JP6325315B2 - 大気圧プラズマ処理判断シート - Google Patents

Description

本発明は、インジケータを用いて、大気圧プラズマ処理装置による大気圧プラズマ処理の適否を判断するための大気圧プラズマ処理判断シートに関するものである。

近年、回路基板，組立製品等の工業用の被処理体、病院等で用いられる器具等の医療用の被処理体など、種々の分野の被処理体に対して、プラズマ処理が施されており、有用な技術として、プラズマ処理装置によるプラズマ処理が採用されている。一方で、プラズマは、目視にて確認できないため、被処理体に対するプラズマ処理が適切に行われているか否かを、被処理体の外観観察によって判定できない場合がある。このため、下記特許文献に記載されているように、プラズマの照射により色が変化するインジケータの開発が進められており、そのようなインジケータを用いて、プラズマ処理装置によるプラズマ処理の適否が判断されている。

特許４５８８３８５号公報

上記特許文献に記載のインジケータを用いることで、ある程度、プラズマ処理装置によるプラズマ処理の適否を判断することが可能である。しかしながら、インジケータの色が、プラズマの照射により著しく変化する場合には、プラズマ処理装置によるプラズマ処理の適否を適切に判断することが可能である。一方、インジケータの色の変化が、あまり大きくない場合には、プラズマ処理装置によるプラズマ処理の適否を適切に判断できない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、インジケータの色の変化の度合いに関わらず、大気圧プラズマ処理装置による大気圧プラズマ処理の適否を適切に判断することである。

上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ処理判断シートは、反応室に不活性ガスと活性ガスとを所定の割合で混合した処理ガスを流入させ、前記反応室の内部に配設された１対の電極間に放電を生じさせることで発生する大気圧プラズマの照射により色が変化するインジケータと、大気圧プラズマが照射された後の前記インジケータの色に着色された色見本体とを備え、ユーザが、前記インジケータと前記色見本体との比較により、大気圧プラズマ処理装置による大気圧プラズマ処理の適否を判断するための大気圧プラズマ処理判断シートであることを特徴とする。

本願に記載の大気圧プラズマ処理判断シートでは、インジケータと、大気圧プラズマが照射された後のインジケータの色に着色された色見本体とが設けられている。これにより、ユーザは、インジケータの色と、色見本体の色とを比較することで、大気圧プラズマ処理装置による大気圧プラズマ処理の適否を適切に判断することが可能となる。

大気圧プラズマ発生装置を示す平面図である。 図１の大気圧プラズマ発生装置が備えるプラズマ照射ヘッドを示す概略断面図である。 インジケータを示す図である。 インジケータが貼着されていない状態のプラズマ処理判断シートを示す図である。 プラズマ処理前のインジケータが貼着された状態のプラズマ処理判断シートを示す図である。 プラズマ処理後のインジケータが貼着された状態のプラズマ処理判断シートを示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜大気圧プラズマ発生装置の構成＞
図１に、大気圧プラズマ発生装置１０を示す。大気圧プラズマ発生装置１０は、大気圧下で発生させたプラズマを被処理体に照射する装置である。大気圧プラズマ発生装置１０は、搬送装置１２とプラズマ照射ヘッド１４とを備えている。

搬送装置１２は、１対のコンベアベルト２０を有しており、１対のコンベアベルト２０は、互いに平行、かつ、所定の方向に延びるようにベース２２上に配設されている。１対のコンベアベルト２０は、被処理体２３を載置するための載置板２４を支持しており、電磁モータ（図示省略）の駆動により、載置板２４を所定の方向に搬送する。また、搬送装置１２は、保持装置（図示省略）を有しており、コンベアベルト２０によって支持された載置板２４は、保持装置により所定の位置において固定的に保持される。

プラズマ照射ヘッド１４は、プラズマを大気圧化で照射する作業ヘッドであり、梁部３０に固定されている。梁部３０は、ベース２２に上架されており、１対のコンベアベルト２０を跨ぐように、配設されている。そして、プラズマ照射ヘッド１４は、１対のコンベアベルト２０の間の上方に位置するように、梁部３０に固定されている。プラズマ照射ヘッド１４は、図２に示すように、躯体３２を有しており、躯体３２の内部には、反応室３４が形成されている。反応室３４の内部には、１対の電極３６が配設されている。各電極３６は、概してＬ字型をしており、各々の端部が互いに対向している。

プラズマ照射ヘッド１４の躯体３２には、反応室３４内に処理ガスを流入させるための流入路３８が形成されている。流入路３８の反応室３４側の端部は、対向する１対の電極３６の間に向かって開口している。一方、流入路３８の反応室３４と反対側の端部には、処理ガス供給装置（図示省略）が接続されている。処理ガス供給装置は、希ガス，窒素ガス等の不活性ガスと、酸素等の活性ガスとを所定の割合で混合した処理ガスを供給する装置である。これにより、処理ガスが、流入路３８を介して反応室３４に供給される。

＜大気圧プラズマ発生装置によるプラズマ処理＞
大気圧プラズマ発生装置１０では、上述した構成により、プラズマ照射ヘッド１４において、処理ガスがプラズマ化され、搬送装置１２によって搬送される被処理体２３に、プラズマが照射されることで、被処理体２３に対するプラズマ処理が施される。具体的には、大気圧プラズマ発生装置１０の制御装置（図示省略）の指令により、被処理体２３の載置された載置板２４が、プラズマ照射ヘッド１４の下方まで搬送され、その位置において、保持装置によって固定的に保持される。次に、制御装置の指令により、プラズマ照射ヘッド１４において、処理ガス供給装置が、処理ガスを流入路３８に供給する。これにより、処理ガスが反応室３４内に流入する。

反応室３４では、制御装置の指令により、所定のタイミングで１対の電極３６に電圧が印加されており、１対の電極３６間に電流が流れる。これにより、１対の電極３６間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。そして、プラズマが、吹出口４６から吹き出される。これにより、プラズマ照射ヘッド１４の下方に位置する被処理体２３にプラズマが照射され、被処理体２３に対してプラズマ処理が施される。そして、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理が完了すると、載置板２４が下流側に搬送され、被処理体２３が大気圧プラズマ発生装置１０から搬出される。

＜プラズマ処理の適否判定＞
大気圧プラズマ発生装置１０では、上述したように、プラズマ照射ヘッド１４から照射されるプラズマによって、被処理体２３に対するプラズマ処理が行われている。ただし、電極３６に印加される電圧不足，反応室３４に供給される処理ガスの流量不足等により、処理ガスが適切にプラズマ化されず、被処理体２３に対するプラズマ処理を適切に行えない場合がある。このため、ユーザは、インジケータを用いて、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理の適否を判定する。

インジケータ５０は、図３に示すように、概して矩形をしており、５〜１０ｍｍ×４０〜８０ｍｍの大きさである。なお、本明細書中での「矩形」には、隅部が直角である細長い形状だけでなく、隅部が丸みを帯びた細長い形状も含まれる。このインジケータ５０は、プラズマの照射により色が変化するものであり、紫色から緑色に変化する。つまり、プラズマが照射されていないインジケータ５０は、紫色であり、プラズマが十分に照射されたインジケータ５０は、緑色に変色する。ちなみに、図３のインジケータ５０は、プラズマが照射されていないものである。また、プラズマの照射により色が変化するインジケータ５０は、公知のものであることから詳しい説明は主略するが、特開２０１３−１７８９２２号公報に記載されているように、窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むインジケータ、特開２００５−３１５８２８号公報に記載されているように、アゾ系等の染料と窒素含有高分子とカチオン系界面活性剤とにより構成される組成物を含むインジケータ等を、採用することが可能である。

このように、プラズマの照射により変色するインジケータ５０を、載置板２４上の被処理体２３の隣に載置し、その載置板２４を搬送装置１２のコンベアベルト２０にセットする。そして、上述した手順に従って、被処理体２３とともに、インジケータ５０に対して、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理を施す。これにより、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理が適切に行われている場合に、インジケータ５０は、緑色に変化する。一方、プラズマ照射ヘッド１４の故障等により、プラズマ照射ヘッド１４がプラズマを全く照射していない場合には、インジケータ５０は、紫色である。これにより、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理の適否を判定することが可能である。

ただし、インジケータ５０は、プラズマの照射により、紫色から緑色に急変せずに、プラズマの照射量に応じて、紫色から緑色に徐々に変化する。つまり、インジケータ５０は、紫色から緑色に漸変する。このため、プラズマ処理後のインジケータ５０が緑色である場合には、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理が適切に行われたと判断することが可能であるが、プラズマ処理後のインジケータ５０が紫色と緑色との間の色である場合には、プラズマ照射ヘッド１４によるプラズマ処理の適否が困難である。このような場合に、プラズマ処理判断シートを用いて、インジケータ５０の色の変化の程度を調べることで、適切にプラズマ処理の適否を判定することが可能となる。

詳しくは、プラズマ処理判断シート７０には、図４に示すように、色見本７２が印刷されている。色見本７２は、インジケータ５０と同じ寸法の矩形をなし、横に延びるようにプラズマ処理判断シート７０に印刷されている。色見本７２の一端部は、プラズマが照射されていないインジケータ５０の色、つまり、紫色であり、色見本７２の他端部は、プラズマが十分に照射されたインジケータ５０の色、つまり、緑色である。そして、色見本７２は、一端部から他端部に向かって漸変している。つまり、色見本７２の一端部から他端部に向かって、紫色から緑色に徐々に色が変化している。

また、プラズマ処理判断シート７０には、色見本７２と同じ寸法、つまり、インジケータ５０と同じ寸法の矩形枠７４が、色見本７２の下方に印刷されている。矩形枠７４は、色見本７２と平行に並んで印刷されており、矩形枠７４の両端と色見本７２の両端とが、上下方向において、一致している。また、プラズマ処理判断シート７０には、担当者記載欄７６と日付記載欄７８とが印刷されている。

そして、ユーザは、図５に示すように、プラズマが照射されていないインジケータ５０をプラズマ処理判断シート７０の矩形枠７４上に載置する。なお、インジケータ５０の裏面には、両面テープが貼着されており、インジケータ５０は、プラズマ処理判断シート７０に貼着される。ユーザは、インジケータ５０をプラズマ処理判断シート７０に貼着すると、インジケータ５０と色見本７２とを比較し、色見本７２の漸変する色のうちのインジケータ５０の色と同じ色の箇所を通るように、上下方向に延びる線８０を、プラズマ処理判断シート７０に記載する。

ユーザは、線８０をプラズマ処理判断シート７０に記載すると、インジケータ５０をプラズマ処理判断シート７０から取り外し、インジケータ５０に対して、上述したように、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理を行う。次に、ユーザは、プラズマ処理が行われたインジケータ５０を、再度、プラズマ処理判断シート７０の矩形枠７４に貼着する。そして、ユーザは、インジケータ５０と色見本７２とを比較し、図６に示すように、色見本７２の漸変する色のうちのインジケータ５０の色と同じ色の箇所を通るように、上下方向に延びる線８２を、プラズマ処理判断シート７０に記載する。

これにより、プラズマ処理判断シート７０には、２本の線８０，８２が記載される。線８０は、プラズマ処理前のインジケータ５０の色を示すためのものであり、線８２は、プラズマ処理後のインジケータ５０の色を示すためのものである。このため、２本の線８０，８２の間が離れているほど、インジケータ５０へのプラズマの照射量が多く、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理が適切に行われていることが解る。そこで、例えば、ユーザは、２本の線８０，８２の間の長さを測定し、その測定値が予め設定された閾値以上である場合に、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理が適切に行われていると判定し、測定値が予め設定された閾値未満である場合に、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理が適切に行われていないと判定することが可能である。

このように、インジケータ５０の色の変化の度合いを調べることで、適切にプラズマ処理の適否を判定することが可能となる。特に、インジケータ５０の色の変化の度合いを、２本の線８０，８２の間の長さとして、数値化することで、全ての作業者が同じ判定を行うことが可能となる。

また、プラズマ処理判断シート７０では、インジケータ５０が両面テープにより着脱可能とされている。このため、インジケータ５０を交換すれば、複数回、プラズマ処理判断シート７０を使用することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。なお、プラズマ処理判断シート７０は、樹脂により形成されており、線８０，８２を記載するためのペンのインクは、布等で容易に消すことが可能なものが採用されている。

また、例えば、線８０，８２を消さずに、プラズマ処理判断シート７０を保存しておくことも可能である。この際、担当者記載欄７６に担当者の氏名を記載し、日付記載欄７８に日付を記載しておくことで、判定の詳細を残すことが可能となる。

ちなみに、上記実施例において、大気圧プラズマ発生装置１０は、プラズマ処理装置の一例である。インジケータ５０は、インジケータの一例である。プラズマ処理判断シート７０は、プラズマ処理判断シートの一例である。色見本７２は、色見本体の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、色見本７２がプラズマ処理判断シート７０に印刷されているが、インジケータ５０を色見本として、用いることが可能である。詳しくは、インジケータ５０の一端部に、プラズマを全く照射せず、他端部に、十分にプラズマを照射する。そして、一端部と他端部の間は、一端部から他端部にかけて、徐々に照射量を増やして、プラズマを照射する。これにより、インジケータ５０では、色見本７２と同様に、一端部から他端部に向かって、紫色から緑色に徐々に色が変化する。このように色が漸変するインジケータ５０を色見本として採用することが可能である。

また、インジケータ５０を色見本として用いる場合、大気圧プラズマ発生装置１０が、１対のコンベアベルト２０によりインジケータ５０を載置した載置板２４を所定の加速度で搬送し、インジケータ５０の一端部から他端部にかけて徐々にプラズマ照射をするようにしてもよい。このようにして、大気圧プラズマ発生装置１０が、色見本を製造することも可能である。

また、上記実施例では、インジケータ５０がプラズマ処理判断シート７０に着脱可能とされているが、インジケータが一体化されたプラズマ処理判断シートを採用することが可能である。つまり、例えば、プラズマ処理判断シートに、インジケータをスクリーン印刷等により印刷することが可能である。

また、大気圧プラズマ発生装置１０のプラズマ処理の対象となる被処理体２３は、特に限定されず、回路基板，組立製品等の工業用の被処理体、病院等で用いられる器具等の医療用の被処理体など、種々の分野の部材を採用することが可能である。

１０：大気圧プラズマ発生装置（プラズマ処理装置） ５０：インジケータ ７０：プラズマ処理判断シート ７２：色見本（色見本体）

Claims (4)

1. 反応室に不活性ガスと活性ガスとを所定の割合で混合した処理ガスを流入させ、前記反応室の内部に配設された１対の電極間に放電を生じさせることで発生する大気圧プラズマの照射により色が変化するインジケータと、
   大気圧プラズマが照射された後の前記インジケータの色に着色された色見本体と
   を備え、ユーザが、前記インジケータと前記色見本体との比較により、大気圧プラズマ処理装置による大気圧プラズマ処理の適否を判断するための大気圧プラズマ処理判断シート。
2. 前記インジケータがアゾ系等の染料と窒素含有高分子とカチオン系界面活性剤とにより構成される組成物を含み、前記大気圧プラズマ処理判断シートに着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理判断シート。
3. 前記インジケータがアゾ系等の染料と窒素含有高分子とカチオン系界面活性剤とにより構成される組成物を含み、前記大気圧プラズマ処理判断シートにスクリーン印刷されていることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理判断シート。
4. 前記色見本体が、
   大気圧プラズマが照射される前の前記インジケータの色から、大気圧プラズマが照射された後の前記インジケータの色に漸変するように着色され、
   前記インジケータと前記色見本とが、
   互いに矩形をなし、平行に並んで配設され、
   前記大気圧プラズマ処理判断シートが樹脂により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理判断シート。