JP2010061860A - Plasma generation device - Google Patents
Plasma generation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010061860A JP2010061860A JP2008223816A JP2008223816A JP2010061860A JP 2010061860 A JP2010061860 A JP 2010061860A JP 2008223816 A JP2008223816 A JP 2008223816A JP 2008223816 A JP2008223816 A JP 2008223816A JP 2010061860 A JP2010061860 A JP 2010061860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- microwave
- plasma generation
- plasma generating
- opposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
【課題】プラズマ生成空間が広く、プラズマ処理を連続かつ均一に行うことができるプラズマ生成装置を提供する。
【解決手段】誘電体板2と、この誘電体板2の片面に設けられた板状のスロットアンテナ4と、このスロットアンテナ4の外側に設けられたマイクロ波導波管5とからなるマイクロ波プラズマ発生手段Rが、上記誘電体板2を対向させた状態で配置され、その対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段Rの間の周縁が壁体12,14により囲まれ、上記一組のマイクロ波プラズマ発生手段Rと上記壁体12,14とで形成される空間がプラズマ生成空間になっている。
【選択図】図2A plasma generation apparatus having a wide plasma generation space and capable of performing plasma processing continuously and uniformly.
A microwave plasma comprising a dielectric plate, a plate-like slot antenna provided on one side of the dielectric plate, and a microwave waveguide provided outside the slot antenna. The generating means R is arranged with the dielectric plates 2 facing each other, and the peripheral edge between the pair of facing microwave plasma generating means R is surrounded by the wall bodies 12 and 14, and the pair of micro plasmas is formed. A space formed by the wave plasma generating means R and the wall bodies 12 and 14 is a plasma generation space.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、マイクロ波を活用して減圧空間に高密度の表面波プラズマを広い空間に生成し、被処理体の外周面を3次元的にプラズマ処理するプラズマ生成装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma generating apparatus that uses microwaves to generate high-density surface wave plasma in a reduced pressure space in a wide space, and three-dimensionally plasma-processes the outer peripheral surface of an object to be processed.
近年、減圧下でプラズマによる中間資材へのクリーニング,表面改質,エッチング,成膜等の処理が揮発性有機化合物(VOC)抑制等に向けた環境保護や処理効果等の観点から産業界において広く用いられるようになってきている。 In recent years, cleaning of intermediate materials by plasma under reduced pressure, surface modification, etching, film formation, etc. are widely used in the industry from the viewpoint of environmental protection and treatment effects for volatile organic compound (VOC) suppression, etc. It has come to be used.
減圧プラズマ処理としては、主に、高周波(RF)によりプラズマを生成し、その生成したプラズマを被着体に照射して処理する方法が多く見受けられる。例えば、フッ素樹脂層外周面を減圧高周波(RF)プラズマにより表面改質し、ポリアミド樹脂層との接着性を向上させる方法に利用されている(特許文献1参照)。 As the low-pressure plasma treatment, there are many methods in which plasma is mainly generated by high frequency (RF) and the adherend is irradiated with the generated plasma. For example, it is used in a method of improving the adhesion with a polyamide resin layer by modifying the outer peripheral surface of a fluororesin layer with reduced-pressure radio frequency (RF) plasma (see Patent Document 1).
また、最近、ランチャーを配置した真空容器内に、マイクロ波を供給して体積波プラズマを生成させる方法がある。例えば、一対のランチャーを配置した真空容器内に、マイクロ波を供給してプラズマを生成させ、そのプラズマを利用したCVD法により、ダイヤモンド薄膜を製造している(特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の減圧高周波(RF)プラズマ処理は、プラズマ生成空間が狭く限定されるため、処理面の径が限定される等の問題がある。さらに、プラズマ電子密度が低いため、処理に時間を要し、さらに、それにより得られる層間接着性も、あまり高くないといった問題がある。そこで、上記処理後にカップリング剤を塗工し、接着性を高める方法も提案されているが、工程が増えるため、作業性に問題がある。
However, the reduced pressure radio frequency (RF) plasma processing described in
また、上記特許文献2に記載の体積波プラズマは、中心のプラズマ密度が最も高く、中心から離れるにつれ、プラズマ電子密度が低くなるという問題がある。つまり、被着体の外周が大きくなるにつれ、プラズマ処理効果が低くなってしまう。また、体積プラズマは、ボール型のプラズマのため、被着体を動かせながらプラズマ処理する場合には、沢山の対のランチャーが必要となり、設備コスト面で経済性を損なう(設備コストが高くなる)等の問題があるとともに、不連続のボールプラズマでは、処理効果に問題が残る可能性がある。
Further, the volume wave plasma described in
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、プラズマ生成空間が広く、プラズマ処理を連続かつ均一に行うことができるプラズマ生成装置の提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a plasma generation apparatus capable of performing plasma processing continuously and uniformly with a wide plasma generation space.
上記の目的を達成するため、本発明のプラズマ生成装置は、誘電体板と、この誘電体板の片面に設けられた板状のスロットアンテナと、このスロットアンテナの外側に設けられたマイクロ波導波管とからなるマイクロ波プラズマ発生手段が、上記誘電体板を対向させた状態で配置され、その対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段の間の周縁が壁体により囲まれ、上記一組のマイクロ波プラズマ発生手段と上記壁体とで形成される空間がプラズマ生成空間になっているという構成をとる。 In order to achieve the above object, a plasma generation apparatus according to the present invention includes a dielectric plate, a plate-like slot antenna provided on one side of the dielectric plate, and a microwave waveguide provided outside the slot antenna. A microwave plasma generating means comprising a tube is arranged with the dielectric plates facing each other, and a peripheral edge between the pair of facing microwave plasma generating means is surrounded by a wall, The space formed by the microwave plasma generating means and the wall body is a plasma generation space.
本発明のプラズマ生成装置は、誘電体板とスロットアンテナとマイクロ波導波管とを備えた2つのプラズマ発生手段が相対向して設けられている。このため、上記チャンバ内では、各プラズマ発生手段が発生させたプラズマを重ね合わせることができる。これにより、相対向する2つのプラズマ発生手段の間では、プラズマ密度を均一にすることができる。そして、その間(プラズマ密度が均一なプラズマ領域)にプラズマ被処理体を移動させることにより、そのプラズマ被処理体またはプラズマ生成装置を回転させなくても、その外周面全体を一度に均一にマイクロ波プラズマ処理することができる。しかも、上記プラズマ生成空間(プラズマ密度が均一なプラズマ領域)は、従来のRFプラズマと比較して広い。そのため、例えば、プラズマ被処理体の外径を50mm以上変更しても、プラズマ生成装置を再作製することなく、マイクロ波プラズマ処理することができる。 In the plasma generating apparatus of the present invention, two plasma generating means each including a dielectric plate, a slot antenna, and a microwave waveguide are provided to face each other. For this reason, the plasma generated by each plasma generating means can be superposed in the chamber. Thereby, the plasma density can be made uniform between the two plasma generating means facing each other. Then, by moving the plasma processing object in the meantime (plasma region where the plasma density is uniform), the entire outer peripheral surface of the plasma processing object is uniformly microwaved at a time without rotating the plasma processing object or the plasma generator. Plasma treatment can be performed. Moreover, the plasma generation space (plasma region having a uniform plasma density) is wider than conventional RF plasma. Therefore, for example, even if the outer diameter of the plasma processing object is changed by 50 mm or more, the microwave plasma processing can be performed without recreating the plasma generation apparatus.
さらに、上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段と上記壁体とが着脱自在に形成され、上記壁体が上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段の間の距離を調整するスペーサになっている場合には、上記壁体の寸法を変えたり、壁体を追加したりすることにより、プラズマ被処理体に対してのプラズマ照射距離を変更することができ、それにより、プラズマ密度を調整することができる。このため、プラズマ生成装置を再作製することなく、様々な径の大きさに対応することができる。 Further, the set of opposed microwave plasma generating means and the wall body are detachably formed, and the wall body serves as a spacer for adjusting the distance between the set of opposed microwave plasma generating means. If this is the case, the plasma irradiation distance to the plasma object can be changed by changing the dimensions of the wall body or adding a wall body, thereby adjusting the plasma density. can do. For this reason, it can respond to the magnitude | size of various diameters, without producing a plasma production apparatus again.
また、上記マイクロ波プラズマ発生手段が長尺に形成され、その長手方向に沿って、上記プラズマ生成空間内をプラズマ被処理体が移動しその過程でプラズマ処理されるようになっている場合には、プラズマ被処理体をマイクロ波プラズマに晒す距離を長くすることができるため、プラズマ被処理体の移動時間を速めて短時間でマイクロ波プラズマ処理することができる。 In the case where the microwave plasma generating means is formed in a long shape, and the plasma processing object moves in the plasma generation space along the longitudinal direction thereof and is subjected to plasma processing in the process. Since the distance to which the plasma object is exposed to the microwave plasma can be increased, the moving time of the plasma object can be increased and the microwave plasma process can be performed in a short time.
また、上記スロットアンテナに、その長手方向に沿って、複数のスロットが形成されている場合も、上記と同様に、プラズマ被処理体をマイクロ波プラズマに晒す距離を長くすることができ、プラズマ被処理体の移動時間を速めて短時間でマイクロ波プラズマ処理することができる。 Further, when a plurality of slots are formed along the longitudinal direction of the slot antenna, similarly to the above, the distance at which the plasma processing object is exposed to the microwave plasma can be increased, and the plasma coverage is increased. Microwave plasma processing can be performed in a short time by increasing the moving time of the processing body.
そして、上記プラズマ被処理体が、金属配管,樹脂配管,ゴム配管,ホース,チューブ,糸からなる群から選ばれる一つの長尺体である場合には、マイクロ波プラズマ処理を、その長尺体の軸方向に沿って連続かつ均一に行うことができる。 And when the said plasma to-be-processed object is one elongate body chosen from the group which consists of metal piping, resin piping, rubber piping, a hose, a tube, and a thread | yarn, a microwave plasma process is carried out to the elongate body It can carry out continuously and uniformly along the axial direction.
特に、上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段のマイクロ波導波管に、複数の同軸導波管の組み合わせからなるマイクロ波立体回路および方形導波管を介して、マイクロ波発振器が接続されている場合には、上記方形導波管およびマイクロ波立体回路の配置を変更することにより、上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段の間の距離を、プラズマ被処理体の形状やプラズマに合わせて変更することができ、マイクロ波導波管を再作製する必要がない。 In particular, a microwave oscillator is connected to the microwave waveguides of the pair of opposed microwave plasma generation means via a microwave solid circuit and a rectangular waveguide made of a combination of a plurality of coaxial waveguides. The distance between the opposing pair of microwave plasma generation means is adjusted to the shape of the plasma processing object and the plasma by changing the arrangement of the rectangular waveguide and the microwave circuit. And it is not necessary to recreate the microwave waveguide.
また、マイクロ波発振器が、分岐型導波管を介して、上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段のマイクロ波導波管に接続されている場合には、マイクロ波発振器からのマイクロ波を分岐型導波管にて分岐することにより、マイクロ波電源や発振器等を新たに導入する必要がない。しかも、相対向する一組のプラズマ発生手段の間では、プラズマ密度を均一にしやすくなる。 Further, when the microwave oscillator is connected to the microwave waveguide of the pair of opposed microwave plasma generating means via the branching waveguide, the microwave from the microwave oscillator is branched. It is not necessary to newly introduce a microwave power source, an oscillator, or the like by branching at the type waveguide. Moreover, it is easy to make the plasma density uniform between a pair of opposed plasma generating means.
さらに、上記プラズマ生成空間を形成する、対向する一対の壁体の外面に、予備真空室が設けられ、その予備真空室の外壁に、プラズマ被処理体の外径よりも小径の貫通孔を有するゴム弾性体製シール部材が設けられている場合には、大気圧下の仕掛品インラインで連動してマイクロ波プラズマ処理することができる。 Further, a preliminary vacuum chamber is provided on the outer surfaces of a pair of opposing walls that form the plasma generation space, and a through hole having a diameter smaller than the outer diameter of the plasma processing object is provided on the outer wall of the preliminary vacuum chamber. When a rubber elastic seal member is provided, microwave plasma processing can be performed in conjunction with the work-in-process inline under atmospheric pressure.
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明のプラズマ生成装置の一実施の形態を用いて燃料低透過性ホースを製造する方法を模式的に示している。この実施の形態では、まず、第1の押出機M1 により、フッ素系樹脂等からなる燃料低透過層Aを連続して円筒状に押出成形する。ついで、その燃料低透過層Aを繰り出しながら連続して本発明のプラズマ生成装置P内に導入し、燃料低透過層Aの軸方向に沿う左右または上下両側(図1では左右両側)に設けられたマイクロ波プラズマ発生手段Rから、上記円筒状の燃料低透過層Aの外周面に、周波数433MHz〜2.45GHzのマイクロ波プラズマ処理を軸方向に連続して施す。つづいて、上記燃料低透過層Aをプラズマ生成装置Pから導出した後、第2の押出機M2 に導入し、マイクロ波プラズマ処理され活性化された燃料低透過層Aの外周面に、円筒状の外層Bを押出成形により直接積層形成する。このようにして、燃料低透過性ホースを連続して製造する。その後、適宜の長さに切断されて使用される。 FIG. 1 schematically shows a method of manufacturing a low fuel permeability hose using an embodiment of the plasma generating apparatus of the present invention. In this embodiment, first, a low fuel permeation layer A made of a fluorine-based resin or the like is continuously extruded into a cylindrical shape by the first extruder M 1 . Next, the fuel low-permeability layer A is continuously introduced into the plasma generating apparatus P of the present invention while being fed out, and is provided on the left and right or upper and lower sides (left and right sides in FIG. 1) along the axial direction of the fuel low-permeability layer A. From the microwave plasma generation means R, the microwave plasma treatment at a frequency of 433 MHz to 2.45 GHz is continuously performed in the axial direction on the outer peripheral surface of the cylindrical fuel low-permeability layer A. Subsequently, after the fuel low-permeability layer A is led out from the plasma generating device P, it is introduced into the second extruder M 2 , and a cylinder is formed on the outer peripheral surface of the fuel low-permeability layer A activated by microwave plasma treatment. The outer layer B is directly laminated by extrusion. In this way, the low fuel permeability hose is continuously manufactured. Then, it is cut into an appropriate length and used.
上記プラズマ生成装置Pは、図2に示すように、略角筒状の密封型チャンバ1を備えている。このチャンバ1の内部空間がプラズマ生成空間になっている。このチャンバ1の略角筒状の周壁を形成する第1〜第4の壁体11〜14のうち、垂直状態で相対向する第1および第3の壁体11,13に、上記プラズマ発生手段Rが対向して設けられている。また、水平状態で相対向する第2および第4の壁体12,14は、金属製の板状体からなり、そのうち、第2の壁体12には、チャンバ1の内部にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給口15が形成され、第4の壁体14には、チャンバ1の内部のガスを排出するガス排出口16が形成されている。そして、上記略角筒状のチャンバ1の一端開口部には、上記燃料低透過層Aを上記チャンバ1内に導入する導入口が形成された壁体(図示せず)が設けられ、他端開口部には、その燃料低透過層Aを上記チャンバ1内から導出する導出口が形成された壁体(図示せず)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the plasma generation apparatus P includes a sealed
上記プラズマ発生手段Rは、上記略角筒状の密封型チャンバ1の軸方向に沿って長尺に形成されており、図2に示すように、石英からなる誘電体板2と、その外側の金属製の板状のスロットアンテナ4と、略コ字状断面を有する金属製のマイクロ波導波管5とを備えている。上記誘電体板2は、上記略角筒状の密封型チャンバ1の軸方向に沿って長板状に形成されており、内部に冷却水用の流路34を有する厚肉板状の金属製ホルダー3に固定されている。そのホルダー3が上記相対向する第2および第4の壁体12,14に固定されることにより、上記誘電体板2は、相対向した状態となり、上記チャンバ1の第1および第3の壁体11,13を形成している。上記板状のスロットアンテナ4は、上記略角筒状の密封型チャンバ1の軸方向に沿って長板状に形成されており、上記相対向する誘電体板2の外側に各誘電体板2と対面し接触した状態で配置されている。上記略コ字状断面を有するマイクロ波導波管5は、上記略角筒状の密封型チャンバ1の軸方向に沿って長尺に形成されており、その略コ字状の開口を板状のスロットアンテナ4に対面させ、いわばマイクロ波導波管5を形成する周壁の一部が上記スロットアンテナ4で構成されたような状態になっている。これにより、スロットアンテナ4の外側にマイクロ波伝播用の空間が設けられた状態になっている。上記マイクロ波導波管5の軸方向の端部には、マイクロ波発振器6(図1参照)が接続されている。
The plasma generating means R is formed long along the axial direction of the substantially square cylindrical sealed
より詳しく説明すると、上記略角筒状のチャンバ1の相対向する第2および第4の壁体12,14には、その長手方向の左右両側縁に、フランジ17が立設されている。このフランジ17には、チャンバ1の軸方向に沿って所定間隔で、ボルト7挿通用の貫通孔18が形成されている。この貫通孔18を利用して、上記誘電体板2を固定したホルダー3が、上記フランジ17に、ボルト7・ナット8で着脱自在に固定されている。この厚肉板状のホルダー3には、長手軸に沿う端縁に段部31が形成され、その段部31に上記誘電体板2の端縁が支持されている。また、上記ホルダー3には、上記チャンバ1の第2および第4の壁体12,14のフランジ17に形成された貫通孔18に対応する位置に、ボルト7挿通用の貫通孔32が形成されている。そして、上述したように、それら両貫通孔18,32にボルト7を挿通し、ナット8で締めることにより、上記誘電体板2を固定したホルダー3が上記チャンバ1のフランジ17に着脱自在に密封状態で固定されている。また、上記ホルダー3には、上記マイクロ波導波管5をボルト9で固定する際に使用される雌螺子33が形成されている。さらに、上記ホルダー3の内部には、冷却水等の冷却用流体を流す流路34が形成されている。この流路34を流れる冷却用流体により、マイクロ波やプラズマによる誘電体板2の過剰加熱を防止し、誘電体板2の割れ等を防止することができる。
More specifically,
上記誘電体板2の、上記スロットアンテナ4が接触している表面の両側部には、誘電体板2の側縁に沿って所定間隔で、上記スロットアンテナ4を位置決めするためのピン21が設けられている。また、上記誘電体板2の形成材料(誘電体)としては、前記の石英の他,アルミナ等があげられる。
上記スロットアンテナ4は、その長手方向に沿って、銅板等の金属板に多数のスロット(細長い貫通孔)41が形成されたものである。このスロット41は、上記マイクロ波導波管5内を伝播するマイクロ波を捕らえ、そのマイクロ波を高密度にして上記チャンバ1内方向(誘電体板2方向)に向けて照射する。このスロットアンテナ4により、大気圧下でも容易にプラズマを発生させることができる。上記多数のスロット41は、隣り合うスロット41間に所定の間隔をあけて整然と配置されていることが好ましく、通常、複数のスロット41が列をなして形成されている。この列は、複数列であることが好ましい。また、上記スロットアンテナ4の両側部には、上記誘電体板2に形成されたスロットアンテナ4位置決め用ピン21に対応する位置に、貫通孔42が形成されている。この貫通孔42に、上記ピン21を挿通させることにより、上記スロットアンテナ4が上記誘電体板2に対して適正に位置決めされている。
The
上記マイクロ波導波管5は、略コ字状断面を有する長尺体からなり、その略コ字状の開口縁から、フランジ51が延びている。そのフランジ51には、上記誘電体板2固定用ホルダー3に形成された雌螺子33に対応する位置に、ボルト9挿通用の貫通孔52が形成されている。そして、その貫通孔52にボルト9を挿通し、上記雌螺子33に螺合させることにより、上記マイクロ波導波管5が上記誘電体板2固定用ホルダー3に固定されている。この固定状態では、上記マイクロ波導波管5のフランジ51と誘電体板2固定用ホルダー3とにより、上記スロットアンテナ4と誘電体板2とが挟持され固定されている。この固定により、上記誘電体板2,ホルダー3,スロットアンテナ4,マイクロ波導波管5が一体となり、上記プラズマ発生手段Rを構成している。
The
上記マイクロ波発振器6(図1参照)は、周波数433MHz〜2.45GHzのマイクロ波を発振するものである。好ましい周波数は、846MHz,896MHz,915MHzもしくは2.45GHzである。このような周波数のマイクロ波で処理を行うことにより、電波法の範囲内で、より良好に表面改質がなされるからである。 The microwave oscillator 6 (see FIG. 1) oscillates a microwave having a frequency of 433 MHz to 2.45 GHz. Preferred frequencies are 846 MHz, 896 MHz, 915 MHz or 2.45 GHz. This is because the surface modification is performed better within the range of the Radio Law by performing the treatment with the microwave having such a frequency.
そして、このようなプラズマ生成装置Pによるマイクロ波プラズマ処理は、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、上記ガス供給口15から、チャンバ1の内部にプラズマ発生用ガスを供給しながら、上記ガス排出口16からチャンバ1の内部のガスを排出する。これにより、チャンバ1の内部をプラズマ発生用ガス雰囲気にする。ついで、上記マイクロ波発振器6(図1参照)からマイクロ波を発振する。発振されたマイクロ波は、上記マイクロ波導波管5内を伝播し、上記スロットアンテナ4により誘電体板2に照射される。これにより、相対向する誘電体板2の表面に表面波が発生する。この表面波は、それ自身の表面波エネルギーにより、上記プラズマ発生用ガスを励起させ、プラズマを発生させる。この状態で、チャンバ1の一端部の導入口から円筒状の燃料低透過層Aをチャンバ1内に連続的に導入し、それを、上記相対向する誘電体板2の間に走行させた後、チャンバ1の他端部の導出口から導出する。ここで、燃料低透過層Aが相対向する誘電体板2の間を走行する過程では、図3に示すように、相対向する誘電体板2からのプラズマ(図示の一点鎖線参照)により、プラズマの照射距離(一点鎖線の長さ)にかかわらず、燃料低透過層Aの外周面が均一にマイクロ波プラズマ処理され、その外周面における全点(例えば、図示の4点a〜d)では、マイクロ波プラズマ処理による効果は同一となる。これは、上記相対向する2つの誘電体板2の表面波により発生した2つのプラズマが重なり合い、相対向する誘電体板2の間のプラズマ密度が均一になることによると考えられる。すなわち、プラズマ密度が均一なプラズマ領域内(相対向する誘電体板2の間)を燃料低透過層Aが走行すると、その燃料低透過層Aが円筒状であっても、その外周面全体に、上記均一密度のプラズマを均一に作用させることができ、その外周面を均一にマイクロ波プラズマ処理することができる。さらに、そのマイクロ波プラズマ処理は、上記円筒状の燃料低透過層Aの軸方向に沿って連続的に行うことができる。
And the microwave plasma process by such a plasma generator P is performed as follows. That is, first, the gas inside the
また、この実施の形態では、図2に示すように、誘電体板2固定用ホルダー3とチャンバ1の第2および第4の壁体12,14とが、ボルト7・ナット8による固定により着脱自在になっているため、チャンバ1の第2および第4の壁体12,14を適宜の寸法のものと取り替えることが容易にでき、マイクロ波プラズマ処理する燃料低透過層Aの様々な径の大きさに対応することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the holder 3 for fixing the
なお、上記実施の形態では、プラズマ被処理体として燃料低透過層Aを例にあげたが、それ以外のものでもよく、例えば、金属配管,樹脂配管,ゴム配管,ホース,チューブ,糸等の長尺体があげられる。 In the above embodiment, the low fuel permeation layer A is taken as an example of the plasma processing object, but other materials such as metal pipes, resin pipes, rubber pipes, hoses, tubes, threads, etc. may be used. A long body is mentioned.
また、上記実施の形態では、2つのマイクロ波プラズマ発生手段Rを対向させ一組としたが、3つ以上のマイクロ波プラズマ発生手段Rを対向させ一組としてもよい。このようにすると、プラズマ生成の自由度が増し、マイクロ波プラズマ処理の自由度も増す。 In the above-described embodiment, two microwave plasma generation means R are opposed to each other, and a set of three or more microwave plasma generation means R may be opposed to each other. If it does in this way, the freedom degree of plasma generation will increase and the freedom degree of microwave plasma processing will also increase.
さらに、上記実施の形態において、図4に示すように、対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段Rのマイクロ波導波管5に、複数の同軸導波管Vを直列に連結させてなるマイクロ波立体回路Wを接続し、そのマイクロ波立体回路Wに方形導波管Xを接続し、それらマイクロ波立体回路Wおよび方形導波管Xを介して、マイクロ波発振器6を接続してもよい。このようにすると、上記マイクロ波立体回路Wを構成する複数の同軸導波管Vの配置や方形導波管Xの配置を変更することにより、上記対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段Rの間の距離を、プラズマ被処理体(例えば、燃料低透過層A)の形状やプラズマに合わせて変更することができ、マイクロ波導波管5を再作製する必要がない。
Furthermore, in the above embodiment, as shown in FIG. 4, a microwave in which a plurality of coaxial waveguides V are connected in series to a
また、上記実施の形態では、対向する一組のマイクロ波プラズマ発生手段Rのマイクロ波導波管5のそれぞれにマイクロ波発振器6を接続したが、図5に示すように、1つのマイクロ波発振器6を、分岐型導波管Yを介して、上記マイクロ波導波管5に接続してもよい。このようにすると、マイクロ波発振器6からのマイクロ波を分岐型導波管Yにて分岐することができるため、マイクロ波電源や発振器等を新たに導入する必要がない。しかも、相対向する一組のプラズマ発生手段Rの間では、プラズマ密度を均一にしやすくなる。さらに、図6に示すように、上記分岐型導波管Yとマイクロ波導波管5との間に、上記方形導波管Xおよびマイクロ波立体回路Wを接続してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態において、プラズマ被処理体(例えば、燃料低透過層A)を上記チャンバ1内に導入する導入口が形成された壁体(図示せず)およびその燃料低透過層Aを上記チャンバ1内から導出する導出口が形成された壁体(図示せず)の外面に、予備真空室(図示せず)を設け、その予備真空室の外壁に、プラズマ被処理体の外径よりも小径の貫通孔を有するゴム弾性体製シール部材を設けてもよい。
Further, in the above embodiment, a wall body (not shown) in which an inlet for introducing a plasma object (for example, a low fuel permeation layer A) into the
つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。 Next, examples will be described. However, the present invention is not limited to the examples.
ラングミュアプローブを用い、プラズマの電子密度を円周方向に計測した。なお、電子密度計測には、直径0.1mm、先端長さ4.5mmタングステン製のラングミュアプローブを用い、ラングミュアプローブ先端の中心とプローブ軸中心との間の距離を2cmとした。プローブは、z軸方向に掃引可能かつ、z軸を中心に回転することが可能である。プローブ先端は、z=0cmに固定し、z軸を中心に回転させることで、z軸から半径2cmの周方向の電子密度を計測した。電子温度は、プローブの電流・電圧特性より導出し、プローブに負電圧−20Vを印加し、イオン飽和電流を計測することによって、電子密度を評価した(ラングミュアプローブを取り付けた金属棒を長手方向に差し込み、先端の棒を2cm折り曲げ、円周方向に30°置きに回転させ計測した)。円周方向の電子密度が平均1.33×1012cm-3、偏差0.05×1012cm-3と高密度でばらつきの小さいプラズマの生成を確認した(下記の表1参照)。 Using a Langmuir probe, the electron density of the plasma was measured in the circumferential direction. For the electron density measurement, a Langmuir probe made of tungsten having a diameter of 0.1 mm and a tip length of 4.5 mm was used, and the distance between the center of the Langmuir probe tip and the center of the probe axis was set to 2 cm. The probe can be swept in the z-axis direction and can rotate about the z-axis. The probe tip was fixed at z = 0 cm and rotated around the z-axis to measure the electron density in the circumferential direction with a radius of 2 cm from the z-axis. The electron temperature was derived from the current / voltage characteristics of the probe, and a negative voltage of −20 V was applied to the probe and the ion saturation current was measured to evaluate the electron density (the metal rod with the Langmuir probe attached in the longitudinal direction). The rod was inserted and bent at a tip of 2 cm, and rotated every 30 ° in the circumferential direction. The generation of plasma with high density and small variation was confirmed with an average electron density in the circumferential direction of 1.33 × 10 12 cm −3 and a deviation of 0.05 × 10 12 cm −3 (see Table 1 below).
外径40mm、厚み2mmのPTFEチューブ(32cm長)をマイクロ波プラズマ処理装置内に導入し、その軸方向に沿う左右両側に設けられたマイクロ波プラズマ発生手段により、上記円筒状の燃料低透過層の外周面をマイクロ波プラズマ処理した。このマイクロ波プラズマ処理は、アルゴンガス雰囲気下、13Pa(絶対圧)の減圧下において、周波数2.45GHzのマイクロ波により、10秒間行った。その後、水接触角を協和界面科学社製 FACE接触角計(型式:CA−X)にて円周方向と長手方向の接触角を計測した。その結果、未処理時の接触角が110℃に対し、円周方向・長手方向ともに、一様に接触角が低減し、疎水性の表面が親水性に改質されている事を確認した。 PTFE tubes (32 cm long) with an outer diameter of 40 mm and a thickness of 2 mm are introduced into a microwave plasma processing apparatus, and the above-mentioned cylindrical fuel low-permeability layer is formed by microwave plasma generating means provided on the left and right sides along the axial direction. The outer peripheral surface of was subjected to microwave plasma treatment. This microwave plasma treatment was performed for 10 seconds with microwaves having a frequency of 2.45 GHz under a reduced pressure of 13 Pa (absolute pressure) in an argon gas atmosphere. Then, the contact angle of the circumferential direction and a longitudinal direction was measured for the water contact angle with the FACE contact angle meter (model: CA-X) by Kyowa Interface Science. As a result, it was confirmed that the contact angle when untreated was 110 ° C., the contact angle was uniformly reduced in both the circumferential direction and the longitudinal direction, and the hydrophobic surface was modified to be hydrophilic.
次に、PTFEに代えて、ETFE(旭硝子社製、フルオンETFE C88AXP)にて、円周方向の水接触角を計測した。未処理が102°に対して、34°と親水化した。 Next, instead of PTFE, the water contact angle in the circumferential direction was measured with ETFE (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., full-on ETFE C88AXP). The untreated surface became hydrophilic at 34 ° with respect to 102 °.
燃料低透過層の材料であるETFE(旭硝子社製、フルオンETFE C88AXP)を円筒状に溶融押出成形し(内径6mm、厚み0.25mm)、それを連続的に繰り出しながら、マイクロ波プラズマ生成装置内に導入し、その軸方向に沿う左右両側に設けられたマイクロ波プラズマ発生手段により、上記円筒状の燃料低透過層の外周面をマイクロ波プラズマ処理した。このマイクロ波プラズマ処理は、アルゴンガス雰囲気下、13Pa(絶対圧)の減圧下において、周波数2.45GHzのマイクロ波により、2秒間行った。つづいて、上記燃料低透過層をプラズマ生成装置から導出した後、第2の押出機に導入し、マイクロ波プラズマ処理された燃料低透過層の外周面に、溶融押出し機にてPA12(宇部興産社製、ウベスタ3030JLX2)を溶融被覆し、円筒状の外層(厚み0.75mm)を形成した。これにより、2層構造の燃料低透過性ホース(内径6mm、外径8mm、長さ300mm)を製造した。
ETFE (made by Asahi Glass Co., Ltd., Fullon ETFE C88AXP), which is a material for the low-permeability fuel layer, is melt-extruded into a cylindrical shape (
〔層間接着性〕
実施例2,3の各燃料低透過性ホース内に、レギュラーガソリン(新日石社製)にエタノールを10vol%混合したガソリン(E10)を封入(ホース両端をスェージロックで密封)した後、60℃で500時間放置した。その後、各燃料低透過性ホースを周方向で4等分となるよう切断することにより、短冊状のサンプルをそれぞれ4個作製した。そして、各サンプルの燃料低透過層と外層とを引張試験機の各チャックに挟み、引張速度50mm/分の条件で、180°剥離試験を行った。これにより、破断時の荷重を測定するとともに、破断面の破断状態を目視にて評価した。その結果、実施例2,3の各燃料低透過性ホースは、4個のサンプル全てが、破断時の荷重20N/cm以上であり、界面剥離することなく破断した。この結果は、層間接着性が充分に優れていることを示している。
(Interlayer adhesion)
In each fuel low-permeability hose of Examples 2 and 3, gasoline (E10) in which 10 vol% ethanol was mixed with regular gasoline (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.) was sealed (both ends of the hose were sealed with a swage lock), and then 60 ° C. For 500 hours. Thereafter, each of the fuel-low-permeability hoses was cut into four equal parts in the circumferential direction, thereby preparing four strip-shaped samples. Then, the fuel low-permeability layer and the outer layer of each sample were sandwiched between chucks of a tensile tester, and a 180 ° peel test was performed under the condition of a tensile speed of 50 mm / min. Thereby, while measuring the load at the time of a fracture | rupture, the fracture state of the fracture surface was evaluated visually. As a result, in each of the fuel low-permeability hoses of Examples 2 and 3, all four samples had a load at break of 20 N / cm or more and broke without interfacial peeling. This result indicates that the interlayer adhesion is sufficiently excellent.
〔均一接着性〕
上記180°剥離試験において、4個のサンプルの破断時の荷重について、最大値と最小値との差を評価した。その結果、実施例2,3の各燃料低透過性ホースでは、その差が2N/cm未満であった。この結果は、均一接着性が充分に優れていることを示している。
[Uniform adhesion]
In the 180 ° peel test, the difference between the maximum value and the minimum value was evaluated for the load at the time of rupture of the four samples. As a result, in each fuel low-permeability hose of Examples 2 and 3, the difference was less than 2 N / cm. This result indicates that the uniform adhesiveness is sufficiently excellent.
R マイクロ波プラズマ発生手段
2 誘電体板
4 スロットアンテナ
5 マイクロ波導波管
12,14 壁体
R microwave plasma generating means 2
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008223816A JP2010061860A (en) | 2008-09-01 | 2008-09-01 | Plasma generation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008223816A JP2010061860A (en) | 2008-09-01 | 2008-09-01 | Plasma generation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010061860A true JP2010061860A (en) | 2010-03-18 |
Family
ID=42188459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008223816A Pending JP2010061860A (en) | 2008-09-01 | 2008-09-01 | Plasma generation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010061860A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064444A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nagoya Univ | Plasma generation device, plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2012136754A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tokai Rubber Ind Ltd | Plasma processing apparatus |
| JP2015004082A (en) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 住友重機械工業株式会社 | Film deposition apparatus |
| KR101781290B1 (en) | 2016-02-29 | 2017-09-22 | 부산대학교 산학협력단 | Large scale Surface Wave Plasma Device and Conductive Diamond Coating using the Device |
| JP2018139256A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition equipment |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06286079A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-11 | Tokai Rubber Ind Ltd | Resin hose for automobile and continuous manufacture thereof |
| JPH08470U (en) * | 1993-01-04 | 1996-03-08 | 中外炉工業株式会社 | Seal duct for slit differential pressure seal chamber |
| JPH1030760A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Tokai Rubber Ind Ltd | Fuel hose |
| JPH1092599A (en) * | 1996-09-18 | 1998-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface treatment device and surface treatment method |
| JPH10130849A (en) * | 1996-10-29 | 1998-05-19 | Sekisui Chem Co Ltd | Discharge plasma processing method and apparatus therefor |
| JPH11176593A (en) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Tadahiro Omi | Plasma processing apparatus and method for manufacturing optical component |
| WO2000043568A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Microwave plasma cvd apparatus |
| JP2000268996A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Tokyo Electron Ltd | Plate antenna member, plasma processing device used therewith and plasma processing method |
| JP2005033100A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Shimadzu Corp | Surface wave excitation plasma processing equipment |
| JP2005171308A (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Toppan Printing Co Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
2008
- 2008-09-01 JP JP2008223816A patent/JP2010061860A/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08470U (en) * | 1993-01-04 | 1996-03-08 | 中外炉工業株式会社 | Seal duct for slit differential pressure seal chamber |
| JPH06286079A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-11 | Tokai Rubber Ind Ltd | Resin hose for automobile and continuous manufacture thereof |
| JPH1030760A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Tokai Rubber Ind Ltd | Fuel hose |
| JPH1092599A (en) * | 1996-09-18 | 1998-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface treatment device and surface treatment method |
| JPH10130849A (en) * | 1996-10-29 | 1998-05-19 | Sekisui Chem Co Ltd | Discharge plasma processing method and apparatus therefor |
| JPH11176593A (en) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Tadahiro Omi | Plasma processing apparatus and method for manufacturing optical component |
| WO2000043568A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Microwave plasma cvd apparatus |
| JP2000268996A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Tokyo Electron Ltd | Plate antenna member, plasma processing device used therewith and plasma processing method |
| JP2005033100A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Shimadzu Corp | Surface wave excitation plasma processing equipment |
| JP2005171308A (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Toppan Printing Co Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064444A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nagoya Univ | Plasma generation device, plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2012136754A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tokai Rubber Ind Ltd | Plasma processing apparatus |
| JP2015004082A (en) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 住友重機械工業株式会社 | Film deposition apparatus |
| KR101781290B1 (en) | 2016-02-29 | 2017-09-22 | 부산대학교 산학협력단 | Large scale Surface Wave Plasma Device and Conductive Diamond Coating using the Device |
| JP2018139256A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4708705B2 (en) | Processing equipment, gas discharge suppression member | |
| JP2010061860A (en) | Plasma generation device | |
| WO2017018257A1 (en) | Method for inspecting for leaks in gas supply system valves | |
| CN101971288A (en) | plasma system | |
| JP5103223B2 (en) | Microwave plasma processing apparatus and method of using microwave plasma processing apparatus | |
| CN108781500A (en) | plasma generator | |
| CN111755308B (en) | Process chamber and semiconductor processing equipment | |
| US9364870B2 (en) | Ultrasonic cleaning method and apparatus therefore | |
| TWI402001B (en) | Plasma processing device, plasma processing method, and processed object treated by the method | |
| JP2010080350A (en) | Microwave plasma treating device, and microwave plasma treating method | |
| CN202871758U (en) | Safety cooling gas delivery device | |
| JP2010218801A (en) | Atmospheric-pressure plasma generator | |
| CN105555001A (en) | Normal-voltage glow plasma device | |
| CN103839747A (en) | Plasma device | |
| Ristori | Development and performance of 325 MHz Single Spoke Resonators for project X | |
| KR20130127357A (en) | Device for generating plasma by means of microwaves | |
| JP2008098128A (en) | Atmospheric pressure plasma generating and irradiating device | |
| KR20200078834A (en) | Flexible pipe and exhaust system with the same | |
| US20170040144A1 (en) | Radio frequency plasma method for uniform surface processing of rf cavities and other three-dimensional structures | |
| KR101829318B1 (en) | A apparatus for processing a matter with plasma | |
| JP6579587B2 (en) | Plasma processing equipment | |
| KR20170081935A (en) | The apparatus for processing the surface of material with atm plasma | |
| JP2006165424A (en) | O-ring structure of plasma generator | |
| JP5669685B2 (en) | Ozone generator and method for manufacturing ozone generator | |
| JP5363901B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110606 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120627 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130312 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131029 |