TWI491654B - Membrane surface treatment method and device - Google Patents
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Description
本發明係關於一種對光學樹脂膜之表面進行處理之方法及裝置，特別係關於一種適於提高以聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，以下稱為「PMMA」)為主要成分之樹脂膜(以下稱為「PMMA膜」)之接著性的表面處理方法及裝置。
例如，於專利文獻1、2中，為了提高偏光板之保護膜之接著性，而使含有聚合性單體之氣體接觸上述保護膜並照射電漿。作為聚合性單體，例如使用丙烯酸。作為保護膜之一例，可列舉PMMA膜。作為電漿生成用氣體之一例，可列舉氬。藉由將處理結束之保護膜經由接著劑而與偏光膜貼合從而構成偏光板。作為接著劑，可使用聚乙烯醇(以下稱為「PVA」，polyvinyl alcohol)系或聚醚系等水系接著劑。作為偏光膜，可使用以PVA為主要成分之樹脂膜(以下稱為「PVA膜」)。
[專利文獻1]日本專利特開2010-150372號公報(0013、0017)[專利文獻2]日本專利特開2010-150373號公報(0011、0018)
然而，PMMA膜係極難接著性之膜。雖亦進行電暈放電處理或對接著劑進行研究而作為接著性之提高處理，但於該等之處理中接著性均不充分。
本發明方法之特徵在於：其係對PMMA膜之表面進行處理之膜表面處理方法；且包括如下步驟：第1接觸步驟，其係令使丙烯酸於載氣中氣化而成之第1反應氣體接觸PMMA膜；第1照射步驟，其係於上述第1接觸步驟後或與上述第1接觸步驟同時地，將於大氣壓附近下生成之氬電漿照射至上述PMMA膜；第2接觸步驟，其係於上述第1照射步驟後，使丙烯酸於載氣中氣化而成之第2反應氣體接觸上述PMMA膜；及第2照射步驟，其係於上述第2接觸步驟後或與上述第2接觸步驟同時地，將於大氣壓附近下生成之氬電漿照射至上述PMMA膜。
藉由第1接觸步驟，可於PMMA膜之表面形成丙烯酸之第1凝縮層。其次，藉由第1照射步驟，可使上述第1凝縮層電漿聚合，從而形成聚丙烯酸之第1電漿聚合膜。其次，藉由第2接觸步驟，可於上述第1電漿聚合膜上形成丙烯酸之第2凝縮層。接著，藉由第2照射步驟，可使上述第2凝縮層電漿聚合，從而於上述第1電漿聚合膜上積層形成聚丙烯酸之第2電漿聚合膜。該等第1、第2電漿聚合膜成
為PMMA膜之接著性促進層。藉此，可提高難接著性之PMMA膜之接著強度，進而可充分地提高接著耐久性。此處，所謂接著耐久性，係指將接著後之對象物暴露於高濕度且高溫之濕熱環境下後接著強度不下降之程度。
本發明裝置之特徵在於：其係對PMMA膜之表面進行處理之膜表面處理裝置；且包括：第1、第2、第3輥電極，其相互平行地排列，且於相鄰者彼此間之間隙內在大氣壓附近下生成放電；第1反應氣體噴嘴，其面向上述第1輥電極之周面而噴出含有丙烯酸之第1反應氣體；第1放電氣體噴嘴，其將氬噴出至上述第1輥電極與上述第2輥電極之間的間隙內；第2反應氣體噴嘴，其面向上述第2輥電極之周面而噴出含有丙烯酸之第2反應氣體；及第2放電氣體噴嘴，其將氬噴出至上述第2輥電極與上述第3輥電極之間的間隙內；且上述PMMA膜纏繞於上述第1、第2、第3輥電極上，且藉由上述第1、第2、第3輥電極之旋轉而按照上述第1輥電極、上述第2輥電極、上述第3輥電極之順序搬送上述PMMA膜。
一面按照第1輥電極、第2輥電極、第3輥電極之順序搬送PMMA膜，一面於第1輥電極之周面上將第1反應氣體自第1反應氣體噴嘴噴附至PMMA膜。藉此，可於PMMA膜之表面形成丙烯酸之第1凝縮層。繼而，於第1、第2輥電極
間之間隙內對PMMA膜照射氬電漿。藉此，可使上述第1凝縮層電漿聚合，從而形成聚丙烯酸之第1電漿聚合膜。繼而，於第2輥電極之周面上將第2反應氣體自第2反應氣體噴嘴噴附至PMMA膜。藉此，可於上述第1電漿聚合膜上形成丙烯酸之第2凝縮層。其後，於第2、第3輥電極間之間隙內對PMMA膜照射氬電漿。藉此，可使上述第2凝縮層電漿聚合，從而於上述第1電漿聚合膜上積層形成聚丙烯酸之第2電漿聚合膜。其結果，可提高難接著性之PMMA膜之接著強度，進而可充分地提高接著耐久性。第1、第2、第3輥電極兼作PMMA膜之支持機構及搬送機構。
較佳為上述第1、第2反應氣體之載氣為氬。藉此，即便載氣流入至進行第1、第2照射步驟之空間(例如輥電極間之間隙)內，亦可防止放電狀態改變。又，為了降低運轉成本，上述載氣亦可為氮。
上述表面處理較佳為於大氣壓附近下進行。此處，所謂大氣壓附近係指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，則較佳為1.333×104
~10.664×104
Pa，更佳為9.331×104
~10.397×104
Pa。
根據本發明，可提高難接著性之PMMA膜之接著強度，進而可充分地提高接著耐久性。
以下，根據圖式對本發明之實施形態進行說明。
圖1係表示本發明之第1實施形態。被處理物為用作偏光板之保護膜的PMMA膜9。PMMA膜9包含PMMA作為主要成分，且為極難接著性。此處，所謂包含PMMA作為主要成分係指膜9中所佔之PMMA之比率為60 wt%~100 wt%。換言之，係指膜原料中所佔之甲基丙烯酸甲酯(MMA，methyl methacrylate)之比率為60 wt%~100 wt%。作為膜9之除PMMA以外之含有成分，可列舉：紫外線吸收劑、穩定劑、潤滑劑、加工助劑、可塑劑、耐衝擊助劑、發泡劑、填充劑、著色劑、消光劑等。
如圖1及圖2所示，膜表面處理裝置1包括電極構造10及氣體供給機構20~50。電極構造10包含第1輥電極11、第2輥電極12、及第3輥電極13。該等輥電極11~13為彼此相同直徑、相同軸長之圓筒體。輥電極11~13之至少外周部包含金屬，且於該金屬製之外周部之外周面覆蓋有固體介電層。各輥電極11、12、13之軸線朝向與圖1之紙面正交之水平方向(以下稱為「處理寬度方向」)。3個輥電極11、12、13依此順序且平行地排列。於圖1中，左側之第1輥電極11與中央之第2輥電極12之間的第1間隙14係與中央之第2輥電極12與右側之第3輥電極13之間的第2間隙15之厚度等尺寸形狀彼此相等。間隙14、15之最窄部位之厚度較佳為0.5 mm~1.0 mm左右。
雖省略圖示，但電源連接於中央之輥電極12，且左右之輥電極11、13電性接地。相反，亦可使電源分別連接於左
右之輥電極11、13，且中央之輥電極12電性接地。電源輸出例如脈衝波狀之高頻電力。藉由該電力供給，而於左側之輥電極11與中央之輥電極12之間在大氣壓附近之壓力下生成電漿放電，間隙14成為大氣壓附近之第1放電空間。又，藉由上述電力供給，而於中央之輥電極12與右側之輥電極13之間在大氣壓附近之壓力下生成電漿放電，間隙15成為大氣壓附近之第2放電空間。間隙14、15間之施加電壓較佳為Vpp=6.0 kV~7.0 kV左右。上述高頻電力之頻率較佳為50 kHz~70 kHz左右。上述脈衝之上升時間及下降時間較佳為10 μsec以下。上述脈衝之持續時間較佳為1~1000 μsec。上述高頻並不限定於脈衝波，亦可為連續波。
於輥電極11、12之下方配置有複數個(圖中為2個)前段導輥16、16。於輥電極12、13之下方配置有複數個(圖中為2個)後段導輥17、17。
連續片狀之PMMA膜9係使寬度方向朝向上述處理寬度方向(圖1之紙面正交方向)，且分別以半周左右纏繞於3個輥電極11、12、13之上側之周面。包含各輥電極11、12、13之上側之周面及形成間隙14、15之部分在內的約半周部分由PMMA膜9覆蓋。
輥電極11、12間之PMMA膜9係自間隙14向下方下垂，且纏繞於導輥16、16上。間隙14與導輥16、16之間的PMMA膜9形成折回部分9a。
輥電極12、13間之PMMA膜9係自間隙15向下方下垂，
且纏繞於導輥17、17。間隙15與導輥17、17之間的PMMA膜9形成折回部分9b。
雖省略圖示，但各輥電極11、12、13連接於旋轉機構。旋轉機構包括馬達、內燃機等驅動部及將該驅動部之驅動力傳遞至輥電極11、12、13之軸之傳遞機構。傳遞機構包括例如皮帶輪機構或齒輪列。如於圖1中由中空圓弧狀箭頭所示般，藉由旋轉機構，而使輥電極11、12、13分別圍繞各自之軸線且相互同步地向相同方向(於圖1中向順時針方向)旋轉。藉此，將PMMA膜9按照第1輥電極11、第2輥電極12、第3輥電極13之順序向大致右方向搬送。
電極構造10兼具作為支持PMMA膜9之支持機構、及搬送PMMA膜9之搬送機構之功能。
於各輥電極11、12、13中設置有調溫機構(省略圖示)。調溫機構包含例如形成於輥電極11、12、13內之調溫路。可藉由使經調溫之水等媒體流經調溫路而對輥電極11、12、13進行調溫。甚至，可對輥電極11、12、13之周面上之PMMA膜9進行調溫。輥電極11、12、13之設定溫度較佳為低於聚合性單體(丙烯酸)之凝縮溫度。PMMA膜9之設定溫度較佳為25℃~45℃左右。
第1反應氣體供給機構20包括第1反應氣體之供給源21及第1反應氣體噴嘴23。第1反應氣體含有聚合性單體及載氣。作為聚合性單體係使用丙烯酸(AA，acrylic acid)。作為載氣係使用氮(N2
)。第1反應氣體包含丙烯酸與氮之混合氣體。
雖省略詳細之圖示，但第1反應氣體供給源21包含氣化器。於氣化器中，液體之丙烯酸於載氣中氣化。氣化既可為起泡方式，亦可為擠出方式。藉由將經氣化之丙烯酸與載氣混合，而生成第1反應氣體。此處，所謂起泡方式，係指將載氣注入至氣化器內之液體丙烯酸之液中，而使丙烯酸於載氣之氣泡中氣化之方式。所謂擠出方式，係指將載氣導入至氣化器內之較液體丙烯酸之液面更上側之空間部分，而使上述空間部分之飽和丙烯酸蒸氣與載氣混合並擠出之方式。
第1反應氣體供給源21經由氣體路22而連接於第1反應氣體噴嘴23。第1反應氣體噴嘴23配置於第1輥電極11之上方。第1反應氣體噴嘴23沿處理寬度方向較長地延伸，且於第1輥電極11之周方向(圖1之左右)上具有某種程度之寬度。於第1反應氣體噴嘴23之下表面設置有噴出口。噴出口係以分佈於第1反應氣體噴嘴23之下表面的較廣之範圍(處理寬度方向及輥周方向)之方式形成。第1反應氣體噴嘴23之噴出面(下表面)面向第1輥電極11上之PMMA膜9。來自第1反應氣體供給源21之第1反應氣體被供給至第1反應氣體噴嘴23，並藉由第1反應氣體噴嘴23內之整流部(省略圖示)而均一化，之後，自第1反應氣體噴嘴23之噴出口噴出。第1反應氣體之噴出氣流成為均一地分佈於處理寬度方向之氣流。
於氣體路22及第1反應氣體噴嘴23中設置有調溫機構(省略圖示)。氣體路22之調溫機構包含電熱帶等。第1反應氣
體噴嘴23之調溫機構包含供調溫水通過之調溫路等。氣體路22及第1反應氣體噴嘴23之設定溫度高於丙烯酸之凝縮溫度。藉此，可防止丙烯酸於噴出前凝縮。氣體路22及第1反應氣體噴嘴23之設定溫度較佳為60℃~80℃左右。
於第1反應氣體噴嘴23之底部之兩側設置有遮蔽構件24。遮蔽構件24係形成為沿第1輥電極11之周方向的圓弧狀之剖面，且成為沿處理寬度方向以與輥電極11大致相同之長度延伸之彎曲板狀。遮蔽構件24較第1反應氣體噴嘴23更向第1輥電極11之周方向延伸出。於圖1中，左側之遮蔽構件24之左端部開放。於圖1中，右側之遮蔽構件24之右端部與下述噴嘴34抵接或接近。
於第1反應氣體噴嘴23與第1輥電極11之間形成有第1噴附空間25。第1噴附空間25成為沿第1輥電極11之上側之周面的剖面圓弧狀之空間。藉由遮蔽構件24，而使第1噴附空間25較第1反應氣體噴嘴23更向第1輥電極11之周方向之兩側延長。於圖1中，第1噴附空間25之左側之端部與輥電極11之左側(與輥電極12側相反側)之外部空間相連。於圖1中，第1噴附空間25之右側之端部經由下述噴嘴34與輥電極11之間的間隙而與間隙14相連。
第1放電氣體供給機構30包括第1放電氣體供給源31及第1放電氣體噴嘴33、34。於氣體供給源31中儲存有氬(Ar)作為第1放電生成氣體。
來自氣體供給源31之氣體路32連接於第1放電氣體噴嘴33、34。第1放電氣體噴嘴33、34隔著間隙14而上下地形
成一對。下側之第1放電氣體噴嘴33配置於PMMA膜9之折回部分9a之內部。上側之第1放電氣體噴嘴34配置於較間隙14更上側之輥電極11、12間。該等第1放電氣體噴嘴33、34於處理寬度方向上較長地延伸，且與該延伸方向正交之剖面朝向彼此之對向側且逐漸變細。各第1放電氣體噴嘴33、34之前端之噴出口面向間隙14。來自氣體供給源31之氬氣於藉由第1放電氣體噴嘴33、34內之整流部(省略圖示)而於處理寬度方向上均一化後，自第1放電氣體噴嘴33、34之噴出口向間隙14噴出。該噴出氣流成為均一地分佈於處理寬度方向之氣流。
於第1放電氣體噴嘴33、34內，設置有未圖示之調溫路。水等調溫媒體通過第1放電氣體噴嘴33、34內之上述調溫路。藉此，可對第1放電氣體噴嘴33、34進行調溫，甚至可調節氬氣(第1放電氣體)之噴出溫度。第1放電氣體噴嘴33、34之設定溫度較佳為25℃~45℃左右。
第2反應氣體供給機構40包括第2反應氣體之供給源41及第2反應氣體噴嘴43。第2反應氣體包含與第1反應氣體相同之氣體。即，第2反應氣體含有聚合性單體及載氣。作為聚合性單體係使用丙烯酸(AA)。作為載氣係使用氮(N2
)。第2反應氣體包含丙烯酸與氮之混合氣體。
雖省略詳細之圖示，但第2反應氣體供給源41包含氣化器。於氣化器中，液體之丙烯酸於載氣中氣化。氣化既可為起泡方式，亦可為擠出方式。藉由將經氣化之丙烯酸與載氣混合，而生成第2反應氣體。第1反應氣體供給源21與
第2反應氣體供給源41亦可包含共通之丙烯酸供給源。
第2反應氣體供給源41經由氣體路42而連接於第2反應氣體噴嘴43。第2反應氣體噴嘴43配置於第2輥電極12之上方。第2反應氣體噴嘴43於處理寬度方向上較長地延伸，且於第2輥電極12之周方向(圖1之左右)上具有某種程度之寬度。於第2反應氣體噴嘴43之下表面設置有噴出口。噴出口以分佈於第2反應氣體噴嘴43之下表面的較廣之範圍(處理寬度方向及輥周方向)之方式形成。第2反應氣體噴嘴43之噴出面(下表面)面向第2輥電極12上之PMMA膜9。來自第2反應氣體供給源41之第2反應氣體被供給至第2反應氣體噴嘴43，並藉由第2反應氣體噴嘴43內之整流部(省略圖示)而均一化，之後，自第2反應氣體噴嘴43之噴出口噴出。第2反應氣體之噴出氣流成為均一地分佈於處理寬度方向之氣流。
於氣體路42及第2反應氣體噴嘴43中設置有調溫機構(省略圖示)。氣體路42之調溫機構包含電熱帶等。第2反應氣體噴嘴43之調溫機構包含供調溫水通過之調溫路等。氣體路42及第2反應氣體噴嘴43之設定溫度為高於丙烯酸之凝縮溫度之高溫。藉此，可防止丙烯酸於噴出前凝縮。氣體路42及第2反應氣體噴嘴43之設定溫度較佳為60℃~80℃左右。
於第2反應氣體噴嘴43之底部設置有遮蔽構件44。遮蔽構件44係形成為沿第2輥電極12之周方向的圓弧狀之剖面，且成為於處理寬度方向上以與輥電極12大致相同之長
度延伸之彎曲板狀。遮蔽構件44較第2反應氣體噴嘴43更向第2輥電極12之周方向延伸出。於圖1中，左側之遮蔽構件44之左端部與第1放電氣體噴嘴34之側部抵接或接近。於圖1中，右側之遮蔽構件44之右端部與下述噴嘴54抵接或接近。
於遮蔽構件44與第2輥電極12之間形成有第2噴附空間45。第2噴附空間45成為沿第2輥電極12之上側之周面之剖面圓弧狀之空間。藉由遮蔽構件44，而使第2噴附空間45較第2反應氣體噴嘴43更向第2輥電極12之周方向之兩側延長。於圖1中，第2噴附空間45之左側之端部經由第1放電氣體噴嘴34與輥電極12之間的間隙，而與第1放電空間14相連。於圖1中，第2噴附空間45之右側之端部經由下述噴嘴54與輥電極12之間的間隙而與間隙15相連。
第2放電氣體供給機構50包括第2放電氣體供給源51及第2放電氣體噴嘴53、54。於第2放電氣體供給源51中儲存有氬(Ar)作為第2放電生成氣體。第1放電氣體供給源31與第2放電氣體供給源51亦可包含共通之氬氣供給源。
來自氣體供給源51之氣體路52連接於第2放電氣體噴嘴53、54。第2放電氣體噴嘴53、54隔著間隙15而上下地形成一對。下側之第2放電氣體噴嘴53配置於PMMA膜9之折回部分9b之內部。上側之第2放電氣體噴嘴54配置於較間隙15更上側之輥電極11、12間。該等第2放電氣體噴嘴53、54於處理寬度方向上較長地延伸，且與該延伸方向正交之剖面朝向彼此之對向側且逐漸變細。各第2放電氣體
噴嘴53、54之前端之噴出口面向間隙15。來自氣體供給源51之氬氣於藉由第2放電氣體噴嘴53、54內之整流部(省略圖示)而於處理寬度方向上均一化後，自第2放電氣體噴嘴53、54之噴出口向間隙15噴出。該噴出氣流成為均一地分佈於處理寬度方向之氣流。
於第2放電氣體噴嘴53、54內，設置有未圖示之調溫路。水等調溫媒體通過第2放電氣體噴嘴53、54內之上述調溫路。藉此，可對第2放電氣體噴嘴53、54進行調溫，甚至可調節氬氣(第2放電氣體)之噴出溫度。第2放電氣體噴嘴53、54之設定溫度較佳為25℃~45℃左右。
關於藉由上述構成之膜表面處理裝置1而對PMMA膜9進行表面處理之方法、甚至是製造偏光板之方法進行說明。
將連續片狀之PMMA膜9纏繞於輥電極11~13及導輥16、17上。
使輥電極11~13向圖1中之順時針方向旋轉，將PMMA膜9按照第1輥電極11、第2輥電極12、第3輥電極13之順序向圖1中之大致右方向搬送。搬送速度較佳為1 m/min~30 m/min左右。
於第1反應氣體供給機構20中，使丙烯酸(AA)於載氣(N2
)中氣化而生成第1反應氣體(AA+N2
)。第1反應氣體中之丙烯酸之體積濃度較佳為2%~8%。將該第1反應氣體自反應氣體噴嘴23噴出至第1噴附空間25。使第1反應氣體接
觸第1噴附空間25內之PMMA膜9之表面。藉此，第1反應氣體中之丙烯酸單體凝縮並附著於PMMA膜9上，從而，於PMMA膜9之表面形成包含丙烯酸單體之第1凝縮層。
隨著第1輥電極11之旋轉，PMMA膜9中之經過上述第1接觸步驟之部分向間隙14即第1放電空間14搬送。於第1放電氣體供給機構30中，將氬作為第1放電氣體自第1放電氣體噴嘴33、34噴出至第1放電空間14。可自上下兩個第1放電氣體噴嘴33、34噴出氬，亦可僅自1個第1放電氣體噴嘴33或34噴出氬。較佳為，自下側之第1放電氣體噴嘴33噴出氬。同時，將電力供給至輥電極12，於第1放電空間14內生成大氣壓附近之放電，從而使氬(第1放電氣體)電漿化。使該氬電漿接觸第1放電空間14內之PMMA膜9之表面。藉此，上述第1凝縮層之丙烯酸單體電漿聚合，從而於PMMA膜9之表面形成包含聚丙烯酸之第1電漿聚合膜。認為藉由使用氬作為放電氣體而可提高電漿密度，且可提高上述第1電漿聚合膜之聚合度。PMMA膜9藉由導輥16而折回，藉此，於第1放電空間14內往復，並由第1放電氣體供給機構30進行2次處理。
其後，PMMA膜9中之經過第1照射步驟之部分隨著第2輥電極12向第2噴附空間45搬送。於第2反應氣體供給機構40中，使丙烯酸(AA)於載氣(N2
)中氣化而生成第2反應氣體(AA+N2
)。第2反應氣體中之丙烯酸之體積濃度較佳為
2%~8%。第2反應氣體之丙烯酸濃度可與第1反應氣體之丙烯酸濃度相同，亦可高於第1反應氣體之丙烯酸濃度，亦可低於第1反應氣體之丙烯酸濃度。將該第2反應氣體自第2反應氣體噴嘴43噴出至第2噴附空間45。使第2反應氣體接觸第2噴附空間45內之PMMA膜9之表面。該第2反應氣體中之丙烯酸單體凝縮並附著於PMMA膜9上，從而於上述第1電漿聚合膜上進而形成包含丙烯酸單體之第2凝縮層。
隨著第2輥電極12之旋轉，PMMA膜9中之經過上述第2接觸步驟之部分向間隙15即第2放電空間15搬送。於第2放電氣體供給機構50中，將氬作為第2放電氣體自第2放電氣體噴嘴53、54噴出至第2放電空間15。可自上下兩個第2放電氣體噴嘴53、54噴出氬，亦可僅自1個第2放電氣體噴嘴53或54噴出氬。較佳為，自下側之第2放電氣體噴嘴53噴出氬。於第2放電空間15內，藉由向輥電極12之電力供給而生成大氣壓附近之放電，從而使氬(第2放電氣體)電漿化。使該氬電漿接觸第2放電空間15內之PMMA膜9之表面。藉此，進一步提高上述第1電漿聚合膜之聚合度，並且使上述第2凝縮層之丙烯酸單體電漿聚合，從而於上述第1電漿聚合膜上進而積層形成包含聚丙烯酸之第2電漿聚合膜。藉由上述第1、第2電漿聚合膜而構成接著性促進層。第1電漿聚合膜不僅藉由第1照射步驟促進聚合而且亦藉由第2照射步驟促進聚合，故聚合度高於第2電漿聚合
膜。認為可藉由使用氬作為第2照射步驟之放電氣體而提高第2放電空間15內之電漿密度，且提高上述第1、第2電漿聚合膜之聚合度。PMMA膜9藉由導輥16而折回，藉此，於第2放電空間15內往復，並藉由第2放電氣體供給機構50而進行2次處理。於第2放電空間內往復後之PMMA膜9隨著第3輥電極13搬送，並自裝置1搬出。
使上述表面處理後之PMMA膜9經由PVA系接著劑而與PVA膜接著，製作偏光板。藉由在接著之前進行上述表面處理，可提高難接著性之PMMA膜9與PVA接著劑之接著強度，進而可充分地提高將PMMA膜9或偏光板暴露於高溫且高濕度環境下之情形時的接著耐久性。特別是可藉由使用丙烯酸作為反應成分之聚合性單體，並使用氬作為放電氣體，而確實地提高上述接著強度甚至接著耐久性。關於接著耐久性，若將PMMA膜暴露於高溫且高濕度環境下，則較暴露之前反而更可提高接著強度(參照下述實施例1~4)。藉此，可防止偏光板之剝離，從而可提高品質。
本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內進行各種改變。
例如，第1、第2反應氣體之載氣並不限定於氮(N2
)，亦可為氬(Ar)。上述載氣亦可為與第1、第2放電生成氣體相同成分。若如此，則即便載氣(Ar)流入至放電空間14、15內，亦可防止放電狀態改變，從而可維持穩定之放電。進而，上述載氣亦可為氦、氖等其他稀有氣體。
亦可同時進行第1接觸步驟與第1照射步驟。亦可省略氣
體噴嘴23，而將包含丙烯酸與氬之第1反應氣體自氣體噴嘴33、34噴出至第1放電空間14。該氬兼作第1反應氣體之載氣與第1放電生成氣體。
亦可同時進行第2接觸步驟與第2照射步驟。亦可省略氣體噴嘴43，而將包含丙烯酸與氬之第2反應氣體自氣體噴嘴53、54噴出至第2放電空間15。該氬兼作第2反應氣體之載氣與第2放電生成氣體。
於偏光板之製造步驟中，亦可將PMMA膜暴露於高溫且高濕度環境下。藉此，可提高PMMA膜之接著耐久性。
亦可排列4個以上之輥電極，並進行3次以上之含有丙烯酸之反應氣體之噴附及氬電漿照射。於該情形時，於連續2次之含有丙烯酸之反應氣體噴附及氬電漿照射中，先行之含有丙烯酸之反應氣體噴附為「第1接觸步驟」，先行之氬電漿照射為「第1照射步驟」，之後進行之含有丙烯酸之反應氣體噴附為「第2接觸步驟」，之後進行之氬電漿照射為「第2照射步驟」。
以下對實施例進行說明，但本發明並不限定於以下實施例。
使用光學用膜(OP-PMMA)作為PMMA膜9。膜9之寬度為320 mm。
作為預處理，將N2
及O2
之混合氣體電漿化並照射至上述PMMA膜9上，洗淨上述膜9之表面(有機雜質之去除)。
其次，使用與圖1之表面處理裝置1之構造實質上相同之
裝置，對上述PMMA膜9依序進行第1接觸步驟、第1照射步驟、第2接觸步驟、第2照射步驟。表面處理裝置1之尺寸構成及處理條件如下。
輥電極11、12、13之處理寬度方向之軸長：390 mm輥電極11、12、13之直徑：310 mm對於輥電極12之供給電力：250 W(將直流電壓120 V×直流電流2.1 A進行高頻轉換)供給頻率：50 kHz輥電極11、12間及輥電極12、13間之施加電壓：Vpp=6.5 kV PMMA膜9之搬送速度：20 m/min PMMA膜9之設定溫度：40℃第1反應氣體(AA+N2
)之噴出溫度：75℃第1反應氣體(AA+N2
)之流量：30 slm第1反應氣體中之丙烯酸之體積濃度：7.8%來自第1放電氣體噴嘴33之氬流量：15 slm來自第1放電氣體噴嘴34之氬流量：0 slm第2反應氣體(AA+N2
)之噴出溫度：75℃第2反應氣體(AA+N2
)之流量：30 slm第2反應氣體中之丙烯酸之體積濃度：7.8%來自第2放電氣體噴嘴53之氬流量：15 slm來自第2放電氣體噴嘴54之氬流量：0 slm
於表面處理後之PMMA膜9之被處理面上塗佈PVA系接著劑，並使之與PVA膜貼合。作為PVA系接著劑，使用將(A)
聚合度500之PVA 5 wt%水溶液與(B)羧甲基纖維素鈉2 wt%水溶液混合而成之水溶液。(A)及(B)之混合比設為(A)：(B)=20：1。接著劑之乾燥條件設為80℃、5分鐘。
另外，對TAC膜噴附丙烯酸，且照射N2
電漿。藉由與上述相同之PVA系接著劑而使該TAC膜貼合於PVA膜之相反側之面。藉此，製作複數個3層構造之偏光板樣本。偏光板樣本之寬度設為25 mm。
於上述PVA系接著劑硬化後，對於未實施下述濕熱處理之偏光板樣本，測定PMMA膜9與PVA膜之接著強度(稱為「初期接著強度」)。測定方法係依據浮動輥法(JIS K6854)。結果為，平均為2.9 N/inch。
對於剩餘之偏光板樣本，於PVA接著劑硬化後，進行濕熱處理。將濕熱處理槽之內部設為60℃、95%RH之高溫高濕度環境，使偏光板樣本於該濕熱處理槽內留置1小時。其後，自濕熱處理槽中取出偏光板樣本，於室溫下冷卻3分鐘。然後，藉由與上述初期接著強度相同之浮動輥法(JIS K6854)而測定PMMA膜9與PVA膜之接著強度(稱為「耐久接著強度」)。結果為，於8.4 N/inch下材料斷裂。因此，將PMMA膜暴露於濕熱環境下接著強度反而變高。
再者，於實施例1中，將PMMA膜9之表面處理、偏光板樣本之製作、及評價(初期接著強度測定、耐久接著強度測定)全部於同一天中進行。
於實施例2中，將第1反應氣體中之丙烯酸濃度設為5.8%，且將第2反應氣體中之丙烯酸濃度設為5.8%。除此以外之條件係與實施例1相同。表面處理後之偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序均與實施例1相同。初期接著強度係平均為1.8 N/inch。於耐久接著強度之測定中，於8.4 N/inch下材料斷裂。
於實施例3中，將PMMA膜9之搬送速度設為10 m/min。除此以外之條件係與實施例2相同。表面處理後之偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序均與實施例1、2相同。初期接著強度係平均為2.9 N/inch。於耐久接著強度之測定中，於8.7 N/inch下材料斷裂。
根據實施例1~實施例3之結果，可確認藉由第1、第2反應氣體中之丙烯酸濃度之設定、或搬送速度之設定可調節初期接著強度。即，可藉由使丙烯酸濃度升高、或延緩搬送速度，而提高初期接著強度。又，關於耐久接著強度，不論丙烯酸濃度及搬送速度如何，均可充分地提高。
於實施例4中，在與實施例1相同之條件下進行PMMA膜9(OP-PMMA)之表面處理。將表面處理後之PMMA膜9捲成輥狀，並將其於室溫下留置38天。然後，以與實施例1相同之程序製作偏光板樣本，並測定初期接著強度及耐久接
著強度。初期接著強度係平均為2.8 N/inch。於耐久接著強度之測定中，於9.9 N/inch下材料斷裂。
可確認幾乎未產生表面處理後之經時變化。
表1中彙總表示實施例1~4之主要之處理條件及評價。
作為比較例1，對於未進行上述表面處理之PMMA膜9(OP-PMMA)，製作偏光板樣本，並測定初期接著強度及耐久接著強度。偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序均與實施例1相同。初期接著強度係平均為0.4 N/inch。耐久接著強度係平均為0.5 N/inch。
作為比較例2，於PMMA膜9(OP-PMMA)之表面處理中，省略第2接觸步驟及第2照射步驟，而僅進行第1接觸步驟及第1照射步驟。除此以外之表面處理條件、偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序係與實施例1相同。初期接著強度係平均為1.2 N/inch。耐久接著強度係平均為2.7 N/inch。
根據上述實施例及比較例2之結果可確認，藉由反覆進
行丙烯酸噴附及氬電漿照射可提高初期接著強度及耐久接著強度。
作為比較例3，使用氮(N2
)作為第1、第2放電生成氣體。除此以外之表面處理條件包含第1、第2放電生成氣體之流量在內係設為與實施例1相同。偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序均與實施例1相同。初期接著強度係平均為1.3 N/inch。耐久接著強度係平均為6.3 N/inch。
根據上述實施例及比較例3之結果可確認，藉由使用氬作為放電生成氣體可提高初期接著強度及耐久接著強度。
於比較例4中，省略比較例3中之第2接觸步驟及第2照射步驟，而僅進行第1接觸步驟及第1照射步驟。除此以外之表面處理條件、偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序係與比較例3相同。初期接著強度係平均為1.2 N/inch。耐久接著強度係平均為1.6 N/inch。
於以上實施例1~4及比較例1~4中，使用OP-PMMA作為PMMA膜，但於以下比較例5~7中，使用積水化學工業股份有限公司製造之OS-PMMA作為PMMA膜。於比較例5中，對於未進行表面處理之PMMA膜(積水化學工業股份有限公司製造之OS-PMMA)，製作偏光板樣本，並測定初期
接著強度及耐久接著強度。偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序係與實施例1相同。初期接著強度係平均為0.4 N/inch。耐久接著強度係平均為0.5 N/inch。
於比較例6中，於對PMMA膜(積水化學工業股份有限公司製造之OS-PMMA)之表面處理中，省略第2接觸步驟及第2照射步驟，而僅進行第1接觸步驟及第1照射步驟。除此以外之表面處理條件、偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序係與實施例1相同。初期接著強度係平均為2.7 N/inch。耐久接著強度係平均為4.8 N/inch。
於比較例7中，使用氮(N2
)作為比較例6中之第1放電生成氣體。除此以外之處理條件包含第1放電生成氣體之流量在內係設為與比較例6相同。偏光板樣本之製作程序、及初期接著強度及耐久接著強度之測定程序係與實施例1相同。初期接著強度係平均為2.7 N/inch。耐久接著強度係平均為4.8 N/inch。
表2中彙總表示比較例1~7之主要之處理條件及評價。表2之「處理數」這一欄中之「single」係表示僅進行第1接觸步驟及第1照射步驟作為表面處理步驟，「twin」係表示進行第1接觸步驟及第1照射步驟、以及第2接觸步驟及第2照射步驟作為表面處理步驟。
本發明可應用於例如平板顯示器(FPD，Flat Panel Display)之偏光板中。
1‧‧‧膜表面處理裝置
9‧‧‧被處理膜(PMMA膜)
10‧‧‧電極構造
11‧‧‧第1輥電極
12‧‧‧第2輥電極
13‧‧‧第3輥電極
14‧‧‧間隙、第1放電空間
15‧‧‧間隙、第2放電空間
16‧‧‧導輥
17‧‧‧導輥
20‧‧‧第1反應氣體供給機構
21‧‧‧第1反應氣體供給源
22‧‧‧氣體路
23‧‧‧第1反應氣體噴嘴
24‧‧‧遮蔽構件
25‧‧‧第1噴附空間
30‧‧‧第1放電氣體供給機構
31‧‧‧第1放電氣體供給源
32‧‧‧氣體路
33‧‧‧下側之第1放電氣體噴嘴
34‧‧‧上側之第1放電氣體噴嘴
40‧‧‧第2反應氣體供給機構
41‧‧‧第2反應氣體供給源
42‧‧‧氣體路
43‧‧‧第2反應氣體噴嘴
44‧‧‧遮蔽構件
45‧‧‧第2噴附空間
50‧‧‧第2放電氣體供給機構
51‧‧‧第2放電氣體供給源
52‧‧‧氣體路
53‧‧‧下側之第2放電氣體噴嘴
54‧‧‧上側之第2放電氣體噴嘴
圖1係表示本發明之一實施形態之表面處理裝置之側視圖。
圖2係上述表面處理裝置之電極部及噴嘴部之立體圖。
1‧‧‧膜表面處理裝置
9‧‧‧被處理膜(PMMA膜)
9a‧‧‧折回部分
9b‧‧‧折回部分
10‧‧‧電極構造
11‧‧‧第1輥電極
12‧‧‧第2輥電極
13‧‧‧第3輥電極
14‧‧‧間隙、第1放電空間
15‧‧‧間隙、第2放電空間
16‧‧‧導輥
17‧‧‧導輥
20‧‧‧第1反應氣體供給機構
21‧‧‧第1反應氣體供給源
22‧‧‧氣體路
23‧‧‧第1反應氣體噴嘴
24‧‧‧遮蔽構件
25‧‧‧第1噴附空間
30‧‧‧第1放電氣體供給機構
31‧‧‧第1放電氣體供給源
32‧‧‧氣體路
33‧‧‧下側之第1放電氣體噴嘴
34‧‧‧上側之第1放電氣體噴嘴
40‧‧‧第2反應氣體供給機構
41‧‧‧第2反應氣體供給源
42‧‧‧氣體路
43‧‧‧第2反應氣體噴嘴
44‧‧‧遮蔽構件
45‧‧‧第2噴附空間
50‧‧‧第2放電氣體供給機構
51‧‧‧第2放電氣體供給源
52‧‧‧氣體路
53‧‧‧下側之第2放電氣體噴嘴
54‧‧‧上側之第2放電氣體噴嘴
Claims (2)
- 一種膜表面處理方法，其特徵在於：其係對以聚甲基丙烯酸甲酯為主要成分之樹脂膜(以下稱為「PMMA膜」)之表面進行處理之膜表面處理方法；且包括如下步驟：第1接觸步驟，其係令使丙烯酸於載氣中氣化而成之第1反應氣體接觸PMMA膜，上述PMMA膜之表面形成包含丙烯酸單體之第1凝縮層；第1照射步驟，其係於上述第1接觸步驟後或與上述第1接觸步驟同時地，將於1.013×104 ~50.663×104 Pa壓力下所生成之氬電漿照射至上述PMMA膜，於上述PMMA膜之表面形成包含聚丙烯酸之第1電漿聚合膜；第2接觸步驟，其係於上述第1照射步驟後，使丙烯酸於載氣中氣化而成之第2反應氣體接觸上述PMMA膜，於上述第1電漿聚合膜上形成包含丙烯酸單體之第2凝縮層；及第2照射步驟，其係於上述第2接觸步驟後或與上述第2接觸步驟同時地，將於1.013×104 ~50.663×104 Pa壓力下生成之氬電漿照射至上述PMMA膜，於上述第1電漿聚合膜上進而積層形成包含聚丙烯酸之第2電漿聚合膜。
- 一種膜表面處理裝置，其特徵在於：其係對PMMA膜之表面進行處理者；且包含：第1、第2、第3輥電極，其相互平行地排列，且於相鄰者彼此間之間隙內在1.013×104 ~50.663×104 Pa壓力下生成放電； 第1反應氣體噴嘴，其面向上述第1輥電極之周面而噴出含有丙烯酸之第1反應氣體；第1放電氣體噴嘴，其將氬噴出至上述第1輥電極與上述第2輥電極之間的間隙內；第2反應氣體噴嘴，其面向上述第2輥電極之周面而噴出含有丙烯酸之第2反應氣體；及第2放電氣體噴嘴，其將氬噴出至上述第2輥電極與上述第3輥電極之間的間隙內；且上述PMMA膜纏繞於上述第1、第2、第3輥電極上，且藉由上述第1、第2、第3輥電極之旋轉而按照上述第1輥電極、上述第2輥電極、上述第3輥電極之順序搬送上述PMMA膜，上述第1反應氣體噴嘴係藉由第1反應氣體噴出而成為於上述PMMA膜之表面形成包含丙烯酸單體之第1凝縮層之構件，上述第1、第2輥電極係藉由在彼此間之間隙內放電生成而成為於上述PMMA膜之表面形成包含聚丙烯酸之第1電漿聚合膜之構件，上述第2反應氣體噴嘴係藉由第2反應氣體噴出而成為於上述第1電漿聚合膜上形成包含丙烯酸單體之第2凝縮層之構件，上述第2、第3輥電極係藉由在彼此間之間隙內放電生成而成為於上述第1電漿聚合膜上進而積層形成包含聚丙烯酸之第2電漿聚合膜之構件。
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