JP3747942B2 - 支持体の表面処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続搬送される支持体上にグロー放電処理を施す表面処理装置に関する。

支持体上に塗布液を塗布する前に、塗布液の支持体上への接着性を向上させるために、従来から種々の表面処理が行われている。例えば、ポリマー支持体として各種ポリエステル支持体、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴともいう）やポリエチレンナフタレート（以下、ＰＥＮともいう）を連続搬送して、コーター等の塗布装置によって塗布液として写真乳剤を塗布する場合には、ポリマー支持体と写真乳剤との膜付きを良くするために、コロナ放電処理、火炎処理等の種々の表面改質法が発明されてきた。これら従来の方法においては、均一性に問題があり、十分な接着性が得られなかった。

ところが、近年、電気放電処理を施すことにより膜付き性を向上させる表面処理方法が提案された（例えば特許文献１参照）。かかる表面処理方法は、大気圧下で、不活性ガスであるヘリウムと酸素又は／及び窒素とを混合したガスを一対の電極間に供給して、一対の電極間を搬送する支持体に対して電気放電（グロー放電）処理を施すものである。
特開平８−１８８６５９号公報

ところが、上記公報に記載された表面処理においては、一対の電極間に供給するガスにヘリウムを使用しているため、非常に高価な気体となり、工業生産には適さない。

更に、本発明者らが鋭意検討した結果、一対の電極間に常にガスを供給して拡散を促すことが安定したグロー放電処理には必要であるが、使用されたガスをそのまま廃棄すると、高コストを招くばかりでなく、環境破壊にもつながる。また、グロー放電処理の処理時間の経過に伴い、プラズマ反応による一対の電極間のガス濃度の変化や電極の汚れ（異物の付着）などにより、グロー放電処理を長時間、安定して施すことが困難である、等の問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、安価なガスにより安定したグロー放電処理が可能な、且つ、環境問題に対応した、支持体の表面処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上記目的は下記請求項に記載の構成により達成される。

（請求項１）大気圧若しくはその近傍下で、少なくとも５０圧力％以上の不活性ガスを含有したガスの雰囲気とした一対の電極間を、連続搬送されている支持体に対して、グロー放電を施す支持体の表面処理装置において、
前記一対の電極間のガスの少なくとも一部を循環させることを特徴とする支持体の表面処理装置。

（請求項２）前記一対の電極間のガスの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したガスの濃度とに応じて、前記一対の電極間へ供給するガスを制御することを特徴とする請求項１に記載の支持体の表面処理装置。

本発明によれば次のような効果を得ることが出来る。すなわち、
請求項１及び２に記載の発明によれば、安価なガスにより安定したグロー放電処理が可能な、且つ、環境問題に対応した、支持体の表面処理装置を提供することが可能となる。

すなわち、使用されたガスにはグロー放電で消費されないガスがあるため、これを循環して一対の電極間に供給することにより、ガスの拡散を促して安定したグロー放電処理を行うことができ、しかも、廃棄するガスが減り、低コスト化、環境問題に対応することができる。

また、グロー放電処理の処理時間の経過に伴い、プラズマ反応による一対の電極間のガス濃度の変化を検出し、これに基づいてガスを供給することによりガス濃度の変化を抑えることができ、又は、電極の汚れ（異物の付着）などによる電源出力の低下を防ぐことができるため、グロー放電処理を長時間、安定して施すことができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

なお、本明細書でいう「グロー放電」とは、大気圧または大気圧近傍下で起こるグロー放電に似た放電のことをいう。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について、グロー放電処理を施す表面処理装置１０の概略構成図である図１に基づいて説明する。

図示しない搬送手段により一対の電極２、３の間を連続搬送される支持体１は、好ましくはポリマー支持体であり、更に好ましくは各種ポリエステル支持体、例えば、ＰＥＴやＰＥＮなどであり、感光材料の製造に用いられるものである。

この支持体１が搬送される一対の電極２、３間は、大気圧若しくはその近傍下で少なくとも５０圧力％以上の不活性ガス（好ましくはアルゴンであり、以下、アルゴンとして説明する）を含有したガスの雰囲気とされている。なお、このガスの雰囲気としてアルゴンの他に酸素及び／又は窒素及び／又は二酸化炭素及び／又はヘリウム及び／又はケトン若しくは炭化水素を含む気体及び／又は水蒸気を含有してもよい。特に、酸素及び／又は窒素及び／又は二酸化炭素及び／又はケトン若しくは炭化水素を含む気体及び／又は水蒸気を含有している方が、化学的改質を行うことができ膜付き性の向上を図ることができる。このガスは、図示しない供給手段によって一対の電極２、３間に供給され、その雰囲気を保っている。

一対の電極２、３は、平板電極であり、導電性部材、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅などの金属と誘電体（例えば、セラミックなど）とから形成されており、少なくとも一対の電極２、３の対向する面（穴２１、３１が設けられた面）には誘電体（図示せず）が設けられている。そして、この一対の電極２、３間の間隙は１０ｍｍ以下になるように設定されている。また、この一対の電極２、３が互いに対向する面上に、複数の開口部としての穴２１、３１を設けるとともに、対向する面とは反対側には、供給手段からガスが供給される供給口２２、３２が設けられている。また、一対の電極２、３は中空にした中空部２３、３３を有しており、供給口２２、３２から供給されたガスを一旦滞留させ、複数の穴２１、３１から均等に噴出させる。複数の穴２１、３１から噴出されたガスは、連続搬送されている支持体を、一対の電極２、３各々に非接触で支持する。また、一対の電極２、３に、１ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下、好ましくは１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数を有する図示しない電源を接続することにより、一対の電極２、３間にグロー放電を生じせしめる。

このように本実施の形態では、連続搬送されている支持体１の表面（本実施の形態では両面）に対して、大気圧若しくはその近傍下で少なくとも５０圧力％以上のアルゴンを含有したガスの雰囲気とした一対の電極２、３間でグロー放電を行うことにより、膜付き性を向上させることができる。しかも、ヘリウムよりも安価なアルゴンを少なくとも５０圧力％以上含んだガスを用いるので、ランニングコストの低減を図ることができる。しかも、アルゴンを用いることにより、その分子量がヘリウムに比して大きいために、支持体１表面を叩き凹凸をつけるエッジング効果に優れるため、更に膜付き性を向上させることができる。更に、本実施の形態では、一対の電極２、３間の間隙を１０ｍｍ以下とすることにより、安定したグロー放電を生じせしめることができる。

また、本実施の形態では、電極２、３に設けた複数の穴２１、３１から連続搬送されている支持体１に対してガスを噴出させることにより、一対の電極２、３間を搬送されている支持体１を一対の電極２、３各々に非接触で支持するので狭い一対の電極２、３間を安定して搬送して、しかも、一対の電極２、３間に直接ガスを噴出するのでガスの拡散を促進して安定したグロー放電処理を施すことができ、更に、両面の表面処理を一度で行うことができ処理効率の向上を図ることができる。なお、電極２、３に穴２１、３１を設けてガスを噴出させるようにしたが、これに限られず、支持体１の搬送方向に直交する方向に伸びるスリットを複数設けてガスを噴出させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、支持体１が一対の電極２、３間へ入る入り口側（図１においては上側）に、一対のニップローラ４を設けている。この一対のニップローラ４は、支持体１の搬送に伴う同伴風が一対の電極２、３間（若しくは、後段の第５、６の実施の形態で示すように表面処理装置１０を囲む処理室６の入り口に設けられた場合は、処理室６内）に入ることを防ぐ防止手段として作用し、これにより同伴風が一対の電極２、３間に入ることなくガス濃度の変化を防止し、安定したグロー放電を可能にする。なお、この防止手段としては、本実施の形態の一対のニップローラ４の代わりに、電極２、３間の雰囲気と同じガスを用いたエアーブレードを用いてもよい。

また、本実施の形態では、支持体１の搬送方向を鉛直方向にすることにより、平板電極である一対の電極２、３各々の平面性を損なうことがなく、一対の電極２、３間の間隙を保つのに有利である。

また、本実施の形態では、表面処理装置１０を１つだけ設けたものについて説明したが、図２に示すように、上述した表面処理装置１０を複数設けてもよい。なお、図２の装置は本実施の形態と同じなので説明を省略する。また、図２のように並べるのではなく、支持体１の搬送方向に並置してもよい。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図３に基づいて説明する。上述した第１の実施の形態は一対の電極として平板電極を用いて支持体を直線移動させたものであるが、本実施の形態では曲面電極を用いたものである。なお、以下に説明するもの以外は、上述した第１の実施の形態と同じとし、同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略する。

本実施の形態の電極２、３は、支持体１の表面と平行であって支持体１の搬送方向と直交する方向から見たときに、対向する面の断面形状が曲面となっている曲面板電極である。そして、この電極２、３を複数（図２においては３つ）搬送方向に並べることにより、搬送されている支持体１が蛇行するするように構成している（なお、本実施の形態では、電極２、３の形状が異なる他は第１の実施の形態と同様である）。従って、供給口２２、３２から供給されたガスを中空部２３、３３で一旦滞留させ、複数の穴２１、３１から均等に噴出させる。複数の穴２１、３１から噴出されたガスは、連続搬送されている支持体を、その間隙が１０ｍｍ以下に設定された一対の電極２、３各々に非接触で、蛇行するように支持しているので、狭い一対の電極２、３間を安定して搬送して、しかも、一対の電極２、３間に直接ガスを噴出するのでガスの拡散を促進して安定したグロー放電処理を施すことができ、更に、両面の表面処理を一度で行うことができ処理効率の向上を図ることができる。

更に、本実施の形態では蛇行させるように電極２、３を設けたので、上述した第１の実施の形態より更に安定した搬送を行うことができ、そのために、電極２、３間の間隙を更に狭めることができるので、効率がよくしかも安定したグロー放電を施すことができる。

なお、本実施の形態では、電極２、３に穴２１、３１を設けてガスを噴出させるようにしたが、これに限られず、支持体１の搬送方向に直交する方向に伸びるスリットを複数設けてガスを噴出させるようにしてもよい。また、本実施の形態では、複数の電極を支持体の搬送方向に並置して、支持体を蛇行させるように構成することにより、電極の作成や電極間の間隙の調整を容易にできるが、これら複数の電極を一体的に構成してもよい。また、図２においては、第１の実施の形態で示した防止手段（ニップローラやエアーブレード）を省略したが、設けてもよいことはいうまでもない。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図４（ａ）に基づいて説明する。本実施の形態は、上述した第１、２の実施の形態で示した電極の変形例であり、一対の電極２、３のうち一方の電極３（以下、本実施の形態では第１電極３といい、他方の電極を第２電極２という）を円筒状（円柱状でもよい）のロール電極とし、支持体１を接触させながら搬送するものである。なお、以下に説明するもの以外は、上述した第１、２の実施の形態と同じとし、同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略することもある。

第１電極３は、ロール電極であり、支持体１と接触しその搬送とともに回転する。なお、第１電極３はロール状の導電性部材の周面に誘電体（図示せず）が設けられている。一方、第２電極２は、第１電極３の周面と対向するように（間隙は１０ｍｍ以下）配置された第１電極３の軸方向から見たときの断面形状が曲面となっている曲面電極である。従って、供給口２２から供給されたガスを中空部２３で一旦滞留させ、複数の穴２１から均等に噴出させ、第１電極３と第２電極２との間の間隙を、ガスの雰囲気とさせる。そして、第１電極３と第２電極間に電源周波数１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下（好ましくは、１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下）を印加することにより、連続搬送されている支持体１の第２電極２に対向する面に対してグロー放電を施すことができる。

このように、本実施の形態では、第１電極３に支持体１を接触させながら搬送し、グロー放電処理を施すことにより、支持体１を安定して搬送することができ、安定したグロー放電処理を施すことができる。しかも、第１電極３によって搬送される支持体１を支持しているので、第２電極２をより近接して配置することができ、効率がよくしかも安定したグロー放電を施すことができる。また、本実施の形態では、第１電極３が支持体１の搬送に伴って回転するので、支持体１を傷つけずに搬送でき、安定したグロー放電を施すことができる。また、本実施の形態では、ニップローラ４を第１電極３に接触させて回転させることにより、上述した第１の実施の形態のように一対のニップローラを必要とせずに、同伴風進入の防止を低コストで実現できる。

なお、本実施の形態では、第２電極２に穴２１を設けてガスを噴出させるようにしたが、これに限られず、支持体１の搬送方向に直交する方向に伸びるスリットを複数設けてガスを噴出させるようにしてもよい。

また、本実施の形態のように、一方の電極３に支持体１を接触させながらグロー放電処理を施す場合には、支持体１の片面しか行うことができないが、図４（ｂ）のように、電極３に接触する支持体１の面が異なる面となるように複数の電極３を千鳥状に設けることにより、支持体１の両面をグロー放電処理を行うことができる。なお、この場合は電極３を４つ設けているので、電極３に対向する電極２、２′各々は一体的に構成することにより、電極２、２′の剛性を上げることができ、電極間の間隙を保ちやすくなる。また、一体的に構成することにより、同伴風の進入を防止するニップローラ４、４′も複数の電極３毎に設ける必要はなく、低コスト化を実現できる。しかも、この場合、鉛直方向に複数の電極を並置しているので、電極の保守点検時には、電極２、２′を図４（ｂ）において左右方向にスライドさせればよいので、その作業性が向上する。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図５（ａ）に基づいて説明する。本実施の形態は、上述した第３の実施の形態で示した電極（第２電極）２の変形例であり、第２電極２として複数の円筒状（又は円柱状）のロール電極２を設けている。なお、以下に説明するもの以外は、上述した第１、２の実施の形態と同じとし、同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略することもある。

第２電極２は、ロール電極であり、支持体１と接触しその搬送とともに回転する第１電極３の周面と対向するように（間隙は１０ｍｍ以下）複数が円状に配置されている。なお、この第２電極２はロール状の導電性部材の周面に誘電体（図示せず）が設けられている。また、円状に配置された複数の第２電極２の周囲には、図示しない供給手段から供給されるガスを、噴出させるための開口部である複数の穴５が設けられている。この複数の穴５から噴出されたガスは、第１電極３と複数の第２電極２との間の間隙を、ガスの雰囲気にする。そして、第１電極３と複数の第２電極２間に電源周波数１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下（好ましくは、１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下）を印加することにより、第１電極３の回転とともに連続搬送されている支持体１の複数の第２電極２に対向する面に対してグロー放電を施すことができる。

このように、本実施の形態（第３の実施の形態と同様に）では、第１電極３に支持体１を接触させながら搬送し、グロー放電処理を施すことにより、支持体１を安定して搬送することができ、安定したグロー放電処理を施すことができ、しかも、第１電極３によって搬送される支持体１を支持しているので、第２電極２をより近接して配置することができ、効率がよくしかも安定したグロー放電を施すことができる。また、本実施の形態では、第１電極が支持体１の搬送に伴って回転するので、支持体１に傷を付けずに安定した搬送を可能にする。更に、本実施の形態では、第２電極２として、複数の円筒状又は円柱状のロール電極を用いたので、上述した第３の実施の形態に比して、電極の加工性、互換性を高めることができる。

なお、図５（ａ）には図示しないが、第３の実施の形態と同様に、ニップローラを設けて同伴風の進入を防止して、グロー放電の安定性を向上させてもよい。また、本実施の形態では、ガスを噴出させるために穴５を設けたが、これに限られず、支持体１の搬送方向に直交する方向に伸びるスリットを複数設けてガスを噴出させるようにしてもよい。また、本実施の形態のような表面処理装置を図５（ｂ）に示すように並置することにより、グロー放電を行う時間をかせぐことができ、早いラインスピード（支持体１の搬送速度）であっても、十分な表面処理を行うことができる。

（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図６に基づいて説明する。この第５の実施の形態は、上述した第１〜４の実施の形態で説明した表面処理装置に限らず、連続搬送されている支持体１に対してグロー放電を施す表面処理装置に適用することができるので、以下の説明においては、第１の実施の形態を例にして説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略することもある。

上述したように、連続搬送されている支持体１に対してグロー放電を施す際には、一対の電極２、３間を大気圧若しくはその近傍下で、少なくとも５０圧力％以上の不活性ガス（好ましくは、アルゴン）を含有したガスの雰囲気とした。そして、グロー放電処理を安定させるためには、この雰囲気を安定させ、特に、一対の電極間に常にガスを供給して拡散を促すことが必要である。ところが、使用されたガスをそのまま廃棄すると、高コストを招くばかりでなく、環境破壊にもつながる。これを図６（ｂ）で説明すると、まず表面処理装置１０は処理室６内に配置されている。そして、図示しない供給手段から供給されたガスは、供給口２２、３２を介して複数の穴２１、３１から均等に噴出され、電極２、３間の間隙を、ガスの雰囲気とさせる。そして、このガス供給は、安定したグロー放電を施すのに拡散を促す如く、常に行われる。ところが、ガス供給が行われると、電極２、３間のガス濃度や圧力の変化をきたすため、処理室６に設けた排気口６１から排出して廃棄するようにしている。この場合、使用されたガスは常に廃棄されるため環境破壊を招くばかりでなく、供給口２２、３２から新たなガスを供給する必要があり、高コスト化を招く。

ところが、本発明者らが検討した結果、排気口６１から廃棄されるガスには、グロー放電で消費されないガスがあることが判明した。そこで、本実施の形態では、これを循環して一対の電極間に供給することにより、ガスの拡散を促して安定したグロー放電処理を行うものである。この模式的な概略構成を図６（ａ）に示している。

上述と同様に、図示しない供給手段から供給されたガスは、供給口２２、３２を介して複数の穴２１、３１から均等に噴出され、電極２、３間の間隙を、ガスの雰囲気とさせる。そして、処理室６に設けた排気口６１から排気手段であるポンプ６９により排出して、その一部を廃棄するようにし、残りを循環、即ち、図示しない供給手段から供給されるガスと合流させて、再び、供給口２２、３２を介して複数の穴２１、３１から噴出させるように構成している。

このように一対の電極２、３間のガスの少なくとも一部を循環させるように構成した、即ち、グロー放電で消費されないガスを循環して一対の電極間に供給することにより、ガスの拡散を促して安定したグロー放電処理を行うことができ、しかも、廃棄するガスが減り、低コスト化、環境問題に対応することができる。

（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図７に基づいて説明する。この第６の実施の形態は、上述した第１〜５の実施の形態で説明した表面処理装置に限らず、連続搬送されている支持体１に対してグロー放電を施す表面処理装置に適用することができるので、以下の説明においては、第１の実施の形態を例にして説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略することもある。

上述したように、大気圧若しくはその近傍下で、少なくとも５０圧力％以上の不活性ガス（好ましくは、アルゴン）を含有したガスの雰囲気とした一対の電極２、３間を、連続搬送されている支持体１に対して、グロー放電を施すことにより、支持体１の表面を表面処理（膜付き性の向上）を図ることができるが、実際に工業化する際には、長時間処理の安定化が必要である。ところが、本発明者らが鋭意検討した結果、グロー放電処理の処理時間の経過に伴い、プラズマ反応による一対の電極２、３間のガス濃度の変化や電極の汚れ（異物の付着）などにより、電源出力の低下が生じ、グロー放電処理を長時間、安定して施すことが困難であることが判明した。

そこで、本実施の形態では、一対の電極２、３間のガス濃度を管理、制御することと、定電圧条件下（一つの電極２、３間電圧を一定に保つ）で電流制御（若しくは電力制御でもよいが、本実施の形態では電流制御で説明する）の電源を用いるという、２つの方法を同時に行い、安定化を図っている。なお、これら２つの方法は、各々単独で行ってもよいが、同時に行った方がより安定化を図ることができる。

まず、ガス濃度の管理、制御について説明する。まず表面処理装置１０は処理室６内に配置されている。そして、供給手段６５から供給されたガスは、供給口２２、３２を介して複数の穴２１、３１から均等に噴出され、電極２、３間の間隙を、ガスの雰囲気とさせる。そして、このガス供給は、安定したグロー放電を施すのに拡散を促す如く、常に行われる。ところが、ガス供給が行われると、電極２、３間のガス濃度や圧力の変化をきたすため、処理室６に設けた排気口６１から排出して廃棄するようにしている。なお、上述した第５の実施の形態のように循環させてもよい。そして、排気口６１から排出されたガスの濃度を検出手段であるガスアナライザ６２で検出している。これにより本実施の形態では、一対の電極２、３間のガスの濃度を間接的に検出しているが、一対の電極２、３間のガス濃度を直接的に検出してもよく、また、処理室６内に検出手段を設けてもよい。そして、ガス濃度制御手段６３によって、ガスアナライザ６２で検出されたガス濃度に応じて、供給手段６５によるガスの供給量を制御する。

このように、測定された一対の電極２、３間のガス濃度に応じて、一対の電極２、３間に供給するガスを制御するので、一対の電極２、３間のガス濃度の変化を抑え、常に最適に保つことができるので、グロー放電処理を長時間安定して施すことができる。

次に、電流制御について説明する。一対の電極２、３間には１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下（好ましくは１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下）の高周波電源６６が接続されている。また、この回路上には、一対の電極２、３間に流れる電流を測定する電流計６７、一定電圧下で電流を可変にするための可変抵抗６８が設けられている。従って、グロー放電処理を行っている間、常に一対の電極２、３間に流れる電流を電流計６７でもって測定し、その測定結果に基づいて、電流制御手段（可変抵抗６８は電流制御手段の一部である）によって、一対の電極２、３間に流れる電流が常に一定になるように制御する。

このように、一対の電極２、３間に流れる電流（若しくは消費する電力でもよい）が一定になるように制御することにより、グロー放電処理の処理時間の経過に伴うガス濃度の変化や電極の汚れ（異物の付着）などによる電源出力の低下を防ぐことができるため、グロー放電処理を長時間、安定して施すことができる。

（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について、表面処理装置の概略構成図である図８に基づいて説明する。この第７の実施の形態は、上述した第１〜６の実施の形態で説明した表面処理装置に限らず、連続搬送されている支持体１に対してグロー放電を施す表面処理装置に適用することができるので、以下の説明においては、第１の実施の形態を例にして説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同じ番号を付与した構成についても同じ作用・構成であるものとして説明を省略することもある。

上述したように、大気圧若しくはその近傍下で、少なくとも５０圧力％以上の不活性ガス（好ましくは、アルゴン）を含有したガスの雰囲気とした一対の電極２、３間を、連続搬送されている支持体１に対して、グロー放電を施すことにより、支持体１の表面を表面処理（膜付き性の向上）を図ることができる。ところが、本発明者らが鋭意検討した結果、グロー放電処理を行うに際しては、一対の電極間の間隙を狭める（特に、不活性ガスとしてアルゴンを用いた場合は更に狭める）必要があるが、一対の電極間の間隙を狭めるとグロー放電ではなく、誘電体により非被覆部の導電性部材の表面より放電が回り込むことによるアーク放電が生じて安定した放電処理を行うことができないばかりでなく、支持体や電極に傷をつける（穴があく）ことがある。即ち、図８（ａ）に示すように、一対の電極２、３が互いに対向する面のみに誘電体７（なお、図８（ａ）〜（ｃ）において斜線を付与した部分が誘電体７である）を設けた場合、一対の電極２、３の側面は導電性部材がむき出しになっている。また、グロー放電を安定させるために一対の電極２、３間の間隙を狭めると、一対の電極２、３の側面もその間が狭まることになり、アーク放電が生じやすい環境となってしまう。

そこで、本実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、一対の電極２、３が互いに対向する面ばかりでなく、一対の電極２、３の側面にも誘電体７を設けることにより、放電の回り込みを抑制できる。このように構成することにより、アーク放電の発生を抑え、安定したグロー放電をさせ、均一な放電処理を可能とし、支持体や電極に傷をつけないことができる。なお、図８（ｂ）に示すように一対の電極２、３の側面に誘電体７を設けるのではなく、図８（ｃ）に示すように一対の電極２、３からはみ出して誘電体７を設けてもよく、要は、一対の電極２、３が対向している面積よりも広い面積を有する誘電体７を、少なくとも一対の電極２、３が対向している面を含んで（連なって）導電性部材に設ければよい。

（第８の実施の形態）
次に第８の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上述の第１〜７の実施の形態に記載した表面処理装置に限らず、表面処理（例えば、コロナ放電処理や火炎処理などであり、好ましくは、グロー放電処理であり、以下グロー放電処理として説明する）がなされた支持体上に、塗布液を塗布する際に適用できるものである。また、塗布の方法としては、押し出し、ディップ、スライドビード、カーテン塗布など種々の塗布方法を用いることができる。

本発明者らは、上述したように、グロー放電処理について鋭意検討した結果、グロー放電処理を施した支持体１の特性に大きな問題があることを知見した。即ち、グロー放電処理がなされた支持体上は膜付き性が向上するように表面改質がなされているため、次行程として塗布液を塗布するまでに巻き取ってしまうと、くっつき固まり、いわゆる、ブロッキングが生じ、良好な塗布を行うことができない。特に、このブロッキングという現象は、支持体としてポリマー支持体、更にＰＥＴやＰＥＮであると顕著に生じる。

そのため、本実施の形態では、グロー放電処理がなされた支持体を巻き取ることなく搬送し、そして、巻き取ることなく搬送された支持体上に塗布液を塗布する。従って、ブロッキングを生じさせず、良好な塗布を可能とすることができる。なお、ここでいう「巻き取ることなく」とは、支持体同士を接触させることがないことであり、例えば、ロール状に巻き取らないことである。

（第９の実施の形態）
次に第９の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上述の第１〜７の実施の形態に記載した表面処理装置に限らず、表面処理（例えば、コロナ放電処理や火炎処理などであり、好ましくは、グロー放電処理であり、以下グロー放電処理として説明する）がなされた支持体上に、塗布液を塗布する際に適用できるものである。また、塗布の方法としては、押し出し、ディップ、スライドビード、カーテン塗布など種々の塗布方法を用いることができる。

本発明者らは、上述したように、グロー放電処理について鋭意検討した結果、グロー放電処理を施した支持体１の特性に大きな問題があることを知見した。即ち、グロー放電処理による支持体表面の改質効果は経時劣化するために、グロー放電処理後に塗布液を塗布する際に、グロー放電処理から時間の経過を経るほど膜付き性が低下し、良好な塗布を行うことができない。

そのため、本実施の形態では、支持体にグロー放電処理がなされた後、１０分以内に、塗布液を塗布するように行う。この１０分をすぎて塗布を行うと、グロー放電による支持体表面の改質効果が低下し、膜付き性が悪化する。従って、グロー放電処理後１０分以内に塗布液を塗布することにより、膜付き性が低下しないうちに塗布液を塗布することができ、良好な塗布を可能とすることができる。

（実験１）
まず、グロー放電による表面処理、更には、一対の電極間の雰囲気の主成分が膜付き性に及ぼす影響についての実験を行った。本実験においては、図１に示す表面処理装置を用いて行った（ただし、支持体は搬送せず）。実験の条件は、表１に示すとおりである。なお、グロー放電処理を行った実験１−２、１−３、１−５、１−６においては、一対の電極２、３間に５ｋＨｚの周波数電源を接続し、また、一対の電極２、３間を表１に示される圧力％のヘリウム（Ｈｅ）又はアルゴン（Ａｒ）に二酸化炭素（ＣＯ₂）を７．５圧力％と窒素（Ｎ₂）７．５圧力％を混合したガスで大気圧（≒１気圧）の雰囲気とした。また、実験１−１と１−４については、グロー放電処理を行っていない。

また、評価の方法は、各実験を行った支持体に対して、白黒乳剤を塗布、乾燥後、市販のかみそり刃で膜に垂直（９０度）、３０度に入刃し、傷を約５ｃｍ巾付け、そこにテープ（３Ｍ社ｓｃｏｔｃｈブランド）を貼り、入刃方向に垂直な方向に速いスピードで剥離させた結果、膜の剥離量で以て膜付き性を比較した。実験の結果を表１に示す。

なお、表中において、○印は剥離なし、△印は一部剥離、×印はテープ貼り部分全面剥離を表している。

表１から明らかなように、支持体に対してグロー放電処理を施すと膜付き性が向上し、また、アルゴンを主成分とする雰囲気でグロー放電処理を施すことにより更に膜付き性が向上する。

（実験２）
次に、一対の電極間の間隙がグロー放電の安定に及ぼす影響、更に、種々の表面処理装置による支持体搬送の安定性について実験を行った。実験２−１、２−２においては図１に示す表面処理装置を改造したもので電極２、３に穴２１、３１及び供給口２２、３２を設けずに図示しない供給手段から供給されたガスを電極２、３外から一対の電極２、３間へ供給するようした表面処理装置を用いた。実験２−３においては図１に示す表面処理装置を用い、実験２−４においては図１に示す表面処理装置の複数の穴２１、３１をスリットに代えた表面処理装置を用いた。実験２−５においては、図３に示す表面処理装置を用いた。実験２−６、２−７においては図４（ａ）示す表面処理装置の複数の穴２１、３１をスリットに代えた表面処理装置を用い、実験２−８においては図４（ａ）に示す表面処理装置を用いた。実験２−９においては図５（ａ）に示す表面処理装置を用いた。なお、全ての実験において、供給したガスは、８５圧力％のアルゴン（Ａｒ）に二酸化炭素（ＣＯ₂）を７．５圧力％と窒素（Ｎ₂）７．５圧力％を混合したガスであり、処理時間は全ての実験において２０秒（ｓ）で行い、一対の電極２、３間に５ｋＨｚの周波数電源を接続し、支持体としてＰＥＴを用いた。

評価に関しては、上述した実験１において記載した膜付き性と同様に膜付き性を評価し、一対の電極２、３間に流れる電流値で以てグロー放電の安定性を評価し、また、目視にて電極２、３と連続搬送される支持体１との接触があったかどうかを評価した。実験の結果を表２に示す。

表２から明らかなように、主成分がアルゴンである場合電極間の間隙が１０ｍｍ以下であると安定したグロー放電を施すことができる。また、上述した第１〜４の実施の形態で示した表面処理装置においては支持体を安定して搬送することができ、膜付き性が向上する。

（実験３）
次に、ガスのリサイクルについての実験を行った。実験３−１は図６（ｂ）に示す表面処理装置を、実験３−２、３−３、３−４は図６（ａ）に示す表面処理装置を用いた。全ての実験において、電極２、３のサイズは巾３００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、電極２、３間の間隙は５ｍｍであり、処理室６の容量は３０Ｌであり、処理時間は３０秒（ｓ）であり、供給したガスは８５圧力％のアルゴン（Ａｒ）に二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０圧力％と窒素（Ｎ₂）５圧力％を混合したガスである。

評価は、グロー放電の安定性、膜付き性ともに、上述した実験２と同様の方法で行った。なお、膜付き性を比較した支持体は、処理室６内に十分にガスを供給した後に、グロー放電処理を開始後、支持体を連続搬送させて２０分経過後の支持体を比較した。実験の結果を表３に示す。

なお、表３中の「供給流量」とは新しいガスを供給した流量であり、「廃棄流量」とは廃棄したガス流量であり、「電極部流入量」とは供給口２２、３２から供給されるガス流量のことである。

表３から明らかなように、排気口６１から排出されたガスを全て廃棄した実験３−１と比較して、排気口６１から排出されたガスの一部を廃棄した実験３−２〜３−４は同様のグロー放電の安定性、膜付き性を示し、しかも、実験３−４で示されるように、新たなガスが１／１０流量で行うことができる。

（実験４）
次に、長時間処理の安定化のための制御についての実験を行った。実験は図７に示す表面処理装置を用い、実験４−１はガス（検出したガス濃度に応じたガスの制御）、電流制御（電極間に流れる電流を一定にする制御）を行わず、実験４−２はガスのみ制御を行い、実験４−３は電流のみ制御を行い、実験４−４はガス、電流の両方の制御を行った。全ての実験において、電極２、３のサイズは巾３００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、電極２、３間の間隙は５ｍｍであり、処理室６の容量は３０Ｌであり、処理時間は３０秒（ｓ）であり、供給したガスは８５圧力％のアルゴン（Ａｒ）に二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０圧力％と窒素（Ｎ₂）５圧力％を混合したガスである。また、ガスの制御は、ガスアナライザ６２の出力をＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御して、ガス供給量を制御した。

評価は、膜付き性（ただし３０度入刃のみ）を上述した実験１と同様の方法でグロー放電処理を開始後支持体を連続搬送させ２０分、６０分、１２０分経過後の支持体（ＰＥＴ）を比較した。実験の結果を表４に示す。

表４から明らかなように、ガス及び／又は電流制御を行った場合に比して、制御を行わない場合（実験４−１）時間の経過とともに膜付き性が低下している。

（実験５）
次に、グロー放電処理を施した支持体の改質効果の経時劣化についての実験を行った。グロー放電処理は、図１に示す表面処理装置（電極２、３のサイズは巾３００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、電極２、３間の間隙は５ｍｍであり、処理室６の容量は３０Ｌであり、処理時間は３０秒（ｓ）であり、供給したガスは８５圧力％のアルゴン（Ａｒ）に二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０圧力％と窒素（Ｎ₂）５圧力％を混合したガスである）を用いた。

評価は、グロー放電処理した支持体（ＰＥＴ）を１、３、５、１０、２０分経過後に、白黒乳剤を塗布し、実験１に示した膜付き性を評価した。実験の結果を表５に示す。

表５より明らかなように、グロー放電処理後１０分を経過した支持体に写真乳剤を塗布したものは、その膜付き性が低下しているが、１０分以内に塗布したものは良好な膜付き性をしめしている。

グロー放電処理を施す第１の実施の形態の表面処理装置の概略構成図である。 第１の実施の形態の変形例の表面処理装置の概略構成図である。 第２の実施の形態の表面処理装置の概略構成図である。 第３の実施の形態の表面処理装置の概略構成図である。 第４の実施の形態の表面処理装置の概略構成図である。 第５の実施の形態の表面処理装置を説明する図である。 第６の実施の形態の表面処理装置の概略構成図である。 第７の実施の形態の表面処理装置を説明する図である。

符号の説明

１ 支持体
２、３ 電極
４ ニップローラ（防止手段）
２１、３１ 穴
２２、３２ 供給口

Claims (2)

1. 大気圧若しくはその近傍下で、少なくとも５０圧力％以上の不活性ガスを含有したガスの雰囲気とした一対の電極間を、連続搬送されている支持体に対して、グロー放電を施す支持体の表面処理装置において、
   前記一対の電極間のガスの少なくとも一部を循環させることを特徴とする支持体の表面処理装置。
2. 前記一対の電極間のガスの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したガスの濃度とに応じて、前記一対の電極間へ供給するガスを制御することを特徴とする請求項１に記載の支持体の表面処理装置。

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