JP2001064664A - 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材 - Google Patents

高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材

Info

Publication number
JP2001064664A
JP2001064664A JP24165499A JP24165499A JP2001064664A JP 2001064664 A JP2001064664 A JP 2001064664A JP 24165499 A JP24165499 A JP 24165499A JP 24165499 A JP24165499 A JP 24165499A JP 2001064664 A JP2001064664 A JP 2001064664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chain
substrate
long
organic silane
surface member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24165499A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Takai
治 高井
Hiroyuki Sugimura
博之 杉村
Atsushi Hozumi
篤 穂積
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya University NUC
Original Assignee
Nagoya University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya University NUC filed Critical Nagoya University NUC
Priority to JP24165499A priority Critical patent/JP2001064664A/ja
Priority to US09/515,837 priority patent/US6207621B1/en
Publication of JP2001064664A publication Critical patent/JP2001064664A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/76—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2227/00—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2227/04—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions having a silicon-to-carbon bond, e.g. organo-silanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/16—Dielectric; Insulating oil or insulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/17—Electric or magnetic purposes for electric contacts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/175—Pantographs, i.e. printing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/18—Electric or magnetic purposes in connection with recordings on magnetic tape or disc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/185—Magnetic fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/30—Refrigerators lubricants or compressors lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/32—Wires, ropes or cables lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/34—Lubricating-sealants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/36—Release agents or mold release agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/38—Conveyors or chain belts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/40—Generators or electric motors in oil or gas winning field
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/42—Flashing oils or marking oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/44—Super vacuum or supercritical use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/50—Medical uses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2080/00—Special pretreatment of the material to be lubricated, e.g. phosphatising or chromatising of a metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＰＴＦＥを表面に有する表面潤滑性部
材に代わる、新たな高潤滑性表面部材の製造方法及び高
潤滑性表面部材を提供する。 【解決手段】 所定の基材の表面に、例えば真空紫外光
などを照射することによって前記基材の表面を親水化す
る。次いで、前記基材の表面に好ましくは１ｎｍ以上
の、好ましくは長鎖フッ化炭素鎖及び長鎖アルキル鎖の
少なくとも一方を含んでなるフッ化アルキルシラン単分
子膜を形成する。次いで、前記基材及び前記単分子膜に
熱処理を施して、両者が脱水縮合反応よって強固な結合
した高潤滑性表面部材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高潤滑表面部材の
製造方法及び高潤滑表面部材に関し、さらに詳しくは、
金型、磁気ヘッド、磁気テープ、ハードディスク、フロ
ピィーディスク、ピストン、マイクロマシン用部品など
に好適に使用することのできる高潤滑表面部材の製造方
法及び高潤滑部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】高潤滑表面部材の代表的なものとして
は、所定の基材の表面にポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）を固定化したものがある。このＰＴＦＥは
極めて高い潤滑性を示し、前記部材はピストン、ピスト
ンリング、ドリル、ボルト、ナット、及びダイスなどの
部品として現在汎用されている。そして、このＰＴＦＥ
を基材に固定化するに際しては、プラズマ重合、スパッ
タリング、及び真空蒸着などのＰＶＤに代表されるドラ
イプロセスや無電解メッキ、分散メッキ、及び電着など
の塗装法に代表されるウェットプロセス、及びそれらの
複合プロセスなど様々な方法が現在提案され、実用化さ
れている。また、このような高潤滑表面部材が摩耗し、
表面の潤滑性が劣化した場合においては、リコーティン
グ（再処理）によって前記部材の摩耗した部分を埋め合
わせ、これによって再度潤滑性を持たせる方法なども試
みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
ラズマ重合などのＰＶＤ法においては、高価かつ繁雑な
ハンドリング操作が要求される真空装置が必要となる。
したがって、生産コストや設備コストが増大してしまう
という問題があった。また、無電解メッキなどの塗装法
に代表されるウェットプロセスであれば、高い焼き付け
温度、処理時間が必要となり、必然的に処理できる基材
に制限が課されるという問題もあった。
【０００４】さらに、ウエットプロセスにおいて使用可
能な基材であっても、焼き付けなどの処理は基材の耐熱
温度に近い温度で行う必要があるため、使用する基材に
応じて最適なプロセスの選択をする必要があった。この
ため、多種多様の基材に対してＰＴＦＥを固定化しよう
とすると膨大な設備が必要となり、得られる高潤滑表面
部材のコストが増大してしまうという問題があった。ま
た、ウエットプロセスは、大量の水及び有機溶剤を使用
するため、環境性の観点からも決して好ましいものでは
なかった。
【０００５】さらに、ＰＴＦＥ自体が高価なフッ素系化
合物を原料として製造する必要があるため、たとえ、上
記製造方法が改善されたとしても、ＰＴＦＥ自体に起因
するコスト高の問題が最終的に残ってしまうという問題
があった。また、前記のようなリコーティング（再処
理）によっても、部材の表面にクレータ状の投差が生じ
るなどして、均一で平滑な表面を再形成することは困難
であった。その結果、摩耗した高潤滑表面部材の表面に
再度高い潤滑性を付与することは極めて困難であった。
【０００６】本発明は、従来と異なる新規な高潤滑表面
部材の製造方法及びその高潤滑表面部材を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の高潤滑表面部材
の製造方法は、上記問題点を解決すべく、基材の表面を
親水化処理した後、前記基材の表面と長分子鎖を有する
有機シランとを化学的に反応させて、前記基材の表面に
前記長分子鎖を有する有機シラン単分子膜を形成するこ
とを特徴とする。
【０００８】また、本発明の高潤滑表面部材は、基材
と、基材の表面に形成された長分子鎖を有する有機シラ
ン単分子膜とを具えたことを特徴とする。
【０００９】本発明者らはＰＴＦＥを表面に有する高潤
滑表面部材に代わる新規な部材を開発すべく鋭意検討を
続けた。その結果、金属あるいはセラミックなどの基材
の表面にエキシマランプを用いた真空紫外光による照
射、又は酸素プラズマなどを用いたプラズマの照射など
の処理を施すことによって、前記基材の表面を親水化処
理する。そして、この表面にフッ化アルキルシランなど
の有機シランを化学ＣＶＤ法などによって単分子層の厚
さに堆積すると、驚くべきことに前記基材を構成する物
質と有機シランとが脱水縮合反応によって強固に結合す
ることを見出した。さらに、有機シランの中でも長鎖フ
ッ化炭素鎖や長鎖アルキル鎖などの長分子鎖を有する単
分子膜で前記基材の表面を被覆することにより、基材の
表面自由エネルギーが極めて減少し、これによって前記
基材の表面の摩耗性が著しく改善されることを見出し
た。
【００１０】本発明の高潤滑表面部材の製造方法及び高
潤滑表面部材によれば、基材の表面を親水化処理し、こ
の表面上に長分子鎖を有する有機シランを堆積させるの
みで、極めて摩擦力の小さい摩擦特性に優れた表面を有
する部材を製造することができる。したがって、上記ド
ライプロセスやウエットプロセスによるコスト高の問題
を回避することができるとともに、ウエットプロセスに
おける使用基材の制限などの影響受けることもない。さ
らには、ＰＴＦＥの原料である高価なフッ素系化合物を
原料として使用する必要がないため、高潤滑表面部材の
製造コストをさらに低減することもできる。
【００１１】また、基材の表面を覆う有機シランは単分
子膜として存在し、その膜厚が分子長レベルであるの
で、基材表面の形状変化を引き起こす事なく、前記基材
の表面を覆うことができる。このため、単分子膜の摩耗
や剥離、あるいは破壊などによって部材の潤滑性が低下
した場合においても、リコーティングによって摩耗など
によって損傷した単分子膜を除去し、この後に新たな単
分子膜を形成しても、上記従来技術のＰＴＦＥの場合と
異なり、均一で平滑な単分子膜を形成することができ
る。したがって、かかる高潤滑性表面部材を金型、磁気
ヘッド、磁気テープ、ハードディスク、フロピィーディ
スク、ピストン、マイクロマシン用部品などにおいて、
半永久的な使用が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。本発明の高潤滑表面部材の
製造方法及び高潤滑表面部材は、基材の表面と長分子鎖
を有する有機シランとを化学的に反応させることが必要
である。
【００１３】長分子鎖の長さについては、本発明にした
がって基材の表面に有機シラン単分子膜が形成され、こ
れによって前記基材の表面の表面自由エネルギーが減少
し、摩擦特性を改善できるものであれば特に限定される
ものではない。しかしながら、前記長分子鎖の長さの下
限は１ｎｍであることが好ましい。これによって、有機
シラン単分子膜による前記基材の表面の被覆率がさらに
増すとともに、分子配列の乱れを小さくすることができ
るので、部材としての摩耗特性をさらに向上させること
ができる。
【００１４】また、前記長分子鎖の上限についても特に
は限定されないが、５ｎｍであることが好ましく、さら
には２ｎｍであることが好ましい。長分子鎖の長さが上
記値よりも大きくなると、均一な単分子膜を形成するこ
とが困難となり、基材表面の表面自由エネルギーを十分
低くすることができなくなってしまう場合が生じる。し
たがって、摩擦特性に優れた高潤滑表面部材を得ること
ができない場合が生じる。
【００１５】有機シランの種類についても、上記のよう
な長分子鎖を有し、本発明にしたがって基材の表面に摩
擦特性に優れた長分子鎖を有する有機シラン単分子膜を
形成することができれば、特に限定されるものではな
い。しかしながら、本発明における有機シランは長鎖フ
ッ化炭素鎖及び長鎖アルキル鎖の少なくとも一方を含む
フッ化アルキルシランであることが好ましい。このよう
な有機シランは、有機官能基として極性の低いフッ化炭
素やメチル基などのアルキル基のみを含有する。したが
って、本発明による高潤滑表面部材と接触する物体との
相互作用が低下するため、かかる高潤滑表面部材に極め
て高い潤滑性を付与することができ、摩擦特性を著しく
向上させることができる。
【００１６】このようなフッ化アルキルシランとして
は、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリクロロ
シラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメ
トキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）
トリエトキシシラン、（トリデカフルオロ−１，１，
２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン、
（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオ
クチル）トリメトキシシラン、（トリデカフルオロ−
１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシ
シラン、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テト
ラヒドロデシル）トリクロロシラン、（ヘプタデカフル
オロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリメト
キシシラン、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−
テトラヒドロデシル）トリエトキシシラン、（３，３，
４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル）
トリクロロシラン、（３，３，４，４，５，５，６，
６，６−ノナフルオロヘキシル）トリメトキシシラン、
及び（３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフル
オロヘキシル）トリエトキシシランを例示することがで
きる。
【００１７】基材の表面と有機シランとの化学反応につ
いても、前記基材の表面と有機シランとが強固に結合す
るものであれば、特に限定されない。しかしながら、こ
の化学反応は、脱水縮合反応であることが好ましい。す
なわち、前記基材を構成する物質と有機シランの水酸基
とが化学的に反応して結合することが好ましい。このよ
うな脱水縮合反応によって、本発明における有機シラン
のような場合、水酸基を通じて他の物質と極めて強固に
結合する傾向があるため、基材表面に形成された有機シ
ラン単分子膜の摩耗による剥離や破壊をより効果的に低
減させることができる。
【００１８】有機シランとして上記のようなフッ化アル
キルシランを用い、親水化処理として以下に示すような
方法を用いると、基材の表面にＣＶＤ法など公知の方法
によって有機シラン単分子膜を堆積させるのみで、基材
と有機シラン単分子膜との結合は一般的には脱水縮合反
応による結合となる。このような場合、前記基材の表面
に有機シラン単分子膜を堆積させた後、１５０℃、３時
間程度の熱処理を行うことによって脱水縮合反応による
結合を生じさせることができる。
【００１９】本発明の高潤滑表面部材の製造方法におい
ては、基材の表面と有機シランとを化学的に反応させる
以前に、前記基材の表面を親水化処理することが必要で
ある。この親水化処理は特に限定されるものではない
が、プラズマ、真空紫外光、及びオゾンガスから選ばれ
る少なくとも１種を前記基材の表面に照射して行うこと
が好ましい。かかる処理は基材の種類を問わず、その表
面を活性化して親水性を付与することができる。
【００２０】プラズマを照射する場合は、所定の真空チ
ャンバ内に前記基材を設置した後、このチャンバー内を
排気し、好ましくは酸素ガスなどを導入してこの基材と
チャンバー壁との間に放電を生じさせ、これによって生
じた酸素プラズマなどを前記基材の表面に照射する。真
空紫外光を照射する場合は、同じく所定の真空チャンバ
ー内に前記基材を導入した後、このチャンバー内を排気
する。そして、チャンバー壁に設けられた真空窓を通し
て外部のエキシマランプから真空紫外光をチャンバー内
に導入し、前記基材の表面に照射する。オゾンガスの照
射については、上記のように真空チャンバーに前記基材
を設置して排気した後、チャンバーに設けられたガスノ
ズルからオゾンガスを前記基材の表面に直接照射する。
【００２１】基材は、高分子材料、金属材料、ガラス材
料、及びセラミックス材料などのいずれの材料をも使用
することができる。
【００２２】
【実施例】実験例１ 基材としてシリコンを用い、この基材を上述したように
真空チャンバー内に設置した後、真空排気した。次い
で、チャンバー壁に設けられた真空窓から、前記基材の
表面に、エキシマランプからの１０ｍＷ／ｃｍ３強度の
真空紫外光を１０分間照射して、前記基材の表面を親水
化させた。次いで、親水化した前記基材の表面に、化学
ＣＶＤ法により長鎖フッ化炭素鎖（ＣＦ３（ＣＦ２）７
−）を有するフッ化アルキルシラン（ヘプタデカフルオ
ロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリメトキ
シシラン:信越化学製、ＫＢＭ７８０３）の単分子膜を
形成した。その後、前記基材及び前記単分子膜を１５０
℃で３時間熱処理して、前記基材と前記単分子膜とを化
学的に反応させて両者の間に化学的な結合を形成させ、
表面潤滑性の部材を作製した。
【００２３】実験例２ 基材の表面に長鎖フッ化炭素鎖を（ＣＦ３（ＣＦ２）７
−）から（ＣＦ３（ＣＦ２）５−）に代えたフッ化アル
キルシラン（（３，３，３−トリフルオロプロピル）ト
リメトキシシラン:東芝シリコーン製、ＴＳＬ８２５
７）の単分子膜を形成した以外は実験例１と同様にして
表面潤滑性の部材を作製した。
【００２４】実験例３ 上記実験例１及び２において、シリコン基材の表面に有
機シラン単分子膜を形成することなく、シリコン基材の
表面に真空紫外光を照射するのみで表面潤滑性の部材を
形成した。
【００２５】実験例４ 基材の表面に長鎖フッ化炭素鎖を（ＣＦ３（ＣＦ２）７
−）から短鎖フッ化炭素鎖（ＣＦ３−）に代えたフッ化
アルキルシラン（東芝シリコーン製、ＴＳＬ８２６２）
の単分子膜を形成した以外は、実験例１と同様にして表
面潤滑性の部材を形成した。
【００２６】実施例１及び２、並びに比較例１及び２ 上記実験例１〜４で得られた部材に対し、バネ定数１８
Ｎ／ｍのシリコン製プローブによって大気中（温度２３
℃、湿度２５％）での摩擦試験を実施した。
【００２７】水平力顕微鏡（ＬＦＭ）によって観察した
結果、実験例１及び２において作製した部材の摩擦係数
は０．１以下であったのに対し、実験例３及び４におい
て作製した部材の摩擦係数は０．２以上の大きな値を示
した。すなわち、本発明にしたがって基材の表面に長分
子鎖を有する有機シラン単分子膜が形成された実験例１
及び２の部材は、優れた摩耗特性を示し、潤滑性に優れ
ることが判明した。また、約６００Ｎという高荷重での
摩擦試験においても、実験例１及び２の有機シラン単分
子膜は破壊されることなく、耐久性に優れていることが
判明した。
【００２８】以上、具体例を挙げながら発明の実施の形
態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は
上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸
脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能であ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高潤滑表
面部材の製造方法及び高潤滑表面部材によれば、従来の
ドライプロセスやウエットプロセスによるコスト高の問
題を回避することができる。また、ウエットプロセスに
おける使用基材の制限などの影響受けることもない。さ
らには、高潤滑性材料として代表的なＰＴＦＥの原料で
ある高価なフッ素系化合物を原料として使用する必要が
ないため、高潤滑表面部材の製造コストをさらに低減す
ることもできる。したがって、本発明による高潤滑性表
面部材は、従来主流であったＰＴＦＥを表面に有する表
面潤滑性部材に取って代わることのできる、極めて有望
な部材である。
【００３０】また、本発明の高潤滑性表面部材の表面に
形成された有機シランは単分子膜であり、その膜厚が分
子長レベルであるので、単分子膜の摩耗や剥離、あるい
は破壊などによって部材の潤滑性が低下した場合におい
ても、リコーティングによって、均一で平滑な単分子膜
を新たに形成することができる。したがって、かかる高
潤滑性表面部材を金型、磁気ヘッド、磁気テープ、ハー
ドディスク、フロピィーディスク、ピストン、マイクロ
マシン用部品などにおいて、半永久的な使用が可能とな
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 40:18 50:00 80:00 Ｆターム(参考） 4H104 BJ03A JA01 LA03 PA04 PA16 PA48 QA12 4K026 AA01 BA01 BA08 BB02 BB04 CA37 CA39 DA01 EB07 5D006 AA01 AA05 FA06 5D093 HA03 HA14 JB10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材の表面を親水化処理した後、前記基
    材の表面と長分子鎖を有する有機シランとを化学的に反
    応させて、前記基材の表面に前記長分子鎖を有する有機
    シラン単分子膜を形成することを特徴とする、高潤滑表
    面部材の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記長分子鎖の長さが１ｎｍ以上である
    ことを特徴とする、請求項１に記載の高潤滑表面部材の
    製造方法。
  3. 【請求項３】 前記長分子鎖の長さが１〜５ｎｍである
    ことを特徴とする、請求項２に記載の高潤滑表面部材の
    製造方法。
  4. 【請求項４】 前記有機シランは、長鎖フッ化炭素鎖及
    び長鎖アルキル鎖の少なくとも一方を含むフッ化アルキ
    ルシランであることを特徴とする、請求項１〜３のいず
    れか一に記載の高潤滑表面部材の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記有機シランと前記基材の表面との化
    学的な反応は、有機シラン中の水酸基と前記基材を構成
    する物質との脱水縮合反応であることを特徴とする、請
    求項１〜４のいずれか一に記載の高潤滑表面部材の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 前記親水化処理は、前記基材の表面に対
    してプラズマ、真空紫外光、及びオゾンガスから選ばれ
    る少なくとも一種を照射することを特徴とする、請求項
    １〜５のいずれか一に記載の高潤滑表面部材の製造方
    法。
  7. 【請求項７】 基材と、基材の表面に形成された長分子
    鎖を有する有機シラン単分子膜とを具えたことを特徴と
    する、高潤滑表面部材。
  8. 【請求項８】 前記長分子鎖の長さが１ｎｍ以上である
    ことを特徴とする、請求項７に記載の高潤滑表面部材。
  9. 【請求項９】 前記長分子鎖の長さが１〜５ｎｍである
    ことを特徴とする、請求項８に記載の高潤滑表面部材。
  10. 【請求項１０】 前記有機シランは、長鎖フッ化炭素鎖
    及び長鎖アルキル鎖の少なくとも一方を含むフッ化アル
    キルシランであることを特徴とする、請求項７〜９のい
    ずれか一に記載の高潤滑表面部材。
JP24165499A 1999-08-27 1999-08-27 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材 Pending JP2001064664A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24165499A JP2001064664A (ja) 1999-08-27 1999-08-27 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材
US09/515,837 US6207621B1 (en) 1999-08-27 2000-02-29 Method for producing a member having a high lubricative surface and a member having a high lubricative surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24165499A JP2001064664A (ja) 1999-08-27 1999-08-27 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001064664A true JP2001064664A (ja) 2001-03-13

Family

ID=17077543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24165499A Pending JP2001064664A (ja) 1999-08-27 1999-08-27 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6207621B1 (ja)
JP (1) JP2001064664A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021038471A (ja) * 2012-03-26 2021-03-11 シルコテック コーポレーション コーティングされた物品及び化学蒸着方法
WO2021161830A1 (ja) * 2020-02-14 2021-08-19 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
JP7486321B2 (ja) 2020-02-14 2024-05-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030183245A1 (en) * 2002-04-01 2003-10-02 Min-Shyan Sheu Surface silanization
US7675711B2 (en) * 2003-05-07 2010-03-09 Sae Magnetics (Hk) Ltd. Measuring and neutralizing the electrical charge at the interface of a magnetic head and media
WO2004107422A2 (en) * 2003-05-27 2004-12-09 Ebara Corporation Plating apparatus and plating method
JP2008004200A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Fujifilm Corp マスター記録媒体の製造方法及び、製造されたマスター記録媒体を用いた磁気転写方法、磁気記録媒体の製造方法
US20080152899A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-26 The Curators Of The University Of Missouri Reducing electrostatic discharge ignition sensitivity of MIC materials

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2506973B2 (ja) * 1988-08-05 1996-06-12 松下電器産業株式会社 光記録媒体の製造方法
US5266222A (en) * 1990-05-23 1993-11-30 California Institute Of Technology Durable low surface-energy surfaces
US5238746A (en) * 1990-11-06 1993-08-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fluorocarbon-based polymer lamination coating film and method of manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021038471A (ja) * 2012-03-26 2021-03-11 シルコテック コーポレーション コーティングされた物品及び化学蒸着方法
WO2021161830A1 (ja) * 2020-02-14 2021-08-19 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
JP7486321B2 (ja) 2020-02-14 2024-05-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6207621B1 (en) 2001-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2809889B2 (ja) 撥水撥油性被膜及びその製造方法
JP6728067B2 (ja) 超疎水性または超親水性表面の新規製造方法
TWI472641B (zh) 基材之高疏水性表面的處理方法
JP4524943B2 (ja) 半導体素子のパターン形成方法及びインプリント加工用モールドの製造方法
CN1152153C (zh) 用于制备光学基体上防水涂层的材料及方法
KR100891891B1 (ko) 박리층을 갖는 성형용 금형 또는 전주용 모형 및 그들의제조 방법
JP4605187B2 (ja) インプリント加工用モールド及びその製造方法
JP2002210821A (ja) 金属製のエンボス型板又はエンボスロールを用いて疎水性ポリマーをエンボス加工する方法、エンボス型板及びエンボスロール
KR20060023532A (ko) 반응성 나노-입자를 포함하는 소수성 피복물
TW201609385A (zh) 疏水物件
JP2017523917A (ja) 超疎水性、超疎油性又は超両疎媒性層を形成する方法において使用するための液体コーティング組成物
KR102203462B1 (ko) 초발수 코팅 방법
JP2001064664A (ja) 高潤滑表面部材の製造方法及び高潤滑表面部材
CN110612208A (zh) 防污性物品及防污性物品的制造方法
WO2019131872A1 (ja) ポリマーブラシ形成用基体及び該基体の製造方法並びに該方法に用いる前駆液
JPH06116430A (ja) 撥水撥油性フィルムとその製造方法
KR20090061380A (ko) 초발수 제품 성형 방법
JPH05140573A (ja) 潤滑剤及び潤滑剤の塗布方法と塗布装置並びに潤滑膜を形成した磁気記録媒体
JPH04359031A (ja) 撥水撥油性フィルム及びその製造方法
JP3870253B2 (ja) 無機−有機ハイブリッド薄膜及びその製造方法
JP7272359B2 (ja) 防汚性物品およびその製造方法
JPH10309768A (ja) 撥水撥油性被膜を有する物品及びその製造方法
JPH04255343A (ja) 撥水撥油コーティング膜及びその製造方法
JP2004002187A (ja) 撥水撥油性被膜
JP2007137767A (ja) 撥水撥油性ガラス基体