JP2005313104A - 塗布液の送液方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布液を精度良く安定して濾過出来るとともに、塗布を中断することなく、塗布液を塗布ヘッド等の塗布手段まで送液できる塗布液の送液方法及び装置を提供する。
【解決手段】塗布液タンク１２より塗布液Ｌを塗布装置２６に供給する塗布液の送液方法。送液ポンプ３２（４２）と、濾過装置３４、３６（４４、４６）とが直列に連結された塗布液供給ライン１４（１６）を複数設けるとともに、複数の塗布液供給ラインを塗布液タンク１２と塗布装置２６に接続可能とし、塗布液供給ライン１４、１６のいずれか１のラインを塗布装置に接続させて塗布液の供給を行い、１のラインの使用を停止する際に、１のラインの塗布装置との連通を遮断すると略同時に、複数の塗布液供給ラインのうちの他のラインを塗布装置に接続させて塗布液の供給を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は塗布液の送液方法及び装置に係り、特に、高密度記録が可能な記録媒体の製造に使用される磁性体、研磨材粒子等を含む磁性液等の処理に好適に使用できる塗布液の送液方法及び装置に関する。

写真感光材料や磁気記録媒体は、連続走行する帯状の支持体（以下、「ウェブ」という）上に磁性液等の所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程を経て製造される。特に、磁気記録テープ等の磁気記録媒体は、近年、放送用やコンピュータ用として急速に容量、記録密度が向上しており、膜厚が極薄く、膜厚分布が均一であり、かつ表面が平滑な磁性層を得ることのできる塗布技術が求められている。

その他、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の光学フィルム等の製造にもこのような塗布技術が求められている。

このような塗布技術に使用される塗布液は、その送液に際し、異物や凝集性粒子を除去すべく、フィルターを経由して塗布装置に供給されるのが一般的である。図４は、従来より塗布液の送液に使用されている代表的な構成を示す構成図である。

図４において、塗布液タンク１には塗布液Ｌが蓄えられており、この塗布液Ｌは、配管２を経由して塗布ヘッド３に供給される。この配管２には、上流側から順に、送液ポンプ４、第１フィルタ５、第２フィルタ６が挿入されている。これにより、塗布液Ｌ中の異物や凝集性粒子が除去できるようになっている。そして、塗布ヘッド３に相対する位置に設けられたバックアップローラ７に巻き掛けられて走行するウェブＷに、塗布液が塗布できるようになっている。なお、塗布液タンク１にはスターラ１Ａが配されている。

この配管２中に挿入されている第１フィルタ５及び第２フィルタ６のうち、第１フィルタ５のメッシュサイズは、第２フィルタ６のメッシュサイズより大きくなっている。すなわち、第１フィルタ５により塗布液Ｌ中のサイズの大きい異物や凝集性粒子が除去され、この第１フィルタ５を通り抜けた、サイズの小さい異物や凝集性粒子が第２フィルタ６により除去されるようになっている。このように配することにより、第２フィルタ６の早期の目詰りを防止するとともに、第１フィルタ５と第２フィルタ６のライフの均一化を図っている。

そして、第１フィルタ５又は第２フィルタ６に目詰りを生じた際には、送液ポンプ４の運転を停止し、塗布作業を中断して、第１フィルタ５及び第２フィルタ６の交換を行っている。

ところが、この構成では、高品質の塗布を行う場合、言い換えると、第１フィルタ５及び第２フィルタ６のメッシュサイズを小さくする場合、この第１フィルタ５と第２フィルタ６のライフも短くなり、交換頻度が増加するとともに、装置のダウンタイムも増加し、装置の稼働時間が短縮化することとなる。

そのため、このような問題点に対処した提案もなされている（特許文献１参照。）。この提案は、図５に示されるように、塗布液Ｌを、濾過装置８（第１フィルタに相当）を通過させた後、一旦バッファタンク１Ｂに入れ、その後、濾過装置９（第２フィルタに相当）を通過させる構成とする。そして、濾過装置９より濾過装置８の方の濾過精度を上げるものである。

すなわち、図５において、塗布液タンク１Ａには塗布液Ｌが蓄えられており、この塗布液Ｌは、配管２Ａを経由してバッファタンク１Ｂに供給される。この配管２Ａには、上流側から順に、送液ポンプ４Ａ、濾過装置であるフィルタ８が挿入されている。これにより、塗布液Ｌ中の異物や凝集性粒子が除去できるようになっている。

更に、バッファタンク１Ｂ中の塗布液Ｌは、配管２Ｂを経由して塗布ヘッド３に供給される。そして、塗布ヘッド３に相対する位置に設けられたバックアップローラ７に巻き掛けられて走行するウェブＷに、塗布液が塗布できるようになっている。この配管２Ｂには、上流側から順に、送液ポンプ４Ｂ、濾過装置であるフィルタ９が挿入されている。これにより、塗布液Ｌ中の異物や凝集性粒子が除去できるようになっている。

すなわち、この構成においては、精度の高い濾過装置８で濾過詰り（目詰り）しても、バッファタンク１Ｂ中に塗布液Ｌがある内に、この濾過装置８を交換すれば塗布を中断しなくとも済むとする発想のものである。
特開２００２−２７３３１５号公報

しかしながら、濾過装置９のライフを長くする為には、濾過装置８の精度は余裕を見て高目にしておく必要がある。その結果、濾過装置８の交換頻度は多くなる。そして、この場合、塗布液タンク１Ａからバッファタンク１Ｂまでの送液系がその都度停止することとなる。その際、微粒子を含むスラリー（塗布液Ｌ）では、粒子を凝集させる時間を与えていることになる。したがって、この送液系で発生した凝集塊が、バッファタンク１Ｂへ供給される。ところが、濾過装置９では、濾過精度を落している為、濾過装置８の交換の度にこの凝集塊を塗布ヘッド３に供給していることになる。

そういった状況を防ぐべく、濾過装置９の濾過精度を上げた場合には、濾過装置９が目詰りしやすくなり、この構成を採用する意義が薄れてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、特に、高密度記録が可能な記録媒体の製造に使用される磁性体、研磨材粒子等を含む磁性液等の塗布液を精度良く安定して濾過出来るとともに、塗布を中断することなく、塗布液を塗布ヘッド等の塗布手段まで送液できる塗布液の送液方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、塗布液タンクより塗布液を塗布装置に供給する塗布液の送液方法において、送液ポンプと、濾過装置とが直列に連結された塗布液供給ラインを複数設けるとともに、該複数の塗布液供給ラインを前記塗布液タンクと前記塗布装置に接続可能とし、前記塗布液供給ラインのいずれか１のラインを前記塗布装置に接続させて塗布液の供給を行い、該１のラインの使用を停止する際に、該１のラインの前記塗布装置との連通を遮断すると略同時に、前記複数の塗布液供給ラインのうちの他のラインを前記塗布装置に接続させて塗布液の供給を行うことを特徴とする塗布液の送液方法、及びそのための装置を提供する。

本発明によれば、塗布液供給ラインを複数設け、この塗布液供給ラインのいずれか１のラインを塗布装置に接続させて塗布液の供給を行い、このラインの使用を停止する際に、塗布装置との連通を遮断すると略同時に、他のラインを塗布装置に接続させて塗布液の供給を行う。このように、ラインを常に運転することにより、塗布を中断することなく、また、塗布液を精度良く安定して濾過できる。

すなわち、濾過装置の目詰りによって送液ラインを止める（塗布を中断する）場合、塗布液が凝集性粒子を含むケースでは、送液ラインを停止することにより凝集塊を発生させている。そのため、塗布を再開する時に、濾過装置を通してはいるものの、この凝集塊による塗布欠陥が避けられない。本発明によれば、送液ラインを常に動かすことにより、粒子が凝集するタイミングをなくすことができる。

本発明において、前記複数の塗布液供給ラインに、前記塗布液タンクに塗布液を環流させる循環ループを形成し、前記複数の塗布液供給ラインのうち前記塗布装置に接続されていないラインの塗布液を前記循環ループにより循環させることが好ましい。

このように、塗布液が循環する循環ループを形成し、塗布装置に接続されていないラインの塗布液を循環ループにより循環させれば、このラインにおいても粒子が凝集するタイミングをなくすことができる。

以上説明したように、本発明によれば、ラインを常に運転することにより、塗布を中断することなく、また、塗布液を精度良く安定して濾過できる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る塗布液の送液方法及び装置の好ましい形態について詳説する。図１は、本発明に係る塗布液の送液方法が適用される塗布ライン１０の全体構成図である。

塗布ライン１０は、塗布液タンク１２と、２系統の塗布液供給ライン１４、１６と、切り換え弁２０と、供給配管２２と、戻り配管２４と、塗布装置である塗布ヘッド２６等より構成されている。

塗布液タンク１２は、塗布液Ｌを汚染させたり、変質させたりし難い材質のものとすることが好ましく、たとえば、ステンレス鋼製や、軟鋼にフッ素樹脂をコーティングしたものが採用できる。塗布液タンク１２の下端部には、配管１１の一端部が接続され、上部の側面には、戻り配管２４の一端部が接続されている。また、塗布液タンク１２の内部には、スターラ１２Ａの先端部が配されており、塗布液Ｌの攪拌ができるようになっている。

２系統の塗布液供給ライン１４、１６は、同一の構成であり、それぞれの一端部が配管１１の他端部に接続され、他端部が切り換え弁２０に接続されている。すなわち、配管１１は、２系統の塗布液供給ライン１４、１６に分岐されている。

塗布液供給ライン１４（１６）の配管１４Ａ（１６Ａ）には、上流側から順に、送液ポンプ３２（４２）、第１フィルタ３４（４４）、第２フィルタ３６（４６）が挿入されている。これにより、塗布液Ｌ中の異物や凝集性粒子が除去できるようになっている。

この配管１４Ａ（１６Ａ）中に挿入されている第１フィルタ３４（４４）及び第２フィルタ３６（４６）のうち、第１フィルタ３４（４４）のメッシュサイズは、第２フィルタ３６（４６）のメッシュサイズより大きくなっている。すなわち、第１フィルタ３４（４４）により塗布液Ｌ中のサイズの大きい異物や凝集性粒子が除去され、この第１フィルタ３４（４４）を通り抜けた、サイズの小さい異物や凝集性粒子が第２フィルタ３６（４６）により除去されるようになっている。このように配することにより、第２フィルタ３６（４６）の早期の目詰りを防止するとともに、第１フィルタ３４（４４）と第２フィルタ３６（４６）のライフの均一化を図っている。

供給配管２２は、一端部が切り換え弁２０に接続され、他端部が塗布ヘッド２６に接続されている。戻り配管２４は、一端部が塗布液タンク１２に接続され、他端部が切り換え弁２０に接続されている。

既述したように、切り換え弁２０には、塗布液供給ライン１４の配管１４Ａと、塗布液供給ライン１６の配管１６Ａと、供給配管２２と、戻り配管２４とが接続されている。そして、この切り換え弁２０を操作することにより、塗布液供給ライン１４と供給配管２２とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と戻り配管２４とが連通する第１の状態と、塗布液供給ライン１４と戻り配管２４とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と供給配管２２とが連通する第２の状態とに切り換え可能となっている。

塗布ヘッド２６は、塗布液ＬをウェブＷに塗布するもので、バーコータ、グラビアコータ（ダイレクトグラビアコータ、グラビアキスコータ等）、ロールコータ（トランスファロールコータ、リバースロールコータ等）、ダイコータ、エクストルージョンコータ、ファウンテンコータ、又はスライドホッパ等が採用できる。

塗布ヘッド２６による塗布の際には、塗布ヘッド２６に相対する位置に設けられたバックアップローラ２８に巻き掛けられて走行するウェブＷに、塗布液Ｌが塗布できるようになっている。なお、ウェブＷは、ガイドローラ３０（１個のみ図示）によりガイドされながら走行できるようになっている。

本発明で使用されるウェブＷとしては、一般に幅０．３〜５ｍ、長さ４５〜１００００ｍ、厚さ５〜２００μｍのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフィルム、紙、紙にポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のα−ポリオレフイン類を塗布又はラミネートした紙、アルミニウム、銅、錫等の金属箔等、又は帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたものが含まれる。

次に、塗布ライン１０の運転方法について説明する。先ず、切り換え弁２０を操作し、塗布液供給ライン１４と供給配管２２とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と戻り配管２４とが連通する第１の状態にしておく。

そして、塗布液供給ライン１４の送液ポンプ３２を起動させ、塗布液Ｌを塗布液タンク１２より、配管１１、送液ポンプ３２、第１フィルタ３４、第２フィルタ３６、切り換え弁２０、及び供給配管２２を経由させて塗布ヘッド２６に供給する。これにより、バックアップローラ２８に巻き掛けられて走行するウェブＷに、塗布液Ｌが塗布される。

この際、塗布液供給ライン１４の送液ポンプ３２の起動と略同時に、塗布液供給ライン１６の送液ポンプ４２も起動させる。そして、塗布液Ｌを塗布液タンク１２より、配管１１、送液ポンプ４２、第１フィルタ４４、第２フィルタ４６、切り換え弁２０、及び戻り配管２４を経由させて塗布液タンク１２に還流させる。これにより、塗布液供給ライン１６における塗布液Ｌの滞留がなく、塗布液Ｌ中における粒子の凝集を防止できる。

塗布液供給ライン１４において、第１フィルタ３４又は第２フィルタ３６のいずれかの目詰りが確認され、これ以上塗布液供給ライン１４を使用することができないと判断された場合には、切り換え弁２０を操作し、塗布液供給ライン１４と戻り配管２４とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と供給配管２２とが連通する第２の状態とに切り換える。

これにより、塗布液Ｌは塗布液タンク１２より、配管１１、送液ポンプ４２、第１フィルタ４４、第２フィルタ４６、切り換え弁２０、及び供給配管２２を経由して塗布ヘッド２６に供給され、塗布液ＬのウェブＷへの塗布が継続される。

塗布液供給ライン１４と１６との切り換えのタイミングは、ウェブＷの継ぎ目（繰り出し終了のウェブロールと新規のウェブロールとの継ぎ目）が塗布ヘッド２６を通過するタイミングに合わせて行うことが好ましい。このような操作を行うことにより、塗布液供給ライン１４と１６との切り換えにより生じる塗布欠陥がウェブＷの捨て部分に生じることとなり、ウェブＷの材料利用率を高めることができる。

なお、この際、送液ポンプ３２の運転は続行させ、塗布液供給ライン１４を循環状態としておくことが好ましい。このように、循環状態とすることにより、塗布液供給ライン１４での塗布液Ｌ中における粒子の凝集を防止できる。

以上、本発明に係る塗布液のの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施形態では、塗布液供給ライン１４、１６の２ラインが設けられているが、３以上の塗布液供給ラインを設ける構成であってもよい。

また、フィルタが目詰りした塗布液供給ラインは、切り換え弁２０の切り換えにより循環状態にされているが、送液ポンプ３２（４２）の上流側と第２フィルタ３６（４６）の下流側にそれぞれストップバルブを設ける構成を採用し、フィルタが目詰りした塗布液供給ラインを他の配管系統から切り離す態様も採用できる。このようにすれば、塗布ライン１０を運転させながら、目詰りしたフィルタの交換が行え、装置の稼働率を向上させることができる。

次に、本発明の実施例を、比較例と対比して説明する。

実施例（実施例１、２）として、図１に示される塗布ライン１０を使用した。比較例（比較例１、２）として、図４に示される構成のものを使用した。いずれも、塗布ヘッド２６（３）としてエクストルージョンタイプのものを採用した。

図１に示される塗布ライン１０の第１フィルタ３４（４４）、及び図４に示される第１フィルタ５として、長さが２５０ｍｍで、公称濾過精度が５μｍのカートリッジフィルタ３本をハウジングに入れて使用した。また、図１に示される塗布ライン１０の第２フィルタ３６（４６）、及び図４に示される第２フィルタ６として、長さが２５０ｍｍで、公称濾過精度が１μｍのカートリッジフィルタ３本をハウジングに入れて使用した。

ウェブＷとして、幅が１０００ｍｍで厚さが１００μｍのＰＥＴを使用した。ウェブＷの搬送速度は、５０ｍ／分とした。

塗布液として、図２の表に示される組成の微粒子カーボンスラリーを準備した。この配合の混合物をボールミルに投入し、７２時間の分散処理をして塗布液Ｌを得た。

塗布結果の評価方法として、単位面積あたりの欠陥（凝集粒子による）の数をカウントして比較する方法を採用した。フィルタの目詰りにより塗布を中断した後の、塗布再開直後、再開後２０分後、再開後６０分後のそれぞれにおけるウェブＷをサンプリングした。それぞれのウェブＷより、任意に１０視野を選び、光学式顕微鏡により１００倍の倍率にて撮影した。そして、凝集によると思われる欠陥の数をカウントした。

（実施例１）
図１に示される塗布ライン１０の塗布液供給ライン１４を使用してウェブＷに塗布を行なった。なお、送液ポンプ３２（４２）の上流側と第２フィルタ３６（４６）の下流側にそれぞれストップバルブ（図示略）を設ける構成を採用し、フィルタが目詰りした塗布液供給ラインを他の配管系統から切り離す態様とした。

塗布液供給ライン１４の第１フィルタ３４又は第２フィルタ３６の目詰りが確認され、これ以上塗布液供給ライン１４を使用することができないと判断された時点で、切り換え弁２０を操作し、塗布液供給ライン１４と戻り配管２４とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と供給配管２２とが連通する第２の状態とに切り換えた。

その後、送液ポンプ３２の運転を停止させると同時に、ストップバルブにより塗布液供給ライン１４を他の部分から切り離し、塗布液供給ライン１４の第１フィルタ３４及び第２フィルタ３６を即座に新品に交換後、送液ポンプ３２の運転を開始させると同時に、ストップバルブを開いて塗布液供給ライン１４を復旧させ、塗布液Ｌを循環させた。

そして、塗布液供給ライン１６の第１フィルタ４４又は第２フィルタ４６の目詰りが確認され、これ以上塗布液供給ライン１６を使用することができないと判断された時点で、切り換え弁２０を操作し、塗布液供給ライン１６と戻り配管２４とが連通するとともに、塗布液供給ライン１４と供給配管２２とが連通する第１の状態とに切り換え、以下同様の操作を行った。

（実施例２）
図１に示される塗布ライン１０の塗布液供給ライン１４を使用してウェブＷに塗布を行なった。

塗布液供給ライン１４の第１フィルタ３４又は第２フィルタ３６の目詰りが確認され、これ以上塗布液供給ライン１４を使用することができないと判断された時点で、切り換え弁２０を操作し、塗布液供給ライン１４と戻り配管２４とが連通するとともに、塗布液供給ライン１６と供給配管２２とが連通する第２の状態とに切り換えた。

第２の状態に切り換え後において、塗布液供給ライン１４では塗布液Ｌを循環させるが、目詰りの影響が顕著にならない程度に流量を下げて塗布液Ｌを環流させた。

（比較例１）
図４の構成を使用してウェブＷに塗布を行なった。

第１フィルタ５又は第２フィルタ６の目詰りが確認され、これ以上塗布ができないと判断された時点において、ラインを停止し、第１フィルタ５及び第２フィルタ６を新品に交換して塗布を再開した。

（比較例２）
図１に示される塗布ライン１０の塗布液供給ライン１４を使用してウェブＷに塗布を行なった。

塗布液供給ライン１４の第１フィルタ３４又は第２フィルタ３６の目詰りが確認され、これ以上塗布液供給ライン１４を使用することができないと判断された時点で、切り換え弁２０の操作は行わず、装置を停止させ、第１フィルタ３４及び第２フィルタ３６を新品に交換して塗布を再開した。

以上の各例の評価結果を図３の表に示す。

表の結果では、比較例１、２では、塗布再開直後に欠陥がそれぞれ７個、６個と増加しており、再開後６０分後においても、それぞれ２個となっている。

これに対し、実施例１、２では、塗布再開直後に欠陥がそれぞれ１個、０個であり、その後の発生は見られない。

このように、欠陥の発生において顕著な差を生じており、本発明の実施例の効果が確認できた。

本発明に係る塗布液の送液方法が適用される塗布ラインの全体構成図 微粒子カーボンスラリーの組成を示す表 実施例及び比較例の評価結果を示す表 従来より塗布液の送液に使用されている代表的な構成を示す構成図 従来例の送液方法が適用される塗布装置の構成図

符号の説明

１０…塗布ライン、１２…塗布液タンク、１４、１６…塗布液供給ライン、２０…切り換え弁、２２…供給配管、２４…戻り配管、２６…塗布ヘッド（塗布装置）、２８…バックアップローラ、３０…ガイドローラ、３２、４２…送液ポンプ、３４、４４…第１フィルタ、３６、４６…第２フィルタ、Ｌ…塗布液、Ｗ…ウェブ

Claims (4)

1. 塗布液タンクより塗布液を塗布装置に供給する塗布液の送液方法において、
   送液ポンプと、濾過装置とが直列に連結された塗布液供給ラインを複数設けるとともに、該複数の塗布液供給ラインを前記塗布液タンクと前記塗布装置に接続可能とし、
   前記塗布液供給ラインのいずれか１のラインを前記塗布装置に接続させて塗布液の供給を行い、
   該１のラインの使用を停止する際に、該１のラインの前記塗布装置との連通を遮断すると略同時に、前記複数の塗布液供給ラインのうちの他のラインを前記塗布装置に接続させて塗布液の供給を行うことを特徴とする塗布液の送液方法。
2. 前記複数の塗布液供給ラインに、前記塗布液タンクに塗布液を環流させる循環ループを形成し、
   前記複数の塗布液供給ラインのうち前記塗布装置に接続されていないラインの塗布液を前記循環ループにより循環させることを特徴とする請求項１に記載の塗布液の送液方法。
3. 塗布液タンクより塗布液を塗布装置に供給する塗布液の送液装置において、
   送液ポンプと、濾過装置とが直列に連結された塗布液供給ラインが複数設けられるとともに、該複数の塗布液供給ラインが前記塗布液タンクと前記塗布装置に接続可能となっており、
   前記塗布液供給ラインのいずれか１のラインが前記塗布装置に接続されて塗布液の供給が行えるようになっており、
   該１のラインの使用を停止する際に、該１のラインの前記塗布装置との連通が遮断されると略同時に、前記複数の塗布液供給ラインのうちの他のラインが前記塗布装置に接続されて塗布液の供給が行えるようになっていることを特徴とする塗布液の送液装置。
4. 前記複数の塗布液供給ラインに、前記塗布液タンクに塗布液を環流させる循環ループが形成されており、
   前記複数の塗布液供給ラインのうち前記塗布装置に接続されていないラインの塗布液が前記循環ループにより循環されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の塗布液の送液装置。
   

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