KR20190102185A

KR20190102185A - 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터

Info

Publication number: KR20190102185A
Application number: KR1020197016661A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 이토; 쇼타 우라타니; 다케시 사쿠무라
Original assignee: 가부시키가이샤 사쿠라 크레파스
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-09-03
Also published as: CN110114668A; KR102489971B1; TWI735726B; JP7058878B2; MY193027A; JPWO2018128123A1; TW201833395A; WO2018128123A1

Abstract

본 발명은 챔버 내에서의 잉크 조성물에 유래하는 오염을 회피하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 해결수단으로서 애노드 산화 처리되어 형성된 세공 내에 색소가 함유되어 이루어지는 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터를 제공한다.

Description

색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터{PLASMA INDICATOR TREATED WITH DYE-CONTAINING ALUMITE}

본 발명은 플라즈마 인디케이터에 관한 것이다.

병원, 연구소 등에 있어서 사용되는 각종 기재, 기구 등은 소독 및 살균을 위해 멸균 처리가 행하여진다. 이 멸균 처리의 하나로서 플라즈마 멸균 처리가 알려져 있다.

상세하게는, 플라즈마 멸균 처리는 플라즈마 발생용 가스 분위기하에서 플라즈마를 발생시켜, 저온 가스 플라즈마에 의해 각종 기재, 기구 등을 멸균시키는 것으로, 저온 멸균 처리 가능한 점에서 유리하다.

또한, 플라즈마 처리는 멸균 처리뿐 아니라 반도체소자 제조공정에 있어서의 플라즈마 드라이 에칭 및 전자부품 등의 피처리물 표면의 플라즈마 세정에도 사용되고 있다.

플라즈마 드라이 에칭은 일반적으로는 진공용기인 반응 챔버 내에 배치된 전극에 고주파 전력을 인가하여, 반응 챔버 내에 도입한 플라즈마 발생용 가스를 플라즈마화하여 반도체 웨이퍼를 고정밀도로 에칭한다. 또한, 플라즈마 세정은 전자부품 등의 피처리물 표면에 석출 또는 부착된 금속 산화물, 유기물, 거스러미(burr) 등을 제거함으로써, 본딩성과 땜납의 습윤성을 개선하여 접착강도를 향상시키거나, 봉지(封止) 수지와의 밀착성과 습윤성을 개선시키거나 한다.

이들 플라즈마 처리의 종점을 검지하는 방법으로서는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 색소, 특정 계면활성제, 비이온계 계면활성제를 함유하는 잉크 조성물을 기재 상에 도포하고, 이것을 반응 챔버 등의 안에 두는 것이 알려져 있다.

일본국 특허공개 제2015-013982호 공보

상기 방법은 플라즈마 처리를 행하는 반응 챔버 내의 플라즈마의 조사를 간단하고 확실하게 검지할 수 있고, 플라즈마 처리의 진행을 육안으로 확인할 수 있는 점에서 우수하다.

그러나, 플라즈마 처리를 행하는 챔버 내에 잉크 조성물에 의해 형성된 피막이 존재하면, 플라즈마 처리 조건 등에 따라 색소, 계면활성제 및 경우에 따라 비히클도 플라즈마 처리를 받아 일부가 가스화될 가능성은 부정할 수 없다.

일부가 가스화됨으로써 플라즈마 처리를 행하는 챔버 내에 있어서 오염물질이 발생할 가능성이 있기 때문에, 처리되는 물품에 따라서는 이러한 오염물질에 의한 오염을 회피할 필요가 있었다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 특정 구조의 플라즈마 인디케이터로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

구체적으로는 아래와 같다.

1. 애노드 산화 처리되어 형성된 세공(細孔) 내에 색소가 함유되어 이루어지는 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.

2. 색소는 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 식용 색소 및 크산텐계 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 1에 기재된 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.

3. 상기 세공은 봉공(封孔) 처리되어 이루어지는 1 또는 2에 기재된 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.

본 발명에 의하면, 플라즈마 처리를 행하는 챔버 내에 있어서 플라즈마 분위기하에 놓임으로써 확실하게 인디케이터를 변색·소색시킬 수 있기 때문에, 플라즈마 처리가 행하여진 것을 정확하게 표시할 수 있다.

이때 인디케이터의 변색·소색 조건은 세공의 크기나 봉공 처리의 정도에 따라 조정할 수 있다.

또한, 계면활성제 등의 색소 이외의 성분, 특히 유기 화합물이 존재하지 않고, 또한 기재 표면에 색소가 존재하지 않고 세공 내에 존재하기 때문에, 플라즈마 처리 시에 있어서 색소 이외의 성분 등의 기화가 일어나는 경우가 없어, 그에 따른 플라즈마 처리의 대상물이 오염될 확률을 더욱 낮게 할 수 있다.

도 1은 알루미늄 성형체 표면의 세공 중에 색소를 함유시키는 공정의 모식도이다.
[부호의 설명]
1···알루미늄 성형체
2···애노드 산화 처리 피막
3···세공
4···색소

본 발명의 플라즈마 인디케이터는 알루미늄 기판을 알루마이트 처리함으로써 세공을 형성시켜 두고, 이어서 그 세공 내에 색소를 함유시키고, 이어서 봉공 처리를 행하지 않거나, 또는 행함으로써 얻을 수 있다.

아래에 본 발명의 플라즈마 인디케이터의 제조방법을 설명한다.

[기판의 알루마이트 처리]

본 발명에 있어서 사용되는 기판으로서는, 알루미늄만으로 이루어지는 재료여도 되나, 일반적으로 알루미늄 합금이라 불리는 재료(예를 들면 Al-Mn계 합금, Al-Mg계 합금, Al-Mg-Si계 합금 등)여도 되고, 애노드 산화 처리되어 세공이 형성되는 재료면 된다. 또한 알루미늄 재료 자체가 다른 금속과 합금화되어 이미 착색된 재료여도 된다. 이하, 알루미늄 성형체라 한다.

기판의 형상은 판형상, 봉형상, 선형상, 박형상 등이어도 되고, 다른 재료(금속, 플라스틱, 점착제 등)와 복합재로 되어 있어도 된다. 예를 들면 판형상 또는 박형상 기판의 뒤쪽에 수지 필름층을 매개로 접착제층을 형성하여 이루어지는 것이어도 된다. 이때에는 사용 시에 있어서 인디케이터를 임의의 위치에 고정할 수 있다. 또한 알루미늄 성형체는 연마, 에칭, 이지(梨地)·광휘 마무리 등의 전처리가 되어 있어도 된다.

애노드 산화 처리 전에 알루미늄 성형체를 공지의 수단, 예를 들면 수산화나트륨 수용액 중에 소정 시간 침지하여 수세함으로써 탈지한다.

알루마이트 처리는 일반적으로 알루미늄 성형체 표면(알루미늄 재료)에 내식성 및 장식성을 부여하기 위해 행하는 처리와 동일하여, 애노드 산화 처리 피막에 세공을 형성할 수 있는 처리인 것이 필요하다.

알루미늄 성형체를 애노드 산화 처리장치의 애노드에 전기적으로 접촉시켜서 그 애노드 및 캐소드와 함께 전해액 중에 침지시켜, 상기 애노드와 캐소드 사이에서 통전시킴으로써 상기 알루미늄 성형체에 애노드 산화 처리 피막을 형성한다. 통전은 직류에 한정되는 것은 아니고, 교류나 펄스 파형의 전류 등 다른 종래부터 공지의 방법이어도 된다.

이때 사용되는 전해액으로서는 황산, 말레산, 말론산, 옥살산 중 적어도 어느 하나를 함유하는 전해액의 3~30 중량% 용액이 바람직하게 사용된다. 특히 이들에 한정되는 것은 아니나, 알루미늄의 색을 반영한 은색의 경우는 황산이 바람직하고, 금색의 경우는 옥살산이 바람직하다. 또한 전해온도 0~40℃, 전류밀도 0.5~3.0 A/dm²로 하여 5분~1시간 애노드 산화 처리를 행한다.

또한, 이때 전해액에 금속 이온을 첨가해 둠으로써, 알루미늄의 색이 반영된 은색이 아니라, 착색 알루마이트 처리 표면을 얻을 수 있다. 예를 들면 구리 이온을 첨가하여 녹색으로 착색된 알루마이트 피막을 얻는다.

생성되는 세공은 예를 들면 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 성형체(1)의 표면에 형성된 애노드 산화 처리 피막(2)의 깊이방향으로 뻗은 긴 기둥형상의 공간인 세공(3)으로서 형성된다. 단, 알루미늄 성형체 표면에 대해, 도시하는 바와 같이 직각으로만 형성된다고는 할 수 없고, 실제로는 굴곡, 분기 등 불규칙한 형상을 나타낸다. 그 개구부의 직경은 애노드 산화 처리 조건에 따라 임의로 조정하는 것이 가능하나, 본 발명에 있어서 이 공정에 의해 생성되는 애노드 산화 처리 피막의 세공은 그 개구부의 직경이 5~300 ㎚이고, 바람직하게는 5 ㎚~50 ㎚이며, 보다 바람직하게는 8~50 ㎚이다. 300 ㎚보다도 크면 애노드 산화 처리 피막을 균일한 피막으로 하는 것이 곤란하고, 5 ㎚ 미만의 다공질 피막은 얻어지기 어렵다.

또한 세공(3)의 길이는 특별히 한정되지 않으나, 착색시키는 데 필요한 양의 색소를 충분히 세공 내에 넣는 데 필요한 길이면 되고, 이 때문에 알루미늄 표면으로부터 두께방향을 향하여 2~50 ㎛의 길이이고, 바람직하게는 3~40 ㎛, 더욱 바람직하게는 3~20 ㎛이다.

착색 알루마이트 처리 또는 무착색의 알루마이트 처리한 후에, 추가로 착색 피막을 형성할 목적으로 이차 전해 처리를 행하여도 된다. 이차 전해 처리는 금속 이온을 함유하는 수용액 중에 알루마이트 처리된 알루미늄 성형체를 침지하여 전해 처리하는 것이다. 예를 들면 니켈, 은, 구리 등의 이온을 함유하는 수용액을 채용하여, 이들 이온이 환원된 금속에 유래하는 색으로 착색시킬 수 있다.

이차 전해 처리에 의해 착색 또는 무착색의 알루마이트 표면에 형성되어 있는 세공(3)의 저면에서 내면에 걸쳐서 금속의 석출이 일어나, 금속에 유래하는 착색 피막이 형성된다.

이차 전해 처리는 금속 이온을 함유하는 전해욕 중에 알루마이트 처리된 알루미늄을 침지하여 이 알루마이트 처리 피막을 전극으로 하고, 다른 전극도 침지하여 이들 전극에 교류나 펄스 파형의 전류 등을 통전함으로써 행하여진다.

이들 처리를 임의로 행함으로써, 본 발명에 있어서 색소를 설치하기 전의 알루마이트 기판으로서는, 착색 알루마이트와 무착색 알루마이트 처리된 알루미늄으로부터 선택할 수 있고, 또한 이차 전해 처리 유무를 선택할 수 있기 때문에, 합계로 4가지의 알루마이트 처리 기판으로부터 선택하여 채용할 수 있다.

착색 알루마이트 처리를 행하는 것 및/또는 이차 전해 처리를 행함으로써, 처리된 알루미늄 기판 표면의 색을 알루미늄의 색을 반영한 은색이 아니라, 녹색이나 황색이나 적색 등의 다른 색으로 할 수 있다. 그 결과 색소의 색에 대해 보다 용이하게 육안으로 플라즈마 처리를 확인할 수 있다.

[색소]

본 발명에 있어서 사용하는 색소로서는 알루미늄의 양극 산화 처리 피막을 염색할 수 있고, 또한 플라즈마가 조사되어 소색 또는 변색되는 것이 필요하다. 이러한 색소로서 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 크산텐계 색소, 식용 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용한다.

안트라퀴논계 색소는 안트라퀴논을 기본 골격으로 하는 것이라면 한정적이지 않고, 공지의 안트라퀴논계 분산 염료 등도 사용할 수 있다. 그중에서도 특히 아미노기를 갖는 안트라퀴논계 색소가 바람직하다. 보다 바람직하게는 제1 아미노기 및 제2 아미노기의 1종 이상의 아미노기를 갖는 안트라퀴논계 색소이다. 이 경우, 각 아미노기는 2 이상 가지고 있어도 되고, 이들은 서로 동종 또는 상이해도 된다.

보다 구체적으로는, 예를 들면 1,4-디아미노안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 1), 1-아미노-4-히드록시-2-메틸아미노안트라퀴논(C.I.Disperse Red 4), 1-아미노-4-메틸아미노안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 4), 1,4-디아미노-2-메톡시안트라퀴논(C.I.Disperse Red 11), 1-아미노-2-메틸안트라퀴논(C.I.Disperse Orange 11), 1-아미노-4-히드록시안트라퀴논(C.I.Disperse Red 15), 1,4,5,8-테트라아미노안트라퀴논(C.I.Disperse Blue 1), 1,4-디아미노-5-니트로안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 8), C.I.Disperse Blue 7 등을 들 수 있다(괄호 안은 컬러 인덱스명).

그 밖에도 C.I.Solvent Blue 14, C.I.Solvent Blue 35, C.I.Solvent Blue 63, C.I.Solvent Violet 13, C.I.Solvent Violet 14, C.I.Solvent Red 52, C.I.Solvent Red 114, C.I.Vat Blue 21, C.I.Vat Blue 30, C.I.Vat Violet 15, C.I.Vat Violet 17, C.I.Vat Red 19, C.I.Vat Red 28, C.I.Acid Blue 23, C.I.Acid Blue 80, C.I.Acid Violet 43, C.I.Acid Violet 48, C.I.Acid Red 81, C.I.Acid Red 83, C.I.Reactive Blue 4, C.I.Reactive Blue 19, C.I.Disperse Blue 7, Sanodye Blue 2LW, Sanodye Blue G 등으로서 알려져 있는 색소도 사용할 수 있다.

이들 안트라퀴논계 색소는 단독 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 이들 안트라퀴논계 색소의 종류(분자구조 등)를 변경함으로써 검지 감도를 제어하는 것도 가능하다.

메틴계 색소로서는 메틴기를 갖는 색소면 된다. 따라서, 본 발명에 있어서 폴리메틴계 색소, 시아닌계 색소 등도 메틴계 색소에 포함된다. 이들은 공지 또는 시판의 메틴계 색소로부터 적당히 채용할 수 있다. 구체적으로는, C.I.Basic Red 12, C.I.Basic Red 13, C.I.Basic Red 14, C.I.Basic Red 15, C.I.Basic Red 27, C.I.Basic Red 35, C.I.Basic Red 36, C.I.Basic Red 37, C.I.Basic Red 45, C.I.Basic Red 48, C.I.Basic Yellow 11, C.I.Basic Yellow 12, C.I.Basic Yellow 13, C.I.Basic Yellow 14, C.I.Basic Yellow 21, C.I.Basic Yellow 22, C.I.Basic Yellow 23, C.I.Basic Yellow 24, C.I.Basic Violet 7, C.I.Basic Violet 15, C.I.Basic Violet 16, C.I.Basic Violet 20, C.I.Basic Violet 21, C.I.Basic Violet 39, C.I.Basic Blue 62, C.I.Basic Blue 63, Sanodye Yellow 3GL 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

아조계 색소는 발색단으로서 아조기-N＝N-를 갖는 것이라면 한정되지 않는다. 예를 들면 모노아조색소, 폴리아조색소, 금속 착체 아조색소, 스틸벤아조색소, 티아졸아조색소 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로 컬러 인덱스명으로 표기하면, C.I.Solvent Red 1, C.I.Solvent Red 3, C.I.Solvent Red 23, C.I.Disperse Red 13, C.I.Disperse Red 52, C.I.Disperse Violet 24, C.I.Disperse Blue 44, C.I.Disperse Red 58, C.I.Disperse Red 88, C.I.Disperse Yellow 23, C.I.Disperse Orange 1, C.I.Disperse Orange 5, C.I.Disperse Red 167:1, C.I.Acid Red 18, C.I.Acid Yellow 23, Sanodure Fast Gold L, Sanodure Orange G, Sanodye Red GLW, Sanodal Red B3LW, Sanodure Bordeaux RL, Sanodure Violet CLW, Sanodure Green LWN, Sanodye Brown R, Sanodure Bronze 2LW, Sanodure Fast Bronze L, Sanodure Brown GSL, Sanodure Grey NL liquid, Sanodal Black 2LW, Sanodal Deep Black MLW, Sanodal Black GL Paste, Sanodure Fiery Red ML, Sanodye Golden Orange RLW, Sanodye Red RLW 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

프탈로시아닌계 색소로서는 프탈로시아닌 구조를 갖는 색소라면 한정되지 않는다. 예를 들면 청색의 구리 프탈로시아닌, 보다 녹색을 띠는 청색을 나타내는 무금속 프탈로시아닌, 녹색의 고염소화 프탈로시아닌, 보다 황색을 띠는 녹색을 나타내는 저염소화 프탈로시아닌(브롬화 염소화 구리 프탈로시아닌) 등을 들 수 있다.

구체적으로는 C.I.Direct Blue 86, C.I.Direct Blue 87, C.I.Basic Blue 140, C.I.Solvent Blue 70, Sanodal Turquoise PLW Liquid 등을 들 수 있다.

상기 일반적인 프탈로시아닌계 색소 이외에, 중심 금속으로서 아연, 철, 코발트, 니켈, 납, 주석, 망간, 마그네슘, 규소, 티탄, 바나듐, 알루미늄, 이리듐, 백금 및 루테늄의 1종 이상을 갖고, 이들 중심 금속이 프탈로시아닌에 배위된 화합물, 더 나아가서는 상기 중심 금속에 산소나 염소가 결합된 상태로 프탈로시아닌에 배위된 화합물 등도 이용할 수 있다.

트리페닐메탄계 색소로서는 트리페닐메탄 구조를 갖는 색소라면 한정되지 않는다. 예를 들면 C.I.Acid Blue 90, C.I.Acid Green 16, C.I.Acid Violet 49, C.I.Basic Red 9, C.I.Basic Blue 7, C.I.Acid Violet 1, C.I.Direct Blue 41, C.I.Mordant Blue 1, C.I.Mordant Violet 1, C.I.Acid Blue 9 등을 들 수 있다. 이들 트리페닐메탄계 색소는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

크산텐계 색소로서는 크산텐 구조를 갖는 색소라면 한정되지 않는다. 예를 들면 C.I.Acid Yellow 74, C.I.Acid Red 52, C.I.Acid Violet 30, C.I.Basic Red 1, C.I.Basic Violet 10, C.I.Mordant Red 27, C.I.Mordant Violet 25 등을 들 수 있다. 이들 크산텐계 염료는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

식용 색소로서는 식용 적색 2호, 식용 적색 3호, 식용 적색 102호, 식용 적색 104호, 식용 적색 105호, 식용 적색 106호, 식용 황색 4호, 식용 황색 5호, 식용 녹색 3호, 식용 청색 1호, 식용 청색 2호 등을 병용할 수 있다.

본 발명에서는 상기 색소 이외의 색소 또는 안료를 병용시켜도 된다. 또한 상기 중 어느 하나에 포함되는지가 불명확한 색소(ALFAST RED MF-301B, TAC RED BRL(모두 상품명))도 사용할 수 있다. 특히, 플라즈마 분위기하에서 변색되지 않는 색소 성분(「비변색 색소」라 함)을 함유시켜도 된다. 이로써 어떤 색에서 다른 색으로의 색조의 변화를 보다 명확하게 할 수 있어, 변색의 시인 효과를 한층 높일 수 있다. 비변색 색소로서는 상품명 TAC BLACK-HG나 Sanodal Gold 4N으로 나타내어지는 염료인 공지의 색소를 사용할 수 있다. 이 경우의 비변색 색소의 함유량은 그 비변색 색소의 종류 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.

단, 본 발명에 있어서 인디케이터로 하기 위해 상기 색소에 의해 착색 후, 사용 전까지의 통상의 기간 변색이나 소색되지 않는 것이 필요하고, 상기 색소에 의하면 변색이나 소색되는 경우는 없어 착색의 경시 안정성은 양호하다.

[애노드 산화 처리된 착색 또는 무착색 알루미늄 성형체 표면, 또는 추가로 이차 전해 처리된 알루미늄 성형체 표면으로의 색소의 적용]

상기 수단에 의해 알루미늄 성형체 표면에 세공을 형성시킨 후, 그 세공 내에 상기 색소를 넣는다.

이를 위해, 상기 색소를 물이나 유기 용제에 용해하여 색소 용액을 조제하고, 이 속에 상기 수단에 의해 세공을 형성시켜서 이루어지는 알루미늄 성형체를 침지한다.

침지 조건으로서는 2~30분간, 온도 30~70℃, 색소 용액 중의 색소농도는 1 g/1 L~20 g/1 L로 할 수 있다. 침지 후는 수세·건조를 행한다.

이러한 처리에 의해, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 세공 내에 색소(4)가 도입된다. 색소는 세공 개구부에 가까울수록 많이 고정되고, 세공의 저부로 갈수록 소량이 고정되는 경향이 있다. 그 후 경우에 따라 봉공 처리를 행하여 세공의 상부 구멍의 개구부가 좁아지도록 해도 된다.

[인디케이터의 구조]

본 발명의 인디케이터는, 예를 들면 임의의 크기의 판형상이나 박형상의 외관을 하고 있다. 그 판형상 한쪽 면의 적어도 일부에 염료에 의해 착색된 부분이 형성된다. 예를 들면 직사각형의 판형상 한쪽 면의 중심 부분에 원형으로 염료로 착색을 하고, 그 주위를 착색하지 않거나, 착색 또는 무착색 알루마이트 처리, 추가로 필요에 따라 이차 전해 처리하여 이루어지는 표면으로 할 수 있다.

단, 예를 들면 원형으로 염색하는 경우에는, 원형 부분만을 남기고 마스킹하는 마스킹 부재를 염색공정 전에 기판 표면에 설치하는 것이 필요하다.

이 마스킹 부재는 염색공정 후에 제거해도 되고, 제거하지 않고 남긴 상태로 인디케이터의 일부로서 사용할 수 있다. 남긴 상태로 사용하는 경우에는, 플라즈마 처리장치 안을 될 수 있는 한 오염시키지 않도록, 플라즈마 처리 분위기하에 있어서도 분해되지 않는 내플라즈마성을 갖는 수지층을 마스킹 부재로 하거나, 다른 금속 시트로 마스킹할 수 있다. 또한, 마스킹 부재를 제거하지 않고 인디케이터로서 사용하는 경우에는, 변색의 정도를 확인하기 위해 경우에 따라 그 마스킹 부재 표면에 부착된 염료를 제거하는 것도 필요하다.

마스킹 부재를 제거하지 않고 인디케이터로서 사용하는 경우에는, 인디케이터로서의 시인성을 향상시키기 위해, 염료로 염색된 상태의 색과 염료가 분해되어 제거된 상태의 기재의 색 양쪽에 대해 충분히 색의 차이를 확인할 수 있는 색이며, 또한 플라즈마에 의해 변색되지 않는 재료로 마스킹 부재를 착색해 두는 것이 바람직하다.

[인디케이터의 용도]

본 발명의 인디케이터는 플라즈마 발생용 가스를 사용하는 플라즈마 처리라면 어느 처리에도 적용할 수 있다. 즉, 감압 플라즈마 처리 및 대기압 플라즈마 처리 양쪽에 적용할 수 있다.

감압 플라즈마 처리의 구체적인 예로서는, 예를 들면 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 세정, 표면개질 등의 용도；반도체 제조공정에 있어서의 제막, 회화, 세정, 표면개질 등의 용도；실장 기판 또는 프린트 배선 기판의 세정, 표면개질 등의 용도；의료기구 등의 멸균 용도；실장 부품의 세정, 표면개질 등의 용도 등을 들 수 있다.

또한, 대기압 플라즈마 처리의 구체적인 예로서는, 예를 들면 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 제막, 회화, 세정, 표면개질 등의 용도；실장 기판 또는 프린트 배선 기판의 세정, 표면개질 등의 용도；자동차, 항공기 부품 등의 표면개질 용도, 의료분야(치과 또는 외과)에 있어서의 소독, 살균, 멸균, 치료 등의 용도 등을 들 수 있다.

감압 플라즈마 발생용 가스로서는 감압하, 교류전압, 펄스전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가함으로써 플라즈마를 발생시킬 수 있는 가스라면 한정되지 않고, 예를 들면 산소, 질소, 수소, 염소, 과산화수소, 헬륨, 아르곤, 실란, 암모니아, 브롬화황, 수증기, 아산화질소, 테트라에톡시실란, 사불화탄소, 트리플루오로메탄, 사염화탄소, 사염화규소, 육불화황, 사염화티탄, 디클로로실란, 트리메틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리메틸알루미늄 등을 들 수 있다. 이들 감압 플라즈마 발생용 가스는 단독 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

대기압 플라즈마 발생용 가스로서는 대기압하, 교류전압, 펄스전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가함으로써 플라즈마를 발생시킬 수 있는 가스라면 한정되지 않고, 예를 들면 산소, 질소, 수소, 아르곤, 헬륨, 공기 등을 들 수 있다. 이들 대기압 플라즈마 발생용 가스는 단독 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명의 인디케이터를 사용할 때는, 구체적으로는 플라즈마 발생용 가스를 사용하는 플라즈마 처리장치(구체적으로는, 플라즈마 발생용 가스를 함유하는 분위기하에서 교류전압, 펄스전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가하여 플라즈마를 발생시킴으로써 플라즈마 처리를 행하는 장치)의 내부 또는 당해 내부에 수용되어 있는 피처리물에 본 발명의 인디케이터를 놓고, 플라즈마 처리 분위기하에 폭로하면 된다. 이 경우, 장치 내에 놓인 인디케이터의 변색에 의해 소정의 플라즈마 처리가 행하여진 것을 검지할 수 있다.

본 발명의 인디케이터는 그대로 인디케이터 카드로서 사용할 수 있다. 이때, 변색층의 형상을 공지의 바코드의 형상으로 하고, 소정의 플라즈마 처리가 완료된 단계(변색의 정도)에서 바코드 리더에 의한 판독이 가능해지는 조건으로 설정하면, 플라즈마 처리의 완료와 그 후의 플라즈마 처리물의 물류관리를 바코드에 의해 일원화하여 관리할 수 있다. 본 발명은 이러한 용도로 사용하는 인디케이터, 플라즈마 처리 관리방법 및 물류 관리방법에 응용할 수 있다.

본 발명의 인디케이터는 기체 투과성 포장체의 내면에 수납되어도 된다.

기체 투과성 포장체는 그 속에 피처리물을 봉입(封入)한 채로 플라즈마 처리할 수 있는 포장체가 바람직하다. 이는 플라즈마 처리용 포장체(파우치)로서 사용되고 있는 공지 또는 시판의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 폴리에틸렌계 섬유(폴리에틸렌 합성지)에 의해 형성되어 있는 포장체를 적합하게 사용할 수 있다. 이 포장체에 피처리물을 넣고, 개구부를 히트실링 등에 의해 밀폐한 후, 포장체째 플라즈마 처리장치 중에서 처리할 수 있다.

이들 경우 외에, 상기 포장체의 내면에 배치하는 것도 가능하다. 배치하는 방법은 한정적이지 않으며, 접착제, 히트실링 등에 의한 방법 외에, 본 발명의 인디케이터를 직접 포장체의 내면에 도포 또는 인쇄함으로써 인디케이터를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 도포 또는 인쇄에 의한 경우는, 포장체의 제조 단계에서 인디케이터를 형성해 두는 것도 가능하다.

그리고, 인디케이터를 외부로부터 확인할 수 있도록, 포장체의 일부에 투명창부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 포장체를 투명 시트와 상기 폴리에틸렌 합성지로 제작하고, 그 투명 시트를 통해 시인할 수 있는 위치에 인디케이터를 설치하면 된다.

본 발명의 인디케이터를 수납하여 이루어지는 포장체를 사용하여 플라즈마 처리하는 경우, 예를 들면 포장체에 피처리물을 장전하는 공정, 피처리물이 장전된 포장체를 밀봉하는 공정, 및 당해 포장체를 플라즈마 처리 분위기하에 두는 공정을 갖는 방법을 채용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 피처리물을 포장체에 넣은 후, 히트실링 등의 공지의 방법에 따라 밀봉한다. 이어서, 그 포장체째 플라즈마 처리 분위기하에 배치한다. 예를 들면 공지 또는 시판의 플라즈마 처리장치의 처리실에 배치하여 처리를 행한다. 처리가 종료된 후에는 포장체째 꺼내서 그대로 사용 시까지 포장체 내에서 보관할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 처리는 인디케이터의 변색층이 변색될 때까지 플라즈마 처리 분위기하에 포장체를 두는 것이 바람직하다.

실시예

[인디케이터의 제작]

(탈지공정)

JIS A1050제 알루미늄 성형체를 준비하고, 이를 50℃, 6.5% 수산화나트륨 수용액에 3분간 침지하여, 수세하고, 추가로 실온 10% 질산에 3분간 침지하여 중화를 하고, 이온 교환수로 세정하여 탈지를 행하였다.

(애노드 산화 처리공정)

15% 황산을 전해액으로서 준비하고, 이 전해액에 탈지된 알루미늄 성형체를 침지하여, 직류 정전류 전해법에 의해 전해를 행하였다. 대극으로서 탄소판을 채용하였다.

전해 시에 있어서 전류밀도를 1.0 A/dm², 욕온도는 20℃, 전해시간은 40분이다.

(염색공정)

표 1에 나타내는 염료를 사용하여 얻은 염료농도 5 g/L, pH 5.5, 온도 50℃의 염료용액 중에 애노드 산화 처리된 알루미늄 성형체를 10분간 침지하였다. 염료농도, pH, 침지 시의 온도나 시간을 변경함으로써 염색에 의한 색의 농도를 조정할 수 있다.

또한 애노드 산화공정에 있어서의 전해 조건을 변경함으로써 염색에 의한 색의 농도를 조정하는 것도 가능하다.

[고주파 플라즈마 처리]

상기 공정에 의해 제작한 인디케이터를 플라즈마 처리장치 내에 설치하였다.

그 후, 아래의 조건으로 O₂ 가스 단독, 및 O₂ 가스와 CF₄ 가스의 혼합 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시켜서 인디케이터에 플라즈마를 검지시켰다.

(고주파 O₂ 플라즈마 처리 조건)

평행 평판형 고주파 플라즈마장치 BP-1(삼코 주식회사 제조)을 사용하여, O₂ 가스를 10 ㎖/min로 공급하면서 100 ㎩의 기압하에서, 전극 간 거리를 50 ㎜로 하여, 100 W로 30분간 플라즈마 처리를 행하였다.

(마이크로파 O₂ 플라즈마 처리 조건)

마이크로파 플라즈마장치(TMP-0063(주식회사 도시바 제조))를 사용하여, O₂ 가스를 2.5 Torr의 기압하에서, 1 kW의 전력을 공급하고, 초기 감압은 0.95 Torr, 초기 온도는 30~33℃로 하여 30분간 플라즈마 처리를 행하였다.

(고주파 O₂·CF₄ 플라즈마 처리 조건)

평행 평판형 고주파 플라즈마장치 BP-1(삼코 주식회사 제조)을 사용하여, O₂ 가스를 10 ㎖/min, CF₄ 가스를 5 ㎖/min로 공급하면서 100 ㎩의 기압하에서, 전극 간 거리를 50 ㎜로 하여, 100 W로 30분간 플라즈마 처리를 행하였다.

[평가]

(플라즈마 검지 시의 색 변화)

플라즈마를 검지하기 전후의 색을 육안으로 확인하였다.

(변색 성능)

플라즈마를 검지하는 공정 전후의 인디케이터를 늘어놓고, 변색 정도를 육안으로 확인하였다.

육안으로 변색을 확인할 수 있었던 것···○

육안으로 변색을 확인할 수 없는 것····×

(변색 성능의 경시 변화)

인디케이터를 50℃에서 4주간 방치 후, 상기 변색 성능의 평가를 행하였다.

초기와 변함없는 변색 성능을 확인할 수 있었던 것········○

초기로부터 변색 성능이 저하되었으나 변색을 확인할 수 있었던 것··△

경시 변화가 확인되지 않은 것··················―

실시예 1~19에서는 각종 알루마이트 처리한 기판을 각종 염료로 염색한 것을 플라즈마의 검지에 사용하였다.

비교예 1~5는 각종 알루마이트 처리를 하였으나, 염료에 의한 염색을 하지 않거나, 또는 무기염 염료로 염색한 것을 플라즈마 처리에 사용하였다.

상기 표 1의 실시예 1~19에 의하면, 염료에 의해 염색한 알루미늄판을 사용하면 고주파 및 마이크로파에 의한 플라즈마를 모두 검지하여 변색되었다.

한편, 염료에 의한 염색을 행하지 않거나, 또는 무기염 염료에 의해 염색한 비교예 1~5에 의하면 변색되지 않았다.

또한 실시예 1~19에 의하면, 알루미늄 성형체로부터 어떠한 물질이 플라즈마 분위기 중으로 방출된 흔적은 없었다.

실시예 1~19의 기판은 알루마이트 처리 전, 또는 착색의 각 공정 도중에 시판의 마스킹재를 사용하여 적당히 패턴을 부여할 수 있어, 인디케이터의 의장성을 높이는 것이 가능하다. 마스킹재로서 오쿠노 제약공업(주) 제조 탑레지스트 1000을 사용한 경우에는, 마스킹재를 제거하지 않고 인디케이터 구성의 일부로서 채용해도 플라즈마 처리에 의한 악영향은 보이지 않았다.

Claims

애노드 산화 처리되어 형성된 세공(細孔) 내에 색소가 함유되어 이루어지는 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.
제1항에 있어서,
색소는 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 식용 색소 및 크산텐계 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 세공은 봉공(封孔) 처리되어 이루어지는 색소 함유 알루마이트 처리 플라즈마 인디케이터.