KR20140020879A - 필름 표면 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 PMMA 필름의 접착 강도를 향상시킨다. 아크릴산을 포함하는 제1 반응 가스를 제1 반응 가스 노즐(23)로부터 분출하여 PMMA 필름에 접촉시킨다(제1 접촉 공정). 이어서, 제1 롤 전극(11)과 제2 롤 전극(12) 사이의 갭(14)에서 아르곤 플라즈마를 PMMA 필름에 조사한다(제1 조사 공정). 이어서, 아크릴산을 포함하는 제2 반응 가스를 제2 반응 가스 노즐(43)로부터 분출하여 PMMA 필름에 접촉시킨다(제2 접촉 공정). 이어서, 제2 롤 전극(12)과 제3 롤 전극(13) 사이의 갭(15)에서 아르곤 플라즈마를 PMMA 필름에 조사한다(제2 조사 공정).

Description

필름 표면 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TREATING FILM SURFACE}
본 발명은 광학 수지 필름의 표면을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 폴리메타크릴산메틸(Polymethylmethacrylate, 이하 「PMMA」라고 칭한다)을 주성분으로 하는 수지 필름(이하 「PMMA 필름」이라고 칭한다)의 접착성을 향상시키는 데 적합한 표면 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 특허문헌 1, 2에서는, 편광판의 보호 필름의 접착성을 향상시키기 위해, 상기 보호 필름에 중합성 단량체 함유 가스를 접촉시킴과 함께 플라즈마를 조사하고 있다. 중합성 단량체로서는, 예를 들어 아크릴산이 사용되고 있다. 보호 필름의 일례로서 PMMA 필름이 예시되고 있다. 플라즈마 생성용 가스의 일례로서 아르곤이 예시되고 있다. 처리 완료된 보호 필름을 접착제를 통해 편광 필름과 접합시킴으로써 편광판이 구성된다. 접착제로서는 폴리비닐알코올(이하 「PVA」라고 칭한다)계나 폴리에테르계 등의 수계 접착제가 사용되고 있다. 편광 필름으로서는 PVA를 주성분으로 하는 수지 필름(이하 「PVA 필름」이라고 칭한다)이 사용되고 있다.
일본 특허 공개 제2010-150372호 공보(0013, 0017) 일본 특허 공개 제2010-150373호 공보(0011, 0018)
그러나, PMMA 필름은 매우 난접착성이다. 접착성의 향상 처리로서 코로나 방전 처리를 행하거나 접착제를 연구하거나 하는 것도 행해지고 있지만, 이들 처리에서는 접착성이 불충분했다.
본 발명 방법은 PMMA 필름의 표면을 처리하는 필름 표면 처리 방법으로서,
아크릴산을 캐리어 가스로 기화시켜 이루어지는 제1 반응 가스를 PMMA 필름에 접촉시키는 제1 접촉 공정과,
상기 제1 접촉 공정 후 또는 상기 제1 접촉 공정과 병행하여, 대기압 근방 하에서 생성한 아르곤 플라즈마를 상기 PMMA 필름에 조사하는 제1 조사 공정과,
상기 제1 조사 공정 후에 아크릴산을 캐리어 가스로 기화시켜 이루어지는 제2 반응 가스를 상기 PMMA 필름에 접촉시키는 제2 접촉 공정과,
상기 제2 접촉 공정 후 또는 상기 제2 접촉 공정과 병행하여, 대기압 근방 하에서 생성한 아르곤 플라즈마를 상기 PMMA 필름에 조사하는 제2 조사 공정
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1 접촉 공정에 의해 PMMA 필름의 표면에 아크릴산의 제1 응축층을 형성할 수 있다. 이어서, 제1 조사 공정에 의해 상기 제1 응축층을 플라즈마 중합시켜, 폴리아크릴산의 제1 플라즈마 중합막을 형성할 수 있다. 이어서, 제2 접촉 공정에 의해 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 아크릴산의 제2 응축층을 형성할 수 있다. 이어서, 제2 조사 공정에 의해 상기 제2 응축층을 플라즈마 중합시켜, 폴리아크릴산의 제2 플라즈마 중합막을 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 적층 형성할 수 있다. 이들 제1, 제2 플라즈마 중합막이 PMMA 필름의 접착성 촉진층으로 된다. 이에 의해, 난접착성의 PMMA 필름의 접착 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 접착 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 여기서, 접착 내구성이란, 접착 후의 대상물을 고습도이며 고온의 습열 환경에 노출시킨 후에 접착 강도가 저하되지 않는 정도를 의미한다.
본 발명 장치는 PMMA 필름의 표면을 처리하는 필름 표면 처리 장치로서,
서로 평행하게 배열되어 인접하는 것끼리 사이의 갭에 대기압 근방 하에서 방전을 생성하는 제1, 제2, 제3 롤 전극과,
상기 제1 롤 전극의 외주면에 면하여 아크릴산을 함유하는 제1 반응 가스를 분출하는 제1 반응 가스 노즐과,
상기 제1 롤 전극과 상기 제2 롤 전극 사이의 갭에 아르곤을 분출하는 제1 방전 가스 노즐과,
상기 제2 롤 전극의 외주면에 면하여 아크릴산을 함유하는 제2 반응 가스를 분출하는 제2 반응 가스 노즐과,
상기 제2 롤 전극과 상기 제3 롤 전극 사이의 갭에 아르곤을 분출하는 제2 방전 가스 노즐을 포함하고,
상기 PMMA 필름이 상기 제1, 제2, 제3 롤 전극에 걸어 감기며, 상기 제1, 제2, 제3 롤 전극의 회전에 의해 상기 PMMA 필름이 상기 제1 롤 전극, 상기 제2 롤 전극, 상기 제3 롤 전극의 순서대로 반송되는 것을 특징으로 한다.
PMMA 필름을 제1 롤 전극, 제2 롤 전극, 제3 롤 전극의 순서대로 이송함으로써, 제1 롤 전극의 외주면 상에서 제1 반응 가스 노즐로부터 제1 반응 가스를 PMMA 필름에 분사한다. 이에 의해, PMMA 필름의 표면에 아크릴산의 제1 응축층을 형성할 수 있다. 계속해서, 제1, 제2 롤 전극간의 갭에서 PMMA 필름에 아르곤 플라즈마를 조사한다. 이에 의해, 상기 제1 응축층을 플라즈마 중합시켜 폴리아크릴산의 제1 플라즈마 중합막을 형성할 수 있다. 계속해서, 제2 롤 전극의 외주면 상에서 제2 반응 가스 노즐로부터 제2 반응 가스를 PMMA 필름에 분사한다. 이에 의해, 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 아크릴산의 제2 응축층을 형성할 수 있다. 그 후, 제2, 제3 롤 전극간의 갭에서 PMMA 필름에 아르곤 플라즈마를 조사한다. 이에 의해, 상기 제2 응축층을 플라즈마 중합시켜 폴리아크릴산의 제2 플라즈마 중합막을 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 적층 형성할 수 있다. 이 결과, 난접착성의 PMMA 필름의 접착 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 접착 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 제1, 제2, 제3 롤 전극은 PMMA 필름의 지지 수단 및 반송 수단을 겸한다.
상기 제1, 제2 반응 가스의 캐리어 가스가 아르곤인 것이 바람직하다. 이에 의해, 캐리어 가스가 제1, 제2 조사 공정을 행하는 공간(예를 들어 롤 전극간의 갭) 내에 유입했다고 해도 방전 상태가 바뀌는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 캐리어 가스는, 러닝 코스트를 저감시키기 위해 질소일 수도 있다.
상기 표면 처리는 대기압 근방 하에서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 대기압 근방이란, 1.013×104 내지 50.663×104Pa의 범위를 의미하고, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 1.333×104 내지 10.664×104Pa가 바람직하고, 9.331×104 내지 10.397×104Pa가 보다 바람직하다.
본 발명에 따르면, 난접착성의 PMMA 필름의 접착 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 접착 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표면 처리 장치를 도시하는 측면도이다.
도 2는 상기 표면 처리 장치의 전극부 및 노즐부의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타낸 것이다. 피처리물은 편광판의 보호 필름용의 PMMA 필름(9)이다. PMMA 필름(9)은, PMMA를 주성분으로서 포함하고, 매우 난접착성이다. 여기서, PMMA를 주성분으로서 포함한다는 것은, 필름(9)에서 차지하는 PMMA의 비율이 60wt％ 내지 100wt％인 것을 의미한다. 바꾸어 말하면, 필름 원료에서 차지하는 메타크릴산메틸(MMA)의 비율이 60wt％ 내지 100wt％인 것을 의미한다. 필름(9)의 PMMA 이외의 함유 성분으로서는, 자외선 흡수제, 안정제, 활제, 가공 보조제, 가소제, 내충격 보조제, 발포제, 충전제, 착색제, 광택 소거제 등을 들 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 필름 표면 처리 장치(1)는, 전극 구조(10)와, 가스 공급 수단(20 내지 50)을 구비하고 있다. 전극 구조(10)는, 제1 롤 전극(11)과, 제2 롤 전극(12)과, 제3 롤 전극(13)을 갖고 있다. 이들 롤 전극(11 내지 13)은 서로 동일 직경, 동일 축길이의 원통체로 되어 있다. 롤 전극(11 내지 13)의 적어도 외주부는 금속으로 구성되며 상기 금속제의 외주부의 외주면에는 고체 유전체층이 피막되어 있다. 각 롤 전극(11, 12, 13)의 축선이 도 1의 지면과 직교하는 수평 방향(이하 「처리 폭 방향」이라고 칭한다)을 향하고 있다. 3개의 롤 전극(11, 12, 13)이 이 순서대로 평행하게 배열되어 있다. 도 1에 있어서 좌측의 제1 롤 전극(11)과 중앙의 제2 롤 전극(12) 사이의 제1 갭(14)과, 중앙의 제2 롤 전극(12)과 우측의 제3 롤 전극(13) 사이의 제2 갭(15)의 두께 등의 치수 형상은 서로 동등하다. 갭(14, 15)의 가장 좁은 개소의 두께는, 바람직하게는 0.5mm 내지 1.0mm 정도이다.
도시는 생략하였지만, 중앙의 롤 전극(12)에 전원이 접속되며 좌우의 롤 전극(11, 13)이 전기적으로 접지되어 있다. 그 대신에, 좌우의 롤 전극(11, 13)에 전원이 각각 접속되며 중앙의 롤 전극(12)이 전기적으로 접지되어 있을 수도 있다. 전원은, 예를 들어 펄스파상의 고주파 전력을 출력한다. 이 전력 공급에 의해, 좌측의 롤 전극(11)과 중앙의 롤 전극(12) 사이에 대기압 근방의 압력 하에서 플라즈마 방전이 생성되어, 갭(14)이 대기압 근방의 제1 방전 공간으로 된다. 또한, 상기 전력 공급에 의해, 중앙의 롤 전극(12)과 우측의 롤 전극(13) 사이에 대기압 근방의 압력 하에서 플라즈마 방전이 생성되어, 갭(15)이 대기압 근방의 제2 방전 공간으로 된다. 갭(14, 15) 사이의 인가 전압은, Vpp=6.0kV 내지 7.0kV 정도인 것이 바람직하다. 상기 고주파 전력의 주파수는 50kHz 내지 70kHz 정도인 것이 바람직하다. 상기 펄스의 상승 시간 및 하강 시간은 10μsec 이하인 것이 바람직하다. 상기 펄스의 지속 시간은 1 내지 1000μsec인 것이 바람직하다. 상기 고주파는 펄스파에 한정되지 않고, 연속파일 수도 있다.
롤 전극(11, 12)의 아래쪽에 복수(도면에서는 2개)의 전단 가이드 롤(16, 16)이 배치되어 있다. 롤 전극(12, 13)의 아래쪽에 복수(도면에서는 2개)의 후단 가이드 롤(17, 17)이 배치되어 있다.
연속 시트상의 PMMA 필름(9)이, 폭 방향을 상기 처리 폭 방향(도 1의 지면 직교 방향)을 향하여, 3개의 롤 전극(11, 12, 13)의 상측의 외주면에 각각 반주 정도 걸어 감겨 있다. 각 롤 전극(11, 12, 13)의 상측의 외주면 및 갭(14, 15)을 형성하는 부분을 포함하는 대략 반주 부분이 PMMA 필름(9)으로 덮여 있다.
롤 전극(11, 12) 사이의 PMMA 필름(9)은 갭(14)으로부터 아래쪽으로 늘어뜨려져 가이드 롤(16, 16)에 걸어 감겨 있다. 갭(14)과 가이드 롤(16, 16) 사이의 PMMA 필름(9)이 반환 부분(9a)을 형성하고 있다.
롤 전극(12, 13) 사이의 PMMA 필름(9)은 갭(15)으로부터 아래쪽으로 늘어뜨려져 가이드 롤(17, 17)에 걸어 감겨 있다. 갭(15)과 가이드 롤(17, 17) 사이의 PMMA 필름(9)이 반환 부분(9b)을 형성하고 있다.
도시는 생략하였지만, 각 롤 전극(11, 12, 13)에 회전 기구가 연결되어 있다. 회전 기구는, 모터, 내연 기관 등의 구동부와, 상기 구동부의 구동력을 롤 전극(11, 12, 13)의 축에 전달하는 전달 수단을 포함한다. 전달 수단은, 예를 들어 벨트·풀리 기구나 기어 열로 구성되어 있다. 도 1에 있어서 윤곽선 원호상 화살표로 나타낸 바와 같이, 회전 기구에 의해 롤 전극(11, 12, 13)이 각각 자기의 축선 주위로 서로 동기하여 동일 방향(도 1에 있어서 시계 방향)으로 회전된다. 이에 의해, PMMA 필름(9)이 제1 롤 전극(11), 제2 롤 전극(12), 제3 롤 전극(13)의 순으로 개략 우측 방향으로 반송된다.
전극 구조(10)은, PMMA 필름(9)을 지지하는 지지 수단 및 PMMA 필름(9)을 반송하는 반송 수단으로서의 기능을 겸하고 있다.
각 롤 전극(11, 12, 13)에는 온도 조절 수단(도시 생략)이 설치되어 있다. 온도 조절 수단은, 예를 들어 롤 전극(11, 12, 13) 내에 형성된 온도 조절로에 의해 구성되어 있다. 온도 조절로에 온도 조절된 물 등의 매체를 흘림으로써, 롤 전극(11, 12, 13)을 온도 조절할 수 있다. 나아가서는, 롤 전극(11, 12, 13)의 외주면 상의 PMMA 필름(9)을 온도 조절할 수 있다. 롤 전극(11, 12, 13)의 설정 온도는, 바람직하게는 중합성 단량체(아크릴산)의 응축 온도보다 저온이다. PMMA 필름(9)의 설정 온도는, 바람직하게는 25℃ 내지 45℃ 정도이다.
제1 반응 가스 공급 수단(20)은 제1 반응 가스의 공급원(21)과, 제1 반응 가스 노즐(23)을 구비하고 있다. 제1 반응 가스는 중합성 단량체 및 캐리어 가스를 함유한다. 중합성 단량체로서는, 아크릴산(AA)이 사용되고 있다. 캐리어 가스로서는 질소(N2)가 사용되고 있다. 제1 반응 가스는 아크릴산과 질소의 혼합 가스로 구성되어 있다.
상세한 도시는 생략하였지만, 제1 반응 가스 공급원(21)은 기화기를 포함한다. 기화기에 있어서, 액체의 아크릴산이 캐리어 가스 중으로 기화된다. 기화는 버블링 방식일 수도 있고, 압출 방식일 수도 있다. 기화된 아크릴산과 캐리어 가스가 혼합됨으로써 제1 반응 가스가 생성된다. 여기서, 버블링 방식이란, 기화기 내의 액체 아크릴산의 액 중에 캐리어 가스를 주입하여 캐리어 가스의 기포 중에 아크릴산을 기화시키는 방식을 의미한다. 압출하는 방식이란, 기화기 내의 액체 아크릴산의 액면으로부터 상측의 공간 부분에 캐리어 가스를 도입하고, 상기 공간 부분의 포화 아크릴산 증기를 캐리어 가스와 혼합하여 압출하는 방식을 의미한다.
제1 반응 가스 공급원(21)이 가스로(22)를 통해 제1 반응 가스 노즐(23)에 접속되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(23)은 제1 롤 전극(11)의 위쪽에 배치되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(23)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 제1 롤 전극(11)의 주위 방향(도 1의 좌우)으로 어느 정도의 폭을 갖고 있다. 제1 반응 가스 노즐(23)의 하면에는 분출구가 형성되어 있다. 분출구는 제1 반응 가스 노즐(23)의 하면이 넓은 범위(처리 폭 방향 및 롤 주위 방향)로 분포되도록 형성되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(23)의 분출면(하면)이 제1 롤 전극(11) 상의 PMMA 필름(9)에 면하고 있다. 제1 반응 가스 공급원(21)으로부터의 제1 반응 가스가 제1 반응 가스 노즐(23)에 공급되어 제1 반응 가스 노즐(23) 내의 정류부(도시 생략)에 의해 균일화된 후, 제1 반응 가스 노즐(23)의 분출구로부터 분출된다. 제1 반응 가스의 분출류는 처리 폭 방향으로 균일하게 분포된 흐름으로 된다.
가스로(22) 및 제1 반응 가스 노즐(23)에는 온도 조절 수단(도시 생략)이 설치되어 있다. 가스로(22)의 온도 조절 수단은 리본 히터 등에 의해 구성되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(23)의 온도 조절 수단은 온도 조절수를 통과시키는 온도 조절로 등에 의해 구성되어 있다. 가스로(22) 및 제1 반응 가스 노즐(23)의 설정 온도는 아크릴산의 응축 온도보다 고온이다. 이에 의해, 아크릴산이 분출 전에 응축되는 것을 방지할 수 있다. 가스로(22) 및 제1 반응 가스 노즐(23)의 설정 온도는, 바람직하게는 60℃ 내지 80℃ 정도이다.
제1 반응 가스 노즐(23)의 저부의 양측에는 차폐 부재(24)가 설치되어 있다. 차폐 부재(24)는, 제1 롤 전극(11)의 주위 방향을 따르는 원호상의 단면을 이루고, 처리 폭 방향으로 롤 전극(11)과 거의 동일한 길이로 연장되는 만곡판상으로 되어 있다. 차폐 부재(24)가 제1 반응 가스 노즐(23)보다도 제1 롤 전극(11)의 주위 방향으로 연장되어 나와 있다. 도 1에 있어서 좌측의 차폐 부재(24)의 좌측 단부는 해방되어 있다. 도 1에 있어서 우측의 차폐 부재(24)의 우측 단부는, 후기할 노즐(34)에 접촉 또는 근접하고 있다.
제1 반응 가스 노즐(23)과 제1 롤 전극(11) 사이에 제1 분사 공간(25)이 구획 형성되어 있다. 제1 분사 공간(25)은 제1 롤 전극(11)의 상측의 외주면을 따르는 단면 원호상의 공간으로 되어 있다. 차폐 부재(24)에 의해, 제1 분사 공간(25)이 제1 반응 가스 노즐(23)보다도 제1 롤 전극(11) 주위 방향의 양측으로 연장되어 있다. 도 1에 있어서, 제1 분사 공간(25)의 좌측의 단부는, 롤 전극(11)의 좌측(롤 전극(12)측과는 반대측)의 외부 공간에 이어져 있다. 도 1에 있어서, 제1 분사 공간(25)의 우측의 단부는, 후기할 노즐(34)과 롤 전극(11) 사이의 간극을 통해 갭(14)에 이어져 있다.
제1 방전 가스 공급 수단(30)은, 제1 방전 가스 공급원(31)과, 제1 방전 가스 노즐(33, 34)을 구비하고 있다. 가스 공급원(31)에는, 제1 방전 생성 가스로서 아르곤(Ar)이 축적되어 있다.
가스 공급원(31)으로부터의 가스로(32)가 제1 방전 가스 노즐(33, 34)에 접속되어 있다. 제1 방전 가스 노즐(33, 34)은 갭(14)을 사이에 두고 상하로 한 쌍을 이루고 있다. 하측의 제1 방전 가스 노즐(33)은 PMMA 필름(9)의 반환 부분(9a)의 내부에 배치되어 있다. 상측의 제1 방전 가스 노즐(34)은 갭(14)보다 상측의 롤 전극(11, 12) 사이에 배치되어 있다. 이들 제1 방전 가스 노즐(33, 34)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 그 연장 방향과 직교하는 단면이 서로의 대향측을 향하여 끝이 가늘어져 있다. 각 제1 방전 가스 노즐(33, 34)의 선단의 분출구가 갭(14)에 면하고 있다. 가스 공급원(31)으로부터의 아르곤 가스가 제1 방전 가스 노즐(33, 34) 내의 정류부(도시 생략)에 의해 처리 폭 방향으로 균일화된 후, 제1 방전 가스 노즐(33, 34)의 분출구로부터 갭(14)을 향하여 분출된다. 이 분출류는 처리 폭 방향으로 균일하게 분포된 흐름으로 된다.
제1 방전 가스 노즐(33, 34) 내에는 도시하지 않은 온도 조절로가 설치되어 있다. 물 등의 온도 조절 매체가 제1 방전 가스 노즐(33, 34) 내의 상기 온도 조절로에 통과된다. 이에 의해, 제1 방전 가스 노즐(33, 34)을 온도 조절할 수 있고, 나아가서는 아르곤 가스(제1 방전 가스)의 분출 온도를 조절할 수 있다. 제1 방전 가스 노즐(33, 34)의 설정 온도는, 바람직하게는 25℃ 내지 45℃ 정도이다.
제2 반응 가스 공급 수단(40)은, 제2 반응 가스의 공급원(41)과, 제2 반응 가스 노즐(43)을 구비하고 있다. 제2 반응 가스는 제1 반응 가스와 동일한 가스에 의해 구성되어 있다. 즉, 제2 반응 가스는 중합성 단량체 및 캐리어 가스를 함유한다. 중합성 단량체로서는 아크릴산(AA)이 사용되고 있다. 캐리어 가스로서는 질소(N2)가 사용되고 있다. 제2 반응 가스는 아크릴산과 질소의 혼합 가스로 구성되어 있다.
상세한 도시는 생략하였지만, 제2 반응 가스 공급원(41)은 기화기를 포함한다. 기화기에 있어서, 액체의 아크릴산이 캐리어 가스 중으로 기화된다. 기화는 버블링 방식일 수도 있고, 압출 방식일 수도 있다. 기화된 아크릴산과 캐리어 가스가 혼합됨으로써 제2 반응 가스가 생성된다. 제1 반응 가스 공급원(21)과 제2 반응 가스 공급원(41)이 공통된 아크릴산 공급원으로 구성되어 있을 수도 있다.
제2 반응 가스 공급원(41)은 가스로(42)를 통해 제2 반응 가스 노즐(43)에 접속되어 있다. 제2 반응 가스 노즐(43)은 제2 롤 전극(12)의 위쪽에 배치되어 있다. 제2 반응 가스 노즐(43)은 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 제2 롤 전극(12)의 주위 방향(도 1의 좌우)으로 어느 정도의 폭을 갖고 있다. 제2 반응 가스 노즐(43)의 하면에는 분출구가 형성되어 있다. 분출구는, 제2 반응 가스 노즐(43)의 하면이 넓은 범위(처리 폭 방향 및 롤 주위 방향)로 분포되도록 형성되어 있다. 제2 반응 가스 노즐(43)의 분출면(하면)이 제2 롤 전극(12) 상의 PMMA 필름(9)에 면하고 있다. 제2 반응 가스 공급원(41)으로부터의 제2 반응 가스가 제2 반응 가스 노즐(43)에 공급되어, 제2 반응 가스 노즐(43) 내의 정류부(도시 생략)에 의해 균일화된 후, 제2 반응 가스 노즐(43)의 분출구로부터 분출된다. 제2 반응 가스의 분출류는 처리 폭 방향으로 균일하게 분포된 흐름으로 된다.
가스로(42) 및 제2 반응 가스 노즐(43)에는 온도 조절 수단(도시 생략)이 설치되어 있다. 가스로(42)의 온도 조절 수단은 리본 히터 등에 의해 구성되어 있다. 제2 반응 가스 노즐(43)의 온도 조절 수단은 온도 조절수를 통과시키는 온도 조절로 등에 의해 구성되어 있다. 가스로(42) 및 제2 반응 가스 노즐(43)의 설정 온도는 아크릴산의 응축 온도보다 고온이다. 이에 의해, 아크릴산이 분출 전에 응축되는 것을 방지할 수 있다. 가스로(42) 및 제2 반응 가스 노즐(43)의 설정 온도는, 바람직하게는 60℃ 내지 80℃ 정도이다.
제2 반응 가스 노즐(43)의 저부에는 차폐 부재(44)가 설치되어 있다. 차폐 부재(44)는 제2 롤 전극(12)의 주위 방향을 따르는 원호상의 단면을 이루고, 처리 폭 방향으로 롤 전극(12)과 거의 동일한 길이로 연장되는 만곡판상으로 되어 있다. 차폐 부재(44)가 제2 반응 가스 노즐(43)보다도 제2 롤 전극(12)의 주위 방향으로 연장되어 나와 있다. 도 1에 있어서 좌측의 차폐 부재(44)의 좌측 단부는, 제1 방전 가스 노즐(34)의 측부에 접촉 또는 근접하고 있다. 도 1에 있어서 우측의 차폐 부재(44)의 우측 단부는, 후기할 노즐(54)에 접촉 또는 근접하고 있다.
차폐 부재(44)와 제2 롤 전극(12) 사이에 제2 분사 공간(45)이 형성되어 있다. 제2 분사 공간(45)은, 제2 롤 전극(12)의 상측의 외주면을 따르는 단면 원호상의 공간으로 되어 있다. 차폐 부재(44)에 의해, 제2 분사 공간(45)이 제2 반응 가스 노즐(43)보다도 제2 롤 전극(12)의 주위 방향의 양측으로 연장되어 있다. 도 1에 있어서, 제2 분사 공간(45)의 좌측의 단부는, 제1 방전 가스 노즐(34)과 롤 전극(12) 사이의 간극을 통해 제1 방전 공간(14)에 이어져 있다. 도 1에 있어서, 제2 분사 공간(45)의 우측의 단부는 후기할 노즐(54)과 롤 전극(12) 사이의 간극을 통해 갭(15)에 이어져 있다.
제2 방전 가스 공급 수단(50)은, 제2 방전 가스 공급원(51)과, 제2 방전 가스 노즐(53, 54)을 구비하고 있다. 제2 방전 가스 공급원(51)에는 제2 방전 생성 가스로서 아르곤(Ar)이 축적되어 있다. 제1 방전 가스 공급원(31)과 제2 방전 가스 공급원(51)이 공통된 아르곤 가스 공급원으로 구성되어 있을 수도 있다.
가스 공급원(51)으로부터의 가스로(52)가 제2 방전 가스 노즐(53, 54)에 접속되어 있다. 제2 방전 가스 노즐(53, 54)은 갭(15)을 사이에 두고 상하로 한 쌍을 이루고 있다. 하측의 제2 방전 가스 노즐(53)은 PMMA 필름(9)의 반환 부분(9b)의 내부에 배치되어 있다. 상측의 제2 방전 가스 노즐(54)은 갭(15)보다 상측의 롤 전극(11, 12) 사이에 배치되어 있다. 이들 제2 방전 가스 노즐(53, 54)은, 처리 폭 방향으로 길게 연장되며 그 연장 방향과 직교하는 단면이 서로의 대향측을 향하여 끝이 가늘어져 있다. 각 제2 방전 가스 노즐(53, 54)의 선단의 분출구가 갭(15)에 면하고 있다. 가스 공급원(51)으로부터의 아르곤 가스가 제2 방전 가스 노즐(53, 54) 내의 정류부(도시 생략)에 의해 처리 폭 방향으로 균일화된 후, 제2 방전 가스 노즐(53, 54)의 분출구로부터 갭(15)을 향하여 분출된다. 이 분출류는 처리 폭 방향으로 균일하게 분포된 흐름으로 된다.
제2 방전 가스 노즐(53, 54) 내에는 도시하지 않은 온도 조절로가 설치되어 있다. 물 등의 온도 조절 매체가 제2 방전 가스 노즐(53, 54) 내의 상기 온도 조절로에 통과된다. 이에 의해, 제2 방전 가스 노즐(53, 54)을 온도 조절할 수 있고, 나아가서는 아르곤 가스(제2 방전 가스)의 분출 온도를 조절할 수 있다. 제2 방전 가스 노즐(53, 54)의 설정 온도는, 바람직하게는 25℃ 내지 45℃ 정도이다.
상기 구성의 필름 표면 처리 장치(1)에 의해 PMMA 필름(9)을 표면 처리하는 방법, 나아가서는 편광판을 제조하는 방법을 설명한다.
[지지 공정, 반송 공정]
롤 전극(11 내지 13) 및 가이드 롤(16, 17)에 연속 시트상의 PMMA 필름(9)을 걸어 감는다.
롤 전극(11 내지 13)을 도 1에 있어서 시계 방향으로 회전시켜, PMMA 필름(9)을 제1 롤 전극(11), 제2 롤 전극(12), 제3 롤 전극(13)의 순으로, 도 1에 있어서 개략 우측 방향으로 반송한다. 반송 속도는, 바람직하게는 1m/min 내지 30m/min 정도이다.
[제1 접촉 공정]
제1 반응 가스 공급 수단(20)에서는, 캐리어 가스(N2) 중에 아크릴산(AA)을 기화시켜 제1 반응 가스(AA+N2)를 생성한다. 제1 반응 가스 중의 아크릴산의 체적 농도는, 바람직하게는 2％ 내지 8％이다. 이 제1 반응 가스를 반응 가스 노즐(23)로부터 제1 분사 공간(25)에 분출한다. 제1 반응 가스는 제1 분사 공간(25) 내의 PMMA 필름(9)의 표면에 접촉한다. 이에 의해, 제1 반응 가스 중의 아크릴산 단량체가 응축되고, PMMA 필름(9)에 부착되어, PMMA 필름(9)의 표면에 아크릴산 단량체를 포함하는 제1 응축층이 형성된다.
[제1 조사 공정]
제1 롤 전극(11)의 회전에 수반하여, PMMA 필름(9)에 있어서의 상기 제1 접촉 공정을 거친 부분이 갭(14), 즉 제1 방전 공간(14)으로 반송된다. 제1 방전 가스 공급 수단(30)에서는, 제1 방전 가스로서 아르곤을 제1 방전 가스 노즐(33, 34)로부터 제1 방전 공간(14)으로 분출한다. 상하 양쪽의 제1 방전 가스 노즐(33, 34)로부터 아르곤을 분출할 수도 있고, 한쪽의 제1 방전 가스 노즐(33 또는 34)로부터만 아르곤을 분출할 수도 있다. 바람직하게는, 하측의 제1 방전 가스 노즐(33)로부터 아르곤을 분출한다. 병행하여, 롤 전극(12)에 전력을 공급하고, 제1 방전 공간(14) 내에 대기압 근방의 방전을 생성하여, 아르곤(제1 방전 가스)을 플라즈마화한다. 이 아르곤 플라즈마가 제1 방전 공간(14) 내의 PMMA 필름(9)의 표면에 접촉한다. 이에 의해, 상기 제1 응축층의 아크릴산 단량체가 플라즈마 중합하여, PMMA 필름(9)의 표면에 폴리아크릴산을 포함하는 제1 플라즈마 중합막이 형성된다. 방전 가스로서 아르곤을 사용함으로써 플라즈마 밀도를 높게 할 수 있고, 상기 제1 플라즈마 중합막의 중합도를 높게 할 수 있다고 생각된다. PMMA 필름(9)은, 가이드 롤(16)에 의해 반환됨으로써 제1 방전 공간(14)을 왕복하여, 제1 방전 가스 공급 수단(30)에 의해 2회 처리된다.
[제2 접촉 공정]
그 후, PMMA 필름(9)에 있어서의 제1 조사 공정을 거친 부분이 제2 롤 전극(12)을 따라 제2 분사 공간(45)으로 반송된다. 제2 반응 가스 공급 수단(40)에서는, 캐리어 가스(N2) 중에 아크릴산(AA)을 기화시켜 제2 반응 가스(AA+N2)를 생성한다. 제2 반응 가스 중의 아크릴산의 체적 농도는, 바람직하게는 2％ 내지 8％이다. 제2 반응 가스의 아크릴산 농도는, 제1 반응 가스의 아크릴산 농도와 동일할 수도 있고, 제1 반응 가스의 아크릴산 농도보다 높을 수도 있으며, 제1 반응 가스의 아크릴산 농도보다 낮을 수도 있다. 이 제2 반응 가스를 제2 반응 가스 노즐(43)로부터 제2 분사 공간(45)에 분출한다. 제2 반응 가스는 제2 분사 공간(45) 내의 PMMA 필름(9)의 표면에 접촉한다. 이 제2 반응 가스 중의 아크릴산 단량체가 응축되고, PMMA 필름(9)에 부착되어, 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 아크릴산 단량체를 더 포함하는 제2 응축층이 형성된다.
[제2 조사 공정]
제2 롤 전극(12)의 회전에 수반하여, PMMA 필름(9)에 있어서의 상기 제2 접촉 공정을 거친 부분이 갭(15), 즉 제2 방전 공간(15)으로 반송된다. 제2 방전 가스 공급 수단(50)에서는, 제2 방전 가스로서 아르곤을 제2 방전 가스 노즐(53, 54)로부터 제2 방전 공간(15)으로 분출한다. 상하 양쪽의 제2 방전 가스 노즐(53, 54)로부터 아르곤을 분출할 수도 있고, 한쪽의 제2 방전 가스 노즐(53 또는 54)로부터만 아르곤을 분출할 수도 있다. 바람직하게는, 하측의 제2 방전 가스 노즐(53)로부터 아르곤을 분출한다. 제2 방전 공간(15) 내에서는, 롤 전극(12)으로의 전력 공급에 의해 대기압 근방의 방전이 생성되어, 아르곤(제2 방전 가스)이 플라즈마화된다. 이 아르곤 플라즈마가 제2 방전 공간(15) 내의 PMMA 필름(9)의 표면에 접촉한다. 이에 의해, 상기 제1 플라즈마 중합막의 중합도가 더욱 높아짐과 함께, 상기 제2 응축층의 아크릴산 단량체가 플라즈마 중합되어, 상기 제1 플라즈마 중합막 상에 폴리아크릴산을 더 포함하는 제2 플라즈마 중합막이 적층 형성된다. 상기 제1, 제2 플라즈마 중합막에 의해 접착성 촉진층이 구성된다. 제1 플라즈마 중합막은, 제1 조사 공정뿐만 아니라 제2 조사 공정에서도 중합이 진행되기 때문에, 제2 플라즈마 중합막보다 중합도가 높다. 제2 조사 공정의 방전 가스로서 아르곤을 사용함으로써 제2 방전 공간(15) 내의 플라즈마 밀도를 높게 할 수 있고, 상기 제1, 제2 플라즈마 중합막의 중합도를 높게 할 수 있다고 생각된다. PMMA 필름(9)은, 가이드 롤(16)에 의해 반환됨으로써 제2 방전 공간(15)을 왕복하여, 제2 방전 가스 공급 수단(50)에 의해 2회 처리된다. 제2 방전 공간을 왕복한 후의 PMMA 필름(9)은 제3 롤 전극(13)을 따라 보내져, 장치(1)로부터 반출된다.
상기 표면 처리 후의 PMMA 필름(9)을 PVA계 접착제를 통해 PVA 필름과 접착하여, 편광판을 제작한다. 접착에 앞서 상기 표면 처리를 행함으로써, 난접착성의 PMMA 필름(9)과 PVA 접착제의 접착 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 PMMA 필름(9) 또는 편광판을 고온이면서 고습도 환경 하에 노출시킨 경우의 접착 내구성을 충분히 높일 수 있다. 특히, 반응 성분의 중합성 단량체로서 아크릴산을 사용하고 방전 가스로서 아르곤을 사용함으로써, 상기 접착 강도 나아가서는 접착 내구성을 확실하게 높일 수 있다. 접착 내구성에 관해서는, PMMA 필름이 고온이면서 고습도 환경 하에 노출되면, 노출되기 전보다도 도리어 접착 강도를 높일 수 있다(후기 실시예1 내지 4 참조). 이에 의해, 편광판의 박리를 방지할 수 있어 품질을 높일 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변을 이룰 수 있다.
예를 들어, 제1, 제2 반응 가스의 캐리어 가스는 질소(N2)에 한정되지 않고, 아르곤(Ar)일 수도 있다. 상기 캐리어 가스가 제1, 제2 방전 생성 가스와 동일한 성분일 수도 있다. 그렇게 하면, 캐리어 가스(Ar)이 방전 공간(14, 15) 내에 유입했다고 해도, 방전 상태가 바뀌는 것을 방지할 수 있어 안정된 방전을 유지할 수 있다. 또한, 상기 캐리어 가스는 헬륨, 네온 등의 다른 희가스일 수도 있다.
제1 접촉 공정과 제1 조사 공정을 동시 병행하여 행할 수도 있다. 가스 노즐(23)을 생략하고, 가스 노즐(33, 34)로부터 아크릴산과 아르곤을 포함하는 제1 반응 가스를 제1 방전 공간(14)에 분출할 수도 있다. 이 아르곤은 제1 반응 가스의 캐리어 가스와 제1 방전 생성 가스를 겸한다.
제2 접촉 공정과 제2 조사 공정을 동시 병행하여 행할 수도 있다. 가스 노즐(43)을 생략하고, 가스 노즐(53, 54)로부터 아크릴산과 아르곤을 포함하는 제2 반응 가스를 제2 방전 공간(15)에 분출할 수도 있다. 이 아르곤은, 제2 반응 가스의 캐리어 가스와 제2 방전 생성 가스를 겸한다.
편광판의 제조 공정에 있어서, PMMA 필름을 고온이면서 고습도 환경 하에 노출되게 할 수도 있다. 이에 의해, PMMA 필름의 접착 내구성을 높일 수 있다.
롤 전극을 4개 이상 배열하고, 아크릴산 함유 반응 가스의 분사 및 아르곤 플라즈마 조사를 3회 이상 행할 수도 있다. 이 경우, 연속하는 2회의 아크릴산 함유 반응 가스 분사 및 아르곤 플라즈마 조사 중, 선행의 아크릴산 함유 반응 가스 분사가 「제1 접촉 공정」이 되고, 선행의 아르곤 플라즈마 조사가 「제1 조사 공정」이 되고, 후행의 아크릴산 함유 반응 가스 분사가 「제2 접촉 공정」이 되고, 후행의 아르곤 플라즈마 조사가 「제2 조사 공정」이 된다.
실시예 1
실시예를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
PMMA 필름(9)으로서, 광학용 필름(OP-PMMA)을 사용하였다. 필름(9)의 폭은 320mm이었다.
전처리로서, N2 및 O2의 혼합 가스를 플라즈마화하여 상기 PMMA 필름(9)에 조사하여, 상기 필름(9)의 표면을 세정(유기 불순물의 제거)하였다.
이어서, 도 1의 표면 처리 장치(1)와 실질적으로 동일 구조의 장치를 사용하여, 상기 PMMA 필름(9)에 대해 제1 접촉 공정, 제1 조사 공정, 제2 접촉 공정, 제2 조사 공정을 순차 행하였다. 표면 처리 장치(1)의 치수 구성 및 처리 조건은 이하와 같았다.
롤 전극(11, 12, 13)의 처리 폭 방향의 축길이: 390mm
롤 전극(11, 12, 13)의 직경: 310mm
롤 전극(12)에 대한 공급 전력: 250W(직류 전압 120V×직류 전류 2.1A를 고주파 변환)
공급 주파수: 50kHz
롤 전극(11, 12) 사이 및 롤 전극(12, 13) 사이의 인가 전압: Vpp=6.5kV
PMMA 필름(9)의 반송 속도: 20m/min
PMMA 필름(9)의 설정 온도: 40℃
제1 반응 가스(AA+N2)의 분출 온도: 75℃
제1 반응 가스(AA+N2)의 유량: 30slm
제1 반응 가스 중의 아크릴산의 체적 농도: 7.8％
제1 방전 가스 노즐(33)로부터의 아르곤 유량: 15slm
제1 방전 가스 노즐(34)로부터의 아르곤 유량: 0slm
제2 반응 가스(AA+N2)의 분출 온도: 75℃
제2 반응 가스(AA+N2)의 유량: 30slm
제2 반응 가스 중의 아크릴산의 체적 농도: 7.8％
제2 방전 가스 노즐(53)로부터의 아르곤 유량: 15slm
제2 방전 가스 노즐(54)로부터의 아르곤 유량: 0slm
표면 처리 후의 PMMA 필름(9)의 피처리면에 PVA계 접착제를 도포하고, PVA 필름과 접합하였다. PVA계 접착제로서 (A) 중합도 500의 PVA 5wt％ 수용액과, (B) 카르복시메틸셀룰로오스나트륨 2wt％ 수용액을 혼합한 수용액을 사용하였다. (A) 및 (B)의 혼합비는 (A):(B)=20:1로 하였다. 접착제의 건조 조건은 80℃, 5분간으로 하였다.
별도로, TAC 필름에 아크릴산을 분사하며 N2 플라즈마를 조사하였다. 이 TAC 필름을 PVA 필름의 반대측의 면에 상기와 동일한 PVA계 접착제에 의해 접합하였다. 이에 의해, 3층 구조의 편광판 샘플을 복수 제작하였다. 편광판 샘플의 폭은 25mm로 하였다.
[초기 접착 강도]
상기 PVA계 접착제가 경화된 후, 후술하는 습열 처리를 실시하지 않은 편광판 샘플에 대해, PMMA 필름(9)과 PVA 필름의 접착 강도(「초기 접착 강도」라고 칭한다)를 측정하였다. 측정 방법은 부동 롤러법(JIS K6854)에 따랐다. 결과는 평균 2.9N/inch이었다.
[내구 접착 강도]
나머지 편광판 샘플에 대하여, PVA 접착제가 경화된 후 습열 처리하였다. 습열 처리조의 내부를 60℃, 95％RH의 고온 고습도 환경으로 하고, 이 습열 처리 조내에 편광판 샘플을 1시간 유치하였다. 그 후, 편광판 샘플을 습열 처리조로부터 꺼내 실온 하에서 3분간 냉각하였다. 그리고, PMMA 필름(9)과 PVA 필름의 접착 강도(「내구 접착 강도」라고 칭한다)를 상기 초기 접착 강도와 동일한 부동 롤러법(JIS K6854)에 의해 측정하였다. 결과는 8.4N/inch에서 재료가 파괴되었다. 따라서, PMMA 필름을 습열 환경에 노출시키면 도리어 접착 강도가 높아졌다.
또한, 실시예 1에서는 PMMA 필름(9)의 표면 처리, 편광판 샘플의 제작 및 평가(초기 접착 강도 측정·내구 접착 강도 측정)를 모두 동일한 날 중에 행하였다.
실시예 2
실시예 2에서는, 제1 반응 가스 중의 아크릴산 농도를 5.8％로 하며 제2 반응 가스 중의 아크릴산 농도를 5.8％로 하였다. 그 이외의 조건은 실시예 1과 동일하였다. 표면 처리 후의 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서도 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 1.8N/inch이었다. 내구 접착 강도의 측정으로는 8.4N/inch에서 재료가 파괴되었다.
실시예 3
실시예 3에서는, PMMA 필름(9)의 반송 속도를 10m/min으로 하였다. 그 이외의 조건은 실시예 2와 동일하였다. 표면 처리 후의 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는 실시예 1, 2와 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 2.9N/inch이었다. 내구 접착 강도의 측정으로는 8.7N/inch에서 재료가 파괴되었다.
실시예 1 내지 실시예 3의 결과로부터, 제1, 제2 반응 가스 중의 아크릴산 농도의 설정, 또는 반송 속도의 설정에 의해 초기 접착 강도를 조절할 수 있는 것이 확인되었다. 즉, 아크릴산 농도를 높게 하거나, 반송 속도를 느리게 함으로써 초기 접착 강도를 높일 수 있었다. 또한, 내구 접착 강도에 관해서는, 아크릴산 농도 및 반송 속도와 무관하게 충분히 높게 할 수 있었다.
실시예 4
실시예 4에서는, 실시예 1과 동일 조건에서 PMMA 필름(9)(OP-PMMA)의 표면 처리를 행하였다. 표면 처리 후의 PMMA 필름(9)을 감아 롤상으로 하고, 이것을 38일간 실온에서 유치하였다. 그리고, 실시예 1과 동일한 수순으로 편광판 샘플을 제작하며 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도를 측정하였다. 초기 접착 강도는 평균 2.8N/inch이었다. 내구 접착 강도의 측정으로는 9.9N/inch에서 재료가 파괴되었다.
표면 처리 후의 경시 변화는 거의 일어나지 않는 것이 확인되었다.
표 1은 실시예 1 내지 4의 주된 처리 조건 및 평가를 정리한 것이다.
Figure pct00001
[비교예 1]
비교예 1로서, 상기 표면 처리를 행하지 않은 PMMA 필름(9)(OP-PMMA)에 대해, 편광판 샘플을 제작하고, 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도를 측정하였다. 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 0.4N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 0.5N/inch이었다.
[비교예 2]
비교예 2로서, PMMA 필름(9)(OP-PMMA)의 표면 처리에 있어서 제2 접촉 공정 및 제2 조사 공정을 생략하고, 제1 접촉 공정 및 제1 조사 공정만을 행하였다. 그 이외의 표면 처리 조건, 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 1.2N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 2.7N/inch이었다.
상기 실시예 및 비교예 2의 결과로부터, 아크릴산 분사 및 아르곤 플라즈마 조사를 반복함으로써, 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도를 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
[비교예 3]
비교예 3으로서, 제1, 제2 방전 생성 가스로서 질소(N2)를 사용하였다. 그 이외의 표면 처리 조건은, 제1, 제2 방전 생성 가스의 유량을 포함하여 실시예 1과 동일하게 하였다. 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서도 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 1.3N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 6.3N/inch이었다.
상기 실시예 및 비교예 3의 결과로부터, 방전 생성 가스로서 아르곤을 사용함으로써 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도를 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
[비교예 4]
비교예 4에서는, 비교예 3에 있어서 제2 접촉 공정 및 제2 조사 공정을 생략하고, 제1 접촉 공정 및 제1 조사 공정만을 행하였다. 그 이외의 표면 처리 조건, 편광판 샘플의 제작 수순 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는, 비교예 3과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 1.2N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 1.6N/inch이었다.
[비교예 5]
여기까지의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서는 PMMA 필름으로서 OP-PMMA를 사용했지만, 이하의 비교예 5 내지 7에서는 PMMA 필름으로서 세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제 OS-PMMA를 사용하였다. 비교예 5에서는, 표면 처리를 행하지 않은 PMMA 필름(세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제 OS-PMMA)에 대해서, 편광판 샘플을 제작하고, 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도를 측정하였다. 편광판 샘플의 제작 수순 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 0.4N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 0.5N/inch이었다.
[비교예 6]
비교예 6에서는, PMMA 필름(세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제 OS-PMMA)에 대한 표면 처리에 있어서 제2 접촉 공정 및 제2 조사 공정을 생략하고, 제1 접촉 공정 및 제1 조사 공정만을 행하였다. 그 이외의 표면 처리 조건, 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는, 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 2.7N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 4.8N/inch이었다.
[비교예 7]
비교예 7에서는, 비교예 6에 있어서 제1 방전 생성 가스로서 질소(N2)를 사용하였다. 그 이외의 처리 조건은, 제1 방전 생성 가스의 유량을 포함하고, 비교예 6과 동일하게 하였다. 편광판 샘플의 제작 수순, 및 초기 접착 강도 및 내구 접착 강도의 측정 수순에 대해서는, 실시예 1과 동일하였다. 초기 접착 강도는 평균 2.7N/inch이었다. 내구 접착 강도는 평균 4.8N/inch이었다.
표 2는 비교예 1 내지 7의 주된 처리 조건 및 평가를 정리한 것이다. 표 2에 있어서, 「처리수」의 란의 「싱글」은 표면 처리 공정으로서 제1 접촉 공정 및 제1 조사 공정만을 행한 것을 나타내고, 「트윈」은 표면 처리 공정으로서 제1 접촉 공정 및 제1 조사 공정, 및 제2 접촉 공정 및 제2 조사 공정을 행한 것을 나타낸다.
Figure pct00002
본 발명은, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 편광판에 적용 가능하다.
1: 필름 표면 처리 장치
9: 피처리 필름(PMMA 필름)
10: 전극 구조
11: 제1 롤 전극
12: 제2 롤 전극
13: 제3 롤 전극
14: 갭, 제1 방전 공간
15: 갭, 제2 방전 공간
16, 17: 가이드 롤
20: 제1 반응 가스 공급 수단
21: 제1 반응 가스 공급원
22, 32, 42, 52: 가스로
23: 제1 반응 가스 노즐
24, 44: 차폐 부재
25: 제1 분사 공간
30: 제1 방전 가스 공급 수단
31: 제1 방전 가스 공급원
33: 하측의 제1 방전 가스 노즐
34: 상측의 제1 방전 가스 노즐
40: 제2 반응 가스 공급 수단
41: 제2 반응 가스 공급원
43: 제2 반응 가스 노즐
45: 제2 분사 공간
50: 제2 방전 가스 공급 수단
51: 제2 방전 가스 공급원
53: 하측의 제2 방전 가스 노즐
54: 상측의 제2 방전 가스 노즐

Claims (2)

  1. 폴리메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 수지 필름(이하 「PMMA 필름」이라고 칭한다)의 표면을 처리하는 필름 표면 처리 방법으로서,
    아크릴산을 캐리어 가스로 기화시켜 이루어지는 제1 반응 가스를 PMMA 필름에 접촉시키는 제1 접촉 공정과,
    상기 제1 접촉 공정 후 또는 상기 제1 접촉 공정과 병행하여, 대기압 근방 하에서 생성한 아르곤 플라즈마를 상기 PMMA 필름에 조사하는 제1 조사 공정과,
    상기 제1 조사 공정 후에 아크릴산을 캐리어 가스로 기화시켜 이루어지는 제2 반응 가스를 상기 PMMA 필름에 접촉시키는 제2 접촉 공정과,
    상기 제2 접촉 공정 후 또는 상기 제2 접촉 공정과 병행하여, 대기압 근방 하에서 생성한 아르곤 플라즈마를 상기 PMMA 필름에 조사하는 제2 조사 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름 표면 처리 방법.
  2. PMMA 필름의 표면을 처리하는 필름 표면 처리 장치로서,
    서로 평행하게 배열되어 인접하는 것끼리 사이의 갭에 대기압 근방 하에서 방전을 생성하는 제1, 제2, 제3 롤 전극과,
    상기 제1 롤 전극의 외주면에 면하여 아크릴산을 함유하는 제1 반응 가스를 분출하는 제1 반응 가스 노즐과,
    상기 제1 롤 전극과 상기 제2 롤 전극 사이의 갭에 아르곤을 분출하는 제1 방전 가스 노즐과,
    상기 제2 롤 전극의 외주면에 면하여 아크릴산을 함유하는 제2 반응 가스를 분출하는 제2 반응 가스 노즐과,
    상기 제2 롤 전극과 상기 제3 롤 전극 사이의 갭에 아르곤을 분출하는 제2 방전 가스 노즐을 포함하고,
    상기 PMMA 필름이 상기 제1, 제2, 제3 롤 전극에 걸어 감기며, 상기 제1, 제2, 제3 롤 전극의 회전에 의해 상기 PMMA 필름이 상기 제1 롤 전극, 상기 제2 롤 전극, 상기 제3 롤 전극의 순서대로 반송되는 것을 특징으로 하는, 필름 표면 처리 장치.
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