WO2011093404A1 - フッ素樹脂成形体の表面処理方法およびフッ素樹脂成形体 - Google Patents

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Abstract

 ETFE成形体と、他の部材や成分との密着性を向上させ、かつその密着性を長期間維持させる表面処理方法、および該表面処理方法により表面処理されたETFE成形体の提供。 大気圧近傍の圧力下の窒素雰囲気中で、電圧立ち上がり時間が10μ秒以下のパルス化された電界により発生するグロー放電により、ETFE成形体の表面を処理する方法であって、0.01秒以上の間隔を空けて複数回のグロー放電処理を行い、その各々のグロー放電処理の放電密度を40~200W・分/m、それらグロー放電処理の放電密度の総和を220~800W・分/mとする表面処理方法。また、該表面処理方法により表面処理されたETFE成形体。

Description

フッ素樹脂成形体の表面処理方法およびフッ素樹脂成形体
 本発明は、フッ素樹脂成形体の表面処理方法、および該処理方法により表面処理が施されたフッ素樹脂成形体に関する。
 エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体(ETFE)は、非粘着性、耐汚染性、透明性、耐薬品性、耐候性、耐熱性に優れているため、様々な用途に広く用いられている。例えば、壁紙、キッチン扉の表面材には、塩化ビニル樹脂シート、ポリエチレンシートなどの熱可塑性プラスチックシート、または熱硬化性ポリエステルシートなどに、接着剤を介してETFEフィルムを積層した複合シートが用いられている。ガスレンジフード、キッチンの壁パネルの表面材には、塗装された金属板に接着剤を用いてETFEフィルムをラミネートした材料が用いられている。また、ETFEにより形成したチューブに、接着剤を介してゴム、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂などを被覆したチューブは、ガソリンに対するバリア性および耐久性に優れた燃料用チューブとして用いられている。
 特に、近年は、ETFEの耐候性が注目され、ガラスに代わるフレキシブル太陽電池の表面材にETFEフィルムが使用されている。該太陽電池の表面材に用いられるETFEフィルムは、太陽電池セルを内包する材料である、エチレン-酢酸ビニル系共重合体(EVA)、変性ポリエチレン、ポリブチルビニラール(PVB)などの材料と、接着剤を用いずに135~160℃で熱ラミネートされる。
 ETFE成形体は、プラスチックシートや金属板などと接着して積層体とする場合、成形体表面に印刷インキで印刷を施す場合などには、他の部材や成分との密着性を向上させるために表面処理が施される。
 フッ素樹脂成形体の表面処理としては、例えば、特許文献1および2に、空気中でのコロナ放電を用いた処理が示されている。しかし、コロナ放電による表面処理では、ETFE成形体と他の部材や成分との密着性を充分に向上させることが困難であった。また、仮に処理直後のETFE成形体の密着性が向上しても、その密着性は長期間維持できなかった。
 一方、特許文献3には、パルス化された特定条件の電界によって発生させたグロー放電を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに表面処理を施す方法が示されている。また、特許文献4には、パルス化された特定条件の電界によって発生させたグロー放電を用いて、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルムに表面処理を施す方法が示されている。しかし、特許文献3および4に記載された表面処理を適用しても、ETFE成形体の他の部材との密着性を向上させ、かつその密着性を長期間維持させることは困難であった。
特公昭60-16345号公報 特開昭63-9533号公報 特許第3040358号公報 特開2002-20514号公報
 本発明は、ETFE成形体と、プラスチックシートや金属などの他の部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性を向上させ、かつその密着性を長期間維持できる表面処理方法の提供を目的とする。
 また、本発明は、プラスチックシートや金属などの部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性に優れ、かつその密着性を長期間維持できる優れた耐久性を有するETFE成形体の提供を目的とする。
 本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
[1]大気圧近傍の圧力下の窒素雰囲気中で、電圧立ち上がり時間が10μ秒以下のパルス化された電界により発生するグロー放電により、エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体を含むフッ素樹脂成形体の表面を処理する方法であって、
 酸素濃度が100ppm以下に調整された窒素雰囲気にて、0.01秒以上の間隔を空けて複数回のグロー放電処理を行い、その各々のグロー放電処理の放電密度を40~200W・分/m、それらグロー放電処理の放電密度の総和を220~800W・分/mとする、フッ素樹脂成形体の表面処理方法。
[2]エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体におけるエチレン/テトラフルオロエチレンのモル比が、30/70~70/30である前記[1]に記載のフッ素樹脂成形体の表面処理方法。
[3]パルス化された電界の周波数が0.5~100kHzである前記[1]又は[2]に記載のフッ素樹脂成形体の表面処理方法。
[4]前記[1]~[4]のいずれかに記載の表面処理方法により表面処理が施され、下記フッ素転写量(F/Al)が0.5以下である、エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体を含むフッ素樹脂成形体。
(フッ素転写量(F/Al))
 フッ素樹脂成形体の表面に、100℃のアルミニウム薄板を、面圧21kgf/cmで10分間押し付け、室温まで冷却した後にアルミニウム薄板を剥離し、X線光電子分光分析(ESCA)により該アルミニウム薄板表面を分析し、アルミニウム原子(atomic%)に対するフッ素原子(atomic%)の比をフッ素転写量(F/Al)とする。
 本発明の表面処理方法によれば、プラスチックシートや金属などの他の部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性に優れ、かつその密着性を長期間維持できる優れた耐久性を有するETFE成形体が得られる。
 また、本発明のETFE成形体は、ETFE成形体と、プラスチックシートや金属などの部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性に優れ、かつその密着性を長期間維持できる優れた耐久性を有する。
本発明の表面処理方法に適用できる表面処理装置の実施形態の一例を示した模式図である。 本発明の表面処理方法に適用できる表面処理装置の他の実施形態例を示した模式図である。 パルス継続時間の説明図である。
 本発明のフッ素樹脂成形体の表面処理方法は、グロー放電処理によって、ETFEを含むフッ素樹脂成形体(以下、「ETFE成形体」という。)の表面を改質する方法である。以下、本発明の表面処理方法の実施形態の一例を示して詳細に説明する。
(表面処理装置)
 図1は、ETFEフィルムにグロー放電により表面処理を施す表面処理装置1の模式図である。
 表面処理装置1は、図1に示すように、表面処理部10と、表面処理部10内でグロー放電を発生させる放電手段20と、表面処理部10内にETFEフィルム40を案内するガイドロール31、32とを有する。
 表面処理部10は、表面処理部10内に窒素ガスを導入する3つのガス導入口11と、表面処理部10内からガスを排出する3つのガス排出口12a、12b、12cと、表面処理部10内にETFEフィルム40を引き込むフィルム入口13aと、表面処理部10からETFEフィルム40を引き出すフィルム出口13bとが設けられている。ガス排出口12aは表面処理部10の上部に設けられており、表面処理部10内の酸素濃度を測定する酸素濃度計14が設置されている。ガス排出口12b、12cは、それぞれ表面処理部10の下部に設けられている。
 放電手段20は、高周波電源21と、3つの放電電極22と、対向電極23とを有している。これらは電気的に接続されており、高周波電源21と対向電極23の間でアースされている。3つの放電電極22と3つのガス導入口11は、対向電極23の外周に沿って交互に配置されている。放電電極22と対向電極23に電圧を印加することで、グロー放電が発生するようになっている。
 ETFEフィルム40は、ガイドロール31、対向電極23およびガイドロール32に支持されており、それらに案内されてフィルム入口13aから表面処理部10内に引き込まれ、フィルム出口13bから表面処理部10外へ引き出されるようになっている。
 放電電極22は平板状の電極である。
 放電電極22の材質としては、銅、アルミニウムなどの金属、ステンレス、真鍮、炭素鋼などの合金などが挙げられる。放電電極22には、グロー放電の発生が容易になる点から、対向電極23との対向面に固体誘電体が設けられていることが好ましい。
 固体誘電体としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタンなどの金属酸化物、チタン酸バリウムなどの複酸化物、シリコンゴムなどが挙げられる。なかでも、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムなどの比誘電率10以上(25℃環境下)の固体誘電体が好ましく、二酸化チタン、二酸化ジルコニウムがより好ましい。
 固体誘電体の形態は、特に限定されず、フィルム状、シート状であってもよく、金属酸化物などの場合は被膜として形成してもよい。
 二酸化チタンは強誘電体として知られており、他の成分を含まない単独組成の場合の比誘電率は結晶構造によって異なる。例えば、ルチル型結晶構造の二酸化チタンの比誘電率は80程度である。また、他の成分を含む場合の比誘電率は、二酸化チタンの純度および結晶性によって異なる。例えば、Ba、Sr、Pb、Ca、Mg、Zrなどの金属の酸化物の少なくとも1種以上と、二酸化チタンとの混合組成では、純度および結晶性によって、比誘電率が約2,000~18,500の誘電体が得られる。
 二酸化チタンは、単独組成では加熱環境下における組成変化が起きやすく、使用環境に制限があり、電極上に被膜として形成する場合の取扱いが難しい。そのため、固体誘電体として二酸化チタンを用いる場合には、熱安定性が向上する点から、二酸化チタン5~50質量%と、酸化アルミニウム50~95質量%の混合物を用いることが好ましく、二酸化チタン10~30質量%と、酸化アルミニウム70~90質量%の混合物を用いることがより好ましい。
 二酸化ジルコニウムは、単独組成の場合、比誘電率は約12であり、低い電圧でグロー放電を発生させるのに有利である。二酸化ジルコニウムは、結晶変態による膨張、収縮を防止して安定化するために、酸化イットリウム(Y)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化マグネシウム(MgO)などを添加してもよい。この場合、二酸化ジルコニウムの比誘電率は、添加物の種類および結晶性によって異なる。添加物が添加された酸化ジルコニウムを用いる場合には、添加物により耐酸性や耐アルカリ性が損なわれることがないように、添加物の添加量を30質量%以下にすることが好ましい。例えば、二酸化ジルコニウム80~96質量%と、酸化イットリウム4~20質量%の固体誘電体は、比誘電率が8~16程度となる。
 放電電極22に設けられる固体誘電体の厚みは、処理されるETFE成形体の厚み、印加電圧によって適宜決定でき、10~4,000μmが好ましい。固体誘電体の厚みが薄いほど、低電圧でグロー放電を発生させることが容易になる。固体誘電体の厚みが厚いほど、絶縁破壊によるアーク放電の発生を抑制しやすい。
 また、特に固体誘電体を金属酸化物の被膜として形成する場合には、該被膜の厚みは、10~2,000μmがより好ましく、500~1,500μmがさらに好ましい。前記被膜が薄いほど、低電圧でグロー放電を発生させやすく、ETFEフィルム40が高温になることを抑制しやすい。また、被膜が薄いほど、被膜にクラックが生じ難い。前記被膜が厚いほど、絶縁破壊によるアーク放電を抑制しやすい。また、金属酸化物の被膜の厚みは、グロー放電による表面処理をより安定して行える点から、均一であることが好ましい。
 対向電極23は、ロール状の電極である。
 対向電極23の材質は、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属が挙げられる。対向電極23は、グロー放電を発生させやすい点から、放電電極22との対向面に固体誘電体が設けられていることが好ましい。固体誘電体は、グロー放電を発生させやすい点から、放電電極22および対向電極23のいずれか一方に設けられることが好ましく、放電電極22および対向電極23の両方に設けられることが特に好ましい。
 固体誘電体としては、放電電極22で挙げたものと同じものが挙げられる。なかでも、対向電極23に設けられる固体誘電体は、本実施形態の対向電極23が表面処理部10内においてETFEフィルム40を支持することから、シリコンゴムなどのETFEフィルム40とよく密着する材質の誘電体が好ましい。
 対向電極23には、支持するETFEフィルム40を冷却するために、対向電極23自体を冷却する冷却手段が設けられていることが好ましい。冷却手段としては、対向電極23を冷却できるものであればよく、例えば、循環水によって対向電極23を冷却する手段などが挙げられる。
 放電電極22と対向電極23の距離は、0.5~50mmが好ましく、1~10mmがより好ましい。前記距離が0.5mm以上であれば、放電電極22と対向電極23の間にETFEフィルム40を導入することが容易になる。前記距離が50mm以下であれば、グロー放電を発生させやすい。
 放電電極22および対向電極23の表面に個体誘電体を形成する方法は、公知の方法を用いることができ、例えば、金属酸化物の被膜を形成する場合、プラズマ溶射法などが挙げられる。
(表面処理方法)
 以下、表面処理装置1により、ETFEフィルム40にグロー放電により表面処理を施す方法について説明する。
 表面処理装置1において、ガス導入口11から窒素ガスを導入して表面処理部10内を大気圧近傍の圧力下の窒素雰囲気とし、ガイドロール31、対向電極23およびガイドロール32でそれぞれ支持したETFEフィルム40を、フィルム入口13aから表面処理部10内に引き込む。そして、放電電極22と対向電極23の間に電圧を印加して、窒素ガスをプラズマ化してグロー放電を発生させ、放電電極22と対向電極23の間でETFEフィルム40の表面にグロー放電処理を施す。
 グロー放電が発生してプラズマ化された窒素ガス(窒素プラズマ)は、ETFEフィルム40表層に存在するETFEからフッ素原子の一部を脱離させ、その部分にアミン基などの窒素官能基を導入する。この窒素官能基の導入により、ETFEフィルム40表面の濡れ性が向上し、密着性が向上する。
 グロー放電処理を行う際の雰囲気温度、すなわち表面処理部10内の温度は、特に制限されず、0~60℃が好ましく、10~40℃がより好ましい。
 表面処理部10内の圧力は、大気圧近傍であり、500~800Torrが好ましく、700~780Torrがより好ましい。圧力が500Torr以上であれば、導入ガス以外のガスが放電部に混入することを抑制しやすい。圧力が800Torr以下であれば、プラズマ化された窒素ガス同士が衝突し、フィルムの表面処理効果が低下することを抑制しやすい。
 本発明の表面処理における雰囲気、つまり表面処理部10内の雰囲気は、酸素濃度が100ppm以下の窒素雰囲気であることが好ましい。酸素濃度が100ppm以下であれば、表面処理によって、他の部材や成分との優れた密着性を長期間維持できるETFEフィルム40が得られやすい。酸素濃度は、90ppm以下がより好ましく、60ppm以下がさらに好ましい。
 ただし、表面処理部10では、ガス供給口11から窒素ガスを導入するが、窒素ガスに加えて炭酸ガス、水素ガスなどを導入してもよい。炭酸ガスは、ETFEフィルム40の表層のETFEに、ヒドロキシ基などの酸素官能基を導入する酸素供給源として働く。水素ガスは、ETFEフィルム40の表層のETFEに、アミノ基を導入する水素供給源として働く。ETFEに酸素官能基が導入されることでも、窒素官能基が導入されるのと同様にETFEフィルム40の密着性が向上する。
 炭酸ガスおよび水素ガスの合計の導入量は、窒素ガスを100モル%としたとき、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下がより好ましい。炭酸ガスおよび水素ガスの合計の導入量が、窒素ガス100モル%に対して10モル%以下であれば、表面処理後のETFEフィルム40の密着性がより優れ、その密着性がより長期間維持できる。
 放電電極22と対向電極23に印加する電界は、電圧立ち上がり時間が10μ秒以下のパルス化された電界(以下、「パルス電界」という。)である。電圧立ち上がり時間が10μ秒以下であれば、放電状態がアーク放電に移行することを抑制でき、安定してグロー放電処理が行える。パルス電圧の電圧立ち上がり時間は、5μ秒以下がより好ましい。電圧立ち上がり時間が短いほど、ガスが効率良く電離してプラズマ化されやすく、グロー放電を発生させやすくなる。ただし、電圧立ち上がり時間とは、電圧変化が連続して正である時間をいう。
 印加する電界の電圧立ち下がり時間は、電圧立ち上がり時間と同様に短いことが好ましく、立ち上がり時間と立ち下がり時間を同じ時間に設定することが好ましい。ただし、電圧立ち下がり時間とは、電圧変化が連続して負である時間をいう。
 パルス電界の波形は、特に限定されず、インパルス波形、方形波形、変調波形などが挙げられる。また、周波数が20kHzを超えると正弦波の形になりやすい。
 パルス電界におけるパルス継続時間は、0.5~200μ秒が好ましく、1~10μ秒が好ましい。パルス継続時間が0.5μ秒以上であれば、放電がより安定なものとなる。パルス継続時間が200μ秒以下であれば、グロー放電がアーク放電に移行することを抑制しやすい。パルス継続時間は、パルス電界の周波数により調節できる。ただし、パルス継続時間とは、パルスが連続している時間をいう。例えば、図3(A)に例示した、1つ1つのパルスが離れている間欠型のパルスである場合、パルス継続時間tはパルス幅時間と同じである。また、図3(B)に例示した、複数のパルスが連続している場合、パルス継続時間tはその一連の連続したパルスのパルス幅時間の合計と同じである。
 印加する電界の電界強度は、10~1,000kV/cmが好ましく、100~300kV/cmが好ましい。電界強度が10kV/cm以上であれば、グロー放電によりガスをプラズマ化しやすい。電界強度が1000kV/cm以下であれば、アーク放電が発生することを抑制しやすい。
 パルス電圧の周波数は、0.5~100kHzが好ましく、5~50kHzがより好ましい。パルス電圧の周波数が0.5kHz以上であれば、グロー放電の放電密度が向上し、表面処理に要する時間が短くなる。パルス電圧の周波数が100kHz以下であれば、放電状態がアーク放電に移行することを抑制でき、安定してグロー放電処理が行える。
 本発明の処理方法は、0.01秒以上の間隔を空けて複数回のグロー放電処理を施す。本実施形態の表面処理装置1では、ETFEフィルム40を対向電極23で支持しながら搬送し、3つの放電電極22との間を通過させることで、0.01秒以上の間隔を空けて3回のグロー放電処理を施す。
 各々のグロー放電処理の放電密度、つまり各々の放電電極22と対向電極23の間の放電密度は、40~200W・分/mであり、60~180W・分/mが好ましい。各々のグロー放電処理の放電密度が40W・分/m以上であれば、窒素官能基や酸素官能基が導入されやすく、表面処理後のETFEフィルム40の密着性が向上する。放電密度がそれ未満では、導入される官能基の数は極めて少ない。各々のグロー放電処理の放電密度が200W・分/m以下であれば、表面処理により、密着性を長期間維持できるETFEフィルム40が得られる。
 放電密度は、下式(1)で求められる。
 (放電密度)=(I×V)/(v×d)   (1)
 ただし、式(1)中、Iは高周波電源21の出力電流(単位:A)、Vは高周波電源21の出力電圧(単位:V)、vはETFEフィルム40の搬送速度(単位:m/分)、dは処理幅、すなわち放電電極22によって処理されるETFEフィルム40の幅方向の長さである。
 表面処理装置1において、放電電極22と対向電極23の間で発生するグロー放電の電力は、高周波電源21により投入する電力と等しい。そのため、放電電極22と対向電極23の間のグロー放電の放電密度は、高周波電源21の出力電流Iおよび出力電圧Vを用いて前記式(1)で算出できる。例えば、高周波電源21により電圧450V、電流1.7Aで電力を投入した場合、グロー放電時は、電極間の電圧が11kVであれば、約70mAの電流が流れている。
 グロー放電処理における放電密度の総和は、220~800W・分/mであり、230~800W・分/mが好ましい。放電密度が220W・分/m以上であれば、窒素官能基や酸素官能基が導入されやすく、表面処理後のETFEフィルム40の密着性が向上する。放電密度が800W・分/m以下であれば、密着性を長期間維持できるETFEフィルム40が得られる。
 各々のグロー放電処理とグロー放電処理の処理間隔は、0.01秒以上であり、0.1秒以上が好ましい。0.01秒以上の処理間隔でグロ放電処理を複数回行うことにより、密着性に優れ、かつその密着性が長期間維持できるETFEフィルム40が得られる。処理間隔は、仮に1週間以上としても、密着性およびその耐久性には悪影響はないが、生産性の点から5秒以下が好ましく、1秒以下がより好ましい。
 また、グロー放電処理は、密着性に優れ、その密着性を長期間維持できるETFEフィルムが得られやすい点から、冷却手段により対向電極23の温度を調整し、対向電極23によりETFEフィルム40を冷却しながら行うことが好ましい。
 対向電極23の温度は、0~25℃が好ましい。
 表面処理を施すETFEフィルム40は、ETFEにより形成されたフィルムである。
 ETFEは、エチレン(以下、「E」という。)とテトラフルオロエチレン(以下、「TFE」という。)との共重合体である。
 ETFE中のTFEに基づく繰返し単位とEに基づく繰返し単位の比率(モル比)は、70/30~30/70が好ましく、65/35~40/60がより好ましく、60/40~40/60が特に好ましい。
 ただし、ETFEには、EとTFEに基づく繰返し単位に加えて、共重合可能な、その他の単量体に基づく繰返し単位を含有してもよい。
 ETFEがその他の単量体に基づく繰返し単位を含有する場合、その他の単量体に基づく繰返し単位の含有量は、ETFEの全繰返し単位に対して、0.1モル%以上が好ましく、0.5~30モル%がより好ましく、0.5~20モル%が特に好ましい。本発明において使用するETFEの共単量体に基づく繰り返し単位の含有量がこの範囲にあると、ETFEの物性を損なうことなく、高い溶解性、撥水性、撥油性、基材に対する接着性などの機能を付与することが可能になる。
 その他の単量体としては、TFE以外の他のフルオロオレフィン、E以外の他のオレフィン、ビニル系モノマーなどが挙げられる。
 他のフルオロオレフィンとしては、例えば、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニルなどの炭素数2~3のフルオロオレフィンが挙げられる。また、(パーフルオロアルキル)エチレンなどのフルオロビニルモノマーが挙げられる。
 他のオレフィンとしては、例えば、プロピレン、イソブチレンなどが挙げられる。
 ビニル系単量体としては、例えば、ビニルエーテル、アリルエーテル、カルボン酸ビニルエステル、カルボン酸アリルエステルなどが挙げられる。
 ビニルエーテルとしては、例えば、シクロヘキシルビニルエーテルなどのシクロアルキルビニルエーテル;ノニルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテルが挙げられる。
 アリルエーテルとしては、例えば、エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテルなどのアルキルアリルエーテルが挙げられる。
 カルボン酸ビニルエステルとしては、酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸などのカルボン酸のビニルエステルなどが挙げられる。
 カルボン酸アリルエステルとしては前記カルボン酸のアリルエステルなどが挙げられる。また、分枝状アルキル基を有するカルボン酸のビニルエステルを用いてもよい。具体的には、商品名「ベオバ-9」、「ベオバ-10」(いずれもシェル化学社製)などが挙げられる。
 前記他の共重合単量体は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 また、ETFEフィルム40は、ETFEのみで構成されていてもよく、ETFEに他のフッ素樹脂を含有してもよい。
 他のフッ素樹脂としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系共重合体、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)-テトラフルオロエチレン系共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン-フッ化ビニリデン系共重合体、クロロトリフルオロエチレン-エチレン共重合体などが挙げられる。また、フッ素樹脂以外の樹脂が含有されていてもよい。
 前記他のフッ素樹脂および前記フッ素樹脂以外の樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 ETFEフィルム40に、前記他のフッ素樹脂または前記フッ素樹脂以外の樹脂が含有されている場合、ETFEの含有量は、50質量%以上が好ましい。
 また、ETFEフィルム40には、顔料、紫外線吸収剤、カーボンブラック、カーボンファイバ、炭化ケイ素、ガラスファイバ、マイカ、架橋剤などの添加剤、充填物が含有されていてもよい。
 ETFEフィルム40の厚みは、10~300μmが好ましく、20~250μmがより好ましく、25~200μmが特に好ましい。この範囲にあれば、表面処理時のフィルムのハンドリングが容易であり、放電によるシワも発生しにくい。
 以上説明した表面処理方法によれば、プラスチックシートや金属などの他の部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性に優れ、かつその密着性を長期間維持できる優れた耐久性を有するETFEフィルム40が得られる。以下、該表面処理方法による密着性の向上、およびその耐久性の向上が得られる要因について詳述する。
 本発明者等は、従来の窒素雰囲気でグロー放電処理を行う方法を、ETFE成形体の表面処理に適用することを試みた。しかし、従来の方法では、一時的に密着性が向上しても、その密着性を長期間維持できなかった。そこで、さらに詳細に検討したところ、密着性の低下は、以下のことが原因であることがわかった。
 窒素ガスは、アルゴンガスに比べ、プラズマ化するのに高い電圧が必要である。具体的には、窒素ガス中でグロー放電を発生させるためには、11kV超の高電圧が必要である。しかし、従来の方法では、高い電圧を印加して発生させたグロー放電による表面処理によって、ETFE成形体の温度が上昇し、ETFE成形体中に存在する低分子量のETFEオリゴマーが処理面に移動しやすかった。表層に位置するETFEオリゴマーは、80℃超の温度でETFE成形体の表層から脱落する。そのため、グロー放電処理によって、ETFE成形体の表層に移動してきたETFEオリゴマーにアミノ基などの窒素官能基が導入されても、処理直後の密着性は向上するが、該ETFEオリゴマーの脱離によって密着性が低下していた。特に、一般的な耐久性試験である85℃で、湿度85%RHにおける恒温恒湿試験では、ETFEオリゴマーの脱落による密着性の低下が顕著であった。
 また、特に高電圧の印加によるグロー放電処理を3秒以上実施すると、ETFE成形体の表層において、ETFEの炭素-炭素結合が切断され、ETFEポリマーが低分子化される。この場合も、低分子化されたETFEオリゴマーの脱落により、密着性の低下が起こるため、密着性が一時的に向上してもその密着性を長期間維持できなかった。
 このように、従来の方法では、窒素官能基が導入されることでETFE成形体の密着性が一時的に向上するが、多くの窒素官能基が低分子量のETFEオリゴマーに導入されていたために、密着性を長期間維持することが困難であった。前述した熱によるETFEオリゴマーの表層への移動、および炭素-炭素結合の切断によるETFEオリゴマーの生成は、放電電圧が低いアルゴンガスなど用いた大気圧下のグロー放電では生じず、放電電圧が高い窒素雰囲気下のグロー放電に特異的な現象である。
 これに対し、本発明の表面処理は、一定以上の間隔を空けて、放電密度が小さいグロー放電処理を複数回行う。これにより、各グロー放電処理におけるETFE成形体の温度の上昇が小さくなり、また各放電処理間でETFE成形体が冷却される。そのため、表面処理時においてETFE成形体が高温になることが抑制され、熱によるETFEオリゴマーの表層への移動が抑制される。加えて、各グロー放電処理の放電密度、およびその総和が過剰とならないため、表層でのETFEポリマーの炭素-炭素結合の切断によるETFEオリゴマーの生成量が低減される。そのため、ETFE成形体の表層では、ETFEオリゴマーの量が少なくなるので、多くの窒素官能基がETFEポリマーに導入される。したがって、本発明の表面処理では、ETFEオリゴマーの脱落による密着性の低下が起き難く、優れた密着性を長期間維持できると推定される。
 また、本発明者等の検討により、グロー放電においてプラズマ化された窒素原子は、プラズマ化されたアルゴンと同様に、低分子量のETFEオリゴマーをETFE成形体の表層から除去できることが明らかとなった。コロナ放電によりプラズマ化した窒素原子は前記除去効果を有しておらず、グロー放電を用いることでETFEオリゴマーの除去効果が得られる。
 つまり、グロー放電において生成した窒素プラズマは、ETFE成形体の表面に対して下記作用(A)~(B)を同時に起こすと考えられる。
 (A)ETFEのフッ素原子の一部を脱離させ、その部分にアミン基などの窒素官能基を導入する。
 (B)ETFEの炭素-炭素結合などを切断し、低分子量のETFEオリゴマーを生成させる。
 (C)ETFE成形体の表層から低分子量のETFEオリゴマーを除去する。
 本発明の表面処理では、窒素雰囲気中で、放電密度の小さいグロー放電処理を行うため、作用(B)によるETFEオリゴマーの生成速度が遅い。一方で、作用(C)によりETFEオリゴマーが除去されるので、ETFE成形体の表層でETFEオリゴマーに窒素官能基が導入されることがさらに抑制され、密着性が長期間維持できるようになると考えられる。
 また、同様のグロー放電でプラズマ化された酸素ガスには、作用(C)の低分子量のETFEオリゴマーを除去する効果がなく、酸素濃度が高い窒素雰囲気であるほど、窒素プラズマによる作用(C)の効果が小さくなることがわかった。グロー放電を発生させる窒素雰囲気中の酸素濃度が高いほど、ETFE成形体の表層のETFEに酸素官能基が導入され、濡れ性が飛躍的に向上する。しかし、酸素濃度が高いほど表層のETFEオリゴマーの量が増加するので、密着性を長期間維持することは困難になると考えられる。また、炭酸ガスや水素ガスを用いる場合でも、それらの導入量が窒素ガス100モル%に対して10モル%を超えると、作用(C)の効果が薄れるおそれがある。
 なお、本発明の表面処理方法は、前述した方法には限定されない。例えば、ETFE成形体の表面の濡れ指数を向上させる目的で、酸素濃度を高くした窒素雰囲気下でのグロー放電による前処理を行ってもよい。該前処理を行えば、酸素官能基の導入によりETFE成形体の濡れ指数が飛躍的に向上するが、表層のETFEオリゴマーの量が増加する。しかし、その後の本発明の表面処理により、表層のETFEオリゴマーが除去されるため、密着性を長期間維持できる。前処理を行う場合、前処理のグロー放電処理の放電密度は、本発明における放電密度の総和には加えない。
 また、表面処理装置1を用いる方法には限定されず、図2に例示した表面処理装置2を用いてもよい。表面処理装置2は、放電手段20の放電電極22が1つであること、放電電極22の両側に2つのガス導入口11が設けられていること、および表面処理部10にETFEフィルム40用の2つの逆向きに搬送が可能なフィルム出入口13c、13dが設けられていること以外は、表面処理装置1と同じである。表面処理装置2における表面処理装置1と同じ部分には、同符号を付して説明を省略する。
 表面処理装置2では、例えば、ETFEフィルム40を一定方向に搬送しながらグロー放電処理を行った後、逆向きに搬送しながら再度グロー放電処理を行うことを繰り返すことで、間隔を空けて所望の回数のグロー放電処理が行える。
 また、表面処理装置1および2では、対向電極としてロール状の電極を用いているが、グロー放電を発生させる電極の形状は特に限定されず、公知の形状の電極が使用できる。例えば、電極間の距離が一定となる平行平板型電極を採用してもよい。
 また、表面処理を施すETFE成形体は、前述したETFEフィルムには限定されず、例えば、シート状、チューブ状、パイプ状、繊維状のETFEであってもよい。
(ETFE成形体)
 本発明のETFE成形体は、前述した本発明の表面処理方法によりグロー放電を用いて表面処理を施した成形体である。
 表面処理後のETFE成形体は、前述したように、その表層において、脱落しやすいETFEオリゴマーの量が少ないほど密着性を長期間維持できる。すなわち、表層から脱落しやすい成分(WBL(Weekly Boundary Layer))の量が少ないほど密着性が長期間維持できる。
 そのため、表面処理後のETFE成形体のWBL量を測定することで、密着性を長期間維持する耐久性を評価できる。具体的には、以下に示す方法でフッ素転写量(F/Al)を測定することで、密着性を長期間維持する耐久性を評価する。
 ETFE成形体の表面に、100℃のアルミニウム薄板を、面圧21kgf/cmで10分間押し付け、室温まで冷却した後にアルミニウム薄板を剥離する。その後、X線光電子分光分析(ESCA)により、該アルミニウム薄板表面を分析し、アルミニウム原子(atomic%)に対するフッ素原子(atomic%)の比をフッ素転写量(F/Al)とする。ESCAにより、剥離後のアルミニウム表面に転写されたフッ素原子の量が測定できる。剥離後のアルミニウム表面に転写されたフッ素原子の量とは、ETFE成形体からアルミニウム表面に転写された、フッ素を含有する全ての化合物に含まれるフッ素原子を合計した量である。
 表面処理後のETFE成形体のフッ素転写量(F/Al)は、0.5以下が好ましく、0.3以下がより好ましい。フッ素転写量(F/Al)が0.5以下であれば、プラスチックや金属などの他の部材や、印刷インキなどの他の成分との優れた密着性を長期間維持しやすい。
 また、太陽電池のガラスに替わる表面のカバーフィルムにETFEフィルムを使用する場合などでは、ETFEフィルムと太陽電池セルを包み込むEVA(エチレン-酢酸ビニル系共重合体フィルム)間の密着性およびその耐久性は、濡れ指数に反映される官能基量とフッ素転写量(F/Al)が影響する。
 太陽電池用のEVAなどとの接着、ドライラミネート用のポリエステル系樹脂を用いた塩化ビニル樹脂シートなどとの積層、インキの印刷などの場合、ETFE成形体(ETFEフィルム)の濡れ指数は、34ダイン以上が好ましい。
 前記濡れ指数は、JIS K6768に準拠した濡れ試験方法により測定される。
 本発明の表面処理が施されたETFE成形体は、種々の接着剤を用いて他の部材と接着でき、また種々のインキにより印刷が行える。本発明のETFE成形体は、接着剤やインキとの密着性に優れ、接着剤およびインキ自体の加水分解による劣化、または紫外線などによる光劣化によって剥離が生じるまで、密着性の低下を抑制できる。
 接着剤としては、例えば、ポリエステル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ナイロン系接着剤、エチレン-酢酸ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤などの接着剤が挙げられる。
 インキとしては、例えば、前記接着剤に含まれる樹脂からなるインキ、フッ素樹脂からなるインキなど挙げられる。
 また、表面処理されたETFE成形体は、シート状、フィルム状、チューブ状などいずれの形態であっても、プラスチックシートなどの他の部材と、密着性に優れ、その密着性を長期間維持できる積層物を形成できる。
 他の部材としては、例えば、軟質塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂からなるシート、フィルム、またはチューブ;ステンレス板、アルミニウム板、鉄板、ガルバニウム鋼板などの金属板などが挙げられる。
 これら他の部材との積層は、接着剤を介した積層であってもよく、他の部材が接着性を有する部材(例えば、エチレン-酢酸ビニル系樹脂、ウレタン樹脂、架橋性ゴムなどからなる部材)である場合は熱プレス法などによる積層であってもよい。
 以下、実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[評価方法]
(濡れ指数(単位:ダイン、mN/m))
 表面処理後のETFEフィルムについて、和光純薬社製の濡れ指数試薬を用いて、JIS K6768に準拠して濡れ指数を測定した。
 具体的には、以下の手順で測定した。
 綿棒の先に濡れ指数試薬を浸した後、その綿棒の先で表面処理後のETFEフィルムに約5cm/秒の速度で液状の線を描いた。濡れ指数の小さいものから、順次大きなものを試験し、その液状の線の太さが、線を描いてから2秒後も変わらない濡れ指数指示薬の最大値を、そのフィルムの濡れ指数とした。
(フッ素転写量(F/Al))
 表面処理後のETFEフィルムの処理面に、100℃のアルミニウム薄板を、面圧21kgf/cmで10分間押し付け、室温まで冷却した後にアルミニウム薄板を剥離し、X線光電子分光分析(ESCA)により該アルミニウム薄板表面を分析し、アルミニウム原子(atomic%)に対するフッ素原子(atomic%)の比をフッ素転写量(F/Al)とした。
 ESCAの測定には、PHI社製の5500型のX線光電子分光分析装置を用いた。X線源として単色化AlKα線を14kV、500Wで使用し、X線照射面積を7mm×2mmとし、分析面積(光電子検出面積)を直径0.8mmの円状とし、光電子検出角を70°とし、中和電子線エネルギーを0.1eVとし、光電子のPass Energyを23.5eVとした。
(EVA(エチレン-酢酸ビニル系共重合体)密着性試験)
 表面処理後のETFEフィルムと太陽電池用EVAとの密着性を評価するため、以下に示す方法で剥離強度(単位:N/cm)を測定した。
 表面処理後のETFEフィルムの処理面と、太陽電池用EVA(商品名「W25CL」、ブリジストン社製)とを合わせて145℃で15分間熱プレスした。室温で1日放置後、JIS K6854-3のT型剥離試験に準拠して、剥離速度50mm/分で剥離強度を測定した。また、その試験片の残りを、85℃で、85%RHの恒温恒湿槽に3000時間投入した後、再度剥離強度を測定した。
(PET(ポリエチレンテレフタレート)ラミネート試験)
 表面処理後のETFEフィルムとPETフィルムとをラミネートした場合の密着性を評価するため、以下に示す方法で剥離強度(単位:N/cm)を測定した。
 ウレタン系接着剤を用いて、表面処理後のETFEフィルムと、厚み50μmのPETフィルム(商品名「E-5100」(易接着処理品)、東洋紡社製)とのラミネート試験を実施した。主剤としてHD1013(ロックペイント社製)、硬化剤としてH-62(ロックペイント社製)、粘度調整剤として酢酸エチルを用い、それらを質量比率で10:1.5:5で混合し、70℃で乾燥した接着剤を、塗布厚みが5μmとなるようにPETフィルムに塗布し、60℃に加熱したラミネートロールにより該PETフィルムとETFEフィルムをラミネートし、60℃で2日養生した。その後、JIS K6854-3のT型剥離試験に準拠して剥離速度50mm/分で剥離強度を測定した。また、その試験片の残りを、85℃で、85%RHの恒温恒湿槽に3000時間投入した後、再度剥離強度を測定した。
(総合評価)
 表面処理後のETFEフィルムの評価は、以下の基準に従って行った。
 ○(良好):EVAとの初期の剥離強度が7N/cm以上で、かつ3000時間の恒温恒湿試験後の剥離強度が6N/cm以上であった。
 ×(不良):EVAとの初期の剥離強度が7N/cm未満であるか、3000時間の恒温恒湿試験後の剥離強度が6N/cm未満であった。
[例1]
 図2に例示した表面処理装置2を用いて、グロー放電によるETFEフィルム40の表面処理を行った。放電電極22としては、ETFEフィルム40の搬送方向の長さが24mm、ETFEフィルム40の幅方向の長さが650mmで、厚みが10mmの炭素鋼板上に、酸化チタン13質量%および酸化アルミニウム87質量%からなる厚み0.5mmの被膜(固体誘電体)をプラズマ溶射法により形成した電極を使用した。対向電極23としては、直径30cmの金属ロール表面に、厚さ2mmのシリコンゴムを被覆したロール電極を使用し、ロール温度を循環水によって15℃に保持した。ガス導入口11から導入するガスは、純度99.99%以上が保証された窒素ガスを用いた。酸素濃度計14は、低濃度ジルコニア式酸素濃度計OX400(横河電機社製)を用いた。ETFEフィルム40は、厚み25μmで幅650mmのETFEフィルム(旭硝子社製)を用いた。
 導入する窒素ガスの流量を各ガス導入口11から導入される流量の合計で50L/分とし、窒素ガスを10分間導入し、酸素濃度が88ppmとなっていることを確認した。その後、窒素ガスを導入しながら、高周波電源21の出力電圧を450V、出力電流を1.7Aとし、処理電力765Wとして、ETFEフィルム40を10m/分で搬送することで、放電密度118W・分/mのグロー放電処理を行った。周波数は40kHzとした。そのため、パルス電界の波形は正弦波に近いものとなった。電圧立ち上がり時間は1.5μ秒、電圧立ち下がり時間は1.5μ秒、パルス継続時間は20μ秒であった。放電電極22と対向電極23間の電圧は11.4kVであった。
 放電密度は、下式(1)で算出した。
 (放電密度)=(I×V)/(v×d)   (1)
 ただし、式(1)中、Iは高周波電源21の出力電流(単位:A)、Vは高周波電源21の出力電圧(単位:V)、vはETFEフィルム40の搬送速度(単位:m/分)、dは処理幅、すなわち放電電極22によって処理されるETFEフィルム40の幅方向の長さである。
 表面処理は、ETFEフィルム40を一定方向に搬送しながら前記グロー放電処理を行った後、ETFEフィルム40の搬送方向を逆向きにして再度グロー放電処理を行うことを繰り返し、合計8回のグロー放電処理を行った。また、各々のグロー放電処理後のETFEフィルム40について、その都度、濡れ指数、フッ素転写量(F/Al)およびEVAとの積層体の剥離強度を測定し、密着性を評価した。
[例2]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して放電密度を178W・分/mとし、印加する電界の電圧立ち上がり時間を7μ秒とし、表面処理部10内の酸素濃度を56ppmとし、処理回数を合計5回とした以外は、例1と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。
[例3]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して放電密度を284W・分/mとし、表面処理部10内の酸素濃度を55ppmとし、処理回数を合計3回とした以外は、例1と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。
[例4]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して放電密度を104W・分/mとし、印加する電界の電圧立ち上がり時間を50μ秒とし、表面処理部10内の酸素濃度を55ppmとし、処理回数を合計4回とした以外は、例1と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。
[例5]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して放電密度を168W・分/mとし、表面処理部10内の酸素濃度を200ppmとし、処理回数を合計3回とした以外は、例1と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。
[例6]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して放電密度を168W・分/mとし、表面処理部10内の酸素濃度を200ppmとした以外は例1と同様にして、前処理として1回のグロー放電処理を行った。次いで、放電密度を168W・分/mとし、表面処理部10内の酸素濃度を55ppmとした以外は例1と同様にして、合計3回(前処理を除く。)のグロー放電による表面処理を行った。各グロー放電処理後のETFEフィルム40について、濡れ指数、フッ素転写量(F/Al)およびEVAとの積層体の剥離強度を測定し、密着性を評価した。
[例7]
 表面処理を行わなかったETFEフィルムについて、濡れ指数、フッ素転写量(F/Al)およびEVAとの積層体の剥離強度を測定し、密着性を評価した。
 例1~7の表面処理の処理条件を表1に示し、ETFEフィルムの測定結果および評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示すように、放電密度118W・分/mのグロー放電処理を行った例1のETFEフィルムは、放電密度の総和が220W・分/m未満の1回の処理後では、EVAとの密着性はあまり優れていなかった。しかし、複数回処理して放電密度の総和が220W・分/m以上となる2~6回の処理後は、濡れ指数が高く、フッ素転写量(F/Al)が少なくなっており、例7の未処理のETFEフィルムに比べて、EVAとの優れた密着性が得られ、その密着性が長期間維持された。一方、放電密度の総和が800W・分/m超となる7回および8回の処理後は、EVAとの初期の密着性は優れているものの、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。
 放電密度178W・分/mでグロー放電処理を行った例2のETFEフィルムでも同様に、放電密度の総和が220W・分/m未満、および800W・分/m超である1回目と5回目の処理後以外は、濡れ指数が高く、フッ素転写量が少なくなっており、EVAとの優れた密着性が得られ、その密着性が長期間維持された。
 各グロー放電処理の放電密度が200W・分/m超の例3のETFEフィルムでは、1~3回の処理後の全てにおいてフッ素転写量(F/Al)が多く、EVAとの初期の密着性は優れているものの、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。
 電極に印加する電界の電圧立ち上がり時間が10μ秒超の例4では、1~4回の処理後の全てにおいてフッ素転写量(F/Al)が多く、EVAとの初期の密着性は優れているものの、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。
 例3および4では、処理後のETFEフィルムの表面に低分子量のETFEオリゴマーが多く存在しているために、該ETFEオリゴマーの脱落により密着性が低下したと考えられる。
 酸素濃度が高い窒素雰囲気でグロー放電処理した例5では、処理後のETFEフィルムの濡れ指数が非常に高かった。しかし、1~4回の処理後の全てにおいてフッ素転写量(F/Al)が多く、初期の密着性も低く、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。これは、酸素濃度が高いために、プラズマ化された窒素原子による、ETFEフィルム40の表層のETFEオリゴマーの除去効果が小さくなったためであると考えられる。
 例6では、前処理として酸素濃度200ppmでグロー放電処理した後のETFEフィルムは、同等の放電密度でグロー放電処理した例2の1回目の処理後のETFEフィルムと比べ、濡れ指数が飛躍的に向上している。その後、本発明のグロー放電処理を行うことでフッ素転写量(F/Al)が減少していき、放電密度の総和が220W・分/m以上となった2回目および3回目の処理後には、EVAとの優れた密着性が得られ、その密着性が長期間維持された。
[例8]
 図1に例示した表面処理装置1を用いて、グロー放電によるETFEフィルム40の表面処理を行った。
 表面処理装置1は、放電電極22を3つとし、ガス導入口11を3つとした以外は、前記表面処理装置2と同じものを使用した。3つの放電電極22の間隔はそれぞれ10cmとした。ガス導入口11から導入するガスは、純度99.99%以上が保証された窒素ガスを用いた。ETFEフィルム40は、厚み25μmで幅650mmのETFEフィルム(旭硝子社製)を用いた。
 導入する窒素ガスの流量を各ガス導入口11から導入される流量の合計で50L/分とし、窒素ガスを流量50L/分で10分間導入し、酸素濃度が40ppmとなっているのを確認した。その後、窒素ガスを導入しながら、高周波電源21の出力電圧を590V、出力電流を6.6A(1対の電極あたりの電流が2.2A)とし、電力を3894W(1298W×3)として電力投入し、ETFEフィルム40の搬送速度を35m/分、グロー放電を行わない処理間隔を0.17秒として、3回のグロー放電処理による表面処理を行った。放電密度は1対の電極間あたり57W・分/mであり、3つの電極間の合計である放電密度の総和は171W・分/mであった。周波数は30kHzとした。そのため、パルス電界の波形は正弦波に近いものとなった。電圧立ち上がり時間は1.5μ秒、電圧立ち下がり時間は1.5μ秒、パルス継続時間は25μ秒とした。
 表面処理後のETFEフィルム40について、濡れ指数、フッ素転写量(F/Al)およびEVAとの積層体の剥離強度を測定し、密着性を評価した。
[例9~15]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して、各々の放電密度、放電密度の総和および処理間隔を表3に示すとおりに変更した以外は、例8と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。また、例11、12および14のETFEフィルム40については、PETフィルムとのラミネート試験も行った。
[例16~18]
 高周波電源21の条件およびETFEフィルム40の搬送速度を変更して、各々の放電密度、放電密度の総和および処理間隔を表2に示すとおりに変更し、さらに酸素濃度を55ppmとした以外は、例8と同様にして表面処理を行い、密着性を評価した。
 例8~18の処理条件を表2に示し、ETFEフィルムの測定結果および評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2および表3に示すように、放電密度の総和が220W・分/m未満の例8のETFEフィルムは、窒素官能基の導入が充分に行われなかったことで、EVAとの密着性が劣っていた。
 酸素濃度100ppm以下の窒素雰囲気で、放電密度40~200W・分/mのグロー放電処理を、処理間隔0.01秒以上で、放電密度の総和が220~800W・分/mとなるように行った例9~13および16~18のETFEフィルムは、濡れ指数が高く、フッ素転写量(F/Al)が少なくなっており、例7の未処理のETFEフィルムに比べて、EVAとの優れた密着性が得られ、その密着性が長期間維持された。また、例11および12の処理後のETFEフィルムは、PETフィルムとのラミネート試験においても、優れた密着性が得られ、その密着性が長期間維持された。
 各グロー放電処理の放電密度が200W・分/m超の例14および15のETFEフィルムは、フッ素転写量(F/Al)が多くなっており、EVAとの密着性は、初期は優れているものの、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。また、例14の処理後のETFEフィルムは、PETフィルムとのラミネート試験において、初期の密着性は例11および12のETFEフィルムと同様に優れているものの、その密着性は恒温恒湿試験後には低下した。
 本発明の表面処理方法によって得られるETFE成形体は、プラスチックシートや金属などの他の部材や、接着剤、印刷インキなどの他の成分との密着性に優れ、かつその密着性を長期間維持できる優れた耐久性を有し、壁紙、キッチン扉等の表面材、ガスレンジフード、キッチン等の壁パネルの表面材、ガソリンに対するバリア性および耐久性に優れた燃料用チューブ、さらにはガラスに代わるフレキシブル太陽電池の表面材、さらに、太陽電池のバックシート用部材、ゴムと加硫接着させた医療用ゴム栓用部材として利用が可能である。
 なお、2010年1月29日に出願された日本特許出願2010-018627号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
 1、2 表面処理装置 10 表面処理部 20 放電手段 21 高周波電源 22 放電電極 23 対向電極 31、32 ガイドロール 40 ETFEフィルム

Claims (4)

  1.  大気圧近傍の圧力下の窒素雰囲気中で、電圧立ち上がり時間が10μ秒以下のパルス化された電界により発生するグロー放電により、エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体を含むフッ素樹脂成形体の表面を処理する方法であって、
     酸素濃度が100ppm以下に調整された窒素雰囲気にて、0.01秒以上の間隔を空けて複数回のグロー放電処理を行い、その各々のグロー放電処理の放電密度を40~200W・分/m、それらグロー放電処理の放電密度の総和を220~800W・分/mとする、フッ素樹脂成形体の表面処理方法。
  2.  エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体におけるエチレン/テトラフルオロエチレンのモル比が、30/70~70/30である請求項1に記載のフッ素樹脂成形体の表面処理方法。
  3.  パルス化された電界の周波数が0.5~100kHzである請求項1又は2に記載のフッ素樹脂成形体の表面処理方法。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載の表面処理方法により表面処理が施され、下記フッ素転写量(F/Al)が0.5以下である、エチレン-テトラフルオロエチレン系共重合体を含むフッ素樹脂成形体。
    (フッ素転写量(F/Al))
     フッ素樹脂成形体の表面に、100℃のアルミニウム薄板を、面圧21kgf/cmで10分間押し付け、室温まで冷却した後にアルミニウム薄板を剥離し、X線光電子分光分析(ESCA)により該アルミニウム薄板表面を分析し、アルミニウム原子(atomic%)に対するフッ素原子(atomic%)の比をフッ素転写量(F/Al)とする。
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