JP2008120077A - Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 - Google Patents
Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008120077A JP2008120077A JP2007273854A JP2007273854A JP2008120077A JP 2008120077 A JP2008120077 A JP 2008120077A JP 2007273854 A JP2007273854 A JP 2007273854A JP 2007273854 A JP2007273854 A JP 2007273854A JP 2008120077 A JP2008120077 A JP 2008120077A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyolefin
- thin film
- dlc
- adhesion
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
【解決手段】ポリオレフィン部材の表面のフッ素濃度が0〜100容積%のDLC薄膜を被覆することによりポリオレフィン部材同士、及びポリオレフィン部材と他の材質の部材との接着性を改善する。
【選択図】図1
Description
従来のDLC薄膜は、薄層で、高い硬度と耐摩耗性を有するが、DLC薄膜内にSP2(グラファイト構造)に対してSP3結合(ダイヤモンド構造)が多く含まれると、薄膜内での凝集力が強いため応力を受けた場合に基材との界面で破壊する、いわゆる、界面破壊によりDLC薄膜が剥離する傾向がある。そのためDLC薄膜は、その接する基材との間に両者に親和性のある中間層を設ける等種々の方策が講じられているのが現状である。
例えば、基材の表面にDLC薄膜を形成せしめるのに、プラスチック基材の表面をメタン−アルゴン混合ガスを用いるCVDプラズマ処理で炭素中間層膜を形成した後、炭化水素含有ガスを用いてDLプラズマ処理することによりポリカーボネート、シリコンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンサルファイト等の基材にダイヤモンド様カーボン膜を形成する方法も知られている(特許文献5)。
しかし、用途面から極めて薄い薄膜が求められている中で、種々の原材料を用いた多層構造を設けることは、実用的に難しく、かつ、それを達成するには高コストになりやすい。
しかしながら、上記従来技術にはポリオレフィンの接着性を改善するためにフッ素を含有したDLC薄膜を設けることは開示されていなかった。
しかしながら、これらポリオレフィンは、構造組成として炭素及び水素からなり分子内での疎水性としての凝集力が大きく、ポリオレフィンを被接着体としたときに接着に有効な接着剤は皆無に近く、ポリオレフィンを成形してなるポリオレフィン部材の接着剤による接着は不可能であるという問題点があった。特に、ポリエチレンを対象として、接着剤を用いて接着するときはお手上げ状態であった。
このように経済的に有利な汎用樹脂であるポリオレフィン、特にポリエチレンの接着剤による接着力の問題を解決することができるなら、ポリオレフィンを原料とする製品の応用分野がぐっと広がるという期待感がでてくる。
なお、本発明でポリオレフィンとは、特に断りのない限り、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、3−メチルブテン−1、4−メチルペンテン−1、5−メチルヘキセン−1のホモポリマー又はコポリマーを意味する。
すなわち、本発明では、プラズマCVD装置を用いてポリオレフィン部材の表面にフッ素を含有するDLC薄膜を形成することにより接着剤との親和性を高め、ポリオレフィン部材の接着力を大幅に改善したポリオレフィン製品を得るものである。
なお、フッ素濃度が0〜100容積%とは、DLC薄膜を形成時の原料ガス中のフロン(C2F6)のガス分圧を示すものであって、実際的に形成された膜中のフッ素の容積率は0〜50容積%に相当する。
また、本願の第2の発明は、フッ素濃度が0〜100容積%で膜厚方向に連続的に異なるように形成することによってポリオレフィン部材の接着性を改善する方法にある。
さらに、本願の第3の発明は、上述するような方法によって接着性の改善されたポリオレフィン部材にある。
さらにまた、本願の第4の発明は、ポリオレフィン部材が、シート状、フィルム状、ボトル状、リング状、シリンダー状、パイプ状、レンズ状、棒状、球状の製品であるポリオレフィン製品にある。
本発明でポリオレフィン表面の改質に用いられるDLC薄膜は、薄膜形成が比較的簡単であり、カミソリの刃では傷つかない程度の硬さを持ち、電気的絶縁性、紫外部の光の吸収の特性をもち、金属等の無機物質や有機物質への薄膜形成も可能であるため材料の表面を処理してDLC薄膜を形成して適宜の材料の表面を改質するものであるが、用途が広い。
ここで、DLCとは、ダイヤモンド様炭素の略語であり、炭素原子を主体として微量の水素原子を含んで構成される物質である。炭素原子から構成されるダイヤモンドは、ダイヤモンド構造(SP3)により構成され、同じく炭素原子で構成される物質であるグラファイトはグラファイト構造(SP2)により構成されるのに対し、DLCはSP3とSP2との両方を含んで、また一部水素との結合を含んで構成されるアモルファス構造を有する。
本発明では、ポリオレフィン部材の表面を0〜100容積%のフッ素を含有するDLC膜を形成して接着力の改善を図るものである。
これは、炭素原子がグラファイト結合(SP2結合)の炭素環が層状に位置して弱いファンデルワールス力で層間を維持しているため、この層状構造により生じた応力を吸収して密着性を向上させているが、DLC薄膜の膜厚が厚くなって層状構造の破壊、すなわち、凝集破壊が顕著になると、界面破壊は起こらなくても薄膜の剥離が進む。このため0.2ミクロン程度以下の膜厚に制御することによってDLC薄膜の部材への密着性を損なわないようにすることが好ましい。
本発明のポリオレフィン部材においては、薄膜表面からの深さが0.1ミクロンより深い領域においては、フッ素濃度の低い方が機械的な耐摩耗性や基材との密着性が優れるが、0〜100容積%であれば、接着性が優れ、耐摩耗性や基材との密着性にも影響しない。
これらポリオレフィン部材へのDLC薄膜の被覆は、物理蒸着法や化学蒸着法によって実現できるが、複雑形状に均一に被覆出来ることや、フッ素の含有量の調整が容易であるという観点からはプラズマCVD法が好ましい。
薄膜内のフッ素濃度は、導入するフッ素含有ガスの分圧、装置内真空度によって制御し、付加領域は、フッ素含有ガスを導入するタイミングにより制御する。
本発明では、フッ素濃度を0〜100容積%に制御することで、所望の接着力改善の効果が得られることが明らかになった。これらの原子の濃度測定は、X線光電子分光法(XPS)により行うことができる。
本発明では、DLC薄膜を施したポリオレフィン部材における炭素膜と基材との密着性は、薄膜と部材の界面から0.1ミクロン以内においてSP2/SP3比が薄膜表面より高い領域を有することによって向上する。
これは、SP3結合は、最も強固な結合であるため、機械的な特性は優れる一方、SP2/SP3比が1以上、すなわちSP2結合がSP3結合より多い場合は耐摩耗性が低下するものの、SP2のグラファイト結合が六角形の環を形成している炭素原子が連なって層状構造をとり、原子の層間には弱いファンデルワールス力が作用している構造をしているので応力を分散する効果が発揮されるため、部材との相間密着性が向上するものである。
以下に実施例に基づき、本発明の実施の態様を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ポリオレフィン部材である2軸延伸フィルムを平行平板型高周波プラズマCVD装置に装入し、成膜真空度0.1 Torr(13.3 Pa)、高周波出力 200 Wで、プロセスガスにアセチレンとテトラフルオロエタンの混合ガスを用いて、膜厚 50 nm DLC膜をポリオレフィンフィルム表面に形成させた。
2枚のDLC膜を被覆したポリオレフィン部材であるフィルムの一方のDLC被覆面にエポキシ系接着剤Devcon S-31(Illinois Tool Works Inc.)を塗布し、他方のポリオレフィン部材のDLC被覆面を対面させる。接着剤を挟んだ2つのDLC被覆面にプレス機で5 MPa の圧力を5分間掛ける。しかる後、100 ℃のオーブンに入れ、12時間以上静置して接着剤の反応を加熱促進する。得られた試料をT型剥離試験(T-peel test)機で剥離試験を行う。
図1にポリオレフィンフィルムに接着剤を塗布して2枚のポリオレフィンフィルムで挟んだ状態を示す。
この状態で、装置内にプラズマを発生させるために13.56MHz、電力200Wの高周波電力を投入し、膜厚50 nm に成膜した。
各ポリエチレン(LLDPE、HDPE)の未処理とDLC被覆のそれぞれの剥離接着強さ(N/25m)を表3に示す。
Claims (4)
- フッ素濃度が0〜100容積%のDLC薄膜をポリオレフィン部材の表面に設けることによってポリオレフィン部材の接着性を改善する方法。
- フッ素濃度が0〜100容積%で膜厚方向に連続的に異なることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン部材の接着性を改善する方法。
- 請求項1又は2で得られることを特徴とする接着性の改善されたポリオレフィン部材。
- ポリオレフィン部材が、シート状、フィルム状、ボトル状、リング状、シリンダー状、パイプ状、レンズ状、棒状、球状の製品であることを特徴とする請求項3に記載の接着性の改善されたポリオレフィン部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007273854A JP5070582B2 (ja) | 2006-10-20 | 2007-10-22 | Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006286459 | 2006-10-20 | ||
JP2006286459 | 2006-10-20 | ||
JP2007273854A JP5070582B2 (ja) | 2006-10-20 | 2007-10-22 | Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008120077A true JP2008120077A (ja) | 2008-05-29 |
JP5070582B2 JP5070582B2 (ja) | 2012-11-14 |
Family
ID=39505353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007273854A Expired - Fee Related JP5070582B2 (ja) | 2006-10-20 | 2007-10-22 | Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5070582B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018528903A (ja) * | 2015-07-03 | 2018-10-04 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | バリアフィルム又はシート、フィルム又はシートを含む積層パッケージング材料、並びにそれらから作られたパッケージング容器 |
JP2018533525A (ja) * | 2015-10-29 | 2018-11-15 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | バリアフィルムまたはシートおよびそのフィルムまたはシートを含むラミネート包装材料およびそれから作られた包装容器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62240542A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-10-21 | アウシモント・ソチエタ・ペル・アツイオニ | 薄いポリフルオロカ−ボンフイルムを被覆した金属或はプラスチツク材料のフイルム、層、テ−プ、プレ−ト及び同様の構造物 |
JPS6310355A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Konica Corp | 光磁気記録媒体 |
JP2003310744A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-05 | Keio Gijuku | 医療用被覆部材 |
JP2006247896A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | プラスチックの張り合わせ方法、接合装置、その方法を使用して製造されたプラスチック製品 |
-
2007
- 2007-10-22 JP JP2007273854A patent/JP5070582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62240542A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-10-21 | アウシモント・ソチエタ・ペル・アツイオニ | 薄いポリフルオロカ−ボンフイルムを被覆した金属或はプラスチツク材料のフイルム、層、テ−プ、プレ−ト及び同様の構造物 |
JPS6310355A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Konica Corp | 光磁気記録媒体 |
JP2003310744A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-05 | Keio Gijuku | 医療用被覆部材 |
JP2006247896A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | プラスチックの張り合わせ方法、接合装置、その方法を使用して製造されたプラスチック製品 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018528903A (ja) * | 2015-07-03 | 2018-10-04 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | バリアフィルム又はシート、フィルム又はシートを含む積層パッケージング材料、並びにそれらから作られたパッケージング容器 |
JP2018533525A (ja) * | 2015-10-29 | 2018-11-15 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | バリアフィルムまたはシートおよびそのフィルムまたはシートを含むラミネート包装材料およびそれから作られた包装容器 |
JP7115977B2 (ja) | 2015-10-29 | 2022-08-09 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | バリアフィルムまたはシートおよびそのフィルムまたはシートを含むラミネート包装材料およびそれから作られた包装容器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5070582B2 (ja) | 2012-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2231752B1 (en) | Preparation of a self-bonding thermoplastic elastomer using an in situ adhesion promoter | |
US20080107899A1 (en) | Metallized multi-layer films, methods of manufacture and articles made therefrom | |
WO2008059925A1 (en) | Gas barrier film laminate | |
WO2009082034A1 (ja) | ゴム成形品 | |
JPS60217148A (ja) | コーテイングされた製品 | |
JP6950247B2 (ja) | 積層フィルムとそれを用いたゴム成形体、及びそれらの製造方法 | |
Chiang et al. | Deposition and permeation properties of SiNX/parylene multilayers on polymeric substrates | |
JP5895468B2 (ja) | 積層フィルム及びそれを用いたゴム成形体 | |
JP5070582B2 (ja) | Dlc膜で被覆の接着性改善ポリオレフィン部材 | |
WO1997042257A1 (en) | Surface modification of polymers | |
US20170283657A1 (en) | Method for increasing the adhesion between the first surface of a first web-type material and a first surface of a second web-type material | |
Hoshida et al. | Controlling the adhesion between diamond-like carbon (DLC) film and high-density polyethylene (HDPE) substrate | |
EP2794263A2 (en) | Metallized films, pressure-sensitive label structures, and methods of making same | |
EP1566407A1 (en) | Release agent, layered pressure-sensitive adhesive product, and layered pressure-sensitive adhesive tape | |
JP2012076294A (ja) | ガスバリア性フィルム積層体 | |
US20170275499A1 (en) | Method for increasing the adhesion between the first surface of a first web-shaped material and a first surface of a second web-shaped material | |
JP2010516850A (ja) | ポリマー基材の表面を処理する方法、それによって得られる基材及び多層材料の製造におけるその使用 | |
JPH1126155A (ja) | エレクトロルミネッセンス素子用保護フィルム | |
Brewis et al. | Adhesion and bonding to polyolefins | |
JP2020023121A (ja) | 積層フィルムおよびシリコーン樹脂成型体 | |
US20170283656A1 (en) | Method for increasing the adhesion between the first surface of a first web-type material and a first surface of a second web-type material | |
JP2007169466A (ja) | 剥離ライナー | |
WO2013141918A1 (en) | Metallized films and methods of making metallized films | |
EP3500429B1 (en) | Coated, metallized films | |
Dwight | Surface analysis and adhesive bonding I. Fluoropolymers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120329 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120329 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120731 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150831 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |