JPS60250038A - 合成樹脂製品の塗装前処理方法および装置 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、合成樹脂製品の塗装前処理方法および装置に
関する。

（２）従来の技術 合成樹脂製品への塗装は商品性付加等の要望から近時極
めて多（なっているが、塗膜の密着強度において合成樹
脂は他の素材たとえば金属や木材等に比べて小さい値を
示す。たとえばポリプロピレン系樹脂では、直接塗装を
施したときの密着強度が殆ど零に等しい。そこで合成樹
脂製品の塗装にあたっては密着強度を向上させるための
前処理を行なう必要があり、従来一般に行なわれて来た
のはトリクレン液または蒸気によるエツチング処理であ
る。すなわち、該エツチング処理により、合成樹脂製品
の被塗装面を微細な粗面とし、これにプライマ塗装を施
した後に所定色の塗料による塗装を行なうようにしてい
る。ところが、この、ようなエツチング処理では、廃液
処理装置が必要であり、しかも作業環境も劣っていた。

このような欠点を解消するために、プラズマによる前処
理が提案されており、これは負圧状態にある密閉槽内に
、マイクロ波の発振によりイオン化したＯ、ガス、Ｎ、
あるいはＡｒガスを注入し、そのイオン化分子のエネル
ギーにより合成樹脂製品の被塗装面を活性化するもので
ある。このプラズマ処理によれば、廃液処理や作業環境
の問題は解決されるが、プラズマ処理は未だ実用技術と
して完成の域に達しておらず、しかもバッチ処理のため
多量生産システムへの適用は困難である。

（３）発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、合成
樹脂製品をプラズマにより連続的に前処理できるように
して、多量生産システムへの適用を可能とした合成樹脂
製品の塗装前処理方法および装置を提供することを目的
とする。

Ｂ。発明の構成　゛パ （１）問題点を解決するための手段 本発明方法によれば、相互に連通、遮断可能にして連続
的に配置した排気室、処理室および払出室内を、塗装前
処理を施すべき合成樹脂製品が順次通過するようにし、
処理室および払出室内を相互に遮断したままで予め設定
した第１真空度まで減圧する第１ステツプと、処理室と
遮断された状態にある排気室内に前記合成樹脂製品を投
入した後で該排気室内を第１真空度まで減圧する第２ス
テツプと、排気室および処理室間を連通し前記合成樹脂
製品を排気室から処理室に移行させた後に排気室および
処理室間を遮断する第３ステツプと、処理室内を第１真
空度より圧力が低い第２真空度まで減圧する第４ステツ
プと、処理室内の合成樹脂製品をプラズマ処理する第５
ステツプと、処理室内圧力を第１真空度に復帰させる第
６ステツプと、処理室および払出室間を連通させ合成樹
脂製品を処理室から払出室に移行させた後に処理室およ
び払出室間を遮断する第７ステツプと、払出室内圧力を
大気圧に復帰させた後に合成樹脂製品を払出す第８ステ
ツプとを順次経過させるようにした。

また本発明装置では、トンネル状に構成されたケーシン
グ内を貫通して、塗装前処理を施すべき合成樹脂製品を
搬送するための搬送手段が配置され、前記ケーシング内
を、搬送手段の搬送方向に沿って順に、排気室、処理室
および払出室として区画すべく該ケーシングには４つの
シャッタが開閉自在に設けられ、前記排気室および払出
室には、それらの室内圧を予め定めた第１真空度まで減
圧するための第１吸引手段が個別にそれぞれ接続され、
前記処理室には、第１真空度よりも圧力が低い第２真空
度まで減圧するための第２吸引手段が接続されるととも
に、プラズマ発生手段が接続される。

（２）作　用 前処理すべき合成樹脂製品は、排気室、処理室、払出室
へと順次搬送されるが、排気室から処理室、ならびに処
理室から払出室への移行時には、各室が第１真空度にま
で減圧されており、また払出室からの払出時には払出室
内が大気圧まで復帰されているので合成樹脂製品が円滑
に搬送される。また処理室では第２Ｘ空度まで減圧され
た状態でプラズマによる塗装前処理が行なわれる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図および第２図において、この塗装前処理装
置１のケーシング２は、トンネル状に構成されており、
塗装前処理をすべき合成樹脂製品３は、ケーシング２内
を順次搬送され、それにより合成樹脂製品３の連続的な
塗装前処理が行なわれる。

ケーシング２は架台４上に固定されており、架台４上に
はケーシング２の一端側に投入ゾーン５、他燭側に払出
ゾーン６がそれぞれ設けられる。

ケーシング２には、合成樹脂製品３の搬送方向Ｔに沿っ
て顔に、ケーシング２内を排気室８、処理室９および払
出室１０に区画すべく、第１〜第４シヤツタ５１〜Ｓ４
が開閉自在に設けられる。

すなわち、第１シヤツタＳ１はケーシング２の一端に配
置され、第４シヤツタＳ４はケーシング２の他端に配置
され、第２および第３シヤツタＳ２゜Ｓ３はケーシング
２内をその長手方向に３等分する位置にそれぞれ配置さ
れる。各シャッタ５１〜Ｓ４は、ケーシング２の上部に
それぞれ対応して配設された第１〜第４開閉駆動手段Ｍ
１〜Ｍ４によってそれぞれ個別に昇降駆動される。しか
も各シャッタ５１〜Ｓ４は、降下して閉じたときに、そ
れらのシャッタ５１〜Ｓ４の両側間の充分な気密性を維
持し得るように構成される。

合成樹脂製品３を搬送するための搬送手段１１は、架台
４上で投入ゾーン５からケーシング２内を経て払出ゾー
ン６に至るまでの間にわたって設けられ、複数のロー２
１２を近接配置して構成される。しかもこの搬送手段１
１は、投入ゾーン５、排気室８、処理室９、払出室１０
および払出シー７６に対応する部分が独立して作動可能
に構成されており、それらの独立部分は架台４の下方に
配置された第１〜第５搬送駆動手段０１〜Ｃ５によって
駆動される。

合成樹脂製品３は台車１３に搭載され、台車１３は各ロ
ーラ１２の回転作動に応じて搬送方向７に向けて搬送さ
れる。

排気室８および払出室１０内を、第１真空度たとえば２
０　Ｔｏｒｒまで減圧するために、排気室８および払出
室１０には、第１吸引手段１４がそれぞれ個別に接続さ
れる。また処理室１０内を第１真空度よりも圧力が低い
第２真空度たとえば０．４Ｔｏｒｒまで減圧するために
、処理室９には第２吸引手段１５が接続される。

ここで、各吸引手段１４．１５として用いる真空ポンプ
の特性を考慮すると、始動時間が短くしかも到達真空度
が１０−１〜１０　ＴＯ？−ｒであることから、第１真
空度たとえば２０　Ｔｏｒｒまでの減圧を果すための第
１吸引手段１４としては、ロータリポンプ１６を用いる
ことが望ましく、第１吸引手段１４はロータリポンプ１
６と配管類とによって構成される。ところで、ロータリ
ポンプの到達真空度は上述のように１０〜１０　Ｔｏｒ
ｒであるが、ｌ　Ｔｏｙτ程度に達した後にはその排気
速度が低下する。一方、より圧力の但い真空度に達する
真空ポンプとしては、メカニカルブースタがあり、この
メカニカルブースタでは１０　Ｔｏｒｒ程度の真空度に
到達し得る。ところが、メカニカルブースタは２　ｇ　
Ｔｏｒｒ程度に達するまでの速度が遅い欠点を有する。

そこで、第２真空度たとえば０．４　Ｔｏｒｒにまで減
圧するための第２吸引手段１５は、第３図で示すように
ロータリポンプ１７とメカニカルブースタ１８との組合
せによって構成される。

第３図において、処理室９には第１電磁弁１９を介して
メカニカルブースタ１８が接続され、さらにメカニカル
ブースタ１８には第２電磁弁２０を介してロータリポン
プ１７が直列に接続される。

またメカニカルブースタ１８を迂回するバイパス管２２
には第３電磁弁２１が備えられる。このような第２吸引
手段１５では、第１〜第３電磁弁１９〜２１を開弁しか
つロータリポンプ１７を作動させて処理室９内を２０７
ｏｒτにまで減圧し、次いで第３電磁弁２１を閉弁して
メカニカルブースタ１８を作動させるとともにロータリ
ポンプ１Ｔの作動を持続して、０．４　Ｔｏｒｒ　まで
の減圧を行なう。

このようにロータリポンプ１７およびメカニカルブース
タ１８の特性を利用すれば、処理室９内の０．４　Ｔｏ
ｒｒ　までの減圧が速やかに達成される。なお、第３図
では基本的な構成を示すために、メカニカルブースタ１
８とロータリポンプ１７とをそれぞれ１基ずつ組合せて
第２吸引手段１５を構成したが、処理室９内の容積に応
じて、メカニカルブースタ１８およびロータリポンプ１
７の台数を定めればよい。

第４図において、処理室９にはプラズマ発生手段２３が
接続される。このプラズマ発生手段２３は、Ｏｔガス供
給源２４と、１糟性＼ｘへ１λにＮ、ガス供給源２５と
、両供給源２４．２５に一端が共通に接続され他端が処
理室９内に突入されるプラズマ導入管２６と、プラズマ
導入管２６の他端に設けられるシャワー管２７と、プラ
ズマ導入管２６の途中を覆って設けられるプラズマ発生
器２８と、プラズマ発生器２８にマイクロ波を供給する
ためのマイクロ波発振器２９とを備える。

このようなプラズマ発生手段２３は、処理量に応じてた
とえば２基列が処理室９に接続される。

プラズマ発生手段２３においては、Ｏ，ガスおよびＮｔ
ガスがプラズマ導入管２６を流通している途中で、マイ
クロ波発振器２９からたとえば２４ｓｏＭＨｚのマイク
ロ波を与えられ、Ｏ，ガス分子がイオン化してプラズマ
となり、処理室９に導入される。

次にこの実施例の作用について説明するが、合成樹脂製
品３が塗装前処理されるまでを８ステツプに分け、以下
、各ステップ毎に順次説明する。

〔第１ステツプ〕 先ず第２．第３および第４シャッタ５２，５３゜Ｓ４が
閉じ゛られ、処理室９および払出室１０が相互に遮断さ
れる。この状態で、第２吸引手段１５および第１吸引手
段１４を作動させて、処理室９および払出室１０内を２
０　Ｔｏｒｒまで減圧する。。

〔第２ステツプ〕 投入ゾーン５にある台車１３を搬送手段１１により排気
室８内に移動させ、台車１３上に載せられている合成樹
脂製品３を排気室８内に入れた後、第１シヤツタＳ１を
閉じる。次いで、ｉ１吸引手段１４を作動させて排気室
８内を２Ｑ　Ｔｏｒｒまで減圧する。

〔第３ステツプ〕 第２シヤツタＳ２を開き、排気室８および処理室９間を
連通し、合成樹脂製品３を載せた台車１３を排気室８か
ら処理室９に移行させる。この際、排気室８および処理
室９内の圧力は２０　Ｔｏｒｒであり、圧力差はないの
で、合成樹脂製品、３の移行はスムーズに行なわれる。

この後、第２シヤツタＳ２は閉じられ、排気室８内には
空気が徐々に導入され、排気室８内は大気圧にまで徐々
に復帰され、大気圧にまで回復したときに第１シヤツタ
Ｓ１が開けられて、次の合成樹脂製品３０投入に備える
。

〔第４ステツプ〕 第２吸引手段１５のメカニカルブースタ１８を新たに作
動させて、処理室９内を第２Ｘ空度たとえばＱ、４　Ｔ
ｏｒｒ　にまで減圧する。この際、処理室９内は既に２
０　Ｔｏｒｒにまで減圧されているので、０．４　Ｔｏ
ｒｒまでの減圧はメカニカルブースタ１８により速やか
に行なわれる。

〔第５ステツプ〕 処理室ｓ内が０．４　Ｔｏｒｒ　にまで減圧されたとき
に、プラズマ発生手段２３により、プラズマ化されたＯ
、ガスおよびＮ、ガスが処理室９内に導入され、たとえ
ばＩ　Ｔｏｒｒの圧力で所定時間だけ合成樹脂製品３の
プラズマ処理が行なわれる。

このようなプラズマ処理では、イオン化されたＯｔガス
による合成樹脂の付加反応および原子の引抜き反応が次
のように行なわれる。

ＲＨ＋０．’　→ＲＯＯＭ ＲＯＯＨ−＋ＲＯ−＋８０・ ＲＨ＋２０・→Ｒ・十Ｂ・十０２ さらに、酸素、合成樹脂および活性糧間で次のような反
応が生じる。

Ｒ・十〇、→ＲＯＯ。

ＲＯ，十Ｒ’Ｈ−＋　ＲＯＨ＋Ｒ’− ＲＯＯｅ十Ｒ’Ｈ−＋　Ｒ００Ｈ十Ｒ’。

ＲＯＯ−＋Ｒ’Ｈ−＋ＲＯＲ＋ＨＯ− Ｒ−＋Ｒ’ｏ、−＋ＲＯＲ’ Ｒ−十Ｒ’ＯＯ−＋　Ｒ００Ｒ’ ２ＲＯＯＨ−＋Ｒ＝０＋ｇ、十ＲＯＯ・このようにして
、合成樹脂製品３０表面に、−０Ｈ１Ｃ＝Ｏ１−００Ｈ
，−０−などの極性基が生じると推定される。

〔第６ステツプ〕 処理室９内に空気を導入し、処理室９内の圧力を２　Ｃ
ＶＴｏｒｒにまで復帰させる。

〔第７ステツプ〕 第３シヤツタＳ３を開き、処理室９および払出室９間を
連通し、合成樹脂製品３を載せ４た台車１３を処理室９
から払出室１０に移行させる。この際、処理室９および
払出室１０の圧力は２０　Ｔｏｒｒとなっており、圧力
差はないので、合成樹脂製品３の移動は円滑に行なわれ
る。その後、第３シヤツタＳ３を閉じ、処理室９および
払出室１０間を遮断する。

〔第８ステツプ〕 払出・室１０内に空気を導入して、払出室１０内の圧力
を大気圧にまで復帰させた後、第４シヤツタＳ４を開き
、台車１３を払出室１０から払出ゾーン６に移動させ、
塗装前処理を施された合成樹脂製品３を取出す。

このようにして一連の前処理工程が終了するが、第１〜
第８ステツプを繰返すことにより、合成樹脂製品３の塗
装前処理が次々に行なわれる。

以上のように塗装前処理を施した合成樹脂製品３に塗装
が施される。

ここで、塗装前処理装置１によって実際に前処理な施さ
れたテストピースに塗装を施した後の塗膜の密着強度な
測定した結果を示すと、第１表のようになる。

第　１　表 第１表において、テストＡでは、ポリプロピレンから成
るテストピースＴ１〜Ｔ５を、プラズマ処理時間を２０
秒として前処理し、テストＢではプラズマ処理時間を１
０秒として前処理し、さらにテストＣではプラズマ処理
時間を１０秒としかつ１０回の連続処理を行なった。ま
た前処理後、各テストピースＴ１〜Ｔ５にはウレタン系
塗料を施した後、８５℃で３０分間の焼付処理を施し、
さらに４８時間経過した後で密着強度を測定した。

さらに参考のために、プラズマによる前処理を行なわな
いで塗装したときの密着強度な示す。

第１表から明らかなように、プラズマによる前処理を施
したものでは、塗膜の密着強度がＩ　Ｋ９／ｃｍ程度と
高い値を示すのに対し、前処理を行なわないものでは、
０．０３−〇、０５　ｋｇ／ＣＴＬの低い値しか得られ
ない。

以上のような塗装前処理装置１によれば、合成樹脂製品
３を投入ゾーン５から払出ゾーン６まで移動させて前処
理させるのに、約１分根度の時間しかかからず、合成樹
脂製品３を速やかにかつ連続的に処理することができる
。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明方法によれば、相互に連通、遮断可
能にして連続的に配置した排気室、処理室および払出室
内な、塗装前処理な施すべき合成樹脂製品が順次通過す
るようにし、処理室および払出室内を相互に遮断したま
まで予め設定した第１真空度まで減圧する第１ステツプ
と、処理室と遮断された状態にある排気室内に前記合成
樹脂製品を投入した後で該排気室内な第１真空度まで減
圧する第２ステツプと、排気室および処理室間を連通し
前記合成樹脂製品を排気室から処理室に移行させた後に
排気室および処理室間な遮断する第３ステツプと、処理
室内を第１真空度より低い第２真空度まで減圧する第４
ステツプと、処理室内の合成樹脂製品をプラズマ処理す
る第５ステツプと、処理室内圧力な第１真空度に復帰さ
せる第６ステツプと、処理室および払出室間を連通させ
合成樹脂製品を処理室から払出室に移行させた後に処理
室および払出室間な遮断する第７ステツプと、払出室内
圧力を大気圧に夕帰させた後に合成樹脂製品を払出す第
８ステツプとを順次経過させるようにしたので、処理室
内でプラズマ処理するのに必要な第２真空度までの減圧
を短時間に行なうことができ、しかも排気室、処理室お
よび払出室間を合成樹脂製品が移動する際の圧力差をな
くして円滑な移動を行なうことができ、合成樹脂製品の
プラズマにより塗装前処理を連続的に行なうことができ
る。

また本発明装置によれば、トンネル状に構成されたケー
シング内を貫通して、塗装前処理な施すべき合成樹脂製
品を搬送するための搬送手段が配置され、前記ケーシン
グ内を、搬送手段の搬送方向に沿って順に、排気室、処
理室および払出室として区画すべく、該ケーシングには
４つのシャックが開閉自在に設けられ、前記排気室およ
び払出室には、それらの室内圧を予め定めた第１真空度
まで減圧するための第１吸引手段が個別にそれぞれ接続
され、前記処理室には、第１真空度よりも圧力が低い第
２真空度まで減圧するための第２吸引手段が接続される
とともに、プラズマ発生手段が接続されるので、排気室
、処理室および払出室間の連通、遮断な容易に行なって
、それら各室を合成樹脂製品が次々に通過させるように
することができ、処理室間でのプラズマ処理を合成樹脂
製品に連続的に施すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例な示すもので、第１図は塗装前
処理装置の縦断側面図、第２図は第１図の平面図、第３
図は第２吸引手段の構成を示す系統図、第４図はプラズ
マ発生手段の構成を示す系統図である。 １・・・塗装前処理装置、２・・・ケーシイグ、３・・
・合成樹脂製品、７・・・搬送方向、８・・・排気室、
９・・・処理室、１０・・・払出室、１１・・・搬送手
段、１４・・・第１吸引手段、１５・・・第２吸引手段
、１６．１７・・・ロータリポンプ、１８・・・メカニ
カルブースタ、２３・・・プラズマ発生手段 特許出願人　本田技研工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　相互に連通、遮断可能にして連続的に配置した
   排気室、処理室および払出室内を、塗装前処理を施すべ
   き合成樹脂製品が順次通過するようにし、処理室および
   払出室内を相互に遮断したままで予め設定した第１真空
   度まで減圧する第１ステツプと、処理室と遮断された状
   態にある排気室内に前記合成樹脂製品を投入した後で該
   排気室内を第１真空度まで減圧する第２ステツプと、排
   気室および処理室間を連通し前記合成樹脂製品を排気室
   から処理室に移行させた後に排気室および処理室間を遮
   断する第３ステツプと、処理室内を第１真空度より圧力
   が低い第２真空度まで減圧する第４ステツプと、処理室
   内の合成樹脂製品をプラズマ処理する第５ステツプと、
   処理室内圧力を第１真空度に復帰させる第６ステツプと
   、処理室および払出室間を連通させ合成樹脂製品を処理
   室から払出室に移行させた後に処理室および払出室間を
   遮断する第７ステツプと、払出室内圧力を大気圧に復帰
   させた後に合成樹脂製品を払出す第８ステツプとを順次
   経過させるようにしたことを特徴とする合成樹脂製品の
   塗装前処理方法。
2. （２）トンネル状に構成されたケーシング内を貫通して
   、塗装前処理を施すべき合成樹脂製品を搬送するための
   搬送手段が配置され、前記ケーシング内を、搬送手段の
   搬送方向に沿って順に、排気室、処理室および払出室と
   して区画すべく、該ケーシングには４つのシャッタが開
   閉自在に設けられ、前記排気室および払出室には、それ
   らの室内圧を予め定めた第１真空度まで減圧するための
   第１吸引手段が個別にそれぞれ接続され、前記処理室に
   は、第１真空度よりも圧力が低い第２真空度まで減圧す
   るための第２吸引手段が接続されるとともに、プラズマ
   発生手段が接続されることを特徴とする合成樹脂製品の
   塗装前処理装置。
3. （３）前記第１吸引手段はロータリポンプであり、第２
   吸引手段はロータリポンプおよびメカニカルブースタを
   組合せて構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項記載の合成樹脂製品の塗装前処理装置。