JPH0271866A

JPH0271866A - 循環塗工方法

Info

Publication number: JPH0271866A
Application number: JP63223515A
Authority: JP
Inventors: Masashi Takahashi; 雅司高橋; Yuka Nakamura; 由香中村; Sadao Kajiura; 貞夫梶浦; Koichi Tsunemi; 宏一常見
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1990-03-12
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2721193B2; US5064696A; DE3929394A1

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】［発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、顔料が凝集し易い顔料分散系塗工液を塗工す
るための循環塗工装置、及びこの循環塗工装置を用いて
得た顔料分散系塗工波膜に関する。

（従来の技術）一般に、塗工波膜の膜厚に高精度が要求される精密塗工
には、浸漬塗布法が多用されており、この浸漬塗布法の
中でも、塗工液の濃度、粘度および液面位の管理の面か
ら、被塗工体を浸漬させた塗工液を塗工槽からオーバー
フローさせ、かつ循環させる循環法が採用されている。

循環法において、塗工液の移送手段としては、ロータリ
ーポンプ、ダイヤフラムポンプ等が用いられている。

一方、最近の塗料や顔料の分野では、塗工の目的は、単
なる美観や防錆等の域を脱して、高機能化が進んでいる
。そのような高機能化を目指す色材、色素として、例え
ば、エレクトロルミネッセンス材料やエレクトロクロミ
ック材料として用いられる記録色素や表示色素、光デイ
スク用近赤外吸収色素、カラーフィルター用色素、有機
光導電性材料や感圧、感熱材料等のプリンタ用及び複写
機用デバイス向色材、太陽電池用有機色素を始めとする
エネルギー用色材等が挙げられる。

この高機能化は、サブミクロンから２０ミクロンの薄膜
において、特に、通常の塗料におけるよりも高い顔料ロ
ーディングで達成されることが多い。従って、顔料リッ
チな低粘度分散液を用いることになり、顔ｆ４が沈降し
たり、僅かなショックで顔料のフロキル−ジョンが生ず
るなど、顔料の分散性の推持が非常に困難である。

顔料の分散性を維持するため、塗料業界で行われている
ように界面活性剤を添加することも考えられるが、界面
活性剤の選定に多大な時間を要するだけでなく、界面活
性剤が不純物となって高機能化に悪影ツを与えたり、塗
工液の循環により塗工液に起泡が生じ、それによって塗
工斑が形成されてしまう。この塗工斑は、結局、デバイ
スの特性のバラツキを引起こしてしまう。

このような塗工斑を防止する方法として、循環する塗工
液に超音波を印加する方法（特開昭６０６８０８１号）
や、塗工直前の塗工液にせん断力を付加、例えば攪拌す
る方法（特開昭６０−１４６２３８．１４６２３９．１
．４６２４０．１４６２４１．１．４６２４２号）等に
より顔料の再分散を行なう方法、及び二次顔料粒子を捕
集分散する方法（特開昭６０−２９７５２．２９７５３
号）が提案されている。Ｉ７かし、顔料の再分散を行な
う方法は処理能力の点で問題があり、二次顔料粒子を捕
集分散する方法は、Ｐ／Ｂ　（顔料／バインダー樹脂）
比が漸減するため塗工液の濃度管理が繁雑になる。

また、通常、塗工液の分散調製は、ボールミリングやザ
ンドミリングにより行われるが、混練時の摩砕剤に由来
する不純物が分散液中に混入するのが避けられない。こ
の不純物の除去方法として、磁気フィルター法（特開昭
６０−２０８７５９号）や超遠心分離法等が開示されて
いるが、それらにはかなり繁雑な作業が要求される。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、不純物の混入がなく、顔料の凝集のな
い均一な顔料分散系塗工波膜の形成を可能とする循環塗
工装置、及びこの循環塗工装置を用いて得た顔料分散系
塗工波膜を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明によると、顔料を含む塗工液を収容する塗工槽と
、この塗工槽内の塗工液を循環させる循環経路と、前記
塗工液に顔料を分散させるための、衝撃破砕方式の分散
機とを具備する循環塗工装置が提供される。

更に本発明によると、衝撃破砕方式の分散機により顔料
を分散した顔料分散系塗工液を、循環塗工方法により塗
工することにより形成された顔料分散系塗工波膜が提供
、される。

本発明において用いられる衝撃破砕方式の分散機とは、
フィーダーと、高圧ポンプと、分流ゾーント、この分流
ゾーンに接続された２つの流路と、これら２つの流路に
接続された合流ゾーンとを具備する、ビーズやボール等
の磨砕剤を用いずに顔料等の分散を行なう装置である。

フィーダーに投入された塗工液は、高圧ポンプによって
高圧下で圧送され、分流ゾーンにおいて２つの流れに分
流され、合流ゾーンにおいては、２つの流路が急激に細
くなるとともに対向することにより圧力が流速に変換さ
れるため、顔料同士が超高速で衝突し、この衝撃力と、
高速で流体が通過するときに発生する真空によるキャビ
テーションとの相互作用によって、大量の塗工液が効果
的に分散される。合流ゾーンでの塗工液にかかる圧力は
、顔料の種類にもよるか、通常、４００〜１３００ＫＧ
／ｃｄの範囲から選択される。

本発明の循環塗工装置における循環経路には、攪拌装置
を備えた循環槽、塗工液補充槽、稀釈液（溶剤）補充槽
、濾過器、オーバーヘッドタンク等の液流の脈動を防止
する装置等を設けることにより、塗工装置の自動化、高
精度化、及び塗膜の品質向上を図ることが可能である。

本発明において用いられる衝撃破砕方式の分散機は、高
圧ポンプを具備していて、それ自体、塗工液を移送する
機能を具備しているが、循環経路に更に塗工液移送装置
を設けてもよい。そのような塗工液移送装置として、ギ
アポンプ、渦巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ等、あら
ゆる型のポンプを使用可能であるが、均一な塗工を行な
うためには液流に脈流を生ぜしめないポンプを用いるこ
とが好ましい。なお、衝撃破砕方式の分散機と塗工液移
送装置との位置関係は、いずれを上流側に配置してもよ
い。

本発明に用いられるバインダー樹脂としては、例えばフ
ェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ブチラール、飽和ポ
リエステル、シリコーン等があり、これらの１種又は２
種以上を使用可能である。これらバインダー樹脂は、ジ
クロルメタン、クロロホルム、１．２−ジクロルエタン
、１，１．２−トリクロルエタン、ニトロプロパン、ト
ルエン、キシレン、シクロヘキサノン、ジオキサン等の
溶媒の１種又は複数種に溶解して使用することが出来る
。溶媒中のバインダー樹脂の濃度は、通常０．０５〜２
０重量％、好ましくは０．１〜１０９６、更に好ましく
は０．５〜５重量％である。

このようなバインダー樹脂溶液に顔料を投入するするこ
とにより塗工液が製造される。使用される顔料としては
、銅フタロシアニン、アルミ・クロルフタロシアニン、
クロル・インジウムフタロシアニン、チタニルフタロシ
アニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔
料、多環牛ノン系顔材、ペリレン系顔料、アゾ系顔料、
スクアリウム塩、アズレニウム塩等が挙げられる。

以上説明した塗工液を、本発明の装置により塗工する場
合、塗工速度は通常０．１〜１００ｃｍ／分、好ましく
は１〜５０印／分、より好ましくは５〜３０ｃＩＩＩＺ
分である。

（作用）本発明の循環塗工装置は、衝撃破砕方式の分散
機を具備しており、この分散機により、循環する塗工液
に顔料を分散させている。衝撃破砕方式の分散機は、前
述のように、顔料同士の衝突による衝撃力とキャビテー
ションとの相互作用を分散に利用するものであり、その
ため、顔料の凝集を伴わずに、かつ不純物が混入するこ
とな（塗工波膜の形成が可能である。

（実施例）以下、本発明の装置を用いて光導電性層を形成した実施
例、及び従来の装置を用いた比較例を示す。

実施例１第１図に示すような、塗工ｐｆ１１、衝撃破砕方式の分
散機であるナノマイザ−２［正流工業（株）社製］、及
び塗工液循環のための配管系３からなる循環塗工装置を
用い、先導電性層を形成した。即ち、フェノキシ樹脂の
２％１，１．２−トリクロルエタン溶液をビヒクルとす
るフタロシアニン（Ｐ／Ｂ−１，０）からなる分散塗工
液４を塗工Ｗｊ１に投入し、昇降手段を具備した被塗工
体取付は装置５に被塗工体６を取付け、循環流量１．０
０１！／分で塗工槽１から塗工液４をオーバーフローさ
せて、１６．Ｏａｎ／分の塗工速度で被塗工体６に塗工
液４を浸漬塗工し、乾燥して光導電性層を得た。なお、
第１図においては配管系３にギアポンプ７が設けられて
いるが、衝撃破砕方式の分散機２自体、塗工液移送機能
を有するため、省略することも可能である。

被塗工体６への塗工は、塗工液４の循環初期と２０時間
循環後に行なったが、２０時間循環後に行なって得た光
導電性層も、循環初期に行なって得た光導電性層と同様
の光沢を保っていた。また、塗工液中の顔料の平均粒径
を、遠心沈降式粒度分布７１−１定器により測定したと
ころ、０．２１（循環初期）　、０．２２　（２００時
間循環後）であった。

更に、乾燥後の光導電性層の表面粗度を表面粗度計によ
りｉｎ＋＋定したところ、Ｒｍａｘ　＝０．　０６μｍ
（循環初期）　、Ｒｍａｘ−０，０’７ｕｍ　（２００
時間循環後）であった。

また、２００時間循環させた後の塗工液を用いて形成し
た光導電性塗膜から小片を取出し、そのＳＥＭ像を観察
したところ、循環初期の塗工液により得た光導電性塗膜
のそれと酷似しており、顔料がビヒクル中に均一に分散
されていた。

比較例１実施例１で用いた衝撃破砕方式の分散機の代わりに、ギ
アポンプ、渦巻きポンプ、ダイヤフラムポンプを用いた
ことを除き、実施例１と同様にして光導電性層を形成し
たところ、塗工液中の顔料の平均粒径、光導電性層の光
沢性及び表面粗度は、下記第１表に示す通りであった。

第　　１表また、それぞれのポンプにより５時間循環させた後の塗
工液を用いて形成した光導電性塗膜から小片を取出し、
そのＳ　Ｅ　Ｍ　（ｌを観察したところ、循環初期の塗
工液により得た先導電性塗膜とは異なり、顔す４とじヒ
クルの海島構造が見られた。このような海島（ＩＸ１造
は、ｉ６環により塗工液の分散性が失われたことを示す
ものであり、第１表のブタとよく一致している。

比較例２実施例１で用いた衝撃破砕方式の分散機の代わりに連続
式のサンドミルを用いて、塗工液を２００時間循環（循
環ｔＭ、ｍ　：　１　、　　ＯＯＩ！　）　サセｔニー
後、静置させたところ、塗工液中に磨砕剤及びアルミナ
ボールの摩耗物が沈積しているのが観察された。なお、
このような状況は、実施例】におりる塗工液には全く観
察されなかった。

り４例衝撃破砕方式の分散機によりビヒクル中にフタロシアニ
ンを分散させた（ビヒクル：フェノキン樹脂の１．６重
足％トリクロロエタン溶液、Ｐ／Ｂ〜１．０）際の混入
コンタミ’ＭＡを他のバッチ式分散機の場合と比較した
ところ、下記第２図に示す結果が得られた。　なお、分
散は、はぼ同じ分散性か得られる条件で行ない、分析は
、酸分解後の原子吸光法、ＩＰＣ発光分析法、及びアル
カリ分解後のＩＰＣ全Ｃ発光分光法った。フタロシアニ
ン粉末の値は分散液の値に換算したしのである。

第　　　２　　　表実施例２長時間の連続循環における塗工性及び液流の平滑性を向
上させるため、実施例１で用いた循環塗工装置の循環経
路に、更に稀釈液（溶剤）補充槽ｌ】、塗工液補充槽１
２、攪拌装置１３、循環槽１４、濾過器〕５、及びオー
バーヘッドタンク１６を追加した第２図に示す装置を用
い、実施例１と同様にして光導電性層を形成した。１０
００時間循環後の塗工液により得た光導電性層は、実施
例１と同様、循環初期の塗工液により得たものと同様の
光沢を推持し−Ｃいた。塗工液中の顔料の平均粒径は、
０．２１（循環初期）、０．２２（１０００時間循環後
）であった。更に、乾燥後の光導電性層の表面粗度は、
Ｒｍａｘ　−０，０６μｍ（循環初期）　、Ｒ＠ａｘ　
−０，０７μｍ　（２００時間循環後）であった。

また、先導電性層の膜厚の均一性は、実施例１における
よりも更に向上した。

なお、第２図におけるオーバーヘッドタンク１６は、液
流の脈動を防止するために用いられており、液流の脈動
がなければ不要である。液流の脈動を防止するために、
他の手段を用いることも可能である。

し発明の効果］以上説明したように、本願発明に係る循環塗工装置によ
ると、顔料を多二に含釘する稀薄低粘度分散液を長時間
循環させても、顔料の凝集が起こらず、フンタミフリー
の安定な顔料分散系塗工液をｊ）ることか可能である。

その結果、高機能性顔料分散系塗工波膜を、高精度の膜
厚コントロールの下に容易に得ることか可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る循環塗工装置の構成図
、第２図は本発明の他の実施例に係る循環塗工装置の構
成図である。１・・塗工槽、２・・・衝撃破砕方式の分散機、３・・
・配管系、４・・・分散塗工液、５・・・被塗工体取付
は装置、６・・・被塗工体、７・・・ギアポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）顔料を含む塗工液を収容する塗工槽と、この塗工
槽内の塗工液を循環させる循環経路と、前記塗工液に顔
料を分散させるための、衝撃破砕方式の分散機とを具備
する循環塗工装置。
（２）衝撃破砕方式の分散機により顔料を分散した顔料
分散系塗工液を、循環塗工方法により塗工することによ
り形成された顔料分散系塗工被膜。