JPH03296538A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばポリプロピレン等のポリオレフィン系
樹脂からなる樹脂成形品の表面を活性化させるためのコ
ロナ放電処理方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、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、同樹脂からなる成形品の表面には塗
料、接着剤、印刷剤等が付着しにくい。そのため、前記
樹脂成形品の表面に塗装等を行う場合には、その前処理
としてコロナ放電処理を施して表面を活性化させ、付着
性を向上させている。

このコロナ放電処理は、対向配置された一対の電極と、
両電極間に配設された搬送手段（例えば、ベルトコンベ
ア）とを備えた処理槽内で行われる。

すなわち、搬送手段で樹脂成形品を搬送しながら、両電
極間に高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、そのコ
ロナ放電により生成したオゾンで樹脂成形品の表面を活
性化させるものである。

この方法では、コロナ放電処理中に樹脂成形品の表面が
十分に活性化された゛か否かを確認できない。そのため
、処理後に樹脂成形品の表面に水等の液体を垂らしてそ
の接触角を測定したり、同表面に濡れ指数標準液を塗布
し、その塗布面における液ぎれ状態を観察したりして、
樹脂成形品表面の活性化度を判定している。これらの方
法は樹脂成形品の表面が活性化されると、その表面張力
が変化することに着目したものである。また、コロナ放
電処理時における放電状態を目視し、放電の色で活性化
の程度をおおまかに判断する方法もある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記した接触角を測定する方法や指数標準液
の液ぎれを観察する方法は、いずれもコロナ放電処理後
に行うものであり、その性格上、コロナ放電処理時の不
良発生を防止することはできない。また、放電の色で活
性化の程度を見る方法は、大まかな判定を行うことはで
きるが正確さに欠ける。そのため、コロナ放電処理中に
樹脂成形品表面の活性化の程度を正確に把握し、表面活
性化が不十分な場合には不良品が発生したと判断できる
方法の出現が期待されている。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は樹脂成形品の表面が十分に活性化されな
かったことに起因する不良品の発生を未然に防止するこ
とができるコロナ放電処理方法を提供することにある。

し課題を解決するための手段］ 本発明者はコロナ放電時の騒音レベルと、樹脂成形品が
両電極間を通過するのに要する時間との関係について実
験を行った結果、両者の積が小さ（なる程、樹脂成形品
の表面活性度が低下することを見出した。

そこで本発明は、対向配置された一対の電極間に高電圧
を印加してコロナ放電を発生させるとともに、搬送手段
にて樹脂成形品を搬送して両電極間を通過させ、前記コ
ロナ放電により生成したオゾンで樹脂成形品の表面を活
性化させるようにしたコロナ放電処理方法において、前
記コロナ放電時の騒音レベルと、樹脂成形品が両電極間
を通過するのに要する時間との積が予め設定された値よ
りも小さくなったとき、樹脂成形品の表面活性化が不十
分として、両電極間の電圧印加及び樹脂成形品の搬送を
停止させるようにしたコロナ放電処理方法をその要旨と
するものである。

［作用］ 一対の電極間に高電圧が印加されコロナ放電が発生する
と、このコロナ放電によってオゾンが生成する。この際
、オゾンが樹脂成形品表面の分子と結合して例えばカル
ボニル基が生成され、樹脂成形品の表面を活性化させる
。このコロナ放電時の騒音レベルと、樹脂成形品が両電
極間を通過するのに要する時間との積が予め設定された
値よりも小さくなったとき、樹脂成形品の表面活性化が
不十分として、両電極間の電圧印加及び樹脂成形品９搬
送が停止される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例では、自動車用マッドガードの製造工
程の一つである、射出成形工程を経て形成された未塗装
の多数の中間成形品６を樹脂成形品とし、これらの中間
成形品６の塗装に先立ちコロナ放電処理が施されるもの
とする。この中間成形品６は、ポリオレフィン系サーモ
プラスチックエラストマー（Ｔ　Ｐ　Ｅ）よりなるもの
である。

第１図は本実施例のコロナ放電処理を行うための処理装
置であり、前後両面を開放した処理槽ｌ内には、モータ
Ｍにより周回駆動される搬送手段としてのベルトコンベ
ア２が配設されている。モータＭとこれに電力を供給す
る電源３との間には第１スイツチ５が接続されている。

第１スイツチ５は、マイコンを内蔵したコントローラ４
の出力側に接続されており、同コントローラ４からの制
御信号によって第１スイツチ５が閉じられるとモータＭ
が作動し、ベルトコンベア２のベルト２ａが矢印Ｃ方向
へ周回される。そのため、処理槽１の後側（第１図右側
）開放部分からベル）２ａ上に中間成形品６が供給され
ると、この中間成形品６はベルト２ａの周回によって前
方へ搬送される。

処理槽１内においてベルトコンベア２の上下には一対の
電極７．８が対向配置されており、画電極７，８間には
電源９と、高圧トランス（図示しない）と、第２スイツ
チＩＯとが接続されている。

第２スイツチ１０は前記コントローラ４の出力側に接続
されており、同コントローラ４からの制御信号によって
第２スイツチｌＯが閉じられると、画電極７，８間に高
電圧が印加されてコロナ放電が発生し、オゾン（０３）
が生成するようになっている。

前記処理槽１の前部にはコロナ放電時のＡ特性での騒音
レベルＬ（ｄＢ）を検出する騒音計１１が取付けられて
いる。また、前記ベルトコンベア２の近傍位置には、そ
のベルト２ａの周回速度Ｓ（ｍ／分）を検出するための
速度検出センサ１２が配設されている。これらの騒音計
１１及び速度検出センサ１２は前記コントローラ４の入
力側に接続されている。なお、コントローラ４の出力側
には騒音計１１によって検出されたその時々の騒音レベ
ルＬを表示する表示器１３が接続されている。

コントローラ４に内蔵されたメモリには、ベルトコンベ
ア２のベルト２ａの周回速度Ｓ毎に、同ベルト２ａ上の
中間成形品６が画電極７，８間を通過するのに要する時
間（以後、通過時間という）Ｔが関係付けられて記憶さ
れている。すなわち、ベルトコンベア２の前後長さをｌ
とすると、Ｔ１／Ｓの関係式で求められる通過時間Ｔが
周回速度Ｓ毎に記憶されている。

このコントローラ４は騒音計１１により検出された騒音
レベルＬ（ｄＢ）と、速度検出センサ１２により検出さ
れた周回速度Ｓ　（ｍ／分）に対応する通過時間Ｔ（分
）との積を算出する。そして、コントローラ４は算出さ
れた値と予め設定された設定値Ｂとを比較し、算出値が
設定値８以上である場合には、前記両スイッチ５．１０
を閉じ、算出値が設定値Ｂよりも小さい場合には、両ス
イッチ５，１０を開いて画電極７，８間への電圧印加及
びベルトコンベア２の周回駆動を停止させるようになっ
ている。なお、本実施例における設定値Ｂは８０ｄＢ・
分であり、後記する実験結果に基づき決定した値である
。

次に、前記処理装置を用いて中間成形品６の表面にコロ
ナ放電処理を施す方法について説明する。

まず、中間成形品６の表面に確実にコロナ放電処理が行
われるように、同中間成形品６をトリクロロエタンで洗
浄する前処理を行う。このときの洗浄方法としては、■
トリクロロエタンの蒸気（約７４℃）中に中間成形品６
を所定時間（約２０秒間）放置する方法、■温められた
トリクロロエタンを中間成形品６に所定時間（約２０秒
間）吹き付ける方法、■トリクロロエタンの蒸気（約７
４℃）中に中間成形品６を所定時間（約２０秒間）放置
した後、温められたトリクロロエタンを中間成形品６に
所定時間（約２０秒間）吹き付ける方法がある。前記ト
リクロロエタンによる洗浄が終わったら、中間成形品６
を乾燥（９０℃×１５分）し、付着しているトリクロロ
エタンを蒸発させる。

次に、前記中間成形品６を処理装置に投入する。

この処理装置では、通過時間Ｔが３．７分（ベルトコン
ベア２のベルト２ａの周回速度Ｓが１ｍ／分）、コロナ
放電の騒音レベルＬが９７〜１０６ｄＢに予め設定され
ている。処理装置のスタートスイッチ（図示しない）が
オン操作されると、コントローラ４は第１スイツチ５及
び第２スイツチｌＯを閉じるための制御信号を出力する
。この制御信号に基づき両スイッチ５，１０が閉じられ
ると、ベルトコンベア２が周回駆動されるとともに、画
電極７，８間に高電圧が印加される。前記電圧印加によ
り画電極７，８間でコロナ放電が発生し、これにともな
いオゾンが生成する。このとき、オゾンが中間成形品６
表面の分子と結合して例えばカルボニル基が生成され、
同中間成形品６の表面が活性化される。

前記処理装置の作動時には、コロナ放電にともなって発
生する放電音の騒音レベルＬが騒音計１１にて検出され
るとともに、ベルトコンベア２のベルト２ａの周回速度
Ｓが速度検出センサ１２にて検出される。コントローラ
４は、検出されたその時々の騒音レベルＬ及び周回速度
Ｓを取り込み、その周回速度Ｓに対応する通過時間Ｔと
騒音レベルＬとの積を算出する。そして、前記のように
算出された値と、設定値Ｂ（この場合８０ｄＢ・分）と
を比較する。このとき、算出値が設定値Ｂ以上であれば
前記両スイッチ５，１ｏを閉状態に保持する。

ところで、何らかの原因によりベルトコンベア２のベル
ト２ａの周回速度Ｓが低下したり、コロナ放電が十分発
生しなかったりして、騒音レベルＬと通過時間Ｔとの積
が設定値Ｂ（８０ｄＢ・分）よりも小さくなると、中間
成形品６の表面活性化が不十分として、コントローラ４
は第１スイツチ５及び第２スイツチＩＯを開くための制
御信号を出力する。これらの両スイッチ５．１０が開か
れると、画電極７，８間への電圧印加及びベルトコンベ
ア２の周回が停止される。このため、処理装置の作動が
自動的に停止され、不良品の発生が未然に防止される。

なお、前記コロナ放電処理が正常に行われた中間成形品
６は、塗装工程へ移行される。この工程では中間成形品
６にアクリルウレタン系の塗料が塗布され、室温で約１
０分放置された後、８０℃で４０分間反応硬化される。

すると、中間成形品６の表面に塗膜が形成される。

ここで、（通過時間Ｔ）×（騒音レベルＬ）と、中間成
形品６表面の活性化度との関係について実験を行った。

その結果を表−１に示す。この実験では中間成形品６表
面の活性化度として、同表面に対する塗膜の密着性を調
べた。この密着性試験は塗膜に基盤の目状に切り込みを
入れて１００個の塗膜片を形成し、これに工業用テープ
を貼着し、その後同テープを剥がしたときに、中間成形
品６から剥離する塗膜片の数を数えるものである。また
、表−１には参考までに、コロナ放電処理が行われた中
間成形品６の表面に水滴を垂らしたときの接触角（０）
も併記した。

表−１ 表−１から明らかなように、通過時間Ｔと騒音レベルＬ
との積が７８ｄＢ・分よりも大きい場合には、塗膜片が
全く剥がれないのに対し、同種が７８ｄＢ・分量下では
塗膜片が剥がれてしまった。

これは、通過時間Ｔと騒音レベルＬとの積が７８ｄＢ・
分量下では、中間成形品６の表面が十分なレベルまで活
性化されていないことを示している。

従って、前記通過時間Ｔと騒音レベルＬとの積で、コロ
ナ放電処理による中間成形品６表面の活性化度を正確に
把握することができる。

これに対し、中間成形品６上に水滴を垂らしたときの接
触角と塗膜密着性とはある程度の相関関係がある。すな
わち、接触角が大きくなると塗膜密着性が悪くなる傾向
がある。しがしながら、表−１かられかるように、接触
角が９８°のとき塗膜片が全く剥離しないのに対し、接
触角が９４゜のときには塗膜片が２片剥離する等、境界
となる角度が明確でない。

このように本実施例では、通過時間Ｔと放電音の騒音レ
ベルＬとの積で、中間成形品６の表面が十分に活性化さ
れたか否かを処理中に判定し、十分に活性化されていな
い場合には、画電極７．８間への電圧印加及び中間成形
品６の搬送を停止させるようにした。そのため、活性化
が十分に行われなかったことに起因する不良品の発生を
未然に防止することができる。従って、コロナ放電処理
後に水滴等の接触角を測定したり指数標準液の液ぎれ状
態を観察したりするという活性化の程度を確認する作業
が不要となった。

なお、前記実施例では画電極７，８間への電圧印加及び
ベルトコンベア２の駆動を停止させるときの下限値のみ
を設定したが、上限値も併せて設定してもよい。すなわ
ち、前記表−１と同様の実験を行った結果、騒音レベル
Ｌと通過時間Ｔの積が７２０ｄＢ・分を越えると、塗膜
表面にクラックが入ることが分かった。このことから、
上限の設定値を７２０ｄＢ・分とし、前記積が８０〜７
２０ｄＢ・分の範囲から外れたときに、画電極７゜８間
への電圧印加及びベルトコンベア２の駆動を停止させる
ようにすれば、不良品の発生をさらに確実に防止できる
。

また、本発明は前記マッドガード以外にも、自動車用バ
ンパ、自動車用モール等の、成形後に塗装、接着、印刷
等が必要な樹脂成形品を対象物とすることができる。

［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方法によ
れば、樹脂成形品の表面が十分に活性化されなかったこ
とに起因する不良品の発生を未然に防止することができ
る。そのため、コロナ放電処理後に接触角を測定したり
指数標準液の液ぎれ状態を観察したりするという活性化
の程度を確認する作業が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例を示し、コロナ放
電処理を行うために用いられる処理装置の構成を示す図
である。 ２・・・搬送手段としてのベルトコンベア、６・・・樹
脂成形品としての中間成形品、７，８・・・電極、Ｌ・
・・騒音レベル、Ｔ・・・通過時間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向配置された一対の電極（７、８）間に高電圧を
   印加してコロナ放電を発生させるとともに、搬送手段（
   ２）にて樹脂成形品（６）を搬送して両電極（７、８）
   間を通過させ、前記コロナ放電により生成したオゾンで
   樹脂成形品（６）の表面を活性化させるようにしたコロ
   ナ放電処理方法において、 前記コロナ放電時の騒音レベルと、樹脂成形品（６）が
   両電極（７、８）間を通過するのに要する時間との積が
   予め設定された値よりも小さくなったとき、樹脂成形品
   （６）の表面活性化が不十分として、両電極（７、８）
   間の電圧印加及び樹脂成形品（６）の搬送を停止させる
   ようにしたことを特徴とするコロナ放電処理方法。