説明

ロールコーター装置

【課題】非晶質炭素膜の強度を高めることができるとともに、小型化を図ることができるようにする。
【解決手段】本発明は、連続して搬送される被成膜基材Pに非晶質炭素膜を形成する非晶質炭素膜形成部Eを有するロールコーター装置において、その非晶質炭素膜形成部Eに至る上記搬送経路αの上流側に、上記被成膜基材Pを加熱するための加熱機能部C,D,E,G,Hを配設したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被成膜基材にDLC層等の非晶質炭素膜を形成するロールコーター装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のロールコーター装置として、フィルム成膜装置とした名称において特許文献1に開示された構成のものがある。
特許文献1に開示されたフィルム成膜装置は、所定幅のフィルムを長手方向に移動させつつ、その表面にプラズマCVD装置により成膜する構成のものである。
上記のプラズマCVD装置は、プラズマ源と原料ガス供給手段とを有しており、そのプラズマ源は、上記フィルムの幅方向に沿って同軸に配置された外筒と内筒とを有し、それら両筒には、上記フィルムに対面する一側に軸方向に沿って複数の孔が設けられ、その外筒はアノードとされ、前記内筒はカソードとされ、該カソード内でホロカソード放電を生じさせて、前記孔よりプラズマジェットを放出させ、前記フィルム表面に成膜させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002‐294458号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
引用文献1に記載のフィルム成膜装置によってフィルムに成膜する場合には、そのフィルムの金属箔や金属薄板等の被成膜基材にDLC膜を成膜しようとするときには、それら金属箔や金属薄板の密着強度が高いために、その被成膜基材を装置内で搬送、取り回すための大きな張力が必要となって装置の大型化を余儀なくされる。
また、例えば金属箔にコーティングを行なうときには、その表面に酸化被膜が形成されているので、導電性を確保するために酸化被膜を除去した後にコーティングを行なう必要がある。
【0005】
そこで本発明は、非晶質炭素膜の強度を高めることができるとともに、小型化を図ることができるロールコーター装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための本発明に係るロールコーター装置は、連続して搬送される被成膜基材に非晶質炭素膜を形成する非晶質炭素膜形成部を有するものであり、上記非晶質炭素膜形成部に至る被成膜基材の搬送方向上流側に、その被成膜基材を加熱するための加熱機能部を配設したものである。
この構成では、非晶質炭素膜形成部により非晶質炭素膜を形成する前に、加熱機能部により被成膜基材を加熱している。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、非晶質炭素膜の密着強度を高めることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第一の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。
【図2】本発明の第二の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。
【図3】本発明の第三の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。
本発明の第一の実施形態に係るロールコーター装置A1は、被成膜基材Pに非晶質炭素膜を成膜するものであり、それは、被成膜基材搬送部B、酸化被膜除去部C、中間層形成部D及び非晶質炭素膜形成部Eを真空ケースK内に適宜配設した構成になっている。
本実施形態においては、「非晶質炭素膜」として導電性の「DLC膜」を一例として説明するが、これに限るものではない。
【0010】
被成膜基材搬送部(以下、「ウェブ搬送部」という。)Bは、所定幅の帯状に形成したSUS等の金属からなる導電性の被成膜基材(以下、「ウェブ」という。)Pを、このウェブPの長手方向に連続して搬送するものであり、それは、巻出軸1、巻取軸2、一対のガイドロール3,4、一対の巻回ロール5,6及びメインロール7を有している。
【0011】
ウェブPは、上記した巻出軸1、ガイドロール3、巻回ロール5、メインロール7、巻回ロール6及びガイドロール4を順次経由させることにより、所定の搬送経路を経て巻取軸2に巻き取られようになっている。
【0012】
上記酸化被膜除去部C、中間層形成部D及び非晶質炭素膜形成部Eは、ウェブ搬送部Bにより形成されるウェブPの搬送経路の搬送方向α上流側から下流側にかけて順次配列されている。
【0013】
酸化被膜除去部Cは、高周波プラズマによりアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガスをイオン化し、それをウェブP表面に衝打することにより、そのウェブP表面を覆っている酸化被膜を破壊除去(イオンボンバード)するものである。また、イオンビームを放出するイオン銃によるイオンボンバードでもよい。
この酸化被膜除去部Cは、巻出軸1とガイドロール3との間に展張されたウェブPの部分に対向して配設された電極10と電源11とからなり、コントローラFの出力側に接続されている。
【0014】
本実施形態においては、酸化被膜除去部CがウェブPを加熱するための加熱機能部を兼ねている。なお、酸化被膜除去部Cの搬送方向α下流側には、温度検出センサS1が配置されている。
【0015】
温度検出センサS1は、加熱機能部としての機能を兼ねる上記酸化被膜除去部Cによって加熱されたウェブPの温度を検出するためのものであり、コントローラFの入力側に接続されている。
【0016】
中間層形成部Dは、ウェブPにクロム(Cr)等の中間層を形成するものであり、上記メインロール7の一側方に配置された電極12と電源15とからなり、コントローラFの出力側に接続されている。
中間層をウェブPに成膜形成することにより、DLC膜とウェブPとの間の密着性を高めることができる。
本実施形態においては、上記酸化被膜除去部Cとともに、中間層形成部Dが上記加熱機能部を兼ねている。
【0017】
非晶質炭素膜形成部Eは、ウェブPにDLC膜を形成する膜形成部であり、上記メインロール7の他側方に配置された電極13,13と電源14,14とからなり、コントローラFの出力側に接続されている。
【0018】
コントローラFは、CPU(CentralProcessing Unit)やインターフェース回路等からなるものであり、所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
(1)加熱機能部による加熱温度を非晶質炭素膜(DLC膜)の強度比ID/IG値が大きくなるように調整する機能。この機能を「加熱温度調整手段F1」という。
本実施形態においては、酸化被膜除去部Cと中間層形成部Dとが加熱機能部であり、温度検出センサS1によって検出温度に基づいて、DLC膜の強度比ID/IG値が1.3を超えるように上記加熱機能部による加熱温度を調整している。
具体的には、強度比ID/IG値を1.3以上とするために、ウェブPの基材温度が150℃以上400℃以下となるように加熱調整することができる。
【0019】
・上記の構成からなるロールコーター装置A1によれば、DLC膜の密着強度を高めることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
・加熱機能部により、ウェブPの基材温度を上昇させることにより、そのウェブPの強度を低減させられるとともに、巻き取る際の荷重を低下できる。
・DLC膜の構造制御(強度比ID/IG>1.3)とするために、当該基材温度を150℃以上に上昇させることにより強度比ID/IGは増加する。なお、当該基材温度を400℃以上では炭化して粉状になってしまう。
・ウェブP表面の酸化被膜の除去と巻き取り荷重の低減を両立できる。
【0020】
次に、本発明の第二の実施形態に係るロールコーター装置について、図2を参照して説明する。図2は、本発明の第二の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【0021】
本発明の第二の実施形態に係るロールコーター装置A2は、上述したロールコーター装置A1と同じく、ウェブPにDLC膜を成膜するものであり、それは、ウェブ搬送部B、中間層形成部D、バイアス電圧印加部G及び非晶質炭素膜形成部Eを真空ケースK内に適宜配設した構成になっている。
【0022】
上記酸化被膜除去部C、中間層形成部D、バイアス電圧印加部G及び非晶質炭素膜形成部Eは、ウェブ搬送部Bにより形成されるウェブPの搬送方向α上流側から下流側にかけて順次配列されている。
【0023】
バイアス電圧印加部Gは、非晶質炭素膜形成部Eに至るウェブPの搬送方向α上流側に、メインロール7を介してウェブPにバイアス電圧を印加するためのものであり、酸化被膜除去部C、中間層形成部Dとともに加熱機能部を兼ねている。
【0024】
加熱機能部として、酸化被膜除去部C、中間層形成部Dに加えてバイアス電圧印加部Gを設けているので、上述したロールコーター装置A1で得られる効果をさらに効率的に得ることができる。
すなわち、ウェブPにバイアス電圧を印加することにより、ウェブPに当たるイオンエネルギを増加させることにより基材温度を上昇させられると考えられる。
また、ウェブPに当たる粒子量を増加させ、当該基材温度の上昇によりグラファイト化を進行させられる。すなわち、sp2結合を増加させることができる。
【0025】
次に、本発明の第三の実施形態に係るロールコーター装置について、図3を参照して説明する。図3は、本発明の第三の実施形態に係るロールコーター装置の概略構成を示す説明図である。なお、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【0026】
本発明の第三の実施形態に係るロールコーター装置A3は、ウェブPに非晶質炭素膜を成膜するものであり、それは、ウェブ搬送部B、加熱部H、酸化被膜除去部C、中間層形成部D及び非晶質炭素膜形成部Eを真空ケースK内に適宜配設した構成になっている。
【0027】
ヒーティング部H、酸化被膜除去部C、中間層形成部D及び非晶質炭素膜形成部Eは、ウェブ搬送部Bにより形成されるウェブPの搬送経路の搬送方向α上流側から下流側にかけて順次配列されている。
【0028】
ヒーティング部Hは、発熱体である電熱線等のヒータ20と、このヒータ20を加熱調整するための加熱回路21とを有して構成されており、コントローラFの出力側に接続されている。
加熱機能部として、酸化被膜除去部C、中間層形成部Dに加えてヒーティング部Hを設けているので、上述したロールコーター装置A1,A2で得られる効果をさらに効率的に得ることができる。また、加熱の温度帯域を広く設定することができるとともに、その調整を容易に行なうことができる。
【0029】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上述したロールコーター装置A1においては、酸化被膜除去部Cと中間層形成部D、また、ロールコーター装置A2においては、酸化被膜除去部C、中間層形成部D及びバイアス電圧印加部G、さらに、ロールコーター装置A3においては、加熱部H、酸化被膜除去部C及び中間層形成部Dにより、ウエブPを加熱する例について説明したが、それらの組み合わせに限るものではない。
【0030】
すなわち、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。
【符号の説明】
【0031】
1〜7 ロール
C 酸化被膜除去部
D 中間層形成部
E 非晶質炭素膜形成部
F1 加熱温度調整手段
G バイアス電圧印加部
H ヒーティング部
K 真空槽
P 被成膜基材
C,D,E,G,H 加熱機能部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被成膜基材を所定の搬送経路に沿って搬送するための複数のロールと、その被成膜基材に非晶質炭素膜を形成する非晶質炭素膜形成部とを真空槽内に配設したロールコーター装置において、
上記非晶質炭素膜形成部に至る上記搬送経路の上流側に、上記被成膜基材を加熱するための加熱機能部を配設したことを特徴とするロールコーター装置。
【請求項2】
非晶質炭素膜形成部に至る上記搬送経路の上流側に、被成膜基材表面の酸化被膜を除去する酸化被膜除去部が配設されており、その酸化被膜除去部が加熱機能部を兼ねていることを特徴とする請求項1に記載のロールコーター装置。
【請求項3】
非晶質炭素膜形成部に至る上記搬送経路の上流側に、被成膜基材表面に中間層を形成する中間層形成部が配設されており、その中間層形成部が加熱機能部を兼ねていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロールコーター装置。
【請求項4】
非晶質炭素膜形成部に至る上記搬送経路の上流側に、被成膜基材にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部が配設されており、そのバイアス電圧印加部が加熱機能部を兼ねていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のロールコーター装置。
【請求項5】
発熱体を有するヒーティング部を加熱機能部として設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のロールコーター装置。
【請求項6】
非晶質炭素膜の強度比ID/IG値が大きくなるように加熱機能部による加熱温度を調整する加熱温度調整手段を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のロールコーター装置。
【請求項7】
加熱温度調整手段は、非晶質炭素膜の強度比ID/IG値が1.3を超えるように加熱機能部による加熱温度を調整することを特徴とする請求項6に記載のロールコーター装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−184488(P2012−184488A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−49987(P2011−49987)
【出願日】平成23年3月8日(2011.3.8)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】