JPH09241408A

JPH09241408A - ウェブの改質処理方法

Info

Publication number: JPH09241408A
Application number: JP7317696A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Aya; 哲也綾; Mitsuaki Nishino; 充晃西野; Toshikazu Kasai; 俊和笠井
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】均一にウェブの改質処理を行うことが出来、
かつ、極めて高い安全性を確保することが出来るウェブ
の改質処理方法を提供する。【解決手段】処理空間（２，３）内を脱気し、減圧下
にて第１のロール（２１）に巻かれた未処理のウェブ
（Ｗ）を第２のロール（２２）に巻取る前工程と、処理
空間（３）内にフッ素含有ガスを導入して第２のロール
（２２）に巻取られた未処理のウェブ（Ｗ）を第１のロ
ール（２１）に巻戻しつつウェブ（Ｗ）の表面を改質処
理する処理工程と、処理空間（２，３）内のフッ素含有
ガスを吸引回収し、減圧下にて第１のロール（２１）に
巻戻された処理済みのウェブ（Ｗ）を第２のロール（２
２）に巻取る後工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブの改質処理
方法に関するものであり、詳しくは、ウェブ表面の改質
処理を均一に行うことが出来、かつ、極めて高い安全性
を確保することが出来るウェブの改質処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂製のウェブ（フィルムの他、多
孔質膜、織布、不織布、紙などの各種のシート等）は、
フッ素含有ガスと接触させることにより表面の親水化処
理、疎水化処理が可能であり、種々の用途を見い出すこ
とが出来る。

【０００３】この種のウェブの表面改質処理に関して
は、例えば、特開平４−５９８３８号公報にその装置お
よび方法が開示されている。上記の表面改質装置は、未
処理のロール状のシート（ウェブ）を繰り出す保持室
（１０）と、繰り出されたウェブが順次通過する第１ガ
ス処理室（３０）および第２ガス処理室（４０）と、こ
れらのガス処理室を通過した処理済みのウェブを巻き取
る巻き取り室（２０）とを備えている。

【０００４】前述の表面改質装置を使用した表面改質方
法においては、ウェブが第１ガス処理室（３０）を通過
する際にＳＯ2 を含むガスを接触させ、続いてウェブが
第２ガス室（４０）を通過する際にＦ2 を含むガスを接
触させる様にしている。また、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、前述の表面
改質方法においては、ロール状に巻かれた保持室（１
０）内の未処理のウェブを単に一方向に巻取りつつその
移動過程でフッ素含有ガスを接触させる様にしている。
このため、未処理のウェブに巻き込まれていた空気や水
蒸気が第１ガス処理室（３０）や第２ガス処理室（４
０）に混入する虞れがあり、均一なウェブの改質処理を
期待することが出来ない。しかも、巻き込まれていた水
蒸気とフッ素ガスとが反応して腐食性の極めて高いフッ
酸が生成される虞れもあり、装置の耐久性を低下する虞
れもある。

【０００６】また、巻き取り室（４０）に巻き取られた
処理済みのウェブにはフッ素含有ガスが巻き込まれてい
ることが懸念され、その場合には、毒性の極めて高いフ
ッ素ガスがウェブと共に外部に持ち出される虞れがあ
り、安全性の点で問題がある。

【０００７】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、均一にウェブの改質処理を行うこ
とが出来、かつ、極めて高い安全性を確保することが出
来るウェブの改質処理方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウェブの改
質処理方法は、密閉された処理空間内にて第１、第２の
ロール間に掛け渡されたウェブの表面をフッ素含有ガス
との接触により改質処理する方法であって、処理空間内
を脱気し、減圧下にて第１のロールに巻かれた未処理の
ウェブを第２のロールに巻取る前工程と、処理空間内に
フッ素含有ガスを導入して第２のロールに巻取られた未
処理のウェブを第１のロールに巻戻しつつウェブの表面
を改質処理する処理工程と、処理空間内のフッ素含有ガ
スを吸引回収し、減圧下にて第１のロールに巻戻された
処理済みのウェブを第２のロールに巻取る後工程とを備
えることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係るウェブの改質
処理方法に使用する処理装置の内部構造を示す一部破断
の正面図、図２は処理装置の概要を示す系統図である。

【００１０】本発明に係るウェブの改質処理方法は、図
１および図２に示す処理装置を使用して実施される。ま
ず、斯かる処理装置について説明する。この処理装置
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。

【００１１】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：０〜９９ｖ
ｏｌ％、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
３０〜７０ｖｏｌ％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、予め
混合ガスとして処理装置内に供給されるガスの他、上記
の各組成に相当する単一ガスとして処理装置内に供給さ
れ且つ混合されるガスを含む。

【００１２】処理装置は、図２に示す様に、処理槽
（１）を主体に構成され、処理槽（１）の内部には、処
理空間としてのウェブ収容室（２）及びウェブ処理室
（３）が区画形成されている。

【００１３】図１に示す様に、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】ウェブ収容室（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。ウ
ェブ収容室（２）には、未処理のウェブ（Ｗ）や処理済
みのウェブ（Ｗ）を巻取り、巻戻すための一対のロー
ル、すなわち、第１ロール（２１）と第２ロール（２
２）とが備えられている。各ロール（２１）、（２２）
は、各々、槽外に設置された独立の駆動系により互いに
独立して回転可能であり、かつ、回転速度が可変に構成
される。そして、一方のロール（２２）（又は（２
１））が回転してウェブ（Ｗ）を巻取り、または、巻戻
す際には、他方のロール（２１）（又は（２２））が適
度な抵抗を有して空回転し、ウェブ（Ｗ）を常に一定の
速度で巻取り、巻戻す様になされている。

【００１５】ウェブ処理室（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。ウェブ処理室（３）内には、第１ロール（２１）と
第２ロール（２２）との間に巻き回されたウェブ（Ｗ）
の中間部分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。改質処理に必要なガ
スは、ウェブ処理室（３）に挿入されたノズルとしての
導管（６１ｂ）、（６２ｂ）又は／及び（６３ｂ）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】ウェブ処理室（３）は仕切板（２３）によ
ってウェブ収容室（２）と区画されており、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ウェブ処理室
（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、ウェブ処理室（３）においては、前
述したウェブ（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、ウェブ処理室（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）、（３
２）、（３３）及び（３４）が第１のパスラインを構成
し、ローラー（３１）、（３２）、（３５）、（３
６）、（３７）、（３３）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
ある。各ローラー（３１）、（３２）…の配置は、フッ
素含有ガスに対するウェブ（Ｗ）の接触長さを長くする
ことによって当該ウェブ（Ｗ）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。

【００１９】また、図１中のローラー（３１）、（３
４）は、その一部が仕切板（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）がウェブ収
容室（２）からウェブ処理室（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（２３）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】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、第１のパスラインを構成するローラー（３
１）とローラー（３２）と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。

【００２１】この様な第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。そして、この第２
の処理室（３８）内には、ウェブ（Ｗ）の表面を改質処
理するフッ素含有ガスの各組成ガスがノズルとしての導
管（６１ｃ）、（６２ｃ）又は／及び（６３ｃ）を介し
て直接導入される様になっている。

【００２２】図２に示す様に、処理槽（１）には、例え
ば、処理ガスとしての酸素ガスと、窒素ガスと、窒素に
て希釈されたフッ素ガスの各供給系、および処理槽
（１）内に滞留する余剰ガスの排出系とが設けられる。
上記の各処理ガスは、各々、容器（４１）、（４２）及
び（４３）からマスフローコントローラ（５１）、（５
２）及び（５３）を介し、管路（６１）、（６２）及び
（６３）を通じて導管（６１ｂ）、（６２ｂ）及び（６
３ｂ）、または、導管（６１ｃ）、（６２ｃ）及び（６
３ｃ）に供給される。

【００２３】導管（６１ｂ）、（６２ｂ）、（６３ｂ）
と、導管（６１ｃ）、（６２ｃ）、（６３ｃ）との流路
の切替え、すなわち、第２の処理室（３８）を使用しな
い場合と使用する場合の切替えは、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。

【００２４】また、処理槽（１）の内部を減圧したり、
ウェブ処理室（３）や第２の処理室（３８）に滞留する
各種の余剰ガスを排出するために、ウェブ収容室（２）
の下部には排気用の導管（７０）が接続されている。ウ
ェブ処理室（３）の排気は、仕切板（２３）の各スリッ
トを介し、ウェブ収容室（２）を通じて行うことが出来
る。勿論、排気用の導管が直接ウェブ処理室（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。

【００２５】導管（７０）は、除害装置（８１）及び
（８２）を介してロータリー式の真空ポンプ（９０）に
接続されている。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。

【００２６】なお、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こ
とが好ましい。また、処理槽（１）の側壁を貫通する第
１ロール（２１）および第２ロール（２２）の各端部
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、フッ素含有ガ
ス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。

【００２７】次に、本発明に係るウェブの改質処理方法
について説明する。先ず、前工程として、処理空間内を
脱気し、減圧下にて第１のロールに巻かれた未処理のウ
ェブを第２のロールに巻取る。次いで、処理工程とし
て、処理空間内にフッ素含有ガスを導入して第２のロー
ルに巻取られた未処理のウェブを第１のロールに巻戻し
つつウェブの表面を改質処理する。その後、後工程とし
て、処理空間内のフッ素含有ガスを吸引回収し、減圧下
にて第１のロールに巻戻された処理済みのウェブを第２
のロールに巻取る。

【００２８】前記の前工程の準備として、予めロール状
に巻かれた未処理のウェブ（Ｗ）を、例えば、第１ロー
ル（２１）に装着する。そして、ウェブ（Ｗ）の巻取り
端部を、例えば、第１のパスラインを構成する各ローラ
ー（３１）、（３２）、（３３）及び（３４）に巻回し
て第２ロール（２２）に連結し、ウェブ（Ｗ）の中間部
を第２の処理室（３８）内に臨ませる。

【００２９】この様な準備の後、前工程として、処理槽
（１）の扉を閉じて処理空間であるウェブ収容室（２）
及びウェブ処理室（３）を密閉し、真空ポンプ（９０）
の作動により導管（７０）を介してウェブ収容室（２）
およびウェブ処理室（３）内の空気を吸引排出する。そ
して、ウェブ収容室（２）およびウェブ処理室（３）内
が、例えば、１０Ｔｏｒｒ程度（好ましくは１Ｔｏｒｒ
程度）の減圧状態となったら、第２ロール（２２）を回
転駆動することにより第１ロール（２１）に巻かれた未
処理のウェブ（Ｗ）を一定速度で第２ロール（２２）に
巻き取る。この前工程により、未処理のウェブ（Ｗ）に
巻き込まれていた僅かな空気や水蒸気も確実に排除され
る。

【００３０】続いて、処理工程として、容器（４１）内
の酸素ガス、容器（４２）内の窒素ガス、及び容器（４
３）内の窒素にて希釈されたフッ素ガスを各々マスフロ
ーコントローラ（５１）、（５２）、（５３）により流
量規定しつつ管路（６１）、（６２）、（６３）から導
管（６１ｃ）、（６２ｃ）、（６３ｃ）を介してウェブ
処理室（３）内の第２の処理室（３８）内に導入する。
この場合、各処理ガスは、酸素ガス、窒素ガス、窒素に
て希釈されたフッ素ガスの順に導入する。そして、各処
理ガスが混合した略大気圧のフッ素含有ガスが第２の処
理室（３８）内に充満したら、第１ロール（２１）を回
転駆動することにより第２ロール（２２）に巻取られた
未処理のウェブ（Ｗ）を第１ロール（２１）に一定速度
で巻戻しつつ、ウェブ（Ｗ）の表面にフッ素含有ガスを
接触させて疎水化または親水化などの所望の改質処理を
行う。

【００３１】前記の処理工程においては、前工程により
未処理のウェブ（Ｗ）に巻き込まれていた僅かな空気や
水蒸気が確実に排除され、特に、水蒸気が確実に排除さ
れているため、フッ素ガスが水蒸気と反応することがな
い。このため、ウェブ（Ｗ）の表面にフッ素含有ガスが
邑なく接触し、ウェブ（Ｗ）の改質処理が均一に行なわ
れる。その際、水蒸気にフッ素が反応してフッ酸が生成
されることも無いので、処理装置の耐久性も向上する。

【００３２】その後、後工程として、真空ポンプ（９
０）の作動により導管（７０）を介してウェブ収容室
（２）及びウェブ処理室（３）内に滞留するフッ素含有
ガスの余剰分を吸引し、有害成分であるフッ素ガスやフ
ッ酸を除害装置（８１）及び（８２）に回収する。そし
て、ウェブ収容室（２）及びウェブ処理室（３）内が、
例えば、１０Ｔｏｒｒ程度（好ましくは１Ｔｏｒｒ程
度）まで減圧されたら、第２ロール（２２）を回転駆動
することにより第１ロール（２１）に巻かれた処理済み
ウェブ（Ｗ）を一定速度で第２ロール（２２）に巻き取
る。

【００３３】前記の後工程により、処理済みのウェブ
（Ｗ）に巻き込まれていた未反応のフッ素含有ガスも確
実に吸引回収されるため、極めて高い安全性が確保され
る。同時に、処理済みのウェブ（Ｗ）の間に未反応のフ
ッ素含有ガスが残留して過反応することがないから、ウ
ェブ（Ｗ）の改質処理は、一層、目標値に維持される。

【００３４】なお、後工程が終了したら、容器（４２）
内の窒素ガスを管路（６２）から導管（６２ｂ）または
導管（６２ｃ）を介してウェブ処理室（３）及びウェブ
収容室（２）内に充填し、ウェブ収容室（２）が略大気
圧となったら処理槽（１）の扉を開け、処理済みのウェ
ブ（Ｗ）を取り出して作業を完了する。

【００３５】本発明によれば、前述の前工程を採用した
ことにより、処理工程ではウェブ（Ｗ）の改質処理が良
好に且つ均一に行われる。例えば、疎水性のあるウェブ
（Ｗ）に適度の親水性を付与する改質処理を施し、水滴
の接触角θおよび吸水高さｈを多点測定したところ、接
触角θおよび吸水高さｈのバラツキは、前工程のない場
合に較べて大幅に減少した。

【００３６】

【実施例１】前工程の有る本発明の方法により親水性付
与の改質処理が施されたウェブ（Ｗ）につき、水滴の接
触角θを測定し、その平均値を未処理の場合および前工
程の無い場合と比較した。なお、ウェブ（Ｗ）の試料は
ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴのフィルムであり、改質処理に使用
したフッ素含有ガスは、Ｆ₂：Ｏ₂：Ｎ₂＝５：８０：
１５の組成比である。

【００３７】比較結果は下表の通りであり、水滴の接触
角θの平均値は、前工程の無い場合に較べて前工程の有
る場合には大幅に小さくなり、親水性付与の改質処理が
良好に行われたことを示している。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【実施例２】前工程の有る本発明の方法により親水性付
与の改質処理が施されたウェブ（Ｗ）につき、吸液高さ
ｈを測定し、その平均値を前工程の無い場合と比較し
た。なお、ウェブ（Ｗ）は、ＰＥ繊維５０重量％、ＰＰ
繊維５０重量％からなる不織布であり、これを幅２０ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍに切断した短冊片を試料とした。ま
た、改質処理に使用したフッ素含有ガスは、Ｆ₂：
Ｏ₂：Ｎ₂＝１：８０：１３の組成比である。

【００４０】ウェブ（Ｗ）の試料を５０°Ｃの湯中に１
時間浸漬して洗浄した後、乾燥機にて６０°Ｃで６時間
乾燥し、この試料の下端５ｍｍを３０％のＫＯＨ水溶液
に浸漬して１０分経過後の吸液高さｈを測定した。吸液
高さｈの平均値は、前工程の無い場合が３８ｍｍである
のに対し、前工程の有る場合には５２ｍｍと増大し、親
水性付与の改質処理が良好に行われたことを示してい
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係るウェブの改質処理方法によ
れば、未処理のウェブに巻き込まれていた僅かな空気や
水蒸気も前工程により確実に排除されるため、処理工程
においてフッ素含有ガスをウェブの表面に邑なく接触さ
せることが出来、ウェブの改質処理を均一に行うことが
出来る。その際、フッ酸の生成も未然に防止することが
出来、使用する装置の耐久性も向上することが出来る。

【００４２】処理工程において処理済みのウェブに巻込
まれる僅かな未反応のフッ素含有ガスも後工程により確
実に吸引回収されるため、極めて高い安全性を確保する
ことが出来る。同時に、処理済みのウェブの間にフッ素
含有ガスが残留して過反応することがないから、ウェブ
の改質処理を一層、目標値に維持することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるウェブの改質処理方法の
一実施形態に使用する処理装置の内部構造を示す一部破
断の正面図である。

【図２】図２は、一実施形態に使用する処理装置の概要
を示す系統図である。

【符号の説明】

１：処理槽２：ウェブ収容室２１：第１ロール２２：第２ロール２３：仕切板３：ウェブ処理室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

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉された処理空間内にて第１、第２の
ロール間に掛け渡されたウェブの表面をフッ素含有ガス
との接触により改質処理する方法であって、処理空間内
を脱気し、減圧下にて第１のロールに巻かれた未処理の
ウェブを第２のロールに巻取る前工程と、処理空間内に
フッ素含有ガスを導入して第２のロールに巻取られた未
処理のウェブを第１のロールに巻戻しつつウェブの表面
を改質処理する処理工程と、処理空間内のフッ素含有ガ
スを吸引回収し、減圧下にて第１のロールに巻戻された
処理済みのウェブを第２のロールに巻取る後工程とを備
えることを特徴とするウェブの改質処理方法。