JPH0829286B2

JPH0829286B2 - 塗布装置

Info

Publication number: JPH0829286B2
Application number: JP2055309A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　　勝
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH03258368A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、磁気テープやフロッピーディスクとして用
いられる磁気記録媒体の塗布装置に関し、特に二層を同
時に塗布する塗布装置に関するものである。

従来の技術磁気記録媒体の高性能化に伴って、近年、磁性層の多
層化が注目を集めている。例えば上層として高密度記録
用の高域の電磁変換特性に優れた磁性層を設け、下層と
して上層に比べ低域の電磁変換特性を持つ磁性層を設け
ることにより、従来単層では得られなかった優れた電磁
変換特性が実現できる。さらに、磁性層とプラスチック
フィルムよりなる支持体との密着性を向上させるため、
磁性層と支持体との間にアンカー層を設ける等、磁気記
録媒体の多層構造化が進んでいる。

このような多層構造の磁気記録媒体は一回の塗布・乾
燥で製造することが望まれており、多層構造の磁気記録
媒体の塗布装置については、例えば、特開昭63−88080
号公報等に開示されている。

発明が解決しようとする課題しかしながら前記従来の塗布装置で、高密度記録用の
磁性塗布液を塗布した場合、微細な縦筋が発生すること
が本発明者の研究により判明した。第３図は上層として
第１表に示す磁性塗布液を、下層として第２表に示す磁
性塗布液を、従来例である第５図の塗布装置により、支
持体として厚さ14μｍのポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に塗布，配向，乾燥した後、カレンダー処理し
たうえ、塗膜表面を３次元表面粗さ計で測定した結果の
一例である。

なお測定結果は塗膜表面の凸部を見やすくするため
に、３次元グラフィックスにおいて、高さ方向の平均値
を基準としてそれよりも高い部分のみを出力してある。
塗膜表面に支持体の走行方向に約100μｍピッチの微細
な縦筋が認められる。さらに第３図の塗膜表面の平均表
面粗さ（以下においてはRMSと略す）は15.8nmであっ
た。電磁変換特性を、M IIフォーマットデッキを用いて
測定すると、ビデオ帯域出力（7MHz）では、当社基準テ
ープに対して−2dBでありS/N比で−1dBという結果であ
った。

以上のことから第３図に示したような塗膜表面の微細
な縦筋は、電磁変換特性を著しく低下させるものである
ことが明らかである。

本発明者はこの微細な縦筋の発生原因について究明し
た結果、以下の理由によるものであることがわかった。
磁性塗布液は、磁性粉粒子間の磁気力の影響で一次粒子
として存在しているとは考え難く、３次元の網目構造を
形成しており、これにせん断を付与したとき、ある大き
さを持った凝集塊に破壊されると考えられる（塗装工
学、第21巻、第10号、475〜479頁、1986年）。磁気力が
強くさらに長径方向の平均粒径が小さい磁性粉を使用し
ている磁性塗布液は、凝集力が非常に強い為に、前記凝
集塊は数10〜百μｍのオーダーで流動中の塗布液に存在
しており、この磁性塗布液を第５図の塗布装置で支持体
に塗布したとき、前記凝集塊が第５図に示す塗布装置の
スリットからリップ上に押し出された後、リップ面で十
分に平滑化処理されないために縦筋が発生することがわ
かった。

さらにこのような微細な縦筋は、磁気力が強くさらに
長径方向の平均粒径が小さい磁性粉を使用した磁性塗布
液を塗布したときほど顕著に現れることも実験により確
認した。現在、磁気記録媒体は高密度記録化の方向にあ
り、そのため高磁気力で且つ超微粒の磁性粉を用いるの
で、前記のような塗膜表面の微細な縦筋は、ビデオ帯域
出力やS/N比などの電磁変換特性を著しく低下させ、製
品品質上致命的な欠陥となっていた。

本発明の目的は、上記した問題点を解決し平滑な塗膜
表面である多層構造の磁気記録媒体を製造するための塗
布装置を提供することにある。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、３つ
のリップと２つのスリットを有し、スリットより下流側
のリップ先端断面形状が曲面であり、第２リップの第１
スリット側エッヂをＡ、第２リップの第２のスリット側
エッヂをＢ、第３リップの反スリット側エッヂをＣと
し、Ａにおける接線ＸとＢにおける接線Ｙとのなす角を
θ１、前記接線Ｙと前記Ｃにおける接線Ｚとのなす角を
θ２としたとき、５゜≦θ１≦45゜,5゜≦θ２≦45゜を
満たす塗布装置において、第３リップの反スリット側エ
ッヂをＣ、Ｂにおける接線Ｙと第３リップとの接点Ｄか
らＣまでの支持体走行方向の距離をαとしたとき、2mm
≦α≦6mmであり、且つ第３リップ曲率半径R2が4mm≦R2
≦20mmである塗布装置に対して前記支持体が進入してい
く角度が前記θ１となり、且つ前記塗布装置に対して前
記支持体が出ていく角度が前記θ２となるように前記塗
布装置の上流側及び下流側に前記支持体の支持具を備え
たことを特徴とするものである。

作用本発明は前記した構成により、第２スリットより押し
出された上層用磁性塗布液が、すでに支持体上に塗布さ
れている下層表面に塗布された直後に、第３リップ面に
よって前記距離αの間で、前記下層表面に塗布された上
層用磁性塗布液に高いせん断が付与され上層用磁性塗料
中の凝集塊が破壊される。このように塗膜表面は十分に
平滑化されるため、塗膜表面に微細な縦筋は発生しな
い。

実施例以下図面にしたがって本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の塗布装置を示す概略断面図であ
る。第２リップ及び第３リップの先端断面形状は曲面で
あり、第２リップ曲率半径R1は３〜20mm、第３リップ曲
率半径R2は４〜20mmの範囲内である。リップ曲率半径は
磁性塗布液の粘度，塗布速度，塗布膜厚，支持体張力の
条件により、最適な曲率半径を選択する。第２リップ及
び第３リップの厚さは２〜10mmの範囲である。

３つのリップの材料は、超硬合金を用いることによ
り、前記リップの真直度や平面度を数μｍのオーダーで
仕上げることができ、さらにステンレス鋼などを加工し
たときにみられる第２及び第３リップの出口端部におけ
るエッヂのバリやダレの発生を防止できた。この結果、
薄層塗布を行った場合でも、幅方向に厚みむらが生じ
ず、エッヂのバリやダレに起因する塗膜表面の縦筋も発
生せず良好な塗布が可能であった。

マニホールド６及び７は、塗布装置の塗布幅方向に貫
通している。マニホールドの断面形状は円形，半円形い
ずれでもよい。スリット4,5のギャップは通常0.1〜0.5m
mに設定され、スリットの幅方向長さは塗布幅とほぼ同
一である。マニホールドからスリット出口までのスリッ
ト長さは塗布液のチキソトロピック性を考慮した粘度、
塗布装置からの吐出量などの塗布条件により設定する
が、通常20〜100mmの長さである。

第１リップの先端形状は、第１図では平面状である
が、曲面，多角面いずれでもよい。

第２図は本発明の塗布装置により磁性塗布液を二層で
塗布している状態を示す断面図である。

支持体12の本塗布装置に対する進入角度は、第１図に
示した接線Ｘと接線Ｙとなす角θ１と同一となるよう
に、第１リップより上流側に設けられた支持具13、例え
ばガイドロールにより設定する。さらに支持体12が本塗
布装置より出ていく角度は、第１図に示した接線Ｙと接
線Ｚとのなす角θ２と同一となるように、第３リップよ
り下流側に設けられた支持具14、例えばガイドロールに
より設定する。

第１リップの第１スリット側エッヂと前記支持体12と
の隙間は５〜200μｍで設定する。隙間をこの範囲より
小さくすると、支持体12の走行中のばたつきにより、支
持体12と第１リップの前記エッヂが接触し、支持体に擦
傷が発生するため製品品質に悪影響を及ぼす。また、前
記隙間を200μｍより大きくすると、支持体に同伴して
くる空気が巻き込まれ、塗布できなくなる。

第３リップの第２スリット側エッヂは、前記接線Ｙか
ら反支持体方向に段差を設ける。段差は通常５〜50μｍ
に設定する。段差がこれより小さいと、第３リップの第
２スリット側エッヂで上層用の磁性塗布液を掻き落とし
てしまい均一に塗布できなくなる。さらに段差が前記範
囲より大きいと、下層用の磁性塗布液が第２スリット出
口に流れ込むため、均一に塗布できなくなる。

下層用の磁性塗布液10は第１ポンプ８により第１マニ
ホールド６内に支持体への塗布量分を連続的に供給さ
れ、第１マニホールド６内の液圧力により第１スリット
４に押し出される。また上層用の磁性塗布液11は第２ポ
ンプ９により第２マニホールド７内に支持体への塗布量
分を連続的に供給され、第２マニホールド７内の液圧力
により第２スリット５に押し出される。

スリット４より押し出された下層用磁性塗布液10中に
は、前記したように磁性粉粒子の凝集塊が存在してい
る。しかし、上記のように本塗布装置に対する支持体の
角度を設定することにより、第２リップ面と支持体12と
の隙間がウエット状態の下層塗布膜厚の約２倍で第２リ
ップ面に沿って一定に保持され、下層用磁性塗料10に10
⁵〜10⁶（1/sec）のオーダーの高いせん断速度が連続的
に付与されるため、前記凝集塊は微細に破壊され、塗膜
表面は平滑化される。したがって、塗膜表面の微細な縦
筋は生じない。

さらにスリット５より押し出された上層用磁性塗布液
11中にも、前記したような磁性粉粒子の凝集塊が存在し
ている。しかし、前述のように本塗布装置に対する支持
体の角度、すなわちθ１及びθ２を設定することによ
り、第３リップ面の点Ｄから点Ｃまでの距離α間におい
て、支持体12との隙間が上層と下層のウエット状態での
塗布膜厚の約２倍で第３リップ面に沿って一定に保持さ
れ、上層用磁性塗料11に10⁵〜10⁶（1/sec）のオーダー
の高いせん断速度が連続的に付与されるため、上層用磁
性塗料中の凝集塊は微細に破壊され、塗膜表面は平滑化
される。

本発明者の研究により、αの大きさと第３リップ曲率
半径R2の大きさが、二層同時塗布における塗膜表面の平
滑性に大きな影響を及ぼすことが判明した。

すなわちαが2mmより小さい場合は、磁性塗料に高せ
ん断を付与する距離あるいは時間が短くなるために、十
分に凝集塊を破壊することができず、塗膜表面に微細な
縦筋が発生する。さらにαの大きさを6mmより大きくす
ると、支持体と第３リップとの隙間を流れる磁性塗料の
流体力学的抵抗が大きくなりすぎて、塗布幅方向に膜厚
むらが発生し、塗布できなくなることもわかった。従っ
て第３リップ面の点Ｄから点Ｃまでの距離αは、2mm≦
α≦6mmの範囲で、塗膜表面の微細な縦筋発生を抑制す
ることができる。

さらに通常塗布工程で設定する支持体張力100〜400g/
cmの範囲において、第３リップ曲率半径R2が4mmより小
さい場合には、支持体と第３リップ曲面上との隙間を流
れる塗布液への支持体からの面圧が大きくなり過ぎて、
塗布幅方向の膜厚むらが発生し均一に塗布できなくな
る。R2が20mmより大きい場合には、支持体と第３リップ
曲面上との隙間を流れる塗布液への支持体からの面圧が
小さくなり過ぎて、塗膜表面の平滑化の効果がなくな
り、塗膜表面に微細な縦筋が発生する。従って第３リッ
プ曲率半径R2は、4mm≦R2≦20mmの範囲で、均一な膜厚
で塗布でき且つ塗膜表面の微細な縦筋発生を抑制するこ
とができる。

実施例１上層用磁性塗布液として第１表に示す磁性塗布液を乾
燥後の膜厚が0.3μｍとなるように第２スリットから吐
出し、下層用磁性塗布液として第２表に示す磁性塗布液
を乾燥後の膜厚が3.0μｍとなるように第１スリットか
ら吐出し、支持体厚さ14μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に塗布した。塗布速度は100m/min、支持
体張力は200g/cmである。塗布装置において、第２リッ
プの曲率半径を15mm、第３リップの曲率半径を15mmと
し、αの大きさを第３表のように変えた塗布装置を用い
て塗布を行った。

塗布した後、配向，乾燥を行い、カレンダー処理後、
所定の幅にスリットしてテープを作成した。

α＝7mmの場合には、塗布幅方向に膜厚むらが発生
し、うまく塗布できなかった。α＝1,2,6mmの塗布装置
で作成した各テープの塗膜表面の状態を３次元表面粗さ
計で測定した結果、α＝1mmの場合には、第３図に示し
たと同様な微細な縦筋が発生した。α＝2mmの場合を第
４図（ａ）に、α＝6mmの場合を第４図（ｂ）に示す。
第４図（ａ），（ｂ）に示すように、従来の塗布装置を
用いた場合の塗膜表面に見られた微細な縦筋（第３図）
は全く発生せず、本発明の塗布装置により非常に平滑な
塗膜表面が得られた。

また本実施例による各塗布装置を用いて作成したテー
プと、第５図に示す従来の塗布装置で作成したテープの
電磁変換特性、すなわちM IIフォーマットデッキを用い
て、ビデオ帯域の周波数7MHzにおける出力及びS/N比の
測定結果を第４表に示す。電磁変換特性の測定は、当社
で作成したM IIテープを基準テープとし、これと比較し
て示した。なお第４表には３次元表面粗さ計で測定した
RMSも併せて示してある。本発明による塗布装置すなわ
ちα＝２及び6mmのもので作成したテープは、塗膜表面
が非常に平滑であるため、α＝7mmの塗布装置や従来の
塗布装置で塗布して作成したテープと比較して、RMSが
小さく、再生出力及びS/N比共にレベルは格段に優れて
おり、本発明の効果が顕著であることがわかった。

実施例２上層用磁性塗布液として第１表に示す磁性塗布液を乾
燥後の膜厚が0.3μｍとなるように第２スリットから吐
出し、下層用磁性塗布液として第２表に示す磁性塗布液
を乾燥後の膜厚が3.0μｍとなるように第１スリットか
ら吐出し、支持体厚さ14μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に塗布した。塗布速度は100m/min、支持
体張力は150g/cmである。塗布装置において、第２リッ
プの曲率半径を15mm、第３リップの曲率半径を5mmと
し、αの大きさを第５表のように変えた塗布装置を用い
て塗布を行った。

上記各αの塗布装置で作成した各テープのと塗膜表面
の状態を３次元表面粗さ計で測定した結果、α＝1mmの
場合には、第３図に示したと同様な微細な縦筋が発生し
た。α＝２及び3.5mmの場合には実施例１において示し
た第４図（ａ），（ｂ）に示したと同様な非常に平滑な
塗膜表面が得られた。

また実施例１と同様に、本実施例による塗布装置を用
いて作成したテープと、第５図に示す従来の塗布装置で
作成したテープの電磁変換特性、すなわちM IIフォーマ
ットデッキを用いて、ビデオ帯域の周波数7MHzにおける
出力及びS/N比の測定結果とRMSを第６表にまとめて示
す。本発明による塗布装置すなわちα＝２及び3.5mmの
もので作成したテープは、塗膜表面が非常に平滑である
ため、従来の塗布装置で塗布して作成したテープと比較
して、RMSが小さく、再生出力及びS/N比共にレベルは格
段に優れており、本発明の効果が本実施例においても顕
著であることがわかった。

実施例３上層用磁性塗布液として第１表に示す磁性塗布液を乾
燥後の膜厚が0.3μｍとなるように第２スリットから吐
出し、下層用磁性塗布液として第２表に示す磁性塗布液
を乾燥後の膜厚が3.0μｍとなるように第１スリットか
ら吐出し、支持体厚さ14μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に塗布した。塗布速度は100m/minであ
る。塗布装置において、αの大きさを2mmで固定し、第
２リップの曲率半径を15mmとし、第３リップの曲率半径
R2を第７表のように変えた塗布装置を用いて塗布を行っ
た。

塗布した後、配向，乾燥を行い、カレンダー処理後、
所定の幅にスリットしてテープを作成した。R2が3mmの
場合には、塗布幅方向に膜厚むらが発生し均一に塗布で
きなかった。そのほかのR2の塗布装置で作成した各テー
プの塗膜表面の状態を３次元表面粗さ計で測定した結
果、R2が21mmの場合には、第３図に示したような微細な
縦筋が発生した。R2が４及び20mmの場合には実施例１に
おいて示した第４図（ａ），（ｂ）のように、非常に平
滑な塗膜表面が得られた。

また実施例１と同様に、本実施例による塗布装置を用
いて作成したテープと、第５図に示す従来の塗布装置で
作成したテープの電磁変換特性、すなわちM IIフォーマ
ットデッキを用いて、ビデオ帯域の周波数7MHzにおける
出力及びS/N比の測定結果とRMSを第８表にまとめて示
す。

本発明の塗布装置すなわちR2＝４及び21mmのもので作
成したテープは、膜表面が非常に平滑であるため、R2が
21mmの塗布装置や従来の塗布装置で塗布して作成したテ
ープと比較して、RMSが小さく、再生出力及びS/N比共に
レベルは格段に優れており、本発明の効果が本実施例に
おいても顕著であることがわかった。

比較例第５図に示す従来の塗布装置により、上層用磁性塗布液
として第１表に示す磁性塗布液を乾燥後の膜厚が0.3μ
ｍとなるように第２スリットから吐出し、下層用磁性塗
布液として第２表に示す磁性塗布液を乾燥後の膜厚が3.
0μｍとなるように第１スリットから吐出し、支持体厚
さ14μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗
布した。塗布速度は100m/min、支持体張力は200g/cmで
ある。塗布後，配向，乾燥しカレンダー処理した後、所
定の幅にスリットしてテープを作成した。

そのテープの塗膜表面を３次元表面粗さ計で測定した
結果を第３図に示す。また周波数7MHzの出力及びS/N比
などの電磁変換特性を第４表に示す。

発明の効果以上のように本発明によれば、磁性層が二層構造のビ
デオ用テープの塗布において、磁気力が強くさらに長径
方向の平均粒径が小さい磁性粉を使用した凝集力の非常
に強い磁性塗布液に対して、塗膜表面を非常に平滑に塗
布することが可能となった。この結果、多層構造の高密
度磁気記録媒体の製品品質を大幅に向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】第１図及び第２図は本発明の塗布装置の一実施例を示す
断面図、第３図及び第４図は塗膜表面の表面粗さを３次
元的に表わした説明図、第５図は従来の塗布装置の断面
図である。１……第１リップ、２……第２リップ、３……第３リッ
プ、４……第１スリット、５……第２スリット、６……
第１マニホールド、７……第２マニホールド、８……第
１ポンプ、９……第２ポンプ、10……下層用塗布液、11
……上層用塗布液、12……支持体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３つのリップと２つのスリットを有し、ス
リットより下流側のリップ先端断面形状が曲面であり、
第２リップの第１スリット側エッヂをＡ、第２リップの
第２スリット側エッヂをＢ、第３リップの反スリット側
エッヂをＣとし、Ａにおける接線ＸとＢにおける接線Ｙ
とのなす角をθ１、前記接線Ｙと前記Ｃにおける接線Ｚ
とのなす角をθ２としたとき、５゜≦θ１≦45゜５゜≦θ２≦45゜前記Ｂにおける接線Ｙと第３リップとの接点Ｄから前記
Ｃまでの支持体走行方向の距離をαとしたとき、 2mm≦α≦6mm であり、且つ第３リップ曲率半径R2が 4mm≦R2≦20mm である塗布装置に対して前記支持体が進入していく角度
が前記θ１となり、且つ前記塗布装置に対して前記支持
体が出ていく角度が前記θ２となるように前記塗布装置
の上流側及び下流側に前記支持体の支持具を備えたこと
を特徴とする塗布装置。