JPH0215172A - 基材表面の改質方法 - Google Patents
基材表面の改質方法Info
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- JPH0215172A JPH0215172A JP6996189A JP6996189A JPH0215172A JP H0215172 A JPH0215172 A JP H0215172A JP 6996189 A JP6996189 A JP 6996189A JP 6996189 A JP6996189 A JP 6996189A JP H0215172 A JPH0215172 A JP H0215172A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチ
ックス等からなる基材に、フッ素−炭素結合を含む化合
物薄膜を形成させることによる基材表面の改質方法に関
する。
ックス等からなる基材に、フッ素−炭素結合を含む化合
物薄膜を形成させることによる基材表面の改質方法に関
する。
従来の技術及びその問題点
金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチックス等か
らなる基材表面に、含フツ素化合物の薄膜を形成させて
、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤滑性等を付与する方
法は公知である。このような方法としては、一般に、テ
トラフルオロエチレンを湿式塗布する方法が広く行なわ
れているが、テトラフルオロエチレンは高価であり、ま
た金属、セラミックス等の物質上では、テトラフルオロ
エチレン自体が低表面エネルギーであるために密着性に
優れた被膜を形成させることが困難であり、使用中に剥
離流出して、その機能が低下するという問題がある。
らなる基材表面に、含フツ素化合物の薄膜を形成させて
、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤滑性等を付与する方
法は公知である。このような方法としては、一般に、テ
トラフルオロエチレンを湿式塗布する方法が広く行なわ
れているが、テトラフルオロエチレンは高価であり、ま
た金属、セラミックス等の物質上では、テトラフルオロ
エチレン自体が低表面エネルギーであるために密着性に
優れた被膜を形成させることが困難であり、使用中に剥
離流出して、その機能が低下するという問題がある。
また、フッ素気体中での化学的処理方法により、金属表
面上にフッ化炭素を形成する方法も研究されているが、
フッ素気体が危険であることに加えて、処理条件も複雑
であり、実用には適さない。
面上にフッ化炭素を形成する方法も研究されているが、
フッ素気体が危険であることに加えて、処理条件も複雑
であり、実用には適さない。
また、金属、セラミックス等を直接合フッ素プラズマガ
スによって処理する場合には、金属やセラミックスは、
炭素を微量しか含有しないため、フッ化炭素化合物を形
成させることはできず、特に金属を直接合フッ素プラズ
マガスで処理する場合には、金属の表面は、フッ化金属
となって親水性てもろ（なり、金属を保護するという役
割をはだすことはできない。
スによって処理する場合には、金属やセラミックスは、
炭素を微量しか含有しないため、フッ化炭素化合物を形
成させることはできず、特に金属を直接合フッ素プラズ
マガスで処理する場合には、金属の表面は、フッ化金属
となって親水性てもろ（なり、金属を保護するという役
割をはだすことはできない。
問題点を解決するための手段
本発明者は、金属、セラミックス、プラスチックス等の
表面にフッ素−炭素結合を有する化合物の強固な薄膜を
形成させて、疎水性、潤滑性、耐摩耗性、耐薬品性等を
付与することを目的に鋭意研究を重ねた結果、炭化水素
化合物とフッ化窒素化合物とを含有する混合気体を放電
して発生ずるプラズマガスを金属、セラミックス、プラ
スチックス等の基祠に接触させることによって基板」二
に、均一かつ強固にフッ素−炭素結合を有する化合物の
薄膜を形成できることを見出した。本発明は、このよう
な知見に基くものである。
表面にフッ素−炭素結合を有する化合物の強固な薄膜を
形成させて、疎水性、潤滑性、耐摩耗性、耐薬品性等を
付与することを目的に鋭意研究を重ねた結果、炭化水素
化合物とフッ化窒素化合物とを含有する混合気体を放電
して発生ずるプラズマガスを金属、セラミックス、プラ
スチックス等の基祠に接触させることによって基板」二
に、均一かつ強固にフッ素−炭素結合を有する化合物の
薄膜を形成できることを見出した。本発明は、このよう
な知見に基くものである。
即ち本発明は、炭化水素化合物及びフッ化窒素化合物を
含む混合気体の存在下において、低圧下で放電して発生
するプラズマガスを基材に接触させることを特徴とする
基材表面の改質方法に係る。
含む混合気体の存在下において、低圧下で放電して発生
するプラズマガスを基材に接触させることを特徴とする
基材表面の改質方法に係る。
本発明では、炭化水素化合物とフッ化窒素化合物とを含
む混合気体の存在下において、放電により発生するプラ
ズマガスを暴利に直接接触させることによって基板上に
フッ素−炭素結合を存する化合物による薄膜を形成させ
ることができる。本発明方法において使用できる炭化水
素化合物としては、例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ９Ｈ
６、Ｃ３Ｈ８・Ｃ４Ｈ，０・Ｃ６Ｈ６等を例示できる。
む混合気体の存在下において、放電により発生するプラ
ズマガスを暴利に直接接触させることによって基板上に
フッ素−炭素結合を存する化合物による薄膜を形成させ
ることができる。本発明方法において使用できる炭化水
素化合物としては、例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ９Ｈ
６、Ｃ３Ｈ８・Ｃ４Ｈ，０・Ｃ６Ｈ６等を例示できる。
フッ化窒素化合物としては、常温で気体、あるいは放電
処理時の温度で気体化するフッ化窒素化合物であればい
ずれも使用でき、例えばＮＦ３等を用いればよい。これ
らは、単独または併用してもよい。炭化水素化合物とフ
ッ化窒素化合物の混合比や処理条件は、要求される薄膜
の性状に応じて適宜決定すれはよい。
処理時の温度で気体化するフッ化窒素化合物であればい
ずれも使用でき、例えばＮＦ３等を用いればよい。これ
らは、単独または併用してもよい。炭化水素化合物とフ
ッ化窒素化合物の混合比や処理条件は、要求される薄膜
の性状に応じて適宜決定すれはよい。
この混合気体には、必要に応じて、Ｎ２、Ｈｅ等のガス
を添加して放電電圧等の調整を行なうこともできるし、
また形成膜の性能、基材との接合づ 性能等をあげるため水素や酸素などを混合してもよい。
を添加して放電電圧等の調整を行なうこともできるし、
また形成膜の性能、基材との接合づ 性能等をあげるため水素や酸素などを混合してもよい。
本発明方法では、従来の放電プラズマ法によるフッ化黒
鉛の製造において、フッ素原料として使用されている取
扱いに危険を伴うフッ素分子気体を使用しないので安全
性の点において有利である。
鉛の製造において、フッ素原料として使用されている取
扱いに危険を伴うフッ素分子気体を使用しないので安全
性の点において有利である。
本発明で用いられるプラズマ発生方法としては、■内部
電極方式による直流グロー放電又は低周波放電、■内部
電極方式、外部電極方式又はコイル型方式による高周波
放電、■導波管型方式によるマイクロ波放電、■電子サ
イクロトロン共鳴放電（ＥＣＲ放電）■電極を使用しな
い誘導コイル型高周波放電、等を挙げることができるが
、これらに限定されず、放電によってプラズマを発生で
きる方法であればいずれの方法でもよい。
電極方式による直流グロー放電又は低周波放電、■内部
電極方式、外部電極方式又はコイル型方式による高周波
放電、■導波管型方式によるマイクロ波放電、■電子サ
イクロトロン共鳴放電（ＥＣＲ放電）■電極を使用しな
い誘導コイル型高周波放電、等を挙げることができるが
、これらに限定されず、放電によってプラズマを発生で
きる方法であればいずれの方法でもよい。
処理条件としては、例えば混合気体全圧力１００〜１０
−３ト一ル程度、流量０．１〜５００ｍｕ／ｍｉｎ程度
（Ｎ、 Ｔ、 Ｐ、 ）で、放電電力１０〜３００Ｗ
程度で放電を行なえばよい。大型装置を用いる場合には
、これを上回る流儀、及び電力で処理を行なうこともで
きる。炭化水素化合物とフッ化窒素化合物との比率は、
炭化水素化合物中のＣ数とフッ化窒素化合物中のＦ数と
が０．０１≦Ｃ／Ｆ≦５程度となる様にすればよい。基
板は、常温又は加熱状態でよい。
−３ト一ル程度、流量０．１〜５００ｍｕ／ｍｉｎ程度
（Ｎ、 Ｔ、 Ｐ、 ）で、放電電力１０〜３００Ｗ
程度で放電を行なえばよい。大型装置を用いる場合には
、これを上回る流儀、及び電力で処理を行なうこともで
きる。炭化水素化合物とフッ化窒素化合物との比率は、
炭化水素化合物中のＣ数とフッ化窒素化合物中のＦ数と
が０．０１≦Ｃ／Ｆ≦５程度となる様にすればよい。基
板は、常温又は加熱状態でよい。
本発明では、基材としては、特に制限はないが、例えば
金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチックス等を
用いることができる。これらの基材の種類は、特に限定
されるものではないが、金属としては、例えば銅、鉄、
ニッケル、アルミニウム、クロム、タングステン、錫、
亜鉛、ケイ素、マンガン、チタン、インジウム等を含む
金属単体全般、これらの合金等を挙げることができる。
金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチックス等を
用いることができる。これらの基材の種類は、特に限定
されるものではないが、金属としては、例えば銅、鉄、
ニッケル、アルミニウム、クロム、タングステン、錫、
亜鉛、ケイ素、マンガン、チタン、インジウム等を含む
金属単体全般、これらの合金等を挙げることができる。
金属酸化物としては、上記金属の酸化物を例示できる。
また、セラミックスとしては、ケイ酸塩ガラス、石英ガ
ラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス等のガラス類、
アルミナセメント、ポルトランドセメント、マグネンア
セメント等のセメント類、マグネシア、ジルコン、アル
ミナ、酸化チタン、炭化珪素、チッ化珪素等を挙けるこ
とができる。
ラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス等のガラス類、
アルミナセメント、ポルトランドセメント、マグネンア
セメント等のセメント類、マグネシア、ジルコン、アル
ミナ、酸化チタン、炭化珪素、チッ化珪素等を挙けるこ
とができる。
プラスチックスとしても特に制限はなく、広く各種のも
のか使用でき、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、ポリアセタール樹脂、アクリル樹脂、ナイロ
ン樹脂、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェ
ノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジ
アリルフタレート樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹
脂、尿素樹脂、メラミン・アルデヒド樹脂、エポキシ樹
脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ビニール樹脂、アルキド樹脂、塩素化ポ
リエーテル樹脂等を挙げることができる。
のか使用でき、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、ポリアセタール樹脂、アクリル樹脂、ナイロ
ン樹脂、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェ
ノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジ
アリルフタレート樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹
脂、尿素樹脂、メラミン・アルデヒド樹脂、エポキシ樹
脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ビニール樹脂、アルキド樹脂、塩素化ポ
リエーテル樹脂等を挙げることができる。
基材の形状は、特に限定されず、丸棒状、角柱状、板状
等の任意の形状とすることができる。
等の任意の形状とすることができる。
本発明で放電装置内に置く基材の位置は、プラズマを発
生させる電場内であってもよく、また含フツ素化合物の
プラズマを通過するガスが活性な状態で達する範囲内で
あれば電場外であってもよい。特に基材として、プラス
チックスを使用する場合には、例えば、基材を電場中に
おいてマイクロ波による放電を行なえば、プラスチック
スが溶けることがあるので、このような場合には、電場
中に基材をおかずに、電場外であって、プラズマを通過
した活性なガスが達する範囲内に基材をおくことが必要
になる。
生させる電場内であってもよく、また含フツ素化合物の
プラズマを通過するガスが活性な状態で達する範囲内で
あれば電場外であってもよい。特に基材として、プラス
チックスを使用する場合には、例えば、基材を電場中に
おいてマイクロ波による放電を行なえば、プラスチック
スが溶けることがあるので、このような場合には、電場
中に基材をおかずに、電場外であって、プラズマを通過
した活性なガスが達する範囲内に基材をおくことが必要
になる。
また、電場中に基材をおいて放電させる場合には、基材
表面がエツチングされながら、フッ素炭素結合を有する
化合物の薄膜が形成されることがあり、要求する基材の
表面性状に応じて処理条件を決定することが必要になる
。
表面がエツチングされながら、フッ素炭素結合を有する
化合物の薄膜が形成されることがあり、要求する基材の
表面性状に応じて処理条件を決定することが必要になる
。
フッ素−炭素結合を有する化合物薄膜の好ましい厚さは
、目的によって一様ではないので特に限定されないが、
通常０．０１〜１０μｍ程度の厚さで基材表面の改質の
目的を達成できる。
、目的によって一様ではないので特に限定されないが、
通常０．０１〜１０μｍ程度の厚さで基材表面の改質の
目的を達成できる。
本発明方法によれは、試料気体の種類、混合比、圧力、
放電の方法、例えば交流、直流、高周波などの方法、放
電時間、電極間距離、基板温度、放電のＯＮ、ＯＦＦの
繰り返しなど諸条件を調節することによって、炭素含有
膜のフッ素化程度をコントロールすることができ、基材
表面の疎水性能等を調整することが可能である。フッ素
化程度は、Ｘ線光電子スペクトル（ＥＳＣＡスペクトル
）分析により計算されたＦ／Ｃの割合によって定量的に
測定できる。
放電の方法、例えば交流、直流、高周波などの方法、放
電時間、電極間距離、基板温度、放電のＯＮ、ＯＦＦの
繰り返しなど諸条件を調節することによって、炭素含有
膜のフッ素化程度をコントロールすることができ、基材
表面の疎水性能等を調整することが可能である。フッ素
化程度は、Ｘ線光電子スペクトル（ＥＳＣＡスペクトル
）分析により計算されたＦ／Ｃの割合によって定量的に
測定できる。
発明の効果
本発明方法によれは、見料の種類を問わず、基材表面に
、均一かつ強固な、密着性に優れたフッ素−炭素結合を
有する化合物の薄膜を形成させることができる。また、
本発明方法は、フッ素原料としてフッ素分子気体を使用
しないので、安全性に優れた方法である。また、本発明
方法によれば、化学的処理方法などに比べて、極めて短
時間で目的物が得られるという大きな利点がある。
、均一かつ強固な、密着性に優れたフッ素−炭素結合を
有する化合物の薄膜を形成させることができる。また、
本発明方法は、フッ素原料としてフッ素分子気体を使用
しないので、安全性に優れた方法である。また、本発明
方法によれば、化学的処理方法などに比べて、極めて短
時間で目的物が得られるという大きな利点がある。
更に、本発明方法では、ポリテ）・ラフルオロエチレン
よりも疎水性に優れたフッ素−炭素結合を有する化合物
の薄膜を形成させることが可能であり、本発明方法によ
って処理した基材は、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤
滑性等に優れたものとなる。
よりも疎水性に優れたフッ素−炭素結合を有する化合物
の薄膜を形成させることが可能であり、本発明方法によ
って処理した基材は、耐薬品性、疎水性、耐摩耗性、潤
滑性等に優れたものとなる。
本発明方法によって処理した基材は、例えば、プラスチ
ックスの場合には、磁気テープ、精密機械用防湿フィル
ム、人工血管、血液バックなどに有用であり、セラミッ
クスの場合には、人工骨、瓦等として有効に使用でき、
金属の場合には、液体中で使用する機械の材料、摺動材
などとして用いることができるなど、広範囲な用途を有
するものである。
ックスの場合には、磁気テープ、精密機械用防湿フィル
ム、人工血管、血液バックなどに有用であり、セラミッ
クスの場合には、人工骨、瓦等として有効に使用でき、
金属の場合には、液体中で使用する機械の材料、摺動材
などとして用いることができるなど、広範囲な用途を有
するものである。
実施例
以下、実施例を示して本発明の詳細な説明する。
尚、実施例におけるガスの流速は、大気圧下で測定した
値である。
値である。
実施例１
プラズマ放電装置として第１図に示す高周波放電による
プラズマ放電装置を使用した。第１図に示すプラズマ放
電装置は、原料、キャリアガス供給路１、高周波電源２
、プラズマ反応系３、放電電極４及び排気路５から基本
的に構成されるものである。
プラズマ放電装置を使用した。第１図に示すプラズマ放
電装置は、原料、キャリアガス供給路１、高周波電源２
、プラズマ反応系３、放電電極４及び排気路５から基本
的に構成されるものである。
０．５トールのＡｒガス中でスパッタリング法で５分間
前処理をした５ＵＳ３０４ステンレス薄板を試料とし、
上記プラズマ放電装置の放電電極上に該試料を置き、放
電電極内を充分に排気減圧した後、全圧０．２トールの
ＣＨ，−ＮＦ３混合ガス（モル比７：１３）を１５ｍ！
Ｑ／ｍｉｎの流速で流しながら、３０Ｗ、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電力（ラジオ波）を電極に印加してプラズ
マを発生させ、３分間放電を行なった。この処理によっ
て、試料表面は、著しく疎水化され、水の接触角が０度
であったものが約９０度になった。
前処理をした５ＵＳ３０４ステンレス薄板を試料とし、
上記プラズマ放電装置の放電電極上に該試料を置き、放
電電極内を充分に排気減圧した後、全圧０．２トールの
ＣＨ，−ＮＦ３混合ガス（モル比７：１３）を１５ｍ！
Ｑ／ｍｉｎの流速で流しながら、３０Ｗ、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電力（ラジオ波）を電極に印加してプラズ
マを発生させ、３分間放電を行なった。この処理によっ
て、試料表面は、著しく疎水化され、水の接触角が０度
であったものが約９０度になった。
第１図は、実施例１で使用したプラズマ放電装置の概略
図である。 図において、（１）は原料、キャリアガス供給路、（２
）は高周波電源、（３）はプラズマ反応系、（４）は放
電電極、（５）は排気路である。 （以 」二）
図である。 図において、（１）は原料、キャリアガス供給路、（２
）は高周波電源、（３）はプラズマ反応系、（４）は放
電電極、（５）は排気路である。 （以 」二）
Claims (1)
- （１）化水素化合物及びフッ化窒素化合物を含む混合気
体の存在下において、低圧下で放電して発生するプラズ
マガスを基材に接触させることを特徴とする基材表面の
改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6996189A JPH0776425B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 基材表面の改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6996189A JPH0776425B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 基材表面の改質方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23048686A Division JPH0229749B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Kizaihyomennokaishitsuhoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215172A true JPH0215172A (ja) | 1990-01-18 |
| JPH0776425B2 JPH0776425B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=13417760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6996189A Expired - Lifetime JPH0776425B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 基材表面の改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776425B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010001281A (ko) * | 1999-06-03 | 2001-01-05 | 전위성 | 덤벨 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6996189A patent/JPH0776425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010001281A (ko) * | 1999-06-03 | 2001-01-05 | 전위성 | 덤벨 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0776425B2 (ja) | 1995-08-16 |
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