JP4496901B2

JP4496901B2 - 被調湿物の水分調整装置

Info

Publication number: JP4496901B2
Application number: JP2004265426A
Authority: JP
Inventors: 賢二林; 学橋ケ谷
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP2006075797A; EP1635221A1; US20060086109A1

Description

本発明は被調湿物の水分調整方法及び装置に係り、特に光重合性平版印刷版を製造する際に、光重合層（感光層）の上に塗布するオーバーコート層の水分調整技術に関する。

水素結合性基を含む水溶性高分子を主成分とするオーバーコート層を有する光重合性平版印刷版の製造においては、高感度化が重要なファクターであり、高感度化に有利なラジカル重合を利用した感光系が数多く研究、開発されている。しかし、ラジカル重合系は酸素による重合阻害を受けやすいため、光重合層の上に例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を主成分とした酸素遮断性に優れたオーバーコート層を設けて、重合効率を高めるなどの工夫が行われている。このオーバーコート層の酸素透過速度が大きすぎる場合には製造された光重合性平版印刷版の感度が低下し、また酸素透過速度が低すぎても感度が異常に上昇し、現像不良、残色及び残膜発生の原因となり好ましくない。このオーバーコート層の酸素遮断性は、オーバーコート層の含水率に大きく影響され、適正な含水率に制御することが重要である。オーバーコート層の含水率を制御するには、オーバーコート層を光重合層の上に塗布した後、所定の恒温・恒湿の調湿ゾーン内に放置又は通過させることにより、オーバーコート層の含水率を調整する。

しかし、オーバーコート層が塗布された帯状の支持体を連続搬送しながら調湿ゾーンを通過させてオーバーコート層の水分調整をする場合、調湿ゾーン内の温湿度条件とその滞留時間によりオーバーコート層へ供給される水分量が決まってしまう。従って、生産性の向上を目的として支持体の搬送速度を上げる場合には、調湿ゾーンの路長を長くする等の調湿能力の増強が必要であるが、調湿ゾーンの増設スペースがない場合には採用できない。このことから、調湿ゾーンの路長を長くしないで支持体の搬送速度を上げるためには、オーバーコート層に短時間で高効率に水分付与することのできる技術が必要になる。この技術は、被調湿物を調湿ゾーン内に放置して水分調整する場合も同様である。

従来、被調湿物に水分を付与する技術としては、例えば特許文献１〜４のようなものがある。特許文献１は紙の水分調整を行うもので、水塗布と加熱による水分調整方法である。特許文献２は水を超音波により微細化する方法である。特許文献３は段ボールシートの加熱量調整による水分調整方法である。特許文献４はシートの加湿方法である。
特開平６−２５７０９３号公報特開２０００−４２０３０号公報特開２００３−１４５６５０号公報特開２０００−２６４４６４号公報

しかしながら、上記特許文献１〜４は被調湿物の水分調整の代表的なものであるが、被調湿物に短時間で高効率に水分付与する点において未だ満足できるものでない。

ところで、本発明の被調湿物の水分調整の対象として、オーバーコート層の例で説明したが、オーバーコート層に限るものではなく、例えば紙（例えば段ボール）や樹脂フィルム等の水分調整においても同様の課題をかかえている。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、被調湿物に短時間で高効率に水分付与することができるので、生産性を向上することができると共に、調湿ゾーンの路長を長くする必要ないので省コスト、省スペースにも寄与する被調湿物の水分調整方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、水を噴霧して湿度調整された調湿ゾーン内に被調湿物を放置又は通過させることにより、該被調湿物の水分を調整する被調湿物の水分調整装置において、前記調湿ゾーン内に水を噴霧する噴霧手段と、前記噴霧する水を微細化する水微細化手段とを備え、前記水微細化手段は、前記噴霧手段で噴霧されたミスト状の水に高電圧を付与する高電圧付与手段であることを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、調湿ゾーン内に噴霧する水を微細化することにより、噴霧された水が被調湿物に浸透し易くなるので、被調湿物に短時間で高効率に水分を付与することができる。また、高電圧付与手段により噴霧手段で噴霧されたミスト状の水に高電圧を付与するようにしたので、水の微細化を促進することができる。

請求項２は請求項１において、前記被調湿物は、光重合性平版印刷版を製造する際に感光層の上に塗布されるＰＶＡを主成分とするオーバーコート層であることを特徴とする。

本発明は、被調湿物が光重合性平版印刷版を製造する際に感光層の上に塗布されるＰＶＡを主成分とするオーバーコート層である場合、そのオーバーコート層の水分を短時間で所定の含水率に調整する技術として極めて有効だからである。

請求項３は請求項１又は２において、前記微細化された水の粒径は２．０μｍ以下であることを特徴とする。

水の粒径を２．０μｍ以下まで微細化することにより、噴霧された水が被調湿物に一層浸透し易くなる。

請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記高電圧付与手段により、前記噴霧手段で噴霧されたミスト状の水に１０００Ｖ〜２００００Ｖの高電圧を付与することを特徴とする。

噴霧された水に１０００Ｖ〜２００００Ｖの高電圧を付与することが好ましい。

本発明の被調湿物の水分調整方法及び装置によれば、被調湿物に短時間で高効率に水分付与することができるので、生産性を向上することができると共に、調湿ゾーンの路長を長くする必要がないので省コスト、省スペースにも寄与することができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る被調湿物の水分調整方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明の被調湿物の水分調整装置を調湿ゾーンに組み込んだ平版印刷版用原反の製造ライン１０の一例であり、以下この製造ライン１０の例で説明する。尚、本発明は、平版印刷版用原反の製造ライン１０に限定するものではなく、紙や段ボール製造における加湿ラインや樹脂フィルム製造における加湿ライン等のように、短時間で効率的に被調湿物の水分調整をしたい全てのラインに適用できる。

図１に示すように、送出機１２には、ロール状に巻回された長尺な支持体１４がセットされる。この送出機１２から連続的に送り出された支持体１４は、表面処理部１６において表面処理が施される。表面処理が施された支持体１４は、バックコート層塗布・乾燥部１８において支持体１４の裏面にバックコート層が形成された後、下塗り塗布・乾燥部２０において支持体１４の表面に下塗り層が形成される。次に、感光層塗布・乾燥部２２において、下塗り層の上に光重合性組成物の感光層が形成された後、オーバーコート層塗布・乾燥部２４において、水素結合性基を含む水溶性高分子、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を主成分とするオーバーコート層（ＰＶＡ塗布膜）が形成されると共に、形成されたオーバーコート層の水溶性高分子の結晶化度が所定範囲に制御される。次に、オーバーコート層は、調湿ゾーン２６において、オーバーコート層の含水率が所定範囲、例えば４〜８％になるように制御される。オーバーコート層の含水率は、水分分析計３１でオンライン測定され、その含水率データが一定になるように調湿ゾーン２６の空調ユニット３２がオーバーコート層調湿ゾーンの温湿度を制御する。これにより、光重合性平板印刷版の原反１４Ａが製造され、原反１４Ａが巻取機２８に巻き取られる。

本発明に用いられる支持体１４は、寸度的に安定なアルミニウム又はその合金（例えば珪素、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、鉛、ビスマス、ニッケルとの合金）を用いることができる。通常は、アルミニウムハンドブック第４版（１９９０、軽金属協会発行）に記載の従来公知の素材、例えば、ＪＩＳＡｌ０５０材、ＪＩＳＡｌｌ００材、ＪＩＳＡ３１０３材、ＪＩＳＡ３００４材、ＪＩＳＡ３００５材または引っ張り強度を増す目的でこれらに０．１ｗｔ％以上のマグネシウムを添加した合金を用いることができる。

表面処理部１６での表面処理としては、例えば支持体１４がアルミニウム板の場合、その表面を目的に応じて各種処理を施すのが通例である。一般的な処理方法としてはアルミニウム板を先ず脱脂または電解研磨処理とデスマット処理によりアルミ表面の清浄化を行う。その後に機械的粗面化処理又は／及び電気化学的粗面化処理を施しアルミニウム板の表面に微細な凹凸を付与する。尚、この時に更に化学的エッチング処理とデスマット処理を加える場合もある。その後、アルミニウム板表面の耐摩耗を高める為に陽極酸化処理が施され、その後アルミニウム表面は必要に応じて親水化処理または／及び封孔処理が行われる。

バック層塗布・乾燥部１８において、支持体１４の裏面には、重ねた場合の感光性組成物層の傷付きを防ぐための有機高分子化合物からなる被覆層（バックコート層）が必要に応じて設けられる。

下塗り塗布・乾燥部２０において、必要に応じて支持体１４の表面に下塗り層塗布液を塗布・乾燥して下塗り層を形成する。この下塗り塗布・乾燥部２０においても塗布する方式や条件としては、後述する感光性組成物層を塗布する方式や条件の多くを利用できる。

感光層塗布・乾燥部２２において、下塗り層の上に光重合型感光性組成物の塗料が塗布・乾燥されて感光層が形成される。そして、オーバーコート層塗布・乾燥部２４において、感光層の上に、オーバーコート層塗料を塗布する。

図２は、調湿ゾーン２６に設けられた水分調整装置３４の概念図であり、調湿ゾーン２６内に噴霧する水に高電圧を付与して水を微細化することでオーバーコート層への水分付与を促進する高電圧方式の一例である。

図２に示すように、調湿ゾーン２６は、矢印方向に連続的に搬送される支持体１４の入口と出口が形成されたトンネル状のケーシング３６で囲われ、支持体１４はパスローラ３８、３８…上を、オーバーコート層１４ａを上にして搬送される。高電圧方式の水分調整装置３４は、主として、接地電極４０と高電圧電極４２とから成る高電圧付与手段と、ミスト発生装置４４と、水供給装置４６で構成される。即ち、オーバーコート層１４ａの上方に、リング状に形成された接地電極４０が支持体１４に平行に配設されると共に、接地電極４０の上方に高電圧電源４７に接続された高電圧電極４２が配設される。尚、接地電極４０のリング形状は四角状、円状、楕円状、三角状等を採用することができる。また、ミスト発生装置４４の噴霧部４４Ａが高電圧電極４２と接地電極４０との間の空間に水を噴霧可能なように配置され、ミスト発生装置４４は水供給装置４６に接続される。これにより、噴霧部４４Ａから噴霧された水は、高電圧電極４２と接地電極４０との間に形成される高電圧の電界を通ることにより大きなエネルギーを得て、表面張力を超えて分裂し、微細化されてオーバーコート層１４ａに達する。この場合、水に１０００Ｖ〜２００００Ｖの高電圧を付与することが水の微細化を促進する上で好ましく、５０００Ｖ〜２００００Ｖの範囲がより好ましい。また、高電圧電極４２と接地電極４０との距離（Ｈ）は１００〜３００ｍｍの範囲が好ましく、１５０〜２５０ｍｍの範囲がより好ましい。また、微細化された水の粒径は２．０μｍ以下であることが好ましい。

また、水分調整装置３４の支持体搬送方向の下流側には、オーバーコート層１４ａの水分測定を非接触で測定する水分分析計３１が配置され、調湿ゾーン２６内で調整されたオーバーコート層１４ａの水分が測定される。

図３は、調湿ゾーン２６に設けられた水分調整装置５０の別の概念図であり、水に磁力を付与して水を微細化することでオーバーコート層への水分付与を促進する磁気化方式の一例である。尚、図２と同様の装置や部材には同符号を付して説明する。

図３に示すように、調湿ゾーン２６を囲むケーシング３６は図２と同様である。磁気化方式の水分調整装置５０は、主として、ミスト発生装置４４と、磁力付与手段としての磁気化水発生装置５２と、水供給装置４６とで構成される。即ち、オーバーコート層１４ａの上方に、ミスト発生装置４４の噴霧部４４Ａが設けられ、このミスト発生装置４４は水供給装置４６に配管５４を介して接続される。この配管５４の途中には磁気化水発生装置５２が設けられる。この磁気化水発生装置５２は、配管５４を挟んで対向配置された磁石のＮ極とＳ極により配管５４内に高磁界を発生させる。配管５４を流れる水が、この高磁界を横切って磁力が付与されることにより、水のクラスター構造が破壊され、これにより水が微細化する。微細化された水の粒径は２．０μｍ以下であることが好ましい。これにより、ミスト発生装置４４の噴霧部４４Ａからは微細化した水が噴霧され、オーバーコート層１４ａに達する。この場合、水に５００ガウス（０．０５ミリテスラ）以上、より好ましくは８００ガウス（０．０８ミリテスラ）以上の高磁場を付与することが、水の微細化を促進する上で好ましい。

図３の場合も図２と同様に、水分調整装置５０の支持体搬送方向の下流側には、オーバーコート層１４ａの水分測定を非接触で測定する水分分析計３１が配置され、調湿ゾーン２６内で調整されたオーバーコート層１４ａの水分が測定される。

図４は、調湿ゾーン２６内に噴霧する水にマイナスの電荷を帯電させると共に、オーバーコート層にプラスの電荷を付与する水分調整装置６０であり、水の帯電と同時に水の微細化も行えるようにした帯電方式の一例である。尚、図２及び図３と同様の装置や部材には同符号を付して説明する。尚、水にマイナスの電荷を帯電させた場合には、オーバーコート層には、プラスの電荷を付与するか、若しくは電位ゼロ（アース）にしてもよい。

図４に示すように、調湿ゾーン２６を囲むケーシング３６は図２と同様である。帯電方式の水分調整装置６０は、主として、調湿ゾーン２６に入る前のオーバーコート層に正の電荷を付与するプラス帯電手段６２と、調湿ゾーン２６内に噴霧する水に負の電荷を帯電するマイナス帯電手段とで構成される。プラス帯電手段６２としては例えばコロナ放電装置を採用することができる。また、マイナス帯電手段としては、図２で使用した水分調整装置３４をそのまま使用することができる。即ち、高電圧電極４２と接地電極４０との間に高電圧を付与して高電圧電極４２と接地電極４０との間の空間をマイナスに帯電させて、そこにミスト発生装置４４から水を噴霧することで水が微細化すると共にマイナスに帯電させたミストを作成することができる。これにより、ミスト発生装置４４から噴出された微細でマイナスに帯電された水が、プラスに帯電されたオーバーコート層１４ａに吸引されるので、オーバーコート層１４ａへの水分付与を促進することができる。このように、図４の水分調整装置６０は、帯電による吸引効果と微細化による浸透効果の両方の効果で、オーバーコート層１４ａに更に短時間で一層高効率に水分を付与することができる。尚、図４の水分調整装置６０は、オーバーコート層１４ａをプラスに帯電させ、水をマイナスに帯電させたが、オーバーコート層１４ａをマイナスに帯電させ、水をプラスに帯電させてもよい。

図４の場合も図２及び図３と同様に、水分調整装置６０の支持体搬送方向の下流側には、オーバーコート層１４ａの水分測定を非接触で測定する水分分析計３１が配置され、調湿ゾーン２６内で調整されたオーバーコート層１４ａの水分が測定される。

上記図２〜図４の水分調整装置３４、５０、６０では、調湿ゾーン２６内に１基の水分調整装置３４、又は５０、又は６０を設けた例で示したが、調湿ゾーン２６の路長に応じて複数基の水分調整装置３４、又は５０、又は６０を設けてもよい。

アルミニウム製の支持体１４にＰＶＡ塗布液（ポリビニルアルコールを主体とした塗布液）を塗布量が２ｇ／ｍ²になるように塗布してＰＶＡ塗布膜（オーバーコート層に相当）を形成し、この支持体を、高電圧方式、磁気化方式、及び帯電方式の水分調整装置３４、５０、６０を備えた調湿ゾーン２６内を通過させて、ＰＶＡ塗布膜への水分付与速度を比較した。水分付与速度は、調湿ゾーン２６内での滞留時間に対するＰＶＡ塗布膜の含水率を測定することにより調べた。水分分析計３１としては、ＣＨＩＮＯ株式会社製の赤外線水分計ＩＲＭ−Ｖを使用した。また、比較例としては、従来からの加熱加湿方式で調湿ゾーン２６内に水を噴霧した。

（比較例）
６０〜７０°Ｃに加熱した水を、ファンにより噴霧化して調湿ゾーン２６内に噴霧した。

（実施例１）
図２の高電圧方式の水分調整装置３４を使用して調湿ゾーン２６内に水を噴霧した。高電圧電極４２に付与する高電圧を６０００Ｖで行った。

（実施例２）
図４の帯電方式の水分調整装置３４を使用して水にマイナスの電荷を帯電させて調湿ゾーン２６内に水を噴霧すると共に、調湿ゾーン２６に入る前のＰＶＡ塗布膜にプラスの電荷を付与した。

（実施例３）
図３の磁気化方式の水分調整装置５０を使用して調湿ゾーン２６内に水を噴霧した。磁気化水発生装置５２はフェライトマグネットを使用し、水に３０００ガウスの磁力を付与した。

上記比較例及び実施例１〜３の何れの場合にも、調湿ゾーン２６内の温度は２６°Ｃ、湿度は５５％ＲＨに維持されるようにした。

その結果を図５に示す。図５の◇は比較例であり、□は高電圧方式の実施例１であり、△は帯電方式の実施例２であり、○は磁気化方式の実施例３である。また、図５の横軸は搬送される支持体１４の調湿ゾーン２６内での滞留時間（秒）を示し、縦軸は支持体１４に塗布されたＰＶＡ塗布膜の含水率（％）を示す。

図５から分かるように、ＰＶＡ塗布膜の含水率を４％にするまでの調湿ゾーン２６内での滞留時間で比較すると、比較例では約２００秒、実施例１では約１５０秒、実施例２では約１２０秒、実施例３では約１８０秒であった。また、オーバーコート層の含水率を８％にするまでの調湿ゾーン２６内での滞留時間で比較すると、比較例では滞留時間を５００秒以上まで増やしても含水率は６％強までしか増加しなかった。これに対し、実施例１では約２６０秒、実施例２では約２２０秒、実施例３では約４００秒であった。

この結果から分かるように、実施例１〜３の何れも比較例より、短時間でＰＶＡ塗布膜に水分付与することができた。実施例１及び２は滞留時間に比例して含水率の増加率が大きく、特に実施例２は滞留時間に比例して含水率が略直線的に増加した。実施例２が実施例１及び３よりも良い結果がでた理由としては、停電方式の実施例２は、水にマイナスの電荷を帯電する際の高電圧付与で水の微細化も生じ、これにより帯電効果と微細化効果の両方の効果が発揮された為と考察される。

このように、本発明はＰＶＡ塗布膜に短時間で高効率に水分付与することができるので、生産性を向上することができると共に、調湿ゾーンの路長を長くする必要ないので省コスト、省スペースにも寄与することができる。

尚、実施例では、ＰＶＡ塗布膜の例で説明したが、段ボール製造における加湿ラインや樹脂フィルム製造における加湿ライン等の場合にも同様の結果を得ることができる。

本発明の被調湿物の水分調整装置を調湿ゾーンに組み込んだ平版印刷版用原反の製造ライン調湿ゾーンに設けられた高電圧方式の水分調整装置の概念図調湿ゾーンに設けられた磁気化方式の水分調整装置の概念図調湿ゾーンに設けられた帯電方式の水分調整装置の概念図本発明の水分調整装置を備えた調湿ゾーンでの水分付与速度と、従来の加熱加湿方式の調湿ゾーンでの水分付与速度との対比図

符号の説明

１０…平版印刷版用原反の製造ライン、１２…送出機、１４…支持体、１４ａ…オーバーコート層、１６…表面処理部、１８…バックコート層塗布・乾燥部、２０…下塗り塗布・乾燥部、２２…感光層塗布・乾燥部、２４…オーバーコート層塗布・乾燥部、２６…調湿ゾーン、２８…巻取機、３１…水分分析計、３２…空調ユニット、３４…高電圧方式の水分調整装置、３６…ケーシング、３８…パスローラ、４０…接地電極、４２…高電圧電極、４４…ミスト発生装置、４６…水供給装置、４７…高圧電源、５０…磁気化方式の水分調整装置、５２…磁気化水発生装置、５４…配管、６０…帯電方式の水分調整装置、６２…プラス帯電手段

Claims

水を噴霧して湿度調整された調湿ゾーン内に被調湿物を放置又は通過させることにより、該被調湿物の水分を調整する被調湿物の水分調整装置において、
前記調湿ゾーン内に水を噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧する水を微細化する水微細化手段とを備え、
前記水微細化手段は、前記噴霧手段で噴霧されたミスト状の水に高電圧を付与する高電圧付与手段であることを特徴とする被調湿物の水分調整装置。
前記被調湿物は、光重合性平版印刷版を製造する際に感光層の上に塗布されるＰＶＡを主成分とするオーバーコート層であることを特徴とする請求項１に記載の被調湿物の水分調整装置。
前記微細化された水の粒径は２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被調湿物の水分調整装置。
前記高電圧付与手段により、前記噴霧手段で噴霧されたミスト状の水に１０００Ｖ〜２００００Ｖの高電圧を付与することを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の被調湿物の水分調整装置。