膜表面处理方法及装置制造方法

膜表面处理方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种提高PMMA膜的胶粘强度的膜表面处理方法。在该膜表面处理方法中，将含有丙烯酸的第一反应气体从第一反应气体喷嘴(23)中吹出而与PMMA膜接触(第一接触工序)。然后，在第一辊电极(11)与第二辊电极(12)之间的间隙(14)中，向PMMA膜照射氩等离子体(第一照射工序)。然后，将含有丙烯酸的第二反应气体从第二反应气体喷嘴(43)中吹出而与PMMA膜接触(第二接触工序)。然后，在第二辊电极(12)与第三辊电极(13)之间的间隙(15)中，向PMMA膜照射氩等离子体(第二照射工序)。
【专利说明】膜表面处理方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及处理光学树脂膜的表面的方法及装置，特别涉及适于提高以聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate、以下称作“PMMA”)为主成分的树脂膜(以下称作“PMMA膜”)的胶粘性的表面处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]例如，在专利文献1、2中，为了提高偏振片的保护膜的胶粘性，而使含有聚合性单体的气体与上述保护膜接触并且照射等离子体。作为聚合性单体，例如使用的是丙烯酸。作为保护膜的一例，可以举出PMMA膜。作为等离子体生成用气体的一例，可以举出氩气。通过使处理完毕的保护膜借助胶粘剂与偏振膜贴合，从而构成偏振片。作为胶粘剂，使用的是聚乙烯醇(以下称作“PVA”)系或聚醚系等水系胶粘剂。作为偏振膜，使用的是以PVA作为主成分的树脂膜(以下称作“PVA膜”)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2010-150372号公报(0013、0017)
[0006]专利文献2:日本特开2010-150373号公报(0011、0018)

【发明内容】

[0007]发明所要解决的问题
[0008]但是，PMMA膜是极难粘接的膜。虽然可以进行电晕放电处理来作为提高胶粘性的处理，或者对胶粘剂下工夫进 行研究，但是就这些处理而言，胶粘性仍然不足。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]本发明方法是对PMMA膜的表面进行处理的膜表面处理方法，其特征在于，
[0011]包括:
[0012]第一接触工序，使将丙烯酸在载气中气化而成的第一反应气体与PMMA膜接触，
[0013]第一照射工序，在上述第一接触工序后或与上述第一接触工序并行地，对上述PMMA膜照射在大气压附近下生成的氩等离子体，
[0014]第二接触工序，在上述第一照射工序后使将丙烯酸在载气中气化而成的第二反应气体与上述PMMA膜接触，以及
[0015]第二照射工序，在上述第二接触工序后或与上述第二接触工序并行地，对上述PMMA膜照射在大气压附近下生成的氩等离子体。
[0016]利用第一接触工序可以在PMMA膜的表面形成丙烯酸的第一冷凝层。然后，利用第一照射工序使上述第一冷凝层进行等离子体聚合，从而可以形成聚丙烯酸的第一等离子体聚合膜。然后，利用第二接触工序可以在上述第一等离子体聚合膜上形成丙烯酸的第二冷凝层。然后，利用第二照射工序使上述第二冷凝层进行等离子体聚合，从而可以将聚丙烯酸的第二等离子体聚合膜层叠形成在上述第一等离子体聚合膜上。上述第一等离子体聚合膜、第二等离子体聚合膜成为PMMA膜的胶粘性促进层。由此，可以提高难胶粘性的PMMA膜的胶粘强度，此外可以充分地提高胶粘耐久性。这里，所谓胶粘耐久性，是指将粘接后的对象物暴露于高湿度且高温的湿热环境中后胶粘强度不会降低的程度。
[0017]本发明装置是对PMMA膜的表面进行处理的膜表面处理装置，其特征在于，
[0018]包括:
[0019]第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极，上述第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极被相互平行地排列且在相邻的辊电极之间的间隙中在大气压附近下产生放电，
[0020]第一反应气体喷嘴，上述第一反应气体喷嘴面向上述第一棍电极的圆周面吹出含有丙烯酸的第一反应气体，
[0021]第一放电气体喷嘴，上述第一放电气体喷嘴向上述第一辊电极与上述第二辊电极之间的间隙吹出氩气，
[0022]第二反应气体喷嘴，上述第二反应气体喷嘴面向上述第二辊电极的圆周面吹出含有丙烯酸的第二反应气体，以及
[0023]第二放电气体喷嘴，上述第二放电气体喷嘴向上述第二辊电极与上述第三辊电极之间的间隙吹出氩气；
[0024]其中，上述PMMA膜被挂绕于上述第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极，并且利用上述第一辊电极、第二辊电 极、第三辊电极的旋转将上述PMMA膜依照上述第一辊电极、上述第二辊电极、上述第三辊电极的顺序输送。
[0025]在将PMMA膜依照第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极的顺序运送的同时，在第一辊电极的圆周面上从第一反应气体喷嘴中向PMMA膜吹送第一反应气体。由此，可以在PMMA膜的表面形成丙烯酸的第一冷凝层。然后，在第一辊电极、第二辊电极间的间隙中对PMMA膜照射氩等离子体。由此，可以使上述第一冷凝层进行等离子体聚合，从而形成聚丙烯酸的第一等离子体聚合膜。接下来，在第二辊电极的圆周面上从第二反应气体喷嘴中向PMMA膜吹送第二反应气体。由此，可以在上述第一等离子体聚合膜上形成丙烯酸的第二冷凝层。其后，在第二辊电极、第三辊电极间的间隙中对PMMA膜照射氩等离子体。由此，可以使上述第二冷凝层进行等离子体聚合，在上述第一等离子体聚合膜上层叠形成聚丙烯酸的第二等离子体聚合膜。其结果是，可以提高难胶粘性的PMMA膜的胶粘强度，此外可以充分地提高胶粘耐久性。第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极兼作PMMA膜的支承机构及输送机构。
[0026]上述第一反应气体的载气、第二反应气体的载气优选为氩气。由此,即使载气流入到进行第一照射工序、第二照射工序的空间(例如辊电极间的间隙)内，也可以防止放电状态改变。另外，为了降低运行成本，上述载气也可以是氮气。
[0027]上述表面处理优选在大气压附近下进行。这里，所谓大气压附近是指
1.013 X IO4-50.663 X IO4Pa的范围，如果考虑压力调整的容易化或装置构成的简便化，则优选为 1.333 X IO4 -10.664 X IO4Pa,更优选为 9.331 X IO4 -10.397 X IO4Pa0
[0028]发明的效果
[0029]根据本发明，可以提高难胶粘性的PMMA膜的胶粘强度，此外可以充分地提高胶粘耐久性。【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是表示本发明的一个实施方式的表面处理装置的侧视图。
[0031]图2是上述表面处理装置的电极部及喷嘴部的立体图。
【具体实施方式】
[0032]以下，依照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0033]图1是表示本发明的第一实施方式的图。被处理物是偏振片的保护膜用的PMMA膜
9。PMMA膜9含有PMMA作为主成分，且是极难粘接的膜。这里，所谓含有PMMA作为主成分，是指PMMA在膜9中所占的比例为60wt%- 100wt%。换言之，是指甲基丙烯酸甲酯(MMA)在膜原料中所占的比例为60wt%- 100wt%。作为膜9的PMMA以外的含有成分，可以举出紫外线吸收剂、稳定剂、润滑剂、加工助剂、增塑剂、抗冲击助剂、发泡剂、填充剂、着色剂、消光剂等。
[0034]如图1及图2所示，膜表面处理装置I具备电极结构10、气体供给机构20-50。电极结构10具有第一辊电极11、第二辊电极12、第三辊电极13。上述辊电极11-13形成彼此相同直径、相同轴长的圆筒体。辊电极11-辊电极13的至少外周部由金属构成，并且在该金属制的外周部的外圆周面被覆有固体电介质层。各棍电极11、棍电极12、棍电极13的轴线朝向与图1的纸面正交的水平方向(以下称作“处理宽度方向”。)。3个辊电极11、辊电极12、辊电极13被依次且平行地排列。图1中左侧的第一辊电极11与中央的第二辊电极12之间的第一间隙14、中央的第二辊电极12与右侧的第三辊电极13之间的第二间隙15的厚度等尺寸形状彼此相等。间隙14、间隙15的最窄的部位的厚度优选为0.5mm-
1.0mm左右。
[0035]虽然省略图示，然而在中央的辊电极12处连接有电源，并且左右的辊电极11、辊电极13被带电接地。也可以取而代之，在左右的辊电极11、辊电极13处分别连接有电源，并且将中央的辊电极12带电接地。电源例如输出脉冲波状的高频电力。利用该电力供给，在左侧的辊电极11与中央的辊电极12之间在大气压附近的压力下产生等离子体放电，间隙14成为大气压附近的第一放电空间。另外，利用上述电力供给，在中央的辊电极12与右侧的辊电极13之间在大气压附近的压力下产生等离子体放电，间隙15成为大气压附近的第二放电空间。间隙14、间隙15间的施加电压优选为Vpp = 6.0kV-7.0kV左右。上述高频电力的频率优选为50kHz-70kHz左右。上述脉冲的上升时间及下降时间优选为10 μ sec以下。上述脉冲的持续时间优选为I-1000 μ sec。上述高频并不限于脉冲波，也可以是连续波。
[0036]在辊电极11、辊电极12的下方配置有多个(图中是2个)前段导辊16、16。在辊电极12、辊电极13的下方配置有多个(图中是2个)后段导辊17、17。
[0037]连续片状的PMMA膜9被使宽度方向朝向上述处理宽度方向(图1的纸面正交方向)地分别挂绕于3个辊电极11、辊电极12、辊电极13的上侧的圆周面半周左右。包括各辊电极11、辊电极12、辊电极13的上侧的圆周面、以及划分出间隙14、间隙15的部分这样的大约半周部分被PMMA膜9覆盖。
[0038]辊电极11、辊电极12间的PMMA膜9从间隙14向下方垂下，挂绕在导辊16、16上。间隙14与导辊16、16之间的PMMA膜9形成折返部分9a。[0039]辊电极12、辊电极13间的PMMA膜9从间隙15向下方垂下，挂绕在导辊17、17上。间隙15与导辊17、17之间的PMMA膜9形成折返部分％。
[0040]虽然省略图示，然而在各辊电极11、各辊电极12、各辊电极13处连结有旋转机构。旋转机构包括发动机、内燃机等驱动部，和将该驱动部的驱动力向辊电极11、辊电极12、辊电极13的轴传递的传递机构。传递机构例如由传送带?滑轮机构或齿轮列构成。图1中，如以空心圆弧状箭头所示，利用旋转机构，使辊电极11、辊电极12、辊电极13各自绕着自身的轴线并且彼此同步地沿相同方向(图1中是顺时针)进行旋转。由此，可将PMMA膜9依照第一辊电极11、第二辊电极12、第三辊电极13的顺序大致向右方向输送。
[0041 ] 电极结构10兼具作为支承PMMA膜9的支承机构、以及输送PMMA膜9的输送机构的功能。
[0042]在各辊电极11、辊电极12、辊电极13中，设有调温机构(省略图示)。调温机构例如由形成于辊电极11、辊电极12、辊电极13内的调温线路构成。通过在调温线路中流过经调温后的水等介质，从而可以对辊电极11、辊电极12、辊电极13进行调温。进而，可以对辊电极11、辊电极12、辊电极13的圆周面上的PMMA膜9进行调温。辊电极11、辊电极12、辊电极13的设定温度优选为比聚合性单体(丙烯酸)的冷凝温度低的温度。PMMA膜9的设定温度优选为25°C-45°C左右。
[0043]第一反应气体供给机构20具备第一反应气体的供给源21和第一反应气体喷嘴
23。第一反应气体含有聚合性单体及载气。作为聚合性单体，可以使用丙烯酸(AA)。作为载气可以使用氮气(N2)。第一反应气体由丙烯酸与氮气的混合气体构成。
[0044]虽然省略了详细的图示，然而第一反应气体供给源21包含气化器。气化器中，将液体的丙烯酸在载气中气化。气化既可以是鼓泡方式，也可以是挤出方式。通过将气化后的丙烯酸与载气混合，从而生成第一反应气体。这里，所谓鼓泡方式，是指向气化器内的液体丙烯酸的液体中注入载气并在载气的气泡中使丙烯酸发生气化的方式。所谓挤出方式，是指向位于气化器内的液体丙 烯酸的液面的上侧的空间部分导入载气，并将上述空间部分的饱和丙烯酸蒸气与载气混合而进行挤出的方式。
[0045]第一反应气体供给源21经由气体线路22而与第一反应气体喷嘴23连接。第一反应气体喷嘴23配置于第一辊电极11的上方。第一反应气体喷嘴23沿着处理宽度方向长长地延伸，并且在第一辊电极11的圆周方向(图1的左右)上具有一定程度的宽度。在第一反应气体喷嘴23的下面设有吹出口。吹出口按照分布在第一反应气体喷嘴23的下面的宽大的范围(处理宽度方向及辊圆周方向)的方式而形成。第一反应气体喷嘴23的吹出面(下面)面向第一辊电极11上的PMMA膜9。来自第一反应气体供给源21的第一反应气体向第一反应气体喷嘴23供给，利用第一反应气体喷嘴23内的整流部(省略图示)进行均匀化后，从第一反应气体喷嘴23的吹出口中吹出。第一反应气体的吹出流是在处理宽度方向上均匀地分布的气流。
[0046]在气体线路22及第一反应气体喷嘴23中，设有调温机构(省略图示)。气体线路22的调温机构由加热带等构成。第一反应气体喷嘴23的调温机构由流通调温水的调温线路等构成。气体线路22及第一反应气体喷嘴23的设定温度是比丙烯酸的冷凝温度高的温度。由此，可以防止丙烯酸在吹出前发生冷凝。气体线路22及第一反应气体喷嘴23的设定温度优选为60°C-80°C左右。[0047]在第一反应气体喷嘴23的底部的两侧设有遮蔽构件24。遮蔽构件24形成沿着第一辊电极11的圆周方向的圆弧状的剖面，在处理宽度方向上成为延伸至与辊电极11基本相同的长度的弯曲板状。遮蔽构件24与第一反应气体喷嘴23相比沿着第一辊电极11的圆周方向延伸出得更多。图1中左侧的遮蔽构件24的左端部开放。图1中右侧的遮蔽构件24的右端部与后述喷嘴34抵接或靠近。
[0048]在第一反应气体喷嘴23与第一辊电极11之间划分出第一吹送空间25。第一吹送空间25成为沿着第一辊电极11的上侧的圆周面的剖面为圆弧状的空间。利用遮蔽构件24，将第一吹送空间25比第一反应气体喷嘴23向第一辊电极11的圆周方向的两侧延长得更长。图1中，第一吹送空间25的左侧的端部与辊电极11的左侧(与辊电极12侧相反的一侧)的外部空间相连。图1中，第一吹送空间25的右侧的端部经由后述喷嘴34与辊电极11之间的间隙与间隙14相连。
[0049]第一放电气体供给机构30具备第一放电气体供给源31和第一放电气体喷嘴33、
34。在气体供给源31中，作为第一放电生成气体而蓄积有氩气(Ar)。
[0050]来自气体供给源31的气体线路32与第一放电气体喷嘴33、34连接。第一放电气体喷嘴33、34夹隔着间隙14在上下构成一对。下侧的第一放电气体喷嘴33配置于PMMA膜9的折返部分9a的内部。上侧的第一放电气体喷嘴34配置于间隙14的上侧的辊电极
11、辊电极12间。上述第一放电气体喷嘴33、34沿处理宽度方向长长地延伸，并且与其延伸方向正交的剖面向着彼此的对置侧而变得尖端细。各第一放电气体喷嘴33、34的尖端的吹出口面对着间隙14。来自气体供给源31的氩气在利用第一放电气体喷嘴33、34内的整流部(图示省略)沿处理宽度方向被均匀化后，从第一放电气体喷嘴33、34的吹出口中向间隙14吹出。该吹出流成为沿处理宽度方向均匀地分布的气流。
[0051]在第一放电气体喷嘴33、34内，设有未图的调温线路。在第一放电气体喷嘴33、
34内的上述调温线路中流通水等调温介质。由此，可以将第一放电气体喷嘴33、34调温，进而可以调节IS气(第一放电气体)的吹出温度。第一放电气体喷嘴33、34的设定温度优选为25°C-45°C左右。
[0052]第二反应气体供给机构40具备第二反应气体的供给源41和第二反应气体喷嘴43。第二反应气体由与第一反应气体相同的气体构成。即，第二反应气体含有聚合性单体及载气。作为聚合性单体，使用的是丙烯酸(AA)。作为载气，使用的是氮气(N2)。第二反应气体由丙烯酸与氮气的混合气体构成。
[0053]虽然省略了详细的图示，然而第二反应气体供给源41包含气化器。在气化器中，液体的丙烯酸在载气中被气化。气化既可以是鼓泡方式，也可以是挤出方式。通过将气化后的丙烯酸与载气混合，从而生成第二反应气体。第一反应气体供给源21和第二反应气体供给源41也可以由共同的丙烯酸供给源构成。
[0054]第二反应气体供给源41经由气体线路42而与第二反应气体喷嘴43连接。第二反应气体喷嘴43配置于第二辊电极12的上方。第二反应气体喷嘴43沿处理宽度方向长长地延伸，并且在第二辊电极12的圆周方向(图1的左右)上具有一定程度的宽度。在第二反应气体喷嘴43的下面，设有吹出口。吹出口被以分布在第二反应气体喷嘴43的下面的宽大的范围(处理宽度方向及辊圆周方向)中的方式形成。第二反应气体喷嘴43的吹出面(下面)面向第二辊电极12上的PMMA膜9。来自第二反应气体供给源41的第二反应气体向第二反应气体喷嘴43供给，在利用第二反应气体喷嘴43内的整流部(图示省略)均匀化后，从第二反应气体喷嘴43的吹出口中吹出。第二反应气体的吹出流成为均匀地分布于处理宽度方向的气流。
[0055]在气体线路42及第二反应气体喷嘴43中，设有调温机构(图示省略)。气体线路42的调温机构由加热带等构成。第二反应气体喷嘴43的调温机构由流通调温水的调温线路等构成。气体线路42及第二反应气体喷嘴43的设定温度是比丙烯酸的冷凝温度高的温度。由此，可以防止丙烯酸在吹出前冷凝。气体线路42及第二反应气体喷嘴43的设定温度优选为60°C-80°C左右。
[0056]在第二反应气体喷嘴43的底部设有遮蔽构件44。遮蔽构件44形成沿着第二辊电极12的圆周方向的圆弧状的剖面，成为在处理宽度方向上延伸至与辊电极12基本相同的长度的弯曲板状。遮蔽构件44比第二反应气体喷嘴43向第二辊电极12的圆周方向延伸出得更多。图1中左侧的遮蔽构件44的左端部与第一放电气体喷嘴34的侧部抵接或靠近。图1中右侧的遮蔽构件44的右端部与后述喷嘴54抵接或靠近。
[0057]在遮蔽构件44与第二辊电极12之间划分出第二吹送空间45。第二吹送空间45成为沿着第二辊电极 12的上侧的圆周面的剖面为圆弧状的空间。利用遮蔽构件44，使第二吹送空间45比第二反应气体喷嘴43向第二辊电极12的圆周方向的两侧延长得更长。图1中，第二吹送空间45的左侧的端部经由第一放电气体喷嘴34与辊电极12之间的间隙而与第一放电空间14相连。图1中，第二吹送空间45的右侧的端部经由后述喷嘴54与辊电极12之间的间隙而与间隙15相连。
[0058]第二放电气体供给机构50具备第二放电气体供给源51和第二放电气体喷嘴53、54。在第二放电气体供给源51中，作为第二放电生成气体而蓄积有氩气(Ar)。第一放电气体供给源31和第二放电气体供给源51也可以由共同的氩气供给源构成。
[0059]来自气体供给源51的气体线路52与第二放电气体喷嘴53、54连接。第二放电气体喷嘴53、54夹隔着间隙15而上下构成一对。下侧的第二放电气体喷嘴53配置于PMMA膜9的折返部分9b的内部。上侧的第二放电气体喷嘴54配置于间隙15的上侧的辊电极
11、辊电极12间。上述第二放电气体喷嘴53、54沿着处理宽度方向长长地延伸，并且与其延伸方向正交的剖面向着彼此的对置侧变得尖端细。各第二放电气体喷嘴53、54的尖端的吹出口面对着间隙15。来自气体供给源51的氩气在利用第二放电气体喷嘴53、54内的整流部(图示省略)沿着处理宽度方向被均匀化后，从第二放电气体喷嘴53、54的吹出口中向间隙15吹出。该吹出流成为在处理宽度方向上均匀地分布的气流。
[0060]在第二放电气体喷嘴53、54内，设有未图的调温线路。在第二放电气体喷嘴53、54内的上述调温线路中流通水等调温介质。由此，可以将第二放电气体喷嘴53、54加以调温，进而可以调节氩气(第二放电气体)的吹出温度。第二放电气体喷嘴53、54的设定温度优选为25°C-45°C左右。
[0061 ] 对利用上述构成的膜表面处理装置I对PMMA膜9进行表面处理的方法、以及制造偏振片的方法进行说明。
[0062][支承工序、输送工序]
[0063]在辊电极11-13及导辊16，17上，连续挂绕片状的PMMA膜9。
[0064]使辊电极11-13在图1中沿顺时针旋转，将PMMA膜9依照第一辊电极11、第二棍电极12、第三棍电极13的顺序,在图1中向大致右方向输送。输送速度优选为lm/min-30m/min 左右。
[0065][第一接触工序]
[0066]第一反应气体供给机构20中，在载气(N2)中使丙烯酸(AA)气化而生成第一反应气体(AA+N2)。第一反应气体中的丙烯酸的体积浓度优选为2%-8%。将该第一反应气体从反应气体喷嘴23中向第一吹送空间25吹出。第一反应气体与第一吹送空间25内的PMMA膜9的表面接触。由此，第一反应气体中的丙烯酸单体发生冷凝，附着于PMMA膜9上，在PMMA膜9的表面形成由丙烯酸单体构成的第一冷凝层。
[0067][第一照射工序]
[0068]伴随着第一辊电极11的旋转，PMMA膜9的经过了上述第一接触工序的部分被向间隙14即第一放电空间14输送。第一放电气体供给机构30中，作为第一放电气体而将氩气从第一放电气体喷嘴33、34中向第一放电空间14吹出。既可以从上下两方的第一放电气体喷嘴33、34中吹出氩气，也可以仅从一方的第一放电气体喷嘴33或34中吹出氩气。优选从下侧的第一放电气体喷嘴33中吹出氩气。并行地向辊电极12供给电力，在第一放电空间14内产生大气压附近的放电，使氩气(第一放电气体)等离子体化。该氩等离子体与第一放电空间14内的PMMA膜9的表面接触。由此，上述第一冷凝层的丙烯酸单体发生等离子体聚合，在PMMA膜9的表面形成由聚丙烯酸构成的第一等离子体聚合膜。可以认为，通过作为放电气体而使用氩气，从而可以提高等离子体密度，可以提高上述第一等离子体聚合膜的聚合度。通过将PMMA膜9利用导辊16折回，从而在第一放电空间14中往复，利用第一放电气体供给机构30处理2次。
[0069][第二接触工序]
[0070]其后，PMMA膜9的经过了第一照射工序的部分被沿着第二辊电极12向第二吹送空间45输送。第二反应气体供给机构40中，在载气(N2)中使丙烯酸(AA)气化而生成第二反应气体(AA+N2)。第二反应气体中的丙烯酸的体积浓度优选为2%-8%。第二反应气体的丙烯酸浓度既可以与第一反应气体的丙烯酸浓度相同，也可以高于第一反应气体的丙烯酸浓度，还可以低于第一反应气体的丙烯酸浓度。将该第二反应气体从第二反应气体喷嘴43中向第二吹送空间45吹出。第二反应气体与第二吹送空间45内的PMMA膜9的表面接触。该第二反应气体中的丙烯酸单体发生冷凝，附着于PMMA膜9上，在上述第一等离子体聚合膜上又形成由丙烯酸单体构成的第二冷凝层。
[0071][第二照射工序]
[0072]伴随着第二辊电极12的旋转，PMMA膜9的经过了上述第二接触工序的部分被向间隙15即第二放电空间15输送。第二放电气体供给机构50中，作为第二放电气体而将IS气从第二放电气体喷嘴53、54中向第二放电空间15吹出。既可以从上下两方的第二放电气体喷嘴53、54中吹出氩气，也可以仅从一方的第二放电气体喷嘴53或54中吹出氩气。优选从下侧的第二放电气体喷嘴53中吹出氩气。第二放电空间15内，利用对辊电极12的电力供给来产生大气压附近的放电，使氩气(第二放电气体)等离子体化。该氩等离子体与第二放电空间15内的PMMA膜9的表面接触。由此，上述第一等离子体聚合膜的聚合度进一步提高，并且上述第二冷凝层的丙烯酸单体发生等离子体聚合，在上述第一等离子体聚合膜上又层叠形成由聚丙烯酸构成的第二等离子体聚合膜。利用上述第一等离子体聚合膜、第二等离子体聚合膜构成胶粘性促进层。由于第一等离子体聚合膜不仅在第一照射工序中还在第二照射工序中推进聚合，因此与第二等离子体聚合膜相比聚合度高。可以认为，通过作为第二照射工序的放电气体而使用氩气，可以提高第二放电空间15内的等离子体密度，可以提高上述第一离子体聚合膜、第二等离子体聚合膜的聚合度。通过将PMMA膜9利用导辊16折回，从而在第二放电空间15中往复，由第二放电气体供给机构50处理2次。在第二放电空间中往复后的PMMA膜9被沿着第三辊电极13运送，从装置I中搬出。[0073]将上述表面处理后的PMMA膜9借助PVA系胶粘剂与PVA膜粘接，制作成偏振片。通过在粘接之前进行上述表面处理，可以提高难胶粘性的PMMA膜9与PVA胶粘剂的胶粘强度，此外可以充分地提高将PMMA膜9或偏振片暴露于高温且高湿度环境下时的胶粘耐久性。特别是，通过使用丙烯酸作为反应成分的聚合性单体，使用氩气作为放电气体，从而可以可靠地提高上述胶粘强度乃至胶粘耐久性。对于胶粘耐久性，如果将PMMA膜暴露于高温且高湿度环境下，则与暴露前相比反而可以提高胶粘强度(参照后述实施例1-4)。由此，可以防止偏振片的剥落，可以提闻品质。
[0074]本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围中进行各种改变。
[0075]例如，第一反应气体的载气、第二反应气体的载气并不限于氮气(N2),也可以是氩气(Ar)。上述载气也可以是与第一放电生成气体、第二放电生成气体相同的成分。这样一来，即使载气(Ar)流入到放电空间14、15内，也可以防止放电状态改变，可以维持稳定的放电。此外，上述载气也可以是氦气、氖气等其他的稀有气体。
[0076]可以将第一接触工序和第一照射工序同时地并行。也可以省略气体喷嘴23，从气体喷嘴33、34中将含有丙烯酸和IS气的第一反应气体向第一放电空间14吹出。该IS气兼作第一反应气体的载气和第一放电生成气体。
[0077]可以将第二接触工序和第二照射工序同时地并行。也可以省略气体喷嘴43，从气体喷嘴53、54中将含有丙烯酸和氩气的第二反应气体向第二放电空间15吹出。该氩气兼作第二反应气体的载气和第二放电生成气体。
[0078]在偏振片的制造工序中，也可以将PMMA膜暴露于高温且高湿度环境下。由此，可以提高PMMA膜的胶粘耐久性。
[0079]可以排列4个以上辊电极，进行3次以上的含有丙烯酸的反应气体的吹送以及氩等离子体照射。该情况下，在连续的2次的含有丙烯酸的反应气体吹送以及氩等离子体照射当中，先行的含有丙烯酸的反应气体吹送成为“第一接触工序”，先行的氩等离子体照射成为“第一照射工序”，后行的含有丙烯酸的反应气体吹送成为“第二接触工序”，后行的氩等离子体照射成为“第二照射工序”。
[0080][实施例1]
[0081]对实施例进行说明，然而本发明并不限定于以下的实施例。
[0082]作为PMMA膜9，使用的是光学用膜(OP-PMMA)。膜9的宽度为320mm。
[0083]作为前处理，将N2及O2的混合气体等离子体化而向上述PMMA膜9照射，清洗上述膜9的表面(除去有机杂质)。
[0084]然后，使用与图1的表面处理装置I实质上相同结构的装置，对上述PMMA膜9依次进行第一接触工序、第一照射工序、第二接触工序、第二照射工序。表面处理装置I的尺寸构成及处理条件如下所示。[0085]辊电极11、12、13的处理宽度方向的轴长:390mm
[0086]辊电极11、12、13 的直径:310mm
[0087]对辊电极12的供给电力:250W(对直流电压120VX直流电流2.1A进行高频转换)
[0088]供给频率:50kHz
[0089]辊电极11,12间、以及辊电极12,13间的施加电压:Vpp = 6.5kV
[0090]PMMA 膜 9 的输送速度:20m/min[0091 ] PMMA膜9的设定温度:40 V
[0092]第一反应气体(AA+N2)的吹出温度:75°C
[0093]第一反应气体(AA+N2)的流量:30s Im
[0094]第一反应气体中的丙烯酸的体积浓度:7.8%
[0095]来自第一放电气体喷嘴33的氩气流量:15slm
[0096]来自第一放电气体喷嘴34的氩气流量:0slm
[0097]第二反应气体(AA+N2)的吹出温度:75°C
[0098]第二反应气体(AA+N2)的流量:30s Im
[0099]第二反应气体中的丙烯酸的体积浓度:7.8%
[0100]来自第二放电气体喷嘴53的氩气流量:15slm
[0101]来自第二放电气体喷嘴54的氩气流量:0slm
[0102]在表面处理后的PMMA膜9的被处理面涂布PVA系胶粘剂，与PVA膜贴合。作为PVA系胶粘剂，使用的是将(A)聚合度为500的PVA5wt%水溶液与(B)羧甲基纤维素钠2wt%水溶液混合而成的水溶液。(A)及(B)的混合比设为(A): (B) = 20:1。胶粘剂的干燥条件设为80°C、5分钟。
[0103]另外，向TAC膜吹送丙烯酸，并且照射N2等离子体。将该TAC膜被利用与上述相同的PVA系胶粘剂贴合在PVA膜的相反一侧的面。由此，制作出多个3层结构的偏振片样品。偏振片样品的宽度设为25mm。
[0104][初期胶粘强度]
[0105]对于使上述PVA系胶粘剂固化后且未实施后述的湿热处理的偏振片样品，测定出PMMA膜9与PVA膜的胶粘强度(称作“初期胶粘强度”)。测定方法依照的是浮辊法(JISK6854)。结果是平均为2.9N/inch。
[0106][耐久胶粘强度]
[0107]对于剩下的偏振片样品，在使PVA胶粘剂固化后，进行了湿热处理。将湿热处理槽的内部设为60°C、95% RH的高温高湿度环境，将偏振片样品在该湿热处理槽内留置I小时。然后，将偏振片样品从湿热处理槽中取出，在室温下冷却3分钟。此后，利用与上述初期胶粘强度相同的浮辊法(JIS K6854)测定出PMMA膜9与PVA膜的胶粘强度(称作“耐久胶粘强度”)。结果，在8.4N/inch下材料破损。因而，如果将PMMA膜暴露于湿热环境中，则胶粘强度反而提高。
[0108]而且，实施例1中，将PMMA膜9的表面处理、偏振片样品的制作、以及评价(初期胶粘强度测定.耐久胶粘强度测定)全都在同一日中进行。
[0109][实施例2]
[0110]在实施例2中，将第一反应气体中的丙烯酸浓度设为5.8%，并且将第二反应气体中的丙烯酸浓度设为5.8%。除此以外的条件与实施例1相同。对于表面处理后的偏振片样品的制作步骤、以及初期胶粘强度及耐久胶粘强度的测定步骤，也与实施例1相同。初期胶粘强度平均为1.8N/inch。耐久胶粘强度的测定中,在8.4N/inch下材料破损。
[0111][实施例3]
[0112]在实施例3中，将PMMA膜9的输送速度设为10m/min。除此以外的条件与实施例2相同。表面处理后的偏振片样品的制作步骤、以及初期胶粘强度及耐久胶粘强度的测定步骤与实施例1、2相同。初期胶粘强度平均为2.9N/inch。耐久胶粘强度的测定中，在8.7N/inch下材料破损。
[0113]根据实施例1-实施例3的结果，确认出可以通过第一反应气体、第二反应气体中的丙烯酸浓度的设定、或输送速度的设定来调节初期胶粘强度。即，通过提高丙烯酸浓度、或减慢输送速度，可以提高初期胶粘强度。另外，对于耐久胶粘强度，无论丙烯酸浓度及输送速度如何，都可以充分地得到提高。
[0114][实施例4]
[0115]在实施例4中，在与实施例1相同的条件下进行了 PMMA膜9 (OP-PMMA)的表面处理。将表面处理后的PMMA膜9卷绕而制成辊状，将其在室温下留置38天。此后，利用与实施例I相同的步骤制作出偏振片样品，并且测定出初期胶粘强度及耐久胶粘强度。初期胶粘强度平均为2.8N/inch。耐久胶粘强度的测定中,在9.9N/inch下材料破损。
[0116]确认出基本上没有发生表面处理后的经时变化。
[0117]表I汇总了实施例1-4的主要的处理条件及评价的表。
[0118][表I]
【权利要求】
1.一种膜表面处理方法，其特征在于，是对以聚甲基丙烯酸甲酯作为主成分的树脂膜即“PMMA膜”的表面进行处理的膜表面处理方法； 所述膜表面处理方法包括: 第一接触工序，使将丙烯酸在载气中气化而成的第一反应气体与PMMA膜接触， 第一照射工序，在所述第一接触工序后或与所述第一接触工序并行地，对所述PMMA膜照射在大气压附近下生成的氩等离子体， 第二接触工序，在所述第一照射工序后使将丙烯酸在载气中气化而成的第二反应气体与所述PMMA膜接触，以及 第二照射工序，在所述第二接触工序后或与所述第二接触工序并行地，对所述PMMA膜照射在大气压附近下生成的氩等离子体。
2.一种膜表面处理装置，其特征在于，是对PMMA膜的表面进行处理的膜表面处理装置； 所述膜表面处理装置包括: 第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极，所述第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极被相互平行地排列且在相邻的辊电极之间的间隙中在大气压附近下产生放电， 第一反应气体喷嘴，所述第一反应气体喷嘴面向所述第一棍电极的圆周面吹出含有丙烯酸的第一反应气体， 第一放电气体喷嘴，所述第一放电气体喷嘴向所述第一辊电极与所述第二辊电极之间的间隙吹出氩气， 第二反应气体喷嘴,所述第二反应气体喷嘴面向所述第二辊电极的圆周面吹出含有丙烯酸的第二反应气体，以及 第二放电气体喷嘴，所述第二放电气体喷嘴向所述第二辊电极与所述第三辊电极之间的间隙吹出氩气； 其中，所述PMMA膜被挂绕于所述第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极，并且利用所述第一辊电极、第二辊电极、第三辊电极的旋转将所述PMMA膜依照所述第一辊电极、所述第二辊电极、所述第三辊电极的顺序输送。
【文档编号】C08J7/00GK103459476SQ201280015839
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】长谷川平, 松崎纯一 申请人:积水化学工业株式会社