JP4112652B2 - 固体移動基板の表面を処理するシステムの操作の制御方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御されたガス雰囲気の中で誘電障壁の電気放電をすることで移動する固体基板の表面を処理するシステムの操作を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
具体例として、食物梱包用またはコンデンサー製造用のポリマーフィルムを処理する用途例について説明する。
【０００３】
当該技術分野においてすでに知られているように、「南アフリカにおけるプラスチックス（Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ａｆｒｉｃａ）」（１９８３、６月）の５０ページ以下に出ている、プリンツ（Ｅ．Ｐｒｉｎｚ）の名前による文献からの例として、表面処理システムは、処理すべき基板がその中を移動する処理装置を含むタイプのものであり、この処理装置は、装置にガスを供給する手段と、電気放電を起こすために装置に電力を供給する手段と、ガス吸引手段とに接続されている。
【０００４】
このような装置により、基板は、その特性が改善され、特に、接着力、塗れ性、およびガスもしくは液体の不透過性などの特性が改善されるように処理される。その結果、基板の用途分野が広がる。
【０００５】
それゆえ、本出願人の名義による文献EP-516,804において、ポリマー材料からなる基板に接着するシリコン酸化物の薄膜を堆積させることが、すでに提案されている。これは、基板の１つの表面を誘電障壁の電気放電に供し、この表面をシランを含む雰囲気にさらすことを含み、これにより基板の表面に接着してシリコン酸化物が堆積される。
【０００６】
この種のプロセスを実施する処理装置は、一般にこのような基板の連続生産または連続改質を行うためのラインに組み込まれて（例えば、基板の印刷、ラミネーティング、またはメタライジングを目的とする）、特に処理装置が組み込まれる改質／生産ラインの特性に依存して予め設定したレシピを用いて調節される。
【０００７】
しかし、処理装置の操作パラメータを、このような改質または生産ラインの操作条件に常に適応させることは極めて難しいため、特に処理後の基板品質の再現性に関して、これには多くの問題が存在している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題を解決することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明において対象としているのは、制御されたガス雰囲気において誘電障壁の電気放電により固体移動基板の表面を処理するシステムの操作のための制御装置であって、システムは処理すべき基板がその中を移動する処理装置を含むものであり、この処理装置は、処理装置にガスを供給する手段と、電気放電を起こすために処理装置に電力を供給する手段と、ガス吸引手段とに接続されている制御装置において、基板が処理装置の中を移動する速度に関するデータを入力として受信することができるデータ処理ユニットを含み、このデータ処理ユニットは、基板が処理装置の中を移動する速度に拘らず、同等の品質を有する基板の表面処理を得ることを目的として、ガス供給手段もしくはそれぞれのガス供給手段によって装置に送られるガス流、および電力供給手段によって装置に送られる電力を、基板が処理装置の中を移動する速度の関数として調整するために、出力側において、ガス供給手段を制御するための手段と、電力供給手段を制御する手段とに接続されていることを特徴とする制御装置である。
【００１０】
当該技術分野に精通した者にとっては自明であるように、本発明において得られる処理の「品質」という概念は、例えば用途によって（インキング（ｉｎｋｉｎｇ）、メタライゼーションなど）、またはそれぞれの現場で要求される仕様によって、製品ごとに、および生産現場ごとに異なっている。
【００１１】
例えば、処理された部材の品質および許容性を評価するためにこのような現場においてなされる測定の例を以下に例示するが、これに限定されるものではない。
【００１２】
−処理されたポリマーフィルムの表面張力の測定、
−処理表面上の水滴の広がり（濡れ角）の測定、
−業界機関によって予め較正されているインクの、表面張力による評価、
−粘着テープ法を用いたインク接着テスト、これは、接着が離れる前の引っ張り力を測定する（冶金学者には良く知られたテストである）、
−腐食テスト。これは、例えば、電圧をメタライゼーションに印加し、このメタライゼーションの経時変化を観察して行う（エージング）。
【００１３】
以上のことより、次の事が理解される。つまり、本発明における「同等の」品質という概念は、状況によって、例えばそれぞれのユーザー側で通常実施されるテストまたはいくつかのテストの結果により、すなわち、実施され、規定されたテストの結果により、当該ユーザー側において許容されると解釈されるべきである。従って、例えば、粘着テープテストでの破壊時の引っ張り力、または、２番目の例として、処理された支持体の上での水滴の濡れ角を例示することができる。
【００１４】
データ処理ユニットは、出力側にて、吸引手段の吸引速度を制御する手段に接続されていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照して単に具体例として与えられる以下の説明により、本発明はより明瞭に理解される。図１は、本発明に係る制御の構造および操作を具体的に示す概略図を示している。
【００１６】
この図１においては、制御されたガス雰囲気の中で誘電障壁の電気放電をすることで、移動する固体基板の表面を処理するシステムの操作を制御する装置が、実際には認められる。
【００１７】
この図において、システムは一般的な参照符号１で示され、この処理システムには、処理基板（図中、一般的な参照符号３で示す）が移動する適切な種類の処理装置（一般的な参照符号２で示す）が一般的な方法で含まれている。
【００１８】
この基板は、処理するための、例えばフィルムシート状をなし、処理装置２の静止部４と同装置の回転部５の間を移動する。また、この装置には、支持手段（一般的な参照符号６で示す）が含まれている（静止部４は処理相中は静止しているが、システムは通常ジャッキ上に載置されて、処理中以外の相の間には上昇、下降できる）。
【００１９】
このような処理装置は、より具体的には処理装置の静止部４は、処理装置にガスを供給する手段（図中、一般的な参照符号７で示す）と、処理装置内で電気放電を起こすように装置に電力を供給する手段（図中、一般的な参照符号８で示す）と、ガス吸引手段（図中、一般的な参照符号９で示す）とに接続されている。
【００２０】
上述した様々な手段は、適切であれば、どんな構造を有していても良く、例えば、当該技術分野において知られているものでも良い。従って、上述の手段については、以下、これ以上は詳しく述べない。
【００２１】
本発明において、制御装置にはデータ処理ユニット（図中、一般的な参照符号１０で示す）が含まれている。このデータ処理ユニットには、例えば、データ記憶手段１２と関連する何らかの適切なコンピューター１１が含まれている。このデータ処理ユニット１０は、基板３が処理装置２中を移動する速度に関するデータを、入力として受信する。このデータは、処理装置の回転部５と関連する、例えば速度センサー１３から送られる。
【００２２】
出力側においてこのデータ処理ユニット１０は、基板が処理装置の中を移動する速度に拘らず同等の品質を有する基板の表面処理を得ることを目的として、ガス供給手段もしくはそれぞれのガス供給手段（例えば、ガス供給手段にいくつかのガス源が含まれている場合）によって送られるガス流、および電力供給手段によって装置に送られる電力を、基板が処理装置の中を移動する速度の関数として調整するために、ガス供給手段７を制御する手段１４と電力供給手段８を制御する手段１５とに接続されている。
【００２３】
さらに、図示したように、ガス吸引手段（一般的な参照符号９で示す）には少なくとも、処理装置の入力側に配置された第１の吸引手段１６と、処理装置の出力側に配置された第２の吸引手段１７が含まれていても良い（処理装置の入力および出力は、処理物が装置の中を移動する方向に対して定義されることに注意されたい）。そして、データ処理ユニット１０は、それぞれ手段１８および１９に接続されて、対応する供給手段７によってガスが装置に供給される速度の関数として、第１および第２の吸引手段１６、１７の吸引速度を、それぞれ制御しても良い。
【００２４】
前述した従来技術の文献（EP-516,804）の中で説明されているように、処理装置の制御されたガス雰囲気には、不活性、酸化性、または還元性のどんなガスも含まれていて良い。
【００２５】
この成分および堆積プロセスに関する様々な記述が、この文献の中で見出される。
【００２６】
以上のことより、次のことが認められる。つまり、本発明に係る制御装置の中に組み込まれるデータ処理ユニットは、装置の操作パラメータを適応させて、基板が装置の中を移動する速度の関数として調整するために、最初に、装置に送るガス流を調整し、次に、装置に印加する電力を調整し、最後に、ガス吸引速度を調整することができ、その結果、基板がこの装置の中を移動する際に、基板の処理の同等な品質を維持する。
【００２７】
このことにより、処理生産性を維持するためにこのような装置が組み込まれている改質または生産ラインの操作条件に、処理装置の操作条件を適応させることができる。
【００２８】
処理装置の操作を制御するこれらの様々なパラメータは、例えば、処理ユニット１０の中に記憶されたプログラムおよびデータを用いて、従来の仕方で調整される。
【００２９】
装置の操作を、例えば様々な条件のもとで解析することにより、必要とする様々な情報項目を最初に設定する。これにより、この装置の操作を制御する様々なパラメータを結び付けている様々な関係を、設定することができる。そして、この関係を用いて、装置の操作を調整することができる。
【００３０】
また、データ処理ユニット１０は、データ転送手段（図中、一般的な参照符号２０で示す）を介して、処理システムを遠隔操作／監視するセンターと接続されていても良いことに注意されたい。
【００３１】
また、このデータ転送手段は、何らかの適切な構成を有することで、このユニットと遠隔操作／監視センターとの間でデータを交換することが可能であっても良い。
【００３２】
最後に、データ処理ユニット１０は、例えばオペレータおよびデータ表示手段２２によるデータ入力手段２１を含んでいる、マン／マシーンインターフェースと関連していても良い。
【００３３】
また、このデータ処理ユニット１０には、処理装置２の操作をシミュレートし、および／またはモデリングする手段が含まれていても良く、装置の（設定された）入力パラメータに基づいて、装置の出力側での基板３の予想される処理を決めることを、または、装置２の出力側での基板３の所望する処理に基づいて、装置の予想される入力パラメータを決めることを可能としても良い。
【００３４】
上述の様々な手段は、例えば、処理装置の中に内蔵され、所望するシミュレーションおよび／またはモデリングを与えるために、例えば実験的に設定されているプログラムから構成されていても良い。
【００３５】
このようなシミュレーションおよび／またはモデリングのための入力パラメータには、以下のものを含む数多くの要素が含まれていても良い。
【００３６】
−処理基板の種類、
−基板が処理装置の中を移動する速度、
−電力供給手段によって処理装置に送られる電力、
−ガス雰囲気の組成、
−ガス供給速度、
−ガス吸引速度、
−電気放電を起こす電極の性質、または形状および配置、または、
−放電を起こす電気信号の特性（周波数、振幅、信号の形状など）。
【００３７】
もちろん、上述した様々な手段について、様々な形態を思い浮かべることができる。
【００３８】
一般的な方法によって、上述の手段の実際の構成は従来的であって良い。つまり、データ処理ユニット１０による装置の操作は、例えば電圧、電流またはその他の量によって、調整されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御の構造および操作を具体的に示す概略図。
【符号の説明】
１…処理システム、
２…処理装置、
３…処理基板、
４…静止部、
５…回転部、
６…支持手段、
７…ガス供給手段、
８…電力供給手段、
９…ガス吸引手段、
１０…データ処理ユニット、
１１…コンピューター、
１２…データ記憶手段、
１３…速度センサー、
１４、１５、１８、１９…制御手段、
１６…第１の吸引手段、
１７…第２の吸引手段、
２０…データ転送手段、
２１…データ入力手段、
２２…データ表示手段。

Claims (15)

1. 制御されたガス雰囲気において誘電障壁の電気放電により固体移動基板の表面を処理するシステムの操作のための制御装置であって、システムは処理すべき基板がその中を移動する処理装置を含むものであり、この処理装置は、処理装置にガスを供給する手段と、電気放電を起こすために処理装置に電力を供給する手段と、ガス吸引手段とに接続されている制御装置において、
   基板が処理装置の中を移動する速度に関するデータを入力として受信することができるデータ処理ユニットを含み、このデータ処理ユニットは、基板が処理装置の中を移動する速度に拘らず、同等の品質を有する基板の表面処理を得ることを目的として、ガス供給手段もしくはそれぞれのガス供給手段によって装置に送られるガス流、および電力供給手段によって装置に送られる電力を、基板が処理装置の中を移動する速度の関数として調整するために、出力側において、ガス供給手段を制御するための手段と電力供給手段を制御する手段とに接続されていることを特徴とする制御装置。
2. データ処理ユニットは、出力側にて、ガス吸引手段の吸引速度を制御するための手段に接続されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. データ処理ユニットは、ガス供給手段のガス供給速度の関数として、吸引手段の吸引速度を調整するように設計されていることを特徴とする請求項２記載の制御装置。
4. ガス吸引手段は、少なくとも処理装置の入力側に配置された第１の吸引手段と、処理装置の出力側に配置された第２の吸引手段とを含んでおり、かつデータ処理ユニットは、出力側において、第１および第２の吸引手段の吸引速度を制御するための手段に接続されていることを特徴とする請求項２または３記載の制御装置。
5. データ処理ユニットは、さらに処理装置の操作をシミュレートし、および／またはモデリングする手段を含み、処理装置の設定された入力パラメータに基づいて、装置の出力側での基板の予想される処理を決めることを、または、装置の出力側での基板の所望する処理に基づいて、装置の予想される入力パラメータを決めることを可能とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の制御装置。
6. データ処理ユニットは、データ転送手段を介して、処理システムを遠隔操作／監視するセンターと接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の制御装置。
7. データ処理ユニットは、少なくとも１つのマン／マシーンインターフェースと接続されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の制御装置。
8. 基板が処理装置の中を移動する速度に関するデータは、処理装置と関連する速度センサーを介してデータ処理ユニットに送られるか、または、装置が組み込まれている、基板を生産もしくは改質するラインに送られていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項の制御装置。
9. ガス雰囲気において誘電障壁の電気放電により固体移動基板の表面を処理するシステムの操作のための制御方法であって、システムは処理すべき基板がその中を移動する処理装置を含むものであり、この装置は処理装置にガスを供給する手段と、電気放電を起こすために処理装置に電力を供給する手段と、ガス吸引手段とに接続されている制御方法において、
   −基板が処理装置の中を移動する速度を測定し、
   −基板が処理装置の中を移動する速度に拘らず、同等の品質を有する基板の表面処理を得ることを目的として、ガス供給手段もしくはそれぞれのガス供給手段によって装置に送られるガス流、および電力供給手段によって装置に送られる電力を、基板が処理装置の中を移動する速度の関数として調整するために、ガス供給手段および電力供給手段を制御する工程を実施することを含むことを特徴とする制御方法。
10. さらに、吸引手段の吸引速度を制御していることを特徴とする請求項９記載の制御方法。
11. 吸引手段の吸引速度を、装置のガス供給手段のガス供給速度の関数として調整していることを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
12. ガス吸引手段は、少なくとも処理装置の入力側に配置された第１の吸引手段と、処理装置の出力側に配置された第２の吸引手段とを含んでおり、かつ、第１および第２の吸引手段の吸引速度は調整されることを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
13. 処理装置の操作をシミュレートし、および／またはモデリングする動作を実行することにより、装置の設定された入力パラメータに基づいて、装置の出力側での基板の予想される処理を決めることができる、または、装置の出力側での基板の所望する処理に基づいて、装置の予想される入力パラメータを決めることができることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項記載の制御方法。
14. シミュレーションおよび／またはモデリングのための入力パラメータは、
    −処理基板の種類、
    −基板が処理装置の中を移動する速度、
    −電力供給手段によって処理装置に送られる電力、
    −ガス雰囲気の組成、
    −ガス供給速度、
    のうち、１つ以上の要素を含んでいることを特徴とする請求項１３記載の制御方法。
15. 処理システムを、データ転送手段を介して遠隔制御することを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項記載の制御方法。

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