(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製フィルムの表面に、可撓性を有するフィルム状の基材上に形成された光触媒を含有する光触媒処理層を接触させ、前記樹脂製フィルム表面と前記光触媒処理層とが接触する部分を露光することにより、樹脂製フィルムの表面を表面処理する表面処理方法であって、
前記樹脂製フィルム表面と前記光触媒処理層とを接触させて行う前記露光が、前記樹脂製フィルムを移動させ、前記樹脂製フィルムの移動方向と同一方向に前記光触媒含有層を移動させながら行なわれることにより、前記樹脂製フィルムが連続的に表面処理されることを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記可撓性を有するフィルム状の基材と、前記基材上に形成された光触媒を含有する光触媒処理層とを有する光触媒処理材は、二つのロールに巻回されて用いられることを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
【請求項３】
前記光触媒処理層が、光触媒からなる層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記光触媒処理層が、光触媒を真空製膜法により基材上に製膜してなる層であることを特徴とする請求項３に記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記光触媒処理層が、光触媒とバインダとを有する層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理方法。
【請求項６】
前記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。
【請求項７】
前記光触媒が、前記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法。
【請求項８】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることを特徴とする請求項７記載の表面処理方法。
【請求項９】
前記樹脂製フィルム表面への表面処理が、全面に行われることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法。
【請求項１０】
前記樹脂製フィルム表面への表面処理が、パターン状に行われることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法。
【請求項１１】
前記樹脂製フィルム表面と前記光触媒処理層とが接触する部分に対する露光が、フォトマスクを介した露光とすることにより、樹脂製フィルム表面への表面処理をパターン状に行うことを特徴とする請求項１０に記載の表面処理方法。
【請求項１２】
前記樹脂製フィルム表面と前記光触媒処理層とが接触する部分に対する露光が、光描画照射とすることにより、樹脂製フィルム表面への表面処理をパターン状に行うことを特徴とする請求項１０に記載の表面処理方法。
【請求項１３】
前記光触媒処理層表面に遮光部を形成し、前記接触部分を露光することにより、樹脂製フィルム表面への表面処理をパターン状に行うことを特徴とする請求項１０に記載の表面処理方法。
【請求項１４】
前記光触媒処理層をパターン状に形成することにより、樹脂製フィルム表面への表面処理をパターン状に行うことを特徴とする請求項１０に記載の表面処理方法。
【請求項１５】
前記基材にパターン状に形成された遮光部を形成することにより、樹脂製フィルム表面への表面処理をパターン状に行うことを特徴とする請求項１０に記載の表面処理方法。
【請求項１６】
前記樹脂製フィルムの表面に、前記光触媒処理層を接触させて露光する際に、前記光触媒処理層と、前記樹脂製フィルム表面との間隔を、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法。
【請求項１７】
前記露光が、光触媒処理層を加熱しながらなされることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばポリオレフィンフィルム等の樹脂製基材の表面処理方法に関するものであり、特に表面の濡れ性や密着性、さらには帯電防止性等を向上させることができる表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリオレフィンフィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等においては、その表面が撥水性等であることから、他の層をその上に形成する際に密着性が悪く、接着性に劣る場合があった。また、このような樹脂フィルム表面は、電気抵抗が高いことから帯電する場合があり、被包装物の種類によっては、表面処理を施して帯電性を低下させる必要が生じる場合があった。
【０００３】
このような樹脂フィルムの表面処理方法としては、プラズマ処理や、紫外線照射等の方法を挙げることができる。しかしながらプラズマ処理においては、通常は真空装置を必要とするものであり、コスト的に問題が生じる場合があった。また、紫外線照射の場合は、紫外線照射のみでは表面処理が効果的に進まず、効率的でないといった問題が生じる可能性があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、樹脂フィルム等の樹脂製基体の表面を、容易にかつ効果的に表面処理を行うことが可能な表面処理方法を提供することを主目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、樹脂製基体の表面に、基材上に形成された光触媒を含有する光触媒処理層を接触させ、上記樹脂製基体表面と上記光触媒処理層とが接触する部分を露光することにより、樹脂製基体の表面を表面処理すること特徴とする表面処理方法を提供する。本発明によれば、光触媒処理層と接触させ、露光することのみで、樹脂製基材表面の表面処理を行うことが可能であるので、コスト的に有利でありかつ光触媒の作用により効果的な表面処理を行うことが可能である。
【０００６】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記樹脂製基体が、樹脂製フィルムであってもよい。一般に表面処理を必要とされるのは樹脂製フィルムである場合が多く、本発明の利点を活かすことができるからである。
【０００７】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記光触媒処理層が、光触媒からなる層であることが好ましい。光触媒処理層が光触媒からなる層であれば、感度が良好であり、効率的に表面処理を行うことができるからである。
【０００８】
上記請求項３に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記光触媒処理層が、光触媒を真空製膜法により基材上に製膜してなる層であることが好ましい。真空製膜法により形成された光触媒処理層は、光触媒のみからなる均一な薄膜であり、表面処理を行うに際して効果的であるからである。
【０００９】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項５に記載するように、上記光触媒処理層が、光触媒とバインダとを有する層であってもよい。このように、光触媒処理層が光触媒とバインダとを有する層である場合は、光触媒処理層の形成が容易であり、コスト面で有利であるからである。
【００１０】
上記請求項５に記載された発明においては、請求項６に記載するように、上記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。このようなバインダであれば、光触媒を強固に光触媒処理層内に固定することが可能であり、かつ光触媒処理層を容易に形成することが可能だからである。
【００１１】
上記請求項１か羅請求項６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項７に記載するように、上記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましく、中でも請求項８に記載するように、上記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。これは、二酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００１２】
上記請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記基体表面への表面処理が、全面に行われるものであってもよい。例えば帯電防止処理等の表面処理においては、通常全面に表面処理が施されるものであるし、接着性改良等の場合も接着部分全体に表面処理が施されるものだからである。
【００１３】
一方、上記請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記基体表面への表面処理が、パターン状に行われるものであってもよい。パターン状に表面処理を行うことにより、パターン状に濡れ性を変化させることが可能であり、樹脂製基体上に塗工液をパターン状に付着させることが必要な場合もあるからである。
【００１４】
上記請求項１０に記載されるパターン状の表面処理を行う方法としては、請求項１１に記載するように、上記樹脂製基体表面と上記光触媒処理層とが接触する部分に対する露光が、フォトマスクを介した露光とすることにより、基体表面への表面処理をパターン状に行う方法、請求項１２に記載するように、上記樹脂製基体表面と上記光触媒処理層とが接触する部分に対する露光が、光描画照射とすることにより、基体表面への表面処理をパターン状に行う方法、請求項１３に記載するように、上記光触媒処理層表面に遮光部を形成し、上記接触部分を露光することにより、樹脂製基体表面への表面処理をパターン状に行う方法、請求項１４に記載するように、上記光触媒処理層をパターン状に形成することにより、基体表面への表面処理をパターン状に行う方法、さらには、請求項１５に記載するように、上記基材にパターン状に形成された遮光部を形成することにより、基体表面への表面処理をパターン状に行う方法がある。
【００１５】
上記請求項１から請求項１５までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１６に記載するように、上記樹脂製基体の表面に、上記光触媒処理層を接触させて露光する際に、上記光触媒処理層と、上記基体表面との間隔を、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることが好ましい。上記接触させて露光する際に、上述した程度の微細な間隔を開けてた状態で露光することにより、表面処理をより効果的に行うことが可能となるからである。
【００１６】
上記請求項１から請求項１６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１７に記載するように、上記露光が、光触媒処理層を加熱しながらなされることが好ましい。光触媒処理層を加熱しながら表面処理を行うことにより、光触媒処理層の感度を向上させることができるからである。
【００１７】
本発明においては、請求項１８に記載するように、上記請求項１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載の表面処理方法により処理されたことを特徴とする処理材を提供する。このような表面処理方法により処理された処理材は、簡易な処理方法により効果的に表面処理されたものであるので、低コストで効果的に表面処理された処理材とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表面処理方法について詳しく説明する。本発明の表面処理方法は、樹脂製基体の表面に、基材上に形成された光触媒を含有する光触媒処理層を接触させ、上記樹脂製基体表面と上記光触媒処理層とが接触する部分を露光することにより、樹脂製基体の表面を表面処理すること特徴とするものである。
【００１９】
本発明の表面処理方法は、光触媒処理層と接触させ、露光することのみで、表面処理を短時間で効率的に行うことが可能である。したがって、従来行われてきたプラズマを用いる表面処理の際に必要とした真空装置等の大掛かりな設備が必要でなく、また従来の紫外線による表面処理と比較して、短時間でより効果的に表面処理が可能である。よって、表面処理の工程を簡略化することが可能となり、低コストでの表面処理を行うことができるという利点を有するものである。
【００２０】
図１は、本発明の表面処理方法の一例を示すものである。この例では、フィルム状の基材上に光触媒処理層が形成された光触媒処理材１が用いられ、この光触媒処理材１は、二つのロール２，２間に巻回されており、この二つのロール２，２の内の少なくとも一方は、駆動手段より回転可能とされている。そして、この二つのロール２，２間の下側に位置する光触媒処理材１は、樹脂製基体３と接するように配置される。上記二つのロール２，２間には、露光用光源４が配置されている。
【００２１】
図1に示す例においては、樹脂製基体３と、二つのロール２，２間の下側に位置する光触媒処理材１とが接するように位置しつつ、ほぼ同様の速度で移動するように樹脂製基体３と光触媒処理材１とが図示略の駆動手段により移動する。そして、ロール２，２間で光触媒処理材１と接触している樹脂製基体３は、ロール２，２間の露光用光源４からの光を、光触媒処理材１と接触した状態で受ける。
【００２２】
この状態を示したのが、図２である。光触媒処理層５および基材６とからなる光触媒処理材１と樹脂製基体３とが、図２に示す例では所定の空隙αをおいて配置されており、この状態で光が光触媒処理層１側から照射されている。なお、光触媒処理材１の光触媒処理層５は、樹脂製基体３側に位置するように配置される。
【００２３】
このように、光触媒処理材１の光触媒処理層５と、樹脂製基体３とが接触した状態、図２に示す例では所定の空隙αをおいて配置された状態で、露光されることにより、樹脂製基体３の表面が処理される。具体的には、親水性を付与するための表面処理、他の部材との接着性を改良するための表面処理、さらには帯電防止のための表面処理等が行われるのである。
【００２４】
以下、本発明の表面処理方法について、各構成毎に詳しく説明する。
【００２５】
１．樹脂製基体
本発明の表面処理方法は、樹脂製基体の表面を処理する方法である。ここで、本発明に供される樹脂製基体の形状は、特に限定されるものではないが、表面処理の態様から平面状の表面を有するものであることが好ましく、特にフィルム状のもの、すなわち樹脂製フィルムを樹脂製基体として本発明に供することが好ましい。
【００２６】
本発明の表面処理方法により処理される樹脂製基体は、例えば複数層が積層されたものであってもよいが、基本的には単一の材料で構成されたものであることが好ましい。例えばフィルム状の樹脂製基体の場合は、共押出し等により積層されたフィルムであっても本発明の表面処理に供することは可能であるが、一般的には、一層の自己支持性を有するフィルムを樹脂製基体として本発明に供するものである。
【００２７】
この樹脂製基体を構成する材料は、炭素を骨格とする樹脂の他、オルガノポリシロキサン等の無機成分を骨格とする樹脂を含むものである。
【００２８】
このような樹脂としては、その表面処理の態様により種々のものを挙げることができるが、主たるものとしては、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルフロライド、アセタール樹脂、ナイロン、ABS、PTFE、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリ弗化ビニリデン、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等を挙げることができる。
【００２９】
本発明の表面処理方法においては、例えば表面が撥水性を有する材料を親水性とすることにより、例えば他の層を積層する際の密着性を向上させるために表面処理を行う場合がある。このような場合の表面処理が施される樹脂製基体は、その表面の濡れ性として、水との接触角が４０°以上、特に６０°以上のものが、表面処理が効果的である点で好ましいといえる。
【００３０】
また、本発明の表面処理方法において、例えば表面の帯電性を防止するために表面処理を行う場合があるが、このような場合の表面処理が施される樹脂製基体は、その表面の表面抵抗が、１０１０Ω・ｃｍ以上、特に１０１２Ω・ｃｍ以上のものが、表面処理が効果的である点で好ましいといえる。
【００３１】
なお、本発明においては、上記樹脂製基体に光触媒が含有されていない点も一つの特徴であるといえる。このように、光触媒が含有されていないことにより、樹脂製基体の経時的な劣化等の不具合が生じることが無いという利点を有するものである。
【００３２】
２．光触媒処理層
本発明の表面処理方法においては、基材上に設けられた光触媒を含有する光触媒処理層が用いられる。この光触媒処理層は、上述したように光触媒を含有する層であれば特に限定されるものではないが、具体的には光触媒のみからなる光触媒処理層であってもよく、また光触媒とバインダとからなる光触媒処理層であってもよい。
【００３３】
光触媒のみからなる光触媒処理層の場合は、表面処理に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の場合は、光触媒処理層の形成が容易であるという利点を有する。
【００３４】
光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒処理層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒処理層とすることが可能であり、これにより均一な表面処理を効率よく行うことが可能となる。
【００３５】
また、光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、４００℃〜５００℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、６００℃〜７００℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
【００３６】
一方、光触媒とバインダとを有する光触媒処理層の場合は、バインダと混合した状態で湿式法により光触媒処理層を形成する方法を挙げることができる。ここで用いられるバインダは、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００３７】
このような光触媒処理層に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００３９】
光触媒をバインダと共に用いて光触媒処理層とする際の光触媒としては、具体的には、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００４０】
また、光触媒をバインダと共に用いて光触媒処理層とする場合の光触媒は、その粒径が小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００４１】
また、上記光触媒処理層が光触媒とバインダとからなる場合に用いられるバインダとしては、光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【００４２】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
【００４３】
具体的な材料等に関しては、本発明者等の出願に係る特開２０００−２４９８２１に詳細に記載されている。
【００４４】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００４５】
【化１】
0004894124.tif 000002
【００４６】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００４７】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。
【００４８】
このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒処理層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒処理層を形成することかできる。
【００４９】
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【００５０】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、透明基板上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒処理層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【００５１】
光触媒処理層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。
【００５２】
このような光触媒処理層の膜厚は、0.01〜0.2μm特に0.05〜0.1μmの範囲内であることが好ましい。
【００５３】
３．基材
本発明の表面処理方法において、光触媒処理層は基材上に形成されて光触媒処理材として表面処理に供される。この際の基材を構成する材料は、この光触媒処理材の使用態様により適宜選択されて用いられる。例えば、上記図１に示すように、光触媒処理材が二つのロールに巻回されて用いられる場合は、基材としては可撓性を有するフィルム状のものが好ましいが、ロール自体を基材として用い、その表面に光触媒処理層を形成して用いる場合は、可撓性は特に必要無い。また硬質な板状の基材表面に光触媒処理層を形成して光触媒処理材として用いてもよい。
【００５４】
また、図１に示す例のように、光触媒処理材側から露光を行う場合は、基材は透明であることが好ましいが、樹脂製基体側から露光する場合は、基材の透明性は特に要求されるものではない。
【００５５】
４．樹脂製基体表面と光触媒処理層との接触
本発明においては、露光時に光触媒処理材の光触媒処理層と、樹脂製基体とが接触するように配置される必要がある。
【００５６】
ここで、本発明でいう接触とは、実質的に光触媒の作用が樹脂製基体表面に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、実際に物理的に接触している状態の他、図２に示すように所定の間隔αを隔てて光触媒処理層５と樹脂製基体３とが配置された状態をも含む概念とする。
【００５７】
ここで、上記所定の間隔αとしては、具体的には、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内であり、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲内である。このように光触媒処理層と樹脂製基体表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒処理層と樹脂製基体との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に濡れ性の変化速度を遅くしてしまうことから好ましくなく、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が濡れ性変化層に届き難くなり、この場合も濡れ性の変化速度を遅くしてしまうから好ましくないのである。
【００５８】
本発明においては、このような接触状態は、少なくとも露光の間だけ維持されればよい。
【００５９】
５．接触する部分への露光
本発明においては、上述したような接触状態を維持した状態で、接触する部分への露光が行われる。なお、本発明でいう露光とは、光触媒処理層による樹脂製基体表面の表面処理を行うことが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【００６０】
通常このような露光に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒処理層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【００６１】
このような露光に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー、その他種々の光源を挙げることができる。
【００６２】
また、露光に際しての光の照射量は、樹脂製基体表面が光触媒処理層中の光触媒の作用により表面処理が行われるのに必要な照射量とする。この際、光触媒処理層を加熱しながら露光することにより、感度を上昇させことが可能となり、効率的な表面処理を行うことができる点で好ましい。
【００６３】
本発明における露光方向は、後述する特定の方法によりパターン状に表面処理を行う場合を除けば、光触媒処理材側から露光してもよく、また樹脂製基体側から露光してもよい。
【００６４】
６．表面処理
本発明においては、上述したように光触媒処理層と樹脂製基体表面とを接触させた状態で露光することにより、効率的にかつ工程上容易に樹脂製基体表面の表面処理を行うことができる。
【００６５】
この表面処理としては、基材の種類、用途等に応じて種々の対応があり、具体的には、上述したように濡れ性を変化させる表面処理、密着性を改良する表面処理、表面の帯電性を改良するための表面処理等を挙げることが可能である。
【００６６】
また、この表面処理は、樹脂製基体表面上の所定の面積を全面にわたって表面処理をするものの他、パターン状に表面処理を行うようにしてもよい。
【００６７】
すなわち、本発明の表面処理方法においては、表面処理の態様として、上述したようにべたで全面に表面処理を行う態様と、樹脂製基体表面をパターン状に表面処理する態様とがあり、用途に応じてそれぞれの態様が用いられる。
【００６８】
樹脂製基体表面を全面にわたってべたで表面処理を行う場合は、上述したように光触媒処理層を基材上に全面に形成した光触媒処理材を用い、これを樹脂製基体表面に接触させた状態で全面に露光することにより行うことが可能である。
【００６９】
一方、樹脂製基体表面をパターン状に表面処理する方法には、いくつかの態様がある。具体的には、
（１）上記接触した状態での露光に際して、フォトマスクを用いて露光する方法。
（２）上記接触した状態での露光が、光描画照射とすることにより行う方法。
（３）光触媒処理材に遮光部のパターンを形成し、光触媒処理材側から露光する方法。
（４）基材上に光触媒処理層をパターン状に形成し、これを樹脂製基体表面に接触させ、露光する方法
を挙げることが可能である。以下、各方法について説明する。
【００７０】
（１）フォトマスクを用いる方法
上述したように、光触媒処理層と樹脂製基体とを接触させた状態で露光する際に、フォトマスクを用いて露光する方法である。このようなフォトマスクを用いたパターン状の表面処理方法の一例を図３に示す。基材６上に光触媒処理層５が形成された光触媒処理材１が樹脂製基体３と所定の間隔αを隔てるように配置された状態で、例えば紫外光等のエネルギー７により露光される際に、フォトマスク８を介して行うことにより、樹脂製基体３表面にパターン状に表面処理を施す方法である。
【００７１】
このようにフォトマスクを用いる場合は、縮小光学系によりマスクパターンの画像を縮小する縮小投影露光方法を用いることによって、微細なパターンを形成することができる。このようなフォトマスクとしては、蒸着用マスクのように金属板に形成されたもの、ガラス板に金属クロムで形成されたもの等、さらには印刷用途では製版用フィルム等を用いることができる。
【００７２】
このようにフォトマスクを用いてパターン状に表面処理を行う場合は、フォトマスクは光触媒処理材の基材側に配置される必要があり、さらにこの基材側から露光が行われる必要がある。
【００７３】
（２）光描画照射による方法
表面処理をパターン状に行う方法として、光描画照射による方法を挙げることができる。これは、図２に示すような状態において、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いてパターン状に描画照射することにより、樹脂製基体表面をパターン状に表面処理する方法である。この際の露光方向は、樹脂製基体側からであっても、光触媒処理材側からであってもよい。
【００７４】
（３）遮光部のパターンを有する光触媒処理材を用いる方法
この方法は、パターン状に形成された遮光部を有する光触媒処理材を用いる方法であり、上記フォトマスクを用いる方法において、フォトマスクと一体に形成した光触媒処理材を用いる方法であるといえる。具体的には、パターン状に形成された遮光部の位置により３つの態様に分けることができる。
【００７５】
なお、本発明に用いられる遮光部は、クロム等の金属を真空製膜法等により製膜して、これをパターン状にエッチングすることにより形成したものであってもよく、また樹脂中にカーボンブラック等の遮光性粒子を分散させた樹脂層を製膜して、これを例えばフォトリソグラフィー法等によりパターン化したもの等であってもよい。
【００７６】
第1の態様としては、図４に示すように、基材６上に遮光部９をパターン状に形成し、その上に光触媒処理層５を形成した光触媒処理材１を用いる方法である。この方法によれば、樹脂製基体３の表面近傍に遮光部９を配置することが可能であることから、光の散乱等による精度の低下を防止することが可能であり、かつ遮光部９が基材６上に形成されるものであることから、基材６の材質にもよるがパターン化が容易であるといった利点を有するものである。この場合の露光方向としては、エネルギー７を光触媒処理材１側から行う必要がある。
【００７７】
第２の態様としては、光触媒処理層５上に遮光部９がパターン状に形成された光触媒処理層１を用いる方法である。この方法の利点は、上記第1の態様と同様に、表面処理が行われる樹脂製基体３表面に極めて近い位置に遮光部９を配置することができることから、高精度でパターン状に表面処理を行うことが可能である点に加えて、この遮光部９のパターンをスペーサとして利用できる点にある。
【００７８】
すなわち、上述したように樹脂製基材３表面の表面処理は、光触媒処理層５と樹脂製基材３とを接触させた状態で露光が行われるのであるが、この接触には、所定の空隙αを有するものであってもよく、むしろ条件等によっては所定の空隙αが形成された状態で露光することが好ましい場合もある。この際、この遮光部９の膜厚を上述した空隙αの好ましい範囲内に形成することにより、この遮光部９表面が樹脂製基体３表面に密着するように配置することにより、光触媒処理層５と樹脂製基体３表面との空隙αを均一に保つ状態での配置を容易に行うことが可能となるのである。
【００７９】
このような遮光部９が光触媒処理層５上に形成された第２の態様においては、エネルギー７の露光方向は特に限定されるものではなく、光触媒処理材１側からの露光でも樹脂製基体３側からの露光でもよい。また、この場合、照射される光等のエネルギーは平行光等の平行に制御されたものに限定されるものではなく、拡散光等の放射状に発せられたエネルギーであっても用いることが可能である。
【００８０】
第３の態様としては、図６に示すように、基材６の光触媒処理層５と反対側の表面に遮光部９をパターン状に形成する態様である。この態様は、基材６の種類にもよるが、光触媒処理層５に影響を与えることなく、遮光部９のパターンの変更等を行えるといった利点を有するものである。
【００８１】
この態様における露光方向としては、エネルギー７は、表面処理材１の方向から照射される必要がある。
【００８２】
（４）光触媒処理層がパターン状に形成された光触媒処理材を用いる方法
第４の態様は、光触媒処理層を基材上にパターン状に形成し、これを光触媒処理層として用いる方法である。このような第４の態様の一例を図７に示す。図７に示すように、本態様においては、光触媒処理層５が基材６上にパターン状に形成されており、このパターン状に形成された光触媒処理層６を樹脂製基体３表面に接触（図７では、所定の間隔αを隔てて配置した状態を示す。）させた状態で、エネルギー７を照射させることにより、樹脂製基体３上をパターン状に表面処理するものである。
【００８３】
この光触媒処理層のパターニング方法は、特に限定されるものではないが、例えばフォトリソグラフィー法等により行うことが可能である。
【００８４】
この方法における露光方向は、図７に示すようにエネルギー７が光触媒処理材１側から照射されたものであってもよく、また樹脂製基体３側から照射されたものであってもよい。また、照射されるエネルギーは、平行に制御されたエネルギーである必要はなく、放射状に照射されたエネルギーを用いることも可能である。
【００８５】
７．処理材
上述したような表面処理方法により処理された処理材は、表面処理方法に必要な設備が比較的低コストであり、かつ短時間の工程で効率的に表面処理を行うことが可能であるので、表面処理に必要なコストを大幅に低減させることが可能である。また、光触媒処理材と樹脂製基体表面とを一様に接触させることにより、均質な表面処理を行うことが可能である。したがって、本発明の処理材は、低コストであり、かつ均一な処理が施された高品質なものであるという利点を有する。
【００８６】
なお、本発明でいう処理材とは、樹脂製基体表面に上述した表面処理方法により表面処理が施された樹脂製基体をいうものとする。
【００８７】
以上、本発明の表面処理方法および処理材について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８８】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
【００８９】
［実施例］
グラスカHPC7002（商品名：JSR社製）30gとグラスカHPC402H（商品名：JSR社製）10gを混合し、5分間攪拌した。これを200μmの厚さのPETフィルム上にコーティングし、0.5μmのプライマー層を形成した。
【００９０】
この表面上にST-K03（石原産業製）をコーティングし、0.1μmの光触媒処理層を形成した。また、樹脂製基体としては、厚さ200μmのPETを使用した。
【００９１】
上記光触媒処理層と樹脂製基体とを図1の様に設置した。フィルムの送り速度は200mm／sec.照度30mW/cm2（365nm）で UVランプにて露光した。
【００９２】
その結果、未処理の樹脂製基体であるPET表面は水の接触角が81°であるのに対して、処理後は20°に濡れ性が変化した。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、光触媒処理層と接触させ、露光することのみで、樹脂製基材表面の表面処理を行うことが可能であるので、コスト的に有利でありかつ光触媒の作用により効果的な表面処理を行うことが可能であるといった効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理方法の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の表面処理方法の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の表面処理方法において、表面処理をパターン状に行う方法の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の表面処理方法において、表面処理をパターン状に行う方法の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の表面処理方法において、表面処理をパターン状に行う方法の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の表面処理方法において、表面処理をパターン状に行う方法の他の例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の表面処理方法において、表面処理をパターン状に行う方法の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…光触媒処理材
３…樹脂製基体
５…光触媒処理層
６…基材
８…フォトマスク
９…遮光部
α…間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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