JPH07330930A - 高分子フィルムの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高分子フィルムの印刷性、接着性を向上する
ための表面処理において、フィルム表面に高い親水性を
付与し、経時の親水性低下が少なく、かつ安価に行うこ
とのできる高分子フィルムの表面処理方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 高分子フィルムの表面に、コロナ処理・プラ
ズマ処理等の放電処理を施した後、続いて少なくとも放
電処理された表面を水又は水溶液と接触させて高分子フ
ィルムの表面処理を行うことにより、フィルム表面に高
い親水性を付与し、かつ経時の親水性の低下を少なくす
ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高分子フィルムの表面処
理方法に関し、更に詳しくは高分子フィルムの印刷性・
接着性を向上させることのできる高分子フィルムの表面
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子フィルムは、様々な工業的用途で
利用されている材料であるが、接着剤を介して全面又は
一部を他材料と接着して使用される場合が数多くあり、
この場合フィルム表面が種々の接着剤に対して良好な被
着性を示すことが要求される。また、高分子フィルムの
表面に、文字や絵柄等を印刷することも頻繁に行われて
おり、この場合、表面の印刷性が要求される。ところが
一般に高分子フィルムの表面は溌水性を示すものが多
く、接着剤との被着性や印刷性が不良となることが多
い。そのため、高分子フィルムを他材料と接着し、又は
高分子フィルムの表面に文字や絵柄等を印刷する前に、
フィルム表面と接着剤との被着性や印刷性を改善すべ
く、高分子フィルムの表面処理が行われている。

【０００３】高分子フィルムの表面処理としては、表面
を物理的に粗化することで接着性を向上させる方法、プ
ラズマ処理・コロナ処理等の放電処理若しくは火炎処理
により表面に親水性を付与して接着性・印刷性を向上さ
せる方法、親水基を有した薬剤薄膜を形成する方法等が
ある。これらの中でも、プラズマ処理・コロナ処理は、
処理スピードが速く効果も高いことから、工業的に有用
で広く用いられている。高分子フィルム表面にプラズマ
処理・コロナ処理等の放電処理を施すことにより、フィ
ルム表面は励起されて活性状態となり、フィルム表面に
水酸基・カルボン酸基・カルボニル基等の親水基が新た
に生じ、その結果、フィルム表面の親水性が向上させら
れ、接着性・印刷性が改善されると言われている。

【０００４】ところが、このフィルム表面に生じた上記
親水基は時間とともにバルク側に取り込まれてしまうと
されており、そのため、放電処理を施したフィルム表面
の親水性は経時で低下するという問題を有している。そ
こで、このような問題を解決する手段の一つとして、放
電処理を、親水性官能基を有する有機溶剤のガス雰囲気
下で行い、新たな有機基をグラフト重合的に付与するこ
とが提案されている。これにより、より高い親水性の付
与が可能で、かつ、大きな基を修飾することにより、経
時の親水性低下の度合いを落とすことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、有機溶剤雰囲
気下での放電処理は、高い親水性を得られ、経時の親水
性低下を少なくすることができるが、安全性確保のため
設備的に高価なものとなるという欠点があった。

【０００６】そこで、本発明者らは、高分子フィルムの
表面を親水化するにあたって、高い親水性を得られ、経
時の親水性の低下が少なく、かつ安価に行うことのでき
る表面処理方法を提供することを目的に鋭意研究を重ね
た結果、本発明に至ったのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高分子フィ
ルムの表面処理方法の要旨とするところは、高分子フィ
ルムの表面に、コロナ処理・プラズマ処理等の放電処理
を施した後、続いて少なくとも放電処理された表面を水
又は水溶液と接触させることにある。

【０００８】また、かかる高分子フィルムの表面処理方
法において、前記水溶液が過酸化物水溶液であることに
ある。

【０００９】特には、前記過酸化物水溶液が過酸化水素
水溶液であることにある。

【００１０】また、かかる高分子フィルムの表面処理方
法において、前記高分子フィルムがポリイミドフィルム
であることにある。

【００１１】

【作用】本発明に係る高分子フィルムの表面処理方法
は、高分子フィルムの表面に、コロナ処理・プラズマ処
理等の放電処理を施した後、続いて少なくとも放電処理
された表面を水又は水溶液と接触させるものであり、高
分子フィルムの表面に、コロナ処理・プラズマ処理等の
放電処理を施すことにより、フィルム表面は励起され活
性状態となる。そのため、フィルム表面は容易に酸化さ
れてフィルム表面に水酸基・カルボン酸基・カルボニル
基等の親水基が新たに生じ、親水性が付与されることと
なる。かかる親水基は不安定で時間とともにバルク側に
取り込まれることより、放電処理により付与された親水
性は経時的に低下するものであるが、放電処理を施した
後、続いて水又は水溶液と接触させることにより、放電
処理により活性状態となったフィルム表面と水又は水溶
液中のイオンが反応し、フィルム表面への親水性の付与
を促進させることができる。更に、フィルム表面が不安
定な時期に表面を水溶液と接触させることにより、フィ
ルム表面の親水基を安定化し、経時の親水性低下を抑え
ることができる。

【００１２】また、かかる処理方法によると、通常の放
電処理を施した後、水又は水溶液に接触させればよいの
で、放電処理において高価な設備を必要とせず、安価に
表面処理を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る高分子フィルムの表面処
理方法を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】本発明に係る高分子フィルムの表面処理方
法は、プラズマ処理・コロナ処理等の放電処理を行った
後、続いて水又は水溶液と接触させるものであり、例え
ば、図１に示すように、従来のコロナ処理装置１０に、
水溶液槽１２、及び乾燥炉１４を組み合わせることによ
り実施することができる。すなわち、フィルム繰り出し
ロール１６から繰り出された高分子フィルム１８を、コ
ロナ処理装置１０中を通過させてコロナ処理を行った
後、水溶液槽１２内に導いて水又は水溶液中に浸漬させ
る。その後、表面に付着した水分を除去するため、乾燥
炉１４内を通過させてから、フィルム巻き取りロール２
０に巻き取るのである。

【００１５】ここで、高分子フィルムとは厚み数μｍの
薄膜から、厚み数mmのシート状物も含めて広義のフィル
ムを意味し、本発明に係る表面処理方法は、ポリエチレ
ン・ポリプロピレン・ポリ酢酸ビニル・ポリスチレン・
ポリビニルアルコール・ポリ塩化ビニル等のポリオレフ
ィン、ポリアミド、ポリアリレート、ポリスルフォン、
ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエ
ステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト等、ほとんど全ての有機高分子フィルムに適用可能で
ある。特に、近年繁用されているポリイミドフィルムの
表面処理方法として適用できる点は有用である。

【００１６】コロナ処理装置１０は、高度に電気絶縁さ
れたロール２２に近接させて配置した線条の電極２４か
らなり、線条の電極２４はコロナ処理をすべき長さ、換
言すればほぼ高分子フィルムの幅に形成されていて、複
数の碍子２６を介してフレーム２８に固定されている。
かかる装置１０は、電極２４に高エネルギーを作用させ
てコロナ放電させ、ロール２２上を通された高分子フィ
ルム１８の上面にコロナ処理を施すことができる。この
ときのエネルギーは、例えば、通常の樹脂フィルムの場
合は１００Ｗ・分／ｍ以下でよいが、絶縁性などの優れ
たポリイミドフィルムの場合は１００〜５００Ｗ・分／
ｍ程度の高エネルギーが用いられ、フィルムの種類や厚
さ等により適宜設定される。なお、コロナ処理を行う
際、フィルムの熱膨張により生じる皺を防ぐため、フィ
ルムの幅方向に伸びを付与した後、コロナ処理を１回又
は複数回にわたって施してもよい。また、コロナ処理に
引き続いて、フィルムに帯電した静電気の極性と逆極性
のイオンを有するイオン化ガスを該フィルムに吹き付け
て、静電気を除電すると同時に付着した微粉末を除去す
るようにしてもよい。

【００１７】本発明においては、上述のごとくコロナ処
理（放電処理）が施された後、続いて水又は水溶液と接
触させるのであるが、接触させる液は、特には過酸化物
水溶液を用いるのが親水性の付与に効果が高く好まし
い。更には、過酸化物水溶液のうち、過酸化水素水溶液
が好ましい。また、放電処理の後、水又は水溶液と接触
させるまでの時間は、短いほど効果的であり、好ましく
は３分以内、より好ましくは３０秒以内、さらに好まし
くは５秒以内に行うのがよい。

【００１８】水又は水溶液と接触させる方法としては、
上述のように液中に浸漬させる方法の他、両面又は少な
くとも放電処理された面にスプレーやシャワーで吹き付
ける、液を吸収したスポンジ様のロール上を通す等種々
の手段を適用することができる。例えば、図２に示すよ
うにコロナ処理装置１０から繰り出された直後にポリイ
ミドフィルム１８にシャワー３０で水又は水溶液を吹き
付けるように構成すると、放電処理の後、水又は水溶液
と接触させるまでの時間を短縮することができる。な
お、シャワー３０から吹き付けられた水又は水溶液は容
器３２で回収される。図では、ポリイミドフィルム１８
が回収された水又は水溶液に浸漬されない例を示した
が、容器３２内の水面を高くしてポリイミドフィルム１
８を回収された水又は水溶液に浸漬させてもよい。これ
らの方法の中で、特には、液中に浸漬させる方法がフィ
ルム表面を水溶液で均一に濡れた状態に保持できるので
好ましい。

【００１９】次に、このようにして水又は水溶液と接触
させた高分子フィルムの表面に付着した水分を除去する
のであるが、フィルム表面を水又は水溶液と接触させて
おく時間、すなわち、水又は水溶液と接触させてからフ
ィルムの表面に付着した水分を除去するまでの時間は、
フィルムや水溶液の種類、水溶液と接触させる方法によ
り異なるが、１〜６０秒であることが好ましい。短過ぎ
るとフィルム表面への親水基の形成を充分に行うことが
できず、長過ぎるとフィルムに悪影響を与えるおそれが
あるからである。また、表面に付着した水分を除去する
方法としては、乾燥炉の中を通す方法以外に、熱板の近
傍を通過させる方法、温風又は冷風を吹き付ける方法等
種々の方法をとりうる。なかでも、冷風で乾燥させる
と、親水性の低下を起こしにくいので好ましい。

【００２０】このように、放電処理を施した後、続いて
水又は水溶液と接触させ、フィルム表面に付着した水分
を乾燥させることにより、簡単にフィルム表面に親水基
が形成されて安定し、このように処理されたフィルム表
面の親水基は経時的に消失することがない。すなわち、
本発明に係る高分子フィルムの表面処理方法は、フィル
ム表面に高い親水性を付与し、かつ経時の親水性低下を
少なくすることができ、更に、安全性確保のための特別
な設備等を要さずに処理することができる。

【００２１】以上、本発明に係る高分子フィルムの表面
処理方法の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施
例のみに限定されるものではなく、コロナ処理を上述の
ようにフィルム片面のみに施して水溶液等と接触させる
のではなく、例えば図３に示すように２つのロール２２
に相対向して線条の電極２４を配置したコロナ処理装置
３４によりフィルム両面にコロナ処理を施した後に水溶
液と接触させるようにしてもよい。また、放電処理とし
てコロナ処理を施した実施例を示したが、コロナ処理の
代わりにプラズマ処理を施してもよい。その他本発明は
その趣旨を逸脱しない範囲内で当業者の知識に基づき、
種々なる改良、変更、修正を加えた態様で実施しうるも
のである。

【００２２】以下に実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例によって限定される
ものではない。

【００２３】実施例 ピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニ
ルエーテルより合成したポリイミドフィルム（厚さ２５
μｍ）の表面を200 Ｗ・分／ｍの強度でコロナ処理を行
った。コロナ処理を行った５秒後、フィルムを３０重量
％過酸化水素水溶液中に浸漬し、コロナ処理が行われた
表面が、水溶液で均一に濡れるようにした。水溶液に浸
漬したまま１０秒間保持し、その後フィルムを水溶液よ
り取出し、冷風で乾燥させ、ポリイミドフィルムの表面
処理を行った。

【００２４】このフィルムの表面処理を施した面につい
て、処理直後及び処理後２か月間放置したフィルムを用
いて接触角の測定と接着性の測定を行った。なお、接触
角の測定は、注射器で直径１．５mmの蒸留水液滴をつく
り、フィルム表面上に滴下し、滴下後１分後の接触角を
協和界面化学（株）社製接触角計ＣＡ−ＤＴ・Ａ型を用
いて測定した。また、接着性については、接着剤として
デュポン社製パイララックスを用いてフィルムと銅箔と
をラミネートし、パイララックスの硬化後、銅箔を５mm
幅にエッチングし、銅箔を９０°で剥離してピール強度
を測定した。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】比較例 過酸化水素水溶液に浸漬しないこと以外は実施例と同様
にしてポリイミドフィルムの表面処理を行った。このフ
ィルムの表面処理を施した面について、実施例と同様に
して接触角の測定と接着性の測定を行った。その結果を
表１に示す。

【００２７】

【発明の効果】コロナ処理やプラズマ処理等の放電処理
を行った後、続いて水又は水溶液、特に過酸化物水溶液
と接触させることによって、高分子フィルム表面に親水
基をより有効に生じせしめ、かつ親水性の経時低下を抑
制することができる。こうして、親水基が高分子フィル
ム表面に生ずることで、高分子フィルムの接着剤との接
着性が向上し、また、印刷性が向上する。また、かかる
処理方法によると、放電処理の際に安全性確保のための
特別な設備を要さず、安価に表面処理を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高分子フィルムの表面処理方法の
実施例を示した側面説明図である。

【図２】本発明に係る高分子フィルムの表面処理方法の
他の実施例を示した側面説明図である。

【図３】本発明に係る高分子フィルムの表面処理方法の
更に他の実施例を示した側面部分説明図である。

【符号の説明】

１０、３４；コロナ処理装置 １２；水溶液槽 １４；乾燥炉 １６；フィルム繰り出しロール １８；高分子フィルム ２０；フィルム巻き取りロール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子フィルムの表面に、コロナ処理・
   プラズマ処理等の放電処理を施した後、続いて少なくと
   も放電処理された表面を水又は水溶液と接触させること
   を特徴とする高分子フィルムの表面処理方法。
2. 【請求項２】 前記水溶液が過酸化物水溶液であること
   を特徴とする請求項１に記載する高分子フィルムの表面
   処理方法。
3. 【請求項３】 前記過酸化物水溶液が過酸化水素水溶液
   であることを特徴とする請求項２に記載する高分子フィ
   ルムの表面処理方法。
4. 【請求項４】 前記高分子フィルムがポリイミドフィル
   ムであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
   れかに記載する高分子フィルムの表面処理方法。