JP2010149001A - 電気絶縁性シートの塗布方法、および電気絶縁性シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布厚が調整された塗膜に気泡の巻込みに起因する塗布欠点を抑制すること、詳しくは、塗工バーの下流に形成されるメニスカスにおいて、メニスカスを変形させずに、塗布端部で噛み込んだ気泡がフィルム中央部へ移動することを抑制する電気絶縁性シートの塗布方法を提供することにある。さらには、端部からの気泡の巻き込みに起因する塗布欠点が出にくい安定した品質のコーティング済み電気絶縁性シートの製造方法を提供すること。
【解決手段】走行する電気絶縁性シートの表面に塗液を塗布する塗布方法において、塗布した膜の厚みを調整する塗工バーの下流側に形成するメニスカスに対して、前記電気絶縁性シートの幅方向に垂直な方向から不平等電界を形成することを特徴とする電気絶縁性シートの塗布方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行する電気絶縁性シートの表面に塗液を所定の塗布厚みに塗布する電気絶縁性シートの塗布方法、および該塗布方法を用いた電気絶縁性シートの製造方法に関するものである。より詳しくは、不平等電界を用いて塗液に含まれる気泡を制御しながら塗液を塗布する電気絶縁性シートの塗布方法、および該塗布方法を用いた電気絶縁性シートの製造方法に関する。

ポリエステルフィルムは優れた透明性、寸法安定性、耐薬品性から各種用途のベースフィルムとして多く利用されている。特に、包装用や磁気記録用や光学用途に好適に用いられている。これらの各種用途向けベースフィルムは、その表面にハードコート機能や反射防止機能や帯電防止機能などさまざまな機能を有する塗液を薄く塗りつけることが行われる。ベースフィルムと機能を有する塗膜との層の間には、接着性や密着性を良好にするため、あらかじめフィルム製膜時に、ベースフィルム表面に易接着コーティング等を実施していることがある。このようなフィルム製膜工程中にフィルム表面に塗液を塗りつけ塗膜を形成することを「インラインコーティング」と呼んでいる。

インラインコーティングは 従来から、連続して走行するポリエステルフィルム等のフィルムの下面に塗布液を塗布するファウンテン等の塗液吐出装置と、その下流側に位置しフィルムの下面に塗布液を調整する円柱状のアプリケータロールやメタリングバーなどを備えているものがある。また、塗布ノズルから計量塗布した塗液をコーティングロッドでスムージング塗布する方法が知られているが、いずれにおいても、塗膜の厚みを調整し平準化するための円筒状の塗工バーが、フィルム表面に塗液を薄く塗り広げている。

塗工バーの上流側と下流側にメニスカスと呼ばれる塗液の溜まり部が形成される。このとき、フィルムのばたつきや、塗工バー上流側の塗布状態の変動などにより、メニスカスに塗布端部から空気が混入して気泡が形成されてしまうことがあった。気泡は、塗工バーの回転に伴って軸方向にメニスカスの中を移動することがある。特に、塗工バーの下流側に形成されたメニスカス内を移動する気泡は、その表面張力によってメニスカスの形状を変形させるため、塗布面にスジ状の塗布欠点を発生させることがあった。

従来、フィルムの幅方向における塗布端部からの気泡の混入を防止する方法として、塗工バー表面に溝が形成され、その溝の深さを中央部より端部の方を浅くし、塗布端部から巻き込んだ気泡を中央部へ移動しにくいようにした塗工バーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案によれば、塗工バーの溝の深さが浅いと、塗工バーの下流にフィルムとの間に形成されるメニスカスが小さくなること、および、このとき、メニスカスを支える分岐点の圧力は溝の深さが浅い部分では通常よりも低くなり、気泡が移動しようとする場合、塗布端部より圧力の高い方向へ移動しなければならないので、気泡が中央部へ移動しにくくなり、端部からの気泡の混入を防止できることが示されている。

しかしながら、この提案では、塗膜の厚みを薄くするために塗工バーの溝の深さは全体的に浅くなっており、溝の深さの大きな変化がとりにくくなり、このため、メニスカスを支える分岐点の圧力変化も小さくなって、気泡の移動抑制が困難な場合があった。また、品種毎に塗布端部が異なり、端部の溝の浅い部分の幅寸法が異なるため、多数の塗工バーを所有しなければならないという問題があった。

また、塗工バーに拠らない方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。図４にこの従来技術の概略図を示す。図４（Ａ）において、塗工バー６とフィルム５の間に塗液のメニスカス７が形成される。図４（Ｂ）に示すように、このメニスカス７に気泡抑制部材３０の先端部３１が差し込まれている。気泡制御部材３０は、支持台３２と先端３１と支持レール３３からなり、塗布端部などの状況に応じ、差し込み箇所や差込量を容易に変更できるようになっている。特許文献２によると、メニスカスに差し込まれた先端部３１は、先端に向かい徐々に幅狭になる平面形状であり、塗布端部からの移動してきた気泡は、気泡抑制部材３０の先端部３１に達したとき、塗工バーの回転とフィルムの走行の力を受け、気泡抑制部材３０の先端部３１の側面に沿って気泡を下流へ流すので、フィルム中央部には気泡が混入しにくくなるというものである。

しかしながら、メニスカスに差し込まれた気泡制御部材３０は、表面張力により気泡制御部材３０界面のメニスカス７の形状を変化させるため、差し込まれた部分の塗布厚みが部分的に厚くなること、また、塗布厚みの変化はフィルム走行方向に連続しており、塗布スジが発生しやすいという問題があった。
特開２００６−２６３７２２号公報 特開２００４−２２３３９１号公報 特許第３３１９０１６号公報

本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決し、塗布厚が調整された塗膜に気泡の巻込みに起因する塗布欠点を抑制すること、詳しくは、塗工バーの下流に形成されるメニスカスにおいて、メニスカスを変形させずに、塗布端部で噛み込んだ気泡がフィルム中央部へ移動することを抑制する電気絶縁性シートの塗布方法を提供することにある。さらには、端部からの気泡の巻き込みに起因する塗布欠点が出にくい安定した品質のコーティング済み電気絶縁性シートの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）走行する電気絶縁性シートの表面に塗液を塗布する塗布方法において、塗布した膜の厚みを調整する塗工バーの下流側に形成するメニスカスに対して、前記電気絶縁性シートの幅方向に垂直な方向から不平等電界を形成することを特徴とする電気絶縁性シートの塗布方法。

（２）前記不平等電界が、前記塗布した膜の厚みを調整する接地された塗工バーと、直流または交流電圧が印加された気泡制御電極との間に形成されることを特徴とする前記（１）に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。

（３）前記電気絶縁性シートの幅方向において両端部に一対の不平等電界が形成され、両端部で発生した気泡を制御することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。

（４）前記気泡制御電極の先端部が針形状であり、塗布した膜の厚みを調整する塗工バーの下流側に形成するメニスカスには非接触であることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。

（５）前記電気絶縁性シートの表面に塗布する塗液が、２５℃での体積抵抗率１０^４［Ω・ｍ］以上１０^８［Ω・ｍ］以下の水系からなる塗液であることを特徴とする前記（１）から（４）のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。

（６）溶融樹脂を冷却媒体に密着させて冷却固化させて得られる電気絶縁性シートの表面に、塗液を塗布し、少なくとも該電気絶縁性シートを幅方向に延伸する電気絶縁性シートの製造方法であって、前記（１）から（５）のいずれかに記載のいずれかの塗布方法を用いることを特徴とする電気絶縁性シートの製造方法。

本発明に係る塗布方法は、塗工バーの下流に形成されるメニスカスにおいて、メニスカスに対向しフィルム幅方向に垂直な方向に変化する、不平等電界を形成し気泡を制御するものである。これにより、塗布端部から噛み込んだ気泡が、製品部へ移動することなく端部に制御することができ、気泡混入に伴う塗布欠点の発生を防止できる。また、メニスカスに非接触で気泡に力を作用させるので、メニスカスの形状を変形させることがなく、塗布スジの発生はほとんどない。また、操作性を損なわない方法で、気泡を抑制することができるので、製品の品質を向上させるとともに、収率を向上させることができる。

本発明が適用される電気絶縁性シートの代表的なものは、プラスチックフィルム、布帛、紙である。一般に、フィルムは、他の材料からなるフィルムに比べ、電気絶縁性が高い。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム等がある。フィルムには、あらかじめ片面に金属などの導電性薄膜がコーティングされたものも含まれる。

本発明における「メニスカス」とは、塗工バーの上流側と下流側に、電気絶縁性シートの隙間に形成された液溜まりのことである。塗工バーと電気絶縁性シートに挟まれた隙間の領域に、塗液の表面張力によって外面がなだらかな曲率を有した部位である。メニスカスは、ビードあるいはヒールとも呼ばれる。

本発明で用いる「塗工バー」としては、ロッドや、ロッドにワイヤーを巻いたワイヤバー、メタリングバー、および、ロッドに溝を切った溝つきバー等の形態のものがある。

本発明における「不平等電界」とは、電界強度が場所的に変化する電界であって、電界強度に勾配がある電界の状態を言う。電界のようすを示すために同じ電位の点を連ねた等電位線において、間隔が狭く勾配が急で、等電位線が密なところでは電界が大きくなっている。等高線の垂直方向が電界の方向となっているので、電気力線と等電位線は直交する。よって、電気力線が密に詰まった場所は粗な場所よりも電界が強い。不平等電界とは、ある方向に進むほど、等電位線の間隔がより狭くなっていくことで、電位勾配が強くなっていく電界を言う。言い換えると、一方行に進むほど、電気力線がより密になっていく電界を言う。本発明においては、目安として、１ｍｍの距離を隔てて０Ｖと１ｋＶ以上の電位差がかかっており、概略１×１０^６［Ｖ／ｍ］以上であるのに対し、フィルム幅方向に１０ｍｍの距離を隔てた箇所では、１０ｍｍの距離を隔てて０Ｖと１ｋＶ以下の電位差がかかっており、概略１×１０^５［Ｖ／ｍ］以下となっている。つまり、１ｍｍあたりの１００ｋＶ/ｍ以上の勾配電界があるときを目安とする。通常、針電極やロッド電極やナイフ電極等の先端の鋭利な電極と、連続する平板電極とを微小間隙で対向させ、両電極間に電位差を付与したときに発生する電界である。

本発明における「水系からなる体積抵抗率１０^４［Ω・ｍ］以上１０^８［Ω・ｍ］以下の塗液」とは、溶媒成分の８０％以上が純水からなる半導電性の塗液であることが好ましい。塗液の体積抵抗率は、電気絶縁性の液体（塗液）を１辺が１ｃｍの立方体に充填し、その相対する両面間に電圧を加えた場合の両面間の電気抵抗で表される。実際には、円筒型電極を用いて直流電圧を印加して測定される。外筒電極の内部に内筒電極を持つ円筒型電極に被測定液体（塗液）を入れ、外筒電極と内筒電極の間に１５Ｖの直流電圧を印加し、そのときの抵抗値Ｒｖ［Ω］を得る。内筒の半径ｒ１［ｃｍ］、外筒の半径ｒ２［ｃｍ］、電極の有効長ｌ［ｃｍ］において、体積抵抗率ρｖ［Ω・ｃｍ］は、Ｒｖ・（２πｌ）／（ｌｎ（ｒ２／ｒ１））により求められる。

本発明における「端部」あるいは「両端部」とは、電気絶縁性シートの幅方向において塗布端部から中央部に向けて、５０ｍｍ以内、あるいは、シート幅方向の２．５％以下のいずれか小さい方の範囲であることが好ましく、一般的に、耳部と呼ばれている、製品となる部分の外側に位置する部分であって、製品をロール状に巻き上げる前に切り落とされる部分である。

以下、本発明の端部から巻き込まれた気泡を制御しながら塗布欠点を抑制した塗布方法の好ましい実施形態例を図面を参照しながら説明する。電気絶縁性シートとしてプラスチックフィルム（以下、単に、フィルムと呼ぶ）を用いる場合を例にとって説明する。本発明は、これらの例に限られるものではない。

図１および図２は本発明の一実施態様を示す塗布方法の概略図である。図１はフィルム走行方向と垂直方向から見た気泡制御電極近傍の側面図である。図２は気泡制御電極をフィルム上面から見た図である。

図１において、フィルム５は図１中を左から右に、矢印の方向に走行する。塗液は、図示しない塗液貯留タンクから塗液貯留溝内に圧入された後、ファウンテンの上端開口部からフィルム５の下面に塗液が吐出される。ファウンテンから吐出した塗液は、フィルム５の下面中央部に過剰に塗布するように構成されている。フィルム５の下面中央部に塗布された塗液は、下流に設置された溝付きの塗工バー６により計量またはスムージングされる。塗工バー６を支持するための円筒状のコロが設置されている（図示せず）。塗工バー６は、フィルム５に下方から押し付けられ回転されることにより、フィルム５を押し上げるとともに過剰分の塗液を掻き落として塗布量を計量し、塗膜８の厚みを調整する。このとき、塗工バー６の上流側にメニスカス１０と下流側にメニスカス７が形成される。図１において、塗工バーの回転方向は時計回りに回転している。下流側のメニスカス７に関しては、図１に示すように、塗工バー６をフィルム５に対して順転して使用する場合、塗膜８は塗工バー６の下流でフィルム５側と塗工バー６側に分岐し、滑らかに凹状のメニスカス７を形成する。塗工バー６で余剰の塗液が掻き落とされ、流下した塗液は、塗液受け皿（図示せず）に回収される。

気泡制御電極１の先端２は、塗工バー６の長さ方向の特定部に設置されている。先端２の形状は、先端が尖った針形状あるいはロッド形状の他に、先端が徐々に小さくなって三角形状の厚みの薄い板状電極であっても良い。

気泡制御電極１は、上記メニスカス７に非接触な状態で、上記メニスカス７に対向する位置であって、塗工バー６と塗膜８付きフィルム５の間隙からメニスカス７に向けた位置に配置されている。気泡制御電極１は、気泡制御電極先端２と、該気泡制御電極先端２を支持する支持棒３と、該支持棒３の角度が調整できる支持台４から構成されている。気泡制御電極先端２と支持棒３は、金属材料からなる。なお、電気絶縁性を確保するために、場合によっては、金属製の先端２と支持棒３は、電気絶縁性の被覆を薄く行っても良い。気泡制御電極１の先端２は、支持棒３を介して高圧電源１２と、高圧ケーブル１１で電気的に接続されている。

高圧電源１２は、直流または交流波形の電圧を出力し、気泡制御電極１の先端２を高い電位とする。塗工バー６は、対接地抵抗が１０Ω以下で、０Ｖに接地されている。これにより、気泡制御電極先端２と塗工バー６との間には電位差があり、電界が形成されている。

図２は、気泡制御電極１周辺をフィルム上面側から見た図である。図面下から、塗工バー６、塗膜８、フィルム５の順になっている、気泡制御電極１は、塗工バー６と塗膜８付きフィルム５に挟まれた空間にある。下流側のメニスカス７には、フィルムの塗布端部１３から気泡が巻き込まれ、メニスカス７に気泡９が混入する。気泡制御電極１の先端２は、塗布端部１３から巻き込んだ気泡に対して、塗布端部１３から、３０ｍｍから５０ｍｍの位置に配置されていることが好ましい。図２では片側塗布端部１３に気泡制御電極１を配置しているが、両端部に対称に一対の気泡制御電極１を配置している。フィルム５の幅方向には、気泡制御電極１を載置してフィルム幅方向に移動させるための四角柱状のレールがあり、気泡制御電極１のフィルム幅方向の位置を任意に調整できるようになっている。

次に、図２、図５を用いて、作用について説明する。

まず、気泡の発生と、この気泡のフィルム５幅方向中央部への移動について説明する。塗布端部１３では、塗布厚がだんだんと小さくなり塗布厚が不均一な領域が形成される。この領域においては、塗膜８のフィルム５に対する塗布幅が広がるに伴い、塗工バー６の回転及びフィルム１６に走行により外力によって、気層と液層との境界面より、塗膜８内に例えば直径が０．１〜０．２ｍｍ程度の気泡９を巻込んでしまう。そして、塗膜８中の気泡は、塗工バー６の回転に伴い、フィルム５の中央部に向かって移動する。特に、塗工バー６が円筒にワイヤーが巻回されたメタリングバーの場合、気泡は、微小なワイヤーの溝をジャンプしながら伝って中央部へ移動する。

以上のように、フィルム５の中央部に気泡は容易に移動してしまう。気泡はメニスカス７の形状を変形させるため、気泡が噛みこんだメニスカス７の部分は、塗布厚みが変化し、スジ状の塗布欠点を発生する。あるいは、メニスカスに噛み込んだ気泡が、フィルム５中央部から下流に排出されると、気泡の分だけ塗膜８の量が少なくなって塗膜が薄くなるので塗布ムラが発生してしまう。よって、塗布端部１３で巻き込んだ気泡が中央部へ移動しないように、気泡制御電極１が塗布両端部に対応する箇所にそれぞれ配置している。

次に、気泡制御について説明する。各気泡制御電極１の先端２は、塗工バー６との間に不平等電界を形成してある。不平等電界は、塗工バー６と気泡制御電極１との間で形成され、気泡制御電極１の先端２には２ｋＶ以下の電圧が印加されている。印加電圧は、異常放電を防止するため低いほどよいが、メニスカスの気泡の動きを制御するためには、電界強度で５Ｍ［Ｖ/ｍ］程度が必要である。必要な電界強度は、メニスカスや気泡の大きさと塗膜８の粘度にもよるが、概ね１Ｍ［Ｖ/ｍ］以上１０Ｍ［Ｖ/ｍ］以下が必要である。この場合、針電極やロッド電極の先端近傍では、並行平板の平等電界よりかなり電界は強く、目安として、０Ｖ接地した塗工バー６と気泡制御電極１の先端２の距離が１〜２ｍｍの場合には、２ｋＶ以下の電圧を印加すれば、必要な電界強度が得られる。

図２において、塗工バー６と針状の気泡制御電極１の間に描かれた点線は、電気力線の概要を示している。電気力線は、先端２から塗工バー６に向けて広がり、先端２には電気力線が集中し、不平等電界が形成されている。メニスカス７の幅方向に垂直な方向から電界をかけたとき、メニスカス幅方向では気泡制御電極１の先端２の直下において、もっとも電界が強くなり、塗布端部１３に向けて徐々に電界が弱くなっている。

ここで、塗膜８が電気絶縁性の塗液であれば、グレーディエント力による誘導泳動によって、誘電率の大きな液体は、電界の強い箇所に引き寄せられる。一方、塗液に比べて誘電率の小さい気泡は、相対的に電界の弱い箇所に移動することが知られている（例えば、特許文献３）。しかしながら、水系塗液のような体積抵抗率が１０^８［Ω・ｃｍ］以下の場合には、水系の塗膜８の中に電界が及びにくく、上記のような誘導泳動による気泡の制御は困難である。

本発明者らは、メニスカスのような狭い空間では、気泡がわずかに液面から吐出しているので、気泡の外縁を形成している導電性の薄い外膜が電界の強い場所に引き付けられ、気泡を取り巻く外膜が変形を繰り返し、電界の強い場所に気泡を移動させることを見出した。さらに、移動してきた気泡は、それ以上電界が強くならない場所まで来ると、その場所に留まることが判った。この移動力について図５に基づいて説明する。図５（Ａ）は不平等電界下の気泡９を示している。塗膜８から吐出し空気中にある導体の外膜は、外部電界によって、たとえば、正の電位に制御した気泡制御電極１の先端側に負の電荷を、逆向きに正の電荷を誘導分極する。このとき、図５（Ｂ）に示すように、電界勾配に従い、気泡制御電極１の先端に近い方に誘導される負の電荷が多い。その結果、クーロン力が気泡制御電極の方向に大きくなって、電界の強い気泡制御電極の方向に移動する。なお、本来は、電界が強くなる気泡制御電極１の先端２に向けて鉛直方向に上向きの力と横方向の力が発生する(図５（Ｂ）点線)。しかし、鉛直方向の力は、液の表面張力に抑制され、気泡がメニスカス７にとどまった状態となっている。よって、気泡は横方向、つまり、図５（Ｂ）の実線に示す気泡制御電極１の直下に移動するのである。特に、気泡がメニスカス表面から十分吐出している場合には、吐出するほどに移動する力が大きくなる。これは、液体中に空気がある部分と、空気中に液体がある部分の比率が、空気中に液体のある部分のほうが多くなるためである。空気中の液体、すなわち、メニスカスから吐出した気泡の外膜１４が上記電界勾配の影響を受けるのである。

つまり、平板の塗工バー６と先端が尖った気泡制御電極１で作る不平等電界下では、メニスカス中の気泡は、電界勾配の強い方向に引き付けられる力が生じる。塗布端部１３から段階的に電界が強くなるような不平等電界を形成してあると、電界の強い部分に気泡が引き寄せられ、その場所にトラップされる。さらに、この状態で塗布端部１３から気泡が次々と移動すると、集まった気泡が１つの気泡に合体し破泡しやすくなる。その結果、気泡が消滅しやすくなり、気泡による塗布欠点を抑制することができる。なお、電界の強い部分に集まった気泡が１つの気泡に合体し破泡する際、その部分にスジ状塗布ムラや円形のムラが発生することがまれにあるが、気泡制御電極１を配置する場所は、前記した製品となる部分の外側に位置する塗液を塗布した塗布部分であって、製品をロール状に巻き上げる前に切り落とされるので問題はない。

気泡制御電極１による不平等電界の形成は、フィルム幅方向に少なくとも1箇所あればよい。たとえば、塗布端部１３からの気泡の混入が片側に多い場合には、片側に１箇所設置して不平等電界を形成すればよい。また、混入した気泡が微小で液面から吐出しにくく、気泡制御電極１の効果が十分でない場合は、複数個の気泡制御電極１を併設しても良い。この場合、複数の気泡制御電極１の先端２間の距離は、不平等電界の形成を妨げないように、３０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、できるだけ塗布端部に設置するため、５０ｍｍ以下が好ましい。

液面から吐出しにくいような微小な気泡は、気泡制御電極１でトラップされず製品部へ移動してしまい、軽度の塗布ムラを発生させることがあるが、その頻度は気泡制御電極１を用いない場合の１／１０以下となる。

フィルム５の表面へのコーティングは、次の二つのコーティング向けに行われる。ひとつは、樹脂を溶融し成形したのち、縦方向と横方向に延伸する製膜工程において、製膜工程の途中で「インラインコーティング向け」として行われる。もうひとつは、製膜工程で一旦ロール上に巻き上げた後、再びフィルムを巻出す、「オフラインコーティング向け」として行われる。

本実施形態では、製膜工程のインラインコーティング向けに行われる場合を以下に説明する。フィルム５は、透明性が高いポリエステルフィルムなどが好ましく用いられる。光線透過率が高く、光学欠点が少ない光学用フィルム向けには、フィルムの原料樹脂中に含まれている異物を除去するために、溶融押出しの際に高精度濾過を行う。溶融したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を回転する冷却ドラム上にダイからシート状に押し出し、冷却ドラムに密着させ、急速に冷却しフィルムに成型したあと、冷却ロールから引き離す。得られた未延伸フィルムを、８０〜１２０℃に加熱したロールで長手方向に２．５〜５．０倍延伸して、一軸延伸フィルムを得る。さらに、下流には、本発明の塗布方法を用いている。図３は、図の左から一軸延伸フィルムを供給し、搬送ロール５０で走行方向を反転しながらフィルム５が移動し、コーティング装置に送られる様子を示している。塗布方法は、ファウンテン２０から塗液が供給されており、塗液をフィルム５の表面に付着させる。引き続き塗工バー６で所定の塗布厚みに塗膜８が調整され、コーティング済みフィルムとなる。コーティングは、たとえば、フィルムに易接着性を付与し客先後工程での接着性を向上させるためや、フィルムの走行性をよくするために易滑性を向上するなどの目的で行われる。コーティング厚さ（ウェット厚さ）は３〜３０μｍが好ましい。

さらに、塗膜８付きフィルム５は、端部をクリップで把持され、７０〜１４０℃に加熱された熱風ゾーンに導ちびかれ、幅方向に２．５〜５．０倍延伸される。インライン方式の場合、塗膜の乾燥工程は、幅方向への延伸加熱と同時に処理してもよい。図３は、フィルム５の両面に塗液を塗布する場合を図示しているが、フィルム５の片面だけに塗布を行っても良い。いずれの場合でも、気泡制御電極の先端部は、下流側のメニスカスに対向した状態で、微小な間隙を離して対向している。

気泡制御電極の先端２とメニスカスの微小な間隙は、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。０．５ｍｍより小さくなると、塗工バーの振動でメニスカスに接触する可能性があるので、０．５ｍｍ以上が好ましい。また、４ｍｍを超えると対向するメニスカスとの間隙より、フィルムに塗布した塗膜８との間隙のほうが小さくなって十分な電界が得にくくなるので４ｍｍ以下が好ましい。

塗液は、特に溶媒系を限定するものではないが、作業環境及び環境保護の面から水系塗液であることが好ましい。塗液には、複数の樹脂等を添加してもよい。塗液には、ハンドリング性、帯電防止性、抗菌性など、他の機能性をフィルムに付与するために、無機及び／または有機粒子、帯電防止剤、紫外線吸収剤、有機潤滑剤、抗菌剤、光酸化触媒などの添加剤を含有させることができる。また、アニオン系、ノニオン系、カチオン系のなどの界面活性剤を１０重量％以下添加してもよい。コーティング塗液に界面活性材を添加するとフィルムとのぬれ性がよくなるが、一方で、塗液に発生した気泡が消滅しにくいという懸念点がある。

気泡制御電極１の形状は、針電極やロッド電極以外でもかまわない。たとえば、先端が徐々に狭くなっていく板状に形成された電極で、板のその厚みが５０〜１００μｍに設定されていても良い。たとえば、その先端が幅狭になる平面二等辺三角形状に形成されるとともに、屈曲された四角板状でもよい。気泡制御電極１の厚みは好ましくは５０〜１００μｍであり、より好ましくは７０〜８０μｍである。あまり厚すぎると狭い空間に配置できないからである。逆に５０μｍ未満と小さすぎると強度が不足して固定されにくいためである。

気泡制御電極１の先端２と塗膜８を形成したフィルム５のなす角度θであるが、フィルム５に対して、θは好ましくは２０〜５０°であり、より好ましくは２０〜４０°の角度である。角度が２０°未満では、気泡制御電極１の先端部が塗膜８に接触する可能性があるからである。一方、５０°を超えると、塗工バー６に接触する可能性があることや、気泡制御電極１の先端２を十分メニスカスに対向した位置まで差し込めないためである。

以上のように、本発明に係る気泡制御電極１を用い、気泡が混入したメニスカスに不平等電界を作用させて気泡を制御すると、塗布端部１３で巻き込んだ気泡９がフィルム中央部へ混入が防止される。これにより、気泡に起因する塗布欠点を抑制することができる。

実験例
気泡が不平等電界下で電界の強い場所に引き付けられることを示す。図５（Ａ）のように、ＳＵＳ金属板１５上に、厚み３８μｍのフィルム５をしわが無いように配設した。このフィルム５に膜厚０．３ｍｍの水系塗液を薄く塗りつけた。水系塗液には、蒸留水９０重量％に対して、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムと酸成分とグリコール成分からなる重量比で１５／８５に混合したポリエステル樹脂を含めた。この塗液の体積抵抗率は２５℃で５×１０^６［Ω・ｍ］であった。薄い塗膜８に、マイクロシリンジを差込み、１μＬの空気を押し出し塗膜に気泡９を作成した。塗膜８中の気泡９は、塗膜面から部分的に吐出していた。

この気泡に対して不平等電界を加えた。ＳＵＳ金属板１５に対して、１ｍｍφのロッド電極を気泡制御電極の先端と、ＳＵＳ金属板との距離を２ｍｍとして設置し、塗膜の一部分に垂直方向に不平等電界をかけた。気泡制御電極には、直流高圧電源を接続し印加電圧は直流＋２ｋＶとした。また、気泡制御電極には、交流電源から、実効値１ｋＶ周波数１０〜１０００Ｈｚの正弦波波形を印加した。気泡制御電極は“テフロン（登録商標）”絶縁テープ（厚み１００μｍ）で完全に覆った。

作成した気泡を背面がアースされた気泡を含む塗膜に対して、気泡制御電極の最外部から７ｍｍにある気泡が、気泡制御電極直下に移動した。その後、気泡は、気泡制御電極直下にとどまった。気泡の移動速度は、およそ０．８ｍｍ／秒であった。

以上より、不平等電界を形成した状態で気泡が制御されることが判った。

実施例１、比較例１
フィルムはポリエステルフィルムを用いた。一旦巻き上げたロールを２００ｍｍの小幅にスリットしたものを再度巻き返し、巻き出したフィルムに幅１８０ｍｍの塗布実験を行った。

フィルム膜厚は１８８μｍ、フィルム幅は２００ｍｍであった。フィルムの移動速度は２１ｍ／分であった。巻出後、塗布工程へ移動させ、フィルム下面に塗膜８を塗布した。塗液は、水系塗液で、蒸留水９０重量％に対して、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムと酸成分とグリコール成分からなる重量比で１５／８５に混合したポリエステル樹脂を含めた。この塗液の体積抵抗率は２５℃で５×１０^６［Ω・ｍ］であった。この塗液をファウンテンから過剰に塗布した後、塗工バーで所定の塗布厚みになるように調整した。塗工バーには直径が１４ｍｍの８番手のメタリングバーを使用し、ウエット厚みを２０μｍとした。気泡制御電極１は、図１、図２に示すように、先端２とメニスカスが対向するように配置した。気泡制御電極１は、塗布端部１３からフィルム幅方向に４０ｍｍ入った位置に設置した。メニスカスと先端２の最短距離は１ｍｍであった。下流のフィルムと先端とのなす角度θを２５゜とした。気泡制御電極は針電極とし、０Ｖのメニスカスとの距離を１ｍｍの距離に配置すると、気泡を制御するに十分な不平等電界が得られた。

評価は、塗工バーの鉛直方向上部から気泡の巻き込み状態と気泡の移動状態をカメラで観察した。

比較例１として、気泡制御電極１を設置しないで、同様に塗布した。

比較例１と実施例２とも、塗布端部から気泡を巻き込み、メニスカスの気泡は徐々にフィルム中央部へ移動した。実施例１では、気泡制御電極１の直下で気泡が留まり、気泡同士が合体して直後に破泡したため、気泡制御電極下には連続したスジ状のムラは発生しなかった。ただし、ごく一部の微小な気泡が幅方向の中央部に移動したため、この気泡が下流に流れたことに起因する軽微な塗布ムラが１０００ｍあたり５個であった。メニスカスを変形させるほどの気泡がなかったため、上記５個はすべて単発的な小さなムラで塗布スジは発生しなかった。比較例１では、気泡がフィルム中央部へ移動してしまい、塗布スジと塗布ムラが１０００ｍあたり８３個発生した。

本発明は、電気絶縁性シートであるフィルムのコーティングに対し、気泡の巻き込みによる塗布欠点の発生を抑制できるが、基材としては、ガラス等の枚様基板、回路材基板へ応用が期待できる。一方、気泡の制御としては、基板上に薄く広がって塗られた塗膜に混入した気泡を電界を使って移動させ、位置決めする方法として応用できる。

本発明の一実施態様を示す気泡制御方法を示す概略構成図である。 本発明の一実施態様を示す気泡の制御方法の概略縦断面図である。 本発明の一実施態様を示す電気絶縁性シートの両面に塗布する工程の概略図である。 従来技術の概略構成図であり、（Ａ）は気泡制御装置の概略構成図であり、（Ｂ）は気泡抑制部材を示す概略構成図である。 本発明の不平等電界による気泡制御方法の一実施態様を示す概略を説明する図であり、（Ａ）は気泡制御電極による電界を示す図であり、（Ｂ）はその気泡部分の拡大図である。

符号の説明

１：気泡制御電極
２：気泡制御電極の先端
３：支持棒
４：支持台
５：フィルム
６：塗工バー
７：下流側メニスカス
８：塗膜
９：気泡
１０：上流側メニスカス
１１：高圧ケーブル
１２：高圧電源（直流または交流）
１３：塗布端部
１４：気泡の外膜
１５：金属板
２０：ファウンテン
３０：気泡抑制部材
３１：気泡抑制部材の先端部
３２：気泡抑制部材の支持台
３３：気泡抑制部材の支持レール
５０：搬送ロール

Claims (6)

1. 走行する電気絶縁性シートの表面に塗液を塗布する塗布方法において、塗布した膜の厚みを調整する塗工バーの下流側に形成するメニスカスに対して、前記電気絶縁性シートの幅方向に垂直な方向から不平等電界を形成することを特徴とする電気絶縁性シートの塗布方法。
2. 前記不平等電界が、前記塗布した膜の厚みを調整する接地された塗工バーと、直流または交流電圧が印加された気泡制御電極との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
3. 前記電気絶縁性シートの幅方向において両端部に一対の不平等電界が形成され、両端部で発生した気泡を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
4. 前記気泡制御電極の先端部が針形状であり、塗布した膜の厚みを調整する塗工バーの下流側に形成するメニスカスには非接触であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
5. 前記電気絶縁性シートの表面に塗布する塗液が、２５℃での体積抵抗率１０^４［Ω・ｍ］以上１０^８［Ω・ｍ］以下の水系からなる塗液であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
6. 溶融樹脂を冷却媒体に密着させて冷却固化させて得られる電気絶縁性シートの表面に、塗液を塗布し、少なくとも該電気絶縁性シートを幅方向に延伸する電気絶縁性シートの製造方法であって、請求項１から請求項５のいずれかに記載の塗布方法を用いることを特徴とする電気絶縁性シートの製造方法。

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