研究紹介：高機能透明接着性ポリエチレンの開発

ｂｙ　星田　隆

堀田研究室では「既存のポリマーに機能性を持たせよう！」という目的を

かかげています。その第一弾として私、星田が現在やっているのが

「高機能透明接着性ポリエチレンの開発」です。

ポリエチレンは耐水性や耐薬品性のみならず，電気的に安定、また成型が

容易なことから、我々の生活用品で多く用いられており、ポリプロピレンと

並んで最も良く使われる高分子マテリアルです。皆さんが普段使う買い物の

袋や、飲料用PETボトルのキャップ　−これも実はポリエチレンが多いのです。

　ところで、皆さんはこのポリエチレンが、接着が大変しにくい素材という

ことをご存知でしょうか。あまりにも接着不能なため、エポキシ接着剤を取り

扱う時などはポリエチレン手袋を使用するくらいなんです。しかし、ポリエチ

レンをくっつける方法がないわけではありません。現在世の中ではさまざまな

方法でポリエチレンを接着可能にする試みがなされています。例えば、時々

ホームセンターなどで見かける接着剤で、パッケージに2つ液体容器が入って

いるものを見たことがありませんか？これは２液混合の接着剤なのですが、

その中には片方が接着剤で、もう片方が表面処理用のプライマーであることが

あります。後者のプライマーは、接着剤塗布前に被着材に塗ることによって、

表面を化学的に荒らし、接着強さを上げるためにあるんですね。この表面処理

を一般的に「プライマー処理」といいます。表面処理には他にもプラズマエッチ

ングや火炎処理というのがあります。実用上はウェットになったり発熱が大き

かったり、コスト高であったりで色々な問題点があります。さらに、ポリエチレン

をしっかり接着できるのはその中でも一部の接着剤のみなのです。我々としては

ポリエチレンの長所を最大限に生かしつつ、新たな性能を付加させようと考えました。

　そこで表面処理の１つとして薄膜蒸着に着目し、ダイヤモンドライクカーボン

（DLC）をポリエチレンに蒸着させてみました。また、フッ素を添加したDLC

（F-DLC、於：鈴木研究室）もポリエチレンに蒸着させてみました。その結果、

DLC蒸着により接着性が劇的に向上することがわかりました。フッ素添加量を

増やすことにより接着性は更に向上することもわかりました。

　また、DLC薄膜蒸着によりポリエチレンは茶色になってしまいますが、フッ素

添加量を増やすにつれて透明性もかなり上がりました。

        図２　F添加により透明性を増すポリエチレン上のDLC

これらのことは、DLCがポリエチレンと接着性が大変良いことを物語っています。

現在はなぜ、このような薄膜蒸着が接着性向上につながったのかを調べています。

これはポリエチレンのDLC表面処理により、新たな高機能化の可能性を示唆して

います。たとえばDLC、F-DLC on HDPEを他の基板（金属であればステンレスなど）

につけることによって、これまで接着できなかった金属とのポリエチレン複合体

が考えられるようになるわけです。