JPS61238961A - Reforming method of base material surface - Google Patents

Reforming method of base material surface

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JPS61238961A
JPS61238961A JP7898185A JP7898185A JPS61238961A JP S61238961 A JPS61238961 A JP S61238961A JP 7898185 A JP7898185 A JP 7898185A JP 7898185 A JP7898185 A JP 7898185A JP S61238961 A JPS61238961 A JP S61238961A
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carbon
base material
fluorine
compd
discharge
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Hidekazu Kasai
英一 河西
Sachiko Okazaki
幸子 岡崎
Teruhisa Kondo
照久 近藤
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Abstract

PURPOSE:To securely and uniformly form a thin film of a compd. havin a fluorine-carbon bond on a base body by bringing the carbon-contg. film formed on the base material surface and the fluorine contg. gaseous plasma generated when carbon fluoride or sulfur fluoride compd. is electrically discharged. CONSTITUTION:The C-contg. film is formed on the surface of the base material consisting of a metal, metallic oxide, ceramics, plastics, etc.,by at least one of an electric plasma method, physical vapor deposition method and chemical vapor deposition method. The C-contg. film is thereafter brought into contact with the F-contg. gaseous plasma generated when the carbon fluoride compd. and/or sulfur fluoride compd. is electrically discharged. The gaseous plasma generated when the gaseous mixture contg. the hydrocarbon compd. and the carbon fluoride compd. and/or sulfur fluoride compd. is electrically discharged is brought into contact with the base material. The thin film of the compd. having the F-C bond is thus safely, quickly, uniformly and securely formed on the base material, by which the base material surface is reformed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチ
ックス等からなる基材に、フッ素−炭素結合を含む化合
物薄膜を形成させるととくよる基材表面の改質方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is directed to a substrate made of metal, metal oxide, ceramics, plastics, etc. when a thin film of a compound containing a fluorine-carbon bond is formed on the substrate surface. This invention relates to a method for modifying.

金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチックス等か
らなる基材表面に、含フッ素化合物の薄膜を形成させて
、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤滑性等を付与する方
法は公知である。このような方法としては、一般に、テ
トラフルオロエチレンを湿式塗布する方法が広く行なわ
れているが、テトラフルオロエチレンは高価であシ、ま
た金属、セラミックス等の物質上では、テトラフルオ。
There is a known method of forming a thin film of a fluorine-containing compound on the surface of a substrate made of metal, metal oxide, ceramics, plastics, etc. to impart chemical resistance, hydrophobicity, abrasion resistance, lubricity, etc. . Generally, a method of wet coating of tetrafluoroethylene is widely used as such a method, but tetrafluoroethylene is expensive, and it is difficult to coat materials such as metals and ceramics with tetrafluoroethylene.

エチレン自体が低表面エネル千−であるために密着性に
優れた被膜を形成させることが困矯であり、使用中に剥
離流出して、その機能が低下するという問題がある。
Since ethylene itself has a low surface energy, it is difficult to form a film with excellent adhesion, and there is a problem that it peels off and flows out during use, reducing its functionality.

また、フッ素気体中での化学的処理方法にょシ、金属表
面上にフッ化炭素を形成する方法も研究されているが、
フッ素気体が危険であることに加えて、処理条件も複雑
であシ、実用には適さない。
In addition, chemical treatment methods in fluorine gas and methods for forming fluorocarbons on metal surfaces are also being researched.
In addition to the fact that fluorine gas is dangerous, the processing conditions are complicated and it is not suitable for practical use.

また、金属、セラミックス等を直接合フッ素プラズマガ
スによって処理する場合には、金属やセラミックスは、
炭素を微量しか含有しないため、フッ化炭素化合物を形
成させることはできず、特に金属を直接合フッ素プラズ
マガスで処理する場合には、金属の表面は、フッ化金属
となって親水性でもろくなシ、金属を保護するという役
割をはたすことはできない。
In addition, when metals, ceramics, etc. are directly treated with fluorine plasma gas, the metals and ceramics are
Since it contains only a trace amount of carbon, it is not possible to form a fluorocarbon compound. Especially when a metal is directly treated with a fluorine plasma gas, the surface of the metal becomes hydrophilic and brittle as a metal fluoride. However, it cannot play the role of protecting the metal.

問題点を解決するための手段 本発明者は、金属、セラミックス、プラスチックス等の
表面にフッ素−炭素結合を有する化合物の強固な薄膜を
形成させて、疎水性、゛潤滑性、耐摩耗性、耐薬品性等
を付与することを目的に鋭意研究を重ねた結果、金属、
セラミックス、プラスチックス等の基材上に炭素含有膜
を形成させ、次いでフッ化炭素化合物及び/又はフッ化
硫黄化合物を放電して発生する含フッ素プラズマガスと
炭素含有膜とを接触させることによって、基材上に均一
かつ強固にフッ素−炭素結合を有する化合物の薄膜を形
成できることを見出した。また、炭化水素化合物とフッ
化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物とを含有する
混合気体を放電して発生するづラスマガスを基材に接触
させることによっても基材上に、均一かつ強固にフッ素
−炭素結合を有する化合物の薄膜を形成できることを見
出した。本発明は、このような知見に基くものである。
Means for Solving the Problems The present inventor formed a strong thin film of a compound having a fluorine-carbon bond on the surface of metals, ceramics, plastics, etc. to improve hydrophobicity, lubricity, wear resistance, As a result of intensive research aimed at imparting chemical resistance, etc., metal,
By forming a carbon-containing film on a base material such as ceramics or plastics, and then bringing the carbon-containing film into contact with a fluorine-containing plasma gas generated by discharging a fluorocarbon compound and/or a sulfur fluoride compound, It has been found that it is possible to uniformly and firmly form a thin film of a compound having a fluorine-carbon bond on a substrate. In addition, fluorine can be uniformly and firmly applied to a substrate by contacting the substrate with plasma gas generated by discharging a mixed gas containing a hydrocarbon compound and a fluorocarbon compound and/or a sulfur fluoride compound. - It has been found that it is possible to form a thin film of a compound having carbon bonds. The present invention is based on such knowledge.

即ち、本発明は、以下の方法を提供するものである。That is, the present invention provides the following method.

■ 基材上に放電づラスマ法、物理蒸着法、及び化学蒸
着法の少なくとも1種の方法で炭素含有膜を形成させた
後、フッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物を放
電して発生する含フッ素プラズマガスと炭素含有膜とを
接触させることを特徴とする基材表面の改質方法。
■ Generated by forming a carbon-containing film on a substrate by at least one of discharge plasma method, physical vapor deposition method, and chemical vapor deposition method, and then discharging a fluorocarbon compound and/or a sulfur fluoride compound. A method for modifying the surface of a substrate, the method comprising bringing a fluorine-containing plasma gas into contact with a carbon-containing film.

(2)i)炭化水素化合物、並びK i)フッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物 を含む混合気体を放電して発生するプラズマガスを基材
に接触きせることを特徴とする基材表面の改質方法。
(2) A substrate surface characterized by bringing plasma gas generated by discharging a mixed gas containing i) a hydrocarbon compound, and K i) a fluorocarbon compound and/or a fluorinated sulfur compound into contact with the substrate. modification method.

本発明では、基材としては、特に制限はないが、例えば
金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチックス等を
用いることができる。これらの基材の種類は、特に限定
されるものではないが、金属としては、例えば銅、鉄、
ニッケル、アルミニウム、り0ム、タンジステン、錫、
亜鉛、ケイ素、マンガン、チタン、インジウム等を含む
金属単体全般、これらの合金等を挙げることができる。
In the present invention, the base material is not particularly limited, but for example, metals, metal oxides, ceramics, plastics, etc. can be used. The types of these base materials are not particularly limited, but examples of metals include copper, iron,
Nickel, aluminum, rim, tungsten, tin,
Examples include all metals including zinc, silicon, manganese, titanium, indium, etc., and alloys thereof.

金属酸化物としては、上記金属の酸化物を例示できる。Examples of the metal oxide include oxides of the above metals.

また、セラミックスとしては、ケイ酸塩ガラス、石英ガ
ラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス等のガラス類、
アルミナセメント、ポルトランドセメント、マグネシア
セメント等のセメント類、マグネシア、ジルコン、アル
三す、酸化チタン、炭化珪素、チツ化珪素等を挙げるこ
とができる。
Ceramics include glasses such as silicate glass, quartz glass, borate glass, and phosphate glass;
Examples include cements such as alumina cement, Portland cement, and magnesia cement, magnesia, zircon, aluminum trisium, titanium oxide, silicon carbide, and silicon titanide.

プラスチックスとしても特に制限はなく、広く各種のも
のが使用でき、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプOじ
レン樹脂、ボリアtタール樹脂、アクリル樹脂、ナイロ
ン樹脂、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェ
ノ士シ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジ
アリルフタレート樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹
脂、尿素樹脂、メラミン・アルデヒド樹脂、エボ+シ樹
脂、フラン樹脂、+シレン樹脂、シリコーン樹脂、ボリ
スチレ:J樹脂、じニール樹脂、アル牛ド樹脂、塩素化
ポリエーテル樹脂等を挙げることができる。
There are no particular restrictions on the plastics, and a wide variety of materials can be used, such as polyethylene resin, polypropylene resin, boria t-tar resin, acrylic resin, nylon resin, cellulose resin, polycarbonate resin, phenolic resin, Polyester resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, phenol formaldehyde resin, urea resin, melamine/aldehyde resin, Evo+Si resin, furan resin, +Silene resin, silicone resin, Boristyrene: J resin, Jinyl resin, Algydo resin , chlorinated polyether resin, and the like.

基材の形状は、特に限定されず、丸棒状、角柱状、板状
等任意の形状とすることができる。
The shape of the base material is not particularly limited, and may be any shape such as a round rod shape, a prismatic shape, or a plate shape.

本発明では、まず、基材上に炭素含有膜を形成させる。In the present invention, first, a carbon-containing film is formed on a base material.

炭素含有膜を形成させる方法としては、密着性よく、基
材上に炭素含有膜を形成できる方法であることが必要で
あり、放電プラズマ法、物理蒸着法及び化学蒸着法の少
なくとも1つの方法で行う。これらの方法は、単独で行
なってもよく、2つ以上の方法を併用することもできる
。放電プラズマ法としては、C〃いC2HいC2H6、
C3H,、CaH工。等を炭素源として、公知の放電プ
ラズマ法で行なえばよく、必要に応じてN2s lr%
Ht等の不活性ガスを混合して、放電電圧の調整等を行
なってもよいし、形成膜の性能、基材との接合性xlあ
げるため水素やときに酸素などを混合してもよい。処理
条件は、基材の種類や炭素含有膜の性質に応じて適宜決
定すればよく、ガス圧、ガス流量、電力、電源周波数、
基板温度、放電のON。
The method for forming the carbon-containing film must be a method that can form a carbon-containing film on the base material with good adhesion, and at least one of discharge plasma method, physical vapor deposition method, and chemical vapor deposition method is used. conduct. These methods may be performed alone or two or more methods may be used in combination. As the discharge plasma method, C〃C2H C2H6,
C3H,, CaH engineering. etc. as a carbon source by a known discharge plasma method, and if necessary, N2s lr%
An inert gas such as Ht may be mixed to adjust the discharge voltage, or hydrogen or sometimes oxygen may be mixed to improve the performance of the formed film and the bonding property xl with the base material. Processing conditions may be determined as appropriate depending on the type of substrate and the properties of the carbon-containing film, including gas pressure, gas flow rate, electric power, power frequency,
Turn on the substrate temperature and discharge.

OFF  の繰シ返し等を調節することによって所望す
る炭素含有膜を得ることができる。
A desired carbon-containing film can be obtained by adjusting the repetition of OFF and the like.

物理蒸着法及び化学蒸着法としては活性炭、黒鉛、無定
形炭素粉等の炭素源を用いて、常法に従つて炭素含有膜
を形成させる方法でよい。
The physical vapor deposition method and the chemical vapor deposition method may be a method of forming a carbon-containing film according to a conventional method using a carbon source such as activated carbon, graphite, or amorphous carbon powder.

放電プラズマ法、物理蒸着法又は化学蒸着法によれば、
密着性が良好であって、膜厚の薄い炭素含有膜を形成さ
せることができる。このため、塗布による炭素含有膜と
比較して、基材との膨張係数の相違による炭素含有膜の
剥離が少なくなる。
According to discharge plasma method, physical vapor deposition method or chemical vapor deposition method,
A thin carbon-containing film with good adhesion can be formed. Therefore, compared to a carbon-containing film formed by coating, the carbon-containing film is less likely to peel off due to a difference in expansion coefficient from the base material.

また塗布による方法では、塗布剤中に含まれる分散剤や
溶剤等の残留物によってフッ素−炭素結合を有する化合
物の生成がさまたげられるという欠点があるが、本発明
方法では、不純成分の混入がなく、フッ素−炭素結合の
形成はさまたげられない。
In addition, the coating method has the disadvantage that the formation of compounds having fluorine-carbon bonds is hindered by the residues of dispersants and solvents contained in the coating agent, but the method of the present invention eliminates the contamination of impurities. , the formation of fluorine-carbon bonds is not hindered.

基材上に炭素含有膜を形成させた後は、フッ化炭素化合
物及び/又はフッ化硫黄化合物を放電して、放電により
発生する含フッ素プラズマガスを基材上に形成した炭素
含有膜に接触させることKよって、基材上にフッ素−炭
素結合を有する化合物の薄膜が生成する。
After forming the carbon-containing film on the base material, a fluorocarbon compound and/or a sulfur fluoride compound is discharged, and the fluorine-containing plasma gas generated by the discharge is brought into contact with the carbon-containing film formed on the base material. By this, a thin film of a compound having a fluorine-carbon bond is formed on the substrate.

本発明において用いるフッ素化合物としては。The fluorine compounds used in the present invention include:

常温で気体、あるいは放電処理時の温度で気体化するフ
ッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物であればい
ずれも使用でき、例えばCFいC2F6、C,F、、C
HF3、sp6等を用いればよい。これらは、単独また
は併用してもよく、更に放電電圧の調整等の目的で、不
活性ガス、例えばN2、Ar、Hz等やときに酸素など
を混合してもよい。本発明方法では、従来の放電プラズ
マ法によるフッ化黒鉛の製造において、フッ素原料とし
て使用されている取扱いに危険を伴うフッ素分子気体を
使用しないので安全性の点において有利である。
Any fluorinated carbon compound and/or fluorinated sulfur compound that is a gas at room temperature or gasified at the temperature during discharge treatment can be used, such as CF, C2F6, C, F,, C.
HF3, sp6, etc. may be used. These may be used alone or in combination, and inert gases such as N2, Ar, Hz, etc., and sometimes oxygen may be mixed for the purpose of adjusting the discharge voltage. The method of the present invention is advantageous in terms of safety because it does not use fluorine molecular gas, which is dangerous to handle and is used as a fluorine raw material in the production of fluorinated graphite by the conventional discharge plasma method.

本発明で用いられるプラズマ発生方法としては、■内部
電極方式による直流り〇−放電又は低周波放電、■内部
′藏゛極方式、外部’+tI 樋方式又はコイル型方式
による高周波放電、■導波管型方式によるマイクロ波放
電、■電子サイクロトロン共鳴放電(ECR放電)■電
極を使用しない誘導コイル型高周波放電、等を挙げるこ
とができるが、これらに限定されず、放電によってプラ
ズマを発生し、炭素含有膜と反応を起こす方法であれば
いずれの方法でもよい。
The plasma generation methods used in the present invention include: ■ DC current discharge or low-frequency discharge using an internal electrode method, ■ High-frequency discharge using an internal cross-pole method, external gutter method or coil type method, and ■ Wave-guided discharge. Examples include, but are not limited to, microwave discharge using a tube type system, ■electron cyclotron resonance discharge (ECR discharge), and ■induction coil type high frequency discharge that does not use electrodes. Any method may be used as long as it causes a reaction with the containing film.

放電処理の方法は、常法に従えばよく、含フッ素プラズ
マが発生する条件において、基材表面に対して要求する
性質に応じて適宜放電条件を決定すればよい。
The discharge treatment may be carried out according to a conventional method, and the discharge conditions may be appropriately determined depending on the properties required for the surface of the substrate under conditions where fluorine-containing plasma is generated.

本発明では、また、炭化水素化合物とフッ化炭素化合物
及び/又はフッ化硫黄化合物とを含む混合気体を放電し
て発生するプラズマガスを基材に接触させることによっ
ても基材上にフッ素−炭素結合を有する化合物による薄
膜を形成させることができる。この混合気体には、必要
に応じて、N2、Ift等のガスを添加して放電電圧等
の調整を行なうこともできるし、また形成膜の性能、基
材を混合してもよい。混合気体に使用する炭化水素化合
物としては、例えば、CHいc2tiいC2H6、C3
’15、C4M□。等を例示でき、フッ化炭素化合物及
びフッ化硫黄化合物としては、cpいC2F6、C,F
8、CHF3、SF6等を例示できる。混合比や処理条
件は、要求される薄膜の性状に応じて適宜決定すればよ
い。
In the present invention, fluorine-carbon can also be formed on a substrate by bringing plasma gas generated by discharging a mixed gas containing a hydrocarbon compound and a fluorocarbon compound and/or a fluorinated sulfur compound into contact with the substrate. A thin film of a compound having a bond can be formed. If necessary, gases such as N2 and Ift may be added to this gas mixture to adjust the discharge voltage and the like, and the performance of the film to be formed and the base material may be mixed. Hydrocarbon compounds used in the mixed gas include, for example, CH, C2H6, C3
'15, C4M□. Examples of fluorocarbon compounds and sulfur fluoride compounds include cp, C2F6, C,F
8, CHF3, SF6, etc. The mixing ratio and processing conditions may be appropriately determined depending on the required properties of the thin film.

本発明で放電装置内に置く基材の位置は、プラズマを発
生させる電場内であってもよく、また含フッ素化合物の
プラズマを通過するガスが活性な状態で達する範囲内で
あれは電場外であってもよい。特に基材として、プラス
チックスを使用する場合には、例えば、基材を電場中に
おいてマイクロ波による放電を行なえば、プラスチック
スが溶けることがあるので、このような場合には、電場
中に基材をおかずに、電場外でおって、プラズマ金通過
した活性なガスが達する範囲内に基材をおくことが必要
になる。
In the present invention, the position of the base material placed in the discharge device may be within the electric field that generates plasma, or it may be outside the electric field as long as it is within the range that the gas passing through the plasma of the fluorine-containing compound reaches in an active state. There may be. Particularly when using plastic as a base material, for example, if the base material is subjected to microwave discharge in an electric field, the plastic may melt. It is necessary to place the base material outside the electric field and within the reach of the active gas that has passed through the plasma gold.

また、電場中に基材をおいて放電させる場合には、基材
表面や炭素含有膜がエツチングされながら、フッ素−炭
素結合を有する化合物の薄膜が形成されることがあり、
要求する基材の表面性状に応じて処理条件を決定するこ
とが必要になる。
Furthermore, when a base material is placed in an electric field and discharged, a thin film of a compound having a fluorine-carbon bond may be formed while the surface of the base material or a carbon-containing film is etched.
It is necessary to determine the processing conditions depending on the required surface properties of the base material.

本発明方法によれば、試料気体の種類、圧力、放電の方
法、例えば交流、直流、高周波などの方法、放電時間、
電極間距離、基板温度、放電のON、 OFFの繰夛返
しなど諸条件を調節することによって、炭素含有膜のフ
ッ素化程度をコントロールすることができ、基材表面の
疎水性能等を調整することが可能である。フッ素化程度
は、XMA光電子スペクトル(ESCAスペクトル)分
析によシ計算されたF、/C,の割合によって定量的に
測定できる。また、炭素含有膜自体も、放電条件や蒸着
条件の調節によシ幅広く各種のものが形成できるので、
炭素含有膜の性質とフッ素化の程度とを調節することに
よって、多様性に富んだフッ素−炭素結合を有する薄膜
を形成させることができる。
According to the method of the present invention, the type of sample gas, the pressure, the discharge method such as alternating current, direct current, high frequency, etc., the discharge time,
By adjusting various conditions such as the distance between electrodes, substrate temperature, and repeated ON/OFF discharge, the degree of fluorination of the carbon-containing film can be controlled, and the hydrophobic performance of the substrate surface can be adjusted. is possible. The degree of fluorination can be quantitatively measured by the ratio of F, /C, calculated by XMA photoelectron spectrum (ESCA spectrum) analysis. Furthermore, a wide variety of carbon-containing films can be formed by adjusting discharge conditions and deposition conditions.
By adjusting the properties of the carbon-containing film and the degree of fluorination, thin films with a wide variety of fluorine-carbon bonds can be formed.

本発明方法によれば、基材の種類を問わず、基材表面に
、均一かつ強固な、密着性に優れたフッ素−炭素結合を
有する化合物の薄膜を形成させることができる。また、
本発明方法は、フッ素原料としてフッ素分子気体を使用
しないので、安全性に優れた方法である。まえ、本発明
方法によれば、化学的処理方法などに比べて、極めて短
時間で目的物が得られるという大きな利点がある。
According to the method of the present invention, a uniform and strong thin film of a compound having a fluorine-carbon bond with excellent adhesiveness can be formed on the surface of a substrate, regardless of the type of the substrate. Also,
The method of the present invention is a method with excellent safety because it does not use fluorine molecular gas as a fluorine raw material. First, the method of the present invention has the great advantage that the target product can be obtained in an extremely short time compared to chemical treatment methods.

更に、本発明方法では、ポリテトラフルオロエチレンよ
シも疎水性に優れ九フッ素−炭素結合を有する化合物の
薄膜を形成させることが可能でちゃ、本発明方法によっ
て処理した基材は、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤滑
性等に優れたものとなる。
Furthermore, the method of the present invention can form a thin film of a compound having excellent hydrophobicity and nine fluorine-carbon bonds than polytetrafluoroethylene, and the substrate treated by the method of the present invention has chemical resistance. , has excellent hydrophobicity, wear resistance, lubricity, etc.

本発明方法によって処理した基材は、例えば、プラスチ
ックスの場合には、磁気テープ、精密機械用防湿フィル
ム、人工血管、血液バックなどに有用であシ、tラニツ
クスの場合には、人工骨、瓦等として有効に使用でき、
金属の場合には、液体中で使用する機械の材料、摺動材
などとして用いることができるなど、広範囲な用途を有
するものである。
Substrates treated by the method of the present invention are useful for, for example, magnetic tapes, moisture-proof films for precision instruments, artificial blood vessels, blood bags, etc. in the case of plastics, and artificial bones, in the case of t-lanics. Can be effectively used as roof tiles, etc.
Metals have a wide range of uses, such as being used as materials for machines used in liquids, sliding materials, etc.

以下、実施例を示して本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

尚、実施例におけるガスの流速は、大気圧下で測定した
値である。
Note that the gas flow rate in the examples is a value measured under atmospheric pressure.

実施例1 プラズマ放電装置として第1図に示す高周波放電による
プラズマ放電装置を使用した。第1図に示すプラズマ放
電装置は、原料、+ヤリアカス供給路l、高周波電源2
、づラズマ反応系3、放電電極4及び排気路5から基本
的に構成されるものである。
Example 1 A plasma discharge device using high frequency discharge shown in FIG. 1 was used as a plasma discharge device. The plasma discharge device shown in Fig. 1 consists of a raw material, + Yariakasu supply path l, and a high frequency power source 2.
, a plasma reaction system 3, a discharge electrode 4, and an exhaust path 5.

厚さ0.5flのアルミニューム板を放電装置の放11
極上に置いて、放電装置内を充分に排気、減圧した後、
1トールの圧力を保ってCHl、ガスを25 d / 
minの流速で流しながら、100F。
An aluminum plate with a thickness of 0.5 fl is placed in the discharge device 11.
After placing the discharge device on top and thoroughly evacuating and depressurizing the inside of the discharge device,
Maintaining a pressure of 1 torr, CHl gas was added at 25 d/
100F while flowing at a flow rate of min.

13、5 MHzの高周波電力(ラジオ波)を電極に印
加して、プラズマを発生させ、約30分間処理して、ア
ルミニューム表面に炭素含有膜を形成させた。
Plasma was generated by applying high frequency power (radio waves) of 13.5 MHz to the electrode, and treatment was performed for about 30 minutes to form a carbon-containing film on the aluminum surface.

次いで、このアルミニューム板を放電電極上に置いて、
放電装置内を充分に排気減圧した後、5トールの圧力を
保ってCF、ガスをI Od / WIi sの流速で
流しながら、503F、 13.5MHIの高周波電力
(ラジオ波)を電極に印加してプラズマを発生させ、5
分間放電を行なった。この処理によってアルミニューム
表面の炭素含有膜は、著しく疎水化され、水の接触角は
、約100度となり、炭素含有膜自体の水の接触角を大
きく上回る値となった。CFKガス中での放電時間と試
料表面におけろ水の接触角との関係のグラフを第2図に
示す。
Next, place this aluminum plate on the discharge electrode,
After sufficiently exhausting and reducing the pressure inside the discharge device, high frequency power (radio waves) of 503F and 13.5MHI was applied to the electrodes while maintaining a pressure of 5 Torr and flowing CF and gas at a flow rate of I Od / WIi s. to generate plasma, 5
Discharge was performed for a minute. Through this treatment, the carbon-containing film on the aluminum surface was significantly hydrophobicized, and the contact angle of water was about 100 degrees, which was much larger than the contact angle of water on the carbon-containing film itself. FIG. 2 shows a graph of the relationship between the discharge time in CFK gas and the contact angle of waste water on the sample surface.

実施例2 実施例1と同じプラズマ放電装置を使用し、厚さ0.5
鱈のアルミニューム板を放電電極外で、かつ牛?リアー
ガスに対して下流方向に置き、また黒鉛粉末を電極上に
置いて、充分に排気したのち士ヤリアカスを1トールの
圧力でlod/分の流速で流しながら、100F、 1
3.5MHIの高周波電力(ラジオ波)を電極に印加し
て、プラズマを発生させ、約40分間処理してアルミニ
ューム表面に炭素膜を形成させた。
Example 2 The same plasma discharge device as in Example 1 was used, and the thickness was 0.5
Cod aluminum plate outside the discharge electrode and cow? Graphite powder was placed on the electrode in the downstream direction with respect to the rear gas, and after sufficient evacuation, 100F, 1
A high frequency power (radio wave) of 3.5 MHI was applied to the electrode to generate plasma, and the treatment was performed for about 40 minutes to form a carbon film on the aluminum surface.

次いで、このアルミニューム板をづラスマ発生装置の放
電電極上に置いて、放電装置内を充分に排気減圧した後
、CF、ガスを5トールの圧力を保って、10 tcd
 / mi nの流速で導入し、50W。
Next, this aluminum plate was placed on the discharge electrode of the plasma generator, and after sufficiently exhausting and reducing the pressure inside the discharge device, the CF and gas were heated to 10 tcd while maintaining the pressure of 5 torr.
Introduced at a flow rate of /min, 50W.

13.5 MHzの高周波電力(ラジオ波)を電極に印
加して、プラズマを発生させ5分間放電を行なった。こ
の処理によってアルミニューム表面の炭素膜は著しく疎
水化され、水の接触角は、130度となり黒鉛自体の水
の接触角50〜60度を大きく上回る値となった。また
、アルミニューム表面の反応物層について、ESCAス
ペクトJLI(X線光電子スペクトル)を測定した結果
を第3図に示す。
High frequency power (radio waves) of 13.5 MHz was applied to the electrodes to generate plasma and discharge was performed for 5 minutes. Through this treatment, the carbon film on the aluminum surface was significantly hydrophobicized, and the contact angle of water was 130 degrees, which was much higher than the contact angle of water of graphite itself, which was 50 to 60 degrees. Further, FIG. 3 shows the results of measuring the ESCA spectrum JLI (X-ray photoelectron spectrum) for the reactant layer on the aluminum surface.

第3図においてはCI!じ−クのほかにFIfのピーク
がめ9、含フッ素づラスマ乃スによる処理前にはFlj
ヒークはないことから炭素−フッ素結合が形成されたこ
とは明らかである。また、CI、のじ−りの高波長側に
CF、 CF2、CF、結合のスペクトルが存在し、こ
のことからも含フッ素化合物膜の生成が確認された。
In Figure 3, CI! In addition to J-K, there is a peak of FIf9, and Flj before treatment with fluorine-containing laser.
Since there was no heat leak, it was clear that a carbon-fluorine bond was formed. Furthermore, spectra of CF, CF2, CF, and bonds were present on the higher wavelength side of CI and Nojiri, and this also confirmed the formation of a fluorine-containing compound film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例!及び2で使用したプラズマ放電装置
の概略図、第2図はプラズマ処理時間と水の接触角との
関係を示すグラフ、第3図は、放電後の基材表面のES
CAスペクトルを示すクラブである。 図において、(1)は原料、牛Pリアガス供給路、(2
)は高同波電源、(3)はプラズマ反応系、(4)は放
電電極、(5)は排気路でおる。 (以 上) 代理人 弁理士 三  枝  英  二 ′−・)−−
一一′〆 手続補正口(蛙) 昭和61年7月7日 昭和60年特許願第78981号 2 発明の名称 基材表面の改質方法 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 東京都杉並区高井戸東2−20−11 岡崎幸子 (ほか1名) 4代理人 大阪市東区平野町2の10 沢の鶴ビル自発 6 補正の対象 明細書中「特許請求の範囲」の項及び 補正の内容 1゜ 明細口中特許請求の範囲の項の記載を別紙の通り
に訂正する。 2o 明細書第17頁第12行「確認された。」とある
のを下記の通りに訂正する。 「確認された。 実施例3 0゜5トールのArガス中でスパッタリング法で5分間
前処理をした5US304薄板を試料とし、実施例1と
同じプラズマ放電装置の放電電極上に該試料を置き、放
電装置内を充分に排気減圧した後、Ar−CH4混合ガ
スを0.2トール(ArO,1トール、CHa 0.1
トール〉の圧力を保って、20cm3 (N、T、P、
)/minの流速で流しながら、50W、13.5MH
zの高周波電力(ラジオ波)を電極に印加して、プラズ
マを発生させ、約5分間処理して、試料表面に膜厚的1
.2μ■の炭素含有膜を形成させた。 次いで、放電装置内を充分に排気減圧した後、2トール
の圧力を保って、SFsガスを10cm3 (N、T、
P、)/minの流速で流しながら、50W、13.5
MHzの高周波電力(ラジオ波)を電極に印加してプラ
ズマを発生させ、5分間放電を行なった。この処理によ
って試料表面の炭素含有膜は、著しく疎水化され、水の
接触角は90〜110度、平均約100度となった。 、実施例4 実施例3と同様にしてArガス中で前処理をした5IJ
S304薄板を試料とし、実施例1と同じプラズマ発生
装置の放電電極上に該試料を置き、全圧0.2トールの
5Fs−CH4混合ガス(SFs 0.134トール、
CH40,066トール)を100m3 (N。 T、P、)/minの流速で流しながら、50W、13
.5MHzの高周波電力(ラジオ波)を電極に印加して
プラズマを発生させ、3分間処理をした。その結果、試
料表面に膜厚的1.0μmの皮膜が形成され、水滴の接
触角は99〜101度、平均約100度となった。」 (以 上) 特許請求の範囲 ■ 基材上に放電プラズマ法、物理蒸着法及び化学蒸着
法の少なくとも1種の方法で炭素含有膜を形成させた後
、フッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物を放電
して発生する含フッ素プラズマガスと炭素含有膜とを接
触させることを特徴とする基材表面の改質方法。 (2)i) 炭化水素化合物、並 びに’  ii)  フッ化炭素化合物及び/又はフッ
化硫黄化物 を含む混合気体を放電して発生するプラズマガスを基材
に接触させることを特徴とする基材表面の改質方法。
Figure 1 is an example! Figure 2 is a graph showing the relationship between plasma treatment time and water contact angle, Figure 3 is a diagram showing the ES of the substrate surface after discharge.
This is a club that exhibits the CA spectrum. In the figure, (1) indicates the raw material, the cattle P rear gas supply path, and (2
) is a high frequency power source, (3) is a plasma reaction system, (4) is a discharge electrode, and (5) is an exhaust path. (The above) Agent Patent attorney Eiji Saegusa ′−・)−−
11' Closing Procedures Amendment Portion (Frog) July 7, 1985 Patent Application No. 78981 of 1985 2 Name of the invention Method for modifying the surface of a substrate 3 Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant Tokyo 2-20-11 Takaido Higashi, Suginami-ku Sachiko Okazaki (and 1 other person) 4 Agent 2-10 Hirano-cho, Higashi-ku, Osaka City Sawanotsuru Building Sponsor 6 The section “Claims” in the specification to be amended and the amendment Content 1゜ The statement in the claims section of the specification is corrected as shown in the attached sheet. 2o The statement "Confirmed" on page 17, line 12 of the specification is corrected as follows. "Confirmed." After sufficiently exhausting and reducing the pressure inside the discharge device, the Ar-CH4 mixed gas was heated to 0.2 torr (ArO, 1 torr, CHa 0.1
20 cm3 (N, T, P,
)/min, 50W, 13.5MH
Plasma is generated by applying high frequency power (radio waves) of
.. A carbon-containing film of 2 μm was formed. Next, after sufficiently exhausting and reducing the pressure inside the discharge device, 10 cm3 of SFs gas (N, T,
50W, 13.5 while flowing at a flow rate of P, )/min.
Plasma was generated by applying MHz high frequency power (radio waves) to the electrodes, and discharge was performed for 5 minutes. By this treatment, the carbon-containing film on the surface of the sample was significantly hydrophobicized, and the contact angle of water was 90 to 110 degrees, with an average of about 100 degrees. , Example 4 5IJ pretreated in Ar gas in the same manner as Example 3
A S304 thin plate was used as a sample, and the sample was placed on the discharge electrode of the same plasma generator as in Example 1, and 5Fs-CH4 mixed gas (SFs 0.134 Torr,
CH40,066 Torr) at a flow rate of 100 m3 (N. T, P,)/min, 50 W, 13
.. Plasma was generated by applying 5 MHz high frequency power (radio waves) to the electrode, and the treatment was performed for 3 minutes. As a result, a film with a thickness of 1.0 μm was formed on the sample surface, and the contact angle of water droplets was 99 to 101 degrees, with an average of about 100 degrees. (Above) Claims ■ After forming a carbon-containing film on a base material by at least one of discharge plasma method, physical vapor deposition method, and chemical vapor deposition method, fluorocarbon compound and/or fluoride A method for modifying the surface of a substrate, which comprises bringing a carbon-containing film into contact with a fluorine-containing plasma gas generated by discharging a sulfur compound. (2) A substrate surface characterized by contacting the substrate with a plasma gas generated by discharging a gas mixture containing i) a hydrocarbon compound, and ii) a fluorocarbon compound and/or a fluorosulfide. modification method.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基材上に放電プラズマ法、物理蒸着法及び化学蒸
着法の少なくとも1種の方法で炭素含有膜を形成させた
後、フッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化合物を放
電して発生する含フッ素プラズマガスと炭素含有膜とを
接触させることを特徴とする基材表面の改質方法。
(1) Generated by forming a carbon-containing film on a base material by at least one of a discharge plasma method, a physical vapor deposition method, and a chemical vapor deposition method, and then discharging a fluorocarbon compound and/or a sulfur fluoride compound. A method for modifying the surface of a substrate, the method comprising bringing a fluorine-containing plasma gas into contact with a carbon-containing film.
(2)i)炭化水素化合物、並びに ii)フッ化炭素化合物及び/又はフッ化硫黄化物 を含む混合気体を放電して発生するプラズマガスを基材
に接触させることを特徴とする基材表面の改善方法。
(2) The surface of a substrate is characterized by contacting the substrate with a plasma gas generated by discharging a gas mixture containing i) a hydrocarbon compound and ii) a fluorocarbon compound and/or a fluorosulfide. How to improve.
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