JPH0320465B2 - - Google Patents

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JPH0320465B2
JPH0320465B2 JP11985283A JP11985283A JPH0320465B2 JP H0320465 B2 JPH0320465 B2 JP H0320465B2 JP 11985283 A JP11985283 A JP 11985283A JP 11985283 A JP11985283 A JP 11985283A JP H0320465 B2 JPH0320465 B2 JP H0320465B2
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JP
Japan
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water
plasma
repellent
treated
treatment
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JP11985283A
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JPS6013065A (ja
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Hiroyuki Tanigami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
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Publication of JPS6013065A publication Critical patent/JPS6013065A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62Plasma-deposition of organic layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2506/00Halogenated polymers
    • B05D2506/10Fluorinated polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、固体表面の撥水性処理方法に関す
る。
一般に、固体の表面に撥水性処理を施すには、
シリコーン系又はフツ素系の撥水剤を塗布又は吹
付けする方法が採られている。ところが、このよ
うな処理方法によると、撥水剤が次第に除去され
て効果が減退し、長期間持続しない欠陥がある。
また、各種ランプや、ミラー、交通信号灯、デイ
スプレーパネル、メガネレンズ、光学機器用レン
ズ等に適する無色透明で反射防止型しかも半永久
的撥水性を備えた理想的な硬質コーテイング膜
は、現在のところ未だ存在していない。
本発明は、このような従来の事態に鑑みなされ
たもので、撥水効果を半永久的に持続でき、かつ
無色透明で反射防止型の硬質コーテイング膜を形
成できるようにした撥水性処理方法を提供するも
のである。そして、この目的達成のため本発明
は、被処理材の表面をアルゴンプラズマスパツタ
リング又はアルゴンイオンボンバードメントした
後、フルオロカーボン系のプラズマ重合膜を表面
に形成し、ついでフルオロカーボン系モノマー又
はフツ素による撥水性プラズマ処理を行ない、さ
らにフルオロカーボン系又はフツ素による撥水性
表面安定化処理を行なう工程からなる処理方法を
要旨とするものである。
以下、図示の実施例により本発明方法を説明す
ると、まず第1図に示すように、被処理材1をカ
ソード電極2の上に載置し、これを通常の真空装
置(図示せず)内に入れて、一度高真空域1×
10-3Pa(パスカル)まで排気した後、アルゴンガ
ス3を真空度1Pa程度まで導入して平衡に保つ。
つぎに、真空装置に設けた平板対向電極(図示せ
ず)にて放電を行ない、前記被処理材1の表面を
アルゴンプラズマにさらし、アルゴンイオンボン
バードメント又はアルゴンプラズマスパツタリン
グを行ない被処理材1の表面のクリーニングをす
る。プラズマは、13.56MHzの高周波電源を用い、
放電によつて発生させる。
この後、第2図に示すようにプラズマ重合工程
を行なうが、これに先立つて前記のアルゴンガス
を排気し、真空装置(反応室)を高真空にしてか
ら、フルオロカーボン系のモノマーガス4(例え
ばテトラフルオロメタンCF4、トリフルオロメタ
ンCHF3等)を1〜100Pa導入して放電を行なう。
このとき、被処理材1はカソード電極2側に置
き、前記対向電極には10〜100Vの直流電圧を印
加しておく。プラズマ重合膜5は、被処理材1を
カソード側に置くことにより、プラズマ中で発生
するCF3 +、CF2 2+等の陽イオンの影響の大きい膜
が得られる。この効果は、対向電極にバイアス
(Bias)をかけると一層助長される。そして、被
処理材1の表面には無色透明で低屈折率を有する
硬質フルオロカーボン系プラズマ重合膜5が形成
される。
つぎに、真空状態を保持して第3図に示すよう
に撥水性プラズマ処理工程が行われる。前記プラ
ズマ重合膜5を形成した後、放電を一度切つて被
処理材1側の電極をアノード2′とし、他方の電
極は逆にカソードとして10〜100Vの直流電圧を
印加する。そして、フツ素ガス6(又はCF4
CHF3)を1〜100Paまで導入してプラズマ放電
を行なう。
このとき、RFパワーはプラズマ重合膜形成時
のパワーより小さくする。被処理材1の側がアノ
ード電極2′であるため、プラズマ重合膜はフツ
素イオンのアタツクを受け、膜表面における残留
ラジカルはフツ素によつて埋められ、膜表面はフ
ツ素を多く含んだものとなる。このように、表面
をフツ素の多い構造(例えば−CF3、−CF2−CF2
−)とすることにより臨界表面張力を小さくし、
撥水性表面に形成することができる。この撥水性
プラズマ処理は1〜5分間で十分である。
最後に、撥水性表面の安定化処理工程を行な
う。前記の撥水性プラズマ処理によつて膜表面の
ラジカルはかなり減少するが、依然として表面は
活性を具備しているからである。安定化処理工程
は、プラズマ処理後放電を切り、CF4又はF2を大
気圧近くまで導入し、30〜60分間放置することに
より行われ、モノマーガス7を表面に反応又は吸
着させて安定な撥水性表面が得られる。つぎに、
本発明に係る具体的な実施例を示す。
実施例 1 ガラス基板を、平行平板電極を有する真空装置
の反応室内にセツトし、1×10-3Paまで排気し
てからアルゴンガスを1Paまで導入し、平衡にし
てから、RF250W5分間イオンボンバードメント
(又はアルゴンプラズマスパツタリング)した。
次にアルゴンガスを排気し、テトラフルオロメタ
ン(CF4)モノマーガスを7Paまで導入し、平衡
としてから、RF200W30分間プラズマ重合膜の形
成を行なつた。この時、基板をカソードとし対向
電極にDC+20V印加した。重合終了後、基板を
アノードとし、対向電極にDC+20V印加してか
らCF4を10Paまで導入し、RF60W1分間撥水性プ
ラズマ処理を行なつた。次に放電をOFFにし、
CF4を6.5×104Paまで導入し、60分間放置したの
ち、再度、高真空に排気してからN2ガスにより
大気圧に戻して基板を取り出した。
取り出した試料には、無色透明で低屈折率(n
=1.35)かつ硬質重合膜が形成されていた。テス
トの結果、表面は優れた撥水性を示し、かつ安定
であつた。
実施例 2 ガラス基板をセツトし、1×10-3Paまで排気
してから、アルゴンガスを1Paまで導入し、平衡
にしてから、RF250W5分間アルゴンイオンボン
バードメンド(又はアルゴンプラズマスパツタリ
ング)した。次にアルゴンガスを排気し、CF4
ノマーガスを7Paまで導入し、平衡としてから
RF200V、30分間プラズマ重合膜の形成を行なつ
た。この時基板をカソードとし、対向電極にDC
+20V印加した。重合終了後、CF4ガスを排気
し、N2ガスにより大気圧に戻してから基板を取
り出した。
撥水性プラズマ処理と撥水性表面安定化処理を
行なわなかつた。この試料には、無色透明で低屈
折率(n=1.36)かつ硬質重合膜が形成されてい
たが、テストの結果、重合膜の表面は、水と僅か
に反応し、撥水性はほとんど示さなかつた。
実施例 3 ステンレス基板を用いて実施例1と同一条件
で、アルゴンイオンボンバードメント及び、CF4
によるプラズマ重合膜の形成、撥水性プラズマ処
理、撥水性表面安定化処理を行なつた。CF4を排
気し、N2ガスにより大気圧に戻してから、基板
を取り出した。
取り出した試料には、干渉色を有する薄膜で、
低屈折率(n=1.36)かつ硬質重合膜が形成され
ていた。テストの結果、表面は優れた撥水性を示
し、安定であつた。また膜表面をスチールウール
でラビング(圧力2Kg/cm2)した結果、全く傷は
生じなかつた。
以上説明したように、本発明によれば、被処理
材の表面をアルゴンイオンボンバードメント又は
アルゴンプラズマスパツタリングしてからプラズ
マ重合膜を形成するので膜の密着性がきわめて良
好であり、これは界面をクリーニングした効果と
いえる。また、プラズマ重合膜は、被処理材をカ
ソード電極上に置き、対向電極に直流バイアスす
ることで、無色透明かつ低屈折率を有する硬質重
合膜が得られる。プラズマ中では、陽イオン、陰
イオン、ラジカル、中性原子等が存在するが、本
発明は被処理材をカソード側に置くので、陽イオ
ンを引き寄せ、陰イオンの影響の少ない膜が得ら
れる。さらに、CF4モノマーガスを用いることに
より、陽イオンCF3 +、CF2 2+、陰イオンF-等の
存在が推測され、被処理材上には−CF3、−CF2
CF2−の構造を多く持つ重合膜を生成することが
でき、より重合度の高い膜が得られる。
また、本発明の場合、モノマーガスにフルオロ
カーボン系を用いて重合膜を形成するので、屈折
率が小さく(1.30〜1.40)、臨界表面張力を小さ
くすることができる。つまり、表面の反射防止及
び撥水性効果が十分期待できる。
プラズマ重合膜の表面には、ラジカル、未反応
結合手等が存在し、活性表面となつており、重合
後大気中にさらすと、表面は大気中のガスを化学
的或いは物理的に吸着して変質することがある
が、本発明の場合は、重合膜を施した被処理材を
アノード側にし、フルオロカーボン系モノマー又
はフツ素ガスのプラズマ中にさらすので、表面で
フツ素が反応結合し、活性化を小さくすることが
できる。そして、フツ素が表面でより多くなるこ
とにより、撥水性は一層向上する。
撥水性プラズマ処理において、重合膜表面の活
性度は、相当小さくなるが完全ではない。そこ
で、本発明のようにフルオロカーボン系モノマー
又はフツ素ガスを大気圧近くまで導入し、30〜60
分放置することで、より安定化させることができ
る。この効果は、モノマー分子の表面への物理的
吸着によるところが大きいと考えられる。
本発明に係る全工程は低温処理であるため、被
処理材が限定されず、プラスチツクや繊維等の場
合にも適用することができる。また、高周波プラ
ズマを用いて処理を行なうため、複雑な形状の被
処理材でも均一にしかも精密に処理加工できる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明方法の一実施例を示すもので、第1
図は被処理材の表面のクリーニング工程、第2図
はプラズマ重合膜の形成工程、第3図は撥水性プ
ラズマ処理工程、第4図は撥水性表面安定化処理
工程をそれぞれ示す説明図である。 1……被処理材、2……カソード電極、2′…
…アノード電極、3……アルゴンガス、4……フ
ルオロカーボン系モノマーガス、5……プラズマ
重合膜、6……フツ素ガス、7……モノマーガ
ス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被処理材の表面をアルゴンプラズマスパツタ
    リング又はアルゴンイオンボンバードメントした
    後、フルオロカーボン系のプラズマ重合膜を表面
    に形成し、ついでフルオロカーボン系モノマー又
    はフツ素による撥水性プラズマ処理を行ない、さ
    らにフルオロカーボン系又はフツ素による撥水性
    表面安定化処理を行なうことを特徴とする固体表
    面の撥水性処理方法。 2 前記被処理材をカソードとして前記プラズマ
    重合膜を形成することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の固体表面の撥水性処理方法。 3 前記被処理材をアノードとして前記撥水性プ
    ラズマ処理を行なうことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の固体表面の撥水性処理方法。
JP11985283A 1983-07-01 1983-07-01 固体表面の撥水性処理方法 Granted JPS6013065A (ja)

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WO1998014506A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plastic substrate and method of manufacturing the same, and ink jet printer head and method of manufacturing the same

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JPS6013065A (ja) 1985-01-23

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