(57)【要約】【課題】  塗布液の循環時の流れを均一化し、塗布液の滞留のない浸漬塗布装置、及びそれを用いて基体に均一な塗膜を形成できる浸漬塗布方法の提供。【解決手段】  浸漬塗布槽４の各々が塗布液受け槽５の底部に設けられた塗布液排出口６を鉛直方向からみたときに、塗布液排出口６からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置及びそれを用いた浸漬塗布方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を保持する複数の浸漬塗布槽と、前記浸漬塗布槽の上端開口部から前記塗布液が溢流するように前記浸漬塗布槽の底部から前記塗布液を供給する液送手段と、前記浸漬塗布槽の各々を一括して囲うように設けられ、前記浸漬塗布槽の各々の上端開口部から溢流した前記塗布液を貯留する塗布液受け槽と、前記塗布液受け槽と前記液送手段とを連通して前記塗布液受け槽に貯留された前記塗布液を前記液送手段に供給する塗布液戻り管と、を備えた浸漬塗布装置であって、
前記浸漬塗布槽の各々は、前記塗布液受け槽の底部に設けられた塗布液排出口を鉛直方向からみたときに、前記塗布液排出口からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液受け槽の底部の形状は前記塗布液排出口に向かう傾斜を有しており、前記底部傾斜の最下部に前記塗布液排出口が設けられた請求項１に記載の浸漬塗布装置。
【請求項３】
前記塗布液受け槽に貯留された前記塗布液を攪拌する攪拌羽根をさらに備える請求項１又は２に記載の浸漬塗布装置。
【請求項４】
フッ素樹脂分散液を保持する複数の浸漬塗布槽と、前記浸漬塗布槽の上端開口部から前記フッ素樹脂分散液が溢流するように前記浸漬塗布槽の底部から前記フッ素樹脂分散液を供給する液送手段と、前記浸漬塗布槽の各々を一括して囲うように設けられ、前記浸漬塗布槽の各々の上端開口部から溢流した前記フッ素樹脂分散液を貯留する塗布液受け槽と、前記塗布液受け槽と前記液送手段とを連通して前記塗布液受け槽に貯留された前記フッ素樹脂分散液を前記液送手段に供給する塗布液戻り管と、を備え、前記浸漬塗布槽の各々は、前記塗布液受け槽の底部に設けられた塗布液排出口を鉛直方向からみたときに、前記塗布液排出口からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置を用い、基体を、前記浸漬塗布槽に浸漬させて前記基体に前記フッ素樹脂分散液を塗布する浸漬塗布方法であって、
前記液送手段の前記浸漬塗布槽への１分間あたりの前記フッ素樹脂分散液の供給量は、前記浸漬塗布槽の容積以上である浸漬塗布方法。
【請求項５】
前記液送手段の稼働時間当りの前記フッ素樹脂分散液の使用率は、１．５％以上である請求項４に記載の浸漬塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基体に同時に浸漬塗布を行う浸漬塗布装置及びそれを用いた浸漬塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基体の表面に、浸漬塗布によって塗膜を形成することは従来から行われており、特に電子写真感光体のように、高精度の被膜を塗布する場合には、広く行われている。
浸漬塗布において、生産効率を上げるために、多数の基体に同時に塗布することが行われるが、その場合、一つの塗布槽に複数の基体を浸漬する方法と、基体の数に対応した数の塗布槽を用意し、基体を個別に浸漬する方法とがある（例えば、特許文献１又は２参照。）。
被膜の膜厚均一性を高精度に保つためには、後者の方が好ましい。
【０００３】
また、塗布液の均一性や新鮮さを保つためには、塗布液を塗布槽の底部から供給し、上部から溢流させて循環するのがよい（例えば、特許文献３参照。）。
図７は、従来の浸漬塗布装置を示した概略構成図であり、図８は従来の浸漬塗布装置の平面図である。従来の浸漬塗布装置１０では、図７に示すように、外部槽１に保持された塗布液２は液送手段であるポンプ３により浸漬塗布槽４の底部から供給される。塗布液２は、浸漬塗布槽４の上端開口部から溢流する。浸漬塗布槽４から溢流した塗布液２は、浸漬塗布槽４の外周に設けられた塗布液受け槽５で回収され、塗布液排出口６を介して外部槽１に蓄えられる。必要に応じてフィルター７が配される。基体８は図示しない昇降装置にて浸漬塗布槽４に浸漬される。
【０００４】
ここで、塗布液が沈降や凝集を引き起こしやすいような場合、塗布液を循環させている間に、沈降や凝集の問題を起こすことがある。特に、塗布液が、フッ素樹脂粉体を分散させたフッ素樹脂分散液の場合には注意を要し、循環経路によどみや滞留がないようにしなくてはならない。
【０００５】
そこで、塗布液の均一な循環が必要であるが、図８に示すように、複数本（図８では４本）の浸漬塗布槽４を備えた浸漬塗布装置１０では、浸漬塗布槽４の外側にある塗布液受け槽５は、その一方の端部に塗布液排出口６が設けられていた。そのため、塗布液排出口６の反対側、すなわち図８の左側では、溢流した塗布液２が滞留しやすかった。
【０００６】
なお、フッ素樹脂分散液とは、フッ素樹脂が溶剤に不溶性であるため、フッ素樹脂の微小な粉体を、界面活性剤を用いて水等の溶媒に分散した液であり、粘度や溶媒組成を厳重に管理する必要がある。また、フッ素樹脂は比重が溶媒より大きいため、分散液は流動させておかないと沈降しやすい性質があり、滞留させることは避けなくてはならない。
【特許文献１】実公平４−２７５６９号公報
【特許文献２】特開平７−２５１１１４号公報
【特許文献３】特開昭５９−９０６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、複数の塗布槽を有する浸漬塗布装置であって、塗布液の循環時の流れを均一化し、塗布液の滞留のない浸漬塗布装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、基体に均一な塗膜を形成できる浸漬塗布方法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】
【０００８】
即ち、本発明は、
＜１＞  塗布液を保持する複数の浸漬塗布槽と、前記浸漬塗布槽の上端開口部から前記塗布液が溢流するように前記浸漬塗布槽の底部から前記塗布液を供給する液送手段と、前記浸漬塗布槽の各々を一括して囲うように設けられ、前記浸漬塗布槽の各々の上端開口部から溢流した前記塗布液を貯留する塗布液受け槽と、前記塗布液受け槽と前記液送手段とを連通して前記塗布液受け槽に貯留された前記塗布液を前記液送手段に供給する塗布液戻り管と、を備えた浸漬塗布装置であって、前記浸漬塗布槽の各々は、前記塗布液受け槽の底部に設けられた塗布液排出口を鉛直方向からみたときに、前記塗布液排出口からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置である。
【０００９】
＜２＞  前記塗布液受け槽の底部の形状は前記塗布液排出口に向かう傾斜を有しており、前記底部傾斜の最下部に前記塗布液排出口が設けられた＜１＞に記載の浸漬塗布装置である。
【００１０】
＜３＞  前記塗布液受け槽に貯留された前記塗布液を攪拌する攪拌羽根をさらに備える＜１＞又は＜２＞に記載の浸漬塗布装置である。
【００１１】
＜４＞  前記塗布液は、フッ素樹脂分散液である＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の浸漬塗布装置である。
【００１２】
＜５＞  フッ素樹脂分散液を保持する複数の浸漬塗布槽と、前記浸漬塗布槽の上端開口部から前記フッ素樹脂分散液が溢流するように前記浸漬塗布槽の底部から前記フッ素樹脂分散液を供給する液送手段と、前記浸漬塗布槽の各々を一括して囲うように設けられ、前記浸漬塗布槽の各々の上端開口部から溢流した前記フッ素樹脂分散液を貯留する塗布液受け槽と、前記塗布液受け槽と前記液送手段とを連通して前記塗布液受け槽に貯留された前記フッ素樹脂分散液を前記液送手段に供給する塗布液戻り管と、を備え、前記浸漬塗布槽の各々は、前記塗布液受け槽の底部に設けられた塗布液排出口を鉛直方向からみたときに、前記塗布液排出口からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置を用い、基体を、前記浸漬塗布槽に浸漬させて前記基体に前記フッ素樹脂分散液を塗布する浸漬塗布方法であって、前記液送手段の前記浸漬塗布槽への１分間あたりの前記フッ素樹脂分散液の供給量は、前記浸漬塗布槽の容積以上である浸漬塗布方法である。
【００１３】
＜６＞  前記液送手段の稼働時間当りの前記フッ素樹脂分散液の使用率は、１．５％以上である＜５＞に記載の浸漬塗布方法である。
【００１４】
＜７＞  前記フッ素樹脂分散液は、エタノールと精製水とを質量比で７：３〜８：２の割合で混合した混合液を用いて希釈される＜５＞又は＜６＞に記載の浸漬塗布方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の浸漬塗布装置によれば、塗布液の循環時の流れが均一化され、塗布液の滞留が生じない。そのため、本発明の浸漬塗布装置を用いて塗布を行なえば、均一な塗膜を得ることができる。
また、本発明の浸漬塗布方法によれば、基体に均一な塗膜形成が可能となり、効率的にフッ素樹脂分散液を塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の浸漬塗布装置及び浸漬塗布方法について説明する。
図１は、本発明の浸漬塗布装置の第一の実施形態を示す概略構成図であり、図７の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。
本発明の浸漬塗布装置２０は、塗布液２を保持する４本の浸漬塗布槽４と、浸漬塗布槽４の上端開口部から塗布液２が溢流するように浸漬塗布槽４の底部から塗布液２を供給する液送手段であるポンプ３と、浸漬塗布槽４の各々を一括して囲うように設けられ、浸漬塗布槽４の各々の上端開口部から溢流した塗布液２を貯留する塗布液受け槽５と、塗布液受け槽５とポンプ３とを連通して塗布液受け槽５に貯留された塗布液２をポンプ３に供給する塗布液戻り管９と、を備える。
ポンプ３の下流には、塗布液２中の不純物を取り除くフィルター７が設けられている。
【００１７】
塗布液受け槽５の底部は、塗布液排出口に向かう傾斜を有する逆円錐形であり、底部傾斜の最下部である逆円錐形の下端に塗布液排出口６が設けられている。また、浸漬塗布装置２０には、塗布液受け槽５に貯留された塗布液２を攪拌可能なように攪拌羽根１２が備えられている。
【００１８】
図２は、浸漬塗布装置２０の平面図（すなわち、塗布液受け槽５の底部に設けられた塗布液排出口６を鉛直方向からみた図）を示す。なお図２においては、攪拌羽根１２は除かれている。図２に示すように、浸漬塗布槽４の各々は、塗布液排出口６からの距離が等間隔になるように配置されている。
【００１９】
浸漬塗布装置２０において、塗布液２はポンプ３によりフィルター７を介して浸漬塗布槽４の各々の底部から供給される。浸漬塗布槽４では、上端開口部から塗布液２が溢流し、溢流した塗布液２は塗布液受け槽５により貯留され、塗布液戻り管９を通ってポンプ３に送られる。このようにして、塗布液２は、浸漬塗布装置２０中を循環する。このようにして塗布液２を循環させることにより、塗布液２の表面を常に新鮮な状態に維持することができる。
浸漬塗布槽４の各々は、塗布液排出口６からの距離が等間隔になるように配置されているため、各浸漬塗布槽から溢流する塗布液は全て塗布液受け槽５を同じ条件で最短距離で流れるので、塗布液２の滞留（よどみ）が生じにくい。なお本発明の浸漬塗布装置において、浸漬塗布槽各々の塗布液排出口からの距離は、塗布液の滞留が生じにくい程度に等間隔であればよい。
【００２０】
浸漬塗布槽４の塗布液排出口６からの距離は、浸漬塗布槽４の直径の４倍以内であることが好ましく、２．５以内であることがさらに好ましい。この距離が浸漬塗布槽４の直径の４倍以内であると、溢流した塗布液が戻り経路まで流れる距離が短くなり、かつ塗布液受け槽に貯留される液量が少なくなるために、より滞留が起こりにくくなる。
本発明において「浸漬塗布槽の塗布液排出口からの距離」とは、塗布液排出口を鉛直方向からみた場合において、塗布液排出口の中心と浸漬塗布槽の外壁との最短距離をいう。
また、各浸漬塗布槽間の距離は、浸漬塗布槽の直径の半分から５倍が好ましく、１．５から３倍がさらに好ましい。なお、浸漬塗布槽間の距離とは、浸漬塗布槽の外壁間の距離をいう。
【００２１】
本発明の浸漬塗布装置において、塗布液受け槽の底部が塗布液排出口に向かう傾斜を有する形状（例えば、逆円錐形）であり、底部傾斜の最下部に塗布液排出口が設けられた態様であると、塗布液２の滞留をさらに生じにくくすることができるため好ましい。
【００２２】
攪拌羽根１２は、図１のように塗布液受け槽５の中心に設置されることが好ましい。これにより、浸漬塗布槽４から溢流した塗布液２が塗布液排出口６に向かう流れが作られ、塗布液２が塗布液排出口６に吸い込まれずに滞留するのを防ぐことができる。そのため、塗布液２の循環を効率的に行なうことができる。
さらに、攪拌羽根１２の攪拌方向は塗布液排出口６、すなわち下流方向で、その回転数は１００ｒｐｍ程度であることが好ましい。回転数が早すぎると塗布液２が塗布液排出口６方向に向かう流れは促進されるが、泡が非常に多く発生し易い。
【００２３】
浸漬塗布槽４から溢流した塗布液２は、塗布液受け槽５に貯留され、塗布液戻り管９を通じてポンプ３に供給される。本発明においては、塗布液受け槽５とポンプ３との間に、塗布液受け槽５とは別に塗布液２を貯留する外部槽を設けてもよいが、塗布液受け槽５とポンプ３とを塗布液戻り管９で直結する方が外部槽を設けるよりも配管経路を短くでき、塗布液２の必要量を少なくできるため好ましい。また、浸漬塗布槽５から溢流する塗布液２の落下距離を短くできるため、塗布液２の泡立ちを少なくすることができる。また、塗布液２にかかる応力を小さくできるので、凝集が起こりにくくなる利点もある。
塗布液受け槽５の容積は、後述する浸漬塗布方法において基体を浸漬した場合に溢流する塗布液の容積を加味して、余裕を持たせた容積であるのがよい。また、塗布液受け槽５の、塗布液排出口６の鉛直方向からみたときの形状は、円形や四角形、楕円形など任意でよい。
塗布液受け槽５の上部には、浸漬塗布槽４の外周よりも大きな開口を有する蓋が備えられていてもよい。
【００２４】
塗布液２が循環する経路の任意の場所には、フィルターのほか、粘度計、希釈液追加装置等を付加することもできる。
ポンプ３としては、塗布液２に機械的応力が加わりにくい方式のものが好ましく、具体的には、ローラーチューブポンプ、サインポンプ、モーノポンプ、ギヤポンプ等が挙げられる。これらは特にフッ素樹脂分散液の場合に有効である。
本発明の浸漬塗布装置は、沈降や凝集を起こしやすい塗布液に好ましく適用されるが、そのような塗布液としてフッ素樹脂分散液が挙げられる。
【００２５】
本発明の浸漬塗布装置では、浸漬塗布槽の数に限定はない。また、塗布液受け槽に設けられる塗布液排出口の数についても限定はない。
図３は、本発明の浸漬塗布装置の第二の実施形態を示す（ａ）平面図及び（ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。第二の実施形態に係る浸漬塗布装置は、浸漬塗布層を２本有し、塗布液排出口を１つ有する。また、図４は、本発明の浸漬塗布装置の第三の実施形態を示す（ａ）平面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。第三の実施形態に係る浸漬塗布装置は、浸漬塗布層を６本有し、塗布液排出口を２つ有する。
本発明の浸漬塗布装置において、塗布液受け槽に設けられる塗布液排出口の数が２つ以上である場合、浸漬塗布槽と、それに最も近い塗布液排出口との距離が等間隔になるように浸漬塗布槽が配置されていればよい。
【００２６】
次に、本発明の浸漬塗布装置を用いた、本発明の浸漬塗布方法を、図１に基づいて説明する。
本発明の浸漬塗布方法は、塗布液であるフッ素樹脂分散液２を保持する複数の浸漬塗布槽４と、浸漬塗布槽４の上端開口部からフッ素樹脂分散液２が溢流するように浸漬塗布槽４の底部からフッ素樹脂分散液２を供給する液送手段であるポンプ３と、浸漬塗布槽４の各々を一括して囲うように設けられ、浸漬塗布槽４の各々の上端開口部から溢流したフッ素樹脂分散液２を貯留する塗布液受け槽５と、塗布液受け槽５とポンプ３とを連通して塗布液受け槽５に貯留されたフッ素樹脂分散液２をポンプ３に供給する塗布液戻り管９と、を備え、浸漬塗布槽４の各々は、塗布液受け槽５の底部に設けられた塗布液排出口６を鉛直方向からみたときに、塗布液排出口６からの距離が等間隔になるように配置された浸漬塗布装置を用い、基体８を、浸漬塗布槽４に浸漬させて基体８にフッ素樹脂分散液２を塗布する浸漬塗布方法であって、ポンプ３の浸漬塗布槽４への１分間あたりのフッ素樹脂分散液２の供給量は、浸漬塗布槽４の容積以上であるものである。
【００２７】
液送手段の浸漬塗布槽への１分間あたりのフッ素樹脂分散液の供給量が浸漬塗布槽の容積よりも少ないと、例えば浸漬塗布槽４、塗布液受け槽５等にフッ素樹脂分散液２の滞留（よどみ）が発生することがある。
液送手段の浸漬塗布槽への１分間あたりのフッ素樹脂分散液の供給量は、浸漬塗布槽の容積の１．３〜１．７倍が好ましく、１．５〜１．６倍がさらに好ましい。
１．３倍以上であれば、フッ素樹脂分散液２の滞留（よどみ）の発生をさらに効率的に防止することができる。また、１．７倍以下であれば、液送手段での泡の発生を抑えることができ、さらにフッ素樹脂分散液への機械的応力を減少することができるためフッ素樹脂分散液の劣化を抑えることができる。
【００２８】
本発明においては、液送手段の稼働時間当りのフッ素樹脂分散液の使用率は、１.５％以上であること好ましく、２％以上であることがさらに好ましい。使用率が１．５％よりも少ないと、液送手段により生じる応力により劣化したフッ素樹脂分散液の蓄積量が増加することで、フッ素樹脂分散液全体の劣化が加速されて均一な塗布液を維持できない。
液劣化を防止するには、ある程度新しいフッ素樹脂分散液を追加する必要がある。本発明において使用率とは、塗布液全量に対する液送手段の稼働１時間当りの新液の追加量をいう。
【００２９】
本発明の浸漬塗布方法を実施すると、フッ素樹脂分散液における分散媒（溶媒）の蒸発により、フッ素樹脂分散液の濃度が変化することがある。この場合、エタノールと精製水とを質量比で７：３〜８:２の割合で混合した混合液を用いてフッ素樹脂分散液を希釈する。これにより、フッ素樹脂分散液の粘度や固形分濃度のバランスを調整でき、均一な塗布液を維持できる。該混合液におけるエタノールの比率が多すぎる場合、希釈後の溶剤蒸発量が増加して好ましくなく、少なすぎる場合には希釈時に凝集を引き起こす懸念がある。
【００３０】
本発明の浸漬塗布方法に用いられるフッ素樹脂分散液には、粒径が０．１〜２０μｍの範囲のフッ素樹脂粉体が分散されている。その材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂が挙げられる。また、耐摩耗性や静電オフセットの向上、トナーの付着防止用オイルとの親和性等のために、フッ素樹脂分散液には、カーボン粉体や、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機化合物粉体等、フッ素樹脂以外の材料が含まれていてもよい。
【００３１】
フッ素樹脂分散液の溶媒は、水のほか、エタノールやブタノール等のアルコールや、エチレングリコール等のグリコール、またそのエステル類を併用してもよい。
また、フッ素樹脂分散液には界面活性剤や粘度調整剤等を添加してもよい。前記カーボン粉体や、酸化チタン、硫酸バリウム等のフッ素樹脂以外の材料を含ませる場合には、フッ素樹脂分散液の中にこれらを混ぜて分散すればよい。界面活性剤を添加したものは非常に泡立ちやすく、また一旦、泡が形成された場合は、泡が消えにくいので、注意する必要がある。
【００３２】
フッ素樹脂分散液の固形分濃度は、塗布する膜厚にもよるが、１０〜７０質量％の範囲であることが好ましく、４０〜６５質量％の範囲であることがさらに好ましい。また、粘度は０．１〜１Ｐａ・ｓ程度の範囲であることが好ましく、０．３〜０．８Ｐａ・ｓ程度の範囲であることがさらに好ましい。
【００３３】
フッ素樹脂分散液を浸漬塗布槽４に入れる前には、脱泡処理をして、液中から泡を除去しておくのが好ましい。脱泡の方法には、時間をかけて静置する方法のほか、減圧や遠心分離、ろ過、超音波印加、等による方法がある。
なお、水は２０℃で窒素が約１．１９体積％、酸素が約０．６４体積％の溶解度を有しており、フッ素樹脂分散液中にはこれらの気体が溶存するが、溶存気体も減圧によって除いておくことが好ましい。
【００３４】
図１において、基体８は、不図示の昇降装置により浸漬塗布槽４に浸漬され、ついで基体を上昇させることによりフッ素樹脂分散液が塗布される。
なお、本発明において、「基体に塗布する」とは、基体の側面の表面、及び該表面に層を有する場合は、その層の表面に塗布することをいう。また、「基体を上昇」とは、塗布時の液面との相対関係であり、「基体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。
【００３５】
フッ素樹脂分散液を基体に塗布する際、基体８を上昇させる速度は、フッ素樹脂分散液の所望の膜厚にもよるが、５０〜５００ｍｍ／分程度の範囲であることが好ましい。
【００３６】
なお、フッ素樹脂分散液は、主溶媒が水であるために乾燥が比較的遅く、浸漬塗布方法で塗布すると、基体を上昇させる最中に、塗膜に不規則な垂れが発生したり、基体８の軸方向上下で膜厚のむらを生じることもある。これらの問題は、塗膜の膜厚が２５μｍ以上の場合に特に発生しやすい。
【００３７】
そこで、引き上げの際、フッ素樹脂分散液の塗膜に垂れが生じる場合、図１に示すように、浸漬塗布層５の上部に、送風装置１４を設けて、塗膜に気流を当て、溶媒の乾燥を促進することが好ましい。塗膜に当てる気流は、一方向からよりは、周方向で均一になるよう、周回または環状に当てるのが好ましい。
前記気流の風速は、１〜１０ｍ／分程度の範囲が好ましい。これが弱いと乾燥促進の効果が小さく、強すぎると塗膜に筋やむら等の欠陥を生じるおそれがある。フッ素樹脂分散液の塗膜に気流を当てることにより、水を主体とする溶媒の乾燥が促進されるので、塗膜は垂れを生じる間もなく、乾燥される。
【００３８】
フッ素樹脂分散液の塗布後、室温から１５０℃の温度に５〜２０分間置いて、溶媒を乾燥させる。乾燥を促進するために、熱風を吹き付けることも有効である。その後、３５０〜４５０℃の温度範囲で２０〜６０分間加熱すると、フッ素樹脂粉体は溶融焼成されてフッ素樹脂層となる。この時、前記温度に達するまでに、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、温度を段階的に上昇させたり、ゆっくりと上昇させることが好ましい。
本発明の浸漬塗布方法は、ポリイミド樹脂製の無端ベルトの外表面にフッ素樹脂槽を形成する際に好適に実施される。この場合に用いられる基体としては、実施例に例示されたもの等が挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
ポリイミド（以下、ＰＩと略すことがある。）前駆体溶液（商品名：Ｕワニス、宇部興産製）を用意した。これは固形分濃度１８％（質量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓの溶液である。
【００４０】
外径３１ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を４００℃で６０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して外径を３０ｍｍにしたアルミニウム製円筒を用意した。次いで、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ１．０μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学(株)製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理し、芯体とした。
【００４１】
芯体に、ＰＩ前駆体溶液を回転塗布方法で塗布した。図５は、回転塗布方法に用いられる塗布装置の主要部分を示す斜視図である。芯体３０を、その軸方向をを水平にして、矢印Ａ方向に１２０ｒｐｍで回転させた。へら３２は幅２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス板からなり、弾力性を有しており、これを芯体３０に押し付けた。ＰＩ前駆体溶液３３は、容器３４から口径２ｍｍのノズル３６を通して、エア圧０．４ＭＰａにて、２２ｇ／ｍｉｎの流量で押し出した。ＰＩ前駆体溶液がへら３２を通過する際、へら３２が押し曲げられ、へら３２と芯体３０の間には隙間ができた。次いで、ノズル３６とへら３２を１８０ｍｍ／分の速度で、芯体３０の一端から他端へ矢印Ｂ方向に移動させて塗布した。この条件で、芯体３０の１回転あたり、ノズル３６とへら３２は１．５ｍｍずつ移動する。なお、塗布の際には、芯体３０の両端に１０ｍｍずつの不塗布部分を設けたので、塗布した長さは３８０ｍｍである。
【００４２】
塗布後、芯体３０を１０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃の乾燥炉に入れた。６０分後に取り出すと、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（質量比）であった。この状態ではまだ、皮膜を芯体３０から取り外すことはできなかった。
【００４３】
図６は、実施例に用いられた基体８を示す図である。図６に示すように、ＰＩ前駆体皮膜の形成された芯体３０の下端に蓋３８を嵌め、幅２０ｍｍの粘着テープ（商品名：スコッチテープ、スリーエム社製）４０を一周にわたって貼り付け、芯体３０の露出部分とＰＩ前駆体皮膜、及び蓋４０の側面に被覆をした。
【００４４】
一方、フッ素樹脂分散液として、水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含むＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、固形分濃度：６０質量％、粘度：５００ｍＰａ・ｓ）を用意した。この中には固形分として、平均粒径約１７μｍのＰＦＡ粉体（大粒子）が６０質量％、平均粒径約１μｍのＰＦＡ粉体（小粒子）が４０質量％が分散されている。この液を２０ｈＰａの減圧下で１２時間放置して脱泡処理を行った。
【００４５】
図１及び図２に示すように、内径が５０ｍｍ、円筒部分の高さが４８０ｍｍ（容積は０．９５リットル）の浸漬塗布槽４を４個用意し、それぞれ浸漬塗布槽の中心軸間の最短距離が１２０ｍｍ間隔になるよう配置した。その外側に、内径が２５０ｍｍ、高さが２００ｍｍの円形の塗布液受け槽５を取り付け、中央に内径４０ｍｍの塗布液排出口６を設けた。フッ素樹脂分散液２を各浸漬塗布槽４に満たし、更に塗布液受け槽５の塗布液排出口６から５０ｍｍの高さまでフッ素樹脂分散液２を入れ、ポンプ３（商品名：サインポンプ、特殊機化工業社製）にて、８リットル／分の流量で各浸漬塗布槽４に等しい量で供給し、循環した。このポンプは、液体にかかるせん断応力が小さい特徴を有する。
循環により各浸漬塗布槽４からフッ素樹脂分散液２が溢れ出て流れるが、各浸漬塗布槽４から流れる分散液は、等しい距離で排出口に流れて、特定箇所でよどみが生じることはなかった。なお、循環経路には、２００メッシュのフィルター７を介し、凝集粉を除くようにした。
また、各浸漬塗布槽４の上部には、環状に風速２ｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状の送風装置１４を取り付けた。
【００４６】
基体８を０．５ｍ／分の速度でフッ素樹脂分散液２に浸漬し、上端から２０ｍｍの位置まで漬けた。溢れたフッ素樹脂分散液２により、塗布液受け槽５内の液面は約２２ｍｍ上昇した。
次いで送風装置１４により気流を当てながら、０．２ｍ／分の速度で引き上げ、ＰＦＡの塗膜を形成した。引き上げ終了後、基体８から粘着テープ４０を除去し、蓋３８を取り外した後、８０℃の無風乾燥炉で１０分間乾燥した。ＰＦＡ塗膜の長さは３６５ｍｍであり、ＰＩ前駆体皮膜の長さ３８０ｍｍに対して、９６％であった。
【００４７】
その後、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３８０℃で３０分間、加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体３０から皮膜を取り外し、７５μｍ厚のＰＩ樹脂上に、３０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端ベルトが作製できた。無端ベルト表面を観察したところ、ＰＩ樹脂層もＰＦＡ層も、むらのない良好な仕上がりであった。長さを３４０ｍｍとなるように両端を切断して、電子写真用定着ベルトを得ることができた。
【００４８】
（比較例１）
実施例１において、塗布槽として、図７及び図８に示すように、内径が５０ｍｍ、高さが４８０ｍｍの浸漬塗布槽４を４本用意し、それぞれの中心が１２０ｍｍ間隔になるよう配置し、その外側に、一辺が２５０ｍｍの四角形で、高さが１００ｍｍの塗布液受け槽５を取り付け、片側に内径４０ｍｍの塗布液排出口６を設けた。また、排出された液は、直径２００ｍｍ、高さが２００ｍｍの外部槽１に貯留され、実施例１と同じポンプ３にて、８リットル／分の流量で各浸漬塗布槽４に等しい量で供給し、循環させた。この場合、循環により各浸漬塗布槽４からフッ素樹脂分散液２が溢れ出て流れるが、各浸漬塗布槽４から流れるフッ素樹脂分散液２は、塗布液排出口６に近いほど速く流れ、図８の左側に相当する箇所では非常にゆっくりとした流れであった。その箇所でよどみが生じ、徐々にフッ素樹脂粉体が沈降する問題が発生した。
他は同じ条件で塗布を行ったところ、ＰＦＡ層の膜厚が２７μｍと薄かったほか、塗布本数が増加するごとに膜厚が徐々に低下していった。フッ素樹脂粉体の沈降により、濃度が下がったためと見られる。
【００４９】
（実施例２）
ＰＩ前駆体溶液を用意した（商品名：Ｕワニス、宇部興産製）。これは固形分濃度１８％（質量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓの溶液である。
【００５０】
外径３１ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して外径を３０ｍｍにしたアルミニウム製円筒を用意した。次いで、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．８μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学(株)製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理し、芯体とした。
【００５１】
芯体に、ＰＩ前駆体溶液を回転塗布方法で塗布した。図５は、回転塗布方法に用いられる塗布装置の主要部分を示す斜視図である。芯体３０を、その軸方向をを水平にして、矢印Ａ方向に１２０ｒｐｍで回転させた。へら３２は幅２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス板からなり、弾力性を有しており、これを芯体３０に押し付けた。ＰＩ前駆体溶液３３は、容器３４から口径４ｍｍのノズル３６を通して、エア圧０．４ＭＰａにて、２３ｍｌ／ｍｉｎの流量で押し出した。ＰＩ前駆体溶液がへら３２を通過する際、へら３２が押し曲げられ、へら３２と芯体３０の間には隙間ができた。次いで、ノズル３６とへら３２を１８０ｍｍ／分の速度で、芯体３０の一端から他端へ矢印Ｂ方向に移動させて塗布した。この条件で、芯体３０の１回転あたり、ノズル３６とへら３２は１．５ｍｍずつ移動する。なお、塗布の際には、芯体３０の両端に１０ｍｍずつの不塗布部分を設けたので、塗布した長さは３８０ｍｍである。
【００５２】
塗布後、芯体３０を２０ｒｐｍで回転させながら、１００℃の乾燥炉に入れた。６０分後に取り出すと、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（質量比）であった。この状態ではまだ、皮膜を芯体３０から取り外すことはできなかった。
【００５３】
図６は、実施例に用いられた基体８を示す図である。図６に示すように、ＰＩ前駆体皮膜の形成された芯体３０の下端に蓋３８を嵌め、幅２０ｍｍの粘着テープ（商品名：スコッチテープ、スリーエム社製）４０を一周にわたって貼り付け、芯体３０の露出部分とＰＩ前駆体皮膜、及び蓋４０の側面に被覆をした。
【００５４】
一方、フッ素樹脂分散液として、水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含むＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、固形分濃度：６０質量％、粘度：６００ｍＰａ・ｓ）を用意した。この中には固形分として、平均粒径約１７μｍのＰＦＡ粉体（大粒子）が６０質量％、平均粒径約１μｍのＰＦＡ粉体（小粒子）が４０質量％が分散されている。この液を２０ｈＰａの減圧下で１２時間放置して脱泡処理を行った。
【００５５】
図１、図２に示すように、内径が５０ｍｍ、円筒部分の高さが４８０ｍｍ（容積は０．９５リットル）の浸漬塗布槽４を４個用意し、それぞれの浸漬塗布槽の中心軸間の最短距離が１２０ｍｍ間隔になるよう配置した。その外側に、内径が３００ｍｍ、高さが２００ｍｍの円形の塗布液受け槽５を取り付け、中央に内径４０ｍｍの塗布液排出口６を設けた。フッ素樹脂分散液２を各浸漬塗布槽４に満たし、更に塗布液受け槽５の塗布液排出口６から５０ｍｍの高さまでフッ素樹脂分散液２を入れた。フッ素樹脂分散液２の総量は１０リットルである。ポンプ３（商品名：ギアポンプ、特殊機化工業社製）にて、８リットル／分の流量で各塗布槽に等しい量で供給し、循環した。このポンプは、液体にかかるせん断応力が小さい特徴を有する。
循環により各浸漬塗布槽４からフッ素樹脂分散液２が溢れ出て流れるが、各浸漬塗布槽４から流れる分散液は、等しい距離で排出口に流れて、特定箇所でよどみが生じることはなかった。なお、循環経路には、４０メッシュのフィルター７を介し、凝集粉を除くようにした。溶媒の蒸発により、フッ素樹脂分散液２の濃度が変化する場合があるが、エタノールと精製水の比率が７：３〜８:２の割合で混合した混合液を用いて調整することで、塗布品質が安定した。
また、各浸漬塗布槽４の上部には、環状に風速１５０ｍｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状の送風装置１４を取り付けた。
更に、塗布液受け槽５の中心にフッ素樹脂分散液２を攪拌する攪拌羽根１２を取り付け、１００ｒｐｍの速度で回転させた。
【００５６】
芯体１を０．５〜１.０ｍ／分の速度でフッ素樹脂分散液２に浸漬し、上端から２０ｍｍの位置まで漬けた。溢れたフッ素樹脂分散液２により、塗布液受け槽５内の液面は約１２０ｍｍ上昇した。
次いで送風装置１４により気流を当てながら、０．２ｍ／分の速度で引き上げ、ＰＦＡの塗膜を形成した。引き上げ終了後、基体８から粘着テープ４０を除去し、蓋３８を取り外した後、６０℃の無風乾燥炉で１０分間乾燥した。ＰＦＡ塗膜の長さは３６５ｍｍであり、ＰＩ前駆体皮膜の長さ３８０ｍｍに対して、９６％であった。
フッ素樹脂分散液２は、基体８を５７６本分塗布するために１６時間で３.２リットル消費されたので、新液は３.２リットル必要となり、その結果、ポンプ３（液送手段）の稼動時間当りのフッ素樹脂分散液２の使用率は２％であった。
【００５７】
その後、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３８０℃で３０分間、加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体３０から皮膜を取り外し、７５μｍ厚のＰＩ樹脂上に、３０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端ベルトが作製できた。無端ベルト表面を観察したところ、ＰＩ樹脂層もＰＦＡ層も、むらのない良好な仕上がりであった。長さを３４４ｍｍとなるように両端を切断して、電子写真用定着ベルトを得ることができた。
【００５８】
（比較例２）
実施例２において、毎分１.５リットルと少ない流量で各浸漬塗布槽４に等しい量でフッ素樹脂分散液２を供給し、循環させた。この状態で浸漬塗布を実施例２と同様に基体８の５７６本を１６時間かけて行なった。その結果、浸漬塗布槽４、塗布液受け槽５、循環経路等に徐々によどみや滞留が発生し、フッ素樹脂分散液２が蓄積した。その結果、ＰＦＡ塗膜に濃度ムラが起こり、膜厚が不均一な定着ベルトしか出来なかった。
【００５９】
（比較例３）
実施例２において、毎分１.５リットルと少ない流量で各浸漬塗布槽４に等しい量でフッ素樹脂分散液２を供給し、循環だけを２時間行った後、基体８を４８本分塗布した。このときフッ素樹脂分散液は循環ポンプ稼働時間当りの使用率が１％であった。その結果、ポンプ３や攪拌羽根１２等により、ストレスのかかったフッ素樹脂分散液２が徐々に蓄積し、フッ素樹脂分散液２全体の劣化が加速された。その結果、フッ素樹脂分散液２中に凝集物が発生しＰＦＡ塗膜に半球形状の異物が多く付着して不良品の定着ベルトしかできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の浸漬塗布装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の浸漬塗布装置の第一の実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明の浸漬塗布装置の第二の実施形態を示す（ａ）平面図及び（ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の浸漬塗布装置の第三の実施形態を示す（ａ）平面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図５】回転塗布方法に用いられる塗布装置の主要部分を示す斜視図である。
【図６】実施例に用いられた基体を示す図である。
【図７】従来の浸漬塗布装置を示す概略構成図である。
【図８】従来の浸漬塗布装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
２  塗布液（フッ素樹脂分散液）
３  ポンプ（液送手段）
４  浸漬塗布槽
５  塗布液受け槽
６  塗布液排出口
７  フィルター
８  基体
９  塗布液戻り管
１０  浸漬塗布装置（従来）
２０  浸漬塗布装置（本発明）
【図１】
2006026560.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006026560.tif 000006
【図５】
2006026560.tif 000007
【図６】
2006026560.tif 000008
【図７】
2006026560.tif 000009
【図８】
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