JP2014046220A - 基材への塗料コーティング方法と塗料コーティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単葉又は連続のガラス製又は樹脂製のフィルム、シート、板の基材の表面に塗料を薄く、均一に、効率良くコーティングできるようにする。
【解決手段】 コーターロールに塗料を供給し、その塗料をコーターロールの回転により、移送中の基材表面にコーティングする方法であり、基材が単葉又は連続であり、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料を薄く均し、コーターロールの外周面に塗布された前記塗料を、コーターロールの回転により、常温、大気圧下において、移送中の前記基材にコーティングする方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、単葉又は連続であり、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、パネル等（これらをまとめて「基材」という。）の表面に、レジスト塗料（機能性レジスト塗料を含む）、導電塗料、絶縁塗料、保護塗料、強化塗料、ＵＶ光遮光塗料、帯電防止塗料、着色塗料、機能性コーティング剤等（これらをまとめて「塗料」という。）を、所望厚、特に、ナノメトール（ｎｍ）単位の薄さでコーティングできる方法と、それに使用されるコーティング装置に関する。

近年、太陽光発電機が広く普及している。太陽光発電機は、東日本大震災発生後は原子力発電機の代替品として注目されている。しかし、現状の太陽光発電機では発電効率や生産性に限界がある。その原因の一つに光／電気変換素子の変換効率の低さがあるが、屋外に設置されている太陽光発電機は常に風雨や砂塵に曝されていることから、太陽光発電機のフロントガラス表面に水垢や砂塵等が堆積して太陽光が遮断されたり、屈折率が大きくなったりして光透過性が劣化することも大きな要因となっている。

フロントガラスの汚れを防止し、光屈折率を小さくして、太陽光を効率良く取り入れるために、従来はフロントガラスの表面に厚さ数１００ｎｍの薄膜で、膜厚が均一である機能性レジスト膜が形成されている。従来の機能性レジスト膜の成膜方法の大部分にはＰＶＤ法（物理的蒸着法）が採用されている。ＰＶＤ法は真空環境内での成膜であるため生産性が著しく劣るという難点があった。

基材に薄膜、特に、ＤＬＣ膜をコーティングする技術が各種開発されている。その一つとして本件出願人の先の特許出願（特許文献１）がある。特許文献１では、ロールへのＤＬＣ膜の成膜方法やＤＬＣ膜を備えたＤＬＣ成膜ロールを開示してある。この他にも、ＤＬＣ膜の成膜方法やＤＬＣ膜を成膜した部材として特許文献２〜８がある。特許文献１〜８のＤＬＣ膜を設けた基材は、耐摩耗性は向上するが、親水性が乏しい（撥水性がある）ため、塗りムラができ易い（塗り厚が不均一になり易い）ため、太陽光発電機のフロントガラス表面へのレジスト膜の成膜に応用しても、フロントガラスの汚れ防止及び屈折率の改善は必ずしも十分ではなかった。

特開２０１０−１８９６９４号公報 特開２００４−３２３９７３号公報 特開平１１−１８１５７２号公報 特開２００３−１４７５２７号公報 特開平１０−２１９４５０号公報 特開平１０−２９７６２号公報 特開２０１０−１３７５４０号公報 特開２０１０−１３７５４３号公報

本発明の課題は、各種分野で使用される基材の表面の保護、汚れ防止、光透過性の向上、導電性の向上、絶縁性の確保等のために、それら基材に各種塗料を均一に、所望厚にコーティングできる方法とその装置を提供することにある。

本発明における基材は、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、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。

［基材への塗料コーティング方法］
本発明の基材への塗料コーティング方法は、コーターロールの外周面に塗布される塗料をドクターロール又はドクターブレードで薄く均し、その塗料を、コーターロールの回転により、移送中の基材表面にコーティングする方法において、基材がガラス、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状、シート状、板状等の平面状であり、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のロールの表面に親水性ＤＬＣ膜（Diamond Like Carbon）が成膜されたものであり、塗料がレジスト塗料、導電塗料、絶縁材料、保護塗料、強化塗料、ＵＶ光遮光塗料、帯電防止塗料、着色塗料、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等の液状（粘性のあるものを含む）等であり、コーターロールの外周面に塗布される塗料を当該コーターロールと接触回転するドクターロールで、又はコーターロールと接触するドクターブレードで薄く均し、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料を、移送中の前記基材にコーティングする方法である。ドクターロールは、ロール表面に彫刻が施された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ってもよい。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。ドクターブレードの場合も、コーターロールとの接触面に彫刻が施され、その表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであってもよい。この場合の彫刻も、前記ドクターロールの彫刻の場合と同様に各種形状、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たものであり、接触面の表面及び彫刻の溝内に前記親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものが望ましい。

前記コーティング方法において、コーターロールの回転方向と基材の移送方向を逆方向とすることができる。

前記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、基材がコーターロールの下を通過する間に１回転以下とすることができる。

前記コーティング方法において、塗料を直に、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。

前記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ドクターロールとコーターロールの間の間隔を調節することにより、又は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コーティング剤の膜厚を調節することをこともできる。

［塗料コーティング装置］
本発明の塗料コーティング装置は、ドクターロールと、コーターロールと、塗料供給装置を備え、塗料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料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料をコーティングする塗料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か一方のロールが、ロール表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものであり、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料を薄く均すことができ、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塗料を、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塗布できるようにしたものである。

前記コーティング装置のドクターロールは、ロール表面に各種形状、模様等がマイクロメータ（μｍ）単位の超極細溝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。ドクターブレードも、コーターロールとの接触面に彫刻が施され、その表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものが望ましい。この場合の彫刻も、前記ドクターロールの彫刻の場合と同様に各種形状、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たものであり、接触面の表面及び彫刻の溝内に前記親水性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のコーターロールは、基材の移送方向と逆方向に回転可能であってもよい。

前記コーティング装置のコーターロールの回転速度は、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、移送される基材がコーターロールを通過する間に１回転以下にするのが望ましい。

前記コーティング装置は、塗料供給装置に塗料冷却機能を設けて塗料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料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。

［基材への塗料コーティング方法の効果］
本発明の基材への塗料コーティング方法は次のような効果がある。
１．常温、大気圧下でコーティングするのでコーティング作業が容易である。
２．塗料が、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機能性コーティング剤の場合は、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前後の機能性膜がコーティングされるため傷付きにくい（耐候性のある）コーティング基材、例えば、太陽光発電機用のパネルが得られる。また、光透過度８０〜９６％程度のコーティング基材が得られるため光透過性がよく、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、屈折率が小さく、太陽光を有効活用できるパネルが得られる。更に、水の接触角３°以下のであ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。
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、塗料、特に、水溶性の塗料がドクターロールに馴染み易く、広がり易くなり、コーターロールがドクターロール又はドクターブレードと接触することにより、コーターロールに塗布される塗料が薄く均一になり、１０ｎｍ〜３００ｎｍと薄い膜が成膜されたコーティング基材が得られる。この場合、ドクターロールとして、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た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ｎｍ単位（１０ｎｍ〜３００ｎｍ）の薄膜を均一厚で成膜し易くなる。ドクターブレードの接触面がマイクロメータ（μｍ）単位の超極細な溝で彫刻が施され、その表面にＤＬＣ膜が成膜されたものである場合も、ＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用する場合と同様に薄膜を均一厚で成膜し易くなる。
４．コーターロールの回転方向を基材の移送方向と逆方向にすれば、塗料を薄くコーティングできる。
５．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、コーティング膜に縞ができず（塗りムラ、厚さムラができず）、均一厚に成膜できる。
６．塗料を冷却すれば、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。
７．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、均一厚の成膜が得られる。
８．従来のスピンコーター法、シャワーコーター法、ディッピング法等の成膜方法に代えて使用することができる。
９．基材の厚さに応じてコーターロールと基材の間隔を調整するので、基材の厚さに応じて成膜厚を調節することができる。

［塗料コーティング装置の効果］
本発明の塗料コーティング装置は次のような効果がある。
１．常温、大気圧の環境下に配置するので作業現場への設置が容易である。また、従来からのＰＶＤ法に比しコーティング設備が簡潔になる。
２．ドクターロールの表面に親水性ＤＬＣが成膜されているので、塗料が、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機能性コーティング剤の場合は、基材に１０ｎｍ〜３００ｎｍのコーティング膜を均一に成膜できる。
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の表面にＤＬＣ膜があるため、ドクターロールの耐摩耗性が向上し、ドクターロールが長持ちする。また、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料温度の上昇が懸念されるが、ドクターロール又はコーターロールの少なくとも一方に親水性ＤＬＣ膜を備えたロールを使用する本発明では、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、塗料の昇温も少ない。
４．ドクターロールが、表面にマイクロメータ（μｍ）単位の超極細な溝が、格子状、ハニカム状、曲線状、斜行線状等の各種形状に設けられた彫刻ロールの場合は、塗料が溝の内部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料が薄く均一化され、１０ｎｍ〜３００ｎｍの薄さのコーティング膜を基材全面に均一に成膜することができる。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。ドクターブレードの接触面がマイクロメータ（μｍ）単位の超極細な溝で彫刻が施され、その表面にＤＬＣ膜が成膜されたものである場合も、ＤＬＣ膜付き彫刻ロールを使用する場合と同様に薄膜を均一厚で成膜し易くなる。
５．コーターロールの回転方向が基材の移送方向と逆方向の場合は、１０ｎｍ〜３００ｎｍの薄膜を容易に成膜できる。
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、コーターロールが基材に１回転以上接触することがないため、成膜に縞ができず（厚さムラができず）、均一厚に成膜できる。
７．冷却機能を備えている場合は、塗料を直に、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料の昇温を防止でき、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。

本発明の塗料コーティング装置の一例を示す説明図。

［基材への塗料コーティング方法及び塗料コーティング装置の実施形態］
本発明の基材への塗料コーティング方法及び塗料コーティング装置は、各種分野で使用される基材にコーティング可能である。

本発明の塗料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で塗料６が塗布されるようにしてある。

本発明の基材への塗料コーティング方法では、前記コーティング装置を使用することができるが、他のコーティング装置でも使用可能である。前記コーティング装置を使用する場合は、そのコーティング装置を常温、大気圧の環境に設置して使用する。

基材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。基材はフィルム、シート、板（パネル）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。

使用する塗料は、成膜後の基材の用途によっても異なるが、汎用のレジスト塗料（機能性レジスト塗料を含む）、導電塗料、絶縁塗料、保護塗料、強化塗料、ＵＶ光遮光塗料、帯電防止塗料、着色塗料等とすることができる。塗料としては機能性コーティング剤を使用することもできる。機能性コーティング剤は水溶性又は有機溶媒可溶性で、粘性が小さいもの、例えば１．３Ｐａ・ｓ以下の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。また、成膜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、機能性コーティング剤の特性が発揮され易くなる。

機能性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。

本発明の基材への塗料コーティング方法では、基材の材質によっても異なるが、例えば、樹脂等の場合は、基材表面にプライマーを塗布してから塗料を成膜することもできる。

塗料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料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。

塗料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、基板への塗料の接触ムラ（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にはロール表面にマイクロメータ（μｍ）単位の超極細溝が格子状、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。

本発明における塗料の粘度（流動性）は外気温に左右され易い。コーターロール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は長時間の連続稼働により熱を帯びる。熱を帯びると塗料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、塗料供給装置（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料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、塗料供給装置７内の塗料６を冷却し、その塗料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、塗料供給装置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、塗料供給装置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）を設け、そのセンサ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膜を成膜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膜の成膜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、コーターロールにはアルミロール、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を使用する場合であるが、本発明で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こともできる。また、ドクターロールとドクターブレードを併用することもできる。

本発明では前記課題を解決できれば、基材は前記した基材以外の分野、形状、材質のものであってもよく、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。塗料も前記した塗料以外のものを使用することができ、ドクターロール、コーターロール、ドクターブレード等も前記実施形態以外のものであってもよい。

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 塗料
７ 塗料供給装置
８ 温度センサ

Claims (13)

1. コーターロールに塗布される塗料（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コーティングする方法において、
   基材が、単葉又は連続のフィルム、シート、板であり、
   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、
   ドクターロールは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料を薄く均し、
   コーターロールの外周面に薄く塗布された前記塗料を、コーターロールの回転により、常温、大気圧下において、移送中の基材にコーティングする、
   ことを特徴とする基材への塗料コーティング方法。
2. 請求項１記載の基材への塗料コーティング方法において、
   ドクターロールが、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た彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたロールである、
   ことを特徴とする基材への塗料コーティング方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の基材への塗料コーティング方法において、
   コーターロールの回転方向と基材の移送方向を逆方向にする、
   ことを特徴とする基材への塗料コーティング方法。
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塗料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塗料コーティング方法。
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塗料コーティング方法において、
   塗料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塗料コーティング方法。
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塗料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ドクターロールとコーターロールの間の間隔を、又は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塗料の膜厚を調節する、
   ことを特徴とする基材への塗料コーティング方法。
7. ドクターロールとコーターロールと塗料供給装置を備え、塗料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料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料をコーティングする塗料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料を薄く均すことができ、
   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塗料を、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、
   ことを特徴とする塗料コーティング装置。
8. 請求項７記載の塗料コーティング装置において、
   ドクターロールはロール表面に、ドクターブレードはコーターロールへの接触面に、マイクロメータ（μｍ）単位の超極細溝で彫刻が施された彫刻ロールの表面に親水性ＤＬＣ膜が成膜されたものである、
   ことを特徴とする塗料コーティング装置。
9. 請求項７又は請求項８記載の塗料コーティング装置において、
   コーターロールが、基材の移送方向と逆方向に回転可能である、
   ことを特徴とする塗料コーティング装置。
10. 請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の塗液コーティング装置において、
    コーターロールの回転速度が、基材がコーターロールを通過する間に１回転以下である、
    ことを特徴とする塗料コーティング装置。
11. 請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の塗料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、
    ことを特徴とする塗料コーティング装置。
12. 請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の塗料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、
    ことを特徴とする塗料コーティング装置。
13. 請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の塗料コーティング装置において、
    塗料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、
    ことを特徴とする塗料コーティング装置。

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