JP6276670B2 - 大気圧プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
そして、大気圧プラズマ処理装置は、チャンバを構成し、チャンバの搬送方向上流側の壁である上流壁を有するチャンバ構成部材を備えることができる。バリアは、第2電極よりも搬送方向上流側に延出した延出部を有し、当該延出部は、シートに対面する面と反対側がチャンバ内に面し、搬送方向上流側の端部が、上流壁との間で送出口となる隙間を形成する。上流壁は、延出部よりも第1電極側に突出して上流側シール部を構成しており、チャンバ内に面する第1壁面と、上流側シール部の搬送方向下流側の第2壁面とを有する。上流壁は、第1壁面から第2壁面までが、同一平面上にある。
図1に示すように、大気圧プラズマ処理装置1は、帯状のシートSを連続的に表面処理する装置であり、第1電極11と、第2電極12と、バリア13と、電源装置15と、第1電極11とバリア13の間にプラズマ励起ガスを供給するガス供給装置2とを備えて構成されている。また、ガス供給装置2は、チャンバ構成部材20と、ガス供給源30とを有して構成されている。
図1に示すように、第1電極11に、処理対象となる長尺のシートSを巻き掛け、第1電極11を回転させながら、電源装置15により、第1電極11と第2電極12の間に交流電圧を印加する。すると、第1電極11と第2電極12の間のプラズマ放電部18においてグロー放電プラズマが発生し、シートSの表面処理がなされる。
例えば、図4に示した大気圧プラズマ処理装置1Bのように、1つの第1電極11に対して複数、例えば3組の第2電極12、バリア13、チャンバCなどを設けて、シートSに対して複数箇所のプラズマ放電部18を通過させ、複数回プラズマ処理をしてもよい。このようにすれば、より高速で均一にシートSを表面処理することができる。なお、図4では、第2電極12などを3組ずつ設けたが、必要に応じて2組ずつとしてもよいし、4組以上としてもよい。
材質:ポリエチレンテレフタレート(富士フイルム株式会社製 フジペット)
厚さ:125μm
投入電力 :190W
電極幅(プラズマ放電幅):180mm
窒素ガス流量 :19.8L/分
酸素ガス流量 :0.2L/分
処理速度 :20m/分または50m/分
バリアとシートの距離 :0.5mm
測定器 :ポータブル接触角計PCA−1(協和界面科学株式会社製)
測定位置:シートの幅方向中央位置および中央から幅方向に60mmの位置の計3カ所
なお、未処理状態のプラスチックシートの水接触角は62°であった。
測定器 :高機能型ジルコニア式酸素濃度計LC−860
(東レエンジニアリング株式会社製)
測定位置:シール隙間の下流側(実施例 図3の位置P1、比較例 図5の位置P2)
図6に示すように、処理速度が20m/分と50m/分のいずれの場合においても、比較例1,2よりも実施例1〜4の方が、酸素濃度が低かった。特に、シール隙間が0.3mmの実施例1,3においては、シール隙間が11mmの実施例2,4よりも酸素濃度が低く、シートに同伴する空気を効果的に遮断できることが確認された。
2 ガス供給装置
11 第1電極
12 第2電極
13 バリア
15 電源装置
18 プラズマ放電部
20 チャンバ構成部材
21 上流壁
21A 上流側シール部
23 側壁
23A サイドシール部
25 チャンバ内空間
27A 隙間
27B 隙間
28 供給口
29 送出口
30 ガス供給源
A1 回転軸線
C チャンバ
S シート
Claims (12)
- 帯状のシートを連続的に表面処理する大気圧プラズマ処理装置であって、
外周面に前記シートが巻き掛けられ、回転するように構成されたローラ形状の第1電極と、
前記第1電極と対向する第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極の間で前記第2電極に接して設けられた誘電体からなる平板状のバリアと、
前記第1電極と前記バリアの間にプラズマ励起ガスを供給するガス供給装置とを備え、
前記ガス供給装置は、
前記第2電極の前記シートの搬送方向上流側で前記バリアと連続して設けられるチャンバと、
前記プラズマ励起ガスを供給するガス供給源と、
前記チャンバに設けられ、前記ガス供給源が接続される供給口と、
前記チャンバ内から前記シートに向けて前記プラズマ励起ガスを送り出すための、前記第1電極の回転軸線方向に延びるスリット状の送出口と、
前記送出口よりも前記搬送方向上流側で前記チャンバから前記第1電極に向けて延出し、前記シートに対し隙間を介して対向する上流側シール部と、
前記送出口よりも前記回転軸線方向外側で前記チャンバから前記第1電極に向けて延出し、前記シートに対し隙間を介して対向するサイドシール部と、
前記チャンバを構成し、前記チャンバの前記搬送方向上流側の壁である上流壁を有するチャンバ構成部材と、
を備え、
前記バリアは、前記第2電極よりも前記搬送方向上流側に延出した延出部を有し、当該延出部は、前記シートに対面する面と反対側が前記チャンバ内に面し、前記搬送方向上流側の端部が、前記上流壁との間で前記送出口となる隙間を形成し、
前記上流壁は、前記延出部よりも前記第1電極側に突出して前記上流側シール部を構成しており、前記チャンバ内に面する第1壁面と、前記上流側シール部の前記搬送方向下流側の第2壁面とを有し、
前記上流壁は、前記第1壁面から前記第2壁面までが、同一平面上にあることを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。 - 前記上流側シール部と前記シートとの距離は、前記バリアと前記シートとの距離よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記送出口の前記搬送方向における大きさは、前記チャンバ内の空間の前記搬送方向における大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記供給口は前記チャンバの内壁面に対面していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記上流側シール部と前記シートの間の隙間は、0.05〜5mmであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記供給口の前記搬送方向における大きさは、前記チャンバ内の空間の前記搬送方向における大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記バリアと前記シートの距離は0.1〜5mmであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記バリアと前記第1電極の間のプラズマ放電部における前記プラズマ励起ガスの流速は、1〜5m/sであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記ガス供給源は、前記上流側シール部と前記シートの間から前記プラズマ励起ガスが前記搬送方向上流側に漏れるようにガス供給圧が調整されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記搬送方向における前記送出口と前記第2電極との距離は、20〜60mmであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記搬送方向における前記第2電極の大きさは、10〜30mmであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
- 前記第1電極は、50m/分以上の周速で回転するように構成されたことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の大気圧プラズマ処理装置。
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