JP6150094B1 - フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 - Google Patents
フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6150094B1 JP6150094B1 JP2017514365A JP2017514365A JP6150094B1 JP 6150094 B1 JP6150094 B1 JP 6150094B1 JP 2017514365 A JP2017514365 A JP 2017514365A JP 2017514365 A JP2017514365 A JP 2017514365A JP 6150094 B1 JP6150094 B1 JP 6150094B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing space
- fluororesin film
- gas
- treated
- film
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 125
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 106
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 abstract description 27
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 105
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 13
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 13
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 5
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 4
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 4
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 4
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 3
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
密着性等の向上のために、種々の表面処理方法が提案されている。
特許文献1では、フッ素系樹脂を火炎処理したり金属ナトリウム処理したりしている。
特許文献2では、フッ素系樹脂の表面を例えばH2/N2混合ガス雰囲気の真空プラズマにてエッチングし、更に前記表面にエキシマレーザーを照射している。
特許文献3では、フッ素系樹脂の表面をスパッタエッチングした後、アセチレン等の不飽和炭化水素を含有する雰囲気下で大気圧プラズマ処理している。
特許文献2の真空プラズマエッチング及びエキシマレーザー処理では、装置が大掛かりになるため設備コストが高くなる。
特許文献3のスパッタエッチング及び不飽和炭化水素による大気圧プラズマ処理は、主に物理的なアンカー効果を得るものであり、フッ素系樹脂の表面自体の化学的な改質効果は小さい。また、不飽和炭化水素が粉化しやすく、生産性が悪い。
本発明は、前記事情に鑑み、フッ素系樹脂組成物からなるフッ素系樹脂フィルムの表面を改質して、例えばインクを焼結して得られた薄膜又は金属配線パターンとの密着性や塗布印刷性などを改善することを目的とする。
互いの間に大気圧近傍の処理空間を画成するとともに、電圧印加によって前記処理空間内に放電を生成する一対の電極と、
前記フッ素系樹脂フィルムを前記処理空間に通す搬送機構と、
前記処理空間に不活性ガスを含むプロセスガスを供給するプロセスガスノズルと、
前記被処理フィルムの前記被処理面を加熱する加熱手段と、
前記処理空間への酸素流入を阻止して、前記処理空間の酸素濃度を前記処理空間の外部の酸素濃度より低くする酸素流入阻止手段と、
を備え、前記被処理面の温度が、前記フッ素系樹脂フィルムの連続使用温度より100℃好ましくは50℃低い温度以上かつ前記連続使用温度以下であり、
前記処理空間の酸素の体積濃度が、1000ppm好ましくは100ppm以下であることを特徴とする。
本発明方法は、フッ素系樹脂組成物からなるフッ素系樹脂フィルムの被処理面を表面処理する方法であって、
一対の電極どうし間に形成された大気圧近傍の処理空間に前記フッ素系樹脂フィルムを通す搬送工程と、
不活性ガスを含むプロセスガスを前記処理空間に供給して、前記処理空間内の前記被処理面に接触させるプロセスガス供給工程と、
前記一対の電極どうし間に電圧を印加して、前記処理空間内に放電を生成する放電生成工程と、
前記フッ素系樹脂フィルムの前記被処理面を加熱する加熱工程と、
前記処理空間への酸素流入を阻止して、前記処理空間の酸素濃度を前記処理空間の外部の酸素濃度より低くする酸素流入阻止工程と、
を備え、前記被処理面の温度が、前記フッ素系樹脂フィルムの連続使用温度より100℃好ましくは50℃低い温度以上かつ前記連続使用温度以下であり、
前記処理空間の酸素の体積濃度が、1000ppm好ましくは100ppm以下であることを特徴とする。
被処理面の処理時温度を連続使用温度より100℃好ましくは50℃低い温度以上とすることによって、C−C結合(架橋ネットワーク)が熱不足で形成されなくなるのを防止でき、被処理面に副生成物が形成されるのを防止でき、ひいては密着性低下を招くのを防止できる。
被処理面の処理時温度を連続使用温度以下とすることによって、フッ素系樹脂フィルムの熱損傷を回避できる。
ここで、連続使用温度とは、対象物をその温度環境に長時間(4万時間)置いても強度が初期値の50%以上を保持する上限温度を言う。
処理空間の酸素の体積濃度を1000ppm好ましくは100ppm以下とすることによって、フッ素系樹脂組成物の架橋が阻害されるのを防止できる。
これによって、フッ素系樹脂フィルムの被処理面側を確実に加熱して所定温度(連続使用温度より100℃好ましくは50℃低い温度以上かつ連続使用温度以下)にすることができる。一方、フッ素系樹脂フィルムの裏側(被処理面とは反対側)の部分については必要以上に高温加熱されるのを避けることができる。
フッ素系樹脂フィルムを処理空間内においてプラズマ照射と同時に加熱してもよい。
前記処理空間の側部に不活性ガスによるガスカーテンを形成することが好ましい。
これによって、処理空間への酸素流入を確実に阻止して、所望の酸素濃度(1000ppm以下、好ましくは100ppm以下)を確実に得ることができる。
ガスカーテンは、フッ素系樹脂フィルムの搬送方向に沿って処理空間の上流側の側部(入口側)に形成することが好ましい。
前記ガスカーテン用の不活性ガス成分は、前記プロセスガス用の不活性ガス成分と同種でもよく異種でもよい。
前記酸素流入阻止手段が、処理空間の側部に設けられた遮蔽壁を含んでいてもよい。
前記酸素流入阻止手段が、前記プロセスガス供給手段及び/又は前記搬送機構を含んでいてもよい。プロセスガスの供給流量及び/又は搬送速度を調整することによって処理空間への酸素流入を阻止してもよい。
図1は、本発明の第1実施形態に係る表面処理装置1を示したものである。処理対象は、フッ素系樹脂組成物からなるフッ素系樹脂フィルム9である。本実施形態では、フッ素系樹脂フィルム9は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)にて構成されている。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の連続使用温度は、260℃である。
このフッ素系樹脂フィルム9の被処理面9aを表面処理装置1にて表面改質したうえで、被処理面9aに銀インク等のインクを塗布したり、導電ペーストの回路パターンをインクジェット法で塗布したりする。回路パターンの塗布方法は、インクジェット法に限られず、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷等でもよく、インクの配合組成や粘度により適宜選択される。
プラズマヘッド20ひいては平板電極21における、ロール電極11との対向面には、誘電部材22が設けられている。誘電部材22は、例えばセラミック(誘電体)にて構成されている。
なお、図面においては、処理空間1aの厚みt1aは誇張されている。
供給電力は、プロセスガスの流量やフィルム搬送速度に合わせて適宜設定される。平板電極21の放電面(処理空間1aを向く面)の単位面積当たりの供給電力量の範囲は、好ましくは0.5〜100W/cm2・secであり、より好ましくは、5〜50W/cm2・secである。上記範囲未満では、供給電力量不足で、表面処理効果が不十分である。上記範囲を超えると、フッ素系樹脂フィルム9が電界ダメージもしくは熱ダメージを受けるおそれがある。
フッ素系樹脂フィルム9におけるロール電極11に掛け回された部分が、処理空間1a内に配置されている。かつ、ロール電極11が時計回りに回転されることで、フッ素系樹脂フィルム9が処理空間1a内を上から下へ搬送される。
プロセスガス源3、プロセスガス路31及びプロセスガスノズル32によって、プロセス供給手段30が構成されている。
カーテンガス源4、カーテンガス路41及びカーテンガスノズル42によって、ガスカーテン形成手段40が構成されている。
或いは、プロセスガスとカーテンガスが互いに異なる不活性ガスで構成されていてもよい。例えば、プロセスガスがAr又はHeであり、カーテンガスがN2であってもよい。
遮蔽壁24及びガスカーテン形成手段40によって、「酸素流入阻止手段」が構成されている。
加熱手段50としては、熱転写ロール、IR加熱器、ガス加熱器等が挙げられるが、被処理面9aを設定温度に加熱できれば特に限定はない。
加熱手段50による被処理面9aの加熱設定温度は、フッ素系樹脂フィルム9の連続使用温度より100℃低い温度以上かつ連続使用温度以下であり、好ましくは連続使用温度より50℃低い温度以上かつ連続使用温度以下である。ポリテトラフルオロエチレン(連続使用温度260℃)からなるフッ素系樹脂フィルム9においては、160℃〜260℃であり、好ましくは210℃〜260℃である。
<搬送工程>
処理すべきフッ素系樹脂フィルム9をロール電極11に掛け回す。そして、ロール電極11を図1において時計まわりに回転させ、フッ素系樹脂フィルム9を矢印a方向に所定速度で搬送する。
搬送方向に沿ってプラズマヘッド20の上流側ひいては処理空間1aの上流側において、加熱手段50によって、フッ素系樹脂フィルム9を前記設定温度(160℃〜260℃、好ましくは210℃〜260℃)まで加熱する。加熱手段50がフッ素系樹脂フィルム9の被処理面9aと対向することによって、フッ素系樹脂フィルム9のうち特に被処理面9aを含む表層部分を前記設定温度まで確実に加熱することができる。
<温調工程>
かつ、温調手段16によってロール電極11を80℃以上、260℃(連続使用温度)以下に温調する。
また、温調手段26によって平板電極21を80℃以上、260℃(連続使用温度)以下に温調する。
これによって、加熱手段50にて加熱後のフッ素系樹脂フィルム9が冷めるのを防止でき、フッ素系樹脂フィルム9の温度を前記設定温度に維持できる。
<プロセスガス供給工程>
併行して、プロセスガスをノズル32から吹き出して処理空間1aへ供給する。
<ガスカーテン形成工程(酸素流入阻止工程)>
また、カーテンガスをノズル42から吹き出すことで、処理空間1aの入口部にガスカーテン44を形成する。このガスカーテン44によって、外部の雰囲気ガス(空気)が処理空間1aへ入り込むのを阻止できる。ひいては、雰囲気中の酸素が処理空間1aへ流入するのを阻止できる。また、遮蔽壁24によって、処理空間1aの出口側からの酸素流入を防止できる。これによって、処理空間1aの酸素濃度を処理空間1aの外部の酸素濃度よりも低くできる。好ましくは、処理空間1aの酸素濃度(体積濃度)を1000ppm以下とすることができ、より好ましくは100ppm以下とすることができる。
併行して、高周波電源2から電極21,11間に高周波電圧を印加する。これによって、処理空間1a内に放電が生成され、プロセスガスがプラズマ化される。このプラズマが処理空間1a内のフッ素系樹脂フィルム9における被処理面9aに照射される。
このプラズマ照射によって、フッ素系樹脂フィルム9の被処理面9aを含む表面層のC−F結合を切断できる。かつ、処理温度をフッ素系樹脂フィルム9の連続使用温度近く(160℃〜260℃、好ましくは210℃〜260℃)に設定しておくことによって、フッ素系樹脂フィルム9の表面層において、新たなC−C結合が形成され、架橋ネットワークを形成できるものと考えられる。これによって、フッ素系樹脂フィルム9の表面層を架橋フッ素系樹脂とすることができる。処理空間1aの酸素濃度を1000ppm以下、好ましくは100ppm以下とすることによって、新たなC−C結合形成が阻害されるのを防止でき、フッ素系樹脂を確実に架橋させることができる。
また、C−F結合の切断及び新たなC−C結合形成の結果、F原子が飛ばされ、被処理面9aにおけるF原子の存在密度を処理前よりも小さくできるものと考えられる。
このようにして、被処理面9aを、表面自由エネルギーが大きくなるように表面改質することができる。
被処理面9aの表面自由エネルギーが大きくなっているから、銀インクの焼結膜との密着性や塗布印刷性を良好にできる。しかも、処理効果を長期間にわたって維持することができる。つまり、前記表面処理後、1〜数ヶ月経っても、良好な密着性や塗布印刷性を確保することができる。
勿論、Agインクの焼結膜だけでなく、CuインクやCuペースト等を焼結して得られた薄膜又は配線パターン等の焼結膜との密着性をも向上できる。Ag、Cu等の無機導電性材料だけでなく、有機導電性材料との密着性をも向上できる。また、エポキシ接着剤等の汎用の接着剤を介して、汎用樹脂組成物(例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、ナイロン等)との密着性をも向上できる。要するに、難密着性のフッ素樹脂組成物からなるフィルム9と導電性材料(無機、有機問わず)との密着性や塗布印刷性を改善することができる。
更には、エポキシ接着剤等の汎用の接着剤を介して、合成ゴム(例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム等々)との密着性をも向上できる。
フッ素系樹脂フィルム9の加熱温度を連続使用温度以下とすることによって、フッ素系樹脂フィルム9の熱損傷を回避できる。
表面処理装置1は、大気圧下で処理を行うものであるから、大掛かりな真空設備等が不要であり、しかも開放型の装置構成にできる。例えば、装置全体を囲むチャンバー内の全域を不活性ガスに置換しなくてもよい。したがって、設備コストを安価にできる。かつ、連続安定生産性が高く、フッ素系樹脂フィルム9の品質を安定させることができる。
図2は、本発明の第2実施形態に係る表面処理装置1Bを示したものである。表面処理装置1Bにおいては、プロセスガス供給手段30及びガスカーテン形成手段40が加熱手段の一部として提供されている。詳しくは、表面処理装置1Bは、プロセスガスとカーテンガスとに共通の不活性ガス源3Bと、加熱手段本体であるガス加熱器50Bとを備えている。不活性ガス源3Bにガス加熱器50Bが接続されている。ガス加熱器50Bからプロセスガス路31とカーテンガス路41とが分岐されて、ノズルユニット23のプロセスガスノズル32とカーテンガスノズル42にそれぞれ接続されている。
例えば、フッ素系樹脂フィルム9の組成は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に限られず、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリビニルフルオライド(PVF)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)等であってもよく、単一組成に限られず複数種のフッ素系樹脂を含んでいてもよい。
一対の電極構造は、ロール電極11と平板電極21との対に限られず、一対のロール電極にて構成されていてもよく、一対の平板電極にて構成されていてもよい。
処理空間1aの出口側(図1、図2において下側)や処理幅方向(図1、図2において紙面直交方向)の両端部にもガスカーテンを形成してもよい。
処理空間1aの入口側(図1、図2において上側)や処理幅方向(図1、図2において紙面直交方向)の両端部にも、遮蔽壁24を設けてもよい。
第2実施形態(図2)において、ガス加熱器50Bが、プロセスガスとカーテンガスのうち、プロセスガスだけを加熱するようになっていてもよく、或いはカーテンガスだけを加熱するようになっていてもよい。
実施例1では、図2に示す表面処理装置1Bと実質同一の装置を用い、フッ素系樹脂フィルム9の表面処理を行った。すなわち、フッ素系樹脂フィルム9をロール電極11に巻き付けて搬送しながら(搬送工程)、加熱したプロセスガスを処理空間1aに供給するとともに(プロセスガス供給工程、加熱工程)、電極21,11間に電界を印加して大気圧プラズマ放電を生成し(放電生成工程)、かつ加熱したカーテンガスでガスカーテン44を形成した(酸素流入阻止工程、加熱工程)。
被処理物であるフッ素系樹脂フィルム9の材質は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であった。したがって、連続使用温度は、260℃であった。
フッ素系樹脂フィルム9の厚みは、0.2mmであった。
電極21,11ひいては処理空間1aの処理幅方向(図2の紙面直交方向)の長さは、640mmであった。
平板電極21の幅(図2の上下方向の寸法)は、30mmであった。
処理空間1aの最狭部の厚みは、1mmであった。
高周波電源2において商用交流電力を直流変換し、この直流電力を高周波変換して平板電極21に供給した。
供給直流電圧は150V、供給直流電流は0.6A、供給電力は90Wであった。
電極21,11間の印加電圧(ピーク・トゥ・ピーク電圧Vpp)は、Vpp=4.2kVであった。
<処理速度>
処理速度(フッ素系樹脂フィルム9の搬送速度)は、0.3m/minであった。
プロセスガスとして、Arを用いた。
プロセスガスの流量は、50L/minであった。
カーテンガスとして、Arを用いた。
カーテンガスの流量は、25L/minであった。
この結果、処理空間1aの酸素濃度(体積濃度)は、950ppmであった。
酸素濃度の測定には、東レエンジニアリング株式会社製吸引式酸素濃度計Oxygen Analyzer LC-850KSを用いた。この酸素濃度計の細い吸引管を処理空間1aに侵入させ、処理空間1a内のガスの一部を吸引して測定した。吸引量は、100mL/minであった。
ガス加熱器50Bによって、プロセスガス及びカーテンガスを加熱した。これらガスをフッ素系樹脂フィルム9に吹き付けることで、フッ素系樹脂フィルム9を加熱した。ガス加熱温度ひいては被処理面9aの処理時温度は、250℃とした。
ロール電極11及び平板電極21の温度は、共に80℃であった。チラーで水を加熱して熱湯にし、それを各電極11,21の温調路16a,26aに流した。
(1)Agインクの焼結膜との密着性
前記のようにして表面処理したフッ素系樹脂フィルム9に対し、Agインクの焼結膜との密着性を次のようにして測定した。
前記表面処理後のフッ素系樹脂フィルム9からサンプルを切り出した。サンプルの大きさは、長さ30mm×幅10mmであった。
このサンプルの被処理面9aにAgインクを塗布した。
Agインクとしては、日油株式会社製 型番AG-SI-112を用いた。
塗布手段としてスピンコータを用いた。スピンコータの回転数は、2000rpmであった。塗布時間は、10秒であった。塗布後、120℃で20分間加熱してAgインクを焼結させることで、Agインク焼結膜を得た。その後、自然放冷却させた。
接着剤として、2液硬化型エポキシ接着剤を用いた。詳しくは、二液性エポキシ系接着剤 AV138とHV998(共にナガセケムテックス株式会社製) を質量比5:2の割合で混合したものを用いた。
続いて、ヒーターで加熱し、エポキシ接着剤を硬化させることで、前記サンプルのAgインク焼結膜と2枚の帯状のステンレス板とを接着させた。加熱温度は80℃、加熱時間は30分であった。
そして、JIS K6584−1に基づき、90°剥離試験を行った。試験には、デジタルフォースゲージZP-200(株式会社イマダ製)、及び電動スタンドMX-500N(株式会社イマダ製)を使用した。サンプルを上へ向け、かつ帯状のステンレス板を下へ向けて、電動スタンドのステージに水平に設置するとともに、サンプルの一端部を上方へ90°折り曲げてデジタルフォースゲージに固定したうえで、ステージを走査させた。走査速度は、30 mm/minであった。そして、サンプルとAgインク焼結膜とが剥離する際のデジタルフォースゲージの読みから、サンプルの1mm幅あたりのAgインク焼結膜との密着強度を算出した。
結果は、1.0N/mmであり、十分な密着強度が得られた。
前記表面処理したフッ素系樹脂フィルム9に、インクジェット法でパターン塗布を行った。
塗布のパターンとして、Line/Space=50/50μmを描写した。
インクジェット用インクとして、日油株式会社製 型番AG-SI-112を用いた。
印刷結果を目視で観察したところ、インクのにじみは無く、良好な印刷状態であった(表1において「○」)。
その結果、インク焼結膜との密着強度は、1.1N/mmであった。
また、塗布印刷性については、インクのにじみが無く、良好な印刷状態であった。
比較例1として、表面処理時のフッ素系樹脂フィルム9の温度を80℃に設定した。それ以外の処理条件及び処理手順については、実施例1と同じであった。処理後の評価方法についても実施例1と同じとした。
その結果、インク焼結膜との密着強度は、0.2N/mmであり、密着性が悪かった。
また、インクジェット印刷では、インクをはじいて印刷できず、塗布印刷性も悪かった(表1において「×」)。
比較例2として、表面処理時のフッ素系樹脂フィルム9の温度を150℃に設定した。それ以外の処理条件及び処理手順については、実施例1と同じであった。処理後の評価方法についても実施例1と同じとした。
その結果、インク焼結膜との密着強度は、0.3N/mmであり、密着性が悪かった。
また、インクジェット印刷では、インクをはじいて印刷できず、塗布印刷性も悪かった。
比較例3として、処理空間1aに意図的に酸素を導入することで、処理空間1aの酸素濃度(体積濃度)を3000ppmとした。それ以外の処理条件及び処理手順については、実施例1と同じであった。処理後の評価方法についても実施例1と同じとした。
その結果、インク焼結膜との密着強度は、0.2N/mmであり、密着性が悪かった。
また、インクジェット印刷では、インクをはじいて印刷できず、塗布印刷性も悪かった。
1a 処理空間
2 電源
9 フッ素系樹脂フィルム
9a 被処理面
11 ロール電極(接地電極)
13 搬送機構
16 温調手段
21 平板電極(電圧印加電極)
24 遮蔽壁(酸素流入阻止手段)
26 温調手段
30 プロセスガス供給手段
32 プロセスガスノズル
40 ガスカーテン形成手段(酸素流入阻止手段)
42 カーテンガスノズル
44 ガスカーテン
50 加熱手段
Claims (6)
- フッ素系樹脂組成物からなるフッ素系樹脂フィルムの被処理面を表面処理する装置であって、
互いの間に大気圧近傍の処理空間を画成するとともに、電圧印加によって前記処理空間内に放電を生成する一対の電極と、
前記フッ素系樹脂フィルムを前記処理空間に通す搬送機構と、
前記処理空間に不活性ガスを含むプロセスガスを供給するプロセスガスノズルと、
前記被処理フィルムの前記被処理面を加熱する加熱手段と、
前記処理空間への酸素流入を阻止して、前記処理空間の酸素濃度を前記処理空間の外部の酸素濃度より低くする酸素流入阻止手段と、
を備え、前記被処理面の温度が、前記フッ素系樹脂フィルムの連続使用温度より100℃低い温度以上かつ前記連続使用温度以下であり、
前記処理空間の酸素の体積濃度が、1000ppm以下であることを特徴とする表面処理装置。 - 前記加熱手段が、前記被処理面と対向するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表面処理装置。
- 前記加熱手段が、前記搬送機構の搬送方向に沿って前記処理空間の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の表面処理装置。
- 前記酸素流入阻止手段が、前記処理空間の側部に不活性ガスによるガスカーテンを形成するガスカーテンノズルを含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表面処理装置。
- フッ素系樹脂組成物からなるフッ素系樹脂フィルムの被処理面を表面処理する方法であって、
一対の電極どうし間に形成された大気圧近傍の処理空間に前記フッ素系樹脂フィルムを通す搬送工程と、
不活性ガスを含むプロセスガスを前記処理空間に供給して、前記処理空間内の前記被処理面に接触させるプロセスガス供給工程と、
前記一対の電極どうし間に電圧を印加して、前記処理空間内に放電を生成する放電生成工程と、
前記フッ素系樹脂フィルムの前記被処理面を加熱する加熱工程と、
前記処理空間への酸素流入を阻止して、前記処理空間の酸素濃度を前記処理空間の外部の酸素濃度より低くする酸素流入阻止工程と、
を備え、前記被処理面の温度が、前記フッ素系樹脂フィルムの連続使用温度より100℃低い温度以上かつ前記連続使用温度以下であり、
前記処理空間の酸素の体積濃度が、1000ppm以下であることを特徴とする表面処理方法。 - 前記処理空間の側部に不活性ガスによるガスカーテンを形成することを特徴とする請求項5に記載の表面処理方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016007202 | 2016-01-18 | ||
JP2016007202 | 2016-01-18 | ||
PCT/JP2016/082749 WO2017126191A1 (ja) | 2016-01-18 | 2016-11-04 | フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6150094B1 true JP6150094B1 (ja) | 2017-06-21 |
JPWO2017126191A1 JPWO2017126191A1 (ja) | 2018-01-25 |
Family
ID=59081991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017514365A Active JP6150094B1 (ja) | 2016-01-18 | 2016-11-04 | フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6150094B1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0474525A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-09 | Ii C Kagaku Kk | 大気圧プラズマ表面処理法 |
JPH06220231A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-09 | Kurabo Ind Ltd | フッ素樹脂の表面改質法 |
JP2003261698A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 表面改質方法 |
-
2016
- 2016-11-04 JP JP2017514365A patent/JP6150094B1/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0474525A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-09 | Ii C Kagaku Kk | 大気圧プラズマ表面処理法 |
JPH06220231A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-09 | Kurabo Ind Ltd | フッ素樹脂の表面改質法 |
JP2003261698A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 表面改質方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2017126191A1 (ja) | 2018-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8399795B2 (en) | Enhancing plasma surface modification using high intensity and high power ultrasonic acoustic waves | |
WO2017126191A1 (ja) | フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 | |
TWI762439B (zh) | 薄膜製造裝置、及薄膜製造方法 | |
JP4372101B2 (ja) | 液体吐出装置、液体吐出方法及び回路基板の配線パターン形成方法 | |
JP2000200697A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
US20170025644A1 (en) | Film forming apparatus, substrate processing apparatus and device manufacturing method | |
JP4372918B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
TW200820856A (en) | Method of forming electrical wiring and method of repairing the same | |
JP5725993B2 (ja) | 表面処理装置 | |
JP5616657B2 (ja) | 表面処理方法 | |
JP6150094B1 (ja) | フッ素系樹脂フィルムの表面処理装置及び方法 | |
JP7041916B2 (ja) | 表面処理方法及び装置 | |
JP6510774B2 (ja) | フィルム表面処理方法及び装置 | |
TW201628047A (zh) | 用於表面電漿處理之裝置及以電漿處理表面之方法 | |
JP5485619B2 (ja) | 表面処理装置および表面処理方法 | |
WO2006028016A1 (ja) | フッ素樹脂製チューブ状フィルムの内周面処理方法、フッ素樹脂製チューブ状フィルム、フッ素樹脂製チューブ状フィルムの内周面処理装置、pfa製チューブ状フィルムの内周面処理方法、pfa製チューブ状フィルム、pfa製チューブ状フィルムの内周面処理装置およびローラ | |
JP7110018B2 (ja) | プラズマ処理インクジェット印刷装置 | |
JP2007154225A (ja) | 処理方法及び処理装置、並びに電子デバイス | |
JP4420116B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JP6883838B2 (ja) | 被処理体を修飾する方法及び被処理体を修飾する装置 | |
JP2009167323A (ja) | 表面被覆樹脂基体、その製造方法及びその製造装置 | |
TW202244150A (zh) | 表面改質方法 | |
JP2000306495A5 (ja) | ||
JP2021082491A (ja) | プラズマ装置 | |
JP2004311314A (ja) | プラズマ処理用ガス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170313 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20170313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170313 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20170405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6150094 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |