真空または低圧プラズマは、部品の産業用前処理に用いられるプラズマプロセスとして広く確立されています。この方式では、通常10⁻³～10⁻⁹ barの低圧環境に保たれた密閉チャンバー内で、高周波の電磁場を用いて電極間にプラズマを生成します。
処理対象となる部品は、生産ラインとは分離された専用の低圧チャンバー内で処理されます。チャンバー内では、ガスまたはガス混合気体が電磁場によって電離され、高い反応性を持つプラズマ状態へと変化します。使用するガス組成 (空気、窒素、酸素など) やエネルギー結合方式 (DC、kHz、MHz、GHzなど) を選択することで、処理後の表面特性を用途に応じて精密に制御することが可能です。
低圧プラズマプロセスでは、広い表面領域を一括で処理できる一方で、次工程に移行するまでに待機時間が必要となるため、工程全体としては処理時間が長くなる傾向があります。そのため、特に大量の基材や部品を処理する産業用途では、この点が課題となる場合があります。
大気圧プラズマによる前処理は、材料の洗浄、活性化、コーティングを行う非常に効率的な方法です。前処理できる材料は、プラスチック、アルミニウムなどの金属、ガラス、リサイクル材料、複合材など、多岐にわたります。
Openair-Plasma®(オープンエアープラズマ) テクノロジーは、大気圧下で高度な表面改質を実現できるため、低圧プラズマ技術のような専用チャンバーを必要としません。このため、Openair-Plasma®技術は生産ラインにシームレスに統合できます。ロボット制御のラインにも統合が可能であり、インライン化コストを低く抑えることができます。汎用性が高いため、革新的な表面処理に欠かせない技術になっています。
大気圧プラズマ処理はとりわけコスト効率がよく、低圧プラズマやコロナプロセスに代わる方法として評価されています。
大気圧プラズマは常圧下で生成されるため、低圧チャンバーが不要であることは前述したとおりですが、プラズマプロセスの生産フローへの導入を可能にしているのが、プラズマトリートのOpenair-Plasma®ノズル技術 (特許取得済) です。
このノズルによって、環境負荷の低いポテンシャルフリーの効率的なプラズマプロセスを既存の生産ラインにシームレスに組み込めるようになりました。
Openair-Plasma®では、材料の表面特性の改質に圧縮空気を使用します。そのためにプラズマトリートは、非常に高い精度で基材にプラズマを照射する特殊なノズルを開発しました。
ノズルヘッドとプロセスパラメータ (プラズマの強度や照射距離など) は各用途に合わせて正確に調整することが可能で、部品の搬送速度など現場固有の要素も細かく考慮されており、これがプラズマトリートの大きな強みの1つになっています。
この革新的なプラズマ技術は、あらゆる種類の表面に適用でき、基材の超微細洗浄と高活性化を実現します。
特長と利点
Openair-Plasma®技術と他の前処理プロセスとの比較
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高いプロセス信頼性 Openair-Plasma®は、フェイルセーフ性とプロセス信頼性が非常に高い技術です。 -
高いコスト効率 マルチシフト稼働でも処理速度が高く、不良率が低いため、プロセスが効率化します。材料選択の幅が広く、これまで使用できなかった利点の多い材料を活用できるようになります。 -
高度な活性化 処理表面の活性化レベルはコロナプロセスを上回ります。広いプロセスウィンドウ：広いプロセスウィンドウを実現するため、火炎処理に比べ熱による部品破損リスクが大幅に低くなります。 -
環境にやさしい 溶剤フリー、揮発性有機化合物 (VOC) フリーで表面処理できます。Openair-Plasma®はドライプロセスです。このため、電解メッキや電解酸洗い、クロムメッキなどの電気化学プロセスで必要な湿式化学処理は不要です。 -
インライン統合の容易さ Openair-Plasma®は容易に既存のプロセスにインライン統合できます。この点が粗面化、サンドブラスト、アルミナブラストのような機械的プロセスと異なります。 -
広いプロセスウィンドウ Openair-Plasma®は広いプロセスウィンドウを実現します：燃焼処理と比較して、熱による部品損傷の危険性が極めて低くなります。
