JP3413661B2

JP3413661B2 - 表面処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP3413661B2
Application number: JP23783892A
Authority: JP
Inventors: 雅人吉川; 行弘草野; 壽夫内藤; 幸子岡崎; 益弘小駒
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1991-08-20
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: JPH0665739A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブロック状、球状等の
被処理物を大気圧プラズマにより表面処理する方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
各種被処理物を表面処理する方法として、低圧グロープ
ラズマ処理法が知られている。しかし、低圧グロープラ
ズマ処理では、処理むらの少ない均一な表面処理ができ
るが、低圧グロープラズマ処理は通常１０Ｔｏｒｒ以下
の低圧において行われるため、これを工業的に実施する
場合、大型の真空装置が必要となり、また、連続処理を
行うためにはバルブの寿命が大きく関与し、設備費や処
理コストが大きくなる。更に、被処理物がゴムやプラス
チックなどのように揮発性物質を多く含む場合は、これ
らが減圧雰囲気中で気化し、被処理物表面から放出さ
れ、このためプラズマ処理において目的とする性能や機
能が得られない場合もある。

【０００３】このような低圧グロープラズマ処理法の問
題点を解決したものとして、大気圧グロープラズマによ
る表面処理方法も提案されている（特開平２−１５１７
１号、特開平２−４８６２６号、特開平３−２４１７３
９号、特開平３−２３６４７５号公報）が、従来の提案
に係る大気圧グロープラズマによる表面処理方法では、
被処理物が平板状であれば良好な処理を施すことができ
るが、ブロック状、球状、粉体状等の被処理物に対して
はその表面を均一に処理することが困難であった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ブロック状、球状等の被処理物を簡単かつ均一に表面処
理することができる表面処理方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
目的を達成するため、ブロック状、球状等の非板状、非
線状被処理物といった転動又は浮動可能な立体形状被処
理物を表面処理する方法として、絶縁体容器内に被処理
物を配置すると共に、該容器の外側と内側とにそれぞれ
電極を配置し、前記容器内に所定のガスを供給し、前記
電極に電圧を印加して前記容器内に大気圧プラズマを発
生させ、前記容器内の被処理物を前記容器内で転動又は
浮動させながらその表面を大気圧プラズマにより処理す
るようにしたことを特徴とする表面処理方法を採用した
ものである。

【０００６】また、その装置として、内部に被処理物が
配置される絶縁体容器と、該容器の外側と内側にそれぞ
れ配置される２個の電極と、該電極に電圧を印加するた
めの電源と、前記容器内に所定のガスを供給するガス供
給手段とを具備し、前記電極に電圧を印加して前記容器
内に大気圧プラズマを発生させ、前記容器内に配置した
前記被処理物を大気圧プラズマにより処理する表面処理
装置において、前記被処理物を転動又は浮動させる手段
を設けたものである。

【０００７】本発明によれば、被処理物を転動又は浮動
させながら大気圧プラズマにより表面処理するようにし
たので、ブロック状、球状等の被処理物に死角なく全表
面を均一に表面処理することができる。このため、例え
ばゴムやプラスチックなどを塗装したり接着するような
場合、塗膜や接着剤との密着が全表面に亘って保持され
るなど、優れた処理表面を形成し得る。

【０００８】また、本発明は大気圧プラズマ放電による
処理であり、上記大気圧プラズマ放電処理は、８０〜１
００℃程度かそれ以下のガス雰囲気中での処理のため、
被処理物が比較的高温に弱い素材からなる場合でも熱変
形を生じないので、成型形状を損なわずに表面処理を行
うことができ、更に、大気圧下での処理のため、ゴムや
プラスチックの処理を行った場合でも揮発性物質がガス
化して析出することがなく、プラズマ処理を効果的に行
うことができる。

【０００９】更に、被処理物の表面を高温下で処理を行
う場合にもプラズマによる温度上昇が少ない分、処理物
の温度制御を厳密に行うことができる。

【００１０】これに加え、本発明方法によれば、電極を
絶縁体容器の外側と内側とに設けたことにより、後述す
る実施例の結果から明らかな通り、電極を外側のみに設
けた場合と比較して、放電開始電圧が著しく低いので、
非常に有利である。

【００１１】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明に係る表面処理方法は、絶縁体容器内に被処
理物を配置すると共に、該容器の外側と内側とにそれぞ
れ電極を配置し、前記容器内に所定のガスを供給し、前
記電極に電圧を印加して前記容器内に大気圧プラズマを
発生させ、前記容器内の被処理物の表面を大気圧プラズ
マにより処理する。

【００１２】この場合、被処理物の形状は、三角ブロッ
ク状、四角ブロック状、多角ブロック状（八面体、十二
面体、二十面体等）や球状、楕円球状など、転動又は浮
動可能な立体形状であればいずれの形状であってもよ
い。また、その素材も、金属、金属化合物、ゴム、プラ
スチック、セラミックスなど、いずれの材質であっても
よい。

【００１３】本発明の処理方法で用いる絶縁体容器の材
料としては、特に制限されないが、プラスチック、ガラ
ス、セラミックなどが挙げられる。絶縁体容器としては
プラズマを発生させることができ、被処理物を転動又は
浮動させることができるものであれば制限はなく、大き
さ、形状等いかなるものも使用することができるが、例
えば被処理物が球状である場合、該球状物の表面処理を
均一に行うためには、球状物が転動するに十分な大きさ
でかつ円筒状であることが好ましい。また、絶縁体容器
の肉厚は１０ｍｍ以下、特に３ｍｍ以下であることが好
ましい。

【００１４】電圧が印加される電極は、プラズマを発生
させることができるものであれば、大きさ、形状等いか
なるものも使用することができる。

【００１５】本発明に係る表面処理方法において用いる
ことができるガスとしては、大気圧プラズマを安定的に
得るために大気圧で放電しやすいガスが有効であり、具
体的にはヘリウム、アルゴン、ネオンのような不活性ガ
ス、窒素、酸素等の非重合性ガス、有機物のガスなどの
１種又は２種以上のガスの混合物を用いることができる
が、特にヘリウム、ネオン等が好ましい。また、例えば
被処理物の接着性を向上させる場合であれば、窒素、酸
素、ＣＦ₄、塩素、塩化水素、臭素、臭化水素、シアン
化臭素、臭化スズ等のハロゲンガスもしくはハロゲン化
合物、硫黄や亜硫酸ガス、硫化水素等の硫化物、アンモ
ニア、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂などを用いることもできるが、
大気圧プラズマを安定的に得るためには、これらのガス
を上記不活性ガス等の大気圧で放電しやすいガスで希釈
することが好ましい。

【００１６】これらのガスは必ずしも常温でガス状であ
る必要はなく、供給の方法は放電領域の温度や常温での
状態（固体、液体、気体）などにより選定される。即
ち、放電領域の温度や常温下においてガス状である場合
は、これをそのまま絶縁体容器内へ流入させることがで
き、また、液状である場合には、蒸気圧が比較的高けれ
ばその蒸気をそのまま流入してもよいし、その液体を不
活性ガス等でバブリングして流入してもよい。一方、ガ
ス状でなく、しかも蒸気圧が比較的低い場合には、加熱
することによりガス状又は蒸気圧が高い状態にして用い
ることができる。

【００１７】ここで、大気圧プラズマを発生させる場
合、処理圧力としては大気圧近傍が好ましく、２００Ｔ
ｏｒｒ〜３ａｔｍの範囲内、望ましくは大気圧１ａｔｍ
で処理することができる。

【００１８】本発明に係るプラズマの発生方法として
は、絶縁体容器内部にプラズマ雰囲気を形成させ得る方
法であればいかなる方法も採用することができる。電圧
の印加方法は、大きく分けて直流、交流の２通りあり、
直流、交流いずれの場合も絶縁体容器の外側と内側とに
それぞれ配置された電極間に電圧を印加するが、工業的
には交流放電の方が容易である。この場合、周波数は通
常の交流放電に用いられる数百Ｈｚ以上のあらゆる周波
数を使用することができる。

【００１９】電圧の印加方法の一例を図１５，１６を用
いて説明すると、図中１は円筒状の絶縁体容器であり、
本発明においては、該容器１の外側に電極２ｃを配設す
ると共に、該容器１の内側に電極２ｄを配置したもので
ある。この場合、図１５，１６に示すような電極配置態
様において、外側電極、内側電極のいずれをも印加電極
とすることができる。即ち、図１５に示すように外側電
極２ｃに交流電源３から交流電圧を印加してもよく、こ
れとは逆に内側電極２ｄに電圧を印加してもよい。この
場合、印加電極ではない側の電極は接地するか又は接地
しないままにしておくことができ、いずれの場合も低電
圧で安定した放電を得ることができる。

【００２０】而して、本発明はこのような大気圧プラズ
マによる表面処理において、被処理物を転動又は浮動さ
せるものである。この場合、被処理物を転動させる方法
としては、絶縁体容器を筒状とし、これを被処理物が転
動可能に傾斜させる方法、また、筒状の絶縁体容器を上
下方向に揺動させる方法などが採用される。また、被処
理物を浮動させる方法としては、処理ガスを容器内に噴
射して被処理物を浮動させる方法などが採用される。

【００２１】以上の方式は、大気圧プラズマとして大気
圧グロープラズマを発生できることが特徴であり、この
時表面処理効果が最も大きく、好ましい。しかし、例え
ば処理の程度を意図的に低くおさえたいなどの目的によ
っては、コロナ放電、無声放電などの放電形態によるプ
ラズマとすることができる。

【００２２】以下、本発明による表面処理方法に用いる
好適な装置の実施例を図１５〜４０を参照して説明する
と、図１５，１６は上述したように円筒状の絶縁体容器
１の外側と内側に断面円弧状の電極２ｃ，２ｄ（外側電
極２ｃ、内側電極２ｄ）を対向配置し、交流電源３から
外側電極２ｃに電圧を印加する例を示し、図１７，１８
は断面円弧状の外側電極２ｃ，２ｃを絶縁体容器１を挟
んで対向配置し、断面円弧状の内側電極２ｄ，２ｄを絶
縁体容器１の内側に上記外側電極２ｃ，２ｃと９０°偏
位して対向配置した例を示す。また、図１９，２０は３
つの線状乃至紐状の外側電極２ｃを絶縁体容器１の外側
に所定間隔離間して配置し、同様に内側電極２ｄを絶縁
体容器１の内側に配置した例を示す。また、図２１は図
１９，２０に示した外側電極２ｃ、内側電極２ｄをそれ
ぞれ９個配置した例を示す。更に、図２２，２３は絶縁
体容器１の外側に該容器１を覆うように円筒状の外側電
極２ｃを配設し、線状乃至紐状の内側電極２ｄを絶縁体
容器１の内側に１つ配置した例を示す。図２４，２５は
絶縁体容器１の外側に該容器１を覆うように円筒状の外
側電極２ｃを配設し、３つの線状乃至紐状の内側電極２
ｄを所定間隔離間して絶縁体容器１の内側に配置した例
を示す。図２６，２７は線状乃至紐状の外側電極２ｃを
所定の間隔で絶縁体容器１にスパイラル状に巻き付け、
線状乃至紐状の内側電極２ｄを絶縁体容器１の内側に配
置した例を示す。図２８，２９はリング状の外側電極２
ｃの複数個を所定間隔離間して絶縁体容器１の外側に配
置し、線状乃至紐状の内側電極２ｄを絶縁体容器１の内
側に配置した例を示す。図３０，３１は絶縁体容器１の
外側に該容器１を覆うように円筒状の外側電極２ｃを配
設すると共に、絶縁体容器１内に２本の線状乃至紐状の
内側電極２ｄ，２ｄを互いに所定間隔離間して配置して
あるもので、この場合被処理物（球状物）４はこれら内
側電極２ｄ，２ｄの上に配置され、内側電極２ｄ，２ｄ
は被処理物４の玉づまり防止のためのガイドの役目を果
たしている。なお、内側電極２ｄ，２ｄの位置はこの上
に被処理物４を置いたときに被処理物４と絶縁体容器１
との距離が極力近付く距離とすることが好ましい。ま
た、図３２，３３は、図３０，３１の例において、５本
の線状乃至紐状の内側電極２ｄを互いに所定間隔離間し
て円軌跡を画くように配設し、被処理物４をこれら内側
電極２ｄによって囲まれる空隙に配置した例を示す。

【００２３】図１５〜３３に示した例では、外側電極、
内側電極のいずれも印加電極とすることができるが、図
３４〜３７は電極の形状から外側電極を印加電極とする
例を示す。

【００２４】即ち、図３４，３５はリング状の外側電極
２ｃと内側電極２ｄとを所定間隔離間してそれぞれ絶縁
体容器１の外側と内側に交互に配置した例を示す。この
場合、内側電極２ｄは接地せずそのままにしておく。ま
た、図３６，３７は傾斜リング状の外側電極２ｃと内側
電極２ｄとを所定間隔離間してそれぞれ絶縁体容器１の
外側と内側に交互に配置した例を示す。この場合も図３
４，３５と同様に内側電極２ｄは接地せずそのままにし
ておく。

【００２５】図１５〜３７の装置において、被処理物を
転動させ、また表面処理するためには図３８，３９に示
す装置を用いることが好適である。即ち、図３８の例は
図３２，３３に示した電極を用いた装置であり、容器１
を傾斜させ、被処理物４を上方から下方へ転動させなが
ら大気圧プラズマによる表面処理を行うものである。こ
の場合、ガス供給手段（図示せず）から所定のガスを絶
縁体容器１内に供給するが、ガスの大気中への拡散を防
止するためにメインのガス導入口６ａを絶縁体容器１の
中央に置き、両端に補助のガス導入口６ｂ，６ｂを設け
ている。

【００２６】図３９の例は図１５，１６に示した電極を
用い、絶縁体容器１を傾斜させ、その一端を被処理物４
の入出口とすると共に、他端に該絶縁体容器１の他端を
上下動させるための上下動機構７を設け、絶縁体容器１
を揺動させて被処理物を絶縁体容器１内を往復させなが
ら表面処理するものである。この場合、ガス導入口６は
処理ガスの大気中への拡散を防止するため上下動機構７
側に設けてある。

【００２７】なお、図３８，３９においては図３２，３
３、図１５，１６に示した電極をそれぞれ用いたが、こ
れに限るものではなく、他の電極を用いてもよい。ま
た、図３８に示す如き装置において、被処理物をベルト
コンベアに載置し移動させながら表面処理するようにし
てもよい。

【００２８】更に、図４０の例は被処理物を浮動させる
ようにした装置であり、図１７，１８に示した電極を用
い、絶縁体容器１を直立させると共に、その下端開口部
を開閉可能に閉塞する開閉扉８を設け、ヒンジ９を用い
て容器１に取り付け、扉８から被処理物４を絶縁体容器
１の内部に挿入し、絶縁体容器１の下部に設けられたガ
ス導入口６から処理ガスを吹き出させて被処理物４を浮
かせ、自転させながら表面処理を行うものである。なお
この場合、特に絶縁体容器１と被処理物４との隙間をコ
ントロールすることが重要である。

【００２９】

【実施例】以下、参考例、実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。

【００３０】なお、下記参考例で使用した装置を、図１
〜１４を参照して説明する。図１，２は平行平板電極２
ａ，２ｂ（印加電極２ａ、接地電極２ｂ）間に絶縁体容
器１を配置し、交流電源３から電圧を印加し、被処理物
（球状物）４の表面のプラズマ処理を行う例を示し、図
３，４は断面円弧状の電極２ａ，２ｂを絶縁体容器１を
挟んで対向配置した例を示す。また、図５，６は線状乃
至紐状の電極２’を所定の間隔で絶縁体容器１にスパイ
ラル状に巻きつけた例を示す。この場合、電極２’の一
端から電圧を印加し、他端を接地する。５はコンデンサ
ーである。更に、図７，８は、リング状の印加電極２ａ
と接地電極２ｂとを所定間隔離間して交互に配置した例
を示す。更にまた、図９は２つの線状乃至紐状の電極２
ａ，２ｂを互いに所定間隔離間させてスパイラル状に巻
き付けた例を示す。この場合、電極２ａに電圧を印加
し、電極２ｂを接地する。

【００３１】これらの例において、球状物４は、後述す
る図１０，１１の態様で絶縁体容器１内を転動させるこ
とができるが、この場合、絶縁体容器１の内径と球状物
４の外径を極めて近付けることにより、球状物と球状物
の玉づまりを防ぎ、また、ヘリウムガスをはじめとする
処理ガスが大気中へ拡散するのを防止することができ
る。

【００３２】図１〜９の装置において、被処理物を転動
させ、また表面処理するためには図１０〜１４に示す装
置を用いることができる。即ち、図１０の例は図７，８
に示した電極を用いた装置であり、容器１を傾斜させ、
球状物４を上方から下方へ転動させながら大気圧プラズ
マによる表面処理を行うものである。この場合、ガス供
給手段（図示せず）から所定のガスを絶縁体容器１内に
供給するが、ガスの大気中への拡散を防止するためにメ
インのガス導入口６ａを絶縁体容器１の中央に置き、両
端に補助のガス導入口６ｂ，６ｂを設けている。

【００３３】図１１の例は図７，８に示した電極を用
い、絶縁体容器１を傾斜させ、その一端を球状物４の入
出口とすると共に、他端に該絶縁体容器１の他端を上下
動させるための上下動機構７を設け、絶縁体容器１を揺
動させて被処理物を絶縁体容器１内を往復させながら表
面処理するものである。この場合、ガス導入口６は処理
ガスの大気中への拡散を防止するため上下動機構７側に
設けてある。

【００３４】更に、図１２の例は被処理物を浮動させる
ようにした装置であり、図７，８に示した電極を用い、
絶縁体容器１を直立させると共に、その下端開口部を開
閉可能に閉塞する開閉扉８をヒンジ９を用いて容器１に
取り付け、扉８から球状物４を絶縁体容器１の内部に挿
入し、絶縁体容器１の下部に設けられたガス導入口６か
ら処理ガスを吹き出させて球状物４を浮かせ、自転させ
ながら表面処理を行うものである。なおこの場合、特に
絶縁体容器１と球状物４との隙間をコントロールするこ
とが重要である。

【００３５】なお、図１０〜１２においては図７，８に
示した電極を用いたが、これに限るものではなく、他の
電極を用いてもよい。

【００３６】図１０に示した装置は被処理物を転動させ
ながらその表面を大気圧プラズマにより処理するための
装置であるが、図１３に示すように、図１０に示す如き
装置は、被処理物をベルトコンベアに載置し移動させな
がら表面処理するようにしてもよい。

【００３７】即ち、図１３の例は図１，２に示した電極
を用い、四角筒状の絶縁体容器１にガス導入口６，６か
ら導入された処理ガスの大気中への拡散を防止するため
に絶縁体容器１の両端にカーテン１０，１０を設け、駆
動機構１１で駆動されるベルト１２に載置された被処理
物４，４を所定の速度で移動させながら転動させて表面
処理をおこなうものである。

【００３８】また、図１４の例は図１３に示した例と同
様の装置にゲート１３を設け、ゲート１３で区切られた
絶縁体容器１の真中の部分にメインのガス導入口６ａを
設け、両側の部分に補助のガス導入口６ｂ，６ｂを設け
たものである。

【００３９】［参考例１］図１０に示す表面処理装置を用い、直径４０ｍｍのポリ
プロピレン樹脂球状物の表面処理を行った。まず、ガス
導入口６ａから酸素ガスを１％含んだヘリウムガスを導
入して傾斜角度２５°のガラス製絶縁体容器１（長さ１
５００ｍｍ、内径４５ｍｍ）内をヘリウムガスで充満さ
せ、次に両端のガス導入口６ｂから上記と同様のヘリウ
ム混合ガスを導入し、容器１の両端（被処理物の入出
口）にエアーカーテンを形成した。次いで、電極２ａ，
２ｂ間に周波数５ｋＨｚ、電圧４ｋＶの交流電圧を印加
することにより、容器１内に大気圧グロープラズマを形
成した後、容器１の上端開口部からポリプロピレン樹脂
球状物４を容器１内に導入し、該容器１内を転がしなが
ら表面処理を行った。比較のため、容器１を傾けずに球
状物４を中央に静置させて上記と同様の処理を行った。
転動させながら表面処理した球状体、静置させたままで
表面処理した球状体、表面未処理の球状体それぞれの各
点での水に対する接触角を測定した。結果を表１に示
す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１からわかるように、転動させながら表
面処理したものは均一に処理することができるが、静置
のままで表面処理したものは部分的に不均一に処理され
る。

【００４２】［参考例２］被処理物として熱可塑性アイオノマー樹脂によるカバー
が施され、ディンプルが形成されたツーピースソリッド
ゴルフボール本体（直径４３ｍｍ）を用い、ガス導入口
６ａ，６ｂから導入するガスをヘリウムガスとした以外
は参考例１と同様の処理を行った。

【００４３】表面処理後、ゴルフボール本体に塗料を塗
布し、乾燥させた。このゴルフボールにつき、クロスバ
ッチテスト及び繰り返しボール打撃試験により塗膜の密
着性を評価した。結果を表２に示す。

【００４４】比較のため、上記表面処理を行わず、ゴル
フボール本体に直接塗装を施した場合の塗膜の密着性を
同様に評価した。結果を表２に併記する。クロスバッチ
テスト方法ゴルフボールに切り込みを入れ、セロテープ
を貼り、はがしたときの剥離状態により目視で判定す
る。繰り返し打撃テスト方法ゴルフボールに繰返し打撃
を与え、ゴルフボール本体と塗膜の剥離状態により目視
で判定する。

【００４５】

【表２】

【００４６】［参考例３］電極として図５，６に示すものを用い、電極に周波数１
３．５６ＭＨｚ、電力１００Ｗの高周波を印加した以外
は参考例１と同様にしてプラズマを発生させ、ゴルフボ
ール本体の表面処理を行った後、塗装を施したところ、
表２と同じ結果が得られた。

【００４７】［参考例４］図１１に示す装置を用い、容器１の最大傾斜角度が３０
°となるように容器１の他端を１分間当り６回上下動さ
せるようにした以外は参考例２と同様の条件でゴルフボ
ール本体の表面処理を行った後、塗装を施したところ、
表２と同じ結果が得られた。

【００４８】［参考例５］図１２に示す装置を用い、ヘリウムガスを導入口６から
の速度で噴射させ、ゴルフボール本体４を容器１内に浮
かせるようにした以外は、参考例２と同様の条件でゴル
フボールの表面処理を行った後、塗装を施したところ、
表２と同じ結果が得られた。

【００４９】［実施例１］図２２，２３に示す電極と図３，４に示す電極を用い、
下記に示す条件で放電を行い、放電開始電圧を比較し
た。結果を表３に併記する。図２２，２３の電極配置絶縁体容器：ガラス製、長さ１５００ｍｍ、外径５０ｍ
ｍ、内径４５ｍｍ外側電極：ステンレススチール製、長さ２４０ｍｍ内側電極：ステンレススチール製、長さ２４０ｍｍ、直
径６ｍｍ交流周波数：５ｋＨｚ図３，４の電極配置絶縁体容器：同上外側電極（２個）：ステンレススチール製、長さ２４０
ｍｍ電極間最短距離７ｍｍ交流周波数：５ｋＨｚ

【００５０】

【表３】

【００５１】表３に示した如く、絶縁体容器の外側と内
側とに電極をそれぞれ配置することにより放電開始電圧
を下げることができる。また、外側電極に交流電圧を印
加した場合は内側電極に印加した場合よりも放電開始電
圧が多少上昇するが、両電極を外側に配置した場合と対
比すると低く抑えることができる。また、接地側は接地
の有無にかかわらず安定した放電を得ることができる。

【００５２】［実施例２］図３８に示す表面処理装置を用い、熱可塑性アイオノマ
ー樹脂によるカバーが施され、ディンプルが形成された
ツーピースソリッドゴルフボール本体（直径４３ｍｍ）
の表面処理を行った。まず、ガス導入口６ａからヘリウ
ムガスを導入して傾斜角度２５°のガラス製絶縁体容器
１（長さ１５００ｍｍ、内径４５ｍｍ）内をヘリウムガ
スで充満させ、次に両端のガス導入口６ｂからヘリウム
ガスを導入し、容器１の両端（ゴルフボール本体の入出
口）にエアーカーテンを形成した。次いで、電極２ｃ，
２ｄ間に周波数５ｋＨｚ、電圧４ｋＶの交流電圧を印加
することにより、容器１内に大気圧グロープラズマを形
成した後、容器１の上端開口部からゴルフボール本体４
を容器１内に導入し、該容器１内を転がしながら５分間
表面処理を行った。

【００５３】表面処理後、ゴルフボール本体にクリヤー
なウレタン系塗料を塗布し、乾燥させた。このゴルフボ
ールにつき、クロスバッチテスト及び繰り返しボール打
撃試験により塗膜の密着性を評価した。結果を表４に示
す。

【００５４】比較のため、上記表面処理を行わず、ゴル
フボール本体に直接塗装を施した場合の塗膜の密着性を
同様に評価した。結果を表４に併記する。クロスバッチテスト方法ゴルフボールに切り込みを入れ、セロテープを貼り、は
がしたときの剥離状態により目視で判定する。繰り返し打撃テスト方法ゴルフボールに繰返し打撃を与え、ゴルフボール本体と
塗膜の剥離状態により目視で判定する。

【００５５】

【表４】

【００５６】［実施例３］電極として図１７，１８に示すものを用い、電極に周波
数１３．５６ＭＨｚ、電力１００Ｗの高周波を印加した
以外は実施例６と同様にしてプラズマを発生させ、ゴル
フボール本体の表面処理を行った後、塗装を施したとこ
ろ、表４と同じ結果が得られた。

【００５７】［実施例４］図３９に示す装置を用い、容器１の最大傾斜角度が３０
°となるように容器１の他端を１分間当り６回上下動さ
せるようにした以外は実施例２と同様の条件でゴルフボ
ール本体の表面処理を行った後、塗装を施したところ、
表４と同じ結果が得られた。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、ブロック状、球状等の
被処理物の表面を簡単、確実に、しかも均一に処理でき
る。また、本発明の処理は、大気圧プラズマによる処理
であるため、処理装置内を減圧しなくてもよく、処理装
置の簡素化を図ることができると共に、立体形状物から
の揮発性成分のガス化を生じることもなく、効果的に表
面処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省略
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省略
断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図５】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省略
断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図７】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省略
断面図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図９】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省略
側面図である。

【図１０】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省
略断面図である。

【図１１】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省
略断面図である。

【図１２】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省
略断面図である。

【図１３】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省
略断面図である。

【図１４】参考例で使用した表面処理装置を示す一部省
略断面図である。

【図１５】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図１６】図１５のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

【図１７】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図１８】図１７のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。

【図１９】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図２０】図１９のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。

【図２１】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図２２】本発明の表面処理装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２３】図２２のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。

【図２４】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図２５】図２４のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図２６】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図２７】図２６のＪ−Ｊ線に沿った断面図である。

【図２８】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図２９】図２８のＫ−Ｋ線に沿った断面図である。

【図３０】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図３１】図３０のＬ−Ｌ線に沿った断面図である。

【図３２】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図３３】図３２のＭ−Ｍ線に沿った断面図である。

【図３４】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図３５】図３４のＮ−Ｎ線に沿った断面図である。

【図３６】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図３７】図３６のＯ−Ｏ線に沿った断面図である。

【図３８】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図３９】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【図４０】本発明の表面処理装置の一例を示す一部省略
断面図である。

【符号の説明】

１絶縁体容器２、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ電極３交流電源４被処理物６，６ａ，６ｂガス導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内藤壽夫神奈川県川崎市宮前区馬絹969−１ (72)発明者岡崎幸子東京都杉並区高井戸東２−20−11 (72)発明者小駒益弘埼玉県和光市下新倉843−15 (56)参考文献特開平３−115578（ＪＰ，Ａ) 特開平２−50968（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−136701（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−87683（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−30663（ＪＰ，Ａ) 特開平２−26851（ＪＰ，Ａ) 特開平４−334543（ＪＰ，Ａ) 特開平５−202481（ＪＰ，Ａ) 特開平４−135638（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 14/00 - 14/58 C08J 7/00 H05H 1/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体容器内に、転動又は浮動可能な立
体形状被処理物を配置すると共に、該容器の外側と内側
とにそれぞれ電極を配置し、前記容器内に所定のガスを
供給し、前記電極に電圧を印加して前記容器内に大気圧
プラズマを発生させると共に、前記容器内の被処理物を
前記容器内で転動又は浮動させながらその表面を大気圧
プラズマにより処理するようにしたことを特徴とする表
面処理方法。
【請求項２】大気圧プラズマが大気圧グロープラズマ
である請求項１記載の表面処理方法。
【請求項３】大気圧プラズマの発生を１気圧近傍の大
気圧下で行う請求項１又は２記載の表面処理方法。
【請求項４】内部に被処理物が配置される絶縁体容器
と、該容器の外側と内側にそれぞれ配置される２個の電
極と、該電極に電圧を印加するための電源と、前記容器
内に所定のガスを供給するガス供給手段とを具備し、前
記電極に電圧を印加して前記容器内に大気圧プラズマを
発生させ、前記容器内に配置した、転動又は浮動可能な
立体形状被処理物を大気圧プラズマにより処理する表面
処理装置であって、前記被処理物を転動又は浮動させる
手段を設けたことを特徴とする表面処理装置。
【請求項５】大気圧プラズマが大気圧グロープラズマ
である請求項１記載の表面処理装置。