准分子灯装置.pdf

提供一种准分子灯装置，即使高速输送被处理物，也不会有空气被卷入装置内，而且以惰性气体置换移动的被处理物表面，能够高效地照射真空紫外线，具备：灯罩(10)，被收容于该灯罩内的准分子灯(30)，及输送机构(40)，一面输送被处理物(W)一面照射准分子光，其特征为：在比上述灯罩靠输送方向上游的一侧连结设置有被处理物被输入的前室(20)，在该前室内，设置有用于以惰性气体置换该前室内的惰性气体导入口(22)以及沿着输送方向对该被处理物喷出惰性气体的气体喷出单元(25)，该被处理物是聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、或聚乙烯的任一薄膜状的树脂材料。

1.  一种准分子灯装置，一面输送被处理物一面照射准分子光，该准分子灯装置具备：灯罩；准分子灯，被收容于该灯罩内；以及输送机构；其特征在于，
输入被处理物的前室连结设置在比上述灯罩靠近输送方向上游的一侧；
在该前室内，设置有惰性气体导入口以及气体喷出单元，该惰性气体导入口用于将该前室内的气体置换为惰性气体，该气体喷出单元用于沿着输送方向对该被处理物喷出惰性气体；
该被处理物是由聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯中任一一种形成的薄膜状的树脂材料。

2.  如权利要求1所述的准分子灯装置，其特征在于，
上述气体喷出单元设置于上述被处理物的上下。

准分子灯装置
技术领域
本发明涉及一种准分子灯装置。尤其涉及一种用于在液晶面板及液晶显示装置的制造工序中使用的树脂材料的表面改良的准分子灯装置。
背景技术
在液晶显示装置中，起偏振片配置于构成液晶面板的玻璃基板的两侧。起偏振片是起偏振镜保护薄膜粘贴于起偏振镜上而制作的。一般使用将使用了三醋酸纤维素(TAC)等的透明保护薄膜(起偏振镜保护薄膜)通过聚乙烯醇(PVA)系粘结剂粘贴于聚乙烯醇(PVA)系薄膜等的树脂材料所构成的起偏振镜的两面的起偏振片。为了利用水系粘结材料良好地粘贴这些树脂材料，优选表面亲水性高的材料。
最近，作为这些树脂材料的表面改良方法，照射真空紫外线的方法受到关注。根据日本特开2008-122921号公报，记载有利用准分子灯照射波长200nm以下的真空紫外线，由此，切断起偏振镜的表面部分的化学结合，同时在起偏振镜表面形成有亲水性的官能团。
依照上述方法，在短时间内可实施TAC，PVA等的树脂材料的表面改良处理。由此，可良好地进行粘结剂的涂敷，因而在粘接起偏振镜与保护薄膜时，也不会混入空气。而且，不会发生因处理所引起的污染，因而也不需要处理后的洗净工序。
【专利文献1】日本特开2008-122921号
针对进行上述方法所用的单元例示于专利文献1，有将准分子灯作为光源进行照射处理的准分子灯装置。
图8是表示为了进行上述方法所构成的准分子灯装置(参考例1)。
在灯罩50的内部配置有准分子灯70。灯罩50的内部被从气体导入口51所导入的惰性气体充满。被处理物W通过辊式输送机等输送机构40输送，并且被送入灯罩50内。真空紫外线从准分子灯70照射在该被处理物W，被送到下一工序。
使用图8的装置，当进行上述专利文献1所述的表面改良处理时，则即使为短时间的照射也简单地可进行不会发生污染的处理。因此为了活用该方法的优点，优选尽量以高速输送被处理物，以缩短照射时间。
但是，当将被处理物的输送速度高速化时，则与被处理物一起侵入至灯罩内部的空气量会增加，而通过在该空气中包含的氧会使真空紫外线衰减，因而发生降低照射光量而无法进行所期望的处理的问题。
作为防止空气混入此种装置内部的单元，考虑有将惰性气体喷在被处理物的表面的方法。
图9是将惰性气体喷出单元附加于图8的准分子灯装置的结构的准分子灯装置(参考例2)。针对于惰性气体喷出单元以外的构成与图8同样而省略说明。
表示于图9的装置是在灯罩上游侧，对于刚输入至内部之前的被处理物，通过朝输送方向喷上惰性气体，作成防止空气侵入至灯罩内部的装置。
但是，即使通过表示于图9的装置，惰性气体喷出单元喷出的气体流，也会卷入周围的空气，使得含有空气的气体流会喷在被处理物上，而无法防止空气侵入至灯罩内。
如此，当使被处理物的输送速度高速化时，侵入至灯罩内的空气量会增加而无法进行所期望的处理。即，即使使用将准分子灯照射在树脂材料的表面改良的方法，也有无法活用其优点的课题。
发明内容
综上所述，在本发明中，目的在于提供一种即使高速输送被处理物，也不会有空气被卷入装置内，而以惰性气体置换移动的被处理物表面，能够高效地照射真空紫外线的准分子灯装置。
为了解决上述课题，本发明的准分子灯装置一面输送被处理物一面照射准分子光，该准分子灯装置具备：灯罩；准分子灯，被收容于该灯罩内；及输送机构；其特征为：输入被处理物的前室连结设置在比上述灯罩靠近输送方向上游的一侧，在该前室内，设置有惰性气体导入口以及气体喷出单元，该惰性气体导入口用于将该前室内的气体置换为惰性气体，该气体喷出单元用于沿着输送方向对该被处理物喷出惰性气体，该被处理物是由聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯中任一一种形成的薄膜状的树脂材料。
而且，本发明的气体喷出单元的特征为，设置于被处理物的上下，从被处理物的上下喷出惰性气体。
发明效果
依照本发明，输入被处理物的前室连结设置在比灯罩靠近输送方向上游的一侧，在前室内，设置有用于通过惰性气体置换前室内的气体的惰性气体导入口以及沿着输送方向对被处理物喷出惰性气体的气体喷出单元，被处理物是聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯的任一薄膜状的树脂材料，由此，即使以高速输入被处理物，也不会将空气卷入灯罩内。因此，从准分子灯照射的紫外线由于氧不会衰减而能够高效地实施紫外线照射处理。
而且，本发明的气体喷出单元设置于被处理物的上下，从被处理物的上下喷出惰性气体，由此，能够以惰性气体充满被处理物的上下表面，因此能够更可靠地防止空气侵入灯罩内的情形。
附图说明
图1是表示本发明的准分子灯的图，(a)图是沿管轴的剖视图，(b)图是A-A′剖视图。
图2是本发明的第1实施方式的准分子灯装置沿输送方向的剖面的概略结构图。
图3是与本发明的准分子灯装置的输送方向垂直的剖面的概略结构图。
图4是本发明的准分子灯装置的实验结果。
图5是本发明的准分子灯装置的实验结果。
图6中，(a)图是表示本发明的准分子灯装置的气体喷出单元的一例的概略结构图，(b)图是仅抽出了气体喷出单元的放大图。
图7是本发明的第2实施方式的准分子灯装置沿输送方向的剖面的概略结构图。
图8是表示参考例的准分子灯装置的概略结构图。
图9是表示参考例的准分子灯装置的概略结构图。
标记说明
100：准分子灯装置
10：灯罩
11：气体导入口
12：气体排出口
13：输入口
14：输出口
20：前室
21：扩散板
22，23，24：气体导入口
25：气体喷出单元
25a：喷出口
26：输入口
27：输出口
28：气体喷出单元
29：气体排出口
30：准分子灯
32：外侧管
33，34：电极
37：内侧管
38：紫外线反射膜
39：光射出部
40：输送机构
50：灯罩
51：气体导入口
52：气体排出口
53：输入口
54：输出口
65：气体喷出单元
70：准分子灯
W：被处理物
具体实施方式
在图1中，示出用于本发明的准分子灯装置的准分子灯的一例。(a)是沿着管轴剖切的概略结构图，(b)是A-A′剖面的概略结构图。
准分子灯30的放电容器由紫外线透射率高的合成石英玻璃所构成，采用在大径圆筒状的外侧管32及其内侧的小径圆筒状内侧管37之间形成放电空间的双重管构造，且两支管在长边方向的端部被连结。在外侧管32与内侧管37的外壁分别设有电极55、56，利用设于外侧管37的电极34采用网状、格子状等的形态，具备可将光射出至灯外方的光射出部39。
表示该准分子灯30的尺寸的一例，外侧管32的外径是约40mm，内侧管37的外径是25mm，管轴方向的全长是1600mm，发光长度是1400mm。发光长度通过电极的配置决定。
而且，准分子灯的放电容器的形状并不被限定于此。例如剖面为圆形或矩形而两端被密封的单一管状的放电容器也可以。
在准分子灯30的放电容器内部以例如10～80kPa的压力封入有放电用气体。根据放电用气体的种类不同所放射的准分子发光的中心波长不相同。例如封入有氙(Xe)的准分子灯中，产生以172nm作为中心波长的准分子发光，在封入有氩(Ar)与氯(Cl)的混合气体的准分子灯中，产生以175nm作为中心波长的准分子发光，在封入有氪(Kr)与碘(I)的混合气体的准分子灯中，产生以191nm作为中心波长的准分子发光，在封入有氩(Ar)与氟(F)的混合气体的准分子灯中，产生以波长193nm作为中心波长的准分子发光。
图2是在被处理物输送方向剖切本发明的第1实施方式的准分子灯装置的概略结构图。
准分子灯装置100具备：作为照射光源的准分子灯30、例如由不锈钢等金属所构成的筐体即灯罩10、前室20以及用于输送被处理物的辊式输送机等输送机构40。
在灯罩内，由气体导入口11导入惰性气体，例如氮、氩等，而由气体排出口12排出。由此，灯罩10的内部环境被置换成惰性气体。
准分子灯30在灯罩内部的空间中，对于被处理物，通过未图示的灯座被保持在例如距离10mm的位置，以正交于输送方向的方式，配置成管轴方向(长边方向)从纸面跟前侧朝向纵深侧。
在准分子灯30的下方，被处理物W朝着箭头方向被输送机构40输送。在灯罩10的以箭头所表示的输送方向的上游侧，开设有输入被处理物的输入口13，在下游侧开设有输出口14。
表示灯罩10的尺寸的一例，内尺寸为输送方向长度400mm，高度200mm，宽度1800mm的箱状。而且，输入口13、输出口14的开口是例如在高度方向上宽度为10mm。
被导入至灯罩10的惰性气体量按照灯罩10的内容积被适当地设定。例如，每1分钟，内容积的2～20倍的惰性气体经气体导入口11被导入，从气体排出口12被排出。上述尺寸的情况下，内容积为144公升，而惰性气体导入量为500(公升/分)，排气量也是500(公升/分)。如此，不断地导入、排出惰性气体，连续地输送被处理物，由此，即使有输入口13、输出口14等的开口，也能够将灯罩11内保持在以惰性气体置换后的状态。
与灯罩10邻接，在输送方向的上游侧设有前室20。表示前室20的尺寸的一例，为输送方向的长度100mm、高度50mm、宽度1500mm的箱状。该前室20的输出口27与灯罩10的输入口13被连结，以防止气体从间隙泄漏或流入。
在前室20的上部设有用于将惰性气体导入前室20内的气体导入口22。在气体导入口22的下方，设有用于将前室20的内部环境以惰性气体均匀置换的扩散板21。
该扩散板21是在例如厚1mm的不锈钢制板上，贯通板的的孔以孔的中心彼此间成为10mm间距的方式，纵横2个方向所形成的结构。通过该结构，从气体导入口22导入的惰性气体，暂且在扩散板21的上游侧被堵住，从多个孔呈均匀又平缓的流状而被喷出至扩散板21的下方。从气体导入口22被导入至前室20内的惰性气体每1分钟是内容积的2～20倍的量。从形成于扩散板21的孔的每一个所喷出的气体流速根据孔径与孔数可适当地设定，例如为0.2(m/sec)左右。如此，通过从扩散板21所喷出的惰性气体的均匀性下降流，前室20内的环境被置换。但是，从扩散板21所喷出的惰性气体的流速缓慢，因而不能充分除去或稀释被处理物W表面的空气。
在扩散板21的下方，配置有用以将惰性气体喷在被处理物W的气体喷出单元25。气体喷出单元25为了防止被处理物W的表面附近的气体流速降低，尽可能接近地设置成不会与被处理物W接触的程度。
被处理物W是下述树脂材料的连续的薄片状薄膜，通过输送机构40从位于工序的上游侧的滚筒胶卷(ロ一ルフイルム)(未图示)被输入前室20内，通过气体喷出单元25的下方，从前室20的输出口27输出的同时，被输入至灯罩10内。在灯罩10内施以照射处理之后，被输出而被送至下一工序。
图3是该前室20的、在垂直于输送方向的剖面处的概略结构图。
气体导入口23是用以将惰性气体供给于气体喷出单元25的导入口，被连接于未图示的气体供应源，气体喷出单元25是如图所示地例如剖面为圆形状的管状体，与准分子灯30相同，长边方向配置于纸面左右方向。在气体喷出单元25上，沿着长边方向形成有多个设成气体朝半径方向喷出的喷出口25a。
作为气体喷出单元25的一例，是剖面为圆形，在外径20mm，长度1500mm的管状体上，沿着其长度方向，以5mm间距形成有280个圆形开口的喷出口的喷出管。而且，形状并不限定于上述形状，喷出口可以是对应于突出的喷嘴那样形态的形状，也可以是如吹拂器那样的形状。
从喷出口25a朝向被处理物W的表面喷出惰性气体。喷出口25a的朝向是水平或比其稍向下方倾斜，从被处理物W的斜上方喷出惰性气体。表示于图中的被处理物W的左右方向的长度为宽度，气体喷出单元25具备喷出口25a，以便能够将惰性气体喷出到被处理物W的整个区域上。
依照此种气体喷出单元，可将惰性气体沿输送方向均匀地喷出到遍及被处理物W的宽度方向。
而且，从气体喷出单元所喷出的惰性气体的相对于时间的流量能够通过未图示的控制装置进行调整。因此，惰性气体的喷出速度能够由气体喷出口的面积算出。例如，在上述尺寸的气体喷出单元25的情况下，所供应的气体量为20公升/分时，则气体喷出速度为12(m/sec)。
在该准分子灯装置中，被紫外线照射处理的被处理物是例如PVA(聚乙烯醇)、TAC(三醋酸纤维素)、PET[(聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯类)]或PE[聚乙烯(聚烯类)]等。
这些被使用于液晶面板的起偏振镜或起偏振镜保护剂等的TAC等，是薄的薄膜状树脂材料，且具可挠性，能够将带状连续状态的材料通过如辊式输送机那样的输送机构一面卷绕一面高速输送。
被处理物的输送速度是例如沿着输送方向为10～40(m/min)，例如为20(m/min)。被处理物W这样以高速输送，因此一面卷入周围的空气一面输入前室20内。
以高速输送的被处理物W的表面，附着有被卷进的空气而形成空气层。对于该空气层，气体喷出单元25喷出惰性气体，喷在被处理物W的表面，稀释空气，降低氧浓度。
当从喷出口25a朝着被处理物W开始喷出气流时，气体喷出口附近的气体也由于粘性被拉进气流，气流整体逐渐扩散，流速也降低。但是，为了相对于被处理物的输送速度以充分大的初速度喷出，可到达被处理物W的表面，使得与被处理物W的相对速度为0，能够与表面的空气混在一起。
而且，周围为如上所述，被置换成从前室20的气体导入口22导入的惰性气体，因而气体喷出单元25不会对被处理物W喷出卷入空气的惰性气体。由此，附着于表面的空气在前室20内的空间中，从被处理物的表面除去，在适合于紫外线照射处理的状态下，被处理物W被输入灯罩10内。
从被处理物的表面除去的空气利用前室20内的惰性气体被稀释，保持该稀释状态从前室20的气体排出口29排出。
在图4中，表示本发明的准分子灯装置的实验结果。
使用本发明与两个参考例的准分子灯装置，评价紫外线照射处理后的被处理物W的润湿性。对于惰性气体使用氮，对被处理物W使用TAC。
作为本发明的装置为表示于图2的准分子灯装置，参考例1是表示于图8的准分子灯装置，参考例2是表示于图9的准分子灯装置。
作为装置的构成，以下与本发明有关，在表示于图8的准分子灯装置中附加惰性气体单元的装置为表示于图9的准分子灯装置，附加以惰性气体置换表示于图9的准分子灯装置的惰性气体单元的周围的前室等的装置。
作为润湿性的评价，进行由水滴滴下试验带来的接触角测量。
在图4中，横轴是被处理物W的输送速度(m/min)。纵轴是处理后的接触角(°)，表示接触角越小，提升润湿性的效果越高。处理前的被处理物的接触角是大约80°左右。
针对于图4中的标示，×是使用图8所表示的前室与没有惰性气体的气体喷出单元的准分子灯装置进行处理的标示(参考例1)，△是使用没有图9示出的前室的准分子灯装置进行处理的标示(参考例2)，○是使用图2示出的本发明的准分子灯装置进行处理的标示。而且，来自△(参考例2)及○(本发明)的气体喷出单元的惰性气体的喷出速度为10(m/sec)。
如图4所示，可知输送速度为5(m/min)以下时，在任一准分子灯装置的处理中，接触角都小，具有提升润湿性的效果。
但是，在参考例1(×)的处理中，当输送速度达到10(m/min)时，空气卷入灯罩内的卷入量增加，处理效果降低。而且，当输送速度达到15(m/min)时，几乎看不出处理效果。
而且，在参考例2(△)的处理中，当输送速度达到15(m/min)时，处理效果降低。而且，当输送速度达到20(m/min)时，则几乎看不出处理效果。即，即使有空气卷入，通过从气体喷出单元所喷出的惰性气体也有些改善，但是输送速度变高，可以说效果并不充分。
在本发明(○)的处理中，即使输送速度成为20(m/min)以上，也不会看到处理效果的降低，即使为40(m/min)，处理效果也高。即，可知通过设置前室以惰性气体置换惰性气体的气体喷出单元的周围，能够避免卷入空气，可进行适当地紫外线照射处理。
图5是在与表示于图4的上述同样的润湿性评价试验中，针对于本发明(○)与参考例2(△)，将被处理物的输送速度设为20(m/min)，变更来自气体喷出单元的惰性气体的喷出速度的实验结果。
在图5中，横轴是喷出速度(m/sec)，纵轴是处理后的接触角(°)。
在参考例2(△)的处理中，即使提高喷出速度，处理效果上没有变化，而几乎没有处理效果。对此，在本发明(○)的处理中，随着喷出速度变高，也提高处理效果，而在喷出速度为10(m/sec)以上时，成为大致一定。
即，可知即使提高来自气体喷出单元的气体喷出速度，若未以惰性气体置换其周围，成为喷出卷入空气的气体，不会降低被处理物W表面的氧浓度，因而无法期待处理效果。
而且，如上所述，刚把被处理物输入前室内之后，在其表面附着有空气。该空气以与被处理物相同的速度流动，而仍然这样追随着。以惰性气体置换该空气的过程中，当惰性气体到达被处理物表面时，在输送方向与被处理物的相对速度需要为0(m/sec)以上。从气体喷出单元所喷出的气流，从刚喷出之后速度逐渐降低，因而初期喷出速度至少需要在被处理物的输送速度以上。即，认为随着喷出速度变高，置换的效果提高。
因此，若初期喷出速度为至少输送速度以上，为惰性气体可置换处理表面的喷出速度，即使喷出速度低也能得到效果，因而在输送速度低时，也可以降低初期喷出速度，依照表示于图5的实验结果，初期喷出速度越高越提升处理效果，即使过高，处理效果也有饱和的倾向，并且也浪费惰性气体，因而能够根据输送速度适当地进行设定。
依照上述构成的准分子灯装置，即使以高速输送被处理物，也不会将空气卷进灯罩10内。因此，因为氧不会衰减从准分子灯30所照射的紫外线能够高效地实施紫外线照射处理。
图6(a)是表示针对于本发明的准分子灯装置的气体喷出单元的其他一例的概略剖视图，针对图6(a)，仅表示于图2的准分子灯装置与气体喷出单元25的形状不相同，其他构成是与表示于图2的构成相同，因而省略说明。在图6(b)中，表示从图6(a)抽出气体喷出单元25而予以放大的放大剖视图。
在图6中，气体喷出单元25是在被处理物W的宽度方向(从纸面跟前侧至纵深侧)较长的管，形成有用以喷出惰性气体的狭缝25b。该狭缝25b可以一体地连续形成于整个宽度方向也可以断续地设置隔壁而形成。利用这种狭缝，气体喷出单元25可供给层状的喷出流。而且，通过将该狭缝的宽度形成极小，即使总流量相同，也可供应高速的喷出流。
在构成气体喷出单元25的管的、比狭缝25b处于输送方向的的下游的下游侧，形成有管表面随着朝向下游弯曲成与输送方向相同的曲面25c。当惰性气体从狭缝25b喷出时，利用附壁效应(Coanda effect)，气流沿着该曲面25c的表面流动。
依照上述气体喷出单元25，利用少量气体就可喷出高速的气体，因而可节省惰性气体的流量。
图7是沿着输送方向剖切本发明第2实施方式的准分子灯装置的概略剖视图，图7是与表示于图2的准分子灯装置相比仅前室20的构成不相同，而对于其他构成与表示于图2的准分子灯装置相同的构成，因而对此省略说明。
前室20具备位于被处理物的上下的气体喷出单元25、28以及气体导入口25a、28a。
在被处理物W被搬进准分子灯装置100内的状态下，前室20内的空间通过被处理物W被分开为上侧与下侧的两部分。而且，在被处理物W的上下，产生向装置内部的卷入导致的空气侵入。
仅设置气体喷出单元25的情况下，针对被处理物W上侧的表面可用惰性气体予以置换，但是针对下侧在表面附着有空气的状态下被输入灯罩内，因而不优选。
因此，优选以空气不会侵入到灯罩10内的方式，不仅在被处理物W的上侧设置气体喷出单元25，而且在下侧也设置气体喷出单元28。
而且，不仅设置将上侧的气体喷出单元25的周围置换成惰性气体的气体导入口22，而且还设置将下侧的气体喷出单元28的周围置换成惰性气体的气体导入口24。
由此，针对比前室20内的、被处理物W还要处于下侧的空间也能够用惰性气体充满。
依照上述构成，通过将气体喷出单元及气体导入口配置于被处理物的上下，就能够用惰性气体充满被处理物的上下表面，因而能够更可靠地防止空气侵入到灯罩内。