JPH0759309B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JPH0759309B2
JPH0759309B2 JP18181888A JP18181888A JPH0759309B2 JP H0759309 B2 JPH0759309 B2 JP H0759309B2 JP 18181888 A JP18181888 A JP 18181888A JP 18181888 A JP18181888 A JP 18181888A JP H0759309 B2 JPH0759309 B2 JP H0759309B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布装置に関し、更に詳しくは、その先端部
近傍の一部をドクターエッジ化して成り、移動中の支持
体表面に向けて連続的に押出した塗布液を、前記ドクタ
ーエッジを介して前記支持体表面に均一な厚さをもって
塗布するエクストルージョン型の塗布装置に関するもの
である。
なお、本発明でいう可撓性支持体とは、プラスチックフ
ィルム、紙、ポリオレフィン塗布紙、アルミニウム銅等
の金属シート等の可撓性シート又はウエブを指し、下塗
層等が設けられていてもよい。このような支持体に、磁
性塗布液、写真感光性塗布液、その他種々の塗布液を塗
布し、磁気記録媒体、各種写真フィルム、印画紙等とす
る。
〔従来の技術〕
上記の如く塗布には種々の塗布方式が用いられている
が、その一つとしてドクターエッジ付きエクストルージ
ョン型塗布装置が各分野で用いられている(例えば特開
昭50−138036号公報、特公昭54−7306号公報、特開昭57
−84771号公報、特開昭58−104666号公報)。
しかし、これらのエクストルージョン型塗布装置におけ
る共通の欠点は、塗布可能な領域が非常に狭いことであ
る。特に、100〜150m/分以上の速度では、いずれの方法
によっても液状で20μ以下を安定に塗布するのは極めて
困難であった。
本発明者等の研究の結果、この現象は以下に述べる理由
によるものだということが判った。つまり、100〜150m/
分以上の速度においては、走行する支持体(ウエブ)に
よって、エクストルーダ部に引き込まれる空気の巻き込
みが急に顕著になるが、この領域で薄膜を均一に塗布す
るにはスロット出口の液圧を適当に制御出来ることが重
要である。従って、小さな液圧しか得られないもので
は、塗膜中への気泡の混入及び、或いは塗布液の掻落し
つまり上流側への塗布液の逆流による膜厚の不均一を生
じる。
又、一方、大きな液圧しか得られない塗布装置では、低
塗布量時(薄層塗布)に巾方向の厚み違いを生じ易い。
これら従来技術の欠点を解消し、高速塗布を可能とする
試みとして特開昭58−10466号公報(第6図),特開昭5
8−109162号公報(第7図)が開示されている。第6図
及び第7図に示す如くこれらの塗布装置1によるとき
は、ドクターエッジ部5におけるドクターエッジ面のス
ロット側頂点Bにて塗布液Fに極部的な高圧がかかるこ
とにより、バックエッジ面側からの空気の侵入が阻止さ
れ、超高速で均一な薄層塗布が可能となってきた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の如くバックエッジ面側からの空気
の侵入を防止して超高速で均一な薄層塗布が可能なよう
に改良された塗布装置を用いて長時間連続塗布を行う
と、塗布面にすじむらが発生し、例えば磁気記録媒体の
場合にはS/NやC/N等の特性に悪影響を与えることが起き
る。
本発明者らは、このようなすじむら発生の原因について
究明した結果、塗布液中の微小で比較的硬い異物粒子例
えば強磁性酸化鉄粉末,研磨材粒子等の未分散物,凝集
物が、ドクターエッジ面のスロット側頂点を乗り越えら
れず、トラップし、すじむらが発生することが分った。
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、すじむらの発生をともなうことなく高
速塗布と良好な薄層塗布を長時間にわたって可能にする
塗布装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ドクターエッジ
面のスロット側に微少な平面を設け、スロット出口端部
でドクターエッジ面と支持体の間にすきまを作り更にそ
れに伴ったエッジ面の断面を整えることにより、上記の
特徴を失うことなく、すじむらを防ぐことが出来ること
を見出した。
すなわち、本発明の上記目的は、バックエッジ面及びド
クターエッジ面に沿って連続的に走行する可撓性支持体
表面にスロット先端部から塗布液を連続的に押出して該
支持体表面に塗布液を塗布するエクストルージョン型塗
布装置において、前記ドクターエッジ面に支持体即に膨
らむ湾曲面を持たせ且つ該ドクターエッジ面のスロット
側に0.01〜1mmの範囲の幅の平面を設け、さらに、前記
ドクターエッジ面の下流端をA,前記ドクターエッジ面の
湾曲面と前記平面との交線をB,前記平面のスロット内方
端部をC、前記バックエッジ面のスロット出口端をDと
したとき、前記Bにおいて前記ドクターエッジ面の湾曲
面に引いた接線とBCとのなす角度θと、前記Bにおい
て前記ドクターエッジ面の湾曲面に引いた接線とBDのな
す角度θとが、θ<θ<180゜を満す位置に前記
バックエッジ面のスロット出口端Dを位置せしめ、前記
Dにおいて前記バックエッジ面の湾曲面に引いた接線と
BDのなす角度が、前記Dにおいて前記バックエッジ面の
湾曲面に引いた接線と前記Aにおいて前記ドクターエッ
ジ面の湾曲面に引いた接線のなす角より大きいこと、及
び前記バックエッジ面が前記Bにおいて前記ドクターエ
ッジ面に引いた接線より支持体側に出ないことを特徴と
する塗布装置によって達成される。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施態様について詳
細に説明する。
第1図は本発明のドクターエッジ付きエクストルージョ
ン型塗布装置1の一例を示す概略断面図で該塗布装置1
を支持体に対してセットした塗布状態を示す。第2図は
前記塗布装置1(以下、単にエクストルーダー1と称す
る)の幾何学的関係を示す。
本発明における前記エクストルーダー1の要部は、次に
夫々詳述するような給液系2、ボケット部3、スロット
部4、ドクターエッジ部5、及びバックエッジ部6に区
分される。
(1) 給液系2: 該給液系2は、エクストルーダ1の躯体よりも外部にあ
って前記塗布液Fを連続的にかつ一定の流量で送液可能
な定量送液ポンプ手段(図示せず)、並びに前記エクス
トルーダ1の躯体内部を支持体Wの幅方向に透設したポ
ケット部3と前記ポンプ手段を連通せしめる配管部材を
夫々具備して成っている。
(2) ポケット部3: 該ポケット部3は、その断面が略円形を成し、かつ第3
図に示すように、前記支持体Wの幅方向に略同一の断面
形状をもって延長された一種の液溜めである。
又、その有効延長さは、通常、塗布幅と同等もしくは若
干長く設定される。
なお、前記ポケット部3の貫通した両端開口部は、第3
図に示すように、前記エクストルーダ1の両端部に取付
けられる各シールド7、8により閉止されている。
一方の前記シールド板7に突設した短管9に、前記給液
系2を接続することにより、前記ポケット部3の内部に
前記塗布液Fが注入、充満して、後述するスロット部4
を経て外部に前記塗布液Fを均一な液圧分布をもって押
圧せしめるものである。
(3) スロット部4: 該スロット部4は、前記ポケット部3から前記支持体W
に向け、通常、0.03〜2mmの開口幅をもって前記エクス
トルーダ1の躯体内部を貫通しかつ前記ポケット部3と
同じように前記支持体Wの幅方向に延長された比較的狭
隘な流路であり、前記支持体Wの幅方向の開口長さは塗
布幅と略同等に設定される。
なお、前記スロット部4における前記支持体Wに向けた
流路の画さは、前記塗布液Fの液組成、物性、供給流
量、供給液圧、等の諸条件を考慮して適宜設定し得るも
のであり、要は前記塗布液Fが前記支持体Wの幅方向に
均一な流量と液圧分布をもって層流状に前記ポケット部
3から流出可能であれば良い。
又、第1図において前記スロット部4の出口先端部は、
その一方の端C(支持体走行方向の上流側)においてド
クターエッジ部5と接し、他方の端D(支持体走行方向
の下流側)にて、バックエッジ部6と接してている。
(4)ドクターエッジ部5及びバックエッジ部6: 該ドクターエッジ部5は前記スロット部4の出口から前
記支持体Wの下流側に、バックエッジ部6は同上流側に
位置し、前記ドクターエッジ面の下流端をA、前記ドク
ターエッジ面の湾曲面5aと平面5bとの交線をB、前記ド
クターエッジ面のスロット出口端をCとした時、前記ド
クターエッジ部5の支持体Wに対向するエッジ面が本発
明に従いBからA迄(AB)の湾曲面5aを持ち、且つスロ
ット側にCからBまで(BC)の微少な平面5bをもって形
成され、更に前記バックエッジ部6のスロット出口端を
Dとした時、Bにおいて前記ドクターエッジ面の湾曲面
5aに引いた接線とBCのなす大きい方の角度θ、Bにお
いて前記ドクターエッジ面の湾曲面5aに引いた接線とBD
のなす大きい方の角度θがθ<θ<180゜を満す
位置にバックエッジ面のスロット出口端Dを位置せし
め、ドクターエッジ面の平面BCの長さl1は0.01〜1mm,好
ましく0.03〜0.3の範囲が設定される。前記ドクターエ
ッジ面の湾曲面5aの程度は曲率半径Rとして約1〜20m
m,特に2〜10mmが好ましい。
また、前記ドクターエッジ面の有効長さ(A−C間の距
離で第2図中のl1+l2)は直線として約0.5〜約17mm,前
記バックエッジ部6の表面の有効長(支持体が接する
面、D〜E間の距離)は約0.1〜約50mmで、前記バック
エッジ部6の表面形状は平面状であっても、ややまるみ
を持った形状であってもよい。
以上、記述したように構成される本発明装置はガイドロ
ーラ等の各走行案内手段の間で略一定した張力をもって
かつその厚さ方向に若干湾曲可能な状態に装架された前
記支持体Wが第1図に示すように前記ドクターエッジ部
5及び前記バックエッジ部6と略平行して湾曲するよう
にエクストルーダ支持機構(図示せず)を介して近接せ
しめる一方、前記給液系2から前記塗布液Fを所望する
流量をもって送液を始めると、前記塗布液Fは前記ポケ
ット部3及び前記スロット部4を経過した後、前記平面
5bによる前記塗布液Fの押しつけ作用も加わり前記支持
体Wの幅方向に均一な流量及び圧力分布をもって前記ス
ロット部4の出口先端部に押出される。
前記スロット部4の出口先端部に押出された前記塗布液
Fは、エッジ部の形状を前述の如く規定することによっ
て適当に制御された液圧を発生して、前記支持体Wの同
伴空気の混入を防ぐと共に前記支持体Wの表面とエッジ
部との間に僅小の間隙を作りながら、矢印Rの方向に連
続的に移動する前記支持体の表面に沿って、前記ドクタ
ーエッジ部5のエッジ面と前記支持体Wとの間を押し拡
げるように通過して行く。
前述したような塗布液Fの移動が連続的に保たれると、
前記ドクターエッジ部5のエッジ面全域と前記支持体W
の表面は、その幅方向全域にわたり薄層化されて通過す
る前記塗布液Fにより、一定した間隙をもって完全に分
離される。また、前記ドクターエッジ部5は前記の如く
支持体側に必要以上に突出していないので、前記Bにお
いて塵埃や異物のトラップが抑えられている。
また、前記ドクターエッジ部5と前記支持体Wとの分離
間隔は、前記支持体Wの張力、前記塗布液Fの供給量、
等の設定条件により定まるものであり、特に、前記塗布
液Fの供給量のみの設定変更により、きわめて容易にか
つ正確に所望する分離間隔即ち塗膜の厚さが得られる。
なお、前記ドクターエッジ部5及び前記バックエッジ部
6の構成材料として超硬合金材又はセラミック材料を採
用して、前記両エッジ部の真直度及び平面度を一層高め
ることにより、上記間隔が巾方向により均一になり、そ
の結果として、塗膜厚みの巾方向均一性も一段と良くな
り、又高速及び薄層塗布適性を更に良化させることが出
来た。
第4図及び第5図は、前記ポケット部3への前記塗布液
Fの供給方法に関する変更例を示したものである。
第4図に示した供給方式は、第3図における方式と同じ
ように前記ポケット部3への前記塗布液Fを片側供給を
行うものであるが、前記他方のシールド板8にも短管10
を取付け、前記一方のシールド板7における短管9を通
して前記ポケット部3内に注入された前記塗布液Fの一
部を、前記他方の短管10を通して外部に排出せしめるこ
とにより、前記塗布液Fが前記ポケット部3内で著しく
滞留することを防止でき、特に揺変性を有しかつ凝集し
易い磁性塗布液に対しては極めて有効な手段となるもの
である。
又、第5図は、第4図のような両側の短管9及び10以外
に前記ポケット部3の略中央部に連通する別の短管11を
取付け、該短管11から前記塗布液Fを供給する中央供給
方法を示したものである。
前記ポケット部3内に注入された前記塗布液Fの一部
は、前記両側の短管9及び10から外部に排出され、残り
の塗布液Fは前記ポケット部3内で停滞することなくか
つ圧力分布がより均一化されて前記スロット部から押出
されるものである。
なお、本発明装置における塗布液供給方法は、前述した
第3図〜第5図に示した各方法に限らず、それらを適宜
組合せて行っても良い。又、前記ポケット部3も、前述
したような円筒状のものに限らず、角形、船底形、等に
変更可能であり、要は幅方向に液圧分布を均一可能な形
状であれば良い。
〔発明の効果〕
以上、記述したように本発明の塗布装置は次のような効
果を奏するものである。
(1) ドクターエッジ面の支持体側への突出程度が一
定以下に抑えられているので、塗布液中の異物或いは支
持体走行によって呼び込まれる異物がドクターエッジ面
にトラップしなくなり、異物に基づくすじむらの発生を
伴うことなく、長時間にわたって高速塗布適性を良好に
保つ事が出来る。
(2) ドクターエッジ面の上流側に形成された平面に
よって塗布液の支持体方向への液圧を適度に保つことが
できるので、薄層塗布適性も良化され液状で10μ程度の
膜厚でも均一な厚味に塗布することができる。
(3) スロット部4の出口先端部における液圧を前記
ドクターエッジ面に異物がトラップし易い状態を避けて
任意に制御することが出来るので、支持体とエッジ部の
接触及び、それに伴なう両者のキズ付きを防ぐことが出
来る。
(4) 又、上述の如く液圧を任意に制御出来るので、
種々の塗布液の粘度に対しても従来以上に広い範囲で対
応出来、適用性の広い塗布装置を提供することができ
た。又、エッジ部に超硬合金やセラミックを用いること
により、上記の効果をより一層高めると共に、特に磁気
テープ塗布液の塗布において生ずるエッジ部の磨耗によ
る当期性能の劣化を防止することが出来る。
次に、実施例によって本発明の効果を一層明確にする。
〔実 施 例〕 本発明の一実施例について説明する。但し、本発明は本
実施例に限られるものではない。
第1表に示す組成の各成分をボールミルに入れて十分に
混合分散させたのち、エポキシ樹脂(エポキシ当量50
0)を30重量部を加えて均一に混合分散させて磁性塗布
液とした。
こうして得られた磁性塗布液の平衡粘度を島津製作所製
の島津レオメータRM−1により測定したところ剪断速度
が10sec-1においては8poise、又500sec-1においては1po
iseを示した。
次に、前記塗布液を以下述べる塗布装置を用いて、下記
条件に基づき塗布した。
1.支持体: 材質・・ポリエチレンテレフタレートフィルム 厚さ・・20μm 幅・・300mm 張力・・2kg/全幅及び4kg/全幅 移動速度・・100m/min,200m/min,300m/min,400m/min 2.エクストルーダ No.1・・第1図に示す本発明のエクストルーダ No.2・・第6図に示す特開昭58−104666号公報記載のエ
クストルーダ 3.塗膜厚(液状)10μ,20μ,50μ 塗布結果を第2表に示す。なお、表中における○印は良
好な塗布、△印は良好な結果を得ることもあるが再現性
が悪い、×印は均一に塗布出来なかったことを示す。
上記第2表からわかるように、従来のエクストルーダN
o.2は400m/minの高速塗布が出来なかったが、本発明のN
o.1においては、高速適性が改善されている。
また次に、本発明のエクストルーダの形状を種々変えて
下記条件に基づき塗布し、すじむらの発生状況を調べ
た。
1.支持体: 材質・・ポリエチレンテレフタレートフィルム 幅・・300mm 張力・・4kg/全幅 塗布長・・4000m 塗布厚み・・液状にて50μ 2.エクストルーダ 第1図に示す本発明記載のエクストルーダを使用した。
なお、第3表における表示は以下の如くなっている。
l1:ドクターエッジ平面BCの長さ l2:ドクターエッジ湾曲面ACの長さ R:ドクターエッジ湾曲面の半径 θ1:Bにおいてドクターエッジの湾曲面に引いた接線とB
Cのなす大きい方の角度 θ2:Bにおいてドクターエッジの湾曲面に引いた接線とB
Dのなす大きい方の角度である。
塗布結果を第3表に示す。
上記に示すように本発明のエクストルーダにおいてはl1
の長さが0,01〜1,00mmの範囲で高速塗布適性がよく且つ
塗布むらのない良好な塗布ができることが判る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の塗布装置を支持体に対してセットした
状態における一実施態様を示す断面図,第2図は第1図
に示す塗布装置のエッジ面形状を示す断面図、第3図は
第1図における塗布装置の一部を切断して示した斜視
図、第4図及び第5図は本発明における塗布装置への塗
布液供給方式の変更例を夫々示した斜視図、第6図,第
7図は従来の塗布装置の断面図である。 1……エクストルーダ、2……給液系、 3……ポケット部、4……スロット部、 5……ドクターエッジ部、 5a……湾曲面、5b……平面、 6……ドクターエッジ部、 7,8……シールド板、 9、10……短管、W……支持体 F……塗布液。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バックエッジ面及びドクターエッジ面に沿
    って連続的に走行する可撓性支持体表面にスロット先端
    部から塗布液を連続的に押出して該支持体表面に塗布液
    を塗布するエクストルージョン型塗布装置において、前
    記ドクターエッジ面に支持体側に膨らむ湾曲面を持たせ
    且つ該ドクターエッジ面のスロット側に0.01〜1mmの範
    囲の幅の平面を設け、さらに、前記ドクターエッジ面の
    下流端をA,前記ドクターエッジ面の湾曲面と前記平面と
    の交線をB,前記平面のスロット内方端部をC、前記バッ
    クエッジ面のスロット出口端をDとしたとき、前記Bに
    おいて前記ドクターエッジ面の湾曲面に引いた接線とBC
    とのなす角度θと、前記Bにおいて前記ドクターエッ
    ジ面の湾曲面に引いた接線とBDのなす角度θとが、θ
    <θ<180゜を満す位置に前記バックエッジ面のス
    ロット出口端Dを位置せしめ、前記Dにおいて前記バッ
    クエッジ面の湾曲面に引いた接線とBDのなす角度が、前
    記Dにおいて前記バックエッジ面の湾曲面に引いた接線
    と前記Aにおいて前記ドクターエッジ面の湾曲面に引い
    た接線のなす角より大きいこと、及び前記バックエッジ
    面が前記Bにおいて前記ドクターエッジ面に引いた接線
    より支持体側に出ないことを特徴とする塗布装置。
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