(57)【要約】【課題】塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生することのない塗布装置および塗布方法の提供。【解決手段】一定方向に搬送される帯状体の少なくとも一方の面に塗布液を塗布する塗布装置であって、気体と液体とを分離する気−液分離膜を備え、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように前記塗布液を気−液分離膜によって脱気する脱気部と、前記脱気部で脱気した塗布液を前記帯状体に塗布する塗布部とを備える塗布装置、および前記塗布装置を用いた塗布方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に搬送される帯状体の少なくとも一方の面に塗布液を塗布する塗布装置であって、
気体と液体とを分離する気−液分離膜を備え、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように前記塗布液を気−液分離膜によって脱気する脱気部と、
前記脱気部で脱気した塗布液を前記帯状体に塗布する塗布部とを
備えてなることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記脱気部においては、前記気−液分離膜の一方の面に前記塗布液を接触させ、他方の面の圧力を、大気圧よりも低く、前記塗布液の脱気温度における蒸気圧と等しいか、それよりも高い脱気圧力に保持して前記塗布液の脱気を行う請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記脱気部においては、前記気−液分離膜を通過する塗布液の流量が前記気−液分離膜１ｍ２当り１０ｃｃ／秒以下になるように前記脱気圧力または送液流量を定める請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記脱気圧力は３０ｃｍＨｇ以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記塗布部は、前記帯状体に前記塗布液を塗布する塗布バーを備えるバーコータである請求項１〜４の何れか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
一定方向に搬送される帯状体の少なくとも一方の面に塗布液を塗布する塗布方法であって、
気体と液体とを分離する気−液分離膜を用い、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように脱気してなる塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布装置および塗布方法に関し、特に、塗布液中の溶存気体に起因する塗布面質故障の発生を効果的に防止できる塗布装置および塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平版印刷版は、通常、純アルミニウムまたはアルミニウム合金の帯状薄板であるアルミニウムウェブの少なくとも一方の面を目立てし、前記面に必要に応じて陽極酸化皮膜を形成して得られる支持体ウェブの砂目立て面に、感光層形成液や感熱層形成液などの製版層形成液を塗布して乾燥し、感光性または感熱性の製版面を形成することにより、製造される。
【０００３】
前記製版層形成液のような塗布液は、一般的にはバーコータにより塗布される。
【０００４】
前記バーコータは、通常、帯状体の搬送方向に対して直角な方向に沿って配設され、前記搬送方向と同方向または反対方向に回転しつつ、前記帯状体に塗布液を塗布するバーと、前記ウェブの走行時において、前記バーよりも、前記ウェブの走行方向に対して上流側（以下、単に「上流側」という。）に、前記バーに相対して配設された堰板と、前記バーと液板との間に塗布液を供給する給液スリットとを備える（特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
前記バーコータにおいては、前記帯状体を、前記堰板と前記バーとの上方を通過するように搬送するとともに、前記給液スリットから前記支持体ウェブに向かって塗布液を吐出し、前記帯状体と前記バーと前記堰板とによって形成される空間に塗布液溜りを形成することにより、前記帯状体に前記塗布液を塗布することが一般的である。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５８−４５８９号公報
【特許文献２】
特開平９−７０５６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バーコータにおいては、従来、塗布液中の溶存空気量を制御していなかったので、ハジキ、塗り付け泡スジ、接合泡スジなどの、塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生することが多かった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生することのない塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一定方向に搬送される帯状体の少なくとも一方の面に塗布液を塗布する塗布装置であって、気体と液体とを分離する気−液分離膜を備え、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように前記塗布液を気−液分離膜によって脱気する脱気部と、前記脱気部で脱気した塗布液を前記帯状体に塗布する塗布部とを備えてなることを特徴とする塗布装置に関する。
【００１０】
前記塗布装置においては、前記脱気部において、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように前記塗布液を脱気しているから、塗布液を帯状体に塗布するときに、塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生するのを防止できる。
【００１１】
ここで、前記塗布液の脱気度は、前記塗布液中の溶存空気量の飽和空気溶解量に対する割合によって定義できる。そして、前記脱気度は、たとえば前記塗布液中の溶存酸素量を測定して、前記塗布液の脱気温度における飽和酸素溶解量と比較することによって求めることができる。前記溶存酸素量の測定は、常法に従って行うことができる。
【００１２】
また、前記脱気部においては気−液分離膜によって溶存空気を除去しているから、塗布液を連続的に脱気しつつ、前記塗布部に供給できる。したがって、塗布液が所定の脱気度に脱気されるまで待つ必要がないから、スタートアップが迅速に行える。
【００１３】
前記気−液分離膜としては、たとえば、弗素樹脂やポリオレフィン系樹脂などの疎水性樹脂からなる多孔膜および均質膜などが挙げられる。
【００１４】
前記弗素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂などが挙げられる。
【００１５】
前記ポリオレフィン系樹脂としては、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体樹脂などが挙げられる。
【００１６】
前記塗布部としては、後述するバーコータのほか、スライドビードコータ、エクストルージョンコータ、カーテンコータ、ロールコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータなど、帯状体に塗布液を塗布するのに使用できる各種塗布手段が挙げられる。
【００１７】
前記スライドビードコータは、前記帯状体が巻き掛けられるバックアップローラと、塗布液を前記帯状体の幅方向に沿った帯状に吐出する吐出スリットと、前記吐出スリットから吐出された前記塗布液が流下するスライド面とを備え、前記スライド面が、前記バックアップローラに向かって延在し、先端部において、前記帯状体との間に前記塗布液架橋を形成する塗布装置である。
【００１８】
前記エクストルージョンコータは、バックアップローラに向かって開口し、前記帯状体に向って前記帯状体の幅方向に前記塗布液を吐出して前記塗布液架橋を形成するスリット状の層形成液吐出口を有する塗布装置である。
【００１９】
前記カーテンコータは、前記バックアップローラに巻き掛けられた帯状体に向かって塗布液をカーテン状に流下させて塗布する塗布装置である。
【００２０】
前記帯状体としては、連続した帯状であり、可撓性を有する帯状体が挙げられ、具体的には、前記支持体ウェブのほか、感光材料や磁気記録材料に使用される帯状体が挙げられる。前記帯状体としては、たとえば前記支持体ウェブ、写真フィルム用帯状体、印画紙用バライタ紙、録音テープ用帯状体、ビデオテープ用帯状体、フロッピー（Ｒ）ディスク用帯状体などが挙げられる。他には、カラー鉄板などの塗装金属板に使用される金属薄板などが挙げられる。
【００２１】
前記塗布液としては、各種ポリマーの水溶液または有機溶媒溶液、顔料分散液、コロイド溶液などが挙げられる。具体的には、［従来の技術］の欄で述べた製版層形成液のほか、ＰＶＡ水溶液を主成分とし、製版層を空気中の酸素から保護する酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成液、銀塩写真用の感光層を形成するのに使用される感光剤コロイド液、前記磁気記録材料における磁性層の形成に使用される磁性層形成液、および前記塗装金属薄板の下塗り層、中塗り層、上塗り層に使用される各種塗料などが挙げられる。また、前記塗布液として溶媒のみを前記帯状体に塗布してもよい。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、前記脱気部においては、前記気−液分離膜の一方の面に前記塗布液を接触させ、他方の面の圧力を、大気圧よりも低く、前記塗布液の脱気温度における蒸気圧と等しいか、それよりも高い脱気圧力に保持して前記塗布液の脱気を行う塗布装置に関する。
【００２３】
前記塗布装置においては、前記塗布液の脱気温度における蒸気圧よりも高い圧力で脱気を行うから、前記脱気装置中での塗布液中の溶媒の蒸発量は少ない。
【００２４】
したがって、前記塗布液に溶解していた空気は前記気−液分離膜を通して除去されるが、前記溶存空気とともに除去される溶媒上記の量は少ないから、脱気処理に伴う溶媒の蒸発によって塗布液の溶質濃度や組成が大きく変化をするのを防止できる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、前記脱気部において、前記気−液分離膜を通過する塗布液の流量が前記気−液分離膜１ｍ２当り１０ｃｃ／秒以下になるように前記脱気圧力または送液流量を定める塗布装置に関する。
【００２６】
前記塗布装置においては、前記気−液分離膜を通過する塗布液の溶存酸素量が前記範囲になるように脱気圧力または送液流量を定めているので、塗布液中の水や溶媒が溶存空気とともに前記気−液分離膜を通過して失われる量が少ない。したがって、塗布液の組成変化も少ないから、塗布液の急激な組成変化に起因する塗布面質故障が生じることがない。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、前記塗布液の脱気圧力が３０ｃｍＨｇ以上である塗布装置に関する。
【００２８】
脱気圧力を前記範囲に設定することにより、前記塗布液中の溶媒や水が前記気−液分離膜を透過して失われる量を、請求項３に記載の範囲に押えることができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、前記塗布部が、前記帯状体に前記塗布液を塗布する塗布バーを備えるバーコータである塗布装置に関する。
【００３０】
前記塗布装置は、［従来の技術］の欄で述べたバーコータに本発明を適用した例である。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、一定方向に搬送される帯状体の少なくとも一方の面に塗布液を塗布する塗布方法であって、気体と液体とを分離する気−液分離膜を用い、溶存空気量が、脱気温度における前記塗布液の飽和空気溶解量の９０％以下になるように脱気してなる塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法に関する。
【００３２】
前記塗布方法によれば、請求項１のところで説明したのと同様の理由により、塗布液を帯状体に塗布するときに、塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生するのを防止できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の塗布装置の一例につき、構成を図１に示す。
【００３４】
実施形態１に係る塗布装置１００は、本発明における帯状体の一例である支持体ウェブに、本発明における塗布液の一例である製版層形成液を塗布するのに使用できる。また、砂目立て面に光重合性の製版層を形成した支持体ウェブの表面に酸素遮断層形成液を塗布するのにも使用できる。
【００３５】
図１に示すように、塗布装置１００は、製版層形成液を支持体ウェブＷに塗布するバーコータ４と、バーコータ４に供給される塗布液を脱気する脱気装置２と、バーコータ４に供給される塗布液を貯留する塗布液リザーバー６とを備える。脱気装置２は、本発明に係る塗布装置における脱気部に相当し、バーコータ４は、前記塗布装置における塗布部に相当する。
【００３６】
塗布液リザーバー６とバーコータ４とは、バーコータ４に塗布液を送出する給液管路８、およびバーコータ４から塗布液リザーバー６に塗布液を戻す戻し管路１０によって接続されている。給液管路８には給液ポンプ１２が介装され、脱気装置２は、給液管路８における給液ポンプ１２とバーコータ４との間に介装されている。さらに、脱気装置２とバーコータ４との間には、フィルタ１４が介装されている。
【００３７】
脱気装置２は、図２および図３に示すように、シェル２２と、シェル２２の内部に収容された気−液分離膜ユニット２４とからなる気−液分離膜モジュール２０を備える。気−液分離膜モジュール２０は、実施形態１に示す例においては１個であるが、脱気量および製版層形成液処理量が多い場合には２個以上設けてもよい。
【００３８】
シェル２２は、全体として給液管路８の一部をなし、円柱状のシェル本体２２Ａと、製版層形成液を本体２２Ａ内部に導入する導入管路２２Ｂと、脱気済みの製版層形成液をバーコータ４に向かって導出する導出管路２２Ｃと、減圧装置（図示せず。）に連通し、前記製版層形成液から除去された空気を外部に導出する脱気管路２２Ｄとを備える。
【００３９】
気−液分離膜ユニット２４は、図３および図４に示すように、気−液分離膜２４Ｃと流路スペーサー２４Ｄとを有する封筒状膜２４Ａと、メッシュ状の流路材２４Ｂとからなる。
【００４０】
封筒状膜２４Ａは、図４に示すように、長方形状の気−液分離膜２４Ｃを、製版層形成液に接触する側の面である接液面が外側に位置するように、全周をシールして封筒状に形成したものの中に、前記分離膜より若干小さな長方形状に形成された多孔質シートである流路スペーサー２４Ｄを収容した構成を有している。封筒状膜２４Ａの一方の短辺に沿って脱気管２４Ｅが収容されている。脱気管２４Ｅは、流路スペーサー２４Ｄに連通しているとともに、一端が封筒状膜２４Ａの外部に突出している。
【００４１】
図３に示すように、封筒状膜２４Ａは、メッシュ状の流路材２４Ｂと重ね合わせた状態で、脱気管２４Ｅを中心としてスパイラル状に巻回され、気−液分離膜ユニット２４を形成する。気−液分離膜ユニット２４がシェル本体２２Ａに収容された状態において、脱気管２４Ｅの前記一端は、前記シェル本体２２Ａの上面から突出して脱気管路２２Ｄを形成する。
【００４２】
導入管路２２Ｂは、図３および図５に示すように、流路材２４Ｂによって形成される給液流路２４Ｆの外周部に連通し、導出管路２２Ｃは、給液流路２４Ｆの中心部側に連通する。
【００４３】
なお、気−液分離膜モジュール２０においては、製版層形成液に含まれる溶媒のうち、気−液分離膜２４Ｃを通過して脱気管路２２Ｄから排出されるものの流量が気−液分離膜２４Ｃの１ｍ２当り１０ｃｃ／秒以下になるように、減圧装置における脱気圧が定められる。前記脱気圧は、通常は３０ｃｍＨｇ以上である。
【００４４】
以下、塗布装置１００の作用について説明する。
【００４５】
塗布液リザーバー６中の製版層形成液は、給液ポンプ１２によって、脱気装置２に導入される。
【００４６】
脱気装置２に導入された製版層形成液は、気−液分離膜モジュール２０における導入管路２２Ｂから給液流路２４Ｆの外周部側に導入され、スパイラル状に巻回された封筒状膜２４Ａに沿って給液流路２４Ｆの中心部側に導かれる。
【００４７】
ここで、流路スペーサー２４Ｄは、脱気管路２２Ｄ（脱気管２４Ｅ）を介して減圧装置に連通しているから、減圧装置によって脱気管路２２Ｄが減圧されると、流路スペーサー２４Ｄも減圧される。したがって、製版層形成液が封筒状膜２４Ａに沿って流通するうちに、前記製版層形成液中の溶存空気は、気−液分離膜２４Ｃを通って流路スペーサー２４Ｄ側に移行し、脱気管路２２Ｄから排出される。これにより、前記製版層形成液は、給液流路２４Ｆの中心部側に至るまでに所定の脱気度間で脱気され、導出管路２２Ｃから外部に導出される。
【００４８】
導出管路２２Ｃから導出された製版層形成液は、バーコータ４に供給され、支持体ウェブＷに塗布される。
【００４９】
バーコータ４において支持体ウェブＷに塗布された残りの製版層形成液は、戻し管路１０を通って塗布液リザーバー６に戻される。
【００５０】
塗布装置１００においては、製版層形成液は、脱気装置２によって脱気されるから、バーコータ４において、製版層形成液中の溶存空気に起因ずる各種の塗布面質故障が生じることがない。
【００５１】
また、脱気装置２に使用されている気−液分離膜モジュール２０は、封筒状膜２４Ａをスパイラル状に巻回したスパイラル状モジュールであるから、外形寸法が小さいにもかかわらず、膜面積を大きく取ることができる。
【００５２】
さらに、製版層形成液の流通抵抗、および気−液分離膜で除去された空気の流通抵抗が小さいから、給液ポンプ１２におけるエネルギー消費を節減できる上に、減圧装置における減圧度を制御することにより、前記製版層形成液の脱気度を迅速に制御できる。
【００５３】
加えて、脱気装置２において、高い脱気処理能力が要求されるときは、気−液分離膜モジュール２０を直列または並列に複数個接続することにより、容易に処理能力を拡大できる。
【００５４】
さらに加えて、給液流路２４Ｆを形成する流路材２４Ｂはメッシュ状であるから、給液流路２４Ｆを通過する製版層形成液に乱流を生じさせる乱流促進材として機能する。したがって、製版層形成液に固形物が混入している場合においても、前記固形物が気−液分離膜２４Ｃに表面に蓄積して空気の透過量が低下することが防止される。
【００５５】
【実施例】
（実施例１〜６、比較例１〜３）
幅８００ｍｍのアルミニウムウェブにおける一方の面を、ブラシグレイン処理、アルカリエッチング処理、および電解粗面化を順次施して砂目立てし、ついで陽極酸化処理を施して支持体ウェブＷを作製した。
【００５６】
図１に示す塗布装置を用い（比較例１を除く。）、支持体ウェブＷの砂目立て面Ｓｇに、製版層形成液として感光層形成液を塗布し、乾燥して感光層を形成した。
【００５７】
気−液分離膜ユニット２０としては、図２および図３に示すものを用いた。内部の封筒状膜２４Ａを構成する分離膜としては、弗素樹脂性多孔フィルム（ＤＭＳ０５Ｆ−Ｂ、ジャパンゴアテックス社製）を用いた。
【００５８】
また、脱気度については、感光層形成液について、脱気温度における飽和溶存酸素量Ｏ２（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）と、脱気装置２の下流側における脱気後溶存酸素量Ｏ２（ｄｅｇａｓｓｅｄ）とを以下の手順に従って測定し、脱気後溶存酸素量Ｏ２（ｄｅｇａｓｓｅｄ）／飽和溶存酸素量Ｏ２（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）の比率を求めて前記感光層形成液中の溶存空気量の飽和空気溶解量に対する割合、即ち脱気度とした。飽和溶存酸素量Ｏ２（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）および脱気後溶存酸素量Ｏ２（ｄｅｇａｓｓｅｄ）は、以下の手順に従って求めた。気−液分離膜ユニット２０の前後で感光層形成液をサンプリングし、サンプリング後１分以内に溶存酸素計（有機溶媒用溶存酸素計ＵＣ−１２−ＳＯＬ型、セントラル科学（株）製）を用いて溶存酸素両を測定した。気−液分離膜ユニット２０の前でサンプリングした感光層形成液の溶存酸素量を飽和溶存酸素量Ｏ２（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）とし、気−液分離膜ユニット２０の後でサンプリングした感光層形成液の溶存酸素量を脱気後溶存酸素量Ｏ２（ｄｅｇａｓｓｅｄ）とした。
【００５９】
感光層塗布液の塗布条件は以下の通りに設定した。
【００６０】
ａ．支持体ウェブＷの厚み    …  ０．３ｍｍ
ｂ．支持体ウェブＷの搬送速度…  １００ｍ／分
ｃ．バー塗布量              …  ２０ｃｃ／ｍ２
ｄ．塗布バーの外径          …  １０ｍｍ
ｅ．塗布バーの回転数        …−３０ｒｐｍ（逆転）
ｆ．感光層形成液の粘度      …  ２ｍＰａ・ｓ
ｇ．送液量                  …  表１に示す
ｈ．減圧装置における真空圧  …  表１に示す
ｉ．脱気度                  …  表１に示す
【００６１】
結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2004181403.tif 000003
表１に示すように、脱気装置２を用い、脱気度が９０％以下である実施例１〜６においては、塗り付け泡スジや接合泡スジ、ハジキなどの塗布面質故障の発生は殆ど見られなかったのに対し、脱気度が９０％以上と、脱気が充分でなかった比較例２および３、ならびに脱気を行わなかった比較例１においては、前記塗布面質故障の発生が明瞭に認められた。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗布液中の溶存空気に起因する塗布面質故障が発生することのない塗布装置および塗布方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の塗布装置の一例につき、構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す塗布装置の備える脱気装置の外形を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す脱気装置の備える気−液分離膜モジュールの内部構造を示す部分破断図である。
【図４】図４は、図３に示す気−液分離膜モジュールの内部に収容される気−液分離膜ユニットの構造を示す部分破断図である。
【図５】図５は、図３に示す気−液分離膜モジュールの内部における製版層形成液の流れを示す断面図である。
【符号の説明】
２      脱気装置
４      バーコータ
６      リザーバー
８      給液管路
１０      戻し管路
２０      気−液分離膜モジュール
２２      シェル
２４      気−液分離膜ユニット
２４Ａ    封筒状膜
２４Ｃ    気−液分離膜
【図１】
2004181403.tif 000004
【図２】
2004181403.tif 000005
【図３】
2004181403.tif 000006
【図４】
2004181403.tif 000007
【図５】
2004181403.tif 000008