JPH02273576A - 回転式塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は機能の異なる複数層の膜を単一操作〔゛形成す
ることのできる回転式塗膜形成り法に関づ゛る。

［従来の技術］ 従来、塗料を用いて被塗布物に塗膜を形成する方法とし
ては１例えば、被塗布物を塗料中に浸漬し、徐々に引き
上げることにより被塗布物ど塗料との界面張力を利用し
て塗膜を形成する浸漬塗布方法や、ロール上に一度塗料
廖を形成し、該塗料層を被塗布物上に転Ｖすることによ
り塗膜を形成するロールコーティング法などが知られて
いる。

浸漬塗布方法は膜厚の均一な塗膜が比較四部Ｉ４月こ形
成できるが、使用すべき塗料が多量に必要であり、被塗
布物の形状、大きさによっては装置が大型化してしまう
。また、浸漬部分はすべて塗布さオＩるので被塗布物の
非塗布部分にも塗膜が形成されてしまい、塗膜の除去を
必要とし２作業能率が低下する。さらに、多ＭＩＮ−テ
ィングの際に下地層を溶解し２てしま″）可能性があり
、それによる塗膜中への混入により、特性劣化などがお
こり、下地層と十塗層の組み合わせが限定されてしまう
。

この為、−層毎に８層の乾燥同化を充分におこなわなく
ではならｒ、明確な層界面を形成することになる。

Ｊ、ｌ′、−、ロールコーティング法は形成される塗膜
状態がロールと被塗布物の距離に依存しており、この距
離を制（社）し５やすいシート物、缶等の塗布に用いら
れるが、やはり多量の塗料を必要とし、特に円筒状基体
などに塗布した場合塗膜に継ぎ目をｉｔ＝してしまう。

方、前記のよ）な塗布方法の他に、スプレー法と呼ばれ
る塗布方法も知られている。スプレー・法は、微小開口
部を有するノズルより塗料を吐出し、露化することによ
り生成した微小液滴を被塗布物」−に付着させて塗膜を
形成すイ）力２人であり、いろいろな形状や大きさの被
塗布物に、１−６、かう広範囲にわたって塗膜を形成づ
ることができ、缶等に継ぎ目なしの塗布も可能であり、
非常に有〈σノな塗膜形成方法である。

しかしながら、このスジ１ノー法によ第１ば、節化する
ときの圧力により、塗料が飛翔し、塗料中の揮発成分が
著し、く揮発し、て、塗料組成が変質する傾向にあり、
また、エアー！ノススブ！ノー法においては高圧により
泡が発生し、この泡を巻き込みやすい塗膜となるなどの
問題点があり、均一な塗膜を得るのが龍しい。また、塗
料！、、ｆ′圧力等により霧化されて放射状になるため
塗料の被塗布物への付着効率が低く、また、損失した塗
料を排出するための排気と汚染防止のための塗料回収設
備も必要となってしまう。また、被塗布物と相対的にス
プレーガンな移動させながら被塗布物上に塗膜を形成さ
せると、すでに塗膜が形成さ第１た部分に、飛散霧化塗
料の一部が付着して、被塗布物トに塗膜欠陥が生じてし
まう。さらに塗膜の非形成部分にも塗料のまわり込みを
生ずるため、剥離もし１くは塗料付着防止のために保護
手段等が必要となってし２まう。

■、塗布においＣは、−層毎の塗装が基本であり、予習
を一度に１′？装しようとする場合には、付着時に塗料
が乾きぎみの状態である事が必要である。■］、つ、異
なる層の塗料を別の塗装系から噴霧させながら、前層の
塗布に続けて、或いは、同時に塗１丁！できる構造にす
る必要がある。Ｌ、かも、塗料のＪアー圧、各・−Ｚの
塗装系の噴霧のパターンを考慮１１、相互に干渉しない
ようにする事が望ま１７い。

［発明が解決しよりとする課題］ 本発明は、各成分要素を含む単〜塗料の塗装により、複
層を同時に形成する、回転式塗膜形成方法な押起を提供
することを目的とする。

また、本発明は電位の一様性および耐久画像に（１れた
写真感光体の製造方法を提供することを目的どする。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発ｆｌＪ、円筒状基体をその中心軸を横向
きに、好ましくは水平（こ緋持（１月つその中心軸の回
りに所定速度で回転させながら、該円筒状基体の表面上
に、微小開口部をイアする塗料吐出ガンより結着剤樹脂
溶液中に顔料の分散した塗料を吐出して塗料液膜を形成
し、その移・乾ｆｆ１ｔろにとを含む塗布方法において
、該塗料液膜形成（仝の所定時間の間、該塗料液膜が、
該回転の遠心力ｌによる該塗料成分の粒径乃至比重の差
番こ起因する該塗料液膜内での半径方向の移動を可能と
する流動性状態であるようにして、機能の異なる複数の
贋からなる膜を形成させることを特徴とする回転式塗膜
形成方法である。

また、本発明は、前記円筒状基体が電子ｙ４真悪感光用
円筒状支持体の表面上に塗膜層を有するものであり、前
記塗料が感光体及び表面署改良材粉体を含有するもので
ある」二配回転式塗膜形成方法である。

更に、本発明は、微小開口部を有する塗料吐出ガンより
寅質的に露化せずに吐出して塗料液膜を形成する」二記
回転式塗膜形成方法である。

本発明で用いシ゛）ことのできる感光体は電荷発生物質
、電荷輸送物質であり、また、表面層改良月扮体は、被
塗布物、特Ｊ、ｍ電子写真感光体の表面層の機械的強度
、表面潤滑性、耐湿性、画像性等の耐久ケｊ・、を改善
すイ）ことができるもの、例えば、フッ素含有樹脂粉体
、シリコーン樹脂粉体、スチレン樹脂粉体等が６″〕イ
）。

本発明の実施Ｉ、二おいて、塗料吐出用の微小間口ＲＲ
から塗料を利用（，７て塗布する方法としては、加圧丁
−アーを吐出さゼることにより生ずる負圧により塗料を
吐出１１．、霧化することにより生成した微小ｌ夜滴を
被塗布物１′に何着さゼるエアースプレー法や、塗料な
力旧３［シ高速で吐出霧化することにより生成した微小
液滴を被塗布物上に付着させるエノ”−レススプレー法
などのスプレー法を用いるごともできるが、Ｉ、５かし
、前記したような塗料液膜の流動性状態を維持するため
に、並びに塗膜の成膜性を向１．させ（）ために、微小
開口部から吐出される塗料を実質的に霧化セずに筋状に
飛翔さぜることにより塗料の空気との接触を少なくして
、塗料中の揮発成分の揮発等による塗料の変性を防上す
ることが好ましい。

本発明の実施において、微小開「コ部から塗料を吐出す
る際に、実質的に霧化しない状態とは吐出角度が３゛以
下、好ま１．（は０°の筋状に連続１゜て飛翔する状態
を意味する１、 尚、従来の塗布方法では２０”５０％と非常ｉ；：低い
塗料の付着効率であり、５Ｏ−”８０％の塗膜７を損失
していたものが、前記のように実質的に霧化をさせない
ことにより、塗料が微小領域に集中するため、塗料の付
着効率が９５％以十となり、また、非塗膜形成部分への
塗料付着がなくなり、他の部分への塗料のまわり込みを
生ずることがなくなる。

本発明の回転式塗膜形成方法に用いる塗１５装置の具体
例を第１図に示す。

第１図（ａ））こおいて、ｌは円筒状基体であり、こね
は円筒状基体の保持を兼用１′る回転軸２に固定される
。又、回転軸２は回転モーター３により所定の回転速度
で回転さＪ７る、一方、ビー、ム状の塗布液４をｌ出す
るためのガン５は、横送り機構の架台６に乗せられてお
り、円筒状基体ｌの回転軸ノテ向と平ｒフに移動する。

また、ガン５は、導出管７及びフィルター８を経由して
タンク９に接続さノ］ている。エアーバイブｌＯで導入
されたｊ］縮エアーにより、ゲージ１１で定めた圧力に
タンク９内の塗料ｉｆ加圧され、フィルター８および導
出管７を経由！６、てガン５の先端のノズルチップ（不
図示）から０．１出される。

この装置を用いて実際に塗布する場６・、ガンの横送り
機構のスイッチとガン・ニードルのエアースイッチをセ
ットシ、円筒状基体１の所定位置からビー・ム４を吐出
する。同時に回転モーター３のスイ・・ノチも入れ、円
筒状基体保持の回転軸２を回転さゼる。第１図（ＩＪ）
に示したように、ガン５の先端に設けらオ）、たノズル
デツプ１２がら吐出したビーム状の塗膜ｆｌｉｌｌｉ　
４は、円筒状基体１上にネジを切・）たよりなパターン
１３で糸巻き状（らせん状）に付着し２．１／ベリング
することにより塗膜】４が成膜さハ、る。レベリングに
ノ、る塗膜の牛成王程は第２図に示すとおりである。す
なわち、円筒状基体ｌ上にイ」着した糸巻ぎ状塗料は、
塗料の衝突エネルギーおよび塗料と被塗布物との界面張
力の為、徐々に幅広（拡がっていき、隣接する塗料がた
がいに接触し被塗布物の塗布面をすきまな（おおう（第
２図（ａ））。そして、塗料の拡散１′ｉ：ならび１こ
塗料と被塗布物と・の界面張力により適切な時間経過後
、ピッチに応じて生じていた当初の塗　　布　　膜　　
凹　　凸　　が　　し　　ベ　　リ　　ングされて、平
滑な面として成膜される（第２Ｎ（ｔ：ｉ）ｌ、なお、
糸巻き状に付着する塗料は、塗料の端部どうじが重なり
合うように付着してもよい。更に、塗料の溶剤蒸気を制
御する為にツー　ドを併用すれば表面をより平滑にする
ことも可能であるや ビームにより形成する糸＠きのラインのピッチは、回転
速度とガンの送り速度によって決まる。

又、単位面積トの塗布液の量は吐出量が一定であればガ
ンの送り速度によって決まる。

ｍ位面積当りの吐出１１（ｃｅ／分・Ｃが）：吐出圧（
ｋｇｆ／ｅが） ：吐出口径（Ｃ覆） ニオリフイスのベアリング長（ｃＩｌ）：送り速度（０
１７分） ビームのビッヂ巾に関しては、次の関係ΔＶｕ また、 がある。

ＰＷ　　ｏｃ　　　”’ Ｐｗ：ビームピッチ中（ＣＩ） Ｒｎ：円筒状基体回転数（ｒｐｌｍ） Ｊ丁記の塗布装置で用いる塗料吐出口の具体例と１．２
ては標準的には単一吐出口を有するノズルチップである
が、塗布速度を早める為に多数の、例えば：３つの吐出
口をｉするノズルチップの形態をと一つでもよい。

第１図に示した型式の塗布装置を用いて塗布されだ円筒
状基体は塗布中も、レベリング中も所定回転数で回転し
ており、その回転の遠心力の影響をうｌ−ｊで、塗料の
構成成分が粒径乃至比重の差１１−起因して移動して層
構成をとるような傾向が牛じる。

回転する円筒状基体−１−の塗膜においで、中１位微小
容積の重さが重いほど、或いは、比重が大きいほど遠心
力は大きくなり、該当する単位物質は回転の中心から遠
ざかろうとする。

従って、塗料液膜中に比重の異なる物質が自まれでいる
と、単位として、移動する塊り（又は杓子）の質量が大
きいものの順に外側から蓄積し、円筒状基体の表面にけ
軒い物質が蓄積する傾向がうまれる。

尚、塗膜中の溶剤の蒸発も同時に起−）て指触乾燥が進
行し、このとき、対流の起きることが１ちり、それで、
これに打ち勝ってト気したような積層を形成するように
、回転数を変えて必要な遠心力を生み出すように１．２
なくてはならない。

溶剤の蒸発を考慮した場合、当然、溶剤の蒸気圧、或い
は塗布や）・ベリング、指触乾燥等の環境条件によって
、対流の生じやすい場合や、生じにくい場合を設定でき
る９例えば指触乾燥が早くなる場合、又は、活発に対流
が生じる場合には回転数を上げて遠心力が対流に打ち勝
つ条件にすることが必要となる。

塗料を構成する固型分成分の主要素が２，３又は４１類
であるときには、−層毎に個別に塗布した場合ど異なり
、フ、シ、３又は４屡に不明瞭に分離した層構成の塗膜
が１回の塗布で形成される。

第３図に本発明の方法によ−）で形成された塗膜の層構
成のｍ＝・例を示す。

１は円筒状板体Ｃあり、１５は円筒状基体上に形成され
た塗膜である。

塗ｔｌｌ　１５は各層の構成１成分の比重の重い順に外
側から内側にくるように１５−１．１５−２゜１５−３
．１５−４の層構成になっている。

次に、塗料系を選定して実際に塗工した実施例を挙げて
更に詳しく説明する。以下の記載において部は重量部で
ある。

実施例１ 塗料どして、ニッケル酸化物１５部及びポリウレタン樹
脂３５部をＭＥＫに溶解、分散し、固型分３０％となる
ように調製した。

これを第１図に示した型式の塗布装置を用いて塗布する
に当たり、吐出ガンの先嘲に吐出口径１００μｍのノズ
ルチップを取りつけ、塗料の吐出圧０．８ｋｇｆ／ｃｍ
”のエア圧力をかけて、ガンの塗料吐出量を測定したと
ころ毎分６６５ｇであった。

次に、ガンと被塗布物との距ｎを１Ｆ５ｎｕｓ＋：調節
して、直径８０ｍ＋ｍ、長さ３６０ｍｒａのアルミニウ
ムシリンダーを回転数１５０１〜［）Ｗ、ガンの送り速
度を毎分１５０１にして、上記塗料を塗布した。

所定の塗布領域の塗布を完了した後も５分間乃至８分間
３．５　Ｏｒｐｍでレベリング、指触乾燥をし、５分間
、回転数を５　Ｏｒｐｍ＋に落として、（１１触乾燥を
完了した。そして、こわを１００　”Ｃの乾燥炉で２０
分間乾燥固化した、 これを切断して、電顕用試料とし、その切断面を観察し
たところ、基板に近い所よりも表面、饗にニラゲルが多
く分？Ｉ’ｉ　Ｉ、　ｒいることが１明した。

従って、本発明の回転式塗膜形成方法によれば、塗装の
表面層に金属成分を多く必要とするような塗装膜を形成
するこ２−が可能となる。

同　成分の塗料を用いた場合には、従来法では均一塗膜
となっていｔ−、が、本発明の回転式塗膜形成方法では
Ｊ−り多くの金属成分の表面層への分布が期待できる為
、特Ｉこ高価な金属を含む塗料に有効である。

叉、この実施例の場合には、金属署の下の層にあたるポ
リウレクン樹脂層は、円筒状基体の緩ｉ！ｉ材であると
も考えられる。

１−記の＠構成と同様の層構成はその各層を個別に例え
ば、スプレー塗布方法で、或いは、浸漬塗布Ｒ法で塗布
することも可能であるが、この場合は、界面が比較的明
瞭に形成される。界面の不明瞭どなる場合もあるが、こ
の時は、土層の塗料がＦ層の塗膜を冒す場合であり、塗
膜と１．では、好ましくない場合も多い。

ヌ、各層を別個に塗装する場合、股間の接着力が問題と
なる事もイえらねるが、本発明にかかる方法の場合には
ほとんど傾斜的に成分の９孔が生ずるので、そのような
問題は生じない、本発明の回転式塗膜形成方法は、表′
ＩＱ！、二ずべり性をよくする機能付膜を電荷移送層の
膜の塗布ど同時に設け、両者間の剥駒酢が１４．にくい
層Ｉご成とダる場合にも有効である。

実施例２ 平均粒径１０μのシリコーン樹脂粉体５部（比重２．３
３＝、・２．３５）、ポリカーボネート樹脂１０部及び
ヒドラゾン化合物（［’−（Ｎ、Ｎ−ジエチルア、ミノ
）へニズアルデヒドーＮ’−ａ−ナフチル−Ｎ゛・・フ
ェニルヒトラソン）９．５部を１００部のｔノクロロベ
ンゼンと４０部のジクＩＴＪ　Ｉコメタンに溶解層び分
散さゼだ。

これを第１図に示し！、：型式の塗布装置のｌｉｔ拌棒
付きの塗料タンクに入れ、ビームガンの先端に口径１５
０μ−のノズルデツプを取りイ・１け、該タンクに０．
６ｋｇｆ／ｅ＋ｓ”のエアー圧力をかけて、ガンの塗料
吐出量を測定ｌ、たところ、毎分１０７０ｇであった。

次↓こ、このガンと被塗布物との距離な２０１１Ｉｍに
調節１．、で、電荷発生層まで塗布しであるアルミシリ
ンダーを（ｉ！径８０ｍｍ、厚ｈ　１．Ｏｍｍ、長さ３
６０ｍｍ）　１２叶ドで回転させながら、ビームガンを
ｍ分１８０＋ｍ−でシリンダーの母線方向に平行移動さ
せて塗布りまた４ 電荷発生層４′に付着しまたＪ−記塗料のビームの巾は
約２．５■で糸巻き状に付着し、つづいて塗布されて市
なりあった塗料のビーム付着ライン同志が１ｆｆｉ　合
され、て、レベリングが始まり、月つ、塗料の流動性が
充分にある間に、回転の遠心力により、表層に重いシリ
コーン樹脂粉体の分布が多くなり、５分後に表面あらさ
が０，８μ口以下の面となった。

この塗膜を強制排気して溶剤を蒸発させた後、１２０℃
の乾燥炉で６０分間乾燥させた。

これをキャノン製複可機Ｎ　Ｐ−３２３５に入れ画像と
その表面のスベリ性をみたところ、良好な結果が得られ
た。

これに対し、シリコーン樹脂粉体どポリカーボネート樹
脂とを分散した塗料ど、前記塗料のうちシリコーン樹脂
粉体を除く電荷輸送層の塗料とを別途に塗布した場合に
は、両者間に界面が牛じ、両者間の接着力が充分でなく
、剥ねることが起テ今だ。

このようにして、単独に塗布した場合に支障の生ずる層
構成の場合にも、必要な機能性をもった複数層の膜の形
成が可能になった。

実施例３ 複数（ここでは２種類）の顔料分散塗料において、その
溶媒が異なり、しかも、相溶性に乏しい塗料である場合
には、通常、両者を混合りまた塗装１容器からの浸漬塗
布法による塗工が出来ない為、各々、個別に一層ずつ塗
布し乾燥同化後、次層を形成しなくてはならない。

ところが、上記塗料の溶媒に顕著な比重差があり、又、
相溶性のない場合には、前述の実施例で使用した塗布装
！において、その塗料タンク中で撹拌混合し、基体シリ
ンダー上に塗布しブ、−ところ　、塗布面を形成する過
程で両者の液相が分離１．２．２Ｍを形成した。従−〉
で、通常ならば、塗布槽を２セツト必要どし、更に、乾
燥・冷却槽も各々２セツト必要どしていたのが、■セッ
トの塗布装置、乾燥、冷却槽を用意するのみで所定の膜
を形成できたことになり、工業生産上メリットのある装
置構成とすることができた。

ちなみに明確な界面を形成せずに複数の層を一度に塗膜
１１形成する事のみを目的とする場合には顔料分散系の
塗料でな（とも、相溶性がなく、且・）、比重差のある
溶媒を用いた塗料を塗布する事でも達成できるや ぞ１．２て１１　ｇ＋２のような塗膜構成の場合には、
各々の溶媒と樹脂からなる塗料の比重差を積極的に利用
して、例久ば、屈折率に差の生ずるような塗膜を形成す
る事も可能になる。

［発明の効果］ 以−上に説明しまたように、本発明の回転式塗膜形成ツ
ノ法により、 １、複数の異なる機能の層を何する塗膜を同時に形成す
ることかできる。

２、各層の界面における接精力は個別に塗布１．　ｌ−
場合と比較すると問題にならない程強い。

３、非相溶性の塗料を複数、同時に塗装でき、同時に異
なる機能の膜を形成できる、 ４゜この場合、塗料は複数ｙは単数の吐出［１より吐出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる塗布装置の一例を示す概
略説明図である。 第２図は微小間「」部からビーム状に吐出された塗料が
基体」−で広がり、均一な膜となる様イを示す概略説明
図である。 第３図は本発明の回転式塗膜形成方法で形成された塗膜
の一例を示す概略説明図である。 図中、１は円筒状基体、２は回転軸、３は回転モーター
、４はビーム状塗布液、５はガン、６は架台、７は導出
管、８はフィルター、９はタンク、ｌＯはエアーバーイ
ブ、１１けゲージ−１１２はノズルチップ、１３はパタ
ーン、１４は塗料液膿、１５は塗膜である。 第１図（Ｇ） 代理人　弁理士　山　下　積　平 第１図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒状基体をその中心軸を横向きに維持し且つその
   中心軸の回りに所定速度で回転させながら、該円筒状基
   体の表面上に、微小開口部を有する塗料吐出ガンより結
   着剤樹脂溶液中に顔料の分散した塗料を吐出して塗料液
   膜を形成し、その後乾燥することを含む塗布方法におい
   て、該塗料液膜形成後の所定時間の間、該塗料液膜が、
   該回転の遠心力による該塗料成分の粒径乃至比重の差に
   起因する該塗料液膜内での半径方向の移動を可能とする
   流動性状態であることを特徴とする回転式塗膜形成方法
   。 ２、前記円筒状基体が電子写真感光体用円筒状支持体の
   表面上に塗膜層を有するものであり、前記塗料が感光体
   及び表面層改良材粉体を含有するものである請求項１記
   載の回転式塗膜形成方法。 ３、微小開口部を有する塗料吐出ガンより実質的に霧化
   せずに吐出して塗料液膜を形成する請求項１又は２記載
   の回転式塗膜形成方法。