(57)【要約】  本発明の課題は、剥離放電による膜欠陥が少ない機能性フィルムの製造装置及び製造方法を提供することである。  本発明の機能性フィルムの製造装置は、長尺のフィルムを搬送し、当該フィルム上に機能性層を薄膜として形成する製造装置であって、前記フィルムを搬送する複数のローラーと、前記複数のローラーにより搬送されるフィルム上に機能性層を連続的に形成する成膜部と、前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電する一又は複数の除電装置と、を備えることを特徴とする。
2015037534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のフィルムを搬送し、当該フィルム上に機能性層を薄膜として形成する機能性フィルムの製造装置であって、
前記フィルムを搬送する複数のローラーと、
前記複数のローラーにより搬送されるフィルム上に機能性層を連続的に形成する成膜部と、
前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電する一又は複数の除電装置と、
を備えることを特徴とする機能性フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記複数のローラーが、少なくとも１層の機能性層が既に形成されているフィルムを搬送し、
前記複数のローラーのうち、少なくともローラー表面が前記フィルム上の機能性層と対面するローラーにより送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電するように、前記一又は複数の除電装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の機能性フィルムの製造装置。
【請求項３】
前記除電装置の除電方式が、電気力線放射方式又は紫外光電離方式であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機能性フィルムの製造装置。
【請求項４】
前記複数のローラーが、対向配置された一対のローラーを含み、
前記成膜部が、前記一対のローラー間に機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加して、プラズマを生成させ、当該機能性層の原料成分を前記フィルム上に堆積させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造装置。
【請求項５】
前記機能性層が、ガスバリアー層であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造装置。
【請求項６】
長尺のフィルムを搬送し、当該フィルム上に機能性層を薄膜として形成する機能性フィルムの製造方法であって、
複数のローラーにより前記フィルムを搬送して、当該フィルム上に機能性層を連続的に形成し、前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記複数のローラーにより、少なくとも１層の機能性層が既に形成されているフィルムを搬送し、
前記複数のローラーのうち、少なくともローラー表面が前記フィルム上の機能性層と対面するローラーにより送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することを特徴とする請求項６に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項８】
前記除電時の除電方式が、電気力線放射方式又は紫外光電離方式であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記複数のローラーが、対向配置された一対のローラーを含み、
前記一対のローラー間に機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加して、プラズマを生成させ、当該機能性層の原料成分を前記フィルム上に堆積させることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記機能性層が、ガスバリアー層であることを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の機能性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、機能性フィルムの製造装置及び製造方法に関する。より詳細には、膜欠陥が少ない機能性層を形成可能な機能性フィルムの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム上に機能性層が形成された機能性フィルムが利用されている。
食品、医薬品、電子デバイス等の包装材として用いられているガスバリアー性フィルムも、機能性フィルムの１つである。ガスバリアー性フィルムは、フィルム上に形成されたガスバリアー層が、大気中の水、酸素等のガスを遮蔽して内容物の劣化を防ぐ。
このような機能性フィルムは、生産性の向上を図るため、長尺のフィルムを搬送しながら、連続的に、フィルム上に機能性層を薄膜として形成することにより、製造されている。【０００３】
製造過程においては異常放電が生じることがあり、その対策として除電装置が設置されることがある。
例えば、成膜方法が電子ビームを用いた真空蒸着法である場合、成膜後のフィルムが２次電子によって負に帯電しやすい。この帯電によって、巻取り時に異常放電が生じることがあるため、巻取りの直前の位置に除電装置が配置されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
また、長尺のフィルムをローラーにより搬送する際、ローラーとフィルムが接触すると、ローラーとフィルム間で電荷が少なからず移動し、電気的な偏りが生じて帯電する。この帯電によって、成膜前のフィルム上に異物が付着することを防ぐため、成膜直前の位置に除電装置を配置してフィルムを除電することも行われている（例えば、特許文献２参照。）。【０００５】
しかしながら、異常放電は、フィルムがローラーから剥離した瞬間にも起こり得る。いわゆる剥離放電である。そのため、上記特許文献１及び２のように、成膜直前又は巻き取り直前の位置において除電を行っても、その前後に配置されているローラーによって剥離放電が生じることがあるという問題が判明した。
さらに、フィルムが樹脂製である場合、有機化合物が主成分であり、耐熱性が低いため、剥離放電によって局所的に溶解して、形状が変化することも判明した。このように損傷したフィルム上に機能性層を形成しても、均一に形成することができず、膜欠陥が生じてしまう。
機能性層が既に形成されたフィルムを搬送して、さらに機能性層を積層する場合には、機能性層は薄膜であるがために、剥離放電によって破壊されやすく、やはり膜欠陥となってしまうという問題も判明した。【０００６】
フィルム上に導電性材料を塗布して剥離放電を抑える方法もあるが、フィルムの導電性が高まるために電気が流れやすく、アーク放電が起きやすくなってしまう。局所的に発生するアーク放電に起因して膜欠陥が生じるため、膜欠陥を減らすことはできない。
また、機能性層を形成するためプラズマ放電をする場合、フィルム上に塗布された導電性材料の層においてジュール熱が生じて高温化するため、フィルムが変形するという問題がある。上述のように、変形したフィルム上には均一な機能性層を形成することができず、膜欠陥が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３０１２６０号公報
【特許文献２】特開２０１２−８２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題・状況に鑑みてなされ、その解決課題は、剥離放電による膜欠陥が少ない機能性フィルムの製造装置及び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】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、剥離放電が生じる位置において除電すると、剥離放電による膜欠陥を効果的に減らすことができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。【００１０】
１．長尺のフィルムを搬送し、当該フィルム上に機能性層を薄膜として形成する機能性フィルムの製造装置であって、
前記フィルムを搬送する複数のローラーと、
前記複数のローラーにより搬送されるフィルム上に機能性層を連続的に形成する成膜部と、
前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電する一又は複数の除電装置と、
を備えることを特徴とする機能性フィルムの製造装置。【００１１】
２．前記複数のローラーが、少なくとも１層の機能性層が既に形成されているフィルムを搬送し、
前記複数のローラーのうち、少なくともローラー表面が前記フィルム上の機能性層と対面するローラーにより送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電するように、前記一又は複数の除電装置が配置されていることを特徴とする第１項に記載の機能性フィルムの製造装置。【００１２】
３．前記除電装置の除電方式が、電気力線放射方式又は紫外光電離方式であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の機能性フィルムの製造装置。【００１３】
４．前記複数のローラーが、対向配置された一対のローラーを含み、
前記成膜部が、前記一対のローラー間に機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加して、プラズマを生成させ、当該機能性層の原料成分を前記フィルム上に堆積させることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造装置。【００１４】
５．前記機能性層が、ガスバリアー層であることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造装置。【００１５】
６．長尺のフィルムを搬送し、当該フィルム上に機能性層を薄膜として形成する機能性フィルムの製造方法であって、
複数のローラーにより前記フィルムを搬送して、当該フィルム上に機能性層を連続的に形成し、前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。【００１６】
７．前記複数のローラーにより、少なくとも１層の機能性層が既に形成されているフィルムを搬送し、
前記複数のローラーのうち、少なくともローラー表面が前記フィルム上の機能性層と対面するローラーにより送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することを特徴とする第６項に記載の機能性フィルムの製造方法。【００１７】
８．前記除電時の除電方式が、電気力線放射方式又は紫外光電離方式であることを特徴とする第６項又は第７項に記載の機能性フィルムの製造方法。【００１８】
９．前記複数のローラーが、対向配置された一対のローラーを含み、
前記一対のローラー間に機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加して、プラズマを生成させ、当該機能性層の原料成分を前記フィルム上に堆積させることを特徴とする第６項から第８項までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造方法。【００１９】
１０．前記機能性層が、ガスバリアー層であることを特徴とする第６項から第９項までのいずれか一項に記載の機能性フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の上記手段により、剥離放電による膜欠陥が少ない機能性フィルムの製造装置及び製造方法を提供できる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構は、以下のとおりである。
ローラーによりフィルムが送り出され、ローラーからフィルムが剥離する位置においてフィルムを除電することにより、ローラーからフィルムが剥離する際に生じる剥離放電を抑えることができる。その結果、剥離放電に起因するフィルムの溶融及び機能性層の損傷を抑えることができ、膜欠陥を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に係る機能性フィルムの製造装置の概略構成を示す正面図。
【図２】機能性フィルムの一例としてのガスバリアー性フィルムを示す断面図。
【図３】他の実施の形態に係る機能性フィルムの製造装置の概略構成を示す正面図。
【図４】比較例に係る機能性フィルムの製造装置に配置された除電装置の位置を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の機能性フィルムの製造装置及び製造方法は、複数のローラーにより長尺のフィルムを搬送して、当該フィルム上に機能性層を連続的に形成し、前記複数のローラーのうち、少なくとも１つのローラーにより前記フィルムが送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することを特徴とする。この特徴は請求項１から請求項１０までの各請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
【００２３】
本発明の実施態様としては、少なくとも１層の機能性層が既に形成されているフィルムを搬送する場合、機能性層の損傷を抑える観点から、前記複数のローラーのうち、少なくともローラー表面が前記フィルム上の機能性層と対面するローラーにより送り出されて前記ローラーから前記フィルムが剥離する位置において、前記フィルムを除電することが好ましい。これにより、フィルム上に既に形成されている機能性層の損傷を効果的に抑えることができる。
【００２４】
本発明の実施態様としては、減圧下においても効果的な除電が可能であることから、前記除電時の除電方式が、電気力線放射方式又は紫外光電離方式であることが好ましい。
【００２５】
本発明の機能性フィルムの製造装置及び製造方法は、ローラーにより搬送されるフィルム上に機能性層を連続的に形成できるのであれば、真空蒸着法、マグネトロンスパッター法、イオンプレーティング法、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法等であることができる。
【００２６】
なかでも、一対のローラー間に、機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加してプラズマを生成させ、フィルム上に機能性層の原料成分を堆積させるプラズマＣＶＤ法が、機能性層内における原子の組成比の調整が容易となり、好ましい。
成膜レートを向上させる観点から、一対のローラー間に磁場を形成することがより好ましい。
【００２７】
さらに、対向配置された一対のローラーが、機能性層が形成される面が対向するようにフィルムを搬送する対向ローラー型のプラズマＣＶＤ法が好ましい。対向ローラー型のプラズマＣＶＤ法は、対向する一対のローラー間においてプラズマを生成するため、フィルムが直接プラズマに曝される。剥離による電荷に加え、プラズマによっても電荷を帯びやすくなり、剥離放電が生じやすいため、剥離位置でのフィルムの除電を行うことにより効果的に膜欠陥を減らすことが可能となる。また、搬送方向上流のローラーにより原料成分を堆積させた後、搬送方向下流のローラーにより原料成分をさらに堆積させることができ、成膜レートがさらに向上する。
【００２８】
以下、本発明の機能性フィルムの製造装置及び製造方法の実施の形態として、対向ローラー型のプラズマＣＶＤ法を用いた例を説明する。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００２９】
〔機能性フィルムの製造装置〕
図１は、機能性層を薄膜として形成するために対向ローラー型のプラズマＣＶＤ法を用いた機能性フィルムの製造装置Ａの概略構成を示している。
図１に示すように、機能性フィルムの製造装置Ａは、真空チャンバーａ１、真空ポンプａ２、真空チャンバーａ１内に配置された複数のローラー１１〜１６、成膜部２０及び複数の除電装置３１〜３７を備えて構成されている。
【００３０】
製造装置Ａは、各ローラー１１〜１６により長尺のフィルム１を搬送し、搬送されるフィルム１上に成膜部２０により機能性層を連続的に形成する。
長尺のフィルム１は、機能性フィルムの基板であり、１層以上の機能性層が既に形成されていてもよい。
【００３１】
真空チャンバーａ１は、機能性層の形成時、真空ポンプａ２によって内部の圧力が減圧下に調整される。減圧下とは、真空チャンバーａ１内の圧力が、０．０１〜２０Ｐａの範囲内にあるこという。
【００３２】
ローラー１１は、アンワインダーとも呼ばれ、フィルム１のロール体を巻き出す。
各ローラー１２〜１５は、ガイドローラーとも呼ばれ、巻き出されたフィルム１を成膜部２０へ、成膜部２０からローラー１６へと連続的に搬送する。
ローラー１６は、ワインダーとも呼ばれ、成膜されたフィルム１を巻き取る。
【００３３】
各ローラー１１〜１６としては、従来公知のローラーを使用することができ、例えば金属製又は合金製のローラーを用いることができる。ローラー表面には、コート層が設けられていてもよい。
【００３４】
成膜部２０は、プラズマＣＶＤ法によりフィルム１上に機能性層を薄膜として形成する。
成膜部２０は、図１に示すように、対向配置された一対のローラー２１及び２２と、一対のローラー２１及び２２間に原料ガスを供給するガス供給部２４と、一対のローラー２１及び２２に接続された電源２５と、を備えている。
【００３５】
一対のローラー２１及び２２は、成膜部２０においてフィルム１を搬送するローラーであり、一対の電極としても機能する。
また、各ローラー２１及び２２は、図１に示すように磁場発生装置２３を内蔵している。
磁場発生装置２３は、各ローラー２１及び２２の回転によって回転しないように、各ローラー２１及び２２内に固定されている。磁場発生装置２３としては、通常の永久磁石を用いることが好ましい。
【００３６】
一対のローラー２１及び２２は、電源２５により電圧が印加されると、一対のローラー２１及び２２間に放電空間を形成する。ガス供給部２４により放電空間内に原料ガス及び反応用ガスが供給されると、原料ガスのプラズマが生成され、放電空間に面するフィルム１上に原料成分が堆積する。一対のローラー２１及び２２は、それぞれ内蔵する磁場発生装置２３により磁場を形成しているので、プラズマはこの磁場の磁力線に沿って生成される。すなわち、放電空間における電場と磁場によって、電子が放電空間内に閉じ込められ、高密度のプラズマが生成されるため、成膜レートが向上する。
【００３７】
また、各ローラー２１及び２２は、回転軸が同一平面上において平行となるように対向配置され、機能性層が形成される面が対向するようにフィルムを搬送する。そのため、搬送方向上流のローラー２１によりフィルム１上に機能性層を形成した後、搬送方向下流のローラー２２によりフィルム１上にさらに機能性層を形成することができ、成膜レートをより向上させることができる。
【００３８】
各ローラー２１及び２２は、薄膜を効率良く形成する観点から、直径が同一であることが好ましい。
各ローラー２１及び２２の直径としては、放電条件の最適化、真空チャンバーａ１内のスペース削減等の観点から、直径φが１００〜１０００ｍｍの範囲内であることが好ましく、１００〜７００ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
直径φが１００ｍｍ以上であれば、十分な大きさの放電空間を形成することができ、生産性の低下を防ぐことができる。また、短時間の放電で十分な層厚を得ることができ、放電時にフィルム１に加えられる熱量を抑えて、残留応力を抑えることができる。直径φが１０００ｍｍ以下であれば、放電空間の均一性を維持することができ、装置設計において実用的である。
【００３９】
ガス供給部２４は、一対のローラー２１及び２２間に形成された放電空間に、機能性層の原料ガスを供給する。例えば、ケイ素化合物を酸化させてケイ素酸化物からなるガスバリアー層を形成する場合、ガス供給部２４は、ケイ素化合物のガスと酸素ガスを原料ガスとして供給する。
ガス供給部２４は、必要に応じて、原料ガスの供給にキャリアガスを用いることができ、プラズマの生成を促進するためにプラズマ生成用ガスを供給することもできる。キャリアガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン等の希ガス、窒素ガス等が挙げられ、プラズマ生成用ガスとしては水素等が挙げられる。
【００４０】
電源２５は、一対のローラー２１及び２２に電力を供給する。
電源２５としては、プラズマ生成用として従来公知の電源を用いることができるが、各ローラー２１及び２２の極性を交互に反転させることができる交流電源が、成膜レートを向上させることができ、好ましい。
電源２５が一対のローラー２１及び２２に供給する電力量としては、０．１〜１０．０ｋＷの範囲内とすることができる。０．１ｋＷ以上であれば、パーティクルの発生を抑えることができる。また、１０．０ｋＷ以下であれば、発生する熱量を抑えることができ、温度上昇によるフィルム１の皴の発生を抑えることができる。また、交流電源とする場合、交流の周波数は、５０Ｈｚ〜５００ｋＨｚの範囲内であることが好ましい。
【００４１】
除電装置３１〜３７は、フィルム１が、各ローラー１１〜１５、２１及び２２により送り出され、各ローラー１１〜１５、２１及び２２から剥離する位置において、フィルム１を除電する。
図１には、剥離放電が生じ得るすべてのローラー１１〜１５、２１及び２２に対応して７つの除電装置３１〜３７を備えた例を示している。製造装置Ａは、少なくとも１つのローラーに対して除電装置が設けられるのであれば、各ローラー１１〜１５、２１及び２２のうちの一部に対応して、除電装置３１〜３７のうちの一部のみ備えることもできる。
【００４２】
フィルム１上に１層以上の機能性層が既に設けられている場合、複数のローラー１１〜１５、２１及び２２のうち、少なくともローラー１１、１３及び１４に対応して配置された３つの除電装置３１、３４及び３５を備えることが好ましい。
ローラー１１、１３及び１４は、ローラー表面がフィルム１上の機能性層と対面するローラーであり、剥離放電が生じると機能性層が損傷しやすい。よって、少なくともローラー１１、１３及び１４により送り出され、剥離する位置において除電し、機能性層の損傷を抑えることが好ましい。なかでも、ローラー１１はフィルム１が最初に剥離するローラーであり、電荷を帯びて最も剥離放電が生じやすいため、ローラー１１から剥離する位置においてフィルム１の除電を行う除電装置３１を備えることがより好ましい。
【００４３】
各除電装置３１〜３７の除電方式としては、電気力線放射方式、紫外光電離方式、Ｘ線電離方式、コロナ放電方式、自己放電式等を用いることができる。なかでも、送風が不要な電気力線放射線方式又は紫外光電離方式が、減圧下においても効果的な除電が可能であることから、好ましい。
【００４４】
電気力線放射方式は、電源により放電電極に高電圧を印加して、帯電体に向けて電気力線を放射することにより、帯電体を除電する。電気力線放射方式の場合、除電装置３１〜３７として、例えば特開２００１−１４８２９７号公報等に記載の除電装置を用いることができる。
【００４５】
紫外光電離方式は、重水素ランプ等の光源によりイオン化用のガスに紫外光を照射し、生成されたイオンにより帯電体を除電する。紫外光電離方式の場合、除電装置３１〜３７として、例えば特開２００７−１２４６７号公報等に記載の除電装置を用いることができる。
【００４６】
Ｘ線電離方式は、Ｘ線管により軟Ｘ線を照射して生成されたイオンにより、帯電体を除電する。
【００４７】
コロナ放電方式は、針状の放電電極と対向電極間に交流電圧を印加し、放電電極の尖端部にコロナ放電を生じさせて生成されたイオンにより、帯電体を除電する。
【００４８】
自己放電方式は、針状の放電電極を帯電体に近接させることにより、電極先端部にコロナ放電を生じさせ、帯電体を除電する。自己放電方式の除電装置３１〜３７としては、ステンレス、カーボン等の繊維束が用いられた除電紐等を用いることができる。
【００４９】
除電装置３１〜３７は、剥離放電を効果的に抑える観点から、各ローラー１１〜１５、２１及び２２によりフィルム１が送り出されて各ローラー１１〜１５、２１及び２２からフィルム１が剥離する位置から１５０ｍｍ以内の範囲に設置されていることが好ましい。
【００５０】
上記製造装置Ａは、機能性層を形成後、各ローラー１１〜１６、２１及び２２の回転方向を逆転させて、フィルム１の搬送方向を逆方向とし、機能性層をさらに形成して１層以上の機能性層をフィルム１上に形成することができる。
【００５１】
〔機能性フィルムの製造方法〕
次に、上記製造装置Ａによる機能性フィルムの製造方法の詳細を説明する。
【００５２】
最初に、フィルム１のロール体をローラー１１にセットする。ローラー１１からフィルム１を一部巻き出して各ローラー１２〜１５、２１及び２２に架け渡し、ローラー１６により巻き取る。
【００５３】
その後、真空ポンプａ２により排気を行い、真空チャンバーａ１内を減圧する。
十分に減圧されると、各ローラー１１〜１６、２１及び２２により、フィルム１の搬送を開始する。
【００５４】
フィルム１の搬送速度（ライン速度ともいう。）は、原料ガスの種類や真空チャンバーａ１内の圧力等に応じて適宜調整することができる。
フィルム１の搬送速度は、実用的には０．２５〜１００ｍ／ｍｉｎの範囲内であり、０．５〜３０ｍ／ｍｉｎの範囲内とすることが好ましい。０．２５ｍ／ｍｉｎ以上であれば、熱に起因してフィルム１に皺が生じることを防止でき、１００ｍ／ｍｉｎ以下であれば、形成する機能性層の厚さを所望の範囲内とすることが容易になる。
生産性向上の観点からは、搬送速度は５ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、１０ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。搬送速度が高速化するほど剥離放電が生じやすく、除電の必要性が高まる。
【００５５】
フィルム１の搬送を開始すると、成膜部２０が一対のローラー２１及び２２間に機能性層の原料ガスを供給するとともに電圧を印加し、プラズマを生成させる。原料ガスは、必要に応じて、原料ガスを搬送するためのキャリアガス、プラズマ放電用ガス等とともに供給され得る。これにより、ローラー２１により搬送される際、フィルム１の表面上に機能性層の原料成分が堆積される。フィルム１は、ローラー１３及び１４により順次搬送され、ローラー２２により搬送される際、さらに機能性層の原料成分が堆積されて、機能性層が薄膜として形成される。
機能性層が形成されたフィルム１は、ローラー１５により搬送されて、ローラー１６により巻き取られる。
【００５６】
フィルム１の搬送中、フィルム１が各ローラー１１〜１５、２１及び２２により送り出されて各ローラー１１〜１５、２１及び２２からフィルム１が剥離する位置において、除電装置３１〜３７がフィルム１を除電する。除電により、各ローラー１１〜１５、２１及び２２との接触によって帯電したフィルム１が、各ローラー１１〜１５、２１及び２２から剥離する際に生じる剥離放電を抑えることができ、剥離放電に起因する膜欠陥を減らすことができる。
【００５７】
１層以上の機能性層が既に設けられたフィルム１上にさらに機能性層を形成する場合も、同様の手順で機能性層を形成することができる。
フィルム１の搬送方向を逆にしてさらに機能性層を形成する場合も、ローラー１１〜１６、２１及び２２による搬送順が逆になり、ローラー２２により原料成分が堆積された後、ローラー２１によりさらに堆積される以外は、同様の手順とすることができる。
【００５８】
上記製造装置Ａにより製造することができる機能性フィルムとしては、ガスバリアー層が形成されたガスバリアー性フィルムの他、絶縁層が形成された絶縁性フィルム、基板に対して屈折率差を有する薄膜が積層された反射フィルム等が挙げられる。なかでも、ガスバリアー層は、膜欠陥が多いと当該膜欠陥を通して水、酸素等のガスが浸透し、ガスバリアー性能が著しく低下するため、膜欠陥が少ない製造装置Ａは、ガスバリアー性フィルムの形成に好適である。
以下、機能性フィルムの一例として、ガスバリアー性フィルムについて説明する。
【００５９】
〔ガスバリアー性フィルム〕
図２は、ガスバリアー性フィルムＦの概略構成を示している。
ガスバリアー性フィルムＦは、図２に示すように、フィルム１と、当該フィルム１上に形成されたガスバリアー層２とを備えて構成されている。
【００６０】
（フィルム）
フィルム１は、可撓性を有する基板である。
フィルム１としては、フィルム状に成形された樹脂、ガラス、金属等を用いることができる。なかでも、樹脂が好ましく、透明性が高い樹脂であることが好ましい。樹脂の透明性が高く、フィルム１の透明性が高いと、透明性が高いガスバリアー性フィルムＦを得ることができ、有機ＥＬ（Electro luminescence）素子等の電子デバイスに好ましく用いることができる。
【００６１】
フィルム１として用いることができる樹脂としては、例えばメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリスチレン（ＰＳ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド等が挙げられる。なかでも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が、コスト及び入手の容易性から好ましい。
フィルム１は、上記樹脂が２以上積層された積層フィルムであってもよい。
【００６２】
樹脂製のフィルム１は、従来公知の一般的な製造方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押出機により溶融し、環状ダイ又はＴダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の樹脂基材を製造することができる。また、材料となる樹脂を溶剤に溶解し、無端の金属樹脂支持体上に流延（キャスト）して乾燥、剥離することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸フィルムを、フィルム１として得ることができる。
【００６３】
上記未延伸フィルムを、フィルムの搬送（ＭＤ：Machine Direction）方向又は搬送方向と直交する幅（ＴＤ：Transverse Direction）方向に延伸し、得られた延伸フィルムをフィルム１とすることもできる。延伸方法としては、一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の方法が挙げられる。延伸倍率は、原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、搬送方向及び幅方向ともに、それぞれ２〜１０倍の範囲内が好ましい。
【００６４】
フィルム１は、上述した未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。強度向上及び熱膨張抑制の点からは延伸フィルムが好ましい。延伸によってフィルム１の位相差等の光学的な機能を調整できるので、調整が必要な場合は延伸フィルムを用いることが好ましい。
【００６５】
フィルム１は、寸法安定性を得るため、弛緩処理、オフライン熱処理等が施されていてもよい。
弛緩処理は、延伸工程において熱固定した後、幅方向へ延伸するテンター内、又はテンターを出た後の巻取りまでの工程で行われることが好ましい。弛緩処理は、処理温度が８０〜２００℃の範囲内で行われることが好ましく、１００〜１８０℃の範囲内で行われることがより好ましい。
オフライン熱処理の方法としては、特に限定されないが、例えば複数のローラー群によるローラー搬送方法、空気をフィルムに吹き付けて浮揚させるエアー搬送等により搬送させる方法（具体的には、複数のスリットから加熱空気をフィルム面の片面又は両面に吹き付ける方法）、赤外線ヒーター等による輻射熱を利用する方法、フィルムを自重で垂れ下がらせ、下方で巻き取る等の搬送方法等を挙げることができる。熱処理の搬送張力は、できるだけ低くして熱収縮を促進することで、良好な寸法安定性が得られる。処理温度としては（Ｔｇ＋５０）〜（Ｔｇ＋１５０）℃の温度範囲が好ましい。ここでいうＴｇとは、フィルム１のガラス転移温度をいう。
【００６６】
フィルム１は、厚さが５〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、２５〜２５０μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００６７】
フィルム１は、フィルム１上に形成されるガスバリアー層２との密着性を高めるため、表面上にクリアハードコート層が形成されていてもよい。
クリアハードコート層としては、熱硬化型樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂硬化型樹脂等の硬化性樹脂を用いることができる。なかでも、成形が容易なことから、活性エネルギー線硬化型樹脂が好ましい。
【００６８】
熱硬化型樹脂としては、特に制限はなく、例えばエポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ビニルベンジル樹脂等の種々の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００６９】
エポキシ樹脂としては、平均して１分子当り２個以上のエポキシ基を有するものであればよく、具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂（具体的には、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、ジグリシジルトルイジン、ジグリシジルアニリン等）、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のグリシジルエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、これらエポキシ樹脂のアルキル置換体、ハロゲン化物又は水素添加物等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００７０】
活性エネルギー線硬化型樹脂は、紫外線、電子線等の活性線の照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂である。
活性エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等が代表的なものとして挙げられ、なかでも紫外線硬化型樹脂が好ましい。
【００７１】
紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００７２】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー又はプレポリマーを反応させて得られた生成物に、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシ基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって、容易に得ることができる。例えば、特開昭５９−１５１１１０号に記載の樹脂を用いることができる。
【００７３】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成される樹脂を挙げることができる。例えば、特開昭５９−１５１１１２号に記載の樹脂を用いることができる。
【００７４】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させて生成する樹脂を挙げることができ、特開平１−１０５７３８号に記載の樹脂を用いることができる。
【００７５】
紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂としては、例えば多官能アクリレート樹脂等が挙げられる。ここで、多官能アクリレート樹脂とは、分子中に２個以上のアクリロイルオキシ基又はメタクロイルオキシ基を有する化合物である。
【００７６】
多官能アクリレート樹脂のモノマーとしては、例えばエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、グリセリントリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ペンタグリセロールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセリントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等が挙げられる。これらの化合物は、それぞれ単独又は２種以上を混合して用いられる。また、上記モノマーの２量体、３量体等のオリゴマーであってもよい。
【００７７】
使用可能な紫外線硬化型樹脂の市販品としては、例えばアデカオプトマーＫＲ・ＢＹシリーズ：ＫＲ−４００、ＫＲ−４１０、ＫＲ−５５０、ＫＲ−５６６、ＫＲ−５６７、ＢＹ−３２０Ｂ（以上、旭電化社製）；コーエイハードＡ−１０１−ＫＫ、Ａ−１０１−ＷＳ、Ｃ−３０２、Ｃ−４０１−Ｎ、Ｃ−５０１、Ｍ−１０１、Ｍ−１０２、Ｔ−１０２、Ｄ−１０２、ＮＳ−１０１、ＦＴ−１０２Ｑ８、ＭＡＧ−１−Ｐ２０、ＡＧ−１０６、Ｍ−１０１−Ｃ（以上、広栄化学社製）；セイカビームＰＨＣ２２１０（Ｓ）、ＰＨＣ Ｘ−９（Ｋ−３）、ＰＨＣ２２１３、ＤＰ−１０、ＤＰ−２０、ＤＰ−３０、Ｐ１０００、Ｐ１１００、Ｐ１２００、Ｐ１３００、Ｐ１４００、Ｐ１５００、Ｐ１６００、ＳＣＲ９００（以上、大日精化工業社製）；ＫＲＭ７０３３、ＫＲＭ７０３９、ＫＲＭ７１３０、ＫＲＭ７１３１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０２（以上、ダイセル・ユーシービー社製）；ＲＣ−５０１５、ＲＣ−５０１６、ＲＣ−５０２０、ＲＣ−５０３１、ＲＣ−５１００、ＲＣ−５１０２、ＲＣ−５１２０、ＲＣ−５１２２、ＲＣ−５１５２、ＲＣ−５１７１、ＲＣ−５１８０、ＲＣ−５１８１（以上、ＤＩＣ社製）；オーレックスＮｏ．３４０クリヤ（以上、中国塗料社製）；サンラッドＨ−６０１、ＲＣ−７５０、ＲＣ−７００、ＲＣ−６００、ＲＣ−５００、ＲＣ−６１１、ＲＣ−６１２（以上、三洋化成工業社製）；ＳＰ−１５０９、ＳＰ−１５０７（以上、昭和高分子社製）；ＲＣＣ−１５Ｃ（グレース・ジャパン社製）、アロニックスＭ−６１００、Ｍ−８０３０、Ｍ−８０６０（以上、東亞合成社製）、紫光ＵＶ−１７００Ｂ（日本合成化学社製）等が挙げられる。
【００７８】
紫外線硬化型樹脂は、硬化を促進するために、光重合開始剤とともに用いられることが好ましい。
光重合開始剤としては、光照射によりカチオン重合を開始させるルイス酸を放出するオニウム塩の複塩の一群が特に好ましい。
【００７９】
このようなオニウム塩としては、特に、芳香族オニウム塩をカチオン重合開始剤として使用するのが特に有効であり、なかでも特開昭５０−１５１９９６号、同５０−１５８６８０号等に記載の芳香族ハロニウム塩、特開昭５０−１５１９９７号、同５２−３０８９９号、同５９−５５４２０号、同５５−１２５１０５号等に記載のＶＩＡ族芳香族オニウム塩、特開昭５６−８４２８号、同５６−１４９４０２号、同５７−１９２４２９号等に記載のオキソスルホニウム塩、特公昭４９−１７０４０号等に記載の芳香族ジアゾニウム塩、米国特許第４，１３９，６５５号等に記載のチオピリリウム塩等が好ましい。また、アルミニウム錯体、光分解性ケイ素化合物系重合開始剤等を挙げることができる。上記カチオン重合開始剤と、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロピルエーテル、チオキサントン等の光増感剤を併用することができる。
光重合開始剤の使用量は、紫外線硬化型樹脂に対して２〜３０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００８０】
クリアハードコート層は、フィルム１との密着性を向上させるため、フィルム１表面に真空紫外線を照射するか、コロナ放電によって表面処理した後、クリアハードコート層の塗布液を塗布して硬化させることにより、形成することができる。
塗布方法としては、グラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター等を用いた塗布法、インクジェット法等のウェットプロセスを用いることができる。
クリアハードコート層の塗布液は、ウェット膜厚として０．１〜４０．０μｍの範囲内で塗布することが適当であり、好ましくは０．５〜３０．０μｍの範囲内である。また、乾燥後の層厚としては、０．１〜３０．０μｍの範囲内が好ましく、より好ましくは１〜１０μｍの範囲内である。
【００８１】
紫外線硬化型樹脂の硬化時に用いる光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性エネルギー線の照射量は、好ましくは５〜１００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内であり、特に好ましくは２０〜８０ｍＪ／ｃｍ2の範囲内である。
【００８２】
（ガスバリアー層）
ガスバリアー層２は、ガスバリアー性を有する。
具体的には、ガスバリアー層２は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４時間）以下のガスバリアー性を示すことが好ましい。また、ＪＩＳ−Ｋ−７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４時間・ａｔｍ）以下であり、水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４時間）以下であるガスバリアー性を示すことが好ましい。
【００８３】
ガスバリアー層２の材料としては、ガスバリアー性フィルムＦが用いられた電子デバイスの性能劣化をもたらす水、酸素等のガスの浸入を抑制する機能を有する材料であればよい。ガスバリアー層２の材料としては、例えば酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機ケイ素化合物、有機ケイ素化合物等を用いることができる。
【００８４】
なかでも、ガスバリアー層２は、有機ケイ素化合物が気化されたガスを酸化又は窒化させて形成されていることが好ましい。
有機ケイ素化合物としては、例えばヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。なかでも、取扱いを容易とし、優れたガスバリアー性を得る観点から、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。
これらの有機ケイ素化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８５】
例えば、原料ガスとして、ヘキサメチルジシロキサン（有機ケイ素化合物：ＨＭＤＳＯ：（ＣＨ３）６Ｓｉ２Ｏ）及び酸素（Ｏ２）を用いた場合、一対のローラー２１及び２２によって形成された放電領域では下記の反応式に示す反応が起こり、二酸化ケイ素が生成される。
（ＣＨ３）６Ｓｉ２Ｏ＋１２Ｏ２→６ＣＯ２＋９Ｈ２Ｏ＋２ＳｉＯ２
【００８６】
上記反応において、ヘキサメチルジシロキサン１モルを完全酸化するのに必要な酸素量は１２モルである。ここで、酸素ガスのガス流量を、完全酸化に必要な酸素のモル数以下のガス流量に制御して、非完全反応を遂行させると、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子をガスバリアー層２中に取り込むことができる。これにより、ガスバリアー層２中の原子組成比を調整することが可能となる。
【００８７】
〔他の実施の形態〕
上述したプラズマＣＶＤ法以外の成膜方法であっても、製造装置Ａと同様にして除電装置を設けることにより、剥離放電による膜欠陥を減らすことが可能である。
【００８８】
図３は、マグネトロンスパッター法を用いた場合の機能性フィルムの製造装置Ｂの概略構成を示している。
図３に示すように、製造装置Ｂは、複数のローラー１１〜１６、除電装置３４及び３５、成膜部４を備えて構成されている。なお、製造装置Ｂにおいて、製造装置Ａと同じ構成部分には、同じ符号を付している。
【００８９】
成膜部４は、マグネトロンスパッター法により機能性層を薄膜として形成する。成膜部４は、図３に示すように、ローラー４１、マグネットを内蔵するカソード４２、ガス供給部４３等を備えて構成されている。
ローラー４１は、フィルム１を搬送するローラーであり、ヒーターを内蔵してフィルム１を加熱する。
カソード４２は、ローラー４１の周面に対向する位置に配置され、図示しないホルダーによりターゲットＴが取り付けられている。
【００９０】
成膜部４は、ローラー４１により搬送されるフィルム１と、ターゲットＴとして配置された機能性層の原料タブレットとの間に、ガス供給部４３により、酸素等の原料ガスとアルゴンガス等の不活性ガスとを供給する。また、成膜部４は、ローラー４１によりフィルム１を加熱し、図示しない電源によりカソード４２に電圧を印加する。これにより、アルゴンイオンが生成され、生成されたアルゴンイオンの衝突によって飛び出したターゲットＴがフィルム１上に堆積し、酸素等の原料ガスと反応して機能性層が形成される。
【００９１】
除電装置３４及び３５は、それぞれローラー１３及び１４によりフィルム１が送り出され、剥離する位置において、フィルム１を除電する。これにより、剥離放電を抑え、剥離放電に起因する機能性層の膜欠陥を減らす。
なお、図３には、機能性層が既に形成されているフィルム１の除電に好ましい配置例として、除電装置３４及び３５のみの配置例を示したが、製造装置Ａと同様に、剥離放電が生じ得るすべてのローラー１１〜１５及び４１に対応して、６つの除電装置を配置することもできる。
【００９２】
他の成膜方法、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法等の場合も、成膜部４の構成がそれぞれの成膜方法に応じた構成となるのみで、製造装置Ａ又は製造装置Ｂと同様にして一又は複数の除電装置を配置することにより、膜欠陥を減らすことができる。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示が用いられるが、特に断りが無い限り「質量部」又は「質量％」を表す。【００９４】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ０〕
図１に示す製造装置Ａと同様の構成の機能性フィルムの製造装置Ｋ０を作製した。製造装置Ｋ０には、電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕ（クリーンテクノス社製）を用いた。【００９５】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ１〕
図１に示す製造装置Ａの各除電装置３１〜３７のうち、ローラー１１に対応する除電装置３１のみを配置したこと以外は、製造装置Ａと同様の構成の機能性フィルムの製造装置Ｋ１を作製した。製造装置Ｋ１には、電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕを用いた。【００９６】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ２〕
図１に示す製造装置Ａの各除電装置３１〜３７のうち、ローラー１１、１３及び１４に対応する除電装置３１、３３及び３４のみを配置したこと以外は、製造装置Ａと同様の構成の機能性フィルムの製造装置Ｋ２を作製した。製造装置Ｋ２には、製造装置Ｋ１と同じ電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕを用いた。【００９７】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ３〕
上記製造装置Ｋ２に用いられた電気力線放射方式の除電装置を、紫外光電離方式の除電装置Ｌ１０７０６（浜松ホトニクス社製）に変更したこと以外は、製造装置Ｋ２と同様の構成の機能性フィルムの製造装置Ｋ３を作製した。【００９８】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ４〕
マグネトロンスパッター法を用いた製造装置として、図３に示す製造装置Ｂと同様の構成の機能性フィルムの製造装置Ｋ４を作製し、ローラー１１に対応する除電装置を追加して、製造装置Ｋ２と同様にローラー１１、１３及び１４に対応する３つの除電装置を配置した。製造装置Ｋ４には、製造装置Ｋ１と同じ電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕを用いた。【００９９】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ５〕
上記製造装置Ｋ１に設置された除電装置をすべて取り外し、機能性フィルムの製造装置Ｋ５とした。【０１００】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ６〕
上記製造装置Ｋ４に設置された除電装置をすべて取り外し、機能性フィルムの製造装置Ｋ６とした。【０１０１】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ７〕
上記製造装置Ｋ１に設置された除電装置をすべて取り外し、成膜直前の位置に除電装置を配置したこと以外は、製造装置Ｋ１と同様の構成の製造装置Ｋ７を作製した。図４における除電装置Ｘ１は、製造装置Ｋ７に配置された除電装置の配置位置を示している。製造装置Ｋ７の除電装置として、製造装置Ｋ１と同じ電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕを用い、ガスバリアー層が形成されるフィルムの面と反対側の面に対向するように配置した。【０１０２】
〔機能性フィルムの製造装置Ｋ８〕
上記製造装置Ｋ１に設置された除電装置をすべて取り外し、巻き取り直前の位置に除電装置を配置したこと以外は、製造装置Ｋ１と同様の構成の製造装置Ｋ８を作製した。図４における除電装置Ｘ２は、製造装置Ｋ８に配置された除電装置の配置位置を示している。製造装置Ｋ８の除電装置として、製造装置Ｋ１と同じ電気力線放射方式の除電装置ＥＳＴ−Ｕを用い、ガスバリアー層が形成されるフィルムの面と反対側の面に対向するように配置した。【０１０３】
〔ガスバリアー性フィルム１〕
基板として、透明な２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムＫＥＬ８６Ｗ（帝人デュポンフィルム社製、長さ１００ｍ、幅０．３５ｍ、厚さ１２５μｍ）を準備した。
このフィルムの表面に、コロナ放電装置ＡＧＩ−０８０（春日電機社製）を用いてコロナ処理を施した。コロナ処理時、コロナ放電装置の放電電極とフィルムの表面との間隙を１ｍｍに設定し、処理出力を６００ｍＷ／ｃｍ２の条件として、１０秒間のコロナ放電を行った。【０１０４】
フィルムのコロナ処理された面に、ポリウレタンアクリレート及びアクリル酸エステルを主成分とした紫外線硬化型樹脂含有塗布液（紫光ＵＶ−１７００Ｂ、日本合成化学社製）を、湿式コーターを用いて、乾燥後の膜厚が４μｍになるように塗布した。塗布後、８０℃で３分間の乾燥を行った。乾燥した塗膜に、大気下で高圧水銀ランプを使用して１．０Ｊ／ｃｍ２の活性線を照射して硬化させ、クリアハードコート層を形成した。【０１０５】
上記クリアハードコート層を有するフィルムのロール体を機能性フィルムの製造装置Ｋ１にセットした。製造装置Ｋ１により、フィルムを巻き出して搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送し、搬送中に除電装置により除電した。また、製造装置Ｋ１により、フィルムのクリアハードコート層上に、厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成して、ガスバリアー性フィルム１を得た。ガスバリアー性フィルム１の製造における成膜条件及び除電条件は、次のとおりである。【０１０６】
（成膜条件）
原料ガス１：ヘキサメチルジシロキサン（有機ケイ素化合物：ＨＭＤＳＯ：（ＣＨ３）６Ｓｉ２Ｏ）
原料ガス１の供給量：５０ｓｃｃｍ（Standard Cubic Centimeter per Minute）
原料ガス２：酸素（Ｏ２）ガス
原料ガス２の供給量：５００ｓｃｃｍ
真空チャンバー内の真空度：３Ｐａ
電源による印加電力：１．５ｋＷ
電源の周波数：８０ｋＨｚ【０１０７】
（除電条件）
印加電圧：±９ｋＶ
除電装置の設置位置：フィルムがローラーにより送り出されてローラーからフィルムが剥離する位置から８０ｍｍ離れた位置【０１０８】
〔ガスバリアー性フィルム２〕
上記ガスバリアー性フィルム１の製造において、クリアハードコート層を有するフィルムを、長さ及び厚さが同じポリイミド（ＰＩ）フィルムに代えたこと以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム２を製造した。【０１０９】
〔ガスバリアー性フィルム３〕
上記ガスバリアー性フィルム１を機能性フィルムの製造装置Ｋ１にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。また、製造装置Ｋ１により、ガスバリアー性フィルム１において既に形成されているガスバリアー層上に、さらに厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成し、２層のガスバリアー層が積層されたガスバリアー性フィルム３を得た。ガスバリアー性フィルム３における２層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件は、１層目のガスバリアー層の形成時と同じである。【０１１０】
〔ガスバリアー性フィルム４〕
上記ガスバリアー性フィルム１を機能性フィルムの製造装置Ｋ２にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。また、製造装置Ｋ２により、ガスバリアー性フィルム１において既に形成されているガスバリアー層上に、さらに厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成し、２層のガスバリアー層が積層されたガスバリアー性フィルム４を得た。ガスバリアー性フィルム４における２層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件は、１層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電と同じである。【０１１１】
〔ガスバリアー性フィルム５〕
上記ガスバリアー性フィルム１を機能性フィルムの製造装置Ｋ３にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。また、製造装置Ｋ３により、ガスバリアー性フィルム１のガスバリアー層上に、さらに厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成し、２層のガスバリアー層が積層されたガスバリアー性フィルム５を得た。ガスバリアー性フィルム５における２層目のガスバリアー層の成膜条件は、１層目のガスバリアー層の成膜条件と同じである。【０１１２】
２層目のガスバリアー層の形成時における除電条件は、下記のとおりである。
（除電条件）
真空紫外光の照射強度：３０Ｗ
除電装置の設置位置：フィルムのローラーとの剥離位置から８０ｍｍ離れた位置
除電時、２層目のガスバリアー層とローラーの剥離位置におけるフィルムに向けて紫外光を照射し、紫外光の照射位置に不活性ガスを供給して、０．１〜２０Ｐａの減圧下となるように調整した。【０１１３】
〔ガスバリアー性フィルム６〕
上記ガスバリアー性フィルム１と同様にして、クリアハードコート層を有するフィルムを作製した。
上記クリアハードコート層を有するフィルムを機能性フィルムの製造装置Ｋ４にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。また、製造装置Ｋ４により、フィルムのクリアハードコート層上に、ガスバリアー層として厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成し、ガスバリアー性フィルム６を得た。【０１１４】
ガスバリアー層は、下記成膜条件により形成した。除電条件は、ガスバリアー性フィルム１の製造時と同じ条件である。
（成膜条件）
ターゲット：ＳｉＣ
原料ガス：Ｏ２
不活性ガス：Ａｒ
ガス供給量：原料ガスと不活性ガスの流量体積比が８：１となるように供給
チャンバー内の圧力：０．２Ｐａ
ターゲットへの印加電力：２Ｗ／ｃｍ２【０１１５】
〔ガスバリアー性フィルム７〕
上記ガスバリアー性フィルム１と同様にして、クリアハードコート層を有するフィルムを作製した。
上記クリアハードコート層を有するフィルムを機能性フィルムの製造装置Ｋ０にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。除電条件は、上記ガスバリアー性フィルム１と同じ除電条件である。また、製造装置Ｋ０により、フィルムのクリアハードコート層上に、ガスバリアー層として厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成した。
次に、製造装置Ｋ０におけるフィルムの搬送方向を逆方向とし、先に形成されたガスバリアー層上に、さらに厚さ３００ｎｍの酸炭化ケイ素ＳｉＯＣ膜をガスバリアー層として連続的に形成し、２層のガスバリアー層が積層されたガスバリアー性フィルム７を得た。ガスバリアー性フィルム７における２層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件は、１層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件と同じである。【０１１６】
〔ガスバリアー性フィルム８及び９〕
上記ガスバリアー性フィルム３の製造において、除電装置の設置位置の条件を、フィルムのローラーとの剥離位置からそれぞれ１５０ｎｍ及び１６０ｍｍ離れた位置に変更して除電を行った以外は、ガスバリアー性フィルム３と同様にして、ガスバリアー性フィルム８及び９を製造した。【０１１７】
〔ガスバリアー性フィルム２１〜２４〕
上記ガスバリアー性フィルム１、２及び３の製造において、製造装置Ｋ１に代えて機能性フィルムの製造装置Ｋ５によりガスバリアー層を形成したこと以外は、各ガスバリアー性フィルム１、２及び３と同様にして、各ガスバリアー性フィルム２１〜２３を製造した。
また、上記ガスバリアー性フィルム６の製造において、製造装置Ｋ４に代えて機能性フィルムの製造装置Ｋ６によりガスバリアー層を形成したこと以外は、ガスバリアー性フィルム６と同様にして、ガスバリアー性フィルム２４を製造した。【０１１８】
〔ガスバリアー性フィルム２５〕
上記ガスバリアー性フィルム１を機能性フィルムの製造装置Ｋ７にセットし、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送して、搬送中に除電装置により除電した。また、ガスバリアー性フィルム１のガスバリアー層上に、さらに酸炭化ケイ素ＳｉＯＣからなる厚さ３００ｎｍのガスバリアー層を連続的に形成し、２層のガスバリアー層が積層されたガスバリアー性フィルム２５を得た。２層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件は、１層目のガスバリアー層の成膜条件及び除電条件と同じである。【０１１９】
〔ガスバリアー性フィルム２６〕
上記ガスバリアー性フィルム３の製造において、製造装置Ｋ１を機能性フィルムの製造装置Ｋ８に代えたこと以外は、ガスバリアー性フィルム３と同様にしてガスバリアー性フィルム２６を製造した。【０１２０】
〔評価〕
各ガスバリアー性フィルム１〜９及び２１〜２６に対し、下記評価を行った。【０１２１】
（欠陥数）
各ガスバリアー性フィルム１〜９及び２１〜２６においてガスバリアー層を形成するごとに、ＣＮＣ画像測定システムＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３２０（ニコン社製）を用いて、ガスバリアー層の欠陥数を求めた。具体的には、撮影した画像のうち、１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲内で、直径３００μｍ以上の大きさの欠陥を画像処理により検出し、１ｍ２あたりの欠陥の個数を計算した。２層目のガスバリアー層の撮影画像からは、１層目のガスバリアー層における欠陥も検出されることがあるため、２層目のガスバリアー層の撮影画像において検出された欠陥数から１層目のガスバリアー層の撮影画像において検出された欠陥数を差し引いた欠陥数を、２層目のガスバリアー層の欠陥数とした。【０１２２】
１層目及び２層目のガスバリアー層のそれぞれの欠陥数を下記のようにランク評価した。
Ａ：欠陥数（個数／ｍ２）が０以上２００未満であり、ガスバリアー性が高く、高品質のガスバリアー性フィルムとして使用できる
Ｂ：欠陥数（個数／ｍ２）が２００以上５００未満であり、十分なガスバリアー性を示し、ガスバリアー性フィルムとして使用できる
Ｃ：欠陥数（個数／ｍ２）が５００以上１０００未満であり、ガスバリアー性が低く、ガスバリアー性フィルムとして使用できない
Ｄ：欠陥数（個数／ｍ２）が１０００以上であり、ガスバリアー性が非常に低く、ガスバリアー性フィルムとして使用できない【０１２３】
（溶融の有無）
１層目のガスバリアー層の形成時には、剥離放電によってフィルムが溶融する可能性があるため、ガスバリアー層が１層のみ形成されたガスバリアー性フィルム１、２、６、２１、２２及び２４については、フィルムの溶融の有無を評価した。
具体的には、上記欠陥数の評価時に膜欠陥が検出された位置において、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）によりフィルムの断面を観察し、フィルムの溶融の有無を確認した。
なお、２層目のガスバリアー層の形成時には、剥離放電の影響を受けるのはフィルムではなく１層目のガスバリアー層であるため、２層目のガスバリアー層を形成した場合にはフィルムの溶融の有無は評価しなかった。【０１２４】
下記表１は各製造装置Ｋ０〜Ｋ８の一覧を示し、下記表２は各ガスバリアー性フィルム１〜９及び２１〜２６の評価結果を示している。
なお、表２において、ＣＨＣ−ＰＥＴは、クリアハードコート層を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを表す。また、ＰＩはポリイミドフィルムを表す。【０１２５】
【表１】
2015037534.tif 000003
【０１２６】
【表２】
2015037534.tif 000004
【０１２７】
表１に示すように、比較例に係る製造装置Ｋ５〜Ｋ８によりガスバリアー層を形成すると、ガスバリアー性の低下を引き起こす膜欠陥が発生し、フィルムの溶融も確認されている。
これに対し、本発明に係る製造装置Ｋ０〜Ｋ４によれば、ガスバリアー性フィルムとして十分に使用できる程度に膜欠陥を少なく抑えている。また、フィルムの溶融も無い。この結果から、ローラーからフィルムが剥離する位置においてフィルムを除電することにより、剥離放電の発生が効果的に抑えられ、剥離放電に起因する膜欠陥及びフィルムの溶融が低減していることが分かる。
また、ガスバリアー性フィルム１、２１及び２４を比較すると、プラズマＣＶＤ法はマグネトロンスパッター法に比べて除電しない場合の膜欠陥が多いが、剥離位置において除電することにより大幅に膜欠陥を減らすことができており、除電の効果が特に高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、ローラーによりフィルムを搬送してフィルム上に機能性層を連続して形成する製造技術に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
Ａ    機能性フィルムの製造装置
ａ１    真空チャンバー
１１〜１６    ローラー
２０    成膜部
２１、２２    ローラー
２３    磁場発生装置
２４    ガス供給部
２５    電源
３１〜３７    除電装置
Ｂ    機能性フィルムの製造装置
４    成膜部
４１    ローラー
４２    カソード
４３    ガス供給部
Ｔ    ターゲット
【図１】
2015037534.tif 000005
【図２】
2015037534.tif 000006
【図３】
2015037534.tif 000007
【図４】
2015037534.tif 000008
【国際調査報告】
2015037534.tif 000009
2015037534.tif 000010
2015037534.tif 000011
2015037534.tif 000012