JPH043771B2

JPH043771B2 -

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Publication number: JPH043771B2
Application number: JP61145055A
Authority: JP
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1992-01-24
Also published as: JPS63329A

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。そして、
たとえば、真空容器を上記両放電電極が接続され
る電気回路から、絶縁することによつて、両放電
電極から真空容器へのプラズマ放電を防止して、
電力の消費を防止している。

［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を回
転自在に固定している回転軸の外周表面も充電さ
れた状態になつているため、回転軸の外周面に対
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、電力の消浪を招く。

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、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］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、まず、真空容器が、
この真空容器を貫通する回転軸と、これに固定さ
れて回転するドラム形状の第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の放電電極回転
軸には、その外周面に絶縁部材が設けられてい
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、回転軸の外周面に絶
縁部材が設けられているから、つまり回転軸の外
周面が第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の外周面に対してプラ
ズマ放電が生じるおそるれがない。

また、回転軸の外周面が第１の放電電極から絶
縁され、かつ真空容器が上記回転軸を含む電気回
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の外周面との
間の部分、つまり狭い隅部が絶縁不十分となるお
それがないので、真空容器内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
間いは、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内に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。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１ａをその貫通部１４ａ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、上記貫通部１４ａよりも真空容器１の外
側に位置する外側部１４ｂおよび左端部１４ｃに
おいて、それぞれベアリング１６Ａおよび１６Ｂ
と支持部材１７Ａおよび１７Ｂとを介して、真空
容器１に回動自在に軸支されている。上記回転軸
１４は、左端部１４ｃが中実、その他の部分が中
空の金属製で、右端部１４ｄを除き、その外周面
および左端面が絶縁部材１４ｅでおおわれてい
る。上記回転軸１４の貫通部１４ａと真空容器１
の被貫通部１ａとの間には、メカニカルシール１
５が設けられ、この間がシールされている。

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１８，１９を有している。なお、上記
パイプ１８および１９は、それぞれ回転軸１４内
に挿入されたパイプ２０、ならびに、回転軸１４
内の中空部１４ｆ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２１に固定されている。この支持部材２
１は碍子２２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２３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。つまり、真
空容器１は両電極２，３および回転軸１４を含む
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および両放電電極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。

上記構成において、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、電力の消費を防止し得る。また回転軸１４
の外周面に絶縁部材１４ｅが設けられているか
ら、棒電極３から回転軸１４の外周面にプラズマ
が放電するおそれがないので、電力の消費を防止
し得る。

また、上記のように、回転軸１４の外周面がド
ラム電極２から絶縁され、かつ真空容器１が回転
軸１４を含む電気回路６から絶縁されているの
で、回転軸１４の貫通部１４ａと、これに近接す
る真空容器１の被貫通部１ａとの間の部分、つま
り狭い隅部が絶縁不十分になるおそれがない。し
たがつて、プラズマ雰囲気にある上記狭い隅部ま
たは真空容器内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、上記のように、回転軸１４の外周面が充
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１５
において、アーク放電が生じるおそれがない。し
たがつて、長期連続運転に耐え得る。

また、ベアリング１６Ａ，１６Ｂ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１６Ａ，１６Ｂをプラズマ雰囲気にあ
る真空容器１内に設けることができる。したがつ
て、重いドラム電極２を回転軸１４を介してその
両側のベアリング１６Ａ，１６Ｂで支持し得るの
で、回転軸１４の径小化、ベアリング１６Ａ，１
６Ｂの小型化などを図り得る。

また、回転軸１４の外周面のみを絶縁部材１４
ｅでおおつたので、真空容器１の外部に設けたス
リツプリング２３から回転軸１４を介してドラム
電極２を充電している。したがつて、スリツプリ
ング２３の摩耗粉によつて、プラズマ雰囲気が損
なわれたり、摩耗粉にアーク放電が発生するおそ
れがないので、プラズマ処理装置の良好な連続運
転を図り得る。

この発明において、絶縁部材１４ｅとしては、
フアインセラミツクス、セラミツクス、ガラス、
または耐熱性、耐紫外線性もしくは耐電子線性プ
ラスチツクフイルムを単独で、あるいは、組合せ
たものが好ましい。なぜなら、絶縁部材１４ｅ自
体がプラズマ雰囲気に侵されたり、または、真空
容器１内で不純ガスの発生するおそれがないから
である。また、絶縁部材１４ｅは、少なくとも回
転軸１４の貫通部１４ａ、ならびに、この貫通部
１４ａよりも真空容器１内の回転軸１４の必要な
部分をおおつていれば良い。

第３図はこの発明の第２の実施例を示す。

この図において、１４ｇは保護部材で、たとえ
ばステンレスなどの金属からなり、回転軸１４に
おける絶縁部材１４ｅのさらに外周に設けられ、
絶縁部材１４ｅをおおつて保護するものである。
なお、上記保護部材１４ｇとドラム電極２との間
には、軸方向に隙間Ｗが設けられ、保護部材１４
ｇが充電されないようにしている。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、たとえば第２
図のベアリング１６Ａ，１６Ｂからの衝撃力によ
つて、第３図の絶縁部材１４ｅが割れるのを防止
し得る。

なお、この発明は、第４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５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の走行方行に設け、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
における電力の消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図はこの
発明の第２の実施例を示す要部の縦断面図、第４
図および第５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、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、１４……回転軸、１４ｅ……絶縁部
材、１４ｇ……保護部材、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
真空容器が、上記両放電電極および上記回転軸を
含む電気回路から電気的に絶縁され、上記回転軸
の外周面に絶縁部材が設けられているシート状物
のプラズマ処理装置。