JPS6217455Y2

JPS6217455Y2 -

Info

Publication number: JPS6217455Y2
Application number: JP16798082U
Authority: JP
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1987-05-06
Also published as: JPS5973342U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は主として樹脂、例えば、ポリプロピレ
ン（PP）、ポリエチレン（PE）等の表面を改質
するために、これらの樹脂の表面にプラズマ処理
を施す装置に関する。本考案は特に、比較的大物
でかつ複雑な形状の樹脂部品を塗装する場合にお
いて、その塗装の前処理として有効に用いること
ができる。

近年、例えば、自動車の部品等は、軽量でかつ
意匠性に優れる樹脂に移行する傾向にあるが、比
較的安価なPP，PE等を、例えば車両外板として
使用する場合、樹脂表面と塗膜との密着性が悪
く、層間剥離という不具合が発生することが知ら
れている。この不具合を解消する手段の一つとし
て、塗装前に、PP，PE等の被塗装物表面をグロ
ー、コロナあるいはラジオ波又はマイクロ波放電
に曝し、表面を酸化（極性基の導入）あるいはエ
ツチング（アンカ効果向上）するプラズマ処理技
術が知られている。

ところで、プラズマ処理を行う場合、処理効果
を向上（プラズマの寿命を長くする）させるた
め、反応室を減圧、もしくは真空状態にすること
が必要である。この状態を維持するために、現在
バツチ処理が主流になつている。

一方、この処理方法を自動車部品の製造という
量産工程に導入するには、短時間で真空状態に到
達し、かつ１回でより多数の被処理物をプラズマ
処理する必要がある。この点を考慮して、従来の
プラズマ処理装置（マイクロ波放電プラズマ装
置、第１０図）で処理したところ、自動車に使用
する樹脂部品は大物でかつ複雑な形状であるた
め、反応室内の被処理物配置位置により被処理物
間で処理性にバラツキが生じた。

なお、第１０図において、１は反応室、２はマ
イクロ波発振器、３はアイソレータ（東芝株式会
社製）、４はパワーモニタ（同上社製）、５はスリ
ースタブチユーナ（同上社製）、６はプラズマ発
生炉、７はプラズマ発生管、８は石英管、９はプ
ラズマ導入口、１２はガラス管、１５は反応室内
を減圧するための排気口、１６はガス供給管、１
７は流量計、１８はガスボンベ、１９は導波管、
Ｓ−１〜６は被処理物である。

本考案は、上記問題点を解消し、比較的大物で
かつ複雑な形状の被処理物を同時に多数処理して
も処理の均一性を提供するプラズマ処理を施す装
置を提供することにある。

即ち、本考案の目的は、反応室内のプラズマ濃
度分布を均一化することにより、反応室内の複数
の被処理物の位置による処理の差を解消するプラ
ズマ処理を施す装置を提供することにある。

このような目的を実現するために、本考案で
は、プラズマ反応室内で被処理物の表面にマイク
ロ波放電プラズマを照射して処理する装置におい
て、反応室壁部に隣接して該壁部と平行に、プラ
ズマ照射用の円筒状ガラス管を設置し、該ガラス
管にはプラズマの拡散性を向上するべく複数個の
プラズマ照射口を設けたことを特徴とする。

以下、第１図〜第９図を参照し本考案の実施例
について詳細に説明する。

第１図および第２図は本考案の装置の実施例、
即ち反応室１が円筒形である実施例を示してい
る。これらの図において、１は直径が1000mm以上
の円筒形反応室、２はマイクロ波発振器、３はア
イソレータ（東芝株式会社製）、４はパワモニタ
（同上社製）、５はスリータブチユーナ（同上社
製）、６はプラズマ発生炉、７はプラズマ発生
管、８は石英管、９，９−Ａ，Ｂ，１０，１１は
プラズマ導入口、１２，１２−Ａ，Ｂ，１３，１
３−Ａ，Ｂ，１４はシヤワ管、１５，１５−Ａ，
Ｂは反応室１内を減圧するための排気口、１６は
ガス供給管、１９は導波管である。プラズマ導入
口９，１０，１１に接続されるガラス管１２，１
３，１４は、石英又はガラス等の材質で円筒状に
構成される。

発振器２で発生したマイクロ波は、アイソレー
タ３、パワモニタ４、スリースタブチユーナ５を
経てプラズマ発生炉６に導波管１９で導かれる。
一方、プラズマ用ガスは、配管１６でプラズマ発
生炉６に供給される。プラズマ発生炉６とプラズ
マ発生管７で発生したプラズマは、石英管８を経
て反応室１のプラズマ導入口９〜１１−Ａ，Ｂに
導入されるが、第一実施例では、導入口を３方向
（60゜づつ回転位動した方向）に、各々２ケ所９
−Ａ，Ｂ、１０，１１を設置した。

又、導入口９〜１１−Ａ，Ｂに導入されたプラ
ズマは、それに接続するガラス管１２〜１４−
Ａ，Ｂで反応室１内に噴射される。一方、プラズ
マ処理するためには、処理容器１内を真空（1.0
〜0.05Torr程度）に維持することが必要のため、
排気口１５を配管（図示せず）で真空ポンプ（図
示せず）に接続し連続排気を行う。

第３図、第４図、第５図はガラス管１２，１
３，１４の構造を示したものである。ガラス管の
根本部分３１はプラズマ導入口９，１０，１１
（第１図、第２図）と同軸でこれに直結される部
分である。根本部分３１からマニホルド部３２へ
のび、更に円筒形ガラス管部分（狭義のガラス
管）３３にのびている。プラズマ導入口９，１
０，１１は、第１図および第２図に示すように、
円筒形反応室１の壁部に設けられ、その中心軸線
X₁は反応室壁面と直交し（第１図）かつ反応室
１の中心軸と交差している（第２図）。円筒形ガ
ラス管部分３３はその中心軸線X₂がプラズマ導
入口の中心軸線X₁と直交しかつ反応室１の長手
方向（軸方向）にX₁に対して両側へ等距離のび
ている。換言すれば、円筒形ガラス管部分３３は
反応室１壁部に隣接しかつそれに平行に設置され
ている。

円筒状ガラス管部分３３には複数個のプラズマ
照射口２０〜２３（直径は例えば６mm）が設置さ
れている。ここで、プラズマ照射口２１−Ａ〜
は、第５図より見て、軸線X₁と同一方向（隣接
する反応室１壁部とは反対側）に、ガラス管部分
３３の長手方向に一定間隔（約20mm間隔）で設置
されたものであり、プラズマ照射口２０−Ａ〜と
２２−Ａ〜は、第５図より見て、ガラス管部分３
３の中心を回転中心としてX₁（プラズマ照射口
２１の側）の両側に10〜45゜、好ましくは15〜30
゜、例えば30゜回転移動した位置、即ちプラズマ
照射口２１の位置よりガラス管部分３３の円周方
向両側に例えば30゜回転移動したそれぞれの位置
において、ガラス管部分３３の長手方向に一定間
隔で設置されたものである。これらのプラズマ照
射口２０−Ａ〜、２１−Ａ〜、２２−Ａ〜は、第
３図および第４図に示すように、ガラス管部分３
３の長手方向に関して相互に位置をづらして設置
するのが望ましい。

また、プラズマ照射口２３−Ａ，Ｂは、円筒形
ガラス管部分３３の末端壁３４において、中心線
X₂上に設けられ、かつ第３図で見て15〜80゜、
好ましくは30〜60゜、例えば45゜の角度になるよ
うに下方に向けて（即ち、反応室１の内部側に向
けて）設置されている。

第６図〜第９図は上述のような実施例の効果を
確認するための実験結果を示したものである。実
験の方法は次のとおりである（被処理物PPにて
評価）。

〔接触角測定法〕

脱イオン水を、プラズマ処理後のPP表面に、
５μ滴下し、接触角測定器（CA−Ａ型、協
和科学製）で測定した（20℃、50〜60％雰囲
気）。

第６図では、比較のためにガラス管の末端壁の
プラズマ照射口のないものを用い、また第７図で
は上記実施例のように末端壁のプラズマ照射口２
３−Ａ，Ｂのあるものを用いた。いずれの場合
も、ガラス管から1000mm離れた平行な線上に被処
理物を配置し、横軸をガラス管端末からの距離
（mm）とし、縦軸を接触角とした。第６図と第７
図の比較からわかるように、ガラス管末端壁にプ
ラズマ照射口を設けることによりプラズマ濃度の
均一化が図れる。

第８図では、比較のためにガラス管のX₁面上
（第５図）のプラズマ照射口２１のみを有するも
のを用い、また第９図では上記実施例のように
X₁面上（第５図）のプラズマ照射口２１および
X₁面上以外のプラズマ照射口２０，２２を有す
るものを用いた。いずれの場合も、ガラス管から
1000mm離れたガラス管と直交する線上に被処理物
を配置し、横軸をガラス管中心からの距離（mm）
とし、縦軸を接触角とした。第８図と第９図の比
較からわかるように、プラズマ照射口２０，２
１，２２を第５図のように配置することによりプ
ラズマ濃度の均一化が図れる。

以上のように本考案によれば、反応室内のプラ
ズマ濃度が均一化され、比較的大物でかつ複雑な
形状の被処理物を多数同時に処理しても、各被処
理物の位置による処理の差を解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のプラズマ処理を施す装置の側
面図、第２図はその概略断面図、第３図は本考案
の装置に用いるガラス管の正面図、第４図は第３
図の矢印から見た図、第５図は第３図の矢印
から見た図、第６図は比較例のガラス管（末端壁
のプラズマ照射口のないもの）を使用した実験結
果、第７図は本考案の実施例のガラス管（末端壁
のプラズマ照射口があるもの）を使用した実験結
果、第８図の比較例のガラス管（プラズマ照射口
２１のみ設けてあるもの）を使用した実験結果、
第９図は本考案の実施例のガラス管（プラズマ照
射口２０，２１，２２が設けてあるもの）を使用
した実験結果をそれぞれ示し、第１０図は従来の
プラズマ処理の装置の概略断面図である。１……反応室、２……マイクロ波発振器、３…
…アイソレータ、４……パワモニタ、５……スリ
ースタブチユーナ、６……プラズマ発生炉、７…
…プラズマ発生管、８……石英管、９〜１１……
プラズマ導入口、１２〜１４……ガラス管、１５
……排気口、１６……ガス供給管、１９……導波
管、２０，２１，２２，２３……プラズマ照射
口、３３……円筒形ガラス管部分（ガラス管）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１プラズマ反応室１内で被処理物の表面にマイ
クロ波放電プラズマを照射して処理する装置に
おいて、反応室壁部に隣接して該壁部と平行
に、プラズマ照射用の円筒状ガラス管１２，１
３，１４を設置し、該ガラス管にはプラズマの
拡散性を向上するべく複数個のプラズマ照射口
２０，２１，２２，２３を設けたプラズマ処理
を施す装置。２隣接する反応室壁部とは反対側のガラス管壁
部の位置に、軸方向に間隔をおいて少なくとも
３個のプラズマ照射口２１を設けると共に、前
記位置よりガラス管の円周方向両側の所定の角
度回転移動したそれぞれの位置に、軸方向に間
隔をおいて少なくとも２個のプラズマ照射口２
０，２２が設けられる実用新案登録請求の範囲
第１項記載の装置。３前記回転移動した所定の角度は10〜45゜、好
ましくは15〜30゜である実用新案登録請求の範
囲第２項記載の装置。４ガラス管の両末端壁に、それぞれ少なくとも
１個のプラズマ導入口２３が設置される実用新
案登録請求の範囲第１項、第２項又は第３項記
載の装置。５ガラス管の両末端壁に配置されるプラズマ導
入口２３は、ガラス管の軸方向より反応室内方
に向けて15〜80゜、好ましくは30〜60゜傾斜し
ている実用新案登録請求の範囲第４項記載の装
置。