(57)【要約】【課題】極性樹脂に対して難接着である樹脂フィルムの表面を処理し、改質することによって、極性樹脂との接着性を付与する。【解決手段】極性樹脂系組成物に対して難接着性である樹脂フィルムの表面にＮＨ３を含む処理ガスを用いたプラズマ処理により極性基を導入することを特徴とする難接着性樹脂フィルムの表面改質方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性樹脂系組成物に対して難接着性である樹脂フィルムの表面にＮＨ３を含む処理ガスを用いたプラズマ処理により極性基を導入することを特徴とする難接着性樹脂フィルムの表面改質方法。
【請求項２】
前記プラズマ処理の処理ガスがＮ２とＮＨ３の混合物又はＡｒとＮＨ３の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の表面改質方法。
【請求項３】
前記処理ガス中のＮＨ３の割合が１〜２０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面改質方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理が大気圧近傍の圧力下で行われることを特徴とする請求項１乃至３に記載の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極性樹脂又はその組成物との難接着性である樹脂フィルムの表面を改質して易接着性とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、難接着樹脂フィルムの接着性を向上させるには、Ｎ２のみ，Ｎ２／Ｏ２、Ａｒ／Ｏ２ガスを用いてプラズマ処理することが一般的であり、加えて、水をパブリングするなどの方法がとられていた。しかし、接着性向上効果は十分とはいえない状況であった。
【０００３】
また、極性樹脂系組成物に対して難接着である樹脂フィルム、例えばトリアセチルセルロースでは、接着性向上のためこれまではアルカリ溶液で鹸化処理している。そのため、廃液の問題や・膨潤等により材料に光学的な欠陥が生じるという問題があり、ドライ化が求められていた。
【０００４】
また、非極性樹脂であるポリオレフィン、例えばポリプロピレンでは、接着剤との接着が悪いため現在は前処理として、プライマー等を使用し、非常に生産的・コスト的に良くなく、接着信頼性にもバラツキが大であった。
【０００５】
従来、樹脂フィルムの表面を親水化する方法は数多く提案されている。例えば、界面活性剤を含有する組成物を樹脂フィルム表面に塗布する方法が挙げられるが、この方法では、廃液処理の問題がある他、水と接触すると界面活性剤が流出し親水性が維持できなくなるため耐久性に改善の余地があった。また、大気圧下でコロナ放電処理し表面を酸化する方法は、表面処理が非常に局所的であるため、耐久性のある親水性能は得られなかった。
【０００６】
そこで、親水性能の耐久性を向上させるために、０．０１〜１０Ｔｏｒｒ程度の低い圧力でグロー放電プラズマにより樹脂フィルム表面を活性化した後、アクリルアミド等のモノマー溶液中でモノマーをグラフト重合させる方法が、下記非特許文献１に提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の方法では、低い圧力でグロー放電プラズマを発生させるために、容器は高価な真空チャンバーを必要とし、また真空排気装置を設置する必要があった。さらに、真空中で処理するため、大面積の基板を処理しようとすると真空容器を大きくしなければならず、かつ、真空排気装置も大出力のものが必要であるため、設備自体が非常に高価なものになるという問題点があった。その上、吸水率の高いプラスチック基板の表面処理を行う場合は、真空引きに長時間を要し、処理品がコスト高になるという問題点もあった。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｉｋａｄａ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９，  １８０４  （１９８６）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、極性樹脂に対して難接着である樹脂フィルムの表面を処理し、改質することによって、極性樹脂との接着性を付与することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は鋭意研究した結果、極性樹脂系組成物に対して難接着性である樹脂フィルムの表面に特定の処理により極性基を導入することで上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
即ち、本発明は、難接着性樹脂フィルムの表面改質方法の発明であり、極性樹脂系組成物に対して難接着性である樹脂フィルムの表面にＮＨ３を含む処理ガスを用いたプラズマ処理により極性基を導入することを特徴とする難接着性樹脂フィルムの表面改質方法である。
【００１２】
本発明において、難接着性樹脂フィルムの表面に極性基を導入するための、プラズマ処理の処理ガスとしては、Ｎ２とＮＨ３の混合物又はＡｒとＮＨ３の混合物が好ましく例示される。
【００１３】
ここで、前記プラズマ処理の処理ガス中のＮＨ３の割合が１〜２０％で行われることが好ましい。処理ガスの組み合わせとして、Ｎ２／ＮＨ３を用いる場合は、その配合量は、９９／１〜８０／２０が良い。Ｎ２のみでは処理効果が低くなり、ＮＨ３が２０％よりも多い場合には、臭気等により人体に与える悪影響が高くなる場合がある。特に好ましくは、９９／１〜９０／１０である。
ここで、前記プラズマ処理が大気圧近傍の圧力下で行われることが好ましい。
【００１４】
難接着性樹脂フィルムとしては、特に限定はないが、トリアセチルセルロース、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、エポキシ樹脂、液晶ポリマーなどが例示される。特に好ましくは、トリアセチルセルロース、ポリオレフィンである。
【００１５】
極性樹脂系組成物としては特に限定はないが、組成物の場合のみならず、該組成物からなるフィルムである場合や接着剤の場合も含まれる。極性樹脂としては、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂等が例示される。
【００１６】
又、前記プラズマ処理に用いられる装置がロール・ツー・ロール型であることが、処理効率を向上させる点で好ましい。処理方法は、ダイレクト処理とリモート処理があるが、処理速度を考えるとダイレクト処理が好ましい。
【００１７】
本発明において、前記難接着性樹脂フィルムとして、非極性樹脂フィルムが例示され、この中でトリアセチルセルロース又はポリオレフィンが挙げられる。トリアセチルセルロースは現行のアルカリウエット処理で問題になっている廃液処理の問題等が一気に解決できる。また、難接着性で有名なポリオレフィンが本発明によりプライマーレスできれば、これが産業に与える利益は大きい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のプラズマ処理条件は適宜決定される。
本発明において、上記処理ガスが大気圧近傍であることが好ましい。ここで、大気圧近傍の圧力とは、１００〜８００Ｔｏｒｒの圧力であり、実際には圧力調整が容易で、かつ放電プラズマ処理に使用される装置が簡便になる、７００〜７８０Ｔｏｒｒが好ましい。また、樹脂フィルム表面に放電プラズマを接触させて活性化する際には、該樹脂フィルムは加熱されていても冷却されていてもよく、室温に保たれていてもよい。
【００１９】
上記放電プラズマ処理に要する時間は、印加電圧の大きさや使用されるＮＨ３の割合、処理する基材や用途等によって適宜決定される。
放電プラズマ処理により、ＮＨ３を含む処理ガスが樹脂フィルムと反応することによって、樹脂フィルムの表面に極性基を導入する。
【００２０】
本発明の表面改質方法に用いるプラズマ処理装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の表面改質方法に用いるプラズマ処理装置の一例を示し、シートを搬送するためのロール状電極１と、これと対向し部分円弧状の放電面を有する曲面電極２とからなり、双方の対峙された面間が放電空間３とされ、少なくとも何れか一方の電極に固体誘電体が設けられている。放電空間３の対峙する表面が固体誘電体が設けられた放電面１１、２１である。
【００２１】
その操作は、ロール状電極１に樹脂フィルム４を密着させ、樹脂フィルム４の搬送速度と略同速度で樹脂フィルム４の搬送方向と同方向にロール状電極１を回転させながら、大気圧近傍の圧力下で、ロール状電極１と曲面電極２間に電界を印加することにより発生させた放電プラズマによって樹脂フィルム４表面を処理する。
【００２２】
上記ロール電極１は接地されアース電極とされ、曲面電極２は電源２２に接続されホット電極となされている。パルス電圧印加電源２２からパルス電界がロール電極１と曲面電極２との間に印加され、上記放電空間３でプラズマが発生する。一方、樹脂フィルム４は、巻出ロール８０から供給されてロール電極１の放電面１１に密着し、引取ロール８１で引き取られる。ロール電極１は回転可能とされ回転速度は樹脂フィルム４の搬送速度と同一になされている。樹脂フィルム４は、放電空間３で発生した放電プラズマに接触した部位が処理されるので、樹脂フィルム４の上面のみが処理される。
【００２３】
容器５は、ガス導入容器６及びガス排出容器７を備えており、ＮＨ３を含む処理ガスはガスボンベ６１からガス導入容器６を経てから放電空間３に供給され、樹脂フィルム４を処理した後、ガス排気容器７から排気される構成となっている。従って、ＮＨ３を含む処理ガスにより、樹脂フィルム４の表面が処理され、表面処理品４１が得られる。
【００２４】
ロール電極１は樹脂フィルム４の搬送速度と同一に回転されているので、ロール電極１の回転に沿ってＮＨ３を含む処理ガスも移動するので、ガスの供給にあたり、低圧でも十分に供給できる。
【００２５】
上記の放電プラズマ処理装置は、大気圧近傍の圧力下で均一な放電プラズマを発生させ、連続してプラズマ処理が行え、かつ、得られる表面処理品に発生する瑕又は皺を減少することができる。又、曲面電極の、ロール状電極と対峙された面から側面の全周にかけて、滑らかな連続曲面となされていることにより、アーク放電が発生することが防げる。さらに、ロール状電極が樹脂フィルムの搬送速度に同期して回転可能となされていると、ロール状電極を樹脂フィルムの搬送速度と同一にすることができ、得られる表面処理品に発生する瑕又は皺をさらに減少することができるとともに、低圧でＮＨ３を含む処理ガスを供給することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
下記仕様でプラズマ処理を行った。
2004352777.tif 000002
誘電体：アルミナ〈厚み１μｍ〉
電極間隔：２ｍｍ、温調４０℃
サンプル：ポリプロピレン
処理ガス＝Ｎ２：ＮＨ３＝９７：３（５０ＳＬＭ）
電圧：１７ｋＶ、周波数３０ｋＨｚ
処理速度：７ｍ／ｍｉｎ
【００２７】
プラズマ処理を行った結果、放電は均一で良好であった。水の接触角は８０ｄｅｇから９ｄｅｇになり、良好な処理結果であった。又、アクリル系接着剤との接着性を確認したところ、プライマー処理品と比較してほぼ同等の接着強度でありた。
【００２８】
（実施例２）
サンプルがＰＥＴ、処理速度８ｍ／ｍｉｎである以外は、実施例１と同じである。
プラズマ処理を行った結果、放電は、均一で良好であった。水の接触角は９０ｄｅｇから１１ｄｅｇになり、良好な処理結果であった。又、アクリル系接着剤との接着性を確認したところ、未処理品と比較して約３倍の接着強度であった。
【００２９】
（比較例１）
処理ガスがＮ２（５０ＳＬＭ）である以外は、実施例１と同じである。
プラズマ処理を行った結果、放電は、均一で良好であった。水の接触角は６５ｄｅｇから２５ｄｅｇであり、未処理品と比較して・接着強度は約１．５倍と低いものであった。
【００３０】
上記実施例１、２及び比較例１について、ＸＰＳによる極性基率（％）を測定した。極性基率とは、ＸＰＳ測定によって、検出された全てのピークの総面積を１００とし、その中の極性基がしめる割合を表す。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004352777.tif 000003
【００３２】
表１の結果より、極性樹脂系組成物に対して難接着である樹脂フィルムの表面にプラズマにより極性基を導入することによって、その接着性が大きく改善されたことが分る。
【００３３】
【発明の効果】
極性樹脂系組成物に対して難接着性である樹脂フィルムの表面にＮＨ３を含む処理ガスを用いたプラズマ処理により極性基を導入して、難接着性樹脂フィルムの表面改質を行い、極性樹脂との接着性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用されるプラズマ処理装置の一例を示す。
【符号の説明】
１：ロール電極、２：曲面電極、３：放電空間、４：樹脂フィルム、５：容器、１１、２１：放電面（固体誘電体）。
【図１】
2004352777.tif 000004