JPH0357146B2

JPH0357146B2 -

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Publication number: JPH0357146B2
Application number: JP15016686A
Authority: JP
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1991-08-30
Also published as: JPS636030A

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、たとえばプラスチツク
フイルム、布棉などのシート状物の科学的、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、プラズマ処理によつて、シート状物
の接着性、摩擦特性、風合、光沢もしくは染色堅
牢度を向上させ、または帯電防止、表面硬化、粗
面化、ブロツ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された
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。上記大き
なドラム形状の放電電極を回転させる回転軸を、
この放電電極の両側で軸支することによつて、回
転軸への負担を軽減している。また、回転してい
るこの放電電極に通電するために、この放電電極
と一体の回転軸が充電状態になつている。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、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、大きな設備費に見合
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
させることによつて、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
つた場合、真空容器内の充電状態にある回転軸
と、この回転軸の軸受との間に、大きな電気的不
均一が生じ、複雑な形状の軸受の部分が発光し
て、やがて瞬時的な異常なアーク放電を生じる。
したがつて、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。

この発明は上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な、
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］上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、真空容器内に設けら
れた軸受の軸受箱にシール機構が設けられ、この
シール機構が軸受箱の内部空間を真空容器内の低
温プラズマ雰囲気から遮断している。

［作用］この発明によれば、軸受箱の内部空間は真空容
器内の低温プラズマ雰囲気から遮断されているの
で、プラズマ雰囲気になるおそれがない。したが
つて、軸受箱内の回転軸を軸支する複雑な形状の
軸受での異常なアーク放電を引き起すおそれが少
ない。

［実施例］以下この発明の実施例を図面にしたがつて説明
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
向する多数の棒電極（第２の放電電極）３とが、
平行に設置されている。これら両放電電極２，３
間には、交流電源４から、トランス５ならびに上
記両放電電極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
処理ガスが封入されたガス容器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
された状態に保たれている。この真空容器１は、
第２図のように、主に、容器本体１ａと開閉自在
な蓋体１ｂとからなり、真空容器１内での作業を
可能にしている。

第１図のＡはシート状物で、巻出機１１から、
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の外周面に沿つて、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上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、１４は回転軸で、真空容器１
の被貫通部１ｃをその貫通部１４ａが貫通し、真
空容器１の外部に設けられたモータ（図示せず）
によつて、駆動されている。上記回転軸１４は、
ドラム電極２の両側壁部２ａから突出するように
設けられている。この回転軸１４の右側部１４ｂ
は、真空容器１の外部において、ベアリング１
５、軸受箱１６および支持部材１７を介して真空
容器１に軸支されている。一方、回転軸１４の左
側部１４ｃは、真空容器１の内部において、第３
図のベアリング１８、軸受箱１９、および第２図
の支持部材２０を介して真空容器１に軸支されて
いる。

第３図において、上記軸受箱１９はケース本体
１９ａと蓋体１９ｂとＯリング１９ｃとオイルシ
ール１９ｄとオイルシール抑え１９ｇとから構成
されている。上記Ｏリング１９ｃは、ケース本体
１９ａに設けられた環状の溝に配設され、フラン
ジ接合されたケース本体１９ａと蓋体１９ｂとの
間をシールしている。上記オイルシール１９ｄ
は、ケース本体１９ａに設けられた環状の溝に配
設され、ケース本体１９ａと回転軸１４との間を
シールしている。このオイルシール１９ｄに替
え、メカニカルシールを用いることも可能であ
る。１９ｅは流体供給孔で、ケース本体１９ａに
穿設され、第１図のガス容器７から、第２図のガ
ス供給パルス２１を介して、第３図の軸受箱１９
の内部空間１９ｆにプラズマ処理ガスを供給する
ためのものである。つまり、内部空間１９ｆは、
第２図の真空容器１の内部空間１ｄよりも高い圧
力のプラズマ処理ガスで充填された状態に保たれ
るとともに、第３図のＯリング１９ｃおよびオイ
ルシール１９ｄ（シール機構）によつて、内部空
間１ｄの低温プラズマ雰囲気から遮断されてい
る。

第２図において、ドラム電極２は、上記回転軸
１４に固定されて回転し、冷却媒体が流通する水
ジヤケツト２ｂおよびパイプ２２，２３を有して
いる。なお、上記パイプ２２および２３は、それ
ぞれ回転軸１４内に挿入されたパイプ２５、なら
びに、回転軸１４の中空部１４ｄに連通してい
る。

上記多数の棒電極３は、その両端３ａが一対の
支持部材２６に固定されている。この支持部材２
６は硝子２７を介して真空容器１に支持され、真
空容器１から電気的に絶縁されている。

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、棒電極３に接続されている。他
方は、スリツプリング２８および回転軸１４を介
してドラム電極２に接続されている。

上記構成において、このプラズマ処理装置は、
真空容器１を開閉可能にするための蓋体１ｂが設
けられているから、重いドラム電極２を回転させ
る回転軸１４を、ドラム電極２の両側で軸支する
場合、少なくとも一方が、つまり、左端部１４ｃ
が、電気抵抗の小さいプラズマ雰囲気にある真空
容器１内で軸支される。ここで、この発明は、第
３図のように、Ｏリング１９ｃとオイルシール１
９ｄとを設け、かつ、流体供給孔１９ｅから圧力
の高いプラズマ処理ガスを軸受箱１９の内部空間
１９ｆに供給している。このため、軸受箱１９の
内部空間１９ｆと真空容器１（第２図参照）の内
部空間１ｄとが導通せず、内部空間１９ｆが内部
空間１ｄのプラズマ雰囲気になることがないから
充電状態の回転軸１４を軸支する複雑な形状のベ
アリング１８での異常なアーク放電を引き起すお
それが少ない。したがつて、プラズマ放電が安定
するので、大電流を流した状態で、連続的な運転
が可能となる。特に、この実施例の場合、軸受箱
１９の内部空間１９ｆの圧力が高いから、この内
部空間１９ｆ内で異常なアーク放電を引き起すお
それがより少ないので、プラズマ放電がより安定
する。

また、この実施例では、軸受箱１９の内部空間
１９ｆにはプラズマ処理ガスが供給されているの
で、この内部空間１９ｆから内部空間１ｄへガス
が漏れた場合にも、内部空間１ｄのプラズマガス
純度が低下するおそれがない。なお、軸受箱１９
の内部空間１９ｆは、ガス供給パイプ２１を介し
て大気に接続されても良い。

また、Ｏリング１９ｃとオイルシール１９ｄに
よるシールを厳格にするとともに、流体供給孔１
９ｅを設けないで、上記内部空間１９ｆを外部か
ら完全に密閉しても良い。なお、外部から完全に
密閉した場合には、通常、軸受箱１９が大気圧中
で組み立てられることから、軸受箱１９の内部空
間１９ｆが大気圧に保持される。

第４図はこの発明の第２の実施例の要部を示
す。

この図において、３０は油容器で、たとえばポ
リカーボネイトなどの絶縁体からなり、軸受箱１
９のケース本体１９ａに螺着されている。この油
容器３０には、その上部および下部に開口３０ａ
および３０ｂが設けられ、油容器３０の内部空間
３０ｃがそれぞれ内部空間１ｄおよび１９ｆに連
通している。３１は潤滑油で、軸受箱１９および
油容器３０内に充填されている。３２は金属製の
キヤツプで、潤滑油３１が内部空間１ｄのプラズ
マ雰囲気にさらされて蒸散するのを防止するので
その外周面３２ａが上記油容器３０の内周面３０
ｄに摺動自在で、潤滑油３１の減少に応じて下降
する。つまり、潤滑油３１は、その上面３１ａが
キヤツプ３２を介して真空容器１（第２図参照）
の内部空間１ｄの圧力を受けている。その他の構
成は、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付して、その詳しい説
明を省略する。

この実施例によれば、軸受箱１９の内部空間１
９ｆには、潤滑油３１が充填されているから、異
常なアーク放電の生じるおそれがない。

また、潤滑油３１は真空容器１（第２図参照）
の内部空間１ｄの圧力を受けているので、両内部
空間１ｄ，１９ｆの圧力がほぼ等しいから、Ｏリ
ング１９ｃおよびオイルシール１９ｄから漏れる
おそれが少ない。したがつて、プラズマ雰囲気へ
漏れた潤滑油３１によるアーク放電が生じるおそ
れが少なく、かつ内部空間１ｄのプラズマガスの
純度が低下するおそれが少ない。

なお、この発明は、第５図のように、真空容器
１の両側に、巻出機１１および巻取機１３が、そ
れぞれ、他の真空容器１Ａおよび１Ｂ内に設けら
れて、両真空容器１Ａ，１Ｂが真空容器１にフラ
ンジ接合されたものについても適用し得る。さら
に、第６図のように、巻出機１１および巻取機１
３を真空容器１の外部に設けても良い。なお、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つて、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。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、大電
力を流した場合にも、回転軸を軸支する複雑な形
状の軸受における異常なアーク放電を防止し得る
ので、上記処理装置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図は要部
の縦断面図、第４図はこの発明の第２の実施例を
示す要部の縦断面図、第５図および第６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、１ｄ……内部空間、２……第
１の放電電極（ドラム電極）、３……第２の放電
電極（棒電極）、６……電気回路、７……ガス容
器（ガス供給源）、１４……回転軸、１８……ベ
アリング（軸受）、１９……軸受箱、１９ｃ……
Ｏリング（シール機構）、１９ｄ……オイルシー
ル（シール機構）、１９ｆ……内部空間、３１…
…潤滑油（液体）、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つて、上記
回転軸を軸支する少なくとも一方の軸受の軸受箱
が真空容器内に設けられ、この軸受箱の内部空間
を真空容器内の低温プラズマ雰囲気から遮断する
シール機構が上記軸受箱に設けられたシート状物
のプラズマ処理装置。２上記軸受箱の内部空間には、真空容器の内部
空間よりも高い圧力の流体が充填されている特許
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上記軸受箱の内部空間は、大気に接続されて
い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上記軸受箱の内部空間は、プラズマ処理ガス
を含むガス供給源に接続されて、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
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上記軸受箱の内部空間には液体が充填され、
この液体が真空容器の内部空間の圧力を受ている
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。