JP2000063546A - Surface-treating apparatus - Google Patents

Surface-treating apparatus

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JP2000063546A
JP2000063546A JP10237050A JP23705098A JP2000063546A JP 2000063546 A JP2000063546 A JP 2000063546A JP 10237050 A JP10237050 A JP 10237050A JP 23705098 A JP23705098 A JP 23705098A JP 2000063546 A JP2000063546 A JP 2000063546A
Authority
JP
Japan
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substrate
processing chamber
gas
passage
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP10237050A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Hongo
忠志 本郷
Takeshi Takahara
健 高原
Mamoru Sekiguchi
守 関口
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-treating apparatus using an atmospheric low- temperature plasma discharge, capable of preventing air from flowing in the plasma discharge region, capable of retaining a sufficiently low air concentration in the treating chamber and having a high discharge efficiency and surface effect in an atmospheric gas. SOLUTION: When processes comprising (1) bringing in a substrate between a pair of electrodes facing each other, (2) making the substrate pass through the space between the electrodes discharging plasma in an atmospheric gas to treat the surface of the substrate and (3) carrying out the treated substrate are conducted in a surface-treating apparatus, the surface-treating apparatus has a substrate-bringing closed chamber 22C having an inlet port 22 for a passage and a substrate-discharging closed chamber 27C having an egress part 27 of a passage, where the height difference between the inlet port 22 (or the egress part 27) and the electrode part 23 exists and the height of the inlet port 22 (or the egress part 27) is lower than that of the electrode part 23.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、シート状、フィル
ム状、箔状、帯状あるいは板状等の平らな被処理基材な
どに適する大気圧プラズマ放電による表面処理装置に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】シート状、フィルム状、箔状、帯状、板
状等の平らな被処理物の表面改質方法としては、塗工処
理、酸アルカリ等への浸漬処理等の湿式処理方式、コロ
ナ放電処理、フレーム処理および紫外線等による光改質
処理方式、あるいは低温プラズマ処理等の乾式処理方式
等が提案されている。このような処理方式の中でも低温
プラズマ処理方式は、熱による材料への影響が無く、非
接触で、しかも高速、かつ均一に処理ができるほか、処
理後の洗浄や乾燥などの処置が必要でないため、広く使
用されている。なお、ここでいう低温プラズマ処理と
は、低温プラズマ状態の処理雰囲気に被処理物の表面を
接触させることにより表面改質を行う方法のことをい
う。 【0003】また、低温プラズマ状態とは、「自由に動
きうる多数の正イオンと負イオン(電子を含む)が巨視
的に電気的中性を保って存在している状態と定義される
プラズマ状態の中で、プラズマを構成している種のうち
電子の平均エネルギーがイオンや中性種の平均エネルギ
ーよりも大きな状態にあるプラズマ状態を指す」と定義
されており、非平衡プラズマ状態とも呼ばれている。 【0004】ところが、低温プラズマは真空中でしか発
生しないため装置が大型化し工程が煩雑になる問題点が
あった。また、真空装置中で処理を行うためシート状物
などを連続して処理することが難しいという問題点もあ
った。 【0005】このような問題点を解決するため、大気圧
プラズマ放電処理方法と呼ばれる処理方法が提案されて
いる。この大気圧プラズマ放電処理方法は、低温プラズ
マ処理方法の中でも誘電体を備えた対向した電極間をヘ
リウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とした混合ガ
スで満たし、該電極間に高電圧を印加することで発生す
る大気圧低温プラズマ放電領域にて被処理物の表面を処
理するものである。この大気圧低温プラズマ処理は、特
開平3−143930号公報に記載されているように、
シート状の被処理物を連続的に放電処理する方法が提案
されている。 【0006】図1は、従来の大気圧プラズマ放電による
表面処理装置の一例を示した概略横断面図である。この
図において、処理室1は中空状の立体で構成されてお
り、この処理室1には基材通過路入口2および通過路出
口7が設けられている。この処理室1の内部には、基材
8に対向させて誘電体を備えた一対の電極3、3′が設
けられている。これら電極3、3′の間には、高圧電源
4から高電圧を印加できるようにしてある。前記処理室
1には、ガス供給口5と、ガス排気口6が設けられてい
る。このガス供給口5には、ヘリウムガスあるいはヘリ
ウムガスを主成分とする混合ガスが供給できるようにし
てある。処理室1の内部のヘリウムガスまたはヘリウム
ガスを主成分とする混合ガスはガス排気口6から排気で
きるようにしてある。そして、基材8は、前記通過路入
口2を通って電極3、3′の間を通過し、処理の施され
た基材9は前記通過路出口7を通過して、巻き取られ
る。 【0007】この表面処理装置において、ヘリウムガス
あるいはヘリウムガスを主成分とする混合ガスはガス供
給口5を介して処理室1に供給され、かつ処理室1の内
部のヘリウムガスまたはヘリウムガスを主成分とする混
合ガスはガス排気口6から排気される。 【0008】しかしながら、従来の大気圧プラズマ連続
処理装置は、特開平3−143930号公報に記載され
ているように、プラズマ放電領域と処理を施される基材
の通過路入口および通過路出口の何れもが同一平面に設
けられているため、処理室内のヘリウムガスあるいはヘ
リウムガスを主成分とする混合ガスが処理室内に留まら
ないで通過路入口及び通過路出口から処理室外へ漏れて
しまい、連続的に走行してくる基材に伴ってプラズマ放
電領域へ流入する空気によって処理室内の空気濃度が高
くなり、放電効率が低下し、十分な処理効果が得られな
かった。処理室内の空気濃度を充分に低くするために
は、ヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とした
混合ガスを処理室内に必要以上に供給しなければならな
いという問題点があった。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたものであり、大気圧低温プラ
ズマ放電による表面処理装置において、プラズマ放電領
域へ流入する空気による処理室内の空気濃度が高くなる
ことを防止し、処理室内の空気濃度が十分低く保持で
き、ヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とした
混合ガス雰囲気中で、放電効率が高く、表面処理効果の
大きい、大気圧低温プラズマ放電による表面処理装置を
提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明によって、上記課
題を解決することができる。すなわち、請求項1記載の
発明は、基材を、一対の対向して設けた電極間に通過可
能となるように搬入する工程と、該基材を、雰囲気ガス
中で高電圧を印加して、プラズマ放電を発生させた該電
極間を通過せしめて、表面処理を施す工程と、該被処理
基材を搬出する工程を有する表面処理装置において、通
過路入口部を備えた密閉性の基材搬入室および通過路出
口部を備えた密閉性の被処理基材搬出室を有し、前記通
過路入口部および通過路出口部と電極部との間に高低差
を設け、該通過路入口部および通過路出口部を、該電極
部よりも低い位置に設けたことを特徴とする表面処理装
置である。 【0011】本発明においては、ヘリウムガスは空気よ
り比重が小さく、密閉容器中にヘリウムガスと空気の混
合ガスが入っている時、ヘリウムガスは空気より上方に
偏在するという性質を利用したもので、基材および被処
理基材の各々通過路入口および通過路出口の何れもプラ
ズマ放電領域の電極部との間に高低差を設け、前記基材
および被処理基材の各々通過路入口および通過路出口の
何れもが前記プラズマ放電領域の電極部より低い位置に
設けることにより、処理室内のヘリウムガスあるいはヘ
リウムガスを主成分とする混合ガスを処理室内に留まら
せ、通過路入口および通過路出口から処理室外へ漏れる
のを防ぐことが可能となる。 【0012】従って、上記表面処理装置により処理室内
のヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とする混
合ガスを処理室内に留まらせ、通過路入口および通過路
出口から処理室外へ漏れるのを防ぎ、ヘリウムガスある
いはヘリウムガスを主成分とした混合ガスを必要以上に
供給しなくても処理室内の空気濃度を充分に低くし、自
らの放電効率を高めて処理効果の大きい被処理物を得る
ことができる。 【0013】 【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。図2(a)および図2
(b)は、各々本発明の表面処理装置の斜視図および横
断面図である。図2(b)に基づいて本発明の表面処理
装置について説明する。処理室21と前記処理室21内
に対向して設けた一対の電極23、23´と、前記電極
に電圧を印加する電源24と、前記処理室の基材28の
通過路入口22側に設けた基材搬入室22cと、該基材
搬入室の通過路入口部22に設けたニップロール部22
a、22a´と、該基材搬入室の上部(処理室入口部近
傍)に設けたロール22bと、前記処理室21の被処理
基材29の通過路出口27側に設けた基材搬出室27c
と、該基材搬出室の通過路出口27に設けたニップロー
ル部27a、27a´と、基材搬出室27c の上部(処
理室出口部近傍)に設けたロール27bと、処理室21
に設けたガス供給口25と、ガス排気口26と、この供
給口25に接続され混合ガスを供給するガス供給装置A
と、排気口26に接続され前記処理室内のガスを排気処
理する排ガス処理装置Bとを備えたものである。 【0014】処理室21は中空状の立体で構成されてお
り、この処理室21には処理を施す基材28の通過路に
対向させて誘電体を備えた電極23、23´が設けられ
ている。これら電極23、23´の間には、高圧電源2
4から高電圧を印加できるようにしてある。 【0015】処理室21の基材の通過路入口22および
被処理基材の通過路出口27を有する中空状の立体で構
成され搬入室22c および搬出室27cを設け、基材の
通過路入口22および被処理基材の通過路出口27に設
けたニップロール部22a、22a´および27a、2
7a´と、前記搬入室22c および搬出室27cの上部
の処理室入口部近傍および処理室出口部近傍設けたロー
ル22b および27bが設けられている。 【0016】前記ニップロール部22a、22a´およ
び27a、27a´は、処理室21内のヘリウムガスあ
るいはヘリウムガスを主成分とした混合ガスの密閉性を
上げるとともに、処理室21内の空気濃度を充分に低く
するために設けられている。 【0017】前記処理室21には、ガス供給口25と、
ガス排気口26が設けられている。このガス供給口25
には、ヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とす
る混合ガスが供給できるようにしてある。処理室21内
のヘリウムガスまたは混合ガスはガス排気口26から排
気できるようにしてある。そして、基材28は、搬入室
22cの基材通過路入口に設けたニップロール部22
a、22a´、前記基材通過路入口上部に設けたロール
22b を通って処理室21内に運ばれ、電極23、23
´の間を通過し、搬出室27cの被処理基材通過路出口
上部に設けたロール27c、前記被処理基材通過路出口
に設けたニップロール部27a、27a´を通過するよ
うになっている。 【0018】ここで、電極23、23´は、少なくとも
片方の電極が誘電体で覆われている必要がある。これ
は、放電が集中していることを防ぎ、グロー放電を実現
させるためである。 【0019】なお、通過路2を通る基材28は、フィー
ダー部Raから引き出され、フィーダー部Rbに巻き取
られるようになっている。これらフィーダー部Ra、R
bは、駆動機構( 図示せず) により回転駆動されるよう
になっており、基材28が一定の速度で電極23、23
´を通過できるようになっている。 【0020】ガス供給口25は、ガス供給装置Aから供
給されるヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分と
する混合ガスを処理室21内に流し入れるための口であ
り、管路を介してガス供給装置Aに接続されている。ま
た、ガス供給装置Aとしては、ガス混合機、レギュレー
ター付ガスボンベ等からなる。 【0021】ガス排気口26は処理室21内に供給され
たガスを排出する口であり、ガス排気口26は管路を介
して排ガス処理装置Bに接続されている。 【0022】高圧電源24は、電極に高電圧をかけて放
電を起こすための電源であって、交流、直流のいずれを
使用することもできる。交流の中では、低周波、高周
波、マイクロ波のいずれの周波数帯も使用可能である。 【0023】基材28は、フィーダー部Raに巻き取ら
れた状態から前記電極23、23、の間を通る間に大気
圧プラズマ放電処理を受けて巻き取られる。基材28の
厚みは、電極23、23´の間隔を平らな状態で通過で
きれば特に限定されるものではない。 【0024】 【実施例】次に、本発明の表面処理装置を実施例により
さらに具体的に説明する。但し、下記の実施例に限定さ
れるものではない。 <実施例1>本発明の表面処理装置を用いて幅400m
m、厚み25μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを2
0m/minの速度で通過させ、表面処理を行った。本
発明の表面処理装置は、電極3の放電部分の幅が600
mm、長さが400mmで、処理室1の幅が700mm
であった。電極3の間隔は5mmとした。電源4の電圧
の周波数は5kHz、電圧は6kV、出力は2kWとし
た。ガス組成はヘリウムガス100%とし、処理室1の
内部を充満させるガスの供給量および排出量を20リッ
トル/minとした。 【0025】<実施例2>処理室1の内部を充満させる
ガスの供給量および排出量を40リットル/minとし
た以外は、実施例1と同様な処理を行った。 【0026】<比較例1>従来の表面処理装置を用いて
幅520mm、厚み25μmの二軸延伸ポリエステルフィ
ルムを20m/minの速度で通過させ、表面処理を行
った。従来の表面処理装置は、電極103の放電部分の
幅が600mm、長さが400mmで、処理室101の
幅が700mmであった。電極103の間隔は5mmと
した。電源104の電圧の周波数は5kHz、電圧は6
kV、出力は2kWとした。ガス組成はヘリウムガス1
00%とし、処理室101の内部を充満させるガスの供
給量および排出量を20リットル/minとした。 【0027】<比較例2>処理室101の内部を充満さ
せるガスの供給量および排出量を40リットル/min
とした以外は、実施例1と同様な処理を行った。 【0028】<比較例3>処理室101の内部を充満さ
せるガスの供給量および排出量を60リットル/min
とした以外は、実施例1と同様な処理を行った。こうし
て得られた実施例1〜2、比較例1〜3、合計5種類の
被処理物の表面の水接触角を以下に示す試験方法に従っ
て測定した結果を表1に示す。接触角は、被処理物の各
表面の純水の接触角を接触角計(協和界面科学株式会社
製、CA−Z型)を用いて測定した。単位は角度であ
る。 【0029】 【表1】 【0030】実施例1〜2、比較例1〜3の結果より、
ヘリウムガスを充満させることで親水性処理が行われ、
処理室内を充満させるヘリウムガスの供給量および排出
量が大きいほど処理室内の空気濃度が低いため放電効率
が高くなり処理効果が大きくなった。 【0031】実施例1と比較例1、実施例2と比較例2
では、それぞれヘリウムガスの供給量および排出量が同
じであるが、実施例1と2では被処理物の通過路入口お
よび通過路出口のいずれもがプラズマ放電領域より低い
ところに位置するため、処理室内のヘリウムガスあるい
はヘリウムガスを主成分とする混合ガスを処理室内に留
まらせ、通過路入口および通過路出口から処理室外へ漏
れるのを防いでおり、処理室内の空気濃度がより十分に
低いために放電効率が高くなり処理効果がより大きくな
った。 【0032】実施例1と比較例3では、ほぼ同じ処理効
果が得られていることから、比較例3では必要以上にヘ
リウムガスを浪費しているといえる。 【0033】以上のことから、本発明の表面処理装置に
より、処理室内のヘリウムガスを処理室内に留まらせ、
通過路入口および通過路出口から処理室外へ漏れるのを
防ぎ、ヘリウムガスを必要以上に供給しなくても処理室
内の空気濃度を十分に低く保持でき、放電効率を高めて
処理効果の大きい表面処理装置を提供できる。これによ
って、表面処理効果の大きい被処理物を得ることができ
る。 【0034】 【発明の効果】本発明の表面処理装置により、処理室内
への空気の流入を防止できるために、ヘリウムガスある
いはヘリウムガスを主成分とする混合ガスを処理室内に
留まらせ、通過路入口および通過路出口から処理室外へ
漏れるのを防ぎ、ヘリウムガスあるいはヘリウムガスを
主成分とした混合ガスを必要以上に供給しなくても処理
室内の空気濃度を十分に低く保持でき、自らの放電効率
を高めて処理効果の大きい被処理物を得ることができ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atmospheric pressure plasma discharge suitable for a flat substrate such as a sheet, a film, a foil, a band or a plate. The present invention relates to a surface treatment device. 2. Description of the Related Art As a method of modifying the surface of a flat object such as a sheet, a film, a foil, a band, and a plate, a wet process such as a coating process, an immersion process in an acid alkali or the like is used. A treatment method, a corona discharge treatment, a flame treatment, a light reforming treatment method using ultraviolet rays or the like, or a dry treatment method such as a low-temperature plasma treatment has been proposed. Among such processing methods, the low-temperature plasma processing method has no influence on the material due to heat, can perform non-contact, high-speed, and uniform processing, and does not require treatment such as cleaning or drying after the processing. , Widely used. Note that the low-temperature plasma treatment here refers to a method for performing surface modification by bringing the surface of an object to be processed into contact with a treatment atmosphere in a low-temperature plasma state. The low-temperature plasma state is defined as a state in which a large number of freely movable positive ions and negative ions (including electrons) exist macroscopically while maintaining electrical neutrality. Among the species that make up the plasma, refers to the plasma state in which the average energy of the electrons is greater than the average energy of the ions and neutral species. " ing. [0004] However, since low-temperature plasma is generated only in a vacuum, there is a problem that the apparatus becomes large and the process becomes complicated. Further, there is also a problem that it is difficult to continuously process a sheet-like material or the like because the process is performed in a vacuum device. [0005] In order to solve such a problem, a processing method called an atmospheric pressure plasma discharge processing method has been proposed. In this atmospheric pressure plasma discharge treatment method, the space between opposed electrodes having a dielectric material is filled with helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component, and a high voltage is applied between the electrodes. The surface of the object to be treated is treated in the atmospheric pressure low-temperature plasma discharge region generated by the above. This atmospheric pressure low temperature plasma treatment is performed as described in JP-A-3-143930.
There has been proposed a method of continuously discharging a sheet-like workpiece. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional surface treatment apparatus using atmospheric pressure plasma discharge. In this figure, a processing chamber 1 is formed of a hollow solid, and the processing chamber 1 is provided with a base material passage entrance 2 and a passage exit 7. Inside the processing chamber 1, a pair of electrodes 3 and 3 ′ provided with a dielectric are provided so as to face the substrate 8. A high voltage can be applied from a high voltage power supply 4 between these electrodes 3 and 3 '. The processing chamber 1 is provided with a gas supply port 5 and a gas exhaust port 6. Helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component can be supplied to the gas supply port 5. Helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component inside the processing chamber 1 can be exhausted from the gas exhaust port 6. The base material 8 passes between the electrodes 3 and 3 ′ through the passage entrance 2, and the treated substrate 9 passes through the passage exit 7 and is wound up. In this surface treatment apparatus, helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component is supplied to the processing chamber 1 through a gas supply port 5, and helium gas or helium gas inside the processing chamber 1 is mainly used. The mixed gas as a component is exhausted from the gas exhaust port 6. However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-143930, a conventional atmospheric pressure plasma continuous treatment apparatus has a plasma discharge region and a passage entrance and a passage exit of a substrate to be treated. Since both are provided on the same plane, helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component in the processing chamber does not stay in the processing chamber but leaks out of the processing chamber from the entrance of the passage and the exit of the passage. The air that flows into the plasma discharge region along with the substrate that travels in a localized manner increases the air concentration in the processing chamber, lowers the discharge efficiency, and fails to provide a sufficient processing effect. In order to sufficiently lower the air concentration in the processing chamber, there is a problem that helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component must be supplied to the processing chamber more than necessary. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has been developed in a surface treatment apparatus using an atmospheric pressure low-temperature plasma discharge. The air concentration in the room is prevented from increasing, the air concentration in the processing chamber can be kept sufficiently low, and the discharge efficiency is high and the surface treatment effect is high in a helium gas or a mixed gas atmosphere containing helium gas as a main component. It is an object of the present invention to provide a surface treatment apparatus using atmospheric pressure low-temperature plasma discharge. The above objects can be attained by the present invention. That is, the invention according to claim 1 includes a step of carrying in a base material so that the base material can pass between a pair of opposedly provided electrodes, and applying a high voltage to the base material in an atmosphere gas. In a surface treatment apparatus having a step of performing a surface treatment by passing between the electrodes having generated plasma discharge and a step of carrying out the substrate to be treated, a hermetically sealed substrate provided with a passage entrance portion. A sealing chamber provided with a carry-in chamber and a passageway exit portion, wherein a height difference is provided between the passageway entrance portion and the passageway exit portion and the electrode portion; And a passage outlet portion provided at a position lower than the electrode portion. In the present invention, helium gas has a lower specific gravity than air, and utilizes the property that helium gas is unevenly distributed above air when a mixed gas of helium gas and air is contained in a closed container. A height difference is provided between the passage portion entrance and the passage exit of each of the substrate and the substrate to be processed and the electrode portion in the plasma discharge region, and the passage entrance and the passage of the substrate and the substrate to be treated, respectively. By providing each of the passage outlets at a position lower than the electrode portion in the plasma discharge region, helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component in the treatment chamber is retained in the treatment chamber, and the passage entrance and the passage exit are provided. From the processing chamber. Therefore, the helium gas or the mixed gas containing helium gas as a main component in the processing chamber is kept in the processing chamber by the above-mentioned surface processing apparatus, and is prevented from leaking out of the processing chamber from the passage passage entrance and the passage passage outlet. Alternatively, even if the mixed gas containing helium gas as a main component is not supplied more than necessary, the air concentration in the processing chamber can be sufficiently reduced, the discharge efficiency of the processing chamber itself can be increased, and an object to be processed having a large processing effect can be obtained. An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 (a) and FIG.
(B) is the perspective view and transverse cross section of the surface treatment apparatus of this invention, respectively. The surface treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. A pair of electrodes 23 and 23 ′ provided in the processing chamber 21 so as to face each other in the processing chamber 21, a power supply 24 for applying a voltage to the electrodes, and a pair of electrodes 23 and 23 ′ provided on the passage 22 side of the substrate 28 of the processing chamber Base material loading chamber 22c and a nip roll portion 22 provided at a passage entrance 22 of the substrate loading room.
a, 22a ', a roll 22b provided above the base material loading chamber (near the processing chamber entrance), and a base material discharge chamber provided on the passage 27 side of the processing target material 29 in the processing chamber 21. 27c
A nip roll portion 27a, 27a 'provided at a passage outlet 27 of the base material unloading chamber; a roll 27b provided above the base material unloading chamber 27c (near the processing chamber outlet);
Gas supply port 25, a gas exhaust port 26, and a gas supply device A connected to the supply port 25 for supplying a mixed gas.
And an exhaust gas treatment device B connected to the exhaust port 26 for exhausting gas in the processing chamber. The processing chamber 21 is formed of a hollow three-dimensional body. The processing chamber 21 is provided with electrodes 23 and 23 ′ provided with a dielectric so as to face a passage of a substrate 28 to be processed. I have. A high-voltage power supply 2 is provided between these electrodes 23 and 23 '.
4, a high voltage can be applied. The processing chamber 21 is provided with a loading chamber 22c and a loading chamber 27c having a hollow three-dimensional structure having a passage entrance 22 for the base material and a passage exit 27 for the substrate to be treated. And nip roll portions 22a, 22a 'and 27a, 2a, 2
7a 'and rolls 22b and 27b provided near the entrance of the processing chamber and near the exit of the processing chamber above the loading chamber 22c and the unloading chamber 27c. The nip rolls 22a, 22a 'and 27a, 27a' improve the hermeticity of helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component in the processing chamber 21 and sufficiently increase the air concentration in the processing chamber 21. It is provided in order to lower. The processing chamber 21 has a gas supply port 25,
A gas outlet 26 is provided. This gas supply port 25
, A helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component can be supplied. Helium gas or mixed gas in the processing chamber 21 can be exhausted from the gas exhaust port 26. Then, the base material 28 is provided at the nip roll portion 22 provided at the base material passageway entrance of the loading chamber 22c.
a, 22 a ′, and are transported into the processing chamber 21 through the roll 22 b provided above the base material passageway entrance, where the electrodes 23, 23
, And passes through a roll 27c provided above the outlet of the substrate passage in the discharge chamber 27c, and nip roll portions 27a and 27a 'provided at the outlet of the substrate passage. . Here, it is necessary that at least one of the electrodes 23 and 23 'is covered with a dielectric. This is for preventing the discharge from being concentrated and realizing the glow discharge. The substrate 28 passing through the passage 2 is drawn out of the feeder Ra and wound up by the feeder Rb. These feeder parts Ra, R
b is rotatably driven by a driving mechanism (not shown).
'. The gas supply port 25 is a port through which helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component supplied from the gas supply device A flows into the processing chamber 21. A is connected. The gas supply device A includes a gas mixer, a gas cylinder with a regulator, and the like. The gas exhaust port 26 is a port for discharging the gas supplied into the processing chamber 21, and the gas exhaust port 26 is connected to the exhaust gas processing apparatus B via a pipe. The high-voltage power supply 24 is a power supply for applying a high voltage to the electrodes to cause a discharge, and may use either AC or DC. In the alternating current, any frequency band of low frequency, high frequency, and microwave can be used. The substrate 28 is subjected to an atmospheric pressure plasma discharge treatment while passing between the electrodes 23, 23 from the state of being wound on the feeder portion Ra, and is wound. The thickness of the substrate 28 is not particularly limited as long as it can pass through the gap between the electrodes 23 and 23 ′ in a flat state. Next, the surface treatment apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, it is not limited to the following embodiment. <Example 1> 400 m width using the surface treatment apparatus of the present invention
m, 25 μm thick biaxially stretched polyester film
It was passed at a speed of 0 m / min to perform surface treatment. In the surface treatment apparatus of the present invention, the width of the discharge portion of the electrode 3 is 600
mm, length 400mm, width of processing chamber 1 is 700mm
Met. The interval between the electrodes 3 was 5 mm. The frequency of the voltage of the power supply 4 was 5 kHz, the voltage was 6 kV, and the output was 2 kW. The gas composition was 100% helium gas, and the supply and discharge rates of the gas filling the inside of the processing chamber 1 were 20 liter / min. <Example 2> The same processing as in Example 1 was performed except that the supply amount and discharge amount of the gas for filling the inside of the processing chamber 1 were set to 40 L / min. Comparative Example 1 A biaxially stretched polyester film having a width of 520 mm and a thickness of 25 μm was passed through a conventional surface treatment apparatus at a speed of 20 m / min to perform a surface treatment. In the conventional surface treatment apparatus, the width of the discharge part of the electrode 103 was 600 mm, the length was 400 mm, and the width of the treatment chamber 101 was 700 mm. The interval between the electrodes 103 was 5 mm. The frequency of the voltage of the power supply 104 is 5 kHz, and the voltage is 6
kV and output were 2 kW. Gas composition is helium gas 1
The gas supply amount and the discharge amount for filling the inside of the processing chamber 101 were set to 20 L / min. <Comparative Example 2> The supply amount and discharge amount of gas for filling the inside of the processing chamber 101 were 40 liter / min.
Other than the above, the same processing as in Example 1 was performed. <Comparative Example 3> The supply amount and discharge amount of gas for filling the inside of the processing chamber 101 were 60 liter / min.
Other than the above, the same processing as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results obtained by measuring the water contact angles of the surfaces of the thus-treated Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 in total of five types of the objects to be treated in accordance with the following test methods. The contact angle was measured by using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., CA-Z type). The unit is angle. [Table 1] From the results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3,
Hydrophilic treatment is performed by filling with helium gas,
As the supply amount and the discharge amount of the helium gas filling the processing chamber were larger, the air concentration in the processing chamber was lower, so that the discharge efficiency was higher and the processing effect was larger. Example 1 and Comparative Example 1, Example 2 and Comparative Example 2
Although the supply amount and the discharge amount of the helium gas are the same in Examples 1 and 2, however, in both Examples 1 and 2, since both the entrance of the passage and the exit of the passage of the object are located lower than the plasma discharge region, Helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component in the chamber is kept in the processing chamber to prevent the gas from leaking out of the processing chamber from the passage entrance and the passage exit, and the air concentration in the processing chamber is sufficiently lower. As a result, the discharge efficiency was increased, and the treatment effect became larger. Since the same processing effects are obtained in Example 1 and Comparative Example 3, it can be said that Comparative Example 3 wastes helium gas more than necessary. From the above, the helium gas in the processing chamber is kept in the processing chamber by the surface processing apparatus of the present invention.
Surface treatment that prevents leakage from the passageway entrance and passageway exit to the outside of the processing chamber, keeps the concentration of air in the processing chamber low enough without supplying helium gas more than necessary, increases discharge efficiency, and increases surface treatment efficiency. Equipment can be provided. Thereby, an object to be treated having a large surface treatment effect can be obtained. According to the surface treatment apparatus of the present invention, in order to prevent air from flowing into the processing chamber, helium gas or a mixed gas containing helium gas as a main component is allowed to remain in the processing chamber and pass therethrough. It prevents leakage from the inlet and the passageway outlet to the outside of the processing chamber, and can maintain a sufficiently low air concentration in the processing chamber without supplying helium gas or a mixed gas mainly composed of helium gas more than necessary. An object to be processed having a large processing effect can be obtained with increased efficiency.

【図面の簡単な説明】 【図1】従来の大気圧プラズマ放電による表面処理装置
の横断面図である。 【図2】(a)は、本発明の大気圧プラズマ放電による
表面処理装置の斜視図である。(b)は、本発明の大気
圧プラズマ放電による表面処理装置の横断面図である。 【符号の説明】 1、 21 処理室 2、 22 基材通過路入口 3、 23 電極 3´、 23´電極 4、 24 高圧電源 5、 25 ガス供給口 6、 26 ガス排出口 7、 27 被処理基材通過路出口 8、 28 基材 9、 29 被処理基材 22a、22a´ ニップロール 22b ニップロール 22c 入口側基材搬入室 27a、27a´ ニップロール 27c 出口側被処理基材搬出室 A ガス供給装置 B 排ガス処理装置 Ra 、Rb フィーダーロール
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional surface treatment apparatus using atmospheric pressure plasma discharge. FIG. 2A is a perspective view of a surface treatment apparatus using an atmospheric pressure plasma discharge of the present invention. (B) is a cross-sectional view of the surface treatment apparatus using atmospheric pressure plasma discharge of the present invention. [Description of Signs] 1, 21 processing chamber 2, 22 base material passage entrance 3, 23 electrode 3 ', 23' electrode 4, 24 high-voltage power supply 5, 25 gas supply port 6, 26 gas discharge port 7, 27 Substrate passage exit 8, 28 Substrate 9, 29 Substrate to be processed 22a, 22a 'Nip roll 22b Nip roll 22c Inlet side substrate loading chamber 27a, 27a' Nip roll 27c Outlet side substrate to be transported A Gas supply device B Exhaust gas treatment equipment Ra, Rb Feeder roll

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F073 AA01 BA23 BB01 CA01 CA04 HA12 4G075 AA30 BA05 BD05 CA47 EB31 EC21 ED11 FC15    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F term (reference) 4F073 AA01 BA23 BB01 CA01 CA04                       HA12                 4G075 AA30 BA05 BD05 CA47 EB31                       EC21 ED11 FC15

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】基材を、一対の対向して設けた電極間に通
過可能となるように搬入する工程と、該基材を、雰囲気
ガス中で高電圧を印加して、プラズマ放電を発生させた
該電極間を通過せしめて、表面処理を施す工程と、該被
処理基材を搬出する工程を有する表面処理装置におい
て、 通過路入口部を備えた密閉性の基材搬入室および通過路
出口部を備えた密閉性の被処理基材搬出室を有し、前記
通過路入口部および通過路出口部と電極部との間に高低
差を設け、該通過路入口部および通過路出口部を、該電
極部よりも低い位置に設けたことを特徴とする表面処理
装置。
Claims: 1. A step of loading a base material so that the base material can pass between a pair of opposed electrodes, and applying a high voltage to the base material in an atmosphere gas. A surface treatment apparatus having a step of performing a surface treatment by passing between the electrodes having generated the plasma discharge and a step of carrying out the substrate to be treated. An airtight chamber provided with a material loading chamber and a passageway outlet, a height difference between the passageway entrance, the passageway exit, and the electrode, The surface treatment apparatus, wherein the section and the passage exit section are provided at a position lower than the electrode section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003523053A (en) * 2000-02-11 2003-07-29 ダウ・コーニング・アイルランド・リミテッド Atmospheric pressure plasma system

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