Formation of double roughness structures on surface of polymer blend film using atmospheric pressure low temperature plasma

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本研究では，溶媒・ポリマー・プラズマの3つの要素と微細構造の形状との関係を明らかにし，ポリマー表面における微細構造の形成メカニズムを解明することで，新しい微細構造形成技術を開発することを目的としている。この目的の達成に向けた取り組みについて，以下のとおり，今年度の研究成果を報告する。〇相溶系ポリマー（ポリメチルメタクリレート（PMMA）／ポリフッ化ビニリデン（PVDF））について，溶媒キャスト法でのポリマー膜の作製のために，溶媒の選定や溶液濃度の検討を行い，ポリマー膜の作製条件を把握した。また，非相溶系として，PVDFの代わりにポリスチレン（PS）を用いて，同様に膜作製条件を検討した。〇濃度の異なるポリマー溶液を調製し，膜作製条件を変えて，残留溶媒量が異なるポリマー膜を作製した。膜の表面状態を観察した結果，細かい孔が形成されていることを確認した。膜を削り取って回収し，膜内の残留溶媒量を調べた結果，残留溶媒量は3～5 wt%であり，膜体積のおよそ10%程度が空隙であると推測できた。〇PMMA膜，PVDF膜およびPS膜について，大気圧低温プラズマ照射によるエッチング速度を調べた。PVDF膜やPS膜のエッチング速度は，PMMA膜のおよそ半分程度であった。このエッチング速度の差を利用することで，ダブルラフネスにおける大きな凹凸を形成できると見込んでいる。〇プラズマ照射中のポリマー表面の温度上昇を調べた。プラズマと基板との距離を数10 mmとして，数10 Wのプラズマ点灯電力で照射すると，数分以内でおよそ200 °Cに到達することがわかった。各ポリマーの熱物性に応じたプラズマ照射条件の最適化を検討していく。