【アペルザ限定ハンドブック】今更聞けない プラズマ処理とは

今更聞けない プラズマ処理とは

プラズマとは - 第4の物質状態 プラズマ技術は、シンプルな物理的原理に基づく技術です。物質にエネル ギーを与えると、その状態が固体から液体へ、液体から気体へと変化しま す。プラズマは気体にさらにエネルギーを与えると、気体の分子が電離し、 イオンと電子別れ、その状態を第4の状態であるプラズマとなります。 1928年、アーヴィング・ラングミュアが初めてプラズマを発見しました。 実際にはプラズマは珍しいものではなく、極めてありふれたものです。宇 宙の中で目に見える物質の99％以上は、プラズマ状態にあります。地球上 でも、稲妻や北極・南極のオーロラなど、自然界で目にすることができま す。日食時には、太陽のまわりの明るい輪 (コロナ) としてプラズマを観察 することができます。 供給するエネルギーが増えると、物質の状態は固体から液体へ、さらに気 体へと変化します。さらに気体に放電の形でエネルギーを与えると、気体 がプラズマに変化します。

プラズマは世界を変える プラズマはエネルギー準位が高く、とても 不安定な物質です。そのため、プラスチッ クや金属などの材料にプラズマが接触する と、その不安定な分子や官能基分子が表面 分子と結合・付着し、濡生を大きく左右す る表面エネルギーや極性などの表面特性を 変化させます。 製造業界では、この原理を利用して材料特 性を必要に応じて改質しています。プラズ マによる前処理を行うこと、表面の接着 性・濡れ性を改善することができます。そ れにより、全く新しい材料 (極性の低い材 料も含む) の導入、溶剤 (揮発性有機化合物 不使用) やVOC塗料を使わない環境に優しい プロセスなどの利点があり、今日では化学 薬品での表面処理の代用として、プラズマ 処理を導入いただいています。 ほぼ全ての業界で利⽤されているプラズマ処理 大気圧プラズマ処理は、表面改質力が高い上、生産ラインへの導入が簡 単にでき、生産プロセスの単純化・短縮化が見込めるため、長年にわた りほぼすべての業界で活躍してきました。主な主要業界としては、自動 車産業、運輸、電子機器製造、包装技術、消費生活用製品、ライフサイ エンス、新型エネルギーなどがあげられます。

⼤気圧プラズマソリューション 表⾯活性化 プラズマクリーニング、活性化、ナノコーティング 大気圧プラズマ処理は、プラスチック、金属 (アルミニウムなど)、ガラス、 リサイクル材料、複合材のクリーニングや活性化、コーティング用として、 最も効率的なプラズマプロセスの一つです。 真空プラズマとは違い、Openair-Plasma®技術は大規模なチャンバーシステ ムを用意する必要がありません。また同システムでクリーニングを施すと、 表面の有機汚染物 (離型剤や添加剤) を安全にクリーニングし、表面を滅菌 する効果があります。 大気圧プラズマでの表面活性化の利点は、処理後に接着剤やコーティング 剤の工程がすぐに可能です。またPlasmaPlus® (プラズマナノコーティング) を利用すれば、加工用途に合わせた特性を備えた機能を表面を作り出すこ ともできます。 ⼤気圧プラズマの特性 インライン処理、優れたコスト効率、環境に優しい技術。 プラズマトリート社では、効果が低いコロナプロセスなどの表面処理プロ セスを、効率性に優れた大気圧ソリューションに切り替えるという課題に 取り組んできました。Openair-Plasma®プロセスは、操作がシンプルで安全 なうえ、環境にも優しい技術です。このプラズマシステムには、圧縮空気 と電力、そして既存の製造ライン以外は必要ありません。そのため、 Openair-Plasma®はほぼ全ての製造分野で導入されています。

他の前処理⽅法と⽐較した Openair-Plasma®技術でのメリット ・⾼い信頼性のあるプロセス︓ Openair-Plasma®技術は、優れた管理システムによるエラー感知機能とプロ セス管理機能を特長としています。 ・優れたコスト効率︓ マルチシフト作業においても高速プロセスが可能であり、スクラップ発生 率が低いため、効率を確実に高めることができます。またOpenair-Plasma® プロセスは、熱可塑性材料 (エラストマーなど) を使用した部位にも利用す ることが可能であり、優れた特性を備えた材料を利用することができます。 ・⾼レベルの活性化︓ コロナ処理とは違い、Openair-Plasma®では、処理表面を活性化力が優れて おり、処理スピードが最大900m/minの装置もご用意しております。 ・多様なプロセスウィンドウ︓ Openair-Plasma®は用途に合わせてノズルヘッドを変えることができ、処理 幅や溝などの深さによって調節が可能です。フレーム処理と比較して、部 分的に表面を活性化することに最適です。 ・取り付けが簡単︓ 粗面化処理や砂・酸化アルミニウムブラスト処理などのプロセスとは対照 的に、Openair-Plasma®は既存の生産にインラインで簡単に組み入れること ができます。 ・環境に優しい︓ Openair-Plasma®は、溶剤や揮発性有機化合物の代用になります。亜鉛めっ き処理や電気的手法を用いた酸洗浄、クロムめっきなどの電気化学プロセ スとは異なり、VOC処理の必要がありません。

⼤気圧プラズマ技術の⼤きな可能性 Openair-Plasma®処理は⾰新的な新しい製造プロセスであり、今まで接着 難とされていた材料の組み合わせが可能になります。製品強化や軽量化 の開発にソリューションとしても導⼊いただいています。 またOpenair-Plasma®技術を利⽤すれば、原材料や材料の効率性と、省エ ネルギー、環境保全にも貢献ですることができます。 プラズマトリート社はトップクラスの研究所と協⼒し、多様なアプリ ケーションの研究開発に積極的に取り組んできました。多くの製造業界 のお客様と企業パートナーとともに、新たなソリューションや新たなプ ロセス技術の開発を継続的に⾏っています。 もっと⾃由な組合せを Openair-Plasma®処理は、⼯業⽣産において、これ まで相性の悪い材料同⼠の接合に初めて成功した技 術です。例えば極性 (濡れ性) の低いプラスチック に対し、表⾯改質することで塗装や接合加⼯に必要 な特性を必要な部分に付与することができます。 また材料のコスト効率を⾼め、軽量化や安定化する ことによって、リサイクル材料などを使⽤すること もできるようになります。 ナノコーティングによる新たな機能 PlasmaPlus®ナノコーティングを利⽤すれば、 ⽤途に応じて表⾯に機能性をもったコーティ ングを塗布できます。それにより、全く新た な特性を材料表⾯に与え、優れた効率性を備 えた膜を⽣成することができます。 その⽤途は導電性コーティングからバリア コーティング、薬学的に活性な機能性コー ティングにまで拡がっています。

環境に優しい新たなプロセスと最終製品 ドライなOpenair-Plasma®技術を利用すれば、溶 剤プロセスの多くを省略することができます。 プラズマを用いた超微細クリーニングは、すで にあらゆる洗浄プロセスの代替技術として利用 されており、大量のエネルギーを使用する乾燥 工程が必要ありません。 高効率プラズマ活性化により、環境に有害で、 健康を害する接合剤やプライマーを使用する必 要がなくなります。接着機能を大幅に強化する ことができるため、揮発性有機化合物を使用し ない水性塗料や接着システムを代替材料として 使用することができます。 これらの特長を全て兼ね備えたOpenair-Plasma® を利用することで、コスト効率に優れた環境に 優しい、そして有害物質を含まない製品の、新 たな製造プロセスの実現が可能となりました。 プラズマ技術による技術⾰新︓ あらゆる業界分野における新たな⽤途 Openair-Plasma®技術の利用が想定される用途の 範囲は無限に拡がっています。業界の多くの分 野では、大気圧プラズマを用いた処理方法がす でに確立しています。ライフサイエンスや新型 エネルギー、あるいは航空機や宇宙航空産業な ど、新たな応用ソリューションに関する研究が 重点的に行われています。既に、太陽電池の保 護コーティングや燃料電池の開発、革新的な炭 素繊維材料を用いた軽量構造などの分野で飛躍 的な成功を収めています。ヒトの皮膚の治療に 関する初期臨床試験でも、将来の飛躍的進歩に 向けたプラズマ技術の大きな可能性を探ってい ます。

未来への挑戦 イノベーションの原動力は、プラズマ トリート社誕生の歴史と密接に関連し ています。当社は創業当時からR&Dに 重点を起き、多くの研究機関や大学と 協力研究・開発をしてきました。これ からも新技術、真素材に向けた未来へ のプロセスを開発しています。 会社概要 会社名 日本プラズマトリート株式会社 所在地 〒 103-0023 東京都中央区日本橋本町4-5-2 設立 2001年7月 事業内容 金属類、樹脂類、ガラス、ゴム等の表面加工装置及び表面処理測定 装置の輸出入､組立､販売、設置、修理・点検、及びレンタル。表面 処理に関するコンサルティング業務。 TEL 03-3244-0035 FAX 03-3244-2888 WEBサイト http://www.plasmatreat.co.jp