(57)【要約】【課題】塗膜を適用する装置上の部位における早期乾燥を含む溶媒系塗膜の早期乾燥を低減させるための技術の提供。【解決手段】本発明は、塗布装置のすぐ近くに溶媒蒸気を導入することおよび該部位に該溶媒蒸気を受動的に運ぶことを含む方法であり、これにより、早期乾燥のリスクを低減させる。溶媒蒸気の存在下では、塗布流体中の溶媒は、急速に蒸発しない傾向をもつ。さまざまな溶媒蒸気放出デバイスのいずれかにより溶媒蒸気を導入することが可能であるとともに、たとえば、塗布対象の基材と一緒に移動する境界層中の溶媒蒸気の濃度の増大、拡散、または自然対流により、該部位に溶媒蒸気を受動的に運ぶことが可能である。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒を含む液体塗膜を塗布装置により送出することと、
該液体塗膜が該塗布装置に接触する部位のすぐ近くに溶媒蒸気を受動的に導入することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記溶媒蒸気が拡散または自然対流により前記部位に受動的に運ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自然対流により前記部位に溶媒蒸気を受動的に運ぶことが、熱勾配、重力、および浮力のうちの少なくとも１つにより前記部位に溶媒蒸気を受動的に運ぶことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
溶媒蒸気を受動的に導入することが、塗布基材に隣接した境界層を介して受動的に溶媒蒸気を導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
基材のすぐ近くの境界層中の溶媒蒸気の濃度を増大させることと、
該基材を前記部位の方向に移動させることにより前記部位のすぐ近くに該溶媒蒸気を導入することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
溶媒蒸気を受動的に導入することが、
液体溶媒源から液体溶媒を吸引することと、
該液体溶媒を蒸発させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法を実施するための装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布方法に関し、詳細には、基材上に流体層を塗布する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気テープやディスケットのようなデータ記憶媒体は、典型的には、基材上に１層以上の磁気層を塗布してから得られた塗膜を乾燥させて皮膜を形成することにより製造される。製造上の理由で、一般に、基材は、通常は固定された塗布装置に対して搬送される移動ウェブの形態をとる。増加した量の情報を格納するために、より高密度の磁気記録媒体を提供することが望ましい。より高い密度は、磁気層中の磁性粒子の量を増大させたり、さらなる磁気層を追加したり、より薄い層を使用したり、またはデータ記憶密度の増大を可能にする磁性粒子を提供したりすることにより達成することができる。
【０００３】
基材は、典型的には基材と磁気層との間に位置する下塗り層を備えていてもよい。下塗り層は、媒体が１層以上の磁気層を含有する場合であっても基材と磁気層との接着を促進することができる。したがって、磁気記録媒体は、下塗り層とその上の１層以上の磁気層とを含有し多層構成を形成してもよい。
【０００４】
多層構成を有する磁気記録媒体を製造するには、典型的には、塗膜を適用するごとに１層ずつ追加しながら逐次的な塗布および乾燥のステップが必要であった。既存の塗布技術としては、ロール塗布、グラビア塗布、押出塗布、およびそれらの組合せが挙げられるが、これらは一部の例にすぎない。多層塗膜技術も存在する。製造上の理由で、塗膜は、塗布材料を溶媒に溶解させて液状形態でしばしば適用される。適用後、溶媒は蒸発し、塗布物質が基板上に残存する。多くの場合、塗布物質を平滑かつ均一に適用することが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの塗布技術の多くは、問題を呈する可能性がある。たとえば、有機溶媒系ポリマー塗膜のような塗膜は、基材に塗膜を適用できる状態になる前に早期に乾燥してしまう可能性がある。乾燥時、液体溶媒は蒸発し、基材以外の部位に塗膜溶質が残存する。とくに、塗布物質は、塗膜の適用に使用される機械装置の部品上またはその周辺で乾燥する傾向を示す可能性がある。塗布物質は、とくに、静止接触ライン、すなわち、液体塗膜が装置に接触して液体が塗布プロセスにより装置から移動除去されない部位、のすぐ近くで乾燥しやすい。塗布装置上で乾燥された塗布物質により溶媒系塗膜の平滑かつ均一な適用が妨害され、その結果として層の品質が損なわれるおそれがある。早期乾燥は、他の点でも問題になる可能性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一般的には、本発明は、溶媒系塗膜の早期乾燥を低減させるための技術に関する。詳細には、本発明の技術は、塗膜を適用する装置上での早期乾燥を低減させることに関する。本発明には、一般的には、塗布装置のすぐ近くに溶媒蒸気を導入することが包含される。溶媒蒸気を導入するデバイスは、早期乾燥を起こす可能性のある塗布装置上の部位に向かって溶媒蒸気を強制移動させるものではない。もっと正確に言えば、溶媒蒸気を該部位に受動的に送達する。
【０００７】
いくつかの方法で溶媒蒸気を該部位に受動的に運ぶことが可能である。たとえば、拡散により溶媒蒸気を該部位に到着させうる。本発明に係る１つの代表的な適用では、塗布装置を覆うフードの内部に溶媒蒸気を導入し、拡散によりフードの内部の雰囲気がより高濃度の溶媒蒸気で満たされるようにする。
【０００８】
基材の移動により溶媒蒸気を該部位に運ぶことも可能である。多くの塗布方法では、塗布装置を通過するように基材を移動させる。基材が移動すると、空気の自然の粘度により空気の境界層が形成される。この空気が溶媒系塗膜に接触した状態で運ばれると、塗膜は早期に乾燥される可能性がある。本発明は、蒸気の形態の溶媒で境界層中の空気の少なくとも一部を置き換える技術を包含しうる。境界層は基材と共に塗布装置まで移動し続けるが、境界層には溶媒蒸気が含まれている。基材の移動により、溶媒蒸気を移動させる対流循環が起こる可能性もある。これらの方法では、基材の運きにより溶媒蒸気が該部位に運ばれる。
【０００９】
このほか、自然対流により溶媒を該部位に運ぶことも可能である。自然対流としては、熱勾配、重力、または浮力による移動が挙げられる。たとえば、溶媒蒸気が空気よりも重い場合、重力により溶媒を該部位に運ぶことが可能である。
【００１０】
一実施形態では、本発明は、溶媒系液体塗膜を塗布装置により送出することと、該液体塗膜が該塗布装置に接触する部位のすぐ近くに溶媒蒸気を受動的に導入することと、を含む方法を提供する。溶媒蒸気は、拡散や自然対流などによりまたは基材と共に移動する境界層中に組み入れることにより、該部位に受動的に運ばれる。
【００１１】
他の実施形態では、本発明は装置に関する。該装置は塗布装置を具備し、塗布装置は、溶媒を含む液体塗膜に接触する露出表面を有する。該装置は、溶媒蒸気を放出する溶媒蒸気放出デバイスをさらに具備する。放出された溶媒蒸気が露出表面に受動的に運ばれるように溶媒蒸気放出デバイスを配置する。溶媒蒸気放出デバイスは、たとえば、液体溶媒を蒸発させて溶媒蒸気を放出するエネルギー移動エレメントとしてまたは毛管力で貯留槽から溶媒を吸引し蒸発により溶媒蒸気を放出するデバイスとして具体化することが可能である。溶媒蒸気放出デバイスは、溶媒を蒸気の形態で含むガスを移動基材上に吹き付ける飽和ガスジェットとして具体化することも可能である。基材に付着する境界層の一部として溶媒蒸気を塗布装置に運ぶことが可能である。
【００１２】
他の実施形態では、本発明は、溶媒蒸気放出デバイスに関する。２つ以上の溶媒蒸気放出デバイスを使用してもよいし、異なる種類のデバイスを組合せて利用してもよい。溶媒蒸気を放出するデバイスの一実施形態では、デバイスは、流体を含有する第１の管と、液体溶媒を含有する第２の管とを具備する。液体溶媒は、第１の管からエネルギーを受け取って気化し溶媒蒸気を生成する。溶媒蒸気は、第２の管の１つ以上の孔を通って逃散する。溶媒蒸気を放出するデバイスの他の実施形態では、デバイスは、液体溶媒の貯留槽と、貯留槽から目標領域に液体溶媒を毛管力により吸引する要素とを具備する。目標領域の近傍で、装置は、蒸発により溶媒蒸気を放出する。
【００１３】
本発明は、１つ以上の利点を提供しうる。以下に示されるように、本発明は、スライド塗布、押出塗布、流体軸受塗布、およびカーテン塗布をはじめとするさまざまな塗布技術を用いて実施可能である。塗布装置の近傍の溶媒蒸気の濃度を増大させると、表面欠陥を引き起こす可能性のある早期乾燥の発生が低減し、高品質の塗膜が得られる。さらに、塗布装置に溶媒蒸気を受動的に導入しうるので、おそらく、溶媒蒸気の導入により塗膜プロセスが妨害されることはないであろう。
【００１４】
本発明に係る１つ以上の実施形態の詳細な内容を、添付の図面および以下の説明で示す。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面からならびに特許請求の範囲から自明であろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る塗布方法を実施するのに好適なスライド塗布装置１０の断面側面図である。スライド塗布装置１０は、スライドコーター１２を具備する。連続ウェブの形態で塗布基材１６を支持するためにスライドコーター１２のすぐ近くにバックアップローラー１４を配設することができる。バックアップローラー１４は、基材１６の移動方向に回転する。供給ロールと引取ロール（図示せず）との間でスライドコーター１２に対して基材１６を搬送することができる。スライドコーター１０を用いると、２層以上の流体層を積重ね構成で基材１６上に同時に塗布することができる。塗膜後、たとえば、乾燥オーブン（図示せず）に基材１６を通して搬送するにより、層を乾燥させる。
【００１６】
スライドコーター１２は、複数のスライドブロック１８、２０、２２、２４を具備しうる。図１の実施形態では、スライドコーター１２は、４つのスライドブロックを具備する。他の実施形態では、スライドコーター１２は、基材１６上に塗布される流体層の数に応じて４つよりも少ないかまたはそれよりも多いスライドブロックを具備しうる。たとえば、いくつかの実施形態では、製造される記録媒体は、わずか１層の記録層を有するものであってもよい。
【００１７】
スライドブロック１８、２０、２２、２４は、流体スロット２６、２８、３０および合わせたスライド表面３２を規定する。第１のスライドブロック１８は、バックアップローラー１４に隣接して配置され、一方、スライドブロック２０、２２、２４は、第１のスライドブロック１８の上方に配置される。スライドブロック１８、２０、２２は、塗布流体を流動させるための連続スライド表面を規定する。
【００１８】
負圧のレベルを調節するために、スライド塗布装置１０に隣接して真空ボックス３４を配設することができる。とくに、真空ボックス３４は、スライド表面３２と基材１６との間の塗布ビード５２を横切って差圧を保持する役割を担い、それにより、塗布ビード５２を安定化させる。真空ボックス３４はまた、スライドブロック１８の面３６を取り囲む。真空ボックス３４は、真空源（図１に示されていない）に接続したり、塗布領域から回収される物質用の出口（図１に示されていない）を設けたりすることが可能である。
【００１９】
第１の流体源および第１のマニホールド（図１に示されていない）を介して第１の流体３８を第１のスロット２６に分配することができる。第２の流体源および第２のマニホールド（図１に示されていない）を介して第２の流体４０を第２のスロット２８に分配することができる。第３の流体源および第３の流体マニホールド（図１に示されていない）を介して第３の流体４２を第３の流体スロット３０に分配することができる。したがって、図１に示される実施形態では、スライドコーター１２を用いることにより、第１の流体３８を含有する第１の流体層４６と、第２の流体４０を含有する第２の流体層４８と、第３の流体４２を含有する第３の流体層５０とを含む三層流体構築物４４を塗布することができる。基材１６上に第１の流体層４６を塗布し、第１の流体層４６上に第２の流体層４８を塗布し、第２の流体層４８上に第３の流体層５０を塗布することができる。
【００２０】
流体３８、４０、４２は、溶質と溶媒とを含有しうる。典型的な溶媒としては、たとえば、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、ブチルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、トルエン、およびそれらの混合物が挙げられる。溶媒を乾燥させると、塗膜溶質が残存する。言い換えれば、適用を容易にするために塗膜を液体として適用するが、完成品では塗膜は乾燥した状態である。
【００２１】
流体３８、４０、４２により運ばれる溶質のタイプは、形成される塗膜のタイプに依存する。たとえば、磁気記憶媒体の製造では、溶質は複数の磁性粒子を含有しうる。磁性粒子は、長軸に沿って約０．３μｍ未満の平均長を有する針状すなわち針形の磁性粒子であることもある。このタイプの典型的な針状粒子としては、たとえば、γ酸化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）のようなフェリ磁性およびフェロ磁性酸化鉄、鉄とコバルトとの複合酸化物、種々のフェライトおよび金属鉄の粒子が挙げられる。このほか、バリウムフェライトなどのような小さな板状粒子を利用することもできる。チタン、スズ、コバルト、ニッケル、亜鉛、マンガン、クロムなどのような多価金属の１種以上のイオンで粒子をドープすることができる。第１の流体層４６は、第２および第３の流体層４８、５０用のキャリヤー層または「下塗り」層として作用する可能性がある。この場合、基材１６上の第１の流体層４８の湿潤厚さを第２および第３の流体層４８、５０の湿潤厚さよりも実質的に厚くすることが可能である。それぞれの層４６、４８、５０の湿潤厚さは、塗布ビード５２から実質的に離れているが認知しうる乾燥が起こっていない十分に近接した箇所における塗布された基材１６の表面上の基材横方向平均厚さである。
【００２２】
流体層４６、４８、５０の流れの方向を横切る方向の流体スロット２６、２８、３０の幅を、基材１６の幅と実質的に釣り合せることが可能である。スライドブロック１８、２０、２２を流体スロット２６、２８、３０よりもわずかに広幅にすることが可能である。いくつかの実施形態では、基材１６の幅を約１５．２４ｃｍ〜７６．２ｃｍ程度の値に設定することが可能である。磁気テープ媒体を製造する際、塗膜後に基材１６を長手方向にスリットしてたとえば幅０．６４ｃｍのいくつかのストリップにすることにより、データカートリッジに装填するための連続長の記録テープを作製することが可能である。磁気ディスク媒体を製造する際、フロッピーディスケットハウジングに装填するために、たとえば直径９０ｍｍの「クッキー」として基材１６からディスクをカットまたはパンチすることができる。いずれの場合においても、それぞれの流体層４６、４８、５０は、好ましくは、幅方向に基材１６の横方向エッジまで延在する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第２の流体４０は、金属磁気記録粒子のような磁性材料を含有する。この場合、乾燥させると第２の流体層４８は基材１６上に磁気記録層を形成する。他の実施形態では、第１の流体層４６中または流体構築物４４の複数の流体層４６，４８，５０中に磁性材料を提供することができる。たとえば、流体構築物４４の複数の層が複数の磁気記録層を形成しうる。このほか、複合多層記録皮膜として共同的に機能させるように、個々の磁気層を配置することができる。
【００２４】
第３の流体４２は、完成磁気記録媒体の機能特性に寄与するさまざまな異なる物質を含有しうる。言い換えれば、乾燥させると第３の流体層５０は磁気記録媒体の機能性層を形成しうる。たとえば、第３の流体４２は、帯電防止材、使用時に記録ヘッドのクリーニングを支援する研磨材、磁気記録へッドと磁気記録媒体の表面との摩擦を低減させる減摩材、またはそれらの組合せを含有しうる。
【００２５】
媒体の性能、塗布の容易さ、または生産性のために必要であれば、さらなるスライドブロックをスライドコーター１２に追加してさらなる流体層を導入することができる。たとえば、そのような機能性材料を個別の流体層に組み込むことができる。このほか、乾燥時、得られた磁気記録媒体中で多機能性層を形成する単一の流体に１種以上の機能性材料を組み込むことができる。
【００２６】
従来のスライド塗布では、移動する未塗布の基材１６は、基材と共に空気の境界層を搬送する。境界層は、空気の粘度により自然に形成される。境界層は、基材１６に付着する空気分子が原因となって生じる。基材１６の移動に伴って、基材１６は空気を連行する。境界層は自然に散逸することはなく、真空ボックス３４に通しても通常は境界層は除去されない。
【００２７】
空気の境界層は、流体層４６、４８、５０の早期乾燥に関連した問題を呈する可能性がある。とくに、流体層４６、４８、５０中の溶媒は、空気の存在下で蒸発して溶質の塗膜を残存させる。したがって、塗布物質は、スライド表面３２または基材１６の近傍のスライドブロック１８の面３６のような塗布装置の部品上またはその周辺で乾燥する傾向を示す可能性がある。一般的にいえば、塗布溶液がスライド塗布装置１０の表面に接触している間に溶媒が蒸発したときに早期乾燥が起こる。早期乾燥は、静止接触ラインのすぐ近くで起こりやすい。乾燥した塗膜は、流体４６、４８、５０の円滑な流動を妨害し、その結果、ストリーク、ボイド、およびバンドのような望ましくないアーチファクトを生じる。そのような欠陥は、塗膜プロセスの歩留まりに大きな影響を及ぼす可能性がある。なぜなら、そのような欠陥が存在すると塗布された基材が使用できなくなるからである。
【００２８】
スライド塗布装置１０は、基材１６のすぐ近くに位置する飽和ガスジェット５４を具備しうる。図１に示される代表的な実施形態では、飽和ガスジェット５４は真空ボックス３４のすぐ外側に配置される。飽和ガスジェット５４は、飽和ガス、すなわち、溶媒を蒸気の形態で含むガス、を基材１６に吹き付けることにより、基材１６と共に移動する空気の境界層を分離させる。とくに、飽和ガスジェット５４は、空気の境界層を少なくとも部分的に飽和ガスの境界層で置き換えるワイパーとして機能する。言い換えれば、飽和ガスジェット５４は、移動する基材１６に接して自然に形成される境界層中の溶媒蒸気の濃度を増大させる。飽和ガスには、溶媒が蒸気の形態で含まれているが、飽和ガスを完全に飽和させる必要はない。本発明には、飽和ガスが広範にわたる濃度の溶媒蒸気を含有する実施形態が包含される。
【００２９】
増大された濃度の溶媒蒸気を有する境界層は、基材１６の移動によりスライドコーター１２まで連行される。基材１６が移動すると、溶媒蒸気を移動させる対流循環が起こる可能性もある。飽和ガスジェット５４により溶媒蒸気をスライドコーター１２に直接吹き付けるわけではない。すなわち、飽和ガスジェット５４により境界層中の溶媒蒸気の濃度を増大させ、増大された濃度の溶媒蒸気を有する境界層をスライドコーター１２まで受動的に連行する。溶媒蒸気の存在下では、流体層４６、４８、５０中の溶媒は、急速に蒸発してスライド塗布装置１０上に溶質を残存させる傾向を示さない。
【００３０】
飽和ガスジェット５４を制御することにより、境界層中の溶媒蒸気の濃度を調節することが可能である。たとえば、境界層中の溶媒蒸気の濃度は、飽和ガスジェット５４により放出される飽和ガス中の溶媒蒸気の濃度の関数になりうる。飽和ガスジェット５４が基材１６に飽和ガスを吹き付ける圧力および飽和ガスジェット５４が同様に基材１６に飽和ガスを吹き付ける角度は、境界層中の溶媒蒸気の濃度に影響を及ぼす可能性がある。
【００３１】
基材１６から空気の境界層の一部を取り去るスカイブブレード５６と連動させて飽和ガスジェット５４を使用することも可能である。スカイブブレード５６は、基材１６を横切って幅方向に延在するブレード様部材の形態をとることが可能である。スカイブブレード５６は、基材１６の幅を超えてさらに延在しうる。スカイブブレード５６は、基材１６に対して接触状態であっても非接触状態であってもよいが、好ましくは、基材１６の表面にすぐ隣接して配置された前縁を構成する。
【００３２】
飽和ガスは、塗膜を搬送する溶媒で飽和させることが可能である。すなわち、飽和ガスは、溶媒蒸気の実質的成分を含む。ガスを完全に飽和させる必要はないが、溶媒蒸気濃度が高いほど乾燥低減に有効であろう。溶媒蒸気を搬送するガスは空気であってもよいが、安全性を考慮して、キャリヤーガスは、ヘリウムまたは窒素のような非引火性または非反応性のガスであってもよい。
【００３３】
空気の境界層を剥ぎ取って空気の境界層を溶媒蒸気の境界層で置き換えるエアナイフとして機能させるのに十分な圧力で飽和ガスを放出させることが可能である。このほか、より低い圧力で飽和ガスを放出して、基材１６の表面により搬送される空気の境界層と混合することも可能である。いずれの場合においても、飽和ガスの導入は、乾燥に対して抵抗性を示しかつ乾燥に起因した塗膜ストリークおよび他の欠陥の発生の可能性を低減させる環境を提供するのに有用である。
【００３４】
ガスのジェットを塗布ビード５２の方向に向けると塗膜が破壊するおそれがあるので、好ましくは、飽和ガスを塗布ビード５２の方向に向けないようにする。その代わりに、飽和ガスジェット５４を基材１６の方向に向けて、より少ない空気およびより多くの溶媒蒸気が境界層に含まれるようにする。境界層は基材１６に付着し、基材１６と同一の速度で受動的に連行される。基材１６は、飽和ガスを塗布ビード５２まで運ぶ。このようにして、塗布ビード５２は、飽和ガスジェット５４からの定方向流動によるのではなく基材１６の移動により、飽和ガスに暴露される。
【００３５】
飽和ガスジェット５４に加えてまたはその代替手段として、スライド塗布装置１０は、スライド塗布装置１０により塗膜が基材１６に適用される部位のすぐ近くに溶媒蒸気を導入する他の溶媒蒸気放出構造を具備することも可能である。そのような溶媒蒸気放出構造の１つは、真空ボックス３４内の溶媒蒸気放出デバイス５８である。溶媒蒸気放出デバイス５８は、溶媒蒸気を含む環境を形成するように基材１６を横切って幅方向に延在させて配置することが可能である。溶媒蒸気放出デバイス５８の幅を基材１６の幅よりも長くしてもよい。
【００３６】
図２は、溶媒蒸気放出デバイス５８の代表的な実施形態６０を示している。溶媒蒸気放出デバイス６０は、液体溶媒６４を支持する外管６２を具備する。溶媒蒸気放出デバイス６０は、液体溶媒６４にエネルギーを伝達しうる内管６６をさらに具備する。図２に示される実施形態では、内管６６は、エネルギー伝達エレメント６８を支持する。エネルギー伝達エレメント６８は、たとえば、熱水のような加熱流体であってもよい。内管６６は伝熱性であってもよい。エネルギー伝達エレメント６８は、液体溶媒６４の状態変化を引き起こし蒸気形態７０にする。外管６２は、蒸気７４を逃散させるスロット７２を具備する。逃散蒸気７４は、周囲環境中の溶媒蒸気含量を増大させる。
【００３７】
溶媒蒸気の濃度は、エネルギー伝達エレメント６８を制御することにより調節可能である。溶媒の蒸気圧は温度に比例して変化する。したがって、エネルギー伝達エレメント６８により液体溶媒６４に導入されるエネルギーが多いほど、多くの溶媒が蒸発して溶媒蒸気７０、７４を生成する。
【００３８】
図２の溶媒蒸気放出デバイス６０は、図１の溶媒蒸気放出デバイス５８の一例にすぎない。溶媒蒸気放出デバイス５８は、たとえば、加熱もしくは非加熱蒸発パン、スプレーノズル、または飽和ガスジェット５４と同じようなガスジェットにより実現することも可能である。溶媒蒸気放出デバイス５８は、溶媒蒸気を塗布ビード５２の方向に向けるのではなく、塗布ビード５２の周囲の環境中の溶媒蒸気濃度を増大させる。したがって、基材１６のすぐ近くの境界層には、より少ない空気およびより多くの溶媒蒸気が含まれる。その結果として、基材１６は、溶媒蒸気を塗布ビード５２まで運び、溶媒蒸気は、塗布ビード５２の方向に受動的に連行される。
【００３９】
図１に示される真空ボックス３４中の溶媒蒸気放出デバイス５８の配置は、単なる例示にすぎない。溶媒蒸気放出デバイス５８は、真空ボックス３４中のどこに配置してもよい。たとえば、塗布ビード５２にさらに近接させて溶媒蒸気放出デバイス５８を配置することも可能である。２つ以上の溶媒蒸気放出デバイス５８を真空ボックス３４中に配置することも可能である。
【００４０】
飽和ガスジェット５４および真空ボックス３４中の溶媒蒸気放出デバイス５８に加えてまたはそれらの代替手段として、スライド塗布装置１０は、スライドコーター１２のスライド表面のすぐ近くに溶媒蒸気放出デバイス８０を具備しうる。溶媒蒸気放出デバイス８０は、典型的には、フード８２により外部環境から隔離される。
【００４１】
溶媒蒸気放出デバイス８０は、基材１６により連行された境界層を置き換えない。もっと正確に言えば、溶媒蒸気放出デバイス８０は、スライドブロック１８、２０、２２、２４のスライド表面の周辺領域に溶媒蒸気を送達する。溶媒蒸気放出デバイス８０は、流体４６、４８、５０が基材１６の方向に流動する際に生じる可能性のある早期乾燥を遅らせる。この位置で早期乾燥が起こると、ストリーク、ボイド、およびバンドのような望ましくないアーチファクトを生じて塗布された基材が使用できなくなる可能性がある。フード８２は、溶媒蒸気に暴露された領域を保護し、溶媒蒸気の散逸を防止する。
【００４２】
図３は、溶媒蒸気放出デバイス８０の代表的な実施形態９０を示している。図３の例では、溶媒蒸気放出デバイス９０は、スライドコーター装置１２のスライド表面の周辺環境に溶媒蒸気を送達するキャピラリー要素の形態をとる。スライドコーター１２のスライド表面上に堆積された流体４６、４８、５０の表面を横切ってガスが移動することにより生じる可能性のある欠陥を防止するうえで、キャピラリー要素を使用することが望ましいと思われる。スライド表面を横切ってガスが移動すると、基材１６上の塗膜の表面が破壊されて、塗布された製品で欠陥となるパターンが形成される可能性がある。溶媒蒸気を放出させる媒介物としてキャピラリー要素を使用すると破壊が低減され、塗布された製品の欠陥がなくなると思われる。
【００４３】
キャピラリー要素は、ベースプレート９４で支持されたシート９２の形態をとりうる。ベースプレート９４は、ネジ、ブラケット、接着剤などを用いて、フード８２（図１に示される）内に装着可能である。キャピラリー要素のシート９２は、溶媒源（図３に示されていない）から溶媒を吸い取ってスライドコーター表面のすぐ近くの領域まで送達する小さなチャネル９６を具備しうる。このほか、キャピラリー要素のシート９２は、たとえば、多孔性フォーム材料、吸収紙製品または吸収布片の形態をとりうる。いずれの場合においても、毛管力すなわち表面張力により、キャピラリー要素の外表面の方向に溶媒が移動し、そこで溶媒が蒸発してスライドコーター表面領域内の溶媒蒸気の濃度を増大させる。
【００４４】
キャピラリー要素のシート９２のチャネル９６に溶媒を通して横方向に送達することも可能である。浸漬パンまたは他の貯留槽（図３に示されていない）を使用し、キャピラリー要素のシート９２の一端をその中に配置することにより、溶媒を送達することができる。塗布ビード５２から離れた位置に貯留槽を配置することも可能である。このようにして、キャピラリー要素のシート９２は、貯留槽から溶媒を吸い取って分配し、それを塗布ビード５２の方向に輸送する。溶媒がキャピラリー要素のシート９２から蒸発するにつれて、スライド表面上かつフード８２下の環境の溶媒蒸気濃度が増大し、乾燥の発生および関連する塗膜欠陥が低減される。
【００４５】
図１には、飽和ガスジェット５４と、真空ボックス３４内の溶媒蒸気放出デバイス５８と、スライドコーター１２のスライド表面のすぐ近くの溶媒蒸気放出デバイス８０とが示されている。スライド塗布装置１０は、これらの溶媒蒸気放出構造のいずれかを個別にまたは互いに協奏的に利用しうる。
【００４６】
図４は、押出塗布装置１００の側面断面図である。押出塗布装置１００を用いて本発明を実施することが可能である。押出塗布装置１００は、押出ダイ１０２を具備する。流体源（図４に示されていない）からダイ１０２のスロット１０６に塗布流体１０４を分配することができる。ダイ１０２から流体１０４を押出して塗布ビード１０８を形成し、これを基材１６に塗布する。バックアップローラー１１０により、ダイ１０２のすぐ近くに基材１６を支持しうる。押出塗布装置１００は、図１に示される真空ボックス３４と同じような真空ボックス１１２を具備しうる。
【００４７】
図１に示されるスライド塗布装置１０のときと同じように、押出塗布装置１００で塗布される基材１６は、空気の境界層を搬送しうる。空気の境界層は、流体１０４の早期乾燥を引き起こす可能性がある。とくに、流体１０４中の溶媒が蒸発して、基材１６のすぐ近くのダイ１０２の下流面１１４上および／またはダイ１０２の上流面１１５上に溶質の塗膜を残存させる可能性がある。早期乾燥が起こると、塗膜の品質が損なわれるおそれがある。
【００４８】
押出塗布装置１００は、塗膜が基材１６に適用される部位のすぐ近くに溶媒蒸気を導入する１つ以上の溶媒蒸気放出構造を具備しうる。図４には、たとえば、図１に示される飽和ガスジェット５４およびスカイブブレード５６と同じような飽和ガスジェット１１６およびスカイブブレード１１７が示されている。飽和ガスジェット１１６は、基材１６上の空気の境界層を飽和ガスすなわち溶媒蒸気を有するガスの境界層で置き換える。この飽和ガス境界層は、基材１６により塗布ビード１０８まで受動的に連行される。溶媒蒸気の存在下では、流体１０４中の溶媒は、急速に蒸発してダイ１０２の面１１４および／または１１５上に溶質を残存させる傾向を示さない。
【００４９】
図４に示されるように、押出塗布装置１００は、溶媒蒸気放出デバイス１１８を具備しうる。溶媒蒸気放出デバイス１１８は、真空ボックス１１２内に位置する。溶媒蒸気放出デバイス１１８は、境界層に影響を及ぼしてダイ１０２の面１１４および／または１１５上での乾燥を遅らせる。押出塗布装置１００はまた、フード１２２内に溶媒蒸気放出デバイス１２０を具備しうる。このデバイスは、境界層に影響を及ぼさないが、ダイ１０２の面１１４および／または１１５上での乾燥を遅らせる。溶媒蒸気放出デバイス１１８、１２０は、図２に示される溶媒蒸気放出デバイス６０または図３に示される溶媒蒸気放出デバイス９０と同じようなものであってよい。溶媒蒸気放出デバイス１１８は、溶媒蒸気放出デバイス１２０と同一種類である必要はない。溶媒蒸気放出デバイス１１８、１２０は、塗布ビード１０８またはダイ１０２の面１１４および１１５の方向に溶媒蒸気を能動的に向けることはない。もっと正確に言えば、溶媒蒸気放出デバイス１１８、１２０は、環境中に溶媒蒸気を導入し、溶媒蒸気は、基材１６の移動や流体１０４の移動によりまたは拡散により、塗布ビード１０８および／またはダイ１０２の面１１４、１１５まで受動的に連行される。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態では、自然対流により溶媒が塗布ビード１０８および／またはダイ１０２の面１１４、１１５まで運ばれるように、溶媒蒸気放出デバイス１１８、１２０を配置することが可能である。自然対流としては、重力または浮力による移動が挙げられる。たとえば、溶媒蒸気が空気よりも重いときには溶媒蒸気は下方に移動し、溶媒蒸気が空気よりも軽いときには浮上しうる。溶媒蒸気の密度は、温度の関数となりうる。自然対流として、熱勾配による移動を挙げることもできる。
【００５１】
溶媒蒸気放出構造１１６、１１８、１２０は、個別にまたはいくつかを互いに合わせて利用することが可能である。それぞれの溶媒蒸気放出構造１１６、１１８、１２０は、ダイ１０２の周囲の溶媒の早期乾燥を低減させるために塗布ビード１０８のすぐ近くの領域に溶媒蒸気を導入する。
【００５２】
図５に示されるような流体支持塗布装置１３０に関連づけて、本発明を実施することも可能である。バックアップローラーにより支持する代わりに、供給ロールと引取ロール（図５に示されていない）との間に張力をかけて基材１６を保持しダイ１３４から押出された塗布ビード１３２により支持する。ダイ１３４は、塗布流体１３８を分配するスロット１３６を具備する。
【００５３】
基材１６は、ダイ１３４への基材１６の接近に伴って空気の境界層を搬送しうる。空気の境界層は、とくにダイ１３４の面１４０上および／またはダイ１３４の側方表面１４１上で、流体１３８の早期乾燥を引き起こす可能性がある。早期乾燥を低減させるために、流体支持塗布装置１３０は、塗膜が基材１６に適用される部位のすぐ近くに溶媒蒸気を導入する１つ以上の溶媒蒸気放出構造を具備しうる。流体支持塗布装置１３０は、たとえば、飽和ガスジェット１４２と、溶媒蒸気放出デバイス１４４とを具備しうる。溶媒蒸気放出構造１４２、１４４は、溶媒の早期乾燥を低減させるために塗布ビード１３２のすぐ近くの領域に溶媒蒸気を導入する。溶媒蒸気放出デバイス１４２、１４４は、塗布ビード１３２またはダイ１３４の方向に溶媒蒸気を能動的に向けることはしない。この場合にも、溶媒蒸気は、基材１６の移動や流体１０４の移動により、拡散により、または自然対流により、塗布ビード１３２またはダイ１３４まで受動的に連行される。
【００５４】
図６に示されるカーテン塗布装置１６０に関連づけて、本発明を実施することも可能である。カーテン塗布装置１６０は、塗布流体１６６をカーテン１６８の形態で分配するスロット１６４を有するダイ１６２を具備する。カーテン１６８は、空間を降下して基材１６に塗布される。塗布装置が基材１６のすぐ近くに存在するスライド塗布装置１０、押出塗布装置１００、および流体支持塗布装置１３０とは対照的に、ダイ１６２は基材１６から離れて存在する。いくつかの他の塗布技術を用いた場合よりもカーテン塗布を用いた場合のほうが、基材１６により連行された空気の境界層が原因で生じる早期乾燥が少なく、該境界層が塗膜の品質に及ぼす影響も少ない。
【００５５】
それにもかかわらず、早期乾燥は、カーテン塗布装置１６０の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。とくに、スロット１６４の開口部１７０の周囲における塗膜溶質乾燥は、カーテン１６８のコンシステンシーおよび品質に影響を及ぼすこともある。カーテン１６８のコンシステンシーおよび品質が影響を受けると、得られる塗膜の品質は規格外になるおそれがある。早期乾燥を低減させるために、カーテン塗布装置１６０は、開口部１７０の近傍に１つ以上の溶媒蒸気放出構造１７２、１７４を具備しうる。溶媒蒸気放出構造１７２、１７４は、図２に示される溶媒蒸気放出デバイス６０と同じようなものであってよい。
【００５６】
乾燥が起こる可能性のある領域のすぐ近くに溶媒蒸気が受動的に導入されるように、溶媒蒸気放出構造１７２、１７４を配置することが可能である。図６に示されるカーテン塗布装置１６０の実施形態では、拡散、降下カーテン１６８の移動、および／または重力により、溶媒蒸気を上記部位まで連行することが可能である。
【００５７】
カーテン塗布に関連して、ガスジェットは流体カーテン１６８に有害な影響を及ぼすおそれがあるので、飽和ガスジェットは他の溶媒蒸気放出構造ほど効果的でないと思われる。図３に示される溶媒蒸気放出デバイス９０のように毛管作用で溶媒蒸気を生成する溶媒蒸気放出構造は、カーテン１６８を破壊する可能性のある気流を生じない。しかしながら、溶媒蒸気放出デバイス６０のような溶媒蒸気放出構造と比較して、毛管作用溶媒蒸気放出デバイスは、より低い速度で溶媒蒸気を導入する可能性がある。
【００５８】
本発明はいくつかの点で有利であると思われる。塗布装置の近傍の溶媒蒸気の濃度を高くすれば、早期乾燥が起こりにくくなり、塗布プロセスは有害が影響を受けにくくなる。塗布装置の周囲に溶媒蒸気を受動的に導入しうるので、溶媒蒸気の導入により塗布プロセスが妨害されるというリスクは低減される。
【００５９】
さらに、本発明の技術は、スライド塗布、押出塗布、流体支持塗布、およびカーテン塗布をはじめとするいくつかの異なる塗布技術を用いて有用であることが実証された。他の塗布装置にも本発明を適応することが可能である。
【００６０】
本発明に係る種々の実施形態について説明してきた。これらの実施形態は、本発明の実施の例証となる。特許請求の範囲から逸脱することなく種々の変更を加えることが可能である。たとえば、図に示される１つ以上の溶媒蒸気放出デバイスの配置は、単なる例示にすぎない。溶媒蒸気放出デバイスでは、水から熱を伝達する以外の技術を用いて液体溶媒にエネルギーを伝達することが可能である。たとえば、赤外線レーザーを用いて、液体溶媒にエネルギーを伝達し溶媒の状態変化を引き起こすことが可能である。
【００６１】
これらのおよび他の実施形態は、次の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代替実施形態を示すスライド塗布装置の断面側面図である。
【図２】溶媒液体の蒸発により溶媒蒸気を送達する代表的な溶媒蒸気放出デバイスの斜視破断図である。
【図３】キャピラリー要素を用いて溶媒蒸気を送達する代表的な溶媒蒸気放出デバイスの斜視図である。
【図４】本発明の代替実施形態を示す押出塗布装置の断面側面図である。
【図５】本発明の代替実施形態を示す流体支持塗布装置の断面側面図である。
【図６】本発明の実施形態を示すカーテン塗布装置の断面側面図である。
【符号の説明】
１０　スライド塗布装置
１２　スライドコーター
１４　バックアップローラー
１６　基材
１８　スライドブロック
２０　スライドブロック
２２　スライドブロック
２４　スライドブロック
２６　第１の流体スロット
２８　第２の流体スロット
３０　第３の流体スロット
３２　スライド表面
３４　真空ボックス
３６　面
３８　第１の流体
４０　第２の流体
４２　第３の流体
４４　三層流体構築物
４６　第１の流体層
４８　第２の流体層
５０　第３の流体層
５２　塗布ビード
５４　飽和ガスジェット
５６　スカイブブレード
５８　溶媒蒸気放出デバイス
６０　溶媒蒸気放出デバイス
６２　外管
６４　液体溶媒
６６　内管
６８　エネルギー伝達エレメント
７０　溶媒蒸気
７２　スロット
７４　逃散溶媒蒸気
８０　溶媒蒸気放出デバイス
８２　フード
９０　溶媒蒸気放出デバイス
９２　シート
９４　ベースプレート
１００　押出塗布装置
１０２　押出ダイ
１０４　塗布流体
１０６　スロット
１０８　塗布ビード
１１０　バックアップローラー
１１２　真空ボックス
１１４　下流面
１１５　上流面
１１６　飽和ガスジェット
１１７　スカイブブレード
１１８　溶媒蒸気放出デバイス
１２０　溶媒蒸気放出デバイス
１２２　フード
１３０　流体支持塗布装置
１３２　塗布ビード
１３４　ダイ
１３６　スロット
１３８　塗布流体
１４０　面
１４１　側方表面
１４２　飽和ガスジェット
１４２、１４４　溶媒蒸気放出デバイス
１４２、１４４　溶媒蒸気放出構造
１６０　カーテン塗布装置
１６２　ダイ
１６４　スロット
１６６　塗布流体
１６８　カーテン
１７０　開口部
１７２　溶媒蒸気放出構造
１７４　溶媒蒸気放出構造
【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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【図６】
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