JPH0312570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、表面に塗料、印刷インクあるいは接
着剤などが塗布されるポリオレフイン系成形物の
表面処理方法に関するものである。

（従来の技術） ポリプロピレン（PP）やポリエチレン（PE）
などのポリオレフイン系合成樹脂あるいはエチレ
ン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム
（EPDM）やエチレン−プロピレン共重合ゴム
（EPM）などのポリオレフイン系合成ゴムは分子
中に極性基を備えていないため、上記樹脂やゴム
からなる成形物の表面に塗料、印刷インクあるい
は接着剤などを塗布しても密着性が乏しい。

従つて、上記成形物の表面に塗料、接着、印刷
などを施す場合には、前処理としてその表面に改
質処理を施して密着性を向上させる必要がある。

上記ポリオレフイン系成形物の改質処理として
は従来より、プラズマ処理やコロナ放電処理など
の物理的改質処理あるいは重クロム酸−硫酸混液
処理やトリクロルエチレン洗浄などの化学的改質
処理が採用されている。

上記プラズマ処理は真空槽中にプラズマガスを
導入して行うため、成形品のほぼ全面を一度に改
質することができ、自動車用バンパー、モールな
どの前処理として利用されている。

また、上記コロナ放電処理は互いに近接した電
極間に成形品を挿通させることによつて、同成形
品を改質することができるので、専ら薄肉のフイ
ルム状成形物の改質処理に用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） コロナ放電処理はプラズマ処理と異なり真空槽
を必要とせず、大気中で処理を行うことができる
ことから、大量の被処理品を短時間で処理するこ
とができるという利点がある。

ところが、従来のコロナ放電処理は電極間の距
離が３〜４mm程度と極めて狭いため、立体感のあ
る三次元成形物を挿通させることができないとい
う問題点があつた。

とりわけ、ポリオレフイン系成形物は前述した
ように、塗料、印刷インクあるいは接着剤などが
密着し難いため、前記化学的改質方法とコロナ放
電処理とを併用すれば効果的な改質処理が短時間
で行われるにも拘わらず、三次元形状を備えたポ
リオレフイン系成形物の場合にはこれをコロナ放
電処理する技術が見いだされていなかつたため、
上記化学的改質処理とコロナ放電処理とを併用し
た表面処理方法は採用されていないのが現状であ
る。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで、本発明は三次元形状を備えたポリオレ
フイン系成形物の表面を有機溶剤で洗浄すること
により該表面を膨潤状態とし、その状態で放電部
の形状が球、棒または面であるコロナ放電用電極
を前記成形物の近傍でコロナ放電を発生させなが
ら同成形物の表面形状に沿つて相対的に移動させ
ることを特徴とするポリオレフイン系成形物の表
面処理方法を採用することにより、上記問題点の
解決を図つたものである。

なお、本発明によつて改質処理されるべき三次
元形状を備えたポリオレフイン系成形物とは、前
記PPやPEなどのポリオレフイン系合成樹脂ある
いはEPDMやEPMなどのポリオレフイン系合成
ゴムからなる成形物であり、かつ平面的な面状体
を除く三次元的な凹凸形状を有するものである。

（作用） 上記ポリオレフイン系成形物の表面を有機溶剤
で洗浄することにより、ゴミ、油脂分などが除去
されるとともに、有機溶剤によつてその表面が膨
潤し、コロナ放電処理によつて改質され易い状態
になる。

次いで、放電部の形状が球、棒または面など、
上記ポリオレフイン系成形物の表面形状に適した
電極を用いてコロナ放電処理を行うことにより、
その表面を均一かつ迅速に改質処理することが可
能となる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜８
図に従つて説明する。

第一実施例： 〔ポリオレフイン系成形物〕 第１図に示すように、本実施例によつて表面処
理されるポリオレフイン系成形物はPP樹脂にて
形成された自動車のインストルメントパネルパツ
ド（以下インパネと略称する）１であつて、その
表面に塩化ビニル（PVC）樹脂製の表皮シート
が接着されることによつて、インパネ製品となる
ものである。

上記インパネ１は上面２と前面３との境界、上
面２と側面４との境界などに突状のコーナ部５を
備えており、同コーナ部５のアールは約６mmであ
る。

また、インパネ１の上面２の左右両側には二つ
の浅い皿部６，７が設けられている。従つて、皿
部６，７の上縁には凸状のコーナ部８が、そして
皿部６，７の底縁は凹状のコーナ部９がそれぞれ
形成され、各コーナ部８，９のアールは約６mmで
ある。

さらに、上記前面３の左右側には二つ換気・空
調エアの吹出口１１，１２が、また同じく上面２
の左端部にはサイドデフロスタ用エアの吹出口１
０が各々形成されている。そして、各吹出口１
０，１１，１２は略四角形状をなし、それらの縁
および四隅にはアールが６〜15mmのコーナ部１３
が形成されている。

次に、本実施例において使用される表面処理装
置につき、説明する。

〔洗浄装置〕

第７図は本実施例で使用される洗浄装置であつ
て、断面四角形状の金属製洗浄槽７１内の底部に
は被処理物であるインパネ１、すなわちPP樹脂
と同一もしくは近似の溶解度パラメータを有する
有機溶剤７２（本実施例ではトリクロルエチレ
ン）が充填されている。そして、同有機溶剤７２
中には温度調節機能付ヒータが浸漬され、同有機
溶剤７２がその沸点温度（トリクロルエチレンの
場合は87℃）に保たれるようになつている。

また、上記洗浄槽７１内にとその中央部には被
処理物を搭載するための金属製ネツト７４が張設
されており、さらに上記洗浄槽７１の上部には内
部に冷却水が循環されるための孔を備えた冷却管
７５が設けられ、上記有機溶剤７２の蒸気がこの
冷却管７５の表面で冷却されて洗浄槽７１内底部
に戻るようになつている。

上記洗浄槽７１内に充填される有機溶剤は被処
理物の基材であるポリオレフインの溶解度パラメ
ータと同一もしくは近似のパラメータを有する溶
剤を選定することが好ましい。

すなわち、本実施例のようにPP樹脂（溶解度
パラメータ＝8.0）を処理する場合には、トリク
ロルエチレン（溶解度パラメータ＝9.2）、トリク
ロルエタン（9.6）、ジクロルエチレン（9.1）、エ
チルクロライド（9.2）、ペンタクロルエチレン
（9.4）、テトラクロルエチレン（9.3）、エチレン
クロライド（9.7）、エチレンジクロライド
（9.8）、アセチルクロライド（9.5）などの塩素系
有機溶剤；ベンゼン（9.2）、トルエン（8.9）、キ
シレン（8.8）、クロルトルエン（8.8）、クロルベ
ンゼン（9.5）などの芳香族系有機溶剤などが適
当である。

〔コロナ放電処理装置〕

第２〜４図に示すように、本実施例に使用され
るコロナ放電処理装置は次の手段から構成され、
それらの手段は二段の踏台状の基台Ａの上とその
側部とに分かれて配置されている。

すなわち、コロナ放電処理装置は基台Ａの左側
の棚１４に配置されている高周波発振器１６と高
周波トランス（図示しない）とからなる高周波印
加手段Ｂと、基台Ａの第二段目に配置されている
電極移動手段Ｃと、前記電極移動手段Ｃに把持さ
れているコロナ放電用電極５０と対向するように
基台Ａの第一段目に固定されている対向電極手段
Ｄと、前記基台Ａの右側部に前記電極移動手段Ｃ
を制御するために配置されている制御ユニツトＥ
とから構成されている。

高周波印加手段Ｂにおいて高周波発振器１６は
20〜30KHz、最大出力350Wの高周波を発生する
タンテイツク社の製品（商品名「HV05−２」）
が使用されている。

また、高圧トランスは高周波発振器１６からの
高周波を昇圧してコロナ放電用電極５０に高電圧
を印加するもので、同じくタンテイツク社の製品
（商品名「スーパーＣ」）が使用されている。

電極移動手段Ｃは前記コロナ放電用電極５０を
矢印Ｘで示すＸ軸（左右）方向に移動させるため
のＸ軸移動手段２０と、同じく、矢印Ｙで示すＹ
軸（前後）方向に移動させるためのＹ軸移動手段
３０と、同じく矢印Ｚで示すＺ軸（上下）方向に
移動させるためのＺ軸移動手段４０とから構成さ
れている。

前記Ｘ軸移動手段２０において基台Ａ上には平
行かつ水平方向に二本の案内ロツド２８が固定さ
れている。

この案内ロツド２８にはＹ軸移動手段３０を支
えるためのターンテーブル２６がＸ軸方向に滑動
可能に設けられている。なお、ターンテーブル２
６の下面に螺合部２９付の支持部材２３が取付ら
れ、その支寺部材２３に前記本二本の案内ロツド
２８が挿通されている。

また、前記二本の案内ロツド２８の間において
前記螺合部２９には一本のスクリユ軸２７が螺合
され、その一端部には歯車２１ａが取付けられて
いる。そして、この歯車２１ａがサーボモータ２
５の回転軸２２の歯車２１ｂと噛み合い、サーボ
モータ２５の回転が前記スクリユ軸２７に伝達さ
れるようになつている。

従つて、サーボモータ２５の回転がターンテー
ブル２６の変位に変換され、Ｙ軸移動手段３０が
Ｘ軸方向に移動するようになつている。

第４図に示すように前記Ｙ軸移動手段３０にお
いてターンテーブル２６の両側部にはそれぞれ二
個の軸受３５が設けられており、それらの軸受３
５には二本のスクリユ軸３１が回転可能かつ進退
不能に取着され、両軸３１は互いに平行かつ水平
方向に伸びている。これらのスクリユ軸３１の一
端側にはそれぞれ歯車３６が取付られ、サーボモ
ータ３２の回転軸３７に連結されている。

二本のスクリユ軸３１には同軸３１にまたがる
螺合部材３４が螺合されており、その螺合部材３
４の中央部には前方に伸びるＹ軸アーム３３の一
端部が取付られている。また、Ｙ軸アーム３３の
他端部にはＺ軸移動手段４０が固定されている。

従つて、Ｙ軸移動手段３０においてもサーボモ
ータ３２の回転が歯車３６、スクリユ軸３１及び
螺合部材３４に伝達されて、Ｚ軸移動手段４０が
Ｙ軸方向に移動するようになつている。

Ｚ軸移動手段４０において、Ｙ軸アーム３３の
他端部に板状の固定テーブル４１が垂直状に固定
されている。そして、固定テーブル４１の前面側
には平行かつ上下方向に二本の案内ロツド４２が
固定されていて、両案内ロツド４２にはこれらに
またがる滑動部材４４が摺動可能に取付られてい
る。

滑動部材４４の中央部に設けられたねじ（図示
しない）には上方に伸びるスクリユ軸４６が螺合
され、同スクリユ４６は固定テーブル４１の上部
に設置されたサーボモータ４５の回転軸４７に直
結されている。

他方、滑動部材４４の中央部には下方に延びる
Ｚ軸アーム４３の上端部が固定され、その下端部
にコロナ放電用電極５０が把持されている。

従つて、サーボモータ４５を回転させれば、ス
クリユ軸４６が回転して滑動部材４４を介してＺ
軸アーム４３およびコロナ放電用電極５０が昇降
するようになつている。

また、制御ユニツトＥにはマイコン等を使用し
た制御回路（図示なし）が組み込まれ、同制御回
路にはコロナ放電用電極５０をインパネ１の表面
近傍に移動させるためにＸ、Ｙ、Ｚ軸移動手段２
０，３０，４０の作動を制御する運動プログラム
や高周波印加手段Ｂの作動開始と停止を制御する
プログラムが書き込まれている。

さらに、基台Ａの内方下部にはコロナ放電処理
時に発生するオゾン等のガスを排出するための排
気手段Ｆが配設されている。

〔電極〕

前記Ｚ軸アーム４３の先端に把持されているコ
ロナ放電用電極５０は高周波発振器１６に接続さ
れている。この電極５０はステンレス鋼から形成
されており、第５図に示すように直径約２mmの棒
状の被把持部５１と、その被把持部５１の先端に
おいて半径が約2.5mmの球状に形成された放電先
端部５２とから構成されている。

第５図に示すように、この放電先端部５２の表
面Ｓには集電効率の向上を目的として多数の半球
状の突起５３が形成されている。

次に、基台Ａの一段目の上面であつて、前記コ
ロナ放電用電極５０の下方には対向電極手段Ｄが
設けられている。

この対向電極手段Ｄにおいては、第６図に示す
ように、基台Ａ上に梯形状の電極台６１が配置さ
れている。そして、この電極台６１の上にインパ
ネ１の裏面形状に合致するように形成された対向
電極基材６２が設けられ、その表面に対向電極６
３が金属メツキ、真空蒸着、スパツタリング、導
電塗料塗装、アルミ箔等の手段によつて被覆形成
されている。

この対向電極６３の上面にインパネ１の裏面が
当接するようになつているが、インパネ１の各吹
出口１０，１１，１２はその裏面からゴム等の緩
衝板１５が当てられ、対向電極６３が露出しない
ようになつている。

なお、前記対向電極基材６２は、例えば、イン
パネ１を成形型として利用しその裏面にエポキシ
樹脂を流し込んで反応硬化させることによつて得
ることができる。

以上のように構成された洗浄装置およびコロナ
放電処理装置を使用してインパネ１の表面を改質
処理する方法について説明する。

まず、インパネ１を前記洗浄槽７１内のネツト
７４上に搭載した。同洗浄槽７１内は予めトリク
ロルエチレンがその沸点温度に加温されているた
めにトリクロルエチレンの蒸気が充満しており、
インパネ１の表面はその蒸気によつて洗浄されて
ゴミ、油脂分などが除去されるとともに、トリク
ロルエチレンによつて表面が膨潤し、後述するコ
ロナ放電処理によつて改質され易い状態になる。

なお、プラズマ処理の場合は真空中の処理であ
ることからトリクロルエチレンが蒸発してしまう
ため、膨潤状態は維持されない。

次に、第２，３，６図に示すように、対向電極
手段Ｄの上にインパネ１を嵌合させて、対向電極
６３とインパネ１の裏面とを当接させた。

排気手段Ｆを稼動させておいてから、制御ユニ
ツトＥのスイツチを入れ、電極移動手段ＢのＸ、
Ｙ、Ｚ軸各移動手段２０，３０，４０をコロナ放
電処理のスタート位置にセツトした後、高周波印
加手段Ｂを作動させた。このとき、コロナ放電用
電極５０の先端とインパネ１間の距離は10mmで、
コロナ放電用電極５０と対向電極６３との間には
28KVの高周波が印加される。

前記コロナ放電用電極５０の放電先端部５２か
らコロナ放電がインパネ１に照射されコロナ放電
処理がスタートする。

Ｘ、Ｙ、Ｚ軸移動手段２０，３０，４０は制御
ユニツトＥからの信号に基づくサーボモータ２
５，３２，４５の回転により移動し、コロナ放電
用電極５０がインパネ１の近傍を右端から左端に
向かつて１〜25cm／秒の速度で移動していく。

そして、コロナ放電用電極５０がインパネ１の
表面近傍を数回横方向に往復する。

コロナ放電処理されたインパネ１の表面におい
てはポリプロピレン分子の炭素と水素の結合が一
部破壊され、同分子はイオン化または酸化されて
活性化される。

従つて、このコロナ放電処理されたインパネ１
の表面に表皮等を接着する場合、その接着性が向
上するなどの表面改質効果が発揮される。

また、本実施例においては放電先端部５２全体
が球形の曲面Ｓに形成されているので、コロナ放
電が一点に集中することなく均一に発生する。

しかも、コロナ放電用電極５０と対向電極６３
との間隔が比較的大きくてもコロナ放電が発生す
るので、従来、コロナ放電処理による実際的効果
が認められないとされていた三次元形状の成形物
に対しても本発明法を適用することができる。

さらに、本実施例のコロナ放電用電極５０の放
電先端部５２には多数の半球状の突起５３が形成
されているため、全方向にコロナ放電が発生する
とともに放電到達距離も長くなる。

従つて、本実施例のコロナ放電用電極５０はそ
れ自体の移動速度を上昇させても充分に放電処理
効果を得ることができ、生産性の向上に大きな効
果を発揮する。

また、本実施例のコロナ放電処理はプラズマ処
理と異なり、真空、真空ポンプ、配管系統、キヤ
リアガスなどが不要であるため、処理工程の自動
化が可能となる。

第二実施例： 第８図は本実施例によつて表面処理される自動
車用サイドプロテクシヨンモール（以下、単にモ
ールと称する）８１、および同モール８１をコロ
ナ放電処理するためのコロナ放電処理装置のＺ軸
アーム４３の先端に把持されているコロナ放電用
電極８２を示すものである。

上記モール８１はEPDMを押出成形して得ら
れたものであつて、その上底面にポリフツ化ビニ
ル−ポリエステル−塩化ビニルの三層フイルムか
らなるテドラフイルムが貼着されてモール製品と
なるものである。

また、上記電極８２はステンレス鋼から形成さ
れており、直径約２mmの棒状の被把持部８３と、
その先端において同被把持部８３と等しい直径を
なす棒状の放電部としての放電電極８４とから構
成されている。そして、同放電電極８４は上記モ
ール８１の断面形状とほぼ等しい形状に折曲げ形
成されている。従つて、上記電極８２を使用する
ことにより、モール８１の各面に対して均一なコ
ロナ放電処理を行うことができる。

上記モール８１を前記第一実施例で用いた洗浄
槽７１内のネツト上に搭載し、30秒間放置してそ
の表面をトリクロルエタン蒸気で洗浄した。

その後、前記棒状の放電電極８４が取着された
コロナ放電処理装置を用い、前記第一実施例と同
様の要領でモール８１表面のコロナ放電処理を行
つた。

本実施例の放電電極８４は細長い棒状の電極を
モール８１の断面形状とほぼ等しい形状に折曲げ
形成したものであるため、モール８１の各面を均
一にコロナ放電処理することができるとともに、
放電到達距離も長くなる。

従つて、本実施例のコロナ放電用電極８２は前
記第一実施例の場合と同様、それ自体の移動速度
を上昇させても充分に放電処理効果を得ることが
でき、生産性の向上に大きな効果を発揮する。

なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、次に示すように具体化すること
も可能である。

コロナ放電電極台は前記球形状あるいは棒状
のものに限定されるものではなく、ポリオレフ
イン系成形物の形状によつては面状の電極やピ
ン電極などを使用することも可能である。

前記装置は本実施例の装置に限定されるもの
ではなく、工業用ロボツト等を用いてもよい。

ポリオレフイン系成形物は第一実施例の射出
成形物や第二実施例の押出成形物に限定される
ものではなく、ブロー成形やトランスフアー成
形など各種の成形法によつて得られる成形物も
本発明の適用対象となる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明法はポリオレフイ
ン系成形物の表面を有機溶剤で洗浄することによ
りその表面を膨潤させ、改質され易い状態にした
後、放電部の形状が球、棒または面など、上記ポ
リオレフイン系成形物の表面形状に適した電極を
用いてコロナ放電処理を行うものである。

従つて、塗料や印刷インクあるいは接着剤が塗
布されるべきポリオレフイン系成形物の表面を均
一かつ迅速に改質処理することができるという優
れた効果を発揮する発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はインストルメントパネルパツドの斜視
図、第２図はコロナ放電処理装置の正面図、第３
図はコロナ放電処理装置の部分破断側面図、第４
図はＹ軸移動手段の上面図、第５図は第一実施例
で用いたコロナ放電用電極の先端側面図、第６図
は対向電極手段の断面図、第７図は洗浄装置の断
面図、また、第８図は第二実施例のモールおよび
コロナ放電用電極の先端部を示す斜視図である。 １……インストルメントパネルパツド、８１…
…モール、５０，８２……コロナ放電用電極、７
１……洗浄槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三次元形状を備えたポリオレフイン系成形物
   の表面を有機溶剤で洗浄することにより該表面を
   膨潤状態とし、その状態で放電部の形状が球、棒
   または面であるコロナ放電用電極を前記成形物の
   近傍でコロナ放電を発生させながら同成形物の表
   面形状に沿つて相対的に移動させることを特徴と
   するポリオレフイン系成形物の表面処理方法。 ２ 前記有機溶剤が前記ポリオレフインと同一も
   しくは近似の溶解度パラメータを有するものであ
   る特許請求の範囲第１項に記載のポリオレフイン
   系成形物の表面処理方法。