JPH10411A

JPH10411A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH10411A
Application number: JP15116396A
Authority: JP
Inventors: Jiyunichirou Hisamichi; 純一郎久道; Noboru Numaoka; 昇沼岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】塗料がスリット内に滞留化することなく吐出
されて、塗布ムラや筋の発生を抑えて高品質な塗膜を形
成する塗布装置を提供する。【解決手段】塗料４が供給される塗料溜まり５を有し
てなるダイ２を備え、連続的に走行する支持体１上に、
ダイ２の先端に設けられたスリット３より塗料４を押し
出しながら塗布するエクストルージョン型の塗布装置に
おいて、上記スリット３の内壁面に、無電解ニッケル被
膜中に四フッ化エチレンの微粒子が均一に分散共析され
た複合メッキ被膜による表面処理が施されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布装置に関する
ものであり、特に磁気記録媒体を製造する際に磁性塗料
等を塗布するために使用される塗布装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗布型の磁気記録媒体を製造する
際、磁性塗料や非磁性塗料の塗布装置としては、グラビ
アロールやリバースロール等のロールを用いた塗布装置
が主流となっており、特に幅広い構造粘性（チクソ性）
の高いものを塗布することができるダイレクトグラビア
方式が一般的である。

【０００３】しかし、上記グラビアロールにおいて、磁
性塗料の構造粘性によっては、非磁性支持体であるベー
スフィルム上への染料転写性が損なわれ、塗布厚みにム
ラが生じたり、塗料拡散が起こり易くなる。このような
厚みムラが磁性塗膜に生じると、これが出力変動を誘起
する。また、塗料拡散はドロップアウトの原因となる。
このような塗料の転写不良は、構造粘性の高い磁性塗
料、例えばメタル系の磁性塗料が用いられる場合に顕著
に現れ、また高速塗布の場合にもグラビアロールのセル
溝と支持体との間に空気層ができやすくなることから、
転移不良が生じやすくなる問題がある。

【０００４】一方、これら問題を解決し得る塗布装置と
して、エクストルージョン（ダイ）型の塗布装置が注目
され、既に実用化されている。このエクストルージョン
型の塗布装置は、先端面に臨んで幅広のスリットを有す
るとともに、先端部の近傍がドクターエッジ化されてい
るダイを備え、走行している支持体の表面に向けて上記
スリットから連続的に磁性塗料が押し出され、この磁性
塗料がドクターエッジによって滑らされることで均一な
厚さをもって支持体上に塗布されるような構成になって
いる。

【０００５】このようなエクストルージョン型の塗布装
置は、均一な厚さを有する塗膜を容易に形成することが
できるとともに、大径を有するロールを用いないため装
置の低価格化や小型化の点で有利であり、これまで写真
フィルムや印画紙などの分野において使用されている。

【０００６】ところで、このエクストルージョン型の塗
布装置は、ダイの先端面が上下一対のリップによって構
成され、このリップの間にスリットが形成されている。
そして、スリットの背面側に該スリットの幅と略等しい
長さを有するオリフィス状のポケットが設けられてい
る。塗料は、このポケットに溜められるとともに、この
ポケットから所定の圧力をもってスリットへ押し出さ
れ、スリットの先端部から支持体表面に安定して供給さ
れる。なお、支持体は、この塗布装置の上リップ側から
下リップ側に向かって走行される。

【０００７】しかしながら、このエクストルージョン型
の塗布装置において高速化が進むと、上リップ側にエア
フィルムが侵入したり、ビード形成が大きくなって、塗
膜形成が不安定なものとなっていた。

【０００８】そこで、このエクストルージョン型の塗布
装置においては、安定した塗膜形成ができるように、リ
ップの突き出しや面取りなどの種々なる構造が検討され
ている。例えば、押し出された塗料が支持体の裏側に回
り込んで走行ロールが汚染されたり、塗膜の乾燥後に磁
気記録媒体の幅方向の両端部が膨れたような状態になっ
て形状不良が発生したりする等の不都合な点を解消する
ために、スリットの幅方向の両端側にスペーサーを介在
させて、スリットの幅を実質的に狭めて、安定した塗膜
形成ができるようにしたものがあり、様々な改良が進め
られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな塗布装置の構造の改良だけでは、十分な効果が得ら
れず、得られる磁気記録媒体の品質特性も十分であると
は言えなかった。

【００１０】特に、非磁性層のバック塗料の塗布工程に
おいては、磁性塗料より含まれる粒子が粗いため、スリ
ットから吐出中に目詰まりが生じやすく、スリット内壁
に塗料が滞留化しやすくなっていた。特に、１．０μｍ
以下の薄膜層を形成するのは、非常に困難な塗布状態で
あった。

【００１１】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、塗料がスリット内に滞留化する
ことなく吐出され、塗布ムラや筋の発生を抑えて高品質
な塗膜を形成する塗布装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らが上
述の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、磁性
塗料や非磁性塗料の塗布工程において、塗布ムラや筋を
発生させる大きな要因としてスリット内の吐出ムラがあ
るという知見を得た。

【００１３】本発明に係る塗布装置は、このような知見
に基づいて完成されたものであり、塗料が供給される塗
料溜まりを有してなるダイを備え、連続的に走行する支
持体上に、ダイの先端に設けられたスリットより塗料を
押し出しながら塗布するエクストルージョン型の塗布装
置において、上記スリット内壁面に、無電解ニッケル被
膜中に四フッ化エチレンの微粒子が均一に分散共析され
た複合メッキ被膜による表面処理が施されていることを
特徴とする。

【００１４】本発明に係る塗布装置においては、適度な
接触角を有している複合メッキ被膜による表面処理がス
リット内壁面に施されていることから、塗料がスリット
内に滞留化することなく全幅に亘って均一にスムーズに
吐出される。したがって、支持体に対して塗布ムラや筋
を発生させることなく、高品質な塗膜を形成することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したエクスト
ルージョン型塗布装置の好適な実施例を図面を参照しな
がら詳細に説明する。

【００１６】この塗布装置においては、図１に示すよう
に、支持体１が巻出し側から巻取り側に亘って順次走行
される中途部に所定の幅を持った略直方体の金属ブロッ
クからなるダイ（エクストルーダ）２が配設される。こ
のダイ２は、図１中上方から下方に向かって走行する支
持体１の側方に配設され、ダイ２の先端面を構成する上
下一対のリップ２ａ、２ｂが上記支持体１の表面に対向
するように配設される。

【００１７】このダイ２は、図２に示すように、先端面
近傍が直線的に斜めに削り取られ、所謂くさび型とされ
るとともに、そのリップ２ａ、２ｂが超硬合金等によっ
て形成されドクターエッジ化されている。また、この上
リップ２ａと下リップ２ｂとの間には、塗布幅に応じた
スリット３が形成されている。このスリット３は、塗料
４が押し出される隙間となるものであって、通常０．０
１〜２．０ｍｍ程度の非常に狭い隙間とされる。

【００１８】上記スリット３の背面側には、スリット３
と通じるポケット（塗料溜まり）５が形成され、スリッ
ト３の幅と略等しい長さを持つオリフィス状の空間とし
て形成されている。このポケット５の両端部には、図示
しない塗料供給口が設けられ、塗料４を導入するための
塗料供給管６が接続されている。この塗料供給管６の中
途部にはポンプ７が取り付けられており、このポンプ７
により上記塗料４が塗料供給管６からポケット５内に所
定の圧力で圧送される。ポケット５は、圧送される塗料
４を受け取る空間となり、アキュームレータの機能を持
つことになる。このポケット５内に圧送された塗料４
は、スリット３内に供給され、上下一対リップ２ａ、２
ｂに対向して走行する支持体の表面に押し出されて、塗
膜８として掲載される。

【００１９】なお、巻き出し側から巻取り側に亘って移
動走行される支持体１は、ガイドロール９ａ、９ｂによ
って支持され、適当なテンションがかけられて、円滑な
走行が行われるようになっている。従って、この塗布装
置においては、図３に示すように、上記巻き出し側から
送り出され、図１及び図３中Ａ方向に走行する支持体１
の表面に対してダイ２の先端にある上下一対のリップ２
ａ、２ｂが当接され、この当接面にスリット３より塗料
４が押し出されて塗膜８が形成される。

【００２０】この時、上記スリット３の幅を規制するこ
とにより、幅Ｗ₁を有する支持体１上に形成される塗膜
８の塗布幅Ｗ₂が制限される。なお、ここでは、支持体
１の幅方向の両端部に３〜１０ｍｍ程度の幅を有して未
塗布部１０が形成されるようになっている。これによ
り、押し出された塗料４が支持体の裏面側に廻り込むこ
とがなくなり、良好な塗膜形成を行うことができる。

【００２１】以上がこの装置の基本的な構成であるが、
この塗布装置においては、上記スリット内壁面３ａ、３
ｂに、複合メッキ被膜による表面処理が施されている。
複合メッキ被膜は、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）の化
学組成からなる無電解ニッケル被膜中にフッ素樹脂（四
フッ化エチレン）の微粒子を均一に分散共析させて得ら
れるものである。

【００２２】この複合メッキ被膜は適度な接触角を有し
ていることから、複合メッキ処理が施されたスリット内
壁面３ａ、３ｂにおいては、塗料４がスリット３内に滞
留化することなく全幅に亘って均一にスムーズに吐出さ
れ、支持体１に対して塗布ムラや筋を発生させることな
く、安定した塗膜形成が行われる。

【００２３】なお、上記複合メッキ被膜は、７〜２０μ
ｍに形成されるのが好ましい。６μｍ以下になると、ス
リット内壁面３ａとの密着性が悪く、２１μｍ以上にな
ると、均一性に各々問題が多くなる。

【００２４】また、上記複合メッキ被膜は、若干離型性
をもち、水に対する接触角が４５°前後の適度のヌレ性
をもって形成されることが好ましい。上記接触角が４５
°より小さいと（ヌレ性が良すぎると）、スリット内壁
面３ａに沿って吐出する塗料４の流れが悪くなって上述
した滞留化防止の効果が少ない。また、上記接触角が４
５°より大きいと（ヌレ性が悪いと）、塗料４が弾ける
撥水現象が起きて、塗料４がスリット内壁面３ａで乱れ
てスムーズに吐出できなくなる。

【００２５】また、図４に示すように、上下一対のリッ
プ２ａ、２ｂの幅方向全面（図４中、斜線で示す部分）
にも、上記複合メッキ被膜による表面処理が施されてい
てもよい。この部分に複合メッキ被膜による表面処理が
施されることにより、支持体１の表面に対する摩擦係数
が低減され、良好な摺動性が得られる。この結果、リッ
プ２ａ、２ｂと支持体１の表面との接触による支持体１
の表面からの塵埃の発生や、リップ２ａ、２ｂの損傷な
どが防止され、さらに安定した塗膜形成を行うことがで
きる。

【００２６】なお、上述の塗布装置は、塗布型の磁気記
録媒体における磁性塗料や非磁性塗料の塗布に応用して
好適であり、その場合、非磁性支持体や磁性塗膜、非磁
性塗膜を構成する磁性粉末、結合剤等は従来公知のもの
がいずれも使用可能であり、何ら限定されるものではな
い。

【００２７】例示するならば、非磁性支持体としては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２等のポ
リエステル樹脂フィルムや芳香族ポリアミド樹脂フィル
ム、ポリイミド樹脂フィルム等が挙げられる。

【００２８】磁性塗膜の磁性粉末としては、Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚ
ｎ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ等のＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉを主成
分とする金属粒子が好適である。上記磁性粉末において
は、これらに種々の特性を改善する目的でＡｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属成分を添加して
もよい。

【００２９】さらに、磁性層には、結合剤、磁性粉末の
他に、添加剤として分散剤、内添剤、研磨剤、帯電防止
剤、防錆剤等が添加されてもよい。

【００３０】非磁性塗膜の非磁性粉末としては、カーボ
ンブラック等の帯電防止効果や摩擦低減効果を有するも
のが使用可能である。これら非磁性層は、非磁性支持体
の磁性層が形成されている側とは反対側にバック層とし
て形成される。

【００３１】これら磁性粉末や非磁性粉末を分散して結
合させておくための結合剤としては、塩化ビニル、酢酸
ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリロ
ニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、スチレン、ブタジエン等の重合体、或いはこれらを
２種以上組み合わせた共重合体、ポリウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００３２】これら塗料を調製するための有機溶剤とし
ては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸グリ
コールモノエチルエーテル等のエステル系溶剤、グリコ
ールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテ
ル、ジオキサン等のグリコールエーテル系溶剤、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ヘ
キサン等の脂肪族炭化水素系溶剤等が挙げられる。

【００３３】

【実施例】以下、上述した構成を有する塗布装置を用い
て、磁気テープを作製し、その効果を調べた。

【００３４】内壁面の表面処理の検討上述した塗布装置のスリット内壁面３ａ、３ｂの表面処
理の種類及びダイ２の材質を変化させて、非磁性支持体
の一方の面に磁性層となる磁性塗料を、非磁性支持体の
もう一方の面にバック層となる非磁性塗料を塗布し、磁
気テープを作製した。（以下、実施例１、実施例２、比
較例１〜３として示す。）なお、スリット内壁面３ａ、３ｂの表面処理の種類とし
ては、複合メッキ被膜、クロームメッキ被膜、四フッ化
エチレン樹脂被膜（以下、テフロン被膜と称す。）、処
理なしのうちから１種選択し、ダイ２の材質としては、
ステンレス鋼、超硬合金、炭素工具鋼のうちの１種から
選択した。なお、複合メッキ被膜、クロームメッキ被
膜、テフロン被膜、超硬合金の水に対する接触角は、そ
れぞれ約４５°、約３５°、約６５°、約４０°であ
る。

【００３５】なお、非磁性支持体には、７．５μｍのポ
リエステルフィルムを使用し、走行速度を、５００ｍ／
分とした。

【００３６】磁性塗料としては、磁性粉末にＣｏ被着−
γＦｅ₂Ｏ₃、結合剤に塩化ビニル系共重合体、ポリウレ
タン樹脂、溶媒にメチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、トルエン、添加剤にレシチンをそれぞれ用い、固形
分３８％、粘度３２００ｃｐｓに調製されたものを使用
した。

【００３７】非磁性塗料としては、カーボンブラックを
主体とし、上記磁性塗料と同じ結合剤、溶媒、添加剤を
用い、固形分１５％、粘度８０ｃｐｓに調製されたもの
を使用した。

【００３８】そして、得られた磁気テープ（実施例１、
実施例２、比較例１〜比較例３）について、塗布状況を
調べた。この結果を表１に示す。なお、表１中、各評価
項目において、○印は筋や塗布ムラのない安定した塗布
状況を示し、×印は筋や塗布ムラが目立ち、磁気テープ
の品質に大きく影響する塗布状況を示し、△印は、磁気
テープの品質に若干の影響を与える塗布状況を示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１からわかるように、ステンレス鋼や超
硬合金からなるスリットの内壁面３ａ、３ｂに接触角が
４５°である複合メッキ被膜が形成された実施例１及び
実施例２においては、磁性塗料及び非磁性塗料が共にス
リット３内に滞留化することなく全幅に亘って均一にス
ムーズに吐出され、支持体１に対して塗布ムラや筋を発
生させることがなく、高品質な塗膜（磁性層、バック
層）が得られた。

【００４１】これに対し、スリットの内壁面３ａ、３ｂ
に低摩擦化処理を全く施さなかった（超硬合金の接触角
は約４０°）比較例１においては、特に磁性塗料より粒
子が粗い非磁性塗料が塗布される場合において、スリッ
ト３内で非磁性塗料の目詰まり、滞留が発生しやすくな
っており、塗膜（バック層）に筋や塗布ムラが発生し
た。

【００４２】また、スリットの内壁面３ａ、３ｂに接触
角が約３５°と小さい（ヌレ性が大きい）クロームメッ
キ被膜処理を施した比較例２においては、比較例１と同
様に、スリット３内で塗料の滞留、吐出ムラが発生しや
すく、塗膜（磁性層、バック層）に筋や塗布ムラが発生
した。

【００４３】スリット内壁面に接触が約６０°と大きい
（ヌレ性が小さい）テフロン被膜処理を施した比較例３
においては、塗料４が弾ける撥水現象が起きて、塗料４
がスムーズに吐出できないで塗膜に筋が発生した。

【００４４】したがって、高品質な塗膜（磁性層、バッ
ク層）を得るには、スリットの内壁面３ａ、３ｂに、接
触角が４５°前後になるような複合メッキ被膜による低
摩擦化表面処理を施すことが有効であることがわかっ
た。

【００４５】ダイ先端面の表面処理の検討上述した塗布装置のダイ２の先端面におけるリップ２
ａ、２ｂの表面処理の種類、表面処理幅、及びダイ２の
材質を変化させて、実施例１と同様に、非磁性支持体１
の一方の面に磁性層となる磁性塗料を、非磁性支持体１
のもう一方の面にバック層となる非磁性塗料を塗布し、
磁気テープを作製した。（以下、実験例１〜実験例７と
して示す。）そして、得られた磁気テープ（実験例１〜実験例７）に
ついて、塗布状況を調べた。この結果を表２に示す。な
お、表２中、各評価項目において、○印は、非磁性支持
体１から塵埃が発生していない状況、またはリップ２
ａ、２ｂに傷が生じていない状況、更には塗布状態が非
常に安定した状況を示し、×印は、非磁性支持体１から
若干塵埃が発生した状況、リップ２ａ、２ｂに傷が若干
生じた状況により塗布状況に若干の影響があった状況を
示し、△印は、○印に若干劣る塗布状況を示す。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２の結果から、上下一対のリップ２ａ、
２ｂの幅方向全面に複合メッキ被膜による表面処理が施
された実験例１、実験例２においては、極めて高品質な
塗膜（磁性層、バック層）が得られた。これは、リップ
２ａ、２ｂの幅方向全面に複合メッキ被膜による表面処
理を施すことにより、優れた潤滑性が得られて非磁性支
持体１に対する摩擦係数が低減され、かつその効果を長
時間持続できたためである。

【００４８】これに対し、クロームメッキ被膜処理を施
した実験例３やテフロン被膜処理を施した実験例４や、
全く表面処理を施さなかった実験例５においては、やや
実験例１、実験例２に劣る結果となった。

【００４９】また、非磁性支持体１の未塗布部１０と直
接接することになる上下一対のリップ２ａ、２ｂの幅方
向の両端部のみに表面処理を施した実験例６、実験例７
においては、両端部の塗布状況は良かったが、中央部分
の塗布状況は満足できるものではなかった。これは、高
速塗布になるにつれて顕著に現れた。

【００５０】したがって、さらに良好な塗膜（磁性層、
バック層）を得るには、ダイ２の先端面のリップ２ａ、
２ｂに接触角が４５°前後であるような複合メッキ被膜
による低摩擦化表面処理を施すことが有効であり、より
好ましくは、リップ２ａ、２ｂの幅方向全面に上記表面
処理を施すことが望ましい。またリップ２ａ、２ｂに上
記表面処理を施すことにより、被膜、リップ２ａ、２ｂ
の間に設けられたスリット３の精度の劣化も少なくな
り、さらに安定した塗膜形成を行うことができ、ダイ２
自体の耐久性も向上する。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る塗布装置においては、適度な接触角を有する複
合メッキ被膜による表面処理がスリット内壁面に施され
ていることから、塗料がスリット内に滞留化することな
く全幅に亘って均一にスムーズに吐出され、支持体に対
して塗布ムラや筋を発生させることなく、高品質な塗膜
を形成することができる。

【００５２】また、この塗布装置は、ダイの先端面に上
記複合メッキ被膜による表面処理を施すことにより、さ
らに安定した塗膜形成が可能となり、塗布装置の耐久性
も向上させることができる。

【００５３】したがって、本発明に係る塗布装置は、高
品質な塗膜形成が可能となることから、品質特性に優れ
た磁気記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した塗布装置の構成を示す模式的
な断面図である。

【図２】ダイの先端面近傍の構成を示す要部拡大断面図
である。

【図３】走行される支持体とダイの先端面が当接された
状態を示す要部拡大平面図である。

【図４】ダイの先端面の幅方向全面に複合メッキ被膜処
理が施された状態を示す要部拡大平面図である。

【符号の説明】

１支持体、２ダイ、２ａ上リップ、２ｂ下リッ
プ、３スリット、４塗料、５ポケット、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料が供給される塗料溜まりを有してな
るダイを備え、連続的に走行する支持体上に、ダイの先
端に設けられたスリットより塗料を押し出しながら塗布
するエクストルージョン型の塗布装置において、上記スリット内壁面に、無電解ニッケル被膜中に四フッ
化エチレンの微粒子が均一に分散共析された複合メッキ
被膜による表面処理が施されていることを特徴とする塗
布装置。
【請求項２】上記ダイの先端面に、無電解ニッケル被
膜中に四フッ化エチレンの微粒子が均一に分散共析され
た複合メッキ被膜による表面処理が施されていることを
特徴とする請求項１記載の塗布装置。