CN102791777B

CN102791777B - 膜表面处理装置

Info

Publication number: CN102791777B
Application number: CN201180012728.0A
Authority: CN
Inventors: 中野良宪; 野上光秀; 川崎真一; 佐藤崇; 松崎纯一
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: KR101316963B1; JP5167431B2; TW201132688A; CN102791777A; TWI417326B; KR20120123599A; JPWO2011111558A1; WO2011111558A1

Abstract

本发明提供一种膜表面处理装置，在将聚合性单体作为反应成分而对偏振板用保护膜等被处理膜进行等离子体处理时，能够防止电极等的污垢且提高粘接性等处理效果。在第一辊电极(11)及第二辊电极(12)上卷挂被处理膜(9)。使电极(11、12)旋转，从电极(11)向电极(12)输送被处理膜(9)。使反应气体喷嘴(31)沿着第一辊电极(11)的周向从电极(11、12)间的放电空间(14)向电极旋转方向的上游侧离开，且以与第一辊电极(11)对置的方式配置。优选在第一辊电极(11)上覆盖遮蔽构件(40)。从喷嘴(31)吹出含有聚合性单体的反应气体。在第一、第二辊电极(11、12)彼此之间的被处理膜(9)的折返部分(9a)的内侧配置有放电生成气体喷嘴(21)。从放电生成气体喷嘴(21)向放电空间(14)吹出不含有聚合性单体的放电生成气体。

Description

膜表面处理装置

技术领域

本发明涉及对连续的膜进行表面处理的装置，例如涉及适合于提高偏振板的保护膜的粘接性的处理等的膜表面处理装置。

背景技术

例如，在液晶表示装置中装入有偏振板。偏振板通过在偏振膜上利用粘接剂粘接保护膜而形成。通常，偏振膜由含有聚乙烯醇(PVA)为主要成分的树脂膜(以下称为“PVA膜”)构成。保护膜由含有三醋酸纤维素(TAC)作为主要成分的树脂膜(以下称为“TAC膜”)构成。作为粘接剂使用聚乙烯醇系或聚醚系等水系粘接剂。PVA膜与这些粘接剂的粘接性良好，但TAC膜的粘接性并不良好。作为提高TAC膜的粘接性的方法，通常为皂化处理。皂化处理是将TAC膜浸渍在高温、高浓度的碱液中的处理。因此，被指出存在有作业性和废液处理的问题。

作为代替技术，在专利文献1中记载有在上述粘接工序之前在保护膜的表面覆盖聚合性单体而照射大气压等离子体的技术。大气压等离子体的照射装置在密闭容器内收容一个辊电极，沿着该辊电极的外周隔开间隔地排列有多个平板电极。将覆盖有上述聚合性单体的保护膜卷挂到辊电极上。然后，向密闭容器内导入氮等放电气体，在辊电极与各平板电极之间进行等离子体化。由此，使上述聚合性单体聚合，提高保护膜的亲水性，水系粘接剂容易与保护膜融合。

专利文献2、3的等离子体处理装置具有一对辊电极和处理气体的吹出喷嘴。吹出喷嘴面向辊电极间的缝隙。在一对辊电极上卷绕连续膜，并在辊电极间的缝隙进行等离子体处理。通过一对辊电极彼此同步地进行旋转从而输送连续膜。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-25604号公报

【专利文献2】国际公开WO2009/008284号(图5)

【专利文献3】日本特开2009-035724号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在上述专利文献1中，等离子体照射装置的辊电极由保护膜覆盖，但平板电极和气体喷嘴直接暴露于等离子体下。因此，容易在平板电极和气体喷嘴上附着由聚合性单体的聚合体等构成的污垢。该污垢成分成为产生颗粒(particle)的原因，导致产率的降低。因此，难以长期稳定地进行运转。

相对于此，如果使用专利文献2、3的具备一对辊电极的等离子体处理装置，由于被处理膜覆盖两方的辊电极，因此电极的污垢少。而且，通过从面向放电空间的吹出喷嘴吹出含有聚合性单体的气体，从而能够使聚合性单体进行等离子体聚合。但是，由于聚合性单体直接从吹出喷嘴向放电空间吹出，所以与吹出同时地发生聚合反应，容易在不附着于被处理膜的表面的状态下通过放电空间而排出。因此，聚合性单体的损失变大，认为无法得到足够的处理效果(粘接力)。

发明内容

本发明是鉴于上述情况作出的，其目的在于在将聚合性单体作为反应成分而对偏振板用保护膜等被处理膜进行等离子体处理时，能够防止电极等的污垢且同时提高粘接性等的处理效果。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明为一种膜表面处理装置，使聚合性单体与连续的被处理膜接触，并使所述被处理膜通过与压力接近大气压的放电空间而进行表面处理，所述膜表面处理装置的特征在于，具备：

第一辊电极，其供所述被处理膜卷挂且绕自身的轴线旋转而输送所述被处理膜；

第二辊电极，其与所述第一辊电极平行配置并在与所述第一辊电极之间形成所述放电空间，所述被处理膜的比所述第一辊电极靠输送方向的下游侧的部分在通过所述放电空间后折返而卷挂在该第二辊电极上，且该第二辊电极绕自身的轴线向与所述第一辊电极相同的方向旋转而输送所述被处理膜；

反应气体喷嘴，其吹出含有所述聚合性单体的反应气体，并且配置成沿着所述第一辊电极的周向从所述放电空间向所述第一辊电极的旋转方向的上游侧离开，且与所述第一辊电极的卷绕有所述被处理膜的部分对置；

放电生成气体喷嘴，其配置在所述第一辊电极和第二辊电极彼此之间的所述被处理膜的折返部分的内侧，且向所述放电空间吹出不含有所述聚合性单体的放电生成气体。

通过被处理膜覆盖第一辊电极及第二辊电极，从而能够防止或抑制污垢附着在第一、第二辊电极上。反应气体喷嘴从放电空间离开配置，因此能够防止或抑制污垢附着在该反应气体喷嘴上。由此，能够防止或抑制颗粒的产生，能够提高产率。由此，能够长期稳定地使装置运转。

通过所述第一辊电极及第二辊电极的旋转，将被处理膜从第一辊电极向第二辊电极输送。

从反应气体喷嘴吹出反应气体。反应气体吹向比放电空间靠输送方向上游侧的第一辊电极的周面上的被处理膜。该反应气体的至少一部分在被处理膜的表面上沿着被处理膜的输送方向朝向放电空间流动。在该过程中，反应气体中的聚合性单体能够与被处理膜接触。因此，能够使聚合性单体在未聚合的状态下凝结在被处理膜上，能够使其附着于被处理膜上。

在隔着放电空间的上述反应气体流来的一侧的相反侧，从放电生成气体喷嘴吹出放电生成气体。放电生成气体向与上述反应气体的流动对置的方向流动，通过放电空间而等离子体化(包括激发、活化、自由基(radical)化、离子化等)并与上述反应气体相碰撞。由此，使反应气体滞留，能够增加未聚合的聚合性单体与被处理膜接触的机会，能够增大聚合性单体向被处理膜的附着量。

被处理膜中的附着有聚合性单体的部分很快被导入放电空间。由此，上述附着的聚合性单体产生聚合反应而成为聚合体并且与被处理膜的表面分子结合(接枝聚合)。因此，能够在被处理膜的表面上可靠地形成聚合性单体的聚合膜。其结果是，能够提高被处理膜的处理效果。

优选，还具备从所述反应气体喷嘴朝向所述放电空间以覆盖所述第一辊电极的周面的方式延伸的遮蔽构件，在所述第一辊电极的周面与所述遮蔽构件之间形成有与所述放电空间相连的遮蔽空间。

通过遮蔽构件将反应气体关入遮蔽空间内，能够防止反应气体向外部气氛中扩散。在反应气体与反方向流来的放电生成气体相碰撞后，能够可靠地使反应气体滞留在被处理膜的表面上。因此，能够可靠地增加反应气体中的聚合性单体与被处理膜接触的机会，能够进一步可靠地增大聚合性单体向被处理膜的附着量。并且，能够将反应气体可靠地导入放电空间。此外，通过遮蔽构件，能够防止或抑制外部气氛气体氧等反应阻碍成分侵入遮蔽空间甚至放电空间。因此，能够可靠地提高处理效果。进而，能够通过遮蔽构件确保气体流的均匀性，进而能够提高处理的均匀性。

所述反应气体喷嘴优选沿着所述第一辊电极的周向从所述放电空间向所述旋转方向的上游侧离开约45°～180°地进行配置，更优选离开约90°即约4分之1周配置。

由此，能够可靠地防止污垢附着在反应气体喷嘴上。此外，能够使反应气体可靠地沿着第一辊电极的周向向放电空间流动。能够使从吹出至到达放电空间的距离变长而确保聚合性单体向被处理膜的附着量。

优选，还具备以隔着所述放电空间与所述放电生成气体喷嘴对置的方式配置的闭塞构件，所述遮蔽空间经由在所述第一辊电极的周面与所述闭塞构件之间形成的第一间隙与所述放电空间相连，且在所述闭塞构件与所述第二辊电极的周面之间形成有第二间隙。

通过闭塞构件能够一定程度地闭塞放电空间的放电生成气体喷嘴侧的相反侧的端部。通过放电生成气体喷嘴及闭塞构件，能够一定程度地闭塞放电空间的与电极轴线方向及电极对置方向正交的方向的两端部。能够经由第一间隙可靠地将放电生成气体的一部分导向遮蔽空间。因此，能够使放电生成气体和反应气体可靠地在遮蔽空间内碰撞，能够可靠地增大聚合性单体向被处理膜的附着量。放电生成气体的另一部分通过第二间隙向外部排出。由此，能够可靠地防止外部气氛气体的氧等反应阻碍成分侵入放电空间。

优选所述放电生成气体比所述反应气体温度低。详细而言，优选所述放电生成气体从所述放电生成气体喷嘴吹出时的温度比所述反应气体从所述反应气体喷嘴吹出时的温度低。优选，所述放电生成气体的吹出温度比所述反应气体的吹出温度低20℃～70℃。更优选，所述放电生成气体的吹出温度比所述反应气体中的聚合性单体蒸气的凝结温度低。

由此，在放电生成气体与反应气体相碰撞而混合时，能够冷却反应气体。因此，能够促进反应气体中的聚合性单体的凝结而使其可靠地附着于被处理膜。因此，能够可靠地提高处理效果。

优选，所述表面处理在接近大气压的压力下进行。在此，接近大气压的压力是指1.013×10⁴～50.663×10⁴Pa的范围，如果考虑压力调整的容易化和装置结构的简化，优选1.333×10⁴～10.664×10⁴Pa，更优选9.331×10⁴～10.397×10⁴Pa。

本发明适于难粘接性的光学树脂膜的处理，在将该难粘接性的光学树脂膜粘接到易粘接性的光学树脂膜上时，适于提高难粘接性的光学树脂膜的粘接性。

作为所述难粘接性的光学树脂膜的主要成分，例如可以举出三醋酸纤维素(TAC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、环烯聚合物(COP)、环烯共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)等。

作为所述易粘接性的光学树脂膜的主要成分，例如可以举出聚乙烯醇(PVA)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。

在用于提高所述难粘接性的光学树脂膜的粘接性的表面处理等中，作为所述反应成分优选使用聚合性单体。

作为所述聚合性单体，可以举出具有不饱和键及规定的官能基的单体。规定的官能基优选从羟基、羧基、乙酰基、缩水甘油基、环氧基、碳数1～10的酯基、砜基、醛基选择，尤其优选羧基、羟基等亲水基。

作为具有不饱和键及羟基的单体可以举出甲基丙烯酸乙二醇酯、烯丙醇、甲基丙烯酸羟乙酯等。

作为具有不饱和键及羧基的单体可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸，2-甲基丙烯酰基丙酸等。

作为具有不饱和键及乙酰基的单体可以举出醋酸乙烯酯等。

作为具有不饱和键及缩水甘油基的单体可以举出甲基丙烯酸缩水甘油酯等。

作为具有不饱和键及酯基的单体可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸2-乙酯等。

作为具有不饱和键及醛基的单体可以举出丙烯醛、巴豆醛等。

优选，所述聚合性单体为具有烯键式不饱和双键及羧基的单体。作为所述单体可以举出丙烯酸(CH₂＝CHCOOH)、甲基丙烯酸(CH₂＝C(CH₃)COOH)。所述聚合性单体优选为丙烯酸或甲基丙烯酸。由此，能够可靠地提高难粘接性树脂膜的粘接性。所述聚合性单体更优选为丙烯酸。

所述聚合性单体也可以通过载流气体进行输送。载流气体优选从氮、氩、氦等惰性气体中选择。从经济性的观点考虑，作为载流气体优选使用氮。

丙烯酸、甲基丙烯酸等聚合性单体大多在常温常压下为液相。对于这样的聚合性单体优选使其在惰性气体等载流气体中气化。作为使聚合性单体在载流气体中气化的方法，可以举出利用载流气体将聚合性单体液的液面上的饱和蒸气压出的方法、在聚合性单体液中使载流气体起泡的方法、加热聚合性单体液而促进其蒸发的方法等。也可以并用压出和加热、或者并用起泡和加热。

作为加热而使其气化的情况下，考虑加热器的负担，优选聚合性单体选择沸点为300℃以下的聚合性单体。此外，聚合性单体优选选择不会因加热而分解(化学变化)的物质。

【发明效果】

根据本发明，在将聚合性单体作为反应成分而对偏振板用保护膜等被处理膜进行等离子体处理时，能够防止电极等的污垢且同时提高处理效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的膜表面处理装置的简要结构的解说侧视图。

图2是上述膜表面处理装置的处理部的立体图。

图3是表示本发明的第二实施方式所涉及的膜表面处理装置的简要结构的解说侧视图。

图4是上述第二实施方式所涉及的膜表面处理装置的2级处理部的立体图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的一实施方式。

如图1所示，被处理膜9呈连续片状。在此，作为被处理膜9为适用偏振板的保护膜。保护膜9通过作为主要成分而含有三醋酸纤维素(TAC)的TAC膜构成。需要说明的是，膜9的成分不局限于TAC，也可以为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、环烯聚合物(COP)、环烯共聚物COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)等。膜9的厚度例如为100μm左右。

上述保护膜通过粘接剂与偏振膜贴合，由此构成偏振板。偏振膜由PVA膜构成。作为粘接剂，可以使用PVA水溶液等水系粘接剂。在粘接工序之前，通过膜表面处理装置1对保护膜进行表面处理，提高保护膜的粘接性。

如图1及图2所示，膜表面处理装置1具备处理部10。处理部10包括一对电极11、12、放电生成气体喷嘴21和反应气体喷嘴31。

电极11、12形成为辊状(圆筒形状)。辊电极11、12使各自的轴线朝向与图1的纸面正交的水平方向相互平行地配置。以下，将沿着电极11、12的轴线的方向(与图1的纸面正交的方向)适当地称为“处理宽度方向”(参照图2)。图1中的左侧的第一辊电极11与电源2连接。图1中的右侧的第二辊电极12电接地。电源2将例如脉冲波状的高频电力向电极11供给。由此，在电极11、12间，在接近大气压的压力下生成等离子体放电。辊电极11、12的相互对置的部分彼此的空间成为压力接近大气压的放电空间14。具体而言，辊电极11、12彼此间的最狭窄部位及其上下的附近的空间成为放电空间14。电源2可以与第二辊电极12连接，且第一电极11也可以电接地。

被处理膜9使宽度方向朝向上述处理宽度方向(与图1的纸面正交的方向)，并装入膜表面处理装置1。在第一辊电极11的上侧的周面卷挂有半周左右的被处理膜9。被处理膜9沿着第一辊电极11的周面通向放电空间14，并从放电空间14向下垂下。进而，被处理膜9在引导辊16、16的引导下向上折返，并沿着第二辊电极12的周面通向放电空间14。由此，被处理膜9中的辊电极11、12彼此之间且比放电空间14靠下侧的部分形成折返部分9a。折返部分9a从处理宽度方向观察呈三角形状。进而，被处理膜9在第二辊电极12的上侧的周面上卷挂有半周。双方的辊电极11、12的包括划分放电空间14的部分的约半周部分由被处理膜9覆盖。

虽然省略了图示，但在各辊电极11、12上连结有旋转机构。旋转机构包括电动机等的驱动部和将该驱动部的驱动力向辊电极11、12的轴传递的传递机构。传递机构由例如带轮机构或齿轮列构成。如图1中白色空心圆弧状箭头所示，在旋转机构的作用下，辊电极11、12分别绕各自的轴线且相互同步地向同方向(图1中为顺时针方向)旋转。由此，被处理膜9从第一辊电极11向第二辊电极12输送。

在各辊电极11、12上装入有温度调节机构(省略图示)。温度调节机构通过形成在例如辊电极11、12内的温度调节路构成。通过在温度调节路中使进行了温度调节后的水等介质流动，从而能够对辊电极11、12进行温度调节。进而，可以对辊电极11、12的周面上的被处理膜9进行温度调节。

在比放电空间14靠下侧的辊电极11、12彼此之间配置有上述放电生成气体喷嘴21。放电生成气体供给源20经由气体供给路22与喷嘴21相连。喷嘴21配置在被处理膜9的三角形状的折返部分9a的内侧。喷嘴21沿处理宽度方向延伸得较长，且与该延伸方向正交的截面朝向上方前端变细。喷嘴21的上端(前端)的吹出口面向放电空间14。放电空间14的下端部通过喷嘴21被一定程度地闭塞。在喷嘴21的下端部设置有整流部(省略图示)，其使放电生成气体在处理宽度方向上均匀化而向喷嘴21导入。该放电生成气体从喷嘴21的吹出口朝向放电空间14吹出。该放电生成气体的吹出流成为沿处理宽度方向均匀分布的流动。

作为放电生成气体可以使用惰性气体。作为放电生成气体用的惰性气体可以举出氮(N₂)，但不局限于此，也可以使用Ar、He等稀有气体。

虽然省略了图示，但在喷嘴21的内部装入有放电生成气体温度调节机构。温度调节机构由形成在例如喷嘴21内的温度调节路构成。通过在温度调节路中使被温度调节后的水等介质流动，从而对喷嘴21进行温度调节，进而能够调节放电生成气体的吹出温度。

放电生成气体的吹出温度比反应气体的吹出温度低，优选比反应气体中的丙烯酸(聚合性单体)的凝结温度低。例如，放电生成气体的吹出温度为10℃～50℃。

在比放电空间14靠上侧的辊电极11、12彼此之间配置有闭塞构件50。闭塞构件50隔着放电空间14与放电生成气体喷嘴21对置。闭塞构件50在处理宽度方向上延长得较长，且与该延长方向正交的截面朝向下方前端变细。闭塞构件50的下端(前端)面向放电空间14。在闭塞构件50与第一辊电极11的周面之间形成有第一间隙51。在闭塞构件50与第二辊电极12的周面之间形成有第二间隙52。放电空间14经由第二间隙52与外部连通。也可以作为闭塞构件50使用与放电生成气体喷嘴21为相同结构的喷嘴，且与放电生成气体喷嘴21上下颠倒地进行设置。

在第一辊电极11的上方以与电极11对置的方式配置有上述反应气体喷嘴31。反应气体喷嘴31沿着第一辊电极11的周向从放电空间14向电极旋转方向朝向膜输送方向的上游侧离开约4分之1周。反应气体喷嘴31面向比放电空间14靠输送方向的上游侧的电极11上的被处理膜9。反应气体喷嘴31沿处理宽度方向延伸得较长，且在第一辊电极11的周向(图1的左右)具有一定程度的宽度。虽然省略了详细的图示，但在反应气体喷嘴31上装入有整流部。在反应气体喷嘴31的下表面设置有吹出口。吹出口形成为在喷嘴31的下表面的较大的范围(处理宽度方向及电极周向)内分布。

反应气体供给源30经由供给线32与喷嘴31连接。来自供给源30的反应气体向喷嘴31供给。该反应气体通过上述整流部被均匀化，并从喷嘴31的下表面的吹出口吹出。该反应气体的吹出流成为在处理宽度方向上均匀分布的流动。

反应气体包括聚合性单体作为反应成分。作为聚合性单体，在此使用丙烯酸AA。丙烯酸具有醋酸那样的臭气，具有爆发性等，因此需要适当的管理。作为聚合性单体，并未限定为丙烯酸，也可以是甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸。反应气体除了反应成分(聚合性单体)以外还包括载流气体。作为载流气体，使用惰性气体。在此，作为载流气体用的惰性气体使用氮(N₂)，但并未限定于此，也可以是Ar、He等稀有气体。

反应气体供给源30包括气化器。在气化器内作为聚合性单体以液体的状态存储有丙烯酸AA。氮(N₂)作为载流气体被导入气化器内。在该载流气体(N₂)中气化混合丙烯酸，并生成反应气体(丙烯酸AA+N₂)。载流气体可以被导入至气化器内的液体丙烯酸的液面的上侧，也可以被导入至液体丙烯酸的内部而起泡(bubbling)。也可以将载流气体的一部分导入气化器，而剩余部分不与气化器连通，且在气化器的下游侧使载流气体的上述一部分和剩余部分合流。通过气化器的温度、载流气体的上述一部分与剩余部分的分配比能够调节反应气体中的丙烯酸浓度。

反应气体供给线32及喷嘴31通过反应气体温度调节机构(省略图示)进行温度调节。反应气体供给线32的温度调节机构例如通过带状加热器构成。喷嘴31内的温度调节机构例如由通过进行温度调节后的水等介质的温度调节路构成。反应气体的温度被调节为比丙烯酸的凝结温度高。例如，反应气体的温度被调节成30℃～80℃。

在反应气体喷嘴31的底部设置有遮蔽构件40。遮蔽构件40在处理宽度方向上延伸与电极11大致相同的长度，且与该延伸方向正交的截面形成为呈沿着第一辊电极11的上表面的周向的圆弧状的弯曲板状。遮蔽构件40一定程度地覆盖第一辊电极11的上侧的周面。在遮蔽构件40的圆弧方向(图1中为左右)的中央部连结有反应气体喷嘴31。遮蔽构件40的圆弧方向(图1中为左右)的两端部比喷嘴31更沿电极11的周向延伸。在图1中，遮蔽构件40的右侧的端部与闭塞构件50的侧部相遇而连结。

在遮蔽构件40与第一辊电极11的周面之间形成有遮蔽空间41。遮蔽空间41形成为沿着第一辊电极11的上侧的周面的截面为圆弧状的空间。遮蔽空间41在上述圆弧方向(图1中为左右)的中央部狭窄，随着朝向圆弧方向的两端部而稍微变宽。反应气体喷嘴31的下表面的吹出口贯通遮蔽构件40而与遮蔽空间41连通。在图1中，遮蔽空间41的右侧的端部经由第一间隙51与放电空间14相连。在图1中，遮蔽空间41的左侧(闭塞构件50的相反侧)的端部向外部开放。

遮蔽构件40的上述圆弧方向的周长为例如240～300mm左右。遮蔽空间41的厚度优选为1mm～10mm左右。遮蔽空间41的最狭窄部位的厚度优选例如为1mm左右。遮蔽空间41的最宽部位的厚度优选例如为10mm左右。遮蔽空间41的厚度也可以在整个区域是固定的。遮蔽构件40也可以隔着喷嘴31而分离成辊电极11的旋转方向的上游侧的部分和下游侧的部分，也可以使喷嘴31的底面直接面向遮蔽空间41。

以下，对通过上述结构的膜表面处理装置1对被处理膜9进行表面处理的方法以及制造偏振板的方法进行说明。

在辊电极11、12上卷挂由TAC膜构成的被处理膜9。

使辊电极11、12沿图1中的顺时针方向旋转，将被处理膜9从第一辊电极11朝向第二辊电极12向图1中的大致右向输送。

通过来自电源2的电力供给，在辊电极11、12间施加电场，并在电极间空间14内生成大气压等离子体放电。

将反应气体(丙烯酸+N₂)从供给源30向喷嘴31导入，并从喷嘴31向遮蔽空间41吹出。反应气体被吹向第一辊电极11的上侧的周面即比放电空间14靠输送方向上游侧的被处理膜9。该反应气体中的丙烯酸(反应成分)凝结，并附着到被处理膜9上。

反应气体的过半在被处理膜9的表面上沿该被处理膜9的输送方向流动。通过遮蔽构件40能够将反应气体关入遮蔽空间41内，能够防止或抑制反应气体向外部气氛中泄漏。因此，能够增加反应气体中的丙烯酸与被处理膜9接触的机会，能够确保丙烯酸向被处理膜9的附着量。进而，可以通过遮蔽构件40确保气体流在处理宽度方向上的均匀性。反应气体从遮蔽空间41经由第一间隙51向放电空间14流动。

进而，通过遮蔽构件40，能够防止外部的空气等含有氧的气氛气体侵入遮蔽空间41，能够防止在反应气体中混入氧。

在隔着放电空间14的上述反应气体流来的一侧的相反侧(下侧)，从放电生成气体喷嘴21吹出放电生成气体(N₂)。放电生成气体的吹出温度比反应气体的吹出温度低。该放电生成气体朝向与上述反应气体的流动对置的方向(上方)流动，并被导入放电空间14。通过放电空间14的放电生成气体在闭塞构件50的作用下分流到第一间隙51和第二间隙52。进入第一间隙51的放电生成气体进一步被导向遮蔽空间41。因此，在遮蔽空间41及第一间隙51内，反应气体和放电生成气体相碰撞而混合。由此，能够使反应气体滞留而进一步增加丙烯酸与被处理膜9接触的机会。此外，通过低温的放电生成气体来冷却反应气体。因此，能够促进反应气体中的丙烯酸的凝结而使其可靠地附着于被处理膜9。由此，能够可靠地增大丙烯酸向被处理膜9的附着量。

向第二间隙52分流后的放电生成气体通过第二间隙52向外部排出。通过该排出流，能够阻止外部气氛进入第二间隙52。

伴随着被处理膜9的输送，被处理膜9的附着有上述丙烯酸的部分很快被导入放电空间14。通过该放电空间14的等离子体，被处理膜9的表面的丙烯酸被活性化，发生双键的开裂、聚合等。并且，放电生成气体及反应气体中的氮被等离子体化而生成氮等离子体。该氮等离子体或等离子体光向被向处理膜9照射，切断被处理膜9的表面分子的C-C、C-O、C-H等键。可以考虑该键切断部结合丙烯酸的聚合物(接枝聚合)或结合从丙烯酸分解的COOH基等。由此，在被处理膜9的表面形成粘接性促进层。由于在向放电空间14导入前，在被处理膜9上充分附着有丙烯酸，因此能够可靠地在放电空间14形成粘接性促进层。由于通过遮蔽构件41能够确保气体流的处理宽度方向的均匀性，因此能够确保放电空间14内的处理的均匀性，能够得到均质的粘接性促进层。此外，通过遮蔽构件40能够防止或抑制外部气氛气体侵入放电空间14。进而，通过来自第二间隙52的放电生成气体的排出流也能够防止或抑制外部气氛气体向放电空间14侵入。因此，能够充分防止因外部气氛中的氧等反应阻碍成分阻碍放电空间14内的反应。因此，能够可靠地提高处理效果。

被处理膜9在与第一辊电极11相接的状态下通过放电空间14，并在引导辊16的作用下折返，在与第二辊电极12相接的状态下再次通过放电空间14。因此，被处理膜9在放电空间14内进行2次处理。

通过被处理膜9覆盖第一辊电极11及第二辊电极12的至少划分放电空间14的部分，从而能够防止或抑制在电极11、12上附着污垢。此外，反应气体喷嘴31以从放电空间14离开的方式配置，并且为遮蔽空间41内的丙烯酸为几乎未聚合的状态。因此，能够防止或抑制在喷嘴31的吹出口或遮蔽构件40上附着丙烯酸的聚合物等的污物。因此，能够防止或抑制颗粒的产生，从而能够提高产率。因此，能够长期稳定地运转表面处理装置1。

表面处理后的TAC膜9经由PVA水溶液等水系粘接剂与PVA偏振膜粘接，并制成偏振板。由于在TAC膜9上充分且均质地形成有粘接性促进层，因此能够得到具有良好粘接强度的偏振板。

接下来，说明本发明的其他实施方式。在以下的实施方式中，在附图中对与已述的形态重复的结构标注相同符号而简化说明。

图3及图4是表示本发明的第二实施方式的图。第二实施方式的膜表面处理装置1A具备3个辊电极11、12、13。通过所述3个辊电极11～13构成2级的处理部10A、10B。前级处理部10A包括辊电极11、12和喷嘴21、31作为构成要素，且与第一实施方式的处理部10对应。后级处理部10B包括辊电极12、13和喷嘴23、33作为构成要素。

3个辊电极11、12、13按该顺序且平行地排列。左侧的辊电极11构成前级处理部10A的第一辊电极。中央的辊电极12兼作前级处理部10A的第二辊电极和后级处理部10B的第一辊电极。右侧的辊电极13构成后级处理部10B的第二辊电极。

在例如中央的辊电极12上连接有电源2(参照图1)，且左右的辊电极11、13接地，这一点省略图示。取代于此，也可以在左右的辊电极11、13上分别连接电源，且中央的辊电极12接地。通过来自电源的电力供给，在左侧的辊电极11和中央的辊电极12之间形成前级处理部10A的放电空间14。在中央的辊电极12与右侧的辊电极13之间形成有后级处理部10B的放电空间15。

被处理膜9卷绕在3个辊电极11、12、13的上侧的周面上。在辊电极11、12间的下侧形成有被处理膜9的折返部分9a这一点与第一实施方式相同。在辊电极12、13间的下侧形成有被处理膜9的折返部分9b。折返部分9b卷挂在引导辊17、17上，从与图3正交的处理宽度方向观察呈三角形状。3个辊电极11、12、13相互同步地沿图中的顺时针方向旋转。由此，被处理膜9向大致右方向被输送。

在前级处理部10A中，在折返部分9b的内侧配置有放电生成气体喷嘴21这一点、在辊电极11的上侧配置有反应气体喷嘴31及遮蔽构件40这一点、在辊电极11、12彼此之间的上侧部分配置有闭塞构件50这一点与第一实施方式的处理部10相同。

在后级处理部10B中，在折返部分9b的内侧配置有后级处理部10B的放电生成气体喷嘴23。放电生成气体喷嘴23与放电生成气体喷嘴21形成为相同的结构，其前端部向上而面向放电空间15。放电生成气体供给路22分支，从而分别与前级的放电生成气体喷嘴21和后级的放电生成气体喷嘴23相连。

在辊电极12的上侧配置有后级处理部10B的反应气体喷嘴33。反应气体喷嘴33与反应气体喷嘴31为相同结构，且与辊电极12的上侧的周面对置。反应气体供给线32分支，且与前级的反应气体喷嘴31和后级的反应气体喷嘴33连接。

在反应气体喷嘴33的底部设置有与遮蔽构件40大致相同结构的截面为圆弧状的遮蔽构件43。遮蔽构件43的圆弧方向(沿着电极12的周面的方向)的周长例如为240～300mm左右。

在遮蔽构件43与辊电极12的上侧的周面之间形成有遮蔽空间44。反应气体喷嘴33的吹出口贯通遮蔽构件43而与遮蔽空间44连通。遮蔽空间44形成为沿着辊电极12的上侧的周面的截面为圆弧状的空间。遮蔽空间44在上述圆弧方向(图3中为左右)的中央部狭窄，随着朝向圆弧方向的两端部而稍微扩大。遮蔽空间44的厚度优选为1mm～10mm左右。遮蔽空间44的最狭窄的部位的厚度例如优选为1mm左右。遮蔽空间44的最宽阔的部位的厚度例如优选为10mm左右。遮蔽空间44的厚度也可以在整个区域是固定的。遮蔽构件44可以隔着喷嘴33而被分离成辊电极12的旋转方向的上游侧的部分和下游侧的部分，也可以使喷嘴33的底面直接面向遮蔽空间44。

在辊电极12、13之间的上侧部分配置有与闭塞构件50为大致相同结构的闭塞构件53。在闭塞构件53与辊电极12之间形成有第二处理部10B的第一间隙54。在闭塞构件53与辊电极13之间形成有第二处理部10B的第二间隙55。

在图3中，遮蔽构件43的左端部与闭塞构件50抵接或接近。遮蔽空间44的左端部与第一处理部10A的第二间隙52的上端部相连。此外，在图3中，遮蔽构件43的右端部与闭塞构件53抵接或接近。遮蔽空间44的右端部与第二处理部10B的第一间隙54相连，进而经由第一间隙54与放电空间15相连。第二处理部10B的第二间隙55与辊电极13的上侧的外部空间相连。

根据膜表面处理装置1A，从前级处理部10A的反应气体喷嘴31向被处理膜9吹附丙烯酸。接下来，在放电空间14向被处理膜9照射氮等离子体。然后，进一步通过后级处理部10B的反应气体喷嘴33向被处理膜吹附丙烯酸。接着，在放电空间15中向被处理膜9照射氮等离子体。由此，能够进行2次丙烯酸的等离子体聚合膜的形成处理。因此，能够提高丙烯酸的聚合度，并且能够增大聚合膜的厚度。其结果是，能够可靠地提高被处理膜9的粘接性。

在前级处理部10A中，来自反应气体喷嘴31的含丙烯酸气体与从放电生成气体喷嘴21进入到第一间隙51的氮气相撞而滞留，促进丙烯酸向被处理膜9的附着，这一点与第一实施方式相同。

在后级处理部10B中，来自反应气体喷嘴33的含丙烯酸气体被遮蔽构件43引导，在图3中，分流到遮蔽空间44的左侧部和右侧部。向左侧分流的含丙烯酸气体从前级处理部10A的放电生成气体喷嘴21与进入到第二间隙52的氮气相碰撞而滞留。向右侧分流的含丙烯酸气体与从后级处理部10B的放电生成气体喷嘴23进入到第一间隙54的氮气相碰撞而滞留。由此，在后级处理部10B中也能够促进丙烯酸向被处理膜9的表面附着。从后级处理部10B的放电生成气体喷嘴23向第二间隙55流入的氮气向外部气氛排出。通过该排出流，能够防止外部气氛气体(空气)从第二间隙55向放电空间15侵入。

本发明不局限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种改变。

例如，在第一实施方式(图1)的处理部10及第二实施方式(图3)的前级处理部10A中，反应气体喷嘴31只要沿着第一辊电极11的卷绕有被处理膜9的部分的周向从放电空间14向电极旋转方向的上游侧离开即可。反应气体喷嘴31可以从电极11的上端部以与放电空间14侧的周面对置的方式倾斜配置，也可以从电极11的上端部以与放电空间14的相反侧的周面对置的方式倾斜配置。以上这一点对于第二实施方式(图3)的后级处理部10B的反应气体喷嘴32也是同样。

在第一实施方式(图1)的处理部10及第二实施方式(图3)的前级处理部10A中，遮蔽构件40从反应气体喷嘴31朝向至少放电空间14延伸即可，也可以从反应气体喷嘴31向放电空间14侧的相反侧延伸。也可以使遮蔽空间41的放电空间14侧的相反侧的端部的开口狭窄。以上的点对于第二实施方式(图3)的后级处理部10B的遮蔽构件43也是同样。

也可以省略遮蔽构件40、43。

通过由使放电生成气体喷嘴21、23上下颠倒这种结构的喷嘴构成闭塞构件50、53，从而从该闭塞构件兼喷嘴50、53也朝向放电空间14、15吹出放电生成气体。

也可以省略闭塞构件50、53。

膜表面处理装置的辊电极的个数不局限于2个或3个，也可以为4个以上。膜表面处理装置的处理部的级数不局限于1级(图1)或2级(图3)，也可以为3级以上。

本发明不局限于偏振板用保护膜的表面处理，也可以适用于在各种树脂膜上形成聚合性单体的聚合膜的处理。

【实施例1】

对实施例进行了说明，但本发明不局限于以下的实施例。

使用图1及图2所示的膜表面处理装置1进行了膜9的表面处理。

装置1的尺寸构成如以下所述。

辊电极11、12的处理宽度方向的轴长：390mm

辊电极11、12的直径：320mm

反应气体喷嘴31的处理宽度方向的外尺寸：390mm

反应气体喷嘴31的吹出宽度：300mm

遮蔽构件40的圆弧方向的周长：275mm

遮蔽空间41的厚度：整个区域为5mm(固定)

辊电极11、12间的缝隙：1mm

作为被处理膜9使用TAC膜。TAC膜9的宽度为325mm。

TAC膜9的输送速度为15m/min。

电极11、12的温度进而TAC膜9的温度设定为25℃。

作为反应气体的聚合性单体使用丙烯酸，作为载流气体使用氮(N₂)。

气化器30内的液体丙烯酸的温度为120℃。

载流气体(N₂)的流量、以至反应气体(丙烯酸+N₂)的流量为30slm。

反应气体中的丙烯酸浓度为4.5g/min。

反应气体喷嘴31的温度(反应气体的吹出温度)设定为55℃。

作为放电生成气体使用氮(N₂)。来自下侧喷嘴21的放电生成气体(N₂)的吹出流量为10slm。

下侧喷嘴21的温度(放电生成气体的吹出温度)设定为15℃。

需要说明的是，在实施例1中使用的装置1的闭塞构件50是使下侧喷嘴21上下颠倒这种结构的气体喷嘴。来自放电生成气体供给源20的气体供给管分支而分别与下侧喷嘴21和上侧喷嘴50连接。来自上侧喷嘴50的放电生成气体(N₂)的吹出流量为0slm。

在电源2中，将270V、6.1A的直流转换成交流。向电极11、12的供给电力为1647W，电极11、12间的施加电压为17.3kV。

对表面处理后的喷嘴21、31的吹出口等的污垢的有无进行了确认，结果未确认出堆积物。

将表面处理后的被处理TAC膜9贴合到PVA膜的单面上。作为粘接剂使用将(A)聚合度500的PVA 5wt％水溶液和(B)羧甲基纤维素钠2wt％水溶液混合后的水溶液。(A)及(B)的混合比为(A)∶(B)＝20∶1。粘接剂的干燥条件为80℃、5分钟。

在PVA膜的相反侧的面上使用与上述相同的粘接剂贴合有皂化处理后的TAC膜。由此，制造了3层结构的偏振板样品。偏振板样品的宽度为25mm。从被处理膜9的宽度方向的5个部位切出样品片，从而制成5个上述的偏振板样品。

在粘接剂硬化后，通过浮动辊法(JIS K6854)测定了各样品的被处理TAC膜9与PVA膜的粘接强度。

5个样品的平均的粘接强度为7.5N/25mm。

通过下式1求出了5个样品的粘接强度的偏差度(均匀性)，所述偏差度为3.8％。

偏差度(％)＝{(最大值-最小值)/平均值/2}×100 (式1)

【实施例2】

在实施例2中，在装置1中使放电生成气体(N₂)的流量为20slm。此外，使供给电力为1809W(270V、6.7A)，使施加电压为17.6kV。除此以外的处理条件与实施例1相同。在表面处理后的喷嘴21、31的吹出口等没有确认到堆积物。

在表面处理后，以与实施例1相同的工序制成偏振板样品，并测定了粘接强度。

测定的结果是，平均粘接强度为9.9N/25mm。偏差度为4.2％。

【实施例3】

在实施例3中，在装置1中使放电生成气体(N₂)的流量为30slm。此外，使供给电力为1944W(270V、7.2A)，使施加电压为17.8kV。除此以外的处理条件与实施例1相同。在表面处理后的喷嘴21、31的吹出口等未确认出堆积物。

测定的结果是，平均粘接强度为9.3N/25mm。偏差度为6.5％。

[比较例1]

在比较例1中，作为构件50使用与下侧喷嘴21结构相同且使下侧喷嘴21上下颠倒的喷嘴，使来自气化器30的反应气体供给线32与喷嘴50连接而代替与喷嘴31连接。使气化器30的气化条件与实施例1相同，将与实施例1相同组成及相同流量的反应气体从上侧喷嘴50的下端的吹出口向放电空间14吹出。将上侧喷嘴50的温度调节成55℃。来自下侧喷嘴21的气体吹出流量为0slm。此外，使供给电力为1080W(270V、4A)，使施加电压为15.7kV。除此以外的处理条件与实施例1相同。

在比较例1中，在表面处理后的喷嘴50的吹出口等确认到了堆积物。

在表面处理后，以与实施例1相同的工序制成偏振板样品，并测定了粘接强度，其平均粘接强度为4.9N/25mm，偏差度为60％。

[比较例2]

在比较例2中，在与实施例1相同的装置1中，作为构件50使用与下侧喷嘴21结构相同且使下侧喷嘴21上下颠倒的喷嘴，使放电生成气体供给路22与上侧喷嘴50连接。来自上侧喷嘴50的放电生成气体(N₂)的吹出流量为10slm。来自下侧喷嘴21的吹出流量为0slm。此外，使供给电力为1377W(270V、5.1A)，使施加电压为16.7kV。除此以外的处理条件与实施例1相同。在表面处理后的喷嘴31的吹出口等未确认出堆积物。

在表面处理后，以与实施例1相同的工序制成偏振板样品，并测定了粘接强度，其平均粘接强度为3.9N/25mm，偏差度为3.7％。

根据以上的结果，根据本发明，确认出能够获得充分的处理效果(粘接性)，并且能够提高处理宽度方向的均匀性。

【工业上的可利用性】

本发明可以适用于例如屏幕显示器(FPD)的偏振板的制造。

【符号说明】

1A 膜表面处理装置

2 电源

9 被处理膜

9a、9b 折返部分

10 处理部

10A 前级处理部

10B 后级处理部

11、12、13 辊电极

14、15 放电空间

16、17 引导辊

20 放电生成气体供给源

21、23 放电生成气体喷嘴

22 放电生成气体供给路

30 反应气体供给源(气化器)

31、33 反应气体喷嘴

32 反应气体供给线

40、43 遮蔽构件

41、44 遮蔽空间

50、53 闭塞构件

51、54 第一间隙

52、55 第二间隙

Claims

1.一种膜表面处理装置，使聚合性单体与连续的被处理膜接触，并使所述被处理膜通过与压力接近大气压的放电空间而进行表面处理，所述膜表面处理装置的特征在于，具备:

第一辊电极，其供所述被处理膜卷挂且绕自身的轴线旋转而输送所述被处理膜;

第二辊电极，其与所述第一辊电极平行配置并在与所述第一辊电极之间形成所述放电空间，所述被处理膜的比所述第一辊电极靠输送方向的下游侧的部分在通过所述放电空间后折返而卷挂在该第二辊电极上，且该第二辊电极绕自身的轴线向与所述第一辊电极相同的方向旋转而输送所述被处理膜;

反应气体喷嘴，其吹出含有所述聚合性单体的反应气体，并且配置成沿着所述第一辊电极的周向从所述放电空间向所述第一辊电极的旋转方向的上游侧离开，且与所述第一辊电极的卷绕有所述被处理膜的部分对置;

放电生成气体喷嘴，其配置在所述第一辊电极和第二辊电极彼此之间的所述被处理膜的折返部分的内侧，且向所述放电空间吹出不含有所述聚合性单体的放电生成气体，

从所述反应气体喷嘴吹出的反应气体中的聚合性单体凝结在所述被处理膜上。

2.根据权利要求1所述的膜表面处理装置，其特征在于，

还具备从所述反应气体喷嘴朝向所述放电空间以覆盖所述第一辊电极的周面的方式延伸的遮蔽构件，在所述第一辊电极的周面与所述遮蔽构件之间形成有与所述放电空间相连的遮蔽空间。

3.根据权利要求1或2所述的膜表面处理装置，其特征在于，

所述反应气体喷嘴配置成沿着所述第一辊电极的周向从所述放电空间向所述旋转方向的上游侧离开45°～180°。

4.根据权利要求2所述的膜表面处理装置，其特征在于，

还具备以隔着所述放电空间与所述放电生成气体喷嘴对置的方式配置的闭塞构件，所述遮蔽空间经由在所述第一辊电极的周面与所述闭塞构件之间形成的第一间隙与所述放电空间相连，且在所述闭塞构件与所述第二辊电极的周面之间形成有第二间隙。

5.根据权利要求1或2所述的膜表面处理装置，其特征在于，

所述放电生成气体比所述反应气体温度低。