專利名稱：表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用常壓等離子體處理基板的表面的表面處理方法。
背景技術(shù)：
當前，在包括諸如液晶顯示器和有機EL顯示裝置的顯示裝置、光學元件、半導(dǎo)體器件、和薄膜太陽能電池的各種裝置中使用包括氣障膜、保護膜、以及諸如濾光器和防反射膜的光學薄膜的各種功能膜(功能膜片)。這種功能膜基本上通常通過諸如涂布、濺射和等離子體增強CVD方法的真空淀積技術(shù)在由聚酯或類似物形成的基板(基部、支撐體)的表面上形成功能層制造而成。這種功能膜用在長期加熱環(huán)境中，例如，用在液晶顯示器中。然而，當功能膜長時間受熱時，存在功能層可能會與基板分離的問題?；诠δ苣さ挠猛?，功能層可能必須形成在諸如氟樹脂的基板上，功能層與具有氟樹脂的基板不會具有良好的粘附力。因此，當基板與功能層之間的粘附存在問題時，作為提高粘附力的方法，已經(jīng)提出了在形成功能層之前通過常壓等離子體處理處理基板的表面的方法。例如，JP 3765190B公開了在500-800托的大氣壓力下對連續(xù)供給的結(jié)晶度小于 80%的聚酯基板(支撐體)的至少一個表面進行氣體放電等離子體處理，其中通過引入含有壓力占50 %或更多的氬氣的惰性氣體并且在50W X min/m2或更大且小于500W X min/m2下執(zhí)行處理來執(zhí)行表面處理。為了減小基板的卷曲，JP 3765190B還公開了在等離子體處理之前將基板加熱到聚酯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(K)的-30%至0%的溫度范圍。JP 3288228B公開了通過以下步驟執(zhí)行表面處理將至少具有10或更大介電常數(shù) (在25°C環(huán)境下)的固體電介質(zhì)體設(shè)置在相對的一對電極的相對的表面中的一個處，并在一個電極與固體電介質(zhì)體之間或在固體電介質(zhì)體之間設(shè)置基板(基部)，以及由通過施加具有l(wèi)-40kV/cm的電場強度和100-800 μ s的脈沖寬度的脈沖電場在一對電極之間產(chǎn)生的等離子體放電處理基板表面。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明人的研究，當使用聚酯作為基板時，要理解的是基板表面上存在的低聚物減小了基板與功能層之間的粘附力。相反，如JP 3765190Β和JP 3288228Β中所述，通過常壓等離子體的表面處理可以分解基板的表面上存在的低聚物，從而能夠提高基板與功能層之間的粘附力。然而，根據(jù)本發(fā)明人的研究，在如JP 3288228Β中公開的由簡單的常壓等離子體處理進行的表面處理的方法中和如JP 3765190Β中公開的在常壓等離子體處理之前在將基板加熱到小于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg之后通過常壓等離子體處理進行表面處理的方法中， 雖然在處理時可以清除基板表面上存在的低聚物，但是要理解的是，隨著時間的推移，在基板表面附近的內(nèi)部存在的低聚物可能會滲出到基板的表面上。即，在通過常壓等離子體處理進行的表面處理中，基板與功能層之間的粘附力暫時提高，但是基板與功能層之間的粘
3附力會隨著時間的推移而減小。本發(fā)明的目的是通過提供一種表面處理方法消除上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題，當通過常壓等離子體處理對聚酯基板的表面執(zhí)行表面處理時，所述表面處理方法可以通過防止低聚物隨著從表面處理起時間的推移而滲出到基板表面上來有效并且連續(xù)地執(zhí)行提高基板與功能層之間的粘附力的高質(zhì)量表面處理。為了解決這些問題，本發(fā)明提供了一種用于在沿縱向方向供給的同時對長聚酯基板執(zhí)行常壓等離子體處理的表面處理方法，所述方法包括以下步驟用于通過常壓等離子體對基板執(zhí)行表面處理的常壓等離子體步驟；和用于在常壓等離子體步驟之前加熱基板使得基板的至少一側(cè)的表面溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的加熱步驟。在這種情況下，優(yōu)選的是常壓等離子體步驟的處理強度為3kJ/m2或更大，并且功率密度為40kV/cm或更大。進一步地，在常壓等離子體步驟中，優(yōu)選的是常壓等離子體處理通過在電極對與電源之間設(shè)置阻抗匹配電路和脈沖控制元件來執(zhí)行。另外，當電源將電壓施加在電極之間時，脈沖控制元件優(yōu)選地在半個周期期間生成至少一個電壓脈沖，并且在電極之間的位移電流脈沖在電壓脈沖生成的情況下而生成。還優(yōu)選的是脈沖控制元件至少包括扼流線圈。基板在加熱步驟中的加熱時間在從0. 5秒到300秒的范圍內(nèi)。此外，在加熱步驟中，優(yōu)選的是基板的表面溫度被加熱到Tg+0°C到Tg+40°C的范圍內(nèi)。另外，在加熱步驟中基板的加熱方法優(yōu)選的是將干熱空氣吹送到基板上來進行?？商鎿Q地，在加熱步驟中基板的加熱方法優(yōu)選的是使用接觸型加熱輥或非接觸型加熱器。在常壓等離子體步驟之后，優(yōu)選的是包括冷卻基板的冷卻步驟。另外，在冷卻步驟中基板的冷卻方法優(yōu)選地通過吹送冷空氣進行。可替換地，在冷卻步驟中基板的冷卻方法優(yōu)選地使用接觸型冷卻輥。在常壓等離子體步驟之后，優(yōu)選是包括用于在基板上形成易粘附層的涂布步驟。在常壓等離子體步驟中，還優(yōu)選的是在常壓等離子體處理中使用的氣體包括氮氣。根據(jù)本發(fā)明，當沿著縱向方向供給長的聚酯基板的同時對所述長的聚酯進行常壓等離子體處理時，通過包括在常壓等離子體步驟之前用于加熱基板使得基板至少一側(cè)的表面溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的加熱步驟，即使隨著從通過常壓等離子體處理進行的表面處理起時間的推移，也可以抑制低聚物滲出到基板表面上，由此能夠有效并且連續(xù)地執(zhí)行提高基板與功能層之間的粘附力的高質(zhì)量表面處理。


圖1是顯示用于實施本發(fā)明的表面處理方法的表面處理裝置的實施例的示意性視圖；以及圖2是顯示圖1中所示的表面處理裝置的等離子體處理部分的示意性視圖。
具體實施例方式接下來，根據(jù)附圖中所示的優(yōu)選實施例詳細地說明本發(fā)明的表面處理方法。圖1是顯示用于實施本發(fā)明的表面處理方法的表面處理裝置的實施例的示意性視圖。圖1中所示的表面處理裝置10是可以在沿縱向方向供給基板的同時通過常壓等離子體處理在長基板Z (片基)的表面上執(zhí)行表面處理的裝置。該表面處理裝置10是用于通過所謂的輥至輥系統(tǒng)執(zhí)行成膜的裝置，其中長基板Z 從具有卷繞成卷的基板ζ基板卷14供給，在沿縱向方向供給的同時對基板Z執(zhí)行表面處理，并且被表面處理后的基板Z被卷繞成卷。表面處理裝置10具有沿基板Z的供給方向設(shè)置在下游側(cè)的涂布部22，并且在表面處理之后在基板Z上形成功能層。表面處理裝置10具有旋轉(zhuǎn)軸12、熱處理裝置16、等離子體處理部18、涂布部22、 和卷繞軸30。要注意的是在本發(fā)明中，基板Z是由聚酯形成的長膜狀材料，如PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜。在表面處理裝置10中，長基板Z從基板卷14供給，并且在縱向方向上沿預(yù)定供給路徑供給的同時，通過熱處理裝置16對基板Z進行熱處理，并且在等離子體處理部18中對基板Z進行表面處理，在涂布部22中形成功能層，然后基板Z被卷繞(卷繞成卷)在卷繞軸30上。在熱處理裝置10中，在通過等離子體處理部18進行表面處理之前，熱處理裝置16 將基板Z的表面加熱到超過基板Z (聚酯)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的溫度。在圖中所示的示例中，熱處理裝置16通過將熱空氣吹送在基板Z的兩側(cè)而將基板 Z的表面加熱到超過Tg的溫度。已經(jīng)被熱處理裝置16加熱的基板Z被供給到等離子體處理部18。在通過隨后所述的常壓等離子體處理執(zhí)行表面處理之前，通過將基板Z加熱到超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的溫度來使基板Z的表面附近的內(nèi)部存在的低聚物(以下稱為內(nèi)部低聚物)滲出到表面上。在內(nèi)部低聚物已經(jīng)滲出到基板Z的表面上之后，在常壓等離子體處理中執(zhí)行表面處理，以防止內(nèi)部低聚物隨著從表面處理起的時間推移滲出到基板Z的表面上，并從而防止減小基板Z與功能層之間的粘附力。隨后將詳細說明這點。熱處理裝置16優(yōu)選地將基板Z加熱持續(xù)0. 5-300秒的時間。當加熱時間為0. 5秒或更長時間時，內(nèi)部低聚物充分地滲出到表面上，并且可以通過后處理中的干燥裝置52或類似裝置抑制由于加熱引起的低聚物滲出。此外，將加熱時間設(shè)定到小于300秒可以防止由于加熱而對基板Z造成的損壞，從而避免基部的伸長。基板Z的加熱溫度更優(yōu)選地為Tg+0°C至Tg+40°C。通過將基板Z的加熱溫度設(shè)定到該范圍，內(nèi)部低聚物可以有利地滲出到基板Z的表面上，并且可以抑制粘附力的降低。要注意的是基板Z的加熱溫度比聚酯的軟化點Ts低。雖然熱處理裝置16如圖所示通過吹送熱空氣來加熱基板Z，但是本發(fā)明不局限于這種配置，這是因為可以使用各種公知的加熱裝置。接觸型加熱輥或非接觸加熱器的使用是優(yōu)選的。通過熱處理裝置16熱處理后的基板Z被供應(yīng)給等離子體處理部18。等離子體處理部18是用于通過常壓等離子體處理對熱處理后的基板執(zhí)行表面處理的部分。圖2是顯示表面處理裝置10的等離子體處理部18的示意性視圖。如圖2中所示， 等離子體處理部18具有高壓電極36、接地電極38、電源40、和匹配電路42。高壓電極36和接地電極38形成用于生成常壓等離子體的電極對34。高壓電極36和接地電極38為常壓等離子體處理裝置中使用的公知部件，例如，其相對表面被電介質(zhì)體(絕緣體)遮蓋的不銹鋼板狀構(gòu)件。高壓電極36和接地電極38平行于基板Z設(shè)置，且以預(yù)定距離間隔開，從而將在預(yù)定供給路徑上供給的基板Z夾在所述高壓電極36與接地電極38之間。在高壓電極36與接地電極38之間，從氣體供應(yīng)裝置(未示出)供應(yīng)用于等離子體處理的氣體G(以下稱為 “等離子體氣體G”)。S卩，高壓電極36與接地電極38之間提供用于生成等離子體的空間。在表面處理裝置10中，在高壓電極36與接地電極38之間供應(yīng)等離子體氣體G，并且在高壓電極36與接地電極38之間供應(yīng)等離子體生成功率(等離子體激勵功率)，以在電極之間產(chǎn)生等離子體。該等離子體對在高壓電極36與接地電極38之間供給的基板Z的表面執(zhí)行表面處理。如JP 3765190B和JP 3288228B中所公開的，通過常壓等離子體處理進行的基板的表面處理可以提高基板與形成在基板上的功能層之間的粘附力。然而，通過常壓等離子體處理簡單執(zhí)行對基板的表面處理未必能提供充分的粘附力。如上所述，根據(jù)本發(fā)明人的研究，當使用聚酯作為基板時，要理解的是基板表面上所存在的低聚物減小了基板與功能層之間的粘附力。另外，在如JP 3288228B中公開的通過簡單地執(zhí)行常壓等離子體處理進行表面處理的方法和在如JP 3765190B中公開的通過在將基板加熱到小于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg之后通過執(zhí)行常壓等離子體處理進行的表面處理的方法中，雖然基板表面上存在的低聚物可能會由于在常壓等離子體處理中的表面處理而分解，但是要理解的是隨著從表面處理起的時間的推移，基板Z的表面附近的內(nèi)部存在的低聚物將滲出到基板Z的表面上。因此，即使當在執(zhí)行表面處理之后在基板Z的表面上形成功能層時，公知的是基板Z與功能層之間的粘附力由于內(nèi)部低聚物滲出的影響而隨時間的推移減小。相反，在本發(fā)明的表面處理方法中，當在沿縱向方向供給基板的同時通過常壓等離子體處理對長聚酯基板執(zhí)行表面處理時，在表面處理之前將基板加熱到超過Tg的溫度， 以使內(nèi)部低聚物滲出到基板Z的表面上。通過在將基板Z加熱到超過Tg的溫度并使內(nèi)部低聚物滲出到基板Z的表面上之后執(zhí)行表面處理，不僅可以分解基板Z的表面上存在的低聚物，而且可以分解滲出到基板Z 的表面上的內(nèi)部低聚物。即，可以降低減少在基板Z的表面的附近的內(nèi)部存在的內(nèi)部低聚物。通過分解基板Z的表面上的抑制基板Z與功能層之間的粘附的低聚物，當在表面處理之后在基板Z上形成功能層時，可以提高基板Z與功能層之間的粘附力。
另外，通過在表面處理之前將基板Z加熱到超過Tg的溫度，即使隨著從表面處理起的時間的推移，也可以抑制內(nèi)部低聚物到基板Z的表面上的滲出。因此，在功能層形成在基板Z上之后，可以防止由隨著時間的推移滲出的內(nèi)部低聚物造成的基板Z與功能層之間的粘附力的減小?；谒璧谋砻嫣幚?，任何公知的氣體可以用作等離子體氣體G。等離子體氣體的示例包括單獨或組合使用的氧氣、氮氣、氫氣、氦、氖、氬和氙。要注意的是使用氮氣是優(yōu)選的，這是因為能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低和處理性能。為了產(chǎn)生常壓等離子體，電源40將電壓施加(供應(yīng)用于等離子體生成的功率(等離子體激勵功率))到電極對34(接地電極38與高壓電極36之間)。在本發(fā)明中，電源40不具體受限，并且可以使用在用于通過常壓等離子體執(zhí)行表面處理的表面處理裝置中使用的各種公知的電源。電源40優(yōu)選地是在單頻下振蕩正弦曲線功率的電源，更優(yōu)選地是在IkHz的頻率或更大頻率下操作的電源，甚至更優(yōu)選地在 IOkHz或更大頻率下操作，并且理想地在IOOkHz或更大頻率下操作。電源40通過匹配電路42連接到電極對34 (接地電極38和高壓電極36)。要注意的是，在表面處理裝置10中，包括電源40和匹配電路42的電源電路在接地電極38側(cè)的匹配電路42與電源40之間接地。匹配電路42執(zhí)行電源40與電極對34之間的阻抗匹配，以減少從電極對34朝向電源40返回的功率反射(power reflection)。在所述的示例中，匹配電路42由與電極對34串聯(lián)的匹配線圈44、與電極對34并聯(lián)的電容器(阻抗)46、和作為脈沖控制元件的扼流線圈48構(gòu)造而成，扼流線圈48與匹配線圈44串聯(lián)，從而將電極對34置于扼流線圈48和匹配線圈44之間。對于常壓等離子體，為了生成等離子體，必須縮短電極對34之間的距離，并且在電極對34之間必須施加用于生成等離子體的足夠大的輸出功率。因此，諸如電弧放電的異常放電變得容易在電極對34之間發(fā)生，并且所關(guān)心的是這種異常放電可能會損壞基板Z。相反，匹配電路42使電極對34之間生成的常壓等離子體的放電穩(wěn)定，從而防止基板Z的損壞。另外，當增加常壓等離子體處理的輸出(放電強度、功率密度)以增加生產(chǎn)率時， 等離子體生成在電極對；34之間變得不穩(wěn)定，使得容易發(fā)生電弧放電。然而，可以生成輝光放電，并且通過匹配電路42使在電極對34之間生成的常壓等離子體的放電穩(wěn)定而使所述輝光放電穩(wěn)定。因此，可以防止由于異常排放對基板Z造成的損壞，從而可以高生產(chǎn)率地執(zhí)行高質(zhì)量的表面處理。優(yōu)選地，作為常壓等離子體處理的輸出的放電強度是3kJ/m2或更大且小于200kJ/ m2，并且更優(yōu)選地小于100kJ/m2。功率密度優(yōu)選地為40kV/cm或更大且小于100kV/Cm。通過在該范圍內(nèi)設(shè)定常壓等離子體處理的輸出，能夠更適當?shù)胤乐箤錤的損壞，并且可以高生產(chǎn)率執(zhí)行高質(zhì)量表面處理。要注意的是電極的電壓施加面積(/m2)表示發(fā)生放電的范圍的面積。在本發(fā)明中，當施加電壓以在電極對34處激發(fā)等離子體時，脈沖控制元件在半個周期內(nèi)生成至少一個脈沖電壓，以在電極對34之間生成位移電流脈沖，從而抑制異常放電并穩(wěn)定等離子體。
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作為脈沖控制元件，如具體在圖2中圖示的那樣，結(jié)合在匹配電路42中的扼流線圈48是合適的。在JP 2007-520878A和JP 2009-506496中公開了這種脈沖控制元件(S卩，結(jié)合在脈沖控制元件中的匹配電路、和具有電源和匹配電路的電源電路)。本發(fā)明的制造方法可以使用在這兩個專利申請出版物中公開的任意脈沖控制元件和電源電路。此外，在本發(fā)明的制造方法中，除示例性附圖和上述專利申請出版物中公開的結(jié)構(gòu)之外的各種公知的匹配電路可以用作匹配電路。雖然等離子體處理部18使用兩個平行平板作為電極對34，并在電極對34之間供給基板Z的同時執(zhí)行表面處理，但是本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)，這是因為圓筒和平板可以用作電極對，使得在將基板Z卷繞在圓筒的圓周表面的同時執(zhí)行表面處理。在等離子體處理部18中，表面處理后的基板Z由導(dǎo)輥3 和32b引導(dǎo)并供給到涂布部22。涂布部22是用于通過對表面處理后的基板Z的表面進行涂布而形成易粘附層的部分。涂布部22具有涂布裝置(50a和50b)、干燥裝置52和導(dǎo)輥M。涂布裝置50a將易粘附涂料層涂布在所供給的基板Z的表面上，并且被設(shè)置成該涂布裝置的縱向方向垂直于基板Z的供給方向并平行于基板Z。涂布裝置50a將易粘附涂料層涂布在基板Z的表面上。諸如刮條涂布機、輥式涂布機、和刮刀的各種公知的涂布裝置可以用作涂布裝置50a。在圖示中，涂布裝置50a通過刮條涂布機涂敷涂料層。關(guān)于這點，涂布裝置50b也是相同的。導(dǎo)輥M設(shè)置在涂布裝置50a的下游側(cè)，并且在沿預(yù)定路徑供給基板的同時接觸基板Z的與通過涂布裝置50a涂布有涂料的表面相對的一側(cè)的表面。在導(dǎo)輥M的下游側(cè)，涂布裝置50b將涂料涂敷到基板Z的與通過涂布裝置50a涂布有涂料的表面相對的一側(cè)的表面，并且被設(shè)置成使得涂布裝置50b的縱向方向垂直于基板Z的供給方向并平行于基板Z。干燥裝置52在涂布裝置50b的下游側(cè)干燥通過涂布裝置50a和50b涂敷在基板 Z的兩個表面上的易粘附涂料層。諸如通過加熱的干燥裝置之類的各種公知的干燥裝置可以用作干燥裝置52。作為通過涂布裝置50涂敷的易粘附層的材料，優(yōu)選地使用親水聚合物化合物。有用的親水聚合物化合物的示例包括聚乙烯醇衍生物(例如，聚乙烯醇、醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醇縮甲醛、苯甲基聚乙烯和類似物)、天然聚合物(例如，凝膠、干酪素、阿拉伯樹膠和類似物)、親水性聚酯衍生物(例如，部分磺化的聚對苯二甲酸乙二醇酯和類似物)、親水性聚乙烯衍生物(例如，聚-N-乙烯基吡硌烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯吲唑、聚乙烯吡唑和類似物)、和類似物，上述化合物可單獨使用或兩個或更多個組合使用。當與另一個基部連接時，通過涂布部分22形成在基板Z上的易粘附層具有提高的粘附力。使該層的表面變粗糙對提高粘附力是有效的。因此，將小于Ι.Ομπι的微細顆粒添加到易粘附層是優(yōu)選的。
無機和有機微細顆?？梢杂米魈砑拥揭渍掣綄拥奈⒓氼w粒。有用的無機微細顆粒的示例包括二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、高嶺土、硫酸鈣、和類似物。有用的有機微細顆粒的示例包括聚(元)丙烯酸酯樹脂、有機硅樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹酯、丙烯酸-苯乙烯樹脂、苯代三聚氰胺樹脂、三聚氰胺樹脂、以及聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯乙酰氟樹脂、和類似物。這些微細顆粒優(yōu)選地為諸如硅石的二氧化硅，例如，F(xiàn)uji SilysiaChemical有限公司的產(chǎn)品Sylysia和iTosoh Silica公司的產(chǎn)品Nipsil E。在涂布部22中，具有形成的易粘附層的基板Z被供給到卷繞軸30以通過卷繞軸 30卷繞成卷，并作為功能膜卷被供應(yīng)給下一個步驟。以下說明表面處理裝置10的操作。如上所述，當將基板卷14安裝在旋轉(zhuǎn)軸12上時，從基板卷14拉出基板Z并使所述基板Z沿預(yù)定供給路徑通過以到達卷繞軸30，所述預(yù)定供給路徑包括熱處理裝置16、等離子體處理部分18、導(dǎo)輥32、和涂布部22當插入基板Z時，基板Z的供給開始，并且啟動熱處理裝置16，以開始基板Z的熱處理。在等離子體處理部18中，在電極對34之間供應(yīng)等離子體氣體G，并且電源40被致動以開始基板Z的表面處理。另外，在涂布部22中，易粘附層在基板Z上的形成開始。如先前所述，因為在通過常壓等離子體處理進行表面處理之前，將基板Z加熱到超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度，以使內(nèi)部低聚物滲出到基板Z上，因此由等離子體處理部分 18進行的表面處理不僅分解基板Z的表面上存在的低聚物，而且分解已經(jīng)滲出到基板Z的表面上的內(nèi)部低聚物。因此，即使隨著從表面處理起的時間的推移，也可以抑制內(nèi)部低聚物滲出到基板Z的表面上，并且可防止基板Z與易粘附層(功能層)之間的粘附力隨著時間的推移而減小。在圖1中所示的表面處理裝置10中，在表面處理之前在超過Tg的溫度下對基板 Z的兩個表面都進行熱處理；然而，本發(fā)明不局限于這種布置，這是因為在表面處理之前可以在超過Tg的溫度下對基板Z的單個表面進行熱處理。雖然在表面處理裝置10中，涂布部22設(shè)置在等離子體處理部18的下游，但是本發(fā)明不局限于這種布置，這是因為具有另一種功能的部分也可以如此設(shè)置，例如，用于冷卻基板Z的冷卻裝置可以設(shè)置在等離子體處理部與涂布部之間。因為基板Z通過熱處理裝置被加熱到超過Tg的溫度并被軟化，因此關(guān)心的是基板 Z可能在供給期間在張力下會伸展并變形。因此，在等離子體處理之后對基板Z進行冷卻， 使得基板Z處于比Tg低的溫度下，以防止基板在供給期間在張力下伸長，從而抑制膜的變形。各種公知的冷卻裝置可以用作冷卻裝置，例如可以使用用于吹送冷空氣的冷卻裝置、接觸型冷卻輥、和類似裝置。雖然在表面處理裝置10中，用于形成易粘附層的涂布部22設(shè)置在等離子體處理部18的下游，但是本發(fā)明不局限于這種布置，這是因為用于形成另一種功能層的部分，例如用于在基板Z的表面上形成硬涂層的部分也可以如此設(shè)置。例如，用于形成硬涂層的部分可以具有用于將硬涂層材料涂布在基板Z上的涂布裝置、用于干燥涂覆材料的干燥裝置、和用于硬化被干燥膜的紫外線照射裝置。雖然在表面處理裝置10中，功能層(易粘附層)通過涂布形成，但是本發(fā)明不局限于這種布置，這是因為功能層也可以通過例如濺射(spattering)和等離子體增強CVD的真空淀積技術(shù)形成。表面處理裝置還可以具有多個這種功能層形成裝置。實施例接下來，通過參照以下具體實施例進一步詳細地說明本發(fā)明。[實施例1]圖1中所示的表面處理裝置10用于執(zhí)行基板Z的表面處理和功能層的形成。所使用的基板Z是具有1200mm寬和150 μ m厚的PET膜(FQ150，F(xiàn)ujifilm Corporation)?；錤的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是80°C。要注意的是進行處理的基板Z的長度為3500m。熱處理熱空氣吹送裝置(TSK-81B，Taketsuna Manufactory有限公司)用作熱處理裝置。 熱空氣溫度被設(shè)定為85°C，供給速度設(shè)定為lOm/min，以及熱空氣以Im間隔，即6秒間隔， 被吹送到基板Z上。表面處理氮氣與的氧氣的混合物用作在通過常壓等離子體處理進行的表面處理中的等離子體氣體G。電極對34沿基板Z的供給方向的長度為1300mm，并且供給速度為lOm/min。在常壓等離子體處理中使用的電源的頻率為150kHz，功率密度為40kV/cm，以及放電強度為4kJ/m2。2mH的線圈用作匹配電路42匹配線圈44，30pF的電容器用作電容器46，以及ImH 的扼流線圈用作扼流線圈。易粘附層在涂布部分22中，使用涂布桿涂覆包括蒸餾水(95% )、聚酯樹脂)、和交聯(lián)劑Elastron H-3 (1 %) (Dai-Ichi Kogyo Seiyaku有限公司的產(chǎn)品)的混合物的涂料材料， 并且通過設(shè)定到180°C的干燥裝置對所述涂料材料進行干燥。所形成的易粘附層的厚度為 0. 4 μ m0在實施例中，在易粘附層形成之后還在基板Z上形成硬涂層。S卩，在此實施例中，除了用于涂覆作為功能層的易粘附層的涂布部22之外，用于涂覆硬涂層的第二涂布部設(shè)置在涂布部22的干燥裝置52的下游，以在粘附層上形成硬涂層。第二涂布部通過涂布裝置涂覆硬涂層材料，通過干燥裝置干燥所述材料，并且之后通過紫外線照射硬化膜，以形成硬涂層。硬涂層在第二涂布部中，使用涂布桿涂覆包括輕固化樹脂(DPCA20，NipponKayaku有限公司)(50wt % )、甲乙酮(49wt % )、光致聚合和引發(fā)劑(Irgacur，Ciba-Geigy) (lwt % ) 的混合物的涂料材料，然后通過設(shè)定到80°C的干燥裝置對所述涂料材料進行干燥，并且在 1200mJ/cm2放電強度下對所述涂料材料進行紫外線照射，以形成5 μ m厚的硬涂層，從而產(chǎn)生功能膜。
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[實施例2和3]熱處理的溫度被設(shè)定為100°C (實施例2)。熱處理的溫度被設(shè)定為120°C (研究示例3)。除了上述之外，類似于實施例1，在表面處理裝置中執(zhí)行處理以形成易粘附層，并且之后形成硬涂層以生成功能膜。[比較示例1和2]熱處理的溫度被設(shè)定為70°C (比較示例1)。不執(zhí)行熱處理(基板的溫度為25V )(比較示例2)。除了上述之外，類似于實施例1，在表面處理裝置中執(zhí)行處理以形成易粘附層，并且之后形成硬涂層以生成功能膜。以下對每一個生成的功能膜執(zhí)行粘附力評價。粘附力評價在處理之后將雙面膠帶(No. 502,Nitto Denko Corporation的產(chǎn)品)的一側(cè)粘到基板Z，即，粘到功能膜的表面，然后將基板Z切割成50 X 300mm的段，并且使雙面膠帶與所述基板分離，從而測量基板Z與易粘附層之間的粘附力。在分離雙面膠時，使用Instron型拉伸試驗裝置，并且在被設(shè)定為300mm/min的拉伸速度和180°的分離角下分離膠帶。在剛剛處理之后，并將處理后的樣品在具有50%的相對濕度和23°C的溫度的大氣中保持1小時之后來執(zhí)行測量?；錤和易粘附層的分離被評價為在沒有分離時為[良好(good)]，在分離部分的面積為1/2或以上時為[不好(poor)]，以及當完全分離時為[差(bad)]。以下表1中示出了評價結(jié)果。[表1]表權(quán)利要求
1.一種在沿聚酯基板的縱向方向供給所述聚酯基板的同時使用常壓等離子體對長長度的所述聚酯基板執(zhí)行常壓等離子體處理的表面處理方法，所述方法包括以下步驟通過所述常壓等離子體處理對所述聚酯基板執(zhí)行表面處理的常壓等離子體步驟；和在所述常壓等離子體步驟之前，加熱所述聚酯基板使得所述聚酯基板的至少一側(cè)的表面溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的加熱步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其中，所述常壓等離子體步驟的處理強度為 3kJ/m2或更大，并且所述常壓等離子體步驟的功率密度為40kV/cm或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，在所述常壓等離子體步驟中，所述常壓等離子體處理通過在一對電極與電源之間設(shè)置阻抗匹配電路和脈沖控制元件來執(zhí)行， 所述一對電極用于生成所述常壓等離子體，所述電源用于將電力供應(yīng)給所述一對電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面處理方法，其中，當所述電源將電壓施加在所述一對電極之間時，所述脈沖控制元件在半個周期期間生成至少一個電壓脈沖，并且在所述一對電極之間的位移電流脈沖在所述至少一個電壓脈沖生成的情況下生成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的表面處理方法，其中，所述脈沖控制元件至少包括扼流線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，所述聚酯基板在所述加熱步驟中的加熱時間在從0. 5秒到300秒的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，所述聚酯基板在所述加熱步驟中的所述表面溫度在從Tg+0°c到Tg+40°C的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，在所述加熱步驟中通過將干熱空氣吹送到所述聚酯基板上加熱所述聚酯基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，在所述加熱步驟中通過使用接觸型加熱輥或非接觸型加熱器加熱所述聚酯基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，還包括在所述常壓等離子體步驟之后冷卻所述聚酯基板的冷卻步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面處理方法，其中，在所述冷卻步驟中通過吹送冷空氣冷卻所述聚酯基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面處理方法，其中，在所述冷卻步驟中通過使用接觸型冷卻輥冷卻所述聚酯基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，還包括在所述常壓等離子體步驟之后在所述聚酯基板上形成易粘附層的涂布步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法，其中，在所述常壓等離子體步驟中，在所述常壓等離子體處理中使用的氣體包括氮氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面處理方法，所述表面處理方法能夠通過當使用常壓等離子體對聚酯基板的表面進行表面處理時防止低聚物隨著從表面處理起的時間的推移滲出到基板表面上來連續(xù)并且有效地執(zhí)行可以提高基板與功能層之間的粘附力的高質(zhì)量表面處理。該方法包括以下步驟用于通過常壓等離子體對基板的表面進行處理的常壓等離子體步驟；和用于在常壓等離子體步驟之前將基板的表面加熱到超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的溫度的加熱步驟。
文檔編號B29C71/04GK102218832SQ201110065538
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者梅森謙一 申請人:富士膠片株式會社