JP4895092B2 - 樹脂基材の表面改質方法 - Google Patents
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前記ターゲットの表面上に形成される照射光形状が長軸方向の幅が短軸方向の幅の1.5倍〜10倍である略楕円形状となるように前記ターゲットの表面に前記レーザー光を照射しつつ、前記ターゲットの表面に対して平行な面上において前記長軸方向に対して垂直な方向と樹脂基材の移動方向との開口角度が10°以内となるように前記樹脂基材を移動させ、酸素量が8容量%以下のシールドガス雰囲気下において前記樹脂基材の表面に前記真空紫外光を照射しつつ前記飛散粒子を付着させることを特徴とする方法である。
(i)50nm〜100nmの波長領域に少なくとも一つの光強度のピークを有すること、
(ii)50nm〜100nmの波長領域の光の全エネルギーが100nm〜150nmの波
長領域の光の全エネルギーより高いこと、
(iii)50nm〜100nmの波長領域の光の全エネルギーが50nm以下の波長領域の
光の全エネルギーより高いこと
(iv)50nm〜100nmの波長領域の光のエネルギー密度が基材上で0.1μJ/cm
2〜10mJ/cm2(より好ましくは1μJ/cm2〜100μJ/cm2)であること。
なお、基材上における前記エネルギー密度が0.1μJ/cm2より低くなると処理に要する時間が過度に長くなってしまう傾向にあり、他方、10mJ/cm2より高くなると基材が分解されてしまう傾向にある。
図2に示す本発明の樹脂基材の表面改質方法に好適に用いることができる樹脂基材の表面改質装置を用いて、樹脂基材の表面改質を行った。すなわち、スペクトラフィジックス杜製のパルスYAGレーザー装置からの波長1064nm、パルス幅7ns、エネルギー1.84J、繰返し10Hzのレーザー光Lを焦点距離200mmの集光レンズ11を用いて集光してターゲット13の表面上に照射し、樹脂基材15に真空紫外光アシストレーザーアブレーション処理(以下、「VALA処理」という。)を行った。なお、レーザーの照射強度(E)は2.34×10−9W/cm2であった。このような照射強度(E)は下記式から求めた。
E=1.84/(3.14×0.13×0.275×7×10−9)=2.34×10−9(W/cm2)
ターゲット13としては直径40mm、厚さ5mmのディスク状の炭素を使用し、樹脂基材15としてはポリプロピレンの板材(日本ポリケム社製)を使用した。また、ターゲット13の傾斜を変えることによりレーザー光Lの入射角度を変えて、図1に示す開口角度θを30°〜85°の間で変化させた。このようにして各実施例及び各比較例におけるターゲット13の表面上に形成される照射光形状を、長軸方向の幅に対する短軸方向の幅の割合(長軸方向の幅/短軸方向の幅)が表1又は表2に示すような割合となるような楕円形状とした。更に、ターゲット13の傾斜に対し、集光レンズ11を上下させることにより照射光の面積は0.12〜0.16cm2とした。また、ターゲット13の表面上に形成される照射光形状の重心点と樹脂基材15の表面との間の距離が30mm離れるような位置に樹脂基材15を配置した。ターゲット13はレーザー照射部ができるだけ新鮮面になるように、ターゲット駆動装置12(モーター)を用いて1分あたり1回転程度の速度で回転させた。更に、樹脂基材駆動装置14としてはパルスモータを用い、ターゲット13の表面に対してほぼ平行な面上において前記長軸方向に対して垂直な方向と樹脂基材15の移動方向との開口角度が0°となるようにして樹脂基材15を移動させた。このときの各実施例及び各比較例における樹脂基材15の移動速度を表1又は表2に示す。
樹脂基材15として日本ポリプロ社製のPC−6を用い、樹脂基材15の移動速度を表3に示す移動速度とし、図1に示す開口角度θを65°とし、ターゲット13の表面上に形成される照射光形状の重心点と樹脂基材15との間の距離を25mmとし、ターゲット13の表面上に形成される照射光形状の長軸の幅が短軸の幅の約2.1倍(長軸の幅5.5mm、短軸の幅2.6mm)となるようにした以外は実施例1と同様にして樹脂基材にVALA処理を行った。
〈初期付着性〉
実施例1〜26及び比較例1〜7で得られたVALA処理後の樹脂基材にスプレー塗装を施した後、碁盤目剥離試験を行って塗料の初期付着性を評価した。なお、前記スプレー塗装においては、各実施例及び各比較例で得られたVALA処理後の樹脂基材を1日静置した後、関西ペイント製のメタリックベース塗料SOFLEX420TUC−1C0(#1C0)とクリア塗料SFX500TLをエアスプレー塗装し、90℃の温度条件で20分間焼付けた後、1日放置して塗膜(膜厚45μm)を形成させた。また、碁盤目剥離試験はJIS K5400に準拠して行った。更に、実施例23〜26に関しては、試料をそれぞれ2個準備し、碁盤目剥離試験をそれぞれ2回行った。また、塗料の初期付着性は以下の評価基準にしたがって評価した。得られた結果を表1〜表3に示す。
<付着性の評価基準>
○:剥がれた個数が0である
△:剥がれた個数が1/100〜9/100の範囲である
×:剥がれた個数が10/100以上である。
また、実施例23〜26に関して、得られた試料を40℃の温度条件下で10日間水槽内に静置した後、JIS K5400に準拠した碁盤目剥離試験を行って耐水付着性を評価した。なお、試料をそれぞれ2個準備し、碁盤目剥離試験をそれぞれ2回行った。また、評価基準は上記<付着性の評価基準>と同様である。得られた結果を表3に示す。
Claims (5)
- ターゲットの表面にレーザー光を照射して波長50nm〜100nmの真空紫外光及び飛散粒子を発生させ、樹脂基材の表面に前記真空紫外光を照射しつつ前記飛散粒子を付着させる樹脂基材の表面改質方法であって、
前記ターゲットの表面上に形成される照射光形状が長軸方向の幅が短軸方向の幅の1.5倍〜10倍である略楕円形状となるように前記ターゲットの表面に前記レーザー光を照射しつつ、前記ターゲットの表面に対して平行な面上において前記長軸方向に対して垂直な方向と樹脂基材の移動方向との開口角度が10°以内となるように前記樹脂基材を移動させ、酸素量が8容量%以下のシールドガス雰囲気下において前記樹脂基材の表面に前記真空紫外光を照射しつつ前記飛散粒子を付着させることを特徴とする樹脂基材の表面改質方法。 - 前記レーザー光の入射方向と前記ターゲットの表面の垂線方向との開口角度が50〜85°となるように前記ターゲットを配置することを特徴とする請求項1に記載の樹脂基材の表面改質方法。
- 前記ターゲットの表面上に形成される照射光形状の重心点と前記樹脂基材の表面との間の距離を10〜100mmとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂基材の表面改質方法。
- 前記樹脂基材を移動させる速度が300mm/分以上であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の樹脂基材の表面改質方法。
- 前記レーザー光が、パルス幅100ピコ秒〜100ナノ秒でかつ照射強度が106W/cm2〜1012W/cm2であるパルスレーザー光であることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の樹脂基材の表面改質方法。
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