JPH041774B2 - - Google Patents

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JPH041774B2
JPH041774B2 JP21234984A JP21234984A JPH041774B2 JP H041774 B2 JPH041774 B2 JP H041774B2 JP 21234984 A JP21234984 A JP 21234984A JP 21234984 A JP21234984 A JP 21234984A JP H041774 B2 JPH041774 B2 JP H041774B2
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JP
Japan
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base material
surface modification
monomer
modification method
dispersion
Prior art date
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Application number
JP21234984A
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Japanese (ja)
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JPS6189236A (en
Inventor
Itsuki Sakamoto
Takao Akagi
Shinji Yamaguchi
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6189236A publication Critical patent/JPS6189236A/en
Publication of JPH041774B2 publication Critical patent/JPH041774B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高分子物質から成る基材に、グラフ
ト重合層を形成することを特徴とする表面改質法
に関するものである。 高分子物質からなる基材は、極めて重要な基材
として広く利用されている。しかし、これらの基
材の表面が原因で生じている欠点も数多くあるの
が現状である。例えば、静電気の発生、接着性、
印刷性、吸湿性、吸汗性、撥水性が悪いという欠
点である。これらの欠点を解決すべく各方面で積
極的な表面改質の研究がなされている。 高分子物質から成る基材の改質法に、グラフト
重合層を形成する方法がある。この種の方法とし
て従来放射線グラフト重合法、紫外線グラフト重
合法等が検討されてきた。 放射線グラフト重合法は、基材へ放射線照射す
ることにより高分子基材中にラジカルを発生し、
そのラジカルを開始点として種々の単量体をグラ
フト重合させる表面改質法である。放射線法によ
り生成したグラフト重合層は耐久性に優れている
が、放射線のエネルギーが極めて大きいため、放
射線が高分子基材表面のみならず内部へも侵入し
て、基材の機能を損つてしまう。さらに、また低
温プラズマの発生に比べると高価であり、危険で
もあるといつた欠点を有する。 紫外線グラフト重合法により得られる効果は低
温プラズマグラフト重合法と類似しているが、同
じ効果を得るためには低温ブラズマの10〜100倍
ものエネルギーを必要とし、さらにこの方法は紫
外線を充分に吸収する物質にのみ制限されるとい
つた欠点を有する。 高分子基材の表面を改質する方法として低温プ
ラズマ放電グラフト重合法がある。この方法は、
低温プラズマ放電により高分子基材表面を活性化
しておき、活性点より重合性単量体をグラフト重
合し、高分子基材表面に極めて薄い高分子層を形
成する方法である。この種のグラフト法として従
来知られているものは、(1)プラズマ放電により高
分子基材表面を活性化した後、直ちに重合性単量
体に接触させてグラフト重合する方法。(2)高分子
粉体を0.1mmHgのガス圧下でプラズマ放電処理
し、酸素ガスにふれさせて、次いで、アクリロニ
トリル溶液中でグラフト重合する方法。(3)ガス圧
0.2mmHg以上50mmHg以下である高電圧放電処理
後、酸素ガスに触れさせ、その後ラジカル重合可
能な単量体溶液中でグラフト重合する方法。(4)高
分子基材を、ガス圧0.01mmHg以上0.1mmHg以下、
出力0.01ワツト/cm2以上5ワツト/cm2以下で、プ
ラズマ放電処理したのち、酸素に触れさせ次いで
重合性単量体をグラフト重合する方法がある。 (1)の方法は高分子基材のプラスマ放電処理、及
びそれに続くグラフト重合とをラジカル補獲剤と
なる酸素を完全に除去した系で行なう必要があ
り、そのような装置の開発は困難かつきわめて高
価なものとなり実用的でない (2)の方法はPolymer 1961年 2巻 277頁に記
載されているが、その中には高分子粉体をプラズ
マ放電処理する条件について詳しい記載がない。 (3)および(4)の方法は、それぞれ特公昭59−
33132、特開昭59−80443に記載されている。これ
らの方法は上記の(1)〜(4)の中では最も実用に適し
た方法と考えられた。そこで、本発明者等は詳細
な実験検討の結果、(3)の方法ではグラフト量が比
較的低い場合が多く、さらにグラフト量のコント
ロールが困難であることが判明した。また(4)の方
法では高分子基材のプラズマ放電処理においてそ
の減圧度が大きく、大量の高分子基材を処理する
にあたりこの真空度維持のために多大のエネルギ
ーと厳密な装置を必要とする欠点がある。さらに
詳細な追試を行つたところ、第1図に示すように
ラジカル重合可能な活性点の量は、処理電気エネ
ルギーに依存していることがわかつた。第1図で
いうところをHDPEとは、膜厚60μmの高密度ポ
リエチレンである。これらのフイルム片を非接地
式プラズマ処理装置により周波数5KHz、Arガス
圧力0.04mmHgで処理をした。 本発明者らは、低温プラズマ放電グラフト重合
法を実用化するために、グラフト量の安定したプ
ラズマ処理条件を鋭意研究した結果、意外にも前
記特開昭59−80443ではほとんどグラフトしてい
ないとされている電気エネルギー1.2ワツト・
秒/cm2以上で、安定した量のグラフト重合体が得
られるプラズマ処理条件を見い出した。すなわ
ち、電気エネルギー5ワツト・秒/cm2以上50ワツ
ト・秒/cm2以下でプラズマ処理を施すと安定した
グラフト重合が可能である。さらに高いグラフト
重合体の量を必要とする時は50ワツト・秒/cm2
上とするとよい。本発明者らはグラフト重合体量
の安定して得られるプラズマ処理条件を見い出
し、低温プラズマ放電グラフト重合法による高分
子基材の表面改質法の実用化を可能にし本発明を
完成した。 本発明の最も特徴的な事は、前記の特開昭59−
80443に詳細に記載されているようなグラフト量
を、プラズマ処理時間の微妙な調整でコントロー
ルしようとするものではなく、安定した量のラジ
カル重合可能な活性点を生成する低温プラズマ処
理を施し、単量体と併用して使用する遷移金属塩
およびグラフト重合反応条件によつて、見かけの
グラフト重合体の量をコントロールしようとする
ものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明でいう高分子基材とは、綿、麻、絹、木
材などの天然高分子、あるいはポリエステル、ポ
リエーテル、ポリアミド、ポリアクリロニトリ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、酢酸セルロース、セロフアン、ABS樹脂、
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フタノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等
の合成高分子が挙げられる。 また、これらの高分子基材の組成は単独である
必要はなく、2種以上の混合物、2種以上のブロ
ツク共重合体であつてもなんらさしつかえない。
形状においても繊維状、板状、シート状、円筒
状、ブロツク状など、いかなる形状であつても良
いが、本発明はフイルム及び繊維成形物に特に適
するものである。特に繊維成形物はフイラメント
糸、紡績糸もしくは編物でも織物でも良く、また
これらの成形物が染色加工、樹脂加工などの処理
をされていてもなんらさしつかえない。染色加工
や樹脂加工と低温プラズマ放電グラフト重合法を
たくみに組み合わせることにより各種機能を有る
基材、表裏異種機能を有する基材や超耐久性の樹
脂層を有する基材、耐久性の優れた高発色基材、
干渉機能を有する基材等多方面への応用が可能と
なる。 少なくとも片面を、低温プラズマ処理すること
により、基材の片面にラジカル重合可能な活性点
を生成することが可能である。また両面に低温プ
ラズマ処理を施せば、基材両面に活性点を与える
ことが可能である。これらの処理面は目的に応じ
て適時選択されるべきものであり、特に限定され
るものではない。 本発明でいうところのポリエチレンテレフタレ
ートとは、繰り返し構造単位の少なくとも約75%
が、
The present invention relates to a surface modification method characterized by forming a graft polymer layer on a base material made of a polymeric substance. Base materials made of polymeric substances are widely used as extremely important base materials. However, at present, there are many defects caused by the surfaces of these base materials. For example, generation of static electricity, adhesion,
The drawbacks are poor printability, moisture absorption, sweat absorption, and water repellency. In order to solve these drawbacks, active research on surface modification is being conducted in various fields. One of the methods for modifying a base material made of a polymeric substance is to form a graft polymerization layer. Conventionally, radiation graft polymerization methods, ultraviolet graft polymerization methods, and the like have been studied as methods of this type. The radiation graft polymerization method generates radicals in a polymer base material by irradiating the base material with radiation.
This is a surface modification method in which various monomers are graft-polymerized using the radical as a starting point. The graft polymerized layer produced by the radiation method has excellent durability, but because the energy of the radiation is extremely high, the radiation penetrates not only the surface of the polymer base material but also the inside, impairing the functionality of the base material. . Furthermore, it also has the drawbacks of being more expensive and dangerous than generating low-temperature plasma. The effect obtained by ultraviolet graft polymerization is similar to that of low-temperature plasma graft polymerization, but it requires 10 to 100 times more energy than low-temperature plasma to achieve the same effect, and this method does not absorb enough ultraviolet rays. It has the disadvantage that it is limited only to substances that A low-temperature plasma discharge graft polymerization method is a method for modifying the surface of a polymer base material. This method is
This is a method in which the surface of a polymer substrate is activated by low-temperature plasma discharge, and a polymerizable monomer is graft-polymerized from the active site to form an extremely thin polymer layer on the surface of the polymer substrate. Conventionally known grafting methods of this type include (1) a method in which the surface of a polymeric base material is activated by plasma discharge and then immediately brought into contact with a polymerizable monomer for graft polymerization. (2) A method in which polymer powder is subjected to plasma discharge treatment under a gas pressure of 0.1 mmHg, exposed to oxygen gas, and then graft polymerized in an acrylonitrile solution. (3) Gas pressure
A method in which after high-voltage discharge treatment of 0.2 mmHg or more and 50 mmHg or less, the method is exposed to oxygen gas, and then graft polymerized in a monomer solution capable of radical polymerization. (4) The polymer base material is heated at a gas pressure of 0.01 mmHg or more and 0.1 mmHg or less,
There is a method in which the material is subjected to plasma discharge treatment at an output of 0.01 watts/cm 2 or more and 5 watts/cm 2 or less, and then exposed to oxygen and then graft-polymerized with a polymerizable monomer. In method (1), the plasma discharge treatment of the polymer base material and the subsequent graft polymerization must be performed in a system that completely removes oxygen, which serves as a radical scavenger, and it is difficult and difficult to develop such equipment. Method (2), which is extremely expensive and impractical, is described in Polymer, Vol. 2, p. 277, 1961, but there is no detailed description of the conditions for plasma discharge treatment of polymer powder. Methods (3) and (4) are
33132, and described in JP-A-59-80443. These methods were considered to be the most practical among methods (1) to (4) above. As a result of detailed experimental studies, the inventors of the present invention found that the amount of grafting in method (3) is often relatively low, and furthermore, it is difficult to control the amount of grafting. In addition, in method (4), the degree of pressure reduction is large during the plasma discharge treatment of polymer base materials, and a large amount of energy and strict equipment are required to maintain this degree of vacuum when processing a large amount of polymer base materials. There are drawbacks. More detailed follow-up tests revealed that the amount of active sites capable of radical polymerization depends on the electrical energy of the process, as shown in FIG. HDPE in Figure 1 is high-density polyethylene with a film thickness of 60 μm. These film pieces were processed using an ungrounded plasma processing device at a frequency of 5 KHz and an Ar gas pressure of 0.04 mmHg. In order to put the low-temperature plasma discharge graft polymerization method to practical use, the present inventors conducted extensive research on plasma treatment conditions that would stabilize the amount of grafting, and surprisingly found that there was almost no grafting in the above-mentioned JP-A-59-80443. The electrical energy used is 1.2 watts.
We have found plasma treatment conditions that allow a stable amount of graft polymer to be obtained at sec/cm 2 or higher. That is, stable graft polymerization is possible when plasma treatment is performed with electrical energy of 5 watts/cm 2 or more and 50 watts/cm 2 or less. When a higher amount of graft polymer is required, it is preferably 50 watts/cm 2 or more. The present inventors have discovered plasma treatment conditions that can stably obtain the amount of graft polymer, and have completed the present invention by making it possible to put into practical use a method for surface modification of polymeric substrates by low-temperature plasma discharge graft polymerization. The most characteristic feature of the present invention is the above-mentioned JP-A-59-
Rather than trying to control the amount of grafting by delicately adjusting the plasma treatment time as described in detail in 80443, we performed a low-temperature plasma treatment that generates a stable amount of active sites capable of radical polymerization. The apparent amount of the graft polymer is controlled by the transition metal salt used in combination with the polymer and the graft polymerization reaction conditions. The present invention will be explained in detail below. The polymer base materials used in the present invention include natural polymers such as cotton, linen, silk, and wood, or polyester, polyether, polyamide, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, vinyl chloride, vinylidene chloride, and acetic acid. Cellulose, cellophane, ABS resin,
Examples include synthetic polymers such as acrylic resin, methacrylic resin, phthanol resin, urea resin, melamine resin, and epoxy resin. Furthermore, the composition of these polymeric base materials does not have to be individual, and may be a mixture of two or more types or a block copolymer of two or more types.
Although the shape may be any shape such as fibrous, plate, sheet, cylindrical, or block, the present invention is particularly suitable for films and fiber molded products. In particular, the fiber molded product may be a filament yarn, a spun yarn, a knitted fabric, or a woven fabric, and there is no problem even if these molded products have been subjected to treatments such as dyeing or resin processing. By skillfully combining dyeing processing, resin processing, and low-temperature plasma discharge graft polymerization, we can produce substrates with various functions, substrates with different functions on the front and back sides, substrates with ultra-durable resin layers, and highly durable materials. coloring base material,
It becomes possible to apply it to many fields such as base materials with interference functions. By subjecting at least one side to low-temperature plasma treatment, it is possible to generate active sites capable of radical polymerization on one side of the base material. Furthermore, by subjecting both sides to low-temperature plasma treatment, it is possible to provide active sites on both sides of the base material. These processing surfaces should be appropriately selected depending on the purpose and are not particularly limited. In the present invention, polyethylene terephthalate refers to at least about 75% of repeating structural units.
but,

【式】(但し−G− は2〜18炭素原子を含み飽和炭素原子により隣の
酸素原子と結びついている2価の有機基)の単位
である如き、グリコールジカルボキシレート繰り
返し構造単位を意味するものである。テレフタレ
ート基は繰り返し構造単位の唯一のジカルボキシ
レート成分であつてもよく、または繰り返し構造
単位の約25%まではアジペート、セバケート、イ
ソフタレート、ビベンゾエート、ヘキサヒドロテ
レフタレート、ジフエノキシエタン−4,4′−ジ
カルボキシレート、5−スルホイソフタレート基
の如き他のジカルボキシレートを含んでいても良
い。グリコール類としてはエチレングリコール、
テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリ
コール等のポリメチレングリコール、2,2−ジ
メチル−1,3−プロパンジオールの如き枝鎖グ
リコール、ジエチレングリコール、あるいはこれ
らの混合物も使用できる。要すれば、約15%まで
の高分子量ポリエチレングリコールの如き高級グ
リコールも添加使用できる。艶消剤、光沢改良
剤、変色防止剤、無機微粒子等の色々の他の物質
も要すれば重合混合物に加えてもよい。 本発明でいう低温プラズマ放電は、アーク放電
やコロナ放電とは異なる気体放電であり、プラズ
マを構成するイオン種として、Ar、He、H2
N2、NO2、O2、Air、フツ化炭素、ハロゲン化炭
素等、あるいはこれらを混合した気体等を用い、
直流、交流、高周波電源などでプラズマを発生さ
せる。この場合、真空下のガス雰囲気中において
交流高周波電源により、1cm以上10cm以下の電極
間間隔を有する電極間にプラズマを発生させるこ
とが好ましいが、真空度が高真空の場合には電極
間距離を拡げ、真空度が低真空の場合には電極間
距離を狭めると良い。 両電極は板状あるいは棒状の電極がそれぞれ対
となつたものでも、また棒状電極とドラム状ある
いは板状電極とを、それぞれ対に組み合わせたも
のでもいずれも用いることが出来る。さらに電極
表面にガラスおよびセラミツクス等を被覆したも
のでも良い。また電極は必要に応じて冷却または
加温しても良い。 低温プラズマ処理装置は缶体に対して一方の電
極が接地した電極あるいは缶体に対して両電極が
絶縁された非接地式電極のいずれを用いてもよい
が非接地式電極を使用すれば、電力が接地式の約
1/2で同等の処理を施すことが出来る長所を有す
る。 本発明でいう酸素を含有しないラジカル重合可
能な活性点を形成しうるガスとは、Ar、He、
H2、N2、NO2、NO、CO2、CO、ハロゲン、ハ
ロゲン化炭素、フツ化炭素等、あるいはこれらを
混合した気体である。次いで、酸素ガスを含有す
るガスの代表的なものとして酸素、空気がある。
酸素を含有するガスは特に限定されるものではな
く、前記ガスを混合した気体であつてもなんらさ
しつかえない。 本発明にかかわる低温プラズマ処理条件は放電
に際してのガス圧力と処理電気エネルギーで定め
ることが出来る。 低温プラズマ処理における該ガス圧力は、0.01
mmHg以上20mmHg以下であることが必要である。
すなわち0.01mmHg以下での実用化は、厳密な装
置を必要とするので好ましくない。20mmHg以上
では放電が不安定となり局所的な放電が生じ、基
材に損傷を与えやすくなり、活性点も生成しにく
くなる。本発明のガス圧力は好ましくは0.05mm
Hg以上10mmHg以下の範囲である。さらに好まし
くは0.1mmHg以上0.2mmHg以下である。この範囲
では基材に損傷を与えることなく、本発明者らが
鋭意検討した範囲において最も多くのラジカル重
合可能な活性点を生成する事がわかつた。即ち、
高いグラフト重合体量を必要とする時0.1mmHg以
上0.2mmHg以下でプラズマ処理することは有効な
方法である。通常的には0.05mmHg以上10mmHg以
下の範囲で十分である。 基材がシート状物の場合、ドラム式あるいは板
状電極を使用して、ドラム式あるいは板状電極上
を接しながら、固定あるいは移動させることによ
り、片面のみ均一なラジカル重合可能な活性点を
有するシート状物を得ることが可能である。片面
に活性点を有するシート状物のもの一方の面を同
様に処理することにより両面に活性点を有するシ
ート状物となる。 また、電極間に電極に接することなく、固定あ
るいは移動させることにより両面に均一なラジカ
ル重合可能な活性点を生成することができる。 低温プラズマ処理における該処理電気エネルギ
ーは、1ワツト・秒/cm2以上2000ワツト・秒/cm2
以下であることが必要である。該処理電気エネル
ギーは、E=W×T/S(ワツト・秒/cm2)W;放 電出力(ワツト)、T;処理時間(秒)、S;電極
面積(cm2)で示すことができる。該処理電気エネ
ルギーが1ワツト・秒/cm2以下では、特開昭59−
80443の実施例に比較的高いグラフト重合体量を
得ることが出来、かつこの範囲でプラズマ処理時
間によりグラフト重合体量を自由にコントロール
出来る旨が記載されている。たしかに1ワツト・
秒/cm2以下でそのような傾向が確かめられた。し
かし、グラフト重合体量を自由にコントロールす
る方法としては、余りにプラズマ処理時間の調節
幅が狭く、実際には細かなコントロールは困難で
ある。また、該処理電気エネルギーが2000ワツ
ト・秒/cm2以上であると、缶体及び基材に損傷を
生じるおそれがあり実用にはむかない。本発明に
おいて特に好ましい該処理電気エネルギーは5ワ
ツト・秒/cm2以上1000ワツト・秒/cm2以下であ
る。特に、通常のグラフト重合に使用する基材の
処理は5ワツト・秒/cm2以上50ワツト・秒/cm2
下のラジカル重合可能な活性点生成量の安定した
範囲のプラズマ処理を行うことが、実用上、生産
管理上からも好ましい。しかるに見かけのグラフ
ト重合体量のコントロールは、単量体と併用され
る遷移金属塩、およびグラフト重合反応条件によ
り可能である。また、高い見かけのグラフト重合
体量が必要であれば、50ワツト・秒/cm2以上2000
ワツト・秒/cm2以下の処理電気エネルギーの中か
ら適時選択することが可能である。 低温プラズマの発生は、前記ガス圧と処理電気
エネルギー下で対放電電極間に周波数5HHz〜
100MHzのような高周波を用いることが出来る。
さらに放電周波数帯としては、前記高周波以外に
低周波、マイクロ波、直流なども用いることが出
来る。低温プラズマ発生装置としては、前記した
内部電極型あるいは外部電極型コイル型などの容
量結合、誘導結合型のいずれであつてもよい。 表面をプラズマ処理された該基材は、次いで酸
素ガス又は酸素ガスを含有する混合ガスにふれさ
せるか、または大気中へ取り出し、プラズマ処理
により基材表面に生成したラジカル重合可能な活
性点と酸素を反応させる。酸素ガスあるいは、酸
素ガスを含有する混合ガス中で、プラズマ処理し
たものはこの操作をする必要はない。 このように処理された基材上のラジカル重合可
能な活性点の生成量は、10-11モル/cm2以上10-8
モル/cm2以下である。活性点の生成量が10-11
ル/cm2以下だと、見かけのグラフト重合体の量は
少ない。また、本発明者らの詳細な実験検討によ
ると活性点の生成量を10-8モル/cm2以上にするた
めには多量のエネルギーが必要であり、実用上コ
ストが高くなりすぎる。特にグラフト重合に好ま
しい活性点の量は10-11mol/cm2以上10-8mol/cm2
以下である。 このようにして処理された該基材を次いで0.1
%以上90%以下の1種以上のラジカル重合可能な
単量体分散液と、0.0001%以上0.1%以下の遷移
金属塩分散液に、あるいは、該単量体と該遷移金
属塩の混合分散液にふれさせる。 該基材を単量体分散液および遷移金属塩にふれ
させるに際し、その組み合せおよび順序は特に定
めるものではない。 該基材をそれぞれの分散液にふれさせる方法は
浸漬、塗布等特に定めるものではない。要は、ラ
ジカル重合可能な活性点を有する基材表面にふれ
れば良いのである。 ラジカル重合可能な活性点を有する該基材を該
単量体あるいは該遷移金属塩にふれさせるに際し
あらかじめ該基材表面を0.1mmHg以上100mmHg以
下の真空脱気あるいは高圧不活性ガスをふきつけ
ることにより、基材の含有する酸素ガスおよび不
純物等を洗滌することによりグラフト重合反応が
より容易に進行する。また該単量体等とふれさせ
て真空脱気等を行なつてもなんらさしつかえな
い。 また、該基材と単量体および遷移金属塩をふれ
させる前あるいは後、または反応中、各分散液中
に不活性ガスを導入して脱酸素することによりグ
ラフト重合反応がより容易に進行する。 該単量体分散液濃度は0.1%以上90%以下であ
る。好ましくは0.1%以上50%以下である。この
範囲であれば、該遷移金属塩を用いることにより
ホモ重合反応を制御し、見かけのグラフト重合体
量を増大またはコントロールすることが容易であ
る。 該遷移金属塩分散液濃度は、0.0001%以上1%
以下である。0.0001%以下の場合、ホモ重合反応
抑制効果は極めて低く実用に値しない。さらに1
%以上の場合、該基材への着色が著しくなり実用
的ではない。また該単量体濃度、該反応温度、該
反応時間によつて該遷移金属塩濃度を変えること
により見かけのグラフト重合体量を増大あるいは
コントロールすることが可能である。 該反応温度は室温あるいは20℃以上80℃以下が
好ましい。最適温度は単量体の反応性単量体濃
度、遷移金属塩濃度、反応時間により適時選択さ
れるべきであり、特に限定出来るものではない。
該反応時間は10秒以上10時間以下の範囲で行な
う。反応時間は、反応方法、反応温度、単量体濃
度、遷移金属塩濃度等により選択されるべきであ
り、特に限定出来るものではない。 該グラフト重合反応の方法は、該基材を単量体
及び遷移金属塩の混合溶液にふれさせると同時
に、加熱する方法と、該混合溶液にふれさせたの
ちに適度に絞り加熱する方法、さらには該基材を
反応装置内で熱処理後、直ちに該混合溶液に触れ
させ同溶もしくは別途加熱する方法のいずれで行
なつても良い。また前述の如く単量体と遷移金属
塩とを別々に基材にふれさせて、上記グラフト重
合反応を行なつてもなんらさしつかえない。 グラフト重合反応装置内は酸素を排除した方が
好ましく、例えば反応装置内の大気および単量体
遷移金属塩混合溶液あるいは単量体溶液、遷移金
属塩溶液中の溶存酸素は窒素ガスあるいは他の不
活性ガスで置換するか、該溶液の場合、該溶媒を
あらかじめ煮沸脱気したのち不活性ガスで置換す
るかあるいは基材と該単量体および遷移金属塩溶
液と接触させた後、高圧水蒸気中へ基材を導入し
て酸素を出来るだけ取り除いた方が好ましい。 該単量体分散液が非水溶性単量体と乳化剤を含
む水性媒体から成るものであつても、ラジカル重
合を阻害しない無機微粒子、たとえば、SiO2
Al2O3等を含有しているものであつても何等さし
つかえない。 本発明で用いられるラジカル重合可能な単量体
は、適時用途に応じて選択されるべきもので、特
に限定されるものではない。該ラジカル重合可能
な単量体とは、炭素−炭素二重結合を有する化合
物で、ラジカルを生長末端として重合していく単
量体である。たとえば、アクリルアミド、N−n
−ブトキシメチルアクリルアミド、N−メチロー
ルアクリルアミドなどのアクリルアミド化合物、
アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、N−ブチルアクリレート、グリシジルア
クリレート、2−ジメチルアミノエチルアクリレ
ート、2−3−ジグロムプロピルアクリレート、
ジエチレングリコールジアクリレート、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、メトキシポリエチレ
ングリコールアクリレートなどのアクリル化合
物、メタクリル酸、メチルメタクリレート、ブチ
ルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、
ターシヤリーブチルメタクリレート、グリシジル
メタクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レート、2−ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、テトラヒドロフリフリルメタクリレート、ト
リメチロールプロパントリメタクリレート、メタ
クリルプロピルスルホン酸ソーダなどのメタクリ
ル化合物、ジビニルベンゼン、2−ビニルピリジ
ン、N−ビニル−2−ピロリドン、ビニル酢酸な
どのビニル化合物、スチレン、スチレンスルフオ
ン酸ソーダなどのスチレン化合物などが挙げられ
る。 本発明で用いられる遷移金属塩は、FuCl2
(NH42Fe(SO42、CuCl、Cu(NO32、CuSO4
CuCl2、Ni(NO32、Co(NO32、Cr(NO32、Pb
(NO32、LiClなどが挙げられ、基材、単量体、
反応条件等に応じ、目的にあつた遷移金属塩を選
択することが可能である。 該基材表面に形成した該単量体のグラフト重合
反応生成物中には、グラフト重合体、耐久性良好
なホモ重合体、耐久性不良なホモ重合体、未反応
単量体等が含まれる。該グラフト重合反応生成物
を、該単量体および該重合体の良溶媒を用いて該
良溶媒の沸点より35℃〜65℃低い温度の良溶媒中
で洗浄、あるいは超音波洗浄をすることにより、
未反応単量体および耐久性不良のホモ重合体を除
去することにより得られたものを見かけのグラフ
ト重合層とする。すなわち、見かけのグラフト重
合層とはグラフト重合体と耐久性良好なホモ重合
体を含む見かけのグラフト重合体より成る。さら
に見かけのグラフト重合層を、該重合体の良溶媒
を用いて該溶媒の沸点より0℃〜25℃近い温度の
溶媒で洗浄あるいは超音波洗浄することにより耐
久性良好なホモ重合体をも除去したものをグラフ
ト重合層とする。グラフト重合層は、グラフト重
合体より成るものである。 該基材表面に形成した該単量体のグラフト重合
反応生成物中の耐久性不良なホモ重合体および未
反応単量体を化学的、物理的方法により取り除く
工程を、グラフト重合反応後行なうことにより耐
久性の良い見かけのグラフト重合層を得ることが
可能である。化学的、物理的方法とは水洗、溶媒
抽出、超音波洗浄等である。 この工程と前記重合反応条件により該単量体の
見かけのグラフト重合層中の耐久性良好なホモ重
合体含有量をコントロールすることが可能であ
る。 見かけのグラフト重合層中に90%以下の耐久性
良好なホモ重合体を含有することにより、各種目
的に応じた重合層を形成することが可能である。 本発明の利点は(1)本発明の方法によると、従来
の放電グラフト重合法にくらべ、ホモ重合体の形
成を抑制又はコントロールすることが可能であ
る。(2)本発明の方法によつて生成した活性点は酸
素と接触させることにより長時間安定なものとな
り、必要な時使用することが可能である。これは
生産管理上大きな利点となる。(3)本発明により形
成された見かけのグラフト重合層は、基材と化学
的に結合しているため耐久性にすぐれている。(4)
本発明により形成された見かけのグラフト重合層
中のホモ重合体含有量を任意に変えることにより
各種用途に応じることが可能となる。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例 1 高密度ポリエチレンフイルム(厚さ60μm)を
メタノールでソツクスレー抽出を行つたのち乾燥
し試料とした。これらのフイルム片を非接地式プ
ラズマ処理装置により、周波数5KHz、アルゴン
ガス圧力0.04mmHg下、種々の出力、および処理
時間で両面を処理したのち空気中に取り出し、10
%アクリルアミドと0.005%(NH42Fe(SO42
混合水溶液中に浸漬し系内をN2置換後封管した。
グラフト重合は封管のまま50℃で2時間おこない
重合終了後未反応単量体およびホモ重合体を80℃
の熱水により取り除いた後減圧乾燥した。 プラズマ処理後、空気に触れさせることにより
生成したラジカル重合可能な活性点の定量は以下
の様に行なつた。 ラジカル補捉剤である2,2−ジフエニール−
1−ピクリルヒドラジルのベンゼン溶液中に、活
性点を有するフイルムを浸漬60℃で加熱し、消費
2,2−ジフエニール−1−ピクリルヒドラジル
量を比色法により求め、それをラジカル重合可能
な活性点の量とした。 また、グラフトしたアクリルアミドの定量は、
以下の様に行つた。まず、2.5規定の塩酸中にグ
ラフト化ポリエチレンフイルムを浸漬110℃で加
熱し、グラフトポリアクリルアミドを加水分解後
ニンヒドリンを加えて発色させ、比色法によつて
分解液中のNH3基を検量線と比較して定量した。 比較例 1 実施例1に従つて処理した高密度ポリエチレン
フイルムを(NH42Fe(SO42のない状態で10%
アクリルアミド水溶液中に浸漬し、実施例1と同
様な後処理をした。
[Formula] (where -G- is a divalent organic group containing 2 to 18 carbon atoms and bonded to the adjacent oxygen atom through a saturated carbon atom) means a glycol dicarboxylate repeating structural unit. It is something. The terephthalate group may be the only dicarboxylate component of the repeating structural unit, or up to about 25% of the repeating structural unit may be adipate, sebacate, isophthalate, bibenzoate, hexahydroterephthalate, diphenoxyethane-4, Other dicarboxylates such as 4'-dicarboxylate and 5-sulfoisophthalate groups may also be included. Glycols include ethylene glycol,
Polymethylene glycols such as tetramethylene glycol and hexamethylene glycol, branched chain glycols such as 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, diethylene glycol, or mixtures thereof can also be used. If desired, up to about 15% higher glycols such as high molecular weight polyethylene glycols can also be used. Various other substances such as matting agents, gloss improvers, anti-tarnish agents, inorganic particulates, etc. may also be added to the polymerization mixture if desired. The low-temperature plasma discharge referred to in the present invention is a gas discharge different from arc discharge or corona discharge, and the ion species constituting the plasma include Ar, He, H 2 ,
Using N 2 , NO 2 , O 2 , Air, fluorocarbon, halogenated carbon, etc., or a gas mixture of these,
Plasma is generated using direct current, alternating current, high frequency power, etc. In this case, it is preferable to generate plasma between electrodes with an inter-electrode spacing of 1 cm or more and 10 cm or less using an AC high-frequency power source in a gas atmosphere under vacuum. However, if the degree of vacuum is high, the distance between the electrodes should be If the degree of vacuum is low, it is better to narrow the distance between the electrodes. Both electrodes may be a pair of plate-shaped or rod-shaped electrodes, or a combination of a rod-shaped electrode and a drum-shaped or plate-shaped electrode, respectively. Furthermore, the electrode surface may be coated with glass, ceramics, or the like. Further, the electrode may be cooled or heated as necessary. Low-temperature plasma processing equipment may use either an electrode with one electrode grounded to the can body or an ungrounded electrode with both electrodes insulated from the can body, but if an ungrounded electrode is used, It has the advantage of being able to perform the same processing with about half the power of the grounded type. In the present invention, gases that do not contain oxygen and can form radically polymerizable active sites include Ar, He,
It is a gas such as H 2 , N 2 , NO 2 , NO, CO 2 , CO, halogen, halogenated carbon, carbon fluoride, or a mixture thereof. Next, typical gases containing oxygen gas include oxygen and air.
The oxygen-containing gas is not particularly limited, and a mixture of the above gases may be used. The low-temperature plasma processing conditions related to the present invention can be determined by the gas pressure and processing electrical energy during discharge. The gas pressure in low temperature plasma treatment is 0.01
It is necessary that the temperature is not less than mmHg and not more than 20mmHg.
In other words, practical use at 0.01 mmHg or less is not preferable because it requires a precise device. At 20 mmHg or more, the discharge becomes unstable and localized discharge occurs, which tends to damage the base material and makes it difficult to generate active points. The gas pressure of the present invention is preferably 0.05mm
The range is Hg or more and 10mmHg or less. More preferably, it is 0.1 mmHg or more and 0.2 mmHg or less. It has been found that within this range, the largest number of radically polymerizable active sites is generated within the range that the present inventors have diligently studied without damaging the base material. That is,
When a high amount of graft polymer is required, plasma treatment at 0.1 mmHg or more and 0.2 mmHg or less is an effective method. Usually, a range of 0.05 mmHg or more and 10 mmHg or less is sufficient. If the base material is a sheet-like material, it can be fixed or moved using a drum-type or plate-shaped electrode while in contact with the drum-type or plate-shaped electrode, so that only one side has uniform radically polymerizable active points. It is possible to obtain sheets. By treating one side of a sheet-like material having active sites on one side in the same manner, a sheet-like material having active sites on both sides can be obtained. In addition, by fixing or moving between the electrodes without contacting the electrodes, uniform radically polymerizable active points can be generated on both surfaces. The processing electric energy in low-temperature plasma processing is 1 watts/cm 2 or more and 2000 watts/cm 2
It is necessary that the following is true. The processing electric energy can be expressed as E=W×T/S (Watts/sec/cm 2 )W: discharge output (watts), T: processing time (seconds), S: electrode area (cm 2 ). . When the processing electrical energy is less than 1 watt/sec/ cm2 , the
It is described in Example 80443 that a relatively high amount of graft polymer can be obtained and that the amount of graft polymer can be freely controlled within this range by changing the plasma treatment time. Certainly 1 watt.
Such a tendency was confirmed below sec/cm 2 . However, as a method for freely controlling the amount of graft polymer, the adjustment range of plasma treatment time is too narrow, and detailed control is actually difficult. Moreover, if the processing electric energy is 2000 watts/cm 2 or more, there is a risk of damage to the can body and the base material, making it unsuitable for practical use. In the present invention, the particularly preferred electric energy for the treatment is 5 watts/cm 2 or more and 1000 watts/cm 2 or less. In particular, the base material used for normal graft polymerization must be treated with plasma in a stable range of 5 watts/cm 2 or more and 50 watts/cm 2 or less of active sites capable of radical polymerization. This is preferable from the viewpoint of practical use and production control. However, the apparent amount of graft polymer can be controlled by the transition metal salt used in combination with the monomer and the graft polymerization reaction conditions. In addition, if a high apparent amount of graft polymer is required, 50 watts/ cm2 or more
It is possible to appropriately select from processing electrical energies of watts/sec/cm 2 or less. Low-temperature plasma is generated at a frequency of 5 Hz to 5 Hz between the counter discharge electrodes under the gas pressure and processing electrical energy.
High frequencies such as 100MHz can be used.
Furthermore, as the discharge frequency band, in addition to the above-mentioned high frequency, low frequency, microwave, direct current, etc. can also be used. The low-temperature plasma generator may be either a capacitively coupled type or an inductively coupled type such as the internal electrode type or external electrode type coil type described above. The base material whose surface has been plasma-treated is then exposed to oxygen gas or a mixed gas containing oxygen gas, or taken out into the atmosphere, and the radically polymerizable active points and oxygen generated on the base material surface by the plasma treatment are removed. react. It is not necessary to perform this operation if plasma treatment is performed in oxygen gas or a mixed gas containing oxygen gas. The amount of radically polymerizable active sites generated on the substrate treated in this way is 10 -11 mol/cm 2 or more 10 -8
mol/cm 2 or less. When the amount of active sites produced is 10 -11 mol/cm 2 or less, the apparent amount of graft polymer is small. Further, according to detailed experimental studies conducted by the present inventors, a large amount of energy is required to increase the amount of active sites generated to 10 -8 mol/cm 2 or more, and the cost becomes too high for practical use. In particular, the preferred amount of active sites for graft polymerization is 10 -11 mol/cm 2 or more and 10 -8 mol/cm 2
It is as follows. The substrate treated in this way was then 0.1
% or more and 90% or more of one or more radically polymerizable monomer dispersion and 0.0001% or more and 0.1% or less of a transition metal salt dispersion, or a mixed dispersion of the monomer and the transition metal salt. Let them touch it. When the base material is brought into contact with the monomer dispersion and the transition metal salt, the combination and order thereof are not particularly determined. The method of bringing the substrate into contact with each dispersion is not particularly defined, such as dipping or coating. In short, it is sufficient to touch the surface of the base material that has active sites capable of radical polymerization. When the base material having an active site capable of radical polymerization is brought into contact with the monomer or the transition metal salt, the surface of the base material is vacuum degassed at 0.1 mmHg or more and 100 mmHg or less or blown with high-pressure inert gas. By washing oxygen gas, impurities, etc. contained in the base material, the graft polymerization reaction proceeds more easily. There is also nothing wrong with carrying out vacuum deaeration or the like after contacting with the monomer, etc. In addition, the graft polymerization reaction can proceed more easily by introducing an inert gas into each dispersion to deoxidize it before or after bringing the base material into contact with the monomer and transition metal salt, or during the reaction. . The concentration of the monomer dispersion is 0.1% or more and 90% or less. Preferably it is 0.1% or more and 50% or less. Within this range, it is easy to control the homopolymerization reaction and increase or control the apparent amount of graft polymer by using the transition metal salt. The concentration of the transition metal salt dispersion is 0.0001% or more and 1%
It is as follows. If it is 0.0001% or less, the effect of suppressing the homopolymerization reaction is extremely low and is not of practical use. 1 more
% or more, the coloring of the base material becomes significant and is not practical. Further, by changing the transition metal salt concentration by changing the monomer concentration, reaction temperature, and reaction time, it is possible to increase or control the apparent amount of graft polymer. The reaction temperature is preferably room temperature or 20°C or more and 80°C or less. The optimum temperature should be appropriately selected depending on the concentration of the reactive monomer, the concentration of the transition metal salt, and the reaction time, and cannot be particularly limited.
The reaction time is in the range of 10 seconds or more and 10 hours or less. The reaction time should be selected depending on the reaction method, reaction temperature, monomer concentration, transition metal salt concentration, etc., and is not particularly limited. The method for the graft polymerization reaction includes a method of exposing the base material to a mixed solution of a monomer and a transition metal salt and heating it at the same time, a method of exposing the base material to the mixed solution, and then appropriately squeezing and heating it. This may be carried out either by bringing the base material into contact with the mixed solution immediately after the heat treatment in the reaction apparatus and dissolving the base material in the same manner, or by heating the base material separately. Furthermore, as described above, there is no problem even if the monomer and the transition metal salt are brought into contact with the base material separately to carry out the graft polymerization reaction. It is preferable to exclude oxygen from inside the graft polymerization reactor. For example, the atmosphere inside the reactor and the dissolved oxygen in the monomer transition metal salt mixed solution, monomer solution, and transition metal salt solution should be excluded from nitrogen gas or other nitrogen gas. Either the solvent is replaced with an active gas, or in the case of the solution, the solvent is degassed by boiling and then replaced with an inert gas, or the base material is brought into contact with the monomer and transition metal salt solution, and then the solution is heated in high-pressure steam. It is preferable to remove as much oxygen as possible by introducing the base material into the substrate. Even if the monomer dispersion consists of an aqueous medium containing a water-insoluble monomer and an emulsifier, inorganic fine particles that do not inhibit radical polymerization, such as SiO 2 ,
There is no problem even if it contains Al 2 O 3 etc. The radically polymerizable monomer used in the present invention should be selected depending on the appropriate use and is not particularly limited. The radically polymerizable monomer is a compound having a carbon-carbon double bond, and is a monomer that polymerizes using a radical as a growing terminal. For example, acrylamide, N-n
- acrylamide compounds such as butoxymethylacrylamide, N-methylolacrylamide,
Acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, N-butyl acrylate, glycidyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-3-diglomopropyl acrylate,
Acrylic compounds such as diethylene glycol diacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate,
Methacrylic compounds such as tertiary butyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, sodium methacrylpropylsulfonate, divinylbenzene, 2-vinylpyridine, N - Vinyl compounds such as vinyl-2-pyrrolidone and vinyl acetic acid; styrene compounds such as styrene and sodium styrene sulfonate; and the like. The transition metal salts used in the present invention include FuCl 2 ,
( NH4 ) 2Fe ( SO4 ) 2 , CuCl, Cu( NO3 ) 2 , CuSO4 ,
CuCl2 , Ni( NO3 ) 2 , Co( NO3 ) 2 , Cr( NO3 ) 2 , Pb
(NO 3 ) 2 , LiCl, etc., and the base material, monomer,
Depending on the reaction conditions, etc., it is possible to select a transition metal salt suitable for the purpose. The graft polymerization reaction product of the monomer formed on the surface of the base material includes a graft polymer, a homopolymer with good durability, a homopolymer with poor durability, unreacted monomers, etc. . By washing the graft polymerization reaction product in a good solvent of the monomer and the polymer at a temperature of 35°C to 65°C lower than the boiling point of the good solvent, or by ultrasonic cleaning. ,
An apparent graft polymer layer is obtained by removing unreacted monomers and homopolymers with poor durability. That is, the apparent graft polymer layer is composed of an apparent graft polymer containing a graft polymer and a homopolymer having good durability. Furthermore, the homopolymer with good durability is also removed by washing the apparent graft polymer layer with a good solvent for the polymer at a temperature of 0°C to 25°C closer to the boiling point of the solvent or by ultrasonic cleaning. The resulting layer is referred to as a graft polymerization layer. The graft polymer layer is made of a graft polymer. After the graft polymerization reaction, a step of removing the homopolymer with poor durability and unreacted monomers from the graft polymerization reaction product of the monomer formed on the surface of the base material by a chemical or physical method. This makes it possible to obtain a graft polymerized layer that appears to have good durability. Chemical and physical methods include water washing, solvent extraction, and ultrasonic cleaning. By this step and the polymerization reaction conditions, it is possible to control the homopolymer content of the monomers, which exhibits good durability, in the apparent graft polymerized layer. By containing 90% or less of a homopolymer with good durability in the apparent graft polymerization layer, it is possible to form a polymerization layer suitable for various purposes. Advantages of the present invention are (1) According to the method of the present invention, it is possible to suppress or control the formation of homopolymers compared to conventional discharge graft polymerization methods. (2) The active sites generated by the method of the present invention become stable for a long time when brought into contact with oxygen, and can be used when necessary. This is a great advantage in terms of production management. (3) The apparent graft polymer layer formed according to the present invention has excellent durability because it is chemically bonded to the base material. (Four)
By arbitrarily changing the homopolymer content in the apparent graft polymerization layer formed according to the present invention, it becomes possible to meet various uses. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 A high-density polyethylene film (thickness: 60 μm) was subjected to Soxhlet extraction with methanol and then dried to prepare a sample. These film pieces were treated on both sides with a non-grounded plasma processing device at a frequency of 5KHz and an argon gas pressure of 0.04mmHg at various outputs and processing times, and then taken out into the air and heated for 10 minutes.
The tube was immersed in a mixed aqueous solution of % acrylamide and 0.005% (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2 , and the inside of the system was replaced with N 2 and then sealed.
Graft polymerization was carried out at 50℃ for 2 hours in a sealed tube, and after the polymerization was completed, unreacted monomers and homopolymer were heated to 80℃.
It was removed with hot water and dried under reduced pressure. After the plasma treatment, the amount of radically polymerizable active sites generated by exposure to air was determined as follows. 2,2-diphenyl, a radical scavenger
A film with active sites was immersed in a benzene solution of 1-picrylhydrazyl and heated at 60°C, and the amount of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl consumed was determined by a colorimetric method, which was then subjected to radical polymerization. The amount of active points was determined as possible. In addition, the quantification of grafted acrylamide is
It went like this: First, a grafted polyethylene film was immersed in 2.5N hydrochloric acid and heated at 110°C, and after hydrolyzing the grafted polyacrylamide, ninhydrin was added to develop a color, and the NH3 groups in the decomposition solution were measured using a colorimetric method using a calibration curve. Quantitated by comparing with Comparative Example 1 High-density polyethylene film treated according to Example 1 at 10% concentration in the absence of (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2
It was immersed in an acrylamide aqueous solution and subjected to the same post-treatment as in Example 1.

【表】 実施例1より明らかなように、プラズマ処理電
気エネルギーにより、活性点の量は、5ワツト・
秒/cm2以上50ワツト・秒/cm2以下で安定してい
た。さらに電気エネルギーを高くすると、活性点
の量は増大した。また、活性点の量が、安定して
いれば、グラフト重合体の量も比較的高い量で安
定していた。さらに、活性点の量が増加すると伴
にグラフト重合体の量は増大した。遷移金属塩の
存在により、グラフト重合反応系内の溶液粘度
は、変化せず、ホモ重合反応が、抑制されてい
た。また、グラフト重合体の量も本条件では多
少、増加していた。 実施例 2 ポリエステル布(JIS添付布タフタ)を110KHz
の高周波電源を使用し、0.64w/cm2の出力で、片
面のみを40秒、下記表に示すArガス圧力下で処
理した。この布帛を空気中に取り出し下記表に示
す単量体・遷移金属塩混合水溶液に浸漬し、系内
を真空脱気後N2下、下記表に示す反応温度で30
分間反応させた後、未反応単量体およびホモ重合
体を80℃の熱水により抽出除去した。
[Table] As is clear from Example 1, the amount of active points was reduced to 5 watts due to the plasma treatment electrical energy.
It was stable at more than 50 watts/cm2/ cm2 . When the electrical energy was further increased, the amount of active sites increased. Furthermore, if the amount of active sites was stable, the amount of graft polymer was also stable at a relatively high amount. Furthermore, as the amount of active sites increased, the amount of graft polymer increased. Due to the presence of the transition metal salt, the solution viscosity within the graft polymerization reaction system did not change, and the homopolymerization reaction was suppressed. Moreover, the amount of graft polymer also increased somewhat under these conditions. Example 2 Polyester cloth (JIS attached cloth taffeta) at 110KHz
Using a high frequency power source with an output of 0.64 W/cm 2 , only one side was treated for 40 seconds under the Ar gas pressure shown in the table below. This fabric was taken out into the air and immersed in a mixed aqueous solution of monomers and transition metal salts shown in the table below, and after the system was vacuum degassed, under N2 , the reaction temperature shown in the table below was maintained for 30 minutes.
After reacting for a minute, unreacted monomers and homopolymers were extracted and removed with 80°C hot water.

【表】 実施例2より、単量体濃度および重合反応温度
を高めることにより、グラフト重合体の量はあき
らかに増大した。また、遷移金属塩(NH42Fe
(SO42の濃度が1%以上の場合、基材があきら
かに茶褐色に着色し実用に値しなかつた。また
0.0001%以下の場合、ホモ重合反応を抑制する効
果は、ほとんどなく、反応系の粘度は極端に上昇
しホモ重合体の除去が、困難となつた。 さらに種々のArガス圧力下、低温プラズマ処
理したのち、グラフト重合反応を試みたところ、
Arガス圧力0.1mmHg以上0.2mmHg以下で、グラフ
ト重合体の量は、最高となつた。 実施例 3 ポリエステル100%のジヨーゼツト(Dianix
Black BG−FS10%(o.w.f)染色加工布)を
13.56MHzの高周波電源を使用し、Arガス圧力0.2
mmHg下、1.24ワツト/cm2の出力で、缶体に対し
て絶縁された非接地式電極上、片面のみを40秒低
温プラズマ処理し、酸素ガスに触れさせた。該処
理布帛を反応液と触れさせる前に、真空度5mm
Hg下10秒真空脱気し、あらかじめ窒素ガスを十
分に導入して脱酸素した20%のソデユームスルホ
プロピルメタクリレートと0.001%の(NH42Fe
(SO42の混合水溶液に浸漬後、N2下、60℃で20
分間反応させた。こうして得られた処理布帛を、
40℃の温流水で充分洗浄して未反応単量体および
耐久性不良なホモ重合体を除去し、見かけのグラ
フト重合層を有する布帛を得た。さらに80℃の熱
流水で、充分洗浄し、耐久性良好なホモ重合体を
も除去してグラフト重合層を有する布帛を得た。
見かけのグラフト重合層およびグラフト重合層は
重量測定により求めた。
[Table] From Example 2, the amount of graft polymer was clearly increased by increasing the monomer concentration and polymerization reaction temperature. Also, transition metal salts (NH 4 ) 2 Fe
When the concentration of (SO 4 ) 2 was 1% or more, the base material was clearly colored brown and was not of practical use. Also
When it was 0.0001% or less, there was almost no effect of suppressing the homopolymerization reaction, and the viscosity of the reaction system increased extremely, making it difficult to remove the homopolymer. Furthermore, after low-temperature plasma treatment under various Ar gas pressures, a graft polymerization reaction was attempted.
The amount of graft polymer was highest when the Ar gas pressure was 0.1 mmHg or more and 0.2 mmHg or less. Example 3 100% polyester dioset (Dianix
Black BG-FS10% (owf) dyed fabric)
Using 13.56MHz high frequency power supply, Ar gas pressure 0.2
Under mmHg and with an output of 1.24 watts/cm 2 , only one side of the non-grounded electrode insulated from the can was subjected to low-temperature plasma treatment for 40 seconds and exposed to oxygen gas. Before bringing the treated fabric into contact with the reaction solution, the vacuum level is 5 mm.
20% sodium sulfopropyl methacrylate and 0.001% (NH 4 ) 2 Fe were vacuum degassed under Hg for 10 seconds and deoxygenated by introducing sufficient nitrogen gas in advance.
After immersion in a mixed aqueous solution of ( SO4 ) 2 , it was heated at 60℃ under N2 for 20 minutes.
Allowed to react for minutes. The treated fabric thus obtained,
Unreacted monomers and homopolymers with poor durability were removed by thorough washing with hot running water at 40°C to obtain a fabric having an apparent graft polymer layer. Further, the fabric was thoroughly washed with hot running water at 80°C to remove the homopolymer having good durability, thereby obtaining a fabric having a graft polymer layer.
The apparent graft polymerization layer and graft polymerization layer were determined by weight measurement.

【表】 グラフト重合反応系の粘度上昇は見られず、得
られた見かけのグラフト重合層を有する布帛およ
びグラフト重合層を有する布帛ともに、洗たく50
回の耐久試験には十分耐える片面親水機能を有し
ていた。 実施例 4 ナイロン100%のタフタ(JIS添付布)を110K
Hzの高周波電源を使用し、空気圧力0.15mmHg下、
0.64ワツト/cm2の出力で、両面を10秒低温プラズ
マ処理したのち、ただちに、20%のヘキサフルオ
ロブチルメタクリレート、1%のポリスチレンス
ルホン酸ソーダそして0.05%のモール氏塩を含む
水分散液中に浸漬し、絞り率80%でマングルにか
けたのち、120℃の過熱水蒸気中に10分間放置後、
メタノールで洗浄した。クラフト重合体の量は、
重合測定の結果140μg/cm2であつた。本グラフ
ト重合反応の系内の粘度上昇は見られず、得られ
たグラフト重合層を有する布帛は、洗たく50回の
耐久試験に耐える良好な両面撥水機能を有してい
た。
[Table] No increase in the viscosity of the graft polymerization reaction system was observed, and both the obtained fabric with an apparent graft polymerization layer and the fabric with a graft polymerization layer were washed for 50 minutes.
It had a single-sided hydrophilic function that was sufficient to withstand multiple durability tests. Example 4 110K 100% nylon taffeta (JIS attached cloth)
Using Hz high frequency power supply, under air pressure 0.15mmHg,
After 10 seconds of low-temperature plasma treatment on both sides at a power of 0.64 watts/cm 2 , the cells were immediately placed in an aqueous dispersion containing 20% hexafluorobutyl methacrylate, 1% sodium polystyrene sulfonate, and 0.05% Mohr's salt. After soaking and mangling with a squeezing rate of 80%, after leaving it in superheated steam at 120℃ for 10 minutes,
Washed with methanol. The amount of kraft polymer is
The result of polymerization measurement was 140 μg/cm 2 . No increase in viscosity within the graft polymerization reaction system was observed, and the resulting fabric with the graft polymerization layer had good double-sided water repellency that withstood a durability test of 50 washes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は高密度ポリエチレンフイルムをプラズ
マ処理した場合の、ラジカル重合可能な活性点の
量と処理電気エネルギー量との関係を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of radically polymerizable active sites and the amount of electrical energy processed when a high-density polyethylene film is subjected to plasma treatment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高分子物質から成る基材の少なくとも片面
を、0.01mmHg以上20mmHg以下の酸素ガスを含有
しないラジカル重合可能な活性点を形成しうるガ
ス圧下、電気エネルギー1ワツト・秒/cm2以上
2000ワツト・秒/cm2以下の低温プラズマ処理をし
たのち、酸素ガス又は酸素ガスを含有する混合ガ
スにふれさせるか、あるいは0.01mmHg以上20mm
Hg以下の酸素ガスを含有するガス圧下、電気エ
ネルギー1ワツト・秒/cm2以上2000ワツト・秒/
cm2以下の低温プラズマ処理をし、該基材に10-11
モル/cm2以上10-8モル/cm2以下のラジカル重合可
能な活性点を形成させ、該活性点を形成した該基
材を、0.1%以上90%以下の1種以上のラジカル
重合可能な単量体分散液と0.0001%以上1%以下
の遷移金属塩分散液とに、あるいは該単量体と該
遷移金属塩の混合分散液に、触れさせ、室温ある
いは加熱することにより、該基材表面に該単量体
の見かけのグラフト重合層を形成することを特徴
とする表面改質法。 2 高分子物質から成る基材がシート状、繊維状
である特許請求の範囲第1項記載の表面改質方
法。 3 高分子物質から成る基材が、ポリエチレンテ
レフタレートである特許請求の範囲第1項、第2
項いずれかに記載の表面改質方法。 4 高分子物質から成る基材が、染色加工、樹脂
加工等を施こされた基材である特許請求の範囲第
1項、第2項、第3項のいずれかに記載の表面改
質法。 5 低温プラズマ処理を缶体に対して絶縁された
非接地式電極にて行なうことを特徴とする特許請
求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の表面
改質法。 6 該単量体の見かけのグラフト重合層が、90%
以下の耐久性良好なホモ重合体を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか
に記載の表面改質法。 7 ラジカル重合可能な単量体分散液が、非水溶
性単量体と乳化剤を含む水性媒体から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第1項〜第6項のいず
れかに記載の表面改質法。 8 ラジカル重合可能な単量体分散液あるいは遷
移金属塩分散液に該基材をふれさせる前あるいは
後、または反応中、分散液中に不活性ガスを導入
して、脱酸素することを特徴とする特許請求の範
囲第1項〜第7項のいずれかに記載の表面改質
法。 9 ラジカル重合可能な活性点を形成した該基材
をラジカル重合可能な単量体分散液あるいは、遷
移金属塩分散液にふれさせるに際し、あらかじめ
該基材表面を真空脱気あるいは高圧不活性ガスを
ふきつけることにより、洗滌することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれかに記
載の表面改質方法。 10 該基材表面に形成した該単量体のグラフト
重合反応生成物中、耐久性不良なホモ重合体およ
び未反応単量体を、化学的、物理的方法により、
取り除くことを特徴とする特許請求の範囲第1項
〜第9項のいずれかに記載の表面改質方法。
[Scope of Claims] 1. At least one side of a base material made of a polymeric substance is heated under a gas pressure of 0.01 mmHg or more and 20 mmHg or less that does not contain oxygen gas and is capable of forming radically polymerizable active sites, using electrical energy of 1 watt/second/ cm2 or more
After low-temperature plasma treatment of 2000 Watts/ cm2 or less, expose it to oxygen gas or a mixed gas containing oxygen gas, or expose it to a temperature of 0.01mmHg or more for 20mm.
Under gas pressure containing oxygen gas of Hg or less, electrical energy 1 watts/cm 2 or more 2000 watts/s/cm2
The base material is subjected to low temperature plasma treatment at a temperature of 10 -11 cm2 or less.
mol/ cm2 or more and 10-8 mol/ cm2 or less of radically polymerizable active points are formed, and the base material on which the active points are formed is treated with one or more radically polymerizable active sites of 0.1% or more and 90% or less. By bringing the monomer dispersion into contact with a 0.0001% to 1% transition metal salt dispersion, or a mixed dispersion of the monomer and the transition metal salt, and heating at room temperature or heating, the substrate is A surface modification method characterized by forming an apparent graft polymerized layer of the monomer on the surface. 2. The surface modification method according to claim 1, wherein the base material made of a polymeric substance is in the form of a sheet or fiber. 3 Claims 1 and 2, wherein the base material made of a polymeric substance is polyethylene terephthalate.
The surface modification method according to any one of the above. 4. The surface modification method according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the base material made of a polymeric substance is a base material that has been subjected to dyeing processing, resin processing, etc. . 5. The surface modification method according to any one of claims 1 to 4, wherein the low-temperature plasma treatment is performed with a non-grounded electrode insulated from the can body. 6 The apparent graft polymerization layer of the monomer is 90%
The surface modification method according to any one of claims 1 to 5, characterized by comprising the following homopolymer having good durability. 7. The surface modification according to any one of claims 1 to 6, wherein the radically polymerizable monomer dispersion comprises an aqueous medium containing a water-insoluble monomer and an emulsifier. quality law. 8. Before or after contacting the base material with a radically polymerizable monomer dispersion or transition metal salt dispersion, or during the reaction, an inert gas is introduced into the dispersion to remove oxygen. A surface modification method according to any one of claims 1 to 7. 9. Before exposing the base material on which radically polymerizable active sites have been formed to a radically polymerizable monomer dispersion or transition metal salt dispersion, the surface of the base material must be vacuum degassed or exposed to high pressure inert gas in advance. 9. The surface modification method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that cleaning is carried out by wiping. 10 In the graft polymerization reaction product of the monomers formed on the surface of the base material, homopolymers with poor durability and unreacted monomers are removed by chemical or physical methods.
The surface modification method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the surface modification method comprises removing.
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