JPS608048A - プラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理方法

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JPS608048A
JPS608048A JP11527383A JP11527383A JPS608048A JP S608048 A JPS608048 A JP S608048A JP 11527383 A JP11527383 A JP 11527383A JP 11527383 A JP11527383 A JP 11527383A JP S608048 A JPS608048 A JP S608048A
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金子 隆興
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賢治 福田
Yoshinobu Takahashi
芳信 高橋
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/14Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894Processes carried out in the presence of a plasma
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    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
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    • B01J2219/1942Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped spherical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • HELECTRICITY
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18Vacuum control means
    • H01J2237/182Obtaining or maintaining desired pressure
    • H01J2237/1825Evacuating means
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    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/336Changing physical properties of treated surfaces

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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】 技術分野 本発明はプラズマ処理方法に関する。さらに詳しく述べ
ると、本発明は、例えばポリプロピレン。
ポリエチレン等の合成樹脂材料からなる製品(被処理物
)の表面を改質するためにその表面を酸素プラズマで低
温プラズマ処理する方法に関する。
従来技術 近年、自動車部品の材料が軽量でかつ意匠性に優れた合
成樹脂材料に移行しつつあることは周知の通シである。
ところで、比較的安価で容易に入手可能なポリプロピレ
ン、7j?リエチレン等の合成樹脂材料は、それらを例
えば車両外板に使用した場合、材料表面とその上に施さ
れる塗膜との密着性が悪いので、不所望な層間剥離を発
生することが屡々である。かかる問題を解消する1手段
として、塗装に先がけて樹脂斜材の表面を改質して塗膜
の密着性を良好ならしめる技術、例えば、塗装前に樹脂
材料の表面をグロー放電、コロナ放電。
ラジオ波放電、マイクロ波放電等に曝してその材料の表
面を酸化(極性基の導入)するかもしくはエツチング(
いわゆるアンカー効果の向上)する技術が知られている
。このような技術はプラズマ処理技術と呼ばれている。
ところで、樹脂部品をプラズマ処理する場合には、その
部品の耐熱性を考慮して、処理容器内を真空状態にして
処理ガスをプラズマ化させる方法、いわゆる低温プラズ
マ(おるいは低圧プラズマ)処理方法が主として用いら
れている。ここで、処理容器内を真空状態にしかつ処理
中にその真空を維持するため、先ず油回転ポンプで粗引
きし、引き続いてメカニカルブースターポンプで真空引
きし、そしてその真空圧を維持する手法が一般的に用い
られている。
上記した油回転ポンプは、その偏心ローターの回転によ
シ吸入、圧縮及び排気を繰シ返して排気していくタイプ
であるので、ローターの回転中に高熱を発し、したがっ
て、油温を約80℃以下にコントロールするための空冷
又は水冷手段を装備している。しかしながら、この油回
転ポンプの圧縮部分は、たとえ上記のような冷却手段が
あろうとも、その冷却が極く一部分のみに限られるので
、約200〜300℃の高温になることが屡々である。
ポンプの圧縮部分がこのよう表高温状態にある時にプラ
ズマ処理用ガスである酸素ガスをポンプに流したとする
と、当然のことながらこのローター圧縮部分で爆発がお
こシ、ケーシング側壁が本体より外れ、ポンプそのもの
が損壊する。ポンプの損壊は、作業者にとって危険であ
るばかシでなく、長期間にわたる作業の停止や、補修経
費の増大を意味する。
発明の目的 本発明の目的は、プラズマ処理用ガスとして酸素ガス又
は酸素ガスを含む混合ガスを用いた低温プラズマ処理方
法であって、そのようなガスの排気処理中にガス爆発の
危険が全くないような改良されたプラズマ処理方法を提
供することにある。
発明の構成 上記した目的は、本発明によれば、被処理物を収容した
処理容器内を真空にし、酸素ガス又は酸素ガスを含む混
合ガスによシその被処理物を低温プラズマ処理する方法
において、水封ポンプとメカニカルブースターポンプを
組み合わせて真空排気処理を行なうことによって達成す
ることができる。
本発明の実施において、水封ポンプにより大気圧から粗
引きし、次にメカニカルブースターポンプによシその最
大吸入圧力以下の真空圧から0401〜I Torrま
で真空排気し、引き続いて酸素ガス又は酸素ガスを含む
混合ガスを供給してプラズマ処理を行力うのが好ましい
さらに加えて、処理容器、メカニカルブースターポンプ
及び水封ポンプを直列に配置し、そして前記水封ポンプ
を最後段のメカニカルブースターポンプの吐出口側に接
続するのが好ましい。
実施例 次に、添付の図面を参照しながら本発明の詳細な説明す
る。
最初に、比較のため、従来のプラズマ処理方法を第1図
で説明する。図中の1は円筒形処理容器でアシ、ステン
レス鋼(SUS304)製、そして内容積5m3である
。被処理物(図示せず)は適当なハンガ一手段を介して
この容器1内に収容される0収理容器1には、容器内を
大気圧に戻すための真空リーク弁6、そして真空圧を表
示するとともにリレー信号を出すための2点式ビラニ真
空計14が取シ付けられている。
処理容器1へのプラズマの導入のため、先ずマイクロ波
発振機15で2450 MHzのでイクロ波を発生させ
、アイソレータ、パワーモニター検出部及びスリースタ
ブチューナー(いずれも図示せず)を通した後、導波管
16によってプラズマ発生炉17に伝送する。一方、プ
ラズマ処理用ガス(ここでは酸素ガス)を圧縮封入した
ガス?ンペ19を用意し、そのパルプ20の開閉によっ
て、流量計21の指示にもとづく適切量の酸素ガスを、
ナイロン製ガスチューブ22を通してプラズマ発生管1
8に供給する。プラズマ発生炉17と直交するこのプラ
ズマ発生管18でプラズマを発生させ、このプラズマを
テフロン(フルオロカーボン樹脂の登録商標)製のコネ
クタでおるフロロコネクタ及びフランジ(いずれも図示
せず)を経て処理容器1内のシャワー管30に送シ、こ
こから被処理物上に噴射する。
なお、処理容器1の真空排気処理のためのポンプ構成は
次の通υである:処理容器1の底部には、それと各真空
ポンプとを接続するための排気ダクト2が取シ付けられ
ている。ここで使用する真空ポンプは、排気速度200
0m”/hr、最大吸入圧力10 Torr及び到達圧
力5 X 10 Torrの能力を有するメカニカルブ
ースターポンプ3、そして排気速度600 m’/hr
 、最大吸入圧力100Torr及び到達圧力2Tor
rの能力を有するメカニカルブースターポンプ4である
。これらの真空ポンプへの途上に、主制御弁7.真空圧
設定のための制御弁8.そして真空圧設定のためのもの
であって手動操作可能な操作弁9が取シ付けられている
0図中の10.11及び12は、それぞれ、バイパス回
路調整のための真空弁である。13は圧力検知によ多信
号を出す真空スイッチ、そして14は真空圧を表示する
とともにリレー信号を出す二点式ビラニ真空計である。
この従来のぽンプ構成では、オイルミストトラップ24
を装備した油回転ポンプ23(排気速度400〜600
 m 3./’h r を到達圧力5X10 Torr
)によって粗引きをやるようにできているので、酸素ガ
スの流入に原因してこのポンプのロータ圧縮部分で爆発
が発生する。
次いで、本発明のプラズマ処理方法を第2図で説明する
。第2図に図示のプラズマ処理装置は、第1図のプラズ
マ処理装置とは異なって、そのポンプ構成に排気速度6
00 m’/hr及び到達圧力17Torr(水温15
℃で)の能力含有する水封ポンプ5な採用している。な
お、第1図及び第2図のプラズマ処理装置において、理
解を容易ならしめるため、同一の手段には同一の参照番
号を付した。
処理容器1へのプラズマの導入は、先に第1図において
説明した通シであるので、ここでは重複をさけて説明を
省略する。本発明による真空排気処理を第3図のタイム
チャートをあわせて参照しながら説明すると、次の通シ
である:先ず、処理容器1の開閉S(図示せず)を閉じ
、さらに真空リーク弁6を閉じ、その後で真空排気を開
始する。
主制御弁7及び制御弁8が開き、これと同時に水封ポン
プ5が作動する。所定時間の経過後、真空弁12が閉じ
、処理容器1内を減圧し始める。真空スイッチ13が予
め設定した圧力100 Torrを検知(第1圧力検知
)した後、それの発する信号によってメカニカルブース
ターポンプ4が作動を開始する。次いで、2点式ピラ二
真空計14が圧力100 Torrを検知(第2圧力検
知)した後(この真空計では予め100 Torr及び
0.01 Torr に圧力を設定)、それの発するリ
レー信号によってメカニカルブースターポンプ3が作動
を開始し、真空弁11が閉じる。さらに、前記したピラ
ニ真空計14が圧力0.01 Torrを検知(第3圧
力検知)すると、真空弁10と主制御弁7が同時に閉じ
、制御弁8の配管側のみに排気流が形成される。この排
気流はまた、真空弁10及び11が閉じたことによって
、バイパス側へは流れず、よって、ポンプ3.ボンデ4
及びボンデ5を通る一連の流れが形成される。また、前
記したビラニ真空計14が圧力0.01 Torrを検
知すると、それの発するリレー信号によって真空バルブ
20が開き、がンペ19内の酸素ガスが流量計21によ
)定量され、ガスチューブ22.プラズマ発生管18’
i経て処理容器1内へ送られる。容器内へ流れ込んだ酸
素ガスは、先の一連の排気流にそって、ポンプ3及び4
内を通シ、水封ポンプ5内では水と接触しながら流れ、
最後に大り中へ放出されるOここで1操作弁9の開度を
予め調整しておくととによって、所定のガス供給量下で
所定のプラズマ処理真空圧になるように予め設定するこ
とができる。
酸素ガスを供給し、所定の真空圧に設定後、マイクロ波
を発振させ、酸素ガスをプラズマ化して処理容器内の被
処理物を表面処理する。プラズマ処理の終了後、Iンプ
内を真空状態で維持する間に先ず制御弁8を閉じ(第1
停止)、所定時間の後に全真空ポンプを停止させる(第
2停止)。d″ンプの停止後、真空リーク弁6を開け、
処理容器1内を大気圧に戻して一連のプラズマ処理を完
了する。
発明の効果 本発明によれば、水封ポンプ内を流れる水は、排気能力
維持のために常時冷却されているので、ローターの回転
により高温化される恩恵がなく、したがって、酸素ガス
を排気処理する際の爆発の危険性を解消することができ
る。本発明によれば、装置の構成を複雑化しないでこれ
を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法を実施するためのプラズマ処理装置の
一例を示した概略図、 第2図は本発明方法を実施するためのプラズマ処理装置
の好ましい一例を示した概略図、そして第3図は第2図
の装置を使用して本発明方法を実施する場合の真空排気
処理のタイムチャートである。 図中、1は処理容器、2は排気ダクト、3及び4はメカ
ニカルブースターS?ンプ、そして5は水封ポンプであ
る。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被処理物を収容した処理容器内を真空にし、酸素ガ
    ス又は酸素ガスを含む混合ガスによシその被処理物を低
    温プラズマ処理する方法であって、水封ポンプとメカニ
    カルブースターポンプを組み合わせて真空排気処理を行
    なうことを特徴とするプラズマ処理方法。 2、水封ポンプにより大気圧から粗引きし、次ニメカニ
    カルブースターポンプによシその最大吸入圧力以下の真
    空圧から0.01〜ITorrまで真空排気し、引き続
    いて酸素ガス又は酸素ガスを含む混合ガスを供給してプ
    ラズマ処理を行なう、特許請求の範囲第1項に記載のプ
    ラズマ処理方法。 3、処理容器、メカニカルブースターポンプ及び水封ポ
    ンプを直列に配置し、そして前記水封ポンプを最後段の
    メカニカルブースターポンプの吐出口側に接続する、特
    許請求の範囲第1項に記載のプラズマ処理方法。
JP11527383A 1983-02-25 1983-06-28 プラズマ処理方法 Granted JPS608048A (ja)

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JP11527383A JPS608048A (ja) 1983-06-28 1983-06-28 プラズマ処理方法
AU24671/84A AU549376B2 (en) 1983-02-25 1984-02-16 Plasma treatment
DE3486317T DE3486317T2 (de) 1983-02-25 1984-02-23 Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabehandlung von Kunstharz.
DE3486470T DE3486470T2 (de) 1983-02-25 1984-02-23 Verfahren zum Plasmabehandeln von Kunststoffharz
EP84101926A EP0120307B1 (en) 1983-02-25 1984-02-23 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
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AU82239/87A AU8223987A (en) 1983-02-25 1987-12-08 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
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JPH0129142B2 JPH0129142B2 (ja) 1989-06-08

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61151243A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Isuzu Motors Ltd 樹脂成形品の塗装前処理方法
JPS63262695A (ja) * 1987-04-21 1988-10-28 日本電気株式会社 音声認識方式

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