(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット部から塗布液を連続的に押し出して支持体表面に塗布液を塗布する押出し塗布ヘッドを備えた塗布装置において、前記塗布ヘッドのバックエッジの支持体搬送方向下流側端部であるバックエンドエッジの処理値Ｈが２５μｍ以下であり、かつ前記バックエンドエッジの塗布幅における真直度が５μｍ以下であることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記処理値Ｈが１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記真直度が３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記押出し塗布ヘッドは前記スリットを２以上備え、前記バックエッジの支持体搬送方向上流側に１以上のセンターエッジを有する重層塗布型の押出し塗布ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は塗布装置に係り、特に支持体への均一な塗布が可能な塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、支持体上に塗布液を塗布する方法として、ロールコート法、グラビアコート法、スライドビードコート法、ドクターコート法等の種々の方法が用いられているが、生産性や操作性が高く塗布膜の厚さ制御性に優れることから、近年、押出し塗布法が注目されている。
【０００３】
押出し塗布法は、サポートロール等の搬送手段の間において、支持体に対して所定の張力がかかるように押出し塗布ヘッドのフロントエッジ（支持体搬送方向上流側）とバックエッジ（支持体搬送方向下流側）を押し付け、スリット部から押し出される塗布液の押出し量の変化に応じてバックエッジ面と支持体との間隔を変化させることによって、所定の膜厚となるように制御して塗布を行うものである。
【０００４】
このような押出し塗布では、押出し塗布ヘッドのバックエッジはドクターエッジの役割を果たし、バックエッジの支持体搬送方向下流側の端部（バックエンドエッジ）の状態が塗布面特性に重大な影響を与え、バックエンドエッジがシャープなことが要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックエッジを研削してバックエンドエッジをシャープにする加工によって必然的にバックエンドエッジにバリが発生し、このバリの存在により塗布においてスジを生じるという問題があった。
【０００６】
一方、上記のバックエンドエッジのバリ除去（バリ取り加工）を行うと、バリ取り加工に伴うＲ面、Ｃ面あるいは面取り加工のμｍオーダーの制御が困難となることにより、塗布面特性、塗膜厚等に作用を及ぼすバックエンドエッジの真直度が低下し、塗布幅方向の塗膜厚の変動が大きくなって、塗膜厚を制御することが困難となる。また、仮にバックエンドエッジをμｍのオーダーで加工仕上げすることが可能であっても、例えば磁性塗布液のように比較的硬度の高い粒子を含有する塗布液を塗布した場合、バックエンドエッジの摩耗が生じ、その摩耗箇所を再度研削して仕上げても、研削回数が増えるにしたがって仕上げ精度は徐々に低下する傾向にあった。
【０００７】
また、上記の欠点を解消するため、バックエッジ面の断面形状を三角状とした塗布装置がある（特開昭５７−８４７７１号公報）。しかし、特開昭５７−８４７７１号公報に開示された塗布装置は、バックエッジ面の断面に頂点が存在しているので、塗布時に汚れや異物が頂点を越えて流出し難く、押出し塗布ヘッドのスリット部出口に蓄積した汚れや異物等により、スジ、塗布ムラが発生し易いという問題があった。
【０００８】
さらに、ドクターエッジの役割を果たすバックエッジの重要性は上述のように既知の事柄であるが、良好な塗布面特性が得られる具体的な処理方法や数値的な範囲については未だ明確ではなく、作製した押出し塗布ヘッドの実用性を判断するには、実際に塗布してみるしか方法はなく、実用性の判断がより合理的に行える塗布装置が望まれていた。
【０００９】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、長期間に亘ってスジや塗布ムラがなく塗膜厚の安定した塗布が可能であり、かつ実際に塗布を行うことなく塗布面特性の判断が容易に行える塗布装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明はスリット部から塗布液を連続的に押し出して支持体表面に塗布液を塗布する押出し塗布ヘッドを備えた塗布装置において、前記塗布ヘッドのバックエッジの支持体搬送方向下流側端部であるバックエンドエッジの処理値Ｈが２５μｍ以下であり、かつ前記バックエンドエッジの真直度が塗布幅に対して５μｍ以下であるような構成とした。
【００１１】
以下、発明の具体的構成について説明する。
【００１２】
図１は本発明の押出し塗布ヘッドの断面図であり、図２は図１に示された押出し塗布ヘッドのバックエッジの部分拡大断面図である。図１において、押出し塗布ヘッド１はフロントエッジ２、バックエッジ３、フロントエッジ２とバックエッジ３との間に形成されているスリット部５およびポケット部６を備えている。そして、スリット部５から連続的に押し出された塗布液は支持体１１に塗布される。
【００１３】
本発明では、この押出し塗布ヘッド１のバックエッジ３の上端面であるバックエッジ面３ａの支持体搬送方向下流側端部であるバックエンドエッジ３ｂの処理値Ｈを２５μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下とし、かつバックエンドエッジ３ｂの塗布幅における真直度を５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下としている。
【００１４】
ここで、上記の処理値Ｈは、図２に示されるようにバックエッジ３の断面におけるバックエッジ面３ａの端辺の延長線ｌ１  と、バックエッジ３の側面３ｃの端辺の延長線ｌ２  との交点Ｃからバックエンドエッジ３ｂまでの最短距離（図示例では、交点Ｃからバックエンドエッジ３ｂの最大突出点Ｐまでの距離）で表される。処理値Ｈの測定は、形状測定機コンタレコード１６００Ｂ（（株）東京精密製）を使用し、同測定機の付属校正マスターとの比較にて行うことができる。処理値Ｈの測定に際しては、まず、押出し塗布ヘッドを４５°傾けて固定し、次に触針駆動部と押出し塗布ヘッドの塗布幅方向との垂直を出し、その後、バックエンドエッジを乗り越えるよう（バックエッジ面３ａから側面３ｃ方向、あるいはその逆方向）に測定する。測定箇所は５か所とし、その平均値を処理値Ｈとする。
【００１５】
上記の処理値Ｈは、バックエンドエッジ３ｂにバリ取り加工を施した際の摩耗量を示すパラメーターであり、値が小さいほどバックエンドエッジ３ｂがシャープであると言える。処理値Ｈの値が２５μｍを超えると、塗布面特性が低下してスジや塗布ムラが発生し易く、均一な塗布が妨げられる。
【００１６】
また、真直度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６１０（１９８７）に準拠して測定される最大うねりの数値で表される。すなわち、ろ波うねり曲線又は転がり円うねり曲線から基準長さだけ抜きとった部分（以下、抜取り部分という）の平均線に平行な２直線で抜取り部分を挟んだとき、この２直線の間隔をろ波うねり曲線又は転がり円うねり曲線の縦倍率の方向に測定して、この値をマイクロメートル単位（μｍ）で表したものをいう。この測定方法を図３および図４に基づいてより具体的に説明する。図３には、バックエンドエッジ３ｂの塗布幅方向の断面曲線を模式的に表したものが示される。断面曲線は触針法によって求められる。この断面曲線ｙ１は、うねり成分（低周波成分）と、より細かい粗さ成分（高周波成分）とからなっており、このうち、うねり成分（低周波成分）のみを抽出し、粗さ成分（高周波成分）をカットすると図４に示されるような、うねり曲線ｙ２が得られる。最大うねり（真直度）の数値は、基準長さＬのうねり曲線ｙ２を求め、このうねり曲線ｙ２に接する互いに平行な理想直線Ｋ１，Ｋ２を引き、このＫ１とＫ２との間隔Ｄから求められる。
【００１７】
本発明では、真直度の測定を真直度測定機ＰＣ−ナノウェイ（京セラ（株）製）を使用し、同測定機の付属セラミック校正マスターとの比較により測定値を得るものである。測定は２ｍｍ間隔でバックエンドエッジの塗布幅方向全長に亘って３回行い、その平均値を真直度とする。
【００１８】
上記の真直度が５μｍを超えると、塗膜厚変動が大きくなり均一な塗布が行えない。
【００１９】
処理値Ｈおよび真直度を上記の範囲とするようにバックエンドエッジ３ｂのバリ取り加工を行うには、ラッピングテープ、研磨液、竹ベラ等を用いることができる。このバリ取り加工では、特に顕微鏡で加工面を確認しながら行うことが有効である。使用するラッピングテープは６０００番〜８０００番程度のものが好ましく、また研磨液は８０００番〜１００００番のダイアモンドペースト等が好ましく用いられる。
【００２０】
押出し塗布ヘッド１のバックエッジ３の長さ（支持体搬送方向の長さ）Ｌは、使用目的、使用対象の塗布液の粘度、塗布厚等に応じて適宜設定することができ、例えば、０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．８〜３ｍｍの範囲とすることができる。ここで、バックエッジ３の長さＬは、スリット部５の塗布液流出方向を基準線とし、バックエッジ３のスリット部側端点とバックエンドエッジ３ｂとにおいて上記基準線に平行な線を引き、その平行線の距離をバックエッジの長さとしている。
【００２１】
また、バックエッジ面３ａの形状は特に制限がなく、例えば、湾曲形状、多平面から構成される形状等、スリット部出口において異物蓄積が発生せず、スジや塗布ムラを生じることのない形状であればよい。
【００２２】
スリット部５は、その開口幅ｗが０．０５〜０．６ｍｍ程度であり、押出し塗布ヘッド１の幅方向（支持体搬送方向に対し直角方向）に沿って形成されている流路である。また、スリット部５の流路長ｌは、例えば、塗布液の組成および物性、塗布液の供給量等に基づいて設定することができる。さらに、フロントエッジ面２ａとバックエッジ面３ａとの間に形成されるスリット部５の出口の幅は、開口幅ｗと同等に設定されるのが一般的であるが、開口幅ｗと等しくなくてもよい。
【００２３】
このような押出し塗布ヘッド１は、従来の押出し塗布ヘッドと同様の材料、例えば、ステンレス鋼、超硬合金材料等を用いて作成することができる。
【００２４】
上記の押出し塗布ヘッド１では、図示されていない塗布液供給手段から塗布液がポケット部６に供給される。ポケット部６への塗布液の供給は、ポケット部６の一方の端部からの供給、ポケット部６の両端部からの供給、あるいは、ポケット部６の中間部からの供給等、いずれの供給方法であってもよい。このポケット部６に供給された塗布液は、スリット部５を経由してスリット部５の出口から押出され、バックバー面３ａと搬送されている支持体１１との間隙部分に連続的に供給される。そして、塗布液の供給量、押出し塗布ヘッド１に対する支持体１１の張力、ラップ角等により、支持体１１とバックエッジ面３ａとの間隙が設定され、塗布液が支持体１１上に塗着される。この時、バックエンドエッジ３ｂはドクターエッジの役割をなし、このバックエンドエッジ３ｂの処理値Ｈおよび真直度が上述のような設定となっているため、良好なドクタリング効果が得られ、スジや塗布ムラを生じることなく塗膜厚変動の少ない均一な塗布膜を支持体１１上に形成することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の塗布装置においては、押出し塗布ヘッドを上述のような構造とする他に、図５に示されるような多層（図示例では２層）同時塗布用の押出し塗布ヘッドとすることができる。図５に示される押出し塗布ヘッド１は、フロントエッジ２、バックエッジ３との間にセンターエッジ４を備え、２つのスリット部５、５´、２つのポケット部６、６´を備えている。このような押出し塗布ヘッド１の場合、バックエッジ３のバックエンドエッジ３ｂは、上述の１層塗布用の押出し塗布ヘッドのバックエンドエッジ３ｂと同様に処理値Ｈが２５μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下であり、バックエンドエッジ３ｂの塗布幅における真直度が５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下である。
【００２６】
本発明の塗布装置に使用することのできる支持体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のプラスチックフィルム、紙や金属箔等からなる長尺の可撓性支持体等を挙げることができ、特に制限はない。また、支持体は、予め種々の処理層が形成されたものであってもよい。
【００２７】
本発明の塗布装置に使用することのできる塗布液は、押出し塗布ヘッドによる塗布に適した塗布液であれば特に制限はない。押出し塗布法は、塗布膜の厚さ制御性に優れており、従来より安定した塗布膜厚さが要求されるような用途において用いられている。このような用途の一つとして、磁気記録媒体の磁気記録層やバックコート層の形成があり、磁性粉、バインダおよび溶剤を含有する磁性塗布液、あるいは、バックコート用塗布液は、本発明に使用することのできる塗布液の一つである。
【００２８】
ここで、磁性塗布液の例を挙げると、磁性粉としては、γ−Ｆｅ２  Ｏ３  、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ２  Ｏ３  、Ｆｅ３  Ｏ４  、Ｃｏ含有Ｆｅ３  Ｏ４  、ＣｒＯ２  、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の酸化物微粉末、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属あるいはこれらの合金微粉末、炭化鉄等がいずれも使用可能である。また、バインダとしては、公知の各種樹脂バインダはいずれも使用可能である。さらに、溶剤は特に制限はなく、例えば、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、トルエン等の芳香族系等の各種溶剤を目的に応じて適宜選択することができる。また、磁性塗布液には、必要に応じて無機微粒子、潤滑剤等の各種添加剤を含有させてもよい。上記のような磁性塗布液を用いて形成される磁気記録層は、乾燥膜厚が０．１〜６μｍ程度であり、この磁気記録層の３０〜９２重量％を磁性粉が占めるような構成が好ましい。また、近年行われているように塗布液を湿潤状態で多層化して塗布層を設けてもよい。この場合、塗布液は磁性液に限定されるものではなく、非磁性液、樹脂の溶解液等、上述の通り押出し型塗布ヘッドによる塗布に適した塗布液ならば適用可能であり、塗布層の層構成についても必要に応じて選択することができる。
また、バックコート用塗布液の例を挙げると、顔料としてはカーボンブラック、α−Ｆｅ２  Ｏ３  、ＴｉＯ２  、ＣａＯ、ＳｉＯ２  、Ｃｒ２  Ｏ３  、α−Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ＣａＣＯ３  、ＢａＳＯ４  、ＺｎＯ、ＭｇＯ、窒化ホウ素、ＴｉＣ等の非磁性無機粉末等いずれも使用可能である。また、バインダとしては、公知の各種樹脂バインダはいずれも使用可能である。さらに、溶剤は特に制限はなく、例えば、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、トルエン等の芳香族系等の各種溶剤を目的に応じて適宜選択することができる。また、バックコート用塗布液には、必要に応じて無機微粒子、潤滑剤等の各種添加剤を含有させてもよい。上記のようなバックコート用塗布液を用いて形成されるバックコート層は、乾燥膜厚が０．１〜１．０μｍ程度であり、このバックコート層の３０〜８０重量％を顔料が占めるような構成が好ましい。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
支持体として幅１０００ｍｍ、厚さ１５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。また、下記の組成の磁性塗布液を準備した。
（磁性塗布液の組成）
Ｃｏ含有γ−Ｆｅ２  Ｏ３
（Ｈｃ＝７５０Ｏｅ、比表面積（ＢＥＴ）  ＝４３ｍ２  ／ｇ）…１００重量部
塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体
（重合度＝３１０、組成比＝８８：６：６）        …  １０重量部
ポリエステルポリウレタン樹脂                      …  １０重量部
カーボンブラック                                  …    ５重量部
アルミナ粉末                                      …    ５重量部
ステアリン酸                                      …    ２重量部
ステアリン酸ブチル                                …    １重量部
メチルエチルケトン                                …１００重量部
トルエン                                          …１００重量部
シクロヘキサノン                                  …  ８０重量部
ポリイソシアネート                                …    ４重量部
実施例１〜１５、比較例１〜９
図１に示される単層塗布型の押出し塗布ヘッドのバックエンドエッジに対して下記のようなバリ取り加工を施し、処理値Ｈおよび真直度が下記の表１に示されるような値をもつ押出し塗布ヘッドを作製した。尚、処理値Ｈおよび真直度は下記のように測定した。
（バリ取り加工）
押出し塗布ヘッドを４５°傾けて固定し、顕微鏡を通してモニター画面（２００倍）で確認しながらラッピングテープ（６０００番〜８０００番）でバックエンドエッジを擦る。尚、処理値Ｈが２５μｍを超えるような加工、あるいは、真直度が５μｍを超えるような加工は、故意にラッピングテープの擦り回数を多くすることにより行い、真直度についてはバックエンドエッジに局部的に５μｍを超えるうねりを形成する。
（処理値Ｈの測定方法）
押出し塗布ヘッドを４５°傾けて固定し、次に形状測定機コンタレコード１６００Ｂ（（株）東京精密製）の触針駆動部と押出し塗布ヘッドの塗布幅方向との垂直を出し、バックエンドエッジを乗り越えるように測定して図２に示されるＨの距離を測定する。測定箇所は５か所とし、上記測定機の付属校正マスターとの比較から求めた値の平均を処理値Ｈとする。
（真直度の測定方法）
真直度測定機ＰＣ−ナノウェイ（京セラ（株）製）を使用し、２ｍｍ間隔でバックエンドエッジの塗布幅方向全長に亘って３回測定を行い、上記測定機の付属セラミック校正マスターとの比較から求めた値の平均を真直度とする。
【００３１】
次に、上記のように作製した押出し塗布ヘッドを用い、上記の磁性塗布液を下記の塗布条件で支持体に塗布し、乾燥して磁気記録層（厚み２．８μｍ）を形成した。
（塗布条件）
支持体の搬送速度  ：  ３００ｍ／分
塗布幅            ：  ５００ｍｍ，１０００ｍｍ
上記のように作成した磁気記録媒体の磁気記録層の塗布面特性（塗布面状態、塗膜厚変動）を下記の評価基準にしたがって評価し、その結果を下記の表１に示した。
【００３２】
（塗布面状態の評価基準）
◎  …  塗布スジおよび塗布ムラがなく良好
○  …  塗布スジが２本以下、かつ塗布ムラが目立たない
×  …  塗布スジが３本以上、または塗布ムラが著しい
（塗膜厚変動）
◎  …  ０．２μｍ未満
○  …  ０．２μｍ以上、０．４μｍ未満
×  …  ０．４μｍ以上
【００３３】
【表１】
0003620801.tif 000002
表１から明らかなように、押出し塗布ヘッドのバックエンドエッジの処理値Ｈが２５μｍを超えると、塗布スジ、塗布ムラが多くなり塗布面状態が悪化する。また、真直度は、バックエンドエッジに局部的に５μｍを超えるうねりを形成すると、その部分だけ塗膜厚変動が収まらないという傾向が把握できた。
【００３４】
上記のような結果は、塗布幅を５００ｍｍとした場合、１０００ｍｍとした場合に共通したものであった。したがって、バックエンドエッジの処理値Ｈを２５μｍ以下、真直度を塗布の全幅に亘って５μｍ以下とすることにより、スジや塗布ムラがなく、塗膜厚変動の低い極めて均一な塗膜を支持体上に形成することができる。また、押出し塗布ヘッドの処理値Ｈおよび真直度を測定することにより、実際に塗布を行うことなく押出し塗布ヘッドの実用性の判断ができることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればバックエンドエッジの処理値Ｈおよび塗布幅に対するバックエンドエッジの真直度を所定の範囲とすることにより、スジや塗布ムラがなく、塗膜厚変動の低い極めて均一な塗膜を支持体上に形成することが可能となり、また、上記の処理値Ｈおよび真直度を測定することにより、押出し塗布ヘッドの実用性判断が容易に行えるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置を構成する押出し塗布ヘッドの一例を示す断面図である。
【図２】図１に示される押出し塗布ヘッドのバックエンドエッジの部分拡大断面図である。
【図３】真直度を説明するための図である。
【図４】真直度を説明するための図である。
【図５】本発明の塗布装置を構成する押出し塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…押出し塗布ヘッド
２…フロントエッジ
３…バックエッジ
３ａ…バックエッジ面
３ｂ…バックエンドエッジ
３ｃ…バックエッジ側面
４…センターエッジ
４ａ…センターエッジ面
４ｂ…センターエンドエッジ
５，５´…スリット部
６，６´…ポケット部
１１…支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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