JP2000189871A - コ―ティングプロセスにおける静電パタ―ン転写を低減するデバイス - Google Patents

コ―ティングプロセスにおける静電パタ―ン転写を低減するデバイス

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JP2000189871A
JP2000189871A JP11364388A JP36438899A JP2000189871A JP 2000189871 A JP2000189871 A JP 2000189871A JP 11364388 A JP11364388 A JP 11364388A JP 36438899 A JP36438899 A JP 36438899A JP 2000189871 A JP2000189871 A JP 2000189871A
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アンドリュー・クラーク
Terry Blake
テリー・ブレイク
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電パターン転写の問題を低減することがで
きるローラーを提供する。 【解決手段】 コーティング機に用いるローラーが、誘
電体材料からなる外側カバー2を有する金属コア1を含
み、カバー2は切削加工パターン3を備え、コア1は、
該カバー2にある切削加工パターン3の下方にて該カバ
ー2にある切削加工パターン3と整合したリッジを有す
る第2のパターン4を備え、これにより、ローラー上で
支持されるウェブの上方で生じる静電場が実質的に一定
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーティング装置
に用いられるローラーに関する。より詳細には、本発明
は、例えば写真フィルム、印画紙、磁気記録テープ等の
製造などにおいて連続的に移動する受容面に、1種また
はそれ以上の粘性コーティング組成物を複合層としてコ
ーティングするために用いられる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コーティングしたウェブ材料を製造する
ために構成された装置において、ウェブは一連のローラ
ーによって機械を通して搬送される。ウェブが機械を移
動するときに、ウェブは境界層と呼ばれる空気の層を伴
って送られる。各ローラーでは、ウェブが近づくにつれ
て、ローラーに接触しようとしているウェブ表面上の境
界層がウェブとローラーとの間で圧迫(または圧搾)さ
れる。圧力の増加によってウェブはローラーから離れて
持ち上がり、これにより、トラクション(または引張
り)のロスがおこり、また、ウェブの操作が難しくな
る。空気の境界層を逃すことができるようにローラー表
面にパターンを形成し、これにより、良好なトラクショ
ンおよび搬送を回復することによってこの問題が多少と
も解消されることが当該分野において知られている。こ
のパターンはいくつかの形態:ランダムパターン(米国
特許(US)第4,426,757号)、ワイヤーを隔
間して巻きつけたローラー(米国特許第5,431,3
21号および米国特許第4,427,166号)、ある
いは溝パターン(米国特許第3,405,855号)を
有することができる。
【0003】コーティング機全体に亘って個々のローラ
ーが異なってパターン付けられていてよいが、頻繁に用
いられる簡潔で周知のパターンは溝パターンである。こ
れは、ローラーの周りに切削された周期的な一連の溝で
あり、溝の周期、深さ、および幅は搬送速度についての
要件および搬送されるウェブ材料によって決定される
(米国特許第3,405,855号)。この溝パターン
は形成が容易で、溝を汚す異物の除去が容易であるため
に特に好ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】空気を同伴し始める前
に得られる最大限のコーティング速度を改善するため
に、コーティング位置にて静電場を印加し得ることが、
コーティング技術の分野ではよく知られている(例えば
欧州特許(EP)第390774号、国際公開(WO)
第89/05477号、米国特許第5,609,923
号)。一般的には、ウェブはコーティング位置にてロー
ラーで支持され、このローラーはコーティングローラー
と呼ばれる。また、ウェブ表面に電荷を供給し、コーテ
ィングローラーとコーティング液の両方を接地すること
によって(例えば欧州特許第390774号;米国特許
第4,835,004号;米国特許第5,122,38
6号;米国特許第5,295,039号;欧州特許公開
(EP−A1)第0 530752号)、または、コー
ティングローラーにバイアスをかけ、他方、コーティン
グ液を接地電位に維持することによって(例えば米国特
許第3,335,026号;米国特許第4,837,0
45号;米国特許第4,864,460号)、あるいは
これらの組み合せのいずれかによって静電場を形成でき
ることがよく知られている。いずれの場合においても、
コーティング欠陥が生じる可能性があり、それによっ
て、ローラーパターンが仕上げコーティングに転写する
(米国特許第5,609,923号および米国特許出願
番号(KODAK社整理番号78849AHR、Zar
etskyおよびBillowによる)を参照のこ
と)。この欠陥は、本明細書においては静電パターン転
写または転移(transfer)として記載するが、
溝(groove)が付けられたローラーに対しては、
この欠陥は時にはマイクログルーブ(microgro
ove、微細な溝)ラインとして知られている。欠陥の
ために製品が使用できず、よって欠陥の発生を防止しな
ければならないことが理解されるであろう。従って、あ
る種のウェブ材料およびある条件については、コーティ
ング速度を増すために静電場を用いることができす、コ
ーティング機をよりゆっくりと動かさなければならず、
このために生産性が低下する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コーテ
ィング機に用いるローラーであって、誘電体材料からな
る外側カバーを有する金属コアを含み、カバーは凹部パ
ターン、例えば切削加工(engraved)パターン
または彫込みパターンなどの機械的に加工したパターン
を備え、コアは、該カバーにあるパターンの下方にて該
カバーにあるパターンと整合する(例えばパターン周期
が一致する、あるいは重なった)、リッジを有する第2
のパターンを備え、これにより、ローラー上で支持され
るウェブの上方で生じる静電場を実質的に均一にできる
ローラーが提供される。
【0006】本発明のローラー構成は静電パターン転写
の問題を低減し、これによって、コーティングプロセス
における静電場の適用可能性を拡張するものである。
【0007】本発明の1つの態様においては、上記誘電
体カバーは、上記金属コアに結合されている。
【0008】本発明の1つの態様においては、上記パタ
ーンは、例えば切削などによりローラーの周りに凹部が
形成された周期的なチャンネルを含む。好ましくは、チ
ャンネルの幅は0.1〜1.3mmの範囲にあり、ま
た、チャンネルの深さは0.02〜0.2mmの範囲に
ある。
【0009】本発明の好ましい態様においては、上記誘
電体カバーの比誘電率は、約2〜約10の範囲にある。
【0010】本発明の1つの態様においては、上記ロー
ラーはコーティングローラーである。
【0011】本発明の1つの態様においては、上記静電
場は、上記金属コアに電圧を加えることによって形成さ
れる。あるいは、本発明の別の態様においては、上記静
電場は、上記ウェブに電荷を与え、上記金属コアを接地
電位に維持することによって形成される。
【0012】本発明の好ましい態様においては、上記誘
電体カバーの最大の厚さは、誘電体カバーの上記パター
ンの深さに該カバーの比誘電率を掛けたものに実質的に
等しい。
【0013】本発明の1つの態様においては、上記誘電
体材料には、セラミック、エポキシ樹脂、およびポリマ
ーが含まれる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明をよりよく理解するため
に、添付の図面および詳細な説明について述べる。
【0015】図1は、常套のローラーの断面図を示す。
図示した溝は円形断面を有するが、別の形状、例えば矩
形などを用いてもよい。
【0016】図2を参照して、金属コア1は誘電体材料
層2で覆われている。層2の材料は、コーティングロー
ラーに適した特性、例えば硬度、耐久性、機械加工性、
安定性などを有するように選択すべきであることが理解
されるであろう。加えて、また便宜のために、材料2
は、他の材料特性と矛盾しない範囲で、できるだけ相当
小さい比誘電率を有するべきである。パターン3は溝で
あってよく、誘電体層の切削部である。溝加工したロー
ラーについて、寸法5は溝の周期(またはピッチ)、寸
法6は溝の1/2の幅、寸法7は溝の深さである。これ
らの寸法は図1に示した常套のローラーのものと同様で
あり、ウェブとローラーとの間の通気(または排気)が
良好となる要件によって決まる。良好な通気により、ト
ラクションおよび搬送が良好となる。溝加工したローラ
ーのコア1については、同じく寸法5はコア上のパター
ン4の周期であり、寸法9は金属リッジの1/2の幅、
寸法8は誘電体層の深さである。深さ8は、層の比誘電
率に寸法7を掛けたものにほぼ等しくすべきである。
【0017】図1b、1cおよび2に示したローラーお
よびコアに用いたパターンは特有のものではなく、同じ
一般原則に従う他のパターンも同じく機能するであろう
ことに留意されたい。しかしながら、誘電体層の溝加工
についてパターン寸法および形状を選択することによっ
て、金属コアの寸法およびパターンが最適化される。図
3に例示されるモデル構造を有する電極表面において電
界強度の偏差(または変化)を計算することによって、
金属コアに要求されるパターンを最適化することができ
る。図3には、厚さ11および比誘電率eBを有するウ
ェブ13から距離10だけ離れた電極12が示される。
比誘電率eを有する誘電体ローラーカバー2は、これに
切削された一般的形状の溝(寸法:dgroove、dc=e
・dgroov e、W1’、およびW1)を有し、また一般的形
状の金属コア1(寸法:dr=(e−1)・dgroove
2’、およびW2)で裏で支持されている。そのような
計算は、いくつかの標準的な数値解析法、例えば有限差
分法、有限要素法などの1つを用いて実施できる。図3
中の溝およびリッジ(またはうね)の形状は、もちろ
ん、更に一般化してよく、図3は本発明を限定するもの
として見なされるべきではない。
【0018】本発明を適用する際には、誘電体ウェブは
誘電体表面(ローラー)と必ず接触するので、ローラー
の表面が帯電する可能性がある。この可能性は、イオナ
イザーなどを用いることによって最小限にすることがで
きる。別法では、ローラーの表面を非常に弱い誘電性に
して電荷を除去するようにできる。
【0019】
【実施例】コーティングローラーにて新規な構造を試験
し、コーティングの非均一性についての影響を評価し
た。ローラーの半分に常套の構造の溝を、もう半分に新
規な構造の溝を有するようにローラーを構成した。この
ようにすると、構造以外については同一のコーティング
条件とし、この構造の影響の直接比較が可能であった。
図4は、コーティングに観測される非均一性の激しさと
コーティングローラーに印加した電圧との間の関係を示
す。丸をつなぐ線は、図1に示すような常套の表面を有
するローラーを表し、四角をつなぐ線は、図2に示すよ
うな複合構造を有する新規な表面を表す。
【0020】本実験においては、二層コーティングを形
成した。単位幅あたりの液体の総流量は1.22cm2
/sとし、ウェブ速度は75cm2/sとした。コーテ
ィング液は水性ゼラチンとし、上層の低剪断粘度を65
mPas、下層の低剪断粘度を120mPa、単位幅あ
たりの下層の流量を0.17cm2/sとした。加え
て、非均一性の激しさを計測できるようにするために下
層に青色色素を含ませた。基板は、ゼラチンの下塗り層
で予めコーティングしたポリエチレンテレフタラートと
した。マイクログルーブのディメンジョンは、寸法5を
1.2mm、寸法6を0.2mm、寸法9を0.1m
m、寸法7を0.15mm、ならびに寸法8を0.4m
mとした。これらの寸法はおおよそのものであり、完全
に最適化したものではなかった。比誘電率e=2.69
のエポキシ樹脂(RS組成物貯蔵番号(RS Comp
onents stock number) 199−
1402)で誘電体層を形成した。コーティングの非均
一性の絶対値は用いたコーティング法および適用条件に
依存することが理解されるであろう。しかしながら、常
套の表面と複合構造を有する新規な表面との間の非均一
性の相対値は、ローラー構造にのみ依存する。図4に示
す結果から、上述の寸法についての新規な表面構造は常
套の表面のほぼ6倍の改善を示すことが明らかである。
【0021】
【発明の効果】誘電体カバーに切削したパターンとコア
に形成したパターンとを組み合せることにより、ローラ
ーに電圧を印加した場合に、あるいはコーティングすべ
きウェブに電荷が付与された場合に、直ぐ上のアース面
の直ぐ近くにある電場が実質的に一定となる。アース面
がウェブ上にコーティングされた液体であるときには、
電場が実質的に一定であることにより、静電パターン転
写欠陥は著しく低減される。加えて、誘電体カバーに切
削されたパターンは、通常の方法においては、ウェブに
よって一緒に運ばれた境界層空気を逃すパス(または流
路)を提供するように作用する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1aは、常套のローラーの表面の、ローラ
ー軸に平行な概略断面図であり、図1bは、図1aのロ
ーラーの斜視図であり、図1cは図1bのローラーの円
(図1c)で示した部分の拡大図である。
【図2】 本発明によるローラーの表面の、ローラー軸
に平行な概略断面図である。
【図3】 パターンの構造を最適化する目的で用いられ
得る電極形状の概略図である。
【図4】 本発明によるローラーと常套のローラーとの
両方についての、コーティングローラーに印加する電圧
に対するコーティングの非均一性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 金属コア 2 誘電体カバー 3 カバーの切削加工パターン 4 コアの切削加工パターン 5 溝周期 6 溝の1/2幅 7 溝の深さ 8 誘電体層の深さ 9 金属リッジの1/2幅 10 電極とウェブとの距離 11 ウェブ厚さ 12 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 5/84 G11B 5/84 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コーティング機に用いるローラーであっ
    て、誘電体材料からなる外側カバーを有する金属コアを
    含み、カバーは凹部パターンを備え、コアは、該カバー
    のパターンの下方にて該カバーのパターンと整合したリ
    ッジを有する第2のパターンを備え、これにより、ロー
    ラー上で支持されるウェブの上方で生じる静電場を実質
    的に均一にするローラー。
JP11364388A 1998-12-23 1999-12-22 コ―ティングプロセスにおける静電パタ―ン転写を低減するデバイス Pending JP2000189871A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9828305 1998-12-23
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