JPS58132029A - 基板の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機高分子材料からなる基板の表面処理方法に
関し、晩に詳しく祉、基板表面を気体放電処理および化
学＠場することを特徴とする基板の表向処理方法に関す
る。

従来プラスチックフィルム、プラスチック板等に対して
、その表面に設けられる高分子層、金属層、あるいは檀
々の分舷噛との接着性を向上させる目的で真空ダロー放
電処理、プラズマ放電処理、コロナ放電処理等の気体放
電処理を含め先程々の表面処理が行なわれてき友。

しかしながら、これらの方法を用いて、有機高分子材料
からなる基板の表向の接着性を所望の程度まで向上させ
るためには、前記気体放電処理の時間を長くしなけれに
ならないか、または放１１に強度を太き−くしなければ
ならないために、基板自体が黄色に着色する現象が起こ
る。この様な着色は材料特性上、商品イメージ上好まし
くなく、特に光学部材として前記基板を用いる場合、基
板が表面処理で着色することは致命的な欠陥となる。信
えば、この有機高分子材料からなる基板を光が透過する
条件下で、使用される場合であり、特に、前記基板が光
学的情報紀鍮織体に用いられる場合には、この基板の着
色現象が、前記基板上に記録される情報の書込み、読み
出し等における実質的な光エネルギーの減少、またはレ
ーザ光の様な光の散乱等によシ、情報記録感度の低下や
再生信号の８／Ｎ比の低下など、実用上極めて重大な欠
陥の原因となっていた。上記処理時間を短くするか放電
強直を弱めるかして処理の程度を１１滅すれば、上記の
不利な点の発現を防止てきるが、前記基板上に設けられ
美記録層勢の所望の接着性等の表内特性が侮られず、こ
れまで気体放電処理は実質的に使用できないとみられて
いた。

上記着色の問題の他に、強い放電処理によシ発生する失
透また祉白濁化の現象も同様に気体放電処理の使用範８
を限定していた。

本発明の目的はかかる着色または失透を抑えながら、光
分な表面処理方法を施して、有機高分子材料からなる基
板とその上に設けられる配鍮層等との間ＯｉＩ着性を改
曽することにある。

かかる目的は、有機高分子材料からなる基板表両を気体
放電処理および化学処理することを特徴とする基板の表
面処理方法によって達成される。

本発明の好ましい実施態様に従えば、前記気体放電処理
がプラズマ放電処理もしく拡コロナ放電＠層であること
、前記化学処理がアルカリ金属またはアルカリ土類金属
のイオンを含有するアルカリ１１１液に前記基板を浸漬
する処理であることであり、さらに他の好ましい”実施
一様に従えば、前記有機高分子材料がポリメチルメタク
リル酸又はそのｌｌＩ４体であることｔ−特徴とする表
面処理方法とすることである。

以下、本発明について詳述する。

本発明の気体放電処理とは、ＩＩＩ：空ダロー放電処理
、コ０す放電処理およびプラズマ放電処理等をいう。こ
こに、真壁グー−放電処ｆｆｉは、高真空中において高
電圧を印加したとぎ電界の陰極付近に発生するグロー放
電発光下に有機高分子材料の基板を曝すことで基板の表
向処理を行なうものである。コロナ放電処理は、大気中
もしくは真空中において、直流高電圧又は交流高電圧を
１縁よシ印加してコロナ放電させて、雰囲気気体をイオ
ン化させ、このイオン流に有４１１高分子材料の基板を
曝すことで基板の表向処理を行なうものである。また、
プラズマ放電処理は、大気中もしくは特定気体の低中圧
中において、ａＪ＃Ｍ波発振を行なわせて、プラズマ放
電ｆ：打なわせ雰囲気の気体をイオン化させ、このイオ
ンＩＫ有機高分子材料の基板を＠すことで基板の表−処
理を行なうものである。本発明においては、前記基板の
表面への有機動勢の汚染を防ぐ意味で、プラズマ放電処
理、コロナ放電処理が最も好ましい。

本発明の化学処理とは、酸処珈、アルカリ処理、カップ
リング剤処理、例えばシラン糸やチタン系カップリング
剤を用いた処理などのいずれか１つ箇えは前２＠のいず
れ゛かと後者とを組み合わせた表自処［を盲う。

本発明の表面処理方法の利点は、気体放電処理後に化学
処理を行なうことによシ、有機高分子材料からなる基板
の着色中失透を実質的に起こさせずに装着性等の光分な
表面特性が得られることである。本発明の表面処理方法
を施した有機高分子材料の基板でＦｉ接着剤や別種の下
引層等を用いる必豐がないために、化学変化等の経時劣
化の問題が無いようにできることも、本発明の−Ｂ−処
理方法による利点に含まれる。

本発明の表面処理方法は、従来の方法による気体放電処
理において着色を生じるか、まえは失透する様な有機高
分子材料においても、特に有効である。本発明の有機高
分子材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレートの様なポリエステル類
、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレンの様なボリ
スチレ／類、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメ
タクリレート、ホリハイドロキ７エチルメタクリレート
の様なテクリルエステル類、ポリカーボネート類、セル
ローストリアセテート、セルロースアセテートブチレー
トの様なセルロース１１１％であって、本発明の表面処
理方法はいずれにも適用できる。

上記の様な有機高分子材料からなる基板の厚さは限定さ
れず、例えばフィルム状態の７９謹厚から３０謹厚の板
状基板まで用いることができる。

光学的情報記ｆ＆謀体の如く、透明で平渭性に優れた基
板を通して、一般的には、１μｍ前後のビーム径に絞り
込まれたレーザ光を用いて情報の書き込み、読み出し等
記録、再生を行なうような情報記録法等に好ましく用い
られる有機高分子材料として、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂およびその銹導体の場合には、本発明の表面処理
方法が最本好ましい。

本発明の表面処理方法で行なわれる気体放電処理にＬｌ
）゛ラズマ放電処理、コロナ放電処理が特に好ましい処
理法である。

コロナ放電処理は直流高電圧もしくは交流高電圧の高圧
発生機、好ましくは電圧が１〜１００ＫＶにおいて、出
力１〜２０　ＫＷ金含有る発生装置を用いて、大気中常
圧下に行うことができる。この処理は放電位置において
コロナ放電下で気体がイオン化している雰−気中を豹電
体支持ローラー上有機為分子材料からなる基板を一速度
毎分１〜５００ｎｍにて送って前記基板の表向処理を行
なうのが好ましい。放電電極はタングステン線、金メツ
キー等の細１ｍｌがよく、有機高分子材料の基板上から
０．１〜５０−の位置に設置して均一な放電を施して、
柑いることができる。

本発明のフラズマ放電処理は最も好ましい処理方法であ
シ、真！［ｏ、ｏ　１〜２０　Ｔｏｒｒの低中圧中の雰
−気で行なわれ、好箇しくは０．１〜２　Ｔｏｒｒであ
る。圧力が低すぎるとプラズマ処理効果が充分でなく、
為すぎると過大電流が流れて危険である。

１ラスマ放電を行なわせるａＩｂｆｉ１１１ｔＩＬ発振
用電源への印加電圧Ｆｉ０．５〜５ＫＶが好ましく、発
振出力は１〜１０　ＧＷが好ましい。低すぎるとカスの
イオン化が翁＜、プラズマが安定して発生せず、高すぎ
ると危険である。

プラズマ放電用ガスＦｉｋｒｓ　Ｎ２　　％の不活性ガ
スが好筐し、いが、ＣＦ４、ＣＦ１４等のガスも用いる
ことができる。カス流量社用いるカスや扁１ｌＩｄ波発
振条件によ＃）１４なるが、Ａｒの場合毎分１０〜５０
ｍが好ましい。

１ラズマ放電用電極間距離は、ガスのａＩ類や流量、お
よび扁崗波発振条件により異なるが、１〜１０ｃｍの間
に設定される。

前記有機高分子材料は、プラズマ放電下のガス雰囲気中
に設置されるか、搬送される。

以上の如く条件を設定することにより、有機高分子材料
からなる基板向に対して、勢力的なプラズマを発生さゼ
ることが可能となシ、好ましい表′内処理が行なわれる
。

上記処理方法で、前記基板の表ＦｋＪは好適な状態に活
性化され、次に行なわれる前記基板の化学処理法に対し
て、光分な表面特性が付与されることになる。

本発明の表面６塩方法で行なわれる化学処理には、有機
高分子材料からなる基板表面の親水性を向上させ得る全
ての処理方法が含まれ、有機高分子の１ａｌｉｉ１１組
成、重合度、平均分子量およびその表自よに一鵬、また
は蒸着等によシ設けられる層のＳ類や性質により異なり
、画一的には決定されないが、酸処理、アルカリ処理、
カップリング剤処ｍ勢が含まれる。

酸処理には硝酸、備酸等の無機酸の１〜５０重量パーセ
ント水溶液が用いられ、アルカリ処理には水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム勢のアルカリ金ｊＩｌｉｔたけ水
酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属のイオンを含む
１〜５０重量パーセントの水溶液、メタノールもしくは
エタノール等のアルコール溶液または前記アルコールと
水との任意の比率の混合溶液が用いられる。酸処理、ア
ルカリ処理共に、１〜３０分間の処理時間および１０〜
９０℃の処理ｌｍｌ１ｊでｈｙｚわれるが、有−高分子
材料自身の処理液への溶解または着色、失透を防止する
ためには、好適な処理条件として、５０℃、ｌＯ分間程
度がよい。

前記化学処理後の光分な水洗は基板表面の清浄さを保つ
ために必歎とされる。

また前記カップリング剤処理には、シラン系カップリン
グ剤やチタン系カップリング剤の０．１〜１００重量パ
ーセントの水溶液またはアルコール溶液が用いられる。

処理時間は１〜３０分間、処理ｍ度は１０〜７０℃で行
なわれる。

シラン系カップリング剤として、例えばトーレ・シリコ
ーン■製のＳＨ６０２０、ＳＨ６０２６、５）１６０３
２、　ＳＨ６０４０、ＳＨ６０５０、ＳＨ６０７５、信
越化学■製のＫＢＭ−４０３、ＫＢＭ−５０３、Ｋｆｌ
Ｍ−６０２等を用いることができるが、８Ｈ−６０４０
が、特にポリメチルメタクリレート樹脂を用いた時に好
ましい接着性を与える。

チタン系カップリング剤として、例えば米国Ｋｅｎｒｉ
ｃｈ　Ｐｅｔｒｏｃｈ＠ｍ１ｃａｌｓ社製のブレンアク
トＴＴ８．３８Ｓ、４６１１，５５，１３８８゜１３４
８％を用いることができるが、希薄溶液で用いた場合、
ポリメチルメタクリート樹脂には。

４６Ｂが好ましいＩｔＣ′ｉＭ性を与える。

本発明において用いられる各種カップリング剤またはそ
の主成分のａｍ式は以下のｊｌＩ９である。

以下余白 ５Ｈ６０２０：　　Ｈ２Ｎ−（ＣＨ２）２−Ｎ［（−（
ＣＩ（２）、−８ｉ（ＱＣ）１５）３ＳＨ６０２６：　
アミノシラン （ＣＨ２）　３−８１　（ＯＣＨ５）　５ＳＨ６０４０
；　　ＣＨｚ−ＣＩ−ＣＨ２０−（ＣＨ２）３−８ｉ（
ＯＣＨ５）ｓ＼に ８）（６０５０：　　１級、２級および３級アミノシラ
ンの混合物Ｓ■　６０７５　　：　　ＣＨ２＝ＣＨ８１
（ＯＣＯＣ［（３）。

ＫＩＭ　６０２　　：　　Ｈ２Ｎ−（Ｃ１２）２−ＮＨ
−（ＣＨ２）５−８１（ＯＣＨ３）３Ｈ５ ＴＴｇ　　：　　ＣＨ３−ＣＨ−０−Ｔｉ−（ＯＣＯＣ
１７Ｈ３５）５Ｈ ４６１ａ　　；　　（ＣｓｌＨ１７０）１−’ｒｔ　−
（Ｐ−（ＯＣ１５Ｈ２７）、ＯＲ１４［Ｐ＋０ｃ１５Ｈ
ｚ７）２０Ｈ）２ ―紀シラン糸カップリング剤およびチタン系カップリン
グＭ紘共にＳｔ状態で基板の表面処理剤として用いる他
に、―布液中に固形分の０．０１〜１０重量パーセント
分として添加して、―設時に用いても光分Ｋｆ用に耐え
得る接着性を与える。

本発明の表自処理を施し九有績高分子材料からなる基板
上に設けられるｌ１１１４層、例えば、光学的情報記録
媒体用の記録層として、金Ｉｓ像粒子が分散された高分
子からなる層管用いた場合、本発明の表面処理法の効果
は極めて大きい。例えば、銀粒子が分散され九ゼラチン
層、銅粒子が分散されたポリビニルアルコール層、ま友
は鉄粒子が分散され九ポリスチレン層などにおいて接着
性が着しく改良される。

本発明の表面処理方法によシ、処理ｔｊｉｋした有機高
分子材料からなる基板を用いることによシ、光学的情報
記録媒体が高品質で安定して供給できる様になった。か
かる有機高分子材料を用いた媒体は基板材料にガラスを
用いたそれに比べて、軽く取シ扱いに＠！利であって、
破損しにくい友めに、情報の書ぎ込み、読み出し勢紀録
再生のための高速回転操作が安全に行なわれるという利
点を有し、本発明Ｏ＠境方法は前記利点ｔＣに嬌めるも
のである。

本発明の表面処理方法で処理を施した基板上に記録層等
となる塗布薄ＩＩ′に設けた時の―布薄膜強度、接着性
等を調べる１合、基板上に設けられ友―布試料の乾燥時
接着特性は、有機高分子材料からなる基板に対する一布
薄＠Ｏ接着力を意味し、後記の実施例における測定法は
塗布薄穣の上に６己粘着性テープ〔３Ｍ：スコッチテー
プ〕を貼付け、このテープをフィルムから急激に剥離さ
せることによシ該薄輿が剥離するか否かによって評価し
た。

本発明Ｏ好ましい実施ｍ様を以下の実施例に基づ−て詳
細かつ具体的に説明する。しかし、本発明の実施態様は
これに限定されるものではない。

実施例１ 清浄な８インチ角Ｏ１−犀のポリメチ羨メタクリレート
基板（三菱レーヨン■製、アクリライト）ｆｔ日電アネ
ルバ＠製のプラズマＣＶＯ装置を用いてプラズマ放電処
理した。プラズマ放電処理はアルゴンガスを用いて０．
４　Ｔｏｒｒの真空下Ｉ　ＫＶの電圧を印加して、２０
ＷＯ高＃波出力でプラズマを発生させ、処理時間は１０
分間であり九。

処境済ポリメチルメタクリレート基板を５０℃ｏｌｏ７
１１＠パーセントの水敵化カリウム水溶液に１０分浸漬
して化学処理し水洗、乾燥した。

前記処理済基板上に０．５重量パーセントのシランカッ
プリングＭ（）−レ拳シリコーン■製ノ８１（−６０４
０）ｔ−含有するコロイド銀のゼラチン溶液を乾燥膜厚
０．５　ｊｍとなる様にワイヤー・パー−布し友。

比較ｆｌｌ 実施例１゛における化学処理を省いてプラズマ処理のみ
を行なう九。

比稙ｆ１２ 実ｊｌｉ＋ｆｌｌｌにおけるプラズマ放電処ｆｉ１−省
いて化学処理のみを行なった。

実施ｆＩ１２ 実施例１と同様１ｃプラズマ処理を行なった後、シラン
カップリング削８Ｈ６０４０Ｃ）ＩＯＩＩＥ量パーセン
トのメタノールと水の１：１１１液に室温下で１０分間
浸漬し、水洗、乾燥させた。

前記処ｊ１８Ｉｆ基板上にコロイド銀のゼラチン溶液ｉ
ｔ燥＠ｌｌＯ，５ｊｍとなる様にワイヤ・バー−布した
。

実施例１〜２、比較９１４１〜２で得られた試料の乾燥
時接着特性を評価し、その結果を第１表に示した。

第１表より、本発明に基づく、気体放電処理と化学処理
の組合せられたＧｆｌｌｌｒを用いた実施例１および２
の表面処理方法が極めて好ましい接着特性を示すことが
明らかである。

なお、ここで評価し九ポリメチルメタクリレート基板か
らなる試料はすべて優れた透明性を有し、表肉処境によ
シ着色または白濁等の失透は全く鰺められなかった。

以下余白 第　　　１　　　表 ◎印　・・・　全く剥離はみられなかった。

（）印　・・・　部分的な剥離がみられ友。

Ｘ印　・・・　殆んど剥離した。

実施ｆ１３ 実施例１において、−４液としてコロイド金のポリビニ
ルアルコール溶液を用いても優れた乾燥時接着特性を示
した。

実施１ｉ１４ 実ｍ９＠ｉにおいて、ポリメチルメタクリレート基板の
かわりにポリカーボネート基板を用いても、同様に優れ
た接着特性を示し、透明性も損なわれなかった。

実施例５ 実施ｆ１１において、化学処理液として水酸化カリウム
水溶液のかわ如に１２Ｎの硫！ｌＩを用い、５分間浸漬
し友。以下同様にして―布試料を１４１九ところ、優れ
た接着特性を示した。

実施例６ 清浄な８インチ角の１■屡のポリメチルメタクリレート
ート基板販のヴエーターフォーン（Ｖａｔ−ａｐｈｏｎ
ｅ　）　３　ＫＷのコロナ放電処理機を用いて常圧下、
前記基板膜ＦＩａをコロナ放電処理しえ。電極と基板膜
−との距離は１．５雪で２ＫＷの出力で３化学処理以降
は、実施例１と同様に行なって、ｍｓ試料を得たところ
、優れた接着特性を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機高分子材料からなる基板表面を気体放電処理および
   化学処理することを特徴とする基板の表−６場方法。