JPH1017687A - 袋状物の内面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】血液バッグ等の軟質プラスチック製の袋状物の
内面を大気圧グロー放電プラズマ処理により、親水化、
疎水化処理、重合性単量体によるコーティングを簡便に
実施すること。 【解決手段】被処理基材内の空気を、ヘリウム又はアル
ゴンの単独、又はヘリウム又はアルゴンを主成分とする
混合ガスに置換した後、または、置換した後にこの被処
理基材内に、ヘリウム又はアルゴンの単独、又はヘリウ
ム又はアルゴンを主成分とする混合ガスを連続的に導入
しつつ、大気圧近傍の圧力下に、交流電圧を印加し、大
気グロー放電プラズマを励起し、袋状物内面を処理する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液バッグ等の軟
質プラスチック製の袋状物の内面を大気圧グロー放電プ
ラズマ処理により、親水化、疎水化処理、重合性単量体
によるコーティングを簡便に実施することができる袋状
物の内面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】軟質プ
ラスチック製袋状物の内面処理する方法として、シラン
カップリング剤等の溶液を塗布し乾燥する方法がある
が、溶液を用いる場合は、溶液、水の乾燥によるコスト
アップ、塗布のみであるため常に剥離の危険性を伴って
いる。また、プラスチックの表面処理の方法として減圧
下における低圧グロー放電プラズマ処理が知られてい
る。これらによるとピンホールのない薄膜が形成するこ
とができ、また基材と結合させることができるため、強
固なコーティング膜を形成させることができる。

【０００３】しかしながら、減圧下グロー放電によるプ
ラズマＣＶＤ、プラズマ重合法等は、被処理物を真空チ
ャンバー等の処理容器内に入れ、減圧された処理容器内
で被処理物にグロー放電プラズマ処理を行う方法である
ため、真空度の変動による処理結果への影響が大きく真
空系の管理が非常に重要で、大量に処理するためには処
理容器が大きくなりそれだけ真空系の保持が困難とな
り、真空条件の保持のために処理コストが高くなる問題
がある。また、本発明のように、軟質プラスチック製の
袋状物の内面処理は、袋内部を真空状態にできないた
め、処理は不可能であった。

【０００４】したがって、本発明は、近年開発された大
気圧グロープラズマ処理法を応用することにより、軟質
プラスチック製袋状物内面を選択的に、親水化、疎水化
等の表面処理を行う袋状物の内面処理方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

［１］本発明は袋状物内に充填又は連続的に導入される
気体を大気圧近傍の圧力下、交流電圧を印加しグロー放
電プラズマ励起して袋内面を処理する袋状物の内面処理
方法を提供する。

【０００６】［２］本発明は充填又は連続的に導入され
る気体がヘリウム又はアルゴンの単独、又はヘリウム又
はアルゴンを主成分とする混合ガスである［１］記載の
袋状物の内面処理方法を提供する。

【０００７】［３］本発明は被処理基材内の空気を、ヘ
リウム又はアルゴンの単独、又はヘリウム又はアルゴン
を主成分とする混合ガスに置換した後、または、置換し
た後にこの被処理基材内に、ヘリウム又はアルゴンの単
独、又はヘリウム又はアルゴンを主成分とする混合ガス
を連続的に導入しつつ、大気圧近傍の圧力下に、交流電
圧を印加し、大気圧グロープラズマ放電を励起し、袋状
物内面を処理する袋状物の内面処理方法を提供する。

【０００８】［４］本発明は充填又は連続的に導入され
るヘリウム又はアルゴンを主成分とする混合ガスが、ヘ
リウム又はアルゴン全量当たり、０．０１〜１０容量％
のプラズマ重合性単量体等の処理ガスとの混合組成であ
る［２］または［３］記載の袋状物の内面処理方法を提
供する。

【０００９】本発明に使用される袋状物は軟質プラスチ
ック製であり、例えば可塑化塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、その他各種エラストマー等があげられる
がこれらに限定されるものではない。

【００１０】また、プラズマ励起時における大気圧近傍
の圧力とは、低圧プラズマ処理時のように、プラズマを
形成する領域において、真空装置を使用し、減圧（真
空）状態とすることなく、後述するように袋状物内の空
気をヘリウム又はアルゴンの単独、又はヘリウム又はア
ルゴンを主成分とする混合ガスにて置換するかまたは置
換するために前記ガス等を連続的に導入する場合に、こ
れらのガス等を大気に連通したガス排出口より連続的に
排出し、袋状物内の圧力を大気圧と同等の圧力にするこ
とによりプラズマ領域が大気圧近傍の圧力となっている
状態である。

【００１１】被処理基材に、大気圧グロープラズマ処理
されるプラズマ重合性単量体等の処理ガスとは、エチレ
ン、プロピレン、弗化プロピレン、テトラフルオロエチ
レン、弗化ビニリデン等のビニル重合成化合物のみなら
ず、メタン、エタン等飽和炭化水素類、モノシラン、ジ
シラン、四塩化ケイ素等のシラン化合物、四弗化メタ
ン、六弗化エタン等のハロゲン化炭化水素類、酸化エチ
レン、ジメチルエーテル、アセトン等の含酸素化合物類
等の本来重合性ではない化合物もあげられるが、これら
に限定されるものではない。

【００１２】ここで、本大気圧グロー放電プラズマ処理
においては交流電圧を印化することが重要であり、処理
速度（製膜速度等）の制御、導入するプラズマ重合性単
量体の種類、被処理基材の種類等の条件に応じて適宜に
設定するもので、ある特定の周波数に限定されるもので
はないが、本発明のプラスチック基材への処理において
は、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数が望ましく、さらに
望ましくは１００ｋＨｚ以下である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は例えば、図１の処理装置
１を用いて行うことができる（図２は図１のＡ−Ａ断面
図）。処理装置１は内側に電極２（３）を配置した二つ
の絶縁性ハウジング６、６を被処理基材の収納室Ｃを隔
てて対向して配置し、絶縁性ハウジング６の側部に、途
中に熱交換器１０ａ（１０ｂ）を配置した循環パイプ９
を接続し、被処理基材の収納室Ｃ内にガス導入管固定具
１２を配置しこれにガス導入管８を介してヘリウムガス
等の導入ライン５ａ、５ｂを接続したガス混合槽１１を
連結することにより構成されている。ガス導入管固定具
１２には大気と連通する排気管１８が接続されている。
絶縁性ハウジング６の空間内には例えばシリコンオイル
等の絶縁油７が充填され、これらは循環パイプ９、熱交
換器１０ａ、１０ｂを循環しながら冷却、又は加温され
ることにより処理温度の設定、管理を行うことができ
る。被処理基材４は前記被処理基材の収納室Ｃに配置さ
れ、被処理基材４の開口部にガス導入管８と排気管１８
の開口端部を連通し、ガス導入管固定具１２により残り
の被処理基材４の開口部を閉じる。このとき電極板２
（３）は、絶縁性ハウジング６の収納室Ｃ側に配置して
も処理は可能であるが、電極板２（３）と被処理基材４
が直接接することもあり、電極板２（３）が発する熱に
より、被処理基材４が影響を受けることもあり、絶縁性
ハウジング６の内側とした方が好ましい。

【００１４】被処理基材４を被処理基材の収納室Ｃにセ
ットした後、ガス導入管８よりヘリウム又はアルゴンの
単独、又はヘリウム又はアルゴンを主成分とする混合ガ
スを被処理基材４内に連続的に導入し、大気圧近傍の圧
力下で、交流電圧を印加してグロープラズマを励起し処
理を行う。このとき、大気圧グロー放電プラズマが励起
され得るのは、処理装置において混合ガスの存在する被
処理基材４の袋内のみであり、当然処理され得るのは被
処理基材４の内表面で、外表面は基材の性状を保つた
め、本発明により処理部位を選択的に行うことが可能で
ある。

【００１５】［実験例１］軟質塩化ビニル製の袋を洗浄
乾燥後に試料（被処理基材４）とし図１の処理装置１の
被処理基材の収納室Ｃにセット後、袋内に、ヘリウム９
９．９部／四弗化メタン０．１部の混合ガスを連続的に
導入し、大気圧近傍の圧力下１０ｋＨｚ、５ｋＶの交流
電圧を印加すると、袋内にグロー放電プラズマが励起さ
れた。放電を５分間維持し、表面処理を行った。この袋
内面の水に対する接触角を測定すると平均１０８°を示
した。これにより袋内面を疎水化処理できることが確認
できた。

【００１６】［実験例２］軟質ポリオレフィン製の袋を
洗浄乾燥後に試料（被処理基材４）とし図１の処理装置
１の被処理基材の収納室Ｃにセット後、袋内に、ヘリウ
ム９９．５部／酸化エチレン０．５部の混合ガスを連続
的に導入し、大気圧近傍の圧力下１０ｋＨｚ、５ｋＶの
交流電圧を印加すると、袋内にグロー放電プラズマが励
起された。放電を５分間維持し、表面処理を行った。こ
の袋内面の水に対する接触角を測定すると平均２５°を
示した。これにより袋内面を親水化処理できることが確
認できた。

【００１７】［実験例３］軟質塩化ビニル製の袋を洗浄
乾燥後に試料（被処理基材４）とし図１の処理装置１に
セット後、袋内に、ヘリウム９９．９部／六弗化プロピ
レン０．１部の混合ガスを連続的に導入し、大気圧近傍
の圧力下１０ｋＨｚ、５ｋＶの交流電圧を印加すると、
袋内にグロー放電プラズマが励起された。放電を５分間
維持し、表面処理を行った。さらに、処理シートを新鮮
家兎多血小板血漿と３７℃にて１時間接触させ、抗血栓
性を評価した。

【００１８】ＡＴＲ−ＩＲ法により本実験例３のプラズ
マ処理シートは図３に示すようにＣ−Ｆ結合を示す１２
００ｃｍ^-1付近の吸収が増加し表面にポリ六弗化プロピ
レンがコーティングされていることが確認できた。ま
た、処理シートは、未処理のシートと比べ血小板の粘着
が抑制されていた。これにより袋内面を抗血栓性処理で
きることが確認できた。

【００１９】また本発明によれば、例えば軟質塩化ビニ
ル製血液バッグをプラズマ処理装置１の収納室Ｃ内にセ
ットし、テトラフルオロエチレンを１０〜０．０１容量
％含むヘリウムガスを充填後、交流電圧を印加し大気圧
グロー放電プラズマを励起して、血液バッグ内面に抗血
栓性、生体適合性に優れたポリテトラフルオロエチレン
をコーティングすることも可能で、軟質塩化ビニル製血
液バッグの生体適合性を向上することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、軟質プラ
スチック製袋状物の内面を選択的に、親水化、疎水化等
の表面処理を行うことができ、工業製品のみならず、血
液バッグ等の医療用具への応用も可能である。また、プ
ラズマ処理時において、プラズマ領域、及び袋内を高真
空下に保つことなく、ヘリウム又はアルゴンの単独、又
はヘリウム又はアルゴンを主成分とする混合ガスで、大
気圧近傍の圧力下に、交流電圧を印加し、グロープラズ
マ領域を形成し、プラズマ開始重合等の処理を行うこと
ができた。本発明は、従来の低温グロープラズマ法に比
べ、真空系の形成のための装置、設備が不要でコスト的
に有利に、表面処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の一例を示す概略図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】実験例３で得た大気圧グロープラズマ処理され
た、袋状物内面のＡＴＲ−ＩＲの測定図。

【符号の説明】

１ 処理装置 １Ａ 高周波電源 ２、３ 電極板 ４ 被処理基材 ５ａ、５ｂ ヘリウムガス等の導入ライン ６ 絶縁性ハウジング ７ 絶縁油（シリコンオイル等） ８ ガス導入管 ９ 循環パイプ １０ａ、１０ｂ 熱交換器 １１ ガス混合槽 １２ ガス導入管固定具 １８ 排気管 Ｃ 被処理基材の収納室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 袋状物内に充填又は連続的に導入される
   気体を大気圧近傍の圧力下、交流電圧を印加しグロー放
   電プラズマ励起して袋内面を処理することを特徴とする
   袋状物の内面処理方法。
2. 【請求項２】 充填又は連続的に導入される気体がヘリ
   ウム又はアルゴンの単独、又はヘリウム又はアルゴンを
   主成分とする混合ガスであることを特徴とする請求項１
   記載の袋状物の内面処理方法。
3. 【請求項３】 被処理基材内の空気を、ヘリウム又はア
   ルゴンの単独、又はヘリウム又はアルゴンを主成分とす
   る混合ガスに置換した後、または、置換した後にこの被
   処理基材内に、ヘリウム又はアルゴンの単独、又はヘリ
   ウム又はアルゴンを主成分とする混合ガスを連続的に導
   入しつつ、大気圧近傍の圧力下に、交流電圧を印加し、
   大気グロー放電プラズマを励起し、袋状物内面を処理す
   ることを特徴とする袋状物の内面処理方法。
4. 【請求項４】 充填又は連続的に導入されるヘリウム又
   はアルゴンを主成分とする混合ガスが、ヘリウム又はア
   ルゴン全量当たり、０．０１〜１０容量％のプラズマ重
   合性単量体等の処理ガスとの混合組成であることを特徴
   とする請求項２ないし３記載の袋状物の内面処理方法。