JPH09227705A - ウェブの表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェブ表面を改質処理する装置であって、フ
ッ素含有ガスの効率的な利用とウェブの効率的な処理を
可能にするウェブの表面処理装置を提供する。 【解決手段】 円筒状に形成された処理槽（１）と、処
理槽（１）内の略半円筒状の空間に設けられ且つウェブ
（Ｗ）を巻き取る巻取ロール（２１）、（２２）が備え
られた素材収容室（２）と、処理槽（１）内の略半円筒
状の他の空間に設けられ且つフッ素含有ガスが供給され
る処理室（３）とから構成され、素材収容室（２）と処
理室（３）とは仕切板（２３）によって区画され、処理
室（１）においては、巻取ロール（２１）、（２２）の
間で繰り出されるウェブ（Ｗ）のパスラインが可変に構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブの表面処理
装置に関するものであり、詳しくは、フッ素含有ガスに
よってウェブの表面を疎水化または親水化処理する装置
であって、フッ素含有ガスの一層効率的な利用とウェブ
の効率的な処理を可能にするウェブの表面処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂製の各種のフィルムや繊維など
の素材は、フッ素含有ガスに接触させることにより、疎
水化処理や親水化処理することが出来、種々の用途を見
い出すことが出来る。フッ素含有ガスによるフィルムや
繊維などのウェブの処理においては、安全性およびフッ
酸の対策と言う観点から特定の処理装置が必要である。

【０００３】フッ素含有ガスを用いた表面処理装置とし
ては、例えば、特開平４−５９８３８号に開示されてい
る。斯かる装置は、ロール状のシート（ウェブ）を繰り
出す第１の室と、繰り出されたシートが通過する第１の
ガス接触室および第２のガス接触室と、これらのガス室
を通過したシートを巻き取る第４の室とから成り、第１
のガス接触室および第２のガス接触室を通過するシート
に対し、ＳＯ₂ を含むガス及びＦ₂ を含むガスを順次に
接触させる装置である。

【０００４】上記の様な処理装置においては、ウェブの
材質やウェブ表面の改質条件に基づき、フッ素含有ガス
の組成の他、ガスの流量、ウェブの送り速度、すなわ
ち、フッ素との接触時間などを調整し、ウェブ表面の有
機被膜に対するフッ素の反応量をコントロールしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の処理
装置においては、接触時間を長くする場合、繰り出され
たウェブの移動経路が１つであり、ウェブの送り速度を
低速に設定しなければならないため、処理効率が低下す
るという実情がある。また、フッ素ガスは、高価なガス
であるにも拘わらず、ウェブ自体やその装入、取り出し
に伴って装置内に進入する微量水分と反応してフッ酸を
生成するため回収利用が困難であり、しかも、その無害
化処理も必要である。従って、フッ素ガスの一層効率的
な利用が望まれる。

【０００６】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、フッ素含有ガスによってウェブの
表面を改質処理する装置であって、フッ素含有ガスの一
層効率的な利用とウェブの効率的な処理を可能にするウ
ェブの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】本発明に係るウェブの表
面処理装置は、フッ素含有ガスによってウェブの表面を
改質処理する装置であって、円筒状に形成され且つ気密
可能になされた処理槽と、当該処理槽内の略半円筒状の
空間に設けられ且つウェブを巻き取る一対の巻取ロール
が備えられた素材収容室と、前記処理槽内の略半円筒状
の他の空間に設けられ且つフッ素含有ガスが供給される
処理室とから主として構成され、前記素材収容室と前記
処理室とは仕切板によって区画され、かつ、前記処理室
においては、前記一対の巻取ロールの間で繰り出される
ウェブのパスラインが可変に構成されていることを特徴
とする。

【０００８】すなわち、本発明のウェブの表面処理装置
において、処理室と素材収容室を区画する上記の仕切板
は、供給されたフッ素含有ガスの不要な拡散を抑制し、
フッ素含有ガスの所定処理濃度の空間を特定領域に限定
する。そして、可変に構成された上記パスラインは、ウ
ェブの送り速度を然程低下させることなく、処理条件に
応じて処理室内におけるウェブの滞留時間を変化させ
る。

【０００９】また、上記の構成の表面処理装置において
は、処理空間を更に限定し、フッ素含有ガスの不要な拡
散を一層抑制するため、少なくとも１つのパスラインを
包含し且つフッ素含有ガスが直接供給される第２の処理
室が上記の処理室内に設置可能になされているのが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るウェブの表面処理装
置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本
発明に係るウェブの表面処理装置の内部構造を示す一部
破断の側面図である。図２は、本発明に係るウェブの表
面処理装置の概要を示す系統図である。以下、実施の形
態の説明においては、ウェブの表面処理装置を「処理装
置」と略記する。

【００１１】本発明の処理装置は、フッ素含有ガスによ
ってウェブの表面を改質処理する装置、すなわち、ウェ
ブの表面を疎水化処理したり、親水化処理する装置であ
る。ウェブとしては、塩化ビニル、ＰＥＴ、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の合成樹脂製のフ
ィルムやシートが挙げられる。シートには、溶融押し出
しされた単層または積層構造のシートの他、織布や不織
布が含まれる。また、表面に有機被膜を形成した金属シ
ートであってもよい。

【００１２】フッ素含有ガスとしては、例えば、フッ素
ガス：０．１〜７０vol％、不活性ガス：０〜９９vol
％、好ましくは、それぞれ０．１〜３０vol％、１０〜
９９vol％の組成のガス、または、上記の成分に加え、
酸素ガス：０．１〜９９vol％、好ましくは３０〜７０v
ol％を含む組成のガスが使用される。また、目的によっ
ては、フッ化オレフィンガス：０．１〜９９vol％、好
ましくは１０〜９０vol％を含む組成のガス等が使用さ
れる。上記フッ素含有ガスは、混合ガスとして処理装置
に供給されるガス、上記の各組成に相当する単一ガスと
して供給され処理装置内で混合されるガスを含む。

【００１３】処理装置の具体的な構造は、図１に示す様
に、処理槽（１）、素材収容室（２）及び処理室（３）
から主として構成される。処理槽（１）は、円筒状に形
成され且つ気密可能になされた圧力容器であり、通常
は、その軸線を水平にした状態で設置される。処理槽
（１）の一端は側壁としての平板を含む鏡板によって封
止され、他端は扉としての平板を含む鏡板によって封止
される。

【００１４】素材収容室（２）は、処理槽（１）内の略
半円筒状の空間（例えば、下半分）に設けられる。素材
収容室（２）には、未処理のウェブ（Ｗ）を繰り出した
り、処理済のウェブ（Ｗ）を巻き取るための一対の巻取
ロール（２１）、（２２）が備えられている。各巻取ロ
ール（２１）、（２２）は、各々、槽外に設置された独
立の駆動系に接続されることにより、互いに反対方向に
回転可能に構成される。そして、一方の巻取ロール（２
１）（又は（２２））が駆動してウェブ（Ｗ）を巻き取
る際は、他方の巻取ロール（２２）（又は（２１））が
適度な抵抗を有して空回転し、ウェブ（Ｗ）を繰り出す
様になされている。

【００１５】処理室（３）は、処理槽（１）内の略半円
筒状の他の空間（例えば、上半分）に設けられる。処理
室（３）には、上記の巻取ロール（２１）又は（２２）
から繰り出されたウェブ（Ｗ）が駆け巡るパスラインが
設けられており、斯かるパスラインを通過する間にフッ
素含有ガスによるウェブ（Ｗ）の改質処理が行われる。
処理に必要なガスは、処理室（３）に挿入されたノズル
としての導管（６１ｂ）、（６２ｂ）又は／及び（６３
ｂ）から供給される。なお、上記パスライン及びガスの
供給系については後述する。

【００１６】本発明の処理装置においては、素材収容室
（２）と処理室（３）とが仕切板（２３）によって区画
されており、フッ素含有ガスの効率的な利用を可能にし
ている。仕切板（２３）は、処理槽（１）の軸線に略沿
って水平に配置され、通常、処理槽（１）の扉が取り付
けられた他端部側には、仕切板（２３）によって上下に
仕切られる処理室（３）の開放側面を閉じるための開閉
板（図示せず）が付設される。

【００１７】更に、処理室（３）においては、一対の巻
取ロール（２１）、（２２）の間で繰り出されるウェブ
（Ｗ）のパスラインが可変に構成されており、ウェブ
（Ｗ）の効率的な処理を可能にしている。図１に例示し
た装置では、処理室（３）において異なるパターンの２
つのパスラインを設定し得る様になされている。すなわ
ち、図中のローラー（３１）、（３２）、（３３）及び
（３４）が第１のパスラインを構成し、ローラー（３
１）、（３２）、（３５）、（３６）、（３７）、（３
３）及び（３４）が第２のパスラインを構成する。

【００１８】各ローラー（３１）、（３２）…は、処理
槽（１）の側壁内面に取り付けられたフリーローラーで
あり、各ローラー（３１）、（３２）…の配置は、ガス
に対するウェブ（Ｗ）の接触距離を長くすることによっ
て当該ウェブの移送速度を高めるため、出来る限り長い
パスラインを構成し得る配置とされる。そして、各ロー
ラー（３１）、（３２）…の中、各パスラインに共用し
ないローラー（３５）、（３６）、（３７）は、後述す
る第２の処理室（３８）としての箱体の着脱を考慮し、
チャック手段を備えた軸受けなどの使用により、着脱可
能になされているのが好ましい。

【００１９】また、図中のローラー（３１）、（３４）
は、その一部が上記の仕切板（２３）に設けられたスリ
ットに埋没する状態で配置され、ウェブ（Ｗ）が素材収
容室（２）から処理室（３）へ上記スリットを通じて移
動させられる際、ウェブ（Ｗ）の振れ（ばたつき）を規
制し、仕切板（２３）へのウェブ（Ｗ）の接触を防止す
る機能をも有する。上記スリットを形成する仕切板（２
３）の開口縁とローラー（３１）、（３４）の周面との
間隙は、ウェブ（Ｗ）が前記開口縁に接触しない範囲で
出来る限り狭く設定される。

【００２０】また、本発明の好ましい態様の処理装置に
おいては、少なくとも１つのパスラインを包含し且つフ
ッ素含有ガスが直接供給される第２の処理室（３８）が
処理室（３）内に設置可能になされており、斯かる態様
の処理装置は、フッ素含有ガスの更に効率的な利用を可
能にする。

【００２１】具体的には、第２の処理室（３８）は、例
えば、処理槽（１）の軸長と略同一の長さの偏平な箱体
から成り、その長さ方向を処理槽（１）の軸線と平行に
且つその厚さ方向を上下方向として配置される。そし
て、上記の長さ方向（図面に対して垂直方向）及び厚さ
方向（図の上下方向）に対して直交する方向の第２の処
理室（３８）の両側壁には、例えば、ローラー（３１）
とローラー（３２）の間に略水平に掛け渡されるウェブ
（Ｗ）が接触することなく通過し得る程度の微小な間隙
のスリットが設けられる。

【００２２】すなわち、ウェブ（Ｗ）が通過する第２の
処理室（３８）を設置した場合には、ローラー（３
１）、（３２）、（３３）及び（３４）にて構成される
第１のパスラインの一部、具体的には、ローラー（３
２）とローラー（３３）の間のウェブ（Ｗ）の移動領域
（処理領域）をより少ない体積の空間内に構成すること
が出来る。第２の処理室（３８）は、処理槽（１）の側
壁内面に設けられた係止手段により、必要に応じて着脱
し得る様になされている。また、処理に必要なガスは、
第２の処理室（３８）に直接挿入されたノズルとしての
導管（６１ｃ）、（６２ｃ）又は／及び（６３ｃ）から
供給される。

【００２３】上記の処理槽（１）には、図２に示す様
に、例えば、窒素にて希釈されたフッ素ガス、酸素ガ
ス、窒素ガスの供給系と、処理槽（１）から排出される
ガスの排出系とが設けられる。上記の各ガスは、各々、
容器（４１）、（４２）及び（４２）からマスフローコ
ントローラ（５１）、（５２）及び（５３）を介し、管
路（６１）、（６２）及び（６３）を通じて導管（６１
ｂ）、（６２ｂ）及び（６３ｂ）、または、導管（６１
ｃ）、（６２ｃ）及び（６３ｃ）に供給される。

【００２４】導管（６１ｂ）、（６２ｂ）、（６３ｂ）
から導管（６１ｃ）、（６２ｃ）、（６３ｃ）への流路
の切り替え、すなわち、第２の処理室（３８）を使用す
る場合と使用しない場合の切替は、各管路に付設された
切替弁（６１ａ）、（６２ａ）及び（６３ａ）によって
操作可能になされている。

【００２５】また、処理槽（１）の内部を減圧したり、
処理室（３）や第２の処理室（３８）に供給された各種
の余剰ガスを排出するため、素材収容室（２）の下部に
は排気用の導管（７０）が接続される。処理室（３）の
排気は、仕切板（２３）の各スリットを介し、素材収容
室（２）を通じて行うことが出来る。勿論、排気用の導
管が処理室（３）に接続されている場合には、斯かる導
管から直接排気してもよい。

【００２６】更に、導管（７０）は、除害装置（８１）
及び（８２）を介して真空ポンプ(ロータリーポンプ）
に接続される。フッ素系ガスを安全に処理するため、例
えば、除害装置（８１）及び（８２）としては、フッ素
ガスを除去するためにアルミナが充填された吸着反応
槽、フッ素ガスから生成されるフッ化水素（フッ酸）を
除去するためにフッ化ナトリウムが充填された吸着反応
槽などが使用され、これらは順次に配置される。

【００２７】なお、上記の処理装置において、処理槽
（１）の内壁をはじめ、フッ素含有ガスに接触する各部
材の表面は、フッ酸に対する耐腐食機能を高めるため、
フッ素樹脂によるライニング又はコーティング処理が施
される。また、処理槽（１）の側壁を貫通する巻取ロー
ル（２１）、（２２）の端部は、処理槽（１）の外側に
配置された軸受け（図示せず）によって支持され、斯か
る軸受けは、フッ素の漏洩を防止するため、通常、ケー
シングに収納され且つ処理槽（１）よりも高い圧力に加
圧された窒素ガスによってシールされる。

【００２８】次に、本発明の処理装置における操作方法
を説明する。本発明の処理装置によるウェブ（Ｗ）の改
質処理においては、通常、予めロール状に巻回されたウ
ェブ（Ｗ）が使用される。処理操作としては、先ず、図
１に示す例えば巻取ロール（２１）にロール状のウェブ
（Ｗ）を取り付ける。次いで、処理室（３）において、
第１のパスライン又は第２のパスラインの何れかを選択
し、ローラー（３１）、（３２）…にウェブ（Ｗ）を掛
け巡らせる。上記パスラインの選択は、処理室（３）内
のウェブ（Ｗ）の滞留時間（反応時間）、処理速度およ
びガスの接触効率を考慮して決定される。

【００２９】第２のパスラインを使用する場合には、巻
取ロール（２１）から引き出したウェブ（Ｗ）をローラ
ー（３１）、（３２）、（３５）、（３６）、（３
７）、（３３）及び（３４）と順次に掛け回した後、巻
取ロール（２２）にウェブ（Ｗ）の端部を固定する。ま
た、第１のパスラインを使用する場合には、ガスの消費
量を低減するため、予め第２の処理室（３８）を設置し
ておく。そして、巻取ロール（２１）から引き出したウ
ェブ（Ｗ）をローラー（３１）、（３２）に掛け回し、
第２の処理室（３８）に挿通してローラー（３３）、
（３４）に掛け回した後、巻取ロール（２２）にウェブ
（Ｗ）の端部を固定する。

【００３０】基本的な改質処理の操作としては、処理槽
（１）の気密を保持し、図２に示す真空ポンプ（９０）
を作動させて処理槽（１）内の脱気を行った後、例え
ば、容器（４３）、容器（４２）及び容器（４１）から
それぞれ窒素、酸素およびフッ素ガスを順次に処理室
（３）又は第２の処理室（３８）へ供給する。そして、
処理槽（１）を所定圧力に保持した状態で巻取ロール
（２２）にウェブ（Ｗ）を巻き取りつつウェブ（Ｗ）表
面の処理を行う。

【００３１】本発明の処理装置において、可変に構成さ
れた上記パスラインは、ウェブ（Ｗ）の送り速度を然程
低下させることなく、処理条件に応じて処理室（３）内
に繰り出されたウェブ（Ｗ）の滞留時間を長く設定する
ことが出来る。すなわち、本発明の処理装置において
は、処理条件に応じてウェブ（Ｗ）の滞留時間を変化さ
せることが出来、ウェブ（Ｗ）の効率的な処理が可能で
ある。

【００３２】また、上記の処理の際、処理室（３）と素
材収容室（２）を区画する仕切板（３８）は、供給され
たフッ素含有ガスの素材収容室（２）への不要な拡散を
抑制し、処理槽（１）においてフッ素含有ガスの所定処
理濃度の空間を特定領域に限定する。勿論、仕切板（３
８）のスリットを通じてガスの一部は素材収容室（２）
へ流入するものの、少ないガス供給量で処理室（３）を
一定濃度に保持することが出来る。従って、本発明の処
理装置によれば、フッ素含有ガスの効率的な利用を図る
ことが出来る。

【００３３】更に、第１のパスラインをを使用して処理
を行う場合、当該第１のパスラインを包含する第２の処
理室（３８）は、フッ素含有ガスが導管（６１ｃ）を通
じて直接供給され、しかも、処理空間を一層少ない体積
の領域に限定するため、フッ素含有ガスの不要な拡散を
一層抑制し得る。従って、本発明の処理装置において第
２の処理室（３８）を設けた場合には、フッ素含有ガス
の一層効率的な利用を図ることが出来る。

【００３４】フッ素含有ガスによって処理した後は、再
び真空ポンプ（９０）によって所定の真空度に処理層
（１）内を脱気した後、真空ポンプ（９０）を作動させ
た状態にて、巻取ロール（２２）に巻き取られたウェブ
（Ｗ）を巻取ロール（２１）に巻き戻す。斯かる巻き戻
し操作により、巻取ロール（２２）に一旦巻き取られた
ロール状のウェブ（Ｗ）の表面および隙間に残存する未
反応のフッ素ガスを確実に排出することが出来る。処理
槽（１）から排出されたフッ素含有ガス等のガスは、図
１に示す管路（７０）を介し、除害装置（８１）、（８
２）に導入されて無害化処理される。

【００３５】なお、本発明の処理装置においては、図示
しないが、処理槽（１）に附属するガスの流路として、
目的とする処理に必要なガスの管路の他、各管路に対す
る脱気ライン、清浄化用の窒素のパージライン等を適宜
に設置することが出来る。また、ガスの緊急遮断機構や
交換用の除害装置などを設置するのが好ましい。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係るウェブの表面処理装置によ
れば、ウェブの送り速度を然程変更することなく処理条
件に応じてウェブの滞留時間を変化させることが出来、
ウェブの効率的な処理が可能である。そして、供給され
たフッ素含有ガスの不要な拡散を抑制することが出来、
フッ素含有ガスの一層効率的な利用を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウェブの表面処理装置の内部構造を示す一部破
断の側面図である。

【図２】ウェブの表面処理装置の概要を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１：処理槽 ２：素材収容室 ２１、２２：巻取ロール ２３：仕切板 ３：処理室 ３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７：ローラー ３８：第２の処理室 ４１、４２、４３：容器 ９０：真空ポンプ Ｗ：ウェブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フッ素含有ガスによってウェブの表面を
   改質処理する装置であって、円筒状に形成され且つ気密
   可能になされた処理槽と、当該処理槽内の略半円筒状の
   空間に設けられ且つウェブを巻き取る一対の巻取ロール
   が備えられた素材収容室と、前記処理槽内の略半円筒状
   の他の空間に設けられ且つフッ素含有ガスが供給される
   処理室とから主として構成され、前記素材収容室と前記
   処理室とは仕切板によって区画され、かつ、前記処理室
   においては、前記一対の巻取ロールの間で繰り出される
   ウェブのパスラインが可変に構成されていることを特徴
   とするウェブの表面処理装置。
2. 【請求項２】 少なくとも１つのパスラインを包含し且
   つフッ素含有ガスが直接供給される第２の処理室が上記
   の処理室内に設置可能になされている請求項１に記載の
   ウェブの表面処理装置。