JPS63264158A - 被膜形成の方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背崇） 本発明は基板上での被膜材層形成・、さらに詳細にいえ
ば実質的に均一膜厚の薄い被膜材層形成のための方法お
よび装ｄに関するものである。

多（の被膜形成応用面において、被膜の施された装置や
被膜を利用する装置の劣化を防ぐために、ごく薄い均一
膜厚の被膜は絶対に不可欠なものである。例えば音声や
映像の記録テープの場合、磁気媒体の躾が過度に厚いと
かｍ厚にバラツキがあると、そのテープを使用して音声
や映像を記録または再生する装置の録音／再生ヘッドと
磁気媒体との間隔が増加したり門限に変動が生じるため
、ヘッド・磁気媒体間の結合すなわち情報伝達特性が著
しく悪化する。

ウェブまたは他の物体表面に被膜材を１１Ｍ′！ｉため
の被膜形成法は現在、数多（存在する。これら多くの方
法ではり根土に均一な被膜材層を効率的に形成するため
に、被膜材供給器とウェブまたは物体表面の間の静電界
を利用している。例えば、周知の静電スプレィ式塗布法
として、導電性グリッドと塗布対象金属の間に発生させ
た静電界を利用する方法がある。通常は１〜２ｍ（１ｉ
！！フイート）の距離を隔てて配置されたグリッドと塗
布対象物の１！％１に印加された比較的高い直流電圧（
１００゜０００Ｖ）によってこの静電界を発生させる。

被膜材供給器に設けられた１個以上のオリフィスに接続
された被膜材溶液槽に空気圧を加えることにより、上記
の各被膜材供給器オリフィスの出力側で被膜材溶液の小
滴が形成される。小滴は空気圧の力によってグリッド内
に送り込まれ、そこで静電界の作用によって帯電し、上
記塗布対象物の表面で層状に堆積する。残念ながら、こ
の種の被膜形成装置で形成される小滴は寸法が比較的大
きいので、厚過ぎる磁気媒体被膜に伴う上記問題を回避
し得るレベルの膜厚よりも厚くなってしまう。

比較的微小な被膜材粒子を発生させて基板、しに堆積さ
せるための各種静電式被膜形成装置が特許資料に記載さ
れている。例えばスターキーばか（す、＾、　５ＴＡＲ
にＥＶ　ＥＴ＾Ｌ）に付与された米国特許第２．６８５
，５３６号記載の静電式被膜形成の方法および装置では
、被膜材供給器のオリフィスに被膜材が供給され、被膜
材表面と塗装対象物表面の間に静電界が形成されるよう
になっている。

この特許によれば、被膜材は被膜材供給器のオリフィス
から極く僅かづつ流出し、静電界の作用によって微粒子
化される。そして、各微粒子は同じ静電界の作用によっ
て対象物表面まで搬送される。

例えば上記スターキーの装置では、静電界の作用で形成
された被膜材粒子が塗布面へ向かう運動速度は静電界の
強度に部分的に依存する。したがって、例えば移動中の
ウェアに被膜を施す時の静電界強度に変動があると、静
電的に堆積する被膜材層の厚さに相応のバラツキが生じ
る。互いに一定距離を隔てた１対のｍ極間に生じる静電
界の強度は、電界の起点、終点となる両型−極端部の形
状に大きく依存する。例えば電極端部の曲率半径を小さ
くすれば電極ｆｆ！！電圧に関係なく、曲率半径の小さ
いその電極近傍の電界強度は大きくなる。したがって、
可変形状の電極の場合、電極形状が変化すると電極表面
近傍の静電界にも相応の変化が生じる。

例えばスターキーの特許の場合、第２図に示される被膜
材供給器開口から僅かづつ流出する１ｌｎｌｌ！Ｊｌの
外部表面をｌ１ｉｆｆｌ電界発生用の導電性電極と珂え
れば、この外部被膜材の形状の変化に伴って、その被膜
材表面近傍の静電Ｗが変化するため、微粒子状態になっ
て基板に堆積する被膜材の厚さにも相応の変化が生じる
。このような形状変化は各種要因によって生じる。まず
、被膜材供給器に対して被ｗＡ材を加圧供給するために
機械ポンプを使用する場合に避けられない圧力変動が１
つの要因となる。次に別の要因として、被膜材に含まれ
る気泡の圧力も考えられる。気泡は被膜材供給器オリフ
ィスを通過する被膜材の外部表面形状に一時的な影響を
与える原因となり（ｑる。また、液膜形成段階で静電界
作用によって被膜材表面から被膜材粒子が抽出される時
に生じ易い被膜材の表面形状の変化も上記要因になるこ
とがある。上記のＪ：うな静電界強度の変動要因はいず
れも、ウェア被膜層の厚さにバラツキがでる原因となる
。

スターキーの特許に記載の静電式被膜形成装置は、被覆
されるもの自体が々電性物体である場合にも利用される
。その場合の被膜形成能力は、被膜材を微粒子化して対
象物上へ搬送するために被膜材供給器と被膜対象物表面
の間に十分な強度の静電界を発生させる能力に太き（依
存する。しかし、この種の被膜形成装置は絶縁ウェブな
どの絶縁物を被覆するために使用すると被膜形成過程に
必要な静電界が絶縁ウェブによって著しく減衰するので
被膜形成効率が比較的悪化する。本発明によれば、電極
形成用の々電性材Ｆ１層でウェアを被覆した後に所望の
被１１１Ｊ！！！または最終被膜層を施すことによって
上記問題を回避している。この方法は残念ながらウェブ
の被膜形成コストが高くなるとともに導電層の特性に被
覆ウェブの特性が加わるため、被覆ウェブへの用途には
使用範囲が制約されるかもしれない。

また、被膜材溶液は静電界にさらされている間に乾燥す
なわら水分が除去される。スターキーの特許において被
膜材料の流ｍがゼロ近辺になると被膜材供給器のオリフ
ィスまたは出力側で被膜材料の表面が周囲の静電界の影
響で乾燥または凝固し、比較的短時間で被膜材供給器の
各オリフィスからの被膜材料の流れが停止または茗しく
減少する。このような流ｍ変動はウェブ被膜層の厚さに
罫 バラツキを作る原因となり、好ましくない。

したがって、本発明の第１の目的は基板上に比較的薄く
、はぼ均一な厚さの被膜材料層を施づための被膜形成装
置を提供することにある。

本発明の第２の目的は長時間にわたって被膜材料の流出
がほぼ均一に保たれるようにした超低流量型被膜形成装
置を提供することにある。

本発明の第３の目的は長時間にわたって静″市界中で適
切に機能゛りる低流量被膜形成！Ａ胃を提供することに
ある。

本発明の特長は被膜形成装置が従来の静電式被膜形成法
で使用される？＆膜材料に比べてかなり導電性の＾い？
ｌ膜材料で被膜形成を行なう能力を備えていることであ
る。

本発明に関η′るのその他の目的および特長については
、以下に付図と好適実施例を用いて詳細に説明する。

（発明の概要） 本発明は基板上に比較的薄く、はぼ均一な厚さの被膜を
施すことのできる低流１被膜形成法および被膜形成装置
を開示するものである。本発明の方法および装置におい
ては絶縁材料で形成された開口を備えた被膜材供給器が
被膜材料源に接続され、その開口を介して基板被覆用の
被膜材料が流れるように４【つでいる。全被膜形成工程
にわたって、前記被膜材供給器開口に現れる被膜材料部
分の表面を実質的に不変形状で形成するための手段が設
けられている。基板は被膜材供給器の出力側から離れた
位置で支持され、被膜材供給器の出力側と基板の間に被
膜形成用の間隙が゛形成される。

前記被膜材料表面と離れた位置の基板の間の前記被膜形
成用間隙に静電界を作るための手段が設けられ、その静
電界によって前記被膜材料表面から被膜材料の微粒子化
または被膜材料粒子の抽出が行なわれて粒子が基板へ搬
送される。ＪＪ根板上比較的薄い均一膜厚の被膜材層が
Ｉｆ（積Ｊるように、基板を前記間隙内で定速径ｆＪｌ
させるための手段が設けられる。比較的厚い被膜ＩＩ層
を必要とする絶縁ウェア被膜用途では、絶縁ウェブ被膜
材供給器の開口を通過する前に被膜材供給器から離れた
位置で絶縁ウェア上に静電荷を帯電さＶるための帯電手
段が設けられ、初期に［槓した被膜材層部分に帯電した
静電荷を前記帯電手段で中和することにより、同極性の
電荷を持つ初期の被膜層による後続被膜材料の堆積動作
に対する妨害（反発）が防止される。

（好適実施例） 本発明の被膜形成装置は導電性基板や絶縁基板または高
誘電率基板上への被膜形成に使用可能である。既存の被
膜形成具ご、例えばランスバーブ（ＲＡ＃５Ｂ（ＩＲＧ
）　ｋ：付与サレタ米国特許第２．８９３゜８９４号に
記載された装置を使用する場合、導電性基板には比較的
厚い被膜を施すことが可能であるが、絶縁基板の場合は
あまり効率的な被ｒ１形成を行なうことはできない。絶
縁基板上の被膜形成が困難な作業であることを考慮して
、以下に述べる被膜形成装置は主として絶縁基板に対す
る被膜形成用装置を意図したものである。しかし、本装
置は導電性基板上での被膜形成にも使用可能である。

第１図には、本発明による比較的薄く実質的に均一な膜
厚を形成するための方法および装置を用いたウェア用被
膜形成装置１０が図示されている。

第１図に示すように被膜形成装置１０には円筒形の導電
性支持ロール１２が含まれ、支持ロール軸１４を回転軸
とする転動状態で取り付けられている。装置１０にはま
た押し出し式被鋭材供給器１６が含まれ、支持ロール１
２の円筒表面から間隙１８を隔てた状態で支持ロール軸
１４に対して固定的な位置関係で取り付けられている。

被膜材供給器１６は加圧被膜材容器２０を備えている。

この容器の１面を貫通する状態で導電性ノズル２２が突
出しており、ノズルの外面を滑り移動する状態で絶縁管
２４が取り付けられ、絶縁管の端部はノズル端部より先
に伸びている。本記述に現れる「絶縁」という用語は比
抵抗１０９オーム／口以上の材料を表わすものとする。

ノズル２２は横断面が円形のステンレス製部材であって
、その中心部に形成された直径１．９１Ｍ１（０，０７
５インチ）の穴を被膜材２６が通過プ。

るようになっている。絶縁管２４は１ｉｉＩＩｉ面が円
形のポリデトラフルオルエチレン （ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｅｔｈｙｌｅｎｅ）製
の部材であッテ、その中心部には直径０．７６２ａｍ（
０，０３０インチ）の穴が形成され、壁面肉厚は２．５
４履（０，１０インチ）になっている。絶縁ｔＲ２４の
自由端は々電性ノズル２２の端部から先へ約６．３５ｍ
＋（０，２５インチ）伸びていることが好ましい。第２
Ａ図に示すように絶縁管２４の自由端は管の長手方向に
対して直角、すなわち管２４の中心を通る被膜材の主？
／を動方向に対して直角に切断されている。しかし、管
２４の自由端が直角に切断されていなくても許容膜厚範
囲の被膜が得られることもある。容３２０には通路３ｏ
を介してポンプ２８が接続され、ノズル２２および絶縁
管２４を流れる被膜材２６の所望流ｍが得られるような
レベルまで容器２０内の被膜材２６がポンプ２８で加圧
される。ポンプ２８の出力圧変動とポンプに接続された
被膜材供給器１６内の被膜材２６の変動を機械的方法で
最低限に維持するために、ポンプ２８には従来の圧力調
整器（図示せず）が内蔵されている。第２Ａ図に示すよ
うに導電性ノズル２２の出力端より先まで延びる絶縁管
２４の出力端におけるの被膜材の和がほぼ一定に維持さ
れるような圧力レベルに、ポンプ２８の出力圧が［１さ
れれば理想的である。

第１図および第２Ａ図に示すように機械的振動＃Ａ置３
２が設けられており、その主な機能は絶縁管２４の外縁
３４（第２Ａ図）に被膜材の均一な流れを供給すること
である。機械的振動装置３２は従来設計の装置であるが
、振動部材が通路３６を介して絶縁管２４に接続された
状態で振動振幅が選択的に調節可能であって振動周波数
が５〜１０．０００１１２の範囲で可変であることが好
ましい。

振動装置３２はＤＣ電源３８からｌｊられる動作電力に
よって電気的に付勢される。振動装置３２から絶縁管２
４に伝達される力は絶縁管２４を通る被膜材２６の主流
動方向を横切る方向に印加されることが必要で、薄いウ
ェア面被膜の形成には上記の力が被膜材流動方向に対し
て直角に印加されることが好ましい。被膜ｉｆＡ流出方
向に印加される力を適当な大きさにすることによって絶
縁＠２４の端部３４への被膜材２６の流量を変えること
ができれば、下記に述べるような理由により被膜形成装
ｆｆ１１０で形成される膜厚に変化をつけることができ
る。絶縁管２４の端部３４への被膜材２６の流量に悪影
響がなければ、絶縁管２４を流れる被膜材２６の主方向
に振８装置３２からの力の一成分を印加してもよい。

出力電圧数千ボルトの高圧ＤＣ電諒４ｏはプラス出力端
が線路４２を介して支持ロール１２に接続され、マイナ
ス出力端が線路４４を介して導電性ノズル２２に接続さ
れる。電源４０の電圧は被膜材供給器の導電性ノズル２
２を介して被膜材２６に印加される。ノズル２２が導電
性でない場合は、被膜材供給２Ｓ１６を貫通して被膜材
２６に接触する電極（図示せず）を介して電源４０の電
圧が被膜材２６に印加される。このように支持ロール１
２と被膜材供給器ノズル２２の間に電源４０が接続され
ると、絶ａ！管２４の端部３４における被膜材２６と導
電性支持ロール１２の間の間隙１８に電界４６が生じる
。間隙１８内で支持ロール１２の表面上をウニ１４８が
通過すると、絶縁管端部３４の被膜材２６と問ｗａ１８
に近接するウェブ４８の表面との間にも電界４６が生じ
る。

第１図および第２Ａ図において、絶縁！２４の端部３４
の被膜材２６と移動中のウェブ４８上の近接表面との間
に所定強度の静電界４６が生じると、静電界４６に基づ
く力によって絶縁管端部３４の被膜材２６から分子化さ
れた微粒子５０が得られる。静電界４６によって形成さ
れた被膜材微粒子５０は移動中のウェア４８上の近接表
面まで静電界４６にしたがって搬送され、表面上に非常
に薄い層状に堆積する。被膜材供給器ノズル２２のオリ
フィスから絶縁管２４を通って流れる被膜材２６の流量
は、絶縁管２４の端部３４の被膜材２６から静電界４６
によって引き出される被膜材粒子５０の流量と等しくな
る。絶縁管２４の出力端部３４から流出してウニ１４８
上の近接表面に達する被膜材２６の流Ｇは主として静電
界４６の強度に依存する。また、被膜厚は絶縁管２４の
出力側を通過するウェブ４８の走行速度に依存づ“る。

静電界４６の強度を変化させると被膜材流量が変化し、
その結果、移動中のウェア上に静電界４６によって堆積
する被膜材２６の膜厚の均一性に変化が生じる。

絶縁管２４の端部３４における被膜材２６は、ある曲率
半径を持つ電極端部と考えることができる。静電界発生
電極の電圧をどのように選択しても、この曲率半径が変
化すると電極近傍の静電界４６に変化が生じることが知
られている。′、ｆｉｉ電圧を一定に維持した場合、電
極端の曲率半径が増加すると静電界強度が減少し、逆に
電極の曲率半径が減少すると、それに応じて静電界強度
が減少する。この曲率半径の変化は種々の要因によって
生じる。しかし、それらの要因はすべて、絶縁管２４の
端部３４へ流れる被膜材２６の流量に関連する。絶縁管
端部３４へ流れる被膜材２６の流ωが増加すれば端部３
４の被膜材２６の曲率半径も増加するが、絶縁管端部３
４へ流れる被膜材２６の流量が減少すれば端部３４の被
膜材２６の曲率半径も減少する。絶縁管２４の自由端の
端部３４において被膜材２６が比較的曲率半径の小さい
仮想電極を形成し、その結果、電源４０による一最低出
力電圧レベルで端部３４の近傍に所要の静電界強度が得
られる。また、被膜材供給器１６の適切な箇所（端部３
４）を静電界４６の起点とすることによって被膜形成段
階での端部３４による静電界制御機能が増大する。

第２Ｂ図において、絶縁管２４の端部３４へ流れる被膜
材２６の流量を決める要素と考えられるものは静電界４
６による被膜材２６の実際の静電式微粒子化現象である
。端部３４から微粒子化された被膜材２６が流出する時
には小さい空間が生じたり消滅したりするので、端部３
４におＣノる被膜材２６の曲率半径が変化し、微粒子化
に寄与する静電界強度に相応の変化が生じる。もう一つ
の要素として考えられるものはＷｉＲＨ材加圧用のポン
プ２８から伝達される圧力である。第２Ｂ図に示すよう
に、ポンプ圧力が変化すると被膜材２６の表面５２が表
面位１ｆｆ５２Ａと５２Ｂの間で変動するため、絶縁管
−２４の端部３４における被膜材２６の曲率半径に変化
が生じ、静電界が変動する。

機械式ポンプの出力圧変動は従来の圧力調整器によって
開眼することができるが、この砂の構成ではポンプ圧１
１動を制限しても被膜材の流量変化レベルが一定値以下
にはならない。さらに別の要素として考えられるものは
例えば第２Ｂ図に示すようなノズル２２および絶縁管２
４内部の泡５４など被膜材２６内に吸い込まれた空気で
ある。泡５４が被膜材２６の表面５２に達すると端部３
４へ流れる被膜材２６の流Φが一時的に変化し、静電界
４６に一時的な変化が生じる。しかし、全被膜形成工程
にわたって被膜材２６を絶縁＠２４の外側端部３４へ流
すという主機能のほかに、振動装！￥３２は前記方法で
絶縁管２４に振動を与えているときは常に、絶縁管２４
の端部３４への被膜材２６の流量に悪影響を及ぼす上記
すべての要素を許容範囲に収めるという２次的な機能を
持っている。換言すれば、機械的振動装置３２の総合機
能は絶縁管２４の出力側において被膜材２６の表面形状
および流量を安定化させることにある。

比較的強い静電界における被膜材の移動、例えば第１図
の静電界４６における絶縁管２４からウェブ４８上の近
接表面までの被膜材２６の移動が極端に遅い場合、絶縁
管２４の出力端において被膜材２６の表面から水分が除
去される。このようにして被膜材２６からの脱水現象が
生じると結果的に被膜材２６が′ｔ３密になり、絶縁管
２４の端部３４への被膜材２６の流れが！１１！になっ
たり止まったりするため、静電Ｗ４６の作用で前記ウェ
ブ４８表面に堆積する被膜Ｉ４層の膜厚変動の原因にな
ることがある。被膜材料の揮発性および流量、被膜材料
堆積に寄与する静電界強度などの要因によって、数分の
うちに流ｍ変化要因の脱水現象が生じる。どのような静
電界強度レベルにおいても、例えば蒸発速麿または揮発
性の高い被ＩＪ材を使用するとか被膜材の流量を低くす
れば、それに応じて被膜材の乾燥Ｉ！５聞は短くなる。

例えばアセトンと水を同レベルの電界強度の中で放置し
た場合、アセトンは揮発性が高いので水よりも茗しく早
く乾燥する。しかし、機械式振動装置３２を用いて絶縁
管２４を振動させることによって管２４の出力側で被膜
材２６に振動を与えると、被ｙＡ材流恒変化の要因とな
る静電界４６による被膜材２６の乾燥を防止することが
できる。全被膜形成工程にわたって絶縁管２４の端部に
おいて定常的に被膜材２６を振動させれば絶縁管２４の
出力側の被膜材２６内における粒子の凝縮を防止するこ
とができる。

上述の通り、機械式振動装置３２は第１図に示すように
外付けのＤＣｍ源３８から得られる動作電力によって電
気的にイ１勢される。静電界発生用の１圧ＤＣ電源４０
の出力端子は導電性支持ロール１２と導電性の被膜材供
給、器ノズル２２（Ｆ）Ｉｆｌニ接続されるが、前述の
ように低電位端子は線路４４を介してノズル２２に接続
され、高電位端子は線路４２を介して支持０−ル１２に
接続される。

従来のほとんどのＴｆｉＴｉ式被膜形成処理の場合、通
常は高電位端子が被膜材供給器に接続され、低電１１７
端子が導電性支持ロールに接続されているが、本発明で
は被膜材供給器と支持ロールの接続方法が従来の方法と
は逆になっている。静電界発生用型′１ｆＡ４０の出力
端子の接続を従来構成と逆にした理由は、被膜材供給器
ノズル２２とノズルに機械的結合された振動装置３２の
ハウジングを同一電位（接地）に維持するためである。

従来の接続方法を適用すると被膜材供給器ノズル２２と
機械的条初装置３２の間に現れる高電位差に対処するた
めに電気的絶縁手段が必要になるが、これらの部材を同
一電位に維持することにより、電気駆動の機械的振動波
ａ３２にそのような特別設計を施す必要がなくなる。

被膜形成装置１０を利用したコーティング動作の一例と
して、粘度２センデボアズ（ｃｐｓ）、４電率１０−’
１ｈｏｒ／　ｆｆｉの２％囚体溶液を用いて管２４の自
由端から１２７＃１ｌ（５インチ）離れた位置におかれ
た抵抗率１０１３オーム／口、幅１５２１Ｍ（６インチ
）のポリエステル製ウェア上に被膜を施した。ウェブは
３０３α／秒で移動させ、被膜材供給器ノズル２２と支
持ロール１２の間には静電界発生用電圧として４．０Ｏ
ＯＶＯＣを印加した。

以上のような特定条件で被膜形成装置１０を作動させた
結果、ポリエステルウェアの表面上に厚さ０．１ミクロ
ン以内の均一被膜が得られた。

第１図に示す被膜形成装置１０のような本発明の被膜形
成装置は、従来より導電性の低い被膜を導電率の比較的
高い材料上に形成し得るという予想外の特長を示すこと
がわかった。静電界を利用して基板表面上に被膜材を施
す従来の被膜形成装置では、基板材料の抵抗率のｔ限は
約１０’オーム／口であり、その基板材料上に静電方式
で１Ｍ寸−〇 被１１１（Ｆ）ｌｆｆｉ率Ｉ；ｉ　１０　〜１０−８ｍ
ｈｏｓ／ｕ（７）範１１ｎ内にする必要があった。それ
以上の抵抗率を持つウェブを静電的に被膜を形成させる
ことはできず、また、基板上に被膜形成を行なう目的で
導電率１０　’ｍｈｏｓ／　ａ１以上の被膜材を使用す
る場合には導電率低下物質を添加する必要があった。本
発明の被膜形成装置によれば、最高１０１３オーム／口
まで抵抗率の基板上に、最低１０−’ｍｈｏｓ／　（３
までの導電率の被膜材を用いて静電的に被膜形成を行な
うことが可能である。

本発明において、被膜材供給１ａ１６は絶縁材料で形成
された出力部を備えるものとしている。被膜材供給器の
開口部を絶縁材料で形成する主な理由は、被膜形成装置
１０によって極度に薄い被膜材層の形成が可能であるた
めである。本発明の装δによれば、例えば前述のランス
バーブの特許に記載の被膜形成￥Ａｅｔを使用する場合
よりも実質的に漣い導電基板上に被膜材層を施すことが
可能になる。しかし、ランスバーブの被膜形成装置でも
その被膜材供給器に使用される紡垂体の大ｂ１０ま一１
゛は出力部を絶縁材料で形成すれば従来よりも実五１的
に薄い被膜が得られる。このような実施例ち本発明の請
求ｔ！囲に包含されるものとする。

第１図に示された上記被膜形成装置１０は主に極度に薄
い被膜（０，１ミクロン以下）を要する被膜形成用途に
利用される。しかし、被膜形成装置１０は絶Ｒ基板上に
０．１ミクロンを大幅に上回る所！！膜厚で被膜形成す
る場合には、かなり効率が悪い。被膜形成装置１０にお
いて、被膜材２６が微粒子化されたときに各微粒子は被
膜材供給器１６内における微粒子化性の被膜材と同じ極
性（本実施例では負極性）になっている。この負帯電微
粒子は正帯電の支持ロール１２によって移ａ１ウニ１１
８上の近接表面方向へ引き付番プられる。

初期の微粒子化被膜材は静電界４６にしたがってウェブ
１８の表面に到達して均一に堆積する。これら微粒子は
ウェブ４８上に堆積した後も、その角型１−１はかなり
の時間が経過するまで保持される。

このようにＩ１１電に６１間がかかる原因は、絶縁材ウ
ェブ１８の絶縁特性が茗しく良好なことと、ウェブ４８
周辺の乾燥した空気である。導電性の基板を使用する場
０には、このような放電の遅れは生じない。この現象は
絶縁基板に極く薄い被膜（０，１ミクロン以下）を施す
場合には問題にならない。しかし、絶縁基板上にかなり
厚い被膜を施す場合には、後続の負帯電被膜材微粒子が
前の堆積被膜材微粒子に滞留する同じ負電荷の作用によ
って反発される。この被膜材膜厚制約の問題は、被膜材
微粒子が絶縁材ウェア４８上に堆積した時に電気的に中
和して後続の被膜材微粒子に作用を及ぼさないようにし
た第３図の装置によって解決される。

第３図は第１図の絶縁基板被覆用の被膜形成装置１の一
部を示している。図示されるように、絶縁材ウェブ４８
は絶縁管２４の自由端から離れた位置で第１図と同様に
導電性支持ロール１２によって可動状態で支持されてい
る。被Ｖ！材２６は被膜材供給ｉ１！８１６（第１図参
照）によ゛つて管２４の自由端に供給され、経路３６を
介して管２４に接続された振動装置３２（第１図参照）
によって第１図の被膜形成装置の場合と同様な方法で管
２４に振動が与えられる。また、静電界４６によって被
膜材の微粒子化と移動ウェア４８上の近接表面への微粒
子搬送が行なわれるが、この静電界４６の機能は第１図
の被膜形成装置の場合と同様である。しかし、被膜形成
の目的でウェブ４８が管２４の端部と導電性支持ロール
１２の間隙に導入される前に、絶縁材ウェブ荷電装置５
６によってウェア４８上に双極性静電イー万が与えられ
る。絶縁材ウェブ荷電装置５６は１９８４年７月３日付
けでキスラー（に１ｓｌｅｒ）に付与された米国特許第
４゜４５７．２５６号記載の絶縁材ウェブ荷電装置と同
様に機能する。尋電性金属ブラシ５８とｙｊ電性支持ロ
ール６０の間に可変ＤＣＩ′ｆＡ６２の出力端子を接続
して電源を投入すると、上記荷電装置によって上記ブラ
シ５８と支持１コール６０の間に比較的強い静電界が得
られる。この強電界中をウェア４８が通過するとウェア
４８上に双極性電荷が形成される。この電荷の極性は、
電源６２のプラス端子が導電性金属ブラシ５８に接続さ
れているためプラス極性になる。ウェブ４８上のＤ電荷
量はＤＣ′ｒｒｉ源６２の出力電圧によって決まる。第
３図に基づく被膜形成動作において、ウェブ４８上に帯
電するプラスの双極性電荷砥は実験的に決定されるが、
所要の膜厚が得られるように、ウェブ４８上に堆積する
各被膜材粒子５０に帯電しているマイナス電荷を十分に
中和し得るだけの電荷量が必要である。したがって、各
被膜材粒子５０ウエブ４８上で均一にｊｌＡしていく途
上で、ウェブ被膜層形成に必要な後続の被膜材粒子５ｏ
が既にｊｉｔ積した被膜材粒子５０から反発作用または
堆積妨害を受ける前に、絶縁体ウェブ荷電装置５６から
ウェブ４８上に帯電した静電荷によって中和作用が行な
われる。

以上、本発明について説明したが、真の発明の範囲内に
おいて各種改良および修正が可能であることは当該分野
の関係者にとって明らかであろう。

本明細書で記述した実施例は単なる説明手段であって、
発明を包含°する唯一の実施例とみなすべきではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被膜形成の方法および装置の好適
実施例を利用したウェア用被膜形成構成のブロック図、 第２Ａ図は第１図の被膜材供給器ノズルの絶縁性出力端
部の細部を示す拡大側面図、 第２Ｂ図は第２Ａ図と同様の図であって、気泡や被膜材
料の圧力変化に基づく被膜材供給器出力側での被膜材料
表面形状変化の様子を示す図、第３図は第１図のウェブ
用被膜形成構成の一部と、絶縁つ１１表面に被膜材料を
施す萌にそのウェブに静電荷を帯電させるだめの手段と
を示す図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に均一膜厚の被膜材層を施すための被膜形
   成装置において、 被膜材供給源に接続するように構成され、絶縁物質で形
   成された開口付き被膜材供給器と、前記被膜材供給器の
   出力側で被膜材が実質的に一定量に保たれるような圧力
   レベルで前記被膜材供給器内の被膜材を加圧するための
   手段と、前記被膜材供給器開口の出力側から離れた位置
   で基板を支持することによって前記出力側と前記基板の
   間に被膜形成用の間隙を設けるための手段と、 前記被膜材供給器の開口出力側の特定部分に被膜材が流
   れるように、前記被膜材供給器の開口位置で被膜材に力
   を加えるための手段と、 前記被膜材供給器の開口出力側から被膜材を微粒子状態
   で抽出し、その微粒子を前記基板上へ搬送して堆積させ
   るために前記被膜材供給器の開口出力側の被膜材と基板
   の間の被膜形成用の間隙に静電界を発生させる手段と、 前記基板上に比較的薄い均一膜厚の被膜材が堆積するよ
   うに、前記間隙内で前記基板を一定速度で通過させるた
   めの手段 を設けたことを特徴とする被膜形成装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記被膜材供給
   器の開口位置で被膜材に力を加える前記手段として、前
   記被膜材供給器開口の出力側で所定の方向に特定の振動
   量と振動数で被膜材を振動させるための手段が前記被膜
   材供給器に接続されることを特徴とする被膜形成装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、前記被膜材供給
   器開口が絶縁物質で形成された管であって、中心部を流
   れる被膜材の主方向を長手軸とし、その長手軸に対して
   所定の角度で前記管の出力端が切断されていることを特
   徴とする被膜形成装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項において、前記管の出力端
   が前記長手軸に対して直角に切断されていることを特徴
   とする被膜形成装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項において、前記絶縁管がポ
   リテトラフルオルエチレン製であって、その横断面が円
   形、内径が７．６２ｍｍ（０．３０インチ）、肉厚が２
   ．５４ｍｍ（０．１０インチ）であることを特徴とする
   被膜形成装置。
6. （６）特許請求の範囲第３項において、前記被膜材供給
   器の開口位置で被膜材に振動を与える手段が電気機械式
   振動装置であって、前記絶縁管に対して機械的方法で接
   続されていることを特徴とする被膜形成装置。
7. （７）特許請求の範囲第６項において、前記機械式振動
   装置から与えられる振動力の方向が前記長手軸に対して
   直角であることを特徴とする被膜形成装置。
8. （８）特許請求の範囲第３項において、前記機械式振動
   装置から与えられる振動力によって、前記のように切断
   された絶縁管端部および外部管状表面で形成される絶縁
   管端縁部に被膜材料が流れるようになっており、前記被
   膜形成用の間隙の静電界が前記絶縁管端縁部の被膜材料
   と前記遠隔基板の間に形成されることを特徴とする被膜
   形成装置。
9. （９）特許請求の範囲第３項において、前記被膜材供給
   器に導電性部分が含まれ、前記基板支持手段として転動
   保持の導電性支持ロールが使用され、前記電界発生手段
   にはプラスおよびマイナス出力端を備えた第１の直流電
   源が含まれ、前記プラス出力端が前記支持ロールに接続
   、前記マイナス出力端が前記被膜材供給器の前記導電性
   部分に接続され、前記電気機械式振動装置は導電性ハウ
   ジングとプラスおよびマイナスの電力入力端子を備えて
   おり、プラスおよびマイナスの電力出力端を備えた第２
   直流電源によって前記電気機械式振動装置を付勢するた
   めに、前記振動装置のプラス入力端子が前記第２直流電
   源の前記プラス出力端に電気接続され、前記振動装置の
   マイナス入力端子が前記第２直流電源の前記マイナス端
   子と、前記振動装置ハウジングと、前記被膜材供給器の
   前記導電性部分とに電気接続されることを特徴とする被
   膜形成装置。
10. （１０）特許請求の範囲第１項において、前記基板が絶
    縁物質であって、前記絶縁基板上に堆積した前記被膜材
    粒子に前記被膜形成用間隙内の電界によって静電荷が与
    えられることを特徴とし、さらに、前記帯電基板が被膜
    形成の目的で前記被膜形成用間隙内を移動する間に堆積
    被膜材料粒子上の静電荷の中和に必要な量と極性の静電
    荷を前記間隙から離れた位置で前記基板に与えるための
    手段を含むことを特徴とする被膜形成装置。
11. （１１）基板上に均一膜厚の被膜材層を施すための被膜
    形成装置において、 被膜材供給源に接続するように構成され、中心部を流れ
    る被膜材料の主方向を長手軸とし、前記長手軸に対して
    所定の角度で出力側端部が切断された絶縁管で形成され
    る開口付き被膜材供給器と、前記のように切断された絶
    縁管出力側端部で被膜材が実質的に一定量に保たれるよ
    うな圧力レベルで前記被膜材供給器内の被膜材を加圧す
    るための手段と、 前記出力側と基板の間に被膜形成用の間隙が得られるよ
    うに、前記被膜材供給器開口の出力側から離れた位置に
    基板を可動状態で支持するための手段と、 前記被膜材供給器開口の出力側で前記管の長手軸に対し
    て直角方向に特定の振動量と振動数で被膜材を振動させ
    るために前記被膜材供給器に接続された手段と、 前記被膜材供給器の出力側から被膜材を微粒子状態で抽
    出し、その微粒子を前記絶縁基板上へ搬送して堆積させ
    るために前記被膜材供給器の出力側開口の被膜材と遠隔
    基板の間の被膜形成用の間隙に静電界を発生させる手段
    と、 前記可動基板上に薄い均一膜厚の被膜層が堆積するよう
    に、前記間隙内で前記絶縁基板を一定速度で通過させる
    ための手段 を設けたことを特徴とする被膜形成装置。
12. （１２）基板に均一膜厚の被膜材層を施すための被膜形
    成法において、 被膜材供給源に接続するために絶縁材料で構成された開
    口付き被膜材供給器を構成する段階と、前記被膜材供給
    器の開口出力側で被膜材が実質的に一定間に保たれるよ
    うな圧力レベルで前記被膜材供給器内の被膜材を加圧す
    る段階と、 前記出力側と前記基板の間に被膜形成用の間隙が得られ
    るように、前記被膜材供給器の開口から離れた位置に基
    板を支持する段階と、 前記被膜材供給器の開口出力側の特定部分に被膜材が流
    れるように、前記被膜材供給器の開口位置で被膜材に力
    を加える段階と、 前記被膜材供給器の出力側から被膜材を微粒子状態で抽
    出し、その微粒子を前記基板上へ搬送して堆積させるた
    めに前記被膜材供給器の開口出力端部の被膜材と遠隔基
    板の間の被膜形成用の間隙に静電界を発生させる段階と
    、 前記基板上に薄い均一膜厚の被膜層が堆積するように、
    前記被膜形成用の間隙内で前記基板を一定速度で通過さ
    せる段階 が含まれることを特徴とする被膜形成法。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項記載の方法において、
    前記被膜材供給器開口が絶縁物質で形成された管であっ
    て、中心部を流れる被膜材の主方向を長手軸とし、その
    長手軸に対して所定の角度で前記管の出力端が切断され
    ており、前記被膜材供給器開口位置で被膜材に作用する
    前記力は機械式振動装置によって与えられ、その力の方
    向が前記長手軸に対して直角であることを特徴とする被
    膜形成法。
14. （１４）特許請求の範囲第１２項記載の方法において、
    前記絶縁基板上に堆積した前記被膜材粒子上に、前記被
    膜形成用の間隙内の静電界によって静電荷を帯電させる
    ことを特徴とし、さらに、前記帯電基板が被膜形成の目
    的で前記被膜形成用の間隙に導入された時に前記被膜形
    成用の間隙から離れた装置で前記基板上に静電荷を帯電
    させることにより、堆積した被膜材粒子上の静電荷を中
    和する段階が含まれることを特徴とする被膜形成法。
15. （１５）基板上に非常に薄い被膜材層を施すため、入力
    側および出力側を有し、少なくとも出力側が絶縁材料で
    形成されていることを特徴とする押し出し型被膜材供給
    器。