JP2010208277A - プラスチック系材料およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前処理用ガスに高周波電圧を常圧下で印加して放電プラズマを発生させ、該放電プラズマをプラスチックからなる基材4に接触させて基材表面を活性化させる前処理工程を実施した後に、雰囲気ガス6に高周波電圧を常圧下で印加して放電プラズマ7を発生させ、該放電プラズマ7を基材に接触させることにより、基材表面に、炭素原子および水素原子を主構成原子として含む非晶質炭素系素材からなる均一被膜を形成させる被膜形成工程を実施することを特徴とするプラスチック系材料の製造方法。このような製造方法によれば、基材表面に、炭素原子および水素原子を主構成原子として含む非晶質炭素系素材からなる均一被膜を、幅30cm以上、かつ、面積900cm2以上の大きさで形成可能である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施態様に係るプラスチック系材料の製造装置1を示す図である。互いに平行に配置された銅製の対抗電極2、12のうち、対向電極2の対向面側には、固体誘電体3が配置されている。固体誘電体3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、ポリエチレン等のプラスチック、ガラス、金属酸化物等が使用できる。固体誘電体3と他方の対向電極12との間に、基材4としてプラスチックフィルム等が挿入され、これが対向電極2、12と平行に移動することにより、幅30cm以上、かつ、面積900cm2以上の均一被膜を形成することができる。
基材種類: PETフィルム(酸素に対するガス透過係数P1=2.67cm3(STP)・mm/m2・day・atm、酸素に対するガス透過率TR1=26.7cm3/m2・day・atm)
基材寸法: 幅400×長さ400mm(厚みL1=100μm)
対向電極の放電部面積: 500cm2(幅500mm×長さ100mm)
高周波電圧: 周波数30kHz、パルス幅3μ秒の矩形パルス波
雰囲気ガス: アセチレンと窒素の混合ガス(体積比;アセチレン/窒素=75/25)
被膜形成処理時間: 15秒
(L1+L2)/TR=L1/TR1+L2/TR2
に代入することでTR2を算出し、TR2を酸素ガス透過係数P2に換算することによって求めた。
基材種類: 高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のフィルム
基材寸法: 幅400×長さ400mm(厚みL1=100μm)
対向電極の放電部面積: 500cm2(幅500mm×長さ100mm)
対向電極の電極間隔: 1mm
高周波電圧: ピーク電圧20kV、周波数30kHz、パルス幅3μ秒の矩形パルス波
放電電流密度: 2mA/cm2
前処理用ガス: 酸素
前処理時間: 5秒
雰囲気ガス: アセチレンと窒素の混合ガス(体積比;アセチレン/窒素=75/25)
被膜形成処理時間: 15秒
2、12 対向電極
3、13 固体誘電体
4 基材
5 雰囲気ガス供給配管
6 雰囲気ガス
7 プラズマ化雰囲気ガス
8 排気配管
9 ガスカーテン
10 可動ステージ
Claims (17)
- プラスチックからなる基材の基材表面に、炭素原子および水素原子を主構成原子として含む非晶質炭素系素材からなる均一被膜が、幅30cm以上、かつ、面積900cm2以上の大きさで形成されていることを特徴とするプラスチック系材料。
- 前記非晶質炭素系素材は、酸素原子と炭素原子の個数比が3:97〜20:80となる割合で酸素原子を含有する、請求項1に記載のプラスチック系材料。
- 前記均一被膜は、酸素ガス透過率または厚みにおいて±10%以内の均一度合を有する、請求項1または2に記載のプラスチック系材料。
- 前記均一被膜は、酸素ガス透過係数として0.01〜0.05cm3(STP)・mm/m2・day・atmのガスバリア性を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチック系材料。
- 前記均一被膜は、プラズマ化された酸素含有ガスを前記基材に接触させることにより活性化された基材表面に、常圧低温プラズマCVD法によって形成されている、請求項1〜4のいずれかに記載のプラスチック系材料。
- 前記基材が、フィルム、シート、板状体のいずれかからなる、請求項1〜5のいずれかに記載のプラスチック系材料。
- 前記基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートまたはポリメチルメタクリレートから形成されている、請求項1〜6のいずれかに記載のプラスチック系材料。
- 前処理用ガスに高周波電圧を常圧下で印加して放電プラズマを発生させ、該放電プラズマをプラスチックからなる基材に接触させて基材表面を活性化させる前処理工程を実施した後に、雰囲気ガスに高周波電圧を常圧下で印加して放電プラズマを発生させ、該放電プラズマを前記基材に接触させることにより、前記基材の基材表面に、炭素原子および水素原子を主構成原子として含む非晶質炭素系素材からなる均一被膜を形成させる被膜形成工程を実施することを特徴とするプラスチック系材料の製造方法。
- 前記前処理用ガスは、酸素を含有している、請求項8に記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記雰囲気ガスは、希ガスまたは窒素を含有している、請求項8または9に記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記雰囲気ガスは、アセチレンを50〜75体積%の比率で含有している、請求項8〜10のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記雰囲気ガスは、5〜20kPaの圧力を有する、請求項8〜11のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記雰囲気ガスは、前記高周波電圧によって生起される電界の方向と垂直方向に通気される、請求項8〜12のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記高周波電圧は、矩形波、正弦波または三角波の電圧波形を示す、請求項8〜13のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記被膜形成工程を実施した後に、前記基材表面を外気と接触させる外気接触工程を実施し、その後再び、前記被膜形成工程を実施する、請求項8〜14のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記被膜形成工程において、希ガスまたは窒素からなるガスカーテンを形成させることにより、前記基材表面を外気から遮断する、請求項8〜15のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
- 前記基材を、前記高周波電圧によって生起される電界の方向と垂直方向に、相対的に移動させる、請求項8〜16のいずれかに記載のプラスチック系材料の製造方法。
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