プラスチックの表面処理・改質技術と接着性の改善・評価方法

材料は押しなべて複合化の時代である。異なった高分子同士、あるいは金属や繊維との複合化などである。異種材料との界面は非常に複雑であり、必要な強度を持たせて、一つの材料としての機能をも達せるためには、界面の接着が極めて重要である。 　このためには接着剤の選択だけでなく、表面処理して接着性を向上させることが必須の課題である。これには多くの方法が開発されている。例えばコロナ放電処理、大気圧プラズマ処理、低圧プラズマ処理、火炎処理、紫外線処理、シランカップリング剤処理、グラフト処理などである。これら方法の詳細について、述べたい。また、表面処理面の評価法についても、X線光電子分析法 (XPS) など多くの方法があるが、これらについても、詳しく述べたい。

1. 表面と接着
   1. 接触角とヤングの式
   2. ぬれと表面張力
      1. 表面張力の測定
      2. 液体や接着剤の表面張力
      3. 高分子の表面張力
      4. Zismanのプロット
   3. ぬれと官能基
   4. 官能基の極性
2. 接着の基本
   1. 原子間力 (分子間力)
      1. ファンデアワールス力の利用
      2. 熱溶着、レーザー溶着
      3. 振動溶着
      4. 超音波溶着
      5. 高周波溶着
      6. 水素結合力
   2. 化学結合力
      1. イソシアネート (ウレタン) 結合
      2. シランカップリング剤結合
      3. エポキシ結合
3. 表面粗さ効果による結合
   1. 表面粗さの表示法
   2. 投錨効果
   3. 施錠効果
4. 接着強度
   1. 接着の条件
   2. 接着強度測定
   3. 水分効果
   4. 表面脆弱層 (WBL)
5. 表面処理
   1. コロナ放電処理
      1. 湿度効果
      2. 電極形状効果
      3. 雰囲気ガス効果
   2. 低圧プラズマ処理
      1. 放電とプラズマの発生
      2. 放電装置
      3. 実際の放電処理例
   3. 大気圧プラズマ処理
      1. パルス型
      2. 最近の大気圧プラズマ法
   4. 紫外線処理
      1. 紫外線処理と分子破壊
      2. 紫外線処理の実際
   5. 火炎処理
      1. 通常法
      2. イトロ処理
      3. 雰囲気ガス組成効果
   6. シランカップリング剤処理
      1. 処理機構
      2. 処理条件の影響
   7. グラフト処理
      1. ラジカル発生法
      2. 処理条件の影響
6. 表面処理に伴う表面分子構造の変化
   1. 空気雰囲気
   2. 窒素雰囲気
7. 表面処理面のキャラクタリゼーション
   1. X線光電子分析法 (XPS)
      1. 元素分析
      2. 官能基分析
   2. 全反射赤外分析法 (ATR)
   3. 原子間力分析法 (AFM)
   4. 飛行時間型二次イオン分析法 (TOF-SIMS)
8. 表面処理の実例
   1. 塗膜の接着強度の改善
   2. LDPEとPETの接着
   3. 芳香族ポリイミドフィルムと銅箔の接着
   4. PVAcの表面処理
• 質疑応答