大気圧プラズマ装置｜表面改質・洗浄による密着性改善

概要

印刷・塗装・接着の密着不良でお困りではありませんか？
大気圧プラズマで、表面改質・洗浄による密着性改善をサポート
インクがはじく、塗膜がはがれる、接着剤やシール材が密着しない。こうした製造現場の課題に対し、材料や用途に応じたプラズマ処理をご提案します。

包装・印刷・樹脂加工・自動車部品・家電・建材など、幅広い分野での活用をご相談いただけます。
自社の材料でも効果を確認できます

初回無償デモ・サンプル評価に対応。適用できるか分からない段階からご相談ください。


以下の様なお困りごとがありましたら、ご相談ください。
・インクや塗料がはじかれて密着しない
・接着剤やシール材が十分に密着しない
・ドライ洗浄に変えたい
・プライマーの使用量を減らしたい
・フィルムや樹脂へのコーティングがうまくいかない
・接着／塗装前の表面洗浄具合を改善したい
・異種材料の接合や難接着材料の接合前処理に困っている
など

印刷品質、接着不良など課題はありませんか

印刷・印字 課 題：インクのはじき、文字の剥がれ、印刷の密着不良を改善したい

塗装・コーティング 課 題：塗料のはじき、塗膜の密着不良、剥離を改善したい

接着・貼り合わせ 課 題：PP・PEなどの難接着材料や、異種材料の接着性を改善したい

シール・封止・塗布 課 題：液状ガスケット、ポッティング材や接着剤などの密着性を改善したい

「この材料にも使える？」「自社の工程でも効果がある？」という段階でも問題ありません。是非お試しください。

用途例

大気圧プラズマ装置は幅広い用途で効果を発揮します。
以下はあくまで代表例になりますので、代表例以外についても御相談をお待ちしております。
これまでの数多くの対応経験・納品実績から、最適な設備構成を提案致します。

➤自動車部品関連、FIPGの塗布前処理 (液状、ガスケットの塗布前処理)
➤難接着材料の接着性改善
・PP、PE、シリコーンゴム、エラストマ（TPO、TPEなど）の接着性改善
・PPE、PEEK、PPS、PESなどのスーパーエンプラの接着性改善
・CFRTPや異素材同士の接着性および接合性の改善
➤塗装や塗膜の密着性の改善
➤エポキシ、シリコーン系封止材の濡れ性・密着性改善
➤フレキシブル基板への樹脂保護膜の貼り合せ強度の改善
➤ホットメルト接着の前処理
➤独自開発のノズルで銅表面の酸化還元が可能
➤プライマーの使用量の削減・工程省略を検討したい
➤ウェット洗浄前の処理（親水性の向上）など

大気圧プラズマの原理・効果

 半導体・電子部品製造工程（フロント・バックエンド）で長年販売している真空プラズマ装置（真空ポンプで減圧した容器内でプラズマを生成する減圧式のプラズマ）とは異なり、常圧環境の中で電力を使って気体を活性化させた状態を「大気圧プラズマ」と呼びます。
この仕組みから、大気中で電気と圧縮空気のみでプラズマを生成する装置が常圧プラズマ装置や大気圧プラズマ装置です。
真空プロセスを必要としないという点が最大の特徴です。
　大気圧プラズマには、材料表面を酸素を含む官能基に改質して親水性に変化させる効果があります。
他にも材料表面の有機汚染物質を分解反応による除去や、化学活性や特性の変化により、接着や塗装などが困難とされていた材料の表面を改質することが可能になります。
　導入後のランニングコストはほとんどかかりません。(電極交換/数千時間)
また、電源とプロセスエアーのみのシンプル構成かつ小型な装置のため生産ラインへの組込みが容易です。
有機溶剤を使用した下地処理の削減や切替え、プライマーレス化などドライ洗浄で環境に配慮した製造に貢献します。

原理・効果
大気圧プラズマ装置の効果には大きく「表面改質(親水性アップ)」・「洗浄(有機物除去)」が挙げられます。
それぞれの原理を説明致します。

表面改質(親水性アップ) 
汎用プラスチックの一種であるオレフィン系の合成樹脂：ポリプロピレン(PP)・ポリエチレン(PE)などは特に表面に極性基が無いため、接着剤やインクなどに対して親和性が無く接着や印刷が困難です。
大気圧プラズマ装置の放電により放出されたイオンや電子が、これらの樹脂表面の分子化学結合を断ち切り、樹脂材料に応じて親水性の官能基 水酸基(OH基)・カルボニル基(CO基)・カルボキシル基(COOH基)等を生成し親水性アップ(＝表面改質)します。

洗浄(有機物の除去) 
大気圧プラズマ洗浄は、活性酸素を利用した洗浄方法になります。
大気圧プラズマ装置により生成された活性酸素＝酸素ラジカルが、基材表面の有機物と反応・分解してCO2やH2O等になり材料表面から除去(脱離)します。

AP（エアープラズマ）シリーズの特徴

写真の通り、小型の装置本体とプラズマ照射ノズルの簡単な設備構成となっております。省スペースに加えて、真空プラズマとは違い真空プロセスを必要としないため既存ラインへの組み込みも容易です。ノズルは逆さまに設置してもプラズマは生成されますので、上向き照射での導入実績もございます。加えて、APシリーズは下記の特徴を持ったプラズマ装置になります。

オゾンの発生が少ない
オゾン発生がごく微量なため人・環境・設備への負荷が少なく安心・安全にお使い頂けます。

豊富なプラズマ照射ノズルラインナップ

スポット処理はもちろん、回転ノズルを用いることで、より広い面積にプラズマ処理が可能です。
ノズルを複数設置することで150・200・300ｍｍ‥と、さらにワイドな面へのプラズマ照射を実現します。

　　

独自開発のチャージアップレスノズル
大気圧プラズマ装置は、電気を使ってプラズマを生成することから、同時に電荷も発生します。
これが電子デバイスなど半導体製品の静電破壊を引き起こしてしまう原因となることから、今までの大気圧プラズマ装置は、電子デバイスに向けて使用することができませんでした。APシリーズでは、電気ダメージを大幅に低減する「チャージアップレスノズル」を独自開発しました。
チャージアップレスノズルにより、例えば部品実装された電子基板上へ直接プラズマ処理が可能となり、封止材注入や防湿コートなどの前処理で、密着性向上・ボイド低減による品質改善に貢献します。

　　

自動機の設計提案から製造まで対応
大気圧プラズマ APシリーズをプラズマユニットととして、自動機の設計提案から製造まで対応します。

画像左から　多軸ロボット、ロール＋トラバース装置、大型直交ロボット

デモルームのご紹介

サンプル処理を現在、初回無償で承りますので、ぜひお気軽に御問合せ下さい。
東京（デモルーム）のご紹介　大気圧プラズマ以外に真空プラズマ装置、その他、観察機器などを設置しています。接触角計も常設してございます。

その他、常設の真空プラズマ装置
・真空小型プラズマ装置（石英バレル）　PM100/PR200
・真空プラズマ装置（平行平板）　PDC210
・真空プラズマ装置（石英バレル）　PR510/PB1000　

その他デモルームに設置されている観察機器
左から　小坂研究所社製　微細形状測定機　ET200A-3D 、 日立ハイテク社製　卓上顕微鏡　TM4000、 ハイロックス社製　デジタルマイクロスコープ　HRX-02

　　　　　　

パワー半導体実装基板・熱特性評価・解析装置　TE100

　

この他、送風定温恒湿器、低温恒温器、三次元計測X線CT TDMシリーズなど設置しています。

装置スペック

自動車向け多彩なアプリケーション

 大気圧プラズマ装置 APシリーズは、FIPGの塗布前処理(液状ガスケットの塗布前処理)を始めとして、樹脂部品やカーナビディスプレイの貼り合せ、複雑形状の内外装部品への塗装・接着前処理に効果的です。


　　FIPG(液状ガスケット)の塗布前処理に大気圧プラズマ装置を照射することで密着性の改善が期待できます 

AP（エアープラズマ）の紹介動画