JP3526681B2

JP3526681B2 - フィルムの表面処理方法及び表面処理装置

Info

Publication number: JP3526681B2
Application number: JP30663395A
Authority: JP
Inventors: 雅章川部; 康竹内
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: JPH09124808A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性フィルム
の表面処理方法及び表面処理装置に関する。本発明によ
れば、交流沿面放電を利用して、例えば、非導電性フィ
ルムの表面に親水性、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
いは非導電性フィルム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、放電によるフィルムの表面処理方
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、低気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）の表面上に面接触して設けた誘電体
表面上に、被処理フィルムを接触させ、前記フィルムと
所定間隔（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
所定の気体中で、前記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
により前記フィルムの表面処理を行なう方法である。発
生する線状コロナを安定化するために、フィルムと対電
極との間に誘電体を挿入することが一般的である。前記
気体としては、フィルムの表面に導入する官能基の種類
に応じて適宜選択する。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、フィルムの表面処理を行なうことができる。こ
の方法では、コロナ放電を発生させるために、放電極と
対電極との間に或る一定以上の電界強度、すなわち、コ
ロナ開始電圧以上の高電圧を印加する必要があるが、あ
まり高電圧にしすぎると、被処理フィルムの弱い箇所を
通じて電極間でスパーク放電に至り、被処理フィルムに
大きな穴を開けるなどの損傷を生じることがある。ま
た、放電の安定性は使用する気体に大きく依存するの
で、使用する気体の種類によっては、安定した放電を発
生させることができず、この方法では表面処理を行なう
ことができない場合がある。

【０００３】低気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フィルムを配置し、
減圧装置により放電容器内の空気又は所定の気体の気圧
を約１０^-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
前記フィルムの表面処理を行なう方法である。この方法
においては、被処理フィルムは、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、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。

【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、所定間隔
（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
めに使用される所定の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フィルム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。被処理フィル
ムは、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一方の電極
のいずれか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、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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、放電の均一性が高く、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
る非導電性フィルムの表面処理方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的は、本発明に
よる、対向して配置した放電極と誘起電極との間に非導
電性フィルムを配置し、前記非導電性フィルムの被処理
表面と前記放電極とを接触させ、同時に前記誘起電極と
前記非導電性フィルムの裏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、放
電極と接触する前記非導電性フィルムの表面上に沿面放
電を発生させることを特徴とする、非導電性フィルムの
表面処理方法によって達成することができる。また、前
記の目的は、本発明による、（１）放電極、（２）その
放電極に対向して配置した誘起電極、（３）前記放電極
に非導電性フィルムの被処理表面を接触させ、同時に前
記誘起電極と前記非導電性フィルムの裏面とを接触させ
ながら、前記放電極と前記誘起電極との間に前記非導電
性フィルムを配置することのできる手段、並びに（４）
前記放電極及び前記誘起電極に電気的に接続して、両者
間に交流電圧を印加することのできる手段を含むことを
特徴とする、非導電性フィルムの表面処理装置によって
も達成することができる。

【０００７】本明細書において、表面処理とは、処理対
象である非導電性フィルム表面を化学的又は物理的に処
理することを意味する。化学的処理とは、非導電性フィ
ルムの表面を化学的に変性することを意味し、例えば、
非導電性フィルムを構成する化合物に所望の官能基を導
入する処理を挙げることができ、非導電性フィルムの表
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面処理用ガ
スの存在下にて、放電極と非導電性フィルムとが接触す
る領域及びその近傍（以下、処理領域と称することがあ
る）で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。

【０００８】物理的処理とは、非導電性フィルムの表面
を物理的に変性することを意味し、例えば、プラズマ処
理による粗面加工を挙げることができる。粗面加工は、
空気などの表面処理用ガス中で放電を発生させることに
よって実施することができる。なお、化学的処理と物理
的処理とを同時に実施することができる。例えば、表面
処理用ガスとして空気を用いると、非導電性フィルムの
親水性を向上させると共に粗面加工を行なうことができ
る。一般に物理的処理を行なう場合には、化学的処理も
同時に伴って起きるが、化学的処理を選択的に実施する
ことが必要である場合には、処理条件、例えば、印加電
圧、印加時間、及び／又は表面処理用ガスの種類などを
表面処理の目的に応じて適宜選択することによって、化
学的処理を主として実施することができる。

【０００９】本発明において非導電性フィルムを表面処
理する際には、放電極と接触する非導電性フィルムの被
処理表面上に沿面放電を発生させる。従って、前記非導
電性フィルムの被処理表面と前記放電極とは、前記の沿
面放電を発生させることができるように、直接に接触し
ている必要があり、同時に、前記非導電性フィルムの裏
面と前記誘起電極との間も、直接に接触している必要が
ある。なお、本発明においては、非導電性フィルムを介
在させて接触している放電極と誘起電極との間に交流電
圧を印加する際に、放電極と誘起電極との間に短絡を生
じさせずに、放電極と接触する非導電性フィルムの被処
理表面上に沿面放電を発生させることができればよいの
で、これらの条件を満足する限り、例えば、前記非導電
性フィルムの裏面と前記誘起電極との間に、それら両者
に接触させながら誘電体層を介在させることもでき、こ
の場合も本明細書における「接触」に含まれる。

【００１０】

【発明の実施の形態】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
すように、針状電極などからなる放電極２１と平板状電
極などからなる誘起電極３１とを対向するように配置す
る。場合により、放電極２１と誘起電極３１との間に、
誘起電極３１の表面と面接触する平板状誘電体４１を設
けることができる。放電極２１と誘起電極３１（あるい
は平板状誘電体４１）との間に、それらと接触するよう
に非導電性フィルム１１を配置する。放電極２１を交流
電源５１に接続し、誘起電極３１をアースする。交流電
源５１から交流高電圧を印加すると、非導電性フィルム
１１の表面に沿って電離が生じ、放電極２１と非導電性
フィルム１１との接触領域及びその近傍のフィルム表面
上にプラズマが生成されて、沿面放電が発生する。非導
電性フィルム１１の表面上に発生したプラズマの作用に
より、非導電性フィルム１１の表面の改質が行なわれ
る。本発明では、沿面放電を利用するので放電の均一性
が高く、しかも被処理表面でプラズマが発生するので、
高濃度のプラズマを被処理表面に作用させることができ
る。また、沿面放電は高温でも安定して発生するので、
必要に応じて高温で表面処理を行なうことができる。

【００１１】本発明において、交流電源により沿面放電
を発生させるために印加する交流電圧の下限は、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（ＫＶｐ
−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、非導電性フィルム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１〜５０ＫＨｚ
である。周波数が０．１ＫＨｚ未満になると放電には極
めて大きな電圧が必要となり、１００ＫＨｚを越えると
誘電加熱により非導電性フィルム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フィルムの材質、更に
は処理時間にも大きく依存するので、前記の範囲からは
ずれて使用されることもある。

【００１２】図１は、放電極２１に交流電源５１を接続
し、誘起電極３１をアースする態様を示したが、本発明
においては、逆に、誘起電極３１に交流電源５１を接続
し、放電極２１をアースしてもよい。また、放電極２１
と誘起電極３１とを共通の交流電源に接続してもよい。
放電極２１と誘起電極３１との間に形成される電界は不
平等電界であるので、いずれの場合にも、沿面放電は、
放電極２１と非導電性フィルム１１との接触領域及びそ
の近傍のフィルム表面上に発生する。

【００１３】本発明に用いることのできる誘起電極の材
質としては、比抵抗が、好ましくは１０³Ω・ｃｍ以
下、より好ましくは１０⁰Ω・ｃｍ以下の導電体を用い
ることができ、例えば、金属（例えば、ステンレス若し
くはタングステン等）、導電性金属酸化物、カーボン、
又は導電体（例えば、金属粉末若しくはカーボン粉末
等）とゴムとを複合した導電性ゴムなどを用いることが
できる。また、誘起電極の形状としては、例えば、シー
ト状電極、板状電極、又は円柱状電極を用いることがで
きる。

【００１４】本発明に用いることのできる放電極の材質
としては、比抵抗が、好ましくは１０³Ω・ｃｍ以下、
より好ましくは１０⁰Ω・ｃｍ以下の導電体を用いるこ
とができ、例えば、金属（例えば、ステンレス若しくは
タングステン等）、又は導電体（例えば、金属粉末若し
くはカーボン粉末等）とゴムとを複合した導電性ゴムな
どを用いることができる。また、放電極の形状として
は、誘起電極との間に不平等電界を形成することのでき
る形状であれば、特に限定されず、例えば、針状電極、
シート状電極、板状電極、又は円柱状電極を用いること
ができる。後記の図３〜図５に示す態様のように、非導
電性フィルムと放電極とが相対的に移動する場合には、
非導電性フィルムの表面に傷をつけにくくなるように、
非導電性フィルムの平行移動に同期して、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のできる円柱
状電極が好ましい。更に、図２に示すように、可撓性材
料からなるシート状電極（例えば、金属箔）の先端縁部
領域を、移動する非導電性フィルムの被処理表面上にた
らして接触させてもよい。なお、図２は、放電極２１と
して金属箔からなるシート状電極を用い、矢印Ａで示す
方向に沿って、非導電性フィルム１１を放電極２１と誘
起電極３１（又は場合により誘電体層４１）との間に連
続的に移送しながら、放電極２１と非導電性フィルム１
１との接触領域及びその近傍のフィルム上で沿面放電を
発生させ、連続的に非導電性フィルムの表面処理を行な
うものである。

【００１５】本発明においては、図１に示すように、誘
起電極３１の上に誘電体層４１を設けることができる。
この誘電体層４１を設けると、放電極２１と誘起電極３
１との間の短絡を生じにくくすることができるので、非
導電性フィルム１１の厚さを一層薄くすることができ、
あるいは放電極２１と誘起電極３１との間に印加する交
流電圧を上げることができるので好ましい。本発明に用
いることのできる誘電体としては、例えば、ガラス、セ
ラミック（例えば、アルミナ等）、ゴム（例えば、シリ
コン若しくはクロロプレン等）、又は熱可塑性樹脂（例
えば、ポリテトラフロロエチレン若しくはポリエステル
等）などを挙げることができる。誘電体層の厚さは、特
に限定されるものではないが、０．５〜５ｍｍ程度であ
ることが好ましい。５ｍｍより厚いと、放電させるのに
非常に高い電圧が必要であり、０．５ｍｍ未満では機械
的強度が低下し、絶縁破壊が生じやすくなるからであ
る。図１には、放電極２１と誘起電極３１との間に、誘
起電極３１の表面と面接触する誘電体層４１を設ける態
様を示すが、非導電性フィルム１１の厚さが絶縁破壊を
起こさない程度に充分厚い場合、例えば、０．５〜５ｍ
ｍである場合には、誘電体層４１を設けなくてもよい。
また、沿面放電を生じるのに必要な交流電圧が低い場合
にも、誘電体層４１を設けなくてもよい。

【００１６】本発明により表面処理することのできる非
導電性フィルムとしては、任意の非導電性の有機材料又
は無機材料からなるフィルム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。本発明により表面処理するこ
とのできる非導電性フィルムの形状は、非導電性フィル
ムの被処理表面と放電極とが、沿面放電を発生させるこ
とができるように、直接に接触し、同時に、非導電性フ
ィルムの裏面と誘起電極との間も、直接に接触すること
ができる形状であれば、特に限定されない。非導電性フ
ィルムの厚さも特に限定されるものではないが、０．０
１〜５ｍｍであることが好ましい。

【００１７】本発明は、一般的に開放系（空気中）で実
施するが、放電極と非導電性フィルムとの接触領域及び
その近傍（処理領域）に、空気以外の表面処理用ガスを
供給しながら、沿面放電を発生させてもよい。処理領域
に表面処理用ガスを供給する手段として、例えば、ガス
供給管を挙げることができる。図１に示すように、ガス
供給管６１は、目的の表面処理に応じて適宜選択するこ
とのできる表面処理用ガスを、処理領域に集中的に、し
かも所定の濃度で供給することができる位置に配置する
ことが好ましい。表面処理用ガスを処理領域に供給しな
がら、沿面放電を発生させると、非導電性フィルム１１
の表面上に発生したプラズマの作用により、非導電性フ
ィルム１１と表面処理用ガスとが反応し、非導電性フィ
ルム１１の表面を改質、例えば、所望の官能基を導入す
ることができる。なお、空気以外の表面処理用ガスをガ
ス供給管を用いて供給する場合には、放電極２１と非導
電性フィルム１１との接触領域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、処理領域に
表面処理用ガス（空気を除く）を供給しながら、沿面放
電を発生させる必要がある場合には、例えば、非導電性
フィルム１１、放電極２１、誘起電極３１、及び誘電体
層４１を気密性の容器中に配置し、その中に表面処理用
ガスを封入した状態で、沿面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。

【００１８】本発明で用いることのできる表面処理用ガ
スは、特に限定されず、所望の表面処理に応じて適宜選
択することができ、公知の表面処理用ガスを挙げること
ができる。非導電性フィルム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、酸素ガスを用いることができ、非導電性フィ
ルム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、表面処理用
ガスの濃度も、特に限定されず、所望の表面処理に応じ
て適宜選択することができる。更には、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、非導電性フィルムの
表面処理を実施することができる。

【００１９】非導電性フィルムの表面に物理的表面処
理、例えば、粗面加工を施す場合には、表面処理用ガス
を供給しながら沿面放電処理を行なう化学的表面処理の
みの場合に比べて、より高い電圧の交流電圧（例えば、
３ＫＶｐ−ｐ以上）を印加することが好ましく、また、
沿面放電処理時間を長くする（例えば、１０秒以上）こ
とが好ましい。なお、特にフィルムの撥水性を保ったま
まで粗面加工したい場合には、表面処理用ガスとして撥
水性を付与するガス（例えば、テトラフルオロメタン）
を供給しながら処理を行なうことが好ましい。

【００２０】本発明によれば、放電極と、誘起電極（又
は場合により誘電体層）との間にそれぞれと接触状態で
非導電性フィルムを配置して沿面放電を発生させ、前記
フィルムの表面を処理することができる。従って、非導
電性フィルムを静止させた状態で沿面放電を発生させる
図１に示す態様に限定されず、非導電性フィルムを移動
させながら、連続的に非導電性フィルムの表面処理を行
なうことができる。このような本発明の別の態様を図３
に示す。この態様では、直径が小さな円柱状の放電極２
１と、直径が大きな円柱状の誘起電極３１とを対向する
ように配置する。放電極２１及び／又は誘起電極３１
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っても、回転せずに固定されてい
るものであってもよく、非導電性フィルムが移動する際
に、非導電性フィルム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
ことができる電極であることが好ましい。図３に示す誘
起電極３１は、その表面が誘電体層４１に覆われている
が、被処理体である非導電性フィルム１１の厚さが絶縁
破壊を起こさない程度に充分厚い場合（例えば、０．５
〜５ｍｍの場合）には、誘電体層４１を設けなくてもよ
い。

【００２１】放電極２１を交流電源５１に接続し、誘起
電極３１をアースする。非導電性フィルム１１は、放電
極２１及び誘電体層４１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、放電極
２１と誘電体層４１との間に矢印Ａで示す方向に所定速
度で連続的に供給され、それらと接触しながら放電極２
１と誘電体層４１との間を通過する。放電極２１と誘電
体層４１との間を通過した非導電性フィルム１１は、放
電極２１及び誘電体層４１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。非導電性フィルム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。これらの速度は、一定速度であって、非
導電性フィルムの表面処理時間が０．１秒以上になるよ
うな速度であることが好ましい。この速度より速いと十
分な表面処理効果が得られないからである。

【００２２】非導電性フィルム１１が、放電極２１と誘
電体層４１との間をそれらと接触しながら通過する際
に、交流電源５１から交流高電圧を印加すると、非導電
性フィルム１１の表面に沿って電離が生じ、放電極２１
と非導電性フィルム１１との接触領域及びその近傍のフ
ィルム表面上にプラズマが生成されて、沿面放電が発生
し、非導電性フィルム１１の表面上に発生したプラズマ
の作用により、放電極２１と非導電性フィルム１１との
接触領域及びその近傍の非導電性フィルム１１の表面の
改質が行なわれる。

【００２３】非導電性フィルム１１は所定速度で連続的
に移送されているので、表面の改質が行なわれた、又は
行なわれているフィルムは、矢印Ａで示す方向に移送さ
れ、放電極２１と誘電体層４１との間に、表面が未処理
のフィルムが新たに供給される。交流電源５１による交
流高電圧は継続して印加されているので、前記と同じよ
うに、放電極２１と非導電性フィルム１１との接触領域
及びその近傍のフィルム表面上にプラズマが生成され、
沿面放電が発生する。非導電性フィルム１１の表面上に
発生したプラズマの作用により、放電極２１と非導電性
フィルム１１との接触領域及びその近傍の非導電性フィ
ルム１１の表面の改質が行なわれる。非導電性フィルム
１１は所定速度で連続的に移送されているので、表面が
未処理のフィルムが放電極２１と誘電体層４１との間に
連続的に供給される一方、表面の改質が行なわれた、又
は行なわれているフィルムが放電極２１と誘電体層４１
との間から連続的に供出され、非導電性フィルム１１の
表面処理を連続的に行なうことができる。

【００２４】交流電源により沿面放電を発生させるため
に印加する交流電圧は、特に限定されるものではない
が、前記と同様の理由により、前記の交流電圧及び周波
数と同様の範囲であることが好ましい。また、図３に示
す態様は、放電極２１に交流電源５１を接続し、誘起電
極３１をアースするものであるが、逆に、誘起電極３１
に交流電源５１を接続し、放電極２１をアースしてもよ
い。また、放電極２１と誘起電極３１とを共通の交流電
源に接続してもよい。図３に示す態様は、一般的には開
放系（空気中）で実施するが、所望の表面処理に応じて
空気以外の表面処理用ガスを使用する必要がある場合に
は、表面処理用ガスを処理領域に供給しながら、沿面放
電を発生させることができる。

【００２５】図３に示す態様では、円柱状の放電極２１
を１個だけ設けるものであるが、放電極２１の数は特に
限定されるものではなく、１個又は複数個設けることが
できる。非導電性フィルムの表面上の任意の一点が、非
導電性フィルムの移送方向に沿って、放電極と複数回接
触することができるように、放電極を複数個設けること
が、処理効果を高め、処理速度を上げることができる点
で好ましい。円柱状の放電極５個を、円柱状の誘起電極
表面に担持されている誘電体層の表面に沿って所定の間
隔を設けて平行に配置した、本発明の更に別の態様を図
４に示す。５個の円柱状の放電極２１（上流側から２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，及び２１ｅと称すること
がある）を、それらの放電極よりも直径が大きな円柱状
の誘起電極３１の表面に担持している誘電体層４１の表
面に沿って所定の間隔を設けて平行に配置し、放電極２
１と誘起電極３１とが対向するように配置する。放電極
２１及び／又は誘起電極３１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って
も、回転せずに固定されているものであってもよく、非
導電性フィルムと放電極とが相対的に移動する際に、非
導電性フィルム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
きる電極であることが好ましい。被処理体である非導電
性フィルム１１の厚さが絶縁破壊を起こさない程度に充
分厚い場合（例えば、０．５〜５ｍｍの場合）には、誘
起電極３１の表面に誘電体層４１を設けなくてもよい。
５個の放電極２１を１個の交流電源５１に接続し、誘起
電極３１をアースする。なお、各放電極が同一の交流電
源と接続されている場合には、放電極同士が互いに接触
するような配置となっていてもよい。図４に示す態様
は、５個の放電極２１を１個の交流電源５１に接続し、
５個の放電極のすべてに同一の交流高電圧を印加するも
のであるが、異なる放電極を異なる交流電源に接続する
ことによって、異なる交流高電圧を放電極に印加しても
よい。ただし、異なる放電極を異なる交流電源に接続す
る場合には、放電極同士が接触しないように十分離して
配置する必要がある。

【００２６】非導電性フィルム１１は、放電極２１及び
誘起電極３１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、放電極２１ａと誘
起電極３１との間に矢印Ａで示す方向に所定速度で連続
的に供給され、一方の表面を誘電体層４１を介して誘起
電極３１と常時接触し、同時にそれとは反対の表面を放
電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，及び２１ｅと順
次接触しながら、放電極２１ｅと誘起電極３１との間を
通過する。放電極２１と誘起電極３１との間を通過した
非導電性フィルム１１は、放電極２１及び誘起電極３１
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。非導電性フィルム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。この態様
では、一定速度であって、非導電性フィルムの表面処理
時間の合計が０．１秒以上になるような速度であること
が好ましい。この速度より速いと十分な表面処理効果が
得られないからである。

【００２７】非導電性フィルム１１が、放電極２１と誘
起電極３１との間をそれらと接触しながら通過する際
に、交流電源５１から交流高電圧を印加すると、非導電
性フィルム１１の表面に沿って電離が生じ、放電極２１
と非導電性フィルム１１との接触領域及びその近傍のフ
ィルム表面上にプラズマが生成されて、沿面放電が発生
し、非導電性フィルム１１の表面上に発生したプラズマ
の作用により、放電極２１と非導電性フィルム１１との
接触領域及びその近傍の非導電性フィルム１１の表面の
改質が行なわれる。この態様では、非導電性フィルム１
１の表面上の任意の一点が、非導電性フィルム１１の移
送方向（矢印Ａで示す方向）に沿って、放電極と複数回
接触することができるように、５個の放電極を設けてい
る。従って、放電極２１ａにより表面の改質が行なわれ
た、又は行なわれているフィルムは、矢印Ａで示す方向
に移送され、放電極２１ｂと誘起電極３１との間に供給
され、再び放電極２１ｂにより表面の改質が行なわれ、
以下、２１ｃ，２１ｄ，及び２１ｅと順次、表面の改質
が行なわれ、放電極２１ｅと誘起電極３１との間から供
出される。非導電性フィルム１１は所定速度で連続的に
移送されているので、表面が未処理のフィルムが放電極
２１ａと誘起電極３１との間に連続的に供給される一
方、表面の改質が行なわれた、又は行なわれているフィ
ルムが放電極２１ｅと誘起電極３１との間から連続的に
供出され、非導電性フィルム１１の表面処理を連続的に
行なうことができる。

【００２８】図４に示す態様は、一般的には開放系（空
気中）で実施するが、所望の表面処理に応じて空気以外
の表面処理用ガスを使用する必要がある場合には、表面
処理用ガスを処理領域に供給しながら、沿面放電を発生
させることができる。例えば、非導電性フィルム１１、
放電極２１、誘起電極３１、及び誘電体層４１を気密性
の容器中に配置し、その中に所望の表面処理用ガスを封
入した状態で、沿面放電処理を行なうことができる。ま
た、表面処理用ガスを処理領域に供給することができる
手段として、所望の表面処理に応じて適宜選択すること
のできる表面処理用ガスを供給することのできるガス供
給管を、放電極２１と非導電性フィルム１１との接触領
域及びその近傍にそのガスを供給することができる位置
に配置してもよい。ガス供給管の数は、放電極２１と非
導電性フィルム１１との接触領域及びその近傍に充分に
ガスを供給することができるのであれば特に限定され
ず、例えば、１個の放電極に対して１個ずつ設けても、
又は複数の放電極に対して１個ずつ設けてもよい。ま
た、ガス供給管毎に供給する表面処理用ガスの種類及び
／又は濃度を変えて、表面処理を行なうことができる。
更には、前記ガスの種類及び／又は濃度を経時的に変化
させて表面処理を実施してもよい。表面処理用ガスの種
類及び／又は濃度を変化させると、表面処理の状態（例
えば、親水性又は疎水性の状態）やその程度を制御する
ことができる。

【００２９】誘起電極として平板状誘起電極を用いる本
発明の更に別の態様を図５に示す。所定の間隔を隔てて
配置される一対のローラー９２ａ，９２ｂにより、一定
方向（矢印Ａで示す方向）に非導電性フィルム１１を搬
送することができる誘電体からなる誘電性搬送体４２
と、その誘電性搬送体４２の表面に沿って所定の間隔を
設けて平行に配置する５個の円柱状の放電極２１（上流
側から２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，及び２１ｅと
称することがある）とを、対向するように配置する。放
電極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っても、回転せずに固定
されているものであってもよく、非導電性フィルムと放
電極とが相対的に移動する際に、非導電性フィルムの表
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電極であること
が好ましい。誘電性搬送体４２に関して、放電極２１の
反対側に放電極２１と対向するように平板状電極などの
誘起電極３１を配置する。５個の放電極２１を１個の交
流電源５１に接続し、誘起電極３１をアースする。図５
に示す態様は、放電極２１に交流電源５１を接続し、誘
起電極３１をアースするものであるが、逆に、誘起電極
３１に交流電源５１を接続し、放電極２１をアースして
もよい。また、放電極２１と誘起電極３１とを共通の交
流電源に接続してもよい。また、図５に示す態様は、５
個の放電極２１を１個の交流電源５１に接続し、５個の
放電極のすべてに同一の交流高電圧を印加するものであ
るが、異なる放電極を異なる交流電源に接続することに
よって、異なる交流高電圧を放電極に印加してもよい。

【００３０】非導電性フィルム１１は、放電極２１及び
誘起電極３１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）によって誘電性搬送体４２上
に移送され、その誘電性搬送体４２により放電極２１ａ
と誘起電極３１との間に矢印Ａで示す方向に所定速度で
連続的に供給され、一方の表面を誘電性搬送体４２を介
して誘起電極３１と常時接触し、同時にそれとは反対の
表面を放電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，及び２
１ｅと順次接触しながら、放電極２１と誘起電極３１と
の間を通過する。放電極２１と誘起電極３１との間を通
過した非導電性フィルム１１は、誘電性搬送体４２上を
移送され、放電極２１及び誘電性搬送体４２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。この態
様においても、図４と同様にして非導電性フィルム１１
の表面処理を連続的に行なうことができる。この態様で
は、誘電性搬送体を使用することによって、通常の平板
状電極を誘起電極として用いることができる。図５に示
す態様は、一般的には開放系（空気中）で実施するが、
所望の表面処理に応じて空気以外の表面処理用ガスを使
用する必要がある場合には、表面処理用ガスを処理領域
に供給しながら、沿面放電を発生させることができる。

【００３１】

【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被処理フィルムとしては、厚さ５０μｍのポリエステル
と厚さ５０μｍのポリプロピレンの２種類を用いた。表
面処理装置としては、図５に示す装置を用いた。間隔を
隔てて配置した一対のローラーにより移動する厚さ２ｍ
ｍのクロロプレンゴムシート（誘電性搬送体）からなる
無限軌道の上に、回転可能な直径１２ｍｍの金属棒８本
を放電極として配置した。なお、各金属棒は互いに接触
している。一方、この放電極とクロロプレンゴムシート
を介して対向する位置に、クロロプレンゴムシートと接
触させた状態で、たて１００ｍｍ×よこ２００ｍｍ×厚
さ２ｍｍのステンレス板を誘起電極として配置した。被
処理フィルムの送り速度は３．２ｍｍ／秒と６４ｍｍ／
秒とし、大気中で表面処理を実施した。交流電源（高周
波電源ＡＧＩ０２０型：春日電気）により、電圧６ＫＶ
ｐ−ｐ、周波数３２ＫＨｚの交流を印加して沿面放電を
発生させた。表面処理の効果は、接触角計を用いて、水
に対する濡れ性を測定した。結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】フィルム種送り速度処理時間接触角処理前処理後ポリエステル６４ｍｍ／秒１．５秒７２．９° ４４．１° ３．２ｍｍ／秒３０秒７２．９° ３７．１° ポリプロピレン６４ｍｍ／秒１．５秒１０２．５° ６８．１° ３．２ｍｍ／秒３０秒１０２．５° ５１．６°

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、放電の均一性が高く、
スパーク放電等による被処理体の損傷が起こりにくく、
任意の種類の表面処理用ガスを利用することができ、連
続的に非導電性フィルムの表面処理を行なうことが可能
である。また、本発明においては、処理領域に集中的
に、しかも所定の濃度で表面処理用ガスを簡単に供給す
ることができる。また、処理領域でプラズマが発生する
ので、高濃度のプラズマを作用させることができる。ま
た、高温で処理することも可能であり、更には電極の構
成が簡単で、電極の形状も制限されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の基本的原理を模式的に示す断面図
である。

【図２】本発明装置の一態様を模式的に示す断面図であ
る。

【図３】本発明装置の別の一態様を模式的に示す斜視図
である。

【図４】本発明装置の更に別の一態様を模式的に示す断
面図である。

【図５】本発明装置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・・非導電性フィルム；２１・・放電極；３１・・
誘起電極；４１・・誘電体；４２・・誘電性搬送体；５
１・・交流電源；６１・・ガス供給管；９２ａ，９２ｂ
・・ローラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 19/08 B29C 71/04 C08J 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置した放電極と誘起電極との
間に非導電性フィルムを配置し、前記非導電性フィルム
の被処理表面と前記放電極とを接触させ、同時に前記誘
起電極と前記非導電性フィルムの裏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、放電極と接触する前記非導電性フィルムの表面上
に沿面放電を発生させることを特徴とする、非導電性フ
ィルムの表面処理方法。
【請求項２】（１）放電極、（２）その放電極に対向
して配置した誘起電極、（３）前記放電極に非導電性フ
ィルムの被処理表面を接触させ、同時に前記誘起電極と
前記非導電性フィルムの裏面とを接触させながら、前記
放電極と前記誘起電極との間に前記非導電性フィルムを
配置することのできる手段、並びに（４）前記放電極及
び前記誘起電極に電気的に接続して、両者間に交流電圧
を印加することのできる手段を含むことを特徴とする、
非導電性フィルムの表面処理装置。