JPH0889883A

JPH0889883A - エクストルージョン型のコータヘッドを用いた塗工方法

Info

Publication number: JPH0889883A
Application number: JP25758694A
Authority: JP
Inventors: Naonobu Miama; 尚伸美甘; Naoki Kawasaki; 直樹川崎
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】エクストルージョン型のコータヘッドを用い
た塗工において、均一で高品質の塗膜を形成できる塗工
法、とくに磁気記録媒体の原材の製造に好適な塗工法を
提供する。【構成】後リップ面６の有効長さＬを２〜２０mmの範
囲に規定する。後リップ面６を部分円弧面で形成し、そ
の曲率半径をＲとするとき、Ｒ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２を
満たすコータヘッド２を用いて塗工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗材をウエブに塗布す
るための塗工方法、とくにエクストルージョン型のコー
タヘッドを用いた塗工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エクストルージョン方式の塗工法に関し
ては、特公平２−１８１４２号公報、特公平５−８０６
５号公報、特公平５−５９４９１号公報、特開平２−３
５９５９号公報、特開平５−１９２６２７号公報などが
公知である。かかる塗工法では、塗材の種類や粘度、ウ
エブの送り速度や張力、コータヘッドの構造などが完全
に適合している場合には、均一で塗工品質の高い塗膜が
得られる。しかし、異質の塗工を行う毎に全ての塗工条
件を適合させることは難しく、僅かな塗工条件の違いで
安定した塗工が行えなくなり、塗工不良を生じやすい。

【０００３】こうした事態を打破するために、例えば先
に挙げた特開平５−１９２６２７号公報では、下手側の
後リップ面の断面を高次曲線状に設定し、更に特公平５
−８０６５号公報では、下手側の後リップ面を円弧状と
したうえで上手側と下手側の両リップ面に関係する３個
の接線で挟む角度を所定の範囲内に規定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エクストルージョン型
のコータヘッドを用いた塗工法においては、スロットか
ら吐出した塗材をウエブの全幅にわたって均一に延展さ
せるために、ウエブに適当な張力を与えて、リップ面上
の塗材にウエブの押圧力（以下この押圧力をラップ圧と
いう）を作用させる。このとき、ラップ圧が小さいと十
分な延展作用が得られず縦縞を生じる。逆にラップ圧が
大きいとウエブの送り抵抗が増加し、ステッピング状態
（一種の走行不良）に陥って横縞を生じる。ラップ圧を
左右するのは、ウエブの張力と、リップ面の形状および
その有効長さと、塗材の粘度および塗布厚み等である。
しかし、ウエブ張力はウエブの弾性変形限度以下でなけ
ればならないので、それのみでラップ圧を制御すること
はできない。とくに磁気テープの場合には、ベースフィ
ルムが薄手化され、ウエブに作用する張力を可能な限り
小さくすることが要求されつつあるため、ウエブ張力の
選択幅はさらに小さくなる。塗材の粘度および塗布厚み
は前提条件とすべき事項であって、せいぜい微調整の対
象でしかない。

【０００５】ところで、リップ面がフラットであるとウ
エブ張力を増加しても十分なラップ圧が得られにくいこ
とが知られており、多くの場合はリップ面を円弧面状に
形成して、ウエブ張力を軽減しながら必要なラップ圧を
付与している。円弧面状のリップ面においては、その曲
率半径の大小によってラップ圧が変化し、半径値が小さ
い程ラップ圧は増加する。同一曲率半径のリップ面にお
いては、その有効長さがラップ圧を変化させ、有効長さ
が大きい程ラップ圧は増加する。本発明者はこうした知
見をベースにしてリップ面の曲率半径とその有効長さと
の適正な組み合わせを実験によって探査し、安定塗布が
可能な塗工法を特定し本発明を提供するに至った。

【０００６】本発明の目的は、均一で高品質の塗膜を形
成できる、エクストルージョン型のコータヘッドを用い
た塗工方法を提供するにある。本発明の目的は、粘度の
変化幅が大きく揺変性を有する磁性体分散液をウエブに
均一に塗布して、高品質の磁気記録媒体用原材を製造す
るのに好適な塗工方法を提供するにある。本発明の目的
は、リップ面の曲率半径とその有効長さの二者をパラメ
ータにして、塗材の種類や塗布厚みが変わる場合にで
も、安定塗布が可能な塗工条件をごく簡単に導き出せる
塗工方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の塗工方法は、所
定速度で送られるウエブＷの片面にコータヘッド２を配
置し、加圧された塗材１をコータヘッド２のスロット４
から吐出してウエブＷに塗膜を形成する。そのうえで、
コータヘッド２のスロット４よりウエブ送り方向Ｐの下
手側に設けた後リップ面６の曲率半径をＲとし、その有
効長さをＬとするとき、有効長さが２〜２０mmの範囲内
にあり、Ｒ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２を満たす後リップ面６
を備えたコータヘッド２を用いて塗膜を形成するにあ
る。具体的には、曲率半径Ｒは１〜３０mmの範囲内に設
定する。上記の塗工法は磁気テープの製造、即ちウエブ
Ｗが磁気テープのベースフィルムであり、塗材１が磁性
体分散液である場合に好適である。

【０００８】

【作用】コータヘッド２の後リップ面６は、スロット４
から吐出の塗材１をウエブＷと協同して挟み、塗材１が
後リップ面６を通過し終わるまでの間にスムージングを
行う。このとき後リップ面６の有効長さＬを２〜２０mm
に規定するのは、有効長さＬが２mmを下回ると、たとえ
ウエブ速度を最小限度に設定しても、十分なスムージン
グ作用が得られず、塗布面にウエブ送り方向と平行な塗
布むら（縦縞）を生じるからである。塗材１が後リップ
面６とウエブＷの間を通間するときには、塗材１のずり
応力が増加する。そのため有効長さＬが２０mmを越える
と、ウエブ送り速度の増加に伴って送り抵抗が急増し、
ウエブＷがステッピングなどの走行不良に陥り、塗布面
にウエブ幅方向と平行な塗布むら（横縞）を生じる。後
リップ面６は超硬材で加工し高精度に研削仕上げする
が、その有効長さＬが大きいほど加工コストが嵩み、こ
の観点からも有効長さＬは２０mm以下とすべきである。

【０００９】後リップ面の有効長さＬを上記のように規
定したうえで、Ｒ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２を満たす後リッ
プ面６を用いて塗工を行うと、塗工不良を避け、しかも
十分にスムージングを行いながら安定した状態で塗材１
をウエブＷに塗布できる。塗材１の粘度は静置状態にお
いて一定であるが、これに外力が加わると、その力の大
きさの違いに応じて粘度が変化し、外力が強いほど粘度
は低下する。具体的にはウエブＷの塗布面付近における
塗材１の粘度は低く、そこから後リップ面６に近付くほ
ど塗材１の粘度は高くなる。この粘度の違い、つまり塗
膜の厚み方向のずり速度の変化率を一様にすると、良好
なスムージングを行え、ずり速度の変化率が厚み方向に
一様でないと塗布むらが生じる。そこで塗膜の厚み方向
のずり速度の変化率を一様にできる、後リップ面６の曲
率半径Ｒと有効長さＬとを実験等から特定した。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、エクストルージョン型
のコータヘッド２を用いて、後リップ面６の曲率半径Ｒ
とその有効長さＬとがＲ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２を満たす
条件下で塗工を行うので、前記式から塗材１に適正なラ
ップ圧を作用させるための後リップ面６の曲率半径Ｒと
その有効長さＬを選定して塗工を行える。その結果、縦
縞や横縞などの塗工不良を生じることなくスムージング
を行って、均一で高品質の塗膜を形成できる。ウエブＷ
が薄手化され、ウエブＷに付与する最大張力が小さくな
りつつある磁気テープの製造に際しては、より小さなウ
エブ張力で適正なラップ圧を付与して、磁性体分散液の
塗工を好適に行える。

【００１１】

【実施例】磁気記録媒体の製造過程において、磁性体分
散液（以下塗材という）１をベースフィルム（以下ウエ
ブという）Ｗに塗工する場合について説明する。図１に
おいて、塗材１のウエブＷへの塗布は、ウエブＷを所定
速度で送りながら、その片面に配置したコータヘッド２
によって行う。塗材１は図外の定量ポンプで加圧されて
コータヘッド２内の室３へ送給され、この室３に通じる
スロット４を介して該スロット４の開口部４ａから吐出
してウエブＷに塗布される。

【００１２】ウエブＷとしてはポリエステル、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンスルフォイドの二
軸延伸フィルム、あるいはポリイミドフィルムなどが用
いられ、その厚みは3.０〜８０μｍ、幅は１５０〜１０
００mm前後である。塗材１は、磁性粉、各種の樹脂から
なるバインダー、分散剤、帯電防止剤、滑剤、研磨剤な
どに樹脂溶剤を配合した磁性体分散液からなる。そのソ
リッド対ソルベント比は２５：７５〜５０：５０前後で
あり、静置状態における塗材１の粘度は0.８〜２０Ｐに
なる。

【００１３】コータヘッド２は、ウエブＷより僅かに長
尺の異形断面状の鋼ブロックからなり、その内部に鋼ブ
ロックを長手方向に貫く断面円形の室３とスロット４と
をそれぞれ設けてあり、鋼ブロックの両端に固定した図
外の端板で、室３およびスロット４の開口を塞いでい
る。定量ポンプからの送給路は端板に接続する。コータ
ヘッド２の上面に、スロット４で分断される前リップ面
５と後リップ面６とを設ける。スロット４の開口部４ａ
を基準にして、これよりウエブ送り方向Ｐの下手側に位
置する後リップ面６は、ウエブＷの側へ向かって突出す
る突弧面に形成する。前リップ面５は、後リップ面６の
前端６ａの側へ向かって上り傾斜する平坦面に形成す
る。スロット４の上端寄りと後リップ面６の前端６ａと
の間には、スロット４から吐出される塗材１をコータヘ
ッド２の長手方向へ均等に分散させるための切欠面７を
設ける。

【００１４】後リップ面６の有効長さＬは２〜２０mmの
範囲内で選定でき、より好ましくは４〜１０mmに設定す
る。後リップ面６は部分円弧面からなり、その有効長さ
Ｌと後リップ面６の曲率半径Ｒとを後述する実験例から
（Ｒ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２）の関係を満足する値に設定
する。切欠面７の水平方向寸法ｘは３mm前後、垂直方向
寸法ｙは２mm前後とする。

【００１５】ウエブＷは、後リップ面６の前端６ａに対
して僅かに上り傾斜する進入角αで移行案内し、後リッ
プ面６の後端６ｂから離れるときの離脱角βがウエブ送
り方向Ｐへ向かって僅かに下り傾斜するよう移行案内す
る。つまり、コータヘッド２を間に挟む一対のガイドロ
ーラ９・９の下面は、後リップ面６の前端６ａおよび後
端６ｂを通る水平面より下方に位置させて、後リップ面
６の突弧面に沿ってウエブＷを移行させる。ウエブＷは
一定の送り速度Ｖで、しかも一定の張力が作用する状態
で送る。従って、スロット４から吐出された塗材１は、
切欠面７を含むスロット４の開口部４ａにおいて、ウエ
ブＷで受け止められ、ウエブＷと後リップ面６とに挟ま
れた状態でウエブ送り方向Ｐへ移動し、塗材１が後リッ
プ面６を通過し終わる間にスムージングされて、均一な
厚みの塗膜が形成される。

【００１６】上記のエクストルージョン塗工法におい
て、塗材１に作用するラップ圧を適正化して、確実なス
ムージング作用が得られる後リップ面６の曲率半径Ｒと
その有効長さＬを探査するために、以下の塗工テストを
行った。

【００１７】（試験例）上記の実施例において、経験的
に概ね良好な塗工結果が得られる従来のコータヘッドを
参考にして、後リップ面６の有効長さＬが７mm、その曲
率半径Ｒが３０mmのコータヘッド２を作った。このコー
タヘッド２を用いて、ウエブＷに作用する張力Ｔを2.５
〜4.５Kg／６″の範囲内で変化させながら塗工を行い、
良好な表面状態が得られるウエブ張力Ｔの範囲を特定し
た。塗材１は下層塗材として無機系微粒子フィラーを主
成分とする分散液を１０μｍの厚みで塗布し乾燥した後
に、上層塗材としてソリッド対ソルベントの比が３０：
７０、粘度が８Ｐの磁性体分散液を用いて、これを異な
る塗布厚みで塗布して２種の磁気テープを得た。ウエブ
Ｗは厚さ１０μｍのプラスチックフィルムを用いて、そ
の送り速度を５０ｍ／min とした。

【００１８】

【表１】

【００１９】塗工結果を表１に示す。表１の塗工結果か
ら、ウエブ張力Ｔは上記の張力範囲内でできるだけ小さ
い程、良好な表面状態が得られることが判る。しかし、
上層塗材の塗布厚みが小さい磁気テープＢにおいては、
ウエブ張力Ｔが2.５Kg／６″になると適正な状態で塗工
を行えない。表１の図表中、Ｒａ−ＭＤは塗布長さ方向
の平均表面粗さを、Ｒａ−ＴＤは幅方向の平均表面粗さ
をそれぞれ示す。

【００２０】上記の実験結果から、ウエブ張力Ｔの最適
値は2.５〜3.０Kg／６″の間にあることが想定される。
ところで、円弧面で形成した後リップ面６を通過する塗
材１に作用するリップ圧Ｐは、Ｐ＝Ｔ×Ｌ／Ｒで算出で
きる。この式からＴ＝2.５Kg／６″のときのリップ圧Ｐ＝3.８３×１０^-3
Kg／mm Ｔ＝3.０Kg／６″のときのリップ圧Ｐ＝4.６０×１０^-3
Kg／mm が得られる。過去の実験経験から、ウエブＷの厚みが１
０μｍ未満であるときに、3.０Kg／６″以上のウエブ張
力を作用させると、その形成素材によってはウエブＷが
伸び変形することを確認している。そこで本発明者は後
リップ面６上において塗材１に作用させる好適なリップ
圧Ｐを4.５×１０^-3Kg／mmとして、つまりＴおよびＰを
一定値にして、後リップ面６の曲率半径Ｒとその有効長
さＬをそのいずれかを変化させながらそれぞれ前出の式
Ｐ＝Ｔ×Ｌ／Ｒから逆算した。

【００２１】

【表２】

【００２２】算出結果を表２に示す。この算出結果か
ら、後リップ面の曲率半径Ｒとその有効長さＬは、（Ｒ
／6.５≦Ｌ＜３Ｒ／２）の条件を満たす範囲内にあるべ
きことを見出した。有効長さＬがＲ／6.５未満である
と、十分なリップ圧が得られず、リップ部において分散
液を塗布幅方向に拡げることができない。また、有効長
さＬが３Ｒ／２を越えると、リップ部でのベースフィル
ムの巻きつけ量が増加し最適なパスラインの構築ができ
なくなる。

【００２３】ウエブＷの厚みおよびウエブ張力Ｔが異な
る２種の磁気テープＣ・Ｄについて、上記と同様の手順
で曲率半径Ｒおよび有効長さＬを算出し、この算出結果
を平面座標上でプロットした図表を図２に示す。磁気テ
ープＣは、ベースフィルム（ウエブＷ）として厚みが4.
４μｍのアラミドフィルムを使用し、これに2.５Kg／
６″のウエブ張力Ｔを作用させた場合を示し、また磁気
テープＤは、ベースフィルム（ウエブＷ）として厚みが
8.０μｍのポリエステルフィルムを使用し、これに3.０
Kg／６″のウエブ張力を作用させた場合を示す。いずれ
の場合も、下層塗材と上層塗材は磁気テープＢと同じ塗
工を行った。図２の図表中、磁気テープＣ・Ｄのそれぞ
れのプロット線を限界値として、これより下側の領域は
塗布不可領域であり、プロット線より上側の領域におい
てのみ、適正なスムージングを行える。この図表から、
曲率半径Ｒは有効長さＬの約３〜3.５倍の値を採れば良
いことが判る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コータヘッドとウエブの関係を示す断面図であ
る。

【図２】後リップ面の曲率半径および有効長さの算出結
果を平面座標上で示す図表である。

【符号の説明】

１塗材２コータヘッド４スロット５前リップ面６後リップ面ＷウエブＰウエブ送り方向Ｒ後リップ面の曲率半径Ｌ後リップ面の有効長さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定速度で送られるウエブＷの片面にコ
ータヘッド２を配置し、加圧された塗材１をコータヘッ
ド２のスロット４から吐出してウエブＷに塗膜を形成す
る塗工方法であって、コータヘッド２のスロット４よりウエブ送り方向Ｐの下
手側に設けた後リップ面６の曲率半径をＲとし、その有
効長さをＬとするとき、有効長さＬが２〜２０mmの範囲
内にあり、Ｒ÷6.５≦Ｌ＜３Ｒ÷２を満たす後リップ面
６を備えたコータヘッド２を用いて塗膜を形成すること
を特徴とする、エクストルージョン型のコータヘッドを
用いた塗工方法。
【請求項２】曲率半径Ｒが１〜３０mmの範囲内に設定
してある請求項１記載のエクストルージョン型のコータ
ヘッドを用いた塗工方法。
【請求項３】ウエブＷが磁気記録媒体のベースフィル
ムであり、塗材１が磁性体分散液である請求項１又は２
記載のエクストルージョン型のコータヘッドを用いた塗
工方法。