JPH0531439A - 塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、少なくとも２種以上の異なった粒子
径の粒子が混在する塗被液をシート上に均一に塗布する
方法を提供する。 【構成】少なくとも１本以上のロールを有し、転移ロー
ルから過剰な塗被液を連続走行するシート上に塗布した
後、エヤードクターで所定塗被量に調節する塗布方法に
おいて、少なくとも転移ロールに斜線型グラビヤカップ
が彫刻されたロールを用い、且つ転移ロールと接するシ
ートのニップやロール間のニップに溜まる塗被液量をセ
ンサーで検出し、その検出結果に基づきロールの回転速
度やロール間のクリヤランスを増減等し、該シートのニ
ップやロール間のニップに溜まる塗被液量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗被液の転移工程とし
てグラビヤ型ロールコーターと、塗被液の計量・平滑化
工程としてエヤードクター法を組み合せた塗布方法、特
に少なくとも２つ以上の異なった粒径の粒子が混在する
状態の塗被液をシート上に塗布する方法の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】塗被液をシート上に塗布する方法は、従
来より各種の手段が採用されており、これらの方法はい
ずれもシート上に塗被液を転移させる工程と、シート上
に転移された塗被液を所定量に計量する工程と、塗被層
表面を平滑化する工程から構成されている。

【０００３】転移工程は、ロールでシートに塗被液を転
移させたり、又はノズルから転移させたりする方法が採
用されている。計量工程は、ロール間隙、グラビヤメッ
シュ及びブレードや空気噴流で剥ぎ取ったりする方法が
採用されている。平滑化工程は、ブレード、ロッド、空
気流等を用いて塗被層表面を平坦にする等上記方法と適
宜組み合せた方法が採用されている。

【０００４】さらに、転移工程と計量工程の順番につい
ても、シートに塗被液を転移させる前に、予め所定の塗
布量になるように計量しておいて、塗被液をシートに転
移させる前計量式の正回転ロール、逆回転ロール、グラ
ビヤ、キスロール、カーテン、スプレイ、押し出し等の
塗布装置と、シートに所定の塗被量を上廻る塗被液を転
移させておき、その後に所定の塗被量まで剥ぎ取る等し
て減少させる後計量式のエヤードクター、ブレード、ロ
ッド、ナイフ、含浸等の塗布装置がある。

【０００５】近年、塗布速度の高速化、塗布装置の広幅
化、塗被液の高濃度化に伴い、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。ロッド又はブレード方式
は、後計量する方法であるため、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被液中の小さな
サイズのマイクロカプセルとこれより大きなサイズの粒
子径のスチルト剤（汚れ防止剤）の塗被液がブレードま
たはロッドと走行シートの間隙を通過する際に、大きな
サイズのスチルト剤は選択的に掻き落とされてしまい、
シート上にスチルト剤が塗布されない（難い）ばかり
か、塗被液自体の組成も経時的に変化するといった欠点
がある。

【０００６】他方、塗被液をシート上に転移させる工程
においても、１本以上のロールを用いてシート上に塗被
液を転移する場合が多く、ロールとロールのなすニップ
や、ロールとシートのなす楔状ニップにおいて、大きな
サイズのスチルト剤が選択的に戻されることになり、そ
の結果シートに転移された塗被液中のスチルト剤は少な
くなってしまう欠点がある。この欠点は、塗布速度が高
速になればなる程、塗布装置の広幅化に伴う各種のロー
ルが大径になればなる程顕著になる。また、カーテン塗
布方式は、スリットから塗被液のカーテンを落下させ、
走行するシート上に塗被層を得る方法であるため、塗被
液中に径の異なる粒子が混在する際の分級作用の問題を
回避することはできるが、塗被液の物性特に表面張力や
粘度に厳格な管理が必要であり、その上塗布速度が高速
になればなる程シートに伴送する空気流の遮断や、塗被
層の幅方向のプロファイルの管理も困難になる。

【０００７】エヤードクター塗布方式は、転移ロールで
塗被液をシート上に転移し、バッキングロール上でエヤ
ードクターの先端部のスリットから吹き出す空気流によ
って過剰の塗被液を落として所定塗被量にすると同時に
塗被層表面を平坦化する方法であるため、剛性のブレー
ド等を用いるその他の塗布装置に較べて比較的剪断力が
弱いので、径の異なる粒子が混在する際の分級作用はあ
る程度回避され、マイクロカプセル塗被液の塗布に使用
されている。

【０００８】しかし、塗布速度が４００〜５００ｍ／分
程度の中速度では、粒子の分級作用も少なく大きな欠陥
にならないが、塗布速度が６００〜８００ｍ／分と高速
度になると、塗被液をシートに転移させる工程で径の異
なる粒子が混在する際の分級作用が激しく、その結果大
径のスチルト剤はシートに転移され難くなり、また塗布
速度が９００ｍ／分を越えるとスチルト剤は殆どシート
に転移されずエヤードクターでもってしても優れた感圧
複写紙用カプセル塗被シートが得られない欠点を伴う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、少なくとも
２種以上の異なった粒子径の粒子が混在する塗被液をシ
ート上に均一に塗布する方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
本以上のロールを有し、転移ロールから過剰な塗被液を
連続走行するシート上に塗布した後、エヤードクターで
所定塗被量に調節する塗布方法において、少なくとも転
移ロールに斜線型グラビヤカップが彫刻されたロールを
用い、且つ転移ロールと接するシートのニップやロール
間のニップに溜まる塗被液量をセンサーで検出し、その
検出結果に基づきロールの回転速度やロール間のクリヤ
ランスを増減等し、該シートのニップやロール間のニッ
プに溜まる塗被液量を調節することを特徴とする塗布方
法である。

【００１１】

【作用】本発明の方法を、さらに詳細に説明する。図１
は、本発明の塗布方法を、１本の転移ロール方式の塗布
装置に適用した場合を示し、液槽(1) 内に溜められてい
る塗被液(2) の中に浸漬している転移ロール(3) の回転
によって塗被液が掻き上げられ、該転移ロールと接する
走行シート(4) との間の楔状ニップ(5) に溜まる塗被液
量をセンサー(6) で検出し、その検出結果に基づき転移
ロールの回転速度を増減させる等し、楔状ニップに溜ま
る塗被液量を調節しながら塗被液を走行シートの片面に
転移させ、続いて後段に位置するエヤードクター(7) で
もって塗被液を計量して余剰の塗被液を除去し、且つ塗
被層表面の平滑化を行い、その後に各ガイドロールを経
由してドライパート(8) に送り、このパートで乾燥させ
る構成からなる。

【００１２】転移ロールは、通常表面が平らな金属製、
ゴム製またはプラスチック被覆製の円筒型ロールが用い
られるが、本発明の実施例では直径１６０ｍｍの金属製
で、表面には斜線型グラビヤカップ（例えば、３０メッ
シュ、深さ２８５μｍ）が彫刻され、さらにクロムメッ
キが処理されたロールが用いられ、図示されない電動機
によって直結又は減速機を介して駆動され、塗被液中に
直径の１／３〜２／３程度が浸漬されており、回転させ
ることによって塗被液を掻き上げ、上部を走行するシー
ト上に塗被液を転移させる。

【００１３】該転移ロールとシートとの間の楔状ニップ
に溜まる塗被液量を、例えばレーザー光利用のセンサー
で検出するが、その詳細が図２に示されるように、転移
ロールの軸方向に一端に設けられた投光器(9) から例え
ば直径０．３ｍｍのレーザー光（３ｍｍ間隔で５本）を
楔状ニップに投光し、他端に設けられた受光器(10)で受
光する構成になっている。

【００１４】而して、楔状ニップに溜まる塗被液量の多
少に応じて塗被液が遮断するレーザー光が替わるので、
遮断されたレーザー光から楔状ニップに滞留する現在の
塗被液量を検出し、検出結果を基準値と比較することに
より転移ロールの回転速度を増減させるか、シートと転
移ロールのニップ圧を調整するか等して、ニップ通過後
のシートに転移させる際の大量掻き上げとそれに伴う楔
状ニップでの大量の戻りを防ぎ、ニップでの滞留塗被液
量を略零〜微量に制御する機構になっている。なお、本
発明のセンサーは、検出場所が狭い楔状ニップであるこ
とや検出物が溶剤を含んだ塗被液の場合もあることによ
り、レーザー光が直径０．１ｍｍ位まで容易に小さくで
き、且つ殆ど拡散しないこと、特に半導体レーザーは小
型で電力から光への変換効率も高い等の理由からレーザ
ーセンサーを用いたが、かかる実施例に限定されるもの
ではなく、その他の光学式のもの等から本発明のセンサ
ーとして適用することも可能である。

【００１５】また、センサーは楔状ニップに溜まる塗被
液量の微妙な変化を敏感に検出できるものであれば、そ
の他の接触型の通電タイプや非接触型の超音波距離セン
サーでもよい。液槽内において、転移ロールにより掻き
上げられる塗被液の量は、エヤードクター後のシートに
塗布される量を１００部としたとき、２５０〜３５０部
であってグラビヤカップの凹部に押し込まれ或いはロー
ル表面に層を形成して楔状ニップの頂部であるＡ点でシ
ートと接触して２３０〜３１０部がシート上に塗布され
た後、エヤードクターに到り、そして残る約２０〜４０
部の塗被液がグラビヤカップの凹部等に付着したまま液
槽に戻り、エヤードクターで最終塗被量１００部の計量
と同時に平滑化が実施される。

【００１６】なお、使用したグラビヤカップの深さは略
２２０μｍであって、塗被液中に含まれるスチルト剤
（平均粒子径２５μｍ）の大きさに比較して何倍もある
ので、楔状ニップでの分級作用は極く僅かであるという
理由から、本発明では少なくとも転移ロールに斜線型グ
ラビヤカップが彫刻されたロールを用いることを必須構
成要件とするものである。

【００１７】一方、楔状ニップの頂部に運ばれる塗被液
量の変動を少なくするには、プレーンロールよりもグラ
ビヤカップを彫刻したロールがより好ましく用いられ
る。グラビヤカップの型状としては、ピラミッド型、台
形、亀甲型、斜線型のいずれも用いることができるが、
塗被面の気泡発生や転移ロールのクリーニング性の点で
斜線型がより好ましく用いられる。

【００１８】図３は、本発明の方法を、ピックアップロ
ール(11)、計量ロール(12)、転移ロールの３本ロールか
らなる転移方式の塗布装置に適用した場合を示す。図３
に示すように、液槽内に溜められている塗被液の中に浸
漬しているピックアップロールの回転によって塗被液が
掻き上げられ、上部に位置する転移ロールとの間になす
楔状ニップ(13)に溜まる。

【００１９】この楔状ニップに溜まる塗被液量を、レー
ザーセンサー(14)で検出し、検出結果に基づき、ピック
アップロールの回転速度を増減させる等し、ピックアッ
プロールと転移ロールとの間の楔状ニップに溜まる塗被
液量が微量になるようロールの回転速度等を増減させる
かロール間のクリヤランスを増減させる等して調節しな
がら塗被液を転移ロールに移す。

【００２０】転移ロールに移された塗被液は、ロール幅
方向に亘って均一性に欠ける場合が多いので、計量ロー
ル(12)で表面が均され、均一化されて転移ロール(3) と
接する走行シートとの間の楔状ニップ(5) に到る。この
楔状ニップには、レーザーセンサーが設置されており、
該楔状ニップに溜まる塗被液量をレーザーセンサーで検
出し、検出結果に基づき転移ロールの回転速度を増減さ
せる等し、（転移ロールの回転を速くした場合には、楔
状ニップに溜まる塗被液量が少なくなり、或いは零に等
しくなるので、ピックアップロールの回転も追従して速
くなり、楔状ニップに溜まる塗被液量を適量に維持す
る。

【００２１】逆に、転移ロールの回転が遅くなった場合
には、ピックアップロールの回転も遅くなって楔状ニッ
プに溜まる塗被液量が過大になるのを防ぎ、適量に維持
する作用をする）楔状ニップに溜まる塗被液量を極く微
量に調節しながら塗被液を走行シートの片面に転移さ
せ、続いて後段に位置するエヤードクター(7) でもって
塗被液を計量して余剰の塗被液を除去し、且つ塗被層表
面の平滑化を行い、その後にガイドロールを経由してド
ライパートに送り、ここで乾燥させる。

【００２２】転移ロールは、図１の場合と同様にグラビ
ヤ彫刻ロールが用いられ、ピックアップロールも上記グ
ラビア彫刻ロールを用いた方が、プレーンロールを用い
るよりもロール回転数を遅くできること等、塗被液中の
径の異なる粒子が混在する場合の分級作用が少なく、好
ましく用いられる。計量ロールは、プレーンのロールを
用い、ドクターブレード(15)でロール表面をクリーニン
グする。

【００２３】従来、塗被液中に異なった粒径の粒子が混
在する場合には、粗大粒子も均一に塗布することは不可
能に近かったが、楔状ニップに溜まる塗被液量を極く微
量に維持することによって、例えば感圧複写紙における
マイクロカプセル塗被液の如き粒子径の異なった塗被液
を塗布する場合に、特に優れた効果がある。この理由に
ついては、必ずしも明確とは言えないが、高速走行する
シートと高速回転するロールとの接する狭い楔状ニップ
や相対する高速回転するロール間のなす楔状ニップに、
通常よりも多量の塗被液が集中した場合には、塗被液は
勢いが強く楔状ニップの頂点に走るが、この楔状ニップ
の間隔が狭く、塗被液の通過が限定されているので、そ
の大部分は反対方向の流れとなって戻されることにな
る。

【００２４】このとき、粒子径の大きいもの程、反対流
に乗って逆流し易いので、粗大粒子が均一に塗布され難
いことになり、従ってグラビヤカップを彫刻したロール
を用いたり、楔状ニップに溜まる塗被液量を極く微量〜
略零に調節することによって、ロールの回転速度を低く
押さえることができ、楔状ニップでの反対流が殆ど発生
しないので、塗被液中の粗大粒子も楔状ニップを通過で
きるため均一な塗布ができるものである。

【００２５】なお、３〜１２μｍの粒子径のマイクロカ
プセルとこのマイクロカプセルの1.5 〜３倍の粒子径の
スチルト剤が混在する塗被液に、本発明の方法を適用し
た場合には、楔状ニップでの反対流が殆ど発生しないの
で、スチルト剤も楔状ニップを通過できるため均一な塗
布ができ、かかる構成は本発明の好ましい一実施態様の
一つである。マイクロカプセルの1.5 倍以下の粒子径の
スチルト剤を用いた場合には、スチルト剤の大きさが小
さくなり過ぎてスチルト剤の保護効果が不充分になり、
一方、マイクロカプセルの３倍以上の粒子径のスチルト
剤を用いた場合には、スチルト剤の大きさが大きくなり
過ぎて、塗被液の反対方向の流れにより戻されることに
なる。

【００２６】また、３本ロールからなる転移方式の塗布
装置は、広幅、高速度の場合でも、均一に塗布できる利
点からより好ましく使用される。本発明の方法に用いら
れるシートの種類について、特に限定されるものではな
く、紙、合成紙、不織布、プラスチックフィルム等が適
宜使用される。塗被液の種類ついても特に限定されるも
のではなく、上記の感圧複写紙用のマイクロカプセル塗
被液以外に、呈色剤塗被液を始め、インクジェット記録
紙、マット調アート紙、コート紙、強光沢印刷紙用塗被
液、その他の一般の印刷用紙や情報記録用紙等に用いら
れる塗被液についても有効に適用し得るものである。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を記載するが、本発明はこれら
の実施例のみに限定されるものではないことは勿論であ
る。

【００２８】実施例１ アルキル化ナフタレンにクリスタルバイオレットラクト
ンを溶解し、この油性液を平均粒子径が５μｍとなるよ
うに乳化分散した後に、小麦澱粉（平均粒子径２５μ
ｍ）を固型分重量％で５０部加え、固型分濃度が１７％
でブルックフィールド粘度１０〜３０ｃｐｓの感圧複写
紙用マイクロカプセル含有塗被液を調製した。

【００２９】得られた塗被液を用いて、図１に示す塗布
装置で米坪４９ｇ／ｍ² の上質紙を、９００ｍ／分で走
行させ、乾燥後の塗被量が３．５ｇ／ｍ² となるよう
に、エヤードクターの風速（風圧）を変えて塗布したと
ころ、楔状ニップに溜まる塗被液の量は極く微量に制御
され、塗被面にはカスレや塗被ムラは全く見られず、且
つマイクロカプセルとともにスチルト剤が完全に均一に
分布している塗被層が得られたことが、電子顕微鏡写真
撮影の結果確認された。

【００３０】また、得られたカプセル塗被面と他に顕色
剤を塗被した紙の塗被面を対向するように重ね合わせ、
４Kg／cm² の荷重をかけた状態で５回擦り合わせ、顕色
剤塗被面の発色汚れの程度を判定したところ、殆ど汚れ
ていなかった。

【００３１】実施例２ 実施例１で用いた塗被液と上質紙と図３に示す塗布装置
を用い、上質紙を１０５０ｍ／分で走行させ、乾燥後の
塗被量が３．５ｇ／ｍ² となるようにエヤードクターの
風速（風圧）を変えて塗布したところ、楔状ニップ(1
3)、(5) に溜まる塗被液の量は微量に制御され、転移ロ
ール上の塗被液も遠心力による飛散はなく、長時間に亘
って均一に塗布できた。

【００３２】得られた塗被層は、実施例１の場合と同様
にマイクロカプセルとスチルト剤の分布も均一であり、
５回擦り合わせの発色汚れテストも殆ど汚れていない優
れた結果であった。なお、各ロールの回転速度は、転移
ロールが２０２ｍ／分であり、ピックアップロールが１
６５ｍ／分であり、計量ロールが４０ｍ／分であった。
ロール間隔は、(3) と(11)の間が２５０μｍであり、
(3) と(12)の間が１００μｍであった。また、エヤード
クターの風圧は、０．３５kg／cm² であった。

【００３３】比較例１ 実施例１において、図１の転移ロールをグラビア彫刻ロ
ールからプレーンロールに交換し、レーザーセンサーを
取り外した装置で、基材及び塗被液は実施例１と同じも
のを使用し、走行速度を９００ｍ／分、楔状ニップには
条件変動（塗被液の粘度、シートテンション等）によっ
て溜まる塗被液が零にならないよう、余裕をもって多目
に溜め、乾燥後の塗被量が3.5ｇ／ｍ² となるようにエ
ヤードクターの風速（風圧）を変えて塗布したところ、
塗被面にはカスレや塗被ムラは見当たらず、手触りでは
若干平滑な感じであった。

【００３４】電子顕微鏡写真撮影の結果は、マイクロカ
プセルの量に比較してスチルト剤の量が明らかに少なく
なっていた。また、５回擦り合わせた発色汚れテストで
は、顕色剤塗被面が著しく汚れており、スチルト剤が極
めて少ないため、擦り合わせてマイクロカプセルが破壊
されたことを立証している。

【００３５】比較例２ 比較例１において、塗布速度を５００ｍ／分、転移ロー
ルの回転速度を１０１ｍ／分に低下させた以外は、比較
例１と同様にして行った。得られた塗被面を、電子顕微
鏡写真で撮影して観察したところ、マイクロカプセルに
対してスチルト剤の分布は実施例１と比較例１の中間位
であって、５回擦り合わせ発色汚れテストもわずかに汚
れている程度であった。

【００３６】比較例３ 実施例２において、転移ロールとピックアップロールを
プレーンロールに取り替え、レーザーセンサーを取り外
し、その他の条件は実施例２と同様で塗布を開始した
が、楔状ニップ(5) と(13)には塗被液の溜まりがなく、
このときの塗被面は塗被液のカスレが全面に発生した。
次に、ピックアップロールと転移ロールの回転速度を手
動操作で徐々に速くして、塗被面のカスレがなくなるま
で両ロールの回転速度を速くして塗布した。

【００３７】このとき、楔状ニップ(5) と(13)には塗被
液が充分溜まっていた。また、楔状ニップ(13)に溜まっ
ている塗被液は烈しく飛び上がっており、転移ロールで
は遠心力による塗被液の飛散が目立った。得られた塗被
層には、部分的にカスレが見受けられ、比較例２と同様
スチルト剤の量が極めて少なくなっており、また５回擦
り合わせた発色汚れテストも著しく汚れて不良であっ
た。

【００３８】なお、各ロールの回転速度は、転移ロール
が６５０ｍ／分であり、ピックアップロールが３８０ｍ
／分であり、計量ロールが４０ｍ／分であった。ロール
間隔は、(3) と(11)の間が２５０μｍであり、(3)と(1
2)の間が１００μｍであった。エヤードクター風圧は、
0.64kg／cm² であった。

【００３９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、実施例の記載か
ら明らかなように、異なった粒径の粒子が混在する塗被
液も均一な塗布が可能で、高速度で欠陥のない感圧複写
記録紙等を得ることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布方法を１本の転移ロール方式の塗
布装置に適用した場合の概略図である。

【図２】楔状ニップにレーザーセンサーを設置した場合
の斜視図である。

【図３】本発明の方法を、ピックアップロール、計量ロ
ール、転移ロールの３本ロールからなる転移方式の塗布
装置に適用した場合を示す図である。

【符号の説明】

(1)液槽 (2)塗被液 (3)転移ロール (4)シート (5)楔状ニップ (6)センサー (7)エヤードクター (8)ドライパート (9)投光器 (10)受光器 (11)ピックアップロール (12)計量ロール (13)楔状ニップ (14)レーザーセンサー (15)ドクターブレード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１本以上のロールを有し、転移
   ロールから過剰な塗被液を連続走行するシート上に塗布
   した後、エヤードクターで所定塗被量に調節する塗布方
   法において、少なくとも転移ロールに斜線型グラビヤカ
   ップが彫刻されたロールを用い、且つ転移ロールと接す
   るシートのニップやロール間のニップに溜まる塗被液量
   をセンサーで検出し、その検出結果に基づきロールの回
   転速度やロール間のクリヤランスを増減等し、該シート
   のニップやロール間のニップに溜まる塗被液量を調節す
   ることを特徴とする塗布方法。
2. 【請求項２】センサーが、少なくとも１個のレーザーセ
   ンサーであることを特徴とする請求項１記載の塗布方
   法。
3. 【請求項３】塗被液が、少なくとも２つの異なった粒径
   の粒子が混在する液であることを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の塗布方法。
4. 【請求項４】塗被液が、３〜１２μｍの粒子径のマイク
   ロカプセルとこのマイクロカプセルの1.5 〜３倍の粒子
   径のスチルト剤が混在する液であることを特徴とする請
   求項３記載の塗布方法。