PTFEと金属の接着技術の開発プラズマ照射を用いたPTFE表面改質

摘要

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は，耐熱性·電気特性·耐薬品性において優れた基本特性を有し，さまざまな分野へ用途展開が図られている。しかし，PTFEは分子構造が安定すなわち不活性であるがゆえ，ほかの材料との接着が難し〈，接着する際には表面処理が不可欠となる。 現在，工業用途で最も一般的な金属ナトリウム処理の場合，エポキシ系接着剤との組み合わせにより，高い接着強度が達成できるが，環境上の問題からクリーンな代替手法が望まれている。 また，エポキシ系接着剤は耐熱性が低いため，PTFEの特長である耐熱性を生かした高温雰囲気下での連続使用は不可能であり，用途は比較的低温に限られていた。 以上のような背景から，高温雰囲気下での使用に適したPTFE/金属間接着技術の確立を目的として，①耐熱性接着剤の開発，②プラズマ照射による表面改質について検討した。 接着剤の耐熱性向上については，ポリイミド系接着剤をPTFEとの親和性に優れるエポキシ樹脂で変性することにより，200°Cまでの全温度域において高い接着力が得られることを見出した。 また，アルゴンガスを用いてPTFEをプラズマ処理することにより，従来の金属ナトリウム処理と同等以上の接着性を付与できることがわかった。 さらに，プラズマ処理したPTFEの接着性は，エッチングされた表面形状に起因するアンカー効果に依存し，プラズマ処理量には接着性が最適となる領域が存在することがわかった。