JPS60156547A - プラズマ処理方法 - Google Patents

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】 本発明はプラズマ処理方法に関し、特に処理（眠合）速
度を速く、ｋつフィルム表面に均質なプラズマ処理層を
形成させるに適したプラズマ処理方法を提供するもので
ある。

従来、洩空放電によるプラズマを利用して、生成された
活性化ガスをプラスチックフィルムなどの被照射体表面
に照射することにより、該被照射体の印刷性、接着性、
親木性等の向上及び帯電性の改良を行う試みがなされて
いる。かかる目的に用いられるプラズマ処理方法は、例
えば吊鐘状の真空容ｖ＃（ペルジャー）内に一対の電極
を設けた構造のプラズマ処理装置を用い、該真空容器内
を減圧にした後、反応ガスと（・活性ガスを混合状態で
導入し、電極間で放電下にイオン化（原子、分子の活性
化）を起こさせ、該イオン化によって生じた活性化され
たガスを電極間を通過する被照射体に照射する。

しかしながら、ト記したような従来のプラズマ処理方法
においては、導入するガスの種類、或いは’Ｉｌｌ＠射
体を連続して電極間を走行させつつ処理する場合のよう
に１常運転にもかかわらず処理条件によ）て被照射体表
−１に均質な処理ｌ−を得ることが出来ない場合や、或
いは処理層が被照射体の目的とする処理＋０１（一般に
は表向）だけでなく他の面（断１＋ｉ　）にまで及ぶ湯
治もあった。このような不均質な被照射体、特にフィル
ムは部分的にフィルム特性が異なるため、単一フィルム
として使用する用途、特にコンデンサー用としては適さ
ないものとなる。

従って、ヒ述のように＊極間に被照射体を走行させつつ
被！１セ射体表面をプラズマ処理するような場合では、
所望する処理１１１、例えば被照射体表ＩＩ＋１のみに
均質な処理層を形成させることか大きな課題であった。

本発明者等は被照射体を連続的にプラズマ処理するため
のＬ記した課題について種々検討した結果、電極間で活
性化されたカスを発生、させ被照射体に照射するに際し
て、被照射体に対して特定な角度をもってプラズマを照
射することにより、均質なプラズマ処理層を形成できる
ことを見出（）、本発明を提案するに争フた。

即ち、本発明は被照射体に対して、斜めにプラズマを照
射することを特徴とするプラズマ処理方法である。

本明細書において、斜めとは、実質的に直角でなければ
よく、好ましくは：（０’、特に好ましくは４０〜７０
６の角度である。該角度とするためには、例えば放電電
極間でフィルムを斜めに走行させ、該フィルム間の一点
てプラズマを照射することが考えられるが、該方法では
電極の形状が複雑になること等から処理ａ！置の製作が
難しいことや操作が煩雑となる等の問題がある。そこで
、一般にはプラズマの流れに対１）で直角方向に磁力線
を存在させる方法が好ましく用いられる。

Ｌ述した方法においては、プラズマを発生させるための
一対の電極間の磁場をコントロールする結果、電極間で
プラズマにより生じる活性化されたガスの流れ（密度分
布）が均一化となることが認められるため、所１＝ｌす
る被照射体の処理向のみに均質な処理層を得ることが°
Ｃ＊るものと１１Ｆ測される。以下、その代表的−例を
図面に基づき詳細−に説明する。

第１図は本発明方法に逆用されるフィルム用プラズマ装
置の代表的な一態様を示す側面図である。

即ち、第１図は真空容器−［内に一対の電極２．２′及
びフィルム送出ロール；３、フィルム巻取ロール４８−
収納し、フィルム５を電極２と２′間に走行させつつ該
フィルム表面に活性化されたガスを照射する装置の態様
をボす。このような装置では、最初に真空容器１に接続
する真空ポンプ等の真空手段６により真空？￥器上内を
真空にした後、外部より所定のガスを導入する。その後
、一対の電極２．２′間に本丸を印加［ハ活性化された
ガスを発生さぜることによっ−Ｃ１該ガスが電極２．２
′間に連続して走行するフィルム５表向に照射される。

本発明の特徴は前述の如く、プラズマ処理するζご際し
て被照射体に対１）”Ｃ斜めにプラズマを照射すること
で、特にプラズマの流れに対して直角方向に磁力線）（
を存７トさせることである。

・従来の方法において、電極２と２’ｌｉｌに生ずる活
性化ガスの流れく密度分イ＋ｉ＞は該ガスの挿類や処理
条件によって均一−−ｐなくなり、また該活性化）ｌス
が電極の裏面にまで回り込む場合も生じることが認めら
れたため、その結果フィルム５０表…１のみを均質に処
理することが出来なくＨつ処理速度も近いものと考えら
れる。

これに対して、本発明は電極間のプラズマの流れに対し
て直角方向に磁力線）（を存在させる。即ち一般には電
極間にフィルム５の処理ｌ１ｉｉと平行に磁力線、８を
発生させるため、該磁力線８の作用に伴い活性化された
ガスの流れ（密度分イ１）も均一になることが観察され
る。その結果、単時間でフィルム５の表向のみに、均質
な活性化されたカスのプラズマ処Ｒ（−を得ることが出
来るのである。

なお、ｈ述した平行とは第２図むこボずように、実質的
に平行であればよい。また、この際の活性化ガスの流れ
（密度分イａ）１７は局部的にボすと、フィルム表面９
に対して第；３図に不ず如く放射状に拡散し°Ｃいるこ
とが観察される。

プラズマの流れに対して直角方向の磁力線８を存在させ
る方法として最も好ましい態様は、第１図に示す如く各
電極２及び２′の背向にそれぞれ旬いにｌｉｄじ磁極の
磁イ１７及び７′を付設することであるが、該方法に特
に制限されるものでなく、例えば第４図にボず如く、フ
ィールムδの断面（厚み方向）にそれぞれり、いに異な
る磁極の磁石７及び７′を１設することも出来る。ＩＨ
Ｌ／、後者の場合、フィルムの幅が磁力線の強さによっ
て制限されること、或いは反応が市、極性のはみ出たと
ころで起きる割合が多くなるために使用するガスの消費
竜が若干増加する等の弊害を生ずる。Ｌ記電極２及び２
の背面にそれぞれ／７５いに＞′Ｉｔなる磁極（磁イ１
７のフィルム５と対向するＨｈｊをＮ極とし磁４１７′
のフィルム５と対向する１１′Ｉｆを５Ｆｊｉとした場
合、或いはそのｊ×対）の磁イＩを設のか場合には、活
性化されたガスの流れ（密度分布）は、磁イ］を設置し
ない場合とほぼ同様で本発明の効果が十分に達成されな
い。また、例えば第５図にボずように、電極２、！ ２の＃−，１・方にそれぞれｈいに同し磁極の磁イ１を
刊段した場合、フィルム表面９に対する活性化ガス】７
の流れの概念図は、第６図に不すようにフィルム表（（
ｔｉ　ｆｌの中心部に漿まるか、又は電極外（フィルム
表ｉｈｉ外）にはみ出そうとするため、フィルム表面の
処理層の３１みは不均麹となる。

本発明に用いられる１μ４−１７及び７′の形状は、例
えば第１図にボずような板状物のように電極２及び２の
形状やプラズマ処理条件、例えばガスの柿類、量或いは
電極に印加する電力量等により決定される。また、この
際の磁力線の強さは、ヒ述した処理条件等により予め活
性化ガス１７の流れが第３図のような状態になる条件を
選定する。また、電極２の背１０１に磁ｈ７な付設する
方法も、例λば接着剤を用い゛Ｃ磁イ１７を電極背向に
接着する方法、テープにより貼着する方法や溶接する方
法など公知の方法が特に制限なく用いられる。また、電
磁イ１を用いることも出来る。

以りに記載の如く、本発明は被照射体の処理１「１１に
対して斜めにプラズマを１ｔ！、＜羽、特にプラズマの
流れに対して直角方向に磁力線な存在させることにより
、電Ｔｈ　１１１１に生ずる活性化ガスの流れを均一に
し、もって被１１（１射体の処押面のみに均質なプラズ
マ処理層を形成させることが特徴である。このような方
法を＃Ｊいた場合の形成される処理１ｍの厚みは数十へ
〜数７１程度のものがａ１能となる。

本ヅれ明に用いるガスは、−窒素、アルゴンなどの不活
性ガス、或いは゛フッ化ビニリデンモノマーなどの有機
ガス（反応ガス）が特に制限なく用いられる。

また、被１１（１射体も）−、ｒＩｒ＋、説明では主に
フィルムを用いたが、フィルムに限らずプラスチック成
型体等、特に制限されるものでない。また、フィルム基
Ｉｎとしても、ボリプａピレン、ポリエチレン、塩化ビ
ニル等、プラスチックフィルムなどが用いられる。

その１１１１、本発明方法に用いる装置の材質、形状、
構成等については特に制限されるものでないが一例を以
下に４くず。

Ｌ記装置を構成する真空容器−しの形状は特に制限され
ず、例えば第１図に示すような吊鐘状のも４のなどがあ
る。また、真空？￥器上は、基＆ＩＯ，）に着脱自在に
取り何６ノ６れ、真空容器上の側１６１（Ｋは底面）に
は、一般にガスを導入するガス導入用ノズルを挿入する
ため、或いは、フィルム送出ロール：う、フィルム巻取
ロール４を回転させる回転導入機と接続するため及び電
極２及（１２′に電力を供給する装置と接続するためな
どの目的で１乃全複数個のノズル］１、］］Ｉ’−−−
が付設され、各々のノズルは真空容器と気密を保つ如く
構成される。さらにまた、真空容器−しには、該容器内
を真室にするため一般には、基板１０の一部に接続する
＾１管】２に必要により拡散ホンブ等を介Ｌ／　Ｔ真゛
空ポンプなと（１が接続される。

電極２．２′のヰＡ質は、例えばステンレス鋼などのよ
うに導電性を有するものであれはよく、又、形状も長方
形の１μ板など被１Ｋ（的体の形状により適宜選定する
ことが出来る。電極は基板１０上に同定された指示様１
３ヒに設置される。電極間距離は被ｉｔ（的体の形状や
処理条件等により適宜選定することが出来る。この際、
ガスのトド類や処理条件によ］て時に発生ずるプラズマ
処理中の被照射体、例えばフィルムの収縮や部分融解を
防ぐため、市４１１２．２′間の距劇な真空容器の外部
よりコント０−ル出来るＭ造とすることが好ましい。さ
らに電極には、電Ｊ＋、を印加するため、例えば交流電
源と電極の間に周波数発振器、−アンプ、高周波トラン
スなど１４が接続される。特に、マツチング回路を使用
しないオーディオ波（ＡＦ波）を用いることが好ましシ
１が、ＡＦ波を用いるためには真空容器Ｊ−をガラスで
形成する。或いは電極支持板１３にベークライトを用い
るなど電極以外の部分を高絶縁性材質で形成することに
より電極間以外の場所での放電を防１卜することが必要
である。

フィルム５の送出ロール：１及び巻取ロール４は、真空
容器上の外部で回転導入１１（図ボせず）と接続する如
く基檄１０１−．に１♂４定される。この際、フィルム
送出ロール；う及び゛フィルム巻取ロール４は各々脱性
自在とすることが好ましく、また、フィルム５を均一な
張力を掛けつつ電輌間を走行させるためにガイドローラ
ー１５が付設される。

ガス導入用ノズル目；・（及τ月６′）は電極２．２の
近傍に設置することがガスの有効利用を−するうλで好
ましい。このガス導入用ノズル１Ｂ（及び］６）の材質
、形４λ、数などについては特に制限されないが、可動
式で側面に複数個の孔を有する管状のものは、ノズル中
で窒素、アルゴンなどの不活性ガスとモノマー（有機ガ
ス）などの反応ガスが均一に混合した状態で導入される
ため好ましい。

実施例１ 第１図にポしたプラズマ装置の咎々の′ｅＬＦＩ＋裏面
に岐大磁気エネルギー積（Ｈ−１［）ｍａｙ＝２８［Ｍ
　（ｘ　Ｏｅ　］の磁イ１を設け、基材フィルムにポリ
プロピレン延伸フィルム（徳１１１曹達社製、厚さ５１
１）を使１ｊＪシて、該フィルムトに以下の方法でプラ
ズマ処理した。真空客器内厘力ＩＴｏｒｒにした後、Ｖ
ｌ）Ｆ（フッ（ｌ−ビニリデンモノマー）ガスとＡｒガ
スを各々ｌ　５　ＣＣ３ＴＰ　／ｍ団を導入し、電極（
１２ｃｍＸ　］　２　ｃｍ）間１１１ｉ　ｆｌＲｔ’、
　４　ｃｍ、印加電力３０　Ｗでフィルムを移動させず
に５分＋８１処理１／た。

その結果、磁イＩを取り付りてない場合に比へて醸合速
度でｔ、５倍（７、５Ｘ　１０　７１　ｍ／Ｓｃｃ　）
になり、１つ均一な薄膜を１４することかできた。

これに対して、磁イーＩを設けない場合はフィルムの中
央部が薄く、端が犀い収厚の不均一なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１ＩＲＩは本発明方法にｎノいるプラズマ処理装置の
代表的−態様を不ず側ｌ６１１川であり、第２図は第１
−１の電極部の詳細をボず−１で、第３図は、第２図の
Ａ−Ａ矢視図である。また、第４図は磁イ１を被１ｊ射
体の断面に設６プた態様をボず図であり、第５Ｎは磁イ
１を電極のト、ドに設けた態様図で、第６図は第５図の
Ａ−Ａ矢視図−Ｃある。 図中、、Ｖは真空容器、２及び２′は電機、；）はフィ
ルム送出ロール、４はフィルン、巻１１Ｘロール、５は
被！にイ的体（フィルン、）、６は真空手段（真空ポン
プ）、７及び７′は磁イ１、旧ま磁力線、う）はｗＩ照
射体の’Ａ　ｉＮ！　ｔ６１（−７４ルム表１１＋１　
）、Ｉ　Ｏハ基板、１１（及【月１）はノズル、１２は
配管、１３は支持教、２２１２ま電力印加手段、！５は
ガイドローラ、１６（及１１　］　ｔ；’）はガス導入
用ノズル、１７は活性化ガス−Ｃある。 第１図 第２０　茗３図 第４図 第５図　葛６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被照射体に対して斜めにプラズマを照射することを
   特徴とするプラズマ処理方法 ２）プラズマの流れＶ対して直角方向に磁力線を存在さ
   せつつ、被照射体にプラズマを照射、することを特徴と
   する特許請求の範し■第１項記載のプラズマ処理方法 ３）一対の放電電極の背向に、それぞれ旬、に同じ磁極
   の＠＆石を付設することにより、プラズマの流れに対し
   て直角方向に磁力線を存在させることを特徴とする特許
   請求の＠囲第２項記載のプラズマ処理方法 ４）被照射体がプラスチックフィルムである特許請求の
   範囲第１項記載のプラズマ処理方法