JPH09314033A

JPH09314033A - 塗液塗布方法及び装置

Info

Publication number: JPH09314033A
Application number: JP12994096A
Authority: JP
Inventors: Motohisa Aoki; 源久青木
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】塗液の帯電状態変化の影響が少なく、かつ、
塗液成分の移動がなく均一な塗膜を形成し得る塗液塗布
方法及び装置。【解決手段】塗液供給管のノズル部に平滑化部材を設
け、該平滑化部材を被塗布物に弾性的に当接せしめ、塗
液吐出口から吐出される塗液を平滑化部材で平滑化する
塗液塗布方法において、少なくとも平滑化部材の塗膜接
触面を導電性材料で形成し、これを接地することを特徴
とする塗液塗布方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塗液の塗布方法及び
装置に関するものであり、詳しくはノズル及び平滑化部
材を用いた塗液の塗布方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒状、円柱状または平板状など
の基体表面に塗膜を形成する方法の一つとしてノズル塗
布方法が知られている。ノズル塗布方法は、被塗布物を
水平に支持し、円筒状または円柱状の被塗布物に適用す
る場合は被塗布物を回転させつつノズルを相対的に軸線
方向に移動させ、また、平板状の被塗布物に適用する場
合は被塗布物とノズルとを相対的にＸ−Ｙ方向に移動さ
せ、その表面に塗液を供給し、塗液の流動性を利用して
塗膜を形成する塗布方法である。

【０００３】しかしながら、従来のノズル塗布方法にお
ける塗膜の平滑化は、塗液と被塗布物との親和性や塗液
の流動性に依存するものであり、精度の高い制御は困難
である。また、空気の噴出流をスパイラル状に塗着した
液に吹き付けたり（特開昭５９−１９６７８１号公報参
照）、勢いよくノズルから吐出させて飛翔エネルギーを
利用（例えば特公平５−６７３４５号公報参照）する方
法があるが、溶媒型塗液を使用した場合は、被塗布物表
面の塗液の乾燥速度が速く十分に平滑化された塗膜の形
成は困難である。

【０００４】更にノズルと別に設けた塗膜表面形成部材
で塗液をこすり、平滑化する方法も提案されている（例
えば特開昭５０−９０４０４号公報参照）が、塗布空間
を解放して液滴状に被塗布物に塗着させる場合は極く小
さな凹凸が表面に残るのを防止することは困難であり、
連続して紐状に塗着した場合でも別個にブレードを設け
る方法では安定して平滑化することは容易ではない。

【０００５】また、ノズルと被塗布物の距離が５０〜１
００μ程度に近接しているときは、吐出された塗液はノ
ズルと被塗布物との相対的な移動に基づいてスムーズに
被塗布物へと移行して比較的平滑な塗膜を得ることがで
きるがノズル径に対して距離が少し離れるとノズル開口
部に液滴が形成され被塗布物への塗着が間歇的となる。
上述したようにこの場合はブレードでこすって平滑化を
行っても凹凸は解消せず、例えば浸漬塗布と比較する
と、著しく粗い表面となる。従って、被塗布物のノズル
との距離を両者の衝突を起こさせず、かつ一定値以内に
保つ必要があるが、このためにはオートフォーカス機構
を取り入れて、測定値に基づきノズルの位置を上下させ
るか、被塗布物の距離変動が起こらないように精度のよ
い搬送系を作らなければならず、これらは費用を要する
という問題がある。

【０００６】上記実情に鑑みて、本発明者は、特願平６
−１０１２８９号において、ノズル開口部に被塗布物表
面に達する塗液誘導部材を設けることにより、ノズルの
被塗布物に対する位置精度の要求を緩和し、塗液の連続
吐出、塗膜の平滑化を可能とする塗布方法を提供した。
しかしながら、上記塗布方法を用いても、塗液の溶媒が
特に低沸点（１００℃以下）である場合には、塗液が被
塗布物表面に達するまでの間の溶媒蒸発を避けられず、
濃縮された塗液を薄めるために専用の溶媒供給管を設け
る等の工夫が必要であった。

【０００７】更に本発明者は先に塗液の導通部材の端部
に、平滑化部材機能を持たせることによりノズル開口部
と被塗布物との距離の精度が悪くても連続した塗着を得
ることができ、塗着と同時に平滑化も行い均一な塗膜を
得る塗布方法及び装置を提供した（特願平７−４７１７
２）。

【０００８】しかしこれらの方法は塗液が導電性を有す
る場合には有効な塗布方法であるが、非導電性塗液の場
合は、充分ではない。即ち、ポンプで送液中の流動帯電
又は平滑化するために平滑化部材で塗着面をこするため
に非導電性塗液の場合は摩擦帯電が生じ、顔料などを分
散した塗液の場合は平滑化部材を離れた後、塗膜中で分
散剤の移動が起り色むらが生じたり、均一塗液の場合に
おいても平滑化部材を離れるとき、部材のエッジ部で静
電気力を受け塗膜に凹凸が発生する問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解消するもので、塗液の供給後速やかに平滑化すること
が可能で塗液の粘度変化の影響を受けることがなく、ま
た、分散粒子の移動もなく均一な塗膜を得ることができ
る塗液塗布方法及びその装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、塗液供給管の
ノズル部に平滑化部材を設け、該平滑化部材を被塗布物
に弾性的に当接せしめ、塗液吐出口から吐出される塗液
を平滑化部材で平滑化する塗液塗布方法において、少な
くとも平滑化部材の塗膜接触面を導電性材料で形成し、
これを電気的に接地することを特徴とする塗液塗布方
法、及び塗液供給管のノズル部に平滑化部材が設けられ
ると共に該平滑化部材が被塗布物に弾性的に当接され、
ノズル部から吐出された塗液を平滑部材で平滑化する塗
液塗布装置において、少なくとも平滑化部材の塗膜接触
面が導電性材料によって形成され、電気的に接地されて
いることを特徴とする塗液塗布装置を提供するものであ
る。本発明の塗布方法及び装置は特に電子写真感光体の
塗布に好適に利用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、円筒状または円柱状物体に
塗布する場合を例に本発明を詳細に説明する。図１に、
本発明の塗布方法を実施する塗布装置の一例として電子
写真感光体の製造方法に利用する場合について説明図を
示す。図１に示す塗布装置は、円筒状または円柱状の被
塗布物基体を水平に支持して回転させる駆動機構と被塗
布物の軸方向に移動しつつ被塗布物の表面に塗液を供給
する塗液供給機構とから構成されている。

【００１２】被塗布物１としては、特に限定されること
はなく、電子写真感光体の基体の場合、ガラス管、アル
ミ切削管、アルミしごき管、樹脂管、紙管等またはこれ
らの管に下地塗布、下地処理を施した管或は電子写真感
光体の再生管等が使用される。駆動機構は、所定の間隔
を設けて左右に垂直に配置された軸受け付き支持プレー
ト２，２、各支持プレートの上部にそれぞれ設けられた
軸受けを介して水平に配置された回転軸３，３、一方の
回転軸に固設されたギヤ４、ギヤ駆動モーター５、モー
ター５の回転をギヤ４に伝達するタイミングベルト６か
ら構成されている。

【００１３】被塗布物１の回転は、被塗布物１の中心部
に回転軸３の嵌合孔を設け、あるいは被塗布物１の両端
に予め装着されたフランジ７，７によって行われる。す
なわち、円筒状の場合は被塗布物１の両端にフランジ
７，７を装着した後、回転軸３，３の間に被塗布物１を
位置させて一方の回転軸を前進させ、フランジ７，７の
各中心孔に回転軸３，３を嵌合固定し、ギヤ駆動用モー
ター５を駆動させて被塗布物１を回転させる。フランジ
７，７の装着は、フランジの各中心孔で決定される被塗
布物の軸芯が合うように行う。

【００１４】塗液供給機構は、所定の間隔を設けて左右
に垂直に配置された支持プレート８，８、各支持プレー
トの間に配置された２本の案内ロッド９，９、支持プレ
ート８，８の間であって案内ロッド９，９の間に配置さ
れかつ一端が支持プレート８から突出するスクリューネ
ジ１０とその端部に固設されたギヤ１１、ギヤ駆動用モ
ーター１２、モーター１２の回転をギヤ１１に伝達する
タイミングベルト１３、その左右にそれぞれ設けられた
案内ロッド９の嵌合孔と当該嵌合孔の中央に設けられた
スクリューネジ１０を嵌合するボールネジの軸受部とを
有する支持プレート８，８の間に配置された移動体１
４、その一端を移動体１４に固設しかつその先端のノズ
ル部を水平に配置された被塗布物１の表面に向けて配置
された可撓性の塗液供給管１５、該塗液供給管１５の他
端側に配置された塗液容器１６、該塗液供給管１５の途
中に配置された定量ポンプ１７から構成されている。

【００１５】塗液供給機構から供給される塗液は、塗布
機構にあるノズル１８の吐出口から吐出される。ノズル
１８の先端部には塗膜と摺動して塗膜表面を平滑にする
ための平滑化部材２０が装着される。

【００１６】平滑化部材２０は、図２（ａ）、（ｂ）に
示すように、前面に塗液接触面２０ａを有し、その中央
部には前背面に貫通する小孔２１が穿設され、該小孔２
１には背面からノズル１８が挿入されて連結され、前面
の塗液接触面２０ａ側に塗液吐出口２２を形成する。小
孔２１は平滑化部材２０の中央部に設けられるがその位
置は厳密に中央である必要はなく、目的に応じて位置は
選定される。特に上下位置については許容範囲が広く条
件に合せて任意の位置に設けることができる。

【００１７】平滑化部材２０は弾性力でもって弾性的に
被塗布物１に当接される。従って、ノズル１８は平滑化
部材２０の動きを拘束しないようにすることが必要で、
ノズル１８をシリコンゴム等の柔軟な可撓性材料で形成
するか、あるいはノズル１８を剛性部材で形成し、可撓
性の管状体で連結することが望ましい。平滑化部材２０
の材質は塗液に対して耐性を有するものであれば特に制
限されないが可撓性を有する弾性材料が適し、ゴム、プ
ラスチックあるいは銅、アルミニウム、リン青銅、ステ
ンレススチール等の金属の薄板を用いることができる。
特に望ましくは、極部的押圧力を受けたとき凹みが生じ
るゴム弾性を有する構造体とすることが望ましい。

【００１８】このような構造とするためには、エチレン
・プロピレンゴム、フッ素系ゴム、テフロンゴム、シリ
コンゴム、エチレン・酢酸ビニル共重合体、軟質塩化ビ
ニル等の軟質材料によって構成することができる。ま
た、低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル等比較
的剛性を有する材料を用い独立気泡性の発泡体とするこ
とによって弾性構造体とすることもできる。平滑化部材
２０の塗液接触面２０ａにリン青銅、ポリエステル等硬
度の高い材質を用いるときは、かかる剛性材料の肉厚を
薄くすると共に弾性物質で裏打ちを行うことが好まし
い。

【００１９】平滑化部材２０の形状としては、図２に示
したように偏平状の直方体でよいが、他に肉厚のパイ
プ、丸棒なども適用出来る。これらのブレードは被塗布
物に弾性的に当接される。平滑化部材２０の被塗布物面
を押す力が１〜４０ｇｆ／接触全面、好ましくは５〜２
０ｇｆ／接触全面となるような力、弾性率及び形状を選
ぶのがよい。

【００２０】平滑化部材２０を弾性的に被塗布物１に当
接する方法としては、平滑化部材２０を適当な弾力性を
持つ材質で形成することで達成することができるが、平
滑化部材２０をピアノ線２５等の弾性材料で支持するこ
とによって適度の弾力性を付与することができる。

【００２１】塗布液を吐出するノズル１８の吐出口２２
は被塗布物１と平滑化部材２０が接する個所より１〜１
０ｍｍ上方に小孔２１を穿設してほぼブレード表面にノ
ズル端部が来るように設けることが望ましい。平滑化部
材２０を非導電性材料で形成するときは、少なくとも平
滑化部材２０の塗液接触面２０ａを導電化する。

【００２２】平滑化部材２０を導電化する方法として
は、非導電性の合成樹脂、合成ゴムを使用するときはカ
ーボン、金属粉体等の導電性粉体を練り込んで材料全体
を導電化することができる。また、非導電化のまま平滑
化部材２０を形成し、その後導電材料で塗液接触面２０
ａ及び接地路を表面に形成し、表面を導電化することも
できる。表面導電化方法としては、金属の蒸着、硬化型
導電性塗料の塗布、又は導電化されたシート、フィルム
のラミネート、縫い込みなどを夫々の材質に応じて採用
することが出来る。

【００２３】ノズル１８の内径としては液粘度、吐出流
量により選定されるが０．３〜３ｍｍφを有するものが
好ましい。平滑化部材２０の好ましい例を示せば、発泡
ポリエチレン（発泡倍率２５倍程度）を図２に示すよう
に偏平状の直方形に機械加工し、これにアルミ蒸着した
ポリエチレンテレフタレート（厚さ７５μｍ）２３を取
付けることによって行なうことができる。

【００２４】アルミニウム蒸着面は塗液との接触する側
とし、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートシートは
必要面積以上に延長し、接地用に使用される。また、図
２（ａ）、（ｂ）に示すように発泡ポリエチレンブロッ
クに２本のピアノ線２５，２５を埋め込み全体に弾発性
を持たせると同時に該ポリエチレンブロックを支持部材
２６に支持させる部材として使用することもできる。

【００２５】図３は導電性発泡ポリエチレン（抵抗値１
５０ｋΩｃｍ）を使用したブレードの例であり、この場
合の接地はピアノ線２５を介して行なうことができる。
また図４に示すように平滑化部材２０の塗液接触面２０
ａにノズルを接着した構造とすることもできる。図示し
た塗液供給機構において、移動体１４は、１本の塗液供
給管１５しか備えていないが、所定間隔を設けて複数本
の塗液供給管を備えることもでき、また、定量ポンプ１
７を共通にし且つ先端部を複数本の分岐構造にした１本
の塗液供給管を備えることもできる。

【００２６】塗液供給管はヘッダー１９を備え、ヘッダ
ーに直接可撓性のノズル１８を取り付けることもできる
し、ヘッダーに剛体からなる管を付け、該管に可撓性の
ノズル１８を取り付けることもできる。ノズル１８の吐
出口２２の位置は円筒状または円柱状被塗布物１の軸芯
の真上でも良いし、被塗布物の回転軸から水平方向にず
らしても良い。

【００２７】本発明による塗布方法は次のように行われ
る。すなわち、駆動機構により、被塗布物１を水平に支
持して回転させつつ、塗液供給機構により、被塗布物１
の表面に塗液をスパイラルまたはリング状に供給する。
供給された塗液は、被塗布物１上に塗着すると同時に平
滑化部材２０の被塗布物との接触部分でこすられ、塗液
が拡げられて平滑化される。特に回転速度、液粘度、塗
液供給量等が適切に調節されれば、平滑化された液は通
常の固定化手段で硬化され、均一な膜が形成される。固
定化手段としては、溶媒蒸発形の塗液の場合は風乾、硬
化型樹脂を用いた塗液の場合は樹脂に適した加熱、紫外
線照射等を挙げることができる。平板状被塗布物の場合
は、被塗布物１と平滑化部材２０とは相対的に移動する
が、被塗布物１が離れる方向に平滑化部材２０を傾けて
接触させるのが好ましい。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例
に限定されるものではない。実施例において塗液供給機
構としては、定量ポンプ１７の吐出側に塗液供給管１５
を継ぎ、該管の他端をヘッダー１９に連結した。ヘッダ
ーには直接可撓性のノズル１８を取り付けた。

【００２９】（実施例１）本実施例は図２に示した平滑
化部材を用いた例である。アルミ切削管（外径３０．０
ｍｍ、印ろう部内径２８．５ｍｍ、長さ２６０ｍｍ）に
フランジを装着し、フランジ孔に被塗布物回転機構の内
拡コレットチャックを挿入し把持した。被塗布物回転機
構のギヤモーターを駆動して、アルミ切削管１を２００
ｒｐｍで回転させた。平滑化部材２０として長さ１００
ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ１０ｍｍの発泡ポリエチレンを
用い、これに７５μのアルペット（アルミニウムを蒸着
したポリエステルシート）をアルミニウム蒸着面を外面
として被い紐で固定すると共に発泡ポリエチレンより上
方に延長したアルペットを通して接地した。その中に、
可撓性のノズル１８として内径０．６ｍｍのポリエチレ
ンパイプを、平滑化部材２０の先端から４０ｍｍ位置に
貫通する小孔に挿入して前面に吐出口２２がくるように
通したものを用いた。

【００３０】ヘッダー１９は、ヘッダーを下降させたと
き平滑化部材２０の吐出口側が水平から６０°位の位置
でアルミ切削管と接触するようにセットした。一方、下
記の式（Ａ）に示すオキシチタニウムフタロシアニン１
０重量部に、

【００３１】

【化１】

【００３２】（式中Ｘはハロゲン原子をあらわし、ｎは
０から１までの数を表す）ｎ−プロパノール２００重量部を加え、サンドグライン
ドミルで１０時間粉砕、分散処理を行ない、次にポリビ
ニルブチラール（電気化学工業（株）製デンカブチラー
ル＃−６０００Ｃ）５重量部の１０％メタノール溶液と
混合し電子写真感光体電荷発生層用分散液を得た。この
分散液を使用し、ウェット膜厚２０μｍとなるようにギ
ヤポンプを運転した。平滑化部材はアルミ切削管１回転
０．６ｍｍピッチになるように軸方向に移動させた。風
乾後の塗膜は一様な色調を示し浸漬塗布で得られたサン
プルと同様、塗膜厚さは均一であった。

【００３３】（実施例２）本実施例は、図３に示した平
滑化部材を用いた例である。実施例１と同じアルミ管１
を同じように把持し、回転させた。導電性発泡ポリエチ
レンは幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのも
のに０．６ｍｍφのピアノ線２本をほぼ先端まで挿入
し、これをノズル基部にピアノ線を金属板で挟んで固定
し接地した。導電性発泡ポリエチレンの下端から４０ｍ
ｍの位置に内径１．０ｍｍのポリエチレンチューブを貫
通させ、該導電性発泡ポリエチレンの表面にポリエチレ
ンチューブの開口部を位置させた。一方、下記の式
（１）に示すヒドラゾン化合物５６重量部、

【００３４】

【化２】

【００３５】下記の式（２）に示すヒドラゾン化合物１
４重量部、

【００３６】

【化３】

【００３７】下記の式（３）に示すシアノ化合物１．５
重量部、

【００３８】

【化４】

【００３９】及びポリカーボネート樹脂（三菱化学
（株）ノバレックス７０３０Ａ）１００重量部を１，４
−ジオキサン５００重量部及びテトラヒドロフラン５０
０重量部の混合溶媒に溶解させた電子写真感光体電荷輸
送層用の塗布液を得た。この塗布液を、ウェット膜厚１
００μｍとなるようにポリエチレンパイプから吐出させ
た。ポリエチレンパイプは１回転１．０ｍｍピッチとな
るようにアルミ管軸方向に移動した。アルミ管の回転数
は３００ｒｐｍとした。塗布後、１２５℃、３０分乾燥
し、塗膜表面粗さを測定したところ、Ｒmax ＝０．３μ
ｍであった。膜厚は、１９．７〜２０．３μｍの範囲に
あった。サンプルに塗布を数回繰り返したが、未使用時
に塗布に使用している溶媒中にポリエチレンパイプを短
時間浸漬保持し、その後溶媒蒸気中に保てば、詰まりや
汚れもほとんどなかった。

【００４０】比較例１実施例１と、アルペットを発泡ポリエチレンブロックに
取り付けなかったこと以外は、全く同じ条件で塗布を行
った。ブレードを離れた液面は平滑で色目も均一であっ
たが、塗膜が固定される迄の間に徐々に顔料が移動し、
濃淡ムラが発生してしまった。

【００４１】比較例２実施例２と、非導電性発泡ポリエチレンを使用した以
外、全く同じ条件で塗布を行った。乾燥後の表面粗さは
Ｒmax ＝１．０μｍで、該発泡ポリエチレンのスパイラ
ル状移動跡が明瞭に認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明塗液塗布装置を示す斜視図である。

【図２】塗液塗布部分を示す図で（ａ）は側断面図、
（ｂ）は背面図である。

【図３】塗液塗布部分の他の例を示す側断面図である。

【図４】塗液塗布部分の更に他の例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１被塗布物３回転軸４ギヤ５モーター７フランジ８支持プレート９案内ロッド１２ギヤ駆動モーター１４移動体１８ノズル２０平滑化部材２０ａ塗液接触面２２塗液吐出口２５ピアノ線２６支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗液供給管のノズル部に平滑化部材を設
け、該平滑化部材を被塗布物に弾性的に当接せしめ、塗
液吐出口から吐出される塗液を平滑化部材で平滑化する
塗液塗布方法において、少なくとも平滑化部材の塗膜接
触面を導電性材料で形成し、これを電気的に接地するこ
とを特徴とする塗液塗布方法。
【請求項２】被塗布物が、中心軸を軸として回転する
円柱状体または円筒状体である請求項１記載の塗液塗布
方法。
【請求項３】塗液供給管のノズル部に平滑化部材が設
けられると共に該平滑化部材が被塗布物に弾性的に当接
され、ノズル部から吐出された塗液を平滑部材で平滑化
する塗液塗布装置において、少なくとも平滑化部材の塗
膜接触面が導電性材料によって形成され、電気的に接地
されていることを特徴とする塗液塗布装置。
【請求項４】平滑化部材の中央部に前背面を貫通する
小孔が穿設され、該小孔に塗液供給管のノズル部が連結
されて平滑化部材の前面に塗液吐出口が形成されると共
に、平滑化部材の塗液吐出口の下部が被塗布物に弾性的
に当接されてなる請求項３記載の塗液塗布装置。
【請求項５】平滑化部材が弾性材料によって形成され
て弾性が付与されてなる請求項３記載の塗液塗布装置。
【請求項６】平滑化部材が弾性材料で支持されて弾性
が付与されてなる請求項３記載の塗液塗布装置。
【請求項７】平滑化部材が導電性樹脂の発泡体からな
る請求項３記載の塗液塗布装置。
【請求項８】平滑化部材が塗液接触面に金属層が積層
された合成高分子材料からなる請求項３記載の塗液塗布
装置。