JP2002069217A - 表面処理装置及びそれを搭載した塗工装置又はラミネート装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続的に移動するウエブ状の被表面処理基材に
紫外線を照射して、効率よく、安定的に表面処理する表
面処理装置の提供にある。 【解決手段】被表面処理基材１０の表面に紫外線を照射
する表面処理装置１００であって、少なくとも連続的に
移動するウエブ状の被表面処理基材１０の表面をオゾン
を発生させる波長の紫外線と、そのオゾンを分解できる
波長の紫外線を照射する紫外線ランプ３０ａ，３０ｂで
表面処理する手段と、被表面処理基材１０を複数のガイ
ドロール２０ａ，２０ｂのうちの少なくとも一つの吸着
ロールで保持しながら移動する手段とを具備する表面処
理装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被表面処理基材の
表面に紫外線を照射して表面処理を行う表面処理装置に
関するものであり、特にプラスチックフィルム等連続的
に移動するウエブ状の被表面処理基材の表面処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗工やメッキ等の前工程で、接着
力向上等の目的から基材の表面を洗浄する表面処理法の
一つに、紫外線の照射や紫外線により活性化されたオゾ
ンの吹き付け等により表面に付着している有機化合物を
分解、除去する表面処理法が知られ、実用化されてい
る。

【０００３】その方法として例えば、特開平７−１８４
１２号公報に開示されているように、紫外線を照射する
洗浄工程として、オゾン（Ｏ₃ ）が生成できる波長の紫
外線と、そのオゾンを分解できる波長の紫外線を照射す
るもので、すなわち前記紫外線によりオゾン（Ｏ₃ ）が
生成され、そのオゾンが分解されて酸素原子が発生す
る。基材表面の有機化合物の汚れは紫外線により分解さ
れ前記酸素原子と反応して有機酸化物などとなって除去
される洗浄方法である。

【０００４】しかし、上記紫外線によるオゾン（Ｏ₃ ）
の生成とそのオゾンが分解されて酸素原子を生成させて
洗浄する表面処理法は、表面処理効果は充分であるが、
被表面処理基材としてガラス板等平面性に優れたものに
限られていて、プラスチックフィルム等ウエブ状の被表
面処理基材には下記の理由で適用が困難であるという問
題があった。すなわち上記技術における被表面処理基材
と紫外線ランプとの距離は、一般的に約２０ｍｍ程度と
非常に狭い間隔であり、被表面処理基材が連続的に移動
するウエブ状の場合は、その被表面処理基材に掛かる張
力が緩んだりすると、（１）被表面処理基材と紫外線ラ
ンプとが接触し、被表面処理基材や紫外線ランプを傷つ
けたり、（２）被表面処理基材と紫外線ランプとの距離
が変動すると処理ムラが生じたり、（３）被表面処理基
材が浮いているので冷却効率が悪いなどの問題である。

【０００５】一方連続的に移動するウエブ状の被表面処
理基材の表面を紫外線で表面処理する方法として、例え
ば特開平１１−２３６４６０号公報に開示されているよ
うに、オゾン処理と紫外線処理を組み合わせたプラスチ
ックフィルムの表面処理法ではあるが、実質的にはオゾ
ン、酸素、窒素からなる混合ガスに紫外線ランプを照射
してオゾンと活性酸素を含有する混合ガスを接続パイプ
を通してプラスチックフィルムの表面に吹き付けて処理
するもので、上記オゾン（Ｏ₃ ）が生成できる波長の紫
外線と、そのオゾンを分解できる波長の紫外線を照射す
る方法に比べ表面処理の効率が劣るという問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、連続的に移動するウエブ状の被表面処理基材に
紫外線を照射して、効率よく、安定的に表面処理を可能
にする表面処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、被表面処
理基材の表面に紫外線を照射する表面処理装置であっ
て、少なくとも連続的に移動するウエブ状の被表面処理
基材の表面を紫外線で表面処理する手段と、連続的に移
動するウエブ状の被表面処理基材を保持しながら移動す
る手段とを具備することを特徴とする表面処理装置とし
たものである。

【０００８】また、請求項２の発明では、前記連続的に
移動するウエブ状の被表面処理基材の表面を紫外線で表
面処理する手段は、オゾンを発生させる紫外線ランプと
排気装置とからなることを特徴とする請求項１記載の表
面処理装置としたものである。

【０００９】上記請求項２の発明によれば、オゾンを発
生させる波長の紫外線と、そのオゾンを分解できる波長
の紫外線の照射によって、オゾンの生成され、そのオゾ
ンが分解されて酸素原子が発生するので、基材表面の有
機化合物の汚れは前記酸素原子と反応して有機酸化物な
どとなって効率よく除去される表面処理装置とすること
ができる。

【００１０】また、請求項３の発明では、前記連続的に
移動するウエブ状の被表面処理基材を保持しながら移動
する手段は、一つまたは複数のガイドロールでなり少な
くともその一つが吸着ロールであることを特徴とする請
求項１または２記載の表面処理装置としたものである。

【００１１】また、上記請求項３の発明によれば、前記
被表面処理基材を保持しながら連続的に移動する手段
を、一つまたは複数のガイドロールとし、少なくともそ
の一つが吸着ロールとすることによって、被表面処理基
材が吸着ロールにしっかり保持吸着されているので、例
え連続的に移動するウエブ状の被表面処理基材に掛かる
張力が緩んだとしても、被表面処理基材と紫外線ランプ
との距離が２０ｍｍ程度と非常に狭い間隔が保たれ、被
表面処理基材と紫外線ランプとが接触して、被表面処理
基材や紫外線ランプを傷つけたり、被表面処理基材と紫
外線ランプとの距離が変動すると処理ムラが生じたり、
あるいは被表面処理基材が浮いて冷却効率を悪くしたり
するなどという問題のない表面処理装置とすることがで
きる。

【００１２】また、請求項４の発明では、前記請求項
１、２、または３記載の表面処理装置を搭載してなるこ
とを特徴とする塗工装置としたものである。

【００１３】上記請求項４の発明によれば、前記の連続
的に移動するウエブ状の被表面処理基材表面の有機化合
物の汚れが効率よく除去される表面処理装置を搭載した
塗工装置とすることによって、ムラ等がなく均一に接着
力等に優れた塗工膜を得ることのできる塗工装置を提供
できる。

【００１４】さらにまた、請求項５の発明では、前記請
求項１、２、または３記載の表面処理装置を搭載してな
ることを特徴とするラミネート装置としたものである。

【００１５】上記請求項５の発明によれば、前記の連続
的に移動するウエブ状の被表面処理基材表面の有機化合
物の汚れが効率よく除去される表面処理装置を搭載した
ラミネート装置とすることによって、ムラ等がなく均一
なラミネート強度の高いラミネート積層体等を得ること
のできるラミネート装置を提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。本発明の表面処理装置は、例えば図１
の側面概略図に示すように、少なくとも連続的に移動す
るウエブ状の被表面処理基材（１０）の表面を紫外線ラ
ンプ（３０ａ）で表面処理する手段と、連続的に移動す
るウエブ状の被表面処理基材（１０）を保持しながら移
動する手段とを具備する表面処理装置（１００）であ
り、裏面を同時に処理する紫外線ランプ（３０ｂ）を設
けてもよく、また必要に応じて連続的に移動するウエブ
状の被表面処理基材（１０）を冷却する手段を具備して
もよい。

【００１７】そこで上記連続的に移動するウエブ状の被
表面処理基材（１０）の表面を紫外線で表面処理する手
段は、図１に示すように、オゾンを発生させる紫外線ラ
ンプ（３０ａ）と排気装置（５０）とからなり、また上
記連続的に移動するウエブ状の被表面処理基材（１０）
を保持しながら移動する手段は、２つのガイドロール
（２０ａ、２０ｂ）でなり、少なくともその一つを吸着
ロールとするものである。

【００１８】また、紫外線ランプ（３０ａ，３０ｂ）の
輻射熱で被表面処理基材（１０）が波打ちなどを起こす
危惧のある場合に具備する連続的に移動するウエブ状の
被表面処理基材（１０）を冷却する手段は、ガイドロー
ル（２０ａ、２０ｂ）内に設置された冷却装置である。

【００１９】また、本発明では、例えば図２の側面概略
図に示すように、連続的に移動するウエブ状の被表面処
理基材（１０）の巻出し部（６０）と塗工ユニット（８
０）の間に上記の表面処理装置（１００）を設けてなる
塗工装置（２００）としたものである。

【００２０】さらにまた、本発明では、例えば図３の側
面概略図に示すように、連続的に移動するウエブ状の被
表面処理基材（１０）の巻出し部（６０）とラミネート
ユニット（８５）の間に上記の表面処理装置（１００）
を設けてなるラミネート装置（３００）としたものであ
る。

【００２１】以下本発明を図面に従ってさらに詳細に説
明する。図１は、本発明の表面処理装置（１００）の一
事例を模式的に表した側面概略図である。この図１で
は、被表面処理基材（１０）の表裏両面を表面処理する
装置を示したが、被表面処理基材（１０）の片面だけを
表面処理する装置でも良い。

【００２２】この表面処理装置（１００）は連続的に移
動するウエブ状の被表面処理基材（１０）を通す為に２
本のガイドロール（２０ａ、２０ｂ）とそれぞれに伴な
う２組の紫外線ランプ（３０ａ、３０ｂ）とを囲う筺体
（４０）と排気装置（５０）からなり、このガイドロー
ルは、少なくとも１本以上必要とするもので、表裏を処
理する場合はこのように２本のガイドロール（２０ａ、
２０ｂ）を必要とするものである。

【００２３】これらガイドロール（２０ａ、２０ｂ）に
前記紫外線ランプ（３０ａ、３０ｂ）が平行に設置され
ている。

【００２４】この被表面処理基材（１０）の表面上には
油類や手油等の有機化合物が付着していて、この紫外線
ランプ（３０ａ、３０ｂ）により波長３００ｎｍ以下の
短波長紫外線を照射しオゾン（Ｏ₃ ）を発生させ、さら
にそのオゾンを紫外線で分解し、酸化性の強い酸素原子
が得られ、その酸素原子が前記有機化合物と反応してガ
ス状にし、被表面処理基材（１０）の表面上の有機化合
物を除去することができる。

【００２５】本発明の表面処理装置（１００）を構成す
る３００ｎｍ以下の短波長紫外線を放射する紫外線ラン
プ（３０ａ、３０ｂ）としては、低圧水銀ランプ、エキ
シマランプ等が挙げられ、平行に数本並列して使用する
ことができる。

【００２６】さらに、発生したオゾンは人体に悪影響を
及ぼずため、筐体（４０）内のオゾンを排気装置（５
０）により外部に逃がさず捕集するようにしている。

【００２７】また、効率良く表面処理するために、筐体
（４０）内に酸素を導入しても良い。好ましくは、紫外
線ランプ（３０ａ、３０ｂ）と被表面処理基材（１０）
の間の空間に酸素を導入する方が高効率的である。また
は、直接オゾンを導入しても良い。

【００２８】また、被表面処理基材（１０）と紫外線ラ
ンプ（３０ａ、３０ｂ）との距離を調整して処理度を調
整することもできる。

【００２９】また、本発明では、ガイドロール（２０
ａ、２０ｂ）のうち少なくとも１本以上を吸着ロールと
するものである。この吸着ロールは、被表面処理基材
（１０）を常に吸着保持しつつ、移動させることができ
る。その為、被表面処理基材（１０）にかかる張力が例
え弛んだ場合にも、被表面処理基材（１０）が紫外線ラ
ンプ（３０ａ、３０ｂ）に接触することがないので、被
表面処理基材（１０）や紫外線ランプ（３０ａ、３０
ｂ）に損傷を与えることがなく、処理ムラ等のない表面
処理装置とすることができる。

【００３０】また、被表面処理基材（１０）は、紫外線
ランプ（３０ａ、３０ｂ）の輻射熱によりダメージを受
ける危惧のある場合、少なくとも１本以上の前記ガイド
ロール（２０ａ、２０ｂ）内に冷却装置を設置し、前記
被表面処理基材（１０）を連続的に移動しつつかつ冷却
することができる。この冷却装置は空冷でも水冷でもよ
い。また、冷却水の代わりに冷却媒体を循環させること
も可能である。またこの冷却装置はガイドロール（２０
ａ、２０ｂ）内に設置することも、ガイドロール外に設
置することも可能である。

【００３１】さらに図１に示すように、例えば２本のガ
イドロール（２０ａ、２０ｂ）を吸着ロールとし、かつ
これら吸着ロールにそれぞれ冷却装置を組み込むことも
可能である。

【００３２】本発明の表面処理装置は、単独で表面処理
装置として使用することもできるが、例えば塗工装置、
印刷装置あるいはドライラミネート、押出しラミネート
などのラミネート装置にインラインで組み込むこともで
きる。

【００３３】

【実施例】次に実施例により、本発明を具体的に説明す
る。 〈実施例１〉図１の側面概略図に示すように、表面処理
装置（１００）は被表面処理基材（１０）を通すために
２本のガイドロール（２０ａ、２０ｂ）、２組の紫外線
ランプ（３０ａ、３０ｂ）とそれらを囲う筺体（４０）
と排気装置（５０）とで構成した。

【００３４】そこで最初のガイドロール（２０ａ）に３
本の前記紫外線ランプ（３０ａ）が平行になるように設
置した。また、次のガイドロール（２０ｂ）に３本の前
記紫外線ランプ（３０ｂ）が平行になるように設置し
た。

【００３５】また前記２本のガイドロール（２０ａ、２
０ｂ）は、いずれも吸着ロールとした。さらに、前記２
本のガイドロール（２０ａ、２０ｂ）内には、水冷方式
の冷却装置も設置した。

【００３６】上記表面処理装置（１００）を用いて、図
２の側面概略図に示すように、被表面処理基材（１０）
として、厚さ１００μｍ、幅４００ｍｍのウエブ状２軸
延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを
使用し、５ｍ／分で連続的に移動するＰＥＴフィルム
に、上記２組の紫外線ランプ（３０ａ、３０ｂ）として
８００Ｗの低圧水銀灯で、紫外線を照射し、オゾンを発
生させ、表面を処理した。この時、被表面処理基材（１
０）は２本のガイドロール（２０ａ、２０ｂ）すなわち
吸着ロールに吸着するようしたので、紫外線ランプ（３
０ａ、３０ｂ）に接すること無く、移動することができ
た。さらに、冷却装置により、被表面処理基材（１０）
としての２軸延伸ＰＥＴフィルムの表面温度は６０℃以
下であった。この冷却装置はガイドロール（２０ａ、２
０ｂ）内に設置し、水冷方式を採用している。

【００３７】上記のように被表面処理基材（１０）とし
ての２軸延伸ＰＥＴフィルムを表面処理した後、塗工ユ
ニット（８０）を有する塗工装置（２００）により、塗
液を塗布した。塗工ユニット（８０）にはグラビア印刷
方式を採用した。また、塗液にはウレタン系グラビアイ
ンキを使用した。その後、乾燥機（９０）でウレタン系
グラビアインキを７０℃で乾燥し塗工膜を得た。

【００３８】上記で得られた塗工膜を観察したところ、
塗工ムラもなく均一な塗工膜であった。それは、２軸延
伸ＰＥＴフィルムを表面処理したことにより、ウレタン
系グラビアインキとの濡れ性が向上するため、均一な塗
工膜とすることができるものである。

【００３９】〈比較例１〉表面処理を行わない以外は、
実施例１と同様にして２軸延伸ＰＥＴフィルム（１０）
上に、塗工膜を形成した。

【００４０】上記で得られた塗工膜を観察したところ、
塗液がはじいた箇所があり、塗工ムラとなっていた。す
なわち２軸延伸ＰＥＴフィルムを表面処理しない場合、
ウレタン系グラビアインキとの濡れ性が悪くなり、均一
な塗工膜を得ることができないものであった。

【００４１】〈実施例２〉図３の側面概略図に示すよう
に、実施例１に於ける塗工ユニットを押出しラミネート
方式のラミネートユニット（８５）を有するラミネート
装置（３００）とし、低密度ポリエチレンを２８０℃で
押し出し、また紫外線の照射は、１組の紫外線ランプ
（３０ａ）のみとした以外は、実施例１と同様にしてラ
ミネート積層体を得た。

【００４２】上記で得られたラミネート積層体の被表面
処理基材（１０）とのラミネート強度を測定したとこ
ろ、３００ｇ／１５ｍｍであった。即ち２軸延伸ＰＥＴ
フィルムの表面を紫外線ランプ（３０ａ）で表面処理し
たことにより、２軸延伸ＰＥＴフィルムと低密度ポリエ
チレンとのラミネート強度が向上し、かつ均一にラミネ
ートすることができた。

【００４３】〈比較例２〉図３に示す紫外線ランプ（３
０ａ）を除外した以外は、実施例２と同様にしてラミネ
ート積層体を得た。

【００４４】上記で得られたラミネート積層体の被表面
処理基材（１０）とのラミネート強度を測定したとこ
ろ、５０ｇ／１５ｍｍであった。即ち２軸延伸ＰＥＴフ
ィルの表面を表面処理しない場合、充分で均一なラミネ
ート強度を得ることができなかった。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、被表面処理基材の表面に紫
外線を照射する表面処理装置であって、少なくとも連続
的に移動するウエブ状の被表面処理基材の表面を紫外線
で表面処理する手段と、連続的に移動するウエブ状の被
表面処理基材を保持しながら移動する手段とを具備する
表面処理装置で、前記被表面処理基材の表面を紫外線で
表面処理する手段は、オゾンを発生させる紫外線ランプ
でなるので、そのオゾンが分解されて酸素原子が発生
し、基材表面の有機化合物の汚れがこの酸素原子と反応
して有機酸化物などとなって、効率よく除去される表面
処理装置とすることができる。

【００４６】また、前記被表面処理基材を保持しながら
連続的に移動する手段を、一つまたは複数のガイドロー
ルとし、少なくともその一つが吸着ロールとすることに
よって、被表面処理基材が吸着ロールにしっかり保持吸
着されているので、例え連続的に移動するウエブ状の被
表面処理基材に掛かる張力が緩んだとしても、被表面処
理基材や紫外線ランプを傷つけたり、被表面処理基材と
紫外線ランプとの距離の変動による処理ムラが生じた
り、あるいは被表面処理基材が浮いて冷却効率を悪くし
たりするなどという問題がなく、均一で安定的に表面処
理する表面処理装置とすることができる。

【００４７】従って本発明は、プラスチックフィルム等
連続的に移動するウエブ状基材の表面処理装置として、
それを搭載した塗工装置あるいはラミネート装置の如き
用途において、優れた実用上の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面処理装置の一実施の形態を模式的
に表した側面概略図である。

【図２】本発明の表面処理装置を搭載した塗工装置の一
実施の形態を模式的に表した側面概略図である。

【図３】本発明の表面処理装置を搭載したラミネート装
置の一実施の形態を模式的に表した側面概略図である。

【符号の説明】

１０‥‥被表面処理基材 ２０ａ‥‥ガイドロール ２０ｂ‥‥ガイドロール ３０ａ‥‥紫外線ランプ ３０ｂ‥‥紫外線ランプ ４０‥‥筐体 ５０‥‥排気装置 ６０‥‥巻出し部 ７０‥‥巻取り部 ８０‥‥塗工ユニット ８５‥‥ラミネートユニット ９０‥‥乾燥装置 １００‥‥表面処理装置 ２００‥‥塗工装置 ３００‥‥ラミネート装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 (72)発明者 中村 彰男 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 BB46Z DA04 DB31 EA05 4F042 AA22 DB51 4F073 AA01 BA06 BB01 CA45 CA47

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被表面処理基材の表面に紫外線を照射する
   表面処理装置であって、少なくとも連続的に移動するウ
   エブ状の被表面処理基材の表面を紫外線で表面処理する
   手段と、連続的に移動するウエブ状の被表面処理基材を
   保持しながら移動する手段ととを具備することを特徴と
   する表面処理装置。
2. 【請求項２】前記連続的に移動するウエブ状の被表面処
   理基材の表面を紫外線で表面処理する手段は、オゾンを
   発生させる紫外線ランプと排気装置とからなることを特
   徴とする請求項１記載の表面処理装置。
3. 【請求項３】前記連続的に移動するウエブ状の被表面処
   理基材を保持しながら移動する手段は、一つまたは複数
   のガイドロールでなり少なくともその一つが吸着ロール
   であることを特徴とする請求項１または２記載の表面処
   理装置。
4. 【請求項４】前記請求項１、２、または３記載の表面処
   理装置を搭載してなることを特徴とする塗工装置。
5. 【請求項５】前記請求項１、２、または３記載の表面処
   理装置を搭載してなることを特徴とするラミネート装
   置。