“装置内組み込み型大気圧プラズマ洗浄装置”の開発及び実用化

当社は半導体や液晶画面のガラス基板の洗浄装置や関連する樹脂部品を手がけ、当初は純水や有機溶剤を使うウェット洗浄装置の設計・製作を主体としていた。平成24年頃から主要顧客であった大手弱電メーカーの業績低迷により設備投資環境が厳しくなった。新たな事業展開を模索する中で、大気圧プラズマ洗浄の可能性を見いだしたことが今回の取組みのきっかけとなった。

設備予算の少ない中小企業や大学、研究機関でも利用できる低価格で、製造装置に容易に内蔵できる小型の大気圧プラズマ発生システムを完成させた。プラズマ生成では一般的な素材や部品を使い、効率が高く安価な装置を目指して検討と実験を繰り返した。電極には約1万ボルトの高電圧を使い、電極部周辺が約150℃まで上昇すると予想されるため、耐久性、絶縁性、耐熱性を考慮した材質選定や感電・漏電に対する安全設計を一から検討した。プラズマ照射面の発熱に対しては、装置小型化による容積縮小や外周部品との接近という制約の中で効果的に冷却できるユニット形状を開発した。さらに照射距離が長く段差や曲面にも対応できるジェット方式を開発し、ラジカル発光を利用してプラズマ処理の効果を確認するセンサーユニットも併せて開発した。

大気圧中でプラズマを利用できるため、真空チャンバーなどの大掛かりな設備が不要となり、設備コストが大幅に下がった。窒素ガスを使うジェット方式は、アルゴンガス等を使う機種に比べ運用コストも下がる。卓上で扱える小型装置は通常のAC100V電源で使えるため、実験室や現場への持ち運びや手加工での使用、生産ラインへの組み込みも可能になり、応用範囲が大きく広がった。

現在は大学や大手企業研究室への納入も増えてきたが、製品の認知度向上が大きな課題である。現在最大100mmの照射対象幅のさらなる拡大など顧客ニーズに合わせた商品開発を進める。微細粉末の水溶化、有害ガスの分解、水質浄化等への利用も研究中である。