JPS6134031A

JPS6134031A - 表面処理装置

Info

Publication number: JPS6134031A
Application number: JP15693784A
Authority: JP
Inventors: Shoji Ikeda; 池田　承治; Koichi Tsutsui; 晃一筒井; Toshiyuki Saito; 俊行斎藤; Tsuguya Inagaki; 稲垣　傳也
Original assignee: Sankyo Dengyo Corp; Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Sankyo Dengyo Corp; Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-18
Also published as: EP0171239A1; CA1290722C; AU4531485A

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〕この発明は、プラズマ処理等の表面処理装置に関する。

さらに詳しくは、プラスチックス製品。

繊維製品１紙、木材等の成形物の表面に刻し、■均一に
、■迅速に、■各種の気体雰囲気下で、■各種の温度、
圧力下で、物理的、化学的に修飾処理することのできる
改良された表面処理装置に関する。

〔背景技術〕

近年、プラスチックス製品、繊維製品１紙、木材等の成
形物の表面密着性、塗布性７接着性、ぬれ性、耐久性そ
の他の物性を改良することを目的として、種々の表面処
理法が研究されている。例えば、酸、アルカリ等による
化学処理、紫外線照射処理、火炎処理等がその一例であ
り、一部の分野では、既に工業的に実施されてもいる。

しかしながら、これらの方法はそれぞれ−長一短があり
、使用工種々の制約がある。例えば、化学処理法では、
洗浄等のウェットプロセスを必要とし、工程が煩雑とな
る等の問題がある。紫外線照射処理では、紫外線が直進
性のため、複雑な形状の被処理物には有効でない等の欠
点がある。また、火炎処理法では、被処理物が高温にさ
らされるため、被処理物の種類、形状、処理時間等が制
約されるという問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、これらの問題が生じない表面処理装置を提
供することを目的とする。

〔発明の開示〕

発明者らは、前述の如き表面処理法の問題点に鑑みて、
プラズマ処理法によることが最も簡便かつ有効であると
考え、これの応用を種々検討したしかしながら、通常ひ
ろく採用されている減圧プラズマ処理法の場合には、減
圧状態たとえば、５ｍＨｇ以下の減圧状態下で処理する
必要があり、処理効果はすぐれているものの大型成形品
や長尺物に応用する場合、密閉の必要上、装置が大型化
したり、複雑な桟橋を必要とする等の問題が生じる。

そこで、発明者らは、電極の形感に工夫をこらすことに
よって、従来法の問題を解決しようと着想し、鋭意検討
の結果、この発明を完成した。

すなわち、この発明にかかる表面処理装置は、励起電極
および対向電極を備え、これらの電極間に高電圧を印加
することによって、両電極間に入れられた被処理物表面
を活性化処理する装置において、前記両電極のいずれか
一方に、被処理物の外形状に沿い得るだけの柔軟性と導
電性を有する接触子が設けられ、この接触子を介して被
処理物に電圧印加がなされることを特徴とする。すなわ
ち、この発明は、大気圧下またはわずかな減圧下におい
ても、複雑な形状で大型長尺の成形品を迅速簡単かつ均
一にプラズマ処理等活性化処理することを可能とさせた
ものである。

以下にこれを、その一実施例をあられす図面に基づいて
詳しく説明する。

第１図において、励起電極および対向電極となる二つの
電極１，２は、上下に対向配置されている。そしで、そ
の上側の電極１　（励起電極または対向電極のいずれで
もよい）からは、繊維状（ブラシ状）、短冊状または布
状等の形態を有する柔軟で、導電性を有する接触子（電
極部材）３が垂れ下がっている。　この発明において、
接触子を構成する導電性物質としては、従来公知の金属
。

炭素等の良導体のみからなる線状物（繊維状物）、シー
ト状物、薄い面状物、箔状物等、すなわち、導電性繊維
、アルミニウム箔、スチール線、ｍ線、銅箔、カーボン
繊維布などの外に、導電体と絶縁体との複合物、例えば
、カーボンあるいは金属粉を多量に練り込んだ導電性ゴ
ム、導電性プラスチックス、導電性繊維等や、表面に金
属メッキを施した繊維、芯部に金属粉またはカーボンを
多量に含む導電層を有し、鞘部が通常の合成繊維よりな
る芯鞘型複合導電性繊維等が目的に応じて採用できる。

接触子の形状、とくに先端部の曲率半径は、放電様式お
よび安定性に影響するので重要であり、曲率半径が小さ
いほど低電圧で安定したプラズマが得られるので、その
点では好ましいが、損傷。

断線が起こり易く、これを補うために個数を増やす必要
があるので、目的に応じ適宜選択すべきである。好まし
い先端曲率半径は、０．００５ｍｍ〜０゜５１鳳である
。

接触子の具体例をあげると次の如くである。繊維状接触
子は、直径５０ミクロン、長さ１０ｃｍの芯鞘型複合導
電性繊維を多数本板状に並べ、切断面を導電性接着剤で
固定するとともに、全体を電気的に接続し、さらに金属
板で圧締し、刷毛状のものとすることにより作成できる
。ブラシ状接触子は、直径０．ＩＲの弾性に富んだ燐青
銅の細線を長さ５ｃｍに切断し、厚み約１＋ｎのシート
状に配列させ、端部を金属板で圧締することによって得
られる。短冊状接触子は、厚み０．０１〜０．２　ａｍ
のアルミニウム箔を中５Ｎに裁断したものを金属板に接
続固定することにより得られる。布状接触子は、炭素繊
維織物を裁断して得られた厚み０．５ｆｉの布を金属板
に接続固定することによって得られるこれらの可撓性接
触子は、普通、被処理物の表面を接触掃引するので、被
処理物表面を傷つけないよう屈曲性に配慮する必要があ
る。

処理効果をあげる目的で、上記可撓性接触子付き電極は
、多段に設置してもよいし、被処理物の形状に応じてさ
らに別の形状を工夫することも出来る。

この発明にかかる装置において、電極２は、金属、炭素
等の導電性物質をそのまま用いても良いが、局所的電界
集中を防ぎ、均一なプラズマ処理を達成するために、必
要に応じて、その表面に誘電性物質、例えばガラス、セ
ラック、プラスチックス、はうろう２石綿、大理石、ス
レート、雲母等のＪｆｔ４を形成することは、しばしば
有効である。さらに、当該電極の形状は、被処理物の形
状応じて平板状、ロール状、あるいは被処理物の形状に
適合するその他の形状のものとすることができる。

この発明の活性化処理装置の電源回路としては、従来公
知のものが使用可能であるが、プラズマの発生をもたら
す放電電流を負荷に応じて任意に制御しうろこと、およ
び高電圧電源の周波数および出力を最適レベルに調整し
うるものであることが望ましい。また、タイマーの設定
により高電圧出力の時間を任意に設定することによって
、処理時間を一定に制御しうろことが望ましい。両電極
１．２間に高電圧を印加するための電気回路に安定化電
源５を設けておけば、複雑な形状の成形物表面でも均一
にプラズマ処理することが出来、便利である。

この発明にかかる装置により処理に滴した電源電圧は、
通常１０〜５０ＫＶ、好ましくはｌＯ〜３０ＫＶであり
、周波数は、１〜１００ＫＨ２である。電源出力は目的
に応じ選択すればよい。処理時間は、電圧２周波数、被
処理物のＭ類、目的により異なるが、被処理物に対する
相対掃引速度が５ｃｍ／秒以下で処理効果が顕著となる
。

使用に際しては、第２図にみるように、接触子３・・・
を被処理物６の処理面に接触させながら被処理物６を移
動させるか、または、電極２に固定された被処理物６を
電極１に対して移動させる、すなわち、電極ユ、２を被
処理物６に対し相対的に移動させる。このようにするこ
とにより、この発明の目的である複雑な形状で大型長尺
の成形品表面を簡単、迅速かつ均一に活性化処理するこ
とが可能となる。

処理条件として、通常、常圧下に空気雰囲気中で処理す
るのが、簡便で生産効率上もつとも好ましいが、塗膜と
処理表面との密着性、塗布性、接着性、ぬれ性、耐久性
その他の物性の改良目的に応じて、処理槽内に各種ガス
、例えば窒素、酸素、炭酸ガス、−酸化炭素、アンモニ
ア、窒素酸化物、ハロゲン化炭素、ハロゲン化炭化水素
、ビニル化合物、アルゴン、−・リウム等の１種または
２種以上の気体を導入してもよい。また、必要に応じて
処理槽を密閉形にすることも出来るし、さらに減圧ある
いは加圧状態で処理することも許容される。

以下に、具体的実施例をあげてこの発明の装置の有用性
をさらに詳しく説明するが、この発明は、これらの実施
例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）励起電極として、厚み０．０１鰭のアルミニウム箔を中
１００鶴に切断して得た短冊形接触子を懸架した電極を
用い、対向電極として、厚み１龍のアルミニウム板を用
いて、ポリプロピレンシートのプラズマ処理を行った。

中４５１のポリプロピレンシートを対向電極に固定し、
電極自身を１０．５，２．５，１．２５ｍ／秒の速度で
移動させることによって、接触子を被処理物表面に接触
掃引しながら、両電極間に５ＫＨｚ、２０ＫＶの電圧を
印加し、放電させることによってプラズマ処理を行った
。処理されたポリプロピレンシートに、２液型ポリウレ
タンをスプレー塗布し、接着性を１８０°ハクリ強度で
評価した。結果を第１表に示す。なお、未処理物に対す
るハクリ強度は２００ｇ／ａｍ以下であった。したがっ
て、この装置を用いたプラズマ処理により、ハクリ強度
が顕著に向上していることがわかる。

（実施例２）接触子として、厚み０．０５ｍ、長さ５ωの炭素繊維織
物よりなる布状物を用いるようにした他は、実施例１と
同様な方法で、ポリプロピレンシートのプラズマ処理を
行い、同種な評価を実施した。結果を第２表に示す。移
動速度が速いほど、即ち、処理時間が短いほどハクリ強
度は低いが、１０ｍ／秒で実用に充分な接着力が得られ
た。

（以下余白）第　　２　　表（実施例３）接触子として、長さ１０ｃｍ、直径２０μｍのカーボン
繊維を厚み約１ｕの板状に束ねたものを用いるようにし
た以外は、実施例１と同様な条件で第３図に示した如き
凹凸形断面のポリプロピレン製折板をプラズマ処理した
。同図において、Ｄは１９０１ｍ、Ｈは２０龍、Ｗは５
０ｆｌ、ＭとＮは７０顛、Ｌは７０ｍｍ（より長尺でも
よい）であった。処理されたポリプロピレンに２液型ポ
リウレタン（実施例１と同じ）をスプレー塗布し、凸部
（Ａ）と凹部（Ｂ）の接着性を１８０°ハクリ強度で評
価した。結果を第３表に示す。Ａ、Ｂの部位による差は
なく、均一な処理が行われていることが明らかである。

（比較例）実施例３の接触子付き電極の代わりに、アルミ板状電極
を用い、この電極と被処理物（凹凸形折面のポリプロピ
レン製折板）の凸部（Ａ）との距離を３１１１に保つよ
うにした以外は、実施例３と同様な条件でプラズマ処理
を実施した。移動速度は、１．２５ｍ／秒のみとした。

実施例３と同様にして、１８０°ハクリ強度を評価した
。その結果、凸部（Ａ）については、１３７０ｇ／ｃｍ
であり、実施例１，２．３に近いレヘルであったが、凹
部（Ｂ）については、２００ｇ／ｃ＋ｎ以下であり、実
質上処理効果が認められながった。このように従来の固
定電極の場合、被処理物表面との距離により、処理効果
が著しく異なるという欠点があることがわかる。従って
、従来のものでは、複雑な形状の被処理物に対して、安
定かつ均一な処理が出来ないものである。

〔発明の効果〕

この発明の装置は、以上のように構成されるので、これ
を用いて被処理物、例えばプラスチックス製品、繊維製
品９紙、木材等の成形物の表面を処理する場合には、原
則として接触子を被処理物に直接接触させ、電極を所定
速度で掃引し、および／または被処理物を掃引し、かく
して接触子の先端と被処理物のミクロ表面とが直接に接
触し、あるいはきわめて近距離に接近し、この状態で、
放電することができる。そのため、この発明によれば、
複雑な形状あるいは大型長尺の成形品でも、常圧空気中
で迅速かつ均一（こプラズマ処理等活性化処理すること
が出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の説明図、第２図は使用状
態の説明図、第３図は被処理物の外観図である。１．２・・・電極　３・・・接触子　５・・・電源代理
人　弁理士　　松　本　武　彦第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）励起電極および対向電極を備え、これらの電極間
に高電圧を印加することによつて、両電極間に入れられ
た被処理物表面を活性化処理する装置において、前記両
電極のいずれか一方に、被処理物の外形状に沿い得るだ
けの柔軟性と導電性を有する接触子が設けられ、この接
触子を介して被処理物に電圧印加がなされることを特徴
とする表面処理装置。
（２）接触子が設けられた電極に相対する電極表面に誘
電性物質層が形成されている特許請求の範囲第１項記載
の表面処理装置。
（３）電極が被処理物に対し相対的に定速移動する特許
請求の範囲第１項または第２項記載の表面処理装置。
（４）処理がプラズマ処理であり、装置の電気回路がプ
ラズマ放電電流を一定値に制御しうる安定化電源を備え
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の表面処理装置。