JPH0235959A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布装置に関し、更に詳しくは、その先端部
近傍の一部をドクターエツジ化して成り、移動中の支持
体表面に向けて連続的に押出した塗布液を、前記ドクタ
ーエツジを介して前記支持体表面に均一な厚さをもって
塗布するエクストルージョン型の塗布装置に関するもの
である。

なお、本発明でいう可撓性支持体とは、プラスチックフ
ィルム、紙、ポリオレフィン塗布紙、アルミニウム銅等
の金属シート等の可撓性シート又はウェブを指し、下塗
層等が設けられていてもよい。このような支持体に、磁
性塗布液、写真感光性塗布液、その他種々の塗布液を塗
布し、磁気記録媒体、各種写真フィルム、印画紙等とす
る。

〔従来の技術〕

上記の如く塗布には種々の塗布方式が用いられているが
、その一つとしてドクターエツジ付きエクストルージョ
ン型塗布装置が各分野で用いられている（例えば特開昭
５０−１３８０３６号公報、特公昭５４−７３０６号公
報、特開昭５７−８４７７１号公報、特開昭５８−１０
４６６６号公報）。

しかし、これらのエクストルージョン型塗布装置−にお
ける共通の欠点は、塗布可能な領域が非常に狭いことで
ある。特に、１００〜１５０ｍ／分以上の速度では、い
ずれの方法によっても液状で２０μ以下を安定に塗布す
るのは極めて困難であった。

本発明者等の研究の結果、この現象は以下に述べる理由
によるものだということが判った。つまり、１００〜１
５０ｒｎ／分以上の速度においては、走行する支持体（
ウェブ）によって、エクストルーダ部に引き込まれる空
気の巻き込みが急に顕著になるが、この領域で薄膜を均
一に塗布するにはスロット出口の液圧を適当に制御出来
ることが重要である。従って、小さな液圧しか得られな
いものでは、塗膜中への気泡の混入及び、或いは塗布液
の掻落しつまり上流側への塗布液の逆流による膜厚の不
均一を生じる。

又、一方、大きな液圧しか得られない塗布装置ては、低
塗布量時（薄層塗布）に巾方向の厚み違いを生じ易い。

これら従来技術の欠点を解消し、高速塗布を可能とする
試みとして特開昭５８−１０４６６号公報（第６図）、
特開昭５８−１０９１６２号公報（第７図）が開示され
ている。第６図及び第７図に示す如くこれらの塗布装置
１によるときは、ドクターエツジ部５におけるドクター
エツジ面のスロット側頂点Ｂにて塗布液Ｆに極部的な高
圧がかかることにより、バンクエツジ面側からの空気の
侵入が阻止され、超高速で均一な薄層塗布が可能となっ
てきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如くバックェツジ面側からの空気
の侵入を防止して超高速で均一な薄層塗布が可能なよう
に改良された塗布装置を用いて長時間連続塗布を行うと
、塗布面にすじむらが発生し、例えば磁気記録媒体の場
合にはＳ　／　ＮやＣ／Ｎ等の特性に悪影響を与えるこ
とが起きる。

本発明者らは、このようなすじむら発生の原因について
究明した結果、塗布液中の微小で比較的硬い異物粒子例
えば強磁性酸化鉄粉末、研磨材粒子等の未分散物、凝集
物が、ドクターエツジ面のスロット側頂点を乗り越えら
れず、トラップし、すじむらが発生することが分った。

従って、本発明の目的は、従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、すじむらの発生をともなうことな（高
速塗布と良好な薄層塗布を長時間にわたって可能にする
塗布装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ドクターエツジ
面のスロー／　）側に微少な平面を設け、スロット出口
端部でドクターエツジ面と支持体の間にすきまを作り更
にそれに伴ったエツジ面の断面を整えることにより、上
記の特徴を失うことなく、すじむらを防ぐことが出来る
ことを見出した。

すなわち、本発明の上記目的は、バックェツジ面及びド
クターエツジ面に沿って連続的に走行する可撓性支持体
表面にスロット先端部から塗布液を連続的に押出して該
支持体表面に塗布液を塗布するエクストルージョン型塗
布装置において、前記ドクターエツジ面に支持体側に膨
らむ湾曲面を持たせ且つ該ドクターエツジ面のスロット
側に００１〜ｌ　ｍｍの範囲の幅の平面を設け、さらに
、前記ドクターエツジ面の下流端をＡ、前記ドクターエ
ツジ面の湾曲面と前記平面との交線をＢ、前記平面のス
ロット内方端部をＣ１前記バックェツジ面のスロット出
口端をＤとしたとき、前記已において前記ドクターエツ
ジ面の湾曲面に引いた接線とＢＣとのなす角度θＩと、
前記已において前記ドクターエツジ面の湾曲面に引いた
接線とＢＤのなす角度θ２とが、θ１〈θ２　＜１８０
°を満す位置に前記バックェツジ面のスロット出口端り
を位置せしめ、前記りにおいて前記バックェツジ面の湾
曲面に引いた接線とＢＤのなす角度が、前記りにおいて
前記バックェツジ面の湾曲面に引いた接線と前記Ａにお
いて前記ドクターエツジ面の湾曲面に引いた接線のなす
角より大きいこと、及び前記バックェツジ面が前記已に
おいて前記ドクターエツジ面に引いた接線より支持体側
に出ないことを特徴とする塗布装置によって達成される
。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施態様について詳
細に説明する。

第１図は本発明のドクターエツジ付きエクストルージョ
ン型塗布装置１の一例を示す概略断面図で該塗布装置１
を支持体に対してセットした塗布状態を示す。第２図は
前記塗布装置１　（以下、単にエクストルーダー１と称
する）の幾何学的関係を示す。

本発明における前記エクストルーダ１の要部は、次に夫
々詳述するような給液系２、ポケット部３、スロット部
４、ドクターエツジ部５、及びバックェツジ部６に区分
される。

（１）給液系２： 該給液系２は、エクストルーダ１の躯体よりも外部にあ
って前記塗布液Ｆを連続的にかつ一定の流量で送液可能
な定量送液ポンプ手段（図示せず）、並びに前記エクス
トルーダ１の躯体内部を支持体Ｗの幅方向に透設したポ
ケット部３と前記ポンプ手段を連通せしめる配管部材を
夫々具備して成っている。

（２）　　ポケット部３： 該ポケット部３は、その断面が略円形を成し、かつ第３
図に示すように、前記支持体Ｗの幅方向に路間−の断面
形状をもって延長された一種の液溜めである。

又、その有効延長さは、通常、塗布幅と同等もしくは若
干長く設定される。

なお、前記ポケット部３の貫通した両端開口部は、第３
図に示すように、前記エクストルーダ１の両端部に取付
けられる各シールド７．８により閉止されている。

一方の前記シールド板７に突設した短管９に、前記給液
系２を接続することにより、前記ポケット部３の内部に
前記塗布液Ｆが注入、充満して、後述するスロット部４
を経て外部に前記塗布液Ｆを均一な液圧分布をもって押
圧せしめるものである。

（３）スロット部４： 該スロット部４は、前記ポケット部３から前記支持体Ｗ
に向け、通常、０．０３〜２　ｍｍの開口幅をもって前
記エクストルーダ１の躯体内部を貫通しかつ前記ポケッ
ト部３と同じように前記支持体Ｗの幅方向に延長された
比較的狭隘な流路であり、前記支持体Ｗの幅方向の開口
長さは塗布幅と路間等に設定される。

なお、前記スロット部４における前記支持体Ｗに向けた
流路の長さは、前記塗布液Ｆの液組成、物性、供給流量
、供給液圧、等の諸条件を考慮して適宜設定し得るもの
であり、要は前記塗布液Ｆが前記支持体Ｗの幅方向に均
一な流量と液圧分布をもって層流状に前記ポケット部３
から流出可能であれば良い。

又、第１図において前記スロット部４の出口先端部は、
その一方の端Ｃ（支持体走行方向の上流側）においてド
クターエツジ部５と接し、他方の端Ｄ（支持体走行方向
の下流側）にて、バックェツジ部６と接してている。

（４）ドクターエツジＢ５及びバックェツジ部６：該ド
クターエツジ部５は前記スロット部４の出口から前記支
持体Ｗの下流側に、バックェツジ部６は同上流側に位置
し、前記ドクターエツジ面の下流端をＡ、前記ドクター
エツジ面の湾曲面５ａと平面５ｂとの交線を８１前記ド
クタ一エツジ面のスロット出口端をＣとした時、前記ド
クターエツジ部５の支持体Ｗに対向するエツジ面が本発
明に従いＢからＡ迄（ＡＳ）の湾曲面５ａを持ち、且つ
スロット側にＣからＢまで（ＢＣ）の微少な平面５ｂを
もって形成され、更に前記バックェツジ部６のスロット
出口端をＤとした時、已において前記ドクターエツジ面
の湾曲面５ａに引いた接線とＢＣのなす大きい方の角度
θ１、已において前記ドクターエツジ面の湾曲面５ａに
引いた接線とＢＤのなす大きい方の角度θ２がθ１＜θ
２＜１８０°を満す位置にバックェツジ面のスロット出
口端りを位置せしめ、ドクターエツジ面の平面ＢＣの長
さ１１は０．０１〜１市、好ましくは０．０３〜０．３
の範囲が設定される。前記ドクターエツジ面の湾曲面５
ａの程度は曲率半径Ｒとして約１〜２０ｍｍ、特に２〜
１０証が好ましい。

また、前記ドクターエツジ面の有効長さ（Ａ−０間の距
離で第２図中の１．−ｚ２２　）は直線として約０．５
〜約１７ｍｍ、前記バックェツジ部６の表面の有効長く
支持体が接する面、Ｄ−Ｅ間の距離）は約０．１〜約５
０化で、前記バックェツジ部６の表面形状は平面状であ
っても、ややまるみを持った形状であってもよい。

以上、記述したように構成される本発明装晋はガイドロ
ーラ等の各走行案内手段の間で略一定した張力をもって
かつその厚さ方向に若干湾曲可能な状態に装架された前
記支持体Ｗが第１図に示すように前記ドクターエツジ部
５及び前記バックェツジ部６と略平行して湾曲するよう
にエクストルーダ支持機構（図示せず）を介して近接せ
しめる一方、前記給液系２から前記塗布液Ｆを所望する
流量をもって送液を始めると、前記塗布液Ｆは前記ポケ
ット部３及び前記スロット部４を経過した後、前記平面
５ｂによる前記塗布液Ｆの押しつけ作用も加わり前記支
持体Ｗの幅方向に均一な流量及び圧力分布をもって前記
スロット部４の出口先端部に押出される。

前記スロット部４の出口先端部に押出された前記塗布液
Ｆは、エツジ部の形状を前述の如く規定することによっ
て適当に制御された液圧を発生して、前記支持体Ｗの同
伴空気の混入を防ぐと共に前記支持体Ｗの表面とエツジ
部との間に僅小の間隙を作りながら、矢印Ｒの方向に連
続的に移動する前記支持体の表面に沿って、前記ドクタ
ーエツジ部５のエツジ面と前記支持体Ｗとの間を押し拡
げるように通過して行く。

前述したような塗布液Ｆの移動が連続的に保たれると、
前記ドクターエツジ部５のエツジ面全域と前記支持体Ｗ
の表面は、その幅方向全域にわたり薄層化されて通過す
る前記塗布液Ｆにより、定した間隙をもって完全に分離
される。また、前記ドクターエツジ部５は前記の如く支
持体側に必要以上に突出していないので、前記已におい
て序埃や異物のトラップが抑えられている。

また、前記ドクターエツジ部５と前記支持体Ｗとの分離
間隔は、前記支持体Ｗの張力、前記塗布液Ｆの供給量、
等の設定条件により定まるものであり、特に、前記塗布
液Ｆの供給量のみの設定変更により、きわめて容易にか
つ正確に所望する分離間隔即ち塗膜の厚さが得られる。

なお、前記ドクターエツジ部５及び前記バックェツジ部
６の構成材料として超硬合金材又はセラミック材料を採
用して、前記両エツジ部の真直度及び平面度を一層高め
ることにより、上記間隔が巾方向により均一になり、そ
の結果として、塗膜厚みの巾方向均一性も一段と良ぐな
り、又高速及び薄層塗布適性を更に良化させることが出
来た。

第４図及び第５図は、前記ポケット部３への前記塗布液
Ｆの供給方法に関する変更例を示したものである。

第４図に示した供給方式は、第３図における方式と同じ
ように前記ポケット部３への前記塗布液Ｆを片側供給を
行うものであるが、前記他方のシールド板８にも短管１
０を取付け、前記一方のシールド板７における短管９を
通して前記ポケット部３内に注入された前記塗布液Ｆの
一部を、前記他方の短管１０を通して外部に排出せしめ
ることにより、前記塗布液Ｆが前記ポケット部３内で著
しく滞留することを防止でき、特に揺変性を有しかつ凝
集し易い磁性塗布液に対しては極めて有効な手段となる
ものである。

又、第５図は、第４図のような両側の短管９及び１０以
外に前記ポケット部３の略中央部に連通ずる別の短管１
１を取付け、該短管１１から前記塗布液Ｆを供給する中
央供給方法を示したものである。

前記ポケット部３内に注入された前記塗布液Ｆの一部は
、前記両側の短管９及び１０から外部に排出され、残り
の塗布液Ｆは前記ポケット部３内で停滞することなくか
つ圧力分布がより均一化されて前記スロット部４から押
出されるものである。

なお、本発明装置における塗布液供給方法は、前述した
第３図〜第５図に示した各方法に限らず、それらを適宜
組合せて行っても良い。又、前記ポケット部３も、前述
したような円筒状のものに限らず、角形、船底形、等に
変更可能であり、要は幅方向に液圧分布を均一可能な形
状であれば良い。

〔発明の効果〕

以上、記述したように本発明の塗布装置は次のような効
果を奏するものである。

（１）　　ドクターエツジ面の支持体側への突出程度が
一定以下に抑えられているので、塗布液中の異物或いは
支持体走行によって呼び込まれる異物がドクターエツジ
面にトラップしなくなり、異物に基づくすじむらの発生
を伴うことなく、長時間にわたって高速塗布適性を良好
に保つ事が出来る。

（２）　　ドクターエツジ面の上流側に形成された平面
によって塗布液の支持体方向への液圧を適度に保つこと
ができるので、薄層塗布適性も良化され液状で１０μ程
度の膜厚でも均一な厚味に塗布することができる。

（３）スロット部４の出口先端部における液圧を前記ド
クターエツジ面に異物がトラップし易い状態を避けて任
意に制御することが出来るので、支持体とエツジ部の接
触及び、それに伴なう両者のキズ付きを防ぐことが出来
る。

（４）又、上述の如く液圧を任意に制御出来るので、種
々の塗布液の粘度に対しても従来以−ヒに広い範囲で対
応出来、適用性の広い塗布装置を提供することができた
。又、エツジ部に超硬合金やセラミックを用いることに
より、上記の効果をより一層高めると共に、特に磁気テ
ープ塗布液の塗布において生ずるエツジ部の摩耗による
当期性能の劣化を防止することが出来る。

次に、実施例によって本発明の効果を一層明確にする。

〔実　施　例〕

本発明の一実施例について説明する。但し、本発明は本
実施例に限られるものではない。

第１表に示す組成の各成分をボールミルに入れて十分に
混合分散させたのち、エポキシ樹脂（エポキシ当量５０
０）を３０重量部を加えて均一に混合分散させて磁性塗
布液とした。

第　　　１　　　表 こうして得られた磁性塗布液の平衡粘度を島原製作所製
の島津レオメータＲＭ−１により測定したところ剪断速
度が１Ｑｓｅｃ　−’においては８ρｏｉｓｅ　。

又５ＱＱｓｅｃ−’においてはｌ　ｐｏｉｓｅを示した
。

次に、前記塗布液を以下述べる塗布装置を用いて、下記
条件に基づき塗布した。

１、支持体： 材質・・ポリエチレンテレフタレートフィルム厚さ・　
・２０μｍ 幅・・３００田ｍ 張力・・２ｋｇ／全幅及び４ｋｇ／全幅移動速度・・１
００ｍ／ｍｉｎ、　２００ｍ／ｍｉｎ、　３００ｍ／ｍ
ｉｎ。

４００ｍ／ｍ１ｎ ２、エクストルーダ Ｎｏ、　１・・第１図に示す本発明のエクストルーダＮ
ｏ、２・・第６図に示す特開昭５８−１０４６６６号公
報記載のエクストルーダ ３、塗膜厚（液状）１０μ、２０μ、５０μ塗布結果を
第２表に示す。なお、表中における○印は良好な塗布、
Δ印は良好な結果を得ることもあるが再現性が悪い、Ｘ
印は均一に塗布出来なかったことを示す。

第　　　２　　　表 上記第２表かられかるように、従来のエクストルーダＮ
ｏ、　２は４００　ｍ／ｍｉｎの高速塗布が出来なかっ
たが、本発明のエクストルーダＮ０１１においては、高
速適性が改善されている。

また次に、本発明のエクストルーダの形状を種々変えて
下記条件に基づき塗布し、すじむらの発生状況を調べた
。

１、支持体： 材質・・ポリエチレンテレフタレートフィルム幅・・３
００　ｍｍ 張力・・４ｋｇ／全幅 塗布長・・４０００ｍ 塗布厚み・・液状にて５０μ ２、エクストルーダ 第１図に示す本発明記載のエクストルーダを使用した。

なお、第３表における表示は以下の如くなっている。

β１　：ドクターエッジ平面ＢＣの長さ１２　：ドクタ
ーエッジ湾曲面ＡＣの長さＲ：ドクターエツジ湾曲面の
半径 θｌ　：已においてドクターエツジの湾曲面に引いた接
線とＢＣのなす大きい方の角度 θ２　：Ｂにおいてドクターエツジの湾曲面に引いた接
線とＢＤのなす大きい方の角度である。

塗布結果を第３表に示す。

第　　　３　　　表 上記に示すように本発明のエクストレーダにおいてはβ
１の長さが０，０１〜１．００ｍｍの範囲で高速塗布適
性がよく且つ塗布むらのない良好な塗布ができることが
判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗布装置を支持体に対してセットした
状態における一実施態様を示す断面図。 第２図は第１図に示す塗布装置のエツジ面形状を示す断
面図、第３図は第１図における塗布装置の一部を切断し
て示した斜視図、第４図及び第５図は本発明における塗
布装置への塗布液供給方式の変更例を夫々示した斜視図
、第６図、第７図は従来の塗布装置の断面図である。 １・・・エクストルーダ、　２・・・給液系、３・・・
ポケット部、　　４・・・スロット部、５・・・ドクタ
ーエツジ部、 ５ａ・・・湾曲面、　５ｂ・・・平面、６・・・バック
ェツジ部、 ７．８・・・シールド板、 ９．１０・・・短管、　Ｗ・・・支持体Ｆ・・・塗布液
。 泗 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バックエッジ面及びドクターエッジ面に沿って連続的に
   走行する可撓性支持体表面にスロット先端部から塗布液
   を連続的に押出して該支持体表面に塗布液を塗布するエ
   クストルージョン型塗布装置において、前記ドクターエ
   ッジ面に支持体側に膨らむ湾曲面を持たせ且つ該ドクタ
   ーエッジ面のスロット側に０．０１〜１ｍｍの範囲の幅
   の平面を設け、さらに、前記ドクターエッジ面の下流端
   をＡ、前記ドクターエッジ面の湾曲面と前記平面との交
   線をＢ、前記平面のスロット内方端部をＣ、前記バック
   エッジ面のスロット出口端をＤとしたとき、前記Ｂにお
   いて前記ドクターエッジ面の湾曲面に引いた接線とＢＣ
   とのなす角度θ＿１と、前記Ｂにおいて前記ドクターエ
   ッジ面の湾曲面に引いた接線とＢＤのなす角度θ＿２と
   が、θ＿１＜θ＿２＜１８０°を満す位置に前記バック
   エッジ面のスロット出口端Ｄを位置せしめ、前記Ｄにお
   いて前記バックエッジ面の湾曲面に引いた接線とＢＤの
   なす角度が、前記Ｄにおいて前記バックエッジ面の湾曲
   面に引いた接線と前記Ａにおいて前記ドクターエッジ面
   の湾曲面に引いた接線のなす角より大きいこと、及び前
   記バックエッジ面が前記Ｂにおいて前記ドクターエッジ
   面に引いた接線より支持体側に出ないことを特徴とする
   塗布装置。