(57)【要約】【課題】  カーテン膜が該ウェブに衝突する地点での動的接触線に発生する上流方向への液溜まりであるヒールの発生を防ぎ、カーテン膜の安定化させる事により、良好な品質の塗布製品を製造する事のできるカーテン塗布装置を提供する。【解決手段】  連続走行するウェブに液供給タンクよりポンプでカーテンヘッドに供給された塗布液を塗布するカーテン塗布装置において、カーテン膜の該ウェブへの衝突地点より上流側に位置し、下流側方向にブロアより供給されたエアを噴射するエアジェット噴射装置を設けてなり、該エアジェット噴射装置には、カーテン膜が該ウェブに衝突する動的接触線に向けてエアジェットを噴射する事を特徴とするカーテン塗布装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続走行するウェブに塗布液を塗布するカーテン塗布装置において、カーテン膜の該ウェブへの衝突地点より上流側に位置し、下流側方向にエアを噴射するエアジェット噴射装置を設けてなり、該エアジェット噴射装置には、カーテン膜が該ウェブに衝突する動的接触線に向けてエアジェットを噴射する事を特徴とするカーテン塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙、感圧記録紙、感熱記録紙、印画紙、印刷製版材料などの塗布製品製造に際し、連続走行する紙、塗被紙、フィルムなどへのカーテン塗布においてカーテン膜が該ウェブに衝突する地点での動的接触線に発生する上流方向への液溜まり（以降ヒールと称する）の発生を防ぎ、カーテン膜を安定化させる事により、良好な品質の塗布製品を製造する事のできるカーテン塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーテン塗布方法は、一種以上の塗布液を用いて自由落下カーテン膜を形成し、これを塗布される材料（ウェブ）に衝突させ、塗布されるウェブ上に塗膜を形成する方法であり、鉄板の表面塗布方法としては古くから用いられてきた。
【０００３】
従来、カーテン塗布方法においては、ウェブ上に塗膜を形成するときに、未塗布部が生じたり、塗布ムラが生ずる事があった。
【０００４】
この原因の一つとして、ヒール現象がある。これはカーテン膜がウェブに衝突する動的接触線において液膜の最下部が上流側（以下、連続走行するウェブの動的接触線手前を上流側、動的接触線より後の塗布液がウェブ上にある側を下流側と称する）に膨らむ現象である。カーテン塗布の場合カーテン膜の落下による衝突力がウェブに同伴してくる空気を遮断し、塗布層とウェブ間に空気が入り込む事によって生じる未塗布部分や塗布ムラを防ぐが、上記ヒールが発生した場合上流側に膨らんだ液溜まりの部分には落下衝突力が働かないため、未塗布部分や塗布ムラを発生してしまう。
【０００５】
ヒールの発生には液流量とウェブ走行速度の関係や液粘度、ウェブ走行角度などが関係し、特定の条件ではヒールの発生なしで塗布可能であるが、塗布製品の良好な品質を得るためこれらの条件を変化させた場合、ヒールの発生により目標とする塗布製品が得られない事がある。上流側に吸気口を設けて吸引しヒールの大きさを安定化させる方法の提案もあるが、この方法ではヒールの発生自体は防げず、液粘度の変化や液流量の微小な変動などの外乱により未塗布部分や塗布ムラを発生してしまい、安定した塗布製品を作る事ができなかった（例えば特許文献１）。また、ウェブの表面粗度を０．１μｍ以上とし、塗布液粘度を３０ｃｐｓ以上３００ｃｐｓ以下にする方法の提案もされているが、これらの条件以外の塗布を行う場合ヒールの発生による未塗布部分や塗布ムラを防ぐ事ができなかった（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−１４１１６６号公報
【特許文献２】特開平１０−３２８６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーテン膜が該ウェブに衝突する地点での動的接触線に発生する上流方向への液溜まりであるヒールの発生を防ぎ、カーテン膜の安定化させる事により、良好な品質の塗布製品を製造する事のできるカーテン塗布装置を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は連続走行するウェブに、塗布液を塗布するカーテン塗布装置において、カーテン膜の該ウェブへの衝突地点より上流側に位置し、下流側方向にエアを噴射するエアジェット噴射装置を設けてなり、該エアジェット噴射装置には、カーテン膜が該ウェブに衝突する動的接触線に向けてエアジェットを噴射する事を特徴とするカーテン塗布装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカーテン塗布装置はカーテン膜がウェブに衝突する動的接触線に発生した上流方向への液溜まりであるヒールに対しエアジェット噴射装置からスリットを通してエアを下流側に噴射し、液溜まりを物理的に押す事によってヒールの発生を防ぐ事ができる。この事により液流量とウェブ走行速度の関係や液粘度、ウェブ走行角度などについて特定の領域に限定されていた塗布条件に関わらず、ヒールの発生がなく、未塗布部分や塗布ムラのない良好な品質の塗布製品が製造可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面によりさらに詳しく説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定される事なく、様々な形態が可能である事はいうまでもない。
【００１０】
図１は、本発明におけるカーテン塗布装置の実施態様の一例を示す全体概略図である。
【００１１】
本発明のカーテン塗布装置は、コーターヘッド１とブロア１３から供給されたエアが吹き出し口１２を通して噴射するエアジェット噴射装置１４から構成される。
【００１２】
図１において、予め調製された塗布液は給液タンク８から給液ポンプ９によってコーターヘッド１へ送られる。コーターヘッド１の内部は、マニホールド２、スリット３、スリット出口４からなり、それぞれ高精度の仕上げが施されている。供給された塗布液は、マニホールド２に満たされ、さらにスリット３、スリット出口４に送られるときに通過する狭い間隙により、給液ポンプの送液による動圧の影響が軽減され、幅方向における圧力分布が均一化され、垂直なカーテン膜６が形成される。
【００１３】
幅方向でプロファイルが均一となったカーテン膜６は、連続走行しているウェブ１０と接触し、ウェブ１０上に塗布膜を形成する。
【００１４】
形成させたカーテン膜６を安定した状態で塗布するためには、ウェブ１０からコーターヘッド１下部のスリット出口４までの高さがある程度必要とされるが、本実施形態においてはその高さを制御する事も可能であり、カーテン膜６の安定に適した高さは６０〜２５０ｍｍ、好ましくは１２０〜１８０ｍｍである。カーテン膜高さが好ましい範囲より低いとカーテン膜の落下による衝突力が減少しウェブに同伴してくるエアに対する抵抗力が減るため、塗布ムラを起こしやすくなる恐れがある。また、好ましい範囲より高いと周辺空気の変動など外乱の影響を受けやすくなる恐れがある。
【００１５】
本発明におけるヒールの除去に当たっては、カーテン膜６のウェブ１０への衝突地点より上流側に設けられたエアジェット噴射装置１４をカーテン膜６の該ウェブ１０への衝突地点に向けて吹き出し口１２を通じたエアを噴出させる。図２はカーテン膜６の該ウェブ１０への衝突地点の拡大図であり、吹き出し口１２から衝突地点に吹き出されたエアを示している。この際の吹き出し口１２はスリットまたは幅方向に均一な穴を設けたものであり、衝突地点との距離は１０〜１００ｍｍが好ましいが、より好ましいのは２０〜５０ｍｍである。吹き出し口１２が衝突地点に近すぎるとカーテン膜の安定性を損なう恐れがあり、遠すぎるとエアが拡散しヒール除去効果が減少する恐れがある。またウェブに対する角度は３０〜６０度が好ましい。この角度が小さすぎるとウェブに同伴する空気と合わさりカーテン安定性を損なう恐れがあり、角度が大きすぎるとヒール除去効果が減少する恐れがある。また吹き出し口がスリットである場合はスリット幅が３００μｍから５ｍｍが好ましく、より好ましくは１ｍｍから３ｍｍである。好ましい範囲よりスリット幅が小さいと幅方向に均一な機械的精度を得るのが加工上困難となる恐れがあり、好ましい範囲よりスリット幅が大きいとエアの拡散によりヒール除去効果が減少する恐れがある。また幅方向に均一な穴をあけた吹き出し口の場合、穴の径は２００μｍから８ｍｍが好ましく、より好ましくは３ｍｍから５ｍｍである。穴の径が小さすぎると幅方向に均一な機械的精度を得るのが加工上困難となる恐れがあり、大きすぎるとエアの拡散によりヒール除去効果が減少する恐れがある。またエアの吹き出し圧は液粘性や液流量、ウェブ走行速度により変化するため、特に限定されないが、ヒールの状態を適宜目視観察して調整されるものである。
【００１６】
本発明において、エアジェット噴射装置１４は、ウェブの幅と同等またはそれ以上の長さを有する吹き出し口１２を備え、該吹き出し口の一方または両方の端部がエア供給ポンプの供給管を接続した構造である事がエアの幅方向の吹き出し圧の安定化のため、好ましい。
【００１７】
上記発明において、エアジェット噴射装置１４からの噴射には、エアを以て説明したが、エアに代えて過熱水蒸気とする事も好ましい。コーターヘッド１の上流側におけるウェブ１０に対して過熱水蒸気を噴射する事によって、ウェブ１０が予めウエット状態となり、コーターヘッド１から流下するカーテン膜６とが馴染みやすく良好な塗布状態を得やすくなる。また、噴射を蒸気とする事によりウェブ１０に予め熱を与える事ができ、乾燥効率の向上に寄与する事ができる。
【００１８】
本発明のカーテン塗布装置において、用いられるコーターヘッドとしては、スライドホッパー型、エクストルージョン型、または両者の混合したスライドエクストルージョン型などが挙げられる。
【００１９】
本発明において、「塗布液」とは、写真乳剤液としてゼラチン水溶液中にハロゲン化銀を分散せしめたもの、磁気記録紙用塗布液として水あるいは有機溶剤中に磁性体粒子を分散せしめたもの、感熱記録紙用塗布液として発色剤と顕色剤を分散せしめたもの、感圧記録紙用塗布液として発色剤あるいは顕色剤を含むマイクロカプセルを分散せしめたもの、インクジェット記録紙用塗布液、顔料塗布紙用塗布液として無機あるいは有機顔料を分散せしめたものなどであり、これらに挙げられる塗布液の固形分濃度などとは関係なく、カーテン塗布を行う事が可能な塗布液であれば、制限なく用いる事ができるが、塗布液の粘度についてはＢ型粘度が１０〜１０００ｃｐｓの範囲の塗布液が好ましく、より好ましくは２０〜３００ｃｐｓの範囲の塗布液が好ましい。
【００２０】
本発明に用いられるウェブとしては、一般に使用される上質紙、中質紙、更級、マシンコート紙、アート紙、キャストコート紙、合成紙、レジンコーテッド紙、プラスティックフィルム、ゴム板、天然あるいは合成繊維で織られた布などを挙げる事ができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を一層明瞭とするために実施例を挙げて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部数は全て質量部を示し、特に断りのない限り、濃度は固形分の質量％、塗布量は乾燥後の塗布量を示す。
【００２２】
（実施例１）
感圧記録紙用塗布液について、以下のとおり作製した。
【００２３】
＜マイクロカプセル分散液＞
クリスタルバイオレットラクトン（ＣＶＬ）５部を溶解した２００部の高沸点油（クレハ社製、ＫＭＣ−１１３）を５％スチレン無水マレイン酸共重合体水溶液（ｐＨ５．０）２５０部に添加し、平均粒子径を６μｍとなるように乳化した。
【００２４】
次に、４０％メラミン−ホルマリン初期縮合物水溶液（住友化学社製、スミレッツレジン）２０部を上記乳化剤に加えて温度を７５℃とし、２時間反応させた後、２０％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ９．０として室温まで冷却し、４０％のマイクロカプセル分散液を得た。
【００２５】
＜塗布液＞
上記のようにして得られたマイクロカプセル分散液を下記の配合に、さらに水を加え、固形分濃度１５％に調整し、液粘度を２５ｃｐｓとして感圧記録紙用塗布液を作製した。
４０％マイクロカプセル分散液                                  １００部
小麦澱粉（平均粒子径２０μｍ）                                  ５０部
４８％カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体ラテックス        ２０部
【００２６】
上記塗布液を用い、図１で示したカーテン塗布装置により感圧記録紙を製造した。コーターヘッドから落下するカーテン膜がウェブと衝突する地点を基準として、これより３０ｍｍ離れて吹き出し口が位置するようエアジェット噴射装置を設置した。ここで、エアジェット噴射装置の吹き出し口は幅１ｍｍのスリットを用い、ウェブとの角度は４５度とした。また吹き出し圧はヒールの発生状況を目視観察しながら１０ｋＰａから１００ｋＰａの範囲で調節して行った。ウェブとして坪量４０ｇ／ｍ2で表面粗度１μｍの上質紙を用い、エクストルージョン型カーテン塗布装置を用いて塗布速度４００ｍ／分で感圧記録紙用塗布液を塗布量３．５ｇ／ｍ2となるように塗布し、塗布長さ１００００ｍの感圧記録紙を製造した。上記、ウェブの表面粗度はＪＩＳＢ０６０１によるＲａを意味する。
【００２７】
（実施例２）
実施例１における吹き出し口の幅を３ｍｍにした以外は実施例１と同様にして、実施例２の塗布紙を製造した。
【００２８】
（実施例３）
実施例１における吹き出し口の幅を５ｍｍにした以外は実施例１と同様にして、実施例３の塗布紙を製造した。
【００２９】
（実施例４）
実施例１における吹き出し口の幅を３００μｍにした以外は実施例１と同様にして、実施例４の塗布紙を製造した。
【００３０】
（実施例５）
実施例１におけるエアジェット噴射装置とウェブの角度を１５度にした以外は実施例１と同様にして、実施例５の塗布紙を製造した。
【００３１】
（実施例６）
実施例１におけるエアを吹き出し口での温度１２０℃の過熱水蒸気にした以外は実施例１と同様にして、実施例６の塗布紙を製造した。
【００３２】
（比較例１）
実施例１におけるエアジェット噴射装置からエアを噴出させない様、吹き出し口１２をふさいだ事以外は実施例１と同様にして、比較例１の塗布紙を製造した。
【００３３】
（比較例２）
実施例１におけるエアジェット噴射装置に吸気ポンプを接続し、コーターヘッドから落下するカーテン膜がウェブと衝突する地点を基準として、これより１．５ｍｍ離れて吹き出し口１２が位置するように設置し、エアを吸引した事以外は実施例１と同様にして、比較例２の塗布紙を製造した。
【００３４】
（比較例３）
実施例１におけるエアジェット噴射装置のスリットの方向を図３にように上流方向に向けた事以外は実施例１と同様にして、比較例３の塗布紙を製造した。
【００３５】
上記実施例１〜６および比較例１〜３により製造された感圧記録紙に対して、下記の評価方法により評価し、その結果を下記表１に掲げた。なお、評価に当たって、感圧記録紙の製造における長さ１００００ｍを塗布する間の状態を観察した。
【００３６】
＜ヒール評価＞
カーテン膜の安定状態を目視観察し、次の基準で評価した。なお、許容レベルとしては○以上である。
◎：ヒールが発生せず、非常に安定していた。
○：ヒールの兆候がかすかに見られるが問題ない程度。
△：ヒールが部分的に発生していた。
×：ヒールが全幅にわたって間欠的に発生していた。
【００３７】
＜塗布面＞
製造した感圧記録紙の塗布面における塗布ムラや未塗布部の発生状態を目視観察し、次の基準で評価した。なお、許容レベルとしては○以上である。
◎：塗布ムラ、未塗布部ともに全く観察されなかった。
○：塗布ムラのみがごく僅かに観察されるが、製品として問題なかった。
△：塗布ムラが観察され、製品として少し問題があった。
×：塗布ムラ、未塗布部ともに観察され、製品として使用不可。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
上記表１から明らかなように、実施例１、２はヒール評価、塗布面とも良好な結果であった。実施例３、４はヒールの兆候がかすかに見られるが問題ない程度で塗布面は塗布ムラ、未塗布部とも全く観察されなかった。実施例５はヒールの兆候がかすかに見られるが問題ない程度であり、塗布面は塗布ムラのみがごく僅かに観察されるが製品として問題なかった。実施例６はヒール評価、塗布面とも良好な結果であった。一方、比較例１ではヒールが部分的に発生しており塗布ムラが部分的に観察され製品として問題があった。また、比較例２では、ヒールが全幅にわたって間欠的ではあるが発生している事が観察され、それに伴って塗布面も悪影響を及ぼしていた。比較例３では、ヒールが全幅にわたって間欠的ではあるが発生している事が観察され、それに伴って塗布面にも悪影響を及ぼしていた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
カーテン膜が該ウェブに衝突する地点での動的接触線に発生する上流方向への液溜まりであるヒールの発生を防ぎ、カーテン膜の安定化させる事により、良好な品質の塗布製品を製造する事のできるカーテン塗布装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のカーテン塗布装置における実施態様の一例を示す全体概略図。
【図２】本発明のカーテン塗布装置における実施態様の一例を示す拡大図。
【図３】比較例を示す全体概略図。
【符号の説明】
【００４２】
１  コーターヘッド
２  マニホールド
３  スリット
４  スリット出口
５  エッジガイド
６  カーテン膜
７  液回収パン
８  給液タンク
９  給液ポンプ
１０  ウェブ
１２  吹き出し口
１３  ブロア
１４  エアジェット噴射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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