JPH1066916A - 多層塗布装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常状態の塗布工程を変更することなく、塗
布の開始に伴う問題を解決すること。 【解決手段】 支持体１０を塗布領域を通過、移動さ
せ、塗布の開始から定常状態となった塗布工程を通じて
適用される実トップコート層を含む塗布液組成物より成
る１または複数の層を適用し、ホッパ１から実トップコ
ート層よりも粘性の低い開始トップコート層１４を塗布
液組成物に適用し、塗布の開始に塗布組成物とトップコ
ート層を適用し、塗布工程が定常状態となったときに前
記トップコート層の適用を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動する支持体への
塗布工程を開始するための方法および装置に関する。こ
うした方法および装置は、特に、例えば写真フィルム、
紙または布等の帯状の製品に塗布するために有効であ
る。更に詳細には、本発明は塗布を開始する支持体の速
度範囲を大きくするための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カーテンコーティングやビードコーティ
ング工程では、計量装置（以下、ホッパと記載する）の
スロットから液状の組成物を流動させて、前記組成物が
移動する帯び材料（以下、支持体と記載する）に適用さ
れる。こうした方法は、一様で有用な塗布製品を製造し
ある程度満足のいくものであったが、組成物を適用する
速度には限界がある。製造効率を高めるために、塗布工
程を行う速度の制限因子を緩和する必要がある。

【０００３】従来技術として引用する文献であるキスト
ラーの「ぬれ性」 (Kistler, Wettability, Vol. 49, S
urfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc.)に
は、移動する支持体への一様な塗布を得るための必要条
件が確立されており、移動する支持体に巻き込まれた空
気を塗布される組成物から除去しなければならないこと
が記載されている。この空気を除去できないと、ぬれ性
の欠陥を生じ塗布が不均一となり有用な塗布ができな
い。ぬれ性の欠陥は、塗布工程を行うたための支持体の
移動速度に影響される。更に、従来技術では塗布組成物
の粘性は、ぬれ性の欠陥を生じる支持体の速度に影響す
る主要因子である。塗布組成物の粘性が高くなると、一
般的に、相対的に低い粘性の塗布組成物よりも低い支持
体速度においてぬれ性の問題を生じる。

【０００４】例えば、ビードコーティング構成におい
て、１または複数の流体層から成る塗布パックがホッパ
から移動する支持体に移送される。塗布を開始する前
に、ホッパは支持体から所定距離を以て離間しており、
塗布組成物が物理的に支持体に接触しないようになって
いる。塗布組成物はホッパのエッジを超えて真空箱内へ
流れる。前記真空箱は、また、廃液シンクとしても作用
する。ホッパが塗布工程の準備ができるとホッパを塗布
ロールに接近させる。塗布組成物が支持体に接触し、コ
ーティングビード（コーティングビードは、ホッパと支
持体との間の流体領域として定義される）が形成された
ときを塗布の開始とする。

【０００５】塗布の開始は塗布工程において本質的なも
のである。塗布の開始は、ホッパから移動する支持体へ
の塗布流体の移転として定義される。これにより、支持
体の移送方向に平行な方向と垂直な方向の２方向に一様
な塗布層が形成される。塗布の開始が所定の速度で行わ
れなければ良好な塗布は行われず、仮に良好な塗布が開
始されても、最適とは言えない塗布となり、塗布工程に
永続性のある影響を与える問題を生じる。こうした問題
には皺による欠陥が含まれる。欠陥のない塗布の開始を
達成することは、塗布工程において重要な部分を占め
る。

【０００６】塗布の開始に際して、塗布組成物の最も上
側のトップコート層は、移動する支持体に最初に接触す
る層である。米国特許第４５７１８４９号において考察
されたように、トップコート層は最も下側の層よりも高
い粘性を有している。既述した文献から推察されるよう
に、トップコート層に高い粘性の塗布組成物を用いる
と、許容できる塗布の開始を得るための支持体の速度範
囲が狭くなる。粘性の低い流体による塗布は粘性の高い
流体による塗布よりも良好である。塗布工程の異なる部
分において異なる粘性が好ましい。高い粘性のトップコ
ートは塗布が定常状態となったときに好ましいが、塗布
の開始に際しては低い粘性が好ましい。

【０００７】良好な塗布の開始を達成するために、３つ
の基準を満足しなければならない。塗布の開始の第１の
必要条件は、ホッパと支持体の間の間隙に掛け渡すため
の十分な塗布流体である。一般的にこれは問題とはなら
ない。然しながら、真空度が高くなると、塗布組成物が
支持体に接触できなくなる程度に塗布組成物が薄くな
る。同様に、ホッパと支持体の間の間隔が不適切に設定
されると、同様の問題が生じる。ホッパの機械的な歪み
やホッパの不適切な位置決めにより、塗布流体が支持体
に不均一に接触することとなる。また、不均一な真空の
適用やホッパを不適切に準備したりすることにより、塗
布流体は支持体に不均一に接触することとなる。

【０００８】第２の必要条件は、支持体と塗布組成物は
互いに相容性を有してなければならないことである。相
容性がなければ塗布の開始に際してぬれの問題を生じ、
塗布液体と支持体の間に空気が不規則に侵入する。極端
な場合には、塗布流体は支持体を濡らすことなく装置の
縁から溢れてしまう。塗布が良好に行われたとしても、
支持体の速度を漸次高くするとぬれの問題が不可避的に
生じる。

【０００９】従って、第３の必要条件は、支持体が塗布
領域を通過する際の移動速度である支持体速度がぬれの
問題を生じない速度（以下、限界速度と記載する）より
も低いことである。この限界速度は、特に塗布の開始に
際して実際的な制限となる。許容できる塗布の開始を得
るために、米国特許第３２２０８７７号では空気の差圧
が利用され、米国特許第３９５９５２８号では支持体表
面の一部を粗して塗布の開始に際して塗布が厚くなるこ
とを防止している。米国特許４３４０６２１号ではビー
ド安定化吸引室の圧力を定常状態での圧力よりも高く設
定している。米国特許第４８０８４４４号では空気式に
裏打ちローラを塗布組成物が移動するウェブに適用でき
る位置とできない位置の間でホッパに対して迅速に移動
させ、ウェブの先端または継ぎ目で塗布の厚さが厚くな
ることを防止している。米国特許第５３４０６１６号で
は塗布の開始に際して、定常状態よりも大きな電場を印
加することが開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、定常状態の
塗布工程には影響を与えることなく、塗布の開始に際し
て支持体の速度を高くするための新規な技術を提供す
る。本発明は、定常状態の塗布工程を変更することな
く、塗布の開始に伴う問題を解決する方法および装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動する支持
体に塗布液体より成る多層を適用する塗布方法におい
て、支持体を塗布領域を通過、移動させ、塗布液体のた
めの複数の出口を有するスライドホッパにより１または
複数の液体から成る層を形成して液体の塗布組成物を形
成し、塗布の開始から定常状態となった塗布工程を通じ
て適用される実トップコート層を含む塗布液組成物より
成る１または複数の層を適用し、前記ホッパの第１の出
口から、或いは、前記第１の出口と塗布領域の間に設け
られた計量装置から、前記実トップコート層よりも粘性
の低い開始トップコート層を前記塗布液組成物に適用
し、塗布の開始に前記塗布組成物と前記トップコート層
を適用し、塗布工程が定常状態となったときに前記トッ
プコート層の適用を停止することを含む塗布方法を要旨
とする。

【００１２】上記方法を実施する装置は、移動する支持
体に塗布液体より成る多層を適用する塗布装置におい
て、支持体を塗布領域を通過、移動させる手段と、１ま
たは複数の液体から成る層をスライドに沿って形成する
ホッパであって、スライド層のセンタにリップが形成さ
れるホッパと、前記スライドホッパの第１の出口と塗布
領域の間に配設され、前記１または複数の塗布液体から
成る層の上に開始トップコート層を供給する手段とを具
備し、塗布領域において、前記移動する支持体に１また
は複数の層を堆積させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照して本発明の好ましい
実施形態を説明する。図１は従来の装置と、フィルム状
の支持体上に多層塗布される塗布組成物を計量するため
の補助計量装置とを示している。補助計量装置は、ホッ
パ１を具備している。ホッパ１は２つの組成物２、３を
備えている（本実施形態では二層塗布と仮定する）。ホ
ッパ１は入口４、５と出口または出口スロット６、７を
有している。前記入口から、各々の層の塗布組成物がホ
ッパ内の各々の室内に供給され、前記出口から塗布組成
物が塗布領域８に供給される。こうして、塗布の第１の
層がリップ９に最も近い室から適用される。前記ホッパ
は、ステンレス鋼、チタン等の材料から形成することが
できる。定常な塗布状態では、図２に示すように、開始
トップコート１４（図１参照）はもはや適用されていな
い。更に、図１、２に示すように、リップ９は全ての塗
布層が支持体移送手段としての塗布ロール１１により移
送される支持体１０に接触する位置である。米国特許第
３２２０８７７号と同様に、真空源１３から真空箱１２
に真空が与えられる。

【００１４】本発明で使用可能な支持体としてのウェブ
は、紙、プラスチックフィルム、金属、樹脂加工紙、合
成紙等を含む広汎な材料から選択することができる。プ
ラスチックフィルムは、ポリエチレン、ポリスチレン等
のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレンを含むビニルポリマ、６−６ナイロン、６
ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン２−６ナフタレート、ポリカーボネー
ト等のポリエステル、三酢酸セルロース、二酢酸セルロ
ース等の酢酸セルロースを含む種々の材料から形成でき
る。樹脂加工紙に使用する樹脂は、これに限定されない
がポリエチレン等のポリオレフィンが典型である。樹脂
加工紙の表面の形態は限定されないが、エンボス加工が
施され或いはされていない表面とすることができる。金
属ウェブとして例えばアルミニウムウェブがある。

【００１５】これまでスライドホッパを用いた塗布につ
いて説明したが、本発明は押出機型のホッパー（以下、
Ｘホッパと記載する）にも応用可能である。図１に示す
ように、塗布組成物が室２、３に供給される。そして、
室２の入口４に実トップコート組成物が供給され、該ト
ップコート組成物が前記支持体に適用された実トップコ
ートとなるように出口スロット６から供給される。この
従来のホッパ装置は塗布工程の開始時に生じる欠陥を低
減するための本発明の方法に有用である。従来の塗布工
程では、同じトップコート組成物が塗布工程を通じて適
用される。本発明では開始トップコート１４が、開始ト
ップコート形成手段としての補助計量装置１５により、
塗布工程の開始時に適用され、そして、これが定常状態
に達するまで継続される。補助計量装置１５は、例えば
別個の塗布ホッパにより構成でき、スライドホッパに設
けられた実トップコート組成物のための第１の出口と、
塗布領域８との間に設けられている。塗布工程の開始期
間に、前記ホッパからの実トップコートとＸホッパから
の前記開始トップコートの両方が適用される。塗布工程
が定常状態となると、Ｘホッパからの開始トップコート
の適用を停止する。代替実施形態では、実トップコート
組成物を入口５を介して出口スロット７から供給し、か
つ、開始トップコート組成物を定常な塗布状態となるま
で入口４を介して出口スロット６から供給することもで
きる。この方法ではＸホッパは必要なくなる。より多い
層が必要な場合には、塗布領域により近くに配設された
室に塗布組成物を供給して、その室に対応した出口スロ
ット（図１の構成に類似した構成で）から供給する。支
持体に塗布された層の厚さが時間に関して一定となった
ときが定常状態であり容易に検知可能である。

【００１６】本実施形態では、実トップコートを含む実
際の塗布層は出口スロット６から適用され、開始トップ
コートはＸホッパ１５から適用される。第１のスライド
ホッパに設けられた実トップコートの出口と、塗布領域
８（ここで、前記支持体に塗布パックが適用される）と
の間で、補助計量装置であるＸホッパ１５による開始ト
ップ層を形成する手段により上述の開始トップコートが
適用される。この手段は、一般的に、開始トップコート
組成物を含む別個のスライド層とすることができる。開
始トップコートは塗布工程の開始に際して、他の塗布パ
ックに適用され、塗布工程が定常状態に達したとき図２
に示すように停止される。

【００１７】開始トップコートとして利用可能な組成物
は、有効な速度において目的支持体を濡らす組成物の能
力により決定される。開始トップコートは、スライドホ
ッパから支持体へ、塗布組成物が輸送される領域内で実
トップコートよりも低い粘性を有している。好ましく
は、開始トップコートは、開始トップコートの直下の層
（つまり実トップコート層）よりも低い表面張力を有し
ている。より好ましくは、一番下側の層から開始トップ
コートへ各塗布層の表面張力が低くなるようにする。

【００１８】開始トップコートは塗布パックが接触する
際に支持体を濡らす補助をなし、塗布状態が定常状態と
なった後には必要なくなる。粘性を低くするために開始
トップコート層の組成物を変更することができる。開始
トップコート層の粘性を調節する方法には、米国特許出
願第０８／６８８４８７号に記載されているように、剪
断減粘性重合体等の組成物を加え或いは除去することが
含まれる。

【００１９】本発明では、開始時と定常状態の各々に関
して異なるトップコート組成物が用いられる。開始トッ
プコートは、Ｘホッパにより独立して適用され、或い
は、定常状態となるまで実トップコートを適用すべき主
ホッパに供給され、そして、中止される。

【００２０】実トップコートを含むウェブの塗布組成物
の一部として適用される典型的な層は感光乳剤、分散
剤、ハレーション防止層である。特定の好ましい実施形
態について説明したが、本発明の範囲か逸脱することな
く種々の変更が可能であり等価物にて置き換えることが
できる。更に、本発明の本質から逸脱することなく、特
定に状況に適合するように多くの修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】塗布装置の開始に際して用いられる装置の該略
図である。

【図２】定常状態となったときの本発明の装置の該略図
である。

【符号の説明】

１…ホッパ ２…塗布組成物 ３…塗布組成物 ４…入口 ５…入口 ６…出口 ７…出口 ８…塗布領域 ９…リップ １０…支持体 １２…真空箱 １４…開始トップコート層 １５…Ｘホッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン ジェイ．ウェインスタイン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14450, フェアポート，フェアフィールド ドライ ブ 28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する支持体に塗布液体より成る多層
   を適用する塗布装置において、 支持体を塗布領域を通過、移動させる手段と、 １または複数の液体から成る層をスライドに沿って形成
   するホッパであって、スライド層のセンタにリップが形
   成されるホッパと、 前記スライドホッパの第１の出口と塗布領域の間に配設
   され、前記１または複数の塗布液体から成る層の上に開
   始トップコート層を供給する手段とを具備し、 塗布領域において、前記移動する支持体に１または複数
   の層を堆積させる塗布装置。
2. 【請求項２】 移動する支持体に塗布液体より成る多層
   を適用する塗布方法において、 支持体を塗布領域を通過、移動させ、 塗布液体のための複数の出口を有するスライドホッパに
   より１または複数の液体から成る層を形成して液体の塗
   布組成物を形成し、 塗布の開始から定常状態となった塗布工程を通じて適用
   される実トップコート層を含む塗布液組成物より成る１
   または複数の層を適用し、 前記ホッパの第１の出口から、或いは、前記第１の出口
   と塗布領域の間に設けられた計量装置から、前記実トッ
   プコート層よりも粘性の低い開始トップコート層を前記
   塗布液組成物に適用し、 塗布の開始に前記塗布組成物と前記トップコート層を適
   用し、 塗布工程が定常状態となったときに前記トップコート層
   の適用を停止することを含む塗布方法。