JP2008537834A - プラズマシステム - Google Patents
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Abstract
Description
入口及び出口を有する誘電体ハウジングと、
前記入口から前記出口までプロセスガスを流す手段と、
前記プロセスガス中に非平衡状態大気圧プラズマを発生する手段と、
少なくとも一部が誘電体材料で形成されると共に前記誘電体ハウジングの出口から外側へ延びる配管であって、該配管の端部がプラズマの出口を形成する配管と、
処理される表面を前記プラズマの出口に隣接するように維持しながら、前記処理される表面を前記プラズマの出口に対して移動する手段と
を備える。
図8の装置を使用して、フッ化炭素コーティングを、前駆物質としてペンタフルオロブチルアクリレートCH2=CH−COO−CH2CH2CF2CF3から、ある範囲の基材上に堆積した。基材を管(22)のプラズマフレームの出口(24)に隣接して配置し、管を基材の端から端まで移動した。フッ化炭素コーティングを、以下の条件、すなわち、電源550W、14.8kV、100kHz、プロセスガス流(15)20標準リットル/分(slm)、アルゴン含有量2.5μl/分のフッ化炭素前駆物質表面処理剤を使用して、ガラス上に堆積した。プラズマジェットは、非常に低温であり(40℃より低い温度)、緩やかな(soft)重合プロセスを生じた。コーティングは、高いフッ化炭素濃度で堆積することができるが、1〜5又は10μl/分のような低い前駆物質の流量の使用が最良のコーティングを生成することを本発明者らは見出した。堆積したコーティングは、疎油性且つ疎水性であった。
実施例1を、同じ流量で、アルゴンの代わりにヘリウムを使用して繰り返した。疎水性且つ疎油性のフッ化炭素コーティングを、プラスチック基材、ガラス基材、金属基材、及びセラミック基材上にプラズマ堆積した。
実施例1及び実施例2を、フッ化炭素前駆物質表面処理剤としてHDFDAを使用して繰り返した。疎水性且つ疎油性のフッ化炭素コーティングを、基材全ての上にプラズマ堆積した。研磨された金属ディスク上に堆積されたコーティングは、低摩擦コーティングとして評価した。ピンオンディスク法(pin on disc method)を使用して、摩擦特性及び磨耗特性を評価した。炭化タングステンのピンを、50gの負荷と共に使用した。試験されるサンプルをピンに接触して設置し、サンプルを回転した。摩擦対回転数を監視することによって、磨耗率を推測することができる。コーティングは、研磨に対して著しい耐性を示した。
実施例1のプロセスを、ポリプロピレンフィルム用の表面処理剤として、フッ化炭素の代わりにポリヒドロゲンメチルシロキサンを使用して繰り返した。これにより、130°を超える水接触角を有するコーティングを生成した。FTIR分析が示したところでは、コーティングは、前駆物質の機能性のある化学的性質を保持し、反応性のSi−H結合官能基が、2165cm−1のピークを生じた。
実施例4のプロセスを、シロキサンの代わりにポリエチレングリコールメタクリレートを使用して繰り返した。これにより、ポリプロピレンフィルム上に、ポリ(PEGメタクリレート)の親水性コーティングを生成した。
Claims (17)
- 表面をプラズマ処理する方法において、
入口及び出口を有すると共にプロセスガスが該入口から該出口へ流れる誘電体ハウジング内で、非平衡状態大気圧プラズマが発生し、
少なくとも一部が誘電体材料で形成された配管が、前記誘電体ハウジングの出口から外側へ延び、前記配管の端部がプラズマの出口を形成し、処理される表面は、該表面が前記非平衡状態大気圧プラズマと接触するように前記プラズマの出口に隣接して配置され、前記プラズマの出口に対して移動することを特徴とする方法。 - 前記配管は、可撓性であると共に、前記処理される表面を横切って移動することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記非平衡状態大気圧プラズマは、前記電極の先端から前記プラズマの出口まで、少なくとも30mmの距離を延びることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記処理される表面は、導電性表面または半導体表面であり、
前記非平衡状態大気圧プラズマは、前記電極の先端から前記プラズマの出口まで、少なくとも150mmの距離を延びることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記配管は、接地されていない導電性シリンダに連結された誘電体材料の長さを有し、
前記非平衡状態大気圧プラズマは、前記電極の先端から前記プラズマの出口まで、少なくとも1mの距離を延びることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。 - 前記非平衡状態大気圧プラズマは、霧化された表面処理剤を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記霧化された表面処理剤は、前記誘電体ハウジングの前記入口から前記出口までのプロセスガスの流れに組み込まれることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記表面処理剤は、該表面処理剤のための霧化用ガスとしてプラズマプロセスガスを用いて、霧化器と電極との組み合わせによって、前記誘電体ハウジング内で霧化されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記霧化された表面処理剤は、前記誘電体ハウジングの前記出口に向かって傾斜した入口を介して、前記電極から下流へ向かって前記非平衡状態大気圧プラズマ内に注入されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記非平衡状態大気圧プラズマは、前記誘電体ハウジング内に配置された単一の電極の先端で発生することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 入口及び出口を有する誘電体ハウジングと、
前記入口から前記出口までプロセスガスを流す手段と、
前記プロセスガス中に非平衡状態大気圧プラズマを発生する手段と、
少なくとも一部が誘電体材料で形成されると共に前記誘電体ハウジングの出口から外側へ延びる配管であって、該配管の端部がプラズマの出口を形成する配管と、
処理される表面を前記プラズマの出口に隣接するように維持しながら、前記処理される表面を前記プラズマの出口に対して移動する手段と
を備える、表面をプラズマ処理する装置。 - 誘電体材料からなる前記配管は、可撓性であることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記配管は、接地されていない導電性シリンダに連結された誘電体材料の長さを有することを特徴とする、請求項11または12に記載の装置。
- 前記導電性シリンダは、両端に丸く鋭利な縁を有することを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記プロセスガス中に非平衡状態大気圧プラズマを発生する前記手段は、
前記誘電体ハウジング内に配置された単一の電極と、
該電極の鋭利な先端に大気圧プラズマを発生するために前記電極に無線周波数高電圧を印加する手段と
を備えることを特徴とする、請求項11〜14のいずれか一項に記載の装置。 - 前記誘電体ハウジング内に配置された表面処理剤用の霧化器と、
霧化用ガスとして作用するようにプロセスガスを前記霧化器に供給する手段と
をさらに備えることを特徴とする、請求項11〜15のいずれか一項に記載の装置。 - 前記誘電体ハウジング内の前記非平衡状態大気圧プラズマに、霧化された表面処理剤を注入する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項11〜15のいずれか一項に記載の装置。
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