JP5866340B2

JP5866340B2 - 重合性モノマーの凝縮装置

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Publication number: JP5866340B2
Application number: JP2013507455A
Authority: JP
Inventors: 野上　光秀; 光秀野上; 川崎　真一; 真一川崎
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: TWI429693B; WO2012133102A1; JPWO2012133102A1; TW201239018A

Description

この発明は、樹脂フィルムの表面に重合性モノマーの蒸気を凝縮させるための凝縮装置に関する。

この発明に係る凝縮装置の適用対象たる樹脂フィルムは、例えば液晶表示の偏光板に用いられている。図６に偏光板の一例が示されている。この偏光板１は、偏光フィルム２と、この偏光フィルム２の両面に積層された一対の保護フィルム（樹脂フィルム）３，３とを有している。一対の保護フィルム３，３は、偏光フィルム２の両面にそれぞれ接着剤４を介して接着されている。

偏光フィルム２は、例えばポリビニルアルコールを主成分とする樹脂によって構成されている。一方、保護フィルム３は、例えばトリアセテートセルロースを主成分とする樹脂によって構成されている。また、接着剤４としては、ポリビニルアルコール系接着剤やポリエーテル系接着剤等の水系接着剤が用いられている。

偏光フィルム２は、水系接着剤４との接着性が良好であるが、保護フィルム３は、水系接着剤４との接着性が悪い。そこで、保護フィルム３を偏光フィルム２に接着するに際しては、保護フィルム３の表面（接着面）３ａを予め処理して接着剤４に対する接着性を向上させている。

保護フィルム３等の樹脂フィルムの表面を処理するための装置が特許文献１に開示されている。この装置では、ロールの外周面の一部に樹脂フィルムが巻回される。そして、ロールを回転させることにより、保護フィルムが移送される。また、ロールの外部には、カバーが配置されている。このカバーにより、樹脂フィルム及びそれが巻回されたロールの外周部が覆われている。この結果、ロールの外周面及び樹脂フィルムとカバーとの間には、ロールの外周面に沿って周方向及び軸線方向に延びる凝縮空間が形成されている。

また、カバーには、凝縮空間に臨むノズルが設けられている。このノズルからは、アクリル酸（ＡＡ）等の重合性モノマーの蒸気が樹脂フィルムに向かって吹き出される。吹き出された重合性モノマーの蒸気の一部は、樹脂フィルムの表面に凝縮して付着する。重合性モノマーが付着した樹脂フィルムは、プラズマ処理工程においてプラズマ処理される。これにより、保護フィルムの表面の接着性が良好なものとされる。

ところで、ノズルの長手方向の中間部から吹き出した重合性モノマーの蒸気は、ロールの軸線方向へ流れることがなく、ロールの周方向へ流れるだけであり、周方向に流れた重合性モノマーの蒸気は、凝縮空間の周方向の端部から外部に流出する。

しかるに、ノズルの両端部から吹き出した重合性モノマーの蒸気は、ロールの周方向へ流れるのみならず、ロールの軸線方向へも流れる。そして、上記蒸気は、ロールの周方向における凝縮空間の両端部及びロールの軸線方向における凝縮空間の両端部から外部に流出する。

このように、ノズルの長手方向の中間部から吹き出した重合性モノマーの蒸気が、ロールの周方向へのみ流れて凝縮空間の周方向の端部から流出するだけであるのに対し、ノズルの両端部から凝縮空間の両端部に吹き出された重合性モノマーの蒸気は、ロールの周方向のみならず、軸線方向へも流れ、凝縮空間の周方向の両端部及び軸線方向の両端部から外部に流出する。このため、凝縮空間の両端部では、中間部よりも重合性モノマーの蒸気の密度が低下し、樹脂フィルムに対する重合性モノマーの付着量が、樹脂フィルムの幅方向の両端部で低下してしまう。この結果、保護フィルムの両端部の接着性が中間部より低下してしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、特許文献２には、凝縮空間等の処理空間の両端部、つまりロールの軸線方向における処理空間の両端部を遮蔽部材によって閉じるという技術が開示されている。この特許文献２に記載のものによれば、重合性モノマーの蒸気等の処理ガスがロールの軸線方向へ流れることを阻止し、ロールの周方向へのみ流すことができる。したがって、樹脂フィルムの両端部の接着性が中間部の接着性より低下するという問題を解決することができる。

特開２００９−２５６０４国際公開第ＷＯ２０１０／０７３６２６号

しかしながら、上記特許文献２に記載のものにおいては、遮蔽部材がカバー又はノズルに取り付けられているので、ノズルの保守点検時にカバー及びノズルを取り外すと、遮蔽部材がカバー及びノズルと一緒に取り外される。このため、ノズルの保守点検時には、カバーから遮蔽部材をさらに取り外さなければならず、取り外し作業に多くの手間を要するという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、樹脂フィルムの表面に重合性モノマーの蒸気を凝縮させる重合性モノマーの凝縮装置であって、軸線を水平方向に向けて配置され、外周面の上部に前記樹脂フィルムが巻回されるロール部、及び前記ロール部の両端面にそれぞれの軸線を前記ロール部の軸線と一致させて設けられた一対の軸部を有し、前記ロール部が前記軸部を介して回転駆動されることにより、前記ロール部に巻回された前記樹脂フィルムを移送する回転ロールと、前記樹脂フィルムが巻回された前記ロール部の外周面の上部を覆い、前記ロール部の外周面との間に凝縮空間を形成するカバーと、前記樹脂フィルムの幅と同等以上の全長を有し、長手方向を前記ロール部の軸線方向に向けた状態で前記カバーに設けられ、重合性モノマーの蒸気を含むガスを前記樹脂フィルムに吹き付けて、前記重合性モノマーの蒸気を上記樹脂フィルムに凝縮させるノズルと、前記重合性モノマーの蒸気を含むガスが前記ロール部の軸線方向における前記凝縮空間の両端部から外部に流出することを阻止する一対の遮蔽機構とを備え、前記遮蔽機構が、前記ロール部の端面と所定の間隔を隔てて対向配置され、かつ前記軸部に回転可能に支持された遮蔽部材を有しており、前記ロール部の軸線方向における前記カバーの両端部が、前記一対の遮蔽機構の各遮蔽部材の上部に上記ロール部の径方向へ接近離間移動可能に、かつ気密に載置されること、及び前記ロール部の端面とこの端面に対向する前記遮蔽部材の端面とのいずれか一方に前記ロール部の軸線を中心として環状に延びる凹部が形成され、他方に前記ロール部の軸線を中心として環状に延びる凸部が形成され、前記凸部が前記凹部に相対回転可能に入り込むことにより、前記凝縮空間内の前記重合性モノマーの蒸気を含むガスが前記凝縮空間の両端部から外部へ前記ロール部の軸線方向に流出することが阻止され、前記カバーの前記接近離間移動に拘わらず、前記遮蔽部材の前記軸部への支持状態が維持されることを特徴としている。
この場合、前記遮蔽部材が円板状に形成され、前記一対の遮蔽部材の上部に前記カバーの両端部が載置されることにより、前記カバー及び前記ノズルが前記遮蔽部材によって支持されていることが望ましい。
また、前記ノズルが前記ロール部の周方向における前記カバーの中間部に配置され、前記ロール部の径方向における前記凝縮空間の間隔が、前記ノズルより前記ロール部の回転方向前方側で広く、回転方向後方側で狭くなっていることが望ましい。
さらに、前記ロール部と協働して一対の電極を構成する電極部材をさらに備え、前記電極部材が前記ロール部の回転方向において前記カバーより前方側に配置され、前記ロール部の外周面と前記電極部材との間にプラズマ放電が行われる処理空間が形成され、この処理空間に前記重合性モノマーが付着した前記樹脂フィルムが通されることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、ノズルの両端部から凝縮空間に噴出された重合性モノマーの蒸気を含むガス（以下、モノマーガスという。）は、凝縮空間の周方向のみならず、軸線方向へも向かう。軸線方向へ向かったモノマーガスは、遮蔽部材に突き当たる。遮蔽部材に突き当たったモノマーガスの一部は、遮蔽部材に沿って上方へ向かい、他の一部は遮蔽部材に沿って下方へ向かう。しかるに、遮蔽部材の上部には、カバーの端部が気密に載置されている。したがって、モノマーガスの上方への流出が阻止される。また、遮蔽部材とロールの端面とに、相対回転可能に嵌り合う凸部と凹部が形成されており、凸部と凹部との間が流体に対する抵抗として作用する。これにより、モノマーガスが遮蔽部材に沿って下方へ流出することが阻止される。したがって、ノズルの両端部から凝縮空間に吹き出されたモノマーガスは、ノズルの中間部から凝縮空間に吹き出されたモノマーガスと同様に、凝縮空間の周方向へのみ流れ、軸線方向へ流れることがない。よって、樹脂フィルムに対する重合性モノマーの付着量を、樹脂フィルムの幅方向の両端部と中間部とでほぼ同一にすることができる。
また、遮蔽部材がロールの軸部に設けられ、しかもノズルが遮蔽部材に接近離間移動可能に載置されているから、保守点検のために、カバーを凝縮空間及びロールから離間移動させたとき、遮蔽部材はカバーと一緒に離間移動することがない。したがって、遮蔽部材をカバーから取り外すという作業を全く必要としない。勿論、カバーを元の位置に戻すときには、遮蔽部材をカバーに取り付ける必要もない。したがって、凝縮装置の保守点検に要する手間を大幅に軽減することができる。

図１は、この発明の一実施の形態を示す正面図である。図２は、同実施の形態の一部を省略して示す正面図である。図３は、図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。図４は、カバー及びノズルを取り外してロールから上方へ移動させた状態で示す図３と同様の断面図である。図５は、図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。図６は、この発明に係る凝縮装置によって処理された樹脂フィルムが用いられた偏光板を示す断面図である。図７は、この発明の変形態様を示す正面図である。図８は、この発明の更なる変形態様を示す正面図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５は、この発明の一実施の形態を示す。この実施の形態は、この発明を樹脂フィルムＦの表面処理装置１０に適用したものである。樹脂フィルムＦは、例えば図６に示す偏光板１の保護フィルム３として用いられ、トリアセテートセルロースを主成分とする。表面処理装置１０は、樹脂フィルムＦの表面の、ポリビニルアルコール系接着剤やポリエーテル系接着剤等の水系接着剤に対する接着性を向上させる処理を行なう。装置１０は、凝縮部（重合性モノマーの凝縮装置）２０、及びプラズマ処理部３０を備えている。

凝縮部２０は、重合性モノマーの蒸気を含むガスを樹脂フィルムＦの表面に凝縮させて付着させるためのものであり、回転ロール２１を有している。回転ロール２１は、筒部２１ａ及び一対の端板２１ｂ，２１ｂを主な構成要素としている。筒部２１ａは、断面円形の金属製又は樹脂製の筒体からなるものであり、その全長にわたって一定の外径を有している。筒部２１ａは、その軸線を水平方向に向けて配置されている。筒部２１ａの外周面には、金属製の円筒２２が嵌合固定されている。円筒２２は、筒部２１ａより短くなっており、円筒２２の両端面は、筒部２１ａの両端面に対して同一距離だけ内側（中央側）に離間させられている。円筒２２の外周面には、誘電体からなる誘電層（図示せず）が設けられている。端板２１ｂは、金属又は樹脂からなるものであり、円板状をなし、筒部２１ａの両端開口部にそれぞれ嵌合固定されている。端板２１ｂの外側の端面は、筒部２１ａの端面と同一平面上に配置されている。筒部２１ａ、端板２１ｂ及び円筒２２によってロール部が構成されている。

端板２１ｂの外側の端面の中央部には、軸部２１ｃが形成されている。この軸部２１ｃは、その軸線を筒部２１ａの軸線と一致させて配置されている。軸部２１ｂは、電動モータその他の回転駆動源（図示せず）によって回転駆動され、それによって回転ロール２１が図１及び図２において時計方向へ回転駆動される。回転ロール２１は、前記の構造のものに限定されるものではなく、例えば全体を中実な構造にしてもよい。図３においては、一対の端板２１ｂ，２１ｂの軸部２１ｃ，２１ｃどうしが別々になっているが、これら軸部２１ｃ，２１ｃが一体に連なっていてもよい。例えば、回転ロール２１の内部に軸体を設け、この軸体の両端部が、端板２１ｂを貫通して外側に突出することで、この突出した部分が軸部２１ｃを構成するようにしてもよい。

円筒２２の外周面のうちの上部には、この処理装置１０によって処理されるべき樹脂フィルムＦが巻回されている。この場合、樹脂フィルムＦは、処理すべき面、つまり接着性を向上させるべき面を円筒２２の径方向外側に向けて巻回される。樹脂フィルムＦの幅（図３において左右方向の長さ）は、円筒２２の長さより短くなっている。樹脂フィルムＦの両端は、円筒２２の両端面から互いに同一距離だけ内側に離間させられている。樹脂フィルムＦの両端部は、筒部２１ａの両端部から互いに異なる距離だけ離間させてもよい。なお、回転ロール２１が図２の時計方向へ回転駆動されると、円筒２２の外周面と樹脂フィルムＦとの間に発生する摩擦抵抗によって樹脂フィルムＦが同方向へ移送される。

筒部２１ａの上側には、樹脂その他の材料からなるカバー２３が配置されている。カバー２３は、断面略四半分の円筒状に形成されており、筒部２１ａと平行に、しかも周方向の中央部が筒部２１ａの真上に位置するように配置されている。したがって、カバー２３の周方向の半分が、筒部２１ａの真上の箇所から筒部２ａ回転方向後方側に位置し、他の半分が筒部２１ａの回転方向前方側に位置している。カバー２３は、必ずしもこのように配置する必要が無く、筒部２１ａの回転方向後方側の部分と前方側の部分との周方向の長さが互いに異なる長さになるように配置してもよい。

筒部２１ａの外周面と対向するカバー２３の内面は、筒部２１ａの軸線を曲率中心とする円弧面によって構成されている。しかも、カバー２３の内面を構成する円弧面の曲率半径は、円筒２２の半径より大径になっている。したがって、カバー２３の内面は、筒部２１ａから径方向外側に離間させられているのみならず、円筒２２の半径とカバー２３の内面の曲率半径との差の分だけ円筒２２の外周面から径方向外側（上側）へ離間させられている。

カバー２３は、筒部２１ａの全長と同一の長さを有している。カバー２３は、その長手方向（筒部２１ａの軸線方向）の両端面が筒部２１ａの両端面と同一平面上に位置するように配置されている。カバー２３の両端面は、必ずしも筒部２１ａの両端面と同一平面上に位置させる必要がなく、筒部２１ａの両端面に対し筒部２１ａの軸線方向前方に突出した位置に位置させてもよい。

カバー２３が筒部２１ａ及び円筒２２の上側に離間して配置されることにより、筒部２１ａの両端部外周面及び円筒２２の外周面の各上部とカバー２３との間には、筒部２１ａの外周面に沿って延びる断面円弧状の空間が形成されている。この空間が凝縮空間２４である。凝縮空間２４の周方向の両端部は、筒部２１ａ及びカバー２３の周方向の両端部において外部に開放されている。凝縮空間２４の軸線方向の両端部は、筒部２１ａ及びカバー２３の軸線方向の両端部において外部に開放可能になっている。

なお、カバー２３は、回転ロール２１に対して上下方向へ移動可能に配置されており、シリンダ機構等の移動手段（図示せず）によって上下方向へ移動可能に支持されている。そして、シリンダのロッドを適宜に進退移動させることにより、所望の位置に移動させられるようになっている。

カバー２３には、ノズル部（ノズル）２５が一体に設けられている。ノズル部２５は、カバー２３の周方向の中央部に配置されている。ノズル部２５は、カバー２３の長手方向に沿って延びている。つまり、ノズル部２５は、筒部２１ａの軸線と平行に延びている。ノズル部２５の長さは、カバー２３の長さと同一に設定されており、筒部２１ａの軸線方向にはカバー２３と同一位置に配置されている。したがって、ノズル部２５の長手方向の両端面は、カバー２３の長手方向の両端面と同一位置に位置している。

カバー２３の周方向の中央部は、ノズル部２５の一部として兼用されており、当該中央部の凝縮空間２４に臨む内面には、ノズル部２５の吹き出し口２５ａが形成されている。吹き出し口２５ａは、筒部２１ａの軸線と平行に延びている。吹き出し口２３の長さは、ノズル部２５の長さよりは短いが、樹脂フィルムＦの幅より所定の長さだけ長く設定されている。しかも、吹き出し口２５ａは、筒部２１ａの軸線方向には樹脂フィルムＦと同一位置に配置されている。したがって、吹き出し口２５ａの長手方向の両端部は、樹脂フィルムＦの幅方向の両端部に対して筒部２１ａの軸線方向へそれぞれ同一距離だけ外側に位置させられている。

ノズル部２５には、重合性モノマーの蒸気を含むガス（以下、モノマーガスという。）がモノマーガス供給源（図示せず）から供給される。重合性モノマーは、不飽和結合及び所定の官能基を有することが望ましく、親水性を有するものであることがより望ましい。そのような重合性モノマーとしては、例えばアクリル酸（ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＨ；図にはＡＡと表記）がある。また、モノマー供給源から供給されるモノマーガスは、重合性モノマーの蒸気だけで構成してもよく、重合性モノマーの蒸気に窒素ガス（Ｎ_２）、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の不活性ガスを混合させてもよい。この実施の形態では、モノマーガスとしてアクリル酸（ＡＡ）の蒸気に窒素ガスを混合したガスが採用されている。上記重合性モノマーとして、アクリル酸に代えて、メタクリル酸等を用いてもよい。機能性膜など、他の膜を作る場合には、その膜に応じたモノマーを上記重合性モノマーとして用いればよく、そのような重合性モノマーとして、例えばアルコキシドやアミド化合物が挙げられる。

ノズル部２５に供給されたモノマーガスは、ノズル部２５の内部に設けられた整流路（図示せず）において筒部２１ａの軸線方向におけるノズル部２５内の各部の流量が均一になるように整流される。整流されたモノマーガスは、吹き出し通路２５ｂを通って吹き出し口２５ａに送られる。そして、モノマーガスが吹き出し口２５ａから凝縮空間２４内に吹き出される。この場合、モノマーガスは、筒部２１ａの径方向内側に向かって吹き出され、樹脂フィルムＦに吹き付けられる。そして、重合性モノマーの蒸気の一部が、樹脂フィルムＦ上において凝縮して樹脂フィルムＦに付着する。

凝縮空間２４内に吹き出したモノマーガス（樹脂フィルムに付着した重合性モノマーを除く）は、凝縮空間２４内を筒部２１ａ及び円筒２２の各外周面、樹脂フィルムＦの表面並びにカバー２３の内面に沿って流れる。そして、モノマーガスが凝縮空間２４の周方向の両端部から外部に流出する。勿論、モノマーガスは、凝縮空間２４の軸線方向の両端部からも外部へ流出しようとする。しかし、凝縮空間２４の軸線方向における両端部は、左右一対の遮蔽機構４０，４０によって外部との間がほとんど遮断されている。したがって、モノマーガスが凝縮空間２４の軸線方向の両端部から流出することはほとんどない。

二つの遮蔽機構４０，４０は、図３に示すように、左右対称に形成されている。そこで、図３の左側に配置された遮蔽機構４０だけを説明することとし、右側の遮蔽機構については、左側の遮蔽機構４０と同様な部分に同一符号を付してその説明を省略する。

遮蔽機構４０は、遮蔽板（遮蔽部材）４１を有している。遮蔽板４１は、円板からなるものであり、その中央部には、支持孔４１ａが貫通状態で形成されている。この支持孔４１ａには、回転ロール２１の軸部２１ｃが挿通されている。そして、遮蔽板４１は、軸部２１ｃに軸受４２を介して回転可能に支持されている。

遮蔽板４１は、筒部２１ａ及び端板２１ｂの端面（ロール部の端面）に対して筒部２１ａの軸線方向へ所定の距離だけ外側へ離間して配置されている。したがって、遮蔽板４１は、回転ロール２１が回転したとき、回転ロール２１と一緒に回転することがなく、回転ロール２１に対して停止状態を維持することができる。

遮蔽板４１の外周面の半径は、カバー２３の内面の曲率半径と同じ大きさに設定されている。カバー２３の曲率半径は、必ずしもそのような大きさにする必要がなく、カバー２３の内面の曲率半径より小さくしてもよく、逆に大きくしてもよい。小さくする場合には、筒部２１ａの半径より大きくすることが望ましい。大きくする場合には、カバー２３の外面の曲率半径より小さくすることが望ましい。つまり、遮蔽板４１の外周面の半径は、筒部２１ａの外周面の半径とカバー２３の外面の曲率半径と間の寸法に定めることが望ましい。

遮蔽板４１の外周面の曲率半径がカバー２３の内面の曲率半径とほぼ同一であるので、遮蔽板４１と筒部２１ａ及び端板２１ｂの各端面との間、及び遮蔽板４１とカバー２３の端面の小径側の端縁との間には、筒部２１ａの軸線を中心として環状に延びる隙間４３が形成されている。この隙間４３は、凝縮空間２４に連通している。したがって、筒部２１ａの軸線方向における凝縮空間２４の端部からモノマーガスが流出すると、そのモノマーガスは隙間４３に入り込む。隙間４３に入り込んだモノマーガスは、遮蔽板４１に突き当たって同方向への流れが止められる。そして、モノマーガスの一部は、隙間４３内を遮蔽板４１に沿ってその径方向外側（上側）へ向かって流れようとし、残りの一部は遮蔽板４１に沿ってその径方向内側（下側）へ向かって流れようとする。

筒部２１ａの軸線方向におけるノズル部２５の端面には、支持部材４４がボルト等の固定手段（図示せず）によって固定されている。支持部材４４は、筒部２１ａの軸線を中心として円弧状に延びており、カバー２３とほぼ同一の周方向長さを有している。しかも、支持部材４４は、カバー２３と周方向においてほぼ同一位置に配置されている。したがって、支持部材４４の周方向の両端面は、カバー２３の周方向の両端面とほぼ同一位置に位置させられている。支持部材４４は、ノズル部２５に一体に設けてもよい。つまり、支持部材４４は、ノズル部２５を介してカバー２３に一体に設けてもよい。あるいは、支持部材４４をカバー２３の端部に一体に設けてもよい。

カバー２３及びノズル部２５と対向する支持部材４４の端面は、カバー２３及びノズル部２５の端面に気密に接触させられている。支持部材４４の内面、つまり筒部２１ａの径方向内側を向く面は、筒部２１ａの軸線を中心とする円弧面によって構成されている。この円弧面の曲率半径は、遮蔽板４１の外周面の半径と同一に設定されている。

支持部材４４は、遮蔽板４１の外周面の上部に載置されている。ここで、支持部材４４の内面の曲率半径が遮蔽板４１の外周面の半径と同一に設定されているから、支持部材４４の内面は、その周方向の全長にわたって遮蔽板４１の外周面に接触させられている。互いに接触する支持部材４４の内面と遮蔽板４１の外周面との間は、Ｏリング等のシール部材４５によって気密に封止されている。これにより、隙間４３のうちの上側の開放部が閉じられている。したがって、仮にモノマーガスが筒部２１ａの軸線方向における凝縮空間２４の端部から隙間４３に流入したとしても、そのモノマーガスが隙間４３の上部から外部に流出することはない。

端板２１ｂの遮蔽板４１と対向する端面には、凹部４６が形成されている。凹部４６は、筒部２１ａの軸線を中心として環状に延びている。一方、端板２１ｂと対向する遮蔽板４１の端面には、凸部４７が形成されている。凸部４７は、筒部２１ａの軸線を中心として環状に延びている。しかも、凸部４７は、回転ロール２１が回転したときに凸部４７の外面が凹部４６の内面に接触することがないよう、凹部４６に隙間をもって挿入されている。ただし、凸部４７の外面と凹部４６の内面との間の隙間の大きさは、それらが接触することを防止することができる範囲において可及的に小さな寸法に抑えられている。この結果、凹部４６の内面と凸部４７の外面との間にいわゆるラビリンス通路が形成される。このラビリンス通路は、遮蔽板４１の径方向外側から内側（上側から下側）へ向かって流れるモノマーガスに対して一種の抵抗となる。したがって、凝縮空間２４から隙間４３に入り込んだモノマーガスは、遮蔽板４１の径方向内側（下側）へ向かって流れることがほとんどない。なお、この実施の形態においては、凹部４６及び凸部４７がそれぞれ２個形成されているが、１個だけ形成してもよく、３個以上形成してもよい。

このように、筒部２１ａの軸線方向おける凝縮空間２４の両端部は、外部との間が遮蔽機構４０によってほとんど遮断されている。したがって、吹き出し口２５ａの両端部から吹き出したモノマーガスは、筒部２１ａの軸線方向へ流れることがなく、吹き出し口２５ａの中間部から吹き出したモノマーガスと同様に、筒部２１ａ及び円筒２２の各外周面、樹脂フィルムＦの表面並びにカバー２３の内面に沿って周方向へ流れるだけである。よって、凝縮空間２４の内部では、モノマーガスの密度がほぼ一定になる。この結果、凝縮して樹脂フィルムに付着するモノマーガスの付着量を、樹脂フィルムの幅方向の各部においてほぼ同一にすることができる。

次に、プラズマ処理部３０について説明する。プラズマ処理部３０は、上記凝縮部２０の回転ロール２１と対をなす回転ロール３１を有している。回転ロール３１は、回転ロール２１と同一構造及び同一寸法を有している。したがって、回転ロール３１は、回転ロール２１の筒部２１ａ、端板２１ｂ、軸部２１ｃ及び円筒２２にそれぞれ対応した筒部３１ａ、端板３１ｂ、軸部３１ｃ及び円筒３２を有している。勿論、回転ロール３１の円筒の外周面にも、誘電層が設けられている。また、回転ロール３１は、軸部３１ｃが回転駆動されることにより、回転ロール２１と同方向へ回転させられる。なお、筒部２１ａ，３１ａが金属で形成される場合には、回転ロール２１の円筒２２及び回転ロール３１の円筒３２を省略してもよい。その場合には、筒部２１ａ，３１ａの外周面に誘電層が設けられ、その上に樹脂フィルムＦが巻回される。

回転ロール３１は、回転ロール２１と平行に配置されている。したがって、回転ロール２１と回転ロール３１との間隔は、それらの軸線を含む平面上において最も狭くなっている。その最狭部の間隔（この実施の形態では円筒２２と回転ロール３１の円筒との間の最狭部の間隔）は、通常０．５〜数ｍｍに設定される。最狭部及びそこから上下方向へ所定の距離だけ離間した範囲が処理空間３３になっている。回転ロール２１，３１は、それらの軸線方向において同一位置に配置されている。したがって、処理空間３３は、回転ロール２１，３１の全長にわたって形成されている。

樹脂フィルムＦは、処理空間３３内を２回にわたって通過する。すなわち、樹脂フィルムＦは、凝縮部２０において重合性モノマーが付着された後、回転ロール２１に巻回された状態で、つまり回転ロール２１の円筒２２の外周面に接触した状態で処理空間３３内を上側から下側へ通過する。その後、樹脂フィルムＦは、二つのアイドルロール３４，３５を通過した後、回転ロール３１の円筒の外周面に巻回された状態で処理空間３３を下側から上側へ通過する。なお、回転ロール３１の円筒に対する樹脂フィルムＦの巻回位置は、円筒２２に対する樹脂フィルムＦの巻回位置と図１において左右対称な位置になっている。

処理空間３３の下側には、ノズル３６が配置されている。ノズル３６は、筒部２１ａ，３１ａと同一の長さを有しており、筒部２１ａ，３１ａと平行に、かつ筒部２１ａ，３１ａの軸線方向には筒部２１ａ，３１ａと同一位置に配置されている。したがって、ノズル３６の長手方向の両端面は、筒部２１ａ，２３１ａの両端面と同一位置に位置させられている。ノズル３６の処理空間３３に臨む上面には、ノズル３６の長手方向に延びる吹き出し口３６ａが形成されている。吹き出し口３６ａの長さは、樹脂フィルムＦの幅より長くなっており、吹き出し口３６ａの長手方向の両端部は、円筒２２及び回転ロール３１の円筒に巻回された樹脂フィルムＦの幅方向の両端部に対し筒部２１ａ，３１ａの軸線方向へ互いに同一距離だけ外側に位置させられている。

ノズル３６には、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給される。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等があるが、この実施の形態では、窒素が採用されている。ノズル３６に供給された不活性ガスは、ノズル３６の内部に設けられた整流路（図示せず）において整流された後、ノズル３６に設けられた通路３６ｂを通って吹き出し口３６ａから処理空間３３内に吹き出される。これにより、処理空間３３の内部が、ほぼ大気圧である不活性ガスの雰囲気とされている。

処理空間３３の上側には、ダミーノズル３７が配置されている。ダミーノズル３７は、不活性ガスの吹き出しに関連する吹き出し口等の構造を有していない点を除き、ノズル３６と同一形状、同一寸法を有し、ノズル３６と上下対称に配置されている。ダミーノズル３７に代えて、ノズル３６と同様のノズルを処理空間３３の上側に設けてもよい。その場合、処理空間３３内にその下側及び上側から不活性ガスを供給したり、処理空間３３内にその上側からのみ不活性ガスを供給したりできる。

回転ロール２１，３１のうちの一方の回転ロール２１の円筒２２には、電源３８の高圧端子が接続されている。他方の回転ロール３１の円筒は、接地されている。勿論、円筒２２を接地し、回転ロール３１の円筒３２に電源３８の高圧端子を接続してもよい。電源３８からの電圧供給により、円筒２２，３２間に電界が形成され、処理空間３３がほぼ大気圧の放電空間になる。電源３８からの供給電圧及び円筒２２，３２間の電界は、例えばパルス状になっている。パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、１０μｓ以下であることが望ましく、電界強度は、１０〜１０００ＫＶ／ｃｍであることが望ましく、周波数は、０．５〜１００ｋＨｚであることが望ましい。印加電圧及び電界は、パルス状の間欠波に限られず、正弦波等の連続波であってもよい。

電源３８からの電圧供給により、回転ロール２１，３１の円筒２２，３２間において放電が行われる。この放電により、処理空間３３内の窒素ガスがプラズマ化されるとともに、樹脂フィルムＦに付着した重合性モノマーが活性化され、二重結合の開裂、重合等が発生する。また、樹脂フィルムＦへの窒素ガスの接触や、窒素ガスからの紫外線（３３７ｎｍ）の照射により、樹脂フィルムＦの表面の分子のＣ−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｈ等の結合が切断される。この結合切断部にアクリル酸等の重合性モノマーの重合物が結合（グラフト結合）し、あるいは重合性モノマーから分解したＣＯＯＨ基等が結合すると考えられる。これにより、樹脂フィルムＦの表面に接着性促進層が形成され、樹脂フィルムＦの水系接着剤に対する接着性が向上する。

上記構成を有する処理装置１０の凝縮部（凝縮装置）２０によれば、ノズル部２５の吹き出し口２５ａから凝縮空間２４内に吹き出したモノマーガスは、筒部２１ａの軸線方向における凝縮空間２４の両端部から外部に向かって流れることがほとんどなく、吹き出し口２５ａの長手方向のいずれの箇所から吹き出されたモノマーガスも筒部２１ａの周方向へ流れるだけである。したがって、凝縮空間２４内におけるモノマーガスの濃度を筒部２１ａの軸線方向における各部で均一にすることができる。よって、モノマーガスを樹脂フィルムＦの幅方向の各部において均一に付着させることができる。その結果、プラズマ処理部３０で処理された樹脂フィルムＦの水系接着剤に対する接着性を、樹脂フィルムＦの幅方向の各箇所において均一に向上させることができる。

また、表面処理装置１０の保守点検の際には、カバー２３及びノズル部２５が回転ロール２１から上方へ移動させられる。このとき、遮蔽板４１が回転ロール２１に取り付けられているから、遮蔽板４１がカバー２３と一緒に移動することがない。したがって、カバー２３を上方へ移動させた後、遮蔽板４１をカバー２３から取り外すという手間を省くことができる。また、表面処理装置１０の保守点検後にカバー２３を元の位置に戻す際には、カバー２３を遮蔽板４１，４１に支持部材４４，４４を介して載置するだけでよく、遮蔽板４１をカバー２３に取り付ける必要がない。よって、表面処理装置１０の保守点検に要する手間を大幅に軽減することができる。

さらに、カバー２３が遮蔽板４１に支持部材４４を介して接し、しかも遮蔽板４１が回転ロール２１に設けられているから、カバー２３及び遮蔽板４１の位置が、回転ロール２１を基準として決定される。したがって、カバー２３及びノズル部２５を回転ロール２１に対して容易にかつ精度良く位置決めすることができる。よって、凝縮空間２４の間隔の精度、つまり筒部２１ａ及び円筒２２の各外周面とカバー２３の内面との間隔の精度、及び筒部２１ａの径方向における吹き出し口２５ａの位置精度を向上させることができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
例えば、上記の実施の形態（図１〜図５）においては、ノズル部２５（ノズル）とカバー２３が一体になり、カバー２３の周方向の中央部がノズルの一部を構成しているが、これに代えて、図７に示すように、ノズル２５とカバー２３を別体に形成してもよい。その場合には、カバー２３を一対のカバー片２３ａ，２３ｂにて構成するとよい。これらカバー片２３ａ，２３ｂは、上記実施の形態（図１〜図５）のカバー２３における、ノズル部２５よりも周方向の両側の部分に相当する。そして、各カバー片２３ａ，２３ｂを、ノズル２５の側面にボルト２６等によって固定すればよい。そのように構成した場合には、ノズル２５及び一対のカバー片２３ａ，２３ｂによって凝縮空間２４が形成され、ノズル２５の凝縮空間２４に臨む部分が、カバーの一部（周方向の中央部）として兼用される。

また、上記の実施の形態（図１〜図５）においては、凝縮空間２４の間隔を、ノズル２５に関して回転ロール２１の回転方向の後方側に位置する部分と前方側に位置する部分とで同一にしているが、これに代えて、図８に示すように、凝縮空間２４におけるノズル２５よりも回転ロール２１の回転方向の前方側の部分２４ａの間隔（厚み）を、凝縮空間２４におけるノズル２５よりも上記回転方向の後方側の部分２４ｂの間隔（厚み）より広くしてもよい。例えば、図８においては、ノズル２５よりも上記回転方向の前方側（図８の右）のカバー片２３ａの内周面とロール電極２１の外周面との間隔を、ノズル２５よりも上記回転方向の後方側（図８の左）のカバー片２３ｂの内周面とロール電極２１の外周面との間隔より広くすることで、凝縮空間２４の前方側部分２４ａの厚みを後方側部分２４ｂの厚みより大きくしてある。後方側のカバー片２３ｂの内周面の曲率半径は、前方側のカバー片２３ａの内周面の曲率半径より小さい。そのようにした場合には、前方側部分２４ａのモノマーガスの流量が、後方側部分２４ｂのモノマーガスの流量より多くなるので、樹脂フィルムＦに対する重合性モノマーの付着効率を向上させることができる。
電極部材の形状は、ロール形状に限られず、平板形状であってもよく、ロール２１の外周面に沿う凹円筒面を有する形状であってもよい。

この発明は、水系接着剤に対する接着性が低い樹脂フィルムの表面を、接着性が向上するように処理する際に、樹脂フィルムに重合性モノマーを凝縮して付着させるための凝縮装置に利用することができる

Ｆ樹脂フィルム
２０重合性モノマーの凝縮部（重合性モノマーの凝縮装置）
２１回転ロール
２１ａ筒部
２１ｂ端板
２１ｃ軸部
２２円筒
２３カバー
２４凝縮空間
２５ノズル部（ノズル）
４０遮蔽機構
４１遮蔽板（遮蔽部材）
４４支持部材
４５凹部
４６凸部

Claims

樹脂フィルムの表面に重合性モノマーの蒸気を凝縮させる重合性モノマーの凝縮装置であって、
軸線を水平方向に向けて配置され、外周面の上部に前記樹脂フィルムが巻回されるロール部、及び前記ロール部の両端面にそれぞれの軸線を前記ロール部の軸線と一致させて設けられた一対の軸部を有し、前記ロール部が前記軸部を介して回転駆動されることにより、前記ロール部に巻回された前記樹脂フィルムを移送する回転ロールと、
前記樹脂フィルムが巻回された前記ロール部の外周面の上部を覆い、前記ロール部の外周面との間に凝縮空間を形成するカバーと、
前記樹脂フィルムの幅と同等以上の全長を有し、長手方向を前記ロール部の軸線方向に向けた状態で前記カバーに設けられ、重合性モノマーの蒸気を含むガスを前記樹脂フィルムに吹き付けて、前記重合性モノマーの蒸気を上記樹脂フィルムに凝縮させるノズルと、
前記重合性モノマーの蒸気を含むガスが前記ロール部の軸線方向における前記凝縮空間の両端部から外部に流出することを阻止する一対の遮蔽機構とを備え、
前記遮蔽機構が、前記ロール部の端面と所定の間隔を隔てて対向配置され、かつ前記軸部に回転可能に支持された遮蔽部材を有しており、
前記ロール部の軸線方向における前記カバーの両端部が、前記一対の遮蔽機構の各遮蔽部材の上部に上記ロール部の径方向へ接近離間移動可能に、かつ気密に載置されること、及び前記ロール部の端面とこの端面に対向する前記遮蔽部材の端面とのいずれか一方に前記ロール部の軸線を中心として環状に延びる凹部が形成され、他方に前記ロール部の軸線を中心として環状に延びる凸部が形成され、前記凸部が前記凹部に相対回転可能に入り込むことにより、前記凝縮空間内の前記重合性モノマーの蒸気を含むガスが前記凝縮空間の両端部から外部へ前記ロール部の軸線方向に流出することが阻止され、
前記カバーの前記接近離間移動に拘わらず、前記遮蔽部材の前記軸部への支持状態が維持されることを特徴とする重合性モノマーの凝縮装置。
前記遮蔽部材が円板状に形成され、前記一対の遮蔽部材の上部に前記カバーの両端部が載置されることにより、前記カバー及び前記ノズルが前記遮蔽部材によって支持されていることを特徴とする請求項１に記載の重合性モノマーの凝縮装置。
前記ノズルが前記ロール部の周方向における前記カバーの中間部に配置され、前記ロール部の径方向における前記凝縮空間の間隔が、前記ノズルより前記ロール部の回転方向前方側で広く、回転方向後方側で狭くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の重合性モノマーの凝縮装置。
前記ロール部と協働して一対の電極を構成する電極部材をさらに備え、前記電極部材が前記ロール部の回転方向において前記カバーより前方側に配置され、前記ロール部の外周面と前記電極部材との間にプラズマ放電が行われる処理空間が形成され、この処理空間に前記重合性モノマーが付着した前記樹脂フィルムが通されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合性モノマーの凝縮装置。