(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともドクターブレードとピックアップロールと、を備えてなる塗布装置を用いて、
高分子樹脂フィルム表面に、導電性層としての導電性高分子樹脂の水溶液を塗布することで導電性高分子樹脂フィルムを得てなる、導電性高分子樹脂フィルムの製造方法であって、
前記ドクターブレードが、その表面にセラミックコーティングを施されたものであるか、又はプラスチック製のものであって、
前記ピックアップロールが、その表面にクロムメッキを施されたものであって、
前記高分子樹脂フィルムの搬送速度に対する前記ピックアップロールの周速比が５０％以上１５０％以下であること、
を特徴とする、導電性高分子樹脂フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性高分子樹脂フィルムを製造する際に用いる強酸性の水溶液に接する部材の劣化を抑制した製造装置を用いる導電性高分子樹脂フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、飛躍的に普及している液晶表示装置用途やタッチパネル用途における電極として、透明でかつ優れた導電性を有する透明導電性フィルムの要求が高まっている。
【０００３】
この透明導電性フィルム等にみられる、いわゆる導電性高分子樹脂フィルムを製造するにあたっては、一般的にはプラスチックフィルムの表面に対し、導電性を有する導電性高分子樹脂の水溶液を塗布して導電性層を積層し、これを導電性高分子樹脂フィルムとすることが行われている。
【０００４】
この塗布作業は、一般的には、グラビア方式、リバースグラビア方式、等の周知な塗工装置を用いるが、これらの塗工装置を構成するピックアップロールは鋼の表面に硬質クロムメッキを施したものを、ドクターブレードは鋼やステンレス（ＳＵＳ）からなるものを、それぞれ利用している。
【０００５】
しかしこのような従来の装置であれば、導電性高分子樹脂フィルムを製造する際に用いる導電性高分子樹脂の水溶液が一般的に強酸性であることより、導電性高分子に直接触れるドクターブレードやピックアップロールが容易に劣化してしまい問題であった。
【０００６】
つまり、従来のドクターブレードであると、強酸性である導電性高分子樹脂水溶液をフィルム表面に塗布する際に、強酸性である導電性高分子樹脂水溶液がドクターブレードを構成する金属部分を溶融してしまう。その結果、ドクターブレードの構成部材である鋼やステンレスの一部などが不純物イオンとして導電性高分子樹脂水溶液中に溶出してしまい、そのために導電性高分子樹脂の有する導電性が低下してしまう、そしてそのような性能劣化した導電性高分子樹脂水溶液による塗膜を積層しても当初所望していた導電性が得られない、即ち製品の品質劣化を生じることがある、という問題が生じていた。
【０００７】
そこで強酸性の導電性高分子と接しても劣化が生じないような部材を用いることが考えられた。
【０００８】
例えば特許文献１に示される塗工装置では、ピックアップロールの表面にフッ素樹脂加工を施したものを、ドクターブレードとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチックドクターを、それぞれ用いることとして、強酸性在留である導電性高分子から装置を守ることを提案したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０５４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような構成を有する部材を利用した塗工装置であれば、確かにピックアップロールやドクターブレードが強酸性や強アルカリ性の液体と接してもこれらを構成する金属部材部分が溶出し、それが原因となって品質が劣化する速度は従来のものに比して遅くなり、即ち劣化が抑制されるものと思われるが、一方でフッ素樹脂加工されているピックアップロールは一般的に非常に高価なものであるにも関わらず、これの劣化が抑制されるとは言っても結局のところこれは消耗品であり、いずれは定期的な交換を要する部材であることより、フッ素樹脂加工された部材を用いると結局のところコスト抑制が困難になる、という点が問題であった。
【００１１】
そこで本願発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストが高騰しないように配慮しつつ、なおかつ強酸性を有する導電性高分子を利用してもその劣化が抑制される部材を用いた、機能性高分子フィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本願発明の請求項１に記載の発明は、少なくともドクターブレードとピックアップロールと、を備えてなる塗布装置を用いて、高分子樹脂フィルム表面に、導電性層としての導電性高分子樹脂の水溶液を塗布することで導電性高分子樹脂フィルムを得てなる、導電性高分子樹脂フィルムの製造方法であって、前記ドクターブレードが、その表面にセラミックコーティングを施されたものであるか、又はプラスチック製のものであって、前記ピックアップロールが、その表面にクロムメッキを施されたものであって、前記高分子樹脂フィルムの搬送速度に対する前記ピックアップロールの周速比が５０％以上１５０％以下であること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明にかかる機能性高分子樹脂フィルムの製造方法であれば、高分子樹脂フィルム表面に強酸性の機能性高分子樹脂水溶液をウェットコーティングにより塗布積層する装置において用いられるドクターブレードの表面にセラミックコーティングを施したもの、又はプラスチック製のドクターブレードを用いると同時に、ピックアップロールの表面にクロムメッキを施したものを用いるので、従来問題であった不純物としての金属イオンが機能性高分子樹脂水溶液中に溶出することを防ぐことが出来る。同時に製造時におけるフィルム搬送速度に対するピックアップロールの周速比を５０％以上１５０％以下に制限することにより、ピックアップロールとドクターブレードとの物理的接触が低減され、その結果装置における耐熱性を改善することが出来るので、装置の耐久性も向上させることが出来るようになる。これらの効果を生じる装置により機能性高分子樹脂フィルムを製造する方法とすることで、機能性高分子樹脂水溶液中に製造装置由来の不純物である金属イオンが混入することを防止、抑制できるようになり、その結果、所望の性能を維持した機能性高分子樹脂を高分子樹脂フィルム表面に塗布することが出来、即ち設計通りの機能を呈する機能性高分子樹脂フィルムを、性能的に安定した状態で製造することが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。尚、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の形態に限定されるものではないことを断っておく。
【００１５】
（実施の形態１）
本願発明にかかる機能性高分子樹脂フィルム（以下、単に「機能性フィルム」とも言う。）の製造方法（以下単に「製造方法」とも言う。）に関して、第１の実施の形態として説明する。またここでは詳述しないが、本願発明において「機能性」とは「導電性」を指すこととし、さらに理論的に同様であれば導電性以外の機能性付与を目的とした場合であっても以下の製造方法は適用できるものとする。
【００１６】
本実施の形態にかかる製造方法は、少なくともドクターブレードとピックアップロールと、を備えてなる塗布装置を用いて、高分子樹脂フィルム表面に、導電性層としての導電性高分子樹脂水溶液を塗布することで導電性高分子樹脂フィルムを得てなる、導電性高分子樹脂フィルムの製造方法である。そしてドクターブレードが、その表面にセラミックコーティングを施されたものであるか、又はプラスチック製のものであって、またピックアップロールが、その表面にクロムメッキを施されたものであって、さらに高分子樹脂フィルムの搬送速度に対するピックアップロールの周速比が５０％以上１５０％以下であること、を特徴とする製造方法である。
【００１７】
以下、順番に説明をしていく。
まず、一般的な機能性フィルムの製造方法の原理につき簡単に説明をする。
通常、高分子樹脂フィルム表面に液状の物質を塗布、積層しようとする塗工装置には、高分子樹脂フィルムを搬送するバックアップロール、積層しようとする液状の物質をセットしておくコーターパン、コーターパンからバックアップロールに向けて高分子フィルムの表面に積層しようとする物質を搬送するためのピックアップロール、ピックアップロール表面に付着した積層物の厚みを調整するためのドクターブレード、などが備えられている。
【００１８】
この装置を使って、次のようにして高分子樹脂フィルム表面に特定の物質を塗工する。
まず表面に導電性高分子樹脂水溶液を塗布しようとする高分子樹脂フィルムを装置にセットし、バックアップロールに沿わせてこれを搬送する。
【００１９】
一方、コーターパン内に準備されている導電性高分子樹脂水溶液はピックアップロールで汲み上げられ（その結果、ピックアップロール表面に導電性高分子樹脂水溶系による層が形成されている。）、前述の高分子樹脂フィルムを搬送中のバックアップロール部分に伝送する。
【００２０】
そしてピックアップロール表面に付着している導電性高分子樹脂水溶液は、フィルムを搬送中のバックアップロールとが接する部分において高分子樹脂フィルムの表面に塗布、積層される。
【００２１】
その際、塗布された導電性高分子樹脂水溶液の層の厚みを一定とするために、ピックアップロールで汲み上げられピックアップロール表面に形成されている導電性高分子樹脂水溶液の層の厚みを一定の厚みとするように、即ち、必要以上の厚み部分を掻き取るかのごとくドクターブレードがセットされている。
【００２２】
この部分において導電性高分子樹脂水溶液とドクターブレードが接しているが、既に述べたように、一般的に導電性高分子樹脂水溶液は酸性度が高いためこれがドクターブレードと接すると、ドクターブレードを構成する物質が導電性高分子樹脂水溶液中に溶出する現象が確認される。
【００２３】
このような現象が発生すると、準備していたのが本来必要十分な導電性が保証された導電性高分子樹脂であるはずのところ、その水溶液、即ち導電性高分子樹脂水溶液中に異物である金属イオンが溶出物として大量に混入することとなり、その結果当初所望していただけの必要十分な導電性が徐々に低下してしまう。そして高分子樹脂フィルム表面に導電性高分子樹脂水溶液を塗布する段階において既に所望の導電性が低下した状態となってしまっていた。
【００２４】
さらに観察すると、導電性高分子樹脂水溶液が接するもう一つの部材、即ちピックアップロールを構成する物質も、強酸性である導電性高分子樹脂水溶液と常時接してしまうが故に、ピックアップロールを構成する金属が金属イオンとなって導電性高分子樹脂水溶液中に溶出してしまい、やはり導電性高分子樹脂水溶液の有する導電性を喪失する原因となっていた。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、以下のような工夫を施した。
ドクターブレードの表面にセラミックコーティングを施す。又はドクターブレードをプラスチック製のものとする。ピックアップロールの表面にクロムメッキを施した。そして、実際の製造に際しては、高分子樹脂フィルムの搬送速度に対するピックアップロールの周速比が５０％以上１５０％以下であるように調整をすることとした。
【００２６】
以下、順番に説明する。
まずドクターブレードであるが、本実施の形態においてはこれにセラミックコーティングを施している。ここでは炭化珪素（ＳｉＣ）をメッキ、もしくは化学的蒸着方法（ＣＶＤ）によりコーティングしたものを用いることとするが、これ以外にも、例えばダイヤモンドライクカーボンや、窒化チタン、窒化クロムなどをコーティングの材料として利用することも考えられる。
【００２７】
そしてドクターブレードにセラミックコーティングを施すことで、これに強酸性の導電性高分子樹脂水溶液が接してもセラミックが一気にかつ大量に水溶液中に溶出することがないので、水溶液の有している導電性の急激な低下を抑制できるようになる。またプラスチック製とした場合、基本的にこれが導電性高分子樹脂水溶液によって一部が溶解し、導電性高分子樹脂水溶液中に溶出しても、そこには金属イオンの溶出はあり得ないので、結果として導電性高分子樹脂水溶液の有する導電性に何ら影響を与えるものではないことより、セラミックコーティングドクターブレードに変えてプラスチック製ドクターブレードを用いることも、この観点から好適であると言える。
【００２８】
例えば、同一の製造装置であって、しかし一方は本実施の形態にかかるドクターブレード、即ちセラミックコーティングを施されたドクターブレードを用いて、導電性高分子樹脂を高分子樹脂フィルム表面に塗工する作業を実施した場合における、導電性高分子樹脂フィルム中に対する不純物である金属イオンの濃度を測定すると、次の表の通りとなった。尚、製造方法は、用いたドクターブレードが異なるだけでその他の諸条件等は一切同一であるものとした。また、溶出した金属イオンの測定は周知で一般的な蛍光Ｘ線分析装置を用いて分析、測定を行った。（表中「％」は導電性高分子溶液１ｇ／ｃｍ２に対する各金属イオンの％である。）
【００２９】
【表１】
0005596721.tif 000002
【００３０】
この表から判るように、従来用いられるステンレスドクターによる製造を実行した際の導電性高分子樹脂水溶液に対する金属イオンの溶出量よりも、本実施の形態における金属イオンの溶出量は決定的に少ないものである。即ち、本実施の形態におけるドクターブレードを用いた場合の方が、不純物が溶出しない、つまり導電性高分子樹脂水溶液の性能低下を抑制できている、ということが判る。
【００３１】
尚ここでは蛍光Ｘ線による分析方法を用いて検討したが、これ以外にも、イオンクロマトグラフ、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、等を用いた分析方法であっても構わない。
【００３２】
次に、ピックアップロールは、その表面にクロムメッキを施したものを本実施の形態では利用しているが、このメッキ方法は従来周知の手法によるものでよく、例えば無水クロム酸試薬にて電気メッキを行うことにより、ピックアップロールの表面にクロムメッキを施すことが出来るので、本実施の形態でもそのようにしてクロムメッキを施したピックアップロールを用いることとする。
【００３３】
本実施の形態における製造方法では、上述したように、ドクターブレードはセラミックコーティングされたものを用い、またピックアップロールはその表面にクロムメッキを施されたものを用いるが、ここでは高分子樹脂フィルムの搬送速度に対するピックアップロールの周速比が５０％以上１５０％以下であるように、装置を操作する。
【００３４】
発明者はこの周速比が、コーティングにおいて周速比が遅すぎると、即ちそれが５０％未満であると、周速比が遅すぎるためにそもそも均一な膜厚の塗膜を形成することが出来ず、また周速比が１５０％を超えると、いかにコーティングをしてあるとは言え、ピックアップロールとドクターブレードとの接触回数が増えてしまうことより、結果として不純物が導電性高分子樹脂水溶液中に、導電性を劣化させる程に溶出してしまうことを見いだしたものであり、故に周速比の範囲を５０％〜１５０％の範囲としたのである。また同時に、この範囲内とすれば、得られる導電性高分子樹脂フィルムの耐熱性も好適であることを見いだした。
【００３５】
ここで、同一の製造装置を用い、同一の製造方法を実施し、しかし製造装置におけるドクターブレードを本実施の形態にかかるセラミックコーティングを施したものか、従来のステンレス製のものか、のみを変えた状態で、実際に導電性高分子樹脂フィルムを製造し、その耐熱性を調べてみた。
【００３６】
製造方法は上述の通り全く同一であるものとした。また得られた導電性高分子樹脂フィルムに対し、９０℃・２５０時間の耐熱性テストを実施した。具体的にはテスト前とテスト後との抵抗の変化率を測定した。尚、初期抵抗値は３００Ω／□とした。
その結果を次に示す。
【００３７】
【表２】
0005596721.tif 000003
【００３８】
この結果から判るように、従来用いられていたステンレス製ドクターブレードを用いた場合は、周速比をどのように設定しても抵抗変化率は４．５を超えたものとなり、即ち耐熱性に優れたものを得ることが出来なかったのに対し、本実施の形態にかかるセラミックコーティングされたドクターブレードを用いた場合、そしてなおかつ周速比を５０％以上１５０％以下とした場合、いずれの場合も抵抗変化率は２．０を下回ったことより、この場合に得られた導電性高分子樹脂フィルムには耐熱性が備わっていることが判った。
【００３９】
即ち、周速比の範囲を５０％〜１５０％とすることで、より確実に性能低下を抑制できることが判った、と言えるのである。
【００４０】
ちなみに、ドクターブレードの刃の形状によってもドクターブレードがピックアップロールにあたる圧力が変わることが考えられるので、その形状もやはり重要であると言える。
【００４１】
ドクターブレードの刃の形状としては、テーパー＋ラウンド、テーパー＋ベベル、団付き＋ラウンド、団付き＋ベベル、ラウンド、ベベル、リバースアングル、ストレート、等のものが周知であるが、これらの中で言うならば、テーパー＋ラウンド、団付き＋ラウンド、といった、ラウンド形状を複合的に有するものが最も好ましいことを発明者は見いだした。尚、ストレート形状のものは本実施の形態で用いるのに好ましいものとは言えないことも見いだした。
【００４２】
本実施の形態にかかる製造方法をこのようにしたことで、従来に比して、同じ装置を長期間使用しても、得られる製品の機能性の低下が抑制できるようになった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明した導電性高分子樹脂フィルムの製造方法であれば、通常その製造に用い装置におけるピックアップロール及びドクターブレードに対して耐酸性を付与したことにより、従来であれば強酸性である導電性高分子樹脂水溶液に接することで溶融していたこれらの部材も、溶融が抑制されることとなる。その結果、導電性高分子樹脂の本来有している導電性が、それら溶融物の異物混入により性能低下が生じる、という現象を抑制できるようになる。よって、本願発明であれば、従来の製造装置に比して長期間、導電性の性能低下を抑制することが出来るようになる。また本願発明により得られる機能性フィルムは耐熱性を備えたものとすることが出来るようになる。