JPH0356541A - 高分子フイルムの表面改質方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高分子フィルム表面の改質方法に関するもの
であり、さらに詳しくは耐熱性高分子フィルムの表面改
質方法に関するものである。

［従来の技術］ 高分子フィルムにおいては、その表面の接着性が乏しい
ことが常に問題となっており、コロナ放電処理、プラズ
マ処理、サンドブラスト処理、ケミカルエッチング処理
など種々の表面改質技術が検討されている。中でも、耐
熱性高分子フィルムは他の高分子フィルムに比べて、成
形時の条件によって表面特性、特に接着性が著しく変化
するうえ、同じ処理技術を用いても改質の効果が低いフ
ィルムとして知られている。

このような表面改質しにくい耐熱性高分子フィルムに対
し、いくつかの改質技術が提案され、あるいは実施され
ている。

例えば特開昭６１−１４１５３２号公報には、芳香族ポ
リイミドフィルムを低温プラズマ処理により改質する技
術が提案されている。この技術は３×１０””〜３　０
　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ，好ましくは０．０１〜１０Ｔｏｒｒ
の低圧力下において発生する放電によって処理するもの
であり、この方法は、容易に安定した放電であるグロー
放電が形成されるため、安定した品質の表面改質がなさ
れる利点がある。しかしながら、この低温プラズマ処理
による方法は、低圧力雰囲気域を形成する必要があるた
め、真空容器および大きな排気設備を必要とし、著しく
コスト高になるうえ、所定の圧力雰囲気の調節あるいは
条件変更などに長時間を要するなどの問題があるため、
処理費用がかさむ等の難点がある。

これに対して、真空容器および大きな排気設備を必要と
しないプラズマ処理方法として、少なくとも２０モル％
以上の希ガス類元素を含有する、１００〜１０００Ｔｏ
ｒｒのガス雰囲気中において、高分子フィルムを支持す
る電極とこれと対向する電極との間に印加された高電圧
によって形成される放電によって、耐熱性高分子フィル
ムを処理する方法が先に提案されている（特願昭６２−
２９７２４３号）。

該プラズマ処理による、表面改質方法を耐熱性高分子フ
ィルムに適用することにより接着性などの実用特性を相
当程度改良することができるが、この技術をもってして
も、耐熱性高分子フィルムに安定した品質の表面改質を
達成することは難しいという問題がある。すなわち、耐
熱性高分子フィルムの場合、成形時の条件によって表面
特性が著しく変化するものであるため、同時に製造した
同じ特性のフィルムに全く同等のプラズマ処理を行った
場合でも、充分な処理効果が得られない場合があり、し
かもこの傾向はフィルムの厚さが大きくなる程強くなる
という問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
のであり、その目的は、安定した品質を与える、高分子
フィルムの表面改質方法、特に耐熱性高分子フィルムの
表面改質方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、高分子フィルムの表面を改質す
るに際し、該表面を有機溶媒で処理した後、プラズマ処
理することを特徴とする高分子フィルムの表面改質方法
により達成される。

本発明において使用される高分子フィルムとしては、公
知のものがすべて使用できるが、改質効果の点からは耐
熱性高分子フィルムであることが好ましい。耐熱性高分
子フィルムの中でも、芳香族ポリイミドおよび芳香族ポ
リアミドは本発明の方法によって優れた改質効果が得ら
れる好ましい樹脂である。特にピロメリット酸二無水物
、あるいはビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジア
ミノジフエニルエーテルなどの芳香族ジアミンとの縮合
物である芳香族ポリイミドは、特に顕著な改質効果が認
められる樹脂である。

なお、当然のことながら、これらの樹脂には無機フイラ
ーなどの添加剤が加えられていてもよい。

本発明において使用される有機溶剤としては、アルカン
類、アルケン類、アルコール類、ケトン類、エーテル類
、アルデヒド類、カルボン酸類などの通常の炭素化合物
、あるいはこれらの炭素化合物のハロゲン化物などの単
体のまたは２種以上の混合物が挙げられ、これらは表面
改質を行う高分子フィルムに応じて適宜選択するのがよ
い。

例えば、芳香族ポリイミドの場合は、エチルアルコール
、イソプロビルアルコールなどのアルコール類およびア
セトン、メチルエチルケトンなどのケトン類が挙げられ
、また芳香族ポリアミドの場合にはアセトンなどのケト
ン類、フェノール、クレゾールなどのフェノール類が挙
げられる。またポリエステルフィルムの場合には、アセ
トンやメチルエチルケトンなどが、ポリプロピレンフィ
ルムの場合にはジヘブタンやトリクロロエチレンなどの
塩素系炭化水素などが、ポリアミドフィルムの場合には
アセトンやキシレンなどが使用可能である。

本発明において使用される有機溶剤による処理方法とし
ては、有機溶剤を布などにしみこませてフィルム表面を
ふきとるまたは湿す方法、有機溶剤中にフィルムを浸漬
する方法、有機溶剤をフィルム表面に吹きつける方法な
どが挙げられる。処理効果および均一性の点からは、攪
拌している有機溶媒中にフィルムを浸漬する方法が好ま
しい。

有機溶媒で処理したフィルムは、そのままプラズマ処理
に供してもよいが、乾燥した後プラズマ処理するのが好
ましい。乾燥方法は特に限定されず、風乾、熱風乾燥、
吸引乾燥、真空乾燥などを用いることができる。

このような本発明の有機溶媒による表面処理の程度とし
ては、例えば処理後の高分子フィルムの表面張力の値で
判断することができる。すなわち、処理後の高分子フィ
ルムの表面張力を測定し、その値が未処理の高分子フィ
ルムの表面張力の値に比べて、小さくなるような処理条
件を選択することができる。。

処理後のフィルムの表面張力の値が、未処理フィルムの
表面張力の値の９０％以下の場合、本発明によるプラズ
マ処理効果が大きく好ましいが、勿論これに限定されな
い。表面張力の下限については特に限定されないが、実
用上は未処理フィルムの表面張力の値の６０％程度まで
の範囲で有効に使用できる。

本発明において好適に使用されるプラズマ処理としては
、高圧印加電極と、該電極に対向して設けられた被処理
物を支持する電極との間で形成される放電によって、表
面処理を行う方法が挙げられる。

プラズマ処理を行う雰囲気の圧力は特に限定されないが
、１００〜１０００Ｔｏｒｒの範囲であることが好まし
い。１０′ＯＴｏｒｒ未満では、高度の真空排気装置な
どが必要になり、また１００ＱＴｏｒｒ以上では放電が
開始しにくくなる。より好ましくは６００〜９００Ｔｏ
ｒｒの圧力範囲がよい。

該雰囲気のガス組成としては、特に限定されないが、希
ガス元素を少なくとも２０モル％含有していると、１０
０〜１０００Ｔｏｒｒのガス雰囲気中の放電でも、放電
が通常の火花放電（コロナ放電）ではなく、真空下での
グロー放電に似た放電となり、火花放電に比べ多くの電
力を放電に供給することができるため好ましい。

該雰囲気ガス中には希ガス元素が５０モル％以上含有さ
れていることがさらに好ましい。ここで使用される希ガ
ス元素としてはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，ＫｒおよびＸｅなど
が挙げられるが、Ａｒが最も好ましい。希ガスに混合し
て使用できるガスとしては、Ｃｏ２，Ｎ２，有機物ガス
などが挙げられるが、これらに限定されない。

高電圧印加電極と被処理物を支持する電極とは同数であ
る必要はなく、被処理物を支持する電極に対し、高電圧
印加電極を２個以上設けるのがよい。

高電圧印加電極に印加する高電圧の周波数は２０ｋＨｚ
〜１００ＭＨｚの範囲で選択するのが好ましい。２０ｋ
Ｈｚ未満では放電が開始しにくく、１００ＭＨｚを越え
る場合は整合をとることが困難である。より好ましい周
波数は５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚである。

被処理物を支持する電極は接地してもよいし、あるいは
該電極を大地より浮かし、高電圧電源の高電圧電極との
結線端子の対となる出力端子と結線してもよい。

また当然のことながら、高電圧電源は整合回路をもって
いることが好ましい。

処理強度としては、５０Ｗ−ｍｉｎ／ｍ２以上の処理電
力密度で処理するのがよく、より好ましくは１００Ｗ−
ｍｉｎ／ｍ２以上の処理電力密度で処理するのがよい。

ここで処理電力密度とは出力を放電部分の幅（ドラム状
電極の軸方向）とフィルムの処理速度で割った値である
。

［発明の効果］ 本発明は上述のごとく構威したので、特に耐熱性高分子
フィルムに安定した表面改質効果、特に接着性向上効果
を得ることができる。

このような効果が得られる理由は明らかではないが、有
機溶剤による処理によりフィルム表面に存在する接着性
の非常に弱い層が取り除かれるため、プラズマ表面処理
効果が安定して得られるものと考えられる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されない。

（１）接着力の測定 処理フィルムの処理面へ、熱硬化型のアクリル系接着剤
、またはポリアミド系接着剤を塗布し、ラミネーターで
銅箔と張り合わせた。

次いで、万能引張試験機（東洋ボールドウイン製“テン
シロン”）を用いてフィルムと銅箔を９０゜方向に引き
はがした時の接着力を測定した。

接着力の値は、未処理のフィルムと銅箔との接着力を１
．０とした時の相対値で表わした。

実施例ｌ〜３、比較例１〜３ 被処理高分子フィルムとして、ピロメリット酸二無水物
と４．４′　−ジアミノジフェニルエーテルの縮合物か
ら形成された厚さ７５μｍの芳香族ポリイミドフィルム
（東レ・デュポン（株）製“カプトン”）を工業用アセ
トン（竹内薬品（株）製、１級）に３０分間浸漬した。

次いで、上記フィルムを１５分間風乾後、表面をＡｒガ
ス７６０Ｔｏｒｒの雰囲気でプラズマ処理（放電電力密
度９００Ｗ−ｍｉｎ／ｍ２）したものを実施例１とする
。なお風乾後のフィルムの相対表面張力（未処理のフィ
ルムの表面張力を１．　　０とした時の相対値）は０．
８８であった。

工業アセトン中に１時間浸漬した以外は実施例１と同様
にしてプラズマ処理した場合を実施例２とする。

攪拌している工業用アセトン中に３０分間浸漬した以外
は実施例１と同様に処理したものを実施例３とする。

実施例１と同じ芳香族ポリイミドフィルムの表面に、実
施例１と同様のプラズマ処理のみを行った場合を、比較
例１とする。さらに、放電電力密度を２　６　０　０Ｗ
ｓ　ｍ　ｉ　ｎ／ｍ２とした以外は、比較例１と同様に
した場合を比較例２とする。また工業用アセトンの代り
に、水を使用して３０分間浸漬した以外は、実施例１と
同様にした場合を比較例３とする。

上記実施例１〜３および比較例１〜３で得られたフィル
ムの銅箔との接着力を表１に示す。

表１の結果から明らかなごとく、本発明の方法を満足す
る実施例１〜３の場合には未処理フィルムの２倍以上の
良好な接着力が得らることかわかるが、従来の比較例１
〜３による方法では、処理強度を増した場合でも殆ど接
着力の改良効果は見られなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高分子フィルムの表面を改質するに際し、該表面を
   有機溶媒で処理した後、プラズマ処理することを特徴と
   する高分子フィルムの表面改質方法。 ２　プラズマ処理が１００〜１０００Ｔｏｒｒのガス雰
   囲気中において、高分子フィルムを支持する電極とこれ
   に対向する電極との間に印加された高電圧によって形成
   される放電によるものである請求項１記載の表面改質方
   法。