TWI417326B - Film surface treatment device - Google Patents

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TWI417326B
TWI417326B TW100107786A TW100107786A TWI417326B TW I417326 B TWI417326 B TW I417326B TW 100107786 A TW100107786 A TW 100107786A TW 100107786 A TW100107786 A TW 100107786A TW I417326 B TWI417326 B TW I417326B
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Yoshinori Nakano
Mitsuhide Nogami
Shinichi Kawasaki
Takashi Satoh
Junichi Matsuzaki
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Description

薄膜表面處理裝置
本發明係關於一種對連續之薄膜進行表面處理之裝置，尤其係關於一種適用於例如提高偏光板之保護薄膜的接著性之處理等的薄膜表面處理裝置。
例如，液晶顯示裝置中組裝有偏光板。偏光板係利用接著劑將保護薄膜接著於偏光薄膜上而成者。一般而言，偏光薄膜係由包含聚乙烯醇(PVA)作為主成分之樹脂薄膜(以下稱作「PVA薄膜」)而構成。保護薄膜係由包含三乙酸纖維素(TAC)作為主成分之樹脂薄膜(以下稱作「TAC薄膜」)而構成。作為接著劑，可使用聚乙烯醇系或聚醚系等之水系接著劑。PVA薄膜與該等接著劑之接著性良好，而TAC薄膜之接著性並不良好。作為提高TAC薄膜之接著性之方法，一般採用皂化處理。皂化處理係將TAC薄膜浸漬於高溫、高濃度之鹼性溶液中。因此，存在作業性或廢液處理之問題。
作為替代技術，專利文獻1中記載有如下技術：於上述接著步驟之前，對保護薄膜之表面披覆聚合性單體且照射大氣壓電漿。大氣壓電漿之照射裝置中，於密閉容器內收容有1個輥子電極，沿著該輥子電極之外周隔著間隔而排列有複數個平板電極。將披覆有上述聚合性單體之保護薄膜繞掛於輥子電極上。並且，將氮氣等放電氣體導入至密閉容器內，於輥子電極與各平板電極之間進行電漿化處 理。藉此，使上述聚合性單體聚合，提高保護薄膜之親水性，水系接著劑容易與保護薄膜相容。
專利文獻2、3中之電漿處理裝置中，具有一對輥子電極、及處理氣體之噴出噴嘴。噴出噴嘴係面向輥子電極之間的空隙。將連續之薄膜捲繞於一對輥子電極上，於輥子電極之間的空隙內進行電漿處理。一對輥子電極相互同步旋轉，藉此搬送連續之薄膜。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-25604號公報
[專利文獻2]國際公開WO 2009/008284號(圖5)
[專利文獻3]日本專利特開2009-035724號公報
上述專利文獻1中，電漿照射裝置之輥子電極係由保護薄膜覆蓋，而平板電極或氣體噴嘴係直接暴露於電漿下。因此，平板電極或氣體噴嘴上容易附著包含聚合性單體之聚合物等的污垢。該污垢成分會形成微粒，從而導致良率下降。因此，難以長期穩定地運轉。
對此，只要使用專利文獻2、3之具有一對輥子電極之電漿處理裝置，則因被處理薄膜覆蓋於兩個輥子電極，故而，電極之污垢較少。並且，自面向放電空間之噴出噴嘴噴出含聚合性單體之氣體，藉此，可使聚合性單體進行電漿聚合。然而，聚合性單體自噴出噴嘴直接噴出至放電空 間，故而，噴出之同時產生聚合反應，容易不附著於被處理薄膜之表面，而過度穿過放電空間而排出。因此認為，聚合性單體之損耗較大，無法獲得充分之處理效果(接著力)。
本發明係鑒於上述情況而研製，其目的在於當將聚合性單體作為反應成分而對偏光板用保護薄膜等被處理薄膜進行電漿處理時，能夠防止電極等之污濁，且提高接著性等處理效果。
為了解決上述問題，本發明之特徵在於，其係一種使聚合性單體接觸於連續之被處理薄膜、且使上述被處理薄膜經過壓力接近大氣壓之放電空間而進行表面處理之裝置，且包括：第1輥子電極，其繞掛有上述被處理薄膜，且圍繞自身之軸線旋轉從而搬送上述被處理薄膜；第2輥子電極，其平行於上述第1輥子電極而配置，且在其與上述第1輥子電極之間形成上述放電空間，上述被處理薄膜之較上述第1輥子電極更靠近搬送方向之下游側的部分穿過上述放電空間之後折回而繞掛於該第2輥子電極上，且該第2輥子電極上圍繞自身之軸線而向與上述第1輥子電極相同的方向旋轉，從而搬送上述被處理薄膜；反應氣體噴嘴，其配置成沿著上述第1輥子電極之圓周方向自上述放電空間往上述第1輥子電極之旋轉方向之上游側離開，且與上述第1輥子電極之捲繞有上述被處理薄 膜的部分相向，噴出含有上述聚合性單體之反應氣體；及放電生成氣體噴嘴，其配置於上述第1、第2輥子電極彼此之間的上述被處理薄膜之折回部分之內側，將不含有上述聚合性單體之放電生成氣體噴向上述放電空間。
因被處理薄膜覆蓋於第1輥子電極及第2輥子電極上，故能防止或抑制第1、第2輥子電極上附著有污垢。反應氣體噴嘴係與放電空間相離而配置，因此，能防止或抑制該反應氣體噴嘴上附著有污垢。藉此，能防止或抑制微粒之產生，且可提高良率。因此，能使裝置長期穩定地運轉。
藉由上述第1輥子電極及第2輥子電極之旋轉，將被處理薄膜自第1輥子電極搬送至第2輥子電極。
自反應氣體噴嘴噴出反應氣體。反應氣體自放電空間噴附於搬送方向上游側之第1輥子電極之圓周面上的被處理薄膜上。該反應氣體之至少一部分於被處理薄膜之表面上沿著被處理薄膜之搬送方向流向放電空間。該過程中，反應氣體中之聚合性單體能接觸於被處理薄膜。因此，能使聚合性單體以未聚合之狀態在被處理薄膜上凝結，從而附著於被處理薄膜上。
於隔著放電空間而流來上述反應氣體之側的相反側，自放電生成氣體噴嘴噴出放電生成氣體。放電生成氣體係向與上述反應氣體之流向相向的方向流動，穿過放電空間而電漿化(包括激發、活化、自由基化、離子化等)，並且與上述反應氣體相遇。藉此，使反應氣體滯留，能增加未聚合之聚合性單體接觸於被處理薄膜之機會，且能增大聚合 性單體對於被處理薄膜之附著量。
被處理薄膜上之附著有聚合性單體之部分隨即被導入至放電空間。藉此，上述附著之聚合性單體產生聚合反應而成為聚合物，並且與被處理薄膜之表面分子鍵結(接枝聚合)。因此，能於被處理薄膜之表面切實地形成聚合性單體之聚合膜。結果，能提高被處理薄膜之處理效果。
較佳為，進而具有遮蔽構件，其係以自上述反應氣體噴嘴向上述放電空間覆蓋上述第1輥子電極之圓周面的方式延伸，於上述第1輥子電極之圓周面與上述遮蔽構件之間形成有與上述放電空間相連之遮蔽空間。
藉由遮蔽構件將反應氣體封鎖於遮蔽空間內，能防止反應氣體擴散至外部環境中。反應氣體與逆向流來之放電生成氣體相遇之後，能使反應氣體切實地滯留於被處理薄膜之表面上。因此，能切實地增加反應氣體中之聚合性單體接觸於被處理薄膜的機會，且能進一步切實地增大聚合性單體對於被處理薄膜之附著量。並且，能將反應氣體切實地導入至放電空間。另外，藉由遮蔽構件，能防止或抑制外部環境中之氧等阻礙反應成分進入遮蔽空間甚至是放電空間。藉此，能切實地提高處理效果。進而，藉由遮蔽構件能確保氣流之均勻性，甚至能提高處理之均勻性。
上述反應氣體噴嘴配置成沿著上述第1輥子電極之圓周方向自上述放電空間往上述旋轉方向之上游側離開，較佳為約45°~180°，更加為約90°即約四分之一周。
藉此，能切實地防止反應氣體噴嘴上附著污垢。而且， 能使反應氣體沿著第1輥子電極之圓周方向切實地流向放電空間。若增長自噴附直至到達放電空間為止的距離，能確保聚合性單體對於被處理薄膜之附著量。
較佳為，進而具有堵塞構件，其係以隔著上述放電空間而與上述放電生成氣體噴嘴相向之方式配置，上述遮蔽空間經由上述第1輥子電極之圓周面與上述堵塞構件之間所形成的第1間隙而與上述放電空間相連，且於上述堵塞構件與上述第2輥子電極之圓周面之間形成有第2間隙。
藉由堵塞構件，能以某種程度將放電空間之放電生成氣體噴嘴側的相反側之端部堵塞。藉由放電生成氣體噴嘴及堵塞構件，能以某種程度將放電空間之電極軸線方向及與電極相向方向正交的方向之兩端部堵塞。能將放電生成氣體之一部分經由第1間隙而切實地導入至遮蔽空間。因此，能使放電生成氣體與反應氣體切實地於遮蔽空間內相遇，且能切實地增大聚合性單體對於被處理薄膜之附著量。放電生成氣體之另一部分則經過第2間隙而排出至外部。藉此，能切實地防止外部環境中之氧等阻礙反應成分進入放電空間。
較佳為，上述放電生成氣體之溫度低於上述反應氣體之溫度。詳細而言，較佳為，上述放電生成氣體之自上述放電生成氣體噴嘴噴出時之溫度低於上述反應氣體之自上述反應氣體噴嘴噴出時之溫度。而且較佳為，上述放電生成氣體之噴出溫度較上述反應氣體之噴出溫度低20℃~70℃。更佳為，上述放電生成氣體之噴出溫度低於 上述反應氣體中之聚合性單體蒸汽之凝結溫度。
藉此，當放電生成氣體與反應氣體相遇且混合時，能使反應氣體冷卻。因此，能促進反應氣體中之聚合性單體的凝結而使其切實地附著於被處理薄膜上。藉此，能切實地提高處理效果。
較佳為，上述表面處理於壓力接近大氣壓下實施。此處，所謂壓力接近大氣壓係指1.013×104 ~50.663×104 Pa之範圍，若考慮到壓力調整之容易化或裝置構成之簡便化，較佳為1.333×104 ~10.664×104 Pa，更佳為9.331×104 ~10.397×104 Pa。
本發明適合於難接著性光學樹脂薄膜之處理，當將該難接著性之光學樹脂薄膜接著於易接著性光學樹脂薄膜時，適合於提高難接著性之光學樹脂薄膜的接著性。
作為上述難接著性光學樹脂薄膜之主成分，可列舉例如三乙酸纖維素(TAC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)等。
作為上述易接著性光學樹脂薄膜之主成分，可列舉例如聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。
在用於提高上述難接著性光學樹脂薄膜之接著性的表面處理等中，作為上述反應成分，較佳為使用聚合性單體。
作為上述聚合性單體，可列舉具有不飽和鍵及規定之官能基的單體。作為規定之官能基，較佳為自羥基、羧基、乙醯基、縮水甘油基、環氧基、碳數為1~10之酯基、碸 基、醛基中選擇，尤佳為羧基或羥基等親水基。
作為具有不飽和鍵及羥基之單體，可列舉甲基丙烯酸乙二醇酯、烯丙醇、甲基丙烯酸羥乙酯等。
作為具有不飽和鍵及羧基之單體，可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-甲基丙烯醯基丙酸等。
作為具有不飽和鍵及乙醯基之單體，可列舉乙酸乙烯酯等。
作為具有不飽和鍵及縮水甘油基之單體，可列舉甲基丙烯酸縮水甘油酯等。
作為具有不飽和鍵及酯基之單體，可列舉丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸-2-乙酯等。
作為具有不飽和鍵及醛基之單體，可列舉丙烯醛、巴豆醛等。
較佳為，上述聚合性單體係具有乙烯性不飽和雙鍵及羧基之單體。作為該單體，可列舉丙烯酸(CH2 =CHCOOH)、甲基丙烯酸(CH2 =C(CH3 )COOH)。上述聚合性單體較佳為，丙烯酸或者甲基丙烯酸。藉此，能切實地提高難接著性樹脂薄膜之接著性。上述聚合性單體較佳為丙烯酸。
上述聚合性單體可藉由載體氣體而搬送。載體氣體較佳為，可自氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體中選擇。自經濟性之觀點考慮，作為載體氣體，較佳使用氮氣。
丙烯酸或甲基丙烯酸等大多數聚合性單體，於常溫常壓下為液相。此種聚合性單體於惰性氣體等載體氣體中氣化即可。作為使聚合性單體於載體氣體中氣化之方法，可列舉：利用載體氣體將聚合性單體液之液面上之飽和蒸汽擠出之方法、使載體氣體於聚合性單體液中起泡之方法、對聚合性單體液加熱而促進蒸發之方法等。亦可併用擠出與加熱、或者起泡與加熱。
當進行加熱使其氣化之情形時，考慮到加熱器之負擔，聚合性單體較佳為選擇沸點為300℃以下者。而且，聚合性單體較佳為選擇加熱時不會分解(化學變化)者。
根據本發明，當將聚合性單體作為反應成分來對偏光板用保護薄膜等被處理薄膜進行電漿處理時，能防止電極等之污濁，且能提高處理效果。
以下，根據圖式，說明本發明之一實施形態。
如圖1所示，被處理薄膜9成為連續之片狀。此處，作為被處理薄膜9，可使用偏光板之保護薄膜。保護薄膜9係由含有三乙酸纖維素(TAC)作為主成分之TAC薄膜而構成。而且，薄膜9之成分並不限於TAC，可為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)等。薄膜9之厚度例如為100μm左右。
利用接著劑將上述保護薄膜貼合於偏光薄膜上，藉此構 成偏光板。偏光薄膜包含PVA薄膜。作為接著劑，可使用PVA水溶液等水系接著劑。於接著步驟之前，藉由薄膜表面處理裝置1對保護薄膜進行表面處理，提高保護薄膜之接著性。
如圖1及圖2所示，薄膜表面處理裝置1具有處理部10。處理部10包括一對電極11、12、放電生成氣體噴嘴21、及反應氣體噴嘴31。
電極11、12成為輥子狀(圓筒形狀)。輥子電極11、12各自之軸線沿著與圖1之紙面正交的水平方向相互平行地配置。以下，將沿電極11、12之軸線之方向(圖1之紙面正交方向)適當地稱作「處理寬度方向」(參照圖2)。圖1中，左側之第1輥子電極11連接於電源2。圖1中，右側之第2輥子電極12電性接地。電源2將例如脈衝波狀之高頻電力供給至電極11。藉此，於電極11、12之間，在壓力接近大氣壓之壓力下生成電漿放電。輥子電極11、12相互相向之部分彼此的空間成為壓力接近大氣壓之放電空間14。具體而言，輥子電極11、12彼此之間的最狹窄之部位及其上下附近之空間成為放電空間14。電源2亦可連接於第2輥子電極12，且第1電極11亦可電性接地。
被處理薄膜9之寬度方向沿著上述處理寬度方向(圖1之紙面正交方向)而組裝於薄膜表面處理裝置1中。第1輥子電極11之上側之圓周面上，以半周之程度繞掛有被處理薄膜9。被處理薄膜9沿著第1輥子電極11之圓周面而穿過放電空間14，且自放電空間14下垂。進而，被處理薄膜9藉 由導輥16、16而向上折回，且沿著第2輥子電極12之圓周面而穿過放電空間14。藉此，被處理薄膜9之於輥子電極11、12彼此之間且較放電空間14更下側之部分形成折回部分9a。自處理寬度方向觀察時，折回部分9a成為三角形狀。而且，被處理薄膜9係以半周之程度而繞掛於第2輥子電極12之上側之圓周面上。雙方之輥子電極11、12之包含區分出放電空間14之部分在內的約半周部分由被處理薄膜9覆蓋。
雖省略圖式，但各輥子電極11、12係與旋轉機構連結。旋轉機構包括馬達等驅動部、及將該驅動部之驅動力傳輸至輥子電極11、12之軸的傳輸機構。傳輸機構係例如由皮帶輪(belt pulley)機構或齒輪行構成。如圖1中之空心圓弧狀箭頭所示，藉由旋轉機構，使輥子電極11、12圍繞各自之軸線、且相互同步地向相同之方向(圖1中為順時針)旋轉。藉此，被處理薄膜9自第1輥子電極11搬送至第2輥子電極12。
各輥子電極11、12中組裝有調溫機構(省略圖式)。調溫機構係例如由輥子電極11、12內所形成之調溫路徑而構成。調溫路徑上流動經調溫之水等媒體，藉此能對輥子電極11、12進行調溫。進而，可對輥子電極11、12之圓周面上之被處理薄膜9進行調溫。
於較放電空間14更下側之輥子電極11、12彼此之間，配置有上述放電生成氣體噴嘴21。放電生成氣體供給源20經由氣體供給路22而與噴嘴21相連。噴嘴21係配置於被處理 薄膜9之三角形狀之折回部分9a之內側。噴嘴21係於處理寬度方向上較長地延伸，且與其延伸方向正交之剖面向上方變細。噴嘴21之上端(前端)之噴出口面向放電空間14。放電空間14之下端部藉由噴嘴21而受到某種程度之堵塞。噴嘴21之下端部設有整流部(省略圖式)，使放電生成氣體於處理寬度方向上變得均勻且導入至噴嘴21。該放電生成氣體自噴嘴21之噴出口向放電空間14噴出。該放電生成氣體之噴出氣流成為均勻地分佈於處理寬度方向上之氣流。
作為放電生成氣體，可使用惰性氣體。作為放電生成氣體用之惰性氣體，可列舉氮氣(N2 )，但並不限於此，亦可使用Ar、He等稀有氣體。
雖省略圖示，但噴嘴21之內部組裝有放電生成氣體調溫機構。調溫機構係例如由形成於噴嘴21內之調溫路徑而構成。調溫路徑上流動經調溫之水等媒體，藉此，能對噴嘴21進行調溫，進而對放電生成氣體之噴出溫度進行調節。
放電生成氣體之噴出溫度係較反應氣體之噴出溫度更低溫，較佳為較反應氣體中之丙烯酸(聚合性單體)之凝結溫度更低溫。例如，放電生成氣體之噴出溫度成為10℃~50℃。
於較放電空間14更上側之輥子電極11、12彼此之間，配置有堵塞構件50。堵塞構件50係隔著放電空間14而與放電生成氣體噴嘴21相向。堵塞構件50係於處理寬度方向上較長地延伸，且與其延伸方向正交之剖面向下方變細。堵塞構件50之下端(前端)面向放電空間14。於堵塞構件50與第1 輥子電極11之圓周面之間形成有第1間隙51。於堵塞構件50與第2輥子電極12之圓周面之間形成有第2間隙52。放電空間14經由第2間隙52而與外部相連。作為堵塞構件50，可使用構造與放電生成氣體噴嘴21相同之噴嘴，且將其設置成與放電生成氣體噴嘴21上下對調。
於第1輥子電極11之上方，以與電極11相向之方式而配置有上述反應氣體噴嘴31。反應氣體噴嘴31沿著第1輥子電極11之圓周方向自放電空間14往電極旋轉方向進而是薄膜搬送方向之上游側離開約四分之一周。反應氣體噴嘴31朝向較放電空間14更靠近搬送方向之上游側的電極11上之被處理薄膜9。反應氣體噴嘴31係於處理寬度方向上較長地延伸，且於第1輥子電極11之圓周方向(圖1之左右)上具有某種程度之寬度。省略詳細之圖式，但反應氣體噴嘴31中組裝有整流部。於反應氣體噴嘴31之下表面上設有噴出口。噴出口形成為分佈於噴嘴31之下表面上的較廣之範圍(處理寬度方向及電極圓周方向)。
反應氣體供給源30經由供給線32而連接於噴嘴31。來自供給源30之反應氣體被供給至噴嘴31。該反應氣體於上述整流部變得均勻，自噴嘴31之下表面之噴出口噴出。該反應氣體之噴出氣流成為於處理寬度方向上均勻分佈之氣流。
反應氣體中含有聚合性單體作為反應成分。作為聚合性單體，此處可使用丙烯酸AA。丙烯酸具有如乙酸之臭味，且亦具有爆炸性等，故而需要妥善管理。作為聚合性 單體，並不限於丙烯酸，亦可為甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸等。反應氣體中除了反應成分(聚合性單體)之外，進而包含載體氣體。作為載體氣體，可使用惰性氣體。此處，作為載體氣體用之惰性氣體，可使用氮氣(N2 )，但並不限於此，亦可為Ar、He等稀有氣體。
反應氣體供給源30包含汽化器。汽化器內，作為聚合性單體，丙烯酸AA以液體之狀態蓄積。作為載體氣體之氮氣(N2 )被導入至汽化器內。丙烯酸氣化且與該載體氣體(N2 )混合，從而生成反應氣體(丙烯酸AA+N2 )。載體氣體可導入至較汽化器內之液體丙烯酸之液面更上側，亦可導入至液體丙烯酸之內部而起泡。亦可將載體氣體之一部分導入至汽化器，而使剩餘部分不經過汽化器，使載體氣體之上述一部分與剩餘部分於汽化器之下游側匯合。可根據汽化器之溫度或載體氣體之上述一部分與剩餘部分之分配率來調節反應氣體中之丙烯酸濃度。
反應氣體供給線32及噴嘴31係由反應氣體溫度調節機構(省略圖式)而調溫。反應氣體供給線32之溫度調節機構係例如由電熱帶(ribbon heater)而構成。噴嘴31內之溫度調節機構係例如由穿過經調溫之水等媒體的調溫路徑而構成。反應氣體之溫度係調節成高於丙烯酸之凝結溫度。例如，反應氣體之溫度調節為30℃~80℃。
於反應氣體噴嘴31之底部設有遮蔽構件40。遮蔽構件40係於處理寬度方向上以與電極11大致相同的長度延伸，且與其延伸方向正交的剖面成為沿第1輥子電極11之上表面 之圓周方向呈圓弧狀的彎曲板狀。遮蔽構件40以某種程度覆蓋於第1輥子電極11之上側之圓周面。反應氣體噴嘴31連結於遮蔽構件40之圓弧方向(圖1中為左右)的中央部。遮蔽構件40之圓弧方向(圖1中為左右)之兩端部較噴嘴31更向電極11之圓周方向伸出。圖1中，遮蔽構件40之右側之端部抵接且連結於堵塞構件50之側部。
於遮蔽構件40與第1輥子電極11之圓周面之間，形成有遮蔽空間41。遮蔽空間41成為沿第1輥子電極11之上側之圓周面且剖面呈圓弧狀之空間。遮蔽空間41係，於上述圓弧方向(圖1中為左右)之中央部狹窄，隨著朝向圓弧方向之兩端部而逐漸變寬。反應氣體噴嘴31之下表面之噴出口貫穿於遮蔽構件40而與遮蔽空間41連通。圖1中，遮蔽空間41之右側之端部經由第1間隙51而與放電空間14相連。圖1中，遮蔽空間41之左側(堵塞構件50之相反側)之端部向外部開放。
遮蔽構件40之上述圓弧方向上之周長例如為240~300mm左右。遮蔽空間41之厚度較佳為1mm~10mm左右。遮蔽空間41之最窄部位之厚度較佳為例如1mm左右。遮蔽空間41之最寬部位之厚度較佳為例如10mm左右。遮蔽空間41之厚度亦可為整體上固定。遮蔽構件40可隔著噴嘴31而與輥子電極11之旋轉方向之上游側的部分及下游側的部分相離，亦可為噴嘴31之底面直接面向遮蔽空間41。
以下，對於藉由以上述方式構成之薄膜表面處理裝置1對被處理薄膜9進行表面處理的方法、進而是偏光板之製 造方法進行說明。
將包含TAC薄膜之被處理薄膜9繞掛於輥子電極11、12上。
圖1中使輥子電極11、12順時針旋轉，且使被處理薄膜9自第1輥子電極11向第2輥子電極12(圖1中為大致右方向)搬送。
藉由來自電源2之電力供給，向輥子電極11、12之間施加電場，使電極之間的空間14內生成大氣壓電漿放電。
將反應氣體(丙烯酸+N2 )自供給源30導入至噴嘴31，且自噴嘴31噴出至遮蔽空間41。反應氣體被噴附至第1輥子電極11之上側之圓周面、即較放電空間14更靠近搬送方向上游側之被處理薄膜9。該反應氣體中之丙烯酸(反應成分)凝結，且附著於被處理薄膜9上。
大部分反應氣體係於被處理薄膜9之表面上沿著該被處理薄膜9之搬送方向流動。可藉由遮蔽構件40將反應氣體封鎖於遮蔽空間41內，從而能防止或者抑制反應氣體洩漏至外部環境中。因此，能增加反應氣體中之丙烯酸接觸於被處理薄膜9之機會，且能確保丙烯酸對於被處理薄膜9之附著量。進而，藉由遮蔽構件40能確保氣流之處理寬度方向之均勻性。反應氣體自遮蔽空間41經過第1間隙51而流向放電空間14。
進而，藉由遮蔽構件40，能防止外部之空氣等含有氧之環境氣體進入遮蔽空間41，且能防止氧混入反應氣體中。
於隔著放電空間14而流來上述反應氣體之側的相反側 (下側)，自放電生成氣體噴嘴21噴出放電生成氣體(N2 )。放電生成氣體之噴出溫度低於反應氣體之噴出溫度。該放電生成氣體向與上述反應氣體之流動相向之方向(上方)流動，且導入至放電空間14。穿過放電空間14之放電生成氣體受到堵塞構件50之作用而分流至第1間隙51及第2間隙52。進入第1間隙51之放電生成氣體進而被導入至遮蔽空間41。因此，於遮蔽空間41及第1間隙51內，反應氣體與放電生成氣體相遇且混合。藉此，使反應氣體滯留，能進一步增加丙烯酸接觸於被處理薄膜9之機會。而且，藉由低溫之放電生成氣體，使反應氣體冷卻。因此，能促進反應氣體中之丙烯酸之凝結且使其切實地附著於被處理薄膜9上。因此，能切實地增大丙烯酸對於被處理薄膜9之附著量。
分流至第2間隙52之放電生成氣體經過第2間隙52而排出至外部。藉由該排出流，能阻止外部環境進入第2間隙52。
隨著被處理薄膜9之搬送，被處理薄膜9之附著有上述丙烯酸之部分隨即被導入至放電空間14。藉由該放電空間14之電漿，被處理薄膜9之表面之丙烯酸被活化，產生雙鍵之斷鍵、聚合等。並且，放電生成氣體及反應氣體中之氮氣電漿化，從而產生氮電漿。該氮電漿或電漿光照射至被處理薄膜9，將被處理薄膜9之表面分子之C-C、C-O、C-H等鍵切斷。認為於該鍵結斷開部，鍵結(接枝聚合)有丙烯酸之聚合物，或者鍵結有自丙烯酸分解之COOH基等。藉 此，於被處理薄膜9之表面形成接著性促進層。被處理薄膜9上，於導入至放電空間14之前，充分附著有丙烯酸，因此，可於放電空間14切實地形成接著性促進層。藉由遮蔽構件41，能確保氣流之處理寬度方向上之均勻性，故而，能確保放電空間14內之處理之均勻性，且能獲得均質之接著性促進層。並且，藉由遮蔽構件40，能防止或者抑制外部環境氣體進入放電空間14。進而，藉由來自第2間隙52之放電生成氣體之排出流，亦能防止或者抑制外部環境氣體進入放電空間14。因此，能充分地防止或者抑制外部環境中之氧等阻礙反應成分阻礙放電空間14內之反應。因此，能切實地提高處理效果。
被處理薄膜9係以接觸於第1輥子電極11之狀態穿過放電空間14，且由導輥16折回，以接觸於第2輥子電極12之狀態再次穿過放電空間14。因此，被處理薄膜9於放電空間14內2次受到處理。
被處理薄膜9覆蓋於第1輥子電極11及第2輥子電極12之至少區分放電空間14之部分，藉此，能防止或者抑制污垢附著於電極11、12上。並且，反應氣體噴嘴31係與放電空間14相離而配置，並且遮蔽空間41內之丙烯酸為幾乎未聚合之狀態。因此，能防止或者抑制丙烯酸之聚合物等污垢附著於噴嘴31之噴出口或遮蔽構件40上。故而，能防止或者抑制微粒之產生，從而可提高良率。因此，能使表面處理裝置1長期穩定地運轉。
將表面處理後之TAC薄膜9經由PVA水溶液等水系接著劑 而接著於PVA偏光薄膜，以此製作偏光板。TAC薄膜9上充分地且均質地形成有接著性促進層，故而，能獲得具有良好之接著強度之偏光板。
繼而，對本發明之另一實施形態進行說明。以下之實施形態中，對於與已說明之形態重複的構成，於圖式中標註相同符號，且簡化說明。
圖3及圖4中表示本發明之第2實施形態。第2實施形態之薄膜表面處理裝置1A具有3個輥子電極11、12、13。藉由該等3個輥子電極11~13，構成2段處理部10A、10B。前段處理部10A係包含輥子電極11、12、及噴嘴21、31作為構成要素，且與第1實施形態之處理部10相對應。後段處理部10B係輥子電極12、13、及噴嘴23、33作為構成要素。
3個輥子電極11、12、13依序且平行地排列。左側之輥子電極11構成前段處理部10A之第1輥子電極。中央之輥子電極12兼作前段處理部10A之第2輥子電極、及後段處理部10B之第1輥子電極。右側之輥子電極13構成後段處理部10B之第2輥子電極。
雖省略圖式，但例如中央之輥子電極12連接於電源2(參照圖1)，且左右之輥子電極11、13電性接地。取而代之，亦可為，左右之輥子電極11、13分別連接於電源，且中央之輥子電極12電性接地。藉由來自電源之電力供給，於左側之輥子電極11與中央之輥子電極12之間形成前段處理部10A的放電空間14。於中央之輥子電極12與右側之輥子電極13之間，形成後段處理部10B之放電空間15。
被處理薄膜9繞掛於3個輥子電極11、12、13之上側之圓周面上。於輥子電極11、12之間的下側形成有被處理薄膜9之折回部分9a，該方面係與第1實施形態相同。於輥子電極12、13之間的下側，形成有被處理薄膜9之折回部分9b。折回部分9b繞掛於導輥17、17上，且自與圖3正交之處理寬度方向觀察時呈三角形狀。3個輥子電極11、12、13相互同步地、且圖中為順時針地旋轉。藉此，被處理薄膜9向大致右方向搬送。
於前段處理部10A，在折回部分9b之內側配置有放電生成氣體噴嘴21，在輥子電極11之上側配置有反應氣體噴嘴31及遮蔽構件40，於輥子電極11、12彼此之間的上側部分配置有堵塞構件50，該等方面係與第1實施形態之處理部10。
於後段處理部10B，在折回部分9b之內側配置有後段處理部10B之放電生成氣體噴嘴23。放電生成氣體噴嘴23之構造係與放電生成氣體噴嘴21相同，其前端部朝上且面向放電空間15。放電生成氣體供給路22產生分支，從而，分別與前段之放電生成氣體噴嘴21及後段之放電生成氣體噴嘴23相連。
於輥子電極12之上側配置有後段處理部10B之反應氣體噴嘴33。反應氣體噴嘴33之構造係與反應氣體噴嘴31相同，且與輥子電極12之上側之圓周面相向。反應氣體供給線32產生分支，從而連接於前段之反應氣體噴嘴31及後段之反應氣體噴嘴33。
於反應氣體噴嘴33之底部，設有構造與遮蔽構件40大致相同且剖面呈圓弧狀之遮蔽構件43。遮蔽構件43之圓弧方向(沿電極12之圓周面之方向)之周長例如為240~300mm左右。
於遮蔽構件43與輥子電極12上側之圓周面之間，形成有遮蔽空間44。反應氣體噴嘴33之噴出口貫穿於遮蔽構件43而與遮蔽空間44相連通。遮蔽空間44成為沿輥子電極12之上側之圓周面且剖面呈圓弧狀之空間。遮蔽空間44係於上述圓弧方向(圖3中為左右)之中央部狹窄，且隨著朝向圓弧方向之兩端部而逐漸變寬。遮蔽空間44之厚度較佳為1mm~10mm左右。遮蔽空間44之最窄部位之厚度較佳為例如1mm左右。遮蔽空間44之最寬部位之厚度較佳為例如10mm左右。遮蔽空間44之厚度亦可為整體上固定。遮蔽構件44可隔著噴嘴33而與輥子電極12之旋轉方向之上游側之部分及下游側之部分相離，亦可為噴嘴33之底面直接面向遮蔽空間44。
於輥子電極12、13之間的上側部分，配置有構造與堵塞構件50大致相同之堵塞構件53。於堵塞構件53與輥子電極12之間，形成有第2處理部10B之第1間隙54。於堵塞構件53與輥子電極13之間，形成有第2處理部10B之第2間隙55。
圖3中，遮蔽構件43之左端部抵接或者接近於堵塞構件50。遮蔽空間44之左端部與第1處理部10A之第2間隙52之上端部相連。並且，圖3中，遮蔽構件43之右端部抵接或 者接近於堵塞構件53。遮蔽空間44之右端部與第2處理部10B之第1間隙54相連，進而是經由第1間隙54而與放電空間15相連。第2處理部10B之第2間隙55與輥子電極13之上側之外部空間相連。
利用薄膜表面處理裝置1A，自前段處理部10A之反應氣體噴嘴31將丙烯酸噴附至被處理薄膜9上。接著，於放電空間14內，將氮電漿照射至被處理薄膜9。之後，進而，利用後段處理部10B之反應氣體噴嘴33將丙烯酸噴附至被處理薄膜9上。然後，於放電空間15內，將氮電漿照射至被處理薄膜9。因此，可2次執行丙烯酸之電漿聚合膜之形成處理。故而，可提高丙烯酸之聚合度，且可增大聚合膜之厚度。結果，可切實地提高被處理薄膜9之接著性。
於前段處理部10A，來自反應氣體噴嘴31之含丙烯酸之氣體與自放電生成氣體噴嘴21進入至第1間隙51的氮氣相遇且滯留，從而促進丙烯酸附著於被處理薄膜9，該方面與第1實施形態相同。
於後段處理部10B，來自反應氣體噴嘴33之含丙烯酸之氣體由遮蔽構件43導引，於圖3中係分流至遮蔽空間44之左側部及右側部。分流至左側之含丙烯酸之氣體與自前段處理部10A之放電生成氣體噴嘴21進入第2間隙52的氮氣相遇且滯留。分流至右側之含丙烯酸之氣體係與自後段處理部10B之放電生成氣體噴嘴23進入第1間隙54之氮氣相遇且滯留。藉此，於後段處理部10B，亦能促進丙烯酸附著於被處理薄膜9之表面。自後段處理部10B之放電生成氣體噴 嘴23流入至第2間隙55之氮氣排出至外部環境中。藉由該排出流，能防止外部環境氣體(空氣)自第2間隙55進入放電空間15。
本發明並不限於上述實施形態，可於不脫離其宗旨之範圍內進行多種變更。
例如，於第1實施形態(圖1)之處理部10及第2實施形態(圖3)之前段處理部10A，反應氣體噴嘴31可沿第1輥子電極11之捲繞有被處理薄膜9之部分的圓周方向自放電空間14往電極旋轉方向之上游側離開。反應氣體噴嘴31可以與較電極11之上端部更靠近放電空間14側之圓周面相向的方式傾斜地配置，亦可以與較電極11之上端部更靠近放電空間14之相反側之圓周面相向的方式傾斜地配置。以上方面，對於第2實施形態(圖3)之後段處理部10B之反應氣體噴嘴32而言亦相同。
於第1實施形態(圖1)之處理部10及第2實施形態(圖3)之前段處理部10A中，遮蔽構件40可自反應氣體噴嘴31至少向放電空間14延伸，亦可自反應氣體噴嘴31不向放電空間14側之相反側延伸。亦可縮小遮蔽空間41之放電空間14側之相反側之端部的開口。以上方面，對於第2實施形態(圖3)之後段處理部10B之遮蔽構件43而言亦相同。
亦可不設置遮蔽構件40、43。
作為堵塞構件50、53，可利用構造與放電生成氣體噴嘴21、23上下對調之噴嘴而構成，亦可自該堵塞構件兼噴嘴50、53放電生成氣體噴向放電空間14、15。
亦可不設置堵塞構件50、53。
薄膜表面處理裝置之輥子電極之數量並不限於2個或者3個，亦可為4個以上。薄膜表面處理裝置之處理部之段數並不限於1段(圖1)或者2段(圖3)，亦可為3段以上。
本發明並不限於應用於偏光板用保護薄膜之表面處理，亦可應用於在各種樹脂薄膜上形成聚合性單體之聚合膜的處理。
[實施例1]
以下對實施例進行說明，但本發明並不限定於以下之實施例。
使用圖1及圖2所示之薄膜表面處理裝置1，對薄膜9進行表面處理。
裝置1之尺寸構成係如下所述。
輥子電極11、12之處理寬度方向之軸長：390mm
輥子電極11、12之直徑：320mm
反應氣體噴嘴31之處理寬度方向之外尺寸：390mm
反應氣體噴嘴31之噴出寬度：300mm
遮蔽構件40之圓弧方向之周長：275mm
遮蔽空間41之厚度：整體為5mm(固定)
輥子電極11、12之間的空隙：1mm
作為被處理薄膜9，係使用TAC薄膜。TAC薄膜9之寬度為325mm。
TAC薄膜9之搬送速度係設為15m/min。
電極11、12之溫度、進而是TAC薄膜9之溫度係設定為 25℃。
反應氣體之聚合性單體係使用丙烯酸，載體氣體係使用氮氣(N2 )。
汽化器30內之液體丙烯酸之溫度係設為120℃。
載體氣體(N2 )之流量、進而是反應氣體(丙烯酸+N2 )之流量係設為30slm。
反應氣體中之丙烯酸濃度係4.5g/min。
反應氣體噴嘴31之溫度(反應氣體之噴出溫度)係設定為55℃。
放電生成氣體係使用氮氣(N2 )。來自下側噴嘴21之放電生成氣體(N2 )之噴出流量係設為10slm。
下側噴嘴21之溫度(放電生成氣體之噴出溫度)係設定為15℃。
而且，實施例1中所使用之裝置1之堵塞構件50係構造與下側噴嘴21上下對調之氣體噴嘴。來自放電生成氣體供給源20之氣體供給管產生分支，從而分別連接於下側噴噴21及上側噴嘴50。來自上側噴嘴50之放電生成氣體(N2 )之噴出流量係設為0slm。
電源2中，將270V、6.1A之直流電轉換成交流電。供給至電極11、12之電力為1647W，電極11、12之間的施加電壓為17.3kV。
確認表面處理後之噴嘴21、31之噴出口等處有無污垢，未發現有堆積物。
將表面處理後之被處理TAC薄膜9貼合於PVA薄膜之一個 面上。作為接著劑，係使用(A)聚合度為500之PVA之5wt%水溶液、與(B)羥甲基纖維素鈉之2wt%水溶液混合後所得的水溶液。(A)及(B)之混合比係設為(A)：(B)=20：1。接著劑之乾燥條件係設為80℃、5分鐘。PVA薄膜之相反側之面上，利用與上述相同之接著劑貼合有經過皂化處理之TAC薄膜。藉此，製作3層構造之偏光板樣本。偏光板樣本之寬度係設為25mm。自被處理薄膜9之寬度方向之5個部位切出樣本片，製作5個上述偏光板樣本。
接著劑硬化之後，利用浮輥法(JIS K6854)測定各樣本之被處理TAC薄膜9與PVA薄膜的接著強度。
5個樣本之平均接著強度係7.5N/25mm。
利用下式1計算5個樣本之接著強度之偏差度(均勻性)，結果為3.8%。
偏差度(%)={(最大值-最小值)/平均值/2}×100 (式1)
[實施例2]
實施例2中，於裝置1中，將放電生成氣體(N2 )之流量設為20slm。並且，將供給電力設為1809W(270V、6.7A)，將施加電壓設為17.6kV。除此以外之處理條件與實施例1設為相同。表面處理後之噴嘴21、31之噴出口等處未發現有堆積物。
表面處理後，按照與實施例1相同之順序製作偏光板樣本，測定接著強度。
測定之後，可知，平均接著強度為9.9N/25mm。偏差度為4.2%。
[實施例3]
實施例3中，於裝置1中，將放電生成氣體(N2 )之流量設為30slm。並且，將供給電力設為1944W(270V、7.2A)，將施加電壓設為17.8kV。除此以外之處理條件與實施例1設為相同。表面處理後之噴嘴21、31之噴出口等處未發現有堆積物。
表面處理後，按照與實施例1相同之順序製作偏光板樣本，測定接著強度。
測定之後，可知，平均接著強度為9.3N/25mm。偏差度為6.5%。
[比較例1]
比較例1中，作為構件50，係使用構造與下側噴嘴21相同且與下側噴嘴21上下對調之噴嘴，將來自汽化器30之反應氣體供給線32連接於噴嘴50而非噴嘴31。汽化器30之氣化條件與實施例1相同，將組成及流量均與實施例1相同之反應氣體自上側噴嘴50之下端之噴出口噴向放電空間14。將上側噴嘴50之溫度調節至55℃。下側噴嘴21之氣體噴出流量係設為0slm。並且，將供給電力設為1080W(270V、4A)，將施加電壓設為15.7kV。除此以外之處理條件與實施例1設為相同。
比較例1中，表面處理後之噴嘴50之噴出口等處未發現有堆積物。
表面處理後，按照與實施例1相同之順序製作偏光板樣本，測定接著強度，可知，平均接著強度為4.9N/25 mm，偏差度為60%。
[比較例2]
比較例2中，於與實施例1相同之裝置1中，作為構件50，係使用構造與下側噴嘴21相同且與下側噴嘴21上下對調之噴嘴，將放電生成氣體供給路22連接於上側噴嘴50。將上側噴嘴50之放電生成氣體(N2 )之噴出流量設為10slm。將下側噴嘴21之噴出流量設為0slm。並且，將供給電力設為1377W(270V、5.1A)，將施加電壓設為16.7kV。除此以外之處理條件與實施例1設為相同。表面處理後之噴嘴31之噴出口等處未發現有堆積物。
表面處理之後，按照與實施例1相同之順序製作偏光板樣本，測定接著強度，可知，平均接著強度為3.9N/25mm，偏差度為3.7%。
自以上之結果可確認，根據本發明，能獲得充分之處理效果(接著性)，且可提高處理寬度方向之均勻性。
[產業上之可利用性]
本發明可適於製造例如平板顯示器(FPD)之偏光板。
1、1A‧‧‧薄膜表面處理裝置
2‧‧‧電源
9‧‧‧被處理薄膜
9a、9b‧‧‧折回部分
10‧‧‧處理部
10A‧‧‧前段處理部
10B‧‧‧後段處理部
11、12、13‧‧‧輥子電極
14、15‧‧‧放電空間
16、17‧‧‧導輥
20‧‧‧放電生成氣體供給源
21、23‧‧‧放電生成氣體噴嘴
22‧‧‧放電生成氣體供給路
30‧‧‧反應氣體供給源(汽化器)
31、33‧‧‧反應氣體噴嘴
32‧‧‧反應氣體供給線
40、43‧‧‧遮蔽構件
41、44‧‧‧遮蔽空間
50、53‧‧‧堵塞構件
51、54‧‧‧第1間隙
52、55‧‧‧第2間隙
圖1係表示本發明之第1實施形態之薄膜表面處理裝置的概略構成之側面講解圖。
圖2係上述薄膜表面處理裝置之處理部之立體圖。
圖3係表示本發明之第2實施形態之薄膜表面處理裝置的概略構成之側面講解圖。
圖4係上述第2實施形態之薄膜表面處理裝置之2段處理 部的立體圖。
1‧‧‧薄膜表面處理裝置
2‧‧‧電源
9‧‧‧被處理薄膜
9a‧‧‧折回部分
10‧‧‧處理部
11、12‧‧‧輥子電極
14‧‧‧放電空間
16‧‧‧導輥
20‧‧‧放電生成氣體供給源
21‧‧‧放電生成氣體噴嘴
22‧‧‧放電生成氣體供給路
30‧‧‧反應氣體供給源(汽化器)
31‧‧‧反應氣體噴嘴
32‧‧‧反應氣體供給線
40‧‧‧遮蔽構件
41‧‧‧遮蔽空間
50‧‧‧堵塞構件
51‧‧‧第1間隙
52‧‧‧第2間隙

Claims (5)

  1. 一種薄膜表面處理裝置，其特徵在於：其係使聚合性單體接觸於連續之被處理薄膜、且使上述被處理薄膜經過壓力接近大氣壓之放電空間而進行表面處理之裝置，該薄膜表面處理裝置包括：第1輥子電極，其繞掛有上述被處理薄膜，且圍繞自身之軸線旋轉從而搬送上述被處理薄膜；第2輥子電極，其平行於上述第1輥子電極而配置，從而在其與上述第1輥子電極之間形成上述放電空間，上述被處理薄膜之較上述第1輥子電極更靠近搬送方向之下游側的部分穿過上述放電空間之後折回而繞掛於該第2輥子電極上，且該第2輥子電極圍繞自身之軸線向與上述第1輥子電極相同的方向旋轉，從而搬送上述被處理薄膜；反應氣體噴嘴，其配置成沿著上述第1輥子電極之圓周方向自上述放電空間往上述第1輥子電極之旋轉方向之上游側離開，且與上述第1輥子電極之捲繞有上述被處理薄膜的部分相向，噴出含有上述聚合性單體之反應氣體；及放電生成氣體噴嘴，其配置於上述第1、第2輥子電極彼此之間的上述被處理薄膜之折回部分之內側，將不含有上述聚合性單體之放電生成氣體噴向上述放電空間；且自上述反應氣體噴嘴所噴出之反應氣體中之聚合性單體係於上述被處理薄膜上凝結。
  2. 如請求項1之薄膜表面處理裝置，其中進而具有遮蔽構件，其係以自上述反應氣體噴嘴向上述放電空間覆蓋上述第1輥子電極之圓周面的方式延伸，於上述第1輥子電極之圓周面與上述遮蔽構件之間形成有與上述放電空間相連之遮蔽空間。
  3. 如請求項1或者2之薄膜表面處理裝置，其中上述反應氣體噴嘴沿著上述第1輥子電極之圓周方向自上述放電空間往上述旋轉方向之上游側離開約四分之一周而配置。
  4. 如請求項1或者2之薄膜表面處理裝置，其中進而具有堵塞構件，其係以隔著上述放電空間而與上述放電生成氣體噴嘴相向之方式而配置，上述遮蔽空間經由上述第1輥子電極之圓周面與上述堵塞構件之間所形成的第1間隙而與上述放電空間相連，且於上述堵塞構件與上述第2輥子電極之圓周面之間形成有第2間隙。
  5. 如請求項1或者2之薄膜表面處理裝置，其中上述放電生成氣體之溫度低於上述反應氣體之溫度。
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