(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の粉体をプラズマガスとともに密封した可搬式の容器の外側から電界を印加し、前記容器内にプラズマを発生させて前記粉体にプラズマ処理を行うプラズマ処理工程を有し、
前記プラズマ処理工程では、第１電極および第２電極のうちの一方を他方に接近する方向に移動させて前記容器に前記第１電極および前記第２電極を押し付けた状態で前記電界を印加するとともに、前記第１電極を介して前記容器に振動を印加して前記複数の粉体を前記容器内で浮遊させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記容器は、可撓性シートからなる袋であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記容器は、複数が繋がっており、
前記複数の容器に対して順次、前記プラズマ処理工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
搬送装置によって前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理工程の前に前記容器に振動を印加する加振工程を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理工程では、前記容器内での前記プラズマの発生、および前記容器への振動の印加を行った後、前記容器を上下反転させて、再度、前記容器内での前記プラズマの発生、および前記容器への振動の印加を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記粉体は、粉状のフッ素系樹脂材料、粉状の超電導材料、粉状の塗料原料、粉状の発
色剤、粉状の炭素材料、粉状の希土類材料、粉状の触媒材料、粉状の電極材料、および粉状の薬剤の何れかからなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
複数の粉体をプラズマガスとともに密封した可搬式の容器内に外側から電界を印加して前記容器内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、
前記容器を挟む両側に配置された第１電極および第２電極と、第１加振器と、を含み、
前記第１電極および前記第２電極のうちの一方を他方に接近する方向に移動させて前記容器に前記第１電極および前記第２電極を押し付けた状態で前記電界を印加し、
前記第１加振器は、前記容器内にプラズマを発生させている期間、前記第１電極を介して前記容器に振動を印加して前記複数の粉体を前記容器内で浮遊させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第１電極は、前記容器を下方から支持するステージとして利用され、
前記第２電極には、前記第２電極を前記第１電極に接近する方向、および前記第１電極から離間する方向に移動させる昇降装置が設けられていることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記容器内にプラズマを発生させる前に、前記容器に振動を印加する第２加振器を有することを特徴とする請求項８または９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記容器は、可撓性シートからなる袋であることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記容器は、複数が繋がっており、
前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させて、前記複数の容器内に対して順次、前記電界を印加することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させる搬送装置を有していることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の表面改質等を行うプラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置では、プラズマガスが供給されるプラズマ発生室内に粉体を配置し、プラズマ発生室内で発生させた粉体にプラズマ処理を行う。また、複数の粉体が粉体の場合、プラズマ発生室内に気流を発生させて粉体を浮遊させる（特許文献１参照）。また、プラズマ発生室を回転させて粉体を浮遊させる（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−６８３８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載のプラズマ処理装置では、プラズマ処理を行う度にプラズマ発生室内に付着した粉体を除去する必要がある。それ故、作業効率が低いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、粉体に対するプラズマ処理を効率よく行うことのできるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るプラズマ処理方法では、複数の粉体をプラズマガスとともに密封した可搬式の容器の外側から電界を印加し、前記容器内にプラズマを発生させて前記粉体にプラズマ処理を行うプラズマ処理工程を有し、前記プラズマ処理工程では、第１電極および第２電極のうちの一方を他方に接近する方向に移動させて前記容器に前記第１電極および前記第２電極を押し付けた状態で前記電界を印加するとともに、前記第１電極を介して前記容器に振動を印加して前記複数の粉体を前記容器内で浮遊させることを特徴とする。本発明における「粉体」とは、粒子状のものの他、繊維状のものも含む意味である。
【０００７】
また、本発明は、複数の粉体をプラズマガスとともに密封した可搬式の容器内に外側から電界を印加して前記容器内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、前記容器を挟む両側に配置された第１電極および第２電極と、第１加振器と、を含み、前記第１電極および前記第２電極のうちの一方を他方に接近する方向に移動させて前記容器に前記第１電極および前記第２電極を押し付けた状態で前記電界を印加し、前記第１加振器は、前記容器内にプラズマを発生させている期間、前記第１電極を介して前記容器に振動を印加して前記複数の粉体を前記容器内で浮遊させることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、複数の粉体をプラズマガスとともに容器内に収容し、この状態で、容器の外側から電界を印加して容器内にプラズマを発生させ、粉体にプラズマ処理を行う。このため、粉体は、プラズマ処理の前および後のいずれにおいても、可搬式の容器内にあるため、プラズマ処理の後、粉体を容器内に収容したまま、次の工程に移行させることができる。従って、プラズマ処理装置のプラズマ発生室に直接粉体を搬入してプラズマ処理を行う場合と違って、プラズマ発生室に粉体が付着することがない。従って、プラズマ処理を行う度にプラズマ発生室内に付着した粉体を除去する必要がない等、プラズマ処理を効率よく行うことができる。また、容器に第１電極および第２電極を押し付けた状態で電界を印加するため、容器の外側にプラズマが発生することを抑制することができる。また、プラズマ処理の際、第１電極を介して容器に振動を印加するため、容器内において粉体が浮遊することになる。従って、容器内の粉体においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。また、粉体の表面においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。
【０００９】
本発明において、前記容器は、可撓性シートからなる袋である構成を採用することができる。かかる構成によれば、容器にかかるコストを低減することができる。
【００１０】
本発明に係るプラズマ処理方法において、前記容器は、複数が繋がっており、前記複数の容器に対して順次、前記プラズマ処理工程を行うことが好ましい。また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記容器は、複数が繋がっており、前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させて、前記複数の容器内に対して順次、前記電界を印加することが好ましい。かかる構成によれば、粉体に対するプラズマ処理を効率よく行うことができる。この場合、本発明に係るプラズマ処理方法では、搬送装置によって前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させる態様を採用することができる。また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記複数の容器を前記第１電極および前記第２電極に対して相対移動させる搬送装置を有している態様を採用することができる。
【００１１】
本発明に係るプラズマ処理方法において、前記プラズマ処理工程では、前記容器内での
前記プラズマの発生、および前記容器への振動の印加を行った後、前記容器を上下反転させて、再度、前記容器内での前記プラズマの発生、および前記容器への振動の印加を行う態様を採用することができる。
【００１２】
本発明に係るプラズマ処理方法では、前記プラズマ処理工程の前に前記容器に振動を印加する加振工程を有することが好ましい。本発明に係るプラズマ処理装置は、前記容器内にプラズマを発生させる前に、前記容器に振動を印加する第２加振器を有することが好ましい。かかる構成によれば、容器内において粉体が浮遊することになる。従って、容器内の粉体においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。また、粉体の表面においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。
【００１３】
本発明において、前記第１電極は、前記容器を下方から支持するステージとして利用され、前記第２電極には、前記第２電極を前記第１電極に接近する方向、および前記第１電極から離間する方向に移動させる昇降装置が設けられている態様を採用することができる。
【００１４】
本発明において、前記粉体は、例えば、粉状のフッ素系樹脂材料、粉状の超電導材料、粉状の塗料原料、粉状の発色剤、粉状の炭素材料、粉状の希土類材料、粉状の触媒材料、粉状の電極材料、および粉状の薬剤の何れかからなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、複数の粉体をプラズマガスとともに容器内に収容し、この状態で、容器の外側から電界を印加して容器内にプラズマを発生させ、粉体にプラズマ処理を行う。このため、粉体は、プラズマ処理の前および後のいずれにおいても、可搬式の容器内にあるため、プラズマ処理の後、粉体を容器内に収容したまま、次の工程に移行させることができる。従って、プラズマ処理装置のプラズマ発生室に直接粉体を搬入してプラズマ処理を行う場合と違って、プラズマ発生室に粉体が付着することがない。従って、プラズマ処理を行う度にプラズマ発生室内に付着した粉体を除去する必要がない等、プラズマ処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置の一態様を示す説明図である。
【図２】本発明に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置で用いる容器の一態様を示す説明図である。
【図３】本発明に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置で用いる容器に粉体およびプラズマガスを充填する方法の一態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明を適用したプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を説明する。
【００１８】
（全体構成）
図１は、本発明を適用したプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置の一態様を示す説明図である。
【００１９】
図１に示すように、本形態では、密封工程において、複数の粉体１をプラズマガス２とともに密封した可搬式の容器３内に収容した後、プラズマ処理装置５０において、容器３の外側から電界を印加して容器３内にプラズマを発生させて粉体１にプラズマ処理を行うプラズマ処理工程ＳＴ１を行う。
【００２０】
本形態において、プラズマガス２は、例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガス、窒素ガス、水素ガス、ＣＯ2やＣＯ等の炭素酸化物ガス、Ｏ2等の酸化性ガス、クロロシランやアルコキシシランなどの有機シランを含む反応ガス、ＣＦ4等の反応ガス、エチレン、プロピレン等の重合性不飽和化合物ガス、フルオロカーボン系の含フッ素化合物、空気などを混合してなる反応ガスである。
【００２１】
粉体１は、例えば、粉状のフッ素系樹脂材料、粉状の超電導材料、粉状の塗料原料、粉状の発色剤、粉状の炭素材料、粉状の希土類材料、粉状の触媒材料、粉状の電極材料、および粉状の薬剤等からなる。このため、粉体１に対するプラズマ処理によって、親水性や高い分散性等を備えた粉状のフッ素系樹脂材料や粉状の炭素材料を得ることができる。また、成形性や磁気特性の優れた粉状の超電導材料を得ることができる。また、分散性や発色性の高い粉状の塗料原料や粉状の発色剤を得ることができる。また、表面の活性度が高い粉状の薬剤を得ることができる。なお、フッ素系樹脂材料としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（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）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体などを例示することができる。
【００２２】
このようなプラズマ処理方法に用いるプラズマ処理装置５０は、複数の粉体１をプラズマガス２とともに密封した可搬式の容器３内に外側から電界を印加して容器３内にプラズマを発生させるプラズマ処理部７０に一対の（第１電極７１および第２電極７２）を有している。本形態において、第１電極７１および第２電極７２は平行平板電極であり、第１電極７１は、容器３を下方から支持するステージとして利用される。これに対して、第２電極７２には、矢印Ｂで示す昇降装置が設けられており、第２電極７２は、第１電極７１に接近する方向および第１電極７１から離間する方向に移動可能である。
【００２３】
また、第１電極７１には、コイルバネ７６を備えた第１加振器７５が設けられており、容器３の内部にプラズマを発生させている期間中、容器３に振動を印加する。
【００２４】
本形態のプラズマ処理装置５０は、容器３を搬送する搬送装置（矢印Ａで示す）を有しており、容器３は、自動的にプラズマ処理部７０に搬送される。ここで、プラズマ処理部７０に対して搬送方向の上流には、加振部６０が設けられている。加振部６０は、容器３を下方から支持するステージ６１と、コイルバネ６６を備えた第２加振器６５が設けられ
ており、プラズマ処理部７０において容器３の内部にプラズマを発生させる前に、容器３に振動を印加する加振工程ＳＴ２を行う。
【００２５】
ここで、容器３は絶縁性である。また、容器３は、複数が繋がった状態にあるため、複数の容器３は順次、加振部６０およびプラズマ処理部７０に搬送され、複数の容器３に対して順次、加振工程ＳＴ２およびプラズマ処理工程ＳＴ１が行われる。
【００２６】
（容器３の構成）
図２は、本発明に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置で用いる容器の一態様を示す説明図である。図３は、本発明に係るプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置で用いる容器に粉体およびプラズマガスを充填する方法の一態様を示す説明図である。
【００２７】
図２に示すように、本形態では、容器３として可撓性シート３５からなる袋３０が用いられている。また、本形態では、袋３０として、四方のうち、一方が可撓性シートの折り返し部３１になっており、残る三方がシール部３２、３３、３３になっている。なお、本形態では、複数の容器３のうち、隣り合う容器３では、シール部３３が共有されている。
【００２８】
かかる構成の袋３０は、図３に示す方法等によって、内部への粉体１およびプラズマガス２の充填が自動的に行われる。例えば、図３（ａ）において、可撓性シート３５は、連続した帯状シートとして供給され、搬送途中で、幅方向で２つに折り畳まれる。その結果、幅方向の一方に折り返し部３１が形成される。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、長さ方向で離間する２個所がシールされ、２つのシール部３３が形成され、その結果、上方が開口した容器３が形成される。かかるシールには、例えば、加熱による熱融着等が利用される。
【００３０】
次に、図３（ｃ）に示すように、容器３の上方から粉体１が充填される。
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、容器３の内部に差し込まれた２本の管３７、３８によって、容器３の内部で空気がプラズマガス２に置換される。その際、２本の管３７、３８のうち、一方の管３７から容器３の内部の空気を吸引する一方、一方の管３８から容器３の内部にプラズマガス２を供給する。
【００３２】
次に、図３（ｅ）に示すように、容器３の上方をシールし、シール部３２を形成される。かかるシールにも、例えば、加熱による熱融着等が利用される。このような工程によれば、容器３は、複数の粉体１をプラズマガス２とともに密封した状態となる。また、同様な工程を繰り返し行えば、複数の容器３が繋がった状態となり、いずれも容器３でも、複数の粉体１がプラズマガス２とともに密封された状態にある。
【００３３】
（プラズマ処理方法）
上記の容器３およびプラズマ処理装置５０を用いて粉体１にプラズマ処理を行うには、まず、図２および図３を参照して説明した密封工程において、複数の粉体１をプラズマガス２とともに密封した可搬式の容器３内に収容する。
【００３４】
次に、図１に示すプラズマ処理装置５０の加振部６０において、ステージ６１の上に容器３を載置した後、第２加振器６５によって容器３に振動を加える加振工程ＳＴ２を行い、粉体１を容器３内で浮遊した状態とする。
【００３５】
次に、容器３をプラズマ処理装置５０のプラズマ処理部７０に搬送して第１電極７１の上に載置する。この状態で、第２電極７２は上方の待機位置にある。次に、第１加振器７
５によって容器３に振動を加え、粉体１を容器３内でより浮遊した状態とする。次に、第１加振器７５によって容器３に振動を加えた状態のまま、第２電極７２を下降させて、第２電極７２によって容器３を第１電極７１に押し付けた状態とする。
【００３６】
次に、第１電極７１と第２電極７２に高周波電圧を印加する。その結果、容器３の内部でプラズマが発生し、粉体１がプラズマ処理される。
【００３７】
このようにして粉体１にプラズマ処理を行った後は、容器３をそのまま、使用してもよいし、粉体１を別の容器に詰め換えてもよい。また、容器３についてはそのままとし、容器３の内部からプラズマガス２を放出して、容器３の体積を縮小してもよい。
【００３８】
また、粉体１に対してプラズマ処理をより均等に行うという観点からすれば、容器３を上下反転させて、再度、上記の加振工程ＳＴ２とプラズマ処理工程ＳＴ１とを行ってもよい。
【００３９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、複数の粉体１をプラズマガス２とともに、密封した容器３内に収容し、この状態で、容器３の外側から電界を印加して容器３内にプラズマを発生させ、粉体１にプラズマ処理を行う。このため、粉体１は、プラズマ処理の前および後のいずれにおいても、可搬式の容器３内にあるため、プラズマ処理の後、粉体１を容器３内に収容したまま、次の工程に移行させることができる。従って、プラズマ処理装置のプラズマ発生室に直接粉体を搬入してプラズマ処理を行う場合と違って、プラズマ発生室に粉体が付着することがない。従って、プラズマ処理を行う度にプラズマ発生室内に付着した粉体を除去する必要がない等、プラズマ処理を効率よく行うことができる。
【００４０】
また、容器３は、可撓性シート３５からなる袋３０であるため、容器３にかかるコストを低減することができる。
【００４１】
また、容器３（袋３０）は、複数が繋がっており、複数の容器３に対して順次、プラズマ処理工程ＳＴ１が行われる。従って、粉体１に対するプラズマ処理を効率よく行うことができる。
【００４２】
また、プラズマ処理工程ＳＴ１中、容器３に振動を印加するため、容器３内において粉体１が浮遊することになる。また、プラズマ処理工程ＳＴ１の前に容器３に振動を印加する加振工程ＳＴ２を行うため、容器３内において粉体１がより浮遊することになる。従って、容器３内の粉体１においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。また、粉体１の表面においてプラズマ処理の程度がばらつくことを抑制することができる。
【００４３】
また、プラズマ処理工程ＳＴ１では、容器３に第１電極７１および第２電極７２を押し付けた状態で電界を発生させるため、容器３の外側に無駄なプラズマが発生することを抑制することができる。
【００４４】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、容器３（袋３０）が繋がった状態でプラズマ処理を行ったが、容器３（袋３０）が１つずつ、分割されている構成を採用してもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、容器３として、三方に加熱シールが施された袋３０を用いたが、一方、二方、あるいは四方に加熱シールが施された袋３０を用いてもよい。また、シールについては、加熱シールに限らず、ファスナー等でシールされている容器３を用いてもよ
い。
【００４６】
上記実施の形態では、容器３として袋３０を用いたが、板材を折り曲げた箱型の容器等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１・・粉体、２・・プラズマガス、３・・容器、３０・・袋、３１・・折り返し部、３２、３３・・シール部、３５・・可撓性シート、５０・・プラズマ処理装置、６０・・加振部、６５・・第２加振器、７０・・プラズマ処理部、７１・・第１電極、７２・・第２電極、７５・・第１加振器、ＳＴ１・・プラズマ処理工程、ＳＴ２・・加振工程
【図１】
0006328537.tif 000002
【図２】
0006328537.tif 000003
【図３】
0006328537.tif 000004