JPH09136058A - 筒状体への塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液中に筒状体を浸漬・引上げることによ
りその表面に塗膜を形成するに際し、均一な塗膜を安定
して形成する方法を提供する。 【解決方法】 塗布槽からオーバーフローした液を集め
て貯槽に送るオーバーフロー管と貯槽の液を塗布槽に送
る供給管を備えた液循環系と、塗布槽の上部を覆って閉
鎖空間とするフードとを備えた塗布装置であって、且つ
オーバーフロー管を経て気体が流出・流入しないように
なっている装置を用いて、塗布槽上部の溶剤蒸気の飽和
度を６０％以上として塗布を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は筒状体に塗膜を形成
する方法に関するものであり、特に電子写真感光体の製
造に際し、アルミニウム素管などの筒状体に電荷発生層
を形成するのに好適な方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】塗布液中に筒状体を浸漬したのち引上げ
て筒状体に塗膜を形成する方法は、有機感光材料を用い
る電子写真感光体の製造に広く用いられている。例えば
常用されている積層型の電子写真感光体では、アルミニ
ウム素管を先ず電荷発生剤を含む塗布液中に浸漬したの
ち引上げて、乾燥厚さがサブミクロンないし数ミクロン
の電荷発生層を形成する。次いでこれを電荷移動剤を含
む塗布液中に浸漬したのち引上げて、電荷発生層の上に
乾燥厚さ数ミクロンないし数十ミクロンの電荷移動層を
形成し、電子写真感光体とする。

【０００３】この方法では、塗布槽に収容されている塗
布液の表面で溶剤の蒸発が起ると、表面の塗布液濃度が
不均一となり、その結果、アルミニウム素管上に形成さ
れる塗膜も不均一となるという問題がある。また、塗布
液から引上げられた素管からの溶剤の蒸発が不均一とな
っても、塗膜が不均一になるという問題もある。これに
対処するため、塗布槽の上方空間を筒状体の出入口を除
いてほぼ閉鎖した空間として溶剤蒸気を充満させ、溶剤
の蒸発を抑制することが提案されている（特公昭５５−
３３３８９号参照）。また、塗布槽の上方空間を単に閉
鎖するだけでなく、そこに溶剤蒸気を積極的に供給する
ことも提案されている（特公平４−３７７５０号、特開
平６−１２３９８９号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、装置
が複雑となったり、操作が煩雑であったり、効果が不十
分であったりするので、より簡単で且つ確実に均一な塗
膜を形成することのできる方法が求められている。特に
均一な塗膜の形成が困難な乾燥膜厚が５μｍ以下、とり
わけ１μｍ以下という薄い塗膜に対して適用可能な方法
が求められている。本発明はこのような要求に応えよう
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、塗布液
が収容されている塗布槽に筒状体を浸漬したのち引上げ
ることにより筒状体に塗膜を形成するに際し、塗布槽の
上方が筒状体の出入口を除いてほぼ閉鎖された空間とな
っていて塗布槽から発生した溶剤蒸気の自由な流出が阻
止されるようになっており、塗布液は塗布槽からオーバ
ーフローして付属の塗布液貯槽に流入し、ポンプで塗布
槽に循環されるようになっており、オーバーフローした
塗布液を塗布液貯槽に導くオーバーフロー管は該閉鎖さ
れた空間と塗布液貯槽との間で気体が流通しないように
なっている塗布装置を用い、塗布液上方の溶剤蒸気濃度
を飽和濃度の６０％以上に維持して塗膜形成を行なうこ
とにより、筒状体に均一な塗膜を形成することができ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明について更に詳細に説明す
るに、本発明は、塗布槽内の塗布液の表面状態と形成さ
れる塗膜との関係を解明することにより、なされたもの
である。すなわち、塗布槽にその下方から塗布液を供給
し槽上端から塗布液をオーバーフローさせながら筒状体
への塗布を行なったところ、オーバーフローする塗布液
に筋状の模様が発生して周囲に流れて行ったり、これが
更に進むと塗布槽の中央部に網目状の模様が発生するこ
とがあるのが観測された。この現象は、塗布液の表面を
強く照明して、始めて観察されるものであるが、この現
象が発生すると筒状体に形成される塗膜が不均一となり
易いことが判明した。また、この現象は塗布液の種類に
よっても発生頻度が異なり、積層型の電子写真感光体の
製造時では、膜厚の薄い電荷発生層を塗布する際に発生
し易い。

【０００７】本発明者らの検討によれば、この現象の発
生する原因は、塗布液表面から溶剤が蒸発して、表面で
局部的に塗布液の濃縮が起ることによる、塗布槽からの
溶剤の蒸発が塗布液の不均一化を招き、その結果、良好
な塗膜の形成に障害となることは従来から知られてお
り、前述の如く、塗布槽の上方空間を筒状体の出入口を
除いてほぼ閉鎖された空間として、溶剤の蒸発を抑制す
ることが提案されている。また、別法として、塗布槽か
ら塗布液をオーバーフローさせ、オーバーフローした塗
布液をポンプで塗布槽に戻すという塗布液の循環を行な
うことにより、塗布液の均一化を計ることも知られてい
る（特開平６−２６２１１３号参照）。しかしながら、
本発明者らの検討によれば、塗布槽の上方空間を閉鎖
し、且つ塗布液の循環を行なっても、前述の如く塗布液
からの溶剤の蒸発による塗布液の局部的濃度変化による
塗布障害を完全に阻止することは困難であった。

【０００８】本発明者らは、その原因について検討した
結果、意外にもオーバーフローした塗布液を付属の塗布
液貯槽に戻すオーバーフロー管を経て溶剤蒸気が流出
し、また空気が流入することが大きく寄与していること
を見出した。すなわちオーバーフロー管から流入した空
気が塗布液面上の溶剤蒸気濃度を低下させ、溶剤の蒸発
を促進していることが判明した。また、未だ証明されて
はいないが、オーバーフロー管から流入した空気が塗布
液上面に拡散する過程において、溶剤蒸気の濃度を局部
的に変化させることが、溶剤蒸発量の局部的変化を招い
ている可能性がある。

【０００９】本発明によれば、オーバーフロー管を経て
の溶剤蒸気の流出及び空気の流入を阻止することによ
り、塗布液上面の溶剤蒸気の飽和度が高く保たれ、その
結果、塗布液からの溶剤の蒸発が抑制され、塗布液の不
均一化が避けられるので、筒状体に定常的に均一な塗膜
を形成することができる。オーバーフロー管を経ての溶
剤蒸気の流出及び空気の流入を阻止するには、オーバー
フロー管の途中にＵ字部のような空気の流通を遮断する
液溜めを設けるか、又はオーバーフロー管の末端をオー
バーフロー液を収容する塗布液貯槽の液中に没入させて
おくことにより、簡単に達成できる。

【００１０】オーバーフロー管を通っての溶剤蒸気の流
出及び空気の流入が、塗布槽上の空間の溶剤蒸気濃度に
及ぼす影響の１例を図１に示す。図１は、塗布槽及び塗
布液貯槽を備え、更に塗布槽の周囲に設けられたオーバ
ーフローした塗布液を集める樋、樋で集められた塗布液
を塗布液貯槽に送るオーバーフロー管、塗布液貯槽の塗
布液を塗布槽の底部に循環する途中にポンプを有する塗
布液供給管から成る塗布液循環系と、樋を含めて塗布槽
の上方を筒状体の出入口を除いてほぼ閉鎖された空間と
するフードとを備えた塗布装置を用いて、下記の組成の
電荷発生層用塗布液（粘度２．４センチポイズ）を浸漬
法により筒状体に乾燥膜厚０．４２μｍとなるように２
５℃で塗布した際の、塗布液上面の溶剤蒸気の濃度を示
す図である。

【００１１】 電荷発生層用塗布液 ビスアゾ化合物（電荷発生剤） １重量部 ポリビニルブチラール樹脂（結合剤樹脂） ０．５重量部 フェノキシ樹脂（結合剤樹脂） ０．２５重量部 ジメトキシエタン（溶剤） ３１．５重量部 ペントキソン ３．５重量部 （４−メトキシ−４−メチル−ペンタノン−２）（溶剤）

【００１２】図中、実線は、オーバーフロー管の途中に
Ｕ字状の液溜めを設けて空気の流れを遮断した場合の溶
剤蒸気濃度であり、筒状体には定常的に均一な塗膜が形
成され、また塗布液表面も均一で筋模様などは観察され
なかった。これに対し点線は、オーバーフロー管の途中
に液溜めを設けず、且つオーバーフロー管の末端を空気
中に開放した場合の溶剤蒸気濃度であり、塗膜は不均一
で筋状の塗布むらが発生した。また塗布液表面には網目
状の模様が観察された。なお、溶剤蒸気は、いずれの場
合もジメトキシエタンのみで、ペントキソンは殆んど存
在していない。

【００１３】この図から明らかな如く、オーバーフロー
管を介しての溶剤蒸気の流出及び空気の流入が、塗布槽
の上方空間の溶剤濃度に大きく影響し、筒状体に形成さ
れる塗膜の品質を左右している。オーバーフロー管を介
しての溶剤蒸気の流出及び空気の流入がある場合には、
塗布液面上の溶剤蒸気濃度は液面から上方に向けて急激
に低下するが、オーバーフロー管を介しての溶剤蒸気の
流出及び空気の流入が無い場合には、液面から上方２０
ｍｍ位までの間は溶剤蒸気濃度はほぼ一定であり、それ
より上方になると溶剤蒸気濃度は急速に低下する（これ
は筒状体の出入口を通しての空気の流入によると思われ
る）。従って、本発明においては、塗布液面上１０ｍｍ
の位置における溶剤蒸気濃度を、空間部における溶剤蒸
気濃度の指標とする。

【００１４】図１において、オーバーフロー管を介して
の溶剤蒸気の流出及び空気の流入が無い場合の溶剤蒸気
の濃度の、飽和濃度に対する比率を算出すると次の如く
なる。塗布液中の電荷発生剤は溶剤に殆んど溶解せず、
また結合剤樹脂の分子量は溶剤に比して十分に大きいの
で、溶剤の飽和蒸気圧の算出に際してはこれらを無視で
きる。そうすると、溶液はジメトキシエタン（分子量９
０）とペントキソン（分子量１３０）とから成っている
と考えることができ、そのモル比はジメトキシエタン
０．９２９、ペントキソン０．０７１となる。２５℃に
おけるジメトキシメタンの蒸気圧は６８ｍｍＨｇ、ペン
トキソンの蒸気圧は２ｍｍＨｇであるから、理想溶液と
してラウールの法則から飽和濃度を算出すると

【００１５】

【数１】（６８×０．９２９＋２×０．０７１）／７６
０×１００＝８．３（％）

【００１６】一方、図１より、塗布液上１０ｍｍの点に
おける溶剤蒸気の濃度は５．５％なので飽和度は５．５
／８．３×１００＝６６％となる。これに対し、オーバ
ーフロー管を介して気体の流通がある場合の塗布液上１
０ｍｍの点における溶剤蒸気の濃度は、図１から１．１
％なので、飽和度は１．１／８．３×１００＝１３％と
なる。

【００１７】また、オーバーフロー管を介しての気体の
流通は無いが、塗布槽とその上方空間を閉鎖するフード
との間のシール材の一部を取除いて、ここから空気が出
入するようにした以外は上記と全く同様の塗布装置を用
いて、上記と同じ塗布液を用いて塗布を行なったとこ
ろ、塗布液面上１０ｍｍの位置における溶剤蒸気の濃度
は４．５％であった。従って飽和度は４．５／８．３×
１００＝５５％となる。この場合には、筒状体に形成さ
れた塗膜はあまり良くなく、約半数の筒状体に筋状の塗
布むらが発生した。また、塗布液表面には筋状の模様が
発生して周囲に流れるのが時々観察された。

【００１８】これらの結果より、オーバーフロー管を介
しての気体の流通を遮断し、且つ塗布槽上方のフードの
密閉もよくして、この空間の溶剤蒸気の濃度を飽和濃度
の６０％以上に維持することが必要であることが判明し
た。なお、塗布装置には、筒状体を１本づつ浸漬する最
も簡単なものから、筒状体を１本づつ浸漬する塗布槽を
数個並列し、これらの上方を共通のフードで覆うように
したもの、更には１個の塗布槽に複数本の筒状体を同時
に浸漬するようにしたものなど各種のものが知られてい
るが、本発明はこれらのいずれも適用することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、複雑な塗布装置を必要
とせずに、筒状体に均一な塗膜を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】オーバーフロー管を介しての気体の流通がある
場合と、無い場合とにおける、塗布液面上での溶剤蒸気
の濃度変化の１例を示すグラフである。図において、液
面からの位置がマイナス１０ｍｍでの測定点があるの
は、オーバーフローした塗布液を集める樋の部分（樋の
底は塗布槽の上端（＝オーバーフロー面）よりも約５０
ｍｍ低い位置にある）で、塗布槽の上端からマイナス１
０ｍｍの位置で測定したものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布液が収容されている塗布槽に筒状体
   を浸漬したのち引上げることにより筒状体に塗膜を形成
   する方法であって、塗布槽の上方は筒状体の出入口を除
   いてほぼ閉鎖された空間となっていて塗布槽から発生し
   た溶剤蒸気の自由な流出が阻止されるようになってお
   り、塗布液は塗布槽からオーバーフローして付属の塗布
   液貯槽に流入し、ポンプで塗布槽に循環されるようにな
   っており、オーバーフローした塗布液を塗布液貯槽に導
   くオーバーフロー管は該閉鎖された空間と塗布液貯槽と
   の間で気体が流通しないようになっている塗布装置を用
   い、塗布液上方の溶剤蒸気濃度を飽和濃度の６０％以上
   に維持して塗膜形成を行なうことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 オーバーフロー管が途中に液溜部を有す
   るか又は末端が塗布液貯槽の液中に没入していることを
   特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 筒状体に乾燥膜厚５μｍ以下の塗膜を形
   成することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 塗膜が電子写真感光体の感光層であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方
   法。