JP2005246269A

JP2005246269A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2005246269A
Application number: JP2004061212A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sawada; 務澤田
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】本発明の課題は、支持体に１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の条件下で均一に塗布でき、更には、１，０００ｍｍ以上の塗布幅であっても、低粘度液を薄層塗布できる塗布装置を提供することにある。
【解決手段】上流側パスローラと下流側パスローラの間に装架されて走行する可撓性支持体にフロントリップとバックリップからなるエクストルージョン型の塗布ヘッドを前記可撓性支持体の一方から当接させて塗布を行なう塗布装置において、少なくともフロントリップ頂部の高さを塗布幅方向で中央部から両端部にかけて漸減する形状としたことを特徴とする塗布装置により前記課題を解決した。
【選択図】なし

Description

本発明は、連続して走行する可撓性支持体（以下、支持体と称する）に塗布液を塗布する塗布装置に関し、詳しくは低粘度液を薄層で塗布する塗布装置に関する。

ハロゲン化銀写真感光材料、磁気記録材料、感圧及び感熱記録紙、インクジェット記録材料等の製造において、連続して走行するプラスチックフィルム、紙、樹脂被覆紙、不職布等の支持体に塗布液を塗布する方法として、精密でばらつきが少ない塗布量を得るために、例えば、スライドビード方式、カーテン方式などが用いられている。これらの方式はいわゆる前計量方式と称され、塗布量の再現性、均一性に優れ、良好な塗布面質が得られる特徴がある。

本発明の課題とする１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の薄層という塗布条件に対しては、前述したスライドビード方式では安定した塗布ビードが生成できず、また、カーテン方式においては安定したカーテン膜が生成しないことは当業者では承知のことである。

一方、グラビアロール方式、メタリングバー方式、ドクターブレード方式等によれば、前述した低粘度液を薄層で塗布できる可能性を有しているが、これらの方式は所望の塗布量を付着させた後に塗布液の余剰分が発生する、いわゆる後計量方式と称されるものである。余剰の塗布液は通常回収して再使用されるが、回収液を循環させて再使用する過程で塗布液の品質が大きく劣化する問題がある。また、前工程で事前に塗布層を施した支持体にこれらの方式を用いて塗布した場合には、塗布装置が塗布面に直接接触することにより予め塗布された塗布面が削り取られて余剰液に混入してしまい、回収液の再利用が困難となって廃棄せざるを得ない経済上の損失を招いてしまう。

そこで本発明者らは、本発明の課題である低粘度液、薄層塗布の可能性を見いだすべくエクストルージョン方式に着目した。エクストルージョン方式は、塗布装置先端（以下、ダイヘッドと称する）に上流側リップ（以下、フロントリップと称する）と下流側リップ（以下、バックリップと称する）を備え、この二つのリップ間に設けたスロットから塗布液を押し出して、前記リップに対向して走行する支持体に当接させて塗布液を塗布するものであり、従来より種々の分野で用いられている。

しかしながら、本発明の課題とする塗布条件、つまり１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の薄層で塗布する場合には均一な塗布面を安定して得ることが困難である。具体的には、支持体の幅方向にストライプ状の塗布厚みムラが生じてしまい、特に低粘度化、及び薄層化に伴って塗布厚みムラが増長してしまう。これは、この方式がダイヘッドを支持体に当接させてフリーテンションで塗布液を塗布する所以であり、本質的には、支持体の流れ方向および幅方向の厚み分布、捲きぐせ等、支持体の不均一性に起因するものである。

このストライプ状の塗布厚みムラを解消するために、ダイヘッドの支持体走行方向の上流側、及び／若しくは下流側に、例えばエキスパンダーローラ等の支持体を幅方向に矯正させる拡幅ローラを用い、更にはダイヘッドとエキスパンダーローラとの間にガイドローラを設置する方法が開示されている。（例えば特許文献１参照）しかしながらこの方法においては、拡幅ローラやガイドローラで一旦矯正された支持体の幅方向の張力が維持されず、ダイヘッドに進入する直前で支持体が再び変形し、塗布された直後にストライプ状の塗布厚みムラが生じてしまう。とりわけ、塗布幅が１０００ｍｍを超える場合には甚だしい塗布厚みムラが発生してしまう。
特許第３２９１８２２号（第３−９頁）

前述の問題に対して本発明の課題は、１０００ｍｍ以上の塗布幅でも、１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の薄層で均一に塗布できる塗布装置を提供することにある。

本発明者らは、この課題を解決するために鋭意研究を行った結果、上流側パスローラと下流側パスローラの間に装架されて走行する可撓性支持体にフロントリップとバックリップからなるエクストルージョン型の塗布ヘッドを前記可撓性支持体の一方から当接させて塗布を行なう塗布装置において、少なくともフロントリップ頂部の高さを塗布幅方向で中央部から両端部にかけて漸減する形状としたことを特徴とする塗布装置をもって本発明を完成させるに至った。

本発明によれば、１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の薄層で均一に塗布できることが可能となり、１０００ｍｍ以上の塗布幅でも幅方向にストライプ状の塗布厚みムラを完全に防止するのに、特に著しい効果が認められた。

以下、本発明にかかるエクストルージョン型塗布装置の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明に用いるエクストルージョン型塗布装置の模式側面図であり、図１に示すように塗布装置先端のダイヘッド１を支持体２に当接させて塗布操作を行う。塗布液は図示しない供給装置により所望する流量がマニホールド３と称す空洞部に供給され、次いでフロントリップ４とバックリップ５の間に設けたスロット６から塗布液が押し出される。流出した塗布液は、上流側パスローラ７および下流側パスローラ８に装架されて矢印方向に走行する支持体２に持ち去られることで塗布操作が行われて塗布膜９が生成される。

マニホールド３およびスロット６の塗布幅方向の両端部は塗布液の流出を回避する目的と支持体１に対する塗布幅を規制する目的で、スロット６の間隙中に図示しない封止部材が勘合されている。本発明において、マニホールド３の断面形状ないし断面積については何ら制限されるものはなく、例えば全円、半円、楕円などを適用でき、さらに幅方向に対するスロット６からの流出流量分布を均一化させるために前記断面積を端部に向かって漸減させてもよい。

スロット６の間隙については、一般的に塗布液の流量、粘度が幅方向流出流量を均一化させるに際し主要なパラメータとして決定することができ、本発明の塗布条件においても適宜選択することができる。

上流側パスローラ７、及び下流側パスローラ８はそれぞれ支持体２を装架し搬送させるものである。該ローラは駆動式、非駆動式のいずれでもよく、また直径についても特に限定されないが、当然ながら優れた真円度を有し回転時のがたつきが少ないものを選択すべきである。また前記の各パスローラ間の相互距離は一般的に短かく設定すべきである。その理由は、前記相互距離が短いほどダイヘッドを通過する支持体の安定性が向上するからである。

ダイヘッド１は図示しない架台に装着されており、この架台に連接された駆動機構の昇降動作により走行する支持体に対してダイヘッド１が当接、若しくは離脱され、塗布の開始、若しくは終了が成就する。

引き続き、図２を用いて本発明によるエクストルージョン型塗布装置について詳細に説明する。図２は本発明によるエクストルージョン型塗布装置を塗布幅方向の正面から見た模式断面図である。

本発明で用いることができる支持体はプラスチックや紙を主とする各種可撓性の長尺ウエブをいうが、これら支持体を製造する工程では様々な改良がなされてはいるものの未だ流れ方向および幅方向の厚み分布、捲きぐせ等々の不均一要素が存在する。この支持体の不均一性は、本発明の目的とする低粘度、薄層塗布という条件において塗布障害を招きやすくなり、特に支持体の幅が広くなるほどこの傷害は顕著なものとなる。すなわち、支持体の不均一性がもたらすことによる幅方向のストライプ状の塗布厚みムラは、前述したように支持体への張力設定や塗布装置周辺のローラで支持体幅方向の平面性を拡幅、矯正しても解消することはできない。

本発明は、前述した支持体の不均一性をダイヘッド自体で矯正し、均一な塗布膜を生成することを可能としている。本発明者は図２に図示したように少なくともフロントリップ頂部高さの幅方向分布において中央部をなだらかな凸状とすることにより支持体の不均一性を矯正し、１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下の条件下で、かつ、１０００ｍｍ以上の幅をもつ支持体であっても、幅方向に塗布厚みムラを生じることなく均一に塗布できることを見出した。具体的には、ガイドローラを通過した支持体は幅方向の張力が維持されず、通常ダイヘッドに進入する直前で再び支持体が変形しようとするが、フロントリップ頂部高さをなだらかな凸状としたことでフロントリップ自体が支持体を張設して拡幅させる作用が働き、支持体の中央部から幅方向両側へ均等に張力を付加して、ダイヘッドに進入した後もこれを有効に保持したまま、塗布液を均一に塗布できるものである。すなわち図２のＧで示すようにフロントリップ頂部の高さを中央部と端部で差をつけることが本発明の特徴である。図２に示したＬ１はダイヘッドの幅方向面長を表し、Ｌ２はダイのスロット部から塗布液が押し出される、いわゆる塗布幅を表している。

前述したＧの大きさは、支持体を張設して中央部から幅方向両側へ均等に張力を付加して拡幅させるに充分な大きさであればよく、支持体の厚み、剛性などの物性、支持体の変形、平面性の程度に応じて最適な大きさを選択することができる。また、前記凸形状は少なくともフロントリップ頂部に施すが、同時にバックリップ上面に施してもよく、特にフロントリップのＧを大きく設定する場合には、フロントリップ頂部とバックリップ上面の高さギャップ差から生じる塗布筋等の傷害を回避させるために、バックリップ上面にフロントリップ同様の凸形状を施すことが好ましい。

前述したリップ部に施す凸形状は、その形態を特に制限されるものではないが、ダイリップ部の加工性や支持体を張設して中央部から幅方向両側へ均等に拡幅させるため、リップ頂部の全幅方向に一定の曲率を持った円弧形状とすることが好ましい。

本発明に用いるエクストルージョン型ダイヘッドの材質については、塗布液に対する耐食性を有し、精度よく機械加工可能でかつ該精度を維持できるものが好ましく、たとえばニッケル−クロム鋼（ステンレス鋼）、チタン合金、セラミックス、タングステン−カーバイド焼結材等を好ましく用いることができる。さらに製作コストを考慮してフロントリップおよびバックリップの先端部のみに前記タングステン−カーバイド焼結材やセラミックスなどを適用してもよい。

次に、本発明を更に具体的に説明するために実施例を述べるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において各種の応用が行えるものである。

予め、支持体である厚み１００μｍの下引き済みポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に平均粒子径５μｍのシリカ粒子を含有する裏塗り層を設け、該支持体の反対面をコロナ放電加工後、ゼラチン水溶液に界面活性剤、硬膜剤、カーボンブラック、１−フェニル−３−ピラゾリドン０．３g/ｍ²、及び平均粒子径３．５μｍのシリカ粒子を含む下塗り層と、その上層にダブルジェット法で調製しオルソ増感した高感度塩化銀乳剤に界面活性剤、硬膜剤、１−フェニル−３−ピラゾリドン０．１g/ｍ²を含有するハロゲン化銀乳剤層を、ゼラチンとして０．８g/ｍ²硝酸銀として１．０g/ｍ²になるように二層構成で塗布したものを用意した。

本発明に用いる塗布液としては、下記の処方から成る物理現像核層用の塗布液を調製した。
〈硫化パラジウムゾルの調製〉
Ａ液塩化パラジウム５ｇ
塩酸４０ｍｌ
蒸留水１０００ｍｌ
Ｂ液硫化ソーダ８．６ｇ
蒸留水１０００ｍｌ
Ａ液とＢ液を撹拌しながら混合し、３０分後にイオン交換樹脂（ＩＲ−１２０Ｅ、ＩＲＡ−４００）の充填されたカラムに通し硫化パラジウムゾルを得た。

〈物理現像核塗布液の調製〉
前記硫化パラジウムゾル１００ｍｌ
ハイドロキノン１００ｇ
１−フェニル−３−ピラゾリドン１０ｇ
アクリルアミド（９７）とイミダゾール（３）０．５ｇ
の共重合体（平均分子量：１０万）
１０％サポニン（界面活性剤）０．５ｍｌ
水を加えて全量１５００ｍｌ
調製後のこの塗布液の粘度は１．２ｍPa・ｓであった。

図１の塗布装置により、表１に示す円弧状の凸形状を施したエクストルージョン型のダイヘッドを用いて、塗布速度１２０ｍ／分で湿潤塗布厚みを１２μｍから３０μｍの間で変化させた。ダイヘッドは、間隔が５００ｍｍの２つのパスローラの丁度中間に配置し、幅方向の面長が６００ｍｍ、１，２００ｍｍの２種類のダイヘッドを用、それぞれ５６０ｍｍ、１，０６０ｍｍの塗布幅で物理現像核塗布液を塗布した。

（比較例）
ダイヘッドはフロントリップ頂部とバックリップ上面には特別な加工は施さず、一般的な平面直線形状のものを用い、本発明と同じ支持体を用いて同様の塗布条件で物理現像核塗布液を塗布した。

前述した方法で塗布した試料の評価は以下の基準で目視判定し、その結果を表１に示した。
（判定基準）
◎：塗布幅全面が均一な塗布状態
○：極弱い塗布厚みムラ（品質上、問題ないレベル）
△：幅方向にストライプ状の厚みムラ
×：幅方向全面に強度のストライプ状厚みムラ

表１からも明らかなように、本発明は１ｍPa・ｓ程度の低粘度液を湿潤塗布厚み１５μｍ以下で、且つ、塗布幅が１０００ｍｍ以上の条件下であっても、幅方向にストライプ状の塗布厚みムラを完全に防止することができ、均一に薄層塗布できることがわかる。一方比較例は、幅方向にストライプ状の厚みムラが強く発生してしまい、低粘度液を均一に薄層することができなかった。

本発明による実施例は、ハロゲン化銀乳剤層を支持体に塗布した後に一旦巻き取り、次いで前記巻き取りに物理現像核塗布液を塗布する二つの塗布ラインに分けて行ったが、ハロゲン化銀乳剤層を支持体に塗布して乾燥した後、支持体が連続して走行する同一の搬送ラインで引き続き物理現像核塗布液を塗布する場合にも適用することができる。

本発明の一例を示す模式側面図本発明の一例を示す模式正面図

符号の説明

１ダイヘッド
２支持体
３マニホールド
４フロントリップ
５バックリップ
６スロット
７上流側パスローラ
８下流側パスローラ
９塗布膜

Claims

上流側パスローラと下流側パスローラの間に装架されて走行する可撓性支持体にフロントリップとバックリップからなるエクストルージョン型の塗布ヘッドを前記可撓性支持体の一方から当接させて塗布を行なう塗布装置において、少なくともフロントリップ頂部の高さを塗布幅方向で中央部から両端部にかけて漸減する形状としたことを特徴とする塗布装置。