JPH0472336A - 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
性基か少ないので、同樹脂からなる成形品の表面には塗
料、接着剤、印刷剤等か付着しにくい。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、ヘルドコンヘ
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か
十分に活性化されたか否かを確認できない。そのため、
処理後に同表面に水等の液体を垂らしてその接触角を測
定したり、樹脂成形品の表面に濡れ指数標準液を塗布し
、その塗布面における液き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か活性化されると、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。

［発明か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
きるか正確さに欠ける。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
性化か不十分な場合には不良品か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か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
とかできるコロナ放電処理方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者は両電極間の輝度と、樹脂成形品か両電極間を
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、両者の積が小さくなる程、樹脂成形品の表面活性
度か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
記両電極間の輝度と、樹脂成形品か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か不十分として、
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か印加されコロナ放電か発生する
と、このコロナ放電によってオゾンか生成する。この際
、オゾンか樹脂成形品表面の分子と結合して例えはカル
ホニル基が生成され、樹脂成形品の表面を活性化させる
。そして、コロナ放電中の両電極間の輝度と、樹脂成形
品か両電極間を通過するのに要する時間との積か予め設
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
形品の搬送か停止される。

［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トの製造工
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か施されるもの
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（ＴＰＥ）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だめの処理装
置の構成を示す図である。この処理装置の処理槽１は前
後（図の左右）両面か開放されており、後側の開放部分
に木製の遮蔽板１ａか開閉可能に取付けられている。ま
た、前記処理槽１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へルトコンヘア２か配設されている
。

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か接続されている。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この第
１スイツチ５か閉じられるとモータＭか作動し、ベルト
コンベア２のベルト２ａか矢印六方向へ周回される。そ
のため、処理槽１の後側開放部分からベルト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ｌ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には電
源９と、高圧トランス（図示しない）と、第２スイツチ
１０とが接続されている。

第２スイツチＩＯ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
この第２スイツチ１０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（０
３）が生成するようになっている。

前記処理槽１内の前部には、輝度計（東京光学機械株式
会社製　ＬＬＩＭＩＮＡＮＣＥ　ＭＥＴＥＲＢ　Ｍ　−
５）　１１が取付けられている。この輝度計１１の焦点
は前記遮蔽板１ａ内面の木目に合わせられており、この
状態で輝度計１１により画電極７，８間の輝度Ｃ（ｃｄ
／ｍ）が検出される。また、前記ベルトコンベア２の近
傍位置には、そのベル）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
。これらの輝度計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の出力側には輝度計１１によって検出されたそ
の時々の画電極７，８間の輝度Ｃ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、ＴＩ２／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は輝度計１１により検出された輝度
Ｃ（ｃｄ／ｒｎ’）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、前者の
算出値が後者の設定値Ｂ以上である場合には、前記両ス
イッチ５，１０を閉じ、算出値か設定値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、本実施例における前記設
定値Ｂは０．０４　ｃｄ／　ｒｒ？・分であり、この設
定値Ｂは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°Ｃ）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
７４°Ｃ）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か終わったら、中間成形
品６を乾燥（９０℃Ｘ１５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。

そして、処理装置のスタートスイッチ（図示しない）か
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１０を閉し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か閉しられ
ると、ベルトコンベア２か周回駆動されるとともに、画
電極７，８間に高電圧か印加される。前記電圧印加によ
り画電極７．８間でコロナ放電か発生し、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か生成され、
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、画電極７，８間の輝度Ｃか
輝度計１１にて検出されるとともに、べルトコンベア２
のベルト２ａの周回速度Ｓか速度検出センサＩ２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輝
度Ｃ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と輝度Ｃ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０．０
４ｃｄ／ｒｎ’・分）とを比較する。このとき、算出値
か設定値Ｂ以上であれば前記両スイッチ５，１０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
）２ａの周回速度Ｓか低下したり、輝度Ｃが減少したり
して、この輝度Ｃと、中間成形品６０通過時間Ｔとの積
か設定値Ｂ　（０，０４ｃｄ／ｒ＋（・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１０
を開くだ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の周回か停止される。このため、処
理装置の作動か自動的に停止され、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１０
分放置された後、８５°Ｃで３０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、（輝度Ｃ）×（通過時間Ｔ）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へた。

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
１−００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、コロナ放電処理か行われた中間成
形品６の表面に水滴を垂らしたときの接触角（°）も併
記した。

男 表−１から明らかなように、通過時間Ｔと輝度Ｃとの積
か０．０４　ｃｄ／　ｍ・分よりも大きい場合には、塗
膜片が全く剥かれないのに対し、同種か０゜０４ｃｄ／
ｍ・分量下では塗膜片か剥かれてしまった。これは、通
過時間Ｔと輝度Ｃとの積が０．０４ｃｄ／ｍ・分量下で
は、中間成形品６の表面か十分なレベルまで活性化され
ていないからである。従って、前記通過時間Ｔと輝度Ｃ
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かできる。

このように本実施例によれは、通過時間Ｔと輝度Ｃとの
積で中間成形品６の表面か十分に活性化されたか否かを
処理中に判定でき、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ので、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
とかできる。そのため、従来技術における、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の値の
みを設定したが、上限値も併せて設定してもよい。前記
表−１と同様の実験を行った結果、輝度Ｃと通過時間Ｔ
の積の好ましい上限値は２．０　ｃｄ／　ｍ　・分であ
り、５０ｃｄ／ｍ２・分を越えると、塗膜表面が老化す
るおそれがあることが分かった。このことから、上限の
設定値を５０ｃｄ／　ｒｒｌ’　”分とし、前記積が０
．０４〜５０ｃｄ／ｍ２・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かできる。

さらに、前記遮蔽板１ａを本以外の材料、例えば鉄板で
形成してもよく、この場合には内面に模様を入れる必要
がある。

「発明の効果コ 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かでき
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、Ｃ・
・・輝度、Ｔ・・・通過時間。 特許出願人　　　豊田合成株式会社

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、 前記両電極（７、８）間の輝度と、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。