表面処理装置
【課題】確実に片面処理することが可能な表面処理装置を得る。
【解決手段】被処理物であるフィルム１を内部で表面処理するためのハウジング２と、フッ素ガスを含んだ混合ガスのガス源である混合ガス供給部３と、ハウジング２の所定箇所に接続されており、混合ガス供給部３から混合ガスを供給する混合ガス供給管４と、ロール部５と、フィルム１が巻き付けられ、フィルム１をロール部５に送り出すことが可能な送り出しロール６と、ロール部５を介して送られてきたフィルム１を巻き取ることが可能な巻き取りロール７と、ガス排出管８を介してハウジング２内から混合ガスを回収し、フッ素ガスを除去して除害化する除害部９と、を備えているものである。
【解決手段】被処理物であるフィルム１を内部で表面処理するためのハウジング２と、フッ素ガスを含んだ混合ガスのガス源である混合ガス供給部３と、ハウジング２の所定箇所に接続されており、混合ガス供給部３から混合ガスを供給する混合ガス供給管４と、ロール部５と、フィルム１が巻き付けられ、フィルム１をロール部５に送り出すことが可能な送り出しロール６と、ロール部５を介して送られてきたフィルム１を巻き取ることが可能な巻き取りロール７と、ガス排出管８を介してハウジング２内から混合ガスを回収し、フッ素ガスを除去して除害化する除害部９と、を備えているものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素ガスによって被処理物の表面処理をする表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面処理装置は、公知となっている。例えば、下記特許文献１に記載の装置が挙げられる。この特許文献１の装置は、押出手段と、上下に入口および出口が形成された直方体のハウジングの幅方向両側に一定間隔でフッ素ガス供給管が設けられたフィルム表面活性化手段と、防曇剤コーティング手段と、垂直型乾燥機と、フィルム巻取ロールとから構成されることを特徴とする農芸用合成樹脂防曇フィルムの製造装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３２４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置においては、ハウジング内において、被処理物に一方側からフッ素ガスを吹き付けることで片面処理することができる。しかしながら、フッ素ガスが裏面まで回り込むので、片面のみの処理を行うことができない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、確実に片面処理することが可能な表面処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 本発明の表面処理装置は、シート状の被処理物が撓んだ状態で当接する当接面を有し、前記被処理物を前記当接面に沿って搬送するロール部と、ガス源から供給された、フッ素ガスを含んだ混合ガスを、前記ロール部上の前記被処理物の片面に吹き付けて表面処理する表面処理室と、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを収集するガス収集室とを備えているものである。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、確実且つ容易に片面処理することが可能な表面処理装置を提供することができる。また、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスをガス収集室が収集するので、安全な運転が可能な表面処理装置を提供できる。
【０００８】
（２） 上記（１）の表面処理装置においては、前記表面処理室が、前記ロール部側に開口部を有した略直方体の長尺状部材の内部に形成され、前記長尺状部材の内部を仕切って前記混合ガスを分散する混合ガス分散室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第１の整流部材を備えており、前記混合ガス分散室に、前記ガス源から前記混合ガスを供給する混合ガス供給管が接続されていることが好ましい。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、混合ガス分散室から第１の整流部材を通過して、前記表面処理室内において前記被処理物の幅方向に均一的に噴出された混合ガスによって、被処理物の表面をより均一に且つ高効率で処理することができる。
【００１０】
（３） 上記（１）又は（２）の表面処理装置においては、前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部の周囲を取り囲む開口部を有した別の長尺状部材の内部に形成されているものであることが好ましい。
【００１１】
（４） 別の観点として、上記（１）又は（２）の表面処理装置においては、前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部に隣設されている開口部を有した筒状体の内部に形成されているものでもよい。
【００１２】
上記（３）又は（４）の構成によれば、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを確実に収集することができる。
【００１３】
（５） 上記（１）〜（４）の表面処理装置においては、前記ガス収集室の内部を仕切ってガス収集小室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第２の整流部材を備えており、前記ガス収集小室に、収集したガスを外部に排出するガス排出管が接続されていることが好ましい。
【００１４】
上記（５）の構成によれば、前記第２の整流部材を介して被処理物の表面上のガス流れを偏流しないようにしつつ、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを均一に吸い込むことができるので、被処理物の表面をより均一的に処理しつつ、安全に運転できる。
【００１５】
（６） 上記（１）〜（５）の表面処理装置においては、前記ロール部が前記表面処理室と対向するメインロールを有しており、前記メインロールの軸方向長さが前記略直方体の長尺状部材の幅より長いものであり、前記略直方体の長尺状部材の幅が、前記被処理物の幅より広いことが好ましい。
【００１６】
上記（６）の構成によれば、被処理物の片側をメインロール上に密着させることによって、該被処理物の片側との密着部分に混合ガスが回り込まないようにすることができる。その結果として、被処理物のもう一方の側（表面処理室側）のみの表面処理をすることができる。
【００１７】
（７） 上記（１）〜（６）の表面処理装置においては、前記表面処理室の開口部が、前記ロール部の表面に沿った形状を有していることが好ましい。さらに、前記表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材が設けられているものであってもよい。
【００１８】
上記（７）の構成によれば、被処理物と前記表面処理室の開口部との距離を所定距離にできるので、混合ガスが側面開口部から漏れる際のガス流れの偏流をより抑止できる。その結果として、被処理物の表面をより均一的に処理することができる。また、前記表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材が設けられているので、摺動性部材の厚みを利用することで、前記処理室と前記ロール部との間隔を所定間隔に設定しやすい上、処理室内から混合ガスがガス収集室に漏れ出す際に側面でロール軸方向に漏れ出すことによる混合ガスの流量の不均一さを防ぐことが可能となり、前記被処理物の幅方向端部の処理ムラをより低減させることが可能となる。
【００１９】
（８） 上記（１）〜（７）の表面処理装置においては、前記第１の整流部材又は前記第２の整流部材が、網目状部材又は多孔部材からなるものであることが好ましい。
【００２０】
上記（８）の構成によれば、確実に、上記各効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。
【図２】図１の表面処理装置の一部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図１の表面処理装置におけるハウジングのＡ−Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は、図１の表面処理装置におけるハウジングのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１の表面処理装置における混合ガス供給部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。
【図６】図５の表面処理装置の一部拡大図である。
【図７】本発明の実施例に係る表面処理装置のハウジングの概略構成図である。
【図８】第１実施形態の一変形例に係る表面処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る表面処理装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。図２は、図１の表面処理装置の一部拡大図である。図３（ａ）は、図２のハウジングのＡ−Ａ矢視断面図であり、図３（ｂ）は、図２のハウジングのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る表面処理装置１０００は、被処理物であるフィルム１を内部で表面処理するためのハウジング２と、フッ素ガスを含んだ混合ガスのガス源である混合ガス供給部３と、ハウジング２の所定箇所に接続されており、混合ガス供給部３から混合ガスを供給する混合ガス供給管４と、ロール部５と、フィルム１が巻き付けられ、フィルム１をロール部５に送り出すことが可能な送り出しロール６と、ロール部５を介して送られてきたフィルム１を巻き取ることが可能な巻き取りロール７と、ガス排出管８を介してハウジング２内から混合ガスを回収し、フッ素ガスを除去して除害化する除害部９と、を備えているものである。以下、必要に応じて、各部の詳細な説明をする。
【００２４】
ハウジング２は、図２に示した断面図のように、開口部２１ａをロール部５側に有し、天板２ｃを開口部２１ａと反対側に有した略直方体の長尺状部材２ａと、前記長尺状部材２ａの内部に設けられ、開口部２２ａをロール部５側に有し、天板２ｃによって開口部２２ａと反対側が閉塞されている略直方体の長尺状部材２ｂとを有している。前記長尺状部材２ｂの内部には、天板２ｃを介して混合ガス供給管４が接続され、フィルム１を表面処理するための表面処理室２１が形成されており、前記長尺状部材２ａと前記長尺状部材２ｂとの間には、天板２ｃを介してガス排出管８が接続され、表面処理室２１から漏れた混合ガスを収集するガス収集室２２が形成されている。なお、表面処理室２１の長手方向の長さは、図３に示したように、フィルム１の幅よりも広くなるように構成されている。これにより、フィルム１の幅方向端部の処理ムラを軽減することができる。
【００２５】
表面処理室２１内には、表面処理室２１内に供給された混合ガスを分散させる分散手段であるとともに、表面処理室２１を仕切って、混合ガス分散室２３を形成している整流部材２４が設けられている。なお、本明細書中における整流部材は、金属メッシュ又は金属ワイヤーなどを用いて形成された網目状部材、又は、焼結体からなる若しくは多数の貫通孔が形成されている多孔性部材であって、フィルム１の幅方向についてガスが均一に噴出するように整流する流路を有したものである。ここで、該整流部材は、フィルム１の幅方向だけでなく、フィルム１の長さ方向にもガスが均一に噴出するように整流する流路を有したものであってもよい。また、混合ガス分散室２３には、混合ガス供給管４が直接接続されている。このような混合ガス分散室２３を用いれば、整流部材２４を介してガス流れを偏流しないようにしつつ噴出して少なくとも幅方向に均一に表面処理室２１の開口部２１ａへ流し出すことが可能である。なお、開口部２１ａは、メインロール５ａの表面に沿った形状となるように形成されている。
【００２６】
ガス収集室２２内には、ガス収集室２２の内部空間を仕切って、ガス収集小室２５を形成している環状の整流部材２６が設けられている。上記ガス収集小室２５を用いれば、整流部材２６を介してガス流れを偏流させないように均一に吸い込んでいくことが可能であり、表面処理室２１から漏れ出るガスを、ガス排出管８を介して外部に排出できる。
【００２７】
混合ガス供給部３は、図４（矢印はガスの流れる方向を示している）に示すように、フッ素ガスが貯留されているフッ素ガスタンク３１と、フッ素ガスタンク３１から供給されたフッ素ガスの質量流量を高精度で制御するフッ素ガス用マスフローコントローラ（以下、フッ素ガス用ＭＦＣと記載する）３２と、酸素ガスが貯留されている酸素ガスタンク３３と、酸素ガスタンク３３から供給された酸素ガスの質量流量を高精度で制御する酸素ガス用マスフローコントローラ（以下、酸素ガス用ＭＦＣと記載する）３４と、供給される酸素ガスの流速を利用して真空を発生させ、フッ素ガスを吸引するバキュームジェネレーター（以下、ＶＧと記載する）３５と、フッ素ガスと酸素ガスとを混合するミキサー３６とを有している。このような構成の混合ガス供給部３から混合ガスがハウジング２の表面処理室２１に供給される。
【００２８】
ロール部５は、フィルム１の幅より軸方向に長いメインロール５ａと、ガイドロール５ｂ、５ｃとを有しているものである。また、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いることで、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いることで、メインロール５ａにフィルム１が接触する面積（長さ）を変更することが可能になるので、表面処理室の長さをメインロール５ａの円周に沿って延長することが可能となり、処理速度（フィルム走行速度）を変更させることなく強い処理を行うことが可能となる。その際には、該表面処理室内に設置された整流部材２４をメインロール５の円周形状に沿う形状のものに変更してもよい。フィルム１をメインロール５ａの表面に密着させることができる。ここで、一変形例として、ロール部５においては、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いずに、メインロール５ａだけの構成としてもよい。なお、フィルム１の片側をメインロール５ａ上に密着させることで、フィルム１の片側との密着部分に混合ガスが回り込まないようにすることができる。その結果として、フィルム１の表面処理室２１側のみの表面処理をすることができる。
【００２９】
ガス排出管８においては、除害部９と接続されている部分の途中で２本に枝分かれしている部分を有しており、該２本の管それぞれの途中に排気ポンプ１０、１１が設けられている。これにより、仮に排気ポンプ１０、１１のうち一台が故障しても、他方の一台で排気を行うことができるので、安全性が高い。
【００３０】
次に、本実施形態に係る表面処理装置１０００の動作について説明する。まず、排気ポンプ１０、１１を作動させておき、ガス排出管８を介して、ガス収集小室２５を含んだガス収集室２２内の空気を排出し続けておく。特に、ガス収集室２２からのガス排出量を調整し、ハウジング２の表面処理室２１内のガス流れ（混合ガス分散室２３から開口部２１ａへ向かうガス流れ）を形成しておく。次に、混合ガス供給部３を運転する。具体的には、図４に示した酸素ガス用ＭＦＣ３４を用いて酸素ガスタンク３３から質量流量を高精度で制御しつつ、酸素ガスをＶＧ３５に供給する。このとき、酸素ガスの流速を利用して内部に真空を発生させ、フッ素ガス用ＭＦＣ３２を用いてフッ素ガスタンク３１から質量流量を高精度で制御しつつ、所定の混合比率の混合ガスを作成する。次に、作成した混合ガスをミキサー３６に供給し、濃度を均一化する。続いて、混合ガス供給管４を介して、ハウジング２の表面処理室２１内における混合ガス分散室２３内に、前記混合ガスを供給する。混合ガス分散室２３内に供給された混合ガスは、網目状部材２４の隙間を通って偏流することなく均一に分散して表面処理室２１内を流れていくことができる。すなわち、表面処理室２１内に供給された混合ガスは、混合ガス分散室２３から開口部２１ａへ向かって均一に分散して流れる。このようにして表面処理室２１内を混合ガスで十分満たした後、送り出しロール６及び巻き取りロール７を動作させ、フィルム１をハウジング２の表面処理室２１における開口部２１ａとメインロール５ａとの間に送り込み、フィルム１片面の表面処理を均一的に行う。
【００３１】
なお、このとき、ガス収集室２２内の整流部材２６によってガスが偏流しないようにすることによって、混合ガスを広範的に捕えてガス収集室２２内に導き、ガス排出管８を介して混合ガスを除害部９に排出し、無害化する。これにより、安全に運転できる表面処理装置１０００を提供できる。
【００３２】
上記構成によれば、以下の効果を奏する。すなわち、確実且つ容易に片面処理することが可能な表面処理装置１０００を提供することができる。また、表面処理室２１と被処理物であるフィルム１との間から漏れた混合ガスをガス収集室２２が収集するので、安全な運転が可能な表面処理装置１０００を提供することができる。
【００３３】
また、混合ガス分散室２３から整流部材２４を通過して、表面処理室２１内において均一的に分散されたフッ素ガスによって、被処理物であるフィルム１の表面（片面）をより均一に且つ高効率で処理することができる。
【００３４】
また、ガス収集室２２が、表面処理室２１の開口部２１ａの周囲を取り囲む開口部２２ａを有した略直方体の長尺状部材であるので、装置の作動時には、表面処理室２１とフィルム１との間から漏れた混合ガスを確実に収集することができる。
【００３５】
さらに、ガス収集室２２の内部を仕切ってガス収集小室２５を形成している整流部材２６を有しているとともに、収集したガスを外部に排出するガス排出管８がガス収集小室２５に接続されているので、整流部材２６を介してフィルム１の表面上のガス流れを偏流しないようにしつつ、表面処理室２１とフィルム１との間から漏れた混合ガスを均一に吸い込むことができる。その結果として、フィルム１の表面をより均一的に処理しつつ、装置を安全に運転できる。
【００３６】
加えて、メインロール５ａの軸方向における開口部２１ａ断面の端部が、メインロール５ａの表面に沿った形状に形成されているので、フィルム１と表面処理室２１の開口部２１ａとの距離を所定距離にできるので、混合ガスが開口部２１ａから漏れる際のガス流れの偏流をより抑止できる。その結果として、フィルム１の表面をより均一的に処理することができる。
【００３７】
また、表面処理室２１の幅が、被処理物であるフィルム１の幅より広いものであるので、フィルム１の幅方向端部の処理ムラを軽減することができる。
【００３８】
ここで、本実施形態においては、混合ガスに酸素ガスを含むものを用いて被処理物の表面を処理する場合を示したが、一変形例として、酸素ガスの代わりに窒素ガス又は／及びその他のガスを含んだ混合ガスを用いてもよい。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に、図５及び図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。図６は、図５の表面処理装置の一部拡大図である。なお、本実施形態における符号４１、４３〜５１の部分は、上記第１実施形態の符号１、３〜１１の部分と順に同様のものであり、説明を省略する場合がある。
【００４０】
本実施形態に係る表面処理装置２０００は、ハウジング２の代わりに、筒状体６０、６１、６２を有している表面処理部４２を設けている点で、第１実施形態と異なっている。その他の部位においては、第１実施形態と同様である。
【００４１】
筒状体６０は、メインロール４５ａの軸方向においてフィルム４１の幅より長い開口部６０ａを有した略直方体の部材であり、筒状体６１、６２に挟まれるように設けられている。また、筒状体６０の内部には、表面処理室６３が形成されているとともに、表面処理室６３を仕切って、混合ガス分散室６４を形成している整流部材６５が設けられている。混合ガス分散室６４には、混合ガス供給管４４が直接接続されており、混合ガス供給部４３からの混合ガスが供給されるようになっている。なお、混合ガス供給管４４は、１本以上設けられていればよく、２本以上設けられている場合は、等間隔となるように配置されていることが好ましい。
【００４２】
筒状体６１は、筒状体６０と同様の構成の部材であって、筒状体６１内部には、ガス収集室６６が形成されているとともに、ガス収集室６６を仕切ってガス収集小室６７を形成している整流部材６８が設けられている。また、筒状体６２は、筒状体６０と同様の構成の部材であって、筒状体６２内部には、ガス収集室６９が形成されているとともに、ガス収集室６９を仕切って、ガス収集小室７０を形成している整流部材７１が設けられている。ガス収集小室６７、７０のそれぞれには、ガス排出管４８が直接接続されており、装置の動作時には、筒状体６０の表面処理室６３から漏れ出た混合ガスを収集した後、除害部４９に排出できるようになっている。なお、ガス排出管４８は、１本以上設けられていればよく、２本以上設けられている場合は、等間隔となるように配置されていることが好ましい。
【００４３】
次に、本実施形態に係る表面処理装置の動作について説明する。まず、第１実施形態と同様に、排気ポンプ５０、５１を作動させておき、ガス排出管４８を介して、ガス収集小室６７、７０を含んだガス収集室６６、６９内の空気を排出し続けておく。特に、ガス収集室６６、６９からのガス排出量を調整し、筒状体６０の表面処理室６３内のガス流れ（混合ガス分散室６４から開口部６０ａへ向かうガス流れ）を形成しておく。次に、第１実施形態と同様に、混合ガス供給部４３を運転し、混合ガス供給管４４を介して、筒状体６０の表面処理室６３内における混合ガス分散室６４内に、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給する。混合ガス分散室６４内に供給された混合ガスは、整流部材６５の隙間を通って偏流することなく均一に分散して表面処理室６３内を流れていくことができる。すなわち、表面処理室６３内に供給された混合ガスは、混合ガス分散室６４から開口部６０ａへ向かって均一に分散して流れる。このようにして表面処理室６３内を混合ガスで十分満たした後、送り出しロール４６及び巻き取りロール４７を動作させ、フィルム４１を筒状体６０における開口部６０ａとメインロール４５ａとの間に送り込み、フィルム４１片面の表面処理を均一的に行う。
【００４４】
なお、このとき、ガス収集室６６、６９内の整流部材６８、７１によってガスが偏流しないようにすることによって、混合ガスを広範的に捕えてガス収集室６６、６９内に導き、ガス排出管４８を介して混合ガスを除害部４９に排出し、無害化する。これにより、安全に運転できる表面処理装置２０００を提供できる。
【００４５】
上記構成によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、本実施形態においては、混合ガスに酸素ガスを含むものを用いて被処理物の表面を処理する場合を示したが、一変形例として、酸素ガスの代わりに窒素ガス又は／及びその他のガスを含んだ混合ガスを用いてもよい。
【実施例】
【００４６】
次に、実施例を用いて、本発明を説明する。ここでは、本発明に係る整流部材が設けられている表面処理装置（実施例）と設けられていない表面処理装置（比較例）とをそれぞれ用いて、フィルムの片面（処理面）にフッ素ガス表面処理改質を施し、得られたフィルム両面の純水接触角測定を行って、表面処理改質の均一性評価を行った。これによって、整流部材の効果を検証する。なお、上記純水接触角測定は、エルマ販売株式会社製の測定装置（Ｇ−１）を用いて、室温、室内雰囲気下、精製水９マイクロリットルの条件で行なった。
【００４７】
検証用のフィルムには、ポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製 カプトン（登録商標）１００Ｈ：厚み２５μｍ、幅５２０ｍｍ、長さ５５０ｍ）と、ポリエチレンフィルム（厚み１００μｍ、幅５００ｍｍ、長さ５５０ｍ）とを用いた。なお、フィルムの表面処理改質の均一性評価は、フィルム走行速度を５０ｍ／ｍｉｎ、酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガス（フッ素ガス濃度１％）の流量を６Ｌ／ｍｉｎ（表面処理室内を１分間で約１置換できる程度のもの）として得たフィルムについて行った。また、処理後の各フィルムにおける処理面の分析は、走行開始時点から１０ｍ後を０（基準点）として長さ方向に１５０ｍごとに、且つ、ガス排出管が接続されていない方を０としてフィルム幅方向に１０ｃｍおきに、各点で１０回の純水接触角測定を行い、平均値を算出することによってなされた。また、処理後の各フィルムにおける非処理面の分析は、幅方向に２５ｃｍおきに測定した以外、処理面の場合と同様とした。ここで、各例における装置構成は以下の通りである。
【００４８】
（実施例１の装置）
本実施例では、第１実施形態に示した表面処理装置とほぼ同様の装置を用いた。ただし、本実施例に係る表面処理装置は、（１）第１実施形態における表面処理室２１（混合ガス分散室２３）に複数接続されている混合ガス供給管４の代わりに、表面処理室１０１（混合ガス分散室２３と同様の混合ガス分散室）の中央に設けられた混合ガス供給管８４（図７参照）を用いた点、（２）第１実施形態におけるガス収集室２２（ガス収集小室２５）に複数接続されているガス排出管８の代わりに、ガス収集室１０２（ガス収集小室２５と同様のガス収集小室）の側部に設けられた２本のガス排出管８８（図７参照）を用いた点で、第１実施形態に係る表面処理装置１０００と異なっている。なお、本実施例の表面処理装置の一部を示した図７における符号８１、８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８５ａ、１０１、１０２の部位は、順に、第１実施形態における符号１、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、５ａ、２１、２２の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、図７において図示していない部位も第１実施形態と同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４９】
表面処理装置の主な部位の具体的な寸法は、以下の通りである。表面処理室１０１においては、幅（長手方向長さ）が６００ｍｍ、短手方向長さが１５０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から整流部材８４までの最短距離が５０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の縁までの距離が約１ｍｍである。また、ガス収集室１０２においては、幅（長手方向長さ）が７００ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の外縁位置までの高さが約１０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の内縁位置までの距離が約１ｍｍである。メインロール８５ａにおいては、幅（長手方向長さ）が９００ｍｍである。
【００５０】
また、表面処理室１０１内の整流部材には、流量に対する圧力抵抗値が設定流量に対して全面積で３０ｋＰａ程度発生するような焼結金属フィルタを使用した。また、ガス収集室１０２内の整流部材には、開口部での風速が１ｍ／ｓの流量になるような排気流速になる焼結金属フィルタを使用した。
【００５１】
（比較例１の装置）
表面処理室内における整流部材を取り外していること以外、実施例１に係る表面処理装置と同様の装置とした。
【００５２】
（比較例２の装置）
ガス収集室内における整流部材を取り外していること以外、実施例１に係る表面処理装置と同様の装置とした。
【００５３】
上記実施例１及び比較例１、２の装置を用いて得たフィルムにおける表面処理改質の均一性評価のための接触角測定結果を以下に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
実施例１の装置によると、比較例１、２の装置を使用したのに比べて、フィルムの表面処理改質の均一性が高くなるように処理されていることが分かる。したがって、整流部材を用いることに表面処理改質の均一性効果があることが理解できる。また、表１及び表２から、メインロール８５ａを用いることで、確実に片面処理が達成されている（各フィルム非処理面は表面改質されていない）ことがわかる。
【００５７】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記各実施形態、実施例又は変形例に限定されるものではない。例えば、上記第１実施形態における混合ガス供給管及びガス排出管の配置は、図３に示した通りだが、必ずしもこのような構成でなくてもよく、表面処理室へ均一にガスを供給できる構成となっていればよい。
【００５８】
また、上記各実施形態又は変形例におけるガス供給部のフッ素ガスタンク、酸素ガスタンク、窒素ガスタンクの代わりに、その場でフッ素ガス、酸素ガス、窒素ガスを発生させるフッ素ガス発生装置、酸素ガス発生装置、窒素ガス発生装置をそれぞれ用いてもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態又は変形例において、フィルムの搬送方向を巻き取りロール側から送り出しロール側へ向かう方向にしてもよい。
【００６０】
また、上記各実施形態又は変形例においては、フッ素ガスが触れる部位に、フッ素ガスの耐食性を有した材料（例えば、ニッケル、表面にニッケルめっき又はフッ素樹脂がコーティングされた材料）が用いられることが好ましい。
【００６１】
また、上記第２実施形態においては２つのガス収集室がある場合を示したが、漏れた混合ガスを必要十分に収集できるものであれば、ガス収集室は１つ以上設けられているだけでもよい。また、上記各実施形態におけるガス収集室における網目状部材は、設けられていなくてもよい。
【００６２】
また、上記各実施形態又は変形例においては、密室であるチャンバー内に設けられ、外部から表面処理装置を遠隔操作できるように構成されているものであってもよい。これにより、より安全に表面処理装置を運転できる。
【００６３】
また、上記第１実施形態の一変形例として、図７に示すように、上記第１実施形態のガイドロール５ｃの下流に、フィルム１の逆面側を表面処理できる構成（第１実施形態における符合２〜５、７〜１１の部位と、順に同様の符号１２２〜１２５、１２７〜１３１の部位）を設け、フィルム両面の表面処理ができる表面処理装置３０００としてもよい。なお、第２実施形態においても、同様の変形を行うこともできる。また、各実施形態同士を組み合わせて、フィルム両面を表面処理するものであってもよい。
【００６４】
また、上記第１、第２実施形態又は実施例における表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材を設けてもよい。摺動性部材の厚みを利用することで、前記表面処理室と前記ロール部との間隔を所定間隔に設定しやすい上、前記表面処理室内から混合ガスがガス収集室に漏れ出す際に、側面においてロール軸方向に漏れ出すことによる混合ガスの流量の不均一さを防ぐことが可能となり、前記被処理物の幅方向端部の処理ムラをより低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１、４１、８１ フィルム
２、１２２ ハウジング
２ａ、２ｂ、２ｄ、８２ａ、８２ｂ、８２ｄ 長尺状部材
６０、６１、６２ 筒状体
２ｃ、８２ｃ 天板
３、４３、１２３ 混合ガス供給部
４、４４、８４、１２４ 混合ガス供給管
５、４５、１２５ ロール部
５ａ、４５ａ、８５ａ、１２５ａ メインロール
５ｂ、５ｃ、４５ｂ、４５ｃ、１２５ｂ、１２５ｃ ガイドロール
６、４６ 送り出しロール
７、４７、１２７ 巻き取りロール
８、４８、８８、１２８ ガス排出管
９、４９、１３９ 除害部
１０、１１、５０、５１、１３０、１３１ 排気ポンプ
２１、６３、１０１ 表面処理室
２１ａ、２２ａ、６０ａ 開口部
２２、６６、６９、１０２ ガス収集室
２３、６４ 混合ガス分散室
２４、２６、６５、６８、７１ 整流部材
２５、６７、７０ ガス収集小室
３１ フッ素ガスタンク
３２ フッ素ガス用ＭＦＣ
３３ 酸素ガスタンク
３４ 酸素ガス用ＭＦＣ
３６ ミキサー
４２ 表面処理部
１０００、２０００、３０００ 表面処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素ガスによって被処理物の表面処理をする表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面処理装置は、公知となっている。例えば、下記特許文献１に記載の装置が挙げられる。この特許文献１の装置は、押出手段と、上下に入口および出口が形成された直方体のハウジングの幅方向両側に一定間隔でフッ素ガス供給管が設けられたフィルム表面活性化手段と、防曇剤コーティング手段と、垂直型乾燥機と、フィルム巻取ロールとから構成されることを特徴とする農芸用合成樹脂防曇フィルムの製造装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３２４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置においては、ハウジング内において、被処理物に一方側からフッ素ガスを吹き付けることで片面処理することができる。しかしながら、フッ素ガスが裏面まで回り込むので、片面のみの処理を行うことができない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、確実に片面処理することが可能な表面処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 本発明の表面処理装置は、シート状の被処理物が撓んだ状態で当接する当接面を有し、前記被処理物を前記当接面に沿って搬送するロール部と、ガス源から供給された、フッ素ガスを含んだ混合ガスを、前記ロール部上の前記被処理物の片面に吹き付けて表面処理する表面処理室と、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを収集するガス収集室とを備えているものである。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、確実且つ容易に片面処理することが可能な表面処理装置を提供することができる。また、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスをガス収集室が収集するので、安全な運転が可能な表面処理装置を提供できる。
【０００８】
（２） 上記（１）の表面処理装置においては、前記表面処理室が、前記ロール部側に開口部を有した略直方体の長尺状部材の内部に形成され、前記長尺状部材の内部を仕切って前記混合ガスを分散する混合ガス分散室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第１の整流部材を備えており、前記混合ガス分散室に、前記ガス源から前記混合ガスを供給する混合ガス供給管が接続されていることが好ましい。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、混合ガス分散室から第１の整流部材を通過して、前記表面処理室内において前記被処理物の幅方向に均一的に噴出された混合ガスによって、被処理物の表面をより均一に且つ高効率で処理することができる。
【００１０】
（３） 上記（１）又は（２）の表面処理装置においては、前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部の周囲を取り囲む開口部を有した別の長尺状部材の内部に形成されているものであることが好ましい。
【００１１】
（４） 別の観点として、上記（１）又は（２）の表面処理装置においては、前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部に隣設されている開口部を有した筒状体の内部に形成されているものでもよい。
【００１２】
上記（３）又は（４）の構成によれば、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを確実に収集することができる。
【００１３】
（５） 上記（１）〜（４）の表面処理装置においては、前記ガス収集室の内部を仕切ってガス収集小室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第２の整流部材を備えており、前記ガス収集小室に、収集したガスを外部に排出するガス排出管が接続されていることが好ましい。
【００１４】
上記（５）の構成によれば、前記第２の整流部材を介して被処理物の表面上のガス流れを偏流しないようにしつつ、前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを均一に吸い込むことができるので、被処理物の表面をより均一的に処理しつつ、安全に運転できる。
【００１５】
（６） 上記（１）〜（５）の表面処理装置においては、前記ロール部が前記表面処理室と対向するメインロールを有しており、前記メインロールの軸方向長さが前記略直方体の長尺状部材の幅より長いものであり、前記略直方体の長尺状部材の幅が、前記被処理物の幅より広いことが好ましい。
【００１６】
上記（６）の構成によれば、被処理物の片側をメインロール上に密着させることによって、該被処理物の片側との密着部分に混合ガスが回り込まないようにすることができる。その結果として、被処理物のもう一方の側（表面処理室側）のみの表面処理をすることができる。
【００１７】
（７） 上記（１）〜（６）の表面処理装置においては、前記表面処理室の開口部が、前記ロール部の表面に沿った形状を有していることが好ましい。さらに、前記表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材が設けられているものであってもよい。
【００１８】
上記（７）の構成によれば、被処理物と前記表面処理室の開口部との距離を所定距離にできるので、混合ガスが側面開口部から漏れる際のガス流れの偏流をより抑止できる。その結果として、被処理物の表面をより均一的に処理することができる。また、前記表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材が設けられているので、摺動性部材の厚みを利用することで、前記処理室と前記ロール部との間隔を所定間隔に設定しやすい上、処理室内から混合ガスがガス収集室に漏れ出す際に側面でロール軸方向に漏れ出すことによる混合ガスの流量の不均一さを防ぐことが可能となり、前記被処理物の幅方向端部の処理ムラをより低減させることが可能となる。
【００１９】
（８） 上記（１）〜（７）の表面処理装置においては、前記第１の整流部材又は前記第２の整流部材が、網目状部材又は多孔部材からなるものであることが好ましい。
【００２０】
上記（８）の構成によれば、確実に、上記各効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。
【図２】図１の表面処理装置の一部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図１の表面処理装置におけるハウジングのＡ−Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は、図１の表面処理装置におけるハウジングのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１の表面処理装置における混合ガス供給部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。
【図６】図５の表面処理装置の一部拡大図である。
【図７】本発明の実施例に係る表面処理装置のハウジングの概略構成図である。
【図８】第１実施形態の一変形例に係る表面処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る表面処理装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。図２は、図１の表面処理装置の一部拡大図である。図３（ａ）は、図２のハウジングのＡ−Ａ矢視断面図であり、図３（ｂ）は、図２のハウジングのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る表面処理装置１０００は、被処理物であるフィルム１を内部で表面処理するためのハウジング２と、フッ素ガスを含んだ混合ガスのガス源である混合ガス供給部３と、ハウジング２の所定箇所に接続されており、混合ガス供給部３から混合ガスを供給する混合ガス供給管４と、ロール部５と、フィルム１が巻き付けられ、フィルム１をロール部５に送り出すことが可能な送り出しロール６と、ロール部５を介して送られてきたフィルム１を巻き取ることが可能な巻き取りロール７と、ガス排出管８を介してハウジング２内から混合ガスを回収し、フッ素ガスを除去して除害化する除害部９と、を備えているものである。以下、必要に応じて、各部の詳細な説明をする。
【００２４】
ハウジング２は、図２に示した断面図のように、開口部２１ａをロール部５側に有し、天板２ｃを開口部２１ａと反対側に有した略直方体の長尺状部材２ａと、前記長尺状部材２ａの内部に設けられ、開口部２２ａをロール部５側に有し、天板２ｃによって開口部２２ａと反対側が閉塞されている略直方体の長尺状部材２ｂとを有している。前記長尺状部材２ｂの内部には、天板２ｃを介して混合ガス供給管４が接続され、フィルム１を表面処理するための表面処理室２１が形成されており、前記長尺状部材２ａと前記長尺状部材２ｂとの間には、天板２ｃを介してガス排出管８が接続され、表面処理室２１から漏れた混合ガスを収集するガス収集室２２が形成されている。なお、表面処理室２１の長手方向の長さは、図３に示したように、フィルム１の幅よりも広くなるように構成されている。これにより、フィルム１の幅方向端部の処理ムラを軽減することができる。
【００２５】
表面処理室２１内には、表面処理室２１内に供給された混合ガスを分散させる分散手段であるとともに、表面処理室２１を仕切って、混合ガス分散室２３を形成している整流部材２４が設けられている。なお、本明細書中における整流部材は、金属メッシュ又は金属ワイヤーなどを用いて形成された網目状部材、又は、焼結体からなる若しくは多数の貫通孔が形成されている多孔性部材であって、フィルム１の幅方向についてガスが均一に噴出するように整流する流路を有したものである。ここで、該整流部材は、フィルム１の幅方向だけでなく、フィルム１の長さ方向にもガスが均一に噴出するように整流する流路を有したものであってもよい。また、混合ガス分散室２３には、混合ガス供給管４が直接接続されている。このような混合ガス分散室２３を用いれば、整流部材２４を介してガス流れを偏流しないようにしつつ噴出して少なくとも幅方向に均一に表面処理室２１の開口部２１ａへ流し出すことが可能である。なお、開口部２１ａは、メインロール５ａの表面に沿った形状となるように形成されている。
【００２６】
ガス収集室２２内には、ガス収集室２２の内部空間を仕切って、ガス収集小室２５を形成している環状の整流部材２６が設けられている。上記ガス収集小室２５を用いれば、整流部材２６を介してガス流れを偏流させないように均一に吸い込んでいくことが可能であり、表面処理室２１から漏れ出るガスを、ガス排出管８を介して外部に排出できる。
【００２７】
混合ガス供給部３は、図４（矢印はガスの流れる方向を示している）に示すように、フッ素ガスが貯留されているフッ素ガスタンク３１と、フッ素ガスタンク３１から供給されたフッ素ガスの質量流量を高精度で制御するフッ素ガス用マスフローコントローラ（以下、フッ素ガス用ＭＦＣと記載する）３２と、酸素ガスが貯留されている酸素ガスタンク３３と、酸素ガスタンク３３から供給された酸素ガスの質量流量を高精度で制御する酸素ガス用マスフローコントローラ（以下、酸素ガス用ＭＦＣと記載する）３４と、供給される酸素ガスの流速を利用して真空を発生させ、フッ素ガスを吸引するバキュームジェネレーター（以下、ＶＧと記載する）３５と、フッ素ガスと酸素ガスとを混合するミキサー３６とを有している。このような構成の混合ガス供給部３から混合ガスがハウジング２の表面処理室２１に供給される。
【００２８】
ロール部５は、フィルム１の幅より軸方向に長いメインロール５ａと、ガイドロール５ｂ、５ｃとを有しているものである。また、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いることで、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いることで、メインロール５ａにフィルム１が接触する面積（長さ）を変更することが可能になるので、表面処理室の長さをメインロール５ａの円周に沿って延長することが可能となり、処理速度（フィルム走行速度）を変更させることなく強い処理を行うことが可能となる。その際には、該表面処理室内に設置された整流部材２４をメインロール５の円周形状に沿う形状のものに変更してもよい。フィルム１をメインロール５ａの表面に密着させることができる。ここで、一変形例として、ロール部５においては、ガイドロール５ｂ、５ｃを用いずに、メインロール５ａだけの構成としてもよい。なお、フィルム１の片側をメインロール５ａ上に密着させることで、フィルム１の片側との密着部分に混合ガスが回り込まないようにすることができる。その結果として、フィルム１の表面処理室２１側のみの表面処理をすることができる。
【００２９】
ガス排出管８においては、除害部９と接続されている部分の途中で２本に枝分かれしている部分を有しており、該２本の管それぞれの途中に排気ポンプ１０、１１が設けられている。これにより、仮に排気ポンプ１０、１１のうち一台が故障しても、他方の一台で排気を行うことができるので、安全性が高い。
【００３０】
次に、本実施形態に係る表面処理装置１０００の動作について説明する。まず、排気ポンプ１０、１１を作動させておき、ガス排出管８を介して、ガス収集小室２５を含んだガス収集室２２内の空気を排出し続けておく。特に、ガス収集室２２からのガス排出量を調整し、ハウジング２の表面処理室２１内のガス流れ（混合ガス分散室２３から開口部２１ａへ向かうガス流れ）を形成しておく。次に、混合ガス供給部３を運転する。具体的には、図４に示した酸素ガス用ＭＦＣ３４を用いて酸素ガスタンク３３から質量流量を高精度で制御しつつ、酸素ガスをＶＧ３５に供給する。このとき、酸素ガスの流速を利用して内部に真空を発生させ、フッ素ガス用ＭＦＣ３２を用いてフッ素ガスタンク３１から質量流量を高精度で制御しつつ、所定の混合比率の混合ガスを作成する。次に、作成した混合ガスをミキサー３６に供給し、濃度を均一化する。続いて、混合ガス供給管４を介して、ハウジング２の表面処理室２１内における混合ガス分散室２３内に、前記混合ガスを供給する。混合ガス分散室２３内に供給された混合ガスは、網目状部材２４の隙間を通って偏流することなく均一に分散して表面処理室２１内を流れていくことができる。すなわち、表面処理室２１内に供給された混合ガスは、混合ガス分散室２３から開口部２１ａへ向かって均一に分散して流れる。このようにして表面処理室２１内を混合ガスで十分満たした後、送り出しロール６及び巻き取りロール７を動作させ、フィルム１をハウジング２の表面処理室２１における開口部２１ａとメインロール５ａとの間に送り込み、フィルム１片面の表面処理を均一的に行う。
【００３１】
なお、このとき、ガス収集室２２内の整流部材２６によってガスが偏流しないようにすることによって、混合ガスを広範的に捕えてガス収集室２２内に導き、ガス排出管８を介して混合ガスを除害部９に排出し、無害化する。これにより、安全に運転できる表面処理装置１０００を提供できる。
【００３２】
上記構成によれば、以下の効果を奏する。すなわち、確実且つ容易に片面処理することが可能な表面処理装置１０００を提供することができる。また、表面処理室２１と被処理物であるフィルム１との間から漏れた混合ガスをガス収集室２２が収集するので、安全な運転が可能な表面処理装置１０００を提供することができる。
【００３３】
また、混合ガス分散室２３から整流部材２４を通過して、表面処理室２１内において均一的に分散されたフッ素ガスによって、被処理物であるフィルム１の表面（片面）をより均一に且つ高効率で処理することができる。
【００３４】
また、ガス収集室２２が、表面処理室２１の開口部２１ａの周囲を取り囲む開口部２２ａを有した略直方体の長尺状部材であるので、装置の作動時には、表面処理室２１とフィルム１との間から漏れた混合ガスを確実に収集することができる。
【００３５】
さらに、ガス収集室２２の内部を仕切ってガス収集小室２５を形成している整流部材２６を有しているとともに、収集したガスを外部に排出するガス排出管８がガス収集小室２５に接続されているので、整流部材２６を介してフィルム１の表面上のガス流れを偏流しないようにしつつ、表面処理室２１とフィルム１との間から漏れた混合ガスを均一に吸い込むことができる。その結果として、フィルム１の表面をより均一的に処理しつつ、装置を安全に運転できる。
【００３６】
加えて、メインロール５ａの軸方向における開口部２１ａ断面の端部が、メインロール５ａの表面に沿った形状に形成されているので、フィルム１と表面処理室２１の開口部２１ａとの距離を所定距離にできるので、混合ガスが開口部２１ａから漏れる際のガス流れの偏流をより抑止できる。その結果として、フィルム１の表面をより均一的に処理することができる。
【００３７】
また、表面処理室２１の幅が、被処理物であるフィルム１の幅より広いものであるので、フィルム１の幅方向端部の処理ムラを軽減することができる。
【００３８】
ここで、本実施形態においては、混合ガスに酸素ガスを含むものを用いて被処理物の表面を処理する場合を示したが、一変形例として、酸素ガスの代わりに窒素ガス又は／及びその他のガスを含んだ混合ガスを用いてもよい。
【００３９】
＜第２実施形態＞
次に、図５及び図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る表面処理装置の概略構成図である。図６は、図５の表面処理装置の一部拡大図である。なお、本実施形態における符号４１、４３〜５１の部分は、上記第１実施形態の符号１、３〜１１の部分と順に同様のものであり、説明を省略する場合がある。
【００４０】
本実施形態に係る表面処理装置２０００は、ハウジング２の代わりに、筒状体６０、６１、６２を有している表面処理部４２を設けている点で、第１実施形態と異なっている。その他の部位においては、第１実施形態と同様である。
【００４１】
筒状体６０は、メインロール４５ａの軸方向においてフィルム４１の幅より長い開口部６０ａを有した略直方体の部材であり、筒状体６１、６２に挟まれるように設けられている。また、筒状体６０の内部には、表面処理室６３が形成されているとともに、表面処理室６３を仕切って、混合ガス分散室６４を形成している整流部材６５が設けられている。混合ガス分散室６４には、混合ガス供給管４４が直接接続されており、混合ガス供給部４３からの混合ガスが供給されるようになっている。なお、混合ガス供給管４４は、１本以上設けられていればよく、２本以上設けられている場合は、等間隔となるように配置されていることが好ましい。
【００４２】
筒状体６１は、筒状体６０と同様の構成の部材であって、筒状体６１内部には、ガス収集室６６が形成されているとともに、ガス収集室６６を仕切ってガス収集小室６７を形成している整流部材６８が設けられている。また、筒状体６２は、筒状体６０と同様の構成の部材であって、筒状体６２内部には、ガス収集室６９が形成されているとともに、ガス収集室６９を仕切って、ガス収集小室７０を形成している整流部材７１が設けられている。ガス収集小室６７、７０のそれぞれには、ガス排出管４８が直接接続されており、装置の動作時には、筒状体６０の表面処理室６３から漏れ出た混合ガスを収集した後、除害部４９に排出できるようになっている。なお、ガス排出管４８は、１本以上設けられていればよく、２本以上設けられている場合は、等間隔となるように配置されていることが好ましい。
【００４３】
次に、本実施形態に係る表面処理装置の動作について説明する。まず、第１実施形態と同様に、排気ポンプ５０、５１を作動させておき、ガス排出管４８を介して、ガス収集小室６７、７０を含んだガス収集室６６、６９内の空気を排出し続けておく。特に、ガス収集室６６、６９からのガス排出量を調整し、筒状体６０の表面処理室６３内のガス流れ（混合ガス分散室６４から開口部６０ａへ向かうガス流れ）を形成しておく。次に、第１実施形態と同様に、混合ガス供給部４３を運転し、混合ガス供給管４４を介して、筒状体６０の表面処理室６３内における混合ガス分散室６４内に、フッ素ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給する。混合ガス分散室６４内に供給された混合ガスは、整流部材６５の隙間を通って偏流することなく均一に分散して表面処理室６３内を流れていくことができる。すなわち、表面処理室６３内に供給された混合ガスは、混合ガス分散室６４から開口部６０ａへ向かって均一に分散して流れる。このようにして表面処理室６３内を混合ガスで十分満たした後、送り出しロール４６及び巻き取りロール４７を動作させ、フィルム４１を筒状体６０における開口部６０ａとメインロール４５ａとの間に送り込み、フィルム４１片面の表面処理を均一的に行う。
【００４４】
なお、このとき、ガス収集室６６、６９内の整流部材６８、７１によってガスが偏流しないようにすることによって、混合ガスを広範的に捕えてガス収集室６６、６９内に導き、ガス排出管４８を介して混合ガスを除害部４９に排出し、無害化する。これにより、安全に運転できる表面処理装置２０００を提供できる。
【００４５】
上記構成によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、本実施形態においては、混合ガスに酸素ガスを含むものを用いて被処理物の表面を処理する場合を示したが、一変形例として、酸素ガスの代わりに窒素ガス又は／及びその他のガスを含んだ混合ガスを用いてもよい。
【実施例】
【００４６】
次に、実施例を用いて、本発明を説明する。ここでは、本発明に係る整流部材が設けられている表面処理装置（実施例）と設けられていない表面処理装置（比較例）とをそれぞれ用いて、フィルムの片面（処理面）にフッ素ガス表面処理改質を施し、得られたフィルム両面の純水接触角測定を行って、表面処理改質の均一性評価を行った。これによって、整流部材の効果を検証する。なお、上記純水接触角測定は、エルマ販売株式会社製の測定装置（Ｇ−１）を用いて、室温、室内雰囲気下、精製水９マイクロリットルの条件で行なった。
【００４７】
検証用のフィルムには、ポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製 カプトン（登録商標）１００Ｈ：厚み２５μｍ、幅５２０ｍｍ、長さ５５０ｍ）と、ポリエチレンフィルム（厚み１００μｍ、幅５００ｍｍ、長さ５５０ｍ）とを用いた。なお、フィルムの表面処理改質の均一性評価は、フィルム走行速度を５０ｍ／ｍｉｎ、酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガス（フッ素ガス濃度１％）の流量を６Ｌ／ｍｉｎ（表面処理室内を１分間で約１置換できる程度のもの）として得たフィルムについて行った。また、処理後の各フィルムにおける処理面の分析は、走行開始時点から１０ｍ後を０（基準点）として長さ方向に１５０ｍごとに、且つ、ガス排出管が接続されていない方を０としてフィルム幅方向に１０ｃｍおきに、各点で１０回の純水接触角測定を行い、平均値を算出することによってなされた。また、処理後の各フィルムにおける非処理面の分析は、幅方向に２５ｃｍおきに測定した以外、処理面の場合と同様とした。ここで、各例における装置構成は以下の通りである。
【００４８】
（実施例１の装置）
本実施例では、第１実施形態に示した表面処理装置とほぼ同様の装置を用いた。ただし、本実施例に係る表面処理装置は、（１）第１実施形態における表面処理室２１（混合ガス分散室２３）に複数接続されている混合ガス供給管４の代わりに、表面処理室１０１（混合ガス分散室２３と同様の混合ガス分散室）の中央に設けられた混合ガス供給管８４（図７参照）を用いた点、（２）第１実施形態におけるガス収集室２２（ガス収集小室２５）に複数接続されているガス排出管８の代わりに、ガス収集室１０２（ガス収集小室２５と同様のガス収集小室）の側部に設けられた２本のガス排出管８８（図７参照）を用いた点で、第１実施形態に係る表面処理装置１０００と異なっている。なお、本実施例の表面処理装置の一部を示した図７における符号８１、８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８５ａ、１０１、１０２の部位は、順に、第１実施形態における符号１、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、５ａ、２１、２２の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、図７において図示していない部位も第１実施形態と同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４９】
表面処理装置の主な部位の具体的な寸法は、以下の通りである。表面処理室１０１においては、幅（長手方向長さ）が６００ｍｍ、短手方向長さが１５０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から整流部材８４までの最短距離が５０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の縁までの距離が約１ｍｍである。また、ガス収集室１０２においては、幅（長手方向長さ）が７００ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の外縁位置までの高さが約１０ｍｍ、メインロール８５ａの表面から開口部の内縁位置までの距離が約１ｍｍである。メインロール８５ａにおいては、幅（長手方向長さ）が９００ｍｍである。
【００５０】
また、表面処理室１０１内の整流部材には、流量に対する圧力抵抗値が設定流量に対して全面積で３０ｋＰａ程度発生するような焼結金属フィルタを使用した。また、ガス収集室１０２内の整流部材には、開口部での風速が１ｍ／ｓの流量になるような排気流速になる焼結金属フィルタを使用した。
【００５１】
（比較例１の装置）
表面処理室内における整流部材を取り外していること以外、実施例１に係る表面処理装置と同様の装置とした。
【００５２】
（比較例２の装置）
ガス収集室内における整流部材を取り外していること以外、実施例１に係る表面処理装置と同様の装置とした。
【００５３】
上記実施例１及び比較例１、２の装置を用いて得たフィルムにおける表面処理改質の均一性評価のための接触角測定結果を以下に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
実施例１の装置によると、比較例１、２の装置を使用したのに比べて、フィルムの表面処理改質の均一性が高くなるように処理されていることが分かる。したがって、整流部材を用いることに表面処理改質の均一性効果があることが理解できる。また、表１及び表２から、メインロール８５ａを用いることで、確実に片面処理が達成されている（各フィルム非処理面は表面改質されていない）ことがわかる。
【００５７】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記各実施形態、実施例又は変形例に限定されるものではない。例えば、上記第１実施形態における混合ガス供給管及びガス排出管の配置は、図３に示した通りだが、必ずしもこのような構成でなくてもよく、表面処理室へ均一にガスを供給できる構成となっていればよい。
【００５８】
また、上記各実施形態又は変形例におけるガス供給部のフッ素ガスタンク、酸素ガスタンク、窒素ガスタンクの代わりに、その場でフッ素ガス、酸素ガス、窒素ガスを発生させるフッ素ガス発生装置、酸素ガス発生装置、窒素ガス発生装置をそれぞれ用いてもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態又は変形例において、フィルムの搬送方向を巻き取りロール側から送り出しロール側へ向かう方向にしてもよい。
【００６０】
また、上記各実施形態又は変形例においては、フッ素ガスが触れる部位に、フッ素ガスの耐食性を有した材料（例えば、ニッケル、表面にニッケルめっき又はフッ素樹脂がコーティングされた材料）が用いられることが好ましい。
【００６１】
また、上記第２実施形態においては２つのガス収集室がある場合を示したが、漏れた混合ガスを必要十分に収集できるものであれば、ガス収集室は１つ以上設けられているだけでもよい。また、上記各実施形態におけるガス収集室における網目状部材は、設けられていなくてもよい。
【００６２】
また、上記各実施形態又は変形例においては、密室であるチャンバー内に設けられ、外部から表面処理装置を遠隔操作できるように構成されているものであってもよい。これにより、より安全に表面処理装置を運転できる。
【００６３】
また、上記第１実施形態の一変形例として、図７に示すように、上記第１実施形態のガイドロール５ｃの下流に、フィルム１の逆面側を表面処理できる構成（第１実施形態における符合２〜５、７〜１１の部位と、順に同様の符号１２２〜１２５、１２７〜１３１の部位）を設け、フィルム両面の表面処理ができる表面処理装置３０００としてもよい。なお、第２実施形態においても、同様の変形を行うこともできる。また、各実施形態同士を組み合わせて、フィルム両面を表面処理するものであってもよい。
【００６４】
また、上記第１、第２実施形態又は実施例における表面処理室の側面開口部に、テフロン（登録商標）などの摺動性部材を設けてもよい。摺動性部材の厚みを利用することで、前記表面処理室と前記ロール部との間隔を所定間隔に設定しやすい上、前記表面処理室内から混合ガスがガス収集室に漏れ出す際に、側面においてロール軸方向に漏れ出すことによる混合ガスの流量の不均一さを防ぐことが可能となり、前記被処理物の幅方向端部の処理ムラをより低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１、４１、８１ フィルム
２、１２２ ハウジング
２ａ、２ｂ、２ｄ、８２ａ、８２ｂ、８２ｄ 長尺状部材
６０、６１、６２ 筒状体
２ｃ、８２ｃ 天板
３、４３、１２３ 混合ガス供給部
４、４４、８４、１２４ 混合ガス供給管
５、４５、１２５ ロール部
５ａ、４５ａ、８５ａ、１２５ａ メインロール
５ｂ、５ｃ、４５ｂ、４５ｃ、１２５ｂ、１２５ｃ ガイドロール
６、４６ 送り出しロール
７、４７、１２７ 巻き取りロール
８、４８、８８、１２８ ガス排出管
９、４９、１３９ 除害部
１０、１１、５０、５１、１３０、１３１ 排気ポンプ
２１、６３、１０１ 表面処理室
２１ａ、２２ａ、６０ａ 開口部
２２、６６、６９、１０２ ガス収集室
２３、６４ 混合ガス分散室
２４、２６、６５、６８、７１ 整流部材
２５、６７、７０ ガス収集小室
３１ フッ素ガスタンク
３２ フッ素ガス用ＭＦＣ
３３ 酸素ガスタンク
３４ 酸素ガス用ＭＦＣ
３６ ミキサー
４２ 表面処理部
１０００、２０００、３０００ 表面処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被処理物が撓んだ状態で当接する当接面を有し、前記被処理物を前記当接面に沿って搬送するロール部と、
ガス源から供給された、フッ素ガスを含んだ混合ガスを、前記ロール部上の前記被処理物の片面に吹き付けて表面処理する表面処理室と、
前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを収集するガス収集室とを備えていることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記表面処理室が、前記ロール部側に開口部を有した略直方体の長尺状部材の内部に形成され、前記長尺状部材の内部を仕切って前記混合ガスを分散する混合ガス分散室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第１の整流部材を備えており、
前記混合ガス分散室に、前記ガス源から前記混合ガスを供給する混合ガス供給管が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部の周囲を取り囲む開口部を有した別の長尺状部材の内部に形成されているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部に隣設されている開口部を有した筒状体の内部に形成されているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記ガス収集室の内部を仕切ってガス収集小室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第２の整流部材を備えており、
前記ガス収集小室に、収集したガスを外部に排出するガス排出管が接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記ロール部が前記表面処理室と対向するメインロールを有しており、
前記メインロールの軸方向長さが前記略直方体の長尺状部材の幅より長いものであり、
前記略直方体の長尺状部材の幅が、前記被処理物の幅より広いものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記表面処理室の開口部が、前記ロール部の表面に沿った形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記第１の整流部材又は前記第２の整流部材が、網目状部材又は多孔部材からなるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１】
シート状の被処理物が撓んだ状態で当接する当接面を有し、前記被処理物を前記当接面に沿って搬送するロール部と、
ガス源から供給された、フッ素ガスを含んだ混合ガスを、前記ロール部上の前記被処理物の片面に吹き付けて表面処理する表面処理室と、
前記表面処理室と前記被処理物との間から漏れた混合ガスを収集するガス収集室とを備えていることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記表面処理室が、前記ロール部側に開口部を有した略直方体の長尺状部材の内部に形成され、前記長尺状部材の内部を仕切って前記混合ガスを分散する混合ガス分散室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第１の整流部材を備えており、
前記混合ガス分散室に、前記ガス源から前記混合ガスを供給する混合ガス供給管が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部の周囲を取り囲む開口部を有した別の長尺状部材の内部に形成されているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記ガス収集室が、前記表面処理室の開口部に隣設されている開口部を有した筒状体の内部に形成されているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記ガス収集室の内部を仕切ってガス収集小室を形成しているとともに、少なくとも前記被処理物の幅方向について均一に噴出するように整流する流路を有した第２の整流部材を備えており、
前記ガス収集小室に、収集したガスを外部に排出するガス排出管が接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記ロール部が前記表面処理室と対向するメインロールを有しており、
前記メインロールの軸方向長さが前記略直方体の長尺状部材の幅より長いものであり、
前記略直方体の長尺状部材の幅が、前記被処理物の幅より広いものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記表面処理室の開口部が、前記ロール部の表面に沿った形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記第１の整流部材又は前記第２の整流部材が、網目状部材又は多孔部材からなるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−６３７７９（Ｐ２０１１−６３７７９Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８０３２（Ｐ２００９−２１８０３２）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５０２３８６８３５）高松帝酸株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５０２３８６８３５）高松帝酸株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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