KR101257655B1 - 필름 표면 처리 장치 - Google Patents

필름 표면 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101257655B1
KR101257655B1 KR1020127027571A KR20127027571A KR101257655B1 KR 101257655 B1 KR101257655 B1 KR 101257655B1 KR 1020127027571 A KR1020127027571 A KR 1020127027571A KR 20127027571 A KR20127027571 A KR 20127027571A KR 101257655 B1 KR101257655 B1 KR 101257655B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
electrode
roll
roll electrode
discharge space
Prior art date
Application number
KR1020127027571A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120128163A (ko
Inventor
다카시 사토
미츠히데 노가미
요시노리 나카노
신이치 가와사키
Original Assignee
세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 filed Critical 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Publication of KR20120128163A publication Critical patent/KR20120128163A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101257655B1 publication Critical patent/KR101257655B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/14—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
    • C08J7/18—Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 반응 성분을 포함하는 반응 가스를 활성화시켜 피처리 필름을 표면 처리할 때, 반응 성분을 충분히 반응시키며 전극에 오염이 부착되는 것을 방지한다. 주 처리부(10)의 제1 롤 전극(11) 및 제2 롤 전극(12)에 피처리 필름(9)을 걸어 돌린다. 롤 전극(11, 12)의 회전에 의해 피처리 필름(9)을 전극(11)으로부터 전극(12)으로 반송한다. 전극(11, 12) 사이의 주 방전 공간(19)보다 반송 방향의 상류측 또는 방전 공간(19) 내의 필름(19)에 노즐(23)로부터 반응 가스를 분사한다. 주 처리부(10)보다 반송 방향의 하류에 재활성화부(30)를 설치한다. 바람직하게는, 재활성화부(30)의 후단 전극(31)을 제2 롤 전극(12)과 대향시키고, 제2 롤 전극(12)을 재활성화부(30)의 다른 쪽의 후단 전극으로서 겸용한다. 반응 성분을 포함하지 않는 방전 생성 가스를 가스 공급부(33)로부터 전극(31, 12) 사이에 공급한다.

Description

필름 표면 처리 장치{FILM SURFACE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 연속하는 필름을 표면 처리하는 장치에 관한 것이며, 예를 들면 편광판의 보호 필름의 접착성을 향상시키는 처리 등에 적합한 필름 표면 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 액정 표시 장치에는 편광판이 조립되어 있다. 편광판은 폴리비닐알코올(PVA)을 주성분으로 포함하는 수지 필름을 포함하는 편광 필름에 트리아세테이트셀룰로오스(TAC)를 주성분으로 포함하는 수지 필름을 포함하는 보호 필름을 접착제를 이용하여 접착한 것이다. 접착제로서는, 폴리비닐알코올계나 폴리에테르계 등의 수계 접착제가 이용되고 있다. PVA 필름은 이들 접착제와의 접착성이 양호하지만, TAC 필름은 접착성이 양호하지 않다. TAC 필름의 접착성을 향상시키는 수단으로서는 비누화 처리가 일반적이다. 비누화 처리는 TAC 필름을 고온, 고농도의 알칼리액에 침지하는 것이다. 이 때문에, 작업성이나 폐액 처리의 문제가 지적되고 있다.
대체 기술로서 특허문헌 1에는, 상기 접착 공정 전에 보호 필름의 표면에 중합성 단량체를 피막하여 대기압 플라즈마를 조사하는 것이 기재되어 있다. 대기압 플라즈마의 조사 장치는 밀폐 용기 내에 롤 전극이 1개 수용되고, 이 롤 전극의 외주를 따라 복수의 평판 전극이 간격을 두고 배열되어 있다. 상기 중합성 단량체가 피막된 보호 필름을 롤 전극에 걸어 돌린다. 그리고, 밀폐 용기 내에 질소 등의 방전 가스를 도입하고, 롤 전극과 각 평판 전극 사이에서 플라즈마화한다. 이에 따라, 상기 중합성 단량체를 중합시켜 보호 필름의 친수성을 높이고, 수계 접착제가 보호 필름에 융화되기 쉽게 하고 있다.
특허문헌 2의 플라즈마 처리 장치는, 한 쌍의 롤 전극과 처리 가스의 분출 노즐을 갖고 있다. 분출 노즐이 롤 전극 사이의 갭에 임하고 있다. 한 쌍의 롤 전극에 연속 필름을 권취하고, 롤 전극 사이의 갭에서 플라즈마 처리를 행한다. 한 쌍의 롤 전극이 서로 동기(同期)하여 회전함으로써 연속 필름을 반송한다.
일본 특허 공개 제2009-25604호 공보 일본 특허 공개 제2009-035724호 공보
상기 게시된 특허문헌 1에서는 플라즈마 조사 장치의 롤 전극은 보호 필름에 의해 덮이지만, 평판 전극은 플라즈마에 직접 노출된다. 이 때문에, 평판 전극에 중합성 단량체의 중합체 등을 포함하는 오염이 부착되기 쉽다. 이 오염 성분이 파티클의 원인이 되어 수율의 저하를 초래한다.
이에 반해, 특허문헌 2에서는 피처리 필름이 양쪽의 롤 전극을 덮기 때문에, 전극의 오염이 적다. 그러나, 한 쌍의 롤 전극을 포함하는 전극 구조에서는, 유효한 방전 영역이 상기 롤 전극끼리의 사이의 가장 좁은 개소 및 그의 근방 부분으로 한정된다. 이 때문에, 플라즈마 반응이 충분히 진행되지 않아, 처리 효율을 충분히 확보할 수 없거나, 필름의 표면에 미반응된 반응 성분이 남는 것을 생각할 수 있다. 반응 성분이 아크릴산 등인 경우, 반응이 충분하지 않으면 필름으로부터 악취가 발생한다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여, 중합성 단량체 등의 반응 성분을 활성화시켜 편광판용 보호 필름 등의 피처리 필름을 플라즈마 처리할 때, 전극의 오염을 방지하면서, 반응 성분의 반응을 충분히 확보하여, 접착성 등의 처리 효과를 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 연속하는 피처리 필름을 반송하면서, 반응 성분을 활성화시켜 상기 피처리 필름의 표면 상에서 반응시키는 필름 표면 처리 장치로서,
상기 반송 방향의 상대적으로 상류측에 배치된 주 처리부와, 상기 반송 방향의 상대적으로 하류측에 배치된 재활성화부를 구비하며,
상기 주 처리부가, 서로의 사이에 대기압 근방의 주 방전 공간을 형성하도록 평행하게 배치된 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극과, 상기 피처리 필름에서의 상기 주 방전 공간보다 상기 반송 방향의 상류측의 부분을 향해 또는 상기 주 방전 공간을 향해 상기 반응 성분을 함유하는 반응 가스를 분출하는 노즐을 포함하며, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극에 걸어 돌려지며 상기 주 방전 공간을 통과한 후에 반환되어 상기 제2 롤 전극에 걸어 돌려지고, 상기 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극이 각각 자기의 축선 둘레로 또한 서로 동일한 방향으로 회전됨으로써, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극으로부터 상기 제2 롤 전극으로 반송되고,
상기 재활성화부가, 서로의 사이에 대기압 근방의 재방전 공간이 형성되는 한 쌍의 후단 전극과, 이들 후단 전극 사이에 상기 반응 성분을 포함하지 않는 방전 생성 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하며, 상기 재방전 공간에 상기 피처리 필름이 통과되고, 상기 한 쌍의 후단 전극의 대향면이 둘 다 평면이거나 평면과 볼록 원통면이거나 또는 오목 원통면과 볼록 원통면인 것을 제1 특징으로 한다.
상기 주 처리부에 있어서, 주 방전 공간에서의 플라즈마 조사에 의해 반응 성분을 어느 정도 반응시킨다. 이 때, 피처리 필름이 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극을 덮음으로써, 제1, 제2 롤 전극에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 나아가서는 파티클의 발생을 방지할 수 있어, 수율을 향상시킬 수 있다.
그 후, 재활성화부의 한 쌍의 후단 전극 사이의 재방전 공간에 있어서, 피처리 필름에 다시 플라즈마 조사를 행한다. 한 쌍의 후단 전극의 대향면을 둘 다 평면으로 구성하거나, 또는 한쪽의 대향면을 평면, 다른 쪽의 대향면을 볼록 원통면으로 구성하거나, 또는 한쪽의 대향면을 오목 원통면, 다른 쪽의 대향면을 볼록 원통면으로 구성함으로써, 재방전 공간의 상기 반송 방향을 따르는 경로 길이를, 상기 주 방전 공간의 상기 반송 방향을 따르는 경로 길이보다 길게 할 수 있다. 따라서, 재활성화부에 있어서 피처리 필름의 표면 분자 및 반응 성분에 충분한 에너지를 부여할 수 있고, 바람직하게는 주 처리부보다 큰 에너지를 부여할 수 있다. 이에 따라, 주 처리부에서의 처리만으로는 반응이 불충분하더라도, 추가로 재활성화부를 거침으로써 충분한 반응도를 얻을 수 있고, 나아가서는 처리 효과를 높일 수 있다.
상기 반응 성분이 중합성 단량체인 경우, 충분히 중합 반응을 일으킬 수 있어, 처리 후의 피처리 필름으로부터 미중합된 중합성 단량체에 기인하는 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상기 피처리 필름이 편광판의 보호 필름인 경우, 이 보호 필름에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있어, 편광 필름과의 접착성을 높일 수 있다.
재활성화부의 방전 생성 가스에는 반응 성분이 포함되지 않기 때문에, 재활성화부에 있어서 전극에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 파티클의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 수율을 확실하게 향상시킬 수 있다.
상기 재활성화부의 한 쌍의 후단 전극 중 한쪽이 평면 또는 오목 원통면을 포함하는 대향면을 갖고 상기 제2 롤 전극과 대향하고, 상기 제2 롤 전극이 상기 재활성화부의 다른 쪽의 후단 전극으로서 제공되어 있는 것이 바람직하다.
제2 롤 전극의 외주면이, 상기 볼록 원통면을 포함하는 대향면을 구성한다. 주 처리부의 제2 롤 전극을 재활성화부의 전극 요소로서 겸용함으로써, 장치 구조를 간소화할 수 있어, 제조 비용을 저렴화할 수 있다.
상기 재활성화부에 공급되는 전력이 상기 주 처리부에 공급되는 전력보다 큰 것이 바람직하다.
이에 따라, 재활성화부에서의 반응도를 충분히 높일 수 있다.
본 발명은 연속하는 피처리 필름을 반송하면서, 반응 성분을 활성화시켜 상기 피처리 필름의 표면 상에서 반응시키는 필름 표면 처리 장치로서,
상기 반송 방향의 상대적으로 상류측에 배치된 주 처리부와, 상기 반송 방향의 상대적으로 하류측에 배치된 재활성화부를 구비하며,
상기 주 처리부가, 서로의 사이에 대기압 근방의 주 방전 공간을 형성하도록 평행하게 배치된 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극과, 상기 피처리 필름에서의 상기 주 방전 공간보다 상기 반송 방향의 상류측의 부분을 향해 또는 상기 주 방전 공간을 향해 상기 반응 성분을 함유하는 반응 가스를 분출하는 노즐을 포함하며, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극에 걸어 돌려지며 상기 주 방전 공간을 통과한 후에 반환되어 상기 제2 롤 전극에 걸어 돌려지고, 상기 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극이 각각 자기의 축선 둘레로 또한 서로 동일한 방향으로 회전됨으로써, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극으로부터 상기 제2 롤 전극으로 반송되고,
상기 재활성화부가, 상기 피처리 필름에 광 에너지를 조사하는 광 에너지 조사 수단을 포함하는 것을 제2 특징으로 한다.
상기 주 처리부에 있어서, 플라즈마 조사에 의해 반응 성분을 어느 정도 반응시킨다. 이 때, 피처리 필름이 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극을 덮음으로써, 제1, 제2 롤 전극에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 나아가서는, 파티클의 발생을 방지할 수 있어, 수율을 향상시킬 수 있다.
그 후, 광 에너지 조사 수단으로부터 광 에너지를 피처리 필름에 조사한다. 이에 따라, 주 처리부에서의 처리만으로는 반응이 불충분하더라도, 추가로 광 에너지 조사 수단을 거침으로써 충분한 반응도를 얻을 수 있고, 나아가서는 처리 효과를 높일 수 있다.
상기 반응 성분이 중합성 단량체인 경우, 충분히 중합 반응을 일으킬 수 있어, 처리 후의 피처리 필름으로부터 미중합된 중합성 단량체에 기인하는 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상기 피처리 필름이 편광판의 보호 필름인 경우, 이 보호 필름에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있어, 편광 필름과의 접착성을 높일 수 있다. 광 에너지로서는, 자외광 에너지 또는 적외광 에너지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 표면 처리는 대기압 근방 하에서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 대기압 근방이란, 1.013×104 내지 50.663×104Pa의 범위를 말하고, 압력 조정의 용이 화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 1.333×104 내지 10.664×104Pa가 바람직하고, 9.331×104 내지 10.397×104Pa가 보다 바람직하다.
본 발명은 난접착성 광학 수지 필름의 처리에 바람직하고, 상기 난접착성 광학 수지 필름을 이접착성 광학 수지 필름에 접착함에 있어서, 난접착성 광학 수지 필름의 접착성을 향상시키는 데 바람직하다.
상기 난접착성 광학 수지 필름의 주성분으로서는, 예를 들면 트리아세테이트셀룰로오스(TAC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리이미드(PI) 등을 들 수 있다.
상기 이접착성 광학 수지 필름의 주성분으로서는, 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA) 등을 들 수 있다.
상기 난접착성 광학 수지 필름의 접착성 향상을 위한 표면 처리 등에 있어서는, 상기 반응 성분으로서 중합성 단량체를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 중합성 단량체로서는, 불포화 결합 및 소정의 관능기를 갖는 단량체를 들 수 있다. 소정의 관능기는 수산기, 카르복실기, 아세틸기, 글리시딜기, 에폭시기, 탄소수 1 내지 10의 에스테르기, 술폰기, 알데히드기로부터 선택되는 것이 바람직하고, 특히 카르복실기나 수산기 등의 친수기가 바람직하다.
불포화 결합 및 수산기를 갖는 단량체로서는, 메타크릴산에틸렌글리콜, 알릴알코올, 메타크릴산히드록시에틸 등을 들 수 있다.
불포화 결합 및 카르복실기를 갖는 단량체로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 2-메타크릴로일프로피온산 등을 들 수 있다.
불포화 결합 및 아세틸기를 갖는 단량체로서는, 아세트산비닐 등을 들 수 있다.
불포화 결합 및 글리시딜기를 갖는 단량체로서는, 메타크릴산글리시딜 등을 들 수 있다.
불포화 결합 및 에스테르기를 갖는 단량체로서는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산옥틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산2-에틸 등을 들 수 있다.
불포화 결합 및 알데히드기를 갖는 단량체로서는, 아크릴알데히드, 크로톤알데히드 등을 들 수 있다.
바람직하게는, 상기 중합성 단량체는 에틸렌성 불포화 이중 결합 및 카르복실기를 갖는 단량체이다. 이러한 단량체로서, 아크릴산(CH2=CHCOOH), 메타크릴산(CH2=C(CH3)COOH)을 들 수 있다. 상기 중합성 단량체는 아크릴산 또는 메타크릴산인 것이 바람직하다. 이에 의해, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 높일 수 있다. 상기 중합성 단량체는 아크릴산인 것이 보다 바람직하다.
상기 중합성 단량체는 캐리어 가스에 의해 반송하도록 할 수도 있다. 캐리어 가스는, 바람직하게는 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스로부터 선택된다. 경제성의 관점에서는, 캐리어 가스로서 질소를 이용하는 것이 바람직하다.
아크릴산이나 메타크릴산 등의 중합성 단량체의 대부분은 상온 상압에서 액상이다. 그와 같은 중합성 단량체는 불활성 가스 등의 캐리어 가스 중에 기화시킬 수 있다. 중합성 단량체를 캐리어 가스 중에 기화시키는 방법으로서는, 중합성 단량체액의 액면 상의 포화 증기를 캐리어 가스로 압출하는 방법, 중합성 단량체액 중에 캐리어 가스를 버블링하는 방법, 중합성 단량체액을 가열하여 증발을 촉진시키는 방법 등을 들 수 있다. 압출과 가열, 또는 버블링과 가열을 병용할 수도 있다.
가열하여 기화시키는 경우, 가열기의 부담을 고려하여, 중합성 단량체는 비점이 300℃ 이하인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 중합성 단량체는 가열에 의해 분해(화학 변화)하지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 반응 성분을 활성화시켜 피처리 필름을 플라즈마 처리할 때, 전극에 오염이 부착되는 것을 방지하면서, 반응 성분의 반응을 충분히 확보할 수 있어, 처리 효과를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치의 대략 구성을 나타내는 해설 측면도이다.
도 2는 상기 필름 표면 처리 장치의 주요부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치의 대략 구성을 나타내는 해설 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치의 대략 구성을 나타내는 해설 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치의 대략 구성을 나타내는 해설 측면도이다.
도 6a는 재활성화부의 전극 구조의 변형예를 나타내는 해설 측면도이다.
도 6b는 재활성화부의 전극 구조의 다른 변형예를 나타내는 해설 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타낸 것이다. 피처리 필름(9)은 연속시트상으로 되어 있다. 여기서는, 피처리 필름(9)으로서 편광판의 보호 필름이 적용되어 있다. 보호 필름(9)은 트리아세테이트셀룰로오스(TAC)를 주성분으로 포함한다. 또한, 필름(9)의 성분은 TAC로 한정되지 않고, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리이미드(PI) 등일 수도 있다. 필름(9)의 두께는, 예를 들면 100μm 정도이다.
PVA 필름을 포함하는 편광 필름과 보호 필름이 접착제로 접합되어, 편광판이 구성된다. 접착제로서는, PVA 수용액 등의 수계 접착제가 이용된다. 접착 공정에 앞서, 필름 표면 처리 장치(1)에 의해 보호 필름을 표면 처리하여, 보호 필름의 접착성을 향상시킨다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 필름 표면 처리 장치(1)는 주 처리부(10)와 재활성화부(30)를 구비하고 있다. 처리 대상인 보호 필름(9)이, 도 1에 있어서 폭 방향을 지면에 대하여 직교시켜 대략 우측 방향으로 반송된다. 주 처리부(10)가 피처리 필름(9)의 반송 방향의 상류측(도 1에 있어서 좌측)에 배치되고, 재활성화부(30)가 피처리 필름(9)의 반송 방향의 하류측(도 1에 있어서 우측)에 배치되어 있다.
주 처리부(10)는 한 쌍의 전극(11, 12)과 가스 노즐(21, 22, 23)을 포함한다. 전극(11, 12)은 롤상(원통 형상)으로 되어 있다. 롤 전극(11, 12)이 각각의 축선을 도 1의 지면과 직교하는 수평 방향을 향해 서로 평행하게 배치되어 있다. 이하, 전극(11, 12)의 축선을 따르는 방향을 적절히 「처리 폭 방향」이라 칭한다(도 2 참조). 도 1에 있어서 좌측의 제1 롤 전극(11)이 전원(18)에 접속되어 있다. 도 1에 있어서 우측의 제2 롤 전극(12)이 전기적으로 접지되어 있다. 전원(18)은, 예를 들면 펄스파상의 고주파 전력을 전극(11)에 공급한다. 이에 의해, 전극(11, 12) 사이에 대기압 근방의 압력 하에서 플라즈마 방전이 생성된다. 롤 전극(11, 12)의 서로 대향하는 부분끼리의 공간이 대기압 근방의 주 방전 공간(19)이 된다. 구체적으로는, 롤 전극(11, 12)끼리 사이의 가장 좁게 된 개소 및 그 근방의 공간이 주 방전 공간(19)이 된다. 주 방전 공간(19)은 롤 전극(11, 12)의 볼록 원통면을 포함하는 외주면끼리에 의해 구획되기 때문에, 수직 방향(상하 방향)의 경로 길이가 짧다. 예를 들면, 롤 전극(11, 12)의 직경이 310mm 정도인 경우, 주 방전 공간(19)의 수직 방향의 경로 길이는 40mm 정도이다.
제1 롤 전극(11)의 상측의 둘레면에 피처리 필름(9)이 반바퀴 정도 걸어 돌려져 있다. 피처리 필름(9)은 제1 롤 전극(11)의 둘레면을 따라 주 방전 공간(19)을 통과하여, 주 방전 공간(19)보다 아래로 늘어뜨려지며 가이드 롤(16, 16)에 의해 위로 반환되어 있다. 또한, 피처리 필름(9)은 제2 롤 전극(12)의 둘레면을 따라 주 방전 공간(19)을 통과하여, 제2 롤 전극(12)의 상측의 둘레면에 반바퀴 정도 걸어 돌려져 있다. 양쪽의 롤 전극(11, 12)의 주 방전 공간(19)을 구획하는 부분을 포함하는 약 반바퀴 부분이 피처리 필름(9)으로 덮여 있다.
도시는 생략하지만, 각 롤 전극(11, 12)에 회전 기구가 연결되어 있다. 회전 기구는 모터, 내연 기관 등의 구동부와, 상기 구동부의 구동력을 롤 전극(11, 12)의 축에 전달하는 전달 수단을 포함한다. 전달 수단은, 예를 들면 벨트·풀리(belt·pulley) 기구나 기어 열로 구성되어 있다. 도 1에 있어서 백색 원호상 화살표로 나타낸 바와 같이, 회전 기구에 의해 롤 전극(11, 12)이 각각 자기의 축선 둘레로 또한 서로 동기하여 동일한 방향(도 1에 있어서 시계 방향)으로 회전된다. 이에 따라, 피처리 필름(9)이 제1 롤 전극(11)으로부터 제2 롤 전극(12)으로 반송된다.
각 롤 전극(11, 12)에는 온도 조절 수단(도시 생략)이 조립되어 있다. 온도 조절 수단은, 예를 들면 롤 전극(11, 12) 내에 형성된 온도 조절로로 구성되어 있다. 온도 조절로에, 온도 조절된 물 등의 매체를 흘림으로써, 롤 전극(11, 12)을 온도 조절할 수 있다. 나아가서는, 롤 전극(11, 12)의 둘레면 상의 피처리 필름(9)을 온도 조절할 수 있다.
롤 전극(11, 12)끼리 사이의 주 방전 공간(19)을 사이에 두고 상하에 방전 생성 가스 노즐(21, 22)이 각각 배치되어 있다. 방전 생성 가스 공급원(24)이 각 노즐(21, 22)에 연결되어 있다. 상측의 노즐(21)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 그 연장 방향과 직교하는 단면이 하측을 향해 끝이 가늘게 되어 있다. 노즐(21)의 하단(선단)의 분출구가 주 방전 공간(19)에 임하고 있다. 주 방전 공간(19)의 상단부가 노즐(21)에 의해 어느 정도 폐색되어 있다. 노즐(21)의 상측부에는 정류부(도시 생략)가 설치되어 있고, 이 정류부에 의해 방전 생성 가스를 처리 폭 방향으로 균일화하여 노즐(21)에 도입한다. 이 방전 생성 가스가 노즐(21)의 하단의 분출구로부터 주 방전 공간(19)으로 분출된다. 이 방전 생성 가스의 분출 흐름은 처리 폭 방향으로 균일하게 분포한 흐름이 된다.
하측의 노즐(22)은 상측의 노즐(21)을 상하로 반전시킨 형상으로 되어 있다. 즉, 하측의 노즐(22)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 그 연장 방향과 직교하는 단면이 상측을 향해 끝이 가늘게 되어 있다. 노즐(22)의 상단(선단)의 분출구가 주 방전 공간(19)에 임하고 있다. 주 방전 공간(19)의 하단부가 노즐(22)에 의해 어느 정도 폐색되어 있다. 노즐(22)의 하단부에는 정류부(도시 생략)가 설치되어 있고, 이 정류부에 의해 방전 생성 가스를 처리 폭 방향으로 균일화하여 노즐(22)에 도입한다. 이 방전 생성 가스가 노즐(22)의 분출구로부터 주 방전 공간(19)으로 분출된다. 이 방전 생성 가스의 분출 흐름은 처리 폭 방향으로 균일하게 분포한 흐름이 된다.
상하의 노즐(21, 22)로부터 동시에 방전 생성 가스를 분출할 수도 있으며, 상하 어느 하나의 노즐(21, 22)로부터만 가스를 분출하고, 다른 쪽의 노즐을 주 방전 공간(19)의 상단 또는 하단을 폐색하는 폐색 부재로서 이용할 수도 있다. 예를 들면, 하측의 노즐(22)로부터만 방전 생성 가스를 분출하도록 하고, 상측의 노즐(21)로부터는 가스를 분출하지 않도록 할 수도 있다.
방전 생성 가스로서는 불활성 가스가 이용된다. 방전 생성 가스용의 불활성 가스로서 질소(N2)를 들 수 있지만, 여기에 한정되지 않고, Ar, He 등의 희가스를 이용할 수도 있다.
제1 롤 전극(11)의 상측에는, 반응 가스 노즐(23)이 전극(11)과 대향하도록 배치되어 있다. 반응 가스 노즐(23)은 제1 롤 전극(11)의 둘레 방향을 따라 주 방전 공간(19)으로부터 전극 회전 방향, 나아가서는 필름 반송 방향의 상류측으로 약 4분의 1 바퀴 이격되어 있다. 반응 가스 노즐(23)은 주 방전 공간(19)보다 반송 방향의 상류측의 전극(11) 상의 피처리 필름(9)에 면해 있다. 반응 가스 노즐(23)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 제1 롤 전극(11)의 둘레 방향(도 1의 좌우)으로 어느 정도의 폭을 갖고 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 반응 가스 노즐(23)에는 정류부가 조립되어 있다. 반응 가스 노즐(23)의 하면에는 분출구가 설치되어 있다. 분출구는 노즐(23)의 하면의 넓은 범위(처리 폭 방향 및 전극 둘레 방향)에 분포하도록 형성되어 있다.
반응 가스 공급원(20)이 노즐(23)에 접속되어 있다. 공급원(20)으로부터의 반응 가스가 노즐(23)에 공급된다. 이 반응 가스가 상기 정류부에서 균일화되고, 노즐(23)의 하면의 분출구로부터 분출된다. 이 반응 가스의 분출 흐름은 처리 폭 방향으로 균일하게 분포한 흐름이 된다.
반응 가스는 반응 성분으로서 중합성 단량체를 포함한다. 중합성 단량체로서는, 여기서는 아크릴산 AA가 이용되고 있다. 아크릴산은 아세트산과 유사한 악취를 갖고 폭발성 등도 갖고 있기 때문에, 적절한 관리를 요한다. 중합성 단량체로서는, 아크릴산으로 한정되는 것은 아니며, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산 등일 수도 있다. 반응 가스는 반응 성분(중합성 단량체) 외에 캐리어 가스를 추가로 포함한다. 캐리어 가스로서는 불활성 가스가 이용되고 있다. 여기서는, 캐리어 가스용의 불활성 가스로서 질소(N2)가 이용되고 있지만, 여기에 한정되지 않고, Ar, He 등의 희가스일 수도 있다.
반응 가스 공급원(20)은 기화기로 구성되어 있다. 기화기 내에, 중합성 단량체로서 아크릴산 AA가 액체 상태로 비축되어 있다. 캐리어 가스로서 질소(N2)가 기화기 내에 도입된다. 이 캐리어 가스(N2)에 아크릴산이 기화하여 혼합되어, 반응 가스(아크릴산 AA+N2)가 생성된다. 캐리어 가스는 기화기 내의 액체 아크릴산의 액면보다 상측에 도입할 수도 있고, 액체 아크릴산의 내부에 도입하여 버블링할 수도 있다. 캐리어 가스의 일부를 기화기에 도입하고, 잔부는 기화기에 통과시키지 않도록 하고, 기화기의 하류측에서 캐리어 가스의 상기 일부와 잔부를 합류시키도록 할 수도 있다. 기화기의 온도나 캐리어 가스의 상기 일부와 잔부의 분배비에 따라 반응 가스 중의 아크릴산 농도를 조절할 수 있다.
반응 가스 공급원(20)으로부터 노즐(23)에 이르는 반응 가스 공급 라인은 리본 히터 등의 반응 가스 온도 조절 수단(도시 생략)으로 온도 조절되어 있다.
반응 가스 노즐(23)의 저부에는 차폐 부재(40)가 설치되어 있다. 차폐 부재(40)는 처리 폭 방향으로 전극(11)과 거의 동일한 길이로 연장되며 그 연장 방향과 직교하는 단면이 제1 롤 전극(11)의 둘레 방향을 따르는 원호형을 이루는 만곡판상으로 되어 있다. 차폐 부재(40)에서의 원호 방향(도 1에 있어서 좌우)의 중앙부에 반응 가스 노즐(23)이 연결되어 있다. 차폐 부재(40)의 원호 방향의 양단부는 노즐(23)보다 전극(11)의 둘레 방향으로 길게 나와 있다. 차폐 부재(40)의 노즐(21)측(도 1에 있어서 우측)의 단부가 노즐(21)의 측부에 맞닿아 연결되어 있다.
차폐 부재(40)는 제1 롤 전극(11)의 상측으로 조금 이격되어 씌워져 있다. 차폐 부재(40)가 제1 롤 전극(11)의 상측의 둘레면을 어느 정도 덮고 있다. 차폐 부재(40)와 제1 롤 전극(11)의 둘레면의 사이에 차폐 공간(41)이 형성되어 있다. 차폐 공간(41)은 제1 롤 전극(11)의 상측의 둘레면을 따르고 있다. 반응 가스 노즐(23)의 하면의 분출구가 차폐 부재(40)를 관통하여 차폐 공간(41)에 연통하고 있다. 차폐 공간(41)의 노즐(21)측(도 1에 있어서 우측)의 단부가 노즐(21)과 제1 롤 전극(11)의 둘레면의 사이의 공간을 통해 주 방전 공간(19)에 연결되어 있다. 차폐 공간(41)의 노즐(21)과는 반대측(도 1에 있어서 좌측)의 단부는 외부로 개방되어 있다.
필름 표면 처리 장치(1)에는 주 처리부(10)에 더하여 재활성화부(30)가 설치되어 있다. 재활성화부(30)는 주 방전 공간(19)보다 피처리 필름(9)의 반송 방향의 하류측에 배치되어 있다. 재활성화부(30)는 하나 또는 복수(도면에서는 2개)의 후단 전극(31)을 포함한다. 후단 전극(31)은 처리 폭 방향으로 연장되는 평판상으로 되어 있다. 각 후단 전극(31)은 제2 롤 전극(12)의 상측에 배치되고, 제2 롤 전극(12)의 상측의 둘레면과 대향하고 있다. 복수의 후단 전극(31, 31)이 제2 롤 전극(12)의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
각 후단 전극(31)의 처리 폭 방향의 길이는 제2 롤 전극(12)의 축 길이와 거의 같다. 각 후단 전극(31)의 전극(12) 둘레 방향을 따르는 치수는, 예를 들면 20mm 내지 40mm 정도이다. 인접하는 후단 전극(31, 31)의 배치 피치는, 예를 들면 20mm 내지 40mm 정도이다.
각 후단 전극(31)의 하면이 제2 롤 전극(12)과의 대향면(31a)으로 되어 있다. 대향면(31a)은 평면으로 되어 있다. 대향면(31a)에는 고체 유전체(32)가 설치되어 있다. 고체 유전체(32)는 알루미나 등의 세라믹제의 평판으로 구성되어 있지만, 대향면(31a)에 용사 등으로 피막된 막일 수도 있다. 고체 유전체(32)는 세라믹으로 한정되지 않고, 수지 등의 다른 유전체일 수도 있다.
각 후단 전극(31)에는 재활성화용 전원(38)이 접속되어 있다. 전원(38)은, 예를 들면 펄스파상의 전력을 각 전극(31)에 공급한다. 이에 따라, 접지된 제2 롤 전극(12)과 각 후단 전극(31)의 사이에 전계가 인가되어, 대기압 근방 플라즈마 방전이 생성된다. 각 후단 전극(31)의 고체 유전체(32)와 제2 롤 전극(12) 사이의 공간이 대기압 근방의 재방전 공간(39)이 된다.
제2 롤 전극(12)이 재활성화부(30)에서의 후단 전극(31)과 쌍을 이루는 다른 쪽의 후단 전극으로서 제공되어 있다. 게다가, 하나의 제2 롤 전극(12)이 복수의 전극(31, 31)과 쌍을 이루고 있다.
재활성화부(30)를 구성하는 한쪽의 후단 전극(31)의 대향면(31a)은 평면이고, 다른 쪽의 후단 전극(12)의 대향면은 볼록 원통면이다. 이 때문에, 각 재방전 공간(39)의 전극(12)의 둘레 방향을 따르는 경로 길이는 주 방전 공간(19)의 상기 경로 길이보다 크다. 따라서, 재활성화부(30)의 복수의 재방전 공간(39)을 합계한 총 경로 길이는 주 방전 공간(19)의 경로 길이보다 크다.
재활성화부(30)에 공급되는 전력은 주 처리부(10)에 공급되는 전력보다 크다. 여기서, 재활성화부(30)에 공급되는 전력이란, 복수의 전극(31, 31)에 공급되는 전력의 합계를 말한다. 재활성화부(30)에 공급되는 전력은 주 처리부(10)에 공급되는 전력의 예를 들면 1.5배 내지 2.0배이다.
각 재방전 공간(39)에 가스 공급부(33)가 접속되어 있다. 가스 공급부(33)는 방전 생성 가스를 재방전 공간(39)에 공급한다. 상세한 도시는 생략하지만, 가스 공급부(33)는 정류부와 노즐을 포함한다. 공급부(33)의 노즐은 재방전 공간(39)에 임하며 처리 폭 방향으로 연장되어 있다. 방전 생성 가스가 공급부(33)의 정류부에 의해 처리 폭 방향으로 균일화된 후에, 노즐로부터 재방전 공간(39)으로 분출된다. 이 방전 생성 가스의 분출 흐름은 처리 폭 방향으로 균일하게 분포하고 있다.
가스 공급부(33)의 방전 생성 가스로서는 질소(N2)가 이용되고 있다. 가스 공급부(33)의 방전 생성 가스로서, 질소 이외의 불활성 가스(예를 들면, Ar, He 등의 희가스)를 이용할 수도 있다. 가스 공급부(33)의 방전 생성 가스에는 중합성 단량체가 포함되어 있지 않다.
가스 공급부(33)의 방전 생성 가스 공급원을 노즐(21, 22)의 방전 생성 가스 공급원과 공유화할 수도 있다. 하나의 방전 생성 가스 공급원으로부터 연장되는 공급로가 분지하여, 노즐(21, 22)과 가스 공급부(33)에 연결되어 있을 수도 있다.
상기 구성의 필름 표면 처리 장치(1)에 의해 피처리 필름(9)을 표면 처리하는 방법을 설명한다.
롤 전극(11, 12)에 피처리 필름(9)을 걸어 돌린다.
롤 전극(11, 12)을 도 1에 있어서 시계 방향 둘레로 회전시키고, 피처리 필름(9)을 도 1에 있어서 대략 우측 방향으로 반송한다.
반응 가스(아크릴산+N2)를 공급원(20)으로부터 노즐(23)에 도입하고, 노즐(23)로부터 차폐 공간(41)으로 분출한다. 이 반응 가스가 제1 롤 전극(11)의 상측의 둘레면 상의 피처리 필름(9)에 접촉하고, 반응 가스 중의 아크릴산(반응 성분)이 응축하여 피처리 필름(9)에 부착된다.
차폐 부재(40)에 의해 반응 가스를 차폐 공간(41) 내에 가둘 수 있어, 아크릴산이 외부 분위기 중에 누설되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 나아가서는, 아크릴산이 피처리 필름(9)에 접촉할 기회를 증가시켜, 아크릴산을 피처리 필름(9)에 확실하게 부착시킬 수 있다. 또한, 외부의 공기 등의 산소를 포함하는 분위기 가스가 차폐 공간(41)에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
피처리 필름(9)의 상기 아크릴산이 부착된 부분이 상기 피처리 필름(9)의 반송에 의해 마침내 주 방전 공간(19)에 도입된다.
주 방전 공간(19)에 노즐(21) 또는 (22)로부터 방전 생성 가스(N2)를 공급한다. 병행하여, 전극(11)에 전력을 공급하여, 주 방전 공간(19) 내에 대기압 플라즈마 방전을 생성한다. 이에 따라, 주 방전 공간(19) 내에서 방전 생성 가스의 질소가 플라즈마화되어 질소 플라즈마가 생성된다. 이 질소 플라즈마나 플라즈마광이 피처리 필름(9)에 조사되어, 피처리 필름(9)의 표면 분자의 C-C, C-O, C-H 등의 결합을 절단한다. 또한, 플라즈마에 의해 피처리 필름(9)의 표면의 아크릴산이 활성화되어, 이중 결합의 개열, 중합 등이 일어나, 상기 피처리 필름(9)의 결합 절단부에 아크릴산의 중합물이 결합(그래프트 중합)하거나 또는 아크릴산으로부터 분해된 COOH기 등이 결합한다고 생각된다. 이에 따라, 피처리 필름(9)의 표면에 접착성 촉진층이 형성된다.
차폐 부재(40)에 의해 외부 분위기의 진입을 방지할 수 있기 때문에, 외부 분위기 중의 산소에 의해 주 방전 공간(19) 내에서의 반응이 저해되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
피처리 필름(9)은 제1 롤 전극(11)에 접하는 상태에서 주 방전 공간(19)을 통과하여, 가이드 롤(16)로 반환되고, 제2 롤 전극(12)에 접하는 상태에서 주 방전 공간(19)을 다시 통과한다. 따라서, 피처리 필름(9)은 주 방전 공간(19)에 있어서 2회 처리된다.
계속해서, 피처리 필름(9)은 제2 롤 전극(12)의 둘레 방향으로 이동하여 재활성화부(30)의 재방전 공간(39)에 도입된다.
재방전 공간(39)에 가스 공급부(33)로부터 방전 생성 가스(N2)를 공급한다. 병행하여, 전극(31)에 전력을 공급하여, 재방전 공간(39) 내에 대기압 플라즈마 방전을 생성한다. 이에 따라, 재방전 공간(39) 내에서 방전 생성 가스의 질소가 플라즈마화되어 질소 플라즈마가 생성된다. 이 질소 플라즈마나 플라즈마광이 피처리 필름(9)에 조사됨으로써, 다시 피처리 필름(9)의 표면 분자의 C-C, C-O, C-H 등의 결합 절단이 일어난다. 또한, 피처리 필름(9)의 표면의 미중합된 아크릴산이나 중합도가 낮은 아크릴산이 활성화되어 중합이 진행된다. 이 아크릴산의 중합물이 상기 피처리 필름(9)의 결합 절단부에 결합(그래프트 중합)하거나 또는 아크릴산으로부터 분해된 COOH기 등이 결합한다고 생각된다.
재방전 공간(39)의 경로 길이가 주 방전 공간(19)의 경로 길이보다 크기 때문에, 피처리 필름(9) 및 그의 표면의 아크릴산을 주 방전 공간(19)보다 장시간 동안 플라즈마에 노출시킬 수 있어, 피처리 필름(9)의 표면 분자 및 아크릴산에 충분한 에너지를 부여할 수 있다. 이에 따라, 아크릴산을 남기지 않고 충분히 중합시킬 수 있어, 피처리 필름(9)의 표면에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있다. 따라서, 처리 완료된 피처리 필름(9)으로부터 아크릴산 특유의 아세트산과 유사한 악취가 나는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 그 후의 접착 공정에 있어서, 피처리 필름(9)과 PVA 필름을 수계 접착제에 의해 확실하게 접착할 수 있어, 미접착부가 생기는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 양호한 접착 강도를 갖는 편광판을 제조할 수 있다.
피처리 필름(9)이 각 롤 전극(11, 12)의 특히 방전 공간(19)을 구획하는 부분을 덮고 있기 때문에, 이들 전극(11, 12)에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 재활성화부(30)에는 아크릴산(반응 성분)이 공급되지 않기 때문에, 전극(31)의 오염을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 파티클이 발생하는 것을 방지 또는 억제할 수 있어, 수율을 향상시킬 수 있다.
제2 롤 전극(12)을 재활성화부(30)의 전극 요소로서 겸용함으로써, 부품 갯수를 적게 할 수 있어, 장치 구성을 간소화할 수 있다. 게다가, 하나의 롤 전극(12)이 복수의 후단 전극(31, 31)과 쌍을 이룸으로써, 부품 갯수를 한층 적게 할 수 있어, 장치 구성을 한층 간소화할 수 있다.
필름 표면 처리 장치(1) 전체에서 롤 전극의 수는 2개이며 전극(31)은 금속 평판 등으로 구성할 수 있기 때문에, 필름 표면 처리 장치(1)의 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다. 이하의 실시 형태에 있어서, 이미 기술한 실시 형태와 중복하는 내용에 대해서는 도면에 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치(1A)를 나타낸 것이다. 제2 실시 형태의 필름 표면 처리 장치(1A)는 주 처리부(10)의 반응 가스 노즐(23) 및 차폐 부재(40)가 생략되어 있는 점에서 제1 실시 형태의 필름 표면 처리 장치(1)(도 1)와 다르다. 반응 가스 공급원(20)이 상측 노즐(21)에 접속되어 있다. 반응 가스 공급원(20)을, 상측 노즐(21) 대신에 하측 노즐(22)에 접속할 수도 있고, 상측 노즐(21) 및 하측 노즐(22)의 양쪽에 접속할 수도 있다.
제2 실시 형태에서는 반응 가스(아크릴산 AA+N2)가 공급원(20)으로부터 노즐(21)로 보내지고, 노즐(21)로부터 주 방전 공간(19)으로 분출된다. 따라서, 아크릴산의 피처리 필름(9)으로의 분사와 중합 반응이 거의 동시에 행해져, 접착성 촉진층이 형성된다. 반응 가스 중의 캐리어 가스(N2)가 방전 생성 가스를 겸하고, 주 방전 공간(19) 내에서 플라즈마화됨으로써, 상기 접착성 촉진층의 형성에 기여한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치(1B)를 나타낸 것이다. 필름 표면 처리 장치(1B)는 전체로 3개의 롤 전극(11, 12, 34)을 구비하고 있다. 3개의 롤 전극(11, 12, 34)이 이 순으로 일렬로 배열되어 있다. 이들 롤 전극(11, 12, 34)에 피처리 필름(9)이 걸어 돌려져 있다. 도시는 생략하지만, 전극 회전 기구가 제1, 제2 롤 전극(11, 12)에 더하여 제3 롤 전극(34)에도 접속되어 있다. 3개의 롤 전극(11, 12, 34)이 서로 동기하여 회전하여, 피처리 필름(9)을 제1 롤 전극(11), 제2 롤 전극(12), 제3 롤 전극(34)의 순으로 도 4에 있어서 우측 방향으로 반송한다.
제3 실시 형태에서는 전원(18)이 제1 롤 전극(11)이 아닌 중앙의 제2 롤 전극(12)에 접속되어 있다. 제1 롤 전극(11) 및 제3 롤 전극(34)이 전기적으로 접지되어 있다. 따라서, 피처리 필름(9)의 반송 방향을 따라, 어스 전극(11), 핫 전극(12), 어스 전극(34)의 순으로 배열되어 있다. 제1 실시 형태(도 1)와 마찬가지로, 제1, 제2 롤 전극(11, 12)끼리의 사이에 주 방전 공간(19)이 형성된다. 또한, 제2 롤 전극(12)과 제3 롤 전극(34)의 사이에도 방전 공간이 형성된다. 이 전극(12, 34) 사이의 방전 공간에도 질소 등의 방전 생성 가스를 공급할 수도 있다.
제3 롤 전극(34)은 재활성화부(30)에서의 후단 전극(31)과 쌍을 이루는 다른 쪽의 후단 전극을 구성하고 있다. 하나 또는 복수(도면에서는 2개)의 후단 전극(31)이 제2 롤 전극(12) 대신에 롤 전극(34)의 상측에 배치되어 있다. 각 전극(31)의 평면을 이루는 대향면(31a)이, 롤 전극(34)의 볼록 원통면을 이루는 둘레면과 대향하고 있다. 각 전극(31)과 롤 전극(34)의 사이에 재방전 공간(39)이 형성된다.
제3 실시 형태에서는 피처리 필름(9)을 제1, 제2 롤 전극(11, 12)끼리의 사이의 방전 공간(19)에서 플라즈마 처리한 후, 제2, 제3 롤 전극(12, 34)끼리의 사이의 방전 공간에서 다시 플라즈마 처리할 수 있다. 그 후, 피처리 필름(9)을 재활성화부(30)의 재방전 공간(39)에 도입하여 추가로 플라즈마 처리할 수 있다. 이에 따라, 아크릴산을 한층 더 충분히 중합시킬 수 있어, 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있다.
피처리 필름(9)이 모든(3개의) 롤 전극(11, 12, 34)을 덮고 있기 때문에, 이들 전극(11, 12, 34)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 필름 표면 처리 장치(1C)를 나타낸 것이다. 필름 표면 처리 장치(1C)에서는 주 처리부(10)보다 후단의 재활성화부로서, 플라즈마 처리부(30) 대신에 광 에너지 조사 수단(50)이 설치되어 있다. 광 에너지 조사 수단(50)은 적외선 램프 또는 자외선 램프로 구성되어 있다. 광 에너지 조사 수단(50)은 제2 롤 전극(12)보다 반송 방향의 하류측의 피처리 필름(9)과 대면하도록 배치되어 있다. 광 에너지 조사 수단(50)의 광 출사부는 처리 폭 방향(도 5의 지면과 직교하는 방향)으로 필름(9)과 대략 동일한 길이로 연장되어 있다.
광 에너지 조사 수단(50)을 제2 롤 전극(12)의 둘레면과 대면하도록 배치할 수도 있다.
광 에너지 조사 수단(50)으로부터의 적외광 또는 자외광(51)(광 에너지)이, 주 처리부(10)를 통과한 후의 피처리 필름(9)에 처리 폭 방향으로 거의 균일하게 조사된다. 이에 따라, 피처리 필름(9)의 표면 분자 및 아크릴산에 다시 에너지를 부여할 수 있어, 아크릴산의 중합 반응을 다시 일으킬 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태 등과 마찬가지로, 아크릴산을 충분히 중합시켜 피처리 필름(9)의 표면에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있어, 접착성을 높일 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변을 할 수 있다.
예를 들면, 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서, 재활성화부(30)의 후단 전극(31)의 수는 1개일 수도 있고, 3개 이상일 수도 있다.
재활성화부(30)의 전극 구조는 재방전 공간(39)의 경로 길이가 주 처리부(10)의 볼록 원통면끼리를 대향시킨 전극(11, 12)의 방전 공간(19)의 경로 길이 보다 긴 것이면 되고, 평면과 볼록 원통면을 대향시킨 전극(31)과 전극(12, 34)의 조합으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6a에 도시한 바와 같이, 재활성화부(30)는 양쪽의 전극(35, 35)이 평면(35a, 35a)끼리를 대향시킨 평행 평판 전극으로 구성되어 있을 수도 있다. 이들 전극(35, 35) 사이에 피처리 필름(9)이 통과된다. 또는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 재활성화부(30)의 한쪽 전극(36)의 대향면이 오목 원통면(36a)이고, 다른 쪽 전극(37)의 대향면이 볼록 원통면(37a)일 수도 있다. 전극(37)은 롤 전극으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 전극(37)에 피처리 필름(9)이 권취된다. 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서, 평판 전극(31) 대신에 오목 원통면 전극(36)을 이용할 수도 있다.
주 처리부(10)의 노즐(21, 22) 중 어느 한쪽만을 설치하고, 다른 쪽은 생략할 수도 있다.
제1, 제3, 제4 실시 형태에 있어서, 차폐 부재(40)를 생략할 수도 있다.
복수의 실시 형태를 서로 조합할 수도 있다. 예를 들면, 제2 실시 형태의 주 처리부(10)의 구조를 제3 내지 제4 실시 형태에 적용할 수도 있다.
재활성화부가, 한 쌍의 전극을 포함하는 플라즈마 처리부(30)와, 광 에너지 조사 수단(50)을 포함할 수도 있다.
본 발명은 편광판용 보호 필름의 표면 처리에 한정되지 않고, 다양한 수지 필름의 표면 처리에 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 중합성 단량체의 플라즈마 중합 처리에 한정되지 않고, 플라즈마 CVD, 플라즈마 세정, 플라즈마 표면 개질 등의 다양한 플라즈마 표면 처리에 적용할 수 있다. 이들 각종 플라즈마 표면 처리에 있어서, 충분한 처리도를 얻을 수 있으며 주 처리부(10)의 롤 전극(11, 12)에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 또한 재활성화부(30)의 전극(31) 등이 반응 성분에 의해 오염되는 것을 억제 또는 방지할 수 있고, 나아가서는 파티클의 발생을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다.
반응 가스의 반응 성분은 처리 내용에 따라 적절히 선택된다. 예를 들면, 플라즈마 CVD에서 이용하는 반응 성분으로서는, TMOS(테트라메톡시실란), TEOS(테트라에톡시실란) 등을 들 수 있다.
<실시예 1>
실시예를 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1에서는, 도 1에 도시한 필름 표면 처리 장치(1)를 이용하여, 주 처리부(10)에 의한 플라즈마 처리에 계속해서, 재활성화부(30)에 의한 재플라즈마 처리를 행하였다.
피처리 필름(9)으로서 TAC 필름을 이용하였다. TAC 필름(9)의 폭은 330mm였다.
TAC 필름(9)의 반송 속도는 15m/분으로 하였다.
전극(11, 12)의 온도, 나아가서는 TAC 필름(9)의 온도는 25℃로 설정하였다.
반응 가스의 중합성 단량체로서 아크릴산을 이용하고, 캐리어 가스로서 질소를 이용하였다.
기화기(20) 내의 액체 아크릴산의 온도는 70℃로 하였다.
캐리어 가스(N2)의 유량, 나아가서는 반응 가스(아크릴산+N2)의 유량은 40slm으로 하였다.
상하의 노즐(21, 22) 중 하측 노즐(22)로부터만 방전 생성 가스(N2)를 분출하여 주 방전 공간(19)에 공급하였다. 노즐(22)의 가스 분출 폭은 325mm였다. 노즐(22)로부터의 N2 공급 유량은 20slm으로 하였다.
각 롤 전극(11, 12)의 직경은 320mm였다. 각 롤 전극(11, 12)의 축 길이는 340mm였다.
롤 전극(11, 12) 사이의 가장 좁게 된 개소의 갭(주 방전 공간(19)의 두께)은 1mm였다.
전극(11)으로의 공급 전력은 1100W로 하였다.
전극(11, 12) 사이의 인가 전압은 Vpp=18.0kV였다.
각 후단 전극(31)의 처리 폭 방향(도 1의 지면 직교 방향의 치수)의 길이는 340mm였다. 각 후단 전극(31)의 필름 반송 방향(도 1의 좌우 방향)의 치수는 20mm였다.
각 전극(31)의 하면(31a)과 제2 롤 전극(12)의 외주면과의 간격은 1mm였다.
고체 유전체(32)의 두께는 1mm였다.
각 전극(31)으로의 공급 전력은 600W로 하였다. 따라서, 2개의 전극(31)의 합계의 공급 전력은 1200W였다.
전극(31, 12) 사이의 인가 전압은 Vpp=18.0kV였다.
각 재방전 공간(39)으로의 방전 생성 가스(N2)의 공급 유량은 20.0L/분으로 하였다.
표면 처리 후의 TAC 필름으로부터는 아크릴산 특유의 아세트산 냄새가 나지 않았다. 상기 처리 후의 TAC 필름의 표면에 순수를 적하하고, 그 순수의 pH를 측정한 바, pH=7이었다. pH 측정에는 가부시끼가이샤 테스토 제조 pH 계측기, 형번 TESTO230을 사용하였다. 상기 pH 측정 결과는 TAC 필름의 표면 상에 단량체 그대로의 아크릴산이 거의 존재하지 않게 되어, 중합 반응이 충분히 이루어졌음을 나타낸다.
표면 처리 후의 피처리 TAC 필름(9)을 PVA 필름의 한쪽 면에 접합시켰다. 접착제로서, (A) 중합도 500의 PVA 5 중량％ 수용액과, (B) 카르복시메틸셀룰로오스나트륨 2 중량％ 수용액을 혼합한 수용액을 이용하였다. (A) 및 (B)의 혼합비는 (A):(B)=20:1로 하였다. 접착제의 건조 조건은 80℃, 5분간으로 하였다.
PVA 필름의 반대측의 면에는 비누화 처리한 TAC 필름을 상기와 동일한 접착제로 접합시켰다. 이에 따라, 3층 구조의 편광판 샘플을 제작하였다. 편광판 샘플의 폭은 25mm로 하였다.
접착제가 경화된 후, 상기 피처리 TAC 필름(9)과 PVA 필름의 접착 강도를 부동 롤러법(JIS K6854)으로 측정하였다.
측정 결과, 접착 강도는 9.8N/25mm였다.
[비교예 1]
비교예로서, 재활성화부(30)(전극(31))를 생략한 점을 제외하고, 도 1의 필름 표면 처리 장치(1)와 동일 구조의 장치를 이용하여 TAC 필름(9)의 플라즈마 처리를 행하였다. 처리 조건은 실시예 1의 주 처리부(10)에서의 처리 조건과 동일하게 하였다.
표면 처리 후의 TAC 필름으로부터는 아크릴산 특유의 아세트산 냄새가 났다. 상기 처리 후의 TAC 필름의 표면을 실시예 1과 동일한 측정 수단으로 pH 측정한 바, pH=4였다. 상기 pH 측정 결과는 TAC 필름의 표면에 아크릴산 단량체가 아직 남아 있어, 중합이 불충분함을 나타낸다.
또한, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판 샘플을 제작하며 접착 강도를 측정하였다.
측정 결과, 접착 강도는 8.5N/25mm였다.
본 발명에 따르면, 재활성화부(30)를 설치하여 재플라즈마 처리함으로써, 재플라즈마 처리하지 않는 경우(비교예 1)보다 접착 강도를 1N/25mm 이상 높일 수 있었다.
<실시예 2>
실시예 2에서는, 도 5에 나타내는 필름 표면 처리 장치(1C)를 이용하여, 주 처리부(10)에 의한 플라즈마 처리에 계속해서, 광 에너지 조사 수단(50)에 의한 광 조사를 행하였다.
주 처리부(10)에서의 플라즈마 처리의 처리 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
광 에너지 조사 수단(50)으로서 적외 램프(하이벡사 제조, 형번 HYP45)를 이용하였다. 광 에너지 조사 수단(50)의 광 출사면과 TAC 필름(9)의 거리는 10mm로 하였다. 광 에너지 조사 수단(50)으로부터의 조사광의 파장은 0.8μm이고, 조도는 15W/cm2였다.
표면 처리 후의 TAC 필름으로부터는 아크릴산 특유의 아세트산 냄새가 나지 않았다. 상기 처리 후의 TAC 필름의 표면을 실시예 1과 동일한 측정 수단으로 pH 측정한 바, pH=7이었다. 이 결과는 단량체 그대로의 아크릴산이 거의 존재하지 않게 되어, 중합 반응이 충분히 이루어졌음을 나타낸다.
또한, 실시예 1과 동일하게 하여 샘플을 제작하며 접착 강도를 측정하였다.
측정 결과, 접착 강도는 9.5N/25mm였다.
본 발명은, 예를 들면 평판 디스플레이(FPD)의 편광판이나 각종 반도체 장치의 제조에 적용 가능하다.
1, 1A, 1B, 1C: 필름 표면 처리 장치
9: 피처리 필름
10: 주 처리부
11: 제1 롤 전극
12: 제2 롤 전극
16: 가이드 롤
18: 전원
19: 주 방전 공간
20: 반응 가스 공급원(기화기)
21: 상측 방전 생성 가스 노즐
22: 하측 방전 생성 가스 노즐
23: 반응 가스 노즐
24: 방전 생성 가스원
30: 재활성화부
31: 후단 전극
31a: 대향면
32: 고체 유전체
33: 가스 공급부
34: 재활성화용 롤 전극
35: 평행 평판 전극
36: 오목 원통면 전극
37: 롤(볼록 원통면) 전극
38: 재활성화용 전원
39: 재방전 공간
40: 차폐 부재
41: 차폐 공간
50: 광 에너지 조사 수단
51: 조사광

Claims (5)

  1. 연속하는 피처리 필름을 반송하면서, 반응 성분을 활성화시켜 상기 피처리 필름의 표면 상에서 반응시키는 필름 표면 처리 장치로서,
    상기 반송 방향의 상대적으로 상류측에 배치된 주 처리부와, 상기 반송 방향의 상대적으로 하류측에 배치된 재활성화부를 구비하며,
    상기 주 처리부가, 서로의 사이에 대기압 근방의 주 방전 공간을 형성하도록 평행하게 배치된 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극과, 상기 피처리 필름에서의 상기 주 방전 공간보다 상기 반송 방향의 상류측의 부분을 향해 또는 상기 주 방전 공간을 향해 상기 반응 성분을 함유하는 반응 가스를 분출하는 노즐을 포함하며, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극에 걸어 돌려지며 상기 주 방전 공간을 통과한 후에 반환되어 상기 제2 롤 전극에 걸어 돌려지고, 상기 제1 롤 전극 및 제2 롤 전극이 각각 자기의 축선 둘레로 또한 서로 동일 방향으로 회전됨으로써, 상기 피처리 필름이 상기 제1 롤 전극으로부터 상기 제2 롤 전극으로 반송되고,
    상기 재활성화부가, 서로의 사이에 대기압 근방의 재방전 공간이 형성되는 한 쌍의 후단 전극과, 이들 후단 전극 사이에 상기 반응 성분을 포함하지 않는 방전 생성 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하며, 상기 재방전 공간에 상기 피처리 필름이 통과되고, 상기 한 쌍의 후단 전극의 대향면이 둘 다 평면이거나 평면과 볼록 원통면이거나 또는 오목 원통면과 볼록 원통면인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재활성화부의 한 쌍의 후단 전극 중 한쪽이 평면 또는 오목 원통면을 포함하는 대향면을 갖고 상기 제2 롤 전극과 대향하고, 상기 제2 롤 전극이 상기 재활성화부의 다른 쪽의 후단 전극으로서 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재활성화부에 공급되는 전력이 상기 주 처리부에 공급되는 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응 성분이 중합성 단량체인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
  5. 삭제
KR1020127027571A 2010-03-24 2011-03-23 필름 표면 처리 장치 KR101257655B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-068747 2010-03-24
JP2010068747A JP5006951B2 (ja) 2010-03-24 2010-03-24 フィルム表面処理装置
PCT/JP2011/056950 WO2011118619A1 (ja) 2010-03-24 2011-03-23 フィルム表面処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120128163A KR20120128163A (ko) 2012-11-26
KR101257655B1 true KR101257655B1 (ko) 2013-04-29

Family

ID=44673170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127027571A KR101257655B1 (ko) 2010-03-24 2011-03-23 필름 표면 처리 장치

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5006951B2 (ko)
KR (1) KR101257655B1 (ko)
CN (1) CN102812073B (ko)
TW (1) TWI435123B (ko)
WO (1) WO2011118619A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017120328A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 住友化学株式会社 樹脂フィルム付光学部材の製造方法
JP2017120313A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 住友化学株式会社 樹脂フィルム付光学部材の製造方法
JP6725249B2 (ja) * 2015-12-28 2020-07-15 住友化学株式会社 樹脂フィルム付光学部材の製造方法
JP6183870B1 (ja) * 2016-05-31 2017-08-23 春日電機株式会社 表面改質装置
JP6403227B2 (ja) * 2016-11-18 2018-10-10 日東電工株式会社 光学フィルムの活性化処理方法および製造方法、光学フィルムならびに画像表示装置
JP6581269B2 (ja) * 2018-09-25 2019-09-25 日東電工株式会社 光学フィルムの活性化処理方法および製造方法、光学フィルムならびに画像表示装置
CN109967019A (zh) * 2019-04-19 2019-07-05 华东理工大学 一种颗粒干法连续表面改性反应器
JP2019215574A (ja) * 2019-08-29 2019-12-19 日東電工株式会社 光学フィルムの活性化処理方法および製造方法、光学フィルムならびに画像表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241409A (ja) * 1996-03-04 1997-09-16 Sekisui Chem Co Ltd プラズマを利用した表面処理方法
JP2000080184A (ja) 1998-06-26 2000-03-21 Dainippon Printing Co Ltd フィルムシ―トの多段階表面改質方法及びその装置
WO2008008284A2 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 The Regents Of The University Of California Cancer biomarkers and methods of use threof
JP2009035724A (ja) 2007-07-12 2009-02-19 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理方法及び装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2330496Y (zh) * 1998-07-27 1999-07-28 北京理工大学 塑料薄膜等离子体表面改性装置
JP5363981B2 (ja) * 2007-07-09 2013-12-11 積水化学工業株式会社 フィルム表面処理方法及び偏光板の製造方法並びに表面処理装置
CN101583233A (zh) * 2009-03-24 2009-11-18 新奥光伏能源有限公司 一种常压等离子体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241409A (ja) * 1996-03-04 1997-09-16 Sekisui Chem Co Ltd プラズマを利用した表面処理方法
JP2000080184A (ja) 1998-06-26 2000-03-21 Dainippon Printing Co Ltd フィルムシ―トの多段階表面改質方法及びその装置
WO2008008284A2 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 The Regents Of The University Of California Cancer biomarkers and methods of use threof
JP2009035724A (ja) 2007-07-12 2009-02-19 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011118619A1 (ja) 2011-09-29
CN102812073B (zh) 2013-10-09
JP2011201079A (ja) 2011-10-13
JP5006951B2 (ja) 2012-08-22
TWI435123B (zh) 2014-04-21
CN102812073A (zh) 2012-12-05
TW201202760A (en) 2012-01-16
KR20120128163A (ko) 2012-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101257655B1 (ko) 필름 표면 처리 장치
WO2010150551A1 (ja) フィルムの表面処理方法及び装置並びに偏光板の製造方法
KR101345889B1 (ko) 필름 표면 처리 방법 및 편광판의 제조 방법 및 표면 처리 장치
KR101316963B1 (ko) 필름 표면 처리 장치
JP2010150372A (ja) フィルムの表面処理方法及び装置並びに偏光板の製造方法
KR101328352B1 (ko) 필름의 표면 처리 방법 및 장치, 및 편광판의 제조 방법
JP2010150373A (ja) フィルムの表面処理方法及び接着方法並びに偏光板の製造方法
JP2008101110A (ja) フィルムの表面処理方法および表面処理装置
KR101930972B1 (ko) 필름 표면 처리 방법 및 장치
KR101899177B1 (ko) 필름 표면 처리 방법 및 장치
WO2013047279A1 (ja) フィルムの表面処理開始方法及び表面処理装置
WO2012043385A1 (ja) フィルム表面処理方法及び装置
JPWO2012117933A1 (ja) フィルム表面処理方法及び装置
JP2011074362A (ja) フィルムの表面処理方法及び装置並びに偏光板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 7