(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質素材、有機質素材またはこれらの複合材よりなるフィルム原反を繰り出すための繰り出し手段と、
当該繰り出し手段より送出された、前記フィルム原反を所定のスピードで巻き取るための巻き取り手段と、を備え、
前記繰り出し手段と、巻き取り手段との両手段の間に、熱拡散手段を配設し、
更に、当該熱拡散手段の近傍に、シリコン原子を含む表面改質剤化合物であって、かつ、沸点が１０〜１００℃である表面改質剤を気化させた状態で、引火性ガスと混合して燃焼ガスとし、当該燃料ガスに由来した火炎を噴射するフレーム装置を、所定の角度を以て配置し、
前記燃料ガスに由来した火炎を、当該熱拡散手段の表層に接触するよう配設された前記フィルム原反の被改質表面に向け、直接吹き付けることによって、前記フィルム原反における被改質表面を活性化させるとともに、
前記熱拡散手段が、水の蒸発潜熱を利用した冷却ロールであって、
前記フィルム原反と、前記冷却ロールとの間に介在する薄膜水層の存在によって、前記燃料ガスに由来した火炎による熱衝撃エネルギーを水の蒸発潜熱としてエネルギー変換することを特徴とする表面改質方法。
【請求項２】
前記冷却ロールが、
前記冷却ロールに水を供給するための吸水ロールであって、外周に保水層が施されている吸水ロールと、
当該吸水ロールに、常時水を供給するための水槽と、
前記フィルム原反に付着している水を除去するためのガイドロールおよびスキージーと、
前記フィルム原反に付着している水を乾燥させるためのドライヤーと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の表面改質方法。
【請求項３】
前記冷却ロールが、その表面に、フェルトからなる保水層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表面改質方法。
【請求項４】
無機質素材、有機質素材またはこれらの複合材よりなるフィルム原反を繰り出すための繰り出し手段と、
当該繰り出し手段より送出された、前記フィルム原反を所定のスピードで巻き取るための巻き取り手段と、を備え、
前記繰り出し手段と、巻き取り手段との両手段の間に、熱拡散手段を配設し、
更に、当該熱拡散手段の近傍に、シリコン原子を含む表面改質剤化合物であって、かつ、沸点が１０〜１００℃である表面改質剤を気化させた状態で、引火性ガスと混合して燃焼ガスとし、当該燃料ガスに由来した火炎を噴射するフレーム装置を、所定の角度を以て配置し、
前記燃料ガスに由来した火炎を、当該熱拡散手段の表層に接触するよう配設された前記フィルム原反の被改質表面に向け、直接吹き付けることによって、前記フィルム原反における被改質表面を活性化させるとともに、
前記熱拡散手段が、水の蒸発潜熱を利用した冷却ロールであって、
前記フィルム原反と、前記冷却ロールとの間に介在する薄膜水層の存在によって、前記燃料ガスに由来した火炎による熱衝撃エネルギーを水の蒸発潜熱としてエネルギー変換することを特徴とする表面改質装置。
【請求項５】
前記冷却ロールが、
前記冷却ロールに水を供給するための吸水ロールであって、外周に保水層が施されている吸水ロールと、
当該吸水ロールに、常時水を供給するための水槽と、
前記フィルム原反に付着している水を除去するためのガイドロールおよびスキージーと、
前記フィルム原反に付着している水を乾燥させるためのドライヤーと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の表面改質装置。
【請求項６】
前記冷却ロールが、その表面に、フェルトからなる保水層を備えていることを特徴とする請求項４に記載の表面改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機質または有機質素材よりなるシート状体、あるいはフィルム状のフィルム原反の表面を活性化させるための表面改質方法、及びそのようにフィルム原反の表面を活性化させるための表面改質装置に関する。
特に、各種材種との接着に難があると言われているポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等からなる各種オレフィン樹脂フィルム、一弗化樹脂・二弗化樹脂・三弗化樹脂等からなる各種フッ素樹脂フィルム、そしてポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等からなる各種ポリエステル樹脂フィルム等々の各種有機質素材からなるフィルム原反、更には、ガラス繊維よりなるフィルム原反、そして各種カーボン繊維からなるフィルム原反、並びにアラミド繊維からなるフィルム原反等々の各種有機素材および無機素材よりなるフィルム原反における被接着面・被印刷面並びに被塗工面を活性化させ他の各種材種との接着特性、あるいは印刷特性更には塗装・塗工特性の改善を図ることを目的とする各種材種表層における表面改質方法、および各種フィルム原反の表面を活性化させるための表面改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂の表面は、一般に疎水性や撥水性であることが多く、他部材との接着、印刷、紫外線塗装等の表面処理が一般的に困難であった。
そのため、これら難接着性素材等の固体物質の表面特性を改質する方法として、固体物質の表面にプライマー処理を施したり、溶剤に溶かしたシランカップリング剤を表面に塗布したりする方法が一般的に行われていた。
【０００３】
ところで、それでもなお各固体物質の材料表面改質が不十分な場合は、更にプライマー処理等の表面改質方法に代えて、紫外線照射法、コロナ放電処理、プラズマ処理、サンドブラスト法、火炎（フレーム）処理、等々の物理的・化学的な表面処理方法が一般的に広く実施されていた。
【０００４】
しかしながら、これら物理的・化学的な表面処理方法であっても、表面特性の改質が不十分である場合が多く、作業環境が汚染される、表面処理作業が危険である等の環境上の問題点、水洗や廃液処理などが必要となる等の作業上の問題点、および設備が大規模・高価であるといった経済上の問題点も指摘されるに至っている。
【０００５】
しかして、これら固体物質の材料表面改質に関わる一連の従来技術を根本的・本質的に改善する固体物質の表面改質方法が既に提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３８７１０号公報
【特許文献２】特開２００２−５３９８２号公報
【０００６】
当該特許文献１および特許文献２には、固体物質の表面改質方法およびその装置の概略が開示されていて、シリコン原子（Ｓｉ）、チタン原子（Ｔｉ）またはアルミニウム原子（Ａｌ）を含む表面改質剤化合物であって、それぞれ沸点が１０〜１００℃である表面改質剤化合物を含む燃料ガスを貯蔵するための貯蔵部と、当該燃料ガスを噴射部に移送するための移送部と、燃料ガスの火炎を吹き付けるための噴射部と、を含む表面改質装置を準備し、ケイ酸化炎等を、固体物質の材料表に対して、全面的または部分的に吹き付け処理を実施する技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２には、各種固体物質の表面の改質につき各種固体物質に共通する表面改質技術が述べられているに留まり、各種固体物資の個別的形状および厚みに対応し得る技術の開示は一切見られていない。
すなわち、ＪＩＳで定義されているような肉厚が極めて薄いフィルム状形態（１μｍ〜２００μｍ未満）、あるいはシート状形態（２００μｍ以上）に対して、有効に機能する表面改質技術の開示は全く示されていないのが実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、各種固体物質の中でとりわけ他物質との接着・印刷・塗装・塗工等に難があると言われているポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂、一弗化樹脂・二弗化樹脂・三弗化樹脂等のフッ素系樹脂、更にはポリエチレンテレフタレート樹脂・ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等々、一般的に難接着性といわれている樹脂であって、製品形態がフィルム状（膜厚：１μｍ〜２００μｍ未満）をなす素材、並びに同様に難接着性素材であって膜厚２００μｍ以上のガラス繊維からなるシート状体・各種カーボン繊維からなるシート状体、更にはアラミド繊維からなるシート状体、等々の薄膜系素材に対し、既に開示されている特許文献１および特許文献２に示されるケイ酸化炎を各固体物質に吹き付け処理する技術を適応した場合、各素材の表面が効果的に改質はされるものの、素材の厚み故に何れも各素材に対して、例えばケイ酸化炎等の火炎が直接当たることによる熱衝撃が加えられるために、各素材に膨張・収縮等の熱歪み、あるいは各フィルム状体およびシート状体表面の各物質に物理的な劣化を発生させるに至っていた。
そして、これら劣化要因により当該薄膜系素材に対しては、表面改質技術として有効に機能し得る技術には成り得なかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明によれば、固体物質の表面改質技術として既に確立し開示されている特許文献１および特許文献２の技術を有効活用し、更に、同開示されている特許技術の各種素材における薄膜形態（フィルム状体およびシート状体）の直接的なケイ酸化炎等の熱衝撃に伴う外観的・物性的な損傷を解決するために、当該ケイ酸化炎等による熱衝撃エネルギーを瞬時に吸収し得る特定の熱拡散手段を設けることにより、無機質または有機質よりなる各種材質のフィルム状体、あるいはシート状体の表面を熱的衝撃より守り、加えて、当該各種材質のシート状体、あるいはフィルム状体における各素材表面に外観的・物理的な損傷を与えることなく良品質な各種材質のフィルム状体、あるいはシート状体の製品が得られることを見出し、本件発明を完成させたものである。
すなわち、本発明によれば、無機質素材、有機質素材またはこれらの複合材よりなるフィルム原反を繰り出すための繰り出し手段と、当該繰り出し手段より送出された、フィルム原反を所定のスピードで巻き取るための巻き取り手段と、を備え、繰り出し手段と、巻き取り手段との両手段の間に、熱拡散手段を配設し、更に、当該熱拡散手段の近傍に、シリコン原子（Ｓｉ原子）を含む表面改質剤化合物であって、かつ、沸点が１０〜１００℃である表面改質剤を気化させた状態で、引火性ガスと混合して燃焼ガスとし、当該燃料ガスに由来した火炎を噴射するフレーム装置を、所定の角度を以て配置し、燃料ガスに由来した火炎を、当該熱拡散手段の表層に接触するよう配設されたフィルム原反の被改質表面に向け、直接吹き付けることによって、フィルム原反における被改質表面を活性化させるとともに、熱拡散手段が、水の蒸発潜熱を利用した冷却ロールであって、フィルム原反と、冷却ロールとの間に介在する薄膜水層の存在によって、燃料ガスに由来した火炎による熱衝撃エネルギーを水の蒸発潜熱としてエネルギー変換することを特徴とする表面改質方法が提供される。
また、本発明の別の態様によれば、無機質素材、有機質素材またはこれらの複合材よりなるフィルム原反を繰り出すための繰り出し手段と、当該繰り出し手段より送出された、フィルム原反を所定のスピードで巻き取るための巻き取り手段と、を備え、繰り出し手段と、巻き取り手段との両手段の間に、熱拡散手段を配設し、更に、当該熱拡散手段の近傍に、シリコン原子（Ｓｉ原子）を含む表面改質剤化合物であって、かつ、沸点が１０〜１００℃である表面改質剤を気化させた状態で、引火性ガスと混合して燃焼ガスとし、当該燃料ガスに由来した火炎を噴射するフレーム装置を、所定の角度を以て配置し、燃料ガスに由来した火炎を、当該熱拡散手段の表層に接触するよう配設されたフィルム原反の被改質表面に向け、直接吹き付けることによって、フィルム原反における被改質表面を活性化させるとともに、熱拡散手段が、水の蒸発潜熱を利用した冷却ロールであって、フィルム原反と、冷却ロールとの間に介在する薄膜水層の存在によって、燃料ガスに由来した火炎による熱衝撃エネルギーを水の蒸発潜熱としてエネルギー変換することを特徴とする表面改質装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願発明の実施態様の一つ（第１の実施形態）につき、先ず本願発明に係る無機質または有機質素材からなるフィルム原反（シート状体あるいはフィルム状体）の表面を活性化させるための表面改質装置の概要を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る表面改質装置の第１の実施形態を示す図面であるが、先ずは、表面改質装置の概略につき図１に示す巻き取り装置に適応した事例を以て説明する。
【００１２】
図１は、無機質または有機質素材からなるフィルム原反の表面を活性化させるための表面改質装置Ａの全容を示す概略図である。
そして、比較的に熱損傷を受け難い、例えば、１００μｍを超える厚膜形体のフィルム原反を対象とする表面改質装置であって、その概要は次の通りである。
【００１３】
また、図１に示す本願発明に係る表面改質装置Ａは、巻き取り装置に適応した事例を示すものである。
その概要は、例えば、ポリエチレン製、あるいはポリプロピレン製等々の各種フィルム状体、あるいはシート状体の原反１を、所定スピードにて送出するための繰り出し手段２と、同繰り出し手段２より繰り出されたフィルム状体、あるいはシート状体の原反１を所定のスピードで巻き取るための巻き取り手段３とを備えている。
そして、繰り出し手段２と、巻き取り手段３との間に、例えばケイ酸化炎等により生じるフィルム状体、あるいはシート状体の原反１上に生じる熱衝撃エネルギーを瞬時に吸収し熱拡散を図る目的の熱拡散手段４を配置してある。
更には、当該熱拡散手段４の直上近傍若しくは直下近傍に、シリコン原子を含む表面改質剤化合物であって、それぞれ沸点が１０〜１００℃である表面改質剤を含む燃料ガスの火炎５ａを噴射するフレーム装置５を所定の角度を以て配置してある。
そして、当該表面改質剤を含む燃料ガスに由来した火炎（フレーム）を、熱拡散手段４の表面に接触されるよう配設されたフィルム状体、あるいはシート状体の各原反の表面に向けフレーム装置５より吹き付け、無機質または有機質よりなるフィルム状体、あるいはシート状体の各原反１の被改質面を活性化させるように表面改質装置が構成されている。
【００１４】
次いで、各部の詳細につき説明する。先ずは、熱拡散手段４につきその詳細を述べる。
本願発明の実施例においては、水冷・駆動式熱冷却ロール装置として例示されている。水冷・駆動式熱冷却ロール４ａは、鋼鉄製で概略寸法は５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌでありその表面はハードクロームメッキ処理が施されている。
また、水冷・駆動式熱冷却ロールの寸法・容量は、フレーム装置より放射される表面改質剤を含む燃料ガスに由来した火炎の放射熱エネルギーを瞬間的に拡散できる容量として設計されている。
なお、かかる本願発明の実施例においては、駆動式熱冷却ロールの冷却方式を水冷式にて説明したが、同冷却方式は水冷式に限るものでなく、例えばフレオン・アンモニヤ等の各種冷媒、更には、熱容量の大きい油等の各種冷媒を用いることができる。
【００１５】
更に、水冷・駆動式熱冷却ロール４の近傍には、繰り出しロール２より繰り出された各種フィルム状体、あるいはシート状体１が、水冷・駆動式熱冷却ロール４に接触面積が大きく且つ効率よく予冷できるよう各種フィルム状体、あるいはシート状体１をガイドできるようガイド用ニップロール６ａが配設されている。
また、水冷・駆動式熱冷却ロール４の出口サイドにも同様に出口ガイドロール６ｂが配設されている。
【００１６】
次に、火炎５ａを噴射するフレーム装置５の概略を、図２に基づき述べる。
本願発明に係るフレーム装置５は、シリコン原子を含む改質剤化合物であって、それぞれ沸点が１０〜１００℃である改質剤化合物５ｄを貯蔵するための貯蔵タンク５ｅと、燃料ガスを移送するための移送部５ｆと、燃料ガスの火炎５ａを吹き付けるためのバーナー部５ｇとより構成されている。
以下、フレーム装置の詳細につきフレーム装置５を構成する各々の構成パーツをもとに説明する。
【００１７】
（１）貯蔵タンク
図２に示すように、加熱手段５ｈを有する改質剤化合物５ｄを貯蔵するための第１の貯蔵タンク５ｅと、圧縮空気を伴う引火性ガスを貯蔵するための第２の貯蔵タンク（図示せず）と、を備えることが好ましい。
この例では、第１の貯蔵タンク５ｅの下方にヒータや電熱線、あるいは熱交換機に接続した加熱板等の加熱手段５ｈを備えており、常温・常圧状体では液状の改質剤化合物５ｄを気化することが好ましい。
そして、各種フィルム状体、あるいはシート状体１の表面処理をする際には、加熱手段５ｈによって、第１の貯蔵タンク５ｅ内の改質剤化合物５ｄを所定温度迄に加熱し、気化させた状態で、引火性ガス（空気等）と混合し、燃焼ガスとすることが好ましい。
なお、燃焼ガス中における改質剤化合物５ｄの含有量は極めて重要であるため、当該改質剤化合物の含有量を間接的に制御すべく、第１の貯蔵タンク５ｅに圧力計（または液面レベル計）５ｉを設けて、改質剤化合物の蒸気圧（または改質剤化合物量）をモニターすることが好ましい。
【００１８】
（２）移送部
移送部５ｆは、通常、管構造であって、図２に示すように第１の貯蔵タンク５ｅから移送された改質剤化合物５ｄおよび第２の貯蔵タンク（図示せず）から移送された引火性ガス（空気）とを均一に混合し、燃焼ガスにするための弁や流量計あるいは燃焼ガスの圧力を制御するための圧力計５ｊを備えていることが好ましい。
また、改質剤化合物および引火性ガスを均一に混合した上で、流量を厳格に制御できるように、混合室５ｋに混合ポンプや滞留時間を長くするための邪魔板等を備えることも好ましい。
【００１９】
（３）バーナー部
バーナー部５ｇは、図２に示すように、移送部５ｆを経て送られてきた燃焼ガスを燃やし、得られた火炎５ａを、被処理物である各種フィルム状体、あるいはシート状体１に吹き付けるよう構成されており、かかるバーナー部５ｇの種類も特に制限されるものではなく例えば、予混合型バーナー、拡散型バーナー、部分予混合型バーナー、噴霧バーナー、蒸発バーナー等何れであっても良い。
また、バーナーの形態についても特に制限されるものではなく、例えば、図２に示すように先端部に向かって拡大し、全体として扇形の構成であっても良く、あるいは、図３に示すように、概ね長方形であって噴射口５ｂが横方向に多数配列されたバーナー５ｇであっても良い。
なお、本発明における被処理物である各種フィルム状体、あるいはシート状体１にあっては、噴射口５ｂ多数が横方向に配列されたバーナーが好適であり、当該バーナー寸法は適宜選択可能であるが本発明に係る実施態様例に於いては３００ｍｍｌを採用している。なお、当該バーナー設置個数は、各種フィルム状体、あるいはシート状体１の巾寸法に合わせて複数台設置すれば良い。
【００２０】
フレーム装置５におけるバーナー部５ｃは、図１に示す通り、熱拡散ロール装置４を装架する架台７の上層部に、火炎表面改質剤を含む燃料ガスの火炎５ａの噴射角度を調整できるよう火炎噴射角度調整装置８およびバーナー位置調整（昇降）装置９を介して装架されている。
バーナー部５ｃの最適位置としては、図１に示すように熱拡散ロール装置４の直上に配置させれば、無機質または有機質素材からなるシート状体、あるいはフィルム状体の表面改質に与らないバーナー部５ｃより噴射される余分の熱エネルギーはバーナー部５ｃより発せられる火炎の上昇気流と共に上方に拡散されるため、表面改質を図る無機質または有機質素材からなるシート状体、あるいはフィルム状体の表面に熱的衝撃を最小限に抑えることが可能となり好都合である。
なお、バーナー部５ｃの最適位置として、図１に示す実施例をもとに例示したが、表面改質に与らない余分の熱エネルギーを積極的に排除する機構を設ければ、熱拡散ロール装置４の直下に配置することも可能となり、直上に配置した事例に限定されるものではない。
さらに、バーナー部５ｃには、バーナー部５ｃから噴射される火炎５ａが空調設備、あるいはその他要因による風により火炎５ａの揺らぎを防ぎ火炎５ａが被改質面に常に定常状態にて噴射される様に、風防カバー５ｂを取り付けておけば更に効果的である。
【００２１】
次に、図１に示す、無機質または有機質素材からなるシート状体、あるいはフィルム状体の表面を活性化させるための表面改質装置Ａを用いて、最も熱的損傷を受けやすい有機質フィルムを事例に、表面改質の具体的事例を以下に説明する。
【００２２】
適応事例１：ポリエチレン樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・１００μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：３０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌ）、冷却水温度・７℃
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：３２ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：７４ｄｙｎ／ｃｍ
６、フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【００２３】
適応事例２：ポリエステル樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・１２５μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：３０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌ）、冷却水温度・７℃
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：３８ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：７４ｄｙｎ／ｃｍ
６：フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【００２４】
適応事例３：フッ素（４弗化：ＥＴＦＥ）樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・６０μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：３０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌ）、冷却水温度・７℃
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：２３ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：３６ｄｙｎ／ｃｍ、但し従 来不可能であったウレタン系接着剤にて接着良好。
６：フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【００２５】
次に、別の実施形態（第２の実施形態）として、原反種の熱損傷が厚みによって厳密な意味合いに於いて同一視できる訳ではないが、膜厚が相対的に薄い、例えば１００μｍ以下の比較的フレーム処理による熱損傷が大きいフィルム状態に対応可能な表面改質装置につき、図４を基に説明する。
【００２６】
図４は、図１に示す実施形態における冷却ロール方式による熱拡散装置４よりも熱拡散効率がより高い方式、即ち水の蒸発潜熱を活用する方式の実施形態を示すものである。すなわち、上述した実施形態の方式よりも、フレーム処理においてより熱劣化が顕著に現れる極薄タイプのフィルム、例えば１００μｍ以下の膜厚の各種原反に於いて有効に作用し得る熱拡散方式の概略を示す概念図である。
以下に、第２の実施形態につき、具体的に説明する。
【００２７】
図４において、記号４ａは、概略寸法が５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌで版深：６０μｍのグラビア冷却ロールである。記号４ｃはグラビア冷却ロール４ｂに水を供給するための吸水ロールであって、アルミニウム製ロールの外周に保水層４ｄが施されている。
記号４ｅは吸水ロール４ｃに対し常時水を供給するための水槽であり、６ａは原反ガイド用のニップロールである。
そして、グラビア冷却ロール４ｂの頂面にはフレーム装置５が施されている。
また、記号４ｆはグラビア冷却ロールより送出された原反の余剰水を除去するために設けられているアルミニウム製のガイドロールであり、当該ガイドロールの原反搬出出口近傍にはゴム製からなるスキージー４ｉが配設されており、スキージー４ｉにて排除された水は排水装置４ｇに設けられている排水ドレイン４ｈにより排水される。
更に、ガイドロール４ｆの出口近傍には原反に付着している残存水を乾燥させるためのドライヤー４ｊが設けられている。
なお、図４に例示される第２の実施形態においては、水の蒸発潜熱を利用する冷却方式としてグラビア冷却ロールを事例に説明したが、潜熱事例の冷却ロールとして当該グラビアロールに限定されるものではない。例えば、ロール外周縁全面に亘ってフエルト等の吸水性・保水性に優れたシートが施されたロールを採用しても良く、要は最も潜熱効率の優れた熱拡散手段を採用すればよい。
【００２８】
次に、図４に示す熱拡散装置の熱拡散機能の概略を説明する。
繰り出し装置より繰り出された原反がグラビア冷却ロール４ｂの頂面に於いてフレーム装置５の火炎５ａによる熱衝撃を受けても、原反とグラビア冷却ロール４ｂ間に介在する均一な薄膜水層の存在にて火炎５ａによる熱衝撃エネルギーは瞬時に潜熱としてエネルギー変換されるために、原反は熱的損傷が回避される。
【００２９】
次に、第２の実施形態の適応例として、比較的熱損傷が大きく体現される薄膜フィルムの適応事例を以下に説明する。
【００３０】
適応事例４：ポリエチレン樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・８０μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：４０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：グラビア冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｌ）、
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：３２ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：７４ｄｙｎ／ｃｍ
６：フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【００３１】
適応事例５：ポリエステル樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・２５μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：４０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：グラビア冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌ）、
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：３８ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：７４ｄｙｎ／ｃｍ
６：フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【００３２】
適応事例６：フッ素（４弗化：ＥＴＦＥ）樹脂フィルム
１：フィルム条件：フィルム厚み・２５μｍ、原反巾・１０５０ｍｍ
２：表面改質条件（フィルムスピード）：４０ｍ／ｍｉｎ
３：熱拡散条件：グラビア冷却ロール（５００ｍｍφ×１５００ｍｍｌ）、
４：フレーム条件：バーナー（３００ｍｍｌ×４個）、ケイ酸化炎組成（燃焼ガス：Ｌ ＰＧの全体量・１００ｍｏｌ％、沸点２７℃テトラメチルシラン・０．０１ｍｏｌ ％沸点：１２２℃テトラメトキシシラン：０．００１ｍｏｌ％、燃焼用空気）
５：フレーム処理結果（表面改質効果）
フレーム処理前：２３ｄｙｎ／ｃｍ、フレーム処理後：３６ｄｙｎ／ｃｍ、但し従 来不可能であったウレタン系接着剤にて接着良好。
６：フレーム処理後における原反外観
熱損傷：火炎処理によるフレアー等の発生も無く、繰り出し時のシート状体を維持 。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上の説明において明かなように、本発明は、フィルム状体、あるいはシート状体の各原反を所定のスピードにて送出する繰り出し装置と、同繰り出し装置より送出された各原反を所定のスピードで巻き取る巻き取り装置との間に、特定の熱拡散装置を配設し、当該熱拡散装置を介してフレーム処理装置における表面改質剤を含む、例えばケイ酸化炎等の火炎を各原反に噴射すれば、熱拡散装置が火炎にて生じる熱衝撃エネルギーを瞬時に熱拡散させるため、フィルム状体、あるいはシート状体には通常発生する膨張・収縮等の熱歪み、あるいは外見的・物理的に生じる変化・変形等の問題発生を解決することができ、しかも、各原反の被改質面の表面を確実に改質することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】巻き取り装置に適応した表面改質装置の概略を示す第１実施例図である。
【図２】フレーム装置の概略図である。
【図３】バーナーの一態様を示す図である。
【図４】巻き取り装置に適応した他の表面改質装置の概略を示す第２実施例図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ： 表面改質装置の全容を示す概略図
１： 各種フィルム状体、あるいはシート状体の原反
２： 繰り出し装置
３： 巻き取り装置
４： 熱拡散装置
４ａ：冷却ロール
４ｂ：グラビアロール
４ｃ：吸水ロール
４ｄ：保水層
４ｅ：水槽
５ ：フレーム装置
５ａ：火炎
５ｂ：暴風カバー
５ｃ：バーナー部
５ｄ：改質剤化合物
５ｅ：貯蔵タンク
５ｆ：移送部
５ｇ：バーナー部
５ｈ：加熱手段
５ｉ：圧力計（液面レベル計）
５ｊ：圧力計
６ａ：ガイド用ニップロール
６ｂ：出口ガイドロール
７ ：熱拡散ロール装置装架台
８ ：火炎噴射角度調整装置
９ ：バーナー位置調整（昇降）装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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