JPH03202171A - 塗布装置 - 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） 本発明は塗布装置に関し、特に、可撓性支持体上に磁気
記録層を連続塗布するのに使用される改良された塗布装
置に関するものである。

（従来技術） 従来、塗布型の磁気記録媒体が各種産業分野において汎
用されている。尚、本発明で言う塗布型磁気記録媒体と
は、非磁性かつ可撓性の帯状支持体（以下、「ウェブ」
と称する。）を所定の走行路に沿って連続的に移送させ
ながら、該ウェブの表面に目的に応じた塗布液を所望す
る厚さに塗着、乾燥して成り、イオンブレーティング、
スパフタリング、真空蒸着等の方式による、所謂、非塗
布型磁気記録媒体とはその製造プロセスを著しく異にす
るものである。

オーディオ、ビデオあるいはデーター系の磁気記録媒体
の大部分は、依然として前記塗布型のも一 のが多く生産、販売され、それらは一般にグラビヤ、リ
バースロール、ドクターブレード、エクストルージョン
、等の塗布方式によって製造されていた。

しかしながら、前述した従来の各塗布方式は、塗布精度
等の問題によりその生産性を大幅に上昇させることは困
難であった。例えば塗布速度の高速化を困難にしている
要因は、主として、前記ウェブの厚さが極めて薄いこと
と、各塗布液の内、特に、強磁性層用の塗布液が電磁変
換特性に大きな影響を与える揺変性、所謂、チキソトロ
ピックな性質を有していること等が挙げられる。

又、前記強磁性層用の塗布液の流路に停滞個所が比較的
多く構成されている塗布方式では、前記揺変性による異
常な粘度上昇や凝集が発生し易く、その結果、前記強磁
性層の電磁変換特性、等が大きく変動することがあった
。この問題は従来より用いられているエクストルージョ
ン型塗布装置においてエクストルーダーのスリット（吐
出口）から吐出される塗布液量を絞るに従いエクストル
−するりクストルーダーの液溜りに前記塗布液を前記ウ
ェブ上の塗着量よりも多く供給するとともに、前記液溜
り内の塗布液の一部を前記液溜りの給液位置から前記ウ
ェブの幅方向に最も離れた位置又はその近傍より前記ス
リットを介さずに流出せしめることを特徴とする塗布方
法である。また、特開平１−２３６９６８号には、液溜
り内への供給とは別に供給した液の一部を強制的に引き
抜く方法が開示されている。このような上記特公昭６０
−５３６７４号や特開平１−２３６９６８号に示された
方法により、それ以前に比べて縦スジ、色ムラをかなり
改善することができ、強磁性層の電磁変換特性の向上を
図ることができた。

また、一方では例えば特開平１−１８０２６６号公報に
には、エクストルージョン型の塗布ヘッドにおいて、塗
布量（０１−０２）　、スリットすきま量ｔ、スリット
長さＳ、スリット吐出幅りおよび液溜の内径りにて表さ
れた次式； ダの液溜めに給液する供給口とは反対側寄りにおいて液
凝集が生し易くなり、この液凝集による塗布層の縦スジ
が多発し、反対に給液量を増して行くと前記縦スジは減
少する傾向にあるが塗布層の色ムラ（厚みムラ）が塗布
幅全域に広がる傾向があった。

さらに前記色ムラや縦スジの発生原因については、前記
液溜めエクストルーダ長手方向の流速が前記揺変性を大
きく支配していること、具体的には、比較的流速が大な
る給液側近傍の塗布液は剪断作用を受けて粘度が下り易
（、色ムラの発生原因となり、又、流速が略零まで下る
反給液側の塗布液は凝集し易く、縦スジの発生原因とな
るものと判断されていた。

このような解析の結果、特公昭６０−５３６７４号公報
に示されるような提案がされている。これは、連続的に
移動しているウェブの表面に対向せしめたスリット先端
部から塗布液を連続的に排出することにより前記ウェブ
の表面に前記塗布液のＷｌＤＩを層設する塗布方法にお
いて、前記スリットに連通により設定した塗布装置を採
用することにより、塗布膜の膜厚を均一化しようとした
提案が開示されている。しかしながら、仮に前記特開平
１−１８０２６６号公報に開示された関係式に従って塗
布装置を設定すると、実際にはスリット長さＳを極めて
長くするか、或はスリット間隙量ｔを極めて狭く設定す
る必要が出てくる。すなわち、前者の場合は塗布装置の
ノズル部分が非常に大きくなってしまうし、後者の場合
はスリットに異物がトラップして塗布面に縦スジの発生
が極めて多くなり現実性に乏しい。また、上記式は塗布
液が液溜内においてポアズイユの流れに従うものとして
設定した式であり、実際の塗布液は非ニユートン性の強
い流体であって、液流速によっても液物性を支配する見
掛は粘度が変化するし、液溜内やスリント内においても
見掛は粘度が変化するので、塗布装置の各部分の寸法の
みのパラメータ、による上記式を基にして塗布装置を設
定しても、均一な膜厚を得るための効果は乏しいもので
あった。

（発明が解決しようとする課題） このよな状況下において、周知のごとく近年においては
記録再生の高密度化が進んでおり、従来以上に高い品質
が要求されてきており、前記エクストルージョン型の塗
布装置を用いて前記塗布液の塗布時における揺変性によ
る液物性をも考慮した極めて効果的な塗布装置が望まれ
ている。

従って、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり
、色ムラや縦スジの発生を効果的に抑えることができ従
来以上に高品質な塗布層が形成でき電磁変換特性にずく
れた磁気記録媒体を製造可能な塗布装置を提供すること
を目的とするものである。

（発明の構成） 本発明のかかる目的は、液溜に供給した塗布液の一部を
一端から排出すると共に、連続的に移動している可撓性
帯状のウェブの表面に対向せしめたスリット先端部から
塗布液を連続的に排出することにより前記ウェブの表面
に前記塗布液の薄膜を層設する塗布装置であって、前記
液溜めの内径をＤ、前記スリットの隙間量をｄ、塗布液
供給側端における前記液溜から前スリット先端部までの
スリット深さを１１０、塗布液排出側端における前記液
溜から前スリット先端部までのスリット深さをＬ２、前
記スリットの吐出幅を騨、荊記液溜内での塗布液粘度を
ηｐ、前記スリット内での塗布液粘度ηＳとし、更に前
記塗布液の供給量を０１、排出量を０２としたときに下
記式 を満足するように選定したことを特徴とする塗布装置に
より達成される。

以下、添付した図面に基づいて本発明装置の実施態様を
説明する。

第１図及び第２図は本発明方法を実施するためのエクス
トルーダを示すものであり、バンキングロール７により
支持されて一定速度で移送される支持体４の表面に対し
、下方より僅少の間隙（通常、２〜１５０４）をもって
エクストルーダー４０のスリット２の先端部を垂直に対
向させるとともに、前記ウェブ４の表面に対する塗着量
Ｑ０よりも多い供給量Ｑ１をもって、給液ノズル■２か
ら塗布液３を液溜めＩＯ内に連続して圧送すると、該塗
布液３は前記液溜めＩＯ内全全域充満した後、その液圧
分布は前記ウェブ４の幅方向にて厳密には均一化されず
、排液ノズル４１側に向かって徐々に圧力低下が生した
分布になる。また、供給された塗布液３の一部は前記給
液ノズル１２から前記ウェブ４の幅方向に最も離れた位
置即ち前記液溜めＩＯの他方端に取付けた排液ノズル４
１を介して、外部排液手段である引抜ポンプＰ２の力に
より前記液溜め１０内の過剰塗布液を抜き取るようにな
されている。

この過剰塗布液の引き抜きにより液凝集等の問題や前述
の液圧分布の不均一化がある程度改善される。

そして、この構成に加えて本発明の特徴的な構成、すな
わち、前記スリット２の深さ、言い換えると前記液溜め
１０から塗布ヘッド先端までのスリット長さが、前記給
液ノズル１２側から前記排液ノズル４１側に向かって徐
々に小さくなるように構成されていると共に、各部分の
寸法設定が下記式を満足するように構成されている。

なお、式中におけるＤは前記液溜の内径、ｄは前記スリ
ットの隙間量、Ｌｌは塗布液供給側端における前記液溜
から前スリット先端部までのスリット深さ、Ｌ２は塗布
液排出側端における前記液溜から前スリット先端部まで
のスリット深さ、切は前記スリットの吐出幅を、ηｐは
前記液溜内での塗布液粘度を、ηＳは前記スリット内で
の塗布液粘度である。

粘度に関する取り扱いについては、磁性体やカーボンブ
ラックを溶剤中に分散させた前記塗布液３はカッソンの
式（Ｎ、Ｃａ５ｓｏｎにより提唱された式）により表現
できる物性を有している。

すなわち、粘度ηは Ｔ 液溜め内（ポケント内）の剪断速度Ｔ、については、そ
のモデルとして円管内の層流・完全発達流の速度プロフ
ィールを考える。このときの流量を口、管径をＤでその
半径をＲとすると、任意の点における（中心よりの距離
がｒ）での流速Ｕは；壁面においてはｒ　＝Ｒであるの
で、 剪断速度γ、は液溜めの径りと液流量によって表される
。

また、スリット内における剪断速度γ、については、ス
リットの幅ｄは極めて狭いので、流速の１ ＡとＣ＋Ｈの圧力損失の差 ＾と（１，＋Ｈの圧力損失の平均 として計算して絶対値とればよく、すなわち、このＡ、
Ｂ、Ｃを前記（２）式に代入して前記（１〉式を導き出
すことができる。

そして、膜厚の変動率としては通常、±５％程度を基準
とすることにより、高品質な塗布膜が得られることが知
られている。従って、前記（１）式の許容値を±５％に
設定し、これを基準にして前記エクストルーダー４０を
構成することにより、極めて高精度の塗布を行うことが
できる。

上記のように構成されたエクストルーダー４０、モデル
としてスリット中央を頂点とした二等辺三角形状プロフ
ィールを仮定することができる。そして、中心線よりの
距離ｙにおける任意点の流速Ｕは； ａ となる。尚、Ｑ＝（口、−０□）であり塗布量を示すも
のである。

又、本発明における基本的な考え方は、前記塗布液３が
塗布装置の各径路を通過するときに生しる圧力損失差を
考慮して吐出量分布の均一化を図っているのである。す
なわち、第５図の塗布ヘッド内におけるスリット２、液
溜め１０の流路モデルを参考にして説明すると、経路へ
と経路Ｃ→−Ｂを考え、この両者の圧力損失差から導い
た吐出量分布のばらつきの比率は ２ を用いた本実施態様の送液系の概略図を第４図に示す。

ストックタンク２０内に貯蔵されている前記塗布液３は
給液ポンプＰ、により送り出され、このとき流量計ＦＭ
、にて計量しつつフィルタｆを通り前記エクストルーダ
ー４０に送り込まれる。又これと同時に、前記排液ノズ
ル４１からエクストルーダー内の塗布液３の一部は給液
系とは別系統の外部排液手段である引抜ポンプＰ２によ
り流量計ＦＭ２で計量されつつ引き抜かれる。従って、
前記スリット２から流出する前記塗布液３の量（Ｑ、）
は、前記流量計ＦＭ、とＦＭ、との流量差（Ｑ。

Ｑ２）で現される量が前記ウェブ４に塗布されることに
なる。

なお、送液ポンプＰ１ならびに引抜ポンプＰ２について
は、送液が滑らかで安定したものが望ましく、どのよう
な型式のポンプでもよく特に限定するものではない。特
に、前記引抜ポンプＰ２においては、前記排液ノズル４
１から塗布液３を引き抜く作用を有する手段であれば、
塗布液３の循環用のポンプであってもよく、又他の送液
手段であってもよい。

上記のような構成された塗布装置によれば、前記エクス
トルーダー４０のスリット２から吐出する液量は送液ポ
ンプＰ＋及び引抜ポンプＰ２によって微調整できて、し
かも液溜め内における液流速もコントロールがし易いだ
けでなく、前記スリット２の深さが液供給側と液排出側
とで適宜変えたＩ或としたことで、前記スリット２から
流出する塗布液３の流出抵抗を、前記液溜めＩＯ内にお
ける塗布液３に生じる圧力変動に対応させた状態として
、スリット幅方向における前記塗布液３の流出量分布を
均一に保つことができ、従来においては塗布幅を長くす
ればするほどスリット幅方向における塗布ムラが発生し
易い宿命を解決することができた。

本発明は前記実施態様に限られるものではなく、例えば
第３図に示す如き構成の塗布装置（エクストルーダー）
にも適用できるものである。なお、第３図におけるエク
ストルーダー６０は、第１図及び第２図におけるエクス
トルーダー４０と比べ、給液ノズル６２の位置と液溜め
６１の形状が若干異なるものである。

このエクストルーダー６０は前記給液ノズル６２がほぼ
中央に位置した、所謂、中央供給方式型であり、この形
式のものは一般に前述した片側供給方式のエクストルー
ダー４０よりも前記縦スジや色ムラが発生し難いもので
あるが、前記塗布液３の物性によって、前記舟底型の液
溜め６１の両端部近傍と中央部で前述した電磁変換特性
のバラツキをもたらす縦スジや色ムラが発生しやすい傾
向にあるが、前記液溜り６１の両端部に夫々排液ノズル
６３．６４を取付け、前述した如く塗布液３の一部を流
出せしめ、更に、前記溜め６１の上端部分も下端部分の
船底形状と同し形状に構成されていることによって、ス
リット２ａは中央部から左右両端側に向かってその深さ
が浅くなるようになっていることにより、前記実施態様
と同様に幅方向に均一な品質の塗膜を得ることができる
。

なお、前記排液ノズル４１．６３．６４は前記液溜め５ １０．６１の端部に限らず、その近傍のエクストルーダ
ーブロックに流路を透設してた構成であっても良い。

なお、第２図においては、前記エクストルーダー４０を
上向きに設けたものを図示したが、必要に応じ前記エク
ストルーダー４０．６ｏを垂直下向きに前記ウェブ４に
対向せしめることも可能であることは勿論である。

本発明は前記実施態様のようにバッキングローラーが設
けられた塗布装置に限られるものではなく、該バッキン
グローラーを配置せずに前記ウェブ４をヘッド先端に直
接後するように配置し、塗布液の吐出圧によりヘッド先
端とウェブとの所望の間隙を形式しつつ塗布する塗布装
置にも適用可能である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の塗布装置は液溜がらスリッ
ト先端部までのスリット深さを塗布液供給側端から塗布
液排出側端に向かって小さくする様に構成するとともに
、液溜の内径、前記スリッ６ トの隙間量、前記スリットの吐出幅等の構成を前記液溜
内での塗布液粘度（ηｐ）及び前記スリット内での塗布
液粘度（ηＳ）のごとく実際の塗布における極めて重要
な要素を考慮した式に基づいて設定したので、例えばス
リット深さを変えたこと番こより液溜め内における塗布
液の液圧違いを吐出量分布に影響しないようにすること
ができ、又、異なった物性の塗布液に対して個々に最適
な塗布装置を予め予測・設計することができ、従来の塗
布装置よりもより塗布面全域にわたって膜厚が安定し、
且つ色ムラや縦スジのない高精度の塗布を行うことがで
きる。

次に、実施例及び比較例により本発明方法の新規な効果
を一層明確にする。

（実施例） 第１表に示す組成の各成分をボール果ルに入れて十分に
混合分散させたのち、エポキシ樹脂（エポキシ当量５０
０〉を３０重量部を加えて均一に混合分散させて磁性塗
布液（磁性分散液）とした。

第 １ 表 こうして得られた磁性塗布液の平衡粘度を参考のために
島津製作所の島津レオメータＲＭ−１により測定したと
ころ剪断速度が１０ｓｅｃ　−’において７　ｐｏｉｓ
ｅを示した。

塗布装置としては基本的構成が第１図、第２図及び第４
図に示すエクストルーダー４０（７種類）を用いて、そ
れぞれ給液量と引き抜き量を変えて９ 上記磁性塗布液を塗布しＮ０１１〜Ｎｏ、１０のサンプ
ルを作威し、第３表に示すような結果を得た。なお、塗
布条件は第２表に示した条件にて行った。

第２表 ０ なお、第３表に示す平均膜厚の測定には東京精密■ミニ
コム接触式膜厚計（Ｅ−Ｍ４３Ｋ）を用いた。測定方法
としては塗布された各サンプルの膜厚を測定後、測定部
の塗厚を溶剤を用いてはがしウェブ厚を測定する。そし
て、両者の差を求め、塗膜厚を算出するものである。以
上の測定を各サンプル毎に塗布幅方向に十数カ所、長手
方向に２ｍごと４カ所の計数十カ所について行ない、平
均膜厚を求めた。なお、縦スジについては目視による観
察を行った。

第３表から明らかなように、塗布厚変動の大きさだけで
なく縦スジについても、本発明に基づいた塗布装置おい
ては常に安定した塗布が行うことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の塗布装置の要部を示
す斜視図及び概略図、第４図は本発明の塗布装置を用い
た塗布工程の概略図、第５図は本発明の塗布ヘッド内に
おけるスリット及び液溜めの流路モデルを示した模式図
である。 （図中符号） ２，２ａ・・・スリット、　　　　　３・・・塗布液、
４・・・ウェブ（支持体）、７・・・パツキングロール
、１０．６１・・・液溜め、　　　１２．６２・・・供
給ノズル、２０・・・ストックタンク、 ４０．６０・・・エクストルーダ、 ６３．６４・・・排液ノズル。 ３ 手続補正書 平１ｙ、３年３月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液溜に供給した塗布液の一部を一端から排出すると共に
   、連続的に移動している可撓性帯状の支持体の表面に対
   向せしめたスリット先端部から塗布液を連続的に排出す
   ることにより前記支持体の表面に前記塗布液の薄膜を層
   設する塗布装置であって、前記液溜めの内径をＤ、前記
   スリットの隙間量をｄ、塗布液供給側端における前記液
   溜から前スリット先端部までのスリット深さをＬ＿１、
   塗布液排出側端における前記液溜から前スリット先端部
   までのスリット深さをＬ＿２、前記スリットの吐出幅を
   Ｗ、前記液溜内での塗布液粘度をμｐ、前記スリット内
   での塗布液粘度μｓとし、更に前記塗布液の供給量をＱ
   ＿１、排出量をＱ＿２としたときに下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を満足するように選定されたことを特徴とする塗布装置
   。