JP3066863B2 - 耐紫外線物品の製造方法 - Google Patents
耐紫外線物品の製造方法Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C59/16—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. infrared heating
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子材料からな
る表面部分を有する物品であって、該高分子材料が紫外
線に対して耐性を有する耐紫外線物品の製造方法に関す
る。
る表面部分を有する物品であって、該高分子材料が紫外
線に対して耐性を有する耐紫外線物品の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】樹脂、ゴムのような高分子材料は軽量で
耐衝撃性に優れる等のことから様々な用途に用いられて
いるが、一般に紫外線に対する耐久性が劣り、紫外線の
照射により劣化し易い。従って、病院、実験室等の紫外
線ランプの周辺や日光の当たる屋外等で用いる機器、器
具その他の物品に高分子材料が用いられている場合、そ
の高分子材料部分の劣化が激しい。特に医療用物品は使
用前の通常の滅菌（高圧蒸気滅菌、ガス滅菌等）の他、
常時、滅菌のために紫外線照射環境下に保存されること
が多い。
耐衝撃性に優れる等のことから様々な用途に用いられて
いるが、一般に紫外線に対する耐久性が劣り、紫外線の
照射により劣化し易い。従って、病院、実験室等の紫外
線ランプの周辺や日光の当たる屋外等で用いる機器、器
具その他の物品に高分子材料が用いられている場合、そ
の高分子材料部分の劣化が激しい。特に医療用物品は使
用前の通常の滅菌（高圧蒸気滅菌、ガス滅菌等）の他、
常時、滅菌のために紫外線照射環境下に保存されること
が多い。
【０００３】そこで、紫外線照射による高分子材料の劣
化を抑制するために、紫外線吸収剤を高分子材料中に練
り込んで成形する方法、紫外線吸収性剤を含む塗料を高
分子材料部分の表面に塗布する方法等が採られている。
例えば、特開平８−９８８７０号公報によると、平均粒
径１０〜４０μｍの酸化チタンを０．０１〜１重量％添
加した熱可塑性樹脂からなる紫外線遮断性医療用容器で
は、該樹脂の透明性が維持されつつ、紫外線照射による
内容物の変質が防止されることが開示されている。
化を抑制するために、紫外線吸収剤を高分子材料中に練
り込んで成形する方法、紫外線吸収性剤を含む塗料を高
分子材料部分の表面に塗布する方法等が採られている。
例えば、特開平８−９８８７０号公報によると、平均粒
径１０〜４０μｍの酸化チタンを０．０１〜１重量％添
加した熱可塑性樹脂からなる紫外線遮断性医療用容器で
は、該樹脂の透明性が維持されつつ、紫外線照射による
内容物の変質が防止されることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
吸収剤を高分子材料中に練り込む方法では、紫外線吸収
剤の添加により高分子材料本来の特性、例えば機械的強
度や耐熱性等が変化してしまう場合もある。また、この
紫外線吸収剤の安全性によっては、医療用物品等への適
用が困難な場合がある。
吸収剤を高分子材料中に練り込む方法では、紫外線吸収
剤の添加により高分子材料本来の特性、例えば機械的強
度や耐熱性等が変化してしまう場合もある。また、この
紫外線吸収剤の安全性によっては、医療用物品等への適
用が困難な場合がある。
【０００５】また、物品上に紫外線吸収性剤を含む塗料
を塗布する方法では、高分子材料本来の特性に影響は殆
ど無いことが多いが、紫外線吸収性剤を多く含めると塗
料の高分子材料への付着力が低下するから該紫外線吸収
性材料含有量には限度があり、そのため十分な紫外線遮
断性が得られないばかりか、塗料はもともと高分子材料
との密着性が悪く時間とともに該塗膜が剥がれ易く、こ
れらにより長期にわたり紫外線吸収性能を維持すること
が難しい。また、この場合も紫外線吸収性剤の安全性に
よっては、医療用物品等への適用が困難な場合がある。
を塗布する方法では、高分子材料本来の特性に影響は殆
ど無いことが多いが、紫外線吸収性剤を多く含めると塗
料の高分子材料への付着力が低下するから該紫外線吸収
性材料含有量には限度があり、そのため十分な紫外線遮
断性が得られないばかりか、塗料はもともと高分子材料
との密着性が悪く時間とともに該塗膜が剥がれ易く、こ
れらにより長期にわたり紫外線吸収性能を維持すること
が難しい。また、この場合も紫外線吸収性剤の安全性に
よっては、医療用物品等への適用が困難な場合がある。
【０００６】
【０００７】
【０００８】そこで本発明は、少なくとも一部が高分子
材料からなる物品であって、該高分子材料本来の特性が
維持されているとともに、該高分子材料の紫外線による
劣化が長期にわたり抑制される耐紫外線物品の製造方法
を提供することを課題とする。また本発明は、少なくと
も一部が高分子材料からなる物品であって、該高分子材
料本来の特性が維持されているとともに、該高分子材料
の紫外線による劣化が長期にわたり十分抑制され、さら
に安全性が高い耐紫外線物品の製造方法を提供すること
を課題とする。
材料からなる物品であって、該高分子材料本来の特性が
維持されているとともに、該高分子材料の紫外線による
劣化が長期にわたり抑制される耐紫外線物品の製造方法
を提供することを課題とする。また本発明は、少なくと
も一部が高分子材料からなる物品であって、該高分子材
料本来の特性が維持されているとともに、該高分子材料
の紫外線による劣化が長期にわたり十分抑制され、さら
に安全性が高い耐紫外線物品の製造方法を提供すること
を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】前記課題を解決するために本発明は、次の
（ａ）及び（ｂ）の耐紫外線物品の製造方法を提供す
る。 （ａ） 少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、
該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫
外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形
成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮
断性膜を形成すべき前記高分子材料からなる部分表面
に、イオンを照射エネルギ０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅＶ
以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上５×１０17ｉ
ｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射した後、該面上に紫外線遮断性
膜を形成することを特徴とする耐紫外線物品の製造方
法。 （ｂ） 少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、
該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫
外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形
成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮
断性膜を高分子材料からなる部分表面上に形成し、該膜
形成の初期に、該膜形成対象面にイオンを照射エネルギ
０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅＶ以下で、１×１０13ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射す
ることを特徴とする耐紫外線物品の製造方法。
（ａ）及び（ｂ）の耐紫外線物品の製造方法を提供す
る。 （ａ） 少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、
該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫
外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形
成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮
断性膜を形成すべき前記高分子材料からなる部分表面
に、イオンを照射エネルギ０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅＶ
以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上５×１０17ｉ
ｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射した後、該面上に紫外線遮断性
膜を形成することを特徴とする耐紫外線物品の製造方
法。 （ｂ） 少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、
該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫
外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形
成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮
断性膜を高分子材料からなる部分表面上に形成し、該膜
形成の初期に、該膜形成対象面にイオンを照射エネルギ
０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅＶ以下で、１×１０13ｉｏｎ
ｓ／ｃｍ2以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射す
ることを特徴とする耐紫外線物品の製造方法。
【００１６】本発明の前記（ｂ）の方法において、全体
のイオン照射量が５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下にな
る範囲内であれば、膜形成に先立ち被成膜物品の膜形成
対象面にイオン照射し、その後引き続き膜形成の初期に
（例えば膜厚が１０ｎｍになるまでの間に）イオン照射
するようにしても構わない。従って、このことをまとめ
ると、少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、該
高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫外
線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形成
された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮断
性膜を該高分子材料からなる部分表面上に形成し、該膜
形成前から膜形成の初期にかけて又は該膜形成の初期
に、該膜形成対象面にイオンを照射エネルギ０．０５ｋ
ｅＶ以上２ｋｅＶ以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2
以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射する耐紫外線
物品の製造方法と言える。
のイオン照射量が５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下にな
る範囲内であれば、膜形成に先立ち被成膜物品の膜形成
対象面にイオン照射し、その後引き続き膜形成の初期に
（例えば膜厚が１０ｎｍになるまでの間に）イオン照射
するようにしても構わない。従って、このことをまとめ
ると、少なくとも表面の一部が高分子材料からなり、該
高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一部に紫外
線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性膜が形成
された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫外線遮断
性膜を該高分子材料からなる部分表面上に形成し、該膜
形成前から膜形成の初期にかけて又は該膜形成の初期
に、該膜形成対象面にイオンを照射エネルギ０．０５ｋ
ｅＶ以上２ｋｅＶ以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2
以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射する耐紫外線
物品の製造方法と言える。
【００１７】そしてこの場合、イオン照射は、形成され
る前記膜の厚さが１０ｎｍになるまでの間に行う場合を
例示できる。前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、それ自体で紫外線遮断性能を有する物質からなる
紫外線遮断性膜は、物理的又は化学的な気相成長による
膜形成手法により高分子材料部分表面に密着性よく形成
できる。
る前記膜の厚さが１０ｎｍになるまでの間に行う場合を
例示できる。前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、それ自体で紫外線遮断性能を有する物質からなる
紫外線遮断性膜は、物理的又は化学的な気相成長による
膜形成手法により高分子材料部分表面に密着性よく形成
できる。
【００１８】かかる気相成長法による膜形成としては、
被成膜物品の高分子材料部分に熱的損傷等の無視できな
い損傷を与えない方法であれば特に限定されず、真空蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法（反
応性イオンプレーティング法、アークイオンプレーティ
ング法等）、各種ＣＶＤ法等のいずれでもよい。いずれ
の方法による場合も、膜組成を調整するために酸素ガス
雰囲気下で成膜を行うことができる。
被成膜物品の高分子材料部分に熱的損傷等の無視できな
い損傷を与えない方法であれば特に限定されず、真空蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法（反
応性イオンプレーティング法、アークイオンプレーティ
ング法等）、各種ＣＶＤ法等のいずれでもよい。いずれ
の方法による場合も、膜組成を調整するために酸素ガス
雰囲気下で成膜を行うことができる。
【００１９】前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、被成膜物品の高分子材料部分を紫外線遮断性能を
有する膜で被覆するため、該高分子材料の特性を損なう
ことなく紫外線照射による劣化が十分抑制された耐紫外
線物品を製造できる。また、前記（ａ）の方法による
と、紫外線遮断性膜の形成に先立ち被成膜物品の膜形成
面にイオンが照射されることにより該面が活性化される
ため、その後形成される膜と該面との密着性が向上す
る。このように、紫外線遮断性膜が剥がれ難くなるた
め、長期にわたり高分子材料部分の劣化が抑制された耐
紫外線物品が得られる。
ても、被成膜物品の高分子材料部分を紫外線遮断性能を
有する膜で被覆するため、該高分子材料の特性を損なう
ことなく紫外線照射による劣化が十分抑制された耐紫外
線物品を製造できる。また、前記（ａ）の方法による
と、紫外線遮断性膜の形成に先立ち被成膜物品の膜形成
面にイオンが照射されることにより該面が活性化される
ため、その後形成される膜と該面との密着性が向上す
る。このように、紫外線遮断性膜が剥がれ難くなるた
め、長期にわたり高分子材料部分の劣化が抑制された耐
紫外線物品が得られる。
【００２０】また前記（ｂ）等の方法によると、紫外線
遮断性膜形成の初期に該膜の形成とともに膜形成面にイ
オンを照射することにより、被成膜物品の膜形成対象面
が活性化されるとともに、該膜と膜形成面との界面部分
に該両者の混合層が形成されるため、膜密着性が向上す
る。このように、紫外線遮断性膜が剥がれ難くなるた
め、長期にわたり高分子材料部分の劣化が抑制された耐
紫外線物品が得られる。
遮断性膜形成の初期に該膜の形成とともに膜形成面にイ
オンを照射することにより、被成膜物品の膜形成対象面
が活性化されるとともに、該膜と膜形成面との界面部分
に該両者の混合層が形成されるため、膜密着性が向上す
る。このように、紫外線遮断性膜が剥がれ難くなるた
め、長期にわたり高分子材料部分の劣化が抑制された耐
紫外線物品が得られる。
【００２１】なお、高分子材料は比較的耐熱性が劣る材
料であるが、前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、イオン照射を照射エネルギ２ｋｅＶ以下、照射量
５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下で行うため、イオン照
射によって被成膜物品が加熱されてその特性が劣化する
ことは無い。仮にあったとしても無視できる程度であ
る。
料であるが、前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、イオン照射を照射エネルギ２ｋｅＶ以下、照射量
５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下で行うため、イオン照
射によって被成膜物品が加熱されてその特性が劣化する
ことは無い。仮にあったとしても無視できる程度であ
る。
【００２２】前記いずれの耐紫外線物品製造方法におい
ても、イオン照射エネルギを０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅ
Ｖ以下とし、イオン照射量を１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下とするのは、次
の理由による。すなわち、イオン照射エネルギが０．０
５ｋｅＶより小さいと又はイオン照射量が１×１０13ｉ
ｏｎｓ／ｃｍ2 より少ないと、被成膜物品の膜形成面の
活性化或いはさらに前記混合層の形成が十分に行われな
いからである。また、イオン照射エネルギが２ｋｅＶよ
り大きいと又はイオン照射量が５×１０17ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 より多いと、前述したようにイオン照射面に熱的損
傷等の損傷を与える恐れがあるからである。いずれの耐
紫外線物品製造方法においても、照射するイオンとして
は、膜の種類を問わず不活性ガス（ネオン、アルゴン、
クリプトン、キセノン等）等のイオンを用いることがで
きる。また、酸化チタン膜、酸化タンタル膜を形成する
場合、この他、酸素ガスイオン又は酸素ガスイオンと不
活性ガスイオンを混合したイオン等を用いることができ
る。
ても、イオン照射エネルギを０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅ
Ｖ以下とし、イオン照射量を１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 以上５×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下とするのは、次
の理由による。すなわち、イオン照射エネルギが０．０
５ｋｅＶより小さいと又はイオン照射量が１×１０13ｉ
ｏｎｓ／ｃｍ2 より少ないと、被成膜物品の膜形成面の
活性化或いはさらに前記混合層の形成が十分に行われな
いからである。また、イオン照射エネルギが２ｋｅＶよ
り大きいと又はイオン照射量が５×１０17ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 より多いと、前述したようにイオン照射面に熱的損
傷等の損傷を与える恐れがあるからである。いずれの耐
紫外線物品製造方法においても、照射するイオンとして
は、膜の種類を問わず不活性ガス（ネオン、アルゴン、
クリプトン、キセノン等）等のイオンを用いることがで
きる。また、酸化チタン膜、酸化タンタル膜を形成する
場合、この他、酸素ガスイオン又は酸素ガスイオンと不
活性ガスイオンを混合したイオン等を用いることができ
る。
【００２３】また、前記いずれの耐紫外線物品製造方法
においても、紫外線遮断性膜として、それには限定され
ないが、例えば酸化チタン膜又は酸化タンタル膜を形成
することができる。酸化チタン、酸化タンタルはそれ自
体で高い紫外線遮断性能を有するとともに人体に対して
安全性の高い物質である。これにより、得られる耐紫外
線物品は人体に対して安全性の高いものとなる。なお、
酸化チタン膜及び酸化タンタル膜は透明に形成できるた
め、これらの膜を被成膜物品上に被覆しても被成膜物品
本来の外観が維持される。このことから、ディスプレイ
関連製品への応用も可能である。紫外線遮断性膜の膜厚
については、高分子材料の種類や物品の使用環境等によ
っても異なるが、被成膜物品の高分子材料の紫外線照射
による劣化を抑制できるだけの厚さであればよい。ま
た、余り厚くなると膜密着性が低下する。例えば酸化チ
タン膜、酸化タンタル膜の場合は、それには限定されな
いが概ね２０ｎｍ以上２０００ｎｍ程度までを例示でき
る。
においても、紫外線遮断性膜として、それには限定され
ないが、例えば酸化チタン膜又は酸化タンタル膜を形成
することができる。酸化チタン、酸化タンタルはそれ自
体で高い紫外線遮断性能を有するとともに人体に対して
安全性の高い物質である。これにより、得られる耐紫外
線物品は人体に対して安全性の高いものとなる。なお、
酸化チタン膜及び酸化タンタル膜は透明に形成できるた
め、これらの膜を被成膜物品上に被覆しても被成膜物品
本来の外観が維持される。このことから、ディスプレイ
関連製品への応用も可能である。紫外線遮断性膜の膜厚
については、高分子材料の種類や物品の使用環境等によ
っても異なるが、被成膜物品の高分子材料の紫外線照射
による劣化を抑制できるだけの厚さであればよい。ま
た、余り厚くなると膜密着性が低下する。例えば酸化チ
タン膜、酸化タンタル膜の場合は、それには限定されな
いが概ね２０ｎｍ以上２０００ｎｍ程度までを例示でき
る。
【００２４】また、紫外線遮断性膜が酸化チタン膜又は
酸化タンタル膜である場合、これらの膜と被成膜物品の
高分子材料部分との間に中間膜としてチタン膜、タンタ
ル膜を形成してもよい。これにより酸化チタン膜又は酸
化タンタル膜の密着性が向上する。 また、前記高分子材
料の種類は特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、
ポリスチレン、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフル
オロエチレン、ＰＦＥＰ：テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、ＰＥＴＦＥ：エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、ＰＦＡ：テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体、ＰＥＣＴＦＥ：エチレン−クロロトリフル
オロエチレン共重合体、ＰＣＴＦＥ：ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ＰＶＤＦ：ポリビニリデンフルオライ
ド、ＰＶＦ：ポリビニルフルオライド等）、ケイ素樹脂
等のいずれでもよい。
酸化タンタル膜である場合、これらの膜と被成膜物品の
高分子材料部分との間に中間膜としてチタン膜、タンタ
ル膜を形成してもよい。これにより酸化チタン膜又は酸
化タンタル膜の密着性が向上する。 また、前記高分子材
料の種類は特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、
ポリスチレン、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフル
オロエチレン、ＰＦＥＰ：テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、ＰＥＴＦＥ：エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、ＰＦＡ：テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体、ＰＥＣＴＦＥ：エチレン−クロロトリフル
オロエチレン共重合体、ＰＣＴＦＥ：ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ＰＶＤＦ：ポリビニリデンフルオライ
ド、ＰＶＦ：ポリビニルフルオライド等）、ケイ素樹脂
等のいずれでもよい。
【００２５】例えば耐紫外線物品が医療用物品等である
ときは、中でも、安全性の点からフッ素樹脂、ケイ素樹
脂が好ましく、これらの樹脂からなる部分に酸化チタン
膜又は酸化タンタル膜を形成することにより、膜被覆物
品全体として人体に安全な耐紫外線物品を製造できる。
本発明に係る製造方法により得られる耐紫外線物品にお
ける被成膜物品は、物品の部品、物品の部分、物品それ
自体のいずれであってもよい。製造する物品の具体的な
ものとして、カテーテル等のチューブ類、義歯、コンタ
クトレンズ、人工血管、各種インプラント等の医療用物
品を例示できる。医療用物品の高分子材料部分に紫外線
遮断性膜を形成したものとすることで、該医療用物品は
紫外線照射滅菌可能なものとなる。
ときは、中でも、安全性の点からフッ素樹脂、ケイ素樹
脂が好ましく、これらの樹脂からなる部分に酸化チタン
膜又は酸化タンタル膜を形成することにより、膜被覆物
品全体として人体に安全な耐紫外線物品を製造できる。
本発明に係る製造方法により得られる耐紫外線物品にお
ける被成膜物品は、物品の部品、物品の部分、物品それ
自体のいずれであってもよい。製造する物品の具体的な
ものとして、カテーテル等のチューブ類、義歯、コンタ
クトレンズ、人工血管、各種インプラント等の医療用物
品を例示できる。医療用物品の高分子材料部分に紫外線
遮断性膜を形成したものとすることで、該医療用物品は
紫外線照射滅菌可能なものとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１の図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
は、それぞれ本発明に係る耐紫外線物品製造方法により
得られる耐紫外線物品の一部の拡大断面図である。図
（Ａ）に示す耐紫外線物品は、ここでは全体が樹脂から
なる被成膜物品（ここでは包装用シート）Ｓの外表面Ｓ
１に紫外線遮断性膜Ｍが形成されたものである。この耐
紫外線物品によると、紫外線遮断性能のある膜Ｍが外表
面Ｓ１上に形成されているため、外表面Ｓ１への紫外線
照射による樹脂の劣化が十分抑制されている。また、紫
外線遮断性能のある物質が膜Ｍとして被成膜物品Ｓの外
側に付与されているため、被成膜物品Ｓの樹脂の特性は
損なわれない又は殆ど損なわれない。
を参照して説明する。図１の図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
は、それぞれ本発明に係る耐紫外線物品製造方法により
得られる耐紫外線物品の一部の拡大断面図である。図
（Ａ）に示す耐紫外線物品は、ここでは全体が樹脂から
なる被成膜物品（ここでは包装用シート）Ｓの外表面Ｓ
１に紫外線遮断性膜Ｍが形成されたものである。この耐
紫外線物品によると、紫外線遮断性能のある膜Ｍが外表
面Ｓ１上に形成されているため、外表面Ｓ１への紫外線
照射による樹脂の劣化が十分抑制されている。また、紫
外線遮断性能のある物質が膜Ｍとして被成膜物品Ｓの外
側に付与されているため、被成膜物品Ｓの樹脂の特性は
損なわれない又は殆ど損なわれない。
【００２７】また、図（Ｂ）に示す耐紫外線物品は、こ
こでは全体が樹脂からなる被成膜物品Ｓの外表面Ｓ１に
紫外線遮断性膜Ｍが形成され、膜Ｍと物品Ｓとの界面部
分に該両者の混合層ｍが形成されたものである。この耐
紫外線物品によると、混合層ｍの存在により、紫外線遮
断性膜Ｍの密着性が向上する。このように、該膜Ｍが剥
がれ難いため、外表面Ｓ１への紫外線照射による樹脂の
劣化が長期にわたり抑制されたものとなる。
こでは全体が樹脂からなる被成膜物品Ｓの外表面Ｓ１に
紫外線遮断性膜Ｍが形成され、膜Ｍと物品Ｓとの界面部
分に該両者の混合層ｍが形成されたものである。この耐
紫外線物品によると、混合層ｍの存在により、紫外線遮
断性膜Ｍの密着性が向上する。このように、該膜Ｍが剥
がれ難いため、外表面Ｓ１への紫外線照射による樹脂の
劣化が長期にわたり抑制されたものとなる。
【００２８】また、図（Ｃ）は医療用物品の１例である
樹脂製カテーテルＣＴの一部の断面を示しており、表周
面には紫外線遮断性膜Ｍが形成されている。なお、この
場合も混合層が形成されていてもよい。なお、ここでは
全体が樹脂からなる被成膜物品の外表面全体に紫外線遮
断性膜が形成された耐紫外線物品を示したが、被成膜物
品の一部に樹脂等の高分子材料部分があり、この高分子
材料部分に紫外線遮断性膜が形成されたものも考えられ
る。
樹脂製カテーテルＣＴの一部の断面を示しており、表周
面には紫外線遮断性膜Ｍが形成されている。なお、この
場合も混合層が形成されていてもよい。なお、ここでは
全体が樹脂からなる被成膜物品の外表面全体に紫外線遮
断性膜が形成された耐紫外線物品を示したが、被成膜物
品の一部に樹脂等の高分子材料部分があり、この高分子
材料部分に紫外線遮断性膜が形成されたものも考えられ
る。
【００２９】また、図２は、本発明方法による耐紫外線
物品の製造に用いることができる成膜装置の１例の概略
構成を示す図である。この装置は、真空排気装置１１を
接続した真空容器１を有しており、容器１内には被成膜
物品を支持するホルダ２が設置され、ホルダ２に対向す
る位置には蒸発源３及びイオン源４が設置されている。
また、ホルダ２の付近には、膜厚モニタ５及びイオン電
流測定器６が配置されている。
物品の製造に用いることができる成膜装置の１例の概略
構成を示す図である。この装置は、真空排気装置１１を
接続した真空容器１を有しており、容器１内には被成膜
物品を支持するホルダ２が設置され、ホルダ２に対向す
る位置には蒸発源３及びイオン源４が設置されている。
また、ホルダ２の付近には、膜厚モニタ５及びイオン電
流測定器６が配置されている。
【００３０】なお、被成膜物品の外表面全体にイオン照
射及び成膜を行う場合や、複雑な構造の被成膜物品の上
にイオン照射及び成膜を行う場合は、均一処理を行うた
めに、図２の装置のホルダ２を回転機構、歳差運動機構
等を備えたものとすればよい。この装置を用いて、本発
明の前記（ａ）の方法を実施するにあたっては、ここで
は全体が樹脂からなる被成膜物品Ｓを図示しない搬送装
置により真空容器１内に搬入し、ホルダ２に支持させ
る。次いで、排気装置１１の運転にて容器１内を所定真
空度とし、被成膜物品Ｓの膜形成面（紫外線照射を受け
る面）にイオン源２から、不活性ガスイオン（酸化チタ
ン膜、酸化タンタル膜を形成する場合は不活性ガスイオ
ン及び酸素ガスイオンでもよい。）のうちの少なくとも
１種のイオンを照射エネルギ０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅ
Ｖ以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上５×１０17
ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射する。次いで、蒸発源３から
紫外線遮断性膜の種類に応じた所定の蒸発物質を蒸発さ
せて、該イオン照射面に所定の膜厚になるまで所定の紫
外線遮断性膜を形成する。これにより、図１の図（Ａ）
に示すような耐紫外線物品が得られる。
射及び成膜を行う場合や、複雑な構造の被成膜物品の上
にイオン照射及び成膜を行う場合は、均一処理を行うた
めに、図２の装置のホルダ２を回転機構、歳差運動機構
等を備えたものとすればよい。この装置を用いて、本発
明の前記（ａ）の方法を実施するにあたっては、ここで
は全体が樹脂からなる被成膜物品Ｓを図示しない搬送装
置により真空容器１内に搬入し、ホルダ２に支持させ
る。次いで、排気装置１１の運転にて容器１内を所定真
空度とし、被成膜物品Ｓの膜形成面（紫外線照射を受け
る面）にイオン源２から、不活性ガスイオン（酸化チタ
ン膜、酸化タンタル膜を形成する場合は不活性ガスイオ
ン及び酸素ガスイオンでもよい。）のうちの少なくとも
１種のイオンを照射エネルギ０．０５ｋｅＶ以上２ｋｅ
Ｖ以下で、１×１０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上５×１０17
ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以下照射する。次いで、蒸発源３から
紫外線遮断性膜の種類に応じた所定の蒸発物質を蒸発さ
せて、該イオン照射面に所定の膜厚になるまで所定の紫
外線遮断性膜を形成する。これにより、図１の図（Ａ）
に示すような耐紫外線物品が得られる。
【００３１】この方法によると、膜形成に先立ちイオン
照射を行うため、被成膜物品Ｓの膜形成面が活性化され
てその後形成する紫外線遮断性膜の被成膜物品Ｓとの密
着性が向上する。これにより、耐紫外線性能が長期にわ
たり維持された耐紫外線物品が得られる。
照射を行うため、被成膜物品Ｓの膜形成面が活性化され
てその後形成する紫外線遮断性膜の被成膜物品Ｓとの密
着性が向上する。これにより、耐紫外線性能が長期にわ
たり維持された耐紫外線物品が得られる。
【００３２】また、図２の装置を用いて、本発明の前記
（ｂ）の方法を実施するにあたっては、前記（ａ）の方
法の実施において、イオン照射を、蒸着により被成膜物
品Ｓ上に膜が１０ｎｍ堆積するまでの初期に行う。その
他は前記（ａ）の方法の実施と同様である。これによ
り、図１の図（Ｂ）に示すような耐紫外線物品が得られ
る。
（ｂ）の方法を実施するにあたっては、前記（ａ）の方
法の実施において、イオン照射を、蒸着により被成膜物
品Ｓ上に膜が１０ｎｍ堆積するまでの初期に行う。その
他は前記（ａ）の方法の実施と同様である。これによ
り、図１の図（Ｂ）に示すような耐紫外線物品が得られ
る。
【００３３】この方法によると、膜形成の初期に蒸着と
ともにイオン照射を行うため、被成膜物品と紫外線遮断
性膜との界面部分に混合層が形成されて、紫外線遮断性
膜の被成膜物品との密着性が向上する。これにより、耐
紫外線性能が長期にわたり維持された耐紫外線物品が得
られる。次に、図２の装置を用いた本発明方法実施の具
体例及びそれにより得られた耐紫外線物品について説明
する。 実施例１ ５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度下で、ＰＴＦＥからなる被
成膜物品の紫外線被照射面に、Ａｒイオンを照射エネル
ギ０．５ｋｅＶで１×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ2照射した
後、酸化チタンを５００ｎｍの膜厚になるまで真空蒸着
した。 実施例２ ５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度下で、ＰＣＴＦＥからなる
被成膜物品の紫外線照射面に、酸化チタンを５００ｎｍ
の膜厚になるまで蒸着した。このとき、膜厚が５ｎｍに
なるまでの間、酸化チタンの蒸着とともにＡｒイオンを
照射エネルギ０．５ｋｅＶで１×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 照射した。 比較例１ 前記実施例１において、イオン照射エネルギを１０ｋｅ
Ｖとした他は実施例１と同様にして酸化チタン膜を５０
０ｎｍ形成した。 比較例２ 前記実施例１において、膜厚を１０μｍ（１００００ｎ
ｍ）とした他は実施例１と同様にして酸化チタン膜を形
成した。
ともにイオン照射を行うため、被成膜物品と紫外線遮断
性膜との界面部分に混合層が形成されて、紫外線遮断性
膜の被成膜物品との密着性が向上する。これにより、耐
紫外線性能が長期にわたり維持された耐紫外線物品が得
られる。次に、図２の装置を用いた本発明方法実施の具
体例及びそれにより得られた耐紫外線物品について説明
する。 実施例１ ５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度下で、ＰＴＦＥからなる被
成膜物品の紫外線被照射面に、Ａｒイオンを照射エネル
ギ０．５ｋｅＶで１×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ2照射した
後、酸化チタンを５００ｎｍの膜厚になるまで真空蒸着
した。 実施例２ ５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度下で、ＰＣＴＦＥからなる
被成膜物品の紫外線照射面に、酸化チタンを５００ｎｍ
の膜厚になるまで蒸着した。このとき、膜厚が５ｎｍに
なるまでの間、酸化チタンの蒸着とともにＡｒイオンを
照射エネルギ０．５ｋｅＶで１×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 照射した。 比較例１ 前記実施例１において、イオン照射エネルギを１０ｋｅ
Ｖとした他は実施例１と同様にして酸化チタン膜を５０
０ｎｍ形成した。 比較例２ 前記実施例１において、膜厚を１０μｍ（１００００ｎ
ｍ）とした他は実施例１と同様にして酸化チタン膜を形
成した。
【００３４】次に、前記実施例１、２、比較例１、２に
より得られた各耐紫外線物品及び未処理のＰＴＦＥから
なる被成膜物品（比較例３）のそれぞれを、通常の滅菌
用の紫外線ランプ点灯下に１０日間放置し、その前後で
の表面の状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察
し、紫外線照射による表面状態変化を評価した。また、
前記実施例１、２及び比較例１、２により得られた各耐
紫外線物品の膜の密着性をテープ引き剥がし試験により
評価した。結果を次表に示す。
より得られた各耐紫外線物品及び未処理のＰＴＦＥから
なる被成膜物品（比較例３）のそれぞれを、通常の滅菌
用の紫外線ランプ点灯下に１０日間放置し、その前後で
の表面の状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察
し、紫外線照射による表面状態変化を評価した。また、
前記実施例１、２及び比較例１、２により得られた各耐
紫外線物品の膜の密着性をテープ引き剥がし試験により
評価した。結果を次表に示す。
【００３５】 表面観察 テープ引き剥がし試験 実施例１ 変化なし 剥離なし 実施例２ 変化なし 剥離なし 比較例１ 変化なし 剥離あり 比較例２ 変化なし 剥離あり 比較例３ 表面あれ発生 ─ この結果、高分子材料からなる被成膜物品の外表面に酸
化チタン膜を形成することにより紫外線に対する耐久性
が向上したことがわかる。また、イオン照射により膜密
着性を向上させるにあたり、照射エネルギを１０ｋｅＶ
という高いエネルギにすると、膜密着性が余り向上しな
いことが分かる。また、膜厚を１０μｍという大きいも
のにすると膜密着性が悪いことも分かる。
化チタン膜を形成することにより紫外線に対する耐久性
が向上したことがわかる。また、イオン照射により膜密
着性を向上させるにあたり、照射エネルギを１０ｋｅＶ
という高いエネルギにすると、膜密着性が余り向上しな
いことが分かる。また、膜厚を１０μｍという大きいも
のにすると膜密着性が悪いことも分かる。
【００３６】なお、前記比較例３では、紫外線照射によ
る表面あれが発生したが、ＰＴＦＥからなる被成膜物品
の紫外線照射前後の表面部分の組成をＸ線光電子分光分
析（ＸＰＳ）により調べたところ、紫外線照射によりフ
ッ素原子が減少していることが分かった。なお被成膜物
品がＰＴＦＥやＰＣＴＦＥ以外の樹脂からなる場合であ
っても、また、酸化チタン膜に代えて酸化タンタル膜を
形成してもこれらと同様の結果が得られる。
る表面あれが発生したが、ＰＴＦＥからなる被成膜物品
の紫外線照射前後の表面部分の組成をＸ線光電子分光分
析（ＸＰＳ）により調べたところ、紫外線照射によりフ
ッ素原子が減少していることが分かった。なお被成膜物
品がＰＴＦＥやＰＣＴＦＥ以外の樹脂からなる場合であ
っても、また、酸化チタン膜に代えて酸化タンタル膜を
形成してもこれらと同様の結果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
【００３８】
【００３９】本発明によると、少なくとも一部が高分子
材料からなる物品であって、該高分子材料本来の特性が
維持されているとともに、該高分子材料の紫外線による
劣化が長期にわたり十分抑制される耐紫外線物品の製造
方法を提供することができる。また本発明によると、少
なくとも一部が高分子材料からなる物品であって、該高
分子材料本来の特性が維持されているとともに、該高分
子材料の紫外線による劣化が長期にわたり十分抑制さ
れ、さらに安全性が高い耐紫外線物品の製造方法を提供
することができる。
材料からなる物品であって、該高分子材料本来の特性が
維持されているとともに、該高分子材料の紫外線による
劣化が長期にわたり十分抑制される耐紫外線物品の製造
方法を提供することができる。また本発明によると、少
なくとも一部が高分子材料からなる物品であって、該高
分子材料本来の特性が維持されているとともに、該高分
子材料の紫外線による劣化が長期にわたり十分抑制さ
れ、さらに安全性が高い耐紫外線物品の製造方法を提供
することができる。
【図１】図（Ａ）、図（Ｂ）、図（Ｃ）はそれぞれ本発
明の実施形態である耐紫外線物品の例の一部の拡大断面
図である。
明の実施形態である耐紫外線物品の例の一部の拡大断面
図である。
【図２】本発明方法の実施に用いることができる成膜装
置の１例の概略構成を示す図である。
置の１例の概略構成を示す図である。
１ 真空容器 １１ 真空排気装置 ２ 被成膜物品ホルダ ３ 蒸発源 ４ イオン源 ５ 膜厚モニタ ６ イオン電流測定器 Ｓ 被成膜物品 Ｓ１ 被成膜物品の膜形成面 Ｍ 紫外線遮断性膜 ｍ 混合層 ＣＴ カテーテル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 潔 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−316780（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 7/00 - 7/18
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも表面の一部が高分子材料から
なり、該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一
部に紫外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性
膜が形成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫
外線遮断性膜を形成すべき前記高分子材料からなる部分
表面に、イオンを照射エネルギ０．０５ｋｅＶ以上２ｋ
ｅＶ以下で、１×１０ 13 ｉｏｎｓ／ｃｍ 2 以上５×１０
17 ｉｏｎｓ／ｃｍ 2 以下照射した後、該面上に紫外線遮
断性膜を形成することを特徴とする耐紫外線物品の製造
方法。 - 【請求項２】 少なくとも表面の一部が高分子材料から
なり、該高分子材料からなる部分の表面の少なくとも一
部に紫外線遮断性能を有する物質からなる紫外線遮断性
膜が形成された耐紫外線物品の製造方法であって、該紫
外線遮断性膜を該高分子材料からなる部分表面上に形成
し、該膜形成前から膜形成の初期にかけて又は該膜形成
の初期に、該膜形成対象面にイオンを照射エネルギ０．
０５ｋｅＶ以上２ｋｅＶ以下で、１×１０ 13 ｉｏｎｓ／
ｃｍ 2 以上５×１０ 17 ｉｏｎｓ／ｃｍ 2 以下照射するこ
とを特徴とする耐紫外線物品の製造方法。 - 【請求項３】 前記イオン照射は、形成される前記膜の
厚さが１０ｎｍになるまでの間に行う請求項２記載の耐
紫外線物品の製造方法。 - 【請求項４】 前記紫外線遮断性膜が酸化チタン膜、酸
化タンタル膜から選ばれた１種の膜である請求項１、２
又は３記載の耐紫外線物品の製造方法。 - 【請求項５】 前記紫外線遮断性膜が酸化チタン膜であ
り、該酸化チタン膜形成に先立ち前記紫外線遮断性膜形
成対象の高分子材料表面にチタン中間膜を形成する請求
項１記載の耐紫外線物品の製造方法。 - 【請求項６】 前記紫外線遮断性膜が酸化タンタル膜で
あり、該酸化タンタル膜形成に先立ち前記紫外線遮断性
膜形成対象の高分子材料表面にタンタル中間膜を形成す
る請求項１記載の耐紫外線物品の製造方法。 - 【請求項７】 前記紫外線遮断性膜を膜厚２０ｎｍ以上
２０００ｎｍ以下に形成する請求項４記載の耐紫外線物
品の製造方法。 - 【請求項８】 前記高分子材料がフッ素樹脂、ケイ素樹
脂から選ばれた少なくとも一種の樹脂である請求項１か
ら７のいずれかに記載の耐紫外線物品の製造方法。 - 【請求項９】 前記耐紫外線物品が医療用物品である請
求項１から８のいずれかに記載の耐紫外線物品の製造方
法。
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| JP9-347666 | 1997-12-17 | ||
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