JP2675038B2 - 浸漬塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は塗料を貯留した塗布槽の下部及び上部にそ
れぞれ塗料の供給口及び回収口を設けた浸漬塗布装置に
関する。

＜従来の技術＞ 浸漬塗布方法は塗布槽に貯留した塗料に被塗布基体を
浸漬し引き上げることにより被塗布基体に塗料を塗布す
る方法であり、複雑な形状の被塗布体でも塗布が可能で
あること、大量生産が可能であること、塗料の損失が少
なく設備も比較的簡単でコスト面で有利であること、ミ
クロン以下から数百ミクロンの膜厚まで塗布できるこ
と、等の利点を有しており、電子写真感光体の製造等に
おいて幅広く利用されている。

そして、浸漬塗布方法においては、塗布槽に塗料の供
給口及び回収口を設け、それらを通じて塗料を循環させ
ることにより、塗布槽に貯留された塗料の濃度の均一化
及び塗料液面の乾燥の防止等が図られることが多い。

ところで、塗料の供給口より塗布槽内に塗料を供給す
る場合、塗布槽に供給された塗料は必ずしも一定の流れ
を作らず、塗布槽内で流速ムラ、よどみ等の塗料の乱れ
を生じるため、塗料の供給口の上部に整流部材を設置す
る場合がある。これにより、塗布槽に流入する塗料の流
速を弱めかつ均一化する効果が生じる。

第５図は、塗布槽内に整流部材を設置した従来例を示
したものである。

塗布槽２の下端中央部に塗料供給口４が設けられ、上
部には塗料５のオーバーフロー部６が設けられ、オーバ
ーフロー部６の下端面に塗料回収口８が設けられてい
る。供給口４より塗料５が流入し、塗布槽２の内筒10の
上端より溢れ出た塗料５はオーバーフロー部６に集ま
り、塗料回収口８より塗料タンク等（図示省略）に回収
されるようになっている。そして塗料タンク等に回収さ
れた塗料は、塗料ポンプ等（図示省略）により再び供給
口４に送られ、塗料５を循環させるようになっている。
16は円筒状の被塗布基体であり、基体支持部材により円
筒状基体16の上部を支持しまた基体16内に塗料が進入し
ないよう、円筒状基体16の上端を塞いだ状態で（図示省
略）、円筒状基体16を塗布槽２に浸漬後引き上げている
状態を示している。円筒状基体16の外表面には、塗料の
液面18を通過する際、表面張力により塗料液面近傍の塗
料５が付着し、基体16の表面の成膜が行なわれる。基体
16の表面に成膜された塗料の膜厚等は、基体の引き上げ
速度、塗料の濃度、塗料循環速度等により変化する。第
６図及び第７図はこれらの変化により膜厚が変化する様
子を示すグラフである。12は従来例に係る整流部材であ
り、円柱体と円錐体とを軸線を一致させて組合わせた形
状をしており、円錐体側を下側にして供給口４の上部に
設置されている。

従って、供給口４より流入した塗料５は整流部材12に
その進路を阻まれ、整流部材12の側方へ移動し、その後
上方へ進む。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、従来、整流部材12は、塗料流を分散し均一な
流速を得ることを目標としたため、横方向に所定の必要
断面積を確保するのみで、上下方向の高さは比較的短い
ものを用いていた。

このため、整流部材12の上部に塗料の滞留部分が生じ
る結果となっていた。

そして、この滞留した塗料は高濃度化し、この高濃度
化した塗料14はその一部が流れ出し塗料液面にいたり、
被塗布基体に成膜されるため、膜厚不均一性、塗膜不均
質性、ブツ、スジ、表面のガサツキ等の塗膜欠陥等の原
因となっていた。

また、整流部材12の上部に滞留する塗料は渦を形成し
乱流となり、その一部が流れ出す等により、整流部材12
の側方を通って上昇する塗料の流速を不均一化し、これ
が塗料の液面にいたるため、これによっても、上記膜厚
不均一性、塗膜不均質性，塗膜欠陥等を生じていた。

この発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、塗料の流れに停滞す
る箇所をなくし、従って塗料濃度の不均一，塗料速度の
不均一をなくし、もって膜厚不均一性，塗膜不均質性，
塗膜欠陥等を防止するような浸漬塗布装置を提供するに
ある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するためにこの発明に係る浸漬塗布装
置は、塗料を貯留した塗布槽の下部及び上部にそれぞれ
塗料の供給口及び回収口を設けて塗料を循環させ、該塗
布槽に被塗布基体を浸漬し引き上げることにより該被塗
布基体に塗料を塗布する浸漬塗布装置において、該供給
口の上部に整流部材を固定して設け、該整流部材の上端
を該塗布槽の塗料の液面下液面近傍又はそれより高い位
置となるようにし、かつ上記整流部材の断面積を上記塗
布槽内面の断面積の20％以上とした。

＜実施例＞ 第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。供給
口，回収口を有する等の塗布槽の形状，塗料が循環する
こと、被塗布基体の形状・浸漬方法等は第５図に示す従
来例と同様であり、説明を省略する。

20は本実施例に係る整流部材である。整流部材20は第
３図Ｂに示しており、所定長さ，径の円柱体と広角度の
頂角θを持つ円錐体とが軸線を一致させて合体した形状
となっている。整流部材20は塗料供給口４の上部に円錐
体部を下側にして固定して設置されており、整流部材20
をその位置に設置したとき、整流部材20の上端は塗料液
面18の下の液面近傍にまで至っている。

次に本実施例に係る浸漬塗布装置を用いて浸漬塗布を
行った場合の作用について説明する。

第２図（ａ）に示す如く、円筒状基体16を浸漬する以
前においては、塗料５は本発明に係る整流部材20を被っ
て内筒10の上端まで充ちており、また供給口４より塗料
が流入し、整流部材20の側面に沿って上方へ進み、内筒
10の上端より溢れ出た塗料は回収口８より塗料タンクに
導かれている。

円筒状基体16を、整流部材20が円筒状基体16の内部に
位置するように位置関係をとって、塗料に浸漬していく
と、第２図（ｂ）に示す如く、円筒状基体16の内部に整
流部材20が入り込むことになり、円筒状基体16の内部に
入り込んだ整流部材20の体積に相当する円筒状基体16の
内部の空気が、円筒状基体16の下端より溢れ出し、塗料
液面18に至る。なお、基体16を塗料に浸漬すると基体16
内の空気が基体16下端の塗料により圧力を受け体積を減
少させること、基体16下端より塗料の溶剤が基体16内に
蒸発し基体16内の内圧が高くなること等により、基体16
の下端より溢れ出す空気の体積は、正確には基体16の内
部に入り込んだ整流部材20の体積に等しくない。基体16
の下端より溢れ出た空気が塗料液面18へ至るため、塗料
液面18に振動を与えるが、塗料の基体16への成膜は基体
16の引き上げ時に行なわれるため、塗料の成膜に与える
影響は少ない。

次に、基体16を所定深さまで浸漬した後、基体16を引
き上げると、第２図（ｃ）に示す如く、基体16の内部に
入り込んでいた整流部材20が基体16の外部に出ていくこ
とになり、それに相当する体積の塗料５が基体16の内部
に流入する。なおこの場合においても、基体16を塗料よ
り引き上げていくと基体16内の空気が基体16下端の塗料
により受ける圧力が減少していくこと、基体16下端より
塗料の溶剤が基体16内に蒸発し基体16内の内圧が高くな
ること等により、基体16の下端より流入する塗料の体積
は、正確には基体16の外部に出ていく整流部材20の体積
に等しくない。基体16の内部に流入した塗料は、基体16
の下端が塗料液面18の位置より上方となった時に基体16
より排出し、塗料液面18の振動，塗料流速の不均一等を
生じるが、この時には既に基体16への塗料の塗布は終っ
ており、基体16外表面への成膜には影響を与えない。な
お、基体引き上げ時には塗料液面18が下がるため、塗料
供給量が、それを補うために増加される。

第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す如く、被塗布基体16
を塗布槽２の塗料５に上方より浸漬し引き上げる過程に
おいて、塗料供給口４より流入した塗料５は、塗料液面
18の近傍まで延びる整流部材20の側面に沿って上方へ移
動し、内筒10の上端からオーバーフロー部６へ溢れ出る
ため、塗料の流れに停滞する箇所を生じず、従って塗料
濃度の不均一、塗料速度の不均一等を生じない。従って
第２図（ｃ）に示す成膜過程において基体16の外表面に
塗布される塗料は膜厚不均一，塗膜不均質，塗膜欠陥等
を生じにくい。

また、塗布槽２の塗料５の中に塗料液面近傍にまで至
る整流部材20を設置しているため、塗布槽２に貯留する
塗料５の量をその分減らすことができる等、費用の低減
を図ることができる。

本実施例においては第２図（ｃ）に示す如く、基体16
の引き上げ時に、基体16内部に塗料５が流入するため、
基体16の内面にも塗料が塗布されるが、基体16の塞がれ
た上端面に電磁弁等を設け（図示省略）、この電磁弁等
により所定の空気を基体16の内部に流入し、基体16内部
の塗料の液面を基体16の下端部近傍まで押し下げること
により、基体16の内面への塗料の付着を防止することが
できる。また、第３図D,Eに示す如く、整流部材の軸線
に沿って貫通孔を設け、この貫通孔の下端にパイプ等を
取り付けてこれを塗布槽２に外部に導出し、このパイプ
等に電磁弁等を設けて、所定の空気を基体16の内部に流
入するようにしてもよい。

更に、第２図（ｂ）に示す基体の浸漬時においても、
上記と同様の方法等により、基体16内の空気を電磁弁等
により外部に放出することにより、基体16の下端より空
気が溢れ出ることを防止でき、従って空気が塗料液面18
へ至ることがなくなり、液面18の振動を防ぎ、塗料の成
膜に与える影響をより完全に除くことができる。

本発明に用いられる整流部材は種々の形状のものが考
えられ、第３図に数例を示す。第３図Ａは円柱体であ
り、同図Ｂは上記実施例において用いたものであり、同
図Ｃは、断面が８角形の柱体であり、その一端を尖頭状
にしたもの、同図Ｄは同図Ｂの整流部材においてその軸
線に沿って貫通孔を設けたもの、同図Ｅは頂角の鋭い円
錐台であり、小径側端部を尖頭状にし、また軸線に沿っ
て貫通孔を設けたものである。上記例に限らず整流部材
は表面がなめらかなものであればその形状を問わない。
表面がなめらかであれば、塗料はその表面に沿って層流
をなして流れるからである。また、整流部材の側面形状
が塗布槽の内面形状，筒状被塗布基体の内面形状に沿う
ものであってもよい。

整流部材の上下方向高さは、整流部材を塗布槽の塗料
供給口上部に取り付けた時、その上端面が塗料液面位置
又はそれより高い位置にあれば、塗料供給口より流入し
た塗料はすべて、整流部材の側面に沿って上方へ移動し
オーバーフロー部へ溢れ出す。しかし、整流部材の上端
面が、塗料液面を若干下まわる塗料液面の近傍であって
も、整流部材の上端面の上方に滞留する塗料の量は少な
く、基体の成膜に与える影響は実質的にない。

また、整流部材が被塗布基体の内部に位置するように
位置関係をとって、浸漬塗布を行う場合、整流部材の軸
直角方向断面積が塗布槽内面の軸直角方向断面積の20％
以上である。この場合、塗料供給口より流入した塗料は
整流部材に進路を阻まれ、十分に横方向（径方向）へ移
動することができ、従って供給口より流入した塗料の速
度を十分に減少させることができ、また移動する塗料の
面積を拡大することができ、その後整流部材の側面へ至
り、整流部材と塗布槽の間の塗料全体を上方へ移動させ
ることができる。更に整流部材と塗布槽の間が狭いた
め、整流部材と塗布槽の間を上昇する塗料の速度が上昇
し、塗料の濃度や速度の不均一がより十分に防止され
る。

第１図に示す実施例では、円筒状基体の上端を塞ぎま
た整流部材が円筒状基体の内部に位置するように位置関
係をとって浸漬塗布を行ったが、筒状基体の内面にも塗
布する場合は、筒状基体の上端を塞がないことによりこ
れが可能となる。また、柱体，下端が塞がれた筒体、更
には上端が塞がれた筒体、両端開口の筒体等において
も、整流部材と塗布槽の間において、これらを浸漬塗布
することにより、これらの外表面、更に両端開口の筒体
にあっては筒体の内表面に塗料を塗布することができ
る。

次に数値等を限定して行った具体的実施例について述
べる。

〔具体的実施例１〕 下端部が角度150°を有し長さ290mm外径55φの第３図
Ｂに示す形状の整流部材を、内径80φ深さ300mmの底部
中央に塗料供給口を有する塗布槽に、塗料供給口から10
mm離してその上部に設置した。

かかる状態の塗布槽にスチレン−メチルメタクリレー
ト共重合体（モノマー重量組成比St/MMA＝60/40数平均
分子量５×10⁴）14重量部をメチルエチルケトン86重量
部に溶解した粘度100cpsの塗料を0.5l/分で循環しなが
ら、基体として長さ255mm肉厚0.8mm外径60φの両端が開
口したアルミニウムシリンダーを整流部材がアルミニウ
ムシリンダーの内側に位置するように浸漬し速度20cm/
分でアルミニウムシリンダーを引き上げ、100℃で10分
間乾燥しアルミニウムシリンダーの外表面に平均膜厚10
μｍの塗膜を設けた。

尚塗膜を形成するにあたっては、アルミニウムシリン
ダー内面への塗料付着を防止するためにシリンダーの上
部を支持治具で密閉し、その密閉した部分に電磁弁を設
け、シリンダーの浸漬時には空気の排出、引き上げ時に
は空気の流入を行なった。

〔具体的実施例２〕 具体的実施例１において整流部材の外径を3.6φとし
他の条件は具体的実施例１と同一にしアルミニウムシリ
ンダーの外表面に平均膜厚10μｍの塗膜を設けた。

〔比較例−１〕 実施例−１において整流部材の外径を20φとし他の条
件は実施例−１と同一にしアルミニウムシリンダーの外
表面に平均膜厚10μｍの塗膜を設けた。

〔比較例−２〕 実施例−１から塗料整流用補助体をとりのぞき他の条
件は実施例−１と同一にしアルミニウムシリンダーの外
表面に平均膜厚10μｍの塗膜を設けた。

実施例−1,2ならびに比較例−1,2の結果を第１表、第
４図に示す。

第１表、第４図に示す如く、断面積比率が0.2より大
きいとき膜厚の標準偏差は1.0μｍ以内となる。

〔具体的実施例３〕 下記に示す組成から成る下引き層塗料を調整し、塗膜
を作成し塗膜観察を行なった。

組 成 下引き層塗料 変性６ナイロン樹脂 10部 メタノール 60部 n−ブタノール 30部 塗布層はφ100mmの円筒状の槽を用い、φ80×l300mm
のAlシリンダー上に塗布した。整流部材は図６−Ｄに示
す形状でａ＝70mm、ｂ＝350mmの大きさで、下部にθ＝1
20°のテーパーを施し、上端が塗料液面より1mm上にな
る位置に取り付けた。ここで整流部材の通気孔を通して
エアー抜きを行ない（本実施例では電磁弁を使用し
た。）内面への塗料の侵入巾が10mmになる条件を設定し
た。

本条件で塗布槽内への塗料供給量を0.6l/Minとし400m
m/Minの速度で基体を上昇させ100℃で10分乾燥し1.0μ
ｍの平均膜厚を成膜し塗膜を観察したところ膜厚の標準
偏差0.05μｍで塗布ムラブツ等の欠陥は見られなかっ
た。

〔比較例３〕 実施例３と同装置で整流部材のない塗布槽を用い内面
への塗料の侵入巾が10mmになるようにエアー抜き条件を
調整後、同様に内面を塗布せずに100℃で10分乾燥し1.0
μｍの平均膜厚を成膜した。

この結果塗布槽内での激しい流れの乱れを生じ膜厚の
標準偏差0.20μの他の塗布面にスジ状のムラが見られ
た。

〔具体的実施例４〕 実施例３で得られた基体に下記に示す組成から成る電
荷発生層塗料を調整し塗膜を作成し塗膜観察を行なっ
た。

組 成 電荷発生層 ビスアゾ顔料 2部 ブチラール樹脂 1部 メチルエチルケトン 97部 実施例３と同仕様の塗布槽、基体、整流部材を用い、
エアー抜き条件等も同様になる様に設定した。塗布槽へ
の塗料供給量を0.6l/Minとし、400mm/Mの速度で基体を
引き上げ100℃で10分間乾燥し0.3μｍの平均膜厚を成膜
し、塗膜を観察したところ膜厚の標準偏差0.02μｍで、
他にも実施例３と同様に塗布ムラ、ブツ等の欠陥は見ら
れなかった。

〔比較例４〕 比較例３で得られた基体に実施例４と同装置で整流部
材のない塗布槽を用いエアー抜き条件を変更後、同様に
内面を塗布せずに100℃で10分間乾燥し平均膜厚0.3μｍ
の電荷発生層を成膜した。

この結果、塗膜形成槽内での激しい流れの乱れを生じ
膜厚の標準偏差0.07μｍ、その他にも塗布面にスジ状の
ムラが見られた。

〔具体的実施例５〕 実施例４で得られた基体に下記に示す組成から成る電
荷輸送層塗料を調整し、塗膜を作成し塗膜観察を行なっ
た。

組 成 電荷発生層 ヒドラゾン化合物 10部 スチレン−アクリル樹脂10部 モノクロルベンゼン 80部 実施例３と同仕様の塗布槽、基体、整流部材を用いエ
アー抜き条件等も同様になる様に設定した。塗布槽への
塗料供給量を0.4l/Minとし200mm/Minの速度で基体を引
き上げ100℃で60分間乾燥し18μｍの平均膜厚を成膜
し、塗膜観察を行なったところ膜厚の標準偏差0.5μｍ
で、その他にも実施例３と同様に塗布ムラ、ブツ等の欠
陥は見られなかった。

〔比較例５〕 比較例４で得られた基体に実施例５と同装置で整流部
材のない塗布槽を用いエアー抜き条件を変更後同様に内
面を塗布せずに100℃で60分間乾燥18μの平均膜厚を成
膜した。

この結果塗布槽内での激しい流れの乱れを生じ膜厚の
標準偏差２μｍ、その他にも塗布面にスジ状のムラが見
られた。

本発明の効果を更に確認するために実施例５および比
較例５で得られたアルミシリンダー上に下引き層、電荷
発生層、電荷輸送層を積層した試料を電子写真感光体と
して、前露光、−5.5kVの印加電圧による一次コロナ帯
電、画像露光、現象転写プロセスから成る電子写真複写
機を用いて評価した結果を第２表に示す。

以上のように本発明で得られた電子写真感光体（実施
例５）は電子写真感光体としてきわめてすぐれた特性を
有することが明瞭である。

〔具体的実施例６〕 実施例４に用いた塗料、塗布槽、基体を用い、整流部
材を第６図Ｂに示す形状のものとし、その他の条件を同
じくし、基体の支持体に開口を設け内面を塗布しながら
試料を作成した。整流部材の大きさをａ＝70mm、ｂ＝33
0mmとし、θ＝120°とした。塗膜は同様に平均膜厚0.3
μｍ標準偏差0.02μｍで塗布ムラ、ブツ等の塗膜欠陥は
見られなかった。

〔比較例６〕 実施例６の整流部材をとりのぞき以下実施例６と同一
の条件で塗膜を作成し塗膜観察を行なった。平均膜厚0.
3μｍ標準偏差0.07μｍ、その他に連続的に塗工を行な
った場合、後の順番のもの程、塗料の淀みによるものと
思われる、塗布ムラ、ブツ等が認められた。

＜発明の効果＞ 本発明は供給口の上部に設けられた整流部材の上端を
塗料の液面下液面近傍又はそれより高い位置となるよう
にしたため、整流部材の上端の上方において塗料が滞留
し又渦を生ずるということがなく、供給口より流入した
塗料は整流部材の側面に沿って整流部材と塗布槽内面と
の間を上方へ進み、オーバーフロー部より溢れ出す。従
って塗料濃度の不均一、塗料速度の不均一等を生じず、
被塗布基体に塗布された塗料は、膜厚不均一性、塗膜不
均質性、塗膜欠陥等を生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図であり、第２図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１図に示す実施例の作用を示す
説明図であり、第３図は整流部材の種類を示す説明図で
あり、第４図は断面積比率と塗膜の標準偏差との関係を
示すグラフであり、第５図は従来例を示す説明図であ
り、第６図及び第７図は基体引き上げ速度、塗料濃度、
塗料循環速度と塗布膜厚との関係を示すグラフである。 ２…塗布槽、４…塗料供給口、５…塗料、６…オーバー
フロー部、８…塗料回収口、16…被塗布基体、18…塗料
液面、20…整流部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 当麻 均 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (72)発明者 田中 成人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−302977（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗料を貯留した塗布槽の下部及び上部にそ
   れぞれ塗料の供給口及び回収口を設けて塗料を循環さ
   せ、該塗布槽に被塗布基体を浸漬し引き上げることによ
   り該被塗布基体に塗料を塗布する浸漬塗布装置におい
   て、該供給口の上部に整流部材を固定して設け、該整流
   部材の上端を該塗布槽の塗料の液面下液面近傍又はそれ
   より高い位置となるようにし、かつ上記整流部材の断面
   積を上記塗布槽内面の断面積の20％以上としたことを特
   徴とする浸漬塗布装置。
2. 【請求項２】上記被塗布基体を筒状基体とし、上記整流
   部材が該筒状基体の内部に位置する位置関係を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の浸漬塗布装
   置。
3. 【請求項３】上記整流部材の表面がなめらかであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の浸
   漬塗布装置。
4. 【請求項４】上記筒状基体の上部が予め又は浸漬時に塞
   がれておりかつ上記整流部材に通気孔が設けられてお
   り、該筒状基体の内部を該通気孔を通じて外部と連通
   し、もしくは上記筒状基体の上部を一時的に外部と連通
   し該筒状基体の内部空気の量を調整するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載の浸
   漬塗布装置。