CN109311242A - 表面改性设备 - Google Patents

Abstract

问题：为了能够直接从放电电极释放气体并使其结构简单。方案：电极室C中的放电电极E由长度等于或大于薄膜F的宽度的一对电极构件8和9形成。另外，一对电极构件8和9设置成彼此面对，以便将支撑构件4夹在其间，所述支撑构件具有与电极构件几乎相同的长度；在一对电极构件8和9彼此面对的部分中形成一个间隙；该间隙在放电电极的顶端开口，以便用作气体通道15。同时，在上述支撑构件4中，在其纵向上形成多个气体引导孔5，并且气体引导孔与气体供应系统连通。

Description

表面改性设备

技术领域

本发明涉及一种表面改性装置，其使放电能量作用在处理基材(例如薄膜等)的表面上，以改性基材表面。

背景技术

这种类型的表面改性装置包括安装在电极室内的放电电极和面向放电电极放置的处理辊。并且，根据预期的表面改性，向电极室供给替换气体。然后，当电极室保持在替换气体的气氛中时，高频电压施加到放电电极上，以在放电电极和处理辊之间产生电晕放电。上述通过电晕放电的放电能量用于改性沿着处理辊转移的薄膜等的表面。

并且，在上述电晕放电过程中产生的等离子体的数量和质量根据电极室中的替换气体的种类和/或浓度而变化。如果等离子体的数量和/或质量变化，则这对薄膜等的表面改性具有不利影响。因此，替换气体的种类和浓度的管理是重要的，但这是微不足道的，因为只要确保适当的选择，可预先确定替换气体的种类。

然而，即使在表面改性过程中，气体浓度也容易受到流入电极室的空气的影响，等等。如上所述，气体浓度的变化将改变等离子体的数量和/或质量，使得不可能实现预期的表面改性。

此外，电极室必须具有与通过处理辊转移的薄膜的尺寸相应的尺寸。因为，例如，一些薄膜的宽度达到10米，根据该薄膜的宽度，电极室的体积将非常大。为了在如此大体积的电极室内保持恒定的气体浓度，需要增加替换气体的供给量。这将导致生产效率的降低。

为了解决这个问题，专利文献1和2公开了一种用于将替换气体直接供给到局部区域的方法，该局部区域是放电电极和处理辊之间的放电区域。例如，专利文献1中公开的装置配置成直接从放电电极供给替换气体。以这种方式，可以将替换气体直接供给到局部区域，该局部区域是放电电极和处理辊之间的放电区域。因此，替换气体可以容易地在局部区域保持恒定的浓度。此外，由于不需要用替换气体填充整个电极室，这导致替换气体的使用量相应减少。

并且，专利文献1中公开的装置的放电电极由具有大致对应于薄膜宽度的长度的块形成，并且放电电极具有在块的长度方向上形成的狭缝，所述狭缝连接到管道以供给替换气体。因此，当将替换气体供给到管道时，气体从狭缝直接供给到放电区域。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本审查专利申请公开号06-002830；专利文献2：日本未审查专利申请公开号2001-1131313

发明内容

技术问题

在上述专利文献1中公开的表面改性装置中，如果放电电极具有增加的长度以适应薄膜宽度，则需要形成对应于该长度的狭缝。然而，狭缝的长度越长，保持宽度和深度恒定就越困难。如果狭缝的宽度和深度不恒定，则替换气体的喷射压力变化，进而等离子体的数量和质量变化，导致出现损害表面改性的稳定性的问题。

此外，出现了对于加工精度的需求，以形成具有精确宽度和精确深度的狭缝，以保持表面改性的稳定性。因此，由块形成的放电电极的生产率降低。此外，由于放电电极由块形成，因此在块的一个端部形成角部。如果存在这样的角部，则在角部部分集中发生放电。因此，角部部分显示出比其他部分更快的劣化率，因此产生了降低放电电极以及用于供给气体的通道系统的寿命的问题。本发明的目的是提供一种表面改性装置，以实现更高的生产率。

问题的解决方案

在本发明的第一方面中，位于电极室中的放电电极包括一对电极构件，每个电极构件的长度等于或大于诸如薄膜等处理基材的宽度。一对电极构件隔着放置在电极构件之间的支撑构件彼此面对地放置，支撑构件的长度近似等于电极构件的长度。而且，在电极构件之间的面对面区域中形成一个裂缝，并且该裂缝用作气体通道，其开在放电电极的远端。

另一方面，支撑构件在支撑构件的纵向方向上具有形成在其中的多个气体引导孔，并且多个气体引导孔与替换气体供给系统连通。因此，从气体供给系统引入的替换气体从支撑构件的气体引导孔流过气体通道，以从放电电极的远端排出。因为以这种方式，替换气体从支撑构件的气体引导孔被引导到气体通道中，所以替换气体的供给量大致基于气体引导孔的长度和直径。

在本发明的第二方面中，歧管大致平行于支撑构件放置，并且在歧管的纵向方向上具有形成在其中的多个小孔或狭缝。并且将引入歧管中的替换气体引导到气体引导孔中。此时，气体引导孔执行向替换气体流添加节流阻力的功能。

因为气体引导孔以这种方式执行向替换气体流增加节流阻力的功能，歧管中的压力保持恒定，因此，从多个气体引导孔排出的替换气体的量可以保持恒定

在本发明的第三方面中，一对电极构件中的每一个具有弧形的远端。因为电极构件的远端形成为弧形以消除任何角部部分，所以在放电电极的远端的一部分上不会集中发生任何放电。

在本发明的第四方面中，一对电极构件中的每一个的远端具有形成在其中的涡流产生槽，并且涡流产生槽的长度在大致垂直于处理基材的传送方向的方向上。如果通过上述设计的涡流产生槽产生涡流，则可以阻止伴随诸如薄膜等的处理基材的夹带流流入放电区域，以及可以阻止替换气体从放电区域流出。

在本发明的第五方面，设置控制器，其控制处理辊的旋转速度和用作电晕放电的能源的高压电源的输出。因此，可以相对地控制处理基材的转移速度和放电电流。特别地，根据本发明，因为替换气体直接供给到作为放电区域的局部区域，所以可以减少替换气体的量。基于放电电流的大小和处理基材的转移速度实现少量替代气体的有效作用。控制器能够对处理基材的转移速度和放电电流进行相对控制，以便即使在使用少量的替换气体时也能提供稳定的效果。

发明的有益效果

利用根据本发明的表面改性装置，可以以气体引导孔形成在支撑构件中的简单方式将气体引导到放电电极的远端。这仅需要穿孔加工。因此，不需要常规地在长范围内形成狭缝。并且，在穿孔加工中，可以以选择工具的简单方式形成一定尺寸的孔。因此，孔直径没有变化。孔直径的不变会确保从孔供给的替换气体的量和力的稳定性。结果，提高了放电电极的生产率。此外，即使放电电极劣化，也只需更换电极构件。因此，更换很简单，并且不需要更换例如支撑构件。

附图说明

图1是示出电极室内部的放大视图。

图2是纵向的放电电极的示意图，示出了放电电极的一部分。

具体实施方式

在图中所示的实施方式中，电极室C具有面向处理辊的开口，该处理辊虽然未示出，但是沿箭头方向a1传送薄膜F。歧管3通过固定在电极室C的开口的相对侧的绝缘体1和连接构件2固定，并且歧管3连接到未示出的气体供应源。并且，歧管3保持的长度等于或大于薄膜F的宽度。此外，支撑构件4通过未示出的螺钉等固定到歧管3的背离联接构件2的表面，并且支撑构件4具有与歧管3的长度大致相同的长度。

在以这种方式放置的支撑构件4中，形成多个气体引导孔5以在纵向方向上以规则的间隔保持。气体引导孔5构造成与形成在歧管3中的小孔6连通。因此，引入歧管3的替换气体从小孔6被引导到引导孔5。注意，上述引导孔5不一定限于孔，可以是例如多孔烧结陶瓷过滤器、蜂窝过滤器等，总之其可以采用任何形式，只要节流阻力可以添加到通过它的气流中并且歧管内的压力可以保持恒定。另外，在上述支撑构件4的远端部分中形成向外突出的钩突起7，并且将在下面描述的放电电极E构造成锁定到钩突起7上。

放电电极E包括一对板状电极构件8、9，其长度等于或大于作为处理基材的薄膜F的宽度。一对电极构件8、9彼此面对放置，并且钩状凹部10、11形成在电极构件8、9的面对面表面中，以在电极构件8、9的长度方向上连续延伸。

此外，在每个上述电极构件8、9的远端部分上连续地形成两个弧，并且还在弧之间形成涡流产生槽12、13。每个涡流产生槽12、13的长度与电极构件8、9的长度对应。

上述电极构件8、9通过将其钩状凹部10、11接合在支撑构件4的钩状突起7上而位于支撑构件4的相对侧上，并且保持器14夹持一对面对面的电极构件8、9。保持器14以这种方式夹紧，由此防止相应电极构件8、9的钩状凹部10、11脱离钩状突起7，使得电极构件8、9牢固地支撑在支撑构件4上。

此外，对应于电极构件8、9的长度的裂缝在支撑构件4上支撑的一对电极构件8、9之间的面对面区域中连续延伸，该裂缝用作气体通道15。并且，多个气体引导孔5都与气体通道15连通。此外，气体通道15通向放电电极E和处理辊之间的面对面区域。

注意，歧管3、支撑构件4和电极构件8、9中的每一个都由电导体形成，并且歧管3连接到高压电源16，以便在放电电极E和未示出的处理辊之间产生电晕放电。该实施方式还包括控制器，该控制器虽然未示出但控制作为电晕放电的能量源的高压电源16的输出和处理辊的旋转速度。

在上述构造中，将替换气体供给到歧管3中，于是替换气体流过小孔6和气体引导孔5以从气体通道15朝向箭头a2的方向排放。也就是说，替换气体从一对电极构件8、9之间排放。这意味着直接从放电电极E排放替换气体。

另外，由于可以确保气体引导孔5的长度对应于支撑构件4的厚度方向，因此节流阻力添加到通过气体引导孔5的气流中。因此，在气体引导孔5的上游侧的歧管3内的压力保持恒定，因此从多个导气孔5排出的气压也变得均衡。此外，即使当在气体供应源侧发生微小的压力变化时，歧管3也起到缓冲器的作用。因此，在气体供应源侧的微小的压力变化对表面改性几乎没有影响。

此外，由于所述气体引导孔5的长度可以如上所述增加到一定程度，与保持歧管3中的压力的功能相结合，可以赋予从气体引导孔5排放的气流方向性。以这种方式赋予气流方向性能够防止替换气体的分散，从而保持替换气体的恒定浓度。此外，气流的方向性充分利用了通过薄膜F夹带的气流打破进入电极室C的空气层的能力。

此外，上述控制器控制作为电晕放电的能量源的高压电源16的输出和处理辊的旋转速度，同时使输出和旋转速度相互关联。特别地，在该实施方式中，因为替换气体直接供给到作为放电区域的局部区域，所以可以减少替换气体的量。基于放电电流的大小和薄膜F的转移速度实现少量替代气体的有效作用。控制器能够对薄膜F的转移速度和放电电流进行相对控制，以便即使在使用少量的替换气体时也能提供稳定的效果。此外，因为一对放电电极8、9中的每一个的远端形成为弧形以消除任何角部部分，所以在放电电极的远端的一部分上不会集中发生任何放电。

根据上述构造的实施方式，通过将一对电极构件8、9的钩状凹部10、11与支撑构件4的钩状突起7接合，气体通道15在逻辑上形成，并且气体引导孔5也与所得到的气体通道15连通。并且，通过孔加工可以充分地形成气体引导孔5，并且只要选择具有特定尺寸的切割工具，就可以始终精确地进行孔加工。简而言之，没有像常规那样形成长狭缝的困难等。

工业实用性

本发明最适用于薄膜等的表面改性。

附图标记列表

C...电极室

3...歧管

4...支撑构件

5...气体引导孔

6...小孔

E...放电电极

8、9...电极构件

12、13...涡流产生槽

15...气体通道

F...薄膜

16...高压电源

Claims (5)

1.一种表面改性装置，包括放电电极，所述放电电极放置在电极室中并且长度等于或大于诸如薄膜等的处理基材的宽度，还包括转移所述处理基材的处理辊，所述放电电极面对所述处理基材，在所述放电电极和所述处理辊之间产生放电，其中

所述放电电极包括一对电极构件，每个所述电极构件的长度大致与所述处理基材的宽度相匹配，

所述一对电极构件隔着放在所述电极构件之间的支撑构件彼此面对，所述支撑构件的长度近似等于所述电极构件的长度，

在所述电极构件之间的面对面区域中形成裂缝，以用作气体通道，

所述气体通道具有通向所述放电电极和所述处理辊之间的面对面区域的远端，以及

所述支撑构件在支撑构件的纵向方向上具有在其中形成的多个气体引导孔，所述多个气体引导孔与替换气体供给系统连通，以及

所述气体引导孔与所述气体通道连通。

2.根据权利要求1所述的表面改性装置，还包括歧管，所述歧管大致平行于所述支撑构件地放置并且在所述歧管的纵向方向上具有在其中形成的多个小孔或狭缝，其中所述小孔或狭缝与所述气体引导孔连通。

3.根据权利要求1或2所述的表面改性装置，其中，所述一对电极构件中的每一个具有弧形的远端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的表面改性装置，所述一对电极构件中的每一个的远端具有在其中形成的涡流产生槽，所述涡流产生槽的长度方向大致垂直于处理基材的转移方向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的表面改性装置，还包括控制器，所述控制器控制所述处理辊的旋转速度和用作电晕放电的能量源的高压电源的输出。