JPH01199607A - 感光性塗布液の処理方法 - 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〕 本発明は感光性塗布液を塗布装置で塗布する際塗布品質
を改良するための該塗布液の処理方法に関し、さらに詳
しくは、感光性塗布液が塗布される前に該塗布液中に含
有される溶存空気および気泡を除去するための該感光性
塗布液の処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にある種の液体は、塗布に際しては該液体中に溶存
する空気および含有される気泡を除去することが必要で
ある０例えば感光材料用の感光性塗布液は溶存空気およ
び気泡が含まれたまま塗布装置により基材に塗布される
と、塗布装置によっては該感光性塗布液中の溶存空気の
析出や、通常の場合には該感光性塗布液に含まれる気泡
によって縦すじ、ピンホール等塗布面に気泡による故障
をおこし、基材に均一な感光膜を形成することができな
いため、基材に塗布される前に該感光性塗布液中に溶存
する空気および含有さる気泡を除去することが必要であ
る。

従来これに対処する方法として先ず液体中に溶存する空
気の除去（脱気と呼ぶ）を行うための方法としては多数
知られているが、その代表的な例は該液体を減圧下に置
（方法であり、その例としては、特公昭５１−３５２５
９号、特開昭５６−１４７６０５号、特開昭５６−７６
２１３号、特開昭４９−９７００３号、特開昭５０−１
５９４６９号等の公報に開示されている装置が知られて
いる。

また多孔質性高分子膜を用いる方法もあり、その例とし
ては、特開昭５１−２８２６１号、特開昭５４−１２３
７８５号、特開昭５５−１２１８０６号、特開昭５７−
１６５００７号、特開昭５８−８１４０４号１等の公報
に開示されている方法あるいは装置が知られている。

他方液体中に含有される気泡を除去する（脱泡と呼ぶ）
方法は多数知られている。このような脱泡処理を行うた
めの装置としては感光性塗布液を用いる場合は、従来、
特公昭４７−６８３５号。

特公昭５７−６３６５号、特開昭５３−１３９２７４号
、特開昭５９−６９１０８号、特開昭５９−９２００３
号、特開昭５９−１５６４０５号。

特開昭６１−５０６０８号等の公報に開示されている超
音波脱泡（超音波処理と呼ぶ）装置が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら前者の該液体を減圧下に置く脱気方法は該
液体中に溶存する空気を除去することは出来ても、微細
気泡が該液体中に発生するという現象が起きている。従
って、上記のようにして生成した微細気泡や、該液体中
に含有された気泡は例えば感光性塗布液を用いる場合に
は塗布装置により基材に塗着されると、均一な感光膜を
形成することが出来ないという問題が起こる。

更に後者の脱泡方法のうち、気泡を溶解消滅させる脱泡
方法は該感光性塗布液中に含有される気泡は除去出来て
も該液中に溶存する空気を除去することは出来ない。脱
泡処理された該感光性塗布液はその中に溶存する空気が
飽和あるいは過飽和になっているので例えば該感光性塗
布液の液温が上昇したり剪断力が加わると溶存した空気
が気泡として析出し、基材に塗布した時に均一な感光膜
を形成することが出来ないという問題が起こる。

又微細気泡に超音波を照射し、キャビティージョンを起
し気泡を相互に群集させ、次なる脱泡槽に導き浮上分離
させる脱泡方法は超音波脱泡装置及び浮上分離装置その
ものが複雑になり、更に高価な感光性塗布液を処理する
場合は、脱泡装置の洗浄ロスが大となり経済的に不利で
あるという問題が起こる。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、従来技術の問題点を解消し、脱気脱泡
装置を簡単にし洗浄ロスも少くする、又塗布液中に含ま
れる溶存空気及び気泡により発生する塗布故障を防止し
基材に均一な感光膜を形成するための該感光性塗布液の
処理方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の要旨
は微細気泡を含む感光性塗布液を多孔質性高分子膜チュ
ーブ（以下チューブとも言う）の内側に通し該チューブ
の外側を減圧することにより、該塗布液中の微細気泡及
び溶存空気が除去可能であることを見い出し、感光性塗
布液を塗布する前に、該感光性塗布液に超音波を照射し
該塗布液中の溶存空気を微細気泡として析出させてチュ
ーブの外側に除去さ廿易くさせる工程と、該塗布液を該
チューブ内を通し微細気泡及び溶存空気を同時に除去す
る工程という２つの処理工程を組みあわしたことにある
。

即ち本発明の上記目的は、調製した感光性塗布液を塗布
する前に該塗布液に超音波を照射し、該塗布液中に含ま
れる溶存空気を微細気泡として液中に析出させ、ひき続
いて微細気泡を液中に析出させた該塗布液を多孔質性高
分子膜チューブの内側に逼し、該チューブの外側を減圧
し、該塗布液中の微細気泡及び溶存空気を同時に除去す
ることを特徴とする感光性塗布液の処理方法によって達
成される。

以下にこの処理方法について詳しく述べる。

本発明において調製された感光性塗布液は先ず超音波処
理を施したのち、脱気脱泡処理を施すことが必須である
。脱気脱泡処理工程の後に超音波処理工程を連−続的に
組み合せても脱泡の効果は認められない。

本発明の超音波処理工程においては、通常の超音波処理
機を用いることが出来るが、処理方法としては感光性塗
布液の場合、連続的に超音波処理を行ってもよいし、−
度に処理する形式をとってもよい、しかし、感光性塗布
液を塗布装置により連続して走行する基材に塗布する場
合には、連続的に超音波処理工程に導く方が好ましい。

このような超音波処理機としてはその構造がシンプルな
ものが望ましく、その−例として、特開昭５３−１３９
２７４号、特開昭５９−９２００３号等の公報に開示さ
れている超音波脱泡装置が知られている。

本発明において使用される超音波の周波数は、１０にＨ
ｚ以上５００　ＫＨｚ以下であり、超音波のエネルギー
としては、０．０５〜１００Ｗ／ｃｄ、好しくは０．　
１〜ＩＯＷ／ｄの範囲である。

超音波を照射し溶存空気を微細気泡として析出させる能
力と超音波の強さには密接な関係があり、条件を誤ると
逆に気泡を溶存空気として消滅させる結果になる。従っ
て適切な気泡析出は超音波のエネルギーの成る適正な条
件範囲で得られる。

超音波照射による気泡析出は、超音波が液体中に放射さ
れると、液体はある速度で振動するが超音波の周波数等
がある大きさ以上になると液体が振動に追従出来なくな
り局部的な真空が出来る現象即ちキャビティージョンが
起こりその真空部に向って周囲の液体に溶は込んでいた
気体を析出させたり液体が蒸気化したりして微細な気泡
をつくるという現象によるものである。従ってこの気泡
析出の程度は超音波の強さに比例し、さらに超音波の強
度を上げると激しく発泡するので、その程度は適正に決
定される。

このようにして析出した気泡は周囲の圧力とも関係があ
る。液体に加わる圧力が高ければ気泡は消滅の方向に向
い、低ければ成長の方向に向う。

従って該液体中に含有する気泡を消滅させたい時は超音
波を照射しながら該液体に圧力を加えればよく、成長さ
せ浮上等を利用して除去したい時は該液体に加える圧力
を低くすればよいことになる。

以上、液体に加える超音波の強さ、圧力は次に続く脱気
脱泡工程における脱泡効果あるいは脱気効果との組み合
せにより適正に決定される。

本発明の脱気脱泡工程は減圧方法はいかなる方法でもよ
いが、感光性塗布液の場合、通常３００７ｏｒｙ−Ｉ　
Ｔｏｒｒ程度の圧力下で行うのが好ましい。

なお、感光性塗布液を塗布装置により基材に連続して塗
布する場合には連続的に脱気脱泡工程に導く方が好まし
く、しかも有機溶媒を用いる場合は、その蒸発がほとん
ど起こらない脱気脱泡方法が望ましい。さらに脱気脱泡
処理を行う装置としては、その構造がシンプルなものが
設備費、長時間稼働での安定性、保守性、おらびランニ
ングコスト等において好ましい。

このような方法及び装置としては、多孔質性高分子膜を
用いる脱気脱泡装置がある。

一般に従来多孔質性高分子膜よりなるチューブを用いた
脱気量ｆＡは第４図にそのフローを示すように多孔質性
高分子膜のスパイラルチューブｌが内蔵された減圧室２
と、この真空度を検出して制御回路３を介して上記減圧
室２の圧力を低下させる真空ポンプ４を作動あるいは停
止させる圧力センサー５によって構成されている。

上記脱気装置Ａによって液体６等に溶存する気体、ある
いは含有される微細気泡を除去すること力咄来る。減圧
室２内をポンプ７を用い多孔質性高分子スパイラルチュ
ーブ内を所定速度で通過させる。液体から所望の溶存空
気をあるいは含有される微細気泡を脱気脱泡しながら処
理量を多くする方法としては特開昭５９−２１６６０６
号公報。

特開昭６０−２５５１４号公報を参考にして、チューブ
の材質、内径および肉厚を決定し、所望の溶存空気の脱
気量および処理量を満足するチューブ１本当りの長さを
求め、チューブを並列に配置した多管モジュールを作製
するのに必要な本数を決定することが出来る。

調整された感光性塗布液は、まず前述の超音波処理工程
において該液中に溶存する空気が微細気泡として析出さ
れる。どの位の溶存空気を析出させ微細気泡とするかは
、次の脱気脱泡工程において該気泡が脱泡される程度、
酸液が必要とする脱気程度、酸液の組成、塗布装置によ
って連続的に走行する基材に塗布された時の感光膜の形
状等によって決定される。このようにして析出した微細
気泡は次に多孔質性高分子膜チューブを用いた脱気脱泡
工程において、除去されるが、この時微細気泡として析
出されなかった残存溶存空気や、気泡の大きさにもよる
が超音波工程に流入して脱気工程に導かれた気泡も同時
に除去される。

以上の連続した工程で処理された該感光性塗布液は気泡
のない脱気された液となり、今度は空気を吸収溶解しや
すい杖態となる。従って該感光性塗布液中に溶存する空
気を上記２つの工程で連続して処理して少なくすればす
るほど空気を吸収溶解する能力が高い感光性塗布液とな
る。

どの位の溶存空気を除去するかは、前の超音波処理工程
で析出する微細気泡の量あるいは大きさ。

感光性塗布液の組成、必要とする脱気程度等によって決
定される。

このようにして処理された感光性塗布液は空気を吸収溶
解する能力が高いので、塗布装置までの流路の形態や滞
留時間にもよるが、例えばフィルター中に残存している
空気がある場合、それを吸収溶解し、塗布装置へ気泡が
流出するのを防止することが出来たり、大きな気泡が前
記超音波処理工程に誤って流入しても塗布装置までの流
路において例えばフィルター等でトラップされ、滞留す
れば同様に溶存空気として吸収溶解する。

弗酸感光性塗布液の液温上昇や剪断力による溶存空気の
気泡としての析出を防止することが出来、結果的にはこ
のような感光性塗布液を基材に塗布した時には縦すじ、
ピンホール、ブリスター等塗布−ヒの欠陥の発生を防止
出来るので均一な感光膜が得られる。

次にこの発明を第２図に示す超音波処理装置及び第３図
に示す脱気脱泡装置にもとづいて説明する。

先ず第２図は、超音波処理装置の代表的なものを示して
いる。主は超音波処理装置で管軸を上下方向に保持され
た円又は多角形の管体９の外面に多数の超音波振動子１
０を管中心に向けて周方向に配置してなり、該管体９内
には下部に超音波処理される感光性塗布液１１ａの流入
口１２ａ、上部に流出口１２ｂを有する導液管１３を設
けてい咳導液管１３と前記管体９との間隙部１４には一
定の温度、圧力に保持された温１１ｉＩ￥１５が満され
ている。１６ａは温調液１５の注入口、１６ｂは溢出口
である。該管体９の外側には多数の超音波振動子１０を
保護する２護管１７を設けられている。前記導液管１３
は脱気装置の前に接続され、該導管１３を下から上へ流
れる感光性塗布液１１ａはは、その周囲から中心に向け
て配置された多数の超音波振動子１０により発生した超
音波が前記温調液１５を伝播媒体として照射される。

この時該感光性塗布液１１ａは、溶存空気を超音波の照
射によるキャビティージョンにより微細気泡１６を析出
させられるので、多数の微細気泡を含んだ該塗布液１１
ｂとなり流出口１２ｂより一　　流出する。

次に、第３図に示す脱気脱泡装置土産は、コア１９のま
わりにスパイラル状に巻つけられ管状多孔質性高分子膜
からなる多数本のチューブ２０で形成されたモジュール
２１．減圧室２２．多数の微細気泡１７を含む感光性塗
布液の入口２３ａ。

出口２３ｂ、排気管２４．真空ポンプ２５．圧力センサ
ー２６．および制御回路２７で構成され、モジエール２
１は減圧室２２の中に内蔵されている。

チューブ２０の出入口２８ａ、２８ｂはそれぞれ液の出
入口２３ａ、２３ｂに開口している。減圧室２２は真空
ポンプ２５により排気管２４を逼り排気され、圧力セン
サー２６および制御回路２７により所望の真空度に保た
れる。感光性塗布液１１ｂは液入口２３ａより供給され
チューブの入口２８ａへ導かれコア１９にスパイラル状
に巻かれた内径６−程度のチューブ２０の中を通過する
間に、該感光性塗布液１１ｂの中の溶存空気は拡散によ
って脱気されると同時に微細気泡は遠心力により該塗布
液の中でスパイラル外側のチューブの内壁に移動しチュ
ーブ外に除去され、モジュール２１の出口２８ｂへと到
達し、脱気脱泡された感光性塗布液１１ｃとなる。モジ
ュール２１の中を通過する間に除去された溶存空気およ
び微細気泡は減圧室２２の真空度を低下させるが、この
時圧力センサー２６が真空度を検出して、制御回路２７
により真空ポンプ２５を作動させ、減圧室２２を所望の
真空度に保つようにする。

なおモジュール２１を形成するスパイラル状多孔質性高
分子膜チューブは、その材質がポリ四フフ化エチレン樹
脂であり、内径６ｍ、肉厚は０．２５鵬のものが用いら
れているが、耐圧力性を向上させるため、このチューブ
の外側にポリ四フッ化エチレン樹脂製の補強材を設け、
複合形としている。

以上超音波処理装置及び脱気装置について説明したが、
超音波処理装置およびそれに続く脱気脱泡装置からなる
感光性塗布液処理装置は導液管内及びチューブ内で処理
がされることにより被処理液の流れが一様となり、液の
よどみを作ることなく、管内及びチューブ内液の置換性
の向−ヒに寄与するものである。

さらに導液管１３内及びチューブ２０内で処理される結
果、特別な洗浄装置なしに単に洗浄液を流すだけで容易
に洗浄出来る。

第１図は上記効果を確認するための実験装置のフローを
示すもので図中、２９は調製タンク、３０はポンプ、８
は超音波処理装置、１８は脱気脱泡装置である。

感光性塗布液１１はポンプ３０により攪拌機３１が設け
られた調製タンク２９から吸引され超音波処理装置８を
通り、脱気脱泡装置１８に供給される。

しかして超音波処理装置８と脱気脱泡装置１８の間及び
脱気脱泡袋Ｎ１８の出側の配管に気泡検出１３２．３３
をとりつけ、気泡検出器３３の上側配管から流出する該
塗布液をサンプリングし、脱気程度を調べる。

これにより脱気能力及び脱泡能力を評価しようとするも
のである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施態様を具体的な１実施例によって述べ
るが、これらの実施例は何ら本発明の範囲を限定するも
のではない。

実路例−１〜２．比較例−１，２，３ 第１図の実験装置を用い第１表に組成と物性を示す感光
性塗布液（液温２０　’Ｃ）の処理を実施した。

第　　　１　　　表 ■　　音波処理装置の仕様及び条件 ８Ｍ４音波振動子　　周波数　　４０ＫＨｚｂ導液管　
　　　　長さ　　８００＋ｗ内径　　１７５ｍｍ 管内圧０．１〜０．３　ｋｇ／ｃ４ ゲージ圧 Ｃ温調液　　　　　温度　　　２０′ｃ圧力　　　０．
５ｋｇ／ｃイ ゲージ圧 流量　　　１ｆｆｉ／分 ■　脱気脱泡装置の仕様及び条件 ａＪ圧真空度　　　　　　　３０Ｔｏｒｒ　１６０Ｔｏ
ｒｒｂチユーブ　　　　材質　ポリ四フッ化エチレン樹
脂 内径　　６．〇− 肉厚　　０．２５閣 上記条件にて感光性塗布液の通過流量を変化させ、超音
波処理装置と脱気脱泡装置の間および脱気脱泡装置の出
側の気泡検出器の検出信号を比較した結果を第２表に示
す。

さらに感光性塗布液の脱気度を調べるため気泡検出器３
３の出側の配管から脱気液をサンプリングして溶存酸素
濃度を溶存酸素濃度計で測定した。

脱気度を表す言葉として「相対溶存空気〒」を次のよう
に定義する。

相対溶存空気量１００パーセントとは、ある温度（この
場合は２０　’Ｃ）で脱気すべき液体を充分攪拌し、溶
存空気を飽和させ、溶存酸素濃度を溶存酸素濃度計で測
定した時にそれが示す値を言い、脱気された液体の溶存
空気量については、該脱気液体を脱気される前の飽和溶
存空気含有の液体と同じ温度（この場合は２０°Ｃ）に
し、同様に溶存酸素濃度を溶存酸素濃度計で測定し、こ
の時の値を相対溶存空気１１００パーセントの液に対す
る相対値として表し、相対溶存空気量と呼びパーセント
で表示する。従って相対溶存空気量が小さいほど、脱気
度は高いと言える。

第　　　２　　　表 第　　２　　表（つヌき） Δ・・・入側検出信号に比べ出側検出信号はやや少ない ◇・・・入側検出信号に比べ出側検出信号はかなり少な
い Ｏ・・・出側検出信号は極少ない（１〜１００回／１０
分間 ◎・・・出側検出信号は全くなし 第２表かられかるように脱気脱泡処理を施す前に超音波
処理を施すことは、単に脱気脱泡処理を施すよりも相対
溶存空気量を少なくできることがわかる。

ただし超音波処理装置の出力をあげると相対溶存空気〒
も低下するが、脱泡性は悪くなることもわかる。

従って超音波処理装置の出力を適当に選ぶことにより、
適正な感光性塗布液を得ることが出来ることが推定され
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る感光性塗布液の処理方法
は、鋼装した感光性塗布液を塗布工程に導く前に該塗布
液に超音波を照射し、該塗布液中に含まれる溶存空気を
微細気泡として析出させ、ひき続いて微細気泡を液中に
析出させた該塗布液を多孔質性高分子膜チューブの内側
を通し該チューブの外側を減圧し、該塗布液中の微細気
泡及び溶存空気を同時に除去することを特徴とする感光
性塗布液の処理方法により、従来技術に比べ脱気脱泡装
置を簡単にして洗浄ロスも少くすることが出来る。

従って実際の長時間連続した塗布工程において、本発明
による処理を施された感光性塗布液は気泡の溶解吟収能
力がもともと高いので気泡の流出や析出がなく、さらに
怒光膜形成後のブリスターの発生を防止できそれによっ
て形成された怒光膜は均一なものにすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実験装置の１実施例の概略説明図、第
２図は本発明で溶存空気を析出させるのに用いる超音波
処理装置の１例の概略断面図、第３図は本発明で微細気
泡及び溶存空気の除去に用いる脱気脱泡装置の１実施例
の概略説明図、第４図は本発明にも適用可能な従来の多
孔質性高分子膜からなるチューブを用いた脱気装置の一
般的な概略断面図である。 ｌ・・・超音波処理装置 ９・・・管体 】Ｏ・・・超音波振動子 １２ａ・・・流入口　１２ｂ・・・流出口１３・・・導
液管　　１４・・・間隔部■・・・脱気脱泡￥を置 ２０・・・多孔質性高分子膜チューブ ２２・・・減圧室　　２５・・・真空ポンプ２６・・・
圧力センサー　　。 ２７・・・制御回ＩＰｒ　２９・・・調製タンク３０・
・・ポンプ　　３１・・・攪拌機３２．３３・・・気泡
検出器 ３４・・・圧力計 （ほか　３名） 第　　１　　図 第２図 １ｂ ｌｂａ：；ｉａｍＩｋλ口　　　　１１ａ：６ｔ、Ｉｔ
；ｉ／ｒ１Ｍ″Ｊ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 調製した感光性塗布液を塗布する前に該塗布液に超音波
   を照射し該塗布液中に含まれる溶存空気を微細気泡とし
   て液中に析出させ、ひき続いて微細気泡を液中に析出さ
   せた塗布液を多孔質性高分子膜チューブの内側に通し該
   チューブの外側を減圧し、該塗布液中の微細気泡及び溶
   存空気を同時に除去することを特徴とする感光性塗布液
   の処理方法。