JPH04270734A - プラスチック製事務用品の製造方法 - Google Patents

プラスチック製事務用品の製造方法

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JPH04270734A
JPH04270734A JP3053795A JP5379591A JPH04270734A JP H04270734 A JPH04270734 A JP H04270734A JP 3053795 A JP3053795 A JP 3053795A JP 5379591 A JP5379591 A JP 5379591A JP H04270734 A JPH04270734 A JP H04270734A
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Sanemori Soga
眞守 曽我
Norihisa Mino
規央 美濃
Kazufumi Ogawa
一文 小川
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は事務用品に用いられるプ
ラスチック成形品の表面改質に関する。とくに撥水性・
防汚性に優れたプラスチック製事務用品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、事務用品にはプラスチック成形品
が多く使われている。たとえば万年筆、ボールペン、シ
ャ−プペンシル、筆入れ、バインダーをはじめ、机、椅
子に至るまで各分野に使用されている。これはプラスチ
ックが耐久性があり、軽いこと、外観がよいことによる
。例えば、セルロース樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエステ
ル、ポリスチレン樹脂,ABS樹脂、ナイロン樹脂等が
使われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のプ
ラスチック成形品は、たとえばポリテトラフロロエチレ
ンなどのフッ素樹脂に比べて防汚性が劣るという課題が
ある。また、フッ素樹脂は、防汚性には優れるものの、
機械特性があまり高くなく、かつ高価であるという課題
がある。
【0004】本発明は、従来の欠点に鑑みなされたもの
で、撥水性・防汚性のすぐれた、かつ安価なプラスチッ
ク材料を用いた事務用品を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の事務用品は、プラスチック製事務用品であっ
て、プラスチック成形品基材表面にシロキサン結合を介
してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられ
たプラスチック成形品を用いたことを特徴とする。
【0006】前記構成においては、化学吸着膜は単分子
膜であることが好ましい。
【0007】
【作用】前記本発明の構成によれば、プラスチック成形
品基材表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル基
を含有する化学吸着膜が設けられているので、撥水性・
防汚性に優れ、かつプラスチック基材の機械的強度など
の特性をそのまま生きかすことができ、しかも安価なプ
ラスチック成形品を用いた事務用品とすることができる
。すなわち、前記化学吸着膜の表層にはフッ化アルキル
基が存在するから、撥水性・防汚性に優れたものとなる
。また、前記化学吸着膜の基部は、シロキサン結合を介
して化学結合して形成されているので、耐久性に優れた
膜とすることができ、表面を繰り返し洗浄しても前記化
学吸着膜はプラスチック表面から容易には剥離しない。 さらに、本発明の化学吸着膜は、ナノメーター乃至オン
グストローム単位の極薄い膜であるので、プラスチック
基材の機械的強度などの特性を損ねることがない。
【0008】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。
【0009】
【実施例】本発明の事務用品は図1に示すように、プラ
スチック1の表面にシロキサン結合2を介して、フッ化
アルキル基を含有する単分子膜3が形成されたプラスチ
ック成形品を用いる。
【0010】事務用品の中で、万年筆やボールペンには
、セルロース樹脂やアクリル樹脂などが、キャップには
ポリエチレンが、下敷には、硬質塩化ビニル樹脂が、イ
ンク容器にはポリエチレンの中空成形品が、鉛筆入れに
はスチレン樹脂が、鉛筆削り器にはスチレン樹脂が、タ
イプライターや複写機のケースにはABS樹脂、ナイロ
ン樹脂、フェノール樹脂が、押しボタンやつまみには、
ユリア樹脂、セルロース樹脂が利用されている。
【0011】本発明の事務用品に用いるプラスチック成
形品表面に設けられる化学吸着膜は、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形成するこ
とが好ましい。
【0012】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 (CF2 )7 
(CF2 )2 SiCl3 ,CF3 CH2 O(
CH2 )15SiCl3 ,CF3 (CH2 )2
 Si(CH3 )2 (CH2)15SiCl3 ,
F(CF2 )4 (CH2 )2 Si(CH3 )
2 (CH2 )9 SiCl3 ,F(CF2 )8
 (CH2 )2 Si(CH3 )2 (CH2 )
9 SiCl3 ,CF3 COO(CH2 )15S
iCl3 ,CF3 (CF2 )5 (CH2 )2
 SiCl3 などのようなトリクロロシラン系界面活
性剤をはじめ、例えばCF3 (CF2 )7 (CH
2 )2 SiCln (CH3 )3−n ,CF3
 (CF2 )7 (CH2 )2 SiCln (C
2 H5 )3−n ,CF3 CH2O(CH2 )
15SiCln (CH3 )3−n ,CF3 CH
2O(CH2 )15SiCln (C2 H5 )3
−n ,CF3 (CH2 )2 Si(CH3 )2
 (CH2 )15SiCln (CH3 )3−n 
,F(CF2 )4 (CH2 )2 Si(CH3 
)2 (CH2 )9 SiCln (C2 H5 )
3−n ,F(CF2 )8 (CH2 )2 Si(
CH3 )2 (CH2 )9 SiCln (CH3
 )3−n ,CF3 COO(CH2 )15SiC
ln (CH3 )3−n ,CF3 (CF2 )5
 (CH2 )2 SiCln (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ることから好ましい。また、
CF3 (CF2 )n CH2 CH2 SiCl3
 (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、化学吸着性と撥水・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、フッ化アルキル鎖部分にエチレン基やアセチレン
基を組み込んでおけば、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。
【0013】本発明に使用でき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 、R3 をフッ
化アルキル基又は炭化水素基として一般式R2 SiC
l2 、R3 SiCl、R1 R2 SiCl2 も
しくはR1 R2 R3 SiCl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 、
SiH2 Cl2 、Cl−(SiCl2 O)n −
SiCl3 (但し式中nは自然数)、SiClm (
CH3 )4−m 、SiClm (C2 H5 )4
−m (但し式中mは1〜3の整数)、HSiCll 
(CH3 )3−l 、HSiCll (C2 H5 
)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、プラスチック成形品表面が親水性と
なる。
【0014】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、撥水性、防汚性等の機能がより高められる
【0015】本発明の事務用品に用いられるプラスチッ
ク成形品表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル
基を含有する化学吸着膜を形成する方法は、プラスチッ
ク成形品表面を酸化処理して親水性にする工程と、酸化
処理した表面を非水系の有機溶媒に浸漬等により接触さ
せて、基材の表面にクロロシラン系界面活性剤を化学吸
着させ、シロキサン結合を介してフッ化アルキル基を含
有する化学吸着膜を形成する工程を含むことが好ましい
【0016】前記プラスチック成形品表面を酸化処理す
る手段としては、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。
【0017】本発明の事務用品に用いられるプラスチッ
ク成形品表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル
基を含有する化学吸着膜を形成する方法に用いる非水系
溶媒は、化学吸着膜を形成するプラスチック成形品を溶
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。
【0018】また、本発明の事務用品に用いられるプラ
スチック成形品表面に形成される化学吸着膜は、単分子
化学吸着膜一層だけでも充分に機能が発揮される。単分
子化学吸着膜を一層だけ形成するには、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
は勿論である。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。
【0019】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。
【0020】実施例1 ボールペン用に成形したアクリル樹脂をUVドライ・ス
トリッパー中で10分間、酸素プラズマ処理して(酸素
流量:1l/min)表面を酸化処理した後、ヘプタデ
カフルオロデシルトリクロロシランの10−2mol 
/lシクロヘキサン溶液に室温、窒素雰囲気下で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アクリル樹脂表面に形
成した。約15オングストロームの厚さの単分子膜が形
成できた。
【0021】実施例2 実施例1のボールペン用に成形したアクリル樹脂を下敷
用硬質塩化ビニル樹脂に、シクロヘキサンを1,1−ジ
クロロ,1−フルオロエタンに代えて実施例1と同様の
実験をした。
【0022】実施例3 実施例1のボールペン用に成形したアクリル樹脂を鉛筆
削り器用に成形したスチレン樹脂に代え、酸素プラズマ
処理した後、まず1wt%のテトラクロロシラン溶液(
溶媒:1,1−ジクロロ,1−フルオロエタン)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テ
トラクロロシランを1,1−ジクロロ,1−フルオロエ
タンで洗浄して、しかる後純水で洗浄し、乾燥した試料
を用いてシクロヘキサンを1,1−ジクロロ,1−フル
オロエタンに代えて、実施例1と同様の実験をした。
【0023】実施例1〜3の事務用品を通常使用される
状態で1000時間連続使用した。
【0024】比較例として、化学吸着膜を形成していな
い製品を使用した。1000時間後、両者の防汚性を比
べてみた。
【0025】比較例では、プラスチックの表面が著しく
汚れており、布でふいても汚れが取れなかったが、本発
明の実施例では、ほとんど汚れがつかなかった。また、
汚れがついていても、布でふくだけで簡単に取ることが
できた。また実施例のものは撥水性にも優れていた。
【0026】以上の結果から明らかなように、比較例の
事務用品では、1000時間使用後では、防汚性が見ら
れなかったが、本発明の事務用品では、顕著な防汚性が
確認できた。
【0027】以上のように本実施例の事務用品は、プラ
スチック成形品の表面にシロキサン結合を介してフッ化
アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられたものを用
いることにより、従来のものに比べて、防汚性が著しく
優れている。
【0028】また、本発明の事務用品は汎用樹脂を用い
るので、フッ素樹脂を用いるよりも安価にできる。また
、分子1層のコーティングが可能なので、透明性を要求
されるところにも用いられる。このように本発明は工業
的価値の大なるものである。
【0029】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、プ
ラスチック成形品基材表面にシロキサン結合を介してフ
ッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられている
ので、撥水性・防汚性に優れ、かつプラスチック基材の
機械的強度などの特性をそのまま生かすことができ、し
かも安価なプラスチック成形品を用いた事務用品とする
ことができる。
【0030】また、化学吸着膜は単分子膜であるという
本発明の好ましい構成によれば、均一な厚さの薄い膜と
することができるので、透明性に優れ、基材の美観を損
ねることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の事務用品に用いるプラスチック成
形品の分子レベルまで拡大した概念断面図。
【符号の説明】
1…プラスチック成形品 2…シロキサン結合 3…化学吸着膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  プラスチック製事務用品であって、プ
    ラスチック成形品基材表面にシロキサン結合を介してフ
    ッ化アルキル基を含有する化学吸着膜が設けられたプラ
    スチック成形品を用いたことを特徴とする事務用品。
  2. 【請求項2】  化学吸着膜が単分子膜である請求項1
    に記載の事務用品。
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