JPS5849294B2 - プラズマ反応処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種材料の表面をグロー放電プラズマ反応処
理する方法における改良に関するものである。

さらに詳しくいえば、本発明は、各種材料の表面をグロ
ー放電プラズマ反応処理する際に、過度の作用を受けて
被処理物自体が劣化したり、アルいは表面に損傷を生じ
ることを避けるため、穏やかな作用を受けるように改良
した方法に関するものである。

従来、各種の材質からなる材料の耐熱性や耐薬品性、耐
食性の向上、接着性や機械的強度、耐摩耗性の改善、耐
菌性や染色性の付与など、その表面特性を改良ないし改
質する方法として、グロー放電雰囲気中に被処理物をお
きプラズマ処理する方法が知られている。

この方法は、そのグロー放電雰囲気が比較的容易に得ら
れること、処理操作が簡単であること、処理に要する時
間が短いことなどの利点があるので、各種の分野で広く
利用されている。

しかしながら、シート状や繊維状の材料によってはグロ
ー放電プラズマ反応処理を施す場合、表面の改質という
よりも、エツチングによる分解型の反応が優先して材料
自体の特性が損われるという欠点があり、実用化の上で
大きな障害となっていた。

本発明者らは、このような従来方法のもつ欠点を克服す
るために鋭意研究を重ねた結果、グロー放電プラズマ反
応処理に際し、被処理物とプラズマとの間にフィルター
を挿入し、その作用を緩和させることによりその目的を
達成しうろことを見い出し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。

すなわち、本発明は、グロー放電プラズマ反応処理を行
うに際し、フィルターを介して被処理物に作用を受げさ
せることを特徴とするプラズマ反応処理方法を提供する
ものである。

グロー放電プラズマ反応には、重合性モノマーの存在下
でプラズマを発生させ物体の表面に重合体被覆を形成さ
せるもの及び窒素、酸素、希ガス、ハロゲンなどの非重
合性の活性化ガスプラズマにより物体の表面をエツチン
グ処理するものがあるが、いずれにしてもプラズマ中に
含まれる各種ラジカル、イオン、電子、フォトンなどの
活性種が重要な役割を果している。

本発明は、このような非重合性のガスプラズマ中に含ま
れる活性化したラジカル種、イオン種のような高エネル
ギーの活性種をフィルターにより排除し、紫外線のフォ
トンのみを利用し穏やかな条件下で反応を行わせること
により、材料自体の変質や表面の損傷を伴うことなく所
望の表面処理を行うものである。

本発明方法により処理しうる材料としては、これまでプ
ラズマ反応処理が施されていたものであればどのような
ものでもよく、例えば各種プラスチック、天然高分子、
天然繊維などがある。

また、これらの形状としては、特に制限はなく、フィル
ム状、繊維状のものでもよい。

次に、本発明方法で用いるフィルターとしては、紫外光
を透過することができ、反応条件に耐えうるものであれ
ばよく、特に制限はないが、石英ガラスや耐熱ガラスが
好適である。

このフィルターは、半円筒状、板状、管状その他反応管
に適合した任意の形状に形成させることができる。

本発明方法を好適に実施するには、例えばアフターグロ
ー放電を利用した反応管型プラズマ反応装置内に、その
反応管よりもやや小さい径の石英管又は耐熱ガラス管の
ような管状フィルターを嵌入し、被処理物を、反応管と
管状フィルターの間の間隙に置き、通常のようにしてプ
ラズマ処理する。

また、管状フィルターを用いる代りに、被処理物を２枚
の板状フィルター又は板状フィルターと支持体との間に
挾持して反応管内に装入し、プラズマ処理してもよい。

この際の処理条件は、従来性われているプラズマ処理の
場合と同様である。

次に添付図面により、本発明方法の具体的な実施態様を
説明する。

図面は、本発明方法を行うのに好適な装置の１例を示す
説明図であって、反応装置は、硬質ガラスから成る反応
管１とそれに連結したグロー放電管２とから構成されて
いる。

グロー放電管の外周には、ＲＦ波発生電源に接続したコ
イルが巻かれている。

反応管１のグロー放電連結口とは反対の端は排気口４に
形成され、かつその内部にはほぼ同軸的にガス導入管５
を備えている。

反応管１よりもやや小さい径のフィルター管６が反応管
内に嵌入され、これはリング７．７によって固定されて
いる。

被処理物Ａは、反応管１とフィルター管６との間の空間
に取り付けられている。

このような装置において、非重合性のガスはニードルパ
ルプによりその流量と圧力を調節しながら、ガス導入管
５を経て反応管１の内部へ導入され、真空ポンプにより
吸引されて、排気口４より排出される。

このようにして反応管内で発≧生したプラズマは、フィ
ルター６を介して被処理物Ａに作用し、所望の処理が施
される。

この際グロー放電はフィルター６の内部を通過するが、
それと反応管１との間のリング例えばテフロンリング１
，７により隔離された空間には侵入することがな（、し
たがって、被処理物Ａのプラズマによる直接的なボンバ
ードを避けることができる。

未発明方法によれば、フィルム状、繊維状の材料でも、
なんら支障なくプラズマ反応処理することができるので
、非常に広範囲にわたって利用しうるという利点がある
。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 １ 図面に示す反応装置において、内径４．４ｃＩｒＬ、長
さ約４０ＣｒｒＬ１コイルの巻き径約４．５ＣｒｒＬ、
直径２．４儂の供給管及び供給ガス等管からなるグロー
放電管内に外径３．８ＣＩｆＬ、長さ２０ｃＩＩ１．、
厚さ７朋のパイレックス管の外周に厚さ２５μｍ、大き
さ１０ＣＴＬＸＩＯ（１１７＋１のポリエチレン（ＰＥ
）シートをビニルテープではり付けて挿入し、これをポ
リフッ化エチレン製のリングで固定したものを用い、供
給ガスの種類を変えて、圧力５０μｍＨｇ、放電圧２０
Ｗでグロー放電させ、その雰囲気中で処理した。

処理時間は、１０分間とした。このように、特に長時間
の処理時間としたのは、被処理物が改質されてピーク的
状態に達したのちはその性質を保持して劣化しない特性
を有し、その必要処理時間を超えた時間分が本発明方法
の評価のために悪影響を与えないので、処理の完全を図
るためである。

また、比較のために、石英ガラス等を用いずに同様のシ
ートを直接上記と同一条件で生起させたグロー放電雰囲
気中で処理した。

このようにして得られたものの水についてのぬれ特性を
調べた。

その結果を第１表に示す。実施例 ２ 実施例１と同様の反応装置を用い、これに厚さ５０μｍ
１大きさ２．５ＣｒｒＬＸ７．５ｃＩＩＬの軟質ポリ塩
化ビニル（ｐｖｃ）シートを厚さＬＯｔｎｍのパイレッ
クスガラス製スライドガラスでその両面をはさみ、密着
させたものを入れ、実施例１と同一条件で処理し、その
ぬれ特性について調べた。

また、スライドガラスではさまないで、直接式れた場合
についても調べた。

これらの結果を第２表に示す。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明方法を実施するのに用いられる反応装置
の１例の説明図であって、図中１は反応管、２はグロー
放電管、５はガス導入管、６はフィルター管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ グロー放電プラズマ反応処理を行うに際し、フィル
   ターを介して被処理物に作用を受けさせることを特徴と
   するプラズマ反応処理方法。 ２ フィルターが石英ガラス又は耐熱ガラスである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。