JP2010215776A - 高分子基材のプラズマ処理方法 - Google Patents
高分子基材のプラズマ処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010215776A JP2010215776A JP2009063743A JP2009063743A JP2010215776A JP 2010215776 A JP2010215776 A JP 2010215776A JP 2009063743 A JP2009063743 A JP 2009063743A JP 2009063743 A JP2009063743 A JP 2009063743A JP 2010215776 A JP2010215776 A JP 2010215776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groups
- plasma
- polymer substrate
- gas
- group
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
【解決手段】大気圧またはその近傍の圧力下で、ガス成分を励起してプラズマ化することで活性種を発生させる第一の工程と、前記活性種を高分子基材の表面に輸送して、高分子基材の表面を処理する第二の工程と、を含んでなるプラズマ処理方法であって、前記ガス成分の中に、処理剤として一級アルコールであって、α−炭素ラジカルを有する構造が酸素ラジカルを有する構造より計算科学的手法により算出したギブスの自由エネルギーの小さい化合物が含まれ、かつ、前記第一の工程および第二の工程における雰囲気が水成分を実質的に含まない、プラズマ処理方法。
【選択図】なし
Description
[1]大気圧またはその近傍の圧力下で、ガス成分を励起してプラズマ化することで活性種を発生させる第一の工程と、前記活性種を高分子基材の表面に輸送して、高分子基材の表面を処理する第二の工程と、を含んでなるプラズマ処理方法であって、前記ガス成分の中に、処理剤として下記一般式(1)で表される化合物であって、下記一般式(2)で表されるラジカル構造が下記一般式(3)で表されるラジカル構造より計算科学的手法により算出したギブスの自由エネルギーの小さい化合物が含まれ、かつ、前記第一の工程および第二の工程における雰囲気が水成分を実質的に含まない、プラズマ処理方法。
本発明において、プラズマ化は、大気圧プラズマ装置によって行われる。具体的には、図1に本発明を実施するにあたり用いられるプラズマ処理装置の一例を示す。
本発明のプラズマ処理方法は、大気圧またはその近傍の圧力下で、ガス成分を励起してプラズマ化することで活性種を発生させる工程を含む。
上述したような観点から、処理剤としては2−プロパノールなどの2級アルコールやcis−2−ブテン−1,4−ジオールなどが好ましく用いられる。
本発明のプラズマ処理方法は、活性種を高分子基材の表面に輸送して、高分子基材の表面を処理する第二の工程を含む。
プラズマ処理した基材の重量変化は、処理前後の基材重量を電子天秤で測定することにより求めた。被処理基材は、純水で超音波洗浄を行ったものをプラズマ処理に供した。プラズマ処理後は、純水で超音波洗浄を行い、重量を測定した。
プラズマ処理した基材表面の官能基は、X線光電子分光法(XPSまたはESCAとも呼ばれる)から得られるスペクトルのピーク分離法により定量を行った。装置はVG製ESCALAB220iXLを用いた。
上記XPSのピーク分離法ではC−OH基とC−O−C基の判別ができないため、C−OH基に選択的に反応するトリフルオロ酢酸無水物(TFAA)により被処理基材表面を気相化学修飾し、これをXPS分析して得られるフッ素量、炭素量から、C−OH基濃度を定量化した。
[C−OH]/[C]=[F]/(3kF1s[C]−2[F])
[C−OH]:C−OH基量
[C]:炭素量
[F]:フッ素量
kF1s:F1sのC1sに対する感度係数
実施例1において、放電プラズマ処理は積水化学工業(株)製常圧プラズマ表面処理装置(AP−T02−L)を用いて行った。電極の種類は平行平板ダイレクト型を用いた。電極間距離は1mmとした。接地電極上に2cm×8cm、厚さ230μmのポリエチレン(PE)製の被処理基材を、電圧印加電極の長手方向と基材の長手方向が平行になるように固定保持した。電圧印加電極は、被処理基材上で固定してプラズマ処理を行った。
ΔGは、−25.4kJ/molであった。また[OHラジカルのA2Σ+→X2Π(0,0)バンドにおける発光ピーク強度]/[最大強度を持つ活性種の発光ピーク強度]は、0.05であった。
処理剤としてcis−2−ブテン−1,4−ジオールを用い、処理剤を気化したもののアルゴンガスに対する80℃、圧力760Torrでの体積混合比は0.06%、基板表面温度を80℃、化合物を含んだガスによるプラズマ処理を行う前に化合物を含まないArのみによるプラズマ処理(周波数1kHz、印加電圧40V)を行い、化合物を含んだガスによるプラズマ処理は周波数1kHz、印加電圧40Vで行った以外は実施例1と同様に放電プラズマ処理を行った。結果を表1に示す。
プラズマ空間中に酸素を添加し、基材を処理する空間中の酸素濃度を100ppmとした以外は、実施例1と同様に放電プラズマ処理を行った。
処理剤として2−メチル−3−ブテン−2−オールを用い、周波数を10kHzとした以外は実施例1と同様に放電プラズマ処理を行った。
処理剤として水を用いた以外は実施例1と同様に放電プラズマ処理を行った。[OHラジカルのA2Σ+→X2Π(0,0)バンドにおける発光ピーク強度]/[最大強度を持つ活性種の発光ピーク強度)は、0.36であった。またXPSによる表面官能基定量評価では、全炭素数に対するC−OH基の割合が2.6%、C−O−C基が5.4%、C=O基及びO−C−O基が4.0%、(C=O)−OH基及び(C=O)−O−C基が5.0%であった。官能基数に対するC−OH基の割合は、15%であった。重量変化速度は−0.9μg/(cm2・min)であり、プラズマ処理により減少した。
11 バブリング用主ガス供給ライン
12 処理ガス添加ライン
13 ガス供給ライン
14 ガス排気ライン
20 処理剤
30 バブリング装置
40 ガス供給部
45 ガス排気部
50 電圧印加電極
55 接地電極
60 パルス電源
70 誘電体
75 誘電体
80 プラズマ空間
90 被処理基材
Claims (4)
- 大気圧またはその近傍の圧力下で、ガス成分を励起してプラズマ化することで活性種を発生させる第一の工程と、
前記活性種を高分子基材の表面に輸送して、高分子基材の表面を処理する第二の工程と、
を含んでなるプラズマ処理方法であって、
前記ガス成分の中に、処理剤として下記一般式(1)で表される化合物であって、下記一般式(2)で表されるラジカル構造が下記一般式(3)で表されるラジカル構造より計算科学的手法により算出したギブスの自由エネルギーの小さい化合物が含まれ、
かつ、前記第一の工程および第二の工程における雰囲気が水成分を実質的に含まない、
プラズマ処理方法。
- 前記ガス成分が、処理剤として分子量が60〜500の2級アルコールを含む請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記ガス成分が、処理剤として2−プロパノールまたは/およびcis-2−ブテン−1、4−ジオールを含む請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 表面をX線光電子分光法(XPS)で測定した炭素1sスペクトルを、波形解析により求めた相対存在比において、全炭素数に対するC−OH基の割合 [C−OH]/[C]が5%以上であり、官能基数に対するC−OH基の割合が40%以上である、請求項1の方法により処理された高分子基材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063743A JP2010215776A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 高分子基材のプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063743A JP2010215776A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 高分子基材のプラズマ処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010215776A true JP2010215776A (ja) | 2010-09-30 |
Family
ID=42974947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009063743A Pending JP2010215776A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 高分子基材のプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010215776A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011245743A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Mitsui Chemicals Inc | 積層体およびその製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03236475A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Sachiko Okazaki | 大気圧プラズマ表面処理法 |
JPH05209072A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 基材の表面処理方法 |
JPH10287757A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Sekisui Chem Co Ltd | プラズマ重合膜の製造方法 |
JP2007284649A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Uinzu:Kk | 大気圧プラズマ処理装置及び大気圧プラズマ処理方法 |
JP2008293679A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Uinzu:Kk | 大気圧プラズマ処理装置 |
-
2009
- 2009-03-17 JP JP2009063743A patent/JP2010215776A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03236475A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Sachiko Okazaki | 大気圧プラズマ表面処理法 |
JPH05209072A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 基材の表面処理方法 |
JPH10287757A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Sekisui Chem Co Ltd | プラズマ重合膜の製造方法 |
JP2007284649A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Uinzu:Kk | 大気圧プラズマ処理装置及び大気圧プラズマ処理方法 |
JP2008293679A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Uinzu:Kk | 大気圧プラズマ処理装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011245743A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Mitsui Chemicals Inc | 積層体およびその製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101114803B1 (ko) | F2 함유 가스의 제조 방법 및 f2 함유 가스의 제조 장치,그리고 물품의 표면을 개질하는 방법 및 물품의 표면 개질장치 | |
Kehrer et al. | Surface functionalization of polypropylene using a cold atmospheric pressure plasma jet with gas water mixtures | |
Fanelli | Thin film deposition and surface modification with atmospheric pressure dielectric barrier discharges | |
US20030157378A1 (en) | Film forming method and substrate | |
Belkind et al. | Plasma cleaning of surfaces | |
JP2014519558A (ja) | フレキシブル基材上にバリヤー層を製造するための方法および機器 | |
Ruiz et al. | Plasma-and vacuum-ultraviolet (VUV) photo-polymerisation of N-and O-rich thin films | |
Zhang et al. | Deposition of silicon oxide coatings by atmospheric pressure plasma jet for oxygen diffusion barrier applications | |
Bartis et al. | Polystyrene as a model system to probe the impact of ambient gas chemistry on polymer surface modifications using remote atmospheric pressure plasma under well-controlled conditions | |
Lin et al. | Study on CO2-based plasmas for surface modification of polytetrafluoroethylene and the wettability effects | |
Abou Rich et al. | LDPE surface modifications induced by atmospheric plasma torches with linear and showerhead configurations | |
Efremov et al. | Parameters of plasma and kinetics of active particles in CF 4 (CHF 3)+ Ar mixtures of a variable initial composition | |
WO2008054591A2 (en) | Treatment of effluent in the deposition of carbon-doped silicon | |
KR20160125947A (ko) | 산화물 박막의 형성 방법 및 장치 | |
Moon et al. | Surface loss probabilities of H and N radicals on different materials in afterglow plasmas employing H2 and N2 mixture gases | |
JP2003209096A (ja) | プラズマエッチング処理方法及びその装置 | |
Bartis et al. | A comparative study of biomolecule and polymer surface modifications by a surface microdischarge | |
Hähnel et al. | Diagnostics of SiOx‐Containing Layers Deposited on Powder Particles by Dielectric Barrier Discharge | |
JP2010215776A (ja) | 高分子基材のプラズマ処理方法 | |
US20110014395A1 (en) | Method for depositing a fluorinated layer from a precursor monomer | |
Hong et al. | Microwave plasma torch abatement of NF3 and SF6 | |
TW201716624A (zh) | 使用矽原料的成膜裝置 | |
US20130158189A1 (en) | Method for Polymer Plasma Deposition | |
Hur et al. | Abatement of CF4 and CHF3 byproducts using low-pressure plasmas generated by annular-shaped electrodes | |
Nantel-Valiquette et al. | Reduction of perfluorinated compound emissions using atmospheric pressure microwave plasmas: Mechanisms and energy efficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110803 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110803 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130507 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130917 |