JP5281203B2 - 重合性モノマーの供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、重合性モノマーをその利用部へ供給する装置に関し、特に供給ラインに熱式のマスフローメータやマスフローコントローラを設けて重合性モノマーの流量の測定や制御等の流量管理を行なうのに適した供給装置に関する。

例えば、特許文献１には、偏光板用の保護フィルムを偏光フィルムと接着する際の前処理として、保護フィルムの表面に重合性モノマーの薄膜を形成した後、大気圧プラズマを照射することが記載されている。重合性モノマーの薄膜形成は、スプレー塗布等にて行なっている。重合性モノマーとしては、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）の他、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられている。

特開２００９−０２５６０４号公報

重合性モノマーを利用するシステムでは、通常、重合性モノマーの供給流量の測定や制御等の流量管理を行なう必要がある。流体の流量を管理（測定又は制御）する手段として、熱式のマスフローメータ及び熱式のマスフローコントローラがよく知られている。この種のマスフローメータ及びマスフローコントローラは、熱式の質量流量検知部を有している。熱式の質量流量検知部は、被検査流体の少なくとも一部を加熱し、該加熱された被検査流体の流れ方向の温度分布に基づいて質量流量を検知する。一方、重合性モノマーは、熱を加えると重合反応を起こす傾向がある。そのため、熱式のマスフローメータ又はマスフローコントローラによって重合性モノマーの流量を管理する場合、熱式の質量流量検知部の検知路内で重合性モノマーの重合が進行し、やがて上記検知路が閉塞するおそれがある。
本発明は、上記事情にもとづいてなされたものであり、重合性モノマーの供給流量を熱式のマスフローメータ又は熱式のマスフローコントローラにて管理（測定又は制御）する際に、熱式の質量流量検知部の検知路が重合性モノマーの重合によって閉塞されるのを防止して、安定的に流量管理できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、重合性モノマーを、該重合性モノマーを利用する利用部へ供給する供給装置であって、前記重合性モノマーを液の状態で流す供給ライン上に設けられ、熱式の質量流量検知部を有するマスフローコントローラ又はマスフローメータからなる質量流量管理部と、前記質量流量管理部を冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段の設定温度が、前記重合性モノマーが重合反応を起こす温度より低く前記重合性モノマーの凝固点より高いことを特徴とする。

上記特徴構成によれば、冷却手段によって質量流量管理部を設定温度になるよう冷却でき、ひいては、質量流量管理部内を流通する重合性モノマー液の温度を、重合反応を起こす温度より低く抑えることができる。これによって、重合性モノマー液が質量流量管理部の検知路内で重合するのを防止できる。また、重合性モノマー液を冷却し過ぎて凝固するのを回避できる。これによって、熱式の質量流量検知部の検知路が重合性モノマー液の重合又は凝固によって閉塞するのを防止できる。この結果、重合性モノマーを安定的に流量管理でき、重合性モノマー供給装置の信頼性を高めることができる。

前記冷却手段が、前記質量流量管理部のうち少なくとも前記熱式質量流量検知部及び該熱式質量流量検知部の周辺部に面していることが好ましい。これによって、熱式質量流量検知部だけを局所的に冷却するのではなく、その周辺部（熱式質量流量検知部の近くの構成部材及び雰囲気ガス等）をも冷却でき、熱式質量流量検知部及びその周辺部を一様な温度（例えば室温程度）に維持することができる。したがって、前記検知路内で重合性モノマー液が重合するのを確実に防止でき、前記検知路の閉塞を確実に防止できる。また、前記検知路内では冷却後の温度をベースにして、重合性モノマー液を熱式質量流量検知部にて加熱できるから、重合性モノマーの質量流量に応じた温度分布を確実に形成できる。よって、冷却手段の冷却作用が質量流量の熱式検知の障害になることはない。

前記重合性モノマーがアクリル酸である場合、前記冷却手段の設定温度は、好ましくは１５℃〜３０℃であり、より好ましくは２０℃〜２５℃（室温付近）である。これによって、アクリル酸が熱式質量流量検知部の検知路内で重合又は凝固するのを確実に防止でき、前記検知路の閉塞を確実に回避できる。

前記質量流量管理部と前記利用部との間に重合性モノマーを気化させる気化器が介在され、かつ前記質量流量管理部と前記気化器とが１の筺体内に収容されていることが好ましい。
そうすることによって、質量流量管理部と気化器を近接して配置でき、供給ラインのうち、これら質量流量管理部と気化器とを結ぶ流路部分の路長を短くできる。これによって、重合性モノマーの設定流量を変更した際等における気化器の応答性を高めることができる。
質量流量管理部の近くに気化器が在り、気化のための熱が質量流量管理部に届く状況であっても、この熱を冷却素子によって質量流量管理部から速やかに取り除くことができる。したがって、質量流量管理部内の重合性モノマーの温度が上昇するのを防止でき、重合性モノマーが質量流量管理部内において重合反応を起こすのを確実に防止できる。これによって、重合性モノマーを一層安定的に流量管理でき、重合性モノマー供給装置の信頼性を一層高めることができる。

前記冷却手段が、ペルチェ素子であることが好ましい。これによって、温調媒体（冷媒）用の配管等を設ける必要がなく、装置をコンパクトにでき、メンテナンスを容易に行なうことができる。

前記供給装置が、温調媒体の温度を調節する媒体温調部と、第１熱交換部とを含む温調手段を、更に備えていてもよい。前記第１熱交換部が、前記媒体温調部からの温調媒体を前記質量流量管理部と熱交換するように流す熱交換路を有していてもよい。これによって、質量流量管理部を確実に温度調節（冷却）できる。前記第１熱交換部が、前記冷却手段として機能し得る。

前記温調手段が、前記供給ラインにおける前記質量流量管理部より上流側の部分と前記温調媒体とを熱交換させる第２熱交換部を、更に含むことことが好ましい。
これによって、例えば、環境温度が高温であるために前記重合性モノマー液も高温になっていたときは、前記重合性モノマー液を前記温調媒体との熱交換によって冷却できる。また、環境温度が低温であるために前記重合性モノマー液も低温になっていたときは、前記重合性モノマー液を前記温調媒体との熱交換によって加温できる。よって、環境温度に拘わらず、前記重合性モノマー液の温度を温調媒体の設定温度とほぼ同じにすることができる。更に、前記温調媒体と前記質量流量管理部との熱交換によって、前記質量流量管理部の温度を温調媒体の設定温度とほぼ同じにすることができる。したがって、前記重合性モノマー液と前記質量流量管理部とを互いにほぼ同じ温度にすることができる。この結果、前記質量流量管理部による質量流量の検知時に、質量流量管理部と重合性モノマー液との温度差による検知誤差が生じるのを防止でき、重合性モノマーの質量流量を精度よく検知できる。

前記重合性モノマーとしては、不飽和結合及び所定の官能基を有するモノマーが挙げられる。所定の官能基は、例えば水酸基、カルボキシル基、アセチル基、グリシジル基、エポキシ基、炭素数１〜１０のエステル基、スルホン基、アルデヒド基から選択される。

不飽和結合及び水酸基を有するモノマーとしては、メタクリル酸エチレングリコール、アリルアルコール、メタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）等が挙げられる。
不飽和結合及びカルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マイレン酸、２−メタクリロイルプロピオン酸等が挙げられる。
不飽和結合及びアセチル基を有するモノマーとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
不飽和結合及びグリシジル基を有するモノマーとしては、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。
不飽和結合及びエステル基を有するモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸２−エチル等が挙げられる。
不飽和結合及びアルデヒド基を有するモノマーとしては、アクリルアルデヒド、クロトンアルデヒド等が挙げられる。

前記重合性モノマーが、不飽和結合を有する一方、官能基を有さないモノマーであってもよい。例えば前記重合性モノマーがオレフィン系モノマーであってもよい。オレフィン系モノマーは、二重結合を有しかつ極性官能基を持たない不飽和炭化水素であり、直鎖状でもよく環状でもよく、二重結合の数は１つでもよく２つ以上でもよい。直鎖状のオレフィン系モノマーとしては、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられる。環状のオレフィン系モノマーとしては、１−シクロペンテン、１−シクロヘキセン、１−シクロヘプテン、１−シクロオクテンの他、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）等の環状ジエンが挙げられる。

前記重合性モノマーが水溶性モノマーであってもよい。水溶性モノマーとして、アセトアルデヒド、ビニルアルコール、アクリル酸（ＡＡ）、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド等が挙げられる。

例えば、前記利用部は、難接着性の光学樹脂フィルムの接着性向上のための表面処理を行なうフィルム表面処理部である。前記難接着性の光学樹脂フィルムの主成分としては、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、シクロオレフィン重合体（ＣＯＰ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。

前記フィルム表面処理部は、大気圧近傍下でプラズマを生成するプラズマ生成部を含むことが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

前記重合性モノマーが、前記供給装置から前記フィルム表面処理装置に供給され、前記フィルム表面処理部において前記重合性モノマーが前記難接着性光学樹脂フィルムに付着され、更に大気圧近傍のプラズマに晒されることでプラズマ重合する。これによって、難接着性光学樹脂フィルムの表面に接着性促進層を形成でき、易接着性の光学樹脂フィルムとの接着性を高めることができる。前記易接着性の光学樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。

難接着性樹脂フィルムの接着性向上処理においては、前記重合性モノマーが、エチレン性不飽和二重結合及びカルボキシル基を有するモノマーであることが好ましい。かかるモノマーとして、アクリル酸（ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＨ）、メタクリル酸（ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＨ）等が挙げられる。

本発明によれば、熱式のマスフローメータやマスフローコントローラにおける熱式の質量流量検知部の検知路が重合性モノマーの重合によって閉塞するのを防止できる。これによって、重合性モノマーの流量を安定的に管理（測定又は制御）でき、重合性モノマー供給装置の信頼性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る重合性モノマーの供給及び利用システムの解説図である。 本発明の第２実施形態に係る重合性モノマーの供給及び利用システムの解説図である。 本発明の第３実施形態に係る重合性モノマーの供給及び利用システムの解説図である。 上記第３実施形態における第１熱交換部の平面断面図である。 本発明の第３実施形態に係る重合性モノマーの供給及び利用システムの解説図である。 本発明の第３実施形態に係る重合性モノマーの供給及び利用システムの解説図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示したものである。第１実施形態は、本発明を液晶パネルディスプレイ用偏光板の保護フィルム９を表面処理するフィルム表面処理装置に適用したものである。保護フィルム９は、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）を主成分とするＴＡＣフィルムにて構成されている。なお、処理対象のフィルムは、ＴＡＣに限られず、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、シクロオレフィン重合体（ＣＯＰ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）等の種々の樹脂フィルムにて構成されていてもよい。

保護フィルム９は、プラズマ表面処理部２（利用部）において表面処理される。プラズマ表面処理部２は、一対のロール電極３を含む。連続シート状の被処理フィルム９が、各ロール電極３の周面に半周程度掛け回されている。ロール電極３が回転することによって、被処理フィルム９が搬送される。一対の電極３の間に電界が印加され、電極間空間３ａで大気圧近傍のプラズマが生成される。電極間空間３ａにはノズル４が臨んでいる。窒素（Ｎ２）等の放電生成用のガスがノズル４から電極間空間３ａに供給される。

上記のプラズマ生成と併行して、重合性モノマーが供給装置１から被処理フィルム９に供給される。この重合性モノマーが被処理フィルム９の表面に接触するとともに放電空間３ａ内においてプラズマ重合する。これによって、被処理フィルム９の表面に重合性モノマーの重合膜からなる接着性促進層を形成できる。

表面処理後のフィルム９をＰＶＡフィルムからなる偏光フィルムと貼り合わせる。接着剤としては、ＰＶＡ水溶液等の水系接着剤を用いる。フィルム９を予め表面処理しておくことで、良好な接着性を発現できる。

重合性モノマー供給装置１について説明する。
図１に示すように、重合性モノマー供給装置１は、供給ライン１０と、筺体２０と、熱式マスフローコントローラ３０と、気化器４０を備えている。供給ライン１０は、重合性モノマー供給源１１から延びる液供給ライン１２と、該ライン１２に続くガス供給ライン１３とを有している。供給源１１に重合性モノマーが液体の状態で蓄えられている。

重合性モノマーは、例えばアクリル酸（ＡＡ）であるが、これに限られず、メタクリル酸であってもよく、更には、イタコン酸、マイレン酸、２−メタクリロイルプロピオン酸、メタクリル酸エチレングリコール、アリルアルコール、メタクリル酸ヒドロキシエチル、酢酸ビニル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸２−エチル、アクリルアルデヒド、クロトンアルデヒド、アセトアルデヒド、ビニルアルコール、スチレンスルホン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−シクロペンテン、１−シクロヘキセン、１−シクロヘプテン、１−シクロオクテン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）等であってもよい。

液供給ライン１２の中途部にマスフローコントローラ３０が設けられている。さらに、液供給ライン１２の下流端が気化器４０に連なっている。気化器４０からガス供給ライン１３がプラズマ表面処理部２へ延びている。気化器４０は、供給ライン１０におけるマスフローコントローラ３０（質量流量管理部）とプラズマ表面処理部２（利用部）との間に介在されている。

アクリル酸（重合性モノマー）が、液体の状態で供給源１１から送出され、マスフローコントローラ３０の流量制御を経て気化器４０に送られる。気化器４０においてアクリル酸が気化される。気化器４０には気化のためのヒータ４１等が設けられている。気化したアクリル酸を窒素（Ｎ_２）等のキャリアガスと混合することにしてもよい。

ガス供給ライン１２の下流端に吹出ノズル１４が設けられている。吹出ノズル１４がプラズマ表面処理部２内の被処理フィルム９に面している。気化器４０で気化したアクリル酸蒸気が、ガス供給ライン１２を経て吹出ノズル１４から吹き出される。これによって、アクリル酸が凝縮して被処理フィルム９の表面に付着する。更に、放電空間３ａにおいてアクリル酸がプラズマ化して重合し、上記接着性促進層が形成される。

熱式のマスフローコントローラ３０（質量流量管理部）は、次のように構成されている。
マスフローコントローラ３０は、熱式の質量流量検知部３１と、制御部３２と、流量制御弁３３を備えている。液供給ライン１２が、マスフローコントローラ３０の内部を貫通している。マスフローコントローラ３０の内部には検知路１５が設けられている。検知路１５の上流端は、マスフローコントローラ３０内の液供給ライン１２から分岐している。検知路１５の下流端は、液供給ライン１２の上記分岐部より下流側の部分に合流している。検知路１５に熱式質量流量検知部３１が設けられている。熱式質量流量検知部３１は、コイル等の加熱部３４を含む。加熱部３４は、検知路１５の上流部と下流部に一対設けられている。液供給ライン１２を通るアクリル酸液の一部が検知路１５に分流する。検知路１５の上流部と下流部が加熱部３４にて加熱される。これによって、検知路１５の流れ方向に沿って、アクリル酸液の質量流量に応じた温度分布が形成される。この温度分布に応じた検知信号が熱式質量流量検知部３１から制御部３２に入力される。制御部３２は、入出力インターフェース、マイクロコンピュータ、流量制御弁３３の駆動回路等を含む。制御部３２は、検知信号に基づいて流量制御弁３３を操作し、液供給ライン１２のアクリル酸液の質量流量が設定流量になるよう制御する。また、検知した質量流量等が、表示部３５に表示される。

マスフローコントローラ３０は、気化器４０と共に筺体２０内に収容されている。筺体２０内でマスフローコントローラ３０と気化器４０が近接している。したがって、液供給ライン１２のうちマスフローコントローラ３０と気化器４０を結ぶ部分の路長を短くできる。これによって、アクリル酸の設定流量をマスフローコントローラ３０にて変更した際の気化器４０の応答性を高めることができる。

マスフローコントローラ３０にペルチェ素子５０（冷却素子、冷却手段）が付設されている。ペルチェ素子５０の吸熱面５１がマスフローコントローラ３０の内側に向けられ、放熱面５２がマスフローコントローラ３０の外側に向けられている。吸熱面５１は、熱式質量流量検知部３１の近くに配置され、かつマスフローコントローラ３０のうち少なくとも熱式質量流量検知部３１及び該検知部３１の周辺部に面している。好ましくは、ペルチェ素子５０は、マスフローコントローラ３０の一側部（図１において底部）の面積より大きく、吸熱面５１がマスフローコントローラ３０の全域に面している。更には、ペルチエ素子５０の外周部が全周にわたってマスフローコントローラ３０の上記一側部よりも外方にはみ出している。ペルチェ素子５０は、マスフローコントローラ３０のボディ又はハウジングの外面にくっ付けてもよく、マスフローコントローラ３０のボディ又はハウジングの内部に埋め込んでもよい。

ペルチェ素子５０の設定温度は、重合性モノマーの凝固点より高く、重合性モノマーが重合反応を起こす温度より低い。重合性モノマーがアクリル酸の場合、ペルチェ素子５０の設定温度は、好ましくは１５℃程度〜３０℃程度であり、より好ましくは２０℃程度〜２５℃程度（室温付近）である。ちなみに、アクリル酸の凝固点は１４℃である。アクリル酸が重合反応を起こす温度は、３５℃程度以上である（実施例１参照）。

上記構成の重合性モノマー供給装置１によれば、ペルチェ素子５０によってマスフローコントローラ３０を全体的に冷却する。特に、熱式質量流量検知部３１の周辺部分を冷却する。これによって、マスフローコントローラ３０内を流通するアクリル酸の温度を、好ましくは１５℃程度〜３０℃程度、より好ましくは２０℃程度〜２５℃程度（室温付近）に維持できる。上限温度を好ましくは３０℃程度、より好ましくは２５℃程度とすることによって、アクリル酸がマスフローコントローラ３０内において重合反応を起こすのを防止できる。特に、検知路１５内でアクリル酸が重合反応を起こすのを防止できる。更にペルチェ素子５０による冷却の下限温度を好ましくは１５℃程度、より好ましくは２０℃程度とすることによって、アクリル酸が冷却され過ぎてマスフローコントローラ３０内において凝固するのを防止できる。特に、検知路１５内でアクリル酸が凝固するのを防止できる。これによって、マスフローコントローラ３０内の液供給ライン１２がアクリル酸の重合又は凝固によって閉塞するのを防止できる。特に検知路１５がアクリル酸の重合又は凝固によって閉塞するのを確実に防止できる。この結果、アクリル酸流量を安定的に制御（管理）でき、重合性モノマー供給装置１の信頼性を高めることができる。

ペルチェ素子５０がマスフローコントローラ３０のうち少なくとも熱式質量流量検知部３１及びその周辺部に面することで、熱式質量流量検知部３１だけを局所的に冷却するのではなく、熱式質量流量検知部３１の周辺部（熱式質量流量検知部３１の近くの構成部材及び雰囲気ガス等）をも冷却できる。好ましくは、ペルチェ素子５０がマスフローコントローラ３０の全域に面し、更にはペルチエ素子５０の外周部がマスフローコントローラ３０よりも外方にはみ出すことで、マスフローコントローラ３０の全体（内部空間を含む）及びマスフローコントローラ３０の周辺の雰囲気ガスを一様に冷却できる。しかも、冷却の設定温度が室温程度であるから、検知路１５内では冷却後の温度（室温程度）をベースにして、アクリル酸液が加熱部３４にて加熱される。したがって、アクリル酸の質量流量に応じた温度分布を確実に形成でき、アクリル酸の質量流量を確実に検知できる。よって、ペルチェ素子５０の冷却作用が質量流量の熱式検知の障害になることはない。

マスフローコントローラ３０と気化器４０が１つの筺体２０内に収容されており、マスフローコントローラ３０の近くに気化器４０が在る。このため、ヒータ４１の熱がマスフローコントローラ３０に届く環境にあっても、この熱をペルチェ素子５０によってマスフローコントローラ３０から速やかに取り除くことができる。したがって、マスフローコントローラ３０内のアクリル酸の温度が上昇するのを防止でき、アクリル酸がマスフローコントローラ３０内において重合反応を起こすのを確実に防止できる。これによって、マスフローコントローラ３０内の液供給ライン１２が閉塞するのを確実に防止でき、特に検知路１５が閉塞するのを確実に防止できる。よって、アクリル酸流量を一層安定的に制御（管理）でき、重合性モノマー供給装置１の信頼性を一層高めることができる。

冷却素子としてペルチェ素子５０を用いることによって、温調媒体（冷媒）用の配管等を設ける必要がなく、装置をコンパクトにでき、メンテナンスが容易である、

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
第２実施形態では、質量流量管理部としてマスフローコントローラ３０に代えて熱式のマスフローメータ３０Ｍが設けられている。マスフローメータ３０Ｍは、検知路１５及び熱式質量流量検知部３１を有する一方、制御部３２及び流量制御弁３３を有さない。熱式質量流量検知部３１にてアクリル酸の質量流量を測定し、その測定結果が表示部３５に表示される。或いは、測定結果が、システム全体の動作を管理する管理部へ出力される。ペルチェ素子５０（冷却素子）によってマスフローメータ３０Ｍを全体的に室温程度に維持されるよう冷却する点、特に熱式質量流量検知部３１の周辺部分を室温程度に維持されるよう冷却する点は、第１実施形態と同様である。

図３は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態は、冷却手段の他の態様に係る。
詳述すると、第３実施形態の重合性モノマー供給装置１は、温調手段６を備えている。温調手段６は、媒体温調部６０と、第１熱交換部６１とを含む。媒体温調部６０は、チラー、ヒートポンプ、冷凍機、電熱機等にて構成され、温調媒体の温度を所定になるように調節する。温調媒体の設定温度は、好ましくは１５℃程度〜３０℃程度であり、より好ましくは２０℃程度〜２５℃程度（室温付近）である。温調媒体としては、水が用いられている。
なお、温調媒体は、水に限られず、他の液体を用いてもよく、空気又は窒素等のガスを用いてもよい。

図４に示すように、第１熱交換部６１は、熱伝導性に優れた材質からなる板にて構成されている。上記材質として、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属が挙げられる。ここでは、第１熱交換部６１は、アルミニウムの板にて構成されている。第１熱交換部６１は、マスフローコントローラ３０のボディ又はハウジングの外面にくっ付けてもよく、マスフローコントローラ３０のボディ又はハウジングの内部に設けてもよい。第１熱交換部６１は、マスフローコントローラ３０の少なくとも熱式質量流量検知部３１及び該検知部３１の周辺部に面している。好ましくは、第１熱交換部６１は、マスフローコントローラ３０の一側部（図３において底部）の面積より大きく、マスフローコントローラ３０の全域に面している。更には、第１熱交換部６１の外周部が全周にわたってマスフローコントローラ３０の上記一側部よりも外方にはみ出している。

第１熱交換部６１の内部に３つの熱交換路６１ａが形成されている。各熱交換路６１ａが第１熱交換部６１内を一方向（長手方向）に貫通している。３つの熱交換路６１ａが、互いの延び方向と直交する方向に並んでいる。これによって、熱交換路６１ａが第１熱交換部６１の広い範囲に分布している。
なお、熱交換路６１ａの数は、３つに限られず、１つでもよく、２つ又は４つ以上でもよい。第１熱交換部６１が例えば蛇行状の管を含み、この管の内部が熱交換路６１ａとなっていてもよい。

図３に示すように、媒体温調部６０の出口ポートから媒体往路６３が延びている。媒体往路６３が３つに分岐して、各熱交換路６１ａの一端部に連なっている。また、各熱交換路６１ａの他端部が１つに合流して媒体復路６４に連なっている。媒体復路６４が、媒体温調部６０の入口ポートに接続されている。
なお、図４では、媒体往路６３の分岐部及び媒体復路６４の合流部がそれぞれ第１熱交換部６１の外部に設けられているが、上記分岐部及び合流部が第１熱交換部６１の内部に形成されていてもよい。

３つの熱交換路６１ａの合計の流路断面積は、往路６３の流路断面積より大きく、かつ復路６４の流路断面積より大きい。ここでは、上記合計の流路断面積は、往路６３の流路断面積の約３倍であり、かつ復路６４の流路断面積の約３倍である。

第３実施形態においては、媒体温調部６０にて温調した水（以下「温調水」と称す。）を、媒体往路６３を経て各熱交換路６１ａに流す。各熱交換路６１ａ内の温調水の流速は、往復路６３，６４での温調水の流速より小さい。この温調水が、第１熱交換部６１の本体部を介してマスフローコントローラ３０と熱交換する。これによって、マスフローコントローラ３０を冷却して、該マスフローコントローラ３０の温度をほぼ設定温度（好ましくは２０℃〜２５℃程度）にすることができる。第１熱交換部６１は、マスフローコントローラ３０（質量流量管理部）の冷却手段を構成する。第１熱交換部６１がマスフローコントローラ３０のうち少なくとも熱式質量流量検知部３１及びその周辺部に面することで、熱式質量流量検知部３１だけを局所的に温調（冷却又は加温）するのではなく、熱式質量流量検知部３１の周辺部（熱式質量流量検知部３１の近くの構成部材及び雰囲気ガス等）をも温調できる。好ましくは、第１熱交換部６１がマスフローコントローラ３０の全域に面し、更には第１熱交換部６１の外周部がマスフローコントローラ３０よりも外方にはみ出すことで、マスフローコントローラ３０の全体（内部空間を含む）及びマスフローコントローラ３０の周辺の雰囲気ガスを一様に温調できる。これによって、アクリル酸がマスフローコントローラ３０内で重合又は凝固するのを防止でき、重合性モノマー供給装置１の信頼性を高めることができる。
その後、温調水は、媒体復路６４を経て、媒体温調路６０に戻され、媒体温調部６０にて再び温度調節される。温調水は、媒体温調部６０、媒体往路６３、熱交換路６１ａ、媒体復路６４の順に循環する。

図５は、本発明の第４実施形態を示したものである。第４実施形態の重合性モノマー供給装置１は、第３実施形態（図３）の温調手段６が第２熱交換部６２を更に含む。第２熱交換部６２は、２つの熱交換路６２ａ，６２ｂを有する熱交換器にて構成されている。一方の熱交換路６２ａは、マスフローコントローラ３０より上流側の供給ライン１０に介在されている。詳細には、熱交換路６２ａは、液供給ライン１２における供給源１１からマスフローコントローラ３０までの路部分１２ａに介在されている。供給源１１から出たアクリル酸（重合性モノマー）の液が、液供給ライン１２を流通する途中で熱交換路６２ａに通される。他方の熱交換路６２ｂは、媒体往路６３に介在されている。媒体温調部６０から出た温調水が、媒体往路６３を流通する途中で熱交換路６２ｂに通される。
なお、熱交換路６２ｂが、媒体復路６４に介在されていてもよい。温調水が、媒体復路６４の流通途中で熱交換路６２ｂに通されるようになっていてもよい。また、図５では、２つの熱交換路６２ａの流れ方向が一致しているが、２つの熱交換路６２ａの流れ方向が互いに逆向きであってもよい。

第４実施形態によれば、第２熱交換部６２において熱交換路６２ａのアクリル酸液と熱交換路６２ｂの温調水とを熱交換させる。これによって、例えば、装置１の環境温度が上記設定温度より高温であるために供給ライン１２のアクリル酸液も上記設定温度より高温であったときは、第２熱交換部６２での熱交換によってアクリル酸液を冷却できる。また、装置１の環境温度が上記設定温度より低温であるために供給ライン１２のアクリル酸液も低温であったときは、第２熱交換部６２での熱交換によってアクリル酸液を加温できる。よって、環境温度に拘わらず、アクリル酸液の温度をほぼ上記設定温度（好ましくは２０℃〜２５℃程度）にすることができる。そのうえで、アクリル酸液をマスフローコントローラ３０に導入できる。更に、温調水を第１熱交換部６１に送ってマスフローコントローラ３０を温調（冷却）することで、マスフローコントローラ３０の内部及び周辺の温度をほぼ上記設定温度にする。したがって、マスフローコントローラ３０に導入されるアクリル酸液と、マスフローコントローラ３０との間の温度差がほぼゼロになる。この結果、マスフローコントローラ３０による質量流量の検知時に、マスフローコントローラ３０とアクリル酸液との温度差による検知誤差が生じるのを防止でき、液体アクリル酸の質量流量を精度よく検知できる。

図６は、本発明の第５実施形態を示したものである。第５実施形態では、第２熱交換部６５が、供給ライン１０の上流端の供給源１１に設けられている。第２熱交換部６５は、外タンクにて構成されている。外タンク６５の内部に供給源１１を構成する内タンクが収容されている。

媒体温調部６０の出口ポートと外タンク６５とが媒体往路６３ａによって接続されている。媒体温調部６０にて温度調節された温調水が、媒体往路６３ａを経て、外タンク６５と内タンク１１との間に充填されている。この温調水が、内タンク１１の周壁を介して内タンク１１の内部の液体アクリル酸と熱交換する。これによって、例えば、装置１の環境温度が上記温調水の設定温度（好ましくは２０℃〜２５℃程度）より高温であるためにタンク１１内のアクリル酸液も上記設定温度より高温であったときは、アクリル酸液を冷却できる。装置１の環境温度が上記設定温度より低温であるためにタンク１１内のアクリル酸液も上記設定温度より低温であったときは、アクリル酸液を加温できる。これによって、タンク１１内のアクリル酸液の温度をほぼ上記設定温度にすることができる。上記設定温度を好ましくは２０℃〜２５℃とすることによって、アクリル酸液がタンク１１内で重合反応を起こすのを確実に防止できる。

外タンク６５と内タンク１１との間には、媒体往路６３ｂを構成する管の上流端（図６において下端部）が差し入れられている。媒体往路６３ｂが第１熱交換部６１の熱交換路６１ａに連なっている。外タンク６５と内タンク１１との間の温調水が、媒体往路６３ｂを経て熱交換路６１ａに送られる。これによって、第５実施形態においても、アクリル酸液の温度と、マスフローコントローラ３０の内部及び周辺の温度との間の温度差をほぼゼロにでき、質量流量の検知時に上記温度差による検知誤差が生じるのを防止できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変態様を採用できる。
例えば、冷却手段５０，６１の設定温度は、重合性モノマーの成分に応じて、該重合性モノマーが重合反応を起こす温度より低く、該重合性モノマーの凝固点より高くなるよう、適宜調節する。
利用部２は、樹脂フィルム９の表面に重合性モノマーのプラズマ重合膜を被膜するものに限られず、基板や布等に重合性モノマーを塗布するものであってもよい。更に、利用部は、重合性モノマーの被膜又は塗布に限られず、重合性モノマーを利用するものであればよく、混合、調合、成形、充填、貯蔵等の種々の処理ないしは操作を行う装置、場所、プラント、システム等を含む。
冷却手段は、ペルチェ素子以外の、ヒートパイプ等の冷却素子であってもよい。冷却手段が、ファンやフィン等の空冷部又は放熱部を有していてもよい。
冷却手段が、質量流量管理部３０，３０Ｍの一部（好ましくは質量流量検知部３１）だけを冷却する大きさであってもよい。

複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、第３〜第５実施形態（図３〜図６）の熱式マスフローコントローラ３０を、第２実施形態（図２）の熱式マスフローメータＭに置換してもよい。

第４、第５実施形態（図４、図５）において、媒体温調部６０と質量流量管理部３０，３０Ｍとの間を循環する第１の温調媒体の流路と、媒体温調部６０と第２熱交換器６２，６５との間を循環する第２の温調媒体の流路とが、分離されていてもよい。この場合、第１の温調媒体の設定温度と第２の温調媒体の設定温度とが異なっていてもよい。装置１の環境温度を計測し、その計測温度がある設定値より高温であるか否かを判断し、その判断結果に応じて、第２熱交換器６２，６５において重合性モノマーを冷却又は加温する制御を行なってもよい。

重合性モノマーとしてアクリル酸について温度に対する重合の進行後を以下のようにして検証した、
アクリル酸の液をステンレスの容器に封入し、２０℃〜４０℃の恒温状態で１ヶ月静置した。その後、容器内のアクリル酸の重合の有無を調べたところ、アクリル酸温度が２０℃及び２５℃，３０℃のときは、重合物は存在しなかった。一方、アクリル酸温度が３５℃及び４０℃のときは、重合物が形成されていた。
以上の結果から、温度を管理することによって、重合性モノマー液の重合進行を抑制できることが確かめられた。アクリル酸の場合、好ましくは３０℃程度以下、より好ましくは２５℃程度以下に維持すれば、重合進行を確実に抑制又は防止できることが確かめられた。

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の偏光板の製造に適用可能である。

１ 重合性モノマー供給装置
２ プラズマ表面処理部（利用部）
３ ロール電極
３ａ 放電空間
４ 放電生成ガスノズル
９ 被処理フィルム
１０ 供給ライン
１１ 供給源
１２ 液供給ライン
１３ ガス供給ライン
１４ 吹出ノズル
１５ 検知路
２０ 筺体
３０ 熱式マスフローコントローラ（質量流量管理部）
３０Ｍ 熱式マスフローメータ（質量流量管理部）
３１ 熱式質量流量検知部
３２ 制御部
３３ 流量制御弁
３４ 加熱部
３５ 表示部
４０ 気化器
４１ ヒータ
５０ ペルチェ素子（冷却手段）
５１ 吸熱面
５２ 放熱面
６ 温調手段
６０ 媒体温調部
６１ 第１熱交換部（冷却手段）
６１ａ 熱交換路
６２ 第２熱交換部
６３ 媒体往路
６３ａ，６３ｂ 媒体往路
６４ 媒体復路
６５ 第２熱交換部

Claims (7)

1. 重合性モノマーを、該重合性モノマーを利用する利用部へ供給する供給装置であって、
   前記重合性モノマーを液の状態で流す供給ライン上に設けられ、熱式の質量流量検知部を有するマスフローコントローラ又はマスフローメータからなる質量流量管理部と、前記質量流量管理部を冷却する冷却手段と、を備え、
   前記冷却手段の設定温度が、前記重合性モノマーが重合反応を起こす温度より低く前記重合性モノマーの凝固点より高いことを特徴とする重合性モノマーの供給装置。
2. 前記冷却手段が、前記質量流量管理部のうち少なくとも前記熱式質量流量検知部及び該熱式質量流量検知部の周辺部に面していることを特徴とする請求項１に記載の供給装置。
3. 前記重合性モノマーがアクリル酸であり、前記冷却素子の設定温度が、１５℃〜３０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の供給装置。
4. 前記質量流量管理部と前記利用部との間に重合性モノマーを気化させる気化器が介在され、かつ前記質量流量管理部と前記気化器とが１の筺体内に収容されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の供給装置。
5. 前記冷却手段が、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の供給装置。
6. 温調媒体の温度を調節する媒体温調部と、前記冷却手段を構成する第１熱交換部とを含む温調手段を、更に備え、
   前記第１熱交換部が、前記媒体温調部からの温調媒体を前記質量流量管理部と熱交換するように流す熱交換路を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の供給装置。
7. 前記温調手段が、前記供給ラインにおける前記質量流量管理部より上流側の部分と前記温調媒体とを熱交換させる第２熱交換部を、更に含むことを特徴とする請求項６に記載の供給装置。

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