(57)【要約】【課題】エクストルージョン型溶融樹脂塗布装置において、発生する横段状の剥離むらを解決することを目的とするものである。【解決手段】溶融したポリオレフィン樹脂をエクストルージョン型のダイで押し出して形成した溶融樹脂カーテンをクーリングロールとプレスロールによりクーリングロール側に押しつけられた間隙にウェブとともに挟み込む部分において、クーリングロールの長手方向と平行に開口したスリットを有する減圧チャンバーを、溶融樹脂カーテンとウェブの接触する部分に対して、スリットを近接させるように配置し、減圧チャンバーに設けられたスリットを通過する気体の流速がウェブの搬送速度よりも高い。【選択図】  図１
2005254610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱ラミネーション工程を有する画像記録材料の製造方法であり、溶融したポリオレフィン樹脂をエクストルージョン型のダイで押し出して形成した溶融樹脂カーテンをクーリングロールとプレスロールによりクーリングロール側に押しつけられ、間隙に基紙とともに挟み込む部分において、クーリングロールの長手方向と平行に開口したスリットを有する減圧チャンバーを有する吸引装置を、溶融樹脂カーテンとクーリングロールとの接触する部分に対して、スリットを近接させるように配置することを特徴とする画像記録材料の製造方法。
【請求項２】
吸引装置の減圧チャンバーに設けられたスリットを通過する気体の流速が基紙の搬送速度よりも高いことを特徴とする請求項１記載の画像記録材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂を溶融させ、紙、フィルム等のウェブに塗布し、横段状の剥離むらを発生させず、平滑性の高いポリオレフィン樹脂塗被紙を製造するエクストルージョン型溶融樹脂塗布による画像記録材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィン樹脂を紙に塗布した高平滑なポリオレフィン樹脂被覆紙は、今日では多くの分野で用いられている。例えば、ポリオレフィン樹脂被覆紙は、写真印画紙、印刷用紙、印刷製版材料、インクジェット記録用紙、感熱記録紙、感圧記録紙、磁気記録紙等の各分野における基材として用いられている。
【０００３】
紙にポリオレフィン樹脂を塗布することにより、紙の質量むらに起因する凹凸及び紙がパルプ繊維でできていることに起因する平滑性のむらを回避することが可能となる。また、ポリオレフィン樹脂で表裏を覆うことによる耐水性の向上も、ポリオレフィン樹脂被覆紙が多くの分野で使用されるようになった原因である。即ち、紙にポリオレフィン樹脂を塗布することにより、紙自体の持つ質量あたりの剛性の高さ、白色度、不透明度という利点と、フィルムの持つ平滑性の高さと耐水性の高さがポリオレフィン樹脂被覆紙に与えられる。
【０００４】
このようなポリオレフィン樹脂被覆紙を製造する手段として、ポリオレフィン樹脂を溶融させエクストルージョン式のダイから押し出して溶融樹脂カーテンを形成させ、該カーテンを紙等のウェブと冷却ロール（クーリングロール）で挟み込み塗布するという方法が一般的である。溶融樹脂カーテンとウェブ等とを挟み込む部分では、樹脂又はゴムを被覆した弾性ロール（プレスロール）を用いてウェブと溶融カーテンとの圧着を上げ、接着性を向上させている。圧着された樹脂とウェブは、クーリングロールで冷却され、剥離ロールで抱かれるようにしてクーリングロールから剥離される。
【０００５】
クーリングロール内部には冷却媒体が循環され、塗布速度、溶融樹脂温度、塗布量等に応じてクーリングロールを適切な温度に保つように制御されている。使用される溶融樹脂として、ポリオレフィン樹脂は多くの場合、ポリエチレンかポリプロピレンである。また、樹脂の不透明度、白色度を上げるために炭酸カルシウムまたは二酸化チタンが充填材として用いられることが多い。これらの充填材を混練することは、通常マスターバッチと呼ばれる高充填樹脂を予め製造し、これを適切な希釈樹脂で希釈してから混練する手法をとることが多いが、ポリオレフィン樹脂と混練する際にどうしても若干の水分を含むことは避けられないことである。また、これら充填剤を混練するために分散剤が用いられている。更に、溶融樹脂の温度は通常樹脂の融点よりはるかに高い温度まで加熱されダイから押し出される。これは、ダイから押し出された樹脂が溶融樹脂カーテンを形成する時に冷えて固体化しないためとウェブとの接着を上げるためである。このために、溶融樹脂中にはポリオレフィン樹脂の酸化防止剤が入れられることが多い。
【０００６】
これらのことから、ダイから押し出される溶融樹脂がカーテンを形成する時に、多量の低分子量のポリオレフィン樹脂と上記添加剤が分解して多くの煙を出す。この煙は、多くの部分は吸引排気されているが、若干の煙は溶融樹脂カーテンと共にクーリングロール上に運ばれる。クーリングロール上に運ばれた煙は、クーリングロールと溶融樹脂に挟まれるために、わずかずつではあるがクーリングロール表面に堆積して汚れとなる。また、樹脂層中に、低分子成分の物質が存在する場合、空気界面に低分子成分が移動するブリードアウトと呼ばれる現象が起こることが知られている。
【０００７】
横段状の剥離むら（以下、横段剥離むらと称す）は、クーリングロールからポリオレフィン樹脂被覆紙が剥離される時に発生することは今までの検討で明らかである。また、発生を来すのは、（１）塗布速度を上げた時、（２）クーリングロールが汚れた時、（３）クーリングロールの冷却が適切でない時であった。これらに共通することは、溶融樹脂のクーリングロールでの冷却不足による溶融樹脂の固化不充分であった。
【０００８】
横段剥離むらの原因は、溶融樹脂の固化不充分により固化したポリオレフィン樹脂のフィルム表面強度が落ちるために、クーリングロールから樹脂被覆紙が剥離される時に均一でかつスムースな剥離が起こらず剥離むらを起こすことに起因している。これは、樹脂固化が不充分な場合はもちろん、クーリングロール表面が汚れによって部分部分の冷却が不均一に起こっている時にも発生する。
【０００９】
ゆえに、これらを解決するためにクーリングロールの表面清掃を頻繁にすることとクーリングロール温度を一定に保つために冷却媒の管理及びクーリングロールの構造等を工夫することで、剥離不良による横段剥離むらの発生を防いできた。しかしながら、横段状の剥離むらを解決すれば塗布速度を上げるというのが製造業の宿命である限り、これらの方法だけでは対応しきれないのが現状であった。
【００１０】
かかる問題の解決手段として、従来技術として、剥離むらの発生原因である異常な振動であるバタツキを検知して、ウェブの張力を調整する手段が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では、機械的な可動部分の多数存在するラミネータ装置における剥離むらを発生させるバタツキのみの検出を行うことが難しく、剥離異常のない場合に、張力調整動作が誤動作するなどの問題を抱えているのが現状である。
【特許文献１】特開平７−２５６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の一般的な装置、及び溶融樹脂を用いてウェブにポリオレフィン樹脂を塗布する塗布方法においても、生産性を上げるために塗布速度を上げることにより数々の問題が生ずることはすべての塗布において言えることではあるが、本発明では、特にエクストルージョン型溶融樹脂塗布による画像記録材料の製造方法において、発生する横段状の剥離むらを解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、熱ラミネーション工程を有する画像記録材料の製造方法であり、溶融したポリオレフィン樹脂をエクストルージョン型のダイで押し出して形成した溶融樹脂カーテンをクーリングロールとプレスロールによりクーリングロール側に押しつけられ、間隙にウェブとともに挟み込む部分において、クーリングロールの長手方向と平行に開口したスリットを有する減圧チャンバーを、溶融樹脂カーテンとクーリングロールの接触する部分に対して、スリットを近接させるように配置することを特徴とする画像記録材料の製造方法であり、減圧チャンバーに設けられたスリットを通過する気体の流速がウェブの搬送速度よりも高いことを特徴とする画像記録材料の製造方法により、目的が達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像記録材料の製造方法によれば、エクストルージョン型溶融樹脂塗布による画像記録材料の製造方法において発生する横段状の隔離むらを解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明においては、熱ラミネーション工程において、不可避に発生し、クーリングロール汚れの主因である煙を、クーリングロールの長手方向と平行に開口したスリットを有する減圧チャンバー（以下、吸引装置と略すことがある）を、溶融樹脂カーテンとクーリングロールの接触する部分に対して、スリットを近接させるように配置することにより、吸引、除去する装置を用いる。かかる装置を用いることにより、クーリングロール汚れを未然に防ぐことができる。
【００１５】
本発明における吸引装置は、図１に示す熱ラミネータ装置の断面図の如き配置で設置されることが好ましい。つまり、樹脂被覆前の基紙３は、クーリングロール６とプレスロール５で形成されるニップに食い込まれる。このニップに、エクストルージョン型溶融樹脂押し出しダイ１から押し出されたポリオレフィン樹脂の溶融樹脂カーテン２が落とされ、ウェブ３に塗布される。この時、プレスロール５とクーリングロール６で形成されるニップを幅方向（ｃｒｏｓｓ−ｍａｃｈｉｎｅ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）で均一に保つために、バックアップロール４とプレスロール５の２つのロールを組み合わせた加圧機構を採用している。なお、必要に応じて、更に多くのロールを組み合わせてもよく、又、プレスロール単体でも問題とならない場合もある。溶融樹脂カーテン２とクーリングロール６の接する部分に、スリット状の開口部が接するように吸引装置８を配置する。クーリングロール６に抱かれ、溶融樹脂が塗布された画像材料用支持体１２は、剥離ロール７でクーリングロール６から剥がされる。
【００１６】
吸引装置の詳細立体図を図２に示す。減圧チャンバー９は、吸引パイプに接続された減圧手段により減圧される。減圧チャンバー９の内部が減圧されると、スリット開口部に圧力勾配が生じて、減圧チャンバー９内部への空気の流入が起こる。スリット開口部１０を、溶融樹脂カーテン２とクーリングロール６の接する部分に近接して配置することにより、クーリングロール表面に付着する汚れ成分を、未然に減圧チャンバー９の内部に導入することができる。
【００１７】
吸引装置を構成する材質は特に限定されないが、減圧により変形を来すことのない強度を有することが肝要である。特に、スリットの開口面積は減圧による変形の影響を受けやすい部位であるため、変形を考慮して、剛性の高いステンレス、鋳鉄、チタンなどの金属を用いることが好ましい。
【００１８】
吸引装置の減圧チャンバーを減圧する方法は、減圧型のポンプを用いることが好ましい。ポンプの種類としては、ダイヤフラムポンプ、ターボポンプ、ブレードポンプ、ブロアーポンプ、油回転型ポンプなどが挙げられる。減圧チャンバーとポンプの間には、吸引したガスが液化あるいは固化したものを除去する目的で、ミストトラップを設けることが好ましい。
【００１９】
かかる吸引装置により、さらに効果的に汚れの原因となる煙を除去する条件として、減圧チャンバーに設けられたスリットを通過する気体の流速が基紙の搬送速度よりも高いことが好ましい。基紙の搬送速度に同調しているため、クーリングロールの周速は基紙の搬送速度に等しい。クーリングロールの表面近傍の空気は、クーリングロールと同速で流動している。本発明者らが検討を行った結果、溶融樹脂カーテンより発する煙状の汚れ成分を除去するためには、溶融樹脂カーテンとクーリングロールが動的に接する点に対して、極近傍に動圧差として、クーリングロールの周速相当の動圧差より高い圧力差により吸引することにより、煙状の汚れ成分を除去することが可能であることを見いだした。動圧差は、減圧チャンバーのスリット内部の平均流速で代表することができ、平均流速が、クーリングロールの周速より高い場合には、煙状の汚れ成分の除去比率は、クーリングロール汚染を防止可能な程度まで高くできることが判明した。
【００２０】
スリット開口部における平均流速は、スリット開口面積は、スリットの平均開口幅Ｓ［ｃｍ］と長手方向の有効開口長Ｌ［ｃｍ］の積で与えられ、吸引パイプにおける排気流量をＱ［ｃｍ3／秒］とすると、流速Ｖは次のように表せる。
Ｖ［ｃｍ／秒］＝Ｑ［ｃｍ3／秒］÷ （ Ｓ［ｃｍ］  ×  Ｌ［ｃｍ］）
排気流量は、圧力による体積変化を考慮して、ポンプ等の減圧装置の排気側で計測するか、減圧下で測定した場合には、圧力補正を行う必要がある。
【００２１】
本発明の画像記録材料の製造方法は、写真印画紙、印刷用紙、印刷製版材料、インクジェット用紙、感熱紙、感圧紙、磁気記録紙等の各分野における画像記録材料に有用に適用できる。
【００２２】
以下では、本発明を実施例により詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。また添加量％は、質量％である。添加部数は、全量１００部に対する質量部数である。
【実施例１】
【００２３】
木材パルプを主成分とした基紙をコロナ処理後、下記組成の熱可塑性樹脂組成物１を裏面として溶融塗布し、続けて、裏面の反対面に熱可塑性樹脂組成物２を表面として溶融塗布し、画像記録材料を得た。溶融塗布の装置としては、図１に示す熱ラミネーション製造装置を用いた。基紙の搬送速度は、３００ｍ／分とし、吸引装置のスリットを通過する気体の流速は、表裏の加工に用いる装置のいずれも３１５ｍ／分とした。連続加工時間は、１８時間とした。
熱可塑性樹脂組成物１：高密度ポリエチレン（密度９５８ｋｇ／ｍ3）８０部、低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）２０部
熱可塑性樹脂組成物２：低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）８８部、ルチル型酸化チタン１２部
なお、熱可塑性樹脂組成物２の調整に際しては、分散を効率よく進めるため、予め、低密度ポリエチレンを希釈樹脂として６０％濃度の酸化チタンマスターバッチを作製したのち、低密度ポリエチレンと再度混合を行った。
なお、支持体基紙の坪量は絶乾で１５０ｇ／ｍ2、ポリエチレン塗布量は裏面２４ｇ／ｍ2、表下層２３ｇ／ｍ2、表上層７ｇ／ｍ2とした。
【実施例２】
【００２４】
木材パルプを主成分とした基紙をコロナ処理後、下記組成の熱可塑性樹脂組成物１を裏面として溶融塗布し、続けて、裏面の反対面に熱可塑性樹脂組成物２を表面として溶融塗布し、画像記録材料を得た。溶融塗布の装置としては、図１に示す熱ラミネーション製造装置を用いた。基紙の搬送速度は、３００ｍ／分とし、吸引装置のスリットを通過する気体の流速は、表裏の加工に用いる装置のいずれも２８０ｍ／分とした。連続加工時間は、１８時間とした。
熱可塑性樹脂組成物１：高密度ポリエチレン（密度９５８ｋｇ／ｍ3）８０部、低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）２０部
熱可塑性樹脂組成物２：低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）８８部、ルチル型酸化チタン１２部
なお、熱可塑性樹脂組成物２の調整に際しては、分散を効率よく進めるため、予め、低密度ポリエチレンを希釈樹脂として６０％濃度の酸化チタンマスターバッチを作製したのち、低密度ポリエチレンと再度混合を行った。
なお、支持体基紙の坪量は絶乾で１５０ｇ／ｍ2、ポリエチレン塗布量は裏面２４ｇ／ｍ2、表下層２３ｇ／ｍ2、表上層７ｇ／ｍ2とした。
【００２５】
（比較例）
木材パルプを主成分とした基紙をコロナ処理後、下記組成の熱可塑性樹脂組成物１を裏面として溶融塗布し、続けて、裏面の反対面に熱可塑性樹脂組成物２を表面として溶融塗布し、画像記録材料を得た。溶融塗布の装置としては、図１に示す熱ラミネーション製造装置から、吸引装置８を除く構成の装置を用いた。基紙の搬送速度は、３００ｍ／分とした。連続加工時間は、１８時間とした。
熱可塑性樹脂組成物１：高密度ポリエチレン（密度９５８ｋｇ／ｍ3）８０部、低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）２０部
熱可塑性樹脂組成物２：低密度ポリエチレン（密度９２２ｋｇ／ｍ3）８８部、ルチル型酸化チタン１２部
なお、熱可塑性樹脂組成物２の調整に際しては、分散を効率よく進めるため、予め、低密度ポリエチレンを希釈樹脂として６０％濃度の酸化チタンマスターバッチを作製したのち、低密度ポリエチレンと再度混合を行った。
なお、支持体基紙の坪量は絶乾で１５０ｇ／ｍ2、ポリエチレン塗布量は裏面２４ｇ／ｍ2、表下層２３ｇ／ｍ2、表上層７ｇ／ｍ2とした。
【００２６】
（塗布結果）
実施例１においては、クーリングロールの汚れに起因する、横段剥離むらの発生もなく、１８時間の連続加工後も、クーリングロールの曇りなどは見られなかった。実施例２においては、連続加工時間が１５時間に達した段階で、微少な剥離音が観測され、１８時間の連続加工後に、クーリングロール表面を観察したところ、やや汚れの堆積による曇りが見られた。比較例においては、連続加工時間が５時間に達した段階で剥離音が発生し、さらに４時間経過後には、記録紙の表面に横段剥離むらが見られるようになり、１６時間経過後に、クーリングロールに基紙が巻つき、停機を余儀なくされた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のエクストルージョン型溶融樹脂塗布装置の概略図。
【図２】本発明の吸引装置の立体図
【符号の説明】
【００２８】
１  エクストルージョン型溶融樹脂押し出しダイ
２  溶融樹脂カーテン
３  ウェブ
４  バックアップロール
５  プレスロール
６  クーリングロール
７  剥離ロール
８  吸引装置本体
９  減圧チャンバー
１０  スリット
１１  吸引パイプ
１２  画像記録材料
【図１】
2005254610.tif 000003
【図２】
2005254610.tif 000004