JPS6316073A - プラズマ処理の十分さを確認する方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック基材に対するプラズマ処理の十
分さを確認する方法に関するものフあり、特にプラスチ
ック基材の塗装による塗膜の密着性を確保するための塗
装前の処理として行うプラズマ処理が十分に行われたか
否かを正確にかつ簡便に確認する方法に関するものであ
る。

〔従来技術〕

例えば自動車製造業界においては　省資源あるいは省エ
ネルギー化という社会的な要請に応えて、自動車走行時
の燃費を改善する諸々の方策が検討されており、その一
つとして自動車を構成する材料を転換することが考えら
れている。そして実際には　鋼鉄に代えて高張力鋼やア
ルミニウム、プラスチックなどの軽量な材料による部品
を採用し、車体をできるだけ軽量にすることが実施され
ている。例えば自動車のバンパーなどの外装部品として
は　従来鋼鉄材が用いられ、これを防錆と見栄えのため
に塗装仕上げしたものであったが、これをプラスチック
材に代えた場合には　プラスチックは　それ自体不錆材
料であるが、そのままでは見栄えの点で塗装仕上げした
鋼鉄製部品に劣る。

そのため現在では　プラスチックにもカラーリングする
ことが検討されている。しかしプラスチックは　本質的
に鋼鉄に比べて熱変形温度が低いので、このカラーリン
グに使用する塗料としてはプラスチック材に応じたもの
を選択する必要がある。

また金属は　一般に表面エネルギーが高いのでそのまま
では不安定であり、空気中の水分や酸素または酸性ガス
を吸着してその表面に酸化皮膜を形成し、それによって
その表面エネルギーを下げて安定化するのに対して、プ
ラスチックは　表面エネルギーが小さいので塗料の付着
性が悪く、プラスチックの中でもポリプロピレンは　特
に結晶性が高く、水の接触角度が大きく、表面エネルギ
ーが小さく、さらに無極性であるので　その表面への塗
料の付着性が著しく低い。従って塗膜との付着性、密着
性を良くするためには　塗装前に特別の表面処理を必要
とする。

かかる前処理方法としては　従来プライマー法、プラズ
マ法、紫外線照射法、クロム酸混液法、火炎法、放電法
、放射線法などの多数の方法が考エラしているが、実用
化されているのは　プライマー法だけである。しかしな
がらこのプライマー法には　使用するプライマー塗料を
製造している業者が少なく、また製造コスト及び販売価
格が高いという問題があった。そこで現在では　このプ
ライマー法に代えてプラズマ法の研究が進められ、特開
昭５８−１４７４３２号公報や同５８−１４７４３３号
公報に記載されているように　特にポリエチレンやポリ
プロピレンなどのポリオレフィン系樹脂の表面改質を中
心に実用化の研究が進められている。

プラズマ法は　乾式であり、酸素によるプラズマ処理（
表面酸化によるプラズマ処理）と不活性ガスによるプラ
ズマ処理がある。そしてプライマー法とは異なり、安価
にプラスチック基材に対して前処理ができるが、その基
材が十分にプラズマ処理されたか否かを確認する方法が
必要である。

その確認方法としては　従来　例えば塗装した後、塗膜
の剥離試験（または密着試験）（ＪＩＳＫ６８２９）を
行う方法、あるいは　プラスチック基材表面の表面張力
の変化を濡れ試薬にて確認する方法があった。しかしな
がらこのような従来の確認方法では　作業が複雑なので
　ロフト別に製品試料を引抜いて確認するか、ラインを
停止して確認していたため、確認作業を行う毎にライン
を停止させなくてはならない、結果が不良の場合でも　
製品は　既に後続の工程に流れてしまっている、結果が
定量的でない、確認作業に熟練を要するという多くの問
題があった。

そしてさらに上述した方法における問題をなくすものと
して　プラスチック基材にプラズマ処理により物性ある
いは色調が変化する物質を付着しておき、プラズマ処理
によってこれらの物質の色調が変化する程度を評価する
ことにより　プラズマ処理の十分さを確認する方法が提
案された。この方法においては　例えばフタロシアニン
系染料のごとき色調が変化する物質は　酸素プラズマ処
理中では励起状態となってピンク色を呈し、処理槽から
搬出した後も約１０分間位はその色を呈し続け、赤紫色
から青紫色を経て青色に変化していく。従ってこの色の
変化を利用してプラズマ処理の十分さを確認するもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら　このようにプラスチック基材に上記の物
質を付着させておくだけでは　プラズマ処理の際に時と
して付着させた物質が飛散してしまい、満足し得る確認
をすることができないことがあった。また染料の染着性
の良いプラスチック基材であり、しかも染料をそれが飛
散しないような十分な厚さに付着させても、その表面が
平滑であれば　その色調の変化を十分確認することがで
きないという問題があった。それは　基材表面に付着さ
せた染料が多量であっても　プラズマ処理により変色す
るのは　染料層の表面にある染料のみであって、実際に
は染料層内の未変化の染料の色調が透いて見えるので、
表面層の染料の変化した色調は　とても確認し難いとい
う問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は　上述したごとき従来技術にあった問題点を解
決するものであって、その構成は　プラスチック基材に
塗装による塗膜との密着性を確保するため　該基材を塗
装前にプラズマ処理を施すにあたり、該プラスチック基
材のプラズマ処理を施すべき表面と共に、　多孔性表面
を有しかつその孔内にプラズマ処理により色調が変化す
る物質を付着させた試料片を配置してプラズマ処理を施
し、処理後　該試料片の色調の変化を評価することを特
徴とするプラズマ処理の十分さを確認する方法である。

以下　本発明の詳細な説明する。

まず本発明におけるプラスチック基材としては熱硬化性
プラスチック、熱軟化性プラスチック、天然物プラスチ
ックなどがあり、具体的には例えばフェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ポリカーボネ
ート、ポリアミド、ポリスルホン、シリコーン樹脂、セ
ルロース系プラスチックなどの成形品、塗装品、ラミネ
ートなどによる複合成形品などがあり、例えば従来技術
において説明したように自動車の部品のごとき機械、装
置などの外装部品、建築用外装部品、日用雑貨、あるい
はその他各種の製品の外装部品とされたものである。す
でに説明したように　これらの外装部品は　のちにカラ
ーリング塗装を行う必要のあるものである。

これらのプラスチック基材への塗装を行うための塗料と
しては　水性塗料、油性塗料、エマルジ目ン型塗料のほ
か、成分的には各種の合成樹脂塗料、セルロース誘導体
塗料、アルコール系塗料など各種の塗料がある。

本発明は　上記のプラスチック基材に塗装する場合に　
あらかじめ行うプラズマ処理の十分さを確認するための
方法であるが、その方法において用いられる多孔性表面
を有する試料片の基材としては　プラスチックの板状物
、フィルム状物、シート状物、あるいは紙、布など各種
の材料がある。例えば紙フイルタ−、布フイルタ−、微
小口径の孔を多数有する合成樹脂皮膜〔「ミクロフィル
ター」　（商品名）など〕、限外濾過膜、逆浸透膜など
があり、さらに具体的には　濾紙、セルローズメンブレ
ンフィルター、ナイロンメンブレンフィルター、ポリプ
ロピレンメンブレンフィルター、ポリエチレンメンブレ
ンフィルター、ポリスルホンメンブレンフィルターなど
がある。これらの多孔性表面を有する試料片の孔の中に
プラズマ処理により色調が変化する物質を付着させるの
である。

このプラズマ処理により色調が変化する物質としては　
例えばフタロシアニン系反応性染料、フルオラン系染料
、アゾベンゼン系染料、トリフェニルメタン系染料、ス
チルベン系染料などがある。フタロシアニン系反応性染
料は　プラズマ処理によりピンク色を生じたのち、放置
すればもとの色に戻るので　繰り返して使用できる。ト
リフェニルメタン系染料やスチルベン系染料は　プラズ
マ処理されると　前者は　青色から黄色に、後者は　白
色から黄色に変化し、その変化は　不可逆である。

これらのプラズマ処理により物性や色調が変化する物質
を多孔性表面を有する試料片の孔へ付着させるには　例
えば染料を溶剤に溶解し、前記の試料片の基材に塗布す
る方法、染料を溶解した溶液に試料片の基材を浸漬する
方法などを行う。このようにして上詰物質を付着させた
試料片は　適宜所望の大きさに切断される。

この試料片は　プラスチック基材をプラズマ処理する場
合に　その近傍に配置し、プラズマ処理の進行と共に物
質の物性あるいは色調の変化を見るのである。その変化
の様子によりプラズマ処理の十分さを確認することがで
きる。

〔発明の作用〕

本発明の方法によれば　プラスチック基材をプラズマ処
理する場合　その十分さを確認するためにその近傍に配
置した試料片は　プラズマ処理の進行により付着した物
質が飛散することがなく、及び平滑なプラスチック基材
へ付着させる場合に比較してプラズマ処理を受ける面積
が大きく、色調の変化が著しく増大し、極めて容易にそ
の変化を確認することができる。

次に本発明を　その実施例に基づいてより具体的にかつ
詳細に説明する。

〔実施例〕

大施例１ フルオラン染料２ｇをクロロホルム　１．ＯＯＯｍｆに
溶解し、染料溶液を調製した。確認のための試料片の基
材としてセルローズ系「ミクロフィルター」（※１、商
品名：富士写真フィルム＠製）及び比較試料を作成する
ためのポリエステルフィルム（厚さ１００１００ｐ※２
、同社りを用い、各々のフィルム上にディップコート法
により上記の染料溶液を塗布した。

※１：再生セルローズを混合溶媒系溶剤に溶解し、流延
法により製造された非対称構造を有する濾過膜。

※２：ポリエチレンテレフタレートを溶融製膜法により
膜状に加工した平滑な表面を有するフィルム。

乾燥後、各々を２９ｍｍＸ５０ｍｍの大きさに裁断し、
次の条件のもとにプラズマ処理を施した。

処理条件 装　置：　マイクロ波プラズマ処理装置ｒＴＭＷ−７４
０７Ｊ　　（！１品名二東芝＠製）真空度：　　１　ｔ
ｏｒｒ。

酸素流量：２００ＣＣ／分 処理時間：３０秒 出　　カニ　　　ＩＫＷ 処理後　試料を取り出し、これらの試料片と未処理の試
料片とを目視で比較したところセルローズ系「ミクロフ
ィルター」の試料片は　青色が完全に白色に変化してい
たが、比較試料の方は　わずかな色調の変化が見られる
にすぎなかった。本実施例において　本発明の効果が十
分認められた。

実施例２〜４及び比較例 ピラゾロン・オキソノール系染料２ｇをクロロホルム１
０００ｍｊ！に溶解し、染料溶液を調製した。確認のた
めの試料片の基材として　下表欄中に示した基材を用い
、実施例１の場合と同様に実施した。実施の結果は　下
表欄に記載した通りであった。

第　　１　　表 来３：ニトロセルローズと酢酸セルローストラ貧溶媒を
含む溶剤に混合し、流延することにより製造された０分
子的には　非対称構造を有する濾過膜。

来４：ポリプロピレン粒状物を焼結することにより製造
された微細な空孔を有するフィルター。

※５：三酢酸セルローズをメチレンクロリドに溶解し、
流延することにより製造された表面が平滑なフィルム。

比較例の結果に対して　本実施例による試料においても
　本発明の効果が顕著に認められた。

〔発明の効果〕

本発明によれば　プラスチック基材に塗装する前に　そ
の表面をプラズマ処理により処理するにあたり　その処
理の十分さをきわめて簡単な方法で確実に確認すること
ができるので、現場で１個づつ製品のチェックができ、
またラインを停止させなくともよく、判断の結果が明確
であり、またカラーリングの経費を著しく軽減させるこ
とができるという諸々の効果を奏せしめることができる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチック基材への塗装前に該基材にプラズマ処理を
   施すにあたり、該基材と共に多孔性表面を有しかつその
   孔内にプラズマ処理により色調が変化する物質を付着さ
   せた試料片を配置してプラズマ処理を施し、処理後、該
   物質の色調の変化を評価することを特徴とするプラズマ
   処理の十分さを確認する方法。