JPH0725909B2

JPH0725909B2 - コロナ放電処理方法

Info

Publication number: JPH0725909B2
Application number: JP2185596A
Authority: JP
Inventors: 弘志度会; 俊紀 ▲吉▼田; 隆関谷
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0472336A

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。

［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、両者の積が小さくなる程、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
記両電極間の輝度と、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。そして、コロナ放電中の両電極間の輝度と、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（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ための処理装
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）両面が開放されており、後側の開放部分
に木製の遮蔽板1aが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スイッチ５が接続されている。第１スイッチ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スイッチ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Ａ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、両電極7,8には電源９
と、高圧トランス（図示しない）と、第２スイッチ10と
が接続されている。第２スイッチ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
制御信号によってこの第２スイッチ10が閉じられると、
両電極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（O₃）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 LUMINANCE METER BM−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により両電極7,8
間の輝度Ｃ（cd/m²）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
の時々の両電極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が両電極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、Ｔ＝l/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/m²）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を開いて両電極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0.04cd/m²・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℃）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℃）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。そし
て、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スイッチ５及び第
２スイッチ10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、両電極7,8間
に高電圧が印加される。前記電圧印加により両電極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、両電極7,8間の輝度Ｃが輝
度計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0.04cd/m²・
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5,10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
ト2aの周回速度Ｓが低下したり、輝度Ｃが減少したりし
て、この輝度Ｃと、中間成形品６の通過時間Ｔとの積が
設定値Ｂ（0.04cd/m²・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スイッチ５及び第２スイッチ10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、両電極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℃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べた。
この密着性試験は塗膜に碁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（゜）も併記
した。

表−１から明らかなように、通過時間Ｔと輝度Ｃとの積
が0.04cd/m²・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、同積が0.04cd/m²・分以下では塗
膜片が剥がれてしまった。これは、通過時間Ｔと輝度Ｃ
との積が0.04cd/m²・分以下では、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
ことができる。

このように本実施例によれば、通過時間Ｔと輝度Ｃ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
処理中に判定でき、十分に活性化されていない場合に
は、両電極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
とができる。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、前記実施例では両電極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2.0cd/m²・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/m²・分
とし、前記積が0.04〜50cd/m²・分の範囲から外れたと
きに、両電極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。

さらに、前記遮蔽板1aを木以外の材料、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］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、Ｃ……輝度、
Ｔ……通過時間。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。