JP2542580B2 - プラスチック表面改質方法 - Google Patents
プラスチック表面改質方法Info
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- JP2542580B2 JP2542580B2 JP61077472A JP7747286A JP2542580B2 JP 2542580 B2 JP2542580 B2 JP 2542580B2 JP 61077472 A JP61077472 A JP 61077472A JP 7747286 A JP7747286 A JP 7747286A JP 2542580 B2 JP2542580 B2 JP 2542580B2
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- Japan
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- plasma
- electrode
- oxygen
- plastic
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、種々の気体を用いて基材表面を改質するプ
ラズマ表面処理装置に係り、特に、改質すべき表面のエ
ッチング、即ち表面の損耗を著しく減少させることを可
能にしたプラズマ表面処理装置に関する。
ラズマ表面処理装置に係り、特に、改質すべき表面のエ
ッチング、即ち表面の損耗を著しく減少させることを可
能にしたプラズマ表面処理装置に関する。
［発明の技術的背景及び問題点］ 従来、プラスチック、無機物などの表面を、含フッ素
化合物、或は他の種々の気体を用いてプラズマ処理する
ことにより、その表面を機能化し、水性、親水性を与
え、また、接着性を向上させるなどの表面改質がおこな
われている。また、モノマーガスを供給しつつプラズマ
処理させて、基材表面にモノマーの反応生成物が付着す
る、いわゆるプラズマ重合法も広くおこなわれている。
化合物、或は他の種々の気体を用いてプラズマ処理する
ことにより、その表面を機能化し、水性、親水性を与
え、また、接着性を向上させるなどの表面改質がおこな
われている。また、モノマーガスを供給しつつプラズマ
処理させて、基材表面にモノマーの反応生成物が付着す
る、いわゆるプラズマ重合法も広くおこなわれている。
こうしたプラズマ状態を利用した表面処理に於いて
は、基材表面の原子置換や分子置換、そして表面へのプ
ラズマ中の反応生成物の折出などの好ましい現象と同時
に、活性なイオンによる表面のエッチングという好まし
くない現象が同時に起こっている。特にプラズマ重合法
の場合、表面への処理の効率は、エッチングがあるため
に極めて悪くなっているということができるが、これま
で表面処理の効率を下げずにエッチングだけを防ぐ方法
がなかった。
は、基材表面の原子置換や分子置換、そして表面へのプ
ラズマ中の反応生成物の折出などの好ましい現象と同時
に、活性なイオンによる表面のエッチングという好まし
くない現象が同時に起こっている。特にプラズマ重合法
の場合、表面への処理の効率は、エッチングがあるため
に極めて悪くなっているということができるが、これま
で表面処理の効率を下げずにエッチングだけを防ぐ方法
がなかった。
［発明の目的］ 本発明は、このような従来のプラズマ処理に付随して
起きるエッチング現象を抑え、表面処理効率を高めるた
めのプラスチック表面改質方法を提供せんとするもので
ある。
起きるエッチング現象を抑え、表面処理効率を高めるた
めのプラスチック表面改質方法を提供せんとするもので
ある。
［発明の概要］ 上記の目的を達成するため、本発明者らは、従来のプ
ラズマ処理装置の電極上に置いた基材を、更に電極と同
電位または負電位の金網で覆うことによりプラズマ処理
のエッチング作用による重量減が極めて少なくなり、し
かも、表面処理の効率も変化しないことを見出し、本発
明を完成させるに至った。
ラズマ処理装置の電極上に置いた基材を、更に電極と同
電位または負電位の金網で覆うことによりプラズマ処理
のエッチング作用による重量減が極めて少なくなり、し
かも、表面処理の効率も変化しないことを見出し、本発
明を完成させるに至った。
本発明のプラズマ処理装置を用いることにより、基材
の重量減が少なくなるのは、金網が基材近傍のイオン性
荷電粒子を捕らえ、基材表面は中性分子（粒子）のみが
到達するので、基材へのスパッタリング効果即ちエッチ
ング作用から保護する役目を果たしているためと考えら
れる。
の重量減が少なくなるのは、金網が基材近傍のイオン性
荷電粒子を捕らえ、基材表面は中性分子（粒子）のみが
到達するので、基材へのスパッタリング効果即ちエッチ
ング作用から保護する役目を果たしているためと考えら
れる。
本発明を適用することのできる表面処理とは、例え
ば、プラスチック、金属、ゴム等の基材の表面を、含フ
ッ素化合物を用いてプラズマ処理を行い基材表面の表面
エネルギーを変化させ、耐水性、撥水性、親水性の付
与、接着性の向上をはかる場合、また、プラスチック、
金属、ゴム等の基材の表面を重合可能なモノマーガス、
キャリヤーガスを用いてプラズマ処理を行い、基材の表
面に重合膜を形成させ、帯電防止性、耐汚染性を与える
場合がある。
ば、プラスチック、金属、ゴム等の基材の表面を、含フ
ッ素化合物を用いてプラズマ処理を行い基材表面の表面
エネルギーを変化させ、耐水性、撥水性、親水性の付
与、接着性の向上をはかる場合、また、プラスチック、
金属、ゴム等の基材の表面を重合可能なモノマーガス、
キャリヤーガスを用いてプラズマ処理を行い、基材の表
面に重合膜を形成させ、帯電防止性、耐汚染性を与える
場合がある。
本発明で用いられる金網は、基材の近くに位置してい
ることが望ましく、基材表面との距離が数m/mの範囲内
が好ましい。また、材質は、プラズマ処理により侵され
たり、変質を受けたりしない低い電気抵抗の物質であれ
ばよく、例えばステンレススチール（SUS304）、アルミ
ニウムが望ましい。
ることが望ましく、基材表面との距離が数m/mの範囲内
が好ましい。また、材質は、プラズマ処理により侵され
たり、変質を受けたりしない低い電気抵抗の物質であれ
ばよく、例えばステンレススチール（SUS304）、アルミ
ニウムが望ましい。
一般にプラズマ処理において好ましく用いられるプラ
ズマ放電装置は、プラズマ発生方法として、直流グロー
放電ならびに低周波放電、高周波放電、マイクロ波放電
および電子サイクロトロン共鳴放電（ECR放電）等があ
るが、本発明においてはこれに限らずプラズマを発生
し、かつこれにより薄層を形成する方法であれば、他の
方法も使用することができる。
ズマ放電装置は、プラズマ発生方法として、直流グロー
放電ならびに低周波放電、高周波放電、マイクロ波放電
および電子サイクロトロン共鳴放電（ECR放電）等があ
るが、本発明においてはこれに限らずプラズマを発生
し、かつこれにより薄層を形成する方法であれば、他の
方法も使用することができる。
［発明の実施例］ 以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
第１図は本発明のプラズマ表面処理装置を示し、プラ
ズマ発生系１とプラズマ反応系２を有し、プラズマ反応
系２にはガス供給路３、４及び混合ガス供給路５を経て
CF4及び酸素等のガスが供給される。これらガスは排気
路６より排出される。又、プラズマ反応系２には第１の
電極７及び第２の電極７′が対向して設けられており、
第１の電極７はプラズマ発生系１に接続されている。第
２の電極７′は接地されており、その上に表面処理すべ
き基材８が載置される。更に基材８を覆うように金網９
（ステンレス製21メッシュ）が設けられる。第１図にお
いて金網９は第２の電極７′と同電位にしているが、負
電位であってもよい。
ズマ発生系１とプラズマ反応系２を有し、プラズマ反応
系２にはガス供給路３、４及び混合ガス供給路５を経て
CF4及び酸素等のガスが供給される。これらガスは排気
路６より排出される。又、プラズマ反応系２には第１の
電極７及び第２の電極７′が対向して設けられており、
第１の電極７はプラズマ発生系１に接続されている。第
２の電極７′は接地されており、その上に表面処理すべ
き基材８が載置される。更に基材８を覆うように金網９
（ステンレス製21メッシュ）が設けられる。第１図にお
いて金網９は第２の電極７′と同電位にしているが、負
電位であってもよい。
実施例１ 第１図に示したプラズマ処理装置により、基材８とし
て厚さ75μのポリエーテルスルホン（PES）フィルム
を、含フッ素化合物としてCF4を、調整ガスとして酸素
を用いて13.56MHzで50Wの高周波によるプラズマ放電処
理を15分間おこなった。
て厚さ75μのポリエーテルスルホン（PES）フィルム
を、含フッ素化合物としてCF4を、調整ガスとして酸素
を用いて13.56MHzで50Wの高周波によるプラズマ放電処
理を15分間おこなった。
CF4および酸素の混合ガスは3Torr.20SCCM一定となる
ように流し、その混合の比率を０から100％まで変化さ
せて、PESの処理前後の質量変化および処理後の表面の
蒸留水による接触角を測定した。
ように流し、その混合の比率を０から100％まで変化さ
せて、PESの処理前後の質量変化および処理後の表面の
蒸留水による接触角を測定した。
得られたPES表面の接触角と混合気体中の酸素の比率
のグラフは第２図の通りであった。
のグラフは第２図の通りであった。
参考例 実施例１の基材、PESを用いて第３図に示すような従
来のプラズマ表面処理装置で実施例１と同様の処理条件
でプラズマ放電を行った。得られたPES表面の接触角と
混合気体中の酸素の比率のグラフを第４図に示す。
来のプラズマ表面処理装置で実施例１と同様の処理条件
でプラズマ放電を行った。得られたPES表面の接触角と
混合気体中の酸素の比率のグラフを第４図に示す。
実施例１及び参考例で得られたPESフィルムの質量変
化と酸素の混合比のグラフは第５図の様になり、金網使
用しない場合に比べて、金網を使用した場合の質量変化
はすくなかった。一方、PES表面の接触角と混合気体中
の酸素の比率のグラフは、実施例１（第２図）と参考例
（第４図）とで殆ど変わりなく、表面処理効果は変わり
ないことが示された。
化と酸素の混合比のグラフは第５図の様になり、金網使
用しない場合に比べて、金網を使用した場合の質量変化
はすくなかった。一方、PES表面の接触角と混合気体中
の酸素の比率のグラフは、実施例１（第２図）と参考例
（第４図）とで殆ど変わりなく、表面処理効果は変わり
ないことが示された。
実施例２ 参考例および実施例１の表面処理すべき基材をPESの
他、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテ
ルイミド（PI）、黒鉛含有ポリエチレン（黒鉛PE）、ポ
リエチレンテレフタレート（PET）を用いて、処理時間
をそれぞれ60分まで行い、その質量変化と処理時間のグ
ラフ（第６図）を得た。質量の減少は、金網を使用する
ことにより、不使用に比べ極めて少なくすることができ
た。
他、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテ
ルイミド（PI）、黒鉛含有ポリエチレン（黒鉛PE）、ポ
リエチレンテレフタレート（PET）を用いて、処理時間
をそれぞれ60分まで行い、その質量変化と処理時間のグ
ラフ（第６図）を得た。質量の減少は、金網を使用する
ことにより、不使用に比べ極めて少なくすることができ
た。
参考例に従いCF475％、酸素25％で処理したPESフィル
ム処理の5000倍電子顕微鏡写真においてはフィルム表面
にエッチングによる凹凸が認められるが、実施例１に従
いCF475％、酸素25％で処理したPESフィルム表面の5000
倍電子顕微鏡写真では殆ど認められなかった。
ム処理の5000倍電子顕微鏡写真においてはフィルム表面
にエッチングによる凹凸が認められるが、実施例１に従
いCF475％、酸素25％で処理したPESフィルム表面の5000
倍電子顕微鏡写真では殆ど認められなかった。
［発明の効果］ 以上の実施例から、本発明のプラスチック表面改質方
法によれば、プラスチック表面の処理の効率を変化させ
ずに、プラズマイオンによる損耗即ちエッチングを減少
させることが出来ることがあきらかである。
法によれば、プラスチック表面の処理の効率を変化させ
ずに、プラズマイオンによる損耗即ちエッチングを減少
させることが出来ることがあきらかである。
従って、薄膜の表面処理の場合のようにエッチングに
よる基材の損耗が無視し得ないとき、本発明のプラズマ
処理装置を使用することにより、安定した表面処理がお
こなえる。
よる基材の損耗が無視し得ないとき、本発明のプラズマ
処理装置を使用することにより、安定した表面処理がお
こなえる。
第１図は本発明のプラズマ表面処理装置の概略図、第２
図は第１図の処理装置を用いて得られたPES表面の接触
角と混合気体中の酸素の比率のグラフ、第３図は従来の
プラズマ表面処理装置の概略図、第４図は第３図の処理
装置を用いて得られたPES表面の接触角と混合気体中の
酸素の比率のグラフ、第５図はPESフィルムの質量変化
と酸素の混合比のグラフ、第６図は質量変化と処理時間
のグラフである。 １……プラズマ発生系 ２……プラズマ反応系 ３……ガス供給路 ４……ガス供給路 ５……混合ガス供給路 ６……排気路 ７……第１の電極 ７′……第２の電極 ８……基材 ９……金網
図は第１図の処理装置を用いて得られたPES表面の接触
角と混合気体中の酸素の比率のグラフ、第３図は従来の
プラズマ表面処理装置の概略図、第４図は第３図の処理
装置を用いて得られたPES表面の接触角と混合気体中の
酸素の比率のグラフ、第５図はPESフィルムの質量変化
と酸素の混合比のグラフ、第６図は質量変化と処理時間
のグラフである。 １……プラズマ発生系 ２……プラズマ反応系 ３……ガス供給路 ４……ガス供給路 ５……混合ガス供給路 ６……排気路 ７……第１の電極 ７′……第２の電極 ８……基材 ９……金網
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−167330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−108350（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマ発生系とプラズマ反応系とから成
り、前記プラズマ発生系に接続された第１の電極及び該
第１の電極と対向し且つ電気的に接地され且つプラスチ
ック基材を載置する第２の電極を有するプラスチック表
面改質装置を用い、前記プラズマ反応系にCF4及び酸素
の混合ガスであって酸素の混合比が50/100以下である混
合ガスを供給して前記プラスチック基材表面に薄層を形
成し、前記表面を改質するに際し、 前記第１の電極と前記基材との間にイオン性荷電粒子を
捕捉するための前記第２の電極と同電位または負電位の
金網を設け、プラスチック基材表面を実質的にエッチン
グすることなく撥水性に改質することを特徴とするプラ
スチック表面改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077472A JP2542580B2 (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | プラスチック表面改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077472A JP2542580B2 (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | プラスチック表面改質方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235483A JPS62235483A (ja) | 1987-10-15 |
| JP2542580B2 true JP2542580B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=13634926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61077472A Expired - Lifetime JP2542580B2 (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | プラスチック表面改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542580B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52108350A (en) * | 1976-03-10 | 1977-09-10 | Eikoo Enjiniaringu Kk | Ion etching apparatus |
| JPS59124725A (ja) * | 1983-01-04 | 1984-07-18 | Nec Kyushu Ltd | プラズマエツチング装置 |
| US4496423A (en) * | 1983-11-14 | 1985-01-29 | Gca Corporation | Gas feed for reactive ion etch system |
-
1986
- 1986-04-03 JP JP61077472A patent/JP2542580B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62235483A (ja) | 1987-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |