もりや情報交流会

プラズマイオン注入成膜法によるＤＬＣ
長尺ロール市場へのＤＬＣ（採用事例他）
株式会社プラズマイオンアシスト　　部長　須藤幸彦様

●DLCとは
ダイヤモンド/ライク/カーボンの頭文字を取ってDLCと呼んでいます。
ダイヤモンドやグラファイト（黒鉛）と、同じ炭素原子から作られています。しかし、原子の結合の仕方が異なる為、その見掛けも特性もまったく異なり、高硬度、低摩擦、低摩耗という特徴があります。

• 硬い　 ⇒　一般的な金属よりもはるかに硬い
• 超低摩擦　　⇒　非常に低摩擦係数
• 耐摩耗　　　⇒　摩耗しにくく摩耗汚染が極めて少ない
• 耐食性　　　⇒　酸アルカリに対し不活性
• 凝着防止　　⇒　Ａｌ，Ｍｇ、Cu、スズ等の凝着がない、樹脂の離型性が良い
• 酸素・紫外線バリヤー
• 絶縁性　　　⇒　１０⁶　　～　１０¹²　　

●ＰＩＡ－ＤＬＣコーティングの特長

• 立体形状物への均一コーティング
• ミリ・マイクロ・ナノ・精密部品凹溝への均一ＤＬＣコーティング
• パイプ内面へのコーティング
• 非鉄金属（アルミ・ニッケル・チタン）樹脂、ゴムへの高密着均一コーティング
• ２０μｍの厚膜コーティング
• 撥水性、離形性、ガスバリア性、抗血栓性に優れたＦ-ＤＬＣコーティング

●新技術開発例

• 微細複雑形状物への対応
  正パルスで凹溝に電子衝突でプラズマを生成し、負パルスで正イオンを引きつけイオン注入し微細部成膜可能に
• 高速度成膜への対応
  外部ＲＦプラズマ源でプラズマ密度をアップして、正負パルス印加法で高速成膜を可能に

●注入原理

• 高周波電圧を印加して導入ガスをプラズマ（イオンと電子に分解）状態にさせます。
• 基材に負の高電圧を印加することにより、基材の周囲にある正イオンを加速し、材料内部まで注入し、また反応させながら成膜します。

●PBII/Dの原理

• はじめに処理する基材に高周波電圧を印加して、基材周辺にプラズマを生成します。この時パルス電源はOFFにしておきます。
• その後基板にパルス電源をONにすることにより、周辺の正イオンが、負電圧で加速されて注入されます。この操作を１秒間に数千回繰り返す事により注入・成膜が可能になります。
• この技術により立体形状物への均一DLC成膜が可能になります。

●高密着DLC成膜の原理

• 立体形状物への成膜が可能
• 高密着な膜を形成
  イオン注入によるミキシング効果で強固な膜の密着強度が得られる。
• 低温プロセス、イオン注入成膜プロセスにより低温成膜を可能にした。

◎長尺ロール市場へのＤＬＣ

●ゴムロールへの展開

• ゴムへのＤＬＣ成膜による摩擦係数低減
  （成膜可能なゴム材質）
  ニトリル・ブチル・シリコーン・ポリウレタン･フッ素・クロロプレーン等

●非鉄金属ロールへの展開

• ＤＬＣは高硬度、低摩擦係数の為、摩耗しないという特徴を備えている
• 他の表面改質に比べ、摺動面への使用に特に効果が期待できる
  （成膜可能材質）
  アルミ・クロームメッキ・ニッケルメッキ・チタン・カーボン樹脂・ＦＲＰ
  （その他材質はお問い合わせ下さい。）

●フイルム製造ラインでのＤＬＣ成膜効果事例

• 各種ロールの磨耗性向上／交換頻度の低減
• ゴムロールの摺動性、離型性向上／シワ等の防止
• タックフィルム成型時の離型性向上／貼り付き防止
• ゴムロールへの埃、ゴミ付着防止／良品率向上
• 樹脂金型の樹脂流動性向上／T-ダイ等への樹脂　目やに対策

●その他ロールへの応用

• カーボンロールへのDLC／軽量だが高価なカーボンロールの寿命向上
• 不織布用ロールへのDLC／不織布は摩擦係数が高く、ロールの摩耗対策で工程稼働率が向上（紙おむつ・マスク等）
• ロールへの脱クロム対応／ROHS対策　　硬質クロムメッキの代替