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JPH0495B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0495B2
JPH0495B2 JP58029370A JP2937083A JPH0495B2 JP H0495 B2 JPH0495 B2 JP H0495B2 JP 58029370 A JP58029370 A JP 58029370A JP 2937083 A JP2937083 A JP 2937083A JP H0495 B2 JPH0495 B2 JP H0495B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
reaction chamber
tube
shower
tubes
Prior art date
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Application number
JP58029370A
Other languages
English (en)
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JPS59155440A (ja
Inventor
Takaoki Kaneko
Yoshinobu Takahashi
Kenji Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Priority to JP58029370A priority Critical patent/JPS59155440A/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to AU24671/84A priority patent/AU549376B2/en
Priority to ZA841294A priority patent/ZA841294B/xx
Priority to DE3486470T priority patent/DE3486470T2/de
Priority to EP91115536A priority patent/EP0461683B1/en
Priority to DE3486317T priority patent/DE3486317T2/de
Priority to EP84101926A priority patent/EP0120307B1/en
Publication of JPS59155440A publication Critical patent/JPS59155440A/ja
Priority to AU49495/85A priority patent/AU578757B2/en
Priority to US06/825,941 priority patent/US4678644A/en
Priority to AU82240/87A priority patent/AU603397B2/en
Priority to AU82238/87A priority patent/AU8223887A/en
Priority to AU82239/87A priority patent/AU8223987A/en
Priority to AU82237/87A priority patent/AU8223787A/en
Publication of JPH0495B2 publication Critical patent/JPH0495B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18—Vacuum control means
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂、例えばポリプロピレン（PP）、
ポリエチレン（PE）等の表面を改質するために、
これらの樹脂の表面にプラズマ処理を施す装置に
関する。
近年、例えば、自動車の部品等は、軽量でかつ
に意匠性に優れる樹脂に移行する傾向にあるが、
比較的安価なPP、PE等のポリオレフイン系樹脂
を例えば車両外板として使用する場合、樹脂表面
と塗膜との密着性が悪く、層間剥離という問題が
発生することが知られている。この問題を解消す
る手段の一つとして、PP、PE等の被塗装物表面
をグロー、コロナ放電あるいはラジオ波、マイク
ロ波放電におけるプラズマ下に曝し、表面を酸化
（極性基の導入）あるいはエツチング（アンカ効
果向上）するプラズマ表面処理技術が知られてい
る。また、プラズマ処理を行う場合、処理効果を
向上（プラズマの寿命を長くする）させるため、
反応室を減圧もしくは真空状態にすることが公知
の技術になつている。この状態を維持するため
に、現在バツチ処理が主流になつている。
ところで、近年、耐久性、生産性を要求される
樹脂成形品をプラズマ処理する場合、プラズマ発
生部と反応室とが異なるマイクロ波方式のよるプ
ラズマ処理が多く用いられている。このマイクロ
波方式によるプラズマ処理では、反応室外にある
プラズマ発生部でマイクロ波放電により酸素ガス
等の処理ガスがプラズマ化され、輸送管を通じて
反応室へ輸送される。反応室では石英ガラス等で
構成されたシヤワ管によりプラズマがシヤワ拡散
され被処理物表面を処理する。
従来のこの種のマイクロ波プラズマ処理装置
（第６図）を用いて自動車に使用するPPから成る
樹脂部品を４個（W-1〜4）処理したところ、自動
車に使用する樹脂部品は大物でかつ形状が複雑で
あるため、反応室内の被処理物の配置位置により
また同一被処理物の部位により処理性にバラツキ
が生じた（第７図）。特に、遮蔽されかつシヤワ
管からの距離が遠くなるW-1-D、W-2-C、
W-3-B、D、W-4-A、Cの部位は他の部位よりも処
理効果が劣り、、また塗膜の密着も満足できるも
のではなかつた。なお、第６図および第８図にお
ける処理条件および被処理物の評価方法は後述の
とおりである。
本発明は、上記問題点を解消し、大物でかつ複
雑形状の被処理を同時に多数処理しても処理の均
一性を提供するプラズマ処理装置に関するもので
ある。
即ち、本発明の目的は、反応室内のプラズマ濃
度分布を均一化することにより、反応室内の複数
の被処理物の位置による処理の差を解消し、かつ
同一被処理物の形状による処理の不均一を解消す
るプラズマ処理装置を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明で
は、プラズマ反応室内で被処理物の表面にプラズ
マを照射して処理する装置において、プラズマ照
射用の少なくとも１つのい第一のシヤワ管を反応
室内壁に固定して設置すると共に、プラズマ照射
用の少なくとも１つの第二のシヤワ管を反応室内
で任意の位置に移動できるように設けたことを特
徴とするプラズマ処理装置が提案される。
以下、添付図面を参照し本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
第１図において、１は例えばSUS304等の材質
で構成された反応室でその内部には自動車の部品
である樹脂（PP）の被処理-1〜4が治具又は台車
（図示なし）により載置されている。２はマイク
ロ波発振器（2450MHz）（例えば、東芝電機(株)
製）、３はマイクロ波導波管、４は内部に石英管
（７，８と接続している）を有したプラズマ発生
部、５は酸素ガスボンベ、６はバルブ、７はナイ
ロンチユーブ、８は発生したプラズマを反応室１
内へ送る石英ガラスで構成された輸送管、９，１
０，１４，１７，２０ａ，２０ｂも同様の輸送
管、１１は輸送管８，９間を接続しかつ真空シー
ルするテフロンからなるフロロコネクタ、１２，
１３，１５，１６，１８，１９，３４，２１，２
５，２７も同様のフロロコネクタ、２２は第３図
に詳細に示すような石英ガラスで構成されたシヤ
ワ管、２３，２４を同様のシヤワ管、２６はシヤ
ワ管２８を反応室１内の任意の位置に設置できる
可撓性のテフロンチユーブ、２８は第４図に詳細
に示すような石英ガラスで構成されたシヤワ管、
２９は真空ポンプ（図示せず）に接続している排
気口である。３５，３６，３７，３８は反応室１
と各シヤワ管を真空シールするためのフランジ
（SUS304）である。
第１図の実施例において、シヤワ管２２，２
３，２４は反応室１の内壁に固定して設置されて
いる（シヤワ管２３，２４はシヤワ管２２から約
90°隔てた位置）。なお、第１図には省略してある
が、シヤワ管２３，２４もシヤワ管２２の場合と
同様にマイクロ波発振器２、プラズマ発生部４、
酸素ガスボンベ５等に接続されている。シヤワ管
２２，２３，２４は第３図ａ，ｂに示すように円
筒状の石英ガラス管で構成され、円筒状反応室１
の軸線方向と平行に設置されている（第１図）。
シヤワ管２２，２３，２４の反応室１内部に面し
た側には多数の小孔から成るプラズマ噴射口４０
が設けてある。これらの噴射口４０は反応室１内
に出来るだけ均一にプラズマを照射するように約
60°の角度で千鳥に配置されている。（第３図ｂ）。
一方、シヤワ管２８は可撓性のテフロンチユー
ブ２６を介して反応室１内の任意の位置に設置で
きるようになつている。第１図の実施例ではシヤ
ワ管２８を円筒形反応室１内の中央部に軸線方向
に配置したが、被処理物の数や形状、配置等によ
り任意の位置、角度で設置できることはいうまで
もない。シヤワ管２８はシヤワ管２２，２３，２
４と同様石英ガラス管で構成されているが、第４
図ａ，ｂに示すように、中心軸線に関してあらゆ
る放射方向にプラズマを照射できるように例えば
90°の等角度間隔で多数の小孔からなるプラズマ
噴射口４１が形成されている。なお、第１図の実
施例ではシヤワ管２８のプラズマ輸送管２０はフ
ロロコネクタ１８から分岐させているが、フロロ
コネクタ１２又は１５から分岐させてもよく、ま
たシヤワ管２８につい専用のプラズマ発生機構を
設けてもよいことはもちろんである。また、第１
図の実施例では、シヤワ管２８を反応室１内の中
央に１個設けたが、例え被処理物が軸方向に長く
その長平方向端部のプラズマ処理効果が低い場合
には、第５図の実施例に示すように、フロロコネ
クタ２５に可撓性チユーブ２６と同様の可撓性の
テフロンチユーブ２６ａ，２６ｂを分岐接続し、
それらの先端に被処理物方向のみに噴射口が開口
した（約60°の角度で）シヤワ管３１，３３をフ
ロロコネクタ３０，３２を介して装着し、これら
のシヤワ管３１，３３により被処理物Ｗの長平方
向端部にプラズマを照射するようにしてもよい。
なお、上述のシヤワか２２，２３，２４および
２８，３１，３３は石英ガラス以外の材質、例え
ばパイレツクスガラス等の励起酸素が失活し難い
もので構成してもよいい。また、可撓性チユーブ
２６，２６ａ，２６ｂはシヤワ管と同様励起酸素
が失活しにくくて可撓性があればよく、例えば
SUSのコイルスプリング等で構成してもよい。
第１図において、排気口２９に接続された真空
ポンプ（図示せず）により反応室１内を真空状態
にした後、ボンベ５から酸素ガスを所定量供給し
反応室１内を真空弁（図示せず）にて調整し所定
の真空圧に設定する。その後、発振器２により所
定の出力でマイクロ波を発振させ、導波管３で伝
送し、プラズマ発生部４にてプラズマを発生させ
る。発生したプラズマは輸送管８，９，１０、フ
ロロコネクタ１１，１２，１３を介してシヤワ管
２２へ供給される。シヤワ管２３，２４において
も同様に供給されるが、シヤワ管２８へはフロロ
コネクタ１８で分割されたプラズマが、輸送管２
０ａ，２０ｂ、フロロコネクタ３４，２１，２５
を介して可撓性チユーブ２６へ送られ、この可撓
性チユーブ２６から供給される。なお、第５図の
実施例では更にフロロコネクタ２５から可撓性チ
ユーブ２６ａ，２６ｂにも分割され、フロロコネ
クタ３０，３２を介してシヤワ管３１，３３にも
供給される。
シヤワ管２２，２３，２４および２８（３１，
３３）の噴射口４０，４１からいつせいにプラズ
マが被処理物W-1〜4の表面に向けて照射され、そ
れらの被処理物表面を均一に処理する。所定時間
処理後、酸素ガスの供給、マイクロ波の発振、真
空ポンプによる排気を停止し、反応室１内を大気
に戻す。そして被処理物W-1〜4を反応室１から取
り出し、塗装に供する。
第２図は第１図のような本発明のプラズマ処理
装置を使用して実際に被処理物W-1〜4（P.P）を処
理したときの測定結果をい示すものである。処理
条件および評価方法は、第６図の如き従来のプラ
ズマ処理装置を用いた場合（第７図）と同様であ
り、以下に示すとおりである。
反応室形状：2000mm（径）×2000mm（長） 処理条件： マイクロ波周波数：2450MHz 出 力 ：500W 真空圧 ：0.5Torn 処理時間 ：30秒 処理ガス量 ：酸素、５／分 評価方法 ：接触角（θ）の測定 脱イオン水を、プラズマ処理後にPP表面
に5μ滴下し、接触角測定器（協和化学製、
CA−Ａ型）で測定した（20℃、50〜60％雰
囲気） 第２図に示す結果から明らかなように、第１図
に示したような本発明のプラズマ処理装置によれ
ば、反内室１内のプラズマ濃度が均一化され、比
較的大物で複雑な形状の被処理物であつても被処
理物の配置位置によりあるいは同一被処理物の形
状、部位によりプラズマ処理のバラツキが解消さ
れた。また、塗装後の塗膜との密着性もすべての
部位において良好であつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のプラズマ処理装置の概略図、
第２図は本発明のプラズマ処理装置における処理
結果を示す図、第３図ａ，ｂは反応室内壁に固定
したシヤワ管の詳細図、第４図ａ，ｂは可撓性チ
ユーブに接続したシヤワ管の詳細図、第５図は本
発明のプラズマ処理装置の他の実施例を示す概略
図、第６図は従来のプラズマ処理装置の概略図、
第７図は従来のプラズマ処理装置における処理結
果を示す図である。 １……反応室、２２，２３，２４……固定シヤ
ワ管、２８，３１，３３……移動可能なシヤワ
管、２６，２６ａ，２６ｂ……可撓性チユーブ、
４０，４１……プラズマ噴射口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマ反応室１内で被処理物の表面にプラ
    ズマを照射して処理する装置において、プラズマ
    照射用の少なくとも１つの第一のシヤワ管２２，
    ２３，２４を反応室内壁に固定して設置すると共
    に、プラズマ照射用の少なくとも１つの第二のシ
    ヤワ管２８，３１，３３を反応室内で任意の位置
    に移動できるように設けたことを特徴とするプラ
    ズマ処理装置。 ２ 前記第二のシヤワ管は反応室壁部のプラズマ
    導入部２５に可撓性チユーブ２６，２６ａ，２６
    ｂを介して接続されている特許請求の範囲第１項
    記載の装置。 ３ 前記第二のシヤワ管は円筒管で構成され、該
    円筒管の中心からあらゆる放射方向にプラズマ照
    射するべく全周にわたつて多数のプラズマ噴射口
    ４１を有する特許請求の範囲第１項又は第２項記
    載の装置。
JP58029370A 1983-02-25 1983-02-25 プラズマ処理装置 Granted JPS59155440A (ja)

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JPS59155440A (ja) 1984-09-04
ZA841294B (en) 1984-10-31
AU578757B2 (en) 1988-11-03
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