JP4144016B2

JP4144016B2 - 記録用シートの製造方法及び装置

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Publication number: JP4144016B2
Application number: JP29706399A
Authority: JP
Inventors: 豊柏原; 和彦能條
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2019-10-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録シートの製造方法及び装置に係り、特に、高品質なインクジェット用記録シート等のように支持体上に無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層が設けられた記録用シートの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各種のインクジェット方式が開発されており、それに伴い各種のインクジェット用の記録シートも開発されている。このインクジェット用の記録シートに使われる支持体としては各種樹脂製フィルムの他、普通紙や上質紙（コート紙）、写真用印画紙などがある。これらのインクジェット用の記録シートのうち、粒径の細かい無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層が設けられた記録用シートは、高品質なインクジェット用の記録シートとして使用されている。無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層が設けられた記録用シートとしては、他に熱転写用の記録用シート、電子写真用の記録用シート等がある。
【０００３】
これら、無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層が設けられた記録用シートの製造においては、特開昭６２−１１１７８２号公報に、インクの色材受容層を２層に分け、それらを順次塗布することで、高いインクの吸収量を保持し、かつ高耐水性、高インク吸収速度を保持したまま、ひび割れのない記録シートを製造する方法が開示されている。また、特開平８−７２３８８号公報には、紙基材の上に擬べーマイト液を塗布し、その擬べーマイト層の含水分が１００〜４５０％の時に擬べーマイトの上にシリカ塗工液を塗布し、その直後に加熱した平滑な型を押し付けて高い光沢度の記録シートを得る方法が開示されている。更に、特開平１１−１７２５９７号公報には、支持体に塗布したインクの色材受容層の含水分を２００〜５００重量％に調整後、表面の算術平均粗さが２５ｎｍ以下の有機高分子フイルムを積層し、含水分が５重量％以下となるまで乾燥後、フイルムを剥離して光沢度の高い記録用シートを製造する方法が開示されている。また、特開平１１−１１５３０８号公報には、粒径の細かい無機微粒子と水溶性樹脂から形成された色材受容層の塗布膜に、該塗布膜が減率乾燥速度を示す領域に入る前に水溶性樹脂を架橋する架橋剤を付与することにより、高いインク吸収性を有し、惨みも少なく、且つひび割れのない記録用シートの製造方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６２−１１１７８２号公報の場合には、特開平９−１５６２０２号公報でも述べられているように、微粒子を含有した色材受容層を塗布・乾燥して形成した下層の上に、保護層等の上層を塗布する場合、下層である色材受容層の微粒子に基づく空隙に保持された空気が、上層の保護層面に微細な気泡痕跡として現れる泡故障が生じ易い。この結果、製品である記録用シートの塗布面の面状が悪化し平滑性が低下するので、高い光沢性が得られないという欠点がある。
【０００５】
また、特開平８−７２３８８号公報や特開平１１−１７２５９７号公報の場合、塗布面の平滑性を出すために、塗布面に型を押圧したり、塗布面に有機高分子フイルムを積層するので、塗布膜の乾燥を裏面（支持体側）から行わねばならない。従って、記録シートの支持体に通気性のないフイルムを用いた場合には塗布膜の乾燥を進めることができないという欠点がある。
【０００６】
また、特開平１１−１１５３０８号公報の場合、インクの色材受容層に架橋剤を付与する過程において、減率乾燥速度域以前の色材受容層が未乾燥状態で架橋剤を塗布することになる。従って、架橋剤の特性や塗布速度や塗布幅などの塗布液の組成や物性、塗布操作条件、支持体の種類、無機微粒子と水溶性樹脂から形成された色材受容層自体の特性・面状等によって、製品である記録用シートの塗布面の面状が悪化し、品質不良を招くとともに、前記した塗布液の組成や物性等の制約を受けるので製造の安定性が大きく左右される。例えば、架橋剤の塗布にスライド塗布装置、エクストルージョン塗布装置、カーテン塗布装置を用いて、ビードやカーテン膜を介して架橋剤を色材受容層に塗布する場合、ビード部やカーテン膜が支持体の走行によって発生する同伴風の影響を受けて振動し易く、架橋剤の塗布が支持体の進行方向や幅方向において不均一になり易い。また、色材受容層と架橋剤の塗れ性や架橋反応の進行の影響を受け易い。そして、このように、架橋剤の塗布が不安定になると、乾燥後の製品の面状にスジやムラが発生し易くなる。このスジやムラの発生は外観上の見栄えが悪くなるだけでなく、光沢度、画質等の記録用シートとしての性能不良となる。特に、色材受容層と架橋剤との反応性については、架橋剤によって色材受容層を早期に硬化させることが必要で、ビード形成時から反応が進んでいることから塗布安定性への影響が大きい。また、上記以外の塗布装置であるロール塗布装置やバー塗布装置を用いた場合にも、ロールやバーと未乾状態の色材受容層との間で形成される架橋剤の液のメニスカスが前述したビードと同様に、色材受容層と架橋剤の塗れ性・反応性や塗布速度などの条件で乱れ、乾燥後の製品にスジやムラとなって残り易い。また、ディップ塗布装置を用いた場合には、架橋剤の塗布量の調整が自由にできず、処方・性能上への影響が大きいばかりか、過剰に塗布された架橋剤が液だれとなってスジになる等の問題がある。更に、架橋剤の塗りつけにスプレー塗布装置を使用した場合には、やはり色材受容層と架橋剤の反応性などの為にスプレーする架橋剤液の粒の大きさや、液の塗れ広がり易さ、また、塗布の速度や塗布量によっては架橋剤の粒の跡が乾燥後にも消えずに残って斑点状のスジやムラとなる場合がある。
【０００７】
これらの欠点を解消する対策として、本発明者は、下層の上に上層を塗布した後、又は未乾状態の色材受容層の上に架橋剤を塗布した後、鏡面仕上げしたキャスティングドラムに塗布面を接触させ、塗布面に温度・圧力をかけることで、塗布面の平滑性やスジやムラを解消することを試みた。しかし、欠点を解消させるには高い温度と圧力を備えたキャスティングドラムが必要であり、従来のキャスティングドラム設備では解消させるまでには至らなかった。また、キャステイングドラムでは支持体がフイルムのような通気性のない支持体の場合には乾燥が進まず、使用できないので、根本的な解決にはならない。
【０００８】
そして、上記した欠点を解決できないと、製品光沢度などの品質を良化できないばかりでなく、スジやムラによって製品の得率を落とし、生産性を悪くする。
【０００９】
しかし、上記した従来の方法により、得率良く、光沢度の高い製品を安定的に製造する為には、架橋剤の塗布の際に使用する各塗布方式や塗布操作条件の最適化、色材受容層や架橋剤液の物性の最適化を行わなくてはならず、これは塗布操作条件等の製造工程条件上、又塗布液の組成・物性を設計する上でも大きな制約をうけることになる。この結果、安定な製造条件範囲を広くとれないなどの多大な影響がでるという問題がある。また、より高温で高圧にて使用できるキャスティングドラムを設置した場合、装置の改造や最適化を行うために多大な設備投資が必要になるばかりでなく、支持体としてフイルムを使用した製品には適用できない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、無機微粒子と水溶性樹脂とを含む色材受容層が設けられた記録用シートを、塗布液の組成・物性や塗布操作条件の制約を受けることなく、塗布面の光沢度を高くでき、且つ塗布面にスジやムラを発生させないで安定的に製造することのできる記録用シートの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層を乾燥し、該色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を多重塗布して成る記録用シートの製造方法において、前記上層は、架橋剤層であり、前記多重塗布のうちの最上層を設定量よりも過剰に塗布形成した直後、前記多重塗布した塗布面に、スムージング・メタリング装置によって、前記塗布面を平滑化する作用と該塗布面の表層部を掻き取って設定塗布量に計量する作用を併せ持ったスムージング・メタリング処理を施すことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記目的を達成するために、無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を多重塗布して成る記録用シートの製造装置において、前記支持体に前記色材受容層を塗布形成する色材受容層用塗布装置と、前記色材受容層を乾燥する第１の乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥後、又は乾燥中に前記色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を塗布する上層用塗布装置と、前記上層用塗布装置の後段に設けられ、前記多重塗布した塗布面にスムージング・メタリング処理を施すスムージング・メタリング装置と、前記スムージング・メタリング処理した後の前記上層を乾燥する第２の乾燥装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、多重塗布のうちの最上層を塗布形成した直後に、塗布面をスムージング・メタリング処理するようにした。これにより、無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層の上に上層を多重塗布した際に発生し易い、泡故障に起因する塗布面の面状悪化や、不安定な塗布に起因する塗布面のスジやムラを解消することができるので、面状が良好で高い光沢度の塗布面を有する記録用シートを製造することができる。しかも、この方法は、塗布面に発生した泡故障やスジ・ムラ等の不具合を後から修復する方法なので、色材受容層や上層の組成や物性、或いは塗布操作条件、更には塗布装置の種類等の制約を何ら受けることがなく、安定的な製造を行うことができる。また、不具合を修復するスムージング・メタリング装置は、バー方式、エアーナイフ方式、ブレード方式のように簡単な構成でよいので、記録用シートの製造装置を大幅に改造する必要もない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面により本発明の記録用シートの製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
本発明の発明者は、鋭意研究を重ねた結果、無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層の上に、少なくとも別の色材受容層を１つ以上多重塗布する場合、保護層等のオーバコート層を多重塗布する場合、架橋剤の層を多重塗布する場合には、多重塗布する最上層を塗布形成した直後に、バー、エアーナイフ、ブレードの何れかを備えたスムージング・メタリング装置で、多重塗布された塗布面をスムージング・メタリング処理することが、泡故障に起因する塗布面の悪化を修復し、塗布の不安定に起因する塗布面のスジ・ムラを修復し、面状が良好で且つ高い光沢度を有する記録用シートを安定的に生産することができることを見出した。
【００１６】
ここで、スムージング・メタリング処理とは、スムージング（SM00THING)処理により塗布面を平らに（平滑化）する作用と、メタリング（METERING）処理により塗布面の表層部を例えば掻き取る等によって必要な塗布量（設定塗布量）に計量する作用の２つの作用を併せ持った処理をいう。このスムージング・メタリング処理を、多重塗布する最上層を塗布形成した直後に施すことにより、必要な塗布量が均一に乗った状態の最上層を形成することができる。
【００１７】
スムージング・メタリング処理を行うためのスムージング・メタリング装置としては、バー方式、エアーナイフ方式、ブレード方式のものがある。
【００１８】
バー方式とは、丸状棒のバーの軸方向を走行する支持体の幅方向に配置して、該支持体に塗布形成された塗布面に接触させる方式で、バーの径は２〜２００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍの丸棒状のものが良い。また、バーを、支持体が走行する速度と同速±５０％以内の周速で、支持体と同方向又は逆方向に回転させる。このときの支持体のバーへのラップ角度（θ）は０〜３０度以内が適当である。また、必要な塗布量に合わせてワイヤーなどを巻いて巻回したワイヤー同士の間に溝を形成したり、バー自体に溝を刻設したりして、バーと塗布面が接触した際に余剰の塗布液が溝に取り込まれることによりメタリングされる。
【００１９】
エアーナイフ方式とは、ナイフ状のエアーを吹き出すスロット状のエアノズルの長尺方向を、走行する支持体の幅方向に配置して、該エアノズルからのナイフ状のエアを塗布面に当てることにより、塗布面を均しながら塗布表層部を掻き取る方式である。エアノズルから吹き出されるエア風速は１０〜１５０ｍ／秒の範囲、エアー圧力は０．０１〜１０ｋｇ／ｃｍ²、特に好ましくは０．５〜５ｋｇ／ｃｍ²の範囲がよい。また、エアノズル先端から最上層の塗布面までの距離は１〜３０ｍｍの範囲、エアノズルと塗布面とのなす角度は１〜５０度の範囲に設定することが好ましい。
【００２０】
また、ブレード方式とは、ブレードの幅方向を支持体の幅方向に配置して、該支持体に塗布形成された塗布面に接触させることにより、塗布面を均しながら塗布表層部を掻き取る方式である。これに使用されるブレードは、柔軟性のある樹脂製の材質とし、塗布面への押付け圧力は０．０１〜１０ｋｇ／ｃｍ²が好ましく、特に好ましくは０．１〜５ｋｇ／ｃｍ²の範囲がよい。
【００２１】
但し、バー方式、エアーナイフ方式、ブレード方式における上記条件は、▲１▼必要な塗布量、▲２▼色材受容層に対する上層である別の色材受容層、オーバーコート層の塗れ性、▲３▼上層を架橋剤層とした場合における色材受容層（下層）の架橋剤（上層）による硬化具合、▲４▼多重塗布する各層の塗布液の組成や物性、▲５▼最上層を塗布形成してからスムージング・メタリング処理までの時間等に応じて、上記条件の範囲内で調整すると更によい。
【００２２】
次に、以上の知見に基づいて構成した記録用シートの製造装置の構成の実施の形態を説明する。尚、下層である色材受容層の上に塗布する上層として架橋剤の例で説明する。
【００２３】
図１は、バー方式のスムージング・メタリング装置を組み込んだ本発明の記録用シートの製造装置の構成例を示す第１の実施の形態である。
【００２４】
図１に示すように、送出し装置１０から送り出されて走行する支持体１２には、先ずは、スライド塗布装置１４により、下層である無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を形成するための塗布液が塗布される。即ち、塗布液は、スライド塗布装置１４の塗布ヘッド１６内に形成されたマニホールド１８に供給されて支持体１２の幅方向に拡流された後、スリット２０を通ってスライド面２２に押し出され、スライド面２２を流下する。スライド面２２を流下した塗布液は、スライド面先端部と、コーティングロール２４に係合支持された支持体１２との隙間部分にビードを形成し、このビードを介して支持体１２上に塗布される。これにより、支持体１２上に、塗布量が例えば１００〜３００ｇ／ｍ²程度の色材受容層が形成される。
【００２５】
次に、色材受容層が形成された支持体１２は、乾燥装置２６の乾燥ゾーンを走行して色材受容層が乾燥され、乾燥装置２６の出口側に配置された別のスライド塗布装置２８により、支持体１２の色材受容層上に、上層である架橋剤が設定塗布量よりも過剰に塗布される。そして、架橋剤の塗布直後に、バー方式のスムージング・メタリング装置３０によりスムージング・メタリング処理される。この場合、色材受容層を乾燥する過程において、乾燥速度が減率域に入る前までは、乾燥温度２０〜１８０°Ｃ、好ましくは３０〜１５０°Ｃの風で０．５〜５分間程度乾燥させ、減率乾燥速度域前、もしくは色材受容層の含水分（水分／固形分の％表示）が２００〜６００％の範囲内で架橋剤を塗布する。色材受容層の含水分は、好ましくは２００〜５００％の範囲内、特に好ましくは２５０〜４５０％の範囲内が一層よい。そして、架橋剤塗布直後、好ましくは３０秒以内にバー３０Ａによりスムージング・メタリング処理する。これにより、前述した泡故障に起因する塗布面の悪化を修復し、塗布の不安定に起因する塗布面のスジ・ムラを修復して、面状の良好な且つ高い光沢度を有する塗布面を形成することができる。スムージング・メタリング処理後の乾燥については乾燥装置２６により１８０℃程度の風で行っても良いし、紙などの通気性のある支持体の場合には図２に示すようにキャステイングドラム３２を使用しても良い。このようにして製造された記録用シートは、巻取り装置３４に巻き取られる。
【００２６】
尚、符号３６は、支持体１２の走行経路を形成するガイドローラである。また、色材受容層と架橋剤層を形成する塗布装置としてスライド塗布装置１４、２８を使用したが、これに限定されるものではなく、エクストルージョン塗布装置、カーテン塗布装置、バー塗布装置等の他の塗布装置を使用することができる。また、架橋剤を塗布する時に、支持体１２には、該支持体１２の塗布密着性、濡れ性等を改良するための下塗り層、或いは下塗り層以外の場合には含水分が１０％以下の塗布膜のもの以外には何も塗布しないことが好ましい。上層を塗布する時に、下層以外に水分の多い塗布膜が支持体１２上にあると、下層の含水分に与える影響が大きくなって、上層の乗りが悪くなるためである。
【００２７】
図３は、ブレード方式のスムージング・メタリング装置を組み込んだ本発明の記録用シートの製造装置の構成例を示す第２の実施の形態である。尚、図１と同様の装置、部材には同符号を付して説明すると共に、詳細な説明は省略する。
【００２８】
第２の実施の形態では、スライド塗布装置１４で、支持体１２上に色材受容層を塗布形成した後、支持体１２を乾燥装置２６の乾燥ゾーンに通す途中で、乾燥が減率域に入る前に架橋剤をスプレー塗布装置３８で塗布してその直後、ブレードでスムージング・メタリング処理するものである。即ち、乾燥ゾーンの途中にスプレー塗布装置３８とブレード方式のスムージング・メタリング装置４０を配置し、スプレー塗布装置３８による架橋剤の塗布速度や乾燥ゾーンでの乾燥条件によって、スプレー塗布装置３８及びスムージング・メタリング装置４０が図３の矢印方向に移動できるようにし、減率乾燥速度域前、もしくは色材受容層の含水分が２００〜６００％の範囲内で架橋剤を塗布すると共に、塗布直後にスムージング・メタリング処理を行えるようにした。尚、色材受容層の含水分は、好ましくは２００〜５００％の範囲内、特に好ましくは２５０〜４５０％の範囲内が一層よい。また、架橋剤を塗布する塗布装置としては、スプレー塗布装置には限定されず、他の塗布装置でもよい。
【００２９】
本発明で使用される無機微粒子の例としては、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、珪酸カルシウム、ゼオライト、カオリナイト、ハロイサイト、白雲母、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、ベーマイト、擬ベーマイト等を挙げることができる。透明性を低下させない観点から、屈折率が１．４０〜１．６０の範囲にあることが好ましい。これらの中で、シリカ微粒子が特に好ましい。また、無機微粒子の平均一次粒子径は、２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、特に好ましくは３ｎｍ以下が良く、また、屈折率は１．４５付近であることが好ましい。
【００３０】
本発明で使用される水溶性樹脂の例としては、親水性構造単位として、ヒドロキシル基を有する樹脂である、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セルロース系樹脂〔メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等〕、キチン類、及びデンプン；エーテル結合を有する樹脂である、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、及びポリビニツエーテル（ＰＶＥ）；そしてアミド基又はアミド結合を有する樹脂である、ポリアクリルアミド（ＰＡＡＭ）、及びポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を挙げることができる。また、解離性基として、カルボキシル基を有する、ポリアクリル酸塩、マレイン酸塩、アルギン酸塩及びゼラチン類；スルホン酸基を有する、ポリスチレンスルホン酸塩、アミノ基、イミノ基、第３アミン及び第４級アンモニウム塩を有するポリアリルアミン（ＰＡＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、エポキシ化ポリアミド（ＥＰＡ）、ポリビニルピリジン及びゼラチン類を挙げることができる。
【００３１】
本発明で使用される架橋剤の例としては、硼酸、硼酸塩〔例えば、オルト硼酸塩、ＩｎＢＯ₃、ＳｃＢＯ₃、ＹＢＯ₃、ＬａＢＯ₃、Ｍｇ₃（ＢＯ₃）₂、Ｃｏ₃（ＢＯ₃）₂〕、二硼酸塩〔例えば、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅、Ｃｏ₂Ｂ₂Ｏ₅〕、メタ硼酸塩〔例えば、ＬｉＢＯ₂、Ｃａ（ＢＯ₂）₂、ＮａＢＯ₂、ＫＢＯ₂〕、四硼酸塩〔例えば、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ〕、五硼酸塩〔例えば、ＫＢ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ、Ｃａ₂Ｂ₆Ｏ₁₁・７Ｈ₂Ｏ、ＣｓＢ₅Ｏ₅〕、グリオキザール、ミラミン・ホルムアルデヒド〔例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン、〕、メチロール尿素、レゾール樹脂、ポリイソシアネート等を挙げることができる。これらの中で、硼酸或いは硼酸塩が特に好ましい。
【００３２】
バー方式のスムージング・メタリング装置３０で述べたラップ角度（θ）とは、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、支持体１２とバー３０Ａとが接触する接触面の中心Ｏを通るようにバー３０Ａに水平線を引いたときに、図４（ａ）のようにバー３０Ａが接触する前の支持体１２とバー３０Ａに接触した後の支持体１２が水平接線Ｌに対し同じ側にある場合には、水平接線Ｌとバー３０Ａに接触する前の支持体１２とで形成される角度（θ₁）と、水平接線Ｌとバー３０Ａに接触する後の支持体１２とで形成される角度（θ₂）の和で表したものであり、一方、図４（ｂ）のように、バー３０Ａに接触する前の支持体１２とバー３０Ａに接触した後の支持体１２が水平接線Ｌに対して反対側にある場合には、水平接線Ｌとバーに接触する前の支持体１２とで形成される角度（θ₁）と、水平接線Ｌとバー３０Ａに接触した後の支持体１２とで形成される角度（θ₂）の差の絶対値で表したものである。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
実施例１は、スライド塗布装置で、表１に示す組成の無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を、支持体上に１００ｇ／ｍ²の塗布量になるように幅１．５ｍで塗布した。そして、乾燥装置の乾燥ゾーンにおいて乾球温度３０〜８０°Ｃ、露点温度０°Ｃの風を用いて乾燥を行い、空隙率６０％の多孔質層を形成した。乾燥後、エクストルージョン塗布装置により、表２に示す組成のオーバーコート層を色材受容層の上に、必要な塗布量（設定塗布量）よりも１０ｃｃ過剰な約６０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した直後、３秒後に径が２５ｍｍのバーを備えたバー方式スムージング・メタリング装置によりスムージング・メタリング処理した後、乾燥して記録用シートを製造した。
（比較例１）
比較例１は、色材受容層を形成した上にオーバーコート層を必要塗布量通りの５０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した点、またオーバーコート層を塗布後にスムージング・メタリング処理を行なわなかった以外は、実施例１と同様に行なって記録用シートを製造した。
【００３４】
その結果、比較例１の場合は、オーバーコート層を色材受容層に塗布した際に多孔質層である色材受容層への染み込みが大きく、乾燥後の記録用シートの塗布面に細かい乱れやスジが認められた。また、多孔質層内にあったとみられる空気が気泡となって塗布面に現れる、いわゆる泡故障が散発した。
【００３５】
これに対し、実施例１の場合は、スムージング・メタリング処理により、比較例１にみられるような乱れ、スジ、泡故障等の塗布面不良が解消され、面状が良好で高い光沢度を有する塗布面を得ることができた。また、色材受容層の多孔質層内の空気に起因する泡故障が発生しても、スムージング・メタリング処理を行なうことにより泡故障等の塗布面不良を解消することができるので、色材受容層の組成や物性が制約を受けることがない。
【００３６】
【表１】

（備考）配合割合を示す重量部の値は、全て固形分又は不揮発分を表す。
【００３７】
表１の無水シリカ微粒子を、イオン交換水（７３．３重量部）中に添加して、高速回転湿式コロイトミル〔クレアミックス（エム・テクニック（株）製〕を用いて、１００００ｒｐｍの条件で２０分間分散させた後、ポリビニルアルコール水溶液（イオン交換水の残り６２．７重量部に溶解させたもの）を加えて、更に上記と同じ条件で分散を行なって色材受容層のための塗布液を調製した。
【００３８】
【表２】

（備考）配合割合を示す重量部の値は、全て固形分又は不揮発分を表す。
【００３９】
表１のポリビニルアルコールをイオン交換水に中に添加して、高速回転湿式コロイトミル〔クレアミックス（エム・テクニック（株）製〕を用いて色材受容層の場合と同様に分散した。
（実施例２）
スライド塗布装置で、表１に示す組成の無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を、支持体上に１５０ｇ／ｍ²の塗布量になるように幅１．０ｍで塗布した。そして、乾燥装置の乾燥ゾーンにおいて乾球温度１２０°Ｃ、露点温度０°Ｃの風を用いて乾燥を行い、空隙率６０％の多孔質層を形成した。色材受容層の含水分が５００％となった時点で表３に示す組成の架橋剤を必要塗布量よりも過剰な６０ｃｃ／ｍ²となるようにエクストルージョン塗布装置で塗布した。そして、架橋剤の塗布直後５秒後に、エアーナイフを備えたスムージング・メタリング装置によりスムージング・メタリング処理を行なった後、乾燥して記録用シートを製造した。この場合、エアーナイフのエアー圧力を１．５ｋｇ／ｃｍ²とし、エアーノズルと膜面までの距離を１５ｍｍとし、角度を２５度に設定した。尚、架橋剤の塗布の際にビードを意図的に不安定にするために塗布速度を次第に上げて行なった。
（比較例２）
比較例２は、色材受容層を形成した上に架橋剤層を必要塗布量通りの５０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した点、また架橋剤層を塗布後にスムージング・メタリング処理を行なわなかった以外は、実施例２と同様に行なって記録用シートを製造した。
【００４０】
その結果、比較例２の場合は、架橋剤の塗布速度が２ｍ／分で塗布量が５０ｃｃ／ｍ²の時は良好な塗布が出来たものの、塗布速度を２ｍ／分のを越えてアップさせるにつれエクストルージョン塗布のビードが不安定となり、架橋剤の塗布が不均一となった。そして、これが原因と思われるスジやムラが乾燥後の記録用シートの塗布面に発生するようになった。このスジやムラは、塗布速度を２ｍ／分以下の低速塗布に変えない限り、エクストルージョンダイブロックの先端と膜面間の距離を調節したり、色材受容液と架橋剤液の表面張力を調節しても決して解消しなかった。
【００４１】
これに対し、実施例２の場合は、スムージング・メタリング処理により、比較例２にみられるようなスジやムラ等の塗布面不良が解消し、面状が良好で高い光沢度を有する塗布面を得ることができた。即ち、架橋剤の塗布操作条件における不安定要素のために架橋剤層面に斑点状のムラが発生しても、スムージング・メタリング処理を行なうことで解消することができるので、架橋剤の塗布操作条件の制約を受けることがない。
【００４２】
【表３】

（備考）配合割合を示す重量部の値は、全て固形分又は不揮発分を表す。
【００４３】
表３の硼酸、界面活性剤をイオン交換水中に添加した後、上記高速回転湿式コロイトミルにより分散させた後、更にポリアリルアミン１０％水溶液と４級アンモニウム塩ポリマー６０％水溶液を加えて同様に分散させて架橋剤溶液を調製した。
（実施例３）
実施例３は、スライド塗布装置で、表１に示す組成の無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を、支持体上に１００ｇ／ｍ²の塗布量になるように幅１．５ｍで塗布した。次に、乾燥装置の乾燥ゾーンにおいて乾球温度３０〜８０°Ｃ、露点温度０°Ｃの風を用いて乾燥を行い、空隙率６０％の多孔質層を形成した。乾燥後、表３に示した架橋剤を必要塗布量よりも過剰な６０ｃｃ／ｍ²となるようにスプレー塗布装置で塗布した。そして、架橋剤の塗布直後３秒後に、ワイヤを巻回したバーを備えたスムージング・メタリング装置によりスムージング・メタリング処理を行なった後、乾燥して記録用シートを製造した。この場合、ワイヤーバーの回転は、支持体の走行方向と同方向に回転させると共に、ワイヤーバー回転周速を支持体の走行速度と同等か、±５０％の範囲の速度に設定した。また、支持体に対するワイヤーバーのラップ角度は５度とし、支持体のテンションは１ｋｇ／５０ｃｍ幅に設定した。
【００４４】
尚、架橋剤の塗布の際、架橋剤の塗布を意図的に不安定にするためにスプレー粒の粒径を次第に大きくするようにした。
（比較例３）
比較例は、色材受容層を形成した上に架橋剤層を必要塗布量通りの５０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した点、また架橋剤層を塗布後にスムージング・メタリング処理を行なわなかった以外は、実施例３と同様に行なって記録用シートを製造した。
【００４５】
その結果、比較例３の場合は、スプレー粒の粒径を３０μｍ以下とし、塗布量を５０ｃｃ／ｍ²とした時にはなんとか良好な塗布ができたものの、粒径を５０μｍ前後まで大きくし、塗布量を５０ｃｃ／ｍ²以下にすると、色材受容液と架橋剤液の表面張力バランスを調節しても、塗布速度を上下させても、記録用シートに良好な面状の塗布面を得ることはできず、斑点状のムラが残った。
【００４６】
これに対し、実施例３の場合は、スムージング・メタリング処理により、斑点状のムラを解消でき、面状が良好で高い光沢度を有する塗布面を得ることができた。即ち、架橋剤の塗布操作条件における不安定要素のために架橋剤層面に斑点状のムラが発生しても、スムージング・メタリング処理を行なうことで解消することができるので、架橋剤の塗布操作条件の制約を受けることがない。
【００４７】
また、バーに適当なワイヤーを巻くことでワイヤーの太さに応じた塗布量のメタリング即ち計量もできることが分かった。
（実施例４）
実施例４は、スライド塗布装置で、表１に示す組成の無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を、支持体上に１００ｇ／ｍ²の塗布量になるように幅１．５ｍで塗布した。次に、乾燥装置の乾燥ゾーンにおいて乾球温度３０〜８０°Ｃ、露点温度０°Ｃの風を用いて乾燥を行い、空隙率６０％の多孔質層を形成した。乾燥後、表３に示した架橋剤を必要塗布量よりも過剰な６０ｃｃ／ｍ²となるようにバー塗布装置で塗布した。この場合、未乾燥状態の色材受容層を掻き乱さないように、バーと色材受容層との間のクリアランスを２ｍｍとした。バーの回転は支持体の走行方向に対して同方向（正転）場合と、逆方向（逆転）の場合で行なった。そして、架橋剤の塗布直後３秒後に、ワイヤを巻回したバーを備えたスムージング・メタリング装置によりスムージング・メタリング処理を行なった後、乾燥して記録用シートを製造した。
【００４８】
尚、架橋剤の塗布時における支持体の走行速度を次第に大きくして、意図的に塗布が不安定になるようにした。
（比較例４）
比較例４は、色材受容層を形成した上に架橋剤層を必要塗布量通りの５０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した点、また架橋剤層を塗布後にスムージング・メタリング処理を行なわなかった以外は、実施例４と同様に行なって記録用シートを製造した。
【００４９】
その結果、比較例４の場合は、架橋剤塗布時のバーの回転を正転としても逆転としても、バーと色材受容層との間で作るメニスカスは、支持体の走行速度を上げるに伴い大きく乱れ、クリアランスが広い場合にはメニスカスが切れてしまったり、狭い場合には局所的にできる大きなメニスカスの為、乾燥後の記録用シートの塗布面にはブロードなスジとなって現れてしまった。
【００５０】
これに対し、実施例４の場合は、スムージング・メタリング処理により、ブロードなスジ状のムラを解消でき、面状が良好で高い光沢度を有する塗布面を得ることができた。即ち、架橋剤の塗布操作条件における不安定要素のために架橋剤層面にブロードなスジ状のムラが発生しても、スムージング・メタリング処理を行なうことで解消することができるので、架橋剤の塗布操作条件の制約を受けることがない。
（実施例５）
実施例５は、スライド塗布装置で、表１に示す組成の無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を、支持体上に１００ｇ／ｍ²の塗布量になるように幅１．５ｍで塗布した。次に、乾燥装置の乾燥ゾーンにおいて乾球温度３０〜８０°Ｃ、露点温度０°Ｃの風を用いて乾燥を行い、空隙率６０％の多孔質層を形成した。乾燥後、表３に示した架橋剤を必要塗布量よりも過剰な６０ｃｃ／ｍ²となるようにバー塗布装置で塗布した。この場合、未乾燥状態の色材受容層を掻き乱さないように、バーと色材受容層との間のクリアランスを２ｍｍとした。バーの回転は支持体の走行方向に対して同方向（正転）の場合と、逆方向（逆転）の場合で行なった。そして、架橋剤の塗布直後３秒後に、樹脂製のブレードを備えたスムージング・メタリング装置によりスムージング・メタリング処理を行なった後、乾燥して記録用シートを製造した。この場合、ブレードの塗布面への押付け圧力は３ｋｇ／ｃｍ²とした。
【００５１】
尚、架橋剤の塗布時における支持体の走行速度を次第に大きくして、意図的に塗布が不安定になるようにした。
（比較例５）
比較例５は、色材受容層を形成した上に架橋剤層を必要塗布量通りの５０ｃｃ／ｍ²の塗布量になるように塗布した点、また架橋剤層を塗布後にスムージング・メタリング処理を行なわなかった以外は、実施例５と同様に行なって記録用シートを製造した。
【００５２】
その結果、スムージング・メタリング処理をブレードで行なった実施例５の場合にも、実施例４と同様に、比較例５に見られたブロードなスジ状のムラを解消でき、面状が良好で高い光沢度を有する塗布面を得ることができた。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の記録用シートの製造方法及び装置によれば、多重塗布のうちの最上層を塗布形成した直後、多重塗布した塗布面にスムージング・メタリング処理を施すようにしたので、無機微粒子と水溶性樹脂とを含む色材受容層が設けられた記録用シートを、塗布液の組成・物性や塗布操作条件の制約を受けることなく、塗布面の光沢度を高くでき、且つ塗布面にスジやムラを発生させないで安定的に製造することができる。
【００５４】
また、塗布液の組成・物性や塗布操作条件の制約を受けることがないので、塗布速度を上げることができ、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バー方式のスムージング・メタリング装置を組み込んだ記録用シートの製造装置の第１の実施の形態を説明する説明図
【図２】第１の実施の形態の変形例を説明する説明図
【図３】ブレード方式のスムージング・メタリング装置を組み込んだ記録用シートの製造装置の第２の実施の形態を説明する説明図
【図４】バー方式のスムージング・メタリング装置のラップ角度を説明する説明図
【符号の説明】
１０…送出し装置、１２…支持体、１４、２８…スライド塗布装置、２４…コーティングロール、３０…バー方式のスムージング・メタリング装置、３２…キャスティングドラム、３４…巻取り装置、３８…スプレー塗布装置、４０…ブレード方式のスムージング・メタリング装置

Claims

無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層を乾燥し、該色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を多重塗布して成る記録用シートの製造方法において、
前記上層は、架橋剤層であり、
前記多重塗布のうちの最上層を設定量よりも過剰に塗布形成した直後、前記多重塗布した塗布面に、スムージング・メタリング装置によって、前記塗布面を平滑化する作用と該塗布面の表層部を掻き取って設定塗布量に計量する作用を併せ持ったスムージング・メタリング処理を施すことを特徴とする記録用シートの製造方法。
無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を多重塗布して成る記録用シートの製造方法において、前記支持体に前記色材受容層を塗布形成する色材受容層塗布工程と、
前記色材受容層を乾燥する第１の乾燥工程と、
前記第１の乾燥後、又は乾燥中に前記色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層となる架橋剤層を塗布する上層用塗布工程と、
前記多重塗布のうちの最上層を設定量よりも過剰に塗布後、多重に塗布された塗布面にスムージング・メタリング処理を施すスムージング・メタリング工程と、
前記スムージング・メタリング工程後の前記上層を乾燥する第２の乾燥工程と、
を備えたことを特徴とする記録用シートの製造方法。
前記スムージング・メタリング処理は、前記最上層を塗布形成した後、３０秒以内に行なうことを特徴とする請求項１又は２の記録用シートの製造方法。
前記最上層を塗布形成する時の該最上層以外の他層の含水分が２００〜６００％であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の記録用シートの製造方法。
前記最上層を塗布する時に、前記支持体には、該支持体の塗布密着性、濡れ性等を改良するための下塗り層、或いは下塗り層以外の場合には含水分が１０％以下の塗布膜以外には何も塗布しないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１の記録用シートの製造方法。
前記支持体が普通紙、コート紙、写真用印画紙、プラスチックであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１の記録用シートの製造方法。
無機微粒子と水溶性樹脂を含む色材受容層を支持体に塗布形成した後、該色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層を多重塗布して成る記録用シートの製造装置において、前記支持体に前記色材受容層を塗布形成する色材受容層用塗布装置と、
前記色材受容層を乾燥する第１の乾燥装置と、
前記乾燥装置で乾燥後、又は乾燥中に前記色材受容層の上に少なくとも１層以上の上層となる架橋剤層を塗布する上層用塗布装置と、
前記上層用塗布装置の後段に設けられ、前記多重塗布した塗布面にスムージング・メタリング処理を施すスムージング・メタリング装置と、
前記スムージング・メタリング処理した後の前記上層を乾燥する第２の乾燥装置と、
を備えたことを特徴とする記録用シートの製造装置。
前記スムージング・メタリング装置は、バー方式、エアーナイフ方式、ブレード方式の何れかであることを特徴とする請求項７の記録用シートの製造装置。
前記バー方式のスムージング・メタリング装置の場合には、前記バーの径が２〜２００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項８の記録用シートの製造装置。
前記エアーナイフ方式のスムージング・メタリング装置の場合には、前記エアーナイフのエアー圧が０．０１〜１０ｋｇ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項８の記録用シートの製造装置。
前記ブレード方式のスムージング・メタリング装置の場合には、前記ブレードの材質が樹脂製であることを特徴とする請求項８の記録用シートの製造装置。