JPS6157070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗布方法に関するものである。特に塗
布ロールを使用し塗布液を走行ウエブ上に転移さ
せた後、平滑化装置により塗布層を平滑化する塗
布方法の改良に関するものである。

塗布液をウエブ上に塗布する方法は従来より幾
多の手段がとられており、ウエブ上に過剰塗布さ
れた塗布液をエアーナイフ、ロツド、ブレード等
で計量平滑化する方法、予め計量された塗布液を
ウエブ上に転移し、必要によりロツド、ロール、
ブレード等の平滑化装置により塗布層を平滑化す
るロール塗布法、スプレー塗布法などの塗布法、
および重力または圧力により塗布液を一定の孔の
大きさを有するスリツトからウエブ上に落下もし
くは押し出すことにより計量と平滑化を同時に行
うカーテン塗布法などが例示できる。

近年塗布液の高濃度化、塗布スピードの高速化
に伴い効率のよい塗布方法が要望され検討されて
いるが、従来法には以下に述べるような種々の欠
陥が内在している。ロツド塗布法あるいはブレー
ド塗布法は、ウエブ上に過剰塗布された塗布液を
ロツドまたはブレードで後計量する方法である
が、これらの塗布方法においては、例えば感圧複
写紙のカプセル塗液中のカプセルおよびスチルト
剤等に代表される粒子の粗い有効成分がロツドま
たはブレードと走行ウエブの間隙部で選択的に掻
き落されてしまい、ウエブ上に有効な塗布層が形
成されないばかりか塗布液自体の組成も時間と共
に変化するといつた欠点を有している。一方エア
ーナイフ塗布法においては、このような径の異な
る粒子の分級作用をある程度回避することはでき
るが、塗布速度を高速化すると適用空気圧の上昇
に伴い塗布液がミストとして空中に拡散し作業環
境汚染の問題を生じる。ミストを防止すべく低い
空気圧を維持するためには塗布液の濃度を低くす
ることが必要となり、結果として乾燥効率を低下
させることになる。またカーテン塗布法は、一定
の孔の大きさを有するスリツトとウエブの間でい
わば塗布液のカーテンを形成せしめ、走行するウ
エブがこのカーテンを牽引し塗布層を得る方法で
あるため、塗布液物性特に表面張力および粘度の
厳格な管理が必要であり、また塗布層の巾方向プ
ロフアイルの管理も困難である。

このような欠点を有することなく塗布液の高濃
度化、塗布スピードの高速化を可能にし、しかも
低塗布量コーテイングも可能である塗布方法の検
討が所謂ロール塗布法において種々行われてい
る。一般にロール塗布方法においては、例えば塗
布ロールと隣接ロール間のロールニツプまたはク
リアランスで塗布液の計量および平滑化を行うた
め、クリアランス等を適当に調整することにより
粒子径の粗い有効成分を含んだ塗布液もウエブ上
に塗布することが可能である。また塗布量が塗布
液濃度、塗布ロールの回転方向および回転速度、
さらには塗布ロールに対するウエブの抱き角度な
どによつて容易に調節できるため塗布スピードの
高速化および低塗布量コーテイングも可能とな
る。

しかしながら、ロール塗布法においては表面平
滑なロールを塗布ロールとして用いるため、塗布
ロール上の付着塗布液量の不均一性に起因すると
考えられるが、ウエブの流れ方向に間歇的な筋状
の未塗布部分（以下「カスレ筋」という）や塗布
ムラが発生し易く、しかも塗布液の高濃度化、塗
布スピードの高速化さらには低塗布量コーテイン
グに伴いカスレ筋や塗布ムラの発生傾向が増大す
るため、その改良が強く望まれている。

一つの対策として、塗布ロールによりウエブ上
に転移された塗布層表面が完全に乾固する前にロ
ツド、ロール、ブレード等の平滑化装置により平
滑化処理する方法が提案されている。しかし紙等
の吸水性ウエブ上に塗布液を塗布する場合には、
塗布液中の水分が塗布後瞬間的にウエブ中に浸透
してしまい、塗布層表面は急激な濃度上昇と共に
固形化して流動性を失うために、このような平滑
化処理によつても満足すべき結果は得られていな
い。ここで係る平滑化処理に関係する因子を列挙
すると、塗布層の厚さ、濃度、粘度、表面張力、
保水性等の塗布液物性、平滑化処理前の塗布層に
おけるカスレ筋および塗布ムラの頻度などが挙げ
られる。これらの因子のうち塗布層の厚さについ
ては、これを大きくし高塗布量にすると良好な平
滑化効果が得られることは周知である。しかし乾
燥後の塗布量を少なくする場合、良好な平滑化効
果が可能な塗布層の厚さを維持するためには、必
然的に塗布液濃度を低下せざるを得ず。結果的に
乾燥効率を低下させるという弊害を招く。また塗
布液物性の面からは、平滑化処理の如き高剪断応
力下では低粘度となり良好な流動性を示すが、剪
断力のない状態では高粘度を示して水分の移動を
抑制するような性質が望ましい。しかし、製品の
品質を損うことなく係る性質を有するように塗布
液組成を変更することは困難であり、せいぜいカ
ルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシエチ
ルセルロース等のセルロース類、アルギン酸ソー
ダおよび澱粉等の水溶性天然有機化合物などを保
水剤として少量添加し、塗布層中の水分の移動防
止を行つているのが現状である。ところがこれら
の保水剤は周知の如く増粘剤でもあり、結果的に
塗布ロール上に平滑な塗布液面を得がたいという
欠点を付随する。塗液のウエブ中への浸透をおさ
えるために水塗りロールやスプレー噴霧装置等を
用いて塗布前のウエブを湿潤化した後に塗液を塗
布する方法も提案されているが、塗液中水分のウ
エブ内への浸透量は若干軽減されるものの実際に
は塗布ロールによる塗液のウエブへの押し込み作
用が強いため塗布層表面の濃度上昇を回避するこ
とはできず充分な平滑化効果を得ることはできな
い。さらに塗布前にウエブを湿潤化するため、塗
布ロールの回転方向をウエブの走行方向に対して
逆方向にする塗布法ではウエブにかかる負荷が大
きくなりすぎてウエブの破断を招く恐れがある。

かかる現状に鑑み、本発明者等は塗布液の高濃
度化、塗布スピードの高速化および低塗布量コー
テイングといつた条件下にあつても、均一でしか
も平滑な塗布面が安定して得られる塗布方法につ
いて鋭意研究を重ねた結果、特にロール塗布法を
改良することにより目的とする塗布方法を完成す
るに至つた。

本発明は塗布ロールを使用し水性塗布液を連続
走行するウエブ上に転移塗布した後平滑化装置に
より該塗布層を平滑化処理する塗布方法におい
て、平滑化処理前に塗布層の表面に若干の加水を
することを特徴とする塗布方法である。

本発明において使用される塗布装置は、１本以
上の塗布ロールを使用してウエブに塗布液を塗布
するロール塗布装置であれば特に限定されるもの
ではなく、具体的には１本ロールコーター、２本
ロールコーター、３本ロールコーター、スクイズ
コーター、リバースロールコーター、グラビヤロ
ールコーターおよびトランスフアーロールコータ
ー等が例示される。これらの塗布装置のうちで
も、塗布液を供給するピツクアツプロールおよび
塗布ロール上の塗布液を計量平滑化するためのメ
ータリングロール等が塗布ロールの周囲に隣接し
た形で配置される３本ロールコーターは一般的で
あり好ましく用いられる。

本発明における加水装置としてはロツド、巻線
ロツド、溝切リロツドおよびロール等を回転させ
ながら一定量の水を供給する水塗り装置、ダール
グレン加湿装置、スプレー噴霧装置、超音波噴霧
装置、静電噴霧装置および蒸気加湿装置などが挙
げられるが、本発明ではこれらの装置に限定され
ることなく、一定量の水を均一に塗布層表面に供
給しうる装置であれば全て利用できる。また加水
装置により塗布層の表面に供給される水の量は塗
布液物性、塗布量、平滑化処理前の塗布層におけ
るカスレ筋および塗布ムラの頻度、平滑化処理条
件、塗布スピードおよび平滑化装置の設置位置な
どに応じて適宜決められるものであるが、一般に
0.1〜10c.c./m²、好ましくは0.2〜５c.c./m²最も好ま
しくは0.5〜３c.c./m²程度供給される。なお、加水
装置の設置場所も水供給量と同様に上記の如き条
件に応じて適宜決められるが、比較的平滑化装置
に近い位置に設置されるのが好ましい。またロー
ルの表面に一定量の水が供給されながら回転され
る平滑化ロールの如く加水装置と平滑化装置を一
体化した装置を用いることも可能である。

本発明の方法においてかくして加水処理を施さ
れた塗布層は引き続き平滑化処理を施されるもの
であるが、ここで使用される平滑化装置とは塗布
層をならし拡張することができるものであればど
のような装置であつてもさしつかえない。特に限
定するものではないが、具体的にはロール、ロツ
ド、巻線ロツド、溝切りロツド、ブレード、可撓
性シートおよびエアーナイフなどが挙げられる。
勿論複数本のロールからなる平滑化装置の使用も
可能である。むしろ、本発明者等の詳細な検討に
よれば、本発明の方法を特に感圧複写紙用マイク
ロカプセル塗液の塗布に適用する場合、とりわけ
パルプ粉末の如き吸水性を有し塗布層の平滑化に
悪影響を及ぼす粗大粒子を内在するカプセル塗液
の塗布に適用する場合には、直径８〜50mmの表面
平滑な金属ロールと直径100〜200mmの表面平滑な
金属ロールとをウエブの走行方向に対して高速で
逆回転させ、しかも小径のロールを若干遅く回転
させるような平滑化装置を使用すると、加水装置
によつて湿潤化された塗布層のカスレ筋や塗布ム
ラが効率よく改善され極めて優れた塗布面が得ら
れることもわかつた。

かくして本発明の方法によれば、ウエブに塗液
を塗布後、平滑化処理前に塗布層表面に若干の加
水が行われているため、平滑化処理が極めて効率
的になされ、従来法に比べて極めて優れた塗布面
を得ることができるものである。本発明の方法に
よれば上述の如く、平滑化装置に接する塗布層表
面の流動性が加水湿潤化処理によつて復活励起さ
れるのみならず、平滑化装置とウエブの間でつく
られる剪断力によつて塗布層全体が流動化され、
結果として非塗布部のカスレ筋や塗布ムラをも流
動化した塗布層により均一に覆うことが出来るも
のである。また樹脂フイルムなどの吸水性のない
ウエブを使用する場合においても、加水処理によ
り塗布層全体が均一に流動化され、本発明の所望
の効果を得ることが出来る。即ち、用いられるウ
エブの吸水性の有無に拘らず、塗布液の高濃度
化、塗布スピードの高速化および低塗布量コーテ
イングにおいて従来法では成し得なかつたカスレ
筋や塗布ムラのない塗布層を形成することが出来
るものである。さらに、本発明の方法によれば塗
布ロールによりウエブ上にやや過剰計量された塗
布層を形成し、最後に平滑化装置により計量と平
滑化を行う塗布法においても優れた効果を発揮し
得るものである。即ち、本発明の方法によれば例
えば計量と平滑化を行うエアーナイフの風圧を軽
減化することが可能であり、ミストの防止等優れ
た効果を発揮するものである。

なお、本発明の方法においては水性塗布液の種
類について特に限定されるものではなく、感圧複
写紙用のマイクロカプセル塗液、呈色剤塗液をは
じめとし、アート紙、コート紙等の一般印刷用
紙、感熱記録紙、静電記録紙などに用いられる水
性塗液についても有効に適用し得るものである。

以下、本発明の効果をより一層明確なものとす
るため、実施例および比較例を掲げるが、本発明
はこれらに限定されるものではない。

実施例 １ 第１表に示すような組成からなり固形分濃度20
％、粘度200cpsの感圧複写紙用マイクロカプセ
ル塗液を、第１図に示す塗布装置で49ｇ/m²の原
紙に乾燥塗布量が3.7ｇ/m²となるように塗布し
た。

ここで使用される塗布装置は、イマージヨンロ
ール３、塗布ロール４、メータリングロール５の
３本のロールからなり、加水装置としてクロムメ
ツキされたロールからなる水塗りロール装置６が
平滑化装置の近くに配置され、平滑化装置はクロ
ムメツキされたスムージングロール７，８で構成
される。塗液は塗液供給シヤワー２からイマージ
ヨンロール３と塗布ロール（アプリケーターロー
ル）４との間に供給され、塗布液のダムが形成さ
れる。イマージヨンロール３と塗布ロール４との
間のクリアランスおよび係るロールの周速比によ
つて予備計量された塗液は塗布ロール４上に転移
された後、塗布ロール４とこれと逆回転するメー
タリングロール５によつて最終計量および平滑化
がなされる。かくして計量され平滑化された塗布
ロール４上の塗液は、ホールドダウンロール９に
よつて塗布ロール４上に支持されたウエブ１に転
移塗布される。水塗りロール装置６によつて塗布
層表面に２c.c./m²の水が加水湿潤化処理された
後、ウエブの走行方向に対して高速で逆回転され
る２本のスムージングロール７，８によつてなら
し平滑化され乾燥工程に導かれる。なお、ここで
使用された塗布装置の諸元を第２表に掲げる。

かくして得られた感圧複写紙用マイクロカプセ
ル塗布紙の塗布面には、縦筋、カスレ筋、塗布ム
ラ等は全く見られず、均一であつた。また、この
マイクロカプセル塗布紙を、通常の感圧複写紙用
呈色剤塗布紙と、塗布層同士が対向するように重
ね合せタイプライターで発色させたところ印字切
れの全くない鮮明な発色像が得られた。

比較例 １ 実施例１で用いたマイクロカプセル塗液の固形
分濃度を18％に調整し、かつ水塗り装置６を使用
しなかつた以外は、実施例１と同様にして同じ乾
燥塗布量を有するマイクロカプセル塗布紙を得
た。尚この塗液の粘度は90cpsであつた。

得られたマイクロカプセル塗布紙の塗布面に
は、ウエブの走行方向に沿つて１mm間隔で約１mm
巾の筋状の非塗布部分が見られた。このマイクロ
カプセル塗布紙を実施例１と同様にタイプライタ
ーで発色させたところ発色印字の字切れが著しく
判読不能であつた。

実施例 ２ 実施例１と同じ固形分濃度20％、粘度200cps
のマイクロカプセル塗液を、第２図に示す塗布装
置によつて49ｇ/m²の原紙に乾燥塗布量が4.3ｇ/
m²となるように塗布した。

ここで使用される塗布装置は、インナーゲート
ロール１５、アウターゲートロール１６および塗
布ロール（アプリケーターロール）１７からな
り、加水装置として二相系ノズルを有するスプレ
ー噴霧装置１８が配置され、平滑化装置はクロム
メツキされた表面平滑なスムージングロール１９
で構成される。塗液は塗液供給シヤワー１４から
インナーゲートロール１５とアウターゲートロー
ル１６との間に供給される。インナーゲートロー
ル１５に塗布された塗液は続いて塗布ロール１７
に転移され、次に、走行するウエブ１３に転移塗
布される。ウエブ上の塗布層は続くスプレー噴霧
装置１８において0.5c.c./m²の水で湿潤化され、次
いでスムージングロール１９で平滑化処理された
後乾燥工程で乾燥された。

なお、塗布量は、インナーゲートロール１５と
アウターゲートロール１６間のクリアランス、イ
ンナーゲートロール１５と塗布ロール１７間のク
リアランス、インナーゲートロール１５と塗布ロ
ール１７との周速比、および塗布ロール１７に対
するウエブ１３の抱き角度等によつて調節され
た。なお、ここで使用された塗布装置の諸元を第
２表に記した。

かくして得られた感圧複写紙用マイクロカプセ
ル塗布紙の塗布面には縦筋、カスレ筋、塗布ムラ
などの非塗布部は全く認められず、均一な塗布面
を有していた。また、実施例１と同様にタイプラ
イターで印字発色させたところ、印字切れのない
鮮明な記録像が得られた。

比較例 ２ 実施例１で用いたカプセル塗液の固形分濃度を
19.5％に調整した塗液を使用し、かつ第２図に示
した塗布装置においてスプレー噴霧装置１８を使
用しなかつた以外は実施例２と同様に実施して実
施例２と同じ乾燥塗布量を有するマイクロカプセ
ル塗布紙を得た。尚この塗液の粘度は160cpsで
あつた。

得られたカプセル塗布紙の塗布面には、ウエブ
の走行方向に沿つて巾が１〜２mmで長さが10mm程
度のスピツト状非塗布部がウエブの巾方向にわた
り一定周期で認められた。また、このカプセル塗
布紙を同様にタイプライターで印字発色させたと
ころ、非塗布部による発色印字の字切れが認めら
れた。

実施例 ３ 固形分濃度30％、粘度100cpsであり第１表に
示すような組成を有する感圧複写紙用呈色剤塗布
液を第３図に示す塗布装置で49ｇ/m²原紙に乾燥
塗布量が６ｇ/m²となるように塗布した。

ここで使用される塗布装置は、インナーゲート
ロール２３、アウターゲートロール２４、塗布ロ
ール（アプリケーターロール）２５とからなり、
加水装置として蒸気加湿装置２６が、また平滑化
装置として厚さ0.25mmのスウエーデン鋼製のブレ
ード２７が用いられた。塗液は塗液供給シヤワー
２２からインナーゲートロール２３とアウターゲ
ートロール２４との間に供給される。インナーゲ
ートロール２３上に塗布された塗液は塗布ロール
２５に転移された後、走行するウエブ２１に転移
塗布される。ウエブ上の塗布層は続く蒸気加湿装
置２６において付着水分が0.2c.c./m²に相当する蒸
気で湿潤化され、次いでブレード２７によつて平
滑化処理された後、乾燥工程で乾燥された。塗布
量は実施例２と同様にして調節された。なおここ
で使用された塗布方法の諸元を第２表に記載す
る。

かくして得られた感圧複写紙用呈色剤塗布紙の
塗布面には、カスレ筋状の非塗布部分は全く認め
られず、感圧複写紙用呈色剤塗布紙として優れた
機能を有していた。

比較例 ３ 実施例３で使用した呈色剤塗液を、固形分濃度
が29.5％になるように調整した。この塗液の粘度
は90cpsであつた。この塗液を用い蒸気加湿装置
２６による塗布層の湿潤化処理を施さなかつた以
外は実施例３と同様にして実施例３と同じ乾燥塗
布量を有する呈色剤塗布紙を得た。

得られた呈色剤塗布紙の塗布面には、直径10〜
20mm程度の杉綾模様状の塗布ムラが全面に存在
し、更に非塗布部がカスレ筋状に散在しており、
感圧複写紙用呈色剤塗布紙として発色の均一性、
印刷適性などの機能上重大な欠陥を有していた。

実施例 ４ カプセル塗液として感圧染料を含有する平均粒
子径8.5μのゼラチン系マイクロカプセル100部、
酸化澱粉30部および澱粉粒子50部の組成からな
り、固型分濃度22％、粘度150cpsの塗液を用
い、第１図に示す塗布装置で49ｇ/m²の原紙に乾
燥塗布量が3.7ｇ/m²となるように塗布スピード
900m/minで塗布した。なお塗布ロールの周速は
720m/minであり、水塗りロールによる加水処理
量は２c.c./m²であつた。

得られた塗布紙の塗布面には縦筋、カスレ筋、
塗布ムラなどの非塗布部は全く認められず、均一
な塗布面を有していた。実施例１と同様にタイプ
ライターで印字発色させたところ、印字切れのな
い鮮明な記録像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１〜第３図は本発明の塗布方法を具体化した
実施例１〜３で使用した塗布装置の概略図であ
る。図中 １，１３，２１…ウエブ、２，１４，２２…塗
液供給シヤワー、３…イマージヨンロール、５…
メータリングロール、１５，２３…インナーゲー
トロール、１６，２４…アウターゲートロール、
４，１７，２５…塗布ロール（アプリケーターロ
ール）、６…水塗りロール装置、１８…スプレー
噴霧装置、２６…蒸気加湿装置、７，８，１９…
スムージングロール、２７…ブレード、９…ホー
ルドダウンロール、１０，２０，２８…送りロー
ル、１１…ドクターブレード、１２…塗液パンを
それぞれ示す。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １本以上の塗布ロールを用い水性塗布液を連
   続走行するウエブ上に転移塗布し、その後平滑化
   装置により該塗布層を平滑化処理する塗布方法に
   おいて、平滑化処理前に塗布層の表面に加水する
   ことを特徴とする塗布方法。