JPS62112633A - コロナ放電用電極及びこれを利用したコロナ放電処理方法 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、凹凸を有する三次元樹脂成形品の表面をコロ
ナ放電処理するためのコロナ放電用電極及びこれを利用
したコロナ放電処理方法に関するものである。

（従来の技術〉 ポリプロピレン等のポリオレフィン系合成樹脂は極性を
持たないため、その表面に塗料、接着剤、印刷等が付着
しにくいという特性がある。そこで、該樹脂の表面に塗
装、接着、印刷等を行う場合には、その前処理として前
記樹脂表面に改質処理を施し、前記付着性を向上させる
必要がある。

このポリオレフィン系樹脂よりなる成形品の改質処理と
しては従来より、プラズマ処理やコロナ放電処理等が考
えられている。

前記プラズマ処理は真空槽中にプラズマガスを流入して
行うため、樹脂成形品のほぼ全面を一度に活性化するこ
とができ、自動車用バンパー、モール等の三次元樹脂成
形品の塗装・前処理工程に大きい成果を上げている。

一方、前記コロナ放電処理は互いに近接した電極間に樹
脂成形品を挿通させることによって、譲樹脂成形品を活
性化させるので、薄肉のフィルム状の樹脂成形品の改質
処理に用いられている。しかし、本発明の三次元樹脂成
形品をコロナ放電処理する従来技術は見あたらない。

（発明が解決しようとする問題点） 前記コロナ放電処理は電極間の距離が３〜４龍程度と極
めて狭いため、立体感のある三次元樹脂成形品を挿通さ
せることはできず、また、電極間の距離を広くすると、
殆ど放電が飛ばずコロナ放電処理は出来なかった。

従って、本発明の目的は立体感のある三次元樹脂成形に
対してもコロナ放電処理が可能となるコロナ放電用電極
及びその電極を用いたコロナ放電処理方法を提供するこ
とにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 従って、本第−発明は、棒状の放電部が、凹凸を有する
三次元樹脂成形品の断面形状と略等しい形状に形成され
ている手段を採用し、本第二発明は、凹凸を有する三次
元樹脂成形品の断面形状と略等しい形状に形成されたコ
ロナ放電用電極がらコロナ放電を発生させながら、同電
極を前記凹凸を有する三次元樹脂成形品の近傍に沿って
相対的に移動させる手段を採用している。

（作用） 本第−発明によれば、コロナ放電用電極は凹凸を有する
三次元樹脂成形品の断面形状とほぼ等しく形成されてい
るため、該電極を前記三次元樹脂成形品の近傍に配置し
た場合には、該樹脂成形品のどの面においても該コロナ
放電用電極と前記面とは常に一定距離を維持した状態と
なり、従って、どの面においても均一なコロナ放電処理
が可能となる。

また、本第二発明によれば、前記作用をする第一発明の
コロナ放電用電極が利用されているため、フィルムより
厚みの大きな三次元樹脂成形品電極間においた場合でも
コロナ放電が生ずる。従って、凹凸を有する樹脂成形品
に対してもコロナ放電処理を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１〜５図に従っ
て説明する。

一三次元樹脂成形品」 まず、本発明によって改質処理された三次元樹脂成形品
について説明すると、該三次元樹脂成形品とは、樹脂平
板等の平面的な面状体を除く樹脂成形品であって、三次
元的な凹凸を有するものをいう。

第５図に示すように、本実施例によってコロナ放電処理
する三次元樹脂成形品は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ッド（以下インパネと略称
する）■であって、その表面にＰＶＣ樹脂製の表皮シー
トが接着されることによって、インストルメントパネル
パッド製品となるものである。

前記インパネ１は上面２と、前面３と、立上面４と、第
２上面５とから構成されており、該前面３には右側に換
気・空調用エアの吹出ロアが、左側にサイドデフロスタ
用エアの吹出口８が各々形成されている。各吹出ロア、
８は略四角形状をなし、右側の吹出ロアの方が左側の吹
出口８よりも太き（形成されている。従って、インパネ
１は上面２と前面３とで第１コーナ部ｌＯが形成され、
前面３と立上面４とで第２コーナ部１１が形成され、さ
らに、立上面４と第２上面５とで第３コーナ部１２が形
成されることによって三次元樹脂成形品が形成されてい
る。

「コロナ放電処理装置」 さて、次に前記インパネ１をコロナ放電処理するための
装置を本発明の電極とともに説明する。

第１〜４図に示すように、この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２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。

即ち、コロナ放電処理装置は基台への左側の棚１４に配
置されている高周波発振機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、基台への第２
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１段目に固定されている対向電極手
段りと、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ットＥとから構成
されている。

高周波印加手段已において高周波発振器１６は２０〜３
０ＫＨ２，最大出力３５０Ｗの高周波を発生するタンテ
ィック社の製品（商品名ＨＶＯ５−２）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、同じくタンティック社の製品が使用されている。

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２本の案内ロッド２８が固定されている。

この案内ロット２８にはＹ軸移動手段３０を支えるだめ
のターンテーブル２６がＸ軸方向に滑動可能に設けられ
でいる。なお、ターンテーブル２６の下面に螺合部２９
付の支持部材２３が取付られ、その支持部材２３４こ前
記本２木の案内ロット２８が挿通されている。

また、前記２本の案内ロッド２８の間において前記螺合
部２９には１本のスクリュ軸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２５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ュ軸
２７に伝達されるようになっている。

従って、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
するようになっている。

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２個の軸受３５が
設けられており、それらの軸受３５に１よ２木のスクリ
ュ軸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
リュ軸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。

２本のスクリュ軸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３４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
。そして、Ｙ軸アーム３３の他端部にはＺ軸移動手段４
０が固定されている。

従って、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、スクリュ３１及び螺合部材３４に伝
達されて、Ｚ軸移動手段４０がＸ軸方向に移動するよう
になっている。

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２本の案内ロッド４２が固定されていて、両案内口ノ
ド４２にはこれらにまたがる滑動部材４４が慴１す１可
能に取付られている。

滑・動部ｔ第４４の中央部に設けられた一つしく図示し
ない）には上方に伸びるスクリュ軸、１６が螺合され、
同スクリュ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。

従って、サーボモータ４５を回転させれば、スクリュ軸
４６が回転して滑動部材４４を介してＺ軸アーム４３及
びコロナ放電用電極５０が昇降するようになっている。

また、制御ユニット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をインハネパッド１の表面近傍に移動させ
るためにｘ、Ｙ、ＺｌｊｌｌＩ移動手段２０．３０．４
０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。

また、基台へ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、直径約２
　＋ｕの棒状の被把持部５１と、その被把持部５１の先
端において前記被把持部５１と等しい直径をなす棒状の
放電部としての放電電極５２とから構成されている。

前記放電電極５２は前記インパネ１の縦断面形状とほぼ
等しい形状に折曲形成されており、前記インパネ１の第
１コーナ部１０と対応する第１折曲部５２ａと、第２コ
ーナ部１１と対応する第２折曲部５２ｂと、第３コーナ
部１２と対応する第３折曲部５２Ｃとが形成されている
。

従って、この放電電極５２を前記インパネ１に対して、
各折曲部５２ａ、５２ｂ、５２ｃと各コーナ部１０，１
１．１２とが対応するように近接させた場合には、該放
電電極５２とインパネ１との間の距離が該インパネ１の
どの面２〜５においても常に一定となり、コロナ放電処
理が前記各面２〜５単位で行なえるようになっている。

このため、前記放電電極５２から照射されたコロナはイ
ンパネ１のどの面２〜５に対しても均一に飛ぶことがで
き、従来、コロナ放電処理が不可能であった三次元樹脂
成形品に対してのコロナ放電処理を可能としている。

基台１の１段目の上面であって、前記コロナ放電用電極
５０の下方には対向電極手段りが設けられている。

この対向電極手段りにおいては、第１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６３が金属メッキ、真空蒸着、スパッ
タリング、厚電譬料塗装、アルミ箔貼付等の手段によっ
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
ようになっているが、インパネ１の吹出ロア、８にはそ
の裏面からゴム等の緩衝板１５が当てられ、対向電極６
３が露出しないようになっている。

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て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って得られる。

「コロナ放電処理」 さて、以上のように構成されたコロナ放電処理装置を使
用してインパネ１をコロナ放電処理する方法について説
明する。

まず、成形されたインパネ１に離形剤や手作業に起因す
る汚れ等が付着している場合には、有機溶媒で洗浄処理
を行う。

次に、第１〜３図に示すように、対向電極手段りの上に
インパネ１を嵌合させて、対向電極６３とインパネ１の
裏面とを当接させる。

排気手段Ｆを稼動させておいてから、制御ユニットＥの
スイッチを入れ、電極移動手段ＢＯＸ。

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、即ち、本実施例においては第２図
における右端で、前記放電電極５２の各折曲部５２ａ、
５２ｂ、５２ｃがインパネ１の各コーナ部１０．１１．
１２と対応するようにセットする。このとき、折曲形成
された放電電極５２と、インパネ１との間隔は、該イン
パネ１のどの面２〜５においても常に一定となっており
、本実施例においては３龍に設定されている。そして、
前記放電電極５０と対向電極６３との間には２８ＫＶの
高周波が印加されている。

前記放電電極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
ニットＥからの信号に基づくサーボモータ２５゜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って１〜２５ｃｍ／
秒の速度で移動していく。

そして、この作業を１回〜数回繰り返すことによってイ
ンパネ１に各面２〜５に対してコロナ放電処理を行う。

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。

従って、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等の表面
改質効果が発揮される。

また、前記放電電極５２がコロナ放電処理されるインパ
ネ１の縦断面とほぼ等しい形状に折曲形成されているた
め、放電電極５２の各折曲部５２ａ、５２ｂ、５ｃをイ
ンパネ１の各コーナ部１０〜１２と所定距離離して対応
させることによって、該インパネ１の全ての面２〜５と
所定距離離れた状態とすることができ、インパネ１のど
の面に対しても常に一定のコロナ放電処理を行うことが
できる。つまり、放電電極５２を折曲形成することによ
って、三次元に形成されたインパネ１を各面２〜５単位
に分けるとともに、該各面２〜５毎をコロナ放電処理し
、従来の面状体に対するコロナ放電処理と同様に扱って
いるのである。

また、この処理方法装置によれば、一定距離を設定した
後はＸ軸方向の往復運動のみで済むため、比較的簡単な
制？Ｉ１１方法でこのコロナ放電処理を実施することが
できる。

また、この実施例の放電電極５２は細長い棒状の電極に
て形成されているため、コロナ放電が安定し易く、しか
も、放電到達距離も長くすることができる。

よって、この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十分放電処理効果が得られ、
生産性を向上させることができる。

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。

（１）前記放電電極５２の形状は本実施例の折曲形状に
限定されるものではなく、例えば、コロナ放電処理する
三次元樹脂成形品の形状が断面半球状のような場合は、
半円状に湾曲させた放電電極を用いれば良い。

（２〕前記放電電極は本実施例の１本に限定されるもの
ではなく、２本以上を所定間隔離して配置してコロナ放
電処理を行っても良い。こうすれば、さらに、コロナ放
電処理時間を短縮することができる。

（３）前記装置は本実施例の装置に限定されるものでは
なく、工業用ロボット等を用いても良い。

（４）本実施例のインパネ１はＺ軸方向に対しては三次
元状ではないが、Ｚ軸方向に対して三次元状となる樹脂
成形品に対しても具体化することは可能である。但し、
縦断面の形状が一定であることが必要である。

（５）本実施例のコロナ放電用電極５０は対向電極６３
を用いたコロナ放電処理装置に具体化したが、対向電極
６３を用いないタイプのコロナ放電処理装置に具体化す
ることも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、本第−発明においては、放電電極
の形状を凹凸を有する三次元樹脂成形品の断面形状とほ
ぼ等しくしたため、該三次元樹脂成形品のどの面におい
ても常に均一のコロナ枚重処理を行うことができるとい
うイ■れだ効果を奏する。

そのため、このコロナ放電用電極を利用した本第二発明
においては、フィルムより厚みの大きな凹凸を有する三
次元樹脂成形品のコロナ１ｉ！ｉ、電処理が可能になる
だけでなく、比較的簡単な制？ｆｆｆｆ方法によって該
コロナ放電処理を実施することが可能であるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は本発明の要部断面図、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１よＹ軸移動手段上面図、第５図は樹脂成形
品の斜視図である。 三次元樹脂成形品・・・１ 放電電極・・・５２ コロナ放電用電極・・・５０ 特許出願人　　　　　豊田合成　株式会社代理人　　　
弁理士　　　　　恩１）博宣第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、棒状の放電部（５２）が、凹凸を有する三次元樹脂
   成形品（１）の断面形状と略等しい形状に形成されてい
   ることを特徴とするコロナ放電用電極。 ２、凹凸を有する三次元樹脂成形品（１）の断面形状と
   略等しい形状に形成されたコロナ放電用電極（５０）か
   らコロナ放電を発生させながら、同電極（５０）を前記
   凹凸を有する三次元樹脂成形品（１）の近傍に沿って相
   対的に移動させることを特徴とするコロナ放電処理方法
   。