JPS608049A - プラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理方法

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JPS608049A
JPS608049A JP11527483A JP11527483A JPS608049A JP S608049 A JPS608049 A JP S608049A JP 11527483 A JP11527483 A JP 11527483A JP 11527483 A JP11527483 A JP 11527483A JP S608049 A JPS608049 A JP S608049A
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金子 隆興
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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)の光面を改
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(2) の通シである。ところで、比較的安価で容易に入手可能
なポリゾロぎレン、ポ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材料の表面を改
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(あ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、処理容器内を減圧、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
り吸入、圧縮及び排気を繰り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だめの空冷
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な高温状態にある時にプラ
ズマ処理用が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シ外れ、ポンプそのもの
が損壊する。この問題を回避するため、水封ポンプを用
いて粗引きし、その後でメカニカルブースターポンプを
用いて真空排気する手法が考えられる。が、この手法を
用いた場合、水封ポンプは油回転ポンプに比して所要動
力が大きくかつ排気能力が低い(すなわち、到達真空圧
が高い)ので、自ずと排気時間が長くなり、特に自動車
部品等の号音ラインでは生産戦略に対応できないという
新たな間順が発生する。
発明の目的 本発明の目的は、プラズマ処理用が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、そのようながスの排気処理中にガス爆発の
危険が全くなくかつ迅速に排気を実施可能な改良された
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
合ガスにより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、油回転ポンプ及びメカニカルブ
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、水封ポンプと油回転ポンプによ
シ大気圧から粗引きし、次にメカニカルブースターポン
プによりその最大吸入圧力以下の真空圧から0.01〜
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すると同時に油回転ポン
プを停止させ、水封ポンプ及びメカニカルブースターポ
ンプにより排気処理を行なうのが好ましい。
さらに、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しか
つ油回転ポンプ及び前記メカニカルブースターポンプを
並列に配置して排気処理を行なうのが好ましい。
さらに加えて、処理容器及びメカニカルブースターポン
プを直列に配置し、そして最後段のメカニカルブースタ
ーポンプの吐出口側に水封ポンプ及び油回転ポンプを並
列に配置して排気処理を行なうのが好ましい。
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あシ、ステン
レス鋼(SUS 304 )製、そして内容積5m3で
ある。被処理物(図示せずンは適当なハンガ一手段を介
してこの容器1内に収容さ扛る。
処理容器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■hのマイクロ波を発生させアイ
ソレータ、ノヤ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
ポンベ19を用意し、そのバルブ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全通してプラズマ発生管18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
であるンロロコネクタ及びンランソ(いずれも図示せず
〕を経て処理容器1内のシャワー管35に送シ、ここか
ら被処理物上に噴射する。
なお、処理容器内1の真空排気処理のためのポンプ構成
は次の通シである: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2o
Oom3/hr1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(WT要電電カフ5kW)3、そ
して排気速度600m3/hr、最大吸入圧力100 
Torr及び到達圧力2Torr の能力′?c有する
メカニカルブースターポン7’(所要電力3、7kW 
) 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圧力制御弁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。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
圧力検知によシ信号を出す真空スイッチ、セして14V
i真空圧を表示するとともにリレー信号を出す2点式ビ
ラニ真空計である。この従来のポンプ構成でに、それぞ
れオイルミストトラップ24及び31を装備した油回転
ポンプ23及び30(排気速度400m’/hr及び到
達圧力5 X 10 Torrの能力を有する〕によっ
て容器内の粗引きをやるようにできているので、酸素ガ
ス流入に原因してこれらのポンプのローター圧縮部分で
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、前記した第1図
のプラズマ処理装置とは異なって、排気速度600 m
 /hr及び到達圧力17Torr(水温15℃で)の
能力を有する水封ポンプ5(所要電力30 kW) 、
そして制御弁29を介して排気系に接続したものであっ
てオイルミストトラップ26付の油回転ポンプ25(排
気速度400 m3//hr及び到達圧力5 X IQ
 Torrの能力を有する)(所要電力11kW)をポ
ンプ構成に有する。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υであるので、ここでは重複をさけて説8A
′ft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の開閉扉(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及び油回転ポンプ25が作動する。所足時間の経過
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
Q検知(第1圧力検知)した後、それの発する信号によ
ってメカニカルプースターポンプ4が作動を開始する。
次いで、2点式ビラニ真空計14が圧力100Torr
を検知(第2圧力検知)した後(この真空計では予め1
00Torr及び0.0ITorr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、
前記したビラニ真空計14が圧力0.0ITorrを検
知(第3圧力検知)すると、真空弁10と主制御弁7が
閉じさらにこれらと同時に制御弁29が閉じて油回転ポ
ンプ25が停止する。この結果制御弁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ならびに制御弁29が閉じたことによって、油回
転ポンプ側及びバイパス側へは流れず、よって、ポンプ
3、ボンf4及びポンプ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0.0IT
orrを検知すると、それの発する圧力信号によりて真
空バルブ20が開き、ボンベ19内の酸素ガスが流量計
21によシ足ルされ、ガスチューブ22、プラズマ発生
管18を経て処理容器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りて、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、最後に大気中へ放出される。ここで、操作弁9の
開度を予め調整しておくことによって、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、ポンプ
内を真空状態で維持する間に先ず圧力制御弁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〕。
ポンプの停止後、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
によシ高温化される懸念がなく、したがって、酸素ガス
を排気処理する際の爆発(11) の危険性を解消することができる。さらに、本発明によ
れは、従来方法と較べて非常に短時間のうちに排気処理
を完了することができる。
【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
ニカルブースターポンプ、5は水封ポンプ、そして25
は油(ロ)転ポンプである。 特許出願人 トヨタ自順1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 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之 (12)

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、油回転
    ポンプ及び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、水封ポンプと油回転ポンプによシ大気圧から粗引き
    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0.01〜I Torr ”!
    で真空排気し、引き続いて酸素ガス又は酸素ガスを含む
    混合がスを供給すると同時に油回転ポンプを停止させ、
    水封ポンプ及びメカニカルブースターポンプによシ排気
    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I(1) −〜・ 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
    に接続しかつ油回転ポンプ及び前記メカニカルブースタ
    ーポンプを並列に配置して排気処理を行なう、特許請求
    の範囲第1項に記載のプラズマ処理方法。 4、処理容器及びメカニカルブースターポンプを直列に
    配置し、そして最後段のメカニカルブースターポンプの
    吐出口側に水封ポンプ及び油回転ポンプを並列に配置し
    て排気処理を行なう、特許請求の範囲第1項に記載のプ
    ラズマ処理方法。
JP11527483A 1983-02-25 1983-06-28 プラズマ処理方法 Granted JPS608049A (ja)

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EP84101926A EP0120307B1 (en) 1983-02-25 1984-02-23 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
EP91115536A EP0461683B1 (en) 1983-02-25 1984-02-23 Method for plasma treatment of resin material
DE3486317T DE3486317T2 (de) 1983-02-25 1984-02-23 Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabehandlung von Kunstharz.
US06/825,941 US4678644A (en) 1983-02-25 1986-01-30 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
AU82238/87A AU8223887A (en) 1983-02-25 1987-12-08 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
AU82237/87A AU8223787A (en) 1983-02-25 1987-12-08 Apparatus and method for plasma treatment of resin material
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106807184A (zh) * 2017-02-08 2017-06-09 成都凯圣捷科技有限公司 等离子除氧系统

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CN106807184A (zh) * 2017-02-08 2017-06-09 成都凯圣捷科技有限公司 等离子除氧系统

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