JPH10332547A - 有機高分子材料からなる液体保持具 - Google Patents
有機高分子材料からなる液体保持具Info
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- JPH10332547A JPH10332547A JP16501697A JP16501697A JPH10332547A JP H10332547 A JPH10332547 A JP H10332547A JP 16501697 A JP16501697 A JP 16501697A JP 16501697 A JP16501697 A JP 16501697A JP H10332547 A JPH10332547 A JP H10332547A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】改質された表面の親水性が経時的に安定な有機
高分子からなる液体保持具を提供する。 【解決手段】有機高分子材料からなり、表面が液体を保
持できるように電磁波照射によって親水性に改質された
液体保持具において、上記材料の表面の前進接触角をθ
a、後退接触角をθr、電磁波照射量をｉとし、前進接触
角と後退接触角との差（θa−θr）を縦軸、ｉを横軸と
する関数グラフを描いた場合に、（θa−θr）が極小値
となる特定の照射量をｉ0、その関数グラフがｉ0より大
の範囲で最初に急勾配から緩勾配に変わるときの特定の
照射量をｉVとするとき、ｉ0を中心として絶対値｜ｉV
−ｉ0｜の範囲にあるｉだけ電磁波が照射されたことを
特徴とする。
高分子からなる液体保持具を提供する。 【解決手段】有機高分子材料からなり、表面が液体を保
持できるように電磁波照射によって親水性に改質された
液体保持具において、上記材料の表面の前進接触角をθ
a、後退接触角をθr、電磁波照射量をｉとし、前進接触
角と後退接触角との差（θa−θr）を縦軸、ｉを横軸と
する関数グラフを描いた場合に、（θa−θr）が極小値
となる特定の照射量をｉ0、その関数グラフがｉ0より大
の範囲で最初に急勾配から緩勾配に変わるときの特定の
照射量をｉVとするとき、ｉ0を中心として絶対値｜ｉV
−ｉ0｜の範囲にあるｉだけ電磁波が照射されたことを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液体保持具に属
する。この液体保持具は、血中又は尿中の成分を測定す
る際に検液を精度よく定量的に保持する臨床診断用具と
して好適に利用されうる。
する。この液体保持具は、血中又は尿中の成分を測定す
る際に検液を精度よく定量的に保持する臨床診断用具と
して好適に利用されうる。
【０００２】
【従来の技術】有機高分子材料の表面に対する液体の濡
れ性は、その表面性状に依存する。従って、有機高分子
材料が、分析、接着、塗装、印刷等の各々の用途に適し
た濡れ性をもつように、有機高分子材料表面をプラズマ
処理、コロナ放電処理、紫外線処理等の手段で改質する
ことが行われる。例えば接着剤、ペンキ、印刷用インク
等は水性のものが多いので、接着・塗装・印刷などの前
処理として表面が親水性に改質される。
れ性は、その表面性状に依存する。従って、有機高分子
材料が、分析、接着、塗装、印刷等の各々の用途に適し
た濡れ性をもつように、有機高分子材料表面をプラズマ
処理、コロナ放電処理、紫外線処理等の手段で改質する
ことが行われる。例えば接着剤、ペンキ、印刷用インク
等は水性のものが多いので、接着・塗装・印刷などの前
処理として表面が親水性に改質される。
【０００３】表面改質された高分子材料は、常に直ぐに
使用されるとは限らず、使用時に備えて保管されること
もある。従って、改質された表面の親水性の程度は時間
が経過しても安定していることが必要である。特に分析
用具として利用する場合は、親水性の程度が分析精度に
影響するので、この安定性は重要である。
使用されるとは限らず、使用時に備えて保管されること
もある。従って、改質された表面の親水性の程度は時間
が経過しても安定していることが必要である。特に分析
用具として利用する場合は、親水性の程度が分析精度に
影響するので、この安定性は重要である。
【０００４】また、有機高分子材料の表面に液体を付着
させる操作は、一回とは限らない。例えば有機高分子材
料を接着、塗装、印刷の対象とする場合に複数回液体が
塗布されることは屡々あるし、試験片や分析用具として
用いる場合も、表面に隈無く付着させるために一度液体
を滴下した又は注いだ表面に更に液体を追加することが
ある。また、液体付着後、輸送などの際に有機高分子材
料に不意に外力が加えられることもある。このようなと
き、接着、塗装、印刷等が施される製品の均質性を保つ
ために、あるいは分析用具による分析精度を向上させる
ために、有機高分子材料の表面は、追加される液量の多
少及び外力の大小に関わらず一定の領域面積当たりに保
持される液体の量が一定となるように改質されているの
が好ましい。
させる操作は、一回とは限らない。例えば有機高分子材
料を接着、塗装、印刷の対象とする場合に複数回液体が
塗布されることは屡々あるし、試験片や分析用具として
用いる場合も、表面に隈無く付着させるために一度液体
を滴下した又は注いだ表面に更に液体を追加することが
ある。また、液体付着後、輸送などの際に有機高分子材
料に不意に外力が加えられることもある。このようなと
き、接着、塗装、印刷等が施される製品の均質性を保つ
ために、あるいは分析用具による分析精度を向上させる
ために、有機高分子材料の表面は、追加される液量の多
少及び外力の大小に関わらず一定の領域面積当たりに保
持される液体の量が一定となるように改質されているの
が好ましい。
【０００５】表面の改質の程度を評価する方法として
は、一般に静的接触角の測定が行われる。静的接触角は
改質処理が進むとしだいに小さくなり、ある条件からは
処理を続けてもその値は変わらず一定となることが多
い。従って、この静的接触角が一定となる範囲を表面性
状が安定した状態であると推定して、そのときの処理条
件を表面改質のために最適としていた。
は、一般に静的接触角の測定が行われる。静的接触角は
改質処理が進むとしだいに小さくなり、ある条件からは
処理を続けてもその値は変わらず一定となることが多
い。従って、この静的接触角が一定となる範囲を表面性
状が安定した状態であると推定して、そのときの処理条
件を表面改質のために最適としていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、保持された液
体からなる薄膜のように濡れ性を利用して得られる構造
体の製造方法や、試薬との発色反応もしくは検液成分の
定量などのように濡れ性を利用した分析方法において、
静的接触角が一定になる条件で表面改質された有機高分
子材料を用いても結果にばらつきを生じた。これは各々
の有機高分子材料の改質の程度の差だけでなく、改質後
に親水性の程度が経時変化することに依存する。
体からなる薄膜のように濡れ性を利用して得られる構造
体の製造方法や、試薬との発色反応もしくは検液成分の
定量などのように濡れ性を利用した分析方法において、
静的接触角が一定になる条件で表面改質された有機高分
子材料を用いても結果にばらつきを生じた。これは各々
の有機高分子材料の改質の程度の差だけでなく、改質後
に親水性の程度が経時変化することに依存する。
【０００７】一方、発明者らは、一定の領域面積当たり
に保持される液体の量が一定となるような表面に改質さ
れているか否かを評価する基準として、静的接触角より
むしろ動的接触角（前進接触角・後退接触角）が適当で
あることを見出した。
に保持される液体の量が一定となるような表面に改質さ
れているか否かを評価する基準として、静的接触角より
むしろ動的接触角（前進接触角・後退接触角）が適当で
あることを見出した。
【０００８】それ故、この発明の第一の目的は、改質さ
れた表面の親水性が経時的に安定な有機高分子からなる
液体保持具を提供することにある。第二の目的は、保持
する液体の定量性に優れた有機高分子からなる液体保持
具を提供することにある。
れた表面の親水性が経時的に安定な有機高分子からなる
液体保持具を提供することにある。第二の目的は、保持
する液体の定量性に優れた有機高分子からなる液体保持
具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、この発明の液体保持具は、有機高分子材料からな
り、表面が液体を保持できるように電磁波照射によって
親水性に改質された液体保持具において、上記材料の表
面の前進接触角をθa、後退接触角をθr、電磁波照射量
をｉとし、前進接触角と後退接触角との差（θa−θr）
を縦軸、ｉを横軸とする関数グラフを描いた場合に、
（θa−θr）が極小値となる特定の照射量をｉ0、その
関数グラフがｉ0より大の範囲で最初に急勾配から緩勾
配に変わるときの特定の照射量をｉVとするとき、ｉ0を
中心として絶対値｜ｉV−ｉ0｜の範囲にあるｉだけ電磁
波が照射されたことを特徴とする。
に、この発明の液体保持具は、有機高分子材料からな
り、表面が液体を保持できるように電磁波照射によって
親水性に改質された液体保持具において、上記材料の表
面の前進接触角をθa、後退接触角をθr、電磁波照射量
をｉとし、前進接触角と後退接触角との差（θa−θr）
を縦軸、ｉを横軸とする関数グラフを描いた場合に、
（θa−θr）が極小値となる特定の照射量をｉ0、その
関数グラフがｉ0より大の範囲で最初に急勾配から緩勾
配に変わるときの特定の照射量をｉVとするとき、ｉ0を
中心として絶対値｜ｉV−ｉ0｜の範囲にあるｉだけ電磁
波が照射されたことを特徴とする。
【００１０】ある材料の表面上の一定の領域面積に付着
した液滴の形状が液体の追加や外力の付加などの外部要
因によっても変わらないのは、図１（ａ）のように傾斜
した表面での動的接触角（前進角θa・後退角θr）が等
しいとき、つまりθa−θr＝０（以下、「θa−θr」を
接触角ヒステリシスという。）のときである。換言すれ
ば、図１（ｂ）のようにθa−θrが大きいと、この表面
で液体が形成しうる接触角の範囲が広いので、同じ面積
に付着している液滴が図２（ａ）のように大きくなった
り，（ｂ）のように小さくなったりする。図２に示すの
は、ある材料の表面に所定量の液体を少しずつ静かに滴
下して得られた液滴である。はじめは（ｂ）の状態で、
さらに液体を滴下しても、液体と固体との接触面積は同
じで接触角が大きい方に変化するだけである（膨ら
む）。膨らんだ状態が（ａ）である。
した液滴の形状が液体の追加や外力の付加などの外部要
因によっても変わらないのは、図１（ａ）のように傾斜
した表面での動的接触角（前進角θa・後退角θr）が等
しいとき、つまりθa−θr＝０（以下、「θa−θr」を
接触角ヒステリシスという。）のときである。換言すれ
ば、図１（ｂ）のようにθa−θrが大きいと、この表面
で液体が形成しうる接触角の範囲が広いので、同じ面積
に付着している液滴が図２（ａ）のように大きくなった
り，（ｂ）のように小さくなったりする。図２に示すの
は、ある材料の表面に所定量の液体を少しずつ静かに滴
下して得られた液滴である。はじめは（ｂ）の状態で、
さらに液体を滴下しても、液体と固体との接触面積は同
じで接触角が大きい方に変化するだけである（膨ら
む）。膨らんだ状態が（ａ）である。
【００１１】そして、発明者らが、種々の有機高分子材
料について、表面処理の進行状況に対する接触角ヒステ
リシスの変化を調べたところ、ほとんどの材料が共通し
て次のような特性を持つことが判った。それは、先ず表
面処理の開始とともに接触角ヒステリシスが一度急上昇
して極大値に達した後、急降下して極小値をとり、漸増
して表面処理前の値に復帰し、その後は表面処理の進行
に拘わらず、一定になるというものである。
料について、表面処理の進行状況に対する接触角ヒステ
リシスの変化を調べたところ、ほとんどの材料が共通し
て次のような特性を持つことが判った。それは、先ず表
面処理の開始とともに接触角ヒステリシスが一度急上昇
して極大値に達した後、急降下して極小値をとり、漸増
して表面処理前の値に復帰し、その後は表面処理の進行
に拘わらず、一定になるというものである。
【００１２】そこで、本発明では、上記のように接触角
ヒステリシスが０に最も近い値である極小値となる条件
で表面改質することとし、材料の表面に付着した液滴の
形状が外部要因によっても変わり難くした。
ヒステリシスが０に最も近い値である極小値となる条件
で表面改質することとし、材料の表面に付着した液滴の
形状が外部要因によっても変わり難くした。
【００１３】更に、新たに得られた知見は、改質された
有機高分子の保存期間も上記外部要因に含まれるという
ことである。すなわち、接触角ヒステリシスが極小値と
なる条件で改質された表面の静的接触角は、経時変化し
ない。一定条件で親水性に改質された表面の親水性の程
度が保存期間中に変化するという事実からして、むし
ろ、この経時変化が前記のばらつきに最も影響している
と考えられる。この現象を発明者らは次のように考察す
る。
有機高分子の保存期間も上記外部要因に含まれるという
ことである。すなわち、接触角ヒステリシスが極小値と
なる条件で改質された表面の静的接触角は、経時変化し
ない。一定条件で親水性に改質された表面の親水性の程
度が保存期間中に変化するという事実からして、むし
ろ、この経時変化が前記のばらつきに最も影響している
と考えられる。この現象を発明者らは次のように考察す
る。
【００１４】有機高分子材料の表面に紫外線等の電磁波
を照射すると、その極表面おいては、分子鎖の部分的切
断が起こるとともに、大気中から酸素が供給されて水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基等の親水性基が導入
される。分子鎖が切断されて生じた分子のセグメント
は、運動しやすく、その先端の親水性基も移動しやす
い。これが接触角ヒステリシスの原因である。一方、極
表面より内部では供給される酸素量が少ないので、電磁
波のエネルギーは分子鎖の架橋に主に費やされる。架橋
された分子鎖は３次元的に固定されるので、親水性基も
移動し難くなる。前記のように表面処理の開始とともに
接触角ヒステリシスが一度急上昇する原因は定かでない
が、その後、急降下するのは、この過程にある。
を照射すると、その極表面おいては、分子鎖の部分的切
断が起こるとともに、大気中から酸素が供給されて水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基等の親水性基が導入
される。分子鎖が切断されて生じた分子のセグメント
は、運動しやすく、その先端の親水性基も移動しやす
い。これが接触角ヒステリシスの原因である。一方、極
表面より内部では供給される酸素量が少ないので、電磁
波のエネルギーは分子鎖の架橋に主に費やされる。架橋
された分子鎖は３次元的に固定されるので、親水性基も
移動し難くなる。前記のように表面処理の開始とともに
接触角ヒステリシスが一度急上昇する原因は定かでない
が、その後、急降下するのは、この過程にある。
【００１５】さらに電磁波を照射し続けると、架橋され
ていない極表面は剥がれてガスとなって消失する。ここ
で新たに現れる表面は、分子鎖運動のし難い架橋された
ものである。従って、接触角ヒステリシスが小さく静的
接触角も長期一定となる。前記のように接触角ヒステリ
シスが極小値となるのは、この時である。
ていない極表面は剥がれてガスとなって消失する。ここ
で新たに現れる表面は、分子鎖運動のし難い架橋された
ものである。従って、接触角ヒステリシスが小さく静的
接触角も長期一定となる。前記のように接触角ヒステリ
シスが極小値となるのは、この時である。
【００１６】そして、さらに電磁波を照射し続けると、
架橋された分子鎖が切断されるとともに、親水性基が導
入される。ただし、分子セグメントが架橋されているこ
とから、その切断及び導入の速度は初期に比べて遅い。
極小値を過ぎた接触角ヒステリシスが照射時間とともに
漸増していくのは、この過程にある。よって、本発明に
よれば、保持される液体の量は、主として保持する材料
と液体との接触面積のみに依存し、接触面積が一定であ
る限り保持される液体の量も一定となる。
架橋された分子鎖が切断されるとともに、親水性基が導
入される。ただし、分子セグメントが架橋されているこ
とから、その切断及び導入の速度は初期に比べて遅い。
極小値を過ぎた接触角ヒステリシスが照射時間とともに
漸増していくのは、この過程にある。よって、本発明に
よれば、保持される液体の量は、主として保持する材料
と液体との接触面積のみに依存し、接触面積が一定であ
る限り保持される液体の量も一定となる。
【００１７】電磁波の照射量は、照射時間以外の全ての
照射条件を一定とするとき照射時間に比例する。従っ
て、本発明は、照射条件一定の場合、照射量ｉを時間ｔ
に置換して、ｔ0を中心として絶対値｜ｔV−ｔ0｜の範
囲にあるｔをもって改質されたことを特徴とする。
照射条件を一定とするとき照射時間に比例する。従っ
て、本発明は、照射条件一定の場合、照射量ｉを時間ｔ
に置換して、ｔ0を中心として絶対値｜ｔV−ｔ0｜の範
囲にあるｔをもって改質されたことを特徴とする。
【００１８】また、ｉVのときの（θa−θr）が、実験
によれば常に２０゜以下であることから、本発明は観点
を変えれば、改質された表面の前進接触角をθa、後退
接触角をθrとするとき、前進接触角と後退接触角との
差（θa−θr）が２０゜以下であることを特徴とする。
によれば常に２０゜以下であることから、本発明は観点
を変えれば、改質された表面の前進接触角をθa、後退
接触角をθrとするとき、前進接触角と後退接触角との
差（θa−θr）が２０゜以下であることを特徴とする。
【００１９】更にまた、（θa−θr）が１５゜以下であ
れば、確実にＧ0を中心として絶対値｜ＧV−Ｇ0｜の範
囲にあるＧをもって改質されたと認められるから、本発
明は更に観点を変えれば、改質された表面の前進接触角
をθa、後退接触角をθrとするとき、前進接触角と後退
接触角との差（θa−θr）が１５゜以下であることを特
徴とする。
れば、確実にＧ0を中心として絶対値｜ＧV−Ｇ0｜の範
囲にあるＧをもって改質されたと認められるから、本発
明は更に観点を変えれば、改質された表面の前進接触角
をθa、後退接触角をθrとするとき、前進接触角と後退
接触角との差（θa−θr）が１５゜以下であることを特
徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】紫外線照射によって改質する場
合、紫外線の光源は、低圧水銀ランプが最適である。こ
のランプの管壁温度が１００℃前後と低く、エネルギー
の高い短波長の紫外線を放射するからである。照射する
短波長の紫外線は、波長１８５ｎｍ次いで２５４ｎｍの
ものが高いエネルギーを有するのでよい。照射条件は、
通常、時間：１〜１２０分、照射距離：０．５〜８ｃ
ｍ、照度：１〜２０ｍＷ／ｃｍ2程度である。
合、紫外線の光源は、低圧水銀ランプが最適である。こ
のランプの管壁温度が１００℃前後と低く、エネルギー
の高い短波長の紫外線を放射するからである。照射する
短波長の紫外線は、波長１８５ｎｍ次いで２５４ｎｍの
ものが高いエネルギーを有するのでよい。照射条件は、
通常、時間：１〜１２０分、照射距離：０．５〜８ｃ
ｍ、照度：１〜２０ｍＷ／ｃｍ2程度である。
【００２１】得られた液体保持具は、例えば臨床診断用
具として用いられる。この場合、液体保持具自体が定量
機能を持つので、ピペットによる定量操作を省くことが
できる利点がある。ただし、付着する血液、尿等の検液
の量は、濡れ性だけでなく、改質された領域の面積にも
依存する。従って、所定領域のみ改質されるように、材
料の表面を所定パターンのマスクで覆った状態で改質す
るのが好ましい。
具として用いられる。この場合、液体保持具自体が定量
機能を持つので、ピペットによる定量操作を省くことが
できる利点がある。ただし、付着する血液、尿等の検液
の量は、濡れ性だけでなく、改質された領域の面積にも
依存する。従って、所定領域のみ改質されるように、材
料の表面を所定パターンのマスクで覆った状態で改質す
るのが好ましい。
【００２２】紫外線等の電磁波照射によって表面を改質
する場合、有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリ
ル酸アミド、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル
のうちから選ばれる１種以上が好ましい。これらは電磁
波照射によって架橋し、且つ親水性基を導入するので、
分子運動による親水性基の潜り込みが少なくなり、親水
性基が安定になるからである。これらのうち、ポリスチ
レン（ＰＳ）が加工しやすく、取り扱い易いので特に好
ましい。
する場合、有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリ
ル酸アミド、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル
のうちから選ばれる１種以上が好ましい。これらは電磁
波照射によって架橋し、且つ親水性基を導入するので、
分子運動による親水性基の潜り込みが少なくなり、親水
性基が安定になるからである。これらのうち、ポリスチ
レン（ＰＳ）が加工しやすく、取り扱い易いので特に好
ましい。
【００２３】ＰＳの場合、接触角ヒステリシスの極小点
の明確さ及び値は、その分子量に依存する。すなわち、
ＰＳを例えば電磁波処理した場合、分子量が大きいほ
ど、（θa−θr）の極小点が明確になりその値が０に近
づく。逆に分子量が小さいほど、（θa−θr）の極小点
が不明確となり、その値も０から遠ざかる。そして、分
子量が２０万以下になると、極小点を示さなくなる。従
って、ＰＳの場合、２０万より大きい分子量をもつもの
が好ましい。
の明確さ及び値は、その分子量に依存する。すなわち、
ＰＳを例えば電磁波処理した場合、分子量が大きいほ
ど、（θa−θr）の極小点が明確になりその値が０に近
づく。逆に分子量が小さいほど、（θa−θr）の極小点
が不明確となり、その値も０から遠ざかる。そして、分
子量が２０万以下になると、極小点を示さなくなる。従
って、ＰＳの場合、２０万より大きい分子量をもつもの
が好ましい。
【００２４】改質すべき表面の領域が、有機高分子材料
の全表面の一部であって、改質されない表面の領域との
境界線で囲まれているとき、液体と有機高分子材料との
接触面積がその境界線で規制されるので、接触面積を一
定に維持することができる。その結果、保持される液体
の定量性を容易に維持できる。
の全表面の一部であって、改質されない表面の領域との
境界線で囲まれているとき、液体と有機高分子材料との
接触面積がその境界線で規制されるので、接触面積を一
定に維持することができる。その結果、保持される液体
の定量性を容易に維持できる。
【００２５】
【実施例】分子量３５万のポリスチレン（ＰＳ）からな
る厚さ１ｍｍのシートを多数準備した。シートを５０％
エタノール水溶液で超音波洗浄し乾燥した後、紫外線照
射装置にセットし、シートの上方の垂直距離３ｃｍの高
さに９５Ｗの低圧水銀ランプを固定し、紫外線をシート
に０−１２０分の範囲で各シート毎に異なる時間照射す
ることによって、ＰＳシートの表面を改質した。
る厚さ１ｍｍのシートを多数準備した。シートを５０％
エタノール水溶液で超音波洗浄し乾燥した後、紫外線照
射装置にセットし、シートの上方の垂直距離３ｃｍの高
さに９５Ｗの低圧水銀ランプを固定し、紫外線をシート
に０−１２０分の範囲で各シート毎に異なる時間照射す
ることによって、ＰＳシートの表面を改質した。
【００２６】改質されたシートの純水による静的接触角
と照射時間との関係を図３に、（θa−θr）と照射時間
の関係を図４に示す。また、各シートを２３℃でシリカ
ゲルデシケーターに入れて０−５カ月間保存したときの
静的接触角の経時変化を図５に示す。
と照射時間との関係を図３に、（θa−θr）と照射時間
の関係を図４に示す。また、各シートを２３℃でシリカ
ゲルデシケーターに入れて０−５カ月間保存したときの
静的接触角の経時変化を図５に示す。
【００２７】図３に見られるように、静的接触角は一定
時間以上紫外線を照射すると一定となるが、（θa−θ
r）は図４に見られるようにあるとき極小値をとった。
そして、この極小値となる照射時間１５分間で改質され
たシートが図５に見られるように経時的に最も安定して
いた。
時間以上紫外線を照射すると一定となるが、（θa−θ
r）は図４に見られるようにあるとき極小値をとった。
そして、この極小値となる照射時間１５分間で改質され
たシートが図５に見られるように経時的に最も安定して
いた。
【００２８】ＰＳシート表面への紫外線照射時間に対す
るその表面の酸素／炭素比率を脱出角度をパラメータと
してＸ線光電子分析（ＸＰＳ）で測定したグラフを図６
に示す。脱出角度は、最表面からの分析深さに対応し、
脱出角度４５゜で測定されたＯ／Ｃ比よりも７５゜で測
定されたＯ／Ｃ比の方が深い層での値であることを示
す。また、もともとのポリスチレン分子には酸素原子は
存在しないので、Ｏ／Ｃ比が大きいほど親水性基が多く
導入されていることを示す。初期の紫外線照射では深い
層に導入される酸素量が少ないが、照射を続けると酸素
導入量の深さ依存性が無くなる傾向にある。このことか
ら、照射によって酸素が導入される位置が徐々に表面か
ら内部へ移動していることが判る。
るその表面の酸素／炭素比率を脱出角度をパラメータと
してＸ線光電子分析（ＸＰＳ）で測定したグラフを図６
に示す。脱出角度は、最表面からの分析深さに対応し、
脱出角度４５゜で測定されたＯ／Ｃ比よりも７５゜で測
定されたＯ／Ｃ比の方が深い層での値であることを示
す。また、もともとのポリスチレン分子には酸素原子は
存在しないので、Ｏ／Ｃ比が大きいほど親水性基が多く
導入されていることを示す。初期の紫外線照射では深い
層に導入される酸素量が少ないが、照射を続けると酸素
導入量の深さ依存性が無くなる傾向にある。このことか
ら、照射によって酸素が導入される位置が徐々に表面か
ら内部へ移動していることが判る。
【００２９】次に、紫外線を５分間、１５分間及び６０
分間照射したＰＳシートの表面から約０．１μｍの部分
がカッター刃で削り取り、その一部をテトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）に２ｍｇ／ｍｌの濃度で浸けた。その結
果、５分間しか照射されなかったシートの表面層は完全
に溶解したのに対し、１５分間及び６０分間照射された
シートの表面層はゲル状の不溶部が存在した。また、削
り取った表面層の残部を示差走査熱分析（ＤＳＣ）した
ところ、図７に示すように、６０分間照射したシートの
み、通常のガラス転移点より高温側で第二の転移点が確
認された。ＴＨＦへの溶解性とＤＳＣとの２つの結果か
ら、内部で架橋現象が起きていることが明らかである。
分間照射したＰＳシートの表面から約０．１μｍの部分
がカッター刃で削り取り、その一部をテトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）に２ｍｇ／ｍｌの濃度で浸けた。その結
果、５分間しか照射されなかったシートの表面層は完全
に溶解したのに対し、１５分間及び６０分間照射された
シートの表面層はゲル状の不溶部が存在した。また、削
り取った表面層の残部を示差走査熱分析（ＤＳＣ）した
ところ、図７に示すように、６０分間照射したシートの
み、通常のガラス転移点より高温側で第二の転移点が確
認された。ＴＨＦへの溶解性とＤＳＣとの２つの結果か
ら、内部で架橋現象が起きていることが明らかである。
【００３０】さらに、照射時間１０分のものと２０分の
ものの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、前者
では分解していない分子セグメントが島状に残って見え
たが、後者では見えなかった。以上の実験結果から、
（θa−θr）が極小となる条件で改質された有機高分子
素材は、極表面の分子鎖が切断されることなく親水性基
が導入され、しかも導入された親水性基は架橋によって
三次元的に強く固定されているので、長期的に安定した
親水性を示す。（θa−θr）が極小となる条件は、改質
手段が紫外線照射による場合は、照射時間が最も管理し
やすい。
ものの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、前者
では分解していない分子セグメントが島状に残って見え
たが、後者では見えなかった。以上の実験結果から、
（θa−θr）が極小となる条件で改質された有機高分子
素材は、極表面の分子鎖が切断されることなく親水性基
が導入され、しかも導入された親水性基は架橋によって
三次元的に強く固定されているので、長期的に安定した
親水性を示す。（θa−θr）が極小となる条件は、改質
手段が紫外線照射による場合は、照射時間が最も管理し
やすい。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明の液体保持具は、
改質された表面性状が長期的に安定しているので、臨床
診断具などの分析用具のほか、接着、塗装、印刷などの
対象物として用いれば有益である。
改質された表面性状が長期的に安定しているので、臨床
診断具などの分析用具のほか、接着、塗装、印刷などの
対象物として用いれば有益である。
【図１】 接触角ヒステリシス（θa−θr）を説明する
図である。
図である。
【図２】 液滴が固体に付着したところを示す図であ
る。
る。
【図３】 分子量３５万のＰＳを用いて紫外線照射時間
と静的接触角との関係を測定した結果を示すグラフであ
る。
と静的接触角との関係を測定した結果を示すグラフであ
る。
【図４】 分子量３５万のＰＳを用いて紫外線照射時間
と接触角ヒステリシスとの関係を測定した結果を示すグ
ラフである。
と接触角ヒステリシスとの関係を測定した結果を示すグ
ラフである。
【図５】 紫外線照射時間をパラメーターとして、ＰＳ
の静的接触角の経時変化を測定した結果を示すグラフで
ある。
の静的接触角の経時変化を測定した結果を示すグラフで
ある。
【図６】 分子量３５万のＰＳの表面の酸素／炭素比率
と紫外線照射時間との関係を測定した結果を示すグラフ
である。
と紫外線照射時間との関係を測定した結果を示すグラフ
である。
【図７】 分子量３５万のＰＳの示差熱分析グラフであ
る。
る。
Claims (6)
- 【請求項１】有機高分子材料からなり、表面が液体を保
持できるように電磁波照射によって親水性に改質された
液体保持具において、 上記材料の表面の前進接触角をθa、後退接触角をθr、
電磁波照射量をｉとし、前進接触角と後退接触角との差
（θa−θr）を縦軸、ｉを横軸とする関数グラフを描い
た場合に、 （θa−θr）が極小値となる特定の照射量をｉ0、その
関数グラフがｉ0より大の範囲で最初に急勾配から緩勾
配に変わるときの特定の照射量をｉVとするとき、 ｉ0を中心として絶対値｜ｉV−ｉ0｜の範囲にあるｉだ
け電磁波が照射されたことを特徴とする液体保持具。 - 【請求項２】電磁波が紫外線である請求項１に記載の液
体保持具。 - 【請求項３】有機高分子材料からなり、表面が液体を保
持できるように親水性に改質された液体保持具におい
て、 改質された表面の水系の液体に対する前進接触角をθ
a、後退接触角をθrとするとき、前進接触角と後退接触
角との差（θa−θr）が２０゜以下であることを特徴と
する液体保持具。 - 【請求項４】有機高分子材料からなり、表面が液体を保
持できるように親水性に改質された液体保持具におい
て、 改質された表面の水系の液体に対する前進接触角をθ
a、後退接触角をθrとするとき、前進接触角と後退接触
角との差（θa−θr）が１５゜以下であることを特徴と
する液体保持具。 - 【請求項５】有機高分子が、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリル酸
アミド、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニルのう
ちから選ばれる１種以上である請求項１〜４のいずれか
に記載の液体保持具。 - 【請求項６】液体保持具が、臨床診断用具である請求項
１〜５のいずれかに記載の液体保持具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16501697A JP3728686B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 有機高分子材料からなる液体保持具を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16501697A JP3728686B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 有機高分子材料からなる液体保持具を製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332547A true JPH10332547A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3728686B2 JP3728686B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=15804246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16501697A Expired - Fee Related JP3728686B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 有機高分子材料からなる液体保持具を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3728686B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220645A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Inoac Corp | 診断用容器およびその処理方法 |
| JP2007322181A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nippon Soda Co Ltd | 薄膜検査方法及び薄膜検査装置 |
| JP2013188188A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養基材の評価方法及び評価装置、並びに細胞培養基材の製造方法 |
| JP2013192544A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養基材の評価方法及び評価装置、並びに細胞培養基材の製造方法 |
| JP2016158524A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 学校法人東海大学 | 活性酸素による細胞培養基板の表面改質および滅菌処理 |
| JP2020062576A (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | オルガノ株式会社 | 採水用のノズル及びその製造方法、並びに紫外線照射治具 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP16501697A patent/JP3728686B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220645A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Inoac Corp | 診断用容器およびその処理方法 |
| JP2007322181A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nippon Soda Co Ltd | 薄膜検査方法及び薄膜検査装置 |
| JP2013188188A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養基材の評価方法及び評価装置、並びに細胞培養基材の製造方法 |
| JP2013192544A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞培養基材の評価方法及び評価装置、並びに細胞培養基材の製造方法 |
| JP2016158524A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 学校法人東海大学 | 活性酸素による細胞培養基板の表面改質および滅菌処理 |
| JP2020062576A (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | オルガノ株式会社 | 採水用のノズル及びその製造方法、並びに紫外線照射治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3728686B2 (ja) | 2005-12-21 |
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