JPH0220196Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、コロナ放電処理部へ連続的に搬入さ
れてくるプラスチツク成形物表面を、所望のコロ
ナ放電雰囲気とする為に用いられる処理装置に関
し、詳細にはプラスチツク成形物の表面に随伴さ
れて進入してくる空気を該表面から確実に除去す
ることによつて自らの放電効果を高めることので
きるプラスチツク成形物表面処理装置に関するも
のである。 プラスチツク成形物の放電処理は、フイルム、
シート、繊維、パイプ、テープ、織物、不織布等
の長尺物について古くから行なわれている。尚以
下においてはフイルムを代表的にとりあげて説明
していくが、従来の技術の問題、本考案電極を用
いることによる効果等については他の長尺物にも
共通して言えることであるから、本考案の電極は
フイルム処理用に限定して解釈されるべきでは無
い。又プラスチツク材料や該材料中に配合される
添加剤が変更されたものに対しても共通の問題と
して認識されるところであるから、この方面にお
いても制限を受けることは無い。 コロナ放電処理は従来空気中で行なわれてきた
が、近年不活性ガス中での放電処理が検討される
様になり、従来得られなかつた様な新しい処理効
果が報告されている。この様なところから大気以
外の雰囲気、換言すれば酸素の極めて少ない雰囲
気をコロナ放電部に適用する技術が検討される様
になり、コロナ放電処理の新分野への展開が期待
されている。しかるに現今迄に提案されている方
法には色々な問題があり、工業的視野に立つとに
わかに採用できるものとは言い難い。例えば特公
昭56−18381号の方法では、コロナ放電処理室全
体を不活性ガス（同公報ではN₂ガス）雰囲気と
する必要があり、大量の不活性ガスがいたずらに
浪費されるというだけでなく、処理室内の空気濃
度（酸素濃度）が十分に低くならず、従つて処理
効果にも不満が残る。又特開昭57−23634号は走
行フイルムのコロナ放電技術に関し、放電側電極
をフード内に納め、且つ該フード内に不活性ガス
を注入するという技術であるが、所望によりフイ
ルムの進入側に予備フードを設けて該フード内に
も不活性ガスを注入すれば、フイルム表面に随伴
してくる空気層が除去され、コロナ放電処理部に
おける空気除去が一層顕著になるということが記
載されている。しかし予備フード内を不活性ガス
雰囲気にするだけでは随伴空気の完全除去を図る
ことができず、殆んど気体めにしかならない。従
つて装置まわりの構成が複雑になると共に不活性
ガスの利用効率が悪くなるという欠陥ばかりが生
じ、且つ不活性ガス雰囲気が不十分なままでコロ
ナ放電処理を強行することになり、所期の目的が
十分に達成されているとは言い難い。勿論上記２
つの手段を組合わすこと、即ち部屋全体を不活性
ガス雰囲気とし、その上コロナ放電部をフードで
覆い該フード内に不活性ガスを注入するという構
成を考えることもできるが、設備コスト及びラン
ニングコストが著じるしく高くなり、到底実用化
できるものではない。 本考案はこの様な状況に着目してなされたもの
であつて、装置自身が安価に製造されると共に不
活性ガスの消費量を必要以上に多くしなくとも被
処理物に随伴して搬入される空気をほぼ確実に除
去し得る様なプラスチツク成形物表面処理装置を
完成しようと考え種々検討した。その結果コロナ
放電部に搬入されてくるプラスチツク成形物表面
の随伴空気層をほぼ完全に除去する為には、その
周囲の雰囲気を調整する程度では不足し、該成形
物表面に対して空気組成よりも酸素濃度の低い気
体（以下、低酸素濃度ガスという）を直接吹付け
ることにより該空気層を成形物表面から剥離する
様に破壊拡散させるか、若しくは該空気層と接触
する様に任意の方向から低酸素濃度ガスを流して
該空気層を撹拌しこれによつて除去させるのが有
効であることを見出し別途特許出願した。一方コ
ロナ放電部に搬入されてくるプラスチツク成形物
の表面において上述の様な状況を作り出していく
為には、コロナ放電々極のまわりの構造を改造し
ていくことも有効であつたが、該電極自身の構造
を改良すれば電極まわりの構造を敢えて改造する
必要がなく、作業性に悪影響を与える恐れがない
と考え種々検討を重ねた結果本考案の完成に到達
した。 即ち本考案に係るコロナ放電々極とは、該電極
の放電側面に低酸素濃度ガス噴出口又は低酸素濃
度ガス吸引口を設けたことを主たる要点とするも
のであり、該電極内には電極外の低酸素濃度ガス
供給手段又は低酸素濃度ガス吸引手段と、前記噴
出口又は吸引口を連通させるガス通路が、該電極
内部を貫通する様に設けられている。従つて前記
噴出口から低酸素濃度ガスを吹付ければ随伴空気
層がプラスチツク成形物の表面から剥離する様に
破壊拡散され、又これを吸引口とし、電極のまわ
りにフードを配すると共にフード内へ低酸素濃度
ガスを充満しながらこれを前記吸引口から吸い込
むと、随伴空気層を巻き込む様な撹拌流が形成さ
れ、随伴空気層が除去されていく。その為コロナ
放電部雰囲気中への空気の混入がほぼ完全に抑制
され、夫々採用した低酸素濃度ガスの種類に応じ
た、特性のあるコロナ放電効果が得られる様にな
つた。 以下実施例図面に基づいて本考案の構成及び作
用効果を説明するが、図面は代表的な実施例を示
すに過ぎず、前・後記の趣旨に反しない範囲での
設計変更は全て本考案の技術的範囲に含まれる。 第１図は本考案に係る放電側電極の一部を示す
斜視図で、電極本体１の底面（プラスチツク成形
物に対向する面）には、長手方向に連続した開口
部２を有するスリツト３が形成され、スリツト３
の最奥部にはガスの留り用又は長手方向への拡散
用大径底溝４が形成されている。他方電極本体１
の頂面には低酸素濃度ガス導入管５が適当な間隔
を置いて連結されると共に、電極本体１の内部に
は、前記大径底溝４とガス導入管５を結ぶべきガ
ス導入路６が堀設されている。従つてガス導入管
５の上方へ図示しないガス供給手段を接続し、ガ
ス導入管５から低酸素濃度ガスを導入すると、低
酸素濃度ガスはガス導入路６を通して大径底溝４
に至り、該底溝４からスリツト３にかけて電極１
の長手方向へ拡散されながら開口部２に至り、そ
の下を通過するプラスチツク成形物表面に対して
均一に噴出される。尚スリツト３の長手方向両端
（図の手前側及び向う側、但し向う側は図に現わ
れていない）には、該端面から低酸素濃度ガスが
出入りするのを防止する目的で適当な蓋板を取付
けることもある。又上記均一噴射を保証する為に
は、(1)スリツト３をなるべく深く形成する、(2)ガ
ス導入管５を小ピツチ間隔で設ける、(3)大径底溝
４の径を大きくする、(4)大径底溝４とスリツト３
の間に焼結金属やスチールウール等を配置する、
(5)開口部２の前面に同じく照結金属やスチールウ
ール等を配置する、等色々の手段があるが、必要
以上に慎重な配慮を払わなくとも開口部２からの
ガス噴出は実用上問題の無い程度の均一噴出とな
り、随伴空気層はその全幅に亘つてほぼ均一に、
しかも確実に破壊除去される（第８図参照）。 第２〜７図はスリツト及び開口部の変形態様を
示すものであり、まず第２図はスリツト３及び開
口部２を夫々２条としたもの、第３図は夫々３条
としたものを示す。又第４図はスリツト３を前方
（プラスチツク成形物の侵入に対向する方向）へ
傾斜させた例であり、これによつて随伴大気層の
剥離除去作用を一層強めようとするものである。
第５図はスリツトを２条とし、前側（図の左側）
のスリツト３を第４図と同じく前方へ傾斜させた
ものであり、勿論後側（図の右側）のスリツト３
も同じく前方へ傾斜させることもできるが、この
例は前側からの噴出で随伴空気層を破壊除去し、
後側からの噴出でコロナ放電部全体の雰囲気を形
成しようとするものである。尚スリツトを２条以
上設けたものでは、夫々から異なつた低酸素濃度
ガスを噴出させることも可能である。第６図は未
加工の（従来品と同じ）電極１′を本考案電極１
の片面に添着した例、第７図は未加工電極１′を
本考案電極１でサンドウイツチしたもの（逆も可
能）でありこれらも本考案に含まれるが、いずれ
にしても上記実施例は代表例を示すに止まり、こ
れらを適宜に組合わせたり、本考案電極における
上記作用効果に悪影響を及ぼさない設計を加える
ことは本考案の範囲内において自由に行ない得る
ところである。 第８〜１０図は、第１図に示した電極１を代表
的にとりあげて示す使用状態の説明図である。こ
れらの図において７は随伴空気層、８は金属ドラ
ム、９はフイルムを示し、まず第８図は図の左か
ら右へ向かつて高速走行するフイルム９面にコロ
ナ放電々極１を接近させ、低酸素濃度ガスを噴出
させている状態を示すものである。尚コロナ放電
の状況は図面上に表わしていない。図に示す通
り、開口部２から噴出された低酸素濃度ガス（通
常はフイルム９の走行速度に対して１％以上の速
度が必要であるが、10倍以上の速度は不経済であ
る）は、フイルム面９上の随伴空気層７を押しの
ける様な挙動を示し、フイルム９の進入側（図の
左側）においては主として随伴空気除去作用を示
し、送出側（図の右側）においては主として低酸
素濃度ガス雰囲気形成作用を示す。第９図ではフ
イルム９の進入側にガス吸引管１０を設けてお
り、前述の噴出ガスによつて剥離された大気を、
低酸素濃度ガスの一部と共に積極的に吸引してい
るので、コロナ放電雰囲気からの空気除去機能は
更に向上する。第１０図は電極１をフード１１で
覆うと共にフード１１内へ低酸素濃度ガスを注入
している例であり、上述の随伴空気層除去機能の
上に、低酸素濃度ガス雰囲気保持機能を付加して
いるので更に好ましい効果を挙げるが、第１０図
に示したフード１１ではフイルム９側を絞つてそ
の開口面積を縮小しているのでフード１１内を上
から下へ（矢印Ａ）流れる低酸素濃度ガス流は絞
り部において増速され、フード１１内へ侵入して
こようとする随伴空気層７の表層側に対して若干
の剥離除去作用が期待される。従つてフード１１
内への空気侵入量はかなり少なくなり、フード１
１内での低酸素濃度ガス雰囲気形成度合いは極め
て高いものとなる。 これ迄示した実施例は電極１の開口部２から低
酸素濃度ガスを噴出させるものであつたが、本考
案の電極１では、開口部２から雰囲気ガスを吸引
するという使い方も可能である。即ち第１１図
は、電極１をフード１１で覆うと共にフード１１
内へ低酸素濃度ガスを注入しておき、スリツト３
から該ガスを吸引する様に使う場合の例で、フー
ド１１内のガスは矢印Ｂ，Ｃで示す様にスリツト
３方向へ吸引されていくが、このうち矢印Ｂ方向
への吸引流は、随伴空気層７に対してエジエクタ
ー的に作用し、これを伴つてスリツト３内へ排出
され、且つフイルム９に面する側の空気層７を１
２で示す様に撹拌し、フイルム面から引離し易く
する。その状態に対して矢印Ｃ方向から低酸素濃
度ガスが流入し、撹拌状況下にある前述の空気層
を伴つてスリツト３方向へ吸引されていく。従つ
てコロナ放電雰囲気に侵入してきた空気はほぼ完
全に除去され、低酸素濃度ガスによつて置換され
る。第１２図は更に他の使い方を示す例で、スリ
ツト３ａ，３ｂのうち、前者を吸引側、後者を低
酸素濃度ガス噴出側としたものである。従つてス
リツト３ｂ側の開口から噴出された低酸素濃度ガ
スの大部分は、矢印Ｄで示す様に吸引側へ向い、
随伴空気層を撹拌すると共に、これを伴つてスリ
ツト３の内へ吸引され、侵入空気の除去と低酸素
濃度ガスへの置換がほぼ完壁に遂行達成される。 上記各実施例では電極１の下端を平坦なものと
して説明したが、第１３〜１５図に示す如く先端
を尖鋭に突出させたもの、第１６〜１８図に示す
如く先端に丸味を与えたものも夫々本考案の実施
例であり、更には第１９図に示す如くスリツト３
自体を先細にしたもの、第２０図に示す如く一方
（フイルム進入側）のスリツトを細く他方のスリ
ツトを太くしたものも本考案に含まれる。 本考案の基本的技術思想を明確にする為に具体
例をもつて更に説明を続けると、走行中のフイル
ムは必ず空気の粘性によつて随伴流を形成してお
り、フイルム表面を目的ガスによつて置換したい
時、上記随伴流が遮蔽層として働く。その為見掛
上チヤンバー内や雰囲気が目的ガスで置換された
ときも目的はフイルム表面の改質にあるので上記
随伴流が目的ガスに置換されない限り、本来の目
的を達成することができない。この様なフイルム
表面の粘性随伴流をとり除いて目的ガスに安定的
に置換し、フイルム表面及びその雰囲気を目的ガ
スとすることが本考案技術の真骨頂である。例え
ばフイルム表面に近接してセンサーを取付け、薄
層粘性流中の目的ガス濃度を測定するとフイルム
走行速度に対し１％未満の速度で目的ガスを吹付
ける場合にはフイルム表面目的ガス濃度は全く目
標レベルに達せず空気組成のままであり、１％以
上にして始めて目的レベルにコントロールするこ
とができる。 以下実施例及び比較例によつて本考案効果を明
らかにする。 実施例 １，２ 本考案第１図の装置を用い、ガス吹付速度を
30m／分とし、第１表の条件下にコロナ放電処理
した。 参考例 １，２ ガス吹付速度を0.15m／分（20m／分時の0.75
％、80m／分時の0.19％）とし、実施例１，２と
同様にコロナ放電処理した。 比較例 １ ガス吹付は行なわず、大気中でコロナ放電処理
した。 比較例 ２ 大気中で吹付速度：0.15m／分の空気吹付けを
行ない、コロナ放電処理した。 比較例 ３ 大気中でガス吹付速度：0.5m／分のN₂ガス吹
付けを行ない、コロナ放電処理した。 尚表中に示す特性値については下記方法で測定
した。 １ フイルム面上の酸素濃度 フイルム面上に雰囲気ガス吸引センサーを取付
け該フイルム面上100μ以内の位置の酸素濃度を
測定した。 ２ ESCA分析値 ESCA法による（Ｎ／Ｃ）比及び（Ｏ／Ｃ）
比：ESCAスペクトロメーターES−200型（国際
電気株式会社製）を用い、フイルム表面の炭素の
1s軌道スペクトルから求めた積分強度と、窒素の
1s軌道スペクトルから有機性窒素の結合エネルギ
ーに対応するビークより求めた積分強度との比を
算出し、その積分比に基づいて炭素数100個当り
の窒素数を求め、この値を（Ｎ／Ｃ）比と定義し
て表わした。又フイルム表面の炭素と酸素の比に
ついても、同様に炭素数100個当りの酸素数
（Ｏ／Ｃ）比として表わした。

【表】

【表】 第１表に示される様に比較例１〜３では処理後
の（Ｏ／Ｃ）比が高くフイルム表面からの大気除
去が不十分であるのに対し、実施例１，２では処
理後（Ｏ／Ｃ）比は大幅に低下している。そして
実施例では処理後の（Ｎ／Ｃ）比が効果的に上昇
すると共に〔Δ（Ｏ／Ｃ）／Δ（Ｎ／Ｃ）〕も1.11，
1.09と低い値となつている（優れた接着性を示す
ことになる）。即ち第１表の結果からフイルム表
面へ十分な速度で低酸素濃度ガス吹付けを行なつ
て始めてフイルム表面の随伴大気を除去すること
ができる訳で、ガス吹付け速度が不十分なもの
（参考例１，２：電極カバー内は低酸素濃度ガス
雰囲気）では随伴空気の除去は達成されないこと
が確認された。 本考案のプラスチツク成形物表面処理装置は上
述の如く構成され且つ種々例示した様に使用され
るので、以下要約する様な効果が得られる。 (1) 極めて簡単な構造でありながら、コロナ放電
処理部への進入空気がほぼ確実に除去される。
従つて同処理部雰囲気中の空気量が極めて少な
くなつた。 (2) 上記効果を得る為の低酸素濃度ガス消費量は
極めて僅かであり、生産コストの急騰を回避す
ることができる。 (3) コロナ放電が全面に亘つて均一に行なわれ、
有効電極面積が拡大されると共に、単位面積当
りの電流値及び電力値が増大することになつ
た。換言すれば同一電圧の下でも電流が飛躍的
に増大し、実効電力密度の増加によつてコロナ
放電処理効果が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るプラスチツク成形物表面
処理装置の要部を示す斜視図、第２〜７図、第１
３〜２０図は他の実施例を示す側面図、第８〜１
２図は使用態様を示す説明図である。 １……電極本体、２……開口部、３……スリツ
ト、７……随伴空気層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. プラスチツク成形物の表面を空気組成よりも酸
   素濃度の低い気体（以下、低酸素濃度ガスとい
   う）雰囲気下でコロナ放電処理する時に用いる処
   理装置であつて、コロナ放電電極に低酸素濃度ガ
   ス通路を内設し、該通路の一方は放電側面に向つ
   て開口させ、他方は電極外の低酸素濃度ガス供給
   手段又は低酸素濃度ガス吸収手段に接続してなる
   ことを特徴とするプラスチツク成形物表面処理装
   置。