(57)【要約】【目的】窒素酸化物と水との反応によって得られる水素イオンと反応して変化する組成物を用いて、プラズマ処理の評価を行う。【解決手段】プラズマ照射装置１０において、窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスが供給されてプラズマ化されるとともに窒素酸化物が生成され、プラズマとともに照射され、窒素酸化物と大気中の水蒸気とが反応して水素イオンが生成される。一方、評価用シート１２は、水素イオンと反応して色が変化するものである。したがって、作動状態にあるプラズマ照射装置１０と評価用シート１２とをスキャンさせ、スキャン後の評価用シート１２の色に基づけば、プラズマ照射装置１０によるプラズマ処理の評価を行うことができる。【選択図】図３
2013178922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理を評価するためのインジケータであって、プラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むことを特徴とするインジケータ。
【請求項２】
前記組成物が、ｐＨ５．４未満で色が変化するｐＨ指示薬である請求項１に記載のインジケータ。
【請求項３】
前記プラズマが大気中に照射され、前記組成物が大気中で前記水素イオンと反応するものである請求項１または２に記載のインジケータ。
【請求項４】
前記プラズマが窒素ガスと希ガスとの少なくとも一方を含む処理ガスを用いて生成されるものである請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインジケータ。
【請求項５】
前記窒素酸化物が、前記プラズマを生成して、照射するプラズマ照射装置に窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスが供給されることにより生成されて、前記プラズマとともに照射されるものである請求項１ないし４のいずれか１つに記載のインジケータ。
【請求項６】
前記窒素酸化物が、前記プラズマを生成して、照射するプラズマ照射装置から大気中に照射された前記プラズマが空気と反応して生成されるものである請求項１ないし４のいずれか１つに記載のインジケータ。
【請求項７】
当該インジケータが、前記水素イオンの量が多い場合と少ない場合とで、異なる色を示すものである請求項１ないし６のいずれか１つに記載のインジケータ。
【請求項８】
プラズマ処理を評価するために用いられる評価用シートであって、
プラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物と、
その組成物を保持するシート状の基材と
を含むことを特徴とする評価用シート。
【請求項９】
大気中にプラズマを照射するプラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するための評価用シートであって、
前記プラズマに起因して得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物と、
その組成物を保持するシート状の基材と
を含むことを特徴とする評価用シート。
【請求項１０】
プラズマ照射装置において生成されるプラズマに起因して作成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化するインジケータを用いて前記プラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するプラズマ処理評価方法であって、
前記インジケータを、前記プラズマ照射装置のプラズマ照射口と隙間を隔てて配設し、前記プラズマ照射装置を作動させる作動工程と、
その作動工程の後の前記インジケータの変化に基づいて前記プラズマ処理の評価を行う評価工程と
を含むことを特徴とするプラズマ処理評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物にプラズマが照射されて処理が行われる場合の、そのプラズマ処理の評価に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２には、プラズマ化された過酸化水素ガスを用いて殺菌処理が行われる場合の、その殺菌処理が行われたか否かを評価するために用いられる組成物、その組成物を有するシートについての記載がある。また、特許文献２には、大気から遮断されたプラズマ減菌器内で、プラズマ殺菌処理が行われるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２９０１３２号
【特許文献２】特許第４５５７２８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、プラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンを利用して、プラズマ処理の評価を可能とすることである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００５】
本発明に係るインジケータは、プラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むものとされる。
インジケータにプラズマが照射されると、組成物が水素イオンと反応して変化する。この変化に基づけば、プラズマ処理の評価を行うことができる。
【特許請求可能な発明】
【０００６】
本願において特許請求が可能と認識されている発明、その発明の効果等について説明する。
【０００７】
(１)プラズマ処理を評価するためのインジケータであって、プラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むことを特徴とするインジケータ。
「プラズマ処理」としては、例えば、被処理物の表面等の洗浄、改質等が該当し、具体的には、有機物除去、親水性や撥水性の向上等が該当する。
「プラズマ処理の評価」とは、プラズマ処理が行われたか否かの評価と、プラズマ処理の程度の評価との少なくとも一方の評価をいう。プラズマ処理の程度は、例えば、被処理物に照射されたプラズマ（活性種、反応種と称することができる）の量で表すことができ、照射されたプラズマの量が多いほど処理レベルが高い、すなわち、プラズマ処理（例えば、有機物除去等）が良好に行われたと評価することができる。
「プラズマに起因して生成される窒素酸化物」には、例えば、「プラズマにより生成される窒素酸化物」と「プラズマと反応して生成される窒素酸化物」との少なくとも一方が含まれる。
また、「窒素酸化物によって得られる水素イオン」とは、窒素酸化物と水（大気中に含まれる水蒸気であっても、組成物、インジケータに含まれる水であってもよい）との反応により得られる水素イオンをいう。
「プラズマにより生成される窒素酸化物」とは、プラズマ照射装置によって生成されるプラズマから生成される窒素酸化物をいう。例えば、図１の[i]に示すように、プラズマ照射装置に窒素ガスおよび酸素ガスを含む処理ガスが供給された場合に、放電領域において、プラズマ（励起状態にある窒素分子、酸素分子、窒素原子、酸素原子、窒素イオン、酸素イオン、オゾン等）が生成されるが、これらプラズマおよびプラズマ中に含まれる処理ガスの分子（基底状態にある窒素分子、酸素分子）等の反応により生成される一酸化窒素、二酸化窒素等の窒素酸化物をいう。これら窒素酸化物は、プラズマとともに、プラズマ照射装置から照射され、プラズマ照射装置の外部において、水と反応して水素イオンが生成される。
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
３ＮＯ2＋Ｈ2Ｏ→２ＨＮＯ3＋ＮＯ
ＨＮＯ3→Ｈ+＋ＮＯ3-
なお、窒素酸化物は、プラズマ照射装置の外で、すなわち、照射されたプラズマの反応により生成される場合もある。
以上のことから、プラズマ照射装置から窒素酸化物が照射される場合、あるいは、窒素原子、酸素原子等が含まれるプラズマが照射される（図１の[i]の場合）には、大気中に照射されても、大気から遮断された空間に照射されてもよい。例えば、減圧中、あるいは、真空中に照射されるようにしてもよい。
「プラズマと反応して生成される窒素酸化物」とは、プラズマ照射装置の外部の大気中において、プラズマ照射装置から照射されたプラズマと空気（窒素と酸素との少なくとも一方）との反応により生成される窒素酸化物をいう。例えば、図１の[ii]に示すように、プラズマ照射装置に処理ガスとしてヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスが供給され、プラズマ化されて（例えば、希ガスの原子が励起され準安定状態とされる。この準安定状態の原子をメタステーブル化された原子と称し、*を付して表す）、大気中に照射される。そして、プラズマ（例えば、Ａｒ*）と空気（窒素および酸素）とが反応して窒素酸化物が生成される。また、窒素酸化物と水とが反応して水素イオンが生成される。
Ａｒ*＋Ｎ2→Ａｒ＋２Ｎ*
Ａｒ*＋Ｏ2→Ａｒ＋２Ｏ*
２Ｎ*＋２Ｏ*→２ＮＯ
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
３ＮＯ2＋Ｈ2Ｏ→２ＨＮＯ3＋ＮＯ
ＨＮＯ3→Ｈ+＋ＮＯ3-
以上のことから、図１の[ii]の場合には、照射されたプラズマと空気とが反応して窒素酸化物が生成されるとともに、水素イオンが生成されるため、プラズマが大気（少なくとも窒素原子と酸素原子とが含まれる）中に照射されることが望ましい。
なお、希ガスに限らず、放電によりプラズマ化されるガス（メタステーブル化されるガス）であれば、処理ガスとして用いることができる。
また、窒素原子、あるいは、酸素原子が含まれるプラズマが生成されるガスを処理ガスとして用いた場合には、酸素原子、あるいは、窒素原子が含まれる雰囲気中に照射されるようにすることができる。例えば、窒素原子等が含まれるプラズマが酸素原子が含まれる雰囲気（酸素分子が含まれる雰囲気も含む）中に照射された場合、酸素原子等が含まれるプラズマが窒素原子が含まれる雰囲気（窒素分子が含まれる雰囲気）中に照射された場合であっても、窒素酸化物が生成される。
いずれにしても、照射されたプラズマにより水素イオンが生成されるため、水素イオンの有無に基づけば、プラズマが照射されたか否かがわかる。また、照射されたプラズマの量が多い場合は少ない場合に比較して生成される水素イオンの量が多くなるため、水素イオンの量（あるいは、濃度）に基づけば、プラズマ処理の程度がわかる。
「組成物」は、化合物のうち、水素イオンと反応して自身が変化するものである。そして、組成物が水素イオンと反応して自身の色が変化するものである場合には、水素イオンが生成されたこと、すなわち、プラズマが照射されたことを、視覚により認識することができる。図２に、組成物としての一例であるメチルイエロー（例えば、ｐＨ指示薬）が、水素イオンと反応して、構造が変化し、変色（黄色からオレンジないし赤色）する状態を示す。
「インジケータ」は、少なくとも１種類の組成物を含むものである。また、インジケータは、水素イオンの有無を表示するものであっても、水素イオンの量の多少を表示するものであってもよい。
(２)前記組成物が、前記水素イオンと反応して色が変化するｐＨ指示薬である(1)項に記載のインジケータ。
組成物は、ｐＨ７未満で色が変化する（変色領域にｐＨ７未満が含まれる）ｐＨ指示薬とすることができる。また、ｐＨ６．５未満で変化するものとしたり、ｐＨ６．０未満で変化するものとしたりすることができる。
(３)前記ｐＨ指示薬が、ｐＨ５．４未満で色が変化するものである(2)項に記載のインジケータ。
ｐＨ指示薬としては、ｐＨ５．４未満で色が変化するものが望ましく、５．２未満、５．０未満、４．８未満、４．５未満で変化するものとすることもできる。
(４)前記ｐＨ指示薬が、メチルバイオレット＜［４−｛ビス（４−ジメチルアミノフェニル）メチレン｝−２，５−シクロヘキサンジエン−１−イリデン］ジメチルアンモニウムクロリド＞、チモールブルー＜４−［９−（４−ヒドロキシ−２−メチル−５−プロパンー２−イルフェニル）−７，７−ジオキソ−８−オキサ−７λ６−チアビシクロ［４．３．０］ノナ−１，３，５−トリエン−９−イル］−５−メチル−２−プロパン−２−イル−フェノール＞、メチルイエロー＜４−ジメチルアミノアゾベンゼン＞、ブロモフェノールブルー＜４，４′−［３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド）−３−イリデン］ビス（２，６−ジブロモフェノール）＞、メチルレッド＜４−（ジメチルアミノ）アゾベンゼン−２′−カルボン酸＞、ブロモフェノールレッド＜３，３−ビス（３−ブロモ−４−ヒドロキシフェニル）−３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞、リトマス、ブロモチモールブルー＜４，４′−（３Ｈ−２，１ベンゾキサチオール−３−イリデン）ビス［２ブロモ−３−メチル−６−（１−メチルエチル）フェノール］Ｓ，Ｓ−ジオキシド＞、ピクリン酸＜２，４，６−トリニトロフェノール＞、ｏ−クレゾールレッド＜３，３−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞、２，４−ジニトロフェノール、コンゴーレッド＜３，３′−（１Ｅ，１′Ｅ）−ビフェニル−４，４′−ジイルビス（ジアゼン−２，１−ジイル）ビス（４−アミノナフタレン−１−スルホン酸）ナトリウム＞、メチルオレンジ＜４−ジメチルアミノアゾベンゼン−４−スルホン酸ナトリウム＞、ブロモクレゾールグリーン＜３，３−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシ−２−メチルフェニル）−３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞、メチルパープル、ブロモクレゾールパープル＜３，３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモ−５−メチルフェニル）−３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞、クロロフェノールレッド＜３，３−ビス（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）−３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞、ｐ−ニトロフェノール、ニュートラルレッド＜８−（ジメチルアミノ）−３−メチル−２−フェナジンアミン・塩酸塩＞、フェノールレッド＜３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３Ｈ−２，１−ベンゾオキサチオール１，１−ジオキシド＞から選択された１つである(2)項または(3)項に記載のインジケータ。
ｐＨ指示薬として、例えば、上述のものを用いることができる。また、上述に記載のｐＨ指示薬に限らず、水素イオンと反応して変色する物質を広く用いることができる。
なお、＜＞には、体系名を記載した。
(５)前記プラズマが、窒素原子と酸素原子との少なくとも一方を含む雰囲気中において照射され、前記組成物が前記雰囲気中で前記水素イオンと反応するものである(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
(６)前記プラズマが大気中において照射され、前記組成物が大気中で前記水素イオンと反応するものである(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
大気中にプラズマが照射されるようにすれば、大気から遮断する装置が不要となるため、簡単に、被処理物にプラズマ処理を施すことができる。
(７)前記水素イオンが、前記窒素酸化物と水との反応により生成されるものである(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
水には大気中の水蒸気が含まれる。また、水はインジケータや組成物に含まれていてもよい。
(８)前記プラズマが、窒素原子、酸素原子および希ガスのうちの少なくとも１つを含む処理ガスを用いて生成されるものである(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
(９)前記プラズマが、窒素ガスと希ガスとの少なくとも一方を含む処理ガスを用いて生成されるものである(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
プラズマ照射装置に、窒素ガスと希ガスとの少なくとも一方を含む処理ガス（反応ガス、母ガスと称することができる）が供給され、放電領域においてプラズマ化されて、プラズマ照射口から照射される。
(１０)前記プラズマが前記希ガスを処理ガスとして用いて生成され、前記窒素酸化物が前記プラズマと空気との反応により生成されるものである(8)項または(9)項に記載のインジケータ。
図１の[ii]の場合である。
なお、希ガスに限らず、例えば、水素ガス等、放電領域においてメタステーブル化（準安定化）されるものであれば、処理ガスとして用いることができる。
(１１)前記プラズマが前記窒素原子を含む処理ガスを用いて生成され、前記窒素酸化物が前記プラズマにより生成されたものである(8)項または(9)項に記載のインジケータ。
例えば、ＮＨ3等を処理ガスとして用いることができる。
(１２)前記プラズマが前記窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスを用いて生成され、前記窒素酸化物が前記プラズマにより生成されたものである(8)項または(9)項に記載のインジケータ。
図１の[i]の場合である。
(１３)当該インジケータが、前記水素イオンの量が多い場合と少ない場合とで、異なる色を示すものである(1)項ないし(12)項のいずれか１つに記載のインジケータ。
【０００８】
(１４)プラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するためのインジケータであって、前記プラズマ照射装置において生成されたプラズマに起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むことを特徴とするインジケータ。
窒素酸化物は、プラズマ照射装置において生成されたプラズマに起因して生成されるものである。例えば、プラズマ照射装置において生成されたプラズマの反応により生成される場合（図１の[i]の場合）、プラズマ照射装置において生成され、照射されたプラズマと空気との反応により生成される場合（図１の[ii]の場合）等がある。
本項に記載のインジケータには、(1)項ないし(13)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(１５)前記窒素酸化物が、前記プラズマ照射装置に窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスが供給されることにより生成されて、プラズマとともに照射されるものである(14)項に記載のインジケータ。
(１６)前記窒素酸化物が、前記プラズマ照射装置から大気中に照射されたプラズマが空気中の窒素と酸素との少なくとも一方と反応して生成されるものである(14)項に記載のインジケータ。
(１７)プラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するためのインジケータであって、前記プラズマ照射装置が大気中にプラズマを照射するものであり、当該インジケータが、大気中において前記プラズマ照射装置の作動に起因して生成される水素イオンと反応することにより変化する組成物を含むことを特徴とするインジケータ。
本項に記載のインジケータには、(1)項ないし(16)項のいずれか１つに記載の技術的特徴を採用することができる。
【０００９】
(１８)プラズマ処理を評価するために用いられる評価用シートであって、
プラズマにより生成される窒素酸化物、あるいは、プラズマと反応して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物と、
その組成物を保持するシート状の基材と
を含むことを特徴とする評価用シート。
評価用シートを用いれば、プラズマ処理の評価を簡単に行うことができる。
本項に記載の評価用シートには、(1)項ないし(17)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(１９)前記基材が、パルプ、プラスチックス、セラミックスのうちの１つ以上の材料により製造されたものである(18)項に記載の評価用シート。
評価用シートは、シート状の基材の表面に組成物を有する層が設けられた構造を成したものとしたり、シート状の基材に組成物が含浸された構造を成したものとしたりすること等ができる。
パルプは、セルロース、リブニン等の植物繊維を含むものであり、紙等の材料として使用されることが多い。
(２０)前記基材が多孔性のものであり、前記組成物が前記基材の孔に保持された(18)項または(19)項に記載の評価用シート。
紙（濾紙）は多孔性のものであるため、その孔（隙間）に組成物を保持させることができる。また、プラスチックス、セラミックスを用いた場合であっても、多孔性のシートに加工することができる。
(２１)当該評価用シートが、ｐＨ試験紙である(18)項ないし(20)項のいずれか１つに記載の評価用シート。
(２２)前記組成物が、互いに異なる設定範囲内の水素イオン濃度で変色する複数種類のｐＨ指示薬を含む(18)項ないし(21)項のいずれか１つに記載の評価用シート。
複数種類のｐＨ指示薬の各々のｐＨの設定範囲は重複部分を有することがある。
(２３)プラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するための評価用シートであって、
前記プラズマ照射装置の作動に起因して生成される窒素酸化物によって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物と、
その組成物を保持するシート状の基材と
を含むことを特徴とする評価用シート。
本項に記載の評価用シートには、(1)項ないし(22)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(２４)大気中にプラズマを照射するプラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するための評価用シートであって、
前記プラズマによって得られる水素イオンと反応することにより変化する組成物と、
その組成物を保持するシート状の基材と
を含むことを特徴とする評価用シート。
本項に記載の評価用シートには、(1)項ないし(23)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【００１０】
(２５)プラズマ照射装置において生成されるプラズマに起因して作成される窒素酸化物によって得られた水素イオンと反応することにより変化するインジケータを用いて前記プラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するプラズマ処理評価方法であって、
前記インジケータを、前記プラズマ照射装置のプラズマ照射口と隙間を隔てて配設し、前記プラズマ照射装置を作動させる作動工程と、
その作動工程の後の前記インジケータの変化に基づいて前記プラズマ処理の評価を行う評価工程と
を含むことを特徴とするプラズマ処理評価方法。
本項に記載のプラズマ処理評価方法には、(1)項ないし(24)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
インジケータを用いれば、プラズマ照射装置のプラズマ照射部からプラズマが照射されているか否かを評価したり、プラズマ照射部から照射されるプラズマの量の多少を評価したりすることができる。
(２６)水素イオンと反応して変化するインジケータを用いて、大気中にプラズマをプラズマ照射口から照射するプラズマ照射装置のプラズマ処理を評価するプラズマ処理評価方法であって、
前記水素イオンが、前記プラズマ照射装置の前記プラズマ照射口からの照射物と大気との反応により生成されるものであり、
前記インジケータを、前記プラズマ照射口との間に大気を介在させて配設して、前記プラズマ照射装置を作動させる作動工程と、
その作動工程の後の前記インジケータの変化に基づいて前記プラズマ処理の評価を行う評価工程と
を含むことを特徴とするプラズマ処理評価方法。
本項に記載のプラズマ処理評価方法には、(1)項ないし(25)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るプラズマ処理評価方法を実施する場合において、プラズマ照射装置の作動により窒素酸化物が生成されるとともに水素イオンが生成される原理を説明するための図である。
【図２】本発明に係るプラズマ処理評価方法を実施する場合において、本発明に係るインジケータに含まれる組成物の一例が水素イオンと反応して構造が変化し、色が変わる状態を示す図である。
【図３】本発明の複数の実施例に係るプラズマ処理評価方法を実施する場合の、その評価対象のプラズマ処理を行うプラズマ照射装置全体を示す斜視図である。
【図４】上記プラズマ照射装置の主要部の断面図（概念図）である。
【図５】本発明の実施例１，２に係る共通の評価用シートとしてのｐＨ試験紙の特性を示す図である。
【図６】上記ｐＨ試験紙を用いて、本発明の実施例１に係るプラズマ処理評価方法が実施された場合の評価結果を示す図である。
【図７】上記ｐＨ試験紙を用いて、本発明の実施例２に係るプラズマ処理評価方法が実施された場合の結果を示す図である。
【図８】本発明の実施例３に係る評価用シートの特性を示す図である。この評価用シートには本発明の実施例３に係るインジケータとしての組成物が含まれる。
【図９】本発明の実施例４に係る評価用シートの特性を示す図である。この評価用シートには本発明の実施例４に係るインジケータとしての組成物が含まれる。
【図１０】本発明の実施例５に係る評価用シートの特性を示す図である。この評価用シートには本発明の実施例５に係るインジケータとしての組成物が含まれる。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態である評価用シートを用いて、本発明の一実施形態であるプラズマ処理評価方法を実施する場合について図面に基づいて詳細に説明する。また、評価用シートには、本発明の一実施形態であるインジケータとしての組成物が含まれるが、評価用シート自体をインジケータと考えることもできる。
【００１３】
［共通の実施例の概要］
以下に記載の共通の実施例において、図３，４に示すプラズマ照射装置１０（１０ｐ，１０ｑ）によるプラズマ処理の評価が評価用シート１２（１２ｓ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を用いて行われる。
プラズマ照射装置１０は、本体１４と、その本体１４に設けられたガス供給部１６と、一対の電極１８ａ，ｂと、プラズマ照射部２０とを含む。一対の電極１８ａ，ｂの間に形成された空間に対して、ガス供給部１６が上流側に設けられ、プラズマ照射部２０が下流側に設けられる。
なお、図３，４において、ｘがガス等の流れ方向であり、ｙがガス等の流れ方向に直交する方向であり、ｚがプラズマ照射装置１０と評価用シート１２との相対移動方向である。
【００１４】
ガス供給部１６には図示しないガスボンベが接続され、ｘ方向に設定流量ｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）で窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガス（反応ガス、母ガスと称することもできる）が供給される。
一対の電極１８ａ，ｂは、ガス供給部１６から供給された処理ガスが流れる方向（ｘ方向）に対して交差する方向（例えば、直交する方向であるｙ方向）に隔たって設けられる。一対の電極１８ａ，ｂには交流電源２２が接続され、電圧が印加される。それにより、一対の電極１８ａ，ｂの間に電位差が生じ、一方から他方に向かって放電され、放電領域（プラズマ化領域と称することができる）Ｐが形成される。
プラズマ照射部２０は、一対の電極１８ａ，ｂの離間方向（ｙ方向）に並んで配設された複数の通路２４を含む。通路２４は、概してｘ方向に延びたものであり、一端部の開口が放電領域Ｐに対向し、他端部の開口がプラズマ照射口２６とされる。
【００１５】
本プラズマ照射装置１０において、一対の電極１８ａ，ｂの間に形成された放電領域Ｐに窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスが供給されると、プラズマ｛励起状態にある窒素分子（Ｎ2），励起状態にある酸素分子（Ｏ2），窒素原子（Ｎ）、酸素原子（Ｏ），オゾン（Ｏ3），これらのイオン，ラジカル等の活性種｝が生成される。また、これらプラズマ、プラズマ中に含まれる処理ガス（基底状態にある窒素分子、酸素分子）等の反応により一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）が生成され、プラズマとともにプラズマ照射口２６から照射される。
そして、一酸化窒素が大気中の酸素（Ｏ2）と反応して二酸化窒素が生成され、二酸化窒素が大気中の水（水蒸気：Ｈ2０）と反応して、硝酸（ＨＮＯ3）が形成されるとともに水素イオン（Ｈ+）が生成される。
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
３ＮＯ2＋Ｈ2Ｏ→２ＨＮＯ3＋ＮＯ
ＨＮＯ3→Ｈ+＋ＮＯ3-
【００１６】
このように、プラズマ照射装置１０に、放電領域Ｐが形成され、処理ガスが供給される状態をプラズマ照射装置１０の作動状態と称する。そして、プラズマ照射装置１０の作動状態において、プラズマ照射装置１０と評価用シート１２とを図４に示すように、ｚ方向に相対移動させ（作動工程）、その相対移動（以下、これらの相対移動をスキャンと称する）後の評価用シート１２の色に基づいて、プラズマ処理の評価が行われる（評価工程）。
以下、具体的なプラズマ処理の評価について説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１においては、プラズマ照射装置１０ｐのプラズマ処理の評価が評価用シートとしてのｐＨ試験紙１２ｓを用いて行われる。ｐＨ試験紙１２ｓは、MACHEREY-NAGEL社（ドイツ国）製、商品名「PEHANON（登録商標）pH1.0-12.0」、型番「90401」のものであり、図５に示す特性を有する。
ｐＨ試験紙１２ｓは、基材としてのシート状の紙（濾紙）に、複数種類のｐＨ指示薬が含浸された構造を成す。水素イオンと、複数種類のｐＨ指示薬のうちの１つ以上が反応することにより、そのｐＨ指示薬の構造が変化することにより色が変わり、ｐＨ試験紙１２ｓの色が変わる。
ｐＨ試験紙１２ｓは、図５に示すように、ｐＨ１で赤色を示し、ｐＨ２で濃いオレンジ色、ｐＨ３でオレンジ色、ｐＨ４で黄色、ｐＨ５で薄い黄緑色、ｐＨ６で黄緑色、ｐＨ７で緑色、ｐＨ８で薄い紫色を示すものである。また、ｐＨ９〜１２ではｐＨ値が大きくなるのに伴って紫色が濃くなる。
ｐＨ値は、一般的には、水溶液中の水素イオンの濃度で決まる値であり、水素イオンの濃度が高くなると小さくなる。それに対して、ｐＨ試験紙１２ｓに直接プラズマが供給される場合には、そのｐＨ試験紙１２ｓに供給された水素イオンの量（複数回照射された場合には、各々において照射された水素イオンの量の合計）で決まる値であると考えたり、ｐＨ試験紙１２ｓの単位面積当たりに供給された水素イオンの量で決まる値であると考えたりすることができる。いずれにしても、ｐＨ試験紙１２ｓに水素イオンが供給されれば、ｐＨ値は７より小さい値となり、供給された水素イオンの量が多い場合は少ない場合よりｐＨ値は小さくなる。
【００１８】
本実施例においては、プラズマ照射装置１０ｐのガス供給部１６からの供給される処理ガスの流量をｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）とした。また、プラズマ照射装置１０ｐとｐＨ試験紙１２ｓとを、ｚ方向に速度ｖ(ｍｍ／ｓｅｃ)で相対移動させた。なお、プラズマ照射口２６とｐＨ試験紙１２ｓの面３０との間のギャップ（ｘ方向の隙間）を１ｍｍとした。
そして、作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｐと緑色（ｐＨ７）であるｐＨ試験紙１２ｓとをスキャンさせ（作動工程）、スキャン後のｐＨ試験紙１２ｓの色に基づき、ｐＨ値を取得した（評価工程）。
その評価結果を図６に示す。
１回スキャンした場合には、ｐＨ試験紙１２ｓは緑色から黄緑色に変化した。黄緑色であることからｐＨ値は４〜５である。
２回スキャンした場合には、ｐＨ試験紙１２ｓは濃い黄色になった。このことから、ｐＨ値は３〜４である。
３回スキャンした場合には、黄色とオレンジ色との中間よりオレンジ色に近い色になったことから、ｐＨ値は３〜４の間の３に近い値である。
４回スキャンした場合には、オレンジ色になったことから、ｐＨ値は３である。
【００１９】
以上のように、ｐＨ試験紙１２ｓと作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｐとをスキャンさせると、ｐＨ試験紙１２ｓがｐＨ７未満を示す色に変色するため、ｐＨ指示薬が水素イオンと反応したことがわかる。このように、水素イオンが検出されたことから、プラズマ照射装置１０ｐから一酸化窒素、二酸化窒素等の窒素酸化物が照射されるとともにプラズマが照射されたと評価することができる。換言すれば、ｐＨ試験紙１２ｓを用いれば、プラズマ処理の評価を行うことができるのであり、ｐＨ試験紙１２は、プラズマ処理の評価に適したものであるといえる。また、プラズマ照射装置１０ｐにより、被処理物に所望のプラズマ処理が行われたと評価することができる。
スキャン回数が多くなるとｐＨ値が小さくなることから、ｐＨ試験紙１２ｓに照射された水素イオンの量の合計が多くなったことがわかる。一方、水素イオンは窒素酸化物と水との反応により生成されるため、水素イオンの量が多い場合は少ない場合より、プラズマ照射装置１０ｐから照射された一酸化窒素、二酸化窒素の量が多いと推定することができる。また、一酸化窒素、二酸化窒素は、プラズマの反応により生成されるため、一酸化窒素、二酸化窒素の量が多い場合は少ない場合より照射されたプラズマの量が多いと推定することができる。以上により、スキャン回数の増加に伴って照射されたプラズマの量が多くなったと評価することができる。換言すれば、ｐＨ試験紙１２ｓを用いれば、照射されたプラズマの量の多少を評価することができるのである。また、スキャン回数を多くすれば、被処理物に良好にプラズマ処理が施されたと評価することができるのであり、高いプラズマ処理の効果が得られたと評価することができる。
【実施例２】
【００２０】
実施例２においては、プラズマ照射装置１０ｑのプラズマ処理の評価が実施例１と同じｐＨ試験紙１２ｓを用いて行われる。プラズマ照射装置１０ｑは、プラズマ照射装置１０ｐの５倍のプラズマ生成能力を有するものである。プラズマ生成能力は、例えば、供給された処理ガスの量に対する生成されたプラズマの量で表されるものであり、処理ガスの供給流量が同じ場合において、プラズマ生成能力が高い場合は低い場合より単位時間当たりに生成されるプラズマの量が多くなる。
本実施例において、プラズマ照射装置１０ｑのガス供給部１６から供給される処理ガスの流量をｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）とし、スキャン速度を５ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした。なお、照射口２６とｐＨ試験紙１２ｓの面３０との間のギャップ（ｘ方向の隙間）を１ｍｍとした。
そして、緑色（ｐＨ７）のｐＨ試験紙１２ｓと作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｑとをスキャンさせた後の、ｐＨ試験紙１２ｓの色に基づいてプラズマ処理の評価を行った。その評価結果を図７に示す。
図７と図６とを比較すると明らかなように、本実施例においては実施例１における場合と同様の評価結果が得られた。
上述のように、プラズマ照射装置１０ｑは、プラズマ照射装置１０ｐの５倍のプラズマ生成能力を有するものであるため、実施例１における場合と比較して、スキャン速度が５倍とされても、１回のスキャンにおいて、ｐＨ試験紙１２ｓに供給されるプラズマ等の量も水素イオンの量も実施例１における場合と同じになると考えられる。
以上により、プラズマ生成能力が高いプラズマ照射装置１０ｑを用いれば、短い時間で、良好にプラズマ処理を施すことができるのであり、作業効率を高めることができる。
【実施例３】
【００２１】
プラズマ照射装置１０ｑのプラズマ処理の評価を、インジケータとしてのフェノールパープルを含む評価用シートとしてのｐＨ試験紙１２ａを用いて行った。
ｐＨ試験紙１２ａは、アドバンティック東洋株式会社製、商品名「ｐＨ試験紙  ブックタイプ  PPフェノールパープル」、商品コード「07010130」のものであり、基材としての紙（濾紙）に、フェノールパープルが含浸された構造を成す。フェノールパープルは、ｐＨ指示薬であるブロムフェノールブルー（Ｃ19Ｈ10Ｂｒ4Ｏ5Ｓ）とブロムフェノールレッド（Ｃ19Ｈ12Ｃｌ2Ｏ4Ｓ）との混合物である。
ｐＨ試験紙１２ａは、水素イオン濃度をｐＨ３．４〜６．４の間で検出可能なものであり、図８に示すように、ｐＨ３．４で黄色、ｐＨ４．６で灰色を示し、ｐＨ３．８では黄色と灰色との中間の黄色に近い色を示し、ｐＨ４．２では黄色と灰色との中間で灰色に近い色を示すものである。また、ｐＨ５．０では黄土色、ｐＨ６．４では赤紫色を示し、ｐＨ５．２、ｐＨ５．６、ｐＨ６．０では、黄土色と赤紫色との中間の、ｐＨ値が大きくなると、紫色に近い色を示す。
照射前に濃い黄土色（ｐＨ５．２）であるｐＨ試験紙１２ａと作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｑとを１回スキャンさせたところ、ｐＨ試験紙１２ａの色が黄色と灰色との中間の黄色に近い色に変化した。図８に示すｐＨ試験紙１２ａの特性から、ｐＨ値は３．８である。ｐＨ値が３．８であることから、ｐＨ試験紙１２ａに水素イオンが供給されたことがわかり、プラズマ照射装置１０ｑからプラズマが照射されたと評価することができる。また、インジケータとしてのフェノールパープル、フェノールパープルを含むｐＨ試験紙１２ａは、プラズマ処理の評価に適したものであるといえる。
【実施例４】
【００２２】
プラズマ照射装置１０ｑのプラズマ処理の評価を、インジケータであるブロムフェノールブルー（組成物）を含むｐＨ試験紙１２ｂを用いて行った。ｐＨ試験紙１２ｂは、アドバンティック東洋株式会社製、商品名「ｐＨ試験紙  ブックタイプ  BPBブロムフェノールブルー」、商品コード「07010030」のものであり、基材としての紙（濾紙）と、その濾紙に含浸されたブロムフェノールブルー（Ｃ19Ｈ10Ｂｒ4Ｏ5Ｓ）とを含むものである。ｐＨ試験紙１２ｂは、ｐＨ値３．６〜４．４の間で検出可能なものであり、図９に示すように、ｐＨ３．６で黄緑色、ｐＨ４．０で灰色を示し、ｐＨ４．４で紫色を示す。また、ｐＨ３．８では黄緑色と灰色との中間色、ｐＨ４．２には灰色と紫色との中間色を示すものである。
照射前に青色であったｐＨ試験紙１２ｂと作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｑとを１回スキャンさせたところ、ｐＨ試験紙１２ｂは灰色に変色した。その結果、ｐＨが４．０となり、プラズマ照射装置１０ｑからプラズマが照射されたと評価することができる。また、組成物としてのブロムフェノールブルーを含むインジケータ、ブロムフェノールブルーを含むｐＨ試験紙１２ｂを用いれば、プラズマ処理の評価を行うことができる。
【実施例５】
【００２３】
プラズマ照射装置１０ｑのプラズマ処理の評価を、インジケータとしてのブロムクレゾールグリーン（組成物）を含むｐＨ試験紙１２ｃを用いて行った。ｐＨ試験紙１２ｃは、アドバンティック東洋株式会社製、商品名「ｐＨ試験紙  ロールタイプ  BCGブロムクレゾールグリーン」、商品コード「07011010」のものであり、基材としての紙（濾紙）と、その濾紙に含浸されたブロムクレゾールグリーン（Ｃ21Ｈ14Ｂｒ4Ｏ5Ｓ）とを含む。ｐＨ試験紙１２ｃは、水素イオン濃度をｐＨ４．０〜５．６の間で検出可能なものであり、図１０に示すように、ｐＨ４．０で黄色、ｐＨ５．０で青色、ｐＨ５．６で濃青色を示すものである。また、ｐＨ４．２〜４．８においては、黄色と青色との中間で、ｐＨ値が大きいほど青色が濃くなり、ｐＨ５．２、ｐＨ５．４においては、ｐＨ値が大きいほど濃青色に近くなる。
照射前にやや濃い青色（ｐＨ５．２）であったｐＨ試験紙１２ｃと作動状態にあるプラズマ照射装置１０ｑとを１回スキャンさせたところ、ｐＨ試験紙１２ｃは黄色と青色との中間の黄色に近い色に変色した。その結果、ｐＨが４．４となり、プラズマ処理が良好に行われたと評価することができる。また、組成物としてのブロムクレゾールグリーンを含むインジケータ、ブロムクレゾールグリーンを含むｐＨ試験紙１２ｃを用いれば、プラズマ処理の評価を行うことができる。
【００２４】
なお、上記実施例においては、プラズマ照射装置１０に窒素ガスと酸素ガスとを含む処理ガスが供給されてプラズマが生成される場合のプラズマ処理の評価が行われたが、アルゴン等の希ガスが供給されてプラズマが作成される場合のプラズマ処理の評価も同様に行うことができる。
また、プラズマ処理の評価において、作動状態にあるプラズマ照射装置１０と評価用シート１２とをスキャンさせることは不可欠ではなく、プラズマ照射装置１０、評価用シート１２は静止したままでもよい。
さらに、実施例１〜５におけるプラズマ処理の評価は、大気から遮断された雰囲気で行うこともできる。その場合には、ｐＨ試験紙に水が含まれるようにすることができる。
また、インジケータに用いられる組成物は、上記実施例において用いられたものに限定されない。本明細書に記載の組成物、その誘導体等を用いることもできる。
さらに、本発明は、上記複数の実施例に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施すことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：プラズマ照射装置  １２：ｐＨ試験紙  １６：ガス供給部  １８：電極  ２０：プラズマ照射部
【図１】
2013178922.tif 000003
【図２】
2013178922.tif 000004
【図３】
2013178922.tif 000005
【図４】
2013178922.tif 000006
【図５】
2013178922.tif 000007
【図６】
2013178922.tif 000008
【図７】
2013178922.tif 000009
【図８】
2013178922.tif 000010
【図９】
2013178922.tif 000011
【図１０】
2013178922.tif 000012