KR20110098847A - 필름의 표면 처리 방법 및 장치, 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이접착성 수지 필름 (12)와 접착되어야 하는 난접착성 수지 필름 (11)을 대기압 근방의 처리 공간 (22)에 배치한다. 공정 가스 공급계 (3)에 의해 아크릴산(중합성 단량체)의 증기를 함유하는 공정 가스를 처리 공간 (22)에 공급한다. 플라즈마 처리부 (2)에서 공정 가스를 플라즈마화하여 난접착성 수지 필름 (11)에 접촉시킨다. 공정 가스의 공급 유량을, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 3000 ppm 이하가 되도록 설정한다. 이에 따라, 난접착성 수지 필름의 접착성을 향상시키고, 고속 처리를 가능하게 한다.

Description

필름의 표면 처리 방법 및 장치, 및 편광판의 제조 방법 {METHOD AND DEVICE FOR TREATING FILM SURFACE AND PROCESS FOR PRODUCING POLARIZER}

본 발명은 수지 필름의 표면을 처리하는 방법 및 장치, 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이고, 특히 난접착성의 수지 필름과 이접착성의 수지 필름을 접착할 때에 상기 난접착성 수지 필름에 대하여 행하는 표면 처리 방법 등에 관한 것이다.

액정 표시 장치에는 편광판이 삽입되어 있다. 편광판은 폴리비닐알코올(이하, 적절하게 "PVA"라 함)을 주성분으로서 포함하는 수지 필름(이하, 적절하게 "PVA 필름"이라 함)으로 이루어지는 편광 필름에 트리아세테이트셀룰로오스(이하, 적절하게 "TAC"라 함)를 주성분으로서 포함하는 수지 필름(이하, 적절하게 "TAC 필름"이라 함)으로 이루어지는 보호 필름을 접착제를 이용하여 접착한 것이다. 접착제로는, 폴리비닐알코올계나 폴리에테르계 등의 수계 접착제가 이용되고 있다. PVA 필름은, 이들 접착제와의 접착성이 양호하지만, TAC 필름은 접착성이 양호하지 않다. 따라서, 일반적으로 TAC 필름은, 접착에 앞서서 수산화나트륨이나 수산화칼륨 등의 알칼리 수용액에 침지되고, 비누화 처리된다. 이에 따라, TAC 필름의 표면이 가수분해에 의해 친수성이 높아져, 접착제가 TAC 필름에 부착되기 쉬워진다.

비누화 처리 이외의 표면 처리 방법으로서, 예를 들면 특허문헌 1에서는, 헬륨과 아르곤의 혼합 가스로 피처리물의 표면을 대기압하에서 플라즈마 처리한 후, 아크릴산을 스프레이건에 의해 분무하고, 아크릴산을 그래프트 중합시켜, 피처리물의 표면을 개질시키는 방법이 제안되어 있다.

특허문헌 2에서는, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스와 유기계의 박막 형성용 가스를 혼합하고, 이 혼합 가스를 대기압하에서 플라즈마 방전시켜 피처리물에 공급하여, 피처리물의 친수성을 높이는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허 제3292924호 공보 일본 특허 공개 제2006-299000호 공보

발명자들은 플라즈마 처리 장치를 이용하여 난접착성 수지 필름의 접착성 향상을 위한 표면 처리를 행하는 경우, 플라즈마 내의 산소의 농도에 의해 접착성이 변동한다는 지견을 얻었다. 산소 농도가 일정량을 초과하면 충분한 접착 강도를 얻을 수 없다(후술 실시예 1 참조).

본 발명에 관한 필름 처리 방법은, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 이접착성 수지 필름과 접착되어야 하는 난접착성 수지 필름의 표면을 처리하는 방법으로서,

중합성 단량체를 플라즈마에 의해 활성화시켜 대기압 근방의 처리 공간에 배치한 상기 난접착성 수지 필름과 반응시키고,

상기 처리 공간 내의 산소 농도(부피 농도)를 0 이상 3000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 플라즈마 표면 처리 장치는, 이접착성 수지 필름과 접착되어야 하는 난접착성 수지 필름의 표면을 처리하는 장치로서,

중합성 단량체를 플라즈마에 의해 활성화시켜 대기압 근방의 처리 공간에 배치한 난접착성 수지 필름에 접촉시키는 플라즈마 처리부를 구비하며,

상기 처리 공간 내의 산소 농도가 0 이상 3000 ppm 이하인 것을 특징으로 한다.

중합성 단량체의 활성화는, 중합성 단량체의 개열, 중합, 분해를 포함한다. 활성화한 중합성 단량체가 난접착성 수지 필름과 반응한다. 예를 들면, 난접착성 수지 필름의 표면 중 C-C, C-O, C-H 등의 결합이 플라즈마 가스와의 접촉이나 플라즈마광의 조사에 의해서 절단되고, 이 결합 절단부에 중합성 단량체의 중합물이 그래프트 중합한다고 생각된다. 또는, 결합 절단부에 중합성 단량체로부터 분해된 관능기가 결합한다고 생각된다. 이에 따라, 난접착성 수지 필름의 표면에 접착성 촉진층이 형성된다고 생각된다. 처리 공간 내의 산소 농도를 3000 ppm 이하로 함으로써, 중합성 단량체의 활성화나 결합 절단부와의 결합 등의 반응이 저해되는 것을 방지할 수 있어, 난접착성 수지 필름의 표면에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

상기 필름 처리 방법에서, 상기 처리 공간 내에 방전을 생성하고, 상기 중합성 단량체의 증기를 함유하는 공정 가스를 상기 처리 공간에 공급하며, 상기 공정 가스의 공급 유량을 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 0 이상 3000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기 필름 처리 장치에서, 상기 플라즈마 처리부가 상기 처리 공간 내에 방전을 생성하는 한쌍의 전극을 갖고, 상기 중합성 단량체의 증기를 함유하는 공정 가스를 상기 처리 공간에 공급하는 공정 가스 공급계를 더 구비하며, 상기 공정 가스 공급계의 공정 가스의 공급 유량이, 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 0 이상 3000 ppm 이하가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

처리 공간에 공정 가스를 공급함으로써, 처리 공간 내의 공기 등의 가스를 추방하여 공정 가스로 치환할 수 있다. 공정 가스의 공급 유량을 조절함으로써, 처리 공간 내의 산소량을 조절할 수 있다. 이 양태에서는, 처리 공간이 방전 공간이 된다. 처리 대상의 난접착성 수지 필름이 방전 공간 내에 배치되어, 방전 공간 내의 플라즈마와 직접적으로 접촉한다.

상기 처리 공간 내의 산소 농도는, 바람직하게는 2000 ppm 이하가 되도록 하고, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하가 되도록 한다.

상기 공정 가스의 공급 유량을, 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 바람직하게는 2000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 난접착성 수지 필름의 접착성을 한층 확실하게 향상시킬 수 있다.

상기 필름 처리 방법에서, 상기 난접착성 수지 필름을 상기 처리 공간에 대하여 상대 이동시키고, 상기 상대 이동의 속도를 10 m/분 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 필름 처리 장치에서, 상기 난접착성 수지 필름을 상기 처리 공간에 대하여 상대 이동시키는 이동 수단을 더 구비하고, 상기 이동 수단에 의한 상기 상대 이동의 속도가 10 m/분 이상인 것이 바람직하다.

난접착성 수지 필름을 상대 이동시키면, 공기 등의 분위기 가스가 난접착성 수지 필름과 함께 처리 공간 내에 권취되기 쉽다. 난접착성 수지 필름의 상대 이동 속도를 크게 하면, 분위기 가스의 권취 유량이 증가한다. 따라서, 처리 공간 내의 산소 농도의 상승으로 연결된다. 따라서, 공정 가스의 공급 유량을 크게 한다. 이에 따라, 권취한 분위기 가스를 처리 공간에서 추방할 수 있어, 처리 공간 내의 산소 농도를 원하는 크기로 할 수 있다. 이에 따라, 난접착성 수지 필름의 양호한 접착성을 확보하면서, 난접착성 수지 필름의 상대 이동 속도를 크게 할 수 있고, 고속 처리를 행할 수 있다.

난접착성 수지 필름의 상대 이동 속도는 20 m/분 이상일 수도 있고, 30 m/분 이상일 수도 있다. 상대 이동 속도의 증대에 따라, 공정 가스의 공급 유량을 크게 함으로써, 방전 공간 내의 산소 농도를 3000 ppm 이하, 바람직하게는 2000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하로 할 수 있다. 난접착성 수지 필름의 상대 이동 속도의 상한은, 이동 수단 등의 성능이나 공정 가스의 공급 능력 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들면, 난접착성 수지 필름의 상대 이동 속도의 상한은 60 m/분 정도가 바람직하다.

상기 공정 가스가 산소 가스를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

처리 공간 내의 공기 등의 가스를 공정 가스로 치환함으로써, 처리 공간 내의 산소 농도를 확실하게 저하시킬 수 있다. 산소 가스를 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 공정 가스의 산소 함유량이 0인 경우 이외에, 표면 처리에 영향을 미치지 않을 정도로 미량의 산소가 함유되어 있는 경우를 포함한다. 구체적으로 산소 가스를 실질적으로 함유하지 않는 공정 가스의 산소 농도(부피 농도)는, 바람직하게는 0 이상 1 ppm 이하이고, 보다 바람직하게는 0 이상 0.1 ppm 이하이며, 한층 바람직하게는 0 이상 0.01 ppm 이하이다.

대기압 근방의 상기 처리 공간은, 대기에 연통되어 있을 수도 있고, 대기에 개방되어 있을 수도 있다.

여기서 대기압 근방이란, 1.013×10⁴ 내지 50.663×10⁴ Pa의 범위를 말하며, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 1.333×10⁴ 내지 10.664×10⁴ Pa가 바람직하고, 9.331×10⁴ 내지 10.397×10⁴ Pa가 보다 바람직하다.

본 발명에 관한 플라즈마 표면 처리 장치에서, 상기 한쌍의 전극이 각각 축선을 축 방향으로 향하게 한 원통상을 이루어 상기 축 방향과 직교하는 배열 방향에 평행하게 나열되고, 이들 전극끼리간의 가장 좁아진 개소 및 그의 주변이 상기 처리 공간이 되며, 추가로 상기 처리 공간을 사이에 두고 상기 축 방향 및 상기 배열 방향과 직교하는 직교 방향의 양측에 설치되고, 상기 축 방향으로 연장되며, 상기 각 전극의 주위면 사이에 상기 난접착성 수지 필름의 상기 각 전극으로의 권취를 허용하는 간극을 형성하도록 하여 상기 한쌍의 전극의 상기 주위면끼리간에 걸친 한쌍의 측부 폐색 부재를 구비하고, 상기 한쌍의 측부 폐색 부재 중 적어도 하나가 상기 공정 가스 공급계의 하류단의 공정 가스 노즐을 구성하고 있는 것이 바람직하다.

한쌍의 측부 폐색 부재에 의해서, 처리 공간의 상기 직교 방향의 양측을 거의 폐색할 수 있다. 이에 따라, 외부의 산소를 포함하는 분위기 가스가 전극의 주위면끼리간으로부터 처리 공간에 침입하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 따라서, 처리 공간 내의 산소 농도를 확실하게 소정(3000 ppm) 이하로 할 수 있고, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

상기 간극의 두께는, 상기 한쌍의 전극끼리간의 가장 좁아진 개소의 간격 이하인 것이 바람직하고, 상기 처리 공간의 두께 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 공정 가스의 공급 유량을 작게 하여도, 처리 공간 내의 산소 농도를 확실하게 소정(3000 ppm) 이하로 할 수 있다. 여기서 상기 처리 공간의 두께는, 상기 한쌍의 전극끼리간의 가장 좁아진 개소의 간격으로부터 상기 난접착성 수지 필름의 두께의 2배를 뺀 크기에 상당한다. 상기 한쌍의 전극끼리간의 가장 좁아진 개소의 간격은, 적어도 상기 난접착성 수지 필름의 두께의 2배보다 크고, 또한 3 mm 이하가 바람직하며, 1 mm 이하가 보다 바람직하다.

난접착성 수지 필름을 원통상의 전극의 주위면에 권취하고, 원통상의 전극을 회전시킴으로써, 난접착성 수지 필름을 반송할 수 있다. 원통상의 전극은 상기 이동 수단을 겸비할 수 있다.

본 발명에 따른 플라즈마 표면 처리 장치에서, 상기 한쌍의 전극 및 상기 한쌍의 측부 폐색 부재의 상기 축 방향의 서로 동일한 측의 단부끼리간에 걸치고, 상기 처리 공간의 상기 축 방향의 상기 동일한 측의 단부에서 덮이는 축단 폐색 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

축단 폐색 부재에 의해, 외부의 산소를 포함하는 분위기 가스가 처리 공간의 축 방향의 단부로부터 처리 공간 내에 들어가는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.

따라서, 공정 가스의 공급 유량을 더 작게 하여도, 처리 공간 내의 산소 농도를 확실하게 소정(3000 ppm) 이하로 할 수 있다. 나아가, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

상기 축단 폐색 부재와 원통상의 전극의 축 방향의 단부 사이에 래비린스 시일(labyrinth seal)이 형성되어 있을 수도 있다. 예를 들면, 상기 축단 폐색 부재의 상기 전극을 향하는 측면에는 부분 환상의 볼록부가 형성되고, 상기 전극의 축 방향의 단면(端面)에는 환상의 오목홈이 형성되며, 이들 볼록부와 오목홈이 교합됨로써, 상기 래비린스 시일이 구성된다. 혹은 상기 래비린스 시일로서, 상기 축단 폐색 부재의 상기 전극을 향하는 측면에는 부분 환상의 오목홈이 형성되고, 상기 전극의 축 방향의 단면에는 환상의 볼록부가 형성되어 있을 수도 있다.

난접착성 수지 필름이란, 상기 필름과 접착되는 상대측의 필름보다도 접착제에 대한 접착성이 상대적으로 낮은 필름을 말한다. 이접착성 수지 필름이란, 상기 필름과 접착되는 상대측의 필름보다도 접착제에 대한 접착성이 상대적으로 높은 필름을 말한다. 동일한 필름이 접착되는 상대측의 필름에 따라, 난접착성 수지 필름이 되는 경우도 있고, 이접착성 수지 필름이 되는 경우도 있다.

상기 난접착성 수지 필름의 주성분으로는, 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 수지 필름의 주성분으로는, 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA) 등을 들 수 있다.

중합성 단량체로는 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 단량체로는 메타크릴산에틸렌글리콜, 알릴알코올, 메타크릴산히드록시에틸 등을 들 수 있다.

불포화 결합 및 카르복실기를 갖는 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 2-메타크릴로일프로피온산 등을 들 수 있다.

불포화 결합 및 아세틸기를 갖는 단량체로는 아세트산비닐 등을 들 수 있다.

불포화 결합 및 글리시딜기를 갖는 단량체로는 메타크릴산글리시딜 등을 들 수 있다.

불포화 결합 및 에스테르기를 갖는 단량체로는 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산옥틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산 2-에틸 등을 들 수 있다.

불포화 결합 및 알데히드기를 갖는 단량체로는 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 따라, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 높일 수 있다. 상기 중합성 단량체는 아크릴산인 것이 보다 바람직하다.

상기 중합성 단량체는 캐리어 가스에 의해서 반송하는 것으로 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. 이러한 중합성 단량체는, 불활성 가스 등의 캐리어 가스 중에 기화시켜, 중합성 단량체 증기와 캐리어 가스의 혼합 가스를 포함하는 중합성 단량체 함유 가스를 얻을 수 있다. 중합성 단량체를 캐리어 가스 중에 기화시키는 방법으로는, 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.

또한, 본 발명에 관한 편광판의 제조 방법은, 상기 난접착성 수지 필름이 투명한 보호 필름이고, 상기 이접착성 수지 필름이 편광 필름이며, 상기한 필름 표면 처리 방법을 실행한 후, 상기 난접착성 수지 필름을 이접착성 수지 필름에 투명한 접착제를 통해 접착하는 것을 특징으로 한다.

상기 표면 처리 방법을 채용함으로써 접착성을 확보할 수 있고, 나아가 편광판의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 난접착성 수지 필름의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있고, 처리 품질을 향상시킬 수 있다.

[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표면 처리 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
[도 2] (a)는 편광판의 단면도이고, (b)는 하드 코드층이 부착된 편광판의 단면도이다.
[도 3] 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표면 처리 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
[도 4] 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표면 처리 장치의 플라즈마 처리부를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
[도 5] 제3 실시 형태의 플라즈마 처리부의 사시도이다.
[도 6] 제3 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.
[도 7] 본 발명의 제4 실시 형태의 표면 처리 장치의 플라즈마 처리부를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
[도 8] 제4 실시 형태의 플라즈마 처리부를, 전극을 가상선으로 하여 나타내는 사시도이다.
[도 9] 도 7의 IX-IX선에 따르는 단면도이다.
[도 10] 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 표면 처리 장치의 플라즈마 처리부를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
[도 11] 도 10의 XI-XI선을 따르는 단면도이다.
[도 12] 제5 실시 형태의 변형예를 도시하는 정면도이다.
[도 13] 도 12의 XIII-XIII선을 따르는 단면도이다.
[도 14] 도 12에서 지면 깊이측에 배치된 축단 폐색 부재의 사시도이다.
[도 15] 실시예 1에 이용한 표면 처리 장치의 개략 구성도이다.
[도 16] 실시예 3의 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 17] 실시예 5에 이용한 축단 폐색 부재의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 표면 처리 방법을 이용하여 제작된 액정 디스플레이용 편광판 (10)을 나타낸 것이다. 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 편광판 (10)은 편광 필름 (12)와, 이 편광 필름 (12)의 양면에 적층된 한쌍의 보호 필름 (11)을 갖고 있다.

보호 필름 (11)은, 트리아세테이트셀룰로오스(TAC)를 주성분으로 하는 TAC 필름으로 구성되어 있다. TAC 필름 (11)의 트리아세테이트셀룰로오스의 함유량은 90 질량 ％ 이상이다. TAC 필름 (11)에는, 추가로 인산트리페닐(TPP) 등의 인산에스테르 가소제를 3 내지 10 질량 ％ 정도 함유할 수도 있고, 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다. TAC 필름 (11)의 두께에는 특별히 한정이 없고, 예를 들면 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛이다. TAC 필름 (11)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 캐스팅법으로 제조된다.

편광 필름 (12)는, 폴리비닐알코올(PVA)을 주성분으로 하는 PVA 필름 (12)로 구성되어 있다.

TAC 필름 (11)과 PVA 필름 (12)는, 접착제 (13)에 의해 접착되어 있다. 접착제 (13)으로는 특별히 한정되지 않지만, 광학 필름 (10)에 적용되는 것을 고려하여, 투명한 수계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 수계 접착제로서, 폴리비닐알코올 수용액, 폴리비닐부티랄 용액 등을 주성분으로 하는 폴리비닐알코올계의 접착제액, 부틸아크릴레이트 등을 주성분으로 하는 비닐계 중합계 라텍스, 폴리올레핀계 폴리올 등을 주성분으로 하는 올레핀 수성 접착제, 폴리에테르계 접착제 등을 들 수 있다. 접착제 (13)으로는, 폴리비닐알코올 수용액을 주성분으로 하는 폴리비닐알코올계 접착제를 이용하는 것이 보다 바람직하다.

도 2(b)에 나타내는 편광판 (10)에서는, 한쪽 TAC 필름 (11)의 표측면(PVA 필름 (12)와의 접착면과는 반대측의 면)에, 기능층으로서 하드 코팅층 (14)가 적층되어 있다. 하드 코팅층 (14) 대신에, AR층, 그 밖의 기능층이 적층되어 있을 수도 있다.

TAC 필름 (11)은 접착제 (13)과의 접착성이 낮아, 난접착성 수지 필름을 구성한다. PVA 필름 (12)는 접착제 (13)과의 접착성이 높아, 이접착성 수지 필름을 구성한다. 난접착성의 TAC 필름 (11)은, 이접착성의 PVA 필름 (12)와의 접착시에, 접착성 향상을 위한 표면 처리가 실시된다.

도 1은, 상기한 표면 처리에 이용하는 표면 처리 장치 (1)을 나타낸 것이다. 표면 처리 장치 (1)은, 플라즈마 처리부 (2)와, 공정 가스 공급계 (3)을 구비하고 있다. 플라즈마 처리부 (2)는 한쌍의 전극 (21)을 구비하고 있다. 이들 전극 (21)은, 서로 동일한 크기의 롤상(원주상 내지는 원통상)을 이루고, 축선을 도 1과 직교하는 축 방향으로 향하게 하여, 좌우(배열 방향)로 나열되어 있다. 이하, 2개의 전극 (21)을 서로 구별할 때는, 좌측의 전극 (21)의 부호에 "L"을 부여하고, 우측의 전극 (21)의 부호에 "R"을 부여한다. 이들 전극 (21) 사이의 가장 좁아진 부분의 주변의 공간이 거의 대기압의 처리 공간 (22)로 되어 있다. 처리 공간 (22)의 상하 양끝은 개방되어 대기에 연통되어 있다. 전극 (21) 사이의 가장 좁아진 부분의 두께는 0.5 내지 수 mm 정도이고, 처리 공간 (22)는 협소하다.

한쌍의 전극 (21) 중 하나가 전원 (23)의 고압 단자에 접속되고, 다른 하나가 전기적으로 접지되어 있다. 여기서는, 좌측의 전극 (21L)이 전원 (23)에 접속되고, 우측의 전극 (21R)이 접지되어 있지만, 전극 (21R)에 전원 (23)이 접속되고, 전극 (21L)이 전기적으로 접지되어 있을 수도 있다. 전원 (23)으로부터의 전압 공급에 의해 전극 (21, 21) 사이에 전계가 형성되고, 상기 처리 공간 (22)가 거의 대기압의 방전 공간이 된다. 전원 (23)으로부터의 공급 전압 및 전극 (21) 사이의 전계는, 예를 들면 펄스상으로 되어 있다. 펄스의 상승 시간 및/또는 하강 시간은 10 μs 이하인 것이 바람직하고, 전계 강도는 10 내지 1000 kV/cm인 것이 바람직하고, 주파수는 0.5 내지 100 kHz인 것이 바람직하다. 인가 전압 및 전계는 펄스상의 간헐파에 한정되지 않으며, 정현파 등의 연속파일 수도 있다.

롤 전극 (21)은, 피처리물인 TAC 필름 (11)의 지지 수단 및 이동 수단으로서의 기능을 겸비하고 있다. 연속 시트상의 TAC 필름 (11)이 2개의 롤 전극 (21, 21)에 걸치고, 각 롤 전극 (21)의 상측의 주위면에 예를 들면 반주 정도 둘러싸여 있다. 롤 전극 (21, 21)끼리간의 TAC 필름 (11)은, 처리 공간 (22)에 통과되어 하측으로 연장되고, 한쌍의 반복 롤 (27, 27)에 걸쳐 회전되어 둘러싸여 있다. 2개의 롤 전극 (21)의 회전에 의해, TAC 필름 (11)이 한 방향(우측 방향)으로 반송된다. 롤 전극 (21)의 회전 속도를 조절함으로써, TAC 필름 (11)의 이동 속도를 조절할 수 있다.

각 롤 전극 (21)의 내부에 필름 온도 조절 수단 (28)이 삽입되어 있다. 필름 온도 조절 수단 (28)은, 온도 조절로에 의해 구성되어 있다. 소정 온도의 온도 조절 매체가, 롤 전극 (21) 내의 온도 조절로를 유통시킨다. 온도 조절 매체로서, 예를 들면 물이 이용된다. 이에 따라, 롤 전극 (21)의 온도를 조절할 수 있으며, TAC 필름 (11)의 롤 전극 (21)에 접하는 부분의 온도를 조절할 수 있다. TAC 필름 (11)의 온도는 실온 이상인 것이 바람직하다. 여기서 실온이란, 일반적으로 20 내지 25 ℃이고, 보다 일반적으로는 25 ℃이다.

이어서, 공정 가스 공급계 (3)에 대해서 설명한다.

공정 가스 공급계 (3)은, 중합성 단량체 공급원 (30)과, 불활성 가스 공급원 (31)을 구비하고 있다. 중합성 단량체 공급원 (30)은, 항온 용기(항온조)로 구성되어 있다. 항온 용기 (30) 내에, 표면 처리의 반응 성분으로서 중합성 단량체가 축적되어 있다. 중합성 단량체는 불포화 결합 및 소정의 관능기를 갖는 것이 바람직하고, 친수성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 중합성 단량체로서, 아크릴산 또는 메타크릴산을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서는 중합성 단량체로서, 아크릴산(CH₂=CHCOOH)이 이용되고 있다. 아크릴산은 에틸렌성 불포화 이중 결합 및 카르복실기를 갖는 친수성의 중합성 단량체이다. 아크릴산 AA는 액체 상태로 항온 용기 (30) 내에 수용되어 있다. 항온 용기 (30) 내의 액체 아크릴산 AA의 액면보다 상측인 부분에는, 액체 아크릴산 AA로부터 기화한 아크릴산의 포화 증기가 존재하고 있다.

항온 용기 (30)에는 기화 수단으로서 가열기 (32)가 삽입되어 있다. 용기 (20) 내의 액체 아크릴산 AA가 가열기 (32)에 의해서 가열되어 기화된다. 액체 아크릴산 AA의 가열 온도에 의해 아크릴산의 기화량을 조절할 수 있다. 아크릴산 AA의 가열 온도는, 아크릴산 증기가 폭발성인 것을 고려하여 150 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 아크릴산의 인화점(54 ℃) 미만으로 하는 것이 보다 바람직하며, 실온(25 ℃) 내지 80 ℃ 정도가 더욱 바람직하고, 인화점을 고려하면 실온(25 ℃) 내지 50 ℃ 정도가 한층 바람직하다. 실온 근방에서도 아크릴산의 기화량이 필요량을 만족시키는 경우에는, 가열기 (32)를 생략할 수도 있다. 또한, 아크릴산의 발화점은 360 ℃이다. 아크릴산의 인화점은 54 ℃이다. 덧붙여서 말하면, 메타크릴산의 발화점은 360 ℃이다. 메타크릴산의 인화점은 77 ℃이다.

불활성 가스 공급원 (31)에는 불활성 가스가 충전되어 있다. 불활성 가스는 중합성 단량체 증기를 반송하는 캐리어 가스로서의 역할과, 처리 공간 (22) 내에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성용 가스로서의 역할을 담당하고 있다. 여기서는 불활성 가스로서 질소 가스가 이용되고 있지만, 질소 가스 이외에 아르곤, 헬륨 등의 다른 불활성 가스를 이용할 수도 있다.

캐리어 가스 내지는 플라즈마 생성용 가스는, 산소를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

불활성 가스 공급원 (31)로부터 불활성 가스 공급로 (33)이 연장되어 있다. 불활성 가스 공급로 (33)이, 플라즈마 생성용 가스로 (34)와 캐리어로 (35)에 분지되어 있다. 이들 로 (34, 35)에는, 유량 조절 수단 (34v, 35v)가 각각 설치되어 있다. 유량 조절 수단 (34v, 35v)는, 매스플로우 컨트롤러나 유량 제어 밸브 등으로 구성되어 있다. 이들 유량 조절 수단 (34v, 35v)에 의해서, 불활성 가스의 각 로 (34, 35)에 대한 분류비가 조절된다.

캐리어로 (35)가 항온 용기 (30)에 접속되어 있다. 캐리어로 (35)의 선단부는, 항온 용기 (30)의 내부에 끼워져 개구되며, 아크릴산 AA의 액면보다 상측 부분에 위치하고 있다.

캐리어로 (35)의 선단부를 아크릴산 AA의 액의 내부까지 연장하여, 아크릴산 AA 내에서 질소 가스를 버블링시킬 수도 있다.

항온 용기 (30)의 상측부로부터 중합성 단량체 증기로 (36)이 연장되어 있다. 중합성 단량체 증기로 (36)에 플라즈마 생성용 가스로 (34)가 합류되어 있다. 이들 로 (34, 36)의 합류부로부터 공정 가스로 (37)이 플라즈마 처리부 (2)에 연장되어 있다. 중합성 단량체 증기로 (36) 및 공정 가스로 (37)에는 가스 온도 조절 수단 (38)이 설치되어 있다. 가스 온도 조절 수단 (38)은, 예를 들면 리본 히터로 구성되어, 중합성 단량체 증기로 (36) 및 공정 가스로 (37)을 구성하는 관의 외주를 전장에 걸쳐 덮고 있다. 가스 온도 조절 수단 (38)에 의해서, 중합성 단량체 증기로 (36) 및 공정 가스로 (37)을 통과하는 가스의 온도를 조절할 수 있다.

공정 가스로 (37)의 선단부에 공정 가스 노즐 (39)가 설치되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)는, 한쌍의 롤 전극 (21) 사이의 상측 부분에 배치되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)의 선단의 개구는 하측으로 향하여, 처리 공간 (22)를 향하고 있다. 공정 가스 노즐 (39)의 선단부는, 아래로 향할수록 가늘어져, 롤 전극 (21) 사이의 점차 좁아지는 부분에 끼워져 있다.

상세한 도시는 생략하지만, 공정 가스 노즐 (39)는, 도 1의 지면과 직교하는 축 방향으로 TAC 필름 (11)의 폭과 거의 동일하거나 그것보다 길게 연장되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)의 내부에는, 공정 가스 공급로 (37)로부터의 가스를 상기 축 방향(도 1의 지면 직교 방향)에 균일하게 분산시키는 정류로가 형성되어 있다. 정류로는, 상기 축 방향으로 연장되는 챔버나 슬릿, 또는 상기 축 방향으로 분산하여 배치된 다수의 소구멍 등을 포함한다. 상기 정류로를 갖는 정류부를, 공정 가스 노즐 (39)로부터 분리하여, 공정 가스로 (37)의 선단과 공정 가스 노즐 (39) 사이에 개재시킬 수도 있다. 정류로에 공정 가스 노즐 (39)의 선단의 분출구가 연결되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)의 분출구는, 도 1의 지면과 직교하는 방향으로 연장되는 슬릿상으로 되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)의 분출구가, 도 1의 지면과 직교하는 방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 소구멍상이 되어 있을 수도 있다.

또한, 공정 가스 노즐 (39)의 내부에는, 온도 조절로(도시 생략)가 형성되어 있다. 온도 조절로에 소정 온도의 온도 조절 매체가 통과된다. 온도 조절 매체로서 예를 들면 물이 이용된다. 온도 조절 매체에 의해 공정 가스 노즐 (39)의 구조체를 소정 온도로 유지할 수 있고, 나아가 공정 가스 노즐 (39) 내를 통과하는 가스의 온도를 조절할 수 있으며, 나아가 공정 가스 노즐 (39)로부터 분출되는 가스의 온도를 조절할 수 있다.

상기 구성 필름 표면 처리 장치 (1)을 이용하여, TAC 필름 (11)을 표면 처리하고, 추가로 편광판 (10)을 제조하는 방법을 설명한다.

[공정 가스 공급 공정]

불활성 가스 공급원 (31)의 질소 가스를, 불활성 가스 공급로 (33)으로부터 플라즈마 생성용 가스로 (34)와 캐리어로 (35)에 분배한다. 분배비를 유량 조절 수단 (34v, 35v)로 조절한다. 캐리어로 (35)로 분류된 질소 가스가 항온 용기 (30)에 도입되고, 항온 용기 (30) 내의 액체 아크릴산의 액면보다 상측의 아크릴산 증기를 중합성 단량체 증기로 (36)으로 압출한다. 공정 가스로 (37)에서, 중합성 단량체 증기로 (36)으로부터의 가스(질소+아크릴산 증기)와 플라즈마 생성용 가스로 (34)로부터의 질소 가스가 혼합되어, 공정 가스가 생성된다. 공정 가스(아크릴산+질소) 중 아크릴산의 농도는, 폭발 한계를 고려하여 2 ％ 이하인 것이 바람직하고, 1 ％ 정도가 보다 바람직하다. 공정 가스의 농도는, 질소 가스의 2개의 로 (34, 35)에 대한 분배비, 가열기 (32)에 의한 아크릴산의 가열 온도에 의해 조절할 수 있다. 이 공정 가스가, 공정 가스로 (37)을 거쳐 공정 가스 노즐 (39)로 보내진다. 공정 가스가, 공정 가스 노즐 (39)에서 TAC 필름 (11)의 폭 방향(도 1의 지면과 직교 방향)으로 균일화된 후에, 처리 공간 (22)로 분출된다.

[플라즈마 처리 공정]

전원 (23)으로부터의 전압 공급에 의해, 전극 (21, 21) 사이에 대기압 방전을 형성하고, 전극간 공간 (22)를 방전 공간으로 한다. 이에 따라, 공정 가스 중 질소가 플라즈마화되고, 아크릴산 증기가 활성화되어, 이중 결합의 개열, 중합 등이 일어난다. 또한, TAC 필름 (11)에 대한 질소 플라즈마의 접촉이나, 질소 플라즈마로부터의 자외선(337 nm)의 조사에 의해, TAC 필름 (11)의 표면 분자의 C-C, C-O, C-H 등의 결합이 절단된다. 이 결합 절단부에 아크릴산의 중합물이 결합(그래프트 중합)되거나, 아크릴산으로부터 분해된 COOH기 등이 결합한다고 생각된다. 이에 따라, TAC 필름 (11)의 표면에 접착성 촉진층이 형성된다.

[온도 조절 공정]

또한, 가스 온도 조절 수단 (38)에 의해 중합성 단량체 증기로 (36) 및 공정 가스로 (37)를 통과 중인 가스의 온도를 원하는 바가 되도록 조절한다. 또한 공정 가스 노즐 (39) 내의 온도 조절로에 의해서 공정 가스 노즐 (39)를 통과 중인 공정 가스의 온도를 원하는 바가 되도록 조절한다. 이에 따라, 공정 가스가, 공정 가스 노즐 (39)로부터 분출될 때의 온도(이하 "분출 온도"라 함)를 설정 온도로 할 수 있다. 분출 온도의 상한은, TAC 필름 (11)이 팽윤 등의 열 변형을 초래하지 않는 범위로 설정하는 것이 바람직하다. TAC 필름 (11)이 팽윤 등의 열 변형을 초래하지 않는 한계 온도는, 처리 조건 등에 따라서도 다르지만, 예를 들면 80 ℃ 전후이다. 분출 온도의 하한은, 가스로 (36, 37) 및 노즐 (39) 내에서의 결로를 방지하는 관점에서 실온 이상인 것이 바람직하다. 분출 온도는 35 ℃ 내지 80 ℃ 정도인 것이 바람직하고, 40 ℃ 내지 50 ℃ 정도가 보다 바람직하다.

또한, 필름 온도 조절 수단 (28)에 의해서, TAC 필름 (11)의 롤 전극 (21)과 접촉하는 부분의 온도(이하 "필름 온도"라 함)를 공정 가스의 분출 온도보다 낮은 원하는 온도로 유지한다. 바람직하게는, 필름 온도가 분출 온도보다 5 ℃ 이상 낮아지도록 한다. 보다 바람직하게는, 필름 온도가 분출 온도보다 10 ℃ 이상 낮아지도록 한다. 이 온도 조절에 의해, 예를 들면 10 m/s 이상의 고속 반송하에서도 아크릴산을 TAC 필름 (11)의 표면에 확실하게 응축(담지)시킬 수 있고, 나아가 아크릴산의 그래프트 중합물을 포함하는 접착성 촉진층을 TAC 필름 (11)의 표면에 확실하게 형성할 수 있다.

[이동 공정]

상기한 공정 가스 공급 공정 및 플라즈마 처리 공정과 병행하여, 롤 전극 (21)을 도 1에서 시계 방향으로 계속적으로 회전시키고, TAC 필름 (11)을 우측 방향으로 보낸다. TAC 필름 (11)의 각 포인트(피처리 개소)는, 좌측의 롤 전극 (21)에 둘러싸인 후, 상기 좌측의 롤 전극 (21)로부터 떨어지기 직전에 처리 공간 (22)를 통과하고, 반복 롤 (27, 27)로 반복한 후, 우측의 롤 전극 (21)을 감싸면서 다시 처리 공간 (22)를 통과한다. TAC 필름 (11)의 각 포인트(피처리 개소)는, 처리 공간 (22)를 통과할 때마다 플라즈마 처리된다. 따라서, 하나의 처리 공간 (22)에서 TAC 필름 (11)을 2회 표면 처리할 수 있다.

[공정 가스 유량 조절 공정]

여기서, 좌측의 롤 전극 (21) 상의 TAC 필름 (11)의 이동에 따라, 상기 TAC 필름 (11)의 주변의 분위기 가스(공기)가 상기 TAC 필름 (11)과 함께 처리 공간 (22)에 권취된다. TAC 필름 (11)의 이동 속도가 커지면 커질수록, 공기의 권취량이 증대되는 경향이 있다. 이에 대응하여, 공정 가스의 공급 유량을 크게 한다. 캐리어로 (35)의 유량을 일정하게 유지하면서, 플라즈마 생성용 가스로 (34)의 유량을 조절함으로써, 공정 가스의 공급 유량을 조절하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 처리 공간 (22) 내의 가스를 공정 가스(대부분 질소, 잔부 아크릴산 증기)로 치환하고, 처리 공간 (22)로부터 공기 나아가 산소를 추방한다.

결국, 상기한 공정 가스 공급 공정에서, 공정 가스의 공급 유량을 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 소정 이하가 되도록 설정한다. 구체적으로는, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가, 바람직하게는 3000 ppm, 보다 바람직하게는 2000 ppm, 한층 바람직하게는 1000 ppm 이하가 되도록 한다. 이에 따라, 플라즈마 처리 공정에서의 아크릴산의 개열이나 중합, TAC 필름 (11)의 표면 분자의 C-C, C-O, C-H 등의 결합 절단, 아크릴산의 중합물이나 관능기와 상기 결합 절단부와의 결합 등의 반응이 저해되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, TAC 필름 (11)의 표면에 접착성 촉진층을 확실하게 형성할 수 있고, 처리 품질을 안정시킬 수 있다. 게다가, 처리 공간 (22) 내에 대한 공기 말려듬을 염려하지 않고 TAC 필름 (11)의 반송 속도를 크게 할 수 있다. 따라서, 처리 시간을 단축할 수 있다.

[접착 공정]

이상과 같이 하여 표면 처리된 난접착성 수지의 TAC 필름 (11)을 접착제 (13)에 의해 이접착성 수지의 PVA 필름 (12)와 접착한다. TAC 필름 (11)의 표면에 접착성 촉진층이 확실하게 형성되어 있기 때문에, TAC 필름 (11)을 PVA 필름 (12)에 확실히 접착할 수 있다. 이에 따라, 양호한 품질의 편광판 (10)을 얻을 수 있다.

이어서, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 표면 처리 장치에 대해서 설명한다. 이하의 실시 형태에서 제1 실시 형태와 중복되는 구성에 대해서는, 도면에 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태를 나타낸 것이다. 제2 실시 형태에서는, 플라즈마 생성부 (2)에 3개의 롤 전극 (21)이 설치되어 있다. 3개의 전극 (21)은 서로 동일한 크기의 롤상(원주형)을 이루고, 축선을 도 3과 직교하는 방향으로 향하게 하여, 좌우에 나열되어 있다. 3개의 전극 (21)을 서로 구별할 때에는, 좌측의 전극 (21)을 "전극 (21L)"로 하고, 중앙의 전극 (21)을 "전극 (21C)"로 하고, 우측의 전극 (21)을 "전극 (21R)"로 한다.

중앙의 롤 전극 (21C)가 전원 (23)에 접속되어 있다. 좌우의 롤 전극 (21L, 21R)이 전기적으로 접지되어 있다. 전원 (23)으로부터의 전압 공급에 의해 인접하는 전극 (21L), (21C) 사이 및 전극 (21C), (21R)에 전계가 형성되고, 이들 전극 사이의 가장 좁아진 부분의 주변 공간이 거의 대기압의 처리 공간 (22)가 된다. 2개의 처리 공간 (22)를 서로 구별할 때에는, 좌측과 중앙의 전극 (21L), (21C) 사이의 처리 공간 (22)를 "처리 공간 (22A)"로 하고, 중앙과 우측의 전극 (21C), (21R) 사이의 처리 공간 (22)를 "처리 공간 (22B)"로 한다.

연속 시트상의 TAC 필름 (11)이 3개의 롤 전극 (21)에 걸치고, 각 롤 전극 (21)의 상측의 주위면에 예를 들면 반주 정도 둘러싸여 있다. 인접하는 롤 전극 (21)끼리간의 TAC 필름 (11)은, 처리 공간 (22)보다 하측으로 연장되어, 한쌍의 반복 롤 (27, 27)에 둘러싸여 반복되고 있다. 3개의 롤 전극 (21)의 회전에 의해, TAC 필름 (11)이 한 방향(우측 방향)으로 반송된다.

제2 실시 형태에서는, 가스 공급계로서 제1 공정 가스 공급계 (3A)와, 제2 공정 가스 공급계 (4)가 설치되어 있다. 제1 공정 가스 공급계 (3A)는, 제1 실시 형태의 공정 가스 공급계 (3)과 동일한 구성으로 되어 있다. 공정 가스 노즐 (39)가, 좌측과 중앙의 롤 전극 (21L), (21C) 사이에 배치되고, 방전 공간 (22A)를 향하고 있다. 제1 공정 가스 공급계 (3A)는, 아크릴산 증기를 함유하는 공정 가스를 방전 공간 (22A)에 공급한다.

제2 공정 가스 공급계 (4)는, 제2 공정 가스 공급원 (41)과, 제2 공정 가스 노즐 (43)을 구비하고 있다. 제2 공정 가스 공급원 (41)은, 제2 공정 가스로서 질소를 축적하고 있다. 제2 공정 가스로서, 아르곤, 헬륨 등의 다른 불활성 가스를 이용할 수도 있다. 제2 공정 가스 공급원 (41)로부터 제2 공정 가스 공급로 (42)가 플라즈마 처리부 (2)에 연장되어 있다. 공급로 (42)의 선단부에 제2 공정 가스 노즐 (43)이 연결되어 있다. 제2 공정 가스 노즐 (43)은, 중앙과 우측의 롤 전극 (21C), (21R) 사이에 배치되어, 방전 공간 (22B)를 향하고 있다. 제2 공정 가스 공급원 (41)의 질소가, 공급로 (42)를 거쳐 노즐 (43)으로부터 처리 공간 (22B)에 분출된다.

2개의 처리 공간 (22A), (22B)에 공급되는 가스를 서로 구별할 때는, 처리 공간 (22A)에 공급되는 가스(아크릴산 증기+질소)를 "제1 공정 가스"라 표기하고, 처리 공간 (22B)에 공급되는 가스(질소)를 "제2 공정 가스"라 표기한다.

제1, 제2 공정 가스 공급원 (31), (41)이 공통된 불활성 가스 공급원으로 구성될 수도 있다.

제2 실시 형태에서는, 좌측과 중앙의 롤 전극 (21L), (21C) 사이의 방전 공간 (22A)에 제1 공정 가스(아크릴산+질소)를 공급하여 플라즈마화하고, TAC 필름 (11)의 표면에 아크릴산의 중합물 등을 포함하는 접착 촉진층을 형성한다. 이 때, 제1 공정 가스의 유량을, 방전 공간 (22A) 내의 산소 농도가 바람직하게는 1000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm이 되도록 설정한다.

이어서, 중앙과 우측의 롤 전극 (21C), (21R) 사이의 방전 공간 (22B)에서, 제2 공정 가스(질소만)를 플라즈마화하여 TAC 필름 (11)에 접촉시킨다. 이에 따라, TAC 필름 (11)의 표면의 미반응된 아크릴산을 활성화할 수 있고, 접착 촉진층을 보다 확실하게 형성할 수 있다. 따라서, TAC 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

도 4 및 도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태를 나타낸 것이다. 제3 실시 형태에 관한 플라즈마 표면 처리 장치 (1)은, 처리 공간 (22)에 대한 폐색 수단 (7)을 구비하고 있다. 폐색 수단 (7)은, 한쌍의 측부 폐색 부재 (71, 72)를 포함한다. 측부 폐색 부재 (71, 72)는, 처리 공간 (22)를 사이에 두고 상하 방향(전극 (21)의 축 방향 및 배열 방향과 직교하는 직교 방향)의 양측에 배치되어 있다. 이들 폐색 부재 (71, 72)는, 전극 (21)의 축 방향과 평행하게 연장되는 장척상으로 되어 있다.

상측의 측부 폐색 부재 (71)은, 롤 전극 (21, 21)에서의 처리 공간 (22)보다 상측의 주위면끼리간에 걸치도록 배치되어 있다. 측부 폐색 부재 (71)의 길이 방향과 직교하는 단면은, 아래로 향할수록 테이퍼(taper)되어 있다. 측부 폐색 부재 (71)의 하단부가, 한쌍의 전극 (21, 21)끼리간의 가장 좁아진 개소의 근처까지, 다시 말해서 방전 공간의 근처까지 끼워져 있다. 측부 폐색 부재 (71)의 하측 단면이, 처리 공간 (22)에 면하여 처리 공간 (22)의 상단을 구획하고 있다. 측부 폐색 부재 (71)에 의해서, 처리 공간 (22)의 상측부가 거의 폐색되어 있다.

측부 폐색 부재 (71)의 하측으로 테이퍼된 부분의 좌우의 양측면은, 각각 부분 원통면 형상의 오목 곡면 (73)으로 되어 있다. 오목 곡면 (73)의 곡률 반경은, 각 전극 (21)의 반경보다 약간 크다. 좌측의 오목 곡면 (73)의 곡률 중심은, 좌측의 전극 (21L)의 축선과 거의 일치하고 있다. 우측의 오목 곡면 (73)의 곡률 중심은, 우측의 전극 (21R)의 축선과 거의 일치하고 있다.

좌측의 오목 곡면 (73)은, 좌측의 전극 (21L)의 주위면을 따르고 있다. 좌측의 오목 곡면 (73)과 전극 (21L)의 주위면 사이에는, 측부 간극 (73e)가 형성되어 있다. 간극 (73e)에 의해, 피처리 필름 (11)의 전극 (21L)에 대한 권취가 허용되어 있다. 우측의 오목 곡면 (73)은, 우측의 전극 (21R)의 주위면을 따르고 있다. 우측의 오목 곡면 (73)과 전극 (21R)의 주위면 사이에는, 측부 간극 (73f)가 형성되어 있다. 간극 (73f)에 의해, 피처리 필름 (11)의 전극 (21R)에 대한 권취가 허용되어 있다.

하측의 측부 폐색 부재 (72)는, 개략 상측의 측부 폐색 부재 (71)을 상하로 반전시킨 형상으로 되어 있다. 상술하면, 하측의 측부 폐색 부재 (72)는, 롤 전극 (21, 21)에서의 처리 공간 (22)보다 하측의 주위면끼리간에 걸치도록 배치되어 있다. 측부 폐색 부재 (72)의 길이 방향과 직교하는 단면은, 위로 향할수록 테이퍼되어 있다. 측부 폐색 부재 (72)의 상단부가, 한쌍의 전극 (21, 21)끼리간의 가장 좁아진 개소의 근처까지, 다시 말해서 방전 공간의 근처까지 끼워져 있다. 측부 폐색 부재 (72)의 상측 단면이, 처리 공간 (22)에 면하여 처리 공간 (22)의 하측 단면을 구획하고 있다. 측부 폐색 부재 (72)에 의해, 처리 공간 (22)의 하측부가 거의 폐색되어 있다. 측부 폐색 부재 (71, 72)에 의해서, 처리 공간 (22)가 상하 양측으로부터 덮여 있다.

측부 폐색 부재 (72)의 상측으로 테이퍼된 부분의 좌우의 양측면은, 각각 부분 원통면 형상의 오목 곡면 (74)로 되어 있다. 오목 곡면 (74)의 곡률 반경은, 각 전극 (21)의 반경보다 약간 크다. 좌측의 오목 곡면 (74)의 곡률 중심은, 좌측의 전극 (21L)의 축선과 거의 일치하고 있다. 우측의 오목 곡면 (74)의 곡률 중심은, 우측의 전극 (21R)의 축선과 거의 일치하고 있다.

좌측의 오목 곡면 (74)는, 좌측의 전극 (21L)의 주위면을 따르고 있다. 좌측의 오목 곡면 (74)와 전극 (21L)의 주위면 사이에는, 측부 간극 (74e)가 형성되어 있다. 간극 (74e)에 의해, 피처리 필름 (11)의 전극 (21L)에 대한 권취가 허용되어 있다. 우측의 오목 곡면 (74)는, 우측의 전극 (21R)의 주위면을 따르고 있다. 우측의 오목 곡면 (74)와 전극 (21R)의 주위면 사이에는, 측부 간극 (74f)가 형성되어 있다. 간극 (74f)에 의해, 피처리 필름 (11)의 전극 (21R)에 대한 권취가 허용되어 있다.

간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께는, 피처리 필름 (11)의 두께보다 두꺼우며, 주위의 분위기 가스가 처리 공간 (22)에 침입하는 것을 충분히 억제할 수 있을 정도의 크기로 설정된다. 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께 t는, 적어도 전극 (21, 21) 사이의 가장 좁아진 개소의 간격 g 이하인 것이 바람직하고(t≥ g), 추가로 처리 공간 (22)의 두께 이하인 것이 바람직하다. 여기서 처리 공간 (22)의 두께는, 상기 간격 g로부터 피처리 필름 (11)의 두께의 2배를 뺀 크기이다. 예를 들면, 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께 t는, t=0.05 mm 내지 0.5 mm 정도가 바람직하고, t=0.2 내지 0.3 mm 정도가 보다 바람직하다. 간극 (73e), (73f)의 두께와 간극 (74e), (74f)의 두께는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다.

또한, 전극 (21, 21) 사이의 가장 좁아진 개소의 간격 g는, 피처리 필름 (11)의 두께의 2배보다 크며, 3 mm 이하가 바람직하고, 1 mm 이하가 보다 바람직하다.

또한, 도 4 및 도 5에서, 전극 (21)의 내부의 온도 조절로 (28) 및 공정 가스 공급계 (3)의 가스 온도 조절 수단 (38), 전원 (23) 등의 도시는 생략되어 있다. 이후의 실시 형태(도 6 내지 도 14)에서 동일하다.

측부 폐색 부재 (71, 72) 중 적어도 하나가 공정 가스 공급계 (3)의 하류단의 공정 가스 노즐을 구성하고 있다. 여기서는, 상측의 폐색 부재 (71)이 공정 가스 노즐로서 제공되어 있다. 폐색 부재 (71)은, 제1 실시 형태(도 1)의 공정 가스 노즐 (39)에 대응한다.

노즐겸 폐색 부재 (71)의 상측에 정류부 (75)가 설치되어 있다. 공정 가스로 (37)의 선단이 정류부 (75)에 접속되어 있다. 정류부 (75)는, 폐색 부재 (71)과 평행하게 도 4의 지면과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 정류부 (75)에는, 공정 가스로 (37)로부터의 가스를 축 방향(도 4의 지면과 직교하는 방향)으로 균일화시키는 정류로가 설치되어 있다. 정류로는, 상기 축 방향으로 연장되는 챔버나 슬릿, 또는 상기 축 방향으로 분산하여 배치된 다수의 소구멍 등을 포함한다.

노즐겸 폐색 부재 (71)의 내부에는, 분출로 (76)이 형성되어 있다. 분출로 (76)은, 축 방향(도 4의 지면과 직교하는 방향)으로 연장되는 슬릿상으로 되어 있다. 분출로 (76)의 하류단이, 폐색 부재 (71)의 하측 단면에 도달하여 개구되어, 분출구를 구성하고 있다.

또한, 노즐겸 폐색 부재 (71)의 내부에는, 온도 조절로 (79)가 형성되어 있다. 온도 조절로 (79)는 축 방향(도 4의 지면과 직교하는 방향)에 연장되어 있다. 온도 조절로 (79)에 물 등의 온도 조절 매체를 통과시킴으로써, 노즐겸 폐색 부재 (71)을 온도 조절할 수 있다.

하측의 폐색 부재 (72)는 더미 노즐이고, 상측의 노즐겸 폐색 부재 (71)과 동일한 외관 형상을 갖는 한편, 내부에 분출로 및 온도 조절로가 형성되어 있지 않다. 폐색 부재 (72)가 노즐겸 폐색 부재 (71)과 동일하게 분출로 및 온도 조절로를 가질 수도 있고, 이 폐색 부재 (72)의 분출구를 플러그 등으로 폐색하도록 할 수도 있다. 또한, 측부 폐색 부재 (71, 72)는, 공정 가스를 배기하기 위한 배기구 또는 흡인구를 구비하고 있지 않다.

제3 실시 형태에 따르면, 중합성 단량체를 포함하는 공정 가스가, 공정 가스로 (37)로부터 정류부 (75)에 도입되어 정류부 (75)의 길이 방향으로 균일화된다. 균일화 후 공정 가스가 분출로 (76)으로부터 분출되어, 처리 공간 (22)에 도입된다. 처리 공간 (22) 내에서 공정 가스가 플라즈마화됨과 동시에 피처리 필름 (11)에 접촉한다. 이에 따라, 피처리 필름 (11)의 표면의 접착성을 개선할 수 있다. 그 후 공정 가스는, 처리 공간 (22)의 길이 방향(도 4의 지면과 직교하는 축 방향)의 양끝의 개구 (22e)로부터 처리 공간 (22)의 외부로 유출된다. 또한, 일부의 공정 가스는, 상하의 폐색 부재 (71, 72)와 좌우의 전극 (21L, 21R)의 주위면 사이의 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)를 거쳐 외부로 유출된다.

상측의 폐색 부재 (71)에 의해서, 처리 공간 (22)의 상측부를 거의 폐색할 수 있다. 하측의 폐색 부재 (72)에 의해서, 처리 공간 (22)의 하측부를 거의 폐색할 수 있다. 이에 따라, 공정 가스의 공급 유량이 작아도, 외부의 분위기 가스가 전극 (21, 21)의 상측의 주위면끼리간 및 하측의 주위면끼리간으로부터 처리 공간 (22)에 침입하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 또한, 상기 공정 가스가 축단 개구 (22e) 및 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)로부터 유출됨으로써, 외부의 분위기 가스가 축단 개구 (22e) 및 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)를 통해 처리 공간 (22)에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 확실하게 소정의 크기, 즉 3000 ppm 이하로 할 수 있다. 따라서, 피처리 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

도 6은, 제3 실시 형태의 변형예를 도시한 것이다. 이 변형예에서는, 상하의 측부 폐색 부재 중 상측의 폐색 부재 (71)뿐만 아니라 하측의 폐색 부재 (72A) 에 대해서도 공정 가스 노즐을 구성하고 있다. 노즐겸 폐색 부재 (72A)의 하부에는 정류부 (77)이 설치되어 있다. 정류부 (77)은 축 방향(도 6의 지면과 직교하는 방향)으로 연장되어 있다. 정류부 (77)에 공정 가스로 (37)이 접속되어 있다. 정류부 (77)에는, 정류부 (75)와 마찬가지로 공정 가스를 축 방향으로 균일화시키는 정류로가 설치되어 있다. 공통된 중합성 단량체 공급원 (30)(도 1 참조)으로부터의 공정 가스로 (37)이 분지하여, 각각 정류부 (75, 77)을 통해 노즐겸 폐색 부재 (71, 72A)에 접속되어 있을 수도 있다. 노즐겸 폐색 부재 (71, 72A)가, 서로 상이한 가스 공급원에 접속되어 있을 수도 있다. 서로 상이한 가스 공급원 중 하나는 중합성 단량체 공급원 (30)이고, 서로 상이한 가스 공급원 중 다른 하나는 질소 가스나 희가스 등의 불활성 가스 공급원 (41)(도 2 참조)인 것이 바람직하다.

노즐겸 폐색 부재 (72A)의 내부에는, 분출로 (78) 및 온도 조절로 (79)가 형성되어 있다. 정류부 (77)의 상기 정류로가 분출로 (78)에 연결되어 있다. 분출로 (78)은, 축 방향(도 6의 지면과 직교하는 방향)으로 연장되는 슬릿상이 되어 있다. 분출로 (78)이, 노즐겸 폐색 부재 (72A)의 상측 단면에 도달하여 개구하여, 분출구를 구성하고 있다. 노즐겸 폐색 부재 (72A)의 분출구는, 상측의 노즐 폐색 부재 (71)의 분출구와 동일한 길이 및 폭을 갖고 있다.

이에 따라, 공정 가스가 상측의 노즐겸 폐색 부재 (71)로부터 처리 공간 (22)에 도입될 뿐 아니라 하측의 노즐겸 폐색 부재 (72A)로부터도 처리 공간 (22)에 도입된다. 상하의 노즐겸 폐색 부재 (71, 72A)로부터의 분출 유량은 서로 동일한 크기로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 처리 공간 (22) 내에 압력을 균일하게 가할 수 있다. 처리 공간 (22) 내에서 피처리 필름 (11)의 표면 처리에 제공된 공정 가스는, 그 후 처리 공간 (22)의 축단 개구 (22e) 및 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)로부터 유출된다. 이 공정 가스의 흐름에 의해서, 외부의 분위기 가스가 축단 개구 (22e) 및 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 처리 공간 (22) 내에 압력을 균일하게 가함으로써, 외부의 분위기 가스가 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 일부분으로부터 처리 공간 (22)에 집중적으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 확실하게 소정(3000 ppm) 이하로 할 수 있다. 따라서, 피처리 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다. 또한, 측부 폐색 부재 (71, 72A)는, 공정 가스를 배기하기 위한 배기구 또는 흡인구를 구비하고 있지 않다.

도 7 내지 도 9는, 본 발명의 제4 실시 형태를 나타낸 것이다.

이 실시 형태에서는, 제3 실시 형태(도 4 및 도 5)의 측부 폐색 부재 (71, 72)에 추가로, 축단 폐색 부재 (80)이 설치되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 축단 폐색 부재 (80)은 전극 (21, 21)의 축 방향의 양단부에 각각 배치되어 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 축단 폐색 부재 (80)은, 한쌍의 전극 (21, 21) 및 한쌍의 측부 폐색 부재 (71, 72)의 축 방향의 서로 동일한 측의 단부끼리간에 걸치고, 처리 공간 (22)의 축 방향의 상기 동일한 측의 단부 (22e)에 덮여 있다.

도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 축단 폐색 부재 (80)은 정면판 (81)과, 한쌍의 측판 (82)를 갖고, 평면에서 볼 때 ㄷ자형(U자형, ∏자형)으로 되어 있다. 정면판 (81)은, 상하로 연장되는 평판상으로 되어 있다. 정면판 (81)의 좌우 모서리에 측판 (82)가 각각 설치되어 있다. 각 측판 (82)는 정면판 (81)과 직교하고 있다.

정면판 (81)은, 전극 (21)의 단면으로부터 축 방향의 외측으로 떨어져 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 정면판 (81)은 축 방향의 외측에서 볼 때 좌우의 전극 (21L, 21R)끼리간에 걸친 폭 치수를 가지며, 축 방향의 외측에서 볼 때 상하의 측부 폐색 부재 (71, 72)끼리간에 걸친 상하 치수를 갖고 있다. 축 방향의 외측에서 볼 때, 정면판 (81)이 처리 공간 (22)의 단부 (22e)에 덮여 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 좌의 측판 (82)는 정면판 (81)로부터 전극 (21L)의 단면을 향하여 돌출되어 있다. 우측의 측판 (82)는, 정면판 (81)로부터 전극 (21R)의 단면을 향하여 돌출되어 있다.

측부 폐색 부재 (71, 72)가 전극 (21)보다 축 방향으로 돌출되어, 축단 폐색 부재 (80)의 내부에 끼워져 있다. 측부 폐색 부재 (71, 72)의 축 방향의 단부가, 정면판 (81)의 내측면에 맞닿아, 볼트 (89)로 고정되어 있다. 이에 따라, 축단 폐색 부재 (80)이 측부 폐색 부재 (71, 72)에 지지되어 있다. 정면판 (81)의 상측부와 측부 폐색 부재 (71)의 축 방향의 단면 사이에는 간극이 형성되어 있지 않다. 정면판 (81)의 하측부와 측부 폐색 부재 (72)의 축 방향의 단면 사이에는 간극이 형성되어 있지 않다.

좌우의 각 측판 (82)의 상단부 모서리는, 측부 폐색 부재 (71)의 오목 곡면 (73)의 상측부에 닿아 있다. 각 측판 (82)의 상단부 모서리와 측부 폐색 부재 (71) 사이에는 간극이 형성되어 있지 않다. 각 측판 (82)의 하단부 모서리는, 측부 폐색 부재 (72)의 오목 곡면 (74)의 하측부에 닿아 있다. 각 측판 (82)의 하단부 모서리와 측부 폐색 부재 (72) 사이에는 간극이 형성되어 있지 않다.

또한, 측판 (82)의 상하의 단부 모서리와 측부 폐색 부재 (71, 72) 사이에 간극이 형성되어 있을 수도 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 좌우의 각 측판 (82)의 전극 (21)의 단면측의 모서리는 전극 (21)로부터 떨어져 있다. 측판 (82)와 전극 (21)의 축 방향의 단면 사이에는 축단 간극 (82e)가 형성되어 있다. 이에 따라, 전극 (21)의 회전시에 측판 (82)와 전극 (21)과의 마찰을 방지할 수 있다. 간극 (82e)의 두께 t8은 t8=0.05 mm 내지 0.5 mm 정도가 바람직하고, t8=0.1 mm 정도가 보다 바람직하다.

이 제4 실시 형태에서는, 측부 폐색 부재 (71, 72)에 의해서 외부의 분위기 가스가 처리 공간 (22)의 상하 양측으로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 억제 또는 방지할 수 있을 뿐 아니라, 축단 폐색 부재 (80)이 처리 공간 (22)의 축 방향의 단부 (22e)에 덮임으로써, 외부의 분위기 가스가 단부 (22e)로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 공정 가스의 공급 유량을 보다 작게 할 수 있다. 또한, 공정 가스가 처리 공간 (22) 내로부터 상하측부의 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)를 통해 유출됨과 동시에 축 방향의 단부의 간극 (82e)로부터도 유출된다. 이 공정 가스의 흐름에 의해, 외부의 분위기 가스가 측부 간극 (73e), (73f), (74e), (74f) 및 축단 간극 (82e)로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 외부의 분위기 가스가 축단 간극 (82e)를 통해 축단 폐색 부재 (80)의 내부에 들어갔다고 해도, 들어간 분위기 가스를 축단 폐색 부재 (80)의 내부 공간에 확산시켜 상기 분위기 가스의 농도를 묽게 할 수 있다. 이에 따라, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 확실하게 소정의 크기 이하 즉 3000 ppm 이하로 할 수 있다. 따라서, 피처리 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

도 10 및 도 11은, 본 발명의 제5 실시 형태를 나타낸 것이다. 제5 실시 형태에서는, ㄷ자형(U자형)의 축단 폐색 부재 (80) 대신에, 평판상의 축단 폐색 부재 (90)이 설치되어 있다. 축단 폐색 부재 (90)은, 전극 (21, 21)의 축 방향의 양단부에 각각 설치되어 있다. 각 축단 폐색 부재 (90)은, 한쌍의 전극 (21, 21) 및 한쌍의 측부 폐색 부재 (71, 72)의 축 방향의 서로 동일한 측의 단부끼리간에 걸치고, 처리 공간 (22)의 축 방향의 상기 동일한 측의 단부 (22e)에 덮여 있다.

측부 폐색 부재 (71, 72)의 축 방향의 단면은, 전극 (21)보다도 축 방향으로 약간(예를 들면 0.1 mm 정도) 돌출되어 있다. 축단 폐색 부재 (90)의 상측부가, 측부 폐색 부재 (71)의 축 방향의 단면에 닿아 볼트 (99)로 연결되어 있다. 축단 폐색 부재 (90)의 하측부가, 측부 폐색 부재 (72)의 축 방향의 단면에 닿아 볼트 (99)로 연결되어 있다. 이에 따라, 축단 폐색 부재 (90)이 상하의 측부 폐색 부재 (71, 72)에 의해 지지되어 있다.

축단 폐색 부재 (90)은, 전극 (21, 21)의 축 방향의 단면으로부터 약간 떨어져 배치되어 있다. 축단 폐색 부재 (90)과 전극 (21, 21) 사이에 간극 (91)이 형성되어 있다. 이에 따라, 전극 (21)의 회전시에 축단 폐색 부재 (90)과 전극 (21)과의 마찰을 방지할 수 있다. 간극 (91)의 두께는, 측부 폐색 부재 (71, 72)의 전극 (21)로부터의 돌출량에 대응하고 있다. 간극 (91)의 두께 t9는, t9=0.05 mm 내지 0.5 mm 정도가 바람직하고, t9=0.1 mm 정도가 보다 바람직하다.

이 제5 실시 형태에서는, 축단 폐색 부재 (90)이 처리 공간 (22)의 축 방향의 단부 (22e)에 덮임으로써, 외부의 분위기 가스가 단부 (22e)로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 공정 가스의 공급 유량이 작아도, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 확실하게 소정(3000 ppm) 이하로 할 수 있다. 따라서, 피처리 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

도 12 및 도 13은, 제5 실시 형태의 변형예를 도시한 것이다. 이 변형예에서는, 판상의 축단 폐색 부재 (92)와 좌측의 전극 (21L) 사이에 래비린스 시일 (93)이 형성되어 있다. 축단 폐색 부재 (92)와 우측의 전극 (21R) 사이에 래비린스 시일 (94)가 형성되어 있다.

상술하면, 도 14에 나타낸 바와 같이, 축단 폐색 부재 (90)의 내측(전극 (21)을 향하는 측)의 면의 좌측 부분에는, 복수의 원호상 내지는 부분 환상의 볼록부 (95)가 형성되어 있다. 이들 부분 환상 볼록부 (95)는, 서로 좌측의 전극 (21)의 축선을 중심으로 하는 동심원상으로 되어 있다. 축단 폐색 부재 (90)의 내측(전극 (21)측)의 면의 우측 부분에는, 복수의 원호상 내지는 부분 환상의 볼록부 (96)이 형성되어 있다. 이들 부분 환상 볼록부 (96)은, 서로 우측의 전극 (21)의 축선을 중심으로 하는 동심원상으로 되어 있다.

도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 좌측의 전극 (21L)의 축 방향의 양쪽 단면에는, 각각 복수의 환상의 오목홈 (97)이 형성되어 있다. 이들 환상 오목홈 (97)은, 서로 전극 (21L)의 축선을 중심으로 하는 동심원상으로 되어 있다. 환상 오목홈 (97)은, 축단 폐색 부재 (90)의 부분 환상 볼록부 (95)와 1 대 1로 대응하고 있다. 각 부분 환상 볼록부 (95)가 대응하는 환상 오목홈 (97)에 끼워져 있다. 부분 환상 볼록부 (95)와 환상 오목홈 (97)에 의해, 래비린스 시일 (93)이 구성되어 있다.

우측의 전극 (21R)의 축 방향의 양쪽 단면에는, 각각 복수의 환상의 오목홈 (98)이 형성되어 있다. 이들 환상 오목홈 (98)은, 서로 전극 (21R)의 축선을 중심으로 하는 동심원상이 되어 있다. 환상 오목홈 (98)은, 축단 폐색 부재 (90)의 부분 환상 볼록부 (96)과 1 대 1로 대응하고 있다. 각 부분 환상 볼록부 (96)이 대응하는 환상 오목홈 (98)에 끼워져 있다. 부분 환상 볼록부 (96)과 환상 오목홈 (98)에 의해, 래비린스 시일 (94)가 구성되어 있다.

부분 환상 볼록부 (95, 96) 및 환상 오목홈 (97, 98)의 수는, 도면에서 각각 2개이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 각각 3개 이상일 수도 있고, 1개씩일 수도 있다. 래비린스 시일 (93, 94)의 밀봉성 향상의 관점에서는, 부분 환상 볼록부 (95, 96) 및 환상 오목홈 (97, 98)의 수는 많은 것이 보다 바람직하다.

래비린스 시일로서, 축단 폐색 부재 (90)에 부분 환상의 오목홈이 형성되어, 전극 (21)의 단면에 상기 오목홈과 교합하는 환상의 볼록부가 형성될 수도 있다.

래비린스 시일 (93, 94)에 의해서 각 전극 (21)과 축단 폐색 부재 (90) 사이를 밀봉할 수 있고, 외부의 분위기 가스가 각 전극 (21)과 축단 폐색 부재 (90) 사이를 거쳐 처리 공간 (22) 내에 들어가는 것을 한층 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 공정 가스의 공급 유량이 작아도, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 한층 확실하게 소정(300 ppm) 이하로 할 수 있다. 따라서, 피처리 필름 (11)의 접착성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그의 요지의 범위 내에서 여러가지 개변을 할 수 있다.

예를 들면, 공정 가스 유량 조절 공정에서, 플라즈마 생성용 가스로 (34)의 유량 조절에 추가로, 캐리어로 (35)의 유량도 조절함으로써, 공정 가스의 공급 유량을 조절할 수도 있다. 플라즈마 생성용 가스로 (34)의 유량을 일정하게 유지하면서 캐리어로 (35)의 유량을 조절함으로써, 공정 가스의 공급 유량을 조절할 수도 있다. 플라즈마 생성용 가스로 (34)의 유량을 제로로 하고, 캐리어로 (35)의 유량을 조절함으로써, 공정 가스의 공급 유량을 조절할 수도 있다.

처리 공간 (22) 및 그 주변의 분위기 가스를 불활성 가스(예를 들면 질소)로 치환함으로써, 처리 공간 (22)의 산소 농도가 소정 이하, 즉 바람직하게는 3000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 2000 ppm 이하, 한층 바람직하게는 1000 ppm 이하가 되도록 조절할 수도 있다. 처리 공간 (22) 및 그의 주변을 챔버로 둘러싸고, 챔버의 내부의 가스를 불활성 가스(예를 들면 질소)로 치환함으로써, 처리 공간 (22)의 산소 농도가 소정 이하가 되도록 조절할 수도 있다.

처리 공간 (22)의 주변 부분에 불활성 가스(예를 들면 질소)의 가스 커튼을 형성하고, 이 가스 커튼으로 공기 등의 분위기 가스가 처리 공간 (22)에 들어가는 것을 저지 또는 억제함으로써, 처리 공간 (22)의 산소 농도가 소정 이하가 되도록 조절할 수도 있다.

공정 가스에는 산소가 함유되어 있지 않은 것이 바람직하지만, 바람직하게는 3000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하이면 산소가 함유되어 있을 수도 있다.

플라즈마 처리부 (2)의 전극 구조는, 롤 전극 구조로 한정되지 않으며, 한쌍의 평판상 전극을 갖는 평행 평판 전극 구조(도 15 참조)일 수도 있고, 평판 전극과 롤 전극을 대향시킨 구조일 수도 있으며, 오목 곡면을 갖는 전극과 롤 전극을 대향시킨 구조일 수도 있다.

공정 가스 중 중합성 단량체로서, 아크릴산 대신에 메타크릴산을 이용할 수도 있고, 그 밖의 친수성의 중합성 단량체를 이용할 수도 있다.

난접착성 수지 필름 (11)은 TAC 필름에 한정되지 않으며, COP, PP, PE, PET 등의 난접착성의 수지 필름을 이용할 수도 있다.

난접착성 수지 필름 (11)이 정지되어, 처리 공간 (22)가 이동되도록 되어 있을 수도 있다.

난접착성 수지 필름 (11) 및 처리 공간 (22)를 상대 이동시키지 않고 플라즈마 처리를 행하도록 할 수도 있다.

실시 형태의 플라즈마 처리부는 처리 공간 (22)가 방전 공간이고, 처리 공간 (22)에 배치된 피처리 필름 (11)에 플라즈마가 직접적으로 조사되는 소위 다이렉트식 플라즈마 처리 장치였지만, 본 발명은 처리 공간과 방전 공간이 개벌적으로 되어 방전 공간에 처리 공간이 연결되고, 공정 가스를 방전 공간에서 플라즈마화하여 처리 공간에 분출하여, 처리 공간의 피처리 필름 (11)에 접촉시키는 소위 리모트식 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있다. 소위 리모트식 플라즈마 처리 장치에서도, 처리 공간의 산소 농도를 바람직하게는 3000 ppm, 보다 바람직하게는 2000 ppm, 한층 바람직하게는 1000 ppm이 되도록 설정할 수 있다.

중합성 단량체 증기를 포함하는 가스를 난접착성 수지 필름에 공급하여 난접착성 수지 필름의 표면 상에 담지(응축 등)시킨 후, 상기 중합성 단량체 함유 가스와는 별도의 플라즈마 생성용 가스를 플라즈마화하여, 난접착성 수지 필름의 상기 중합성 단량체가 담지된 부분에 접촉시킬 수도 있다. 또는 플라즈마 생성용 가스를 플라즈마화하여 난접착성 수지 필름에 접촉시킨 후, 중합성 단량체를 상기 난접착성 수지 필름의 상기 플라즈마 접촉 부분에 접촉시킬 수도 있다. 플라즈마 생성용 가스와, 중합성 단량체 증기의 캐리어 가스가 동일한 성분(예를 들면 질소)으로 구성될 수도 있으며, 캐리어 가스가 플라즈마 생성용 가스를 겸비할 수도 있다.

플라즈마 처리 공정 후, 접착 공정 전에 난접착성 수지 필름을 수성 세정액으로 세정할 수도 있다.

난접착성 수지 필름의 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치는, 편광판의 제조 이외의 용도에 적용할 수도 있다.

측부 폐색 부재 (72)가 처리 공간 (22)의 가스를 흡인하는 흡인 노즐로 구성되어 있을 수도 있다. 이 경우, 외부의 분위기 가스가 처리 공간 (22) 내에서 흡입되거나, 중합성 단량체의 활성종이 피처리 필름 (11)에 접촉되지 않는 사이에 흡인 노즐에 흡인되기 쉽다는 점에 주의한다.

복수의 실시 형태의 요소를 서로 조합할 수도 있다. 예를 들면, 제2 실시 형태(도 3)에도 제3 내지 제5 실시 형태 또는 이들의 변형예의 폐색 수단 (7)을 설치하도록 할 수도 있다. 이 경우, 폐색 수단 (7)은 처리 공간 (22A), (22B) 중 적어도 처리 공간 (22A)에 대응하여 설치된다.

축단 폐색 부재 (80), (90), (92)가 축 방향의 한 쪽에만 설치되어 있을 수도 있다.

실시예 1

이하에 실시예를 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1에서는 방전 공간에 대한 산소 혼입량과 접착성과의 관계를 조사하였다. 이용한 표면 처리 장치의 개략 구성을 도 15에 나타낸다.

불활성 가스 공급원 (31)의 순질소 가스를, 불활성 가스로 (33)을 거쳐 항온 용기 (30)에 도입하고, 질소와 아크릴산의 혼합 가스로 이루어지는 공정 가스를 얻었다. 질소의 유량 나아가 공정 가스의 유량은 10 L/분으로 하였다. 항온 용기 (30) 내의 액체 아크릴산 AA의 온도는 40 ℃로 하였다.

공정 가스(아크릴산+질소)를 항온 용기 (30)으로부터 공정 가스 공급로 (37)에 송출하였다. 공정 가스 공급로 (31)에 산소 혼입로 (51)을 합류시키고, 혼입로 (51)로부터의 산소를 공급로 (37)의 공정 가스에 혼입하였다. 산소의 혼입량은, 혼입 후 공정 가스 중의 산소 농도가 0 내지 2 부피 ％가 되는 범위로 조절하였다. 이 공정 가스를 노즐 (39)로부터 처리 공간 (22)에 분출하였다. 공정 가스의 분출 온도는 32 ℃였다. 플라즈마 처리부 (2)의 전극 구조는, 상하에 대향하는 한쌍의 평판 전극 (24, 25)로 이루어지는 평행 평판 전극 구조로 하였다. 상측의 전극 (24)의 일측부에 공정 가스 공급 노즐 (39)를 배치하고, 전극 (24)의 다른측부에는 흡인 노즐 (62)를 설치하고, 처리 공간 (22) 내의 처리 완료된 가스를 흡인 노즐 (62)로 흡입하여, 배기 수단 (61)로부터 배출하였다.

상측의 전극 (24)에 전원 (23)을 접속하고, 하측의 전극 (25)를 접지하였다. 전극 (24)에의 투입 전력은 110 V로 하였다.

하측의 전극 (25) 상에 TAC 필름 (11)을 놓았다. 전극 (25)의 온도 나아가 필름 온도를 25 ℃로 조절하였다. 따라서, 공정 가스와 TAC 필름의 온도차는 7 ℃였다.

전극 (24, 25) 다른쪽에 대하여 상대적으로 왕복 이동(스캔)시켰다. 이동 속도는 10 m/분으로 하고, 왕복 횟수는 1회(2 스캔)로 하였다.

표면 처리 후 TAC 필름 (11)을 PVA 필름 (12)와 접착하였다. 접착제로는 (A) 폴리비닐알코올 5 중량％의 수용액과, (B) 카르복시메틸셀룰로오스나트륨 2 중량 ％의 수용액을, (A):(B)=20:1의 부피비로 혼합한 액을 이용하였다. (A)의 폴리비닐알코올의 평균 중합도는 500이었다.

그리고, 접착성의 평가를 행하였다. 접착성 평가는, 시험자가 손으로 TAC 필름과 PVA 필름을 박리하는 손 평가로 하였다.

이상의 조작을 3회 반복하여, 동일한 조건(산소 혼입량)의 시행 데이터를 3개씩 취득하였다.

결과를 하기 표 1에 나타낸다. 동일한 표 1의 "◎"는 접착성이 매우 양호한 것을 나타낸다. "○"는 접착성이 양호한 것을 나타낸다. "△"는 접착성이 약간 양호한 것을 나타낸다. "×"는 접착성이 나쁜 것을 나타낸다.

산소 혼입 후 공정 가스 중의 산소 농도가 0.5 부피％ 이상일 때는 전부 접착 불량이 되었다. 산소 농도가 0.3 부피％일 때는, 과반수가 접착 양호해졌다. 산소 농도가 0.2 부피％ 이하일 때는 전부 접착 양호해졌다. 산소 농도가 0.1 부피％ 이하일 때는 접착성이 매우 양호해졌다. 이에 따라, 양호한 접착성을 얻기 위한 처리 공간 (22) 내의 산소 농도는, 바람직하게는 3000 ppm 이하이고, 보다 바람직하게는 2000 ppm 이하이며, 더욱 바람직하게는 1000 ppm 이하인 것이 판명되었다.

실시예 2

도 3의 장치를 이용하였다. TAC 필름 (11)의 폭은 33 cm였다. 각 처리 공간 (22A), (22B)의 두께(전극 사이의 가장 좁아진 개소의 두께)는 1 mm였다. 각 처리 공간 (22A), (22B)의 상하의 길이는, 약 10 cm였다. 각 처리 공간 (22A), (22B)의 용적은, 약 0.3 L였다. 하기 표 2의 조건 (가) 내지 (라)에 나타낸 바와 같이, TAC 필름 (11)의 반송 속도를 10 m/분 내지 30 m/분의 범위로 조절하고, 제1 공정 가스(아크릴산 증기+질소)의 처리 공간 (22A)에의 공급 유량을 TAC 필름 (11)의 반송 속도에 비례시켰다. 또한, 가스로 (34)의 유량은 0으로 하였다. 따라서, 상기 제1 공정 가스의 공급 유량은 캐리어로 (35)의 유량과 같다. 제1 공정 가스의 분출 온도는 40 ℃로 하고, TAC 필름 (11)의 온도는 25 ℃로 하였다. 처리 공간 (22B)에의 질소 가스의 공급 유량은, 4개의 조건 (가) 내지 (라)에 대해서 모두 10 L/분으로 하였다. 전극 (22C)에의 공급 전력 및 전극간의 인가 전압은, 각 조건 (가) 내지 (라)에 대해서 이하와 같았다.

(가) 공급 전력: 918 W(270 V, 3.4 A의 직류를 교류 변환)

인가 전압: Vpp=15.3 kV

(나) 공급 전력: 891 W(270 V, 3.3 A의 직류를 교류 변환)

인가 전압: Vpp=15.3 kV

(다) 공급 전력: 864 W(270 V, 3.2 A의 직류를 교류 변환)

인가 전압: Vpp=15 kV

(라) 공급 전력: 810 W(270 V, 3 A의 직류를 교류 변환)

인가 전압: Vpp=14.8 kV

플라즈마 처리 후 TAC 필름의 폭 방향의 일단부와 타단부와 중앙부로부터 각각 2매씩 시료편을 잘라내고, 이 TAC 필름의 시료편을 PVA 필름의 시료편의 양면에 접착하여, 도 2(a)와 동일한 단면 구조의 편광판 시료를 제작하였다. 중합도 500의 PVA가 5 ％인 수용액을 평가용 접착제로서 이용하였다. 각 조건 (가) 내지 (라)에 대해서 복수(2개 내지 3개)의 편광판 시료를 제조하였다. 접착제의 건조 조건은 80 ℃ 5 분간으로 하였다. 접착제가 경화한 후, 접착 강도를 부동 롤러법(JIS K6854)으로 측정하였다. 그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 어느 조건 (가) 내지 (라)의 시료도 재파하여, 충분한 접착 강도가 얻어졌다.

조건 (가) 내지 (라)에서는 TAC 필름 (11)의 반송 속도와 제1 공정 가스(아크릴산 증기+질소)의 공급 유량이 비례하기 때문에, 처리량은 서로 동일하다고 간주할 것이지만, 반송 속도 및 공급 유량이 큰 것이 접착 강도가 양호해지는 경향이 확인되었다. 따라서, 공정 가스의 공급 유량을 어느 정도의 크기 이상으로 하면, 반송 속도가 커도 공기의 권취량을 억제할 수 있고, 접착 강도를 확보할 수 있다고 생각된다.

[비교예 1]

비교예 1로서, 도 3에서 캐리어로 (35)의 유량을 0으로 하고, 질소 가스 10 L/분을 가스로 (33), (34), (37), (39)의 순서로 흘려 처리 공간 (22A)에 공급하고 플라즈마화하였다. 따라서, 비교예 1의 제1 공정 가스 중 아크릴산 함유량은 0이다. 제1 공정 가스의 분출 온도는 40 ℃로 하고, TAC 필름 (11)의 온도는 25 ℃로 하였다. 또한, 제2 공정 가스로서 질소 가스 10 L/분을 처리 공간 (22B)에 공급하였다. TAC 필름의 반송 속도는 2 m/분으로 하였다. 공급 전력은 1107 W(270 V, 4.1 A의 직류를 교류 변환)였다. 전극간의 인가 전압은 Vpp=15.6 kV였다. 플라즈마 처리 후 TAC 필름을 실시예 1과 동일하게 하여 PVA 필름과의 접착을 시도하였지만, 거의 접착되지 않았다.

실시예 3

실시예 3에서는 도 3의 장치 (1)을 이용하였다. TAC 필름 (11)의 폭, 각 처리 공간 (22A), (22B)의 두께 및 용적은 실시예 2와 동일하게 하였다. TAC 필름 (11)의 반송 속도 V를 V=5 m/분 내지 30 m/분의 범위로 조절하고, 제1 공정 가스(아크릴산 증기+질소)의 처리 공간 (22A)에의 공급 유량 Q를 Q=5 L 내지 33 L의 범위로 조절하였다. 또한, 가스로 (34)의 유량은 0으로 하였다. 따라서, 상기 제1 공정 가스의 공급 유량 Q는, 캐리어로 (35)의 유량과 동등하다. 제1 공정 가스의 분출 온도는 40 ℃로 하고, TAC 필름 (11)의 온도는 25 ℃로 하였다. 처리 공간 (22B)에의 질소 가스의 공급 유량은 10 L/분으로 하였다.

처리 공간 (22A)의 아래쪽에 산소 농도 측정기의 프로브를 배치하고, 처리 공간 (22A)의 산소 농도를 측정하였다. 산소 농도 측정기로서, 도레이사 제조의 상품명 옥시젠 어낼라이져(OXYGEN ANALYZER), 형번 LC-850KS를 이용하였다. 결과를 도 16에 나타낸다.

제1 공정 가스의 공급 유량(도 16의 그래프의 횡축)이 일정하고 상대적으로 작은 값인 경우, 이동 속도가 커짐에 따라, 처리 공간 (22A)의 산소 농도가 증대하였다. 이는 이동 속도가 커지면 커질수록, 공기의 처리 공간 (22A) 내에의 권취량이 증대되는 것을 나타내고 있다. 또한, 이동 속도가 일정한 경우, 제1 공정 가스의 공급 유량이 커짐에 따라, 처리 공간 (22A)의 산소 농도가 감소하였다. 이는 제1 공정 가스의 공급 유량을 늘림으로써, 처리 공간 (22A) 내의 가스를 제1 공정 가스로 치환할 수 있는 것을 나타내고 있다. 제1 공정 가스의 공급 유량이 20 L를 넘으면, 이동 속도에 관계없이 처리 공간 (22A)의 산소 농도가 1000 ppm 이하가 되고, 확실하게 3000 ppm 이하가 되었다. 또한, 제1 공정 가스의 공급 유량이 30 L를 넘으면, 이동 속도에 관계없이 처리 공간 (22A)의 산소 농도가 거의 0 ppm이 되었다. 이는, 처리 공간 (22A) 내의 가스가 거의 완전히 제1 공정 가스로 치환되어 있는 것을 나타내고 있다.

이상의 실시예 1 내지 3으로부터, 처리 공간 (22A)의 산소 농도가 바람직하게는 3000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 2000 ppm, 더욱 바람직하게는 1000 ppm이 되도록 공정 가스의 공급 유량을 조절함으로써, 양호한 접착 강도를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다. 이동 속도가 큰 경우, 산소 농도가 상기 범위 내가 되도록 공정 가스의 공급 유량을 크게 할 수 있고, 이에 따라 고속 처리가 가능하다는 것이 확인되었다.

실시예 4

실시예 4에서는, 제4 실시 형태(도 7 내지 도 9)의 장치와 실질적으로 동일한 장치를 이용하여, 공정 가스의 유량 및 피처리 필름 (11)의 이동 속도와, 처리 공간 (22)의 산소 농도와의 관계를 조사하였다.

피처리 필름 (11)의 폭(전극 (21)의 축 방향을 따르는 치수)은 330 mm이고, 필름 (11)의 두께는 0.1 mm였다.

폐색 부재 (71, 72)의 축 방향의 길이 및 전극 (21, 21)의 축 방향의 길이는 330 mm였다. 전극 (21, 21)의 직경은 310 mm였다. 전극 (21, 21)의 가장 좁아진 개소의 간격(처리 공간 (22)의 두께)은 0.7 mm였다.

전극 (21, 21)의 축선이 배치된 수평면에 대하여 위로 21.5 mm 떨어진 위치에 노즐겸 폐색 부재 (71)의 하측 단면을 위치시켰다. 상기 수평면에 대하여 아래로 21.5 mm 떨어진 위치에 폐색 부재 (72)의 상측 단면을 위치시켰다. 따라서, 처리 공간 (22)의 상하 방향의 치수는 43 mm였다. 처리 공간 (22)의 축선과 직교하는 단면의 단면적은 72.97 mm²였다. 처리 공간 (22)의 부피는 0.02408 L였다.

측부 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께 t는, 각각 t=0.5 mm 정도로 하였다.

측판 (82)와 전극 (21)의 단면 사이의 간극 (82e)의 두께 t8은 t8=0.1 mm로 하였다.

축단 폐색 부재 (80)의 상하의 길이는 134 mm이고, 축단 폐색 부재 (80)의 폭(전극 (21, 21)의 배열 방향을 따르는 치수)은 48 mm였다. 축단 폐색 부재 (80)의 축 방향의 치수는 35 mm였다.

우선, 처리부 (2)의 주변의 분위기 가스 나아가 처리 공간 (22) 내의 가스를, 질소(N₂) 80 부피％, 산소(O₂) 20 부피％의 혼합 가스로 치환하였다. 그 후, 유사 공정 가스로서 질소 100 ％의 가스를 상측의 노즐겸 폐색 부재 (71)로부터 처리 공간 (22)에 공급하였다. 유사 공정 가스(N₂ 100 ％)의 공급 유량은 10 slm, 20 slm, 30 slm, 40 slm의 4가지와 같이 하였다. 축 방향의 단위 길이당 공급 유량은 30 slm/m, 61 slm/m, 91 slm/m, 121 slm/m의 4가지와 같았다. 공급 유량이 10 slm인 경우, 처리 공간 (22) 내의 가스가 1 분당 415회 교체한 것이 된다. 공급 유량이 20 slm인 경우, 처리 공간 (22) 내의 가스가 1 분당 830회 교체한 것이 된다. 공급 유량이 30 slm인 경우, 처리 공간 (22) 내의 가스가 1 분당 1245회 교체한 것이 된다. 공급 유량이 40 slm인 경우, 처리 공간 (22) 내의 가스가 1 분당 1661회 교체한 것이 된다.

상기한 가스 공급과 병행하여, 전극 (21, 21)을 도 7에서 시계 주위로 회전시켜 필름 (11)을 반송하였다. 또는 전극 (21, 21)을 회전시키지 않고, 필름 (11)을 정지시켰다. 필름 (11)의 반송 속도는 0 m/분, 10 m/분, 20 m/분, 30 m/분의 4가지와 같이 하였다.

전극 (21) 및 노즐겸 폐색 부재 (71)의 온도 조절은 행하지 않았다.

유사 공정 가스(N₂ 100 ％)의 공급 개시로부터 120 초 경과한 시점의 처리 공간 (22)의 산소 농도를 계측하였다. 산소 농도계로서, 도레이 엔지니어링 가부시끼가이샤 제조 LC-850KS(보증 정밀도(반복성) 0.05 ppm)를 이용하였다. 하측의 폐색 부재 (72)의 상측 단면의 축 방향의 중앙부로부터 상기 폐색 부재 (72)의 저면에 관통하는 계측 구멍을 설치하고, 이 계측 구멍의 상기 저면에의 개구에 상기 산소 농도계의 프로브를 접속하였다. 상기 산소 농도계에 내장의 흡인 펌프로, 처리 공간 (22)의 가스를 상기 계측 구멍으로부터 흡입하여 상기 산소 농도계에 도입하고, 산소 농도를 측정하였다. 상기 산소 농도계의 흡인 유량은 200 ml/분으로 하였다.

측정 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

반송 속도가 커짐에 따라 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 증대하였다. 필름 (11)의 이동에 의해서, 주변의 산소 함유 분위기 가스가 처리 공간 (22) 내에 권취된 것이라 생각된다.

공급 가스 유량이 10 slm일 때는, 반송 속도가 0 내지 10 m/분이면, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도는 2자릿수대의 ppm 농도였지만, 반송 속도를 20 m/분 내지 30 m/분으로 하면 산소 농도가 크게 증대하여 5자릿수대의 ppm 농도가 되었다.

공급 가스 유량이 20 slm일 때는, 반송 속도를 20 m/분 내지 30 m/분으로 하여도 산소 농도가 2자릿수대의 ppm 농도로 유지되었다.

공급 가스 유량이 30 slm 내지 40 slm일 때에는, 반송 속도를 증대시켜도 산소 농도는 거의 변화하지 않았다.

이상의 결과로부터, 공급 가스 유량을 20 slm 이상(축 방향의 단위 길이당 약 60 slm/m 이상)으로 하면, 필름 (11)의 반송 속도가 30 m/분 정도여도, 분위기 가스의 권취를 방지할 수 있어, 산소 농도를 충분히 소정(3000 ppm) 이하로 유지할 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 폐색 부재 (71), (72), (80)으로 처리 공간 (22)를 둘러쌈으로써, 산소 농도를 소정 이하로 유지하면서, 필름 (11)을 고속으로 반송함으로써, 처리 시간을 단축할 수 있다 할 수 있다. 또한, 축 방향의 단위 길이당 공급 가스 유량은 60 slm 이상이 바람직하고, 90 slm 이상이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 반송 속도에는 한계가 있다는 점, 및 대량으로 가스를 공급하면 낭비할 가능성이 있다는 점을 고려하여, 축 방향의 단위 길이당 공급 가스 유량의 상한은 180 slm이 바람직하다.

축단 개구 (22e)로부터 처리 공간 (22) 내에 들어가는 분위기 가스의 유량은 전극 (21)의 축 방향의 길이에는 의존하지 않는다고 생각되기 때문에, 전극 (21)의 축 방향의 길이 및 필름 (11)의 폭(상기 축 방향의 치수)을 330 mm보다 크게, 예를 들면 1500 mm 정도인 경우에는, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 보다 낮게 할 수 있다고 추찰된다.

실시예 5

실시예 5에서는, 실시예 4의 장치에서 폐색 부재 (71) 또는 (72)의 상하 방향의 위치를 조절하였다. 이에 따라, 측부 간극 (73e), (73f) 또는 (74e), (74f)의 두께 t를 조절하였다. 구체적으로는, 하측의 폐색 부재 (72)를 실시예 4에서의 높이로 고정시키고, 상측의 노즐겸 폐색 부재 (71)을 실시예 4에서의 높이 이상으로 위치 조절하였다. 노즐겸 폐색 부재 (71)의 높이는, 실시예 4에서의 높이에 대하여 0 mm, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.5 mm의 4가지와 같이 하였다. 폐색 부재 (71)의 높이가 0 mm일 때, 측부 간극 (73e), (73f)의 두께 t는, t=0.5 mm 정도이다. 폐색 부재 (71)의 높이가 0.1 mm일 때, 측부 간극 (73e), (73f)의 두께 t는, t=0.6 mm 정도이다. 폐색 부재 (71)의 높이가 0.2 mm일 때, 측부 간극 (73e), (73f)의 두께 t는, t=0.7 mm 정도이다. 폐색 부재 (71)의 높이가 0.5 mm일 때, 측부 간극 (73e), (73f)의 두께 t는, t=1.0 mm 정도이다.

축단 폐색 부재 (80)은, 폐색 부재 (71, 72)의 높이 조절에 따라 상하로 신축할 수 있는 구조로 하였다. 즉, 도 17에 나타낸 바와 같이, 축단 폐색 부재 (80)은 상단 부재 (83)과, 중단 부재 (84)와, 하단 부재 (85)의 3단 구성으로 하였다. 이들 부재 (83), (84), (85)는 각각 평면에서 볼 때 ㄷ자형(U자형, ∏자형)이고, 상단 부재 (83)과 하단 부재 (85)가 서로 동일한 크기로, 중단 부재 (84)가 상단 부재 (83) 및 하단 부재 (85)보다 조금 크다. 상단 부재 (83)을 중단 부재 (84)의 상측부에 상하로 슬라이드 가능하게 감입하고, 볼트 (86)을 틀어박음으로써 상단 부재 (83)의 중단 부재 (84)에 대한 상하 방향의 위치를 고정할 수 있도록 하였다. 하단 부재 (85)를 중단 부재 (84)의 하측부에 상하로 슬라이드 가능하게 감입하고, 볼트 (87)을 틀어박음으로써 하단 부재 (85)의 중단 부재 (84)에 대한 상하 방향의 위치를 고정할 수 있도록 하였다.

또한, 상단 부재 (83)의 구멍 (83b)는, 노즐겸 폐색 부재 (71)의 축 방향의 단부와의 연결용 볼트 구멍이다. 하단 부재 (85)의 구멍 (85b)는, 하측의 폐색 부재 (72)의 축 방향의 단부와의 연결용 볼트 구멍이다.

폐색 부재 (71, 72)의 높이 나아가 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께 t 이외의 장치의 치수 구성은 실시예 4와 동일하게 하였다.

그리고, 실시예 4와 마찬가지로, 처리부 (2)의 주변의 분위기 가스 나아가 처리 공간 (22) 내의 가스를 질소(N₂) 80 부피％, 산소(O₂) 20 부피％의 혼합 가스로 치환하였다. 그 후, 유사 공정 가스로서 질소 100 ％의 가스를 상측의 노즐겸 폐색 부재 (71)로부터 처리 공간 (22)에 공급하였다. 유사 공정 가스(N₂ 100 ％)의 공급 유량은, 10 slm, 20 slm, 30 slm의 3가지와 같이 하였다.

상기한 가스 공급과 병행하여, 전극 (21, 21)을 도 7에서 시계 주위로 회전시켜 필름 (11)을 반송하였다. 필름 (11)의 반송 속도는 10 m/분, 20 m/분, 30 m/분의 3가지와 같이 하였다.

전극 (21) 및 노즐겸 폐색 부재 (71)의 온도 조절은 행하지 않았다.

유사 공정 가스(N₂ 100 ％)의 공급 개시로부터 120 초 경과한 시점의 처리 공간 (22)의 산소 농도를 계측하였다. 이용한 산소 농도계 및 측정 방법은 실시예 4와 동일하게 하였다.

또한, 상측의 노즐 폐색 부재 (71)을 실시예 4에서의 높이로 고정시키고, 하측의 폐색 부재 (72)를 실시예 4에서의 높이 이하로 위치 조절하였다. 폐색 부재 (72)의 실시예 4에서의 높이에 대한 하강량은 0 mm, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.5 mm의 4가지와 같이 하였다. 폐색 부재 (72)의 하강량이 0 mm일 때, 측부 간극 (74e), (74f)의 두께 t는 t=0.5 mm 정도이다. 폐색 부재 (72)의 하강량이 0.1 mm일 때, 측부 간극 (74e), (74f)의 두께 t는, t=0.6 mm 정도이다. 폐색 부재 (72)의 하강량이 0.2 mm일 때, 측부 간극 (74e), (74f)의 두께 t는, t=0.7 mm 정도이다. 폐색 부재 (72)의 하강량이 0.5 mm일 때, 측부 간극 (74e), (74f)의 두께 t는, t=1.0 mm 정도이다.

그리고, 상술한 노즐겸 폐색 부재 (71)을 높이 조절하였을 때와 마찬가지로 하여 처리 공간 (22)의 산소 농도를 계측하였다.

실시예 5의 측정 결과를 하기 표 4에 나타낸다.

표 4에서, 최하란 이외의 란이, 하측의 폐색 부재 (72)의 위치를 고정시키고, 상측의 폐색 부재 (71)을 상승시켰을 때의 데이터이다. 최하란이 상측의 폐색 부재 (71)의 위치를 고정시키고, 하측의 폐색 부재 (72)를 하강시켰을 때의 데이터이다.

반송 속도가 10 m/분이고 공급 가스 유량이 10 slm일 때는, 폐색 부재 (71)의 위치를 높게 함에 따라, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 크게 증대하였다. 폐색 부재 (71)의 높이를 0 mm의 위치에서 0.1 mm 상승시킨 것만으로, 산소 농도가 3000 ppm을 상회하였다.

이에 대하여, 반송 속도를 상기와 동일한 10 m/분 그대로, 공급 가스 유량을 20 slm으로 하면, 폐색 부재 (71)의 높이에 관계없이, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 그다지 변화하지 않게 되어, 30 ppm 이하로 유지할 수 있었다.

이 경향은, 반송 속도를 20 m/분으로 하였을 때도 동일하였다. 즉, 반송 속도가 20 m/분이고 공급 가스 유량이 10 slm일 때는, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도가 5자릿수대인 ppm 농도가 되었지만, 반송 속도를 20 m/분 그대로 공급 가스 유량을 20 slm으로 하면, 폐색 부재 (71)의 높이에 관계없이, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 30 ppm 이하의 거의 일정값으로 유지할 수 있었다.

반송 속도를 30 m/분, 공급 가스 유량을 30 slm으로 하여, 폐색 부재 (71)의 높이를 조절하였을 때도, 폐색 부재 (71)의 높이에 관계없이, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 30 ppm 이하의 거의 일정값으로 유지할 수 있었다.

반송 속도를 30 m/분, 공급 가스 유량을 30 slm으로 하여, 하측의 폐색 부재 (72)의 높이를 조절하였을 때도, 폐색 부재 (72)의 높이에 관계없이, 처리 공간 (22) 내의 산소 농도를 2자릿수의 ppm 농도로 유지할 수 있었다. 또한, 이 경우는 동일한 반송 속도 및 동일한 공급 가스 유량으로 상측의 폐색 부재 (71)을 높이 조절하였을 때보다 산소 농도는 조금 커졌다.

이상의 결과로부터, 공급 가스 유량을 20 slm 이상(단위 길이당 약 60 slm/m 이상)으로 하면, 측부 간극 (73e), (73f), (74e), (74f)의 두께 t가 다소 커도, 또한 필름 (11)의 반송 속도를 크게 하여도, 산소 농도를 충분히 소정(3000 ppm) 이하로 유지할 수 있다는 것이 확인되었다.

1 플라즈마 표면 처리 장치
10 편광판
11 TAC 필름(난접착성 수지 필름)
12 PVA 필름(이접착성 수지 필름)
13 접착제
14 하드 코팅층
2 플라즈마 처리부
21 전극 겸 이동 수단
21L 좌측의 전극
21C 중앙의 전극
21R 우측의 전극
22 처리 공간(방전 공간)
22A 처리 공간(방전 공간)
22B 처리 공간(방전 공간)
22e 축단 개구
23 전원
24 상측의 평판 전극
25 하측의 평판 전극
27 반복 롤(난접착성 필름의 이동 수단)
28 필름 온도 조절 수단
3 공정 가스 공급계
03A 제1 공정 가스 공급계
30 항온 용기(중합성 단량체 공급원)
31 불활성 가스 공급원
32 가열기
33 불활성 가스 공급로
34 플라즈마 생성용 가스로
34v 유량 조절 수단
35 캐리어로
35v 유량 조절 수단
36 중합성 단량체 증기로
37 공정 가스로
38 가스 온도 조절 수단
39, 39A 공정 가스 노즐
4 제2 공정 가스 공급계
41 제2 공정 가스 공급원
43 제2 공정 가스 노즐
42 제2 공정 가스 공급로
51 산소 혼입로
61 배기 수단
62 흡인 노즐
7 폐색 수단
71 공정 가스 노즐 겸용의 측부 폐색 부재
72 측부 폐색 부재
72A 공정 가스 노즐 겸용의 측부 폐색 부재
73 오목 곡면
73e, 73f 측부 간극
74 오목 곡면
74e, 74f 측부 간극
75 정류부
76 분출로
77 하측의 정류부
78 하측의 분출로
79 온도 조절로
80 축단 폐색 부재
81 정면판
82 측판
82e 축단 간극
90 축단 폐색 부재
91 축단 간극
92 축단 폐색 부재
93 래비린스 시일
94 래비린스 시일
95 부분 환상의 볼록부
96 부분 환상의 볼록부
97 환상 오목홈
98 환상 오목홈

Claims (14)

1. 이접착성 수지 필름과 접착되어야 하는 난접착성 수지 필름의 표면을 처리하는 방법으로서,
   중합성 단량체를 플라즈마에 의해 활성화시켜 대기압 근방의 처리 공간에 배치한 상기 난접착성 수지 필름과 반응시키고,
   상기 처리 공간 내의 산소 농도를 3000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리 공간 내에 방전을 생성하고, 상기 중합성 단량체의 증기를 함유하는 공정 가스를 상기 처리 공간에 공급하며, 상기 공정 가스의 공급 유량을 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 3000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 공정 가스가 산소 가스를 실질적으로 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 2000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 1000 ppm 이하가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난접착성 수지 필름을 상기 처리 공간에 대하여 상대 이동시키고, 상기 상대 이동의 속도를 10 m/분 이상으로 하는 것을 특징으로 필름 표면 처리 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합성 단량체가 아크릴산 또는 메타크릴산인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 방법.
8. 상기 난접착성 수지 필름이 투명한 보호 필름이고, 상기 이접착성 수지 필름이 편광 필름이며, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 필름 표면 처리 방법을 실행한 후, 상기 난접착성 수지 필름을 이접착성 수지 필름에 투명한 접착제를 통해 접착하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.
9. 이접착성 수지 필름과 접착되어야 하는 난접착성 수지 필름의 표면을 처리하는 장치로서,
   중합성 단량체를 플라즈마에 의해 활성화시켜 대기압 근방의 처리 공간에 배치한 난접착성 수지 필름에 접촉시키는 플라즈마 처리부를 구비하며,
   상기 처리 공간 내의 산소 농도가 3000 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 플라즈마 처리부가 상기 처리 공간 내에 방전을 생성하는 한쌍의 전극을 갖고,
    상기 중합성 단량체의 증기를 함유하는 공정 가스를 상기 처리 공간에 공급하는 공정 가스 공급계를 더 구비하며, 상기 공정 가스 공급계의 공정 가스의 공급 유량이, 상기 처리 공간 내의 산소 농도가 3000 ppm 이하가 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 한쌍의 전극이 각각 축선을 축 방향으로 향하게 한 원통상을 이루어 상기 축 방향과 직교하는 배열 방향에 평행하게 나열되고, 이들 전극끼리간의 가장 좁아진 개소 및 그의 주변이 상기 처리 공간이 되며,
    추가로, 상기 처리 공간을 사이에 두고 상기 축 방향 및 상기 배열 방향과 직교하는 직교 방향의 양측에 설치되고, 상기 축 방향으로 연장되며, 상기 각 전극의 주위면 사이에 상기 난접착성 수지 필름의 상기 각 전극으로의 권취를 허용하는 간극을 형성하도록 하여 상기 한쌍의 전극의 상기 주위면끼리간에 걸친 한쌍의 측부 폐색 부재를 구비하고, 상기 한쌍의 측부 폐색 부재 중 적어도 하나가 상기 공정 가스 공급계의 하류단의 공정 가스 노즐을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 한쌍의 전극 및 상기 한쌍의 측부 폐색 부재의 상기 축 방향의 서로 동일한 측의 단부끼리간에 걸치고, 상기 처리 공간의 상기 축 방향의 상기 동일한 측의 단부에서 덮이는 축단 폐색 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난접착성 수지 필름을 상기 처리 공간에 대하여 상대 이동시키는 이동 수단을 더 구비하고, 상기 이동 수단에 의한 상기 상대 이동의 속도가 10 m/분 이상인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합성 단량체가 아크릴산 또는 메타크릴산인 것을 특징으로 하는 필름 표면 처리 장치.

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