JPH04285639A

JPH04285639A - スポーツ用品

Info

Publication number: JPH04285639A
Application number: JP3048484A
Authority: JP
Inventors: Sanemori Soga; 眞守曽我; Norihisa Mino; 規央美濃; Kazufumi Ogawa; 一文小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1991-03-13
Publication date: 1992-10-09
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JP2898426B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポーツ用品の表面ま
たは塗装面の表面改質に関する。とくに撥水性・防汚性
に優れたスポーツ用品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スポーツ用品にはプラスチック成
形品が多く使われている。たとえば機械的特性に優れた
ガラス繊維強化エポキシ樹脂、ガラス繊維強化不飽和ポ
リエステル樹脂（ＦＲＰ）、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、
ＰＢＴ等のプラスチック材料が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のプ
ラスチック成形品は、たとえばポリテトラフロロエチレ
ンなどのフッ素樹脂に比べて撥水・防汚性が劣るという
課題がある。また、フッ素樹脂は、撥水・防汚性には優
れるものの、機械特性があまり高くなく、かつ高価であ
るという課題がある。

【０００４】本発明は、従来の欠点に鑑みなされたもの
で、撥水性・防汚性のすぐれた、かつプラスチック材料
の機械的特性などをそのまま生かしたスポーツ用品を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明のスポーツ用品は、撥水性スポーツ用品であっ
て、基材表面または塗装面の表面にシロキサン結合を介
してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が備えられ
ていることを特徴とする。

【０００６】前記構成においては、化学吸着膜は単分子
膜であることが好ましい。

【０００７】

【作用】前記本発明の構成によれば、プラスチック成形
品基材表面または塗装面の表面にシロキサン結合を介し
てフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられて
いるので、撥水性・防汚性に優れ、かつプラスチック基
材の機械的強度などの特性をそのまま生きかすことがで
き、しかも安価なプラスチック成形品を用いたスポーツ
用品とすることができる。すなわち、前記化学吸着膜の
表層にはフッ化アルキル基が存在するから、撥水性・防
汚性に優れたものとなる。また、前記化学吸着膜の基部
は、シロキサン結合を介して化学結合して形成されてい
るので、耐久性に優れた膜とすることができ、表面また
は塗装面の表面を繰り返し洗浄しても前記化学吸着膜は
プラスチック表面または塗装面の表面から容易には剥離
しない。さらに、本発明の化学吸着膜は、ナノメーター
乃至オングストローム単位の極薄い膜であるので、プラ
スチック基材の機械的強度などの特性を損ねることがな
い。

【０００８】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。

【０００９】

【実施例】本発明のスポーツ用品は図１に示すように、
プラスチック１の表面または塗装面の表面にシロキサン
結合２を介して、フッ化アルキル基を含有する単分子膜
３が形成されたプラスチック成形品を用いる。

【００１０】スポーツ用品の中で、スキーにはガラス繊
維強化エポキシ樹脂などが使われる。釣竿、棒高跳び用
のポール、ボート、ヨット、ジェットスキー、サーフボ
ード、ゴルフボール、ボーリングのボールなどには、、
ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂が使われる。釣
糸、魚網、釣り浮きにはポリアミド等のプラスチック材
料が用いられている。

【００１１】本発明のスポーツ用品に用いるプラスチッ
ク成形品表面または塗装面の表面に設けられる化学吸着
膜は、フッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活
性剤を用いて形成することが好ましい。

【００１２】フッ化アルキル基を有するクロロシラン系
界面活性剤としては、例えばＣＦ３　（ＣＦ２　）７　
（ＣＦ２　）２　ＳｉＣｌ３　，ＣＦ３　ＣＨ２　Ｏ（
ＣＨ２　）１５ＳｉＣｌ３　，ＣＦ３　（ＣＨ２　）２
　Ｓｉ（ＣＨ３　）２　（ＣＨ２　）１５ＳｉＣｌ３　
，Ｆ（ＣＦ２　）４　（ＣＨ２　）２　Ｓｉ（ＣＨ３　
）２　（ＣＨ２　）９　ＳｉＣｌ３　，Ｆ（ＣＦ２　）
８　（ＣＨ２　）２　Ｓｉ（ＣＨ３　）２　（ＣＨ２　
）９　ＳｉＣｌ３　，ＣＦ３　ＣＯＯ（ＣＨ２　）１５
ＳｉＣｌ３　，ＣＦ３　（ＣＦ２　）５　（ＣＨ２　）
２　ＳｉＣｌ３　などのようなトリクロロシラン系界面
活性剤をはじめ、例えばＣＦ３　（ＣＦ２　）７　（Ｃ
Ｈ２）２　ＳｉＣｌｎ　（ＣＨ３　）３−ｎ　，ＣＦ３
　（ＣＦ２　）７　（ＣＨ２　）２　ＳｉＣｌｎ　（Ｃ
２　Ｈ５　）３−ｎ　，ＣＦ３　ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２　）
１５ＳｉＣｌｎ　（ＣＨ３　）３−ｎ　，ＣＦ３　ＣＨ
２Ｏ（ＣＨ２　）１５ＳｉＣｌｎ　（Ｃ２　Ｈ５　）３
−ｎ　，ＣＦ３　（ＣＨ２　）２　Ｓｉ（ＣＨ３　）２
　（ＣＨ２　）１５ＳｉＣｌｎ　（ＣＨ３　）３−ｎ　
，Ｆ（ＣＦ２　）４　（ＣＨ２　）２　Ｓｉ（ＣＨ３　
）２　（ＣＨ２　）９　ＳｉＣｌｎ　（Ｃ２　Ｈ５　）
３−ｎ　，Ｆ（ＣＦ２　）８　（ＣＨ２　）２　Ｓｉ（
ＣＨ３　）２　（ＣＨ２　）９　ＳｉＣｌｎ　（ＣＨ３
　）３−ｎ　，ＣＦ３　ＣＯＯ（ＣＨ２　）１５ＳｉＣ
ｌｎ　（ＣＨ３　）３−ｎ　，ＣＦ３　（ＣＦ２　）５
　（ＣＨ２）２　ＳｉＣｌｎ　（ＣＨ３　）３−ｎ　（
但し式中のｎは何れも１又は２）等のような低級アルキ
ル基置換のモノクロロシラン系あるいはジクロロシラン
系界面活性剤が挙げられる。これらの中でも特にトリク
ロロシラン系界面活性剤の親水性基と結合したクロロシ
リル結合以外のクロロシリル結合が、隣合うクロロシラ
ン基とシロキサン結合で分子間結合を形成するため、よ
り強固な化学吸着膜となることから好ましい。また、Ｃ
Ｆ３　（ＣＦ２　）ｎ　ＣＨ２　ＣＨ２　ＳｉＣｌ３　
（但し式中のｎは整数であり、３〜２５程度が最も扱い
やすい）が、溶剤溶解性、化学吸着性と撥水・防汚性等
の機能性との釣合が取れているため好ましい。さらにま
た、フッ化アルキル鎖部分にエチレン基やアセチレン基
を組み込んでおけば、化学吸着膜形成後５メガラド程度
の電子線照射で架橋できるのでさらに化学吸着膜自体の
硬度を向上させることも可能である。

【００１３】本発明に使用できるクロロシラン系界面活
性剤は、上述に例示したように直鎖状だけではなく、フ
ッ化アルキル基又は炭化水素基が分岐した形状でも、又
は末端の珪素にフッ化アルキル基もしくは炭化水素基が
置換した形状（即ちＲ、Ｒ１　、Ｒ２　、Ｒ３　をフッ
化アルキル基又は炭化水素基として一般式Ｒ２　ＳｉＣ
ｌ２　、Ｒ３　ＳｉＣｌ、Ｒ１　Ｒ２　ＳｉＣｌ２　も
しくはＲ１　Ｒ２　Ｒ３　ＳｉＣｌ等）であってもよい
が、吸着密度を高めるためには一般には直鎖状が好まし
い。さらに、例えば、ＳｉＣｌ４　、ＳｉＨＣｌ３　、
ＳｉＨ２　Ｃｌ２　、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ２　Ｏ）ｎ　−
ＳｉＣｌ３　（但し式中ｎは自然数）、ＳｉＣｌｍ　（
ＣＨ３　）４−ｍ　、ＳｉＣｌｍ　（Ｃ２　Ｈ５　）４
−ｍ　（但し式中ｍは１〜３の整数）、ＨＳｉＣｌｌ　
（ＣＨ３　）３−ｌ　、ＨＳｉＣｌｌ　（Ｃ２　Ｈ５　
）３−ｌ　（但し式中ｌは１又は２）等のようなクロロ
シリル結合を複数個含む物質を化学吸着させた後、水と
反応すると、表面または塗装面の表面のクロロシリル結
合が親水性のシラノール結合に変わり、プラスチック成
形品表面または塗装面の表面が親水性となる。

【００１４】なお、このクロロシリル基を複数個含む物
質の中でも、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４　）は反
応性が高く分子量も小さいためより高密度にシラノール
結合を付与できるため好ましい。このようにして親水性
化すると、高分子を含む基体の基体の酸化処理よりも親
水性をより高くすることができる。この上に例えばフッ
化アルキル基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学吸
着でき、このようにして得た化学吸着膜はより高密度化
されるため、撥水性、防汚性等の機能がより高められる
。

【００１５】本発明の化学吸着膜を形成する方法は、プ
ラスチック成形品表面または塗装面の表面を酸化処理し
て親水性にする工程と、酸化処理した表面または塗装面
の表面を非水系の有機溶媒に浸漬等により接触させて、
基材の表面または塗装面の表面にクロロシラン系界面活
性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を介してフッ化ア
ルキル基を含有する化学吸着膜を形成する工程を含むこ
とが好ましい。

【００１６】前記プラスチック成形品表面または塗装面
の表面を酸化処理する手段としては、例えば酸素プラズ
マ処理、コロナ処理、もしくは濃硫酸と重クロム酸カリ
ウムの混合溶液に浸漬する方法（クロム混酸液処理）等
通常の手法が適用される。

【００１７】本発明のスポーツ用品に用いられるプラス
チック成形品表面または塗装面の表面にシロキサン結合
を介してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を形成
する方法に用いる非水系溶媒は、化学吸着膜を形成する
プラスチック成形品を溶解せず、かつクロロシラン系界
面活性剤と反応する活性水素を持たない有機溶媒であれ
ばよい。その例として例えば１，１−ジクロロ，１−フ
ルオロエタン、１，１−ジクロロ，２、２、２−トリフ
ルオロエタン、１，１−ジクロロ，２，２，３，３，３
−ペンタフルオロプロパン、１，３−ジクロロ，１，１
，２，２，３−ヘプタフルオロプロパン等のフッ素系溶
媒、例えばヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、シクロ
ヘキサン等の炭化水素系溶媒、例えばジブチルエーテル
、ジベンジルエーテル等のエーテル系溶媒、例えば酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル等
エステル系溶媒の何れかが好ましい。

【００１８】また、本発明のスポーツ用品に用いられる
プラスチック成形品表面または塗装面の表面に形成され
る化学吸着膜は、単分子化学吸着膜一層だけでも充分に
機能が発揮される。単分子化学吸着膜を一層だけ形成す
るには、クロロシラン系界面活性剤又はクロロシリル基
を複数個含む物質を化学吸着した後、水分に接触させな
いで非水系の溶剤で洗浄するだけでよく、特別な工程を
要しなく簡便に行える。また、化学吸着膜は単分子膜が
累積していても良いことは勿論である。このように、化
学吸着膜が単分子膜を形成すると、付与された機能性を
示す基が配向し、密度も向上するためより高機能を発揮
できる。

【００１９】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。

【００２０】実施例１ガラス繊維強化エポキシ樹脂（ＦＲＰ）を用いたスキー
を、ＵＶドライ・ストリッパー中で１０分間、酸素プラ
ズマ処理して（酸素流量：１ｌ／ｍｉｎ）、表面または
塗装面の表面を酸化処理した後、ヘプタデカフルオロデ
シルトリクロロシランの１０−２ｍｏｌ　／ｌシクロヘ
キサン溶液に室温、窒素雰囲気下で６０分間浸漬し、引
き続いて未反応のヘプタデカフルオロデシルトリクロロ
シランをシクロヘキサンで洗浄して、しかる後純水で洗
浄し、フッ化アルキル基を含むシロキサン結合を介した
化学吸着単分子膜をＦＲＰ表面に形成した。約１５オン
グストロームの厚さの単分子膜が形成できた。

【００２１】実施例２実施例１のガラス繊維強化エポキシ樹脂を用いたスキー
を不飽和ポリエステルを用いたサーフボードに代え、シ
クロヘキサンを１，１−ジクロロ，１−フルオロエタン
に代えて実施例１と同様の実験をした。

【００２２】実施例３実施例１のガラス繊維強化エポキシ樹脂を用いたスキー
を、登山用ナイロン製ザイルに代え、酸素プラズマ処理
した後、まず１ｗｔ％のテトラクロロシラン溶液（溶媒
：１，１−ジクロロ，１−フルオロエタン）に窒素雰囲
気下室温で６０分間浸漬し、引き続いて未反応のテトラ
クロロシランを１，１−ジクロロ，１−フルオロエタン
で洗浄して、しかる後純水で洗浄し、乾燥した試料を用
いてシクロヘキサンを１，１−ジクロロ，１−フルオロ
エタンに代えて、実施例１と同様の実験をした。

【００２３】実施例１〜３のスポーツ用品を通常使用さ
れる状態で１０００時間連続使用した。

【００２４】比較例として、化学吸着膜を形成していな
い製品を使用した。

【００２５】１０００時間後、両者の撥水性・防汚性・
滑性を比べてみた。その結果を（表１）に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から明らかなように、比較例のスポー
ツ用品では、１０００時間使用後では、撥水性・防汚性
・滑性が著しく低下していたが、本発明のスポーツ用品
では、特性は変化していなかった。この結果、スキーや
サーフボードなどは表面抵抗が少なく走行性（滑走性）
を向上させることもできた。

【００２８】以上のように本発明のスポーツ用品は、プ
ラスチック材料の表面にシロキサン結合を介してフッ化
アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられたものを用
いることにより、従来のものに比べて、撥水性・防汚性
・滑性が著しく優れている。また、本発明のスポーツ用
品は汎用樹脂を用いるので、フッ素樹脂を用いるよりも
安価にできる。また、分子１層のコーティングが可能な
ので、透明性を要求されるところにも用いられる。この
ように本発明は工業的価値の大なるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、プ
ラスチック成形品基材表面または塗装面の表面にシロキ
サン結合を介してフッ化アルキル基を含有する化学吸着
膜が設けられているので、撥水性・防汚性に優れ、かつ
プラスチック基材の機械的強度などの特性をそのまま生
かすことができ、しかも安価なプラスチック成形品を用
いたスポーツ用品とすることができる。

【００３０】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明のスポーツ用品に用いるプラスチッ
ク成形品の分子レベルまで拡大した概念断面図。

【符号の説明】

１　　プラスチック材料２　　シロキサン結合３　　化学吸着膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　撥水性スポーツ用品であって、基材表
面または塗装面の表面にシロキサン結合を介してフッ化
アルキル基を含有する化学吸着膜が備えられていること
を特徴とするスポーツ用品。
【請求項２】　　化学吸着膜が単分子膜である請求項１
に記載のスポーツ用品。