(57)【要約】【課題】設備構造が簡単で、処理コストが安いマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置１は、導波通路２０ａ、２１ａを有する導波管２と、導波通路２０ａにプラズマ生成用ガスを供給するガス供給管３と、導波通路２１ａに表出する上流側面４０と、上流側面４０に背向する下流側面４１と、長孔状のスリット４２と、を有するスロットアンテナ４と、を備えてなる。略大気圧条件下において、マイクロ波とプラズマ生成用ガスとをスリット４２に通過させることによりマイクロ波の電界を集中させスリット４２付近に高電界を形成し、プラズマ生成用ガスを電離させプラズマＰを生成し、プラズマＰにより処理対象物８０の処理対象面８００に所定の処理を施す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波が伝播する導波通路を有する導波管と、
該導波通路に、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスであるプラズマ生成用ガスを、供給するガス供給管と、
該導波通路に表出する上流側面と、該上流側面に背向する下流側面と、該上流側面に開口する上流側開口と該上流側開口に連通し該下流側面に開口する下流側開口とを有する長孔状のスリットと、を有するスロットアンテナと、
を備えてなり、
略大気圧条件下において、該マイクロ波と該プラズマ生成用ガスとを該スリットに通過させることにより該マイクロ波の電界を集中させ該スリット付近に高電界を形成し、該高電界により該プラズマ生成用ガスを電離させプラズマを生成し、該プラズマにより処理対象物の処理対象面に所定の処理を施すマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記スリットの最小幅は、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記スリットの内部空間は、前記上流側開口から前記下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している請求項１または請求項２に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記処理対象面は、前記スロットアンテナに対して、相対的に移動可能であり、
前記スリットの長軸方向と、該処理対象面の移動方向と、は交差している請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記処理対象物は、円筒状あるいは円柱状を呈しており、
前記処理対象面は、該処理対象物の外周面であり、
該処理対象物を、軸周りに回転させながら、該処理対象面に所定の処理を施す請求項４に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記処理対象物は、フッ素系樹脂製であって円筒状の内層と、該内層の径方向外側に積層されポリアミド系樹脂製であって円筒状の外層と、を有するホースの、該内層であり、
前記処理対象面は、該内層の外周面であり、
所定の前記処理は、該外層の内周面に対する、該内層の外周面の接着性を向上させる表面改質処理である請求項５に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記処理対象面は、平面状を呈しており、
前記処理対象物を、直線状に移動させながら、該処理対象面に所定の処理を施す請求項４に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項８】
略大気圧条件下において、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスであるプラズマ生成用ガスと、マイクロ波と、を長孔状のスリットを有するスロットアンテナの該スリットに、通過させ、該マイクロ波の電界を集中させ該スリット付近に高電界を形成し、該高電界により該プラズマ生成用ガスを電離させプラズマを生成し、該プラズマにより処理対象物の処理対象面に所定の処理を施すマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項９】
前記スリットの最小幅は、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている請求項８に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記スリットの内部空間は、前記上流側開口から前記下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している請求項８または請求項９に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記処理対象面は、前記スロットアンテナに対して、相対的に移動可能であり、
前記スリットの長軸方向と、該処理対象面の移動方向と、は交差している請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記処理対象物は、円筒状あるいは円柱状を呈しており、
前記処理対象面は、該処理対象物の外周面であり、
該処理対象物を、軸周りに回転させながら、該処理対象面に所定の処理を施す請求項１１に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記処理対象物は、フッ素系樹脂製であって円筒状の内層と、該内層の径方向外側に積層されポリアミド系樹脂製であって円筒状の外層と、を有するホースの、該内層であり、
前記処理対象面は、該内層の外周面であり、
所定の前記処理は、該外層の内周面に対する、該内層の外周面の接着性を向上させる表面改質処理である請求項１２に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項１４】
前記処理対象面は、平面状を呈しており、
前記処理対象物を、直線状に移動させながら、該処理対象面に所定の処理を施す請求項１１に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略大気圧条件下において、マイクロ波によりプラズマを発生させ、プラズマにより処理対象物に所定の処理を施すマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化等の環境対応として、自動車からの炭化水素の蒸散量の規制が近年強化されており、その対策として、炭化水素の蒸散をバリアする熱可塑性樹脂を内層に形成した積層樹脂ホースが開発されている。例えば、バリア性のフッ素樹脂からなる内層（バリア層）と、内層の径方向外周に積層されているポリアミド樹脂からなる外層と、を有する複層構造の樹脂ホースが開発されている。
しかし、フッ素樹脂からなる内層（バリア層）とポリアミド樹脂からなる外層とは溶融接着しないため、層間接着性向上に向け、内層（バリア層）の改質が考案されている。例えば、内層（バリア層）の外周面をコロナ放電処理したり（特許文献１）、フッ素系樹脂を酸変性（グラフト化）させたり（特許文献２）、さらには、内層（バリア層）の外周面を、減圧下で高周波（ＲＦ）プラズマ処理したり（特許文献３）すること等が、考案されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、コロナ放電によりバリア層の外周面の表面改質処理を行う場合、比較的大きなバイアスを加える必要がある。このため、局部的に過剰な電荷がかかる場合がある。この場合、異常放電により、バリア層の外周面が局部的に粗面化し、場合によっては細孔（ピンホール）ができる可能性がある。さらに、接着向上効果も低い。また、特許文献２に記載されているように、バリア層のフッ素系樹脂を酸変性させる場合、燃料ホースの製造コストが高くなってしまうし、フッ素樹脂の特性を低下させるおそれがある。また、特許文献３に記載されているように、減圧高周波（ＲＦ）プラズマ処理によりバリア層の外周面の表面改質処理を行う場合、大気圧よりも低い圧力を確保する必要がある。このため、真空設備などが必要になる。したがって、プラズマ処理装置の設備コスト、延いては燃料ホースの製造コストが高くなってしまう。
【特許文献１】特公平８−５１６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３２０７７０号公報
【特許文献３】特開２００１−２７００５１公報
【特許文献４】特開２００７−２９９７２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、特許文献４には、大気圧または大気圧付近の圧力でプラズマを生成することができるプラズマ処理装置が開示されている。同文献記載のプラズマ処理装置は、誘電体基板と、マイクロストリップ線路と、アース導体と、誘電体ガス管と、を備えている。マイクロストリップ線路とアース導体とは、誘電体基板を挟む両面に配置されている。誘電体基板の一端からは、マイクロ波が入力される。誘電体基板の他端は、誘電体ガス管のノズル付近に配置されている。誘電体基板を伝播したマイクロ波は、誘電体ガス管のノズル付近に放射される。マイクロ波により、誘電体ガス管のノズル付近に、電界が形成される。一方、誘電体ガス管内には、ガスが流れている。マイクロ波の電界で、当該ガスが電離することにより、プラズマが生成する。生成したプラズマは、誘電体ガス管のノズルから吹き出す。当該プラズマを照射することにより、処理対象物の表面改質処理を行う。同文献記載のプラズマ処理装置によると、大気圧または大気圧付近の圧力で、表面改質処理を行うことができる。このため、真空設備が不要である。
【０００５】
しかしながら、同文献記載のプラズマ処理装置の場合、マイクロ波を伝播させるために、誘電体基板、マイクロストリップ線路、アース導体などが必要になる。このため、プラズマ処理装置の構造が複雑である。
【０００６】
また、同文献の図１７、図１８には、プラズマをアレイ化したプラズマ処理装置が開示されている。当該プラズマ処理装置の場合、マイクロストリップ線路および導体を、プラズマ生成に必要な長さ分だけ、並設する必要がある。
【０００７】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、設備構造が簡単で、処理コストが安いマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するため、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波が伝播する導波通路を有する導波管と、該導波通路に、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスであるプラズマ生成用ガスを、供給するガス供給管と、該導波通路に表出する上流側面と、該上流側面に背向する下流側面と、該上流側面に開口する上流側開口と該上流側開口に連通し該下流側面に開口する下流側開口とを有する長孔状のスリットと、を有するスロットアンテナと、を備えてなり、略大気圧条件下において、該マイクロ波と該プラズマ生成用ガスとを該スリットに通過させることにより該マイクロ波の電界を集中させ該スリット付近に高電界を形成し、該高電界により該プラズマ生成用ガスを電離させプラズマを生成し、該プラズマにより処理対象物の処理対象面に所定の処理を施すことを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
マイクロ波は、導波管の導波通路を伝播する。また、導波通路には、プラズマ生成用ガスが供給される。マイクロ波およびプラズマ生成用ガスは、導波通路からスリットの上流側開口に流入し、スロットアンテナを貫通し、スリットの下流側開口から流出する。この際、マイクロ波の電界が集中する。そして、スリット付近に、スリット付近以外と比較して電界強度が高い、高電界が形成される。当該高電界により、プラズマ生成用ガスが電離し、プラズマが生成される。生成されたプラズマにより、処理対象物の処理対象面に、所定の処理を施す。
【００１０】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、マイクロ波を導波通路からスリットに流入させる際に、通路断面積が小さくなる。このため、スリット付近において、マイクロ波の電界強度を高くすることができる。したがって、減圧条件下でなくても、言い換えると略大気圧条件下であっても、確実に、プラズマ生成用ガスを電離させることができる。このように、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、真空設備が不要である。このため、設備構造が簡単である。
【００１１】
また、処理対象物の搬送ラインが略大気圧条件にある場合、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を、当該搬送ラインに設置することも可能である（勿論、搬送ラインに設置しない場合も（１）の構成に含まれる）。こうすると、処理対象面への処理を、搬送ラインの流れ作業の一環として、実行することができる。
【００１２】
また、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、マイクロ波の電界強度が高いため、プラズマ生成用ガスとして、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスを、用いることができる。すなわち、プラズマ生成用ガスとして、高価な希ガスを用いなくても、プラズマを生成することができる。このため、所定の処理を施す際の処理コストが安い。
【００１３】
また、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、マイクロ波は、誘電体基板ではなく、導波通路（空間）を伝播する。このため、誘電体基板は不要である。したがって、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、この点においても、設備構造が簡単である。
【００１４】
また、マイクロ波とプラズマ生成用ガスとは、導波通路において合流してから、スリットを通過する。このため、プラズマを生成する領域でマイクロ波とプラズマ生成用ガスとを合流させる場合と比較して、設備構造が簡単になる。また、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によると、プラズマ照射の際、プラズマが電界などにより加速されない。このため、プラズマが処理対象面を荒らしにくい。
【００１５】
（１−１）好ましくは、上記（１）の構成において、前記スリットは、前記マイクロ波の波長の倍数（１／２波長、１／４波長含む）に相当する部分に配置されている構成とする方がよい。
【００１６】
本構成によると、定在波による共振現象が起こる部分に、スリットが配置されている。このため、マイクロ波の電界強度を、より高くすることができる。また、マイクロ波の入力電力が小さくても、プラズマを生成することができる。
【００１７】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい（請求項２に対応）。ここで、「スリットの最小幅」とは、スリットの上流側開口から下流側開口に至る全長において、最も狭い部分の幅をいう。例えば、スリットの内部空間が、上流側開口から下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している場合（後述する（３）の構成の場合）は、下流側開口の最小幅をいう。反対に、スリットの内部空間が、下流側開口から上流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している場合は、上流側開口の最小幅をいう。
【００１８】
本構成において、スリットの最小幅を０．０２ｍｍ以上としたのは、０．０２ｍｍ未満の場合、スリットにおいてアーク放電が起き、スリットが損傷する可能性があるからである。また、スリットの最小幅を１ｍｍ以下としたのは、１ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するために、高パワーのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００１９】
（２−１）好ましくは、上記（２）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．５ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい。スリットの最小幅を０．５ｍｍ以下としたのは、０．５ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するためにより多くのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００２０】
（２−２）好ましくは、上記（２−１）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい。スリットの最小幅を０．１ｍｍ以上としたのは、０．１ｍｍ未満の場合、スリットにおいてアーク放電が起きスリットが損傷する可能性が高くなるからである。また、スリットの最小幅を０．３ｍｍ以下としたのは、０．３ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するためにより多くのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００２１】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記スリットの内部空間は、前記上流側開口から前記下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している構成とする方がよい（請求項３に対応）。
【００２２】
本構成によると、マイクロ波が、上流側から下流側に向かって先細りになったスリットを、通過する。このため、マイクロ波の電界が、さらに集中しやすくなる。したがって、さらに高電界を形成しやすくなる。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記処理対象面は、前記スロットアンテナに対して、相対的に移動可能であり、前記スリットの長軸方向と、該処理対象面の移動方向と、は交差している構成とする方がよい（請求項４に対応）。
【００２４】
ここで、「処理対象面が、スロットアンテナに対して、相対的に移動可能」とは、静止したスロットアンテナに対して、処理対象面が移動可能なことをいう。また、静止した処理対象面に対して、スロットアンテナが移動可能なことをいう。また、処理対象面とスロットアンテナとが、相対的な位置関係を変化させながら、共に移動可能であることをいう。本構成によると、長孔状のスリットの長軸方向と、処理対象面の移動方向と、が交差している。このため、短時間で、処理対象面の広い部分を、処理することができる。
【００２５】
（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記処理対象物は、円筒状あるいは円柱状を呈しており、前記処理対象面は、該処理対象物の外周面であり、該処理対象物を、軸周りに回転させながら、該処理対象面に所定の処理を施す構成とする方がよい（請求項５に対応）。
【００２６】
本構成によると、スロットアンテナに対して、処理対象物を軸周りに回転させることにより、処理対象面に所定の処理を施すことができる。このため、プラズマの照射距離が短い場合であっても、処理対象面に確実に処理を施すことができる。
【００２７】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記処理対象物は、フッ素系樹脂製であって円筒状の内層と、該内層の径方向外側に積層されポリアミド系樹脂製であって円筒状の外層と、を有するホースの、該内層であり、前記処理対象面は、該内層の外周面であり、所定の前記処理は、該外層の内周面に対する、該内層の外周面の接着性を向上させる表面改質処理である構成とする方がよい（請求項６に対応）。
【００２８】
フッ素系樹脂は、薬品やガソリンなどに対する耐食性が高い。また、ポリアミド系樹脂は、強度が高い。このため、前述したように、自動車業界においては、フッ素系樹脂製のバリア層と、ポリアミド系樹脂製の強化層と、を有する多層構造の燃料ホースが用いられている。しかしながら、フッ素系樹脂とポリアミド系樹脂とは、接着性が低い。
【００２９】
この点に鑑み、本構成は、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を用いて、フッ素系樹脂製の内層の外周面に、表面改質処理を施すものである。本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を用いて、内層の外周面にプラズマを照射すると、後述する実施例からも明らかなように、内層と外層との層間接着力が高いホースを作製することができる。
【００３０】
（７）好ましくは、上記（４）の構成において、前記処理対象面は、平面状を呈しており、前記処理対象物を、直線状に移動させながら、該処理対象面に所定の処理を施す構成とする方がよい（請求項７に対応）。
【００３１】
本構成によると、スロットアンテナに対して、処理対象物を直線状に移動させることにより、処理対象面に所定の処理を施すことができる。このため、プラズマの照射距離が短い場合であっても、処理対象面に確実に処理を施すことができる。
【００３２】
（８）また、上記課題を解決するため、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法は、略大気圧条件下において、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスであるプラズマ生成用ガスと、マイクロ波と、を長孔状のスリットを有するスロットアンテナの該スリットに、通過させ、該マイクロ波の電界を集中させ該スリット付近に高電界を形成し、該高電界により該プラズマ生成用ガスを電離させプラズマを生成し、該プラズマにより処理対象物の処理対象面に所定の処理を施すことを特徴とする（請求項８に対応）。
【００３３】
マイクロ波およびプラズマ生成用ガスは、スリットを通過する。この際、マイクロ波の電界が集中する。そして、スリット付近に、スリット付近以外と比較して電界強度が高い、高電界が形成される。当該高電界により、プラズマ生成用ガスが電離し、プラズマが生成される。生成されたプラズマにより、処理対象物の処理対象面に、所定の処理を施す。
【００３４】
本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波をスリットに流入させる際に、通路断面積が小さくなる。このため、スリット付近において、マイクロ波の電界強度を高くすることができる。したがって、減圧条件下でなくても、言い換えると略大気圧条件下であっても、確実に、プラズマ生成用ガスを電離させることができる。このように、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によると、減圧工程が不要である。
【００３５】
また、処理対象物の搬送ラインが略大気圧条件にある場合、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法を用いると、処理対象面への処理を、搬送ラインの流れ作業の一環として、実行することができる。
【００３６】
また、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波の電界強度が高いため、プラズマ生成用ガスとして、空気、窒素、酸素からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスを、用いることができる。すなわち、プラズマ生成用ガスとして、高価な希ガスを用いなくても、プラズマを生成することができる。このため、所定の処理を施す際の処理コストが安い。
【００３７】
また、マイクロ波とプラズマ生成用ガスとは、導波通路において合流してから、スリットを通過する。このため、プラズマを生成する領域でマイクロ波とプラズマ生成用ガスとを合流させる場合と比較して、設備構造が簡単になる。また、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によると、プラズマ照射の際、プラズマが電界などにより加速されない。このため、プラズマが処理対象面を荒らしにくい。
【００３８】
（８−１）好ましくは、上記（８）の構成において、前記スリットは、前記マイクロ波の波長の倍数（１／２波長、１／４波長含む）に相当する部分に配置されている構成とする方がよい。
【００３９】
本構成によると、定在波による共振現象が起こる部分に、スリットが配置されている。このため、マイクロ波の電界強度を、より高くすることができる。また、マイクロ波の入力電力が小さくても、プラズマを生成することができる。
【００４０】
（９）好ましくは、上記（８）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい（請求項９に対応）。ここで、「スリットの最小幅」とは、スリットの上流側開口から下流側開口に至る全長において、最も狭い部分の幅をいう。例えば、スリットの内部空間が、上流側開口から下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している場合（後述する（１０）の構成の場合）は、下流側開口の最小幅をいう。反対に、スリットの内部空間が、下流側開口から上流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している場合は、上流側開口の最小幅をいう。
【００４１】
本構成において、スリットの最小幅を０．０２ｍｍ以上としたのは、０．０２ｍｍ未満の場合、スリットにおいてアーク放電が起き、スリットが損傷する可能性があるからである。また、スリットの最小幅を１ｍｍ以下としたのは、１ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するために、高パワーのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００４２】
（９−１）好ましくは、上記（９）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．５ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい。スリットの最小幅を０．５ｍｍ以下としたのは、０．５ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するためにより多くのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００４３】
（９−２）好ましくは、上記（９−１）の構成において、前記スリットの最小幅は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい。スリットの最小幅を０．１ｍｍ以上としたのは、０．１ｍｍ未満の場合、スリットにおいてアーク放電が起きスリットが損傷する可能性が高くなるからである。また、スリットの最小幅を０．３ｍｍ以下としたのは、０．３ｍｍ超過の場合、プラズマを生成するためにより多くのマイクロ波入射電力を要するからである。
【００４４】
（１０）好ましくは、上記（８）または（９）の構成において、前記スリットの内部空間は、前記上流側開口から前記下流側開口に向かって尖るテーパ状を呈している構成とする方がよい（請求項１０に対応）。
【００４５】
本構成によると、マイクロ波が、上流側から下流側に向かって先細りになったスリットを、通過する。このため、マイクロ波の電界が、さらに集中しやすくなる。したがって、さらに高電界を形成しやすくなる。
【００４６】
（１１）好ましくは、上記（８）ないし（１０）のいずれかの構成において、前記処理対象面は、前記スロットアンテナに対して、相対的に移動可能であり、前記スリットの長軸方向と、該処理対象面の移動方向と、は交差している構成とする方がよい（請求項１１に対応）。
【００４７】
ここで、「処理対象面が、スロットアンテナに対して、相対的に移動可能」とは、静止したスロットアンテナに対して、処理対象面が移動可能なことをいう。また、静止した処理対象面に対して、スロットアンテナが移動可能なことをいう。また、処理対象面とスロットアンテナとが、相対的な位置関係を変化させながら、共に移動可能であることをいう。本構成によると、長孔状のスリットの長軸方向と、処理対象面の移動方向と、が交差している。このため、短時間で、処理対象面の広い部分を、処理することができる。
【００４８】
（１２）好ましくは、上記（１１）の構成において、前記処理対象物は、円筒状あるいは円柱状を呈しており、前記処理対象面は、該処理対象物の外周面であり、該処理対象物を、軸周りに回転させながら、該処理対象面に所定の処理を施す構成とする方がよい（請求項１２に対応）。
【００４９】
本構成によると、スロットアンテナに対して、処理対象物を軸周りに回転させることにより、処理対象面に所定の処理を施すことができる。このため、プラズマの照射距離が短い場合であっても、処理対象面に確実に処理を施すことができる。
【００５０】
（１３）好ましくは、上記（１２）の構成において、前記処理対象物は、フッ素系樹脂製であって円筒状の内層と、該内層の径方向外側に積層されポリアミド系樹脂製であって円筒状の外層と、を有するホースの、該内層であり、前記処理対象面は、該内層の外周面であり、所定の前記処理は、該外層の内周面に対する、該内層の外周面の接着性を向上させる表面改質処理である構成とする方がよい（請求項１３に対応）。
【００５１】
フッ素系樹脂は、薬品やガソリンなどに対する耐食性が高い。また、ポリアミド系樹脂は、強度が高い。このため、前述したように、自動車業界においては、フッ素系樹脂製のバリア層と、ポリアミド系樹脂製の強化層と、を有する多層構造の燃料ホースが用いられている。しかしながら、フッ素系樹脂とポリアミド系樹脂とは、接着性が低い。
【００５２】
この点に鑑み、本構成は、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法を用いて、フッ素系樹脂製の内層の外周面に、表面改質処理を施すものである。本発明のマイクロ波プラズマ処理方法を用いて、内層の外周面にプラズマを照射すると、後述する実施例からも明らかなように、内層と外層との層間接着力が高いホースを作製することができる。
【００５３】
（１４）好ましくは、上記（１１）の構成において、前記処理対象面は、平面状を呈しており、前記処理対象物を、直線状に移動させながら、該処理対象面に所定の処理を施す構成とする方がよい（請求項１４に対応）。
【００５４】
本構成によると、スロットアンテナに対して、処理対象物を直線状に移動させることにより、処理対象面に所定の処理を施すことができる。このため、プラズマの照射距離が短い場合であっても、処理対象面に確実に処理を施すことができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によると、設備構造が簡単で、処理コストが安いマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法の実施の形態について説明する。
【００５７】
＜第一実施形態＞
［マイクロ波プラズマ処理装置の構成］
まず、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の構成について説明する。本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置は、略大気圧（＝１．０１３×１０５Ｐａあるいは当該圧力付近の圧力）条件下において、燃料ホースの内層の外周面に、表面改質処理を施すものである。
【００５８】
図１に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の分解斜視図を示す。図２に、同マイクロ波プラズマ処理装置の斜視図を示す。図３に、同マイクロ波プラズマ処理装置の前後方向断面図を示す。なお、図１は、シャフトおよび内層が箱部から出ている状態（以下、「抜出状態」と称す。）を示す。図２、図３は、シャフトおよび内層が箱部に挿入されている状態（以下、「挿入状態」と称す。）を示す。
【００５９】
図１〜図３に示すように、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１は、導波管２と、ガス供給管３と、スロットアンテナ４と、ハウジング５と、回転駆動部６と、を備えている。
【００６０】
導波管２は、管体部２０と、下流端部２１と、を備えている。管体部２０は、マイクロ波発振器９０と、入射側のパワーモニタ９１と、アイソレータ９２と、反射側のパワーモニタ９３と、整合器９４と、を連結している。管体部２０の内部には、管体部側導波通路２０ａが区画されている。管体部側導波通路２０ａは、本発明の導波通路に含まれる。管体部２０は、下流端部２１に接続されている。下流端部２１は、後述するハウジング５とスロットアンテナ４とにより、形成されている。下流端部２１の内部には、端部側導波通路２１ａが区画されている。端部側導波通路２１ａは、本発明の導波通路に含まれる。ガス供給管３は、管体部２０の下流端付近に、分岐接続されている。
【００６１】
ハウジング５は、ハウジング本体５０と、天板５１と、を備えている。ハウジング本体５０は、アルミ鋼製である。ハウジング本体５０は、箱部５００と、長板部５０１と、を備えている。
【００６２】
箱部５００は、上方に開口する直方体箱状を呈している。箱部５００は、前後方向に延在している。箱部５００は、シャフト挿入孔５００ａと、シャフト支持孔５００ｂと、段差部５００ｃと、連結孔５００ｄと、排気孔５００ｅと、を備えている。排気孔５００ｅは、箱部５００の下壁に穿設されている。シャフト挿入孔５００ａは、箱部５００の後壁に穿設されている。シャフト支持孔５００ｂは、箱部５００の前壁に穿設されている。シャフト支持孔５００ｂとシャフト挿入孔５００ａとは、前後方向に対向している。シャフト挿入孔５００ａは、シャフト支持孔５００ｂよりも、孔径が大きい。連結孔５００ｄは、箱部５００の前壁に穿設されている。連結孔５００ｄは、シャフト支持孔５００ｂの上方に配置されている。連結孔５００ｄには、管体部２０の下流端が接続されている。段差部５００ｃは、シャフト支持孔５００ｂと連結孔５００ｄとの間に形成されている。段差部５００ｃは、箱部５００の側壁の内面を一周している。段差部５００ｃは、上方から下方に向かって内側に張り出す、段差状を呈している。
【００６３】
長板部５０１は、箱部５００の後壁下縁から、後方に延在している。長板部５０１は、平板状を呈している。長板部５０１の上面には、左右一対のガイドレール５０１ａが敷設されている。ガイドレール５０１ａは、前後方向に延在している。天板５１は、アルミ鋼製であって、平板状を呈している。天板５１は、箱部５００の開口を、上方から塞いでいる。
【００６４】
スロットアンテナ４は、ステンレス鋼製であって、長方形板状を呈している。スロットアンテナ４は、箱部５００の段差部５０３に配置されている。前記導波管２の下流端部２１は、スロットアンテナ４と、天板５１と、箱部５００と、により形成されている。すなわち、スロットアンテナ４は、下流端部２１の下壁を形成している。天板５１は、下流端部２１の上壁を形成している。箱部５００の段差部５０３よりも上の部分は、下流端部２１の側壁を形成している。スロットアンテナ４については、後で詳しく説明する。
【００６５】
回転駆動部６は、サーボモータ６０と、シャフト６１と、被ガイド部６２と、を備えている。回転駆動部６は、長板部５０１の上面に配置されている。被ガイド部６２は、サーボモータ６０のモータハウジングの下壁に、左右一対配置されている。被ガイド部６２は、前後方向に延在している。一対の被ガイド部６２は、長板部５０１の上面の一対のガイドレール５０１ａに、前後方向に移動可能に、収容されている。シャフト６１は、サーボモータ６０の回転軸に連結されている。このため、シャフト６１は、サーボモータ６０の回転軸と共に、軸周りに回転可能である。シャフト６１は、モータハウジングの前壁から、前方に向かって突設されている。シャフト６１の外周面には、後述する燃料ホースの内層８０が装着されている。内層８０は、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）製であって、円筒状を呈している。ＥＴＦＥは、本発明のフッ素系樹脂に含まれる。内層８０は、シャフト６１と共に、軸周りに回転可能である。被ガイド部６２がガイドレール５０１ａに沿って前後方向に移動することにより、シャフト６１および内層８０は、シャフト挿入孔５００ａを介して、箱部５００の内部に出入り可能である。すなわち、シャフト６１および内層８０は、抜出状態（図１）から挿入状態（図２、図３）まで移動可能である。挿入状態においては、シャフト６１の先端（前端）は、シャフト支持孔５００ｂに、回転可能に支持されている。
【００６６】
［スロットアンテナの構成］
次に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１のスロットアンテナ４の構成について説明する。図４に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図を示す。図５に、図４のＶ−Ｖ方向断面図を示す。図４、図５に示すように、スロットアンテナ４は、上面４０と、下面４１と、スリット４２と、を備えている。上面４０は、本発明の上流側面に含まれる。下面４１は、本発明の下流側面に含まれる。スリット４２は、上方開口４２０と、下方開口４２１と、を備えている。上方開口４２０は、本発明の上流側開口に含まれる。下方開口４２１は、本発明の下流側開口に含まれる。上方開口４２０は、長円状（対向する一対の半円が一対の直線により連結された形状）を呈している。下方開口４２１は、長方形状を呈している。このように、スリット４２は、長孔状を呈している。スリット４２の長軸方向は、前後方向である。また、上方から見て、下方開口４２１は、上方開口４２０の内側に配置されている。すなわち、スリット４２の内部空間は、上方開口４２０から下方開口４２１に向かって尖るテーパ状を呈している。
【００６７】
図５に示すように、上方開口４２０の左右方向幅Ｗ１（短軸方向幅）は、１０ｍｍに設定されている。下方開口４２１の左右方向幅Ｗ２（短軸方向幅）は、０．２ｍｍに設定されている。スロットアンテナ４の板厚Ｗ３（上下方向全長）は、３ｍｍに設定されている。
【００６８】
図４に示すように、スリット４２は、スロットアンテナ４に、合計四つ配置されている。四つのスリット４２は、左右二列に配置されている。左側の列には、二つのスリット４２が点線状に配置されている。同様に、右側の列にも、二つのスリット４２が点線状に配置されている。左側の列のスリット４２と右側の列のスリット４２とは、左方あるいは右方から見て重複しないように、ジグザグ状に配置されている。すなわち、四つのスリット４２の左右方向の投影面Ｌは、直線帯Ｌ１〜Ｌ４が繋がった、一本の実線帯状を呈している。投影面Ｌの全長（前後方向全長）は、内層８０の外周面８００（図３参照）の軸方向全長（前後方向全長）よりも、長くなるように設定されている。また、四つのスリット４２は、マイクロ波の導波管内の管内波長の倍数（１／２波長、１／４波長含む）に相当する部分に配置されている。
【００６９】
［マイクロ波プラズマ処理方法］
次に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法について説明する。本実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法においては、略大気圧条件下において、燃料ホースの内層８０に、表面改質処理を施す。
【００７０】
まず、図１に示す抜出状態において、内層８０を、シャフト６１の外周面に装着する。なお、内層８０は、溶融押出成形により作製した長尺状の管状体を、所定の長さに切断したものである。
【００７１】
次に、図３に示すように、サーボモータ６０およびマイクロ波電源９５をオンにする。サーボモータ６０をオンにすると、シャフト６１つまり内層８０が回転を開始する。また、マイクロ波電源９５をオンにすると、マイクロ波発振器９０がマイクロ波を発生する。発生したマイクロ波は、導波管２の管体部２０の管体部側導波通路２０ａを伝播する。この際、入射側のパワーモニタ９１により、発生したマイクロ波の出力をモニタリングする。また、反射側のパワーモニタ９３により、反射されたマイクロ波の出力をモニタリングする。また、アイソレータ９２により、反射されたマイクロ波の出力を減衰させる。また、整合器９４により、マイクロ波の反射量を調整する。管体部側導波通路２０ａを通過したマイクロ波は、端部側導波通路２１ａを伝播する。一方、ガス供給管３からは、管体部側導波通路２０ａの下流端付近に、窒素ガスが供給される。窒素ガスは、マイクロ波と共に、端部側導波通路２１ａに流入する。
【００７２】
マイクロ波は、端部側導波通路２１ａから、スロットアンテナ４のスリット４２に進入する。ここで、スリット４２の上方開口４２０の開口面積は、端部側導波通路２１ａの通路断面積と比較して、極めて小さい。このため、端部側導波通路２１ａからスリット４２に進入する際、マイクロ波の電界強度は、極めて高くなる。加えて、スリット４２の内部空間は、上方開口４２０から下方開口４２１に向かって尖るテーパ状を呈している。このため、スリット４２を通過する際、マイクロ波の電界強度は、さらに高くなる。
【００７３】
一方、窒素ガスも、マイクロ波同様に、スロットアンテナ４のスリット４２を通過する。この際、スリット４２付近に形成されたマイクロ波の高電界により、窒素ガスは電離する。そして、図３に示すように、プラズマＰ（説明の便宜上、点線ハッチングで示す。）が生成される。
【００７４】
続いて、図２、図３に示すように、回転しているシャフト６１を、シャフト挿入孔５００ａを介して、箱部５００の内部に挿入する。すなわち、抜出状態から挿入状態まで、シャフト６１を移動させる。このため、内層８０は、シャフト６１の軸周りに回転しながら、前方に移動する。プラズマＰは、当該内層８０の外周面８００に照射される。なお、排気ガスは、排気孔５００ｅからハウジング５の外部に排出される。
【００７５】
所定時間が経過したら、マイクロ波電源９５およびサーボモータ６０をオフにする。そして、シャフト６１を、挿入状態から抜出状態まで、移動させる。その後、処理後の内層８０を、シャフト６１から取り外す。続いて、内層８０の外周面に、ポリアミド１２（ＰＡ１２）製の外層を、溶融押出成形により積層させる。ＰＡ１２は、本発明のポリアミド系樹脂に含まれる。
【００７６】
図６に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法により作製された燃料ホースの斜視図を示す。図７に、同燃料ホースの径方向断面図を示す。図６、図７に示すように、燃料ホース８は、内層８０と外層８１とを備えている。燃料ホース８は、本発明のホースに含まれる。内層８０の外周面８００（詳しくは、外周面８００から所定の深さ部分）には、図７に細線ハッチングで示すように、表面改質により、水酸基やカルボキシル基等の官能基が付与される。当該官能基は、外層８１のＰＡ１２と、熱により溶融接着する。このため、内層８０と外層８１とは、高い層間接着力で接着している。
【００７７】
［作用効果］
次に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法の作用効果について説明する。本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波を端部側導波通路２１ａからスリット４２に流入させる際に、通路断面積が小さくなる。このため、スリット４２付近において、マイクロ波の電界強度を高くすることができる。したがって、略大気圧条件下であるにもかかわらず、確実に、窒素ガスを電離させることができる。このように、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、真空設備が不要である。このため、設備構造が簡単である。
【００７８】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波の電界強度が高いため、プラズマ生成用ガスとして、安価な窒素ガスを用いることができる。このため、内層８０の外周面８００に表面改質処理を施す際の処理コストが安い。
【００７９】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波は、誘電体基板ではなく、管体部側導波通路２０ａ、端部側導波通路２１ａを伝播する。このため、誘電体基板は不要である。したがって、この点においても、設備構造が簡単である。
【００８０】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、マイクロ波と窒素ガスとは、管体部側導波通路２０ａにおいて合流してから、スリット４２を通過する。このため、プラズマを生成する領域でマイクロ波とプラズマ生成用ガスとを合流させる場合と比較して、設備構造が簡単になる。
【００８１】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、スリット４２は、マイクロ波の波長の倍数（１／２波長、１／４波長含む）に相当する部分に配置されている。このため、マイクロ波の電界強度を、より高くすることができる。また、マイクロ波の入力電力が小さくても、プラズマを生成することができる。
【００８２】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、スリット４２の最小幅（＝下方開口４２１の左右方向幅Ｗ２）は、０．０４ｍｍに設定されている。このため、確実に、マイクロ波の電界強度を、高くすることができる。
【００８３】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、スリット４２の内部空間は、上方開口４２０から下方開口４２１に向かって尖るテーパ状を呈している。このため、マイクロ波は、上流側から下流側に向かって先細りになったスリット４２を、通過する。したがって、マイクロ波の電界が、さらに集中しやすくなる。
【００８４】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、スロットアンテナ４に対して、内層８０を軸周りに回転させることにより、外周面８００に表面改質処理を施すことができる。このため、プラズマＰの照射距離が短い場合であっても、外周面８００に確実に処理を施すことができる。
【００８５】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、ＥＴＦＥ製の内層８０の外周面８００に、表面改質処理を施している。本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法を用いて、内層８０の外周面８００にプラズマＰを照射すると、内層８０と外層８１との層間接着力が高い燃料ホース８を作製することができる。
【００８６】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、プラズマＰが電界などにより加速されて、内層８０の外周面８００に照射されない。このため、外周面８００がプラズマＰにより損傷を受けるおそれが小さい。
【００８７】
＜第二実施形態＞
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、の相違点は、スロットアンテナのスリットの形状のみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００８８】
図８に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図８に示すように、スリット４２の上方開口４２０、下方開口４２１は、共に長方形状を呈している。また、上方開口４２０と下方開口４２１とは、開口面積が略一致している。また、スリット４２は、直管状を呈している。
【００８９】
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法は、構成が共通する部分については、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法によると、スリット４２の形状が単純である。このため、スロットアンテナ４にスリット４２を配置しやすい。
【００９０】
＜第三実施形態＞
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、の相違点は、スロットアンテナのスリットの配置のみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００９１】
図９に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図９に示すように、スロットアンテナ４には、合計八個のスリット４２が配置されている。八個のスリット４２は、左右二列×前後四行の行列状に配置されている。
【００９２】
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法は、構成が共通する部分については、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、同様の作用効果を有する。本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法のように、マイクロ波の波長の倍数（１／２波長、１／４波長含む）に相当する部分に対応する部分が、スロットアンテナ４に多数存在する場合は、その分、スリット４２の配置数を多くすることができる。このため、プラズマＰが生成されやすい。
【００９３】
＜第四実施形態＞
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、の相違点は、処理対象物が燃料ホースではなく、フィルムである点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００９４】
図１０に、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の斜視図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置１は、導波管２と、ガス供給管３と、スロットアンテナ４と、ハウジング７と、を備えている。
【００９５】
ハウジング７は、角筒部７０と、天板７１と、を備えている。角筒部７０は、アルミ鋼製であって、角筒状を呈している。天板７１は、アルミ鋼製であって、平板状を呈している。天板７１は、角筒部７０の上方開口を塞いでいる。一方、スロットアンテナ４は、角筒部７０の下方開口を塞いでいる。天板７１、角筒部７０、スロットアンテナ４により、導波管２の下流端部２１が形成されている。
【００９６】
ＥＴＦＥ製のフィルム８２は、図１０中に白抜き矢印で示すように、図示しない搬送ローラにより、スロットアンテナ４の下方を、所定のテンションが加わった状態で、左方から右方に搬送される。フィルム８２がスリット４２の下方を通過する際、フィルム８２の上面８２０に、プラズマＰ（説明の便宜上、点線ハッチングで示す。）が照射される。上面８２０は、本発明の処理対象面に含まれる。当該プラズマＰにより、フィルム８２の上面８２０に、連続的に表面改質処理が施される。表面改質処理が施されたフィルム８２の上面８２０には、Ｔダイ押出機にて、溶融したＰＡをフィルム上に押出し、ＰＡが固化する前に、プラズマ処理されたＥＴＦＥ製のフィルム８２とラミネートすることにより、ＰＡ１２製の補強層（図略）が積層形成される。
【００９７】
本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１およびマイクロ波プラズマ処理方法は、構成が共通する部分については、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法と、同様の作用効果を有する。
【００９８】
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置１は、フィルム８２の搬送ラインの途中に配置されている。このため、フィルム８２の上面８２０への表面改質処理を、搬送ラインの流れ作業の一環として、実行することができる。
【００９９】
また、スリット４２の長軸方向（前後方向）と、上面８２０の移動方向（左右方向）と、は略直交している。また、四つのスリット４２により生成するプラズマＰの前後方向全長は、フィルム８２の上面８２０の前後方向全長よりも、長い。このため、短時間で、上面８２０の広い部分を、処理することができる。
【０１００】
＜その他＞
以上、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【０１０１】
例えば、第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態においては、シャフト６１を抜出状態から挿入状態に移動させながら、内層８０の外周面８００に、プラズマＰを照射した。しかしながら、まずシャフト６１を抜出状態から挿入状態に切り替えてから、次いで内層８０の外周面８００にプラズマＰを照射してもよい。
【０１０２】
すなわち、四つのスリット４２により生成するプラズマＰの前後方向全長は、内層８０の外周面８００の軸方向全長（前後方向全長）よりも、長い。このため、任意の瞬間に着目すると、外周面８００の一部（所定角度分）の軸方向全長に、プラズマＰを、一度に照射することができる。ここで、外周面８００は、シャフト６１と共に回転している。したがって、シャフト６１を略３６０°回転させることにより、外周面８００の略全面に、プラズマＰを照射することができる。
【０１０３】
このように、シャフト６１を挿入状態に切り替えてからプラズマＰを照射すると、スリット４２の長軸方向（前後方向）と、外周面８００の移動方向（上→右→下→左→再び上と回転する方向）と、が略直交することになる。このため、シャフト６１を一回転させるだけで、外周面８００の略全面を、処理することができる。
【０１０４】
また、上記実施形態においては、プラズマ生成用ガスとして、窒素ガスを用いた。しかしながら、酸素ガス、空気を用いてもよい。また、これらのガスを適宜混合して用いてもよい。また、生成したプラズマを安定させるために、プラズマ生成用ガスに加えて、アセトン等の有機溶剤を気化混入させてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態においては、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法を用いて、燃料ホース８、フィルム８２に、表面改質処理を施した。しかしながら、例えば板材などに表面改質処理を施してもよい。
【０１０６】
また、スリット４２の形状、配置場所、配置数も特に限定しない。例えば、表面改質処理の処理長さを長くするために、スリット４２の配置数を増やしてもよい。
【０１０７】
また、例えば、第四実施形態（図１０参照）のフィルム８２のように、処理対象面の移動方向（図１０における左右方向）に対して、略直交する方向（図１０における前後方向）の幅が広い処理対象物の処理対象面を、全幅処理する場合であって、かつ処理対象面の移動方向に対して、略直交する方向（図１０における前後方向）に隣接するスリット４２間に隙間があるマイクロ波プラズマ処理装置を用いる場合、処理対象面のうち当該スリット４２間の隙間を通過する部分には、表面改質処理が施されないことになる。
【０１０８】
この場合、このマイクロ波プラズマ処理装置に対して、当該スリット４２間の隙間を補充するようにスリット４２が配置された別のマイクロ波プラズマ処理装置を、処理対象面の移動方向に並設してもよい。また、一旦表面処理を施した後の処理対象面を当該スリット４２間の隙間分だけずらして配置し、再び同一のマイクロ波プラズマ処理装置を用いて処理してもよい。こうすると、幅広の処理対象面であっても、全面的に表面改質処理を施すことができる。
【０１０９】
また、ハウジング本体５０、天板５１、角筒部７０、天板７１の材質は、アルミ鋼に限定されない。金属であればよい。中でも、導電性の良い材質が好ましい。また、スロットアンテナ４の材質は、ステンレス鋼に限定されない。金属であればよい。例えば、アルミ鋼、真鍮等であってもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、本発明のフッ素系樹脂としてＥＴＦＥを用いた。しかしながら、例えば、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド共重合体（ＴＨＶ）、ビニリデンフルオライド樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体などを用いてもよい。また、これらのフッ素系樹脂を、二種以上併せて用いてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態においては、本発明のポリアミド系樹脂として、ＰＡ１２を用いた。しかしながら、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９９（ＰＡ９９）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド９１２（ＰＡ９１２）、ポリアミド６とポリアミド６６との共重合体（ＰＡ６／６６）、ポリアミド６とポリアミド１２との共重合体（ＰＡ６／１２）などを用いてもよい。また、これらのポリアミド系樹脂を二種以上併せて用いてもよい。
【０１１２】
また、処理対象面（内層８０の外周面８００、フィルム８２の上面８２０）に対する、プラズマＰの照射時間も特に限定しない。例えば、照射時間は、１秒以上２００秒以下としてもよい。
【０１１３】
また、マイクロ波の周波数も特に限定しない。例えば、４３３ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を用いることができる。好ましくは、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いる方がよい。その理由は、当該周波数は、電波法に適合しているからである。
【実施例】
【０１１４】
以下、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法を用いて行った評価試験について、図１〜図７を参照しながら、説明する。
【０１１５】
＜サンプル＞
［実施例１］
まず、溶融押出成形により作製した内径６ｍｍ、径方向肉厚０．２５ｍｍの長尺状の管状体を、軸方向長さ３００ｍｍに切断することにより、ＥＴＦＥ（旭硝子社製、フルオンＥＴＦＥ  Ｃ８８ＡＸＰ）製の内層８０を作製した。次いで、内層８０を図１に示す抜出状態のシャフト６１に装着した。続いて、窒素ガスを電離させることにより、図３に示すプラズマＰを生成し、内層８０を回転させながら、シャフト６１を抜出状態から挿入状態まで移動させた。すなわち、内層８０にプラズマＰを照射した。
【０１１６】
照射の際の圧力は、１．０１３×１０５Ｐａとした。窒素ガスの流量は、８．４４Ｐａ・ｍ３／秒（５０００ＳＣＣＭ）とした。内層８０の回転速度は、１０回転／秒とした。シャフト６１の移動速度（前進速度）は、０．１ｍ／分とした。マイクロ波の周波数は、２．４５ＧＨｚとした。マイクロ波の電源出力は、５０Ｗとした。スロットアンテナ４の下面４１から内層８０の外周面８００までの最短距離（つまり、プラズマＰの照射距離）は、６ｍｍとした。
【０１１７】
それから、表面改質処理後の内層８０を、マンドレルに装着した。そして、溶融押出機により、内層８０の外周面８００を、溶融するＰＡ１２（宇部興産社製、ウベスタ３０３０ＪＬＸ２）で、被覆した。すなわち、内層８０の径方向外側に、ＰＡ１２製の外層８１を形成した。外層８１の径方向肉厚は、０．７５ｍｍとした。このようにして、図６に示すように、二層構造の燃料ホース８（内径６ｍｍ、外径８ｍｍ、長さ３００ｍｍ）を製造した。このようにして得られた燃料ホースを、実施例１のサンプルとした。
【０１１８】
［実施例２］
実施例２のサンプルと実施例１のサンプルとは、同じ寸法、材質である。実施例２のサンプルの製造方法と実施例１のサンプルの製造方法との相違点は、マイクロ波の電源出力、プラズマの照射距離である。すなわち、実施例２のサンプルの製造方法においては、マイクロ波の電源出力は、１５０Ｗとした。プラズマの照射距離は、８ｍｍとした。
【０１１９】
［実施例３］
実施例３のサンプルと実施例１のサンプルとは、同じ寸法、材質である。実施例３のサンプルの製造方法と実施例１のサンプルの製造方法との相違点は、マイクロ波の電源出力、プラズマ生成用ガスの種類、プラズマの照射距離である。すなわち、実施例３のサンプルの製造方法においては、マイクロ波の電源出力は、１５０Ｗとした。プラズマ生成用ガスは、酸素ガスとした。プラズマの照射距離は、８ｍｍとした。
【０１２０】
［実施例４］
実施例４のサンプルと実施例１のサンプルとは、同じ寸法、材質である。実施例４のサンプルの製造方法と実施例１のサンプルの製造方法との相違点は、マイクロ波の電源出力、プラズマ生成用ガスの種類、プラズマの照射距離である。すなわち、実施例４のサンプルの製造方法においては、マイクロ波の電源出力は、１５０Ｗとした。プラズマ生成用ガスは、空気とした。プラズマの照射距離は、８ｍｍとした。
【０１２１】
［比較例１］
まず、溶融押出成形により作製した内径８ｍｍ、径方向肉厚０．２５ｍｍの長尺状の管状体を、軸方向長さ２５０ｍｍに切断することにより、ＴＨＶ（ダイニオン社製、ＴＨＶ８１５）製の内層８０を作製した。次いで、内層８０の外周面８００にプラズマＰを照射せずに、内層８０をマンドレルに装着した。そして、溶融押出機により、内層８０の外周面８００を、溶融するＰＡ１２（宇部興産社製、ウベスタ３０３０ＪＬＸ２）で、被覆した。すなわち、内層８０の径方向外側に、ＰＡ１２製の外層８１を形成した。外層８１の径方向肉厚は、０．７５ｍｍとした。このようにして、図６に示すように、二層構造の燃料ホース８（内径８ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）を製造した。このようにして得られた燃料ホースを、比較例１のサンプルとした。
【０１２２】
［比較例２］
比較例２のサンプルと比較例１のサンプルとの相違点は、内層の材質のみである。すなわち、比較例２のサンプルの内層は、ＥＴＦＥ（旭硝子社製、フルオンＥＴＦＥ  Ｃ８８ＡＸＰ）製とした。
【０１２３】
［比較例３］
比較例３のサンプルと比較例１のサンプルとは、同じ寸法、材質である。比較例３のサンプルの製造方法と比較例１のサンプルの製造方法との相違点は、内層の外周面に表面改質処理を施している点である。
【０１２４】
内層の外周面に表面改質処理を施す際、実施例１〜実施例４におけるマイクロ波プラズマ処理装置の代わりに、１ノズルローテーションシステム（型式ＲＤ１００４、ノズルはスタンダードノズル１４°ＡＧＲ１２３Ａを使用）およびジェネレーター（型式ＦＧ１００３−５）の構成からなる日本プラズマトリート社製の大気圧式プラズマ処理装置を用いた。
【０１２５】
具体的には、比較例１のサンプルと同様にＴＨＶ製の内層を、２０００回転／分の回転速度で回転させた。そして、回転する内層の外周面に対して、上記大気圧式プラズマ処理装置を用いて、圧力１．０１３×１０５Ｐａの条件下で、プラズマを照射（マイクロ波照射ではない）した（電圧：２６０Ｖ、電流：６Ａ、処理速度：５ｍ／分、 プラズマ照射距離：８ｍｍ）。プラズマを照射する際、４０リットル／分の流量で、アルゴンガスを継続的に供給した。その後、プラズマ照射後の内層の外周面を、比較例１と同様に、ＰＡ１２で溶融被覆することにより、外層を形成した。このようにして得られた燃料ホースを、比較例３のサンプルとした。
【０１２６】
［比較例４］
比較例４のサンプルと比較例３のサンプルとは、同じ寸法、材質である。比較例４のサンプルの製造方法と比較例３のサンプルの製造方法との相違点は、プラズマ処理の際のガスの種類のみである。すなわち、比較例４のサンプルの製造方法においては、プラズマ処理の際に空気を供給した。
【０１２７】
［比較例５］
比較例５のサンプルと比較例３のサンプルとの相違点は、内層の材質のみである。すなわち、比較例５のサンプルの内層は、ＥＴＦＥ（旭硝子社製、フルオンＥＴＦＥ  Ｃ８８ＡＸＰ）製とした。
【０１２８】
［比較例６］
比較例６のサンプルと比較例３のサンプルとの相違点は、内層の材質のみである。すなわち、比較例６のサンプルの内層は、ＥＴＦＥ（旭硝子社製、フルオンＥＴＦＥ  Ｃ８８ＡＸＰ）製とした。
【０１２９】
比較例６のサンプルの製造方法と比較例３のサンプルの製造方法との相違点は、プラズマ処理の際のガスの種類のみである。すなわち、比較例６のサンプルの製造方法においては、プラズマ処理の際に空気を供給した。
【０１３０】
＜評価方法＞
評価項目は、ガソリン透過性、層間接着力の二項目とした。以下、これらガソリン透過性、層間接着力の評価方法について説明する。
【０１３１】
［ガソリン透過性］
上記実施例、比較例サンプル内に、トルエン／イソオクタン／エタノールを４５：４５：１０（体積比）の割合で混合した模擬アルコール添加ガソリンを封入した状態で、サンプルの軸方向両端開口に、クイックコネクタを圧入した。そして、等圧式ホース透過率測定装置（ＧＴＲテック社製、ＧＴＲ−ＴＵＢＥ３−ＴＧ）を用いて、上記模擬アルコール添加ガソリンの透過係数を、４０℃で一か月間測定した。
【０１３２】
なお、表に記載した値は、平衡に達したときの値であり、値が１０ｍｇ／日未満であれば、ガソリンを透過させにくいと言える。また、サンプルの軸方向両端開口にクイックコネクタを圧入する際、軸方向端の内層と外層とが剥離してしまい、測定できなかったサンプルについては、「×」と表記した。
【０１３３】
［層間接着性］
上記実施例、比較例サンプルを、１０ｍｍ幅で短冊状に切断して、接着性を測定するためのサンプル（以下、「短冊サンプル」と称す。）を作製した。試験は、以下の手順で行った。まず、各短冊サンプルの端部の内層と外層とを剥離させた。次いで、内層の剥離端と外層の剥離端とを、各々、引張試験機のチャックで挟持、固定した。続いて、引張速度５０ｍｍ／分の条件で、内層の剥離端と外層の剥離端とを離間させ、層間接着力を測定した。
【０１３４】
＜評価結果＞
評価結果を、サンプルの材質、製造方法と併せて、表１に示す。
【表１】
2010080350.tif 000003
【０１３５】
［ガソリン透過性］
表１から、実施例１〜実施例４は、ガソリン透過性が一日あたり３ｍｇ未満であることが判った。すなわち、実施例１〜実施例４は、極めて、ガソリンを透過させにくいということが判った。一方、比較例１〜比較例６は、いずれも、クイックコネクタ圧入時に、内層と外層とが剥離してしまうことが判った。
【０１３６】
［層間接着性］
表１から、実施例１〜実施例４は、比較例１〜比較例６よりも、層間接着力が高いことが判った。中でも、プラズマ生成用ガスとして窒素ガスを用いた実施例１、実施例２は、特に高い層間接着力を有することが判った。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の分解斜視図である。
【図２】同マイクロ波プラズマ処理装置の斜視図である。
【図３】同マイクロ波プラズマ処理装置の前後方向断面図である。
【図４】同マイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ方向断面図である。
【図６】第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法により作製された燃料ホースの斜視図である。
【図７】同燃料ホースの径方向断面図である。
【図８】第二実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図である。
【図９】第三実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナの上面図である。
【図１０】第四実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の斜視図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１：マイクロ波プラズマ処理装置、２：導波管、３：ガス供給管、４：スロットアンテナ、５：ハウジング、６：回転駆動部、７：ハウジング、８：燃料ホース（ホース）。
２０：管体部、２０ａ：管体部側導波通路（導波通路）、２１：下流端部、２１ａ：端部側導波通路（導波通路）、４０：上面（上流側面）、４１：下面（下流側面）、４２：スリット、５０：ハウジング本体、５１：天板、６０：サーボモータ、６１：シャフト、６２：被ガイド部、７０：角筒部、７１：天板、８０：内層、８１：外層、８２：フィルム、９０：マイクロ波発振器、９１：パワーモニタ、９２：アイソレータ、９３：パワーモニタ、９４：整合器、９５：マイクロ波電源。
４２０：上方開口（上流側開口）、４２１：下方開口（下流側開口）、５００：箱部、５００ａ：シャフト挿入孔、５００ｂ：シャフト支持孔、５００ｃ：段差部、５００ｄ：連結孔、５００ｅ：排気孔、５０１：長板部、５０１ａ：ガイドレール、５０３：段差部、８００：外周面、８２０：上面（処理対象面）。
Ｌ：投影面、Ｌ１〜Ｌ４：直線帯、Ｐ：プラズマ、Ｗ１：左右方向幅、Ｗ２：左右方向幅、Ｗ３：板厚。
【図１】
2010080350.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010080350.tif 000010
【図８】
2010080350.tif 000011
【図９】
2010080350.tif 000012
【図１０】
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