JP2657706B2 - 多層塗膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は多層塗膜を形成せしめる方法に関するもので
ある。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 従来，水溶液系の塗布液による多層塗膜の形成におい
ては，スライドホッパ型塗布装置あるいはエクスルージ
ョンホッパ型塗布装置等を用いてゼラチンをバインダー
とするハロゲン化銀乳剤を同時多層塗布しその後冷却
し，あるいは冷風によってゼラチンのゾル−ゲル変換特
性を利用し多層膜をゲル化させ，数万〜数十万の超高粘
状態にし，層間の混合がおこりにくい状態にして，熱風
乾燥等により，塗膜を形成する方法が知られている。

一方有機溶剤系の塗布液を単に多層塗布し乾燥した場
合には，塗布液が水系のものに比して低表面張力のため
乾燥部だけでなくビード部及び塗布後乾燥前の間でも拡
散混合がおこりやすく，更にゾル−ゲル変換工程がない
ため乾燥時にも拡散混合がおこり，各層が分離した状態
での塗膜を得ることは極めて難しい。

また，有機溶剤系の塗布液においては広範な溶剤で用
いられる良好なゾル−ゲル変換物質はない。これらの理
由により，有機溶剤系の多層塗膜は一般に１層ずつ逐次
塗布し乾燥する方法がとられている。

このような逐次塗布乾燥方式としては,1回の塗布乾燥
ごとに巻き取る方法，あるいは複数の塗布乾燥部を設け
て連続して塗布乾燥する方法等があるが前者の方法では
多大な製造時間がかかり従って多大な製造コストがかか
り，後者の方法では層の数だけ塗布部及び乾燥部が必要
となり，極めて高価な製造設備を必要とし，多大な製造
コストがかかる。

上記したように，これまで多層膜を得る方法が種々示
されているが，一層ごとに塗布した塗膜を乾燥する方法
は極めて大規模な設備を必要とし，多層スライドダイに
よりビードを形成する方法あるいは多層ダイによりカー
テン膜をつくり多層膜を形成する方法は，写真感光材料
等のゾル−ゲル変換する塗布液に対しては有効に用いら
れるが，有機溶剤系の多くの塗布液ではうまく用いるこ
とが難しい。

このような問題点を解決するべく本願発明者らにより
発明された多層膜形成方法が特公昭62−51670号公報に
開示されている。この方法は，電子線硬化型樹脂を含有
する非水系（有機溶剤系）の塗布液を用いることにより
従来方法では極めて困難であった非水系塗布液の多層塗
布によっても同時に多層膜を得ることができるものであ
る。しかし，この方法は，塗布液中に電子線に対して硬
化する樹脂を必要とし，かつ塗布液を増粘する必要があ
る等の制約条件を持つ。

本発明の目的は，上記従来技術の問題点を解消し，大
きな制約条件なく安価に水系及び有機溶剤系の双方の塗
布液により多層塗膜を形成する方法を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明の上記目的は，次の多層塗膜の形成方法により
達成することができる。

霧化状態でかつ帯電した第１塗布液の粒子を輸送管に
よって気体により搬送して被塗布体に静電付着させて数
百cp程度以上の塗膜第１層を形成し，同じく霧化状態で
かつ帯電した第２塗布液の粒子を輸送管によって気体に
より搬送して前記塗膜第１層が乾燥する前に前記塗膜第
１層の表面に静電付着させて塗膜第２層を形成して,2層
以上の塗膜層を被塗布体に形成することを特徴とする多
層塗膜の形成方法。

好ましくは，霧化状態でかつ帯電した塗布液の粒子
を，塗布液を予め霧化してから帯電させて得ることによ
り塗膜第１層を形成する。

前記多層塗膜の形成方法により形成された塗膜第１層
と塗膜第２層は，完全に乾燥しなくても，層間に拡散混
合が起こらない。

［好適な実施態様］ 塗布液は，回転ベル，スプレーノズル，超音波霧化装
置等の種々の霧化装置により，霧化状態の塗布液の粒子
にすることができる。

霧化状態でかつ帯電した塗布液の粒子は，塗布液の霧
化と同時に帯電させて得ても良く，塗布液を予め霧化し
てから帯電させて得ても良い。

塗膜第１層は，好ましくは，塗布液を予め霧化してか
ら帯電させて，霧化状態でかつ帯電した塗布液の粒子を
得て，該塗布液の粒子を輸送管によって気体により搬送
して被塗布体に静電付着させて形成する。霧化状態でか
つ帯電した塗布液の粒子を静電付着させる塗膜第１層
は，乾燥する前のものであり，その好ましい粘度は数百
cp程度以上である。

塗膜第２層以下もまた，好ましくは，塗布液を予め霧
化してから帯電させて，霧化状態でかつ帯電した塗布液
の粒子を得て，該塗布液の粒子を輸送管によって気体に
より搬送して塗膜第１層以下の表面に静電付着させて形
成する。

本発明の好適な実施態様を図面により説明する。

第４図及び第５図は，塗布液を予め霧化してから帯電
させて，霧化状態でかつ帯電した塗布液の粒子を得て，
該塗布液の粒子を静電付着させて塗膜層を形成する工程
の概略断面図である。塗布液は超音波霧化機16又は回転
ベル，スプレーノズル等の霧化装置Ｍにより霧化室Ｒで
霧化されて霧化状態の塗布液の粒子になる。塗布液の粒
子は，キャリア気体17により運ばれて，霧化室から輸送
管５を通り開口部たるノズル４に達する。塗布液の粒子
のうちで径が大きいものは，ノズル４に達するまでに霧
化室及び輸送管の壁面に衝突して除かれる。ノズルの放
出口に至るまでの該粒子中の溶媒の蒸発により該粒子の
粘度は上昇する。ノズル放出口に達した塗布液の粒子を
被塗布体１に静電付着させることにより，被塗布体に均
一な厚さの塗膜層を形成できる。被塗布体１は，パスロ
ーラー２及び３により案内されて走行している。

第１図は，第４図及び第５図のノズル４付近の斜視図
である。電極７を有するノズルの放出口は矩形状であ
り，霧化状態の塗布液の粒子は電極７により電荷を付与
されて帯電し，層流状態で被塗布体に静電付着して塗膜
層が形成される。ノズルの放出口の形状には細かな制約
はなく，放出口断面は第３図（ａ）に示すように長方形
でもよく，同図（ｂ）に示すように矩形の短辺が丸みを
帯びた形状のものでもよく，更に同図（ｃ）に示すよう
に細長い楕円状の形状でも良い。

電極は，例えば第１図のように，矩形の長辺にそって
直線状に伸び，矩形断面の若干内側に入り，矩形の外側
に電極の端末を持つようなタイプが用いられるが，形状
はこれに限定されるものではない。この電極の他の一端
は，電極ケーブル６を介して高電圧発生機に連結されて
おり，数キロボルトから数十キロボルトの電圧が印加さ
れている。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は，夫々,2層以上の塗膜層を
被塗布体に形成する工程の概略断面図である。

ノズル4,4′及び４″は，夫々，第１図に示されたノ
ズル４と同様のノズルであり，霧化状態の塗布液の粒子
を放出口で帯電させて被塗布体に静電付着させて塗膜層
を形成できる。

まず第２図（Ａ）について説明する。被塗布体１はパ
スローラー2,3に案内されて走行している。ノズル４に
より被塗布体の表面に塗膜第１層が形成され乾燥ゾーン
８で半乾燥（塗膜層に溶媒が残留しており完全に乾燥し
ていない状態で数百cp以上の粘度になっている）され
る。該第１層の表面には，ノズル４′により塗膜第２層
が形成され乾燥ゾーン９で半乾燥される。更に，ノズル
４″により該第２層の表面に塗膜第３層が形成され乾燥
ゾーン10で完全に乾燥される。

次に第２図（Ｂ）について説明する。シート状被塗布
体12は，ベルト11により移送される。該被塗布体の表面
にはノズル４により塗膜第１層が形成され乾燥ゾーン９
で半乾燥される。該第１層の表面には，ノズル４′によ
り塗膜第２層が形成され乾燥ゾーン10で完全に乾燥され
る。

本発明によれば，最後の塗膜層を形成した後に最終的
に全ての塗膜層を完全に乾燥すればよく，そのため極め
てコンパクトな設備で多層塗膜を形成することができる
が，第２図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように各塗膜層の形
成後に逐次該塗膜層の簡易な乾燥を行なって半乾燥の状
態にしても良い。

本発明で用いる塗布液は霧化が可能であれば水系，非
水系にかかわらず極めて多くの塗布液を用いることがで
きる。

水系の塗布液としては，たとえば特公昭61−28986号
公報に記載されているようなアクリル酸エステルとアク
リル酸またはメタクリル酸の共重合体；スチレン，アク
リル酸エステル，アクリル酸又はメタクリル酸の共重合
体；アクリル酸エステル，スチレン，アクリロニトリル
などとアクリル酸又はメタクリル酸，マレイン酸，イタ
コン酸などの共重合体；ポリビニルアルコール，ポリ酢
酸ビニル，ポリビニルピロリドン等のビニル系ポリマー
などの樹脂を適宜選択し，従来周知の方法により水へ溶
解ないし分散させた塗布液がある。

有機溶剤系の塗布液としては，同様に多くの樹脂を有
機溶剤に溶解ないし分散させたものを用いることができ
る。例えば，塩ビ酢ビ系共重合体，アセタール系樹脂，
塩酢ビ系樹脂，ウレタン樹脂，アクリロニトリルブタジ
エン樹脂等の樹脂を，酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸ブ
チル，乳酸エチル等のエステル系溶剤，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,n,isoブタノール，キシロール
等で溶解した溶液がある。

その他の樹脂としては，例えばシェラック，ロジンな
どの天然樹脂，例えばフェノールホルムアルデヒド樹
脂,m−クレゾールホルムアルデヒド樹脂などのノボラッ
ク型フェノール樹脂，例えばポリアクリル酸，ポリメタ
クリル酸，メタクリル酸−スチレン共重合体，メタクリ
ル酸−アクリル酸メチル共重合体，スチレン−無水マレ
イン酸共重合体などの不飽和カルボン酸の単独重合体ま
たはこれと他の共重合し得るモノマーとの共重合体，ポ
リ酢酸ビニルの部分または完全けん化物を例えばアセト
アルデヒド，ベンズアルデヒド，ヒドロキシベンズアル
デヒド，カルボキシベンズアルデヒドなどのアルデヒド
で部分アセタール化した樹脂，ポリヒドロキシスチレン
などがある。更に，例えばセルロースメチルエーテル，
セルロースエチルエーテルなどのセルロースアルキルエ
ーテル類をはじめとする有機溶媒可溶性樹脂もある。

水，メタノール，エタノールのようなアルコール，エ
チレングリコールモノメチルエーテル，エチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート，ジメチルホルムア
ミド，ジエチルホルムアミド，ジクロルエタン，メチル
エチルケトン，シクロヘキサノン，トルエンなどを単
独，または二以上組合せて溶媒とし前記樹脂の１種以上
を溶解ないし分散させて塗布液とすることもできる。

被塗布体の形態としては，例えばシート状や板状であ
り，被塗布体の素材としては紙；たとえばポリエチレン
やポリプロピレン，ポリスチレンなどの熱熔融性プラス
チックを被覆積層した紙，アルミニウム，各種のアルミ
ニウム合金，亜鉛，鉄，銅などのような金属の板，たと
えば二酢酸セルロース，酪酸セルロース，酢酸酪酸セル
ロース，プロピオン酸セルロース，三酢酸セルロース，
硝酸セルロース，ポリエチレンテレフタレート，ポリプ
ロピレン，ポリカーボネート，ポリビニルアセタールな
どのようなプラスチックのフィルム；前述のごとき金属
が積層あるいは蒸着により被覆された紙もしくはプラス
チックフィルムなどが含まれる。

［実施例］ 本発明の作用効果を一層明確とするため以下に実施例
を示す。

実施例１ 第２図に示す装置にて第１表に示す組成及び物性の塗
布液を毎分60m/分の速度で走行する1000mm幅0.1mm厚の
アルミニウムフィルム上に第1,2ノズルにて各々12cc/m²
ずつ塗布した。乾燥装置８では50℃で5secほど極めて短
かい時間溶剤を蒸発させ，ウェット状態のままノズル
４′にて更に塗布を施し，乾燥装置９にて,100℃で20se
c乾燥させ乾膜とした。乾膜は外見は極めてきれいな膜
が得られた。

比較例１ エキストルージョンコーターを用いて，第１表に示す
液を実施例１と同一の支持体上に塗布し,100℃で乾燥し
た。膜面は塗布直後において既にまだらなもようが発生
しており乾燥後には更に激しく乱れた膜面となった。

これらの塗膜をESCA（Electron Spectroscopy for Ch
emical Analysis）を用いて，膜を削りながら上層中に
含有されるクレゾール樹脂中の塩素を分析した。

その検出量の分析を第６図に示す。第６図において実
線は実施例１のサンプルに対する測定結果，点線は比較
例１に関するサンプル測定結果を示す。

比較例１は塗布液架橋部及び塗布から乾燥の支持体上
で拡散混合がおこり均一に混じりあっていることがわか
る。それに対して，実施例１の方法では混合が極めて少
なく層分離が行なわれていることがわかる。

［発明の効果］ 本発明の多層塗膜の形成方法は，霧化状態でかつ帯電
した塗布液の粒子を輸送管によって気体により搬送して
被塗布体に静電付着させて数百cp程度以上の塗膜第１層
を形成し，同じく霧化状態でかつ帯電した塗布液の粒子
を輸送管によって気体により搬送して前記塗膜第１層が
乾燥する前に前記塗膜第１層の表面に静電付着させて塗
膜第２層を形成して,2層以上の塗膜層を被塗布体に形成
するので，大きな制約条件なく安価に水系及び有機溶剤
系の塗布液の種類とは無関係に，各層間に拡散混合が起
きていない多層塗膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，ノズル付近の斜視図である。第２図（Ａ）及
び（Ｂ）は，夫々,2層以上の塗膜層を形成する工程の概
略断面図である。第３図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は，
夫々，ノズル放出口断面の例を示す平面図である。第４
図及び第５図は，夫々，塗膜層を形成する工程の概略断
面図である。又，第６図は実施例データを示す図であ
る。 １……被塗布体、2,3……パスローラー 4,4′,4″……ノズル ５……輸送管、６……電極ケーブル ７……電極 8,9,10……乾燥ゾーン 11……ベルト、12……シート状被塗布体 13,14,15……ノズル放出口断面 16……超音波霧化機、17……キャリアー気体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】霧化状態でかつ帯電した第１塗布液の粒子
   を輸送管によって気体により搬送して被塗布体に静電付
   着させて数百cp程度以上の塗膜第１層を形成し、同じく
   霧化状態でかつ帯電した第２塗布液の粒子を輸送管によ
   って気体により搬送して前記塗膜第１層が乾燥する前に
   前記塗膜第１層の表面に静電付着させて塗膜第２層を形
   成して、２層以上の塗膜層を被塗布体に形成することを
   特徴とする多層塗膜の形成方法。