JP3570686B2 - 帯電防止膜及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、単分子吸着膜を用いた帯電防止膜及びその製造方法に関するもので、さらに詳しくは、ガラス、セラミック、プラスチック、繊維などの帯電を防止するための帯電防止膜及びその製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック、ガラス、合成樹脂、繊維などは使用する用途によって静電気がたまりやすく、帯電することにより、周りに浮遊している埃やごみが付着し、表面が汚れ易いという欠点があった。そこでその対策として、表面を導電性の高分子でコーティングしたり、導電性フィルムを張りつけたり、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化すず）等の酸化物を蒸着する方法が知られている。
【０００３】
また、化学吸着単分子膜を用いた帯電防止膜の製造方法としては、小川（米国特許第４６７３４７４号明細書他）の方法によって提案されているが、これは親水性の機能を有する化学吸着試薬を基体表面に吸着させ、帯電防止を狙ったものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性高分子を塗布したり導電性フィルムを張りつける方法では、透明性が劣るだけでなく、表面に傷が付き易いなどの欠点があった。またＩＴＯなどの酸化物を蒸着する方法では非常にコストが高くつくという欠点があった。さらに、従来の小川の化学吸着法は親水性の化学吸着膜を基板表面に吸着させるというものであり、基板表面の導電性をあまりあげることができず、帯電防止膜としてさらに改良が望まれていた。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題を解決するため、透明性や耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とその製造方法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に、本発明の帯電防止膜は、基体表面に前記基体と−Si−O−基板、−Si−N＜基板、又は、−Si−S−基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、前記単分子膜の全部又は一部が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合されており、前記単分子膜の一部が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に親水性基である分子を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解して化学吸着液を調整し、前記化学吸着液を活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程と、親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を、活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤と親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤とをともに非水系の溶媒に溶解し調整した溶液に、活性水素を有する基体を接触し、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の別の帯電防止膜は、基体表面に前記基体と− Si − O −基板、− Si − N ＜基板、又は、− Si − S −基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、前記単分子膜が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合され、前記単分子膜分子間に親水性基を含む下記一般式（化１））[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物が組み込まれている。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１１】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、前記基体表面に形成した前記有機化合物を組み込み単分子膜を形成し、その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１２】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、前記基体表面に前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成させ、その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合し、さらに下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１３】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を活性水素を有する基体表面に接触し、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を前記基体表面に吸着し、その後、下記化学式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１４】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤と、下記一般式（化２）[R"は炭素数が３以上のアルキル基、Yは−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NR3X（Rはアルキル基、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機金属とを非水系溶媒に溶解し調整した溶液に基体を接触し、基体表面に有機化合物が組み込まれた前記二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成し、その後前記二重結合又は三重結合を有する単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする。
［化２］ Ｒ"−Ｙ
【００１９】
【作用】
前記本発明の構成によれば、基体表面にＳｉ分子を含む共有結合によって形成された単分子膜であって、前記単分子膜は少なくとも単分子間で共役系を形成した単分子と、親水性基を含む単分子を共に有することにより、透明性及び耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とすることができる。すなわち、基体にシロキサン結合を介して単分子膜が形成されており、前記単分子膜は、少なくとも分子間同士が共役系でつながれている単分子膜と、親水性基を有する単分子膜が存在している帯電防止膜であるため、剥離することがなく、透過性に優れている。しかも、共役系の分子鎖と親水性基が隣接しているため、非常に導電性が高く帯電防止効果が大きいという特徴がある。
【００２０】
また前記記本発明の第１〜４番目の製造方法によれば、導電性が高く帯電防止効果が大きい単分子膜を効率良く合理的に製造できる。
【００２１】
【実施例】
本発明に用いる基体は、表面に活性水素原子を有するものであれば、いずれも吸着可能である。例えば表面に、−ＯＨ，−ＮＨ２ ，＞ＮＨ，−ＳＨ，−ＣＯＯＨ，−ＣＨＯ等の活性水素を有するものは吸着可能である。
【００２２】
二重結合または三重結合を有するシラン系界面活性剤は、＞Ｃ＝Ｃ＜基を含む化合物、下記式（化３）に示す基を含む化合物、＞Ｃ＝Ｎ−基を含む化合物などである。またこれらの官能基を重合させて共役系を形成させる方法は、触媒重合、電解重合、電子線照射などがあるがどれを用いてもよい。
【００２３】
【化３】
【００２４】
本発明で使用可能な親水性基を有するシラン系界面活性剤は、親水性基として−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を表わす）、−ＮＲ３ Ｘ（Ｒはアルキル基、Ｘはハロゲン原子を表わす）、−ＮＯ２ 、または−ＳＯ３ Ｍ（Ｍはアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を表わす）を有するものであればいずれでも可能であるが、−ＣＯＯＭ、−ＮＲ３ Ｘ、−ＳＯ３ Ｍが最もよい。本発明で使用可能な親水性基を含む有機化合物は、一般式（化１）で示されるものであればいずれも使用可能であるが、親水性基として、−ＣＯＯＭ、−ＮＲ３ Ｘ、−ＳＯ３ Ｍが最もよく、またアルキル基は、炭素数が３以上であれば使用可能であるが、炭素数が長いほど、単分子膜の中に固定され易く良い。最も良いのは、単分子膜の厚みとほぼ同じくらいの長さになるものである。
【００２５】
以下、具体的実施例を説明する。
（実施例１）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。図１に示すように、この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板１を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜２を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬すると、図２に示すように単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた化学吸着単分子膜３を得た。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で．水系混合溶媒に溶解し、調製した化学吸着剤に、２時間浸漬することにより、図３に示すように、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜４を得た。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ１．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２６】
（実施例２）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシランとω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板をＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。その後基板を取り出し、乾燥させて導電率を測定したところ、５．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２７】
（実施例３）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した吸着溶液に２時間浸漬した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出しクロロホルムで洗浄して、水洗を行い乾燥させた後、導電率を測定したところ８．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２８】
（実施例４）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌ、四塩化炭素１２ｍｌ、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗し乾燥させた後、導電率を測定したところ６．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２９】
（実施例５）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。図４に示すように、この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板５を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜６を形成した。この様にして化学吸着単分子膜６の形成された石英基板を、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に２時間浸漬し、さらにＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬することにより、図５に示すように、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合が重合し、ノナン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜７が形成された。その後乾燥させて、導電率を測定したところ１．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３０】
（実施例６）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に超音波をかけながら２時間浸漬し、その後基板を取り出し、クロロホルムで洗浄し、乾燥させて、導電率を測定したところ、２．８×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３１】
（実施例７）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた、その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中に石英基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に超音波をかけながら２時間浸漬し、その後基板を取り出し、クロロホルムで洗浄して、乾燥させた後、導電率を測定したところ、８．０×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３２】
（実施例８）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランとノナン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、化学吸着膜の形成された石英基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、５．１×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３３】
（実施例９）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌ、四塩化炭素１２ｍｌ、ノナン酸１００ｍｇを加え、その溶液の中に石英基板を２時間浸漬させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、基板を取り出し、クロロホルムで洗浄して、乾燥させた後、導電率を測定したところ７．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３４】
（実施例１０）
１９−トリメチルシリル−１８−ノナデシニルトリクロロシラン｛（ＣＨ３ ）３ ＳｉＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）１７ＳｉＣｌ３ を１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬すると、単分子膜の末端の三重結合部分を重合させた化学吸着単分子膜を得た。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した化学吸着剤に、２時間浸漬することにより、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜を得る。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、３．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３５】
（実施例１１）
１９−トリメチルシリル−１８−ノナデシニルトリクロロシラン｛（ＣＨ３ ）３ ＳｉＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）１７ＳｉＣｌ３ ｝とｐ−オクチルフェニルスルフォン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させる。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、４．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３６】
（実施例１２）
７−オクチニルトリクロロシラン（ＨＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）６ ＳｉＣｌ３ ）０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した吸着溶液に２時間浸漬した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出しクロロホルムで洗浄して、水洗を行い乾燥させた後、導電率を測定したところ７．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３７】
（実施例１３）
７−オクチニルトリクロロシラン（ＨＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）６ ＳｉＣｌ３ ）を１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成された石英基板を、オクチルトリメチルアンモニウムクロライド（Ｃ８ Ｈ１８Ｎ（ＣＨ３ ）３ Ｃｌ）１．０容量％のヘキサデカン溶液に２時間浸漬し、さらにＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬することにより、単分子膜の末端の三重結合部分が重合し、ノナン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜７が形成する。その後乾燥させて、導電率を測定したところ、２．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、帯電防止膜及びその製造方法に関するもので、基板表面に単分子膜で共役系を作り、さらにドーパントとなる単分子膜もその中に組み込むというものであり、単分子膜であるため、透明性がよく、しかも耐久性にも富み、導電率も高いという特徴を有する。また、基体表面にＳｉ分子を含む共有結合によって形成された単分子膜であって、前記単分子膜は少なくとも単分子間で共役系を形成した単分子と、親水性基を含む単分子を共に有することにより、透明性及び耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とすることができる。
【００３９】
また前記本発明の製造方法によれば、導電性が高く帯電防止効果が大きい単分子膜を効率良く合理的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における二重結合を有する化学吸着単分子膜の概念図
【図２】本発明の一実施例における共役系を有する単分子膜の概念図
【図３】本発明の一実施例における帯電防止膜の概念図
【図４】本発明の他の実施例における二重結合を有する化学吸着単分子膜の概念図
【図５】本発明の他の実施例における帯電防止膜の概念図
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 二重結合を有する化学吸着単分子膜
３ 共役系を有する化学吸着単分子膜
４ 帯電防止膜
５ 石英基板
６ 二重結合を有する化学吸着単分子膜
７ 帯電防止膜
【産業上の利用分野】
本発明は、単分子吸着膜を用いた帯電防止膜及びその製造方法に関するもので、さらに詳しくは、ガラス、セラミック、プラスチック、繊維などの帯電を防止するための帯電防止膜及びその製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック、ガラス、合成樹脂、繊維などは使用する用途によって静電気がたまりやすく、帯電することにより、周りに浮遊している埃やごみが付着し、表面が汚れ易いという欠点があった。そこでその対策として、表面を導電性の高分子でコーティングしたり、導電性フィルムを張りつけたり、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化すず）等の酸化物を蒸着する方法が知られている。
【０００３】
また、化学吸着単分子膜を用いた帯電防止膜の製造方法としては、小川（米国特許第４６７３４７４号明細書他）の方法によって提案されているが、これは親水性の機能を有する化学吸着試薬を基体表面に吸着させ、帯電防止を狙ったものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性高分子を塗布したり導電性フィルムを張りつける方法では、透明性が劣るだけでなく、表面に傷が付き易いなどの欠点があった。またＩＴＯなどの酸化物を蒸着する方法では非常にコストが高くつくという欠点があった。さらに、従来の小川の化学吸着法は親水性の化学吸着膜を基板表面に吸着させるというものであり、基板表面の導電性をあまりあげることができず、帯電防止膜としてさらに改良が望まれていた。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題を解決するため、透明性や耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とその製造方法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に、本発明の帯電防止膜は、基体表面に前記基体と−Si−O−基板、−Si−N＜基板、又は、−Si−S−基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、前記単分子膜の全部又は一部が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合されており、前記単分子膜の一部が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に親水性基である分子を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解して化学吸着液を調整し、前記化学吸着液を活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程と、親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を、活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤と親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤とをともに非水系の溶媒に溶解し調整した溶液に、活性水素を有する基体を接触し、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の別の帯電防止膜は、基体表面に前記基体と− Si − O −基板、− Si − N ＜基板、又は、− Si − S −基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、前記単分子膜が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合され、前記単分子膜分子間に親水性基を含む下記一般式（化１））[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物が組み込まれている。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１１】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、前記基体表面に形成した前記有機化合物を組み込み単分子膜を形成し、その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１２】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、前記基体表面に前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成させ、その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合し、さらに下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１３】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を活性水素を有する基体表面に接触し、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を前記基体表面に吸着し、その後、下記化学式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする。
［化１］ Ｒ’−Ｚ
【００１４】
さらに本発明の別の帯電防止膜の製造方法は、二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤と、下記一般式（化２）[R"は炭素数が３以上のアルキル基、Yは−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NR3X（Rはアルキル基、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機金属とを非水系溶媒に溶解し調整した溶液に基体を接触し、基体表面に有機化合物が組み込まれた前記二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成し、その後前記二重結合又は三重結合を有する単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする。
［化２］ Ｒ"−Ｙ
【００１９】
【作用】
前記本発明の構成によれば、基体表面にＳｉ分子を含む共有結合によって形成された単分子膜であって、前記単分子膜は少なくとも単分子間で共役系を形成した単分子と、親水性基を含む単分子を共に有することにより、透明性及び耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とすることができる。すなわち、基体にシロキサン結合を介して単分子膜が形成されており、前記単分子膜は、少なくとも分子間同士が共役系でつながれている単分子膜と、親水性基を有する単分子膜が存在している帯電防止膜であるため、剥離することがなく、透過性に優れている。しかも、共役系の分子鎖と親水性基が隣接しているため、非常に導電性が高く帯電防止効果が大きいという特徴がある。
【００２０】
また前記記本発明の第１〜４番目の製造方法によれば、導電性が高く帯電防止効果が大きい単分子膜を効率良く合理的に製造できる。
【００２１】
【実施例】
本発明に用いる基体は、表面に活性水素原子を有するものであれば、いずれも吸着可能である。例えば表面に、−ＯＨ，−ＮＨ２ ，＞ＮＨ，−ＳＨ，−ＣＯＯＨ，−ＣＨＯ等の活性水素を有するものは吸着可能である。
【００２２】
二重結合または三重結合を有するシラン系界面活性剤は、＞Ｃ＝Ｃ＜基を含む化合物、下記式（化３）に示す基を含む化合物、＞Ｃ＝Ｎ−基を含む化合物などである。またこれらの官能基を重合させて共役系を形成させる方法は、触媒重合、電解重合、電子線照射などがあるがどれを用いてもよい。
【００２３】
【化３】
本発明で使用可能な親水性基を有するシラン系界面活性剤は、親水性基として−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を表わす）、−ＮＲ３ Ｘ（Ｒはアルキル基、Ｘはハロゲン原子を表わす）、−ＮＯ２ 、または−ＳＯ３ Ｍ（Ｍはアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を表わす）を有するものであればいずれでも可能であるが、−ＣＯＯＭ、−ＮＲ３ Ｘ、−ＳＯ３ Ｍが最もよい。本発明で使用可能な親水性基を含む有機化合物は、一般式（化１）で示されるものであればいずれも使用可能であるが、親水性基として、−ＣＯＯＭ、−ＮＲ３ Ｘ、−ＳＯ３ Ｍが最もよく、またアルキル基は、炭素数が３以上であれば使用可能であるが、炭素数が長いほど、単分子膜の中に固定され易く良い。最も良いのは、単分子膜の厚みとほぼ同じくらいの長さになるものである。
【００２５】
以下、具体的実施例を説明する。
（実施例１）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。図１に示すように、この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板１を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜２を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬すると、図２に示すように単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた化学吸着単分子膜３を得た。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で．水系混合溶媒に溶解し、調製した化学吸着剤に、２時間浸漬することにより、図３に示すように、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜４を得た。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ１．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２６】
（実施例２）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシランとω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板をＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。その後基板を取り出し、乾燥させて導電率を測定したところ、５．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２７】
（実施例３）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した吸着溶液に２時間浸漬した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出しクロロホルムで洗浄して、水洗を行い乾燥させた後、導電率を測定したところ８．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２８】
（実施例４）
ω−（３−チエニル）デシルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌ、四塩化炭素１２ｍｌ、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗し乾燥させた後、導電率を測定したところ６．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００２９】
（実施例５）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。図４に示すように、この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板５を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜６を形成した。この様にして化学吸着単分子膜６の形成された石英基板を、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に２時間浸漬し、さらにＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬することにより、図５に示すように、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合が重合し、ノナン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜７が形成された。その後乾燥させて、導電率を測定したところ１．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３０】
（実施例６）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去した。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成した。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に超音波をかけながら２時間浸漬し、その後基板を取り出し、クロロホルムで洗浄し、乾燥させて、導電率を測定したところ、２．８×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３１】
（実施例７）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた、その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中に石英基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ノナン酸ナトリウム１．０容量％のヘキサデカン溶液に超音波をかけながら２時間浸漬し、その後基板を取り出し、クロロホルムで洗浄して、乾燥させた後、導電率を測定したところ、８．０×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３２】
（実施例８）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシランとノナン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、化学吸着膜の形成された石英基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させた。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、５．１×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３３】
（実施例９）
ω−（３−チエニル）オクチルトリクロロシラン０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌ、四塩化炭素１２ｍｌ、ノナン酸１００ｍｇを加え、その溶液の中に石英基板を２時間浸漬させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、基板を取り出し、クロロホルムで洗浄して、乾燥させた後、導電率を測定したところ７．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３４】
（実施例１０）
１９−トリメチルシリル−１８−ノナデシニルトリクロロシラン｛（ＣＨ３ ）３ ＳｉＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）１７ＳｉＣｌ３ を１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬すると、単分子膜の末端の三重結合部分を重合させた化学吸着単分子膜を得た。さらに水洗を行った後、よく乾燥させて、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した化学吸着剤に、２時間浸漬することにより、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜を得る。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、３．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３５】
（実施例１１）
１９−トリメチルシリル−１８−ノナデシニルトリクロロシラン｛（ＣＨ３ ）３ ＳｉＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）１７ＳｉＣｌ３ ｝とｐ−オクチルフェニルスルフォン酸ナトリウムとを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥したガラス基板を２時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成されたガラス基板を、ＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬し、単分子膜の末端のチオフェン部分の２重結合を重合させる。その後基板を取り出し、乾燥させて、導電率を測定したところ、４．５×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３６】
（実施例１２）
７−オクチニルトリクロロシラン（ＨＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）６ ＳｉＣｌ３ ）０．１ｍｌをＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液８ｍｌに加え３０分反応させた。その後ヘキサデカン８０ｍｌと四塩化炭素１２ｍｌを加え、その溶液の中にガラス基板を２時間浸漬させ、重合した単分子膜を形成させ、その後クロロホルムで洗浄し、さらに水洗した後、ω−トリクロロシリルウンデカン酸ナトリウムを１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、調製した吸着溶液に２時間浸漬した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。その後基板を取り出しクロロホルムで洗浄して、水洗を行い乾燥させた後、導電率を測定したところ７．２×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００３７】
（実施例１３）
７−オクチニルトリクロロシラン（ＨＣ〓Ｃ（ＣＨ２ ）６ ＳｉＣｌ３ ）を１．０容量％の濃度で非水系混合溶媒に溶解し、化学吸着剤を調製した。前記非水系吸着溶媒は、８０容量％ｎ−ヘキサデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホルム溶液である。この化学吸着剤の中によく乾燥した石英基板を１時間浸漬し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで洗浄し、未反応物を洗浄除去する。更に水洗を行い、化学吸着単分子膜を形成する。この様にして化学吸着単分子膜の形成された石英基板を、オクチルトリメチルアンモニウムクロライド（Ｃ８ Ｈ１８Ｎ（ＣＨ３ ）３ Ｃｌ）１．０容量％のヘキサデカン溶液に２時間浸漬し、さらにＦｅＣｌ３ のクロロホルム飽和溶液に１時間浸漬することにより、単分子膜の末端の三重結合部分が重合し、ノナン酸ナトリウムが組み込まれた化学吸着単分子膜７が形成する。その後乾燥させて、導電率を測定したところ、２．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、帯電防止膜及びその製造方法に関するもので、基板表面に単分子膜で共役系を作り、さらにドーパントとなる単分子膜もその中に組み込むというものであり、単分子膜であるため、透明性がよく、しかも耐久性にも富み、導電率も高いという特徴を有する。また、基体表面にＳｉ分子を含む共有結合によって形成された単分子膜であって、前記単分子膜は少なくとも単分子間で共役系を形成した単分子と、親水性基を含む単分子を共に有することにより、透明性及び耐久性がよく、しかも導電率の高い化学吸着膜の帯電防止膜とすることができる。
【００３９】
また前記本発明の製造方法によれば、導電性が高く帯電防止効果が大きい単分子膜を効率良く合理的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における二重結合を有する化学吸着単分子膜の概念図
【図２】本発明の一実施例における共役系を有する単分子膜の概念図
【図３】本発明の一実施例における帯電防止膜の概念図
【図４】本発明の他の実施例における二重結合を有する化学吸着単分子膜の概念図
【図５】本発明の他の実施例における帯電防止膜の概念図
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 二重結合を有する化学吸着単分子膜
３ 共役系を有する化学吸着単分子膜
４ 帯電防止膜
５ 石英基板
６ 二重結合を有する化学吸着単分子膜
７ 帯電防止膜
Claims (8)
- 基体表面に前記基体と−Si−O−基板、−Si−N＜基板、又は、−Si−S−基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、
前記単分子膜の全部又は一部が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合されており、
前記単分子膜の一部が、
前記単分子膜を構成する分子の末端部に親水性基である分子を含むことを特徴とする帯電防止膜。 - 二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、
その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解して化学吸着液を調整し、
前記化学吸着液を活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程と、
親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を、活性水素を有する基体表面に接触させ、前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成する工程とを含むことを特徴とする帯電防止膜の製造方法。 - 二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、
その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤と親水性基を有するクロロシラン系界面活性剤とをともに非水系の溶媒に溶解し調整した溶液に、活性水素を有する基体を接触し、
前記基体表面の活性水素と前記クロロシラン系界面活性剤のシリル基との間で縮合反応を起こさせて単分子膜を形成することを特徴とする帯電防止膜の製造方法。 - 基体表面に前記基体と−Si−O−基板、−Si−N＜基板、又は、−Si−S−基板の結合を介して形成された単分子膜よりなる帯電防止膜であって、
前記単分子膜が、前記単分子膜を構成する分子の末端部に存在する二重結合を有したチオフェン部を介して前記単分子膜を構成する分子間同士が結合され、
前記単分子膜分子間に親水性基を含む下記一般式（化１））[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物が組み込まれた、帯電防止膜。
［化１］ Ｒ’−Ｚ - 活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、
前記基体表面に形成した前記有機化合物を組み込み単分子膜を形成し、
その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする帯電防止膜の製造方法。
［化１］ Ｒ’−Ｚ - 活性水素を有する基体表面に二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤を非水系溶媒に溶解して調整した溶液を接触させて、前記基体表面と前記クロロシラン系界面活性剤シリル基とを反応させ、
前記基体表面に前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成させ、
その後前記単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合し、
さらに下記一般式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、
超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする帯電防止膜の製造方法。
［化１］ Ｒ’−Ｚ - 二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の前記二重結合部分又は前記三重結合部分を重合し、その後、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を非水系の溶媒に溶解し調整した溶液を活性水素を有する基体表面に接触し、前記重合したクロロシラン系界面活性剤を前記基体表面に吸着し、その後、下記化学式（化１）[R'は炭素数が３以上のアルキル基、Zは−OH、−COOH、−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NH2、−NR3X（Rはアルキル基又は水素原子、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3H、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]で表される有機化合物を基体に接触し、
超音波で処理し前記基体表面に形成した前記クロロシラン系界面活性剤の単分子膜の中に前記有機化合物を組み込むことを特徴とする帯電防止膜の製造方法。
［化１］ Ｒ’−Ｚ - 二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤と、下記一般式（化２）[R"は炭素数が３以上のアルキル基、Yは−COOM（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）、−NR3X（Rはアルキル基、Xはハロゲン原子を表す）、−NO2、−SO3M（Mはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属を表す）]
で表される有機金属とを非水系溶媒に溶解し調整した溶液に基体を接触し、基体表面に有機化合物が組み込まれた前記二重結合又は三重結合を有するクロロシラン系界面活性剤の単分子膜を形成し、その後前記二重結合又は三重結合を有する単分子膜の二重結合又は三重結合の部分を重合することを特徴とする帯電防止膜の製造方法。
［化２］ Ｒ"−Ｙ
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