JPH10226728A - フッ素樹脂複合体およびその製造方法 - Google Patents

フッ素樹脂複合体およびその製造方法

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JPH10226728A
JPH10226728A JP9029980A JP2998097A JPH10226728A JP H10226728 A JPH10226728 A JP H10226728A JP 9029980 A JP9029980 A JP 9029980A JP 2998097 A JP2998097 A JP 2998097A JP H10226728 A JPH10226728 A JP H10226728A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素樹脂成形品の表面に、二重結合を有す
るラジカル重合性モノマー残基のグラフト層を設けるこ
とにより、フッ素樹脂表面に充分な接着力を付与する。 【解決手段】 フッ素樹脂成形品に、予めC−F結合エ
ネルギーよりも大きいエネルギーを有し、主鎖を大量に
切断する事なく、フッ素樹脂にラジカルを生成する10
0〜240nmの紫外線を照射した後に、モノマーガス
雰囲気下で放電重合することにより、効率良くフッ素樹
脂表面にモノマーグラフト層を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素樹脂成形品
の表面を改質し接着性を向上させたフッ素樹脂複合体の
製造方法に関する。さらに詳しくは、特定の紫外線照射
と、特定モノマー中で放電グラフト重合を行い、フッ素
樹脂成形品に表面接着性を付与したフッ素樹脂複合体お
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フッ素樹脂成形品は耐熱性が高く、化学
的に安定で、電気的絶縁性にも優れ、汚れが付着しにく
いことから、様々な分野で使用されている。しかしなが
ら、フッ素樹脂成形品は表面が不活性で接着しにくいと
いう問題がある。この問題を解決する手段として、従来
からフッ素樹脂成形品の接着性を向上させるため、ナト
リウム処理、スパッタエッチング、プラズマ処理、エキ
シマレーザ処理等があるが、危険で、品質が不安定で、
生産性が低く、接着力が不充分であるという問題があっ
た。さらに特開平5−59197号公報においては、プ
ラスチック基材に、大気中でコロナ放電後、N2 +CO
2 中でコロナ放電する方法が提案されている。また、特
開昭61−254638号公報においては、ポリエチレ
ンフィルムにコロナ後、増感剤及びモノマーを順次塗布
後に紫外線(UV)グラフトする方法が提案されてい
る。また、特開平2−55741号公報においては、ポ
リオレフィンやポリアセタールに、UV照射した後にコ
ロナ放電を行うか、またはコロナ放電後にUV照射して
行う方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術の特開平5−59197号公報、特開昭61−2
54638号公報および特開平2−55741号公報の
提案は、フッ素樹脂の接着力は向上しないという問題が
あった。本発明は、前記従来の問題を解決するため、フ
ッ素樹脂表面に充分な接着力を有するフッ素樹脂複合体
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のフッ素樹脂複合体は、フッ素樹脂成形品の
表面に、二重結合を有するラジカル重合性モノマー残基
のグラフト層を有するという構成を備えたものである。
前記構成においては、ラジカル重合性モノマー残基のグ
ラフト層の厚さが0.01〜10μmの範囲が好まし
く、さらに好ましくは0.1〜1μmの範囲である。
【0005】次に本発明のフッ素樹脂複合体の製造方法
は、フッ素樹脂成形品に予め波長が100〜240nm
の紫外線を照射した後、重合性モノマー気相中で放電グ
ラフト重合し、フッ素樹脂成形品に表面接着性を付与し
たという構成を備えたものである。
【0006】前記構成においては、重合性モノマーが、
二重結合を有するラジカル重合性モノマーであることが
好ましい。また前記構成においては、ラジカル重合性モ
ノマーがアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、アクリル酸塩、メタクリル
酸塩、アクリル酸アミンおよびメタクリル酸アミンから
選ばれる少なくとも一つの化合物であることが好まし
い。また前記構成においては、放電雰囲気中のO2 濃度
が、0〜1000ppmの範囲であることが好ましい。
【0007】本発明によれば、予めフッ素樹脂脂成形品
に、C−F結合エネルギーよりも大きいエネルギーを有
し、主鎖を大量に切断する事なく、フッ素樹脂にラジカ
ルを生成する100〜240nmの紫外線を照射した後
に、モノマーガス雰囲気下で放電重合することによっ
て、効率良くフッ素樹脂表面にモノマーグラフト層を設
けることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明においては、フッ素ポリマ
ーとして、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重
合体(FEP)、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)、ポリク
ロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフロ
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(ECTF
E)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリ
ビニルフルオライド(PVF)等を使用できる。
【0009】また紫外線の波長:100〜240nmの
UV発生源としては、低圧水銀ランプ、重水素ランプ、
ArF等のエキシマレーザーを用いることができる。前
記紫外線の照射量は20〜2000mJ/cm2 の範囲
が好ましい。
【0010】次に放電グラフト条件は、正負電極間に高
電圧1kV〜20kVを印加し、放電雰囲気中にモノマ
ーを導入し、グラフト重合する。印加時間は0.1〜2
0分の範囲が好ましい。放電はコロナ放電でも可能であ
る。放電雰囲気中のO2 濃度は1000ppm以下が好
ましく、これを越える範囲ではグラフト重合が進行しに
くい。次に使用モノマーは、二重結合を有するラジカル
重合性モノマーならどのようなものでも良いが、アクリ
ル系およびメタクリル系モノマーが使い易い。
【0011】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。以下実施例において、接着力の測定は下記の
ように行った。各フィルムについて、幅1cmの試験片
を2枚用意し、一方の試験片のグラフト重合面にエポキ
シ系接着剤(コニシ株式会社製、商品名ボンドEセット
M)を塗布し、この塗布面にもう一方の試験片のグラフ
ト重合面を向かい合わせて貼り合わせ、100℃で1時
間加熱することにより接着剤を加熱硬化させる。次い
で、温度25℃、速度250mm/分の条件で180゜
ピーリング法により万能引張試験機を用いて接着力を測
定する。
【0012】
【実施例1】厚さ100μmのPTFE、PFA、FE
P、PCTFE、ETFEのフィルムをN2 雰囲気中
で、193nmの波長を有するArFエキシマレーザー
を800mJ/cm2 照射した。そして、その照射面を
下記のようにエチルアクリレートをプラズマグラフト共
重合した。
【0013】密閉された容器内に厚さ2mm、面積、
縦:100mm×横:100mmのアルミニウム板を2
枚用意し、間隙を3mmとし、片方のアルミに試料を貼
付し、アースし、他方のアルミに5kHzの高周波電圧
をかけて電極とした。密閉容器を10-4Torrまで減
圧し、Heガスとエチルアクリレートモノマーガスを容
積比1:1の混合ガスを少量導入し、内圧を1.5To
rrとした。高周波電源を入れ、4.5kVの電圧にて
5分間放電させ、プラズマグラフト重合した。得られた
PTFE、PFA、FEP、PCTFE、ETFEのフ
ィルムの接着力は後の表1に記載した。
【0014】
【実施例2】基材としてPTFEフィルムを用い、実施
例1のArFエキシマレーザーの代わりに、250Wの
低圧水銀灯(波長185nmを発光する)を灯下2cm、
2中で5分照射した。他の条件は実施例1と同様とし
た。得られたPTFEのフィルムの接着力は後の表1に
記載した。
【0015】
【実施例3】基材としてPTFEフィルムを用い、実施
例1のプラズマを下記のコロナ放電に代える以外は同様
に操作した。コロナ処理機の放電空間を密閉し、Arを
導入し、気圧を1気圧にし、O2 濃度を120ppmと
した。Arとエチルアクリレートガス(容積比1:1)
を1リットル/分で系内に導入し、PET上に試料フィ
ルムを両面/Tで貼り付け、4kV印加し、コロナ放電
中を1.2m/分でフィルムを走行させた。得られたP
TFEのフィルムの接着力は後の表1に記載した。
【0016】
【比較例1】基材としてPTFEフィルムを用い、実施
例1のArFエキシマレーザーの代わりに、254nm
の波長光を有する高圧水銀灯(1.2kW)を灯下20
cmにて20秒照射した。そして、実施例1と同様にプ
ラズマグラフト重合した。得られたPTFEのフィルム
の接着力は後の表1に記載した。
【0017】
【比較例2】基材としてPTFEフィルムを用い、比較
例1と同様に高圧水銀灯を照射し、更に比較例1の真空
プラズマの代わりに実施例3のコロナ放電にした。得ら
れたPTFEのフィルムの接着力は後の表1に記載し
た。
【0018】
【表1】
【0019】表1から明らかな通り、本発明の実施例の
各フッ素樹脂は接着力が充分に高いものであった。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のフッ素樹脂
複合体によれば、フッ素樹脂成形品の表面に、二重結合
を有するラジカル重合性モノマー残基のグラフト層を設
けることにより、フッ素樹脂表面に充分な接着力を付与
できる。また、本発明のフッ素樹脂複合体の製造方法に
よれば、フッ素樹脂成形品に、予めC−F結合エネルギ
ーよりも大きいエネルギーを有し、主鎖を大量に切断す
る事なく、フッ素樹脂にラジカルを生成する100〜2
40nmの紫外線を照射した後に、モノマーガス雰囲気
下で放電重合することによって、効率良くフッ素樹脂表
面にモノマーグラフト層を設けることができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素樹脂成形品の表面に、二重結合を
    有するラジカル重合性モノマー残基のグラフト層を有す
    るフッ素樹脂複合体。
  2. 【請求項2】 ラジカル重合性モノマー残基のグラフト
    層の厚さが、0.01〜10μmの範囲である請求項1
    に記載のフッ素樹脂複合体。
  3. 【請求項3】 フッ素樹脂成形品に予め波長が100〜
    240nmの紫外線を照射した後、重合性モノマー気相
    中で放電グラフト重合し、フッ素樹脂成形品に表面接着
    性を付与したフッ素樹脂複合体の製造方法。
  4. 【請求項4】 重合性モノマーが、二重結合を有するラ
    ジカル重合性モノマーである請求項3に記載のフッ素樹
    脂複合体の製造方法。
  5. 【請求項5】 ラジカル重合性モノマーがアクリル酸、
    メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
    テル、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、アクリル酸アミ
    ンおよびメタクリル酸アミンから選ばれる少なくとも一
    つの化合物である請求項3に記載のフッ素樹脂複合体の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 放電雰囲気中のO2 濃度が、0〜100
    0ppmの範囲である請求項3に記載のフッ素樹脂複合
    体の製造方法。
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