JPS5920332A - プラズマ処理を施す方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂、例えば、ポリプロピレン（ｐｐ）、ポリ
エチレン（ＰＥ　）等の表面を改質するために、これら
の樹脂の表面にプラズマ処理を施す方法および装置に関
する。

近年、例えば、自動車の部品等は、軽量でかつ意匠性に
優れる樹脂に移行する傾向にあるが、比較的安価なＰＰ
　、　ＰＥ等を、例えば車両外板として使用する場合、
樹脂表面と塗膜との密着性が悪く、層間剥離という不具
合が発生することが知られている。この不具合を解消す
る手段の一つとして、ＰＰ　、　ＰＥ等の被塗装物表面
をグロー、コロナ放電あるいは高周波放電に曝し、表面
を酸化（極性基の導入）あるいはエツチング（アンカ効
果向上）すルｆ　７　、Ｘ’マ処理技術が知られている
。

ところで、プラズマ処理を行う場合、処理効果を向上（
プラズマの寿命を長くする）させるため、反応室を減圧
、もしくは真空状態にすることが公知の技術になってい
る。この状態を維持するために、現在バッチ処理が主流
になっでいる。

一方、この処理方法を自動車製造という量産工程に導入
するには、短時間で真空状態に到達し、かつ１回でより
多数の被処理物をプラズマ処理すル必要がある・この点
を考慮して、従来のプラズマ処理装置（マイクロ波放電
プラズマ装置、第２図）で処理したところ、自動車に使
用する樹脂部品は大物でかつ複雑形状であるため、反応
室内の被処理物表面位１ｔにより被処理物間で処理性が
バラつき、かつ、同一被処理物の部位により処理性がパ
ラついた。

本発明は、上６己問題点デ解消し、大物でかつ抜雑な形
状の被処理物を同時に多数処理しても、処理の均一性を
提供するプラズマ処理方法および装置に関するものであ
る。

即ち、本発明の目的は、反応室内のプラズマ濃度分布を
均一化することにより、反応室内にあ・ける複数の被処
理物の配置位置による処理の左を解消し、かつ同一被処
理物の形状による処理の不均一を解消１−るノ°ラズマ
処理方法調・まひ装置を提供すゐことにりる。

このような目的を達成するために、本発明では、プラズ
マ反応室内で被処理物の表面に７０ラズマを照射して処
理する方法において、反応室壁部の任意の位置から該反
応室内部にプラズマを導入すると共に、その位置から４
５〜１２０°回転移動した反応室壁部の他の少なくとも
１つの位置から該反応室内部にプラズマを導入すること
を特徴とする。各位置におけるプラズマ導入は間欠作動
とし、それぞれ他の位置におけるプラズマ導入との間で
作動時期をずらせるのが望ましい。

一方、反応室内を減圧するべく、排気はプラズマ導入位
置と対向する反応室壁部の位置で行なうのが望ましく、
この場合において、対向する位置におけるプラズマ導入
と排気とをそれぞれ同期作動とし、他の対向する位置に
おけるプラズマ導入と排気との間で作動時期をずらせる
のが望ましい。

また、本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ反応室内
で被処理物の表面にプラズマを照射して処理する装置に
おいて、反応室壁部の任意の位置にプラズマ導入口を設
け、その位置から４５〜１２０°回転移動した反応室壁
部の位置に他の少なくとも１つのプラズマ導入口を設け
たことを特徴とする。反応室減圧用の排気口はそれぞれ
のプラズマ導入口と対向する反応室壁部の位置に設ける
のが望ましく、この場合において、互いに対向するプラ
ズマ導入口と排気口とをそれぞれ１２００すらせて３個
づつ設けるものである。

以下、従来例と本発明の実施例につき図面を参照して詳
しく説明する。

第２図に、従来のマイクロ波プラズマ処理装ｆ断面と被
処理物、例えば、パン・母の配置状態を示す。発振器（
図示せず）で発生したーｌマイクロ波プラズマ発生管（
図示せず）に導入され、別経路（図示せず）から供給さ
れるガス、例えば酸素、酸素と希ガスあるいは不活性ガ
スの混合ガスをプラズマ化する。発生管（図示せず）で
発生したプラズマは、石英管３よりプラズマ処理槽１の
導入口４より導入され、被処理物７−１〜７が処理され
る。ところで、反応室内９はあらかじめ排気口５、排気
管１０、真空ポンプ（図示せず）で所定の真空度まで減
圧され、その後プラズマが導入されるが、処理時には反
応室内の真空度を維持するため、真空ポンプは連続運転
される。そして、反応室に導入されたプラズマにより被
処理物表面は処理されるが、第２図に示すマイクロ波放
電ゾラズマ処理系では、反応室９内のプラズマは導入口
４から排気口５へと流れる傾向がある。その結果、第２
図に示す反応室内でプラズマ濃度の不均一が発生し、易
く、複数の被処理物の処理位置あるいは同一処理物の形
状により、処理性の差が生じた。

第１図に本発明の具体的実施例を示す。プラズマ４　人
口４−ａ、ｃｔｆ同一同一上面上いて１２００間隔で設
け、それに、被処理物７−１〜７を照射するジャワ管２
−＆〜。が連結している。一方シャワ管２−＆〜。の各
々の対向する位置には真空度調整用排気口５−８〜Ｃが
設けられていて、プラズマ導入口４−ａと排気口５−ａ
は常に同期作動する・プラズマ導入口４−ｂと排気口５
−ｂ１グラズマ導入口４−０と排気口５−ｃについても
同様である。

一方、各対のプラズマ導入口と排気口４−８と５−　Ｂ
　＋　４−　ｂと５−ｂ、４−ｃと５−ｃ間の作動は、
タイマおよび電磁駆動弁（いずれも図示せず）寺により
その作動時期をすらす◎この理由として、例えば２組の
プラズマ導入口と排気口４−ａと５．、、ａ、４．、−
ｂと５−ｂを同時に作動すると、プラズマ導入口２−＆
から照射されるプラズマの大部分が、排気ＩＰ５−ｂか
ら排気されるためである。本処理方法において、最も均
一処理効果が高かったプラズマ導入口４−８〜。、排気
口５−ａ〜０の作動タイムチャートの１例を、第３図に
示すＯ 次に、従来のプラズマ処理装置（第２図）と本発明のプ
ラズマ処理装置（第１図）について比較実験を次のよう
に行なった。被処理物はポリノロピレン（ｐｐ）から成
るバンパである。

〔処理条件〕

２４５０ＭＨｚ　、５００Ｗ、０．５Ｔｏｒｒ　、３０
秒間処理 〔処理効果の測定方法〕 ◎　接触角測定 脱イオン水を、プラズマ処理後のＰＰ　ｆｉ面に、５μ
を滴下し、接触角測定器（ＣＡ　−Ａ型、協和科学製）
で測定した（２０℃、５０〜６０チ雰囲気）０尚、本発
明（第１図）及び従来（第２図）の処理装置で処理した
ＰＰパンツクの接触角結果（１０ケ所／本の平均、標準
偏差）をそれぞれ第４図（ａ）。

第４図（ｂ）に示す。

◎　付着力測定 プラズマ処理３０分後、ウレタン系塗料（日本ピーケミ
製）を、３５〜４０μ塗装、乾燥後、カッタでｉ　ｙａ
間隔のゴバン目をつけテープにチバン製）剥離を行った
（２０℃、５０〜６０％雰囲気）。この結果、第４図（
ａ）、第４図（ｂ）において、ユθより大きい接触角で
は、剥離が発生した。従って、本発明の処理装置（第１
図）を用いて処理したものは殆んど剥離は生じなかった
０尚、未処理ＰＰの接触角は約２０であった・ このようｅこ・本発明のプラズマ処理方法および装置に
よると、従来（第２図）のように反応室９内のプラズマ
が導入口４から排出口５へと一方向のみに流れる傾向が
あるのではなく、プラズマ導入口と排気口の数に応じて
多方向に流れ、その結果、反応室内のプラズマ濃度分布
が均一化され、反応室内における被処理物の配置位置に
よる処理の差が解消され、同一被処理物の形状による処
理の不均一さが解消される〇 尚、実施例記載の処理槽は円筒形状であるが、本発明は
、処理槽の形状、処理槽長さによって変わるプラズマ導
入口と排気口（４−ａと５−ａ。

４−ｂと５−ｈ＋４−ｅと５−ｃ）の数、プラズマ導入
口と排気口（４−ａと５−、、、ｌｂと５−ｂ＋４−ｃ
と５−ｃ）の各々の位置によって制約δれるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマ処理装置の概略断面図、第２
図は従来のプラズマ処理装置の概略＠面図、第３図はプ
ラズマ導入口と排気口の開閉作動のタイムチャート、第
４図（ａ）　、　（ｂ）は本発明と従来のプラズマ処理
装置を用いて処理した実験結果を示す図である。 第１図において、 １・・・ノラズマ処理惰、２−ａ〜。・・・ジャワ管、
３・・・石英管、４−ａ−８・・・プラズマ導入口、５
−＆〜。・・・排気口、６−ａ”Ｃ・・・真空度調整用
パルプ、７−１〜７・・・被処理物、８・・・被処理物
支持台、９・・・反応室、１０−８〜。・・・排気管。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特訂出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　　和　之 弁理士　樋　口　　外　治 弁理士　山　口　　昭　之 第１図 第２図 第３図 ０；バルブ開 Ｓ、バルブ閉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラズマ反応室内で被処理物の表面にプラズマを
   照射して処理する方法において、反応室壁部の任意の位
   置から該反応室内部にプラズマを導入すると共に、その
   位置から４５〜１２００回転移動した反応室壁部の他の
   少なくとも１つの位置から該反応室内部にプラズマを導
   入することを特徴とするプラズマ処理を施す方法。 ２、各位置におけるプラズマ導入を間欠作動とし、それ
   ぞれ他の位置におけるプラズマ導入との間で作動時期金
   ずらせる％許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　　ｆラズマ導入位置と対向する反応室壁部の位置
   で、該反応室内を減圧するべく排気を行なう％許趙求の
   範囲第１項記載の方法０ ４、互いに対向する位置におけるプラズマ導入と排気と
   をそれぞれ同期作動とし、かつ他の対向する位置におけ
   るプラズマ導入と排気との間で作動時期をずらせるよう
   にした特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、プラズマ反応室内で被処理物の表面にプラズマを照
   射して処理する装置において、反応室壁部の任意の位置
   にプラズマ導入口を設け、そ軸直から４５〜１２００回
   転移動した反応室壁部の位置に他の少なくとも１つのプ
   ラズマ導入口を設けたことを特徴とするプラズマ処理を
   施す装置。 ６、　　ｆラズマ導入口と対向する反応室壁部の位置に
   それぞれ反応室減圧用の排気口を設けた特許請求の範囲
   第５項記載の装置・ ７、互いに対向するプラズマ導入口と排気口をそれぞれ
   １２（Ｆずらせて３個づつ設けたｔ￥ｊ＋ｆｆＭｆｉ求
   の範囲第６項記載の装置。