JPS6057385B2 - 両面塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は両面塗布方法に関するものである。

更に詳細には、連続走行している帯状支持体（以下、「
ウェブ」という。）の一方の面に塗布液を塗布した後、
塗布された塗布液が未乾未固化状態にあるうちにウェブ
の他の面に塗布液を塗布する方法に関するものである。
写真感光材料、磁気記録材料、感圧複写紙その他の製
品において、ウェブの両面に塗布液を塗布して塗膜を設
けることが必要とされる場合力化ばしばあるが、このよ
うな場合、ウェブの片面に塗膜を設け、この塗膜を乾燥
固化せしめた後に、他方の面に塗布液を塗布して塗膜を
設けるという方法が一般に採用されていた。

しかしながら、このように乾燥を二度にわたり繰り返す
方法は、効率的でないため、生産効率を向上させる目的
で種々の方法が提案されて来た。 一つは特公昭４９−
２９９４４号、特開昭５０−１３８０３６号に開示され
る如くウェブの両面に同時にエクストルージヨンコート
法により塗布液を供給し、塗布液の吐出圧力によりウェ
ブの走行位置を規制しつつ、ウェブの両面に同時に塗膜
を設けるという方法であるが、この方法ではウェブの走
行位置が変動しやすく、注液器とウェブとの距離が変動
し、均一な塗布が困難になるという問題が残されていた
。

また他の一つは、ウェブの片面に塗膜を設けた後、その
塗膜が流動性を失なつた段階で、その塗膜面を気体によ
る圧力で支持しつつ、他の面にビードコート法、エクス
トルージヨンコート法、ドクターコート法等により塗布
液を塗布して塗膜を形成するというものである。

しかしながら、かような方法においても、ウェブのウェ
ブ面に垂直な方向の位置変動（以下、１ウェブの浮上変
動ョという。）が避られず、注液器とウェブとの間隔を
一定に保つことが著しく困難であるため、塗布ムラが発
生しやすいという問題があつた。このため出来るだけ静
圧によりウェブを支持しうるようにとの試みもなされた
（たとえば、特公昭４９−１７８５３号、同４９−４４
１０８号、同５０−１９１３０号、同５１−３８７３７
号など）が、ビードコート法、エクトルージヨンコート
法、ドクターコート法等により均一な厚みの塗膜を得る
ためには、注液器とウェブとの間隔をミクロンオーダー
で一定に保つ必要があり、これらの試みによつてもかよ
うに精密なウェブの位置制御は著しく困難であるため、
塗布ムラの発生という問題を完全に解消することは出来
なかつた。このようなウェブの浮上変動による塗布ムラ
は、（周波数）×（振幅）或いは（周波数）×（振幅）
／（ウェブの走行速度）が大きくなると横段状の塗布ム
ラを発生し、製品にとつて致命的な欠陥となつていた。
本発明の目的は、生産効率の高い両面塗布方法を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、塗布ムラの発生のない両面塗布方
法を提供することにある。

本発明者等はかかる目的を達成するため鋭意研こ究を重
ねた結果、ウェブの一方の面に塗布液を塗布して塗膜を
設けた後、当該塗膜が流動性を失なつた状態の下でその
塗膜を設けたウェブの面を気体圧力により支持しつつ、
他方のウェブの面に薄膜状の塗布液を一定速度以上て衝
突せしめて塗布４をおこなうことにより前記の目的が達
成されることを見出した。

ここに、薄膜状の塗布液を一定速度以上で衝突せしめて
塗布する方法として代表的なものは、特公昭４９−１４
１３０号、同４９−２４１３３号、同４９−３５４４７
号、特開昭５０−７６１５１号等に開示されているカー
テン塗布方法であるが、本発明は必ずしもこれに限定さ
れるものではない。

本発明者等は研究によれば、かような塗布方法によると
きは、ウェブの浮上変動があつても、十分均一な厚みの
塗膜が得られることが実験的に確認されている。

かような実験的知見は以下に示す如く理論的に論証され
うる。

カーテン塗布方法において、カーテンの高さをＨＣＣｌ
〕、カーテンとウェブとの衝突時におけるカーテンの膜
厚をδ〔ｄ〕、衝突時における塗布液の流下速度をＵｃ
Ｃｃｍ／Ｓｅｃ〕、衝突時における門塗布液とウェブと
の相対速度をＵｃｗＣｃｍ／Ｓｅｃ〕、ウェブの走行速
度ＵｗＣａｎ／Ｓｅｃ〕、塗布される塗布液量をＥＣｃ
ｃ／イ〕とする。

これらの諸量はウェブの浮上変動により変動するので、
その平均値をそれぞれ百，Ｉ，ｎＣ，ｎＣＷ，ＦＷ，・
百とし、またこれらの諸量の変動分をそれぞれΔｈ１Δ
δ、ΔＵＣｌΔＵＣＷｌΔＵｗ、ΔＥとすると、−
−を表わしうる。

また、αを比例定数とすると、― に 〜ＶＶＶｌ′
υ▼ｖノであるから、これに上述の関係を入れて、高
次量？無視すると、 ＼１Ｖνゞｌ％ｖ
ム１υν▼▼ノゆえに塗布ムラの程度を示す塗布量
変動の割合は次式の如く表わせる。

一ここで、ウェブの浮上変動量Δｈを （た〜しＡＣｃｍ〕 ：片振幅、ω〔１／Ｓｅｃ〕 ：
角速度、ｆ〔１／Ｓｅｃ〕 ：周波数）とおくと、ΔＵ
Ｃｗ＝ｄ（Δｈ）／Ｄｔ＝ＡωＣＯｓＯ）ｔまた、塗布
液の流下が自由落下に従うと仮定すると、またβを単位
幅当りの給液量〔ＣＣ／Ｃ！ｎ−Ｓｅｃ〕とすると、こ
れは定数であり、よつて、了＝βイ／？？、 一 たＳ化、ｏ＝Ｔａｎ−１（ω２／２ｇＷ）／（１／４Ｗ
ところで、カーテン塗布方法において通常採用されるカ
ーテン高さｈ≧５Ｃ！ｎの条件下で、通常問題となるウ
ェブ浮上変動周波数領域ｆ＝ノν〉１０ＨＺでは、
− −＼Ｗ ′ ！０１暴ノ ＼ ＼Ａ′
轟４暴であるので、かような条件下では、（Ｌ［し／
しフ Ａ■μΔ二０ｕｗ／ ′▼ム６１となり、塗布
量の変動は塗布液のウェブへの衝突速度に反比例すると
いう結果が得られる。

以上の理論式はカーテン塗布方法において、薄膜状の塗
布液が自由落下によりウェブと衝突するという仮定の下
に導かれたものであるが、これらの仮定は実験的に満足
されており、広くカーテン塗布方法に該当しうる。

また上記理論式は自由落下の場合に限らず、塗布液を薄
膜状にしてウェブに衝突せしめる場合にも成立すること
は明らかであり、これにより、塗布液を薄膜状にしてウ
ェブに一定以上の速度で衝突せしめる場合には、塗布ム
ラを許容値以下に抑えうることが論理されたとみること
が出来る。

たとえば、スリット状のノズルより加圧によつて薄膜状
塗布液を水平方向へ噴出させて塗布する場合には、上記
式中の０ｃ＝Ｊ？市の代わりにノズルよりの塗布液の噴
出速度ＵＳ＝ｑ／ｄ（ｄ：ノズルのスリット間隙〔Ｃｌ
ｎ））を用いればよく、この場合には（ΔＥ／ｉ）Ｍａ
ｘ＝Ａω（ｑ／ｄ）となる。写真感光材料の製造を例に
とつて更に具体的に説明を加えると、写真感光材料にお
いては、±（１〜０．５）％の比較的高周波数の塗布膜
厚ムラを生ずると、横断状のムラとして製品に致命的な
欠陥を及ばすことが多いが、本発明の塗布方法による場
合、かような塗布ムラを生じるに至るウェブの浮上変動
量は従来のビードコート法、ドクターコート法等による
場合に比し著しく大きく、通常１＠以上となることが実
験的にも理論的にも確認されており、本発明に係る塗布
方法はウェブのより大きな浮上変動に対しても横断状の
塗布ムラを発生しがたいことが認められる。

以上の如く、本発明のように塗布液を薄膜状にしてウェ
ブに一定以上の速度で衝突せしめて塗布する方法によれ
ば、流体支持の場合の欠点を除去し、その利点を十二分
に発揮させることが可能となることがわかる。

以下、添付図面に基き、本発明の実施態様について説明
を加える。

第１図は本発明の一実施態様を示す両面塗布装置の略断
面図である。

第１図において、連続走行せしめられているウェブ１は
その一方の面をバックアップローラー２により支持され
つつ、反対側の面に塗布液３が注液器４により塗布され
、塗膜５が設けられる。しかる後にセット装置６により
；前記塗膜５の流動性を失なわしめ、流動性を失なつた
該塗膜５の面を円筒型気体吹出し装置７のスリット８よ
り吹出された気体により支持しつつ、上方に位置した押
出し型カーテン塗布装置９のスリット１０より薄膜状に
押出された第二の塗布液）１１より成る自由落下カーテ
ン１２を前記ウェブ１の反対側の面に衝突せしめて塗布
し、第二の塗膜１３を形成する。ここに、ウェブ１、バ
ックアップローラー２、注液器４、円筒型気体吹出し装
置７、押出し型力７−テン塗布装置９等の配置は、周囲
の他の装置との空間的関係をも考慮して、ある程度任意
に選んでも本発明の効果を損うものではないが、円筒型
気体吹出し装置７よりウェブ１が離れる部分ではウェブ
１の浮上変動が比較的大きいので、この部９分で塗布液
１１とウェブ１とを衝突せしめることは好ましくない。

また、衝突直前における塗布液１１とウェブ１のなす角
度は、上流側角度が鈍角、とくに１００とを越えるよう
な場合には、衝突の前後で塗布液１１が急激な方向転換
を受けるため液溜りが形成したり或いは種々の攪乱が生
じて、塗布の不安定、不均一を招くおそれがあり好まし
くない。

第２図は本発明の他の実施態様を示す両面塗布装置の略
断面図である。

第２図においては、第１図の場合と同様に片面に塗膜５
を設けられたウェブ１はセット装置６により塗膜５の流
動性が失なわしめられた後、円筒型気体吹出し装置７の
スリット８より塗膜５に向かつて吹き出される気体の圧
力によつて支持されつつ、反対側の面に薄膜状の第二の
塗布液１１が衝突せしめられ、塗布がおこなわれるが、
第１図の場合と異なり、第二の塗布液１１の塗布に円筒
型気体吹出し装置７の側方に設けられた押出し型注液器
１４が用いられ、これより薄膜状の噴流１５を形成する
ように塗布液１１を押し出し、ウェブ１に衝突せしめて
塗布し、第二の塗膜１３を設けている。この方法では重
力により塗布液１１が加速されないため、一定以上の衝
突速度を得るには、押出し型注液器１４のスリット１６
の間隙を第１図の場合に比し、狭くしなければならない
し、また塗布の安定性もカーテン塗布に比べて劣るなど
の不利益な点があり、カーテン塗布方法を採用する方が
一般的にはより好ましいと言える。本発明は以上の実施
態様に限定されることな−く、種々の変更が可能である
ことは言うまでもない。

本発明において、ウェブに向けて薄膜状の第二の塗布液
を衝突せしめる場合、その方向は水平方向に限らず、上
方、斜め上方等種々の角度を選ぶ−ことができるのはい
うまでもない。

本発明は、ウェブの各面に単一の種類の塗布液の塗布に
限定されることなく、数種類の塗布液をウェブの各面に
同時に塗布する場合にも、またウェブの一方の面には単
一の塗布液を塗布し、他方！の面には数種類の塗布液を
塗布する場合にも、更には、ウェブの各面に同種の塗布
液を塗布する場合にも適用することができる。

本発明において、第一の塗布液をウェブに塗布する方法
には格別の限定がない。

塗布液を薄膜状１にしてウェブに衝突せしめて塗布する
方法であろうと、ビード塗布方法、エクストルージヨン
塗布方法、ドクター塗布方法、ローラー塗布方法、グラ
ビア塗布方法、エアーナイフ塗布方法、ブレード塗布方
法その他のいずれであろうと差し支えない。たＳ１目的
とする製品に要求される特性を満足しうる塗布方法を選
択すべきことは言うまでもない。本発明において、第２
の塗布液を塗布する際に用いられる気体吹き出し装置と
しては、円筒型気体吹出し装置に限定されず、安定して
静圧を維持することが出来、かつ塗膜に乾燥ムラ等を生
ぜしめないように気体圧力を均一に作用させうるものｊ
であればいかなるものでもよい。

たとえば、特公昭４９−１７８５３号、同４９−４４１
０８号、同５０−１９１３０号、同５１−３８７３７号
、米国特許第３６３５１♀号、同第３６８８７３８号等
に開示されている気体吹出し装置は全て本発明に利用す
ることが出来る。本発明において、第一の塗膜面を気体
により支持する時点には、第一の塗膜はウェブを支持す
るための気体圧力により製品に必要な均一性を損うこと
がない程度に流動性が失なわれていることを要する。

必要な非流動化の程度は、製品の種類により、或いはウ
ェブの支持に必要な気体圧力の程度により異なる。たと
えば写真感光材料の場合には、塗布後の塗膜は冷却セッ
ト、乾燥を受けるのが通常であるが、乾燥させることが
必要でないことはもちろを、完全に冷却セットを完了さ
せなくても一般には問題がなく、感圧複写紙の場合には
、塗布液中の固型分濃度がもともと比較的大きく、液分
の多くは塗布後たＳ゛ちにウェブに吸収されてしまうた
め、塗布後格別の処理をすることなく気体圧力を塗膜面
に作用させても品質上問題となるような塗膜の乱れは一
般に生じず、また磁気記録材料にあつても、磁性塗布液
の粘度が高く、塗膜厚も小さいため、塗布後格別の処理
をすることなく、気体圧力により支持しても品質上問題
となるような乱れは一般には生じない。本発明は、写真
感光材料、磁気記録材料、感圧複写紙その他ウェブの両
面に塗膜を設けることが必要な製品の製造に広く利用す
ることが出来る。

本発明におけるカーテン塗布方法には、特公昭４９−１
４１３＠、同４９−２４１３３号、同４９−３５４４７
号、特開昭５０−７６１５１号等に開示された種々の工
夫を施すことができる。たとえば、注液器としてはいわ
ゆるスライド型注液器を用いることも出来るし、カーテ
ンの安定化を図るため、ガイド棒を用いたり、或いはエ
アーシールドを設けたりすることも出来る。また同様に
これらに開示された条件は対象とする塗布液、製品等の
性質に反しない限り、本発明に適用することができる。
本発明を写真感光材料の製造に用いる場合、写真用塗布
液の製法、組成、必要な添加剤、ウェブの材質、各種の
処理等は、特公昭４９−１４１頷号、同４９−２４１３
３号、同４９−３５４４７号に開示されたものが全て利
用することが出来る。

ここに写真用塗布液としては、写真乳剤の如く感光性の
ものに限らず、下塗り用塗布液、ハレーシヨン防止用塗
布液バック層用塗布液等写真感光材料の製造に用いられ
るあらゆる塗布液が含まれる。本発明を磁気記録材料の
製造に用いる場合、磁気記録材料用塗布液の製法、組成
、必要な添加剤、ウェブの材質、各種の処理等は、特願
昭５１−１５４４９１号明細書に開示されたものが全て
利用しうる。

ここに、磁気記録材料用塗布液としては、磁性塗布液、
バックコート用塗布液等磁気記録材料の製造に用いられ
るあらゆる塗布液が含まれる。また本発明に係るカーテ
ン塗布方法を磁気記録材料の製造に適用する場合には、
自由落下カーテン部に配向装置を設けて配向性を向上せ
しめると共にカーテン膜の安定性を向上させる等磁性塗
布液、磁気記録材料に特有な実施条件を設定する必要が
あるが、これについては、特願昭５１−９６６７５号明
細書に開示されたものが全て利用しうる。本発明を感圧
複写紙の製造に用いる場合、感圧複写紙用塗布液の製法
、組成、必要な添加剤、ウェブの材質、各種の処理等は
、特願昭５１−７６７４３号明細書に開示されたものが
全て利用しうる。ここに、感圧複写紙用塗布液としては
、マイクロカプセルを主成分とする塗布液、顕色剤を主
成分とする塗布液等感圧複写紙の製造に用いられるあら
ゆる塗布液が含まれる。また本発明に係るカーテン塗布
方法を感圧複写紙の製造に適用する場合には、感圧複写
紙用塗布液に特有な実施条件を設定する必要があるが、
これについては特願昭５１−７６７４３号明細書に開示
されたものが使用しうる。

本発明においては、写真材料用塗布液、磁気記録材料用
塗布液、感圧複写紙用塗布液等各種の塗布液を併用して
も良い。

たとえば、第一の塗布液として磁性塗布液を選び、第二
の塗布液として写真乳剤を選んで、第一の塗布液をスト
ライプ状に塗布することにより、サウンドトラック付写
真フィルムを製造することも出来る。本発明において、
第二の塗布液をウェブに衝突させる速度は一定速度以上
であることが必要である。

この衝突速度の下限値は前述した理論的説明よりも明ら
かな如く、ウェブの浮上変動の程度等により限定され、
一概に適当な値を述べることはきわめて困難である。こ
の一方、衝突速度をあまりに大きくすると、塗布液の物
性、塗布条件等によつては、衝突時において塗布液の液
溜りが発生して塗布ムラを生ぜしめたり、或いは自由落
下カーテン塗布方法によるときはカーテンの高さをきわ
めて高くしなければならず、カーテン膜のゆらぎやカー
テン膜下部における極端な薄膜化によりカーテン膜が不
安定になるなどの好ましくない現象の生ずることが認め
られ、衝突速度をあまりに大とすることは好ましくない
。したがつて、現実には衝突速度はある値以下に設定す
ることが要求される。しかるにこの衝突速度の上限値は
、塗布液の物性、塗布条件等に依存するものであり、通
常使用される塗布液の物性、塗布条件の下では、衝突速
度がこの上限値を越えることは殆どなく、実際的には衝
突速度の上限値はあまり問題とならないといえる。以上
の如く、衝突速度の値は、実際には実験的に決定すべき
であるが、通常は０．５〜３ｍ／秒、好ましくは１〜２
．５ｗＬ／秒、更に好ましくは１．５〜２ｗ１，／秒に
設定するのが適当である。本発明におけるカーテン塗布
方法は自由落下のｌ場合に限定されない。

一般には自由落下の方力幼ーテン膜は安定であるが、衝
突速度を大とするときは自由落下ではカーテンの高さを
高くしなければならず、必ずしもつねに自由落下が安定
であるとは言えず、強制的に衝突速度を大とする方が安
・定しているということもありうる。このような場−合
を考慮すれば、カーテン塗布のためのホッパーとしては
、いわゆるスライドホッパーよりエクストルージヨン型
のホッパーがスリットのクリアランスを変えるだけで衝
突速度をコントロールしうフるという点ですぐれている
。また磁性塗布液や感圧複写紙用塗布液の如く沈降性、
速乾性、チキソトロピツクな性質を有する塗布液や一般
に二以上の塗布液を重層関係で塗布する際にスライド面
上で縮流を生じやすい塗布液の場合には、とくに工クス
トルージヨン型ホッパーを採用することが望ましい。本
発明において、ウェブの支持に使用する気体としては、
空気、窒素、ヘリウム、二酸化炭素等塗布液その他と化
学反応をおこすなどの悪影響を与えることなく、かつ取
扱いに危険のないものであれば、いかなる気体をも使用
することができるが、経済性を考慮すれば空気が最も一
般的である。

また本発明においてウェブの支持に使用する気体は、塗
膜の乾燥等に役立つように調製されていることが望まし
い。

たとえば、写真感光材料の製造の場合には、塗膜の冷却
、固化及び乾燥を促進するために、温度が０℃〜２３化
Ｃ１好ましくは０℃〜１０℃、更に好ましくは０℃〜５
℃に調整され、露点が−１０にＣ〜５℃、好ましくは−
１０さＣ〜０℃に調整された気体を用いることが望まし
い。本発明によれば、塗布ムラを発生せしめることなく
、ウェブの一方の側の塗膜を完全に乾燥させることなく
反対側の面に塗膜を設けることが出来；るから、すぐれ
た品質の製品を高い生産効率で製造することが可能とな
るという新規な効果が得られる。

以下、本発明の効果を一層明瞭なものとするため、実施
例をあげる。

実施例 第１表に示される組成の乳剤層用塗布液と保護層用塗布
液より成る第一塗布液を６０７ＴＬ／分の速度で連続走
行せしめられている幅１１００ｍ１厚み１８０μのポリ
エチレンテレフタレートより成るウェブ５にビード塗布
装置によつてそれぞれ６５，１５ｃｃ／イの塗布量で幅
１００−に同時重層塗布し、１＠間にわたり、５℃の冷
風を５ＴｒＬ．／秒の風速で該塗膜面に吹きあてて、塗
膜をゲル化した後、直径１２０ｃｍの円筒型気体吹出し
装置より２０℃の空気を２５ｍ，／３秒の風速で前記塗
膜面に吹き当てて、３０ＴｆｎＨ２０の静圧で浮上距離
３ＷＲに前記ウェブを無接触支持しつつ、ウェブの反対
面に、第一塗布液と同じ組成の第二塗布液をカーテン塗
布方法により塗布した。

ここに、カーテンの高さは１５０顛、塗布幅は１０００
ｍ１塗布量はそれぞれ６５ｃｃ／イ、１５ｃｃ／ｄとし
、カーテンの安定のために両端にエッジガイドを設けた
。こうして得られた塗膜を迅速に固化し、乾燥した後に
、塗膜面を観察したところ、膜厚の分布は十分均一であ
り、また反射光及び透過光による検査によつても塗布ム
ラは観察されなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施態様を示す両面塗布装
置の略断面図てある。 １・・・・・・ウェブ、２・・・・・・バックアップロ
ーラー、３・・・・・・第一塗布液、４・・・・・・注
液器、５・・・・・・第一塗膜、６・・・・・・セット
装置、７・・・・・・円筒型気体吹出し装置、８，１０
，１６・・・・スリット、９・・・・・・カーテン塗布
装置、１１・・・・・・第二塗布液、１２・・・・・・
自由落下カーテン、１３・・・・・・第二塗膜、１４・
・・・・・押出し型注液器、１５・・・・・・噴流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続走行しているウェブの片面に少くとも一種類の
   塗布液を塗布して少なくとも一層より成る塗膜を設け該
   塗膜が未乾未固化状態にあるうちに前記ウェブの該塗膜
   側の面を気体圧力により支持しつつ、前記ウェブの反対
   面に、少なくとも一種類の第二の塗布液を薄膜状にして
   一定速度以上で衝突せしめて塗布し、少なくとも一層の
   塗膜を設けることを特徴とする両面塗布方法。 ２ 第二の塗布液を０．５ｍ／秒乃至３ｍ／秒の衝突速
   度でウェブに衝突せしめ、塗布することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の塗布方法。 ３ 第二の塗布液の自由落下カーテンを形成して、これ
   をウェブに衝突せしめ、塗布することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の塗布方法。 ４ エクストルージヨンにより第二塗布液の自由落下カ
   ーテンを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の塗布方法。 ５ 塗布液が写真用塗布液であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の塗布
   方法。 ６ 塗布液が磁気記録材料用塗布液であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
   載の塗布方法。 ７ 塗布液が感圧複写紙用塗布液であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   の塗布方法。