(57)【要約】【課題】  放電処理用の電極の曲がり等の歪みを無くし、ひび割れを生ずることの無い、加工精度の高い電極を提供し、その電極の耐久度も向上させ強い放電処理が安定して持続可能にする。また、この電極を用いた放電処理方法や放電処理装置により感光材料等の支持体表面と塗布液との接着性を増して塗布性を大きく安定向上させる。【解決手段】  一対の対向する電極間に支持体を位置させ、前記電極間に電圧を印加して前記支持体に放電処理を行う放電処理装置に用いる電極において、一対の対向する前記電極の少なくとも一方の対向面は、金属とセラミックスの複合材料を母材とし、該母材表面に誘電体を被覆したものであることを特徴とする放電処理用の電極と、それを用いた放電処理方法及び放電処理装置。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向する電極間に支持体を位置させ、前記電極間に電圧を印加して前記支持体に放電処理を行う放電処理装置に用いる電極において、一対の対向する前記電極の少なくとも一方の対向面は、金属とセラミックスの複合材料を母材とし、該母材表面に誘電体を被覆したものであることを特徴とする放電処理用の電極。
【請求項２】
前記電極は大気圧近傍下での放電処理を行う電極であることを特徴とする請求項１に記載の放電処理用の電極。
【請求項３】
前記電極の少なくとも１つは円筒型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電処理用の電極。
【請求項４】
円筒型の電極の少なくとも１つは支持体と接しながら回転するロール型であることを特徴とする請求項３に記載の放電処理用の電極。
【請求項５】
一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、金属とセラミックスの複合材料の母材表面が誘電体をライニングされた電極を設け、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて、放電処理室を構成し、該放電処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して、前記電極に電圧を印加させ、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面を放電処理することを特徴とする放電処理方法。
【請求項６】
一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、金属とセラミックスの複合材料の母材表面が誘電体をライニングされた電極と、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて放電処理する放電処理室と、該処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して充填する充填手段と、前記電極間に電圧を印加する電圧発生手段とを有し、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面を放電処理することを特徴とする放電処理装置。
【請求項７】
前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項５に記載の放電処理方法。
【請求項８】
前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする請求項７に記載の放電処理方法。
【請求項９】
前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項６に記載の放電処理装置。
【請求項１０】
前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする請求項９に記載の放電処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電処理用の電極と該電極を用いた放電処理方法及び放電処理装置に係わり、さらに詳しくは、長時間安定して放電プラズマを発生できる耐久性のよい放電処理用の電極と、この電極を用いて放電プラズマにより支持対に表面性能のよい放電処理をする放電処理方法及び放電処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１．３３から１３３３Ｐａ程度の圧力の放電プラズマで支持体表面を放電処理する放電処理装置に用いられる電極が知られているが、この放電処理装置は真空装置が必要となり装置が複雑となるため、その改良として、大気圧または大気圧近傍での放電プラズマが可能な技術が開示されている。そのため、放電プラズマを発生させるために電極の表面を固体誘電体で被覆することが必要となり、その技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この固体誘電体が有機系物質では、物質が経時変化して行き、長時間安定な放電プラズマが得られにくいばかりか、支持体に有機物が付着して品質に悪影響を及ぼすことがあった。そこで、改良として、無機系被覆物として、溶融状態に加熱した溶射材料粉末を金属母材表面に吹き付けて皮膜とするセラミックス溶射法を用いて固体誘電体を形成した電極に関する技術が開示されている（特許文献２参照）。また、ガラスを溶融させて皮膜をつくるガラスライニング法を用いて固体誘電体を金属母材表面に形成した電極に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特公平２−４８６２６号公報
【特許文献２】特開平６−９６７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、前記従来技術の課題として、上記の放電プラズマ発生用の電極は、いずれもアーク放電防止のために、少なくとも一方の電極表面上にガラス、セラミックス、プラスチック等が被覆されて設けられている。しかしセラミックスの溶射法では、母材の変形は起こりにくいが被覆されたセラミックスの誘電体はポーラス（多孔質）な構造となっており、そこに放電が集中し、ピンホールが生じやすく強い放電が不可能であり、また、均一性に欠けやすく、特に長時間連続して使用すると、絶縁破壊がおこりグロー放電からアーク放電に移行しやすい。また、前記ガラスライニング法で形成した被覆誘電体も母材との熱収縮率差が大きく、そのため歪みや撓みが起こり、長期放電処理が可能な電極製作が不可能であった。以上のように、従来の電極はいずれも耐久性が低く、長時間安定して放電プラズマを発生できるものではなかった。
【０００５】
それを避けるためゴムを使用しても有機物であるゴムは支持体面に良からぬ影響を与え、また、どんどんすり減るので耐久性も悪くやや頻繁な交換が必要になる。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、長時間安定して放電プラズマを発生でき、短時間に表面処理ができる放電プラズマ用電極を提供することにある。また、本発明の目的は、長時間安定して放電プラズマを発生させ、短時間に表面性能のよい、表面処理ができる表面処理方法、及び表面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、次の（１）〜（１０）項（請求項１〜１０に相当する）の何れか１項により達成される。
（１）  一対の対向する電極間に支持体を位置させ、前記電極間に電圧を印加して前記支持体に放電処理を行う放電処理装置に用いる電極において、一対の対向する前記電極の少なくとも一方の対向面は、金属とセラミックスの複合材料を母材とし、該母材表面に誘電体を被覆したものであることを特徴とする放電処理用の電極。
（２）  前記電極は大気圧近傍下での放電処理を行う電極であることを特徴とする（１）項に記載の放電処理用の電極。
（３）  前記電極の少なくとも１つは円筒型であることを特徴とする（１）又は（２）項に記載の放電処理用の電極。
（４）  円筒型の電極の少なくとも１つは支持体と接しながら回転するロール型であることを特徴とする（３）項に記載の放電処理用の電極。
（５）  一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、金属とセラミックスの複合材料の母材表面が誘電体をライニングされた電極を設け、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて、放電処理室を構成し、該放電処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して、前記電極に電圧を印加させ、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面を放電処理することを特徴とする放電処理方法。
（６）  一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、金属とセラミックスの複合材料の母材表面が誘電体をライニングされた電極と、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて放電処理する放電処理室と、該処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して充填する充填手段と、前記電極間に電圧を印加する電圧発生手段とを有し、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面を放電処理することを特徴とする放電処理装置。
（７）  前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする（５）項に記載の放電処理方法。
（８）  前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする（７）項に記載の放電処理方法。
（９）  前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする（６）項に記載の放電処理装置。
（１０）  前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする（９）項に記載の放電処理装置。
【０００８】
また、前記の目的は次の技術手段（イ）〜（ル）項の何れか１項により達成される。
（イ）  一対の対向する電極間に支持体を位置させ、前記電極間に電圧を印加して前記支持体に放電処理を行う放電処理装置に用いる電極において、一対の対向する前記電極の少なくとも一方の対向面は導電性の母材表面に１００℃以下で硬化する無機性質の材料をライニングすることで被覆したものであることを特徴とする放電処理用の電極。
（ロ）  前記無機性質材料が常温硬化性のガラスであることを特徴とする（イ）項に記載の放電処理用の電極。
（ハ）  前記電極は大気圧近傍下での放電処理を行う電極であることを特徴とする（イ）又は（ロ）項に記載の放電処理用の電極。
（ニ）  前記電極の少なくとも１つは円筒型であることを特徴とする（イ）〜（ハ）項の何れか１項に記載の放電処理用の電極。
（ホ）  円筒型の電極の少なくとも１つは支持体と接しながら回転するロール型であることを特徴とする（ニ）項に記載の放電処理用の電極。
（ヘ）  一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、導電性の母材表面が１００℃以下で硬化する無機性質の材料を誘電体としてライニングされた電極を設け、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて、放電処理室を構成し、該放電処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して、前記電極に電圧を印加させ、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面の放電処理を行うことを特徴とする放電処理方法。
（ト）  一対の対向する電極の少なくとも一方の対向面に、導電性の母材表面が１００℃以下で硬化する無機性質の材料を誘電体としてライニングされた電極と、前記一対の対向する電極間に支持体を位置させて放電処理する放電処理室と、該処理室に６０圧力％以上のＡｒガスを含む混合ガスを導入して充填する充填手段と、前記電極間に電圧を印加する電圧発生手段とを有し、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを励起させて放電出力７．５ｋＷ／ｍ2以上で連続搬送される支持体表面を放電処理することを特徴とする放電処理装置。
（チ）  前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする（ヘ）項に記載の放電処理方法。
（リ）  前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする（チ）項に記載の放電処理方法。
（ヌ）  前記支持体はプラスチックフィルムであることを特徴とする（ト）項に記載の放電処理装置。
（ル）  前記プラスチックフィルムは感光性材料用支持体であることを特徴とする（ヌ）項に記載の放電処理装置。
【０００９】
本発明者は、放電処理に必要な誘電体を被覆した電極、その中でも特に円筒電極を製作するための重要点が、熱収縮差による制作時のひずみ、たわみ、ひび割れがなく、かつポーラスのない高精度の無機誘電体の被覆であることに着目した。
【００１０】
即ち常温下での母材に対する誘電体被覆による電極製作においても、若しくは、高温下での母材に対する誘電体被覆による電極製作においても、母材と誘電体間の熱膨張の差をなるべく小さくすることが必要であり、そのため前者の製作方法においては、誘電体として常温硬化性のガラスを使用することによって達成されることが分かり、後者の製作方法においては、母材として（たとえば京セラ（株）社製サーメット（商品名））のような金属とセラミックの複合材を用いることにより達成されることが分かった。
【００１１】
そのようにして作製された電極とそれを用いた放電処理方法及び放電処理装置により本発明の目的が達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により放電処理用の電極は曲がり等の歪みが無く、ひび割れを生ずることの無い、加工精度の高いものが得られるようになった。そして電極の耐久度も向上しより強い放電処理が安定して持続可能になった。
【００１３】
また、この電極を用いた放電処理方法や放電処理装置により感光材料等の支持体表面と塗布液との接着性が増して塗布性が大きく安定向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の放電処理用の電極と放電処理方法及び放電処理装置について、以下にその実施の形態を図を用いて説明するが本発明はこれらに限定されない。また、以下の説明には用語等に対する断定的な表現があるが、本発明の好ましい例を示すもので、本発明の用語の意義や技術的な範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１（ａ）は参考例における平板型の電極を、図１（ｂ）は本発明における平板型の電極の一例を示す断面図で、図２は本発明における平板型の電極の他の例を示す断面図であり、図３はそれらの電極を用いた放電処理装置の断面図である。また、図４は本発明における円筒型でロール型の電極の一例を示す斜視図で、図５は円筒型で固定型の電極の一例を示す斜視図で、図６及び図７はそれぞれ円筒型の電極を用いた放電処理装置の断面図である。
【００１６】
図１で、１対の電極は下側の電極２１と上側の電極２２で構成され、１対の電極は、電極間に支持体Ｆを置き、放電プラズマを発生させ支持体Ｆの両面に放電処理をするためのものである。電極２１、２２の構造は平行平面型であるが、これに限らず、図６の本発明の別の放電処理装置の断面図に示すように複数の円筒型の電極２６を直進する支持体の両側に対向させたものや、図７の本発明の他の放電処理装置の断面図に示すように、支持体Ｆを巻回して搬送回転するロール型の電極２５に対して複数の円筒型で固定型の電極２６を対向させたものや、そのほかに図示はしないが円筒対向平面型、球対向平面型等で用途に応じて適時決定される。このような電極は放電プラズマ処理、コロナ放電処理等の電極として使用出来る。
【００１７】
先ず図１，図２に示した平行平面型の電極及びそれを用いた図３の断面図に示す放電処理方法と放電処理装置について説明し、その後で上記図４，図５，図６，図７について詳しく説明する。
【００１８】
電極２１は図１（ａ）に示すように金属等の導電性のある母材２１ａへ１００℃以下で硬化する無機性質の材料の誘電体２１ｂを被覆した組み合わせ、又は図１（ｂ）に示すように金属とセラミックスとの複合材料の母材２１Ａへ高温で溶融するガラス材料等の固体誘電体２１Ｂを被覆した組み合わせで構成されている。電極２２は上記電極２１と同様に次のようになっている。
【００１９】
電極２２は図１（ａ）に示すように金属等の導電性のある母材２２ａへ１００℃以下で硬化する無機性質の材料の誘電体２２ｂを被覆した組み合わせ、又は図１（ｂ）に示すように金属とセラミックスとの複合材料の母材２２Ａへ高温で溶融するガラス材料等の固体誘電体２２Ｂを被覆した組み合わせで構成されている。
【００２０】
勿論、図１（ａ）において電極２１を図１（ｂ）の電極２１に換えてもよく、図１（ｂ）において電極２２を図１（ａ）の電極２２に換えても良い。
【００２１】
ここで、金属等の導電性のある母材２１ａ、２２ａは銀、白金、ステンレススチール、アルミニウム等の金属が使われ、金属とセラミックとの複合材料の母材２１Ａ、２２Ａは、例えば、京セラ（株）社製商品名サーメットが用いられる。また、１００℃以下で硬化する無機性質の材料の誘電体２１ｂ，２２ｂは例えば常温硬化性のガラスが使われ、高温で溶融するガラス材料等の固体誘電体２１Ｂ、２２Ｂは各種ガラス（パイレックス（登録商標）、石英等）、セラミック、金属酸化物（酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム）等が用いられる。
【００２２】
次に、図２で、１対の電極は下側の電極２１と上側の電極２３で構成されている。電極２１は図１と同一で、また電極２３は固体誘電体が設けられていない電極である。１対の電極の下側電極２１に支持体Ｆが置かれ、支持体の片面に放電処理をするためのものである。
【００２３】
図３は本発明の放電プラズマによる放電処理装置の一例を示す断面図である。図３で、放電処理装置は電極２１，２２、保持部６０、ガス充填手段５０、電圧発生手段４０、放電処理室３０等で構成されている。
【００２４】
支持体Ｆは実施形態では写真感光材料支持体（フィルムともいう）である。電極２１，２２は図１（ａ），（ｂ）等に示すもので、電極間のギャップは例えば１０ｍｍ程度となっている。
【００２５】
保持部６０は支持体Ｆを電極２１、２２の電極間に搬送ローラ対６２，６３により保持している。また、支持体Ｆは搬送ローラ対６２，６３で駆動されながら矢印の方向に搬送されるようになっている。
【００２６】
ガス充填手段５０は不活性ガス及び反応ガスの混合ガスを放電処理室３０に充填する手段であり、混合ガスはヘリュム（Ｈｅ）及び／又はアルゴン（Ａｒ）の不活性ガスと窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭酸ガス、水素、水（Ｈ2Ｏ）等の反応ガスが含まれている。なお、比較的安価なアルゴンガスでの放電が望ましい。
【００２７】
電圧発生手段４０は電源４１より導電性の電極部分２１ａ、２２ａ又は２１Ａ、２２Ａに電圧を印加する。その値は適時決定されるが、例えば電圧が３から５ｋＶ程度で、電源周波数は１から１００ｋＨｚである。
【００２８】
放電処理室３０はパイレックス（登録商標）ガラス製の処理容器３１で構成され、該処理容器３１内に混合ガスが充填される。なお、実施形態では処理容器３１はパイレックス（登録商標）ガラス製であるが、電極と絶縁がとれていれば金属製であってもよい。
【００２９】
処理容器３１内に電極２１、２２を所定位置に配置し、ガス発生装置５１で発生させた混合ガス５４をポンプ５５で送り、給気口５２より放電処理室３０の処理容器３１内に入れ、該処理容器３１内を混合ガス５４で充填し排気口５３より排出するようにする。次に、電源４１により電極２１、２２に電圧を印加して放電プラズマを発生させる。ここで、ロール状のフィルム６１より支持体Ｆを供給し、搬送ローラ対６２、６３により、放電処理室３０内の電極間を搬送させる。支持体Ｆは搬送中に放電プラズマにより表面が放電処理され、その後に排出するようになっている。
【００３０】
なお、支持体Ｆの両面に放電処理をする例について説明したが、下側の電極に支持体Ｆを載置し、支持体Ｆの上側のみを放電処理するようにしてもよい。
【００３１】
図６は複数の円筒型の電極２６を直進する支持体の両側に対向させたものであり、搬送ローラ対６２，６３を介して放電処理室３０に等速度で搬送される支持体Ｆの両面は均一に放電処理される。前述したものと同様の混合ガス５４は、給気口５２より放電処理室３０の処理容器３１内に入り、該処理容器３１内を混合ガス５４で充填し排気口５３より排出するようにしてある。尚、円筒型の電極２６は図５の斜視図に示すように金属等の導電性のある母材２６ａへ１００℃以下で硬化する無機性質の材料の誘電体２６ｂを被覆した組み合わせ、又は金属とセラミックスとの複合材料の母材２６Ａへ高温で溶融するガラス材料等の固体誘電体２６Ｂを被覆した組み合わせで構成されている。
【００３２】
図７は支持体Ｆを巻回して搬送回転するロール型の電極２５に対して複数の円筒で固定型の電極２６を対向させたものであり、ロール型の電極２５に巻回してニップローラ６５，６６で押圧され、支持体Ｆはガイドローラ６４，６７を介して放電処理室３０に出入され等速度で搬送される。前述したものと同様の混合ガスの放電処理室３０への充填は図３，図６の場合と同じにしてある。これにより電極間間隔が極めて安定したものになり、支持体Ｆには良好な放電処理が行われる。ただし支持体は片面のみ放電処理がなされる。尚、円筒でロール型の電極２５は図４の斜視図に示すように金属等の導電性のある母材２５ａへ１００℃以下で硬化する無機性質の材料の誘電体２５ｂを被覆した組み合わせ、又は金属とセラミックスとの複合材料の母材２５Ａへ高温で溶融するガラス材料等の固体誘電体２５Ｂを被覆した組み合わせで構成されている。
【００３３】
ポンプ５５を含むガス充填手段５０の詳細や、電圧発生手段４０は図３と全く同じであるので説明を省略する。
【００３４】
尚、金属とセラミックの複合母材に対しては、高温で溶融する誘電体をライニングする代わりに１００℃以下で硬化する無機性質の材料をライニングしても良い。
【実施例】
【００３５】
母材に対して誘電体被覆を下記表１の手法で行い、１５０ｃｍ巾の円筒電極を各２０本製作し、放電条件として支持体フィルムＦとの間のギャップを１ｍｍとしＡｒガス中で１０ｋＨｚ，２００Ｗ／ｍの電圧を印加して１時間放電処理を続け種々の性能を比較してその表にまとめた。尚、誘電体厚は１ｍｍにした。
【００３６】
【表１】
2005116540.tif 000003
【００３７】
表１の結果に見られるように、導電性のセラミック即ち金属とセラミックの複合材料を母材にして高温溶融ガラスや常温ガラスをライニングした円筒型の電極や、金属等の導電性の良い母材に常温ガラスをライニングした円筒型の電極のひび割れは皆無であり、たわみ量も殆ど無く、放電処理における均一性も良く安定しており、耐久性も著しく向上したことが認められる。しかし、従来のように金属等の導電性の良い母材に高温溶融ガラスをライニングした円筒型の電極はひび割れがかなり発生し、たわみ量も大きく放電処理は支持体の幅手に対して不均一であり耐久性も作業性も悪かった。また、金属母材にセラミックを溶射したものはひび割れやたわみ量は良好としても、耐久性に乏しく放電処理はアーク放電が入り、全く実用にならない状態であった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】参考例の平板型の電極及び本発明の平板型の電極の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の平板型の電極の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の放電プラズマによる放電処理装置の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の円筒型でロール型の電極の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の円筒型で固定型の電極の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の放電プラズマによる放電処理装置の他の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の放電プラズマによる放電処理装置の別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２１，２２，２３，２５，２６  電極
２１ａ，２２ａ，２５ａ，２６ａ  金属等導電性のある母材
２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａ  金属とセラミックスの複合材の母材
２１ｂ，２２ｂ，２５ｂ，２６ｂ  １００℃以下で硬化する無機性誘電体（常温硬化性ガラス等）
２１Ｂ，２２Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ  高温で溶融する固体誘電体（石英ガラス等）
３０  放電処理室
３１  処理容器
４０  電圧発生手段
４１  電源
５０  ガス充填手段
５１  ガス発生装置
５２  給気口
５３  排気口
５４  混合ガス
６０  保持部
６１  ロール状のフィルム
６２，６３  搬送ローラ対
Ｆ  基材（写真感光材料用支持体、フィルム）
【図１】
2005116540.tif 000004
【図２】
2005116540.tif 000005
【図３】
2005116540.tif 000006
【図４】
2005116540.tif 000007
【図５】
2005116540.tif 000008
【図６】
2005116540.tif 000009
【図７】
2005116540.tif 000010