JP3511439B2 - 非導電性多孔質体の表層部表面の処理方法 - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性多孔質体
の中間層の内側表面の性質をほとんどそのまま保持した
ままで、表層部表面を処理する方法に関する。本発明に
よれば、例えば、非導電性多孔質体の表層部表面に親水
性、疎水性、又は接着性を付与したり、親水性、疎水
性、又は接着性を向上させたり、あるいは非導電性多孔
質体の表層部表面に粗面加工を施したりすることができ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、放電による非導電性材料（多孔質
体であるか否かを問わず）の表面処理方法としては、例
えば、交流コロナ放電又は直流コロナ放電を利用する方
法、低圧グロー放電を利用する方法、及び大気圧グロー
放電を利用する方法などが知られていた。交流コロナ放
電を利用する方法は、平板電極などの対電極（誘起電
極）の表面上に担持した誘電体層上に、被処理体を接触
させて置き、前記被処理体が誘電体層と接触している面
と反対側の面から間隔（通常は約１ｍｍ〜数ｍｍ）を隔
てて、ワイヤー電極又は針状電極などの放電極を配置
し、空気中又はその他の気体中で放電極と前記対電極と
の間に交流高電圧を印加し、放電極から発生する線状コ
ロナの作用により、前記放電極と前記対電極との中間に
配置されている前記被処理体の表面処理を行う方法であ
る。被処理体と対電極との間に、前記のように誘電体を
挿入すると、線状コロナを安定化することができる。ま
た、前記気体を適宜選択して、被処理体の表面に導入す
る官能基の種類を調節することができる。交流高電圧の
代わりに直流高電圧を印加することにより発生する直流
コロナ放電を利用しても、被処理体の表面処理を行なう
ことができる。しかし、この方法では、放電極と対電極
との空間中にコロナ放電が生じるので、被処理体として
多孔質体を処理する場合、多孔質体内部のすべての表面
が処理されてしまい、多孔質体の表層部表面のみを処理
することはできない。 【０００３】低圧グロー放電を利用する方法は、減圧す
ることができる放電容器の内部に、対向する一対の電極
を設け、それらの電極間に被処理体を配置し、減圧装置
により放電容器内の空気又はその他の気体の気圧を約１
０^-2〜約１０Ｔｏｒｒ程度に保った状態で、前記電極間
に通常、数ＫＨｚ〜数十ＫＨｚの交流電圧を印加し、そ
れらの電極間に発生するグロー放電の作用により前記被
処理体の表面処理を行なう方法である。この方法におい
ては、被処理体は、電極と接触しないように配置された
状態で、あるいは一方の電極のみと接触するように配置
された状態で交流電圧を印加される。この方法では、パ
ッシェンの法則から、低圧下の放電は電極間の距離を或
る程度あけた方が起こりやすいため、交流コロナ放電を
利用する前記の方法に比べて電極間の間隔を広くとるこ
とができる。しかも、低圧においては電離化学種が失活
しにくく、火花放電も起こしにくいので、放電に使用す
ることのできる気体の種類も多い。しかし、この方法
は、低圧下で実施するため、プラズマ寿命が長く、被処
理体として多孔質体を処理する場合、多孔質体内部のす
べての表面が処理されてしまい、多孔質体の表層部表面
のみを処理することはできない。また、多孔質体の放電
容器内の気圧を低圧にするための減圧装置を必要とし、
連続加工には不向きである。また、被処理体が、揮発性
物質、例えば、水又は可塑剤などを含む場合には、圧力
コントロールが難しい。 【０００４】大気圧グロー放電を利用する方法〔例え
ば、工業加熱，第２７巻，第１号（１９９０）に記載〕
は、密封することのできる放電容器の内部に、間隔（通
常は数ｍｍ）を隔てて対向する一対の電極を設け、希ガ
ス、特に、ヘリウムを主成分とし、官能基導入のために
使用される気体を同時に含む混合ガスを放電容器に供給
しながら、前記電極間に通常、数ＫＨｚ〜数十ＭＨｚの
交流電圧を印加し、それらの電極間に発生するグロー放
電の作用により被処理体の表面処理を行なう方法であ
る。この方法においては、発生するグロー放電を安定化
するために、いずれか一方の電極の表面に誘電体を接触
して設けることが一般的である。被処理体は、電極及び
／又は誘電体のいずれとも接触しないように配置された
状態で、あるいは誘電体又は電極のいずれか一方とのみ
接触するように配置された状態で交流電圧を印加され
る。しかし、この方法では、多孔質体を処理する場合、
多孔質体内部のすべての表面が処理されてしまい、多孔
質体の表層部表面のみを処理することはできない。ま
た、高価な希ガスを必要とし、安定に放電を発生するこ
とのできる気体の種類が制限されると共に、官能基導入
のために使用する気体の量を多くすると放電が不安定に
なるため、気体の使用量も制限される。一般的には反応
性ガスは１０％程度までしか混入することができない。 【０００５】このように、放電により非導電性材料を表
面処理する従来方法には種々の欠点があり、しかも、放
電空間内に被処理体を配置又は通過させる必要があるた
め、非導電性材料として多孔質体を処理する場合には、
程度の差はあれ、多孔質体の内側表面まで処理されてし
まう欠点があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、前記の従来技術の欠点を解消し、非導電性多孔質体
の中間層の内側表面の性質をほとんどそのまま保持した
ままで、多孔質体の表層部表面を処理することができ、
しかも、スパーク放電等による被処理体の損傷が起こり
にくく、任意の種類の気体を利用することができ、連続
的に処理することが可能な、放電による非導電性多孔質
体の表層部表面を処理する手段を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
よる、誘電体の一方の表面上に放電極を担持し、他方の
表面上に誘起電極を担持する交流沿面放電素子の前記放
電極と、非導電性多孔質体の外側表面とを接触させた状
態で、前記放電極と前記誘起電極との間に交流電圧を印
加し、前記誘電体の放電極担持表面上に放電を発生させ
ることを特徴とする、非導電性多孔質体の表層部表面の
処理方法によって達成することができる。 【０００８】本明細書において「表層部」とは、処理対
象である非導電性多孔質体において、その外側表面と、
その外側表面に接し、しかも外側表面と平行な内部層状
領域（以下、表層内部領域と称することがある）とから
なる部分を意味する。ここで、外側表面とは、非導電性
多孔質体に外接する平滑表面を有する仮想立体と接する
非導電性多孔質体の表面を意味する。従って、「表層部
表面」とは、処理対象である非導電性多孔質体の外側表
面と、その外側表面に続く表層内部領域に含まれるすべ
ての内部空隙の全表面との両方を含む概念であり、前記
非導電性多孔質体の表層部以外の中心部における内部空
隙の表面は含まれない。また、内部空隙の全表面とは、
例えば、発泡体型多孔質体においては、各気泡（ｃｅｌ
ｌ）、すなわち、開放気泡（ｏｐｅｎ−ｃｅｌｌ）の表
面であり、フィルム型多孔質体においては、凹部構造
（例えば、くぼみ又は溝など）又は貫通孔の表面であ
り、繊維質型多孔質体においては、構成繊維によって形
成される内部空間の表面、すなわち、各構成繊維の全表
面である。なお、後述するとおり、本発明方法によっ
て、被処理多孔質体における全表層部表面の少なくとも
一部を処理することができる。 【０００９】本明細書において、「表層部表面の処理」
とは、処理対象である非導電性多孔質体の表層部表面の
少なくとも一部を化学的に処理することを意味する。化
学的処理とは、非導電性多孔質体の表層部表面を化学的
に変性することを意味し、例えば、非導電性多孔質体を
構成する材料に所望の官能基を導入する処理を挙げるこ
とができ、非導電性多孔質体の表層部表面に親水性、疎
水性、又は接着性を付与するか、あるいは親水性、疎水
性、又は接着性を向上させることができる。所望の官能
基を導入することができる表層部表面処理用ガスの存在
下にて、非導電性多孔質体の外側表面と、交流沿面放電
素子の放電極とを接触させた状態で、誘電体の放電極担
持表面上に放電を発生させることによって、所望の官能
基を導入する化学的処理を行なうことができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】本発明において使用することので
きる交流沿面放電素子は、誘電体の一方の表面上に放電
極を担持し、他方の表面上に誘起電極を担持し、前記誘
電体の放電極担持表面上に放電を発生させることができ
る交流沿面放電素子であれば特に制限されず、公知の素
子、例えば、形状としては、平板状、シート状、又は円
筒状の交流沿面放電素子などを使用することができ、ま
た、放電極の担持状態としては、放電極突出型交流沿面
放電素子、又は放電極埋設型交流沿面放電素子などを使
用することができる。 【００１１】このような交流沿面放電素子としては、図
１又は図２に示すような、平板状の誘電体３１の一方の
表面上に格子状の放電極４１を突出させた状態で担持
し、他方の表面上に平板状の誘起電極５１を担持した構
造からなり、放電極４１が開孔部８１を有する平板状の
放電極突出型交流沿面放電素子２１；プラスチックなど
からなるシート状誘電体の表面に、導電性塗料を塗布し
たり、金属や導電性樹脂フィルムを担持させることによ
って格子状電極やメッシュ状電極などの放電極及び平板
状の誘起電極を形成したシート状の放電極突出型交流沿
面放電素子；図３に示すような、平板状の誘電体３１の
一方の表面に、放電極４１の一方の表面が露出している
状態で、格子状の放電極４１が埋設され、他方の表面上
に平板状の誘起電極５１を担持した構造からなり、誘電
体３１の放電極担持面と、放電極４１の露出表面とが、
実質的に同一の平面を形成している平板状の放電極埋設
型交流沿面放電素子２１；又は図４に示すような、円筒
状の放電極埋設型交流沿面放電素子２１などを挙げるこ
とができる。 【００１２】交流沿面放電素子の誘電体には、例えば、
板状、シート状、又は円筒状のガラス、セラミック、又
はプラスチックなどを用いることができる。誘電体の厚
みは特に限定されないが、あまり厚いと放電させるのに
非常に高い電圧が必要となり、あまり薄いと機械的強度
が低下し、絶縁破壊が生じやすくなるので０．１〜５ｍ
ｍ程度のものが好適である。交流沿面放電素子の放電極
としては、プラスチックフィルムなどの表面に導電性塗
料を塗布したり、導電性樹脂フィルムによって格子状電
極やメッシュ状電極などを形成したもの、又はアルミニ
ウムや銅などの金属などから形成される格子状電極やメ
ッシュ状電極などを使用することができる。交流沿面放
電素子の誘起電極も特に限定されるものではないが、プ
ラスチックフィルムなどの表面に導電性塗料を塗布した
り、導電性樹脂フィルムによって平板電極や網状電極を
形成したもの、又はアルミニウムや銅などの金属などか
ら形成される平板電極や網状電極などが適している。 【００１３】交流沿面放電素子においては、交流沿面放
電素子の端部で放電極と誘起電極との間で直接放電が生
じないように誘電体の長さは放電極及び誘起電極の長さ
よりも長いことが望ましい。誘電体の長さを充分に長く
することができない場合には、誘起電極の端面又は誘起
電極の全体を、セラミック膜や高分子化合物膜などの誘
電体で絶縁被覆するのが好ましい。また、放電極突出型
交流沿面放電素子の場合には、放電極の上にセラミック
膜や高分子化合物膜などの誘電体膜を被覆すると、沿面
放電による放電極の消耗を防止することができるので好
ましい。 【００１４】以下、添付図面に沿って本発明を説明す
る。本発明の基本的原理を図１に示す。図１に示す態様
で使用する平板状の放電極突出型交流沿面放電素子２１
は、図２に示すように、平板状の誘電体３１の一方の表
面上に格子状の放電極４１を突出させた状態で担持し、
他方の表面上に平板状の誘起電極５１を担持した構造か
らなる。放電極４１は格子状であるので、誘電体３１の
放電極担持面上には、開孔部８１が形成されている。誘
起電極５１を交流電源６１に接続し、放電極４１をアー
スする。交流沿面放電素子２１の放電極４１と、非導電
性多孔質体１１の一方の外側表面とが、直接に接触する
ように、非導電性多孔質体１１を配置する。こうして配
置された非導電性多孔質体１１において、放電極４１と
接触している側の表層部Ｓは、放電極４１に接触してい
る外側表面を含む放電極接触型表層部１２と、開孔部８
１に露出している外側表面を含む露出型表層部１３とか
らなる。 【００１５】交流電源６１から交流高電圧を印加する
と、放電極４１から誘電体３１の表面の放電極担持面側
に沿って沿面放電が発生し、開孔部８１にプラズマが生
成される。誘電体３１の表面又はその近傍に発生したこ
れらのプラズマが、露出型表層部１３、すなわち、開孔
部８１に露出している外側表面と、その表層部内部領域
の内部空隙の全表面（以下、開孔部に露出している外側
表面と、その表層部内部領域の内部空隙の全表面との両
方を併せて、露出型表層部表面と称する）とに作用する
ことにより、非導電性多孔質体１１の露出型表層部表面
の改質が行われる。本発明では、誘電体３１の表面又は
その近傍で放電が発生するので、スパーク放電等による
被処理体の損傷が起こりにくい。 【００１６】この場合、非導電性多孔質体１１の外側表
面の内、放電極４１と接触している外側表面、及びその
表層部内部領域の内部空隙の全表面（以下、放電極と接
触している外側表面と、その表層部内部領域の内部空隙
の全表面との両方を併せて、放電極接触型表層部表面と
称する）には、プラズマが作用しないので、放電極４１
の形状を調整することによって、被処理領域の形状を任
意に調整することができる。例えば、放電極４１とし
て、所望形状の開孔部８１を有する電極を用いることに
より、前記開孔部の形状と同様のパターンに非導電性多
孔質体１１の表層部を選択的に処理することができる。 【００１７】また、例えば、非導電性多孔質体１１の外
側表面と、交流沿面放電素子２１の放電極４１とを接触
させた状態で、非導電性多孔質体１１の全ての外側表面
が、プラズマを生成することのできる開孔部８１に少な
くとも一度露出することができるように、非導電性多孔
質体１１と交流沿面放電素子２１とを相対的に移動させ
ながら、交流電圧を印加すると、非導電性多孔質体１１
の全ての表層部表面を処理することができる。この場合
の移動速度は、非導電性多孔質体１１の任意の外側表面
が、所望の表層部表面処理を充分に受けることができる
程度に、プラズマを生成することのできる開孔部８１に
露出することができる速度である限り、特に限定されな
い。 【００１８】本発明において、交流電源により放電を発
生させるために印加する交流電圧の下限は、誘電体層を
含めた電極間の距離やガスの種類に依存するので、特に
限定されるものではないが、好ましくは０．５ＫＶｐ−
ｐ以上、より好ましくは１ＫＶｐ−ｐ以上である（ＫＶ
ｐ−ｐは、交流電圧の最大値ピークから最小値ピークま
での電圧差を示す）。電圧が０．５ＫＶｐ−ｐ未満にな
ると実質的に放電が起こらなくなるからである。また、
交流電圧の上限も、非導電性多孔質体の損傷が生じるこ
とのない電圧である限り、特に限定されるものではな
い。周波数は、特に限定されるものではないが、好まし
くは０．１〜１００ＫＨｚ、より好ましくは１〜５０Ｋ
Ｈｚである。周波数が０．１ＫＨｚ未満になると放電に
よる処理効率が低下し、１００ＫＨｚを越えると誘電加
熱により誘電体が過熱状態になって破壊するおそれが生
じるなどの問題がある。なお、これらの値は、各電極の
形状や非導電性多孔質体の材質や放電電圧波形、更には
処理時間にも大きく依存するので、前記範囲からはずれ
て使用されることもある。 【００１９】本発明により表層部表面を処理することの
できる非導電性多孔質体としては、任意の非導電性の有
機材料又は無機材料からなる多孔質体を用いることがで
きる。有機材料としては、各種の有機高分子化合物、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニ
ル、フッ素化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、又はフッ化ビニリ
デン−トリフルオロエチレン共重合体等を挙げることが
できる。無機材料としては、各種セラミックス（例え
ば、アルミナ、シリカ、若しくはシリカアルミナ等）、
又はガラス類（例えば、ソーダガラス若しくはシリカガ
ラス等）などを挙げることができる。 【００２０】前記各種材料からなる多孔質体としては、
例えば、繊維質型多孔質体、フィルム型多孔質体、又は
発泡体型多孔質体などを挙げることができる。なお、本
発明により処理することのできる多孔質体は、必ずしも
一体の成形体である必要はなく、不安定形状の粉粒体や
繊維などの単なる集合体であることもできる。ただし、
この場合には個々の粉粒体間または繊維間に空隙がある
ことが必要であり、また処理時には一定の厚みに調整さ
れていることが望ましい。繊維質型多孔質体としては、
例えば、織物、編物、繊維状ポーラスフィルム、又は不
織布を挙げることができる。不織布としては、例えば、
乾式不織布（例えば、スパンボンド不織布、メルトブロ
ー不織布、若しくは水流絡合不織布など）、又は湿式不
織布などを挙げることができる。また、発泡体型多孔質
体としては、例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル
系、又はポリウレタン系などの樹脂からなる発泡体など
を挙げることができる。また、フィルム型多孔質体とし
ては、凹凸構造をもつフィルムや穴あきフィルムなどを
挙げることができる。 【００２１】本発明により表層部表面を処理することの
できる非導電性多孔質体の形態は、非導電性多孔質体の
外側表面と誘電体層とが接触した際に、多孔質体に内部
空隙を有する形態であれば、特に限定されない。 【００２２】本発明により処理することのできる表層部
表面の厚さは、特に限定されない。本発明においては、
交流電圧を印加する際の条件、例えば、印加時間又は気
圧などに応じて、処理することのできる表層部表面の厚
さを調整することが可能である。例えば、交流電圧の印
加時間は、特に限定されるものではないが、通常、約１
０秒〜約１分の印加時間で充分な表層部表面処理を実施
することができる。放電で生じたラジカルは、大気中に
おいて短寿命で、しかも大気圧下においては多孔質体の
内部空隙に侵入しにくいので、一般に、印加時間を長く
することにより、処理することのできる表層部表面の厚
さを大きくすることができる。また、交流電圧を印加す
る際の気圧も、特に限定されるものではないが、通常、
約１Ｔｏｒｒから大気圧の範囲の気圧下で充分な表層部
表面処理を実施することができる。一般に、気圧を低く
することにより、放電空間が広がり、プラズマ寿命が長
くなり、多孔質体の内部空隙に侵入しやすくなるので、
処理することのできる表層部表面の厚さを厚くすること
ができる。交流の印加時間、又は交流電圧を印加する際
の気圧は、例えば、処理対象である非導電性多孔質体
（例えば、種類、形状、若しくは大きさなど）、又は処
理目的（付与若しくは向上させようとする特性の種類、
前記特性の程度、若しくは表層部表面の厚さなど）に応
じて、予備試験などにより適宜決定することができる。
なお、本発明は、非導電性多孔質体の表層部表面の処理
方法に関するものであるが、被処理体の形状（例えば、
厚みが薄い非導電性多孔質体など）によっては、交流電
圧を印加する際の条件、例えば、印加時間又は気圧を適
宜調整することにより、多孔質体内部のすべての表面を
含む非導電性多孔質体の総表面を処理することもでき
る。 【００２３】本発明は、一般的に開放系（空気中）で実
施することができるが、非導電性多孔質体の内部空隙
に、空気以外の表層部表面処理用ガスを供給しながら、
放電を発生させることもできる。非導電性多孔質体の内
部空隙に表層部表面処理用ガスを供給する手段として、
例えば、非導電性多孔質体内部に表層部表面処理用ガス
を強制的に送り込む方法、非導電性多孔質体及びその近
傍に表層部表面処理用ガスを噴き付ける方法、又は非導
電性多孔質体の周囲を表層部表面処理用ガスの雰囲気に
する方法などを挙げることができる。 【００２４】例えば、ガス供給管などを用いて、表層部
表面処理用ガスを非導電性多孔質体の内部空隙に供給し
ながら、交流高電圧を印加させることにより放電を発生
させると、誘電体の表面又はその近傍に発生したプラズ
マの作用により、非導電性多孔質体の表層部表面と表層
部表面処理用ガスとが反応し、非導電性多孔質体の表層
部表面の改質、例えば、所望の官能基を導入することが
できる。 【００２５】なお、空気以外の表層部表面処理用ガスを
非導電性多孔質体の内部の空隙に供給する場合には、非
導電性多孔質体及びその近傍を特定のガスで充満させ、
空気との接触が起きないようにし、目的外の反応が生じ
ないようにすることが好ましい。また、非導電性多孔質
体の周囲を表層部表面処理用ガスの雰囲気にする場合に
は、例えば、非導電性多孔質体及び交流沿面放電素子を
気密性の容器中に配置し、その中に表層部表面処理用ガ
スを封入した状態で、放電処理を行なってもよい。この
場合には、処理領域を特定のガスで充満させることがで
き、空気との接触が起きないので好ましい。 【００２６】本発明で用いることのできる「表層部表面
処理用ガス」は、特に限定されず、公知の表面処理用ガ
スの内から所望の表面処理に応じて適宜選択することが
できる。非導電性多孔質体に親水性を付与するか、又は
親水性を向上させる表面処理を行なう場合には、例え
ば、空気、又は酸素ガスを用いることができ、非導電性
多孔質体に疎水性を付与するか、又は疎水性を向上させ
る表面処理を行なう場合には、例えば、テトラフルオロ
メタン（ＣＦ₄ ）を用いることができる。また、表層部
表面処理用ガスの濃度も、特に限定されず、所望の表層
部表面処理に応じて適宜選択することができる。更に
は、表層部表面処理用ガスの種類及び／又は濃度は、変
化させずに一定の条件下で、あるいは経時的に変化させ
て、非導電性多孔質体の表層部表面処理を実施すること
ができる。 【００２７】交流沿面放電素子として、放電極４１が誘
電体３１表面に埋設されている平板状の放電極埋設型交
流沿面放電素子２１を使用する本発明の別の態様を図３
に示す。平板状の交流沿面放電素子２１は、平板状の誘
電体３１の一方の表面に、放電極４１の一方の表面が露
出している状態で、格子状の放電極４１が埋設され、他
方の表面上に平板状の誘起電極５１を担持した構造から
なる。誘電体３１の放電極担持面と、放電極４１の露出
している表面とは、実質的に同一の平面（以下、平滑表
面と称する）を形成している。誘起電極５１を交流電源
６１に接続し、放電極４１をアースする。交流沿面放電
素子２１の平滑表面と、非導電性多孔質体１１の一方の
外側表面とが、直接に接触するように、非導電性多孔質
体１１を配置する。こうして配置された非導電性多孔質
体１１において、平滑表面と接触している側の表層部Ｓ
は、放電極４１に接触している外側表面を含む放電極接
触型表層部１２と、誘電体３１の表面に接触している外
側表面を含む誘電体接触型表層部１４とからなる。 【００２８】交流電源６１から交流高電圧を印加する
と、放電極４１から誘電体３１の表面の放電極担持面側
に沿って沿面放電が発生し、非導電性多孔質体１１の誘
電体接触型表層部１４にプラズマが生成される。誘電体
３１の表面又はその近傍に発生したこれらのプラズマ
が、非導電性多孔質体１１の外側表面の内、誘電体３１
の放電極担持面と接触している外側表面と、その表層内
部領域の内部空隙の全表面（以下、誘電体の放電極担持
面と接触している外側表面と、その表層内部領域の内部
空隙の全表面との両方を併せて、誘電体接触型表層部表
面と称する）とに作用することにより、非導電性多孔質
体１１の誘電体接触型表層部表面の改質が行われる。本
発明では、誘電体３１の表面又はその近傍で放電が発生
するので、スパーク放電等による被処理体の損傷が起こ
りにくい。 【００２９】この場合、非導電性多孔質体１１の外側表
面の内、放電極４１と接触している外側表面、及びその
表層内部領域の内部空隙の全表面（すなわち、放電極接
触型表層部表面）には、プラズマが作用しないので、平
滑平面上に表れる誘電体３１の形状を調整することによ
って、誘電体の形状と同様のパターンに非導電性多孔質
体１１の表層部を選択的に処理することができる。 【００３０】また、例えば、非導電性多孔質体１１の外
側表面と、交流沿面放電素子２１の平滑表面とを接触さ
せた状態で、非導電性多孔質体１１の全ての外側表面
が、プラズマを生成することのできる誘電体３１の表面
に少なくとも一度接触することができるように、非導電
性多孔質体１１と交流沿面放電素子２１とを相対的に移
動させながら、交流電圧を印加すると、非導電性多孔質
体１１の全ての表層部表面を処理することができる。こ
の場合の移動速度は、非導電性多孔質体１１の任意の外
側表面が、所望の表層部表面処理を充分に受けることが
できる程度に、プラズマを生成することのできる誘電体
３１の表面に接触することができる速度である限り、限
定されない。 【００３１】本発明においては、平板状の交流沿面放電
素子２１を使用する図１又は図３に示す態様に限定され
ず、例えば、長尺状の非導電性多孔質体の表層部表面処
理を連続的に行なうことに適した円筒状の交流沿面放電
素子２１も使用することができる。このような本発明の
更に別の態様を図４に示す。円筒状の交流沿面放電素子
２１は、円柱状の誘起電極５１の表面が誘電体３１に覆
われ、その誘電体３１の表面に格子状の放電極４１を担
持した構造からなる。放電極４１は、放電極４１の一方
の表面が露出している状態で、誘電体３１に埋設されて
いる構造であることも、あるいは、誘電体の放電極担持
面上に開孔部を有するように、誘電体の表面上に突出し
て担持されている構造であることもできる。図４に示す
円筒状交流沿面放電素子２１においては、誘電体３１の
放電極担持面と、放電極４１の露出している表面とが、
実質的に同一の平面（すなわち、平滑表面）を形成して
いる。交流沿面放電素子２１は、その円柱中心軸を回転
軸としてそれ自体が回転することができるものであるこ
とも、回転せずに固定されているものであることもで
き、非導電性多孔質体１１が移動する際に、非導電性多
孔質体１１の表面に傷をつけにくくなる点で、その円柱
中心軸を回転軸としてそれ自体が回転することができる
交流沿面放電素子であることが好ましい。 【００３２】誘起電極５１を交流電源６１に接続し、放
電極４１をアースする。非導電性多孔質体１１は、交流
沿面放電素子２１の上流に設けた移送手段（例えば、一
対の送出ローラー：図示せず）によって、矢印Ａで示す
方向に所定速度で連続的に供給され、円筒状交流沿面放
電素子２１の平滑表面と接触する。交流沿面放電素子２
１と接触した非導電性多孔質体１１は、交流沿面放電素
子２１の下流に設けた移送手段（例えば、一対の送出ロ
ーラー：図示せず）によって、所定速度で連続的に移送
される。非導電性多孔質体１１の前記供給速度及び前記
移送速度は、特に制限されず、一定速度、又は周期的若
しくは不規則に変化する速度であることができる。表層
部表面全体を処理する場合には、非導電性多孔質体１１
の全ての外側表面が、プラズマを生成することのできる
誘電体３１の表面に少なくとも一度接触することができ
るように、供給速度及び移送速度のそれぞれが、交流沿
面放電素子の平滑表面の移動速度とは異なる速度である
ことが好ましい。 【００３３】非導電性多孔質体１１が、交流沿面放電素
子２１の平滑表面と接触しながら通過する際に、交流電
源６１から交流高電圧を印加すると、放電極４１から誘
電体３１の表面の放電極担持面側に沿って沿面放電が発
生し、非導電性多孔質体１１の誘電体接触型表層部１４
にプラズマが生成される。誘電体３１の表面又はその近
傍に発生したこれらのプラズマが、非導電性多孔質体１
１の誘電体接触型表層部表面に作用することにより、非
導電性多孔質体１１の誘電体接触型表層部表面の改質が
行われる。このとき、非導電性多孔質体１１の放電極接
触型表層部表面には、プラズマは作用しない。しかし、
非導電性多孔質体１１の供給速度及び移送速度と、交流
沿面放電素子２１の平滑表面の移動速度とが異なってお
り、しかも、非導電性多孔質体１１の全ての外側表面
が、プラズマを生成することのできる誘電体３１の表面
に少なくとも一度接触することができるように、非導電
性多孔質体１１が移送されている場合には、非導電性多
孔質体１１の全ての表層部表面を処理することができ
る。 【００３４】本発明により非導電性多孔質体の表層部表
面を処理する場合には、使用する交流沿面放電素子の数
は特に限定されるものではなく、１個又は複数個使用す
ることができる。また、複数個の交流沿面放電素子を使
用することにより、非導電性多孔質体の片側表層部表面
のみでなく、両面を同時に又は効率的に処理することが
できる。なお、非導電性多孔質体の両方の表層部表面を
処理する場合には、両方の表層部表面を同時に処理する
こともできるし、あるいは、一方の表層部表面を処理し
た後に、もう一方の表層部表面を処理することもでき
る。 【００３５】本発明を使用することにより、非導電性多
孔質体の中心部の内側表面の性質を保持したままで、表
層部表面を処理することができるので、非導電性多孔質
体の基材全体の表面特性をほとんどそのまま保持したま
まで、表層部表面の特性のみを変えることができる。例
えば、パップ剤用の基布は、ポリエステル及び／又はポ
リプロピレンが使用されており、外部からのほこり又は
水などの侵入を防ぐことができるように、基材全体の表
面特性は疎水性であることが好ましい。一方、前記基布
に膏体を塗布する場合には、その片面が親水性であるこ
とが好ましい。本発明を使用することにより、基布全体
の表面特性を疎水性に保持したままで、膏体を塗布する
側の表層部表面の特性のみを親水性に変えることができ
る。 【００３６】 【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を限定するものではな
い。 【実施例１】被処理体としては、ポリプロピレンとポリ
エチレンとの質量比が５０：５０であるポリプロピレン
／ポリエチレン分割繊維を湿式抄造した後、水流絡合処
理により分割繊維を分割させると共に、絡合させた不織
布（厚さ＝０．７ｍｍ，目付＝５０ｇ／ｍ² ）を用い
た。表層部表面処理装置としては、図１に示す装置と同
様の装置を用いた。誘電体層にはアルミナ板（幅＝２１
０ｍｍ，長さ＝２９７ｍｍ，厚さ＝１．０ｍｍ）を用
い、誘起電極には平板状ステンレススチールを用いた。
格子状の放電極にはステンレススチール板（厚さ＝４０
μｍ，格子幅＝２ｍｍ，格子間寸法＝８ｍｍ）を使用し
た。放電極全体及び誘起電極の大きさを１８０ｍｍ×２
５０ｍｍとし、不織布の大きさもこれと同じ大きさにし
た。表層部表面処理は、電圧３ＫＶｐ−ｐ及び周波数２
０ＫＨｚの交流を１０秒間印加することにより、大気中
で実施した。処理前の不織布は水に非常に濡れにくかっ
たが、処理後の不織布は水に漬けると、放電極に接触さ
せた側であって、放電極の開孔部と接触させた表層部の
みが濡れたが、不織布内部までは濡れなかった。 【００３７】 【実施例２】気圧が５０Ｔｏｒｒである条件下で表層部
表面処理を実施したこと以外は、実施例１と同様の操作
を実施した。実施例１で得られた処理後の不織布に比べ
ると、処理表層部において、濡れる深さが若干深くなっ
たが、反対面、すなわち放電極と接触させなかった面ま
では濡れなかった。 【００３８】 【比較例１】実施例１で用いたのと同様の不織布を、コ
ロナ処理装置（春日電気：ＡＧＩ０４０）を用いて、周
波数３５ＫＨｚで大気中にて１秒間処理した。処理後の
不織布における同一表面上の各領域を比較すると、親水
化処理効果にばらつきが観察され、しかも、多くの部分
で不織布内部まで親水化していた。 【００３９】 【比較例２】２０ｃｍ×２０ｃｍの平板電極の一方の表
面に、テフロンシート（厚さ＝５０μｍ）を張り付けた
もの２枚を、テフロンシート側が内側になるように、間
隔を１ｃｍあけて対向させた。その間に、実施例１で用
いたのと同様の不織布を配置し、周波数３ＫＨｚ及び電
圧５００Ｖｐ−ｐで、１０秒間又は１分間処理した。な
お、処理は減圧容器中（１Ｔｏｒｒ）で実施した。１０
秒間処理した場合には、各領域で親水化処理効果にばら
つきが観察され、しかも、多くの部分で不織布内部まで
親水化していた。１分間処理した場合には、全体が完全
に親水化した。 【００４０】 【発明の効果】本発明によれば、非導電性多孔質体の中
心部の内側表面の性質をほとんどそのまま保持したまま
で、多孔質体の表層部表面を処理することができ、しか
も、スパーク放電等による被処理体の損傷が起こりにく
く、任意の種類の表層部表面処理用ガスを利用すること
ができ、連続的に非導電性多孔質体の表層部表面の処理
を行なうことが可能である。また、本発明によれば、放
電極のみと接触した表層部表面は処理されないので、所
望のパターンに非導電性多孔質体を選択的に処理するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明方法による処理の基本的原理を模式的に
示す断面図である。 【図２】本発明方法に用いることができる平板状交流沿
面放電素子の一態様を模式的に示す斜視図である。 【図３】本発明方法の別の一態様を模式的に示す断面図
である。 【図４】本発明方法の更に別の一態様を模式的に示す断
面図である。 【符号の説明】 １１・・非導電性多孔質体；１２・・放電極接触型表層
部；１３・・露出型表層部；１４・・誘電体接触型表層
部；２１・・交流沿面放電素子；３１・・誘電体層；４
１・・放電極；５１・・誘起電極；６１・・交流電源；
８１・・開孔部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−60535（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−158249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 7/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 誘電体の一方の表面上に放電極を担持
   し、他方の表面上に誘起電極を担持する交流沿面放電素
   子の前記放電極と、非導電性多孔質体の外側表面とを接
   触させた状態で、前記放電極と前記誘起電極との間に交
   流電圧を印加し、前記誘電体の放電極担持表面上に放電
   を発生させることを特徴とする、非導電性多孔質体の表
   層部表面の処理方法。