專利名稱：幕涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在運動卷材上涂覆各種涂布液的幕涂方法，尤其是一種對卷材的粘接部位提供高速穩(wěn)定涂覆的方法。該方法適合于制造照相軟片、相紙、壓敏紙、熱記錄紙、噴墨紙等。
為了解決前進卷材側(cè)邊上幕涂的沖擊點處形成這樣的空氣夾帶和液體混攪問題，已提出了許多方案。例如，日本延遲公開專利出版物146172/91(tokkai平3-146172)公開了對粗糙表面類型的卷材幕涂的方法，除了保持所有涂層的平均粘度高于80mPas之外，其使用了在低剪切速率下具有高于90mPas的粘度且在高剪切速率下具有較低粘度的最底層。日本延遲公開專利出版物143569/91(tokkai平3-143569)公開了使用在低剪切速率下具有50-100mPas的粘度的涂布液對光滑表面卷材進行幕涂的方法。PCT國家出版物號503752/94(tokuhyou平6-503752)公開了使用在小于500S-1的剪切速率下具有高于20mPas并在高于106S-1的剪切速率下具有低于10mPas的粘度的最底層的幕涂。還有許多其它提議也集中在優(yōu)選最底層的粘度。其它方法，例如，在日本專利2835659中，提議加熱或充電卷材以提高高速涂覆的穩(wěn)定性。
上述方案對實施高速涂覆是有用的，但仍不足以在以大約或高于300m/分的速率運轉(zhuǎn)的連續(xù)卷材的粘接部位上提供穩(wěn)定涂覆。幕涂的不穩(wěn)定性或紊亂是由于舊卷材尾端和新卷材前端對接并用接帶膠條(粘附的)粘接的粘接部位通過造成的，更精確地說是由在接帶膠條的尾端和卷材表面形成的通過梯級造成的，其允許空氣夾帶、涂覆液的混攪(puddling)和/或泄漏(slipping)，以致在卷材上形成不均的涂層厚度。較厚的部位不能由經(jīng)過干燥區(qū)段而完全干燥，其在被卷繞后污染卷材運輸滾筒，并造成卷材之間粘附。日本延遲公開專利出版物104061/93(tokkai平5-104061)和137672/98(tokkai平10-137672)公開了對粘接部位充電或?qū)φ辰硬课皇┘颖绕渌课桓唠妷旱碾姾伞＿@些方法仍然不能完全避免粘接部位造成的不穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的是提供無論粘接部位通過與否均保持高度穩(wěn)定性的高速涂覆方法。
已知幕涂能對卷材施加比滑珠涂覆更粘稠的液體，且幕涂的施用粘度一般為1-200mPas。然而，我們發(fā)現(xiàn)對多層涂層中的一層或多層使用具有高于300mPas(曾經(jīng)是不可想象的值)的粘度的涂液，驚人地提高了抗如卷材粘接部位通過時干擾的幕涂穩(wěn)定性。此外，欲使用的具有高于300mPas的粘度的涂液的一層或多層選自于中間層，盡管大多數(shù)改善涂覆穩(wěn)定性的傳統(tǒng)研究集中在最上層和/或最底層的液體性能的最佳化，且中間層的性能被認為不重要。還發(fā)現(xiàn)通過將上述事實與其它技術(shù)如使卷材帶電、加熱涂覆點的卷材上游和/或保持卷材拉力高于某特定值相結(jié)合，進一步提高幕涂穩(wěn)定性。本發(fā)明簡述如下。在此，除非另有定義，術(shù)語“粘度”被定義為于10S-1的剪切速率下的測量值。
本發(fā)明的主要部分如下。
在對運動卷材同時施加多層涂層的幕涂方法中，該多層涂層包括最底層、最上層和包括從具有高于300mPas的粘度的涂液制得的至少一層的中間層，且用于中間層的具有高于300mPas的粘度的涂液的總流速比用于所有多層涂層的涂液的總流速小25％。
可用于構(gòu)成本發(fā)明的其它要素如下。卷材包括舊卷材和新卷材交接且用接帶膠條粘接的粘接部位，且接帶膠條和至少接近于粘接部位的卷材的每個表面的電勢為0.5-2.5kV。用于中間層的具有高于300mPas粘度的涂布液的總流速優(yōu)選為用于所有多層涂層的涂布液的總流速的5-15％。用于中間層的具有高于300mPas的粘度的涂布液優(yōu)選在1000S-1的剪切速率下具有80-300mPas的粘度。用于中間層的具有高于300mPas的粘度的涂布液優(yōu)選具有300-500mPas的粘度，且用于多層涂層的其它層的各種涂布液的粘度優(yōu)選低于200mPas。優(yōu)選將卷材加熱，從而在自由降落的涂幕沖擊卷材的沖擊點處，卷材能保持其表面溫度為30-50。卷材卷繞承壓滾筒的拉力建議高于8×105N/m2。
圖2為表示涂覆點區(qū)域的放大的局部橫截面視圖。
圖3為表示實施例1中使用的用于四層涂層的涂布液的粘度和剪切速率之間的關(guān)系的圖表。
發(fā)明詳述本發(fā)明中，要求至少同時施加三層涂層。

圖1所示為使用多個滑動漏斗型幕涂機的生產(chǎn)線，其中四層涂層同時施加于運動卷材。圖2為表示涂覆點區(qū)域的放大的局部橫截面視圖。用于施加于卷材10的四層涂層的每一層的四種涂布液11a-11d通過不同的計量泵(未示出)供入構(gòu)成幕涂機12的模塊13a-13e的每個空腔14a-14d中。涂布液11供入空腔14的供給位置可以在圖1所示的其寬度方向的中央?yún)^(qū)域(中央供料)，或者在一側(cè)(側(cè)面供料)。空腔在供給位置具有最大的橫截面積，且該面積在中央供給的情況下向空腔的兩側(cè)遞減，或在側(cè)面供給的情況下向另一側(cè)遞減，因此可避免形成積滯區(qū)。涂布液供給通道在其朝向空腔處橫截面積增大，并避免在供給位置的附近急劇彎曲。
供入空腔14a-14b的每種涂布液11a-11d經(jīng)過狹窄垂直的槽15a-15d被分別擠出流向下方的傾斜滑道表面16。槽15的間隙和長度，以及空腔14的橫截面被設(shè)計成在卷材的寬度方向形成涂布液流動速率的均勻分布。槽間隙通常為0.2-1.0mm。槽長可具有改善流動速率分布的長度分布。槽15和空腔14的總高度依照加工模塊的精度應(yīng)為模塊13高度的約1/2。槽間隙在朝向滑道表面的端部區(qū)域加寬，以避免因流動方向的急劇變化造成的紊流和渦流。
分別擠出到下方的傾斜滑道表面16的每種涂布液11a-11d，當(dāng)下流到傾斜滑道表面16時疊合，形成多層涂布液，然后在離開唇緣17后形成多層自由降落的涂幕。除了唇緣部位17處的傾斜角為30°-90°之外，傾斜表面16的角度為10°-30°。具有較陡的傾斜度的唇緣部位17的表面和具有相對緩和傾斜角的其它表面部位16用曲面連接，以避免干擾疊合的多層涂布液的流動。多層涂幕受其兩側(cè)的邊緣擋板19的約束自由降落3-25cm，并沖擊由承壓滾筒20支承的運動卷材10，以形成涂層21。
承壓滾筒由金屬制成或涂覆了陶瓷，以避免如日本延遲公開專利出版物251266/90(tokkai平2-251266)中揭示的卷材電荷泄漏。低粘度的潤滑液可沿著邊緣擋板19流動，以保持液幕18穩(wěn)定。如日本延遲公開專利出版物207229/99(tokkai平11-207229)公開的，將潤滑液體從擋板邊緣上部的外側(cè)供入擋板邊緣19和自由降落的涂幕18之間。也可通過將其放置在涂幕沖擊運動卷材10的沖擊點(涂覆點)的上游來使用空氣隔離設(shè)備，以避免空氣夾帶和從中造成的扭曲。作為空氣隔離設(shè)備的例子，日本專利2767712公開了抽氣型空氣隔離器，日本延遲公開專利出版物123658/91(tokkai平3-123658)公開了具有沿著承壓滾筒周緣的弧形板的空氣隔離板。其它已知的空氣隔離設(shè)備將可使用。
在涂覆產(chǎn)品的制造中，通常需要使用多個卷繞卷材以便連續(xù)操作完成一批的數(shù)量。為了精確地涂覆，舊卷材10a和新卷材10b通過使用接帶膠條27(見圖2)的交接粘接設(shè)備24而被交接和粘接，以盡量限制卷材的總厚度變化。接帶膠條也應(yīng)盡量地薄。然而，實際上，應(yīng)使用包括基材和粘接層在內(nèi)的總厚度大于40μm的接帶膠條，以保持足夠的粘接。
通過自由下落涂幕沖擊的涂覆點上游的靜電充電設(shè)備26使卷材10和粘接部位(包括接帶膠條和其下的新舊卷材的端部)帶電量為0.5-2.5kV。優(yōu)選避免充電超過2.5kV，因為其趨于產(chǎn)生放電。圖1表示了如日本延遲公開專利出版物65088/92(tokkai平4-65088)和日本專利2747837中公開的使用金屬絲電極通過直流電暈放電的充電。此外，可使用其它方法，例如日本專利出版物7050/74(tokko昭49-7050)公開的向承壓滾筒20施加高壓直流電。
當(dāng)粘接部位到達涂覆點時，涂幕紊亂和空氣夾帶趨于上升，這是由于卷材厚度、即接帶膠條前緣處的上一級和尾緣處的下一級的急劇變化，并且高速運動下粘接部位趨于稍稍上浮離開承壓滾筒表面的事實常常增強了該急劇變化。
這樣的涂幕紊亂和空氣夾帶、以及從而造成的不均勻涂層厚度受到使用的涂布液11b的限制，而該涂布液的粘度比用于第二涂層21b的粘度高300mPas。為得到更好的結(jié)果，優(yōu)選保持用于第二涂層21b的涂布液11b的流動速率比用于四個涂層的涂布液的總流動速率小25％。可采用添加增稠劑(粘度增加劑)或增加涂覆濃度，或其它傳統(tǒng)的方法以獲得粘度高于300mPas的涂布液。增加粘度的優(yōu)選方法之一是將增稠劑連續(xù)加入幕涂機空腔稍上游處的液體供給線中，并在到達空腔前通過在線混合器充分混合添加了增稠劑的液體。該方法具有無需增加整個供給線的壓頭而獲得理想的粘度的優(yōu)點。不推薦添加粘合硬化劑，因為其長時間停留之后，可能在空腔中形成粘度極高的涂布液。
使用上述用于中間層的粘度增加了的涂布液，能限制由明顯的卷材厚度急劇改變?nèi)缯辰硬课煌ㄟ^造成的涂層紊亂。即使稍有紊亂，只要使用該液體，涂層能很快又穩(wěn)定下來。高于300mPas的粘度會有影響，但從處理高粘度液體沒有產(chǎn)生任何麻煩的供給液體的實際情況出發(fā)，其上限粘度約500mPas。
幕涂的穩(wěn)定性不僅受即將沖擊卷材前的涂布液粘度的影響，也受剛剛沖擊之后的涂布液粘度的影響，剛沖擊之后，涂布液被運動的卷材快速帶出。從該觀點出發(fā)，當(dāng)在較高剪切速率下的粘度比較低剪切速率下的粘度有所下降，但仍然保持相當(dāng)高的粘度，且用于中間層之一如第二層21b的涂布液的粘度在1000S-1的剪切速率下應(yīng)高于80mPas時，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性或抗紊亂性被改善。
當(dāng)用于最底層21a或最上層21d的涂布液11a或11d的粘度高于300mPas時，或者當(dāng)用于中間層(實施方案中的第二層21b)的具有高于300mPas的粘度的涂布液的總流動速率占所有涂層的總流動速率的大于25％時，幕涂變得不穩(wěn)定，這造成難以形成均勻的涂幕，且不僅在卷材的粘接部位，而且在卷材的其它部位形成不均勻涂層。從該觀點出發(fā)，更優(yōu)選選擇該數(shù)值為用于中間層的具有高于300mPas粘度的涂布液的總流動速率的5-15％。也發(fā)現(xiàn)用于其它層的涂布液的粘度應(yīng)低于300mPas，優(yōu)選低于200mPas。
用于最底層21a的涂布液的粘度應(yīng)優(yōu)選在104S-1的剪切速率下低于50mPas。如果卷材的中央?yún)^(qū)域平均表面粗糙度(Ra)大于0.3μm，如日本延遲公開專利出版物146172/91(tokka-I平3-146172)公開的那樣，低剪切速率下的粘度應(yīng)優(yōu)選為高于90mPas，且如果Ra小于0.3μm，如日本延遲公開專利出版物143569/91(tokka平3-143569)公開的那樣，優(yōu)選粘度為50-100mPas，以限制空氣夾帶。且應(yīng)優(yōu)選最底層的粘度和其鄰近層的粘度之間的比例和/或最底層的流動速率和所有層的總流動速率之間的比例，以改善流經(jīng)整個滑道傾斜表面的穩(wěn)定性。
本發(fā)明可應(yīng)用于涂布液如用于照相乳膠層、非照相材料層和照相材料的保護層、壓敏紙、熱記錄紙和噴墨紙的涂布液。那些涂布液通常含有增稠劑以通過粘合劑之間的離子鍵合增加粘度。也含有表面活性劑，特別地，控制最上層和最底層的統(tǒng)計的和動態(tài)的表面拉力，以保持其低于通過添加相當(dāng)大量的表面活性劑或能保持低動態(tài)表面拉力的表面活性劑的其它涂層。
本發(fā)明可采用的典型卷材為乙酸纖維素軟片、聚對苯二甲酸乙酯軟片、聚萘烷酸亞乙酯軟片(polyethylene naphthalate film)、紙和聚乙烯層壓紙。通常，在卷材上形成膠層(subbing layer)以增強卷材和涂層之間的粘合。本發(fā)明的卷材的表面粗糙度范圍很大，在中央?yún)^(qū)域平均表面粗糙度(Ra)可從小于0.1μm至約15μm。
至于接帶膠條，可使用基材為聚對苯二甲酸乙酯、聚乙烯、紙等的粘合帶。該接帶膠條可具有膠層和/或作為指示粘接部位標(biāo)志的黑色層。
優(yōu)選保持粘接部位或包括粘接部位的卷材所有部位的溫度在涂幕沖擊卷材的涂覆點處為30～50，以提供抗粘接部位通過的幕涂的進一步的穩(wěn)定性。通過使用熱空氣的加熱器29、加熱滾筒、紅外加熱器等加熱卷材。
在高速運動下，粘接部位28往往從承壓滾筒20的表面稍稍浮起，這加強了卷材表觀厚度的急劇變化和/或降低了將涂幕18向卷材10吸引的靜電力，原因是在承壓滾筒20的表面和粘接部位下的卷材10的背側(cè)之間引入了空氣層。該粘接部位的浮起降低了通過使用用于中間層的高粘度液體和使卷材帶電所提供的穩(wěn)定性效果。為避免出現(xiàn)浮起現(xiàn)象，優(yōu)選保持卷材拉力大于8×105N/m2，這在使用寬度大于1m的卷材時尤其有效。
在上面闡述的實施方案中，使用了滑動漏斗型幕涂機。使用擠壓型幕涂機也無其它問題。
實施例1說明如下，除了表1中說明的一些不同條件外，其它實施例包括比較例在幾乎與實施例1相同的條件下實施。
卷材的總涂層厚度為80μm，且分別根據(jù)卷材運動速度調(diào)整每個涂層的流動速率，使其具有預(yù)定的卷材厚度。在下列條件下進行涂覆試驗。
卷材運動速度300m/分、400m/分和500m/分涂幕18的高度120mm涂覆點在承壓滾筒20上離開朝向上游的頂部20度。
表面電勢卷材和接帶膠條上2kV(表面電荷卷材上8.4×10-4C/m2，接帶膠條上5.0×10-4C/m2)，通過使用金屬絲電極的電暈放電以提供單級電荷。
粘接部位28交接并粘接，接帶膠條2750mm寬和25μm厚的聚對苯二甲酸乙酯基片+25μm厚的粘接層。舊卷材和新卷材的間距小于1mm。
已涂覆卷材被運輸通過冷空氣區(qū)固定，通過干燥空氣區(qū)干燥，然后卷繞。目測表面形貌和其它涂覆質(zhì)量。
表1實施例
表2比較例
表1表示了本發(fā)明的實施例1-6。表2表示了比較例1-4。表1和2中的注釋如下。
V代表剪切速率10-1下的粘度[mPas]。
FRR代表用于涂層的涂布液和用于所有涂層的總涂布液的流動速率之比[％]。
FRR300代表粘度大于300mPas的涂布液和用于所有涂層的總涂布液的流動速率之比。
A代表制出了均勻涂層且在粘接部位完全干燥。
B代表涂層稍稍不均勻，但粘接部位完全干燥。
C代表涂層不均勻，且在粘接部位部分不完全干燥。
D代表涂層明顯不均勻，且干燥不完全，在被卷繞之后污染卷材運輸滾筒并在卷材之間造成粘附。
F1代表卷材的側(cè)邊緣區(qū)域的涂層在整個卷材長度上的不完全。
F2代表不可能形成涂幕。
第一層-第四涂層代表用于第一層-第四涂層的每種涂布液。
表1表明，在實施例1、2和3中，即使在400m/分的卷材速度下通過使用一個粘度高于300mPas(在實施例中，330mPas)的中間層(第二層或第三層)在粘接部位也獲得了穩(wěn)定(均勻)的涂層。然而，如表2中的比較例1那樣，當(dāng)高粘度(高于300mPas)層的流動速率太大(超過某個值)時，在卷材的側(cè)邊緣區(qū)域幕涂不穩(wěn)定。當(dāng)如比較例2中那樣用于最底層的涂布液粘度太高(350mPas)時，不能形成穩(wěn)定的涂幕。如比較例3中所示，僅增加充電(表面電勢)不能在粘接部位實現(xiàn)較高速度(400m/分)的穩(wěn)定涂覆。如實施例4和5中所示，增加卷材的溫度和拉力使實現(xiàn)沒有任何缺陷包括不完全干燥的500m/分高速度涂覆成為可能。在實施例6中，用于第二層的粘度450mPas的涂布液實現(xiàn)了400m/分的粘接部位的穩(wěn)定涂覆。相反，當(dāng)使用用于第二層的250mPas的液體時，如比較例中所示，不能完成穩(wěn)定的400m/分涂覆。
圖3為表示實施例1中使用的用于四個涂層的涂布液的粘度和剪切速率之間關(guān)系的圖表。盡管用于第二層的涂布液的粘度在較高剪切速率1000S-1下與在低剪切速率10S-1下(330mPas)相比降低了，其仍然保持了相對較高的粘度110mPas。該性能看來能使自由降落的涂幕剛剛沖擊卷材之后、涂布液被迅速引出的涂覆保持穩(wěn)定。實際上，粘度應(yīng)高于80mPas，尤其是在剪切速率1000S-1下應(yīng)高于100mPas，但是從供給液體沒有任何處理高粘度液體所造成的麻煩的實際的觀點看，上限值約為500mPas。
本發(fā)明中各種變化和改進是可能的，并應(yīng)理解為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對運動卷材同時施加多層涂層的幕涂方法，該多層涂層包括最底層、最上層和至少一層中間層，包括用于所述至少中間層的具有高于300mPas的粘度的涂布液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的至少一層中間層具有從多種涂布液制得的多個中間層，且具有高于300mPas的粘度的所述多種涂布液的總流動速率比用于所有多層涂層的涂布液的總流動速率小25％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中的卷材包括舊卷材和新卷材交接并用接帶膠條粘接的粘接部位，且接帶膠條和至少接近粘接部位的卷材的每個的表面電勢為0.5-2.5kV。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中具有高于300mPas的粘度的涂布液的總流動速率為5-15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中用于中間層的具有高于300mPas的粘度的涂布液在1000S-1的剪切速率下具有80-300mPas的粘度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中用于中間層的具有高于300mPas的粘度的涂布液具有300-500mPas的粘度，且用于多層涂層的其它層的每種涂布液的粘度低于200mPas。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中卷材被加熱，以使卷材在自由降落的涂幕沖擊卷材處的表面溫度保持在30-50。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中卷材被加熱，以使卷材在自由降落的涂幕沖擊卷材處的表面溫度保持在30-50。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中卷材被加熱，以使卷材在自由降落的涂幕沖擊卷材處的表面溫度保持在30-50。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中卷材被加熱，以使卷材在自由降落的涂幕沖擊卷材處的表面溫度保持在30-50。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中卷材卷繞承壓滾筒的拉力為大于8×105N/m2。
全文摘要
在由最底層、最上層和中間層構(gòu)成的多層涂層的幕涂中,使用用于多層涂層的一層或多層的具有高于300mPas的粘度的涂布液,驚人地改善了抵抗如運動卷材的粘接部位通過的干擾的幕涂穩(wěn)定性。使用具有高于300mPas的料度的涂布液的一層或多層選自中間層。通過結(jié)合用于中間層的高粘度涂布液和其它技術(shù)如使卷材充電、加熱卷材涂覆點的上游和/或保持卷材拉力高于某特定值,可進一步提高幕涂穩(wěn)定性。
文檔編號B05D1/30GK1375359SQ02105688
公開日2002年10月23日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者片桐良伸, 時政泰彥, 菅康司, 野口義久 申請人:富士膠片株式會社