JP2003089726A - ポリイミド基材の親水化処理方法 - Google Patents
ポリイミド基材の親水化処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電技術を利用したプラズマ処理方法におい
て、より簡便な装置を用い、均一な処理ができ、処理時
間も短縮できるポリイミド基材の親水化処理方法の提
供。 【解決手段】 大気圧の近傍の圧力下、相対湿度４５％
以上の雰囲気下でポリイミド基材をグロー放電プラズマ
による処理、特に、電極対向面の少なくとも一方の対向
面が固体誘電体で被覆された対向電極間にパルス状電界
を印加して発生するグロー放電プラズマによる処理を行
うことを特徴とするポリイミド基材の親水化処理方法。
て、より簡便な装置を用い、均一な処理ができ、処理時
間も短縮できるポリイミド基材の親水化処理方法の提
供。 【解決手段】 大気圧の近傍の圧力下、相対湿度４５％
以上の雰囲気下でポリイミド基材をグロー放電プラズマ
による処理、特に、電極対向面の少なくとも一方の対向
面が固体誘電体で被覆された対向電極間にパルス状電界
を印加して発生するグロー放電プラズマによる処理を行
うことを特徴とするポリイミド基材の親水化処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧近傍の圧力
下におけるグロー放電プラズマ処理によるポリイミド基
材表面の親水化処理方法に関する。
下におけるグロー放電プラズマ処理によるポリイミド基
材表面の親水化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は、耐熱性、絶縁性、柔
軟性に優れ、ＦＰＣやＴＡＢのベースフィルムに用いら
れている。ポリイミド等のプラスチック材料を親水化す
る方法としては、コロナ放電処理や低圧下のプラズマ放
電処理が知られている。しかしながら、コロナ放電によ
る親水化処理は、処理の均一性や親水化の持続力性の点
で改良が望まれていた。また、低圧下のプラズマ放電処
理は、高真空装置を必要とし、装置が大掛かりであるば
かりでなく処理速度が遅いという問題があり、より簡便
な装置を用い、均一な処理ができ、処理時間も短縮でき
る親水化処理方法の開発が望まれていた。
軟性に優れ、ＦＰＣやＴＡＢのベースフィルムに用いら
れている。ポリイミド等のプラスチック材料を親水化す
る方法としては、コロナ放電処理や低圧下のプラズマ放
電処理が知られている。しかしながら、コロナ放電によ
る親水化処理は、処理の均一性や親水化の持続力性の点
で改良が望まれていた。また、低圧下のプラズマ放電処
理は、高真空装置を必要とし、装置が大掛かりであるば
かりでなく処理速度が遅いという問題があり、より簡便
な装置を用い、均一な処理ができ、処理時間も短縮でき
る親水化処理方法の開発が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、放電技術を利用したグロー放電プラズマ処理に
おいて、より簡便な装置を用い、均一な処理ができ、処
理時間も短縮できる親水化処理方法を提供することを目
的とする。
に鑑み、放電技術を利用したグロー放電プラズマ処理に
おいて、より簡便な装置を用い、均一な処理ができ、処
理時間も短縮できる親水化処理方法を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、大気圧近傍の圧力下で安
定した放電状態を実現できるグロー放電プラズマ処理を
特定の相対湿度の雰囲気下でおこなうことにより、簡便
な構成かつ短時間の処理で均一で持続性のある親水性を
ポリイミド基材表面に付与できることを見出し、本発明
を完成させた。
解決すべく鋭意研究した結果、大気圧近傍の圧力下で安
定した放電状態を実現できるグロー放電プラズマ処理を
特定の相対湿度の雰囲気下でおこなうことにより、簡便
な構成かつ短時間の処理で均一で持続性のある親水性を
ポリイミド基材表面に付与できることを見出し、本発明
を完成させた。
【０００５】すなわち、本発明の第１の発明は、大気圧
の近傍の圧力下、相対湿度４５％以上の雰囲気下でグロ
ー放電プラズマ処理を行うことを特徴とするポリイミド
基材の親水化処理方法である。
の近傍の圧力下、相対湿度４５％以上の雰囲気下でグロ
ー放電プラズマ処理を行うことを特徴とするポリイミド
基材の親水化処理方法である。
【０００６】また、本発明の第２の発明は、第１の発明
に記載のグロー放電プラズマ処理が、電極対向面の少な
くとも一方の対向面が固体誘電体で被覆された対向電極
間に電界を印加して放電プラズマを発生させる放電プラ
ズマ処理であることを特徴とする親水化処理方法であ
る。
に記載のグロー放電プラズマ処理が、電極対向面の少な
くとも一方の対向面が固体誘電体で被覆された対向電極
間に電界を印加して放電プラズマを発生させる放電プラ
ズマ処理であることを特徴とする親水化処理方法であ
る。
【０００７】また、本発明の第３の発明は、第２の発明
に記載の対向電極間に印加される電界が、電圧立ち上が
り時間が１０μｓ以下、電界強度が１０〜１０００ｋＶ
／ｃｍのパルス状の電界であることを特徴とする親水化
処理方法である。
に記載の対向電極間に印加される電界が、電圧立ち上が
り時間が１０μｓ以下、電界強度が１０〜１０００ｋＶ
／ｃｍのパルス状の電界であることを特徴とする親水化
処理方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の親水化処理方法は、大気
圧の近傍の圧力下、相対湿度４５％以上の雰囲気下で、
対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面が固体誘
電体で被覆された電極間に電界を印加してグロー放電プ
ラズマを発生させ、該グロー放電プラズマでポリイミド
基材の表面を処理することによりポリイミド基材表面に
親水基を付与する親水化処理方法である。以下に詳細に
説明する。
圧の近傍の圧力下、相対湿度４５％以上の雰囲気下で、
対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面が固体誘
電体で被覆された電極間に電界を印加してグロー放電プ
ラズマを発生させ、該グロー放電プラズマでポリイミド
基材の表面を処理することによりポリイミド基材表面に
親水基を付与する親水化処理方法である。以下に詳細に
説明する。
【０００９】本発明の放電プラズマ処理による親水化処
理方法における、大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３
×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａの圧力下を指す。中
でも、圧力調整が容易で、装置が簡便になる９．３３１
×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａの範囲が好ましい。
理方法における、大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３
×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａの圧力下を指す。中
でも、圧力調整が容易で、装置が簡便になる９．３３１
×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａの範囲が好ましい。
【００１０】本発明の放電プラズマ処理による親水化方
法における、対向する一対の電極の少なくとも一方の対
向面が固体誘電体で被覆された電極において、電極とし
ては、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真
鍮等の合金、金属間化合物等からなるものが挙げられ
る。電極の形状としては、特に限定されないが、電界集
中によるアーク放電の発生を避けるために、対向電極間
の距離が一定となる構造であることが好ましい。この条
件を満たす電極構造としては、例えば、平行平板型、円
筒対向型、円筒対向平板型、球対向平板型、双曲対向平
板型、同軸円筒型構造等が挙げられる。
法における、対向する一対の電極の少なくとも一方の対
向面が固体誘電体で被覆された電極において、電極とし
ては、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真
鍮等の合金、金属間化合物等からなるものが挙げられ
る。電極の形状としては、特に限定されないが、電界集
中によるアーク放電の発生を避けるために、対向電極間
の距離が一定となる構造であることが好ましい。この条
件を満たす電極構造としては、例えば、平行平板型、円
筒対向型、円筒対向平板型、球対向平板型、双曲対向平
板型、同軸円筒型構造等が挙げられる。
【００１１】また、略一定構造以外では、円筒対向円筒
型、円筒対向平板型等で円筒曲率の大きなものもアーク
放電の原因となる電界集中の度合いが小さいので対向電
極として用いることができる。曲率は少なくとも半径２
０ｍｍ以上が好ましい。固体誘電体の誘電率にもよる
が、それ以下の曲率では、電界集中によるアーク放電が
集中しやすい。それぞれの曲率がこれ以上であれば、対
向する電極の曲率が異なっても良い。曲率は大きいほど
近似的に平板に近づくため、より安定した放電が得られ
るので、より好ましくは半径４０ｍｍ以上である。
型、円筒対向平板型等で円筒曲率の大きなものもアーク
放電の原因となる電界集中の度合いが小さいので対向電
極として用いることができる。曲率は少なくとも半径２
０ｍｍ以上が好ましい。固体誘電体の誘電率にもよる
が、それ以下の曲率では、電界集中によるアーク放電が
集中しやすい。それぞれの曲率がこれ以上であれば、対
向する電極の曲率が異なっても良い。曲率は大きいほど
近似的に平板に近づくため、より安定した放電が得られ
るので、より好ましくは半径４０ｍｍ以上である。
【００１２】上記固体誘電体は、電極の対向面の一方又
は双方を被覆している必要がある。この際、固体誘電体
と設置される側の電極が密着し、かつ、接する電極の対
向面を完全に覆うようにすることが好ましい。固体誘電
体によって覆われずに電極同士が直接対向する部位があ
ると、そこからアーク放電が生じやすいためである。
は双方を被覆している必要がある。この際、固体誘電体
と設置される側の電極が密着し、かつ、接する電極の対
向面を完全に覆うようにすることが好ましい。固体誘電
体によって覆われずに電極同士が直接対向する部位があ
ると、そこからアーク放電が生じやすいためである。
【００１３】上記固体誘電体の形状は、シート状でもフ
ィルム状でもよく、厚みが０．０１〜４ｍｍであること
が好ましい。厚すぎると放電プラズマを発生するのに高
電圧を要することがあり、薄すぎると電圧印加時に絶縁
破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。ま
た、固体誘電体の形状として、容器型のものも用いるこ
とができる。
ィルム状でもよく、厚みが０．０１〜４ｍｍであること
が好ましい。厚すぎると放電プラズマを発生するのに高
電圧を要することがあり、薄すぎると電圧印加時に絶縁
破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。ま
た、固体誘電体の形状として、容器型のものも用いるこ
とができる。
【００１４】固体誘電体の材質としては、例えば、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート
等のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化
物、チタン酸バリウム等の複酸化物、及びこれらの複層
化したもの等が挙げられる。
テトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート
等のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化
物、チタン酸バリウム等の複酸化物、及びこれらの複層
化したもの等が挙げられる。
【００１５】特に、固体誘電体は、比誘電率が２以上
（２５℃環境下、以下同じ）であることが好ましい。比
誘電率が２以上の誘電体の具体例としては、ポリテトラ
フルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げること
ができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生
させるためには、比誘電率が１０以上の固定誘電体を用
いことが好ましい。比誘電率の上限は特に限定されるも
のではないが、現実の材料では１８，５００程度のもの
が知られている。比誘電率が１０以上の固体誘電体とし
ては、例えば、酸化チタニウム５〜５０重量％、酸化ア
ルミニウム５０〜９５重量％で混合された金属酸化物皮
膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物皮
膜からなるものが好ましい。
（２５℃環境下、以下同じ）であることが好ましい。比
誘電率が２以上の誘電体の具体例としては、ポリテトラ
フルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げること
ができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生
させるためには、比誘電率が１０以上の固定誘電体を用
いことが好ましい。比誘電率の上限は特に限定されるも
のではないが、現実の材料では１８，５００程度のもの
が知られている。比誘電率が１０以上の固体誘電体とし
ては、例えば、酸化チタニウム５〜５０重量％、酸化ア
ルミニウム５０〜９５重量％で混合された金属酸化物皮
膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物皮
膜からなるものが好ましい。
【００１６】上記電極間の距離は、固体誘電体の厚さ、
印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮し
て適宜決定されるが、０．１〜５０ｍｍであることが好
ましく、より好ましくは５ｍｍ以下である。５０ｍｍを
超えると、均一な放電プラズマを発生させ難い。
印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮し
て適宜決定されるが、０．１〜５０ｍｍであることが好
ましく、より好ましくは５ｍｍ以下である。５０ｍｍを
超えると、均一な放電プラズマを発生させ難い。
【００１７】上記電極間には、電界が印加され、好まし
くはパルス電界が印加され、グロー放電プラズマを発生
させる。パルス電界としては、電圧の立ち上がり及び／
又は立ち下がり時間が、１０μｓ以下である電界が好ま
しい。１０μｓを超えると放電状態がアークに移行しや
すく不安定なものとなり、パルス電界による高密度プラ
ズマ状態を保持しにくくなる。また、立ち上がり時間及
び立ち下がり時間が短いほどプラズマ発生の際のガスの
電離が効率よく行われるが、４０ｎｓ未満の立ち上がり
時間のパルス電界を実現することは、実際には困難であ
る。より好ましくは５０ｎｓ〜５μｓである。なお、こ
こでいう立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続し
て増加する時間、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）
が連続して減少する時間を指すものとする。
くはパルス電界が印加され、グロー放電プラズマを発生
させる。パルス電界としては、電圧の立ち上がり及び／
又は立ち下がり時間が、１０μｓ以下である電界が好ま
しい。１０μｓを超えると放電状態がアークに移行しや
すく不安定なものとなり、パルス電界による高密度プラ
ズマ状態を保持しにくくなる。また、立ち上がり時間及
び立ち下がり時間が短いほどプラズマ発生の際のガスの
電離が効率よく行われるが、４０ｎｓ未満の立ち上がり
時間のパルス電界を実現することは、実際には困難であ
る。より好ましくは５０ｎｓ〜５μｓである。なお、こ
こでいう立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続し
て増加する時間、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）
が連続して減少する時間を指すものとする。
【００１８】上記処理のパルス電界の電界強度は、１０
〜１０００ｋＶ／ｃｍとなるようにするのが好ましい。
電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がか
かりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が
発生しやすくなる。
〜１０００ｋＶ／ｃｍとなるようにするのが好ましい。
電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がか
かりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が
発生しやすくなる。
【００１９】上記パルス電界の周波数は、０．５ｋＨｚ
以上であることが好ましい。０．５ｋＨｚ未満であると
プラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上
限は特に限定されないが、常用されている１３．５６Ｍ
Ｈｚ、試験的に使用されている５００ＭＨｚといった高
周波帯でも構わない。負荷との整合のとり易さや取り扱
い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。この
ようなパルス電界を印加することにより、処理速度を大
きく向上させることができる。
以上であることが好ましい。０．５ｋＨｚ未満であると
プラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上
限は特に限定されないが、常用されている１３．５６Ｍ
Ｈｚ、試験的に使用されている５００ＭＨｚといった高
周波帯でも構わない。負荷との整合のとり易さや取り扱
い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。この
ようなパルス電界を印加することにより、処理速度を大
きく向上させることができる。
【００２０】また、上記パルス電界におけるひとつのパ
ルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好まし
く、より好ましくは３〜２００μｓである。２００μｓ
を超えるとアーク放電に移行しやすくなる。ここで、ひ
とつのパルス継続時間とは、ＯＮ、ＯＦＦの繰り返しか
らなるパルス電界における、ひとつのパルスの連続する
ＯＮ時間を言う。
ルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好まし
く、より好ましくは３〜２００μｓである。２００μｓ
を超えるとアーク放電に移行しやすくなる。ここで、ひ
とつのパルス継続時間とは、ＯＮ、ＯＦＦの繰り返しか
らなるパルス電界における、ひとつのパルスの連続する
ＯＮ時間を言う。
【００２１】本発明の放電プラズマ処理による親水化方
法で用いる雰囲気ガスは、相対湿度４５％以上、好まし
くは４８％以上のガスである。また、ガスの種類として
は、電界、好ましくはパルス電界を印加することによっ
てプラズマを発生するガスであれば、特に限定されない
が、基材表面に親水基を付与できるガスであればより好
ましい。例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノ
ン等の不活性ガス、親水化ガス（酸素元素含有化合物ガ
ス）、酸素ガス、窒素ガス、空気、及びそれらの混合ガ
スが挙げられる。
法で用いる雰囲気ガスは、相対湿度４５％以上、好まし
くは４８％以上のガスである。また、ガスの種類として
は、電界、好ましくはパルス電界を印加することによっ
てプラズマを発生するガスであれば、特に限定されない
が、基材表面に親水基を付与できるガスであればより好
ましい。例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノ
ン等の不活性ガス、親水化ガス（酸素元素含有化合物ガ
ス）、酸素ガス、窒素ガス、空気、及びそれらの混合ガ
スが挙げられる。
【００２２】上記ガスの相対湿度が４５％未満では、ポ
リイミド基材の表面に親水性を付与する官能基である水
酸基、カルボニル基、アミノ基等を形成させて表面エネ
ルギーを高くし、親水性表面を得る効果が小さい。ガス
雰囲気の相対湿度を４５％以上にする手段としては、公
知の手段を用いることができ、簡便には処理ガスを水中
にバブリングさせ、その相対湿度をコントロールするこ
とができる。
リイミド基材の表面に親水性を付与する官能基である水
酸基、カルボニル基、アミノ基等を形成させて表面エネ
ルギーを高くし、親水性表面を得る効果が小さい。ガス
雰囲気の相対湿度を４５％以上にする手段としては、公
知の手段を用いることができ、簡便には処理ガスを水中
にバブリングさせ、その相対湿度をコントロールするこ
とができる。
【００２３】電極間で発生させた相対湿度４５％以上の
グロー放電プラズマをポリイミド基材に接触させる手段
としては、例えば、（１）対向する電極間で発生するプ
ラズマの放電空間内にポリイミド基材を配置して、ポリ
イミド基材にプラズマを接触させる方法、及び（２）対
向する電極間で発生させたプラズマを放電空間の外に配
置されたポリイミド基材に向かって導くようにして接触
させる方法（リモート型）がある。
グロー放電プラズマをポリイミド基材に接触させる手段
としては、例えば、（１）対向する電極間で発生するプ
ラズマの放電空間内にポリイミド基材を配置して、ポリ
イミド基材にプラズマを接触させる方法、及び（２）対
向する電極間で発生させたプラズマを放電空間の外に配
置されたポリイミド基材に向かって導くようにして接触
させる方法（リモート型）がある。
【００２４】上記（１）の具体的方法としては、固体誘
電体で被覆した平行平板型電極間にポリイミド基材を配
置し、プラズマと接触させる方法であって、放電空間の
一方から他方に向かって処理ガスを流通させる方法、多
数の穴を有する上部電極を用いてシャワー状プラズマで
処理する方法、ポリイミド基材を走行させる方法、一方
の電極に吹き出し口ノズルを有する容器状固体誘電体を
設け、該ノズルからプラズマを他の電極上に配置したポ
リイミド基材に吹き付ける方法等が挙げられる。
電体で被覆した平行平板型電極間にポリイミド基材を配
置し、プラズマと接触させる方法であって、放電空間の
一方から他方に向かって処理ガスを流通させる方法、多
数の穴を有する上部電極を用いてシャワー状プラズマで
処理する方法、ポリイミド基材を走行させる方法、一方
の電極に吹き出し口ノズルを有する容器状固体誘電体を
設け、該ノズルからプラズマを他の電極上に配置したポ
リイミド基材に吹き付ける方法等が挙げられる。
【００２５】また、上記（２）の具体的方法としては、
固体誘電体が延長されてプラズマ誘導ノズルを形成して
おり、放電空間の外に配置されたポリイミド基材に向け
て吹き付ける方法等が挙げられ、平行平板型電極と長尺
型ノズル、同軸円筒型電極と円筒型ノズルの組み合わせ
を用いることができる。なお、ノズル先端の材質は、必
ずしも上記の固体誘電体である必要がなく、上記電極と
絶縁がとれていれば金属等でもかまわない。
固体誘電体が延長されてプラズマ誘導ノズルを形成して
おり、放電空間の外に配置されたポリイミド基材に向け
て吹き付ける方法等が挙げられ、平行平板型電極と長尺
型ノズル、同軸円筒型電極と円筒型ノズルの組み合わせ
を用いることができる。なお、ノズル先端の材質は、必
ずしも上記の固体誘電体である必要がなく、上記電極と
絶縁がとれていれば金属等でもかまわない。
【００２６】本発明の放電プラズマ処理による親水化方
法で処理できるポリイミド基材としては、板状、シート
状、フィルム状が挙げられ、特にこれらに限定されな
い。また、ポリイミドと有機樹脂の積層体、ポリイミド
と金属等の無機材料との積層体であってもよい。本発明
の親水化処理方法によれば、様々な形状を有する基材の
処理に容易に対応することができる。
法で処理できるポリイミド基材としては、板状、シート
状、フィルム状が挙げられ、特にこれらに限定されな
い。また、ポリイミドと有機樹脂の積層体、ポリイミド
と金属等の無機材料との積層体であってもよい。本発明
の親水化処理方法によれば、様々な形状を有する基材の
処理に容易に対応することができる。
【００２７】本発明のパルス電界を用いた大気圧放電で
は、全くガス種に依存せず、電極間において直接大気圧
下で放電を生じせしめることが可能であり、より単純化
された電極構造、放電手順による大気圧プラズマ装置、
及び処理手法でかつ高速処理を実現することができる。
また、パルス周波数、電圧、電極間隔等のパラメータに
より処理に関するパラメータも調整できる。
は、全くガス種に依存せず、電極間において直接大気圧
下で放電を生じせしめることが可能であり、より単純化
された電極構造、放電手順による大気圧プラズマ装置、
及び処理手法でかつ高速処理を実現することができる。
また、パルス周波数、電圧、電極間隔等のパラメータに
より処理に関するパラメータも調整できる。
【００２８】
【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもので
はない。
するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもので
はない。
【００２９】実施例１
図１に示す装置を用い、ポリイミドフィルムの表面親水
化処理を行った。図１において、一対の１００ｍｍ×５
００ｍｍのＳＵＳ製平板の表面に０．５ｍｍ厚のアルミ
ナをコーティングした平行平板電極２と３を１．８ｍｍ
の間隔を開けて設置し、電極３上に５０μｍ厚のポリイ
ミドフィルム５を載せた。乾燥空気をガス供給部１０か
ら２０Ｌ／ｍｉｎの速度で、供給管１１を通して水槽１
２に吹き込み、供給管１３、湿度調整器１４を通して相
対湿度が８６％の加湿ガスをガス導入口１６から放電空
間４に導入し、電極間に電圧１４．２ｋＶPP、周波数
５．３ｋＨｚのパルス電界を印加して放電空間４にグロ
ー放電プラズマを発生させ、１０秒間ポリイミドフィル
ム５の表面を処理した。なお、処理排ガスは排ガス口１
７から回収した。処理後のポリイミドフィルム表面の水
の接触角を測定したところ３．１度であった。なお、処
理前のポリイミドフィルムの接触角は７１．５度であ
る。
化処理を行った。図１において、一対の１００ｍｍ×５
００ｍｍのＳＵＳ製平板の表面に０．５ｍｍ厚のアルミ
ナをコーティングした平行平板電極２と３を１．８ｍｍ
の間隔を開けて設置し、電極３上に５０μｍ厚のポリイ
ミドフィルム５を載せた。乾燥空気をガス供給部１０か
ら２０Ｌ／ｍｉｎの速度で、供給管１１を通して水槽１
２に吹き込み、供給管１３、湿度調整器１４を通して相
対湿度が８６％の加湿ガスをガス導入口１６から放電空
間４に導入し、電極間に電圧１４．２ｋＶPP、周波数
５．３ｋＨｚのパルス電界を印加して放電空間４にグロ
ー放電プラズマを発生させ、１０秒間ポリイミドフィル
ム５の表面を処理した。なお、処理排ガスは排ガス口１
７から回収した。処理後のポリイミドフィルム表面の水
の接触角を測定したところ３．１度であった。なお、処
理前のポリイミドフィルムの接触角は７１．５度であ
る。
【００３０】実施例２〜７
実施例１の装置を用い、湿度調整器１４に乾燥空気をガ
ス供給部１０から供給管１５を通して送り込み、空気の
相対湿度を８０〜４８％に変化させる以外は、実施例と
同様にしてポリイミドフィルムのプラズマ処理を行い、
処理後のポリイミドフィルム表面の水の接触角を測定し
た。その結果を表１に示す。
ス供給部１０から供給管１５を通して送り込み、空気の
相対湿度を８０〜４８％に変化させる以外は、実施例と
同様にしてポリイミドフィルムのプラズマ処理を行い、
処理後のポリイミドフィルム表面の水の接触角を測定し
た。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】比較例１〜６
実施例１の装置を用い、空気の相対湿度を１〜４２％に
変化させる以外は、実施例と同様にしてポリイミドフィ
ルムのプラズマ処理を行い、処理後のポリイミドフィル
ム表面の水の接触角を測定した。その結果を表１に示
す。
変化させる以外は、実施例と同様にしてポリイミドフィ
ルムのプラズマ処理を行い、処理後のポリイミドフィル
ム表面の水の接触角を測定した。その結果を表１に示
す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表１及び２より明らかなように、相対湿度
を４５％以上にした処理ガスでポリイミドフィルムの表
面を処理することにより水の接触角は大幅に小さくな
り、表面に親水性が付与されたことがわかる。一方、相
対湿度が４５％未満の処理ガスは、プラズマ処理を全く
行わなかった場合のポリイミドフィルムより接触角は小
さくなるもののその効果は不十分であった。
を４５％以上にした処理ガスでポリイミドフィルムの表
面を処理することにより水の接触角は大幅に小さくな
り、表面に親水性が付与されたことがわかる。一方、相
対湿度が４５％未満の処理ガスは、プラズマ処理を全く
行わなかった場合のポリイミドフィルムより接触角は小
さくなるもののその効果は不十分であった。
【００３５】比較例７〜８
基材として、ポリエチレン基材及びポリエチレンテレフ
タレート基材を用い、相対湿度１％の乾燥空気と相対湿
度８６％の湿潤空気の雰囲気下で実施例１と同様にして
親水化処理を行った。処理後の接触角を測定した。その
結果をポリイミドの例と共に表３に示す。
タレート基材を用い、相対湿度１％の乾燥空気と相対湿
度８６％の湿潤空気の雰囲気下で実施例１と同様にして
親水化処理を行った。処理後の接触角を測定した。その
結果をポリイミドの例と共に表３に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３から明らかなように、ポリイミド基材
と湿潤空気の組み合わせにおいて、親水効果が特に顕著
である。
と湿潤空気の組み合わせにおいて、親水効果が特に顕著
である。
【００３８】
【発明の効果】本発明の親水化処理方法は、大気圧の近
傍の圧力下の放電プラズマ処理であり、雰囲気ガスの相
対湿度を４５％以上にするだけで、簡便な構成で容易に
ポリイミド基材の表面を親水化できる方法であるので、
種々の装置、工程に応用できる。
傍の圧力下の放電プラズマ処理であり、雰囲気ガスの相
対湿度を４５％以上にするだけで、簡便な構成で容易に
ポリイミド基材の表面を親水化できる方法であるので、
種々の装置、工程に応用できる。
【図１】実施例において用いた本発明の方法の概要を説
明する図である。
明する図である。
１ 電極
２ 上部電極
３ 下部電極
４ 放電空間
５ ポリイミド基材
１０ 処理ガス
１１、１３、１５ ガス供給管
１２ 水槽
１４ 相対湿度調整器
１６ ガス導入口
１７ ガス排出口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｃ０８Ｌ 79:08 Ｃ０８Ｌ 79:08 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 大気圧の近傍の圧力下、相対湿度４５％
以上の雰囲気下でグロー放電プラズマ処理を行うことを
特徴とするポリイミド基材の親水化処理方法。 - 【請求項２】 グロー放電プラズマ処理が、電極対向面
の少なくとも一方の対向面が固体誘電体で被覆された対
向電極間に電界を印加して放電プラズマを発生させる放
電プラズマ処理であることを特徴とする請求項１に記載
の親水化処理方法。 - 【請求項３】 対向電極間に印加される電界が、電圧立
ち上がり時間が１０μｓ以下、電界強度が１０〜１００
０ｋＶ／ｃｍのパルス状の電界であることを特徴とする
請求項２に記載の親水化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283446A JP4656783B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ポリイミド基材の親水化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001283446A JP4656783B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ポリイミド基材の親水化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089726A true JP2003089726A (ja) | 2003-03-28 |
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| JP2001283446A Expired - Fee Related JP4656783B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ポリイミド基材の親水化処理方法 |
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| JP (1) | JP4656783B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100601308B1 (ko) | 2004-09-06 | 2006-07-13 | 한국화학연구원 | 상압플라즈마를 이용한 폴리이미드 필름의 표면처리방법 |
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-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283446A patent/JP4656783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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