JPH03107458A - 樹脂製容器内面に被膜を形成する方法 - Google Patents

樹脂製容器内面に被膜を形成する方法

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JPH03107458A
JPH03107458A JP24689289A JP24689289A JPH03107458A JP H03107458 A JPH03107458 A JP H03107458A JP 24689289 A JP24689289 A JP 24689289A JP 24689289 A JP24689289 A JP 24689289A JP H03107458 A JPH03107458 A JP H03107458A
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JP
Japan
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tank
plasma
inside surface
gas
monomer
Prior art date
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JP24689289A
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Inventor
Keiichiro Sano
慶一郎 佐野
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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、樹脂製容器の内面に被膜を形成する方法に関
する。
〔従来の技術〕
樹脂製容器(たとえば、オートバイの燃料タンク)の内
面にバリヤ層を形成するため、特開昭56−81344
号公報に係る技術が提案されている。
この技術においては、樹脂製容器の内面がプラズマ処理
され、これによって該容器を構成している樹脂の極性基
が活性化される。そして、この活性化によって接着性が
向上した容器内面にエポキシ樹脂がバリヤ層として被着
される。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記エポキシ樹脂からなるバリヤ層は、可撓性および耐
衝撃性に劣る。このため、バリヤ層にクラックを生じて
バリヤ効果が損なわれるという不都合が発生する。
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、可撓
性および耐衝撃性に優れた被膜を中空樹脂製容器内に形
成することができる方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、樹脂製容器内にモノマガスまたはその混合
ガスを封入する工程と、プラズマ重合法によって上記ガ
スの重合被膜を上記容器の内面に形成する工程とが実施
される。
〔作用〕
本発明に係る被膜形成方法によれば、中空樹脂製容器の
内面にプラズマ重合被膜が形成される。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
第1図には、いわゆるブロー成形法によって形成された
オートバイ用燃料タンク10の断面が示されている。な
お、この燃料タンク10の材料には、経済性および耐衝
撃性に優れた単層高密度ポリエチレンが使用されている
。そしてこのタンク10は、平均厚さが4 m+mて内
容量が10リットルである。
上記タンク10をブロー成形法によって形成する場合に
は、まず第2図に示す如く、ダイスリット20より溶融
樹脂からなるパリソン30を押し出し、そののち左右の
金型40を合体させて、エア吹き込み口50をはさみ込
む態様でパリソン30の上下をピンチする。
ついでエア吹き込み口50よりエアを吹き込むことによ
って第3図に示すようにパリソン30を金型40内で膨
らませる。これにより、パリソン30が金型40の内面
に押圧され、その結果、タンク10が成形加工される。
第1図に示したプラズマ重合装置60は、上記のように
してブロー成形されたタンク10の内面にプラズ重合被
膜を形成するために使用される。
このプラズマ重合装置60は、ガス流通用配管群の先端
部を前記空気吹き込み口50内に位置させ、また放電用
電極601,602をタンク10内に位置させている。
この配管群と電極601゜602は、空気吹き込み口5
0を封止する図示していない支持体に支承されており、
したがって、この支持体を空気吹き込み口50に挿着す
ることによって、タンク10の密封と配管群等の位置決
めが同時に行なわれる。
このプラズマ重合装置60によってプラズマ重合被膜を
タンク10の内面に形成する場合には、まず、排気コン
トロールバルブ603を開きタンク10内の圧力をポン
プ604 テ10−8Torrまで減圧する。
づ なお、タンク10内の圧力は真空計605でモニタされ
る。
タンク10内の減圧後、コントロールバルブ606を開
いてボンベ607からタンク10内に前処理用の不活性
ガスを導入するとともに高周波電源608を作動させる
。なお、このとき、タンク10内の圧力は、バルブ60
6の調節によって10 ”Torrl、:保持される。
上記高周波電源608としては、たとえば出力100W
、出力周波数13.56MHzのものが使用される。こ
の高周波電源608より出力される高周波は、マツチン
グボックス609を介して前記電極601.602間に
印加され、これに伴う電極601,602間でのグロー
放電によってタンク10内に上記不活性ガスのプラズマ
が発生する。
この結果、タンク10の基材内面が前処理用不活性ガス
のプラズマ中でいわゆるイオンバードされ、これにより
該基材内面のぬれ性および接着性が改善される。このよ
うな、前処理を行ったのち後述のプラズマ重合被膜を形
成すれば、タンク内面に対する該被膜の密着性を強固に
することができる。
なおこの実施例では、上記不活性ガスによる前処理を5
分間行っている。
また、上記不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン、酸
素、窒素等の1種、もしくはそれらのうちの2種以上を
混合したものを使用している。
上記前処理が終了すると、コントロールバルブ606が
閉じられるとともに、電源608がオフされ、その後、
タンク10内の圧力はポンプ604で減圧される。そし
て、その圧力が1O−8Torrまで降下した時点でコ
ントロールバルブ610が開かれ、ボンベ611からモ
ノマガス(たとえばテトラフルオロエチレンのガスがタ
ンク10内に導入される。このとき、モノマガスの流量
はバルブ610の調節によってたとえば500C:C(
STP)/minに設定される。
かかる状態で電源608が作動され、これによってタン
ク10内にプラズマが生起される。このプラズマは、モ
ノマガスを活性化し、その結果、該モノマガスによるバ
リヤ性プラズマ重合被膜がタンク10の内面に形成され
る。
上記重合被膜を形成する処理が約10分間継続された時
点で電源608がオフされるとともにバルブ610が閉
じられる。その後、タンク10内の圧力はポンプ604
によって除々に減圧され、その圧力が再び10 =To
rrまで降下された時点でコントロールバルブ612が
開かれる。これに伴ないボンベ613から後処理用の不
活性ガスがタンク10内に導入され、そのさいタンク1
0内の圧力はバルブ612の調節によって10−ITo
rrに保持される。
ここで、電源608が作動され、これにより上記プラズ
マ重合被膜が不活性ガスのプラズマ中におかれる。その
結果、上記重合被膜が架橋されて、該被膜が更に強固か
つ安定になる。
なお、上記後処理用の不活性ガスとしては、水素や希ガ
ス等の1種、もしくはそれらのうちの2種以上を混合し
たものが使用される。
上記不活性ガスによる後処理が約5分間行なわれたのち
、電源60gがオフされるとともにバルブ612が閉じ
られる。その後、タンク10内は減圧され、その圧力が
1.0 、Torrまで降下した時点でポンプ604を
停止して、タンク10内を大気圧に戻す。
ついで、型開きを行なえば、内面に、液体、不透過性お
よびガスバリヤ性を有するプラズマ重合被膜が形成され
た樹脂製タンク10を得ることができる。
なお、被膜形成工程での未反応モノマガスおよび不活性
ガスは、真空ポンプ604を通して完全に回収されかつ
再利用される。
上記実施例では、金型4内のタンク10に被膜形成処理
を施こしているが、タンク10の気密性が高い場合には
、該タンク10を型40から取出したのち被膜形成処理
を施こしてもよい。
上記タンク10の基体を構成する樹脂の材料は特に限定
されず、ブロー成形によく用いられる一般的な有機高分
子化合物、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン等を適用することができる。また、特開昭50−2
20738号に示す多層構造の樹脂をタンク基体材料と
して用いることも可能である。
一方、本発明に使用するプラズマ重合性モノマ(有機化
合物)も実施例に示したテトラフルオロエチレンに限定
されず、プラズマ重合により被膜を形成しえるものであ
ればあらゆるモノマを適用することができる。そして、
モノマ中に金属原子や、フッ素、ケイ素、リン、イオウ
等の炭素以外の原子が含まれている場合でも、何ら不都
合は生しない。そしてモノマは、1種もしくは2種以上
を併用してもよい。
モノマとして、フッ素化モノマや有機ケイ素化合物を適
用すれば、高い液体不透過性およびガスバリヤ性をタン
ク10に付与することができ、また有機ケイ素化合物お
よびヨウ素、臭素等のアクセプタ分子や金属原子を含む
モノマを使用すれば、タンク10に帯電防止効果も付与
することができる。
なお、上記フッ素化モノマとしては、例えば、モノフル
オロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロエタン、
テトラフルオロメタン、モノフルオロジクロロメタン、
モノフルオロエタン、トリフルオロエタン、テトラフル
オロエタン、ペンタフルオロエタン、ヘキサフルオロエ
タン、ジフルオロジクロロエタン、トリフルオロトリク
ロロエタン、モノフルオロプロパン、トリフルオロプロ
パン、ペンタフルオロプロパン、パーフルオロプロパン
、ジフルオロジクロロプロパン、テトラフルオロジクロ
ロプロパン、モノフルオロn−ブタン、トリフルオロn
−ブタン、テトラフルオロn−ブタン、オクタフルオロ
n−ブタン、ジフルオロn−ブタン、モノフルオロイソ
ブタン、ジフルオロイソブタン、ペンタフルオロイソブ
タン、モノフルオロジクロロn−ブタン、ジフルオロジ
クロロイソブタン、テトラフルオロジクロロイソブタン
等を挙げることができる。
また有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラクロロ
シラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシ
ラン、トリメチルクロロシラン、メチルシラン、ジメチ
ルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、テ
トラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、フ
ェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン
γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリ
ルシラン、γーグリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γーアミノプロピルトリメトキシシラン、γークロ
ロプロピルトリクロロシラン等を挙げることができる。
上記実施例では、単層構造のプラズマ重合被膜を形成し
ているが、必要に応じて2層以上の被膜を形成すること
ができ、例えば2層の場合にはタンク内面へ第1層目の
プラズマ重合被膜を形成した後、引き続き第1層目とは
異なる1種もしくは2種以上混合のモノマを用いて第2
層目のプラズマ重合被膜を形成させる。好適な具体例と
しては、先にアリルアミンやビニルピリジンあるいはプ
ロパルギルアルコールやメチルメタクリレート等の窒素
原子や酸素原子を含むモノマによる親水性のプラズマ重
合膜を形成させ、次に疎水性であるテトラフルオロエチ
レン等のフッ素化モノマによるプラズマ重合被膜を形成
させる。
本発明を実施する場合のプラズマ重合の条件は、通常の
プラズマ重合のそれとほとんど同様でよい。
すなわち、プラズマ重合反応中の反応体域の電子温度は
10,000〜28,OOOKが望ましく、また真空度
はIXlo−3〜I Torrでよい。更に、タンク内
に流入するモノマを含むガスの流量は、例えば内容積1
0リットルのタンクの場合には、0.  1−20 c
 c (STP) /min程度でよい。なお、前記の
ガスは、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン等の不
活性ガスをキャリアガス等として混合したのちタンク内
に導入することができる。
プラズマ重合時におけるタンク10の温度には特に制約
はないが、好ましくは0℃以上でかつタンク基材の融点
以下であることが望ましい。なお、1 プラズマ重合被膜の厚さは、タンクの液体不透過性およ
びガスバリヤ性能により定められるが、通常は0.1〜
10μm程度である。
本発明において使用するプラズマ重合装置は、公知のも
のをブロー成形機に取り付は可能に改良するだけでよい
。公知の重合装置には、内部電極容量型、外部電極容量
型、外部電極誘導型等があるが、本発明には実施例に示
したような内部電極容量型のものを適用することが好ま
しい。
また、重合装置の放電の方式は、高周波放電、マイクロ
波放電、低周波放電等のうちのいずれでもよく特に限定
されない。高周波放電の場合には出力周波数13.56
旧1z 、出力電力10〜200W程度の電源が、また
マイクロ波放電の場合には出力周波数2450MHz、
出力電力100〜5 0 0 0層程度の電源が、更に
低周波放電の場合には出力周波数0.1〜20KHz、
出力電力10〜200W程度の電源が適用される。なお
、均一な被膜を形成するためには、実施例に示したよう
な高周波放電を使用するのが好ましい。
 2 第4図は、本発明に従って内面にテトラフルオロエチレ
ン(モノマ)のプラズマ重合被膜を形成した燃料タンク
と、内面をフッ素処理した燃料タンクと、内面が未処理
の燃料タンクの各ガソリ透過量を示している。
なお、上記各供試タンクは、平均厚さが4 m+mで内
容量が10リツトルである。そして、同図に示す透過量
は、タンク中に入れられた5リツトルのガソリンの減少
量から測定したものであり、未処理のタンクの30日経
過後の透過量を1oOとした時の相対値で表わされてい
る。
同図から明らかなように、プラズマ重合したタンクはガ
ソリン透過量が他のタンクに比べて著しく少なく、ガソ
リン不透過性能が特に優れている。
(発明の効果) 本発明に係る被膜形成方法では、被膜形成手段としてプ
ラズマ重合法を用いているので、ビンホルフリーで且つ
高密度に架橋した化学的に安定で耐バリヤ性、耐薬品性
、耐熱性および機械的強度に優れた被膜をタンク内面に
密着させることができる。
なお、本発明は燃料タンクだけでなく、あらゆる種類の
樹脂製容器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る被膜形成方法に適用するプラズ
マ重合装置の構成を例示した概念図、第2図および第3
図はブロー成形法に従ったタンクの成形手順を示した概
念図、第4図はガソリン透過量についての試験結果を示
したグラフである。 10・・・タンク、30・・・パリソン、40・・・金
型、50・・・エア吹き込み口、60・・・プラズマ重
合装置。 特開平3 107458 (6) 軽焼時間(日)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  樹脂製容器内にモノマガスまたはその混合ガスを封入
    させる工程と、 プラズマ重合法によって上記ガスの重合被膜を上記樹脂
    製容器の内面に形成する工程と を含むことを特徴とする樹脂製容器の内面に被膜を形成
    する方法。
JP24689289A 1989-09-22 1989-09-22 樹脂製容器内面に被膜を形成する方法 Pending JPH03107458A (ja)

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