JP2951736B2 - 家庭電化製品 - Google Patents

家庭電化製品

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JP2951736B2
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は家庭電化製品に用いられ
るプラスチック成形品の表面または塗装面の表面改質に
関する。とくに撥水性・防汚性に優れたプラスチック製
家庭電化製品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、家庭電化製品にはプラスチック成
形品が多く使われている。たとえばテレビジョン、冷蔵
庫、洗濯機、エアコンなど様々な製品に使用されてい
る。これはプラスチックが耐久性があり、軽いこと、外
観がよいことによる。例えば、セルロース樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、硬質塩化ビニ
ル樹脂、ポリエステル、ポリスチレン樹脂,ABS樹
脂、ナイロン樹脂等が使われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のプ
ラスチック成形品は、たとえばポリテトラフロロエチレ
ンなどのフッ素樹脂に比べて防汚性が劣るという課題が
ある。また、フッ素樹脂は、防汚性には優れるものの、
機械特性があまり高くなく、かつ高価であるという課題
がある。
【0004】本発明は、従来の欠点に鑑みなされたもの
で、撥水性・防汚性のすぐれた、かつ安価なプラスチッ
ク材料を用いた家庭電化製品を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の家庭電化製品は、プラスチック成形品基材
表面または塗装面の表面を酸化処理して親水性にし、前
記親水性の面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル
基を含有する化学吸着分子が化学吸着膜を形成し、かつ
前記化学吸着分子のシロキサン結合を形成するSi基は
隣り合う化学吸着分子のシロキサン結合を形成するSi
基とシロキサン結合により分子間結合をしているととも
に、前記化学吸着膜はナノメーター乃至オングストロー
ム単位の厚さであることを特徴とする。
【0006】前記構成においては、前記化学吸着膜は単
分子膜でかつ前記フッ化アルキル基は配向していること
が好ましい。
【0007】
【作用】前記本発明の構成によれば、プラスチック成形
品基材表面または塗装面の表面にシロキサン結合を介し
てフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられて
いるので、撥水性・防汚性に優れ、かつプラスチック基
材の機械的強度などの特性をそのまま生きかすことがで
き、しかも安価なプラスチック成形品を用いた家庭電化
製品とすることができる。すなわち、前記化学吸着膜の
表層にはフッ化アルキル基が存在するから、撥水性・防
汚性に優れたものとなる。また、前記化学吸着膜の基部
は、シロキサン結合を介して化学結合して形成されてい
るので、耐久性に優れた膜とすることができ、表面また
は塗装面の表面を繰り返し洗浄しても前記化学吸着膜は
プラスチック表面または塗装面の表面から容易には剥離
しない。さらに、本発明の化学吸着膜は、ナノメーター
乃至オングストローム単位の極薄い膜であるので、プラ
スチック基材の機械的強度などの特性を損ねることがな
い。
【0008】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。
【0009】
【実施例】本発明の家庭電化製品は図1に示すように、
プラスチック1の表面または塗装面の表面にシロキサン
結合2を介して、フッ化アルキル基を含有する単分子膜
3が形成されたプラスチック成形品を用いる。
【0010】家庭電化製品の中で、音響関係のテレビジ
ョン、ラジオ、テープレコーダー、オーディオ、CDな
どでは、ケース類にABS樹脂の成形品が使われる。冷
凍関係機器の冷蔵庫、冷凍庫、エアコン等には、内部ケ
ース、ドアライナー、シャッター等にスチレンーブタジ
エン共重合樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂
成形品が使われる。ジューサー、ミキサー、扇風機の羽
根、照明器具、文字盤、パーマ用ドライヤーにはアクリ
ル樹脂、AS樹脂の成形品が使われる。
【0011】本発明の家庭電化製品に用いるプラスチッ
ク成形品表面または塗装面の表面に設けられる化学吸着
膜は、フッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活
性剤を用いて形成することが好ましい。
【0012】フッ化アルキル基を有するクロロシラン系
界面活性剤としては、例えば CF3(CF27(CF22SiCl3 CF3CH2O(CH215SiCl3 CF3(CH22Si(CH32(CH215SiCl3 F(CF24(CH22Si(CH32(CH29SiCl3 F(CF28(CH22Si(CH32(CH29SiCl3 CF3COO(CH215SiCl3 CF3(CF25(CH22SiCl3 などのようなトリクロロシラン系界面活性剤をはじめ、
例えば CF3(CF27(CH22SiCln(CH33-n CF3(CF27(CH22SiCln(C253-n CF3CH2O(CH215SiCln(CH33-n CF3CH2O(CH215SiCln(C253-n CF3(CH22Si(CH32(CH215SiCln(CH33-n F(CF24(CH22Si(CH32(CH29SiCln(C253-n F(CF28(CH22Si(CH32(CH29SiCln(CH33-n CF3COO(CH215SiCln(CH33-n CF3(CF25(CH22SiCln(CH33-n (但し式中のnは何れも1又は2)等のような低級アル
キル基置換のモノクロロシラン系あるいはジクロロシラ
ン系界面活性剤が挙げられる。これらの中でも特にトリ
クロロシラン系界面活性剤は、親水性化した基材表面と
シロキサン結合して化学吸着分子を形成し、前記シロキ
サン結合を形成するSi基は隣り合う化学吸着分子のシ
ロキサン結合を形成するSi基とシロキサン結合により
分子間結合を形成するため、より強固な化学吸着膜とな
ることから好ましい。また、CF3(CF2nCH2CH
2SiCl3 (但し式中のnは整数であり、3〜25程
度が最も扱いやすい)が、溶剤溶解性、化学吸着性と撥
水・防汚性等の機能性との釣合が取れているため好まし
い。さらにまた、フッ化アルキル鎖部分にエチレン基や
アセチレン基を組み込んでおけば、化学吸着膜形成後5
メガラド程度の電子線照射で架橋できるのでさらに化学
吸着膜自体の硬度を向上させることも可能である。
【0013】本発明に使用できるクロロシラン系界面活
性剤は、上述に例示したように直鎖状だけではなく、フ
ッ化アルキル基又は炭化水素基が分岐した形状でも、又
は末端の珪素にフッ化アルキル基もしくは炭化水素基が
置換した形状(即ちR、R1 、R2 、R3 をフッ化アル
キル基又は炭化水素基として一般式R2 SiCl2 、R
3 SiCl、R1 2 SiCl2 もしくはR1 2 3
SiCl等)であってもよいが、吸着密度を高めるため
には一般には直鎖状が好ましい。さらに、例えば、Si
Cl4 、SiHCl3 、SiH2 Cl2 、Cl−(Si
Cl2 O)n −SiCl3 (但し式中nは自然数)、S
iClm (CH3 4-m 、SiClm (C2 5 4-m
(但し式中mは1〜3の整数)、HSiCll (C
3 3-l 、HSiCll (C2 5 3-l (但し式中
lは1又は2)等のようなクロロシリル結合を複数個含
む物質を化学吸着させた後、水と反応すると、表面また
は塗装面の表面のクロロシリル結合が親水性のシラノー
ル結合に変わり、プラスチック成形品表面または塗装面
の表面が親水性となる。
【0014】なお、このクロロシリル基を複数個含む物
質の中でも、テトラクロロシラン(SiCl4 )は反応
性が高く分子量も小さいためより高密度にシラノール結
合を付与できるため好ましい。このようにして親水性化
すると、高分子を含む基体の基体の酸化処理よりも親水
性をより高くすることができる。この上に例えばフッ化
アルキル基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学吸着
でき、このようにして得た化学吸着膜はより高密度化さ
れるため、撥水性、防汚性等の機能がより高められる。
【0015】本発明の化学吸着膜を形成する方法は、プ
ラスチック成形品表面または塗装面の表面を酸化処理し
て親水性にする工程と、酸化処理した表面または塗装面
の表面を非水系の有機溶媒に浸漬等により接触させて、
基材の表面または塗装面の表面にクロロシラン系界面活
性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を介してフッ化ア
ルキル基を含有する化学吸着膜を形成する工程を含むこ
とが好ましい。
【0016】前記プラスチック成形品表面または塗装面
の表面を酸化処理する手段としては、例えば酸素プラズ
マ処理、コロナ処理、もしくは濃硫酸と重クロム酸カリ
ウムの混合溶液に浸漬する方法(クロム混酸液処理)等
通常の手法が適用される。
【0017】本発明の家庭電化製品に用いられるプラス
チック成形品表面または塗装面の表面にシロキサン結合
を介してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を形成
する方法に用いる非水系溶媒は、化学吸着膜を形成する
プラスチック成形品を溶解せず、かつクロロシラン系界
面活性剤と反応する活性水素を持たない有機溶媒であれ
ばよい。その例として例えば1,1−ジクロロ,1−フ
ルオロエタン、1,1−ジクロロ,22−トリフ
ルオロエタン、1,1−ジクロロ,2,2,3,3,3
−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ,1,
1,2,2,3−ヘプタフルオロプロパン等のフッ素系
溶媒、例えばヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、シク
ロヘキサン等の炭化水素系溶媒、例えばジブチルエーテ
ル、ジベンジルエーテル等のエーテル系溶媒、例えば酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル
等エステル系溶媒の何れかが好ましい。
【0018】また、本発明の家庭電化製品に用いられる
プラスチック成形品表面または塗装面の表面に形成され
る化学吸着膜は、単分子化学吸着膜一層だけでも充分に
機能が発揮される。単分子化学吸着膜を一層だけ形成す
るには、クロロシラン系界面活性剤又はクロロシリル基
を複数個含む物質を化学吸着した後、水分に接触させな
いで非水系の溶剤で洗浄するだけでよく、特別な工程を
要しなく簡便に行える。また、化学吸着膜は単分子膜が
累積していても良いことは勿論である。このように、化
学吸着膜が単分子膜を形成すると、付与された機能性を
示す基が配向し、密度も向上するためより高機能を発揮
できる。
【0019】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。
【0020】実施例1 食器洗い器の洗浄槽用のフェノール樹脂をUVドライ・
ストリッパー中で10分間、酸素プラズマ処理して(酸
素流量:1l/min)表面または塗装面の表面を酸化
処理した後、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラ
ンの10-2mol/lシクロヘキサン溶液に室温、窒素雰
囲気下で60分間浸漬し、引き続いて未反応のヘプタデ
カフルオロデシルトリクロロシランをシクロヘキサンで
洗浄して、しかる後純水で洗浄し、フッ化アルキル基を
含むシロキサン結合を介した化学吸着単分子膜をフェノ
ール樹脂表面に形成した。約15オングストロームの厚
さの単分子膜が形成できた。
【0021】実施例2 実施例1の食器洗い器の洗浄槽用のフェノール樹脂成形
品を洗濯機用ポリプロピレン成形品に、シクロヘキサン
を1,1−ジクロロ,1−フルオロエタンに代えて実施
例1と同様の実験をした。
【0022】実施例3 実施例1の食器洗い器の洗浄槽用のフェノール樹脂成形
品をビデオカメラ用ABS樹脂成形品に代え、酸素プラ
ズマ処理した後、まず1wt%のテトラクロロシラン溶
液(溶媒:1,1−ジクロロ,1−フルオロエタン)に
窒素雰囲気下室温で60分間浸漬し、引き続いて未反応
のテトラクロロシランを1,1−ジクロロ,1−フルオ
ロエタンで洗浄して、しかる後純水で洗浄し、乾燥した
試料を用いてシクロヘキサンを1,1−ジクロロ,1−
フルオロエタンに代えて、実施例1と同様の実験をし
た。
【0023】実施例1〜2の成形品を家庭電化製品に組
み込み、通常使用される状態で1000時間連続使用し
た。
【0024】実施例3のビデオカメラを風雨の当たる場
所に1000時間放置した。
【0025】比較例として、化学吸着膜を形成していな
い製品を使用した。1000時間後、両者の防汚性を比
べてみた。
【0026】以上の結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、比較例の家庭電
化製品では、プラスチック成形品部分の撥水性・防汚性
が悪いので汚れがひどかったが、本発明の電化製品では
ほとんど汚れがつかなかった。
【0029】以上のように本発明の家庭電化製品は、プ
ラスチック成形品表面にシロキサン結合を介してフッ化
アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられたものを用
いることにより、従来のものに比べて、撥水・防汚性が
著しく優れている。
【0030】また、本発明の家庭電化製品は汎用樹脂を
用いるので、フッ素樹脂を用いるよりも安価にできる。
また、分子1層のコーティングが可能なので、透明性を
要求されるところにも用いられる。このように本発明は
工業的価値の大なるものである。
【0031】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、プ
ラスチック成形品基材表面または塗装面の表面にシロキ
サン結合を介してフッ化アルキル基を含有する化学吸着
膜が設けられているので、撥水性・防汚性に優れ、かつ
プラスチック基材の機械的強度などの特性をそのまま生
かすことができ、しかも安価なプラスチック成形品を用
いた家庭電化製品とすることができる。
【0032】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の家庭電化製品に用いるプラスチック
成形品の分子レベルまで拡大した概念断面図。
【符号の説明】
1…プラスチック成形品 2…シロキサン結合 3…化学吸着膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−248480(JP,A) 特開 昭60−40254(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 7/00 - 7/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 家庭電化製品であって、プラスチック成
    形品基材表面または塗装面の表面を酸化処理して親水性
    にし、前記親水性の面にシロキサン結合を介してフッ化
    アルキル基を含有する化学吸着分子が化学吸着膜を形成
    し、かつ前記化学吸着分子のシロキサン結合を形成する
    Si基は隣り合う化学吸着分子のシロキサン結合を形成
    するSi基とシロキサン結合により分子間結合をしてい
    るとともに、前記化学吸着膜はナノメーター乃至オング
    ストローム単位の厚さであることを特徴とする家庭電化
    製品。
  2. 【請求項2】 前記化学吸着膜単分子膜でかつ前記フ
    ッ化アルキル基は配向している請求項1に記載の家庭電
    化製品。
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JPH0786148B2 (ja) * 1991-02-25 1995-09-20 松下電器産業株式会社 プラスチック製事務用品の製造方法

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