JPH04366140A - 防曇撥油膜およびその製造方法 - Google Patents
防曇撥油膜およびその製造方法Info
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- JPH04366140A JPH04366140A JP3143499A JP14349991A JPH04366140A JP H04366140 A JPH04366140 A JP H04366140A JP 3143499 A JP3143499 A JP 3143499A JP 14349991 A JP14349991 A JP 14349991A JP H04366140 A JPH04366140 A JP H04366140A
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- chlorosilyl
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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
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐久性の防曇撥油単
分子膜または防曇撥油単分子累積膜に関するものである
。さらに詳しくは、透明性基材の表面の防曇撥油性向上
のため、ナノメータレベルの膜厚で形成された親水性で
かつ撥油性の高い表面が親水基で被われた防曇撥油を目
的としたフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜に関
するものである。
分子膜または防曇撥油単分子累積膜に関するものである
。さらに詳しくは、透明性基材の表面の防曇撥油性向上
のため、ナノメータレベルの膜厚で形成された親水性で
かつ撥油性の高い表面が親水基で被われた防曇撥油を目
的としたフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】窓ガラス、浴室の鏡、眼鏡のレンズなど
水蒸気や水滴によって曇りやすい表面に対して防曇性を
付与することは、従来から様々な提案がなされてきた。
水蒸気や水滴によって曇りやすい表面に対して防曇性を
付与することは、従来から様々な提案がなされてきた。
【０００３】従来、ガラスやプラスチックなどの基材の
防曇性を向上させる方法として、ポリエチレングリコー
ル変性体、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）な
どの親水性コーティング膜を塗布したり、各種シリコー
ン系樹脂を塗布する方法が数多く提案されている。
防曇性を向上させる方法として、ポリエチレングリコー
ル変性体、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）な
どの親水性コーティング膜を塗布したり、各種シリコー
ン系樹脂を塗布する方法が数多く提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ーン系樹脂は透明性が低いので基材の色調や光沢を保持
したままで塗布しようとすれば、塗布厚をきわめて薄く
する必要があった。ところが、シリコーン系樹脂は、硬
度が低く耐引っかき性に劣る欠点があるため、塗膜を薄
くすることは耐久性の劣化につながるという問題点があ
った。ポリエチレングリコール変性体、ポリ（ヒドロキ
シエチルメタクリレート）なども同様に耐摩耗性が低く
、耐久性に劣るという問題があった。
ーン系樹脂は透明性が低いので基材の色調や光沢を保持
したままで塗布しようとすれば、塗布厚をきわめて薄く
する必要があった。ところが、シリコーン系樹脂は、硬
度が低く耐引っかき性に劣る欠点があるため、塗膜を薄
くすることは耐久性の劣化につながるという問題点があ
った。ポリエチレングリコール変性体、ポリ（ヒドロキ
シエチルメタクリレート）なども同様に耐摩耗性が低く
、耐久性に劣るという問題があった。
【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するため
、ナノメーターレベルの薄い均一厚さの単分子膜および
その累積膜を応用することにより、防曇撥油性に優れ、
かつ基材の色調や光沢を保持したままで傷つきにくく、
耐引っかき性が高く表面が親水性のフッ化炭素系の塗膜
を提供することを目的とする。
、ナノメーターレベルの薄い均一厚さの単分子膜および
その累積膜を応用することにより、防曇撥油性に優れ、
かつ基材の色調や光沢を保持したままで傷つきにくく、
耐引っかき性が高く表面が親水性のフッ化炭素系の塗膜
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の防曇撥油膜は、基体表面にフッ素を含む単分
子膜が基体とシロキサン結合を介して形成され、前記化
学吸着単分子膜の表面に親水性基が固定されていること
を特徴とする。
、本発明の防曇撥油膜は、基体表面にフッ素を含む単分
子膜が基体とシロキサン結合を介して形成され、前記化
学吸着単分子膜の表面に親水性基が固定されていること
を特徴とする。
【０００７】前記構成においては、フッ素を含む化学吸
着単分子膜が累積されているものであることが好ましい
。次に本発明の第１の製造方法は、表面に水酸基を含む
基体を用意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ
化炭素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて、
前記基体表面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の
一端のクロロシリル基とを反応させる工程と、非水系有
機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記活性剤を洗
浄除去した後、水と反応させて、表面に親水性基が固定
された単分子膜を前記基体上に形成する工程を含むこと
を特徴とする。
着単分子膜が累積されているものであることが好ましい
。次に本発明の第１の製造方法は、表面に水酸基を含む
基体を用意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ
化炭素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて、
前記基体表面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の
一端のクロロシリル基とを反応させる工程と、非水系有
機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記活性剤を洗
浄除去した後、水と反応させて、表面に親水性基が固定
された単分子膜を前記基体上に形成する工程を含むこと
を特徴とする。
【０００８】前記構成においては、クロロシリル基を分
子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤として
Ｘｐ Ｃｌ３−ｐ Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ２ ）ｎ
−Ｒ２ −ＳｉＸｑ Ｃｌ３−ｑ （ただし、ｎは整
数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル基またはシリコン若しく
は酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、Ｘは
Ｈまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０または１また
は２）、または Ｒ１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −ＳｉＸｐ
Ｃｌ３−ｐ （ただし、ｎは整数、Ｒ１ は不飽和基
またはジメチルシリル基、Ｒ２ およびＲ３ はアルキ
ル基またはシリコン若しくは酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基
、ｐは０または１または２）を用いることが好ましい。
子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤として
Ｘｐ Ｃｌ３−ｐ Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ２ ）ｎ
−Ｒ２ −ＳｉＸｑ Ｃｌ３−ｑ （ただし、ｎは整
数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル基またはシリコン若しく
は酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、Ｘは
Ｈまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０または１また
は２）、または Ｒ１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −ＳｉＸｐ
Ｃｌ３−ｐ （ただし、ｎは整数、Ｒ１ は不飽和基
またはジメチルシリル基、Ｒ２ およびＲ３ はアルキ
ル基またはシリコン若しくは酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基
、ｐは０または１または２）を用いることが好ましい。
【０００９】次に本発明の第２の製造方法は、表面に水
酸基を含む基体を用意し、クロロシリル基を一端に含み
他の一端に反応性官能基不飽和基を含む界面活性剤を混
ぜた非水系溶媒に接触させ、前記基体表面の水酸基と前
記活性剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程と
、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記
活性剤を洗浄除去し、前記基体上に単分子膜を形成する
工程と、基板表面の反応性官能基をクロロシリル基に対
して活性な基に変化させる工程と、さらにクロロシリル
基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤を混ぜた
非水系溶媒に接触させて前記単分子表面の活性な基と前
記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリル基とを
反応させて前記活性剤を前記基体表面に析出させる工程
と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前
記活性剤を洗浄除去した後水と反応させて、前記基体上
にシラノール基を複数個含む界面活性剤よりなる単分子
膜を累積する工程とを含むことを特徴とする。
酸基を含む基体を用意し、クロロシリル基を一端に含み
他の一端に反応性官能基不飽和基を含む界面活性剤を混
ぜた非水系溶媒に接触させ、前記基体表面の水酸基と前
記活性剤の一端のクロロシリル基とを反応させる工程と
、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前記
活性剤を洗浄除去し、前記基体上に単分子膜を形成する
工程と、基板表面の反応性官能基をクロロシリル基に対
して活性な基に変化させる工程と、さらにクロロシリル
基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性剤を混ぜた
非水系溶媒に接触させて前記単分子表面の活性な基と前
記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリル基とを
反応させて前記活性剤を前記基体表面に析出させる工程
と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に残った余分な前
記活性剤を洗浄除去した後水と反応させて、前記基体上
にシラノール基を複数個含む界面活性剤よりなる単分子
膜を累積する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】前記本発明の第１〜２の製造方法において
は、表面に水酸基を含む基体としてガラスを用いること
ができる。また前記本発明の第１〜２の製造方法におい
ては、表面に水酸基を含む基体として、予め表面を酸素
を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化したプラスチ
ックを用いることができる。
は、表面に水酸基を含む基体としてガラスを用いること
ができる。また前記本発明の第１〜２の製造方法におい
ては、表面に水酸基を含む基体として、予め表面を酸素
を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化したプラスチ
ックを用いることができる。
【００１１】
【作用】前記した本発明の構成によれば、表面が親水性
で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメータレベルの
膜厚のフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜を、基
材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成するため
、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐引っか
き性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメータレベルの
膜厚のフッ化炭素系単分子膜または単分子累積膜を、基
材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成するため
、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐引っか
き性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
【００１２】すなわち、基体表面にフッ素を含む単分子
膜が基体とシロキサン結合（共有結合）を介して形成さ
れているので、耐引っかき性や耐摩耗性に優れ、防曇撥
油性にも優れる。また化学吸着単分子膜の表面には親水
性基が固定されているので、防曇撥油性にも優れる。
膜が基体とシロキサン結合（共有結合）を介して形成さ
れているので、耐引っかき性や耐摩耗性に優れ、防曇撥
油性にも優れる。また化学吸着単分子膜の表面には親水
性基が固定されているので、防曇撥油性にも優れる。
【００１３】また、前記フッ素を含む化学吸着単分子膜
が累積されているという本発明の好ましい構成によれば
、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また前
記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防曇
撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することがで
きる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を効
率良く得ることができる。
が累積されているという本発明の好ましい構成によれば
、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また前
記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防曇
撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することがで
きる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を効
率良く得ることができる。
【００１４】また前記した本発明の第２の製造方法によ
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
【００１５】
【実施例】本発明は、基体としてガラスやプラスチック
（プラスチックの場合は、表面を酸化して親水性にして
おくか表面が親水性のものを用いるのが好ましい）を用
意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系
界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記基体表
面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロ
ロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記基体表面に
析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に
残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させ
て、前記基体上にシラノール基を複数個含む界面活性剤
よりなる単分子膜を形成する工程とを複数回繰り返して
、表面が水酸基で被われた親水撥油性フッ素系化学吸着
単分子累積膜を製造する方法により、フッ素を含むシロ
キサン系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている
防曇撥油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供で
きる。
（プラスチックの場合は、表面を酸化して親水性にして
おくか表面が親水性のものを用いるのが好ましい）を用
意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系
界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記基体表
面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロ
ロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記基体表面に
析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基体上に
残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と反応させ
て、前記基体上にシラノール基を複数個含む界面活性剤
よりなる単分子膜を形成する工程とを複数回繰り返して
、表面が水酸基で被われた親水撥油性フッ素系化学吸着
単分子累積膜を製造する方法により、フッ素を含むシロ
キサン系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている
防曇撥油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供で
きる。
【００１６】このとき、クロロシリル基を分子両末端に
含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘｐ Ｃｌ３−ｐ Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ
２ ）ｎ −Ｒ２ −ＳｉＸｑ Ｃｌ３−ｑ （ｎは整
数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル基またはシリコンや酸素
原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまた
はアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１または２
）を用いると好都合である。
含むフッ化炭素系界面活性剤として Ｘｐ Ｃｌ３−ｐ Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ
２ ）ｎ −Ｒ２ −ＳｉＸｑ Ｃｌ３−ｑ （ｎは整
数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル基またはシリコンや酸素
原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまた
はアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または１または２
）を用いると好都合である。
【００１７】また、フッ化炭素系化学吸着単分子膜を累
積する工程において、クロロシリル基を一端に含み他の
一端に反応性官能基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記物質を前記基体
表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し前記基体上
に単分子膜を形成する工程と、化学試薬で処理したり、
あるいは反応性ガス中でプラズマ処理したり、反応性ガ
ス中でエネルギービームを照射して、基板表面の反応性
官能基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる
工程とを複数回繰り返して、フッ素系化学吸着単分子累
積膜を製造する方法を用いて、フッ素を含むシロキサン
系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供できる。
積する工程において、クロロシリル基を一端に含み他の
一端に反応性官能基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記物質を前記基体
表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記基
体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し前記基体上
に単分子膜を形成する工程と、化学試薬で処理したり、
あるいは反応性ガス中でプラズマ処理したり、反応性ガ
ス中でエネルギービームを照射して、基板表面の反応性
官能基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる
工程とを複数回繰り返して、フッ素系化学吸着単分子累
積膜を製造する方法を用いて、フッ素を含むシロキサン
系単分子膜を介して表面が水酸基で被われている防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を提供できる。
【００１８】このとき、クロロシリル基を一端に複数個
含み他の一端に反応性官能基を含む界面活性剤としてＲ
１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −ＳｉＸｐ
Ｃｌ３−ｐ （ｎは整数、Ｒ１ は不飽和基またはジメ
チルシリル基、Ｒ２およびＲ３ はアルキル基またはシ
リコンや酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い
、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐは０または１
または２）を用いると好都合である。
含み他の一端に反応性官能基を含む界面活性剤としてＲ
１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −ＳｉＸｐ
Ｃｌ３−ｐ （ｎは整数、Ｒ１ は不飽和基またはジメ
チルシリル基、Ｒ２およびＲ３ はアルキル基またはシ
リコンや酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い
、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐは０または１
または２）を用いると好都合である。
【００１９】以下に本発明の表面が親水性のフッ化炭素
系化学吸着単分子膜の累積に用いる化学吸着剤と単分子
膜の累積方法の実施例を順に説明する。本発明に関する
フッ化炭素系単分子累積膜の作製には、両端にクロルシ
ラン基（ＳｉＣｌｎ Ｘ３−ｎ 基、ｎ＝１、２、３、
Ｘは官能基）を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する直鎖
状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使用可
能であるが、特に、クロロシリル基を分子両末端に複数
個含むフッ化炭素系界面活性剤としてＸｐ Ｃｌ３−ｐ
Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ２ −ＳｉＸｑ
Ｃｌ３−ｑ （ｎは整数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル
基またはシリコンや酸素原子を含む置換基を表わすがな
くとも良い、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐ、
ｑは０または１または２）を用いると好都合である。
系化学吸着単分子膜の累積に用いる化学吸着剤と単分子
膜の累積方法の実施例を順に説明する。本発明に関する
フッ化炭素系単分子累積膜の作製には、両端にクロルシ
ラン基（ＳｉＣｌｎ Ｘ３−ｎ 基、ｎ＝１、２、３、
Ｘは官能基）を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する直鎖
状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使用可
能であるが、特に、クロロシリル基を分子両末端に複数
個含むフッ化炭素系界面活性剤としてＸｐ Ｃｌ３−ｐ
Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ２ −ＳｉＸｑ
Ｃｌ３−ｑ （ｎは整数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル
基またはシリコンや酸素原子を含む置換基を表わすがな
くとも良い、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐ、
ｑは０または１または２）を用いると好都合である。
【００２０】また、他のフッ化炭素系化学吸着単分子膜
を累積する方法として、一端にクロルシラン基（ＳｉＣ
ｌｎ Ｘ３−ｎ 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を
他の一端に反応性官能基を有し、内部にフッ化炭素鎖を
有する直鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべ
てが使用可能であるが、特に、フッ化炭素系界面活性剤
としてＲ１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −Ｓ
ｉＸｐ Ｃｌ３−ｐ （ｎは整数、Ｒ１ はビニル基や
アセチレン基等の不飽和基またはジメチルシリル基、Ｒ
２ およびＲ３ はアルキル基またはシリコンや酸素原
子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたは
アルキル基等の置換基、ｐは０または１または２）を用
いると好都合であるが、以下、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２
）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ
Ｃｌ３ とＣＨ２ ＝ＣＨ−−（ＣＦ２ ）６ −（Ｃ
Ｈ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ 、ＨＳｉ（ＣＨ３ ）２
−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）
２ −ＳｉＣｌ３ を用いてそれぞれ説明する。
を累積する方法として、一端にクロルシラン基（ＳｉＣ
ｌｎ Ｘ３−ｎ 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を
他の一端に反応性官能基を有し、内部にフッ化炭素鎖を
有する直鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべ
てが使用可能であるが、特に、フッ化炭素系界面活性剤
としてＲ１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −Ｓ
ｉＸｐ Ｃｌ３−ｐ （ｎは整数、Ｒ１ はビニル基や
アセチレン基等の不飽和基またはジメチルシリル基、Ｒ
２ およびＲ３ はアルキル基またはシリコンや酸素原
子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまたは
アルキル基等の置換基、ｐは０または１または２）を用
いると好都合であるが、以下、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２
）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ
Ｃｌ３ とＣＨ２ ＝ＣＨ−−（ＣＦ２ ）６ −（Ｃ
Ｈ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ 、ＨＳｉ（ＣＨ３ ）２
−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）
２ −ＳｉＣｌ３ を用いてそれぞれ説明する。
【００２１】実施例１
まず、図１に示すように、透明基体１（ガラス、その他
表面が酸化された基体ならよいが、プラスチック等の撥
水性基体の場合は、表面を重クロム酸やＯ２プラズマで
処理して酸化し親水性にすればよい）を用意し（図１（
ａ））、よく乾燥した後、分子両末端にクロロシリル基
を複数個含む物質、例えばＣｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）
２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ
３ を用い、１ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％
ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると
、親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれているので
、クロロシリル（−ＳｉＣｌ）基を分子両末端に複数個
含む物質の何れか片方のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応
し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化１）
に示す結合が生成される。
表面が酸化された基体ならよいが、プラスチック等の撥
水性基体の場合は、表面を重クロム酸やＯ２プラズマで
処理して酸化し親水性にすればよい）を用意し（図１（
ａ））、よく乾燥した後、分子両末端にクロロシリル基
を複数個含む物質、例えばＣｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）
２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ
３ を用い、１ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％
ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度浸漬すると
、親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれているので
、クロロシリル（−ＳｉＣｌ）基を分子両末端に複数個
含む物質の何れか片方のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応
し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化１）
に示す結合が生成される。
【００２２】
【化１】
【００２３】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し、水洗する
と、下記（化２）で表わされるシロキサン系単分子膜３
が表面と化学結合（共有結合）した状態でおよそ１５オ
ングストロームの膜厚で形成できた（図１（ｂ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し、水洗する
と、下記（化２）で表わされるシロキサン系単分子膜３
が表面と化学結合（共有結合）した状態でおよそ１５オ
ングストロームの膜厚で形成できた（図１（ｂ））。
【００２４】
【化２】
【００２５】つぎに、化学吸着工程から水洗工程までを
もう一度繰り返すと図１（ｃ）で示される２分子膜４を
形成できた。以下、同様に化学吸着工程から水洗工程を
必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で被われた
親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭素系化学
吸着単分子累積膜を作成できた。
もう一度繰り返すと図１（ｃ）で示される２分子膜４を
形成できた。以下、同様に化学吸着工程から水洗工程を
必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸基で被われた
親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭素系化学
吸着単分子累積膜を作成できた。
【００２６】なお、この膜は、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、上
記実施例では、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（Ｃ
Ｆ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用い
たが、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）
８ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ やＣｌ（ＣＨ３
）２ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −
（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ 、Ｃｌ（ＣＨ３ ）２
Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２）８ −（ＣＨ２
）２ −ＳｉＣｌ３ 、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）
２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ（Ｃ
Ｈ３ ）２ Ｃｌ、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −
（ＣＦ２ ）８ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ（ＣＨ３
）２ Ｃｌ等が利用できた。
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、上
記実施例では、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（Ｃ
Ｆ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用い
たが、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）
８ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ やＣｌ（ＣＨ３
）２ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −
（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ 、Ｃｌ（ＣＨ３ ）２
Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２）８ −（ＣＨ２
）２ −ＳｉＣｌ３ 、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）
２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ（Ｃ
Ｈ３ ）２ Ｃｌ、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −
（ＣＦ２ ）８ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓｉ（ＣＨ３
）２ Ｃｌ等が利用できた。
【００２７】実施例２
まず、図２に示すように、実施例１と同様のガラス基体
１を用意し（図２（ａ））、よく乾燥した後、一端にク
ロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端に反
応性官能基基（例えば、ビニル基）を含む物質、例えば
ＣＨ２ ＝ＣＨ−（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２
−ＳｉＣｌ３ を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした
８０ｗｔ％ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシク
ロヘキシル等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗ
ｔ％クロロホルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度
浸漬すると、親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれ
ているので、一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複
数個含み他の一端にビニル基を含む物質のＳｉＣｌ基と
前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘
り、下記（化３）で示す単分子膜５が形成できた（図２
（ｂ））。
１を用意し（図２（ａ））、よく乾燥した後、一端にク
ロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端に反
応性官能基基（例えば、ビニル基）を含む物質、例えば
ＣＨ２ ＝ＣＨ−（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２
−ＳｉＣｌ３ を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした
８０ｗｔ％ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシク
ロヘキシル等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗ
ｔ％クロロホルム溶液を調整し、前記基体を２時間程度
浸漬すると、親水性基体の表面は水酸基２が多数含まれ
ているので、一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複
数個含み他の一端にビニル基を含む物質のＳｉＣｌ基と
前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘
り、下記（化３）で示す単分子膜５が形成できた（図２
（ｂ））。
【００２８】
【化３】
【００２９】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し反応性ガス
雰囲気中でエネルギービーム（電子線やイオンビーム、
ガンマ線、紫外線等）を照射（例えば、空気中で電子線
を５Ｍｒａｄ程度照射）すると、下記化４〜６で表わさ
れる分子の混った単分子膜６が表面と化学結合した状態
で形成できた（図２（ｃ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去し反応性ガス
雰囲気中でエネルギービーム（電子線やイオンビーム、
ガンマ線、紫外線等）を照射（例えば、空気中で電子線
を５Ｍｒａｄ程度照射）すると、下記化４〜６で表わさ
れる分子の混った単分子膜６が表面と化学結合した状態
で形成できた（図２（ｃ））。
【００３０】
【化４】
【００３１】
【化５】
【００３２】
【化６】
【００３３】つぎに、ＣＨ２ ＝ＣＨ−（ＣＦ２ ）６
−（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用いた化学吸着
工程から水洗工程をもう一度繰り返せば図２（ｄ）で示
されるフッ化炭素基を含む２分子膜７を作成できた。
−（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用いた化学吸着
工程から水洗工程をもう一度繰り返せば図２（ｄ）で示
されるフッ化炭素基を含む２分子膜７を作成できた。
【００３４】以下、同様に化学吸着工程からエネルギー
ビーム照射工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が
水酸基やイミノ基等で被われた親水撥油性できわめて密
着強度の高いフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成
できた。
ビーム照射工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が
水酸基やイミノ基等で被われた親水撥油性できわめて密
着強度の高いフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成
できた。
【００３５】なお、この膜は、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐久性にも優れていた。 実施例３ まず、図３に示すように、プラスチック基体１を用意し
、表面を重クロム酸で処理して酸化し親水性に加工した
後よく乾燥し（図３（ａ））、一端にクロロシリル基（
−ＳｉＣｌ）を複数個含み、他の一端にジメチルシリル
基（ＨＳｉ（ＣＨ３ ）２ −）を含む物質、例えばＨ
Ｓｉ（ＣＨ３ ）２ −（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２
）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用い、２ｗ
ｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキサデカン（ト
ルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等でもよい）、１
２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホルム溶液を調整
し、前記基体を２時間程度浸漬すると、親水性基体の表
面は水酸基２が多数含まれているので、一端にクロロシ
リル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端にジメチル
シリル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し
脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化７）で
示す単分子膜８が形成できた（図３（ｂ））。
であるにも関わらず、親水性を示した。そして防曇撥油
性に優れ、耐久性にも優れていた。 実施例３ まず、図３に示すように、プラスチック基体１を用意し
、表面を重クロム酸で処理して酸化し親水性に加工した
後よく乾燥し（図３（ａ））、一端にクロロシリル基（
−ＳｉＣｌ）を複数個含み、他の一端にジメチルシリル
基（ＨＳｉ（ＣＨ３ ）２ −）を含む物質、例えばＨ
Ｓｉ（ＣＨ３ ）２ −（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２
）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用い、２ｗ
ｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキサデカン（ト
ルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等でもよい）、１
２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホルム溶液を調整
し、前記基体を２時間程度浸漬すると、親水性基体の表
面は水酸基２が多数含まれているので、一端にクロロシ
リル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端にジメチル
シリル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し
脱塩酸反応が生じ基体表面全面に亘り、下記（化７）で
示す単分子膜８が形成できた（図３（ｂ））。
【００３６】
【化７】
【００３７】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し基
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去した後、ＫＦ
およびＫＨＣＯ３ 、ＭｅＯＨ、ＴＨＦを含むＨ２ Ｏ
２ 溶液で１０時間程度処理すると、下記（化８）で表
わされる単分子膜９が表面と化学結合した状態で形成で
きた（図５（ｃ））。
体表面に残留した余分の界面活性剤を除去した後、ＫＦ
およびＫＨＣＯ３ 、ＭｅＯＨ、ＴＨＦを含むＨ２ Ｏ
２ 溶液で１０時間程度処理すると、下記（化８）で表
わされる単分子膜９が表面と化学結合した状態で形成で
きた（図５（ｃ））。
【００３８】
【化８】
【００３９】つぎに、ＨＳｉ（ＣＨ３ ）２ −（ＣＨ
２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓ
ｉＣｌ３ を用いた化学吸着工程からＨ２ Ｏ２ 処理
工程をもう一度繰り返すと、図３（ｄ）で示されるフッ
化炭素基を含む２分子膜１０を作成できた。
２ ）２ −（ＣＦ２ ）６ −（ＣＨ２ ）２ −Ｓ
ｉＣｌ３ を用いた化学吸着工程からＨ２ Ｏ２ 処理
工程をもう一度繰り返すと、図３（ｄ）で示されるフッ
化炭素基を含む２分子膜１０を作成できた。
【００４０】以下、同様に化学吸着工程からＨ２ Ｏ２
処理工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸
基で被われた親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ
化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
処理工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が水酸
基で被われた親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ
化炭素系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
【００４１】なお、この膜も、フッ化炭素系の単分子膜
であるにも関わらず、親水性を示した。また、防曇撥油
性、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、最後の吸
着工程で、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２
）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用いると
、さらに親水性を改善できた。
であるにも関わらず、親水性を示した。また、防曇撥油
性、耐摩耗性、耐久性にも優れていた。また、最後の吸
着工程で、Ｃｌ３ Ｓｉ−（ＣＨ２ ）２ −（ＣＦ２
）６ −（ＣＨ２ ）２ −ＳｉＣｌ３ を用いると
、さらに親水性を改善できた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、表
面が親水性で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメー
タレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜や単分子累積膜
を、基材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成す
るため、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐
引っかき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
面が親水性で防曇撥油性に優れたきわめて薄いナノメー
タレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜や単分子累積膜
を、基材表面に化学結合（共有結合）した状態で形成す
るため、基材本来の色調や光沢を損なうことがなく、耐
引っかき性や耐摩耗性に優れた防曇撥油膜が得られる。
【００４３】また、前記フッ素を含む化学吸着単分子膜
が累積されているという本発明の好ましい構成によれば
、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また前
記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防曇
撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することがで
きる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を効
率良く得ることができる。
が累積されているという本発明の好ましい構成によれば
、さらに撥油性に優れた膜とすることができる。また前
記した本発明の第１の製造方法によれば、本発明の防曇
撥油性の単分子膜を効率良く合理的に製造することがで
きる。さらに第１の製造方法を繰り返せば、累積膜を効
率良く得ることができる。
【００４４】また前記した本発明の第２の製造方法によ
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
れば、本発明の防曇撥油性の単分子累積膜を効率良く合
理的に製造することができる。
【図１】本願発明の表面が親水基で被われた防曇撥油性
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
【図２】本願発明の表面が親水基で被われた防曇撥油性
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説明す
るために用いた工程概念図である。
【図３】本願発明の表面がフッ化炭素基被われた防曇撥
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説
明するために用いた工程概念図である。
油性フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜の製造方法を説
明するために用いた工程概念図である。
１ 基体
２ 水酸基
３ 親水性フッ化炭素系単分子膜
Claims (7)
- 【請求項１】 基体表面にフッ素を含む単分子膜が基
体とシロキサン結合を介して形成され、前記化学吸着単
分子膜の表面に親水性基が固定されていることを特徴と
する防曇撥油膜。 - 【請求項２】 フッ素を含む化学吸着単分子膜が累積
されている請求項１記載の防曇撥油膜。 - 【請求項３】 表面に水酸基を含む基体を用意し、ク
ロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素系界面活性
剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて、前記基体表面の水
酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のクロロシリ
ル基とを反応させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記
基体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後、水
と反応させて、表面に親水性基が固定された単分子膜を
前記基体上に形成する工程を含むことを特徴とする防曇
撥油膜の製造方法。 - 【請求項４】 クロロシリル基を分子両末端に含むフ
ッ化炭素系界面活性剤として Ｘｐ Ｃｌ３−ｐ Ｓｉ−Ｒ１ −（ＣＦ
２ ）ｎ −Ｒ２ −ＳｉＸｑ Ｃｌ３−ｑ （ただし
、ｎは整数、Ｒ１ ，Ｒ２ はアルキル基またはシリコ
ン若しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良
い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基、ｐ、ｑは０また
は１または２）、または Ｒ１ −Ｒ２ −（ＣＦ２ ）ｎ −Ｒ３ −ＳｉＸｐ
Ｃｌ３−ｐ （ただし、ｎは整数、Ｒ１ は不飽和基
またはジメチルシリル基、Ｒ２ およびＲ３ はアルキ
ル基またはシリコン若しくは酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換基
、ｐは０または１または２）を用いる請求項３記載の防
曇撥油膜の製造方法。 - 【請求項５】 表面に水酸基を含む基体を用意し、ク
ロロシリル基を一端に含み他の一端に反応性官能基不飽
和基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させ、
前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一端のクロロシリ
ル基とを反応させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記
基体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し、前記基
体上に単分子膜を形成する工程と、基板表面の反応性官
能基をクロロシリル基に対して活性な基に変化させる工
程と、さらにクロロシリル基を分子両末端に含むフッ化
炭素系界面活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記
単分子表面の活性な基と前記フッ化炭素系界面活性剤の
一端のクロロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記
基体表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前
記基体上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水
と反応させて、前記基体上にシラノール基を複数個含む
界面活性剤よりなる単分子膜を累積する工程とを含むこ
とを特徴とする防曇撥油膜の製造方法。 - 【請求項６】 表面に水酸基を含む基体としてガラス
を用いる請求項３，４または５記載の防曇撥油膜の製造
方法。 - 【請求項７】 表面に水酸基を含む基体として、予め
表面を酸素を含むプラズマ雰囲気で処理して親水性化し
たプラスチックを用いる請求項３，４または５記載の防
曇撥油膜の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143499A JP2921532B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
| EP19970110150 EP0799688B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film & method of manufacturing the same |
| EP19920107319 EP0511657B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
| DE69228143T DE69228143T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE69232804T DE69232804T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR1019920007354A KR960014112B1 (ko) | 1991-04-30 | 1992-04-30 | 친수성화학흡착막 및-그 제조방법- |
| US08/250,943 US5466523A (en) | 1991-04-30 | 1994-05-31 | Hydrophilic chemically adsorbed film |
| US08/443,328 US5614263A (en) | 1991-04-30 | 1995-05-17 | Hydropillic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143499A JP2921532B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366140A true JPH04366140A (ja) | 1992-12-18 |
| JP2921532B2 JP2921532B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=15340145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3143499A Expired - Lifetime JP2921532B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-06-14 | 防曇撥油膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921532B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3143499A patent/JP2921532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2921532B2 (ja) | 1999-07-19 |
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