(57)【要約】      （修正有）【課題】長尺の被成膜基材を第１の機能性材料を含む溶液と第２の機能性材料を含む溶液とに交互に浸すことにより、幅の大小に関係なく種々の被成膜基材の一方の面に均一な多層膜を効率よく製造する方法、及び成膜装置を提供する。【解決手段】長尺の被成膜基材１を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、被成膜基材１の一方の面に多層膜を製造する方法であって、前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽２と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽４とを用意し、長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送しながら、前記被成膜基材を前記第１の溶液槽内に浸し、次いで、直接又はその他の槽を介して前記第２の溶液槽内に浸すことを特徴とする多層膜の製造方法、及びこの方法の実施に用いる成膜装置。【選択図】図１
2008093576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を製造する方法であって、
前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽とを用意し、
長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送しながら、前記被成膜基材を前記第１の溶液槽内に浸し、次いで、直接又はその他の槽を介して前記第２の溶液槽内に浸すことを特徴とする多層膜の製造方法。
【請求項２】
前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸した後、第２の溶液槽に浸す前に、前記被成膜基材を第１のリンス液によりリンスすることを特徴とする請求項１に記載の多層膜の製造方法。
【請求項３】
前記被成膜基材を第２の溶液槽内に浸した後、前記被成膜基材を第２のリンス液によりリンスすることを特徴とする請求項２に記載の多層膜の製造方法。
【請求項４】
前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸す前に、前記被成膜基材の多層膜を形成する面を表面処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層膜の製造方法。
【請求項５】
長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置であって、
長尺の被成膜基材を第１の槽外ロールへ送り出す被成膜基材送り出し部と、
第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、
第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽と、
前記第１の溶液槽上に設けられた第１の槽外ロールと、
前記第１の溶液槽内に設けられた第１の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽上に設けられた第２の槽外ロールと、
前記第２の溶液槽内に設けられた第２の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽内に浸漬された長尺の被成膜基材を回収する被成膜基材回収部と
を少なくとも有し、
前記長尺の被成膜基材を、第１の槽外ロール、第１の槽内ロール、第２の槽外ロール、及び第２の槽内ロールの順に沿って螺旋状に搬送することにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置。
【請求項６】
前記第１の溶液槽と第２の溶液槽との間に、第１のリンス液が収容された第１のリンス槽を設置し、前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸した後、第２の溶液槽内に浸す前に、第１のリンス槽内に浸すようにしたことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第２の溶液槽と被成膜基材の回収部との間に、第２のリンス液が収容された第２のリンス槽を設置し、前記被成膜基材を第２の溶液槽内に浸した後、第２のリンス槽内に浸すようにしたことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記被成膜基材の送り出し部と第１の溶液槽との間に、前記被成膜基材の、多層膜を形成する面を表面処理する表面処理装置をさらに設置したことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の被成膜基材を第１の機能性材料を含む溶液と第２の機能性材料を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に均一な多層膜を効率よく製造する方法、及びこの製造方法の実施に好適な多層膜の成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合有機薄膜を作成する方法として、交互吸着（Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を利用した方法が知られている（非特許文献１）。
この方法では、正の電解質ポリマー（カチオン）の水溶液と、負の電解質ポリマー（アニオン）の水溶液とを別々の容器に用意し、これらの容器に、初期表面電荷を与えた基板（被成膜基材）を交互に浸すことにより、基板上に多層構造を有する複合有機超薄膜（交互吸着膜）が得られる。
【０００３】
例えば、被成膜基材としてガラス基板を用いた場合、このガラス基板の表面を親水処理して表面にＯＨ−基を導入して、初期表面電荷として負の電荷を与える。そして、この表面が負に帯電した基板を、正の電解質ポリマー水溶液に浸せば、クーロン力により、少なくとも表面電荷が中和されるまで正の電解質ポリマーが表面に吸着し、１層の超薄膜が形成される。こうして形成された超薄膜の表面部分は、正に帯電していることになる。そこで、今度はこの基板を負の電解質ポリマー水溶液に浸せば、クーロン力により負の電解質ポリマーが吸着し、１層の超薄膜が形成されることになる。
このようにして、基板を２つの溶液に交互に浸すことにより、正の電解質ポリマーからなる超薄膜層と負の電解質ポリマーからなる超薄膜層とを交互に成膜することができ、多層構造をもった複合有機薄膜を形成することができる。
【０００４】
また最近では、この交互吸着膜の製造を自動化する技術も提案されている。例えば、非特許文献２においては、交互吸着膜の自動製造装置の構成が提案されている。この装置を用いれば、被成膜基材となる基板がロボットアームにより２つの水槽に交互に浸されるので、基板上に交互吸着膜が自動的に成膜される。
【０００５】
また、非特許文献３や特許文献１においては、長尺の被成膜基材を用いて、多層構造を有する交互吸着膜を成膜する方法、及び成膜装置が提案されている。すなわち、図８に示すように、水槽１１０に正の電解質ポリマー溶液を入れ、水槽１３０に負の電解質ポリマー溶液を入れ、残りの水槽１２０ａ，１２０ｂ，１４０ａ，１４０ｂにはリンス浴用の水を入れる。ロール状の（長尺の）繊維材料１００をロール保持部（図示を省略）にセットし、その一端を導入路Ｓに沿って引き出し、ロールＲ１〜Ｒ１６に沿って引き回し、一巡したところで切断して両端を縫合し、循環路Ｓ（→）に沿った環状の構造体にする。環状の繊維材料を循環路Ｓ（→）に沿って回転駆動させると、繊維材料の表面上に、正の電解質ポリマーと負の電解質ポリマーとが交互に吸着し、多層構造をもった交互吸着膜が形成される。
【０００６】
しかしながら、これらの文献に記載された形成方法においては、被成膜基材の両面ともがロールと接触するため、形成した電解質ポリマーの塗膜がロールにより損傷を受け、均一な多層膜が形成できない場合があった。
【０００７】
また、特許文献1ではロールと塗膜との接触を回避するため、基材の両側面の一部分のみがロールと接触するような機構が記載されている。しかし、そのような機構では、幅のある基材には対応することが困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−６２２８６号公報
【非特許文献１】Ｄｅｃｈｅｒ．Ｇ，Ｈｏｎｇ．Ｊ．Ｄ．ａｎｄ  Ｊ．Ｓｃｈｍｉｔ：  Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，２１０／２１１，ｐ．８３１（１９９２）．
【非特許文献２】Ａ．Ｃ．Ｆｏｎ，Ｏ．Ｏｎｉｔｓｕｋａ，Ｍ．Ｆｅｒｒｅｉｒａ，Ｂ．Ｒ．Ｈｓｉｅｈ  ａｎｄ  Ｍ．Ｆ．Ｒｕｂｎｅｒ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７９，１０（１９９６）
【非特許文献３】コンバーテック，２００６年，Ｎ０，６，ｐ６７−ｐ７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、長尺の被成膜基材を第１の荷電粒子を含む溶液と、第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、幅の大小に関係なく種々の被成膜基材の一方の面に均一な多層膜を効率よく製造する方法、及びこの製造方法の実施に好適な多層膜の成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、長尺のガラス繊維を、正の電解質ポリマーを含む溶液と負の電解質ポリマーを含む溶液とに交互に浸すことにより、前記ガラス繊維の一方の面に多層からなる交互吸着膜を形成する方法において、正の電解質ポリマーを含む溶液を収容する第１の溶液槽と、負の電解質ポリマーを含む溶液を収容する第２の溶液槽とを用意し、長尺のガラス繊維を横方向に螺旋状に搬送しながら、前記ウェブを、第１の溶液槽、第１のリンス槽、第２の溶液槽、第２のリンス槽の順に浸す操作を繰り返すことにより、基材の幅に関係なく、均一な多層からなる交互吸着膜を効率よく形成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
かくして本発明の第１によれば、下記（１）〜（４）に記載の多層膜の製造方法が提供される。
（１）長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を製造する方法であって、
前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽とを用意し、
長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送しながら、前記被成膜基材を前記第１の溶液槽内に浸し、次いで、直接又はその他の槽を介して前記第２の溶液槽内に浸すことを特徴とする多層膜の製造方法。
（２）前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸した後、第２の溶液槽に浸す前に、前記被成膜基材を第１のリンス液によりリンスすることを特徴とする（１）に記載の多層膜の製造方法。
（３）前記被成膜基材を第２の溶液槽内に浸した後、前記被成膜基材を第２のリンス液によりリンスすることを特徴とする（２）に記載の多層膜の製造方法。
（４）前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸す前に、前記被成膜基材の多層膜を形成する面を表面処理することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の多層膜の製造方法。
【００１２】
本発明の第２によれば、下記（５）〜（８）に記載の成膜装置が提供される。
（５）長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置であって、
長尺の被成膜基材を第１の槽外ロールへ送り出す被成膜基材送り出し部と、
第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、
第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽と、
前記第１の溶液槽上に設けられた第１の槽外ロールと、
前記第１の溶液槽内に設けられた第１の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽上に設けられた第２の槽外ロールと、
前記第２の溶液槽内に設けられた第２の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽内に浸漬された長尺の被成膜基材を回収する被成膜基材回収部と
を少なくとも有し、
前記長尺の被成膜基材を、第１の槽外ロール、第１の槽内ロール、第２の槽外ロール、及び第２の槽内ロールの順に沿って螺旋状に搬送することにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置。
【００１３】
（６）前記第１の溶液槽と第２の溶液槽との間に、第１のリンス液が収容された第１のリンス槽を設置し、前記被成膜基材を第１の溶液槽内に浸した後、第２の溶液槽内に浸す前に、第１のリンス槽内に浸すようにしたことを特徴とする（５）に記載の成膜装置。
（７）前記第２の溶液槽と被成膜基材の回収部との間に、第２のリンス液が収容された第２のリンス槽を設置し、前記被成膜基材を第２の溶液槽内に浸した後、第２のリンス槽内に浸すようにしたことを特徴とする（６）に記載の成膜装置。
（８）前記被成膜基材の送り出し部と第１の溶液槽との間に、前記被成膜基材の、多層膜を形成する面を表面処理する表面処理装置をさらに設置したことを特徴とする（５）〜（７）のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の多層膜の製造方法によれば、長尺の被成膜基材の一方の面に連続的に多層膜を形成する場合において、多層膜を形成する面側がロールと接触することがないため、第１又は第２の機能性材料を含む溶液の塗膜がロールとの接触により損傷を受けることがない。従って、本発明の多層膜の製造方法によれば、基材の幅に制限されることなく均一な多層膜を連続的に効率よく製造することができる。
【００１５】
本発明の製造方法により製造される多層膜は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子をはじめとする種々の電子デバイスへの利用が期待されており、更に、表面に交互吸着膜を形成することにより親水性を制御することが可能になるため、コンタクトレンズ表面へのコーティング技術への応用や生体関連材料への応用も注目を集めている。
【００１６】
本発明の多層膜の成膜装置によれば、長尺の被成膜基材の一方の面に、連続的に多層膜を形成するに際し、多層膜を形成する面側がロールと接触しないため、第１又は第２の機能性材料を含む溶液の塗膜がロールとの接触により損傷を受けることがない。従って、本発明の多層膜の成膜装置によれば、均一な多層膜を連続的に効率よく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の多層膜の製造方法及び成膜装置について詳細に説明する。
１）多層膜の製造方法
本発明の多層膜の製造方法は、長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を製造する方法であって、前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽とを用意し、長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送しながら、前記被成膜基材を前記第１の溶液槽内に浸し、次いで、直接又はその他の槽を介して前記第２の溶液槽内に浸すことを特徴とする。
【００１８】
（１）被成膜基材
本発明に用いる被成膜基材としては、長尺（ロール状）であって、浸漬法によりその表面に第１の荷電粒子又は第２の荷電粒子の層を形成することができるものであれば、特に制限されない。また、本発明に用いる成膜基材の大きさ（幅及び長さ）も、特に制限されず、用途等に応じて適宜なものを用いることができる。
【００１９】
本発明に用いる被成膜基材の材料としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、絹、毛、ガラス繊維等の繊維類；ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマー、芳香族系重合体等のプラスチック類；等が挙げられる。
【００２０】
（２）多層膜
本発明の製造方法は、長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を製造する方法である。本発明により製造される多層膜は、クーロン力等の分子間の相互作用を利用して形成される交互吸着膜である。
【００２１】
かかる交互吸着膜の具体例としては、光導波路、光吸収膜、反射防止膜、非線形光学膜、蛍光膜、エレクトロクロミック膜、光起電力・太陽電池、導電性膜、超撥水膜、親水性膜、フィルター、センサ等が挙げられる。
【００２２】
本発明においては、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とを用いる。すなわち、第１の荷電粒子が正の荷電粒子であれば、第２の荷電粒子は負の荷電粒子である。
【００２３】
本発明に用いる第１の荷電粒子を含む溶液と、第２の荷電粒子を含む溶液の組合せとしては、特に限定されないが、例えば、下記（ａ）に例示される正の電解質ポリマーを含む溶液と、下記（ｂ）に例示される負の電解質ポリマーを含む溶液の組合せ、導電性電解質ポリマーを含む溶液と絶縁性電解質ポリマーを含む溶液の組合せ、ルテニウム錯体モノマー（例えば、Ｒｕ（ｂｐｙ）３Ｃｌ２）の溶液（正に帯電したモノマー水溶液）とポリアクリル酸の水溶液（負に帯電したポリマー水溶液）の組合せ、フェライト微粒子等の無機微粒子を正の電荷を持った界面活性剤（両親媒性物質）を溶媒に分散した分散液、とフェライト微粒子等の無機微粒子を負の電荷を持った界面活性剤（両親媒性物質）を溶媒に分散した分散液の組合せ、等が挙げられる。ここで、ｂｐｙはビピリジルを表す。
【００２４】
（ａ）正の電解質ポリマー
【００２５】
【化１】
2008093576.tif 000003
【００２６】
（ｂ）負の電解質ポリマー
【００２７】
【化２】
2008093576.tif 000004
【００２８】
これらの溶液の調製に用いる溶媒としては、水；メタノール、エタノールなどのアルコール類；アセトン等のケトン類；ジメチルホルムアミド等のアミド類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；ピリジン等の有機アミン類；アセトニトリル等のニトリル類；および、これらの２種以上の組み合わせ；などが挙げられる。
【００２９】
本発明においては、これらの第１の荷電粒子を含む溶液と、第２の荷電粒子を含む溶液の濃度やｐＨ等を任意の値に設定することにより、得られる多層膜の膜厚や密度等を制御することができる。
【００３０】
本発明の多層膜の製造方法は、前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽とを用意し、長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送しながら、前記被成膜基材を前記第１の溶液槽内に浸し、次いで、直接又はその他の槽を介して前記第２の溶液槽内に浸すことを特徴とする。
【００３１】
前記「長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送」とは、長尺の被成膜基材を、第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に向かって、螺旋を描くように搬送することを意味する。
【００３２】
長尺の被成膜基材を連続的に搬送しながら、前記第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽とに交互に浸漬させるためには、第１の溶液槽及び第２の溶液槽中、並びに第１の溶液槽及び第２の溶液層の上部のそれぞれにガイドロール（槽内ロール及び槽外ロール）を設置し、該ガイドロールに沿って長尺の被成膜基材を一定方向に搬送すればよい。このとき、長尺の被成膜基材を第１の溶液槽から第２の溶液槽の方向に螺旋状に搬送すれば、被成膜基材のガイドロールと接触する部分は、常に一方の面のみとすることができる。従って、本発明の多層膜の製造方法によれば、均一な多層膜を連続的に効率よく製造することができる。
本発明の多層膜の製造方法は、後述する本発明の成膜装置を使用することにより、好適に実施することができる。
【００３３】
２）成膜装置
本発明の第２は、長尺の被成膜基材を、第１の荷電粒子を含む溶液と、前記第１の荷電粒子の電荷と反対の電荷を有する第２の荷電粒子を含む溶液とに交互に浸すことにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置であって、
長尺の被成膜基材を第１の槽外ロールへ送り出す被成膜基材送り出し部と、
第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽と、
第２の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽と、
前記第１の溶液槽上に設けられた第１の槽外ロールと、
前記第１の溶液槽内に設けられた第１の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽上に設けられた第２の槽外ロールと、
前記第２の溶液槽内に設けられた第２の槽内ロールと、
前記第２の溶液槽内に浸漬された長尺の被成膜基材を回収する被成膜基材回収部と
を少なくとも有し、
前記長尺の被成膜基材を、第１の槽外ロール、第２の槽内ロール、第２の槽外ロール、及び第２の槽内ロールの順に沿って螺旋状に搬送することにより、前記被成膜基材の一方の面に多層膜を形成する成膜装置である。
【００３４】
なお、槽外ロールをすべて一本の長尺なロールで兼ねることも可能である。そのようにした場合、成膜装置の小型化に有効である。また、槽内ロールを頂点とする三角形等の多角形状に槽外ロールを配置してもよい。これにより、槽内ロール部分での基材の溶液槽への進入及び脱出の角度を自由に設計することができる。
【００３５】
本発明の成膜装置の一例を図１に示す。
図１に示す成膜装置は、ロール状に巻き取られた長尺の被成膜基材１を搬送路に送り出す被成膜基材送り出し部１５、正の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽２、第１のリンス液を収容する第１のリンス槽３、負の荷電粒子を含む溶液を収容する第２の溶液槽４、第２のリンス液を収容する第２のリンス槽５と、前記第１の溶液槽２上に設けられた槽外ロール６と、前記第１の溶液槽２内に設けられた槽内ロール７と、前記第１のリンス槽３上に設けられた槽外ロール８と、前記第１のリンス槽３内に設けられた槽内ロール９と、前記第２の溶液槽４上に設けられた槽外ロール１０と、前記第２の溶液槽４内に設けられた槽内ロール１１と、前記第２のリンス槽５上に設けられた槽外ロール１２と、前記第２のリンス槽５内に設けられた槽内ロール１３と、第２のリンス槽５と被成膜基材回収部１６との間に設けられた槽外ロール１４と、多層膜が形成された長尺の被成膜基材１をロール状に巻き取る被成膜基材回収部１６と、からなる。
【００３６】
図１に示す成膜装置は、長尺の被成膜基材１を、槽外ロール６、槽内ロール７、槽外ロール８、槽内ロール９、槽外ロール１０、槽内ロール１１、槽外ロール１２、槽内ロール１３、及び槽外ロール１４の順に沿って横方向に螺旋状に搬送しながら、長尺の被成膜基材１を、第１の溶液槽２、第１のリンス槽３、第２の溶液槽４、第２のリンス槽５内にこの順序で浸漬させることにより、長尺の被成膜基材１の一方の面に、２層からなる交互吸着膜を形成するものである。
【００３７】
以下、図１に示す成膜装置を使用して、長尺の被成膜基材１の一方の面に、２層からなる交互吸着膜を形成する操作手順を詳細に説明する。
【００３８】
まず、長尺の被成膜基材１を用意する。ここでは、被成膜基材１として長尺のガラス繊維を用いている。
【００３９】
ロール状に巻き取られた長尺の被成膜基材１は、被成膜基材送り出し部２から、槽外ロール６を介して、第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽２内へ送られる。
【００４０】
この場合、図２に示すように、槽外ロール６の上部に、表面処理装置１７を設置して、被成膜基材１の多層膜を形成する面の表面部を表面処理することが好ましい。これにより、被成膜基材１の多層膜を形成する面の表面部に、ＯＨ基等の親水性基が多数形成され、第１の荷電粒子が吸着しやすくなり、結果として均一で高品質な多層膜を形成することができる。
【００４１】
前記表面処理装置１７としては、特に制限されないが、例えば、コロナ放電処理装置、プラズマ放電処理装置等が挙げられる。
【００４２】
第１の荷電粒子を含む溶液を収容する第１の溶液槽２内に送られた被成膜基材１は、槽内ロール７を介して、第１の荷電粒子を含む溶液中を潜り抜け、これにより、図３（（ａ）→（ｂ））に示すように、被成膜基材表面に第１の正の荷電粒子の層が形成される。
【００４３】
この場合、第１の荷電粒子の溶液がミセル溶液である場合におけるミセル形成を促進したい場合や、第１の荷電粒子が一様分散しにくい成分である場合においては、第１の溶液槽及び／又は第２の溶液槽に超音波による振動を与えるための超音波発生装置を設置してもよい。
また、溶液によっては、温度を高めることにより成分が一様分散しやすくなるものである場合等においては、第１の溶液槽２及び／又は第２の溶液槽４内の溶液を加熱するための加熱装置（図示を省略）を付加することもできる。
【００４４】
図４に、第１の溶液槽２の模式図を示す。図４（ａ）は第１の溶液槽２を横から見た断面図、（ｂ）は上から見た上面図である。第１の溶液槽２の槽内には、第１の荷電粒子を含む溶液Ａが収容されている。本実施例では、第１の荷電粒子を含む溶液Ａとして、正の電解質ポリマーの水溶液を用いている。
【００４５】
第１の溶液槽２内には、被成膜基材を、槽外ロール６を介して、第１の溶液槽２内から槽外ロール８へ送るための槽内ロール７が設置されている。槽内ロール７の拡大図を図５に示す。槽内ロール７の両端には回転軸７ａが設けられており、槽内に図示を省略する回転軸受に回動自在にはめ込まれて固定されている。
【００４６】
なお、第１のリンス槽３、第２の溶液槽４、及び第２のリンス槽５は、収容される溶液の種類が異なるほかは、第１の溶液槽２と同様の構造を有している。また、槽内ロール７以外の槽内ロール及び槽外ロールは、槽内ロール７と同様な構造を有している。
【００４７】
次いで、表面に第１の荷電粒子の層が形成された被成膜基材１は、槽外ロール８を介して、第１のリンス槽３へ送られ、槽内ロール９を介して、第１のリンス液中を潜り抜け、これにより、被成膜基材１表面に余分に付着していた第１の荷電粒子を含む溶液が洗い流される。
【００４８】
ここで、第１のリンス液としては、第１の荷電粒子を含む溶液の調製用いた溶媒と同じものが挙げられる。但し、リンス液として用いる溶媒は不純物の混入を防止する観点から、高純度のものが好ましい。例えば、溶媒が水であれば、超純水を使用するのが好ましい。
【００４９】
また、この場合、例えば、図６に示すように、第１のリンス槽３と槽外ロール１０との間に乾燥装置１８（例えば、窒素ガスを吹き付ける装置）を設置して、第１の荷電粒子の層が形成された被成膜基材表面を乾燥することも好ましい。なお、図６中、乾燥装置１８は、裏面側の塗工面（図中、白色の面）を乾燥するものである。
【００５０】
さらに本発明においては、乾燥を行うための専用槽（例えば、温風を吹き付ける機構を備えた乾燥室）を設け、被成膜基材１の表面に付着した水滴を十分に乾燥除去してから第２の荷電粒子の層を形成するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上記リンス工程は、必ずしも被成膜基材をリンス液中に浸漬させる方法だけではなく、リンス液によるシャワーを行う方法などでも構わない。
【００５２】
次に、表面の余分に付着していた第１の荷電粒子を含む溶液を洗浄除去した被成膜基材１は、槽外ロール１０を介して、第２の溶液槽４中に送り込まれる。
【００５３】
第２の荷電粒子（負の荷電粒子）を含む溶液を収容する第２の溶液槽４内に送られた被成膜基材１は、槽内ロール１１を介して、第２の荷電粒子を含む溶液中を潜り抜け、これにより、図３（（ｂ）→（ｃ））に示すように、被成膜基材１の表面の第１の荷電粒子の層上に第２の荷電粒子の層が形成される。
【００５４】
次いで、表面に第２の荷電粒子の層が形成された被成膜基材１は、槽外ロール１２を介して、第２のリンス槽５内へ送られ、槽内ロール１３を介して、第２のリンス液中を潜り抜け、これにより、被成膜基材１の表面に余分に付着していた第２の荷電粒子を含む溶液が洗い流される。
【００５５】
また、この場合においても、前記第１のリンス槽３と槽外ロール１０との間に乾燥装置を設置するのと同様に、前記第２のリンス槽５と槽外ロール１４との間に乾燥装置を設置して、第２の荷電粒子の層が形成された被成膜基材表面を乾燥するようにすることができる。
【００５６】
以上のようにして、図３(ｃ)に示すような２層からなる交互吸着膜を形成することができる。
なお、図１に示す成膜装置では、計２層からなる交互吸着膜を形成するものであるが、第２のリンス槽５と回収部１６との間に、第１の荷電粒子を含む溶液を収容した第３の溶液槽、第３のリンス槽、第２の荷電粒子を含む溶液を収容した第４の溶液槽、第４のリンス槽を設置することで、計４層からなる交互吸着膜を形成するようにすることもできる。また、同様にして、６層以上の多層膜からなる交互吸着膜を形成するようにすることもできる。また、３層、５層といった奇数の層にすることも可能である。
【００５７】
本発明においては、所望の層数の交互吸着膜を形成したのち、図７に示すように、第２のリンス槽５と回収部１６の間に、電離硬化性樹脂を含む溶液を収容した溶液槽２０を設置し、さらに、溶液槽２０と槽外ロール２２の間に、紫外線照射装置などの電離放射線照射装置１９を設置してもよい。このような構成とすることにより、形成した交互吸着膜上に、電離硬化樹脂層（ハードコート層）を形成することができる。
なお、図７中、電離放射線照射装置１９は、裏面側の塗工面（図中、白色の面）を電離放射線により硬化させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の成膜装置の概略図である。
【図２】槽外ロール６上に、被成膜基材表面の表面処理を行う表面処理装置１７を設置した状態を示す図である。
【図３】被成膜基材１上に正の荷電粒子の層、及び該正の荷電粒子の層上に負の荷電粒子の層が形成される様子を模式的に描いた図である。
【図４】第１の溶液槽２の概略図である。（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図５】槽内ロール７の図である。
【図６】第１のリンス槽３と槽外ロール１０との間に乾燥装置１８を設置した状態を示す図である。
【図７】槽外ロール１４と回収部１６との間に、電離放射線硬化性樹脂の溶液を収容した溶液槽２０を設置し、さらに、溶液槽２０と槽外ロール２２との間に、電離放射線照射装置１９を設置した状態を示す図である。
【図８】従来の交互吸着膜を連続的に成膜する装置の概要図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…被成膜基材、２…第１の溶液槽、３…第１のリンス槽、４…第２の溶液槽、５…第２のリンス槽、６，８，１０，１２，１４，２２…槽外ロール、７，９，１１，１３，２１…槽内ロール、１５…被成膜基材送り出し部、１６…被成膜基材回収部、１７…表面処理装置、１８…乾燥装置、１９…電離放射線照射装置、２０…電離放射線硬化性樹脂の溶液を収容した溶液槽、１００…長尺の繊維材料、１１０，１３０…水槽、１２０ａ，１２０ｂ，１４０ａ，１４０ｂ…リンス浴、Ｒ１〜Ｒ１６…ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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