JP2921532B2 - 防曇撥油膜およびその製造方法 - Google Patents
防曇撥油膜およびその製造方法Info
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- JP2921532B2 JP2921532B2 JP3143499A JP14349991A JP2921532B2 JP 2921532 B2 JP2921532 B2 JP 2921532B2 JP 3143499 A JP3143499 A JP 3143499A JP 14349991 A JP14349991 A JP 14349991A JP 2921532 B2 JP2921532 B2 JP 2921532B2
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- chlorosilyl
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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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐久性の防曇撥油単
分子膜または防曇撥油単分子累積膜に関するものであ
る。さらに詳しくは、透明性基材の表面の防曇撥油性向
上のため、ナノメータレベルの膜厚で形成された親水性
でかつ撥油性の高い表面が親水基で被われた防曇撥油を
目的としたフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜に
関するものである。
分子膜または防曇撥油単分子累積膜に関するものであ
る。さらに詳しくは、透明性基材の表面の防曇撥油性向
上のため、ナノメータレベルの膜厚で形成された親水性
でかつ撥油性の高い表面が親水基で被われた防曇撥油を
目的としたフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】窓ガラス、浴室の鏡、眼鏡のレンズなど
水蒸気や水滴によって曇りやすい表面に対して防曇性を
付与することは、従来から様々な提案がなされてきた。
水蒸気や水滴によって曇りやすい表面に対して防曇性を
付与することは、従来から様々な提案がなされてきた。
【０００３】従来、ガラスやプラスチックなどの基材の
防曇性を向上させる方法として、ポリエチレングリコー
ル変性体、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）な
どの親水性コーティング膜を塗布したり、各種シリコー
ン系樹脂を塗布する方法が数多く提案されている。
防曇性を向上させる方法として、ポリエチレングリコー
ル変性体、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）な
どの親水性コーティング膜を塗布したり、各種シリコー
ン系樹脂を塗布する方法が数多く提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ーン系樹脂は透明性が低いので基材の色調や光沢を保持
したままで塗布しようとすれば、塗布厚をきわめて薄く
する必要があった。ところが、シリコーン系樹脂は、硬
度が低く耐引っかき性に劣る欠点があるため、塗膜を薄
くすることは耐久性の劣化につながるという問題点があ
った。ポリエチレングリコール変性体、ポリ（ヒドロキ
シエチルメタクリレート）なども同様に耐摩耗性が低
く、耐久性に劣るという問題があった。
ーン系樹脂は透明性が低いので基材の色調や光沢を保持
したままで塗布しようとすれば、塗布厚をきわめて薄く
する必要があった。ところが、シリコーン系樹脂は、硬
度が低く耐引っかき性に劣る欠点があるため、塗膜を薄
くすることは耐久性の劣化につながるという問題点があ
った。ポリエチレングリコール変性体、ポリ（ヒドロキ
シエチルメタクリレート）なども同様に耐摩耗性が低
く、耐久性に劣るという問題があった。
【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、ナノメーターレベルの薄い均一厚さの単分子膜およ
びその累積膜を応用することにより、防曇撥油性に優
れ、かつ基材の色調や光沢を保持したままで傷つきにく
く、耐引っかき性が高く表面が親水性のフッ化炭素系の
塗膜を提供することを目的とする。
め、ナノメーターレベルの薄い均一厚さの単分子膜およ
びその累積膜を応用することにより、防曇撥油性に優
れ、かつ基材の色調や光沢を保持したままで傷つきにく
く、耐引っかき性が高く表面が親水性のフッ化炭素系の
塗膜を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の防曇撥油膜は、基体表面にフッ素を含む単
分子膜が基体とシロキサン結合を介して形成され、前記
化学吸着単分子膜の表面に親水性基が固定されているこ
とを特徴とする。
め、本発明の防曇撥油膜は、基体表面にフッ素を含む単
分子膜が基体とシロキサン結合を介して形成され、前記
化学吸着単分子膜の表面に親水性基が固定されているこ
とを特徴とする。
【０００７】前記構成においては、フッ素を含む化学吸
着単分子膜が累積されているものであることが好まし
い。次に本発明の第１の製造方法は、表面に水酸基を含
む基体を用意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフ
ッ化炭素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させ
て、前記基体表面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性
剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程と、非水
系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記活性剤
を洗浄除去した後、水と反応させて、表面に親水性基が
固定された単分子膜を前記基体上に形成する工程を含む
ことを特徴とする。
着単分子膜が累積されているものであることが好まし
い。次に本発明の第１の製造方法は、表面に水酸基を含
む基体を用意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフ
ッ化炭素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させ
て、前記基体表面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性
剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程と、非水
系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記活性剤
を洗浄除去した後、水と反応させて、表面に親水性基が
固定された単分子膜を前記基体上に形成する工程を含む
ことを特徴とする。
【０００８】前記構成においては、クロロシリル基を分
子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ただし、ｎは整数、Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシ
リコン若しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくと
も良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０
または１または２）、または Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒ1 は不飽和基またはジメチルシ
リル基、Ｒ2 およびＲ3 はアルキル基またはシリコン若
しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、
ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐは０または１また
は２）を用いることが好ましい。
子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ただし、ｎは整数、Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシ
リコン若しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくと
も良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０
または１または２）、または Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒ1 は不飽和基またはジメチルシ
リル基、Ｒ2 およびＲ3 はアルキル基またはシリコン若
しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、
ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐは０または１また
は２）を用いることが好ましい。
【０００９】次に本発明の第２の製造方法は、表面に水
酸基を含む基体を用意し、クロロシリル基を一端に含み
他の一端に反応性官能基不飽和基を含む界面活性剤を混
ぜた非水系溶媒に接触させ、前記基体表面の水酸基と前
記活性剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程
と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前
記活性剤を洗浄除去し、前記基体上に単分子膜を形成す
る工程と、基板表面の反応性官能基をクロロシリル基に
対して活性な基に変化させる工程と、さらにクロロシリ
ル基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤を混ぜ
た非水系溶媒に接触させて前記単分子表面の活性な基と
前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリル基と
を反応させて前記活性剤を前記基体表面に析出させる工
程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な
前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させて、前記基体
上にシラノール基を複数個含む界面活性剤よりなる単分
子膜を累積する工程とを含むことを特徴とする。
酸基を含む基体を用意し、クロロシリル基を一端に含み
他の一端に反応性官能基不飽和基を含む界面活性剤を混
ぜた非水系溶媒に接触させ、前記基体表面の水酸基と前
記活性剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程
と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前
記活性剤を洗浄除去し、前記基体上に単分子膜を形成す
る工程と、基板表面の反応性官能基をクロロシリル基に
対して活性な基に変化させる工程と、さらにクロロシリ
ル基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤を混ぜ
た非水系溶媒に接触させて前記単分子表面の活性な基と
前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリル基と
を反応させて前記活性剤を前記基体表面に析出させる工
程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な
前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させて、前記基体
上にシラノール基を複数個含む界面活性剤よりなる単分
子膜を累積する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】前記本発明の第１〜２の製造方法において
は、表面に水酸基を含む基体としてガラスを用いること
ができる。また前記本発明の第１〜２の製造方法におい
ては、表面に水酸基を含む基体として、予め表面を酸素
を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化したプラスチ
ックを用いることができる。
は、表面に水酸基を含む基体としてガラスを用いること
ができる。また前記本発明の第１〜２の製造方法におい
ては、表面に水酸基を含む基体として、予め表面を酸素
を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化したプラスチ
ックを用いることができる。
【００１１】
【作用】前記した本発明の構成によれば、表面が親水性
で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメータレベルの
膜厚のフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜を、基
材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成するた
め、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐引っ
かき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメータレベルの
膜厚のフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜を、基
材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成するた
め、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐引っ
かき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
【００１２】すなわち、基体表面にフッ素を含む単分子
膜が基体とシロキサン結合（共有結合）を介して形成さ
れているので、耐引っかき性や耐摩耗性に優れ、防曇撥
油性にも優れる。また化学吸着単分子膜の表面には親水
性基が固定されているので、防曇撥油性にも優れる。
膜が基体とシロキサン結合（共有結合）を介して形成さ
れているので、耐引っかき性や耐摩耗性に優れ、防曇撥
油性にも優れる。また化学吸着単分子膜の表面には親水
性基が固定されているので、防曇撥油性にも優れる。
【００１３】また、前記フッ素を含む化学吸着単分子膜
が累積されているという本発明の好ましい構成によれ
ば、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また
前記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防
曇撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することが
できる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を
効率良く得ることができる。
が累積されているという本発明の好ましい構成によれ
ば、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また
前記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防
曇撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することが
できる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を
効率良く得ることができる。
【００１４】また前記した本発明の第２の製造方法によ
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
【００１５】
【実施例】本発明は、基体としてガラスやプラスチック
（プラスチックの場合は、表面を酸化して親水性にして
おくか表面が親水性のものを用いるのが好ましい）を用
意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系
界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記基体表
面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロ
ロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記基体表面に
析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に
残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させ
て、前記基体上にシラノール基を複数個含む界面活性剤
よりなる単分子膜を形成する工程とを複数回繰り返し
て、表面が水酸基で被われた親水撥油性フッ素系化学吸
着単分子累積膜を製造する方法により、フッ素を含むシ
ロキサン系単分子膜を介して表面が水酸基で被われてい
る防曇撥油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供
できる。
（プラスチックの場合は、表面を酸化して親水性にして
おくか表面が親水性のものを用いるのが好ましい）を用
意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系
界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記基体表
面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロ
ロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記基体表面に
析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に
残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させ
て、前記基体上にシラノール基を複数個含む界面活性剤
よりなる単分子膜を形成する工程とを複数回繰り返し
て、表面が水酸基で被われた親水撥油性フッ素系化学吸
着単分子累積膜を製造する方法により、フッ素を含むシ
ロキサン系単分子膜を介して表面が水酸基で被われてい
る防曇撥油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供
できる。
【００１６】このとき、クロロシリル基を分子両末端に
含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ｎは整数、Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシリコンや
酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨ
またはアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１また
は２）を用いると好都合である。
含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ｎは整数、Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシリコンや
酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨ
またはアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１また
は２）を用いると好都合である。
【００１７】また、フッ化炭素系化学吸着単分子膜を累
積する工程において、クロロシリル基を一端に含み他の
一端に反応性官能基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記物質を前記基体
表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し前記基体上
に単分子膜を形成する工程と、化学試薬で処理したり、
あるいは反応性ガス中でプラズマ処理したり、反応性ガ
ス中でエネルギービームを照射して、基板表面の反応性
官能基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる
工程とを複数回繰り返して、フッ素系化学吸着単分子累
積膜を製造する方法を用いて、フッ素を含むシロキサン
系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供できる。
積する工程において、クロロシリル基を一端に含み他の
一端に反応性官能基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記物質を前記基体
表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し前記基体上
に単分子膜を形成する工程と、化学試薬で処理したり、
あるいは反応性ガス中でプラズマ処理したり、反応性ガ
ス中でエネルギービームを照射して、基板表面の反応性
官能基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる
工程とを複数回繰り返して、フッ素系化学吸着単分子累
積膜を製造する方法を用いて、フッ素を含むシロキサン
系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供できる。
【００１８】このとき、クロロシリル基を一端に複数個
含み他の一端に反応性官能基を含む界面活性剤として Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ｎは整数、Ｒ1 は不飽和基またはジメチルシリル基、
Ｒ2およびＲ3 はアルキル基またはシリコンや酸素原子
を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたはア
ルキル基等の置換基、ｐは０または１または２）を用い
ると好都合である。
含み他の一端に反応性官能基を含む界面活性剤として Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ｎは整数、Ｒ1 は不飽和基またはジメチルシリル基、
Ｒ2およびＲ3 はアルキル基またはシリコンや酸素原子
を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたはア
ルキル基等の置換基、ｐは０または１または２）を用い
ると好都合である。
【００１９】以下に本発明の表面が親水性のフッ化炭素
系化学吸着単分子膜の累積に用いる化学吸着剤と単分子
膜の累積方法の実施例を順に説明する。本発明に関する
フッ化炭素系単分子累積膜の作製には、両端にクロルシ
ラン基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官
能基）を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する直鎖状のク
ロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使用可能であ
るが、特に、クロロシリル基を分子両末端に複数個含む
フッ化炭素系界面活性剤としてＸp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1
−（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ｎは整数、
Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシリコンや酸素原子を含
む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキ
ル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１または２）を用い
ると好都合である。
系化学吸着単分子膜の累積に用いる化学吸着剤と単分子
膜の累積方法の実施例を順に説明する。本発明に関する
フッ化炭素系単分子累積膜の作製には、両端にクロルシ
ラン基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官
能基）を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する直鎖状のク
ロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使用可能であ
るが、特に、クロロシリル基を分子両末端に複数個含む
フッ化炭素系界面活性剤としてＸp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1
−（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ｎは整数、
Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシリコンや酸素原子を含
む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキ
ル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１または２）を用い
ると好都合である。
【００２０】また、他のフッ化炭素系化学吸着単分子膜
を累積する方法として、一端にクロルシラン基（ＳｉＣ
ｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を他の一
端に反応性官能基を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する
直鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使
用可能であるが、特に、フッ化炭素系界面活性剤として
Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ
3-p （ｎは整数、Ｒ1 はビニル基やアセチレン基等の不
飽和基またはジメチルシリル基、Ｒ2 およびＲ3 はアル
キル基またはシリコンや酸素原子を含む置換基を表わす
がなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、
ｐは０または１または２）を用いると好都合であるが、
以下、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（Ｃ
Ｈ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 とＣＨ2 ＝ＣＨ−−（ＣＦ2 ）6
−（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 、ＨＳｉ（ＣＨ3 ）2 −
（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ
3 を用いてそれぞれ説明する。
を累積する方法として、一端にクロルシラン基（ＳｉＣ
ｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を他の一
端に反応性官能基を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する
直鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使
用可能であるが、特に、フッ化炭素系界面活性剤として
Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ
3-p （ｎは整数、Ｒ1 はビニル基やアセチレン基等の不
飽和基またはジメチルシリル基、Ｒ2 およびＲ3 はアル
キル基またはシリコンや酸素原子を含む置換基を表わす
がなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、
ｐは０または１または２）を用いると好都合であるが、
以下、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（Ｃ
Ｈ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 とＣＨ2 ＝ＣＨ−−（ＣＦ2 ）6
−（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 、ＨＳｉ（ＣＨ3 ）2 −
（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ
3 を用いてそれぞれ説明する。
【００２１】実施例１ まず、図１に示すように、透明基体１（ガラス、その他
表面が酸化された基体ならよいが、プラスチック等の撥
水性基体の場合は、表面を重クロム酸やＯ2プラズマで
処理して酸化し親水性にすればよい）を用意し（図１
（ａ））、よく乾燥した後、分子両末端にクロロシリル
基を複数個含む物質、例えばＣｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2
−（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用い、１
ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキサデカン
（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等でもよ
い）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホルム溶
液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると、親水性
基体の表面は水酸基２が多数含まれているので、クロロ
シリル（−ＳｉＣｌ）基を分子両末端に複数個含む物質
の何れか片方のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し脱塩酸
反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化１）に示す結
合が生成される。
表面が酸化された基体ならよいが、プラスチック等の撥
水性基体の場合は、表面を重クロム酸やＯ2プラズマで
処理して酸化し親水性にすればよい）を用意し（図１
（ａ））、よく乾燥した後、分子両末端にクロロシリル
基を複数個含む物質、例えばＣｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2
−（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用い、１
ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキサデカン
（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等でもよ
い）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホルム溶
液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると、親水性
基体の表面は水酸基２が多数含まれているので、クロロ
シリル（−ＳｉＣｌ）基を分子両末端に複数個含む物質
の何れか片方のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し脱塩酸
反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化１）に示す結
合が生成される。
【００２２】
【化１】
【００２３】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し、水洗する
と、下記（化２）で表わされるシロキサン系単分子膜３
が表面と化学結合（共有結合）した状態でおよそ１５オ
ングストロームの膜厚で形成できた（図１（ｂ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し、水洗する
と、下記（化２）で表わされるシロキサン系単分子膜３
が表面と化学結合（共有結合）した状態でおよそ１５オ
ングストロームの膜厚で形成できた（図１（ｂ））。
【００２４】
【化２】
【００２５】つぎに、化学吸着工程から水洗工程までを
もう一度繰り返すと図１（ｃ）で示される２分子膜４を
形成できた。以下、同様に化学吸着工程から水洗工程を
必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で被われた
親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭素系化学
吸着単分子累積膜を作成できた。
もう一度繰り返すと図１（ｃ）で示される２分子膜４を
形成できた。以下、同様に化学吸着工程から水洗工程を
必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で被われた
親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭素系化学
吸着単分子累積膜を作成できた。
【００２６】なお、この膜は、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、上
記実施例では、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）
6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いたが、Ｃｌ3 Ｓｉ
−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）8 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣ
ｌ3 やＣｌ（ＣＨ3 ）2 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（Ｃ
Ｆ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 、Ｃｌ（ＣＨ3 ）
2 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2） 8 −（ＣＨ2 ）2 −
ＳｉＣｌ3 、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6
−（ＣＨ2 ）2 −Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ、Ｃｌ3 Ｓｉ−
（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）8 −（ＣＨ2 ）2 −Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｃｌ等が利用できた。
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、上
記実施例では、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）
6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いたが、Ｃｌ3 Ｓｉ
−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）8 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣ
ｌ3 やＣｌ（ＣＨ3 ）2 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（Ｃ
Ｆ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 、Ｃｌ（ＣＨ3 ）
2 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2） 8 −（ＣＨ2 ）2 −
ＳｉＣｌ3 、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6
−（ＣＨ2 ）2 −Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ、Ｃｌ3 Ｓｉ−
（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）8 −（ＣＨ2 ）2 −Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｃｌ等が利用できた。
【００２７】実施例２ まず、図２に示すように、実施例１と同様のガラス基体
１を用意し（図２（ａ））、よく乾燥した後、一端にク
ロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端に反
応性官能基基（例えば、ビニル基）を含む物質、例えば
ＣＨ2 ＝ＣＨ−（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ
3 を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘ
キサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等
でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホ
ルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると、
親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれているので、
一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の
一端にビニル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が
反応し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化
３）で示す単分子膜５が形成できた（図２（ｂ））。
１を用意し（図２（ａ））、よく乾燥した後、一端にク
ロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端に反
応性官能基基（例えば、ビニル基）を含む物質、例えば
ＣＨ2 ＝ＣＨ−（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ
3 を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘ
キサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等
でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホ
ルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると、
親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれているので、
一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の
一端にビニル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が
反応し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化
３）で示す単分子膜５が形成できた（図２（ｂ））。
【００２８】
【化３】
【００２９】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し反応性ガス
雰囲気中でエネルギービーム（電子線やイオンビーム、
ガンマ線、紫外線等）を照射（例えば、空気中で電子線
を５Ｍｒａｄ程度照射）すると、下記化４〜６で表わさ
れる分子の混った単分子膜６が表面と化学結合した状態
で形成できた（図２（ｃ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し反応性ガス
雰囲気中でエネルギービーム（電子線やイオンビーム、
ガンマ線、紫外線等）を照射（例えば、空気中で電子線
を５Ｍｒａｄ程度照射）すると、下記化４〜６で表わさ
れる分子の混った単分子膜６が表面と化学結合した状態
で形成できた（図２（ｃ））。
【００３０】
【化４】
【００３１】
【化５】
【００３２】
【化６】
【００３３】つぎに、ＣＨ2 ＝ＣＨ−（ＣＦ2 ）6 −
（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いた化学吸着工程から水
洗工程をもう一度繰り返せば図２（ｄ）で示されるフッ
化炭素基を含む２分子膜７を作成できた。
（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いた化学吸着工程から水
洗工程をもう一度繰り返せば図２（ｄ）で示されるフッ
化炭素基を含む２分子膜７を作成できた。
【００３４】以下、同様に化学吸着工程からエネルギー
ビーム照射工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が
水酸基やイミノ基等で被われた親水撥油性できわめて密
着強度の高いフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成
できた。
ビーム照射工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が
水酸基やイミノ基等で被われた親水撥油性できわめて密
着強度の高いフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成
できた。
【００３５】なお、この膜は、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐久性にも優れていた。 実施例３ まず、図３に示すように、プラスチック基体１を用意
し、表面を重クロム酸で処理して酸化し親水性に加工し
た後よく乾燥し（図３（ａ））、一端にクロロシリル基
（−ＳｉＣｌ）を複数個含み、他の一端にジメチルシリ
ル基（ＨＳｉ（ＣＨ3 ）2 −）を含む物質、例えばＨＳ
ｉ（ＣＨ3 ）2 −（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ
2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶か
した８０ｗｔ％ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジ
シクロヘキシル等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、
８ｗｔ％クロロホルム溶液を調整し、前記基体を２時間
程度浸漬すると、親水性基体の表面は水酸基２が多数含
まれているので、一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）
を複数個含み他の一端にジメチルシリル基を含む物質の
ＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基体
表面全面に亘り、下記（化７）で示す単分子膜８が形成
できた（図３（ｂ））。
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐久性にも優れていた。 実施例３ まず、図３に示すように、プラスチック基体１を用意
し、表面を重クロム酸で処理して酸化し親水性に加工し
た後よく乾燥し（図３（ａ））、一端にクロロシリル基
（−ＳｉＣｌ）を複数個含み、他の一端にジメチルシリ
ル基（ＨＳｉ（ＣＨ3 ）2 −）を含む物質、例えばＨＳ
ｉ（ＣＨ3 ）2 −（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ
2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶か
した８０ｗｔ％ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジ
シクロヘキシル等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、
８ｗｔ％クロロホルム溶液を調整し、前記基体を２時間
程度浸漬すると、親水性基体の表面は水酸基２が多数含
まれているので、一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）
を複数個含み他の一端にジメチルシリル基を含む物質の
ＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基体
表面全面に亘り、下記（化７）で示す単分子膜８が形成
できた（図３（ｂ））。
【００３６】
【化７】
【００３７】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去した後、ＫＦ
およびＫＨＣＯ3 、ＭｅＯＨ、ＴＨＦを含むＨ2 Ｏ2 溶
液で１０時間程度処理すると、下記（化８）で表わされ
る単分子膜９が表面と化学結合した状態で形成できた
（図５（ｃ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去した後、ＫＦ
およびＫＨＣＯ3 、ＭｅＯＨ、ＴＨＦを含むＨ2 Ｏ2 溶
液で１０時間程度処理すると、下記（化８）で表わされ
る単分子膜９が表面と化学結合した状態で形成できた
（図５（ｃ））。
【００３８】
【化８】
【００３９】つぎに、ＨＳｉ（ＣＨ3 ）2 −（ＣＨ2 ）
2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いた
化学吸着工程からＨ2 Ｏ2 処理工程をもう一度繰り返す
と、図３（ｄ）で示されるフッ化炭素基を含む２分子膜
１０を作成できた。
2 −（ＣＦ2 ）6 −（ＣＨ2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いた
化学吸着工程からＨ2 Ｏ2 処理工程をもう一度繰り返す
と、図３（ｄ）で示されるフッ化炭素基を含む２分子膜
１０を作成できた。
【００４０】以下、同様に化学吸着工程からＨ2 Ｏ2 処
理工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で
被われた親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭
素系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
理工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で
被われた親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭
素系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
【００４１】なお、この膜も、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。また、防曇撥油
性、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、最後の吸
着工程で、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −
（ＣＨ 2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いると、さらに親水性を
改善できた。
であるにも関わらず、親水性を示した。また、防曇撥油
性、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、最後の吸
着工程で、Ｃｌ3 Ｓｉ−（ＣＨ2 ）2 −（ＣＦ2 ）6 −
（ＣＨ 2 ）2 −ＳｉＣｌ3 を用いると、さらに親水性を
改善できた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、表
面が親水性で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメー
タレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜や単分子累積膜
を、基材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成す
るため、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐
引っかき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
面が親水性で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメー
タレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜や単分子累積膜
を、基材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成す
るため、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐
引っかき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
【００４３】また、前記フッ素を含む化学吸着単分子膜
が累積されているという本発明の好ましい構成によれ
ば、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また
前記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防
曇撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することが
できる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を
効率良く得ることができる。
が累積されているという本発明の好ましい構成によれ
ば、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また
前記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防
曇撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することが
できる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を
効率良く得ることができる。
【００４４】また前記した本発明の第２の製造方法によ
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
【図１】本願発明の表面が親水基で被われた防曇撥油性
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
【図２】本願発明の表面が親水基で被われた防曇撥油性
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
【図３】本願発明の表面がフッ化炭素基被われた防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説
明するために用いた工程概念図である。
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説
明するために用いた工程概念図である。
１ 基体 ２ 水酸基 ３ 親水性フッ化炭素系単分子膜 ４，９ 親水性フッ化炭素系単分子累積膜 ５ ビニル基を含むフッ化炭素系単分子膜 ６ 表面改質されたフッ化炭素系単分子膜 ７ 親水性フッ化炭素系単分子累積膜 ８ −ＳｉＨ基を含むフッ化炭素系単分子膜 １０ 撥水性フッ化炭素系単分子累積膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/18 １０４ Ｃ０９Ｋ 3/18 １０４ (56)参考文献 特開 昭60−40254（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−248480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08J 7/04 B32B 7/02 B32B 9/00 C09K 3/18 104
Claims (7)
- 【請求項１】 基体表面にフッ素を含む単分子膜が基体
とシロキサン結合を介して形成され、前記化学吸着単分
子膜の表面に親水性基が固定されていることを特徴とす
る防曇撥油膜。 - 【請求項２】 フッ素を含む化学吸着単分子膜が累積さ
れている請求項１記載の防曇撥油膜。 - 【請求項３】 表面に水酸基を含む基体を用意し、クロ
ロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤
を混ぜた非水系溶媒に接触させて、前記基体表面の水酸
基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリル
基とを反応させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後、水と
反応させて、表面に親水性基が固定された単分子膜を前
記基体上に形成する工程を含むことを特徴とする防曇撥
油膜の製造方法。 - 【請求項４】 クロロシリル基を分子両末端に含むフッ
化炭素系界面活性剤として Ｘp Ｃｌ3-p Ｓｉ−Ｒ1 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ2 −ＳｉＸq Ｃｌ3-q （ただし、ｎは整数、Ｒ1 ，Ｒ2 はアルキル基またはシ
リコン若しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくと
も良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０
または１または２）、または Ｒ1 −Ｒ2 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ3 −ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ただし、ｎは整数、Ｒ1 は不飽和基またはジメチルシ
リル基、Ｒ2 およびＲ3 はアルキル基またはシリコン若
しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、
ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐは０または１また
は２）を用いる請求項３記載の防曇撥油膜の製造方法。 - 【請求項５】 表面に水酸基を含む基体を用意し、クロ
ロシリル基を一端に含み他の一端に反応性官能基不飽和
基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させ、前
記基体表面の水酸基と前記活性剤の一端のクロロシリル
基とを反応させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し、前記基体
上に単分子膜を形成する工程と、基板表面の反応性官能
基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる工程
と、さらにクロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭
素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記単
分子表面の活性な基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記基
体表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記
基体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と
反応させて、前記基体上にシラノール基を複数個含む界
面活性剤よりなる単分子膜を累積する工程とを含むこと
を特徴とする防曇撥油膜の製造方法。 - 【請求項６】 表面に水酸基を含む基体としてガラスを
用いる請求項３，４または５記載の防曇撥油膜の製造方
法。 - 【請求項７】 表面に水酸基を含む基体として、予め表
面を酸素を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化した
プラスチックを用いる請求項３，４または５記載の防曇
撥油膜の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143499A JP2921532B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
| EP19920107319 EP0511657B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
| EP19970110150 EP0799688B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film & method of manufacturing the same |
| DE1992632804 DE69232804T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE1992628143 DE69228143T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR1019920007354A KR960014112B1 (ko) | 1991-04-30 | 1992-04-30 | 친수성화학흡착막 및-그 제조방법- |
| US08/250,943 US5466523A (en) | 1991-04-30 | 1994-05-31 | Hydrophilic chemically adsorbed film |
| US08/443,328 US5614263A (en) | 1991-04-30 | 1995-05-17 | Hydropillic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143499A JP2921532B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366140A JPH04366140A (ja) | 1992-12-18 |
| JP2921532B2 true JP2921532B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=15340145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3143499A Expired - Lifetime JP2921532B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921532B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3143499A patent/JP2921532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04366140A (ja) | 1992-12-18 |
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