JPH0459838A - プラスチック材料のシートの連続表面改質方法およびその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はプラスチック材料のシート表面改質法とその装
置に関する０本明細書においてプラスチツクとはいわゆ
る合成樹脂を意味する。プラスチック材料のシートとは
プラスチックのフィルムとプラスチックの繊維の布はく
の両方を含む。

プラスチックは一般に疎水性であり、また接着性、染色
性、印刷性が劣るため使用目的に応じ表面改質が行なわ
れている。表面改質の方法には例えば （１）酸、アルカリ、酸化剤等の化学薬品による湿式処
理 （２）コロナ放電法、プラズマ法、紫外線法、火炎法等
の乾式処理 がある。

湿式処理は連続的に表面改質を行なう場合、薬品の濃度
管理が困難であり、また水洗、脱水、乾燥等の工程が必
要である。乾式法は上記の問題はないが、それぞれ次の
欠点がある。コロナ放電は改質効果が小さく、長期的な
効果の持続性が小さい、プラズマ法は周波数によっては
分子構造が破壊され、蒸発、気化が起る。また装置の大
型化が困難である。紫外線法は特定の高分子にしか適用
できず、また火炎法はシート状の成型品１例えば、フィ
ルム、多孔質膜、織布、不織布等には適用しにくいなど
の欠点がある。

上記の欠点を解決する方法として　Ｆ２ガスの特異な反
応性を利用した表面改質方法がある（特公昭５９−５６
０１）。

Ｆ２ガスは反応性に富むため、はとんどすべてのプラス
チックに適用可能であり、短時間の処理で改質効果は著
しい。

親水性、接着性、印刷性、染色性等の改質には、ポリエ
ステル樹脂のような酸素含有プラスチックを除き、通常
、不活性ガス（Ｎ　ｚガス、Ａｒガスなど）で希釈した
Ｆ２ガスに０□ガス、ＣＯ２ガス、ＳＯ２ガス等を添加
、混合したガスによって改質処理が行なわれている。し
かしこの方法においても添加ガスがＦ２ガスと反応し易
く、流量と混合する割合は制限を受ける。特にＳＯ２ガ
スの場合顕著であり、混合の際Ｆ２ガスとＳＯ２ガスと
の反応により、熱発生によってプラスチックが劣化し改
質作用を示さないＳＯＦ２ガス、５０．Ｆ、ガスを生成
するために、所望の表面改質効果を得るには適正な処理
条件の範囲は狭い。

〔問題解決に係る知見〕

本発明者は帯状のプラスチック材料のシートを予め添加
ガス（Ｓ　Ｏ，ガス）で充たした前処理室を通し、添加
ガス（Ｓ　Ｏ，ガス）を前記シートの表面に付着（吸着
）させた後、Ｆ２ガス（添加ガスを少量添加してもよい
）で充たした反応室で処理する連続表面改質方法によっ
て改質の効果は著しく向上し、高速処理化が可能である
事を見出した。

〔発明の構成〕

本発明は、プラスチック材料のシートに、予めＳ０２ガ
スを付着させた後、Ｆ８ガスと接触させることからなる
連続表面改質処理方法を提供する。

また本発明はロール状のシートを繰り出し可能に保持す
る第１の室と、該第１室に接続する繰り出されたシート
を通過させる第１のガス接触室と、同様の第２のガス接
触室と、該第２ガス接触室に接続する第１室と同様の構
造のシート巻き取りのための第４の室からなり、第２室
と第・３室が少なくとも２種類のガスを定量的に混合し
て該室に供給する手段と排気口を備えている装置を提供
する。

本発明の方法が適用されるプラスチックの種類は特に限
定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリ
ス１二しンスルフィド、シリコン樹脂、含フツ素樹脂等
である。

本発明方法において　ＳＯ□による予備処理の際に、Ｓ
Ｏ２ガスは反応速度調整のために２５容量％まで希釈さ
れてもよい、、２５％未満では活性が低下し非実用的な
反応時間を要する。

本発明の方法においてＦ２による処理の際にＦ２ガスは
反応速度調整のために２５容量％までは希釈されてもよ
い、２５％未満では活性が失われる。

プラスチックのシートは上記のガス濃度範囲で、０．５
ｍ／分〜５０ｍ１分の速度で処理される。０．５■／分
未満の速度で表面処理を施しても特性の向上は見られな
い、また５０ｍ、／分を越えると改質効果が認められな
くなる。

上記のガス濃度と処理速度はプラスチックのシ−トの温
度が５０℃を越えないように制御される。

５０℃を越えるとプラスチックスの劣化を惹起する。

〔発明の効果〕

本発明の方法によりＦ２ガス、ＳＯ２ガスを用いて表面
を改質したプラスチックのシートはその表面の吸水性ま
たは保水性等が格段に改良され、接着性、染色性、印刷
性に優れた材料となる。具体的には電池のセパレーター
材、ろ過材あるいは被覆用基材として極めて有用である
。

〔発明の具体的開示〕

次に本発明を図面を参照して具体的に説明する。

第１図は本発明の方法を実施するための装置の概念図で
ある０次に好適実施態様としての装置について記載する
。

装置は５ＵＳ３０４系ステンレス鋼で造られた。この装
置は巻かれたプラスチック材料のシートＳの保持室１０
、第１ガス処理室３０、第２ガス処理室４０１巻き取り
室２０からなる。保持室１０と巻き取り室２０は実質的
に同じ形状のものであるが、密閉できる巻かれた（巻か
れる）プラスチック材料のシートを軸支できてＮ２ガス
の導入口を有し、気体を遮断しつつプラスチック材料の
シートの繰り出すための（受は入れるための）スリット
と接続のために出口にフランジを有する容器である。ス
リットは独立の板に設けて接続部のフランジ間に挟持し
てもよい。

第１ガス処理室３０は実質的にプラスチック材料のシー
トが通過する筒状容器であって、両端にそれぞれ、前記
保持室１０および第２ガス処理室４０への接続のための
フランジを有する。第１ガス処理室３０にはＮ２ガスお
よびＳＯ２ガスの導入口とガス排出口が設けられている
。ＳＯ２とＮ２は流量計ＦＭで計測されて混合器Ｍに入
り、ここで混合されて第１ガス処理室に導入される。Ｎ
２ガスはＳ０２と混合されることなく単独でも第１処理
室に導入できることになっている。

この第１処理室３０に接続する第２処理室４０は実質的
に前者と同じものであり、ＳＯ□のかわりにＦ２ガスが
導入される。前記と同じように気体を遮断しつつプラス
チックスのシートを通過させるためのスリット板が設け
られる。これは前記のようにフランジ間に挟持される独
立の板であってもよい。

巻き取り室２０については既に説明したが、第２ガス処
理室４０と巻き取り室２０の間には、洗浄室と乾燥室を
挿入してもよいにれは当業者が適宜に設計することので
きるものであるから詳細に説明する必要はなかろう。

二つのガス処理室はスペース節約のために屈曲させであ
るが、それは必須ではない。巻き取りのために軸を回転
駆動させるためのモーターが設けであることも言を要し
ないであろう。

本発明者らが試作した装置は、保持部および巻き取り部
の直径７０ｃ■、巾１００ｃｍであり、ガス処理室は巾
、高さ１００ｃｍ、直線としての長さ２ｍであった。

実施例１ ポリプロピレン繊維の不織布（巾３５ｃ■、厚さ０．２
１１ＩＩ纏、嵩密度７８ｇ／膳２．ロール状に巻き取ら
れているもの）を第１図の連続処理装置の保持室１０に
装填し第１処理室、第２ガス処理室をＮ２で置換を行な
って、不活性雰囲気とした後、ＳＯ□濃度５０容量％、
Ｆ２濃度３０容量％になるように各ガスとＮ２を流した
。次に、処理速度が２ｍ／分になるように不織布を移動
させた。処理は室温で行なった。処理した不織布は洗浄
部で温水で洗浄し、１００℃で乾燥した。親水性の評価
は、水滴による吸収時間で評価した。０．３０秒であっ
た。（非処理物は吸収されなかった。） 水滴法は、水平に固定した不織布に落下させた水滴が不
織布に吸収されるのに要する時間を測定することからな
る。

実施例２〜８ ＳＯ２濃度、Ｆ２濃度、処理速度、反応温度を変更する
以外は実施例１と同様な操作を行ない、ポリプロピレン
とポリエチレンの繊維からなる不織布の処理物を得た。

吸水時間を表１に示す。

実施例９．１０ 実施例２においてポリプロピレンとポリエチレンの繊維
からなる不織布をポリプロピレンの繊維の不織布及びポ
リフェニレンスルフィド繊維の不織布に変更して処理物
を得た。吸水時間は表１に示す。

比較例１ 実施例１において、ＳＯ，前処理室で５０２５０容量％
、Ｆ、３０容量％の混合ガスで処理した以外は。

同様な操作を行なったところ、急激に反応速度が上昇し
、ポリプロピレンとポリエチレンの、繊維からなる不織
布が焼けてしまった。

比較例２ 実施例１において、ＳＯ２濃度２０容量％、Ｆ２濃度１
５容量％に変更した以外は同様な操作を行ない、処理物
を得た。吸水時間は１８１秒であった。

以上の実施例と比較例の結果を第１表にまとめて示す。

第１表 実施例１１ 実施例１において不織布を厚さｌＯμ■、巾３５ｃｍの
ポリエステルフィルムに変更した以外は同様の操作を行
ない、処理物を得た。処理前のフィルム上の水滴の接触
角は６３１であったが、処理後は２３″となり、親水性
が著しく向上した。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の装置の構造を示す概念図である。 １０・・・・・・シート保持室、２０・・・・・・巻き
取り室、３０・・・・・・第１ガス処理室、４０・・・
・・・第２ガス処理室。 Ｓ・・・・・・シート、Ｍ・・・・・・混合器、ＦＭ・
・・・・・流量計。 特許出願人　三菱金属株式会社（外２名）代理人　弁理
士松井政広（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチック材料のシートに予めＳＯ＿２ガスを付
   着させた後、Ｆ＿２ガスと接触させることからなる連続
   表面改質処理方法。 ２、請求項１に記載の方法であって、ＳＯ＿２ガスがＮ
   ＿２ガスもしくはＡｒガスで２５容量％まで希釈される
   方法。 ３、請求項１に記載の方法であって、Ｆ＿２ガスがＮ＿
   ２ガスもしくはＡｒガスで２５容量％まで希釈される方
   法。 ４、請求項１に記載の方法であって、シートが０．５ｍ
   ／分〜５０ｍ／分の速度で接触帯域を通過する方法。 ５、請求項１に記載の方法であって、シートとガスの接
   触が５０℃以下で行なわれる方法。 ６、請求項１に記載の方法であって、ガスとの接触を終
   ったシートが、水もしくはアルカリ水で洗浄、中和され
   、１５０℃以下で乾燥される方法。 ７、ロール状のシートを繰り出し可能に保持する第１の
   室と、該第１室に接続する繰り出されたシートを通過さ
   せる第１のガス接触室と、同様の第２のガス接触室と、
   該第２ガス接触室に接続する第１室と同様の構造のシー
   ト巻き取りのための第４の室からなり、第２室と第３室
   が少なくとも２種類のガスを定量的に混合して該室に供
   給する手段と排気口を備えている装置。 ８、請求項７に記載の装置であって、シートを通すスリ
   ット板を備えている装置。 ９、請求項８に記載の装置であって、スリット板が二つ
   の室の接続部に挟持されている装置。 １０、第３室と第４室の間に洗浄室と乾燥室が設けられ
   ている装置。