スパッタリング/材料知識

高分子プラスチックにおける結晶性とアモルファス材料の特性の違い

昂筠國際では、巻対巻スパッタリングを行う際に、PETフィルム、PIフィルムなどの高性能エンジニアリングプラスチック基材をよく使用しています。また、時には顧客から提供されたLCPフィルムや自社開発の基材に対して、ナノ金属スパッタリング加工を行う要求もあります。これらのプラスチック基材の多くは熱可塑性プラスチックであり、加熱すると軟化して再成形が可能ですが、これらの製品には温度制限に注意する必要があります。異なる材料の特性がスパッタリング加工の品質に影響を与えるため、ここではエンジニアリングプラスチックに関連する知識と違いを整理して皆さんに参考として提供します。

高分子プラスチックの<分子構造>における違いは、結晶性高分子と非結晶性高分子に分類されます。

1.(半)結晶性高分子プラスチック(SEMI-CRYSTALLINE)の特性:

半結晶性ポリマーは、分子鎖が規則正しく並んでおり、結晶度は通常10%から80%の範囲で、規則的な格子構造を形成し、明確な融点を持ちます。この明確に定義された融点により、分子は材料の融点以上でないと可動性を持たないため、熱成形が困難です。
これらの結晶性プラスチックは、高硬度、剛性、耐薬品性、引張強度を持っています。
結晶性プラスチックの分子鎖間の相互作用は強いため、高温（融点以上）で高い弾性係数を持ちます。しかし、結晶性プラスチックは脆くなる可能性があります。
低温で脆くなりやすく、衝撃耐性が低い
加工後の安定性が良好
結晶性プラスチックは通常不透明であり、材料内部に多くの結晶領域とアモルファス領域の界面が存在し、光がこれらの界面で散乱します。
一般的な結晶性プラスチックには、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリアミド（PA6）、PET、PBTなどがあります。

2.非結晶性高分子プラスチック(AMORPHOUS)の特性:

非結晶性プラスチックは通常、分子鎖が無秩序に並んでおり、明確な格子構造を持っていません。
これらの非結晶性プラスチックは、比較的柔らかく、硬度が低いです。
非結晶性プラスチックの融点は低く、したがって比較的低い温度で所定の形状に加工できます。常温では一定の弾力性と衝撃耐性を持っています。
非結晶性プラスチックは通常、界面密度が低いため、高い透明度を持っています。
加工後の安定性が悪い
耐摩耗性、耐薬品性が低い
一般的な非結晶性プラスチックには、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリスチレン（PS）などがあります。

結論として、結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックは、硬度、融点、透明度などの面で異なり、異なる用途において異なる特性を持っています。

高分子プラスチックにおける結晶性と非結晶性の違い