JPH0441179B2 - - Google Patents

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JPH0441179B2
JPH0441179B2 JP60005914A JP591485A JPH0441179B2 JP H0441179 B2 JPH0441179 B2 JP H0441179B2 JP 60005914 A JP60005914 A JP 60005914A JP 591485 A JP591485 A JP 591485A JP H0441179 B2 JPH0441179 B2 JP H0441179B2
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JP
Japan
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fluorine
plasma
polymer
methyl
oxygen
Prior art date
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Application number
JP60005914A
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Japanese (ja)
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JPS61166841A (en
Inventor
Tetsuo Ito
Mitsuo Kimura
Kenji Yanagihara
Taro Suminoe
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP60005914A priority Critical patent/JPS61166841A/en
Publication of JPS61166841A publication Critical patent/JPS61166841A/en
Publication of JPH0441179B2 publication Critical patent/JPH0441179B2/ja
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Description

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

〔産業上の利用分野〕 本発明は、含フツ素重合体の優れた特性を損う
ことなく、含フツ素重合体の表面をプラズマ重合
法を用いて親水化する表面処理方法に関するもの
である。 〔従来の技術〕 含フツ素重合体は、極めて優れた耐吸水性、耐
油性および耐汚染性を有しており、これらの特性
を要求される分野において幅広く使われており、
特に近年になつてからこのような優れた耐吸水
性、耐油性および耐汚染性に着目し、含フツ素重
合体を医療用材料、例えばコンタクトレンズ用あ
るいは眼内レンズ用の材料として使用することが
検討されている。 含フツ素重合体を用いた医療用材料は、該含フ
ツ素重合体が、既述のように優れた耐吸水性、耐
油性ならびに耐汚染性を有することから、脂質、
たん白質などの生体成分の吸着あるいは吸収によ
る汚れを生じにくい点で好ましい材料といえる
が、他方において親水性が小さいことから生体液
とのなじみが悪く、種々の問題を生じる場合が多
い。例えば、かかる含フツ素重合体をコンタクト
レンズ用あるいは眼内レンズ用の材料として用い
た場合には、該含フツ素重合体と涙液、房水など
の生体液とのなじみが悪いことから、これらレン
ズの装着において良好な使用感を得ることができ
ないなどの問題点を発生する。したがつてこのよ
うな問題を解決するためには、含フツ素重合体の
表面を親水性に改質することが必要である。 重合体の表面を親水化する改質方法としては、
例えば酸化性の強い溶液中に重合体を浸漬する方
法、重合体に紫外線を照射して光酸化する方法、
酸素プラズマなどにより重合体を処理する方法が
知られている。しかしこれらの方法を含フツ素重
合体の表面処理に適用した場合、表面処理による
効果が一時的なものであつてその経時的変化が大
きく、親水性が時間の経過とともに急激に喪失す
るという問題を有している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上述のような、表面処理後の経時的
変化が大きいという従来の改質方法の有する問題
点を解消し、含フツ素重合体の優れた特性を損う
ことなく、含フツ素重合体の表面に良好な親水性
を付与し、しかもその親水性が経時的に変化しに
くい含フツ素重合体の表面処理方法を提供するこ
とを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明においては、処理されるべき含フツ素重
合体よりなる基体の存在下に二重結合を有する炭
化水素化合物と酸素とを含む特定の混合ガスを用
いてプラズマ重合を行なうことによつて該基体の
表面にプラズマ重合体よりなる薄膜(以下「プラ
ズマ重合体膜」という。)を一体的に形成し、そ
れによつて含フツ素重合体の優れた特性を損うこ
となく含フツ素重合体よりなる基体の表面の親水
化を達成するものである。 本発明における炭化水素としては、下記一般式
(A)で示される化合物を例示することができる。 (式中、R1,R2,R3およびR4は、同一または
異なり、メチル基、エチル基、プロピル基などの
アルキル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基
などのアルケニル基および水素原子からなる群か
ら選ばれる。) 上記一般式(A)で示される化合物としては、
例えばエチレン、プロピレン、2−ブテン、イソ
ブチレン、2−メチル−2−ブテン、2,3−ジ
メチル−2−ブテン、1−ブテン、3−ヘキセ
ン、2−エチル−1−ブテン、3−エチル−3−
ヘキセン、3,4−ジエチル−3−ヘキセン、
1,3−ブタジエン、1,3,5−ヘキサトリエ
ン、2−ビニル−1,3−ブタジエン、3−ビニ
ル−1,3,5−ヘキサトリエン、3,4−ジビ
ニル−1,3,5−ヘキサトリエン、2−ペンテ
ン、2−メチル−1−ブテン、2,3−ジメチル
−2−ペンテン、3−メチル−3−ヘキセン、3
−エチル−2−ペンテン、3−メチル−4−エチ
ル−3−ヘキセン、2−メチル−3−エチル−2
−ペンテン、2,3−ジメチル−3−ヘキセン、
イソプレン、1,3−ペンタジエン、3−メチル
−1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−
ペンタジエン、3,4−ジメチル−1,3−ペン
タジエン、3−メチル−1,3,5−ヘキサトリ
エン、3−ビニル−1,3−ペンタジエン、3−
メチル−4−ビニル−1,3,5−ヘキサトリエ
ン、3−ビニル−4−メチル−1,3−ペンタジ
エン、3,4−ジメチル−1,3,5−ヘキサト
リエン、1,3−ヘキサジエン、2−エチル−
1,3−ブタジエン、3−エチル−1,3−ヘキ
サジエン、4−エチル−1,3−ヘキサジエン、
3,4−ジエチル−1,3−ヘキサジエン、3−
ビニル−1,3−ヘキサジエン、3−エチル−
1,3,5−ヘキサトリエン、3−エチル−4−
ビニル−1,3,5−ヘキサトリエン、3,4−
ジエチル−1,3,5−ヘキサトリエン、3−ビ
ニル−4−エチル−1,3−ヘキサジエン、3−
メチル−1,3−ヘキサジエン、4−メチル−
1,3−ヘキサジエン、3−エチル−1,3−ペ
ンタジエン、3−エチル−4−メチル−1,3−
ペンタジエン、3,4−ジメチル−1,3−ヘキ
サジエン、3−メチル−4−エチル−1,3−ヘ
キサジエン、3−エチル−4−メチル−1,3−
ヘキサジエン、3−メチル−4−エチル−1,
3,5−ヘキサトリエン、3−ビニル−4−メチ
ル−1,3−ヘキサジエン、1,4−ペンタジエ
ンなどを挙げることができ、好ましくは、エチレ
ン、プロピレン、1,3−ブタジエン、1−ブテ
ン、2−ブテンまたはイソブチレンである。また
本発明における炭化水素の他の例としては、二重
結合を含む環状炭化水素化合物を挙げることがで
きる。 上記二重結合を含む環状炭化水素化合物として
は、例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼ
ン、プロピルベンゼン、クメン、ブチルベンゼ
ン、キシレン、エチルトルエン、シメン、ジエチ
ルベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチル
ベンゼン、スチレン、メチルスチレン、アリルベ
ンゼン、ジビニルベンゼン、1−フエニル−1,
3−ブタジエン、ビフエニル、1,2−ジフエニ
ルエタンなどの芳香族炭化水素、シクロペンテ
ン、シクロペンタジエン、フルベン、シクロヘキ
セン、メチルシクロヘキセン、シクロヘキサジエ
ン、シクロブテン、シクロオクタテトラエン、メ
ンテン、リモネン、ジ−ペンテン、テルピノレ
ン、テルペネン、フエランドレン、シルベストレ
ン、カレン、ピネン、ボルネンなどの脂環式炭化
水素、ペンタレン、インデン、ナフタレンなどの
縮合多環炭化水素、ビシクロ−(2,2,1)−2
−ヘプテンなどの有橋炭化水素、スピロ−(4,
5)−1,6−デカジエン、スピロ(シクロペン
タン−1,1′−インデン)などのスピロ環炭化水
素を挙げることができ、好ましくは、ベンゼン、
スチレン、トルエン、エチルベンゼン、キシレ
ン、エチルトルエン、ジエチルベンゼンまたはメ
チルスチレンである。 これ等の化合物は、プラズマ重合系においてガ
ス化が可能なプラズマ重合性物質である。 またこれらの化合物は、併用することができ
る。 本発明は、プラズマ重合において炭化水素を酸
素と混合し、この混合ガスを用いることを特徴と
するが、該混合ガスに例えば水素、一酸化炭素、
二酸化炭素、水蒸気、窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、キセノン、ネオンなどの無機ガスを20モル%
以下程度加えることができる。 炭化水素と酸素の混合比(炭化水素/酸素)
は、モル比で通常0.1〜10、好ましくは0.2〜6、
さらに好ましくは0.2〜4である。この混合比が
0.1未満であるとプラズマ重合体膜の生成速度が
遅く実用性に乏しいとともにプラズマ重合体膜の
性能の耐久性が悪くなり、また10をこえるとプラ
ズマ重合体膜の親水性が不十分であると同時に局
所的に親水性が不十分な個所が発生する。 本発明に用いられる含フツ素重合体としては、
例えばテトラフルオロエチレン、フルオロビニリ
デン、フルオロアルキルアクリレート、フルオロ
アルキルメタクリレート、フルオロケトン、フル
オロビニルエーテルなどの含フツ素単量体の単独
重合体ならびに共重合体、テトラフルオロエチレ
ンとプロピレン、フルオロアルキルアクリレート
あるいはフルオロアルキルメタクリレートとアル
キルアクリレートあるいはアルキルメタクリレー
トなどの含フツ素単量体と非含フツ素単量体との
共重合体、含フツ素四塩基酸二無水物と含フツ素
ジアミンとを反応させて得られる重合体、含フツ
素ジイソシアネートとポリアルキレングリコール
とジアミンとを反応させて得られる。重合体、メ
チルトリフルオロプロピルシロキサンなどのフツ
素含有シリコーン重合体を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。また、これら
重合体には、その性質を改良するために、補強
剤、可塑剤、安定剤などの添加剤が加えられてい
てもよい。 さらに本発明に用いられる含フツ素重合体は、
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、
ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリシ
ロキサン、ポリエチレンテレフタレートなどのフ
ツ素を含有しない重合体表面に予めテトラフルオ
ロメタン、ヘキサフルオロエタン、テトラフルオ
ロエチレン、オクタフルオロプロパン、ペルフル
オロメチルシクロヘキサン、ペルフルオロトルエ
ンなどの含フツ素化合物もしくはこれらの混合物
またはこれらとメタンなどの炭化水素との混合物
のプラズマ重合体膜を形成させたもの、フツ化窒
素、フツ化ホウ素、フツ化シランなどの無機フツ
化物により、フツ素を含有しない重合体表面をプ
ラズマ処理することによつてフツ素化させたも
の、フツ素ガス、フツ化水素、金属フツ化物など
により、フツ素を含有しない重合体表面をフツ素
化させたものまたはフツ素を含有しない重合体表
面を、含フツ素重合体でコーテイングしたもので
あつてもよい。 本発明におけるプラズマ重合の条件、例えば反
応容器内の真空度、前記の混合ガスの流量、放電
電力などについては、通常のプラズマ重合におけ
る条件と同様であり、特に限定されるものではな
いが、例えば反応容器内の真空度としては1ミリ
〜10Torr、前記の混合ガスの流量としては、反
応容器の容量が50の場合には標準状態で1分間
当り0.1〜100cc(STP)を挙げることができる。
また放電電力は、プラズマの電子温度が5千〜8
万度となるように放電電力を調整するのが好まし
い。なお、電子温度は特開昭54−135574号公報記
載の方法によつて測定することができる。電子温
度が5千度未満の場合、プラズマ重合体膜の生成
速度が遅いので実用性に乏しく、8万度をこえる
と、含フツ素重合体の表面の親水性が場所によつ
て不均一になり、また耐久性も劣るようになる。
さらに高い耐久性能をプラズマ重合体膜に付与す
るためには、電子温度が5千〜6万度となるよう
に放電電力を調整する。プラズマ重合時間は、含
フツ素重合体上に形成すべきプラズマ重合体膜の
厚さによつて異なる。該プラズマ重合体膜の厚さ
は、特に限定するものではないが、通常は1〜
5000Å程度の厚さであればよく、したがつてプラ
ズマ重合時間は短くてすみ、例えば数十分間以下
である。 プラズマ重合に用いる装置は、例えば第1図に
示すように、真空ポンプ(図示せず)に接続され
た反応容器1の一端小径部にコイル2を設け、こ
れに高周波電源3を接続し、反応容器1内の支持
台4上には処理すべき含フツ素重合体よりなる基
体Sを保持し、反応容器1内を真空排気しなが
ら、ガス入口5を介して反応容器1内に炭化水素
と酸素との混合ガスを導入し、前記コイル2に電
源3から高周波電圧を印加して反応容器1内にプ
ラズマを発生せしめ、このプラズマを前記含フツ
素重合体よりなる基体Sの外面に作用せしめてこ
れにプラズマ重合体膜を形成せしめる。 あるいは第2図に示すように、ベルジヤーによ
り構成される反応容器10内に互に対向する一対
の電極11,11′を設け、その間に処理すべき
含フツ素重合体よりなる基体Sを保持し、電極1
1,11′間には例えば交流電源12を接続して
これにより電極11,11′間にプラズマを発生
せしめる。このプラズマを前記基体Sの外面に作
用せしめてこれに炭化水素と酸素との混合ガスに
よるプラズマ重合体膜を形成せしめる。なお13
は排気管、14,14′は反応ガス導入管である。 またプラズマ重合のための装置としては、第1
図および第2図に示したものに限られることな
く、例えばプラズマ発生のためのエネルギー源
が、直流、交流の何れの電源であつてもよい。交
流の場合には低周波、高周波、マイクロ波の何れ
の周波数のものであつてもよい。ここでマイクロ
波の場合の増幅器とプラズマ系とのカツプリング
方法は、ハシゴ型、キヤビテイー型などのいずれ
でもよい。さらにプラズマ発生用電極の型、すな
わち誘導型、容量型などについても、何ら制限さ
れるものではない。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について述べるが、本発
明はこれらに限定されるものではない。 実施例 1 第2図に示す反応容器を用い、支持台上にメチ
ルメタクリレート−ペルフルオロアルキルエチル
メタクリレート共重合体からなるコンタクトレン
ズおよび円板(厚さ1mm、直径15mm)を保持し、
エチレン(流量10cc(STP)/min)と酸素(流
量10cc(STP)/min)との混合ガスを反応容器
内に導入しながら、当該容器内を50ミリTorrの
真空度に保ちつつ、電極に10KHzの交流の電力を
加えて、電子温度が2.5±0.3万度のプラズマを発
生せしめ、10分間に亘つて反応させ、上記コンタ
クトレンズおよび円板の表面にプラズマ重合体膜
を形成させた。なお、コンタクトレンズについて
は10個のサンプルについて実施した(以下の実施
例および比較例においても同様)。 上記により得られたプラズマ重合体膜を有する
コンタクトレンズについて以下の(1)〜(5)の5項目
に関し、また円板については(6)の1項目に関し、
特性試験を行なつた。その結果を第1表に示す。
なお、コンタクトレンズの特性試験においては、
10個のサンプルのうち該当するものの個数を表わ
す。 (1) 油などの汚れの除去性:乾燥したコンタクト
レンズを5秒間、水に浸漬した後、コンタクト
レンズにコールドクリームを塗布し、そのコン
タクトレンズを親指と人指し指の間にはさみ、
水で洗浄した後、空気中に取り出し、水滴付着
状態を観察した。この結果、油分がなく、水に
よく濡れるものを○、油分が残り水をはじくも
のを×とした。 (2) 親水性:乾燥したコンタクトレンズを5秒
間、水に浸漬した後、空気中に取り出し、コン
タクトレンズの水滴付着状態を観察した。この
結果、レンズ表面全体が水でよく濡れるものを
○、レンズ表面が水をはじくものを×とした。 (3) 装着時の視界の良好性:コンタクトレンズを
装着したとき視界が悪くなるかどうか評価し、
視界が良好なものを○、くもるものを×とし
た。 (4) 装着時の眼球上での動き性:コンタクトレン
ズを装着したとき、まばたきによつて動くどう
かを評価し、適度に動くものを○、動きにくい
ものを×とした。 (5) 表面の耐久性:コンタクトレンズを親指と人
指し指の間にはさみ、水中で2000回摩擦した
後、空気中に取り出し、コンタクトレンズの水
滴付着状態を観察した。この結果、レンズ表面
全体が水でよく濡れるものを○、レンズ表面が
水をはじくものを×とした。 (6) 接触角の経時的変化:円板を用いて、水の接
触角の経時的変化を測定した。 比較例 1 プラズマ重合による表面処理を行なわないメチ
ルメタクリレート−ペルフルオロアルキルエチル
メタクリレート共重合体からなるコンタクトレン
ズおよび円板を用い、実施例1におけると同様の
特性試験を行なつた。その結果を第1表に示す。 実施例 2 実施例1において、エチレンと酸素との混合比
(エチレン/酸素)をモル比で4にした以外は、
実施例1と同様にプラズマ重合を行ない、コンタ
クトレンズおよび円板の表面処理を行なつた。得
られたコンタクトレンズおよび円板について実施
例1におけると同様の特性試験を行なつた。その
結果を第1表に示す。 比較例 2 まず、ガス成分として酸素を用いずにエチレン
のみを用い、エチレン流量を7.5cc(STP)/
min、とした以外は、実施例1と同様にプラズマ
重合を行ない、ついでガス成分として酸素(流量
10cc(STP)/min.)のみを用い、再び同様のプ
ラズマ重合を行ない、コンタクトレンズおよび円
板の表面処理を行なつた。得られたコンタクトレ
ンズおよび円板について実施例1におけると同様
の特性試験を行なつた。その結果を第1表に示
す。 実施例 3 実施例1において、エチレンの代りに1−ブテ
ンを用い、1−ブテンと酸素との混合比(1−ブ
テン/酸素)をモル比で1.0とした以外は、実施
例1と同様にプラズマ重合を行い、コンタクトレ
ンズおよび円板の表面処理を行なつた。得られた
コンタクトレンズおよび円板について実施例1に
おけると同様の特性試験を行なつた。その結果を
第1表に示す。 実施例 4 実施例1において、エチレンの代わりにベンゼ
ンを用い、ベンゼンと酸素とをモル比(ベンゼ
ン/酸素)で1.0にした以外は、実施例1と同様
にしてプラズマ重合を行い、コンタクトレンズお
よび円板の表面処理を行なつた。得られたコンタ
クトレンズおよび円板について実施例1における
と同様の特性試験を行なつた。その結果を第1表
に示す。 実施例 5 第2図に示す反応容器を用い、支持台上にジメ
チルポリシロキサンからなるコンタクトレンズお
よび円板を保持し、テトラフルオロエチレン(流
量10cc(STP)/min.)を反応容器内に導入しな
がら、当該容器内を50ミリTorrの真空度に保ち
つつ、電極に10KHzの交流の電力を加えてプラズ
マを発生せしめ、20分間にわたつて反応させ、上
記コンタクトレンズおよび円板の表面にフツ素を
含有するプラズマ重合体膜を形成させた。その
後、コンタクトレンズおよび円板を反応容器内か
ら取り出し、水洗し、乾燥したのち、再び反応容
器内の支持台上に保持して、実施例1と同様にプ
ラズマ重合による表面処理を行なつた。得られた
コンタクトレンズおよび円板について実施例1に
おけると同様の特性試験を行なつた。その結果
を、第1表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a surface treatment method for making the surface of a fluorine-containing polymer hydrophilic using a plasma polymerization method without impairing the excellent properties of the fluorine-containing polymer. . [Prior Art] Fluorine-containing polymers have extremely excellent water absorption resistance, oil resistance, and stain resistance, and are widely used in fields that require these properties.
Particularly in recent years, attention has been focused on such excellent water absorption resistance, oil resistance, and stain resistance, and efforts have been made to use fluorine-containing polymers as medical materials, such as materials for contact lenses and intraocular lenses. is being considered. Medical materials using fluorine-containing polymers have excellent water absorption resistance, oil resistance, and stain resistance, as described above, and therefore, lipids,
Although it is a preferable material because it is less likely to cause stains due to adsorption or absorption of biological components such as proteins, it is poorly compatible with biological fluids due to its low hydrophilicity, which often causes various problems. For example, when such a fluorine-containing polymer is used as a material for contact lenses or intraocular lenses, the fluorine-containing polymer has poor compatibility with biological fluids such as tear fluid and aqueous humor. Problems arise when wearing these lenses, such as not being able to obtain a good feeling of use. Therefore, in order to solve such problems, it is necessary to modify the surface of the fluorine-containing polymer to make it hydrophilic. As a modification method to make the surface of a polymer hydrophilic,
For example, a method of immersing a polymer in a strongly oxidizing solution, a method of photo-oxidizing the polymer by irradiating it with ultraviolet rays,
A method of treating a polymer with oxygen plasma or the like is known. However, when these methods are applied to surface treatment of fluorine-containing polymers, there is a problem that the effect of surface treatment is temporary and changes significantly over time, resulting in rapid loss of hydrophilicity over time. have. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the above-mentioned problems of conventional modification methods such as large changes over time after surface treatment, and improves the quality of fluorinated polymers. The purpose of the present invention is to provide a surface treatment method for a fluorinated polymer that imparts good hydrophilicity to the surface of the fluorinated polymer without impairing its properties, and in which the hydrophilicity does not easily change over time. do. [Means for solving the problem] In the present invention, a specific mixed gas containing a hydrocarbon compound having a double bond and oxygen is used in the presence of a substrate made of a fluorine-containing polymer to be treated. By performing plasma polymerization, a thin film made of a plasma polymer (hereinafter referred to as "plasma polymer film") is integrally formed on the surface of the substrate, thereby improving the excellent properties of the fluorine-containing polymer. The purpose is to make the surface of a substrate made of a fluorine-containing polymer hydrophilic without impairing its properties. Examples of the hydrocarbon in the present invention include compounds represented by the following general formula (A). (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and are selected from alkyl groups such as methyl, ethyl and propyl groups, alkenyl groups such as vinyl, propenyl and allyl groups, and hydrogen atoms. ) As the compound represented by the above general formula (A),
For example, ethylene, propylene, 2-butene, isobutylene, 2-methyl-2-butene, 2,3-dimethyl-2-butene, 1-butene, 3-hexene, 2-ethyl-1-butene, 3-ethyl-3 −
hexene, 3,4-diethyl-3-hexene,
1,3-butadiene, 1,3,5-hexatriene, 2-vinyl-1,3-butadiene, 3-vinyl-1,3,5-hexatriene, 3,4-divinyl-1,3,5- Hexatriene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, 2,3-dimethyl-2-pentene, 3-methyl-3-hexene, 3
-ethyl-2-pentene, 3-methyl-4-ethyl-3-hexene, 2-methyl-3-ethyl-2
-pentene, 2,3-dimethyl-3-hexene,
Isoprene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4-methyl-1,3-
Pentadiene, 3,4-dimethyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3,5-hexatriene, 3-vinyl-1,3-pentadiene, 3-
Methyl-4-vinyl-1,3,5-hexatriene, 3-vinyl-4-methyl-1,3-pentadiene, 3,4-dimethyl-1,3,5-hexatriene, 1,3-hexadiene, 2-ethyl-
1,3-butadiene, 3-ethyl-1,3-hexadiene, 4-ethyl-1,3-hexadiene,
3,4-diethyl-1,3-hexadiene, 3-
Vinyl-1,3-hexadiene, 3-ethyl-
1,3,5-hexatriene, 3-ethyl-4-
Vinyl-1,3,5-hexatriene, 3,4-
Diethyl-1,3,5-hexatriene, 3-vinyl-4-ethyl-1,3-hexadiene, 3-
Methyl-1,3-hexadiene, 4-methyl-
1,3-hexadiene, 3-ethyl-1,3-pentadiene, 3-ethyl-4-methyl-1,3-
Pentadiene, 3,4-dimethyl-1,3-hexadiene, 3-methyl-4-ethyl-1,3-hexadiene, 3-ethyl-4-methyl-1,3-
hexadiene, 3-methyl-4-ethyl-1,
Examples include 3,5-hexatriene, 3-vinyl-4-methyl-1,3-hexadiene, 1,4-pentadiene, and preferably ethylene, propylene, 1,3-butadiene, 1-butene, 2-butene or isobutylene. Other examples of hydrocarbons in the present invention include cyclic hydrocarbon compounds containing double bonds. Examples of the cyclic hydrocarbon compounds containing double bonds include benzene, toluene, ethylbenzene, propylbenzene, cumene, butylbenzene, xylene, ethyltoluene, cymene, diethylbenzene, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, styrene, methylstyrene, Allylbenzene, divinylbenzene, 1-phenyl-1,
Aromatic hydrocarbons such as 3-butadiene, biphenyl, 1,2-diphenylethane, cyclopentene, cyclopentadiene, fulvene, cyclohexene, methylcyclohexene, cyclohexadiene, cyclobutene, cyclooctatetraene, menthene, limonene, di-pentene, terpinolene, Alicyclic hydrocarbons such as terpenene, phelandrene, sylvestrene, carene, pinene, and bornene; condensed polycyclic hydrocarbons such as pentalene, indene, and naphthalene; bicyclo-(2,2,1)-2
-bridged hydrocarbons such as heptene, spiro-(4,
5) Spiro ring hydrocarbons such as -1,6-decadiene and spiro(cyclopentane-1,1'-indene) can be mentioned, and preferably benzene,
Styrene, toluene, ethylbenzene, xylene, ethyltoluene, diethylbenzene or methylstyrene. These compounds are plasma polymerizable substances that can be gasified in a plasma polymerization system. Moreover, these compounds can be used in combination. The present invention is characterized in that hydrocarbons are mixed with oxygen in plasma polymerization, and this mixed gas is used.
20 mol% of inorganic gases such as carbon dioxide, water vapor, nitrogen, argon, helium, xenon, neon, etc.
You can add the following amount. Mixing ratio of hydrocarbon and oxygen (hydrocarbon/oxygen)
is usually 0.1 to 10 in molar ratio, preferably 0.2 to 6,
More preferably, it is 0.2-4. This mixing ratio
If it is less than 0.1, the production rate of the plasma polymer film will be slow and it will be impractical, and the durability of the plasma polymer film will be poor.If it exceeds 10, the hydrophilicity of the plasma polymer film will be insufficient. At the same time, localized areas with insufficient hydrophilicity occur. As the fluorine-containing polymer used in the present invention,
For example, homopolymers and copolymers of fluorine-containing monomers such as tetrafluoroethylene, fluorovinylidene, fluoroalkyl acrylate, fluoroalkyl methacrylate, fluoroketone, fluorovinylether, tetrafluoroethylene and propylene, fluoroalkyl acrylate, or fluoroalkyl A copolymer of a fluorine-containing monomer such as methacrylate and an alkyl acrylate or an alkyl methacrylate and a non-fluorine-containing monomer, obtained by reacting a fluorine-containing tetrabasic acid dianhydride with a fluorine-containing diamine It is obtained by reacting a polymer, a fluorine-containing diisocyanate, a polyalkylene glycol, and a diamine. Examples include, but are not limited to, fluorine-containing silicone polymers such as methyltrifluoropropylsiloxane. Additionally, additives such as reinforcing agents, plasticizers, stabilizers, etc. may be added to these polymers in order to improve their properties. Furthermore, the fluorine-containing polymer used in the present invention is
polymethyl methacrylate, polycarbonate,
Fluorine-containing materials such as tetrafluoromethane, hexafluoroethane, tetrafluoroethylene, octafluoropropane, perfluoromethylcyclohexane, and perfluorotoluene are pre-applied to the surface of fluorine-free polymers such as polystyrene, polyimide, polyamide, polysiloxane, and polyethylene terephthalate. Does not contain fluorine by forming a plasma polymer film of a compound or a mixture of these or a mixture of these and a hydrocarbon such as methane, or an inorganic fluoride such as nitrogen fluoride, boron fluoride, or fluorinated silane. Polymer surfaces that have been fluorinated by plasma treatment, polymer surfaces that do not contain fluorine that have been fluorinated with fluorine gas, hydrogen fluoride, metal fluorides, etc. The surface of a polymer that does not contain fluorine may be coated with a fluorine-containing polymer. The conditions for plasma polymerization in the present invention, such as the degree of vacuum in the reaction vessel, the flow rate of the above-mentioned mixed gas, and the discharge power, are the same as those for ordinary plasma polymerization, and are not particularly limited, but for example, The degree of vacuum in the reaction vessel can be 1 millimeter to 10 Torr, and the flow rate of the mixed gas can be 0.1 to 100 cc per minute (STP) under standard conditions when the capacity of the reaction vessel is 50 mm.
In addition, the discharge power is determined when the electron temperature of the plasma is 5,000 to 8,000.
It is preferable to adjust the discharge power so that the discharge power is constant. Incidentally, the electron temperature can be measured by the method described in JP-A-54-135574. If the electron temperature is less than 5,000 degrees, the formation rate of the plasma polymer film is slow, making it impractical; if it exceeds 80,000 degrees, the hydrophilicity of the surface of the fluorine-containing polymer may become uneven depending on the location. Moreover, the durability becomes inferior.
In order to impart even higher durability to the plasma polymer film, the discharge power is adjusted so that the electron temperature is between 5,000 and 60,000 degrees. The plasma polymerization time varies depending on the thickness of the plasma polymer film to be formed on the fluorine-containing polymer. The thickness of the plasma polymer film is not particularly limited, but is usually 1 to 1.
The thickness only needs to be about 5000 Å, so the plasma polymerization time can be short, for example, several tens of minutes or less. The apparatus used for plasma polymerization is, for example, as shown in FIG. 1, a coil 2 is provided at one end of a small diameter portion of a reaction vessel 1 connected to a vacuum pump (not shown), a high frequency power source 3 is connected to this, and a high frequency power source 3 is connected to the coil 2. A substrate S made of a fluorine-containing polymer to be treated is held on a support stand 4 in the container 1, and while the inside of the reaction container 1 is evacuated, hydrocarbons and hydrocarbons are introduced into the reaction container 1 through the gas inlet 5. A mixed gas with oxygen is introduced, and a high frequency voltage is applied to the coil 2 from the power source 3 to generate plasma in the reaction vessel 1, and this plasma is made to act on the outer surface of the substrate S made of the fluorine-containing polymer. A plasma polymer film is then formed thereon. Alternatively, as shown in FIG. 2, a pair of electrodes 11, 11' facing each other is provided in a reaction vessel 10 constituted by a bell gear, and a substrate S made of a fluorine-containing polymer to be treated is held between them. , electrode 1
For example, an AC power source 12 is connected between electrodes 11 and 11', thereby generating plasma between electrodes 11 and 11'. This plasma is applied to the outer surface of the substrate S to form thereon a plasma polymer film made of a mixed gas of hydrocarbon and oxygen. Note 13
1 is an exhaust pipe, and 14 and 14' are reaction gas introduction pipes. In addition, as an apparatus for plasma polymerization, the first
For example, the energy source for plasma generation may be either a direct current or an alternating current power source without being limited to what is shown in the figures and FIG. 2. In the case of alternating current, the frequency may be low frequency, high frequency, or microwave. In the case of microwaves, the coupling method between the amplifier and the plasma system may be either a ladder type or a cavity type. Furthermore, the type of plasma generating electrode, ie, inductive type, capacitive type, etc., is not limited at all. [Examples] Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Using the reaction vessel shown in FIG. 2, a contact lens and a disc (thickness 1 mm, diameter 15 mm) made of methyl methacrylate-perfluoroalkylethyl methacrylate copolymer were held on a support stand,
While introducing a mixed gas of ethylene (flow rate: 10 cc (STP)/min) and oxygen (flow rate: 10 cc (STP)/min) into the reaction vessel, a vacuum level of 50 mTorr was maintained within the vessel, and the electrode was 10 KHz alternating current power was applied to generate plasma with an electron temperature of 25,000±3,000 degrees, and a reaction was caused for 10 minutes to form a plasma polymer film on the surfaces of the contact lens and disk. The contact lenses were tested on 10 samples (the same applies to the following Examples and Comparative Examples). Regarding the contact lenses having the plasma polymer film obtained above, regarding the following five items (1) to (5), and regarding the disc, regarding one item (6),
Characteristic tests were conducted. The results are shown in Table 1.
In addition, in the characteristic test of contact lenses,
Represents the number of applicable samples out of 10 samples. (1) Removal of oil and other stains: After soaking a dry contact lens in water for 5 seconds, apply cold cream to the contact lens, and place the contact lens between your thumb and index finger.
After washing with water, it was taken out into the air and the state of adhesion of water droplets was observed. As a result, those that were oil-free and well wetted with water were rated as ○, and those that retained oil and repelled water were rated as ×. (2) Hydrophilicity: After a dry contact lens was immersed in water for 5 seconds, it was taken out into the air and the state of adhesion of water droplets on the contact lens was observed. As a result, a case where the entire lens surface was well wetted with water was marked as ○, and a case where the lens surface repelled water was marked as ×. (3) Good visibility when wearing contact lenses: Evaluate whether or not visibility worsens when wearing contact lenses.
Good visibility was rated ○, and cloudy visibility was rated ×. (4) Mobility on the eyeball when wearing contact lenses: When wearing contact lenses, evaluate whether they move when blinking. Those that move moderately are rated ○, and those that are difficult to move are rated ×. (5) Surface durability: A contact lens was held between the thumb and forefinger and rubbed under water 2000 times, then taken out into the air and the state of water droplet adhesion on the contact lens was observed. As a result, a case where the entire lens surface was well wetted with water was marked as ○, and a case where the lens surface repelled water was marked as ×. (6) Changes in contact angle over time: Changes in the contact angle of water over time were measured using a disc. Comparative Example 1 Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted using contact lenses and discs made of methyl methacrylate-perfluoroalkylethyl methacrylate copolymer without surface treatment by plasma polymerization. The results are shown in Table 1. Example 2 In Example 1, except that the mixing ratio of ethylene and oxygen (ethylene/oxygen) was set to 4 in molar ratio,
Plasma polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, and the surfaces of contact lenses and disks were treated. Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted on the obtained contact lenses and discs. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 First, only ethylene was used as a gas component without oxygen, and the ethylene flow rate was set to 7.5 cc (STP)/
Plasma polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the temperature was set to min, and then oxygen was used as the gas component (flow rate
The same plasma polymerization was performed again using only 10 cc (STP)/min.) to perform surface treatment on contact lenses and discs. Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted on the obtained contact lenses and discs. The results are shown in Table 1. Example 3 Same as Example 1 except that 1-butene was used instead of ethylene and the mixing ratio of 1-butene and oxygen (1-butene/oxygen) was set to 1.0 in molar ratio. Plasma polymerization was performed to treat the surface of contact lenses and discs. Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted on the obtained contact lenses and discs. The results are shown in Table 1. Example 4 Plasma polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that benzene was used instead of ethylene and the molar ratio of benzene and oxygen (benzene/oxygen) was 1.0, and contact lenses and The surface of the disc was treated. Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted on the obtained contact lenses and discs. The results are shown in Table 1. Example 5 Using the reaction vessel shown in Figure 2, a contact lens and disc made of dimethylpolysiloxane were held on a support, and tetrafluoroethylene (flow rate 10 cc (STP)/min.) was introduced into the reaction vessel. While maintaining a vacuum of 50 milliTorr inside the container, 10KHz AC power was applied to the electrodes to generate plasma, and the reaction continued for 20 minutes, causing a film to form on the surface of the contact lens and disk. A plasma polymer film containing element was formed. Thereafter, the contact lens and disk were taken out from the reaction vessel, washed with water, dried, and then held on the support stand within the reaction vessel again to undergo surface treatment by plasma polymerization in the same manner as in Example 1. Characteristic tests similar to those in Example 1 were conducted on the obtained contact lenses and discs. The results are shown in Table 1.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、上述の実施例の結果からも明
らかなように、処理されるべき含フツ素重合体よ
りなる基体の存在下に炭化水素と酸素とを含む特
定の混合ガスを用いてプラズマ重合を行ない、該
基体材料の表面にプラズマ重合体膜を形成するこ
とによつて含フツ素重合体表面の改質を容易に達
成することができ、以下の優れた特性を有する材
料を提供することができる。 (1) 表面がプラズマ重合体より構成されていて、
優れた水濡れ性を有する。 (2) 上記プラズマ重合体は、化学的に安定であつ
てその親水性が経時的に低下しにくく、したが
つて長期間にわたつて良好な水濡れ性を維持す
ることができる。 (3) 上記プラズマ重合体は、機械的強度、耐摩擦
性などの点で優れており、したがつて優れた耐
久性を有する。 (4) 含フツ素重合体の有する耐吸水性、耐油性お
よび耐汚染性などの優れた特性を損うことな
く、上記(1)〜(3)の特性を有する。 このように、本発明の含フツ素重合体の表面処
理方法によつて得られた材料は、含フツ素重合体
が本質的に有する優れた特性と本発明におけるプ
ラズマ重合体膜が有する優れた特性とを兼ね備え
てなり、例えば、生体液とのなじみがよいこと、
生体液中の脂質などの油性物質を吸着または吸収
しにくくて汚染されにくいことなどの条件が特に
必要とされる医療用材料に好ましく用いることが
できる。 また繊維の防汚加工方法として、含フツ素重合
体を繊維表面にコーテイングする方法が知られて
いるが、このような方法は、汚れを繊維内部に浸
み込みにくくするものの、一度付着した汚れ、特
に油性の汚れは、洗濯水中では除去しにくいもの
となる。しかしこのような方法に引き続いて本発
明を適用し、表面を親水化することによつて汚れ
の除去が容易となるので本発明は繊維の表面処理
方法としても有効である。
According to the present invention, as is clear from the results of the above-mentioned examples, plasma treatment is performed using a specific mixed gas containing a hydrocarbon and oxygen in the presence of a substrate made of a fluorine-containing polymer to be treated. By carrying out polymerization and forming a plasma polymer film on the surface of the base material, the surface of the fluorine-containing polymer can be easily modified, and a material having the following excellent properties is provided. be able to. (1) The surface is composed of plasma polymer,
Has excellent water wettability. (2) The plasma polymer is chemically stable and its hydrophilicity does not easily decrease over time, and therefore can maintain good water wettability over a long period of time. (3) The above plasma polymer is excellent in terms of mechanical strength, abrasion resistance, etc., and therefore has excellent durability. (4) It has the properties (1) to (3) above without impairing the excellent properties of the fluorine-containing polymer, such as water absorption resistance, oil resistance, and stain resistance. As described above, the material obtained by the surface treatment method for a fluorine-containing polymer of the present invention has both the excellent properties inherently possessed by the fluorine-containing polymer and the excellent properties possessed by the plasma polymer film of the present invention. For example, it has good compatibility with biological fluids,
It can be preferably used for medical materials that particularly require conditions such as being resistant to adsorption or absorption of oily substances such as lipids in biological fluids and resistant to contamination. In addition, as a stain-proofing method for fibers, there is a known method of coating the fiber surface with a fluorine-containing polymer, but although such a method makes it difficult for dirt to penetrate into the fiber, once the dirt has adhered, it In particular, oil-based stains are difficult to remove in washing water. However, by applying the present invention subsequent to such a method and making the surface hydrophilic, stains can be easily removed, so the present invention is also effective as a method for surface treatment of fibers.

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

第1図および第2図は、本発明のプラズマ重合
処理方法に用いる装置の例を示し、第1図は放電
管型、第2図はベルジヤー型を示す。 1……反応容器、2……コイル、3,12……
電源、4……支持台、5……ガス入口、10……
反応容器(ベルジヤー型)、11,11′……電
極、13……排気管、14,14′……反応ガス
導入管。
FIGS. 1 and 2 show examples of apparatus used in the plasma polymerization method of the present invention, with FIG. 1 showing a discharge tube type and FIG. 2 a Bergier type. 1... Reaction container, 2... Coil, 3, 12...
Power supply, 4... Support stand, 5... Gas inlet, 10...
Reaction container (Berzier type), 11, 11'... Electrode, 13... Exhaust pipe, 14, 14'... Reaction gas introduction pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 二重結合を有する炭化水素化合物と酸素とを
含む混合ガスを用いてプラズマ重合を行なうこと
により、含フツ素重合体の表面にプラズマ重合体
の薄膜を形成することを特徴とする含フツ素重合
体の表面処理方法。
1. A fluorine-containing product characterized in that a thin film of a plasma polymer is formed on the surface of a fluorine-containing polymer by performing plasma polymerization using a mixed gas containing a hydrocarbon compound having a double bond and oxygen. Polymer surface treatment method.
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