JPH0811772B2 - 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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- JPH0811772B2 JPH0811772B2 JP1199642A JP19964289A JPH0811772B2 JP H0811772 B2 JPH0811772 B2 JP H0811772B2 JP 1199642 A JP1199642 A JP 1199642A JP 19964289 A JP19964289 A JP 19964289A JP H0811772 B2 JPH0811772 B2 JP H0811772B2
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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芳香族系高分子成形
物の表面加工方法に関するものである。
物の表面加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.Srinivasan.J.Phys.Che
m.,Vol.90,2124(1986))、高分子フィルムの表面を、
エキシマー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芳香族系
高分子の場合では、一般にその加工時にすす状の付着性
分解物を発生しやすく、特に、長波長のレーザーを用い
た場合にその分解物の発生は顕著となる。大気中で加工
を行なった時、この分解物の一部は、成形物表面に戻り
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.Ko
ren and J.J.Donelon,Appl.Phys.,Vol.B45,45(198
8))、ポリイミドに対し、XeClエキシマレーザーを照
射後、炭酸ガスレーザーを照射する、二段照射法によっ
て、発生したレーザー照射分解物を除去している。ま
た、R.J.フォンガットフェルドらは(R.J.vonGutfeld a
nd R.Srinivasan.Appl.Phys.,Vol.51,15(1987))、レ
ーザー照射部の周囲に電極を設け、その分解物を収集し
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。
m.,Vol.90,2124(1986))、高分子フィルムの表面を、
エキシマー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芳香族系
高分子の場合では、一般にその加工時にすす状の付着性
分解物を発生しやすく、特に、長波長のレーザーを用い
た場合にその分解物の発生は顕著となる。大気中で加工
を行なった時、この分解物の一部は、成形物表面に戻り
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.Ko
ren and J.J.Donelon,Appl.Phys.,Vol.B45,45(198
8))、ポリイミドに対し、XeClエキシマレーザーを照
射後、炭酸ガスレーザーを照射する、二段照射法によっ
て、発生したレーザー照射分解物を除去している。ま
た、R.J.フォンガットフェルドらは(R.J.vonGutfeld a
nd R.Srinivasan.Appl.Phys.,Vol.51,15(1987))、レ
ーザー照射部の周囲に電極を設け、その分解物を収集し
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芳香族系高分子成形
物の表面加工を行う場合に発生するレーザー照射分解物
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。
物の表面加工を行う場合に発生するレーザー照射分解物
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。
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、紫外レーザーを芳香族系
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に液体を存在させること
を特徴とする芳香族系高分子成形物の表面加工方法が提
供される。
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に液体を存在させること
を特徴とする芳香族系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ッチングは、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している。しかし、
彼らは、そのエッ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ッチングは、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している。しかし、
彼らは、そのエッ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、紫外レーザーを芳香族系高分子成形
物の表面に照射するに際し、その芳香族系高分子成形物
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。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。
物の表面に照射するに際し、その芳香族系高分子成形物
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。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、芳香族系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
レーザーのビームは、ヘリウム−ネオンレーザー、アル
ゴン及びクリプトンイオンレーザー、Nd+:YAGレーザー
等の他のレーザーのビームと比較して、ビーム形状が大
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じない。しかも、レーザーの照射に
より発生したレーザー照射分解物は、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
の成形物表面上に、物理的、化学的に安定な加工を行な
うことができる。
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
レーザーのビームは、ヘリウム−ネオンレーザー、アル
ゴン及びクリプトンイオンレーザー、Nd+:YAGレーザー
等の他のレーザーのビームと比較して、ビーム形状が大
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じない。しかも、レーザーの照射に
より発生したレーザー照射分解物は、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
の成形物表面上に、物理的、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(351n
m)、XeCl(308nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)ある
いはF2(157nm)エキシマレーザーである。また、Nd+:Y
AG、色素レーザー、Krイオンレーザー、Arイオンレーザ
ー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
により異なるが、約0.1mJ/cm2/パルス以上の高輝度レー
ザーが望ましい。
紫外レーザーが適しており、特に好適には、XeF(351n
m)、XeCl(308nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)ある
いはF2(157nm)エキシマレーザーである。また、Nd+:Y
AG、色素レーザー、Krイオンレーザー、Arイオンレーザ
ー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
により異なるが、約0.1mJ/cm2/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
工表面部が芳香族系高分子から構成されたものであれば
よい。この場合、芳香族系高分子としては、各種のもの
が用いられ、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよ
い。芳香族系高分子としては、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ト
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。
の形状及び構造を有することができ、少なくともその加
工表面部が芳香族系高分子から構成されたものであれば
よい。この場合、芳香族系高分子としては、各種のもの
が用いられ、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよ
い。芳香族系高分子としては、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ト
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。
本発明における芳香族系高分子成形物としては、フィ
ルム、シート、棒体、繊維の他、各種構造物が挙げられ
る。また、その成形物は、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成形物であることがで
き、また、芳香族系高分子と他の素材との複合体である
ことができる。
ルム、シート、棒体、繊維の他、各種構造物が挙げられ
る。また、その成形物は、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成形物であることがで
き、また、芳香族系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) 本発明による紫外レーザーを用いる芳香族系高分子成
形物の加工法によれば、表面部からその高分子の削除
(分解)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、芳香族系高
分子成形物の紫外レーザー加工に際して発生する分解物
は液体に懸濁物を生じることなく容易に捕捉され、成形
物表面や加工装置表面に分解物が付着するのが防止され
る。
形物の加工法によれば、表面部からその高分子の削除
(分解)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、芳香族系高
分子成形物の紫外レーザー加工に際して発生する分解物
は液体に懸濁物を生じることなく容易に捕捉され、成形
物表面や加工装置表面に分解物が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。
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、XeClエキシマーシーザーをエネルギー密
度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチング特
性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は完全
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。
の平滑な面に、XeClエキシマーシーザーをエネルギー密
度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチング特
性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は完全
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エキシマーレーザーをエネルギ
ー密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチン
グ特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は
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。
ルムの平滑な面に、XeClエキシマーレーザーをエネルギ
ー密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチン
グ特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は
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エキシマーレーザーをエネルギー
密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチング
特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は完
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。
ムの平滑な面に、XeClエキシマーレーザーをエネルギー
密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチング
特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物は完
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エキシマーレーザーをエネル
ギー密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチ
ング特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物
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。
ィルムの平滑な面に、XeClエキシマーレーザーをエネル
ギー密度1J/cm2で30ショット照射させた。良好なエッチ
ング特性が得られ、照射部の周囲には分解物等の不純物
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−46893(JP,A) 特開 昭62−164737(JP,A) 特開 昭61−269994(JP,A) 特開 昭61−273287(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】紫外レーザーを芳香族系高分子成形物に照
射する表面加工法において、該芳香族系高分子成形物の
少なくとも照射表面部に液体を存在させることを特徴と
する芳香族系高分子成形物の表面加工方法。 - 【請求項2】該芳香族系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 |
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| JPH0362831A JPH0362831A (ja) | 1991-03-18 |
| JPH0811772B2 true JPH0811772B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16411246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| 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)
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| JP (1) | JPH0811772B2 (ja) |
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Family Cites Families (1)
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-
1989
- 1989-08-01 JP JP1199642A patent/JPH0811772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0362831A (ja) | 1991-03-18 |
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