JP3224113B2 - 塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗布液の塗布方法に関
し、さらに詳しくは、ガイドローラなどの走行案内手段
に支持されて連続して走行する可撓性支持体表面に塗布
ヘッド先端を向け、スロット端部より押出される塗布液
を該可撓性支持体表面に均一に塗布するエクストルージ
ョン型塗布ヘッドを用いた塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、写真感光材料や磁気記録媒体
等の製造工程においては、可撓性支持体上に所望の塗布
液を塗着する塗布工程がある。この塗布液は、その用途
に応じて種々の液組成のものがあり、例えば写真感光材
料における感光乳剤層、下塗層、保護層、バック層等の
塗布液、磁気記録媒体における磁性層、下塗層、保護
層、潤滑剤層の塗布液等を挙げることができる。これら
の塗布液は、それぞれの必須成分、バインダー、及び必
要に応じて種々の添加物を含んだ水性及び有機溶媒溶液
等である。

【０００３】このような塗布液を可撓性支持体表面に塗
布する方法として、従来から例えばロールコート法、グ
ラビアコート法、ロールコートプラスドクタ法、エクス
トルージョン型塗布方法、スライドコード等種々の塗布
方法が行われている。そして、近年においては磁性塗布
液の塗布にはエクストルージョン型塗布ヘッドを用いた
塗布方法が多用されている。エクストルージョン型塗布
ヘッドを用いた代表的な方法は、周知のごとく可撓性支
持体を、所定の場所にて一定の距離を置いて配置された
２個一対の走行案内手段に装架して、この案内手段間に
配置した塗布ヘッドにより、連続的に走行する前記可撓
性支持体の表面上へスロット端部から押出される塗布液
を薄く且つ均一に塗布する塗布方法である。

【０００４】このエクストルージョン型塗布ヘッドを用
いた方法には、例えば、一対の走行案内手段であるガイ
ドローラに装架され、このガイドローラに支持されて連
続的に走行する可撓性支持体に対し塗布ヘッドの先端
部、つまり塗布液が押出されるスロットを画成するフロ
ントエッジ部及びバックエッジ部（ドクターエッジ）の
頂部を、この可撓性支持体表面に押し着けるように向
け、スロットから押出される塗布液の押出量の変化に応
じて可撓性支持体表面との間の間隔を変化させ支持体表
面に塗布液を加圧しつつ塗布を行う所謂加圧型の塗布方
法がある。

【０００５】上記加圧型の塗布方法の欠点、例えば、支
持体の厚み不均一の影響を受け易いこと、又、塗布液圧
によって塗布液の挙動が乱れ易い不安定な状態にある等
の欠点を解消するために、特開昭６３−２００６９号公
報に示されるような方法が提案された。これは図４に示
すように、塗布ヘッド１は液溜め８から塗布ヘッド先端
部に向って延びたスロット６を有し、フロントエッジ部
３のエッジ面３０が可撓性支持体２側に膨らむように彎
曲化し、かつ、バックエッジ部４のエッジ面４０の先端
４１がフロントエッジ面の端部３１から段差を付けて反
可撓性支持体方向に後退している。したがって、前記ス
ロット６から押出される塗布液５が前記バックエッジ部
４のエッジ面４０により支持体側に押しつけられること
なく支持体上に自然な流れをもって塗着される。すなわ
ち、前記バックエッジ部４のエッジ面４０において、支
持体に付着して同伴された塵埃粒子等の異物がトラップ
されず、且つ前記支持体２に空気も同伴されて巻き込ま
れないことにより、高速塗布が可能でかつ塗布膜に支持
体の走行方向に沿う「縦すじ」の発生を効果的に除去し
た塗布方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記非加圧型の塗布方
法によれば、ドクターブレード型の塗布としては薄層化
に対応できるものであるが、やはり、高速化・薄層化・
高密度化の要求、さらには安定した大量塗布の要求に対
しては、さらに改善が必要であった。そこで、さらに研
究を進めた結果、極めて高速な塗布においてはプレコー
ト層の厚さにより、プレコート層上に塗着される塗布液
の高速薄層塗布性能が大きく左右されることが判ってき
た。しかしながら、従来においては、このプレコート液
の厚みコントロールは、ほとんど経験的なものに依って
いるのが現状であり、４００ｍ／分以上といった高速に
おける薄層塗布において安定した塗布には未だ問題が残
されているのが現状であり、鋭意研究の結果、高速薄層
塗布をさらに前進させるにあたり、塗布時の諸条件に関
連して塗布液の膜切れによる高速薄層塗布を阻害する問
題がクローズアップされてきた。本発明の目的は、上述
の高速薄層塗布において膜切れを抑えて支持体の幅方向
不均一による幅方向塗膜厚み変動やスジ発生を防止し、
塗布厚みが均一な製品、特に、磁気記録媒体の場合で
は、電磁変換特性が良好な高密度な磁気記録媒体を、高
速・薄層で安定して製造する塗布方法を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、支
持体の塗布面にあらかじめ塗布された有機溶剤を主体と
する低粘度のプレコート液によって液封された状態で、
支持体移動方向に対して上流側に位置するフロントエッ
ジと、支持体移動方向に対して下流側に位置しその先端
が前記フロントエッジよりも段差をつけて反支持体方向
に後退していて先端部が鋭角なバックエッジとを有する
エクストルージョン型ヘッドによりガイドローラ間にか
け渡された支持体に押しつけるようにして溶剤塗布面に
少なくとも一層以上の塗布層を形成するために少なくと
も一種類以上の塗布液を塗布する塗布方法において、前
記支持体の走行速度を４００ｍ／分以上とし、前記フロ
ントエッジのエッジ上面を湾曲面としてその曲率Ｒ（ｍ
ｍ）を１≦Ｒ≦５、前記支持体の張力Ｔ（kg／ｍ）を１
０≦Ｔ≦３０、前記支持体のフロントエッジに対する入
射角αを−０．５°〜２°の範囲で前記プレコート液の
塗布膜厚みを調整しつつ、前記塗布液を前記フロントエ
ッジの後方のスロットから吐出するように塗布すること
を特徴とする塗布方法により達成できる。

【０００８】

【実施態様】以下、図面に基づいて本発明の方法の実施
態様について説明する。図１は、本発明のエクストルー
ジョン型塗布方法に使用する非加圧型の塗布ヘッド１で
あり、塗布液として磁気記録層を形成する磁性分散液を
塗布工程において塗布ヘッドを支持体２側に押し当てる
ように配置したときの使用状態を示す要部断面図であ
る。図１に示す塗布ヘッド１の要部は図示しない給液系
により塗布液が供給される液溜め８、スロット６、フロ
ントエッジ部３、バックエッジ部４に区分することがで
き、また該塗布ヘッド１の前後にガイドローラ９、９が
配置されている。

【０００９】前記液溜め８は、図１に示すように、その
断面が略円形を成し、かつ前記支持体２の幅方向に略同
一の断面形状をもって延長された液溜め部分である。ま
た、その有効延長長さは通常、塗布幅と同等若しくは若
干長く設定される。なお、前記液溜め８の内径は、特に
限定するものではないが例えば１０〜５０ｍｍに設定す
ることができ、その貫通した両端開口部は塗布ヘッド１
の両端部に取り付けられる適宜シールド板によって閉止
されている。

【００１０】前記スロット６は、例えば前記液溜め８か
ら前記支持体２に向けて、液溜め側からスロット出口側
に向ってスロット幅が狭くなるような適宜テーパが付け
られ、液溜め側の幅（ｄ₁ ）は例えば０．１〜５ｍｍ、
スロット出口側の幅が０．０２〜０．３ｍｍに構成され
て、塗布ヘッド１内部を貫通し、かつ、前記液溜め８と
同じように前記支持体２の幅方向に延長された比較的狭
溢な流路であり、又、前記支持体２の幅方向の開口長さ
は塗布幅と略同等に設定される。なお、前記スロット６
の支持体２側に向けた流路の長さは、塗布液５の液組
成、物性、供給流量、供給液圧等の条件に考慮して適宜
設定するものであり、要は塗布液５が前記支持体２の幅
方向に均一な流量と液圧分をもって層流状に前記液溜め
８から流出できればよい。

【００１１】また、前記スロット６の出口先端部は前記
支持体２の上流側と下流側にそれぞれ位置させた後述す
るフロントエッジ部３及びバックエッジ部４により段差
ｔが付くように画成されている。前記フロントエッジ部
３は、前記スロット６の吐出口から前記支持体２の上流
側に位置し、かつ、下流側に配設した前記バックエッジ
部４よりも０．０１〜５．０ｍｍ程度余分に支持体２寄
りに突出し、段差ｔを形成している。さらに、前記フロ
ントエッジ部３は、前記支持体２に対向するエッジ面全
域の曲率Ｒが1.0mm から5.0mm 程度の範囲にすることが
望ましい。また、前記フロントエッジ部３の幅Ｌは例え
ば０．５ミリ〜数ミリ程度にすることができる。

【００１２】以上のように構成される前記塗布ヘッド１
は、前記ガイドローラ９のごとき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彎曲可能
な状態に装架された前記支持体２が、前記フロントエッ
ジ部３の先端部分３２から後端部分３１（エッジ面全
域）と略平行して彎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、給液系から
前記塗布液５を所望する流量をもって送液を始めると、
前記塗布液５は前記液溜め８及び前記スロット６を経過
した後、前記支持体２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６の出口先端部に押出される。

【００１３】一方、前記支持体２の表面には、前記塗布
液５とある程度相溶性のあるプレコート液７が塗布され
ており、このプレコート液７を前記フロントエッジ部３
により一部掻き落とすようにすることで、前記塗布液５
が塗布されるときの同伴空気の巻き込みを防止し、又、
掻き落とされた後に残留したプレコート層７０により前
記塗布液５の塗着時の塗布なじみを良くすることができ
る。前記プレコート層７０の厚みをコントロールするに
は後述する諸条件を適宜設定することで行えるが、この
条件のなかでも前記支持体２のラップのさせ方が大きな
要素である。ここで云うラップのさせ方とは、前記フロ
ントエッジ部３の先端部分３２から引いた接線Ｘを基準
線とし、前記支持体２がこの接線Ｘよりも上側を通過す
るときの角度α（入射角）をプラスの角度設定、接線Ｘ
よりも下側を通過するときの角度αをマイナスの角度設
定として定義したときに、後述する他の条件との関係に
おいてこの角度αを−０．５°≦α≦２°の範囲に設定
したときに良好な結果をうることができた。

【００１４】塗布工程において、前記スロット６の出口
先端部に押出された前記塗布液５は、前記支持体２の表
面と大きな液圧を持って接触せずに、すなわち吐出液圧
によって支持体表面を押し上げるような作用なしに、該
塗布液５は前記段差ｔに略等しい間隙をもって前記支持
体２に対向する前記バックエッジ部４のエッジ面上に若
干はみ出すがごとく流出するが、矢印Ａ方向に連続的に
移動する前記支持体２の表面に沿って、前記プレコート
層７０になじむように引っ張られるごとく押し広げられ
て行く。また、前記フロントエッジ部３のエッジ面全域
と前記支持体２の表面は、その幅方向全域にわたり該エ
ッジ面と前記支持体間に巻き込まれた前記プレコート層
７０により、一定した間隙をもって分離されている。前
記塗布液５の塗膜の厚さは、前記支持体２の張力、該塗
布液５の供給量（液圧）、支持体走行速度などの設定条
件により定まるものであり、特に前記塗布液５の供給量
のみの設定変更により、極めて容易にかつ正確に所望の
塗膜の厚さが得られる。

【００１５】このように、前記塗布ヘッド１により塗布
される前記塗布液５は、前記支持体２と前記バックエッ
ジ部４との間隙において、該バックエッジ部４のエッジ
面と所望の空間を有して塗設されるので、加圧型の塗布
ヘッドの場合のようにエッジに捕捉された異物等によっ
て生ずるタテスジ状の故障の如き問題は効果的に回避さ
れる。また、前記支持体２の厚み変動、ヤング率の変動
があっても、加圧型塗布ヘッドへのエッジ面が塗布液５
を支持体上に押し広げる構造とは異なり、前記塗布液５
は加圧によって挙動が不安定になっていないことも塗布
性能を高める要因と考えられ、その吐出圧によって前記
各変動に敏感に対応することができ、極めて均一な塗膜
の厚さが得られる。

【００１６】本発明でいう有機溶剤を主体とする低粘度
のプレコート液とは、トルエン、メチルエチルケトン、
酢酸ブチル、シクロヘキサノン等の有機溶剤単独あるい
は組み合わせた液、あるいはバインダーをこれらの液に
溶解させた液であり、粘度としては２０ｃｐ以下、さら
に好ましくは５ｃｐ以下である。また、少なくとも一層
以上の塗布層とは、磁気記録媒体においては、磁性層の
みの場合と、磁性層が重層構造になっているものと、磁
性層と非磁性層の組み合わせで少なくとも磁性層を一層
含む構成になっているものを含む。磁気記録媒体以外に
おいても、同様に、公知の層構成が可能である。

【００１７】また、前記塗布ヘッド１は図１に示すよう
に２本の前記ガイドロール９間に設置されるか、例えば
該塗布ヘッド１の上流側のガイドロール１の直ぐ上流に
プレコート液を塗布する塗布装置を設置することができ
る。前記塗布ヘッド１における前記支持体２の下流側の
ラップ角度βは特に限定するものではないが、後端部分
３１から引いた接線Ｙを基準にして−３°〜３°程度に
設定することができる。更にまた、前記塗布ヘッド１に
おいて前記ガイドロール９のスパンは一般的には５０〜
３０００ｍｍ程度とすることができるが、これに限るも
のではない。

【００１８】送液系に関しては、塗布液の性質に応じた
公知の技術を用いる。特に、磁性塗布液の場合には、凝
集性を持っているので、凝集をしない程度の剪断を与え
ることが好ましい。具体的には、特願昭６３−６３６０
１号、特開昭６２−９５１７４号等に開示されているも
のを用いることができる。又、特願昭６３−６３６０１
号などに示されるローターのない構成の場合には、ポン
プ〜塗布ヘッドの配管径はφ５０ｍｍ以下、塗布ヘッド
の液溜めの径はφ２〜２０ｍｍ程度の範囲、塗布ヘッド
のスリット幅は０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度、スリット長
は５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度に設定することができるがこ
れに限るものではない。

【００１９】また、本発明に使用する塗布ヘッドは、当
然のことながら図示するような単層塗布を行う形態に限
るものではなく、２層以上を同時に塗布可能な塗布ヘッ
ドにも適用できることは云うまでもない。前記フロント
エッジ部３の曲率Ｒとしては、１〜５ｍｍが良好であ
る。ここでこの曲率Ｒが５ｍｍより大きいと、４００ｍ
／分以上の高速塗布時に前記フロントエッジ部３を通過
する液量が増加して前記塗布液５の塗着時の液挙動に悪
影響を与えるものと考えられ、又、コスト的に見合わな
いし、乾燥過程で面不良の原因にもなる危険性が高ま
る。また、１ｍｍ以下では、前記フロントエッジ部３の
領域において厚みが薄くなりすぎるため、スリキズ等の
原因となりやすく、さらにムラを発生させないような面
精度を維持しつつ研磨加工することが非常に難しい。

【００２０】前記支持体２の張力は一般には５〜４０kg
／ｍであるが、本発明の場合、３０kg／ｍ以上では前記
フロントエッジ部３を通過する液量が少なくなりすぎる
ため薄層塗布に対しては不利になり、好ましくない。一
方、張力が１０kg／ｍ以下では、支持体走行速度が高速
であることから前記支持体２の走行時の挙動が不安定に
なりやすく該支持体２をハンドリングすること自体が困
難であるため不適当であることが判った。さらに又、塗
布速度や前記フロントエッジ部３の曲率形状等の諸条件
を考慮すると、前述の入射角αは、−０．５°〜２°の
範囲でラップ状態で進入させることで、前記支持体２と
前記フロントエッジ部３との間隙を調整し、通過する液
量を微妙に制御することが可能である。

【００２１】すなわち、前記支持体２の入射角αの増加
に伴ない、前記プレコート層７０の厚さは増加するが、
このラップ角を大から小にしていくとき０°近傍は前記
先端部分３２の影響により塗布量が急激に変化しやす
い。又、前記フロントエッジ部３の曲率Ｒの大きさに関
しては、ほぼＲの大きさに比例して前記プレコート層７
０の塗布量が増加する。これは前記支持体２の曲げ剛性
が無視できる場合、前記フロントエッジ先端の液圧力が
曲率Ｒに反比例するためと考えられる。更に、前記支持
体２の張力に関しては、張力の増加に伴ない前記プレコ
ート層７０の塗布量が減少する。これは前記フロントエ
ッジ部３の曲率Ｒの大きさ同様張力増加に伴う前記先端
部分３２の液圧力増加による。また、塗布速度を変化さ
せた時におけるプレコート液の通過量をみると、前記プ
レコートされる液量がこれよりも少なければ、掻き落と
しはされないことから、当然のことながら完全には液封
状態とはならないが、プレコート層７０の厚みと塗布速
度にはある程度の比例関係が成り立つ。また、塗布膜切
れによる前記塗布液５の塗布ができなくなる条件を塗布
速度を変化させて測定してみると、前記塗布液の塗布可
能領域は高速ほど塗布可能領域が拡がり、特に薄層塗布
に有利であった。なお、本発明においては、前記支持体
２の前記塗布ヘッド１へのラップ角度の調節は、該塗布
ヘッド１の移動や前記ガイドローラ９の移動により適宜
設定することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は非加圧型の
エクストルージョン型塗布ヘッドによりガイドローラ間
にかけ渡された支持体に押しつけるようにして溶剤塗布
面に塗布層を形成するときに、前記支持体の走行速度を
４００ｍ／分以上で、フロントエッジのエッジ上面を湾
曲面としてその曲率Ｒ（ｍｍ）を１≦Ｒ≦５、前記支持
体の張力Ｔ（kg／ｍ）を１０≦Ｔ≦３０、前記支持体の
フロントエッジに対する入射角αを−０．５°〜２°の
範囲でプレコート液の塗布膜厚みを調整しつつ、塗布液
をフロントエッジの後方のスロットから吐出する塗布方
法としたので、高速薄層塗布において膜切れを抑えて支
持体の幅方向不均一による幅方向塗膜厚み変動やスジ発
生を防止し、塗布厚みが均一な製品、特に、磁気記録媒
体の場合では、電磁変換特性が良好な高密度な磁気記録
媒体を、高速・薄層で安定して製造することができた。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の効果を実施例によりさらに明
確にする。表１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後、エポキシ樹脂（エポキシ当
量５００）を３０重量部加えて均一に混合分散させて磁
性塗布液（磁性分散液）とした。こうして得られた磁性
塗布液の粘度を、ロトビスコ粘度計にて測定したとこ
ろ、各剪断速度において図５に示すように剪断速度が高
くなるのに伴って粘度が低下するチキソトロピックな粘
度特性を示した。また、プレコート液はメチルイソブチ
ルケトンを使用した。次に、前記塗布液を以下に述べる
塗布装置を用いて、下記条件に基づき塗布した。 １) 支持体（非磁性） 材質：ポリエチレンテレフタレートフイルム 厚さ：１５ミクロン 幅 ：５００ｍｍ 張力：2.5 〜２０kg／全幅（５〜４０kg／ｍ相当） ２) 低粘度の液のプレコート バーコーダ塗布方式で厚み２．０〜６．０μｍ（ｗｅｔ
状態）に塗布した。 ３) 塗布ヘッド 図１に示す塗布ヘッドを基にした構成で、フロントエッ
ジの曲率Ｒは１．０〜１０ｍｍ、入射角は−２°〜４
°、フロントエッジの幅Ｌは曲率Ｒに対応させて0.5 〜
3.3mm の範囲とした。フロントエッジとバックエッジの
段差ｔは５０μｍとして設定した。 ４) 塗布膜厚み：１５μｍ（ｗｅｔ状態） ５) 塗布速度：４００〜８００ｍ／分で変化させる。 塗布した結果を表２、表３( 表3 は表2 の続き) 並びに
図２、図３に示す。なお、表中の○印は塗布ムラやスジ
等のない良好な塗布層が形成できた、△印は実用的には
問題ないが若干の塗布ムラやスジの発生が見られた、×
印は塗布ムラやスジの発生が頻発した、ことをそれぞれ
表す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】塗布速度を変化させた時の、プレコート液
の通過量を図２に示す。実際にプレコートされる液量が
これよりも少なければ、掻き落としはされないことから
完全には液封状態とはならない。表２、表３の結果と合
わせて見ると、掻き落としのない条件では塗布膜切れが
散発し、安定した塗布ができない。掻き落としのある条
件では、塗布液の塗布条件が塗布可能領域にあれば、支
持体の走行速度を４００ｍ／分以上で、前記フロントエ
ッジのエッジ上面を湾曲面としてその曲率Ｒ（ｍｍ）を
１≦Ｒ≦５、前記支持体の張力Ｔ（kg／ｍ）を１０≦Ｔ
≦３０、前記支持体のフロントエッジに対する入射角α
を−０．５°〜２°の範囲で前記プレコート液の塗布膜
厚みを調整することにより、安定した塗布ができ、良好
な塗布面が形成された。また、エアー同伴による塗布液
の塗布ができなくなる条件をプレコート層の厚みを４μ
ｍとして見たところ、塗布速度を変化させた時の、塗布
液の塗布可能領域は図３に示すように、高速ほど塗布可
能領域が拡がり、特に薄層塗布に有利であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布方法を実施した塗布ヘッドの要部
概略図である。

【図２】塗布速度とプレコート層の厚みとの関係を示す
グラフである。

【図３】塗布速度と塗布厚みとの関連で塗布膜切れにと
もなう塗布可能領域を示すグラフである。

【図４】非加圧型の塗布ヘッドを示した概略図である。

【図５】磁性塗布液の塗布ヘッドを示した概略図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都丸 美喜男 神奈川県小田原市扇町２丁目12番１号 富士写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−4071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20069（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−220437（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/26 B05D 3/00 B05C 5/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の塗布面にあらかじめ塗布された
   有機溶剤を主体とする低粘度のプレコート液によって液
   封された状態で、支持体移動方向に対して上流側に位置
   するフロントエッジと、支持体移動方向に対して下流側
   に位置しその先端が前記フロントエッジよりも段差をつ
   けて反支持体方向に後退していて先端部が鋭角なバック
   エッジとを有するエクストルージョン型ヘッドによりガ
   イドローラ間にかけ渡された支持体に押しつけるように
   して溶剤塗布面に少なくとも一層以上の塗布層を形成す
   るために少なくとも一種類以上の塗布液を塗布する塗布
   方法において、前記支持体の走行速度を４００ｍ／分以
   上とし、前記フロントエッジのエッジ上面を湾曲面とし
   てその曲率Ｒ（ｍｍ）を１≦Ｒ≦５、前記支持体の張力
   Ｔ（kg／ｍ）を１０≦Ｔ≦３０、前記支持体のフロント
   エッジに対する入射角αを−０．５°〜２°の範囲で前
   記プレコート液の塗布膜厚みを調整しつつ、前記塗布液
   を前記フロントエッジの後方のスロットから吐出するよ
   うに塗布することを特徴とする塗布方法。