電気絶縁性シートの塗布方法及び薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法
【課題】電気絶縁性シートの表面を塗布する方法において、塗液を塗布する前に予め、静電荷をシート表面に付与することで、塗膜付電気絶縁性シートの製造方法を提供する。
【解決手段】塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロールＢ２との間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートＳの表面を塗布する方法において、塗布の前に、まず、電気絶縁性シートの各面を除電処理してから、電気絶縁性シートの各面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与することにより、塗液Ｗを電気絶縁性シートの表面に、塗布ムラの発生を極力抑制した状態で、塗布することを可能とし、更に、塗液を塗布後の薄膜付きシートの剥離放電防止、及び、薄膜付きシートの扱いやすさの向上とを両立する塗布方法、ならびに、塗膜付電気絶縁性シートの製造方法。
【解決手段】塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロールＢ２との間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートＳの表面を塗布する方法において、塗布の前に、まず、電気絶縁性シートの各面を除電処理してから、電気絶縁性シートの各面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与することにより、塗液Ｗを電気絶縁性シートの表面に、塗布ムラの発生を極力抑制した状態で、塗布することを可能とし、更に、塗液を塗布後の薄膜付きシートの剥離放電防止、及び、薄膜付きシートの扱いやすさの向上とを両立する塗布方法、ならびに、塗膜付電気絶縁性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性シートの塗布方法及び薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気絶縁性シート、例えば、ポリエステルフィルムは、耐熱性、耐薬品性、機械的特性において優れた特性を有することから、磁気記録材料、各種写真材料、電気絶縁材料、各種工程紙材料として多くの用途に用いられている。このため、用途毎に適した表面特性が要求される場合があり、この要求を満足させるために、シートの表面に、各種のコーティング層が形成されている。例えば、磁性体塗料やインク塗料、易滑性塗料、離型性塗料がシートの表面に薄く塗布されることにより、これらの材料からなるコーティング層が形成されている。
【０００３】
連続して走行する電気絶縁性シートの表面に、塗液を塗布する装置として、バー方式やグラビアロール方式、ダイ方式、カーテン方式等に基づく塗布装置が知られている。このような塗布装置において、走行する電気絶縁性シートに対して、塗液の塗布厚みが所定の厚さになるように、電気絶縁性シートの表面に塗液が塗布される。この際、塗布厚みの均一性は、上記各用途の表面要求特性として非常に重要であり、塗布厚みに一定以上のばらつきがある場合は、品質上問題になることが多い。電気絶縁性シート表面に対し、塗液を所定の厚さになるように均一に塗布する際、塗布厚みの均一性を阻害する要因の１つとして、電気絶縁性シート表面の帯電が挙げられる。
【０００４】
塗布厚みが不均一になることに対する対策として、電気絶縁性シート表面の帯電を、塗液を塗布する前に、交流電圧が印加されたコロナ放電電極を用いて除電する方法が、一般的に知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている除電装置を用いて、電気絶縁性シートを除電すると、電気絶縁性シートの表面に存在する数１００μＣ／ｍ２の大きな静電荷は大幅に低減され、大きな静電荷に起因する塗布厚みの均一性を阻害に対しては非常に有効である。
【０００５】
しかし、この方法によって除電処理された電気絶縁性シートの表面、及び、裏面には、電荷密度の絶対値の最大値がおおよそ１０〜３０μＣ／ｍ２の静電荷が逆帯電し、その静電荷がシート移動方向に対し、正弦波状に正負交互に変化する交流的な逆帯電が発生する。また、この方法で電気絶縁性シートを除電した場合、シートの表面と裏面は逆極性の帯電を有する。
【０００６】
このような帯電状態を有するシートに対し、塗液を供給する塗布ロールに圧胴ロールに対し付勢しない状態でシートのいずれかの面に塗液を塗布する場合、前述のシート各面に存在する交流的な逆帯電の影響は小さく、塗布厚みの均一性は大きくは阻害されないことが多い。これは、シートの表面と裏面は逆極性の帯電を有するため、シートの表面の静電荷とシートの裏面の静電荷との間に電界が形成され、塗布膜にはシートの各面の静電荷による電界の影響が小さいためであると考えられる。
【０００７】
しかし、本発明者らの知見によれば、塗液を供給する塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロール間に前記帯電状態のシートを移動させてシート表面に塗液を塗布する方法の場合、シート表面への塗液の塗布直後に、シートの被塗布面の正の静電荷及び負の静電荷が存在する範囲と、正の静電荷及び負の静電荷の存在する範囲の境界部にあたる静電荷が極めて少ない範囲とで、塗液の塗れ方に差が生じ、その結果、シート移動方向に周期的に塗布ムラが発生する場合があった。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記の理由については、以下のように推察している。すなわち、塗布膜を貫く電界の大きさによって塗液中の粒子の挙動が異なり、圧胴ロールを塗布ロールに対し付勢する場合としない場合で塗布膜を貫く電界の大きさが異なると推察される。
【０００９】
これに関し、以下に図１を用いて、詳細に説明する。なお、塗布膜を貫く電界の大きさは、塗布膜の表面の表面電位に比例すると考えられるため、圧胴ロールの塗布ロールに対する付勢状態別に塗布膜の表面の表面電位を理論上計算し、比較する。図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の接液部を平板コンデンサで近似した断面模式図である。図１において、Ｂ１は導電性を有する圧胴ロールの表面を、Ｓ２は電気絶縁性シートの第２の面を、Ｓ１は電気絶縁性シートの第１の面を、Ｇ１は接地された塗布ロール表面をそれぞれ表している。また、Ｌａは導電性を有する圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との間に設けられた厚みａの空気層を、Ｌｂは厚みｂの電気絶縁性シート層を、Ｌｃは接地された塗布ロール表面Ｇ１によって塗液が塗布された厚みｃの塗布層をそれぞれ表している。また、ｑ１は電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の電荷密度を、ｑ２は第２の面Ｓ２の電荷密度をそれぞれ表している。なお、図１中では、静電荷の電荷密度ｑ１は正極性、静電荷の電荷密度ｑ２は負極性を記載しているが、極性はこの限りでない。
【００１０】
空気層Ｌａ、シート層Ｌｂ、塗布層Ｌｃそれぞれの静電容量をＣａ、Ｃｂ、Ｃｃとした場合、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１は、式（１）で表される。
Ｖ１＝｛Ｃｂ*ｑ２＋(Ｃａ＋Ｃｂ）*ｑ１｝／(ＣａＣｂ+ＣｂＣｃ+ＣｃＣａ)
・・・・式（１）
ここで、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢しない状態での塗布状態は、圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との距離ａが十分大きい、すなわち、静電容量Ｃａ＝０と考えることができるため、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１ｒは、式（２）で表される。
【００１１】
Ｖ１ｒ＝ (ｑ１＋ｑ２)／Ｃｃ ・・・・式（２）
一方、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢する状態での塗布状態は、圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との距離ａ＝０であり、静電容量Ｃａは静電容量Ｃｂ及び静電容量Ｃｃより十分大きいと考えることができるため、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１ｓは、式（３）で表される。
【００１２】
Ｖ１ｓ＝ ｑ１／（Ｃｂ＋Ｃｃ） ・・・・式（３）
式（２）、（３）から、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢していない状態の表面電位Ｖ１ｒは、電気絶縁性シートの各面Ｓ１、Ｓ２の静電荷の和ｑ１＋ｑ２で決まるため、電気絶縁性シートの各面Ｓ１、Ｓ２の静電荷ｑ１、ｑ２の絶対値は無関係で、等量逆極性の静電荷であれば、表面電位Ｖ１ｒは非常に小さくなり、塗液への作用が小さいと考えられる。一方、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢している状態の表面電位Ｖ１ｓは、電気絶縁性シートの被塗布面Ｓ１の静電荷の電荷密度ｑ１の絶対値のみで決まり、反塗布面Ｓ２の静電荷の電荷密度ｑ２とは無関係のため、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢していない状態に比べて、電気絶縁性シートの被塗布面Ｓ１のわずかな静電荷によっても、塗液への影響が非常に大きいと推察される。
【００１３】
また、本発明者らは、更に鋭意検討した結果、上述のように、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢する状態では、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜を貫く電界の大きさに単純に比例するわけではなく、ゼロよりもやや大きいある一定の電界の大きさ以上になると、急激に塗液が塗れやすくなり、それ以上大きい電界を塗液に作用させた場合に限り、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜を貫く電界の大きさに比例する傾向があるということを確認している。これに関し、明確な理由は不明だが、シート表面の静電荷が極めて少ない状態、つまり、塗布膜を貫く電界の大きさがほとんどゼロに近い場合は、シート表面の表面張力のほうが、塗液自体の表面張力よりも小さいため、塗液がシート表面に対し、はじかれやすいのに対し、シート表面の静電荷がある一定の量以上存在する、つまり、塗布膜を貫く電界の大きさがある一定の大きさ以上になると、この電界の影響で、シート表面の表面張力が、塗液自体の表面張力よりも大きくなり、塗液がシート表面に対し、はじかれにくい状態になる結果、塗布膜の厚みが均一になりやすいと推察される。
【００１４】
以上のような、本発明者らの推察から、シートの被塗布面に対して、正の静電荷及び負の静電荷が存在する範囲と、正の静電荷及び負の静電荷の存在する範囲の境界部にあたる、正負の静電荷が極めて少ない範囲を形成してしまう、特許文献１に開示されている除電装置を用いた場合、シート移動方向の周期的な塗布ムラを緩和するためには、交流電圧が印加されたコロナ放電電極からシート表面に照射するイオン量を減らし、シート表面におけるシート移動方向の周期的な正負の静電荷を減らし、塗布膜を貫く電界の大きさを小さくすることによって、シート全面における塗液の塗れ方を均一化するしか方法がないが、その場合、シート表面の除電能力も同時に低下してしまうため、除電器としての機能を果たすことができないと推察される。
【００１５】
一方、シート表面の塗布厚みの均一性の安定化を図るべく、シート表面への塗液の接液部に静電気力を積極的に作用させ、シートへの塗液の付着を補助することからなる塗布方法に関しても従来から知られており、特許文献２あるいは特許文献３に開示されている。
【００１６】
特許文献２、及び、３は、連続走行するシートの被塗布面に対し、塗布前に設けられた帯電手段により、バックアップローラ上でのシート表面の帯電電位をおおよそ１００〜３０００Ｖになるよう帯電させることで、シート表面への塗液の付着を、大きな静電気力によって補助することを目的とする塗布方法である。特許文献２、３には、具体的なシートの厚み、及び、シート表面の帯電の均一性については言及がないが、上記の電位差を接液部に付与するためには、シート表面の電荷密度の絶対値が少なくとも３０μＣ／ｍ２以上必要であり、この場合、塗液を塗布した直後に関しては、大きな静電気力によって塗液のシート表面への付着性が高まり、塗布厚みの均一性は安定化する。一方で、移動するシートがバックアップローラーから剥離する際、シート表面の帯電量が多すぎ、かつ、シートの表面のみ多くの静電荷が存在する状態のため、移動するシートがバックアップローラから剥離する際、シートとバックアップローラー間で剥離放電が発生する可能性があり、塗液の表面張力、シート表面の表面張力によっては、一旦バックアップローラー上で均一に塗布された塗液が剥離放電による帯電の影響で不均一になることがあると推察される。また、塗液の塗布装置周辺で剥離放電が発生すると、可燃性ガスに着火して爆発が発生する可能性がある点も問題である。また、剥離放電による帯電の影響を受けない場合でも、塗液を塗布されたシート表面の帯電量が多いため、塗布後のシートを積層ロール状に巻いた際、及び、巻き上がった積層ロールから塗布済みシートを巻き出す際に、シート表面の多量の帯電の影響により、剥離放電が発生し、作業者への電撃、まとわりつきなどのシートの取り扱いの面での問題が考えられる。更に、シートの被塗布面を帯電させる際、シート表面の位置によって帯電電位に大きな差がある場合（例えば、シートの被塗布面内で１００Ｖの箇所と３０００Ｖの箇所が存在する場合）は、シートの同一面内における帯電の差によって、塗布厚みが不均一になることも推察される。
【００１７】
特許文献２、３は走行するシートの被塗布面を帯電処理することで、接液部に静電気力を作用させる塗布方法であるが、シート自体ではなく、圧胴ロールの表面に帯電処理を施すことで、接液部に静電気力を作用させる塗布方法に関しても従来から知られており、特許文献４に開示されている。
【００１８】
特許文献４は、シート表面に塗液を供給する塗工ロールと、シートを介して塗工ロールに対し付勢した導電性の圧胴ロールからなり、圧胴ロールに非接触に配置された帯電手段により、圧胴ロール表面を帯電させるとともに、塗液自体に対しても導電性の圧胴ロール表面を通じて静電荷を供給することで、接液部に積極的に静電気力を作用させる塗布方法である。しかし、この塗布方法は、塗液に可燃性物質が含まれる場合、帯電手段を防爆対応する安全対策を講じる必要があり、また、圧胴ロール表面の導電性ゴムの劣化などによって、ゴム表面の抵抗値の変化による、塗液への静電荷の供給量のばらつきが大きく、安定した品質維持が困難という課題があった。
【００１９】
以上の通り、簡便な方法で、かつ、均一な塗布厚みを安定して有し、かつ、塗布後の剥離放電やまとわりつきのない扱いやすさを有するという点を両立する塗布方法、及び、薄膜付きシートの製造方法は、従来技術で満足できなかった。
【特許文献１】特開２００５−２２２９２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８８０４号公報
【特許文献３】特許第２５９７２３７号公報
【特許文献４】実開昭６１−２０６４４５号公報
【特許文献５】特開２００４−３９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの表面を塗布する方法において、塗液を塗布する前に予め、直流的な静電荷をシート表面に付与することで、シート表面の塗液の塗布厚みの均一性の向上と、塗液を塗布後の薄膜付きシートの剥離放電防止、及び、薄膜付きシートの扱いやすさの向上とを簡便な方法で同時に実現し得る、塗布方法、ならびに、薄膜付電気絶縁性シートロール体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明によれば、塗液を供給する導電性の表面を有する塗布ロールと、前記塗布ロールに向かって付勢され導電性の表面を有する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの第１の面に、電気絶縁性の塗液を塗布する、電気絶縁性シートの塗布方法であって、前記塗布ロールよりも上流に、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの帯電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与する工程を有することを特徴とする、電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記電気絶縁性シートの帯電手段よりも上流の工程において、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの除電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の交流的な静電荷を付与して除電処理することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記電気絶縁性シートの帯電手段によって、
（１）前記電気絶縁性シートの第1の面と第２の面の静電荷の電荷密度の和が２μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（２）前記電気絶縁性シートの第１の面及び前記第２の面の各面の静電荷の電荷密度の絶対値がともに、５μＣ／ｍ２以上３０μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（３）前記第１の面の静電荷の電荷密度と、前記第２の面の静電荷の電荷密度とがともに、前記シートの移動方向に滑らかに変化し、前記電荷密度の変化の振幅が、２０μＣ／ｍ２以下であるように、前記電気絶縁性シートを帯電処理することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記塗液として帯電量の絶対値が１００ｎＣ／ｌ以上であるものを供給することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記塗布ロールとして、グラビアロールを用いることを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２５】
また、本発明の別の形態によれば、前記電気絶縁性シートの塗布方法を用いて塗液を電気絶縁性シートに塗布し、その後巻き取ることを特徴とする、薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法が提供される。
【００２６】
本発明が適用される電気絶縁性シートとして、代表的なものには、プラスチックフィルム、布帛、紙等のシートや枚葉体があるが、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム等のプラスチックフィルムは、電気絶縁性が高いため、本発明を適用するのに特に好適である。
【００２７】
本発明における「塗布ロール」として、代表的なものには、ロール表面に特に凹凸が形成されていない単純なロール、ロール表面に緻密な溝が刻印され、その溝部に塗液を溜めるグラビアロール、ロッドにワイヤーを巻いたり、円周方向の溝を形成したメタリングバーなどがある。このロールは通常、装置全体のフレームなどに接地されていることが多い。本発明において電位については、この塗布ロールの電位に対する電位をいうものとする。
【００２８】
本発明において、「移動する電気絶縁性シートの第１の面」とは、電気絶縁性シートの二つの主要な面のうち、塗液が塗布され塗液層が形成される面をいう。
【００２９】
本発明において、「電気絶縁性シートの第２の面」とは、電気絶縁性シートの二つの主要な面のうち、第１の面と反対側の面をいう。
【００３０】
本発明において、「静電荷」とは、物質が持つ時間的に変化しない電荷のことをいう。静電荷が発生することで物質は帯電した状態となる。
【００３１】
本発明において、「電気絶縁性の塗液」とは、体積抵抗率が１０９［Ω・ｃｍ］以上の塗液をいう。本発明において、電気絶縁性の塗液の体積抵抗率は、電気絶縁性の平底容器に、被測定液体（塗液）１００ミリリットルを深さ２ｍｍになるように薄く広げた状態とし、液体（塗液）表面に２つの測定端子（直径２ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を５０ｍｍの距離を隔てて平行に配置し、測定端子間に直流電圧１５Ｖを印加し、商品名「Worksurface Tester」（シムコ社製）で抵抗値［Ω］を読みとることで測定することが出来る。
【００３２】
本発明において、「導電性の表面を有する」とは、表面抵抗率が１０７［Ω／□］以下の物質で構成される表面部を有することをいう。表面抵抗率は、ロール表面に、ロールの長手方向に、２つの測定端子（直径２ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を５０ｍｍの距離を隔てて平行に配置し、測定端子間に直流電圧１５Ｖを印加し、商品名「Worksurface Tester」（シムコ社製）で抵抗値［Ω］を読みとることで測定することが出来る。
【００３３】
本発明において、「電気絶縁性シートを挟んでシートに非接触に対向配置されたシートの帯電手段」とは、電気絶縁性シートの第1の面側に、シート表面に非接触に配置された帯電手段と、電気絶縁性シートの第２の面側に、シート表面に非接触に配置された帯電手段とが、シートを挟んで向かい合っている帯電手段をいう。
【００３４】
本発明において、「電気絶縁性シートを挟んでシートに非接触に対向配置されたシートの除電手段」とは、電気絶縁性シートの第1の面側に、シート表面に非接触に配置された除電手段と、電気絶縁性シートの第２の面側に、シート表面に非接触に配置された除電手段とが、シートを挟んで向かい合っている除電手段をいう。
【００３５】
本発明において、「シートの第１の面及び第２の面に、逆極性の直流的な静電荷を付与する」とは、移動するシートの一方の面に対して、２秒以上、より好ましくは２０秒以上、更に好ましくは２分間以上の時間にわたり、極性の変化はなく、単一極性の静電荷を付与し、シートの反対面には、シートの一方の面とは逆極性の静電荷を同様に付与することをいう。ただし、ホワイトノイズ等の非周期的なノイズ成分によって付与される静電荷の極性が変化する点は、ここでは極性の変化とはしない。
【００３６】
本発明において、「シートの第１の面及び第２の面に、交流的な静電荷を付与する」とは、移動するシートの一方の面に対して、時間的に極性の変化する静電荷を付与し、シートの反対面には、シートの一方の面とは逆極性の静電荷を、シートの一方の面に対する静電荷の付与と同時に実施することをいう。ただし、ホワイトノイズ等の非周期的なノイズ成分によって付与される静電荷の極性が変化する点は、ここでは極性の変化とはしない。
【００３７】
本発明において、「第１の面の静電荷の電荷密度」とは、シートの第２の面に接地導体をシートの厚みの２０％または１０μｍのいずれか小さい方よりも近く近接させるか密着させて、上記シートの第２面の静電荷と等量逆極性の静電荷を上記接地導体に誘導させ、これによって上記シートの第２面の電位を実質的に０電位とした状態において、表面電位計の測定プローブを、第１の面側から０．５乃至２[ｍｍ]程度までシートに十分近接させた状態で、表面電位を測定後、以下の方法で求められた、シートの第１の面上の単位面積［ｍ２］当たりに存在する静電荷の量［Ｃ］をいう。すなわち、電荷密度は、シートの単位面積当たりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ２］と背面平衡電位ｖの関係式σ＝Ｃ・ｖから求める。シートの単位面積当たりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積当たりの静電容量の関係式Ｃ＝ε０εｒ／ｔにより求める。ここで、ε０は、真空中の誘電率であり、その値は８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］とする。εｒは、フィルムの比誘電率である。ｔは、フィルムの厚み［ｍ］である。帯電の大きさに対して充分小さい視野の表面電位計を用いることで、微小面積の局所的な帯電電荷密度を正確に知ることが出来る。なお、表面電位計の測定プローブとしては、測定開口部直径が数ミリメートル以下の微小なものが良く、例えば、商品名「プローブ１０１７」（モンロー社製）、開口部直径１．７５［ｍｍ］や、商品名「１０１７ＥＨ」（同社製）、開口部直径０．５［ｍｍ］がある。
【００３８】
第１の面上の帯電の分布状態は、表面電位計のプローブ、または、背面に接地導体を密着させた状態のシートのいずれか一方を、ＸＹステージなどの位置調整可能な移動手段を用いて、低速（５［ｍｍ／秒］程度）で移動させながら表面電位を順次測定し、得られたデータを２次元的にマッピングすることで得られる。第２の面の静電荷の電荷密度も同様にして求められる。
【００３９】
本発明において、「塗布ロールよりも上流」とは、塗布装置における塗布ロールによる塗布よりも時間的に前である場合、または、位置的に所定の移動方向の上流である場合をいう。具体的には、塗布装置において、塗布ロールの位置よりも、シート移動方向に対して位置的に上流に配置される場合を指す場合、および、別の工程で、塗布対象のシートを製造し、そのシートに対して塗布装置で塗布する場合、この「別の工程」を指す場合の両方を含めて上流という。
【００４０】
本発明において、「シートの帯電手段よりも上流の工程」とは、シートの帯電手段による帯電処理よりも、時間的に前である場合、及び、位置的に所定の移動方向の上流である場合をいう。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、簡便な方法で、電気絶縁性シートの表面への塗液の塗布性がよく、塗布厚みが均一となる電気絶縁性シートの塗布方法が提供され、かつ、塗布後の電気絶縁性シートにおいて、剥離放電などの問題が少ない、塗膜付電気絶縁性シートの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の電気絶縁性シートＳ（以下、シートＳ）の塗布方法の好ましい実施形態例を、図面を参照しながら説明する。シートＳとしてプラスチックフィルム（以下、単に、フィルムという）を用いる場合を例にとって説明する。本発明は、これらの例に限られるものではない。
【００４３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るシートの製造装置および塗布装置の概略縦断面図である。
【００４４】
シートＳは、図示しないモータの駆動力によって所定の速度で回転する、シートＳの搬送ロールＲ１とシートＳの搬送ロールＲ２によって掛け渡され、シートＳは、一定の張力をもって、移動方向Ｄの方向に移動している。なお、シートＳは、搬送ロールＲ１、及び、搬送ロールＲ２の表面に密着しながら移動する。搬送ロールＲ１、Ｒ２としては、例えば、ハードクロムメッキされた金属ロールや弾性体が被覆された金属ロールが用いられる。移動するシートＳを挟んで、塗布ヘッドＣＨが配置されている。塗液の塗布は、実質、塗布ヘッドＣＨにてなされる。塗布ヘッドＣＨの概略構成について簡単に説明する。移動するシートＳの第１の面Ｓ１には、回転方向ｒｇの方向に、塗液容器Ｐに充填された塗液Ｗを汲み上げながら回転する塗布ロールＧ２によって、塗液Ｗが塗布され、塗布膜ＷＬが形成される。圧胴ロールＢ２は、移動するシートＳを挟んで、塗布ロールＧ２に対し付勢し、回転方向ｒｂの方向に回転する。圧胴ロールＢ２は、シートＳを安定に移動方向Ｄに移動させ、シートＳの第１の面Ｓ１を安定して塗布ロールＧ２の表面に密着させる。
【００４５】
塗布ロールＧ２としては、ハードクロムメッキされた鏡面ロールや、メタリングバーでもよいが、これらに比べて、ロール表面の微細な凹溝（セル）加工により、シートＳの表面への塗液の計量の安定供給性、高精彩な塗布が可能である、グラビアロールが好ましい。グラビアロールの表面は耐摩耗性に優れた導電性ハードクロムメッキ加工されていることが好ましいが、更に耐摩耗性を向上すべく導電性セラミック加工された表面でも良い。この実施形態では、可燃性気体への着火による爆発などの問題がないよう塗布ロールＧ２はアースされている。圧胴ロールＢ２は、ロールの芯金はアースされた金属であり、ロール表面は、シートＳに接触した際のロール表面の摩擦帯電による可燃性気体への着火による爆発などの問題がないよう導電性であることがこのましい。更に、本発明においては、圧胴ロールＢ２の表面が導電性でないと、シートＳの反塗布面（第２の面）の静電荷に対し、逆極性の静電荷を圧胴ロールＢ２の表面に誘導することで、シートＳの反塗布面（第２の面）の静電荷のみを一時的にキャンセルし、シートＳの塗布面（第１の面）の静電荷による電界の影響を、塗液に作用させることができないため、導電性は必須である。なお、導電性といっても、金属ロールなどを使用すると、塗布ロールとの摩擦による磨耗が激しい上、シートＳを幅方向に均一に付勢できないため、導電性ゴムを用いることが好ましい。なお表面抵抗率の測定方法は前述の方法で測定される。
【００４６】
なお、図示していないが、搬送ロールＲ１の上流には、積層ロール状になった未塗布状態のシートＳの巻き出し装置が配置され、搬送ロールＲ２の下流には、塗布膜ＷＬを有するシートＳを積層ロール状巻き取り装置が配置されており、塗布ヘッドＣＨとシートＳの巻き取り装置の間には、シートＳの第１の面Ｓ１に塗布された塗布膜ＷＬを乾燥させる乾燥機が配置されてもよい。シートＳの巻き出し装置にセットされ未塗布状態のシートＳと、巻き取り装置によって巻き取られる積層ロールとの間を、シートＳが所定の速度で連続的に移動している。ここで、特許文献５に開示されている、シートＳの第１の面Ｓ１、及び、第２の面Ｓ２の両方に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与するための帯電装置ＳＣを、塗布ヘッドＣＨの上流に配置する。シート帯電装置ＳＣは、シートＳを挟んで対向させて配置された、電極２ａと電極２ｂとを有し、電極２ａは、シートＳの第１の面Ｓ１側に、電極２ｂは、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置されている。電極２ａには、第１の直流電源２ｃが接続され、電極２ｂには、第２の直流電源２ｄが接続されている。第１の直流電源２ｃと第２の直流電源２ｄには、互いに極性が異なる直流電圧が印加される。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの帯電装置ＳＣにおける電極２ａ、電極２ｂの一例の拡大概略縦断面図である。帯電ユニットＣＵは、第１の電極ユニットＥＵｆと第２の電極ユニットＥＵｄとからなる。帯電ユニットＣＵにおいて、第１の電極ユニットＥＵｆは、シートＳの第１の面Ｓ１に向かい、第１の面Ｓ１に対して間隔をおいて設けられている。第２の電極ユニットＥＵｄは、シートＳの第２の面Ｓ２に向かい、第２の面Ｓ２に対して間隔をおいて設けられている。シートＳは図３には図示しないが、第１の電極ユニットＥＵｆと第２の電極ユニットＥＵｄとは、シートＳを挟んで、互いに対向している。次に、シート帯電装置ＳＣにおける帯電ユニットＣＵの第１の電極ユニットＥＵｆ、および、第２の電極ユニットＥＵｄの構成について説明する。第１の電極ユニットＥＵｆは、第１のイオン生成電極３ｆと、第１のイオン生成電極３ｆに対する開口部を有する第１のシールド電極３ｈと、絶縁部材とからなる。第２の電極ユニットＥＵｄは、第２のイオン生成電極３ｄと第２のイオン生成電極３ｄに対する開口部を有する第２のシールド電極３ｇと、絶縁部材とからなる。
【００４８】
第１のシールド電極３ｈの開口部は、第１のイオン生成電極３ｆの先端近傍にシートＳに向かって開口している。第１および第２のシールド電極３ｈ、３ｇは、第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄとの間に適切な電位差を与えられたときに、それぞれのイオン生成電極３ｆ、３ｄにおける放電を助ける機能を有する。また、対向した第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄから照射される静電荷を、実質的に均一にシートＳの第１の面Ｓ１、及び第２の面Ｓ２に付与する機能を有する。これは、シールド電極３ｈ、３ｇにより、対向させた第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄの逆極性の電圧による局所的な電界集中を和らげるためである。これにより、局所的な電界集中によりイオン生成電極直下に静電荷が集中的に付与されることが、防止される。なお、イオン生成電極３ｆ、３ｄとしては、針状電極が好ましい。これは、針状電極の針先に、より低い印加電圧で電界を効率よく発生させ、針先からの静電荷の生成を促進できるからである。第1のイオン生成電極３ｆの先端と、第２のイオン生成電極３ｄの先端とは、シートＳの法線方向において、間隔ｄ１を置いて、シートＳの移動方向Ｄにおいて間隔ｄ０を置いて配置される。また、第１のシールド電極３ｈと第２のシールド電極３ｇとは、シートＳにもっとも近い部位同士が、シートＳの法線方向において、間隔ｄ２を置いて配置される。第1のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｇとは、逆極性の直流電圧が出力されるよう、第１の直流電源２ｃと第２の直流電源２ｄに接続されている。第１および第２のシールド電極３ｈ、３ｇとは、それぞれ接地されている。直流電源には、出力電圧が接地点に対して、極性が反転することなく１秒以上継続して同一の極性を維持する、脈動率が５％以下、より好ましくは、１％以下の直流電源を用いることが好ましい。直流印加電圧は、シートＳの各面Ｓ１、Ｓ２に付与したい静電荷の量に応じて、適宜選べばよいが、おおよそ正電圧、負電圧ともに１０ｋＶ以下が好ましい。これ以上になると、接地されたシールド電極とイオン生成電極間で異常放電が発生することがあるためである。また、省エネルギーの面、及び、作業者の安全面からもなるべく印加電圧は小さいほうが好ましい。脈動率の下限は特に考慮しなくて良いが、実用上、０．０１％以上とすると良い。その理由は、これ以上の高精度直流電源が高価になるためである。第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄにそれぞれいずれの極性の直流電圧を印加するかは適宜選べば良い。なお、上記実施形態においては、各帯電ユニットの第１および第２のイオン生成電極やこれに対応するシールド電極は、それぞれ実質的に同一の形態を有するものを用いて構成するのが好ましい。
【００４９】
次に、図２に図示する帯電装置ＳＣの動作について、図３の帯電ユニットＣＵを参照して簡単に説明する。帯電ユニットＣＵにおいて、第１のイオン生成電極３ｆに正の直流電圧が印加され、第２のイオン生成電極３ｄに負の直流電圧が印加されている場合について説明する。このとき、第１のイオン生成電極３ｆからは正の静電荷が、第２のイオン生成電極３ｄからは負の静電荷が生成される。第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄとの間の電界強度が一定の強度以上になると、電界によって、正の静電荷がシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷がシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与される。第１のイオン生成電極３ｆから生成された正の静電荷と第２のイオン生成電極３ｄから生成された負の静電荷はそれぞれ、対向する第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄのつくる電気力線に沿って、シートＳの近傍まで引き寄せられ、シートＳの各面に強制的に付与される。
【００５０】
このとき、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２に正負の静電荷が同時に付与されるので、シートＳは見かけ上無帯電な状態を維持出来るため、第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄで生成された正負の静電荷はシートＳに十分な量、充電される。例えば、直流印加電圧の絶対値を約１０ｋＶ、距離ｄ０が約２ｍｍ、距離ｄ１が約５０ｍｍ、距離ｄ２が約３５ｍｍ、シートＳの移動速度が３００ｍ／分程度においては、シートＳの第１の面Ｓ１には、５〜１５μＣ／ｍ２程度の静電荷が強制的に充電付与され、シートＳの第２の面Ｓ２には、シートＳの第１の面Ｓ１に付与される正の静電荷と絶対値はほぼ同じ程度の負の静電荷が充電付与される。なお、「見かけ上無帯電」とは、シートＳの第１の面Ｓ１の任意の位置における静電荷の電荷密度と、第２の面Ｓ２において、シートＳの第１の面Ｓ１の前記位置の裏側の位置における静電荷の電荷密度の和の絶対値が２μＣ／ｍ２以下のことをいう。シートＳの移動速度が低速になれば、単位面積当たりの静電荷の付着量が大きくなり、移動速度に反比例して、静電荷のシートＳの各面への付着量は増大する。なお、この静電荷の付与は、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２が、互いに逆極性で静電荷の量もほぼ等しいので、シートＳは見かけ上の無帯電な状態となる。シートＳの各面への静電荷の付与量は、直流印加電圧が大きくなると、イオン生成電極からの静電荷の発生量が印加電圧にほぼ比例して増加する。また、対向するイオン生成電極の印加電圧が高くなるため、対向したイオン生成電極で発生した静電荷を電界に比例して加速しシートＳの面に引き寄せる。よって、静電荷の付与量は、印加電圧のおよそ２乗に比例して大きくなる。一方、各帯電ユニットＥＵｄ、ＥＵｆの第１と第２のイオン生成電極間距離ｄ１が小さくなると、電界が強くなり、更に、距離が近づくことで各イオン生成電極から発生し、シートＳの各面に付着する静電荷の量を大きくすることができる。このように、図２のシート帯電装置ＳＣにより、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２は、見かけ上無帯電の状態になるよう、互いに逆極性で等量の、シートＳの幅方向に均一な直流的な静電荷が、その必要量に応じて、帯電条件を制御して付与される。
【００５１】
帯電装置ＳＣにおいて、帯電ユニットＣＵは１個以上シートＳの移動方向に並べる必要がある。なお、帯電ユニットＣＵをシートＳの移動方向に、シートＳを挟んで２個以上並設する場合は、シートＳの第1の面Ｓ１側に配置される各帯電ユニットＥＵｄの各イオン生成電極３ｄに印加される直流電圧の極性は同極性であり、かつ、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置される各帯電ユニットＥＵｆの各イオン生成電極３ｆに印加される直流電圧の極性は同極性であることが、直流的な静電荷付与の効率上好ましい。
【００５２】
帯電装置ＳＣを用いて、上述のようにシートＳの各面に静電荷を与えて、シートＳの各面を直流的に帯電させた状態のシートＳの第1の面Ｓ１に塗布ヘッドＣＨを用いて塗液Ｗを塗布すると、導電性の表面を有する圧胴ロールＢ２の作用により、前述の式（３）に示すように、塗布膜ＷＬにおいて、シートＳの第1の面Ｓ１に付与される静電荷のみによって、塗布膜ＷＬの厚み方向に電界が形成されるため、この電界の作用により、塗液ＷのシートＳの第1の面Ｓ１への付着性が向上され、かつ、直流的な静電荷による電界のため、シートＳの移動方向において前記電界の大きさの変化は小さく、塗液ＷのシートＳの第1の面Ｓ１への付着作用は、シートＳの移動方向に対して均一性を維持することができるため、塗布膜ＷＬの厚みを均一にすることができる。
【００５３】
なお、塗布膜ＷＬの厚みが均一化され、塗布ムラが見えなくなる理由は、本発明者らの知見によると、シートＳの第１の面Ｓ１への塗液Ｗの塗れ方は、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）に単純に比例するわけではなく、ゼロよりもやや大きいある一定の電界の大きさ（絶対値）以上になると、急激に塗液Ｗが塗れやすくなり、それ以上絶対値の大きい電界を塗液Ｗに作用させた場合に限り、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）に比例する傾向がある。これに関し、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷が極めて少ない状態、つまり、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）がほとんどゼロに近い場合は、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力のほうが、塗液自体の表面張力よりも小さいため、塗液ＷがシートＳの第１の面Ｓ１に対し、はじかれやすいのに対し、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷がある一定の量以上存在する、つまり、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）がある一定の大きさ以上になると、この電界の影響で塗液Ｗ自体の表面張力よりも、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力が大きくなり、塗液ＷがシートＳの第１の面Ｓ１に対し、はじかれにくい状態になるため、塗布膜ＷＬの厚みが均一になりやすいと考えられる。これを図７Ａ、図７Ｂを用いて具体的に説明する。図７Ａ、図７Ｂは、シートＳのそれぞれの移動方向位置における塗布膜ＷＬを貫く電界と塗布膜の厚みの関係を表した概念図である。図７Ａでは、塗布膜ＷＬを貫く電界を正負極性別に示しており、電界が正の場合は、シートＳの表面から塗布膜ＷＬに対する方向の電気力線が形成されており、一方、電界が負の場合は、塗布膜ＷＬからシートＳの表面に対する方向の電気力線が形成されていることを意味している。ところが、本発明者らの知見によると、これに対応して、図７Ｂのとおり、塗布膜ＷＬを貫く電界の極性に関わらず、電界の大きさ（絶対値）に対する塗布膜ＷＬの厚みの変化は非線形で、電界の大きさがその極性によらずゼロ近傍になると、塗布膜ＷＬの厚みは急峻な変化が生じ、塗布ムラとなる。また、図７Ｃに示すように、図７Ａに示した電界の変化曲線を振幅、周期は全く同じで、シートＳの移動方向のすべての位置において塗布膜ＷＬを貫く電界がゼロにならないように正側にシフトした場合、図７Ｄに示すように、塗布膜ＷＬは、図７Ｂとは大きく異なり、塗布膜ＷＬの厚みの変化はほとんど生じず、塗布ムラとならない。このことから、塗布膜ＷＬの厚みは電界の大きさがゼロ近傍でのみ、急峻に変化し、塗布ムラになりやすいものと考えられる。
【００５４】
塗液の塗れやすさに関しては、たとえば、電気絶縁性の塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）が、シートＳの帯電による電界の作用により分極し、電気泳動力によって移動するがその移動度がシートＳの移動方向に均一化されやすい、あるいは、電気絶縁性の塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）の配向がシートＳの移動方向に均一化されやすいことなどが考えられる。
【００５５】
また、塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）の帯電とシートＳの帯電とのクーロン力の影響で、シートＳの表面の帯電がほぼゼロの場合に比べ、前記粒子（分子）がシートＳの表面で安定しやすくなるため、塗液が塗れやすくなることも考えられ、本発明者らの知見によると、塗液中の塗液自体を構成する粒子（分子）の帯電量絶対値が、１００ｎＣ／リットル以上の塗液をシートＳの表面に塗布するような状況においては、さらに塗液の塗れやすさが向上し、本実施形態の塗布方法を使用する効果が最も大きいため好ましい。
【００５６】
なお、塗液Ｗの帯電量は、ファラデーケージに塗液Ｗを１リットル注入することで、塗液Ｗの１リットルあたりの帯電量が測定される。
【００５７】
このように、塗布膜ＷＬの厚みを均一にするためには、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷によって形成される電界を塗液Ｗに作用させることが重要であり、そのために、導電性の表面を有する圧胴ロールＢ２は、本発明においては必須である。塗液Ｗを塗布後、シートＳが圧胴ロールＢ２から剥離する際も、塗布膜ＷＬは電気絶縁性のためシートＳの第１の面Ｓ１に存在する静電荷はそのまま残り、シートＳは塗布前と同等の見かけ上無帯電の状態を維持するため、圧胴ロールとシートＳの間で剥離放電が発生することは少ない。
【００５８】
なお、帯電装置ＳＣによって、シートＳの各面に付与される、互いに逆極性の直流的な静電荷の量は、塗布膜ＷＬの厚みの均一化に関すれば、特に上限はないが、静電荷の電荷密度が３０μＣ／ｍ２を超えると、塗布装置１で塗布後、塗布膜ＷＬを有するシートＳのいずれかの面に金属膜などの導電性膜を付与されると、非導電面の静電荷の影響により、剥離放電や人体へのまとわりつきなどが発生しやすいため、静電荷の電荷密度は３０μＣ／ｍ２以下であることが最も好ましい。
【００５９】
図２において、帯電装置ＳＣよりも上流に配置されたシートＳの除電装置ＳＥが配置されることが最も好ましい。その理由は、この除電装置ＳＥは、シートＳの第１の面Ｓ１にこの除電装置ＳＥは、従来の除電装置では達成出来なかった、正負の静電荷が混在した帯電を有する電気絶縁性シートの除電を行うことが可能であるからである。なお、この除電装置自体は、特許文献１に開示されている。図２に図示されるように、除電装置ＳＥは、図２に図示される帯電装置ＳＣに示す直流電源２ｃを交流電源２ｇに、直流電源２ｄを交流電源２ｈとし、シートＳを挟んで対向配置される電極群２ｅ、電極群２ｆに互いに逆極性、すなわち、交流電圧波形の位相差が１８０°である交流電圧を印加するようにした除電装置である。
【００６０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの除電装置ＳＥの構成要素である電極群２ｅ、電極群２ｆの位置関係を示す拡大概略縦断面図である。
図４をもとに、除電装置ＳＥの動作について説明する。なお、除電ユニットＳＵｋ（ｋ＝１、２、・・）の動作の説明を、シートＳの移動方向の最上流の第１番目の除電ユニットＳＵ１を代表させて行う。なお、除電ユニットＳＵｋは、シートＳを挟んで対向配置され、シートＳの第1の面Ｓ１側に配置された第１の電極ユニットＥＮｆ−ｋと、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置された第２の電極ユニットＥＮｄ−ｋからなる。第１の除電ユニットＳＵ１において、第１のイオン生成電極４ｆ−１と第２のイオン生成電極４ｄ−１には、時間的に極性が反転する交流電圧が印加され、時間的極性の反転に応じて、第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１から正および負の静電荷が生成する。
【００６１】
第１のイオン生成電極４ｆ−１に正の電圧が印加され、第２のイオン生成電極４ｄ−１に負の電圧が印加されている場合について説明する。このとき、第１のイオン生成電極４ｆ−１からは正の静電荷が、第２のイオン生成電極４ｄ−１からは負の静電荷が生成される。第１のイオン生成電極４ｆ−１と第２のイオン生成電極４ｄ−１との間の電界強度が強いとき、電界によって、正の静電荷がシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷がシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与される。第１のイオン生成電４ｆ−１から生成された正の静電荷と第２のイオン生成電極４ｄ−１から生成された負の静電荷は、それぞれ、対向する第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１のつくる電気力線に沿って、シートＳの近傍まで引き寄せられ、シートＳに付着しようとする。このとき、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２に正負の帯電を有する電気絶縁性シートＳの近傍において、第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１から生成され、シートＳの表面に指向する正の静電荷と負の静電荷とは、シートＳ上に負の静電荷や正の静電荷があると、クーロン力によって、主に逆極性の静電荷が、選択的に引き寄せられ、シートＳの第１の面Ｓ１の負の静電荷と第２の面Ｓ２の正の静電荷が除電される。次に、各除電ユニットの第１の電極ユニットＥＮｆを構成する第１のイオン生成電極４ｆ、および、第２の電極ユニットＥＵｄを構成する第２のイオン生成電極４ｄに印加する交流電圧の位相が反転し、第１のイオン生成電極４ｆ−１に負の電圧が印加され、第２のイオン生成電極４ｄ−１に正の電圧が印加されると、第１および第２のイオン生成電極から時間的に前の静電荷とは逆極性の静電荷が生成され、同様の作用で、電気絶縁性シートＳの第１の面Ｓ１の負の静電荷と第２の面Ｓ２の正の静電荷が除電される。各除電ユニットにおいて、移動するシートＳに対して、これを繰り返すことにより、除電前に比べて、シートＳの各面の正の静電荷と負の静電荷を除電し、その静電荷の量を大幅に低減できる。なお、図４に図示する、シートＳの移動方向に隣接する電極ユニット距離ｄ４は２０〜４０ｍｍ程度、除電ユニット数ｋは、除電したい帯電の大きさにもよるが、２〜１０個が、除電装置ＳＥの設置スペースの面で好ましい。第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとの距離ｄ３、および、第１のシールド電極４ｈ−ｋと第２のシールド電極４ｇ−ｋの距離ｄ５はともに３０〜４０ｍｍ程度が、各電極ユニットと、移動するシートＳの接触回避の点で好ましい。また、第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとのシート移動方向に対する距離ｄ０は、２ｍｍ以下が静電荷の生成効率、つまり、シートの除電効率の面で好ましい。各イオン生成電極に印加される交流電圧は、実効値で約７ｋＶ程度以下が好ましい。
【００６２】
除電装置ＳＥを用いてシートＳの各面Ｓ１、Ｓ２を除電すると、元々除電前に存在する強い帯電に対しては大幅な帯電量を低減できる反面、第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとの間の電界強度が強いとき、電界によって、正の静電荷をシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷をシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与するために、除電前には、静電荷が存在しなかったシートＳの表面にも強制的に、シートＳの移動方向に交流電圧周波数とシートＳの移動速度に応じた、正の静電荷の付着範囲と負の静電荷の付着範囲とが、静電荷のない範囲を挟んで、周期的に逆帯電が発生することが多い。この逆帯電の静電荷の量は、前述の、元々除電前に存在する強い帯電に対して、除電装置ＳＥの除電処理によって低減する静電荷の量に比べると、数１０分の１のレベルである。このような帯電状態のシートを塗布ヘッドＣＨで塗布する場合、前述のように、シートＳの第１の面Ｓ１の正負の静電荷が存在する範囲と静電荷のない範囲とのシートＳ上の位置的な周期的な繰り返しによって、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさが、シート移動方向に位置的に変化するため、その塗液Ｗの付着性の不均一をまねくことがある。特に、塗布ロールＧ２と圧胴ロールＢ２をシートＳを挟んで付勢した状態で塗液Ｗを塗布する場合において、塗布ロールＧ２として、高精細な凹溝がロール表面に彫刻されたグラビアロールを用いる場合は、シートＳの第１の面Ｓ１上の静電荷と、接地されたグラビアロール表面との間に形成される電界が、鏡面ロールの場合に比べ、表面の凹形状の影響で、不平等な電界となりやすく、これにより塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさが、鏡面ロールなどと比べるとやや大きめになり、その分やや塗液Ｗに影響を及ぼしやすいことも考えられる。なお、図７Ａ、図７Ｂを用いて前述したが、本発明者らの知見によれば、塗布膜ＷＬを貫く電界が正または負の領域よりも、電界の大きさがその極性によらずゼロ付近の領域のほうが塗布膜ＷＬの厚みがやや厚くなる傾向がある。除電装置ＳＥによって除電処理された、このような帯電状態のシートＳに対しても、除電装置ＳＥよりも下流に、帯電装置ＳＣを備え、シートＳの各面に前述のような帯電処理を施した後、塗布ヘッドＣＨによって、塗液Ｗを塗布すれば、塗布膜ＷＬの厚みを均一に形成することができる。
【００６３】
この作用について簡単に説明する。除電装置ＳＥによって除電処理され、シートＳの第１の面Ｓ１に、正の静電荷の付着範囲と負の静電荷の付着範囲とが、静電荷のない範囲を挟んで、シートＳの移動方向に周期的に存在するシートＳに対して、帯電装置１によってシートＳの各面に供給される正の静電荷および負の静電荷は、前述のように、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２に充電され、例えば、第１の面Ｓ１を正の静電荷を充電し、第２の面Ｓ２を負の静電荷を充電する。この帯電処理の際、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した負の静電荷に対しては、帯電装置１より供給された、より多くの正の静電荷がクーロン力により選択的に引き寄せられ、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した正の静電荷に対しては、帯電装置１より供給された、正の静電荷が、クーロン反発力により、選択的に遠ざけられる。すなわち、帯電装置１によって、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した正の静電荷と負の静電荷の量の差を縮めて、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさの変化量を小さくしつつ、かつ、第１の面Ｓ１に正の静電荷のみを供給し、シートＳの第１の面Ｓ１を正極性に塗り潰すことにより、塗布膜ＷＬを貫く電界が特に弱い、極性の変化する点が派生しないようにする。これにより、シートＳの第１の面Ｓ１全面において、塗布膜ＷＬ全面に対し、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力が塗液Ｗの表面張力よりも常に大きくなるように、ある一定以上の電界の大きさが作用するために、塗布膜ＷＬの厚みの均一化が可能となる。
【００６４】
なお、塗布膜ＷＬを貫く電界の、シート表面の位置における変化量（ばらつき）の上限に関しては、シートＳの第1の面Ｓ１の静電荷の量は、塗液Ｗの表面張力よりもシートＳの第１の面Ｓ１の表面張力を大きくするためには、絶対値で５μＣ／ｍ２以上あるのが好ましく、かつ、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷の量の絶対値が３０μＣ／ｍ２を超えると、塗布後、剥離放電などの問題があることを考慮すると、２０μＣ／ｍ２以下の静電荷の変化量にとどめることが好ましい。
【００６５】
図５Ａは、本発明の第２の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。また、図５Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。シートＳの製造装置２において、移動方向Ｄに移動するシートＳは搬送ロールＲ３、Ｒ４に掛け渡され、前述の除電装置ＳＥ、および、帯電装置ＳＣによって処理された後、シート巻取り装置ＳＲＷの図示しないモータに接続され、回転するスピンドルＳＰ１によって積層状に積層ロールＬＳが形成される。巻き取られたシートＳの積層ロールＬＳは、塗布装置３の巻きだし装置ＳＵＷにセットされ、図示しないモータによって駆動され回転するスピンドルＳＰ２によって、巻きだされ、塗布装置３によって、シートＳの第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布される。塗布装置ＣＨは、図２の塗布装置ＣＨと同じである。図５Ａのように、塗布装置外である、シートＳの製造装置２で除電処理、帯電処理を事前に施したシートＳに対し、図５Ｂに示す塗布装置３で塗布する場合も、塗布されるシートＳの各面の静電荷の状態は、図２に示す構成と同じであり、塗布膜ＷＬへの電界の作用は同等である。
【００６６】
さらに、図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。また、図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。シートＳの製造装置４において、移動方向Ｄに移動するシートＳは搬送ロールＲ３、Ｒ４に掛け渡され、前述の除電装置ＳＥによって除電処理された後、シート巻取り装置ＳＲＷの図示しないモータに接続され、回転するスピンドルＳＰ１によって積層状に積層ロールＬＳが形成される。巻き取られたシートＳの積層ロールＬＳは、塗布装置５の巻きだし装置ＳＵＷにセットされ、図示しないモータによって駆動され回転するスピンドルＳＰ２によって、巻きだされ、帯電装置ＳＣによってシートＳの各面に帯電処理され、塗布装置３によって、シートＳの第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布される。塗布装置ＣＨは、図２の塗布装置ＣＨと同じである。図６Ａのように、塗布装置外である、シートＳの製造装置４で除電処理したシートに対し、図６Ｂに示す塗布装置６で、帯電装置ＳＣにより帯電処理したシートＳに塗布する場合も、塗布されるシートＳの各面の静電荷の状態は、図２に示す構成と同じであり、塗布膜ＷＬへの電界の作用は同等である。
【実施例】
【００６７】
本発明の塗布方法を用いた、電気絶縁性シートへの塗液の塗布の実施例、ならびに、比較例を示す。なお、実施例および比較例に登場する種々の評価手法は、次の通りであり、シートＳの各面の静電荷の電荷密度と塗布ムラの評価結果について、相関を確認した。
[塗布ムラの評価方法]
電気絶縁性シートＳとしてフィルムを用い、フィルムに塗液を塗布して、塗布ムラ、すなわち、塗液の塗布厚みが、局所的に異なる領域の有無を調べた。なお、塗液は、シリコーン系塗布剤（品番：ＫＳ８４７Ｈ。信越化学（株）製。 １０重量部、品番：ＰＬ−５０Ｔ。信越化学（株）製。 ０．１重量部、品名：トルエン １００重量部）を用いた。塗布ムラの発生有無は、シートＳが塗布装置を通過した後、目視にて確認し、次の３段階で評価した。
【００６８】
◎： 塗布ムラが全くなく、品質上良好。
【００６９】
○： やや微小な塗布ムラあるが、品質上問題ない。
【００７０】
×： 微小な塗布ムラも、シート移動方向に周期的な塗布ムラもはっきり見える。
[電気絶縁性シートＳの各面の静電荷の電荷密度の算出方法]
電気絶縁性シートＳへの塗布を開始する前に、あらかじめ、被塗布用のシートＳに対し、本発明の帯電処理、除電処理を実施し、シートＳの被塗布面の帯電状態を調べた。電気絶縁シートＳの被評価面（被塗布面）とは逆の面を金属ロール（直径１０［ｃｍ］のハードクロムメッキロール）に密着させ、電位を測定した。シートＳと金属ロールの界面の間に実質的にギャップがない状態にまでぴったりと接触させて測定する。この状態で、電位計（商品名：表面電位計モデル２４４ モンロー社製）のセンサ（商品名：プローブ１０１７ＥＨ。開口部直径０．５［ｍｍ］。モンロー社製）を、シートＳの面から０．５［ｍｍ］の位置におき、金属ロールを低速回転させながら電位を測定し、被評価面の電位ｖ［Ｖ］を得た。なお、上記０．５［ｍｍ］位置においたときの視野は、モンロー社カタログより、直径０．２５［ｍｍ］以下の範囲となる。また、上記低速回転は、リニアモータを使用し、回転速度を、約０．３［ｍ／分］とした。
【００７１】
シートＳの被評価面内の電位は、先ず、シートＳの幅方向に、電位計を２０ｍｍ程度スキャンさせて、最大値が得られる幅方向の位置を決め、幅方向の位置を固定して、電位計をシートＳの移動方向ＳＤ、つまり、シートＳの長手方向にスキャンさせて、電位を測定した。シートＳの被評価面内の電位は、２次元的にすべてのポイントを測定するのが理想であるが、前述の方法で、シートＳの面内の電位の分布を近似することで、通常、実用上は差し支えない。シートＳの幅が１ｍを越す場合には、シートＳの幅方向のほぼ中央部と端部において、２００ｍｍ程度を切り出したサンプルシートを用いて測定する。本測定により得られた電位ｖ［Ｖ］の分布から、電荷密度σ［μＣ／ｍ２］の分布を求めた。電荷密度は、シートＳの単位面積当たりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ２］と、本測定により得られた電位ｖの関係式σ＝Ｃ・ｖから求めた。シートＳの単位面積当たりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積当たりの静電容量の関係式Ｃ＝ε０εｒ／ｔにより求めた。ただし、ε０は、真空中の誘電率：８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］、εｒは、シートの比誘電率（値は３とした）、ｔは、シートの厚み［ｍ］である。
[塗液Ｗの帯電量の測定方法]
以下の実施例、比較例を実施する前に、塗液Ｗの帯電量を測定した。
塗液Ｗの充填槽Ｐから、塗液Ｗを１リットル計量カップで抽出し、ファラデーケージ（春日電機社製 型式：Ｍｏｄｅｌ ＫＱ−１４００）の計量部に注入して帯電量を測定した。＜確認１;第１の面Ｓ１の静電荷量と塗布ムラの関係の確認＞
［実施例１］
図５Ａに示すシートＳの製造装置２、および、図５Ｂに示す塗布装置３を用い、シートＳの各面の静電荷の電荷密度と塗布ムラの相関を確認した。シートＳの製造装置２によって、シートＳは移動速度２８０ｍ／分で移動する。シート（電気絶縁性シート）Ｓとして、一軸延伸フィルム（商品名：ルミラー、東レ株式会社製）を用い、その幅は、約６００［ｍｍ］、厚さは、１２［μｍ］である。
【００７２】
フィルムＳは、シートＳの製造装置２において、シート除電装置ＳＥによって除電処理した後、シート帯電装置ＳＣによって帯電処理し、シートＳの巻取り装置ＳＲＷによって、シートＳを巻き取り、積層状ロールＬＳを得た。巻き取りシートＳ、積層状ロールＬＳからシートＳを手動で巻きだし、２８０ｍ／分で除電処理、および、帯電処理されたシートＳの第１の面、および、第２の面の静電荷の電荷密度を、前述の評価方法でシート移動方向に確認した。その後、残りの積層状ロールＬＳを塗布装置３の巻きだし装置ＳＵＷにセットし、５０ｍ／分でシートＳを移動させ、第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布し、前述の塗布ムラの評価方法で、シートＳの塗布ムラの状態を確認した。事前に、塗液Ｗの帯電量を前述の測定方法で測定した結果、＋１００ｎＣ／リットルであった。
【００７３】
第１の面Ｓ１における塗液の塗布幅は、５６０ｍｍとし、フィルムＳのほぼ中央部に、塗液Ｗを塗布した。圧胴ロールＢ２は、グラビアロールＧ２に対し、シートＳの幅方向に均一になるように付勢した。グラビアロールＧ２、および、圧胴ロールＢ２の径はともに３００ｍｍ、長手方向の長さは２０００ｍｍである。グラビアロールＧ２は全体が接地されている。圧胴ロールＢ２の表面は、厚みが５ｍｍの導電性ゴム（導電率 １０７Ω・ｃｍ）で被覆されている。グラビアロールＧ２、圧胴ロールＢ２ともにシートＳと同じ速度で、それぞれ、ｒｇ、ｒｂの方向に図示しないモータにより駆動され、回転している。
【００７４】
シートＳを帯電させるためにシート帯電装置ＳＣとして、図３に示す電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆが対向した帯電装置を用いた。なお、電極ユニットＥＵｄのイオン生成電極３ｄは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。また、電極ユニットＥＵｆのイオン生成電極３ｆは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。各電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆの長手方向（針状電極並設方向）の中央が、シートＳの幅方向の中央になるように、各電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆを配置し、かつ、電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆを、シートＳの移動方向Ｄに対して直交するように、かつ、シートＳの面と平行になるように、シートＳを挟んで設置した。シートＳの移動方向Ｄに沿って並べる帯電ユニットＣＵの数Ｎは、図３に示すとおり１個とした。上下のイオン生成電極先端同士の間隔ｄ１は、５０［ｍｍ］とした。シートＳは、電極間の略中央を通るようにした。上下のシールド電極の間隔ｄ２は、３５［ｍｍ］とした。イオン生成電極３ｆ、３ｄに接続する電源２ｃ、２ｄには、直流電源を用い、互いに逆極性になるよう接続し、第１の面Ｓ１が正極性となるように、印加極性を決定した。直流電源としては、脈動率が５％以下のものを用いた。第1および第２の各イオン生成電極に、電圧１０［ｋＶ］を印加し、シールド電極３ｇ、３ｈは、ともに接地とした。このようにして、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とを逆極性に帯電させた。
【００７５】
帯電装置ＳＣの上流には、図４に示す電極が対向したシート除電装置ＳＥを用いた。なお、電極ユニットＥＮｄｋのイオン生成電極は４ｄ−ｋは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。また、電極ユニットＥＮｆｋのイオン生成電極４ｆ−ｋは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。各電極ユニットＥＮｄｋ、ＥＮｆｋの長手方向（針状電極並設方向）の中央が、シートＳの幅方向の中央になるように、各電極ユニットＥＮｄｋ、ＥＮｆｋを配置し、かつ、各電極ユニットがシートＳの移動方向Ｄに対して直交するように、かつ、フィルムＳの面と平行になるように、フィルムＳを挟んで設置した。シートＳの移動方向Ｄに沿って並べる除電ユニットの数Ｎは、８個とした。上下のイオン生成電極先端同士の間隔ｄ３は、３０［ｍｍ］とした。フィルムＳは、電極間の略中央を通るようにした。フィルムＳの移動方向Ｄにおいて隣接するイオン生成電極先端同士の間隔ｄ４は、２５［ｍｍ］とした。
【００７６】
イオン生成電極群２ｅ、２ｆに接続する電源２ｇ、２ｈには、周波数６０Ｈｚの交流電源を用い、互いに逆位相となるように接続した。第１および第２の各イオン生成電極４ｆ、４ｄに、交流波形の位相差が１８０［度］であり、実効値で４．０［ｋＶ］の交流電圧を印加し、シールド電極４ｈ、４ｇは、ともに接地とした。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例２］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を８ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［比較例１］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。なお、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにすることと、帯電装置ＳＣを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例３］
実施例１において、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ条件で塗布評価した。なお、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例４］
実施例３において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を８ｋＶにした以外は、実施例３と同じ条件で塗布評価した。なお、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例５］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を１２ｋＶにし、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を４．５ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認１のまとめ＞
実施例１、２、３、４、５および、比較例１の比較から、第１の面Ｓ１の静電荷の電荷密度は、その最小値が５μＣ／ｍ２より大きくなると好ましい結果が得られ、かつ、電荷密度の最大値と最小値の差の絶対値は、２０μＣ／ｍ２以下であれば、最も完全に塗布ムラを解消することができることがわかる。
＜確認２;第１の面Ｓ１の静電荷の有無と塗布ムラの関係の確認＞
［比較例２］
実施例１において、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を０ｋＶにし、また、帯電装置ＳＣの直流電源２ｃ、２ｄの出力電圧を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ条件で塗布評価した。なお、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにすることと、帯電装置ＳＣを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。
同じく、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。
このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認２のまとめ＞
比較例２に示すように、除電処理、帯電処理の両方とも実施しないシートＳの表面に塗布をすると、塗布ムラの状態は良好であったが、別途、実施例２で得られた塗布済みシートＳとの違いをSEM写真撮像による断面分析をして比較すると、実施例２で得られたシートＳの塗布膜ＷＬに比べて、塗布膜ＷＬとシート面Ｓ１との界面が非常に明瞭に撮像された。原因は定かではないが、シートＳの表面への密着力がやや小さいためと推察され、実施例３で得られる塗布済みシートのほうが、塗液Ｗのシート面への塗れ性がやや向上する効果もあると考えられる。
【００７７】
また、比較例２では、塗布前に帯電欠点のないシートを用いるか、除電等をしないので、前工程で帯電してしまった場合に塗布ムラは避けられない。
＜確認３;圧胴ロールＢ２のグラビアロールＧ２に対する付勢有無による、第１の面Ｓ１の静電荷の有無と塗布ムラの関係の確認＞
［参考例１］
比較例１において、圧胴ロールＢ２をグラビアロールＧ２から離間した以外は、比較例１と同じ条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認３のまとめ＞
比較例１では、塗布ムラが発生する帯電状態のシートＳを、参考例１では、圧胴ロールを離間して塗布すると、塗布ムラが解消した。これは、圧胴ロールを離間すると、前述の式（２）に従って、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさは、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２の静電荷の和によってきまるため、シートＳの第１の面Ｓ１に例え静電荷があっても塗布膜ＷＬへの電界の影響は小さいのに対し、圧胴ロールをグラビアロールに対し付勢すると、前述の式（３）に従い、シートＳの第１の面Ｓ１に存在する静電荷による電界が塗布膜ＷＬを貫き、塗布膜ＷＬは電界の影響を受けやすいためと考えられる。
＜確認４;塗液Ｗの帯電量と塗布ムラ発生の関係の確認＞
［比較例３］
比較例１と同じ装置、条件で塗布評価した。但し、塗布評価前に、塗液Ｗの帯電を前述の方法で測定したところ、＋６０ｎＣ／リットルであった。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
【００７８】
＜確認４のまとめ＞
比較例３のように塗液Ｗの帯電量が小さい場合は、比較例１に比べ、塗布結果は良化が確認されるが、実施例１に比べるとやや塗布ムラの状態は劣っている。このことから、本発明の塗布方法は、塗液Ｗの帯電量に関わらず有効である上、さらに、実施例１と比較例１の対比によれば、塗液Ｗの帯電量がある程度大きい場合には、本発明の塗布方法が一層有効であることが確認される。
【００７９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、塗布の前に、電気絶縁性シートの各面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与することにより、塗液を電気絶縁性シートの表面に、塗布ムラの発生を極力抑制した状態で、塗布することを可能とするため、均一な塗膜を有する電気絶縁性シートの製造に適する。なお、本発明が適用される塗液を塗布するシートとしては、プラスチックフィルム、紙等のウエブやシリコンウエハ、ガラス基板等の枚葉物がある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の接液部を平板コンデンサで近似した断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るシートの製造装置および塗布装置の概略縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの帯電装置ＳＣにおける電極２ａ、電極２ｂの一例の拡大概略縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの除電装置ＳＥの構成要素である電極群２ｅ、電極群２ｆの位置関係を示す拡大概略縦断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第２の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、塗布膜ＷＬを貫く電界が正負交互に変化に関する波形の概念図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに対応した塗布膜ＷＬの厚みの変化に関する概念図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示す塗布膜ＷＬを貫く電界の変化波形を正側にオフセットした波形の概念図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ｃに対応した塗布膜ＷＬの厚みの変化に関する概念図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｇ１：塗布ロール表面
Ｂ１：圧胴ロール表面
Ｌａ：空気層
Ｌｂ：シート層
Ｌｃ：塗液層
Ｓ：電気絶縁性シート
Ｓ１：電気絶縁性シートＳの第１の面
Ｓ２：電気絶縁性シートＳの第２の面
Ｄ：電気絶縁性シートＳの移動方向
ａ：空気層Ｌａの厚み
ｂ：シート層Ｌｂの厚み
ｃ：塗液層Ｌｃの厚み
ｑ１：電気絶縁性シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷
ｑ２：電気絶縁性シートＳの第２の面Ｓ２の静電荷
１：塗布装置
Ｒ１：シート搬送用ロール
Ｒ２：シート搬送用ロール
Ｒ３：シート搬送用ロール
Ｒ４：シート搬送用ロール
ＣＨ：塗布ヘッド
Ｇ２：塗布ロール
Ｂ２：圧胴ロール
ｒｂ：圧胴ロールＢ２の回転方向
ｒｇ：塗布ロールＧ２の回転方向
Ｐ：塗液の充填槽
Ｗ：塗液
ＷＬ：塗布膜
ＳＣ：シートＳの帯電装置
２ａ：電極
２ｂ：電極
２ｃ：直流電源
２ｄ：直流電源
ＳＥ：シートＳの除電装置
２ｅ：電極群
２ｆ：電極群
２ｇ：交流電源
２ｈ：交流電源
２：シートＳの製造装置
ＳＲＷ：シートＳの巻き取り装置
ＳＰ１：シートＳの巻き取り装置のスピンドル
ＬＳ：シートＳの積層ロール
３：塗布装置
ＳＵＷ：シートＳの巻き出し装置
ＳＰ１：シートＳの巻き出し装置のスピンドル
４：シートＳの製造装置
５：塗布装置
ＣＵ：帯電ユニット
ＥＵｆ：第１の帯電電極ユニット
ＥＵｄ：第２の帯電電極ユニット
３ｆ：第１のイオン生成電極
３ｄ：第２のイオン生成電極
３ｈ：第１のシールド電極
３ｇ：第２のシールド電極
ＳＵｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の除電ユニット
ＥＮｆ−ｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の第１の除電電極ユニット
ＥＮｄ−ｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の第２の除電電極ユニット
４ｆ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋにおける第１のイオン生成電極
４ｄ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋにおける第２のイオン生成電極
４ｈ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋにおける第１のシールド電極
４ｇ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋにおける第２のシールド電極
４ｆ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋ＋１における第１のイオン生成電極
４ｄ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋ＋１における第２のイオン生成電極
４ｈ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋ＋１における第１のシールド電極
４ｇ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋ＋１における第２のシールド電極
ｄ０：帯電ユニットＣＵにおける第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄのシートＳの移動方向の距離
ｄ１：帯電ユニットＣＵにおける第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄのシートＳの法線方向の距離
ｄ２：帯電ユニットＣＵにおける第１のシールド電極３ｈと第２のシールド電極３ｇのシートＳの法線方向の距離
ｄ３：ｋ番目の除電ユニットＳＵｋにおける第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋのシートＳの法線方向の距離
ｄ４：ｋ番目の除電ユニットＳＵｋとｋ＋１番目の除電ユニットＳＵｋ＋１におけるシートＳの移動方向の距離
ｄ５：除電ユニットＳＵｋにおける第１のシールド電極４ｈ−ｋと第２のシールド電極４ｇ−ｋのシートＳの法線方向の距離
ｄ６：除電ユニットＳＵｋにおける第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋのシートＳの移動方向の距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性シートの塗布方法及び薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気絶縁性シート、例えば、ポリエステルフィルムは、耐熱性、耐薬品性、機械的特性において優れた特性を有することから、磁気記録材料、各種写真材料、電気絶縁材料、各種工程紙材料として多くの用途に用いられている。このため、用途毎に適した表面特性が要求される場合があり、この要求を満足させるために、シートの表面に、各種のコーティング層が形成されている。例えば、磁性体塗料やインク塗料、易滑性塗料、離型性塗料がシートの表面に薄く塗布されることにより、これらの材料からなるコーティング層が形成されている。
【０００３】
連続して走行する電気絶縁性シートの表面に、塗液を塗布する装置として、バー方式やグラビアロール方式、ダイ方式、カーテン方式等に基づく塗布装置が知られている。このような塗布装置において、走行する電気絶縁性シートに対して、塗液の塗布厚みが所定の厚さになるように、電気絶縁性シートの表面に塗液が塗布される。この際、塗布厚みの均一性は、上記各用途の表面要求特性として非常に重要であり、塗布厚みに一定以上のばらつきがある場合は、品質上問題になることが多い。電気絶縁性シート表面に対し、塗液を所定の厚さになるように均一に塗布する際、塗布厚みの均一性を阻害する要因の１つとして、電気絶縁性シート表面の帯電が挙げられる。
【０００４】
塗布厚みが不均一になることに対する対策として、電気絶縁性シート表面の帯電を、塗液を塗布する前に、交流電圧が印加されたコロナ放電電極を用いて除電する方法が、一般的に知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている除電装置を用いて、電気絶縁性シートを除電すると、電気絶縁性シートの表面に存在する数１００μＣ／ｍ２の大きな静電荷は大幅に低減され、大きな静電荷に起因する塗布厚みの均一性を阻害に対しては非常に有効である。
【０００５】
しかし、この方法によって除電処理された電気絶縁性シートの表面、及び、裏面には、電荷密度の絶対値の最大値がおおよそ１０〜３０μＣ／ｍ２の静電荷が逆帯電し、その静電荷がシート移動方向に対し、正弦波状に正負交互に変化する交流的な逆帯電が発生する。また、この方法で電気絶縁性シートを除電した場合、シートの表面と裏面は逆極性の帯電を有する。
【０００６】
このような帯電状態を有するシートに対し、塗液を供給する塗布ロールに圧胴ロールに対し付勢しない状態でシートのいずれかの面に塗液を塗布する場合、前述のシート各面に存在する交流的な逆帯電の影響は小さく、塗布厚みの均一性は大きくは阻害されないことが多い。これは、シートの表面と裏面は逆極性の帯電を有するため、シートの表面の静電荷とシートの裏面の静電荷との間に電界が形成され、塗布膜にはシートの各面の静電荷による電界の影響が小さいためであると考えられる。
【０００７】
しかし、本発明者らの知見によれば、塗液を供給する塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロール間に前記帯電状態のシートを移動させてシート表面に塗液を塗布する方法の場合、シート表面への塗液の塗布直後に、シートの被塗布面の正の静電荷及び負の静電荷が存在する範囲と、正の静電荷及び負の静電荷の存在する範囲の境界部にあたる静電荷が極めて少ない範囲とで、塗液の塗れ方に差が生じ、その結果、シート移動方向に周期的に塗布ムラが発生する場合があった。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記の理由については、以下のように推察している。すなわち、塗布膜を貫く電界の大きさによって塗液中の粒子の挙動が異なり、圧胴ロールを塗布ロールに対し付勢する場合としない場合で塗布膜を貫く電界の大きさが異なると推察される。
【０００９】
これに関し、以下に図１を用いて、詳細に説明する。なお、塗布膜を貫く電界の大きさは、塗布膜の表面の表面電位に比例すると考えられるため、圧胴ロールの塗布ロールに対する付勢状態別に塗布膜の表面の表面電位を理論上計算し、比較する。図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の接液部を平板コンデンサで近似した断面模式図である。図１において、Ｂ１は導電性を有する圧胴ロールの表面を、Ｓ２は電気絶縁性シートの第２の面を、Ｓ１は電気絶縁性シートの第１の面を、Ｇ１は接地された塗布ロール表面をそれぞれ表している。また、Ｌａは導電性を有する圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との間に設けられた厚みａの空気層を、Ｌｂは厚みｂの電気絶縁性シート層を、Ｌｃは接地された塗布ロール表面Ｇ１によって塗液が塗布された厚みｃの塗布層をそれぞれ表している。また、ｑ１は電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の電荷密度を、ｑ２は第２の面Ｓ２の電荷密度をそれぞれ表している。なお、図１中では、静電荷の電荷密度ｑ１は正極性、静電荷の電荷密度ｑ２は負極性を記載しているが、極性はこの限りでない。
【００１０】
空気層Ｌａ、シート層Ｌｂ、塗布層Ｌｃそれぞれの静電容量をＣａ、Ｃｂ、Ｃｃとした場合、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１は、式（１）で表される。
Ｖ１＝｛Ｃｂ*ｑ２＋(Ｃａ＋Ｃｂ）*ｑ１｝／(ＣａＣｂ+ＣｂＣｃ+ＣｃＣａ)
・・・・式（１）
ここで、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢しない状態での塗布状態は、圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との距離ａが十分大きい、すなわち、静電容量Ｃａ＝０と考えることができるため、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１ｒは、式（２）で表される。
【００１１】
Ｖ１ｒ＝ (ｑ１＋ｑ２)／Ｃｃ ・・・・式（２）
一方、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢する状態での塗布状態は、圧胴ロールの表面Ｂ１と電気絶縁性シートの第２の面Ｓ２との距離ａ＝０であり、静電容量Ｃａは静電容量Ｃｂ及び静電容量Ｃｃより十分大きいと考えることができるため、被塗布面である電気絶縁性シートの第１の面Ｓ１の表面電位Ｖ１ｓは、式（３）で表される。
【００１２】
Ｖ１ｓ＝ ｑ１／（Ｃｂ＋Ｃｃ） ・・・・式（３）
式（２）、（３）から、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢していない状態の表面電位Ｖ１ｒは、電気絶縁性シートの各面Ｓ１、Ｓ２の静電荷の和ｑ１＋ｑ２で決まるため、電気絶縁性シートの各面Ｓ１、Ｓ２の静電荷ｑ１、ｑ２の絶対値は無関係で、等量逆極性の静電荷であれば、表面電位Ｖ１ｒは非常に小さくなり、塗液への作用が小さいと考えられる。一方、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢している状態の表面電位Ｖ１ｓは、電気絶縁性シートの被塗布面Ｓ１の静電荷の電荷密度ｑ１の絶対値のみで決まり、反塗布面Ｓ２の静電荷の電荷密度ｑ２とは無関係のため、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢していない状態に比べて、電気絶縁性シートの被塗布面Ｓ１のわずかな静電荷によっても、塗液への影響が非常に大きいと推察される。
【００１３】
また、本発明者らは、更に鋭意検討した結果、上述のように、圧胴ロールが塗布ロールに対し付勢する状態では、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜を貫く電界の大きさに単純に比例するわけではなく、ゼロよりもやや大きいある一定の電界の大きさ以上になると、急激に塗液が塗れやすくなり、それ以上大きい電界を塗液に作用させた場合に限り、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜を貫く電界の大きさに比例する傾向があるということを確認している。これに関し、明確な理由は不明だが、シート表面の静電荷が極めて少ない状態、つまり、塗布膜を貫く電界の大きさがほとんどゼロに近い場合は、シート表面の表面張力のほうが、塗液自体の表面張力よりも小さいため、塗液がシート表面に対し、はじかれやすいのに対し、シート表面の静電荷がある一定の量以上存在する、つまり、塗布膜を貫く電界の大きさがある一定の大きさ以上になると、この電界の影響で、シート表面の表面張力が、塗液自体の表面張力よりも大きくなり、塗液がシート表面に対し、はじかれにくい状態になる結果、塗布膜の厚みが均一になりやすいと推察される。
【００１４】
以上のような、本発明者らの推察から、シートの被塗布面に対して、正の静電荷及び負の静電荷が存在する範囲と、正の静電荷及び負の静電荷の存在する範囲の境界部にあたる、正負の静電荷が極めて少ない範囲を形成してしまう、特許文献１に開示されている除電装置を用いた場合、シート移動方向の周期的な塗布ムラを緩和するためには、交流電圧が印加されたコロナ放電電極からシート表面に照射するイオン量を減らし、シート表面におけるシート移動方向の周期的な正負の静電荷を減らし、塗布膜を貫く電界の大きさを小さくすることによって、シート全面における塗液の塗れ方を均一化するしか方法がないが、その場合、シート表面の除電能力も同時に低下してしまうため、除電器としての機能を果たすことができないと推察される。
【００１５】
一方、シート表面の塗布厚みの均一性の安定化を図るべく、シート表面への塗液の接液部に静電気力を積極的に作用させ、シートへの塗液の付着を補助することからなる塗布方法に関しても従来から知られており、特許文献２あるいは特許文献３に開示されている。
【００１６】
特許文献２、及び、３は、連続走行するシートの被塗布面に対し、塗布前に設けられた帯電手段により、バックアップローラ上でのシート表面の帯電電位をおおよそ１００〜３０００Ｖになるよう帯電させることで、シート表面への塗液の付着を、大きな静電気力によって補助することを目的とする塗布方法である。特許文献２、３には、具体的なシートの厚み、及び、シート表面の帯電の均一性については言及がないが、上記の電位差を接液部に付与するためには、シート表面の電荷密度の絶対値が少なくとも３０μＣ／ｍ２以上必要であり、この場合、塗液を塗布した直後に関しては、大きな静電気力によって塗液のシート表面への付着性が高まり、塗布厚みの均一性は安定化する。一方で、移動するシートがバックアップローラーから剥離する際、シート表面の帯電量が多すぎ、かつ、シートの表面のみ多くの静電荷が存在する状態のため、移動するシートがバックアップローラから剥離する際、シートとバックアップローラー間で剥離放電が発生する可能性があり、塗液の表面張力、シート表面の表面張力によっては、一旦バックアップローラー上で均一に塗布された塗液が剥離放電による帯電の影響で不均一になることがあると推察される。また、塗液の塗布装置周辺で剥離放電が発生すると、可燃性ガスに着火して爆発が発生する可能性がある点も問題である。また、剥離放電による帯電の影響を受けない場合でも、塗液を塗布されたシート表面の帯電量が多いため、塗布後のシートを積層ロール状に巻いた際、及び、巻き上がった積層ロールから塗布済みシートを巻き出す際に、シート表面の多量の帯電の影響により、剥離放電が発生し、作業者への電撃、まとわりつきなどのシートの取り扱いの面での問題が考えられる。更に、シートの被塗布面を帯電させる際、シート表面の位置によって帯電電位に大きな差がある場合（例えば、シートの被塗布面内で１００Ｖの箇所と３０００Ｖの箇所が存在する場合）は、シートの同一面内における帯電の差によって、塗布厚みが不均一になることも推察される。
【００１７】
特許文献２、３は走行するシートの被塗布面を帯電処理することで、接液部に静電気力を作用させる塗布方法であるが、シート自体ではなく、圧胴ロールの表面に帯電処理を施すことで、接液部に静電気力を作用させる塗布方法に関しても従来から知られており、特許文献４に開示されている。
【００１８】
特許文献４は、シート表面に塗液を供給する塗工ロールと、シートを介して塗工ロールに対し付勢した導電性の圧胴ロールからなり、圧胴ロールに非接触に配置された帯電手段により、圧胴ロール表面を帯電させるとともに、塗液自体に対しても導電性の圧胴ロール表面を通じて静電荷を供給することで、接液部に積極的に静電気力を作用させる塗布方法である。しかし、この塗布方法は、塗液に可燃性物質が含まれる場合、帯電手段を防爆対応する安全対策を講じる必要があり、また、圧胴ロール表面の導電性ゴムの劣化などによって、ゴム表面の抵抗値の変化による、塗液への静電荷の供給量のばらつきが大きく、安定した品質維持が困難という課題があった。
【００１９】
以上の通り、簡便な方法で、かつ、均一な塗布厚みを安定して有し、かつ、塗布後の剥離放電やまとわりつきのない扱いやすさを有するという点を両立する塗布方法、及び、薄膜付きシートの製造方法は、従来技術で満足できなかった。
【特許文献１】特開２００５−２２２９２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８８０４号公報
【特許文献３】特許第２５９７２３７号公報
【特許文献４】実開昭６１−２０６４４５号公報
【特許文献５】特開２００４−３９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、塗布ロールとそれに対し付勢する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの表面を塗布する方法において、塗液を塗布する前に予め、直流的な静電荷をシート表面に付与することで、シート表面の塗液の塗布厚みの均一性の向上と、塗液を塗布後の薄膜付きシートの剥離放電防止、及び、薄膜付きシートの扱いやすさの向上とを簡便な方法で同時に実現し得る、塗布方法、ならびに、薄膜付電気絶縁性シートロール体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明によれば、塗液を供給する導電性の表面を有する塗布ロールと、前記塗布ロールに向かって付勢され導電性の表面を有する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの第１の面に、電気絶縁性の塗液を塗布する、電気絶縁性シートの塗布方法であって、前記塗布ロールよりも上流に、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの帯電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与する工程を有することを特徴とする、電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記電気絶縁性シートの帯電手段よりも上流の工程において、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの除電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の交流的な静電荷を付与して除電処理することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記電気絶縁性シートの帯電手段によって、
（１）前記電気絶縁性シートの第1の面と第２の面の静電荷の電荷密度の和が２μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（２）前記電気絶縁性シートの第１の面及び前記第２の面の各面の静電荷の電荷密度の絶対値がともに、５μＣ／ｍ２以上３０μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（３）前記第１の面の静電荷の電荷密度と、前記第２の面の静電荷の電荷密度とがともに、前記シートの移動方向に滑らかに変化し、前記電荷密度の変化の振幅が、２０μＣ／ｍ２以下であるように、前記電気絶縁性シートを帯電処理することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記塗液として帯電量の絶対値が１００ｎＣ／ｌ以上であるものを供給することを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記塗布ロールとして、グラビアロールを用いることを特徴とする、前記電気絶縁性シートの塗布方法が提供される。
【００２５】
また、本発明の別の形態によれば、前記電気絶縁性シートの塗布方法を用いて塗液を電気絶縁性シートに塗布し、その後巻き取ることを特徴とする、薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法が提供される。
【００２６】
本発明が適用される電気絶縁性シートとして、代表的なものには、プラスチックフィルム、布帛、紙等のシートや枚葉体があるが、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム等のプラスチックフィルムは、電気絶縁性が高いため、本発明を適用するのに特に好適である。
【００２７】
本発明における「塗布ロール」として、代表的なものには、ロール表面に特に凹凸が形成されていない単純なロール、ロール表面に緻密な溝が刻印され、その溝部に塗液を溜めるグラビアロール、ロッドにワイヤーを巻いたり、円周方向の溝を形成したメタリングバーなどがある。このロールは通常、装置全体のフレームなどに接地されていることが多い。本発明において電位については、この塗布ロールの電位に対する電位をいうものとする。
【００２８】
本発明において、「移動する電気絶縁性シートの第１の面」とは、電気絶縁性シートの二つの主要な面のうち、塗液が塗布され塗液層が形成される面をいう。
【００２９】
本発明において、「電気絶縁性シートの第２の面」とは、電気絶縁性シートの二つの主要な面のうち、第１の面と反対側の面をいう。
【００３０】
本発明において、「静電荷」とは、物質が持つ時間的に変化しない電荷のことをいう。静電荷が発生することで物質は帯電した状態となる。
【００３１】
本発明において、「電気絶縁性の塗液」とは、体積抵抗率が１０９［Ω・ｃｍ］以上の塗液をいう。本発明において、電気絶縁性の塗液の体積抵抗率は、電気絶縁性の平底容器に、被測定液体（塗液）１００ミリリットルを深さ２ｍｍになるように薄く広げた状態とし、液体（塗液）表面に２つの測定端子（直径２ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を５０ｍｍの距離を隔てて平行に配置し、測定端子間に直流電圧１５Ｖを印加し、商品名「Worksurface Tester」（シムコ社製）で抵抗値［Ω］を読みとることで測定することが出来る。
【００３２】
本発明において、「導電性の表面を有する」とは、表面抵抗率が１０７［Ω／□］以下の物質で構成される表面部を有することをいう。表面抵抗率は、ロール表面に、ロールの長手方向に、２つの測定端子（直径２ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を５０ｍｍの距離を隔てて平行に配置し、測定端子間に直流電圧１５Ｖを印加し、商品名「Worksurface Tester」（シムコ社製）で抵抗値［Ω］を読みとることで測定することが出来る。
【００３３】
本発明において、「電気絶縁性シートを挟んでシートに非接触に対向配置されたシートの帯電手段」とは、電気絶縁性シートの第1の面側に、シート表面に非接触に配置された帯電手段と、電気絶縁性シートの第２の面側に、シート表面に非接触に配置された帯電手段とが、シートを挟んで向かい合っている帯電手段をいう。
【００３４】
本発明において、「電気絶縁性シートを挟んでシートに非接触に対向配置されたシートの除電手段」とは、電気絶縁性シートの第1の面側に、シート表面に非接触に配置された除電手段と、電気絶縁性シートの第２の面側に、シート表面に非接触に配置された除電手段とが、シートを挟んで向かい合っている除電手段をいう。
【００３５】
本発明において、「シートの第１の面及び第２の面に、逆極性の直流的な静電荷を付与する」とは、移動するシートの一方の面に対して、２秒以上、より好ましくは２０秒以上、更に好ましくは２分間以上の時間にわたり、極性の変化はなく、単一極性の静電荷を付与し、シートの反対面には、シートの一方の面とは逆極性の静電荷を同様に付与することをいう。ただし、ホワイトノイズ等の非周期的なノイズ成分によって付与される静電荷の極性が変化する点は、ここでは極性の変化とはしない。
【００３６】
本発明において、「シートの第１の面及び第２の面に、交流的な静電荷を付与する」とは、移動するシートの一方の面に対して、時間的に極性の変化する静電荷を付与し、シートの反対面には、シートの一方の面とは逆極性の静電荷を、シートの一方の面に対する静電荷の付与と同時に実施することをいう。ただし、ホワイトノイズ等の非周期的なノイズ成分によって付与される静電荷の極性が変化する点は、ここでは極性の変化とはしない。
【００３７】
本発明において、「第１の面の静電荷の電荷密度」とは、シートの第２の面に接地導体をシートの厚みの２０％または１０μｍのいずれか小さい方よりも近く近接させるか密着させて、上記シートの第２面の静電荷と等量逆極性の静電荷を上記接地導体に誘導させ、これによって上記シートの第２面の電位を実質的に０電位とした状態において、表面電位計の測定プローブを、第１の面側から０．５乃至２[ｍｍ]程度までシートに十分近接させた状態で、表面電位を測定後、以下の方法で求められた、シートの第１の面上の単位面積［ｍ２］当たりに存在する静電荷の量［Ｃ］をいう。すなわち、電荷密度は、シートの単位面積当たりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ２］と背面平衡電位ｖの関係式σ＝Ｃ・ｖから求める。シートの単位面積当たりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積当たりの静電容量の関係式Ｃ＝ε０εｒ／ｔにより求める。ここで、ε０は、真空中の誘電率であり、その値は８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］とする。εｒは、フィルムの比誘電率である。ｔは、フィルムの厚み［ｍ］である。帯電の大きさに対して充分小さい視野の表面電位計を用いることで、微小面積の局所的な帯電電荷密度を正確に知ることが出来る。なお、表面電位計の測定プローブとしては、測定開口部直径が数ミリメートル以下の微小なものが良く、例えば、商品名「プローブ１０１７」（モンロー社製）、開口部直径１．７５［ｍｍ］や、商品名「１０１７ＥＨ」（同社製）、開口部直径０．５［ｍｍ］がある。
【００３８】
第１の面上の帯電の分布状態は、表面電位計のプローブ、または、背面に接地導体を密着させた状態のシートのいずれか一方を、ＸＹステージなどの位置調整可能な移動手段を用いて、低速（５［ｍｍ／秒］程度）で移動させながら表面電位を順次測定し、得られたデータを２次元的にマッピングすることで得られる。第２の面の静電荷の電荷密度も同様にして求められる。
【００３９】
本発明において、「塗布ロールよりも上流」とは、塗布装置における塗布ロールによる塗布よりも時間的に前である場合、または、位置的に所定の移動方向の上流である場合をいう。具体的には、塗布装置において、塗布ロールの位置よりも、シート移動方向に対して位置的に上流に配置される場合を指す場合、および、別の工程で、塗布対象のシートを製造し、そのシートに対して塗布装置で塗布する場合、この「別の工程」を指す場合の両方を含めて上流という。
【００４０】
本発明において、「シートの帯電手段よりも上流の工程」とは、シートの帯電手段による帯電処理よりも、時間的に前である場合、及び、位置的に所定の移動方向の上流である場合をいう。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、簡便な方法で、電気絶縁性シートの表面への塗液の塗布性がよく、塗布厚みが均一となる電気絶縁性シートの塗布方法が提供され、かつ、塗布後の電気絶縁性シートにおいて、剥離放電などの問題が少ない、塗膜付電気絶縁性シートの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の電気絶縁性シートＳ（以下、シートＳ）の塗布方法の好ましい実施形態例を、図面を参照しながら説明する。シートＳとしてプラスチックフィルム（以下、単に、フィルムという）を用いる場合を例にとって説明する。本発明は、これらの例に限られるものではない。
【００４３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るシートの製造装置および塗布装置の概略縦断面図である。
【００４４】
シートＳは、図示しないモータの駆動力によって所定の速度で回転する、シートＳの搬送ロールＲ１とシートＳの搬送ロールＲ２によって掛け渡され、シートＳは、一定の張力をもって、移動方向Ｄの方向に移動している。なお、シートＳは、搬送ロールＲ１、及び、搬送ロールＲ２の表面に密着しながら移動する。搬送ロールＲ１、Ｒ２としては、例えば、ハードクロムメッキされた金属ロールや弾性体が被覆された金属ロールが用いられる。移動するシートＳを挟んで、塗布ヘッドＣＨが配置されている。塗液の塗布は、実質、塗布ヘッドＣＨにてなされる。塗布ヘッドＣＨの概略構成について簡単に説明する。移動するシートＳの第１の面Ｓ１には、回転方向ｒｇの方向に、塗液容器Ｐに充填された塗液Ｗを汲み上げながら回転する塗布ロールＧ２によって、塗液Ｗが塗布され、塗布膜ＷＬが形成される。圧胴ロールＢ２は、移動するシートＳを挟んで、塗布ロールＧ２に対し付勢し、回転方向ｒｂの方向に回転する。圧胴ロールＢ２は、シートＳを安定に移動方向Ｄに移動させ、シートＳの第１の面Ｓ１を安定して塗布ロールＧ２の表面に密着させる。
【００４５】
塗布ロールＧ２としては、ハードクロムメッキされた鏡面ロールや、メタリングバーでもよいが、これらに比べて、ロール表面の微細な凹溝（セル）加工により、シートＳの表面への塗液の計量の安定供給性、高精彩な塗布が可能である、グラビアロールが好ましい。グラビアロールの表面は耐摩耗性に優れた導電性ハードクロムメッキ加工されていることが好ましいが、更に耐摩耗性を向上すべく導電性セラミック加工された表面でも良い。この実施形態では、可燃性気体への着火による爆発などの問題がないよう塗布ロールＧ２はアースされている。圧胴ロールＢ２は、ロールの芯金はアースされた金属であり、ロール表面は、シートＳに接触した際のロール表面の摩擦帯電による可燃性気体への着火による爆発などの問題がないよう導電性であることがこのましい。更に、本発明においては、圧胴ロールＢ２の表面が導電性でないと、シートＳの反塗布面（第２の面）の静電荷に対し、逆極性の静電荷を圧胴ロールＢ２の表面に誘導することで、シートＳの反塗布面（第２の面）の静電荷のみを一時的にキャンセルし、シートＳの塗布面（第１の面）の静電荷による電界の影響を、塗液に作用させることができないため、導電性は必須である。なお、導電性といっても、金属ロールなどを使用すると、塗布ロールとの摩擦による磨耗が激しい上、シートＳを幅方向に均一に付勢できないため、導電性ゴムを用いることが好ましい。なお表面抵抗率の測定方法は前述の方法で測定される。
【００４６】
なお、図示していないが、搬送ロールＲ１の上流には、積層ロール状になった未塗布状態のシートＳの巻き出し装置が配置され、搬送ロールＲ２の下流には、塗布膜ＷＬを有するシートＳを積層ロール状巻き取り装置が配置されており、塗布ヘッドＣＨとシートＳの巻き取り装置の間には、シートＳの第１の面Ｓ１に塗布された塗布膜ＷＬを乾燥させる乾燥機が配置されてもよい。シートＳの巻き出し装置にセットされ未塗布状態のシートＳと、巻き取り装置によって巻き取られる積層ロールとの間を、シートＳが所定の速度で連続的に移動している。ここで、特許文献５に開示されている、シートＳの第１の面Ｓ１、及び、第２の面Ｓ２の両方に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与するための帯電装置ＳＣを、塗布ヘッドＣＨの上流に配置する。シート帯電装置ＳＣは、シートＳを挟んで対向させて配置された、電極２ａと電極２ｂとを有し、電極２ａは、シートＳの第１の面Ｓ１側に、電極２ｂは、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置されている。電極２ａには、第１の直流電源２ｃが接続され、電極２ｂには、第２の直流電源２ｄが接続されている。第１の直流電源２ｃと第２の直流電源２ｄには、互いに極性が異なる直流電圧が印加される。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの帯電装置ＳＣにおける電極２ａ、電極２ｂの一例の拡大概略縦断面図である。帯電ユニットＣＵは、第１の電極ユニットＥＵｆと第２の電極ユニットＥＵｄとからなる。帯電ユニットＣＵにおいて、第１の電極ユニットＥＵｆは、シートＳの第１の面Ｓ１に向かい、第１の面Ｓ１に対して間隔をおいて設けられている。第２の電極ユニットＥＵｄは、シートＳの第２の面Ｓ２に向かい、第２の面Ｓ２に対して間隔をおいて設けられている。シートＳは図３には図示しないが、第１の電極ユニットＥＵｆと第２の電極ユニットＥＵｄとは、シートＳを挟んで、互いに対向している。次に、シート帯電装置ＳＣにおける帯電ユニットＣＵの第１の電極ユニットＥＵｆ、および、第２の電極ユニットＥＵｄの構成について説明する。第１の電極ユニットＥＵｆは、第１のイオン生成電極３ｆと、第１のイオン生成電極３ｆに対する開口部を有する第１のシールド電極３ｈと、絶縁部材とからなる。第２の電極ユニットＥＵｄは、第２のイオン生成電極３ｄと第２のイオン生成電極３ｄに対する開口部を有する第２のシールド電極３ｇと、絶縁部材とからなる。
【００４８】
第１のシールド電極３ｈの開口部は、第１のイオン生成電極３ｆの先端近傍にシートＳに向かって開口している。第１および第２のシールド電極３ｈ、３ｇは、第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄとの間に適切な電位差を与えられたときに、それぞれのイオン生成電極３ｆ、３ｄにおける放電を助ける機能を有する。また、対向した第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄから照射される静電荷を、実質的に均一にシートＳの第１の面Ｓ１、及び第２の面Ｓ２に付与する機能を有する。これは、シールド電極３ｈ、３ｇにより、対向させた第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄの逆極性の電圧による局所的な電界集中を和らげるためである。これにより、局所的な電界集中によりイオン生成電極直下に静電荷が集中的に付与されることが、防止される。なお、イオン生成電極３ｆ、３ｄとしては、針状電極が好ましい。これは、針状電極の針先に、より低い印加電圧で電界を効率よく発生させ、針先からの静電荷の生成を促進できるからである。第1のイオン生成電極３ｆの先端と、第２のイオン生成電極３ｄの先端とは、シートＳの法線方向において、間隔ｄ１を置いて、シートＳの移動方向Ｄにおいて間隔ｄ０を置いて配置される。また、第１のシールド電極３ｈと第２のシールド電極３ｇとは、シートＳにもっとも近い部位同士が、シートＳの法線方向において、間隔ｄ２を置いて配置される。第1のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｇとは、逆極性の直流電圧が出力されるよう、第１の直流電源２ｃと第２の直流電源２ｄに接続されている。第１および第２のシールド電極３ｈ、３ｇとは、それぞれ接地されている。直流電源には、出力電圧が接地点に対して、極性が反転することなく１秒以上継続して同一の極性を維持する、脈動率が５％以下、より好ましくは、１％以下の直流電源を用いることが好ましい。直流印加電圧は、シートＳの各面Ｓ１、Ｓ２に付与したい静電荷の量に応じて、適宜選べばよいが、おおよそ正電圧、負電圧ともに１０ｋＶ以下が好ましい。これ以上になると、接地されたシールド電極とイオン生成電極間で異常放電が発生することがあるためである。また、省エネルギーの面、及び、作業者の安全面からもなるべく印加電圧は小さいほうが好ましい。脈動率の下限は特に考慮しなくて良いが、実用上、０．０１％以上とすると良い。その理由は、これ以上の高精度直流電源が高価になるためである。第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄにそれぞれいずれの極性の直流電圧を印加するかは適宜選べば良い。なお、上記実施形態においては、各帯電ユニットの第１および第２のイオン生成電極やこれに対応するシールド電極は、それぞれ実質的に同一の形態を有するものを用いて構成するのが好ましい。
【００４９】
次に、図２に図示する帯電装置ＳＣの動作について、図３の帯電ユニットＣＵを参照して簡単に説明する。帯電ユニットＣＵにおいて、第１のイオン生成電極３ｆに正の直流電圧が印加され、第２のイオン生成電極３ｄに負の直流電圧が印加されている場合について説明する。このとき、第１のイオン生成電極３ｆからは正の静電荷が、第２のイオン生成電極３ｄからは負の静電荷が生成される。第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄとの間の電界強度が一定の強度以上になると、電界によって、正の静電荷がシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷がシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与される。第１のイオン生成電極３ｆから生成された正の静電荷と第２のイオン生成電極３ｄから生成された負の静電荷はそれぞれ、対向する第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄのつくる電気力線に沿って、シートＳの近傍まで引き寄せられ、シートＳの各面に強制的に付与される。
【００５０】
このとき、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２に正負の静電荷が同時に付与されるので、シートＳは見かけ上無帯電な状態を維持出来るため、第１および第２のイオン生成電極３ｆ、３ｄで生成された正負の静電荷はシートＳに十分な量、充電される。例えば、直流印加電圧の絶対値を約１０ｋＶ、距離ｄ０が約２ｍｍ、距離ｄ１が約５０ｍｍ、距離ｄ２が約３５ｍｍ、シートＳの移動速度が３００ｍ／分程度においては、シートＳの第１の面Ｓ１には、５〜１５μＣ／ｍ２程度の静電荷が強制的に充電付与され、シートＳの第２の面Ｓ２には、シートＳの第１の面Ｓ１に付与される正の静電荷と絶対値はほぼ同じ程度の負の静電荷が充電付与される。なお、「見かけ上無帯電」とは、シートＳの第１の面Ｓ１の任意の位置における静電荷の電荷密度と、第２の面Ｓ２において、シートＳの第１の面Ｓ１の前記位置の裏側の位置における静電荷の電荷密度の和の絶対値が２μＣ／ｍ２以下のことをいう。シートＳの移動速度が低速になれば、単位面積当たりの静電荷の付着量が大きくなり、移動速度に反比例して、静電荷のシートＳの各面への付着量は増大する。なお、この静電荷の付与は、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２が、互いに逆極性で静電荷の量もほぼ等しいので、シートＳは見かけ上の無帯電な状態となる。シートＳの各面への静電荷の付与量は、直流印加電圧が大きくなると、イオン生成電極からの静電荷の発生量が印加電圧にほぼ比例して増加する。また、対向するイオン生成電極の印加電圧が高くなるため、対向したイオン生成電極で発生した静電荷を電界に比例して加速しシートＳの面に引き寄せる。よって、静電荷の付与量は、印加電圧のおよそ２乗に比例して大きくなる。一方、各帯電ユニットＥＵｄ、ＥＵｆの第１と第２のイオン生成電極間距離ｄ１が小さくなると、電界が強くなり、更に、距離が近づくことで各イオン生成電極から発生し、シートＳの各面に付着する静電荷の量を大きくすることができる。このように、図２のシート帯電装置ＳＣにより、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２は、見かけ上無帯電の状態になるよう、互いに逆極性で等量の、シートＳの幅方向に均一な直流的な静電荷が、その必要量に応じて、帯電条件を制御して付与される。
【００５１】
帯電装置ＳＣにおいて、帯電ユニットＣＵは１個以上シートＳの移動方向に並べる必要がある。なお、帯電ユニットＣＵをシートＳの移動方向に、シートＳを挟んで２個以上並設する場合は、シートＳの第1の面Ｓ１側に配置される各帯電ユニットＥＵｄの各イオン生成電極３ｄに印加される直流電圧の極性は同極性であり、かつ、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置される各帯電ユニットＥＵｆの各イオン生成電極３ｆに印加される直流電圧の極性は同極性であることが、直流的な静電荷付与の効率上好ましい。
【００５２】
帯電装置ＳＣを用いて、上述のようにシートＳの各面に静電荷を与えて、シートＳの各面を直流的に帯電させた状態のシートＳの第1の面Ｓ１に塗布ヘッドＣＨを用いて塗液Ｗを塗布すると、導電性の表面を有する圧胴ロールＢ２の作用により、前述の式（３）に示すように、塗布膜ＷＬにおいて、シートＳの第1の面Ｓ１に付与される静電荷のみによって、塗布膜ＷＬの厚み方向に電界が形成されるため、この電界の作用により、塗液ＷのシートＳの第1の面Ｓ１への付着性が向上され、かつ、直流的な静電荷による電界のため、シートＳの移動方向において前記電界の大きさの変化は小さく、塗液ＷのシートＳの第1の面Ｓ１への付着作用は、シートＳの移動方向に対して均一性を維持することができるため、塗布膜ＷＬの厚みを均一にすることができる。
【００５３】
なお、塗布膜ＷＬの厚みが均一化され、塗布ムラが見えなくなる理由は、本発明者らの知見によると、シートＳの第１の面Ｓ１への塗液Ｗの塗れ方は、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）に単純に比例するわけではなく、ゼロよりもやや大きいある一定の電界の大きさ（絶対値）以上になると、急激に塗液Ｗが塗れやすくなり、それ以上絶対値の大きい電界を塗液Ｗに作用させた場合に限り、シート表面への塗液の塗れ方は、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）に比例する傾向がある。これに関し、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷が極めて少ない状態、つまり、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）がほとんどゼロに近い場合は、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力のほうが、塗液自体の表面張力よりも小さいため、塗液ＷがシートＳの第１の面Ｓ１に対し、はじかれやすいのに対し、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷がある一定の量以上存在する、つまり、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさ（絶対値）がある一定の大きさ以上になると、この電界の影響で塗液Ｗ自体の表面張力よりも、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力が大きくなり、塗液ＷがシートＳの第１の面Ｓ１に対し、はじかれにくい状態になるため、塗布膜ＷＬの厚みが均一になりやすいと考えられる。これを図７Ａ、図７Ｂを用いて具体的に説明する。図７Ａ、図７Ｂは、シートＳのそれぞれの移動方向位置における塗布膜ＷＬを貫く電界と塗布膜の厚みの関係を表した概念図である。図７Ａでは、塗布膜ＷＬを貫く電界を正負極性別に示しており、電界が正の場合は、シートＳの表面から塗布膜ＷＬに対する方向の電気力線が形成されており、一方、電界が負の場合は、塗布膜ＷＬからシートＳの表面に対する方向の電気力線が形成されていることを意味している。ところが、本発明者らの知見によると、これに対応して、図７Ｂのとおり、塗布膜ＷＬを貫く電界の極性に関わらず、電界の大きさ（絶対値）に対する塗布膜ＷＬの厚みの変化は非線形で、電界の大きさがその極性によらずゼロ近傍になると、塗布膜ＷＬの厚みは急峻な変化が生じ、塗布ムラとなる。また、図７Ｃに示すように、図７Ａに示した電界の変化曲線を振幅、周期は全く同じで、シートＳの移動方向のすべての位置において塗布膜ＷＬを貫く電界がゼロにならないように正側にシフトした場合、図７Ｄに示すように、塗布膜ＷＬは、図７Ｂとは大きく異なり、塗布膜ＷＬの厚みの変化はほとんど生じず、塗布ムラとならない。このことから、塗布膜ＷＬの厚みは電界の大きさがゼロ近傍でのみ、急峻に変化し、塗布ムラになりやすいものと考えられる。
【００５４】
塗液の塗れやすさに関しては、たとえば、電気絶縁性の塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）が、シートＳの帯電による電界の作用により分極し、電気泳動力によって移動するがその移動度がシートＳの移動方向に均一化されやすい、あるいは、電気絶縁性の塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）の配向がシートＳの移動方向に均一化されやすいことなどが考えられる。
【００５５】
また、塗液Ｗの中の塗液自体を構成する粒子（分子）の帯電とシートＳの帯電とのクーロン力の影響で、シートＳの表面の帯電がほぼゼロの場合に比べ、前記粒子（分子）がシートＳの表面で安定しやすくなるため、塗液が塗れやすくなることも考えられ、本発明者らの知見によると、塗液中の塗液自体を構成する粒子（分子）の帯電量絶対値が、１００ｎＣ／リットル以上の塗液をシートＳの表面に塗布するような状況においては、さらに塗液の塗れやすさが向上し、本実施形態の塗布方法を使用する効果が最も大きいため好ましい。
【００５６】
なお、塗液Ｗの帯電量は、ファラデーケージに塗液Ｗを１リットル注入することで、塗液Ｗの１リットルあたりの帯電量が測定される。
【００５７】
このように、塗布膜ＷＬの厚みを均一にするためには、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷によって形成される電界を塗液Ｗに作用させることが重要であり、そのために、導電性の表面を有する圧胴ロールＢ２は、本発明においては必須である。塗液Ｗを塗布後、シートＳが圧胴ロールＢ２から剥離する際も、塗布膜ＷＬは電気絶縁性のためシートＳの第１の面Ｓ１に存在する静電荷はそのまま残り、シートＳは塗布前と同等の見かけ上無帯電の状態を維持するため、圧胴ロールとシートＳの間で剥離放電が発生することは少ない。
【００５８】
なお、帯電装置ＳＣによって、シートＳの各面に付与される、互いに逆極性の直流的な静電荷の量は、塗布膜ＷＬの厚みの均一化に関すれば、特に上限はないが、静電荷の電荷密度が３０μＣ／ｍ２を超えると、塗布装置１で塗布後、塗布膜ＷＬを有するシートＳのいずれかの面に金属膜などの導電性膜を付与されると、非導電面の静電荷の影響により、剥離放電や人体へのまとわりつきなどが発生しやすいため、静電荷の電荷密度は３０μＣ／ｍ２以下であることが最も好ましい。
【００５９】
図２において、帯電装置ＳＣよりも上流に配置されたシートＳの除電装置ＳＥが配置されることが最も好ましい。その理由は、この除電装置ＳＥは、シートＳの第１の面Ｓ１にこの除電装置ＳＥは、従来の除電装置では達成出来なかった、正負の静電荷が混在した帯電を有する電気絶縁性シートの除電を行うことが可能であるからである。なお、この除電装置自体は、特許文献１に開示されている。図２に図示されるように、除電装置ＳＥは、図２に図示される帯電装置ＳＣに示す直流電源２ｃを交流電源２ｇに、直流電源２ｄを交流電源２ｈとし、シートＳを挟んで対向配置される電極群２ｅ、電極群２ｆに互いに逆極性、すなわち、交流電圧波形の位相差が１８０°である交流電圧を印加するようにした除電装置である。
【００６０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの除電装置ＳＥの構成要素である電極群２ｅ、電極群２ｆの位置関係を示す拡大概略縦断面図である。
図４をもとに、除電装置ＳＥの動作について説明する。なお、除電ユニットＳＵｋ（ｋ＝１、２、・・）の動作の説明を、シートＳの移動方向の最上流の第１番目の除電ユニットＳＵ１を代表させて行う。なお、除電ユニットＳＵｋは、シートＳを挟んで対向配置され、シートＳの第1の面Ｓ１側に配置された第１の電極ユニットＥＮｆ−ｋと、シートＳの第２の面Ｓ２側に配置された第２の電極ユニットＥＮｄ−ｋからなる。第１の除電ユニットＳＵ１において、第１のイオン生成電極４ｆ−１と第２のイオン生成電極４ｄ−１には、時間的に極性が反転する交流電圧が印加され、時間的極性の反転に応じて、第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１から正および負の静電荷が生成する。
【００６１】
第１のイオン生成電極４ｆ−１に正の電圧が印加され、第２のイオン生成電極４ｄ−１に負の電圧が印加されている場合について説明する。このとき、第１のイオン生成電極４ｆ−１からは正の静電荷が、第２のイオン生成電極４ｄ−１からは負の静電荷が生成される。第１のイオン生成電極４ｆ−１と第２のイオン生成電極４ｄ−１との間の電界強度が強いとき、電界によって、正の静電荷がシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷がシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与される。第１のイオン生成電４ｆ−１から生成された正の静電荷と第２のイオン生成電極４ｄ−１から生成された負の静電荷は、それぞれ、対向する第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１のつくる電気力線に沿って、シートＳの近傍まで引き寄せられ、シートＳに付着しようとする。このとき、第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２に正負の帯電を有する電気絶縁性シートＳの近傍において、第１および第２のイオン生成電極４ｆ−１、４ｄ−１から生成され、シートＳの表面に指向する正の静電荷と負の静電荷とは、シートＳ上に負の静電荷や正の静電荷があると、クーロン力によって、主に逆極性の静電荷が、選択的に引き寄せられ、シートＳの第１の面Ｓ１の負の静電荷と第２の面Ｓ２の正の静電荷が除電される。次に、各除電ユニットの第１の電極ユニットＥＮｆを構成する第１のイオン生成電極４ｆ、および、第２の電極ユニットＥＵｄを構成する第２のイオン生成電極４ｄに印加する交流電圧の位相が反転し、第１のイオン生成電極４ｆ−１に負の電圧が印加され、第２のイオン生成電極４ｄ−１に正の電圧が印加されると、第１および第２のイオン生成電極から時間的に前の静電荷とは逆極性の静電荷が生成され、同様の作用で、電気絶縁性シートＳの第１の面Ｓ１の負の静電荷と第２の面Ｓ２の正の静電荷が除電される。各除電ユニットにおいて、移動するシートＳに対して、これを繰り返すことにより、除電前に比べて、シートＳの各面の正の静電荷と負の静電荷を除電し、その静電荷の量を大幅に低減できる。なお、図４に図示する、シートＳの移動方向に隣接する電極ユニット距離ｄ４は２０〜４０ｍｍ程度、除電ユニット数ｋは、除電したい帯電の大きさにもよるが、２〜１０個が、除電装置ＳＥの設置スペースの面で好ましい。第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとの距離ｄ３、および、第１のシールド電極４ｈ−ｋと第２のシールド電極４ｇ−ｋの距離ｄ５はともに３０〜４０ｍｍ程度が、各電極ユニットと、移動するシートＳの接触回避の点で好ましい。また、第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとのシート移動方向に対する距離ｄ０は、２ｍｍ以下が静電荷の生成効率、つまり、シートの除電効率の面で好ましい。各イオン生成電極に印加される交流電圧は、実効値で約７ｋＶ程度以下が好ましい。
【００６２】
除電装置ＳＥを用いてシートＳの各面Ｓ１、Ｓ２を除電すると、元々除電前に存在する強い帯電に対しては大幅な帯電量を低減できる反面、第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋとの間の電界強度が強いとき、電界によって、正の静電荷をシートＳの第１の面Ｓ１に、負の静電荷をシートＳの第２の面Ｓ２に強制的に付与するために、除電前には、静電荷が存在しなかったシートＳの表面にも強制的に、シートＳの移動方向に交流電圧周波数とシートＳの移動速度に応じた、正の静電荷の付着範囲と負の静電荷の付着範囲とが、静電荷のない範囲を挟んで、周期的に逆帯電が発生することが多い。この逆帯電の静電荷の量は、前述の、元々除電前に存在する強い帯電に対して、除電装置ＳＥの除電処理によって低減する静電荷の量に比べると、数１０分の１のレベルである。このような帯電状態のシートを塗布ヘッドＣＨで塗布する場合、前述のように、シートＳの第１の面Ｓ１の正負の静電荷が存在する範囲と静電荷のない範囲とのシートＳ上の位置的な周期的な繰り返しによって、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさが、シート移動方向に位置的に変化するため、その塗液Ｗの付着性の不均一をまねくことがある。特に、塗布ロールＧ２と圧胴ロールＢ２をシートＳを挟んで付勢した状態で塗液Ｗを塗布する場合において、塗布ロールＧ２として、高精細な凹溝がロール表面に彫刻されたグラビアロールを用いる場合は、シートＳの第１の面Ｓ１上の静電荷と、接地されたグラビアロール表面との間に形成される電界が、鏡面ロールの場合に比べ、表面の凹形状の影響で、不平等な電界となりやすく、これにより塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさが、鏡面ロールなどと比べるとやや大きめになり、その分やや塗液Ｗに影響を及ぼしやすいことも考えられる。なお、図７Ａ、図７Ｂを用いて前述したが、本発明者らの知見によれば、塗布膜ＷＬを貫く電界が正または負の領域よりも、電界の大きさがその極性によらずゼロ付近の領域のほうが塗布膜ＷＬの厚みがやや厚くなる傾向がある。除電装置ＳＥによって除電処理された、このような帯電状態のシートＳに対しても、除電装置ＳＥよりも下流に、帯電装置ＳＣを備え、シートＳの各面に前述のような帯電処理を施した後、塗布ヘッドＣＨによって、塗液Ｗを塗布すれば、塗布膜ＷＬの厚みを均一に形成することができる。
【００６３】
この作用について簡単に説明する。除電装置ＳＥによって除電処理され、シートＳの第１の面Ｓ１に、正の静電荷の付着範囲と負の静電荷の付着範囲とが、静電荷のない範囲を挟んで、シートＳの移動方向に周期的に存在するシートＳに対して、帯電装置１によってシートＳの各面に供給される正の静電荷および負の静電荷は、前述のように、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２に充電され、例えば、第１の面Ｓ１を正の静電荷を充電し、第２の面Ｓ２を負の静電荷を充電する。この帯電処理の際、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した負の静電荷に対しては、帯電装置１より供給された、より多くの正の静電荷がクーロン力により選択的に引き寄せられ、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した正の静電荷に対しては、帯電装置１より供給された、正の静電荷が、クーロン反発力により、選択的に遠ざけられる。すなわち、帯電装置１によって、前記除電処理によって第１の面Ｓ１に付着した正の静電荷と負の静電荷の量の差を縮めて、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさの変化量を小さくしつつ、かつ、第１の面Ｓ１に正の静電荷のみを供給し、シートＳの第１の面Ｓ１を正極性に塗り潰すことにより、塗布膜ＷＬを貫く電界が特に弱い、極性の変化する点が派生しないようにする。これにより、シートＳの第１の面Ｓ１全面において、塗布膜ＷＬ全面に対し、シートＳの第１の面Ｓ１の表面張力が塗液Ｗの表面張力よりも常に大きくなるように、ある一定以上の電界の大きさが作用するために、塗布膜ＷＬの厚みの均一化が可能となる。
【００６４】
なお、塗布膜ＷＬを貫く電界の、シート表面の位置における変化量（ばらつき）の上限に関しては、シートＳの第1の面Ｓ１の静電荷の量は、塗液Ｗの表面張力よりもシートＳの第１の面Ｓ１の表面張力を大きくするためには、絶対値で５μＣ／ｍ２以上あるのが好ましく、かつ、シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷の量の絶対値が３０μＣ／ｍ２を超えると、塗布後、剥離放電などの問題があることを考慮すると、２０μＣ／ｍ２以下の静電荷の変化量にとどめることが好ましい。
【００６５】
図５Ａは、本発明の第２の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。また、図５Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。シートＳの製造装置２において、移動方向Ｄに移動するシートＳは搬送ロールＲ３、Ｒ４に掛け渡され、前述の除電装置ＳＥ、および、帯電装置ＳＣによって処理された後、シート巻取り装置ＳＲＷの図示しないモータに接続され、回転するスピンドルＳＰ１によって積層状に積層ロールＬＳが形成される。巻き取られたシートＳの積層ロールＬＳは、塗布装置３の巻きだし装置ＳＵＷにセットされ、図示しないモータによって駆動され回転するスピンドルＳＰ２によって、巻きだされ、塗布装置３によって、シートＳの第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布される。塗布装置ＣＨは、図２の塗布装置ＣＨと同じである。図５Ａのように、塗布装置外である、シートＳの製造装置２で除電処理、帯電処理を事前に施したシートＳに対し、図５Ｂに示す塗布装置３で塗布する場合も、塗布されるシートＳの各面の静電荷の状態は、図２に示す構成と同じであり、塗布膜ＷＬへの電界の作用は同等である。
【００６６】
さらに、図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。また、図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。シートＳの製造装置４において、移動方向Ｄに移動するシートＳは搬送ロールＲ３、Ｒ４に掛け渡され、前述の除電装置ＳＥによって除電処理された後、シート巻取り装置ＳＲＷの図示しないモータに接続され、回転するスピンドルＳＰ１によって積層状に積層ロールＬＳが形成される。巻き取られたシートＳの積層ロールＬＳは、塗布装置５の巻きだし装置ＳＵＷにセットされ、図示しないモータによって駆動され回転するスピンドルＳＰ２によって、巻きだされ、帯電装置ＳＣによってシートＳの各面に帯電処理され、塗布装置３によって、シートＳの第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布される。塗布装置ＣＨは、図２の塗布装置ＣＨと同じである。図６Ａのように、塗布装置外である、シートＳの製造装置４で除電処理したシートに対し、図６Ｂに示す塗布装置６で、帯電装置ＳＣにより帯電処理したシートＳに塗布する場合も、塗布されるシートＳの各面の静電荷の状態は、図２に示す構成と同じであり、塗布膜ＷＬへの電界の作用は同等である。
【実施例】
【００６７】
本発明の塗布方法を用いた、電気絶縁性シートへの塗液の塗布の実施例、ならびに、比較例を示す。なお、実施例および比較例に登場する種々の評価手法は、次の通りであり、シートＳの各面の静電荷の電荷密度と塗布ムラの評価結果について、相関を確認した。
[塗布ムラの評価方法]
電気絶縁性シートＳとしてフィルムを用い、フィルムに塗液を塗布して、塗布ムラ、すなわち、塗液の塗布厚みが、局所的に異なる領域の有無を調べた。なお、塗液は、シリコーン系塗布剤（品番：ＫＳ８４７Ｈ。信越化学（株）製。 １０重量部、品番：ＰＬ−５０Ｔ。信越化学（株）製。 ０．１重量部、品名：トルエン １００重量部）を用いた。塗布ムラの発生有無は、シートＳが塗布装置を通過した後、目視にて確認し、次の３段階で評価した。
【００６８】
◎： 塗布ムラが全くなく、品質上良好。
【００６９】
○： やや微小な塗布ムラあるが、品質上問題ない。
【００７０】
×： 微小な塗布ムラも、シート移動方向に周期的な塗布ムラもはっきり見える。
[電気絶縁性シートＳの各面の静電荷の電荷密度の算出方法]
電気絶縁性シートＳへの塗布を開始する前に、あらかじめ、被塗布用のシートＳに対し、本発明の帯電処理、除電処理を実施し、シートＳの被塗布面の帯電状態を調べた。電気絶縁シートＳの被評価面（被塗布面）とは逆の面を金属ロール（直径１０［ｃｍ］のハードクロムメッキロール）に密着させ、電位を測定した。シートＳと金属ロールの界面の間に実質的にギャップがない状態にまでぴったりと接触させて測定する。この状態で、電位計（商品名：表面電位計モデル２４４ モンロー社製）のセンサ（商品名：プローブ１０１７ＥＨ。開口部直径０．５［ｍｍ］。モンロー社製）を、シートＳの面から０．５［ｍｍ］の位置におき、金属ロールを低速回転させながら電位を測定し、被評価面の電位ｖ［Ｖ］を得た。なお、上記０．５［ｍｍ］位置においたときの視野は、モンロー社カタログより、直径０．２５［ｍｍ］以下の範囲となる。また、上記低速回転は、リニアモータを使用し、回転速度を、約０．３［ｍ／分］とした。
【００７１】
シートＳの被評価面内の電位は、先ず、シートＳの幅方向に、電位計を２０ｍｍ程度スキャンさせて、最大値が得られる幅方向の位置を決め、幅方向の位置を固定して、電位計をシートＳの移動方向ＳＤ、つまり、シートＳの長手方向にスキャンさせて、電位を測定した。シートＳの被評価面内の電位は、２次元的にすべてのポイントを測定するのが理想であるが、前述の方法で、シートＳの面内の電位の分布を近似することで、通常、実用上は差し支えない。シートＳの幅が１ｍを越す場合には、シートＳの幅方向のほぼ中央部と端部において、２００ｍｍ程度を切り出したサンプルシートを用いて測定する。本測定により得られた電位ｖ［Ｖ］の分布から、電荷密度σ［μＣ／ｍ２］の分布を求めた。電荷密度は、シートＳの単位面積当たりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ２］と、本測定により得られた電位ｖの関係式σ＝Ｃ・ｖから求めた。シートＳの単位面積当たりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積当たりの静電容量の関係式Ｃ＝ε０εｒ／ｔにより求めた。ただし、ε０は、真空中の誘電率：８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］、εｒは、シートの比誘電率（値は３とした）、ｔは、シートの厚み［ｍ］である。
[塗液Ｗの帯電量の測定方法]
以下の実施例、比較例を実施する前に、塗液Ｗの帯電量を測定した。
塗液Ｗの充填槽Ｐから、塗液Ｗを１リットル計量カップで抽出し、ファラデーケージ（春日電機社製 型式：Ｍｏｄｅｌ ＫＱ−１４００）の計量部に注入して帯電量を測定した。＜確認１;第１の面Ｓ１の静電荷量と塗布ムラの関係の確認＞
［実施例１］
図５Ａに示すシートＳの製造装置２、および、図５Ｂに示す塗布装置３を用い、シートＳの各面の静電荷の電荷密度と塗布ムラの相関を確認した。シートＳの製造装置２によって、シートＳは移動速度２８０ｍ／分で移動する。シート（電気絶縁性シート）Ｓとして、一軸延伸フィルム（商品名：ルミラー、東レ株式会社製）を用い、その幅は、約６００［ｍｍ］、厚さは、１２［μｍ］である。
【００７２】
フィルムＳは、シートＳの製造装置２において、シート除電装置ＳＥによって除電処理した後、シート帯電装置ＳＣによって帯電処理し、シートＳの巻取り装置ＳＲＷによって、シートＳを巻き取り、積層状ロールＬＳを得た。巻き取りシートＳ、積層状ロールＬＳからシートＳを手動で巻きだし、２８０ｍ／分で除電処理、および、帯電処理されたシートＳの第１の面、および、第２の面の静電荷の電荷密度を、前述の評価方法でシート移動方向に確認した。その後、残りの積層状ロールＬＳを塗布装置３の巻きだし装置ＳＵＷにセットし、５０ｍ／分でシートＳを移動させ、第１の面Ｓ１に塗液Ｗを塗布し、前述の塗布ムラの評価方法で、シートＳの塗布ムラの状態を確認した。事前に、塗液Ｗの帯電量を前述の測定方法で測定した結果、＋１００ｎＣ／リットルであった。
【００７３】
第１の面Ｓ１における塗液の塗布幅は、５６０ｍｍとし、フィルムＳのほぼ中央部に、塗液Ｗを塗布した。圧胴ロールＢ２は、グラビアロールＧ２に対し、シートＳの幅方向に均一になるように付勢した。グラビアロールＧ２、および、圧胴ロールＢ２の径はともに３００ｍｍ、長手方向の長さは２０００ｍｍである。グラビアロールＧ２は全体が接地されている。圧胴ロールＢ２の表面は、厚みが５ｍｍの導電性ゴム（導電率 １０７Ω・ｃｍ）で被覆されている。グラビアロールＧ２、圧胴ロールＢ２ともにシートＳと同じ速度で、それぞれ、ｒｇ、ｒｂの方向に図示しないモータにより駆動され、回転している。
【００７４】
シートＳを帯電させるためにシート帯電装置ＳＣとして、図３に示す電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆが対向した帯電装置を用いた。なお、電極ユニットＥＵｄのイオン生成電極３ｄは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。また、電極ユニットＥＵｆのイオン生成電極３ｆは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。各電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆの長手方向（針状電極並設方向）の中央が、シートＳの幅方向の中央になるように、各電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆを配置し、かつ、電極ユニットＥＵｄ、ＥＵｆを、シートＳの移動方向Ｄに対して直交するように、かつ、シートＳの面と平行になるように、シートＳを挟んで設置した。シートＳの移動方向Ｄに沿って並べる帯電ユニットＣＵの数Ｎは、図３に示すとおり１個とした。上下のイオン生成電極先端同士の間隔ｄ１は、５０［ｍｍ］とした。シートＳは、電極間の略中央を通るようにした。上下のシールド電極の間隔ｄ２は、３５［ｍｍ］とした。イオン生成電極３ｆ、３ｄに接続する電源２ｃ、２ｄには、直流電源を用い、互いに逆極性になるよう接続し、第１の面Ｓ１が正極性となるように、印加極性を決定した。直流電源としては、脈動率が５％以下のものを用いた。第1および第２の各イオン生成電極に、電圧１０［ｋＶ］を印加し、シールド電極３ｇ、３ｈは、ともに接地とした。このようにして、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とを逆極性に帯電させた。
【００７５】
帯電装置ＳＣの上流には、図４に示す電極が対向したシート除電装置ＳＥを用いた。なお、電極ユニットＥＮｄｋのイオン生成電極は４ｄ−ｋは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。また、電極ユニットＥＮｆｋのイオン生成電極４ｆ−ｋは、針状の金属が間隔１０ｍｍでシートＳの移動方向Ｄに直交する方向に複数（６０本）並んで配置されており、すべての針状電極は導通状態である。各電極ユニットＥＮｄｋ、ＥＮｆｋの長手方向（針状電極並設方向）の中央が、シートＳの幅方向の中央になるように、各電極ユニットＥＮｄｋ、ＥＮｆｋを配置し、かつ、各電極ユニットがシートＳの移動方向Ｄに対して直交するように、かつ、フィルムＳの面と平行になるように、フィルムＳを挟んで設置した。シートＳの移動方向Ｄに沿って並べる除電ユニットの数Ｎは、８個とした。上下のイオン生成電極先端同士の間隔ｄ３は、３０［ｍｍ］とした。フィルムＳは、電極間の略中央を通るようにした。フィルムＳの移動方向Ｄにおいて隣接するイオン生成電極先端同士の間隔ｄ４は、２５［ｍｍ］とした。
【００７６】
イオン生成電極群２ｅ、２ｆに接続する電源２ｇ、２ｈには、周波数６０Ｈｚの交流電源を用い、互いに逆位相となるように接続した。第１および第２の各イオン生成電極４ｆ、４ｄに、交流波形の位相差が１８０［度］であり、実効値で４．０［ｋＶ］の交流電圧を印加し、シールド電極４ｈ、４ｇは、ともに接地とした。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例２］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を８ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［比較例１］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。なお、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにすることと、帯電装置ＳＣを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例３］
実施例１において、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ条件で塗布評価した。なお、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例４］
実施例３において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を８ｋＶにした以外は、実施例３と同じ条件で塗布評価した。なお、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
［実施例５］
実施例１において、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を１２ｋＶにし、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を４．５ｋＶにした以外は、実施例１と同じ装置および条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認１のまとめ＞
実施例１、２、３、４、５および、比較例１の比較から、第１の面Ｓ１の静電荷の電荷密度は、その最小値が５μＣ／ｍ２より大きくなると好ましい結果が得られ、かつ、電荷密度の最大値と最小値の差の絶対値は、２０μＣ／ｍ２以下であれば、最も完全に塗布ムラを解消することができることがわかる。
＜確認２;第１の面Ｓ１の静電荷の有無と塗布ムラの関係の確認＞
［比較例２］
実施例１において、除電装置ＳＥの交流電源２ｇ、２ｈの出力電圧を０ｋＶにし、また、帯電装置ＳＣの直流電源２ｃ、２ｄの出力電圧を０ｋＶにした以外は、実施例１と同じ条件で塗布評価した。なお、帯電装置ＳＣにおける直流印加電圧の絶対値を０ｋＶにすることと、帯電装置ＳＣを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。
同じく、除電装置ＳＥにおける出力電圧を０ｋＶにすることと、除電装置ＳＥを設けないことは、シートＳの各面の帯電状態の観点から見ると等価である。
このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認２のまとめ＞
比較例２に示すように、除電処理、帯電処理の両方とも実施しないシートＳの表面に塗布をすると、塗布ムラの状態は良好であったが、別途、実施例２で得られた塗布済みシートＳとの違いをSEM写真撮像による断面分析をして比較すると、実施例２で得られたシートＳの塗布膜ＷＬに比べて、塗布膜ＷＬとシート面Ｓ１との界面が非常に明瞭に撮像された。原因は定かではないが、シートＳの表面への密着力がやや小さいためと推察され、実施例３で得られる塗布済みシートのほうが、塗液Ｗのシート面への塗れ性がやや向上する効果もあると考えられる。
【００７７】
また、比較例２では、塗布前に帯電欠点のないシートを用いるか、除電等をしないので、前工程で帯電してしまった場合に塗布ムラは避けられない。
＜確認３;圧胴ロールＢ２のグラビアロールＧ２に対する付勢有無による、第１の面Ｓ１の静電荷の有無と塗布ムラの関係の確認＞
［参考例１］
比較例１において、圧胴ロールＢ２をグラビアロールＧ２から離間した以外は、比較例１と同じ条件で塗布評価した。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
＜確認３のまとめ＞
比較例１では、塗布ムラが発生する帯電状態のシートＳを、参考例１では、圧胴ロールを離間して塗布すると、塗布ムラが解消した。これは、圧胴ロールを離間すると、前述の式（２）に従って、塗布膜ＷＬを貫く電界の大きさは、シートＳの第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２の静電荷の和によってきまるため、シートＳの第１の面Ｓ１に例え静電荷があっても塗布膜ＷＬへの電界の影響は小さいのに対し、圧胴ロールをグラビアロールに対し付勢すると、前述の式（３）に従い、シートＳの第１の面Ｓ１に存在する静電荷による電界が塗布膜ＷＬを貫き、塗布膜ＷＬは電界の影響を受けやすいためと考えられる。
＜確認４;塗液Ｗの帯電量と塗布ムラ発生の関係の確認＞
［比較例３］
比較例１と同じ装置、条件で塗布評価した。但し、塗布評価前に、塗液Ｗの帯電を前述の方法で測定したところ、＋６０ｎＣ／リットルであった。このとき、シートＳの帯電状態と塗布ムラ評価結果を表１に示す。
【００７８】
＜確認４のまとめ＞
比較例３のように塗液Ｗの帯電量が小さい場合は、比較例１に比べ、塗布結果は良化が確認されるが、実施例１に比べるとやや塗布ムラの状態は劣っている。このことから、本発明の塗布方法は、塗液Ｗの帯電量に関わらず有効である上、さらに、実施例１と比較例１の対比によれば、塗液Ｗの帯電量がある程度大きい場合には、本発明の塗布方法が一層有効であることが確認される。
【００７９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、塗布の前に、電気絶縁性シートの各面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与することにより、塗液を電気絶縁性シートの表面に、塗布ムラの発生を極力抑制した状態で、塗布することを可能とするため、均一な塗膜を有する電気絶縁性シートの製造に適する。なお、本発明が適用される塗液を塗布するシートとしては、プラスチックフィルム、紙等のウエブやシリコンウエハ、ガラス基板等の枚葉物がある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の接液部を平板コンデンサで近似した断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るシートの製造装置および塗布装置の概略縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの帯電装置ＳＣにおける電極２ａ、電極２ｂの一例の拡大概略縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るシートＳの除電装置ＳＥの構成要素である電極群２ｅ、電極群２ｆの位置関係を示す拡大概略縦断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第２の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係るシートの製造装置の概略縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置の概略縦断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、塗布膜ＷＬを貫く電界が正負交互に変化に関する波形の概念図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに対応した塗布膜ＷＬの厚みの変化に関する概念図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示す塗布膜ＷＬを貫く電界の変化波形を正側にオフセットした波形の概念図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ｃに対応した塗布膜ＷＬの厚みの変化に関する概念図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｇ１：塗布ロール表面
Ｂ１：圧胴ロール表面
Ｌａ：空気層
Ｌｂ：シート層
Ｌｃ：塗液層
Ｓ：電気絶縁性シート
Ｓ１：電気絶縁性シートＳの第１の面
Ｓ２：電気絶縁性シートＳの第２の面
Ｄ：電気絶縁性シートＳの移動方向
ａ：空気層Ｌａの厚み
ｂ：シート層Ｌｂの厚み
ｃ：塗液層Ｌｃの厚み
ｑ１：電気絶縁性シートＳの第１の面Ｓ１の静電荷
ｑ２：電気絶縁性シートＳの第２の面Ｓ２の静電荷
１：塗布装置
Ｒ１：シート搬送用ロール
Ｒ２：シート搬送用ロール
Ｒ３：シート搬送用ロール
Ｒ４：シート搬送用ロール
ＣＨ：塗布ヘッド
Ｇ２：塗布ロール
Ｂ２：圧胴ロール
ｒｂ：圧胴ロールＢ２の回転方向
ｒｇ：塗布ロールＧ２の回転方向
Ｐ：塗液の充填槽
Ｗ：塗液
ＷＬ：塗布膜
ＳＣ：シートＳの帯電装置
２ａ：電極
２ｂ：電極
２ｃ：直流電源
２ｄ：直流電源
ＳＥ：シートＳの除電装置
２ｅ：電極群
２ｆ：電極群
２ｇ：交流電源
２ｈ：交流電源
２：シートＳの製造装置
ＳＲＷ：シートＳの巻き取り装置
ＳＰ１：シートＳの巻き取り装置のスピンドル
ＬＳ：シートＳの積層ロール
３：塗布装置
ＳＵＷ：シートＳの巻き出し装置
ＳＰ１：シートＳの巻き出し装置のスピンドル
４：シートＳの製造装置
５：塗布装置
ＣＵ：帯電ユニット
ＥＵｆ：第１の帯電電極ユニット
ＥＵｄ：第２の帯電電極ユニット
３ｆ：第１のイオン生成電極
３ｄ：第２のイオン生成電極
３ｈ：第１のシールド電極
３ｇ：第２のシールド電極
ＳＵｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の除電ユニット
ＥＮｆ−ｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の第１の除電電極ユニット
ＥＮｄ−ｋ：シートＳの移動方向に対し、ｋ番目の第２の除電電極ユニット
４ｆ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋにおける第１のイオン生成電極
４ｄ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋにおける第２のイオン生成電極
４ｈ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋにおける第１のシールド電極
４ｇ−ｋ：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋにおける第２のシールド電極
４ｆ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋ＋１における第１のイオン生成電極
４ｄ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋ＋１における第２のイオン生成電極
４ｈ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｆ−ｋ＋１における第１のシールド電極
４ｇ−ｋ＋１：除電電極ユニットＥＮｄ−ｋ＋１における第２のシールド電極
ｄ０：帯電ユニットＣＵにおける第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄのシートＳの移動方向の距離
ｄ１：帯電ユニットＣＵにおける第１のイオン生成電極３ｆと第２のイオン生成電極３ｄのシートＳの法線方向の距離
ｄ２：帯電ユニットＣＵにおける第１のシールド電極３ｈと第２のシールド電極３ｇのシートＳの法線方向の距離
ｄ３：ｋ番目の除電ユニットＳＵｋにおける第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋのシートＳの法線方向の距離
ｄ４：ｋ番目の除電ユニットＳＵｋとｋ＋１番目の除電ユニットＳＵｋ＋１におけるシートＳの移動方向の距離
ｄ５：除電ユニットＳＵｋにおける第１のシールド電極４ｈ−ｋと第２のシールド電極４ｇ−ｋのシートＳの法線方向の距離
ｄ６：除電ユニットＳＵｋにおける第１のイオン生成電極４ｆ−ｋと第２のイオン生成電極４ｄ−ｋのシートＳの移動方向の距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液を供給する導電性の表面を有する塗布ロールと、前記塗布ロールに向かって付勢され導電性の表面を有する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの第１の面に、電気絶縁性の塗液を塗布する、電気絶縁性シートの塗布方法であって、前記塗布ロールよりも上流に、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの帯電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与する工程を有することを特徴とする、電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項２】
前記電気絶縁性シートの帯電手段よりも上流の工程において、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの除電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の交流的な静電荷を付与して除電処理することを特徴とする、請求項１に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項３】
前記電気絶縁性シートの帯電手段によって、
（１）前記電気絶縁性シートの第1の面と第２の面の静電荷の電荷密度の和が２μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（２）前記電気絶縁性シートの第１の面及び前記第２の面の各面の静電荷の電荷密度の絶対値がともに、５μＣ／ｍ２以上３０μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（３）前記第１の面の静電荷の電荷密度と、前記第２の面の静電荷の電荷密度とがともに、前記シートの移動方向に滑らかに変化し、前記電荷密度の変化の振幅が、２０μＣ／ｍ２以下であるように、前記電気絶縁性シートを帯電処理することを特徴とする、請求項１または２に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項４】
前記塗液として帯電量の絶対値が１００ｎＣ／ｌ以上であるものを供給することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項５】
前記塗布ロールとして、グラビアロールを用いることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法を用いて塗液を電気絶縁性シートに塗布し、その後巻き取ることを特徴とする、薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法。
【請求項１】
塗液を供給する導電性の表面を有する塗布ロールと、前記塗布ロールに向かって付勢され導電性の表面を有する圧胴ロールとの間を、所定の移動方向に移動する電気絶縁性シートの第１の面に、電気絶縁性の塗液を塗布する、電気絶縁性シートの塗布方法であって、前記塗布ロールよりも上流に、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの帯電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の直流的な静電荷を付与する工程を有することを特徴とする、電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項２】
前記電気絶縁性シートの帯電手段よりも上流の工程において、前記電気絶縁性シートを挟んで、前記電気絶縁性シートに非接触に対向配置された前記電気絶縁性シートの除電手段により、前記電気絶縁性シートの第１の面及び第２の面に、互いに逆極性の交流的な静電荷を付与して除電処理することを特徴とする、請求項１に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項３】
前記電気絶縁性シートの帯電手段によって、
（１）前記電気絶縁性シートの第1の面と第２の面の静電荷の電荷密度の和が２μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（２）前記電気絶縁性シートの第１の面及び前記第２の面の各面の静電荷の電荷密度の絶対値がともに、５μＣ／ｍ２以上３０μＣ／ｍ２以下であり、かつ、
（３）前記第１の面の静電荷の電荷密度と、前記第２の面の静電荷の電荷密度とがともに、前記シートの移動方向に滑らかに変化し、前記電荷密度の変化の振幅が、２０μＣ／ｍ２以下であるように、前記電気絶縁性シートを帯電処理することを特徴とする、請求項１または２に記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項４】
前記塗液として帯電量の絶対値が１００ｎＣ／ｌ以上であるものを供給することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項５】
前記塗布ロールとして、グラビアロールを用いることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電気絶縁性シートの塗布方法を用いて塗液を電気絶縁性シートに塗布し、その後巻き取ることを特徴とする、薄膜付き電気絶縁性シートロール体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【公開番号】特開２００８−１１４２１６（Ｐ２００８−１１４２１６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３７５１０（Ｐ２００７−１３７５１０）
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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