JPH1150265A - 表面低エネルギ―化処理法 - Google Patents
表面低エネルギ―化処理法Info
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- JPH1150265A JPH1150265A JP9211038A JP21103897A JPH1150265A JP H1150265 A JPH1150265 A JP H1150265A JP 9211038 A JP9211038 A JP 9211038A JP 21103897 A JP21103897 A JP 21103897A JP H1150265 A JPH1150265 A JP H1150265A
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Abstract
的ダメ―ジを与える硬化工程も必要としない、処理条件
が簡便である表面低エネルギ―化処理法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 基材相と低エネルギ―性官能基含有化合
物を含む相との界面接触反応により、基材表面に低エネ
ルギ―性官能基を固定して、基材表面を低エネルギ―化
することを特徴とする表面低エネルギ―化処理法。
Description
撥油性などにすぐれる低エネルギ―表面を簡便に得るこ
とができる表面低エネルギ―化処理法に関する。
リマ―成形物、塗膜などの基材の表面を低エネルギ―化
処理して、上記の基材表面に剥離性、撥水性、撥油性な
どの機能を付与することが工業的に広く行われている。
ては、粘着剤が接するテ―プ、シ―トの基材の裏面や、
セパレ―タ面に、使用するまでの期間、粘着剤面を保護
し、使用する際の巻き戻し、剥離を容易にするために、
長鎖アルキル基、パ―フルオロ基、ポリジメチルシロキ
サン基のような低エネルギ―性官能基を含有する剥離処
理剤を塗工して、表面を低エネルギ―化している。
シ―ト、成形物、塗膜などにおいても、長鎖アルキル
基、パ―フルオロ基、ポリジメチルシロキサン基のよう
な低エネルギ―性官能基を含有する撥水、撥油処理剤を
表面に塗工したり、基材中に混合したりして、表面を低
エネルギ―化している。
耐久性のある低エネルギ―表面を得るには、上記の剥離
処理剤や撥水、撥油処理剤として、低エネルギ―性官能
基を含有する高分子材料、つまりポリマ―を用いる必要
があり、とくに高度の耐久性が求められる場合、基材表
面に形成した低エネルギ―性官能基を含有するポリマ―
層を架橋反応により硬化させて用いるのが一般的であ
る。
―性官能基を含有するポリマ―では、これを溶剤に希釈
して処理液を調製し、この処理液を基材表面に塗工後、
加熱により溶剤を揮散させてポリマ―の薄層を形成して
おり、この場合、上記ポリマ―が汎用の溶剤に対して溶
解性が低く、たとえば、パ―フルオロ基を含有するポリ
マ―では高価なフツ素系溶剤を使用する必要があり、ま
た長鎖アルキル基を含有するポリマ―では加温した溶剤
を使用し、長時間の溶解時間が必要である。
熱したり、電子線や紫外線などの放射線を照射して、ポ
リマ―層を架橋反応により硬化させて用いる場合は、そ
の処理操作やコスト的な不利があるうえに、フイルム、
シ―トなどの基材が熱的作用で歪みが生じてしまうなど
の機械的ダメ―ジを受けやすい。
で特殊な溶剤を必要とせず、基材に機械的ダメ―ジを与
える硬化工程も必要としない、処理条件がより簡便であ
る表面低エネルギ―化処理法を提供することを目的とし
ている。
的を達成するために、鋭意検討した結果、基材相と低エ
ネルギ―性官能基含有化合物を含む相との界面接触反応
により基材表面に低エネルギ―性官能基を固定すれば、
前記従来のような高価で特殊な溶剤を必要とせず、また
基材に対して機械的ダメ―ジを与える硬化工程も必要と
することなく、基材表面に耐久性のある表面低エネルギ
―化処理を簡便に施すことができることを知り、本発明
を完成するに至つたものである。
―性官能基含有化合物を含む相との界面接触反応により
基材表面を低エネルギ―化することを特徴とする表面低
エネルギ―化処理法(請求項1)に係るものである。ま
た、本発明は、上記の界面接触反応が基材相に含まれる
反応性官能基を有する化合物と上記官能基と反応する反
応性官能基を有する低エネルギ―性官能基含有化合物と
の間で起こる基材表面低エネルギ―化処理法(請求項
2)、上記の界面接触反応が基材表面にあらかじめ設け
られた反応性中間層と低エネルギ―性官能基含有化合物
を含む相との界面接触反応である基材表面低エネルギ―
化処理法(請求項3)、上記の低エネルギ―性官能基が
炭素数12以上の長鎖アルキル基、パ―フルオロ基、ポ
リジメチルシロキサン基のうちの少なくとも1種である
基材表面低エネルギ―化処理法(請求項4)、上記の界
面接触反応がアミノ基とイソシアネ―ト基、酸クロライ
ド基、エポキシ基、ビニル基または無水酸基との間の反
応である基材表面低エネルギ―化処理法(請求項5)を
提供できるものである。
は、ポリマ―フイルム、ポリマ―シ―ト、ポリマ―成形
物、塗膜、紙、布、金属などの無機物質、それらの複合
物などがある。本発明の表面低エネルギ―化処理法にお
いて、基材相と低エネルギ―性官能基含有化合物を含む
相との界面接触反応は、通常、上記のような基材からな
る固体相または液体相と、低エネルギ―性官能基含有化
合物を含む液体相または気体相との間の界面接触反応で
あり、この界面接触反応により基材表面に低エネルギ―
性官能基を固定して、基材表面を低ネルギ―化するもの
である。
を含む液体相を界面接触反応させるときには、デイツピ
ング、浸漬により行うのが好ましいが、キスコ―タ、ロ
―ルコ―タ、スクイズコ―タ、スピンコ―タなどにより
塗工したのち、余分に付着した塗布物を洗浄により除去
するようにしてもよい。また、低エネルギ―性官能基含
有化合物を含む気体相を界面接触反応させるときには、
上記の低エネルギ―性官能基含有化合物を気体として存
在させたチヤンバ内に上記のような基材(固体相または
液体相)を投入して行えばよい。
低エネルギ―性官能基を導入、固定するには、界面接触
反応を行う際に、基材表面が溶解したり、また大きく膨
潤したりするのは好ましくない。このため、低エネルギ
―性官能基含有化合物を含む液体相では、適切な溶剤を
選択するのが望ましい。ここで、上記化合物は、従来の
処理剤のようなポリマ―である必要がないため、汎用溶
剤の中から適宜選択使用できる。また、低エネルギ―性
官能基含有化合物を含む気体相では、気体(上記化合
物)として適切なものを選択するのが望ましい。
り基材表面に低エネルギ―性官能基を固定するには、基
材相に含まれる反応性官能基を有する化合物と、上記官
能基と反応する反応性官能基を有する低エネルギ―性官
能基含有化合物との間で、界面接触反応を起こさせるよ
うにすればよい。これにより、基材表面と低エネルギ―
性官能基含有化合物とが、共有結合、配位結合、水素結
合、イオン結合、金属結合のような化学結合により、強
固に結合した状態となる。
するのが好ましい。この観点より、基材相の反応性官能
基と低エネルギ―性官能基含有化合物を含む相の反応性
官能基との組み合わせは、1級または2級アミノ基とイ
ソシアネ―ト基、酸クロライド基、エポキシ基、ビニル
基または無水酸基との間の反応が好ましい。その他、カ
ルボキシル基とアジリジン基との間の反応、ヒドロシリ
ル基とビニル基または水酸基との間の反応、エポキシ基
と無水酸基との間の反応、酸クロライド基と水酸基また
はメルカプト基との間の反応なども、好ましい。
材相中に反応性官能基を有する化合物を含ませるには、
たとえば、基材を構成するポリマ―にあらかじめ1分子
中に1個以上の反応性官能基を結合させておくか、基材
中に上記同様の反応性官能基を有する化合物を添加して
おけばよい。また、稀薄溶液の塗工法、スクイズコ―
タ、スピンコ―タなどの塗工法により基材表面に上記同
様の反応性官能基を有する化合物の薄層を形成するよう
にしてもよい。
は、上記基材の反応性官能基と反応する反応性官能基を
1分子中に1個以上有し、かつ低エネルギ―性官能基と
して、炭素数12以上の長鎖アルキル基、パ―フルオロ
基またはポリジメチルシロキサン基(あるいはこれらの
基を部分的に他の基で置換したもの)を有するものであ
り、既述のとおり、従来の処理剤のようなポリマ―であ
る必要がなく、比較的低分子量のものでよいため、適宜
の汎用溶剤を選択使用してこれに溶解させた溶液として
界面接触反応に供することができる。また、揮発性の高
いものであれば、これを気体状として界面接触反応に供
することができる。
かじめ反応性中間層を設けておき、これと低エネルギ―
性官能基含有化合物を含む相との界面接触反応により、
基材表面に低エネルギ―性官能基を固定することもでき
る。基材表面に反応性中間層を設けるには、別の界面接
触反応を用いて行えばよい。
る基材を用い、これとポリアリルアミン水溶液との間で
界面接触反応を起こさせ、イソシアネ―ト基と1級アミ
ノ基との反応によるウレア結合を形成し、基材表面にポ
リアリルアミンを固定する。これにより基材表面に1級
アミノ基を導入して、反応性中間層を構成させ、この中
間層の高い反応性を利用して、さらに上記アミノ基と反
応する官能基を有する低エネルギ―性官能基含有化合物
を界面接触反応させることにより、基材表面に低エネル
ギ―性官能基を高濃度で導入、固定することができる。
体的に説明する。以下の比較例および実施例では、基材
として厚さが25μmのポリエステルフイルムを使用
し、この基材表面の低エネルギ―化処理を試みたもので
ある。
である「ピ―ロイル1010S」の固形物0.168g
を、100mlのノルマルヘキサンまたはトルエンに室
温で溶解することを試みた。しかし、いずれも、3日間
経過しても完全に溶解させることはできなかつた。そこ
で、80℃に加温した100mlのトルエンを使用し、
これに約6時間攪拌して溶解させたのち、No26メイ
ヤバを用い、固形分塗工厚さが0.1μmとなるように
基材上への塗工を試みた。しかるに、メイヤバおよび基
材を約40℃以上に加温しておかないと、塗工後、溶剤
が揮散する際に、ポリマ―が凝集して塗工面にムラが発
生した。
ある「X−70−029B」の固形分0.274gを、
100mlのトルエンまたはヘキサンに溶解することを
試みた。しかし、いずれも、ポリマ―が沈澱してしまつ
た。そこで、信越化学工業製のフツ素系溶剤である「F
Rシンナ―」100mlに溶解させ、硬化触媒である
「DF29」を所定量添加し、No16メイヤバを用
い、固形分塗工厚さが0.1μmとなるように、基材上
へ塗工した。塗工後、溶剤である「FRシンナ―」を揮
散させたが、得られたポリマ―塗膜の凝集強度が不十分
で、摩擦に対する耐久性に劣つていた。また、140℃
の加熱オ―ブン中に20分間投入して、上記のポリマ―
塗膜を硬化させたが、加熱によりポリエステルフイルム
からなる基材に大きな波状の歪みが発生した。
ポリマ―である「X−62−2555」の固形分0.2
74gを、100mlのヘキサンに溶解させ、硬化触媒
である「PL50T」を所定量添加し、No16メイヤ
バを用い、固形分塗工厚さが0.1μmとなるように、
基材上へ塗工した。塗工後、溶剤であるヘキサンを揮散
させたが、得られたポリマ―塗膜の凝集強度が不十分
で、摩擦に対する耐久性に劣つていた。また、100℃
の加熱オ―ブン中に5分間投入して、上記のポリマ―塗
膜を硬化させたが、加熱によりポリエステルフイルムか
らなる基材に若干の波状の歪みが発生した。
ユ―ポ―ルPP−4000」の1.70gと、日本ポリ
ウレタン工業製のトリメチロ―ルプロパン1モルへの
2,4−トリレンジイソシアネ―ト3モルアダクト体の
75%酢酸エチル溶液である「コロネ―トL」の0.4
0gとを、73.2mlの酢酸エチルに溶解させ、これ
に硬化触媒としてキシダ化学製のジ−n−ブチルスズジ
ラウラ―トを0.009g添加した。この系のポリプロ
ピレングリコ―ルの水酸基と、上記アダクト体のイソシ
アネ―ト基とのモル比計算値は、1:1.5であつた。
このように調製した溶液を、No16メイヤバを用い、
固形分塗工厚さが1μmとなるように、基材上に塗工
し、室温で風乾した。
1日以内に、日東紡績製のポリアリルアミンである「P
AA−10C」の固形分0.20gを1,000mlの
純水に溶解した溶液に浸漬し、4cm/分の速度で引き上
げて、ポリアリルアミンを固定した反応性中間層を得
た。つぎに、この反応性中間層を設けた塗工サンプル
を、和光純薬工業製の塩化ステアロイルの1.0gを
1,000mlのn−ヘキサンに溶解した溶液に、30
分間浸漬して界面接触反応を行わせ、その後、引き上
げ、n−ヘキサンでリンスして、表面を長鎖アルキル基
で低エネルギ―化処理したポリエステルフイルムを得
た。なお、上記の塩化ステアロイルは、n−ヘキサンに
容易に溶解した。
cal Company製のオクタデシルイソシアネ―
トを用いて、界面接触反応を行つた以外は、実施例1と
同様にして、表面を長鎖アルキル基で低エネルギ―化処
理したポリエステルフイルムを得た。なお、上記のオク
タデシルイソシアネ―トは、n−ヘキサンに容易に溶解
した。
thesis製のパ―フルオロオクタノイルクロライド
を用いて、界面接触反応を行つた以外は、実施例1と同
様にして、表面をパ―フルオロ基で低エネルギ―化処理
したポリエステルフイルムを得た。なお、上記のパ―フ
ルオロオクタノイルクロライドは、n−ヘキサンに容易
に溶解した。
ロヘキシルエチレンを用いて、界面接触反応を行つた以
外は、実施例1と同様にして、表面をパ―フルオロ基で
低エネルギ―化処理したポリエステルフイルムを得た。
なお、上記のパ―フルオロヘキシルエチレンは、n−ヘ
キサンに容易に溶解した。
端エポキシ基ポリジメチルシロキサンである「X−22
−173DX」(分子量:4,500)を用いて、界面
接触反応を行つた以外は、実施例1と同様にして、表面
をポリジメチルシロキサン基で低エネルギ―化処理した
ポリエステルフイルムを得た。なお、上記の分子鎖片末
端エポキシ基ポリジメチルシロキサン「X−22−17
3DX」は、n−ヘキサンに容易に溶解した。
間層を設けた塗工サンプルを、3,000mlのガラス
ビ―カの内壁に、上記中間層を表側にして貼り付け、こ
のビ―カの底部に1gのパ―フルオロオクタノイルクロ
ライドを入れたガラス皿を置き、ビ―カ全体をサランラ
ツプで封をした。これを50℃の加熱オ―ブン中に30
分間投入したのち取り出し、n−ヘキサンでリンスし
て、表面をパ―フルオロ基で低エネルギ―化処理したポ
リエステルフイルムを得た。
ルへの2,4−トリレンジイソシアネ―ト3モルアダク
ト体の75%酢酸エチル溶液である「コロネ―トL」の
0.27gを、73.2mlの酢酸エチルに溶解し、N
o16メイヤバを用い、固形分塗工厚さが0.1μmと
なるように、基材上に塗工し、室温で風乾した。このよ
うに作製した塗工サンプルを、作製1日以内に、日東紡
績製のポリアリルアミンである「PAA−10C」の固
形分0.20gを1,000mlの純水に溶解した溶液
に浸漬し、4cm/分の速度で引き上げて、ポリアリルア
ミンを固定した反応性中間層を得た。つぎに、この反応
性中間層を設けた塗工サンプルを、和光純薬工業製の塩
化ステアロイルの1.0gを1,000mlのn−ヘキ
サンに溶解した溶液に、30分間浸漬して界面接触反応
を行つた。その後、引き上げ、n−ヘキサンでリンスし
て、表面を長鎖アルキル基で低エネルギ―化処理したポ
リエステルフイルムを得た。
ルへの2,4−トリレンジイソシアネ―ト3モルアダク
ト体の75%酢酸エチル溶液である「コロネ―トL」の
0.27gを、73.2mlの酢酸エチルに溶解し、N
o16メイヤバを用い、固形分塗工厚さが0.1μmと
なるように、基材上に塗工し、室温で風乾した。この塗
工サンプルを、作製3日後に、和光純薬工業製のステア
リルアミンの1.0gを1,000mlのn−ヘキサン
に溶解した溶液に、30分間浸漬して界面接触反応を行
つた。その後、引き上げ、n−ヘキサンでリンスして、
表面を長鎖アルキル基で低エネルギ―化処理したポリエ
ステルフイルムを得た。なお、上記のステアリルアミン
は、n−ヘキサンに容易に溶解した。
C」の固形分0.2gを73.2mlの純水に溶解し、
No16メイヤバを用い、固形分塗工厚さが0.1μm
となるように、基材上に塗工し、室温で風乾した。この
塗工サンプルを、和光純薬工業製の塩化ステアロイルの
1.0gを1,000mlのn−ヘキサンに溶解した溶
液に、30分間浸漬して界面接触反応を行つた。その
後、引き上げ、n−ヘキサンでリンスして、表面を長鎖
アルキル基で低エネルギ―化処理したポリエステルフイ
ルムを得た。
ネルギ―化処理ポリエステルフイルムは、いずれも、そ
の処理面が摩擦に対して良好な耐久性を備えていた。ま
た、いずれも、ポリエステルフイルム基材に強度の低下
がみられず、とくに歪みの発生などの機械的ダメ―ジは
全くみられなかつた。つぎに、上記処理面の表面低エネ
ルギ―化度合いを評価するため、下記の方法により、接
触角測定による表面張力の算出と、粘着テ―プの剥離性
および残留接着力試験を行つた。
装置として、協和界面科学製の「CA−DT型接触角測
定装置」を用い、使用液体として、水およびヘキサデカ
ンを使用した。これら液体の接触角測定値から、下記の
拡張Fowkes式を使つて、表面張力を算出した。 (1+cosθ)γL =2√(γL d γS d )+2√
(γL p γS p ) θ:接触角 γL :液体の表面張力(既知) γS :固体の表面張力 γd :分散力成分 γP :極性力成分 なお、上記の式において、水のγL d =21.8dyn
e/cm、同γL p =51.0dyne/cmであり、ヘキ
サデカンのγL d =27.6dyne/cm、同γL p =
0.0dyne/cmである。
験>粘着テ―プとして、日東電工製の「No31B」
(19mm幅)を使用した。この粘着テ―プを、室温で2
Kgゴムロ―ラにより、ポリエステルフイルムの剥離処理
面(低エネルギ―化処理面)に圧着し、約30分後、3
00mm/分の引張速度で180゜剥離強度を測定して、
上記フイルム表面の剥離性を評価した。また、この剥離
性試験後の粘着テ―プを、ステンレス板に対し、2Kgゴ
ムロ―ラにより圧着し、約30分後、300mm/分の引
張速度で180゜剥離強度を測定して、上記粘着テ―プ
の残留接着力を評価した。
測定による表面張力の算出)および表2(粘着テ―プの
剥離性および残留接着力試験)に示されるとおりであつ
た。なお、表1および表2には、参考のために、未処理
のポリエステルフイルムについての試験結果を、参考例
1として、併記した。
低エネルギ―化処理によれば、ポリエステルフイルムの
表面張力を大きく低下でき、そのために、表2の結果か
ら、上記基材表面の粘着テ―プに対する剥離性が向上
し、しかも剥離後の残留接着力が大きく、再接着性にも
好結果が得られていることがわかる。
ば、基材表面に対して耐久性のある表面低エネルギ―化
処理を簡便に施すことができ、この処理法によれば、従
来のような高価で特殊な溶剤を必要とせず、また基材に
対して機械的ダメ―ジを与える硬化工程も必要ないな
ど、すぐれた効果が奏されるものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 基材相と低エネルギ―性官能基含有化合
物を含む相との界面接触反応により基材表面を低エネル
ギ―化することを特徴とする表面低エネルギ―化処理
法。 - 【請求項2】 界面接触反応が基材相に含まれる反応性
官能基を有する化合物と上記官能基と反応する反応性官
能基を有する低エネルギ―性官能基含有化合物との間で
起こる請求項1に記載の基材表面低エネルギ―化処理
法。 - 【請求項3】 界面接触反応が基材表面にあらかじめ設
けられた反応性中間層と低エネルギ―性官能基含有化合
物を含む相との界面接触反応である請求項1に記載の基
材表面低エネルギ―化処理法。 - 【請求項4】 低エネルギ―性官能基が炭素数12以上
の長鎖アルキル基、パ―フルオロ基、ポリジメチルシロ
キサン基のうちの少なくとも1種である請求項1に記載
の基材表面低エネルギ―化処理法。 - 【請求項5】 界面接触反応が、1級または2級アミノ
基と、イソシアネ―ト基、酸クロライド基、エポキシ
基、ビニル基または無水酸基との間の反応である請求項
1に記載の基材表面低エネルギ―化処理法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9211038A JPH1150265A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 表面低エネルギ―化処理法 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1150265A true JPH1150265A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16599349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9211038A Pending JPH1150265A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 表面低エネルギ―化処理法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6030662C1 (ja) |
EP (1) | EP0896019B1 (ja) |
JP (1) | JPH1150265A (ja) |
CA (1) | CA2244410C (ja) |
DE (1) | DE69811441T2 (ja) |
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