JPS62294437A

JPS62294437A - シ−ト状物のプラズマ処理装置

Info

Publication number: JPS62294437A
Application number: JP13557986A
Authority: JP
Inventors: Motoyasu Koyama; 小山　元靖; Hideaki Teraoka; 寺岡　英朗; Takao Akagi; 赤木　孝夫; Shinji Yamaguchi; 新司山口; Itsuki Sakamoto; 逸樹坂本; Akira Nanba; 難波　明; Isao Okagaki; 岡垣　勲
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1987-12-21
Also published as: JPH0527455B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野］この発明は、シート状物のプラズマ処理装置、詳しくは
、プラズマ雰囲気にある真空容器内で、回転するドラム
形状の放電電極の外周面にシート状物を沿わせて、低温
プラズマ処理する装置に関するものである。

［従来の技術］近年、プラズマ処理は、たとえばプラスチックフィルム
、布帛などのシート状物の化学的、物理的、力学的、光
学的もしくは電気的性質または表面構造を改善する処理
方法として注目されている。つまり、プラズマ処理によ
って、シート状物の接着性、庁擦特性、風合、光沢もし
くは染色堅牢度を向」−させ、または帯電防止９表面硬
化、粗面化、ブロッキング防止もしくは染色物の濃色化
を図り得ることが知られている（たとえば、特開昭５７
−１８７３７号公報、特開昭６０−１４９４４１号公報
参照）。

この種のシート状物のプラズマ処理装置は、従来より、
真空容器を貫通する回転軸に固定Ｓれたドラム形状の放
電電極と、これに対向する棒状の放電電極とを真空容器
内に設けている。そして、たとえば、真空容器を−に記
両放電電極が接続される電気回路から、絶縁することに
よって、両放電電極から真空容器へのプラズマ放電を防
１トして、電力の浪費を防止している。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、従来は、ドラム形状の放電電極が直接回転軸
に固定されているから、回転軸も充′屯された状態にな
っていた。このため、回転軸に対しても棒状の放電電極
からのプラズマの放電がなされるので、電力の浪費を招
く。

また、シート状物のプラズマ処理装置は、処理を施すシ
ート状物の幅が広いことなどから、一般にその設備が大
がかりになるので、これが工業的に採用されるためには
、大きな設り１１費に見合う処理能力を備える必要があ
る。つまり、元々、プラズマ雰囲気を作るプラズマ処理
装置の大きな入力を、さらに増大させて、プラズマ密度
を上昇させることによって、処理能力を向上する必要が
ある。しかし、電気抵抗が小さいプラズマ雰囲気にある
真空容器内では、上記入力を大きくしていった場合、真
空容器内の互いに絶縁された放電用の電気回路と真空容
器との間に、局所的に大きな電気的不均一が生じ、この
ため、狭い隅部、たとえば、真空容器を貫通する回転軸
と、この回転軸に近接する真空容器との間の部分が絶縁
不十分となり、真空容器内に電流が流れ、真空容器内壁
が発光して、やがて瞬時的な異常なアーク放電を生じる
。したがって、プラズマの放電状態が不安定になり、連
続運転ができない。

この発明は−に記従来の問題に鑑みてなされたもので、
大電力を流した状態で連続運転が可能で、しかも電力の
浪費を防止した、つまり、工業的に利用し得るシート状
物のプラズマ処理装置を提供することを目的としている
。

［問題点を解決するための手段Ｊ −に記目的を達成するために、この発明のシート状物の
プラズマ処理装置は、まず、真空容器が、ドラム形状の
第１の放電電極と、これに対向する第２の放電電極とを
接続する電気回路から絶縁されている。上記第１の放電
電極におけるドラムの円筒部と、真空容器を貫通する回
転軸との間には、絶縁部材が介装されている。

［作用］この発明によれば、真空容器が電気回路から絶縁されて
いるから、プラズマが真空容器に放電するロスを防止し
得る。また、回転軸と円筒部との間に絶縁部材が介装さ
れているから、回転軸全体が第１の放電電極から絶縁さ
れているので、第２の放電電極から回転軸に対してプラ
ズマ放電が生じるおそれがない。

また、回転軸が第１の放電電極から絶縁され、かつ真空
容器が電気回路から絶縁されているので、たとえば、回
転軸が貫通する真空容器と回転軸の貫通部との間の部分
、つまり狭い隅部が絶縁不１−分となるおそれがないの
で、ここに異常なアーク放電の生じるおそれがない。

［実施例］以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

この発明の第１の実施例を示す第１図において、真空容
器１内には、ドラム形状のドラム電極（第１の放電電極
）２と、このドラム電極２に対向する多数の体電極（第
２の放電電極）３とが、平行に設置されている。これら
再放電電極２゜３間には、交流電源４から、トランス５
ならびに上記再放電電極２，３を接続する電気回路６を
介して電圧が付加されている。

上記真空容器１は、ステンレス製で、プラズマ処Ｊｌｌ
！ガスがＪｉ１人されたガス容器７、ならびに、真空容
器１内を真空にするための真空排気装置８により、内部
が極く低圧のプラズマ処理ガスで充填された状ｍ；に保
たれている。この真空容器１の両側には、巻出機１１お
よび巻取機１３がそれぞれ内部に設置された他の真空容
器ＩＡおよびｌＢがフランジ接合されている。Ａはシー
ト状物で、巻出機１】から、多数のガイドロール１２に
ガイドされ、回転駆動されているドラム電極２の外周面
に沿って、巻取機１３に巻き取られる。つまり、巻出機
１１のシート状物Ａは、プラズマ雰囲気に保持された真
空容器１内のドラム電極２−１−で連続的に低温プラズ
マ処理されて、巻取機１３に巻き取られる。

第２図において、１−記ドラム電極２には、蒸留水また
はシリコンオイルなどの導電性の小さい冷却媒体が流通
する水ジャケット（冷却通路）２ａが、ドラムの円筒部
２Ｃに設げられている。

このドラム電極２の両側壁部２ｂは、内側へ球面状に曲
成され、その中心部で、絶縁部材１４゜１５および継手
１６を介して回転軸１７に固定されている。上記絶縁部
材１４は、断面コの字状の円環で、耐候性に優れた、た
とえばグラスライニングからなる。一方、上記絶縁部材
１５は円環状で、たとえばポリカーボネイト製である。

３０はゴムリングで、ドラム電極２の側壁部２ｂに設け
られた環状溝に配設され、ドラム電極２と、継手１６に
ライニングされた絶縁部材１４との間をシールしている
。３１はゴムリングで、継手１６に設けられた環状溝に
配設され、継手１６と回転軸１７との間をシールしてい
る。なお、継手１６と絶縁部材１４との間は、絶縁部材
１４が継手１６にライニングされたものであるから、シ
ールされている。したがって、ドラム電極２の内部空間
２ｄは、真空容器１の内部空間１ａに対してシールされ
ている。

−に配回転軸１７は、真空容器１の外部に設けられたモ
ータ（図示せず）により駆動され、その真空容器１を貫
通する貫通部１７ａ、ならびに、左端部１７ｂにおいて
、それぞれ軸受部１８および１９のベアリング１８ａお
よび１９ａを介して、真空容器１に軸支されている。つ
まり、回転軸１７は、ドラム電極２を貫通し、このドラ
ム電極２の両側壁部２ｂ　、２ｂから突出し、この両側
の突出している部分において軸支されている。

１８ｂはメカニカルシールで、上記軸受部１８に設けら
れ、真空容器ｌの内部空間１ａを大気に対してシールし
ている。

］１記回転＋ｈ１７には、その右端部１７ｄからドラム
電極２の内部空間２ｄに開（１する２木の長孔１７ｃが
設けられている。この長孔１７ｃには、フッ素樹脂から
なる絶縁部材２６を外周面に設けた鋼管２０が、第３図
のように、若干の隙間１７ｅを有して挿入されている。

上記鋼管２０は、その内部である冷却通路２０ａを冷却
媒体が流れ、第２図のフレキシブルチューブ２１を介し
て水ジャケラ）２ａに直列に連通している。

第３図の３２はガス継手で、回転軸１７に穿設された小
孔１７ｆ、ならびに、長孔１７ｃの隙間１７ｅを介して
、第１図のガス容器７内のプラズマ処理ガスを、第２図
のドラム電極２の内部空間２ｄに供給するためのもので
ある。なお、長孔１７ｃは回転軸１７の右端部１７ｄに
おいて、第３図のように、ゴムリング３３で大気に対し
てシールされている。つまり、第２図のドラム電極２の
内部空間２ｄは、プラズマ処理ガスが充填され、真空容
器１の内部空間１ａよりも高い圧力に保持されている。

上記多数の棒′Ｑ！極３は、その両端３ａが一対の支持
部材２２に固定されている。この支持部材２２は碍子２
３を介して真空容器１に支持されている。

上記電気回路６の一方は、真空容器１を電気回路６から
絶縁する導入端子６ａを介して真空容器１内に挿入され
、Ｊｉ＃電極３に接続されている。他方は、スリップリ
ング２５、銅管２０および導線２７などを介してドラム
電極２に接続されている。つまり、真空容器１は電気回
路６から電気的に絶縁され、また、アースされた接地状
態に保たれている。なお、電気回路６および再放電電極
２．３は非接地状態に保たれて、真空容器１と厳格に絶
縁されている。

上記椙成において、この発明は、真空容器１が電気回路
６から絶縁されているから、棒電極３から真空容器１に
プラズマが放電するおそれがないので、電力の浪費を防
止し得る。また、ドラム電極２の円筒部２Ｃと回転軸１
７との間に絶縁部材１４．１５を介装して、両者？、１
７を絶縁している。つまり、回転軸１７がドラム電極２
から絶縁されているから、棒電極３から回転軸１７にプ
ラズマが放電するおそれがないので、電力の浪費を防止
し得る。

また、上記のように、回転軸１７がドラム電極２から絶
縁され、かつ真空容器１が電気回路６から絶縁されてい
るので、回転軸１７の貫通部１７ａと、これに近接する
真空容器１の軸受部１８との間の部分、つまり狭い間部
が絶縁不十分になるおそれがない。したがって、真空容
器内壁で異常なアーク放電の生じるおそれがないから、
連続的な運転を図り得る。また、真空容器ｌから外部へ
突出する回転軸１７が充電されていない状態に保持され
ているから、作業者が感電するおそれがない。

また、上記のように、回転軸１７が充電されていないか
ら、プラズマ雰囲気にさらされ、かつ複雑な構造である
メカニカルシール１８ｂにおいて、アーク放電が生じる
おそれがない。したがって、長期連続運転に酎え得る。

また、ベアリング１９ａにおいても、同様に、アーク放
電が生じるおそれがないので、ベアリング１９ａをプラ
ズマ雰囲気にある真空容器ｌ内に設けることができる。

したがって、重いドラム電極２を回転軸１７を介してそ
の両側のベアリング１８ａ、１９ａで支持し得るので、
回転軸１７の径小化、ベアリング１８ａ、１９ａの小型
化などを図り得る。

ところで、この実施例では、ドラム電極２の内部空間２
ｄが、ゴムリング３０．３１によって。

真空容器１の内部空間１ａからシールされている。ここ
で、−に記ドラム電極２の内部空間２ｄが、ガス継手３
２などを介して、真空容器１の内部空間１ａよりも高い
圧力に保持されている。したがって、内部空間１ａのプ
ラズマガスが内部空間２ｄに入り込むことがないので、
この内部空間ｚｄ内でのプラズマ放電を引き起すおそれ
がないから、プラズマ放電が安定する。また、プラズマ
処理ガスをガス容器７（第１図参照）から、内部空間２
ｄに導入した場合には、内部空間２ｄから内部空間１ａ
に漏れるガスによって、真空容器１内のプラズマ処理ガ
スの純度が低下するおそれがない。なお、内部空間２ｄ
を回転軸１７の第３図の小孔１７ｆを介して大気に接続
することも可能である。

ところで、プラズマ雰囲気にさらされる第２図の絶縁部
材１４は、耐候性に優れたグラスライニングであるから
、低温プラズマ処理されたり、または、アーク放電によ
り変質するおそれがない。

したがって絶縁部材１４自体がイ莞されたり、または、
真空容器ｌ内で不純ガスの発生するおそれがない、なお
、絶縁部材１４としては、グラスライニングの他に、セ
ラミックス、ファインセラミックスまたは耐熱性、耐紫
外線性もしくは耐電子線性プラスチックを単独で、ある
いは、組合せて用いることもできる。

第４図はこの発明の第２の実施例を示す。

この実施例の場合ドラム電極２の円筒部２ｃは、中央に
孔を設けた平板状の絶縁部旧４０を介して１回転軸１７
に固定されている。このドラム電極２は、その側面部２
ｅに絶縁部材４１が、第５図のように、ポルト４２によ
り固定ｙれ、この絶縁部材４１の座グリ孔４１ａに絶縁
キャップ４３が嵌め込まれて、上記側面部２ｅが絶縁部
材４１でおおわれている。上記ドラム電極２の内部空間
２ｄは、絶縁部材４０、ゴムリング３０．３１などによ
って、真空容器１の内部空間ｌａおよび大気から完全に
密閉されている。

第４図において、回転軸１７には、長孔１７ｇが設けら
れ、この長孔１７ｇ内にパイプ１７ｈが挿入され、パイ
プ１７ｈの内側および外側に冷却媒体の流通する冷却通
路４４．４５が設けられている６４６は短管（配管材料
）で、たとえばゴムなどの絶縁体からなり、上記冷却通
路４４．４５を水ジャケラ）２ａに連通させている。

なお、この実施例では、スリップリング２５が真空容器
１内に設けられ、このスリップリング２５が導線４７を
介してドラム電極２の側面部２ｅの一部に接続されてい
る。その他の構造は第１の実施例と同様であり、同一部
分もしくは相当部分に同一符号を附して、その詳しい説
明を省略する。

この実施例によれば、ドラム電極２の側面部２ｅが絶縁
部材４１でおおわれているから、−に記側面部２ｅへの
不必要なプラズマ放電が防止される。また、これにより
、ドラム電極２の両側面部２ｅ近傍におけるＡ温を防止
し得るから、シート状物を全面に亙って均一にプラズマ
処理し得る。

また、絶縁体からなる短管４６を介して、水ジャケラ）
２ａが冷却通路４４．４５に連通しているから、ドラム
電極２から冷却媒体を通して回転軸１７へ流れる電流が
小さくなるので、回転軸１７をドラム電極２から、より
厳格に絶縁し得る。

また、ドラム電極２の内部空間２ｄは、ドラム電極２が
大気［１１で組立てられるので、大気で満たされており
、プラズマ雰囲気でないから、この内部重量２ｄでの局
部的な発光が減退し、プラズマ放電が安定化する。

なお、第２図の第２の実施例についても、第６図のよう
に、ドラム電極２の側面部２ｅを絶縁部材４１でおおう
ことができる。

第７図はこの発明が適用される他のシート状物のプラズ
マ処理装置を示す。この図において、９．１０は予備真
空室で、複数のシールロール（図示せず）とシール室（
図示せず）とをシート状物Ａの走行方向に設け、上記シ
ール室内を真空吸引することによって、大気圧より段階
的に圧力を減じて、真空容器１内を所定圧力に保持する
のを助ける。

なお、図示していないが、第１図の巻出機１１および巻
取機１３を両電極２，３とともに、真空容器ｌ内に配設
したものについてもこの発明は適用される。

［発明の効果］以」二説明したように、この発明によれば、大きな電力
を消費するシート状物のプラズマ処理装置における電力
の浪費を防止し得るとともに、異常なアーク放電を防止
し得るので、上記処理装４が工業的な処理能力を得ると
ともに、これの連続運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す概略構成図、第
２図は第１図の縦断面図、第３図は回転軸を明示する右
端部の縦断面図、第４図は第２の実施例を示す縦断面図
、第５図はドラム電極の側面をおおう絶縁部材の取伯方
法を示す断面図、第６図は第２図のドラム電極にその側
面をおおう絶縁部材を取り付けた縦断面図、第７図はこ
の発明が適用される他のシート状物のプラズマ処理装置
の概略構成図である。１・・・真空容器、１ａ・・・内部空間、２・・・第１
の放電ｒＬ極（ドラム電極）、２ａ・・・冷却通路（水
ジャケラ））、２ｂ・・・側壁部、２Ｃ・・・円筒部、
２ｄ・・・内部空間、２ｅ・・・側面部、３・・・第２
の放電電極（Ｓ電極）、６・・・電気回路、７・・・ガ
ス供給源（ガス容器）、１４，１５．４０・・・絶縁部
材、１７・・・回転軸、１７ａ、１７ｂ・・・突出部（
貫通部、左端部）、４１・・・絶縁部材、４４．４５・
・・冷却通路、４６・・・配管材料（短管）、Ａ・・・
シート状物。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器を貫通する回転軸に固定されて回転し、
その外周面にシート状物を沿わせるドラム形状の第１の
放電電極と、この第１の放電電極に対向する第２の放電
電極とを真空容器の内部に設けたシート状物のプラズマ
処理装置であって、上記真空容器が上記両放電電極を接
続する電気回路から電気的に絶縁され、上記第１の放電
電極におけるドラムの円筒部と上記回転軸との間に絶縁
部材が介装されているシート状物のプラズマ処理装置。
（２）上記第１の放電電極は、そのドラムの内部空間が
プラズマ処理ガスを含むガス供給源に連結されて、上記
真空容器の内部空間の圧力よりも高い圧力に保持されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシー
ト状物のプラズマ処理装置。
（３）上記第１の放電電極は、そのドラムの内部空間が
大気に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のシート状物のプラズマ処理装置。
（４）上記第１の放電電極は、そのドラムの内部空間が
密閉されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のシート状物のプラズマ処理装置。
（５）上記第１の放電電極が冷却媒体の流通する冷却通
路を備え、この冷却通路が、上記回転軸の内部に設けら
れた冷却通路に、絶縁体からなる配管材料を介して連通
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のシート状物のプラズマ処理装置。
（６）上記第１の放電電極は、その側面部が絶縁部材で
おおわれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のシート状物のプラズマ処理装置。
（７）上記回転軸は、上記第１の放電電極を貫通して、
この第１の放電電極の両側壁部から突出し、この両側の
突出部においてそれぞれ軸支されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のシート状物のプラズマ処
理装置。