JP2000202349A

JP2000202349A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2000202349A
Application number: JP11012035A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Shinsuke Takahashi; 伸輔高橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性のある良好なコーティング用バーを備
えた塗布装置を提供する。【解決手段】連続的に走行するベース１上に、少なく
とも研磨性粒子を含む塗布液３を連続塗布して塗膜を形
成し、直ちに該塗膜を、該ベース１に対向させた、表面
にワイヤー１０が巻回されたコイルバー２２により計量
して、該塗膜の厚みを調整する塗布装置において、前記
コイルバー２２は、その直径が３ｍｍ以下であって、該
コイルバー表面が、スパッタリング若しくはプラズマＣ
ＶＤの少なくとも一つの方法により、硬質カーボン膜で
被覆されるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に走行する
可撓性支持体上に連続的に塗布液を塗布する装置に関
し、特に、研磨性粒子を含んだ磁性分散液等の塗布液を
塗布するコイルバーを備えた塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続的に走行する可撓性支持
体（ベース）上に所望の組成の塗布液を連続塗布する塗
布装置が各種分野において使用されている。この塗布装
置の一つに、一般にバーコーター又はロッドコーターと
称されているものがある。この塗布装置は、例えばアプ
リケーターロール等により可撓性支持体上に予め塗布さ
れた塗布液を、コーティング用バーにより計量して任意
の厚さにするとともに、塗布液の平滑化を行う装置であ
り、その構成が比較的簡便でかつ高速薄層塗布が可能で
あることから広く用いられている。

【０００３】この種のコーティング用バーは、その面性
や耐久性等により、塗布層の品質が影響されることか
ら、この種の技術を高める工夫がこれまでなされてきて
いる。コーティング用バーを改善するべく提案された塗
布装置の一例としては、例えば特開平８−８９８７０号
公報に開示された技術がある。この特開平８−８９８７
０号公報に開示された技術では、表面に凹凸が設けられ
た丸棒や、ワイヤーを捲回された金属ロッドから成り、
当該表面のビッカース硬度（Ｈｖ）が１８００以上であ
ることを特徴とするコーティング用バーが用いられてい
る。

【０００４】特に、ワイヤーを捲回された金属ロッドか
ら成るコイルバーは、巻くワイヤーの直径の選定によっ
て、バー表面に所定の凹凸を形成することができること
から、塗布液の液物性に合わせて良好な塗布面が形成で
きるようにできるなど幾つかの利点を有しているので、
高品質が要求される磁性分散液等の塗布に用いて好適な
ものである。そして、上記特開平８−８９８７０号公報
には、コーティング用バーの表面硬度を保つ方法とし
て、物理蒸着（ＰＶＤ）や化学蒸着（ＣＶＤ）によって
バー表面に硬質材料層を形成する方法が例示されてお
り、該硬質材料としてはＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＣＮ、Ｗ₂ Ｃなどが例示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
磁気材料塗布における要求によって、上記特開平８−８
９８７０号公報に記載されたような表面加工により表面
硬度が高められたコーティング用バーにおいても、使用
条件の変化に伴ってその耐久性が不十分になってきてい
る。すなわち、近年の記録密度の高密度化の要求によ
り、より一層の極薄ベース化が促進されてベース素材が
強靱化された結果、ベースによるコーティング用バーの
摩耗が深刻な問題となって来た。又、近年の磁気記録媒
体のさらなる高速回転や高速走行に伴って、耐久性の要
求度の高い塗布層、特にバックコート層への研磨性粒子
の添加等が増大し、該バックコート層の形成時における
コーティング用バーの摩耗が大きな問題となってきてい
る。

【０００６】更に、上記特開平８−８９８７０号公報に
記載されているコーティング用バーは、実施例において
主にポリビニルアルコール水溶液を塗布することに用い
られており、コーティング用バーがベースとの摩擦によ
る磨耗が支配的であるのに対して、本発明の塗布装置が
対象とする塗布液はアルミナ、炭酸カルシウム等の研磨
性粒子を多く含んでいること、また、ベースもコーティ
ング用バーに与える負荷が大きくなってきているため、
これまでの塗布装置とは比較にならない程きわめて過酷
な条件にさらされるものである。従って、本発明の目的
は上記課題を解消することに係り、耐久性のある良好な
コーティング用バーを備えた塗布装置を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、連
続的に走行する可撓性支持体上に、少なくとも研磨性粒
子を含む塗布液を連続塗布して塗膜を形成し、直ちに該
塗膜を、該可撓性支持体に対向させた、表面にワイヤー
が巻回されたコイルバーにより計量して、該塗膜の厚み
を調整する塗布装置において、前記コイルバーは、その
直径が３ｍｍ以下であって、該コイルバー表面が、スパ
ッタリング若しくはプラズマＣＶＤの少なくとも一つの
方法により、硬質カーボン膜で被覆されていることを特
徴とする塗布装置により達成される。

【０００８】前記コイルバーの芯材の直径は、コイルバ
ーの高速回転化等を勘案すると、より細いことが望ま
しいが、機械加工精度等の観点からその下限は１ｍｍ程
度である。尚、本発明における研磨性粒子としては、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ，ＣａＣＯ₃ 等が用いられる。又、本発明のス
パッタリングによる硬質カーボン膜としては、ＴｉＮ，
ＴｉＣＮ膜等が形成される。又、本発明のプラズマＣＶ
Ｄによる硬質カーボン膜としては、ＴｉＣ，ＴｉＣＮ，
Ｗ₂ Ｃ膜等が形成される。又、本発明における可撓性支
持体としては、厚さ２０μｍ以下の極薄ベースが用いら
れる。前記コイルバーの芯材に巻回されるワイヤーの直
径は、塗布量、かき落とし量に応じて適宜選択すること
ができる。又、硬質カーボン膜の厚みは、塗布液の物
性、塗布速度等により決定されるが、膜強度の観点から
は０．２〜５．０μｍが良く、より好ましくは０．３〜
３．０μｍ、最も好ましくは０．５〜２．０μｍであ
る。０．２μｍ未満では膜として弱く、５．０μｍを越
えると膜厚の不均一や膜応力の影響が顕著になりクラッ
クが発生し易くなるからである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一実施形態に係る塗布装置を詳細に説明する。図１は
本発明に係る塗布装置の概略図であリ、図２は図１に示
した塗布装置の要部概略断面図であり、図３は本発明の
要部であるコイルバーの部分を拡大した部分断面図であ
る。

【００１０】先ず、図１を参照して本発明の塗布装置を
用いた塗布工程の一例を説明する。本発明の塗布装置２
０は、可撓性支持体であるベース１上に塗布液３を塗布
する手段と、塗布された塗布液３を計量する手段とを備
えている。すなわち、ガイドロール４等によって適宜支
持されて連続的に走行するベース１の下側に、例えばリ
バースロールのごとき塗布機２によって塗布液３を最終
塗布量よりも過剰に塗布して液状の塗布膜５を形成し、
この塗布膜５をコイルバー２２によって所定の厚みにメ
タリングするように構成されている。コイルバー２２
は、図２に拡大して示すように、例えばホルダー２３の
頂部に回転可能に支持されており、ベース１がコイルバ
ー２２を適宜角度でラップするように保持されている。

【００１１】なお、このホルダー２３は、図２に示すよ
うに必要に応じてスロット２４，２５が設けられてお
り、このスロット２４，２５から塗布液とほぼ同一組成
の液を供給するなどしてコイルバー２２を適宜濡らすこ
とにより、塗膜の面性等を良好に維持するように構成さ
れている。また、ホルダー２３の側面から落下する液
（ベース進行方向後方の落下液２６ならびに前方のメタ
リングされた落下液２７）は回収または再循環される。

【００１２】コイルバー２２は、図３に部分断面図にて
示すように、その直径が３ｍｍ以下となるように、該コ
イルバー２２の芯材となるコイルバー芯材９の直径が例
えば１ｍｍから３ｍｍ未満程度に構成され、かつコイル
バー芯材９の外周にはワイヤー１０が巻回されている。
さらに前記コイルバー２２の表面が、スパッタリングに
よる硬質カーボン膜（スパッタカーボン膜等）、又はプ
ラズマＣＶＤによる硬質カーボン膜（ＤＬＣ膜等）を形
成する硬質膜によって覆われている。

【００１３】ここで、硬質カーボン膜の形成方法に関し
て述べる。硬質カーボン膜の成膜方法は一般的には大き
く２種に大別でき、焼結カーボン材、グラッシーカーボ
ン材等をターゲット材料にしたスパッタリングによる方
法と炭化水素ガスを反応ガスに用いたプラズマＣＶＤに
よる方法がある。以下にスパッタリング又はプラズマＣ
ＶＤで使用する成膜装置及び成膜方法についての実施形
態を説明する。最初にスパッタリングによる硬質カーボ
ン膜（以下、スパッタカーボン膜）の形成に関する実施
形態、次にプラズマＣＶＤによる硬質カーボン膜（以
下、ＤＬＣ膜）を形成に関する実施形態を示す。

【００１４】〔スパッタカーボン膜形成の実施形態〕ス
パッタカーボン膜形成を行う成膜装置の概略図である図
４を参照して説明する。真空チャンバー４０は、カソー
ド用磁場が外乱を受けないように、ＳＵＳ３０４等の非
磁性材質が好ましい。真空チャンバー４０の真空シール
性能は、初期排気の到達圧力で２×１０^-5Torr以下、好
ましくは５×１０^-6Torr以下、成膜中は１×１０^-4Torr
〜１×１０^-2Torrを維持できればよい。真空排気ポンプ
５１はロータリーポンプ、メカニカルブースターポン
プ、ターボポンプの組み合わせ、ターボポンプの代わり
にディフュージョンポンプ、クライオポンプ、等が選択
できる。排気能力、台数は真空チャンバーの容積、使用
するガスの流量に合わせて選択すればよい。また、排気
速度を調整するためにバイパス配管を設け配管の抵抗に
より排気速度を変化させる方法やオリフィスバルブを設
けその開口度により排気速度を変化させる方法等も採用
できる。

【００１５】ガス導入手段４８は、ガスの流量制御にマ
スフローコントローラーを使用する。真空チャンバー４
０内への導入はＳＵＳ製のパイプを使用し導入部をＯリ
ング等で真空シールする。チャンバー４０内ではプラズ
マ発生領域の近傍にガスが吹き出すようにする。吹き出
し位置はプラズマの分布に影響しないように最適化すれ
ばよい。プラズマ発生用のガスには例えば、Ｈｅ，Ｎ
ｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，等の不活性ガスを用いる。特
に、Ａｒは入手し易く、安価で、その他のガスは高価で
ある。

【００１６】スパッタ発生手段３０は、ターゲット材料
４２、磁石４３、直流電源４４、バッキングプレート４
６、カソード４５、シャッター３９などから構成されて
いる。そして、スパッタリングではカソード４５にスパ
ッタリングするターゲット材料４２をバッキングプレー
ト４６上に配設し、カソード４５を負電位にすると共
に、その表面にプラズマを発生させ、対向して配設した
被成膜部材であるコインバー２２の表面にスパッタリン
グにより弾き出されたターゲット材料４２を付着させる
ことで成膜する。

【００１７】ターゲット材料４２の表面にプラズマを発
生させるには、負電位の直流電源を直接カソード４５に
接続し、負の３００〜１０００Ｖ程度の直流電圧を印加
することでプラズマを発生させる。直流電源は１〜１０
ｋＷ程度のものから所望の投入パワーに応じて選択すれ
ばよい。また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調した負の直
流電源もアーク防止に有効である。高周波電源を用いる
場合には、マッチングボックスを介してカソードに高周
波電圧を印加することによりプラズマを発生させる。そ
の際、マッチングボックスによりインピーダンス整合を
行い、高周波電圧の反射波が入射波に対して２５％以下
になるように調整する。高周波電源は工業用の１３．５
６ＭＨｚで１〜１０ｋＷ程度のものから所望の投入パワ
ーに応じて選択すればよい。

【００１８】また、パルス変調した高周波電源も使用で
きる。ターゲット材料４２は直接カソード４５にＩｎ系
ハンダ等を用いて張り付けてもよい。又、機械的に固定
してもよい。一般的には無酸素銅、ＳＵＳからなるバッ
キングプレート４６の上にターゲット材料４２を張り付
ける。カソード４５、バッキングプレート４６は水冷
し、間接的にターゲット材料４２も水冷できる構造にす
る。

【００１９】また、カソード４５の内部に永久磁石また
は電磁石等の磁石４３を配設し、ターゲット材料４２の
表面に磁場を形成することでプラズマを閉じこめるマグ
ネトロンスパッタリング方法もある。マグネトロンスパ
ッタリング方法は、成膜速度を向上でき有用である。カ
ソード４５の形状は成膜する被成膜部材２２の形状に合
わせて最適化すればよい。また、マグネトロンスパッタ
リングの場合の永久磁石の配置、電磁石の形状も膜厚分
布に対して最適化すればよい。永久磁石にはＳｍＣｏ，
ＮｄＦｅＢ、等の高磁場を発生するものを使用するとプ
ラズマを十分に閉じこめることができる。磁場の強さも
膜厚分布に応じて最適化すればよい。

【００２０】被成膜部材（本発明においてはワイヤー１
０が巻かれたコイルバー２２）は、回転機構によって、
カソード４５に対して適宜回転できるように配設されて
おり、コイルバー２２とターゲット材料表面との距離は
２０〜２００ｍｍ程度の範囲で選択し膜厚分布が良好に
なるように最適化すればよい。前記回転機構は、真空装
置として一般的な方式構造を採用すれば良いが、例え
ば、図４に示したように、真空チャンバー４０内でコイ
ルバー２２をチャッキングするチャック４９を備えたチ
ャック付シャフト５０と、該チャック付シャフト５０を
回転保持する支持手段６１と、減速機６２を介して真空
チャンバー４０外から前記チャック付シャフト５０を回
転駆動するモータ６３と、真空チャンバー４０内外にチ
ャック付シャフト５０を連通させる回転導入シャフト付
シール装置６５と、これら連結するカップリング６４と
を備えている。尚、前記回転導入シャフト付シール装置
６５のシール部材としては、磁性流体等が望ましい。

【００２１】更に、膜の密着性を向上させるために、被
成膜部材表面をプラズマでエッチングするのがよい。エ
ッチングの方法は被成膜部材であるコイルバー２２にマ
ッチングボックスを介して高周波電源４１の高周波電圧
を印加する。高周波電源４１は工業用の１３．５６ＭＨ
ｚで１〜５ｋＷ程度のものから選択すればよい。エッチ
ングの強さは被成膜部材に印加される自己バイアス電圧
を目安にするのがよい。自己バイアス電圧は負の１００
〜５００Ｖ程度であるが最適化すればよい。

【００２２】〔ＤＬＣ膜形成に関する実施形態〕ＤＬＣ
膜形成を行う成膜装置の概略図である図５を参照して説
明する。真空チャンバー４０は、プラズマ発生用磁場が
外乱を受けないように、ＳＵＳ３０４等の非磁性材質が
好ましい。真空チャンバー４０の真空シール性能は、初
期排気の到達圧力で２×１０^-5Torr以下、好ましくは５
×１０^-6Torr以下、成膜中は１×１０^-4Torr〜１×１０
^-2Torrを維持できればよい。真空排気ポンプ５１はロー
タリーポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボポ
ンプの組み合わせ、ターボポンプの代わりにディフュー
ジョンポンプ、クライオポンプ、等が選択できる。排気
能力、台数は真空チャンバーの容積、使用するガスの流
量に合わせて選択すればよい。また、排気速度を調整す
るためにバイパス配管を設け配管の抵抗により排気速度
を変化させる方法や、オリフィスバルブを設けその開口
度により排気速度を変化させる方法等も採用できる。

【００２３】プラズマやプラズマ発生用の電磁波により
アークが発生する箇所には絶縁性部材で覆い隠す手段も
使用できる。絶縁性部材にはＭＣナイロン、テフロン、
ＰＰＳ樹脂等のプラスチック部材やＰＥＮ、ＰＥＴ等の
フィルムを使用できる。フィルムを使用する際にはフィ
ルムからの脱ガスにより真空度を低下する場合があるの
で注意する必要がある。

【００２４】ガス導入手段４８は、ガスの流量制御にマ
スフローコントローラーを使用する。真空チャンバー４
０への導入はＳＵＳ製のパイプを使用し導入部をＯリン
グ等で真空シールする。チャンバー４０内ではプラズマ
発生領域の近傍にガスが吹き出すようにする。吹き出し
位置はプラズマの分布に影響しないように最適化すれば
よい。特に反応ガスの吹き出し位置は膜厚分布にも影響
するので被成膜部材の形状に合わせて最適化すればよ
い。プラズマ発生用のガスには例えば、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅ、等の不活性ガスを用いる。特に、Ａｒ
は入手し易く、安価で、その他のガスは高価である。反
応ガスには例えば、ＣＨ₄ ，Ｃ₂ Ｈ₆ ，Ｃ₃ Ｈ₈ ，Ｃ₂
Ｈ ₄ ，Ｃ₂ Ｈ₂ ，Ｃ₆ Ｈ₆ 、等の炭化水素ガスを用い
る。それぞれ使用するガスに応じて、マスフローコント
ローラーのセンサーを校正する。

【００２５】プラズマＣＶＤに使用するプラズマ発生手
段６０は、マイクロ波発生部５４、マイクロ波導入部５
６、同軸導入部５５、磁石５３、誘電体板５７、放射状
アンテナ５２などから構成されている。そして、直流放
電、高周波放電、直流アーク放電、マイクロＥＣＲ波放
電が使用できる。特に直流アーク放電、マイクロ波ＥＣ
Ｒ放電はプラズマ密度が高く高速成膜に有利である。直
流放電は被成膜部材−電極間に負の直流電圧を印加する
ことによりプラズマを発生させる。直流電源は１〜１０
ｋＷ程度のもので所望の投入パワーに応じて選択すれば
よい。

【００２６】また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調した負
の直流電源もアーク防止に有効である。高周波放電はマ
ッチングボックスを介して電極に高周波電圧を印加する
ことによりプラズマを発生させる。この際、マッチング
ボックスによりインピーダンス整合を行い、高周波電圧
の反射波が入射波に対して２５％以下になるようにす
る。高周波電源は工業用の１３．５６ＭＨｚで１〜１０
ｋＷ程度のものから所望の投入パワーに応じて選択すれ
ばよい。

【００２７】更に、パルス変調した高周波電源も使用で
きる。直流アーク放電は熱陰極を使用するプラズマを発
生させる。熱陰極にはＷ，ＬａＢ₆ 等を使用できる。ま
た、ホローカソードを用いた直流アーク放電も使用でき
る。直流アーク放電の直流電源には１〜１０ｋＷ程度で
１０〜１５０Ａ程度流せるものがよい。マイクロ波ＥＣ
Ｒ放電はマイクロ波とＥＣＲ磁場によりプラズマを発生
させる。マイクロ波電源には工業用の２．４５ＧＨｚで
１〜３ｋＷ程度のものから所望の投入パワーに応じて選
択すればよい。またＥＣＲ用磁場には永久磁石、電磁石
を用いて発生させればよい。２．４５ＧＨｚの場合のＥ
ＣＲ磁場は８７５Ｇａｕｓｓになるのでプラズマ発生領
域が５００〜２０００Ｇａｕｓｓになるようにする。マ
イクロ波の導入には導波管を使用し誘電体窓、同軸変換
器を使用して導入すればよい。磁場の配置やマイクロ波
の導入路は膜厚分布に影響するので最適化すればよい。

【００２８】被成膜部材（本発明においてはワイヤー１
０が巻かれたコイルバー２２）は、図４に示した上記ス
パッタ成膜装置と同様の回転機構によって、プラズマ発
生手段６０に対して適宜回転できるように配設されてお
り、コイルバー２２とプラズマ発生部との距離は２０〜
２００ｍｍ程度の範囲で選択し膜厚分布が良好になるよ
うに最適化すればよい。

【００２９】更に、プラズマＣＶＤにて硬質膜を得るた
めには、バイアス電源７０によってコイルバー２２に負
のバイアス電圧を印加しながら成膜する。ＤＬＣ膜は絶
縁性のため、バイアス電圧には高周波電圧の自己バイア
ス電圧を使用するのがよい。自己バイアス電圧は負の１
００〜５００Ｖ程度である。バイアス電源７０は工業用
の１３．５６ＭＨｚで１〜５ｋＷ程度のものから所望の
投入パワーに応じて選択すればよい。膜質に応じて最適
化すればよい。また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調した
負の直流電源を使用することもできる。

【００３０】更に、膜の密着性を向上するために、被成
膜部材表面をプラズマでエッチングするのがよい。エッ
チングの方法は被成膜部材であるコイルバー２２にマッ
チングボックスを介して高周波電圧を印加する。高周波
電源は工業用の１３．５６ＭＨｚで１〜５ｋＷ程度のも
のから所望の投入パワーに応じて選択すればよい。エッ
チングの強さは被成膜部材に印加される自己のバイアス
電圧を目安にするのがよい。自己バイアス電圧は負の１
００〜５００Ｖ程度であるが最適化すればよい。

【００３１】

【実施例】上記スパッタカーボン膜、ＤＬＣ膜の成膜装
置及び成膜条件について実施例を順次以下に説明する。〔スパッタカーボン膜成膜装置を用いた実施例における
成膜条件〕真空チャンバー４０は、排気速度が１５００
リットル／ｍｉｎのロータリーポンプを１台、１２００
０リットル／ｍｉｎのメカニカルブースターポンプを１
台、３０００リットル／ｓｅｃのターボポンプを１台備
え、材質がＳＵＳ３０４製で容積が約０．５ｍ³ の真空
チャンバーを使用した。また、ターボポンプの直上に、
開口度を１０〜１００％に変えることができるオリフィ
スバルブを設けた。

【００３２】ガス導入手段４８は、最大流量１００〜５
００sccmのマスフローコントローラーと直径６ｍｍのＳ
ＵＳパイプを使用し、Ａｒガスを真空チャンバー内に導
入した。ＳＵＳパイプの真空導入部はＯリングで真空シ
ールした。このガス導入手段及び上記排気手段により、
真空チャンバー４０内の圧力を調整した。スパッタ発生
手段３０は、ＳｍＣｏ磁石を内部に配設した矩形型で幅
５００ｍｍ、高さ２００ｍｍのカソード４５を使用し磁
石４３とカソード内部とバッキングプレート４６の裏面
を水冷した。バッキングプレート４６には矩形状に加工
したターゲット材料である焼結カーボン材４２をＩｎ系
ハンダを用いて張り付けた。電源には最大出力８ｋＷの
負電位の直流電源４４を用い５ｋＷに印加し、２〜２０
ｋＨｚの範囲でパルス状に変調できるようにした。

【００３３】コイルバー２２は、カソード４５に対向し
て配設できるようにした。コイルバー２２とターゲット
材料表面との距離は１００ｍｍになるようにした。ま
た、エッチング用の高周波電圧が印加できるようにコイ
ルバー２２近傍を浮遊電位にした。チャック付シャフト
５０にマッチングボックスを介して高周波電源４１を接
続した。高周波電源４１は周波数１３．５６ＭＨｚで最
大出力３ｋＷにした。自己バイアス電圧をモニターし、
負の２００Ｖになるように高周波出力を調整した。

【００３４】〔成膜条件１〕最初に、真空チャンバー４
０内に被成膜部材であるコイルバー２２をセットし、チ
ャンバー４０内の圧力が５×１０^-6Torrになるまで真空
排気をした。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガス
を導入し、さらにオリフィスバルブの調整をし、チャン
バー４０内の圧力が５．０×１０^-3、８．０×１０^-3To
rrの水準になるようにした。次に、コイルバー２２に高
周波電圧を印加し、自己バイアス電圧２００、３００、
４００Ｖの水準で１０分間、コイルバー２２をエッチン
グした。エッチングを省略し、エッチングなしの水準も
含めた。

【００３５】次に、焼結グラファイト材をターゲット材
料とし、チャンバー４０内の圧力を１．０×１０^-3、
３．０×１０^-3、５．０×１０^-3、８．０×１０^-3Torr
の水準になるようＡｒガスの流量、オリフィスバルブを
再調整して、シャッター５２を閉じた状態で、ターゲッ
トに直流電力０．５ｋＷを印加し、５分間スパッタリン
グをした。次に、同じ圧力のまま、スパッタリングパワ
ーを５ｋＷに設定した後、シャッター５２を開き、コイ
ルバー２２を回転させながら、該コイルバー２２の表面
に付着する膜厚が１，２，３μｍの水準になる時間だけ
スパッタリングをした。なお、成膜時間は予め成膜速度
を求めておき、膜厚／成膜速度で計算した。

【００３６】〔成膜条件２〕最初に、真空チャンバー４
０内に被成膜部材であるコイルバー２２をセットし、チ
ャンバー４０内の圧力が５×１０^-6Torrになるまで真空
排気をした。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガス
を導入し、さらにオリフィスバルブの調整をし、チャン
バー４０内の圧力が５．０×１０^-3、８．０×１０^-3To
rrの水準になるようにした。次に、コイルバー２２に高
周波電圧を印加し、自己バイアス電圧２００，３００，
４００Ｖの水準で１０分間，コイルバー２２をエッチン
グした。エッチングを省略し、エッチングなしの水準も
含めた。

【００３７】次に、グラッシーカーボン材をターゲット
材料とし、にし、チャンバー４０内の圧力を１．０×１
０^-3、３．０×１０^-3、５．０×１０^-3、８．０×１０
^-3Torrの水準になるようＡｒガスの流量、オリフィスバ
ルブを再調整して、シャッター５２を閉じた状態で、タ
ーゲットに直流電力０．５ｋＷを印加し、５分間スパッ
タリングをした。次に、同じ圧力のまま、スパッタリン
グパワーを５ｋＷに設定した後、シャッター５２を開
き、コイルバー２２を回転させながら、該コイルバー２
２の表面に付着する膜厚が１，２，３μｍの水準になる
時間だけスパッタリングをした。なお、成膜時間は予め
成膜速度を求めておき、膜厚／成膜速度で計算した。

【００３８】〔ＤＬＣ膜成膜装置を用いた実施例におけ
る成膜条件〕真空チャンバー４０は、排気速度が１５０
０リットル／ｍｉｎのロータリーポンプを１台、１２０
００リットル／ｍｉｎのメカニカルブースターポンプを
１台、３０００リットル／ｓｅｃのターボポンプを１台
備え、材質がＳＵＳ３０４製で容積が約０．５ｍ³ の真
空チャンバーを使用した。また、ターボポンプの直上
に、開口度を１０〜１００％に変えることができるオリ
フィスバルブを設けた。

【００３９】ガス導入手段４８は、最大流量１００〜５
００sccmのマスフローコントローラーと直径６ｍｍのＳ
ＵＳパイプを使用し、Ａｒガス及び炭化水素ガスをそれ
ぞれを真空チャンバー内に導入した。ＳＵＳパイプの真
空導入部はＯリングで真空シールした。プラズマ発生手
段６０は、マイクロ波ＥＣＲプラズマ発生装置を使用し
た。発振周波数２．４５ＧＨｚ、最大出力１．５ｋＷの
マイクロ波電源を使用し、１．０ｋＷに印加した。マイ
クロ波は導波管にて真空チャンバー近傍まで導き、同軸
変換後チャンバー内の放射状アンテナ５２に導入した。
プラズマ発生部の大きさは、矩形型で幅５００ｍｍ、高
さ２００ｍｍとした。ＥＣＲ用磁場はＳｍＣｏ製の磁石
を使用しプラズマ発生部の形状に合わせて配設した。コ
イルバー２２は、プラズマ発生手段６０に対向して適宜
回転できるように配設される。コイルバー２２とプラズ
マ発生部との距離は１００ｍｍになるようにした。ま
た、エッチング用の高周波電圧が印加できるように、コ
イルバー２２近傍を浮遊電位にした。

【００４０】被成膜部材バイアス手段は、コイルバー２
２にマッチングボックスを介して高周波電源７０を接続
した。高周波電源７０は周波数１３．５６ＭＨｚで最大
出力３ｋＷにした。自己バイアス電圧をモニターし、負
の２００Ｖになるように高周波出力を調整した。被成膜
部材エッチング手段は、コイルバー２２にマッチングボ
ックスを介して高周波電源７０を接続した。高周波電源
７０は周波数１３．５６ＭＨｚで最大出力３ｋＷにし
た。自己バイアス電圧をモニターし、負の２００Ｖにな
るように高周波出力を調整した。本実施例では被成膜部
材バイアス手段によって被成膜部材エッチング手段を兼
用した。

【００４１】〔成膜条件１〕最初に、真空チャンバー４
０内に被成膜部材であるコイルバー２２をセットし、チ
ャンバー内の圧力が５×１０^-6Torrになるまで真空排気
をした。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガスを導
入し、さらにオリフィスバルブの調整をし、チャンバー
内の圧力が０．８×１０^-3、１．０×１０^-3、５．０×
１０^-3Torrの水準になるようにした。

【００４２】次に、マイクロ波を導入し、マイクロ波Ｅ
ＣＲプラズマを発生させた。次に、コイルバー２２に高
周波電圧を印加し、自己バイアス電圧２００、３００、
４００Ｖの水準で５ｍｉｎ間、コイルバー２２をエッチ
ングした。エッチングを省略し、エッチングなしの水準
も含めた。次に、自己バイアス電圧が２００Ｖ，３０
０，４００Ｖの水準で高周波電圧の印加を継続しなが
ら、ＣＨ₄ ガスを２．０×１０^-3、３．０×１０^-3、
５．０×１０^-3Torrの水準になるよう導入し、コイルバ
ー２２を回転させながら、プラズマＣＶＤにて該コイル
バー２２の表面に付着する膜厚が１，２，３μｍの水準
になる時間だけ成膜した。なお、成膜時間は予め成膜速
度を求めておき、膜厚／成膜速度で計算した。

【００４３】〔成膜条件２〕最初に、真空チャンバー４
０内にコイルバー２２をセットし、チャンバー内の圧力
が５×１０^-6Torrになるまで真空排気をした。次に、真
空排気を継続しながら、Ａｒガスを導入し、さらにオリ
フィスバルブの調整をし、チャンバー内の圧力が０．８
×１０^-3、１．０×１０^-3、５．０×１０^-3Torrの水準
になるようにした。次に、マイクロ波を導入しマイクロ
波ＥＣＲプラズマを発生させた。

【００４４】次に、コイルバー２２に高周波電圧を印加
し、自己バイアス電圧２００，３００，４００Ｖの水準
で５分間、コイルバー２２をエッチングした。エッチン
グを省略し、エッチングなしの水準も含めた。次に、自
己バイアス電圧が２００，３００，４００Ｖの水準で高
周波電圧の印加を継続しながら、Ｃ₂ Ｈ₂ ガスを２．０
×１０^-3、３．０×１０^-3、５．０×１０^-3Torrの水準
になるよう導入し、コイルバー２２を回転させながら、
プラズマＣＶＤにて該コイルバー２２の表面に付着する
膜厚が１，２，３μｍの水準になる時間だけ成膜した。
なお、成膜時間は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成
膜速度で計算した。

【００４５】実施例としての塗布条件を以下に示す。走行条件：速度２００ｍ／分、テンション１５ｋｇ／ｍベース：５５０ｍｍ幅ＰＥＮベースベース厚み５．５，９．５，１２．７μｍ塗布ヘッド：エクストルージョン型ノズル塗布液を５リットル／分にて塗布コイルバー：実施例／比較例参照塗布液：下記表１に示す組成の各成分をボールミルに入れて十分に混合分散させた後、エポキシ樹脂（エポキシ当量５００）を３０重量部を加えて均一に混合分散したものを塗布液とした。

【００４６】

【表１】

【００４７】（実施例１）コイルバー２２の芯材の直径
がそれぞれ２，２．５ｍｍ、ワイヤーの直径が０．１１
０〜０．２５０ｍｍのものに、スパッタカーボン膜を２
μｍの厚みで形成したものを用いて上記の塗布条件にて
塗布を行った。そして、各試料の塗布面状を観察した。
又、１０時間経過した時点でも塗布面状を観察し、コイ
ルバー２２の磨耗状態も調べた。その結果を下記表２に
示す。

【００４８】（実施例２）コイルバー２２の芯材の直径
がそれぞれ２，２．５ｍｍ、ワイヤーの直径が０．１２
５〜０．２７５ｍｍのものに、ＤＬＣ膜を２μｍの厚み
で形成したものを用いて上記の塗布条件にて塗布を行っ
た。そして、各試料の塗布面状を観察した。又、１０時
間経過した時点でも塗布面状を観察し、コイルバー２２
の磨耗状態も調べた。その結果を下記表２に示す。

【００４９】（比較例１）コイルバーの芯材の直径が５
ｍｍ、ワイヤーの直径が０．１２５〜０．２２５ｍｍの
ものに、ハードクロームメッキを施したものを用いて上
記の塗布条件にて塗布を行った。そして、各試料の塗布
面状を観察した。又、１０時間経過した時点でも塗布面
状を観察し、コイルバー２２の磨耗状態も調べた。その
結果を下記表２に示す。

【００５０】（比較例２）コイルバーの芯材の直径がそ
れぞれ２，３ｍｍ、ワイヤーの直径が０．１１０〜０．
２５０ｍｍのものに、ハードクロームメッキを施したも
のを用いて上記の塗布条件にて塗布を行った。そして、
各試料の塗布面状を観察した。又、１０時間経過した時
点でも塗布面状を観察し、コイルバー２２の磨耗状態も
調べた。その結果を下記表２に示す。

【００５１】（比較例３）コイルバーの芯材の直径がそ
れぞれ２，３ｍｍ、ワイヤーの直径が０．１２５〜０．
２７５ｍｍのものに、ＣＶＤ法にて炭化タングステンを
７ミクロンの厚みでコーティングしたものを用いて上記
の塗布条件にて塗布を行った。そして、各試料の塗布面
状を観察した。又、１０時間経過した時点でも塗布面状
を観察し、コイルバー２２の磨耗状態も調べた。その結
果を下記表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】上記表２から明らかなように、本発明の実
施例１又は実施例２における塗布装置を用いて塗布され
た塗布面は、きわめて良好な塗布面状が得られた。又、
１０時間経過した時点でも塗布面状に変化は認められ
ず、コイルバーの磨耗も無かった。これに対して、比較
例１における塗布装置を用いて塗布された塗布面には、
等間隔のリブ状スジが多発した。又、１０時間経過後に
コイルバーを観察したところワイヤーの頂部にて７〜１
０μｍの磨耗が観察された。

【００５４】また、比較例２における塗布装置を用いて
塗布された塗布面は、良好な塗布面状が得られた。しか
しながら、１０時間経過後においては、塗布面に不連続
な濃淡ムラとスジが散発し、塗布厚みも薄くなってしま
った。又、１０時間経過後にコイルバーを観察したとこ
ろワイヤーの頂部にて９〜１５μｍの磨耗が観察され
た。

【００５５】また、比較例３における塗布装置を用いて
塗布された塗布面には、不連続なスジが発生した。又、
１０時間経過後にコイルバーを観察したところワイヤー
の頂部にて８〜１２μｍの磨耗が観察された。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はコイルバ
ーを備えた塗布装置において、コイルバーはその直径が
３ｍｍ以下であって、該コイルバー表面がスパッタリン
グ若しくはプラズマＣＶＤの少なくとも一つの方法によ
り、硬質カーボン膜で被覆されるように構成したもので
ある。このような構成とすることにより、従来に比べて
耐磨耗性に優れ、耐久性のある良好なコーティング用バ
ーを備えた塗布装置を提供することができる。従って、
研磨剤粒子を含む塗布液を極薄い可撓性支持体に塗布す
る際にも、極めて良好な塗布面状を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗布装置の概略図である。

【図２】図１に示した塗布装置の要部概略断面図であ
る。

【図３】本発明の要部であるコイルバーの部分を拡大し
た部分断面図である。

【図４】スパッタカーボン膜形成を行う成膜装置の概略
図である。

【図５】ＤＬＣ膜形成を行う成膜装置の概略図である。

【符号の説明】

１ベース２塗布機３塗布液４ガイドロール５塗膜９芯材１０ワイヤー２２コイルバー２３ホルダー２４，２５スリット２６，２７落下液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D075 AC22 AC34 AC92 BB81Z BB85Z CA48 DA04 EA05 4F042 AA22 BA25 DD09 4K029 AA23 BA34 BC02 BD03 CA05 4K030 BA28 CA13 FA02 KA47 LA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に走行する可撓性支持体上に、少
なくとも研磨性粒子を含む塗布液を連続塗布して塗膜を
形成し、直ちに該塗膜を、該可撓性支持体に対向させ
た、表面にワイヤーが巻回されたコイルバーにより計量
して、該塗膜の厚みを調整する塗布装置において、前記コイルバーは、その直径が３ｍｍ以下であって、該
コイルバー表面が、スパッタリング若しくはプラズマＣ
ＶＤの少なくとも一つの方法により、硬質カーボン膜で
被覆されていることを特徴とする塗布装置。