(57)【要約】【課題】重合性モノマーを含む反応ガスにて偏光板用保護フィルム等の被処理フィルムをプラズマ処理する際の処理性能を高める。【解決手段】反応ガスの供給源２１から延びる供給管３０の先端に反応ガスノズル４０を連ねる。反応ガスノズル４０を電極１１，１２間の処理領域１３に臨ませる。反応ガスノズル４０内に介装部材５０を設ける。供給管３０及び反応ガスノズル本体４１を非金属材料にて構成し、好ましくは樹脂にて構成する。介装部材５０を金属にて構成する。反応ガス中の重合性モノマーとして、金属を触媒として重合可能なアクリル酸等を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の処理領域に配置された被処理フィルムに、反応成分を含む反応ガスを接触させ、かつプラズマを照射するフィルム表面処理装置であって、
前記処理領域内に前記プラズマを生成する一対の電極と、
金属を触媒として重合可能な重合性モノマーを前記反応成分として含む反応ガスの供給源に連なる管路を有して、前記供給源から前記処理領域へ延びる供給管と、
前記管路に連なる吹出し路を有して、前記処理領域に臨む反応ガスノズルと、
前記反応ガスノズル又は前記供給管に設けられて前記吹出し路又は前記管路の一部を画成する介装部材と、
を備え、前記供給管の前記管路を画成する部分及び前記反応ガスノズルの前記吹出し路を画成する部分が、非金属材料にて構成され、前記介装部材が、金属にて構成されていることを特徴とするフィルム表面処理装置。
【請求項２】
前記介装部材が、前記反応ガスに流通抵抗を付与する圧損部材であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム表面処理装置。
【請求項３】
前記介装部材が、前記供給管の先端部又は前記反応ガスノズルに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム表面処理装置。
【請求項４】
前記介装部材が、前記供給管又は前記反応ガスノズルから分離可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフィルム表面処理装置。
【請求項５】
前記重合性モノマーが、アクリル酸であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルム表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの表面を処理する装置に関し、特に偏光板等の光学装置用の光学フィルムの接着性向上処理、光学特性の付与又は向上処理等に適したフィルム表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、偏光板用の保護フィルムにアクリル酸等の重合性モノマーを気化させて吹き付け、かつ大気圧近傍下で生成したプラズマを照射する表面処理方法が記載されている。重合性モノマーとして例えばアクリル酸が用いられている。これにより、保護フィルムの表面にアクリル酸の重合膜が形成される。この重合膜が接着性促進層となり、保護フィルムを偏光フィルムに確実に接着できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／００８２８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクリル酸はプラズマにより活性化されて重合する。プラズマ照射時間が短いと、重合が十分に進まず、所望の処理性能（接着性等）を得るのが困難である。プラズマ照射時間を長くするために、被処理フィルムの搬送速度を遅くすると、処理に時間がかかる。電極への投入電圧を大きくすれば、プラズマエネルギーを高めることができるが、耐電圧部材にかかる負荷が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は上記課題を解決すべく、鋭意研究開発を行なった。
アクリル酸等の重合性モノマーは、鉄等の金属を触媒として重合反応を起こす性質がある。実際、アクリル酸の気化器から吹出ノズルまでの供給管をステンレス管にて構成して処理を行なったところ、ステンレス管の内壁に重合物が堆積し、閉塞が起きた。これに対し、上記供給管をＰＶＣ樹脂チューブにて構成して処理を行なったところ、重合物による閉塞は起きなかったが、処理性能が十分でなく、投入電圧を高める必要があった。
【０００６】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、大気圧近傍の処理領域に配置された被処理フィルムに、反応成分を含む反応ガスを接触させ、かつプラズマを照射するフィルム表面処理装置であって、
前記処理領域内に前記プラズマを生成する一対の電極と、
金属を触媒として重合可能な重合性モノマーを前記反応成分として含む反応ガスの供給源に連なる管路を有して、前記供給源から前記処理領域へ延びる供給管と、
前記管路に連なる吹出し路を有して、前記処理領域に臨む反応ガスノズルと、
前記反応ガスノズル又は前記供給管に設けられて前記吹出し路又は前記管路の一部を画成する介装部材と、
を備え、前記供給管の前記管路を画成する部分及び前記反応ガスノズルの前記吹出し路を画成する部分が、非金属材料にて構成され、前記介装部材が、金属にて構成されていることを特徴とする。
【０００７】
反応ガスが前記供給管及び前記反応ガスノズルの介装部材以外の部分を通過するときは、重合性モノマーの重合反応が誘起されるのを回避又は抑制できる。反応ガスが介装部材と接触すると、介装部材を構成する金属の触媒作用によって重合性モノマーの重合反応が誘起され、反応ガス中で重合性モノマーのダイマー化ないしはポリマー化が起きる。この反応ガスが、反応ガスノズルから処理領域に吹き出されて被処理フィルムに接触するとともに、プラズマを照射される。これによって、重合性モノマーの重合が更に進み、被処理フィルムの表面に重合性モノマーの重合膜が形成される。重合性モノマーは、プラズマ照射に先立ち、反応ガスの供給経路で重合反応を誘起させられているため、被処理フィルム上での重合が促進される。よって、被処理フィルムの表面に高重合度の重合膜を確実に形成できる。この結果、処理性能（例えば被処理フィルムの接着性向上等）を高めることができる。
プラズマ照射時間を長くしなくてもよく、高速で処理できる。
電極への投入電圧を高くしなくても十分な処理性能を得ることができるため、電極の絶縁等に用いる耐電圧部材への負荷を軽減でき、耐電圧部材の劣化、損傷を抑制できる。
反応ガスの供給経路上では、重合性モノマーの重合物が堆積する箇所を介装部材の表面に集中させることができる。反応ガスの供給経路の不確定な箇所で重合物が堆積して閉塞が起きるのを防止でき、メンテナンスを容易に行なうことができる。
【０００８】
前記介装部材が、前記反応ガスに流通抵抗を付与する圧損部材であることが好ましい。
前記吹出し路又は前記管路における流路断面積を介装部材では狭くすることで、反応ガスひいては重合性モノマーが介装部材と確実に接触するようにできる。したがって、重合性モノマーの重合反応を確実に誘起させることができる。
【０００９】
前記介装部材が、前記供給管の先端部又は前記反応ガスノズルに設けられていることが好ましい。
これによって、介装部材から反応ガスノズルの先端の吹出し口までの路長を短くでき、重合性モノマーの重合が進み過ぎないうちに反応ガスを処理領域に導出できる。介装部材より下流の管路又は吹出し路に重合物が付着する量を抑えることができる。
【００１０】
前記介装部材が、前記供給管又は前記反応ガスノズルから分離可能であることが好ましい。
介装部材に重合物がある程度堆積したとき、介装部材を供給管又は反応ガスノズルから取り外して交換又は洗浄することができる。よって、メンテナンスを一層容易化できる。
【００１１】
本発明は、難接着性の光学樹脂フィルムの処理に好適であり、該難接着性の光学樹脂フィルムを易接着性の光学樹脂フィルムに接着するにあたり、難接着性の光学樹脂フィルムの接着性を向上させるのに好適である。
前記難接着性の光学樹脂フィルムの主成分としては、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、シクロオレフィン重合体（ＣＯＰ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。
【００１２】
前記易接着性の光学樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。
【００１３】
前記難接着性の光学樹脂フィルムの接着性向上のための表面処理等においては、重合性モノマーを反応成分とする反応ガスを上記フィルムに接触させ、かつプラズマ照射することが好ましい。
前記接着性向上のための重合性モノマーとしては、不飽和結合及び所定の官能基を有するモノマーが挙げられる。所定の官能基は、水酸基、カルボキシル基、アセチル基、グリシジル基、エポキシ基、炭素数１〜１０のエステル基、スルホン基、アルデヒド基から選択されることが好ましく、特に、カルボキシル基や水酸基等の親水基が好ましい。
不飽和結合及び水酸基を有するモノマーとしては、メタクリル酸エチレングリコール、アリルアルコール、メタクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。
不飽和結合及びカルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マイレン酸、２−メタクリロイルプロピオン酸等が挙げられる。
不飽和結合及びアセチル基を有するモノマーとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
不飽和結合及びグリシジル基を有するモノマーとしては、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。
不飽和結合及びエステル基を有するモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸２−エチル等が挙げられる。
不飽和結合及びアルデヒド基を有するモノマーとしては、アクリルアルデヒド、クロトンアルデヒド等が挙げられる。
【００１４】
本発明では、重合性モノマーとして、特に金属を触媒として重合可能なものを用いる。
金属を触媒として重合可能な前記重合性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【００１５】
前記非金属材料は、前記重合性モノマーの重合反応に対し触媒作用を実質有しないことが好ましい。ここで、実質有しないとは、前記非金属材料が触媒作用を全く有しない場合の他、前記介装部材を構成する金属の触媒作用と比べると、非金属材料の触媒作用が無視できるほど小さい場合をも含む。
前記供給管を構成する非金属材料としては、樹脂、セラミックス等が挙げられる。前記供給管を構成する樹脂としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシルアルカン）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。
前記反応ガスノズルを構成する非金属材料としては、樹脂、セラミックス等が挙げられる。前記反応ガスノズルを構成する樹脂としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシルアルカン）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。
【００１６】
前記介装部材を構成する金属材料としては、アルミニウム、ステンレス、鉄、鋼、銅、真鍮等が挙げられる。
【００１７】
前記表面処理は、大気圧近傍下にて行なうことが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０４Ｐａ〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４Ｐａ〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４Ｐａ〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【００１８】
前記重合性モノマーは、キャリアガスによって搬送することにしてもよい。キャリアガスは、好ましくは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスから選択される。経済性の観点からは、キャリアガスとして窒素を用いるのが好ましい。
アクリル酸やメタクリル酸等の重合性モノマーの多くは、常温常圧で液相である。そのような重合性モノマーは、不活性ガス等のキャリアガス中に気化させるとよい。重合性モノマーをキャリアガス中に気化させる方法としては、重合性モノマー液の液面上の飽和蒸気をキャリアガスで押し出す方法、重合性モノマー液中にキャリアガスをバブリングする方法、重合性モノマー液を加熱して蒸発を促進させる方法等が挙げられる。押し出しと加熱、又はバブリングと加熱を併用してもよい。
【００１９】
加熱して気化させる場合、加熱器の負担を考慮し、重合性モノマーは、沸点が３００℃以下のものを選択するのが好ましい。また、重合性モノマーは、加熱により分解（化学変化）しないものを選択するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被処理フィルムを高速で処理でき、かつ処理性能を高めることができる。反応ガスの供給経路の不確定な箇所が詰まるのを防止でき、長期間安定的に運転することができる。さらに、耐電圧部材にかかる負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフィルム表面処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う平面断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るフィルム表面処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】上記フィルム表面処理装置の介装部材の圧損路の変形例を示す平面断面図である。
【図５】介装部材の変形例を示す側面図である。
【図６】介装部材の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示したものである。被処理フィルム９は、光学用の透明な樹脂フィルムであり、連続シート状になっている。ここでは、被処理フィルム９として、偏光板の保護フィルムが適用されている。保護フィルム９は、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）を主成分として含む。なお、フィルム９の成分は、ＴＡＣに限られず、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、シクロオレフィン重合体（ＣＯＰ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）等であってもよい。フィルム９の厚さは、例えば１００μｍ程度である。
【００２３】
ＰＶＡフィルムからなる偏光フィルムと保護フィルムとが接着剤にて貼り合わされ、偏光板が構成される。接着剤としては、ＰＶＡ水溶液等の水系接着剤が用いられる。接着工程に先立ち、フィルム表面処理システム１によって保護フィルムを表面処理し、保護フィルムの接着性を向上させる。
【００２４】
図１に示すように、フィルム表面処理装置１は、処理部１０と、反応ガス供給系２０を備えている。処理部１０は、一対の電極１１，１２を含む。電極１１，１２は、共に円筒形状のロール電極にて構成されている。ロール電極１１，１２が互いに平行に並んで配置されている。以下、電極１１，１２の軸線に沿う方向を適宜「処理幅方向」と称す（図２参照）。ロール電極１１，１２どうしの間に狭いギャップ１３（処理領域）が形成されている。一対の電極１１，１２のうち一方が電源（図示省略）に接続されている。他方の電極が電気的に接地されている。電源は、例えばパルス波状の電力を電極１１，１２に供給する。これにより、一対の電極１１，１２どうしの間に電界が印加され、電極間ギャップ１３内に大気圧近傍下においてプラズマが生成され、電極間ギャップ１３が大気圧近傍の放電空間になる。図示は省略するが、処理部１０には、絶縁体からなる１又は複数の耐電圧部材が設けられており、電極１１，１２等の絶縁性が確保されている。
【００２５】
被処理フィルム９が、幅方向を図１の紙面と直交する処理幅方向に向け、ロール電極１１，１２の上側の周面に半周程度掛け回されている。被処理フィルム９は、ロール電極１１，１２の周面に沿って放電空間１３に通され、放電空間１３より下に垂らされてガイドロール１５，１５にて折り返されている。ロール電極１１，１２が、それぞれ自らの軸線まわりに、かつ互いに同期して同方向（図１において時計周り）に回転される。これにより、被処理フィルム９が、ロール電極１１からロール電極１２へ搬送される。
【００２６】
各ロール電極１１，１２には、フィルム温調手段（図示省略）が組み込まれている。フィルム温調手段は、例えばロール電極１１，１２内に形成された温調路にて構成されている。温調路に、温調された水等の媒体を流すことにより、ロール電極１１，１２を温調できる。ひいては、ロール電極１１，１２の周面上の被処理フィルム９を温調できる。電極１１，１２ひいては被処理フィルム９の設定温度は、アクリル酸ＡＡの凝縮温度より低温であることが好ましく、例えば２０℃〜２５℃である。  
【００２７】
反応ガス供給系２０は、反応ガス供給源２１と、供給経路部２２を含む。反応ガス供給源２１は、気化器にて構成されている。気化器２１内に、重合性モノマーとしてアクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＨ）が液体の状態で蓄えられている。気化器２１には加熱器（図示省略）が組み込まれており、アクリル酸ＡＡが一定の温度に保たれている。気化器２１内のアクリル酸ＡＡの温度は、例えば１２０℃〜１９０℃である。
【００２８】
気化器２１にキャリアガス源２３が接続されている。キャリアガス源２３にはキャリアガスとして窒素（Ｎ２）が蓄えられている。キャリアガス源２３からキャリア路２４及びバイパス路２５が分岐して延びている。キャリア路２４が気化器２１に連なっている。キャリアガス源２３のキャリアガス（Ｎ２）がキャリア路２４を経て気化器２１に導入される。このキャリアガス（Ｎ２）にアクリル酸が気化して混合され、反応ガス（アクリル酸ＡＡ＋Ｎ２）が生成される。キャリアガスは、気化器２１内の液体アクリル酸の液面より上側に導入してもよく、液体アクリル酸の内部に導入してバブリングしてもよい。
キャリアガスとして、Ｎ２に代えて、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いてもよい。
【００２９】
供給経路部２２は、供給管３０と、反応ガスノズル４０を含む。供給管３０は、管本体３１と、１又は複数（図では１つのみ図示）の管継手３２と、接続ポート３３を含む。供給管本体３１が気化器２１から処理部１０へ延びている。供給管本体３１の途中に管継手３２が設けられている。供給管本体３１の端部に接続ポート３３が設けられている。これら供給管構成部材３１，３２，３３によって、反応ガスを気化器２１から反応ガスノズル４０へ送る管路３９が形成されている。管路３９の基端部が、気化器２１の内部に連なっている。
【００３０】
１つの管継手３２にバイパス路２５が接続されている。キャリアガス（Ｎ２）の一部が、気化器２１を経ずに、管継手３２において供給管３０に合流する。気化器２１の温度の他、キャリアガスのキャリア路２４及びバイパス路２５への分配比によって、反応ガス中のアクリル酸濃度を調節できる。  バイパス路２５を省略し、キャリアガスの全体が気化器２１を通るようにしてもよい。
【００３１】
供給管３０は、樹脂（非金属材料）にて構成されている。具体的には、供給管本体３１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）にて構成されている。管継手３２及び接続ポート３３は、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシルアルカン）にて構成されている。
【００３２】
供給管３０は、リボンヒータ等の温調手段（図示省略）にて温調されている。供給管３０の設定温度は、アクリル酸の凝縮温度より高温であることが好ましく、例えば５５℃〜７０℃である。
【００３３】
供給管３０の先端に反応ガスノズル４０が接続されている。反応ガスノズル４０は、ロール電極１１，１２どうし間の放電空間１３より上側部分に配置されている。反応ガスノズル４０は、ノズル本体４１を有している。図１及び図２に示すように、反応ガスノズル本体４１は、処理幅方向（図１の紙面と直交する方向）に長く延びる容器状になっている。反応ガスノズル本体４１の延び方向と直交する断面は、下方に向かって先細になっている。図１に示すように、反応ガスノズル本体４１の下端部（先端部）が、ロール電極１１，１２間の漸次狭くなる箇所に差し入れられ、放電空間（処理領域）１３に臨んでいる。反応ガスノズル本体４１の内部に吹出し路４９が形成されている。反応ガスノズル４０の上面に接続ポート３３が設けられている。吹出し路４９の上流端が、接続ポート３３に接続され、ひいては管路３９に連なっている。吹出し路４９の下流端は、反応ガスノズル４０の下端面に達し、吹出し口４９ａになっている。吹出し口４９ａは、処理幅方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるスリット状になっている。
【００３４】
反応ガスノズル本体４１の内部に介装部材５０が設けられている。詳細図は省略するが、介装部材５０は、ネジ、フック、段差、嵌合部等を介して反応ガスノズル本体４１に分離可能に連結されて支持されている。介装部材５０は、処理幅方向（図１の紙面と直交する方向）に長く延びる平板状になっている。介装部材５０の短手方向は、電極１１，１２の対向方向に向けられている。介装部材５０の厚さ方向は上下に向けてられている。
【００３５】
介装部材５０は、吹出し路４９の途中に介在されている。介装部材５０によって、容器状の反応ガスノズル本体４１の内部（吹出し路４９）が上下に仕切られている。図２に示すように、介装部材５０には、多数の小径の分散穴５１からなる圧損路が形成されている。分散穴５１は、介装部材５０の長手方向及び短手方向に等間隔に分散して配置されている。各分散穴５１は、介装部材５０を厚さ方向（上下）に貫通している。供給経路部２２の全路長に対し、分散穴５１の軸長（介装部材５０の厚さ）は極めて小さい。分散穴５１を介して、吹出し路４９の介装部材５０より上側の室４９ａと介装部材５０より下側の室４９ｂとが連ねられている。すべての分散穴５１を合わせた流路断面積は、上記上下の室４９ａ，４９ｂの各流路断面積より十分に小さい。介装部材５０は、反応ガスに流通抵抗を付与する圧損部材を構成している。介装部材５０における上面、分散穴５１の内周面、及び下面が、吹出し路４９の一部を画成している。
【００３６】
介装部材５０から吹出し路４９の先端（下端）の吹出し口４９ａまでの流路長は、供給経路部２２全体の流路長と比べ十分に短い。
【００３７】
反応ガスノズル４０は、介装部材５０を除き、樹脂（非金属部材）にて構成されている。具体的には、反応ガスノズル本体４１がＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）にて構成されている。
介装部材５０は、金属にて構成されている。ここでは、介装部材５０は、アルミニウムにて構成されているが、ステンレス、鉄、鋼等にて構成されていてもよい。介装部材５０は、ノズル４０内の吹出し口４９ｃとは反対側（基端側）寄りに配置されており、金属製の介装部材５０と電極１１，１２との絶縁が確保されている。
【００３８】
反応ガスノズル４０は、ノズル温調手段（図示省略）にて温調されている。ノズル温調手段は、温調された水等の媒体を通す温調路にて構成されているが、電熱ヒータでもよい。反応ガスノズル４０の設定温度は、アクリル酸の凝縮温度より高温であることが好ましく、例えば５０℃〜５５℃である。
【００３９】
上記構成のフィルム表面処理装置１によって被処理フィルム９を表面処理する方法を説明する。
被処理フィルム９をロール電極１１，１２及びガイドロール１５に掛け回す。
ロール電極１１，１２を図１において時計周りに回転させ、被処理フィルム９を大略右方向へ搬送する。
【００４０】
気化器２１においてキャリアガス（Ｎ２）にアクリル酸（ＡＡ）を気化させ、反応ガス（ＡＡ＋Ｎ２）を生成する。この反応ガスを、気化器２１から供給管３０の管路３９に送出する。供給管３０の途中で、バイパス路２５からのキャリアガス（Ｎ２）を反応ガスに合流させる。さらに、上記反応ガス（ＡＡ＋Ｎ２）を供給管路３９の下流側へ流す。
【００４１】
供給管３０を構成するＰＶＣ、ＰＦＡ等の樹脂は、アクリル酸の重合反応に対する触媒作用を有しない。したがって、供給管３０を流通中の反応ガスのアクリル酸が供給管３０の内壁に接触しても、アクリル酸の重合反応が起きることは殆どない。よって、供給管３０の内壁にアクリル酸の重合物が堆積するのを回避又は抑制でき、供給管路３９の閉塞を回避又は抑制できる。これにより、供給管３０内における反応ガスの流れを長期間にわたって安定させることができる。
【００４２】
上記反応ガスを、供給管路３９から反応ガスノズル４０内の吹出し路４９に導入する。反応ガスは、吹出し路４９の拡散室４９ａで処理幅方向に拡散する。続いて、反応ガスは介装部材５０の各分散穴５１を通る。このとき、反応ガスは流通抵抗を付与されて圧損を生じる。各分散穴５１から出た反応ガスが、拡散室４９ｂで合流しながら再び拡散する。これにより、反応ガスの流れを処理幅方向に均一化できる。
【００４３】
反応ガスは、上記吹出し路４９内における流通過程で、反応ガスノズル本体４１の内壁及び介装部材５０の表面（介装部材５０の上面及び下面並びに分散穴５１の内周面）と接触する。
反応ガスノズル本体４１を構成するＰＶＣ等の樹脂は、アクリル酸の重合反応に対する触媒作用を有しない。したがって、反応ガス中のアクリル酸が反応ガスノズル本体４１の内壁に接触しても、アクリル酸の重合反応が誘起されることは殆どない。よって、反応ガスノズル本体４１の内壁にアクリル酸の重合物が堆積するのを回避又は抑制でき、吹出し路４９の閉塞を回避又は抑制できる。
【００４４】
これに対し、介装部材５０を構成するアルミニウム等の金属材料は、アクリル酸の重合反応に対する触媒作用を有している。したがって、反応ガス中のアクリル酸が介装部材５０と接触すると、上記金属材料の触媒作用によってアクリル酸の重合反応が誘起される。特に介装部材５０が吹出し路４９内の圧損部材を構成しているため、反応ガスひいてはアクリル酸が、介装部材５０に確実に接触する。よって、アクリル酸の重合反応を確実に誘起させることができる。これにより、反応ガス中でアクリル酸モノマーのダイマー化ないしはポリマー化が起きる。
【００４５】
反応ガスは上記重合反応の誘起から間も無くして吹出し路４９の先端（下端）の吹出し口４９ａに達する。したがって、アクリル酸の重合が進み過ぎないうちに反応ガスを吹き出すことができる。介装部材５０より下流の吹出し路４９に重合物が付着する量を抑えることができる。反応ガスの吹出し流は、処理幅方向に均一に分布した状態になる。この反応ガスが、電極間ギャップ１３に導入され、電極間ギャップ１３内の被処理フィルム９に接触する。
【００４６】
併行して、電源（図示省略）から電極１１，１２に電力を供給して、電極１１，１２間に電界を印加し、ギャップ１３内に大気圧近傍のプラズマ放電を生成する。これにより、アクリル酸の重合反応が更に進む。また、反応ガス中の窒素がプラズマ化される。この窒素プラズマやプラズマ光が被処理フィルム９に照射され、被処理フィルム９の表面分子のＣ−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｈ等の結合を切断する。この結合切断部にアクリル酸の重合物が結合（グラフト重合）し、或いはアクリル酸から分解したＣＯＯＨ基等が結合すると考えられる。これにより、被処理フィルム９の表面に接着性促進層が形成される。アクリル酸は、プラズマ照射に先立って介装部材５０において重合を誘起されているため、被処理フィルム９上における重合度を高めることができる。したがって、接着性促進層を確実に形成できる。
プラズマ照射時間を長くしなくてもよく、フィルム９の搬送速度を高くでき、高速で処理できる。
電極１１，１２への投入電圧を高くしなくても、アクリル酸の重合度を十分に高くできる。したがって、処理部１０の耐電圧部材にかかる負荷を緩和でき、耐電圧部材の劣化、損傷を抑えることができる。
【００４７】
処理後の被処理フィルム９をＰＶＡフィルム等からなる偏光フィルムと接着することにより、偏光板を作製する。接着剤としてはＰＶＡ水溶液等の水系接着剤を用いる。予め上記表面処理によって被処理フィルム９の接着性が高められているため、十分な接着強度を有する偏光板を得ることができる。
【００４８】
供給経路部２２内においては、アクリル酸の重合物が堆積する箇所を介装部材５０の表面に集中させることができる。供給経路部２２の不確定な箇所で重合物の堆積が起きるのを防止できる。したがって、介装部材５０を定期的に交換したり洗浄したりすれば、供給経路部２２における反応ガスの流通を長期的に安定して維持でき、メンテナンスが容易である。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する内容に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
第１実施形態では電極１１，１２間の放電空間１３と処理領域が一致していたが、処理領域が放電空間１３を含んで放電空間１３より広くてもよい。一対の電極１１，１２は、処理領域の全体を画成するのに限られず、処理領域の少なくとも一部（プラズマ照射領域部）を画成していればよい。処理領域における反応ガスの吹き付け領域部とプラズマ照射領域部とが分離していてもよい。
【００５１】
図３は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態のフィルム表面処理装置１Ａでは、反応ガスの吹き付け領域部が、電極１１，１２間のプラズマ照射領域部１３と分離されて、プラズマ照射領域部１３よりフィルム搬送方向の上流側に配置されている。詳述すると、供給経路部２２の反応ガスノズル４０が、放電空間１３からロール電極１１の回転方向の上流側に離れて配置されている。反応ガスノズル４０の先端面（下面）が、ロール電極１１の上側の周面と対向して配置されている。
【００５２】
ロール電極１１の周面上におけるノズル４０と対向する位置からフィルム搬送方向に沿って放電空間１３までの間の部分が、処理領域１４を構成している。ロール電極１１の周面上のノズル４０と対向する部分が、反応ガスの吹き付け領域部になっている。
【００５３】
樹脂製の反応ガスノズル本体４１内に金属製の介装部材５０が設けられている点は、第１実施形態と同じである。
【００５４】
フィルム表面処理装置１Ａは、放電生成ガス供給系７０を更に備えている。放電生成ガス供給系７０は、放電生成ガス源７１と、供給路７２と、ノズル７３を含む。放電生成ガス源７１には、放電生成ガスが蓄えられている。放電生成ガスとしては、窒素（Ｎ２）が用いられている。放電生成ガスは、重合性モノマーを含まない。１つの窒素ガス源が放電生成ガス源７１とキャリア源２３とを兼ねていてもよい。
なお、放電生成ガスは、窒素に限定されるものではなく、アルゴン、ヘリウム等の希ガスを用いてもよい。
【００５５】
放電生成ガス源７１から放電生成ガス供給路７２が処理部１０へ延びている。供給路７２を構成する管部材は、金属製でもよく、樹脂製でもよい。路７２の先端に放電生成ガスノズル７３が連なっている。放電生成ガスノズル７３の各構成部材は、金属製でもよく、樹脂等の非金属製でもよいが、電極１１，１２に近い部分については樹脂等の絶縁材料にて構成されていることが好ましい。放電生成ガスノズル７３の形状は、第１実施形態のノズル４０とほぼ同じであり、図３の紙面と直交する処理幅方向に延びている。放電生成ガスノズル７３は、ロール電極１１，１２どうし間の放電空間１３より上側（第１実施形態における反応ガスノズル４０の位置）に配置されている。放電生成ガスノズル７３の先端が放電空間１３に臨んでいる。
【００５６】
フィルム表面処理装置１Ａにおいては、反応ガス（アクリル酸＋Ｎ２）を供給経路部２２に通し、反応ガスノズル４０からロール電極１１の上側の周面上の被処理フィルム９に吹き付ける。被処理フィルム９上で反応ガス中のアクリル酸が凝縮して被処理フィルム９の表面に付着する。アクリル酸の一部は介装部材５０の触媒作用によってダイマー化ないしはポリマー化している。
【００５７】
併行して、放電生成ガス源７１の放電生成ガス（Ｎ２）を、供給路７２を経てノズル７３から放電空間１３に供給し、プラズマ化する。被処理フィルム９の上記アクリル酸付着部分が、やがて放電空間１３に入り、プラズマ照射を受ける。これにより、アクリル酸の重合反応が更に進む。介装部材５０において重合を誘起されているため、放電空間１３でのアクリル酸の重合度を高めることができる点は、第１実施形態と同様である。
【００５８】
次に、介装部材の変形態様を説明する。
第１、第２実施形態の介装部材５０の圧損路は、多数の小孔状の分散穴５１に限られず、図４に示すように、スリット５２でもよい。スリット５２は、処理幅方向に延び、かつ介装部材５０を厚さ方向（図４の紙面と直交する方向）に貫通している。
【００５９】
介装部材は、反応ガスノズル４０に設けられるのに限られず、供給管３０に設けられていてもよい。この場合、反応ガスノズル４０内の圧損部材５０は、ＰＶＣ等の樹脂製であってもよい。
図５に示す実施形態では、供給管３０にカートリッジ６０が介在されている。カートリッジ６０は、供給管３０における先端部（反応ガスノズル４０に近い部分）に設けられている。カートリッジ６０は、ネジ継手６３を介して該カートリッジ６０の両側の供給管本体３１に分離可能に連結されている。カートリッジ６０を挟んで上流側及び下流側の供給管本体３１の内部がそれぞれカートリッジ６０の内部に連なっている。カートリッジ６０の内部空間が供給管路３９の一部を構成している。カートリッジ６０の容器本体は、ＰＶＣ、ＰＦＡ等の樹脂にて構成されているが、アルミニウム等の金属にて構成されていてもよい。カートリッジ６０の内部にスパイラル状の介装部材６１が収容されている。スパイラル状介装部材６１は、アルミニウム、ステンレス、鋼、鉄等の金属にて構成されている。スパイラル状介装部材６１は、供給管路３９に介在されている。スパイラル状介装部材６１の周面が供給管路３９の一部を画成している。
【００６０】
反応ガスが、カートリッジ６０より上流側の供給管３０を経てカートリッジ６０の内部に導入される。この反応ガスがカートリッジ６０内を流通しながらスパイラル状介装部材６１に接触する。スパイラル状介装部材６１の周辺では反応ガスの流れが乱流になる。したがって、反応ガス中のアクリル酸が介装部材６１に確実に接触する。このとき、介装部材６１を構成する金属の触媒反応によって、反応ガス中のアクリル酸の重合反応が誘起される。その後、反応ガスは、カートリッジ６０より下流の供給管３０及び反応ガスノズル４０を経て吹き出される。第１、第２実施形態と同様に、上記介装部材６１における重合反応の誘起によって、被処理フィルム９上でのアクリル酸の重合反応を促進させることができる。
【００６１】
メンテナンスの際は供給管３０からカートリッジ６０を取り外す。カートリッジ６０内のスパイラル状介装部材６１を交換又は洗浄したうえで、カートリッジ６０を供給管３０に再装着する。或いは、カートリッジ６０全体を新品に取り換えてもよい。カートリッジ式であるから、メンテナンスを容易に行なうことができる。
【００６２】
カートリッジ６０内に収容される介装部材は、スパイラル状のものに限定されない。
図６に示す実施形態では、カートリッジ６０内に介装部材としてスチールウール６２が収容されている。スチールウール６２内には連続通路が形成されている。反応ガスがスチールウール６２内の連続通路を通過する際、アクリル酸がスチールウール６２に接触し、スチールの触媒作用によって重合反応を誘起される。スチールウール６２を密にすることによって、アクリル酸の接触ひいては重合反応を確実に起こすことができる。
【００６３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、介装部材を複数設けてもよい。反応ガスノズル４０及び供給管３０にそれぞれ介装部材を設けてもよい。
介装部材は、反応ガスノズル４０の吹出し路４９の内壁又は供給管３０の管路３９の内壁に設けられた金属膜や金属板であってもよい。
反応ガスノズル４０のうち少なくとも吹出し路４９を画成する内面部分又は供給管３０のうち少なくとも管路３９を画成する内面部分が、樹脂等の非金属材料にて構成されていればよい。反応ガスノズル４０の外周部等の吹出し路４９を画成しない部分は、電源電極との絶縁が確保される限り金属にて構成されていてもよい。供給管３０の外周部等の管路３９を画成しない部分は金属にて構成されていてもよい。
複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、スパイラル状の介装部材６１（図４）又はスチールウールからなる介装部材６２（図５）を反応ガスノズル４０内に設けてもよい。
【００６４】
処理部１０の構造は、適宜改変できる。例えば、第１実施形態において反応ガスノズル４０をロール電極１１，１２どうし間の放電空間１３より下側部分に配置してもよい。第２実施形態において放電生成ガスノズル７３をロール電極１１，１２どうし間の放電空間１３より下側部分に配置してもよい。放電空間１３を挟んで上下にそれぞれノズルを設けてもよい。
ロール電極等を３つ並べて設けて放電空間１３を２つ形成し、搬送方向の前段の放電空間１３に重合性モノマーを含む反応ガスを供給し、搬送方向の後段の放電空間１３に重合性モノマーを含まない放電生成ガスを供給することにしてもよい。この場合、フィルム搬送方向に沿って前段の放電空間１３から後段の放電空間１３にかけての部分が処理領域を構成する。
【００６５】
処理部１０の電極構造は、ロール電極１１，１２に限られず、平行平板電極でもよく、ロール電極と平板電極の対でもよく、ロール電極と部分円筒凹面電極の対でもよい。
【実施例１】
【００６６】
実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１及び図２に示すフィルム表面処理装置１を用いた。反応ガスノズル本体４１は、ＰＶＣ樹脂製であった。圧損部材（介装部材）５０は、アルミニウム製であった。圧損部材５０の寸法構成は以下の通りであった。
圧損部材５０の処理幅方向の長さ：３１７ｍｍ
圧損部材５０の短手方向の長さ：１０ｍｍ
圧損部材５０の厚さ：５ｍｍ
分散穴５１の直径：１ｍｍ
分散穴５１の処理幅方向のピッチ：１４ｍｍ
分散穴５１の二つの列どうし間の間隔：６ｍｍ
【００６７】
反応ガスの重合性モノマーとしてアクリル酸を用い、キャリアガスとして窒素（Ｎ２）を用いた。
被処理フィルム９として、ＴＡＣフィルムを用いた。ＴＡＣフィルム９の幅は、３２５ｍｍであった。
その他の処理条件は以下の通り。
反応ガス流量：  ２０ｓｌｍ
反応ガス中のアクリル酸投入量：  ４ｇ／ｍｉｎ
気化器２１の温度：  １６０℃
供給管３０の温度：  ７５℃
反応ガスノズル４０の温度：  ５５℃
ＴＡＣフィルム９の温度：  ２５℃
ＴＡＣフィルム９の搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ
投入電力：  １８５０Ｗ（直流５００Ｖ、３．８Ａを交流変換）
電極１１，１２間の印加電圧：Ｖｐｐ＝１８ｋＶ
電極１１，１２間のギャップ：１ｍｍ
【００６８】
フィルム表面処理装置１によって表面処理した後の被処理ＴＡＣフィルム９をＰＶＡフィルムの片面に貼り合わせた。接着剤として、（Ａ）重合度５００のＰＶＡ  ５ｗｔ％水溶液と、（Ｂ）カルボキシメチルセルロースナトリウム  ２ｗｔ％水溶液とを混合した水溶液を用いた。（Ａ）及び（Ｂ）の混合比は、（Ａ）：（Ｂ）=２０：１とした。接着剤の乾燥条件は８０℃、５分間とした。ＰＶＡフィルムの反対側の面には、鹸化処理したＴＡＣフィルムを上記と同じ接着剤にて貼り合わせた。これにより、３層構造の偏光板サンプルを作製した。偏光板サンプルの幅は、２５ｍｍとした。被処理フィルム９の幅方向の５箇所からサンプル片を切り出して、上記の偏光板サンプルを５つ作製した。
【００６９】
接着剤が硬化した後、各サンプルの被処理ＴＡＣフィルム９とＰＶＡフィルムとの接着強度を浮動ローラー法（ＪＩＳ  Ｋ６８５４）で測定した。
測定の結果、接着強度は平均で７．６８Ｎ／２５ｍｍであった。  
【００７０】
［比較例１］
比較例１では、圧損部材５０をアルミニウム製に代えてＰＶＣ樹脂製とした。それ以外の処理条件は実施例１と同じとした。処理後のサンプル作製手順及び測定方法についても実施例１と同じとした。
測定の結果、接着強度は平均で６．７７Ｎ／２５ｍｍであった。
【実施例２】
【００７１】
実施例２では、フィルム９の搬送速度を１５ｍ／ｍｉｎとした。それ以外の処理条件は実施例１と同じとした。処理後のサンプル作製手順及び測定方法についても実施例１と同じとした。
測定の結果、接着強度は平均で５．００Ｎ／２５ｍｍであった。  
【００７２】
［比較例２］
比較例２では、圧損部材５０をアルミニウム製に代えてＰＶＣ樹脂製とした。それ以外の処理条件は実施例２（フィルム搬送速度：１５ｍ／ｍｉｎ）と同じとした。処理後のサンプル作製手順及び測定方法についても実施例２と同じとした。
測定の結果、接着強度は平均で３．６３Ｎ／２５ｍｍであった。
【００７３】
以上の結果から、本発明によれば、高い処理性能（接着強度）を得ることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の偏光板等の光学装置の製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１Ａ  フィルム表面処理装置
９      被処理フィルム
１０    処理部
１１，１２  ロール電極
１３    電極間ギャップ（処理領域）
１４    処理領域
１５    ガイドロール
２０    反応ガス供給系
２１    気化器（反応ガス供給源）
２２    供給経路部
２３    キャリアガス源
２４    キャリア路
２５    バイパス路
３０    供給管
３１    管本体
３２    管継手
３３    接続ポート
３９    管路
４０    反応ガスノズル
４１    ノズル本体
４９    吹出し路
４９ａ  上側拡散室
４９ｂ  下側拡散室
４９ｃ  吹出し口
５０    介装部材
５１    分散穴（圧損路）
５２    分散スリット（圧損路）
６０    カートリッジ
６１    スパイラル状介装部材
６２    スチールウール（介装部材）
６３    ネジ継手
７０    放電生成ガス供給系
７１    放電生成ガス源
７２    放電生成ガス供給路
７３    放電生成ガスノズル
【図１】
2011201970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011201970.tif 000006
【図５】
2011201970.tif 000007
【図６】
2011201970.tif 000008