JP6653828B2 - 表面処理装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に示すものは、アースされた処理ローラに対向して処理チャンバが設けられ、この処理チャンバ内には放電電極が設けられるとともに、置換ガスを供給している。
そして、上記処理ローラに接触して搬送されるフィルムの表面を、ガス置換放電のエネルギーによって処理するようにしている。
しかし、移動するフィルムの表面には、処理チャンバの外部エアなどが付着して同伴流として処理チャンバ内に流入する可能性がある。処理チャンバ内に同伴流が流入して内部の置換ガスの濃度が低下してしまうと、ガス置換放電状態が不安定になってしまう可能性がある。
上記置換ガスの供給量を増やしてその消費量が多くなれば、その分コストがかかってしまうという問題がある。また、供給量を増やした置換ガスが処理チャンバの外部へ漏れ出て問題を起こすこともある。例えば、窒素などが大量に外部に流出すれば、外部で酸欠状態を起こすことになる。
しかし、処理対象であるフィルムの性質などによっては、その表面に上記ニップローラを押し付けることができない場合がある。フィルムの用途が、わずかな傷でも品質の低下につながるような、例えば光学用などの場合であって、フィルムの材質が傷つきやすいものの場合には、上記ニップローラをフィルム表面に接触させることができない。
この発明の目的は、フィルム表面にローラを接触させることができる場合はもちろん、接触させることができないような場合でも、処理チャンバ内に同伴流が流入することをより確実に防止でき、処理チャンバ内の置換度を維持できる表面処理装置を提供することである。
上記装置を前提として、第1の発明は、上記処理チャンバより上記フィルムの移動方向上流側であって、上記処理ローラに接触したフィルムに対向する位置に、上記処理チャンバと別体にした同伴流遮断ローラと、この同伴流遮断ローラと上記処理ローラとの対向間隔を調整する間隔調整機構とが設けられている。
上記間隔調整機構は、上記同伴流遮断ローラと上記処理ローラとの対向間隔を調整して、上記同伴流遮断ローラと上記フィルムとを接触させたり、同伴流を刃かい可能な剪断力を作用させる範囲で非接触状態を保ったりして、フィルムに付着した同伴流が上記処理チャンバ内に流入することを防止する構成にしたことを特徴とする。
なお、この装置の処理対象であるフィルムは、上記処理ローラに接触し、その回転によって移動可能なものであれば、材質や厚みは限定されない。
例えば、同伴流遮断ローラをフィルムに接触させた場合には、同伴流遮断ローラが、処理ローラとの間にフィルムを挟んで、フィルムの同伴流をより確実に遮断し、同伴流が処理チャンバへ流入することを防止できる。
また、移動するフィルムを上記ローラで押さえることによって、フィルムのずれなどを抑制してより安定した移動を実現できる。その結果、フィルム表面と処理チャンバとの位置関係が保たれ、均一な表面改質ができる。
同伴流の流入が防止できれば、処理チャンバ内の置換度を保つことができ、置換ガスの消費量を抑えて安定したガス置換放電状態を維持できる。さらに、同伴流によって放電が乱されることもない。
さらに、同伴流遮断ローラがフィルムの移動に従動して回転するため、駆動機構を制御する必要がない。
この発明の距離調整機を用いれば、上記のような様々な条件を考慮して、最適な位置に同伴流遮断ローラを設置することができる。
このように、同伴流遮断ローラとしてのローラから流出した置換ガスを、積極的にフィルムに同伴させることによって外気の同伴を防止し、処理チャンバ内の置換度の低下を防止することができる。
上記処理ローラ1は図示しない駆動機構によって矢印x方向に回転し、フィルムFを矢印a方向に移動させる機能を備えている。
そして、上記放電電極3に高電圧を印加して放電させ、上記処理ローラ1に接触して搬送されるフィルムFの表面を、ガス置換放電のエネルギーによって処理するようにしている。
なお、この装置の処理対象であるフィルムFは、上記処理ローラ1に接触し、その回転によって移動可能なものであれば、材質や厚みは限定されない。特にJIS規格で規定されている包装材用の樹脂製フィルムの厚み250〔μm〕より厚いものであってもよいし、樹脂のほか金属や紙なども処理可能である。
また、この同伴流遮断ローラ6には切換機構7を介して駆動機構8が接続されるとともに、この駆動機構8にはこれを制御する制御機構9が接続されている。上記切換機構7は、上記同伴流遮断ローラ6と駆動機構8との間を接続したり遮断したりして駆動機構8の駆動力の伝達を切り換える機構である。上記同伴流遮断ローラ6と駆動機構8との間が、接続状態のときには、上記同伴流遮断ローラ6は駆動機構8によって回転駆動され、遮断状態のときには、上記同伴流遮断ローラ6はフリー回転状態となる。
上記間隔調整機構は、上記同伴流遮断ローラ6と上記処理ローラ1との対向間隔を調整する機構であり、図1において一点鎖線の矢印A方向に上記ローラを移動可能にするものである。
また、図中の波線の矢印bは、フィルムFに同伴する外気の同伴流で、この同伴流bが上記処理チャンバ2に流入すると、内部の置換度が低下してしまう。
図1に示すように、上記間隔dをほぼゼロにして上記同伴流遮断ローラ6をフィルムFに接触させることができる。この場合には、上記切換機構7によって上記同伴流遮断ローラ6と駆動機構8との接続を遮断し、同伴流遮断ローラ6をフリー回転状態に維持する。
図1のように、上記同伴流遮断ローラ6が、処理ローラ1との間にフィルムFを挟んだ状態では、上記同伴流遮断ローラ6とフィルムFとの接点Pにおいて上記同伴流bを遮断し、同伴流bの処理チャンバ2への流入を防止できる。
ただし、上記間隔dは、上記同伴流bの層に剪断力を作用させ、同伴流bの層を破壊可能な狭さにする必要がある。そのため、フィルムF上に形成される同伴流bの層の厚みに応じて設定する必要があり、具体的には数〔mm〕程度である。
そして、このときには、上記切換機構7は同伴流遮断ローラ6と駆動機構8とを接続し、制御機構9が駆動機構8を制御して同伴流遮断ローラ6を回転方向xに回転させている。
特に、図2に示すように、上記同伴流遮断ローラ6を回転方向xに回転させると、この回転が同伴流bの流れ方向に逆行するため、上記同伴流bの勢いがキャンセルされる効果もあり、さらに遮断効果が上がる。
ただし、上記同伴流遮断ローラ6の回転方向はxに限らず、図1に示す回転方向yであっても構わない。いずれの場合にも、同伴流遮断ローラ6の周速とフィルムFの移動速度とに速度差を付けることによって、フィルムF上の同伴流bの層を破壊しやすくなる。
したがって、同伴流bによって処理チャンバ2内の置換度が低下することがなく、置換度が保たれる。したがって、置換度を保つために処理チャンバ2へ置換ガスを大量に供給する必要もなく、置換ガスの消費量を抑えることができる。
また、処理チャンバ2への同伴流bの流入が無ければ、同伴流bの気流によって処理チャンバ2内の放電状態が乱されることもない。
なお、この第1実施形態において、上記同伴流遮断ローラ6を、フィルムFが処理ローラ1に接触している範囲内に設けているが、その理由は、移動するフィルムFのずれなどが少なく、最適な上記間隔dを維持することができるからである。
上記ローラ10は、図1,2に示す第1実施形態の同伴流遮断ローラ6のように、上記間隔保持機構によって処理ローラ1との間隔を調整可能にし、上記フィルムFと接触あるいは非接触の状態を保って用いられるローラである。
上記置換ガス供給源から供給された置換ガスは、上記流出孔12aから多孔層11を介して上記同伴流遮断ローラ10の外周から外部に向かって流出する。上記置換ガス供給源、ガス供給管12、流出孔12a及び多孔層11によって、この発明の置換ガス流出機構を構成している。
なお、上記多孔質の多孔層11は、例えば、焼結セラミックや、連続気泡を備えた発泡樹脂などで形成することができる。
なお、上記同伴流遮断ローラ10をフィルムFに接触させる際には、上記切換機構7によって、上記駆動機構8と同伴流遮断ローラ10との接続を遮断して、同伴流遮断ローラ10をフリー回転状態にしておく。
図4には、同伴流遮断ローラ10をフィルムFに対して非接触にした状態を示しているが、その場合には、上記切換機構7によって上記駆動機構8を接続し、駆動機構8によって同伴流遮断ローラ10を回転方向x又は方向y(図4参照)に回転させるようにする。
そのうえで、同伴流遮断ローラ10の下流側ではフィルムFに向かって流出した置換ガスcがフィルムFに同伴することで外気の再同伴を防止し、処理チャンバ2内の置換度が下がることを防止できる。
この第2実施形態においても、フィルムF対して同伴流遮断ローラ10を接触状態から非接触状態まで調整することができ、フィルムFの特性に応じた設定が可能である。
ただし、置換ガスが有害ガスの場合に、この同伴流遮断ローラ10を用いたときには、その周囲を別の手段で排気する必要がある。
また、図1,2では、処理ローラ1に対して処理チャンバ2を上方に位置させているが、処理ローラ1と処理チャンバ2との位置関係もこれに限らない。両者は、処理対象であるフィルムFを挟んで対向配置されていればよく、例えば、処理ローラ1の横や下方に、処理チャンバ2を位置させてもよい。
さらに、処理ローラ1に対してフィルムFが巻き付けられる接触長さも特に限定されない。ただし、処理チャンバ2及び上記同伴流遮断ローラを、フィルムFに対向して設けることができる長さは必要である。
さらに、上記実施形態では、処理ローラ1をアースに接続しているが、処理チャンバ2内の放電電極3との間でガス置換放電が形成可能な電位差を保つことができれば、処理ローラ1はアース電位でなくてもよい。
2 処理チャンバ
3 放電電極
4 ガス供給管
5 ガス供給管
6 同伴流遮断ローラ
7 切換機構
8 駆動機構
10 同伴流遮断ローラ
11 多孔層
12 ガス供給管
12a 流出孔
F フィルム
P 接点
b 同伴流
c (置換ガスの)流れ
Claims (6)
- 処理ローラと、
この処理ローラに対向し、内部に置換ガスを供給してガス置換放電を形成する処理チャンバとが設けられ、
上記処理ローラに接触して移動するフィルム表面を上記ガス置換放電のエネルギーで改質する表面処理装置において、
上記処理チャンバより上記フィルムの移動方向上流側であって、上記処理ローラに接触したフィルムに対向する位置に、上記処理チャンバと別体にした同伴流遮断ローラと、
上記同伴流遮断ローラと上記処理ローラとの対向間隔を調整する間隔調整機構とが設けられ、
上記間隔調整機構は、上記対向間隔を調整し、
上記同伴流遮断ローラを上記フィルムに対して接触位置に保ったり、上記フィルムに付着した同伴流に対して当該同伴流の層を破壊可能な剪断力を作用させる範囲内で上記同伴流遮断ローラと上記フィルムとを非接触状態に保ったりし、
上記同伴流遮断ローラで、フィルムに付着した同伴流が上記処理チャンバ内に流入することを防止する構成にした表面処理装置。 - 上記同伴流遮断ローラを回転させる駆動機構と、
この駆動機構と上記同伴流遮断ローラとの間を接続したり遮断したりする切換機構とが設けられた請求項1に記載の表面処理装置。 - 上記間隔調整機構によって上記同伴流遮断ローラが上記フィルムに対して非接触位置に保たれ、上記駆動機構によって上記同伴流遮断ローラの周速度と上記フィルムの移動速度との間に速度差が保たれる構成にした請求項2に記載の表面処理装置。
- 上記間隔調整機構によって上記同伴流遮断ローラが上記フィルムに接触する位置に保たれ、上記切換機構によって上記同伴流遮断ローラと上記駆動機構との連結が遮断される構成にした請求項2に記載の表面処置装置。
- 上記同伴流遮断ローラと上記処理チャンバとの距離を調整する距離調整機構が設けられた請求項1〜4のいずれか1に記載の表面処理装置。
- 上記同伴流遮断ローラの表面から上記置換ガスを流出させる置換ガス流出機構が設けられた請求項1〜5のいずれか1に記載の表面処理装置。
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| JP2016103600A JP6653828B2 (ja) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 表面処理装置 |
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| JP2016103600A JP6653828B2 (ja) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 表面処理装置 |
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| JP6781449B2 (ja) * | 2016-06-30 | 2020-11-04 | 春日電機株式会社 | 表面処理装置 |
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2016
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| JP2017210530A (ja) | 2017-11-30 |
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