JPH07186319A - 高分子組成物及びその製造方法 - Google Patents

高分子組成物及びその製造方法

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JPH07186319A
JPH07186319A JP5334206A JP33420693A JPH07186319A JP H07186319 A JPH07186319 A JP H07186319A JP 5334206 A JP5334206 A JP 5334206A JP 33420693 A JP33420693 A JP 33420693A JP H07186319 A JPH07186319 A JP H07186319A
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JP
Japan
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film
polymer composition
sio
polymer
chemisorption
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JP5334206A
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English (en)
Inventor
Masako Tamaki
昌子 玉木
Yoshiyasu Nobuto
吉保 延藤
Yukio Nomura
幸生 野村
Sanemori Soga
眞守 曽我
Shinji Ozaki
伸司 尾崎
Kazufumi Ogawa
小川  一文
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は繰り返し洗浄に対する耐久性が優
れ、高特性の撥水、撥油、防汚性を有する高分子組成物
を提供することを目的としている。 【構成】 高分子を含む基体11の表面にSiOx(0
<x<4)膜12が形成され、シロキサン結合を介して
化学吸着膜が設けられている。これにより化学吸着膜は
高分子組成物の表面から剥がれることがなく、化学吸着
膜に付与された撥水撥油防汚性などの機能を保持し続け
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面改質した高分子組成
物およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高分子の表面改質は撥水、撥油性を付与
するためには含フッ素シランカップリング剤等をコーテ
ィングする方法、親水性を付与するためにはポリビニル
アルコールをコーティングする方法などコーティング方
法が一般的に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法で得られるコーティング膜は、高分子を含む基体と
の結合力が弱く、コーティング膜が基体から剥離して表
面改質効果がなくなってしまうという課題があった。ま
た従来のコーティング膜は分子がランダムな方向を向い
ているため、コーティング膜にピンホールが多く、十分
な特性が発揮されないという課題があった。
【0004】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、基体との結合力が強く、高特性の撥水、撥油性高分
子組成物等の高機能性高分子組成物を提供することを第
1の目的としている。本発明の第2の目的はこのような
高機能を有した高分子組成物の簡単な製造方法を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の目的を達成するた
めに、本発明は高分子を含む基体表面にSiOx(0<
x<4)膜を形成し、さらにシロキサン結合を有する化
学吸着膜を積層した高分子組成物を提供する。また、第
2の目的を達成するために、高分子を含む基体表面にス
パッタリングでSiOx (0<x<4)膜を形成した
後、非水系の有機溶媒に浸漬して、SiOx (0<x<
4)膜表面にクロロシラン系界面活性剤を化学吸着さ
せ、シロキサン結合を有する化学吸着膜を形成して高分
子組成物を製造する。
【0006】
【作用】本発明の高分子組成物では、高分子組成物表面
に形成されたSiOx (0<x<4)膜の表面に化学吸
着膜がシロキサンン結合を介して化学結合して形成され
ている。そのため、化学吸着膜は非常に強く結合し、高
分子組成物基体表面から剥離することはなく、化学吸着
膜に設けられた例えば撥水、撥油性等の機能が保持され
る。
【0007】本発明の高分子組成物の製造方法では、高
分子組成物表面にSiOx (0<x<4)膜を形成し
て、水酸基などの親水性基を形成した後、クロロシラン
系界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を有する
化学吸着膜を形成するので、水酸基などの親水性の活性
水素を持たない高分子であっても化学吸着膜を容易に形
成することが出来る。また、高分子を含む基体をクロロ
シラン系界面活性剤を含有する非水系溶媒に浸漬するだ
けで、自動的に最密充填された化学吸着膜が形成でき
る。その結果、形成された化学吸着膜は、クロロシラン
系界面活性剤の機能に応じて高特性の撥水、撥油、防汚
性、または超親水性の機能を発揮する。
【0008】
【実施例】本発明の高分子組成物の一実施例は図1に示
すように、高分子を含む基体11の表面にSiO2膜1
2を形成して基体表面に水酸基を形成し、シロキサン結
合を介して、化学吸着膜を形成したものである。
【0009】本発明に供される基体の高分子材料として
は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルブタジエンスチ
レン共重合体樹脂(ABS)、アセタール樹脂、メチル
ペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、または、エポキシ樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキ
ド樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル硬化樹脂、
エボナイト等の熱硬化性樹脂、もしくは例えばブタジエ
ンースチレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロ
プレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどのゴムの
ような一般の汎用プラスチック材料の何れでも良い。ま
た上記のような高分子材料に例えば二酸化ケイ素、酸化
チタンなどの充填剤が混入されていても良く、さらに染
料または顔料で染着していても良く、高分子材料を含有
する基体に適用される。
【0010】SiO2膜12は例えばSiO2をターゲッ
トとしてRFマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜す
る。
【0011】次にこの高分子組成物に例えば撥水、撥
油、防汚もしくは滑性を付与する目的では、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化学
吸着膜を構成する。
【0012】本発明の高分子組成物に超親水性を付与す
る場合には、末端ビニル基を持つアルキル基を有するク
ロロシラン系界面活性剤を用い化学吸着膜形成後、例え
ば酸素雰囲気中で電子線、X線、紫外線などの放射線照
射により末端を水酸基に変えるか、あるいはテトラクロ
ロシランを用い化学吸着膜を形成した後、水と反応させ
クロロシリル結合をシラノール結合に変えればよい。
【0013】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(CF 2)7(CH2)2SiCl3、CF
3CF2O(CH2)15SiCl3等のようなトリクロロシラン系界面
活性剤を始め、例えばCF3(CF2)7(CH2)2SiCln(CH3)3-n、C
F3(CF2)7(CH2)2SiCln(C2H5)3 -n(式中のnは何れも1ま
たは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を用いる。
【0014】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、CH3(CH2)18SiCl3、CH3(CH2)15S
iCl3等のようなトリクロルシラン系界面活性剤を始め、
例えば、CH3(CH2)18SiCln(CH3)3-n、CH3(CH2)18SiCln(C
2H5)3-n等のような低級アルキル基置換のモノクロルシ
ラン系あるいはジクロルシラン系界面活性剤を用いる。
【0015】本発明の高分子組成物の製造方法は、高分
子を含む基体表面にSiO2膜を成膜する工程と、非水
系の有機溶媒に浸漬して、この表面にクロロシラン系界
面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を有する化学
吸着膜を形成する工程を有する。
【0016】高分子を含む基体11にSiO2膜を成膜
する方法として例えばRFマグネトロンスパッタリン
グ、蒸着、CVDなど通常の手法を用いる。
【0017】本発明の高分子組成物の製造方法に用いる
非水系溶媒は、化学吸着膜を形成する基体に含まれる高
分子を溶解せず、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。例えば
1、1ージクロロ、1ーフルオロエタン、1、1ージク
ロロ、2、2、2ートリフルオロエタン等のフッ素系溶
媒、あるいはヘキサン、ヘキサデカン、シクロヘキサン
等の炭化水素系溶媒、あるいはジブチルエーテル、ジベ
ンジルエーテルなどのエーテル系溶媒、あるいは酢酸メ
チル、酢酸エチル等エステル系溶媒のいずれかが良い。
【0018】本発明の高分子組成物表面に形成される化
学吸着膜は、単分子膜を形成すれば良く、クロロシラン
系界面活性剤また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
洗浄するだけで良い。
【0019】次に具体的な実施例をもとに説明する。 (実施例1)高分子を含む基体として厚み3mmのポリ
カーボネート基板を用い、ポリカーボネート基板表面に
SiO2をターゲットとしてRFマグネトロンスパッタ
装置によりSiO2を50nm成膜した。次にフッ化ア
ルキル基を含むクロロシラン系界面活性剤としてヘプタ
デカフルオロデシルトリクロロシランを用い、濃度10
ー2mol/lのシクロヘキサン溶液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、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ポリカーボネート基板
表面に形成した。
【0020】(実施例2)実施例1と同様の基板を用
い、基板表面にSiOを蒸着法により成膜した。その
後、実施例1と同様に化学吸着単分子膜を基板表面に形
成した。
【0021】(実施例3)実施例1のポリカーボネート
基板をアクリル樹脂基板に変えて、実施例1と同様の実
験を行った。
【0022】(比較例1)ポリカーボネート基板の表面
にシランカップリング剤(ヘプタデカフルオロデシルト
リメトキシシラン)の2wt%メタノール溶液をスピン
コートした後、120℃で1時間乾燥した。
【0023】(比較例2)実施例1のポリカーボネート
基板にSiO2を成膜せずに、ヘプタデカフルオロデシ
ルトリクロロシランの化学吸着単分子膜を形成した。
【0024】上記の実施例および比較例の試料について
超純水及び油(日清サラダ油)に対する接触角を調べ
た。接触角の測定は化学吸着膜あるいはコーティング膜
を形成した直後と、水で濡らした布で表面を10000
回擦った後とで行った。その結果を(表1)に示す。
【0025】
【表1】
【0026】この結果から明らかなように、本発明の高
分子組成物では表面を水で濡らした布で繰り返し擦って
洗浄した後でも、撥水、撥油性を保持していたが、比較
例1では撥水、撥油性がなくなっていた。またSiO2
膜を形成していない比較例2の試料ではシロキサン結合
を有する化学吸着膜を形成することができなかった。
【0027】さらに、実施例1のフッ化アルキル基を有
する化学吸着膜を形成した試料は防汚性にも優れてい
た。上記の水で濡らした布による摩擦試験後、サラダ油
に浸漬し、紙で拭き取ると、油分がきれいに拭き取れた
が、比較例1の試料では数回紙で拭き取った後でも表面
に油膜が残っていた。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明の高分子組成物は、
表面にシロキサン結合を有する化学吸着膜が設けられて
いるため、従来よりも耐久性に優れ、高特性の撥水、撥
油性を示す。
【0029】また、本発明の高分子組成物の製造方法
は、あらかじめ高分子組成物の表面にSiOx(0<x
<4)膜を形成することにより、簡単にクロロシラン系
界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を有する化
学吸着膜を形成することができる。また、高分子を含む
基体をクロロシラン系界面活性剤を含有する非水系溶媒
に浸漬するだけで、自動的に最密充填された化学吸着膜
が形成でき、形成された化学吸着膜は、クロロシラン系
界面活性剤の機能に応じて高特性の撥水、撥油、防汚
性、または超親水性の機能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高分子組成物の一実施例の断面図
【符号の説明】
11 基体 12 SiO2
フロントページの続き (72)発明者 曽我 眞守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 尾崎 伸司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小川 一文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子を含む基体表面に、SiOx(0
    <x<4)から構成される膜を設け、さらにシロキサン
    結合を有する化学吸着膜を積層した高分子組成物。
  2. 【請求項2】 化学吸着膜がフッ化アルキル基を含有す
    る請求項1記載の高分子組成物。
  3. 【請求項3】 化学吸着膜が単分子膜である請求項1ま
    たは2記載の高分子組成物。
  4. 【請求項4】 高分子が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
    もしくはゴムの何れかである請求項1記載の高分子組成
    物。
  5. 【請求項5】 高分子を含む基材表面にSiOx(0<
    x<4)膜を構成する成膜工程と、非水系有機溶媒にS
    iOx(0<x<4)膜を積層した前記高分子組成物を
    浸漬して、SiOx(0<x<4)膜表面にクロロシラ
    ン系界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を有す
    る化学吸着膜を形成する工程とを有する高分子組成物の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 非水系有機溶媒が、含フッ素系溶媒、エ
    ーテル系溶媒、エステル系溶媒の何れかである請求項5
    記載の高分子組成物の製造方法。
  7. 【請求項7】 SiOx(0<x<4) 膜をスパッタリ
    ングにより形成した請求項5記載の高分子組成物の製造
    方法。
JP5334206A 1993-12-28 1993-12-28 高分子組成物及びその製造方法 Pending JPH07186319A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001126965A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US7070839B2 (en) 1998-09-16 2006-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Functional film, method of fabricating the same, liquid crystal display device using functional film, and method of fabricating the same

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