专利名称：低温等离子体处理装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于改变各种类型塑料薄膜(下文简称为薄膜)的表面性能的低温等离子体处理装置。
背景技术：
到现在为止公知的是，借助薄膜表面的低温等离子体处理，表面的可润湿性能够得到改进，粘合剂等的可涂覆性能够得到改进，以及薄膜和粘合剂之间的粘附性能够得到增强。
通常，薄膜是借助连续型设备制造以及缠绕成卷材，因此成卷薄膜的表面使用低温等离子体处理最好借助连续型装置进行。
因此，使用低温等离子体的薄膜表面处理如图3所示进行，这时使用的方法是放置等离子体处理装置在真空容器16的内部，设置密封滚筒17，18在解卷单元2和真空室16之间以及在真空室16和缠绕单元5之间，将薄膜1由解卷单元2通过密封滚筒17插入真空室16，以及在真空室内进行低温等离子体处理后，将薄膜1传送通过密封滚筒18并缠绕在缠绕单元5上(S57-18737号日本公开专利申请(Japanese Laid-open Patent Application S57-18737))，或者如图4所示，这时使用的方法是在化学气相沉积(CVD)设备用的真空室19内除了具有阳极14和阴极15的等离子体处理装置外还同时放置薄膜1的解卷单元2和缠绕单元5，该化学气相沉积设备使用连续型设备在塑料薄膜上形成一层薄膜(H09-209158号日本公开专利申请(Japanese Laid-open Patent Application H09-209158))。
当装置使用如S57-18737号日本公开专利申请所示的密封装置时，薄膜送进通过一系列成对密封滚筒，这样使间隙能够形成在密封滚筒之间，因为密封滚筒的磨损和变劣，以及不同于处理气体的其它气体能够渗透进入装置，从而使密封极为困难，真空室内的真空度不足，将出现问题致使低温等离子体处理不足。
此外，薄膜是插入在相对的密封滚筒之间，从而使由于密封滚筒的磨损或变劣在解卷时重载荷可能会施加至薄膜，薄膜的尺寸稳定性将变劣且薄膜可能被损伤或划伤。
H09-209158号日本公开专利申请的方法是在单一的真空室内放置解卷单元和缠绕单元，从而使没有如S57-18737号日本公开专利申请所示由于密封滚筒密封作用不足而产生的问题，但是由于驱动机构放置在同一真空室内，这里有可能出现驱动机构被等离子体损坏的问题，或由于金属被等离子体激活气体腐蚀造成的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是解决上述传统工艺的问题，以及提供对连续长度薄膜进行低温等离子处理的装置，该装置能够使用低温等离子体处理薄膜表面，而又保持尺寸稳定性，不会引起薄膜损伤。
按照本发明的低温等离子体处理装置是一种用于处理塑料薄膜表面的装置，该装置包括(1)第一真空室，其配备有将成卷塑料薄膜解卷的解卷单元；(2)第二真空室，在其中解卷的塑料薄膜在其表面上经受低温等离子体处理；以及(3)第三真空室，其配备有将低温等离子体处理过的塑料薄膜缠绕成卷材的缠绕单元，真空室(1)至(3)沿着处理时塑料薄膜的运行方向串联连接到一起。
这些真空室最好在它们之间的接合部处连接起来，塑料薄膜在处理时运行通过该接合部件，在运行的塑料薄膜的上表面与接合部件的上唇部之间的间隙及在运行的塑料薄膜的下表面与接合部件的下唇部之间的间隙每个具有的厚度都不超过300mm。第二真空室最好配备有阴极，该阴极为具有水冷器件的鼓筒形的阴极。
此外，这些真空室最好用不锈钢或铝制造，但也可以用普通钢制造，在此种情况下内壁应使用一层树脂涂层涂覆或使用火焰喷涂法喷涂一层不锈钢。
本发明的低温等离子体处理装置不像传统技术那样使用密封滚筒，从而能够避免由于密封滚筒引起的薄膜损伤或污染，以及在真空室内的真空压力能够保持稳定，因此薄膜的表面处理能够均匀。
使用本发明的装置，设备不会被等离子体或激活的气体损伤，因此工作能够长期地均匀进行，以及设备的维护费用能够减少。
图1是纵向剖面示意图，示出在实例1中使用的低温等离子体处理装置；图2是纵向剖面示意示，示出在实例4中使用的低温等离子体处理装置；图3是纵向剖面示意图，示出在比较实例1中使用的传统的低温等离子体处理装置；以及图4是纵向剖面示意图，示出在比较实例2中使用的传统的低温等离子体处理装置。
具体实施例方式
按照本发明的低温等离子体处理装置在下文将结合附图更详细地说明。
图1是垂直剖面示意图，示出按照本发明低温等离子体处理装置的一个实例。
按照本发明的薄膜表面处理装置包括第一真空室3，其配备有将成卷薄膜1连续地解卷用的解卷单元2；第二真空室4，在其中进行低温等离子体处理；以及第三真空室6，其配备有将等离子体处理过的薄膜1连续缠绕用的缠绕单元5，并且使这些真空室3，4，6通过接合部件7，8相互连接。
解卷单元2和缠绕单元5分别地放置在第一真空室3和第三真空室6内，但是这里没有对它们特殊的限制，因此能够将薄膜解卷或能够将薄膜缠绕的任何装置均能够使用于此目的。
解卷单元2和缠绕单元5可以是在纸管制造业或塑料管制造业中通常使用的任何装置，以及解卷和缠绕直径可以是标准的三英寸或六英寸的或大约三英寸或大约六英寸。
可以指出，通常使用于薄膜1的各种器件，例如，用于控制薄膜1上的张力的张力控制器或用于限制薄膜1滚动的薄膜边缘限制器也可以视需要设置。
连接至高频电源的阳极9以及作为接地的阴极10放置在第二真空室4内，当作用于等离子体处理的装置。阳极9和阴极10没有特殊的限制，只要它们能够产生等离子体即可。然而，阳极9的形状可以是标准的平板，但棒形的更好，因为能够达到更好的等离子体处理效果。类似地，阴极10可以是标准的平板，但是由连续处理薄膜1的观点看，转动鼓筒形更好。其原因是，当鼓筒转动时，薄膜1能够连续地处理，而不会与鼓筒的表面摩擦。注意，薄膜1被等离子体处理加热，但阴极10具有鼓筒形，因此由来自内部的水冷却形成水冷却系统是简单的。
本发明的第一、第二和第三真空室必须连接到一起，以及接合部件最好具有这样的结构，使在第二真空室内产生的等离子体不会扩散进入第一和第三真空室。这样的理由是，如果等离子体流入第一和第三真空室，不应处理的区域将被处理，以及等离子体处理效果不均匀。因此，在运行薄膜移动通过的两个接合部件内的间隙最好尽可能小，如图1的接合部件的放大图所示，如果在向上和向下两个方向上距离薄膜表面的间隙不大于300mm，等离子体渗透进入第一和第三真空室基本上被防止。并且，由于同样理由，借助放置磁铁在接合部件内，等离子体的扩散流出能够被控制。
图2是垂直剖面示意图，示出按照本发明的低温等离子体处理装置的另一实施例，在其中平板阳极14和类似的平板阴极15放置在第二真空室13内。第一真空室和第三真空室3，6与图1实施例内的相同，以及借助接合部件7，8分别地连接至第二真空室13。
本发明的第一、第二和第三真空室以及它们的结构没有特别的限制，但应能够保持真空压力以提供一个环境，在其中低温等离子体能够容易地产生，以及能够进行解卷和缠绕。
真空室的材料最好构造为使铁不要暴露在真空室的内表面上，因为如果所谓的普通钢暴露在真空室的内表面上，其铁表面经受等离子体发射引起的腐蚀。因此，真空室壳体最好用不锈钢或铝制造。然而，如果真空室壳体整体用不锈钢或铝制造，其成本很高，这样适宜的是真空室壳体用普通钢制造，以及内表面用塑料树脂等涂覆。应该注意，如果连续地暴露在等离子体的气氛中，树脂涂层可能降级。因此，为了成本和抗腐蚀性之间的平衡，真空室壳体可以用普通钢制造，并使用火焰喷涂法在其内表面喷涂一层不锈钢。
低温等离子体处理是一种公知的方法，简称为等离子体处理，以及相同的处理公开于上述日本专利申请日本公开专利申请(JapaneseLaid open Patent Application)S57-18737和H09-209158，以及标准技术书藉，(例如“使用等离子体进行聚合物材料的表面处理，工业材料，第32卷，第三篇，第24-30页，1984年(Surface Treatment of PolymerMaterials Using Plasma，Industrial Materials Vol.32，No.3，pages24-30，1984)”或“使用低温等离子体进行聚合物材料的表面处理，聚合物文摘，第35卷，第五篇，第2-16页，1983年(Surface Treatmentof Polymer Materials Using Low Temperature Plasma，Polymer Digest，Vol 35，No.5，pages 2-16，1983)”)以及其它。
应该注意，本发明的等离子体处理与所谓的正常压力等离子体处理的区别是，它在真空中进行，例如，用于稳定的等离子体处理真空压力最好为100Pa或更低。甚至最好为30Pa或更低。
此外，高频电力源没有特殊的限制，以及通常可以使用10kHz和14MHz之间的范围。
用于低温等离子体产生的周围气体可以选择自显示高浸蚀作用的气体，比如氮、氧和氩，以及如同在所谓的化学气相沉积(CVD)过程中使用的具有聚合能力的气体。
适合于在本发明中处理的薄膜可以是标准的商业薄膜。实例包括聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜、液晶聚合物薄膜、聚酯薄膜、碳氟聚合物薄膜、聚酰胺薄膜、纤维素薄膜以及聚芳酰胺薄膜等。在这些薄膜中，聚酯薄膜作为商品销售的如Lumirror、Tetoron和Diafoil，聚酰亚胺薄膜作为商品销售的如Kapton、Apical和Upilex，以及聚芳酰胺薄膜作为商品销售的如Mictron和Aramica，它们是特别适宜的。
对于本发明，用于处理的薄膜的厚度没有特殊的限制。但是，由于薄膜是由成卷形式解卷以及在连续型装置上缠绕成为成卷形式，其厚度最好在2μm和500μm之间。厚度在2μm和300μm之间是更优选的。
借助使用本发明的装置，连续长度的薄膜能够使用低温等离子体处理，而不会使解卷单元和缠绕单元被等离子体损伤。
实例下面，本发明借助实例和比较实例更详细地说明，但是，本发明绝不应被这些实例限制。
实例1使用图1内所示结构的装置，真空室是用不锈钢制造。12μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(产品名称Lumirror，制造商Toray)由解卷单元解卷，以及运行通过等离子体处理装置(制造商Shin-Etsu Engineering Co.)，以及缠绕单元带着PET薄膜运行通过第一真空室和第二真空室之间接合部件处的狭缝以及第二真空室和第三真空室之间接合部件处的狭缝。狭缝的宽度借助使用不锈钢靴块调节，从而使在PET薄膜表面的上面和下面具有间隙各为290mm。
在调节PET薄膜之后，真空室关闭，以及真空室开始抽真空。当真空压力达到2Pa时，氮气以速率1l/min引入第二真空室，以及各真空室内的压力固定地保持在10Pa。
此外，PET薄膜的解卷速率为10m/min以及低温等离子体处理使用高频电源进行(制造商Kokusai Electric Co.)，负载为300KHz时350W。
实例2使用图1内所示装置，低温等离子体处理使用与实例1相同的方式进行，例外的是铁制的真空室在其内表面使用火焰喷涂法喷涂一层SUS304不锈钢。
实例3使用图1内所示装置，低温等离子体处理使用与实例1相同的方式进行，例外的是真空室的材料由不锈钢改变为普通钢，以及用于处理的薄膜改变为25μm厚的PI薄膜(产品名称Apical，制造商KanekaCo.)。
实例4使用图1内所示装置，低温等离子体处理使用与实例1相同的方式进行，例外的是真空室材料是普通钢，在其内表面涂覆一层环氧树脂，以及用于处理的薄膜改变为25μm厚的PI薄膜(聚酰亚胺薄膜，产品名称Apical，制造商Kaneka Co.)。
实例5使用图1内所示装置，低温等离子体处理使用与实例1相同的方式进行，例外的是在向上和向下两个方向上两个接合部件的间隙使用不锈钢板调节至320mm，使用25μm厚的PI薄膜(商品名称Apical，制造商Kaneka Co.)，以及环境气体为氧以代替氮。
实例6使用图2结构的装置。真空室使用普通钢制造，以及其内表面使用火焰喷涂法喷涂一层SUS304不锈钢。12μm厚的PET薄膜(产品名称Lumirror，制造商Toray)由解卷单元解卷，以及引导进入等离子体处理装置(制造商Shin-Etsu Engineering Co.)和缠绕单元，PET薄膜运行通过第一真空室和第二真空室之间的接合部件以及第二真空室和第三真空室之间的接合部件具有间隙的狭缝，以及PET薄膜表面上面和下面的间隙使用不锈钢板调节至290mm。
在调节PET薄膜之后，真空室关闭，以及开始抽真空，当真空压力达到2Pa时，氮气以速率1l/min引入第二真空室，以及真空室内的压力固定地保持在10Pa。
此外，PET薄膜的解卷速度调节为10m/min，以及低温等离子体处理使用高频电源进行(制造商Kokusai Electric)，负载为300KHz时350W。
比较实例1使用图3内所示结构的等离子体处理装置(制造商Hitachi Ltd.)。在12μm厚的PET薄膜(产品名称Lumirror，制造商Toray)由解卷单元解卷以及在密封滚筒之间运行至中心等离子体处理装置本体后，真空室关闭以及当真空压力达到2Pa时，氮气以速率1l/min(升/分钟)引导进入真空室，以及真空室内的压力稳定地保持在10Pa。
此外，PET薄膜以速度10m/min(米/分钟)引导，以及低温等离子体处理使用高频电源进行(制造商Kokusai Electric Co.)，负载为300KHz时350W。
比较实例2使用图4内所示结构的等离子体处理装置(制造商Shin-EtsuEngineering Co.)。12μm厚的PET薄膜(产品名称Lumirror，制造商Toray)由解卷单元解卷之后，以及运行至中心等离子体处理装置本体后，真空室关闭，以及当真空压力达到2Pa时氮气以速率1l/min引导进入真空室，以及真空室内的压力稳定地保持在10Pa。此外，PET薄膜以速度10m/min供给，以及低温等离子体处理使用高频电源进行(制造商Kokusai Electric Co.)，负载为300Hz时350W。
下列的测量和观察是针对实例1至6和比较实例1和2进行的，以及这些结果总结和示于表1内。应该指出，对于每个评价项目的评价标准如以下所示。
(1)接触角度(度数)等离子体处理的薄膜的表面和液滴之间的接触角度使用接触角度测量仪(制造商Kyowa Science)测量。
(2)薄膜皱纹等离子体处理的薄膜目视检查其皱纹。
未发现皱纹A级发现皱纹B级(3)真空室成本用于真空室结构要求的基本材料支付的成本之间的比较。
较低成本A级稍低成本B级较高成本C级(4)薄膜的热降级在处理前或紧接处理后切取一块100mm×100mm薄膜片，放置在水平板上，以进行薄膜片的最高升起测量。取五次测量的平均值作为升起值，该值假设相当于薄膜的热降级程度。等离子体处理前薄膜的升起值对于PET薄膜为1.0mm，对于PI薄膜为1.3mm。
升起值2mm或更小A级升起值2mm至4mmB级升起值4mm或更大C级O(5)真空室壁的腐蚀在不装载塑料薄膜卷材时300h连续低温等离子体放电后，真空室内表面的表面状态目视检查。
完全如以前A级树脂涂层变粗糙，涂层局部脱落B级在内表面的一部分上发现腐蚀C级(6)低温等离子体放电的稳定性。当低温等离子体放电不稳定或不规则时，等离子体发射出现在实例和比较实例的工作条件下的第一和第三真空室内，导致减少的等离子体处理效应。
在第一和第三真空室内没有等离子体放电A级在第一和第三真空室内有等离子体放电B级。
表1
本发明有助于减少低温等离子体处理装置的制造成本以及减少薄膜表面处理的成本。
权利要求
1.用于塑料薄膜表面的低温等离子体处理的装置，包括(1)第一真空室，配备有将成卷塑料薄膜解卷的解卷单元；(2)第二真空室，在其中已被解卷的塑料薄膜在表面上经受低温等离子体处理；以及(3)第三真空室，配备有将等离子体处理过的塑料薄膜缠绕成卷材的缠绕单元，真空室(1)至(3)沿着处理时塑料薄膜的运行方向串联连接到一起。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，相邻的真空室在它们之间的接合部件处连接起来，塑料薄膜在处理时运行通过所述接合部件，在运行的塑料薄膜的上表面与接合部件的上唇部之间的空隙以及运行的塑料薄膜的下表面与接合部件的下唇部之间的空隙每个具有的厚度不超过300mm。
3.按照权利要求1的装置，其特征在于，第二真空室配备有阴极，该阴极为具有水冷器件的鼓筒形的阴极。
4.按照权利要求1的装置，其特征在于，每个真空室是用不锈钢或铝制造的。
5.按照权利要求1的装置，其特征在于，每个真空室由铁制造，并在其内表面涂覆树脂涂层成分。
6.按照权利要求1的装置，其特征在于，每个真空室由铁制造，并在其内表面使用火焰喷涂法喷涂一层不锈钢。
全文摘要
用于连续长度塑料薄膜低温等离子体处理的装置，该装置能够使用低温等离子体进行薄膜的表面改性处理加工，而且保持尺寸稳定性，不会引起对薄膜的损伤。用于进行薄膜表面改性处理的装置包括第一真空室，配备有将成卷塑料薄膜解卷的解卷单元；第二真空室，在其中解卷的塑料薄膜在其表面上经受低温等离子体处理；以及第三真空室，配备有将等离子体处理的塑料薄膜缠绕成卷材的缠绕单元，这些真空室沿着处理时塑料薄膜的运行方向串联到一起。
文档编号B29C71/04GK101077629SQ20071010427
公开日2007年11月28日 申请日期2007年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者星田繁宏, 铃木真二, 天野正 申请人:信越化学工业株式会社