(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続搬送する長尺帯状の支持体をバックアップローラに抱かせた位置で前記支持体上に塗布液を塗布する塗布方法において、
前記支持体と塗布液の間に電界を形成し、
前記バックアップローラの前記支持体と接触する表面が、高誘電性絶縁物で被覆され、
帯電手段により前記バックアップローラの帯電電位を２００Ｖ以上２０００Ｖ以下となるように制御することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記支持体は、塗布液塗布面の反対面が１０12Ω・ｃｍ以下の表面比抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記高誘電性絶縁物の比誘電率は、７以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記高誘電性絶縁物の体積固有抵抗が、１０10Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の塗布方法。
【請求項５】
前記高誘電性絶縁物の被覆物の厚みは、１０μｍ以上あることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の塗布方法。
【請求項６】
高誘電性絶縁物を被覆した前記バックアップローラは、周面上に設けた溝のピッチが０．５〜２ｍｍで形成した金属製の母材ローラに対して、セラミックを溶射被覆した後、所定量研磨して仕上げたセラミックローラを用いることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の塗布方法。
【請求項７】
連続搬送する長尺帯状の支持体に対して塗布液を塗布する塗布方法において、塗布位置の搬送方向上流側で、前記支持体における塗布を行う面に最後に接触する搬送ローラに電圧印加させることを特徴とする塗布方法。
【請求項８】
前記電圧印加される電圧は、２００Ｖ以上３０００Ｖ以下であることを特徴とする請求項７に記載の塗布方法。
【請求項９】
塗布液を片面塗布後、他の片面に塗布液を塗布する塗布方法において、各片面毎に請求項７又は８に記載の塗布方法を適用させることを特徴とする両面の塗布方法。
【請求項１０】
連続搬送する長尺帯状の支持体に対して塗布液を塗布するコーターを有する塗布装置において、前記支持体の塗布面の反対面側で、且つ、前記コーター及び該コーター接液部の反対側で前記支持体の幅手方向に平行に帯電部材による電圧印加装置が設けられ、前記帯電部材は、回転しない固定式の無接触搬送ガイドを兼ねるエアバックアップローラに設けられており、且つ、該エアバックアップローラに対して絶縁構造で取り付けられていることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速搬送される長尺帯状の支持体に対して帯電部材で電圧印加を与えながら薄膜塗布を行う塗布方法及び塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、連続走行する長尺支持体上に塗布液を塗布する方法で、塗布直前に該長尺帯状の支持体上に帯電器を用いて帯電させることにより濡れ性を向上させ、高速薄膜化を達成する発明としては、ＵＳＰ４，４５７，２５６があり、誘電分極する支持体に塗布前に電圧印加処理を行うことが記載されている。
【０００３】
また、接液部での支持体と塗布液との電位差がポイントであり該支持体を帯電させる必要がある。それを達成する方法としては、非接触式であるコロナ放電を用いるのが一般的である。
該コロナ放電による電圧印加方法としては、両面逐次塗布するときのコロナ放電を行う方法が特開平２−２９３０７２号に記載され、裏面電導性液を用いて更にコロナ放電を行う方法が特開平２−２９３０７１号に記載されている。
【０００４】
また、特開平２−２５１２６６号には電荷印加ローラのジャーナル部にセラミック被覆を行い、流体軸受けを用いて周囲と絶縁する方法が記載されている。
【０００５】
必要下限電圧に関する特許は、特表平３−５０１７０２号で、カーテン塗布方法だけの限定で、印加電圧と塗布速度の関係を規定している。
【０００６】
また、表面がマット化された凹凸支持体に対しビード部での電位を０．１ｋＶ以上にする塗布方法が特開昭６１−１４６３６９号に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コロナ放電ではそれを発生させる為の電位が高く、今日問題視されているオゾンの発生を招く。また、支持体の表面比抵抗が高すぎたり、支持体に必要以上の印加電圧を与えすぎると返って電荷ムラによる塗布ムラ故障が発生する。
【０００８】
そして、電界強度を上げればクーロン引力はその二乗に比例するため、一般にはバックアップローラの帯電量を上げれば前記濡れ性が向上して塗布性が良くなるとしても、その反面帯電量が増加するとバックアップローラ表面に大気中及び支持体表面に付着し持ち込まれるゴミが増え、ひいては転写故障や塗布故障を引き起こすことがあり問題となる。
【０００９】
更に、通常、高速搬送用に用いるローラは、その表面が鏡面状であるが、その場合、ローラと高速搬送する支持体の間に空気が巻き込まれ、蛇行などが生じ、搬送性に支障をきたし、その対策として従来より行われてきた方法は、ロール表面をマット加工するか、又は、溝加工する方法があるが、前者（マット加工）では、高速化に限界があり、後者の溝加工する方では更にセラミック加工をすることが難しく実用化されにくかった。
【００１０】
一方接触式の印加装置は、支持体との接触により擦り傷等の故障を生じ製品としての性能を損ねる場合がある。
【００１１】
本発明は以上のような問題点を解決して支持体と塗布液との間に電界を形成することによる、濡れ性向上塗布法において、支持体表面の電荷ムラや塗布ムラ等の不均一性までも解消できる高速薄膜の塗布方法及び塗布装置を提供することを課題目的にする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の（１）〜（１０）項の何れか１項に記載の技術手段によって達成される。
【００１３】
（１）  連続搬送する長尺帯状の支持体をバックアップローラに抱かせた位置で前記支持体上に塗布液を塗布する塗布方法において、
前記支持体と塗布液の間に電界を形成し、
前記バックアップローラの前記支持体と接触する表面が、高誘電性絶縁物で被覆され、
帯電手段により前記バックアップローラの帯電電位を２００Ｖ以上２０００Ｖ以下となるように制御することを特徴とする塗布方法。
【００１４】
（２）  前記支持体は、塗布液塗布面の反対面が１０12Ω・ｃｍ以下の表面比抵抗を有することを特徴とする（１）項に記載の塗布方法。
【００１５】
（３）  前記高誘電性絶縁物の比誘電率は、７以上であることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の塗布方法。
【００１６】
（４）  前記高誘電性絶縁物の体積固有抵抗が、１０10Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする（１）項乃至（３）項の何れか１項に記載の塗布方法。
【００１７】
（５）  前記高誘電性絶縁物の被覆物の厚みは、１０μｍ以上あることを特徴とする（１）項乃至（４）項の何れか１項に記載の塗布方法。
【００１８】
（６）  高誘電性絶縁物を被覆した前記バックアップローラは、周面上に設けた溝のピッチが０．５〜２ｍｍで形成した金属製の母材ローラに対して、セラミックを溶射被覆した後、所定量研磨して仕上げたセラミックローラを用いることを特徴とする（１）項乃至（５）項の何れか１項に記載の塗布方法。
【００１９】
（７）  連続搬送する長尺帯状の支持体に対して塗布液を塗布する塗布方法において、塗布位置の搬送方向上流側で、前記支持体における塗布を行う面に最後に接触する搬送ローラに電圧印加させることを特徴とする塗布方法。
【００２０】
（８）  前記電圧印加される電圧は、２００Ｖ以上３０００Ｖ以下であることを特徴とする（７）項に記載の塗布方法。
【００２１】
（９）  塗布液を片面塗布後、他の片面に塗布液を塗布する塗布方法において、各片面毎に（７）項又は（８）項に記載の塗布方法を適用させることを特徴とする両面の塗布方法。
【００２２】
（１０）  連続搬送する長尺帯状の支持体に対して塗布液を塗布するコーターを有する塗布装置において、前記支持体の塗布面の反対面側で、且つ、前記コーター及び該コーター接液部の反対側で前記支持体の幅手方向に平行に帯電部材による電圧印加装置が設けられ、前記帯電部材は、回転しない固定式の無接触搬送ガイドを兼ねるエアバックアップローラに設けられており、且つ、該エアバックアップローラに対して絶縁構造で取り付けられていることを特徴とする塗布装置。
【００３１】
上記の各技術手段の更に望ましい手段を上記（１）〜（１０）の各項毎に記すと次のようになる。
【００３２】
１）  印加方式としては、コロナ放電や長尺帯状支持体が接するローラ部に印加する等、特に限定されるものでない。また、該支持体としては、その表面以外の基材内部の固有抵抗率が、１０10Ω・ｃｍ以上で厚みも２５μｍ以上あることが望ましい。
【００３３】
濡れ性を向上させるには、ビード部の電位が２００Ｖ以上で高ければ高い方が良いが、３０００Ｖを越えると接液部での発光やスパークの発生、更にはそれに伴う電位の不安定化等の問題があることが判明した。
また、高速薄膜塗布を達成する為に、必要な最低印加電圧はバックアップローラ表面上で２００Ｖ以上である。しかし２０００Ｖ以上印加するとバックアップローラ表面にゴミが付着し、転写故障を引き起こす。またこのときのバックアップローラ表面は鏡面状に平滑化されていることが望ましく、０．８Ｓ以下が望ましい。
【００３４】
絶縁方式としては、（特開平２−２５１２６６）の如く、ジャーナル部にセラミック被覆を行う方式やセラミックベアリングを用いる方法等があるがその方法に限定されるものではない。
【００３５】
電荷の維持には、テフロン（登録商標）やゴム等の絶縁性樹脂でも良いが、ローラとしての精度上セラミック等が望ましい。
【００３６】
３）  また塗布終了時には、安全面等の観点で速やかにローラを除電することが望ましいことがあり、その為には比誘電率が７以上の物を用いるとその目的が達成される。
【００３７】
４）  望ましくは、１０12Ω・ｃｍ以上で、アルミナ系セラミックが比較的容易である。
【００３８】
５）  しかしながら、体積固有抵抗がいくら高くても、絶縁性を確保するには該絶縁性物質の被覆層の厚みが最低１０μｍ以上、望ましくは５０μｍあることが必要である。
【００４１】
６）  ここで用いるセラミックは、プラズマ・パウダー・スプレイ溶射法で用いるパウダー（アルミナ系、アルミナ・チタニア系、チタニア系、クロミア系、ジルコニア系）状のものでも良く、またローカイド・ロッド・スプレイ法で用いるロッド（酸化クロム等）状のものでも良く、特に材質を選ばない。
【００４２】
７）  接触式電圧印加ローラにて、電圧印加を行う為、コロナ放電等と異なり低電圧で効果を発揮出来る。またオゾン発生等の問題も無い。
【００４３】
８）及び９）  また感光材料に使用する場合には、コロナ放電等では、その発光によるかぶりの問題から実用面では使用できないが、本発明では、そのような発光が発生しない。但し、濡れ性向上効果を発揮する為には、２００Ｖ以上必要で、また発光によるかぶり防止には、３０００Ｖ以下とする必要がある。
１０）  印加線の大きさとしては、２ｍｍ以下が望ましい。
【００４４】
【実施例】
本発明を実施例をあげて更に具体的に説明する。
【００４５】
実施例１
帯電量測定は図１に示すように、バックアップローラＢＲ１直前に支持体へ帯電器２で電圧を印加し、バックアップローラＢＲ１上での、支持体の帯電量を表面電位測定器３（ＴＲＥＫ／Ｍｏｄｅｌ  ３４１）にて測定した。
【００４６】
図２のグラフに示す様に支持体の表面比抵抗が両面共１０12Ω・ｃｍを越える高絶縁性支持体を用いた時は、電荷を支持体が有効に運ぶことが出来ず、充分な効果が得られないことが分かった。またそのような支持体に必要以上の印加電圧を与えすぎると返って電荷ムラによる塗布ムラ故障が発生することも確認された。一方、少なくとも片面の表面比抵抗が１０12Ω・ｃｍ以下の支持体を用いたときは、充分な帯電電位が得られたが、塗布面に該低抵抗面を持って来た場合は塗布性に効果が反映されなかった。また、反塗布面に該低抵抗面があれば塗布面が如何なる抵抗の面であれ、効果が確認された。即ち、塗布直前に該長尺帯状の支持体上に帯電器２を用いて帯電させることにより高速薄膜化した塗布を達成するには、少なくとも反対面の表面比抵抗値が１０12Ω・ｃｍ以下である支持体を用いなければならないことが分かった。
【００４７】
実施例２
前記塗布直前に該長尺帯状の支持体上に帯電器２を用いて帯電させる方法に限らず、該支持体と塗布液との間に電界を形成することにより濡れ性向上を達成する塗布方法で次のような条件でカーテン塗布法による塗布を行った。
【００４８】
塗布速度：２００〜５００ｍ／ｍｉｎ
ゼラチン：１５％溶液(所定活性剤含む)
塗布膜厚：６０μｍ
その結果、濡れ性向上に必要な電位差は、表１に示すように２００Ｖ以上、望ましくは３００Ｖ以上必要であり、特に塗布速度の影響は受けないことが判明した。しかし電位差が３０００Ｖを越えると発光やスパークといった問題が起きる。以上により電界形成によって濡れ性向上を行うには、２００Ｖ〜３０００Ｖの電界電圧が適当であるということが分かった。
【００４９】
【表１】
0003837875.tif 000002
【００５０】
実施例３
しかし、実施例１に記した支持体を用いたとしても、帯電器２から塗布位置までの、該支持体が接するローラ全てを絶縁しないと、それらの接触ローラから電荷が漏れバックアップローラＢＲ１上での帯電量を確保できないことが判明した。
【００５１】
そこで図３に示すように搬送用の各ガイドローラＧＲ１，ＧＲ２，ＧＲ３及びバックアップローラＢＲ１の全ローラを絶縁しないとバックアップローラＢＲ１上での帯電電位が下がってしまい甚だしくは電位は殆ど無くなってしまうと云うことが分かった。
【００５２】
実施例４
更に実施例１及び３のような手段を採っても、実際塗布中には支持体の表面電位が低下していることが分かった。これは塗布液が接することにより、その部分から電荷がリークするためと思われ、実際の塗布操作中には充分な電位を確保出来ない為、高速薄膜化を持続して達成することができなくなる。これを回避する為には１つの手段として印加電圧を増加させれば良く、実際には３０００Ｖ以上印加すれば良いのであるが、この様な高い印加電圧を作用させた場合には、前記の如く発光やスパークといった問題点が発生する。そこで必要以上の印加電圧を作用させなくてもリーク量を極力抑える方法を検討した結果、帯電器２からバックアップローラＢＲ１までのローラで少なくとも１つのローラの表面をセラミック等の高誘電性絶縁物で被覆することにより目的が達成されることを見出した。
【００５３】
実施例５及び実施例６
図４に示すように前記（３）項技術手段の実施例として使用する高誘電性絶縁物としては、その比誘電率が７以上で、更に前記（４）項の技術手段の実施例として高誘電性絶縁物の体積抵抗率が１０10Ω・ｃｍ以上のものが必要であることが分かった。
【００５４】
ここでは、アルミナ系セラミック及び酸化クロム系セラミック更にはジルコニア系セラミックを用いて体積固有抵抗率を変化させ、帯電器で１ｋＶ印加し、各ローラ部へ該セラミックローラを置き換えて設置し、塗布中の帯電電位を測定した。即ち、体積抵抗率が１０10Ωｃｍ以下では塗布中の支持体電位が極度に下がり１０10Ωｃｍ以上では４００〜５００Ｖに持続できることが分かった。
【００５５】
また、比誘電率が７以下の樹脂被覆ローラでは、該被覆部に電荷が不均一に溜まり、それに伴う塗布ムラが観察された。
【００５６】
またこの時の塗布結果は、表２に示すように塗布中の支持体帯電電位と相関し、該帯電電位が４００〜５００Ｖあれば良くローラ表面の表面比抵抗が１０10Ωｃｍ以上が良い結果を示している。
【００５７】
【表２】
0003837875.tif 000003
【００５８】
実施例７
前記（５）項の技術手段として図５のグラフに示すように、上記高誘電性絶縁物を用いたとしても、その被覆厚みが１０μｍ以下ではその効果を発揮することが困難で望ましくは５０μｍ以上あれば十分電圧維持効果が発揮できることが確認された。
【００５９】
実施例８
更には、図６のヒストグラムに示すように高誘電性絶縁物で被覆したローラをバックアップローラＢＲ１に適用した場合は特に支持体上の電荷のリークが抑制されることが確認された。
【００６０】
更には、この場合塗布液がバックアップローラＢＲ１上に飛散した場合に発生する横段状のムラ故障も抑制できる効果を確認した。
【００６１】
実施例９は実施例１〜８の方法を集約した装置であり、それ以上の説明は省略する。
【００６２】
実施例１０
従来より連続走行する長尺支持体上をバックアップローラＢＲ１に抱かせて、その上に塗布液を塗布する方法で、該長尺帯状支持体と塗布液との間に電界を形成することにより濡れ性を向上させる方法においては、電界強度を上げるとクーロン引力はその二乗に比例するため、一般にはバックアップローラＢＲ１の帯電量を上げればその効果も増大するのであるが、その反面帯電量が増加するとバックアップローラＢＲ１表面に大気中及び支持体表面に付着し持ち込まれるゴミが付着し、ひいては転写故障を引き起こすことがあり問題となる。これに対し鋭意検討を重ねた結果、２４ｈｒの連続搬送後、バックアップローラＢＲ１表面上（１０ｃｍ×１０ｃｍ当たり）のゴミ付着量を測定した。その結果は図７のグラフに示すようにバックアップローラＢＲ１の帯電量を２０００Ｖ以下とすることにより、ゴミ付着が抑制できることが分かった。更に望ましくは、そのバックローラＢＲ１表面を０．８Ｓ以下に鏡面仕上げをすることである。しかしながら印加電圧を下げすぎると濡れ性向上効果も低下し、最低限２００Ｖ必要であることが判明した。
【００６３】
実施例１１
通常、高速搬送用に用いる搬送用の各ローラやバックアップローラは、その表面が鏡面状であると、ローラと搬送支持体の間に空気が巻き込まれ、蛇行などが生じ、搬送性に支障をきたすことが知られている。その対策として従来より行われてきた方法は、ローラ表面をマット加工するか又は、溝加工する方法である。しかし前者（マット加工）では、高速化に限界があり、後者の溝加工する方法の方が良いと思われているが、前記（１）〜（５）項記載のセラミック被覆ローラは、耐摩耗性等に優れる反面その硬度から溝加工が更に難しく、高速搬送性に優れたセラミックローラの製作は全く困難であった。しかし母材ローラに予め所定形状の溝加工を施し、その後セラミック溶射で被覆し、最終仕上げとして研磨仕上げを行うことで、高速搬送性に優れた溝付きセラミックローラの製作を可能にすることを見出した。このようなローラを使用することにより塗布方法は非常に向上した。
【００６４】
実施例１２
コロナ放電ではそれを発生させる為の電位が高く、今日問題視されているオゾンの発生を招く。
【００６５】
一方接触式の印加装置は、支持体との接触により擦り傷等の故障を生じ製品としての性能を損ねる場合がある。そこで研究を重ねた結果、搬送方向に於いて、塗布工程の上流側で、該支持体の塗布を行う面に最後に接触する搬送ローラＧＲ１を絶縁処理し、該ローラへ直接電圧を印加することにより、印加電圧は少なくて同等以上の効果が達成でき、尚かつ擦り傷等の製品劣化を招かない電圧印加法濡れ性向上塗布ができることを見出した。
【００６６】
実施例１３
ここで行う印加電圧は、濡れ性を確保する為には２００Ｖ以上必要であり、一方３０００Ｖ以上印加すると剥離部で発光及び放電等の現象が発生し、支持体の劣化、特に逐次両面塗布に於いては、感光剤塗膜のかぶり故障等が起こるので、２００Ｖ〜３０００Ｖで使用するのが良い。
【００６７】
実施例１４
実施例１２又は１３の塗布方法を用いて両面塗布加工を安定して行うことができる。
【００６８】
実施例１５及び実施例１６
通常支持体表面の表面エネルギーに不均一性があると、いくら電圧印加法により濡れ性を向上させても、それに起因のムラ故障を抑えることは困難であった。しかし、図８（ａ）の側面図に示すように直線搬送する支持体に対してコーター１０と反対側に接液点１１と対称位置に、支持体の巾手方向に帯電部材２Ａを設け、それに電圧を印加することにより、該表面エネルギーが不均一な支持体でも、濡れ性が向上し、ムラ故障を抑制出来ることを見出した。
【００６９】
実施例１７及び１８
図８（ｂ）の側面図に示すように、支持体はエアバックアップローラＢＲ２に無接触で抱かれた状態で搬送され、該エアバックアップローラＢＲ２は回転することなく配設され、支持体に対してコーター１０と反対側に接液点１１と対称位置に該エアバックアップローラＢＲ２内で、支持体の巾手方向に帯電部材２Ａが設けられ、該支持体に電圧が印加されることにより、表面エネルギーが不均一な支持体でも、濡れ性が向上し、ムラ故障を抑制出来ることが分かった。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１〜５の発明により支持体に対する電圧印加時の電位が安定し、更に、放電抑制が確実に行われて感光材料のかぶり故障も皆無になり高速薄膜塗布が円滑に行われるようになった。
【００７１】
更に、ゴミ付着が抑制でき、ゴミによる転写故障や塗布ムラが解消された。
【００７２】
請求項６の発明によりエア噛みによる支持体の蛇行故障の発生がなくなり高速搬送に耐えるセラミックローラが使えるようになり高速薄膜塗布が安定して行われるようになった。
【００７３】
請求項７，８，９の発明により支持体に対する電圧印加電位が一層安定して効率化され電荷ムラやそれに伴うかぶり現象が防止され、また、両面塗布も合理的に行われるようになった。
【００７４】
請求項１０の発明により支持体に対して幅手方向の帯電が均一化され塗布ムラ等の塗布故障が解消された。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持体への帯電量測定を示す側面図。
【図２】支持体表面比抵抗と帯電電位との関係を示すグラフ。
【図３】支持体搬送用の各ローラの配置を示す側面図。
【図４】ローラ被覆物の体積固有抵抗と塗布中の支持体電位との関係を示すグラフ。
【図５】ローラのセラミック被覆層の厚みと塗布中の支持体電位との関係を示すグラフ。
【図６】高誘電性絶縁被覆物をどのローラに施したものが塗布中の支持体帯電電位を高く維持できるかを示すヒストグラム。
【図７】ローラへの印加電圧とゴミ付着量との関係を示すグラフ。
【図８】塗布位置の支持体反対面側に支持体幅手方向に帯電部材を設けた状態を示す側面図で（ａ）は直線搬送の場合を表し（ｂ）はエアバックアップローラ搬送の場合を示す。
【符号の説明】
２  帯電器（電圧印加装置）
３  帯電量測定器（表面電位測定器）
１０  コーター
１１  接液点（接液部）
ＧＲ１，ＧＲ２，ＧＲ３  搬送用ガイドローラ
ＢＲ１  バックアップローラ
ＢＲ２  エアバックアップローラ
【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】
0003837875.tif 000009
【図７】
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【図８】
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