JP2020183564A - 積層フィルムの製造装置、積層フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出し、基材の一面に無機物粒子からなる無機層を形成する際に、均一な無機層を効率的に形成できる積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】積層フィルムの製造装置は、基材１００と、基材１００の一面１００ａに形成された無機層と、を有する積層フィルムの製造装置であって、基材１００の一面１００ａに無機物粒子のエアロゾルを吐出して、無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズル２２を有する成膜手段を備え、複数のノズル２２が、基材１００の一面１００ａに沿って一直線上に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法に関する。

基材の表面に薄膜を形成する方法の１つとしては、エアロゾルデポジション法（Ａｅｒｏｓｏｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ、以下、「ＡＤ法」ということもある。）がある。ＡＤ法は、原料物である粉体を解砕してナノサイズの微粒子とし、この微粒子をエアロゾル化させた後、生成したエアロゾルを窒素等の不活性ガスからなるキャリアガスを用いて、亜音速から超音速程度まで加速させて物理的に基材に吹き付ける方法である。ＡＤ法では、衝撃硬化現象により、原料物と基材、または、原料物同士が強く接合するので、基材の表面に低い温度条件と高い成膜速度で薄膜が形成される。

ＡＤ法には、生産速度が遅いという課題がある。この課題を解決する方法としては、微粒子を吹き付けるノズルを複数用いて、生産速度を上げることが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１５４８０３号公報

しかしながら、単純にノズルを複数用いただけでは、別々のノズルから吐出したエアロゾルが互いに干渉して、均一な薄膜を形成することができなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出して、基材の一面に無機物粒子からなる無機層を形成する際に、均一な無機層を効率的に形成できる積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］基材と、該基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムの製造装置であって、前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出して、前記無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズルを有する成膜手段を備え、前記複数のノズルは、前記基材の一面に沿って一直線上に配置された積層フィルムの製造装置。
［２］前記基材はフィルム基材であり、前記フィルム基材を搬送する搬送手段を有し、前記複数のノズルは、前記フィルム基材の搬送方向に対して平行、垂直または斜めに配置された［１］に記載の積層フィルムの製造装置。
［３］基材と、該基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムの製造方法であって、エアロゾルデポジション法により、前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出し、前記基材の一面に前記無機物粒子からなる無機層を形成する工程を含み、前記無機層を形成する工程において、前記エアロゾルを吐出する複数のノズルを用い、前記複数のノズルを、前記基材の一面に沿って一直線上に配置する積層フィルムの製造方法。
［４］前記基材はフィルム基材であり、前記無機層を形成する工程において、前記フィルム基材を搬送しながら前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出するとともに、前記複数のノズルを、前記フィルム基材の搬送方向に対して平行、垂直または斜めに配置する［３］に記載の積層フィルムの製造方法。

本発明によれば、基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出し、基材の一面に無機物粒子からなる無機層を形成する際に、均一な無機層を効率的に形成できる積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法を提供することができる。

本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段に適用可能な成膜装置の概略構成図である。 本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第１例を示す概略平面図である。 本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第２例を示す概略平面図である。 本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第３例を示す概略平面図である。 実施例において、フィルム基材の搬送方向に対して平行に、４個のノズルを１直線に並べた状態を示す模式図である。 実施例において、無機層を形成した後のフィルム基材の一面を撮影した写真である。 比較例において、フィルム基材の搬送方向に対して平行に、４個のノズルを１直線に並べた状態を示す模式図である。 比較例において、無機層を形成した後のフィルム基材の一面を撮影した写真である。

本発明の積層フィルムの製造装置、積層フィルムの製造方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

［積層フィルムの製造装置］
本実施形態の積層フィルムの製造装置は、基材と、基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムを製造する装置である。本実施形態の積層フィルムの製造装置は、基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出して、無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズルを有する成膜手段を備える。
以下、図１〜図４を参照して、本実施形態の積層フィルムの製造装置を説明する。

図１は、本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段に適用可能な成膜装置の概略構成図である。図２は、本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第１例を示す概略平面図である。図３は、本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第２例を示す概略平面図である。図４は、本実施形態の積層フィルムの製造装置の成膜手段のノズルの配置の第３例を示す概略平面図である。
本実施形態の積層フィルムの製造装置は、成膜手段として、例えば、図１に示す成膜装置１０を備える。

成膜装置１０は、キャリアガス中に分散された無機物粒子をエアロゾル化させるエアロゾル化部と、前記エアロゾルをノズルへ向けて搬送する搬送部と、前記エアロゾルを吹き出すノズルと、が備えられている。

前記エアロゾル化部は、キャリアガスが充填された第一ガスボンベ２５、第一エアロゾル発生器２８を備えている。

成膜装置１０は、搬送管１５を備えている。

ノズル２２は、搬送管１５を介して搬送されたエアロゾルを、成膜室２１内に移送された基材１００の一面１００ａ（成膜面）に吹き付け可能なように、その吐出口が基材１００の一面１００ａに対向して配置されている。

第一ガスボンベ２５には、無機物粒子を分散して第一エアロゾルを発生するとともに、第一エアロゾルを加速させて基材１００に吹き付けるためのキャリアガス（以下、「搬送ガス」という。）が充填されている。
第一ガスボンベ２５には、第一搬送管２６の第一端部が接続されている。第一ガスボンベ２５から供給される搬送ガスは、第一搬送管２６に供給される。

第一搬送管２６には、前段側から順に、マスフロー制御器２７と、第一エアロゾル発生器２８と、必要に応じて解砕器２９および分級器３１を設けてもよい。解砕器２９により、無機物粒子同士が湿気等で付着した状態を解くことができる。また、仮に、解砕器２９を通過した無機物粒子の凝集塊があったとしても、その凝集塊は分級器３１で除くことができる。

マスフロー制御器２７により、第一ガスボンベ２５から第一搬送管２６に供給される搬送ガスの流量を調整することができる。第一エアロゾル発生器２８には、無機物粒子が装填されている。無機物粒子はマスフロー制御器２７から供給された搬送ガス中に分散されて、解砕器２９および分級器３１へ搬送される。分級器３１を経た無機物粒子を含む第一エアロゾルは搬送管１５を経由して成膜装置１０へ搬送される。

ノズル２２は、図示略の開口部が基材１００の一面１００ａに対向するように配置されている。ノズル２２には、搬送管１５の第二端部が接続されている。エアロゾルは、ノズル２２の開口部から基材１００の一面１００ａに向けて噴射される。ノズル２２からエアロゾル化されて噴射される無機物粒子は基材１００の一面１００ａに衝突し、無機物粒子からなる多孔質膜が成膜される。
ノズル２２が複数の場合、搬送管１５からエアロゾルを分岐してもよいし、エアロゾル化部及び搬送部を複数設けてもよい。
成膜室２１は真空ポンプと接続されており、必要に応じて成膜室２１内が減圧される。成膜室２１内の圧力は特に制限されないが、５Ｐａ〜１０００Ｐａに設定することが好ましい。成膜室２１を真空に保つことで、エアロゾルが基材１００に噴射される速度を速くすることができる。

基材１００の素材は、樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）がより好ましい。基材１００が樹脂製であれば、無機層が形成された基材１００を色素増感型太陽電池（以下、「ＤＳＣ」ということもある。）に適用した場合、ＤＳＣの薄型化、軽量化が図れる。加えて、基材１００が樹脂製であれば、ＤＳＣに可撓性を付与しやすい。また、無機層が形成された基材１００をＤＳＣに適用する場合、基材１００の一面１００ａ（成膜面）には導電層が形成されている。

無機物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム等の酸化物、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛、酸化第一銅、三酸化モリブデン、五酸価バナジウム、酸化タングステン等の酸化物、チオシアン酸銅（Ｉ）、ヨウ化銅、二硫化モリブデン、二セレン化モリブデン、硫化銅（Ｉ）等の微粒子が挙げられる。無機層を色素増感型太陽電池に適用する場合、無機物粒子は酸化チタンであることが好ましい。

図２〜図４に示すように、複数のノズル２２は、基材１００の一面１００ａに沿って一直線上に配置されている。基材１００は、例えば、フィルム基材である。本実施形態の積層フィルムの製造装置は、フィルム基材を搬送する搬送手段を有し、複数のノズル２２が、フィルム基材の搬送方向に対して平行（図２参照）、垂直（図３参照）または斜め（図４参照）に一直線上に配置されている。搬送手段としては、基材１００を巻き取りながら搬送するローラー（図示略）を用いることができる。

図２に示すように、複数のノズル２２は、例えば、基材１００の搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して平行に配置されている。また、複数のノズル２２は、図２に示す直線β_１上に配置されている。なお、直線β_１は、搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して平行な直線である。さらに、複数のノズル２２は、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して垂直方向（図２に示す矢印γ_１の方向）に往復移動する。すなわち、複数のノズル２２は、基材１００が図２に示す矢印α_１の方向に搬送されるに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図２に示す矢印γ_１の方向）に往復移動を繰り返す。複数のノズル２２の往復移動は、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

複数のノズル２２は、２個以上であればよく、３個以上であることが好ましい。
ノズル２２同士の間隔は、特に限定されず、基材１００の一面１００ａの幅（図２に示す矢印γ_１の方向の長さ）等に応じて適宜調整される。なお、ノズル２２同士が接するように配置されていてもよい。

複数のノズル２２の開口部からは、基材１００の一面１００ａに向けて同時に、エアロゾル（第二エアロゾル）が噴射される。ノズル２２から噴射されるエアロゾルの速度は、上述のように亜音速から超音速程度（１００ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓ程度）である。
それぞれのノズル２２から噴射したエアロゾルは、基材１００の一面１００ａに衝突して、一部が基材１００の一面１００ａ（あるいは基材１００の一面１００ａの表面に付着した無機物粒子）に付着（結合）する。基材１００の一面１００ａに付着することなく、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルは負圧方向、例えば、基材１００の搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して垂直方向に拡散する。なお、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度は、亜音速以下（１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓ程度）であると考えられる。複数のノズル２２は、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図２に示す矢印γ_１の方向）に往復移動しながら、エアロゾルを噴射する。このとき、ノズル２２が往復移動する速度は、１ｃｍ／ｍｉｎ〜１００ｃｍ／ｍｉｎ程度である。このように、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度とノズル２２が往復移動する速度には、大きな違いがある。したがって、ノズル２２から噴射したエアロゾルが基材１００の一面１００ａで跳ね返り、その拡散が終了してから、エアロゾルが拡散した位置にノズル２２が移動してくると考えられる。例えば、図２に符号２２Ａ_１で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２が図２に符号２２Ｂ_１で示す位置に移動してきた際には、符号２２Ａ_１で示す位置で噴射したエアロゾルの拡散が終了している。よって、図２に符号２２Ｂ_１で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図２に符号２２Ａ_１で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉しない。なお、エアロゾル同士の干渉とは、エアロゾル同士が衝突することである。

図３に示すように、複数のノズル２２は、例えば、基材１００の搬送方向（図３に示す矢印α_２の方向）に対して垂直に配置されている。また、複数のノズル２２は、図３に示す直線β_２上に配置されている。なお、直線β_２は、搬送方向（図３に示す矢印α_２の方向）に対して垂直な直線である。さらに、複数のノズル２２は、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図３に示す矢印α_２の方向）に対して垂直方向（図３に示す矢印γ_２の方向）に往復移動する。すなわち、複数のノズル２２は、基材１００が図３に示す矢印α_２の方向に搬送されるに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図３に示す矢印γ_２の方向）に往復移動を繰り返す。複数のノズル２２の往復移動は、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

複数のノズル２２は、２個以上であればよく、３個以上であることが好ましい。
ノズル２２同士の間隔は、特に限定されず、基材１００の一面１００ａの幅（図３に示す矢印γ_２の方向の長さ）等に応じて適宜調整される。なお、ノズル２２同士が接するように配置されていてもよい。

それぞれのノズル２２から噴射したエアロゾルは、基材１００の一面１００ａに衝突して、一部が基材１００の一面１００ａ（あるいは基材１００の一面１００ａの表面に付着した無機物粒子）に付着（結合）する。基材１００の一面１００ａに付着することなく、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルは負圧方向、例えば、基材１００の搬送方向（図３に示す矢印α_２と平行方向）に拡散する。なお、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度は、亜音速以下（１０ｍ／ｍｉｎ〜１００ｍ／ｍｉｎ程度）であると考えられる。複数のノズル２２は、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図３に示す矢印γ_２の方向）に往復移動しながら、エアロゾルを噴射する。このとき、ノズル２２が往復移動する速度は、１ｃｍ／ｓ〜１００ｃｍ／ｓ程度である。このように、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度とノズル２２が往復移動する速度には、大きな違いがある。したがって、ノズル２２から噴射したエアロゾルが基材１００の一面１００ａで跳ね返り、その拡散が終了してから、エアロゾルが拡散した位置にノズル２２が移動してくると考えられる。例えば、図３に符号２２Ａ_２で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２が図３に符号２２Ｂ_２で示す位置に移動してきた際には、符号２２Ａ_２で示す位置で噴射したエアロゾルの拡散が終了している。よって、図３に符号２２Ｂ_２で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図３に符号２２Ａ_２で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉しない。

図４に示すように、複数のノズル２２は、例えば、基材１００の搬送方向（図４に示す矢印α_３の方向）に対して斜めに配置されている。また、複数のノズル２２は、図４に示す直線β_３上に配置されている。なお、直線β_３は、搬送方向（図４に示す矢印α_３の方向）に対して斜めな直線である。さらに、複数のノズル２２は、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図４に示す矢印α_３の方向）に対して垂直方向（図４に示す矢印γ_３の方向）に往復移動する。すなわち、複数のノズル２２は、基材１００が図４に示す矢印α_３の方向に搬送されるに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図４に示す矢印γ_３の方向）に往復移動を繰り返す。複数のノズル２２の往復移動は、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

複数のノズル２２は、２個以上であればよく、３個以上であることが好ましい。
ノズル２２同士の間隔は、特に限定されず、基材１００の一面１００ａの幅（図４に示す矢印γ_３の方向の長さ）等に応じて適宜調整される。なお、ノズル２２同士が接するように配置されていてもよい。

それぞれのノズル２２から噴射したエアロゾルは、基材１００の一面１００ａに衝突して、一部が基材１００の一面１００ａ（あるいは基材１００の一面１００ａの表面に付着した無機物粒子）に付着（結合）する。基材１００の一面１００ａに付着することなく、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルは負圧方向、例えば、基材１００の搬送方向（図４に示す矢印β_３に対して垂直方向）に拡散する。なお、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度は、亜音速以下（１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓ程度）であると考えられる。複数のノズル２２は、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図４に示す矢印γ_３の方向）に往復移動しながら、エアロゾルを噴射する。このとき、ノズル２２が往復移動する速度は、１ｃｍ／ｍｉｎ〜１００ｃｍ／ｍｉｎ程度である。このように、基材１００の一面１００ａで跳ね返ったエアロゾルの速度とノズル２２が往復移動する速度には、大きな違いがある。したがって、ノズル２２から噴射したエアロゾルが基材１００の一面１００ａで跳ね返り、その拡散が終了してから、エアロゾルが拡散した位置にノズル２２が移動してくると考えられる。例えば、図４に符号２２Ａ_３で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２が図４に符号２２Ｂ_３で示す位置に移動してきた際には、符号２２Ａ_３で示す位置で噴射したエアロゾルの拡散が終了している。よって、図４に符号２２Ｂ_３で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図４に符号２２Ａ_３で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉しない。

このように、複数のノズル２２が、基材１００の搬送方向に対して平行に、かつ一直線上に配置されていれば、複数のノズル２２が基材１００の搬送方向に対して垂直方向に往復移動を繰り返しながら、基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、ノズル２２が異なる位置で噴射したエアロゾル同士が干渉することがない。しがたって、基材１００の一面１００ａにエアロゾルを均一に噴射することができ、その結果、基材１００の一面１００ａに無機物粒子からなる均一な無機層を形成することができる。なお、均一な無機層とは、組成、厚み、嵩密度等が均一な層のことである。

本実施形態の積層フィルムの製造装置は、基材１００の一面１００ａに無機物粒子のエアロゾルを吐出して、無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズル２２を有する成膜装置１０を有するため、基材１００の一面１００ａに、均一な無機層を効率的に形成できる。すなわち、上述のように、複数のノズル２２が基材１００の搬送方向に対して平行に、かつ一直線上に配置され、そのノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを吹き付けることによって、基材１００の一面１００ａに均一な無機層を形成することができる。そのため、無機層を形成した後、無機層の厚みを均一にするための研磨加工等の追加の加工が不要となる。

［積層フィルムの製造方法］
本実施形態の積層フィルムの製造方法は、基材と、基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムを製造する方法である。本実施形態の積層フィルムの製造方法は、エアロゾルデポジション法により、基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出し、基材の一面に無機物粒子からなる無機層を形成する工程（以下、「無機層形成工程」ということもある。）を含む。本実施形態の積層フィルムの製造方法は、無機層形成工程において、エアロゾルを吐出する複数のノズルを用い、複数のノズルを、基材の一面に沿って一直線上に配置する。

本実施形態の積層フィルムの製造方法では、例えば、図１〜図４に示す成膜装置を用いる。
以下、図１〜図４を参照して、本実施形態の積層フィルムの製造方法を説明する。

無機層形成工程では、図２に示すように、複数のノズル２２を、例えば、基材１００の搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して平行に配置する。また、複数のノズル２２を、図２に示す直線β_１上に配置する。さらに、複数のノズル２２を、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図２に示す矢印α_１の方向）に対して垂直方向（図２に示す矢印γ_１の方向）に往復移動させる。すなわち、複数のノズル２２を、基材１００を図２に示す矢印α_１の方向に搬送するに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図２に示す矢印γ_１の方向）に往復移動させる。複数のノズル２２の往復移動を、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

このようにすれば、上述のように、例えば、図２に符号２２Ａ_１で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２を図２に符号２２Ｂ_１で示す位置に移動させて、その位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図２に符号２２Ａ_１で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉することがない。この配置の場合、ノズル間の粉噴射量にばらつきがあったとしても、基材１００の幅方向（図２に示す矢印γ_１の方向）で均一な膜を作製することができる。

無機層形成工程では、図３に示すように、複数のノズル２２を、例えば、基材１００の搬送方向（図３に示す矢印α_２の方向）に対して垂直に配置する。また、複数のノズル２２を、図３に示す直線β_２上に配置する。さらに、複数のノズル２２を、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図３に示す矢印α_２の方向）に対して垂直方向（図３に示す矢印γ_２の方向）に往復移動させる。すなわち、複数のノズル２２を、基材１００を図３に示す矢印α_２の方向に搬送するに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図３に示す矢印γ_２の方向）に往復移動させる。複数のノズル２２の往復移動を、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

このようにすれば、上述のように、例えば、図３に符号２２Ａ_２で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２を図３に符号２２Ｂ_２で示す位置に移動させて、その位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図３に符号２２Ａ_２で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉することがない。この配置の場合、フィルムの幅方向（図３に示す矢印γ_２の方向）で異なる膜厚の膜を同時に作製することができる。

無機層形成工程では、図４に示すように、複数のノズル２２を、例えば、基材１００の搬送方向（図４に示す矢印α_３の方向）に対して斜めに配置する。また、複数のノズル２２を、図４に示す直線β_３上に配置する。さらに、複数のノズル２２を、所定の間隔を保ったまま、同時に、基材１００の搬送方向（図４に示す矢印α_３の方向）に対して垂直方向（図４に示す矢印γ_３の方向）に往復移動する。すなわち、複数のノズル２２を、基材１００を図４に示す矢印α_３の方向に搬送するに伴って、基材１００の搬送方向に対して垂直方向（図４に示す矢印γ_３の方向）に往復移動させる。複数のノズル２２の往復移動を、基材１００の一面１００ａ上にて行う。

このようにすれば、上述のように、例えば、図４に符号２２Ａ_３で示す位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射した後、ノズル２２を図４に符号２２Ｂ_３で示す位置に移動させて、その位置でノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、そのエアロゾルと、図４に符号２２Ａ_３で示す位置で噴射したエアロゾルが干渉することがない。この配置の場合、フィルムの幅方向（図４に示す矢印γ_３の方向）で異なる膜厚の膜を同時に作製することができる。

このように、複数のノズル２２を、基材１００の搬送方向に対して平行に、かつ一直線上に配置すれば、複数のノズル２２を基材１００の搬送方向に対して垂直方向に往復移動しながら、基材１００の一面１００ａにエアロゾルを噴射しても、ノズル２２が異なる位置で噴射したエアロゾル同士が干渉することがない。しがたって、基材１００の一面１００ａにエアロゾルを均一に噴射することができ、その結果、基材１００の一面１００ａに無機物粒子からなる均一な無機層を形成することができる。

本実施形態の積層フィルムの製造方法は、無機層形成工程において、基材１００の一面１００ａに無機物粒子のエアロゾルを吐出して、無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズル２２を用いるため、基材１００の一面１００ａに、均一な無機層を効率的に形成できる。すなわち、上述のように、複数のノズル２２を基材１００の搬送方向に対して平行に、かつ一直線上に配置して、そのノズル２２から基材１００の一面１００ａにエアロゾルを吹き付けることによって、基材１００の一面１００ａに均一な無機層を形成することができる。そのため、無機層を形成した後、無機層の厚みを均一にするための研磨加工等の追加の加工が不要となる。

本発明は、上述の実施形態に限定されない。
複数のノズル２２の数や配置は、複数のノズル２２が、基材１００の一面１００ａに沿って一直線上に配置されていれば、基材１００の一面１００ａの面積等に応じて適宜変更してもよい。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例］
図５に示すように、フィルム基材の搬送方向（図５に示す矢印α_４の方向）に対して平行に、４個のノズルを１直線に並べて、ＡＤ法により、フィルム基材の一面に、無機物粒子のエアロゾルを吐出し、無機層を形成した。このとき、ノズルは、フィルム基材の搬送方向に対して垂直方向に往復移動を繰り返した。フィルム基材の搬送速度を８ｃｍ／ｍｉｎ、ノズル駆動速度を２ｃｍ／ｓｅｃとした。
無機層を形成した後のフィルム基材の一面を撮影した写真を図６に示す。

［比較例］
図７に示すように、フィルム基材の搬送方向（図７に示す矢印α_５の方向）に対して平行に、８個のノズルを２直線に並べて、ＡＤ法により、フィルム基材の一面に、無機物粒子のエアロゾルを吐出し、無機層を形成した。このとき、ノズルは、フィルム基材の搬送方向に対して垂直方向に往復移動を繰り返した。フィルム基材の搬送速度を８ｃｍ／ｍｉｎ、ノズル駆動速度を２ｃｍ／ｓｅｃとした。
無機層を形成した後のフィルム基材の一面を撮影した写真を図８に示す。

［膜厚評価］
実施例および比較例で形成した無機層の膜厚を、株式会社東京精密製の表面粗さ・輪郭形状測定機サーフコム１３０Ａを用いて、以下のようにして測定した。
この測定において、針スイープ速度を０．１５ｍｍ／ｓとした。
無機層とフィルム基材からなる積層体の膜厚Ｔ１を株式会社東京精密製の表面粗さ・輪郭形状測定機サーフコム１３０Ａで測定した。任意の１０点の膜厚Ｔ１を測定し、その平均値をａｖｅ（Ｔ１）とした。フィルム基材の膜厚Ｔ２を表面粗さ・輪郭形状測定機サーフコム１３０Ａで測定した。任意の１０点の膜厚Ｔ２を測定し、その平均値をａｖｅ（Ｔ２）とした。
ａｖｅ（Ｔ１）−ａｖｅ（Ｔ２）を脆性材料膜の厚みとした。
結果を表１に示す。

図６、図８および表１の結果から、ノズルを１直線に並べた実施例では、無機層は均一な膜であった。一方、ノズルを２直線に並べた比較例では、無機層はムラが大きかった。

本発明の積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法は、基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出して、基材の一面に無機物粒子からなる無機層を形成する際に、均一な無機層を効率的に形成できる。そのため、本発明の積層フィルムの製造装置および積層フィルムの製造方法で形成された積層フィルムを色素増感型太陽電池に適用した場合に、色素増感型太陽電池の出力が低下することを抑制できる。

１０ 成膜装置
１５ 搬送管
２１ 成膜室
２２ ノズル
２５ 第一ガスボンベ
２６ 第一搬送管
２７ マスフロー制御器
２８ 第一エアロゾル発生器
２９ 解砕器
３１ 分級器
１００ 基材

Claims (4)

1. 基材と、該基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムの製造装置であって、
   前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出して、前記無機物粒子からなる無機層を形成する複数のノズルを有する成膜手段を備え、
   前記複数のノズルが、前記基材の一面に沿って一直線上に配置された積層フィルムの製造装置。
2. 前記基材はフィルム基材であり、
   前記フィルム基材を搬送する搬送手段を有し、
   前記複数のノズルは、前記フィルム基材の搬送方向に対して平行、垂直または斜めに配置された請求項１に記載の積層フィルムの製造装置。
3. 基材と、該基材の一面に形成された無機層と、を有する積層フィルムの製造方法であって、
   エアロゾルデポジション法により、前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出し、前記基材の一面に前記無機物粒子からなる無機層を形成する工程を含み、
   前記無機層を形成する工程において、前記エアロゾルを吐出する複数のノズルを用い、前記複数のノズルを、前記基材の一面に沿って一直線上に配置する積層フィルムの製造方法。
4. 前記基材はフィルム基材であり、
   前記無機層を形成する工程において、前記フィルム基材を搬送しながら前記基材の一面に無機物粒子のエアロゾルを吐出するとともに、前記複数のノズルを、前記フィルム基材の搬送方向に対して平行、垂直または斜めに配置する請求項３に記載の積層フィルムの製造方法。