JP2014136173A - 基材への透明導電膜コーティング方法と透明導電膜コーティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基材に透明導電膜をμｍ〜ｎｍと薄くコーティングできるようにする。
【解決手段】 基材が単葉又は連続ものであり、コーターロールとドクターロールの双方又はドクターロールがロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであり、ドクターロール又はドクターブレードをコーターロールに接触させて、コーターロールの外周面に塗布される塗液を薄く均し、塗液は粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状のコーティング剤に、透明で導電性に優れている透明導電材の一又は二以上が混入されたものであり、コーターロールの外周面に塗布された前記塗液を、コーターロールの回転により、移送中の前記基材にコーティングする方法である。この場合、常温、大気圧下においてコーティングすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス製、樹脂製、カーボン製といった各種材質製であり、各種分野で使用されるフィルム、シート、板、パネル、半導体ウエハ等（これらをまとめて「基材」という。）の表面に、透明導電膜をミクロン（μｍ）〜ナノメトール（ｎｍ）単位の薄さで成膜（コーティング）できる方法と、透明導電膜成膜装置（透明導電膜コーティング装置）に関する。

有機ＥＬ、液晶パネル、タッチパネル等の透明導電膜として、酸化インジウム・スズ（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）が使用されている。ＩＴＯは種々の優れた特性を備えているが、高価であるという難点がある。

近年、ＩＴＯに代わる透明導電材としてグラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤー、導電性ポリマー、酸化亜鉛等々が注目されている。これらはいずれも、透明で、導電性に優れていることから、太陽電池パネル、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、照明、光センサ等々に広く利用されている。

グラフェン、カーボンナノチューブ等は前記パネルやディスプレイに使用する場合、フィルム、基板等に成膜（コーティング）して使用される。成膜方法（コーティング方法）としては、一般的に、既存の蒸着方法が採用されていた。他の例として特許文献１記載のコーティング方法もある。

特開２００８−２００６１３号公報

蒸着による成膜方法では塗布設備が高価になるという難点があった。

特許文献１のコーティング方法は、基材の上にバインダーを塗布し、その上に、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブとバインダーを分散させた塗液を塗布する方法であるため、塗布工程が二工程になるという面倒がある。

本発明の課題は、透明導電膜を基板に手軽にコーティング可能な透明導電膜コーティング方法と、簡易な構成の透明導電膜コーティング装置を提供することにある。

［基材への透明導電膜コーティング方法］
本発明の基材への透明導電膜コーティング方法（以下、単に「コーティング方法」という。）は、コーターロールの外周面に塗布される塗液を当該コーターロールと接触するドクターロール又はドクターブレードで薄く均し、コーターロールを回転させることにより、コーターロールの外周面に薄く均された前記塗液を、移送中の前記基材にコーティングする方法である。前記塗液には粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状のコーティング剤（機能性コーティング剤を含む）に、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤー、導電性ポリマー、酸化亜鉛等々の透明で、導電性に優れている透明導電材の一又は二以上含まれたものを使用する。前記コーティングは常温、大気圧下において行うことができる。

前記コーティング剤の透明導電材含有量はコーティング剤に対して１％前後が適し、好ましくは１％未満がよい。コーティング剤はＳｉＯ₂を１．０〜３．０％、好ましくは２．０〜２．２％程度含むものでもよい。ＳｉＯ₂はバインダーとしての機能を有する。

本発明のコーティング方法では、コーターロールの回転方向と基材の移送方向を同方向又は逆方向とすることができる。コーターロールの回転過剰により基材に塗りムラが生じないようにするためには、コーターロールの回転速度を、基材が単葉の場合はコーターロールの下を通過する間に１回転以下にするのが望ましい。基材が連続ものの場合は、コーターロールは連続回転とする。

本発明のコーティング方法では、塗液を直に冷却するか、ドクターロール（ドクターブレードを使用する場合はドクターブレード）とコーターロールの双方又はいずれか一方を冷却することにより間接的に冷却することができる。

本発明のコーティング方法では、移送される基材の厚さを計測し、その計測結果に応じてコーターロールの高さを自動又は手動で調節することにより、コーターロールと基材との間隔を調節して、基材へコーティングされる透明導電膜の膜厚を調節することもできる。

本発明のコーティング方法で使用する基材は、各種分野で使用される基材である。一例としては、ガラス製、樹脂製、カーボン製といった各種材質製であり、各種分野で使用される単葉又は連続のフィルム、シート、板、パネル等である。

本発明のコーティング方法で使用するコーターロールは、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜（Diamond Like Carbon）が成膜（コーティング）された（親水性処理された）ものが適する。ドクターロールを使用する場合は、それも、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものを使用するのが望ましい。

コーターロールとドクターロールの双方又は少なくともドクターロールは、ロール表面に彫刻が施され、その彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜された親水性ＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用するのが適する。彫刻は各種形状、模様等がマイクロメータ（μｍ）単位の超極細の溝で形成されたものであり、その表面及びその溝内に前記親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものが望ましい。ドクターロールと共に又はドクターロールに代えてドクターブレードを使用する場合は、その表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたドクターブレードを使用するのが望ましい。

［透明導電膜コーティング装置］
本発明の透明導電膜コーティング装置（以下、単に「コーティング装置」という。）は、ドクターロールと、コーターロールと、塗液供給装置を備え、塗液供給装置から供給されてコーターロールに塗布される塗液をドクターロール又はドクターブレードとコーターロールとの接触により薄く均し、当該コーターロールの回転により、移送中の基材に前記コーターロール表面の塗液をコーティングする塗液コーティング装置であり、コーターロールとドクターロールの双方又はいずか一方がロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであり、前記ドクターロール又はドクターブレードがコーターロールと接触して、コーターロールの外周面に塗布される塗液を薄く均すことができ、前記塗液は、粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状のコーティング剤に、透明で導電性に優れている透明導電材の一又は二以上が混入されたものであり、前記コーターロールの回転により、当該コーターロール表面の前記塗液を、常温、大気圧の環境下において、ガラス、樹脂、カーボン、金属等の各種材質製であり、単葉又は連続であるフィルム、シート、板等の平物の基材にコーティングできるようにしたものである。

前記コーターロールとドクターロールの双方又は少なくともドクターロールは、ロール表面に各種形状、模様等がマイクロメータ（μｍ）単位の超極細の溝で形成されており、その彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜された親水性ＤＬＣ膜付き彫刻ロールとすることができる。この場合、彫刻ロールの溝内にも親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものが望ましい。ドクターロールに代えて又はドクターロールと共にドクターブレードを使用する場合も、その表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものが望ましい。

前記コーティング装置は、塗料供給装置に塗液冷却機能を設けて塗液を冷却可能とすることも、コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方に冷媒通路を設け、冷媒通路を流れる冷媒によりそれらロールを冷却して塗液を冷却することもできる。この場合、コーティング剤の温度を計測する温度計を設け、その計測結果に基づいてコーティング剤を冷却することができる。温度計は非接触式のものが望ましい。

［透明導電膜コーティング方法の効果］
本発明のコーティング方法は次のような効果がある。
１．コーティング剤に透明導電材の一又は二以上が含まれている塗液を使用するので、透明で、導電性に優れた透明導電膜を備えたフィルム、シート、板等を得ることができる。
２．コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方のロールに、表面に親水性ＤＬＣが成膜されているものを使用するので、塗液がドクターロールに馴染み易く、広がり易くなり、μｍ〜ｎｍ単位の薄さの透明導電膜をコーティングすることができる。
３．コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方のロール表面に、マイクロメータ（μｍ）単位の超極細な溝で彫刻が施され、その彫刻ロールの表面にＤＬＣ膜が成膜されたＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用すると、塗料が彫刻ロールに馴染み易くなって、基材の表面に全般にμｍ〜ｎｍ単位の薄さの透明導電膜をコーティングすることができる。
４．コーティング剤は粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質のコーティング剤であるため、基材に形成された膜が迅速（数十秒程度）に乾燥するので、強制乾燥が不要となり、高速で連続してコーティング作業ができ、成膜の生産性が向上する。また、ビッカース硬度９Ｈ前後の透明導電膜がコーティングされるため傷付きにくくなるため、太陽光発電機用のパネルに使用する場合、耐候性に優れたものとなる。光透過度８０〜９６％程度で屈折率の小さなコーティング膜が得られるため、太陽光発電機のフロントパネルに使用すれば太陽光の無駄が減少し、太陽光を有効活用できる。水の接触角３°〜１０°以下の透明導電膜が得られるため、水が流れ易く、水垢などが付きにくく、耐候性のあるパネルが得られる。
５．基材が連続もの（例えばフィルム）の場合は、ロール状に巻かれているフィルムを巻き取り装置で巻き取りながら連続走行させ、コーターロールを連続回転させながらコーティングできるので作業性が良い。
６．コーターロールの回転速度を、基材がコーターロールを通過する間に１回転以下にすれば、透明導電膜に塗りムラ、厚さムラ等の縞ができず、均一厚の透明導電膜をコーティングすることができる。
７．塗液を冷却すれば、昇温による膜厚のバラつきを防止でき、均一厚の成膜ができる。
８．コーターロールが基材に対して線接触であり、基材表面に追従しながら塗料がコーティングされるため、薄膜、均一厚の透明導電膜が得られる。
９．基材の厚さに応じてコーターロールと基材間の間隔を調整するので、基材の厚さに応じてコーティング膜厚を調節することができる。

［透明導電膜コーティング装置の効果］
本発明のコーティング装置は次のような効果がある。
１．コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方の表面に親水性ＤＬＣが成膜されているので、コーティング剤に透明導電材の一又は二以上が含まれている塗液を使用して、基板に、透明で、導電性に優れた透明導電膜をコーティングすることができる。ドクターロールの耐摩耗性が向上し、それらロールが長持ちする。また、コーターロール、ドクターロールの交換頻度が少なくなるためメンテナンスが容易であり、経済的でもある。ちなみに、ゴム又はニッケル／クロムメッキを用いた一般的なドクターロールの場合は、これら材質は表面エネルギーが大きく（表面張力が大きく）、ドクターロールとコーターロールの接触による摩擦で発生する摩擦熱や外気温により塗液温度の上昇が懸念されるが、本発明では、それらロールの表面エネルギーが低下して親水性が向上し、ドクターロールとコーターロ−ル間における摩擦が低減し、塗液の昇温も少ない。
２．コーターロールとドクターロールが、ロール表面にμｍ単位の超極細な溝で、格子状、ハニカム状、曲線状、斜行線状等の各種形状の彫刻が施された彫刻ロールの場合は、塗液が溝内に入り易くなってコーターロールの表面全般に拡散し易くなり、コーターロールへ塗布される塗液が薄く均一化され、μｍ〜ｎｍ単位の薄さの透明導電膜を基材全面に均一にコーティングすることができる。また、溝内に空気だまりが生じにくく、気泡が溜まりにくいので、基材にコーティングされるコーティング膜にピンホールなどができにくい。
３．連続基板（例えば、フィルム）をセットするセット部と、コーティング済みの連続基材（例えば、フィルム）を巻き取る巻取り部があるため、ロールトゥーロール（Roll to Roll）でコーティングでき、作業性が向上する。
４．冷却機能を備えている場合は、塗液を直に、又はドクターロールとコーターロールの双方又は一方を冷却しながらコーティングできるため、長時間連続してコーティング作業をしても塗液の昇温を防止でき、昇温による膜厚のバラつきを防止でき均一厚の成膜ができる。

本発明の基材への透明導電膜コーティング装置の一例を示す説明図。 本発明において、ロールトゥーロールでコーティングする場合の一例を示す説明図。

［透明導電膜コーティング方法の実施形態］
本発明のコーティング方法では、各種コーティング装置を使用して、基材に透明導電膜をコーティングすることができるが、図１に示すコーティング装置を使用する場合を一例として以下に説明する。

本発明のコーティング方法では、コーターロール３の外周面に塗布される塗液を、当該コーターロール３と接触回転するドクターロール２で薄く均し、常温、大気圧下においてコーターロールを回転させることにより、コーターロールの外周面に薄く均された前記塗液６を、移送中の基材５に透明導電膜をコーティングする方法である。

本発明のコーティング方法では、基材５の材質によっても異なるが、例えば、基材表面にプライマーを塗布してから塗液をコーティングすることもできる。

本発明のコーティング方法で使用する基材５は、フィルム状、シート状、板状等であればその材質や用途に制約はなく、どのような材質、どのような分野で使用されるものであるかは特に問わないが、材質の一例としてはガラス、樹脂、金属、カーボン等がある。用途の一例としては、太陽光発電機のフロントガラス、光学系（映像機器や事務機器）用のパネル、フィルム、レンズ、有機ＥＬフィルム、無機ＥＬフィルム、ＴＶやナビゲータ等の表示パネル、パソコンや携帯機器等のディスプレイ用パネルやフィルム、照明具の保護パネル、建材用や光学機器用のガラス、半導体ウエハ、センサ用保護パネルといった、各種分野で使用されるフィルム、シート、板、パネル等がある。

基材５は一枚ずつ分離されている単葉のものでも、連続しているものでもよい。基材５はガラス製、樹脂製、カーボン製、金属製といった各種材質製のものである。基材５はフィルム、シート、板（パネル）等であり、例えば、太陽光発電機のフロントガラス、光学系（映像機器や事務機器）用のパネル、フィルム、レンズ、有機ＥＬフィルム、無機ＥＬフィルム、ＴＶやナビゲータ等の表示パネル、パソコンや携帯機器等のディスプレイ用パネルやフィルム、照明具の保護パネル、建材用や光学機器用のガラス、半導体ウエハ、センサ用保護パネルといった、その他、各種分野で使用されるフィルム、シート、板、パネル等がある。

連続基材（例えば、連続フィルム）の場合は、図２に示すように、ロール状に巻かれた基材を引き出してコーティングしながら巻き取るロールトゥーロール方式とすることができる。この場合は、コーティングロールを連続回転させる。

本発明のコーティング方法で使用する塗液は、コーティング後の基材の用途によっても異なるが、一例としてコーティング剤（機能性コーティング剤を含む）に透明導電材の一又は二以上を含むものを使用する。

透明導電材は透明で、導電性に優れているものであれば各種のものを使用することができる。一例としてはグラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤー、導電性ポリマー、酸化亜鉛等々が適する。透明導電材の含有量は、機能性コーティング剤に対して１％前後が好ましい。二以上の透明導電材を使用した場合は合計で１％前後が好ましい。

前記コーティング剤は、粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状である。１．３Ｐａ・ｓ以下の小さな粘性のものが特に適する。また、パネル表面の汚れを防止でき、傷付きにくく（耐候性に優れ）、透明で、光が透過しにくくならない（光透過性に優れた）特性のコーティング剤が好ましい。コーティングされた基材への密着性を高めるためにバインダーを含むものが適する。例えば１ｎｍ〜１０ｎｍの粒子径のシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率が５％以下、好ましくは１．０〜３．０％の透明無機バインダーが適する。ガラス、ステンレス（金属）、樹脂等のあらゆる基材の表面は、目に見えない微細な凹凸になっている。１ｎｍ〜１０ｎｍの粒子径のシリカを含む透明無機バインダーを使用することにより、それら凹凸表面への密着性が向上する。また、基材の表面に出ていないと効果のない光触媒酸化チタンや帯電防止酸化スズ等の機能性材料が表面に出易くなり、コーティング剤の特性が発揮され易くなる。

コーティング剤としては、例えば、株式会社ジャパンナノコートのＡＳ−ＬＲコート（液状）が適する。ＡＳ−ＬＲコートは無機バインダーとしてシリカを含むものであり、シリカを中心とした無機酸化物の持っている凝集力（分子間力）を利用し、溶媒の発揮と同時に進む凝集力を抑制することにより、常温において、透明で密着性の高い薄膜を成膜することができるものである。この機能性コーティング剤は帯電防止、水汚れ防止、赤外線、紫外線カット、反射防止、低屈折、遮音といった各種特性を備えたものである。また、機能性コーティング膜を保護するため、その膜の表面にフッ素コーティングする場合がある。

本発明のコーティング方法では、図１に示す本発明のコーティング装置を使用することができる。

基材の塗液塗布面の塗り性向上のため、コーティング前に塗布面にプラズマ処理又はコロナ処理を行うこともできる。

［透明導電膜コーティング装置の実施形態］
本発明のコーティング装置は、図１に示すように、ガイドロール１と、ドクターロール２と、コーターロール３と、バックアップロール４を備えている。このコーティング装置では基材５がガイドロール１の回転により矢印方向（図１の左側）に移送され、バックアップロール４の上まで移送されてくると、その基材５の上面にコーターロール３で前記した塗液６が塗布されるようにしてある。このコーティング装置は常温、大気圧の環境に設置して使用することができる。１４はドクターブレードであり、ドクターロール２に塗布された塗液６均一厚に均すためのものである。

塗液６はドクターロール２とコーターロール３の間、又はドクターロール２とコーターロール３の双方又はいずれか一方に供給する。コーターロール３の表面に付着した塗液６のうち余分な塗料は、コーターロール３と逆方向に回転するドクターロール２で掻き取られて薄く均され、基材５に均一厚に塗布されるようにする。ドクターブレード１４は、ドクターロール２に代えてコーターロール３に直に接触させて、コーターロール３に塗布された塗液６を均一厚に均すこともできる。

塗液６を基材５に塗布する場合は、コーターロール３を基材５の移送方向と同方向に回転（ノーマル回転）させるのが通常であるが、コーターロール３を基材５の移送方向と逆方向に回転（リバース回転）させることもできる。基材５への成膜を薄くするためにはリバース回転が適する。リバース回転させる場合は、コーターロール３の回転力を基材５の移送力よりも弱くして基材５がスムースに移送できるようにする必要がある。

コーターロール３の回転速度は、基材５がコーターロール３の下を通過する間に一回転以下となるようにして、基材５に塗布される塗料に肉厚ムラが生じないようにするのが望ましい。基材５がコーターロール３の下を通過する間に、コーターロール３が１回転以上回転すると、基板への塗液の接触ムラ（膜厚ムラ）が生じ易くなる。

ドクターロール２、コーターロール３の双方又は少なくとも一方には、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜（アモルファス系炭素膜）が成膜されているロールを使用することができる。そのロールを使用することにより、親水性の塗料がＤＬＣ膜に馴染み易くなり、コーターロール３の表面の塗料がその表面全体に均一厚に広がり易くなり、基材５の表面に塗料が均一厚に成膜され易くなる。

ドクターロール２とコーターロール３の双方又は少なくともドクターロール２には、ロール表面にマイクロメータ（μｍ）単位の超極細溝（彫刻）が格子状、螺旋状、斜行線状、ハニカム状等の各種形状で施された彫刻ロールの表面に、親水性ＤＬＣ膜を設けた親水性ＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用することもできる。このようなＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用することにより親水性の塗料がロール表面に馴染み易くなり、コーターロール３の表面の塗料が表面全体に均一厚に薄く広がり易くなり、基材５の表面に塗料を均一厚に成膜し易くなる。一般的にドクターロール２の表面材にはゴム又はニッケル・クロムめっきが施されているが、これらの材質は撥水性が高く、塗料が水溶性の場合は、はじかれてしまい、彫刻ロール表面の溝模様がコーターロールを介して基材に転写されることがあるが、本発明ではそのようなことがない。

本発明における塗液の粘度（流動性）は外気温に左右され易い。コーターロール３には通常ゴム製のものが使用される。ゴム製のコーターロール３は長時間の連続稼働により熱を帯びる。熱を帯びると塗液が加温されて粘度が高くなって流動性が低下し、薄く均一に成膜し難くなる。これら問題を解消するため、本発明では図１に示すように、塗液供給装置（タンク）７に温調機能を設け、ドクターロール２とコーターロール３の間に供給される塗液６の近くに非接触の温度センサ８を設けて、温度センサ８での検知温度が高くなると前記温調機能が作動して、塗液供給装置７内の塗液６を冷却し、その塗液６がドクターロール２とコーターロール３の間、又はそれらロール２、３のいずれか一方に供給されるようにするのが望ましい。また、塗液供給装置７に温調機能を設けるのではなく、ドクターロール２とコーターロール３の双方又はいずれか一方に温調機能を設けることもできる。具体的には、それらロール２、３内に冷媒通路を設け、その冷媒通路に冷媒、例えば水や気体を供給して冷却することもできる。この場合は、非接触の温度センサ８をドクターロール２とコーターロール３の双方又はいずれか一方の近くに設け、そのセンサ８でそれらロール２、３の温度を検知して、塗液供給装置７に設けた温調機能の作動をコントロールできるようにすることもできる。

基材５は一定厚であるとは限らず不均一なものもあり、歪んだり、反り返ったりしているものもある。例えば太陽光発電機用のフロントパネルは同一規格品であっても、その板厚には０．０１〜０．１ｍｍのバラつきがある。このようにバラつきのある基材では基材全面に均一厚に成膜することが困難であるため、図１のようにガイドロール１で移送される基材５の上方に板厚センサ（例えば、レーザー変位計）９を設け、そのセンサ９で検知された板厚を基準となる基材寸法と比較し、基材寸法と著しく異なる場合は警告を発生して基材５の移送を停止するとか、ドクターロール２とコーターロール３の双方又はコーターロール３の高さが自動的に調節されるようにするとか、ドクターロール２とコーターロール３の間隔を手動で調整する等して基材５に均一厚に成膜できるようにするのが望ましい。

前記ドクターロール２、コーターロール３に親水性ＤＬＣ膜をコーティングするには各種方法が考えられるが、一つの方法としては、本発明者が先に開発して特許出願した親水性ＤＬＣ膜のコーティング方法によることができる。その方法は、真空チャンバー内にロールを設置し、そのチャンバー内を常温（望ましくは２０℃〜５０℃）且つ真空状態にし、ＲＦ高周波電源からチャンバー内のＲＦ電極に高周波を供給してロールの周辺にプラズマを発生させ、チャンバー内の高電圧パルス電源からロールに負の高電圧パルスを印加して基材表面をイオンエッチングによりクリーニングする。ロールが溝付きロール（彫刻ロール）の場合は、前記クリーニング時にその溝内をもクリーニングする。その洗浄後にＤＬＣの原料ガスとＯ₂を前記真空チャンバー内に供給し、その原料ガスとＯ₂を真空チャンバー内で反応させて生成される酸素を含むＤＬＣ（親水性ＤＬＣ）を前記ロールの表層に注入しながらその表面に親水性ＤＬＣを堆積させることで親水性ＤＬＣ膜を形成する方法である。この成膜方法において、親水性ＤＬＣ膜の形成前に少なくともＯ₂を含むＳｉ系ガスを真空チャンバー内に供給して、当該Ｓｉ系ガスを真空チャンバー内で分解反応させて前記基材の表面にＯ₂含有層を形成し、当該Ｏ₂含有層に親水性ＤＬＣ膜を注入・堆積することもできる。この場合、Ｓｉ系ガスとしてヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を用いることができる。また、親水性ＤＬＣ膜の形成前に、真空チャンバー内にＤＬＣの原料ガスを供給してその原料ガスを真空チャンバー内で反応させて生成されるＤＬＣを基材の表面に注入しながら酸素を含まないＤＬＣ膜を堆積させ、そのＤＬＣ膜の表面に親水性ＤＬＣ膜を形成することもできる。この場合、ＤＬＣ膜の形成前に基材とＤＬＣ膜の付着性を高めるためのミキシング層を形成することもできる。前記成膜方法により形成されたロールは、クリーニングされた基材の表面に、ＤＬＣの原料ガスとＯ₂が反応して生成された親水性ＤＬＣ膜を備えたものである。前記親水性ＤＬＣ成膜基材は、基材と親水性ＤＬＣ膜との間に、少なくともＯ₂を含むＳｉ系ガスを分解反応させて生成されたＯ₂含有層を備えたものであってもよい。Ｏ₂含有層がヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を分解反応させて形成されたものであってもよい。基材と親水性ＤＬＣ膜との間に、ＤＬＣの原料ガスを反応させて生成された酸素を含まないＤＬＣ膜を設けることもできる。基材とＤＬＣ膜との間に、基材とＤＬＣ膜の付着性を高めるためのミキシング層を設けることもできる。このロールは、ゴム、ＳＵＳ、アルミニウム製のロール、又は表面にＣｒメッキやＮｉメッキされた金属製のロールとすることもできる。前記親水性ＤＬＣ膜の膜厚は０．２〜５μｍ程度のものが適する。前記親水性ＤＬＣ膜の硬度は８００〜２５００ＨＶのものが適する。

本発明におけるドクターロール２、コーターロール３にはアルミロール、カーボンロール、樹脂ロール、ゴムロール、ＣＦＲＰロール（カーボン繊維強化プラスチックロール）、金属ロール、非鉄金属ロールといった各種材質製のロールを使用することができる。金属ロールの表面にはＣｒ（クローム）メッキやＮｉ（ニッケル）メッキを施したロールもある。

前記説明はドクターロール２を使用する場合であるが、本発明ではドクターロール２に代えてドクターブレードを使用することもできる。ドクターロール２とドクターブレードを併用することもできる。

本発明のコーティング装置は、図２のように、連続フィルムの原反１０を回転自在にセットできるセット部１１と、コーティング済みの連続フィルム１２を巻き取る巻取り部（巻取りロール）１３を設けることができる。この場合は、図２のコーターロール３、ドクターロール２、ドクターブレード１４等の塗布装置１５を２セット用意し、それら塗布装置１５で基材５の両面に塗布することもできる。

本発明では前記課題を解決できれば、基材５は前記以外の分野、形状、材質の基材であっても透明導電性薄膜をコーティングすることができる。ロール状に巻かれたフィルムを引き出してロール状に巻き取りながらコーティングすることもできる。塗液も前記した塗液以外のものを使用することができ、透明導電膜コーティング装置、ドクターロール２、コーターロール３、ドクターブレード等も、前記実施形態以外の形状、構造、材質等であってもよい。

１ ガイドロール
２ ドクターロール
３ コーターロール
４ バックアップロール
５ 基材
６ 塗液
７ 塗液供給装置
８ 温度センサ
９ 板厚センサ
１０ 連続フィルムの原反
１１ セット部
１２ 連続フィルム
１３ 巻取り部
１４ ドクターブレード
１５ 塗布装置

Claims (14)

1. コーターロールに塗布される塗液（機能性塗料を含む：以下同じ。）を、コーターロールの回転により、移送中の基材の表面に薄膜をコーティングする方法において、
   基材が、単葉又は連続ものであり、
   コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方が、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであり、
   ドクターロール又はドクターブレードをコーターロールに接触させて、コーターロールの外周面に塗布される塗液を薄く均し、
   前記塗液は粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状のコーティング剤（機能性コーティング剤を含む）に、透明で導電性に優れている透明導電材の一又は二以上を含むものであり、
   コーターロールの外周面に薄く塗布された前記塗液を、コーターロールの回転により、移送中の基材にコーティングして透明導電膜を成膜する、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
2. 請求項１記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   フィルム状の連続基材を巻き取り装置で巻き取りながら連続走行させ、コーターロールを連続回転させて、連続基材の表面と裏面の双方又はいずれか一方にコーティングする、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   コーティング剤への透明導電材の混入量が１％前後である、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   コーティング剤が、ＳｉＯ₂を１．０〜３．０％含むものである、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   コーターロールとドクターロールの双方又は少なくともドクターロールは、ロール表面にマイクロメータ（μｍ）単位の超極細溝で彫刻が施され、その彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたロールを使用する、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   コーターロールの回転速度を、基材が単葉の場合は、コーターロールの下を通過する間に１回転以下の回転とする、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   塗液を直に冷却するか又はドクターロールとコーターロールの双方又はいずれか一方を冷却することにより間接的に冷却する、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基材への透明導電膜コーティング方法において、
   移送される基材の厚さを計測し、その計測結果に応じてコーターロールの高さを調節することにより、コーターロールと基材の間隔を調節して、基材へコーティングされる透明導電膜の膜厚を調節する、
   ことを特徴とする基材への透明導電膜コーティング方法。
9. ドクターロールとドクターブレードの双方又はいずれか一方と、コーターロールと、塗液供給装置を備え、塗液供給装置から供給されてコーターロールにコーティングされる塗液をコーターロールとドクターロール又はドクターブレードとの接触により薄く均し、当該コーターロールの回転により、移送中の基材に前記コーターロール表面の塗液をコーティングする透明導電膜コーティング装置において、
   コーターロールとドクターロールの双方又はいずれか一方が、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであり、
   前記ドクターロール又はドクターブレードはコーターロールと接触して、コーターロールの外周面に塗布される塗液を薄く均すことができ、
   前記塗液は、粘性が小さく、液状であり、水溶性又は有機溶媒可溶性であり、常温で乾燥する性質の液状のコーティング剤に、透明で導電性に優れている透明導電材の一又は二以上が混入されたものであり、
   前記コーターロールの回転により、当該コーターロール表面の前記塗液を、常温、大気圧の環境下において、単葉又は連続である基材に塗布できる、
   ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。
10. 請求項９記載の透明導電膜コーティング装置において、
    コーターロールとドクターロールの双方又は少なくともドクターロールは、ロール表面にμｍ単位の超極細溝で彫刻が施され、その彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜された親水性ＤＬＣ膜付き彫刻ロールである、
    ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。
11. 請求項９又は請求項１０記載の透明導電膜コーティング装置において、
    連続基材を回転自在にセット可能なセット部と、コーティング済みの基材を巻取り可能な巻取り部を備えた、
    ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の透明導電膜コーティング装置において、
    塗料供給装置が塗料冷却機能を備えた、
    ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。
13. 請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の透明導電膜コーティング装置において、
    ドクターロールとコーターロールの双方又はいずれか一方に冷媒通路を設け、冷媒通路を流れる冷媒によりそれらロールを冷却して塗料を冷却できる、
    ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。
14. 請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の透明導電膜コーティング装置において、
    塗液の温度を計測する温度計を設け、その計測結果に基づいて、塗料を冷却できるようにした、
    ことを特徴とする透明導電膜コーティング装置。

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