JPH01119370A - 成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたとえば電子写真感光体の製造に適用される塗
膜の成膜方法に関し、とくに塗料を微小液滴にして被塗
布物上に塗膜を形成する成膜方法に関する。

〔従来の技術〕

塗料を微小液滴にして、いわゆる霧化して被塗布物を塗
装する代表的な方法として、エアガンスプレ一方式、エ
アレスガンスプレ一方式、静電スグレーガン方式などが
知られている。

ｔｆ、エアガンスプレ一方式とは、約１〜１０ｈ／を−
の加圧エアをノズルから吐出させ、ノズル先端に負圧を
発生せしめ、塗料を加圧または吸い上げ弐によシ微小液
滴とし、被塗布物上に成膜する方法である。吐出量は一
般に１〜１０００　Ｉｔ！／／ｍｉｎ程度で、塗膜は良
好、塗膜面の状態もよく、０．数μ〜数百ｐ程度まで精
密に塗布でき、膜厚の精度は±５．０−位まで可能であ
り、たとえば１．００μ目標にした場合、０．９５〜１
．０５μの範囲に塗布することも可能である。

しかしながら、塗料の被塗布物への付着効率をみると、
通常３０チ以下と低い。したがつて、残シの非付着液滴
７０１以上が霧化に用いたエアの丸めに飛散し、系内に
ただよう間に液滴に含まれている溶剤が揮発し、組成の
変化した液滴、いわゆるミストが被塗布物に付着し易い
。

このようにミストが被塗布物に付着すると、塗膜の均一
性を悪くしたシ、凹凸を形成したシ、ゆず肌を形成した
シ、いずれも塗膜の欠陥をもたらす。

特に塗膜に電圧を印加して使用する電子写真感光体に上
記方式を適用すると、ミス）Ｋよって被塗布物上の突起
が放電してしまうこともある。

このミストの付着を防ぐためｋはミストの飛翔速度以上
にミストの排除エア流速、いわゆる排気エア流速を設定
する必要がある。したがって充分な排気を行なうためＫ
はスイース的にも大きな排気口の設置が必要となる。た
とえば被塗布物が長さ３００Ｂ直径１００ｍの円筒形で
円形の中心を軸に回転させながら塗布する場合を考える
と、排気口の大きさは最低限この被塗布物よシ大きくな
ければならない。

またミストを充分に排気するためには、成膜条件等によ
るが一般的に排気速度を０．８　ｗ／ｓｅｔ以上とする
必要がある。

したがりて排気風量は排気口断面積と排気風速の積にな
シ、非常に大きな量を必要とすることになる。

仮に３００　ｍ／／ｍｉｎの吐出量のエアガンで塗布す
る場合を想定すると、実験的に０．８　ｍ／ｓｅｅの風
速がミストの完全な排気に必要であることが判っておシ
、前記３ＱＱｌ＋ｌＸ１００１ｍの被塗布物を塗布する
ためＫは５００ｍＸ４００ｍの大きさの排気口が必要で
あるから、必要風量は９．６ｍ”／ｍｉｎとなる。

この風量を排気するとなると、一般の空気は埃の個数が
１００００ケ／−以上であるから、被塗布物上に埃が付
着する機会が非常に大きくなり、塗膜に欠陥が生じ易い
、空気中の埃を除去する処理を施すことも可能であるが
、除塵空気を毎分９．６ｍ３も室外へ排気するというこ
とは、経済的な負担が多大になシコストアップの要因と
なる。

次に、エアレスがン方式とは塗料を霧化するに際し圧縮
空気を用いずに塗料に直接２０〜１５０に９Ａ−の圧力
をかけて、塗料を先端の形状を工夫・　したノズルによ
りて霧化し吐出させる方法である。

この方式はエアを吐出しないため液滴の被塗布物への付
着効率がよく、５０〜６０％位である。したがって非付
着液滴が４０〜５０％となシ、ミストの発生を防止する
点から有利である。

ミストの発生防止にあたりては前述の如く液滴の飛翔速
度以上のミスト排除風速を必要とする。

エアレスガンの場合、液滴の付着効率が５０〜６０チで
あること、霧化に際しエアを必要としないこと、などの
利点によシ一般的にはミスト排除風速をエアガンの場合
よシも低く〈設定できるが、それでも約０．５ｆＩＶ′
Ｉ＠ｃ以上を必要とする（成膜条件等によ勺若干変動す
る）。

したがって、例として前述した３００ｍＸ１００鴎の大
きさの被塗布物の場合を考えると、このエアレスガンで
さえ７．２　ｍ”／ｓｅｃの排気風量を要することにな
シ、経済的な負担が軽減できる範囲とは言い難く、コス
トアップの要因は消えない。

最後に静電スプレ一方式とは、ノズルの先端を電極とし
て６０　ｋＶ程度の高電圧をかけ、接地した被塗布物に
向けて塗料を霧化して吐出させる方法で、電極ノズルと
被塗布物との間に静電界が形成され、スプレーガン先端
のピン電極部分の空気がイオン化される。そしてスプレ
ーガンノズルから吐出した塗料の粒子は、このイオン化
域で高圧に帯電し、対極と表る被塗布物に効率よく付着
し、被塗布物の裏面に対しても静電界の作用でくまなく
付着する。

この静電スプレ一方式では、液滴の被塗布物への付着効
率が高く、８０〜９０チ位である。したがりて非付着液
滴は１０〜２０％であシ、ミスト発生の防止にあたって
有利となる。

しかし、液滴の飛翔速度が電界加速効果で非常に高くな
るため、その分ミストの排除風速を高くする必要があシ
、約０．８　Ｖｓｅｃ以上を要する（成膜条件によシ若
干変動する）。したがって、例として前述の３００ｗｘ
１００ｓｍの大きさの被塗布物の場合を考えると、この
静電スプレ一方式でさえ９．６　ｍ”／ｓｅｃの排気風
量を要することＫなシ、依然として経済的な負担が大き
い。

以上で明らかなとおシ、塗料を微小液滴とし被塗布物上
に塗膜を形成する従来の成膜方法では、非付着液滴の影
響でコストの上昇を招いたシ、形成された塗膜も欠陥の
生じがちなものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、前述した従来技術の抱える欠点である
塗料、ミストおよび大量空気の排出による埃等の被塗布
物への付着を少なくし、塗膜欠陥の発生を防止するとと
もに、排気装置の小型化および排気風量の削減によるコ
スト低減化を図りた成膜方法を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は塗
料を微小液滴にして被塗布物上に塗膜を形成する成膜方
法において、塗料を微小液滴とする霧化装置、被塗布物
、ミストの排気口を順に配設し、該排気口の排気口断面
積が上記霧化装置から発生した液滴分布（広が〕）断面
積を包含するようにし、＃霧化装置と上記排気口の相対
的位置を一定に保持して前記被塗布物上に塗膜を形成す
ることを特徴とする。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明の成膜方法には、既述したようにエアレススレ一
方式、エアレスガンスプレ一方式、静電スプレーガン方
式の他にホットスプレーガン方式などが適用できる。

塗膜の欠陥の発生を防止するＫはミストを系外に排除し
なければならず、そのためには塗料の液滴の飛翔速度よ
シも排気エアの流速を高くすることが必要である。また
、排気風量は排気エア流の断面積に比例するので、霧化
装置からの液滴の広がシ断面積が排気エア流の断面積に
含まれるようにミスト排気口を設けることが必要である
。

ただし、ミスト排気口は液滴数がシ断面積と等しくなく
、多小大きくてもよいが、前者の断面積はできるだけ小
さい方がよい。

本発明における液滴数がシ断面積とは、霧化装置から吐
出した微小液滴が飛翔するにつれて分布が徐々に拡大す
る傾向において、排気口の入口において霧化装置と排気
口中央部を結ぶ直線に垂直な平面に液滴が分布する領域
をいう。

かかる液滴数がシ断面積は、霧化装置から吐出される液
滴の吐出角度、・臂ターンおよび被塗物が霧化装置と排
気口の中間に介在するため被塗物による液滴の飛散を生
ずることから被塗物の形状、大きさ等、また液滴の飛翔
速度によシ液滴の飛散がことなることなどから液滴を生
ずる霧化装置の液滴生成方法などによシ決定されるもの
である。

本発明においては、霧化装置とミスト排気口の相対位置
関係は変化させることなく常に一定に保つことが要求さ
れる。たとえば被塗物を移動させない場合は、等速で霧
化装置とミスト排気口を動かして両者の相対位置関係を
一定に維持するか、被塗物を移動させる場合は昇化装置
とミスト排気口を固定させておく。

第１図は本発明の実施に必要な成膜装置の一例を示すも
ので、１はエアレススプレーがン、２はガンのオン（Ｏ
Ｎ）−オフ　（ＯＦＦ　）用エア管、３は塗料供給管、
４はドラム回転受台で、この上に被塗布ドラム５が載置
されている。６はミスト吸込口、で、排気用伸縮性蛇腹
管７を介して排気ダクト装置８に連結されている。９は
エアレススプレーガン１とミスト吸込口６を同時に上下
させるための支持棒であ夛、この支持棒９は駆動軸１ｏ
によって上下移動させられる。

被塗布ドラムは通常φ３０〜φ１００１１１の大きさの
場合でドラム回転受台４によって６０〜１８０ｒｐｍの
速さで回転させられ、オン−オフ用エア管２にエアを送
ジオンすると、塗料供給管３を通った塗料がエアレスス
プレーガン１から被塗布ドラム５に向って噴出する。こ
のとき、支持棒９を移動させて被塗布ドラム５を下から
上へあるいは上から下へ塗布する。なお、被塗布ドラム
５を下から上へ塗布するとき、初めは排気用伸縮性蛇腹
管７は伸びているが、支持棒９が上昇するにつれてそれ
が縮んでくる。この第１図の成膜装置によると、被塗布
ドラムの移動範囲は有効塗布長よシ少し多いくらいでよ
いが、エアレススプレーガン１とミスト吸込口６を同時
に上下させるために、装置が重量化し構造も複雑になる
。したがって被塗布ドラム５が小さく、且つ塗料吐出量
の少ない場合に有利な構成といえる。これに対して被塗
布ドラム５が大きく、且つ塗料吐出量の多い場合に有利
な成膜装置を第２図に紹介する。なお、第１図と同じ符
号は同じ名称を示し、１１はドラム回転受台４を上下さ
せる駆動軸、１２は固型式配気管を示す。この装置は、
被塗布ドラム５の方が移動してエアレススプレーガン１
とミスト吸込口６が固定されている型式であるが、塗布
方法は第１図と同じ厘理に従う。つまシ、ドラム回転受
台４を回転させながら上下に移動させると同時にエアレ
ススプレーガン１から塗料を吐出させて塗布するのであ
る。この第２図の成膜装置によると、エアレススプレー
ガン１とミスト吸込口６を移動させないでよいから、装
置が軽量で簡単な構造ですむという長所がある。

一方、液滴の飛散を防止し風の流れをよくするための工
夫を施した成膜装置を第３図、第４図に例示する。第３
図は第１図の成膜装置において、エアレススプレーガン
１とミスト吸込口６の間に筒状の覆い１３．１４を設け
たもの、また第４図は第２図の成膜装置において、同様
にエアレススプレーガン１とミスト吸込口６の間に筒状
の覆い１５．１４を設けたもので、いづれの成膜装置も
確かな効果が得られる。

次に１本発明における液滴広がシ断面積Ａ、ミスト排気
口断面積Ｂの形状および相対的配置関係を第５図に示す
。同図（イ）はＡ、Ｂともに円形である場合、（ロ）は
人が円形、Ｂが正方形である場合、（ハ）はＡが楕円、
Ｂが円形である場合、に）はＡが楕円、Ｂが正方形であ
る場合を示す。

本発明においては、ＡはＢに含まれていることが必要な
ので、断面積の形状は第５図に限定されるものではない
し、また断面積の形状が多少ずれて不一致な部分があっ
ても構わない。

次に、排気風量に関して本発明と従来技術の差を説明す
る。なお被塗物は既述した３００ｍ＋Ｘ１００ｍの大き
さを例にとる。

表　　　１ 表１に明らかなように、液滴広がシ断面積とミスト排気
口断面積を一致させると、排気風量は従来技術に比べ２
％から４チ程度にまで大幅に軽減し、塗膜欠陥が著しく
減少すること、およびコストがきわめて安価になること
など、効果が著しく顕著であることが分る。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例に基づいて本発明をさらに具体的
に説明する。

実施例１ 長さ２５５ｆｉ、直径６０ｍ、肉厚０．８寵の円筒シリ
ンダーの外表面Ｋｊ型銅フタロシアニン１０部（重量部
、以下同じ）、数平均分子ｉ′２万のビスフェノール２
型ポリカー？ネート９０部をシクロヘキサノン１５００
部に分散溶解した塗料（ε型銅フタロシアニンの平均分
散粒子径は０．０６μ）をエアー圧５　ｋｇ／ｌが、塗
料吐出量２００ｍ／／分、シリンダー表面とエアーがン
の距離５ｃｒｎで第１図に記載の装置によシガン移動速
度２０　ｃｒｎ　７分、シリンダー回転数１０　Ｏｒｐ
ｍの条件にて塗膜を形成した。ミスト排気口はシリンダ
ーの後方かつエアーガンに相当する位置でシリンダー表
面からの距離５Ｃｆｆｌの所に設けた。液滴の広がり断
面積は半径４０ｃｍの円形で、ミスト排気口は半径５α
の円形とし、ミスト排気口でのエアー流速は０．８　ｍ
１ｓｅｃに設定した。塗膜形成後１００℃６０分加熱乾
燥し膜厚２０μｍの感光層とし電子写真感光体を得た。

これを試料１とする。

実施例２ 実施例１と同様の処方で第２図記載の装置によυシリン
ダー移動速度２０ｃＷＬ／分、回転数１１００ｒｐの条
件で塗膜を形成した。ミスト排気口、エアガンの位置液
滴の広がシ状態、排気口のエア流速も実施例１と同様に
設定した。塗膜形成後、１００℃６０分で加熱乾燥し、
膜厚２０μの感光層とし、電子写真感光体を得た。これ
を試料２とする。

実施例３ 実施例１と同様の処方で第３図記載の装置によシ同様の
方法で塗膜を形成した。塗工条件、排気条件も同様に設
定した。得られた電子写真感光体を試料３とする。

比較例１ ミストの排気に関して５０　Ｘ　４０ｃｖ？の面状排気
ダクトを用いたこと以外は実施例１と同様にして電子写
真感光体を製造した。これを試料４とする。

以上、実施例１〜３、比較例１で得た電子写真感光体に
ついて一次帯電＋５　ｋＶ　、転写帯電＋５ｋＶのコロ
ナ帯電および負極性の現像剤を用いて画質特性を評価し
た。その結果を表２に示す。

表　　　２ 表２の結果から明らかなように、本発明に基づく電子写
真感光体は、その塗膜が均一で欠陥が少ないことから、
画像欠陥のきわめて少ないものであることがよく分る。

〔発明の効果〕

以上で明らかなごとく、本発明は塗料を微小液滴にして
被塗物上に塗膜を形成する成膜方法において、塗料を微
小液滴とする霧化装置、被塗物、ミストの排気口を順に
配設し、該排気口の排気断面積が前記霧化装置から発生
した液滴ひろがシ断面積を包含するようにし、該霧化装
置と上記排気口の相対的位置を一定に保持して前記被塗
物上に塗膜を形成するようにしたので、塗膜上のゴミ、
プツの減少、塗膜厚の均一性、塗膜の表面の凹凸の減少
、塗膜のゆず肌減少、排気装置の小型化、排気風量の削
減によるコスト低減化など、いづれも達成することがで
き、欠陥の著しく少ない塗膜を経済的に有利に形成する
ことが可能になった。

したがって本発明の成膜方法をたとえば電子写真感光体
の製造に適用すると、画像特性の著しく優れた電子写真
感光体を得るととができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施に用いられる成膜装置の
概略構成図、第５図（イ）〜に）は本発明の実施に際し
、塗料液温床がシ断面積とミスト排気口断面積の相対的
位置関係を示すモデル図である。 １・・・エアレススプレーガン、２・・・ガンのオン−
オフ用エア管、３・・・塗料供給管、４・・・ドラム回
転受台、５・・・被塗布ドラム、６・・・ミスト吸込口
、７・・・排気用伸縮性蛇腹管、８・・・排気ダクト、
９・・・支持棒、１０．１１・・・駆動軸、１２・・・
固型式配気管、１３．１４．１５・・・筒状の覆い、Ａ
・・・液滴床がり断面積、Ｂ・・・ミスト排気口断面積
。 出願人代理人　　弁理士　　山　下　積　平第３図 わ 昧　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塗料を微小液滴にして被塗布物上に塗膜を形成する成膜
   方法において、塗料を微小液滴とする霧化装置、被塗布
   物、ミストの排気口を順に配設し、該排気口の排気口断
   面積が前記霧化装置から発生した液滴分布断面積を包含
   するようにし、該霧化装置と上記排気口の相対的位置を
   一定に保持して前記被塗布物上に塗膜を形成することを
   特徴とする成膜方法。