(57)【要約】【課題】塗料供給を均一にして、厚さが十分に均一な塗膜を形成することができる塗布装置およびこの塗布装置をもちいる機能性支持体の製造方法を提供する。【解決手段】塗料タンクとダイコータとが配管で接続され、該配管途中に設けられたポンプにより前記塗料タンクに収容した塗料をダイコータへ供給することによりダイコータから塗料を支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置において、前記ポンプと前記ダイコータとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2010104883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料タンクとダイコータとが配管で接続され、該配管途中に設けられたポンプにより前記塗料タンクに収容した塗料をダイコータへ送液することによりダイコータから塗料を支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置において、前記ポンプと前記ダイコータとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室が設けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
塗料タンクとダイコータの塗料供給口とが第１の配管で接続され、また、該ダイコータの塗料排出口と第２の配管が接続され、該第２の配管は塗料タンクに塗料を戻すようになっており、前記塗料タンクと前記ダイコータとを結ぶ前記第１の配管の途中に設けられた第１のポンプにより前記塗料タンクに収容した塗料を第１の送液量でダイコータの塗料供給口へ送液し、前記ダイコータの前記塗料排出口と前記塗料タンクとを結ぶ前記第２の配管の途中に設けられた第２のポンプによりダイコータから前記塗料を第２の送液量で前記塗料タンクへ戻し、前記第１の送液量と前記第２の送液量との差分の塗料をダイコータの塗料吐出口から支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置において、前記第１のポンプと前記ダイコータとの間、または／および、前記ダイコータと前記第２のポンプとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室が設けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は２の塗布装置を用いて製造する機能性支持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗液タンクとダイコータとが配管で接続され、該配管途中に設けられたポンプにより前記塗液タンクに収容した塗液をダイコータへ供給することによりダイコータから塗液を支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置に関し、特にポンプの脈動をなくしてダイコータから塗液を支持体に吐出することが可能な塗布装置およびこの塗布装置を用いる機能性支持体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗液を支持体表面に塗布し、塗膜を形成して、支持体に種々の機能を持たせた機能性支持体を製造することが広く行われている。例えば、塗液に磁性塗料を用いれば磁性塗膜が形成されて磁気記録可能な磁気記録媒体が、塗液に特定の屈折率の塗膜形成する樹脂液を用いれば、反射防止機能を持つ光学フィルムが製造できる。
【０００３】
この様な、機能性膜を形成するに当たって、その膜厚さを均一に形成することはきわめて重要である。例えば、先に挙げた磁性塗膜の場合には、膜厚さが変動すると記録再生時の出力変動の原因になり、光学フィルムの場合には、反射ムラが発生する。
【０００４】
従来、クラビアロール型やリバースロール型といった、ロールからの支持体への塗液の転写により塗膜を形成するタイプの塗布機が一般的であったが、転写ムラが発生し易く、塗膜厚さを均一に形成するのが困難であるため、近年、ダイコータを用いる、エクストルージョン型の塗布機が用いられるようになってきた（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかし、このようなエクストルージョン型の塗布機であっても、ダイコータに塗液を供給するポンプの塗料供給を一定にすることができなければ、厚さが十分に均一な塗膜を形成することができないので、塗料供給を一定にすることが検討されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３１４６４５号公報
【特許文献２】特開平９−１９２５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術（特許文献２）では、塗料中の気泡の影響による脈動を低減するために、泡抜きの装置（アキュムレータ）が開示されているが、本発明の課題としているポンプの微小な脈動を防ぐことに対しては、十分な効果を発揮し得ていなかった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ギアポンプのギアピッチに起因する微小な脈動を防ぐことであり、塗料供給を一定にして、厚さが十分に均一な塗膜を形成することができる塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ダイコータを用いる塗布装置の構成について鋭意検討を重ねた結果、塗布装置の構成を下記のようにすることにより、上記目的を達成することができることを見いだし、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、塗料タンクとダイコータとが配管で接続され、該配管途中に設けられたポンプにより前記塗料タンクに収容した塗料をダイコータへ送液することによりダイコータから塗料を支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置において、前記ポンプと前記ダイコータとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、塗料タンクとダイコータの塗料供給口とが第１の配管で接続され、また、該ダイコータの塗料排出口と第２の配管が接続され、該第２の配管は塗料タンクに塗料を戻すようになっており、前記塗料タンクと前記ダイコータとを結ぶ前記第１の配管の途中に設けられた第１のポンプにより前記塗料タンクに収容した塗料を第１の送液量でダイコータの塗料供給口へ送液し、前記ダイコータの前記塗料排出口と前記塗料タンクとを結ぶ前記第２の配管の途中に設けられた第2のポンプによりダイコータから前記塗料を第２の供給量で前記塗料タンクへ戻し、前記第１の供給量と前記第２の供給量との差分の塗料をダイコータの塗料吐出口から支持体に吐出し、支持体表面に塗膜を形成する塗布装置において、前記第１のポンプと前記ダイコータとの間、または／および、前記ダイコータと前記第２のポンプとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
ポンプとダイコータとの間の配管に分岐を設け、該分岐端に所定の体積以上の空気室を設けるので、ギアポンプのギアピッチに起因する微小な脈動（圧力変動）が、この空気室で吸収されるのでダイコータの塗料吐出口からは、均一に塗料が供給されるので、厚さが均一な塗膜を形成することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明の塗布装置を説明する。本発明の塗布装置の第１の実施態様の塗布装置の一例の概略構成図を図１に示す。本例の塗布装置は、塗料８の供給源である塗料タンク７と、塗料タンク７の塗料８をダイコータ３に送液するポンプである精密ギアポンプ６と、所定値以上の体積を有する空気室５と塗料中の凝集物を排除するフィルタ４と、ダイコータ３と、これらを連通する配管９と、圧力センサ１０から構成される。本塗布装置の塗料送液時内部圧力は数ｋPa〜数１０ｋPaであり、圧力変動はこの圧力センサ１０で検出する。フィルタ４は、本発明塗布装置の必須の構成要素ではないが、塗料中の凝集物や異物を排除し、欠陥のない塗膜を形成するためには、塗布装置内に組み込むことが好ましい。フィルタとしては特に制限はなく、従来公知のフィルタを用いることができ、使用する塗料の用途に応じて、適宜なカット孔径のフィルタを用いればよい。
【００１４】
塗料８を送液するポンプとしては、均一な塗布厚さが要求される分野においては、通常精密ギアポンプが用いられるが、特に高度に均一な塗布厚さが要求される光学フィルムや磁気記録媒体の分野においては、精密ギアポンプを用いたとしても、必ずしも十分に均一な塗布厚さのものが得られるとは限らなかった。
【００１５】
精密ギアポンプとしては特に制限はなく、従来公知の精密ギアポンプが用いられるが、例えば、川崎重工業（株）社製のＫＨ１１Ｄ−１７．５−０４のような精密ギアポンプを用いることができる。
【００１６】
本発明者らの検討によると、精密ギアポンプを用いたとしても、塗料を送るギアのギアピッチに由来するわずかな脈動が、塗布厚さの変動に影響することが分った。
【００１７】
本発明によれば、精密ギアポンプ６とダイコータ３との間の配管９にＴ字配管５１による分岐を設け、分岐端に空気室５を配設することにより、上述の脈動を吸収することができ、高度に均一な塗膜を形成することができる。
【００１８】
空気室の好ましい体積は、粘度、塗料の送液速度、脈動の大きさにより異なるが、大きいほど、脈動吸収範囲が広い。しかし、あまり大きすぎると、効果が飽和に達するだけではなく、余分なスペースを取るので、適宜な大きさを設定することが好ましい。空気室の体積は、３〜５００ｃｍ３が好ましく、１０〜５００ｃｍ３がより好ましい。空気室の形状は特に限定されず、前述の範囲の体積を有しておれば効果が発現する。分岐を設ける位置は、精密ギアポンプ６とダイコータ３との間であれば特に制限はなく任意の位置に設けることができる。図１では、精密ギアポンプ６とフィルタ４との間に設けている。
【００１９】
本例の塗布装置においては、塗料タンク７の塗料８は、精密ギアポンプ６により配管９を通じて、空気室５、フィルタ４を経由してダイコータ３に送液される。送液される塗料８は、空気室５を経由しているので、前述したように、圧力変動のない状態でダイコータ３に送液される。送液された塗料８は塗料吐出口３１から、背面を背面ロール２に支持され搬送される支持体１上に吐出され、塗膜を形成する。
【００２０】
空気室の一例の実施態様として図３に示したような空気室を挙げることができる。本例の空気室は、サニタリー配管部材を組み合わせて構成されている。塗料が送液される配管９の一部をＴ字配管５１に置き換え、空気室への分岐路を形成する、分岐路の端部に空気室用配管５２の一端を接続して、空気室を形成する、そして空気室用配管５２の他端にメクラ蓋５３を接続して空気室を閉じる。これらのサニタリー配管部材の各接続部をクランプ５４で接続固定して内部の機密性を保持する。
【００２１】
本例の空気室の動作について説明する。配管９内を送液される塗料８は、Ｔ字配管５１の分岐部Ａで塗料送液圧力により、空気室側に少し入り込んだところに塗料界面Ｂを形成する。塗料界面Ｂは、塗料送液圧力と空気室の空気の圧縮による反発との釣り合いにおいて形成される。不図示の精密ギヤポンプの送液変動に基づく脈動がある場合、Ｔ字配管５１の分岐部Ａの上流において塗料８は、送液圧力の変動（脈動）を含みながら送液されている。分岐部Ａにおいては、形成された塗料界面Ｂが脈動の圧力変化に応じて上下し、脈動の圧力変動を吸収する。Ｔ字配管５１の分岐部Ａの下流においては、塗料８の圧力変動が分岐部Ａにて吸収されているので、変動のない送液圧で塗料が送液される。空気室用配管５２の体積を適宜選択することにより空気室の容量を制御することができ、好適に精密ギヤポンプの送液変動に基づく脈動を吸収できる。空気室の効果を継続的に発揮するには体積管理は必要であり、空気室用配管５２の他端にメクラ蓋５３を接続する代わりに、例えば市販の静電容量式液面管理計を接続することが好ましい。使用環境等で接続が困難であればメクラ蓋５３の代わりにガラス窓、またはガラス配管等で空気室の空気量を確認できることが好ましい。
【００２２】
本発明塗布装置の第２の実施態様の塗布装置の一例の概略構成図を図２に示す。本例の塗布装置は、塗料８の供給源である塗料タンク７と、塗料タンク７の塗料８をダイコータ３に送液するポンプである精密ギアポンプ６ａ、６ｂと、所定値以上の体積を有する空気室５ａ、５ｂと塗料中の凝集物を排除するフィルタ４ａ、４ｂと、ダイコータ３と、これらを連通する配管９ａ、９ｂと、圧力センサ１０ａ、１０ｂから構成される。フィルタ４ａ、４ｂは、本発明塗布装置の必須の構成要素ではないが、塗料中の凝集物や異物を排除し、欠陥のない塗膜を形成するためには、塗布装置内に組み込むことが好ましい。
【００２３】
本例の塗布装置においては、塗料タンク７の塗料８は、精密ギアポンプ６ａにより配管９ａを通じて、空気室５ａ、フィルタ４ａを経由してダイコータ３に送液される。送液される塗料８は、空気室５ａを経由しているので、第１の実施態様の項で記載したように、圧力変動のない状態で塗料供給口３２からダイコータ３内に入る。ダイコータ３内に入った塗料８の一部は塗料吐出口３１から支持体上に吐出され、塗膜を形成する。残りの塗料は、塗料排出口３３から排出され、配管９ｂを通じて、フィルタ４ｂ、空気室５ｂ、精密ギアポンプ６ｂを経由して塗料タンク７に戻される。本例の塗布装置は塗料循環型の塗布装置であるため、少量の塗料を吐出し薄層の塗膜を塗工する場合に、好適に用いられる。この場合、戻り塗料を送液するための精密ギアポンプ６ｂが用いられるが、このポンプによる脈動が塗料吐出口３１から支持体上に吐出される塗料の吐出ムラの要因になる場合があるので、精密ギアポンプ６ｂとダイコータ３との間に空気室５ｂを設けることが好ましい。
【００２４】
本発明の塗布装置のポイントである空気室と、従来公知の物で、類似の目的で用いられるアキュムレータ（蓄圧器）との相違点について説明する。図４に公知の一例のアキュムレータの構造断面図を示す。アキュムレータ１００は、外殻を形成するシェル１０１と容量が伸縮自在に形成されているベローズ１１０とから構成されていて、シェル１０１の内部には、液体が入り込む空間である液体室１０２、ベローズ１１０の内部には圧力を蓄える気体室１１１が構成されている。アキュムレータは多方面で用いられ、用途は実に様々であるが、代表的な使われ方としては、（１）エネルギーの蓄積（動力補償）、（２）ウォーターハンマー、サージ圧の吸収（衝撃緩衝）、（３）ポンプパルセーションの減衰（脈動減衰）などである。（１）は、アキュムレータのもっとも代表的な使い方で、遊休時間に外部よりの圧力源でエネルギーを貯え、必要に応じて吐出するものである。即ちポンプやモーターのサイズを小さくした場合の緊急時の補助動力源、内燃機関のハイドロリックスタータ、アクチュエータの高速作動時におけるポンプ吐出の補助などに利用される。（２）は、高圧大流量のパイプラインを急激に遮断した場合に発生する大きな衝撃圧を緩和させたり、アクチュエータに外部からの機械的なショックが加わった場合の流体に発生する振動による機器の破損を緩和させるものである。（３）は、高圧用ピストンポンプなどの脈圧は減圧装置の諸制御を困難にさせるので、これらの脈圧や、工作機械等シリンダの微小送りのためにおこるノッキング現象を緩和させるものである。また、ダイヤフラム式のアキュムレータもあるが、数１００ｋPa〜１０００ｋPa程度の脈動吸収用途のものであり、極めて低い圧力域には使用できない。このように、従来のアキュムレータは、数１００ｋＰａ〜数十ＭＰａの大きな圧力変動を吸収するものであった。また、装置への組み込みに当っては、図に示したように配管に対して下向きに組み込まれ気体室以外の空間（液体室）は、液体で満たして使用されるのが一般的である。
【００２５】
これに対し本発明の塗布装置に用いられる空気室は、配管に対して上向きに組み込まれ、従来のアキュムレータに備えられている、ベローズ等で密閉隔離された気体室を持たず、いわば、シェルとその内部空間だけで構成されている。本発明の塗布装置に用いられる空気室がこのような構成になっているのは、液体室と気体室とを隔離して仕切る隔壁を無くして数十ｋＰａ以下の圧力域における、極めて微小であるが膜厚さ変動に影響する塗料の送液圧変動を吸収しようとするためであり、従来のベローズ等で密閉隔離された気体室を持つアキュムレータでは、このような微小な送液圧変動を吸収することはできない。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２６】
＜実施例＞
実施例１：
厚さ６μｍのポリエステルフィルムの一方の主面上に、まず、カーボンブラックと針状酸化鉄粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性塗料（塗料粘度６０ｍＰａ・ｓ）、磁性粉末（平均粒子径４５ｎｍ、保持力Ｈｃ＝１８２．２ｋＡ／ｍ（２２９０Ｏｅ））とアルミナ粉末（平均粒子径０．２μｍ）と結合剤樹脂とを含む磁性塗料（塗料粘度５０ｍＰａ・ｓ）を、二つの吐出口を有する重層タイプのエクストルージョンダイを取り付けた図１に示したタイプの塗布装置を用いて、この順に塗布し乾燥処理を行って、厚さ１．０μｍの非磁性層と厚さ０．１μｍの磁性層を形成し評価用の磁性原反を得た。空気室は容量が３ｃｍ３のものを取り付けた。この時の、磁性層塗布時の圧力センサ１０の圧力変動と磁性原反の出力変動とを評価した。
【００２７】
実施例２〜６：
空気室の容量を表１に示したように変えた以外は実施例１と同様にして、各実施例の磁性原反を作製した。
【００２８】
比較例１：
空気室を設けなかった以外は実施例１と同様にして比較例１の磁性原反を作製した。
【００２９】
比較例２：
本発明の空気室の代わりに、市販のアキュムレータ（気体室容量１００ｃｍ３、耐圧力６．８ＭＰａ）を設けた以外は実施例１と同様にして比較例２の磁性原反を製造した。
【００３０】
【表１】
2010104883.tif 000003
【００３１】
＜圧力変動率の評価＞
定格圧力範囲が−１００〜１００ｋＰａで、分解能が０．１ｋＰａの圧力センサを使用し、塗布中の１分間の圧力変動を１ｍｓｅｃ毎に記録した。記録データのチャートから圧力変動（脈動）の周期を求め、各周期毎に圧力の最大値および最小値と平均圧力値との差の絶対値（圧力偏差）を求め、１分間の圧力偏差の平均値と圧力の平均値とから、下式に従って、圧力変動率を求めた。
圧力変動率（％）＝（１分間の各周期の圧力変動の圧力偏差の平均値／１分間の平均圧力）×１００
【００３２】
＜磁性層の出力変動率の評価＞
磁性原反を１／２インチ幅にスリットしたものに、波長０．３μｍの信号を記録し、１分間の再生出力変動を１ｍｓｅｃ毎に記録した。再生出力データのチャートから出力変動の周期を求め、各周期毎に出力の最大値および最小値と平均出力値との差の絶対値（出力偏差）を求め、１分間の出力偏差の平均値と出力の平均値とから、下式に従って、出力変動率を求めた。
出力変動率（％）＝（１分間の各周期の出力変動の出力偏差の平均値／１分間の平均出力）×１００
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一例の塗布装置の概略図である。
【図２】本発明の別の一例の塗布装置の概略図である。
【図３】本発明の塗布装置に用いられる一例の空気室の詳細断面図である。
【図４】従来の一例のアキュムレータの断面構造図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    支持体
２    背面ロール
３    ダイコータ
４    フィルタ
５    空気室
６    精密ギアポンプ
７    塗料タンク
８    塗料
９    配管
１０  圧力センサ
３１  塗料吐出口
３２  塗料供給口
３３  塗料排出口
５１  Ｔ字配管（分岐）
５２  空気室用配管
５３  メクラ蓋
５４  クランプ
５５  シール
１００  アキュムレータ
１０１  シェル
１０２  液体室
１１０  ベローズ
１１１  気体室
【図１】
2010104883.tif 000004
【図２】
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【図３】
2010104883.tif 000006
【図４】
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