JP6285233B2 - Surface modification method and surface modified elastic body - Google Patents
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Description
本発明は、表面改質方法、並びに、該改質方法により得られる改質された表面を少なくとも一部に有する注射器用ガスケットや注射器用シリンジ、タイヤの溝表面及び/又はサイドウォール表面を少なくとも一部に有するタイヤなどの表面改質弾性体に関する。 The present invention relates to a surface modification method, and at least one of a gasket for a syringe and a syringe for syringe having at least part of a modified surface obtained by the modification method, a groove surface and / or a sidewall surface of a tire. The present invention relates to a surface-modified elastic body such as a tire in a part.
シール状態を維持しながら摺動する部分、例えば、注射器のプランジャーに一体化されてプランジャーとシリンジのシールを行うガスケットには、シール性を重視し、ゴム等の弾性体が使用されているが、摺動性に若干問題がある(特許文献1参照)。そのため、摺動面にシリコーンオイルなどの摺動性改良剤を塗布しているが、最近上市されているバイオ製剤にシリコーンオイルが悪影響を及ぼす可能性が指摘されている。一方、摺動性改良剤を塗布していないガスケットは摺動性に劣るため、投与の際にプランジャーを円滑に押せずに脈動し、注入量が不正確になる、患者に苦痛を与えるなどの問題が生じる。 For parts that slide while maintaining a sealed state, for example, gaskets that are integrated with the plunger of a syringe and seal the plunger and syringe, the sealing property is emphasized, and an elastic body such as rubber is used. However, there is a slight problem in slidability (see Patent Document 1). For this reason, a sliding property improving agent such as silicone oil is applied to the sliding surface, but it has been pointed out that silicone oil may adversely affect biopharmaceuticals that have recently been put on the market. On the other hand, gaskets not coated with a slidability improver are inferior in slidability, causing pulsation without smoothly pushing the plunger during administration, resulting in inaccurate injection volume, causing pain to patients, etc. Problem arises.
このような、シール性と摺動性の相反する要求を満たすため、自己潤滑性を有するPTFEフィルムを被覆する技術が提案されているが(特許文献2参照)、一般に高価なため、加工製品の製造コストが上昇し、応用範囲が限定されてしまう。また、PTFEフィルムを被覆した製品を、摺動などが繰り返され耐久性が要求される用途に適用することについて、信頼性の不安もある。更に、PTFEは放射線に弱いため、照射線による滅菌ができないという問題もある。 In order to satisfy such contradictory requirements of sealability and slidability, a technique for coating a self-lubricating PTFE film has been proposed (see Patent Document 2). The manufacturing cost increases and the application range is limited. In addition, there is a concern about reliability when a product coated with a PTFE film is applied to an application in which durability is required due to repeated sliding and the like. Furthermore, since PTFE is vulnerable to radiation, there is also a problem that sterilization by radiation cannot be performed.
また、水存在下での摺動性が要求される他の用途への応用も考えられる。すなわち、プレフィルドシリンジのシリンジ内面や水を送るための管又はチューブの内面の流体抵抗を下げることや、水との接触角を上げる、又は目覚しく下げることでロスなく水を送れる。カテーテルのチューブの内外表面の表面抵抗を下げることで、体内への挿入をしやすくすることや、カテーテル内にガイドワイヤーを通しやすくすることができる。タイヤの溝表面の流体抵抗を下げることや、水との接触角を上げる、又は目覚しく下げることでウエットや雪上路面での水や雪のはけが良くなり、結果としてグリップ性、ハイドロプレーニング性が向上し安全性が改善される。タイヤのサイドウォール面や建物の壁の摺動抵抗を減少させることや、水との接触角を上げることでゴミや粉塵が付着しにくくなることも期待できる。 In addition, application to other uses that require slidability in the presence of water is also conceivable. That is, water can be sent without loss by lowering the fluid resistance of the syringe inner surface of the prefilled syringe and the inner surface of the tube or tube for feeding water, increasing the contact angle with water, or reducing it significantly. By reducing the surface resistance of the inner and outer surfaces of the catheter tube, the catheter can be easily inserted into the body, and the guide wire can be easily passed through the catheter. By reducing the fluid resistance on the groove surface of the tire, increasing the contact angle with water, or reducing it significantly, water and snow on wet and snowy road surfaces will be better, resulting in improved grip and hydroplaning. And safety is improved. It can also be expected that dust and dust are less likely to adhere by reducing the sliding resistance of the tire sidewall and building walls and increasing the contact angle with water.
更に、ダイヤフラムポンプ、ダイヤフラム弁などのダイヤフラムで水又は水溶液等を送る時の圧損が少なくなる。スキー板やスノーボード板の滑走面の摺動性を高めることで滑りやすくなる。道路標識や看板の摺動性を高めて雪が滑りやすくすることで標識が見やすくなる。船の外周面の摺動抵抗を低下させることや、水との接触角を上げることで水の抵抗が減少するとともに外周面に菌が付着しにくくなる。水着の糸表面の摺動性を改良することで水の抵抗が減る、などの有利な効果も期待できる。 Furthermore, pressure loss when water or an aqueous solution is sent by a diaphragm such as a diaphragm pump or a diaphragm valve is reduced. It becomes easy to slip by improving the slidability of the sliding surface of the ski or snowboard. Signs are easier to see by improving the slidability of road signs and billboards and making the snow more slippery. By reducing the sliding resistance of the outer peripheral surface of the ship or increasing the contact angle with water, the resistance of water is reduced and bacteria are less likely to adhere to the outer peripheral surface. It is also possible to expect advantageous effects such as reducing the water resistance by improving the sliding property of the yarn surface of the swimsuit.
本発明は、前記課題を解決し、用途に応じて、摺動性などの様々な機能性を経済的に有利に付与できる加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーの表面改質方法を提供することを目的とする。また、該表面改質方法により得られる改質された表面を少なくとも一部に有する注射器用ガスケットやシリンジ、タイヤの溝表面やサイドウォール表面を少なくとも一部に有するタイヤなどの表面改質弾性体を提供することも目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a surface modification method for a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer capable of economically and advantageously imparting various functions such as slidability depending on applications. And Further, a surface-modified elastic body such as a syringe gasket or syringe having at least a part of a modified surface obtained by the surface modification method, a tire having at least a part of a tire groove surface or a sidewall surface It is also intended to provide.
本発明は、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーを改質対象物とする表面改質方法であって、前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む表面改質方法に関する。
The present invention is a surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification target, the step 1 of forming a polymerization start point A on the surface of the modification target, and the polymerization start
前記工程1は、前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aを吸着させ、又は更に300〜400nmのLED光を照射し、前記表面上の光重合開始剤Aから重合開始点Aを形成させるものであることが好ましい。 In the step 1, a photopolymerization initiator A is adsorbed on the surface of the object to be modified, or LED light of 300 to 400 nm is further irradiated to form a polymerization start point A from the photopolymerization initiator A on the surface. It is preferable that the
前記工程2は、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーを300〜450nmのLED光の照射によりラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを300〜450nmのLED光の照射によりラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させるものであることが好ましい。
In the
前記工程2は、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーを300〜450nmのLED光の照射によりラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、次いで該非機能性ポリマー鎖の表面に光重合開始剤Bを吸着させ、又は更に300〜400nmのLED光を照射し、前記表面上の光重合開始剤Bから重合開始点Bを形成した後、該重合開始点Bを起点としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを300〜450nmのLED光の照射によりラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させるものであることが好ましい。
In the
本発明はまた、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーを改質対象物とする表面改質方法であって、前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含む表面改質方法に関する。 The present invention is also a surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification target, wherein a non-functional monomer is radicalized on the surface of the modification target in the presence of a photopolymerization initiator A. A step I of growing a non-functional polymer chain by polymerization and further radically polymerizing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer in the presence of the photopolymerization initiator B to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain. The present invention relates to a surface modification method including the same.
前記加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーが二重結合に隣接する炭素原子であるアリル位の炭素原子を有することが好ましい。
前記光重合開始剤A及びBは、同一又は異なって、ベンゾフェノン系化合物及び/又はチオキサントン系化合物であることが好ましい。
The vulcanized rubber or thermoplastic elastomer preferably has an allylic carbon atom that is a carbon atom adjacent to a double bond.
The photopolymerization initiators A and B are the same or different and are preferably a benzophenone compound and / or a thioxanthone compound.
前記表面改質方法は、不活性ガス雰囲気下で重合させることが好ましい。
前記表面改質方法は、真空脱気条件下で重合させることが好ましい。
The surface modification method is preferably polymerized in an inert gas atmosphere.
The surface modification method is preferably polymerized under vacuum degassing conditions.
前記非機能性モノマーは、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド、アクリル
酸アルカリ金属塩、アクリル酸アミン塩、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、メタク
リルアミド、メタクリル酸アルカリ金属塩、メタクリル酸アミン塩、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、メトキシメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メトキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ジメチルメタクリルアミド、ジエチルメタクリルアミド、イソプロピルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン、メトキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート及びアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
The non-functional monomer includes acrylic acid, acrylic ester, acrylamide, alkali metal acrylate, amine acrylate, methacrylic acid, methacrylic ester, methacrylamide, alkali metal methacrylate, amine methacrylate, dimethylacrylamide , Diethylacrylamide, isopropylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, methoxymethylacrylamide, acryloylmorpholine, methoxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, dimethylmethacrylamide, diethylmethacrylamide, isopropylmethacrylamide, hydroxyethylmethacrylamide, methacryloylmorpholine, methoxymethylmethacrylate, Hydroxyethyl methacrylate and acrylonitrile Is preferably at least one selected from the group consisting of.
前記フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーがフルオロアルキルエーテル基を有することが好ましい。 The fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer preferably has a fluoroalkyl ether group.
前記フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーが下記式(1)で表されることが好ましい。
前記フッ素含有(メタ)アクリレートモノマーが、多官能(メタ)アクリレート基を有することが好ましい。
前記フッ素含有(メタ)アクリレートモノマーが、2〜4官能(メタ)アクリレート基を有することが好ましい。
The fluorine-containing (meth) acrylate monomer preferably has a polyfunctional (meth) acrylate group.
The fluorine-containing (meth) acrylate monomer preferably has 2 to 4 functional (meth) acrylate groups.
前記非機能性、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(液体)又はそれらの溶液が重合禁止剤を含むもので、該重合禁止剤の存在下で重合させることが好ましい。ここで、前記重合禁止剤が4−メチルフェノールであることが好ましい。 The non-functional, fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (liquid) or a solution thereof contains a polymerization inhibitor and is preferably polymerized in the presence of the polymerization inhibitor. Here, the polymerization inhibitor is preferably 4-methylphenol.
前記非機能性ポリマー鎖及び前記フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を合わせた全ポリマー鎖の長さは、10〜50000nmであることが好ましい。
前記非機能性ポリマー鎖及び前記フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖の長さの比は、50:50〜99.9:0.1であることが好ましい。
It is preferable that the total polymer chain length including the non-functional polymer chain and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain is 10 to 50000 nm.
The length ratio of the non-functional polymer chain and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain is preferably 50:50 to 99.9: 0.1.
本発明は、前記表面改質方法により得られる表面改質弾性体に関する。
本発明は、前記表面改質方法により得られる水存在下又は乾燥状態での摺動性、低摩擦又は水の低抵抗が要求される表面改質弾性体に関する。
The present invention relates to a surface-modified elastic body obtained by the surface modification method.
The present invention relates to a surface-modified elastic body that is required to have slidability, low friction or low water resistance in the presence of water or in a dry state obtained by the surface modification method.
本発明は、前記表面改質方法により三次元形状の固体表面の少なくとも一部が改質された表面改質弾性体に関する。
前記表面改質弾性体はポリマーブラシであることが好ましい。
The present invention relates to a surface-modified elastic body in which at least a part of a three-dimensional solid surface is modified by the surface modification method.
The surface-modified elastic body is preferably a polymer brush.
本発明は、前記表面改質方法により改質された表面を少なくとも一部に有する注射器用ガスケットに関する。 The present invention relates to a syringe gasket having at least a part of the surface modified by the surface modification method.
本発明は、前記表面改質方法により改質された表面を少なくとも一部に有する注射器用シリンジに関する。 The present invention relates to a syringe for a syringe having at least a part of the surface modified by the surface modification method.
本発明は、前記表面改質方法により改質されたタイヤの溝表面及び/又はサイドウォール表面を少なくとも一部に有するタイヤに関する。 The present invention relates to a tire having at least a part of a groove surface and / or a sidewall surface of the tire modified by the surface modification method.
本発明によれば、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーを改質対象物とし、前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む表面改質方法であるので、ポリマー鎖の最表面にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖からなるポリマー層が形成され、これにより、摺動性などの機能を付与できる。また、ポリマー鎖の他の部分が非機能性ポリマー鎖からなるポリマー層で形成されているので、経済的にも有利である。
According to the present invention, vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer is used as a modification target, and a process 1 for forming a polymerization start point A on the surface of the modification target and a non-function starting from the polymerization start point A Surface modification comprising the
本発明は、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーを改質対象物とする表面改質方法であって、前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む。
The present invention is a surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification target, the step 1 of forming a polymerization start point A on the surface of the modification target, and the polymerization start
一般に凹凸の大きい加硫ゴムや熱可塑性エラストマーの表面にポリマー鎖を形成して機能性を付与するためには、その表面からある程度の高さ(長さ)のポリマー鎖を形成し、機能性ポリマー鎖を表面に出すことが必要になるが、機能性モノマーは通常非常に高価なので、それによるポリマー鎖の量を機能性が発揮される必要最小限にとどめないと経済的に不利になってしまう。これに対して本発明は、先ず改質対象物表面に安価な非機能性モノマーによるポリマー鎖を形成してある程度の足場を築き、その上にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを重合して必要最小限の機能性ポリマー鎖を築くことで、最表面に機能性ポリマー層を形成する表面改質方法である。従って、非常に経済的に、摺動性などの所望の機能性を付与した表面改質弾性体を提供できる。 In general, in order to impart functionality by forming a polymer chain on the surface of vulcanized rubber or thermoplastic elastomer with large irregularities, a functional chain is formed by forming a polymer chain of a certain height (length) from the surface. Although it is necessary to bring the chain to the surface, functional monomers are usually very expensive, so it is economically disadvantageous if the amount of the polymer chain is not limited to the minimum necessary to demonstrate the functionality. . On the other hand, in the present invention, first, a polymer chain is formed by inexpensive non-functional monomers on the surface of the object to be modified, and a certain degree of scaffolding is built, and then a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is polymerized thereon. This is a surface modification method for forming a functional polymer layer on the outermost surface by building a minimum functional polymer chain. Therefore, it is possible to provide a surface-modified elastic body imparted with desired functionality such as slidability very economically.
更に本発明で使用されるフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーは、表面自由エネルギーが低いので、これを用いて最表面に機能性ポリマー鎖を形成することにより、摺動性が顕著に高い表面を作製できる。 Furthermore, since the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer used in the present invention has a low surface free energy, a functional polymer chain is formed on the outermost surface using the monomer to form a surface having a remarkably high slidability. Can be made.
工程1では、加硫成形後のゴム又は成形後の熱可塑性エラストマー(改質対象物)の表面に重合開始点Aを形成する。
上記加硫ゴム、上記熱可塑性エラストマーとしては、二重結合に隣接する炭素原子(アリル位の炭素原子)を有するものが好適に使用される。
In step 1, a polymerization start point A is formed on the surface of the rubber after vulcanization molding or the thermoplastic elastomer after molding (subject to be modified).
As the vulcanized rubber and the thermoplastic elastomer, those having a carbon atom adjacent to the double bond (allylic carbon atom) are preferably used.
改質対象物としてのゴムとしては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、脱タンパク天然ゴムなどのジエン系ゴム、及びイソプレンユニットを不飽和度として数パーセント含むブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどが挙げられる。ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムの場合、加硫ゴムからの抽出物が少なくなる点から、トリアジンによる架橋ゴムが好ましい。この場合、受酸剤を含んでもよく、好適な受酸剤としては、ハイドロタルサイト、炭酸マグネシウムが挙げられる。 Examples of rubbers to be modified include diene rubbers such as styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, and deproteinized natural rubber, and butyl rubber and halogenated butyl rubber containing isoprene units as a degree of unsaturation. Is mentioned. In the case of butyl rubber and halogenated butyl rubber, a crosslinked rubber made of triazine is preferred because the extract from the vulcanized rubber is reduced. In this case, an acid acceptor may be included, and suitable acid acceptors include hydrotalcite and magnesium carbonate.
他のゴムの場合は、硫黄加硫が好ましい。その場合、硫黄加硫で一般に使用されている加硫促進剤、酸化亜鉛、フィラー、シランカップリング剤などの配合剤を添加してもよい。フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどを好適に使用できる。 In the case of other rubbers, sulfur vulcanization is preferred. In that case, you may add compounding agents, such as a vulcanization accelerator generally used by sulfur vulcanization, a zinc oxide, a filler, and a silane coupling agent. As the filler, carbon black, silica, clay, talc, calcium carbonate and the like can be suitably used.
なお、ゴムの加硫条件は適宜設定すれば良く、ゴムの加硫温度は、好ましくは150℃以上、より好ましくは170℃以上、更に好ましくは175℃以上である。 The rubber vulcanization conditions may be set as appropriate, and the rubber vulcanization temperature is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher, and still more preferably 175 ° C. or higher.
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、可塑性成分(ハードセグメント)の集まりが架橋点の役割を果たすことにより常温でゴム弾性を有する高分子化合物(スチレン−ブタジエンスチレン共重合体などの熱可塑性エラストマー(TPE)など);熱可塑性成分及びゴム成分が混合され架橋剤によって動的架橋が行われたゴム弾性を有する高分子化合物(スチレン系ブロック共重合体又はオレフィン系樹脂と、架橋されたゴム成分とを含むポリマーアロイなどの熱可塑性エラストマー(TPV)など)が挙げられる。 As the thermoplastic elastomer, for example, a polymer compound having a rubber elasticity at normal temperature (thermoplastic elastomer (TPE) such as a styrene-butadiene styrene copolymer) by a collection of plastic components (hard segments) serving as a crosslinking point Etc .; a high molecular compound having rubber elasticity in which a thermoplastic component and a rubber component are mixed and dynamically crosslinked by a crosslinking agent (including a styrene block copolymer or an olefin resin and a crosslinked rubber component) And thermoplastic elastomers (TPV) such as polymer alloys).
また、他の好適な熱可塑性エラストマーとして、ナイロン、ポリエステル、ウレタン、ポリプロピレン、及びそれらの動的架橋熱可塑性エラストマーが挙げられる。動的架橋熱可塑性エラストマーの場合、ハロゲン化ブチルゴムを熱可塑性エラストマー中で動的架橋したものが好ましい。この場合の熱可塑性エラストマーは、ナイロン、ウレタン、ポリプロピレン、SIBS(スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体)などが好ましい。 Other suitable thermoplastic elastomers include nylon, polyester, urethane, polypropylene, and their dynamically crosslinked thermoplastic elastomers. In the case of a dynamically crosslinked thermoplastic elastomer, a material obtained by dynamically crosslinking a halogenated butyl rubber in a thermoplastic elastomer is preferable. In this case, the thermoplastic elastomer is preferably nylon, urethane, polypropylene, SIBS (styrene-isobutylene-styrene block copolymer) or the like.
重合開始点Aは、例えば、改質対象物の表面に光重合開始剤Aを吸着させることで形成される。光重合開始剤Aとしては、例えば、カルボニル化合物、テトラエチルチウラムジスルフィドなどの有機硫黄化合物、過硫化物、レドックス系化合物、アゾ化合物、ジアゾ化合物、ハロゲン化合物、光還元性色素などが挙げられ、なかでも、カルボニル化合物が好ましい。 The polymerization start point A is formed by, for example, adsorbing the photopolymerization initiator A on the surface of the modification target. Examples of the photopolymerization initiator A include carbonyl compounds, organic sulfur compounds such as tetraethylthiuram disulfide, persulfides, redox compounds, azo compounds, diazo compounds, halogen compounds, photoreducible dyes, among others. A carbonyl compound is preferred.
光重合開始剤Aとしてのカルボニル化合物としては、ベンゾフェノン及びその誘導体が好ましく、例えば、下記式で表されるベンゾフェノン系化合物を好適に使用できる。
(式において、R1〜R5及びR1′〜R5′は、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、水酸基、1〜3級アミノ基、メルカプト基、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでもよい炭化水素基を表し、隣り合う任意の2つが互いに連結し、それらが結合している炭素原子と共に環構造を形成してもよい。) (Wherein R 1 to R 5 and R 1 ′ to R 5 ′ are the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a hydroxyl group, a primary to tertiary amino group, It represents a mercapto group or a hydrocarbon group that may contain an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom, and any two adjacent groups may be linked together to form a ring structure together with the carbon atoms to which they are bonded. )
ベンゾフェノン系化合物の具体例としては、ベンゾフェノン、キサントン、9−フルオレノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。なかでも、良好にポリマーブラシが得られるという点から、ベンゾフェノン、キサントン、9−フルオレノンが特に好ましい。 Specific examples of benzophenone compounds include benzophenone, xanthone, 9-fluorenone, 2,4-dichlorobenzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis ( And diethylamino) benzophenone. Among these, benzophenone, xanthone, and 9-fluorenone are particularly preferable because a polymer brush can be obtained satisfactorily.
ベンゾフェノン系化合物として、フルオロベンゾフェノン系化合物も好適に使用でき、例えば、下記式で示される2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾフェノン、デカフルオロベンゾフェノンなどが挙げられる。
光重合開始剤Aとしては、重合速度が速い点、及びゴムなどに吸着及び/又は反応し易い点から、チオキサントン系化合物も好適に使用可能である。例えば、下記式で表される化合物を好適に使用できる。
上記式で示されるチオキサントン系化合物としては、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,3−ジエチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2−メトキシチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−シクロヘキシルチオキサントン、4−シクロヘキシルチオキサントン、2−ビニルチオキサントン、2,4−ジビニルチオキサントン、2,4−ジフェニルチオキサントン、2−ブテニル−4−フェニルチオキサントン、2−メトキシチオキサントン、2−p−オクチルオキシフェニル−4−エチルチオキサントンなどが挙げられる。なかでも、R11〜R14及びR11′〜R14′のうちの1〜2個、特に2個がアルキル基により置換されているものが好ましく、2,4−Diethylthioxanthone(2,4−ジエチルチオキサントン)がより好ましい。 Examples of the thioxanthone compound represented by the above formula include thioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,3-diethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2-methoxythioxanthone, 1 -Chloro-4-propoxythioxanthone, 2-cyclohexylthioxanthone, 4-cyclohexylthioxanthone, 2-vinylthioxanthone, 2,4-divinylthioxanthone, 2,4-diphenylthioxanthone, 2-butenyl-4-phenylthioxanthone, 2-methoxythioxanthone , 2-p-octyloxyphenyl-4-ethylthioxanthone and the like. Among them, one or two of R 11 to R 14 and R 11 '~R 14', is preferably one in particular two are substituted by an alkyl group, 2,4-Diethylthioxanthone (2,4- diethyl Thioxanthone) is more preferred.
ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物などの光重合開始剤Aの改質対象物表面への吸着方法は、公知の方法を用いれば良い。例えば、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物については、対象物の改質する表面部位を、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物を有機溶媒に溶解させて得られた溶液で処理することで表面に吸着させ、必要に応じて有機溶媒を乾燥により蒸発させることにより、重合開始点Aが形成される。表面処理方法としては、該ベンゾフェノン系化合物溶液、該チオキサントン系化合物溶液を改質対象物の表面に接触させることが可能であれば特に限定されず、例えば、該ベンゾフェノン系化合物溶液、該チオキサントン系化合物溶液の塗布、吹き付け、該溶液中への浸漬などが好適である。更に、一部の表面にのみ表面改質が必要なときには、必要な一部の表面にのみ光重合開始剤Aを吸着させればよく、この場合には、例えば、該溶液の塗布、該溶液の吹き付けなどが好適である。上記溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン、ベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、THFなどを使用できるが、改質対象物を膨潤させない点、乾燥・蒸発が早い点でアセトンが好ましい。 As a method for adsorbing the photopolymerization initiator A such as a benzophenone compound or a thioxanthone compound on the surface of the object to be modified, a known method may be used. For example, for benzophenone compounds and thioxanthone compounds, the surface portion of the object to be modified is adsorbed on the surface by treatment with a solution obtained by dissolving benzophenone compounds and thioxanthone compounds in an organic solvent, The polymerization starting point A is formed by evaporating the organic solvent by drying as necessary. The surface treatment method is not particularly limited as long as the benzophenone compound solution and the thioxanthone compound solution can be brought into contact with the surface of the object to be modified. For example, the benzophenone compound solution and the thioxanthone compound Application, spraying, immersion in the solution, and the like are preferable. Further, when the surface modification is necessary only on a part of the surface, the photopolymerization initiator A may be adsorbed only on the part of the necessary surface. In this case, for example, the application of the solution, the solution Is suitable. As the solvent, methanol, ethanol, acetone, benzene, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, THF, and the like can be used. Acetone is preferable because it does not swell the object to be modified, and is quick to dry and evaporate.
また、改質対象部位に該ベンゾフェノン系化合物溶液、該チオキサントン系化合物溶液による表面処理を施して光重合開始剤Aを吸着させた後、更に光を照射して改質対象物の表面に化学結合させることが好ましい。例えば、波長300〜450nm(好ましくは300〜400nm、より好ましくは350〜400nm)の紫外線を照射して、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物を表面に固定化できる。前記工程1及び該固定化においては、下記式に示されるように、ゴム表面の水素が引き抜かれ、ベンゾフェノンのC=Oの炭素とゴム表面の炭素に共有結合が形成されると同時に、引き抜かれた水素がC=Oの酸素に結合し、C−O−Hが形成される。また、この水素引き抜き反応は改質対象物のアリル位の水素で選択的に行われるため、ゴムはアリル水素を持つブタジエン、イソプレンユニットを含むものが好ましい。 Further, after surface treatment with the benzophenone-based compound solution and the thioxanthone-based compound solution is performed on the site to be modified to adsorb the photopolymerization initiator A, it is further irradiated with light to be chemically bonded to the surface of the material to be modified. It is preferable to make it. For example, the benzophenone compound and the thioxanthone compound can be immobilized on the surface by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 450 nm (preferably 300 to 400 nm, more preferably 350 to 400 nm). In the step 1 and the immobilization, as shown in the following formula, hydrogen on the rubber surface is extracted, and at the same time a covalent bond is formed between C═O carbon of benzophenone and carbon on the rubber surface. Hydrogen bonds to C = O oxygen to form C-O-H. Further, since this hydrogen abstraction reaction is selectively performed with hydrogen at the allylic position of the reforming target, it is preferable that the rubber contains butadiene and isoprene units having allyl hydrogen.
なかでも、改質対象物の表面を光重合開始剤Aで処理することで該光重合開始剤Aを表面に吸着させ、次いで、処理後の表面に300〜450nmのLED光を照射することにより、重合開始点Aを形成することが好ましく、特に、改質対象物の表面にベンゾフェノン系化合物溶液、チオキサントン系化合物溶液による表面処理を施して光重合開始剤Aを吸着させた後、更に処理後の表面に300〜450nmのLED光を照射することで、吸着させた光重合開始剤Aを表面に化学結合させることが好ましい。波長が300nm未満では、改質対象物の分子を切断させて、ダメージを与える可能性があるため、300nm以上の光が好ましく、改質対象物のダメージが非常に少ないという観点から、355nm以上の光が更に好ましい。一方、450nmを超える光では、重合開始剤が活性されにくく、重合反応が進みにくいため、450nm以下の光が好ましく、重合開始剤をより活性させる観点から、400nm以下の光が更に好ましい。LED光の波長は、355〜380nmが特に好適である。なお、LED光は波長が狭く、中心波長以外の波長が出ない点で好適であるが、水銀ランプ等でもフィルターを用いて、300nm未満の光をカットすれば、LED光と同様の効果を得ることも可能である。 Among them, by treating the surface of the modification target with the photopolymerization initiator A to adsorb the photopolymerization initiator A on the surface, and then irradiating the treated surface with 300 to 450 nm LED light. The polymerization initiation point A is preferably formed. In particular, the surface of the modification target is subjected to a surface treatment with a benzophenone compound solution or a thioxanthone compound solution to adsorb the photopolymerization initiator A, and then further treated. It is preferable that the adsorbed photopolymerization initiator A is chemically bonded to the surface by irradiating the surface with 300 to 450 nm of LED light. If the wavelength is less than 300 nm, there is a possibility of damaging the molecule of the modification target, so that light of 300 nm or more is preferable, and from the viewpoint that the damage of the modification target is very small, it is 355 nm or more. More preferred is light. On the other hand, with light exceeding 450 nm, the polymerization initiator is difficult to activate and the polymerization reaction does not proceed easily, so light with a wavelength of 450 nm or less is preferable, and light with a wavelength of 400 nm or less is more preferable from the viewpoint of further activating the polymerization initiator. The wavelength of the LED light is particularly preferably 355 to 380 nm. LED light is suitable because it has a narrow wavelength and does not emit a wavelength other than the center wavelength. Even if a mercury lamp or the like is used to cut light of less than 300 nm using a filter, the same effect as LED light can be obtained. It is also possible.
工程2では、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させ、好ましくは、前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、次いで該非機能性ポリマー鎖の表面に重合開始点Bを形成し、更に該重合開始点Bを起点としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる。具体的には、先ず、工程1で形成された重合開始点Aを起点に非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を作製し、次いで、得られた該非機能性ポリマー鎖に、必要に応じて得られた非機能性ポリマー鎖の表面に重合開始点Bを形成して該重合開始点Bを起点として、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてポリマー鎖を延長してフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を作製することで、最表面にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー層が形成された表面改質弾性体を製造できる。 In step 2, the non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization start point A to grow a non-functional polymer chain, and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is further radically polymerized to form a fluorine-containing urethane (meta ) Acrylate polymer chain is grown, preferably, the non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization start point A to grow a non-functional polymer chain, and then the polymerization start point on the surface of the non-functional polymer chain B is formed, and a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain is grown by radical polymerization of the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer starting from the polymerization initiation point B. Specifically, first, a non-functional monomer is radically polymerized from the polymerization initiation point A formed in Step 1 to produce a non-functional polymer chain, and then the obtained non-functional polymer chain is If necessary, the polymerization start point B is formed on the surface of the non-functional polymer chain, and the polymer chain is extended by radical polymerization of the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer starting from the polymerization start point B. By producing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain, a surface-modified elastic body having a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer layer formed on the outermost surface can be produced.
工程2の非機能性モノマーとは、用途などに応じて適宜設定した機能を有さない非機能性ポリマー鎖を作製するモノマーである。例えば、改質対象物に摺動性などの機能を付与する場合は、これらの機能を付与しないモノマーが該当し、経済性などの観点から適宜選択すればよい。一方、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を作製することで、摺動性などの性能を付与できる。
The non-functional monomer in
非機能性モノマーは、前記の観点で適宜選択すればよく、例えば、アクリル酸、アクリル酸エステル(アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなど)、アクリル酸アルカリ金属塩(アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウムなど)、アクリル酸アミン塩、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メトキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸エステル(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなど)、メタクリル酸アルカリ金属塩(メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウムなど)、メタクリル酸アミン塩、メタクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド、ジエチルメタクリルアミド、イソプロピルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン、メトキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリルなどを使用できる。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。 The non-functional monomer may be appropriately selected from the above viewpoints. For example, acrylic acid, acrylic ester (methyl acrylate, ethyl acrylate, etc.), alkali metal acrylate (sodium acrylate, potassium acrylate, etc.) , Amine acrylate, acrylamide, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, isopropylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, acryloylmorpholine, methoxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, methacrylic acid, methacrylic acid ester (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, etc.), methacrylic Acid alkali metal salts (sodium methacrylate, potassium methacrylate, etc.), methacrylic acid amine salts, methacrylamide, dimethylmethacrylamide, die Le methacrylamide, isopropyl methacrylamide, hydroxyethyl methacrylamide, methacryloyl morpholine, methoxymethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーは、分子内にウレタン結合と(メタ)アクリレート構造を有するフッ素含有モノマーであれば特に制限なく使用可能である。該モノマー中の(メタ)アクリレート基数については、摺動性などの観点から、多官能の(メタ)アクリレート基を有する化合物が好ましく、なかでも、2〜4官能の(メタ)アクリレート基を有する化合物が好ましい。 The fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer can be used without particular limitation as long as it is a fluorine-containing monomer having a urethane bond and a (meth) acrylate structure in the molecule. The number of (meth) acrylate groups in the monomer is preferably a compound having a polyfunctional (meth) acrylate group from the viewpoint of slidability and the like, and in particular, a compound having a bifunctional to tetrafunctional (meth) acrylate group. Is preferred.
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、フッ素含有ポリオール、ジイソシアネート、及び水酸基、カルボキシル基又はアミン基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる化合物等が挙げられ、ジイソシアネートのイソシアネート基を、ポリオールの水酸基、及び水酸基、カルボキシル基又はアミン基含有(メタ)アクリレートの水酸基と、それぞれ公知の方法で反応させることで調製される。 Examples of the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer include a fluorine-containing polyol, diisocyanate, and a compound obtained by reacting a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amine group-containing (meth) acrylate. It is prepared by reacting with a hydroxyl group of a polyol and a hydroxyl group of a hydroxyl group, a carboxyl group or an amine group-containing (meth) acrylate, respectively, by a known method.
ここで用いるフッ素含有ポリオールとしては、公知の多官能ポリオール(2〜4官能等)等を使用でき、具体的には、下記式で表されるパーフルオロポリエーテルが挙げられる。
Z−CF2−〔(OCF2CF2)m−(OCF2)n〕−O−CF2−Z
(式中、Zは、同一又は異なって、−CH2(OCH2CH2)kOH(kは0〜10、好ましくは1〜7である。)を示す。m、nは、同一又は異なって、1以上の整数を表す(好ましくは、mは1〜40、nは1〜70)。)
As a fluorine-containing polyol used here, a well-known polyfunctional polyol (2-4 functionalities etc.) etc. can be used, Specifically, the perfluoro polyether represented by a following formula is mentioned.
Z-CF 2 - [(OCF 2 CF 2) m - (OCF 2) n ] -O-CF 2 -Z
(Wherein Z is the same or different and represents —CH 2 (OCH 2 CH 2 ) k OH (k is 0 to 10, preferably 1 to 7). M and n are the same or different. And represents an integer of 1 or more (preferably, m is 1 to 40, and n is 1 to 70).
ジイソシアネートとしては特に限定されず、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12−MDI)、シクロヘキシル−1,4−ジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)またはその異性体、トルエン2,4−ジイソシアネート(TDI)またはその異性体、キシリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、p−フェニレン−ジイソシアネート等、公知の化合物が挙げられる。水酸基、カルボキシル基又はアミン基含有(メタ)アクリレートとしても特に限定されず、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸等、公知の化合物が挙げられる。
The diisocyanate is not particularly limited, and hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) (H12-MDI), cyclohexyl-1,4-diisocyanate, 4,4′-methylenebis (phenylisocyanate) (MDI) or its isomer,
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーの構造としては、下記式(1)で表されるフルオロアルキルエーテル基を有するモノマー等、が挙げられる。
Xで示されるウレタン(メタ)アクリレート基は、ウレタン結合と(メタ)アクリレート構造を有する基であれば特に限定されず、摺動性等の点から適宜選定すれば良い。pは1〜40が好ましく、qは1〜70が好ましい。 The urethane (meth) acrylate group represented by X is not particularly limited as long as it is a group having a urethane bond and a (meth) acrylate structure, and may be appropriately selected from the viewpoint of slidability and the like. p is preferably 1 to 40, and q is preferably 1 to 70.
また、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、以下の化合物等が挙げられる。 Moreover, the following compounds etc. are mentioned as a specific example of a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer.
なお、前記式において、繰り返し構造単位1、2の両方を有する場合、これらは、ブロック共重合体構造、ランダム共重合体構造のいずれでもよい。また、式(a)、(b)で示されるパーフルオロポリエーテル(PFPE)構造の数平均分子量は、好ましくは100〜20,000、より好ましくは380〜20,000である。
In the above formula, when both of the repeating
工程2の非機能性モノマー、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーのそれぞれのラジカル重合の方法としては、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物などが吸着又は共有結合した改質対象物の表面又は非機能性ポリマー鎖が形成された改質対象物に、非機能性モノマー又はフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(液体)若しくはそれらの溶液を塗工(噴霧)し、又は、該改質対象物又は非機能性ポリマー鎖が形成された改質対象物を非機能性モノマー又はフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(液体)若しくはそれらの溶液に浸漬し、紫外線などの光を照射することでそれぞれのラジカル重合(光ラジカル重合)が進行し、該改質対象物表面に対して、非機能性ポリマー鎖、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖をこの順に成長させることができる。更に前記塗工後に、表面に透明なガラス・PET・ポリカーボネートなどで覆い、その上から紫外線などの光を照射することでそれぞれのラジカル重合(光ラジカル重合)を進行させ、改質対象物表面に対して、非機能性ポリマー鎖、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖をこの順に成長させることもできる。
As a method of radical polymerization of each of the non-functional monomer and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer in
また、モノマーのそれぞれの使用量は、形成するポリマー鎖の長さ、その鎖により発揮される性能などにより、適宜設定すればよい。 Further, the amount of each monomer used may be appropriately set depending on the length of the polymer chain to be formed, the performance exhibited by the chain, and the like.
塗工(噴霧)溶媒、塗工(噴霧)方法、浸漬方法、照射条件などは、従来公知の材料及び方法を適用できる。なお、モノマーの溶液としては、水溶液又は使用する光重合開始剤(ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物など)を溶解しない有機溶媒に溶解させた溶液が使用される。また、モノマー(液体)、その溶液として、4−メチルフェノールなどの公知の重合禁止剤を含むものも使用できる。 Conventionally known materials and methods can be applied to the coating (spraying) solvent, the coating (spraying) method, the dipping method, the irradiation conditions, and the like. As the monomer solution, an aqueous solution or a solution obtained by dissolving a used photopolymerization initiator (benzophenone compound, thioxanthone compound, etc.) in an organic solvent that does not dissolve is used. Moreover, what contains well-known polymerization inhibitors, such as 4-methylphenol, can also be used as a monomer (liquid) and its solution.
本発明では、モノマー(液体)若しくはその溶液の塗布後又はモノマー若しくはその溶液への浸漬後、光照射することで非機能性モノマー、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーのそれぞれのラジカル重合が進行するが、主に紫外光に発光波長をもつ高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LEDランプなどのUV照射光源を好適に利用できる。照射光量は、重合時間や反応の進行の均一性を考慮して適宜設定すればよい。また、反応容器内における酸素などの活性ガスによる重合阻害を防ぐために、光照射時又は光照射前において、反応容器内や反応液中の酸素を除くことが好ましい。そのため、反応容器内や反応液中に窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを導入して酸素などの活性ガスを反応系外に排出し、反応系内を不活性ガス雰囲気に置換すること、反応容器内を真空引きし、酸素を脱気すること、などが適宜行われている。更に、酸素などの反応阻害を防ぐために、UV照射光源をガラスやプラスチックなどの反応容器と反応液や改質対象物の間に空気層(酸素含有量が15%以上)が入らない位置に設置する、などの工夫も適宜行われる。 In the present invention, after application of the monomer (liquid) or a solution thereof or after immersion in the monomer or the solution thereof, the respective radical polymerization of the non-functional monomer and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer proceeds by light irradiation. However, a UV irradiation light source such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or an LED lamp having a light emission wavelength mainly in ultraviolet light can be preferably used. The amount of irradiation light may be appropriately set in consideration of the polymerization time and the uniformity of the progress of the reaction. In order to prevent polymerization inhibition due to active gas such as oxygen in the reaction vessel, it is preferable to remove oxygen in the reaction vessel or in the reaction solution at the time of light irradiation or before light irradiation. Therefore, introducing an inert gas such as nitrogen gas or argon gas into the reaction vessel or in the reaction liquid and discharging the active gas such as oxygen out of the reaction system, and replacing the inside of the reaction system with an inert gas atmosphere, The inside of the reaction vessel is evacuated and oxygen is degassed as appropriate. Furthermore, in order to prevent reaction inhibition such as oxygen, a UV irradiation light source is installed at a position where an air layer (oxygen content of 15% or more) does not enter between a reaction vessel such as glass or plastic and a reaction solution or a modification target. A device such as the above is also appropriately performed.
紫外線を照射する場合、その波長は、好ましくは300〜450nm、より好ましくは300〜400nmである。これにより、改質対象物の表面に良好にポリマー鎖を形成できる。光源としては高圧水銀ランプや、365nmの中心波長を持つLED、375nmの中心波長を持つLEDなどを使用することが出来る。なかでも、300〜400nmのLED光を照射することが好ましく、355〜380nmのLED光を照射することがより好ましい。特に、ベンゾフェノンの励起波長366nmに近い365nmの中心波長を持つLEDなどが効率の点から好ましい。 When irradiating with ultraviolet rays, the wavelength is preferably 300 to 450 nm, more preferably 300 to 400 nm. Thereby, a polymer chain can be favorably formed on the surface of the object to be modified. As the light source, a high-pressure mercury lamp, an LED having a central wavelength of 365 nm, an LED having a central wavelength of 375 nm, or the like can be used. Especially, it is preferable to irradiate 300-400 nm LED light, and it is more preferable to irradiate 355-380 nm LED light. In particular, an LED having a center wavelength of 365 nm close to the excitation wavelength of benzophenone of 366 nm is preferable from the viewpoint of efficiency.
なお、工程2において、重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、次いで該非機能性ポリマー鎖の表面に重合開始点Bを形成し、更に該重合開始点Bを起点としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる場合、該重合開始点Bの形成は、得られた非機能性ポリマー鎖の表面に対して、新たに光重合開始剤Bを吸着させること、必要に応じて更に化学結合させること等、工程1と同様の手法を適用することで実施できる。ここで、光重合開始剤Bは、光重合開始剤Aと同様のものを使用できる。
In
本発明はまた、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーを改質対象物とする表面改質方法であって、前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含む。具体的には、光重合開始剤Aを開始剤として非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を作製し、次いで、得られた該非機能性ポリマー鎖に更に光重合開始剤Bを開始剤としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてポリマー鎖を延長してフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を作製することで、最表面にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー層が形成された表面改質弾性体を製造できる。 The present invention is also a surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification target, wherein a non-functional monomer is radicalized on the surface of the modification target in the presence of a photopolymerization initiator A. A step I of growing a non-functional polymer chain by polymerization and further radically polymerizing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer in the presence of the photopolymerization initiator B to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain. Including. Specifically, a non-functional monomer is radically polymerized using a photopolymerization initiator A as an initiator to produce a non-functional polymer chain, and then a photopolymerization initiator B is further added to the obtained non-functional polymer chain. A fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer layer is formed on the outermost surface by radically polymerizing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer as an initiator to extend the polymer chain to produce a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain. The formed surface-modified elastic body can be manufactured.
工程Iは、改質対象物の表面で光重合開始剤Aから形成される重合開始点Aを起点として非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、次いで該非機能性ポリマー鎖の表面で光重合開始剤Bから形成される重合開始点Bを起点としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させることが好ましい。例えば、工程Iは、改質対象物の表面に光重合開始剤A及び非機能性モノマーを接触させた後、300〜450nmのLED光を照射することで、該光重合開始剤Aから重合開始点Aを生じさせるとともに、該重合開始点Aを起点として非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、次いで、該非機能性ポリマー鎖の表面に光重合開始剤B及びフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを接触させた後、300〜450nmのLED光を照射することで、該光重合開始剤Bから重合開始点Bを生じさせるとともに、該重合開始点Bを起点としてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させることにより実施できる。 In step I, the non-functional monomer is radically polymerized from the polymerization initiation point A formed from the photopolymerization initiator A on the surface of the modification target to grow a non-functional polymer chain, and then the non-functional polymer It is preferable to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain by radical polymerization of a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer starting from a polymerization initiation point B formed from the photopolymerization initiator B on the surface of the chain. For example, in the step I, after the photopolymerization initiator A and the non-functional monomer are brought into contact with the surface of the modification target, the polymerization is started from the photopolymerization initiator A by irradiating LED light of 300 to 450 nm. A point A is generated, and a non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization start point A to grow a non-functional polymer chain, and then a photopolymerization initiator B and fluorine are formed on the surface of the non-functional polymer chain. After bringing the urethane (meth) acrylate monomer into contact, irradiation with LED light of 300 to 450 nm causes the polymerization initiation point B to be generated from the photopolymerization initiator B, and fluorine starting from the polymerization initiation point B. Can be carried out by radically polymerizing the containing urethane (meth) acrylate monomer to grow the fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain
工程Iの非機能性モノマー、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーのそれぞれのラジカル重合の方法としては、改質対象物の表面又は非機能性ポリマー鎖が形成された改質対象物に、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物などの光重合開始剤A又はBを含む非機能性モノマー又はフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(液体)若しくはそれらの溶液を塗工(噴霧)し、又は、改質対象物又は非機能性ポリマー鎖が形成された改質対象物を光重合開始剤A又はBを含む非機能性モノマー又はフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(液体)若しくはそれらの溶液に浸漬し、紫外線などの光を照射することでそれぞれのラジカル重合(光ラジカル重合)が進行し、該改質対象物表面に対して、非機能性ポリマー鎖、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖をこの順に成長させることができる。更に、前述の透明なガラス・PET・ポリカーボネートなどで覆い、その上から紫外線などの光を照射する方法なども採用できる。また、塗工(噴霧)溶媒、塗工(噴霧)方法、浸漬方法、照射条件などは、前述と同様の材料及び方法を適用できる。 As a method of radical polymerization of each of the non-functional monomer and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer in Step I, the surface of the modification object or the modification object on which the non-functional polymer chain is formed may be benzophenone-based. Non-functional monomer or fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (liquid) containing a photopolymerization initiator A or B such as a compound or a thioxanthone compound, or a solution thereof (spray), or a modification target Alternatively, the modification target in which the non-functional polymer chain is formed is immersed in a non-functional monomer containing the photopolymerization initiator A or B, a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (liquid) or a solution thereof, and ultraviolet rays, etc. Each radical polymerization (photoradical polymerization) proceeds by irradiating the light, and the surface of the object to be modified Capacity polymer chain, a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chains can be grown in this order. Furthermore, a method of covering with the above-mentioned transparent glass, PET, polycarbonate, etc. and irradiating light such as ultraviolet rays from the top can be adopted. The same materials and methods as described above can be applied to the coating (spraying) solvent, the coating (spraying) method, the dipping method, and the irradiation conditions.
また、工程2、工程Iにおいて、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を含むポリマー鎖を形成することにより、優れた摺動性、耐久性が得られ、かつ良好なシール性も維持できる。形成されるポリマー鎖の重合度は、好ましくは20〜200000、より好ましくは350〜50000である。
In
工程2、工程Iで形成される非機能性ポリマー鎖及びフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を合わせた全ポリマー鎖の長さは、好ましくは10〜50000nm、より好ましくは100〜50000nmである。10nm未満であると、良好な摺動性が得られない傾向がある。50000nmを超えると、摺動性の更なる向上が期待できず、高価なモノマーを使用するために原料コストが上昇する傾向があり、また、表面処理による表面模様が肉眼で見えるようになり、美観を損ねたり、シール性が低下する傾向がある。
The length of the total polymer chain including the non-functional polymer chain formed in
工程2、工程Iで形成される全ポリマー鎖において、非機能性ポリマー鎖及びフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖の長さの比(非機能性ポリマー鎖の長さ:フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖の長さ)は、好ましくは50:50〜99.9:0.1、より好ましくは90:10〜99.5:0.5である。フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖の長さが0.1%未満では、所望の機能を付与できないおそれがあり、50%を超えると、経済的に不利になる傾向がある。
The ratio of the lengths of the non-functional polymer chain and the fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain in all the polymer chains formed in
上記工程2、工程Iでは、重合開始点Aを起点にして2種以上の非機能性モノマーを同時にラジカル重合させてもよく、また、重合開始点Bを起点にして2種以上のフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを同時にラジカル重合させてもよい。更に、非機能性、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖は、それぞれ2層以上積層されたものでもよい。更に、改質対象物の表面に複数のポリマー鎖を成長させてもよい。本発明の表面改質方法は、ポリマー鎖間を架橋してもよい。この場合、ポリマー鎖間には、イオン架橋、酸素原子を有する親水性基による架橋、ヨウ素などのハロゲン基による架橋が形成されてもよい。
In
加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーに前記表面改質方法を適用することで、表面改質弾性体が得られる。例えば、水存在下又は乾燥状態での摺動性に優れた表面改質弾性体が得られ、これは低摩擦で、水の抵抗が少ないという点にも優れている。また、三次元形状の固体(弾性体など)の少なくとも一部に前記方法を適用することで、改質された表面改質弾性体が得られる。更に、該表面改質弾性体の好ましい例としては、ポリマーブラシ(高分子ブラシ)が挙げられる。ここで、ポリマーブラシとは、表面開始リビングラジカル重合によるgrafting fromのグラフトポリマーを意味する。また、グラフト鎖は、改質対象物の表面から略垂直方向に配向しているものがエントロピーが小さくなり、グラフト鎖の分子運動が低くなることにより、摺動性が得られて好ましい。更に、ブラシ密度として、0.01chains/nm2以上である準濃度及び濃度ブラシが好ましい。 By applying the surface modification method to vulcanized rubber or thermoplastic elastomer, a surface modified elastic body can be obtained. For example, a surface-modified elastic body excellent in slidability in the presence of water or in a dry state is obtained, which is excellent in that it has low friction and low water resistance. Further, by applying the method to at least a part of a three-dimensional solid (such as an elastic body), a modified surface-modified elastic body can be obtained. Furthermore, a polymer brush (polymer brush) is mentioned as a preferable example of the surface modified elastic body. Here, the polymer brush means a grafting graft polymer by surface-initiated living radical polymerization. In addition, the graft chain is preferably oriented in the substantially vertical direction from the surface of the modification target because the entropy is reduced and the molecular motion of the graft chain is lowered, so that the slidability is obtained. Furthermore, as the brush density, a quasi-density and a density brush that are 0.01 chains / nm 2 or more are preferable.
また、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーに前記表面改質方法を適用することで、改質された表面を少なくとも一部に有する注射器用ガスケットや注射器用シリンジを製造できる。改質は、少なくともガスケットやシリンジ表面の摺動部に施されていることが好ましく、表面全体に施されていてもよい。 Further, by applying the surface modification method to vulcanized rubber or thermoplastic elastomer, it is possible to produce a syringe gasket and a syringe syringe having at least a part of the modified surface. The modification is preferably performed at least on the sliding portion of the gasket or syringe surface, and may be performed on the entire surface.
図1は、注射器用ガスケットの実施形態の側面図の一例である。図1に示されているガスケット1は、注射器の注射筒内周面と接触する外周面に、連続して円周方向に突出した3つの環状突起部11a、11b、11cを有している。ガスケット1において、前記表面改質を適用する部位としては、(1)環状突起部11a、11b、11cなどのシリンジと接する突起部表面、(2)環状突起部11a、11b、11cを含む側面の表面全部、(3)該側面の表面全部と底面部の表面13、などが挙げられる。
FIG. 1 is an example of a side view of an embodiment of a syringe gasket. The gasket 1 shown in FIG. 1 has three
更に、乗用車などの車両に使用されるタイヤのトレッドに形成された溝に前記表面改質方法を適用し、溝にポリマーブラシを生成させることにより、ウエットや雪上路面における溝表面の流体抵抗が下がったり、水との接触角が上がったりするので、水や雪の排除及びはけを向上させ、グリップ性を改善できる。 Furthermore, by applying the surface modification method to a groove formed in a tread of a tire used in a vehicle such as a passenger car and generating a polymer brush in the groove, the fluid resistance of the groove surface on a wet or snowy road surface is reduced. Or the contact angle with water is increased, water and snow can be eliminated and brushed, and the grip can be improved.
図2は、空気入りタイヤ(全体不図示)のトレッド部2の展開図の一例、図3は、図2のA1−A1断面図の一例を示す。
図2〜3において、中央縦溝3a(溝深さD1)、ショルダー縦溝3b(溝深さD2)は、タイヤ周方向に直線状にのびるストレート溝で構成される。このようなストレート溝は、排水抵抗を小さくし、直進走行時に高い排水性能を発揮しうる。
FIG. 2 shows an example of a development view of the
2 to 3, the central
また、空気入りタイヤは、ショルダー縦溝3b側でタイヤ周方向にのびる細溝5(溝深さD3)、この細溝5から中央縦溝3aに向かって傾斜してのびる中間傾斜溝6(溝深さD4)、細溝5よりもタイヤ軸方向内側に位置しかつタイヤ周方向で隣り合う中間傾斜溝6、6間を接続する継ぎ溝7(溝深さD5)、ショルダー縦溝3bからタイヤ外間に向かうショルダー横溝8、8a、8b(溝深さD6)などが配され、このような溝でも排水性能が発揮しうる。そして、これらの溝に前記方法を適用することで、前述の効果が発揮される。また、サイドウォール表面に前記方法を適用することでゴミや粉塵の付着を抑制する効果も期待される。
The pneumatic tire has a narrow groove 5 (groove depth D3) extending in the tire circumferential direction on the shoulder
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited only to these.
(実施例1)
イソプレンユニットを含むクロロブチルゴム(不飽和度:1〜2%)をトリアジンで架橋した加硫ゴムガスケット(180℃で10分加硫)をベンゾフェノンの1wt%アセトン溶液に浸漬して、加硫ゴム表面にベンゾフェノンを吸着させ、乾燥させた。
乾燥した加硫ゴムガスケットをアクリル酸/アクリルアミドの混合水溶液(2.5M:1.8gのアクリル酸と16.1gのアクリルアミドを100mLの水に溶解)の入ったガラス反応容器に浸漬し、365nmの波長を持つLED−UVライトを80分間照射してラジカル重合を行ってゴム表面に非機能性ポリマー鎖を成長させた。その後、表面を水洗し、乾燥させた。
次に、乾燥した加硫ゴムガスケットをベンゾフェノンの1wt%アセトン溶液に浸漬して、非機能性ポリマー鎖の表面にベンゾフェノンを吸着させ、乾燥させた。更に、フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマー(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社のFomblin MT70:4官能ウレタンメタクリレート)をMEKで20wt%に希釈し、非機能性ポリマー鎖表面にベンゾフェノンを吸着させた加硫ゴムガスケット表面に塗布し、アルゴンガス雰囲気下で、365nmの波長を持つLED−UVライトを90分間照射してラジカル重合を行い、非機能性ポリマー鎖上に更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させた。これにより表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
Example 1
A vulcanized rubber gasket (vulcanized at 180 ° C. for 10 minutes) obtained by crosslinking chlorobutyl rubber containing an isoprene unit (unsaturation: 1 to 2%) with triazine is immersed in a 1 wt% acetone solution of benzophenone to vulcanize rubber surface Was adsorbed with benzophenone and dried.
The dried vulcanized rubber gasket was immersed in a glass reaction vessel containing a mixed aqueous solution of acrylic acid / acrylamide (2.5 M: 1.8 g of acrylic acid and 16.1 g of acrylamide dissolved in 100 mL of water). Radiation polymerization was carried out by irradiating LED-UV light having a wavelength for 80 minutes to grow a non-functional polymer chain on the rubber surface. Thereafter, the surface was washed with water and dried.
Next, the dried vulcanized rubber gasket was immersed in a 1 wt% acetone solution of benzophenone so that benzophenone was adsorbed on the surface of the non-functional polymer chain and dried. Further, vulcanized rubber gasket in which fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (Solvay Specialty Polymers Japan Fomblin MT70: 4-functional urethane methacrylate) is diluted to 20 wt% with MEK and benzophenone is adsorbed on the surface of the non-functional polymer chain. It is applied to the surface and irradiated with LED-UV light having a wavelength of 365 nm for 90 minutes in an argon gas atmosphere to perform radical polymerization, and further grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain on the non-functional polymer chain. I let you. As a result, a surface-modified elastic body (laminated polymer brush) was obtained.
(実施例2)
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーの重合時間(LED−UVライトの照射時間)を120分間に変更した以外は実施例1と同様にして表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
(Example 2)
A surface-modified elastic body (laminated polymer brush) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymerization time of the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (LED-UV light irradiation time) was changed to 120 minutes. .
(実施例3)
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーとして、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社のFluorolink MD700(2官能ウレタンメタクリレート)をMEKで20wt%に希釈したものに変更した以外は実施例1と同様にして表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
(Example 3)
Surface modified elastic body as in Example 1 except that Fluorolink MD700 (bifunctional urethane methacrylate) of Solvay Specialty Polymers Japan Co., Ltd. was diluted to 20 wt% with MEK as the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (Laminated polymer brush) was obtained.
(実施例4)
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーとして、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社のFluorolink AD1700(4官能ウレタンアクリレート)をMEKで20wt%に希釈したものに変更した以外は実施例1と同様にして表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
Example 4
Surface-modified elastic body as in Example 1 except that Fluorolink AD1700 (tetrafunctional urethane acrylate) from Solvay Specialty Polymers Japan was diluted to 20 wt% with MEK as the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (Laminated polymer brush) was obtained.
(実施例5)
フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーとして、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社のFomblin AD40(2官能ウレタンメタクリレート)をMEKで20wt%に希釈したものに変更した以外は実施例1と同様にして表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
(Example 5)
Surface-modified elastic body as in Example 1 except that Fomblin AD40 (bifunctional urethane methacrylate) from Solvay Specialty Polymers Japan was diluted to 20 wt% with MEK as the fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer (Laminated polymer brush) was obtained.
(比較例1)
イソプレンユニットを含むクロロブチルゴム(不飽和度:1〜2%)をトリアジンで架橋した加硫ゴム(180℃で10分加硫)そのものを用いた。
(Comparative Example 1)
A vulcanized rubber (vulcanized at 180 ° C. for 10 minutes) itself obtained by crosslinking chlorobutyl rubber containing an isoprene unit (unsaturation degree: 1 to 2%) with triazine was used.
(比較例2)
MEKで20wt%に希釈したフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−Heptadecafluorodecyl acrylateに変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質弾性体(積層されたポリマーブラシ)を得た。
(Comparative Example 2)
Fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer diluted to 20 wt% with MEK is 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10 A surface-modified elastic body (laminated polymer brush) was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed to -Heptadecafluordecyl acrylate.
実施例、比較例で作製した表面改質弾性体を以下の方法で評価した。
(ポリマー鎖の長さ)
加硫ゴム表面に形成されたポリマー鎖の長さは、ポリマー鎖が形成された改質ゴム断面を、SEMを使用し、加速電圧15kV、1000倍で測定した。撮影されたポリマー層の厚みをポリマー鎖の長さとした。
The surface-modified elastic bodies produced in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
(Polymer chain length)
The length of the polymer chain formed on the surface of the vulcanized rubber was measured using an SEM at an acceleration voltage of 15 kV and 1000 times the cross section of the modified rubber on which the polymer chain was formed. The film thickness of the polymer layer was taken as the length of the polymer chain.
(摩擦抵抗力)
表面改質弾性体の表面の摩擦抵抗力を測定するために、実施例、比較例で作製した加硫ゴムガスケットを注射器のCOP樹脂シリンジにセットし、引張試験機を用いて押し込んでいき、そのときの摩擦抵抗力を測定した(押し込み速度:30mm/min)。比較例1の摩擦抵抗力を100として、下記式を用い、各実施例について摩擦抵抗指数で示した。指数が小さい方が、摩擦抵抗力が低いことを示す。摩擦抵抗指数が2.5以下だと、注射器のプランジャーを押すときに比較的軽く感じて、良好である。
(摩擦抵抗指数)=各実施例の摩擦抵抗力/比較例1の摩擦抵抗力×100
(Friction resistance)
In order to measure the frictional resistance force on the surface of the surface-modified elastic body, the vulcanized rubber gaskets prepared in Examples and Comparative Examples were set in a COP resin syringe of a syringe and pushed in using a tensile tester. Friction resistance was measured (pushing speed: 30 mm / min). The friction resistance force of Comparative Example 1 was set to 100, and the following formula was used, and each example was shown as a friction resistance index. A smaller index indicates a lower frictional resistance. When the frictional resistance index is 2.5 or less, it feels relatively light when the plunger of the syringe is pushed, which is good.
(Friction resistance index) = Friction resistance of each Example / Friction resistance of Comparative Example 1 × 100
表1より、実施例の表面改質弾性体表面は、摩擦抵抗力が大きく下がり、良好な摺動性が得られることが明らかとなった。また、表面のみ改質したものであるため、シール性は、比較例1と同等であった。 From Table 1, it was revealed that the surface-modified elastic body surface of the example has a significantly reduced frictional resistance and good slidability. Moreover, since only the surface was modified, the sealing performance was equivalent to that of Comparative Example 1.
従って、注射器のプランジャーのガスケットに使用した場合、十分なシール性とともにプランジャーのシリンジに対する摩擦力が軽減され、注射器による処置を容易にかつ正確に行うことができる。また、静摩擦係数と動摩擦係数との差が少ないため、プランジャーの押し始めとその後のプランジャー進入動作とを脈動させることなく円滑に行うことができる。更に、注射器のシリンジを熱可塑性エラストマーで作製し、その内表面にポリマー鎖を生成させたときも、上記と同様に注射器による処方を容易に行うことができる。 Therefore, when it is used as a gasket for a plunger of a syringe, the frictional force of the plunger against the syringe is reduced with a sufficient sealing property, and the treatment with the syringe can be performed easily and accurately. Further, since the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient is small, the start of pushing the plunger and the subsequent plunger approaching operation can be performed smoothly without pulsating. Further, when a syringe syringe is made of a thermoplastic elastomer and a polymer chain is formed on the inner surface thereof, prescription by a syringe can be easily performed as described above.
また、乗用車などに使用されるタイヤのトレッドに形成された溝、サイドウォール、ダイヤフラム、スキーやスノーボード板の滑走面、水泳水着、道路標識、看板などの表面にポリマー鎖を形成することで、前述の効果も期待できる。 In addition, by forming polymer chains on the surface of grooves, sidewalls, diaphragms, skis and snowboard boards, swimming swimsuits, road signs, signboards, etc. formed on the tread of tires used in passenger cars etc. Can also be expected.
1 ガスケット
11a、11b、11c 環状突起部
13 底面部の表面
2 トレッド部
3a 中央縦溝
3b ショルダー縦溝
5 細溝
6 中間傾斜溝
7 継ぎ溝
8、8a、8b ショルダー横溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (24)
前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、
前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む表面改質方法。 A surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification object,
Forming a polymerization initiation point A on the surface of the modification target; and
A non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization starting point A to grow a non-functional polymer chain, and a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is further radically polymerized on the non-functional polymer chain. And a step 2 of growing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含む表面改質方法。 A surface modification method using a vulcanized rubber or a thermoplastic elastomer as a modification object,
Non-functional monomers are radically polymerized on the surface of the modification target in the presence of photopolymerization initiator A to grow a non-functional polymer chain, and fluorine-containing urethane (meta ) A surface modification method comprising the step I of growing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain by radical polymerization of an acrylate monomer on the non-functional polymer chain .
酸アルカリ金属塩、アクリル酸アミン塩、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、メタク
リルアミド、メタクリル酸アルカリ金属塩、メタクリル酸アミン塩、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、メトキシメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メトキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ジメチルメタクリルアミド、ジエチルメタクリルアミド、イソプロピルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン、メトキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート及びアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1〜9のいずれかに記載の表面改質方法。 The non-functional monomer includes acrylic acid, acrylic ester, acrylamide, alkali metal acrylate, amine acrylate, methacrylic acid, methacrylic ester, methacrylamide, alkali metal methacrylate, amine methacrylate, dimethylacrylamide , Diethylacrylamide, isopropylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, methoxymethylacrylamide, acryloylmorpholine, methoxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, dimethylmethacrylamide, diethylmethacrylamide, isopropylmethacrylamide, hydroxyethylmethacrylamide, methacryloylmorpholine, methoxymethylmethacrylate, Hydroxyethyl methacrylate and acrylonitrile Surface modification method according to claim 1 is at least one selected from the group consisting of.
前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、Forming a polymerization initiation point A on the surface of the modification target; and
前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む注射器用ガスケットの製造方法。A non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization starting point A to grow a non-functional polymer chain, and a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is further radically polymerized on the non-functional polymer chain. And a step 2 for growing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含む注射器用ガスケットの製造方法。Non-functional monomers are radically polymerized on the surface of the modification target in the presence of photopolymerization initiator A to grow a non-functional polymer chain, and fluorine-containing urethane (meta ) A method for producing a gasket for a syringe, comprising the step I of radically polymerizing an acrylate monomer on the non-functional polymer chain to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、Forming a polymerization initiation point A on the surface of the modification target; and
前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含む注射器用シリンジの製造方法。A non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization starting point A to grow a non-functional polymer chain, and a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is further radically polymerized on the non-functional polymer chain. The manufacturing method of the syringe for syringes including the process 2 which grows a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含む注射器用シリンジの製造方法。Non-functional monomers are radically polymerized on the surface of the modification target in the presence of photopolymerization initiator A to grow a non-functional polymer chain, and fluorine-containing urethane (meta ) A method for producing a syringe for a syringe, which comprises the step I of radically polymerizing an acrylate monomer on the non-functional polymer chain to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に重合開始点Aを形成する工程1と、Forming a polymerization initiation point A on the surface of the modification target; and
前記重合開始点Aを起点にして非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更にフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程2とを含むタイヤの製造方法。A non-functional monomer is radically polymerized starting from the polymerization starting point A to grow a non-functional polymer chain, and a fluorine-containing urethane (meth) acrylate monomer is further radically polymerized on the non-functional polymer chain. And a step 2 of growing a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
前記改質対象物の表面に光重合開始剤Aの存在下で非機能性モノマーをラジカル重合させて非機能性ポリマー鎖を成長させ、更に光重合開始剤Bの存在下でフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートモノマーを前記非機能性ポリマー鎖の上にラジカル重合させてフッ素含有ウレタン(メタ)アクリレートポリマー鎖を成長させる工程Iを含むタイヤの製造方法。Non-functional monomers are radically polymerized on the surface of the modification target in the presence of photopolymerization initiator A to grow a non-functional polymer chain, and fluorine-containing urethane (meta ) A tire manufacturing method comprising a step I in which an acrylate monomer is radically polymerized on the non-functional polymer chain to grow a fluorine-containing urethane (meth) acrylate polymer chain.
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