JP2002219395A - コロナ放電処理装置 - Google Patents

コロナ放電処理装置

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JP2002219395A
JP2002219395A JP2001022457A JP2001022457A JP2002219395A JP 2002219395 A JP2002219395 A JP 2002219395A JP 2001022457 A JP2001022457 A JP 2001022457A JP 2001022457 A JP2001022457 A JP 2001022457A JP 2002219395 A JP2002219395 A JP 2002219395A
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JP
Japan
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electrode
corona discharge
discharge treatment
electrodes
treatment apparatus
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JP2001022457A
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English (en)
Inventor
Toshiki Takizawa
俊樹 滝澤
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非導電性でかつ厚みのある大型の材料であっ
ても効率よくコロナ放電処理を行うことが可能なコロナ
放電処理装置を提供する。 【解決手段】 被処理物50の処理面50Sに近接して
設置され、表面が被覆部材40で被覆された第1の電極
10と、上記第1の電極10に近接し、上記第1の電極
10と上記処理物50に対して同じ側に設置された第2
の電極20と、は高周波発振器31と高圧トランス32
とを備え、上記第1の電極10と第2の電極20との間
に高電圧の高周波電圧を印可して上記第1及び第2の電
極10,20間にコロナ放電を発生させるための高電圧
発生装置30とを備えたコロナ放電処理装置により、上
記両電極間10,20間にコロナ放電を発生させて、上
記発生したコロナ放電を上記処理面50Sと接触させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物の処理面
にコロナ放電処理を施すための装置に関するもので、特
に非導電性でかつ厚みのある大型の被処理物の表面処理
を行うことが可能なコロナ放電処理装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリプロピレンやポリエチレンな
どの樹脂フィルム表面にコロナ放電処理を施して上記樹
脂フィルム表面のぬれ特性を改善し、塗装性や接着性を
向上させる方法が知られている。コロナ放電処理は、図
4に示すように、放電電極10と対向電極20とから成
る一対の電極を、空気中に数mm〜数十mmの間隔で対
向して配置し、高電圧発生装置30により、上記電極1
0,20間に数十kVの高電圧の高周波電圧を印可して
上記電極10,20間にコロナ放電を発生させるととも
に、上記両電極10,20間に樹脂フィルムなどの被処
理物50を配置して、この被処理物の表面をコロナ放電
処理して改質するものである。上記被処理物50の表面
には、上記コロナ放電による電子の衝突や二次的に発生
するオゾンや紫外線の作用により、反応性の高い活性基
が発生するので、上記被処理物50表面のぬれ特性や反
応性を向上させることができる。なお、コロナ放電処理
を有効に行うため、通常は、上記電極10,20のいず
れか一方の電極(図4では放電電極10)の表面を、塩
化ビニルやテフロン(登録商標)等の絶縁物質から成る
被覆部材40で被覆するようにしている。上記コロナ放
電処理は、上記樹脂フィルムに限らず、樹脂成型品など
の非導電性材料の表面、樹脂フィルムラミネート品のフ
ィルム面、木材等の樹脂塗装面などの表面処理に用いら
れているだけでなく、現像装置の感光ドラムなどの金属
の表面処理にも用いられている。なお、被処理物が導電
性材料である場合には、一般に、被処理物自身を対向電
極とする場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コロナ
放電処理は、上述したように、被処理物50を互いに対
向する放電電極10と対向電極20との間に設置して行
うために、被処理物50が上記樹脂フィルムのように厚
みの極めて薄い材料である場合には有効であるが、厚み
のある材料の場合には、電極間隔を広げる必要があるた
め、高電圧を印可しても放電が発生しない場合があっ
た。したがって、例えば、ポリフッ化ビニルフィルムラ
ミネート木材やフッ素系樹脂塗装木材などのような、非
導電性でかつ厚みのある材料のフィルム面あるいは樹脂
塗装面をコロナ放電処理することが困難であった。
【0004】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、非導電性でかつ厚みのある大型の材料であって
も効率よくコロナ放電処理を行うことが可能なコロナ放
電処理装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のコロナ放電処理装置は、被処理物の処理面に近接して
設置された第1の電極と、被処理物の上記処理面と上記
第1の電極とに近接して設置された第2の電極と、上記
第1及び第2の電極との間に高電圧の高周波電圧を印可
して上記両電極間にコロナ放電を発生させる高電圧発生
装置とを備え、上記発生したコロナ放電を上記被処理物
の処理面と接触させて、上記被処理物の処理面を改質す
るようにしたものである。なお、上記第1の電極と第2
の電極のいずれか一方の電極表面は、絶縁物質で被覆し
ておくものとする。
【0006】請求項2に記載のコロナ放電処理装置は、
上記絶縁物質をシリコンゴム,天然ゴムあるいはセラミ
ックスとしたものである。
【0007】請求項3に記載のコロナ放電処理装置は、
上記第1の電極あるいは第2の電極のいずれか一方の電
極を、複数個設置して、上記コロナ放電の領域を拡大す
るようにしたものである。
【0008】請求項4に記載のコロナ放電処理装置は、
上記第1の電極と第2の電極との電極間隔を5mm以下
に設定したものである。また、請求項5に記載のコロナ
放電処理装置は、上記第1の電極と第2の電極間に印可
する電圧を5kV以上25kV以下としたものである。
【0009】請求項6に記載のコロナ放電処理装置は、
上記被処理物の処理面を、樹脂あるいは樹脂塗装面とし
たものである。また、請求項7に記載のコロナ放電処理
装置は、上記被処理物の処理面を、フッ素樹脂を含む面
としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図1は、本実施の形態に係
わるコロナ放電処理装置の構成を示す模式図で、10は
被処理物50の処理面50Sに近接して設置された第1
の電極、20は上記第1の電極10に近接して設置され
た第2の電極で、この第2の電極は上記第1の電極10
と上記被処理物50に対して同じ側、すなわち、上記被
処理物50の処理面50S側に設置される。30は高周
波発振器31と高圧トランス32とを備え、上記第1の
電極10と第2の電極20との間に高電圧の高周波電圧
を印可して上記第1及び第2の電極10,20間にコロ
ナ放電を発生させるための高電圧発生装置、40は絶縁
物質から成り、上記第1の電極10の表面を被覆する被
覆部材である。図2は、上記第1及び第2の電極10,
20の一構成例を示す図で、本例では、第1の電極10
を、先端部が、角張ったUの字に折り曲げられ、シリコ
ンチューブから成る被覆部材40で被覆された直径3m
mのステンレス製棒から構成するとともに、上記ステン
レス製棒の一端を、高圧トランス32を介して高周波発
振器31に電気的に接続した。また、第2の電極20
を、厚さ0.5mm、幅8mm、、長さ50mmのステ
ンレス製の板から構成するとともに、上記第2の電極2
0を接地した。なお、本例では、上記第1の電極10の
上記Uの字部の底部となる辺10Tと、上記第2の電極
20の長さ方向の側面20Tとが、所定の距離を隔て
て、互いに平行でかつほぼ同じ長さになるように、上記
第1の電極10と上記第2の電極20とを配置した。
【0011】次に、上記構成の装置によるコロナ放電処
理について説明する。本実施の形態では、コロナ放電処
理する被処理物50を、非導電性でかつ厚みのある大型
の材料であるフッ素系樹脂塗装木材とした。まず、上記
被処理物50の処理面50Sであるフッ素系樹脂塗装面
に、上記被覆部材40で被覆された第1の電極10を配
置するとともに、第2の電極20を、上記処理面50S
側で上記第1の電極10の近傍に配置する。このとき、
上記第1及び第2の電極10,20の電極間隔をd=1
mm〜5mmに設定する。次に、高電圧発生装置30に
より、上記電極10,20間に、周波数がf=20kH
z〜40kHz、電圧がV=5kV〜20kV、出力が
P=10W〜1000Wの高周波電圧を印可し、上記第
1及び第2の電極10,20間(実際には、被覆部材4
0の第2の電極20と対向する部分と第2の電極20と
の間)、すなわち、処理面50Sであるフッ素系樹脂塗
装面側にコロナ放電を発生させる。このコロナ放電の放
電領域は、図1に示すように、上記第1及び第2の電極
10,20の直下に位置された処理面(フッ素系樹脂塗
装面)50Sに接触するので、上記フッ素系樹脂塗装面
はコロナ放電により改質され活性化される。なお、上記
被処理物50をコンベヤ等の移動手段により移動させる
か、上記第1の電極10と第2の電極20とを1つの筐
体内に配設するなどして一体化し、第1の電極10と第
2の電極20との距離を一定に保持しながら、上記被処
理物50の処理面50S上を移動させることにより、被
処理物50の処理面50S全体にコロナ放電処理を施す
ことができる。
【0012】なお、上記実施の形態では、第1の電極1
0の表面を被覆部材40で被覆した構成としたが、図3
に示すように、第2の電極20の表面を被覆部材41で
被覆するようにしてもよい。また、第1の電極10と第
2の電極20の形状や材質は上記例に限るものではな
く、被処理物50の処理面50Sの形状や材質等により
適宜決定されるものである。また、上記例では、被覆部
材40をシリコンゴムで構成したが、天然ゴムあるいは
セラミックを用いてもコロナ放電を有効に発生させるこ
とができる。なお、上記図1,図2あるいは上記図3に
おいて、第1の電極10の周囲に、第2の電極20を複
数個設置することにより、コロナ放電の領域を拡大する
ことができる。なお、第1の電極10を複数個設置する
ようにしてもよい。また、電極間隔等のコロナ放電処理
の条件も、被処理物50の処理面の形状や材質あるいは
処理仕様等により適宜決定されるものであるが、第1の
電極10と第2の電極20との電極間隔dは5mm以下
に設定することが望ましく、印可する電圧Vは5kV以
上25kV以下、周波数fは20kHz〜40kHzと
することが望ましい。
【0013】また、上記例では、被処理物50をフッ素
系樹脂塗装木材としたが、これに限るものではなく、本
発明のコロナ放電処理装置は、ポリフッ化ビニルフィル
ムやエチレン−4フッ化エチレン共重合体フィルムなど
の樹脂フィルムや、ポリフッ化ビニルフィルムラミネー
ト紙やエチレン−4フッ化エチレン共重合体フィルムラ
ミネート紙あるいはポリフッ化ビニルフィルムラミネー
ト木材などのラミネート部材、ポリエチレンシートやプ
ロピレンシートのようなシート材、更には、フッ素系樹
脂塗装コンクリート押出し成型板やフッ素系樹脂塗装窯
業系サイディングボードなどの塗装された建築材などの
表面処理にも適用可能である。
【0014】
【実験例1】厚さ10mmの木材の上にポリフッ化ビニ
ルフィルムラミネート紙(商品名;ABC建材クリーン
テックC−N)を置き、印可電圧の周波数を40kHz
として、電極間電圧及び電極間隔を様々に変化させ、コ
ロナ放電処理装置の電極を1メートル/分の速さで上記
ラミネート紙上を移動させてコロナ放電処理を行い、上
記コロナ放電処理されたラミネート紙表面の接触角を測
定してぬれ特性を評価した。また、処理後のポリフッ化
ビニルフィルムラミネート紙に、幅20mm厚さ3mm
のシリコーンシーラント(東レダウコーニング社;SE
798)を打設して、室温にて2週間養生させた後、剥
離試験を行って接着性の評価を行った。その結果を以下
の表1に示す。また、比較例1として、コロナ放電処理
を行わなかった試料についての結果を合わせて示した。
【表1】 表1から明らかなように、本発明1〜5に示したコロナ
放電処理されたラミネート紙は、上記比較例1の接触角
が鈍角であるのに対して、いずれの試料も接触角が鋭角
となり、処理面のぬれ特性が向上していることが分か
る。また、上記比較例1ではシリコーンシーラントが、
ポリフッ化ビニルフィルムラミネート紙との界面から剥
離してしまうのに対して、本発明1〜5の試料では、剥
離時にシリコーンシーラント材が破壊されることから、
シリコーンシーラントとポリフッ化ビニルフィルムラミ
ネート紙との接着が強固であることが確認された。な
お、比較例2に示した、電極間電圧が5kV未満の低い
電圧である場合や、比較例3に示した、5mmを越える
ような広い電極間隔であるような場合には、コロナ放電
処理が十分に行われないため、ぬれ特性が向上せず、し
たがって接着性も改善されないことが確認された。
【0015】
【実験例2】厚さ10mmの木材の上にFTFEラミネ
ート紙(商品名;ミラクロス、東京ガスフロロマテリア
ル社製)を置き、上記実験例1と同様にコロナ放電処理
を行って、処理面の接触角の測定と剥離試験を行った結
果を以下の表2に示す。また、比較例4として、コロナ
放電処理を行わなかった試料についての結果を合わせて
示した。
【表2】 表2から明らかなように、本発明6,7に示したコロナ
放電処理されたラミネート紙は、上記比較例4の接触角
が鈍角であるのに対して、どちらの試料も接触角が鋭角
となりぬれ特性が向上していることが分かる。また、上
記比較例4ではシリコーンシーラントが、FTFEラミ
ネート紙との界面から剥離してしまうのに対して、本発
明6,7の試料では、シリコーンシーラント材が破壊さ
れることから、シリコーンシーラントとFTFEラミネ
ート紙との接着性が良好であることが確認された。ま
た、比較例5に示した、電極間電圧が5kV未満の低い
電圧である場合は、コロナ放電処理が十分に行われない
ため、ぬれ特性も向上せず、接着性も改善されなかっ
た。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理物の処理面側に、第1の電極と第2の電極と近接
して配置して、上記両電極間にコロナ放電を発生させ
て、上記発生したコロナ放電を上記被処理物の処理面と
接触させるようにしたので、従来コロナ放電処理が困難
であった、非導電性でかつ厚みのある大型の材料であっ
ても効率よくコロナ放電処理を行うことができる。ま
た、上記第1の電極あるいは第2の電極のいずれか一方
の電極を、複数個設置することにより、上記コロナ放電
の領域を拡大することができ、コロナ放電処理の効率を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係わるコロナ放電処理
装置の構成を示す図である。
【図2】 本実施の形態に係わるコロナ放電処理装置に
おける電極構成の一例を示す図である。
【図3】 本発明によるコロナ放電処理装置の他の構成
を示す図である。
【図4】 従来のコロナ放電処理装置の構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
10 第1の電極、20 第2の電極、30 高電圧発
生装置、31 高周波発振器、32 高圧トランス、4
0 被覆部材、50 被処理物、50S 処理面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 27:12 C08L 27:12

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物の処理面に近接して設置された
    第1の電極と、被処理物の上記処理面と上記第1の電極
    とに近接して設置された第2の電極と、上記第1及び第
    2の電極との間に高電圧の高周波電圧を印可して上記両
    電極間にコロナ放電を発生させる高電圧発生装置とを備
    えるとともに、上記第1の電極と第2の電極のいずれか
    一方の電極表面を絶縁物質で被覆したことを特徴とする
    コロナ放電処理装置。
  2. 【請求項2】 上記絶縁物質をシリコンゴム,天然ゴム
    あるいはセラミックスとしたことを特徴とする請求項1
    に記載のコロナ放電処理装置。
  3. 【請求項3】 上記第1の電極あるいは第2の電極のい
    ずれか一方の電極を、複数個設置したことを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載のコロナ放電処理装置。
  4. 【請求項4】 上記第1の電極と第2の電極との電極間
    隔を5mm以下に設定したことを特徴とする請求項1〜
    請求項3のいずれかに記載のコロナ放電処理装置。
  5. 【請求項5】 上記第1の電極と第2の電極間に印可す
    る電圧を5kV以上25kV以下としたことを特徴とす
    る請求項1〜請求項4のいずれかに記載のコロナ放電処
    理装置。
  6. 【請求項6】 上記被処理物の処理面を、樹脂あるいは
    樹脂塗装面としたことを特徴とする請求項1〜請求項5
    のいずれかに記載のコロナ放電処理装置。
  7. 【請求項7】 上記処理面はフッ素樹脂を含むことを特
    徴とする請求項6に記載のコロナ放電処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006150266A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp リングコーター塗装工程の前処理方法およびその塗装方法
JP2006150265A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp トラバース塗装工程の前処理方法およびトラバース塗装方法

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JP2006150266A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Bridgestone Corp リングコーター塗装工程の前処理方法およびその塗装方法
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