JPS6268826A - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
- Publication number
- JPS6268826A JPS6268826A JP20775485A JP20775485A JPS6268826A JP S6268826 A JPS6268826 A JP S6268826A JP 20775485 A JP20775485 A JP 20775485A JP 20775485 A JP20775485 A JP 20775485A JP S6268826 A JPS6268826 A JP S6268826A
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- JP
- Japan
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- plasma
- discharge
- plasma generation
- microwave
- processing
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/14—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
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- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (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。
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、例えば、ポリエチレン（Ｐ Ｅ）、ポ
リプロピレン（Ｐ Ｐ）等の表面を低温プラズマで改質
し、塗膜付着性を向上させる技術に関し、特にマイクロ
波放電によるプラズマ処理を行うに際しての補助放電の
方法に関する。
リプロピレン（Ｐ Ｐ）等の表面を低温プラズマで改質
し、塗膜付着性を向上させる技術に関し、特にマイクロ
波放電によるプラズマ処理を行うに際しての補助放電の
方法に関する。
近年、自動車部品の材料が軽量でかつ意匠性に優れた合
成樹脂材料に移行しつつあることは周知の通りである。
成樹脂材料に移行しつつあることは周知の通りである。
ところで、比較的安価で容易に入手可能なＰＥ、ＰＰ等
の合成樹脂材料は、それらを例えば車両外板に使用した
場合、無極性であるところから材料表面とその上に施さ
れる塗膜との密着性が悪く、塗膜が付着し難いという問
題がある。そこで、これらの樹脂を塗装する場合、接着
剤としての特殊プライマーを塗布後、上塗り塗装する方
法が一般的に行われて□いる。
の合成樹脂材料は、それらを例えば車両外板に使用した
場合、無極性であるところから材料表面とその上に施さ
れる塗膜との密着性が悪く、塗膜が付着し難いという問
題がある。そこで、これらの樹脂を塗装する場合、接着
剤としての特殊プライマーを塗布後、上塗り塗装する方
法が一般的に行われて□いる。
また、このような問題を解決する手段として、最近、こ
れらの樹脂の表面を酸素プラズマによる表面処理で改質
することによって、前記のようなブライマーなしに上塗
り塗装する新しい技術が開発されている。この方法で自
動車部品等の大物樹脂部品を処理する場合、一般的に、
処理室とプラズマ発生部とが異なるマイクロ波放電によ
るブラズマ処理方法が用いられている。
れらの樹脂の表面を酸素プラズマによる表面処理で改質
することによって、前記のようなブライマーなしに上塗
り塗装する新しい技術が開発されている。この方法で自
動車部品等の大物樹脂部品を処理する場合、一般的に、
処理室とプラズマ発生部とが異なるマイクロ波放電によ
るブラズマ処理方法が用いられている。
マイクロ波放電による酸素プラズマ処理法では、処理室
内を真空ポンプＦ所定の真空圧まで排気し、処理ガスで
ある酸素ガスを供給し所定の処理圧へ設定後、マイクロ
波発振及びマイクロ波放電の補助放電（トリガとして）
の役割をもつテスラー放電により、プラズマが発生ずる
。この場合において、処理時間はマイクロ波の発振時間
で設定する。
内を真空ポンプＦ所定の真空圧まで排気し、処理ガスで
ある酸素ガスを供給し所定の処理圧へ設定後、マイクロ
波発振及びマイクロ波放電の補助放電（トリガとして）
の役割をもつテスラー放電により、プラズマが発生ずる
。この場合において、処理時間はマイクロ波の発振時間
で設定する。
なお、プラズマ処理において、プラズマ発生の有無を反
射電力で検知する方法（特開昭５９−２３００３４号）
、プラズマ発生の有無を発光検知する方法（特開昭５９
−２３００３３号）、補助放電のためのテスラーコイル
をプラズマ発生炉の直前の位置に配置したもの（特開昭
５９−２２６０２７号）等は既に知られている。
射電力で検知する方法（特開昭５９−２３００３４号）
、プラズマ発生の有無を発光検知する方法（特開昭５９
−２３００３３号）、補助放電のためのテスラーコイル
をプラズマ発生炉の直前の位置に配置したもの（特開昭
５９−２２６０２７号）等は既に知られている。
プラズマは、低匡力下での強磁界（マイクロ波）により
気体がなだれ現象的に電離し発生するが、プラズマ発生
管が冷えている場合、又はプラズマ発生管へのガスの供
給方法如何によって放電現象が不安定になり、ひいては
放電が停止する場合があった。このように放電の不安定
な状態でのプラズマ処理は、当然ながら処理品質が安定
せず、塗装後に塗膜剥離が生じる場合もあった。
気体がなだれ現象的に電離し発生するが、プラズマ発生
管が冷えている場合、又はプラズマ発生管へのガスの供
給方法如何によって放電現象が不安定になり、ひいては
放電が停止する場合があった。このように放電の不安定
な状態でのプラズマ処理は、当然ながら処理品質が安定
せず、塗装後に塗膜剥離が生じる場合もあった。
そこで、本発明では、マイクロ波放電プラズマ処理を行
うに際して、放電の不安定や放電の停止を防止し、これ
によりプラズマ処理品質の安定化を図ることである。
うに際して、放電の不安定や放電の停止を防止し、これ
によりプラズマ処理品質の安定化を図ることである。
本発明では、処理室外部のプラズマ発生部でプラズマを
発生させ、発生したプラズマを処理室内へ導入して該処
理室内で被処理物をプラズマ処理する方法において、マ
イクロ波放電のプラズマ発生状態を監視し、異常放電を
した場合には、テスラーコイルによる補助放電により、
プラズマ発生を安定化させるようにしたプラズマ処理方
法が提供される。この場合において、テスラーコイルは
プラズマ発生部へ供給する前の処理ガスを補助数電し、
かつ監視したプラズマ発生状態に基づいてフィードバッ
ク制御されるようにするのが望ましい。
発生させ、発生したプラズマを処理室内へ導入して該処
理室内で被処理物をプラズマ処理する方法において、マ
イクロ波放電のプラズマ発生状態を監視し、異常放電を
した場合には、テスラーコイルによる補助放電により、
プラズマ発生を安定化させるようにしたプラズマ処理方
法が提供される。この場合において、テスラーコイルは
プラズマ発生部へ供給する前の処理ガスを補助数電し、
かつ監視したプラズマ発生状態に基づいてフィードバッ
ク制御されるようにするのが望ましい。
次に、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施
例を示す。
例を示す。
本発明方法を実施するための装置の好ましい一例が第１
図に示されている。円筒形の処理室１はステンレスｍ、
（Ｓ 、Ｕ Ｓ ３０４）製の容器で規定されており、
その開閉部分には真空シールが施されている。処理室１
は、プラズマ処理中に所定の真空に保つため、排気用真
空ポンプ（図示せず）に接続した排気口２から矢印方向
に連続的に排気されるようになっている。処理室１内の
シャワー管４は、パイレックスガラス又は石英ガラうで
構成され、多数の小さな噴射口を有していて、処理室１
内に載置されたポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン
（ＰＲ）等の樹脂成形品である。被処理物３にプラズマ
を噴射する。
図に示されている。円筒形の処理室１はステンレスｍ、
（Ｓ 、Ｕ Ｓ ３０４）製の容器で規定されており、
その開閉部分には真空シールが施されている。処理室１
は、プラズマ処理中に所定の真空に保つため、排気用真
空ポンプ（図示せず）に接続した排気口２から矢印方向
に連続的に排気されるようになっている。処理室１内の
シャワー管４は、パイレックスガラス又は石英ガラうで
構成され、多数の小さな噴射口を有していて、処理室１
内に載置されたポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン
（ＰＲ）等の樹脂成形品である。被処理物３にプラズマ
を噴射する。
処理室１へのプラズマの導入は、第１図に示される通り
、次のようにして行なう、先ず、マイクロ波発振機７で
２４５０Ｍ Ｈｚのマイクロ波を発生させ、このマイク
ロ波Ａを導波管８を通じてプラズマ発生炉９へ送ると共
に、マイクロ波の反射電波Ｂを系外へ分離するためのア
イソレータ１１に送る。人、反射波を検出するためのメ
ータリレー付のパワーモニター１０．は、・プラズマ発
生炉９における放電不良を検出する。プラズマ発生炉９
内では、プランジャー９ａの位置を予め調整することに
よりマイクロ波の電界強度が最も強くなるようにコント
ロールすることができる。
、次のようにして行なう、先ず、マイクロ波発振機７で
２４５０Ｍ Ｈｚのマイクロ波を発生させ、このマイク
ロ波Ａを導波管８を通じてプラズマ発生炉９へ送ると共
に、マイクロ波の反射電波Ｂを系外へ分離するためのア
イソレータ１１に送る。人、反射波を検出するためのメ
ータリレー付のパワーモニター１０．は、・プラズマ発
生炉９における放電不良を検出する。プラズマ発生炉９
内では、プランジャー９ａの位置を予め調整することに
よりマイクロ波の電界強度が最も強くなるようにコント
ロールすることができる。
一方、プラズマ用処理ガス（ここでは酸素ガス）を圧縮
封入したガスボンベ（図示せず）を用意し、そのバルブ
（図示せず）の開閉によって適切量の酸素ガスをナイロ
ン製ガスチューブ（図示せず）によって石英ガラスから
成るプラズマ発生管６に供給する。プラズマ発生管６は
、図示される通り、プラズマ発生炉９内を貫通するやや
径の大きな部分６ａと発生炉９外に露出せる部分６ｂ（
処理ガスト流側のやや径の小さな部分）とからなる。プ
ラズマ発生管６で発生させたプラズマは、パイレックス
ガラス又は石英ガラスから成る輸送管５を経てシャワー
管４に送り、ここから被処理物３−Ｉ−に噴射し、被処
理物３を処理する。
封入したガスボンベ（図示せず）を用意し、そのバルブ
（図示せず）の開閉によって適切量の酸素ガスをナイロ
ン製ガスチューブ（図示せず）によって石英ガラスから
成るプラズマ発生管６に供給する。プラズマ発生管６は
、図示される通り、プラズマ発生炉９内を貫通するやや
径の大きな部分６ａと発生炉９外に露出せる部分６ｂ（
処理ガスト流側のやや径の小さな部分）とからなる。プ
ラズマ発生管６で発生させたプラズマは、パイレックス
ガラス又は石英ガラスから成る輸送管５を経てシャワー
管４に送り、ここから被処理物３−Ｉ−に噴射し、被処
理物３を処理する。
この間処理室ｌ内の真空圧はピラニゲージ等の真空圧針
（図示せず）により検出され、所定の真空圧（０，４〜
Ｑ、 ７ ｔｏｒｒ）が維持されるように処理ガスであ
る酸素ガスの供給Ｖに対する排気「１２からの排気量が
あらかじめ調節されている。
（図示せず）により検出され、所定の真空圧（０，４〜
Ｑ、 ７ ｔｏｒｒ）が維持されるように処理ガスであ
る酸素ガスの供給Ｖに対する排気「１２からの排気量が
あらかじめ調節されている。
本発明では、テスラーコイル１２をプラズマ発生管６上
に配置してその高電圧放電により処理ガスを予備励起す
る。テスラーコイル１２は、数百ＫＶの高電圧を発する
ことが可能である。テスラーコイル１２は、その先端の
放電を行なう高圧ケーブル１２ａをプラズマ発生管６の
処理ガス」−流側部分、すなわち、プラズマ発生炉９よ
り露出している部位６ｂに取付けている。
に配置してその高電圧放電により処理ガスを予備励起す
る。テスラーコイル１２は、数百ＫＶの高電圧を発する
ことが可能である。テスラーコイル１２は、その先端の
放電を行なう高圧ケーブル１２ａをプラズマ発生管６の
処理ガス」−流側部分、すなわち、プラズマ発生炉９よ
り露出している部位６ｂに取付けている。
テスラーコイル１２は、処理ガス（酸素）をプラズマ発
生炉９内へ供給する前に予め数百ＫＶでの大気中放電に
より電離し、この電離生成した処理ガスをトリガとして
プラズマ発生炉９内へ供給することにより発生炉９内で
のマイクロ波放電を容易にさせることを本来の目的とす
る。従って、本発明実施例においても、マイクロ波発振
と同時にテスラーコイル１２も、タイマー制御によって
約１〜２秒間にわたって作動させ、高圧ケーブル先端１
２ａから数百ＫＶの高電圧で補助放電させ、この補助放
電により、プラズマ発生管６内を流れる酸素ガスをあら
かじめ電離させ、そして電子を生成するようにしておい
てもよい。
生炉９内へ供給する前に予め数百ＫＶでの大気中放電に
より電離し、この電離生成した処理ガスをトリガとして
プラズマ発生炉９内へ供給することにより発生炉９内で
のマイクロ波放電を容易にさせることを本来の目的とす
る。従って、本発明実施例においても、マイクロ波発振
と同時にテスラーコイル１２も、タイマー制御によって
約１〜２秒間にわたって作動させ、高圧ケーブル先端１
２ａから数百ＫＶの高電圧で補助放電させ、この補助放
電により、プラズマ発生管６内を流れる酸素ガスをあら
かじめ電離させ、そして電子を生成するようにしておい
てもよい。
しかし、本発明では、マイクロ波発振中（すなわちプラ
ズマ処理中）は、第２図のモデル図に示すようにパワー
モニター１０（第１図）により反射電波Ｂ（第１図）は
監視する。一般的にマイクロ波放電では、安定放電時は
０．０２−０．１ｍＡ程度の反射波が観察されるが、不
安定時には反射量が増加しかつ変動する。全く放電しな
い時は負荷への消費がないため、入射波の全てが反射波
として戻りアイソレータ１１で消費される。このため予
めパワーモニター１０において異常反射値を設定してお
き、第２図のモデル図に示したように、反射量が所定値
より多くなった不安定時（異常時）にテスラーコイル１
２により放電さセる。このよ １うな補助放電により
、前述と同様、プラズマ発生管６を流れる酸素ガスをあ
らかじめ電離させ、電子を生成させる。そして、この電
離された酸素ガスは、その電離状態を失活することなし
にマイクロ波による強電界頭載へ供給され、生成された
電子がトリガとなって瞬時のうちに高エネルギーを有す
るプラズマ化状態となる。すなわち、電離された酸素ガ
スはマイクロ波放電状態となり、マイクロ波反射間は最
小になる。テスラーコイル１２は所定時間（１〜２秒）
経過後起動を停止する。
ズマ処理中）は、第２図のモデル図に示すようにパワー
モニター１０（第１図）により反射電波Ｂ（第１図）は
監視する。一般的にマイクロ波放電では、安定放電時は
０．０２−０．１ｍＡ程度の反射波が観察されるが、不
安定時には反射量が増加しかつ変動する。全く放電しな
い時は負荷への消費がないため、入射波の全てが反射波
として戻りアイソレータ１１で消費される。このため予
めパワーモニター１０において異常反射値を設定してお
き、第２図のモデル図に示したように、反射量が所定値
より多くなった不安定時（異常時）にテスラーコイル１
２により放電さセる。このよ １うな補助放電により
、前述と同様、プラズマ発生管６を流れる酸素ガスをあ
らかじめ電離させ、電子を生成させる。そして、この電
離された酸素ガスは、その電離状態を失活することなし
にマイクロ波による強電界頭載へ供給され、生成された
電子がトリガとなって瞬時のうちに高エネルギーを有す
るプラズマ化状態となる。すなわち、電離された酸素ガ
スはマイクロ波放電状態となり、マイクロ波反射間は最
小になる。テスラーコイル１２は所定時間（１〜２秒）
経過後起動を停止する。
尚テスラーコイル１２による放電時は必らず安定した放
電が再現できるが、高電圧高電流を発生させているため
常用として使用することはできない。また、パワーモニ
ターｌＯの代替えとして、プラズマ発生管６内のプラズ
マ発光璽を光学的に監視することによりテスラーコイル
１２にフィードパツクをかけることもできる。
電が再現できるが、高電圧高電流を発生させているため
常用として使用することはできない。また、パワーモニ
ターｌＯの代替えとして、プラズマ発生管６内のプラズ
マ発光璽を光学的に監視することによりテスラーコイル
１２にフィードパツクをかけることもできる。
−マイクロ波放電が不安定な時にテスラーコイル１２に
より補助放電させることにより、プラズマ放電が安定し
、安定処理ができるようになり、プラズマ処理品質が安
定した。
より補助放電させることにより、プラズマ放電が安定し
、安定処理ができるようになり、プラズマ処理品質が安
定した。
第１図は本発明のプラズマ処理方法を実施する装置の概
略図、第２図はその制御方法をモデル的に示した図であ
る。 １・・・処理室、 ６・・・プラズマ発生管
、７・・・マイクロ波発振機、９・・・プラズマ発生炉
、１０・・・パワーモニター、１２・・・テスラーコイ
ル。
略図、第２図はその制御方法をモデル的に示した図であ
る。 １・・・処理室、 ６・・・プラズマ発生管
、７・・・マイクロ波発振機、９・・・プラズマ発生炉
、１０・・・パワーモニター、１２・・・テスラーコイ
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、処理室外部のプラズマ発生部でプラズマを発生させ
、発生したプラズマを処理室内へ導入して該処理室内で
被処理物をプラズマ処理する方法において、マイクロ波
放電のプラズマ発生状態を監視し、異常放電をした場合
には、テスラーコイルによる補助放電により、プラズマ
発生を安定化させるようにしたプラズマ処理方法。 ２、テスラーコイルはプラズマ発生部へ供給する前の処
理ガスを補助放電する特許請求の範囲第１項記載の方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775485A JPS6268826A (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775485A JPS6268826A (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | プラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6268826A true JPS6268826A (ja) | 1987-03-28 |
Family
ID=16544988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20775485A Pending JPS6268826A (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6268826A (ja) |
-
1985
- 1985-09-21 JP JP20775485A patent/JPS6268826A/ja active Pending
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