JPS5821928B2 - フツ化オレフイン重合体成形物の表面親水化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフッ化オレフィン重合体成形物の表面親水化方
法に関するものである。

フッ化オレフィン重合体成形物は、電気的特性、耐熱性
、耐薬品性等に著しく秀れてはいるが、表面が不活性で
あるため、接着剤、塗料、インク等の付着性が悪く、か
＼る面からの用途の制約が避けられない。

特に、フッ化オレフィン重合体成形物表面の撥水性のた
め、水溶性或いは水分散エマルジョンタイプの接着剤、
塗料、インク等に対しては、その塗着すら困難である。

プラスチック成形物の表面に接着性を賦与する手段とし
ては、物理的な表面粗化やグロー放電処理が知られてい
るが、これらの手段は、フッ化オレフィン重合体成形物
に対しては殆ど効果がない。

このため、フッ化オレフィン重合体成形物の表面処理に
は、金属ナトリウムの如きアルカリ金属をナフタリンと
テトラヒドロフランとの混合液或いは液体アンモニアに
溶解した溶液に、フッ化オレフィン重合体成形物を浸漬
させる方法が用いられているが、この方法では、アルカ
リ金属を用いるために処理中での火災の誘発が懸念され
る、使用済みの処理液の取扱いがやっかいである、処理
面が紫外線や高温に曝されると、処理効果の大巾な低下
が余儀なくされる等の不具合がある。

かＮる現状に鑑み、本発明者等は鋭意研究した結果、フ
ッ化オレフィン重谷体成形物をアンモニアガスの雰囲気
下で、かつ雰囲気圧０．０００５〜０．５Ｔｏ ｒ ｒ
の条件でスパッタエツチング処理すれば、化学薬品処理
の場合の難点なく、上記成形物の表面を顕著に活性化、
親水化し得ることを見出し、本発明を提案するに至った
。

本発明により処理されるフッ化オレフィン重合体成形物
としては、４弗化エチレン、３弗化エチレン、６弗化プ
ロピレン等のフッ素系モノマーの重合体、或いはこれら
モノマーとオレフィン類との共重合体を挙げることがで
き、特に、ポリテトラフルオロエチレンの成形物が効果
的に処理され得る。

アンモニアガスとしては、純アンモニアガスの他、アン
モニアガスと他の不活性ガスとの混合気体も使用でき、
この混合比は、スパッタエツチング処理時の放電電力や
処理時間に応じて定められる。

スパッタエツチング処理時の雰囲気圧は上記の通り、０
．０００５〜０．５Ｔｏｒｒであり、電極間距離は、１
／Ｓｒ′Ｐ（Ｐは圧７７Ｉ′ｏｒｒである）に比例して
定められる。

雰囲気圧を０．０００５〜０．５Ｔｏｒｒに限定する理
由は、０．０００５ Ｔｏｒｒ以下ではスパッタエツチ
ング時の放電持続性が損われ、０．５Ｔｏｒｒ以上では
エツチング速度が著しく低下すると共に放電が不安定と
なるためである。

他のスパッタエツチング条件として、周波数は数百ＫＨ
ｚＮ数十ＭＨｚであり、通常は工業用割当周波数である
１３．５６ＭＨｚが用いられる。

放電電力は０．１〜１０Ｗ、１ｔ／ｍである。

処理時間については、放電電力が小となる程長くする必
要があり、実用的には放電電力を犬として処理時間を短
縮することが好ましい。

本発明において、スパッタエツチング装置としては、例
えば、第１図に示す如きものが用いられる。

第１図において、１は減圧容器２内の気体を排気するた
めの真空ポンプ（図示せず）に接続する排気管、３は雰
囲気ガスを減圧容器２内に導入するためのバルブ、４は
フッ化オレフィン重合体シート５をスパッタエツチング
するための電極であり、リード線により外部のマツチン
グボックス６（インピーダンス整合器）に接続されてい
る。

７は高周波電源、８は電極４のシールド用電極である。

９は対向電極であり、高周波電源７のアース側に接続さ
れている。

゛本発明においては、フッ化オレフィン重合体のシ
ート状物を連続的に表面処理することもでき、この場合
は、第２図に示すように、減圧容器２内にシート巻取り
駆動装置が設置される。

第２図において、５１はフッ化オレフィン重合体シート
、１−０は供給ロール、１１は巻取りロールである。

本発明により処理されたフッ化オレフィン重合体成形物
表面の活性度は、Ｚｉｓｍａｎｎ により定義された臨
界表面張力（ｒｃ）で評価でき、表面活性度が高い程、
（ｒｃ）は大となる。

この表面活性度は、雰囲気ガス中のアンモニアガスの分
圧により変化し、この分圧を大とする程、犬となる。

本発明により、フッ化オレフィン重合体成形物表面を処
理すると、物理的には、表面が微細な針状凹凸に形成さ
れ、この凹凸によっても、表面が良接着性に改善される
。

この凹凸度は、処理時間と処理電力との積の増大によっ
て、促される。

上記の表面活性度（ｒｃ’）は、雰囲気ガス中のアンモ
ニアガス量の増加に伴って増大され、アンモニアガス量
を９０％以上にすれば、処理表面を完全に水で濡らし得
る状態にできる。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 １ 厚み０．２１１１Ｂの切削ポリテトラフルオロエチレン
（以下ＰＴＦＥと称す）シートを第１図番こ示す如き装
置にセットしく電極間距離１１０ｉｉｔ）、真空ポンプ
により容器内を１×１０′−５Ｔｏｒｒ以下にした後、
アンモニアガスをバルブより導入して、雰囲気圧を５Ｘ
１０ Ｔｏｒｒに保持した。

次に、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加し、放電電
力４．０Ｗａｔｔ／ｃｒ／ｋＩ）もとで、２５秒間スパ
ッタエツチング処理し、電源遮断後、容器内にバルブよ
り空気を入れて常圧に戻し、片面処理シートを得た。

得られた処理シートの処理面の状態は、第３図の写真（
倍率４０００倍）に示す通りである。

上記のように処理されたＰＴＦＥシートを水に浸漬した
ところ、処理面は完全に水ζこ濡れたが、非処理面は撥
水性であった。

処理面の水に対する接触角を測定したところ１０’であ
り、濡れ指数標準液（和光紬薬（株）製）で処理面の臨
界表面張力（ｒｃ）を求めたところ５４ ｄｙｎｅ／ｃ
ＩＩＬ以上であった。

これに対し、未処理のＰＴＦＥシートの（ｒｃ’）は３
１ ｄｙｎｅ／］以下であった。

また、巾１９朋のポリエチレンテレフタレートを支持体
とする感圧性接着テープ（日東電気工業社製ＮＯ３１Ｂ
）に、上記の片面処理シートを処理面において貼り付け
、３００ ｊ！Ｉ／ｍｉｎの速度で１８０°でピーリン
グテストを行ったところ、接着剤が凝集破壊を呈し、そ
の剥離力は２５００ｇであった。

これに対し、未処理のＰＴＦＥシートにつき、同様のピ
ーリングテストを行ったところ、剥離力は７８ｇであっ
た。

１８０°ピーリングテストは、第４図に示すごとく、試
料Ａを矢印方向に引張試験機（東洋ボールデング社製テ
ンシロンＵＴＭ−４−１００）で引張ることにより行っ
た。

第４図中、Ｘは試料Ａ（片面処理シート）の処理面、Ｂ
はポリエチレンテレフタレート支持体、Ｃは感圧性接着
剤である。

実施例 ２〜９ 厚み、第１表に示す各ＰＴＦＥシートを、第１表に示す
それぞれの条件でスパッタエツチング処理した。

実施例２〜９により得られた表面処理シートの諸特性を
実施例１と同様にして測定したところ、第２表の通りで
あった。

第２表中、実施例３並びに９の１８００ビーリングテス
トにおいて、感圧性粘着テープの粘着剤が凝集破壊した
。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第２図は本発明において使用されるスパッ
タエツチング装置を示す説明図、第３図は本発明により
処理されたフッ化オレフィン重合体シートの１８０°ピ
ーリングテストを示す説明図、第４図は本発明（こより
処理されたフッ化オレフィン重合体シートの処理面を示
す顕微鏡写真である。 図において、４並びに９は電極、５並びに５１はフッ化
オレフィン重合体シートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フッ化オレフィン重合体成形物を、雰囲気ガスとし
   てアンモニアガスを用い、雰囲気圧０．０００５〜０．
   ５ Ｔｏｒｒの条件下でスパッタエツチングすることを
   特徴とするフッ化オレフィン重合体成形物の表面親水化
   方法。