プラズマ装置を用いた表面処理の仕組みとは

医療器具や機能性材料の表面を改質するために、疎水性の表面に水酸基などの官能基を付加して親水性に変える方法があります。従来は、疎水性のポリマーやシリコンなどの無機材料の表面を酸化処理して水酸基を付加する目的で強酸が用いられていました。最近は強酸や強アルカリなどの危険な薬品や溶剤などを使用しないで疎水性の表面に改質処理を行うために、プラズマ装置が用いられることがあります。プラズマ装置の仕組み・メカニズムですが、減圧下で反応ガス中で高電圧または強力なマイクロ波を発生させることで電離ガスを生成させます。

生成した電離ガスはラジカル状態なので、反応性が高くて酸化力が強いという性質を持ちます。酸化力の強いプラズマガスを製品の表面に照射することで、酸化反応が起こさせて親水性の官能基を付加することができるという仕組みです。表面処理が完了した後は、プラズマ発生装置を停止して製品を取り出すことができます。製品の表面処理を行うためには大量のプラズマガスを発生させる必要がありますが、大気圧下では電離ガスがすぐに気体分子と反応してしまうという問題があります。

高効率で大量のプラズマガスを生成させるためには、気体分子の数が少ない減圧下で処理を行うことが求められます。このため、一般的に多く用いられているプラズマ装置には減圧用の容器と真空ポンプが取り付けられていて、処理を行う前に空気を抜いて減圧状態にする必要があります。

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