JPS63178807A - 感光性塗布液の処理方法 - 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〕 本発明は感光性塗布液を塗布装置で塗布する際の塗布品
質を改良するための該塗布液の処理方法に関し、さらに
詳しくは、感光性塗布液が塗布される前に該塗布液中に
含有される溶存空気および気泡を除去するための該感光
性塗布液の処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にある種の液体は、塗布に際しては該液体中に溶存
する空気および含有される気泡を除去することが必要で
ある。例えば感光材料用の感光性塗布液は溶存空気およ
び気泡が含まれたまま塗布装置により基材に塗布される
と、塗布装置によっては該感光性塗布液中の溶存空気の
析出や、通常の場合には該感光性塗布液に含まれる気泡
によって縦すじ、ピンホール等塗布面に気泡による故障
をおこし基材に均一な感光膜を形成することができない
ため、基材に塗布される前に該感光性塗布液中に溶存す
る空気および含有される気泡を除去することが必要であ
る。

従来これに対処する方法として先ず液体中に溶存する空
気の除去（脱気と呼ぶ）を行うための方法としては多数
知られているがその代表的な例は該液体を減圧下に置く
方法であり、その例としては、特公昭５１−３５２５９
号、特開昭５６−１４７６０５号、特開昭５６−７６２
１３号、特開昭４９−９７００３号、特開昭５０−１５
９４６９号等の公報に開示されている装置が知られてい
る。

また多孔質性高分子膜を用いる方法もあり、その例とし
ては、特開昭５１−２８２６１号、特開昭５４−１２３
７８５号、特開昭５５−１２１８０６号、特開昭５７−
１６５００７号、特開昭５８−８１４０４号２等の公報
に開示されている方法あるいは装置が知られている。

他方液体中に含有される気泡を除去する【脱泡と呼ぶ）
方法は多数知られている。このような脱泡処理を行うた
めの装置としては感光性塗布液を用いる場合は、従来、
特公昭４７−６８３５号。

特公昭５７−６３６５号、特開昭５３−１３９２７４号
、特開昭５９−６９１０８号、特開昭５９−９２００３
号、特開昭５９−１５６４０５号。

特開昭６１−５０６０８号等の公報に開示されている超
音波脱泡（超音波処理と呼ぶ）装置が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら前者の脱気方法は該液体中に溶存する空気
を除去することは出来ても、微細気泡が該液体中に発生
するという現象が起きている。又これらの方法および装
置は該液体中に溶存する空気を除去することは出来ても
、気泡を除去することは極めて困難である。従って、上
記のようにして生成した微細気泡およびそれらが合体し
て出来た気泡や、該液体中に含有された気泡は例えば感
光性塗布液を用いる場合には塗布装置により基材に塗布
されると、均一な感光膜を形成することが出来ないとい
う問題が起こる。

更に、後者の脱泡方法は該感光性塗布液中に含有される
気泡は除去出来ても、該液中に溶存する空気を除去する
ことは出来ない。脱泡処理された該感光性塗布液はその
中に溶存する空気が飽和あるいは過飽和になっているの
で例えば該感光性塗布液の液温が上昇しこたり、剪断力
が加わると溶存した空気が析出し、基材に塗布した時に
均一な感光膜を形成することが出来ないという問題が起
こる。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、感光性塗布液を塗布装置により基材に
塗布する方法において、塗布液中に含まれる溶存空気及
び気泡により発生する塗布故障を防止し基材に均一な感
光膜を形成するための該感光性塗布液の処理方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕かかる本発
明の目的は、調製した感光性塗布液を塗布装置により基
材に塗布する前に、該塗布液中の溶存空気を除去する処
理を施し、−それに続いて該塗布液に超音波を照射し、
該塗布液中に含まれる気泡を該液中に熔解消滅させるこ
とを特徴とする感光性塗布液の処理方法によって達成さ
れる。

すなわち、本発明は感光性塗布液を塗布する前に、溶存
空気を除去する工程と、超音波を照射し気泡を除去する
工程という二つの処理工程に連続して導くことによって
始めて、基材に塗布した場合従来予想されなかったよう
な均一な感光膜が得られるという感光材料の本質的な機
能を満すものである。

このような単独ではそれぞれ縦すじ、ピンホール等塗布
上の欠陥を発生しゃすい脱気処理と脱泡処理とを連続し
て組合せることにより特異な効果を見い出した点に本発
明の最大の特徴がある。

以下にこの処理方法について詳しく述べる。

本発明において調整された感光性塗布液はまず脱気処理
を施したのち、超音波処理を施すことが必須である。

超音波処理工程の後に脱気工程を連続的に組み合せても
上述の特異な効果は認められない。

本発明の脱気工程はその方法はいかなるものでもよいが
、感光性塗布液の場合、通常３００Ｔｏｒｒ〜ｌ　Ｔｏ
ｒｒ程度の圧力下で行うのが好ましい。

なお感光性塗布液は連続的に脱気処理を行ってもよいし
、感光性塗布液槽ごと減圧にする形式をとってもよい。

しかし感光性塗布液を塗布装置により基材に連続して塗
布する場合には連続的に脱気工程に導く方が好ましく、
しかも有機溶媒を用いる場合は、その蒸発がほとんど起
こらない脱気方法が望ましい。さらに脱気処理を行う装
置としては、その構造がシンプルなものが設備費、長時
間稼働での安定性、保守性７及びランニングコスト等に
おいて好ましい。

このような方法及び装置としては、多孔質性高分子膜を
用いる脱気装置がある。

一般に多孔質性高分子膜よりなるチューブを用いた脱気
装置Ａは第４図にそのフローを示すように多孔質性高分
子膜のスパイラルチューブ１が内臓された減圧室２とこ
の真空度を検出して、制御回路３を介して、上記減圧室
２の圧力を低下させる真空ポンプ４を作動あるいは停止
させる圧力センサー５によって構成されている。

上記脱気Ａによって液体６等に溶存する気体を除去する
場合には減圧室２をポンプ７を用い多孔質性高分子膜ス
パイラルチューブ内を所定速度で通過させる。液体から
所望の溶存空気を脱気しながら処理量を多くする方法と
して特開昭５９−２１６６０６号公報、特開昭６０−２
５５１４号公報には、チューブの材質、内径および肉厚
を決定し、所望の溶存空気の脱気量および処理量を満足
するチューブ１本当りの長さを求め、チューブを並列に
配置した多管モジュールを作製するのに必要な本数を決
定する方法が述べられている。

本発明の超音波処理工程においては、通常の超音波処理
機を用いることが出来るが、処理方法としては感光性塗
布液の場合、連続的に脱泡処理を行ってもよいし、一度
に処理する形式をとってもよい。しかし、感光性塗布液
を塗布装置により連続して走行する基材に塗布する場合
には、連続的に超音波処理工程に導く方が好ましい。こ
のような超音波処理機としてはその構造がシンプルなも
のが望ましく、その−例として、特開昭５３−１３９２
７４号、特開昭５９−９２００３号等の公報に開示され
ている超音波脱泡装置が知られている。

本発明において使用される超音波の周波数は、１０ＫＨ
ｚ以上５００ＫＨｚ以下であり、超音波のエネルギーと
しては、０．０５〜１００　Ｗ／ｃれ好しくは０．１〜
ＬＯＷ／ｃＪの範囲である。

超音波の照射による脱泡能力と超音波の強さには密接な
関係があり、適切な脱泡は、超音波のエネルギーのある
適正な範囲で得られる。超音波の脱泡効果は、超音波が
液体中に放射された時生ずるキャビティージョンと呼ば
れるプロセスによるものであり、このキャビティージョ
ンが発生させた衝撃波と熱は液体中の気泡を激しく揺す
る。この時気泡は成長と消滅の両方のプロセスがおこり
やすくなる。気泡の成長、消滅のどちらかの方向に平行
が移るかは、その時に該液体に加わる圧力によって決ま
る。液体に加わる圧力が高ければ気泡は消滅の方向に向
い、低ければ成長の方向に向う。従って該液体中に含有
する気泡を消滅させたい時は超音波を照射しながら該液
体に圧力を加えればよく、成長させ浮上等を利用して除
去したい時は該液体に加える圧力を低くすればよいこと
になる。

該液体に加える圧力は、脱泡される液体の種類によって
適正に決定される。

調製された感光性塗布液は、まず前述の脱気装置等を用
いた脱気工程において、該液中に溶存する空気が除去さ
れる。このようにして脱気された該感光性塗布液は空気
を吸収溶解しやすい状態となる。従って該感光性塗布液
中に溶存する空気を脱気すればするほど、空気を吸収溶
解する能力が高い感光性塗布液となる。どの位の溶存空
気を脱気するかは、次の脱泡工程において脱泡されるべ
き気泡の量、感光性塗布液の組成、塗布装置によって連
続的に走行する基材に塗布された時の感光膜の形状等に
よって決定される。該感光性塗布液を減圧下に置いた脱
気方法や、多孔質性高分子膜のチューブを用いた脱気方
法においては、該塗布液は確かに脱気されるが前述のよ
うに前者は微細泡が発生し、後者は脱気処理される前に
流入した気泡は、除去出来ないので、結果的には両方の
方法とも微細泡あるいは気泡を除去することは出来ない
。

このような微細泡あるいは気泡を含む感光性塗布液の脱
気液は、しかしながら空気を吸収溶解する能力を存して
いるので、前述のように該脱気液を加圧しながら超音波
を照射することによって微細泡あるいは気泡を消滅させ
ることが極めて容易になる。

特に脱気処理された感光性塗布液は、微細泡あるいは気
泡を消滅させるための超音波エネルギーを少なくするこ
とができると共に、脱気の程度によっては、大量の気泡
を消滅させることが出来る。

さらに該脱気液中に含まれる微細泡あるいは気泡が超音
波の照射により消滅しても該脱気液中の溶存空気が飽和
にならないように脱気工程での脱気量を多くすることに
より、該感光性塗布液の液温上昇や剪断力による溶存空
気の析出を防止することが出来、結果的にはこのような
感光性塗布液を基材に塗布した時には縦すし、ピンホー
ル、ブリスター等塗布上の欠陥の発生を防止出来るので
均一な感光膜が得られる。

次にこの発明を第２図に示す脱気装置および第３図に示
す超音波脱泡装置にもとづいて説明する。

先ず第２図に示す脱気装置８は多孔質性高分子膜からな
る多数のチューブで形成されたモジュール９．減圧室１
０．感光性塗布液の入口８ａ出口Ｂｂ、排気管１１．真
空ポンプ１２．圧力センサー１３および制御回路１４で
構成され、モジュール９は減圧室１０の中に内臓されて
いる。

チューブの出入口９ａ、９ｂはそれぞれ液の出入口８ａ
及び８ｂに開口している。減圧室１０は真空ポンプ１２
により配管１１を通り排気され、圧力センサー１３及び
制御回路１４により所望の真空度に保たれる。

感光性塗布液３３は液入口８ａより供給されモジュール
の入口９ａへ導びかれ、各チューブの中を通過する間に
該感光性塗布液３３ａの中の溶存空気は脱気され、モジ
ュール９のチューブ出口９ｂへと到達し、脱気された感
光性塗布液３３ｂとなる。モジュール９の中を通過する
間に脱気された溶存空気は、減圧室１０の真空度を低下
させるが、この時圧力センサー１３が真空度を検出し制
御回路１４により真空ポンプ１２を作動させ、減圧室１
０を所望の真空度に保つようにする。

なおモジュール９を形成する多孔質性高分子膜チューブ
はその材質がポリ四フッ化エチレン樹脂であり、内径は
１．８ｍｍ、肉厚は０．２ｍのものが用いられている。

次に第３図はこの発明を実施する脱泡装置の代表的なも
のを示している。１５は超音波脱泡装置で、管軸を上下
方向に保持された円または多角形の管体１６の外面に超
音波振動子１７，１７．　　・・・・を管中心に向けて
周方向に配置してなり、該管体１６内には上部に脱気さ
れた感光性塗布液３３ｂの流入口１８ａ、下部に流出口
１８ｂを有する導液管１９を設けている。

該導液管１９と前記管体１６との間隙部２０には一定の
温度、圧力に保持された温調液３５が満されている。２
１ａは温調液３５の注入口、２１ｂは溢出口である。該
管体１６の外側には超音波振動子１７．１７・・・・を
保護する保護管２２を設けられており、導液管１９の上
部には送液開始時の空気抜き弁２３が設けられている。

前記導液管１９は脱気装置の後に接続され、該導管１９
を上から下へ流下する感光性塗布液３３ｂは、その周囲
から中心に向けて配置された超音波振動子１７．１７・
・・・より発生した超音波が前記温調液３５を伝播媒体
として照射される。この時、流出口１８ｂの後に接続さ
れたバルブ（図示せず）によって該導液管１９の中の感
光性塗布液３３ｂに圧力を加える。

感光性塗布液３３ｂへの加圧および超音波照射によって
感光性塗布液３３ｂに混入した微細泡あるいは気泡は液
中に熔解され、消滅して感光性塗布液３３ｃとなる。

このように、この発明によれば、管軸を上下方向に保持
された円または多角形の管体１６の外面に超音波振動子
１７．１７・・・・を管中心に向けて周方向に配置して
なる超音波脱泡装置１５を用いて脱気処理後の感光性塗
布液３３ｂを上から下へ流下させながら加圧および超音
波を照射することを特徴とするものであるから、脱気処
理された感光性塗布液３３ｂに含まれる微細泡あるいは
気泡はその浮力により流下速度が小さくなり、該管体１
９での滞留時間が長くなりながら加圧および超音波照射
を受けることになる。従って熔解消滅するのに充分な時
間をとることが出来るとともに感光性塗布液３３ｂは脱
気により微細泡あるいは気泡を熔解吸収する能力が高い
ので、高い脱泡能力が得られる。また脱気装置およびそ
れに続く脱泡装置からなる脱気脱泡装置はチューブ及び
導液管内で脱気脱泡処理がされることにより被脱気脱泡
液の流れが一様となり、液のよどみを作ることなくチュ
ーブ及び管内液の置換性の向上に寄与するものである。

さらにチューブ及び導管内で脱気脱泡処理される結果、
特別な洗浄装置なしに単に洗浄液を流すだけで容易に洗
浄出来る。

第１図は上記効果を確認するための実験装置のフローを
示すもので、図中２４は調製タンク。

２５はポンプ、８は脱気装置、１５は超音波脱泡装置、
３０はバルブである。感光性塗布液３３はポンプ２５に
より攪拌機３２が設けられたｍ製タンク２４から構成さ
れる装置８を通り、超音波脱泡装置１５に供給される。

しかしてポンプ２５の入力側にて気液混合装置３４を用
いて空気を混入分散させ、ポンプ２５と脱気装置８の間
、脱気装置８と超音波脱泡装置１５の間及び超音波脱泡
装置１５の出力側の配管に気泡検出器２７．２８および
２９を取りつけるとともに超音波脱泡装置１５と気泡検
出器２９の間には加圧用のバルブ３０をポンプ２５と脱
気装置８の間には圧力計２６をそれぞれとりつけ、さら
に気泡検出器２８と超音波脱泡装置１５の間には脱気装
置８による脱気程度を調べるため脱気液をサンプリング
するサンプリングバルブ３１を取り付けである。

これにより脱気能力および脱泡能力を評価しようとする
ものである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施態様を具体的な１実施例によって述べ
るが、これらの実施例は何ら本発明の範囲を限定するも
のではない。

実施例−１ 第１図の実験装置を用いて第１表および第２表にそれぞ
れ組成と物性を示す感光性塗布液Ｉおよ第　　　１　　
　表 第　　２　　表 ■　脱気装置の仕様及び条件 ａ減圧室真空度　　所望の脱気量になるように調整 ｂチューブ　　　　材質　ポリ四フッ化エチレン樹脂 内径　１．８龍 肉厚　０．２龍 ■　脱泡装置の仕様及び条件 ａ超音波振動子　　周波数　４０ＫＨｚ出力　　３００
Ｗ ００Ｗ ００Ｗ ｂ導液管　　　　　長さ　　８００ｎ 内径　　１７５龍 管内圧　１．０ｋｇ／己ゲ ージ圧 Ｃ温調液　　　　　温度　　２０℃ 圧力　　０．５ｋｇ／ｃボゲ ージ圧 流量　　１７！／分 ｄ混入気泡　　　　大きさ　５０〜３００μ上記条件に
て感光性塗布液■および■の通過流量を変化させ、脱気
装置と超音波脱泡装置の間、および超音波脱泡装置の出
側の気泡検出器の検出信号を比較した結果を第３表に示
す。なお脱気装置８の入側及び出側に設けられた気泡検
出器２７゜２８の検出信号は殆ど差がなかったので、超
音波脱泡装置１５の入側と比較した。

さらに脱気装置で脱気された感光性塗布液の脱気塵を調
べるためサンプリングバルブ３１から脱気液をサンプリ
ングし溶存酸素濃度を溶存酸素濃度計で測定した。

脱気塵を表す言葉として「相対溶存空気量」を次のよう
に定義する。

相対溶存空気量１００パーセントとは、ある温度（この
場合は２０°Ｃ）で脱気すべき液体を充分攪拌し、溶存
空気を飽和させ、溶存酸素濃度を溶存酸素濃度計で測定
した時にそれが示す値を言い、脱気された液体の溶存空
気量については、該脱気液体を脱気される前の飽和溶存
空気含有の液体と同じ温度（この場合は２０℃）にし、
同様に溶存酸素濃度を溶存酸素濃度計で測定し、この時
の値を相対溶存空気量１００パーセントの液に対する相
対値として表し、相対溶存空気量と呼びパーセントで表
示する。従って相対溶存空気量が小さい×・・・入側検
出信号と出側検出信号とでほとんど差無し △・・・入側検出信号に比べ出側検出信号はやや少ない ◇・・・入側検出信号に比べ出側検出信号はやや少ない ○・・・出側検出信号は極少ない（１〜１００回／１０
分間 ◎・・・出側検出信号は全くなし 第３表から判るように超音波脱泡装置による脱泡処理を
施す前に脱気装置による脱気処理を施すことは単に脱泡
処理を施すより３〜４倍の脱泡能力を有することがわか
る。

実施例−２ 実施例−１における第１表の感光性塗布液Ｉにオイルブ
ルー＃６０３　（オリエント化学工業＠Ｍ）を０．０５
重量部加えた感光性塗布液を用い、流量を１．５６７！
／分にした実際の塗布工程にて連＠７０時間、本発明の
処理方法と従来の脱気工程のない処理方法を比較してみ
ると、 従来の脱気工程のない脱泡方法では７０時間の連続塗布
で脱泡装置出口側に設けた気泡検出器の出力信号で５〜
１５回程度の気泡の流出が認められたが、本発明の処理
方法においては気泡の流出がないという結果となった。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る感光性塗布液の処理方法
は調製した感光性塗布液を塗布工程に導く前に該塗布液
中の溶存空気を脱気処理により除去し、それに続いて該
塗布液に圧力と超音波照射を加え、該塗布液中に含まれ
る微細泡あるいは気泡を咳液中に熔解消滅させることに
より、単に超音波を照射する処理に比べ大巾に脱泡能力
を向上させることが出来る。

従って実際の長時間連続した塗布工程において、本発明
による処理を施された感光性塗布液は気泡の熔解吸収能
力がもともと高いので気泡の流出や析出がなく、さらに
感光膜形成後のブリスターの発生を防止できそれによっ
て形成された感光膜は均一なものにすることが出来る。

さらに実施例１からもわかるように本発明の処理方法は
同じ脱泡効果を得るのに超音波脱泡装置の出力を大巾Ｇ
こ低くできるという利点を有する。

すなわち超音波脱泡装置の設備費およびランニングコス
トを抑制出来るという副次的な効果も生み出すことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実験装置の１実施例の概略説明図、第
２図は本発明で溶存空気除去に用いる脱気装置の１実施
例の概略説明図、第３図は本発明で気泡の熔解消滅に用
いる超音波脱泡装置の１例の概略断面図、第４図は従来
の多孔質性高分子膜からなるチューブを用いた脱気装置
の一般的な概略断面図である。 ８・・・脱気装置 ９・・・多孔質性高分子膜チューブモジュール１２・・
・真空ポンプ １３・・・圧力センサー １４・・・制御回路 １５・・・超音波脱泡装置 １６・・・管体 １７・・・超音波振動子 １８ａ・・・流入口　　１８ｂ・・・流出口１９・・・
導液管　　　２０・・・間隙部２４・・・調整タンク　
２５・・・ポンプ２６・・・圧力計 ２７．２８．２９・・・気泡検出器 ３０・・・バルブ ３１・・・サンプリングバルブ ３２・・・攪拌機 ３３．３３ａ、３３ｂ、３３ｃｍ−−感光性塗布液 ３４・・・気液混合装置 ３５・・・温調液 （ばか　３名） 手続補正書 昭和６２年３月２０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 調製した感光性塗布液を塗布する前に該塗布液中の溶存
   空気を除去する処理を施し、それに続いて該塗布液に超
   音波を照射し該塗布液中に含まれる気泡を該液中に溶解
   消滅させることを特徴とする感光性塗布液の処理方法。