JP3227002B2 - フッ素樹脂表面の改質法 - Google Patents
フッ素樹脂表面の改質法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フッ素樹脂の表面に
特に高い接着性を付与するためのフッ素樹脂表面の改質
法に関する。
特に高い接着性を付与するためのフッ素樹脂表面の改質
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フッ素樹脂は他の樹脂類に比べて、撥水
撥油性、摺動性、防汚性、耐熱性、耐薬品性および電気
的特性等の点において優れているために、多様な用途を
有しているが、その不活性な表面に起因して、接着剤や
塗料等の塗布が困難なだけでなく、他の材料との複合化
が難しいという欠点がある。
撥油性、摺動性、防汚性、耐熱性、耐薬品性および電気
的特性等の点において優れているために、多様な用途を
有しているが、その不活性な表面に起因して、接着剤や
塗料等の塗布が困難なだけでなく、他の材料との複合化
が難しいという欠点がある。
【０００３】このような欠点を改善する比較的有効な方
策として、フッ素樹脂表面を低温プラズマ処理する方法
が知られている(例えば、特公昭５８−２１９２８号公
報、特開平２−１２７４４２号公報、および特公平３−
５８３７５号公報等参照]。
策として、フッ素樹脂表面を低温プラズマ処理する方法
が知られている(例えば、特公昭５８−２１９２８号公
報、特開平２−１２７４４２号公報、および特公平３−
５８３７５号公報等参照]。
【０００４】しかしながら、従来から比較的高い接着強
度が得られる方法として知られている金属ナトリウム錯
体法による場合と同等の接着性を低温プラズマ処理法に
よって得るためには、狭い範囲の処理条件下において比
較的長時間の処理をおこなわなければならず、該処理法
は工業的処理技術としては極めて不十分である。
度が得られる方法として知られている金属ナトリウム錯
体法による場合と同等の接着性を低温プラズマ処理法に
よって得るためには、狭い範囲の処理条件下において比
較的長時間の処理をおこなわなければならず、該処理法
は工業的処理技術としては極めて不十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な低温プラズマ処理法を改良し、比較的短時間の処理
で、金属ナトリウム錯体法の場合よりも高い接着性を付
与し得るフッ素樹脂の表面改質法を提供するためになさ
れたものである。
な低温プラズマ処理法を改良し、比較的短時間の処理
で、金属ナトリウム錯体法の場合よりも高い接着性を付
与し得るフッ素樹脂の表面改質法を提供するためになさ
れたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、フッ素
樹脂表面を、低温プラズマ処理した後、エキシマレーザ
ー光照射処理に付すことを特徴とするフッ素樹脂表面の
改質法に関する。
樹脂表面を、低温プラズマ処理した後、エキシマレーザ
ー光照射処理に付すことを特徴とするフッ素樹脂表面の
改質法に関する。
【０００７】本発明において使用するフッ素樹脂は、含
フッ素ポリマーであって、例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン(ＰＴＦＥ)、テトラフルオロエチレン−ペルフ
ルオロアルコキシエチレンコポリマー(ＰＦＡ)、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマ
ー(ＦＥＰ)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレン−ペルフルオロアルコキシエチレンターポリ
マー(ＥＰＥ)、テトラフルオロエチレン−エチレンコポ
リマー(ＥＴＦＥ)、ポリクロロトリフルオロエチレン
(ＰＣＴＦＥ)、トリフルオロクロロエチレン−エチレン
コポリマー(ＥＣＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶ
ＤＦ)およびポリフッ化ビニル(ＰＶＦ)等またはこれら
の任意の混合物が挙げられる。
フッ素ポリマーであって、例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン(ＰＴＦＥ)、テトラフルオロエチレン−ペルフ
ルオロアルコキシエチレンコポリマー(ＰＦＡ)、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマ
ー(ＦＥＰ)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレン−ペルフルオロアルコキシエチレンターポリ
マー(ＥＰＥ)、テトラフルオロエチレン−エチレンコポ
リマー(ＥＴＦＥ)、ポリクロロトリフルオロエチレン
(ＰＣＴＦＥ)、トリフルオロクロロエチレン−エチレン
コポリマー(ＥＣＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶ
ＤＦ)およびポリフッ化ビニル(ＰＶＦ)等またはこれら
の任意の混合物が挙げられる。
【０００８】本発明によって処理されるフッ素樹脂の具
体的形態は特に限定的ではないが、シート、フィルム、
パイプ、多孔質膜およびその他の任意の形状を有する成
形体等が例示される。
体的形態は特に限定的ではないが、シート、フィルム、
パイプ、多孔質膜およびその他の任意の形状を有する成
形体等が例示される。
【０００９】上記のフッ素樹脂の表面は、まず、ガス雰
囲気下、例えば、ＡrやＨe等の不活性ガス、Ｈ2、Ｎ2、
またはＨ2／Ｎ2混合ガス等の雰囲気下において、低温プ
ラズマ処理に付される。低温プラズマ処理は、スパッタ
エッチング法、プラズマエッチング法およびパレル型プ
ラズマエッチング法のいずれでおこなってもよいが、ス
パッタエッチング法が特に好ましい。雰囲気圧(真空度)
は、スパッタエッチング法の場合には、０.００１〜０.
１Ｔorr、好ましくは、０.００５〜０.０１Ｔorrであ
り、プラズマエッチング法およびパレル型エッチング法
の場合には、０.１〜１０Ｔorr、好ましくは０.１〜１
Ｔorrである。高周波周波数は通常、数＋ＫＨｚ〜数＋
ＭＨｚ、好ましくは、１３.５６ＭＨｚである。雰囲気
ガスの注入量は通常、１０〜４０ミリリットル／分であ
る。
囲気下、例えば、ＡrやＨe等の不活性ガス、Ｈ2、Ｎ2、
またはＨ2／Ｎ2混合ガス等の雰囲気下において、低温プ
ラズマ処理に付される。低温プラズマ処理は、スパッタ
エッチング法、プラズマエッチング法およびパレル型プ
ラズマエッチング法のいずれでおこなってもよいが、ス
パッタエッチング法が特に好ましい。雰囲気圧(真空度)
は、スパッタエッチング法の場合には、０.００１〜０.
１Ｔorr、好ましくは、０.００５〜０.０１Ｔorrであ
り、プラズマエッチング法およびパレル型エッチング法
の場合には、０.１〜１０Ｔorr、好ましくは０.１〜１
Ｔorrである。高周波周波数は通常、数＋ＫＨｚ〜数＋
ＭＨｚ、好ましくは、１３.５６ＭＨｚである。雰囲気
ガスの注入量は通常、１０〜４０ミリリットル／分であ
る。
【００１０】被処理フッ素樹脂は、スパッタエッチング
法の場合には印加電極側に配置させ、プラズマエッチン
グ法の場合には接地電極側に配置させ、また、パレル型
プラズマエッチング法の場合には、印加電極と接地電極
の中間に配置させる。低温プラズマの処理時間は、通
常、１０〜１２０秒である。
法の場合には印加電極側に配置させ、プラズマエッチン
グ法の場合には接地電極側に配置させ、また、パレル型
プラズマエッチング法の場合には、印加電極と接地電極
の中間に配置させる。低温プラズマの処理時間は、通
常、１０〜１２０秒である。
【００１１】上述の低温プラズマ処理に付されたフッ素
樹脂の表面は、さらに、エキシマレーザー光照射処理に
付される。エキシマレーザー光としては、波長が４００
nm以下、特に１９３〜３０５nmの紫外レーザー光が好適
である。特に、高出力が長時間にわたって安定して得ら
れるＫrＦエキシマレーザー光(波長:２４８nm)およびＡ
rＦエキシマレーザー光(波長:１９３nm)等が好ましい。
エキシマレーザー光照射は、通常、室温、大気中でおこ
なうが、酸素雰囲気中でおこなってもよい。また、エキ
シマレーザー光の照射条件は、フッ素樹脂の種類および
所望の表面改質の程度等によって左右されるが、一般的
には、フルエンス約１０mＪ／cm2／パルス以上およびシ
ョット数約５０００以下である。
樹脂の表面は、さらに、エキシマレーザー光照射処理に
付される。エキシマレーザー光としては、波長が４００
nm以下、特に１９３〜３０５nmの紫外レーザー光が好適
である。特に、高出力が長時間にわたって安定して得ら
れるＫrＦエキシマレーザー光(波長:２４８nm)およびＡ
rＦエキシマレーザー光(波長:１９３nm)等が好ましい。
エキシマレーザー光照射は、通常、室温、大気中でおこ
なうが、酸素雰囲気中でおこなってもよい。また、エキ
シマレーザー光の照射条件は、フッ素樹脂の種類および
所望の表面改質の程度等によって左右されるが、一般的
には、フルエンス約１０mＪ／cm2／パルス以上およびシ
ョット数約５０００以下である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１および比較例１ 図１に示す態様の低温プラズマエッチング処理装置を用
いてＰＴＦＥ製シート(厚さ:０.２mm)を下記の条件下で
処理した。雰囲気ガスとしては、Ｈeガス、Ａrガス、ま
たはＮ2／Ｈ2混合ガスを使用した。なお、図１におい
て、(１)は高周波発生電源、(２)はマッチングボック
ス、(３)は印加電極(陰極)、(４)は接地電極(陽極)、
(５)はＰＴＦＥ製シート、(６)はシート走行装置、(７)
は真空ポンプ、(８)はガスボンベ、(９)は減圧弁、(１
０)は圧力計、(１１)は流量計、(１２)は真空計を示
す。 印加電極:１００mm×３００mm(水冷;流水量１５リット
ル／分) 接地電極:８０mmφ(水冷;流水量１０リットル／分) 電極間距離:３０mm 高周波発生電源:１３.５６Ｍz(２,０００Ｖ) 印加電力:０.７５〜１.５Ｋw 雰囲気圧(真空度):０.０２〜０.１Ｔorr ガス量:１０〜４０ミリリットル／分 シート速度:０.０２５〜０.２m／分
いてＰＴＦＥ製シート(厚さ:０.２mm)を下記の条件下で
処理した。雰囲気ガスとしては、Ｈeガス、Ａrガス、ま
たはＮ2／Ｈ2混合ガスを使用した。なお、図１におい
て、(１)は高周波発生電源、(２)はマッチングボック
ス、(３)は印加電極(陰極)、(４)は接地電極(陽極)、
(５)はＰＴＦＥ製シート、(６)はシート走行装置、(７)
は真空ポンプ、(８)はガスボンベ、(９)は減圧弁、(１
０)は圧力計、(１１)は流量計、(１２)は真空計を示
す。 印加電極:１００mm×３００mm(水冷;流水量１５リット
ル／分) 接地電極:８０mmφ(水冷;流水量１０リットル／分) 電極間距離:３０mm 高周波発生電源:１３.５６Ｍz(２,０００Ｖ) 印加電力:０.７５〜１.５Ｋw 雰囲気圧(真空度):０.０２〜０.１Ｔorr ガス量:１０〜４０ミリリットル／分 シート速度:０.０２５〜０.２m／分
【００１３】上記の低温プラズマエッチング処理に付さ
れたＰＴＦＥ製シートの表面に、２４８nmのＫrＦエキ
シマレーザー光を照射した。照射条件は以下の通りであ
る: フルエンス:３００mＪ／cm2／パルス ショット数:２ 入射エネルギー:０.６Ｊ／cm2
れたＰＴＦＥ製シートの表面に、２４８nmのＫrＦエキ
シマレーザー光を照射した。照射条件は以下の通りであ
る: フルエンス:３００mＪ／cm2／パルス ショット数:２ 入射エネルギー:０.６Ｊ／cm2
【００１４】上述のようにして改質されたＰＴＦＥ製シ
ート表面における１８０°剥離強度を次の条件下で測定
した。結果を以下の表１に示す。表１には、比較のため
に、低温プラズマ処理のみに付したＰＴＦＥ製シートに
関するデータも示す。１８０°剥離強度の測定条件 接着剤:常温硬化型エポキシ樹脂 (コニシ株式会社製「ボンドＥセット」) 相手材:ＳＵＳ３０４(０.３mm×２５mm×１５０mm) 硬化条件:常温で２０時間加圧(１０g／cm2)硬化 テストスピード:１００mm／分(オートグラフ）
ート表面における１８０°剥離強度を次の条件下で測定
した。結果を以下の表１に示す。表１には、比較のため
に、低温プラズマ処理のみに付したＰＴＦＥ製シートに
関するデータも示す。１８０°剥離強度の測定条件 接着剤:常温硬化型エポキシ樹脂 (コニシ株式会社製「ボンドＥセット」) 相手材:ＳＵＳ３０４(０.３mm×２５mm×１５０mm) 硬化条件:常温で２０時間加圧(１０g／cm2)硬化 テストスピード:１００mm／分(オートグラフ）
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２および比較例２ 実施例１と同様にして低温プラズマ処理（雰囲気ガス:
Ｈ2とＮ2の容量比１:１の混合ガス、ガス量:２０ミリリ
ットル／分、雰囲気圧:０.１Ｔorr、印加電力:１.２Ｋ
w、シート速度:０.２m／分)したＰＴＦＥ製シートを、
以下の表２に示す条件下での２４８nmＫrＦエキシマレ
ーザー光照射処理に付して得られたシートの１８０°剥
離強度を実施例１と同様にして測定し、結果を表２に示
す。なお比較のために、低温プラズマ処理のみに付した
ＰＴＦＥ製シートに関するデータも表２に示す。
Ｈ2とＮ2の容量比１:１の混合ガス、ガス量:２０ミリリ
ットル／分、雰囲気圧:０.１Ｔorr、印加電力:１.２Ｋ
w、シート速度:０.２m／分)したＰＴＦＥ製シートを、
以下の表２に示す条件下での２４８nmＫrＦエキシマレ
ーザー光照射処理に付して得られたシートの１８０°剥
離強度を実施例１と同様にして測定し、結果を表２に示
す。なお比較のために、低温プラズマ処理のみに付した
ＰＴＦＥ製シートに関するデータも表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】比較例３ １９３nmＡrＦまたは２４８nmＫrＦエキシマレーザー光
照射処理のみに付したＰＴＦＥ製シートの１８０°剥離
強度を実施例１と同様にして測定した。結果とエキシマ
レーザー光照射処理条件を以下の表３に示す。
照射処理のみに付したＰＴＦＥ製シートの１８０°剥離
強度を実施例１と同様にして測定した。結果とエキシマ
レーザー光照射処理条件を以下の表３に示す。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、化学的および物理的に
不活性なフッ素樹脂表面の特性、特に接着性を、フッ素
樹脂の特性である優れた耐熱性、耐薬品性および電気的
特性等を損うことなく、効果的に改質することができ
る。従って、本発明によって表面改質されたフッ素樹脂
成形体等は、他の樹脂類や無機材料との複合化等の二次
加工に供することができ、該成形体等の付加価値は飛躍
的に増大する。
不活性なフッ素樹脂表面の特性、特に接着性を、フッ素
樹脂の特性である優れた耐熱性、耐薬品性および電気的
特性等を損うことなく、効果的に改質することができ
る。従って、本発明によって表面改質されたフッ素樹脂
成形体等は、他の樹脂類や無機材料との複合化等の二次
加工に供することができ、該成形体等の付加価値は飛躍
的に増大する。
【図１】 低温プラズマエッチング処理装置の模式的構
成図である。
成図である。
【符号の説明】 １ 高周波発生電源 ２ マッチングボックス ３ 印加電極(陰極) ４ 接地電極(陽極) ５ ＰＴＦＥ製シートまたはＰＦＡ製シート ６ シート走行装置 ７ 真空ポンプ ８ ガスボンベ ９ 減圧弁 １０ 圧力計 １１ 流量計 １２ 真空計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−196834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−226534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−138075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 7/00 - 7/18
Claims (2)
- 【請求項１】 フッ素樹脂表面を、低温プラズマ処理し
た後、エキシマレーザー光照射処理に付すことを特徴と
するフッ素樹脂表面の改質法。 - 【請求項２】 エキシマレーザー光照射処理を、ＫrＦ
エキシマレーザー光またはＡrＦエキシマレーザー光を
用いておこなう請求項１または２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250793A JP3227002B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | フッ素樹脂表面の改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250793A JP3227002B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | フッ素樹脂表面の改質法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220228A JPH06220228A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3227002B2 true JP3227002B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=11807267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250793A Expired - Fee Related JP3227002B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | フッ素樹脂表面の改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227002B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5469951A (en) * | 1994-03-29 | 1995-11-28 | Kabushiki Kaisha Ace Denken | Coin counter for slot machines and a game parlor having the coin counter therein |
| US7135122B2 (en) * | 2004-03-31 | 2006-11-14 | Freudenberg-Nok General Partnership | Polytetrafluoroethylene composites |
| FR2944982B1 (fr) * | 2009-04-30 | 2011-10-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation d'un substrat metallise,ledit substrat et ses utilisations |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP1250793A patent/JP3227002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220228A (ja) | 1994-08-09 |
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