JP5084182B2 - 被覆プラスチック製品及び被膜 - Google Patents
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Description
常圧低温プラズマCVD法によって、プラスチック成形体の表面上に炭素原子と水素原子とを主構成原子として含む被膜が形成された被覆プラスチック製品については、例えば、特許文献3に開示がある。特許文献3に開示された技術では、プラズマ化させる供給ガスは、ヘリウムガス等の不活性ガスをメインガスとしている(例えば特許文献3の請求項6又は7を参照。)。常圧低温プラズマCVD法では、不活性ガスをメインガスとしなければ供給ガスのプラズマ化が難しいためである。しかし、不活性ガスをメインガスとすれば、(1)同じ膜厚でガスバリア性が低くなる、(2)原料ガスの含有量が小さいので、成膜速度が小さい(例えば特許文献3の実施例を参照すると成膜時間が1分間と非常に長い)、という問題がある。
本実施形態に係る被覆プラスチック製品は、具体的には、常圧低温プラズマCVD法によって、プラスチック成形体の表面上に炭素原子と水素原子とを主構成原子として含む被膜が形成された被覆プラスチック製品であり、前記被膜は、炭素原子源及び水素原子源となる原料ガスと不活性ガスとを(原料ガス体積%/不活性ガス体積%)が50/50〜100/0となる割合でそれぞれ含有する供給ガスを常圧下でプラズマ化することによって形成される。
分析装置:TOF−SIMS300(ION−TOF社製)
一次イオン源:Au
最表面超純水洗浄後、測定面積200μm角の領域を対象に測定。
図1に示した成膜装置を使用して、PETシートの表面に被膜を形成した。PETシートは、40mm×40mmで厚さは0.3mmである。プラズマ放電の条件は、周波数9kHz、電圧20kV、供給ガスとしてアセチレンガス流量1.0リットル/分、PETシートと電極との隙間距離1.0mm、成膜時間5秒間、放電面積40cm2、基板温度50℃とした。なお、この場合に、印加された電力密度は、0.05W/mm2であった。
プラズマ放電の条件において、周波数を35kHz、電圧24kV、供給ガスとしてアセチレンガス流量を1.0リットル/分及び窒素ガス流量を1.0リットル/分とした以外は実施例1と同様とした。なお、この場合に、印加された電力密度は、0.08W/mm2であった。
厚さ0.3mmの高密度ポリエチレンシートを準備した。
厚さ0.3mmのポリスチレンシートを準備した。
実施例1と同じPETシート(非成膜)を準備した。
プラズマ放電の条件において、周波数を3kHz、電圧15kV、供給ガスとしてアセチレンガス流量を3.0リットル/分、成膜時間10秒間とした以外は実施例1と同様とした。なお、この場合に、印加された電力密度は、0.01W/mm2であった。
プラズマ放電の条件において、周波数を9kHz、電圧20kV、供給ガスとしてアセチレンガス流量を0.75リットル/分及び窒素ガス流量を2.25リットル/分とした以外は比較例1と同様とした。なお、この場合に、印加された電力密度は、0.05W/mm2であった。
特許文献1の装置を用いて、肉厚0.3mmのPETボトルの内表面にDLC膜を高周波電源の周波数13.56MHz、その出力1200W、原料ガスをアセチレン、成膜時間2秒間の条件で、膜厚30nmのDLC膜の成膜を行なった。
比較例6において、原料ガスをアセチレンからヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と酸素とした以外は同様にして、酸化珪素被膜を形成した。比較例7について同様に表面の摩擦係数を計測した。
1a,空間的隙間
2,高周波印加用電極
2a,高周波印加用電極の対向側の電極表面
3,接地電極
3a,接地電極の対向側の電極表面
4,4a,4b,誘電体
5,PETシート
6,高周波電源
7,供給ガスの流路
8,供給ガス発生手段
9,排気流路
10,排気用ブロア
11,絶縁体
12,供給ガス
100,成膜装置
Claims (7)
- 常圧低温プラズマCVD法によって、プラスチック成形体の表面上に炭素原子と水素原子とを主構成原子として含む被膜が形成された被覆プラスチック製品において、
前記被膜は、
隙間をあけて対向し合う高周波印加用電極と接地電極の少なくともいずれか一方の対向側の電極表面を比誘電率3以上100以下の誘電体で覆い、前記高周波印加用電極、前記接地電極又は前記誘電体のいずれかの上に前記隙間に面してプラスチック成形体を配置し、前記隙間に、炭素原子源及び水素原子源となる原料ガスと不活性ガスとを(原料ガス体積%/不活性ガス体積%)が50/50〜100/0となる割合でそれぞれ含有する供給ガスを流速2.5〜50m/分で流し、前記高周波印加用電極に単位電極面積あたり0.02〜0.2W/mm2の高周波電力を供給して、前記供給ガスを常圧下でプラズマ化することによって形成されてなり、かつ、
飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)法の陰イオン解析において、
(1)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する3原子炭素のピークの強度比率(C3/C1)が0.07以上、
(2)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する4原子炭素のピークの強度比率(C4/C1)が0.05以上、
(3)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する5原子炭素のピークの強度比率(C5/C1)が0.02以上、の(1)〜(3)の少なくともいずれか一つを満たし、かつ、
示差走査熱量分析(DSC)法の解析において、昇温速度10℃/min、窒素雰囲気の測定条件で140〜150℃の間に発熱ピークの頂点が出現し、70〜80℃の間に吸熱ピークの頂点が出現することを特徴とする被覆プラスチック製品。 - 前記原料ガスがアセチレンであることを特徴とする請求項1に記載の被覆プラスチック製品。
- 前記被膜は、飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)法の陰イオン解析において、前記(1)(2)(3)の全てを満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の被覆プラスチック製品。
- 前記被膜は、同一組成からなる単一層、異組成からなる複数層又は連続的に組成が傾斜している傾斜組成層のいずれかであることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の被覆プラスチック製品。
- 前記プラスチック成形体がポリエチレンテレフタレート樹脂からなることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の被覆プラスチック製品。
- 包装容器、摺動部品、記録媒体、シート、繊維又はカードであることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載の被覆プラスチック製品。
- 常圧低温プラズマCVD法によって、基体の表面上に形成された炭素原子と水素原子とを主構成原子として含む被膜において、
前記被膜は、隙間をあけて対向し合う高周波印加用電極と接地電極の少なくともいずれか一方の対向側の電極表面を比誘電率3以上100以下の誘電体で覆い、前記高周波印加用電極、前記接地電極又は前記誘電体のいずれかの上に前記隙間に面して基体を配置し、前記隙間に、炭素原子源及び水素原子源となる原料ガスと不活性ガスとを(原料ガス体積%/不活性ガス体積%)が50/50〜100/0となる割合でそれぞれ含有する供給ガスを流速2.5〜50m/分で流し、前記高周波印加用電極に単位電極面積あたり0.02〜0.2W/mm 2 の高周波電力を供給して、前記供給ガスを常圧下でプラズマ化することによって形成されてなり、かつ、
飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)法の陰イオン解析において、
(1)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する3原子炭素のピークの強度比率(C3/C1)が0.07以上、
(2)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する4原子炭素のピークの強度比率(C4/C1)が0.05以上、
(3)一次イオン源Auを用いて表面を純水洗浄した後の測定での単原子炭素のピークに対する5原子炭素のピークの強度比率(C5/C1)が0.02以上、の(1)〜(3)の少なくともいずれか一つを満たし、かつ、
示差走査熱量分析(DSC)法の解析において、昇温速度10℃/min、窒素雰囲気の測定条件で140〜150℃の間に発熱ピークの頂点が出現し、70〜80℃の間に吸熱ピークの頂点が出現することを特徴とする被膜。
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