JP2003526011A - プラズマ重合処理装置の給/排気システム - Google Patents
プラズマ重合処理装置の給/排気システムInfo
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Abstract
Description
合によって表面処理される基材の流れと平行する方向にガスが注入されて排出さ
れる給排気システムに関するものである。
度及び耐摩耗性の優れた被覆層が形成される。該被覆層が形成された製品は、磁
気ディスク、光ディスク及び超硬質工具に使われる。また、鋼鉄板の表面に形成
された塗装膜をプラズマ処理すると、硬質化され、耐久性及び耐蝕性の優れた塗
装鋼板が得られる。特に、基材の表面に高分子重合処理を行って、親水性又は疏
水性を向上させる表面改質の効果を得ることができるし、このように表面改質さ
れた物質は、多様な範囲に応用されている。
、大面積の基材を薄膜コーティングさせるのに有利である。基材電極の両方側面
に対向電極が配置されているため、同時に重合が可能であることで、生産性が向
上するという効果がある。前記装置において、ロール状に巻かれた基材2は、巻
戻しチャンバ9から重合チャンバ1に連続的に移送されて重合チャンバで基材表
面が重合処理された後、巻きチャンバ10に移送されてロール状に巻かれる。チ
ャンバの圧力を所定の真空に維持しながら、反応ガスが反応性ガス注入部7を通
ってチャンバに注入され、基材の上下面に対向された電極4に電力を印加してプ
ラズマを発生させる。チャンバの内部でプラズマ放電が起きると、各反応ガスの
分子の結合が切れて、切れたチェーンと活性化された陽イオン又は陰イオンとが
結合して電極間に位置した基材の表面に重合物を形成する。チャンバの一方側に
は、反応したガスの排出口8が備えられている。
チャンバに設置する場合、通常、配列関係に対して特別に考慮することなく、前
記重合チャンバの内部で基材の進行方向に対して直角方向にガスの流動が形成さ
れるように配置されている。即ち、図1示すように、重合チャンバの下方部分の
左右側に夫々ガス注入部7及びガス排気部8が配置されている。
内部のガス流動が基材の流れ方向と実質的に直角になって基材の表面上に各反応
ガスが留まる時間が短いために、前記反応ガスと基材とが十分に反応することが
できないという問題がある。第二に、重合チャンバの内部のガス流動が前記重合
チャンバに全体的に均一に形成されなく一部の領域のみで前記ガスと基材とが反
応するために、充分な重合処理が行われないという問題がある。こうした問題に
より、重合処理された基材の表面特性が一定でなく、且つ、所望の特性を有して
いない不良製品が増加する。
に設置することができる。このような場合は、ガス注入部及び排気口を各チャン
バに設置しなければならない。重合チャンバ及び後処理チャンバに別途にガス注
入部及び排気口が設置されている場合、各ガスを制御することが不便で、設備が
複雑になることで生産性が低下する。従って、簡単かつ容易にガスの注入及び排
気を制御し得るプラズマ重合処理装置が必要である。
くことで、反応ガスを効率的に活用し得るプラズマ重合処理装置を提供すること
を目的とする。 本発明の他の目的は、ガスの注入及び排気を円滑に制御し得る簡単な構造のプ
ラズマ重合処理装置を提供することを目的とする。
排気システムにおいて、重合チャンバの内部に、ガスを注入するガス注入部と、
該ガス注入部を通って注入された後、反応したガスが排気されるガス排気部と、
を具備して構成され、前記重合チャンバの内部の基材の移動方向に対してガス流
動方向が実質的に平行するように前記ガス注入部及びガス排気部を配置したこと
を特徴とする。 前記重合チャンバは、内部で基材が水平および垂直に移動する垂直チャンバを
具備する。
有するプラズマ重合処理装置において、重合チャンバの内部の基材の移動方向に
対してガスの流動方向が実質的に平行するように前記ガス注入部及びガス排気部
を配置したことを特徴とする。
述する垂直チャンバ(基材が垂直に移動する重合チャンバ)に対しても適用する
ことができる。
近に配置され、ガス排気部は、重合チャンバの基材排出口の附近に配置すること
ができる。また、本発明に係る他の実施例として、ガス注入部は、重合チャンバ
の基材排出口の附近に配置され、ガス排気部は、重合チャンバの基材注入口の附
近に配置することができる。
において、前記重合チャンバ及び後処理チャンバは、夫々ガス注入部及びガス排
気部を具備し、前記ガス排気部は、両チャンバ間に位置させたプラズマ重合処理
装置の給/排気システムを提供する。
するようにチャンバの入口側に配置し、後処理チャンバの場合は、基材の進行方
向と反対になるようにチャンバの出口側に配置させる。両チャンバの排気口から
抜け出されたガスは、排気ダクトを経て絞り弁(throttle valve)を経て1つのポ
ンプに吸入されて統合的に制御される。
うに、左方側には、ロール(roll)状の基材2をシート(sheet)状に巻き戻す巻戻
しチャンバ9があって、該巻戻しチャンバ9から重合チャンバ1aに基材が移送
されてプラズマ重合処理が行われる。前記重合チャンバの横には、後処理チャン
バ1bが備えられて基材は連続的に後処理されるが、該処理チャンバ1bで基材
に二次的プラズマ重合処理を行うか又は、基材表面の特性向上のための処理を行
うことができる。後処理チャンバを経た基材は、右方側の巻きチャンバ10で再
びロール状に巻かれる。重合チャンバ1a及び後処理チャンバ1bには、夫々ガ
ス注入部11、12及びガス排気部(図示されず−チャンバ壁上に形成)が形成
されている。重合チャンバ1aの場合、基材2の進行方向(巻戻しチャンバから
巻きチャンバ方向)と同様にガスが注入されて排出されるようにガス注入部11
は、重合チャンバの入口側に配置され、ガス排気口は、重合チャンバの出口側に
配置される。反面、後処理チャンバ1bの場合、ガス注入部12は、基材の進行
方向と反対にガスが注入されるように後処理チャンバの出口側に配置され、ガス
排気口は、後処理チャンバの入口側に配置される。このような配置によって、重
合チャンバと後処理チャンバ間からガスが排気され、両チャンバの排気を統合的
に制御することができる。排気口から抜け出されたガスは、絞り弁14を経てポ
ンプ15に流入される。
後処理チャンバ1bの各ガス注入部11、12から注入されたガスは、電極4間
で水平方向に移動する基材2と反応して排気口(図示されず)を通って抜け出さ
れて排気ダクト13に吸入される。
ャンバ間にガスが相互攪拌されることなく、1つのポンプにより同時に各チャン
バのガスを制御し得るので、設備が簡単で管理も容易である。
率的なプラズマ重合連続処理のためには、複数の重合チャンバを備えなければな
らず、特に、前記プラズマ重合連続処理装置が、基材の流れが垂直に流れる領域
を有する重合チャンバを具備する場合、良質の表面処理が行われるためには、前
記原料ガスの注入、流動方向及び排出が重要である。
とも1つの重合チャンバを具備して構成され、少なくとも1つの重合チャンバは
、基材の流れが垂直方向に行われるプラズマ重合連続処理装置において、重合チ
ャンバの内部のガス流動が基材の流れ方向と平行するように配置されたガス注入
口及びガス排出口を具備して構成されることを特徴とする給/排気システムを提
供する。
流動と基材の流れ方向とが平行するようにするために、プラズマ重合連続処理装
置の給/排気システムを構成する時、特別な構成が必要である。特に、重力の影
響を考慮してガス注入口及びガス排出口を適切に配置する必要がある。
材2が前記重合チャンバの下方部分から上方部分に流れ、原料ガスである反応ガ
ス及び非反応ガスを注入するガス注入口21aが重合チャンバ1cの上方部分の
一方側面に設置され、原料ガスを排出するガス排出口22aが前記重合チャンバ
の下方部分の一方側面に設置されている。即ち、ガス注入口から注入された原料
ガスは、基材の流れと平行を成し、前記基材の流れ方向と反対に移動してガス排
出口を通って排出される。図3bは、図3a中、ガス注入口21bとガス排出口
22bとを反対に配置して基材の流れ方向とガス流動の方向とを同様にした。こ
の場合、基材2の表面の原料ガスの流動特性は図3aとは異なるように変わり、
そして該特性に従いプラズマ重合処理を行うことができる。
設置されたことを示した断面図である。図4aは、ガス注入口21cを垂直チャ
ンバ1cの上方端の両方側面に設置し、ガス排出口22cを垂直チャンバの下方
端の両方側面に設置して基材2の流れとガスの流動とを反対にし、図4bは、ガ
ス注入口21dを垂直チャンバ1cの下方端に、ガス排出口22dを上方端に設
置して基材2の流れとガスの流動とを一致させたことで、ガス注入口及びガス排
出口を一つずつ設置して原料ガスを注入・排出することより原料ガスの流動が大
いになって、且つ均一になることで高速に良質の表面処理を行うことができる。
3を更に具備することができるし、図5b示すように、少なくとも1つのガス排
出流路23を統合させる合枝領域24を更に具備することもできる。前記各ガス
排出口に前記ガス排出流路を設置することで、流路の管状を調節する等、排出ガ
ス処理を容易にすることができるし、特に、複数の重合チャンバがある場合には
、前記合枝領域に排出ガスを統合して処理することができる。図5a、5bは、
垂直チャンバに対して説明したが、水平チャンバに対しても同様に適用すること
ができる。
合連続処理装置において、重合チャンバの内部の基材の流れが垂直に流れる領域
を有する場合にも、重合チャンバの内部のガス流動と基材の流れ方向とが平行す
るようにして均一で、良質の表面処理を行うことができるし、ガスの給排気量を
容易に制御することができる。
部のガス流動方向が基材の移動方向に対して実質的に平行するようにガス注入部
及びガス排気部を配置することで、基材と反応ガスとが接触する時間が長引くた
めに、充分な反応が可能で、重合処理の効果が大きい基材を得ることができるし
、重合チャンバの内部のガス流動が基材の附近のみで形成されることで、反応ガ
スを效率的に活用することが可能であるために、ガスの流動を均一化する費用を
一層節減することができる。また、重合チャンバ及び後処理チャンバを夫々具備
したプラズマ重合処理装置においては、一層簡単な構造の給排気システムを提供
することで、各チャンバ間にガスが相互攪拌されるようにガスの注入及び排気を
円滑に制御することができるし、1つのポンプにより同時に各チャンバのガスを
制御することができるので設備空間を一層減らすことができる。
る。
Claims (23)
- 【請求項1】 基材を連続的に移動し得る重合チャンバを有するプラズマ重
合処理装置において、前記重合チャンバにガスを注入するガス注入部及び該ガス
注入部を通って注入された後、反応したガスが排気されるガス排気部を有し、前
記重合チャンバの内部の基材の移動方向に対してガス流動方向が実質的に平行す
るように前記ガス注入部及びガス排気部を配置したことを特徴とするプラズマ重
合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項2】 前記基材は、重合チャンバの内部で水平方向に移動すること
を特徴とする請求項1記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項3】 前記ガス注入部は、前記重合チャンバの基材注入口の附近に
配置され、前記ガス排気部は、前記重合チャンバの基材排出口の附近に配置され
たことを特徴とする請求項2記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項4】 前記ガス注入部は、前記重合チャンバの基材排出口の附近に
配置され、前記ガス排気部は、前記重合チャンバの基材注入口の附近に配置され
たことを特徴とする請求項2記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項5】 重合チャンバの横に別途の後処理チャンバを更に具備し、前
記重合チャンバ及び後処理チャンバは、夫々ガス注入部及びガス排気部を具備し
、前記ガス排気部は、両チャンバ間に位置されたことを特徴とする請求項2記載
のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項6】 前記ガス注入部は、重合チャンバの場合、基材の進行方向と
一致するようにチャンバの入口側に配置させ、後処理チャンバの場合は、基材の
進行方向と反対になるようにチャンバの出口側に配置されたことを特徴とする請
求項5記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項7】 前記重合チャンバ及び後処理チャンバのガス排気部を抜け出
されたガスを統合的に制御する1つのポンプを具備することを特徴とする請求項
5記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項8】 前記重合チャンバは、複数のチャンバから成って、少なくと
も一つは、重合チャンバの内部の基材の流れが垂直方向に行われることを特徴と
する請求項1記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項9】 ガス注入口は、基材の流れが垂直に流れる領域を有する重合
チャンバの上方部分の一側面又は下方部分の一側面に配置され、ガス排出口は、
前記ガス注入口の反対側の一側面に配置されることを特徴とする請求項8記載の
プラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項10】 ガス注入口は、基材の流れが垂直に流れる領域を有する重
合チャンバの上方部分の両方側面又は下方部分の両方側面に配置され、ガス排出
口は、前記ガス注入口の反対側の両方側面に配置されることを特徴とする請求項
8記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項11】 前記ガス排出口に連通されるガス排出流路を更に具備する
ことを特徴とする請求項10記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項12】 前記ガス排出流路を統合する接合部を更に具備することを
特徴とする請求項11記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項13】 基材を連続的に移動し得る重合チャンバを有するプラズマ
重合処理装置において、 前記重合チャンバは、ガスを注入するガス注入部及び該ガス注入部を通って注
入された後、反応したガスが排気されるガス排気部を具備し、 前記重合チャンバの内部で表面処理される基材は、水平方向に移動し、重合チ
ャンバに注入されたガスは、基材の移動方向に対してガス流動方向が実質的に平
行したことを特徴とするプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項14】 前記ガス注入部は、前記重合チャンバの基材注入口の附近
に配置され、前記ガス排気部は、前記重合チャンバの基材排出口の附近に配置さ
れたことを特徴とする請求項13記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システ
ム。 - 【請求項15】 前記ガス注入部は、前記重合チャンバの基材排出口の附近
に配置され、前記ガス排気部は、前記重合チャンバの基材注入口の附近に配置さ
れたことを特徴とする請求項13記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システ
ム。 - 【請求項16】 重合チャンバの横に別途の後処理チャンバを更に具備し、
前記重合チャンバ及び後処理チャンバは、夫々ガス注入部及びガス排気部を具備
し、前記ガス排気部は、両チャンバ間に位置されたことを特徴とする請求項13
記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項17】 前記ガス注入部は、重合チャンバの場合、基材の進行方向
と一致するようにチャンバの入口側に配置され、後処理チャンバの場合は、基材
の進行方向と反対になるようにチャンバの出口側に配置されたことを特徴とする
請求項14記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項18】 前記重合チャンバ及び後処理チャンバのガス排気部を抜け
出されたガスを統合的に制御する1つのポンプを具備することを特徴とする請求
項17記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項19】 基材を連続的に移動し得る重合チャンバを有するプラズマ
重合処理装置において、 前記重合チャンバは、ガスを注入するガス注入部及び該ガス注入部を通って注
入された後、反応したガスが排気されるガス排気部を具備し、 前記重合チャンバの内部で表面処理される基材は、垂直方向に移動し、 重合チャンバに注入されたガスは、基材の移動方向に対してガス流動方向が実
質的に平行したことを特徴とするプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項20】 ガス注入口は、重合チャンバの上方部分の一側面又は下方
部分の一側面に配置され、ガス排出口は、前記ガス注入口の反対側の一側面に配
置されることを特徴とする請求項19記載のプラズマ重合処理装置の給/排気シ
ステム。 - 【請求項21】 ガス注入口は、重合チャンバの上方部分の両方側面又は下
方部分の両方側面に配置され、ガス排出口は、前記ガス注入口の反対側の両方側
面に配置されることを特徴とする請求項19記載のプラズマ重合処理装置の給/
排気システム。 - 【請求項22】 前記ガス排出口に連通されるガス排出流路を更に具備する
ことを特徴とする請求項19記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。 - 【請求項23】 前記ガス排出流路を統合する接合部を更に具備することを
特徴とする請求項22記載のプラズマ重合処理装置の給/排気システム。
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