JP3595365B2

JP3595365B2 - 塗布装置及び塗布方法

Info

Publication number: JP3595365B2
Application number: JP7649995A
Authority: JP
Inventors: 和夫尾崎; 和彦能條; 明彦高橋; 茂安藤; 範昭建野
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08266978A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は紙やフィルムベース等の長尺可撓性支持体（以下、「ウエブ」と称する）上に一定量の液状組成物を均一に塗布する塗布装置及び塗布方法に関する。特に、本発明は写真用フィルム・印画紙等の写真感光材料や写真製版材料、磁気記録材料、感圧記録紙・感熱記録紙等情報記録材料などの製造において、ウエブに液状組成物（以下、「塗布液」と称する）を塗布する際の工程安定化改良技術に関し、更に詳しくは、塗布装置の製作材料並びに表面処理、工程安定化条件を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真感光材料塗布液をウエブ上に塗布する方法及び装置としては、例えばマルチスライドホッパー（特公昭３３−８９７７号公報）、多層カーテン塗布方法（特公昭６３−２３９号公報、特開昭５４−７４７６１号公報）等があるが、塗布液には一般に腐食性成分が含まれており、腐食対策が各種塗布装置の製作精度と同様に重要視されている。
塗布液による腐食を防止する目的で、特開平２−７１８６９号公報では耐薬品性に富むセラミック材料を用いた塗布装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の発明の詳細な説明によれば、セラミック素材を１０００°Ｃ以上の高温で焼結すると緻密性が増し、塗布液に５ｋｇ／ｃｍ^２程の圧力をかけても素材中にしみ込むことはないとされている。
【０００４】
ところが、１１００℃又は１２５０℃で焼結したセラッミクス製塗布装置を使用したところ、塗布液が予想外にしみ込むことが判明した。塗布液がセラッミク材料にしみ込むと、塗布液を短時間で洗浄することが困難になる。詳しくは、塗布液を入れ替える場合、前の塗布液を抜き、洗浄液で十分に洗浄する必要があるが、しみ込んだ量が多い場合には、いつまでも前の塗布液がしみ出るので、製品切替え後に新しい塗布液に前の塗布液が混ざり、不具合が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑み、塗布液のしみ込みを巧みに防止したセラミック製塗布装置を提供することを目的としたものである。
本発明は又、洗浄性に優れた塗布装置を提供することを目的としている。
更に又、本発明は耐久的な塗布方法を提供することを目的とし、効率的かつ安定的な塗布方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、連続的に走行する長尺可撓性支持体上に一定量の塗布液を均一に塗布する塗布装置において、
この塗布装置の材料としてＡｌ _２Ｏ _３等のセラミック焼成体を用い、
このセラミック焼成体に前記塗布液がしみ込むことを防止するために前記セラミック焼成体の接液表面に厚さが１０μｍ〜１００μｍのセラミックコート層を被せ、
塗布液が残留する凹部を除去するために前記セラミックコート層は、中心線平均粗さＲａが０．０１μｍ〜１．００μｍとなるように鏡面仕上げされていることを特徴とする。
請求項２では、Ａｌ _２Ｏ _３等のセラミック焼成体は、１４００〜１６００℃で焼成すると共に、焼成後の平均気孔径が５μｍ以下である焼成体であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３では、Ａｌ _２Ｏ _３等のセラミック焼成体は、複数個のブロックであり、これのブロックの表面に前記セラミックコート層を被せて鏡面仕上げし、仕上げた鏡面が塗布液を溜めるキャビティ及び塗布液を流すスリットに臨むようにブロックを組合わせて構成したことを特徴とする。
請求項４では、請求項１、請求項２又は請求項３記載の塗布装置を用いて、連続的に走行する長尺可撓性支持体上に一定量の塗布液を均一に塗布する塗布方法において、５０〜４５０時間の連続塗布を行った後、１５分間の洗浄を行い、次の連続塗布を行うことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
セラミック焼成体の表面に１０μｍ〜１００μｍのセラミックコート層を積層するにより、接液表面が平滑になる。中心平均粗さＲａが０．０１μｍ〜１．００μｍであれば塗布液のしみ込みや残留が防止できる。
そして、本発明の塗布装置を用いることにより、５０〜４５０時間もの長時間連続塗布を行っても、次に実施する洗浄は、１５分間で済ませることができ、作業効率を上げることができる。
【０００９】
【発明の具体的構成】
以下、添付図面に基づいて、本発明の内容を更に詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る塗布装置の断面図であり、塗布装置１はセラミックブロック２，３，４，５を組み付けて構成され、塗布液供給管７，８，９から供給される塗布液がキャビティ１２，１３，１４を経てスリット１７，１８，１９から流出し、スライド面で多層の塗布液となる。
【００１１】
図２（ａ），（ｂ）は図１で示したセラミックブロックの拡大断面図であり、セラミックブロック２，４は鋳込みもしくはプレス成形され、後述する製造工程によって接液表面２ａ，２ｂ，２ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃにセラミックコート層２３が設けられている。セラミックコート層２３は、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣ等の材質で構成する。
【００１２】
次にセラミックブロック２〜５の製造方法を説明する。
図３は本発明に係る鋳込み法のフロー図であり、ステップ１番（以下、ＳＴ０１と記す）において、焼成後の平均気孔径を５μｍ以下とするべく、平均粒径が０．５μｍのＡｌ_２Ｏ_３と５μｍのＡｌ_２Ｏ_３を粒度配合する。
ＳＴ０２で２０％相当の水を加えて、スラリー化し、これをＳＴ０３で石膏型へ鋳込む。
【００１３】
石膏型をはずすことで図２のセラミックブロック本体２ｄ，４ｄに相当する成形体を得る。この成形体をＳＴ０４で焼成する。
【００１４】
この時の焼成温度は重要なので詳しく述べる。
８００℃以下では焼結しない。
８００℃〜１４００℃の焼成ではオープンボア（外に開いた気孔）が多数存在し、このままではオープンボアに塗布液がしみ込み、洗浄の際にしみ出す等の問題を生じる。また、１４００℃以下の焼成では焼成体の強度は小さい。
１４００℃〜１６００℃の焼成ではクローズボア（閉じ込められた気泡）が主体になり、焼成体の強度が大きく好ましい。
１６００℃を超えると気泡による空洞が大きく成長し、もろくなるので好ましくない。
【００１５】
上記工程で得た焼成体は表面が粗いため、ＳＴ０５で平面研削仕上げを施して平坦度を１ｍあたり３μｍ以下に仕上げる。しかし、研削面に合致したクローズボアが露出するので、仕上面には平均径５μｍ又はそれ以下の凹部が残る。
【００１６】
次に、ＳＴ０６で５００〜１１００℃でのプラズマＣＶＤ法で１０μｍ〜１００μｍのＴｉＣ膜（セラミックコート層２３相当）を上記仕上面に積層する。
なお、セラミックコート層２３の材料はセラミックブロック本体の原料であるＡｌ_２Ｏ_３と同等なセラミックであって、少なくともセラミックブロック本体２ｄ，４ｄの原料と熱膨張係数の差が５×１０^−６以下のものを採用する。これを超えると熱膨張差でセラミックコート層２３がセラミックブロック本体２ｄ，４ｄから剥がれる恐れがある。
上記コーテイングで、焼成体の表面は凹部が埋められて平滑面になるが、どうしても凹部が底になるところの浅い凹みが残り、まだ十分とはいえない。
【００１７】
そこで、ＳＴ０７でラップ等による鏡面仕上法にて、表面を中心線平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１）０．０１μｍ〜１．００μｍに仕上げる。
これで、この平滑な面に塗布液がしみこんだり残存したりする恐れがなくなり、塗布装置の洗浄が容易になせる。
【００１８】
図４は本発明に係るプレス法のフロー図であり、ＳＴ１１において、焼成後の平均気孔径を５μｍ以下にするべく、平均粒径が０．４μｍのＡｌ_２Ｏ_３と２μｍのＡｌ_２Ｏ_３を粒度配合する。
【００１９】
これを、ＣＩＰ（等方静水圧プレス）法で成形する（ＳＴ１２）。
次に１５００℃〜１６００℃で焼成する。ＣＩＰ成形体の場合は１１００℃〜１４００℃でオープンボア、１４００℃〜１７５０℃でクローズボア主体の焼成体が得られるが、１７５０℃を超えると気泡による空洞が大きく成長し、もろくなるので好ましくない。
【００２０】
図５は図３の変更例であり、ＳＴ０５とＳＴ０６との間にＳＴ０５１およびＳＴ０５２を介在させたことを特徴とする。
ＳＴ０５１でセラミックブロック原料粉末の径より小径の微粉末をスラリー状にしたものを表面にディッピング処理し、ＳＴ０５２で乾燥焼成する。
次のＳＴ０６（コーティング）における膜厚を１０μｍ付近まで薄くすることができる。
【００２１】
以上はセラミックブロック２，４を例に述べたが、本発明はセラミックブロック３やセラミックブロック５に適用できる。即ち、セラミックブロック３やセラミックブロック４をＡｌ_２Ｏ_３等のセラミックスで成形し、図３〜図５の方法でコーティングを施すことにより完成する。
【００２２】
また、プラズマＣＶＤは熱ＣＶＤ、光ＣＶＤなどの化学蒸着法が好適である。スパッタリング等の物理蒸着法はコーティング材が気孔に巧く入らぬ恐れがるので好適とは言えない。
【００２３】
【実施例】
［実施例１］
図３に示した鋳込み法により、セラミックブロック２，３，４，５を製作した。各材質はハイアルミナ質セラミックで焼成温度は１５００℃とした。焼成後の各ブロック接液表面を平面研削仕上し、プラズマＣＶＤ法で５０μｍのＴｉＣ膜を設けた。
更に、このＴｉＣ膜セラミックコート層を鏡面仕上し、中心平均粗さＲａを０．５０μｍとした。完成した各セラミックブロック２〜５を六角孔つきボルトで締め付けて、図１に示す塗布装置１を組み上げた。ブロック幅は１５００ｍｍ，ブロックの厚さはそれぞれ約５０ｍｍで、スロット１７，１８，１９の間隙は１ｍｍであった。
【００２４】
この塗布装置１を用いて、ポリエチレンラミネート紙に感光性ハロゲン化銀写真乳剤を主成分とする粘度６０ｃｐｓの塗布液と、ゼラチン主体の粘度３０ｃｐｓの保護層塗布液とを重層塗布した。塗布液の送液量はそれぞれ５リットル／ｍｉｎ，３リットル／ｍｉｎ、塗布速度は８０ｍ／ｍｉｎで塗布液の温度はいずれも４０℃であった。
塗布時間は５０時間、１５０時間、２５０時間、３５０時間、４５０時間の５水準とし、各水準毎に塗布作業を停止し、６０℃の温水により１０リットル／ｍｉｎで塗布装置１の通水洗浄を行なった。その結果、いずれの水準においても１５分間の通水洗浄で洗浄液は透明になり、本実施例における塗布液の塗布液装置接液表面へのしみ込みが極めて少なかったことが確認できた。
【００２５】
［比較例１］
セラミックコート層を設けていない、例えば特開平２−７１８６９号公報に記載の塗布装置を用いて、同様の塗布を実施した場合には、同一水準、同一洗浄条件で、いずれも１５分間の通水洗浄では洗浄液は透明にならず、洗浄液が透明になるまでに要した時間は、各水準によって以下の通りであった。
水準１：塗布時間５０時間・・・所用時間３０分
水準２：塗布時間１５０時間・・・所用時間６０分
水準３：塗布時間２５０時間・・・所用時間９０分
水準４：塗布時間３５０時間・・・所用時間１２０分
水準５：塗布時間４５０時間・・・所用時間１５０分
【００２６】
［実施例２］，［比較例２］
実施例１で用いた本発明の塗布装置１と、比較例１で用いた従来の塗布装置とについて、以下の比較を行なった。
まず、両塗布装置に粒径１μｍ〜２μｍの顔料を含む水系の塗布液を流し、その後、メタノールや温水にて洗浄してブロックの表面を顕微鏡で観察したところ、セラミックコーチングをしていない従来の塗布装置は接液表面の小穴内に顔料粒子が多数確認されたが、セラミックコート層を設けた本発明の塗布装置１の接液表面には小穴も無く、従って顔料粒子も完全に流し落とされていることが確認された。
【００２７】
［実施例３］，［比較例３］
次に、両塗布装置を用いて第二の塗布液（固形粒子を含まず、アクリル系のバインダーを含む有機溶剤系の透明液）を送液し、塗布した。塗布開始時は両塗布装置共に異常はなかったものの、セラミックコート層を設けていない従来の塗布装置においては次第に塗布層に筋故障が発生し始め、連続塗布約１０分後の塗布サンプルの筋故障の部分に、前の塗布液に含まれていた顔料粒子が検出された。更に、筋故障対策として塗布操作を途中で中断して何度もメタノールや温水で洗浄を実施したが、塗布再開後４分〜５分で再び筋故障が発生した。
【００２８】
【発明の効果】
以上に述べた通り本発明は、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミック焼成体の表面に、１０μｍ〜１００μｍのセラミックコート層を設けたので、接液表面上の塗布液や洗浄液を温水等で簡単に洗い流すことができる。従って、塗布液の交換が迅速にでき、製造における品種切替えが効率良く行なえる。
また、塗布装置の接液表面の小穴に溜まった塗布液残留物による筋故障等は発生しなくなり、多品種の製品をロス無く安定製造することができる。
【００２９】
また、セラミックコート層を、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミック焼成体との熱膨張係数差が５×１０^−６以下のセラミックとすればセラミックコート層の接着性が良好であり、プラブマＣＶＤ等の化学蒸着法でセラミックコート層の積層が容易になせ、さらに平均粗さが１μｍ以下となるように鏡面仕上げすれば塗布液や洗浄液が残る恐れは更に少なくなる。
【００３０】
実施例、比較例で示した通り、本発明の効果は連続塗布時間が１時間以上の場合に顕著となり、連続塗布時間が増す程洗浄所要時間差が大きくなる。連続塗布時間が５００時間を超えても効果は失われないが、５００時間を超える連続塗布時間は原版や塗布液の準備等、他の要因に左右されるため現実的でない。むしろ不活性ガス雰囲気下での塗布を実施したり、塗布速度を増加して効率化を行なう方が現実的である。
また、本発明によれば塗布装置リップ部等に発生し易い塗布液固形成分の析出も防止できるので、長時間連続塗布しても筋故障が実現しない。
上記した本発明の効果は、実施例で用いたように塗布液が添加薬品の多い写真感光材料塗布液の場合は勿論のこと、固形分の多い情報記録材料塗布液や磁気記録材料塗布液の場合にも顕著である。
【００３１】
本発明は実施例に限ること泣く、特許請求の範囲に記載した技術思想に基づき様々な実施態様への応用が可能である。実施例では２層塗布の場合を記載しているが、３層以上の多層同時塗布の場合の方が本発明の効果は格段であり、例えば１２層以上の多層同時塗布を行なう場合にも非常に有用である。また、実施例はマルチスライド型塗布装置を用いたが、本発明はセラミック素材で製作した各種エクストルージョン型塗布装置、カーテン型塗布装置にも適用できる。
また、本発明は例えば特公平２−１８１４３号公報で提案された塗布液滞留対策、特開平４−１７６３６０号公報で提案された幅方向の均一化対策等と併用して用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布装置の断面図
【図２】本発明に係るセラミックブロックの拡大断面図
【図３】本発明に係る鋳込み法のフロー図
【図４】本発明に係るプレス法のフロー図
【図５】図３の変更実施例図
【符号の説明】
１…塗布装置、２，３，４，５…セラミックブロック、２ａ，２ｂ，２ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ…ブロックの接液表面、２ｄ，４ｄ…ブロック本体、７，８，９…塗布液供給管、１２，１３，１４…キャビティ、１７，１８，１９…スリット、２２…長尺可撓性支持体、２３…セラミックコート層。

Claims

連続的に走行する長尺可撓性支持体上に一定量の塗布液を均一に塗布する塗布装置において、
この塗布装置の材料としてＡｌ_２Ｏ_３等のセラミック焼成体を用い、
このセラミック焼成体に前記塗布液がしみ込むことを防止するために前記セラミック焼成体の接液表面に厚さが１０μｍ〜１００μｍのセラミックコート層を被せ、
塗布液が残留する凹部を除去するために前記セラミックコート層は、中心線平均粗さＲａが０．０１μｍ〜１．００μｍとなるように鏡面仕上げされていることを特徴とする塗布装置。
前記Ａｌ _２Ｏ _３等のセラミック焼成体は、１４００〜１６００℃で焼成すると共に、焼成後の平均気孔径が５μｍ以下である焼成体であることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
前記Ａｌ _２Ｏ _３等のセラミック焼成体は、複数個のブロックであり、これのブロックの表面に前記セラミックコート層を被せて鏡面仕上げし、仕上げた鏡面が塗布液を溜めるキャビティ及び塗布液を流すスリットに臨むようにブロックを組合わせて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布装置。
請求項１、請求項２又は請求項３記載の塗布装置を用いて、連続的に走行する長尺可撓性支持体上に一定量の塗布液を均一に塗布する塗布方法において、
５０〜４５０時間の連続塗布を行った後、１５分間の洗浄を行い、次の連続塗布を行うことを特徴とする塗布方法。