JP2500178B2 - 基材表面の撥水撥油処理方法 - Google Patents
基材表面の撥水撥油処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材表面を撥水撥油性
化させる方法に関するものである。さらに詳しくは、金
属やセラミック、ガラス、プラスチック、繊維、紙等の
表面に撥水撥油性の超薄膜を形成して基材表面を撥水撥
油化させる方法に関するものである。
化させる方法に関するものである。さらに詳しくは、金
属やセラミック、ガラス、プラスチック、繊維、紙等の
表面に撥水撥油性の超薄膜を形成して基材表面を撥水撥
油化させる方法に関するものである。
【０００２】さらにまた本発明は、撥水撥油性アパレル
用部材に関するものである。さらに詳しくは、スキーウ
ェア、雨具やスポーツウェア、手袋用布、あるいは毛皮
や皮革等で代表される高性能撥水撥油防汚性アパレル用
部材に関するものである。
用部材に関するものである。さらに詳しくは、スキーウ
ェア、雨具やスポーツウェア、手袋用布、あるいは毛皮
や皮革等で代表される高性能撥水撥油防汚性アパレル用
部材に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、金属、セラミック、ガラス、プラ
スチック、繊維、紙、木材等の表面を撥水撥油化させる
方法として、各種樹脂や塗料を含浸又はコーティングし
たり、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂の
エマルジョンを塗布したり、焼き付ける方法が用いられ
ていた。
スチック、繊維、紙、木材等の表面を撥水撥油化させる
方法として、各種樹脂や塗料を含浸又はコーティングし
たり、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂の
エマルジョンを塗布したり、焼き付ける方法が用いられ
ていた。
【０００４】さらにまた、スキーウェア、雨具、スポー
ツウエア、手袋用布、あるいは毛皮や皮革を撥水撥油処
理することは、汚れ防止や雨天対策上重要な課題であ
る。従来、繊維製品などのアパレル用部材については、
通気性をある程度保有したまま、撥水性を付与するに
は、フロロカーボン系のエマルジョン（フッ素樹脂）を
スプレー法などでコートし、微細な穴を有する多孔質性
コーティング膜を設ける方法が提案されている。別の手
段としては、ウレタン樹脂等の樹脂を薄くコーティング
し、微細な穴を有する多孔質性コーティング膜を設ける
方法も提案されている。また別の手段としては、収縮率
の比較的高い細い繊維を高密度に織り、織物の状態で高
温処理して収縮させることも知られている。
ツウエア、手袋用布、あるいは毛皮や皮革を撥水撥油処
理することは、汚れ防止や雨天対策上重要な課題であ
る。従来、繊維製品などのアパレル用部材については、
通気性をある程度保有したまま、撥水性を付与するに
は、フロロカーボン系のエマルジョン（フッ素樹脂）を
スプレー法などでコートし、微細な穴を有する多孔質性
コーティング膜を設ける方法が提案されている。別の手
段としては、ウレタン樹脂等の樹脂を薄くコーティング
し、微細な穴を有する多孔質性コーティング膜を設ける
方法も提案されている。また別の手段としては、収縮率
の比較的高い細い繊維を高密度に織り、織物の状態で高
温処理して収縮させることも知られている。
【０００５】さらにミンク等の天然毛皮については、シ
リコーン化合物やフッ素化合物を含む塗布液を用いてポ
リッシャー加工などが行われている。
リコーン化合物やフッ素化合物を含む塗布液を用いてポ
リッシャー加工などが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、塗膜は基材表面に化学結合しておらず耐久性
が悪いという大きな欠点があった。また基材自体が有す
る表面の美観を損ねるという問題点もあった。さらに、
従来の撥水剤をコートする方法では効果が少なく、耐久
性も殆ど無いものであった。また、部材表面に樹脂をコ
ートする方法では、着用時蒸れるなどの欠点があった。
繊維の光沢や肌合さらに通気性を損なうことなく繊維表
面のみ撥水撥油処理する事は、アパレル用部材の改良で
重要な課題であった。
方法では、塗膜は基材表面に化学結合しておらず耐久性
が悪いという大きな欠点があった。また基材自体が有す
る表面の美観を損ねるという問題点もあった。さらに、
従来の撥水剤をコートする方法では効果が少なく、耐久
性も殆ど無いものであった。また、部材表面に樹脂をコ
ートする方法では、着用時蒸れるなどの欠点があった。
繊維の光沢や肌合さらに通気性を損なうことなく繊維表
面のみ撥水撥油処理する事は、アパレル用部材の改良で
重要な課題であった。
【０００７】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、金属やセラミック、ガラス、プラスチック、繊
維、紙、木材等の基材の表面を耐久性の高い超薄膜で被
い撥水撥油化させる方法を提供する。さらに本発明は前
記従来技術の課題を解決するため、着用時の蒸れがな
く、かつ耐久性に優れた撥水撥油性アパレル用部材など
の基材を提供することを目的とする。
ため、金属やセラミック、ガラス、プラスチック、繊
維、紙、木材等の基材の表面を耐久性の高い超薄膜で被
い撥水撥油化させる方法を提供する。さらに本発明は前
記従来技術の課題を解決するため、着用時の蒸れがな
く、かつ耐久性に優れた撥水撥油性アパレル用部材など
の基材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の基材表面の撥水撥油処理方法は、基材表面
に化学吸着ポリマー膜を形成する方法であって、フッ化
炭素基とクロル基又はアルコシキ基を複数個含むシラン
系化学吸着物質を非水系の溶媒に溶解した溶液に、表面
に親水性基を含む基材を浸漬する工程と、前記溶液中よ
り基材を取り出し水分をまったく含まないか実質的に含
まない雰囲気中で乾燥し、前記非水系溶媒を除去する工
程と、前記処理物を空気中に取り出す工程とを含むこと
を特徴とする。
め、本発明の基材表面の撥水撥油処理方法は、基材表面
に化学吸着ポリマー膜を形成する方法であって、フッ化
炭素基とクロル基又はアルコシキ基を複数個含むシラン
系化学吸着物質を非水系の溶媒に溶解した溶液に、表面
に親水性基を含む基材を浸漬する工程と、前記溶液中よ
り基材を取り出し水分をまったく含まないか実質的に含
まない雰囲気中で乾燥し、前記非水系溶媒を除去する工
程と、前記処理物を空気中に取り出す工程とを含むこと
を特徴とする。
【０００９】前記方法においては、フッ化炭素基とクロ
ル基を複数個含むシラン系化学吸着物質として、ＣＦ3
−（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは
整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン若しくは酸素原
子を含む置換基、または化学結合、ＸはＨまたはアルキ
ル基、アルコキシ基から選ばれる置換基、ｐは０，１ま
たは２）を用いることが好ましい。
ル基を複数個含むシラン系化学吸着物質として、ＣＦ3
−（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは
整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン若しくは酸素原
子を含む置換基、または化学結合、ＸはＨまたはアルキ
ル基、アルコキシ基から選ばれる置換基、ｐは０，１ま
たは２）を用いることが好ましい。
【００１０】また前記構成においては、非水系の溶媒と
して炭化水素系またはフッ化炭素系の溶媒を用いること
が好ましい。
して炭化水素系またはフッ化炭素系の溶媒を用いること
が好ましい。
【００１１】また前記構成においては、基材表面の親水
性基が、水酸基、カルボキシル基、イミノ基、アミノ基
のいずれかであることが好ましい。
性基が、水酸基、カルボキシル基、イミノ基、アミノ基
のいずれかであることが好ましい。
【００１２】また前記構成においては、基材材料とし
て、表面をプラズマ処理、またはコロナ処理した基材を
用いることが好ましい。
て、表面をプラズマ処理、またはコロナ処理した基材を
用いることが好ましい。
【００１３】
【作用】前記構成によれば、撥水撥油性の官能基を多数
含む化学吸着ポリマー膜が−Ｓｉ−結合を含む共有結合
を介して部材表面に形成されているので、撥水・撥油性
に優れ、かつ耐久性に優れた基材とすることができる。
含む化学吸着ポリマー膜が−Ｓｉ−結合を含む共有結合
を介して部材表面に形成されているので、撥水・撥油性
に優れ、かつ耐久性に優れた基材とすることができる。
【００１４】すなわち本発明においては、きわめて撥水
撥油性の高いフッ素を多数含んだ超薄膜を化学結合を介
して基材表面に形成できるので、耐久性の高い撥水撥油
処理が行える作用がある。また基材がたとえばアパレル
用繊維の場合は、基材表面には、ナノメーターレベルの
超薄膜が形成されているので、織物や編み物の通気性を
妨げることがなく、着用時の蒸れ感は極めて少ない。ま
た、撥水撥油性の官能基がフッ素であり、かつ共有結合
がシロキサン結合であるという本発明の好ましい構成に
よれば、きわめて撥水撥油性の高いフッ素を多数含んだ
超薄膜を化学結合を介してアパレル用部材表面に形成で
きるので、耐久性の高い撥水撥油処理したアパレル用部
材を供給できる。
撥油性の高いフッ素を多数含んだ超薄膜を化学結合を介
して基材表面に形成できるので、耐久性の高い撥水撥油
処理が行える作用がある。また基材がたとえばアパレル
用繊維の場合は、基材表面には、ナノメーターレベルの
超薄膜が形成されているので、織物や編み物の通気性を
妨げることがなく、着用時の蒸れ感は極めて少ない。ま
た、撥水撥油性の官能基がフッ素であり、かつ共有結合
がシロキサン結合であるという本発明の好ましい構成に
よれば、きわめて撥水撥油性の高いフッ素を多数含んだ
超薄膜を化学結合を介してアパレル用部材表面に形成で
きるので、耐久性の高い撥水撥油処理したアパレル用部
材を供給できる。
【００１５】次に本発明方法によれば、フッ化炭素基と
クロル基又はアルコキシ基を複数個含むシラン系化学吸
着物質を非水系の溶媒に溶解した溶液に、表面に親水性
基を含む基材を浸漬した後、前記溶液中より基材を取り
出し水分を殆ど含まない雰囲気中で乾燥し非水系溶媒を
除去すると、前記基材表面に前記シラン系化学吸着物質
の塗膜が形成される。そこでさらに空気中に取り出すと
この塗膜は空気中の水分と脱塩酸反応してポリマー化さ
れる。このとき、塗膜は前記基材表面とも脱塩酸反応し
て共有結合を生じるので、化学結合を介して基材表面に
結合したきわめて撥水撥油性の超薄膜を形成できる。
クロル基又はアルコキシ基を複数個含むシラン系化学吸
着物質を非水系の溶媒に溶解した溶液に、表面に親水性
基を含む基材を浸漬した後、前記溶液中より基材を取り
出し水分を殆ど含まない雰囲気中で乾燥し非水系溶媒を
除去すると、前記基材表面に前記シラン系化学吸着物質
の塗膜が形成される。そこでさらに空気中に取り出すと
この塗膜は空気中の水分と脱塩酸反応してポリマー化さ
れる。このとき、塗膜は前記基材表面とも脱塩酸反応し
て共有結合を生じるので、化学結合を介して基材表面に
結合したきわめて撥水撥油性の超薄膜を形成できる。
【００１６】なお、フッ化炭素基とクロル基を複数個含
むシラン系化学吸着物質としてＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2
ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 、
ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15Ｓｉ
Ｃｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2
（ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ（ＣＨ2 ）15Ｓ
ｉＣｌ3 などを使用できる。
むシラン系化学吸着物質としてＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2
ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 、
ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15Ｓｉ
Ｃｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2
（ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ（ＣＨ2 ）15Ｓ
ｉＣｌ3 などを使用できる。
【００１７】また、非水系の溶媒として炭化水素系ある
いはフッ化炭素系の溶媒を用いること毒性が無いので都
合がよい。
いはフッ化炭素系の溶媒を用いること毒性が無いので都
合がよい。
【００１８】また基材表面の親水性基が、水酸基、カル
ボキシル基、イミノ基、アミノ基のいずれかであると、
前記シラン系化学吸着物質が共有結合しやすい。
ボキシル基、イミノ基、アミノ基のいずれかであると、
前記シラン系化学吸着物質が共有結合しやすい。
【００１９】また基材材料として、表面をプラズマ処
理、またはコロナ処理した基材を用いると、当初は反応
性が低い材料であっても化学吸着膜を形成し易くでき
る。
理、またはコロナ処理した基材を用いると、当初は反応
性が低い材料であっても化学吸着膜を形成し易くでき
る。
【００２０】
【実施例】以下実施例を用いて本発明方法をさらに具体
的に説明する。以下の実施例は、本発明に関する代表的
な撥水撥油処理方法である。
的に説明する。以下の実施例は、本発明に関する代表的
な撥水撥油処理方法である。
【００２１】さらにアパレル用部材を撥水・撥油処理す
る場合の具体例を説明する。フッ化炭素基とクロル基を
複数個含むシラン系化学吸着物質を非水系の溶媒に溶解
した溶液に、表面に水酸基やイミノ基あるいはカルボキ
シル基を含むアパレル用部材を浸漬した後前記溶液中よ
りアパレル用部材を取り出し水分を殆ど含まない雰囲気
中で乾燥し非水系溶媒を除去すると、前記単分子膜表面
に前記シラン系化学吸着物質の塗膜が形成される。そこ
でさらに空気中に取り出すとこの塗膜は空気中の水分と
脱塩酸反応してポリマー化される。このとき、塗膜は前
記アパレル用部材表面とも脱塩酸反応して共有結合を生
じるので、化学結合を介してアパレル用部材表面に結合
したフッ素を多数含むきわめて撥水撥油性の超薄膜を形
成できる。以下具体的実施例を説明する。
る場合の具体例を説明する。フッ化炭素基とクロル基を
複数個含むシラン系化学吸着物質を非水系の溶媒に溶解
した溶液に、表面に水酸基やイミノ基あるいはカルボキ
シル基を含むアパレル用部材を浸漬した後前記溶液中よ
りアパレル用部材を取り出し水分を殆ど含まない雰囲気
中で乾燥し非水系溶媒を除去すると、前記単分子膜表面
に前記シラン系化学吸着物質の塗膜が形成される。そこ
でさらに空気中に取り出すとこの塗膜は空気中の水分と
脱塩酸反応してポリマー化される。このとき、塗膜は前
記アパレル用部材表面とも脱塩酸反応して共有結合を生
じるので、化学結合を介してアパレル用部材表面に結合
したフッ素を多数含むきわめて撥水撥油性の超薄膜を形
成できる。以下具体的実施例を説明する。
【００２２】実施例１ まず、加工の終了したガラス基材（金属やセラミック、
プラスチック、繊維等表面に水酸基やイミノ基、カルボ
キシル基などクロロシリル基と脱塩酸反応を生じる官能
基を表面に含むものであればなんでもよい）１を用意し
（図１（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基と、複数個
のクロル基を持つシラン系化学吸着物質、たとえば ＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン
もしくは酸素原子を含む置換基、または化学結合、Ｘは
Ｈまたはアルキル基、アルコキシ基等の置換基、ｐは
０，１または２）で表わされる物質、例えばＣＦ3 （Ｃ
Ｆ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 をフッ化炭素系溶媒
（例えば旭ガラス製：アフルード）に１wt％溶解した溶
液に１０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄すること
なく、そのまま水分をほとんど含まない（好ましくは相
対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾燥させる
と、表面に残ったフッ化炭素基と複数個のクロル基を持
つシラン系化学吸着物質で２００オングストローム（２
０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜２が形成される。このとき、
一部のシラン系化学吸着物質は、基材表面の水酸基３と
脱塩酸反応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）４を生
じ、基材表面に固定される（図１（ｂ））。そこでさら
に基材を水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気
中に移すと、この塗膜内の固定されたフッ化炭素基とク
ロロシリル基を含む物質の残ったクロロシリル基は空気
中の水分と脱塩酸反応してポリマー化される。この様に
して作成された塗膜はフッ素を多数含みシロキサン結合
４で基材表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の
高い超薄膜５が基材表面に形成される（図１（ｃ））。
プラスチック、繊維等表面に水酸基やイミノ基、カルボ
キシル基などクロロシリル基と脱塩酸反応を生じる官能
基を表面に含むものであればなんでもよい）１を用意し
（図１（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基と、複数個
のクロル基を持つシラン系化学吸着物質、たとえば ＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン
もしくは酸素原子を含む置換基、または化学結合、Ｘは
Ｈまたはアルキル基、アルコキシ基等の置換基、ｐは
０，１または２）で表わされる物質、例えばＣＦ3 （Ｃ
Ｆ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 をフッ化炭素系溶媒
（例えば旭ガラス製：アフルード）に１wt％溶解した溶
液に１０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄すること
なく、そのまま水分をほとんど含まない（好ましくは相
対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾燥させる
と、表面に残ったフッ化炭素基と複数個のクロル基を持
つシラン系化学吸着物質で２００オングストローム（２
０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜２が形成される。このとき、
一部のシラン系化学吸着物質は、基材表面の水酸基３と
脱塩酸反応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）４を生
じ、基材表面に固定される（図１（ｂ））。そこでさら
に基材を水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気
中に移すと、この塗膜内の固定されたフッ化炭素基とク
ロロシリル基を含む物質の残ったクロロシリル基は空気
中の水分と脱塩酸反応してポリマー化される。この様に
して作成された塗膜はフッ素を多数含みシロキサン結合
４で基材表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の
高い超薄膜５が基材表面に形成される（図１（ｃ））。
【００２３】なお、この超薄膜は基材とシロキサン結合
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。また水に対する濡れ角度を計ると
約１５０度であった。
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。また水に対する濡れ角度を計ると
約１５０度であった。
【００２４】実施例２ 加工の終了したナイロン−ＡＢＳ樹脂（ポリマーアロ
イ）基材１１を用意し（図２（ａ））、洗浄した後、フ
ッ化炭素基と複数個のクロル基を持つシラン系化学吸着
物質、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣ
ｌ3 を炭化水素系溶媒（ノルマルヘキサン）に１wt％溶
解した溶液に２０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄
することなく、そのまま水分をほとんど含まない（好ま
しくは相対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾
燥させると、表面に残った前記シラン系化学吸着物質で
１００オングストローム（１０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜
１２が形成される。このとき、一部の前記クロロシラン
系化学吸着物質は、基材表面のイミノ基１３と脱塩酸反
応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）１４を生じ、基材
表面に固定される（図２（ｂ））。そこで、さらに基材
を水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気中に移
すと、この塗膜および固定された前記クロロシラン系化
学吸着物質の残ったクロロシリル基は空気中の水分と脱
塩酸反応してポリマー化される。この様にして作成され
た塗膜は、フッ素を多数含み−ＳｉＮ＜結合１４で基材
表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の高い超薄
膜１５が基材表面に形成される（図２（ｃ））。
イ）基材１１を用意し（図２（ａ））、洗浄した後、フ
ッ化炭素基と複数個のクロル基を持つシラン系化学吸着
物質、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣ
ｌ3 を炭化水素系溶媒（ノルマルヘキサン）に１wt％溶
解した溶液に２０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄
することなく、そのまま水分をほとんど含まない（好ま
しくは相対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾
燥させると、表面に残った前記シラン系化学吸着物質で
１００オングストローム（１０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜
１２が形成される。このとき、一部の前記クロロシラン
系化学吸着物質は、基材表面のイミノ基１３と脱塩酸反
応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）１４を生じ、基材
表面に固定される（図２（ｂ））。そこで、さらに基材
を水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気中に移
すと、この塗膜および固定された前記クロロシラン系化
学吸着物質の残ったクロロシリル基は空気中の水分と脱
塩酸反応してポリマー化される。この様にして作成され
た塗膜は、フッ素を多数含み−ＳｉＮ＜結合１４で基材
表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の高い超薄
膜１５が基材表面に形成される（図２（ｃ））。
【００２５】なお、この超薄膜は基材と−ＳｉＮ＜結合
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。水に対する濡れ角度も１３０度と
非常に高かった。
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。水に対する濡れ角度も１３０度と
非常に高かった。
【００２６】なお上記実施例では、クロロシラン系化学
吸着物質として、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
Ｃｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を
用いたが、これ以外に、ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15Ｓ
ｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ
2 ）15ＳｉＣｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ
（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 等が利用できた。
吸着物質として、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
Ｃｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を
用いたが、これ以外に、ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15Ｓ
ｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ
2 ）15ＳｉＣｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ
（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 等が利用できた。
【００２７】また、あらかじめ表面を１０〜０．１ミク
ロン程度粗面処理しておいた基材を用いると、実施例１
及び２において撥水角度はそれぞれ約１６０度および１
７０度のものが得られた。
ロン程度粗面処理しておいた基材を用いると、実施例１
及び２において撥水角度はそれぞれ約１６０度および１
７０度のものが得られた。
【００２８】実施例３ まず、加工の終了したレインコート用木綿製布（繊維等
表面に水酸基やイミノ基、カルボキシル基などクロロシ
リル基と脱塩酸反応を生じる官能基を表面に含むもので
あれば毛皮や皮革等なんでもよい）を用意し（図１
（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基とクロロシリル基
を複数個持つ下記一般式 ＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン
もしくは酸素原子を含む置換基、または化学結合、Ｘは
Ｈまたはアルキル基、アルコキシ基等の置換基、ｐは
０，１または２）で表わされる物質で処理する。処理に
当たっては非水系溶媒に稀釈して用いる。
表面に水酸基やイミノ基、カルボキシル基などクロロシ
リル基と脱塩酸反応を生じる官能基を表面に含むもので
あれば毛皮や皮革等なんでもよい）を用意し（図１
（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基とクロロシリル基
を複数個持つ下記一般式 ＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン
もしくは酸素原子を含む置換基、または化学結合、Ｘは
Ｈまたはアルキル基、アルコキシ基等の置換基、ｐは
０，１または２）で表わされる物質で処理する。処理に
当たっては非水系溶媒に稀釈して用いる。
【００２９】前記一般式で示されるシラン系化学吸着物
質の具体的化合物としては、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）
7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 がある。この化合物をフッ化
炭素系溶媒（例えば旭ガラス製：アフルード）に１wt％
溶解した溶液に１０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗
浄することなく、そのまま水分をほとんど含まない（好
ましくは相対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ
乾燥させると、木綿繊維１表面に残ったシラン系化学吸
着物質で約２００オングストローム（２０ｎｍ）程度の
膜厚で塗膜２が形成される。このとき、一部の前記シラ
ン系化学吸着物質は、綿繊維表面の水酸基３と脱塩酸反
応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）４を生じ、繊維表
面に固定される（図１（ｂ））。そこでさらに綿製布を
水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気中に移す
と、この繊維表面に塗膜および固定された前記シラン系
化学吸着物質の残ったクロロシリル基は、空気中の水分
と脱塩酸反応してポリマー化される。この様にして作成
された塗膜は、フッ素を多数含みシロキサン結合４で綿
繊維表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の高い
超薄膜５が木綿繊維表面に形成される（図１（ｃ））。
質の具体的化合物としては、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）
7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 がある。この化合物をフッ化
炭素系溶媒（例えば旭ガラス製：アフルード）に１wt％
溶解した溶液に１０分程度浸漬し、その後有機溶剤で洗
浄することなく、そのまま水分をほとんど含まない（好
ましくは相対湿度５％以下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ
乾燥させると、木綿繊維１表面に残ったシラン系化学吸
着物質で約２００オングストローム（２０ｎｍ）程度の
膜厚で塗膜２が形成される。このとき、一部の前記シラ
ン系化学吸着物質は、綿繊維表面の水酸基３と脱塩酸反
応してシロキサン結合（−ＳｉＯ−）４を生じ、繊維表
面に固定される（図１（ｂ））。そこでさらに綿製布を
水分を含む（相対湿度３０％程度以上）雰囲気中に移す
と、この繊維表面に塗膜および固定された前記シラン系
化学吸着物質の残ったクロロシリル基は、空気中の水分
と脱塩酸反応してポリマー化される。この様にして作成
された塗膜は、フッ素を多数含みシロキサン結合４で綿
繊維表面に結合されるため、きわめて撥水撥油性の高い
超薄膜５が木綿繊維表面に形成される（図１（ｃ））。
【００３０】なお、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓ
ｉＣｌ3 をアフルードに溶解した溶液に、等モル濃度で
ピリジン（クロロシリル基と反応せず、水分を含まない
アルカリなら何でもよい）を添加しておくと、木綿製布
を劣化させずに処理が行えた。この理由は、木綿繊維の
水酸基（−ＯＨ基）またはカルボキシル基と、前記ＣＦ
3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 のクロロシリル
基（−Ｃｌ基）との反応によって脱塩酸が起こるが、こ
の塩酸によって木綿は酸劣化するものと思われる。しか
しながら、ピリジンを相当量加えておくと、脱塩酸はピ
リジンによって中和し、木綿繊維を傷めないからと思わ
れる。
ｉＣｌ3 をアフルードに溶解した溶液に、等モル濃度で
ピリジン（クロロシリル基と反応せず、水分を含まない
アルカリなら何でもよい）を添加しておくと、木綿製布
を劣化させずに処理が行えた。この理由は、木綿繊維の
水酸基（−ＯＨ基）またはカルボキシル基と、前記ＣＦ
3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 のクロロシリル
基（−Ｃｌ基）との反応によって脱塩酸が起こるが、こ
の塩酸によって木綿は酸劣化するものと思われる。しか
しながら、ピリジンを相当量加えておくと、脱塩酸はピ
リジンによって中和し、木綿繊維を傷めないからと思わ
れる。
【００３１】このようにして得られたフッ素を含む超薄
膜は綿繊維とシロキサン結合を介して共有結合してお
り、こすっても洗浄しても剥がれることが無かった。ま
たこのようにして撥水撥油処理された綿製布の水に対す
る濡れ角度を計ると約１７０度であった。
膜は綿繊維とシロキサン結合を介して共有結合してお
り、こすっても洗浄しても剥がれることが無かった。ま
たこのようにして撥水撥油処理された綿製布の水に対す
る濡れ角度を計ると約１７０度であった。
【００３２】実施例４ 加工の終了したナイロン繊維１１を用意し（図２
（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基とクロル基を複数
個持つシラン系化学吸着物質、例えば、ＣＦ3 （Ｃ
Ｆ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 をフッ化炭素系溶媒
（ノルマルヘキサン）に１wt％溶解した溶液に２０分程
度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄することなく、そのま
ま水分をほとんど含まない（好ましくは相対湿度５％以
下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾燥させると、表面に残
った前記シラン系化学吸着物質で１００オングストロー
ム（１０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜１２が形成される。こ
のとき、一部のフッ化炭素基とクロロシリル基を含む物
質は、繊維表面のイミノ基１３と脱塩酸反応して−Ｓｉ
Ｎ＜結合１４を生じ、繊維基材表面に固定される（図２
（ｂ））。そこでさらに繊維を水分を含む（相対湿度３
０％程度以上）空気雰囲気中に移すと、この塗膜および
固定されたフッ化炭素基とクロロシリル基を含む物質の
残ったクロロシリル基は空気中の水分と脱塩酸反応して
ポリマー化される。この様にして作成された塗膜は、フ
ッ素を多数含み−ＳｉＮ＜結合１４で繊維表面に結合さ
れるため、きわめて撥水撥油性の高い超薄膜１５が繊維
表面に形成される（図２（ｃ））。
（ａ））、洗浄した後、フッ化炭素基とクロル基を複数
個持つシラン系化学吸着物質、例えば、ＣＦ3 （Ｃ
Ｆ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 をフッ化炭素系溶媒
（ノルマルヘキサン）に１wt％溶解した溶液に２０分程
度浸漬し、その後有機溶剤で洗浄することなく、そのま
ま水分をほとんど含まない（好ましくは相対湿度５％以
下）雰囲気中で溶媒を蒸発させ乾燥させると、表面に残
った前記シラン系化学吸着物質で１００オングストロー
ム（１０ｎｍ）程度の膜厚で塗膜１２が形成される。こ
のとき、一部のフッ化炭素基とクロロシリル基を含む物
質は、繊維表面のイミノ基１３と脱塩酸反応して−Ｓｉ
Ｎ＜結合１４を生じ、繊維基材表面に固定される（図２
（ｂ））。そこでさらに繊維を水分を含む（相対湿度３
０％程度以上）空気雰囲気中に移すと、この塗膜および
固定されたフッ化炭素基とクロロシリル基を含む物質の
残ったクロロシリル基は空気中の水分と脱塩酸反応して
ポリマー化される。この様にして作成された塗膜は、フ
ッ素を多数含み−ＳｉＮ＜結合１４で繊維表面に結合さ
れるため、きわめて撥水撥油性の高い超薄膜１５が繊維
表面に形成される（図２（ｃ））。
【００３３】なお、この超薄膜は繊維と−ＳｉＮ＜結合
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。このようにして撥水撥油処理され
たナイロン繊維を布に織りあげた後、水に対する濡れ角
度を測定すると、約１７０度と非常に高かった。
を介して共有結合しており、こすっても洗浄しても剥が
れることが無かった。このようにして撥水撥油処理され
たナイロン繊維を布に織りあげた後、水に対する濡れ角
度を測定すると、約１７０度と非常に高かった。
【００３４】なお、上記実施例ではフッ化炭素基とクロ
ロシリル基を含む物質として、 ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を用いたが、これ以外に下記の物質等も利用できた。
ロシリル基を含む物質として、 ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を用いたが、これ以外に下記の物質等も利用できた。
【００３５】 ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 ＣＦ3 ＣＯＯ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の方法を用い
ると、フッ化炭素基を含むシラン系化学吸着物質を非水
系の溶媒に溶解した溶液に、表面に水酸基やイミノ基等
の官能基を含む基材を浸漬した後、前記溶液中より基材
を取り出し水分を殆ど含まない雰囲気中で乾燥し非水系
溶媒を除去すると、前記単分子膜表面に前記シラン系化
学吸着物質の塗膜が形成される。そこでさらに空気中に
さらすとこの塗膜は空気中の水分と脱塩酸反応してポリ
マー化される。このとき塗膜はフッ素を多数含み空気中
の水分や基材表面の水酸基やイミノ基あるいはカルボキ
シル基と反応して、−ＳｉＯ−または−ＳｉＮ＜結合を
介して基材表面に化学結合した状態で形成される。この
結果、きわめて撥水撥油効果の高い超薄膜を化学結合を
介して基材表面に形成できるので、耐久性の高い撥水撥
油処理をきわめて簡単に行える効果がある。
ると、フッ化炭素基を含むシラン系化学吸着物質を非水
系の溶媒に溶解した溶液に、表面に水酸基やイミノ基等
の官能基を含む基材を浸漬した後、前記溶液中より基材
を取り出し水分を殆ど含まない雰囲気中で乾燥し非水系
溶媒を除去すると、前記単分子膜表面に前記シラン系化
学吸着物質の塗膜が形成される。そこでさらに空気中に
さらすとこの塗膜は空気中の水分と脱塩酸反応してポリ
マー化される。このとき塗膜はフッ素を多数含み空気中
の水分や基材表面の水酸基やイミノ基あるいはカルボキ
シル基と反応して、−ＳｉＯ−または−ＳｉＮ＜結合を
介して基材表面に化学結合した状態で形成される。この
結果、きわめて撥水撥油効果の高い超薄膜を化学結合を
介して基材表面に形成できるので、耐久性の高い撥水撥
油処理をきわめて簡単に行える効果がある。
【００３７】また本発明を用いると、きわめて撥水撥油
効果の高い超薄膜を共有結合を介して基材表面に形成で
きるので、耐久性の高い撥水撥油処理したアパレル用部
材を低コストで提供できる効果がある。
効果の高い超薄膜を共有結合を介して基材表面に形成で
きるので、耐久性の高い撥水撥油処理したアパレル用部
材を低コストで提供できる効果がある。
【図１】本発明の第１及び３の実施例である基材の撥水
撥油処理方法を説明するためにもちいた工程断面図であ
る。
撥油処理方法を説明するためにもちいた工程断面図であ
る。
【図２】本発明の第２及び４の実施例である基材の撥水
撥油処理方法を説明するためにもちいた工程断面図であ
る。
撥油処理方法を説明するためにもちいた工程断面図であ
る。
１，１１ 基材 ２，１２ 塗膜 ３ 水酸基 １３ イミノ基 ４ シロキサン結合 １４ −ＳｉＮ＜結合 ５、１５ 撥水撥油性超薄膜
Claims (5)
- 【請求項１】 基材表面に化学吸着ポリマー膜を形成す
る方法であって、フッ化炭素基とクロル基又はアルコキ
シ基を複数個含むシラン系化学吸着物質を非水系の溶媒
に溶解した溶液に、表面に親水性基を含む基材を浸漬す
る工程と、前記溶液中より基材を取り出し水分をまった
く含まないか実質的に含まない雰囲気中で乾燥し、前記
非水系溶媒を除去する工程と、前記処理物を空気中に取
り出す工程とを含むことを特徴とする基材表面の撥水撥
油処理方法。 - 【請求項２】 フッ化炭素基とクロル基を複数個含むシ
ラン系化学吸着物質として、 ＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒはアルキレン基またはシリコン
若しくは酸素原子を含む置換基、または化学結合、Ｘは
Ｈまたはアルキル基、アルコキシ基から選ばれる置換
基、ｐは０，１または２）を用いる請求項１記載の基材
表面の撥水撥油処理方法。 - 【請求項３】 非水系の溶媒として炭化水素系またはフ
ッ化炭素系の溶媒を用いる請求項１記載の基材表面の撥
水撥油処理方法。 - 【請求項４】 基材表面の親水性基が、水酸基、カルボ
キシル基、イミノ基、アミノ基のいずれかである請求項
１記載の基材表面の撥水撥油処理方法。 - 【請求項５】 基材材料として、表面をプラズマ処理、
またはコロナ処理した基材を用いる請求項１記載の基材
表面の撥水撥油処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194266A JP2500178B2 (ja) | 1991-07-26 | 1992-07-21 | 基材表面の撥水撥油処理方法 |
| KR1019930005596A KR960015813B1 (ko) | 1992-07-21 | 1993-04-02 | 발수발유처리방법 및 이것을 사용한 어패럴용부재 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-187695 | 1991-07-26 | ||
| JP18769391 | 1991-07-26 | ||
| JP18769591 | 1991-07-26 | ||
| JP3-187693 | 1991-07-26 | ||
| JP4194266A JP2500178B2 (ja) | 1991-07-26 | 1992-07-21 | 基材表面の撥水撥油処理方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7287170A Division JP2886814B2 (ja) | 1991-07-26 | 1995-11-06 | 撥水撥油性基材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193056A JPH05193056A (ja) | 1993-08-03 |
| JP2500178B2 true JP2500178B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=27325932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4194266A Expired - Lifetime JP2500178B2 (ja) | 1991-07-26 | 1992-07-21 | 基材表面の撥水撥油処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500178B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999025487A1 (fr) * | 1997-11-18 | 1999-05-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede de production d'un film monomoleculaire de chimisorption, procedes de production de films d'alignement de cristaux liquides et ecrans d'affichage comprenant le film de chimisorption |
| JP5001015B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2012-08-15 | 富士フイルム株式会社 | 非特異吸着を抑制した表面を有する生化学用器具 |
| WO2009104235A1 (ja) | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Ogawa Kazufumi | 金型とその製造方法及びそれを用いて作製した成型品 |
| CN112851140B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-09-23 | 昆山国显光电有限公司 | 玻璃盖板制作方法、玻璃盖板及显示模组 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559652A (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-23 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Water repellent |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4194266A patent/JP2500178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 応用物理学会「１９９０年（平成２年）春季第３７回応用物理学関係連合講演会予稿集第３分冊」（１９９０年３月２８日）第１０４８頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05193056A (ja) | 1993-08-03 |
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