JP6562273B2 - Plasma processing apparatus and method - Google Patents

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本発明は、プラズマ処理装置およびその方法に関する。詳しくは、コンパクトでありながら、粉体などの被処理物の一回あたりの処理量が大きく増加し、処理時間も短いプラズマ処理装置、およびその処理方法に係わるものである。   The present invention relates to a plasma processing apparatus and method. More specifically, the present invention relates to a plasma processing apparatus and a processing method thereof that are compact but greatly increase the processing amount per one processing object such as powder and have a short processing time.

プラズマは、薄膜形成、表面処理や表面改質、大気汚染物質の分解および無害化などに利用されている。中でも、大気圧下で発生する大気圧プラズマは、低圧プラズマのような真空装置を必要としないため、大気圧プラズマによるプラズマ処理は、比較的安価で工業的に有利な技術である。   Plasma is used for thin film formation, surface treatment and surface modification, decomposition and detoxification of air pollutants. Among these, atmospheric pressure plasma generated under atmospheric pressure does not require a vacuum device like low-pressure plasma, and plasma treatment with atmospheric pressure plasma is a relatively inexpensive and industrially advantageous technique.

一方、粉体の表面を大気圧下で改質する目的で、大気圧プラズマによる粉体表面処理装置に関する技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、フィルターを通過するガスによって粉体をガラス管内で均一に吹き上げつつ、このガラス管に外嵌した上下電極間に電圧を印加することにより、粉体の表面を改質するものであるが、細いガラス管内で粉体をガス圧のみによって吹き上げて個々の粉体を分離するため、一回あたりの処理量(以下、単に「処理量」とする)が少ない。   On the other hand, for the purpose of modifying the surface of powder under atmospheric pressure, a technique relating to a powder surface treatment apparatus using atmospheric pressure plasma is known (for example, see Patent Document 1). In this technique, the surface of the powder is modified by applying a voltage between the upper and lower electrodes externally fitted to the glass tube while the powder is uniformly blown up in the glass tube by the gas passing through the filter. However, since powder is blown up only by gas pressure in a thin glass tube to separate individual powders, the amount of processing per one time (hereinafter simply referred to as “processing amount”) is small.

そこで、本発明者は、種々の研究の結果、太い棒状の中心電極と、この中心電極の外側で複数の部屋に仕切られた空隙部を介して同心状に配置された筒状の周辺電極とを有し、これらの両電極の対向面の少なくとも一方を誘電体で被覆した放電容器を形成し、この放電容器を、両電極間に交流またはパルス電圧を印加した状態で回転することにより、粉体の処理量を増加できることを見出した(特許文献2参照)。この技術によると、グロー放電の放電域である各部屋内に封入された粉体を、ガス圧によらずに効率良く攪拌して良好で均一な表面品質を確保しつつ、空隙部の径方向厚みを所定厚に保持した状態で放電容器のサイズを大きくして粉体の貯溜量を増やすことにより、粉体の処理量を増加させることができた。   Therefore, as a result of various studies, the inventor has obtained a thick bar-shaped center electrode, and a cylindrical peripheral electrode arranged concentrically through gaps partitioned into a plurality of rooms outside the center electrode. And forming a discharge vessel in which at least one of the facing surfaces of both electrodes is covered with a dielectric, and rotating the discharge vessel with an alternating current or pulse voltage applied between the electrodes, It has been found that the amount of body treatment can be increased (see Patent Document 2). According to this technology, the powder sealed in each room, which is the discharge area of the glow discharge, is efficiently stirred regardless of the gas pressure to ensure a good and uniform surface quality, and the radial direction of the void By increasing the size of the discharge vessel and increasing the amount of stored powder while maintaining the thickness at a predetermined thickness, the amount of processed powder could be increased.

しかしながら、粉体の大気圧プラズマ処理の工業化が進むに伴い、更なる処理量増加の要求が、近年ますます高まってきている。そこで、前述した中心電極に代えて、粉体が放電容器内を自在に流動可能な構造の電極、例えば、網状電極や複数の細い棒状電極を使用する対応が考えられる(例えば、特許文献3参照)。これによると、放電容器を回転させ、網状電極の網目内や、隣り合う細い棒状電極間の隙間を介して、粉体を放電容器内の中心部と外周部との間で自在に流動させることにより、粉体を効率良く攪拌して良好で均一な表面品質を確保しつつ、中心部にも粉体を貯溜して、放電容器のサイズを変えることなく貯溜量を増やすことで、粉体の処理量が増加することが期待される。   However, as industrialization of atmospheric pressure plasma treatment of powder progresses, the demand for further increase in processing amount has been increasing in recent years. Therefore, instead of the center electrode described above, it is possible to use an electrode having a structure in which the powder can freely flow in the discharge vessel, for example, a mesh electrode or a plurality of thin rod electrodes (see, for example, Patent Document 3). ). According to this, the discharge vessel is rotated, and the powder can freely flow between the center portion and the outer peripheral portion in the discharge vessel through the mesh of the mesh electrode and the gap between the adjacent thin rod electrodes. By efficiently stirring the powder to ensure a good and uniform surface quality, the powder is also stored in the center, and the storage amount is increased without changing the size of the discharge vessel. The amount of processing is expected to increase.

特公平7−68382号公報Japanese Examined Patent Publication No. 7-68382 特許第5080701号公報Japanese Patent No. 5080701 特開平7−157302号公報JP 7-157302 A

しかしながら、詳細に検討すると、前述の網状電極では、ステンレス鋼線などでできた網の表面をガラスなどの誘電体で被覆する際、誘電体による被覆厚を網全体にわたって均一化させるのは難しい。特に、溶融したガラスなどの誘電体に網を浸漬して被覆する際、網の交差部や直線部の間で、誘電体による被覆厚が大きく異なったり、網目が小さいと、誘電体によって網目が閉塞される場合がある。このため、網状電極から発生するグロー放電が不安定となり、局所的な絶縁破壊や剥離が生じて電極が破損しやすい。しかも、誘電体で閉塞された網目の数が多いと、放電容器内の中心部と外周部の間を流動する粉体の量が減少し、効率の良い粉体の攪拌ですら困難となる。   However, when examined in detail, in the above-described mesh electrode, when the surface of the mesh made of stainless steel wire or the like is coated with a dielectric such as glass, it is difficult to make the coating thickness of the dielectric uniform over the entire mesh. In particular, when a mesh is immersed and coated in a dielectric material such as molten glass, if the coating thickness due to the dielectric varies greatly between the intersections or straight portions of the mesh, or if the mesh is small, the mesh is caused by the dielectric. May be blocked. For this reason, the glow discharge generated from the mesh electrode becomes unstable, and local dielectric breakdown or peeling occurs, which easily damages the electrode. In addition, when the number of meshes closed by the dielectric is large, the amount of powder flowing between the central portion and the outer peripheral portion in the discharge vessel is reduced, and even efficient powder agitation becomes difficult.

更に、複数の細い棒状電極に関する前述の特許文献3では、円環状に配置した複数の棒状電極(以下、「棒状電極群」とする)のうち、中心部を挟んで離間対向する棒状電極の間にも放電域を設ける必要から、棒状電極群の内径は小さく制限される。このため、中心部に粉体を多くは貯溜できず、粉体の貯溜量を大幅に増加するのは難しい。   Further, in the above-mentioned Patent Document 3 relating to a plurality of thin rod-shaped electrodes, among a plurality of rod-shaped electrodes arranged in an annular shape (hereinafter referred to as a “rod-shaped electrode group”), In addition, since it is necessary to provide a discharge region, the inner diameter of the rod-shaped electrode group is limited to be small. For this reason, a large amount of powder cannot be stored in the center, and it is difficult to significantly increase the amount of stored powder.

逆に、棒状電極群の内径を大きくして中心部への粉体の貯溜量を増やそうとすると、棒状電極群の内側のグロー放電が不安定となるため、安定した放電域は棒状電極群の外側のみとなる。このため、複数の部屋内で粉体にプラズマを連続照射する特許文献2の場合とは異なり、粉体にはプラズマを間欠的にしか照射できず、プラズマ処理に要する処理時間が長くなる。   On the contrary, if the inner diameter of the rod-shaped electrode group is increased to increase the amount of powder stored in the center, the glow discharge inside the rod-shaped electrode group becomes unstable. Only outside. For this reason, unlike the case of Patent Document 2 in which plasma is continuously irradiated on the powder in a plurality of rooms, the powder can be irradiated only with plasma intermittently, and the processing time required for the plasma processing becomes longer.

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、コンパクトでありながら、粉体などの被処理物の一回あたりの処理量が大きく増加し、処理時間も短いプラズマ処理装置、およびその処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above points, and is a compact plasma processing apparatus that greatly increases the processing amount per time of an object to be processed such as powder and has a short processing time, and It aims at providing the processing method.

上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、棒状電極が第一誘電体で被覆されて形成される放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した電極ユニットと、該電極ユニットの外側に配置され、被処理物が内部に封入されると共に、第二誘電体を有する筒状の放電容器と、該放電容器の外側に配置した外部電極体と、前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、前記放電容器を回転させる回転装置と、前記グロー放電の放電域を電極ユニットの内外に拡張可能な放電域拡張構造とを備えている。   In order to achieve the above object, the plasma processing apparatus of the present invention is provided with discharge rods formed by covering rod-shaped electrodes with a first dielectric material in a substantially annular shape at predetermined circumferential intervals substantially parallel to each other. An electrode unit disposed outside the electrode unit, the object to be processed is sealed inside, a cylindrical discharge container having a second dielectric, and an external electrode body disposed outside the discharge container A rotating device that rotates the discharge vessel in a state where glow discharge is generated by applying an alternating current or a pulse voltage between the electrode unit and the external electrode body, and a discharge area of the glow discharge is set between the inside and outside of the electrode unit. It has a discharge area expansion structure that can be expanded.

そして、棒状電極が第一誘電体で被覆されて放電棒が形成されることによって、電極寿命の向上による部品コストの低減や、負荷軽減による電源設備の小型化を図ることができる。すなわち、略一定の厚みを有する第一誘電体によって棒状電極を被覆し、安定したグロー放電を発生させ、局所的な絶縁破壊や剥離を抑制して放電棒の破損が防止できると共に、棒状電極では電界の集中効果によって放電開始が容易となり、電源への負担が小さい。   Then, by forming the discharge rod by covering the rod-shaped electrode with the first dielectric, it is possible to reduce the component cost by improving the electrode life and to reduce the size of the power supply facility by reducing the load. That is, the rod-shaped electrode is covered with a first dielectric having a substantially constant thickness, and a stable glow discharge is generated, and local breakdown and peeling can be suppressed to prevent the discharge rod from being damaged. The electric field concentration effect facilitates the start of discharge and reduces the burden on the power supply.

更に、放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した電極ユニットを備えることによって、被処理物の良好で均一な表面品質の確保や、電極ユニットの内側への被処理物の貯溜を可能とすることができる。すなわち、安定したグロー放電のおかげで閉塞される恐れのない放電棒間の隙間を介して、被処理物が電極ユニットの内外間を自在に流動できるようになり、被処理物の移動空間を大きく確保して被処理物を効率良く攪拌できると共に、電極ユニットの内側にも被処理物が流入する。   Furthermore, by providing an electrode unit in which the discharge rods are arranged substantially in parallel with each other at a predetermined circumferential interval, it is possible to ensure a good and uniform surface quality of the object to be processed and to cover the inside of the electrode unit. It is possible to store the processed material. In other words, the workpiece can flow freely between the inside and outside of the electrode unit through the gap between the discharge rods that are not likely to be blocked due to the stable glow discharge, thereby increasing the movement space of the workpiece. This ensures that the workpiece can be efficiently stirred, and the workpiece also flows inside the electrode unit.

特に、各放電棒を別体にして互いに分離可能とした場合は、電極ユニットのメンテナンス性や、官能基変更への即時対応性を向上させることができる。すなわち、放電棒が破損した際は、電極ユニット全体ではなく破損した放電棒のみを交換するだけで済み、また、被処理物に付加する官能基を変更する際は、既に配設している放電棒を、放電時に所定の官能基を供給可能な成分を含む第一誘電体を有する放電棒に交換すれば済み、不活性気体中への官能基含有気体の混入や、被処理物への官能基供給物の追加投入が不要となる。   In particular, when each discharge rod is made separate and separable from each other, the maintainability of the electrode unit and the immediate response to the functional group change can be improved. In other words, when the discharge rod is damaged, it is only necessary to replace the damaged discharge rod, not the entire electrode unit, and when changing the functional group to be added to the object to be processed, the already disposed discharge It is sufficient to replace the rod with a discharge rod having a first dielectric containing a component capable of supplying a predetermined functional group at the time of discharge, mixing of the functional group-containing gas into the inert gas, No additional input of base feed is required.

加えて、電極ユニットの外側に配置され、被処理物が内部に封入されると共に、第二誘電体を有する筒状の放電容器と、該放電容器の外側に配置した外部電極体と、前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、前記放電容器を回転させる回転装置とを備えることによって、被処理物の処理量の著しい増加を図ることができる。すなわち、プラズマ処理中は同じ電極ユニット内の放電棒を全て等電位とし、中心部を挟んで離間対向する放電棒の間にはグロー放電を発生させないようにすることで、電極ユニットの内径を拡大可能にして被処理物の貯溜量を大幅に増加させることができる。しかも、放電容器内に封入された被処理物は、放電容器が回転される間に、放電棒間の隙間を介して電極ユニットの内外間を自在に流動し、安定した放電域を効率良く攪拌されながら通過するようになり、被処理物の表面は万遍なく処理されて、良好で均一な表面品質が確保できる。   In addition, the cylindrical discharge vessel is disposed outside the electrode unit, the object to be processed is enclosed inside, and has a second dielectric, the external electrode body disposed outside the discharge vessel, and the electrode By providing a rotating device for rotating the discharge vessel in a state where glow discharge is generated by applying an alternating current or a pulse voltage between the unit and the external electrode body, a significant increase in the amount of processing of the object to be processed is achieved. Can be planned. In other words, during plasma treatment, all the discharge rods in the same electrode unit are set to the same potential, and the glow discharge is not generated between the discharge rods that are spaced apart from each other across the center, thereby expanding the inner diameter of the electrode unit. This makes it possible to greatly increase the amount of material to be processed. Moreover, the object to be processed enclosed in the discharge vessel freely flows between the inside and outside of the electrode unit through the gap between the discharge rods while the discharge vessel is rotated, and the stable discharge region is efficiently stirred. As a result, the surface of the object to be processed is uniformly processed, and a good and uniform surface quality can be ensured.

更に、グロー放電の放電域を電極ユニットの内外に拡張可能な放電域拡張構造を備えることによって、プラズマ処理の処理時間の大幅な短縮を図ることができる。すなわち、放電域を拡張することにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くできる。   Furthermore, by providing a discharge area expansion structure that can expand the discharge area of the glow discharge to the inside and outside of the electrode unit, the processing time of the plasma treatment can be greatly shortened. That is, by extending the discharge region, the time for the workpiece to pass through the discharge region is increased, and the plasma irradiation time can be increased.

また、前記放電棒を、放電容器内で、第一誘電体と第二誘電体との間の径方向間隔、及び隣り合う第一誘電体の間の周方向間隔のいずれも2〜20mmとなるように配置する場合は、放電棒の周りに被処理物の流動に必要な隙間を充分に確保しつつ、径方向間隔を適正に制限して、高電圧印加によるグロー放電からアーク放電への移行を抑制すると共に、周方向間隔を適正に制限して、隣り合う放電棒によるグロー放電の放電域の重なり具合の適正化を図る。これにより、被処理物の流動が阻害されることなく、安定したグロー放電下で適正なプラズマ密度による短時間処理が可能な放電域を確保することができる。   Further, in the discharge vessel, both the radial interval between the first dielectric and the second dielectric and the circumferential interval between adjacent first dielectrics in the discharge vessel are 2 to 20 mm. In this case, the gap from the glow discharge to the arc discharge due to the high voltage application is appropriately restricted while ensuring a sufficient gap around the discharge rod for the flow of the object to be processed. In addition, the circumferential interval is appropriately limited to optimize the overlap of the discharge areas of the glow discharge by the adjacent discharge rods. As a result, it is possible to secure a discharge region that can be processed for a short time with an appropriate plasma density under a stable glow discharge without hindering the flow of the workpiece.

そして、径方向間隔が2mm未満では、第一誘電体と第二誘電体との間の隙間を被処理物が通過する際の流動抵抗が大きくなり、放電域内での被処理物の流動が阻害される。一方、径方向間隔が20mmを超えると、放電棒と外部電極体との間の電極間距離が大きくなり、両電極間の放電に必要な電圧も高くなることから、アーク放電に移行しやすくなり、グロー放電が不安定となる。   When the radial interval is less than 2 mm, the flow resistance when the workpiece passes through the gap between the first dielectric and the second dielectric is increased, and the flow of the workpiece in the discharge region is inhibited. Is done. On the other hand, when the radial interval exceeds 20 mm, the distance between the discharge rod and the external electrode body increases, and the voltage required for the discharge between both electrodes also increases. The glow discharge becomes unstable.

更に、周方向間隔が2mm未満では、隣り合う第一誘電体の間の隙間を被処理物が通過する際の流動抵抗が大きくなり、電極ユニットの内外間の被処理物の流動が阻害される。一方、周方向間隔が20mmを超えると、隣り合う放電棒によるグロー放電の照射領域の重なり部分が小さくなり、プラズマ密度が不充分となる。   Furthermore, when the circumferential interval is less than 2 mm, the flow resistance when the workpiece passes through the gap between the adjacent first dielectrics increases, and the flow of the workpiece between the inside and outside of the electrode unit is hindered. . On the other hand, if the interval in the circumferential direction exceeds 20 mm, the overlapping part of the glow discharge irradiated areas by the adjacent discharge rods becomes small, and the plasma density becomes insufficient.

また、前記放電域拡張構造が、前記電極ユニットよりも内側の空間に、前記放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した副電極ユニットを、前記電極ユニットと略同心状に単一または複数有する場合は、電極ユニットと副電極ユニットとの間、または内外に隣り合う副電極ユニット間に交流またはパルス電圧を印加すると、グロー放電の放電域が電極ユニットの内方にも形成される。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   In addition, the discharge area expanding structure includes a sub-electrode unit in which the discharge rods are arranged in a substantially annular shape at a predetermined circumferential interval substantially parallel to each other in a space inside the electrode unit. When there is a single or a plurality of concentric electrodes, when an alternating current or pulse voltage is applied between the electrode unit and the sub-electrode unit, or between the sub-electrode units adjacent inside and outside, the glow discharge discharge area becomes inward of the electrode unit. Also formed. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be greatly shortened.

また、前記放電容器内で径方向最内側の副電極ユニットが、所定の放電棒に代えて、冷却媒体が棒状電極と第一誘電体との間の内部隙間を流動可能な冷却タイプ放電棒と、冷却媒体が内部を流動可能な前記第一誘電体単体の少なくとも一方を有する場合は、冷却タイプ放電棒の内部隙間、第一誘電体の内部空間に冷却媒体を流すことで、冷却が困難な放電容器中心側にある放電棒を効率よく冷却することができる。これにより、放電容器内を流動する樹脂などの被処理物が、放電に伴う熱によって互いに溶着したり、容器内に付着したり、表面が変質したりするのを防止することができ、被処理物の品質向上や、プラズマ処理の適用対象の拡大を図ることができる。   In the discharge vessel, the radially innermost sub-electrode unit is replaced with a predetermined discharge rod, and a cooling type discharge rod in which a cooling medium can flow in an internal gap between the rod-shaped electrode and the first dielectric, In the case where the cooling medium has at least one of the first dielectric simple substance capable of flowing inside, cooling is difficult by flowing the cooling medium through the internal gap of the cooling type discharge rod and the internal space of the first dielectric. The discharge rod at the center side of the discharge vessel can be efficiently cooled. As a result, it is possible to prevent objects to be processed such as resin flowing in the discharge vessel from being welded to each other due to heat accompanying discharge, adhering to the inside of the vessel, or changing the surface. It is possible to improve the quality of objects and to expand the application target of plasma treatment.

また、前記放電容器内の軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な筒状電極が第三誘電体で被覆されて形成される冷却タイプ放電筒、または前記軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な前記第三誘電体単体を備える場合は、冷却タイプ放電筒の筒状電極、または第三誘電体の内部空間に冷却媒体を流すことで、冷却が困難な放電容器中心側にある放電棒を効率よく冷却することができる。これにより、放電容器内を流動する樹脂などの被処理物であっても、放電に伴う熱によって互いに溶着したり、容器内に付着したり、表面が変質したりするのを防止することができ、被処理物の品質向上や、プラズマ処理の適用対象の拡大を図ることができる。   Also, a cooling type discharge cylinder that is disposed on the axial center in the discharge vessel and is formed by covering a cylindrical electrode with a cooling medium that can flow through the inside with a third dielectric, or disposed on the axial center. When the cooling medium is provided with the third dielectric single body that can flow inside, the discharge is difficult to cool by flowing the cooling medium through the cylindrical electrode of the cooling type discharge cylinder or the internal space of the third dielectric. The discharge rod on the center side of the container can be efficiently cooled. As a result, it is possible to prevent objects to be processed such as resin flowing in the discharge vessel from being welded to each other, adhered to the inside of the vessel, or the surface from being altered by the heat accompanying the discharge. Therefore, it is possible to improve the quality of the object to be processed and to expand the application target of the plasma treatment.

また、前記放電域拡張構造が、前記放電容器内で、前記放電棒の端部のみを軸方向端面に取り付けて該放電棒を支持すると共に、略同一円周上に配置されて略円環を形成可能な複数の円弧状の取付部材と、前記略円環の軸心から複数の枝部が径方向に延びる放射状の支持部材と、該枝部に対する前記取付部材の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構とを有する場合は、調整機構によって取付部材の径方向位置を調整すると、第一誘電体と第二誘電体との間の隙間が大きくなり、グロー放電の放電域が電極ユニットの外方に拡張される。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   In addition, the discharge area expanding structure supports the discharge rod by attaching only the end portion of the discharge rod to the axial end surface in the discharge vessel, and is disposed on substantially the same circumference to form a substantially ring. A plurality of arcuate mounting members that can be formed, a radial support member in which a plurality of branch portions extend radially from the axis of the substantially annular ring, and a mounting position of the mounting member with respect to the branch portions is changed to change the diameter. When adjusting the radial position of the mounting member by the adjusting mechanism, the gap between the first dielectric and the second dielectric is increased, and the discharge area of the glow discharge is increased. Is extended outside the electrode unit. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be greatly shortened.

特に、放電棒の端部が放射状の支持部材に絶縁支持された状態で、放電棒に通電する場合は、他の構成部材に広範囲で接触する絶縁部材に放電棒の端部が支持されものとは異なり、各部材の表面を伝って外部に電流が漏出するのを最小限に抑えることができ、電力コストを低減することができる。   In particular, when the discharge rod is energized in a state where the end of the discharge rod is insulated and supported by the radial support member, the end of the discharge rod is supported by an insulating member that contacts a wide range of other components. In contrast, it is possible to minimize the leakage of current to the outside through the surface of each member, and the power cost can be reduced.

また、前記放電容器と一緒に回転し、遠心方向外周側が回転方向に向かって湾曲するすくい部材と、該すくい部材の回転方向前面で遠心方向内周側にある流入口、該流入口に連通する滞留室、及び該滞留室に連通すると共に滞留室よりも遠心方向外周側にあって前記流入口よりも小面積の排出口が設けられ、すくい上げた前記被処理物が、前記流入口から途中の滞留室を介して排出口を通り、前記放電域に向かって徐々に流下する滞留排出部とを有する攪拌羽根を備える場合は、放電容器の軸心が略水平姿勢または傾斜姿勢である際、放電容器下部に溜まった状態の被処理物は、回転する攪拌羽根によって更に効率よく攪拌されると共に、一部はすくい部材によってすくい上げられて流入口から滞留室に流入した後、攪拌羽根が放電容器と一緒に回転して下位置から上位置まで上昇する間に、流入した被処理物は排出口を通り自重により少しずつ流下して放電域内を通過する。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を更に大幅に短縮することができる。   Further, a rake member that rotates together with the discharge vessel and whose outer peripheral side in the centrifugal direction is curved in the rotational direction, and an inflow port on the inner peripheral side in the centrifugal direction on the front side in the rotational direction of the rake member, communicates with the inflow port. A retention chamber, and a discharge port that communicates with the retention chamber and is located on the outer peripheral side in the centrifugal direction from the retention chamber and has a smaller area than the inflow port. When a stirrer blade having a stay discharge part that gradually flows down toward the discharge region through the discharge port through the stay chamber is provided, the discharge is performed when the axis of the discharge vessel is in a substantially horizontal posture or an inclined posture. The object to be processed collected in the lower part of the container is further efficiently stirred by the rotating stirring blades, and part of the workpiece is scooped up by the scooping member and flows into the staying chamber from the inlet, and then the stirring blades are connected to the discharge container. one Rotating in during the rise to the upper position from the lower position, the object to be treated which has flowed in through the discharge region flows down gradually by through its own weight outlet. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be further greatly shortened.

また、前記放電容器と一緒に回転し、遠心方向外周側が回転方向に向かって湾曲すると共に、回転方向に排出孔を穿孔したふるい排出部が遠心方向外周側に配置される孔付きすくい部材を有する攪拌羽根を備える場合は、放電容器の軸心が略水平姿勢または傾斜姿勢である際、放電容器下部に溜まった状態の被処理物は、回転する攪拌羽根によって更に効率よく攪拌されると共に、一部は孔付きすくい部材によってすくい上げられ、攪拌羽根が放電容器と一緒に回転して下位置から上位置まで上昇する間に、ふるい排出部の排出孔を通り自重により少しずつ流下して放電域内を通過する。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を更に大幅に短縮することができる。   Further, the sieving member is rotated together with the discharge vessel, the outer peripheral side in the centrifugal direction is curved in the rotational direction, and the sieve discharge part having the discharge hole in the rotational direction has a rake member with a hole disposed on the outer peripheral side in the centrifugal direction. When the stirring blade is provided, when the axial center of the discharge vessel is in a substantially horizontal posture or an inclined posture, the object to be processed collected in the lower portion of the discharge vessel is further efficiently stirred by the rotating stirring blade, and The part is scooped up by a scooping member with a hole, and while the stirring blade rotates together with the discharge vessel and rises from the lower position to the upper position, it gradually flows down through the discharge hole of the sieve discharge part by its own weight and moves through the discharge area. pass. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be further greatly shortened.

また、電極ユニットと、放電容器の開口を閉塞すると共に電極ユニットを支持する蓋ユニットと、電極ユニットで隣接する放電棒の間に介設されると共に、軸方向端部が蓋ユニットに固設され、軸方向側縁部が放電容器の内壁に摺動可能に当接して支持される攪拌羽根とが、一体的に組み込まれた電極構造体を備える場合は、攪拌羽根を放電容器の内壁に摺動させながら、電極構造体を放電容器内に挿着するだけで、攪拌羽根と一緒に電極構造体に組み込まれている電極ユニットの放電棒も、内壁から所定の径方向位置に保持される。これにより、攪拌羽根を利用して電極ユニットを適正位置に支持することができ、電極ユニットのための複雑な支持構造が不要となって、部品コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。   Further, the electrode unit, the lid unit that closes the opening of the discharge vessel and supports the electrode unit, and the discharge rod that is adjacent to the electrode unit are interposed, and the axial end is fixed to the lid unit. In the case where the stirring blade supported by being slidably contacted with the inner wall of the discharge vessel is provided with the electrode structure integrally incorporated, the stirring blade is slid on the inner wall of the discharge vessel. By simply inserting the electrode structure into the discharge vessel while moving, the discharge rod of the electrode unit incorporated in the electrode structure together with the stirring blade is also held at a predetermined radial position from the inner wall. As a result, the electrode unit can be supported at an appropriate position using the stirring blade, a complicated support structure for the electrode unit is not required, and the cost of parts can be reduced and the maintainability can be improved. .

更に、攪拌羽根と一緒に電極構造体に組み込まれている蓋ユニットも、放電容器に対して所定位置に保持される。これにより、攪拌羽根を利用して放電容器に対する蓋ユニットの位置決めを迅速に行うことができ、プラズマ処理装置の組み立てに要する組み立て時間が短縮される。   Furthermore, the lid unit incorporated in the electrode structure together with the stirring blade is also held at a predetermined position with respect to the discharge vessel. Thus, the lid unit can be quickly positioned with respect to the discharge vessel using the stirring blade, and the assembly time required for assembling the plasma processing apparatus is shortened.

加えて、この電極構造体は、攪拌羽根を介するだけで放電容器内に保持されており、この放電容器とは分離可能な別体に構成されている。これにより、プラズマ処理後に電極構造体を脱着させるだけで、放電容器内には被処理物のみが残留した状態にすることができ、被処理物の回収が容易になると共に、放電容器内の付着物の除去も容易となって、プラズマ処理全体に要する処理時間の短縮やメンテナンス性の更なる向上を図ることができる。   In addition, the electrode structure is held in the discharge vessel only through the stirring blades, and is configured as a separate body that can be separated from the discharge vessel. As a result, only the object to be processed remains in the discharge vessel simply by detaching the electrode structure after the plasma treatment, so that the object to be processed can be easily collected and attached in the discharge vessel. The kimono can be easily removed, and the processing time required for the entire plasma processing can be shortened and the maintainability can be further improved.

また、蓋ユニットが、開口を閉塞する蓋体に形成された孔に開閉可能に装着されると共に、グロー放電のための電流路と通気経路が一体的に組み込まれたプラグ部を有する場合は、グロー放電のための電流路と通気経路を、電極構造体を構成するプラグ部に集中配置することができる。これにより、電極構造体の挿着と同時に電流路と通気経路をプラズマ処理装置に容易かつ迅速に組み込むことができ、プラズマ処理装置の組み立てに要する時間が短縮され、作業効率の向上を図ることができる。   In addition, when the lid unit is attached so as to be openable and closable in a hole formed in the lid body that closes the opening, and has a plug portion in which a current path and a ventilation path for glow discharge are integrated, The current path and the ventilation path for glow discharge can be concentrated on the plug portion constituting the electrode structure. As a result, the current path and the ventilation path can be easily and quickly incorporated into the plasma processing apparatus simultaneously with the insertion of the electrode structure, the time required for assembly of the plasma processing apparatus can be shortened, and the working efficiency can be improved. it can.

更に、電極構造体においてプラグ部だけを蓋体から脱着し、蓋体の孔を開放することができる。これにより、電極構造体からプラグ部を除いた部分(以下、「基礎構造部」とする)を放電容器内に挿着したままで、開放された孔を介して、被処理物を放電容器内に流し込むことができ、プラズマ処理前の被処理物の供給や、プラズマ処理途中における被処理物の補給が容易となる。   Further, only the plug portion of the electrode structure can be detached from the lid, and the hole of the lid can be opened. As a result, the portion of the electrode structure excluding the plug portion (hereinafter referred to as the “basic structure portion”) is inserted into the discharge vessel, and the object to be processed is placed in the discharge vessel through the opened hole. Therefore, it becomes easy to supply an object to be processed before the plasma processing and to supply the object to be processed during the plasma processing.

特に、プラズマ処理前の被処理物の供給の際に、放電容器内に被処理物が貯溜されている状態で電極構造体を挿着すると、この電極構造体の先端部が放電容器の底面上の被処理物と干渉するような場合には、基礎構造部を先に放電容器に挿着しておき、蓋体の孔を介して被処理物を放電容器内に流し込んだ後に、プラグ部を孔に取り付ける。これにより、被処理物を電極構造体と干渉させることなく放電容器内に供給することができる。   In particular, when supplying an object to be processed before plasma processing, if the electrode structure is inserted while the object to be processed is stored in the discharge vessel, the tip of the electrode structure is placed on the bottom surface of the discharge vessel. In such a case, the base structure portion is first inserted into the discharge vessel, and after the workpiece is poured into the discharge vessel through the hole of the lid, the plug portion is inserted. Install in the hole. Thereby, a to-be-processed object can be supplied in a discharge vessel, without making it interfere with an electrode structure.

また、上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ処理方法は、棒状電極が第一誘電体で被覆されて形成される放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した電極ユニットを内側に配置する一方、外部電極体を外側に配置し、前記電極ユニットと外部電極体との間に、第二誘電体を有する筒状の放電容器を介設し、該放電容器に被処理物を封入する封入工程と、内部を不活性気体雰囲気にした放電容器を回転装置によって回転しつつ、前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、放電域拡張構造で前記電極ユニットの内外に拡張したグロー放電の放電域内に、前記被処理物を流動させてプラズマ処理を行う処理工程とを備えている。   In order to achieve the above object, the plasma processing method of the present invention comprises a discharge rod formed by covering a rod-shaped electrode with a first dielectric material in a substantially annular shape at a predetermined circumferential interval substantially parallel to each other. The disposed electrode unit is disposed on the inner side, the outer electrode body is disposed on the outer side, and a cylindrical discharge vessel having a second dielectric is interposed between the electrode unit and the outer electrode body, Applying an alternating current or pulse voltage between the electrode unit and the external electrode body while rotating the discharge vessel with an inert gas atmosphere inside the sealing step of sealing the object to be processed in the discharge vessel with a rotating device A processing step of performing plasma processing by flowing the object to be processed in a discharge region of glow discharge expanded inside and outside of the electrode unit by generating a glow discharge.

そして、棒状電極が第一誘電体で被覆されて放電棒が形成されることによって、電極寿命の向上による部品コストの低減や、負荷軽減による電源設備の小型化を図ることができる。すなわち、略一定の厚みを有する第一誘電体によって棒状電極を被覆し、安定したグロー放電を発生させ、局所的な絶縁破壊や剥離を抑制して放電棒の破損が防止できると共に、棒状電極では電界の集中効果によって放電開始が容易となり、電源への負担が小さい。   Then, by forming the discharge rod by covering the rod-shaped electrode with the first dielectric, it is possible to reduce the component cost by improving the electrode life and to reduce the size of the power supply facility by reducing the load. That is, the rod-shaped electrode is covered with a first dielectric having a substantially constant thickness, and a stable glow discharge is generated, and local breakdown and peeling can be suppressed to prevent the discharge rod from being damaged. The electric field concentration effect facilitates the start of discharge and reduces the burden on the power supply.

更に、放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した電極ユニットによって、被処理物の良好で均一な表面品質の確保や、電極ユニットの内側への被処理物の貯溜を可能とすることができる。すなわち、安定したグロー放電のおかげで閉塞される恐れのない放電棒間の隙間を介して、被処理物が電極ユニットの内外間を自在に流動できるようになり、被処理物の移動空間を大きく確保して被処理物を効率良く攪拌できると共に、電極ユニットの内側にも被処理物が流入する。   Furthermore, the electrode unit in which the discharge rods are arranged substantially in parallel with each other at a predetermined circumferential interval to ensure a good and uniform surface quality of the object to be processed, and the object to be processed inside the electrode unit. Storage can be possible. In other words, the workpiece can flow freely between the inside and outside of the electrode unit through the gap between the discharge rods that are not likely to be blocked due to the stable glow discharge, thereby increasing the movement space of the workpiece. This ensures that the workpiece can be efficiently stirred, and the workpiece also flows inside the electrode unit.

特に、各放電棒を別体にして互いに分離可能とした場合は、電極ユニットのメンテナンス性や、官能基変更への即時対応性を向上させることができる。すなわち、放電棒が破損した際は、電極ユニット全体ではなく破損した放電棒のみを交換するだけで済み、また、被処理物に付加する官能基を変更する際は、既に配設している放電棒を、放電時に所定の官能基を供給可能な成分を含む第一誘電体を有する放電棒に交換すれば済み、不活性気体中への官能基含有気体の混入や、被処理物への官能基供給物の追加投入が不要となる。   In particular, when each discharge rod is made separate and separable from each other, the maintainability of the electrode unit and the immediate response to the functional group change can be improved. In other words, when the discharge rod is damaged, it is only necessary to replace the damaged discharge rod, not the entire electrode unit, and when changing the functional group to be added to the object to be processed, the already disposed discharge It is sufficient to replace the rod with a discharge rod having a first dielectric containing a component capable of supplying a predetermined functional group at the time of discharge, mixing of the functional group-containing gas into the inert gas, No additional input of base feed is required.

加えて、棒状電極が第一誘電体で被覆されて形成される放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した電極ユニットを内側に配置する一方、外部電極体を外側に配置し、前記電極ユニットと外部電極体との間に、第二誘電体を有する筒状の放電容器を介設し、該放電容器に被処理物を封入する封入工程を備えることによって、異なる表面処理や表面改質に対するプラズマ処理の汎用性が向上する。すなわち、表面処理や表面改質に適した官能基供給源を、第一誘電体に含有させたり、被処理物と一緒に放電容器内に投入するだけで、後工程における電極ユニットと外部電極体との間のグロー放電によって、様々な官能基を被処理物に付加することができる。   In addition, the electrode unit in which the discharge rods formed by covering the rod-shaped electrodes with the first dielectric material are arranged in a substantially annular shape at a predetermined circumferential interval substantially in parallel with each other, while the external electrode body is arranged By disposing a cylindrical discharge vessel having a second dielectric between the electrode unit and the external electrode body, and providing an encapsulation step of enclosing an object to be processed in the discharge vessel, The versatility of plasma treatment for different surface treatments and surface modifications is improved. In other words, a functional group supply source suitable for surface treatment or surface modification is contained in the first dielectric, or simply placed in the discharge vessel together with the object to be treated, so that the electrode unit and the external electrode body in the subsequent process Various functional groups can be added to the object to be processed by glow discharge between them.

更に、内部を不活性気体雰囲気にした放電容器を回転装置によって回転しつつ、前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、放電域拡張構造で前記電極ユニットの内外に拡張したグロー放電の放電域内に、前記被処理物を流動させてプラズマ処理を行う処理工程を備えることによって、被処理物の処理量の著しい増加と、プラズマ処理の処理時間の大幅な短縮を図ることができる。   Furthermore, the discharge region is expanded by applying glow or alternating current or pulse voltage between the electrode unit and the external electrode body while rotating the discharge vessel with an inert gas atmosphere inside by a rotating device. By providing a treatment step for performing plasma treatment by flowing the treatment object in a discharge region of a glow discharge extended in and out of the electrode unit in the structure, a significant increase in the amount of treatment of the treatment object, The processing time can be greatly shortened.

すなわち、プラズマ処理中は同じ電極ユニット内の放電棒を全て等電位とし、中心部を挟んで離間対向する放電棒の間にはグロー放電を発生させないようにすることで、電極ユニットの内径を拡大可能にして被処理物の貯溜量を大幅に増加させることができる。しかも、放電容器内に封入された被処理物は、放電容器が回転される間に、放電棒間の隙間を介して電極ユニットの内外間を自在に流動し、電極ユニットと外部電極体との間の安定した放電域を、効率良く攪拌されながら通過するようになり、被処理物の表面は万遍なく処理されて、良好で均一な表面品質が確保できる。そして、放電域を拡張することにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くできる。   In other words, during plasma treatment, all the discharge rods in the same electrode unit are set to the same potential, and the glow discharge is not generated between the discharge rods that are spaced apart from each other across the center, thereby expanding the inner diameter of the electrode unit. This makes it possible to greatly increase the amount of material to be processed. Moreover, the object to be processed sealed in the discharge vessel freely flows between the inside and outside of the electrode unit through the gap between the discharge rods while the discharge vessel is rotated, and the electrode unit and the external electrode body It passes through the stable discharge zone in between while being efficiently stirred, and the surface of the object to be processed is treated uniformly, and a good and uniform surface quality can be ensured. And by extending a discharge area, the time for a to-be-processed object to pass a discharge area becomes long, and a plasma irradiation time can be lengthened.

また、前記放電棒を、放電容器内で、第一誘電体と第二誘電体との間の径方向間隔、及び隣り合う第一誘電体の間の周方向間隔のいずれも2〜20mmとなるように配置する場合は、放電棒の周りに被処理物の流動に必要な隙間を充分に確保しつつ、径方向間隔を適正に制限して、高電圧印加によるグロー放電からアーク放電への移行を抑制すると共に、周方向間隔を適正に制限して、隣り合う放電棒によるグロー放電の放電域の重なり具合の適正化を図る。これにより、被処理物の流動が阻害されることなく、安定したグロー放電下で適正なプラズマ密度による短時間処理が可能な放電域を確保することができる。   Further, in the discharge vessel, both the radial interval between the first dielectric and the second dielectric and the circumferential interval between adjacent first dielectrics in the discharge vessel are 2 to 20 mm. In this case, the gap from the glow discharge to the arc discharge due to the high voltage application is appropriately restricted while ensuring a sufficient gap around the discharge rod for the flow of the object to be processed. In addition, the circumferential interval is appropriately limited to optimize the overlap of the discharge areas of the glow discharge by the adjacent discharge rods. As a result, it is possible to secure a discharge region that can be processed for a short time with an appropriate plasma density under a stable glow discharge without hindering the flow of the workpiece.

そして、径方向間隔が2mm未満では、第一誘電体と第二誘電体との間の隙間を被処理物が通過する際の流動抵抗が大きくなり、放電域内での被処理物の流動が阻害される。一方、径方向間隔が20mmを超えると、放電棒と外部電極体との間の電極間距離が大きくなり、両電極間の放電に必要な電圧も高くなることから、アーク放電に移行しやすくなり、グロー放電が不安定となる。   When the radial interval is less than 2 mm, the flow resistance when the workpiece passes through the gap between the first dielectric and the second dielectric is increased, and the flow of the workpiece in the discharge region is inhibited. Is done. On the other hand, when the radial interval exceeds 20 mm, the distance between the discharge rod and the external electrode body increases, and the voltage required for the discharge between both electrodes also increases. The glow discharge becomes unstable.

更に、周方向間隔が2mm未満では、隣り合う第一誘電体の間の隙間を被処理物が通過する際の流動抵抗が大きくなり、電極ユニットの内外間の被処理物の流動が阻害される。一方、周方向間隔が20mmを超えると、隣り合う放電棒によるグロー放電の放電域の重なり部分が小さくなり、プラズマ密度が不充分となってプラズマ処理の処理時間が長くなる。   Furthermore, when the circumferential interval is less than 2 mm, the flow resistance when the workpiece passes through the gap between the adjacent first dielectrics increases, and the flow of the workpiece between the inside and outside of the electrode unit is hindered. . On the other hand, if the circumferential interval exceeds 20 mm, the overlapping part of the discharge areas of the glow discharge by the adjacent discharge rods becomes small, the plasma density becomes insufficient, and the processing time of the plasma processing becomes long.

また、前記放電域拡張構造が、前記電極ユニットよりも内側の空間に、前記放電棒を互いに略平行に所定の周方向間隔で略円環状に配設した副電極ユニットを、前記電極ユニットと略同心状に単一または複数有する場合は、電極ユニットと副電極ユニットとの間、または内外に隣り合う副電極ユニット間に交流またはパルス電圧を印加すると、グロー放電の放電域が電極ユニットの内方にも形成される。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   In addition, the discharge area expanding structure includes a sub-electrode unit in which the discharge rods are arranged in a substantially annular shape at a predetermined circumferential interval substantially parallel to each other in a space inside the electrode unit. When there is a single or a plurality of concentric electrodes, when an alternating current or pulse voltage is applied between the electrode unit and the sub-electrode unit, or between the sub-electrode units adjacent inside and outside, the glow discharge discharge area becomes inward of the electrode unit. Also formed. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be greatly shortened.

また、前記放電容器内で径方向最内側の副電極ユニットが、所定の放電棒に代えて、冷却媒体が棒状電極と第一誘電体との間の内部隙間を流動可能な冷却タイプ放電棒と、冷却媒体が内部を流動可能な前記第一誘電体単体の少なくとも一方を有する場合は、冷却タイプ放電棒の内部隙間、第一誘電体の内部空間に冷却媒体を流すことで、冷却の困難な放電容器中心側の放電棒を効率よく冷却することができる。これにより、放電容器内を流動する樹脂などの被処理物が、放電に伴う熱によって互いに溶着したり、容器内に付着したり、表面が変質したりするのを防止することができ、被処理物の品質向上や、プラズマ処理の適用対象の拡大を図ることができる。   In the discharge vessel, the radially innermost sub-electrode unit is replaced with a predetermined discharge rod, and a cooling type discharge rod in which a cooling medium can flow in an internal gap between the rod-shaped electrode and the first dielectric, In the case where the cooling medium has at least one of the first dielectric single body capable of flowing inside, it is difficult to cool by flowing the cooling medium in the internal gap of the cooling type discharge rod, the internal space of the first dielectric. The discharge rod at the discharge vessel center side can be efficiently cooled. As a result, it is possible to prevent objects to be processed such as resin flowing in the discharge vessel from being welded to each other due to heat accompanying discharge, adhering to the inside of the vessel, or changing the surface. It is possible to improve the quality of objects and to expand the application target of plasma treatment.

また、前記放電容器内の軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な筒状電極が第三誘電体で被覆されて形成される冷却タイプ放電筒、または前記軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な前記第三誘電体単体を備える場合は、冷却タイプ放電筒の筒状電極内、または第三誘電体の内部空間に冷却媒体を流すことで、冷却の困難な放電容器中心側の放電棒を効率よく冷却することができる。これにより、放電容器内を流動する樹脂などの被処理物が、放電に伴う熱によって互いに溶着したり、容器内に付着したり、表面が変質したりするのを防止することができ、被処理物の品質向上や、プラズマ処理の適用対象の拡大を図ることができる。   Also, a cooling type discharge cylinder that is disposed on the axial center in the discharge vessel and is formed by covering a cylindrical electrode with a cooling medium that can flow through the inside with a third dielectric, or disposed on the axial center. In the case where the cooling medium includes the third dielectric single body that can flow inside, it is difficult to cool the cooling medium by flowing the cooling medium in the cylindrical electrode of the cooling type discharge cylinder or the internal space of the third dielectric. The discharge rod at the discharge vessel center side can be efficiently cooled. As a result, it is possible to prevent objects to be processed such as resin flowing in the discharge vessel from being welded to each other due to heat accompanying discharge, adhering to the inside of the vessel, or changing the surface. It is possible to improve the quality of objects and to expand the application target of plasma treatment.

また、前記放電域拡張構造が、前記放電容器内で、前記放電棒の端部のみを軸方向端面に取り付けて該放電棒を支持すると共に、略同一円周上に配置されて略円環を形成可能な複数の円弧状の取付部材と、前記略円環の軸心から複数の枝部が径方向に延びる放射状の支持部材と、該枝部に対する前記取付部材の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構とを有する場合は、調整機構によって取付部材の径方向位置を調整すると、第一誘電体と第二誘電体との間の隙間が大きくなり、グロー放電の放電域が電極ユニットの外方に拡張される。これにより、被処理物が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   In addition, the discharge area expanding structure supports the discharge rod by attaching only the end portion of the discharge rod to the axial end surface in the discharge vessel, and is disposed on substantially the same circumference to form a substantially ring. A plurality of arcuate mounting members that can be formed, a radial support member in which a plurality of branch portions extend radially from the axis of the substantially annular ring, and a mounting position of the mounting member with respect to the branch portions is changed to change the diameter. When adjusting the radial position of the mounting member by the adjusting mechanism, the gap between the first dielectric and the second dielectric is increased, and the discharge area of the glow discharge is increased. Is extended outside the electrode unit. Thereby, the time for the workpiece to pass through the discharge region becomes longer, the plasma irradiation time can be lengthened, and the processing time of the plasma treatment can be greatly shortened.

特に、放電棒の端部が放射状の支持部材に絶縁支持された状態で、放電棒に通電する場合は、他の構成部材に広範囲で接触する絶縁部材に放電棒の端部が支持されものとは異なり、各部材の表面を伝って外部に電流が漏出するのを最小限に抑えることができ、電力コストを低減することができる。   In particular, when the discharge rod is energized in a state where the end of the discharge rod is insulated and supported by the radial support member, the end of the discharge rod is supported by an insulating member that contacts a wide range of other components. In contrast, it is possible to minimize the leakage of current to the outside through the surface of each member, and the power cost can be reduced.

本発明に係わるプラズマ装置およびその方法は、コンパクトでありながら、粉体などの被処理物の一回あたりの処理量が大きく増加し、処理時間も短いものとなっている。   Although the plasma apparatus and method according to the present invention are compact, the processing amount per processing object such as powder is greatly increased, and the processing time is short.

本発明に係わるプラズマ処理装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the plasma processing apparatus concerning this invention. 同じく側面断面図である。It is side surface sectional drawing similarly. 放電棒6、26の取付部付近の側面断面図である。FIG. 4 is a side cross-sectional view of the vicinity of a mounting portion of the discharge rods 6 and 26. 図2のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 副電極ユニットの拡大正面断面図であって、図5(a)は副電極ユニット21Aの拡大正面断面図、図5(b)は副電極ユニット21Bの拡大正面断面図である。FIG. 5A is an enlarged front sectional view of the sub-electrode unit, FIG. 5A is an enlarged front sectional view of the sub-electrode unit 21A, and FIG. 5B is an enlarged front sectional view of the sub-electrode unit 21B. 別形態のプラズマ処理装置の正面断面図であって、図6(a)はプラズマ処理装置1Aの正面断面図、図6(b)はプラズマ処理装置1Bの正面断面図である。FIG. 6A is a front sectional view of a plasma processing apparatus according to another embodiment, FIG. 6A is a front sectional view of the plasma processing apparatus 1A, and FIG. 6B is a front sectional view of the plasma processing apparatus 1B. 別形態のプラズマ処理装置1Cの正面図である。It is a front view of plasma processing apparatus 1C of another form. 別形態の攪拌羽根の説明図であって、図8(a)は攪拌羽根60の斜視図、図8(b)は同じく正面断面図である。It is explanatory drawing of the stirring blade of another form, Comprising: Fig.8 (a) is a perspective view of the stirring blade 60, FIG.8 (b) is front sectional drawing similarly. 別形態の攪拌羽根の説明図であって、図9(a)は攪拌羽根61の斜視図、図9(b)は同じく正面断面図である。It is explanatory drawing of the stirring blade of another form, Comprising: Fig.9 (a) is a perspective view of the stirring blade 61, FIG.9 (b) is front sectional drawing similarly. 別形態のプラズマ処理装置1Dの全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of plasma processing apparatus 1D of another form. 別形態のプラズマ処理装置1Dの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of plasma processing apparatus 1D of another form. 放電棒6の取付部付近の側面断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view of the vicinity of the attachment portion of the discharge rod 6. 支持構造体71の斜視図である。3 is a perspective view of a support structure 71. FIG. 図11のB−B矢視断面図である。It is BB arrow sectional drawing of FIG. 図11のC−C矢視断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 調整機構85付近の正面図である。FIG. 10 is a front view of the vicinity of an adjustment mechanism 85. 別形態のプラズマ処理装置1Eの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the plasma processing apparatus 1E of another form. 支持ブロック外周部の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a support block outer peripheral part. 分解手順の説明図である。It is explanatory drawing of a decomposition | disassembly procedure. 別形態のプラズマ処理装置1Fの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the plasma processing apparatus 1F of another form. 同じく正面図である。It is also a front view. 図20のD−D矢視断面図である。It is DD sectional view taken on the line of FIG. 図20のE−E矢視断面図である。It is EE arrow sectional drawing of FIG. 蓋ユニット周辺部の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a cover unit periphery part. 取付部材周辺の側面断面図であって、図25(a)は放電棒6Aの取付部付近の側面断面図、図25(b)は導電ボルトの取付部付近の側面断面図である。FIG. 25A is a side sectional view in the vicinity of the mounting portion of the discharge rod 6A, and FIG. 25B is a side sectional view in the vicinity of the mounting portion of the conductive bolt. 放電容器に基礎構造部を挿着する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of inserting a foundation structure part in a discharge vessel. 基礎構造部の孔を介して粉体を供給する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of supplying powder through the hole of a foundation structure part. 放電容器から電極構造体を脱着する際の説明図であるIt is explanatory drawing at the time of detaching | desorbing an electrode structure from a discharge vessel. 電極ユニットの拡大正面断面図である。It is an expanded front sectional view of an electrode unit. 放電状況、流動性に及ぼす径方向間隔、周方向間隔の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the radial direction space | interval and circumferential direction space | interval which has on the discharge condition and fluidity | liquidity.

以下、プラズマ処理装置およびその方法に関する本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
なお、図1、図10、図17中で矢印Fで示す方向を前方とし、矢印Lで示す方向を左方とし、更に図26中で矢印Tで示す方向を上方とし、以下で述べる各部の位置や方向等はこれら前方、左方、上方を基準とするものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention relating to a plasma processing apparatus and method thereof will be described with reference to the drawings for understanding of the present invention.
1, 10, and 17, the direction indicated by arrow F is the forward direction, the direction indicated by arrow L is the left direction, and the direction indicated by arrow T in FIG. 26 is the upward direction. The position, direction, etc. are based on these front, left, and upper directions.

まず、本発明を適用したプラズマ処理装置1の全体構成について、図1乃至図4、図20により説明する。   First, the overall configuration of the plasma processing apparatus 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and 20.

プラズマ処理装置1においては、前面視U字状の基台7の上面には、車輪8L、8Rと車輪9L、9Rが前後に配置され、これらの車輪8L、8R、9L、9Rは、図示せぬ回転用の電動機からの出力軸に連動連結されており、車輪8L、8R、9L、9R上に載置した筒状の放電容器3を回転可能な回転装置5が形成される。   In the plasma processing apparatus 1, wheels 8L and 8R and wheels 9L and 9R are arranged on the front and back of the upper surface of the U-shaped base 7 in front view, and these wheels 8L, 8R, 9L and 9R are not shown. A rotating device 5 is formed which is linked to an output shaft from a rotating electric motor and can rotate the cylindrical discharge vessel 3 placed on the wheels 8L, 8R, 9L, 9R.

そして、基台7の左右の縁部7a、7b間を跨るようにして、帯板状の浮上防止材10が左右方向に延設され、この浮上防止材10の右端部は、基台7の右縁部7aを中心に左右回動可能に連結される一方、浮上防止材10の左端部は、基台7の左縁部7bより立設する鉤部材11に、長孔10aを介して抜脱できるようにしている。これにより、浮上防止材10全体を放電容器3の外周に弾性状態で囲繞させ、放電容器3が上下振動などによって車輪8L、8R、9L、9Rから浮き上がるのを、防止することができる。   Then, a strip-shaped anti-floating material 10 extends in the left-right direction so as to straddle between the left and right edge portions 7a, 7b of the base 7, and the right end of the anti-floating material 10 is The left end of the anti-floating material 10 is connected to the eaves member 11 erected from the left edge 7b of the base 7 through the long hole 10a. I can remove it. As a result, the entire levitation preventive material 10 is elastically surrounded by the outer periphery of the discharge vessel 3, and the discharge vessel 3 can be prevented from floating from the wheels 8L, 8R, 9L, 9R due to vertical vibrations or the like.

また、前述した放電容器3は、筒状の本体部12aの後端にカップ状の底部12bを留め具38で着脱可能に設けて有底筒状とした容器本体12と、この本体部12a前端の開口12a1を開閉自在に閉鎖する蓋体13とを有している。   In addition, the discharge vessel 3 described above includes a container body 12 having a bottomed cylindrical shape with a cup-shaped bottom 12b detachably attached to a rear end of the cylindrical body 12a by a fastener 38, and a front end of the body 12a. And a lid 13 for closing the opening 12a1 in an openable and closable manner.

このうちの容器本体12の内周面には、放電容器3の内部に封入された被処理物である粉体を周方向に掻き上げるための長板状の攪拌羽根14が、本実施例では周方向に略等間隔あけて3カ所に、前から順に設けた脚部14a、14b、14cを介して取り付けられている。   Among these, on the inner peripheral surface of the container main body 12, a long plate-like stirring blade 14 for scooping up the powder, which is an object to be processed, enclosed in the discharge container 3 in the circumferential direction, is used in this embodiment. It is attached via three leg portions 14a, 14b, and 14c provided in order from the front at approximately equal intervals in the circumferential direction.

一方、容器本体12の外周面には、前後方向外側面が前述した車輪8L、8R、9L、9Rの前後方向内側面に当接される係止リング15F、15Rが、前後に外嵌され、この係止リング15F、15Rは、ステンレス製のリング状の取付帯16F、16Rを介して、容器本体12の外周面に固定されている。そして、この係止リング15F、15Rによって放電容器3の前後方向への摺動を規制し、放電容器3が前後振動などのせいで車輪8L、8R、9L、9Rから滑落するのを防止することができる。   On the other hand, on the outer peripheral surface of the container main body 12, locking rings 15F and 15R whose front and rear outer surfaces are in contact with the front and rear inner surfaces of the wheels 8L, 8R, 9L and 9R described above are fitted to the front and rear. The locking rings 15F and 15R are fixed to the outer peripheral surface of the container main body 12 via stainless steel ring-shaped attachment bands 16F and 16R. Then, the locking rings 15F, 15R regulate the sliding of the discharge vessel 3 in the front-rear direction, and the discharge vessel 3 is prevented from sliding off from the wheels 8L, 8R, 9L, 9R due to the longitudinal vibration. Can do.

更に、蓋体13は、容器本体12の開口12a1との間に図示せぬパッキンなどを介設した状態で、固定具17によって、開口12a1に着脱可能に固定されている。これにより、蓋体13を開いて開口12a1から粉体を容器本体12内に流し込んだ後、再び蓋体13を閉じて固定具17で固定するようにして、放電容器3の内部に粉体を封入することができる。   Further, the lid 13 is detachably fixed to the opening 12a1 by a fixing tool 17 with a packing or the like (not shown) interposed between the opening 12a1 of the container body 12 and the like. As a result, the lid 13 is opened and the powder is poured into the container main body 12 from the opening 12 a 1, and then the lid 13 is closed again and fixed with the fixture 17, so that the powder is put inside the discharge vessel 3. Can be encapsulated.

この蓋体13には、軸心を貫通する貫通筒13aが一体的に形成され、この貫通筒13aには、通常、ゴム等からなる封止栓18が挿嵌されている。この封止栓18を介して、後述するように、電極ユニット2、副電極ユニット21の支持や、ヘリウムガス、窒素ガスなどを含む混合ガス37の放電容器3内への給排が行えるようにしている。   The lid 13 is integrally formed with a through cylinder 13a penetrating the shaft, and a sealing plug 18 usually made of rubber or the like is inserted into the through cylinder 13a. As will be described later, the sealing plug 18 can support the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 and supply and discharge the mixed gas 37 containing helium gas, nitrogen gas and the like into the discharge vessel 3. ing.

加えて、このような蓋体13と前述の容器本体12のいずれも、第二誘電体であるガラスによって形成されており、容器本体12のうちで後述の金網4が外嵌される部分において、誘電体バリア放電によるグロー放電が行えるようにしている。なお、本実施例では、プラズマ処理中の処理状況を外部から観察できるように放電容器3全体にガラスを使用しているが、外部観察の必要がなければ、プラスチック、セラミックス、酸化アルミニウムなどの誘電体を使用してもよく、また、金網4が外嵌される部分以外に、誘電体以外のものを使用してもよい。   In addition, both the lid body 13 and the container body 12 described above are formed of glass as the second dielectric, and in the portion of the container body 12 where a later-described wire mesh 4 is externally fitted, Glow discharge by dielectric barrier discharge can be performed. In this embodiment, glass is used for the entire discharge vessel 3 so that the processing status during plasma processing can be observed from the outside. However, if there is no need for external observation, dielectrics such as plastic, ceramics, and aluminum oxide are used. A body may be used, and a material other than a dielectric may be used in addition to a portion where the wire mesh 4 is fitted.

また、放電容器3の容器本体12の外側で、前述した係止リング15F、15Rの間には、外部電極体であるステンレス製の金網4が配置されている。   Further, on the outside of the container main body 12 of the discharge container 3, a stainless steel wire mesh 4 as an external electrode body is disposed between the above-described locking rings 15F and 15R.

そして、この金網4の前後の縁部に、前述した取付帯16F、16Rが外嵌されると共に、金網4の側面の一部が、この取付帯16F、16Rに前後の端部が挟持されたステンレス製の長板状の取付帯16Sで押止されるようにして、金網4は容器本体12の外周面に固定されている。   The attachment bands 16F and 16R described above are fitted on the front and rear edges of the wire mesh 4, and a part of the side surface of the wire mesh 4 is sandwiched between the front and rear ends of the attachment mesh 16F and 16R. The wire mesh 4 is fixed to the outer peripheral surface of the container body 12 so as to be held by a long plate-like attachment band 16S made of stainless steel.

更に、金網4は、このような取付帯16F、16R、16Sや、取付帯16F、16S間を接続するアース線20などを介して、接地される。   Further, the wire mesh 4 is grounded via the attachment bands 16F, 16R, 16S, and the ground wire 20 that connects the attachment bands 16F, 16S.

また、外側に金網4を配置した放電容器3の容器本体12の内側には、電極ユニット2が配置され、この電極ユニット2よりも更に内側の空間には、後で詳述する放電域拡張構造としての副電極ユニット21が同心状に配置されている。   In addition, the electrode unit 2 is disposed inside the container body 12 of the discharge container 3 in which the wire mesh 4 is disposed on the outside, and a discharge area expansion structure that will be described in detail later is provided in a space further inside the electrode unit 2. Are arranged concentrically.

このうちの電極ユニット2は、複数の放電棒6を互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配設することにより構成される。そして、この放電棒6は、ステンレス線などの棒状電極6aと、棒状電極6aを取り囲み筒状で略一定の厚みを有するガラス管6bとから成り、このガラス管6bの外側で誘電体バリア放電が行えるようにしている。   Of these, the electrode unit 2 is configured by arranging a plurality of discharge rods 6 in an annular shape in parallel with each other at a predetermined circumferential interval y. The discharge rod 6 is composed of a rod-shaped electrode 6a such as a stainless steel wire and a glass tube 6b surrounding the rod-shaped electrode 6a and having a substantially constant thickness, and dielectric barrier discharge is generated outside the glass tube 6b. I can do it.

更に、副電極ユニット21も、電極ユニット2と同様に、複数の放電棒26を互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配設することにより構成され、電極ユニット2と同心状に設けられている。そして、この放電棒26も、放電棒6と同様に、ステンレス線などの棒状電極26aと、棒状電極26aを取り囲む筒状のガラス管26bとから成り、このガラス管26bの外側で誘電体バリア放電が行えるようにしている。   Further, similarly to the electrode unit 2, the sub electrode unit 21 is configured by arranging a plurality of discharge rods 26 in parallel with each other in an annular shape with a predetermined circumferential interval y, and is provided concentrically with the electrode unit 2. It has been. Similarly to the discharge rod 6, the discharge rod 26 is also composed of a rod-shaped electrode 26a such as a stainless steel wire and a cylindrical glass tube 26b surrounding the rod-shaped electrode 26a. A dielectric barrier discharge is performed outside the glass tube 26b. Can be done.

加えて、電極ユニット2における放電棒6の棒状電極6aは、後述する支持構造体24などを介して交流電源23に接続され、副電極ユニット21における放電棒26の棒状電極26aも、同様に、支持構造体24などを介して接地されている。   In addition, the rod-shaped electrode 6a of the discharge rod 6 in the electrode unit 2 is connected to an AC power source 23 via a support structure 24 described later, and the rod-shaped electrode 26a of the discharge rod 26 in the sub-electrode unit 21 is similarly It is grounded through the support structure 24 and the like.

以上のような構成により、留め具38を外して底部12bを取り除き、電極ユニット2などを容器本体12内に組み込んでから、再び底部12bを閉じた後、蓋体13開閉して放電容器3内に粉体を封入し、その後、封止栓18を介して混合ガス37を放電容器3内へ給排しつつ、接地した金網4、副電極ユニット21と、電極ユニット2との間に、交流またはパルス電圧、本実施例では交流電圧を印加すると、グロー放電が発生する。   With the configuration described above, the fastener 38 is removed, the bottom 12b is removed, the electrode unit 2 and the like are incorporated into the container body 12, the bottom 12b is closed again, the lid 13 is opened and closed, and the inside of the discharge container 3 is opened. Then, the mixed gas 37 is supplied to and discharged from the discharge vessel 3 through the sealing plug 18, and the AC is connected between the grounded metal mesh 4, the sub electrode unit 21, and the electrode unit 2. Alternatively, glow discharge occurs when a pulse voltage, in this embodiment an AC voltage is applied.

そして、この放電状態において、浮上防止材10で囲繞した放電容器3を回転装置5によって回転させ、粉体を攪拌羽根14で掻き上げるようにして攪拌すると、流動する粉体の表面に適正なプラズマ処理を施すことができる。   In this discharge state, when the discharge vessel 3 surrounded by the anti-floating material 10 is rotated by the rotating device 5 and stirred so that the powder is stirred up by the stirring blades 14, an appropriate plasma is applied to the surface of the flowing powder. Processing can be performed.

次に、電極ユニット2と副電極ユニット21の詳細構成について、図1乃至図4により説明する。   Next, detailed configurations of the electrode unit 2 and the sub electrode unit 21 will be described with reference to FIGS.

電極ユニット2と副電極ユニット21の支持構造体24は、筒状の放電容器3の軸心上に配置され、前述した封止栓18の軸心を貫通して後端開口25bが放電容器3内に挿入された軸パイプ25と、この軸パイプ25の前端部に設けられた前支持部27と、軸パイプ25の後端部に設けられた後支持部31とから構成される。   The support structure 24 of the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 is disposed on the axial center of the cylindrical discharge vessel 3, and the rear end opening 25 b passes through the axial center of the sealing plug 18 described above and the discharge vessel 3. The shaft pipe 25 is inserted into the shaft pipe 25, the front support portion 27 is provided at the front end portion of the shaft pipe 25, and the rear support portion 31 is provided at the rear end portion of the shaft pipe 25.

このうちの軸パイプ25の前端開口25aは、ヘリウムガスボンベ35と窒素ガスボンベ36に連通される一方、封止栓18の外周部には、前後方向に貫通する切り欠き溝18aが凹設されている。   Among these, the front end opening 25a of the shaft pipe 25 communicates with the helium gas cylinder 35 and the nitrogen gas cylinder 36, and a cutout groove 18a penetrating in the front-rear direction is formed in the outer peripheral portion of the sealing plug 18. .

これにより、混合ガス37は、軸パイプ25を通って後端開口25bから放電容器3内に注入され、その後、封止栓18の切り欠き溝18aを通って放電容器3外に排出され、放電容器3内は常に新しい混合ガス37で充填されるようにしている。なお、切り欠き溝18aと軸パイプ25の前端開口25aとを接続して連通し、その通気経路途中にポンプを介設することにより、混合ガス37を循環させて繰り返し使用し、ガスコストの低減を図るようにしてもよい。   As a result, the mixed gas 37 is injected into the discharge vessel 3 through the shaft pipe 25 from the rear end opening 25b, and then discharged to the outside of the discharge vessel 3 through the notch groove 18a of the sealing plug 18. The inside of the container 3 is always filled with a new mixed gas 37. In addition, the notch groove 18a and the front end opening 25a of the shaft pipe 25 are connected and communicated, and a mixed gas 37 is circulated and used repeatedly by providing a pump in the middle of the ventilation path, thereby reducing gas costs. You may make it plan.

更に、前支持部27は、副電極ユニット21の放電棒26の前端部を取り付けて支持する副取付支持部材28と、電極ユニット2の放電棒6の前端部を取り付けて支持する主取付支持部材29と、これら副取付支持部材28、主取付支持部材29を放電容器3の容器本体12の内壁12a2に3点支持により固定する突張り部材30とを有している。   Further, the front support portion 27 includes a sub attachment support member 28 that attaches and supports the front end portion of the discharge rod 26 of the sub electrode unit 21, and a main attachment support member that attaches and supports the front end portion of the discharge rod 6 of the electrode unit 2. 29, and the sub attachment support member 28 and the main attachment support member 29 are fixed to the inner wall 12a2 of the container body 12 of the discharge vessel 3 by three-point support.

そして、副取付支持部材28は、軸パイプ25の前部に外嵌される前基部パイプ28aと、その後端より径方向に放射状に延びる3本の枝部28b1から成る前支持部材28bと、各枝部28b1の延出端に一体的に形成された円環状の前取付部材28cとを有する。   The sub-mounting support member 28 includes a front base pipe 28a that is externally fitted to the front portion of the shaft pipe 25, a front support member 28b that includes three branch portions 28b1 extending radially from the rear end thereof, And an annular front mounting member 28c formed integrally with the extending end of the branch portion 28b1.

主取付支持部材29は、前基部パイプ28aに外嵌される前基部パイプ29aと、前方より各枝部28b1の前面にそれぞれ当接される3本の枝部29b1から成る前支持部材29bと、各枝部29b1の延出端に一体的に形成された円環状の前取付部材29cとを有し、この前取付部材29cは、副取付支持部材28の前取付部材28cよりも大径に形成されており、前取付部材29cに取り付ける放電棒6が、前述した前取付部材28cに取り付ける放電棒26と干渉しないようにしている。   The main attachment support member 29 includes a front base pipe 29a that is externally fitted to the front base pipe 28a, and a front support member 29b that includes three branch portions 29b1 that come into contact with the front surface of each branch portion 28b1 from the front, An annular front mounting member 29c integrally formed at the extending end of each branch portion 29b1, and the front mounting member 29c is formed to have a larger diameter than the front mounting member 28c of the sub mounting support member 28. Thus, the discharge rod 6 attached to the front attachment member 29c does not interfere with the discharge rod 26 attached to the front attachment member 28c described above.

突張り部材30は、前基部パイプ29aに外嵌される前基部パイプ30aと、前方より各枝部29b1の前面にそれぞれ当接される3本の枝部30b1から成る前支持部材30bとを有し、この前支持部材30bは、主取付支持部材29の前取付部材29cよりも長径に形成され、枝部30b1の延出端に装着された滑り止め39を介して、放電容器3の容器本体12の内壁12a2に摺動困難に押圧されている。   The strut member 30 includes a front base pipe 30a that is externally fitted to the front base pipe 29a, and a front support member 30b that includes three branch portions 30b1 that are in contact with the front surface of each branch portion 29b1 from the front. The front support member 30b is formed to have a longer diameter than the front mounting member 29c of the main mounting support member 29, and the container main body of the discharge container 3 via a slip stopper 39 attached to the extending end of the branch portion 30b1. 12 are pressed against the inner wall 12a2 with difficulty in sliding.

そして、軸パイプ25の周りに内側から順に外嵌された、これらの前基部パイプ28a、29a、30aから軸パイプ25を径方向に貫通するようにして、連結ピン41が貫設されており、副取付支持部材28、主取付支持部材29、突張り部材30を有する前支持部27が、放電容器3と一体的に回転できるようにしている。   Then, a connecting pin 41 is provided so as to penetrate the shaft pipe 25 in a radial direction from the front base pipes 28a, 29a, 30a that are externally fitted around the shaft pipe 25 in order from the inside, A front support portion 27 having a sub attachment support member 28, a main attachment support member 29, and a projecting member 30 is configured to be able to rotate integrally with the discharge vessel 3.

加えて、後支持部31も、前支持部27と同様に、副電極ユニット21の放電棒26の後端部を取り付けて支持する副取付支持部材32と、電極ユニット2の放電棒6の後端部を取り付けて支持する主取付支持部材33と、これら副取付支持部材32、主取付支持部材33を放電容器3の容器本体12の内壁12a2に3点支持により固定する突張り部材34とを有している。   In addition, the rear support portion 31 also has a sub-attachment support member 32 that attaches and supports the rear end portion of the discharge rod 26 of the sub-electrode unit 21 and the rear end of the discharge rod 6 of the electrode unit 2, similarly to the front support portion 27. A main attachment support member 33 that attaches and supports the end portion, and a sub attachment support member 32 and a tension member 34 that fixes the main attachment support member 33 to the inner wall 12a2 of the container body 12 of the discharge vessel 3 by three-point support. Have.

そして、副取付支持部材32は、軸パイプ25の後部に外嵌される後基部パイプ32aと、その前端より径方向に放射状に延びる3本の枝部32b1から成る後支持部材32bと、各枝部32b1の延出端に一体的に形成された円環状の後取付部材32cとを有する。   The sub-attachment support member 32 includes a rear base pipe 32a that is externally fitted to the rear portion of the shaft pipe 25, a rear support member 32b that includes three branch portions 32b1 that extend radially from the front end thereof, and each branch. And an annular rear mounting member 32c formed integrally with the extending end of the portion 32b1.

主取付支持部材33は、後基部パイプ32aに外嵌される後基部パイプ33aと、後方より各枝部32b1の後面にそれぞれ当接される3本の枝部33b1から成る後支持部材33bと、各枝部33b1の延出端に一体的に形成された円環状の後取付部材33cとを有し、この後取付部材33cは、副取付支持部材32の後取付部材32cよりも大径に形成されており、後取付部材33cに取り付ける放電棒6が、前述した後取付部材32cに取り付ける放電棒26と干渉しないようにしている。   The main mounting support member 33 includes a rear base pipe 33a that is externally fitted to the rear base pipe 32a, and a rear support member 33b that includes three branch portions 33b1 that are in contact with the rear surface of each branch portion 32b1 from the rear. An annular rear mounting member 33c integrally formed at the extending end of each branch portion 33b1, and the rear mounting member 33c is formed to have a larger diameter than the rear mounting member 32c of the sub mounting support member 32. Thus, the discharge rod 6 attached to the rear attachment member 33c does not interfere with the discharge rod 26 attached to the rear attachment member 32c described above.

突張り部材34は、後基部パイプ33aに外嵌される後基部パイプ34aと、後方より各枝部33b1の後面にそれぞれ当接される3本の枝部34b1から成る後支持部材34bとを有し、この後支持部材34bは、主取付支持部材33の後取付部材33cよりも長径に形成され、枝部34b1の延出端に装着された滑り止め39を介して、放電容器3の容器本体12の内壁12a2に摺動困難に押圧されている。   The projecting member 34 includes a rear base pipe 34a that is externally fitted to the rear base pipe 33a, and a rear support member 34b that includes three branch portions 34b1 that are in contact with the rear surface of each branch portion 33b1 from the rear. The rear support member 34b is formed to have a longer diameter than the rear attachment member 33c of the main attachment support member 33, and the container body of the discharge vessel 3 is provided with a slip stopper 39 attached to the extending end of the branch portion 34b1. 12 are pressed against the inner wall 12a2 with difficulty in sliding.

そして、前述した前支持部27と同様に、軸パイプ25の周りに内側から順に外嵌された、これらの後基部パイプ32a、33a、34aから軸パイプ25を径方向に貫通するようにして、連結ピン41が貫設されており、副取付支持部材32、主取付支持部材33、突張り部材34を有する後支持部31が、放電容器3と一体的に回転できるようにしている。   And like the front support part 27 described above, the shaft pipe 25 is radially fitted from the rear base pipes 32a, 33a, 34a, which are externally fitted around the shaft pipe 25 in order from the inside, A connecting pin 41 is provided so that the rear support portion 31 having the auxiliary mounting support member 32, the main mounting support member 33, and the projecting member 34 can rotate integrally with the discharge vessel 3.

なお、以上のような構成の支持構造体24を容器本体12内へ挿入する際は、留め具38を外し、底部12bを本体部12aから脱着して行うようにしている。   In addition, when inserting the support structure 24 of the above structure into the container main body 12, the fastener 38 is removed and the bottom part 12b is removed from the main body part 12a.

また、このようにして放電容器3と一体的に回転可能な支持構造体24おいて、前取付部材29cと後取付部材33cには、短パイプ状の複数の嵌合凹部29c1と短パイプ状の複数の嵌合凹部33c1とが、それぞれ、正面視で同一円周上にて重なるように、対向して形成されている。   Further, in the support structure 24 that can rotate integrally with the discharge vessel 3 in this manner, the front mounting member 29c and the rear mounting member 33c have a plurality of short pipe-like fitting recesses 29c1 and a short pipe-like shape. The plurality of fitting recesses 33c1 are formed to face each other so as to overlap on the same circumference in front view.

そして、嵌合凹部29c1と嵌合凹部33c1の内部には、圧縮状態で取付バネ40が収納されており、対向する嵌合凹部29c1と嵌合凹部33c1に、放電棒6の前後端をそれぞれ挿嵌した上で、放電棒6を取付バネ40によって前後から押圧するようにして保持することができる。これにより、複数の放電棒6が互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配置されて、電極ユニット2が形成される。   A fitting spring 40 is housed in a compressed state inside the fitting recess 29c1 and the fitting recess 33c1, and the front and rear ends of the discharge rod 6 are inserted into the opposing fitting recess 29c1 and the fitting recess 33c1, respectively. After fitting, the discharge rod 6 can be held by being pressed from the front and back by the mounting spring 40. Thus, the plurality of discharge rods 6 are arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval y in parallel with each other, and the electrode unit 2 is formed.

同様にして、前取付部材28cと後取付部材32cにも、短パイプ状の複数の嵌合凹部28c1と短パイプ状の複数の嵌合凹部32c1が、それぞれ、正面視で同一円周上にて重なるように、対向して形成されている。   Similarly, the front mounting member 28c and the rear mounting member 32c are also provided with a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 28c1 and a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 32c1 on the same circumference in front view. It is formed to face each other so as to overlap.

そして、嵌合凹部28c1と嵌合凹部32c1の内部にも、圧縮状態で取付バネ40が収納されており、対向する嵌合凹部28c1と嵌合凹部32c1に、放電棒26の前後端をそれぞれ挿嵌した上で、放電棒26を取付バネ40によって前後から押圧するようにして保持することができる。これにより、複数の放電棒26が互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配置され、副電極ユニット21が形成される。   The mounting spring 40 is housed in a compressed state inside the fitting recess 28c1 and the fitting recess 32c1, and the front and rear ends of the discharge rod 26 are inserted into the opposing fitting recess 28c1 and the fitting recess 32c1, respectively. After the fitting, the discharge rod 26 can be held by being pressed from the front and rear by the mounting spring 40. As a result, the plurality of discharge rods 26 are arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval y in parallel with each other, and the sub-electrode unit 21 is formed.

なお、放電棒6の一端を、取付バネ40の弾性力に抗して、嵌合凹部29c1と嵌合凹部33c1のいずれか一方に押し込み、放電棒6を傾けながら他方から引き出すようにして放電棒6を取り外し、逆の順序で放電棒6を嵌合凹部29c1と嵌合凹部33c1との間に装着することができる。放電棒26においても同様であって、放電棒6、26は別体で互いに分離可能であり、支持構造体24から自在に着脱することができる。   One end of the discharge rod 6 is pushed into one of the fitting recess 29c1 and the fitting recess 33c1 against the elastic force of the mounting spring 40, and the discharge rod 6 is pulled out from the other while tilting the discharge rod 6. 6 can be removed and the discharge rod 6 can be mounted between the fitting recess 29c1 and the fitting recess 33c1 in the reverse order. The same applies to the discharge rod 26, and the discharge rods 6 and 26 are separate and separable from each other, and can be freely detached from the support structure 24.

更に、前支持部27において、副取付支持部材28、主取付支持部材29、突張り部材30、連結ピン41は、ステンレスなどの導電性材料で形成されると共に互いに絶縁され、後支持部31においても、同様に、副取付支持部材32、主取付支持部材33、突張り部材34、連結ピン41は、ステンレスなどの導電性材料で形成されると共に互いに絶縁されている。   Further, in the front support portion 27, the sub attachment support member 28, the main attachment support member 29, the projecting member 30, and the connecting pin 41 are formed of a conductive material such as stainless steel and insulated from each other. Similarly, the sub attachment support member 32, the main attachment support member 33, the projecting member 34, and the connecting pin 41 are formed of a conductive material such as stainless steel and insulated from each other.

そして、このうちの副取付支持部材28において、前基部パイプ28aの前部が、軸パイプ25に外嵌されたままで封止栓18を貫通して外部に露出し、その露出部には、アース線を介して接地されたクリップ42が係止されている。同様に、主取付支持部材29においても、前基部パイプ29aの前部が、前基部パイプ28aに外嵌されたままで封止栓18を貫通して外部に露出し、その露出部には、リード線を介して交流電源23に接続されたクリップ43が係止されている。   In the auxiliary mounting support member 28, the front portion of the front base pipe 28a is exposed to the outside through the sealing plug 18 while being externally fitted to the shaft pipe 25. A clip 42 grounded via the wire is locked. Similarly, also in the main attachment support member 29, the front part of the front base pipe 29a is exposed to the outside through the sealing plug 18 while being externally fitted to the front base pipe 28a. A clip 43 connected to the AC power supply 23 via the wire is locked.

一方、放電棒26の棒状電極26aは、取付バネ40との間の金属円盤44を介して、副取付支持部材28における前取付部材28cの嵌合凹部28c1に接続されている。放電棒6の棒状電極6aも、取付バネ40との間の金属円盤44を介して、主取付支持部材29における前取付部材29cの嵌合凹部29c1に接続されている。   On the other hand, the rod-like electrode 26 a of the discharge rod 26 is connected to the fitting recess 28 c 1 of the front attachment member 28 c in the sub attachment support member 28 via a metal disk 44 between the discharge rod 26. The rod-shaped electrode 6 a of the discharge rod 6 is also connected to the fitting recess 29 c 1 of the front mounting member 29 c in the main mounting support member 29 via the metal disk 44 between the discharge rod 6.

これにより、電極ユニット2の放電棒6を、全て、主取付支持部材29を介して交流電源23に接続に接続させ、副電極ユニット21の放電棒26を、全て、副取付支持部材28を介して接地させることができる。この際、前述の如く、金網4も接地されている。   Thereby, all the discharge rods 6 of the electrode unit 2 are connected to the AC power source 23 via the main attachment support member 29, and all of the discharge rods 26 of the sub electrode unit 21 are connected via the sub attachment support member 28. Can be grounded. At this time, as described above, the wire mesh 4 is also grounded.

従って、金網4と電極ユニット2との間に交流電圧が印加されてグロー放電が発生し、放電容器3の内壁12a2と、放電棒6のガラス管6bとの間の空間には、放電域45が形成される。   Accordingly, an AC voltage is applied between the wire mesh 4 and the electrode unit 2 to generate glow discharge, and a discharge area 45 is formed in the space between the inner wall 12a2 of the discharge vessel 3 and the glass tube 6b of the discharge rod 6. Is formed.

更には、電極ユニット2と副電極ユニット21との間にも交流電圧が印加されてグロー放電が発生し、放電棒6のガラス管6bと、放電棒26のガラス管26bとの間の空間にも、放電域46が形成され、副電極ユニット21が、グロー放電の放電域を電極ユニット2の内方に拡張させる放電域拡張構造として機能している。   Furthermore, an AC voltage is also applied between the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 to generate glow discharge, and in the space between the glass tube 6b of the discharge rod 6 and the glass tube 26b of the discharge rod 26. However, the discharge region 46 is formed, and the sub-electrode unit 21 functions as a discharge region expansion structure that expands the discharge region of the glow discharge to the inside of the electrode unit 2.

以上のような構成において、筒状で略一定の厚みを有するガラス管6b、26bによって棒状電極6a、26aが被覆され、安定したグロー放電が発生することになり、局所的な絶縁破壊や剥離を抑制して放電棒6、26の破損が防止できると共に、棒状電極6a、26aでは電界の集中効果によって放電開始が容易になって、電源への負担が小さくなる。   In the configuration as described above, the rod-shaped electrodes 6a and 26a are covered with the cylindrical glass tubes 6b and 26b having a substantially constant thickness, and a stable glow discharge is generated. This can suppress the breakage of the discharge rods 6 and 26, and the rod-like electrodes 6a and 26a can easily start discharge due to the electric field concentration effect, thereby reducing the burden on the power source.

更に、安定したグロー放電のおかげで閉塞される恐れのない放電棒6、26間の隙間を介して、粉体が電極ユニット2、副電極ユニット21の内外間を自在に流動できるようになり、粉体の移動空間を大きく確保して粉体を効率良く攪拌できると共に、電極ユニット2、副電極ユニット21の内側にも粉体を流入させることができる。   Furthermore, thanks to the stable glow discharge, the powder can freely flow between the inside and outside of the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 through the gap between the discharge rods 6 and 26 that are not likely to be blocked. It is possible to ensure a large powder movement space and to efficiently agitate the powder, and also to allow the powder to flow into the inside of the electrode unit 2 and the sub electrode unit 21.

特に、本実施例のように、放電棒6、26を別体にして互いに分離可能とした場合は、放電棒6、26が破損した際は、電極ユニット2、副電極ユニット21全体ではなく破損した放電棒6、26のみを交換するだけで済み、また、粉体に付加する官能基を変更する際は、既に配設している放電棒6、26を、放電時に所定の官能基を供給可能な成分を含むガラス管を有する放電棒に交換すれば済む。   In particular, as in this embodiment, when the discharge rods 6 and 26 are separated and can be separated from each other, when the discharge rods 6 and 26 are damaged, the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 are not damaged. It is only necessary to replace the discharged discharge rods 6 and 26, and when changing the functional group to be added to the powder, the discharge rods 6 and 26 already provided are supplied with predetermined functional groups at the time of discharge. What is necessary is just to replace | exchange for the discharge rod which has a glass tube containing a possible component.

加えて、プラズマ処理中は、電極ユニット2内の放電棒6は全て等電位とし、副電極ユニット21内でも放電棒26を全て等電位とすることで、中心部を挟んで離間対向する放電棒6、26の間にはグロー放電を発生させないようにすることで、電極ユニット2、副電極ユニット21の内径を拡大可能とする。しかも、放電容器3内に封入された粉体は、放電容器3が回転される間に、放電棒6、26間の隙間を介して電極ユニット2、副電極ユニット21の内外間を自在に流動し、安定した放電域45、46を、効率良く攪拌されながら通過するようになり、粉体の表面は万遍なく処理される。   In addition, during the plasma treatment, all the discharge rods 6 in the electrode unit 2 are equipotential, and all the discharge rods 26 in the sub-electrode unit 21 are all equipotential, so that the discharge rods that are opposed to each other across the center portion. By preventing the glow discharge from occurring between 6 and 26, the inner diameters of the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 21 can be increased. In addition, the powder sealed in the discharge vessel 3 freely flows between the inside and outside of the electrode unit 2 and the sub electrode unit 21 through the gap between the discharge rods 6 and 26 while the discharge vessel 3 is rotated. Then, it passes through the stable discharge areas 45 and 46 while being efficiently stirred, and the surface of the powder is uniformly treated.

更に、放電域46を新たに形成して、放電域45を電極ユニット2の内方に拡張可能とすることにより、粉体が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマの照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   Furthermore, by newly forming the discharge area 46 and making the discharge area 45 expandable to the inside of the electrode unit 2, the time for the powder to pass through the discharge area becomes longer, and the plasma irradiation time becomes longer. Thus, the processing time of the plasma processing can be greatly shortened.

次に、プラズマ処理装置1における冷却構造と攪拌構造の各種形態について、図5乃至図9により説明する。   Next, various forms of the cooling structure and the stirring structure in the plasma processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS.

まず、冷却構造の各種形態について説明する。
図5(a)に示す副電極ユニット21Aは、前述したプラズマ処理装置1における副電極ユニット21の放電棒26の一部に代えて、冷却タイプの放電棒26Aを配置したものである。
First, various forms of the cooling structure will be described.
A sub-electrode unit 21A shown in FIG. 5A has a cooling-type discharge rod 26A disposed in place of a part of the discharge rod 26 of the sub-electrode unit 21 in the plasma processing apparatus 1 described above.

本実施例では、互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配置された複数の放電棒26において、2本おきに放電棒26Aを配置している。そして、この放電棒26Aには、部品共有化による部品コストの低減などの観点から、通常の放電棒26と同一のものを使用し、その端部を軸パイプ25に連通する構成としており、棒状電極26aとガラス管26bとの間の内部隙間67を、冷却媒体である混合ガス37が流動できるようにしている。   In the present embodiment, every two discharge rods 26 arranged in an annular shape with a predetermined circumferential interval y in parallel with each other, the discharge rods 26A are arranged. The discharge rod 26A is the same as the normal discharge rod 26 from the viewpoint of reducing the component cost by sharing components, and its end portion is in communication with the shaft pipe 25. A mixed gas 37 as a cooling medium can flow through an internal gap 67 between the electrode 26a and the glass tube 26b.

これにより、放電棒26Aの内部隙間67に混合ガス37を流すと、冷却が困難な放電容器3中心側にある副電極ユニット21Aの放電棒26、26Aを効率よく冷却することができる。   Thereby, when the mixed gas 37 is caused to flow through the internal gap 67 of the discharge rod 26A, the discharge rods 26 and 26A of the sub-electrode unit 21A on the center side of the discharge vessel 3 that is difficult to cool can be efficiently cooled.

図5(b)に示す副電極ユニット21Bは、プラズマ処理装置1における副電極ユニット21の放電棒26の一部に代えて、冷却専用の冷却管26Bを配置したものである。   A sub-electrode unit 21B shown in FIG. 5B has a cooling pipe 26B dedicated for cooling instead of a part of the discharge rod 26 of the sub-electrode unit 21 in the plasma processing apparatus 1.

副電極ユニット21Aと同様に、互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配置された複数の放電棒26において、2本おきに冷却管26Bを配置している。そして、この冷却管26Bは、部品共有化による部品コストの低減などの観点から、放電棒26から棒状電極26aを抜いたガラス管26b単体から形成し、その端部を軸パイプ25に連通する構成としており、このガラス管26b単体の内部空間68を、冷却媒体である混合ガス37が流動できるようにしている。   Similarly to the sub-electrode unit 21A, in the plurality of discharge rods 26 arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval y in parallel with each other, the cooling tubes 26B are arranged every two. The cooling tube 26B is formed from a single glass tube 26b in which the rod-shaped electrode 26a is removed from the discharge rod 26 from the viewpoint of component cost reduction by sharing components, and the end portion thereof communicates with the shaft pipe 25. The mixed gas 37 as a cooling medium can flow through the internal space 68 of the glass tube 26b alone.

これにより、冷却管26Bの内部空間68に混合ガス37を流すと、冷却が困難な放電容器3中心側にある副電極ユニット21Bの放電棒26を効率よく冷却することができる。   Thereby, when the mixed gas 37 is caused to flow into the internal space 68 of the cooling tube 26B, the discharge rod 26 of the sub-electrode unit 21B on the center side of the discharge vessel 3 that is difficult to cool can be efficiently cooled.

図6(a)に示すプラズマ処理装置1Aは、外側に金網4を配置した放電容器3内で電極ユニット2よりも内側の空間に、外側から順に、副電極ユニット21と副電極ユニット22を同心状に配置すると共に、この最も内側の副電極ユニット22よりも内側で、放電容器3内の軸心3a上に、冷却タイプの放電筒47を配置したものである。   In the plasma processing apparatus 1A shown in FIG. 6A, the sub-electrode unit 21 and the sub-electrode unit 22 are concentric in order from the outside in the space inside the electrode unit 2 in the discharge vessel 3 in which the wire mesh 4 is arranged on the outside. The cooling type discharge cylinder 47 is arranged on the axis 3 a in the discharge vessel 3 inside the innermost sub-electrode unit 22.

この放電筒47は、冷却媒体である混合ガス37や冷却水が内部空間52を流動可能な筒状電極48と、この筒状電極48の外周を被覆するガラス筒49とから形成される。   The discharge cylinder 47 is formed of a cylindrical electrode 48 in which a mixed gas 37 or cooling water, which is a cooling medium, can flow in the internal space 52, and a glass cylinder 49 that covers the outer periphery of the cylindrical electrode 48.

ここで、金網4、副電極ユニット21、筒状電極48は接地され、電極ユニット2、副電極ユニット22は交流電源23に接続されており、金網4、副電極ユニット21、筒状電極48と、電極ユニット2、副電極ユニット22との間に交流電圧を印加すると、放電容器3の内壁12a2からガラス筒49にかけて、複数の放電域45、46、50、51が連続して形成されて放電域が大きく拡張される一方、放電容器3内も高温となる。   Here, the wire mesh 4, the sub electrode unit 21, and the cylindrical electrode 48 are grounded, and the electrode unit 2 and the sub electrode unit 22 are connected to the AC power source 23. When an AC voltage is applied between the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 22, a plurality of discharge areas 45, 46, 50, 51 are continuously formed from the inner wall 12a2 of the discharge vessel 3 to the glass tube 49 to discharge. While the area is greatly expanded, the temperature in the discharge vessel 3 also becomes high.

そこで、放電筒47の筒状電極48内の内部空間52に混合ガス37や冷却水を流すことにより、冷却が困難な放電容器3中心側にある副電極ユニット21、副電極ユニット22の放電棒26、53が効率よく冷却され、放電容器3内の高温化を抑制することができる。   Therefore, by supplying the mixed gas 37 or cooling water to the internal space 52 in the cylindrical electrode 48 of the discharge cylinder 47, the discharge rods of the sub-electrode unit 21 and the sub-electrode unit 22 on the center side of the discharge vessel 3 that are difficult to cool. 26 and 53 are efficiently cooled, and the high temperature inside the discharge vessel 3 can be suppressed.

図6(b)に示すプラズマ処理装置1Bは、前述したプラズマ処理装置1Aにおいて、放電筒47に代えて、冷却専用の冷却筒55を配置したものである。   In the plasma processing apparatus 1B shown in FIG. 6B, a cooling cylinder 55 dedicated to cooling is arranged in place of the discharge cylinder 47 in the plasma processing apparatus 1A described above.

この冷却筒55は、前述した放電筒47から筒状電極48を抜いたガラス筒49単体から形成され、このガラス筒49単体の内部空間54を、冷却媒体である混合ガス37や冷却水が流動できるようにしている。   The cooling cylinder 55 is formed from a single glass cylinder 49 in which the cylindrical electrode 48 is removed from the discharge cylinder 47 described above, and the mixed gas 37 and cooling water as a cooling medium flow through the internal space 54 of the single glass cylinder 49. I can do it.

ここで、金網4、副電極ユニット21は接地され、電極ユニット2、副電極ユニット22は交流電源23に接続されており、金網4、副電極ユニット21と、電極ユニット2、副電極ユニット22との間に交流電圧を印加すると、放電容器3の内壁12a2から副電極ユニット22にかけて、複数の放電域45、46、50が連続して形成されて、プラズマ処理装置1Aと同様に、放電域が大きく拡張される一方、放電容器3内も高温となる。   Here, the metal mesh 4 and the sub-electrode unit 21 are grounded, and the electrode unit 2 and the sub-electrode unit 22 are connected to the AC power source 23. The metal mesh 4, the sub-electrode unit 21, the electrode unit 2, and the sub-electrode unit 22 Between the inner wall 12a2 of the discharge vessel 3 and the sub-electrode unit 22, a plurality of discharge areas 45, 46, 50 are continuously formed, and the discharge area is similar to the plasma processing apparatus 1A. While greatly expanding, the inside of the discharge vessel 3 also becomes high temperature.

そこで、冷却筒55の内部空間54に混合ガス37や冷却水を流すことにより、冷却が困難な放電容器3中心側にある副電極ユニット21、副電極ユニット22の放電棒26、53が効率よく冷却され、放電容器3内の高温化を抑制することができる。   Therefore, by flowing the mixed gas 37 and cooling water through the internal space 54 of the cooling cylinder 55, the discharge electrodes 26 and 53 of the sub-electrode unit 21 and the sub-electrode unit 22 on the center side of the discharge vessel 3 that are difficult to cool are efficiently used. It is cooled and the high temperature in the discharge vessel 3 can be suppressed.

以上で示した副電極ユニット21A、21B、プラズマ処理装置1A、1Bによって、放電容器3中心側にある放電棒26、26A、53などが効率よく冷却されると、放電容器3内を流動する粉体が樹脂などであっても、グロー放電に伴う熱によって互いに溶着したり、放電容器3内に付着したり、表面が変質したりするのを、確実に防止することできる。   When the discharge rods 26, 26A, 53, etc. on the center side of the discharge vessel 3 are efficiently cooled by the sub-electrode units 21A, 21B and the plasma processing apparatuses 1A, 1B shown above, the powder flowing in the discharge vessel 3 Even if the body is a resin or the like, it is possible to reliably prevent welding with each other due to heat accompanying glow discharge, adhesion within the discharge vessel 3, and alteration of the surface.

図7に示すプラズマ処理装置1Cは、前述したプラズマ処理装置1における放電容器3の外表面からの空冷性能を高めたものである。   A plasma processing apparatus 1 </ b> C shown in FIG. 7 has improved air cooling performance from the outer surface of the discharge vessel 3 in the plasma processing apparatus 1 described above.

具体的には、基台7の左右両側に、それぞれ、左右の支持台56L、56Rの側部を固定し、この支持台56L、56Rの上面に、放電容器3を囲繞するようにして、空冷ハウジング57を設置し、更に、この空冷ハウジング57の上平板部57aに、空冷ファン58を載置固定して、空冷機構59が形成される。   Specifically, the side portions of the left and right support bases 56L and 56R are fixed to the left and right sides of the base 7, respectively, and the discharge vessel 3 is surrounded by the upper surfaces of the support bases 56L and 56R so that the air cooling is performed. An air cooling mechanism 59 is formed by installing the housing 57 and further mounting and fixing an air cooling fan 58 on the upper flat plate portion 57a of the air cooling housing 57.

そして、この空冷ハウジング57において、その下部には左右の吸気孔57b、57cが開口され、前述の上平板部57aの平面視略中央には連通孔57a1が開口されている。更に、空冷ファン58は、電動機や回転羽根などからなるファン本体58aと、このファン本体58aを取り囲むケース58bとを有し、このケース58bの下部には、空冷ハウジング57の連通孔57a1に連通する連通孔58b1が開口されると共に、ケース58bの側部には、排気孔58b2が開口されている。   In the air-cooled housing 57, left and right intake holes 57b and 57c are opened at the lower portion, and a communication hole 57a1 is opened at the approximate center of the upper flat plate portion 57a in plan view. Further, the air cooling fan 58 has a fan main body 58a made of an electric motor, rotating blades, and the like, and a case 58b surrounding the fan main body 58a. The lower portion of the case 58b communicates with a communication hole 57a1 of the air cooling housing 57. A communication hole 58b1 is opened, and an exhaust hole 58b2 is opened on the side of the case 58b.

これにより、ファン本体58aを駆動させると、空冷ハウジング57の外部の空気が、吸気孔57b、57cから吸引された後、放電容器3の外周に沿って上昇し、連通孔57a1、58b1から、ケース58b内を通って、排気孔58b2より外部に排出される。この間、放電容器3と、その周りの金網4が直接空冷されると共に、放電容器3内部の電極ユニット2、副電極ユニット21も間接的に冷却される。   As a result, when the fan main body 58a is driven, air outside the air-cooling housing 57 is sucked from the intake holes 57b and 57c, and then rises along the outer periphery of the discharge vessel 3. From the communication holes 57a1 and 58b1, It passes through 58b and is discharged to the outside through the exhaust hole 58b2. During this time, the discharge vessel 3 and the surrounding metal mesh 4 are directly cooled by air, and the electrode unit 2 and sub-electrode unit 21 inside the discharge vessel 3 are also indirectly cooled.

従って、このような空冷機構59を設けるだけで、前述した副電極ユニット21A、21B、プラズマ処理装置1A、1Bのように放電容器3の内部構成を変更せずに、冷却性能を高めることができ、汎用性に優れた冷却構造を提供できる。   Therefore, only by providing such an air cooling mechanism 59, the cooling performance can be enhanced without changing the internal configuration of the discharge vessel 3 as in the sub electrode units 21A and 21B and the plasma processing apparatuses 1A and 1B described above. The cooling structure with excellent versatility can be provided.

また、攪拌構成の各種形態について説明する。
図8に示す攪拌羽根60は、前述した攪拌羽根14に比べ、攪拌効率の向上とプラズマ照射時間の拡大を図ったものである。
Various forms of the stirring configuration will be described.
The stirring blade 60 shown in FIG. 8 is intended to improve the stirring efficiency and extend the plasma irradiation time compared to the stirring blade 14 described above.

この攪拌羽根60においては、放電容器3の容器本体12の前後の内壁に取付板62、62が固設され、この取付板62、62の間に、前後方向に長いすくい部材63が橋設されており、このすくい部材63は、回転方向69に回転する放電容器3と一緒に回転する。   In the stirring blade 60, mounting plates 62, 62 are fixed on the front and rear inner walls of the container body 12 of the discharge vessel 3, and a rake member 63 that is long in the front-rear direction is bridged between the mounting plates 62, 62. The scooping member 63 rotates together with the discharge vessel 3 that rotates in the rotation direction 69.

すくい部材63は、遠心方向内周側の平板基部63aと、遠心方向外周側の湾曲部63bとを有し、遠心方向外周側が回転方向69に向かって湾曲されると共に、湾曲部63bの先端部63cは、隣り合う放電棒6の間まで延出されている。   The scooping member 63 has a flat plate base 63a on the inner peripheral side in the centrifugal direction and a curved portion 63b on the outer peripheral side in the centrifugal direction, the outer peripheral side in the centrifugal direction is curved toward the rotational direction 69, and the tip of the curved portion 63b. 63c is extended to between the adjacent discharge rods 6.

更に、すくい部材63の平板基部63aの外側には、滞留板部材65が対向配置され、この滞留板部材65と前述した平板基部63aとの間に、滞留排出部64が形成されている。   Further, a staying plate member 65 is disposed on the outside of the flat plate base portion 63a of the scooping member 63, and a staying discharge portion 64 is formed between the staying plate member 65 and the flat plate base portion 63a described above.

この滞留排出部64には、すくい部材63の回転方向69の前面で、遠心方向内周側に設けた流入口64aと、この流入口64aに連通する滞留室64bと、この滞留室64bに連通される共に、遠心方向外周側あって流入口64aよりも小面積の排出口64cとが設けられている。   The stay discharge section 64 has an inflow port 64a provided on the front side in the rotation direction 69 of the scooping member 63 on the inner peripheral side in the centrifugal direction, a stay chamber 64b communicating with the inflow port 64a, and communicating with the stay chamber 64b. At the same time, a discharge port 64c is provided which is located on the outer peripheral side in the centrifugal direction and has a smaller area than the inlet 64a.

これにより、すくい部材63ですくい上げた粉体70は、前述した流入口64aから途中の滞留室64bを介して排出口64cを通り、湾曲部63b上を遠心方向に転動していき、その先端部63cからこぼれ落ち、放電棒6の間を通って放電域45内に向かって徐々に流下していく。   Thereby, the powder 70 scooped up by the scooping member 63 passes through the discharge port 64c from the above-described inflow port 64a via the staying chamber 64b in the middle, and rolls in the centrifugal direction on the curved portion 63b. It spills down from the portion 63 c and gradually flows down into the discharge region 45 through the discharge rod 6.

すると、放電容器3の軸心が略水平姿勢または傾斜姿勢である際、放電容器3下部に溜まった状態の粉体70は、回転する攪拌羽根60によって、前述の攪拌羽根14よりも効率よく攪拌されると共に、一部はすくい部材63によってすくい上げられて流入口64aから滞留室64bに流入した後、攪拌羽根60が放電容器3と一緒に回転して下位置から上位置まで上昇する間に、流入した粉体70は排出口64cを通り自重により少しずつ流下して放電域45内を通過するため、粉体70が放電域45を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くすることができる。   Then, when the axial center of the discharge vessel 3 is in a substantially horizontal posture or an inclined posture, the powder 70 accumulated in the lower portion of the discharge vessel 3 is stirred more efficiently than the stirring blade 14 by the rotating stirring blade 60. In addition, after a part is scooped up by the scooping member 63 and flows into the staying chamber 64b from the inlet 64a, the stirring blade 60 rotates together with the discharge vessel 3 and rises from the lower position to the upper position. Since the powder 70 that has flowed in passes through the discharge port 64c and gradually flows through the discharge area 45 due to its own weight, the time for the powder 70 to pass through the discharge area 45 becomes long, and the plasma irradiation time can be lengthened. it can.

図9に示す攪拌羽根61も、前述した攪拌羽根60と同様に、攪拌効率の向上とプラズマ照射時間の拡大を図ったものである。   Similarly to the stirring blade 60 described above, the stirring blade 61 shown in FIG. 9 also improves the stirring efficiency and extends the plasma irradiation time.

この攪拌羽根61において、前述した前後の取付板62、62の間に、前後方向に長い孔付きすくい部材66が橋設されており、この孔付きすくい部材66も、回転方向69に回転する放電容器3と一緒に回転する。   In the stirring blade 61, a rake member 66 with a long hole in the front-rear direction is bridged between the aforementioned front and rear mounting plates 62, 62, and the rake member 66 with a hole also rotates in the rotation direction 69. Rotate with container 3

そして、この孔付きすくい部材66は、遠心方向内周側の平板基部66aと、遠心方向外周側で回転方向69に湾曲した平板状のふるい排出部66bとを有し、遠心方向外周側が回転方向69に向かって湾曲されると共に、ふるい排出部66bの先端部66cは、前述した放電棒6の間を通って、放電容器3の容器本体12の内壁12a2まで近接するように延出されている。そして、このふるい排出部66bには、多数の排出孔66b1が回転方向69に穿孔されている。   The rake member 66 with a hole has a flat plate base portion 66a on the inner peripheral side in the centrifugal direction and a flat sieve discharge portion 66b curved in the rotational direction 69 on the outer peripheral side in the centrifugal direction. The tip end portion 66c of the sieve discharge portion 66b extends between the discharge rods 6 and close to the inner wall 12a2 of the vessel main body 12 of the discharge vessel 3 while being curved toward 69. . A large number of discharge holes 66b1 are formed in the rotation direction 69 in the sieve discharge part 66b.

これにより、孔付きすくい部材66ですくい上げた粉体70は、すくい部材66内のふるい排出部66b上を転動しながら、前述した排出孔66b1を通り、放電棒6の間を介して放電域45内に向かって、徐々に流下していく。   As a result, the powder 70 scooped up by the holed rake member 66 rolls on the sieve discharge part 66b in the rake member 66, passes through the discharge hole 66b1 described above, and is discharged between the discharge rods 6 through the discharge region 6. It gradually flows down toward 45.

すると、前述の攪拌羽根60と同様に、放電容器3の軸心が略水平姿勢または傾斜姿勢である際、放電容器3下部に溜まった状態の粉体70は、回転する攪拌羽根61によって、効率よく攪拌されると共に、一部は孔付きすくい部材66によってすくい上げられ、攪拌羽根61が放電容器3と一緒に回転して下位置から上位置まで上昇する間に、排出孔66b1を通り自重により少しずつ流下して放電域45内を通過するため、粉体70が放電域45を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くすることができる。   Then, similarly to the stirring blade 60 described above, when the axial center of the discharge vessel 3 is in a substantially horizontal posture or an inclined posture, the powder 70 in a state of being accumulated at the lower portion of the discharge vessel 3 is efficiently converted by the rotating stirring blade 61. While being stirred well, a part is scooped up by the scooping member 66 with a hole, and while the stirring blade 61 rotates together with the discharge vessel 3 and rises from the lower position to the upper position, it passes through the discharge hole 66b1 and is slightly increased by its own weight. Since the powder 70 flows down and passes through the discharge region 45, the time for the powder 70 to pass through the discharge region 45 becomes longer, and the plasma irradiation time can be made longer.

次に、別形態のプラズマ処理装置1Dについて、図10乃至図16により説明する。   Next, another type of plasma processing apparatus 1D will be described with reference to FIGS.

図10乃至図15に示すように、このプラズマ処理装置1Dは、前述したプラズマ処理装置1とは異なり、放電域45を電極ユニット2の内方ではなく外方に拡張可能とすることで、プラズマ処理の処理時間の短縮を図ったものである。   As shown in FIGS. 10 to 15, the plasma processing apparatus 1 </ b> D differs from the plasma processing apparatus 1 described above in that the discharge region 45 can be expanded outward rather than inward of the electrode unit 2. This is intended to shorten the processing time of the processing.

プラズマ処理装置1Dも、プラズマ処理装置1と同様に、棒状電極6aが筒状の誘電体であるガラス管6bで被覆されて形成される放電棒6を互いに平行に所定の周方向間隔yで円環状に配設した電極ユニット2と、この電極ユニット2の外側に配置され、粉体が内部に封入されると共に、ガラスから形成される筒状の放電容器3Aとを備え、更に、この放電容器3Aの外側に配置した金網4と、前述の電極ユニット2と金網4との間に交流電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、放電容器3Aを回転させる回転装置5も備えている。   In the plasma processing apparatus 1D, similarly to the plasma processing apparatus 1, the discharge rods 6 formed by covering the rod-like electrodes 6a with glass tubes 6b that are cylindrical dielectrics are circularly arranged in parallel with each other at a predetermined circumferential interval y. An electrode unit 2 arranged in an annular shape, and a cylindrical discharge vessel 3A which is arranged outside the electrode unit 2 and encloses powder therein and is formed of glass, and further, this discharge vessel A wire mesh 4 arranged outside 3A and a rotating device 5 for rotating the discharge vessel 3A in a state where glow discharge is generated by applying an AC voltage between the electrode unit 2 and the wire mesh 4 are also provided. .

なお、このうちの放電容器3Aについては、支持構造体71が、後述するように、その径方向サイズを径方向伸縮構造90、91や調整機構84、85によって調整可能な構成であり、小さな開口12Aaを介しても、支持構造体71を容器本体12A内へ挿入できるため、プラズマ処理装置1とは異なり、放電容器3Aの容器本体12Aを一体物として分割できないようにし、部品点数の削減を図っている。   Note that the discharge vessel 3A among them has a structure in which the support structure 71 can adjust the radial size by the radial expansion / contraction structures 90 and 91 and the adjustment mechanisms 84 and 85, as described later, and has a small opening. 12Aa, the support structure 71 can be inserted into the container main body 12A. Therefore, unlike the plasma processing apparatus 1, the container main body 12A of the discharge container 3A cannot be divided as an integral part, thereby reducing the number of parts. ing.

一方、プラズマ処理装置1との大きな相違点は、副電極ユニット21がなく、電極ユニット2のみが設けられている点、及び、この電極ユニット2の支持構造体71が前述の支持構造体24とは異なりサイズが調整できる点である。   On the other hand, the major difference from the plasma processing apparatus 1 is that the sub-electrode unit 21 is not provided, only the electrode unit 2 is provided, and the support structure 71 of the electrode unit 2 is different from the support structure 24 described above. Is different and the size can be adjusted.

そこで、この支持構造体71について詳細に説明する。
支持構造体71は、筒状の放電容器3Aの軸心上に配置され、封止栓18の軸心を貫通して後端開口25bが放電容器3A内に挿入された軸パイプ25と、この軸パイプ25の前端部に設けられた前支持部72と、軸パイプ25の後端部に設けられた後支持部76とから構成される。
Therefore, the support structure 71 will be described in detail.
The support structure 71 is disposed on the axial center of the cylindrical discharge vessel 3A, and the axial pipe 25 having a rear end opening 25b inserted into the discharge vessel 3A through the axial center of the sealing plug 18, The front support portion 72 is provided at the front end portion of the shaft pipe 25, and the rear support portion 76 is provided at the rear end portion of the shaft pipe 25.

このうちの軸パイプ25の前端開口25aは、前述のプラズマ処理装置1と同様に、ヘリウムガスボンベ35と窒素ガスボンベ36に連通されると共に、封止栓18の外周部には、切り欠き溝18aが凹設されており、混合ガス37が、軸パイプ25から放電容器3A内に注入された後、封止栓18の切り欠き溝18aを通って放電容器3A外に排出され、放電容器3A内が常に新しい混合ガス37で充填されるようにしている。   The front end opening 25 a of the shaft pipe 25 is communicated with the helium gas cylinder 35 and the nitrogen gas cylinder 36, as in the above-described plasma processing apparatus 1, and a notch groove 18 a is formed in the outer peripheral portion of the sealing plug 18. After being injected into the discharge vessel 3A from the shaft pipe 25, the mixed gas 37 is discharged to the outside of the discharge vessel 3A through the notch groove 18a of the sealing plug 18, and the inside of the discharge vessel 3A is discharged. It is always filled with a new mixed gas 37.

また、前支持部72は、放電容器3A内で、放電棒6の前端部を軸方向端面に取り付けて放電棒6を支持すると共に、同一円周上に配置されて円環を形成可能な3個の円弧状の取付部材74と、この取付部材74のそれぞれを1本の枝部73bによって支持する支持部材73と、この支持部材73を放電容器3Aの容器本体12Aの内壁12Abに3点支持により固定する突張り部材75と、前述した枝部73bに対する取付部材74の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構84とを有している。   Further, the front support portion 72 supports the discharge rod 6 by attaching the front end portion of the discharge rod 6 to the end surface in the axial direction in the discharge vessel 3A, and can be arranged on the same circumference to form a ring 3. A plurality of arc-shaped mounting members 74, a support member 73 that supports each of the mounting members 74 by one branch 73b, and the support member 73 are supported at three points on the inner wall 12Ab of the container body 12A of the discharge container 3A. And the adjustment mechanism 84 that can change the attachment position of the attachment member 74 with respect to the aforementioned branch part 73b to expand the radial interval.

このうちの取付部材74において、その外周縁部には、短パイプ状の複数の嵌合凹部74aが、後方開口状態にて所定間隔で円弧状に形成されている。一方、取付部材74の内周縁部には、その途中部から連結ステー74bが内方に突設されている。   In the mounting member 74, a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 74 a are formed in an arc shape at predetermined intervals in the rear opening state at the outer peripheral edge portion thereof. On the other hand, a connecting stay 74b is provided on the inner peripheral edge of the mounting member 74 so as to project inward from the middle.

支持部材73は、前述した軸パイプ25の前部に外嵌され、連結ネジ86によって軸パイプ25に固定される基部パイプ73aと、この基部パイプ73aの前端より径方向に放射状に延びる3本の前述した枝部73bとを有する。   The support member 73 is externally fitted to the front portion of the shaft pipe 25 described above and is fixed to the shaft pipe 25 by a connecting screw 86, and three support members radially extending from the front end of the base pipe 73a in the radial direction. It has the branch part 73b mentioned above.

そして、枝部73bの先部73b1は、拡幅された上で、長孔87が周方向に2個並設されると共に、枝部73bの径方向途中部にも、長孔88が1個形成されている。   And the tip 73b1 of the branch part 73b is widened, and two long holes 87 are juxtaposed in the circumferential direction, and one long hole 88 is formed in the middle part in the radial direction of the branch part 73b. Has been.

突張り部材75は、後面が枝部73bの前面に当接され、軸心方向に肉厚の基部ブロック75aと、この基部ブロック75aの外側に一体的に連結された長板状の突き出し材75bとを有し、この突き出し材75bの延出端にも、前述した滑り止め39が装着され、放電容器3Aの容器本体12Aの内壁12Abに摺動困難に押圧されている。   The projecting member 75 has a rear surface abutted against the front surface of the branch portion 73b, a base block 75a having a thick wall in the axial direction, and a long plate-like projecting member 75b integrally connected to the outside of the base block 75a. The above-mentioned non-slip 39 is also attached to the extended end of the protruding member 75b, and is pressed against the inner wall 12Ab of the container body 12A of the discharge container 3A with difficulty.

このうちの基部ブロック75aには、2個のネジ孔75a1が径方向に並設されており、2個の調整ネジ89を、後方から前述の長孔88を通して、ネジ孔75a1に螺挿することにより、突張り部材75を支持部材73の各枝部73bに締結できるようにしている。   Of these, two screw holes 75a1 are arranged in the radial direction in the base block 75a, and the two adjustment screws 89 are screwed into the screw holes 75a1 through the long holes 88 from the rear. Thus, the projecting member 75 can be fastened to each branch portion 73 b of the support member 73.

これにより、2個の調整ネジ89を緩めた後、調整ネジ89を長孔88の内周に摺動させるようにして、突張り部材75を枝部73b基準に径方向に伸縮させ、突張り部材75の外端75b1が所定の径方向位置に達すると、2個の調整ネジ89を締め、突張り部材75を枝部73bに締結するようにして、突張り部材75を所定長さに自在に伸縮させることができ、径方向伸縮構造90が構成される。   Thus, after loosening the two adjusting screws 89, the adjusting screw 89 is slid to the inner periphery of the long hole 88, and the projecting member 75 is expanded and contracted in the radial direction with respect to the branch portion 73b. When the outer end 75b1 of the member 75 reaches a predetermined radial position, the two adjusting screws 89 are tightened, and the projecting member 75 is fastened to the branch portion 73b so that the projecting member 75 can be freely set to a predetermined length. Can be expanded and contracted to form a radially expandable structure 90.

調整機構84は、枝部73bに対して取付部材74を径方向に伸縮する径方向伸縮構造80と、隣接する取付部材74間の周方向間隔を変更する周方向移動構造81とを有する。   The adjustment mechanism 84 includes a radial expansion / contraction structure 80 that expands / contracts the attachment member 74 in the radial direction with respect to the branch portion 73b, and a circumferential movement structure 81 that changes a circumferential interval between the adjacent attachment members 74.

このうちの径方向伸縮構造80では、取付部材74の連結ステー74bの内周縁部には、2個のネジ孔74b1が周方向に並設されており、2個の調整ネジ92を、後方から前述の長孔87を通して、ネジ孔74b1に螺挿することにより、取付部材74を支持部材73の各枝部73bに締結できるようにしている。   Of these, in the radially extending and contracting structure 80, two screw holes 74b1 are juxtaposed in the circumferential direction on the inner peripheral edge of the connecting stay 74b of the mounting member 74, and the two adjusting screws 92 are connected from the rear. The attachment member 74 can be fastened to each branch portion 73b of the support member 73 by being screwed into the screw hole 74b1 through the long hole 87 described above.

これにより、2個の調整ネジ92を緩めた後、調整ネジ92を長孔87の内周に摺動させるようにして、取付部材74を枝部73b基準に径方向に伸縮させ、取付部材74に設けた嵌合凹部74aが所定の径方向位置に達すると、2個の調整ネジ92を締め、取付部材74を枝部73bに締結するようにして、取付部材74を所定長さに自在に伸縮させることができる。   As a result, after loosening the two adjusting screws 92, the adjusting screw 92 is slid along the inner periphery of the elongated hole 87, and the mounting member 74 is expanded and contracted in the radial direction with respect to the branch portion 73 b, thereby mounting the mounting member 74. When the fitting recess 74a provided at the position reaches a predetermined radial position, the two adjustment screws 92 are tightened, and the mounting member 74 is fastened to the branch portion 73b so that the mounting member 74 can be freely set to a predetermined length. Can be expanded and contracted.

そして、周方向移動構造81では、取付部材74の内周縁部の周方向端部には、連結孔74cが穿孔される一方、取付部材74の周方向端部の背面には連結板94が配置され、この連結板94の一端には切り欠き94aが形成され、他端には貫通孔94bが穿孔されており、2個の調整ネジ93を、後方から切り欠き94aと貫通孔94bを通して、連結孔74cに螺挿することにより、隣接する取付部材74の周方向端部間を締結できるようにしている。   In the circumferential movement structure 81, a coupling hole 74 c is drilled at the circumferential end of the inner peripheral edge of the mounting member 74, while a coupling plate 94 is disposed on the back of the circumferential end of the mounting member 74. A cutout 94a is formed at one end of the connecting plate 94, and a through hole 94b is drilled at the other end. Two adjusting screws 93 are connected from the rear through the cutout 94a and the through hole 94b. By screwing into the holes 74c, the circumferential ends of the adjacent mounting members 74 can be fastened.

これにより、2個の調整ネジ93のうちで切り欠き94aに通した方の調整ネジ93を緩めた後、この調整ネジ93を切り欠き94aの内周に摺動させるようにして、取付部材74を周方向に移動させ、その後、切り欠き94aに通した方の調整ネジ93を締めて、隣接する取付部材74間を連結板94を介して締結するようにして、隣接する取付部材74の周方向間隔を自在に変更することができる。   Thereby, after loosening the adjustment screw 93 which is passed through the notch 94a out of the two adjustment screws 93, the adjustment screw 93 is slid to the inner periphery of the notch 94a, so that the mounting member 74 is attached. Is moved in the circumferential direction, and then the adjustment screw 93 that is passed through the notch 94a is tightened so that the adjacent mounting members 74 are fastened via the connecting plate 94, so that the circumference of the adjacent mounting members 74 is The direction interval can be changed freely.

また、後支持部76も、上述した前支持部72と同様に、放電棒6を支持すると共に、同一円周上に配置されて円環を形成可能な3個の円弧状の取付部材78と、この取付部材78を枝部77bによって支持する支持部材77と、この支持部材77を放電容器3Aの内壁12Abに固定する突張り部材79と、前述した枝部77bに対する取付部材78の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構85とを有している。   Similarly to the front support portion 72 described above, the rear support portion 76 also supports the discharge rod 6 and is arranged on the same circumference with three arcuate mounting members 78 that can form a ring. The support member 77 that supports the attachment member 78 by the branch portion 77b, the strut member 79 that fixes the support member 77 to the inner wall 12Ab of the discharge vessel 3A, and the attachment position of the attachment member 78 to the branch portion 77b described above. And an adjustment mechanism 85 capable of expanding the radial interval by changing.

このうちの取付部材78においても、短パイプ状の複数の嵌合凹部78aが、前方開口状態にて所定間隔で円弧状に形成される一方、取付部材78の内周縁部には、その途中部から連結ステー78bが内方に突設されている。   Also in the mounting member 78, a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 78 a are formed in an arc shape at a predetermined interval in the front opening state, while the inner peripheral edge portion of the mounting member 78 has a middle portion thereof. A connecting stay 78b protrudes inward.

支持部材77も、連結ネジ86によって軸パイプ25に固定される基部パイプ77aと、この基部パイプ77aの後端より径方向に放射状に延びる3本の枝部77bとを有する。そして、この枝部77bの先部77b1は、長孔95が周方向に2個並設されると共に、枝部77bの径方向途中部に、長孔96が1個形成されている。   The support member 77 also has a base pipe 77a that is fixed to the shaft pipe 25 by a connecting screw 86, and three branch portions 77b that extend radially from the rear end of the base pipe 77a. The tip 77b1 of the branch 77b has two long holes 95 arranged in the circumferential direction, and one long hole 96 is formed in the middle of the branch 77b in the radial direction.

突張り部材79も、前面が枝部77bの後面に当接され、軸心方向に肉厚の基部ブロック79aと、この基部ブロック79aの外側に一体的に連結された長板状の突き出し材79bとを有し、この突き出し材79bの延出端にも滑り止め39が装着され、放電容器3Aの容器本体12Aの内壁12Abに摺動困難に押圧されている。   The strut member 79 also has a front surface abutted against the rear surface of the branch portion 77b, a thick base block 79a in the axial direction, and a long plate-like protruding member 79b integrally connected to the outside of the base block 79a. The anti-slip 39 is also attached to the extending end of the protruding member 79b, and is pressed against the inner wall 12Ab of the container body 12A of the discharge vessel 3A with difficulty.

このうちの基部ブロック79aにも、2個のネジ孔79a1が径方向に並設されており、2個の調整ネジ89を、前方から長孔96を通して、ネジ孔79a1に螺挿することにより、突張り部材79を支持部材77の各枝部77bに締結できるようにしている。   Of these, the base block 79a also has two screw holes 79a1 arranged in the radial direction, and the two adjustment screws 89 are screwed into the screw holes 79a1 through the long holes 96 from the front, The tension member 79 can be fastened to each branch portion 77 b of the support member 77.

これにより、2個の調整ネジ89を緩めた後、調整ネジ89を長孔96の内周に摺動させるようにして、突張り部材79を枝部77b基準に径方向に伸縮させ、突張り部材79の外端79b1が所定の径方向位置に達すると、2個の調整ネジ89を締め、突張り部材79を枝部77bに締結するようにして、突張り部材79を所定長さに自在に伸縮させることができ、突張り部材75の径方向伸縮構造91が形成される。   Thus, after loosening the two adjusting screws 89, the adjusting screw 89 is slid to the inner periphery of the long hole 96, and the protruding member 79 is expanded and contracted in the radial direction with respect to the branch portion 77b. When the outer end 79b1 of the member 79 reaches a predetermined radial position, the two adjusting screws 89 are tightened, and the projecting member 79 is fastened to the branch portion 77b so that the projecting member 79 can be freely set to a predetermined length. The elastic member 91 in the radial direction of the strut member 75 is formed.

このような後支持部76の径方向伸縮構造91と、前述した前支持部72の径方向伸縮構造90を設けることにより、容器本体12Aの内径が異なる種々の放電容器3Aを使用してプラズマ処理装置1Dを製造することができ、様々な装置仕様への対応が可能となり、汎用性が向上する。   By providing the radial expansion / contraction structure 91 of the rear support portion 76 and the radial expansion / contraction structure 90 of the front support portion 72 described above, plasma treatment is performed using various discharge vessels 3A having different inner diameters of the container main body 12A. The apparatus 1D can be manufactured, it becomes possible to cope with various apparatus specifications, and versatility is improved.

調整機構85も、取付部材78を径方向に伸縮する径方向伸縮構造82と、隣接する取付部材78間の周方向間隔を変更する周方向移動構造83とを有する。   The adjustment mechanism 85 also includes a radial expansion / contraction structure 82 that expands / contracts the attachment member 78 in the radial direction, and a circumferential movement structure 83 that changes a circumferential interval between the adjacent attachment members 78.

このうちの径方向伸縮構造82では、取付部材78の連結ステー78bの内周縁部には、2個のネジ孔78b1が周方向に並設されており、2個の調整ネジ92を、前方から長孔95を通して、ネジ孔78b1に螺挿することにより、取付部材78を支持部材77の各枝部77bに締結できるようにしている。   Among these, in the radially extending and contracting structure 82, two screw holes 78b1 are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral edge of the connecting stay 78b of the mounting member 78, and the two adjusting screws 92 are connected from the front. The attachment member 78 can be fastened to each branch portion 77 b of the support member 77 by screwing into the screw hole 78 b 1 through the long hole 95.

これにより、2個の調整ネジ92を緩めた後、調整ネジ92を長孔95の内周に摺動させるようにして、取付部材78を枝部77b基準に径方向に伸縮させ、取付部材78に設けた嵌合凹部78aが所定の径方向位置に達すると、2個の調整ネジ92を締め、取付部材78を枝部77bに締結するようにして、取付部材78を所定長さに自在に伸縮させることができる。   Thereby, after loosening the two adjusting screws 92, the adjusting member 92 is slid to the inner periphery of the elongated hole 95, and the attaching member 78 is expanded and contracted in the radial direction with respect to the branch portion 77b, thereby attaching the attaching member 78. When the fitting recess 78a provided at the position reaches a predetermined radial position, the two adjusting screws 92 are tightened, and the mounting member 78 is fastened to the branch portion 77b so that the mounting member 78 can be freely set to a predetermined length. Can be expanded and contracted.

そして、周方向移動構造83では、取付部材78の内周縁部の周方向端部には、連結孔78cが穿孔される一方、取付部材78の周方向端部の前面には連結板97が配置され、この連結板97の一端には切り欠き97aが形成され、他端には貫通孔97bが穿孔されており、2個の調整ネジ93を、前方から切り欠き97aと貫通孔97bを通して、連結孔78cに螺挿することにより、隣接する取付部材78の周方向端部間を締結できるようにしている。   In the circumferential movement structure 83, a coupling hole 78 c is drilled at the circumferential end of the inner peripheral edge of the mounting member 78, while a coupling plate 97 is disposed on the front surface of the circumferential end of the mounting member 78. A cutout 97a is formed at one end of the connecting plate 97, and a through hole 97b is drilled at the other end. Two adjusting screws 93 are connected from the front through the cutout 97a and the through hole 97b. By screwing into the holes 78c, the circumferential ends of the adjacent mounting members 78 can be fastened.

これにより、2個の調整ネジ93のうちで切り欠き97aに通した方の調整ネジ93を緩めた後、この調整ネジ93を切り欠き97aの内周に摺動させるようにして、取付部材78を周方向に移動させ、その後、切り欠き97aに通した方の調整ネジ93を締めて、隣接する取付部材78間を連結板94を介して締結するようにして、隣接する取付部材78の周方向間隔を自在に変更することができる。   Accordingly, after loosening the adjustment screw 93 that is passed through the notch 97a out of the two adjustment screws 93, the adjustment screw 93 is slid to the inner periphery of the notch 97a, so that the mounting member 78 is attached. Is moved in the circumferential direction, and then the adjustment screw 93 that is passed through the notch 97a is tightened so that the adjacent mounting members 78 are fastened via the connecting plate 94, so that the circumference of the adjacent mounting members 78 is The direction interval can be changed freely.

以上のような構成において、前支持部72と後支持部76のいずれも、基部パイプ73a、77aを介し、共通の軸パイプ25上に連結ネジ86によって固定されると共に、突張り部材75、79を介して放電容器3Aの内壁12Abに固定されており、支持構造体71が放電容器3Aと一体的に回転可能となっている。   In the above-described configuration, both the front support portion 72 and the rear support portion 76 are fixed to the common shaft pipe 25 by the connecting screw 86 via the base pipes 73a and 77a, and the tension members 75 and 79 are fixed. Is fixed to the inner wall 12Ab of the discharge vessel 3A, and the support structure 71 can rotate integrally with the discharge vessel 3A.

更に、取付部材74の嵌合凹部74aと、取付部材78の嵌合凹部78aとは、正面視で同一円周上にて重なるように、対向して形成されると共に、この嵌合凹部74a、78a内部に圧縮状態で収納された取付バネ40によって、放電棒6を前後から押圧して保持し、必要に応じて支持構造体71から着脱できるようにしている。   Further, the fitting recess 74a of the mounting member 74 and the fitting recess 78a of the mounting member 78 are formed to face each other so as to overlap on the same circumference when viewed from the front, and the fitting recess 74a, The discharge rod 6 is pressed and held from the front and rear by a mounting spring 40 housed in a compressed state inside 78a so that it can be detached from the support structure 71 as necessary.

図10、図15、図16に示すように、このような支持構造体71を有するプラズマ処理装置1Dにおいても、プラズマ処理装置1と同様に、電極ユニット2の放電棒6は、全て、取付部材74、支持部材73、軸パイプ25、クリップ98を介して交流電源23に接続に接続される一方、金網4は接地されており、金網4と電極ユニット2との間には交流電圧が印加されると、グロー放電が発生して放電域45が形成される。   As shown in FIGS. 10, 15, and 16, in the plasma processing apparatus 1 </ b> D having such a support structure 71, as in the plasma processing apparatus 1, all of the discharge rods 6 of the electrode unit 2 are mounting members. 74, the support member 73, the shaft pipe 25, and the clip 98 are connected to the AC power supply 23, while the wire mesh 4 is grounded, and an AC voltage is applied between the wire mesh 4 and the electrode unit 2. As a result, glow discharge occurs and a discharge region 45 is formed.

そこで、前述した周方向移動構造81、83において、調整ネジ93を緩め、隣接する取付部材74間、78間が周方向に移動可能とした状態で、前述した径方向伸縮構造80、82において、調整ネジ92を緩め、取付部材74、78を径方向に伸縮させる。   Therefore, in the above-described circumferential movement structures 81 and 83, in the above-described radial expansion and contraction structures 80 and 82 in a state where the adjustment screw 93 is loosened and the adjacent mounting members 74 and 78 can move in the circumferential direction. The adjustment screw 92 is loosened, and the attachment members 74 and 78 are expanded and contracted in the radial direction.

例えば、図16に示すように、軸パイプ25、支持部材77、放電容器3Aなどの位置はそのままで、調整ネジ93を緩めた後、調整ネジ92を緩めて支持部材77の長孔95の内周面を、位置99、位置100、位置101の順に内方へ摺動させると、支持部材77の端面が、位置102、位置103、位置104の順に周方向外側に移動して、隣接する支持部材77の周方向間隔が狭くなると共に、ガラス管6bの最外面が、位置105、位置106、位置107の順に内方へ移動する。   For example, as shown in FIG. 16, the position of the shaft pipe 25, the support member 77, the discharge vessel 3 </ b> A, etc. is kept as it is, and after the adjustment screw 93 is loosened, the adjustment screw 92 is loosened and the inside of the elongated hole 95 of the support member 77. When the circumferential surface is slid inward in the order of position 99, position 100, and position 101, the end surface of the support member 77 moves outward in the circumferential direction in the order of position 102, position 103, and position 104, and adjacent supports. While the circumferential interval of the member 77 becomes narrow, the outermost surface of the glass tube 6b moves inward in the order of the position 105, the position 106, and the position 107.

これにより、第一誘電体である放電容器3Aと第二誘電体である放電棒6のガラス管6bとの間の径方向間隔xが、x1、x2、x3と増加していき、その結果、グロー放電の放電域45が電極ユニット2の外方に拡張される。つまり、前後の支持部72、76が放電域拡張構造として機能し、粉体が放電域45を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   As a result, the radial interval x between the discharge vessel 3A as the first dielectric and the glass tube 6b of the discharge rod 6 as the second dielectric increases to x1, x2, and x3. The discharge area 45 of the glow discharge is expanded outward from the electrode unit 2. In other words, the front and rear support portions 72 and 76 function as a discharge area expansion structure, the time for the powder to pass through the discharge area 45 is lengthened, the plasma irradiation time is lengthened, and the plasma treatment time is greatly shortened. be able to.

次に、別形態のプラズマ処理装置1Eについて、図17乃至図19により説明する。   Next, another type of plasma processing apparatus 1E will be described with reference to FIGS.

図17、図18に示すように、このプラズマ処理装置1Eは、前述したプラズマ処理装置1Dとは異なり、放電棒6、特にガラス管6bの交換を容易にすることにより、電極ユニット2のメンテナンス性や、官能基変更への即時対応性の更なる向上を図ったものである。   As shown in FIGS. 17 and 18, this plasma processing apparatus 1E differs from the above-described plasma processing apparatus 1D in that it facilitates replacement of the discharge rod 6, particularly the glass tube 6b, thereby maintaining the electrode unit 2 in maintainability. In addition, it is intended to further improve the immediate response to functional group changes.

このプラズマ処理装置1Eも、プラズマ処理装置1Dと同様に、放電棒6を互いに平行に円環状に配設した電極ユニット2と、この電極ユニット2の外側に配置され、粉体が内部に封入されると共に、ガラスから形成される筒状の放電容器108とを備え、更に、この放電容器108の外側に配置して設けたステンレス製の金属フィルム109と、電極ユニット2と金属フィルム109との間に交流電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、放電容器108を回転させる回転装置5も備えている。   Similarly to the plasma processing apparatus 1D, this plasma processing apparatus 1E is also disposed with an electrode unit 2 in which discharge rods 6 are arranged in parallel to each other in an annular shape, and disposed outside the electrode unit 2, and powder is enclosed inside. A cylindrical discharge vessel 108 made of glass, and a stainless steel metal film 109 disposed outside the discharge vessel 108, and between the electrode unit 2 and the metal film 109. The rotating device 5 is also provided for rotating the discharge vessel 108 in a state in which glow discharge is generated by applying an AC voltage to the discharge vessel 108.

一方、プラズマ処理装置1Dとの大きな相違点は、電極ユニット2の支持構造体110が前述の支持構造体71と構成が異なる点である。   On the other hand, the major difference from the plasma processing apparatus 1D is that the structure of the support structure 110 of the electrode unit 2 is different from that of the support structure 71 described above.

そこで、この支持構造体110について詳細に説明する。
支持構造体110は、放電棒6の前端部を挿嵌固定すると共に、通電路、通気経路を有する本体部110aと、放電棒6の後端部を挿嵌固定する支持部材110bとから構成される。
Therefore, the support structure 110 will be described in detail.
The support structure 110 includes a main body portion 110a having a current path and a ventilation path, and a support member 110b for inserting and fixing the rear end portion of the discharge rod 6 while fixing the front end portion of the discharge rod 6. The

このうちの本体部110aにおいては、ヘリウムガスボンベ35と窒素ガスボンベ36に連通されるガス管111が設けられ、このガス管111の後端は、放電容器108の軸心上に配置されたステンレス製の配管113の前端に、自在継手112を介して連通連結されている。   In the main body 110 a, a gas pipe 111 communicating with the helium gas cylinder 35 and the nitrogen gas cylinder 36 is provided, and the rear end of the gas pipe 111 is made of stainless steel disposed on the axial center of the discharge vessel 108. The pipe 113 is connected to the front end through a universal joint 112.

この配管113の後端は、放電容器108の軸心上に配置されたステンレス製の円盤114の中心部に連通連結され、この円盤114は、放電容器108の軸心上に配置された短円柱状の支持ブロック115の前面に、パッキンなどのシール部材123を介して気密に、複数の固定ネジ118で締結固定されている。一方、配管113の途中部には、カーボン製の軸受け126が外嵌され、この軸受け126は、リード線116などを介して交流電源23に接続されている。   The rear end of the pipe 113 is connected in communication with a central portion of a stainless steel disk 114 disposed on the axis of the discharge vessel 108, and the disk 114 is a short circle disposed on the axis of the discharge vessel 108. It is fastened and fixed to a front surface of the columnar support block 115 by a plurality of fixing screws 118 through a seal member 123 such as packing. On the other hand, a carbon bearing 126 is fitted around the middle of the pipe 113, and this bearing 126 is connected to the AC power supply 23 via a lead wire 116 and the like.

この支持ブロック115の前部の正面視中央部分には、前方に開いた凹部115aが形成され、この凹部115aの正面視外周部分に、支持ブロック115を前後方向に貫通する挿嵌孔115bの前端が連通されている。   A concave portion 115a that opens forward is formed in the front central portion of the front portion of the support block 115, and the front end of an insertion hole 115b that penetrates the support block 115 in the front-rear direction is formed in the front peripheral portion of the concave portion 115a. Is communicated.

そして、支持ブロック115の前半部の正面視外周部分からは、径方向にフランジ部115dが突設される一方、支持ブロック115の後半部の正面視外周部分には、外周側面の前後途中部から後端まで連通する溝部115cが形成され、この溝部115cの後端には、フィルタ122が装着されている。   A flange portion 115d protrudes in the radial direction from the front peripheral portion of the front half of the support block 115, while the front peripheral portion of the rear half of the support block 115 has a front and rear intermediate portion on the outer peripheral side surface. A groove 115c communicating with the rear end is formed, and a filter 122 is attached to the rear end of the groove 115c.

ここで、放電容器108は後端が蓋体119で閉塞され、前方が開いた筒状であって、前端には、径方向にフランジ部108aが突設されている。   Here, the discharge vessel 108 has a cylindrical shape with the rear end closed by the lid 119 and the front opened, and a flange portion 108a projects in the radial direction at the front end.

これにより、放電容器108を、後方から支持ブロック115に向かって移動し、支持ブロック115の後半部に外嵌させながら摺動させ、放電容器108のフランジ部108aを支持ブロック115のフランジ部115dに当接させた後、両フランジ部115d、108a間を跨るようにして連結バンド121を巻回し、止めネジ120によって、放電容器108を支持ブロック115に対し、着脱自在に装着することができる。   As a result, the discharge vessel 108 is moved from the rear toward the support block 115 and is slid while being externally fitted to the rear half of the support block 115, and the flange portion 108a of the discharge vessel 108 is moved to the flange portion 115d of the support block 115. After the contact, the connecting band 121 is wound so as to straddle between both flange portions 115 d and 108 a, and the discharge vessel 108 can be detachably attached to the support block 115 by the set screw 120.

更に、前述した挿嵌孔115bには、放電棒6が、パッキンなどのシール部材127を介して気密に、後方より挿嵌されるが、放電棒6の棒状電極6aは、円盤114を貫通して前方に突出し、その突出端は溶接などによって円盤114の前面114aに固定される。これに対し、放電棒6のガラス管6bの先端部は、棒状電極6aの前部に前後摺動可能に外嵌されたリング128に当接され、このリング128は、凹部115aから挿嵌孔115bの前部まで棒状電極6aに巻回された取付バネ125によって、後方に付勢されている。   Furthermore, the discharge rod 6 is inserted into the aforementioned insertion hole 115b from the rear in an airtight manner through a seal member 127 such as packing, but the rod-like electrode 6a of the discharge rod 6 penetrates the disk 114. The protruding end is fixed to the front surface 114a of the disk 114 by welding or the like. On the other hand, the tip of the glass tube 6b of the discharge rod 6 is brought into contact with a ring 128 that is fitted on the front of the rod-like electrode 6a so as to be slidable back and forth, and this ring 128 is inserted into the insertion hole from the recess 115a. The mounting spring 125 wound around the rod-like electrode 6a up to the front part 115b is urged rearward.

また、支持部材110bは、リング状であって、その外周側面は、放電容器108の内壁108bの後部に固定されている。そして、支持部材110bの前後方向には、同軸上に、挿嵌孔129と、この挿嵌孔129よりも小径の通気孔130とが前後に連設され、この通気孔130の後端には、フィルタ124が装着されている。   The support member 110b has a ring shape, and the outer peripheral side surface thereof is fixed to the rear portion of the inner wall 108b of the discharge vessel 108. An insertion hole 129 and a vent hole 130 having a smaller diameter than that of the insertion hole 129 are coaxially arranged in the front-rear direction of the support member 110b. The filter 124 is attached.

これにより、放電容器108を支持ブロック115に装着すると、放電棒6のガラス管6bの後端部が前方より支持部材110b内に挿嵌された上で、圧縮状態で収納された取付バネ125により、リング128を介し、ガラス管6bの前端部が後方に押圧され、円盤114に固定された棒状電極6aに沿って前後摺動させるようにして、放電棒6を、本体部110aと支持部材110b間に保持することができる。   Accordingly, when the discharge vessel 108 is mounted on the support block 115, the rear end portion of the glass tube 6b of the discharge rod 6 is inserted into the support member 110b from the front, and then attached by the mounting spring 125 stored in a compressed state. The front end of the glass tube 6b is pressed rearward through the ring 128 and slid back and forth along the rod-shaped electrode 6a fixed to the disk 114, so that the discharge rod 6 is connected to the main body 110a and the support member 110b. Can be held in between.

以上のような構成において、放電容器108を支持ブロック115に装着すると、放電棒6が互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配置されて電極ユニット2が形成される。   In the configuration as described above, when the discharge vessel 108 is mounted on the support block 115, the discharge rods 6 are arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval in parallel with each other to form the electrode unit 2.

その上で、ガス管111に混合ガス37を供給すると、混合ガス37は、自在継手112、配管113、支持ブロック115の凹部115aを通って挿嵌孔115bに注入され、放電棒6における棒状電極6aとガラス管6bとの間の内部隙間131から通気孔130を通り、フィルタ124で濾過された後、放電容器108内に注入される。この際に、混合ガス37によって電極ユニット2が効率よく空冷される。その後、プラズマ処理に使用された混合ガス37は、支持ブロック115に設けたフィルタ122を介して溝部115c内に流入し、フランジ部115dの外周から放電容器108外に排出される。   After that, when the mixed gas 37 is supplied to the gas pipe 111, the mixed gas 37 is injected into the insertion hole 115 b through the universal joint 112, the pipe 113, and the recess 115 a of the support block 115, and the rod-shaped electrode in the discharge rod 6. After passing through the vent hole 130 from the internal gap 131 between the glass tube 6 b and the glass tube 6 b, it is filtered by the filter 124 and then injected into the discharge vessel 108. At this time, the electrode unit 2 is efficiently air-cooled by the mixed gas 37. Thereafter, the mixed gas 37 used for the plasma treatment flows into the groove 115c through the filter 122 provided in the support block 115, and is discharged out of the discharge vessel 108 from the outer periphery of the flange 115d.

このようにして放電容器108内に混合ガス37を充填しながら、金属フィルム109と電極ユニット2との間に交流電圧を印加すると、グロー放電が発生し、放電容器108の内壁108bと、放電棒6のガラス管6bとの間の空間には放電域45が形成される。そして、回転装置5によって回転する放電容器108内では、粉体が電極ユニット2の内外間を自在に流動し、安定した放電域45を、効率良く攪拌されながら通過し、粉体の表面は万遍なく処理される。   When an alternating voltage is applied between the metal film 109 and the electrode unit 2 while filling the mixed gas 37 in the discharge vessel 108 in this way, glow discharge occurs, and the inner wall 108b of the discharge vessel 108 and the discharge rod A discharge area 45 is formed in the space between the six glass tubes 6b. Then, in the discharge vessel 108 rotated by the rotating device 5, the powder freely flows between the inside and outside of the electrode unit 2, and passes through the stable discharge region 45 while being efficiently stirred, so that the surface of the powder is all over. Uniformly processed.

図17,図19に示すように、このようなプラズマ処理装置1Dにおいて、放電棒6を交換する際には、まず、止めネジ120を緩めて連結バンド121を取り外した後(矢印132)、内外に支持部材110bと金属フィルム109を固定した状態の放電容器108を、支持ブロック115から後方に引き抜く(矢印133)。   As shown in FIGS. 17 and 19, in such a plasma processing apparatus 1D, when the discharge rod 6 is replaced, first, after loosening the set screw 120 and removing the connecting band 121 (arrow 132), the inside and outside Then, the discharge vessel 108 with the support member 110b and the metal film 109 fixed thereto is pulled out rearward from the support block 115 (arrow 133).

すると、支持部材110bの挿通孔129から放電棒6のガラス管6bの後端部が抜けて、放電棒6は、支持ブロック115側に残され、露出した状態となる。このため、破損した放電棒6へのアクセスが簡単となり、その補修や交換が容易となる。   Then, the rear end portion of the glass tube 6b of the discharge rod 6 is removed from the insertion hole 129 of the support member 110b, and the discharge rod 6 is left on the support block 115 side and is exposed. For this reason, access to the damaged discharge rod 6 is simplified, and repair and replacement thereof are facilitated.

特に、粉体に付加する官能基を変更する場合には、円盤114に先端部が固定された棒状電極6aを支持ブロック115側に残したまま、ガラス管6bだけを支持ブロック115の挿嵌孔115bから後方に引き抜くようにして、ガラス管6bを所定の官能基生成に適したものに容易に交換することができる。   In particular, when the functional group to be added to the powder is changed, only the glass tube 6b is inserted into the insertion hole of the support block 115 while the rod-like electrode 6a having the tip fixed to the disk 114 is left on the support block 115 side. The glass tube 6b can be easily replaced with one suitable for generating a predetermined functional group by pulling backward from 115b.

次に、別形態のプラズマ処理装置1Fについて、図20乃至図28により説明する。   Next, another type of plasma processing apparatus 1F will be described with reference to FIGS.

このプラズマ処理装置1Fは、前述したプラズマ処理装置1Eとは異なり、電極ユニット2A、その支持構造、電流路、通気経路などを組み込んだ電極構造体142を、攪拌羽根144を利用して放電容器140内に容易に着脱可能とすることにより、部品コストの低減、メンテナンス性の向上、及び組み立て時間や処理時間の短縮を図ったものである。   Unlike the above-described plasma processing apparatus 1E, this plasma processing apparatus 1F uses an agitating blade 144 to connect an electrode structure 142 incorporating the electrode unit 2A, its support structure, current path, ventilation path, and the like into a discharge vessel 140. By making it easy to attach and detach, the component cost is reduced, the maintainability is improved, and the assembling time and processing time are shortened.

図20に示すように、このプラズマ処理装置1Fも、プラズマ処理装置1Eと同様、放電棒6Aを互いに平行に円環状に配設した電極ユニット2Aと、この電極ユニット2Aの外側に配置され、粉体70が内部に封入されると共に、ガラスから形成される筒状の放電容器140とを備え、更に、この放電容器140の外側に配置して設けたステンレス製の金属フィルム109と、電極ユニット2Aと金属フィルム109との間に交流電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、放電容器140を回転させる回転装置5も備えている。   As shown in FIG. 20, similarly to the plasma processing apparatus 1E, this plasma processing apparatus 1F is also provided with an electrode unit 2A in which discharge rods 6A are arranged in an annular shape parallel to each other, and on the outside of the electrode unit 2A. The body 70 is sealed inside, and includes a cylindrical discharge vessel 140 formed of glass, and further, a stainless steel metal film 109 disposed outside the discharge vessel 140 and the electrode unit 2A. The rotating device 5 is also provided for rotating the discharge vessel 140 in a state where glow discharge is generated by applying an AC voltage between the metal film 109 and the metal film 109.

一方、プラズマ処理装置1Eとの大きな相違点は、電極構造体142が前述の支持構造体110とは構成が異なる点である。   On the other hand, the major difference from the plasma processing apparatus 1E is that the structure of the electrode structure 142 is different from that of the support structure 110 described above.

そこで、この電極構造体142について詳細に説明する。
図20、図21に示すように、この電極構造体142は、前述の電極ユニット2Aと、後端が閉塞された有底筒状の放電容器140の前端の開口140aを閉塞すると共に電極ユニット2Aを支持する蓋ユニット143と、電極ユニット2Aで隣接する放電棒6Aの間に介設される攪拌羽根144とが、一体的に組み込まれて構成されている。
Therefore, the electrode structure 142 will be described in detail.
As shown in FIGS. 20 and 21, the electrode structure 142 closes the electrode unit 2A and the opening 140a at the front end of the bottomed cylindrical discharge vessel 140 whose rear end is closed and the electrode unit 2A. The agitation blade 144 interposed between the discharge unit 6A adjacent to the electrode unit 2A and the lid unit 143 that supports the structure are integrally incorporated.

このうちの蓋ユニット143は、開口140aを閉塞し、電極ユニット2A、攪拌羽根144の前端部を支持固定すると共に、通電路、通気経路を有する本体部143aと、電極ユニット2A、攪拌羽根144の後端部を支持固定する支持部材143bとから構成される。   Among these, the lid unit 143 closes the opening 140a, supports and fixes the front end portions of the electrode unit 2A and the stirring blade 144, and includes the main body portion 143a having a current path and a ventilation path, and the electrode unit 2A and the stirring blade 144. And a support member 143b for supporting and fixing the rear end portion.

図20乃至図22、図24に示すように、このうちの本体部143aは、放電容器140の軸心147上に配置された樹脂製の蓋体である円盤179を有する蓋部145と、この円盤179の軸心147上に形成された孔179aに開閉可能に装着されるプラグ部146とを有している。   As shown in FIGS. 20 to 22 and 24, the main body 143a includes a lid 145 having a disk 179, which is a resin lid disposed on the axis 147 of the discharge vessel 140, and the lid 145. It has a plug part 146 that can be opened and closed in a hole 179a formed on the axis 147 of the disk 179.

このうちの蓋部145においては、円盤179の裏面179cの外周部が、放電容器140の前端より径方向に突設するフランジ部140a1の前面に、パッキンなどのシール部材148を介して気密に、固定具149により着脱可能に挟持固定されており、円盤179によって放電容器140の開口140aを閉塞できるようにしている。   In the lid portion 145, the outer peripheral portion of the back surface 179c of the disk 179 is airtightly connected to the front surface of the flange portion 140a1 protruding in the radial direction from the front end of the discharge vessel 140 via a seal member 148 such as packing. It is detachably clamped and fixed by a fixing tool 149 so that the opening 140a of the discharge vessel 140 can be closed by a disk 179.

そして、円盤179の裏面179cには、同一円周上に配置されて円環を形成可能な3個の円弧状の導電性の取付部材150が、その周方向端部の径方向内側に設けた複数の導電ボルト151によって締結固定されている。そして、この取付部材150の径方向外側に、放電棒6Aの前端部を取り付けて支持すると共に、攪拌羽根144は、隣接する取付部材150の周方向端部間に配置することで、前述の如く、隣接する放電棒6Aの間に介設できるようにしている。   And on the back surface 179c of the disk 179, three arcuate conductive mounting members 150 arranged on the same circumference and capable of forming a ring are provided on the radially inner side of the circumferential end portion. The plurality of conductive bolts 151 are fastened and fixed. Then, the front end portion of the discharge rod 6A is attached and supported on the outer side in the radial direction of the mounting member 150, and the stirring blade 144 is disposed between the circumferential end portions of the adjacent mounting members 150, as described above. In addition, it can be interposed between adjacent discharge rods 6A.

更に、円盤179の表面179bで孔179aの外周部には、軸心147上に配置された支持筒体152の後端のフランジ部152aが、パッキンなどのシール部材153を介し、複数の導電ボルト154によって気密に締結固定され、通常は、孔179aに連通するようにして、支持筒体152が円盤179と一体化されている。なお、導電ボルト154は、取付部材150を円盤179に締結固定した前述の導電ボルト151に、リード線155を介して接続される。   Further, a flange portion 152a at the rear end of the support cylinder 152 disposed on the shaft center 147 is formed on the outer surface of the hole 179a on the surface 179b of the disk 179, and a plurality of conductive bolts via a seal member 153 such as packing. The support cylinder 152 is integrated with the disk 179 so as to be fastened and fixed in an airtight manner by the 154 and normally communicated with the hole 179a. The conductive bolt 154 is connected to the above-described conductive bolt 151 in which the attachment member 150 is fastened and fixed to the disk 179 via the lead wire 155.

プラグ部146においては、軸心147上に通気経路157aが形成された筒状の導電性の導入管部157と、同じ軸心147上に通気経路158aが形成された筒状の導電性の排気管部158とが、前後に連設されている。   In the plug portion 146, a cylindrical conductive introduction pipe portion 157 having a ventilation path 157a formed on the shaft center 147 and a cylindrical conductive exhaust having a ventilation path 158a formed on the same shaft center 147. A pipe portion 158 is connected to the front and rear.

そして、導入管部157の後端のフランジ部157eと排気管部158の前端のフランジ部158bとの間に、導電性の連結具171を介装し、両フランジ部157e、158b間を離間させた状態で、ボルト165で締結することにより、導入管部157と排気管部158とが一体化された吸排気管159が形成される。更に、両フランジ部157e、158bによって、その間に径方向に延びる通気経路170が形成され、この通気経路170の内端は、前述の排気管部158の通気経路158aの前端に連通されている。   Then, a conductive connector 171 is interposed between the flange portion 157e at the rear end of the introduction pipe portion 157 and the flange portion 158b at the front end of the exhaust pipe portion 158 so that the flange portions 157e and 158b are separated from each other. In this state, the intake and exhaust pipe 159 in which the introduction pipe portion 157 and the exhaust pipe portion 158 are integrated is formed by fastening with the bolt 165. Further, a vent path 170 extending in the radial direction is formed between the flange portions 157e and 158b, and the inner end of the vent path 170 is communicated with the front end of the vent path 158a of the exhaust pipe portion 158 described above.

導入管部157では、その前端開口157bには、ヘリウムガスボンベ35と窒素ガスボンベ36に連通されるガス管161が、自在継手162を介して連通されている。   In the introduction pipe portion 157, a gas pipe 161 communicated with the helium gas cylinder 35 and the nitrogen gas cylinder 36 is communicated with the front end opening 157b via a universal joint 162.

そして、導入管部157でフランジ部157eより前方には、リング状の外周溝157cが凹設され、この外周溝157cに、カーボン製の軸受け160が外嵌されており、この軸受け160は、リード線163を介して交流電源23に接続されている。なお、軸受け160は、外周溝157cを左右のカーボンブラック160a、160bで挟んだ上で、カーボンブラック160a、160b間を上下のボルト168で締結するようにして、外周溝157cに摺動可能に外嵌されている。   A ring-shaped outer peripheral groove 157c is formed in front of the flange portion 157e in the introduction pipe portion 157, and a carbon bearing 160 is externally fitted in the outer peripheral groove 157c. It is connected to the AC power source 23 via a line 163. The bearing 160 is slidably attached to the outer circumferential groove 157c by sandwiching the outer circumferential groove 157c between the left and right carbon blacks 160a and 160b and fastening the carbon black 160a and 160b with upper and lower bolts 168. It is fitted.

一方、導入管部157の後端開口157dには、前後方向に延びる導入パイプ164の前端164aが連通可能に連結され、この導入パイプ164の後端開口164bは、円盤179の孔179aを通って放電容器140内に挿入されている。   On the other hand, the front end 164a of the introduction pipe 164 extending in the front-rear direction is connected to the rear end opening 157d of the introduction pipe portion 157 so as to be able to communicate. The rear end opening 164b of the introduction pipe 164 passes through the hole 179a of the disk 179. It is inserted into the discharge vessel 140.

排気管部158は、前述の蓋部145の支持筒体152の内側に同心状に配置されると共に、排気管部158の外周面には雄ねじが螺刻され、支持筒体152の内周面には雌ねじが螺刻されており、排気管部158を支持筒体152内に着脱可能に螺挿することができる。更に、排気管部158のフランジ部158bの隅部には、Oリング等のシール部材156が外嵌固定されており、排気管部158を回転して支持筒体152に螺挿して締結する際、このシール部材156が支持筒体152の先部内側に当接され、排気管部158と支持筒体152間が気密に螺合されるようにしている。   The exhaust pipe portion 158 is concentrically disposed inside the support cylinder 152 of the lid portion 145 described above, and a male screw is threaded on the outer peripheral surface of the exhaust pipe portion 158, so that the inner peripheral surface of the support cylinder 152 Is internally threaded, and the exhaust pipe 158 can be removably screwed into the support cylinder 152. Further, a seal member 156 such as an O-ring is fitted and fixed to the corner of the flange portion 158b of the exhaust pipe portion 158. When the exhaust pipe portion 158 is rotated and screwed into the support cylinder 152, it is fastened. The seal member 156 is brought into contact with the inner side of the front end of the support cylinder 152 so that the exhaust pipe 158 and the support cylinder 152 are screwed in an airtight manner.

そして、排気管部158の後端開口158cには、前述の導入パイプ164の外側に同心状に配置された排気パイプ166の前端166aが、連通可能に連結される一方、この排気パイプ166の後端166bと、導入パイプ164の途中部の外周側面との間は、気密に閉塞されている。   A front end 166a of an exhaust pipe 166 disposed concentrically outside the introduction pipe 164 is connected to the rear end opening 158c of the exhaust pipe portion 158 so as to communicate with the rear end opening 158c. The space between the end 166b and the outer peripheral side surface of the middle portion of the introduction pipe 164 is airtightly closed.

更に、この排気パイプ166の外周側面には、径方向に貫通する多数の排気孔166cが穿孔されると共に、これらの排気孔166cの全てを外側から覆うようにして、袋状のフィルタ167が覆設されている。   Further, a large number of exhaust holes 166c penetrating in the radial direction are formed on the outer peripheral side surface of the exhaust pipe 166, and the bag-shaped filter 167 is covered so as to cover all of the exhaust holes 166c from the outside. It is installed.

以上のような構成において、蓋部145の円盤179によって、放電容器140の開口140aを閉塞すると共に、排気管部158を支持筒体152内に螺挿して、プラグ部146を蓋部145に装着した後、ヘリウムガスボンベ35と窒素ガスボンベ36を開栓すると、混合ガス37が、プラグ部146におけるガス管161、自在継手162、導入管部157の通気経路157a、及び導入パイプ164から成る導入通気経路173を通って、この導入パイプ164の後端開口164bより放電容器140内に注入される。その後、この注入された混合ガス37は、フィルタ167、排気孔166c、排気パイプ166、排気管部158の通気経路158a、及び通気経路170から成る排気通気経路174を通って、吸排気管159から放電容器140外に排出される。このようにして、放電容器140内を常に新しい混合ガス37で充填することができる。   In the configuration as described above, the opening 140a of the discharge vessel 140 is closed by the disk 179 of the lid portion 145, the exhaust pipe portion 158 is screwed into the support cylinder 152, and the plug portion 146 is attached to the lid portion 145. After that, when the helium gas cylinder 35 and the nitrogen gas cylinder 36 are opened, the mixed gas 37 is introduced into the plug part 146 by the gas pipe 161, the universal joint 162, the introduction pipe part 157, the introduction path 157 a, and the introduction pipe 164. 173 is injected into the discharge vessel 140 through the rear end opening 164b of the introduction pipe 164. Thereafter, the injected mixed gas 37 is discharged from the intake / exhaust pipe 159 through the filter 167, the exhaust hole 166c, the exhaust pipe 166, the ventilation path 158a of the exhaust pipe section 158, and the exhaust ventilation path 174 including the ventilation path 170. It is discharged out of the container 140. In this way, the inside of the discharge vessel 140 can always be filled with the new mixed gas 37.

更に、交流電源23に接続されるリード線163は、プラグ部146におけるカーボン製の軸受け160、導入管部157、連結具171、排気管部158、及び支持筒体152を介して、円盤179に螺挿された導電ボルト154に接続され、そして、この導電ボルト154は、リード線155、導電ボルト151を介して、取付部材150に接続されており、この取付部材150に後述するようにして前端部を取り付けた放電棒6Aから成る電極ユニット2Aと、前述の金属フィルム109との間に、交流電圧を印加することができる。   Further, the lead wire 163 connected to the AC power source 23 is connected to the disk 179 via the carbon bearing 160 in the plug portion 146, the introduction pipe portion 157, the coupling tool 171, the exhaust pipe portion 158, and the support cylinder 152. The conductive bolt 154 is connected to a mounting member 150 via a lead wire 155 and a conductive bolt 151, and the front end is connected to the mounting member 150 as will be described later. An AC voltage can be applied between the electrode unit 2 </ b> A including the discharge rod 6 </ b> A to which the portion is attached and the metal film 109 described above.

これにより、円盤179の孔179aに開閉可能に装着されると共に、グロー放電のための電流路と通気経路173、174が一体的に組み込まれたプラグ部146を形成することができるため、グロー放電のための電流路と通気経路173、174を、電極構造体142を構成するプラグ部146に集中配置し、電極構造体142の挿着と同時に電流路と通気経路173、174をプラズマ処理装置1Fに容易かつ迅速に組み込むことができ、プラズマ処理装置1Fの組み立てに要する時間が短縮され、作業効率の向上を図ることができる。   As a result, the plug portion 146 can be formed so that it can be opened and closed in the hole 179a of the disk 179, and the current path for glow discharge and the ventilation paths 173 and 174 are integrally incorporated. Current paths and ventilation paths 173 and 174 are concentrated on the plug portion 146 constituting the electrode structure 142, and simultaneously with the insertion of the electrode structure 142, the current paths and ventilation paths 173 and 174 are connected to the plasma processing apparatus 1F. Can be easily and quickly assembled, the time required for assembling the plasma processing apparatus 1F can be shortened, and the working efficiency can be improved.

図20、図22、図23に示すように、前述の支持部材143bは、放電容器140内の後部の軸心147上に配置されると共に、樹脂製でリング状に形成されている。   As shown in FIGS. 20, 22, and 23, the support member 143 b described above is disposed on the rear shaft center 147 in the discharge vessel 140 and is made of resin and formed in a ring shape.

そして、この支持部材143bの径方向外側の前面と、前述の取付部材150の径方向外側の後面との間に、放電棒6Aが、後で詳述するようにして挟持されている。   The discharge rod 6A is sandwiched between the front surface on the radially outer side of the support member 143b and the rear surface on the radially outer side of the mounting member 150 as described in detail later.

更に、支持部材143bの前面の周方向上には、3枚の攪拌羽根144の後端部144bが、所定の周方向間隔で前方から当接され、後方から螺挿される各2本のボルト169によって、支持部材143bに締結固定されている。一方、円盤179の裏面179cには、この攪拌羽根144の前端部144aが、同じ周方向間隔で後方から当接され、前方から螺挿される各2本のボルト172によって、円盤179に締結固定されている。   Further, on the circumferential direction of the front surface of the support member 143b, the rear end portions 144b of the three stirring blades 144 are in contact with each other at a predetermined circumferential interval from the front, and each of the two bolts 169 is screwed from the rear. Thus, it is fastened and fixed to the support member 143b. On the other hand, the front end portion 144a of the stirring blade 144 is brought into contact with the rear surface 179c of the disk 179 from the rear at the same circumferential interval, and is fastened and fixed to the disk 179 by two bolts 172 that are screwed from the front. ing.

これにより、蓋ユニット143の支持部材143bを、3枚の攪拌羽根144を介して、蓋ユニット143の本体部143aの円盤179に強固に連結した上で、この円盤179に設けた取付部材150と支持部材143bとの間に、放電棒6Aを挟持するようにして、電極ユニット2A、蓋ユニット143、及び攪拌羽根144が一体的に組み込まれた電極構造体142を構成することができる。   As a result, the support member 143b of the lid unit 143 is firmly connected to the disk 179 of the main body 143a of the lid unit 143 via the three stirring blades 144, and then the attachment member 150 provided on the disk 179 The electrode structure 142 in which the electrode unit 2A, the lid unit 143, and the stirring blade 144 are integrally incorporated can be configured so as to sandwich the discharge rod 6A between the support member 143b.

また、図20、図22、図23、図25(a)に示すように、電極ユニット2Aは、複数の放電棒6Aを互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配設することにより構成されている。   Further, as shown in FIGS. 20, 22, 23, and 25 (a), the electrode unit 2A is configured by arranging a plurality of discharge rods 6A in parallel with each other in an annular shape at a predetermined circumferential interval. Has been.

そして、この放電棒6Aは、ステンレス線などの棒状電極6aと、棒状電極6aを取り囲み筒状で略一定の厚みを有するガラス管6bと、棒状電極6aの前後端部に外嵌固定され外周部内側面をガラス管6bの両端面に当接することにより、ガラス管6bを棒状電極6a上の所定位置に保持する、導電性のプッシュナットなどのリング状の前後の係止部材175、176とにより構成される。   The discharge rod 6A includes a rod-shaped electrode 6a such as a stainless wire, a glass tube 6b that surrounds the rod-shaped electrode 6a and has a substantially constant thickness, and is fitted and fixed to the front and rear ends of the rod-shaped electrode 6a. Consists of ring-shaped front and rear locking members 175 and 176 such as conductive push nuts that hold the glass tube 6b in a predetermined position on the rod-shaped electrode 6a by abutting the side surfaces with both end surfaces of the glass tube 6b. Is done.

更に、この放電棒6Aを前後から挟持する取付部材150と支持部材143bには、それぞれ、短パイプ状の複数の嵌合凹部150aと短パイプ状の複数の嵌合凹部143b1とが、正面視で最外周部が同一円周上にて重なるように、対向して形成されている。   Further, the mounting member 150 and the support member 143b that sandwich the discharge rod 6A from the front and the back are respectively provided with a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 150a and a plurality of short pipe-shaped fitting recesses 143b1 in front view. The outermost peripheral portions are formed to face each other so as to overlap on the same circumference.

このうちの嵌合凹部150aの同軸上には、カラス管6bの前端面に当接される係止部材175よりも小径の小径孔150a1と、この係止部材175よりも大径の大径孔150a2とが、前後に連設されている。   On the same axis of the fitting recess 150a, a small-diameter hole 150a1 smaller in diameter than the locking member 175 abutted on the front end surface of the crow pipe 6b and a large-diameter hole larger in diameter than the locking member 175 are provided. 150a2 is connected to the front and rear.

一方、嵌合凹部143b1は、ガラス管6bの後端面に当接される係止部材176よりも大径に形成されている。更に、この係止部材176と嵌合凹部143b1の底面との間には、取付バネ177が圧縮状態で介設されている。   On the other hand, the fitting recess 143b1 is formed to have a larger diameter than the locking member 176 that contacts the rear end surface of the glass tube 6b. Further, an attachment spring 177 is interposed in a compressed state between the locking member 176 and the bottom surface of the fitting recess 143b1.

これにより、電極構造体142を組み立てると、圧縮状態で嵌合凹部143b1内に収納された取付バネ177により、放電棒6Aが係止部材176を介して前方に押圧され、嵌合凹部150aの大径孔150a2や嵌合凹部143b1の内壁を摺動させるようにして、放電棒6Aを取付部材150と支持部材143b間に安定して保持することができる。   Thus, when the electrode structure 142 is assembled, the discharge rod 6A is pressed forward via the locking member 176 by the mounting spring 177 housed in the fitting recess 143b1 in a compressed state, and the fitting recess 150a is large. The discharge rod 6A can be stably held between the mounting member 150 and the support member 143b by sliding the inner wall of the diameter hole 150a2 and the fitting recess 143b1.

更に、電極構造体142を組み立てた後であっても、放電棒6Aを取付バネ177の弾性力に抗して後方に押動することにより、放電棒6Aの前端を嵌合凹部150aの大径孔150a2から脱着させ、放電棒6Aを取付部材150と支持部材143b間から取り外して交換することができる。   Further, even after the electrode structure 142 is assembled, the discharge rod 6A is pushed backward against the elastic force of the mounting spring 177, so that the front end of the discharge rod 6A has a large diameter of the fitting recess 150a. The discharge rod 6A can be removed from the attachment member 150 and the support member 143b and replaced by being detached from the hole 150a2.

加えて、放電棒6Aの棒状電極6aは、係止部材175を介して取付部材150に接続されており、このため、前述の如く、電極ユニット2Aと金属フィルム109との間に交流電圧を印加することができる。   In addition, the rod-shaped electrode 6a of the discharge rod 6A is connected to the mounting member 150 via the locking member 175. Therefore, as described above, an AC voltage is applied between the electrode unit 2A and the metal film 109. can do.

また、図20乃至図23に示すように、攪拌羽根144は、前述の如く、長板状に形成されているが、放電容器140の内壁140bに当接する径方向外側の軸方向側縁部144cは、正面断面視で内方に開いたU字状に形成されている。   Further, as shown in FIGS. 20 to 23, the stirring blade 144 is formed in the shape of a long plate as described above, but the radially outer axial side edge portion 144c that contacts the inner wall 140b of the discharge vessel 140 is formed. Is formed in a U-shape opened inward in front sectional view.

これにより、組み上がった電極構造体142を放電容器140内に挿着する際、3枚の攪拌羽根144の軸方向側縁部144cが、放電容器140の内壁140bに当接しながら円滑に摺動し、電極構造体142が所定位置までガイドされる。すなわち、電極構造体142は、攪拌羽根144を介するだけで放電容器140に対して所定位置に保持されると共に、この放電容器140とは分離可能な別体に構成されている。   Thus, when the assembled electrode structure 142 is inserted into the discharge vessel 140, the axial side edge portion 144c of the three stirring blades 144 slides smoothly while contacting the inner wall 140b of the discharge vessel 140. Then, the electrode structure 142 is guided to a predetermined position. That is, the electrode structure 142 is held at a predetermined position with respect to the discharge vessel 140 only through the stirring blade 144 and is configured as a separate body that can be separated from the discharge vessel 140.

このため、3枚の攪拌羽根144を放電容器140の内壁140bに摺動させながら、電極構造体142を放電容器140内に挿着するだけで、攪拌羽根144と一緒に電極構造体142に組み込まれている電極ユニット2Aの放電棒6Aも、内壁140bから所定の径方向位置に保持されることとなり、攪拌羽根144を利用して電極ユニット2Aを適正位置に支持することができ、前述した支持構造体110のような複雑な支持構造が不要となって、部品コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。   For this reason, the electrode structure 142 is inserted into the discharge vessel 140 while the three stirring blades 144 are slid on the inner wall 140b of the discharge vessel 140, and is incorporated into the electrode structure 142 together with the stirring blade 144. The discharge rod 6A of the electrode unit 2A is also held at a predetermined radial position from the inner wall 140b, and the electrode unit 2A can be supported at an appropriate position using the stirring blade 144. A complicated support structure such as the structure 110 is not necessary, so that the cost of parts can be reduced and the maintainability can be improved.

更に、攪拌羽根144と一緒に電極構造体142に組み込まれている蓋ユニット143も、放電容器140に対して所定位置に保持されることとなり、攪拌羽根144を利用して放電容器140に対する蓋ユニット143の位置決めを迅速に行うことができ、プラズマ処理装置1Fの組み立てに要する組み立て時間が短縮される。   Further, the lid unit 143 incorporated in the electrode structure 142 together with the stirring blade 144 is also held at a predetermined position with respect to the discharge vessel 140, and the lid unit for the discharge vessel 140 using the stirring blade 144. The positioning of 143 can be performed quickly, and the assembly time required for assembling the plasma processing apparatus 1F is shortened.

また、図20乃至図22、図25(b)に示すように、導電ボルト151を、円盤179を貫通して取付部材150の長孔150bに挿通させ、その先部にナット181を螺嵌するようにして、取付部材150が円盤179に締結固定されている。   Also, as shown in FIGS. 20 to 22 and FIG. 25 (b), the conductive bolt 151 is inserted through the disk 179 into the long hole 150b of the mounting member 150, and the nut 181 is screwed to the tip thereof. Thus, the attachment member 150 is fastened and fixed to the disk 179.

そして、この長孔150bは、径方向に長く形成されているため、導電ボルト151を緩めて各取付部材150を径方向に移動させ、所定の径方向位置に達すると再び導電ボルト151を締めることにより、放電棒6Aの前端部を取り付ける大径孔150a2の径方向位置を調整することができる。   And since this long hole 150b is formed long in the radial direction, the conductive bolt 151 is loosened to move each mounting member 150 in the radial direction, and when the predetermined radial position is reached, the conductive bolt 151 is tightened again. Thus, the radial position of the large-diameter hole 150a2 to which the front end portion of the discharge rod 6A is attached can be adjusted.

一方、嵌合凹部143b1を形成した支持部材143bを、前述したボルト169を緩めることにより、電極構造体142の攪拌羽根144から脱着させて、嵌合凹部143b1が所定の径方向位置にある支持部材と交換した後、再びボルト169を締めることにより、放電棒6Aの後端部を取り付ける嵌合凹部143b1の径方向位置を調整することができる。   On the other hand, the support member 143b in which the fitting recess 143b1 is formed is detached from the stirring blade 144 of the electrode structure 142 by loosening the bolt 169 described above, so that the fitting recess 143b1 is at a predetermined radial position. After the replacement, by tightening the bolt 169 again, the radial position of the fitting recess 143b1 to which the rear end portion of the discharge rod 6A is attached can be adjusted.

これにより、大径孔150a2と嵌合凹部143b1の径方向位置を調整することにより、第一誘電体である放電容器140と第二誘電体である放電棒6Aのガラス管6bとの間の径方向間隔を増加させることができ、この際、取付部材150の長孔150b、着脱可能な支持部材143bが放電域拡張構造として機能し、粉体70が放電域を通過する時間が長くなり、プラズマ照射時間を長くして、プラズマ処理の処理時間を大幅に短縮することができる。   Thus, by adjusting the radial position of the large diameter hole 150a2 and the fitting recess 143b1, the diameter between the discharge vessel 140 as the first dielectric and the glass tube 6b of the discharge rod 6A as the second dielectric. In this case, the long hole 150b of the mounting member 150 and the detachable support member 143b function as a discharge area expansion structure, and the time for the powder 70 to pass through the discharge area becomes longer, and the plasma is increased. By extending the irradiation time, the plasma processing time can be significantly reduced.

また、以上のような構成から成る電極構造体142を使用した場合の粉体70の供給構成や取り出し構成について、図20、図26乃至図28により説明する。   Further, the supply configuration and the extraction configuration of the powder 70 when the electrode structure 142 configured as described above is used will be described with reference to FIGS. 20 and 26 to 28.

このうちの粉体70の供給構成について説明する。
図20、図26に示すように、回転装置5上に放電容器140を載置する前に、外側に金属フィルム109を巻いた放電容器140を、その開口140aが上方を向くようにして立設させる。
Among these, the supply structure of the powder 70 is demonstrated.
As shown in FIGS. 20 and 26, before placing the discharge container 140 on the rotating device 5, the discharge container 140 with the metal film 109 wound outside is erected with its opening 140a facing upward. Let

一方、蓋ユニット143の本体部143aにおける円盤179の裏面179cに、3枚の攪拌羽根144の前端部144aをボルト172で締結固定し、更に、この攪拌羽根144の後端部144bに、リング状の支持部材143bをボルト169で締結固定する。その後、放電棒6Aの下端を、取付バネ177の弾性力に抗して、支持部材143bの嵌合凹部143b1内で押し下げながら、放電棒6Aの上端を、円盤179の裏面179cに締結固定された取付部材150の大径孔150a2内に挿入するようにして、放電棒6Aを取付部材150と支持部材143b間に介設することにより、電極構造体142からプラグ部146を除いた基礎構造部178を形成する。   On the other hand, the front end portion 144a of the three stirring blades 144 is fastened and fixed to the back surface 179c of the disk 179 in the main body portion 143a of the lid unit 143 by a bolt 172, and further, a ring-like shape is attached to the rear end portion 144b of the stirring blade 144 The support member 143b is fastened and fixed with a bolt 169. Thereafter, the upper end of the discharge rod 6A was fastened and fixed to the back surface 179c of the disk 179 while the lower end of the discharge rod 6A was pushed down in the fitting recess 143b1 of the support member 143b against the elastic force of the mounting spring 177. By inserting the discharge rod 6A between the attachment member 150 and the support member 143b so as to be inserted into the large-diameter hole 150a2 of the attachment member 150, the base structure portion 178 excluding the plug portion 146 from the electrode structure 142. Form.

続いて、攪拌羽根144の軸方向側縁部144cを放電容器140の内壁140bに摺動させながら、この基礎構造部178を開口140aから放電容器140内に挿入し、円盤179の外周部が放電容器140のフランジ部140a1に当接するまで、基礎構造部178を下降させた後、前述の固定具149によって、円盤179を放電容器140に挟持固定するようにして、基礎構造部178を先に放電容器140に挿着しておく。   Subsequently, while sliding the axial side edge portion 144c of the stirring blade 144 on the inner wall 140b of the discharge vessel 140, the foundation structure portion 178 is inserted into the discharge vessel 140 from the opening 140a, and the outer periphery of the disk 179 is discharged. After the foundation structure 178 is lowered until it comes into contact with the flange 140a1 of the container 140, the disk 179 is clamped and fixed to the discharge container 140 by the above-described fixture 149, and the foundation structure 178 is discharged first. It is inserted into the container 140.

その後、図27に示すように、円盤179の孔179aから立設する支持筒体152内にロート180の流出口180aを挿入し、このロート180を通して粉体70を孔179aから放電容器140内に流し込んで供給する。続いて、連結具171を持ってプラグ部146を把持し、導入パイプ164を下にして支持筒体152から放電容器140内に挿入させながら、この支持筒体152内にプラグ部146の排気管部158を螺挿することにより、プラグ部146を蓋部145に装着する。   Thereafter, as shown in FIG. 27, the outlet 180a of the funnel 180 is inserted into the support cylinder 152 standing from the hole 179a of the disk 179, and the powder 70 is passed from the hole 179a into the discharge vessel 140 through the funnel 180. Pour and supply. Subsequently, the plug 146 is held by holding the connector 171 and inserted into the discharge vessel 140 from the support cylinder 152 with the introduction pipe 164 facing down, while the exhaust pipe of the plug 146 is inserted into the support cylinder 152. The plug portion 146 is attached to the lid portion 145 by screwing the portion 158.

これにより、プラズマ処理前に粉体70を供給する際に、放電容器140内に粉体70が貯溜されている状態で電極構造体142を挿着しようとすると、この電極構造体142の先端にある支持部材143bと放電容器140の底面140cとの間隔が小さいなどの理由で、電極構造体142の先端部が底面140c上の粉体70と干渉して電極構造体142が挿着できない場合であっても、粉体70を、電極構造体142と干渉させることなく、放電容器140内に容易に供給することができる。   Thus, when supplying the powder 70 before the plasma treatment, if the electrode structure 142 is to be inserted in a state where the powder 70 is stored in the discharge vessel 140, the electrode structure 142 is attached to the tip of the electrode structure 142. When the tip of the electrode structure 142 interferes with the powder 70 on the bottom surface 140c and the electrode structure 142 cannot be inserted because the distance between the support member 143b and the bottom surface 140c of the discharge vessel 140 is small. Even if it exists, the powder 70 can be easily supplied into the discharge vessel 140 without causing interference with the electrode structure 142.

更に、プラズマ処理途中に粉体70を補給する際でも、図27とは逆の手順で、組み立てた電極構造体142において、排気管部158を締結方向とは逆方向に回転させて支持筒体152から脱着し、円盤179の孔179aを開放することにより、基礎構造部178を放電容器140内に挿着したままで、支持筒体152から孔179aを介して、粉体70を放電容器140内に流し込むことができ、プラズマ処理途中における粉体70の補給が容易となる。   Further, even when the powder 70 is replenished during the plasma processing, the exhaust pipe portion 158 is rotated in the direction opposite to the fastening direction in the assembled electrode structure 142 in the reverse order to that shown in FIG. By removing from 152 and opening the hole 179a of the disk 179, the powder 70 is discharged from the support cylinder 152 through the hole 179a while the base structure 178 is inserted into the discharge container 140. The powder 70 can be easily replenished during the plasma processing.

粉体70の取り出し構成について説明する。
図20、図28に示すように、回転装置5上で放電容器140を略水平軸を中心に回転させながら粉体70にプラズマ処理を施した後、電極構造体142を挿着したままの放電容器140を、その開口140aが上方を向くようにして立設させる。
A structure for taking out the powder 70 will be described.
As shown in FIGS. 20 and 28, after the plasma treatment is performed on the powder 70 while rotating the discharge vessel 140 about the substantially horizontal axis on the rotating device 5, the discharge with the electrode structure 142 still inserted. The container 140 is erected with its opening 140a facing upward.

続いて、電極構造体142の円盤179と放電容器140のフランジ部140a1とを挟持固定している固定具149を取り外した後、攪拌羽根144の軸方向側縁部144cを放電容器140の内壁140bに摺動させながら、電極構造体142を上昇させて開口140aから取り出し、放電容器140から脱着させる。   Subsequently, after removing the fixture 149 that sandwiches and fixes the disk 179 of the electrode structure 142 and the flange portion 140a1 of the discharge vessel 140, the axial side edge portion 144c of the stirring blade 144 is connected to the inner wall 140b of the discharge vessel 140. , The electrode structure 142 is raised and taken out from the opening 140 a and is detached from the discharge vessel 140.

これにより、プラズマ処理後に、放電容器140とは分離可能な別体に構成された電極構造体142を脱着させるだけで、放電容器140内には粉体70のみが残留した状態にすることができる。このため、放電容器140だけを取り扱うことができ、処理後の粉体70の回収が容易になると共に、放電容器140内の付着物の除去も容易になって、プラズマ処理全体に要する処理時間の短縮やメンテナンス性の更なる向上を図ることができる。   As a result, only the powder 70 remains in the discharge vessel 140 simply by detaching the electrode structure 142 configured separately from the discharge vessel 140 after the plasma treatment. . For this reason, only the discharge vessel 140 can be handled, the powder 70 after the treatment can be easily collected, and the deposits in the discharge vessel 140 can be easily removed, so that the processing time required for the entire plasma treatment can be reduced. Shortening and further improvement of maintainability can be achieved.

次に、グロー放電に適した放電棒6の配置構成について調査した結果を、図10、図11、図29、図30により説明する。   Next, the results of investigation on the arrangement of the discharge rods 6 suitable for glow discharge will be described with reference to FIGS. 10, 11, 29, and 30. FIG.

[処理方法]
図10、図11に示すように、前述したプラズマ処理装置1Dを使い、放電容器3A内に、平均粒径300μm、1kgのポリプロピレン粉末(日本ポリプロ株式会社製、NOVATEC P8000S、以下「粉末」とする)を封入する(封入工程)。この際、粉末に施す表面処理や表面改質に応じて、支持構造体71から放電棒6を取り外してガラス管6bの種類を変更したり、別剤として粉末と一緒に放電容器3A内に投入することができる。なお、放電容器3A内の放電棒6の棒状電極6aはステンレス線(直径1.6mm)で形成し、ガラス管6bは石英ガラス管(外径4mm、内径2mm)で形成している。
[Processing method]
As shown in FIGS. 10 and 11, using the above-described plasma processing apparatus 1D, in the discharge vessel 3A, an average particle size of 300 μm, 1 kg of polypropylene powder (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., NOVATEC P8000S, hereinafter referred to as “powder”) ) Is enclosed (encapsulation process). At this time, according to the surface treatment or surface modification applied to the powder, the discharge rod 6 is removed from the support structure 71 to change the type of the glass tube 6b, or the powder is put into the discharge vessel 3A together with the powder as a separate agent. can do. The rod-shaped electrode 6a of the discharge rod 6 in the discharge vessel 3A is formed of a stainless steel wire (diameter 1.6 mm), and the glass tube 6b is formed of a quartz glass tube (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm).

続いて、軸パイプ25から、20l/minのヘリウムガスと2l/minの窒素ガスを含む混合ガス37を放電容器3A内に充填して不活性気体雰囲気とし、この放電容器3Aを略水平に回転装置5に載せてから5〜8rpmの回転速度範囲内にて回転させつつ、交流電源23にて電極ユニット2と金網4の間に15kHzの正弦波電圧を印加し、プラズマ出力100〜2000Wで所定時間のプラズマ処理を行った(処理工程)。   Subsequently, a mixed gas 37 containing 20 l / min helium gas and 2 l / min nitrogen gas is filled into the discharge vessel 3A from the shaft pipe 25 to form an inert gas atmosphere, and the discharge vessel 3A is rotated substantially horizontally. A 15 kHz sine wave voltage is applied between the electrode unit 2 and the wire mesh 4 by the AC power source 23 while rotating within a rotational speed range of 5 to 8 rpm after being mounted on the device 5, and a predetermined plasma output of 100 to 2000 W is applied. Time plasma treatment was performed (processing step).

[観察方法]
図29に示すように、電極ユニット2において、隣り合うガラス管6bの周方向間隔yと、ガラス管6bとガラス製の容器本体12Aの内壁12Abとの間の径方向間隔xとを変化させて、グロー放電の放電状況を観察し、同時に、放電容器3A内を流れる粉末の流動性も観察した。
[Observation method]
As shown in FIG. 29, in the electrode unit 2, the circumferential interval y between the adjacent glass tubes 6b and the radial interval x between the glass tube 6b and the inner wall 12Ab of the glass container body 12A are changed. The discharge state of glow discharge was observed, and at the same time, the fluidity of the powder flowing in the discharge vessel 3A was also observed.

具体的には、放電状況、流動性のいずれも外部から目視観察を行い、このうちの放電状況は、各放電棒6におけるグロー放電の放電が安定し、しかも照射領域135の重なりが大きいためにプラズマ密度が充分であり、発光むらが無くて発光強度も強い場合(発光強度大)、放電は安定しているものの、照射領域135の重なり部分が小さいため、発光むらは発生しないが発光強度が小さい場合(発光むら無)、放電が不安定か、照射領域135が全く重ならないためにプラズマ密度が不充分となって、発光むらが発生する場合(発光むら有)の3段階に分類した。   Specifically, both the discharge state and the fluidity are visually observed from the outside, and the discharge state among them is because the discharge of the glow discharge in each discharge rod 6 is stable and the overlapping of the irradiation regions 135 is large. When the plasma density is sufficient, there is no uneven emission, and the emission intensity is high (emission intensity is large), the discharge is stable, but since the overlap of the irradiated region 135 is small, no emission unevenness occurs but the emission intensity is high. When it is small (no light emission unevenness), the discharge is unstable, or the irradiation areas 135 do not overlap at all, so that the plasma density becomes insufficient, and light emission unevenness occurs (light emission unevenness).

流動性は、隣り合うガラス管6bの周方向隙間137や、ガラス管6bと容器本体12Aとの間の径方向隙間136のいずれでも粉末が円滑に流動する場合(優良)、径方向隙間136、周方向隙間137のいずれでも粉末が流動するものの、少なくとも一方に粉末の淀みが認められる場合(良)、径方向隙間136、周方向隙間137の少なくとも一方に粉末の詰まりが発生して流動が阻害される場合(不良)の3段階に分類した。   When the powder flows smoothly in any of the circumferential gap 137 between the adjacent glass tubes 6b and the radial gap 136 between the glass tubes 6b and the container body 12A (excellent), the fluidity is such that the radial gap 136, If the powder flows in any of the circumferential gaps 137, but at least one of the powder stagnation is good (good), powder clogging occurs in at least one of the radial gap 136 and the circumferential gap 137 and the flow is hindered. The cases were classified into three stages (bad).

[観察結果]
図30に示すように、径方向間隔x、周方向間隔yのいずれも2〜20mmの範囲において、発光むらが無く、粉末の流動性も良好となっている。これは、径方向間隔xが2mm未満では、径方向隙間136を粉末が通過する際の流動抵抗が大きくなり、放電域45内での粉末の流動が阻害され、一方、径方向間隔xが20mmを超えると、放電棒6と金網4との間の電極間距離が大きくなり、両電極間の放電に必要な電圧も高くなることから、アーク放電に移行しやすくなり、グロー放電が不安定となるためと考えられる。
[Observation results]
As shown in FIG. 30, there is no light emission unevenness and the powder fluidity is good when both the radial interval x and the circumferential interval y are in the range of 2 to 20 mm. This is because when the radial interval x is less than 2 mm, the flow resistance when the powder passes through the radial gap 136 increases, and the flow of the powder in the discharge region 45 is inhibited, while the radial interval x is 20 mm. Exceeds the distance between the discharge rod 6 and the wire mesh 4, and the voltage required for the discharge between the two electrodes also increases, so that it is easy to shift to arc discharge and the glow discharge is unstable. It is thought to be.

更に、周方向間隔yが2mm未満では、隣り合うガラス管6b間の周方向隙間137を粉末が通過する際の流動抵抗が大きくなり、電極ユニット2の内外間の粉末の流動が阻害され、一方、周方向間隔yが20mmを超えると、隣り合う放電棒6によるグロー放電の照射領域135の重なり部分が小さくなり、プラズマ密度が不充分になるためと考えられる。   Further, when the circumferential interval y is less than 2 mm, the flow resistance when the powder passes through the circumferential gap 137 between the adjacent glass tubes 6b increases, and the flow of the powder between the inside and outside of the electrode unit 2 is hindered. If the circumferential distance y exceeds 20 mm, the overlapping portion of the glow discharge irradiation areas 135 by the adjacent discharge rods 6 becomes small, and the plasma density becomes insufficient.

すなわち、放電棒6の周りに粉体の流動に必要な隙間136、137を充分に確保しつつ、径方向間隔xを適正に制限して、高電圧印加によるグロー放電からアーク放電への移行を抑制すると共に、周方向間隔yを適正に制限して、隣り合う放電棒によるグロー放電の放電域の重なり具合の適正化を図ることができた。   That is, while sufficiently securing gaps 136 and 137 necessary for the flow of powder around the discharge rod 6, the radial interval x is appropriately limited so as to shift from glow discharge to arc discharge by applying a high voltage. In addition to being suppressed, the circumferential interval y was appropriately limited, and it was possible to optimize the overlapping state of the discharge areas of the glow discharge by the adjacent discharge rods.

なお、径方向間隔xは5〜15mm、周方向間隔yは6〜15mmの範囲に設定するのが、より好ましい。この範囲では、発光むらが無い上に発光強度が大きく、粉末も淀みなく円滑に流動させることができる。   More preferably, the radial interval x is set to 5 to 15 mm and the circumferential interval y is set to 6 to 15 mm. In this range, there is no uneven emission, and the emission intensity is high, and the powder can be smoothly flowed without stagnation.

次に、前述した放電棒6の適正配置条件においてプラズマ処理を行った結果を、表1により説明する。   Next, the results of performing the plasma treatment under the above-described proper arrangement conditions of the discharge rod 6 will be described with reference to Table 1.

[処理方法]
42本の放電棒6を適正間隔(径方向間隔x=10mm、周方向間隔y=6mm)で配置した前述のプラズマ処理装置1Dにおいて、前述した処理方法と同様に、放電容器3A内に粉末(平均粒径300μm、1kg)を封入した後、ヘリウムガス(20l/min)と窒素ガス(2l/min)を含む混合ガス37を充填して不活性気体雰囲気とした放電容器3Aを回転(5〜8rpm)させつつ、交流電源23(15kHz、1000W)で5分間のプラズマ処理を行った。
[Processing method]
In the above-described plasma processing apparatus 1D in which 42 discharge rods 6 are arranged at appropriate intervals (radial interval x = 10 mm, circumferential interval y = 6 mm), the powder ( After enclosing the average particle diameter of 300 μm, 1 kg), the discharge vessel 3A filled with a mixed gas 37 containing helium gas (20 l / min) and nitrogen gas (2 l / min) to make an inert gas atmosphere is rotated (5- The plasma treatment was performed for 5 minutes with an AC power source 23 (15 kHz, 1000 W).

[分析方法]
入手したままの粉末(以下、「未処理粉末」とする)と、この未処理粉末に前述した処理方法でプラズマ処理を施した粉末(以下、「処理粉末」とする)について、その深さ数nmの表層部を、X線光電子分光装置(島津製作所製、ESCA3400)にて分析した。
[Analysis method]
The depth number of the powder as obtained (hereinafter referred to as “untreated powder”) and the powder (hereinafter referred to as “treated powder”) obtained by subjecting this untreated powder to plasma treatment by the above-described processing method. The surface layer part of nm was analyzed with an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by Shimadzu Corporation, ESCA3400).

[分析結果]
表1に、粉末のXPSスペクトルから算出した、窒素と炭素の原子比N/Cと、酸素と炭素の原子比O/Cとを、未処理粉末と処理粉末との間で比較した結果を示す。
[result of analysis]
Table 1 shows the results of comparing the nitrogen / carbon atomic ratio N / C and the oxygen / carbon atomic ratio O / C calculated from the XPS spectrum of the powder between the untreated powder and the treated powder. .

Figure 0006562273
Figure 0006562273

表1によると、N/Cについては、未処理粉末で検出されなかったものが処理粉末では検出されるようになり、O/Cについては、処理粉末では未処理粉末の約10倍に増加している。   According to Table 1, for N / C, what was not detected in the untreated powder became detected in the treated powder, and for O / C, the treated powder increased about 10 times that of the untreated powder. ing.

すなわち、本発明のプラズマ処理装置を使って適正なプラズマ処理を施すことにより、粉末の表面には、窒素官能基、酸素官能基のいずれも、正常に付加させることができた。   That is, by performing an appropriate plasma treatment using the plasma treatment apparatus of the present invention, both the nitrogen functional group and the oxygen functional group could be normally added to the powder surface.

以上のように、本発明を適用したプラズマ装置およびその方法は、コンパクトでありながら、粉体などの被処理物の一回あたりの処理量が大きく増加し、処理時間も短いものとなっている。   As described above, the plasma apparatus to which the present invention is applied and the method thereof are compact, but the processing amount per process object such as powder is greatly increased, and the processing time is also short. .

1、1A、1B、1C、1D、1F プラズマ処理装置
2、2A 電極ユニット
3、3A、140 放電容器
4 金網(外部電極体)
5 回転装置
6、6A、26 放電棒
6a、26a 棒状電極
6b、26b ガラス管(第一誘電体)
21、22 副電極ユニット
26A 放電棒(冷却タイプ放電棒)
26B 冷却管(第一誘電体単体)
45 放電域
47 放電筒(冷却タイプ放電筒)
48 筒状電極
49 ガラス筒(第三誘電体)
55 冷却筒(第三誘電体単体)
63 すくい部材
64 滞留排出部
64a 流入口
64b 滞留室
64c 排出口
66 孔付きすくい部材
66b ふるい排出部
66b1 排出孔
70 粉体(被処理物)
73、77 支持部材
74、78 取付部材
84、85 調整機構
140a 開口
140b 内壁
142 電極構造体
143 蓋ユニット
144 攪拌羽根
144a 前端部(軸方向端部)
144c 軸方向側縁部
179 円盤(蓋体)
179a 孔
146 プラグ部
173、174 通気経路
x 径方向間隔
y 周方向間隔
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1F Plasma treatment apparatus 2, 2A Electrode unit 3, 3A, 140 Discharge vessel 4 Wire mesh (external electrode body)
5 Rotating device 6, 6A, 26 Discharge rod 6a, 26a Rod electrode 6b, 26b Glass tube (first dielectric)
21, 22 Sub-electrode unit 26A Discharge rod (cooling type discharge rod)
26B Cooling pipe (first dielectric simple substance)
45 Discharge area 47 Discharge tube (cooling type discharge tube)
48 Cylindrical electrode 49 Glass cylinder (third dielectric)
55 Cooling tube (third dielectric simple substance)
63 rake member 64 stay discharge part 64a inflow port 64b stay chamber 64c discharge port 66 rake member with hole 66b sieve discharge part 66b1 discharge hole 70 powder (processed object)
73, 77 Support member 74, 78 Mounting member 84, 85 Adjustment mechanism 140a Opening 140b Inner wall 142 Electrode structure 143 Lid unit 144 Stirring blade 144a Front end (axial end)
144c Axial side edge 179 Disc (lid)
179a hole 146 plug part 173, 174 ventilation path x radial direction interval y circumferential direction interval

Claims (16)

棒状電極が第一誘電体で被覆されて形成される放電棒を互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配設した電極ユニットと、
該電極ユニットの外側に配置され、被処理物が内部に封入されると共に、第二誘電体を有する筒状の放電容器と、
該放電容器の外側に配置した外部電極体と、
前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させた状態で、前記放電容器を回転させる回転装置と、
前記グロー放電の放電域を電極ユニットの内外に拡張可能な放電域拡張構造とを備えた
プラズマ処理装置。
An electrode unit in which discharge rods formed by covering rod-shaped electrodes with a first dielectric are arranged in parallel to each other in an annular shape at predetermined circumferential intervals;
A cylindrical discharge vessel disposed outside the electrode unit, in which an object to be processed is enclosed, and having a second dielectric;
An external electrode body disposed outside the discharge vessel;
A rotating device that rotates the discharge vessel in a state where glow discharge is generated by applying an alternating current or pulse voltage between the electrode unit and the external electrode body;
A plasma processing apparatus comprising: a discharge area expansion structure capable of extending a discharge area of the glow discharge to the inside and outside of an electrode unit.
前記放電棒は、
前記放電容器内で、前記第一誘電体と第二誘電体との間の径方向間隔、及び隣り合う前記第一誘電体の間の周方向間隔のいずれも2〜20mmとなるように配置する
請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The discharge rod is
In the discharge vessel, the radial interval between the first dielectric and the second dielectric and the circumferential interval between the adjacent first dielectrics are both 2 to 20 mm. The plasma processing apparatus according to claim 1.
前記放電域拡張構造は、
前記電極ユニットよりも内側の空間に、前記放電棒を互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配設した副電極ユニットを、前記電極ユニットと同心状に単一または複数有する
請求項1または請求項2に記載のプラズマ処理装置。
The discharge area expansion structure is:
2. A single or a plurality of sub-electrode units concentrically with the electrode unit, wherein the discharge rods are arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval in parallel to each other in a space inside the electrode unit. The plasma processing apparatus according to claim 2.
前記放電容器内で径方向最内側の副電極ユニットは、
所定の放電棒に代えて、
冷却媒体が棒状電極と第一誘電体との間の内部隙間を流動可能な冷却タイプ放電棒と、冷却媒体が内部を流動可能な前記第一誘電体単体の少なくとも一方を有する
請求項3に記載のプラズマ処理装置。
The radially innermost sub-electrode unit in the discharge vessel is
Instead of the prescribed discharge rod,
The cooling medium has at least one of a cooling type discharge rod capable of flowing through an internal gap between the rod-shaped electrode and the first dielectric, and the first dielectric single body capable of flowing inside the cooling medium. Plasma processing equipment.
前記放電容器内の軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な筒状電極が第三誘電体で被覆されて形成される冷却タイプ放電筒、または
前記軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な前記第三誘電体単体を備える
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
A cooling type discharge cylinder disposed on the axial center in the discharge vessel and formed by a cylindrical electrode covered with a third dielectric material capable of flowing a cooling medium inside; or disposed on the axial center for cooling The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the medium includes the third dielectric single body capable of flowing inside.
前記放電域拡張構造は、
前記放電容器内で、前記放電棒の端部のみを軸方向端面に取り付けて該放電棒を支持すると共に、同一円周上に配置されて円環を形成可能な複数の円弧状の取付部材と、
前記円環の軸心から複数の枝部が径方向に延びる放射状の支持部材と、
該枝部に対する前記取付部材の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構とを有する
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The discharge area expansion structure is:
In the discharge vessel, only the end of the discharge rod is attached to the axial end surface to support the discharge rod, and a plurality of arcuate attachment members that are arranged on the same circumference and can form a ring ,
A radial support member having a plurality of branches extending radially from the axis of the ring;
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising an adjustment mechanism capable of changing a mounting position of the mounting member with respect to the branch portion to expand a radial interval.
前記放電容器と一緒に回転し、遠心方向外周側が回転方向に向かって湾曲するすくい部材と、
該すくい部材の回転方向前面で遠心方向内周側にある流入口、該流入口に連通する滞留室、及び該滞留室に連通すると共に滞留室よりも遠心方向外周側にあって前記流入口よりも小面積の排出口が設けられ、
すくい上げた前記被処理物が、前記流入口から途中の滞留室を介して排出口を通り、前記放電域に向かって徐々に流下する滞留排出部とを有する
攪拌羽根を備える
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
A rake member that rotates together with the discharge vessel and whose outer peripheral side in the centrifugal direction curves toward the rotational direction;
An inflow port on the inner peripheral side in the centrifugal direction on the front side in the rotational direction of the scooping member, a staying chamber communicating with the inflow port, and communicating with the staying chamber and on the outer peripheral side in the centrifugal direction with respect to the staying chamber, from the inlet Has a small area outlet,
The scooped up object to be processed includes a stirring blade having a staying discharge portion that gradually flows down from the inflow port to a discharge region through a staying chamber in the middle of the discharge port. The plasma processing apparatus according to claim 6.
前記放電容器と一緒に回転し、遠心方向外周側が回転方向に向かって湾曲すると共に、回転方向に排出孔を穿孔したふるい排出部が遠心方向外周側に配置される孔付きすくい部材を有する
攪拌羽根を備える
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
Rotating together with the discharge vessel, the outer peripheral side in the centrifugal direction is curved in the rotational direction, and the sieve discharge part having a discharge hole in the rotational direction has a rake member with a hole disposed on the outer peripheral side in the centrifugal direction. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記電極ユニットと、
前記放電容器の開口を閉塞すると共に電極ユニットを支持する蓋ユニットと、
前記電極ユニットで隣接する放電棒の間に介設されると共に、軸方向端部が前記蓋ユニットに固設され、軸方向側縁部が前記放電容器の内壁に摺動可能に当接して支持される攪拌羽根とが、
一体的に組み込まれた電極構造体を備える
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The electrode unit;
A lid unit for closing the opening of the discharge vessel and supporting the electrode unit;
The electrode unit is interposed between adjacent discharge rods, the axial end is fixed to the lid unit, and the axial side edge is slidably abutted on and supported by the inner wall of the discharge vessel. Agitated blades,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, comprising an electrode structure integrally incorporated.
前記蓋ユニットは、
前記開口を閉塞する蓋体に形成された孔に開閉可能に装着されると共に、前記グロー放電のための電流路と通気経路が一体的に組み込まれたプラグ部を有する
請求項9に記載のプラズマ処理装置。
The lid unit is
The plasma according to claim 9, further comprising a plug portion that is detachably mounted in a hole formed in the lid that closes the opening, and in which a current path and a ventilation path for the glow discharge are integrated. Processing equipment.
棒状電極が第一誘電体で被覆されて形成される放電棒を互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配設した電極ユニットを内側に配置する一方、外部電極体を外側に配置し、前記電極ユニットと外部電極体との間に、第二誘電体を有する筒状の放電容器を介設し、該放電容器に被処理物を封入する封入工程と、
内部を不活性気体雰囲気にした放電容器を回転装置によって回転しつつ、前記電極ユニットと外部電極体との間に交流またはパルス電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、放電域拡張構造で前記電極ユニットの内外に拡張したグロー放電の放電域内に、前記被処理物を流動させてプラズマ処理を行う処理工程とを備えた
プラズマ処理方法。
Disposing the discharge rods formed by covering the rod-shaped electrodes with the first dielectric in parallel with each other and arranging the electrode units in an annular shape at predetermined circumferential intervals on the inside, the external electrode body on the outside, A sealing step in which a cylindrical discharge vessel having a second dielectric is interposed between the electrode unit and the external electrode body, and an object to be processed is enclosed in the discharge vessel;
A discharge vessel with an inert gas atmosphere inside is rotated by a rotating device, and an alternating current or pulse voltage is applied between the electrode unit and the external electrode body to generate glow discharge, thereby providing a discharge area expansion structure. And a processing step of performing plasma processing by flowing the object to be processed in a discharge region of glow discharge extended to the inside and outside of the electrode unit.
前記放電棒は、
前記放電容器内で、前記第一誘電体と第二誘電体との間の径方向間隔、及び隣り合う前記第一誘電体の間の周方向間隔のいずれも2〜20mmとなるように配置する
請求項11に記載のプラズマ処理方法。
The discharge rod is
In the discharge vessel, the radial interval between the first dielectric and the second dielectric and the circumferential interval between the adjacent first dielectrics are both 2 to 20 mm. The plasma processing method according to claim 11.
前記放電域拡張構造は、
前記電極ユニットよりも内側の空間に、前記放電棒を互いに平行に所定の周方向間隔で円環状に配設した副電極ユニットを、前記電極ユニットと同心状に単一または複数有する
請求項11または請求項12に記載のプラズマ処理方法。
The discharge area expansion structure is:
The sub-electrode unit in which the discharge rods are arranged in an annular shape at a predetermined circumferential interval in parallel to each other in a space inside the electrode unit is single or plural concentrically with the electrode unit. The plasma processing method according to claim 12.
前記放電容器内で径方向最内側の副電極ユニットは、
所定の放電棒に代えて、
冷却媒体が棒状電極と第一誘電体との間の内部隙間を流動可能な冷却タイプ放電棒と、冷却媒体が内部を流動可能な前記第一誘電体単体の少なくとも一方を有する
請求項11に記載のプラズマ処理方法。
The radially innermost sub-electrode unit in the discharge vessel is
Instead of the prescribed discharge rod,
The cooling medium has at least one of a cooling type discharge rod capable of flowing through an internal gap between the rod-shaped electrode and the first dielectric, and the first dielectric single body capable of flowing inside the cooling medium. Plasma processing method.
前記放電容器内の軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な筒状電極が第三誘電体で被覆されて形成される冷却タイプ放電筒、または
前記軸心上に配置され、冷却媒体が内部を流動可能な前記第三誘電体単体を備える
請求項11から請求項14のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
A cooling type discharge cylinder disposed on the axial center in the discharge vessel and formed by a cylindrical electrode covered with a third dielectric material capable of flowing a cooling medium inside; or disposed on the axial center for cooling The plasma processing method according to any one of claims 11 to 14, wherein the medium includes the third dielectric simple substance capable of flowing inside.
前記放電域拡張構造は、
前記放電容器内で、前記放電棒の端部のみを軸方向端面に取り付けて該放電棒を支持すると共に、同一円周上に配置されて円環を形成可能な複数の円弧状の取付部材と、
前記円環の軸心から複数の枝部が径方向に延びる放射状の支持部材と、
該枝部に対する前記取付部材の取付位置を変更して径方向間隔を拡大可能な調整機構とを有する
請求項11から請求項15のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
The discharge area expansion structure is:
In the discharge vessel, only the end of the discharge rod is attached to the axial end surface to support the discharge rod, and a plurality of arcuate attachment members that are arranged on the same circumference and can form a ring ,
A radial support member having a plurality of branches extending radially from the axis of the ring;
The plasma processing method according to any one of claims 11 to 15, further comprising an adjustment mechanism capable of changing a mounting position of the mounting member with respect to the branch portion to expand a radial interval.
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