(57)【要約】【課題】薄膜を形成する塗布装置に関係なく、所望の厚みの薄膜層を形成することができる薄膜の製造方法及び薄膜製造装置を提供する。【解決手段】基材１００に薄膜剤を塗布して薄膜層１１０を形成する薄膜形成工程と、薄膜形成工程により形成した薄膜層１１０の厚みを、基材１００に薄膜層１１０を浸透させることにより、変化させる第１の膜厚調整工程と、第１の膜厚調整工程により変化した薄膜層１１０を、乾燥させることにより安定させる第２の膜厚調整工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に薄膜剤を塗布して薄膜層を形成する薄膜形成工程と、
前記薄膜形成工程により形成した前記薄膜層の厚みを変化させる第１の膜厚調整工程と、
前記第１の膜厚調整工程により変化した前記薄膜層を安定させる第２の膜厚調整工程と、
を備える薄膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜の製造方法において、
前記第１の膜厚調整工程は、前記基材に前記薄膜層を浸透させること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の薄膜の製造方法において、
前記第２の膜厚調整工程は、前記基材の前記薄膜層を乾燥させること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、
前記第１の膜厚調整工程は、前記基材の前記薄膜層を形成した面とは反対側を加熱し、前記基材に前記薄膜層を浸透させること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、
前記第１の膜厚調整工程は、前記基材の前記薄膜層を形成した面とは反対側を吸引し、前記基材に前記薄膜層を浸透させること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、
前記第２の膜厚調整工程は、前記基材の少なくとも一面を乾燥させることにより、前記薄膜層を硬化させること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、
前記基材は、浸透性を有した材料であること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、
前記基材は、多孔質材料であること、
を特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項９】
基材に薄膜剤を塗布して薄膜層を形成する薄膜形成手段と、
前記薄膜形成手段により形成した前記薄膜層の厚みを変化させる第１の膜厚調整手段と、
前記第１の膜厚調整手段により変化した前記薄膜層を安定させる第２の膜厚調整手段と、
を備える薄膜製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムやプレートなどの表面に施される薄膜の製造方法及び薄膜製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
包装材料、磁気記録媒体、電子部品、光学部品などの製品は、抗菌、電気絶縁や傷防止などのさまざまな機能性を有した薄膜を形成している。このような薄膜は、数多くの製品に使用されることにより、製造コストの削減や、性能を向上させたものが求められている。薄膜を形成する方法は、蒸着などの方法もあるが、コスト、生産性の面から、液状の薄膜剤を、紙、樹脂フィルム、金属、ガラスなどの基材に塗布する方法が多く用いられている。
その中で１０μｍ以下の膜厚を形成する場合は、高精度な塗布装置が必要とされている（例えば、特許文献１）。特許文献１の薄膜形成装置は、超音波振動により霧化させた薄膜剤を基材上に堆積させて薄膜を形成する装置である。しかし、この装置は、基材を容器内に納め、その中で薄膜形成を行なうので、基材の形状が限られてしまう。また、他にもダイヘッドを用いた塗布装置などにより、高精度な薄膜を形成することも考えられるが、装置が高価であるなどの問題がある。
また、固形分を溶媒で希釈して塗布する方法もあるが、乾燥が非常に困難となり、高品質に乾燥させるには乾燥炉の長さを長くする必要があるので、装置コストが高価になるという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２００４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、薄膜を形成する塗布装置に関係なく、所望の厚みの薄膜層を形成することができる薄膜の製造方法及び薄膜製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、基材（１００）に薄膜剤を塗布して薄膜層（１１０）を形成する薄膜形成工程と、前記薄膜形成工程により形成した前記薄膜層（１１０）の厚みを変化させる第１の膜厚調整工程と、前記第１の膜厚調整工程により変化した前記薄膜層（１１０）を安定させる第２の膜厚調整工程とを備える薄膜の製造方法である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の薄膜の製造方法において、前記第１の膜厚調整工程は、前記基材（１００）に前記薄膜層（１１０）を浸透させることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の薄膜の製造方法において、前記第２の膜厚調整工程は、前記基材（１００）の前記薄膜層（１１０）を乾燥させることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、前記第１の膜厚調整工程は、前記基材（１００）の前記薄膜層（１１０）を形成した面とは反対側を加熱し、前記基材（１００）に前記薄膜層（１１０）を浸透させることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、前記第１の膜厚調整工程は、前記基材（１００）の前記薄膜層（１１０）を形成した面とは反対側を吸引し、前記基材（１００）に前記薄膜層（１１０）を浸透させることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、前記第２の膜厚調整工程は、前記基材（１００）の少なくとも一面を乾燥させることにより、前記薄膜層（１１０）を硬化させることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、前記基材（１００）は、浸透性を有した材料であることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の薄膜の製造方法において、前記基材（１００）は、多孔質材料であることを特徴とする薄膜の製造方法である。
【００１２】
請求項９の発明は、基材に薄膜剤を塗布して薄膜層を形成する薄膜形成手段（２０）と、前記薄膜形成手段（２０）により形成した前記薄膜層（１１０）の厚みを変化させる第１の膜厚調整手段（３１）と、前記第１の膜厚調整手段（３１）により変化した前記薄膜層（１１０）を安定させる第２の膜厚調整手段（３２）とを備える薄膜製造装置（１０）である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）薄膜の製造方法は、薄膜形成工程、第１の膜厚調整工程及び第２の膜厚調整工程を備えているので、所望の厚みに調整された薄膜層を形成することができる。
（２）第１の膜厚調整工程は、薄膜層を基材に浸透させるので、薄膜層の厚みを調整することができる。
（３）第２の膜厚調整工程は、基材の薄膜層を乾燥させるので、薄膜層の厚みを固定することができる。
（４）第１の膜厚調整工程は、基材の薄膜層を形成した面の反対側を加熱するので、薄膜層を基材に効率よく浸透させることができる。
（５）第１の膜厚調整工程は、基材の薄膜層を形成した面の反対側を吸引するので、薄膜層を吸引力により、効率よく基材へ浸透させることができる。
（６）第２の膜厚調整工程は、基材の少なくとも一面を乾燥させるので、効率よく薄膜層を硬化させることができる。
（７）基材は浸透性を有した材料であるので、薄膜層を容易に浸透させることができる。
（８）基材は多孔質材料であるので、薄膜層を容易に浸透させることができる。
（９）薄膜製造装置は、薄膜形成手段、第１の膜厚調整手段及び第２の膜厚調整手段を備えているので、基材に薄膜層を形成してその厚みを調整することができ、所望の厚みの薄膜層を有した基材を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、薄膜を形成する塗布装置に関係なく、所望の厚みの薄膜層を形成することができる薄膜の製造方法及び薄膜製造装置を提供するという目的を、基材に形成された薄膜層を、基材に浸透させることにより実現する。
【実施例】
【００１５】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による実施例の薄膜製造装置を示す図である。
薄膜製造装置１０は、図１に示すように、薄膜形成部２０、薄膜調整仕上部３０、基材搬送部４０及び溶媒吹付け部５０を備えた、所望の厚みの薄膜層１１０を基材１００に形成させる装置である。
薄膜形成部２０は、基材１００に薄膜剤を塗布して薄膜層１１０を形成する塗布装置であり、例えば、ロール方式やダイ方式の塗布装置である。
【００１６】
薄膜調整仕上部３０は、薄膜調整部３１及び薄膜仕上部３２を備えている。
薄膜調整部３１は、熱風機３３−１及び排気ダクト３４−１を備えており、基材１００に形成された薄膜層１１０を、基材１００に浸透させ、膜厚を調整する作業部である。熱風機３３−１から熱風を出して（矢印Ｂ）、基材１００の薄膜層１１０が形成された面とは反対側を加熱することにより、薄膜層１１０を基材１００に浸透させている。なお、薄膜層が加熱されることにより、薄膜層の溶剤が蒸発するので、熱風とともに蒸発した溶剤は排気ダクト３４−１により排気される。
【００１７】
薄膜仕上部３２は、２台の熱風機３３−２、３３−３及び排気ダクト３４−２、３４−３を備えており、厚みを調整された薄膜層を乾燥させる仕上作業部である。２台の熱風機３３−２、３３−３から熱風を出して（矢印Ｃ）、基材１００の上下面を加熱することにより、薄膜層１１０を乾燥させている。薄膜調整部３１と同様にして、蒸発した溶剤は、熱風とともに排気ダクト３４−２、３４−３により排気されている。
基材搬送部４０は、基材１００を薄膜形成部２０から薄膜調整仕上部３０まで搬送させる（矢印Ａ）ベルトコンベアである。なお、ベルトコンベアのベルトは、基材１００の裏面に熱を伝達させやすいように、格子状に多数の孔が形成されている。
【００１８】
溶媒吹付け部５０は、ノズル５１を備えた溶媒の噴霧機であり、塗布した薄膜剤の乾燥具合を適度に調整するために使用される。例えば、乾燥時間の速い薄膜剤であるときなどに、乾燥を遅くさせるために溶剤を吹付けることができる。
基材１００は、薄膜を形成する基材であり、本実施例では厚さ１０ｍｍ、ポア径１０μｍの多孔質のセラミクスである。
薄膜層１１０は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）と水とを１：９で混ぜ合わせた薄膜剤であり、本実施例では、厚み２００μｍの薄膜層１１０を基材１００上に形成させる。
【００１９】
続いて、実施例の薄膜製造装置１０の薄膜層１１０の製造方法について説明する。図２は、実施例の薄膜製造装置の薄膜層の形成から乾燥までの流れを示す図である。
薄膜製造装置１０は、図２（Ａ）に示すように、基材１００を基材搬送部４０により薄膜形成部２０へ搬送し（矢印Ａ）、薄膜形成部２０に到達したら、図２（Ｂ）に示すように、表面に薄膜剤を塗布して薄膜層１１０を形成する（薄膜形成工程、＃２００）。続いて、基材搬送部４０により薄膜調整部３１へ基材１００を搬送し（矢印Ａ）、図２（Ｃ）に示すように、基材１００の下面を熱風機３３−１により加熱する（第１の膜圧調整工程、＃３００）。熱風機３３−１は、風速約５ｍ／ｓｅｃ、約１００℃の熱風を吹き出す（矢印Ｂ）。熱風で加熱することにより、薄膜層１１０が基材１００に浸透する（矢印Ｄ）。
【００２０】
薄膜層１１０を浸透させることにより所望の厚み（２００μｍ）となったときに、薄膜製造装置１０は、図２（Ｄ）に示すように、基材搬送部４０により基材１００を薄膜仕上部３２へ搬送し（矢印Ａ）、基材１００の上下面を２台の熱風機３３−２、３３−３により加熱する（第２の膜厚調整工程、＃４００）。基材１００の上面の熱風機３３−３は、風速約５ｍ／ｓｅｃ、約３０℃の熱風を、下面の熱風機３３−２は、風速約５ｍ／ｓｅｃ、約１００℃の熱風を吹き出して（矢印Ｃ）、基材１００の薄膜層１１０を完全に乾燥させる。乾燥作業を終えたら、基材搬送部４０により薄膜仕上部３２から基材１００を搬出して作業終了となる。
【００２１】
以上より、本実施例は以下のような効果がある。
（１）薄膜製造装置１０は、薄膜形成部２０及び薄膜調整仕上部３０を備えているので、基材１００に薄膜層１１０を形成してその厚みを調整することができ、所望の厚みの薄膜層１１０を有した基材１００を作製することができる。
（２）薄膜調整部３１は、基材１００の薄膜層１１０を形成した面の反対側を熱風機３３−１により加熱するので、薄膜層１１０を基材１００に効率よく浸透させ、厚みを調整することができる。
（３）薄膜仕上部３２は、基材１００の両面を熱風機３３−２により乾燥させるので、薄膜層１１０を効率よく硬化させることができる。
（４）基材は多孔質材料のセラミクスであるので、薄膜層１１０を容易に浸透させることができる。
【００２２】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例では、薄膜調整部３１は、基材１００の薄膜層１１０を形成した面の反対側を熱風機３３−１により加熱して、薄膜層１１０を基材１００に浸透させたが、それ以外の方法で浸透させてもよい。例えば、多孔質の吸着チャックプレートを基材１００の下面に設置し、基材１００の下面を吸引することにより薄膜層１１０を浸透させることも可能である。
（２）実施例では、薄膜仕上部３２は、基材１００の上下面を加熱して薄膜層１１０を乾燥させたが、上下面のうち、どちらか一方でもよい。例えば、基材１００の上面に薄膜層１１０が形成されているので、上面だけを加熱することも可能である。
（３）実施例では、薄膜層１１０の乾燥に熱風機３３−２、３３−３を使用したが、それ以外の乾燥手段を用いてもよい。例えば、薄膜剤の乾燥時間が短いものであるならば、送風機のみで乾燥させることも可能である。
（４）実施例では、基材１００の材料をセラミクス、薄膜層１１０の厚みを２００μｍとしたが、それ以外の浸透性ある材料や多孔質材に所望の厚みを形成させてもよい。例えば、光学用フィルム基材に、１０μｍの薄膜層を形成させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による実施例の薄膜製造装置を示す図である。
【図２】本発明による実施例の薄膜製造装置の薄膜層の形成から乾燥までの流れを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  薄膜製造装置
２０  薄膜形成部
３０  薄膜調整仕上部
３１  薄膜調整部
３２  薄膜仕上部
３３−１、３３−２、３３−３  熱風機
４０  基材搬送部
１００  基材
１１０  薄膜層
【図１】
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【図２】
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