JPS62167327A - 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） この発明はコロナ放電処理される成形品に関するもので
ある。

（従来の技術） ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は極性基が少
ないので、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、該樹脂の表面に塗料、
接着、印刷等を行う場合には、その前処理として表面に
改質処理を施し、前記付着性を同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三次元樹脂成形品の
改質処理として、従来においてはフレーム処理（火炎処
理）や重クロム酸溶液等を用いる酸性溶液処理等が行わ
れていたが、最近ではプラズマ処理も行われるようにな
った。前記プラズマ処理は樹脂成形品のほぼ全表面を一
度に活性化することができるので、自動車用バンパー、
モール等の塗装・接着前処理に大きい成果を上げている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記プラズマ処理では減圧されたプラズ
マガス雰囲気が必要なので、真空槽、真空ポンプ、バル
ブ装置、キャリアガス等の大掛りで高価な設備を必要と
する上、前記真空槽内を減圧するのに時間がかかるとい
う問題があった。また、工程はどうしてもバッチ処理を
とらざるを得ないので、工程の自動化は困難であり、工
程毎に真空がきれて次の減圧に時間がかかるという問題
もあった。

そこで、本発明者らは樹脂フィルムの改質処理として行
われるコロナ放電処理に着目しているが、この処理方法
を三次元樹脂成形品の改質処理に採用するには多くの困
難を伴う。その一つは、成形品が種々の三次元形状をな
しておりそれ自体が厚みのあるものとなった場合には、
これまでの成形品裏面に配置する対向電極では、該対向
電極と放電電極との間隔が広くなるため、コロナ放電が
発生しにくくなるという難点である。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、表面にコロナ放
電処理が施されるコロナ放電処理用成形品の内部に導電
性のインサート部材を形成したという手段を採用してい
る。

（作用） 本発明の成形品は、その内部に導電性のインサート部材
が形成されているため、このインサート部材の一部を接
地させれば従来の対向電極の役割を果たすことができる
。従って、このインサート部材と成形品の表面にコロナ
放電を発生させる放電電極との間隔は、従来の成形品の
裏面に対向電極を配置した場合の間隔に比べ遥かに狭く
することができ、確実なコロナ放電が可能となる。

（実施例） 以下、この発明を具体化した実施例を図面に従って説明
する。

まず、この実施例でコロナ放電処理される成形品につい
て説明すると、この成形品は三次元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。また、ここにい
う樹脂は特に誘電体である合成樹脂を指す。

第１〜３図に示すように、誘電体であるＰＰ樹脂にて形
成された自動車用インストルメントパネルパッド（以下
、インパネパッドと略称する）１は、その表面にｐｖｃ
　＜ポリ塩化ビニル）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が構成されるよ
うになっている。

前記インパネパッド１はその上面２と前面３との境界、
上面２と側面４との境界等に凸状のコーナ部５を有して
いる。

また、インパネパッド上面２の左右両側には２つの浅い
皿部６，７が設けられている。従って、第２図に示すよ
うに皿部６，７の底縁には凹状のコーナ部９が各々存在
する。

第１図に示すように、前記インパネパッド１の内部には
該インパネパッド１の外形形状とほぼ同一形状に形成さ
れた導電性のインサート部材１０が上下の厚みのほぼ中
間部に埋込まれている。このインサート部材１０は導電
性の金属板を折曲形成することによってインパネパッド
１の外形形状とほぼ同一に形成されている。

また、前記インパネパッド１は第４図に示すように、上
型１１ａと下型１１ｂとから構成された上下一対の射出
成形用金型内に前記インサート部材１０をインサートと
して配置し、射出成形によりＰＰ樹脂を被覆させること
によって形成されている。

そして、前記インパネパッド１はインサート部材１０を
インサートとした射出成形で形成されているため、成形
上どうしても前記金型の一部に前記インサート部材１０
を保持するサポートビン１２が必要となり、成形後のイ
ンパネパッド１の裏面にはそのサポートビン１２の抜き
孔１ａが形成されてしまう。従って、前記抜き孔１ａに
接地用のアースピン１３を挿入し、その基端を接地させ
ることによって従来のコロナ放電処理に用いられる対向
電極の役割を果たすことができるようになっている。

従って、このインパネパッド１はインサート部材１０と
成形品表面にコロナ放電を発生させる放電電極との間隔
のうち、前記インサート部材１０と電気的に結合される
誘電体部分の厚みを半分程度に薄くすることができる。

このため、従来の成形品裏面に対向電極を配置する場合
に比べ、インパネパッド１自体の厚みに関係なく放電電
極と対向電極との間隔を狭くすることができ、インパネ
パッド１表面に確実にコロナ放電が発生するようになっ
ている。なお、本実施例においては、前記導電性の金属
板として鉄の板材を用いている。

前記の通り、インパネパッド１は三次元樹脂成形品であ
るとともに、多くのコーナ部５，８．９と、内部に対向
電極となるインサート部材１０を備えた点に特徴を有す
るものである。

さて、次に前記インパネパッド１をコロナ放電処理する
ための装置を説明する。

このコロナ放電処理装置は、金属フレームによって前後
２段に形成された基台８０上に載せられており、本装置
を区分すると、 Ａ：インパネパッド１を固定するために、基台８０の第
１段目に配置された支持手段Ａと、Ｂ：コロナ放電処理
とこれを三次元的に移動させるための移動手段とを有し
、基台８０の第２段目に配置された放電電極手段Ｂと、 Ｃ：前記放電電極手段Ｂとインパネパッドｌの内部のイ
ンサート部材１０との間に高周波を印加するために、基
台８０の左側の棚１４に配置された高周波印加手段Ｃと
、 Ｄ：電極移動手段Ｂを制御するために、基台８０の右側
に接地された制御ユニットＤとから構成されている。

以下、前記各部Ａ−Ｄの詳細を順に説明する。

〔支持手段Ａ〕

第１．２．４．５図に示すように、基台８０の第１段目
には中空の支持台６１が設置されており、該支持台６１
の上部にはインパネパッド１の内部の三次元形状に合致
するように形成された受は部材６２が設けられており、
前記インパネパッド１を内側から支持するようになって
いる。

この受は部材６２はインパネパッド１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り容易に成形
することができる。

従って、受は部材６２はその表面を含めて全体が前記イ
ンパネパッド１の裏面の三次元形状と略同−に形成され
ており、対向電極となるインサート部材１０が埋め込ま
れたインパネパッド１を確実に固定することができるよ
うになっている。

〔放電電極手段Ｂ〕

第４〜６図に示すように、放電電極手段Ｂはコロナ放電
電極５０と、これを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Ｙ軸手段（前後）方向に
移動させるためのＹ軸移動手段と、同じくＺ軸（上下）
方向に移動させるためのＸ軸移動手段４０とから構成さ
れている。

Ｘ軸移動手段２０において、基台８０には水平方向に平
行して延びる２本の案内ロッド２８が取着されている。

該案内ロッド２８には次のＹ軸移動手段３０を支えるた
めのターンテーブル２６がＸ軸方向に滑動可能に設けら
れている。すなわち、ターンテーブル２６の下面には支
持部材２３が取り付けられ、該支持部材２３に両案内ロ
ッド２８が挿通されることによってターンテーブル２６
が滑動可能になっている。

さらに、ターンテーブル２６の下面のうち支持部材２３
の左右側には螺合部２９が取着され、該螺合部２９には
１本のスクリュウ軸２７が螺入螺退可能に螺合されてい
る。スクリュウ軸２７の右端には歯車２１ａが取着され
、該歯車２１ａは基台８０の右端部に取着されたサーボ
モータ２５の歯車２１ｂと噛み合っている。

従って、サーボモータ２５が回動すると、歯車２１ａ、
２１ｂａを介してスクリュウ軸２７が回転するので、該
スクリュウ軸２７に螺合された螺合部２９とともにター
ンテーブル２６はＸ軸方向に移動するようになっている
。

次に、Ｙ軸移動手段３０において、ターンテーブル２６
上面の両側部には各々２個の軸受３５が設けられている
。左右の軸受３５間には２本のスクリュウ軸３１が回転
可能かつ進退不能に取着され、両軸３１は水平方向に平
行して延びている。

各スクリュウ軸３１の前後には歯車３６ａが取着され、
各歯車３６ａは基台８０の後端部に取着されたサーボモ
ータ３２の歯車３６ｂと噛み合わされている。

２本のスクリュウ軸３１には両軸３１にまたがる螺合部
材３４が螺合されており、該螺合部材３４の中央部には
前方に延びるＹ軸アーム３３が取り付けられている。Ｙ
軸アーム３３の前端には次のＺ軸移動手段４０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、スクリュウ軸３１及び螺合部材３４
の順に伝達されて、Ｚ軸移動手段４０がＹ軸方向に移動
するようになっている。

次に、Ｚ軸移動手段４０において、Ｙ軸アーム３３の前
端には固定テーブル４１が垂立するように固定されてい
る。固定テーブル４１の前端には２本の案内ロッド４２
が固定され、両ロッド４２は上下方向に平行に延びてい
る。

両案内ロッド４２にはこれにまたがる滑動部材４４が摺
動可能に取り付けられ、該滑動部材４４の中央部には雌
ねじ（図示せず）が形成されている。該雌ねじには上方
に延びるスクリュウ軸４６が螺合され、該スクリュウ軸
４６は固定テーブル４１の上部に取り付けられたサーボ
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がその上端部において固定され、該ｚ軸アーム４
３の下端部にはコロナ放電用の放電電極５０が常にほぼ
鉛直状態に把持されている。

従って、サーボモータ４５を回転させれば、スクリュウ
軸４６が回転して滑動部材４４を介してＺ軸アーム４３
及び放電電極５０が昇降するようになっている。

大気中に配置される該放電電極５０はステンレス鋼にて
形成された直径約２日棒状の被把持部５１と、同じくス
テンレス鋼よりなり該被把持部５１の先端に取着された
直径約６鶴の球状の放電先端部５２とよりなっている。

被把持部５１は前記の通りＺ軸アーム４３に常にほぼ鉛
直状態に把持され、前記各移動手段２０，３０．４０に
よって移動されるときも傾動しないようになっている。

なお、第７図に示すように、前記放電電極５０の周囲に
はステンレス鋼等で形成されたメツシュ状のシールド筒
５３を設けることが望ましい、該シールド筒５３によっ
て、コロナ放電時における高周波ノイズの輻射を防止す
ることができるからである。

〔高周波印加手段Ｃ〕

第４．７図に示すように、前記インパネバッド１の内部
の導電性のインサート部材１０と放電電極５０には高周
波発振器１６と高圧トランス１７とよりなる高周波印加
手段Ｃが接続されている。

前記インサート部材工０はその裏面に形成された抜き孔
１ａを通して接続された前記アースピン１３により、前
記高周波印加手段Ｃが印加されるとともに、接地もされ
ている。また、高周波ノイズ対策のため、高周波発振器
１６からも直接アースがとられている。

高周波発振器１６には２０〜３０ＫＨ２，最大出力３５
０Ｗの高周波を発生するタンチック社の製品（商品名Ｈ
ＶＯ５−２）が使用されている。

高圧トランス１７は高周波発振器１６の高周波出力を昇
圧してインサート部材１０と放電電極５０との間に゛高
電圧を印加するためのものであって、同じ（タンチック
社の製品（商品名スパーＣ）が使用されている。

〔制御ユニットＤ〕

制御ユニットＤにはコンピュータ等を使用した制御回路
（図示せず）が組み込まれ、該制御回路には放電電極５
０をインパネバッド１の表面近傍に移動させるためにＸ
、Ｙ、Ｚ軸移動手段２０゜３０．４０の作動を制御する
運動プログラムや、高周波印加手段Ｃの作動開始と停止
とを制御するプログラム等が書き込まれている。

この制御ユニソｌ−Ｄと前記高周波印加手段Ｃとは、基
台８０を挟んで相当の距離を隔てて配置されており、電
源は別々に独立してとられている。

高周波印加手段Ｃから漏洩する高周波ノイズによって制
御ユニットＤのコンピュータが誤作動するのを防ぐため
である。また、同理由から前記高周波発振器１６、高圧
トランス１７及び放電電極５０を接続するコードは確実
にシールドする必要がある。

なお、第６図に示すように、基台８０のうち前記文持手
段Ａより後方の位置には、コロナ放電処理の際に発生す
るオゾン等のガスを排出するための排気手段Ｅが配置さ
れている。

さて、以上のように構成されたコロナ放電処理装置を使
用してインパネパッド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バッド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、これらをトリ
クロルエタン等の有機溶剤で洗浄する前処理を行うこと
が望ましい。確実にコロナ放電処理を行うためである。

しかし、離形剤や汚れがない場合ないし軽微な場合には
前処理を行う必要はない。

次に、第１．２，５．６図に示すように、支持手段Ａの
受は部材６２にインパネバッド１を配置させる。この際
、受は部材６２は全体が前記インパネバッド１の裏面の
三次元形状とほぼ同一形状に形成されているため、前記
インパネバンド１を確実に固定させることができる。

次に、排気手段Ｅを作動させておいてから、制御ユニ７
）Ｄのスイッチを入れ、放電電極手段Ｂにおける各軸の
移動手段２０，３０．４０をコロナ放電処理のスタート
位置にセントする。このとき、■放電電極５０の被把持
部５１は常に鉛直状態に支持されており、■放電先端部
５２はインパネバッド１の前縁の左端より上方に約１０
ｆｌの間隔をおいて位置される。

そして、高周波印加手段Ｃの高周波発振器１６が作動さ
れると、その高周波出力は高圧トランス１７で昇圧され
、インサート部材１０と放電電極５０との間に２８ＫＶ
の高周波が印加される。すると、放電先端部５２のうち
上面２に対向している部分とその上面２との間の大気中
にコロナ放電が発生し、上面２のコロナ放電処理が開始
される。

このとき、前記インパネパッド１の内部には対向電極と
なる導電性のインサート部材１０が形成されているため
、該インパネバッドｌのインサート部材１０より上部部
分が該インサート部材１０に対して電気的に有効に結合
され、放電電極５０からコロナ放電が発生する。

いま仮に、前記光は部材６２の表面に対向電極を形成し
、その対向電極上にインパネバッド１を配置したとする
と、成形品°として三次元的で厚みのあるものが選ばれ
たときには前記対向電極と放電電極５０との間隔が広く
なり、インパネバッド１表面にコロナ放電が発生しにく
くなることがある。ところが、本実施例では、前記イン
パネバッド１の内部の中央部分に対向電極となるインサ
ート部材１０が形成されているため、前記間隔はインパ
ネパッドｌの厚みのほぼ半分だけ狭くすることができる
。従って、前記放電電極５０とインサート部材１０との
間隔をインパネバッドｌの厚みや形状に関係なく狭くし
て、前記コロナ放電を確実で強力なものとしているので
ある。

つまり、前記間隔のうち、放電電極５０とインパネパッ
ド１表面との間隔は、該インパネパッド１の成形誤差等
によって一定の間隔までしか狭めることができないため
、対向電極をインサート部材１０として成形品内部に形
成し、その位置を放電電極５０側に近づけたのである。

Ｘ、Ｙ、Ｚ軸移動手段２０．３０．４０は、制御ユニッ
）Ｄからの制御信号に基づいて作動するサーボモータ２
５，３２．４５の回転によって各々の方向に移動し、放
電電極５０はインパネバッド１の表面近傍を移動してい
く。

なお、前記放電電極５０の移動速度は前記放電条件下で
は１〜２５０ｍ／ｓｅｃの範囲内において任意に設定す
ることができるが、本実施例では充分なコロナ放電処理
効果と処理所要時間の短縮とを考え併せ、１５０ｍｍ／
ｓｅｃとした。

以上のような往復移動を伴うコロナ放電処理によってイ
ンパネパッド１の表面全体がコロナ放電処理され、接着
剤等の付着性が向上する。本実施例のコロナ放電処理に
よるぬれ性の向上は、従来のフレーム処理（火炎処理）
と同程度である。

また、前記コロナ放電は第７図に示すように放電先端部
５２から極めて均一な放電パターンをもって広がり、直
径５０〜６０ｍの円内は充分に処理される。

以上のように、本実施例のインパネパッド１はその内部
に対向電極となるインサート部材１０が形成されている
ため、前記インサート部材１０と放電電極５０との間隔
を成形品自体の厚みに関係なく狭めることができ、コロ
ナ放電を確実に発生させることができる。

また、従来のようにコロナ放電処理装置に対向電極を設
ける必要がないため、該コロナ放電処理装置を安価に製
造することができる。

同様に、前記支持手段Ａはインパネパッド１が固定され
るものならばどんな形状でもよいため、放電電極５０の
作動プログラムのみを変えることによって前記コロナ放
電処理装置を汎用機として用いることができる。

また、前記インサート部材１０として金属板を用いたた
め、前記インパネバッド１内体の強度を上げることがで
きる。

また、前記インパネバンド１は、その内部に対向電極と
なるインサート部材１０が形成されているため、表面及
び裏面のどちら側にもコロナ放電処理を行うことができ
る。

また、本実施例のコロナ放電処理装置は、従来のプラズ
マ処理に比べて設備費や設備スペースを大幅に節減でき
、処理時間も短縮することができる。

また、前記インパネバッド１内に形成された導電性のイ
ンサート部材１ｏとして金属板を用いたため、前記イン
パネバッド１内体の強度を向上させることも可能となる
。

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、次に示すように変更して具体化することも可能
である。

（１）前記導電性のインサート部材１ｏは本実施例の金
属板の他、導電性があるものならば、粉末状のものや、
液体状のものを用いても良い。

（２）前記導電性のインサート部材１ｏの材料としては
本実施例の鉄の他、金、銀、銅等を用いても良く、また
、カーボンブラック等を用いても良く、さらには、両者
を混合したものを用いても良い。

（３）前記インサート部材１ｏの埋め込み部分は本実施
例の上下の厚みのほぼ中央部に限られるものではな（、
成形品の厚みに応じてコロナ放電処理面に近い部分に配
置しても良い。

（４）本実施例においては、前記インサート部材１０を
インパネパッド１の内部全体に形成したが、必ずしも全
体に形成する必要はなく、コロナ放電処理する部分の内
部だけに形成すれば良い。

（５）本実施例においては電極基材６２を前記インパネ
パッド１の裏面の形状とほぼ同一に形成したが必ずしも
この必要はなく、インパネバンド１が固定できる形状な
らばどんな形状でも良い。

（６）前記放電電極手段Ｂにおけるｘ、ｙ、ｚ軸移動手
段２０，３０．４０の構造を変更したり、これらに代え
て多関節型のロボット等を使用したりすることもできる
。

（７）本発明の成形品は前記インパネパッド１以外にも
、自動車用バンパー、自動車用モール、オートバイの泥
よけフェンダ−や各種産業機器、家庭用品等の成形後に
塗装、接着、印刷等が必要な全ての三次元樹脂成形品に
具体化することができるとともに、二次元樹脂成形品に
具体化することも可能である。さらに、前記インサート
部材１０が補強材を兼ねる部分に具体化することが有効
である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明のコロナ放電処理用成形品
はその内部に対同電極となる導電性のインサート部材が
形成されているため、成形品の厚みや形状に関係な（、
コロナ放電を発生させる放電電極と前記対向電極との間
隔を狭めることができ、確実にコロナ放電を発生させる
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図はインパネパッド及び対向電極を前後に切断して示す
断面図、第２図は同じくインパネパッド及び対向電極手
段を左右に切断して示す断面図、第３図はインパネパッ
ドの斜視図、第４図はインパネパッドの製造方法を示す
断面図、第５図はコロナ放電処理装置の正面図、第６図
は同じく右側面図、第７図はＹ軸移動手段の平面図、第
８図は放電電極と高周波印加手段との接続を示す概略図
である。 インサート部材・・・ｌＯ インパネパッド・・・１ 特許出願人　　　　　　　豊田合成　株式会社代理人　
　　弁理士　　　　　恩１）博宣第１図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面にコロナ放電処理が施されるコロナ放電処理用
   成形品であって、その内部には導電性のインサート部材
   （１０）が形成されていることを特徴とするコロナ放電
   処理用成形品。 ２、前記インサート部材（１０）は導電性の金属板を成
   形品形状に折曲形成することにより形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコロナ放電
   処理用成形品。 ３、前記コロナ放電処理用成形品は前記インサート部材
   （１０）をインサートとした射出成形によって形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   コロナ放電処理用成形品。