの乾燥ゾーンに分割し、各乾燥ゾーンを温度制御パターン方式で制御
・インク吸収層塗布液の固形分濃度…１０重量％
・インク吸収層塗布液の含水率…９００重量％（水分量／固形分量）
・媒染剤塗布液の固形分濃度…３重量％
・媒染剤塗布液の塗布する前のインク吸収層の目標含水率…３８０重量％（水分量／固形分量）
・第２の熱風乾燥機…全長２０ｍの熱風乾燥機で乾燥温度８０°Ｃ
表１は、第１の熱風乾燥機１８での温度制御パターン方式を作成するためのデータであり事前のテストで求めた。即ち、連続塗布時の乾燥速度５５°Ｃは連続塗布時にインク吸収層の含水率が３８０重量％になるための乾燥温度である。また、塗布開始時の乾燥温度４５°Ｃは塗布開始時にインク吸収層の含水率が３８０重量％になるための乾燥温度である。表１の温度上昇待ち時間とは、塗布開始時から塗布速度が変わり始めるまでの所要時間、即ち塗布開始時から乾燥温度上昇開始までの温度上昇待ち時間である。表１の温度上昇時間とは、温度上昇開始から連続塗布時の乾燥温度が一定状態になるまでの時間である。
【００４７】
図６は、温度制御パターンの一例として、表１の第１ゾーンの数値から第１ゾーンの温度制御パターンを作成したものである。
【００４８】
【表１】
比較例としては、連続塗布時に含水率３８０重量％になるように第１の熱風乾燥機の各乾燥ゾーンの乾燥温度を、連続塗布時の乾燥温度である５５°Ｃに一定とした。
【００４９】
その結果を図７に示す。図７において実線は本発明の実施例であり、破線は比較例である。図７の結果から分かるように、実施例では、塗布開始時から連続塗布時において、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率を３８０重量％±１５重量％の範囲に制御することができた。これにより、製品ロスが発生しなかったと共に、インク吸収層のひび割れも発生しないので工程を汚染することもなかった。
【００５０】
一方、比較例は、塗布開始時から経過初期において、インク吸収層の含水率が２３０重量％になり、インク吸収層のひび割れが発生し、工程を汚染した。また、インク吸収層の含水率が目標の３８０重量％に安定するまで約１０分かかり、その間に製造されたインクジェット記録用シートの大部分が製品ロスとなった。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布膜の乾燥方法によれば、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることができる。従って、本発明をインクジェット記録用シートの製造に適用すれば、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率を、乾燥速度が不安定な塗布開示時から連続塗布時であっても目標の含水率にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録用シートの製造方法を実施する製造装置の概略構成図
【図２】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり温度制御パターン方式を説明する説明図
【図３】温度制御パターンの一例を示すグラフ
【図４】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり露点測定方式を説明する説明図
【図５】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり膜面温度測定方式を説明する説明図
【図６】本発明の実施例における温度制御パターンの説明図
【図７】本発明の実施例と比較例によるインク吸収層の含水率を示したグラフ
【符号の説明】
１０…インクジェット記録用シートの製造装置、１２…送り出し装置、１４…ウエブ、１６…第１の塗布コータ、１８…第１の熱風乾燥機、１８Ａ〜１８Ｅ…乾燥ゾーン、２０…第２の塗布コータ、２２…第２の熱風乾燥機、２４…巻取り装置、２６…パスローラ、２８…圧力室、３０…吹出ノズル、３２…排気口、３４…給気ダクト、３６…給気ファン、３８…ヒータ、４０…フィルタ、４２…排気ダクト、４４…排気ファン、４６…露点検出計、４７…循環ダクト、４８…コントローラ、５０…無接触型温度計
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録用シートの製造方法に係り、特にインクジェット記録用シートを製造するのに好適な塗布膜の乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するウエブに塗布液を塗布した後、形成された塗布膜を熱風乾燥機で乾燥する乾燥工程は、写真用フィルム、磁気記録媒体、インクジェット記録用シート等の各種の塗布製品を製造する分野で多用されており、製品品質を左右する重要な工程となっている。特にインクジェット記録用シートの製造のように、連続走行するウエブに、無機微粒子及び水溶性樹脂を含有するインク吸収層塗布液を塗布した後にインク吸収層を生乾き状態まで乾燥し、その上に媒染剤を含む塗布液を塗布する場合においては、媒染剤塗布液を塗布することによってインク吸収層の塗布膜を硬膜化させるため、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率（水分量／固形分量）は極めて重要である。例えば、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率が２５０重量％を下回るまで乾燥し過ぎると、塗布膜が硬膜化せずにひび割れし易くなって製品ロスになるだけでなく、ひび割れした塗布膜片が工程中に脱落して工程を汚染すると、運転を停止して清掃しなくてはならず、生産効率の低下要因にもなる。
【０００３】
しかし、塗布膜を乾燥する熱風乾燥機内の乾燥環境は、塗布開始時は塗布速度が安定せず、塗布膜の乾燥が連続して行われるに従って熱風乾燥機内の乾燥環境が落ち着いてくるので、塗布速度が安定化する。
【０００４】
従って、インクジェット記録用シートの製造においは、塗布開始時から連続塗布時に移行するまでの塗布速度の安定しない時期に、インク吸収層の含水率を如何に精度良く制御するかが、製品ロスや生産効率を向上させる上で、極めて重要な課題となる。
【０００５】
従来、乾燥速度を一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得るために、熱風乾燥機を出た後の塗布膜の水分量を測定して風量調整や温度調整にフィードバックしたり（例えば特許文献１）、乾燥風を予め調湿することで乾燥速度に影響を与える露点の変化を起こし難いようにしてきた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２１８２１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のように、乾燥後の塗布膜の水分量を測定して、その測定結果に基づいてフィードバック制御する方法は、乾燥時と測定時との間に大きなタイムラグがあるので、測定によって塗布膜が目標の含水率になっていないことが分かったときには、既に乾燥不良品が製造された後であり、製品ロスや工程汚染が発生するという欠点がある。
【０００８】
また、乾燥風を予め調湿する場合であっても、塗布開始時と連続塗布時とでは、どうしても熱風乾燥機内雰囲気の露点に差が生じるため、少なからず製品ロスや工程汚染を発生しているのが実情である。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることのできる塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録シートの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、連続走行するウエブに、塗布コータで塗布液を塗布して塗布膜を形成した後で該塗布膜を熱風乾燥機で乾燥する塗布膜の乾燥方法において、前記熱風乾燥機内の乾燥温度と前記塗布膜の膜面温度との差を一定に維持するように前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００１１】
塗布開始時における熱風乾燥機内の乾燥環境をみた場合、塗布膜が形成されたウエブが熱風乾燥機内に進入する前は、熱風乾燥機内は極めて乾いた状態、即ち熱風乾燥機内雰囲気の露点が低く乾燥速度が速い乾燥環境にある。そして、ウエブが熱風乾燥機に順次進入することにより塗布膜から水分が蒸発するので、熱風乾燥機内雰囲気の露点が上がってきて乾燥速度が遅くなり、次第に一定の安定した乾燥速度になる。また、露点の上昇につれて塗布膜の膜面温度も上昇する。この安定した乾燥速度に達した以後の塗布を連続塗布時と称することにする。
【００１２】
一方、熱風乾燥機による塗布膜の乾燥速度は一般に、塗布膜面に当たる乾燥風の風速（風量）の影響と、熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）の影響とを大きく受け、乾燥風の風速が一定の場合にはΔＴが大きいほど乾燥速度は速くなる。従って、連続塗布時に目標の含水率の塗布膜を得るように熱風乾燥機内の乾燥温度を設定したのでは、塗布開始時のΔＴが連続塗布時のΔＴよりも大きくなる。この結果、塗布開示時の乾燥速度が速くなり過ぎるので、塗布開始時に乾燥された塗布膜の含水率が目標の含水率よりも少なくなり、製品ロスの要因になる。特にインクジェット記録用シートの製造においては製品ロスばかりでなくひび割れして剥離した塗布膜片が工程汚染の原因にもなる。
【００１３】
そこで、本発明によれば、熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するように熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御するようにしたので、塗布開示時から連続塗布時の乾燥速度を一定にすることができる。これにより、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることができる。尚、連続塗布時以後については乾燥速度は安定し、塗布開始時から連続塗布時までのような乾燥温度の特別な制御は必要ないので説明は省略するが、本発明の熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差を一定に維持することは、連続塗布時以後も同様である。
【００１４】
本発明の請求項２は請求項１において、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについて前記塗布膜を目標の含水率に乾燥するための前記乾燥温度及び前記塗布開始時から乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間を予め求め、前記求めた結果から前記塗布開始時から前記連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを作成し、前記作成した温度制御パターンに基づいて、前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２は、塗布開始時から連続塗布時までの塗布速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の一例であり、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについて塗布膜を目標の含水率に乾燥するための乾燥温度及び塗布開始時から乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間、即ち乾燥温度を上昇させ始めるまでの温度上昇待ち時間を予め求めておく。求めた結果から塗布開始時から連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを作成する。そして、作成した温度制御パターンに基づいて熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御する。
【００１６】
このように、塗布開始時と連続塗布時の乾燥速度の違いに応じた乾燥温度の温度制御パターンを作っておいて、その温度制御パターンになるように乾燥風の温度を変えれば、塗布開示時から連続塗布時までの塗布速度の変化に応じたリアルタイムな制御を行うことができる。従って、熱風乾燥機から出た塗布膜の水分量を測ってバックフィードする従来の乾燥方法のように、製品ロスや工程汚染を生じることがない。また、温度制御パターンの乾燥温度を上昇させるタイミングはタイマーのような簡単なもので制御することができる。
【００１７】
本発明の請求項３は請求項２において、前記乾燥温度の温度制御パターンは、前記塗布開始時には前記連続塗布時の乾燥温度よりも低く、前記所要時間後に連続塗布時の乾燥温度まで徐々に上げていく乾燥温度曲線であることを特徴とする。これは温度制御パターンの乾燥温度曲線の一例を具体的に示したものである。
【００１８】
本発明の請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記乾燥風として取り込む新鮮エアを調湿することを特徴とする。これにより、塗布開始時や連続塗布時の乾燥環境が外気の温湿度によって変動することがなく、常に同じ温度制御パターンを使用することができる。
【００１９】
本発明の請求項５は請求項１〜３の何れか１において、熱風乾燥機から排気される排気エアの一部を前記乾燥風として循環使用することを特徴とする。請求項５の場合にも、排気エア中には塗布膜から蒸発した水分が含有されるので、請求項４と同様の作用効果を得ることができる。この場合にも温度制御パターンは排気エアの循環を含めた条件で作成することが必要である。
【００２０】
本発明の請求項６は請求項１において、前記熱風乾燥機から排気される排気エアの露点温度を前記塗布開始時から前記連続塗布時まで測定し、該測定した露点温度の変化に応じて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項６は、塗布開始時から連続塗布時までの塗布速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の別の一例であり、乾燥速度の違いが熱風乾燥風内雰囲気の露点に大きく影響され、露点が変化すると膜面温度が変化することを利用して乾燥風の温度制御を行うようにしたものである。即ち、塗布開始時から連続塗布時まで、熱風乾燥機から排気される排気エアの露点の変化量と膜面温度の変化量との関係を予め把握しておけば、露点を測定することで、ΔＴが一定になるように乾燥風の温度を制御することができる。この露点を測定する方法は、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００２２】
本発明の請求項７は請求項１において、前記塗布膜の膜面温度を測定し、測定結果に基づいて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項７は、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度の安定しない期間における熱風乾燥機内の乾燥温度と塗布膜の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するための好ましい態様の他の一例であり、膜面温度の変化を無接触型温度計で直接測定して、膜面温度の変化に応じて乾燥温度を変化させるようにしたものである。これにより、塗布開始時から連続塗布時のΔＴが一定になるように乾燥風の温度を制御することができる。この膜面温度測定方式も、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、連続走行するウエブに、無機微粒子及び水溶性樹脂を含有するインク吸収層塗布液を塗布した後にインク吸収層を乾燥し、該インク吸収層の含水率が１０００〜２５０重量％のところで該インク吸収層の上に媒染剤を含む塗布液を塗布するインクジェット記録用シートの製造方法において、前記インク吸収層の乾燥に、請求項１〜６の何れか１の塗布膜の乾燥方法を使用することを特徴とする。本発明の塗布膜の乾燥方法は、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率が重要なインクジェット記録用シートの製造において特に有効である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布膜の乾燥方法及びインクジェット記録用シートの製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
図１は、本発明のインクジェット記録用シートの製造方法を実施する製造装置１０の構成例であり、本発明の塗布膜の乾燥方法をインクジェット記録用シートの製造に適用した例で以下に説明する。
【００２７】
図１に示すように、送り出し装置１２から送り出されて連続走行するウエブ１４には、第１の塗布コータ１６により無機微粒子と水溶性樹脂を少なくとも含むインク吸収層塗布液が塗布された後、第１の熱風乾燥機１８によってインク吸収層が生乾き状態に乾燥される。ここでインク吸収層の好適な生乾き状態は、含水率が１０００〜２５０重量％（水分／固形分）の範囲である。次に、生乾き状態のインク吸収層の上には、第２の塗布コータ２０により媒染剤を含む塗布液がウエットオンウエットで塗布された後、第２の熱風乾燥機２２で乾燥される。これにより、インクジェット記録用シートが製造され、製造されたインクジェット記録用シートは巻取り装置２４に巻き取られる。
【００２８】
第１及び第２の塗布コータ１６、２０は、特に限定されるものではなく、スライドビードコータ、エクストルージョンコータ、ロールコータ、ブレードコータ、エアナイフコータ等の様々な塗布コータを使用できる。
【００２９】
第１及び第２の熱風乾燥機１８、２２は、特に限定するものではないが、インク吸収層を乾燥する第１の熱風乾燥機１８は複数の乾燥ゾーンに分割されて各乾燥ゾーンごとに異なる乾燥条件に設定できる構造のものを好適に使用することができる。ここでは、第１の熱風乾燥機１８を５つの乾燥ゾーンに分割するものとし、各乾燥ゾーンを、ウエブ走行方向の上流側から第１ゾーン１８Ａ、第２ゾーン１８Ｂ、第３ゾーン１８Ｃ、第４ゾーン１８Ｄ、第５ゾーン１８Ｅとする。
【００３０】
図２は、第１の熱風乾燥機１８の乾燥ゾーンの１つを説明する図であり、第１ゾーン１８Ａの例で説明する。図２に示すように、第１ゾーン１８Ａの入口から出口にかけてウエブ１４の走行を支持する複数のパスローラ２６、２６…が配設される。パスローラ２６を境に第１ゾーン１８Ａの上部には、第１ゾーン１８Ａに給気される乾燥風の吹き出し圧力を均等にする圧力室２８が形成され、この圧力室２８に多数の吹出ノズル３０，３０…がパスローラ２６側を向いて設けられる。また、第１ゾーン１８Ａの下部には、第１ゾーン１８Ａ内のエアを排気する排気口３２が形成される。圧力室２８には大気に通じる給気ダクト３４が接続されると共に、給気ダクト３４には給気ファン３６、ヒータ３８、及びフィルタ４０が設置される。一方、排気口３２には排気ダクト４２が接続されると共に、排気ダクト４２には排気ファン４４が設置される。排気ダクト４２の排気口３２と排気ファン４４との間から循環ダクト４７が分岐され、給気ダクト３４の給気ファン吸引側に接続される。これにより、給気ダクト３４に取り込まれた新鮮エアは、ヒータ３８で所定温度の乾燥風に加熱されると共にフィルタ４０で濾過されて圧力室２８に給気され、吹出ノズル３０から第１ゾーン１８Ａ内に吹き出される。吹き出された乾燥風はウエブ１４に塗布されたインク吸収層から蒸発する水分を伴って排気口３２から排気ダクト４２に排気される。排気された排気エアの一部が循環ダクト４７を介して給気ダクト３４に合流し、新鮮エアと混合されて再び第１ゾーン１８Ａに給気される。この場合、新鮮エアと排気エアの混合比は給気ファン３６の給気風量と排気ファン４４の排気風量を調整することによって設定する。
【００３１】
そして、上記の如く構成された第１の熱風乾燥機１８でインク吸収層を以下のように乾燥する。即ち、第１の塗布コータ１６での塗布開始時から連続塗布時において、インク吸収層の含水率を上記した１０００〜２５０重量％の範囲内で目標の含水率にするために、第１の熱風乾燥機１８内の乾燥温度とインク吸収層の膜面温度との差（ΔＴ）を一定に維持するように第１の熱風乾燥機１８に給気する乾燥風の温度を制御する。ここでは、連続塗布時以後の乾燥速度は安定している時にΔＴを一定するための特別な方法は必要ないので、塗布速度の安定しない塗布開始時から連続塗布時までにΔＴを一定にする方法を説明する。
【００３２】
塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための方法としては、温度制御パターン方式を採用することができる。この方式は、塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについてインク吸収層を目標の含水率に乾燥するための乾燥温度、及び塗布を開始してから乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間、即ち乾燥温度を上昇させ始めるまでの温度上昇待ち時間を事前のテスト等によって予め求める。そして、求めた結果から塗布開始時から連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを図３のように作成し、作成した温度制御パターンに基づいて第１の熱風乾燥機１８内に給気する乾燥風の温度制御を行う方法である。
【００３３】
図３は温度制御パターンの一例で第１ゾーン１８Ａを制御するための温度制御パターンである。図３から分かるように、温度制御パターンは、第１の塗布コータ１６での塗布開始時には第１ゾーン１８Ａ内は乾燥して乾燥速度が速い雰囲気にあるので連続塗布時の乾燥温度よりも低く設定され、インク吸収層からの水分が蒸発して第１ゾーン１８Ａ内の乾燥速度が低下し始める時、即ち塗布開始から所要時間後に徐々に連続塗布時の乾燥温度まで上げていく乾燥温度曲線となる。この場合、図２のように、第１ゾーン１８Ａから排気される排気エアの一部を乾燥風として循環使用することにより、排気エア中にはインク吸収層から蒸発した水分が含有され、塗布開始時の第１ゾーン１８Ａでの乾燥環境を連続塗布時の乾燥環境に近づけることができるので、塗布開始時と連続塗布時での乾燥速度差を小さくすることができる。従って、温度制御パターンにおいて塗布開始時の乾燥温度から連続塗布時の乾燥温度までの上昇幅が小さくてすむので、それだけ乾燥風の温度制御をし易くなる。この場合、温度制御パターンを作成する事前テストでも排気エアの一部を乾燥風として使用する条件の下で行うことが必要である。また、排気エアの一部を乾燥風として使用しなくても、給気ダクト３４に取り込む新鮮エアを調湿するようにしても同じ効果を得ることができる。
【００３４】
また、第１ゾーン１８Ａ〜第５ゾーン１８Ｅにおける温度制御パターンを見た場合、乾燥ゾーンがウエブ走行方向から見て下流側の乾燥ゾーンに行くに従って塗布開始時から乾燥速度が変わり始めるタイミング、即ち塗布開始からの所要時間は長くなるので、それに見合った温度制御パターンを作成する。例えば、第１ゾーン１８Ａでの所要時間を６０秒とすると共に１つの乾燥ゾーンのウエブ通過時間を３０秒とした場合、第２ゾーン１８Ｂの所要時間は６０秒に３０秒を合計した９０秒となり、第３ゾーン１８Ｃでは１２０秒、第４ゾーン１８Ｄでは１５０秒、第５ゾーン１８Ｅでは１８０秒になる。
【００３５】
そして、第１ゾーン１８Ａから第５ゾーン１８Ｅの各乾燥ゾーンでは、作成した温度制御パターンに基づいて、乾燥風を温度制御する。即ち、各乾燥ゾーン１８Ａ〜１８Ｅの各給気ダクト３４に設けられた各ヒータ３８には温度制御パターンを達成するための加熱プログラムとタイマー機構とが組み込まれており、塗布を開始してから乾燥速度が変化し始めるタイミングはタイマー機構によって設定される。
【００３６】
このように、塗布開示時と連続塗布時の乾燥速度の違いに応じた乾燥温度の温度制御パターンを作っておいて、その温度制御パターンになるように乾燥風の温度を変えれば、リアルタイムな制御を行うことができる。これにより、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保つことができるので、目標の含水率に一定に維持することができる。従って、製品ロスや工程汚染が発生することを未然に防止することができる。
【００３７】
塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための別の方法としては、第１の塗布コータ１６での塗布開始時から第１の熱風乾燥機１８から排気される排気エアの露点温度を測定し、該測定した露点温度の変化に応じて乾燥風の温度を制御する露点測定方式を採用することができる。
【００３８】
この露点測定方式は、第１の熱風乾燥機１８内雰囲気の露点の変化に応じて膜面温度が変化することを利用したもので、図４の第１ゾーン１８Ａの例で示すように、排気ダクト４２の途中に排気エアの露点を逐次検出する露点検出計４６を設ける。露点検出計４６で検出された検出データはコントローラ４８に逐次送られる。コントローラ４８には、露点の変化量と膜面温度の変化量との関係が予め入力されており、露点の変化量から求めた膜面温度の変化量に応じてΔＴが一定に維持されるようにヒータ３８による乾燥風の加熱温度を制御する。
【００３９】
また、塗布開始時から連続塗布時までのΔＴを一定にするための他の方法としては、インク吸収層の膜面温度を測定し、測定結果に基づいて乾燥風の温度を制御する膜面温度測定方式を採用することができる。この膜面温度測定方式は、無接触型温度計５０でインク吸収層の膜面温度を直接測定するもので、図５の第１ゾーン１８Ａの例で示すように、インク吸収層の近傍でウエブ１４の走行方向に沿って配設される。
【００４０】
無接触型温度計５０によって測定された膜面温度はコントローラ４８に逐次入力される。コントローラ４８は、膜面温度の変化量に応じてΔＴが一定に維持されるようにヒータ３８による乾燥風の加熱温度を制御する。
【００４１】
露点測定方式及び膜面温度測定方式は、温度制御パターン方式に比べて、リアルタイム性では多少劣るが、従来の熱風乾燥機を出た水分量を測定してフィードバックする場合に比べてタイムラグを顕著に短くすることができるので、製品ロスを減少することができると共に、塗布膜片の剥離による工程汚染を抑制することができる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、インクジェット記録用シートの製造に本発明の塗布膜の乾燥方法を適用して例で説明したが、インクジェット記録用シートの製造に限定されるものではない。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
連続走行するウエブ１４に第１の塗布コータ１６であるスライドビードコータで、固形分濃度が１０重量％のインク吸収層塗布液２０ｇ／ｍ２ を塗布した後、第１の熱風乾燥機１８によりインク吸収層を生乾き状態に乾燥した。次に、第１の熱風乾燥機１８で乾燥されたインク吸収層の上に、第２の塗布コータ２０であるエアナイフコータで媒染剤塗布液を塗布した後、第２の熱風乾燥機２２で乾燥し、インクジェット記録用シートを作成した。
【００４５】
ウエブ１４の走行速度である塗布速度、第１及び第２の熱風乾燥機１８、２２での乾燥条件は以下の通りである。
【００４６】
・塗布速度…１０ｍ／分
・第１の熱風乾燥機…全長２０ｍの乾燥路を５つの乾燥ゾーンに分割し、各乾燥ゾーンを温度制御パターン方式で制御
・インク吸収層塗布液の固形分濃度…１０重量％
・インク吸収層塗布液の含水率…９００重量％（水分量／固形分量）
・媒染剤塗布液の固形分濃度…３重量％
・媒染剤塗布液の塗布する前のインク吸収層の目標含水率…３８０重量％（水分量／固形分量）
・第２の熱風乾燥機…全長２０ｍの熱風乾燥機で乾燥温度８０°Ｃ
表１は、第１の熱風乾燥機１８での温度制御パターン方式を作成するためのデータであり事前のテストで求めた。即ち、連続塗布時の乾燥速度５５°Ｃは連続塗布時にインク吸収層の含水率が３８０重量％になるための乾燥温度である。また、塗布開始時の乾燥温度４５°Ｃは塗布開始時にインク吸収層の含水率が３８０重量％になるための乾燥温度である。表１の温度上昇待ち時間とは、塗布開始時から塗布速度が変わり始めるまでの所要時間、即ち塗布開始時から乾燥温度上昇開始までの温度上昇待ち時間である。表１の温度上昇時間とは、温度上昇開始から連続塗布時の乾燥温度が一定状態になるまでの時間である。
【００４７】
図６は、温度制御パターンの一例として、表１の第１ゾーンの数値から第１ゾーンの温度制御パターンを作成したものである。
【００４８】
【表１】
【００４９】
その結果を図７に示す。図７において実線は本発明の実施例であり、破線は比較例である。図７の結果から分かるように、実施例では、塗布開始時から連続塗布時において、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率を３８０重量％±１５重量％の範囲に制御することができた。これにより、製品ロスが発生しなかったと共に、インク吸収層のひび割れも発生しないので工程を汚染することもなかった。
【００５０】
一方、比較例は、塗布開始時から経過初期において、インク吸収層の含水率が２３０重量％になり、インク吸収層のひび割れが発生し、工程を汚染した。また、インク吸収層の含水率が目標の３８０重量％に安定するまで約１０分かかり、その間に製造されたインクジェット記録用シートの大部分が製品ロスとなった。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布膜の乾燥方法によれば、塗布開始時から連続塗布時までの乾燥速度を常に一定に保ち、一定の含水率の塗布膜を得ることができる。従って、本発明をインクジェット記録用シートの製造に適用すれば、媒染剤塗布液を塗布する前のインク吸収層の含水率を、乾燥速度が不安定な塗布開示時から連続塗布時であっても目標の含水率にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録用シートの製造方法を実施する製造装置の概略構成図
【図２】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり温度制御パターン方式を説明する説明図
【図３】温度制御パターンの一例を示すグラフ
【図４】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり露点測定方式を説明する説明図
【図５】第１の熱風乾燥機の第１ゾーンの構成であり膜面温度測定方式を説明する説明図
【図６】本発明の実施例における温度制御パターンの説明図
【図７】本発明の実施例と比較例によるインク吸収層の含水率を示したグラフ
【符号の説明】
１０…インクジェット記録用シートの製造装置、１２…送り出し装置、１４…ウエブ、１６…第１の塗布コータ、１８…第１の熱風乾燥機、１８Ａ〜１８Ｅ…乾燥ゾーン、２０…第２の塗布コータ、２２…第２の熱風乾燥機、２４…巻取り装置、２６…パスローラ、２８…圧力室、３０…吹出ノズル、３２…排気口、３４…給気ダクト、３６…給気ファン、３８…ヒータ、４０…フィルタ、４２…排気ダクト、４４…排気ファン、４６…露点検出計、４７…循環ダクト、４８…コントローラ、５０…無接触型温度計
Claims (8)
- 連続走行するウエブに、塗布コータで塗布液を塗布して塗布膜を形成した後で該塗布膜を熱風乾燥機で乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
前記熱風乾燥機内の乾燥温度と前記塗布膜の膜面温度との差を一定に維持するように前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする塗布膜の乾燥方法。 - 塗布開始時と連続塗布時のそれぞれについて前記塗布膜を目標の含水率に乾燥するための前記乾燥温度及び前記塗布開始時から乾燥速度が変化し始めるまでの所要時間を予め求め、
前記求めた結果から前記塗布開始時から前記連続塗布時までの乾燥温度の温度制御パターンを作成し、
前記作成した温度制御パターンに基づいて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする請求項１の塗布膜の乾燥方法。 - 前記乾燥温度の温度制御パターンは、前記塗布開始時には前記連続塗布時の乾燥温度よりも低く、前記所要時間後に連続塗布時の乾燥温度まで徐々に上げていく乾燥温度曲線であることを特徴とする請求項２の塗布膜の乾燥方法。
- 前記乾燥風として取り込む新鮮エアを調湿することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の塗布膜の乾燥方法。
- 前記熱風乾燥機から排気される排気エアの一部を前記乾燥風として循環使用することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の塗布膜の乾燥方法。
- 前記熱風乾燥機から排気される排気エアの露点温度を前記塗布開始時から前記連続塗布時まで測定し、該測定した露点温度の変化に基づいて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする請求項１の塗布膜の乾燥方法。
- 前記塗布膜の膜面温度を測定し、測定結果に基づいて前記熱風乾燥機に給気する乾燥風の温度を制御することを特徴とする請求項１の塗布膜の乾燥方法。
- 連続走行するウエブに、無機微粒子及び水溶性樹脂を含有するインク吸収層塗布液を塗布した後にインク吸収層を乾燥し、該インク吸収層の含水率が１０００〜２５０重量％のところで該インク吸収層の上に媒染剤を含む塗布液を塗布するインクジェット記録用シートの製造方法において、
前記インク吸収層の乾燥に、請求項１〜７の何れか１の塗布膜の乾燥方法を使用することを特徴とするインクジェット記録用シートの製造方法。
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