JPH0362831A - レーザーを用いた高分子成形物の表面加工方法 - Google Patents
レーザーを用いた高分子成形物の表面加工方法Info
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- JPH0362831A JPH0362831A JP1199642A JP19964289A JPH0362831A JP H0362831 A JPH0362831 A JP H0362831A JP 1199642 A JP1199642 A JP 1199642A JP 19964289 A JP19964289 A JP 19964289A JP H0362831 A JPH0362831 A JP H0362831A
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-
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- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
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-
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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】
（技術分野）
本発明は、紫外レーザーを用いる高分子成形物の表面加
工方法に関するものである。
工方法に関するものである。
（従来技術及びその問題点）
Ｓ、ラザレらは（Ｓ、Ｌａｚａｒｅ、Ｒ，５ｒｊｎｉｖ
ａｓａｎ、Ｊ、Ｐｈｙｓ。
ａｓａｎ、Ｊ、Ｐｈｙｓ。
Ｃｈｅｍ、、Ｖｏｌ、９０．２１２４（１９８６））、
高分子フィルムの表面を、エキシマ−レーザーなどの高
強度紫外レーザーで照射すると、その照射部位は照射直
後に容易に改質され、現像工程等の後処理を行なうこと
なく、直接的に形態学的な凹凸が形成されることを報告
している。このように、紫外レーザーを用いた高分子表
面の加工法は、精度良く、高速で行なうことができ、ま
た、レーザーの照射条件を制御することで、照射高分子
表面の構造特性や機能性を向上させることができるとい
う特徴があり、多彩な表面反応を制御良く行うことが可
能な手法である。しかしながら、高分子の化学構造の中
に芳香環を有する場合では、一般に加工時に微粉末を発
生しやすく、特に、長波長のレーザーを用いた場合に顕
著となる。大気中で加工を行なった時、この微粉末の一
部は、樹脂表面に戻り非照射部分に堆積し、さらに、真
空中では、窓や真空容器の内壁に付着し、加工効率が低
下するという欠点がある。この欠点を解消するために、
Ｇ、コーレンらは（Ｇ、Ｋｏｒｅｎ ａｎｄ Ｊ、Ｊ、
Ｄｏｎｅｌｏｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｉ。
高分子フィルムの表面を、エキシマ−レーザーなどの高
強度紫外レーザーで照射すると、その照射部位は照射直
後に容易に改質され、現像工程等の後処理を行なうこと
なく、直接的に形態学的な凹凸が形成されることを報告
している。このように、紫外レーザーを用いた高分子表
面の加工法は、精度良く、高速で行なうことができ、ま
た、レーザーの照射条件を制御することで、照射高分子
表面の構造特性や機能性を向上させることができるとい
う特徴があり、多彩な表面反応を制御良く行うことが可
能な手法である。しかしながら、高分子の化学構造の中
に芳香環を有する場合では、一般に加工時に微粉末を発
生しやすく、特に、長波長のレーザーを用いた場合に顕
著となる。大気中で加工を行なった時、この微粉末の一
部は、樹脂表面に戻り非照射部分に堆積し、さらに、真
空中では、窓や真空容器の内壁に付着し、加工効率が低
下するという欠点がある。この欠点を解消するために、
Ｇ、コーレンらは（Ｇ、Ｋｏｒｅｎ ａｎｄ Ｊ、Ｊ、
Ｄｏｎｅｌｏｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｉ。
Ｂ４５，４５（＋９８８））、ポリイミドに対し、Ｘｅ
Ｃｌエキシマレーザ−を照射後、炭酸ガスレーザーを照
射する、二段照射法によって発生した微粉末を除去して
いる。また、Ｒ，Ｊ、フォンガッ１−フェル１〜らは（
Ｒ。
Ｃｌエキシマレーザ−を照射後、炭酸ガスレーザーを照
射する、二段照射法によって発生した微粉末を除去して
いる。また、Ｒ，Ｊ、フォンガッ１−フェル１〜らは（
Ｒ。
Ｊ、ｖｏｎＧｕｔｆｅｌｄ ａｎｄ Ｒ，５ｒｉｎｊｖ
ａｓａｎ、ＡｐｐｌＰｈｙｓ、、Ｖｏｌ。
ａｓａｎ、ＡｐｐｌＰｈｙｓ、、Ｖｏｌ。
５］ 、１５（１９８７））、レーザー照射部の周囲に
電極を設け、微粉末を収集している。しかし、これらの
方法は、工程が複雑になるという欠点がある。
電極を設け、微粉末を収集している。しかし、これらの
方法は、工程が複雑になるという欠点がある。
（発明の課題）
本発明は、紫外レーザーを用いて高分子成形物の表面加
工を行う場合に発生する微粉末に起因する不都合な問題
を解決することをその課題とする。
工を行う場合に発生する微粉末に起因する不都合な問題
を解決することをその課題とする。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。
結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、紫外レーザーをａ′６分子
成形物に照射する表面加工法において、該高分子成形物
の少なくとも照射表面部の液体を存在させることを特徴
とする高分子成形物の表面加工方法が提供される。
成形物に照射する表面加工法において、該高分子成形物
の少なくとも照射表面部の液体を存在させることを特徴
とする高分子成形物の表面加工方法が提供される。
Ｓ、ラザレらは上記の報文において、この紫外レーザー
による高分子表面のエツチングは、その表面状態を観察
するのに迅速で簡便な方法であると一 している。しかし、彼らは、そのエツチングについて気
相雰囲気又は真空下での検討しか行なっておらず、本発
明における如き照射面に液体を存在させる湿式照射につ
いては全く検討されていない。
による高分子表面のエツチングは、その表面状態を観察
するのに迅速で簡便な方法であると一 している。しかし、彼らは、そのエツチングについて気
相雰囲気又は真空下での検討しか行なっておらず、本発
明における如き照射面に液体を存在させる湿式照射につ
いては全く検討されていない。
本発明の方法は、紫外レーザーを高分子成形物の表面に
照射するに際し、高分子成形物の少なくとも紫外レーザ
ー照射部に、液体を存在させる。
照射するに際し、高分子成形物の少なくとも紫外レーザ
ー照射部に、液体を存在させる。
液体としては、照射レーザー波長での吸光係数が微小な
、かつ、高分子を溶かさないものが好ましく、例えば、
水の他、ヘキサン、アルコール、フロン等の有機溶媒が
好適である。高分子成形物の表面部に液体を存在させる
方法としては、成形物を液体中に浸漬する方法、成形物
の表面に液体を噴射したり、流通させる方法等がある。
、かつ、高分子を溶かさないものが好ましく、例えば、
水の他、ヘキサン、アルコール、フロン等の有機溶媒が
好適である。高分子成形物の表面部に液体を存在させる
方法としては、成形物を液体中に浸漬する方法、成形物
の表面に液体を噴射したり、流通させる方法等がある。
本発明は、高分子成形物の改質したい表面部位に相当す
るマスク（金属板製パターンなど）を通過させたレーザ
ービームを照射することで、希望する照射部分のみに加
工を施すことができる。この場合、エキシマレーザ−の
ビームは、ヘリウムネオンレーザ−、アルゴン及びクリ
プトンイオンレーザ−１Ｎｄ＋：ＹＡＧレーザー等の他
のレーザーのビームと比較して、ビーム形状が太きいた
めに、このビームを走査させて改質すべき部位を照射す
ることで、大面積化にも容易に対応できる。特に、本発
明は、紫外レーザーによる非熱的な光化学分解反応を用
いる加工法であるため、照射部位以外の周辺には熱的損
傷を何ら生しない。しかも、レーザーにより切削された
断片は、周囲には何ら付着しない。また、成形物の表面
に形成する模様の形状、大きさ、及び除去されるフィル
ムの量（すなわち切削される深さ）は、照射するレーザ
ーの波長、フルエンス、パルス数により制御できる。
るマスク（金属板製パターンなど）を通過させたレーザ
ービームを照射することで、希望する照射部分のみに加
工を施すことができる。この場合、エキシマレーザ−の
ビームは、ヘリウムネオンレーザ−、アルゴン及びクリ
プトンイオンレーザ−１Ｎｄ＋：ＹＡＧレーザー等の他
のレーザーのビームと比較して、ビーム形状が太きいた
めに、このビームを走査させて改質すべき部位を照射す
ることで、大面積化にも容易に対応できる。特に、本発
明は、紫外レーザーによる非熱的な光化学分解反応を用
いる加工法であるため、照射部位以外の周辺には熱的損
傷を何ら生しない。しかも、レーザーにより切削された
断片は、周囲には何ら付着しない。また、成形物の表面
に形成する模様の形状、大きさ、及び除去されるフィル
ムの量（すなわち切削される深さ）は、照射するレーザ
ーの波長、フルエンス、パルス数により制御できる。
こうして、レーザー照射部分の成形物表面」―に、物理
的、化学的に安定な加工を行なうことができる。
的、化学的に安定な加工を行なうことができる。
本発明におけるレーザーとしては、波長４００ｎｍ以下
の紫外レーザーが適しており、特に好適には、ＸｅＦ（
３５］ｎｍ）、ＸｅＣ］、 （３０８ｎｍ）、ＫｒＦ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）あるいはＦ２（
１５７ｎｍ）エキシマレーザ−である。
の紫外レーザーが適しており、特に好適には、ＸｅＦ（
３５］ｎｍ）、ＸｅＣ］、 （３０８ｎｍ）、ＫｒＦ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）あるいはＦ２（
１５７ｎｍ）エキシマレーザ−である。
また、Ｎｄ”：ＹＡＧ、色素レーザー、Ｋｒイオンレー
ザ、Ａｒイオンレーザ−あるいは銅蒸気レーザーの基本
発振波長光を非線形光学素子などにより、紫外光領域の
レーザーに変換したものも有効である。
ザ、Ａｒイオンレーザ−あるいは銅蒸気レーザーの基本
発振波長光を非線形光学素子などにより、紫外光領域の
レーザーに変換したものも有効である。
レーザーのフルエンスとしては、素材により具なるが、
約０．１ｍＪ／ｃｉ／パルス以上の高輝度レーザーが望
ましい。
約０．１ｍＪ／ｃｉ／パルス以上の高輝度レーザーが望
ましい。
本発明において被加工物として用いる高分子成形物は、
各種の形状及び構造を有することができ、少なくともそ
の加工表面部が高分子から構成されたものであればよい
。この場合、高分子としては、各種のものが用いられ、
その種類は特に制約されず、また結晶性、非結晶性のい
ずれのものでもよい。高分子としては、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合
体等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボ
ネト、ポリアセタール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂等の各種の可塑性又は熱硬化性のものであることが
できるし、また、光硬化性のものであってもよい。本発
明は、特に芳香族系屓請子、例えば、芳香族ポリフェニ
レンサルファイド、芳香族ポリエーテルエーテルケ１〜
ン、芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルス
ルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリエステル、芳香
族エポキシ樹脂等の縮合物又は共縮重合物あるいはそれ
らの混合物を好ましいものとして挙げることができる。
各種の形状及び構造を有することができ、少なくともそ
の加工表面部が高分子から構成されたものであればよい
。この場合、高分子としては、各種のものが用いられ、
その種類は特に制約されず、また結晶性、非結晶性のい
ずれのものでもよい。高分子としては、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合
体等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボ
ネト、ポリアセタール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂等の各種の可塑性又は熱硬化性のものであることが
できるし、また、光硬化性のものであってもよい。本発
明は、特に芳香族系屓請子、例えば、芳香族ポリフェニ
レンサルファイド、芳香族ポリエーテルエーテルケ１〜
ン、芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルス
ルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリエステル、芳香
族エポキシ樹脂等の縮合物又は共縮重合物あるいはそれ
らの混合物を好ましいものとして挙げることができる。
本発明の高分子成形物としては、フィル１１、シート、
棒体、繊維の他、各種構造物が挙げられる。
棒体、繊維の他、各種構造物が挙げられる。
また、高分子成形物は、ガラス繊維や炭素繊維等の各種
繊維や、充填剤で強化された樹脂成形物であることがで
き、また、高分子と他の素材との複合体であることがで
きる。
繊維や、充填剤で強化された樹脂成形物であることがで
き、また、高分子と他の素材との複合体であることがで
きる。
（発明の効果）
本発明によりる紫外レーザーを用いる高分子成形物の加
工法によれば、表面部からの高分子の削除による微細凹
部を成形物表面に形成することができる。この加工法に
よれば、表面に多数の微細凹凸を形成されることができ
、このような表面は化学的に活性な改質表面として作用
する。本発明の方法では、その成形物の照射面に液体を
存在させたことから、紫外レーザー加工に際して発生す
る微粉末は液体に抽捉され、成形物表面や加工装置表面
に付着するのが防止される。
工法によれば、表面部からの高分子の削除による微細凹
部を成形物表面に形成することができる。この加工法に
よれば、表面に多数の微細凹凸を形成されることができ
、このような表面は化学的に活性な改質表面として作用
する。本発明の方法では、その成形物の照射面に液体を
存在させたことから、紫外レーザー加工に際して発生す
る微粉末は液体に抽捉され、成形物表面や加工装置表面
に付着するのが防止される。
（実施例）
以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。
実施例１
純水中において、ポリエチレンナフタレートフィルムの
平滑な面に、Ｘ ｅ Ｃｌエキシマーシーザーをエネル
ギー密度１ Ｊ ／ ａ＃て３０シヨツト照射させた。
平滑な面に、Ｘ ｅ Ｃｌエキシマーシーザーをエネル
ギー密度１ Ｊ ／ ａ＃て３０シヨツト照射させた。
良好なエツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉
残渣等の不純物は完全に除去されていた。さらに、延伸
フィルムを用いた場合には。
残渣等の不純物は完全に除去されていた。さらに、延伸
フィルムを用いた場合には。
照射面に形態学的な凹凸が生成していた。
実施例２
ヘキサン中において、ポリエチレンナフタレートフィル
ムの平滑な面に、ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネル
ギー密度１，１７−で３０シヨツト照射させた。良好な
エツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉末残渣
等の不純物は完全に除去されていた。さらに、延伸フィ
ルムを用いた場合には、照射面に形態学的な凹凸が生成
していた。
ムの平滑な面に、ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネル
ギー密度１，１７−で３０シヨツト照射させた。良好な
エツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉末残渣
等の不純物は完全に除去されていた。さらに、延伸フィ
ルムを用いた場合には、照射面に形態学的な凹凸が生成
していた。
実施例３
純水中において、芳香族ポリエーテルスルホンフィルム
の平滑な面に、 ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネル
ギー密度ＩＪ／ｃｄで３０シヨツト照射させた。
の平滑な面に、 ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネル
ギー密度ＩＪ／ｃｄで３０シヨツト照射させた。
良好なエツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉
末残渣等の不純物は完全に除去された。また、照射面に
形態学的な凹凸が生成していた。
末残渣等の不純物は完全に除去された。また、照射面に
形態学的な凹凸が生成していた。
実施例４
ヘキサン中において、芳香族ポリエーテルスルホンフィ
ルムの平滑な面に、ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネ
ルギー密度ＩＪ／ｒｎ？で３０シヨっト照射させた。良
好なエツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉末
残渣等の不純物は完全に除去された。また、照射面に形
態学的な凹凸が生成していた。
ルムの平滑な面に、ＸｅＣｌエキシマ−レーザーをエネ
ルギー密度ＩＪ／ｒｎ？で３０シヨっト照射させた。良
好なエツチング特性が得られ、照射部の周囲には微粉末
残渣等の不純物は完全に除去された。また、照射面に形
態学的な凹凸が生成していた。
Claims (1)
- （１）紫外レーザーを高分子成形物に照射する表面加工
法において、該高分子成形物の少なくとも照射表面部の
液体を存在させることを特徴とする高分子成形物の表面
加工方法。（２）該高分子成形物を液体中に浸漬し、こ
れに紫外レーザーを照射する請求項１の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199642A JPH0811772B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | レーザーを用いた高分子成形物の表面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199642A JPH0811772B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | レーザーを用いた高分子成形物の表面加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0362831A true JPH0362831A (ja) | 1991-03-18 |
| JPH0811772B2 JPH0811772B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16411246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1199642A Expired - Lifetime JPH0811772B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | レーザーを用いた高分子成形物の表面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811772B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7288466B2 (en) | 2002-05-14 | 2007-10-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Processing method, manufacturing method of semiconductor device, and processing apparatus |
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-
1989
- 1989-08-01 JP JP1199642A patent/JPH0811772B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0811772B2 (ja) | 1996-02-07 |
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|---|---|---|---|
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