JPH0791402B2 - 高分子組成物の製造方法 - Google Patents
高分子組成物の製造方法Info
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- JPH0791402B2 JPH0791402B2 JP3008321A JP832191A JPH0791402B2 JP H0791402 B2 JPH0791402 B2 JP H0791402B2 JP 3008321 A JP3008321 A JP 3008321A JP 832191 A JP832191 A JP 832191A JP H0791402 B2 JPH0791402 B2 JP H0791402B2
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- Japan
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- polymer composition
- film
- polymer
- sicl
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は表面改質した高分子組
成物の製造方法に関する。
成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高分子の表面を改質する方法としては、
例えば撥水性・撥油性を付与するために例えば含フッ素
シランカップリング剤等をコーティングする方法、潤滑
性を付与するためにはワックス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、防汚性を付与するためにフロロ
カーボン系ポリマーの懸濁液をコーティングする方法な
どコーティング方法が一般によく知られている。
例えば撥水性・撥油性を付与するために例えば含フッ素
シランカップリング剤等をコーティングする方法、潤滑
性を付与するためにはワックス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、防汚性を付与するためにフロロ
カーボン系ポリマーの懸濁液をコーティングする方法な
どコーティング方法が一般によく知られている。
【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、布で表面を拭いたり、水での洗浄を繰り
返すと、コーティング膜が基体から剥離して表面処理効
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。また例えば透明性
が強く要求される透明プラスチック光学材料等には、フ
ロロカーボン系ポリマーのコーティング膜では透明性に
欠如するため使用できないという課題があった。
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、布で表面を拭いたり、水での洗浄を繰り
返すと、コーティング膜が基体から剥離して表面処理効
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。また例えば透明性
が強く要求される透明プラスチック光学材料等には、フ
ロロカーボン系ポリマーのコーティング膜では透明性に
欠如するため使用できないという課題があった。
【０００４】本発明は、従来の欠点に鑑みなされたもの
で、例えば繰り返し洗浄に対する耐久性が優れ、高特性
の撥水・撥油・防汚性高分子組成物、もしくは超親水性
高分子組成物等の高機能性高分子組成物の製造方法を提
供することを目的としている。
で、例えば繰り返し洗浄に対する耐久性が優れ、高特性
の撥水・撥油・防汚性高分子組成物、もしくは超親水性
高分子組成物等の高機能性高分子組成物の製造方法を提
供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の高分子組成物の製造方法は、高分子を含
む基材表面を酸化処理する酸化工程と、アルキル基の末
端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロシリル基を
有する化学吸着分子を含む非水溶液を前記高分子組成物
表面に接触させて吸着反応させ、次いで非水溶液で洗浄
することにより、シロキサン結合を介してアルキル基の
末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化学吸着
膜を形成する工程とからなる方法とするものである。ま
た、第２の目的を達成するために、高分子を含む基体表
面を酸化処理した後、非水系の有機溶媒にこの基体を浸
漬して、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。
めに、本発明の高分子組成物の製造方法は、高分子を含
む基材表面を酸化処理する酸化工程と、アルキル基の末
端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロシリル基を
有する化学吸着分子を含む非水溶液を前記高分子組成物
表面に接触させて吸着反応させ、次いで非水溶液で洗浄
することにより、シロキサン結合を介してアルキル基の
末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化学吸着
膜を形成する工程とからなる方法とするものである。ま
た、第２の目的を達成するために、高分子を含む基体表
面を酸化処理した後、非水系の有機溶媒にこの基体を浸
漬して、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、高分子を含む基体
表面に化学吸着膜がシロキサン結合を介して化学結合し
て形成されている。そのため、表面を例えば繰り返し洗
浄しても、化学吸着膜は高分子を含む基体表面から剥離
せず、化学吸着膜に設けられた例えば撥水・撥油・防汚
性、もしくは超親水性等の機能が保持される。
表面に化学吸着膜がシロキサン結合を介して化学結合し
て形成されている。そのため、表面を例えば繰り返し洗
浄しても、化学吸着膜は高分子を含む基体表面から剥離
せず、化学吸着膜に設けられた例えば撥水・撥油・防汚
性、もしくは超親水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
分子を含む基体表面を酸化処理して例えば水酸基等の親
水性基を形成した後、この基体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
吸着膜を形成するので、繰り返し単位として例えば水酸
基等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例えば
高特性の撥水・撥油・防汚性、又は超親水性の機能を発
揮する。
分子を含む基体表面を酸化処理して例えば水酸基等の親
水性基を形成した後、この基体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
吸着膜を形成するので、繰り返し単位として例えば水酸
基等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例えば
高特性の撥水・撥油・防汚性、又は超親水性の機能を発
揮する。
【０００８】
【実施例】本発明は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１の表面にシロキサン結合
２を介して、化学吸着膜３を形成したものである。
すように、高分子を含む基体１の表面にシロキサン結合
２を介して、化学吸着膜３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、例えば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（ＡＢＳ）樹脂、アセタール樹脂、
メチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、例えばエポキシ
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、シリコーンゴム等のゴ
ムが挙げられ、一般の汎用プラスティック材料の何れで
もよい。また、上記のような高分子材料に例えば二酸化
珪素、炭酸カルシウム、酸化チタン等の所謂充填剤が混
入されていてもよく、フタル酸ジブチル等の所謂可塑剤
が混入されていてもよく、さらに染料又は顔料で染着し
ていてもよく、高分子材料を含有する基体に適応され
る。
は、例えば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（ＡＢＳ）樹脂、アセタール樹脂、
メチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、例えばエポキシ
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、シリコーンゴム等のゴ
ムが挙げられ、一般の汎用プラスティック材料の何れで
もよい。また、上記のような高分子材料に例えば二酸化
珪素、炭酸カルシウム、酸化チタン等の所謂充填剤が混
入されていてもよく、フタル酸ジブチル等の所謂可塑剤
が混入されていてもよく、さらに染料又は顔料で染着し
ていてもよく、高分子材料を含有する基体に適応され
る。
【００１０】本発明の高分子組成物に撥水撥油で防汚も
しくは滑性を付与する場合には、化学吸着膜を構成する
材料としてはフッ化アルキル基を有するクロロシラン系
界面活性剤が用いられる。また、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例えば電子線、Ｘ
線、γ線、紫外線等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
ノール結合に変える。
しくは滑性を付与する場合には、化学吸着膜を構成する
材料としてはフッ化アルキル基を有するクロロシラン系
界面活性剤が用いられる。また、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例えば電子線、Ｘ
線、γ線、紫外線等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
ノール結合に変える。
【００１１】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
3CH2O(CH2)15SiCl3，CF3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3，
F(CF 2)4(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3，F(CF2)8(CH2)2Si
(CH3)2(CH2)9SiCl3，CF3COO(CH2)15SiCl3，CF3(CF2)5(C
H2)2SiCl3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，CF3(CF2)
7(CH2)2SiCln(C2H5)3-n，CF3CH2O(CH2)15SiCln(C
H3)3-n，CF3CH2O(CH2)15SiCln(C2H5)3-n，CF3(CH2)2Si
(CH3)2(CH2)15SiCln(CH3)3-n，F(CF2)4(CH2)2Si(CH3)
2(CH2)9SiCln(C2H5)3-n，F(CF2)8(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9
SiCln(CH3)3-n，CF3COO(CH2)15SiCln(CH3)3-n，CF3(C
F2)5(CH2)2SiCln(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
り好ましい。また、ＣＦ3（ＣＦ2）nＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣ
ｌ3（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、化学吸着性と溌水溌油性
又は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、アルキル鎖又はフッ化アルキル鎖部分
にＣ＝ＣやＣ≡Ｃ基を組み込んで置けば、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。
界面活性剤としては、例えばCF3(CF 2)7(CH2)2SiCl3，CF
3CH2O(CH2)15SiCl3，CF3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3，
F(CF 2)4(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3，F(CF2)8(CH2)2Si
(CH3)2(CH2)9SiCl3，CF3COO(CH2)15SiCl3，CF3(CF2)5(C
H2)2SiCl3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，CF3(CF2)
7(CH2)2SiCln(C2H5)3-n，CF3CH2O(CH2)15SiCln(C
H3)3-n，CF3CH2O(CH2)15SiCln(C2H5)3-n，CF3(CH2)2Si
(CH3)2(CH2)15SiCln(CH3)3-n，F(CF2)4(CH2)2Si(CH3)
2(CH2)9SiCln(C2H5)3-n，F(CF2)8(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9
SiCln(CH3)3-n，CF3COO(CH2)15SiCln(CH3)3-n，CF3(C
F2)5(CH2)2SiCln(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
り好ましい。また、ＣＦ3（ＣＦ2）nＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣ
ｌ3（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、化学吸着性と溌水溌油性
又は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、アルキル鎖又はフッ化アルキル鎖部分
にＣ＝ＣやＣ≡Ｃ基を組み込んで置けば、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。
【００１２】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，CH3(CH2)10SiCl3，CH3(CH2)25SiCl3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)18
SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)18SiCln(C2H5)3-n，CH3(CH2)
15SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)10SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)
25SiCln(C2H5)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が
挙げられる。この中でもＣＨ3（ＣＨ2）nＳｉＣｌ3（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、溶剤溶解性の点で好ましい。また、例えばＣＨ
2＝ＣＨ（ＣＨ2）nＳｉＣｌ3（但し式中のｎは整数であ
り、３〜２５程度が最も扱いやすい）等のように、クロ
ロシラン系界面活性剤のアルキル基の末端にビニル基を
有していてもよい。このような炭化水素基を含むクロロ
シラン系界面活性剤は、前述したように例えば酸素雰囲
気中で例えば電子線、Ｘ線、γ線、紫外線等の放射線照
射により末端を水酸基に変えることができ、高分子組成
物を親水性化することができる。本発明に供されるクロ
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、Ｒ
3をフッ化アルキル基又は炭化水素基として一般式Ｒ2Ｓ
ｉＣｌ2、Ｒ3ＳｉＣｌ、Ｒ1Ｒ2ＳｉＣｌ2もしくはＲ1Ｒ
2Ｒ3ＳｉＣｌ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、ＳｉＨ2Ｃｌ2、Ｃｌ−（Ｓｉ
Ｃｌ2Ｏ）n−ＳｉＣｌ3（但し式中ｎは自然数）、Ｓｉ
Ｃｌm（ＣＨ3）4-m、ＳｉＣｌm（Ｃ2Ｈ5）4-m（但し式
中ｍは１〜３の整数）、ＨＳｉＣｌl（ＣＨ3）3-l、Ｈ
ＳｉＣｌl（Ｃ2Ｈ5）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、高分子組成物が親水性と
なる。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。このように超親水性にした高分子
組成物はそのままだけでも使用できるが、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、溌水性、溌油性及び防汚性等の機能
がより高められる。
性剤としては、例えば、CH3(CH2)18SiCl3，CH3(CH2)15S
iCl3，CH3(CH2)10SiCl3，CH3(CH2)25SiCl3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)18
SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)18SiCln(C2H5)3-n，CH3(CH2)
15SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)10SiCln(CH3)3-n，CH3(CH2)
25SiCln(C2H5)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が
挙げられる。この中でもＣＨ3（ＣＨ2）nＳｉＣｌ3（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、溶剤溶解性の点で好ましい。また、例えばＣＨ
2＝ＣＨ（ＣＨ2）nＳｉＣｌ3（但し式中のｎは整数であ
り、３〜２５程度が最も扱いやすい）等のように、クロ
ロシラン系界面活性剤のアルキル基の末端にビニル基を
有していてもよい。このような炭化水素基を含むクロロ
シラン系界面活性剤は、前述したように例えば酸素雰囲
気中で例えば電子線、Ｘ線、γ線、紫外線等の放射線照
射により末端を水酸基に変えることができ、高分子組成
物を親水性化することができる。本発明に供されるクロ
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、Ｒ
3をフッ化アルキル基又は炭化水素基として一般式Ｒ2Ｓ
ｉＣｌ2、Ｒ3ＳｉＣｌ、Ｒ1Ｒ2ＳｉＣｌ2もしくはＲ1Ｒ
2Ｒ3ＳｉＣｌ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、ＳｉＨ2Ｃｌ2、Ｃｌ−（Ｓｉ
Ｃｌ2Ｏ）n−ＳｉＣｌ3（但し式中ｎは自然数）、Ｓｉ
Ｃｌm（ＣＨ3）4-m、ＳｉＣｌm（Ｃ2Ｈ5）4-m（但し式
中ｍは１〜３の整数）、ＨＳｉＣｌl（ＣＨ3）3-l、Ｈ
ＳｉＣｌl（Ｃ2Ｈ5）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、高分子組成物が親水性と
なる。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。このように超親水性にした高分子
組成物はそのままだけでも使用できるが、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、溌水性、溌油性及び防汚性等の機能
がより高められる。
【００１３】本発明の高分子組成物の製造方法は、高分
子を含む基材表面を酸化処理する酸化工程と、アルキル
基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロシリ
ル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液を前記高分子
組成物表面に接触させて吸着反応させ、次いで非水溶液
で洗浄することにより、シロキサン結合を介してアルキ
ル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化
学吸着膜を形成する工程とを含む。
子を含む基材表面を酸化処理する酸化工程と、アルキル
基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロシリ
ル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液を前記高分子
組成物表面に接触させて吸着反応させ、次いで非水溶液
で洗浄することにより、シロキサン結合を介してアルキ
ル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化
学吸着膜を形成する工程とを含む。
【００１４】高分子を含む基体を酸化処理する方法とし
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。
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。
【００１５】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。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。
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。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。
【００１６】また、本発明の高分子組成物の製造方法に
おいて、単分子膜からなる化学吸着膜を形成するには、
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。
おいて、単分子膜からなる化学吸着膜を形成するには、
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。
【００１７】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。実施例１ 高分子を含む基体として縦横各５cmで厚み０．３cmのポ
リカーボネート基板を用い、ＵＶドライ・ストリッパー
（ＵＶ−１、サムコインターナショナル製）中で酸素流
量１ｌ／ｍｉｎの条件で酸素プラズマ処理を１０分間施
して表面を酸化処理した後、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１０-2mol／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、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ポリカーボネート基板表面に形成
した。
る。実施例１ 高分子を含む基体として縦横各５cmで厚み０．３cmのポ
リカーボネート基板を用い、ＵＶドライ・ストリッパー
（ＵＶ−１、サムコインターナショナル製）中で酸素流
量１ｌ／ｍｉｎの条件で酸素プラズマ処理を１０分間施
して表面を酸化処理した後、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１０-2mol／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、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ポリカーボネート基板表面に形成
した。
【００１８】実施例２ 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、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシランをトリ
デカフルオロオクチルトリクロルシランに、シクロヘキ
サンを１，１−ジクロロ，２，２，３，３，３−ペンタ
フルオロプロパンに変えて、実施例１と同様に実験をし
た。
に、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシランをトリ
デカフルオロオクチルトリクロルシランに、シクロヘキ
サンを１，１−ジクロロ，２，２，３，３，３−ペンタ
フルオロプロパンに変えて、実施例１と同様に実験をし
た。
【００１９】実施例３ 実施例１のポリカーボネート基板をポリプロピレン基板
に、ヘプタデカフルオロオクチルトリクロロシランをパ
ーフルオロドデシルトリクロルシランに変えて、実施例
１と同様の実験をした。
に、ヘプタデカフルオロオクチルトリクロロシランをパ
ーフルオロドデシルトリクロルシランに変えて、実施例
１と同様の実験をした。
【００２０】実施例４ 実施例１のポリカーボネート基板をＡＢＳ樹脂基板に変
えて、実施例１と同様の実験をした。
えて、実施例１と同様の実験をした。
【００２１】実施例５ 実施例１のポリカーボネート基板をエポキシ樹脂基板
に、シクロヘキサンをジブチルエーテルに変えて、実施
例１と同様の実験をした。
に、シクロヘキサンをジブチルエーテルに変えて、実施
例１と同様の実験をした。
【００２２】実施例６ 実施例１のポリカーボネート基板をポリウレタン樹脂基
板に、シクロヘキサンを酢酸エチルに変えて、実施例１
と同様の実験をした。
板に、シクロヘキサンを酢酸エチルに変えて、実施例１
と同様の実験をした。
【００２３】実施例７ 実施例１のポリカーボネート基板をブタジエン−スチレ
ンゴム基板に、シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，
２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパンに変え
て、実施例１と同様に実験をした。
ンゴム基板に、シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，
２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパンに変え
て、実施例１と同様に実験をした。
【００２４】実施例８ 実施例１のポリカーボネート基板をブチルゴム基板に、
シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，２，２，３，３，
３−ペンタフルオロプロパンに変えて、実施例１と同様
に実験をした。
シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，２，２，３，３，
３−ペンタフルオロプロパンに変えて、実施例１と同様
に実験をした。
【００２５】実施例９ 実施例１のポリカーボネート基板をニトリルゴム基板
に、シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，２，２，３，
３，３−ペンタフルオロプロパンに変えて、実施例１と
同様に実験をした。
に、シクロヘキサンを１，１−ジクロロ，２，２，３，
３，３−ペンタフルオロプロパンに変えて、実施例１と
同様に実験をした。
【００２６】実施例１０ 実施例１のヘプタデカフルオロオクチルトリクロロシラ
ンを１８−ノナデセニルトリクロルシランに変え、化学
吸着単分子膜形成後、酸素雰囲気下で３００ｋｅＶ、
０．０２Ｍｒａｄｓ-1の電子線を１分間照射した。
ンを１８−ノナデセニルトリクロルシランに変え、化学
吸着単分子膜形成後、酸素雰囲気下で３００ｋｅＶ、
０．０２Ｍｒａｄｓ-1の電子線を１分間照射した。
【００２７】実施例１１ 実施例１のヘプタデカフルオロオクチルトリクロロシラ
ンをテトラクロロシランに変え、実施例１と同様に実験
をした。
ンをテトラクロロシランに変え、実施例１と同様に実験
をした。
【００２８】実施例１２ 実施例１において、酸化処理する方法を１０ｗｔ％の重
クロム酸カリを含有する濃硫酸に５分浸漬する方法に変
えて、実施例１と同様に実験をした。
クロム酸カリを含有する濃硫酸に５分浸漬する方法に変
えて、実施例１と同様に実験をした。
【００２９】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２
ｗｔ％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。
（ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン）の２
ｗｔ％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。
【００３０】比較例２ 実施例１のポリカーボネート基板を酸化処理せずに、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。
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。
【００３１】比較例３ 実施例１のポリカーボネート基板の表面にポリテトラフ
ルオロエチレンの懸濁液をスプレーコートし、１２０℃
で１時間加熱乾燥した。
ルオロエチレンの懸濁液をスプレーコートし、１２０℃
で１時間加熱乾燥した。
【００３２】実施例１〜１２および比較例１〜２の試料
の超純水および油（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、および水でぬらした布で表面を１
００００回摩擦した後とで行った。その結果を表１に示
す。
の超純水および油（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、および水でぬらした布で表面を１
００００回摩擦した後とで行った。その結果を表１に示
す。
【００３３】
【表１】
【００３４】（表１）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を含んだ布で繰り返し擦って洗
浄した後でも、撥水・撥油性あるいは親水性を保持して
いたが、比較例１では撥水・撥油性がなくなっていた。
また、高分子組成物の表面を酸化処理しなかった比較例
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。
分子組成物では表面を水を含んだ布で繰り返し擦って洗
浄した後でも、撥水・撥油性あるいは親水性を保持して
いたが、比較例１では撥水・撥油性がなくなっていた。
また、高分子組成物の表面を酸化処理しなかった比較例
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。
【００３５】本発明の高分子組成物で、表面にフッ化ア
ルキル基を含有する化学吸着単分子膜を形成したものは
防汚性が優れていた。摩擦試験後、実施例１の試料をサ
ラダ油に浸漬し、ティッシュペーパーで拭き取ると、油
分がきれいにふきとれたが、比較例の１の試料では、テ
ィッシュペーパーで数回拭き取った後でも、表面に油膜
ができべとついていた。
ルキル基を含有する化学吸着単分子膜を形成したものは
防汚性が優れていた。摩擦試験後、実施例１の試料をサ
ラダ油に浸漬し、ティッシュペーパーで拭き取ると、油
分がきれいにふきとれたが、比較例の１の試料では、テ
ィッシュペーパーで数回拭き取った後でも、表面に油膜
ができべとついていた。
【００３６】本発明の高分子組成物では、光学材料とし
ても利用できる。実施例１のポリカーボネート基板の可
視光に対する透過率は９２％で、化学吸着単分子膜を形
成する前と変化なかったが、比較例３のポリテトラフル
オロエチレンをコーティングした試料では、透過率が５
０％以下に低下しかつ、すり硝子のように透明度が悪く
なっていた。
ても利用できる。実施例１のポリカーボネート基板の可
視光に対する透過率は９２％で、化学吸着単分子膜を形
成する前と変化なかったが、比較例３のポリテトラフル
オロエチレンをコーティングした試料では、透過率が５
０％以下に低下しかつ、すり硝子のように透明度が悪く
なっていた。
【００３７】なお、上記実施例で述べた化学吸着膜は何
れも単分子膜一層だけの場合であるが、化学吸着単分子
膜を累積した高分子組成物でも、未反応のクロロシラン
系界面活性剤を洗浄せずに形成した化学吸着膜でも、そ
の機能は何等変わるところがなかった。さらに、上記実
施例では何れも高分子を含む基体として高分子単独基板
を用いた例を示したが、例えば充填剤、可塑剤又は着色
剤等を含有した高分子であっても、高分子組成物に付与
された機能には何等変化がなかった。
れも単分子膜一層だけの場合であるが、化学吸着単分子
膜を累積した高分子組成物でも、未反応のクロロシラン
系界面活性剤を洗浄せずに形成した化学吸着膜でも、そ
の機能は何等変わるところがなかった。さらに、上記実
施例では何れも高分子を含む基体として高分子単独基板
を用いた例を示したが、例えば充填剤、可塑剤又は着色
剤等を含有した高分子であっても、高分子組成物に付与
された機能には何等変化がなかった。
【００３８】
【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
いるので、従来のものに比べて、繰り返し洗浄に対する
耐久性が優れ、単分子膜からなる化学吸着膜がフッ化ア
ルキル基を含む場合には高特性の撥水・撥油・防汚性を
しめす。
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
いるので、従来のものに比べて、繰り返し洗浄に対する
耐久性が優れ、単分子膜からなる化学吸着膜がフッ化ア
ルキル基を含む場合には高特性の撥水・撥油・防汚性を
しめす。
【００３９】また、本発明の高分子組成物の製造方法で
は、高分子組成物の表面をあらかじめ酸化処理すること
により、簡単に前記高分子組成物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単
分子膜からなる化学吸着膜を形成することができる。こ
のように本発明は工業的価値の大なるものである。
は、高分子組成物の表面をあらかじめ酸化処理すること
により、簡単に前記高分子組成物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単
分子膜からなる化学吸着膜を形成することができる。こ
のように本発明は工業的価値の大なるものである。
【図１】本発明の高分子組成物の一実施例の断面図
１ 高分子を含む基体 ２ シロキサン結合 ３ 化学吸着膜
Claims (3)
- 【請求項１】高分子を含む基材表面を酸化処理する酸化
工程と、アルキル基の末端に−ＣＨ 3 基もしくは−ＣＦ 3
基が存在し、他の末端にクロロシリル基を有する化学吸
着分子を含む非水溶液を前記高分子組成物表面に接触さ
せて吸着反応させ、次いで非水溶液で洗浄することによ
り、シロキサン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＨ
3 基もしくは−ＣＦ 3 基を配列させた単分子膜からなる化
学吸着膜を形成する工程とを特徴とする高分子組成物の
製造方法。 - 【請求項２】高分子組成物の製造方法であって、クロロ
基複数個有するシラン化合物を高分子組成物表面に接触
させて吸着反応させて内層膜を形成し、次いでアルキル
基の末端に−ＣＨ 3 基もしくは−ＣＦ 3 基が存在し、他の
末端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水
溶液を高分子組成物表面に接触させて吸着反応させ、次
いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサン結合を
介してアルキル基の末端に−ＣＨ 3 基もしくは−ＣＦ 3 基
を配列させた単分子膜からなる化学吸着膜を形成するこ
とを特徴とする高分子組成物の製造方法。 - 【請求項３】非水系有機溶媒が、含フッ素系溶媒、炭化
水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒の何れか
であることを特徴とする請求項１記載の高分子組成物の
製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008321A JPH0791402B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 高分子組成物の製造方法 |
| EP19910118094 EP0484746B1 (en) | 1990-10-25 | 1991-10-23 | Chemically adsorbed monomolecular lamination film and method of manufacturing the same |
| CA 2054094 CA2054094C (en) | 1990-10-25 | 1991-10-23 | Chemically adsorbed monomolecular lamination film |
| DE1991622212 DE69122212T2 (de) | 1990-10-25 | 1991-10-23 | Durch chemische Adsorption laminierter monomolekularer Film und Verfahren zu seiner Herstellung |
| KR1019910018799A KR950004153B1 (ko) | 1990-10-25 | 1991-10-25 | 화학흡착 단분자 누적막 및 그의 제조방법 |
| US08/037,727 US5380585A (en) | 1990-10-25 | 1993-03-26 | Chemically adsorbed monomolecular lamination film |
| US08/316,105 US5466486A (en) | 1990-10-25 | 1994-09-30 | Chemically adsorbed monomolecular lamination film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008321A JPH0791402B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 高分子組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04252235A JPH04252235A (ja) | 1992-09-08 |
| JPH0791402B2 true JPH0791402B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=11689901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008321A Expired - Lifetime JPH0791402B2 (ja) | 1990-10-25 | 1991-01-28 | 高分子組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791402B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06264051A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 着氷着雪防止膜及びその製造方法 |
| JP2006109556A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 絶縁フィルムの製造方法および当該フィルムを用いた回転電機固定子と密閉型圧縮機 |
| JP5534390B2 (ja) * | 2009-04-07 | 2014-06-25 | 国立大学法人九州大学 | 環状オレフィン系樹脂の処理方法と成形体 |
| WO2014010219A1 (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 日本曹達株式会社 | 自己組織化膜を有する薄膜積層体 |
| JPWO2016006212A1 (ja) * | 2014-07-11 | 2017-05-25 | 日本曹達株式会社 | 積層体 |
| WO2018159641A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | Ａｇｃ株式会社 | 含フッ素シラン化合物の製造方法及び含フッ素シラン化合物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040254A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-02 | 旭硝子株式会社 | 撥水撥油性多層膜 |
| JPH0781024B2 (ja) * | 1989-03-22 | 1995-08-30 | 旭硝子株式会社 | 撥水性．防汚性を有する透明基材およびそれを装着した構造物 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008321A patent/JPH0791402B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04252235A (ja) | 1992-09-08 |
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