JPH07504944A - プラスチック品の表面の予備処理法 - 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】 プラスチック品の表面の予備処理法 本発明は、六弗化硫黄（ＳＦ６）を含む処理ガスを低圧プラズマに用いるという 、プラスチック製品の表面に、続いて層、特に金属層を適用するために該表面を 低圧プラズマ中で予備処理する方法、並びにこの方法で予備処理した金属化され た及び／又はラッカー処理されたプラスチック製品に関する。

本発明はプラスチックの表面処理の技術分野に入る。この種の製品は、その多く の用途に対して、特にその表面を層で被覆することが望ましい。

最もしばしば行われる適用例の１つは金属層、特にアルミニウム層の適用である 。この種の被覆操作を行う場合の特別な難点は、適用された層とプラスチック品 との間の接着の程度が一般に低いということである。

この接着を改善するために、プラスチック品をプラズマ処理に供することは公知 である。

即ち例えばプラスチック基材の金属化法は米国特許第３．　６８６．　０１８号 から公知である。この方法では、好ましくは酸素をプロセスガスとして含有する 低圧ガス放電によりプラスチック基材を処理し、接着を改善する。更にプラスチ ック表面を、好ましくはアルゴンを含むガスプラズマで処理するという、ポリカ ーボネート、ポリエチレン又はポリプロピレン基材上に非晶性プラスチックの障 壁層を付与する方法は米国特許第４．７５６．９６４号から公知である。重合体 の表面を、低温プラズマ中における弗素含有ガ４Ｉ７）処理によって弗素化する という弗素を含まない重合体の処理法は、米国特許第４，２６４，７５０号及び 第４゜４０４．２５６号から公知である。続く金属層の満足しうる接着は、特に 耐高温性であるポリカーボネートの場合弗素が表面内に埋め込まれるので、この 公知の方法を用いて達成することができない。

斯くして本目的は、続（層の接着が改善できるというプラスチック品の表面処理 法を発見することである。

この目的は、プロセスガス中に酸素を存在させず且つ予備処理中、プラスチック 表面を、吸着された又は含有された弗素のないように保つことによって達成され る。

低圧プラズマ及びその生成は長い間公知であった。それは、プラズマ処理の行え る室の圧力が大気圧以下であるということが特徴である。専門家の分野では、低 圧プラズマはしばしば低温プラズマとも呼ばれている。それはプラスチック表面 が高々２００℃までの温度に供されるからである。低圧プラズマ処理は、パラメ ータ、処理の圧力、電力及び処理時間により、また用いるプロセスガスにより特 徴づけられる。公知のプロセスガスは例えば酸素、空気、貴ガス、窒素及びテト ラフルオロメタンである。

本新規な方法は、プラスチック品に良く接着させることが意図される金属層を続 いて適用する同一の真空装置内で有利に行われる。典型的な工程の圧力は０．１ 〜１０００Ｐａ、好ましくは１．０〜５０Ｐａである。本発明の方法において、 プロセスガスとしては純粋なＳＦ、或いはＳＦ、と他の酸素を含まない気体、好 ましくは貴ガスとの混合物が使用される。この璧六弗化硫黄の割合は好ましくは 少くとも５０％である。

プラズマは１°、’、ｐ　ｃ　ＨＺまでの周波数を用いる電場により活性化され る。

好適な周波数範囲は０〜３ＱＭＨｚである。

低圧プラズマ中での予備処理のための処理時間は好ましくは０．　５〜５分であ る。

本方法は好ましくはポリカーボネート或いはこのプラスチックの混合物及び共重 合体に適用することができる。本新規な方法は、既知の方法と比べて、例えば独 国特許第３８３２３９６−Ａ１号がら公知のように耐高温性であるポリカーボネ ートに対して特別な改善を示す。それはシクロヘキサンが特に３又は３．３位に おいて好ましくはメチル基で置換されているジヒドロキシジフェニルシクロアル カンに基づく。

プラスチック品を本発明による方法で処理した場合、金属層、好適な例ではアル ミニウム層が適用される。この層の厚さは１〜１１０００００ｎ、好ましくは１ ０〜１１００００ｎである。金属層を適用する方法は文献から公知である。同業 者の熟知している蒸着、スパッタリング、イオンメッキ、プラズマＣＶＤ　（化 学蒸着）などは適当である。本発明の方法で予備処理しうる適当なプラスチック 品は、例えばプレート、車のヘッドライトに対する反射板、及びいずれかの種類 又は寸法の成形品例えば装置のハウジング並びに包装及び装飾の目的に対するフ ィルムである。

更に本発明は、プラスチック品の予備処理された表面が弗素を含まない且つ適用 された金属及び／又はラッカ一層の接着が７Ｎ／ｃｍの剥離力に耐える本発明の 方法で予備処理した金属化された及び／又はラッカー処理されたプラスチック品 も提供する。

特に反射板の刑の金属化された及び／又はラッカー処理されたプラスチック品は 、好ましくはポリカーボネート、特に高温に耐えるジヒドロキシジフェニルシク ロアルカンに基づくポリカーボネートからなる。

本発明を説明するための例として次のプラスチックを用いた：Ａ＝ビスフェノー ルＡに基づ（ポリカーボネ゛−トＢ＝水素化イソフォロンに基づくポへカーボネ ートＣエビスフエノール八に基づ（ポリカーボネートとアクリロブタジェンスチ レンとのブレンド 本発明の方法で予備処理した試料の面積は１１Ｘ１５Ｃｍであった。

金属のプラスチック品への接着を改善する目的で、アルミニウム（Ａ１）を金属 として使用した。これを蒸着によってプラスチック品に適用した。

予備処理後に適用したＡ１層の接着は、所謂接着テープ試験で試験した。ここに 試験すべき試料には、巾２０ｍｍ及び長さ約８０ｍｍの接着テープを適用した。

接着を評価するために、バイエルスドルフ社（ＢｅｉｅｒｓｄｏｒｆＡＧ、ハン ブルグ市）製の特別な剥離力を有する接着テープを使用した： 穫−四　剥離力（Ｎ／Ｃｍ） これらのテープを用いて、金属層のプラスチック成形品への接着強度を区別する ことが′″ｃ−今る。

Ａ１層が引き裂かれる程度を４段階で評価した：０＝ＡＩ層が引き裂かれない １＝ＡＩ層が小区域で引き裂かれる ２−Ａ１層が＜５０％まで引き裂かれる３＝Ａ１層が〉５０％まで引き裂かれる プラズマ処理の効果を試験するために、本発明で処理したプラスチックＢの表面 をＥＳＣＡ法で検査し［ウルマンの技術化学辞典（Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉｅ 　ｄｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅｍｉｅ）　、第４版、第５巻、５２ ２頁、「分析及び測定法」、ワインハイム（ｌｌｅｉｎｈｅｉｍ）出版社（Ｄｅ ｅｒｆｉｅｌｄ　Ｂｅａｃｈ。

Ｆｌｏｒｉｄａ、　Ｂａ５ｅｌ）　〕、予備処理の化学組成に及ぼす影響を決定 した。

驚くことに、本発明の結果、初めに硫黄のなかった表面に弗素でなくて硫黄の埋 めこまれていることが発見された。結果を表２に示す。水素がＥＳＣＡ法で検出 できないことは特記すべきである。

実施例１ 最初に言及した試料ＡＳＢ及びＣを、レイボルト・ヘレウス（Ｌｅｙｂｏｌｄ　 Ｈｅｒａｅｕｓ、　Ｈａｎａｕ、　Ｇｅｒｍａｎｙ）製の蒸着装置Ａ−６００中 の回転しつる基材ホルダーに固定した。次いで蒸着装置の処理室を閉じ、約０． ０１Ｐａまで脱気した。次いでＳＦ、を７Ｐａの圧力まで導入した。基材ホルダ ーの回転具を作動させ、２Ｏｒｐｍで回転させた。次いで接地に対して一４７５ ■の電圧を、陰極として連結されたＡｌ板に適用することによって低圧プラズマ を設定した。このプラズマで、３．８ワツトの電力下に２分間試料を処理した。

次いで電圧を切り、Ｓ　Ｆ　ｓの添加を止め、そして処理室を０．０１Ｐａまで 脱気した。

この圧力に達しに後、電子線銃を作動させ、そしてグラファイト製るつぼ中に置 いた蔓綽させるべきアルミニウムを、２ｋＷの電力を用いて１８０秒以内に約１ ５００Ｋまで加熱した。次に電子線銃と基材ホルダーの間の可動スクリーンを除 去し、成形品をｌｎｍ／ｓの速度で８０秒間被覆した。次いで電子線銃と基材ホ ルダーの間に再びスクリーンを置き、被覆工程を終了した。電子線銃の電源を切 り、蒸発材料を冷却した後、処理室を約１０分間通気し、被覆したプラスチック を取り出した。

金属層の接着を上述した方法で試験した。この結果を実施例１の終りの表１に示 す。金属層は試験したプラスチックのいずれからも剥離されず、即ち良好な接着 力を有することが見てとれる。

実施例２（対照実施例） プラスチック品を、実施例１と同一の方法に従い、低圧プラズマで予備処理した 。Ａｒを処理ガスとして用い、それ以外の処理条件は同一のままにした。Ａ１層 の適用と接着の試験は実施例１に記述したように行った。結果を表１に示す。こ れは、剥離力５Ｎ／ｃｍの接着テープ４１０６を用いた場合、層の接着が試料Ａ に対して非常に良好、また試料Ｂ及びＣに対して満足できるということを示す。

しかしながら剥離カフＮ／Ｃｍの接着テープ４１３３で試験した場合には、実施 例１の値と比べて非常に貧弱な金属層の接着であった。

実施例３（対照実施例） プラスチック品を、実施例１と同一の方法に従い、低圧プラズマで予備処理した 。ＣＦ、を処理ガスとして用い、弗素を表面上に付着させた。

他のすべての処理条件は同一のままにした。Ａ１層の適用と接着の試験を実施例 １に記述したように行った。結果を表１に示す。これはＡ１層が不満足に接着し ていることを示す。

実施例４（対照大算例） 上記実施例の廿すと同様のプラスチック品を、予備処理しないで、低圧プラズマ 中ＡＩ蒸気により直接被覆した。結果を下表１に要約する。

これは両方の接着テープ共にＡｌが不満足に接着していることを示す。

表１ 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、ＪＰ、　ＵＳ（７２）発明者　ビーア、ベーター ドイツ連邦共和国４１５０クレーフエルトトベテルシュトラーセ１８ （７２）発明者　エルシュナー、アンドレアスドイツ連邦共和国４３３０ミュル ハイム／ルール・レゾルシュトラ−セロ （７２）発明者　コビツツ、マンフレートドイツ連邦共和国４１３０メルス・ヘ ルマンーベネマンーシュトラーセ７ （７２）発明者　ザントキスト、アクセルドイツ連邦共和国４０１９モンハイム ・ハーゼン　シュトラーセ６

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．六弗化硫黄（ＳＦ６）を含む処理ガスを低圧プラズマに用いて、プラスチッ ク製品の表面に、続いて層特に金属層を適用するために、該表面を低圧プラズマ 中で予備処理するに際して、この処理ガスを本質的に酸素を含まないように維持 し且つプラスチック表面を、予備処理中吸着された又は含有された弗素を含まな いように維持する、該予備処理法。
2. ２．六弗化硫黄を少くとも５０％の割合で有する処理ガスを用いる請求の範囲１ の方法。
3. ３．処理ガスがＳＦ６のほかに他の酸素を含まないガス、特に貴ガスを含有する 請求の範囲１又は２の方法。
4. ４．低圧プラズマ中での予備処理の処理時間が０．５〜５分間である請求の範囲 １、２又は３の方法。
5. ５．予備処理した表面が弗素を含まず且つ適用された金属及び／又はラッカー層 の接着が剥離力７Ｎ／ｃｍの接着テープ試験に耐える、請求の範囲１〜４のいず れかに１つの方法に従って予備処理した金属化及び／又はラッカー処理されたプ ラスチック品。
6. ６．ポリカーボネート、特に高温に耐えるジヒドロキシジフェニルシクロアルカ ンに基づくポリカーボネートからなる請求の範囲５による金属化及び／又はラッ カー処理されたプラスチック品、特に反射板。