Surface preparation of PET prior to metallization: study and comparison between excimer laser and low pressure plasma processes
Préparation de surface du PET avant métallisation: étude et comparaison des procédés laser excimère et plasma hors-équilibre
Résumé
This study aimed at characterizing the surface properties (XPS, contact angle, SEM) of a PET film after excimer laser irradiation at fluences below the ablation threshold, and its adhesion properties (peel test) towards evaporated aluminium. Those surface and adhesion properties were compared to those induced by low pressure low frequency plasma treatment in an He-5% O2 mixture. It appeared that both processes induced polar oxygenated functions grafting, which reinforced chemical adhesion between aluminium and PET. This effect was positive on the global adhesion after plasma treatment. On the contrary, it was related to fragmentation of the polymer surface in the case of laser irradiation, and thus decreased the global adhesion. The laser irradiation conditions which lead to improved adhesion properties, similar to those obtained with plasma treatment, required a few pulses at a sufficient fluence. This improvement was attributed to surface ablation and/or structural modifications.
Les objectifs de cette étude sont la caractérisation des effets d'une irradiation par laser excimère sous le seuil d'ablation d'un film de PET (XPS, angle de contact, MEB), et ses conséquences sur les propriétés d'adhérence (pelage) vis à vis d'un revêtement d'aluminium déposé par évaporation sous vide. Ces effets sont comparés à ceux obtenus par un traitement plasma hors équilibre basse fréquence dans un mélange He-5%O2. Il apparaît que le greffage de fonctions polaires oxygénées généré dans les deux procédés, qui renforce l'adhésion chimique entre l'aluminium et le PET, a un effet positif sur l'adhérence Al-PET après le traitement plasma. Dans le cas de l'irradiation laser, au contraire, il s'accompagne d'une fragmentation de la surface, néfaste à l'adhérence. Les conditions laser qui induisent une adhérence comparable à celle obtenue par plasma requièrent un faible nombre d'impulsions à une fluence suffisante, qui entraîne un décapage et/ou des modifications d'ordre structural.
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