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表面処理装置および磁気シール式電流導入端子
説明

表面処理装置および磁気シール式電流導入端子

【課題】基材の表面処理装置におけるリークの発生を防止する。
【解決手段】密閉容器10、ロール電極20を含む一対の電極、ロール電極20と密閉容器10の孔11との隙間を塞ぐための磁気シール器50とを備え、ロール電極20が、孔11を介して密閉容器10外に延伸し、高周波電源に接続されるべき軸芯部22と、軸鞘部23とを有しており、軸芯部22と軸鞘部23との間が絶縁されており、磁性流体膜56が周囲に形成される軸鞘部23の軸方向の領域25が、軸鞘部23の全周にわたって、かつ軸鞘部23の径方向の少なくとも一部において磁性体27で形成されることによって、軸芯部22に高周波電流を流した場合に軸芯部22の周囲に発生する磁界に起因して磁性流体膜56の形成が阻害されることが防止された、表面処理装置100とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂フィルムのような基材の表面処理に使用される表面処理装置、および当該装置に好適に適用される磁気シール式電流導入端子に関する。
【背景技術】
【0002】
基材に特定の機能を付与する処理(表面処理)がある。例えば、樹脂テープの製造過程では、粘着剤の基材への付着性を向上させるために、減圧した密閉容器内で発生させた高周波電界中をロール電極に沿わせて基材を移動させプラズマ放電処理等することによって、基材の表面粗さを増加させる処理が実施されている。
【0003】
ロール電極は、密閉容器に形成された孔を介して容器内から容器外に延伸する回転軸を有する。高周波電界は、回転軸の密閉容器外側の先端からロール電極のヘッド部分に向けて高周波電流を流すことによって発生させる。密閉容器内の真空状態を維持するためには、ロール電極の回転軸と密閉容器の孔との隙間を塞いでおく必要がある。
【0004】
回転軸と密閉容器の孔との隙間を塞ぐ器具として、磁気シール器が知られている(例えば、特許文献1、2)。磁気シール器は、回転軸の周囲に磁性流体からなる磁性流体膜を形成して回転軸と孔との隙間を塞ぐ器具であり、オイルシールやOリングといった比較的摩耗しやすい部品を回転軸の周囲に配置して隙間を塞ぐ場合に比べて、密閉容器内の真空状態を長期的に維持しやすくなると期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平8−320083号公報
【特許文献2】特開平10−61782号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
プラズマ放電処理等を実施するためにはロール電極に高周波電流を流す必要があるが、このときロール電極の回転軸の周囲には変動磁場が発生することになる。こうした変動磁場が発生すると、回転軸の周囲に形成されるべき磁性流体膜が安定して形成されにくくなり、表面処理装置にリークが発生することとなる。このため、特許文献1、2に記載の磁気シール器を表面処理装置に適用して、高周波電流によって基材の表面処理を実施すると共にロール電極と密閉容器の孔との隙間を塞ぐことは容易ではない。
【0007】
本発明の目的は、表面処理装置におけるリークの発生を防止すること、そして当該装置に適した磁気シール式電流導入端子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、密閉容器と、前記密閉容器に形成された孔を介して前記密閉容器内から当該容器外に回転軸が延伸するロール電極を含む、前記密閉容器内に配置された一対の電極と、磁性流体膜を形成することによって前記ロール電極および前記孔の隙間を封止する磁気シール器とを備え、前記一対の電極の間に形成される放電空間に高周波電界を発生させた状態で、基材を前記ロール電極に沿わせて前記放電空間内を通過させ、当該基材を表面処理する、表面処理装置であって、前記ロール電極が、前記基材を表面に沿わせて前記放電空間内を移動させるヘッド部と、前記孔を介して前記ヘッド部から前記密閉容器外に延伸する、高周波電源に接続されるべき軸芯部とからなる電極本体、および前記軸芯部の周囲を当該軸芯部の延伸方向に沿って覆う軸鞘部を有し、前記電極本体と前記軸鞘部との間が絶縁された状態にあり、前記磁性流体膜が周囲に形成される前記軸鞘部の軸方向の領域が、前記軸鞘部の全周にわたって、かつ前記軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成されることによって、前記軸芯部に高周波電流を流した場合に前記軸芯部の周囲に発生する磁界に起因して前記磁性流体膜の形成が阻害されることが防止された、表面処理装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、別の側面から、回転軸と、前記回転軸の周囲に磁性流体膜を形成する磁気シール器と、を備えた磁気シール式電流導入端子であって、前記回転軸が、高周波電源に接続されるべき軸芯部と、前記軸芯部の周囲を当該軸芯部の延伸方向に沿って覆う軸鞘部とを有し、前記軸芯部と前記軸鞘部とが絶縁された状態にあり、前記磁性流体膜が周囲に形成される前記軸鞘部の軸方向の領域が、前記軸鞘部の全周にわたって、かつ前記軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成されることによって、前記軸芯部に高周波電流を流した場合に前記軸芯部の周囲に発生する磁界に起因して前記磁性流体膜の形成が阻害されることが防止された、磁気シール式電流導入端子を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、磁性流体膜が周囲に形成される軸鞘部の軸方向の領域を、軸鞘部の全周にわたって、かつ軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成することとした。こうして磁性体を配置すると、高周波電流を流した場合に軸芯部の周囲に発生する磁場が磁性流体膜の形成箇所にまで拡散することを抑制できる。こうした磁場のシールド作用によって、高周波電流が軸芯部に流れる間も軸鞘部の周囲に磁性流体膜を安定して形成できるため、密閉容器へのロール電極の挿入箇所におけるリークの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1は、本発明の表面処理装置の構成を説明するための図である。
【図2】図2は、図1の装置のA−A線断面図である。
【図3】図3は、本発明の表面処理装置における磁気シール器近傍の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1および図2に示すように、本発明の表面処理装置100は、密閉容器10、ロール電極20、曲板状電極30および磁気シール器50を有している。また、表面処理装置100は、密閉容器10内に不活性ガスを供給するためのガス供給装置40と、密閉容器10内を真空にするための吸引装置41とを有している。表面処理装置100は、ロール電極20と曲板状電極30との間に高周波電界を発生させた状態で、送りロール60から基材61を巻取ロール62に向けて送り出し、当該高周波電界中を通過させることによって、基材61を表面処理する。
【0013】
ロール電極20は、ヘッド部21および軸芯部22からなる電極本体29と、軸鞘部23とを有している。軸芯部22と軸鞘部23は、密閉容器10に形成された孔11を介して密閉容器10外にまで延伸している。ヘッド部21と軸芯部22は導電体によって形成されており、軸芯部22の先端が高周波電源70に接続されている。曲板状電極30は接地されており、高周波電源70から軸芯部22を介してヘッド部21に高周波電流を流すと、ヘッド部21と曲板状電極30との間に放電空間80が形成され、当該放電空間80内に高周波電界が発生する。軸鞘部23と、軸芯部22およびヘッド部21とは、絶縁部材26を介して絶縁および固定されている。こうして、軸鞘部23と電極本体29とが絶縁されている。軸鞘部23は接地されている。
【0014】
軸鞘部23の端部24には、軸鞘部23を回転軸にして駆動するプーリー90が配置されている。プーリー90は、ベルト91を介してモータ92に接続されている。モータ92を駆動させ、プーリー90を回転させると、ヘッド部21が軸回転することになり、送りロール60に巻かれた基材61を、ヘッド部21に沿って放電空間80内を移動させながら巻取ロール62に向けて送り出すことができる。このように、ヘッド部21は、基材61を、その表面に沿わせて放電空間80内を移動させる。
【0015】
図2および図3に示すように、磁気シール器50は、軸鞘部23と軸芯部22を挿入するための貫通孔51が形成されており、ガスケット52とビス53を介して密閉容器10に密着固定されている。軸鞘部23は、ベアリング54を介して磁気シール器50の貫通孔51の壁面に軸回転自在な状態で接触している。磁気シール器50の貫通孔51の壁面の一部には、複数のポールピース55が形成されている。ポールピース55と軸鞘部23との間には磁性流体56が配置されている。そして、隣り合うポールピース55の間には、当該隣り合うポールピース55と軸鞘部23との間に磁気回路が形成される向きで磁石57が配置されている。また、ポールピース55と磁石57は、軸鞘部23の全周に沿って配置されている。また、ポールピース55の端は2つに分割されており、磁石からの磁束線がポールピース55の尖端に集中しやすい状態にある。これにより、磁気回路に沿って磁性流体56がポールピース55の尖端付近に凝集し、磁性流体56による円環状の膜がポールピース55と軸鞘部23との間に形成される。こうして軸鞘部23の周囲に磁性流体56の膜が形成される結果、ロール電極20と密閉容器10の孔11との隙間が塞がれることとなる。
【0016】
なお、磁性流体56は、炭化水素系オイル、炭化フッ素系オイルおよび脂肪酸系オイルといった非磁性の溶媒に、フェライト系ステンレス鋼のような磁性体の微粒子がコロイド状に分散された流体である。
【0017】
表面処理装置100では、図3に示すように、磁性流体膜が周囲に形成される軸鞘部23の領域25が、その全周にわたって、かつ軸鞘部23の内周面を含む径方向の軸芯部22側が、磁性体27で形成されている。領域25以外の軸鞘部23は、非磁性体28によって形成されている。
【0018】
ロール電極20を密閉容器10内に挿入する箇所におけるリークの発生を防止するには、ロール電極20に高周波電流が流れる間も、軸鞘部23の周囲に磁性流体56の膜が安定して形成され続ける必要がある。高周波電流を流すと軸芯部22の周囲に磁場が発生する。磁力線は、非磁性体や空気に比較すると、格段に、磁性体の内部に集中しやすいため、軸鞘部23の外側へ広がらずシールドされる。これにより、軸芯部22に高周波電流を流した場合に軸芯部22の周囲に発生する磁界に起因して、磁性流体56の膜の形成が阻害されることを防止できる。なお、ロール電極20に流すべき高周波電流としては、例えば、7MHz〜27MHzの範囲の周波数を有する交流電流が挙げられる。
【0019】
こうしたシールド作用は、軸鞘部23の領域25において、その全周にわたって、かつ径方向の少なくとも一部を磁性体で形成すれば得ることができる。このため、例えば、軸鞘部23の外周面を含む径方向のポールピース55側の一部を磁性体で形成し、当該部分よりも内側を非磁性体で形成しても構わないし、径方向の全体を磁性体で形成しても構わない。図3に示すような、軸鞘部23の内周面を含む径方向の一部が磁性体であり、当該部分よりも外側が非磁性体である軸鞘部23は、例えば、磁性体の管を非磁性体の管に挿入し、それらを焼きなまして一体化することによって形成できる。
【0020】
なお、上記のとおり、軸芯部22およびヘッド部21と軸鞘部23とが絶縁されているため、高周波電流は軸鞘部23には流れない。軸鞘部23に高周波電源が流れてしまうと、軸鞘部23の外周から磁力線が発生するため、磁性流体56の膜は安定して形成されなくなる。
【0021】
磁性体27は、磁石によって磁化される性質を有する物質であり、例えば、単体金属としては鉄が、また例えば、合金としては、マルテンサイト系ステンレス鋼(JIS代表鋼種:SUS410(13Cr))、フェライト系ステンレス鋼(JIS代表鋼種:SUS430(18Cr))、オーステナイト・フェライト複合系ステンレス鋼(JIS代表鋼種:SUS329JI(25Cr−5Ni−2Mo))および析出硬化系ステンレス鋼(JIS代表鋼種:SUS630(17Cr−4N−4C−No))が挙げられる。
【0022】
非磁性体28は、磁石を接近させても磁化されない性質を有する物質であり、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼(JIS代表鋼種:SUS304(18Cr−8Ni))、アルミおよび銅といった非磁性金属や、樹脂が挙げられる。オーステナイト系ステンレス鋼は、種々の非磁性体の中でも機械的強度および耐食性に優れる。軸鞘部23の外周面に腐食が発生して表面が荒れた状態になると、磁性流体56の膜が安定して形成されなくなる場合がある。このため、少なくとも軸鞘部23の領域25において、軸鞘部23の外周面を含む軸鞘部23の径方向の一部を非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼によって形成し、オーステナイト系ステンレス鋼によって形成された部分よりも内側にある軸鞘部23の径方向の少なくとも一部を磁性体によって形成することが好ましい。
【0023】
1つのロール電極20を交換せずに長期的に使用する観点からは、軸鞘部23の外周面を、軸鞘部23の軸方向にわたってオーステナイト系ステンレス鋼によって形成することが好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼は耐食性に優れるため、外周面が腐食しにくくなるからである。ベアリング54の近傍の軸鞘部23の外周面が腐食するとロール電極20の円滑な軸回転運動が阻害される場合があるが、軸鞘部23の外周面をその軸方向にわたって、オーステナイト系ステンレス鋼のような耐食性に優れた非磁性体で形成することで、こうした不具合の発生も抑制できる。
【0024】
軸鞘部23は、図2に示すように、絶縁部材26を介してヘッド部21の背面を支持することによって、ロール電極20の軸回転運動に付随してヘッド部21から軸芯部22が分岐する箇所に加わる負荷を軽減された状態にあることが好ましいが、軸芯部22の周囲のみを覆うように形成する態様を排除しない。また、ロール電極20の電極本体29は、例えば、ヘッド部21に雌ネジ加工を施すと共に軸芯部22の先端に雄ネジ加工を施し、両者を嵌合させて一体化するような、ヘッド部21と軸芯部22とを分離可能な態様としてもよい。
【0025】
本発明によれば、上記のような表面処理装置に好適に適用される、磁気シール式電流導入端子を提供することもできる。こうした磁気シール式電流導入端子は、回転軸と、回転軸の周囲に磁性流体膜を形成する磁気シール器とを備えており、回転軸が、高周波電源に接続されるべき軸芯部と、軸芯部の周囲を当該軸芯部の延伸方向に沿って覆う軸鞘部とを有し、軸芯部と軸鞘部とが絶縁された状態にあり、磁性流体膜が周囲に形成される軸鞘部の軸方向の領域が、軸鞘部の全周にわたって、かつ軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成されることによって、軸芯部に高周波電流を流した場合に軸芯部の周囲に発生する磁界に起因して磁性流体膜の形成が阻害されることが防止された状態にある。
【0026】
磁気シール式電流導入端子は、上記のロール電極を回転軸として有する態様であってもよいし、密閉容器内側の先端が雄ネジ加工された軸芯部と軸鞘部とからなる回転軸を有しており、別途用意される雌ネジ加工が施されたヘッド部に軸芯部を嵌合させて表面処理装置に適用する態様であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明は、密閉容器の気密性を長期的に維持できる磁気シール式電流導入端子を提供するものとして、高度な気密性が要求される各分野において多大な利用価値を有する。
【符号の説明】
【0028】
10 密閉容器
11 密閉容器に形成された孔
20 ロール電極
21 ヘッド部
22 軸芯部
23 軸鞘部
24 軸鞘部の端部
25 ポールピースおよび磁石が周囲に配置された領域
26 絶縁部材
27 磁性体
28 非磁性体
29 電極本体
30 曲板状電極
40 ガス供給装置
41 吸引装置
50 磁気シール器
51 貫通孔
52 ガスケット
53 ビス
54 ベアリング
55 ポールピース
56 磁性流体
57 磁石
60 送りロール
61 基材
62 巻取ロール
70 高周波電源
80 放電空間
90 プーリー
91 ベルト
92 モータ
100 表面処理装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
密閉容器と、前記密閉容器に形成された孔を介して前記密閉容器内から当該容器外に回転軸が延伸するロール電極を含む、前記密閉容器内に配置された一対の電極と、磁性流体膜を形成することによって前記ロール電極および前記孔の隙間を封止する磁気シール器とを備え、前記一対の電極の間に形成される放電空間に高周波電界を発生させた状態で、基材を前記ロール電極に沿わせて前記放電空間内を通過させ、当該基材を表面処理する、表面処理装置であって、
前記ロール電極が、前記基材を表面に沿わせて前記放電空間内を移動させるヘッド部と、前記孔を介して前記ヘッド部から前記密閉容器外に延伸する、高周波電源に接続されるべき軸芯部とからなる電極本体、および前記軸芯部の周囲を当該軸芯部の延伸方向に沿って覆う軸鞘部を有し、
前記電極本体と前記軸鞘部との間が絶縁された状態にあり、
前記磁性流体膜が周囲に形成される前記軸鞘部の軸方向の領域が、前記軸鞘部の全周にわたって、かつ前記軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成されることによって、前記軸芯部に高周波電流を流した場合に前記軸芯部の周囲に発生する磁界に起因して前記磁性流体膜の形成が阻害されることが防止された、
表面処理装置。
【請求項2】
少なくとも前記軸鞘部の前記領域において、前記軸鞘部の外周面を含む前記軸鞘部の径方向の一部が非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼によって形成され、前記オーステナイト系ステンレス鋼によって形成された部分よりも内側にある前記軸鞘部の径方向の少なくとも一部が前記磁性体によって形成された、請求項1に記載の表面処理装置。
【請求項3】
前記軸鞘部の外周面が、前記軸鞘部の軸方向にわたって前記オーステナイト系ステンレス鋼によって形成された、請求項2に記載の表面処理装置。
【請求項4】
回転軸と、前記回転軸の周囲に磁性流体膜を形成する磁気シール器と、を備えた磁気シール式電流導入端子であって、前記回転軸が、高周波電源に接続されるべき軸芯部と、前記軸芯部の周囲を当該軸芯部の延伸方向に沿って覆う軸鞘部とを有し、前記軸芯部と前記軸鞘部とが絶縁された状態にあり、前記磁性流体膜が周囲に形成される前記軸鞘部の軸方向の領域が、前記軸鞘部の全周にわたって、かつ前記軸鞘部の径方向の少なくとも一部において磁性体で形成されることによって、前記軸芯部に高周波電流を流した場合に前記軸芯部の周囲に発生する磁界に起因して前記磁性流体膜の形成が阻害されることが防止された、磁気シール式電流導入端子。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−69621(P2013−69621A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−208901(P2011−208901)
【出願日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】