JP3463099B2 - ポリマーの表面処理方法 - Google Patents
ポリマーの表面処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グロー放電プラズ
マ処理を用いたポリマーの表面処理方法に関するもので
ある。
マ処理を用いたポリマーの表面処理方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から、グロー放電プラズマ処理を用
いた表面コーティング、表面グラフト重合等によるポリ
マーの表面処理方法は知られている。しかし、グロー放
電プラズマ処理は、コロナ放電と異なり、真空条件が必
要であるため、生体材料などは処理することが出来ない
ばかりか、複雑な形状でも、処理が困難であった。とく
に、チューブ状物体の内表面処理を行うためには、複雑
な装置が必要であるため工業化し難いのが実状であっ
た。
いた表面コーティング、表面グラフト重合等によるポリ
マーの表面処理方法は知られている。しかし、グロー放
電プラズマ処理は、コロナ放電と異なり、真空条件が必
要であるため、生体材料などは処理することが出来ない
ばかりか、複雑な形状でも、処理が困難であった。とく
に、チューブ状物体の内表面処理を行うためには、複雑
な装置が必要であるため工業化し難いのが実状であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、大気圧グロ
ー放電プラズマ処理方法（Atmospheric Pressure Glow
Discharge Plasma :以下ＡＰＧ処理方法という）を応用
することにより、ポリマーの表面に、大気圧近傍の圧力
下での大気圧グロー放電プラズマ処理することにより、
有用なポリマーを安価に提供することを目的とする。
ー放電プラズマ処理方法（Atmospheric Pressure Glow
Discharge Plasma :以下ＡＰＧ処理方法という）を応用
することにより、ポリマーの表面に、大気圧近傍の圧力
下での大気圧グロー放電プラズマ処理することにより、
有用なポリマーを安価に提供することを目的とする。
【０００４】
【課題の解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、大気圧下で不活性ガ
スとモノマーガスをポリマーの表面に連続的に又は間欠
的に導入しながら、高周波の電圧を印加し、グロープラ
ズマを一定時間照射することにより、ポリマーの表面処
理が行えることが解った。本発明者は、この知見に基づ
き本発明をなすに至った。
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、大気圧下で不活性ガ
スとモノマーガスをポリマーの表面に連続的に又は間欠
的に導入しながら、高周波の電圧を印加し、グロープラ
ズマを一定時間照射することにより、ポリマーの表面処
理が行えることが解った。本発明者は、この知見に基づ
き本発明をなすに至った。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、主として血液
フィルターや他の医療用材料として用いられているポリ
四フッ化エチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエステル、ナイロンの群から選ばれるポリマー
の１種やその不織布、代表的には多孔質ポリ四フッ化エ
チレン樹脂（以下ｅＰＴＦＥと称す）やＰＴＦＥ不織布
を用い、そのフィルターの層表面だけでなく、フィルタ
ーの厚さ方向にも、親水性ポリマーであるポリエチレン
グリコール（以下ＰＥＧと称す）或いはエチレンオキサ
イド（以下ＥＯと称す）による表面修飾をすることがで
き、安定な親水性膜、フィルターを得ることに成功し
た。本発明で用いる反応性ガスとしては、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコールで代表される水溶性
ポリマーのミストが用いられる。反応ガスとして、溶剤
に溶解したポリエチレングリコールを用いることができ
る。典型的には、溶剤がクロロホルムであり、ポリエチ
レングリコールの濃度が０．２重量％〜５重量％であ
る。とくに好ましくは、溶剤がクロロホルムであり、ポ
リエチレングリコールの濃度が０．５重量％〜２重量％
である。濃度が０．２重量％以下になると、表面処理し
たポリマーの親水性が劣り、５重量％以上になるとポリ
エチレンオキサイド様プラズマ重合物による目詰りが起
こりフィルターとしての機能が低下する。本発明の表面
処理方法により得られたポリマーは、種々の用途が考え
られるが、各所で水処理に用いる工業用フィルターや、
血小板の変形を起こさない特性を生かし血液を濾過する
ための血液フィルターとして用いられる。
フィルターや他の医療用材料として用いられているポリ
四フッ化エチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエステル、ナイロンの群から選ばれるポリマー
の１種やその不織布、代表的には多孔質ポリ四フッ化エ
チレン樹脂（以下ｅＰＴＦＥと称す）やＰＴＦＥ不織布
を用い、そのフィルターの層表面だけでなく、フィルタ
ーの厚さ方向にも、親水性ポリマーであるポリエチレン
グリコール（以下ＰＥＧと称す）或いはエチレンオキサ
イド（以下ＥＯと称す）による表面修飾をすることがで
き、安定な親水性膜、フィルターを得ることに成功し
た。本発明で用いる反応性ガスとしては、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコールで代表される水溶性
ポリマーのミストが用いられる。反応ガスとして、溶剤
に溶解したポリエチレングリコールを用いることができ
る。典型的には、溶剤がクロロホルムであり、ポリエチ
レングリコールの濃度が０．２重量％〜５重量％であ
る。とくに好ましくは、溶剤がクロロホルムであり、ポ
リエチレングリコールの濃度が０．５重量％〜２重量％
である。濃度が０．２重量％以下になると、表面処理し
たポリマーの親水性が劣り、５重量％以上になるとポリ
エチレンオキサイド様プラズマ重合物による目詰りが起
こりフィルターとしての機能が低下する。本発明の表面
処理方法により得られたポリマーは、種々の用途が考え
られるが、各所で水処理に用いる工業用フィルターや、
血小板の変形を起こさない特性を生かし血液を濾過する
ための血液フィルターとして用いられる。
【０００６】発明の実施の形態をまとめると以下のとお
りである。 （１） ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン、ポリエステル、ナイロンの群から選ばれる１
種又は２種以上のポリマーの表面に、大気圧近傍の圧力
下で、不活性ガスと、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコールで代表される水溶性ポリマーのミストか
らなる反応ガスの１種又は２種以上を導入しながら、ポ
リマーの表面を処理している空間に高周波の電圧を印加
することにより、グロープラズマを一定時間照射するポ
リマーの表面処理方法。 （２） ポリマーが糸状であり織物ないし不織布である
上記１記載のポリマーの表面処理方法。 （３） 不活性ガスと反応ガスを連続的に又は間欠的に
導入する 上記１又は上記２に記載されたポリマーの表
面処理方法。 （４） 反応ガスとして、溶剤に溶解したポリエチレン
グリコールを用いる 上記１ないし上記３のいずれかひ
とつに記載されたポリマーの表面処理方法。 （５） 溶剤がクロロホルムであり、 ポリエチレング
リコールの濃度が０．５重量％〜２重量％である上記４
記載のポリマーの表面処理方法。
りである。 （１） ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン、ポリエステル、ナイロンの群から選ばれる１
種又は２種以上のポリマーの表面に、大気圧近傍の圧力
下で、不活性ガスと、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコールで代表される水溶性ポリマーのミストか
らなる反応ガスの１種又は２種以上を導入しながら、ポ
リマーの表面を処理している空間に高周波の電圧を印加
することにより、グロープラズマを一定時間照射するポ
リマーの表面処理方法。 （２） ポリマーが糸状であり織物ないし不織布である
上記１記載のポリマーの表面処理方法。 （３） 不活性ガスと反応ガスを連続的に又は間欠的に
導入する 上記１又は上記２に記載されたポリマーの表
面処理方法。 （４） 反応ガスとして、溶剤に溶解したポリエチレン
グリコールを用いる 上記１ないし上記３のいずれかひ
とつに記載されたポリマーの表面処理方法。 （５） 溶剤がクロロホルムであり、 ポリエチレング
リコールの濃度が０．５重量％〜２重量％である上記４
記載のポリマーの表面処理方法。
【０００７】実施例
次に、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。
の実施例に限定されるものではない。
【０００８】参考例１
フィルター内面処理を行うに当たり、フィルター処理に
適した処理装置を制作した。図１に概要を示す。１は電
源、２はチャンバー、３は上部電極、４は試料（フィル
ター）、５はパイレックスガラスからなるホルダー、６
は下部電極である。試料（ｅＰＴＦＥを用いたフィルタ
ー）を上部電極３と下部電極６の間に設けたパイレック
スガラスからなるホルダー５の上にセットし、大気圧下
でヘリウムガス（３０００ｍｌ／ｍｉｎ）とエチレンオ
キサイドのモノマーガス（５ｍｌ／ｍｉｎ）の混合ガス
をフィルター内に連続的に導入しながら周波数（２０Ｋ
Ｈｚ）電圧１．５ＫＶを印可し、グロープラズマを５〜
２０分間照射することにより処理を行った。
適した処理装置を制作した。図１に概要を示す。１は電
源、２はチャンバー、３は上部電極、４は試料（フィル
ター）、５はパイレックスガラスからなるホルダー、６
は下部電極である。試料（ｅＰＴＦＥを用いたフィルタ
ー）を上部電極３と下部電極６の間に設けたパイレック
スガラスからなるホルダー５の上にセットし、大気圧下
でヘリウムガス（３０００ｍｌ／ｍｉｎ）とエチレンオ
キサイドのモノマーガス（５ｍｌ／ｍｉｎ）の混合ガス
をフィルター内に連続的に導入しながら周波数（２０Ｋ
Ｈｚ）電圧１．５ＫＶを印可し、グロープラズマを５〜
２０分間照射することにより処理を行った。
【０００９】参考例２
試料（ｅＰＴＦＥを用いたフィルター）として、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホル
ムに溶解した溶液でコーティングしたポリ四フッ化エチ
レン樹脂（以下、ＰＴＦＥ称す）製フィルターを用いた
他は参考例１と同様にしてＡＰＧ処理した。
チレングリコール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホル
ムに溶解した溶液でコーティングしたポリ四フッ化エチ
レン樹脂（以下、ＰＴＦＥ称す）製フィルターを用いた
他は参考例１と同様にしてＡＰＧ処理した。
【００１０】実施例１
処理ガスとして、エチレンオキサイドに代えて、超音波
処理によるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のミス
ト、を用いた他は参考例１と同様にしてＡＰＧ処理し
た。
処理によるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のミス
ト、を用いた他は参考例１と同様にしてＡＰＧ処理し
た。
【００１１】（本発明の処理方法により処理した試料表
面のテスト及び検討） 本発明の処理を施した試料の表面をフーリエ変換赤外線
吸収ＡＴＲスペクトル（以下ＦＴ−ＩＲ／ＡＴＲ）で分
析した。その結果を図２に示す。処理ＰＴＦＥフィルタ
ー内表面では、１６７０ｃｍ−１付近に−Ｃ＝Ｏグルー
プによる吸収が新たに確認され、表面でのエチレンオキ
サイドガス重合物の生成が推察される。このＦＴ−ＩＲ
／ＡＴＲスペクトルから判断して、エチレンオキサイド
ガスのグロー放電重合膜はポリエチレングリコール（Ｐ
ＥＧ）とは異なり、別の重合体を形成したと思われる。
スペクトルＡは、ＰＥＧ３００のスペクトル、スペクト
ルＢは、ｅＰＴＦＥを用いたフィルター上にをポリエチ
レングリコール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホルム
に溶解した溶液でコーティングし浸透させた後、２０分
ＡＰＧ処理した表面スペクトル。Ｃはポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホルムに溶解し
た溶液でコーティングし浸透させた後乾燥したｅＰＴＦ
Ｅの表面スペクトル。Ｄは無修飾ｅＰＴＦＥの表面スペ
クトルである。
面のテスト及び検討） 本発明の処理を施した試料の表面をフーリエ変換赤外線
吸収ＡＴＲスペクトル（以下ＦＴ−ＩＲ／ＡＴＲ）で分
析した。その結果を図２に示す。処理ＰＴＦＥフィルタ
ー内表面では、１６７０ｃｍ−１付近に−Ｃ＝Ｏグルー
プによる吸収が新たに確認され、表面でのエチレンオキ
サイドガス重合物の生成が推察される。このＦＴ−ＩＲ
／ＡＴＲスペクトルから判断して、エチレンオキサイド
ガスのグロー放電重合膜はポリエチレングリコール（Ｐ
ＥＧ）とは異なり、別の重合体を形成したと思われる。
スペクトルＡは、ＰＥＧ３００のスペクトル、スペクト
ルＢは、ｅＰＴＦＥを用いたフィルター上にをポリエチ
レングリコール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホルム
に溶解した溶液でコーティングし浸透させた後、２０分
ＡＰＧ処理した表面スペクトル。Ｃはポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ分子量３００）をクロロホルムに溶解し
た溶液でコーティングし浸透させた後乾燥したｅＰＴＦ
Ｅの表面スペクトル。Ｄは無修飾ｅＰＴＦＥの表面スペ
クトルである。
【００１２】図３に示すように、処理後新たに、ＣＩＳ
ＸＰＳスペクトルにおいて、Ｃ＝Ｏのピークが現れて
おり、処理後安定なポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
様の膜がＰＴＦＥ上に形成されたことを示している。Ｆ
Ｔ−ＩＲ／ＡＴＲスペクトルの結果と合わせて、ＡＰＧ
処理によりＰＴＦＥフィルター表面への安定なポリエチ
レンオキサイド様プラズマ重合膜の形成を示している。
ＸＰＳスペクトルにおいて、Ｃ＝Ｏのピークが現れて
おり、処理後安定なポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
様の膜がＰＴＦＥ上に形成されたことを示している。Ｆ
Ｔ−ＩＲ／ＡＴＲスペクトルの結果と合わせて、ＡＰＧ
処理によりＰＴＦＥフィルター表面への安定なポリエチ
レンオキサイド様プラズマ重合膜の形成を示している。
【００１３】図４の中央に示すように、単にポリエチレ
ングリコール（ＰＥＧ）をクロロホルムに溶解後、ｅＰ
ＴＦＥフィルターをクロロホルム溶液に浸積して表面処
理を行ったものからのスペクトルは、ほとんどｅＰＴＦ
Ｅ中のフッ素が占めており、未処理のものと殆ど同じで
ある。これを大気圧グロー放電すると、上段のスペクト
ルのようにフッ素のピークが消え、ＯとＣのみになる。
つまり、大気圧グロー放電処理後には全面ポリエチレン
グリコール（ＰＥＧ）様の被覆膜ができることを示す。
図５は、このスペクトルでＦ／ＣとＯ／Ｃの比を示し
た。グロープラズマ処理後１０分後には、ほぼすべてＯ
／Ｃで満たされることが分かる。ポリエチレングリコー
ル（ＰＥＧ）被覆の場合は図６に見られるように、接触
角も低くなる。ちなみに、図６は上から、グロー放電処
理のみを行ったｅＰＴＦＥの表面における接触角、中間
がクロロホルムで未反応物を除去したｅＰＴＦＥの表面
における接触角、下方がポリエチレングリコール（ＰＥ
Ｇ分子量３００）をクロロホルムに溶解した溶液でコー
ティングし浸透させた後、ＡＰＧ処理したｅＰＴＦＥの
表面における接触角である。
ングリコール（ＰＥＧ）をクロロホルムに溶解後、ｅＰ
ＴＦＥフィルターをクロロホルム溶液に浸積して表面処
理を行ったものからのスペクトルは、ほとんどｅＰＴＦ
Ｅ中のフッ素が占めており、未処理のものと殆ど同じで
ある。これを大気圧グロー放電すると、上段のスペクト
ルのようにフッ素のピークが消え、ＯとＣのみになる。
つまり、大気圧グロー放電処理後には全面ポリエチレン
グリコール（ＰＥＧ）様の被覆膜ができることを示す。
図５は、このスペクトルでＦ／ＣとＯ／Ｃの比を示し
た。グロープラズマ処理後１０分後には、ほぼすべてＯ
／Ｃで満たされることが分かる。ポリエチレングリコー
ル（ＰＥＧ）被覆の場合は図６に見られるように、接触
角も低くなる。ちなみに、図６は上から、グロー放電処
理のみを行ったｅＰＴＦＥの表面における接触角、中間
がクロロホルムで未反応物を除去したｅＰＴＦＥの表面
における接触角、下方がポリエチレングリコール（ＰＥ
Ｇ分子量３００）をクロロホルムに溶解した溶液でコー
ティングし浸透させた後、ＡＰＧ処理したｅＰＴＦＥの
表面における接触角である。
【００１４】
【発明の効果】本発明のポリマーの表面処理方法は有効
であることが確認された。
であることが確認された。
【００１５】
【図１】は、大気圧グロー放電プラズマ（ＡＰＧ）装置
の概略図
の概略図
【図２】は、本発明表面処理後のＦＴ−ＩＲ／ＡＴＲス
ペクトル説明図
ペクトル説明図
【図３】は、本発明表面処理後のＥＳＣＡスペクトル説
明図
明図
【図４】は、ＸＰＳ表面スペクトル説明図
【図５】は、ｅＰＴＦＥフィルターをクロロホルム溶液
に浸積して表面処理を行ったものの化学的組成見取り図
に浸積して表面処理を行ったものの化学的組成見取り図
【図６】は、各種ｅＰＴＦＥの接触角の説明図
１ 電源
２ チャンバー
３ 上部電極
４ 試料（フィルター）
５ ホルダー
６ 下部電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０８Ｌ 77:00 Ｃ０８Ｌ 77:00
Claims (5)
- 【請求項１】 ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロンの群から選
ばれる１種又は２種以上のポリマーの表面に、大気圧近
傍の圧力下で、不活性ガスと、ポリエチレングリコー
ル、ポリビニルアルコールで代表される水溶性ポリマー
のミストからなる反応ガスの１種又は２種以上を導入し
ながら、ポリマーの表面を処理している空間に高周波の
電圧を印加することにより、グロープラズマを一定時間
照射するポリマーの表面処理方法。 - 【請求項２】 ポリマーが糸状であり織物ないし不織布
である請求項１記載のポリマーの表面処理方法。 - 【請求項３】 不活性ガスと反応ガスを連続的に又は間
欠的に導入する 請求項１又は請求項２に記載されたポ
リマーの表面処理方法。 - 【請求項４】 反応ガスとして、溶剤に溶解したポリエ
チレングリコールを用いる 請求項１ないし請求項３の
いずれかひとつに記載されたポリマーの表面処理方法。 - 【請求項５】 溶剤がクロロホルムであり、 ポリエチ
レングリコールの濃度が０．５重量％〜２重量％である
請求項４記載のポリマーの表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000141864A JP3463099B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | ポリマーの表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000141864A JP3463099B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | ポリマーの表面処理方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003171330A Division JP4203597B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 血液フィルター |
| JP2003171331A Division JP3700006B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 工業用フィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001323091A JP2001323091A (ja) | 2001-11-20 |
| JP3463099B2 true JP3463099B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18648926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000141864A Expired - Lifetime JP3463099B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | ポリマーの表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463099B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4712285B2 (ja) * | 2003-04-30 | 2011-06-29 | 川澄化学工業株式会社 | 血液濾過用フィルター及びその製造方法 |
| JP4744189B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-08-10 | エア・ウォーター株式会社 | カテーテルの製造方法 |
| US7963401B2 (en) * | 2006-04-03 | 2011-06-21 | Entegris, Inc. | Atmospheric pressure microwave plasma treated porous membranes |
| CN101979429B (zh) * | 2010-10-14 | 2012-08-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种聚四氟乙烯制品表面改性的方法 |
-
2000
- 2000-05-15 JP JP2000141864A patent/JP3463099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001323091A (ja) | 2001-11-20 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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