JP2006316169A - Solid lubricating material - Google Patents

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猛 福田
Takanobu Tsujii
敬亘 辻井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid lubricating material having a sliding part such as an artificial joint and giving sufficient lubricity even in an environment in the living body. <P>SOLUTION: A polymer chain of methyl methacrylate, etc., is grafted in high density to the surface of a substrate such as a silicon wafer constituting a lubricating part by living polymerization to improve friction properties. The surface treatment of the substrate is carried out by forming a Langmuir-Blodgett film with 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyl trimethoxysilane, etc., to form a polymerization starting group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材に関する。   The present invention relates to a lubricant comprising a surface grafted with polymer chains.

加工技術の精密化および集積化の進展に伴い、いわゆるマイクロマシンなどの小型、精密な機器が注目されている。このようなマイクロマシンなどの摺動部の潤滑においては、サブミクロンあるいはナノオーダーの平滑性が要求される。また、手術時に用いられるカテーテル先端にマニピュレート機能を持たせるようなマイクロマシンにおいては、生体内の環境における潤滑性も要求される。
さらに、人工関節など生体内で使用する機器の摺動部の潤滑においては、生体内の環境における潤滑性に加えて生体適合性が要求される。
With the progress of precision and integration of processing technology, small and precise equipment such as so-called micromachines has attracted attention. In lubrication of sliding parts such as such micromachines, smoothness of sub-micron or nano-order is required. In addition, in a micromachine that has a manipulation function at the tip of a catheter used at the time of surgery, lubricity in an in vivo environment is also required.
Further, in lubrication of sliding portions of devices such as artificial joints used in the living body, biocompatibility is required in addition to lubricity in the in vivo environment.

一方、固体表面に電解質高分子鎖を比較的低密度でグラフトしたいわゆるポリマーブラシが、塩濃度が非常に低い水系溶媒中において摩擦を低減させることが報告されている(非特許文献1:Nature, 425, 163-165 (2003))。   On the other hand, it is reported that a so-called polymer brush obtained by grafting an electrolyte polymer chain on a solid surface at a relatively low density reduces friction in an aqueous solvent having a very low salt concentration (Non-patent Document 1: Nature, 425, 163-165 (2003)).

Nature, 425, 163-165 (2003)Nature, 425, 163-165 (2003)

しかし、このようなポリマーブラシは、電解質高分子鎖の電界効果によって摩擦を低減させるものであるため、生体内の環境における塩濃度など、電界効果が阻害される環境では十分な潤滑が得られないという問題があった。
そこで、生体内の環境など、電界効果が阻害される環境でも十分な潤滑性が得られる潤滑材が強く望まれている。
However, since such a polymer brush reduces friction due to the electric field effect of the electrolyte polymer chain, sufficient lubrication cannot be obtained in an environment where the electric field effect is inhibited, such as a salt concentration in an in vivo environment. There was a problem.
Therefore, there is a strong demand for a lubricant that can provide sufficient lubricity even in an environment where the electric field effect is inhibited, such as an in vivo environment.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、高分子鎖を高いグラフト密度でグラフトした表面が、電界効果が阻害される環境においても高い潤滑性を示すことを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a surface grafted with a polymer chain at a high graft density exhibits high lubricity even in an environment where the electric field effect is inhibited, and the present invention. Was completed.

すなわち、本発明は、
(1)0.1鎖/nm2以上のグラフト密度で高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材;
(2)グラフト密度が、0.15鎖/nm2以上である上記(1)記載の潤滑材;
(3)グラフト密度が、0.2〜2鎖/nm2である上記(2)記載の潤滑材;
(4)高分子鎖のグラフトが、グラフトフロム法またはグラフトオントゥ法による高分子鎖グラフトである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の潤滑材;
(5)高分子鎖のグラフトが、グラフトフロム法による高分子鎖グラフトである上記(4)記載の潤滑材;
(6)高分子鎖のグラフトが、ラジカル重合による高分子鎖グラフトである上記(1)〜(5)のいずれかに記載の潤滑材;
(7)ラジカル重合が、リビングラジカル重合である上記(6)記載の潤滑材;
(8)リビングラジカル重合が、原子移動ラジカル重合である上記(7)記載の潤滑材;
(9)重合が、基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法または化学吸着法によって固定化された重合開始基から開始される、上記(5)〜(8)のいずれかに記載の潤滑材;
(10)重合が、基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法によって固定化された重合開始基から開始される、上記(9)記載の潤滑材;
(11)重合開始基が、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化スルホニル基である、上記(5)〜(10)のいずれかに記載の潤滑材;
(12)重合開始基がクロロスルホニル基である上記(11)記載の潤滑材;
(13)高分子鎖が、ホモ重合した高分子鎖である上記(1)〜(12)のいずれかに記載の潤滑材;
(14)ホモ重合した高分子鎖が、ポリ(メチルメタクリレート)またはポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)である上記(13)記載の潤滑材;
(15)グラフト密度が0.2〜2鎖/nm2であり、高分子鎖のグラフトがラジカル重合による高分子鎖グラフトであり、重合が基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法によって固定化された重合開始基から開始され、重合開始基がクロロスルホニル基であり、高分子鎖がホモ重合した高分子鎖である、高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材;
(16)上記(1)〜(15)のいずれかに記載の潤滑材を含む物品;
(17)高分子鎖がグラフトされた表面が、物品の部材の表面に形成されている上記(16)記載の物品;
(18)医療用物品である上記(16)または(17)記載の物品;
(19)医療用物品が人工関節である上記(18)記載の物品
などを提供する。
That is, the present invention
(1) A lubricant comprising a surface on which polymer chains are grafted at a graft density of 0.1 chain / nm 2 or more;
(2) The lubricant according to the above (1), wherein the graft density is 0.15 chain / nm 2 or more;
(3) The lubricant according to (2), wherein the graft density is 0.2 to 2 chains / nm 2 ;
(4) The lubricant according to any one of the above (1) to (3), wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by a graft-from method or a graft-on-to method;
(5) The lubricant according to (4) above, wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by a graft-from method;
(6) The lubricant according to any one of (1) to (5), wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by radical polymerization;
(7) The lubricant according to (6), wherein the radical polymerization is living radical polymerization;
(8) The lubricant according to (7), wherein the living radical polymerization is atom transfer radical polymerization;
(9) The lubricant according to any one of the above (5) to (8), wherein the polymerization is started from a polymerization initiating group immobilized on the surface of the substrate by the Langmuir-Blodgett method or the chemical adsorption method. ;
(10) The lubricant according to (9) above, wherein the polymerization is initiated from a polymerization initiating group immobilized on the surface of the substrate by the Langmuir-Blodgett method;
(11) The lubricant according to any one of (5) to (10) above, wherein the polymerization initiating group is a halogenated alkyl group or a halogenated sulfonyl group;
(12) The lubricant according to the above (11), wherein the polymerization initiating group is a chlorosulfonyl group;
(13) The lubricant according to any one of (1) to (12), wherein the polymer chain is a homopolymerized polymer chain;
(14) The lubricant according to (13), wherein the homopolymerized polymer chain is poly (methyl methacrylate) or poly (2-hydroxyethyl methacrylate);
(15) Graft density is 0.2-2 chains / nm 2 , polymer chain grafting is polymer chain grafting by radical polymerization, and polymerization is immobilized on the surface of the substrate by Langmuir-Blodgett method A lubricant comprising a surface on which a polymer chain is grafted, wherein the polymerization start group is a chlorosulfonyl group, the polymer chain is a homopolymerized polymer chain,
(16) An article containing the lubricant according to any one of (1) to (15) above;
(17) The article according to the above (16), wherein the surface on which the polymer chain is grafted is formed on the surface of a member of the article;
(18) The article according to (16) or (17), which is a medical article;
(19) The article according to (18) above, wherein the medical article is an artificial joint.

本発明の好ましい態様によれば、電界効果が阻害される環境においても高い潤滑性を示す潤滑材を提供することができる。また、加重による変形が少ない潤滑材を提供することもできる。さらに、生体適合性を有する潤滑材を提供することもできる。   According to a preferred aspect of the present invention, it is possible to provide a lubricant that exhibits high lubricity even in an environment where the electric field effect is inhibited. Further, it is possible to provide a lubricant that is less deformed by weight. Furthermore, a lubricant having biocompatibility can also be provided.

1.高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材
本発明の潤滑材は、基材に高分子鎖をグラフトすることによって、高分子鎖がグラフトされた表面を形成することによって得ることができる。
以下、本発明の高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材について詳細に説明する。
1. Lubricant having surface grafted with polymer chains The lubricant of the present invention can be obtained by grafting polymer chains onto a substrate to form a surface grafted with polymer chains.
Hereinafter, the lubricant including the surface grafted with the polymer chain of the present invention will be described in detail.

(1)高分子鎖を形成する高分子
本発明で用いられる高分子鎖を形成する高分子としては、特に制限はなく、非電解質高分子であってもよく、電解質高分子であってもよい。また、疎水性高分子であってもよく、親水性高分子であってもよい。非電解質高分子としては、例えば、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)などがあげられる。電解質高分子としては、例えばPSGMA(poly(sodium sulphonated glycidyl methacrylate)、例えば、Nature, 425, 163-165 (2003)など参照)などがあげられる。疎水性高分子としては、例えば、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)などがあげられる。親水性高分子としては、例えば、ポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)(PHEMA)などがあげられる。なお、親水性高分子は、親水性モノマーを用いて調製してもよく、疎水性モノマーを用いて高分子を調製した後に、高分子に親水性基を導入することによって調製してもよい(例えば、特開2003−327638号公報など参照)。
また、本発明で用いられる高分子鎖は、1種のモノマーがホモ重合したものであってもよく、2種以上のモノマーが共重合したものであってもよい。共重合としては、ランダム共重合、ブロック共重合またはグラジエント共重合のいずれであってもよい。
本発明の高分子鎖形成に用いられるモノマーとしては、基材表面にグラフトする高分子鎖を形成できるものであればよく、特に制限はない。例えば、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーなどの付加重合性の二重結合を少なくとも1つ有するモノマーがあげられる。付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマーなどがあげられる。
また、疎水性モノマー、親水性モノマーのいずれも好適に用いることができる。
(1) Polymer that forms a polymer chain The polymer that forms a polymer chain used in the present invention is not particularly limited, and may be a non-electrolyte polymer or an electrolyte polymer. . Further, it may be a hydrophobic polymer or a hydrophilic polymer. Examples of the non-electrolytic polymer include poly (methyl methacrylate) (PMMA). Examples of the electrolyte polymer include PSGMA (poly (sodium sulphonated glycidyl methacrylate), for example, see Nature, 425, 163-165 (2003), etc.). Examples of the hydrophobic polymer include poly (methyl methacrylate) (PMMA). Examples of the hydrophilic polymer include poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA). The hydrophilic polymer may be prepared using a hydrophilic monomer, or may be prepared by preparing a polymer using a hydrophobic monomer and then introducing a hydrophilic group into the polymer ( For example, refer to JP2003-327638A).
Further, the polymer chain used in the present invention may be one obtained by homopolymerization of one kind of monomer, or may be one obtained by copolymerization of two or more kinds of monomers. The copolymerization may be random copolymerization, block copolymerization, or gradient copolymerization.
The monomer used for forming the polymer chain of the present invention is not particularly limited as long as it can form a polymer chain grafted on the surface of the substrate. Examples thereof include monomers having at least one addition polymerizable double bond such as a monofunctional monomer having one addition polymerizable double bond. Examples of the monofunctional monomer having one addition polymerizable double bond include (meth) acrylic acid monomers and styrene monomers.
Moreover, both a hydrophobic monomer and a hydrophilic monomer can be used suitably.

(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、トルイル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3−エチル−3−(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリレート−2−アミノエチル、2−(2−ブロモプロピオニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブロモイソブチリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(メタ)アクリロキシ−2−フェニル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ)エタン、1−(4−((4−(メタ)アクリロキシ)エトキシエチル)フェニルエトキシ)ピペリジン、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)プロピル(メタ)アクリレート、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソブチル−ペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)プロピル(メタ)アクリレート、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)プロピル(メタ)アクリレート、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)プロピル(メタ)アクリレート、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)プロピル(メタ)アクリレート、3−[(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3−[(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3−[(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3−[(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3−[(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、トリフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルエチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロエチル−2−ペルフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ジペルフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロメチル−2−ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロデシルエチル(メタ)アクリレートおよび2−ペルフルオロヘキサデシルエチル(メタ)アクリレートなどがあげられる。   Examples of the (meth) acrylic acid monomer include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl ( (Meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, Nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, toluyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-methoxy Ethyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, glycidyl ( (Meth) acrylate, 3-ethyl-3- (meth) acryloyloxymethyloxetane, 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, (meth) acrylate-2-aminoethyl, 2- (2-bromopropionyloxy) ethyl (meth) ) Acrylate, 2- (2-bromoisobutyryloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (meth) acryloxy-2-phenyl-2- (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyl) Oxy) ethane, 1- (4-((4 (Meth) acryloxy) ethoxyethyl) phenylethoxy) piperidine, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo [9.5. 1.13, 9.15, 15.17, 13] octasiloxane-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutyl-pentacyclo [9] 5.1.13, 9.15, 15.17, 13] octasiloxane-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctyl Pentacyclo [9.5.1.13,9.15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3- (3,5,7,9 11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3- (3,5,7 , 9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3-[(3 5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) Acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15,15.17,13] octasiloxane-1-i Oxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17 , 13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo [9.5.1.13]. 9.15, 15.17, 13] Octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo [9] 5.1.13, 9.15, 15.17, 13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Ethylene oxide adduct of phosphoric acid, trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl (meth) ) Acrylate, 2-perfluoroethyl (meth) acrylate, trifluoromethyl (meth) acrylate, diperfluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl ( Examples include meth) acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth) acrylate, and 2-perfluorohexadecylethyl (meth) acrylate.

スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、p−クロルスチレン、p−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、o−アミノスチレン、p−スチレンクロロスルホン酸、スチレンスルホン酸およびその塩、ビニルフェニルメチルジチオカルバメート、2−(2−ブロモプロピオニルオキシ)スチレン、2−(2−ブロモイソブチリルオキシ)スチレン、1−(2-((4−ビニルフェニル)メトキシ)−1−フェニルエトキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(4−ビニルフェニル)−3,5,7,9,11,13,15−ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1−(4−ビニルフェニル)−3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1−(4−ビニルフェニル)−3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1−(4−ビニルフェニル)−3,5,7,9,11,13,15−ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1−(4−ビニルフェニル)−3,5,7,9,11,13,15−ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)エチルスチレン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)エチルスチレン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)エチルスチレン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)エチルスチレン、3−(3,5,7,9,11,13,15−ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イル)エチルスチレン、3−((3,5,7,9,11,13,15−ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3−((3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3−((3,5,7,9,11,13,15−ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3−((3,5,7,9,11,13,15−ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレンおよび3−((3,5,7,9,11,13,15−ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン−1−イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレンなどがあげられる。   Examples of the styrene monomer include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, p-chlorostyrene, p-chloromethyl styrene, m-chloromethyl styrene, o-aminostyrene, p-styrene chlorosulfonic acid, and styrene sulfonic acid. And salts thereof, vinylphenylmethyldithiocarbamate, 2- (2-bromopropionyloxy) styrene, 2- (2-bromoisobutyryloxy) styrene, 1- (2-((4-vinylphenyl) methoxy) -1 -Phenylethoxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (4-vinylphenyl) -3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo [9.5. .13, 9.15, 15.17, 13] octasiloxane, 1- (4-vinylphenyl) -3,5,7,9,1 , 13,15-heptaisobutylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane, 1- (4-vinylphenyl) -3,5,7,9,11, 13,15-heptaisooctylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane, 1- (4-vinylphenyl) -3,5,7,9,11, 13,15-heptacyclopentylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane, 1- (4-vinylphenyl) -3,5,7,9,11,13 , 15-heptaphenylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15,15.17,13] octasiloxane, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo [9.5.1.13 .15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) ethylstyrene, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo [9.5.1.13,9 .15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) ethylstyrene, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo [9.5.1.13. 9.15,15.17,13] octasiloxane-1-yl) ethylstyrene, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo [9.5.1.13. 9.15, 15.17,13] octasiloxane-1-yl) ethylstyrene, 3- (3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo [9.5.1.13 9.15, 15.17, 1 3] Octasiloxane-1-yl) ethylstyrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17). , 13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethylstyrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15). , 15.17,13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethylstyrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo [9.5.1. 13,9.15,15.17,13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethylstyrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpenta) Chro [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethylstyrene and 3-((3,5,7,9,11,13,15) -Heptaphenylpentacyclo [9.5.1.13, 9.15, 15.17,13] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethylstyrene and the like.

さらに、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーとしては、例えば、フッ素含有ビニルモノマー(ペルフルオロエチレン、ペルフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンなど)、ケイ素含有ビニル系モノマー(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど)、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、マレイミド系モノマー(マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドなど)、ニトリル基含有モノマー(アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど)、アミド基含有モノマー(アクリルアミド、メタクリルアミドなど)、ビニルエステル系モノマー(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニルなど)、オレフィン類(エチレン、プロピレンなど)、共役ジエン系モノマー(ブタジエン、イソプレンなど)、ハロゲン化ビニル(塩化ビニルなど)、ハロゲン化ビニリデン(塩化ビニリデンなど)、ハロゲン化アリル(塩化アリルなど)、アリルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、N−ビニルカルバゾール、メチルビニルケトンおよびビニルイソシアナートなどもあげられる。さらに、重合性二重結合を1分子中に1つ有し、主鎖がスチレン、(メタ)アクリル酸エステル、シロキサンなどから誘導されたマクロモノマーなどもあげられる。   Furthermore, examples of the monofunctional monomer having one addition polymerizable double bond include fluorine-containing vinyl monomers (perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride, etc.), silicon-containing vinyl monomers (vinyltrimethoxysilane). , Vinyltriethoxysilane, etc.), maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl and dialkyl esters of maleic acid, fumaric acid, monoalkyl and dialkyl esters of fumaric acid, maleimide monomers (maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, Propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide), nitrile group-containing Nomers (such as acrylonitrile and methacrylonitrile), amide group-containing monomers (such as acrylamide and methacrylamide), vinyl ester monomers (such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, and vinyl cinnamate), olefins (Ethylene, propylene, etc.), conjugated diene monomers (butadiene, isoprene, etc.), vinyl halides (vinyl chloride, etc.), vinylidene halides (vinylidene chloride, etc.), allyl halides (eg, allyl chloride), allyl alcohol, vinylpyrrolidone Vinyl pyridine, N-vinyl carbazole, methyl vinyl ketone and vinyl isocyanate. Furthermore, a macromonomer having one polymerizable double bond in one molecule and having a main chain derived from styrene, (meth) acrylic acid ester, siloxane or the like can be mentioned.

疎水性モノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル(例、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルアクリレートなどのアクリル酸のアルキルエステル;フェニルアクリレートなどのアリールアクリレート;ベンジルアクリレートなどのアリールアルキルアクリレート;メトキシメチルアクリレートなどのアルコキシアルキルアクリレートなど)、メタクリル酸エステル(例、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートなどのメタクリル酸のアルキルエステル;フェニルメタクリレートなどのアリールメタクリレート;ベンジルメタクリレートなどのアリールアルキルメタクリレート;メトキシメチルメタクリレートなどのアルコキシアルキルメタクリレートなど)、フマル酸エステル(例、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジアリルなどのフマル酸のアルキルエステルなど)、マレイン酸エステル(例、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジアリルなどのマレイン酸のアルキルエステルなど)、イタコン酸エステル(例、イタコン酸のアルキルエステルなど)、クロトン酸エステル(例、クロトン酸のアルキルエステルなど)、メチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、スチレン、アルキルスチレン、塩化ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルステアレート、ビニルアルキルエーテル、およびそれらの混合物などがあげられる。
親水性モノマーとしては、例えば、ヒドロキシ置換アルキルアクリレート(例、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレート、ポリエトキシエチルアクリレート、ポリエトキシプロピルアクリレートなど)、ヒドロキシ置換アルキルメタクリレート(例、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエトキシエチルメタクリレート、ポリエトキシプロピルメタクリレートなど)、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド(例、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなど)、N−アルキルメタクリルアミド(例、N−メチルメタクリルアミドなど)、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、アルコキシポリエチレングリコールアクリレート、アルコキシポリエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、2−グルコシロキシエチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、メタクリルアミド、アリルアルコール、N−ビニルピロリドン及びN,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、およびそれらの混合物があげられる。
Examples of the hydrophobic monomer include acrylic acid esters (eg, alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and hexafluoroisopropyl acrylate); aryl acrylates such as phenyl acrylate; benzyl acrylate Arylalkyl acrylates such as; alkoxyalkyl acrylates such as methoxymethyl acrylate), methacrylic acid esters (eg, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, alkyl esters of methacrylic acid such as hexafluoroisopropyl methacrylate; Such as phenyl methacrylate Reel methacrylate; arylalkyl methacrylate such as benzyl methacrylate; alkoxyalkyl methacrylate such as methoxymethyl methacrylate), fumaric acid ester (eg, alkyl ester of fumaric acid such as dimethyl fumarate, diethyl fumarate, diallyl fumarate, etc.), malee Acid esters (eg, alkyl esters of maleic acid such as dimethyl maleate, diethyl maleate, diallyl maleate), itaconic acid esters (eg, alkyl esters of itaconic acid), crotonic acid esters (eg, alkyl of crotonic acid) Esters), methyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, styrene, alkyl styrene, vinyl chloride Vinyl methyl ketone, vinyl stearate, vinyl alkyl ethers, and mixtures thereof, and the like.
Examples of hydrophilic monomers include hydroxy-substituted alkyl acrylates (eg, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, polyethoxyethyl acrylate, polyethoxypropyl acrylate). Etc.), hydroxy-substituted alkyl methacrylates (eg 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, polyethoxyethyl methacrylate, polyethoxypropyl methacrylate, etc.), acrylamide, N-alkyl acrylamide (eg, N-methyl acrylamide, N, N-dimethyl acryl N-alkyl methacrylamide (eg, N-methyl methacrylamide), polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, alkoxy polyethylene glycol acrylate, alkoxy polyethylene glycol methacrylate, phenoxy polyethylene glycol acrylate, phenoxy polyethylene glycol methacrylate, 2-glucosyloxyethyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, methacrylamide, allyl alcohol, N-vinylpyrrolidone and N, N-dimethylaminoethyl acrylate, and mixtures thereof can give.

また、例えば特開2003−327638号公報に記載されているような、側鎖に特定の基を有するモノマーも好適に用いることができる。例えば、側鎖にカルボキシル基もしくはカルボキシル塩基に容易に転換できる基を有するモノマーは、高分子を作製した後に、高分子の側鎖をカルボキシル基またはカルボキシル塩基に転換することにより親水性付与することができる点で好ましい(例えば、特開2003−327638号公報など参照)。側鎖にカルボキシル基もしくはカルボキシル塩基に容易に転換できる基を有するモノマーとしては、例えば、1−メトキシエチルアクリレート、1−エトキシエチルアクリレート、1−プロポキシエチルアクリレート、1−(1−メチルエトキシ)エチルアクリレート、1−ブトキシエチルアクリレート、1−(2−メチルプロポキシ)エチルアクリレート、1−(2−エチルヘキソキシ)エチルアクリレート、ピラニルアクリレート、1−メトキシエチルメタクリート、1−エトキシエチルメタクリート、1−プロポキシエチルメトクリート、1−(1−メチルエトキシ)エチルメタクリート、1−ブトキシエチルメタクリート、1−(2−メチルプロポキシ)エチルメタクリート、1−(2−エチルヘキソシキ)エチルメタクリレート、ピラニルメタクリート、ジ−1−メトキシエチルマレート、ジ−1−エトキシエチルマレート、ジ−1−プロポキシエチルマレート、ジ−1−(1−メチルエトキシ)エチルマレート、ジ−1−ブトキシエチルマレート、ジ−1−(2−メチルプロポキシ)エチルマレート、ジピラニルマレートなどがあげられる。   In addition, monomers having a specific group in the side chain as described in, for example, JP-A No. 2003-327638 can be suitably used. For example, a monomer having a group easily convertible to a carboxyl group or a carboxyl base in the side chain can be rendered hydrophilic by converting the side chain of the polymer to a carboxyl group or a carboxyl base after the polymer has been prepared. It is preferable in that it can be performed (see, for example, JP-A-2003-327638). Examples of the monomer having a carboxyl group or a group that can be easily converted into a carboxyl base in the side chain include 1-methoxyethyl acrylate, 1-ethoxyethyl acrylate, 1-propoxyethyl acrylate, 1- (1-methylethoxy) ethyl acrylate. 1-butoxyethyl acrylate, 1- (2-methylpropoxy) ethyl acrylate, 1- (2-ethylhexoxy) ethyl acrylate, pyranyl acrylate, 1-methoxyethyl methacrylate, 1-ethoxyethyl methacrylate, 1-propoxyethyl Methotrete, 1- (1-methylethoxy) ethyl methacrylate, 1-butoxyethyl methacrylate, 1- (2-methylpropoxy) ethyl methacrylate, 1- (2-ethylhexoxy) ethyl methacrylate, Ranyl methacrylate, di-1-methoxyethyl maleate, di-1-ethoxyethyl maleate, di-1-propoxyethyl maleate, di-1- (1-methylethoxy) ethyl maleate, di-1-butoxyethyl Examples thereof include malate, di-1- (2-methylpropoxy) ethyl malate, and dipyranyl malate.

本発明の潤滑材は、高分子鎖を高いグラフト密度でグラフトした表面を用いることによって、電界効果を利用しなくても高い潤滑性を達成することができるので、例えば、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)などの非電解質高分子も好適に用いることができる。
本発明の潤滑材を生体内で使用される物品、例えば手術時に用いられるカテーテル先端にマニピュレート機能を持たせるようなマイクロマシンや人工関節の潤滑に用いる場合には、タンパク質などの非特異的吸着を抑制しうることから、親水性高分子であるのが好ましい。
The lubricant of the present invention can achieve high lubricity without using the electric field effect by using a surface grafted with polymer chains at a high graft density. For example, poly (methyl methacrylate) ( Non-electrolyte polymers such as PMMA) can also be suitably used.
When the lubricant of the present invention is used for lubrication of articles used in vivo, for example, micromachines or artificial joints having a manipulating function at the tip of a catheter used during surgery, nonspecific adsorption of proteins and the like is suppressed. Therefore, it is preferably a hydrophilic polymer.

(2)高分子鎖のグラフト方法
高分子鎖のグラフト方法としては、所望のグラフト密度で高分子鎖のグラフトを行うことができる方法であればよく特に制限はない。例えば、グラフトフロム(grafting-from)法、グラフトオントゥ(grafting-onto)法などを用いることができるが、グラフトフロム法が好ましい。また、疎水性の、または疎水性化された基材の表面に、疎水性−親水性のジブロック共重合体である高分子鎖(例えば、PMMA−b−PSGMAなど)の疎水性部分を接着させる方法も用いることができる(例えば、Nature, 425, 163-165 (2003)など参照)。
また、高分子鎖の重合方法としては、所望のグラフト密度で高分子鎖の重合を行うことができる方法であればよく、特に制限はないが、ラジカル重合法が好ましい。ラジカル重合法としては、グラフトされる高分子鎖の分子量および分子量分布のコントロールがしやすい、多様な共重合体(例、ランダム共重合体、ブロック共重合体、組成傾斜型共重合体など)のグラフトがしやすいという点で、さらに、リビングラジカル重合(LRP)法が好ましい。リビングラジカル重合法としては、さらに原子移動ラジカル重合(ATRP)法が好ましい(例えば、J. Am. Chem. Soc., 117, 5614 (1995)、Macromolecules, 28, 7901 (1995)、Science, 272, 866 (1996)、Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998)など参照)。
高分子鎖のグラフト方法としては、なかでも、リビングラジカル重合を用いたグラフトフロム法による方法(例えば、特開平11−263819号公報、特開2002−145971号公報など参照)が好ましい。
(2) Polymer chain grafting method The polymer chain grafting method is not particularly limited as long as the polymer chain can be grafted at a desired graft density. For example, a grafting-from method, a grafting-onto method, or the like can be used, but a grafting-from method is preferable. In addition, the hydrophobic part of a polymer chain (for example, PMMA-b-PSGMA) which is a hydrophobic-hydrophilic diblock copolymer is adhered to the surface of a hydrophobic or hydrophobicized substrate. (See, for example, Nature, 425, 163-165 (2003)).
The polymer chain polymerization method is not particularly limited as long as the polymer chain can be polymerized at a desired graft density, and a radical polymerization method is preferable. For radical polymerization, various copolymers (eg, random copolymers, block copolymers, composition gradient copolymers, etc.) that are easy to control the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chains to be grafted can be used. Further, a living radical polymerization (LRP) method is preferred in that it is easy to graft. As the living radical polymerization method, an atom transfer radical polymerization (ATRP) method is more preferable (for example, J. Am. Chem. Soc., 117, 5614 (1995), Macromolecules, 28, 7901 (1995), Science, 272, 866 (1996), Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998)).
As the polymer chain grafting method, a grafting method using living radical polymerization (for example, see JP-A Nos. 11-263819 and 2002-145971) is preferable.

ラジカル重合に用いられる触媒としては、ラジカル重合を触媒できるものであればよく特に制限はないが、好ましくは遷移金属錯体があげられる。遷移金属錯体の好ましい例は、周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体である。更に好ましい触媒は、0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄または2価のニッケル錯体である。なかでも、銅の錯体が好ましい。1価の銅化合物の例は、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、過塩素酸第一銅である。
銅化合物を用いる場合には、触媒活性を高めるために、配位子を添加するのが好ましい。配位子としては、例えば、2,2'−ビピリジルもしくはその誘導体、1,10−フェナントロリンもしくはその誘導体、ポリアミン(テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリス(2−アミノエチル)アミンなど)、L−(−)−スパルテイン等の多環式アルカロイドなどがあげられる。
2価の塩化ルテニウムのトリストリフェニルホスフィン錯体(RuCl2(PPh33)も触媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用いる場合には、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類を添加するのが好ましい。
さらに、2価の鉄のビストリフェニルホスフィン錯体(FeCl2(PPh32)、2価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl2(PPh32)、2価のニッケルのビストリブチルホスフィン錯体(NiBr2(PBu32)なども、触媒として好適である。
重合反応には溶剤を用いてもよい。用いられる溶剤の例は、炭化水素系溶剤(ベンゼン、トルエンなど)、エーテル系溶剤(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソール、ジメトキシベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素系溶剤(塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼンなど)、ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブチルアルコール、t−ブチルアルコールなど)、ニトリル系溶剤(アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなど)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート系溶剤(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アミド系溶剤(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド)、ハイドロクロロフルオロカーボン系溶剤(HCFC−141b、HCFC−225)、ハイドロフルオロカーボン(HFCs)系溶剤(炭素数2〜4、5および6以上のHFCs)、ペルフルオロカーボン系溶剤(ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン)、脂環式ハイドロフルオロカーボン系溶剤(フルオロシクロペンタン、フルオロシクロブタン)、酸素含有フッ素系溶剤(フルオロエーテル、フルオロポリエーテル、フルオロケトン、フルオロアルコール)、水などである。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、エマルジョン系もしくは超臨界流体CO2を媒体とする系においても重合を行うことができる。なお、用いることができる溶剤はこれらの例に制限されない。
The catalyst used for radical polymerization is not particularly limited as long as it can catalyze radical polymerization, but a transition metal complex is preferable. Preferable examples of the transition metal complex are metal complexes having a group metal of Group 7, 8, 9, 9, 10, or 11 of the periodic table as a central metal. Further preferred catalysts are zero-valent copper, monovalent copper, divalent ruthenium, divalent iron or divalent nickel complex. Of these, a copper complex is preferable. Examples of the monovalent copper compound are cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, and cuprous perchlorate.
When using a copper compound, it is preferable to add a ligand in order to increase the catalytic activity. Examples of the ligand include 2,2′-bipyridyl or a derivative thereof, 1,10-phenanthroline or a derivative thereof, polyamine (tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, hexamethyltris (2-aminoethyl) amine, etc.), And polycyclic alkaloids such as L-(−)-spartein.
A tristriphenylphosphine complex of divalent ruthenium chloride (RuCl 2 (PPh 3 ) 3 ) is also suitable as a catalyst. When a ruthenium compound is used as a catalyst, it is preferable to add an aluminum alkoxide as an activator.
Furthermore, a divalent iron bistriphenylphosphine complex (FeCl 2 (PPh 3 ) 2 ), a divalent nickel bistriphenylphosphine complex (NiCl 2 (PPh 3 ) 2 ), a divalent nickel bistributylphosphine complex ( NiBr 2 (PBu 3 ) 2 ) and the like are also suitable as the catalyst.
A solvent may be used for the polymerization reaction. Examples of solvents used include hydrocarbon solvents (benzene, toluene, etc.), ether solvents (diethyl ether, tetrahydrofuran, diphenyl ether, anisole, dimethoxybenzene, etc.), halogenated hydrocarbon solvents (methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, etc.) ), Ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), alcohol solvents (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butyl alcohol, t-butyl alcohol, etc.), nitrile solvents (acetonitrile, propionitrile, benzonitrile) Etc.), ester solvents (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonate solvents (ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), amide solvents (N, N-dimethyl) Lumamide, N, N-dimethylacetamide), hydrochlorofluorocarbon solvents (HCFC-141b, HCFC-225), hydrofluorocarbon (HFCs) solvents (HFCs having 2 to 4, 5 and 6 or more carbon atoms), perfluorocarbons Solvents (perfluoropentane, perfluorohexane), alicyclic hydrofluorocarbon solvents (fluorocyclopentane, fluorocyclobutane), oxygen-containing fluorine solvents (fluoroether, fluoropolyether, fluoroketone, fluoroalcohol), water and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Polymerization can also be performed in an emulsion system or a system using supercritical fluid CO 2 as a medium. In addition, the solvent which can be used is not restrict | limited to these examples.

高分子鎖のグラフト方法として、グラフトフロム法による方法を用いる場合には、基材表面に重合開始基が存在する必要がある。重合開始基としては、重合が開始できるものであればよく、特に制限はないが、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化スルホニル基などが好ましく、ハロゲン化スルホニル基がより好ましく、クロロスルホニル基がさらに好ましい。重合開始基は、グラフト密度およびグラフトされた高分子鎖の一次構造(分子量、分子量分布、モノマー配列様式)のコントロール性の点で、基材表面に物理的もしくは化学的に結合されているのが好ましい。重合開始基の基材表面への導入(結合)方法は、特に制限はなく、化学吸着法、ラングミュアー・ブロジェット(LB)法などによって行うことができる。例えば、シリコンウエハ(基材)表面へのクロロスルホニル基(重合開始基)の化学結合による固定化は、2−(4−クロロスルホニルフェニル)エチルトリメトキシシランや2−(4−クロロスルホニルフェニル)エチルトリクロロシランなどをシリコンウェハ表面の酸化層と反応させることにより行うことができる。このような基材表面への重合開始基の導入は、具体的には、例えば、特開平11−263819号公報、特開2002−145971号公報などに記載の方法に準じて行うことができる。基材表面への重合開始基の導入は、なかでも、導入される重合開始基の均一性、重合開始基のグラフト密度のコントロール性などの点で、ラングミュアー・ブロジェット(LB)法によるのが好ましい。
LB法においては、まず膜形成材料を適切な溶媒(例、クロロホルム、ベンゼンなど)に溶解する。次に、この溶液少量を清浄な液面、好ましくは純水の液面上に展開した後、溶媒を蒸発させるか又は隣接する水相に拡散させて、水面上に膜形成分子による低密度の膜を形成させる。続いて、通常、仕切り板を水面上で機械的に掃引し、膜形成分子が展開している水面の表面積を減少させることにより膜を圧縮して密度を増加させ、緻密な水面上単分子膜を得る。次いで、適切な条件下で、前記水面上単分子膜内を構成する分子の表面密度を一定に保ちながら、単分子層を堆積する基材を前記水面上単分子膜を横切る方向に浸漬または引き上げることによって、前記水面上単分子膜を該基材上に移し取り、単分子層を該基材上に堆積する。LB法の詳細および具体例は、「福田清成他著、新実験化学講座18巻(界面とコロイド)6章、(1977年)丸善」、「福田清成・杉道夫・雀部博之編集、LB膜とエレクトロニクス、(1986年)シーエムシー」、あるいは「石井淑夫著、よいLB膜をつくる実践的技術、(1989年)共立出版」などに記載されている。
When using a graft from method as a polymer chain grafting method, a polymerization initiating group must be present on the surface of the substrate. The polymerization initiating group is not particularly limited as long as it can initiate polymerization, but is preferably a halogenated alkyl group, a halogenated sulfonyl group, more preferably a halogenated sulfonyl group, and even more preferably a chlorosulfonyl group. The polymerization initiating group is physically or chemically bonded to the substrate surface in terms of controllability of the graft density and the primary structure of the grafted polymer chain (molecular weight, molecular weight distribution, monomer arrangement pattern). preferable. The method for introducing (bonding) the polymerization initiating group to the substrate surface is not particularly limited, and can be performed by a chemical adsorption method, a Langmuir-Blodget (LB) method, or the like. For example, immobilization of a chlorosulfonyl group (polymerization initiating group) on the surface of a silicon wafer (base material) by chemical bonding is performed by 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltrimethoxysilane or 2- (4-chlorosulfonylphenyl) This can be performed by reacting ethyltrichlorosilane or the like with an oxide layer on the surface of the silicon wafer. Specifically, the introduction of the polymerization initiating group onto the surface of the substrate can be carried out according to the methods described in, for example, JP-A Nos. 11-263819 and 2002-145971. The introduction of the polymerization initiating group on the surface of the base material is based on the Langmuir-Blodget (LB) method in terms of uniformity of the introduced polymerization initiating group and controllability of the graft density of the polymerization initiating group. Is preferred.
In the LB method, first, the film forming material is dissolved in an appropriate solvent (eg, chloroform, benzene, etc.). Next, after a small amount of this solution is developed on a clean liquid surface, preferably on the surface of pure water, the solvent is evaporated or diffused into the adjacent aqueous phase to form a low-density film-forming molecule on the water surface. A film is formed. Subsequently, usually the partition plate is mechanically swept over the water surface, and the membrane is compressed by increasing the density by reducing the surface area of the water surface on which the film-forming molecules are deployed. Get. Next, under appropriate conditions, the substrate on which the monomolecular layer is deposited is immersed or pulled in a direction crossing the monomolecular film on the water surface while keeping the surface density of the molecules constituting the monomolecular film on the water surface constant. Thus, the monomolecular film on the water surface is transferred onto the substrate, and a monomolecular layer is deposited on the substrate. Details and specific examples of the LB method are as follows: “Fukuda Kiyonari et al., New Experimental Chemistry Lecture Volume 18 (Interface and Colloid) Chapter 6, (1977) Maruzen”, “Fukuda Kiyonari, Sugi Michio, Sparrow Section Hiroyuki, LB Membrane and Electronics, (1986) CMC "or" Ishii Ikuo, Practical Techniques for Making Good LB Films, (1989) Kyoritsu Shuppan ".

(3)高分子鎖のグラフト密度
高分子鎖のグラフト密度としては、電界効果が阻害される環境においても高い潤滑性を示すグラフト密度であればよく、用いられる高分子や溶媒の種類などによって適宜設定すればよいが、通常0.1鎖/nm2以上である。好ましくは、0.15鎖/nm2以上、より好ましくは0.2鎖/nm2以上、さらに好ましくは0.3鎖/nm2以上、特に好ましくは0.4鎖/nm2以上、最も好ましくは0.45鎖/nm2以上である。
また、高分子鎖のグラフトのし易さなどの点で、好ましくは5鎖/nm2以下、より好ましくは2鎖/nm2以下、さらに好ましくは1.5鎖/nm2以下、特に好ましくは1鎖/nm2以下、最も好ましくは0.8鎖/nm2以下である。
(3) Graft density of polymer chain The graft density of the polymer chain may be a graft density that exhibits high lubricity even in an environment where the electric field effect is inhibited, and is appropriately determined depending on the type of polymer or solvent used. Although it may be set, it is usually 0.1 chain / nm 2 or more. Preferably, 0.15 chain / nm 2 or more, more preferably 0.2 chain / nm 2 or more, more preferably 0.3 chain / nm 2 or more, particularly preferably 0.4 chain / nm 2 or more, most preferably Is 0.45 chain / nm 2 or more.
In view of ease of grafting of polymer chains, etc., preferably 5 chains / nm 2 or less, more preferably 2 chains / nm 2 or less, further preferably 1.5 chains / nm 2 or less, particularly preferably. 1 chain / nm 2 or less, most preferably 0.8 chain / nm 2 or less.

高分子鎖のグラフト密度は公知の方法に従って測定することができ、例えば、Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998)、Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000)、Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005)などに記載の方法に従って測定することができる。
具体的には、グラフト密度(鎖/nm2)は、グラフト量(W)とグラフト鎖の数平均分子量(Mn)を測定し、次式:
グラフト密度(鎖/nm2)= W(g/nm2)/ Mn×(アボガドロ数)
(式中、Wはグラフト量を表し、Mnは数平均分子量を表す。)
によって求めることができる。
グラフト量(W)は、基材がシリコンウェハのような平面基板の場合には、エリプソメトリー法により乾燥状態の膜厚、すなわちグラフトされた高分子鎖層の乾燥状態における厚みを測定し、バルクフィルムの密度を用いて、単位面積当たりのグラフト量を算出することにより求めることができる。基材がシリカ粒子などの場合には、赤外吸収分光測定(IR)、熱重量損失測定(TG)、元素分析測定等により測定することができる。
数平均分子量(Mn)は、重合時に溶液中に生成するフリーポリマーのMnはグラフト鎖のMnにほぼ等しいので、重合時に溶液中に生成するフリーポリマーのMnを用いてもよい。また、基材がシリカの場合、フッ酸溶液を用いて、グラフト鎖をグラフト点から切り出した後、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により、MnおよびMw/Mnを決定することができる。なお、これらの値は、溶液中に生成するフリーポリマーの値とほぼ等しいことを確認している。
また、例えば、特開平11−263819号公報記載の方法、特開2002−145971号公報記載の方法、Nature, 425, 163 (2003)記載の方法などに従って測定することができる。具体的には、グラフトされた高分子鎖層の乾燥状態における厚みと高分子鎖の数平均分子量とをプロットしたグラフの傾き(例えば、特開平11−263819号公報参照)、グラフトされた高分子鎖のグラフト量と高分子鎖の数平均分子量とをプロットしたグラフの傾き(例えば、特開2002−145971号公報参照)から、高分子鎖のグラフト密度を求めることができる。
The graft density of the polymer chain can be measured according to a known method. For example, Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998), Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000), Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005 ) And the like.
Specifically, the graft density (chain / nm 2 ) is determined by measuring the graft amount (W) and the number average molecular weight (M n ) of the graft chain, using the following formula:
Graft density (chain / nm 2 ) = W (g / nm 2 ) / M n × (Avocado number)
(Wherein, W represents the graft amount, and M n represents the number average molecular weight.)
Can be obtained.
When the base material is a flat substrate such as a silicon wafer, the graft amount (W) is measured by measuring the film thickness in the dry state by the ellipsometry method, that is, the thickness of the grafted polymer chain layer in the dry state. It can be determined by calculating the graft amount per unit area using the density of the film. When the substrate is silica particles or the like, it can be measured by infrared absorption spectroscopy (IR), thermogravimetric loss measurement (TG), elemental analysis measurement, or the like.
The number average molecular weight (M n), since the M n of free polymer produced in the solution at the time of polymerization is approximately equal to the M n of the graft chain may be used M n of free polymer produced in solution during polymerization. Further, when the substrate is silica, Mn and Mw / Mn can be determined by gel permeation chromatography (GPC) method after cutting the graft chain from the graft point using a hydrofluoric acid solution. . In addition, it has confirmed that these values are substantially equal to the value of the free polymer produced | generated in a solution.
Moreover, it can measure according to the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 11-263819, the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-145971, the method of Nature, 425, 163 (2003) etc., for example. Specifically, the slope of a graph plotting the thickness of the grafted polymer chain layer in the dry state and the number average molecular weight of the polymer chain (see, for example, JP-A-11-263819), the grafted polymer The graft density of the polymer chain can be determined from the slope of the graph plotting the graft amount of the chain and the number average molecular weight of the polymer chain (for example, see JP-A-2002-145971).

(4)高分子鎖の分子量及び分子量分布
本発明の高分子鎖の数平均分子量(Mn)は、所望の潤滑性を示す分子量であればよいが、好ましくは、約500〜1,000,000、より好ましくは、約1000〜100,000である。また、分子量分布指数(Mw/Mn)は、所望の潤滑性を示す分子量分布指数であればよいが、好ましくは、約1.01〜2.0、より好ましくは、約1.01〜1.5である。
(4) Molecular Weight and Molecular Weight Distribution of Polymer Chain The number average molecular weight (M n ) of the polymer chain of the present invention may be any molecular weight that exhibits the desired lubricity, but is preferably about 500 to 1,000,000. 000, more preferably about 1000 to 100,000. The molecular weight distribution index (M w / M n ) may be any molecular weight distribution index exhibiting desired lubricity, but is preferably about 1.01 to 2.0, more preferably about 1.01 to 1.01. 1.5.

(5)本発明で用いられる基材
本発明で用いられる基材としては、前述のグラフトフロム法、グラフトオントゥ法などによる高分子鎖のグラフトに用いることができる基材であればよく、例えば、有機材料、無機材料、金属材料などから適宜選択することができ、特に制限はない。疎水性基材、親水性基材のいずれも好適に用いることができる。
基材は、好ましくは固体であるが、例えば架橋型ハイドロゲルのような基材も好適に用いることができる。基材として用いられる固体としては、ポリウレタン系材料、ポリ塩化ビニル系材料、ポリスチレン系材料、ポリオレフィン系材料、PMMA、PET、酢酸セルロース、シリカ、無機ガラス、紙、プラスチックラミネートフィルム、セラミックス(例、アルミナセラミックス、バイオセラミックス、ジルコニア−アルミナ複合セラミックスなどの複合セラミックスなど)、金属(例、アルミニウム、亜鉛、銅、チタンなど)、金属が蒸着された紙、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、多結晶シリコン、およびこれらの複合材料などがあげられる。その他、人工関節に用いられる材料も好適に用いることができる。
(5) Base material used in the present invention The base material used in the present invention may be any base material that can be used for polymer chain grafting by the above-described graft-from method, graft-on-to method, etc. , Organic material, inorganic material, metal material and the like can be appropriately selected, and there is no particular limitation. Either a hydrophobic substrate or a hydrophilic substrate can be suitably used.
The substrate is preferably a solid, but a substrate such as a cross-linked hydrogel can also be suitably used. Solids used as the substrate include polyurethane materials, polyvinyl chloride materials, polystyrene materials, polyolefin materials, PMMA, PET, cellulose acetate, silica, inorganic glass, paper, plastic laminate films, ceramics (eg, alumina) Ceramics, bioceramics, composite ceramics such as zirconia-alumina composite ceramics, etc.), metal (eg, aluminum, zinc, copper, titanium, etc.), metal-deposited paper, silicon, silicon oxide, silicon nitride, polycrystalline silicon, And composite materials thereof. In addition, materials used for artificial joints can also be suitably used.

また、基材として用いられる疎水性の有機材料としては、例えばポリオレフィン類(例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレンアルファオレフィン共重合体など)、シリコン重合体、アクリル重合体(例、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポイリエステルアクリレート、ポリエステルメタクリレートなど)及びコポリマー、フルオロポリマー(例、ポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン、ポリビニルフッ化物など)、ビニル重合体(例、ポリ塩化ビニル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルケトンなど)、ビニルモノマー含有共重合体(例、ABSなど)、天然及び合成ゴム(例、ラテックスゴム、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン重合体、ポリイソブチレンゴム、エチレン−プロピレンジエン共重合体、ポリイソブチレン−イソプレンなど)、ポリウレタン(例、ポリエーテルウレタン、ポリエステルウレタン、ポリカルボネートウレタン、ポリシロキサンウレタンなど)、ポリアミド(例、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン10、ナイロン11など)、ポリエステル、エポキシ重合体、セルロース、及び変性セルロースなどがあげられる。
さらに、基材として用いられる親水性の有機材料としては、親水性アクリル重合体(例、ポリアクリルアミド、ポリ−2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリ−N、N‘−ジメチルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸など)、親水性ビニル重合体(例、ポリ−N−ビニルピロリドン、ポリビニルピリジンなど)、ポリマレイン酸、ポリ−2−ヒドロキシエチルフマレート、無水マレイン酸、ポリビニルアルコールなどがあげられる。
Examples of the hydrophobic organic material used as the base material include polyolefins (eg, polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, ethylene alpha olefin copolymer), silicon polymers, acrylic polymers (eg, polyacrylonitrile, Polymethyl methacrylate, polyethylene methacrylate, polyethyl acrylate, polyester acrylate, polyester methacrylate, etc.) and copolymers, fluoropolymers (eg, polytetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride, etc.), vinyl Polymer (eg, polyvinyl chloride, polyvinyl methyl ether, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl ketone, etc.), vinyl monomer-containing copolymer (eg, ABS, etc.), natural and synthetic rubber (eg, latex rubber, butadiene-styrene copolymer, polyisoprene, polybutadiene, butadiene-acrylonitrile copolymer, polychloroprene polymer, polyisobutylene rubber, ethylene-propylene diene copolymer, Polyisobutylene-isoprene, etc.), polyurethane (eg, polyether urethane, polyester urethane, polycarbonate urethane, polysiloxane urethane, etc.), polyamide (eg, nylon 6, nylon 66, nylon 10, nylon 11, etc.), polyester, epoxy Examples thereof include a polymer, cellulose, and modified cellulose.
Further, hydrophilic organic materials used as the substrate include hydrophilic acrylic polymers (eg, polyacrylamide, poly-2-hydroxyethyl acrylate, poly-N, N′-dimethylacrylamide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid). Acid), hydrophilic vinyl polymers (eg, poly-N-vinyl pyrrolidone, polyvinyl pyridine, etc.), polymaleic acid, poly-2-hydroxyethyl fumarate, maleic anhydride, polyvinyl alcohol and the like.

基材は、例えばチューブ、シート、ファイバー、ストリップ、フィルム、板、箔、膜、ペレット、粉末、成型品(例、押出し成型品、鋳込み成型品など)など、どのような形態または形状であってもよい。材質としては、例えば、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、PMMA、PET、酢酸セルロース、シリカ、無機ガラス、アルミニウム、銅、ケイ素、酸化ケイ素などがあげられる   The substrate may be in any form or shape, such as a tube, sheet, fiber, strip, film, plate, foil, membrane, pellet, powder, molded product (eg, extrusion molded product, cast molded product, etc.) Also good. Examples of the material include polyurethane, polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, PMMA, PET, cellulose acetate, silica, inorganic glass, aluminum, copper, silicon, and silicon oxide.

(6)高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材の作製
本発明の潤滑材は、例えばシート状の基材の表面に高分子鎖をグラフトして作製することができる。得られたシート状の潤滑材は、潤滑が必要な物品(例えば、マイクロマシン、人工関節など)などの、潤滑が必要とされる場所(例えば、摺動部など)に接着、溶着など公知の方法により固定して用いることができる。
また、本発明の潤滑材は、潤滑が必要とされる物品などの潤滑が必要とされる場所の部材などを基材として、その表面に高分子鎖をグラフトして、潤滑が必要とされる場所の表面に作製してもよい。このように潤滑が必要とされる場所の表面に潤滑材を作製するのが、潤滑材を固定する工程が不要である点で好ましい。
なお、本発明の潤滑材に用いられる高分子鎖がグラフトされた表面は、例えば、特開平11−263819号公報、特開2002−145971号公報、特開2003−327638号公報、特開2003−327641号公報に記載の方法に準じて作製することもできる。
(6) Production of Lubricant Having Surface Grafted with Polymer Chain The lubricant of the present invention can be produced, for example, by grafting a polymer chain onto the surface of a sheet-like substrate. The obtained sheet-like lubricant is a known method such as adhesion or welding to a place where lubrication is required (for example, a sliding part) such as an article (for example, a micromachine or an artificial joint) that requires lubrication. It can be fixed and used.
Further, the lubricant of the present invention requires lubrication by grafting a polymer chain on the surface of a member where lubrication is required, such as an article requiring lubrication, on the surface thereof. You may produce on the surface of a place. In this way, it is preferable to produce the lubricant on the surface where lubrication is required because the step of fixing the lubricant is unnecessary.
The surface on which the polymer chain used in the lubricant of the present invention is grafted is, for example, JP-A Nos. 11-263819, 2002-145971, 2003-327638, and 2003-2003. It can also be produced according to the method described in Japanese Patent No. 327641.

(7)本発明の潤滑材の摩擦係数(μ)
本発明の潤滑材の摩擦係数(μ)は、後述する実施例に記載されているように、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定することができる。
具体的には、本発明の潤滑材をシリコンウェハなどの基材とシリカ粒子(半径R)などのプローブの表面に形成し、プローブをカンチレバーに接着し、良溶媒によって高分子鎖を膨潤させた状態で測定する。カンチレバーのせん断係数(G)、カンチレバーの幅(W)、カンチレバーの厚み(T)、カンチレバーの長さ(L)から、次式:
L=GWT3/3L
により、カンチレバーのねじれバネ定数kLが算出される(Adv Colloid Interface Sci, 27, 189 (1987)参照)。
垂直方向の力(FN、normal force)は次式:
N=kNΔz
(式中、Δzはカンチレバーの垂直変位を表す。)によって求めることができる。
カンチレバーの角(ねじれ)変位(θL)は、プローブ(シリカ粒子)を、サンプル基質(シリコンウェハ)上で一定の垂直方向の力で負荷を加えた状態で、y方向に一定の速度で往復してスライドさせることにより測定することができる。
そして水平方向の力(FL、lateral force)、すなわち摩擦力は、これらの測定値を用いて、次式:
L=kLθL/R
によって求めることができ、得られた垂直方向の力(FN)と水平方向の力(FL、lateral force)との関係から、摩擦係数(μ)を求めることができる。
本発明の潤滑材の摩擦係数(μ)は、好ましくは0.05未満であり、より好ましくは10-2未満であり、さらに好ましくは10-3未満である。
(7) Friction coefficient (μ) of the lubricant of the present invention
The friction coefficient (μ) of the lubricant of the present invention can be measured using an atomic force microscope (AFM) as described in the examples described later.
Specifically, the lubricant of the present invention was formed on the surface of a probe such as a silicon wafer and silica particles (radius R), the probe was adhered to the cantilever, and the polymer chain was swollen with a good solvent. Measure in state. From the cantilever shear coefficient (G), the cantilever width (W), the cantilever thickness (T), and the cantilever length (L), the following formula:
k L = GWT 3 / 3L
Thus, the torsion spring constant k L of the cantilever is calculated (see Adv Colloid Interface Sci, 27, 189 (1987)).
The vertical force (F N , normal force) is:
F N = k N Δz
(Where Δz represents the vertical displacement of the cantilever).
The cantilever angle (twist) displacement (θ L ) is calculated by reciprocating the probe (silica particles) at a constant speed in the y direction with a load applied on the sample substrate (silicon wafer) with a constant vertical force. Then, it can be measured by sliding.
And the horizontal force (F L , lateral force), that is, the frictional force, using these measured values, the following formula:
F L = k L θ L / R
The friction coefficient (μ) can be obtained from the relationship between the obtained vertical force (F N ) and horizontal force (F L , lateral force).
The friction coefficient (μ) of the lubricant of the present invention is preferably less than 0.05, more preferably less than 10 −2 , and even more preferably less than 10 −3 .

2.高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材を含む物品
また、本発明は高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材を含む物品にも関する。
高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材を含む物品としては、本発明の潤滑材を含んでいればよく特に制限はないが、例えば、マイクロマシン(例、手術時に用いられるカテーテル先端にマニピュレート機能を持たせたマイクロマシンなど)、医療用物品(例、人工関節、バイアルおよびその栓、シリンジなど)などがあげられる。
本発明の高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材を含む物品は、潤滑が必要とされる場所(例えば、摺動部など)の摺動面の両方に、本発明の潤滑材を有するのが好ましい。
本発明の高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材を含む物品は、例えばシート状の本発明の潤滑材を、潤滑が必要な物品(例えば、マイクロマシン、人工関節など)の、潤滑が必要とされる場所(例えば、摺動部など)に接着、溶着など公知の方法により固定することによって製造することができる。また、潤滑が必要とされる物品の潤滑が必要とされる場所の部材を基材として、その表面に高分子鎖をグラフトして、潤滑が必要とされる場所の表面に本発明の潤滑材を作製することによって製造することもできる。このように潤滑が必要とされる物品の潤滑が必要とされる場所の表面に潤滑材を作製するのが、潤滑材を固定する工程が不要である点で好ましい。
2. Articles comprising a lubricant having a surface grafted with polymer chains The present invention also relates to articles comprising a lubricant having a surface grafted with polymer chains.
The article containing a lubricant having a surface grafted with a polymer chain is not particularly limited as long as it contains the lubricant of the present invention. For example, a micromachine (eg, a manipulating function at the tip of a catheter used during surgery) Etc.), medical articles (eg, artificial joints, vials and stoppers thereof, syringes, etc.).
An article including a lubricant having a surface grafted with a polymer chain of the present invention has the lubricant of the present invention on both sliding surfaces where lubrication is required (for example, a sliding portion). Is preferred.
The article including the lubricant having the surface grafted with the polymer chain of the present invention needs to lubricate, for example, a sheet-like lubricant of the present invention, and an article requiring lubrication (for example, a micromachine, an artificial joint, etc.). It can be manufactured by fixing to a place (for example, a sliding part) by a known method such as adhesion or welding. Further, the material of the place where lubrication is required is used as a base material, a polymer chain is grafted on the surface thereof, and the lubricant of the present invention is formed on the surface where lubrication is required. Can also be manufactured. Thus, it is preferable to produce a lubricant on the surface of a place where lubrication is required for an article that requires lubrication because a step of fixing the lubricant is unnecessary.

本発明の潤滑材は、溶媒でグラフトされた高分子鎖を膨潤させることにより良好な潤滑性を示す。本発明の潤滑材は、高分子鎖が高いグラフト密度でグラフトされているため、その高分子鎖が溶媒で膨潤させることで伸張され、好ましくは伸びきり鎖にも匹敵するほど高度に伸張される。本発明の潤滑材は、その高分子鎖が溶媒で膨潤されると、膨潤された高分子鎖層の濃厚溶液系ゆえの大きな浸透圧効果によって大きな荷重を支えることができるものと考えられる。また、接触領域において、局所濃度の増大の解消と(高伸張状態がゆえに得られる)大きなエントロピーゲインのために、グラフトされた高分子鎖は相互侵入せず、収縮して絡み合いを抑制することによって、低摩擦特性が発現すると考えられる。
本発明の潤滑材は、このように溶媒中で高分子鎖が伸張されることにより低摩擦特性が発現するので、高分子鎖を膨潤または伸張させることができる溶媒中で用いるのが好ましい。高分子鎖を膨潤または伸張させることができる溶媒としては、良溶媒が好ましい。
良溶媒は、グラフトされた高分子鎖によって異なるので、高分子鎖に応じて適宜選択すればよい。例えば、PMMAの高分子鎖がグラフトされている場合には、良溶媒としては、トルエンなどの非極性溶媒があげられる。PHEMAの高分子鎖がグラフトされている場合には、良溶媒としては、メタノールなどの極性溶媒があげられる。また、一般に、親水性高分子鎖がグラフトされている場合には、良溶媒としては、水を含む水系溶媒があげられる。水系溶媒としては、ヒトを含む動物の体液もあげることができる。すなわち、親水性高分子鎖がグラフトされている場合には、好ましくは、ヒトを含む動物の体液を良溶媒として、低摩擦特性を発現することができるので、生体内で用いられる機器(例、生体内で用いられるマイクロマシン、人工関節など)の潤滑に好適に用いることができる。
本発明の潤滑材は、高分子鎖が高いグラフト密度でグラフトされているので、側鎖の電界効果を利用しなくても低摩擦特性が発現する。したがって、側鎖の電界効果を阻害する溶媒、側鎖の電界効果を阻害しない溶媒のいずれを用いてもよい。
The lubricant of the present invention exhibits good lubricity by swelling the polymer chain grafted with a solvent. In the lubricant of the present invention, since the polymer chains are grafted at a high graft density, the polymer chains are stretched by swelling with a solvent, and preferably are highly stretched to be comparable to a stretched chain. . When the polymer chain of the present invention is swollen with a solvent, it is considered that a large load can be supported by a large osmotic pressure effect due to the concentrated solution system of the swollen polymer chain layer. Also, in the contact area, the grafted polymer chains do not interpenetrate and suppress entanglement by eliminating the increase in local concentration and the large entropy gain (obtained due to the high stretch state). It is considered that low friction characteristics are developed.
The lubricant of the present invention is preferably used in a solvent that can swell or extend the polymer chain because the low-friction characteristic is exhibited by the extension of the polymer chain in the solvent. As the solvent capable of swelling or extending the polymer chain, a good solvent is preferable.
The good solvent varies depending on the grafted polymer chain, and may be appropriately selected according to the polymer chain. For example, when a polymer chain of PMMA is grafted, examples of the good solvent include nonpolar solvents such as toluene. When a PHEMA polymer chain is grafted, examples of the good solvent include polar solvents such as methanol. In general, when the hydrophilic polymer chain is grafted, the good solvent includes an aqueous solvent containing water. Examples of the aqueous solvent include body fluids of animals including humans. That is, when a hydrophilic polymer chain is grafted, it is preferable to use a body fluid of an animal including a human as a good solvent, so that low friction characteristics can be expressed. It can be suitably used for lubrication of micromachines and artificial joints used in vivo.
In the lubricant of the present invention, since the polymer chains are grafted at a high graft density, low friction characteristics are exhibited without using the side chain electric field effect. Therefore, either a solvent that inhibits the side chain field effect or a solvent that does not inhibit the side chain field effect may be used.

上述のように、本発明の潤滑材は良溶媒中で低摩擦特性が発現するので、潤滑が必要とされる摺動面などの両方に本発明の潤滑材を固定または作製し、その潤滑材にグラフトされた高分子鎖を良溶媒によって膨潤または伸張させることによって、摺動面などを潤滑させることができる。   As described above, since the lubricant of the present invention exhibits low friction characteristics in a good solvent, the lubricant of the present invention is fixed or produced on both the sliding surface where lubrication is required, and the lubricant The sliding surface or the like can be lubricated by swelling or stretching the polymer chain grafted on the surface with a good solvent.

以下の実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
実施例1
シリコンウエハおよびプローブシリカ粒子(半径R=5μm)上へのポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)鎖のグラフト
2−(4−クロロスルフォニルフェニル)エチルトリメトキシシラン(CETS)を、クロロホルム溶媒を用いて水面(pH5〜6)上に展開した。その後、30分間保って、クロロホルム溶媒を蒸発させ、メトキシシリル基を加水分解させた。次いで、表面圧10mN/mにおいて垂直引き上げ法によりシリコンウエハ上に1層累積した。累積後、110℃で10分間熱処理により基板上に固定した。
得られた単分子固定化シリコンウエハを用いて、メチルメタクリレート(MMA)の重合を行った。MMAの重合は、リビングラジカル重合(LRP)法の一種である原子移動ラジカル重合(ATRP)法を用いたグラフトフロム(grafting-from)法により行った。ATRP重合は、真空脱気下、CuBrと4,4′−ジ−ヘプチル−2,2′−ビピリジン(dHbipy)を含むジフェニルエーテル(DPE)に4−トルエンスルフォニルクロライド(TsCl)およびMMAを加え(〔CuBr〕=0.010M,〔dHbipy〕=0.020M,〔TsCl〕=0.0024M,〔MMA〕=4.7M)、これに上記基板を浸漬し90℃で所定時間行った。
グラフト鎖(PMMA鎖)の分子特性は、重合液中に加えられたフリー(結合していない)の重合開始剤から同時に生成したPMMAホモポリマーの分子特性とよく一致すると考えられる。そこで、グラフト鎖の分子量(数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw))として、重合液中に同時に生成したPMMAホモポリマーの測定値を用いた。重合液中に生成したポリメチルメタクリレート(PMMA)ホモポリマーの分子量および分子量分布は、PMMAでキャリブレーションされたゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により決定した。シリコンウェハ上にグラフトされたPMMA鎖層の、乾燥状態における、厚さ(Ld)は、分光エリプソメトリー(M−2000U、J.A.Woolam、USA)により決定した。また、グラフト密度(σ)は、グラフト鎖層の厚さ(Ld)および数平均分子量(Mn)から求めた。
得られたグラフト鎖の分子特性を表1に示す。表1に示すように、グラフト密度は0.53鎖/nm2であった。
プローブシリカ粒子(半径R=5μm)上へのPMMA鎖のグラフトも上記のシリコンウェハと同様にして行った。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
Example 1
Grafting of poly (methyl methacrylate) (PMMA) chain onto a silicon wafer and probe silica particles (radius R = 5 μm) 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltrimethoxysilane (CETS) on the water surface using chloroform solvent Developed on (pH 5-6). Thereafter, the mixture was kept for 30 minutes to evaporate the chloroform solvent and hydrolyze the methoxysilyl group. Subsequently, one layer was accumulated on the silicon wafer by a vertical pulling method at a surface pressure of 10 mN / m. After accumulation, it was fixed on the substrate by heat treatment at 110 ° C. for 10 minutes.
Polymerization of methyl methacrylate (MMA) was performed using the obtained single molecule-immobilized silicon wafer. The polymerization of MMA was performed by a grafting-from method using an atom transfer radical polymerization (ATRP) method which is a kind of a living radical polymerization (LRP) method. ATRP polymerization is performed by adding 4-toluenesulfonyl chloride (TsCl) and MMA to diphenyl ether (DPE) containing CuBr and 4,4′-di-heptyl-2,2′-bipyridine (dHbipy) under vacuum deaeration ([[ CuBr] = 0.010M, [dHbipy] = 0.020M, [TsCl] = 0.024M, [MMA] = 4.7M), and the substrate was immersed in this at 90 ° C. for a predetermined time.
The molecular characteristics of the graft chain (PMMA chain) are considered to be in good agreement with the molecular characteristics of the PMMA homopolymer formed simultaneously from the free (unbound) polymerization initiator added in the polymerization solution. Therefore, the measured value of the PMMA homopolymer simultaneously generated in the polymerization solution was used as the molecular weight of the graft chain (number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw)). The molecular weight and molecular weight distribution of the polymethyl methacrylate (PMMA) homopolymer produced in the polymerization solution were determined by a gel permeation chromatograph (GPC) method calibrated with PMMA. The dry thickness (Ld) of the PMMA chain layer grafted on the silicon wafer was determined by spectroscopic ellipsometry (M-2000U, JA Woollam, USA). The graft density (σ) was determined from the thickness (Ld) and the number average molecular weight (Mn) of the graft chain layer.
Table 1 shows the molecular characteristics of the obtained graft chains. As shown in Table 1, the graft density was 0.53 chain / nm 2 .
Grafting of PMMA chains onto probe silica particles (radius R = 5 μm) was performed in the same manner as the above silicon wafer.

比較例1
シリコンウエハおよびプローブシリカ粒子(半径R=5μm)上へのポリ(メチルメタクリレート)鎖の低いグラフト密度でのグラフト
シリコンウェハおよびプローブシリカ粒子上へのPMMA鎖の低いグラフト密度でのグラフトは、(2−ブロモ−2−メチル)プロピオニルオキシプロピルトリエトキシシラン(BPE)をフリーイニシエーターとして用いて、ATRP法によりMMAから末端アルコキシシリル基を有するポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)を合成し、これをシリコンウェハおよびプローブシリカ粒子と反応させるグラフトトゥ(grafting-to)法により行った。
得られたグラフト鎖の分子特性を表1に示す。表1に示すように、グラフト密度は0.024鎖/nm2であった。
Comparative Example 1
Grafting with low graft density of poly (methyl methacrylate) chains on silicon wafer and probe silica particles (radius R = 5 μm) Grafting with low graft density of PMMA chains on silicon wafer and probe silica particles is (2 -Bromo-2-methyl) propionyloxypropyltriethoxysilane (BPE) was used as a free initiator to synthesize poly (methyl methacrylate) (PMMA) having a terminal alkoxysilyl group from MMA by ATRP method, This was done by the grafting-to method of reacting with the wafer and probe silica particles.
Table 1 shows the molecular characteristics of the obtained graft chains. As shown in Table 1, the graft density was 0.024 chain / nm 2 .

Figure 2006316169
Figure 2006316169

実施例2
原子間力顕微鏡(AFM)による高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材の摩擦特性の測定
実施例1により得られた高分子鎖がグラフトされた表面を有するシリコンウェハとプローブシリカ粒子との間の相互作用の力を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した(図1)。測定はトルエン中で行った。プローブシリカ粒子は、窒化シリコンカンチレバー(オリンパス社、OMCL-RC800、たわみバネ定数KN=0.1N/m)に接着して用いた。ねじれバネ定数kLは次式:
L=GWT3/3L
(式中、Gはカンチレバーのせん断係数、Wはカンチレバーの幅、Tはカンチレバーの厚み、Lはカンチレバーの長さを表す。)
により、20N/mと算出された(Adv Colloid Interface Sci, 27, 189 (1987)参照)。
垂直方向の力(FN、normal force)は次式:
N=kNΔz
(式中、Δzはカンチレバーの垂直変位を表す。)によって求めた。垂直方向の力のプロファイルは、垂直方向の力(FN、normal force)を分離(separation)の関数として測定することによって求めた。測定された垂直方向の力(FN)は、Derjaguin近似(F/R=2πGf)に従って、2つの平行な平面間の相互作用の自由エネルギー(Gf)に還元することができる。
水平方向の(摩擦)力(FL、lateral force)は次式:
L=kLθL/R
(式中、θLはカンチレバーの角(ねじれ)変位を表す。)によって求めた。θLは、プローブシリカ粒子を、サンプル基質(シリコンウェハ)上で一定の垂直方向の力で負荷を加えた状態で、y方向に20μm/sで往復してスライドさせて測定した。
比較のために、比較例1により得られた高分子鎖が低いグラフト密度でグラフトされた表面を有する潤滑材の摩擦特性も上述と同様にして測定した。
図2に、水平方向の(摩擦)力(FL)と垂直方向の力(FN)(荷重)との関係を示す。広い負荷荷重(FN)範囲において、本発明の高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材は、比較例1の高分子鎖が低いグラフト密度でグラフトされた表面を有する潤滑材と比較して、圧倒的に小さな摩擦力(FL)を示した。摩擦係数(μ)は、実験誤差の範囲内で負荷荷重とは無関係にほぼ一定であり、10-3未満であると推定された。
Example 2
Measurement of frictional properties of a lubricant having a surface grafted with a polymer chain by an atomic force microscope (AFM) between a silicon wafer having a surface grafted with a polymer chain obtained in Example 1 and probe silica particles The interaction force was measured using an atomic force microscope (AFM) (FIG. 1). The measurement was performed in toluene. The probe silica particles were used by adhering to a silicon nitride cantilever (Olympus, OMCL-RC800, flexible spring constant K N = 0.1 N / m). The torsion spring constant k L is:
k L = GWT 3 / 3L
(In the formula, G represents the shear coefficient of the cantilever, W represents the width of the cantilever, T represents the thickness of the cantilever, and L represents the length of the cantilever.)
Calculated as 20 N / m (see Adv Colloid Interface Sci, 27, 189 (1987)).
The vertical force (F N , normal force) is:
F N = k N Δz
(Where Δz represents the vertical displacement of the cantilever). The vertical force profile was determined by measuring the vertical force (F N , normal force) as a function of separation. The measured normal force (F N ) can be reduced to the free energy of interaction (G f ) between two parallel planes according to the Derjaguin approximation (F / R = 2πG f ).
The horizontal (friction) force (F L , lateral force) is:
F L = k L θ L / R
(In the formula, θ L represents the angular (twist) displacement of the cantilever). θ L was measured by sliding the probe silica particles back and forth at 20 μm / s in the y direction in a state where a load was applied with a constant vertical force on the sample substrate (silicon wafer).
For comparison, the friction characteristics of a lubricant having a surface grafted with the polymer chain obtained in Comparative Example 1 at a low graft density were also measured in the same manner as described above.
FIG. 2 shows the relationship between the horizontal (friction) force (F L ) and the vertical force (F N ) (load). In a wide load load (F N ) range, the lubricant having the surface grafted with the polymer chain of the present invention is compared with the lubricant having the surface grafted with the polymer chain of Comparative Example 1 at a low graft density. The frictional force (F L ) was overwhelmingly small. The coefficient of friction (μ) was almost constant within the range of experimental error, irrespective of the applied load, and was estimated to be less than 10 −3 .

実施例3
原子間力顕微鏡(AFM)による高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材の反発特性の測定
実施例1により得られた高分子鎖がグラフトされたシリコンウエハを、高分子鎖がグラフトされていないプローブシリカ粒子(半径R=5μm)により圧縮した時の(水平方向の変位を加えない状態における)垂直方向の力を測定した。同様にして、比較例1により得られた高分子鎖が低いグラフト密度でグラフトされたシリコンウェハについての測定も行った。測定結果を図3に示す。基質表面とシリカプローブとの間の真の距離を測定することは通常は困難であるが、本実施例では、サンプル表面の高分子鎖が掻き取られた部分と掻き取られていない部分との境界を横断するAFM−イメージングによって真の距離が正確に測定されている。高分子鎖層の平衡膨潤厚み(Le)は、反発力が観察される限界距離から求めた。
実施例1の高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材は、F/R>1mN/m以上においても圧縮に耐え、D/Leがほぼ0.7までしか圧縮されなかった。これに対して、比較例1の高分子鎖が低いグラフト密度でグラフトされた表面を有する潤滑材は、F/R>1mN/m以上ではD/Le<0.2まで圧縮された。
このような本発明の高分子鎖がグラフトされた表面を有する潤滑材の有する圧縮に対する強い抵抗性は、大きな荷重下で用いられる潤滑材として重要な性質である。
Example 3
Measurement of rebound characteristics of a lubricant having a surface grafted with a polymer chain by an atomic force microscope (AFM) The silicon wafer grafted with the polymer chain obtained in Example 1 was grafted with the polymer chain. The vertical force (with no horizontal displacement applied) when compressed with no probe silica particles (radius R = 5 μm) was measured. Similarly, measurement was also performed on a silicon wafer in which the polymer chain obtained in Comparative Example 1 was grafted at a low graft density. The measurement results are shown in FIG. Although it is usually difficult to measure the true distance between the substrate surface and the silica probe, in this example, the portion of the sample surface where the polymer chains were scraped and the portion that was not scraped off. The true distance is accurately measured by AFM-imaging across the boundary. The equilibrium swelling thickness (L e ) of the polymer chain layer was determined from the limit distance at which repulsive force was observed.
Lubricant having a surface on which the polymer chains of the first embodiment is grafted, is also resistant to compression in the F / R> 1mN / m or more, was only compressed to D / L e is approximately 0.7. In contrast, the lubricant having a surface grafted with the polymer chain of Comparative Example 1 with a low graft density was compressed to D / L e <0.2 at F / R> 1 mN / m or more.
Such a strong resistance to compression of the lubricant having the surface grafted with the polymer chain of the present invention is an important property as a lubricant used under a large load.

実施例4
シリコンウエハおよびプローブシリカ粒子(半径R=5μm)上へのポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)(PHEMA)鎖のグラフトおよび摩擦特性の測定
実施例1と同様にして、ポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)(PHEMA)鎖がグラフトされたシリコンウエハおよびプローブシリカ粒子を作製した。
グラフト密度を測定したところ、0.6鎖/nm2であった。
得られた高分子鎖がグラフトされた表面を有するシリコンウェハとプローブシリカ粒子との間のメタノール(良溶媒)中での摩擦特性を測定したところ、実施例1で得られたシリコンウェハとプローブシリカ粒子と同様の低摩擦特性を示すことが確認された。
Example 4
Grafting of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) chains onto silicon wafers and probe silica particles (radius R = 5 μm) and measurement of friction properties In the same manner as in Example 1, poly (2-hydroxy methacrylate) An ethyl) (PHEMA) chain grafted silicon wafer and probe silica particles were prepared.
When the graft density was measured, it was 0.6 chain / nm 2 .
When the friction characteristics in methanol (good solvent) between the obtained silicon wafer having the surface grafted with the polymer chain and the probe silica particles were measured, the silicon wafer and probe silica obtained in Example 1 were measured. It was confirmed to show the same low friction characteristics as the particles.

本発明の潤滑材は、高分子鎖が高いグラフト密度でグラフトされた表面を有するので、電界効果が阻害される環境においても高い潤滑性を示す潤滑材として利用することができる。また、高分子鎖が高いグラフト密度でグラフトされた表面は高い耐荷重性を示すので、加重による変形が少ない潤滑材を提供することができ、高い精度が要求されるマイクロマシンなどの潤滑材として利用することができる。加えて、本発明の潤滑材は、高分子鎖層の厚みが10〜100nmオーダーで低摩擦特性が発現し、荷重による変形も少ないので、サブミクロン、あるいはナノオーダーの平滑性を必要とする摺動部分の潤滑材としても有効である。さらに、親水性高分子鎖などがグラフトされた表面を有する潤滑材は生体適合性を有することが期待されるので、人工関節など生体内で用いられる機器の潤滑材潤滑材として利用することができる。   Since the lubricant of the present invention has a surface in which polymer chains are grafted at a high graft density, it can be used as a lubricant exhibiting high lubricity even in an environment where the electric field effect is inhibited. In addition, since the surface on which polymer chains are grafted with a high graft density shows high load resistance, it is possible to provide a lubricant with less deformation due to load, and it can be used as a lubricant for micromachines that require high precision. can do. In addition, the lubricant of the present invention exhibits low friction characteristics when the thickness of the polymer chain layer is on the order of 10 to 100 nm, and is less deformed by load. It is also effective as a lubricant for moving parts. Furthermore, since a lubricant having a surface grafted with a hydrophilic polymer chain or the like is expected to have biocompatibility, it can be used as a lubricant lubricant for devices used in vivo such as artificial joints. .

原子間力顕微鏡(AFM)による摩擦特性の測定について例示した図である。It is the figure illustrated about the measurement of the friction characteristic by an atomic force microscope (AFM). 摩擦特性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of a friction characteristic. 反発特性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of a resilience characteristic.

Claims (19)

0.1鎖/nm2以上のグラフト密度で高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材。 A lubricant comprising a surface grafted with polymer chains at a graft density of 0.1 chain / nm 2 or more. グラフト密度が、0.15鎖/nm2以上である請求項1記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 1, wherein the graft density is 0.15 chain / nm 2 or more. グラフト密度が、0.2〜2鎖/nm2である請求項2記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 2 , wherein the graft density is 0.2 to 2 chains / nm 2 . 高分子鎖のグラフトが、グラフトフロム法またはグラフトオントゥ法による高分子鎖グラフトである請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑材。 The lubricant according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by a graft-from method or a graft-on-to method. 高分子鎖のグラフトが、グラフトフロム法による高分子鎖グラフトである請求項4記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 4, wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by a graft-from method. 高分子鎖のグラフトが、ラジカル重合による高分子鎖グラフトである請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑材。 The lubricant according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer chain graft is a polymer chain graft by radical polymerization. ラジカル重合が、リビングラジカル重合である請求項6記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 6, wherein the radical polymerization is living radical polymerization. リビングラジカル重合が、原子移動ラジカル重合である請求項7記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 7, wherein the living radical polymerization is atom transfer radical polymerization. 重合が、基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法または化学吸着法によって固定化された重合開始基から開始される、請求項5〜8のいずれかに記載の潤滑材。 The lubricant according to any one of claims 5 to 8, wherein the polymerization is initiated from a polymerization initiating group immobilized on the surface of the substrate by a Langmuir-Blodgett method or a chemical adsorption method. 重合が、基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法によって固定化された重合開始基から開始される、請求項9記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 9, wherein the polymerization is initiated from a polymerization initiating group immobilized on the surface of the substrate by the Langmuir-Blodgett method. 重合開始基が、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化スルホニル基である、請求項5〜10のいずれかに記載の潤滑材。 The lubricant according to any one of claims 5 to 10, wherein the polymerization initiating group is a halogenated alkyl group or a halogenated sulfonyl group. 重合開始基がクロロスルホニル基である請求項11記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 11, wherein the polymerization initiating group is a chlorosulfonyl group. 高分子鎖が、ホモ重合した高分子鎖である請求項1〜12いずれかに記載の潤滑材。 The lubricant according to any one of claims 1 to 12, wherein the polymer chain is a homopolymerized polymer chain. ホモ重合した高分子鎖が、ポリ(メチルメタクリレート)またはポリ(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)である請求項13記載の潤滑材。 The lubricant according to claim 13, wherein the homopolymerized polymer chain is poly (methyl methacrylate) or poly (2-hydroxyethyl methacrylate). グラフト密度が0.2〜2鎖/nm2であり、高分子鎖のグラフトがラジカル重合による高分子鎖グラフトであり、重合が基材の表面にラングミュアー・ブロジェット法によって固定化された重合開始基から開始され、重合開始基がクロロスルホニル基であり、高分子鎖がホモ重合した高分子鎖である、高分子鎖がグラフトされた表面を含む潤滑材。 Polymerization in which the graft density is 0.2-2 chains / nm 2 , the polymer chain grafting is a polymer chain grafting by radical polymerization, and the polymerization is immobilized on the surface of the substrate by the Langmuir-Blodgett method A lubricant comprising a surface on which a polymer chain is grafted, wherein the polymer chain is a polymer chain that is initiated from an initiation group, the polymerization initiation group is a chlorosulfonyl group, and the polymer chain is homopolymerized. 請求項1〜15のいずれかに記載の潤滑材を含む物品。 An article comprising the lubricant according to any one of claims 1 to 15. 高分子鎖がグラフトされた表面が、物品の部材の表面に形成されている請求項16記載の物品。 The article according to claim 16, wherein the surface on which the polymer chains are grafted is formed on the surface of a member of the article. 医療用物品である請求項16または17記載の物品。 The article according to claim 16 or 17, which is a medical article. 医療用物品が人工関節である請求項18記載の物品。

The article according to claim 18, wherein the medical article is an artificial joint.

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