JPS63235346A

JPS63235346A - ポリアセタ−ル樹脂の接着性改良方法

Info

Publication number: JPS63235346A
Application number: JP6904087A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Nishizawa; 西沢　信明; Kenji Takasa; 健治高佐
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-09-30
Also published as: JPH0437093B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、通常の接着剤では接着しにくいポリアセター
ル樹脂加工品、特に、フィルム及び高寸法精度部品の接
着性を改良し、通常の接着剤で大きな接着力を得るのに
好適な接着性改良方法に関する。

（従来の技術）ポリアセタール樹脂は、その結晶化度がきわめて高く、
かつその結晶イビ速度が速いため他の材料と熱溶着する
ことは極めて難しい。

また、その良好な化学薬品への安定性のために一般に使
用されている接着剤で接着すると十分な接着強さが得ら
れず、表面から容易忙剥離が生じてしまう。

４リアセタール樹脂の接着性向上のた込の手法としては
、クロム酸処理やサテナイジング処理などが紹介されて
いる。

ポリアセタール樹脂の接着性改良法としては、クロム酸
処理やサテナイジンク処理等が、Ｕ、８．Ｐ。

３．２３５，４２６や特開昭６０−１８１１３４等に開
示されている。かかる手法を用い、エポキシ系接着剤等
を用いてｈｆＬ板などと接着し、せん断接層強さを測定
すると／　リアセタール樹脂が破断する程の接着強さが
得られる。しかし、両手法とも、接着性改良効果は、主
に表面に凹凸を作成し、その凹凸を利用したアンカー効
果に起因していると考えられる。

従って表面平滑性を必要とするフィルムや成形品に適用
するのは困難でらる。また、クロム酸処理においては、
特殊な廃水処理を必要とするため実用上問題となる。

（発明が解決すべき問題点）又、接着性改良を目的としたポリアセクール樹脂のプラ
ズマ処理は、一般に知られている。しかし、これら研究
報告における接着性改良効果は、接着剤による接着力で
未処理の場合に較べて約２倍程度と低く、また、絶対値
についても未処理の場合において、他の樹脂に較べて接
着力が低いため、接着力が２倍程度に改善されても実用
上問題であった。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明者らは
、ポリアセタール樹脂の表面平滑性を損なわず、かつ、
接着性改良の大きな処理法を探究すべく、プラズマ処理
による接着性改良効果に着目しプラズマ処理条件、すな
わちプラズマ発生用電源の周波数および出力、雰囲気ガ
スの種類および圧力、処理温度、処理時間等について鋭
意研究し九。その結果、本発明者らは、特にプラズマ発
生用電源の周波数に着目し、ポリアセタール樹脂の場合
これが極めてＭ要な因子であることを発見し本発明に到
達した。本発明は、ポリアセタール樹脂相互あるいは他
の材料と接着するにあたって、ポリアセタール樹脂表面
を周波数が２０ＫＨｚ以下の電源又は直流電源を用いて
発生させたプラズマに接触させることを特徴とするポリ
アセタール樹脂の接着性改良方法を提供する。

従来のプラズマ処理法では、プラズマ発生用電源の周波
数が１３．５６ＭＨ！を中心とした高周波域でアシ、さ
らに、この領域での接着性改良効果が未処理の樹脂に較
べて２倍程度と低く実用上不十分であった。しかし、こ
の周波数がある値より小さくなると接着性改良効果が飛
躍的に増大することを見い出した。即ち、２０ＫＨ！以
下のプラズマ発生用電源を用いて発生させたプラズマに
よってポリアセタール樹脂を処理した場合、その接着性
改良効果は、未処理の場合の５倍おるいはそれ以上であ
ることを発見した。

本発明は、プラズマ発生用電源の周波数が２０ＫＨ’ｚ
以下であることを特徴とするものである。従って、実質
的に周波数を有さない直流電源も本発明の範囲に含まれ
るものでアシ、直流電源によって発生させたプラズマに
よる処理においても、その接着性改良効果は充分にあり
、同等の効果が得られる。しかし、被処理材であるメリ
アセタール樹脂が絶縁材であるため、直流を用いてプラ
ズマ処理を行なうと、？リアセタール樹脂上に電荷の蓄
積が起こり同鍾電荷の静電反発に起因すると考えられる
処理効果の低下４ｃｌ向が発生する恐れもあシ得る。従
って、本発明においては、交流電源の方が好ましいが交
流電源においても２０Ｈｚ未満の周波数では上記直流電
源の場合に発生する現象がこの場合でも発生するおそれ
があり得るので、これ以上の周波数が好ましい。すなわ
ち、接着性改良効果がよシ顕著である周波数帯は、２０
Ｈｚ〜１０　ＫＨｚである。２０　Ｈｚ　〜５　ＫＨｚ
の交流電源がさらに好ましい。また、場合によっては、
交流に適度な直流ノ９イアス電圧を印加した交流電源に
ついても本発明に適用することが出来る。

次に、本発明においてプラズマ処理中の雰囲気ガスは、
６０℃における飽和蒸気圧が１＋＋ｍＨｇ以上の物質で
おれば本発明に適ノη出来る。たとえば、ヘリウム、ア
ルゴン等の不活性ガス、水素、窒素、酸素、二酸化炭素
、−酸化炭素、水、アンモニア、メタノール、エタノー
ル、ブタノール、フェノール、ジメチルケトン、メチル
エチルケトン、ジエチルケトン、ジメチルケトン、ジエ
チルエーテル、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ベンゼン
、トルエン、キシレン、ギ酸、酢酸、ホルムアルデヒド
、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等の反応性ガ
ス、さらに、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アリルア
ルコール、アリルアミン、メタクリル酸、アクリル酸−
２−ヒドロキシエチル、メチルエタクリレート、アクリ
ル酸等の２重結合を有する重合性モノマー等があげられ
る。また、これらガスを２種以上混合したガスについて
も使用することが出来る。一般に、プラズマ反応では、
使用する雰囲気ガスの穐類によって装置内の汚染を起こ
したり、あるいは取扱いが難しくなる場合がある。

従って、出来るだけこれらの問題を起こさない雰囲気ガ
スが選ばれるべきである。本発明の方法では、土兄汚染
の問題が少なく、かつ、取扱い性の容易なヘリウム、ア
ルゴン、窒素でもその効果を顕著に発現することが出来
、好ましい雰囲気ガスとして使用できる。

次に、本発明では特に限定しないが、プラズマ処理中の
雰囲気ガスの圧力は、５Ｔｏｒｒ　Ｑ　になるとプラズ
マ処理効果が低下し、また、１ＸＩＱＩＴｏｒｒを下ま
わる高真空域ではプラズマ状態を生成しに＜＜、５Ｔｏ
ｒｒ以下、ｌＸｌ０　”Ｔａｒｔ以上の範囲が好ましく
、よシ好ましくは０−ＩＴｏｒｒ以上、ＩＴｏｒｒ以下
の範囲である。

次に、プラズマ発生用電源が電極間に供給する電力は、
例えば、１分間処理の場合、２００Ｗを超えるとプラズ
マ処理後のポリアセタール樹脂の破損が進み表面の凹凸
が顕著になり、フィルムや精密部品の接着性改良法とし
て不向きである。また、２ｏｗＡり低い出力では、プラ
ズマが発生しにくい。従って、ポリアセタール樹脂のプ
ラズマ処理を行なう時の出力は、処理時間１分間の場合
、２０Ｗ以上２００Ｗ以下を目安にするとよい。しかし
、２００Ｗを超える出力においても、処理時間を短くす
ることによシ、はぼ同等の効果を達成することができる
。従って、適正な出力は、雰囲気ガス、処理時間、める
いは真空度等の他の条件によって処理効果の最も優れる
値に設定されるべきである。

また、電極間の電圧についても、プラズマ処理効果に影
響を与え、１００から２０００　Ｖが好ましい範囲であ
る。

つぎに１プラズマ処理時のプリアセタール樹脂の温度に
ついては、１００℃を超えると、ポリアセタール樹脂の
プラズマによる分屏が起シやすく、表面の破損が進行す
る恐れがある。従って、プラズマ処理のポリアセタール
樹脂の温度は、１００℃以下であることが好ましい。

ここで、必要な接着強度は、それが用いられる用途に応
じて異なるものであシ、一義的には、決まるものではな
いが少なくとも０　、１　Ｋｇ／ａｎ巾のＴ型剥離強度
が必要と言われている。従って、以上のことから上記Ｔ
型剥離強度を満足させるプラズマ処理条件は、プラズマ
発生用電源の周波数が２゜Ｋｌｚ以下テ真空度がＩ　Ｘ
　１０−３Ｔｏｒｒから５　Ｔｏｒｒの範囲、出力がＩ
ＯＷから５００Ｗの範囲　処理時間が１０分以下　また
、プラズマ処理時のポリアセタール樹脂の温度が０℃か
ら１００℃の範囲から適当に選ばれた条件〆文↓亙であ
る。

つぎに、プラズマ処理装置は、内部電極方式、外部電極
方式等の一般に用いられている通常の装置が適応できる
が、本発明の周波数帯の電源では、内部電極方式の方が
プラズマを発生させやすく、よシ用いやすい。さらに、
内部電極方式で一対の電極を用いた装置の場合、電極上
から電極間のＫまでの範囲にプリアセタール樹脂を固定
することが処理効率の面から好ましい。

さらに好ましくは、ポリアセタール樹脂を一方の電極上
に固定してプラズマ処理する方法である。

（実施例）以下、実施例をあげて本発明を説明する。

実施例１ポリアセタール樹脂のサンプルとして厚さ５０μｍのフ
ィルムを用いた。プラズマ処理装置として、直径７０■
で２枚−組の円型電極を電極間５０ｍで持つ装置を用い
た。この装置の一方の電極上にＩリアセタールフイルム
を固定し、プラズマ発生用電源の周波数を、１３．５６
ＭＨｚ　、　１ｏＯＫＨｚ　、　２０ＫＨｚ　。

１５ＫＨｚ　、　１０ＫＨｚ　、　５ＫＨｚ　、　１０
０Ｈｚ　、　５０Ｈｚと変化させ、雰囲気ガスにアルゴ
ンを用いてプラズマ処理を用なった。他の条件は、出力
５０ＷＸ極板間の電圧４００　Ｖ　、真空度０．２Ｔｏ
ｒｒ、処理時間１分であった。また、プラズマ発生用電
源が直流の場合についても上記条件と同様にプラズマ処
理を行なった。

次にプラズマ処理後３０分以内に接着剤を塗布し、Ｉリ
エステルフィルムと張シ合わせ、接着試験片とした。接
着強さの測定は、ＪＩ８−に６８５４に準じて、ＴＩ！
ＩＩＪ離試験を行なった。その結果を、プラズマ処理後
の中心線平均粗さＲａと共に第１表に示し、さらに、接
着強度の周波数依存性を第１図に示した。また、第１表
に比較のために本実施例で用いた未処理のＩリアセター
ルフィルムたついての接着試験結果及び中心線平均粗さ
ｐＪ、ａを併記した。この第１表、第１図から、プラズ
マ発生用電源の周波数が１０　ＫＨｚ附近で接着性改良
効果が顕著に変化していることが分かる。すなわち、プ
ラズマ発生用電源の周波数が１３．５６　ＭＨｚ　、　
１００　ＫＨｚ　。

及び２０ＫＨ１では、未処理に対して接着性改良効果が
見られるが、実用上改良効果が小さい。一方１０ＫＨ２
の電源を用いてプラズマ処理すると、未処理のポリアセ
タールフィルムに較べ１０倍近くの接着性改良効果が得
られ飛躍的に増大していることが分る。さらに、５　Ｋ
Ｈｚ　＋　１００　Ｈｚ　＋　５０　Ｈｚの電源及び直
流を用いた場合、さらに大きな接着性改良効果が得られ
ている。また、直流電源においてもよシ顕著な改良効果
が得られていることも分る。第１表及び、第１図中＊印
を付したものは、試験片の全数がポリアセタールフィル
ムの母材破断となったものである。また、中心線平均粗
さＲａは、すべての条件で、はとんど変化しておらず、
上記条件でのプラズマ処理によシ表面粗度の悪化はほと
んど起っていないと考えられる。

以上の結果から、本発明の方法は、ポリアセタール樹脂
に対して実用上十分な接着力を付与することができ、か
つ表面粗度を損なわない優れた接着性改良方法であるこ
とが分る。

ここで用いたウレタン系接着剤は、主剤（タケラック人
−５４０；武田薬品）と硬化剤（タケネートＡ−３、成
田薬品）を９：１混合液として用いた。硬化条件は、８
０℃で２４時間放置の後、室温（２５℃）で４８時間放
置であった。

また、中心線平均粗さＲａの測定は、触針式表面粗さ測
定器を用い、Ｊｌ、９　Ｂ　０６０１に準じて行なった
。

以下余白第　　　１　　　表実施例２実施例１と同様のサンプル及び装置を用い、プラズマ処
理条件のうち、出力と、極板間の電圧のみをそれぞれ、
１２０Ｗと８００ｖに変化させ、実施例１と同様にアル
ゴンによるプラズマ処理を行なり今一処理されたポリアセタールフィルムを実施例１と同様に
接着試験を行ない接着強度を測定した。

その結果を、プラズマ処理後の中心線平均粗さＲａと共
に第２表及び第２図に示す。これら結果を、第１表及び
第１図と比較するとＴ剥離強度は、極板間の電圧に多少
左右され、電圧を上げると接着強度が向上していること
がわかる。即ち、実施例１では、２０ＫＨ！で接着強度
が０．１助／ｍ巾に達していなかったが、本実施例では
、その値を越えておシ、この結果、同一周波数でも、プ
ラズマ発生条件、特に、電圧により、その接着強度は多
少変化することを示すものである。

以下余白第　　２　　表実施例３実施何重と同様の装置、フィルムを用い、プ　ラズマ発
生用電源の周波数を５０Ｈｚ、出力ＳＯＷ。

真空度０．２７ｏｒｒ　、処理時間１分の条件で、雰囲
気ガスを変えてプラズマ処理を行なった。用いたガスは
、ヘリウム、窒素、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル
、アンモニアである。これらのガスを用いプラズマ処理
した後、実施例１と同様に接着試験を行ない、その結果
を、中心線平均粗さＲＪＩの測定結果と共に第３表に示
す。表中＊印を付したものは、試験片の全数がポリアセ
タールフィルムの母材破断となったものである。表中か
ら、これらガスを用いて、５０Ｈｚの電源によ多発生さ
せたプラズマを使用しプラズマ処理すると、未処理のフ
ィルム忙較べて１０倍以上の接着性改良効果がラシ、か
つ、表面粗度が墨化していないことがわかった。

第　　３　　表（発明の効果）本発明によシポリアセタール樹脂で表面平滑性を特に重
要とするフィルムあるいは高寸法精度部品等の接着にお
いて、Ｉリアセタール樹脂表面の表面平滑性を失なうこ
となく信頼性の高い接着を行なうことができる。その結
果、接着性が劣るため工業的用途に対応できなかった多
くの用途に対して適用可能となシその工業的意味は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は、接着強度の周波数依存性を示した図であ
る。縦軸は、Ｔ剥離強度、横軸は、プラズマ発生用電源
の周波数の対数である。第１図は、実施例１、第２図は、実施例２０条件で、プ
ラズマ処理した時の結果を示している。特許出願人　旭化成工業株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

ポリアセタール樹脂表面を周波数が２０ＫＨｚ以下の電
源又は直流電源を用いて発生させたプラズマに接触させ
ることを特徴とするポリアセタール樹脂の接着性改良方
法