JP2006297395A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の問題点を解消し、ロッドの耐磨耗性を向上させ、更にはリブスジの発生しない良好な面質を確保することができるロッド・コート方式に基づく塗布装置を提供する。
【解決手段】本発明の塗布装置ＥＲＣは、その一部が複数本のウェブ案内ローラＧＲによって形成されるウェブ走行路に沿ってウェブＷを連続的に移送しながら、ウェブ案内ローラＧＲ間に張架されているウェブＷの一方の表面に予着塗布装置ＥＸによって余剰量の予着塗布層を塗着させた後、予着塗布層にロッド部Ｒを押圧して余剰塗布液を掻き落とし、所望する塗布量まで計量された最終塗布層ＣＬcを層設する塗布装置であって、ロッド部Ｒが、１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）を有する外周面を具備してなるので、ロッド部Ｒの単位時間当たりの磨耗量の増加を大幅に抑制してその寿命を飛躍的に向上させることを可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気テープ、写真フィルム、印画紙等の各種イメージあるいはデータを記録する媒体の塗布装置に関するものであり、特に、ロッド・コート方式に基づく塗布装置に関するものである。

従来から公知のロッド・コート方式あるいはバー・コート方式は、例えば非特許文献１に記載されている「ロッドコータ」に概説されているように、平滑な円筒状外周面を有するロッド、ワイヤを巻回したロッド、及び細溝を刻設したロッドを利用したものに大別される。その塗布方式は、連続的に移送される長尺の可撓性帯状支持体（以下、ウェブと称する）の一方の表面に予め余剰に塗着された塗布液を計量し、平滑化して塗膜を層設するというものである。

すなわち、従来の塗布装置ＲＣは、図４に示すように、複数本のウェブ案内ローラＧＲによって形成されたウェブ走行路に沿ってウェブＷを矢印Ｃの方向に連続的に移送させながら、前記ウェブ案内ローラＧＲ間に張架されている前記ウェブＷの一方の表面に、コーティング・パンＰの中の塗布液Ｌiqに一部浸漬されてウェブＷの走行方向と反対方向ＣＣに回転駆動されるアプリケータ・ロールＡＲからなる予着塗布装置によって、余剰量の予着塗布層ＣＬaを塗着させた後、前記予着塗布層ＣＬaに固定スタンドＳＴの上方端凹部に保持され、ロッド部Ｒodを押圧して余剰塗布液ＣＬbを掻き落とし、所望する塗布量まで計量された最終塗布層ＣＬcを層設するものであった。

前記ロッド部Ｒodによって掻き落とされた前記余剰塗布液ＣＬbはそのまま排液せずに、受液タンクＲＴに回収され、塗布液供給源（図示せず）から供給された前記塗布液Ｌiqと混合された後、プランジャー・ポンプＰＰを介して前記コーティング・パンＰに送液され、再使用してコストダウンを図るケースが多くあった。前記ロッド部Ｒodによる前記最終塗布層ＣＬcの塗布量は、平滑な円筒状外周面を有するロッドの場合、フォイルの式、すなわちｈ∝Ｒ（Ｖ・η／Ｔ）^2/3 に基づいて求められていた。なお、この式におけるｈは最終塗布層ＣＬcの塗布量（μｍ）、Ｒはロッド部の直径（mm）、Ｖはウェブ走行速度（ｍ／min ）、ηは塗布液の粘度（cp）、Ｔはウェブ張力（kgf/ｍ）である。ワイヤーを巻回したロッドや細溝を刻設したロッドの場合、最終塗布層ＣＬcの塗布量はその溝の深さにより求められる。
「コーティング方式」、槇書店、原崎勇次著、１９７９年１０月３０日発刊、第５１〜５６頁

しかしながら、上述した従来のロッド・コート方式に基づく塗布装置は、生産性の向上を図るためにウェブ走行速度の高速化、更に磁気記録層に添加される研磨剤の硬度アップに伴い、前記ロッド部の単位時間当たりの磨耗量が激増し、その結果、前記最終塗布層において塗膜厚さの不均一あるいは塗膜面のスジ故障が多発する一方、前記ロッド部の寿命が短縮化されて前記ロッド部の交換のための塗布ラインの停止間隔が増すと共に生産コストのアップを招き易かった。特に、ロッドにワイヤーを巻回してなるワイヤーロッドや、細溝を刻設したロッドは、耐摩耗性が低かった。これは、ワイヤーロッドにあっては、ＳＵＳのような比較的柔らかい材料からなるワイヤーでないとロッドに巻回することができないからである。また、ロッド部をフラットバーとするとリブスジが発生していた。

本発明は前述した従来技術の問題点を解消し、ロッドの耐磨耗性を向上させ、更にはリブスジの発生しない良好な面質を確保することができるロッド・コート方式に基づく塗布装置を提供することを目的とするものである。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１）その一部が複数本のウェブ案内ローラによって形成されるウェブ走行路に沿って長尺の可撓性帯状支持体を連続的に移送しながら、前記ウェブ案内ローラ間に張架されている前記可撓性帯状支持体の一方の表面に予着塗布装置によって余剰量の予着塗布層を塗着させた後、前記予着塗布層にロッド部を押圧して余剰塗布液を掻き落とし、所望する塗布量まで計量された最終塗布層を層設する塗布装置であって、前記ロッド部が、１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）と１μｍ以下の表面あらさ（Ｒｍａｘ）を有する外周面を具備した超硬合金材からなるフラットロッドであることを特徴とする塗布装置によって達成される。

（２）前記ロッド部のロッド径が２０ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）記載の塗布装置。

前記（１）の塗布装置は、その一部が前記複数本のウェブ案内ローラによって形成される前記ウェブ走行路に沿って前記ウェブを連続的に移送しながら、前記ウェブ案内ローラ間に張架されている前記ウェブの一方の表面に前記予着塗布装置によって前記余剰量の予着塗布層を塗着させた後、前記予着塗布層に前記ロッド部を押圧して前記余剰塗布液を掻き落とし、所望する塗布量まで計量された前記最終塗布層を層設する塗布装置であって、前記ロッド部が、１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）を有する外周面を具備してなるので、前記ロッド部の単位時間当たりの磨耗量の増加を大幅に抑制してその寿命を飛躍的に向上させる。

更に、前記（１）の塗布装置は、前記ロッド部がフラットロッドであるので、その耐磨耗性が一層向上する。
更に、前記（１）の塗布装置は、前記ロッド部が超硬合金からなるので、その耐磨耗性が一層向上する。
更に、前記（２）の塗布装置は、前記ロッド部のロッド径が２０ｍｍ以下であるので、リブスジの発生を抑制できる。

本発明のロッド・コート方式に基づく塗布装置は、次に記すような新規な効果を奏するものである。すなわち、本発明の塗布装置は、その一部が前記複数本のウェブ案内ローラによって形成される前記ウェブ走行路に沿って前記ウェブを連続的に移送しながら、前記ウェブ案内ローラ間に張架されている前記ウェブの一方の表面に前記予着塗布装置によって前記余剰量の予着塗布層を塗着させた後、前記予着塗布層に前記ロッド部を押圧して前記余剰塗布液を掻き落とし、所望する塗布量まで計量された前記最終塗布層を層設する塗布装置であって、前記ロッド部が、１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）を有する外周面を具備してなるので、前記ロッド部の単位時間当たりの磨耗量の増加を大幅に抑制してその寿命を飛躍的に向上させることが可能になった。また、ロッド部をフラットバーとすると、更に耐磨耗性が向上する。また、ロッド部がフラットバーのとき、ロッド径を２０ｍｍ以下とすることでリブスジを発生させない良好な面質を得ることができる。

更に、本発明の塗布装置は、前記ロッド部がフラットロッドであるので、その耐磨耗性を一層向上させることが可能になった。更に、本発明の塗布装置は、前記ロッド部が超硬合金材からなるので、その耐磨耗性を一層向上させることが可能になった。前述した本発明の塗布装置の新規な効果を実施例によって一層明確にする。

本発明の塗布装置の一実施形態について、添付した図面に基づき以下に詳述する。図１は本発明の塗布装置全体の側面略図、図２は図１におけるロッド部の一部を拡大して示した側面略図、図３は図１におけるロッド部の一部を示す斜視図であり、（ａ）はフラットロッドを表わし、（ｂ）はワイヤーロッドを表わす。なお、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。

本発明で言うウェブＷとは、一般に、その幅が0.3 〜１ｍ、長さが45〜10000ｍ、厚さが２〜200μｍ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；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−ポリオレフィ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；等からなる可撓性帯状物あるいは該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が含まれる。

本発明の塗布装置を実施するための塗布装置ＥＲＣは、複数本のウェブ案内ローラＧＲによって形成されたウェブ走行路に沿ってウェブＷを矢印Ｃの方向に連続的に移送させながら、前記ウェブ案内ローラＧＲ間に張架されている前記ウェブＷの一方の表面に、エクストルージョン型ヘッド部ＥＸからなる予着塗布装置によって、余剰量の予着塗布層ＣＬaを塗着させた後、前記予着塗布層ＣＬaに固定スタンドＳＴの上方端凹部に保持され、平滑な円筒状外周面を有するロッド部Ｒodを押圧して余剰塗布液ＣＬbを掻き落とし、所望する塗布量まで計量された最終塗布層ＣＬcを層設するものである。

例えば、直径が１〜２０mmのＳＵＳ材のロッド芯材ＲＣの円筒状外周面に、硬質クロム・メッキＨＣＰを施して１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）と１μｍ以下の表面あらさ（Ｒmax ）を有する前記ロッド部Ｒodによって掻き落とされた前記余剰塗布液ＣＬbは、そのまま排液せずに、受液タンクＲＴに回収され、塗布液供給源（図示せず）から供給された前記塗布液Ｌiqと混合された後、プランジャー・ポンプＰＰを介して前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸに圧送され、再使用される。なお、前記ロッド部Ｒodは超硬合金を使用してもよい。前記ウェブ案内ローラＧＲ間に張架されている前記ウェブＷの一方の表面に前記予着塗布層ＣＬbを余剰に塗着する前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸは、ポケットＰＣの内部に圧送された前記塗布液Ｌiqの液圧を前記ウェブＷの幅方向に均一化しながら該ポケットＰＣに連通するスロットＳＬを経て、前記塗布液Ｌiqをヘッド先端面と前記ウェブＷの一方の表面との僅かな間隙に連続的に供給する。

前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸの先端面は、前記スロットＳＬの出口を中心にして、上流側に前記ウェブＷの進入角に略近似した傾斜面からなるフロント・エッジ面ＦＥを配設し、一方下流側に前記ヘッド部ＥＸの反対方向に凹状に湾曲した前記ウェブＷの一方の表面に対応する凸状の湾曲面からなるドクタ・エッジ面ＤＥを配設して形成される。下流側における前記ウェブＷの一方の表面は、前記スロットＳＬの出口近傍から前記ドクタ・エッジ面ＤＥの下流側隅部にわたり前記ドクタ・エッジ面ＤＥとの間隙が漸減するように、前記湾曲状のドクタ・エッジ面ＤＥ上を移送されて下流側の前記ロッド部Ｒodに向けて退出する。

前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸは、ウェブ張力、ウェブ進入角、ウェブ退出角、フロント・エッジ面ＦＥの傾斜角、ドクタ・エッジ面ＤＥの曲率半径、スロットＳＬの出口を画成するフロント・エッジ面ＦＥとドクタ・エッジ面ＤＥの高低差等の設定条件を適正に選択することによって、前記ウェブＷの走行高速化に伴って増加する同伴空気は、前記フロント・エッジ面ＦＥと進入する前記ウェブＷの一方の表面との僅かな間隙に形成される前記塗布液Ｌiqのメニスカスによって、前記スロットＳＬの出口近傍の前記ドクタ・エッジ面ＤＥ上の塗布点への侵入が阻止され、その結果、前記同伴空気による前記塗布点の乱れが発生せず、安定した状態で前記余剰量を有する予着塗布層ＣＬaが塗着される。

特に、前記塗布液Ｌiqが例えば、前記ウェブＷの走行性及び又は遮光性を付与するバック層として使用される非ニュートン流体であっても、前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸの先端面は、前記塗布液Ｌiqを比較的高速で移送される前記ウェブＷの一方の表面に僅かな前記間隙を介して幅方向に均一な厚さに拡張、転着させて、前記余剰量を有する予着塗布層ＣＬaを層設する。なお、本発明の塗布方法によれば、前記塗布液Ｌiqは磁気テープの塗布液のような非ニュートン流体に限らず、写真感光層の比較的低粘度のゼラチン溶液をバインダとしてなるようなニュートン流体であっても、安定した状態で所望する余剰量を有する予着塗布層ＣＬaを層設することができる。

次に、前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸの下流側に配設された前記ロッド部Ｒodの平滑な円筒状外周面を、湿潤状態にある前記予着塗布層ＣＬaに押圧して、該予着塗布層ＣＬaが前記ロッド部Ｒodを通過する時、前記ロッド部Ｒodは前記余剰量を上流側で掻き落として、所望する塗布量まで計量された前記最終塗布層ＣＬcを下流側に移行させる。なお、前記ロッド部Ｒodは、前記余剰量を上流側で掻き落として、所望する塗布量まで計量する際、前記予着塗布層ＣＬaに含まれる研磨剤等の無機質粒子と接触してその円筒外周面の磨耗が促進されるので、前述したように前記円筒外周面に硬質クロム・メッキを施し、１０００以上の、好ましくは１２００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）を有して耐磨耗性を向上させる。

更に、好ましくは、塗布面質上有害な前記ロッド部Ｒodによる前記予着塗布層ＣＬaの掻き落としミストの発生を抑制するために、前記エクストルージョン型ヘッド部ＥＸによる前記予着塗布層ＣＬaの塗布量Ｑ（cc／ｍ²)と前記最終塗布層ＣＬcの塗布量ｈ（cc／ｍ²)が、式〔１〕を満たすように設定する。
６η^-0.3≦Ｑ／ｈ…〔１〕
換言すれば、前記予着塗布層ＣＬaの塗布量Ｈは、前記最終塗布層ＣＬcの塗布量ｈ及び仮想塗布量ｈと前記塗布液Ｌiqの粘度η^-0.3（cp）の積の６倍以上に設定する。その結果、前記予着塗布層ＣＬaの掻き落としミストの発生が抑制されて、前記最終塗布層ＣＬcの塗膜表面に杉綾状あるいはヘリンボーン状の塗布ムラの発生が阻止される。

下記非磁性体塗布液ボールミルに各成分を投入、混合分散させた後、エポキシ樹脂（エポキシ当量：５００）を３００重量部を加えて調製した。
１）非磁性体塗布液組成
粗粒子カーボン（平均粒子径：300 μｍ） ５３５ 重量部
微粒子カーボン（平均粒子径： 20 μｍ） ８ 重量部
研磨剤：アルミナ １ 重量部
ニトロセルロース １５ 重量部
ポリウレタン樹脂 ８ 重量部
ポリイソシアネート １１０ 重量部
メチルエチルケトン ４０００ 重量部
トルエン ８００ 重量部
粘度：剪断速度７６．６sec^-1×２０℃×１０．３cp
粘度計…Ｅ型粘度計（VISCONIC ED型） 東京計器製
［実施例１］
準備した前記非磁性体塗布液を図１に示した塗布装置によって、厚さが６μｍのポリエチレンテレフタレート・フィルムからなるウェブの一方の表面に表１に示す諸条件に従って塗着し、最終塗布層の面質（杉綾状塗布ムラ及び幅方向の塗膜厚みムラ）が通常のレベルに保たれる最長のウェブの連続走行長さを測定した。その結果も表１に示した通りであった。

表１から明らかなように、ロッド部のビッカース硬さが１０００以上であると、良好に連続塗布できる長さが長いことがわかる。更に、ロッド部のビッカース硬さが１２００以上であると、良好に連続塗布できる長さが更に長いことがわかる。更に、同じビッカース硬さであれば、ワイヤーロッドよりもフラットロッドの方が、良好に連続塗布できる長さが長いことがわかる。

［実施例２］
図１の装置により、ロッド部としてフラットバーを用い、フラットバーの直径を変えて塗布を行った。使用塗布液等の他の条件は、実施例１と同じである。結果を表２に示す。

表２から明らかなように、ロッド径が２０ｍｍ以下であると、リブスジの発生はなかった。

本発明の塗布装置全体の側面略図である。 図１におけるロッド部の一部を拡大して示した側面略図である。 図１におけるロッド部の一部を示す斜視図であり、（ａ）はフラットロッドを表わし、（ｂ）はワイヤーロッドを表わす。 従来の塗布装置全体の側面略図である。

符号の説明

ＲＣ 従来の塗布装置
ＡＲ アプリケータ・ロール
Ｐ コーティング・パン
Ｒod ロッド部
ＳＴ 固定スタンド
ＲＴ 受液タンク
ＰＰ プランジャ・ポンプ
ＧＲ ウェブ案内ローラ
Ｗ ウェブ
Ｌiq 塗布液
ＣＬa 予着塗布層
ＣＬb 余剰塗布液
ＣＬc 最終塗布層
Ｃ ウェブ走行方向
ＣＣ アプリケータ・ロール回転方向
ＥＲＣ 本発明の塗布装置
ＥＸ エクストルージョン型ヘッド部
ＦＥ フロント・エッジ面
ＤＥ ドクタ・エッジ面
ＳＬ スロット
ＰＣ ポケット
ＲＣ ロッド芯材
ＨＣＰ 硬質クロム・メッキ

Claims (2)

1. その一部が複数本のウェブ案内ローラによって形成されるウェブ走行路に沿って長尺の可撓性帯状支持体を連続的に移送しながら、前記ウェブ案内ローラ間に張架されている前記可撓性帯状支持体の一方の表面に予着塗布装置によって余剰量の予着塗布層を塗着させた後、前記予着塗布層にロッド部を押圧して余剰塗布液を掻き落とし、所望する塗布量まで計量された最終塗布層を層設する塗布装置であって、
   前記ロッド部が、１０００以上のビッカース硬さ（Ｈｖ）と１μｍ以下の表面あらさ（Ｒｍａｘ）を有する外周面を具備した超硬合金材からなるフラットロッドであることを特徴とする塗布装置。
2. 前記ロッド部のロッド径が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。

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