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技術 情報記録材料の製造方法及び情報記録材料

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 鬼頭宏和
出願日 2004年5月24日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2004-153608
公開日 2005年12月8日 (13年7ヶ月経過) 公開番号 2005-334705
状態 特許登録済
技術分野 感熱発色記録 複写又はマーキング 流動性材料の適用方法、塗布方法 インクジェット記録方法及びその記録媒体
主要キーワード 横流路 縦流路 保温ジャケット 無脈動ポンプ 超音波脱泡装置 温水供給装置 目標水分 圧送式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年12月8日)のものです。
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課題

塗布前や塗布中には塗布液を高粘度化させることなく正常に同時複層塗布を行うことができ、塗布後に高粘度化させて層間混合を防止することができる。

解決手段

走行する支持体14に複数の塗布液をスライドビード塗布装置16で同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成し、形成された複層塗布膜を乾燥装置20で乾燥する情報記録材料の製造方法において、複数の塗布液のうちの少なくとも1つの塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化するPVAとホウ酸とを含有させるようにした。

概要

背景

支持体上に情報を記録するための情報記録層を設けた情報記録材料としては、感圧記録材料感熱記録材料感光感熱記録材料感光感圧記録材料、インクジェット記録材料などがある。このような情報記録材料は、比較的簡単な装置を用いることができると共に、保守点検が容易なこと、騒音の発生がないことなどの利点があり、計測記録計ファクシミリプリンターコンピュータ端末機ラベラー乗車券自動販売機など広範囲に利用されている。

近年、これらの情報記録材料は高機能化高性能化が要求されており、これらの要求に答えるべく、支持体上に2層以上の塗布層を有する複層塗布膜を設けたものが使用されている。例えば、より優れた発色濃度感度、画像の安定性、複数の色調を得る目的で、情報記録層の上に1層以上の保護層を設ける場合、支持体と情報記録層の間に下引き層を設ける場合、あるいは保護層と下引き層の両層を設ける場合、更には単層の情報記録層ではなく2層以上の情報記録層を設ける場合等、多層塗布層から成る情報記録材料も実用化されている。

従来、支持体上に2層以上の塗布層を有する複層塗布膜を設けた情報記録材料の製造方法としては、支持体に1層ずつ塗布・乾燥して逐次重層していく逐次塗布方式で製造しており、塗布方式としては、エアナイフ塗布ブレード塗布、ロッド塗布、リバースロール塗布などの塗布方式が用いられている。しかし、このような逐次塗布方式で製造された情報記録材料は塗布品質が悪く、上層塗布液下層中への滲み込み、上層塗布時のはじき等に起因する上層のピンホール、長時間の連続塗布における塗布品質のバラツキなどの問題が生じる他、塗布回数が多くなることによる生産性の低下等の問題がある。

一方、写真感光材料などの分野では、既にカーテン塗布スライドビード塗布のような同時に複数の塗布液を塗布して複層塗布膜を形成する同時複層塗布方式が採用されているが、この理由は写真感光材料の塗布液中には、バインダーとしてゼラチンが含有されており、塗布液を支持体上に塗布した直後、冷却することによって塗布液中のゼラチンをゲル化させることができるためである。このように、ゼラチンで塗布液が不動化することで、同時複層塗布しても層間混合による層構成を乱さずに乾燥・固定化させることができる。

しかしながら、情報記録材料のうち、例えば熱で発色させるが故にゼラチンを用いることのできない感熱記録材料の製造に同時複層塗布方式を用いると、複層塗布膜の層同士の間で層間混合が発生し、感熱記録材料としての十分な性能が得られないという問題がある。また、インクの吸収性や吸収速度を確保するためにゼラチンを用いないインクジェット記録材料の製造に同時複層塗布方式を用いると、複層塗布膜の層同士の間で層間混合が発生し、インクジェット記録材料としての十分な性能が得られないという問題がある。

特許文献1には、塗布液にゼラチンを加えることができない情報記録材料の製造において、同時複層塗布方式の一つであるカーテン塗布方式を使用しても層間混合が発生しないようにした情報記録材料の製造方法が提案されている。

この特許文献1では、接触又は混合すると高粘度化する2つの塗液膜の間に該2つの塗液膜を隔離する中間塗液膜を設けた複数層の塗液膜をカーテン塗布することで、層間混合が発生しないようにすることが提案されている。また、特許文献1では、複数層から成る塗液膜を構成する少なくとも1組の隣接する2層が、接触又は混合すると経時的に高粘度化させることで、層間混合が発生しないようにすることが提案されている。そして、2つの塗液を接触又は混合した後、経時的に徐々に高粘度化させるための具体例として、アルカリと反応して溶解するカルボシキル基を含有するポリマーエマルジョンとアルカリとの組み合わせを挙げている。

また、例えばポリエチレンラミネート紙インク受容層を塗布することによって得られるインクジェット記録材料などでは、一般的に100μm以上の湿潤膜厚での塗布が必要であり、乾燥に時間がかかること、及び乾燥時の液寄りよるムラを起こし易いために、不均一な塗布膜となり易いという問題がある。

これを解決する方法として、例えば特許文献2には、インクジェット記録材料の製造方法として、低温増粘性を有するポリマー材料を用い、冷却ゾーンを通してセットした後、乾燥させる方法が提案されている。
WO01/076884号公報
特開2004−50785号公報

概要

塗布前や塗布中には塗布液を高粘度化させることなく正常に同時複層塗布を行うことができ、塗布後に高粘度化させて層間混合を防止することができる。走行する支持体14に複数の塗布液をスライドビード塗布装置16で同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成し、形成された複層塗布膜を乾燥装置20で乾燥する情報記録材料の製造方法において、複数の塗布液のうちの少なくとも1つの塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化するPVAとホウ酸とを含有させるようにした。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布前や塗布中には塗布液を高粘度化させることなく正常に同時複層塗布を行うことができ、塗布後に高粘度化させて層間混合を防止することができるので、高機能で高性能な情報記録材料を製造することができると共に、スライド塗布方式も使用することができる情報記録材料の製造方法及びその製造方法で製造された情報記録材料を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
8件

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請求項1

走行する支持体に複数の塗布液を同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成する塗布工程と、該塗布工程で形成された複層塗布膜を乾燥する乾燥工程を有する情報記録材料の製造方法において、前記複数の塗布液のうちの少なくとも1つの塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化する複数の成分が含有されていることを特徴とする情報記録材料の製造方法。

請求項2

前記複数の成分が接触又は混合することにより反応して高粘度化すると共に、該反応が熱可逆反応であることを特徴とする請求項1の情報記録材料の製造方法。

請求項3

前記複数の成分による高粘度化は、ポリビニルアルコールPVA)とホウ酸とによる硬膜化反応であることを特徴とする請求項1又は2の情報記録材料の製造方法。

請求項4

前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液のpHは6.5以下であり、この塗布液によって形成される層に隣接する層の塗布液のpHが7以上であることを特徴とする請求項3の情報記録材料の製造方法。

請求項5

前記塗布液に対するポリビニルアルコール(PVA)の濃度は3〜20重量%の範囲であり、前記ホウ酸の濃度は前記ポリビニルアルコール(PVA)に対して0.5〜10重量%の範囲であることを特徴とする請求項3又は4の情報記録材料の製造方法。

請求項6

前記ポリビニルアルコール(PVA)は部分けん化されたものであることを特徴とする請求項3〜5の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項7

前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液の粘度、及びこの塗布液によって形成される層に隣接する層の塗布液の塗布時の液温での粘度は、50mPa・s以上であることを特徴とする請求項3〜6の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項8

前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液の液温を25°C〜45°Cで塗布することを特徴とする請求項3〜7の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項9

前記同時複層塗布の方式がスライドビード塗布方式であることを特徴とする請求項1〜8の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項10

前記スライドビード塗布方式の塗布ヘッドを25°C〜45°Cに保温することを特徴とする請求項9の情報記録材料の製造方法。

請求項11

前記塗布工程と前記乾燥工程との間に、前記複層塗布膜を25°C未満に5秒以上保持するセット工程を設けたことを特徴とする請求項3〜10の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項12

前記複層塗布膜中の水分が塗布時の80%以下になるまでは、該複層塗布膜の温度を45°C以下に保つことを特徴とする請求項3〜11の何れか1の情報記録材料の製造方法。

請求項13

走行する支持体に複数の塗布液を同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成する塗布工程と、該塗布工程で形成された複層塗布膜を乾燥する乾燥工程を有する情報記録材料の製造方法において、前記複層塗布膜を形成する複数の塗布液のうちの隣接する層を構成する一方の塗布液にPVAを含有させると共に、他方の塗布液にホウ酸を含有させたことを特徴とする情報記録材料の製造方法。

請求項14

1〜13の何れか1の情報記録材料の製造方法によって製造されたことを特徴とする情報記録材料。

請求項15

前記情報記録材料は感熱記録材料であることを特徴とする請求項14の情報記録材料。

請求項16

前記情報記録材料はインクジェット記録材料であることを特徴とする請求項14の情報記録材料。

技術分野

0001

本発明は、情報記録材料の製造方法及び情報記録材料に係り、特に同時複層塗布方式を用いて感熱記録材料インクジェット記録材料等の情報記録材料を製造する情報記録材料の製造方法及びその製造方法で製造された情報記録材料に関する。

背景技術

0002

支持体上に情報を記録するための情報記録層を設けた情報記録材料としては、感圧記録材料、感熱記録材料、感光感熱記録材料感光感圧記録材料、インクジェット記録材料などがある。このような情報記録材料は、比較的簡単な装置を用いることができると共に、保守点検が容易なこと、騒音の発生がないことなどの利点があり、計測記録計ファクシミリプリンターコンピュータ端末機ラベラー乗車券自動販売機など広範囲に利用されている。

0003

近年、これらの情報記録材料は高機能化高性能化が要求されており、これらの要求に答えるべく、支持体上に2層以上の塗布層を有する複層塗布膜を設けたものが使用されている。例えば、より優れた発色濃度感度、画像の安定性、複数の色調を得る目的で、情報記録層の上に1層以上の保護層を設ける場合、支持体と情報記録層の間に下引き層を設ける場合、あるいは保護層と下引き層の両層を設ける場合、更には単層の情報記録層ではなく2層以上の情報記録層を設ける場合等、多層塗布層から成る情報記録材料も実用化されている。

0004

従来、支持体上に2層以上の塗布層を有する複層塗布膜を設けた情報記録材料の製造方法としては、支持体に1層ずつ塗布・乾燥して逐次重層していく逐次塗布方式で製造しており、塗布方式としては、エアナイフ塗布ブレード塗布、ロッド塗布、リバースロール塗布などの塗布方式が用いられている。しかし、このような逐次塗布方式で製造された情報記録材料は塗布品質が悪く、上層塗布液下層中への滲み込み、上層塗布時のはじき等に起因する上層のピンホール、長時間の連続塗布における塗布品質のバラツキなどの問題が生じる他、塗布回数が多くなることによる生産性の低下等の問題がある。

0005

一方、写真感光材料などの分野では、既にカーテン塗布スライドビード塗布のような同時に複数の塗布液を塗布して複層塗布膜を形成する同時複層塗布方式が採用されているが、この理由は写真感光材料の塗布液中には、バインダーとしてゼラチンが含有されており、塗布液を支持体上に塗布した直後、冷却することによって塗布液中のゼラチンをゲル化させることができるためである。このように、ゼラチンで塗布液が不動化することで、同時複層塗布しても層間混合による層構成を乱さずに乾燥・固定化させることができる。

0006

しかしながら、情報記録材料のうち、例えば熱で発色させるが故にゼラチンを用いることのできない感熱記録材料の製造に同時複層塗布方式を用いると、複層塗布膜の層同士の間で層間混合が発生し、感熱記録材料としての十分な性能が得られないという問題がある。また、インクの吸収性や吸収速度を確保するためにゼラチンを用いないインクジェット記録材料の製造に同時複層塗布方式を用いると、複層塗布膜の層同士の間で層間混合が発生し、インクジェット記録材料としての十分な性能が得られないという問題がある。

0007

特許文献1には、塗布液にゼラチンを加えることができない情報記録材料の製造において、同時複層塗布方式の一つであるカーテン塗布方式を使用しても層間混合が発生しないようにした情報記録材料の製造方法が提案されている。

0008

この特許文献1では、接触又は混合すると高粘度化する2つの塗液膜の間に該2つの塗液膜を隔離する中間塗液膜を設けた複数層の塗液膜をカーテン塗布することで、層間混合が発生しないようにすることが提案されている。また、特許文献1では、複数層から成る塗液膜を構成する少なくとも1組の隣接する2層が、接触又は混合すると経時的に高粘度化させることで、層間混合が発生しないようにすることが提案されている。そして、2つの塗液を接触又は混合した後、経時的に徐々に高粘度化させるための具体例として、アルカリと反応して溶解するカルボシキル基を含有するポリマーエマルジョンとアルカリとの組み合わせを挙げている。

0009

また、例えばポリエチレンラミネート紙インク受容層を塗布することによって得られるインクジェット記録材料などでは、一般的に100μm以上の湿潤膜厚での塗布が必要であり、乾燥に時間がかかること、及び乾燥時の液寄りよるムラを起こし易いために、不均一な塗布膜となり易いという問題がある。

0010

これを解決する方法として、例えば特許文献2には、インクジェット記録材料の製造方法として、低温増粘性を有するポリマー材料を用い、冷却ゾーンを通してセットした後、乾燥させる方法が提案されている。
WO01/076884号公報
特開2004−50785号公報

発明が解決しようとする課題

0011

しかしながら、特許文献1で提案された2つの塗液膜を隔離するための中間塗液膜を設けて情報記録材料を製造する方法では、2つの塗布膜を隔離するのに十分な厚みの中間塗布膜が必要であり、結果的に湿潤塗布量増して生産性が低下するという欠点がある。

0012

また、特許文献1のように、複数層の塗布膜を構成する少なくとも隣接する2層が接触すると経時的に高粘度化することによって、層間混合を防止する方法では、経時で増粘する間に層間混合が進行するため、十分な層分離が行われない欠点がある。だからと言って、高粘度化を早めた場合には、カーテン膜中で塗布液が高粘度化してしまい、塗布の安定性が損なわれるという問題がある。

0013

また、特許文献1で用いるカーテン塗布は、高速塗布に適した塗布方法ではあるが、塗布液の物性や塗布液量の制限が大きい一方、スライドビード塗布では、塗布液の物性や塗布液量の制限はカーテン塗布ほど大きくないという利点があり、感熱記録フィルム写真画質が得られるインクジェット記録用紙などでよく用いられている。しかし、スライドビード塗布は塗布液が支持体に塗布される前のスライド面で複数の塗布液が重層されるため、隣接する層同士が接触又は混合すると高粘度化する場合には、カーテン塗布よりも更に高粘度化の進行具合を精度良く制御できないと、塗布工程で高粘度化が起きてしまい正常な塗布が行えない。更には、高粘度化して層間混合を防止しなくてはならない塗布後、例えば乾燥工程で高粘度化が起きないという問題が発生する。

0014

また、特許文献2で開示されているような温度による粘度の変化が大きい性質をもつ塗布液を用いる場合は、特にスライドビードコータやカーテン塗布コータで塗布する場合、塗布ヘッドの中の僅かな温度変化で粘度が変化し、塗布量の幅方向プロファイルが悪化するために、極めて厳密な温度管理を必要とするという問題がある。

0015

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布前や塗布中には塗布液を高粘度化させることなく正常に同時複層塗布を行うことができ、塗布後に高粘度化させて層間混合を防止することができるので、高機能で高性能な情報記録材料を製造することができると共に、スライド塗布方式も使用することができる情報記録材料の製造方法及びその製造方法で製造された情報記録材料を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0016

本発明の請求項1は前記目的を達成するために、走行する支持体に複数の塗布液を同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成する塗布工程と、該塗布工程で形成された複層塗布膜を乾燥する乾燥工程を有する情報記録材料の製造方法において、前記複数の塗布液のうちの少なくとも1つの塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化する複数の成分が含有されていることを特徴とする。

0017

本発明の請求項1によれば、複層塗布膜を形成する少なくとも1つの層に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化する複数の成分が含有されることにより、複層塗布膜を構成する層同士の塗布液同士が混ざり合う層間混合を防止することができる。従って、特許文献1のように中間層を設けて層間混合を防止する必要がないので、製造された情報記録材料の厚みを薄くすることができる。

0018

このように、1つの層に、互いに接触又は混合すると高粘度化する複数の成分が含有されている場合には、塗布工程では高粘度化が起こらないようにし、塗布後に高粘度化が起きるようにする必要がある。

0019

請求項2は請求項1において、前記複数の成分が接触又は混合することにより反応して高粘度化すると共に、該反応が熱可逆反応であることを特徴とする。

0020

高粘度化するための成分同士の反応が熱可逆反応であれば、塗布前や塗布中の塗布液の温度、及び塗布後の複層塗布膜の温度を変えることにより、塗布工程での高粘度化防止と塗布後の高粘度化を容易に制御することができる。高粘度化するための反応が熱可逆反応の成分の組み合わせとしては、例えばPVAとホウ酸との組み合わせがある。PVAとホウ酸との硬膜化反応は熱可逆反応であり、25°C未満の低温において硬膜化反応が顕著に進行する。従って、塗布前及び塗布中は塗布液の液温を25°C以上に保持して塗布液が高粘度化しないようにすることで塗布を正常に行い、塗布後に塗布液の液温を一旦25°C以下に下げることで硬膜化反応を進行させて層間混合を防止することができる。尚、高粘度化するための反応が熱可逆反応な成分の組み合わせであればよく、PVAとホウ酸との組み合わせには限定されない。

0021

請求項3は請求項1又は2において、前記複数の成分による高粘度化は、ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸とによる硬膜化反応であることを特徴とする。

0022

請求項3は、高粘度化するための反応が熱可逆反応な成分として、PVAとホウ酸の組み合わせであり、PVAとホウ酸とを含む塗布液は、熱可逆反応を有するだけでなく、塗布液のpH、塗布液中のPVAとホウ酸の濃度等を適切に設定することによっても硬膜化反応の進行を停止したり進めたり精度良く制御することができる。従って、塗布工程では高粘度化が起きないようにし、塗布後に高粘度化が起きるようにする制御を容易且つ高精度に行うことができる。

0023

請求項4は請求項3において、前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液のpHは6.5以下であり、この塗布液によって形成される層に隣接する層の塗布液のpHが7以上であることを特徴とする。

0024

これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応はpHが酸性域では進行しにくいためであり、塗布液の温度制御に塗布液のpH制御を加えれば、硬膜化反応をより精度良く制御することができる。尚、PVAとホウ酸を含む塗布液のpHは6以下であればより好ましい。

0025

請求項5は請求項3又は4において、前記塗布液に対するポリビニルアルコール(PVA)の濃度は3〜20重量%の範囲であり、前記ホウ酸の濃度は前記ポリビニルアルコール(PVA)に対して0.5〜10重量%の範囲であることを特徴とする。

0026

これは、PVAやホウ酸の濃度が、上記の下限値(PVAは塗布液に対して3重量%、ホウ酸はPVAに対して0.5重量%)よりも低いと、塗布後の硬膜化反応が起こりにくく、上記上限値(PVAは塗布液に対して20重量%、ホウ酸はPVAに対して10重量%)を越えて高いと塗布液の状態即ち塗布前や塗布中にゲル化や凝集が起こり易くなるためである。従って、塗布液の温度制御や塗布液のpH制御に加えて、PVAやホウ酸の濃度制御を行えば、硬膜化反応をより精度良く制御することができる。

0027

ここで、PVA濃度は、PVA固形分重量/塗布液重量であり、ホウ酸濃度は、ホウ酸重量/PVA固形分重量である。

0028

請求項5は請求項2〜4の何れか1において、前記ポリビニルアルコール(PVA)は部分けん化されたものであることを特徴とする。これは、完全けん化のPVAはホウ酸と硬膜化反応し易く、塗布前や塗布中にゲル化や凝集が起こし易いためである。尚、PVAとホウ酸とを含む層に隣接する層に完全けん化のポリビニルアルコールを用いることはかまわない。従って、塗布液の温度制御、塗布液のpH制御、PVAやホウ酸の濃度制御に加えて部分けん化されたPVAを使用すれば、硬膜化反応をより精度良く制御することができる。

0029

請求項7は請求項3〜6の何れか1において、前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液の粘度、及びこの塗布液によって形成される層に隣接する層の塗布液の塗布時の液温での粘度は、50mPa・s以上であることを特徴とする。これは、PVAとホウ酸を含む塗布液やそれに隣接する層の塗布液の粘度が低いと、十分な層間混合防止効果が得られないからである。尚、粘度は、100mPa・s以上がより好ましく、200mPa・s以上が特に好ましい。従って、塗布液の温度制御、塗布液のpH制御、PVAやホウ酸の濃度制御、部分けん化されたPVAを使用に加えて、塗布液の粘度制御を行えば、硬膜化反応をより精度良く制御することができる。

0030

請求項8は請求項3〜7の何れか1において、前記ポリビニルアルコール(PVA)とホウ酸を含む塗布液の液温を25〜45°Cで塗布することを特徴とする。これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応は上記したように低温ほど起こり易く、塗布する塗布液の温度が25°C未満では塗布前及び塗布中にゲル化が発生してしまい、高品質な複層塗布膜を形成できない。また、塗布液の温度が45°Cを越えて高過ぎると凝集が発生してしまい、この場合にも高品質な複層塗布膜を形成できないからである。

0031

請求項9は請求項1〜8の何れか1において、前記多層同時塗布の方式がスライドビード塗布方式であることを特徴とする。

0032

スライドビード塗布方式は、塗布液の物性や塗布液量の制限はカーテン塗布ほど大きくないという利点があるので、より高品質な複層塗布膜を形成することができるからである。

0033

請求項10は請求項9において、前記スライドビード塗布方式の塗布ヘッドを25°C〜45°Cに保温することを特徴とする。

0034

スライドビード塗布方式は、スリットから塗布液をスライド面に吐出するとき、及びスライド面を複数の塗布液が層をなして流下するときに硬膜化反応が起きると正常な塗布ができなくなるが、塗布ヘッドを25°C〜45°Cに保温することで塗布前及び塗布中に硬膜化反応が起きないようにすることができる。

0035

請求項11は請求項3〜10の何れか1において、前記塗布工程と前記乾燥工程との間に、前記複層塗布膜を25°C未満に5秒以上保持するセット工程を設けたことを特徴とする。

0036

これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応は低温ほど顕著に起こる反応であり、高温では起こりにくい。従って、塗布後に複層塗布膜の温度を一旦25°C以下に下げて硬膜化反応を進行させることで、その後の乾燥工程において層間混合をより効果的に防止することができる。

0037

請求項12は請求項3〜11の何れか1において、前記複層塗布膜中の水分が塗布時の80%以下になるまでは、複層塗布膜の温度を45°C以下に保つことを特徴とする。

0038

これはPVAとホウ酸との硬膜化反応は熱可逆反応であることから、一旦低温にして硬膜化させても再び温度を上げることで軟化し層間混合が起き易くなる。従って、複層塗布膜中の水分が蒸発して固形分濃度上がり、さらには複層塗布膜中のPVA濃度、ホウ酸濃度も上昇してより強い硬膜化反応が起こって、複層塗布膜の流動が略なくなるまでは複層塗布膜の温度を45°C以下に保持して層間混合を防止する必要があるためである。これは乾燥工程において乾燥風温度と乾燥風露点を適切に制御することで達成することができる。

0039

請求項13は前記目的を達成するために、走行する支持体に複数の塗布液を同時複層塗布した複数層の少なくとも1つの層が情報記録層である複層塗布膜を形成する塗布工程と、該塗布工程で形成された複層塗布膜を乾燥する乾燥工程を有する情報記録材料の製造方法において、前記複層塗布膜を形成する複数の塗布液のうちの隣接する層を構成する一方の塗布液にPVAを含有させると共に、他方の塗布液にホウ酸を含有させたことを特徴とする。

0040

請求項1〜12までは、複層塗布膜のうちの少なくとも1つの層を形成する塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化する複数の成分、例えばPVAとホウ酸が両方ともに含有されていることを特徴としたものであるが、請求項13は、複層塗布膜のうちの隣接する層を構成する一方の塗布液にPVAを含有させると共に、他方の塗布液にホウ酸を含有させたことを特徴とするものである。

0041

請求項13によれば、PVAを含む塗布液とホウ酸を含む塗布液の界面で硬膜化反応を起こすことにより層間混合をなくすことができる。この場合も、塗布前や塗布中に界面で硬膜化反応が生じると、正常な塗布ができなくなる。従って、請求項13の場合にも、塗布液の温度制御、塗布液のpH制御、PVAやホウ酸の濃度制御、部分けん化されたPVAの使用、塗布液の粘度制御を行って、塗布前や塗布中に硬膜化反応が起きないようにし、塗布後の硬膜化反応が起きるように精度良く制御することが好ましい。

0042

請求項14は1〜13の何れか1の情報記録材料の製造方法によって製造されたことを特徴とする情報記録材料であり、請求項15は情報記録材料を感熱記録材料としたものであり、請求項16は情報記録材料をインクジェット記録材料としたものである。

0043

このように、本発明の情報記録材料の製造方法によって製造された情報記録材料は、情報記録材料の厚みを薄くでき、しかもスライドビード塗布のような塗布前に層が重なる塗布方式であっても層間混合がなく同時複層塗布を実現できるので、高機能及び高性能な情報記録材料を得ることができる。

発明の効果

0044

以上説明したように、本発明の情報記録材料の製造方法によれば、塗布前や塗布中には塗布液を高粘度化させることなく正常に同時複層塗布を行うことができ、塗布後に高粘度化させて層間混合を防止することができる。

0045

従って、本発明の情報記録材料の製造方法によって製造された情報記録材料は、情報記録材料の厚みが薄く、しかも高機能及び高性能な情報記録材料を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0046

以下、添付図面に従って、本発明に係る情報記録材料の製造方法及びその製造方法で製造した情報記録材料の好ましい実施態様について説明する。

0047

図1は、本発明の情報記録材料の製造方法を実施する製造装置10の一例を示す全体構成図である。

0048

図1に示すように、送り出し装置12から送り出されて連続走行する支持体14には、塗布装置16により情報記録材料の複数層を構成する複数の塗布液が同時複層塗布されて複層塗布膜を形成し、セットゾーン装置18において複層塗布膜を低温度でセットした後、乾燥装置20によって乾燥される。これにより情報記録材料が製造され、製造された情報記録材料は巻取り装置22に巻き取られる。ここで、情報記録材料の複数層を構成する塗布液は特に限定するものではないが、例えば感熱記録材料としては、感熱記録層用塗布液光反射層用塗布液、保護層用塗布液などを使用することができ、インクジェット記録用紙としては、下塗り層用塗布液、少なくとも1種以上の色材受容層用塗布液、保護層用塗布液などを使用することができる。本発明では、かかる複数の塗布液のうちの少なくとも1つの塗布液に、互いに接触又は混合すると該塗布液が高粘度化する複数の成分、例えばPVAとホウ酸が含有されるか、あるいは複数の塗布液のうちの隣接する層を構成する一方の塗布液にPVAを含有させると共に、他方の塗布液にホウ酸が含有される。

0049

以下、3層を同時複層塗布して情報記録材料を製造すると共に、3層の1つの層を形成する塗布液にPVAとホウ酸とが含有されている例で説明する。

0050

塗布装置16としては、同時複層塗布できる装置であればよく、例えばスライドビード塗布装置スライドカーテン塗布装置を使用することができるが、図1に示したスライドビード塗布装置を好適に使用することができる。これは、スライドビード塗布方式は、塗布液の物性や塗布液量の制限はカーテン塗布ほど大きくないという利点があるので、より高品質な複層塗布膜を形成することができるからである。

0051

図2はスライドビード塗布装置16の側面断面図であり、図3は塗布ヘッド24の斜視図である。

0052

図2及び図3に示すように、スライドビード塗布装置16は、主として塗布ヘッド24と、連続走行する支持体14を巻き掛け支持するバックアップローラ26とで構成される。塗布ヘッド24を形成するブロック内部には、後記する送液ライン60から送液された塗布液を支持体14の幅方向に拡流する3つのマニホールド28、30、32が形成され、このマニホールド28〜32に連通して狭隘な3つのスリット36、38、40がそれぞれスライド面44まで形成される。このスライド面44は塗布ヘッド24上面に形成され、バックアップローラ26側に向かって下方に傾斜している。そして、それぞれのマニホールド28〜32に供給された塗布液は、各スリット36〜40を介してスライド面44に押し出され、スライド面44を流下しながら順次重畳して複層塗布膜を形成し、互いに混ざり合うことなくスライド面44下端リップ先端46に達する。この塗布液のスライド面44における流下は、スライド面44上の両端部に平行に配設された一対のガイド板48、48によりガイドされる。リップ先端46に達した塗布液は、リップ先端46と、バックアップローラ26に巻き掛けられて走行する支持体14面との隙間50に塗布液ビードを形成し、この塗布液ビードを介して支持体14面に塗布される。

0053

また、塗布ヘッド24を形成するブロック内部には、スリット36〜40を上昇する塗布液やスライド面44を流下する塗布液の温度を調整する温水が流れる複数の横流路52A、52A…と複数の縦流路52B、52B…とが1本の連続した流路として形成される。そして、この流路52A,52Bが温水配管54を介して図示しない温水供給装置循環系を形成し、25°C〜45°Cの範囲の一定温度の温水が流路52A,52Bと温水供給装置との間で循環される。これにより塗布ヘッド24は25°C〜45°Cの範囲で一定温度に保温される。

0054

セットゾーン装置18は、塗布後にPVAとホウ酸とによる硬膜化反応を促進させて層間混合を防止するためのものである。これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応は低温ほど顕著に起こる反応であり、高温では起こりにくいので、塗布後に複層塗布膜の温度を一旦25°C未満に下げて硬膜化反応を進行させることで、その後の乾燥装置20において層間混合をより効果的に防止することができるからである。

0055

セットゾーン装置18は、構造的には乾燥装置と同様なものであるが、複層塗布膜の温度を25°C未満に保ち、硬膜反応が十分に起こっていない状態の塗布膜を乱さないように膜面風速を5m/秒以下に制御できる送風排気装置を備えていることが必要である。硬膜は、10°C以下の低温であれば5秒程度の短時間で進行するため、セットゾーンの長さを短くすることができる。しかし、時間をかければ25°Cでも硬膜は十分に進行するため、特に冷風を吹き付けることなく、30〜40°Cの温風で塗布膜を乾燥させると同時に硬膜反応を進行させることも可能である。

0056

乾燥装置20は、特に限定するものではないが、図1に示したように、複数の乾燥ゾーンに分割されて各乾燥ゾーンごとに異なる乾燥条件に設定できる構造のものを好適に使用することができる。ここでは、乾燥装置20を4つの乾燥ゾーンに分割するものとし、各乾燥ゾーンを、支持体走行方向の上流側から第1乾燥ゾーン20A、第2乾燥ゾーン20B、第3乾燥ゾーン20C、第4乾燥ゾーン20Dとする。そして、前半の乾燥ゾーンでは複層塗布膜の温度を45°C以下で乾燥し、複層塗布膜の水分が塗布時の80%以下になる後半の乾燥ゾーンでは比較的高温、例えば80°C程度で複層塗布膜の水分が目標水分になるように乾燥する。これはPVAとホウ酸との硬膜化反応は熱可逆反応であることから、セットゾーン装置18で複層塗布膜の温度を一旦低温にして硬膜化させても乾燥装置20で再び温度を上げることで複層塗布膜が軟化し層間混合が起き易くなるためである。従って、複層塗布膜中の水分が蒸発して固形分濃度が上がり、さらには複層塗布膜中のPVA濃度、ホウ酸濃度も上昇してより強い硬膜化反応が起こって、複層塗布膜の流動が略なくなるまでは乾燥装置20での複層塗布膜の温度を45°C以下に維持して層間混合を防止する必要がある。

0057

図4は、塗布ヘッド24に塗布液を送液する送液ライン60の概略を示す全体構成図であり、塗布液の数だけ送液ラインが設けられるが、ここではPVAとホウ酸が含有される塗布液の送液ライン60について説明する。

0058

送液ライン60は、送液タンク62内の塗布液を送液配管64によって塗布ヘッド24に送液するラインであって、主として、図示しない調液タンク調液された塗布液を一時的に貯留する送液タンク62、大気開放型超音波脱泡装置66、送液ポンプ68、濾過器70、熱交換器72で構成される。また、送液タンク62及び送液配管64は保温ジャケット65(図4破線部分)により送液タンク62から塗布ヘッド24に供給される塗布液の液温が25°C〜45°Cの範囲で塗布ヘッド24に供給されると共に、熱交換器72により25°C〜45°Cの範囲内で液温が調整される。これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応は低温ほど起こり易く、塗布する塗布液の液温が25°C未満では塗布前(例えば塗布液を送液ライン60で送液中)及び塗布中(塗布ヘッド24で支持体14に塗布中)にゲル化が発生してしまい、高品質な複層塗布膜を形成できない。また、塗布液の温度が45°Cを越えた高過ぎると凝集が発生してしまい、この場合にも高品質な複層塗布膜を形成できないためである。

0059

また、送液タンク62内において、PVAとホウ酸を含む塗布液のpHは6.5以下になるように調整されることが好ましい。これは、PVAとホウ酸との硬膜化反応はpHが酸性域では進行しにくいためであり、これにより塗布前や塗布中に塗布液が高粘度化して正常な塗布が行えなくなることを防止できる。尚、PVAとホウ酸を含む塗布液のpHは6以下であればより好ましい。この場合、PVAとホウ酸を含む塗布液に隣接する層の塗布液のpHは7以上であることが好ましい。

0060

また、送液タンク62内において、塗布液に対するPVAの濃度は3〜20重量%の範囲であり、ホウ酸の濃度はPVAに対して0.5〜10重量%の範囲であることが好ましい。これは、PVAやホウ酸の濃度が、上記の下限値(PVAは塗布液に対して3重量%、ホウ酸はPVAに対して0.5重量%)よりも低いと、塗布後の硬膜化反応が起こりにくく、上記上限値(PVAは塗布液に対して20重量%、ホウ酸はPVAに対して10重量%)を越えて高いと塗布液の状態即ち塗布前や塗布中にゲル化や凝集が起こり易くなるためである。この場合、PVAは部分けん化されたものであることが好ましい。これは、完全けん化のPVAはホウ酸と反応し易く、塗布液の状態即ち塗布前や塗布中にゲル化や凝集が起こし易いためである。尚、PVAとホウ酸とを含む層に隣接する層に完全けん化のポリビニルアルコールを用いることはかまわない。

0061

また、送液タンク62内において、PVAとホウ酸を含む塗布液の粘度は50mPa・s以上であることが好ましく、最終的には塗布ヘッド24から塗布時の液温での粘度が50mPa・s以上となるようにすることが好ましい。この場合、PVAとホウ酸を含む塗布液によって形成される層に隣接する層の塗布液の粘度も50mPa・s以上である。これは、PVAとホウ酸を含む塗布液やそれに隣接する層の塗布液の粘度が低いと、十分な層間混合防止効果が得られないからである。尚、粘度は100mPa・s以上がより好ましく、200mPa・s以上が特に好ましい。

0062

送液タンク62に貯留された塗布液は、攪拌機74の攪拌より均一化されると共に、塗布運転に応じて送液ポンプ68により先ず大気開放型の超音波脱泡装置66に送られる。送液ポンプ68としては、泡立ちが発生しないように圧送式無脈動ポンプ、例えばダイアフラム式又はプランジャー式を好適に使用することができる。

0063

大気開放型の超音波脱泡装置66は、超音波槽76の底部あるいは周囲部に超音波発振器78と熱交換器79を配設した槽型の脱泡装置であり、超音波槽76は大気開放されている。また、超音波槽76内の塗布液を脱気し易いように熱交換器79で温度を上げ、攪拌機80により塗布液がゆっくりと攪拌される。この大気開放型の超音波脱泡装置66では、超音波槽76内の塗布液に超音波照射して塗布液中の気泡発泡させると共に発泡した気泡を成長群集させて液面に浮上させることにより脱泡する。この場合、超音波発振器78の周波数は20KHz 〜100KHz の範囲内が好ましい。

0064

大気開放型の超音波脱泡装置66で脱泡された塗布液は、送液ポンプ68、濾過器70を介して熱交換器72に送られる。熱交換器72では、塗布液の液温が25°C〜45°Cの範囲内で一定温度に調整されて塗布ヘッド24に供給される。熱交換器72での温度調整は塗布液の種類により適宜制御する。

0065

また、熱交換器72の後段には、流量計81と気泡検出器82が設けられ、塗布液中の気泡が気泡検出器82で測定される。気泡検出器82としては、送液配管64内を流れる塗布液に超音波を照射し、これにより生ずる音場内の音響インピーダンス変化を超音波振動子電気的インピーダンスに変換し、この変化が気泡検出器から電気信号として出力されることにより、塗布液中の気泡数を検出するものを好適に使用することができる。

0066

本発明における支持体14としては、紙、プラスチックフィルム、金属、レジンコーティッド紙、合成紙等が包含される。プラスチックフィルムの材質は、例えば、ポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィンポリ酢酸ビニルポリ塩化ビニルポリスチレン等のビニル重合体、6,6─ナイロン、6─ナイロン等のポリアミドポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン─2,6─ナフタレート等のポリエステルポリカーボネートセルローストリアセテートセルロースダイアセテート等のセルロースアセテート等が使用される。また、レジンコーティッド紙に用いる樹脂としては、ポリエチレンを始めとするポリオレフィンが代表的であるが、必ずしもこれに限定されない。また、金属支持体としては、例えば、アルミニウム支持体がある。

0067

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

0068

(実施例)
本発明の実施例は、支持体14に、下層から感熱記録層、光反射層、保護層の順に複層塗布膜を形成し、光反射層に熱可逆的な硬膜化反応を行うPVAとホウ酸とが含有されている場合である。以下、感熱記録層、光反射層、保護層のそれぞれの塗布液の調製、送液ライン60における塗布液の送液条件、塗布ヘッド24による塗布液の支持体14への塗布条件、支持体14に塗布された複層塗布膜のセット条件、及び乾燥条件を説明する。

0069

染料前駆体含有カプセル液の調製>
染料前駆体として、2−アニリノ−3−メチル−6−N−エチル−N−sec−ブチルアミノフルオラン(日本曹達社製:商品PSD184)6.3gと3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−3−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)−4−アザフタリドタケネート(山田化学社製:商品名Blue220)1.9g、紫外線吸収剤として2−(5−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールCiba−Geigy社製:商品名チヌビンPS)5g、壁材としてタケネートD110N(武田薬品製)12gを芳香族系の石油系溶剤ジイソプロピルナフタレン(呉羽化学社製KMC113)20g、酢酸エチル12gに溶解した。この溶液を10重量%のポリビニルアルコール水溶液クラレ社製:商品名PVA−205:鹸化度88%)75gに混合し、エースホモジナイザー(日本精機社製)で8000rpmで5分間乳化し、さらに水60gとテトラエチレンペンタミン0.5gを加えて、50°Cで3時間反応させてカプセルサイズ0.7μmのカプセル液を作成した。

0070

顕色剤分散液の調製>
1、3−ビス[2, −(p−ヒドロキシフェニル)−2, −プロピルベンゼン(三井化学社製:商品名ビスフェノールM)60gを、濃度25%のポリカルボン酸(花王(株)社製:商品名デモールEP)7gと濃度5%部分鹸化ポリビニルアルコール(クラレ社製;商品名PVA−205)水溶液140g中に分散し、サンドミルを用いて粉砕して平均粒径0.6μmの顕色剤分散液を調製した。

0071

<光反射層用顔料分散液の調製>
酸化チタン石原産業社製:商品名 R780−2)50gを、濃度25%のポリカルボン酸(花王(株)社製:商品名デモールEP)0.6gと8重量%のポリビニルアルコール水溶液(クラレ社製;商品名PVA−205:鹸化度88%)70g中に分散し、サンドミルを用いて粉砕して平均粒径0.35μmの光反射層用顔料分散液を調製した。

0072

保護層用顔料分散液の調製>
水酸化アルミ(昭和電工社製:商品名ハイジライトH42)50g、ステアリン酸Zn(堺化学社製:商品名 SZ2000)3gを、濃度40%ヘキサメタリン酸ソーダ水溶液2gと4重量%のポリビニルアルコール水溶液(クラレ社製;商品名PVA−203:鹸化度88%)70g中に分散し、サンドミルを用いて粉砕して平均粒径0.6μmの保護層用顔料分散液を調製した。

0073

以上の如く調製したカプセル液及び分散液を用いて、感熱記録層用塗布液、光反射層用塗布液、及び保護層用塗布液を次のように調製した。

0074

[感熱記録層用塗布液の調製]
染料前駆体含有カプセル液35g、顕色剤分散液15g及び50重量%の蛍光増白剤(日本化薬社製;商品名カヤホールS)0.1gを混合した。これに増粘剤として1重量%のCMC(第一工業製薬社製;商品名セロゲンEP)2.5gを加え、さらに水を加えて固形分濃度を32%に調整し、感熱記録層用塗布液を得た。この感熱記録層用塗布液の粘度は150mPa・s、pHは7.7であった。

0075

[光反射層用塗布液の調製]
光反射層用顔料分散液80g、15重量%のポリビニルアルコール水溶液(クラレ社製;商品名PVA−205;鹸化度88%)215g、4重量%のホウ酸25gを混合した。更に、これに塩酸を加えてpH6.1に調整し、水を加えて固形分濃度を20%に調整したものを光反射層用塗布液とした。この光反射層用塗布液の粘度は450mPa・sで表面張力は36mN/mであった。この光反射層用塗布液に硬膜化反応を行うPVAとホウ酸とが含有される。

0076

[保護層用塗布液の調製]
保護層用顔料分散液115g、50重量%の蛍光増白剤(日本化薬社製;商品名カヤホールPAS)1.5g、10重量%のポリビニルアルコール水溶液(クラレ社製;商品名PVA−217:鹸化度88%)35g、10重量%のドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム5gを混合して保護層用塗布液を得た。この保護層用塗布液の粘度は350mPa・s、pHは8.2、表面張力は、33mN/mであった。

0077

[塗布液の温度調整と送液]
感熱記録層用塗布液は送液タンク62内で25℃に保温し、塗布ヘッド24までの送液配管64中に設けた保温機能を有する超音波脱泡装置66と熱交換器72により33℃まで昇温した。また、光反射層用塗布液と保護層用塗布液とについては送液タンク62内にて35°Cに保温し、送液配管64中に設けた保温機能を有する超音波脱泡装置66と熱交換器72により塗布ヘッド24に入る液温を33°Cにコントロールした。

0078

そして、上記の如く調製した感熱記録層用塗布液、光反射層用塗布液、及び保護層用塗布液を次のように塗布・セット・乾燥した。

0079

[感熱記録材料の塗布]
厚み75μmの透明PET支持体14の一方の面に、スライドビード方式の塗布装置16により、下層から感熱記録層、光反射層、保護層の順に複層塗布膜を形成した。このときの感熱記録層、光反射層、保護層の固形分濃度はそれぞれ32重量%、18重量%、32重量%であり、固形分重量がそれぞれ10.0g/m2 、4.0g/m2 、2.0g/m2 となるように、10m/分の塗布速度で塗布した。また、塗布ヘッド24の空洞部52には32°Cの温水を通し、塗布ヘッド24全体が均一な温度になるように保温した。このときの塗布室温湿度は25°C/60%RHで、支持体14の温度は24°Cであった。

0080

[感熱記録材料のセット・乾燥]
次に、複層塗布膜が形成された支持体14を、セットゾーン装置18内を走行させて、20°Cの環境下に15秒間置いて複層塗布膜をセットさせた。その後、乾燥装置20において、複層塗布膜の水分が塗布時の80%以下になるまでは第1乾燥ゾーン20Aで40°Cに調整した乾燥風で乾燥し、その後、第2乾燥ゾーン20Bで50°Cの熱風で20秒乾燥し、更に第3乾燥ゾーン20Cで80°Cの熱風で20秒間乾燥し、更に第4乾燥ゾーン20Dで50°Cの熱風で20秒間乾燥させた。これにより、実施例の感熱記録材料を得た。

0081

その結果、得られた感熱記録材料は、層間混合が発生せず、発色性能も、画質も優れたものであった。

0082

(比較例1)
比較例1は、塗布ヘッド24で塗布液が支持体14に塗布された5秒後から、80°Cの熱風を複層塗布膜面に当てて乾燥を開始した以外は実施例1と同様の条件で行った。

0083

その結果、得られた感熱記録材料は、発色性能は問題なかったが、層間混合による印画ムラが見られた。

0084

(比較例2)
送液ライン60及び塗布ヘッド24での保温をやめて、感熱記録層、光反射層、保護層の塗布液の液温を全て20°Cとして塗布ヘッド24で塗布した以外は実施例1と同様の条件で行った。

0085

その結果、塗布ヘッド24のスライド面44において、塗布液が激しく高粘度化して、塗布を続けることができなかった。

図面の簡単な説明

0086

本発明の情報記録材料の製造方法を実施する製造装置10の一例を示す全体構成図
スライドビード塗布装置の側面図
スライドビード塗布装置の斜視図
送液ラインの構成図

符号の説明

0087

10…情報記録材料の製造装置、12…送り出し装置、14…支持体、16…塗布装置、18…セットゾーン装置、20…乾燥装置、22…巻取り装置、24…塗布ヘッド、26…バックアップローラ、28、30、32…マニホールド、36、38、40…スリット、44…スライド面、46…リップ先端、48…ガイド板、50…隙間、52A…横流路、52B…縦流路、54…配管、60…送液ライン、62…送液タンク、64…送液配管、66…超音波脱泡装置、68…送液ポンプ、70…濾過器、72…熱交換器、81…流量計、82…気泡検出器

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