JP2000189868A

JP2000189868A - 連続薄膜コ―ティング装置

Info

Publication number: JP2000189868A
Application number: JP10371091A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Noda; 和裕野田; Masanori Yamamoto; 政則山本; Toshiyuki Hirai; 俊行平井; Koutarou Tanimura; 功太郎谷村
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ロット間でもロット内でも膜厚を高精度で一
定に形成することができる連続薄膜コーティング装置を
提供する。【解決手段】繰出部１０は、ロール状に巻かれている
ＰＥＴフィルムを繰り出す。コーティング部２０は、繰
り出されたフィルムにポリシラザン溶液を塗布する。乾
燥反応槽３０は、塗布されたポリシラザン溶液を乾燥す
ると共に化学反応させてセラミック化することによりシ
リカ層を形成する。巻取部４０は、表面にシリカ層が形
成されたフィルムをロール状に巻き取る。ＬＤ検出器５
０は、シリカ層が塗布されたフィルムの光透過率を測定
する。制御装置６０は、ＬＤ検出器５０で測定する光透
過率が所定の値となるよう駆動モータ１１及び駆動モー
タ４１の回転速度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスティックフ
ィルムをはじめとする基材の上に、光透過可能な薄膜を
連続的に形成する連続薄膜コーティング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラスティックフィルムの表面
に、反射防止（ＡＲ）や低反射（ＬＲ）というような光
学的機能を持つ透明な光学薄膜が単層あるいは多層形成
された透明薄膜被覆プラスティックフィルムが知られて
いる。この薄膜は、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，ＩＴＯなどの材
質からなり、反射防止フィルムや電子部品の基材として
用いられている。

【０００３】このような薄膜を形成する方法としては、
特開平６−９３１２０号公報に開示されているように、
真空蒸着，イオンプレーティング，スパッタリングとい
った真空室の中でドライプレーティング法によって形成
する方法が一般的に用いられているが、その他に、例え
ば特開平４−８００３０号公報に開示されているよう
に、プラスティックフィルムの表面に、アルコキシシラ
ン溶液をカップリング剤やゾル−ゲル法触媒を用いて重
縮合した塗工液を塗布し加熱することによって製造する
方法や、特開平８−１１２８７９号公報に開示されてい
るように、プラスティックフィルムの表面にポリシラザ
ンあるいはポリシラザンを変成したものを塗布し、これ
を１５０℃以下で熱処理することによりセラミック化し
てシリカ質の層を形成する技術も知られている。そし
て、コーティング装置としては、膜厚のコントロールが
比較的容易なリバースグラビア方式のものが多く用いら
れている。

【０００４】このようなウエット方式では、ドライプレ
ーティング法のように真空室内で処理しなくても大気中
で連続的に薄膜を形成できるので低コストである。とこ
ろで、通常、ウエット方式でコーティングする場合、膜
厚を規定の値に調整するために、フィルムの搬送速度な
どの塗布条件を変えて塗膜の膜厚を測定することにより
塗布条件と膜厚との関係を予め求めておいて、所望の膜
厚に対応する塗布条件で塗布が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これによって膜厚の調
整は一応可能であるが、光学薄膜は、その膜厚を高精度
で合わせなければ色の違いとなって視認されるため、単
層の場合でもバラツキを±５％以下に抑える必要があ
り、多層の場合では更に高精度で膜厚を調整することが
必要となる。

【０００６】薄膜の膜厚を高精度で調整するためには、
塗布装置の機械精度が重要ではあるが、機械精度を高く
するだけで十分な精度を得ることは難しい。例えば、大
規模な塗布装置では、フィルムにかかる張力も変動しや
すいので、大面積の光学薄膜を精度よく形成することは
難しい。このような課題に対して、特開平８−２９００
９９号公報には、予め決められた量の塗工液を塗工部に
供給し、それを１００％フィルムに塗工するという方法
が開示されている。この方法を用いれば、１ロットの塗
布量は高精度で規定されるが、ウエット方式ではフィル
ム表面の濡れ性をはじめとするフィルムの状態によって
塗布量がかなり左右されるので、ロット内で膜厚の変動
が生じることもあると考えられる。

【０００７】本発明は、このような課題に鑑みなされた
ものであって、ロット間でもロット内でも膜厚を高精度
で一定に形成することができる連続薄膜コーティング装
置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、連続的に搬送されるプラスティックフィ
ルムをはじめとする基材に、光透過可能なコーティング
剤を連続的に塗布するの連続薄膜コーティング装置にお
いて、コーティング剤が塗布された基材に光を照射して
その透過率及び反射率の少なくとも１つを検出し、その
検出値が所定の値となるよう、コーティングヘッド部で
のコーティング剤の塗布量を制御するようにした。

【０００９】これによって、塗布しながら薄膜の膜厚を
高精度で調整することができるので、例えばフィルムに
かかる張力やフィルム表面の濡れ性や液粘性や液固形分
が変化したとしても膜厚の均一性を確保することができ
る。従って、ロット間のみならずロット内における膜厚
の均一性も確保される。また、連続的に搬送されるプラ
スティックフィルムをはじめとする基材に、光透過可能
なコーティング剤を連続的に塗布するの連続薄膜コーテ
ィング装置において、基材に光を照射してその透過率及
び反射率の少なくとも１つを検出し、コーティング剤が
塗布された基材に光を照射してその透過率及び反射率の
少なくとも１つを検出し、両検出値の差が所定の値とな
るように、コーティングヘッド部でのコーティング剤の
塗布量を制御するようにすれば、より精度よく膜厚の均
一性が確保される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、基材に光透過可能な薄
層を形成するための連続塗布装置に関するものであっ
て、プラスティックフィルムをはじめとする基材を連続
的に搬送する基材搬送部と、搬送される基材に光透過性
のコーティング剤を連続的に塗布するコーティングヘッ
ド部と、コーティング剤が塗布された基材に光を照射し
てその透過率あるいは反射率を検出する光検出部と、光
検出部で検出する光量が所定の値となるように、コーテ
ィングヘッド部でのコーティング剤の塗布量を制御する
制御部とから構成されている。

【００１１】光透過率を測定して制御する場合は、基材
は透明性を有することが必要である。基材として代表的
なものはプラスティックフィルムであるが、ガラスなど
を用いることもできる。プラスティックフィルムの具体
例としては、特開平８−１１２８７９号公報に記載され
ているようなポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），
ポリイミド（ＰＩ），ポリカーボネート（ＰＣ），二軸
延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ），ポリフェニレンスルフ
ィド（ＰＰＳ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリエーテル
イミド（ＰＥＩ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ
ＥＫ），ポリアリレート（ＰＡＲ）の他に、非晶質ポリ
オレフィン（日本合成ゴムの「アートン（商品名）」や
日本ゼオンの「ゼオノア（商品名）」などが挙げられ
る。

【００１２】プラスティックフィルムの厚さについても
必ずしも制約はないが、通常はロール状に巻き取るた
め、３００μｍ程度以下であることが必要と考えられ
る。また、プラスティックフィルムには、薄層を形成し
ようとする側あるいはその背面側に予め別の薄層が形成
されていてもよい。別の薄層とは、例えば、シランカッ
プリング剤などで形成されるアンダーコート層、あるい
は、シリコン系，アクリル系，メラミン系，ウレタン系
の熱硬化型樹脂あるいは紫外線硬化型樹脂で形成される
ハードコート層などである。

【００１３】ハードコート層中には、数μｍの粒径を持
つシリコンやアクリルの微粒子が混合されていて、その
結果、表面に凹凸のある、いわゆるコーティッドマット
加工されていてもよく、プラスティックフィルムの薄層
を形成する側には、ローリングプレスによるエンボス加
工が行われていてもよい（特開平８−７７８７１号公報
参照）。

【００１４】塗布するコーティング剤は、コーティング
剤によって形成される薄膜が光透過性を有するものであ
ればよく、その代表的な例として、ＳｉＯ₂（シリ
カ），ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物），ＴｉＯ₂（酸
化チタン）が挙げられる。シリカ層の場合、塗膜の厚さ
は１０〜１５０ｎｍとなるように設定することが望まし
い。これは、塗膜の厚さが１５０ｎｍを越えると、膜に
マイクロクラックが生じやすくなり、塗膜にマイクロク
ラックが発生すると、塗膜のガスバリア性が悪くなった
り、その上に薄膜を形成する場合に良好な膜が得られな
いといった問題が生じるためである。

【００１５】シリカ層は、例えば、特開平８−１１２８
７９号公報に記載されているようにポリシラザン由来の
化合物（ポリシラザン自体あるいはポリシラザンの前駆
体もしくはポリシラザンを変成したもの）を塗布し、こ
れを熱処理することによりセラミック化して形成するこ
とができる。用いるポリシラザンの具体例しては、下記
化１に示される単位からなる主骨格を有するものを挙げ
ることができる。

【００１６】

【化１】（ただし、式中のＲ₁，Ｒ₂，Ｒ₃のそれぞれは、水素原
子，アルキル基，アルケニル基，シクロアルキル基，ア
リール基，アルキルシリル基，アルキルアミノ基，アル
コキシ基などであって、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃のすべてが水素
であることが好ましい。）あるいは、上記化１のポリシラザンを含む溶液に、Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｎｉをはじめとする金属微粒子を添加
して得られる金属微粒子添加ポリシラザンを用いること
もできる。

【００１７】このようなポリシラザン由来の化合物を、
そのまま或は充填剤（例えば、シリカ，アルミナ，ジル
コニア，マイカをはじめとする酸化物系無機物、あるい
は炭化珪素，窒化珪素などの非酸化物系無機物の微粉
末）を混合添加し、プラスティックフィルムに塗布す
る。この他に、特開平４−８００３０号公報に記載され
ているように、プラスティックフィルムの表面に、アル
コキシシラン溶液をカップリング剤やゾル−ゲル法触媒
を用いて重縮合した塗工液を塗布し加熱することによっ
てシリカ層を形成することもできる。

【００１８】ＴｉＯ₂層をウエット方式で形成する具体
例としては、特開平９−７１４１８号公報に記載されて
いるように、塩化チタンや硫酸チタンの水溶液を基体に
塗布する方法、金属アルコキシドを加水分解することに
より作製したゾルを基体に塗布した後焼成するゾル−ゲ
ル法などを挙げることができる。また、ＩＴＯ層をウエ
ット方式で形成する具体例としては、インジウム塩を有
機溶剤に溶解させた塗料を基体に塗布した後熱処理する
方法、あるいは特開昭５２−１４９７号公報に記載され
ているようにインジウムを主成分とする化合物を基体に
塗布した後熱処理する方法、を挙げることができる。

【００１９】また、特開平９−５３０３０号公報には、
銀などの金属コロイドに、珪素，アルミニウム，ジルコ
ニウム，セリウム，チタン，イットリウム，亜鉛，マグ
ネシウム，インジウム，錫，アンチモン，ガリウム等の
酸化物やチッ化物からなる透明材料を添加した透明導電
塗料を塗布し熱処理することによって、透明導電膜を形
成できることが記載されているが、このようにして透明
導電膜を形成する際にも本発明は適用することが可能で
ある。

【００２０】なお、薄層の透明性については、必ずしも
無色透明である必要はなく、着色透明あるいは半透明で
あってもよい。プラスティックフィルムにコーティング
剤を塗布する方法としては、印刷や塗装で通常使われて
いる連続式の塗布方法を用いればよく、具体的な塗布装
置として、特開平１０−７２８号公報に示されているよ
うに、ディップ法，スプレー法，ロールコーター法，メ
ニスカスコーター法，フレキソ印刷法，スクリーン印刷
法などを用いることができ、特に、リバースグラビアコ
ート法などのロールコート法で行うことが望ましい。通
常は、塗布する溶液の粘度を調整するために溶剤で希釈
してから塗布する。

【００２１】リバースグラビア法で行う場合、グラビア
ローラの材質としては、硬質クロムメッキ、セラミック
スなどを挙げることができる。グラビアローラのメッシ
ュサイズとしては、＃１００〜３００程度のものを用い
ることが、フィルムヘのダメージが少ない点で好まし
い。また、コーティング剤の液粘度を一定に保つため
に、液温、グラビアローラの温度、フィルムの温度、液
濃度を一定に保つよう管理し、液固形分を一定に保つた
めにも濃度を一定に保つよう管理することが好ましい。

【００２２】光検出部では、塗布された薄膜の膜厚を測
定するために、コーティング剤が塗布された基材に光源
から光を照射して、その透過光または反射光を受光素子
で検出する。光源は、３８０〜７８０ｎｍの可視光を照
射するものであって、白色光源やＬＥＤのように波長分
散をもつ光を発する光源を用いてもよいし、レーザのよ
うに単一波長の光を発する光源を用いてもよい。

【００２３】受光素子は、透過光または反射光を受光
し、その光量を電圧，電流，電力などの信号に変換する
ものであって、フォトダイオードや光電子増倍管を用い
る。フィルムの搬送路の中における光検出部の取り付け
位置は、塗膜が乾燥する位置よりも後方であるが、コー
ティングヘッド部からの距離が大きくなると自励振動が
発生しやすくなるので、コーティングヘッド部からでき
るだけ近い位置即ち乾燥終了直後に相当する位置に設定
することが望ましい。また、フィルムのばたつきによる
ノイズの発生をできるだけ抑えるため、ガイドローラの
間隔が小さいところに取り付けるのが好ましい。

【００２４】制御部では、受光素子から出力される信号
（電圧，電流，電力信号など）が、所定値となるよう
に、即ち光透過率または反射率が所定値となるように、
コーティングヘッド部における塗布条件をフィードバッ
ク制御する。この所定値は、形成しようとする膜厚に対
応する値であって、予め求めておくものである。

【００２５】ここで、シリカ層を形成したＰＥＴフィル
ムに６７０ｎｍの光を照射し、その透過光を受光素子で
測定する場合を例にとって、シリカ層の膜厚と透過率と
の関係を考察する。図１は、この場合におけるシリカ層
の膜厚と受光素子の出力電圧との関係を示すグラフであ
って、以下のようにして導き出されたものである。

【００２６】空気層の屈折率をｎ₀、シリカ層の膜厚を
ｄ，屈折率をｎ₁、ＰＥＴフィルムの屈折率をｎ₂、照射
する光の波長をλ、位相をδとすると、単層ＡＲにおい
て、電力反射率Ｒは、Ｒ＝（ｒ₁ ²＋ｒ₂ ²＋２ｒ₁ｒ₂・ｃｏｓ２δ）／（１＋ｒ₁ ²ｒ₂ ²＋２ｒ₁ｒ₂・ｃｏｓ２δ）…（１）ただし、ｒ₁＝（ｎ₀−ｎ₁）／（ｎ₀＋ｎ₁）ｒ₂＝（ｎ₁−ｎ₂）／（ｎ₁＋ｎ₂）で表される。

【００２７】また、照射する光が垂直入射とするとδ＝
２πｎ₁ｄ／λ…（２）となる。ここで、シリカ層のな
い場合（ｄ＝０の場合）の電力反射率ＲをＲ0とする
と、シリカ層がある場合とない場合の受光素子（フォト
ダイオード）の出力電位差ΔＶは、 ΔＶ＝（Ｒ−Ｒ₀）・Ｖ₀…（３）で表すことができる（ただし、Ｖ0はフィルムのないと
きの出力電圧）。

【００２８】空気層の屈折率ｎ₀＝１．００、シリカ層
の屈折率ｎ₁＝１．５０、ＰＥＴフィルムの屈折率ｎ₂＝
１．６４、波長λ＝６７０ｎｍ、ＰＥＴフィルムの電力
反射率Ｒ₀＝０．０６、Ｖ₀＝５Ｖとして、上記の式
（１）〜（３）から、図１のシリカ層の膜厚ｄと出力電
位差ΔＶとの関係を求めた。図１のグラフでは、シリカ
層の膜厚と受光素子の出力電圧とが一定の対応関係にあ
り、特に膜厚１０〜８０ｎｍの範囲でほぼ比例してい
る。従って、このグラフから、受光素子の出力電圧ΔＶ
が所定値になるように制御すれば（即ち、光透過率が所
定値になるように制御すれば）、シリカ層の膜厚が所定
の値に制御されることがわかる。

【００２９】なお、図１は、ＰＥＴフィルム上にシリカ
層だけを形成する場合についての関係を表わしたもので
あるが、予めＩＴＯ層，ＴｉＯ₂層，Ｔａ₂Ｏ₅層，Ｔｉ
Ｎ層などの下地の薄層が設けられているＰＥＴフィルム
上にウエット法でシリカ層を形成する場合も、下地層の
厚みを一定とし、光検出部で用いる波長も適当なものを
選択すれば、同様にシリカ層の膜厚と受光素子の出力電
圧とは一定の対応関係が成立するので、同様にしてシリ
カ層を形成するときの膜厚を制御することができる。

【００３０】受光素子で反射光を測定する場合について
は、詳細な説明は省略するが、透過光を測定する場合と
同様にシリカ層の膜厚と受光素子の出力電圧とは一定の
対応関係にあるので、受光素子の出力電圧ΔＶが所定値
になるように制御すれば（即ち、光反射率が所定値にな
るように制御すれば）、シリカ層の膜厚が所定の値に制
御される。

【００３１】更に、透過光と反射光の両方を測定して、
透過率及び反射率がそれぞれ所定の値になるように制御
することによって、シリカ層の膜厚を所定の値に制御す
ることも可能である。なお、ＩＴＯ層やＴｉＯ₂層など
の下地層の上にシリカ層を形成する場合（２層ＡＲの場
合）には、単一波長で測定するよりも可視光全体につい
て反射率を測定する方がシリカ層の膜厚を管理するのに
望ましいと考えられる。

【００３２】これは、単層ＡＲコートの場合は、６７０
ｎｍ以外の波長の可視光についても、シリカ層の膜厚と
透過率（反射率）との関係は、図１とほぼ同様の単純な
対応関係が得られるので、基本的にどんな波長（例えば
５５０ｎｍ）を用いてもシリカ層の膜厚を管理すること
ができるが、２層ＡＲの場合、波長によっては、下地層
の厚みによってはシリカ層の膜厚と透過率（反射率）と
の単純な対応関係が得られないこともあるが、可視光全
体についてみれば、透過率（反射率）と透過率（反射
率）との単純な対応関係が得られるためである。

【００３３】図２は、一定の条件下で、グラビアローラ
の表面速度を５ｍ／ｍｉｎとした場合と１０ｍ／ｍｉｎ
とした場合において、フィルムの搬送速度と塗布される
シリカ層の膜厚との関係を測定した結果を示すグラフで
ある。制御部におけるコーティングヘッド部の塗布条件
に対するフィードバック制御は、基本的に光検出部で検
出される測定値に対応する膜厚が規定の値よりも小さけ
れば、コーティングヘッド部での塗布条件の設定を、塗
布量が増える方向に補正し、逆に光量検出部で検出され
る測定値に対応する膜厚が規定の値よりも大きければコ
ーティングヘッド部における塗布条件の設定を、塗布量
が減る方向に補正する。

【００３４】リバースグラビア法の場合、グラビアロー
ラの速度、フィルム搬送速度のどちらか一方もしくは両
方を制御することによって塗布量を制御できることが図
２からわかる。即ち、図２では、グラビアローラの速度
を大きくする方が膜厚が大きくなっており、また、フィ
ルム搬送速度を大きくするほど膜厚が大きくなってい
る。

【００３５】なお、この制御においては、自励振動を防
止することを考慮して、比例制御法や積分制御法を適用
することが好ましい。

【００３６】

【実施例】（実施例１）本実施例では、ＰＥＴフィルム
にリバースグラビア法でポリシラザンを塗布することに
よりシリカ層を形成する際に、透過光を測定して膜厚を
制御する例について説明する。

【００３７】図３は、本実施例に係るポリシラザンを塗
布する薄膜塗布装置の概略構成図である。本図に示すよ
うに、この薄膜塗布装置は、ロール状に巻かれているＰ
ＥＴフィルムを繰り出す繰出部１０と、繰り出されたフ
ィルムにポリシラザン溶液を塗布するコーティング部２
０と、塗布されたポリシラザン溶液を乾燥すると共に化
学反応させてセラミック化することによりシリカ層を形
成する乾燥反応槽３０と、表面にシリカ層が形成された
フィルムをロール状に巻き取る巻取部４０と、シリカ層
が塗布されたフィルムの光透過率を測定するＬＤ検出器
５０と、ＬＤ検出器５０で測定する光透過率が所定の値
となるよう制御する制御装置６０とから構成されてい
る。

【００３８】繰出部１０にセットするロールフィルムと
しては、厚さが１８８μｍのＰＥＴフィルムを用いる。
このロールフィルムは、繰り出し用の駆動モータ１１及
び巻き取り用の駆動モータ４１を、繰り出し・巻き取り
トルクが均一になるように駆動することによって搬送さ
れる。

【００３９】コーティング部２０は、受け皿に入れられ
たポリシラザン溶液に漬かって回転するグラビアローラ
２１及びこの表面に当てられたドクタブレードを備え、
グラビアローラ２１は駆動モータ２３によって回転駆動
し、リバースグラビア方式でフィルムの表面にポリシラ
ザン溶液を塗布する。ここでは、グラビアローラ２１と
して、メッシュ＃１３０で、表面を硬質クロムメッキし
たものを用いる。また、塗布するポリシラザン溶液とし
ては、ＰＨＰＳ（ペルヒドロポリシラザン，商品名「東
燃ポリシラザンＮ−Ｖ１００」）を用いる。

【００４０】乾燥反応槽３０は、ポリシラザン溶液が塗
布されたフィルムを加熱乾燥すると共にこの層をセラミ
ック化する入口乾燥部３１と、この層をトリエチルアミ
ン／水蒸気を含む窒素ガス雰囲気に接触させて、残って
いるポリシラザンの成分を加水分解並びに酸化反応させ
る化学反応部３２と、出口部３３とから構成されてい
る。

【００４１】入口乾燥部３１には、熱風噴射ノズル３４
が設けられ、通過するフィルムのポリシラザン塗布面に
熱風を吹き付けてこれを加熱乾燥すると共にセラミック
化し、シリカ層に変成する。化学反応部３２には、反応
用吹付ノズル３５が設けられている。そして、トリエチ
ルアミンを含む窒素ガスと水蒸気を含む窒素ガスとがこ
れに送り込まれ、その混合ガスが気相接触ガスとしてシ
リカ層の表面に吹き付けられ、フィルムに沿って入口側
に向かって流れる。なお、反応用吹付ノズル３５に送リ
込む各ガスは、窒素ガスを温水またはトリエチルアミン
液にバブリングすることによって得ることができる。

【００４２】このように気相接触ガスが吹き付けられる
ことにより、通過するフィルムは、９５℃７０％ＲＨで
１〜５ｍｉｎ間加湿処理がなされる。また、出口部３３
の中は加熱装置（不図示）によって加熱されており、こ
こを通過するフィルムは、約１２０℃の雰囲気に１〜５
ｍｉｎ間さらされる。これによってシリカ層の中に残っ
ているポリシラザン成分は加水分解及び酸化されて、大
部分がシリカ（ＳｉＯ₂）となる。

【００４３】このようにして表面にシリカ層が形成され
たシリカ被覆フィルムは、巻取部４０において、駆動モ
ータ４１によって回転する巻芯の周りにロール状に巻き
取られる。（シリカ層の膜厚コントロールについて）本実施例で
は、グラビアローラ２１の表面速度は一定（５ｍ／ｍｉ
ｎ）とし、制御装置６０は、ＬＤ検出器５０からの出力
電圧信号に基づいて、必要に応じてフィルム搬送設定速
度を更新する。

【００４４】そして、このフィルム搬送設定速度に合わ
せて、制御装置６０は、駆動モータ１１及び駆動モータ
４１の回転速度を調整する。この速度調整については、
通常のリバースグラビア法で行われている方法と同様で
あって、ＰＩＤ制御などが用いられる。これによって、
ＬＤ検出器５０から送られて来るＬＤ出力電圧信号が、
設定値と一致するようようにフィルムの搬送速度が制御
されることになる。

【００４５】フィルム搬送速度の設定について、更に具
体的に説明する。ＬＤ検出器５０としては、赤色ＬＤ透
過率計が用られ、乾燥反応槽３０の出口と巻取部４０と
の間に設置されている。このＬＤ検出器５０は、発振波
長６７０ｎｍ，スポットサイズφ＝１ｍｍで一定の強度
のレーザ光をレーザダイオード５１からシリカ被覆フィ
ルムに向けて発振し、透過する光を受光素子５２で受け
てその光量に相当する出力電圧信号を制御装置６０に送
信する。

【００４６】制御装置６０には、図４に示すようなフィ
ルム速度とＬＤ出力電圧との関係を示すデータが記憶さ
れている。このデータは、グラビアローラの速度を５ｍ
／ｍｉｎで一定とし、フィルム搬送速度を２，３，４ｍ
／ｍｉｎと変化させたときのＬＤ出力電圧を予め測定し
たデータである。制御装置６０は、このデータに基づい
てフィルム搬送設定速度の更新を行う。

【００４７】図５は、このときの全光線透過率を測定し
たデータである。なお、この測定には、日本電色工業製
のデジタル濁度計ＮＤＨ−２０Ｄを用いた。図５より、
フィルム搬送速度を大きく設定するほどＬＤ出力電圧が
大きくなることがわかる。図６は、制御装置６０がフィ
ルムの搬送速度を制御するときのフローチャートであっ
て、制御装置６０は、本図の処理を所定時間毎に（例え
ば、数秒毎に）繰り返し行う。

【００４８】ＬＤ検出器５０から送られて来るＬＤ出力
電圧信号を取り込んで（Ｓ１）、その値が規格値に入っ
ているか否かを判断する（Ｓ２）。その結果、規格内で
あれば、フィルム搬送速度は変更することなくそのまま
とするが、規格外であれば、フィルム搬送設定速度を更
新する（Ｓ３，Ｓ４）。ここでは、ＬＤ出力電圧が４５
ｍＶとなるように制御するものとする。なお、図５よ
り、ＬＤ出力電圧が４５ｍＶというのは光透過率として
９１％に相当する。

【００４９】ステップＳ２では、ステップＳ１で取り込
んだＬＤ出力電圧信号が、ＬＤ出力電圧が４５ｍＶ±１
ｍＶの範囲を所定の回数以上外れることがなければ規格
内と判断する。一方、規定範囲の下限（４５ｍＶ−１ｍ
Ｖ）より低い状態が所定の測定回数以上続けば、シリカ
膜厚が規定範囲よりも小さいものと判断し、フィルム搬
送設定速度を微小値（例えば０．１ｍ／ｍｉｎ）だけ上
昇させる。一方、ステップＳ１で取り込んだＬＤ出力電
圧信号が、規定範囲の上限（４５ｍＶ＋１ｍＶ）より高
い状態が所定の測定回数以上続けば、シリカ膜厚が規定
範囲よりも大きいものと判断し、フィルム搬送設定速度
を微小値だけ下降させる（Ｓ３）。

【００５０】なお、ここで積分制御を適用して、ステッ
プＳ２では、ステップＳ１で取り込んだＬＤ出力電圧信
号と規定範囲の下限との差を積算していき、その積算値
が所定の値に達したときにシリカ膜厚が規定範囲よりも
小さいものと判断するようにしてもよい。本実施例に基
づいて実際に３８０ｍ（１１５分間）にわたってＰＥＴ
フィルムにＰＨＰＳを塗布しながらＬＤ出力電圧を測定
した結果、最初から最後まで略４５ｍＶと一定であっ
て、シリカ層の膜厚が６０ｎｍ±５％の範囲内に納まっ
ていることが確認された。また、最初の部分（スタート
直後）と最後の部分（１１５分経過時点）における反射
率及び全光線透過率を測定したところ差異は見られなか
った。

【００５１】（実施例２）実施例１では、ＰＥＴフィル
ム上にポリシラザンを用いてウエット法でＳｉＯ ₂層を
形成する例を示したが、本実施例では、ＰＥＴフィルム
上に、先ず、スパッタリング法或いは真空蒸着法によっ
てＩＴＯ層（あるいはＴｉＯ₂層、ＴａＯ₂層、ＴｉＮ
層）を形成し、その上に実施例１と同様にウエット法で
シリカ層を形成する。

【００５２】この場合も、形成するシリカ層の膜厚と受
光素子の出力電圧とは一定の対応関係が成立するので、
実施例１と同様の方法で制御しながらシリカ層を形成す
れば、均一的な膜厚で形成することができる。（変形例など）なお上記実施例では、１つのＬＤ検出器
５０で透過率を検出する例を示したが、ＬＤ検出器５０
をフィルムの幅方向に複数個並べて設置し、ステップＳ
２では、各ＬＤ検出器５０からの電圧信号がすべて規定
の範囲内にあるか否かを判断して、１つでも規定の範囲
内になければ塗布量の設定を補正するようにしてもよ
い。このようにすれば、フィルムの幅方向に塗布量が多
少ばらついている場合でも、全体的に膜厚を規定の範囲
内に制御することができる。

【００５３】また、上記の薄膜塗布装置において、ＬＤ
検出器５０に加えて、繰出部１０とコーティング部２０
との間にも別のＬＤ検出器を設置して、ポリシラザンを
塗布する前のフィルムの光透過率を測定し、その測定値
に基づいてＬＤ検出器５０で測定した光透過率に対して
補正を加えるようにすれば、シリカ層の膜厚を、塗布前
のフィルムの不均一性による影響されることなく一定に
することができる。

【００５４】即ち、制御装置６０において、繰出部１０
とコーティング部２０との間の第１ＬＤ検出器の出力電
圧（上記式（３）のＲ₀・Ｖ₀）を一時的に記憶しておい
て、フィルム上の同じ位置において、第１ＬＤ検出器の
出力電圧と第２のＬＤ検出器（ＬＤ検出器５０）の出力
電圧（上記式（３）のＲ・Ｖ₀）との差〔上記式（３）
の出力電位差ΔＶ〕の値を逐次算出し、その算出値が一
定となるように制御を加えれば、ポリシラザン塗布前の
フィルムや下地層の厚さが多少変動したとしても、それ
に追随してシリカ層の膜厚を一定に制御することができ
る。

【００５５】また、上記実施例では、単一の波長の光を
照射しその透過率から膜厚を算出する方法に基づいて制
御する例を述べたが、薄膜の膜厚を測定する方法として
知られているピークバレイ法を用いて制御することもで
きる。即ち、ＬＤ検出器５０の代わりに分光光度計を用
いて、シリカ層がコートされたフィルムに波長を変化さ
せながら光源から照射し、反射率がピークを示すような
２つの波長（ピーク波長λ1及びピーク波長λ2）を求め
る。

【００５６】そして、このλ1及びλ2の値から下記数１
式によって膜厚ｄを算出することが可能であるので、ポ
リシラザンを用いてシリカ層を連続的に形成しながら、
ピーク波長λ1及びピーク波長λ2を測定してシリカ層の
膜厚を算出し、算出する膜厚が所定の値となるように制
御することができる。

【００５７】

【数１】（ただし、ｎ₁はシリカ層の屈折率）なお、このような
ピーク波長を求める分光光度計については、特開昭６３
−２４９０２７号公報に開示されている。

【００５８】このピークバレイ法を用いて制御する方法
は、形成しようとするシリカ層の膜厚の設定値が大きい
場合に適している。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続薄膜
コーティング装置では、連続的に搬送される基材に、光
透過可能なコーティング剤を連続的に塗布し、コーティ
ング剤が塗布された基材に光を照射してその透過率或は
反射率を検出し、その検出結果が所定の値となるよう、
コーティングヘッド部でのコーティング剤の塗布量を制
御することによって、ロット間のみならずロット内にお
ける膜厚の均一性を確保することができる。

【００６０】また、光の透過率や反射率が一定になるよ
うに制御しているため、光学薄膜を形成するのに相応し
い装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリカ層の膜厚と受光素子の出力電圧との関係
を算出した結果を示すグラフである。

【図２】グラビアローラの速度を変動させた場合におい
て、フィルムの搬送速度と塗布されるシリカ層の膜厚と
の関係を示すグラフである。

【図３】実施例に係るポリシラザンを塗布する薄膜塗布
装置の概略構成図である。

【図４】フィルム速度とＬＤ出力電圧との関係を測定し
た結果を示すグラフである。

【図５】図４の測定データに対応する全光線透過率の測
定結果を示すグラフである。

【図６】制御装置がフィルムの搬送速度を制御するとき
のフローチャートである。

【符号の説明】

１０繰出部１１駆動モータ２０コーティング部２１グラビアローラ２２ドクタブレード２３駆動モータ３０乾燥反応槽４０巻取部４１駆動モータ５０ＬＤ検出器５１レーザダイオード５２受光素子６０制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平井俊行滋賀県守山市森川原町163番グンゼ株式会社研究開発部内 (72)発明者谷村功太郎滋賀県守山市森川原町163番グンゼ株式会社研究開発部内Ｆターム(参考） 4D075 AC25 AC26 AC84 AC86 AC92 AC94 CA48 DA04 DC22 EA05 4F040 AA22 BA24 CB37 CB40 DA03 DA05 DA07 DA12 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材を連続的に搬送する基材搬送部と、搬送される基材に、光透過可能なコーティング剤を連続
的に塗布するコーティングヘッド部と、コーティング剤が塗布された基材に光を照射してその透
過率及び反射率の少なくとも１つを検出する光検出部
と、前記光検出部で検出する検出値が所定の値となるよう
に、コーティングヘッド部でのコーティング剤の塗布量
を制御する制御部とを備えることを特徴とする連続薄膜
コーティング装置。
【請求項２】前記基材搬送部は、フィルムを連続的に搬送するものであって、前記コーティングヘッド部では、ロールコート法でコーティング剤を前記フィルムに塗布
することを特徴とする請求項１記載の連続薄膜コーティ
ング装置。
【請求項３】前記コーティングヘッド部では、グラビアローラを用いてリバースグラビア法でコーティ
ング剤を前記フィルムに塗布し、前記制御部は、光検出部で検出する透過率が所定の値となるように、基
材搬送部における基材の搬送速度及びコーティングヘッ
ド部におけるグラビアローラの回転速度の少なくとも一
方を制御することを特徴とする請求項２記載の連続薄膜
コーティング装置。
【請求項４】基材を連続的に搬送する基材搬送部と、搬送される基材に、光透過可能なコーティング剤を連続
的に塗布するコーティングヘッド部と、コーティング剤が塗布される前の基材に光を照射してそ
の透過率及び反射率の少なくとも１つを検出する第１光
検出部と、コーティング剤が塗布された基材に光を照射してその透
過率及び反射率の少なくとも１つを検出する第２光検出
部と、第１光検出部で検出する検出値とそれに対応する第２光
検出部で検出する検出値との差が所定の値となるよう
に、コーティングヘッド部でのコーティング剤の塗布量
を制御する制御部とを備えることを特徴とする連続薄膜
コーティング装置。