JPH10310652A - 表面処理方法、その被処理物および表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理物の片面又は両面を所
望の表面処理することを可能とした表面処理方法及び表
面処理装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 対向した電極間に平らな被処
理物を通し、該被処理物の一方の側のみをヘリウムガス
又はヘリウムガスを主成分とする混合ガスの雰囲気ガス
で満たし、電極間に高電圧をかけて大気圧プラズマ放電
領域を前記被処理物の一方の側の表面のみに発生させ、
該被処理物の一方の側の表面のみを雰囲気ガスによる大
気圧プラズマ放電で処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状、フィル
ム状，箔状、帯状あるいは板状等の平らな被処理物など
に適する大気圧プラズマ放電による表面処理方法、その
被処理物および表面処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シート状、フィルム状、箔状、帯状、板
状等の平らな被処理物の表面改質方法としては、塗工処
理、酸アルカリ等への浸漬処理等の湿式処理方式、コロ
ナ放電処理、フレーム処理および紫外線等による光改質
処理方式、あるいは低温プラズマ処理等の乾式処理方式
等が提案されている。このような処理方式の中でも低温
プラズマ処理方式は、熱による材料への影響が無く、非
接触で、しかも高速かつ均一に処理ができるほか、処理
後の洗浄や乾燥などの処置が必要でないため、広く使用
されている。なお、ここでいう低温プラズマ処理とは、
低温プラズマ状態の処理雰囲気に被処理物の表面を接触
させることにより表面改質を行う方法のことをいう。

【０００３】また、低温プラズマ状態とは、「自由に動
きうる多数の正イオンと負イオン（電子を含む）が巨視
的に電気的中性を保って存在している状態と定義される
プラズマ状態のなかで、プラズマを構成している種のう
ち電子の平均エネルギーがイオンや中性種の平均エネル
ギーよりも大きな状態にあるプラズマ状態を指す」と定
義されており、非平衡プラズマ状態とも呼ばれている。

【０００４】ところが、低温プラズマは真空中でしか発
生しないため装置が大型化し工程が煩雑になる問題があ
った。また、真空装置中で処理を行うためシート状物等
を連続して処理することが難しいという問題もあった。

【０００５】このような問題を解消するため、大気圧プ
ラズマ放電処理方法と呼ばれる処理方法が提案されてい
る。この大気圧プラズマ放電処理方法は、低温プラズマ
処理方法の中でも誘電体を備えた対向した電極間をヘリ
ウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とした混合ガス
で満たし、該電極間に高電圧をかけることで発生する大
気圧低温プラズマ放電領域を利用して被処理物の表面を
処理するものである。

【０００６】この大気圧低温プラズマ処理は、特開平３
−１４３９３０号公報に記載されているように、シート
状の被処理物を連続的に放電処理する方法として提案さ
れている。

【０００７】図７は、従来の大気圧プラズマ放電による
表面処理装置の概略図である。この図において、処理室
１０１は中空状の立体で構成されており、この処理室１
０１には被処理物通過路１０２が設けられている。この
処理室１０１の内部には、被処理物通過路１０２に対向
させて誘電体を備えた電極１０３が設けられている。こ
れら電極１０３の間には、高圧電源１０４から高電圧を
印加できるようにしてある。前記処理室１０１には、ガ
ス供給口１０５と、ガス排気口１０６が設けられてい
る。このガス供給口１０５には、ヘリウムガスあるいは
ヘリウムガスを主成分とする混合ガスが供給できるよう
にしてある。処理室１０１の内部のヘリウムガス又は混
合ガスはガス排気口１０６から排気できるようにしてあ
る。そして、被処理物１０７は、前記被処理物通過路１
０２を通って電極１０３の間を通過するようになってい
る。

【０００８】この表面処理装置において、ヘリウムガス
あるいはヘリウムガスを主成分とする混合ガスはガス供
給口１０５を介して処理室１０１に供給され、かつ処理
室１０１の内部のヘリウムガス又は混合ガスはガス排気
口１０６から排気される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
大気圧プラズマ連続処理装置は、特開平３一１４３９３
０号公報に記載されているように、対向した電極１０３
を備えた放電室１０１の内部をヘリウムガスあるいはヘ
リウムガスを主成分とする混合ガスで充満させた状態で
放電させる方法をとるため、被処理面の両面に位置する
ガス組成が必然的に同じとなり、放電状態も同じになる
ため、被処理物の両面が同時に同一処理されてしまい、
両表面の処理効果が異なった被処理物が得られないとい
う問題があった。

【００１０】本発明は、被処理物の片面のみを所望の表
面処理することを可能とした表面処理方法を提供するこ
とを第１の目的としている。また、本発明は、上記表面
処理方法で処理された表裏面の特性が異なる被処理物を
得ることを第２の目的としている。さらに、本発明は、
上記表面処理方法を実現する表面処理装置を提供するこ
とを第３の目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１記載の発明に係る表面処理方法は、対
向した電極間に平らな被処理物を通し、該被処理物の一
方の側のみをヘリウムガス又はヘリウムガスを主成分と
する混合ガスの雰囲気ガスで満たし、電極間に高電圧を
かけて大気圧プラズマ放電領域を前記被処理物の一方の
側の表面のみに発生させ、該被処理物の一方の側の表面
のみを雰囲気ガスによる大気圧プラズマ放電で処理する
ことを特徴とする。したがって、請求項１記載の発明に
よれば、対向した一組の電極間に平らな被処理物を通
し、該処理物の片側のみをヘリウムガス又はヘリウムガ
スを主成分とする雰囲気ガスで満たし、電極間に高電圧
をかけて大気圧プラズマ放電領域を該被処理物の片面の
みに発生させることで、該被処理物の片面のみを大気圧
プラズマ放電処理することができる。

【００１２】上記第１の目的を達成するために、請求項
２記載の発明に係る表面処理方法は、対向した電極間に
平らな被処理物を通し、該被処理物の一方の側をヘリウ
ムガス又はヘリウムガスを主成分とする混合ガスの雰囲
気ガスで満たし、かつ前記被処理物の他方の側をヘリウ
ムガス又はヘリウムガスを主成分とする混合ガスであっ
て前記一方の側とは異なるガス組成の雰囲気ガスで満た
し、電極間に高電圧をかけて該被処理面の表裏面をそれ
ぞれ異なるガス組成の雰囲気ガスによる大気圧プラズマ
放電で処理することを特徴とする。したがって、請求項
２記載の発明によれば、対向した一組の電極間に平らな
被処理物を通し、該被処理物の片側をヘリウムガスある
いはヘリウムガスを主成分とする雰囲気ガスで満たし、
反対側をヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分と
する反対側とは異なる組成の雰囲気ガスで満たし、電極
間に高電圧をかけて該被処理面の被処理面でそれぞれ異
なるガス組成による大気圧プラズマ放電領域を発生させ
ることで、該被処理物の表裏面にそれぞれ異なる大気圧
プラズマ放電処理を施すことができる。

【００１３】上記第１の目的を達成するために、請求項
３記載の発明に係る表面処理方法は、対向する電極間に
チューブ状の被処理物を通過させ、当該チューブ状の被
処理物の内側空間をヘリウムガス又はヘリウムガスを主
成分とする混合ガスの雰囲気ガスで満たし、前記電極間
に高電圧をかけて上記チューブ状の被処理物の内側表面
を雰囲気ガスによる大気圧プラズマ放電で処理すること
を特徴とする。したがって、請求項３記載の発明によれ
ば、チューブ状の被処理物を対向する電極間を通し、チ
ューブ状の内部にヘリウムガスあるいはヘリウムガスを
主成分とする混合ガスの雰囲気ガスで満たし、電極間に
高電圧をかけて大気圧プラズマ放電領域を該被処理物の
内部に発生させることで、該被処理物の片面のみを大気
圧プラズマ放電処理することができる。

【００１４】上記第１の目的を達成するために、請求項
４記載の発明に係る表面処理方法は、対向する電極間に
チューブ状の被処理物を通過させ、当該チューブ状の被
処理物の内側空間をヘリウムガス又はヘリウムガスを主
成分とする混合ガスの雰囲気ガスで満たし、かつ前記チ
ューブ状の被処理物の外側雰囲気の少なくとも一方を前
記チューブ状の被処理物の内側空間を満たしている雰囲
気ガスとは異なる組成の雰囲気ガスで満たし、前記チュ
ーブ状の被処理物の内側表面と外側表面をそれぞれ異な
るガス組成の雰囲気ガスにより大気圧プラズマ放電で処
理することを特徴とする。したがって、請求項４記載の
発明によれば、チューブ状の被処理物を対向した一組の
電極間を通し、チューブ状の被処理物の内部にヘリウム
ガスあるいはヘリウムガスを主成分とする混合ガスの雰
囲気ガスを満たし、チューブ状の被処理物の外部をヘリ
ウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とする混合ガス
であってチューブ内部とは異なる組成の雰囲気ガスで満
たし、電極間に高電圧をかけて該被処理面の被処理面で
それぞれ異なるガス組成による大気圧プラズマ放電領域
を発生させることで、該被処理物の表裏面にそれぞれ異
なる大気圧プラズマ放電処理を施すことができる。

【００１５】請求項５記載の発明では、上記請求項１な
いし４記載のうちの一つにおいて、前記雰囲気ガスは、
ヘリウムガス１００〜５０体積％とアルゴンガス０〜５
０体積％と０〜５体積％の添加ガスからなる単成分ガス
又は混合ガスであることを特徴とするものである。

【００１６】上記第２の目的を達成するために、請求項
６記載の発明に係る被処理物は、上記請求項１ないし５
記載のうちのいずれか一つの表面処理方法で処理された
ものであることを特徴とする。したがって、上記各発明
の表面処理方法で処理された表裏面の特性が異なる被処
理物を得ることかできる。

【００１７】上記第３の目的を達成するために、請求項
７記載の発明に係る表面処理装置は、対向して設けた一
組の電極間に平らな被処理物を通過可能とし、前記平ら
な被処理物を雰囲気ガスの雰囲気にさらしつつ当該電極
間に高電圧をかけてプラズマ放電領域を発生させて前記
被処理物を処理する表面処理装置において、内部空間を
有しかつ一面に開放面を有する二つの立体の開放面同士
を、平らな被処理物が通過可能な間隔にて対向させて被
処理物通過路とし、この被処理物通過路を前記被処理物
が通過することにより区画される第１の処理室および第
２の処理室と、前記第１の処理室、第２の処理室処理室
の一方あるいは双方に設けたガス吸排気口と、前記第１
の処理室、第２の処理室の内部で前記被処理物通過路に
対向させてそれぞれ配置した電極とを備えたことを特徴
とする。これにより、請求項１または２記載の発明の方
法を実現することができる。

【００１８】上記第３の目的を達成するため、請求項８
記載の発明に係る表面処理装置は、対向して設けた一組
の電極間に平らな被処理物を通過可能とし、前記平らな
被処理物を雰囲気ガスの雰囲気にさらしつつ当該電極間
に高電圧をかけてプラズマ放電領域を発生させて前記被
処理物を処理する表面処理装置において、重ね合わされ
た被処理物の両端を接合してチューブ状の被処理物とす
る密着機構と、この密着機構で密着された被処理物を通
し、内部空間を有する立体にチューブ状の被処理物が通
過可能な被処理物通過口を設けてなる処理室と、前記処
理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向させてそれ
ぞれ配置した電極と、前記各電極を通過したチューブ状
の被処理物を圧接する圧接機構部と、前記密着機構側か
らチューブ状の被処理物内部に突設してなるガス供給ノ
ズルと、前記ロール部を通過したチューブ状の被処理物
の両端接合部を切断する切断機構とを備えたことを特徴
とする。これにより、請求項４記載の発明の方法を実現
することができる。

【００１９】上記第３の目的を達成するために、請求項
９記載の発明に係る表面処理装置は、対向して設けた一
組の電極間に平らな被処理物を通過可能とし、前記平ら
な被処理物を雰囲気ガスの雰囲気にさらしつつ当該電極
間に高電圧をかけてプラズマ放電領域を発生させて前記
被処理物を処理する表面処理装置において、重ね合わさ
れた被処理物の両端を接合してチューブ状の被処理物と
する密着機構と、この密着機構で密着された被処理物を
通し、内部空間を有する立体にチューブ状の被処理物が
通過可能な被処理物通過口を設けてなる処理室と、前記
処理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向させてそ
れぞれ配置した電極と、前記各電極を通過したチューブ
状の被処理物を圧着する圧接機構部と、前記密着機構側
からチューブ状の被処理物内部に突設してなるガス供給
ノズルと、前記処理室に設けたガス吸排気口と、前記ロ
ール部を通過したチューブ状の被処理物の両端接合部を
切断する切断機構とを備えたことを特徴とする。この装
置により請求項４記載の発明の方法を実現することがで
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は本発明に係
る表面処理装置の実施の形態を示すものであり、図１が
斜視図、図２が横断面図、図３が縦断面図である。

【００２１】〔第１の実施の形態〕これらの図におい
て、本発明に係る表面処理装置は、大別すると、第１の
処理室１１と、第２の処理室１２と、各処理室１１、１
２にそれぞれ設けた電極１３、１４と、前記電極１３、
１４の間に電圧を印加する電源１５と、第１の処理室１
１および第２の処理室１２に設けたガス吸気口１７、１
８と、第１の処理室１１および第２の処理室１２に設け
たガス排気口１９、２０と、この吸気口１７、１８にそ
れぞれ接続され混合ガスを供給するガス供給装置２１、
２２と、排気口１９、２０に接続され前記各処理室１
１、１２内のガスを排気処理する排ガス処理装置２３、
２４とを備えたものである。

【００２２】前記第１の処理室１１及び第２の処理室１
２は、内部空間を有しかつ一面に開放面を有する二つの
立体の開放面同士を、平らな被処理物２５が通過可能な
間隔にて対向させて被処理物通過路２６を形成させ、こ
の被処理物通過路２６を被処理物２５が通過することに
より区画されて構成されている。第１の処理室１１及び
第２の処理室１２は、被処理物２５の裏側と表側のそれ
ぞれの大気圧プラズマ放電領域、すなわちそれぞれの電
極１３、１４と被処理物２５の表面の間の空間を、それ
ぞれ処理目的にあったガスで置換するためのチャンバー
であり、表側と裏側は同一形態でもよい。

【００２３】前記ガス吸気口１７は、前記第１の処理室
１１の一端部に設けられている。前記ガス吸気口１８
は、前記第２の処理室１２の一端部に設けられている。
前記ガス排気口１９は、前記第１の処理室１１の他端部
に設けられている。前記ガス排気口２０は、前記第２の
処理室１２の他端部に設けられている。前記電極１３は
第１の処理室１１の内部に、前記電極１４は第２の処理
室１２の内部において、被処理物通過路２６に対向させ
て配置されている。ガス供給口１７と、ガス排気口１９
を使って第１の処理室１１の内部をヘリウムガス又はヘ
リウムガスを主成分とした混合ガスで充満させることが
できる。また、ガス供給口１８と、ガス排気口２０を使
って、第２の処理室１２の内部に処理室１１を充満した
ガスとは組成が異なるガスを充満させることができる。
ここで，電極１３、１４は、少なくとも片方の電極が誘
電体で覆われている必要がある。これは放電が集中する
ことを防ぎ、グロー放電を実現させるためである。な
お、被処理物通過路２６を通る被処理物２５は、フィー
ダー部Ｒａから引き出され、フィーダー部Ｒｂに巻き取
られるようになっている。これらフィーダー部Ｒａ、Ｒ
ｂは、図示しない駆動機構により回転駆動されるように
なっており、被処理物２５が一定の速度で電極１３、１
４を通過できるようになっている。

【００２４】ガス供給口１７、１８は、それぞれ独立し
た混合ガスあるいは単成分ガスのガス供給装置２１、２
２から供給される混合ガスあるいは単成分ガスを処理室
１１、１２内に流し入れるための口であり、各管路２
７、２８を介してガス供給装置２１、２２にそれぞれ接
続されている。また、ガス供給装置２１、２２として
は、ガス混合機、レギュレーター付ガスボンベ等が考え
られる。

【００２５】ガス排気口１９、２０は各処理室１１、１
２に供給されたガスを排出する口であり、これらガス排
気口１９、２０は各管路２９、３０を介して排ガス処理
装置２３、２４にそれぞれ接続されている。

【００２６】高圧電源１５は、電極に高電圧をかけて放
電を起こすための電源であって、交流、直流のいずれを
使用することもできる。交流の中では、低周波、高周
波、マイクロ波のいずれの周波数帯も使用可能である。

【００２７】被処理物２５は、フィーダー部Ｒａに巻き
取られた状態から前記電極１３、１４の間を通る間に表
裏それぞれ異なる大気圧プラズマ放電処理を受けて巻き
取られる。被処理物２５の厚みは、電極１３、１４の間
隔の範囲で制限はない。被処理物２５の材質にも制限は
ないが、穴や破れはガス置換を妨げるので避けた方がよ
い。

【００２８】第１の処理室１１、第２の処理室１２に供
給されるガスは、ヘリウムガスあるいはヘリウムガスを
主成分とする混合ガスであることが必要であり、かつ望
ましくは、ヘリウムガス５０〜１００体積％とアルゴン
０〜５０体積％の組成の不活性ガスが混合ガス全体の９
５体積％以上であることが好ましい。

【００２９】これらの放電ガスに添加するガスは表面処
理目的によって種々のガスから選択することができる。

【００３０】例えば、親水性を高めるためには酸素、炭
酸ガス、窒素、水素、一酸化ガス等の無機ガスを添加す
るとヘリウムガスからなる単成分ガス又はヘリウムガス
を主成分とする混合ガスの場合より親水性が増す効果が
ある。

【００３１】被処理物の処理表面の撥水性を高めるため
には、メタン．エチレン等の炭化水素、あるいはＣＦ₄
等の極性の低いガスを添加するとよい。これらのガスで
各々片側の第１の処理室１１、第２の処理室１２に充満
させて被処理物２５の放電処理を行うことにより、被処
理物２５の裏と表で親水牲を変えた処理が可能になり、
表と裏の表面でそれぞれ撥水性、親水性を示すシート状
被処理物２５が得られることになる。

【００３２】また、ガスを充満させないようにした第１
の処理室１１あるいは第２の処理室１２では放電が起き
ないため、被処理物２５の片面にのみに処理を施すこと
が可能であり、両面処理による張り付き等のトラブルを
防ぐことができる。

【００３３】上記第１の実施の形態では、次のような利
点がある。 （１）第１の処理室１１および第２の処理室１２の間の
被処理物通過路２６に、平らな被処理物２５を通して電
極１３、１４の間を通過させ、第１の処理室１１または
第２の処理室１２にヘリウムガスあるいはヘリウムガス
を主成分とする混合ガスを満たし，電極１３、１４間に
高電圧をかけることにより大気圧プラズマ放電領域を被
処理物２５の片面のみに発生させることができ、被処理
物２５の片面のみを大気圧プラズマ放電処理をすること
ができる。 （２）また、第１の処理室１１および第２の処理室１２
の間の被処理物通過路２６に、平らな被処理物２５を通
して電極１３、１４の間を通過させ、第１の処理室１１
（または第２の処理室１２）をヘリウムガスあるいはヘ
リウムガスを主成分とする混合ガスで満たし、反対側の
第２の処理室１２（または第１の処理室１１）をヘリウ
ムガスあるいはヘリウムガスを主成分とする反対側とは
異なる組成の混合ガスで満たし、電極間に高電圧をかけ
て被処理物２５の両面でそれぞれ異なるガス組成による
大気圧プラズマ放電領域を発生させることにより、表裏
でそれぞれ親水牲と撥水性というそれぞれ異なる性質を
もつ被処理物２５を得ることができる。 （３）さらに、一回の処理工程で被処理物２５の両面を
別々の処理を行わせることができる。

【００３４】〔第２の実施の形態〕図４および図５は本
発明の第２の実施の形態を説明するためのものであり、
図４は同装置の斜視図、図５は同装置の横断面図であ
る。

【００３５】これらの図において、表面処理装置は、密
着機構５０と、処理室５１と、電極５３、５４と、高圧
電源５５と、ニップロール部５６と、両端切断機構５７
と、補助ローラ５８と、ガス供給ノズル５９とを備え、
次のように構成されている。上側フィーダー部Ｒauには
第１の被処理物６５ｕが巻かれており、下側フィーダー
部Ｒadには第２の被処理物６５ｄが巻かれている。

【００３６】この上側フィーダー部Ｒauは、密着機構５
０の図示左上側に配置されている。また、この第２の被
処理物６５ｄは、密着機構５０の図示左下側に配置され
ている。これら上側フィーダー部Ｒauおよび下側フィー
ダー部Ｒadは図示しない駆動装置により所定の速度で回
転させられるようになっており、第１の被処理物６５ｕ
および第２の被処理物６５ｄが所定の速度で繰り出され
るようになっている。

【００３７】密着機構５０は、第１の被処理物６５ｕお
よび第２の被処理物６５ｄを重ね合わせるとともに、そ
れら重ね合わさった被処理物６５ｕ、６５ｄの両端部同
士を密着してチューブ状に形成できるような構成として
ある。この密着機構５０では、ヒートシール、インパル
スシール、高周波シール等の熱シールや、ホットメルト
接着剤の糊を塗布するグルーシール等が採用される。

【００３８】この密着機構５０の図示右側には、処理室
５１が配置されている。この処理室５１は、立体５１ｂ
の内部に空間を有し、対向する面にチューブ状の被処理
物６５ｕ、６５ｄが通過可能な被処理物通過口６０をそ
れぞれ設け、この被処理物通過口６０を前記チューブ状
の被処理物６５ｕ、６５ｄが通過できる。

【００３９】前記第１の被処理物６５ｕおよび第２の被
処理物６５ｄの内部には、被処理物６５ｕ、６５ｄが移
動する通路に対向させて電極５３、５４がそれぞれ配置
されている。この電極５３、５４は、それぞれ表面をセ
ラミック等の誘電体で覆われている。

【００４０】前記電極５３、５４の図示右側には、圧接
機構部であるニップロール部５６が配置されている。こ
のニップロール部５６はチューブ状の被処理物６５ｕ、
６５ｄを圧接してニップロール部５６の図示右側に混合
ガスが漏れないようにしてある。

【００４１】また、ガス供給ノズル５９は、一定の高さ
に固定されていて、かつ密着機構５０の図示左側からチ
ューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄの内部であって電極
５３、５４の直前まで突設配置されている。このガス供
給ノズル５９は、混合ガス供給装置６１に連通されてい
る。このガス供給ノズル５９は、図では円筒型をしてい
るが、偏平の平らな形状のものであってもよい。

【００４２】また、ニップロール部５６の図示右側に
は、両端切断機構５７が配設されている。この両端切断
機構５７は、チューブ状にされかつ処理を終了した被処
理物６５ｕ’、６５ｄ’の両端を切り裂いて、再び独立
した第１の被処理物６５ｕ’と第２の被処理物６５ｄ’
に分離できるようにするための機構である。

【００４３】この両端切断機構５７の右側には一対の補
助ローラ５８、５８が配置されており、第１の被処理物
６５ｕ’と第２の被処理物６５ｄ’を圧接し、両端切断
機構５７の機能を補助するようになっている。

【００４４】この補助ローラ５８、５８を通過した第１
の被処理物６５ｕ’と第２の被処理物６５ｄ’はそれぞ
れフィーダー部Ｒbu、Ｒbdに巻き取られるようになって
いる。このフィーダー部Ｒbu、Ｒbdは、駆動装置（図示
せず）により一定の回転速度で回転できるようになって
いる。

【００４５】電極５３、５４は高圧電源５５に接続され
ており、高圧電源５５から電力の供給を受けられるよう
になっている。

【００４６】このように構成された第２の実施の形態の
動作について説明する。被処理物６５ｕ、６５ｄは、フ
ィーダー部Ｒau、Ｒadから供給される。これら被処理物
６５ｕ、６５ｄは、密着機構５０において重ね合わされ
るとともに各被処理物６５ｕ、６５ｄの両端同士が密着
される。これにより、これら被処理物６５ｕ、６５ｄは
チューブ状に形成される。

【００４７】前記ガス供給ノズル５９からはヘリウムガ
スの単成分ガスまたはヘリウムガスを主成分とする混合
ガスの処理ガスがチューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄ
の内部に常に供給されている。この処理ガスは、第１の
実施の形態で使用したものと同一でよい。この処理ガス
がチューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄに供給されるこ
とにより、被処理物６５ｕ、６５ｄは図示のごとく所定
の幅に膨らんだ状態で電極５３、５４の間を通過する。

【００４８】また、電極５３、５４に高圧電源５５から
高電圧が印加されることにより、被処理物６５ｕ、６５
ｄの包摂する空間に処理ガスが満たされていることか
ら、被処理物６５ｕ、６５ｄの包摂する空間には安定し
たグロー放電プラズマが発生し、チューブ状の被処理物
６５ｕ、６５ｄの内側表面のみがグロー放電プラズマに
より処理されることになる。

【００４９】そして、処理が終わったチューブ状の被処
理物６５ｕ’、６５ｄ’は、ニップロール部５６を通
り、両端切断機構５７によりチューブ状の被処理物６５
ｕ’、６５ｄ’の両端部が切り取られた後、補助ローラ
５８を通過して、第１の被処理物６５ｕ’はフィーダー
部Ｒbuに、第２の被処理物６５ｄ’はフィーダー部Ｒbd
に、それぞれ巻き取られる。

【００５０】このような第２の実施の形態によれば、チ
ューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄを処理室５１内の電
極５３、５４の間を通過させ、単成分ガス又は混合ガス
の処理ガスを密着機構５０側からガス供給ノズル５９を
介してチューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄの内部に満
たし，電極５３、５４間に高電圧をかけることにより大
気圧プラズマ放電領域を被処理物６５ｕ、６５ｄの内部
の片面のみに発生させて、被処理物６５ｕ、６５ｄの片
面のみを大気圧プラズマ放電処理をすることができる。

【００５１】上記第２の実施の形態では、二つの被処理
物６５ｕ、６５ｄの両端を密着させてチューブ状の被処
理物６５ｕ、６５ｄとしていたが、これに代えて１枚の
被処理物６５を流れ方向に中心から折り、両端をチュー
ブ状に形成してもよい。この場合、ガス供給ノズル５９
の配置状態を重ね合わせる側から入れるようにする必要
がある。

【００５２】また、密着機構５０から電極５３、５４の
間にガイドベルトを配置し、被処理物６５ｕ、６５ｄの
端部同士を上記ガイドベルトで挟み込むことにより被処
理物６５ｕ、６５ｄのチューブ状にして、被処理物６５
ｕ、６５ｄで内包する空間を設けるようにしてもよい。
この場合には、ガイドベルトおよびガイドベルトを固定
する部材を、全て放電に影響しない誘電性素材のものと
する必要がある。

【００５３】さらに、上記実施の形態では、圧接機構部
は、ニップロール部５６がロールで被処理物６５ｕ、６
５ｄを圧接する方式としたが、これに限らず上記チュー
ブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄで内包する空間に充填さ
れた処理ガスが流出しないような構造であればどのよう
な構造であってもよい。例えばシールバーを設けてシー
ルすることにより、上記チューブ状の被処理物６５ｕ、
６５ｄで内包する空間に充填された処理ガスが流出する
のを防止してもよい。この場合、断続的にシールするこ
とになり、内面だけ表面処理した袋状の構造物を得るこ
とができる。

【００５４】〔第３の実施の形態〕図６は本発明の第３
の実施の形態を説明するための断面図である。この第３
の実施の形態は、第２の実施の形態における処理室５１
にも混合ガスを導入できるようにしたものである。した
がって、第２の実施の形態と同一構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００５５】すなわち、第３の実施の形態は、処理室５
１ａの一面にガス吸気口６７を、処理室５１ａの他面に
ガス排気口６８を、それぞれ設けたものであり、他の構
成は第２の実施の形態と全く同一構成としたものであ
る。この第３の実施の形態によれば、ガス吸気口６７と
ガス排気口６８とを利用して処理室５１ａの内部に、チ
ューブ状の被処理物６５ｕ、６５ｄの内包する雰囲気内
のガスとは組成の異なるガスを充満させることができ
る。このため、被処理物６５ｕ、６５ｄの表裏面を同時
に異なる表面処理を行うことができる。

【００５６】

【実施例】以下．本発明の具体的実施例を説明する。

【００５７】（実施例１〜４、比較例１）ガラスコーテ
ィングされた幅３００ｍｍ、長さ４００ｍｍの電極１
３、１４を備えた幅３５０ｍｍの１組の処理室１１、１
２を、電極間隔が５ｍｍとなるように設置し、その電極
の間を幅400mmの厚み２５μmの両面未処理延伸ポリエス
テルフィルムを20m／minの速度で通過させ、表側及び裏
側処理室１１、１２を表１に示すガスで満たして放電を
行い被処理物の表面処理を行った。周波数は５〔ｋＨ
ｚ〕、電圧は３〔ｋＶ〕、出力は１〔ｋＷ〕とした。

【００５８】ガス供給量及び排出量は片側の第１の処理
室１１あるいは第２の処理室１２当たり１０〔リットル
／分〕とした。

【００５９】実施例１、実施例４及び比較例１は片側の
第１の処理室１１または第２の処理室１２へはガス置換
を行わず、片面処理を行った。

【００６０】（比較例２）従来の処理装置を用いて幅４
００ｍｍ厚み２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム
を２０ｍ／ｍｉｎの速度で通過させ、表面処理を行っ
た。従来型の放電処理装置は、電極１０３の放電部分の
幅が６００ｍｍ、長さが４００ｍｍで、処理室１０１の
幅が７００ｍｍであった。電極１０３はガラスコーテン
グされ、電極１０３の間隔は５ｍｍとした。混合ガスは
処理室１０１上方から供給され、処理室１０１の下方か
ら排気される。電源１０４の電圧の周波数は５〔ｋＨ
ｚ〕、電圧は６〔ｋＶ〕、出力は２〔ｋＷ〕とした。処
理室１０１の内部を充満させるガスの供給量及び排出量
は４０〔リッ トル／分〕とした。ガス組成は，表１に
あるようにヘリウムガス１００％とした。

【００６１】（比較例３）ガス組成をヘリウム９５％、
酸素５％とした以外は、比較例２と同様な処理を行っ
た。

【００６２】（比較例４）従来型の放電処理装置を用い
ガス置換を行なわなかった以外は比較例２と同様の処理
を行なった。

【００６３】こうして得られた実施例１〜４、比較例１
〜４、合計８種類の被処理物の（ｉ）表側表面の水接触
角、（ii）裏側表面の水接触角を以下に示す試験方法に
従って測定、評価した結果を表２に示す。

【００６４】水接触角 … 被処理物の各表面の純水の
接触角を接触角計（協和界面科学株式会社製、ＣＡ−Ｚ
型）用いて測定した。単位は角度である。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】実施例１では表側処理室のみをガス充満さ
せることで、片面にのみ撥水性処理を行うことができ
た。

【００６８】実施例２では表側処理室で親水性処理を行
い同時に裏側処理室では撥水牲処理を行うことができ
た。

【００６９】実地例３では実施例２と違う添加ガスの組
み合わせで親水性処理と撥水性処理を同時に行うことが
できた。

【００７０】実施例４ではヘリウムガスとアルゴンガス
の混合ガスで片面処理を行うことができた。

【００７１】比較例１では，実施例４よりヘリウムガス
を減らしたためにグロー放電に乱れが生じ接触角の値も
ムラのある結果となった。比較例２では，従来のタイプ
の処理装置を用いたため、両面とも同じ処理結果となっ
た。

【００７２】比較例３でも従来のタイプの処理装置を用
いたため、表面とも親水性を示す結果となった。比較例
４では従来のタイプの処理装置を用い、ガス置換をしな
かったために、グロー放電できなかった。

【００７３】表１と表２から明らかなように．対向した
一組の電極間にシート状の被処理物を通し、被処理物の
片側のみをヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分
とする混合ガスで充満し、電極間に高電圧をかけて大気
圧プラズマ放電領域を被処理物の片面のみに発生させる
ことで、被処理物の片面のみを大気圧プラズマ放電処理
することかできた。

【００７４】また．対向した一組の電極間にシート状の
被処理物を通し、被処理物の片側をヘリウムガスあるい
はヘリウムガスを主成分とする混合ガスで充満し、反対
側をヘリウムガスあるいはヘリウムガスを主成分とする
反対側とは異なる組成の混合ガスで充満し、電極間に高
電圧をかけて被処理物の表裏面の周囲でそれぞれ異なる
ガス組成による大気圧プラズマ放電領域を発生させるこ
とで、被処理物の両面にそれぞれ親水牲と撥水性という
異なる大気圧プラズマ放電処理を施すことができた。

【００７５】さらにまた、第１．第２の発明の表面処理
方法で処理することにより、表面の特性が異なる被処理
物を同時に一度に処理することができた。

【００７６】（実施例５〜７）被処理基材として、３０
０mm幅の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
（２５μ）の、両端部分に１０mm幅で流れ方向にヒート
シールラッカーをパートコートしたフィルム２本を使用
し、図５における密着部５０で2枚の上記処理基材の両
端部同士をヒートシールすることにより、チューブ状と
し、誘電体で表面を覆った対向する電極５３、５４間に
通す。該チューブ状被処理基材６５u、６５ｄの内包す
る空間に、表３中の内側処理ガスの項に示す処理雰囲気
ガスを、表記の流量にて供給し、図５における処理室５
１内に、表３中の外側処理ガスの項に示す処理雰囲気ガ
スを、表記の流量にて供給した．5KHzの高周波電源によ
り上記電極間の該チューブ状被処理基材の包接する空間
でグロー放電プラズマを発生させ、或いは該チューブ状
被処理基材の内側と外側で異質のグロー放電プラズマを
発生させ、大気圧グロー放電プラズマ処理を施した。そ
の後ヒートシール部を両端切断機構５７で切り裂いて独
立した表面改質基材を得た。加工速度は２０m／分と
し、放電出力は1．5KWとした。放電状態を表3に示す。

【００７７】（比較例５）上記チューブ状被処理基材の
内包する空間に供給する処理雰囲気ガスを、表３中に記
載するように変更した以外は実施例５と同様に大気圧グ
ロー放電プラズマ処理を行い、表面改質基材を得た。放
電状態を表３に示す。

【００７８】（比較例６）被処理基材として、３００mm
幅の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（２
５μ）を使用し、図５に示す如き大気圧グロー放電プラ
ズマ処理装置を用いて、図５における処理室５１内を表
３中の外側処理ガスの項に示す処理雰囲気ガスを、表記
の流量にて満たし、５KHzの高周波電源により表面を覆
った対向する電極間にグロー放電プラズマを発生させ、
大気圧グロー放電プラズマ処理を施し、表面処理基材を
得た。加工速度は20m／分とし、放電出力は１．５KWと
した。放電状態を表３示す。

【００７９】（比較例７）比較例７として、表面改質し
ていない二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
（２５μ）を用いた。

【００８０】こうして得られた表面改質基材について、
表裏面の蒸留水の接触角、及び濡れ試験液による表面の
濡れ指数を測定した。結果を表４に示す。なお被処理基
材は、チューブ状に成型した際の内側表面をオモテ面、
外側表面をウラ面とした。

【００８１】

【表３】

【００８２】

【表４】

【００８３】以上から、本発明の実施例５、６では、オ
モテ面のみが効果的に表面改質されており、ウラ面には
全く影響がないのが分かる。また放電も安定しており、
均一に処理されていることが分かる。一方比較例５で
は、処理雰囲気ガス中に占めるヘリウムガスの濃度が50
％未満であるため、安定したグロー放電プラズマが得ら
れず、処理の均一性が低い。また比較例６ではオモテ
面、ウラ面ともに同様の特性を有する表面となり、表裏
面の表面特性を異にすることは出来ない。さらに本発明
の実施例７では、オモテ面を撥水性に、ウラ面を親水性
に同時に表面改質されていることが分かる。加えて本発
明の大気圧グロー放電プラズマ処理方法を用いること
で、高価な処理雰囲気ガスの使用量を大幅に抑えること
が出来ると言える。

【００８４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、対向した
一組の電極間にシート状の被処理物を通し．被処理物の
片側のみをヘリウムあるいはヘリウムガスを主成分とす
る雰囲気ガスで充満し，電極間に高電圧をかけて大気圧
プラズマ放電領域を被処理物の片面のみに発生させるこ
とで、被処理物の片面のみを大気圧プラズマ放電処理す
ることかできる。

【００８５】請求項２記載の発明によれば、対向した電
極間に平らな被処理物を通し、該被処理物の片側をヘリ
ウムあるいはヘリウムガスを主成分とする雰囲気ガスで
満たし、かつ反対側をヘリウムあるいはヘリウムガスを
主成分とする反対側とは異なる組成の雰囲気ガスで満た
し、電極間に高電圧をかけて該被処理面の表裏面をそれ
ぞれ異なるガス組成による大気圧プラズマ放電で処理す
ることができるので、被処理物の両面にそれぞれ親水牲
と撥水性という異なる大気圧プラズマ放電処理を施すこ
とができる。

【００８６】請求項３記載の発明によれば、対向する電
極間にチューブ状とした被処理物を通過させ、当該チュ
ーブ状の被処理物の内包する空間をヘリウムあるいはヘ
リウムガスを主成分とする雰囲気ガスで充満し、前記電
極間に高電圧をかけて上記チューブ状の被処理物の内部
空間表面をガス組成による大気圧プラズマ放電で処理す
ることにより、被処理物の片面のみを大気圧プラズマ放
電処理することかできる。

【００８７】請求項４記載の発明によれば、対向する電
極間にチューブ状とした被処理物を通過させ、当該チュ
ーブ状の被処理物の内包する空間内をヘリウムあるいは
ヘリウムガスを主成分とする雰囲気ガスで充満し、かつ
前記チューブ体の外雰囲気を前記チューブ体の内包する
空間を充満する雰囲気ガスとは異なる組成の雰囲気ガス
で満たし、上記チューブ体内空間あるいは外側表面を各
ガス組成により大気圧プラズマ放電で処理することがで
きるので、被処理物の両面にそれぞれ親水牲と撥水性と
いう異なる大気圧プラズマ放電処理を施すことができ
た。

【００８８】請求項７記載の発明によれば、第１の処理
室および第２の処理室の一方あるいは双方に設けたガス
吸排気口により、第１の処理室、第２の処理室の双方に
組成の異なる雰囲気ガスを充満させるようにできるの
で、被処理物の両面にそれぞれ親水牲と撥水性という異
なる大気圧プラズマ放電処理を施すことがでる。

【００８９】請求項８記載の発明によれば、重ね合わさ
れた被処理物の両端を接合してチューブ状の被処理物と
する密着機構と、この密着機構で密着された被処理物を
通し、内部空間を有する立体にチューブ状の被処理物が
通過可能な被処理物通過口を設けてなる処理室と、前記
処理室処理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向さ
せてそれぞれ配置した電極と、前記各電極を通過したチ
ューブ状の被処理物を圧接するニップロール部と、前記
密着機構側からチューブ状の被処理物内部に突設してな
るガス供給ノズルと、前記ロール部を通過したチューブ
状の被処理物の両端接合部を切断する切断機構とを備え
たので、被処理物の片面のみをプラズマ処理することが
できる。

【００９０】請求項９記載の発明によれば、重ね合わさ
れた被処理物の両端を接合してチューブ状の被処理物と
する密着機構と、この密着機構で密着された被処理物を
通し、内部空間を有する立体にチューブ状の被処理物が
通過可能な被処理物通過口を設けてなる処理室と、前記
処理室処理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向さ
せてそれぞれ配置した電極と、前記各電極を通過したチ
ューブ状の被処理物を圧着するニップロール部と、前記
密着機構側からチューブ状の被処理物内部に突設してな
るガス供給ノズルと、前記処理室処理室に設けたガス吸
排気口と、前記ロール部を通過したチューブ状の被処理
物の両端接合部を切断する切断機構とを備えたので、被
処理物の両面をプラズマ処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図２】同第１の実施の形態を示す横断面図である。

【図３】同第１の実施の形態を示す縦断面図である。

【図４】同第２の実施の形態を示す斜視図である。

【図５】同第２の実施の形態を示す横断面図である。

【図６】同第３の実施の形態を示す横断面図である。

【図７】従来装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 第１の処理室 １２ 第２の処理室 １３、１４ 電極 １５ 高圧電源 １７、１８、６７ ガス吸気口 １９、２０、６８ ガス排気口 ２１、２２ ガス供給装置 ２３、２４ 排ガス処理装置 ２５ 被処理物 ２６ 被処理物通過路 ５１、５１ａ 処理室 ５３、５４ 電極 ５５ 高圧電源 ５６ ニップロール部 ５７ 両端切断機構 ５８ 補助ローラ ５９ ガス供給ノズル ６０ 被処理物通過口 ６５ｕ、６５ｄ 被処理物

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向した電極間に平らな被処理物を通し、
   該被処理物の一方の側のみをヘリウムガス又はヘリウム
   ガスを主成分とする混合ガスの雰囲気ガスで満たし、電
   極間に高電圧をかけて大気圧プラズマ放電領域を前記被
   処理物の一方の側の表面のみに発生させ、該被処理物の
   一方の側の表面のみを雰囲気ガスによる大気圧プラズマ
   放電で処理することを特徴とする表面処理方法。
2. 【請求項２】対向した電極間に平らな被処理物を通し、
   該被処理物の一方の側をヘリウムガス又はヘリウムガス
   を主成分とする混合ガスの雰囲気ガスで満たし、かつ前
   記被処理物の他方の側をヘリウムガス又はヘリウムガス
   を主成分とする混合ガスであって前記一方の側とは異な
   るガス組成の雰囲気ガスで満たし、電極間に高電圧をか
   けて該被処理面の表裏面をそれぞれ異なるガス組成の雰
   囲気ガスによる大気圧プラズマ放電で処理することを特
   徴とする表面処理方法。
3. 【請求項３】対向する電極間にチューブ状の被処理物を
   通過させ、当該チューブ状の被処理物の内側空間をヘリ
   ウムガス又はヘリウムガスを主成分とする混合ガスの雰
   囲気ガスで満たし、前記電極間に高電圧をかけて上記チ
   ューブ状の被処理物の内側表面を雰囲気ガスによる大気
   圧プラズマ放電で処理することを特徴とする表面処理方
   法。
4. 【請求項４】対向する電極間にチューブ状の被処理物を
   通過させ、当該チューブ状の被処理物の内側空間をヘリ
   ウムガス又はヘリウムガスを主成分とする混合ガスの雰
   囲気ガスで満たし、かつ前記チューブ状の被処理物の外
   側雰囲気の少なくとも一方を前記チューブ状の被処理物
   の内側空間を満たしている雰囲気ガスとは異なる組成の
   雰囲気ガスで満たし、前記チューブ状の被処理物の内側
   表面と外側表面をそれぞれ異なるガス組成の雰囲気ガス
   により大気圧プラズマ放電で処理することを特徴とする
   表面処理方法。
5. 【請求項５】前記雰囲気ガスは、ヘリウムガス１００〜
   ５０体積％とアルゴンガス０〜５０体積％と０〜５体積
   ％の添加ガスからなる単成分ガス又は混合ガスであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つ
   に記載の表面処理方法。
6. 【請求項６】請求項１ないし５記載のいずれか一つに記
   載の表面処理方法で処理されたことを特徴とする被処理
   物。
7. 【請求項７】対向して設けた一組の電極間に平らな被処
   理物を通過可能とし、前記平らな被処理物を雰囲気ガス
   の雰囲気にさらしつつ当該電極間に高電圧をかけてプラ
   ズマ放電領域を発生させて前記被処理物を処理する表面
   処理装置において、 内部空間を有しかつ一面に開放面を有する二つの立体の
   開放面同士を、平らな被処理物が通過可能な間隔にて対
   向させて被処理物通過路とし、この被処理物通過路を前
   記被処理物が通過することにより区画される第１の処理
   室および第２の処理室と、 前記第１の処理室、第２の処理室処理室の一方あるいは
   双方に設けたガス吸排気口と、 前記第１の処理室、第２の処理室の内部で前記被処理物
   通過路に対向させてそれぞれ配置した電極とを備えたこ
   とを特徴とする表面処理装置。
8. 【請求項８】対向して設けた一組の電極間に平らな被処
   理物を通過可能とし、前記平らな被処理物を雰囲気ガス
   の雰囲気にさらしつつ当該電極間に高電圧をかけてプラ
   ズマ放電領域を発生させて前記被処理物を処理する表面
   処理装置において、 重ね合わされた被処理物の両端を接合してチューブ状の
   被処理物とする密着機構と、 この密着機構で密着された被処理物を通し、内部空間を
   有する立体にチューブ状の被処理物が通過可能な被処理
   物通過口を設けてなる処理室と、 前記処理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向させ
   てそれぞれ配置した電極と、 前記各電極を通過したチューブ状の被処理物を圧接する
   圧接機構部と、 前記密着機構側からチューブ状の被処理物内部に突設し
   てなるガス供給ノズルと、 前記ロール部を通過したチューブ状の被処理物の両端接
   合部を切断する切断機構とを備えたことを特徴とする表
   面処理装置。
9. 【請求項９】対向して設けた一組の電極間に平らな被処
   理物を通過可能とし、前記平らな被処理物を雰囲気ガス
   の雰囲気にさらしつつ当該電極間に高電圧をかけてプラ
   ズマ放電領域を発生させて前記被処理物を処理する表面
   処理装置において、 重ね合わされた被処理物の両端を接合してチューブ状の
   被処理物とする密着機構と、 この密着機構で密着された被処理物を通し、内部空間を
   有する立体にチューブ状の被処理物が通過可能な被処理
   物通過口を設けてなる処理室と、 前記処理室の内部で前記被処理物が通る通路に対向させ
   てそれぞれ配置した電極と、 前記各電極を通過したチューブ状の被処理物を圧着する
   圧接機構部と、 前記密着機構側からチューブ状の被処理物内部に突設し
   てなるガス供給ノズルと、 前記処理室に設けたガス吸排気口と、 前記ロール部を通過したチューブ状の被処理物の両端接
   合部を切断する切断機構とを備えたことを特徴とする表
   面処理装置。