エンジン組み立て工程のプラズマ処理

エンジンブロックの合わせ面にプラズマ処理を行い、油汚れを除去する事で、FIPG塗布後のシール性を向上させます。

金属の最表面の原子は、結合する相手がいないためにダングリングボンドを外界に伸ばしていると考えられ、そのため表面自由エネルギーは高い(活性)といえます。
しかしこうした表面がひとたび外気に晒されれば、空気中の酸素や浮遊する油、埃などを引き付け、その活性な表面を覆い隠し、不活性＝安定な状態を作ります。そのため、これらの材料は表面の汚れを除去してやれば親水化し、シール性が向上します。

プラズマ照射によりどのようにして有機物の除去、表面への極性基の導入がなされるのかについて説明をします。
まず二つの金属電極を誘電体と放電空間を介して対向に配置します。その両電極間に発生したプラズマ中にプロセスガスである窒素と酸素を投入し、イオン、ラジカルなどの活性な状態を作ります。同時にこれらのプラズマガスは、ガスと共に流されながらガスの下流に設置した被処理基材に照射されます。
その際ラジカルの失活に伴い放出される紫外線が、そのエネルギーで基材表面にある有機物のC-C結合を切断します。

合わせて流れてきた酸素ラジカルが基板表面の有機物と反応し、常温常圧下で気体であるCO,CO2となって系外に排出されます。同時に窒素ラジカルが外気中の水蒸気などを間接的に励起し、有機物表面にOH基やカルボニル基を導入、金属表面の汚れをプラズマによって除去することで親水化させ、接着性能を向上させます。

自動車のエンジンは屋外の過酷な環境で長年使い続ける製品であり、また、接着面に隙間があって異物が今夕するようなことがあれば大事故にもつながりかねない、自動車製造で最も重要なパーツの一つです。
プラズマ処理を行うことで、より高品質かつ安全性の高いエンジン製造が可能となります。