(57)【要約】【課題】耐磨耗性および耐久性、耐熱性を向上させることができ、信頼性および寿命の長寿命化を図ることができ、また表面形状も均一かつ薄膜で良好な塗布面が得られることが求められていた。【解決手段】薄膜塗布を行う装置に用いられるワイヤーバーにおいて、母材ロッドに対してワイヤーが巻かれ、かつワイヤーには表面処理が施されていることを特徴としたワイヤーバー、特に表面処理がフラーレンによる表面処理であることを特徴とするワイヤーバー、さらに前記フラーレンによる表面処理が、フラーレン薄膜を真空成膜法を用いて蒸着、その後、光重合させたものであるワイヤーバー、および塗液バット中の塗液をアプリケーターロールにより走行中の帯状支持体に塗布する工程、上記ワイヤーバーにて過剰の塗布液が掻き落とす工程からなる薄膜塗布方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜塗布を行う装置に用いられるワイヤーバーにおいて、母材ロッドに対してワイヤーが巻かれ、かつワイヤーには表面処理が施されていることを特徴としたワイヤーバー。
【請求項２】
前記表面処理がフラーレンによる表面処理であることを特徴とする請求項１記載のワイヤーバー。
【請求項３】
前記フラーレンによる表面処理が、フラーレン薄膜を真空成膜法を用いて蒸着、その後、光重合させたものであることを特徴とする請求項１または２記載のワイヤーバー。
【請求項４】
塗液バット中の塗液をアプリケーターロールにより走行中の帯状支持体に塗布する工程、ワイヤーバーにて過剰の塗布液が掻き落とす工程からなる薄膜塗布方法において、前記ワイヤーバーが請求項１または２または３記載のワイヤーバーであることを特徴とする薄膜塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、耐磨耗性および耐久性、耐熱性に優れ、また表面形状も均一な安定かつ薄膜で良好な塗布面が得られるワイヤーバーおよびそれを用いた薄膜塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラーレンは、炭素原子のみからなる中空状の分子で、ダイヤモンドやグラファイトにはない様々な物理化学的性質、たとえば化学的、熱的に安定で壊れにくく、光エネルギーを吸収しやすく、電子受容性が高いといった性質を示し、フラーレンに光エネルギー、例えば紫外・可視光を照射するとフラーレン分子同士が重合しポリマーを形成することが知られている。
【０００３】
また、フラーレンは代表的な炭素系のナノ材料として多くの分野で活発に研究されており、その一つにフラーレンを用いた様々な薄膜が作製されており、それらの機能・物性に関心が寄せられている。その薄膜作製法としては、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、Ｌａｎｇｍｕｉｒｅ−Ｂｒｏｄｇｅｔｔ法などが知られている。しかし、これらの方法によって成膜されたフラーレン薄膜は、Ｃ６０などのフラーレンがファンデアワールス力という、非常に弱い力で結合しているため、基板からの再離脱やフラーレンが基板上で動き回り構造が乱れるなどの問題がある。
【０００４】
他方、従来より、連続走行している帯状の支持体に塗布する方法として、各種の塗布装置およびその装置を利用して塗布方法が提案されてきた。例えば、ロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、ダイコーター等の塗布装置である。またこれらを組み合わせた塗布方法も知られている。
【０００５】
上記塗布装置を使用した塗布方法の中で、連続的に搬送される帯状支持体に簡便に塗布する方法として、高速・薄膜用として多用されるようになってきたひとつにワイヤーバー塗布装置がある。ワイヤーバー塗布装置は、アプリケーターロールにより帯状支持体に過剰に塗布された塗布液を、細いバーで掻き落とし計量と平滑化を行う方法であり、複雑な塗布装置の設定が必要なく、簡単な塗布方法として広く用いられている。
【０００６】
上記に述べたような装置で用いられるワイヤーバーの構成としては、母材ロッドに対してワイヤーが巻かれている。また、一般に用いられているワイヤーバーでは、外径６〜２５ｍｍのバーの周りに、０．０５〜１．０ｍｍの太さのワイヤーが巻かれており、例えばピアノ線やステンレス線を密に巻いたものである。
【０００７】
一般に塗布膜を薄膜化するときには、ワイヤーの径を細くする方法が取られている。しかしながら、ワイヤー径を細くするには限界があり、また連続塗工しているときに帯状支持体とワイヤーバーの摩擦によりワイヤーが切断してしまうという問題が発生する。そのため、ワイヤーバーの母材ロッドに対して、ワイヤーとワイヤーの溝に径の細い第ニのワイヤーを巻きつけ二重巻きにし、さらに母材ロッドに対して第一のワイヤーと第ニのワイヤーを多条巻きにするという方法もある。
【０００８】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】特開平９−９４５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のワイヤーバーでは、塗布膜を薄膜化するときには、ワイヤーの径を細くする方法が取られている。しかしながら、ワイヤー径を細くするには限界があり、また連続塗工しているときに帯状支持体とワイヤーバーの摩擦や小さなキズ等により、ワイヤーが切断してしまう問題が生じる。そのため、ワイヤーバーの母材ロッドに対して、ワイヤーとワイヤーの溝に径の細い第ニのワイヤーを巻きつけ二重巻きにし、さらに母材ロッドに対して第一のワイヤーと第ニのワイヤーを多条巻きにするという方法もあるが、手間がかかったり、信頼性の乏しいものになってしまう。
【００１０】
また、暖まるとワイヤーが膨張することによりワイヤーの緩みを引き起こし、ワイヤーや空気の膨張で間隙ができ、粗であれば目詰まりの原因にもなりかねない。
【００１１】
本発明の課題は、耐磨耗性および耐久性、耐熱性に優れ、また表面形状も均一な安定かつ薄膜で良好な塗布面が得られるワイヤーバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明においては、薄膜塗布を行う装置に用いられるワイヤーバーにおいて、母材ロッドに対してワイヤーが巻かれ、かつワイヤーには表面処理が施されていることを特徴としたワイヤーバーを提供するものである。
【００１３】
請求項２に係る発明においては、前記表面処理がフラーレンによる表面処理であることを特徴とする請求項１記載のワイヤーバーを提供するものである。
【００１４】
請求項３に係る発明においては、前記フラーレンによる表面処理が、フラーレン薄膜を真空成膜法を用いて蒸着、その後、光重合させたものであることを特徴とする請求項１または２記載のワイヤーバーを提供するものである。
【００１５】
請求項４に係る発明においては、塗液バット中の塗液をアプリケーターロールにより走行中の帯状支持体に塗布する工程、ワイヤーバーにて過剰の塗布液が掻き落とす工程からなる薄膜塗布方法において、前記ワイヤーバーが請求項１または２または３記載のワイヤーバーであることを特徴とする薄膜塗布方法を提供するものである。
【００１６】
この中でも、これまでに知られているフラーレンの薄膜製造法である真空成膜法（たとえば分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等）を用いることにより、ワイヤーバー表面にフラーレンＣ６０を蒸着させ、かつ光重合させることでフラーレン薄膜を成膜することを特徴とするワイヤーバーが好ましいである。
【００１７】
また、上記の方法でワイヤーバー表面にフラーレン薄膜を成膜し、光重合させることで、耐磨耗性および耐久性、耐熱性を持たせたことを特徴とするワイヤーバーが好ましいである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフラーレンを用いたワイヤーバーを用いることにより、耐磨耗性および耐久性、耐熱性を向上させることができ、信頼性および寿命の長寿命化を図ることができ、また表面形状も均一かつ薄膜で良好な塗布面が得られ、ワイヤーバーの性能向上を可能にさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下にこの発明の実施の形態について、図面を参照にして説明する。図１はワイヤーバ
ーを用いた薄膜塗布装置の断面図を示すものである。図１に示すように、塗液バット８中の塗液７をアプリケーターロール２により走行中の帯状支持体１に塗布する。この塗布層４は、ワイヤーバー３にて過剰の塗布液が掻き落とされ、一定量の塗布層を帯状支持体に塗布する。ワイヤーバー３で掻き落とされた過剰塗布液は、塗液バット１０に回収され、再利用される。また６，７、８は押さえロールであり、帯状支持体１をアプリケーターロール２とワイヤーバー３に押さえつける役割を持つ。
【００２０】
図２は、ワイヤーバーの説明断面図である。同図において母材ロッド３ａにワイヤー３ｂが巻かれている状態を表している。そしてワイヤー３には、フラーレン薄膜１１が蒸着している。このワイヤーバー３は、帯状支持体１の走行方向と逆方向に回転していても良く、また同一方向に回転していても良い。
【００２１】
また、アプリケーターロール２の変わりに、ワイヤーバー３を用いて、塗布液をそのまま帯状支持体に塗布することも可能である。
【００２２】
本発明のワイヤーバー３は、ワイヤー３ａにフラーレンＣ６０の薄膜１１が真空成膜法（たとえば分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等）などにより成膜される。このフラーレン薄膜の厚さの範囲は、真空成膜法を用いて、約１〜１００ｎｍである。成膜するための原材料としては、粉末のフラーレンＣ６０を用い、純度は少なくとも９９．０％以上を使用し、９９．９％以上が好ましい。
【００２３】
真空成膜法により作られたフラーレンＣ６０薄膜は、光重合、例えば紫外線や電子線等により３００ｎｍ程度の波長の光を照射すると光エネルギーによって、フラーレン分子間に化学反応を起こし、フラーレン分子同士が重合する。これにより、フラーレン間が網の目のようになり、フラーレンがワイヤー３ａから離脱したりでワイヤー３ａ上で動き回ることなく固定される。
【００２４】
フラーレン薄膜１１を光重合させたことにより、強度が上がり、耐磨耗性および耐久性の向上がはかられるので、細いワイヤー３ａでも、連続塗工しているときに帯状支持体１とワイヤーバー３の摩擦または細かなキズによりワイヤー３ａが切断してしまう問題も減らすことができる。
【００２５】
また、フラーレン薄膜１１を光重合させたことにより、耐熱性もあがるので、暖まることでのワイヤー３ａ膨張による不具合を減らすことができる。
【００２６】
上記のフラーレンによる表面処理は、ワイヤー３ａに表面処理を行ってから、母材ロッドに密着巻きにしても良く、またワイヤーバー３製造後に表面処理を行っても良い。
【００２７】
この場合の膜厚調整（塗布量）については、ワイヤーバーで掻き落とし計量された塗布量に関して、ワイヤー間の隙間部分が塗布量に寄与し、ワイヤー径が細くなると塗布量は少なくなり、径が太くなると塗布量は多くなり、ワイヤーの径と塗布量との間には、ほぼ直線関係がある。ワイヤーバーに巻かれたワイヤーの径は、０．０５〜１ｍｍであり、そのワイヤー間の隙間に塗液が乗り、支持体に転写され、その塗布量としては、ワイヤー径０．０５ｍｍではｗｅｔ２〜２．５ｇ／ｍ2、０．５ｍｍ（２０〜２５ｇ／ｍ2）、１ｍｍ（４０〜５０ｇ／ｍ2）である。
【００２８】
上記以外の塗布量に主に影響を与える要因として、ラインスピードとワイヤーバー上の支持体張力がある。ラインスピードを速くするほど、あるいは支持体張力を低くするほど塗布量は増大する。さらにラインスピードとワイヤーバー速度（逆回転）が等速の場合、速度を速くしても塗布量は一定であり、ワイヤーバー一定でラインスピードを速くすると
塗布量が増加し、ラインスピード一定でワイヤーバー速度を速くすると塗布量は、減少する。他の要因として、アプリケーターロール速度と支持体進入ラップ角（支持体のワイヤーバーへの入射角、図３）も上記ほどではないが影響があり、アプリケーターロール速度を速くするほど（正回転）、あるいは支持体進入ラップ角を小さくするほど塗布量は大きくなる。また、支持体進出ラップ角は、塗布量に影響はないが、支持体への応力を最小にするために、最小にする。
【００２９】
ここで用いる塗液の粘度としては、１〜４００ｍＰａ・ｓで、ラインスピードは１０〜４００ｍ／ｍｉｎで、上記のパラメーターを振ることで、一定の膜厚を出すことが可能で、薄膜で良好な塗布面が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、耐磨耗性および耐久性、耐熱性に優れ、また表面形状も均一な安定かつ薄膜で良好な塗布面が得られるワイヤーバーおよびそれを用いた薄膜塗布方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ワイヤーバー塗布装置の断面図である。
【図２】ワイヤーバーの説明断面図である。
【図３】ラップ角の定義を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…帯状支持体
２…アプリケーターロール
３…ワイヤーバー
３ａ…母材ロッド
３ｂ…ワイヤー
４、５…塗布層
６，７，８…押さえロール
９…塗液
１０…塗液バット
１１…フラーレン薄膜
【図１】
2006068616.tif 000003
【図２】
2006068616.tif 000004
【図３】
2006068616.tif 000005