JPH0625449A - 超撥水性フィルム及びその製造方法 - Google Patents
超撥水性フィルム及びその製造方法Info
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- JPH0625449A JPH0625449A JP4180732A JP18073292A JPH0625449A JP H0625449 A JPH0625449 A JP H0625449A JP 4180732 A JP4180732 A JP 4180732A JP 18073292 A JP18073292 A JP 18073292A JP H0625449 A JPH0625449 A JP H0625449A
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- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来、撥水性をもつフィルムとしてはフッ素
系のプラスチックフィルム、あるいは、片面、もしくは
両面に、フッ素系、シリコーン系の撥水性コーティング
材を塗装したプラスチックフィルムなどがあったが、実
用的な撥水性が得られない、フィルムのもつ透明性が得
られない、などの問題があった。本発明は、この問題を
解決すべく、透明性を維持し、超撥水性をもった、低コ
ストで実用に耐える機能性フィルムを提供することを目
的とする。 【構成】 片面または、両面にプラズマ処理によって適
当な微小な突起を形成したプラスチックフィルム上にク
ロロシラン系、または、アルコキシシラン系のフッ素化
合物を化学吸着させ単分子膜を形成することにより透明
性のよい超撥水性フィルムが得られる。
系のプラスチックフィルム、あるいは、片面、もしくは
両面に、フッ素系、シリコーン系の撥水性コーティング
材を塗装したプラスチックフィルムなどがあったが、実
用的な撥水性が得られない、フィルムのもつ透明性が得
られない、などの問題があった。本発明は、この問題を
解決すべく、透明性を維持し、超撥水性をもった、低コ
ストで実用に耐える機能性フィルムを提供することを目
的とする。 【構成】 片面または、両面にプラズマ処理によって適
当な微小な突起を形成したプラスチックフィルム上にク
ロロシラン系、または、アルコキシシラン系のフッ素化
合物を化学吸着させ単分子膜を形成することにより透明
性のよい超撥水性フィルムが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機能性を高めたプラス
チックフィルム、及び、その製造方法に関するものであ
り、とりわけ、撥水性フィルム、及び、その製造方法に
関するものである。
チックフィルム、及び、その製造方法に関するものであ
り、とりわけ、撥水性フィルム、及び、その製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】撥水性をもつ表面を得るためには、その
表面張力を水の表面張力よりも低くすることが必要にな
る。撥水性、すなわち、物質表面のぬれやすさを示す数
字として接触角という考え方がある。表面に水滴を置い
た場合、水滴と表面が接触する角度である。一般に、撥
水性を持つフィルムとしては、実用的には水の接触角で
１６０°近い超撥水状態が必要である。
表面張力を水の表面張力よりも低くすることが必要にな
る。撥水性、すなわち、物質表面のぬれやすさを示す数
字として接触角という考え方がある。表面に水滴を置い
た場合、水滴と表面が接触する角度である。一般に、撥
水性を持つフィルムとしては、実用的には水の接触角で
１６０°近い超撥水状態が必要である。
【０００３】従来の撥水性、透明性をもつフィルムとし
てはフッ素系の四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合樹脂（ＦＥＰ）などのフィルムなどが代表的であ
る。また、最近ではポリエステルフィルムなどの汎用フ
ィルムの表面に撥水性コーティング剤（たとえば、フッ
素系コーティング剤）を塗装することにより撥水性を付
与することが一般的に行われている。
てはフッ素系の四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合樹脂（ＦＥＰ）などのフィルムなどが代表的であ
る。また、最近ではポリエステルフィルムなどの汎用フ
ィルムの表面に撥水性コーティング剤（たとえば、フッ
素系コーティング剤）を塗装することにより撥水性を付
与することが一般的に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フッ素系のフィルムでは透明性が得られるものの、撥水
性については水の接触角で１００°程度と十分に満足で
きるものが得られない。そればかりかコストの面でも実
用的でない。この低コスト化に対応するため、上述のよ
うな汎用フィルム上に撥水性コーティング剤をコートす
ることにより、フィルム表面に機能性を付与する方法が
とられている。しかし、コスト面では改善されるが、撥
水性についてはフッ素系のフィルムと同程度であるのに
加え、耐環境性の面で劣ってしまう。最近、フィルムに
限らず、撥水性を向上させる方法として、フッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂などに無機微粒子を均一に分散し
た複合塗料をコーティング剤に用いる方法やニッケルめ
っき液中にフッソ樹脂の微粒子を分散させめっきを行う
方法などがある。これらの方法を用いると被覆された表
面の形態的効果により水の接触角で１６０°近い超撥水
状態が得られているが、フィルム上に応用してもフィル
ムとの付着力が弱い、フィルムのもつ透明性が維持でき
ないなどの問題が生じてしまう。したがって、フィルム
の透明性を維持し、超撥水性をもった低コストで実用に
耐える撥水性フィルムの出現が望まれていた。
フッ素系のフィルムでは透明性が得られるものの、撥水
性については水の接触角で１００°程度と十分に満足で
きるものが得られない。そればかりかコストの面でも実
用的でない。この低コスト化に対応するため、上述のよ
うな汎用フィルム上に撥水性コーティング剤をコートす
ることにより、フィルム表面に機能性を付与する方法が
とられている。しかし、コスト面では改善されるが、撥
水性についてはフッ素系のフィルムと同程度であるのに
加え、耐環境性の面で劣ってしまう。最近、フィルムに
限らず、撥水性を向上させる方法として、フッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂などに無機微粒子を均一に分散し
た複合塗料をコーティング剤に用いる方法やニッケルめ
っき液中にフッソ樹脂の微粒子を分散させめっきを行う
方法などがある。これらの方法を用いると被覆された表
面の形態的効果により水の接触角で１６０°近い超撥水
状態が得られているが、フィルム上に応用してもフィル
ムとの付着力が弱い、フィルムのもつ透明性が維持でき
ないなどの問題が生じてしまう。したがって、フィルム
の透明性を維持し、超撥水性をもった低コストで実用に
耐える撥水性フィルムの出現が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、片面もしくは両面に微小な突起を形成
したプラスチックフィルムとそのプラスチックフィルム
上に形成したクロロシラン系、メトキシシラン系、およ
び、または、エトキシシラン系フッ素化合物の化学吸着
膜とから構成されている。
達成するために、片面もしくは両面に微小な突起を形成
したプラスチックフィルムとそのプラスチックフィルム
上に形成したクロロシラン系、メトキシシラン系、およ
び、または、エトキシシラン系フッ素化合物の化学吸着
膜とから構成されている。
【０００６】
【作用】本発明の超撥水性フィルムは、フィルムの表面
を酸素を含んだプラズマ処理を施し、１００nm前後の突
起を形成することによって撥水性を向上させる表面形態
的効果を得るだけでなく、形成された突起が１００nm程
度であるために透明性を維持することができ、また、こ
の表面処理によりその上に形成される化学吸着単分子膜
が必要とする反応基をも付与するため、フィルムと化学
吸着単分子膜とが容易に強固な付着力を得ることがで
き、耐環境性、あるいは寿命、コスト面でも優れたもの
となる。
を酸素を含んだプラズマ処理を施し、１００nm前後の突
起を形成することによって撥水性を向上させる表面形態
的効果を得るだけでなく、形成された突起が１００nm程
度であるために透明性を維持することができ、また、こ
の表面処理によりその上に形成される化学吸着単分子膜
が必要とする反応基をも付与するため、フィルムと化学
吸着単分子膜とが容易に強固な付着力を得ることがで
き、耐環境性、あるいは寿命、コスト面でも優れたもの
となる。
【０００７】
【実施例】本発明のうち撥水性、透明性を例に挙げ、実
施例１で図面を参照しながら説明する。
施例１で図面を参照しながら説明する。
【０００８】（実施例１）以下、本発明の実施例１につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【０００９】図１は本発明の超撥水性フィルムの構成図
である。図２は第１図の一部Ｂを分子レベルまで拡大し
た図である。
である。図２は第１図の一部Ｂを分子レベルまで拡大し
た図である。
【００１０】図１において、１は０．１mmの厚みのポリ
エステルフィルム、２はポリエステルフィルム１を酸素
ガスによるプラズマ処理を行って形成された高さ８５nm
のポリエステル表面の微小な突起、３はフッ素含有のク
ロロシラン系化合物（化１）からなる化学吸着膜であ
る。
エステルフィルム、２はポリエステルフィルム１を酸素
ガスによるプラズマ処理を行って形成された高さ８５nm
のポリエステル表面の微小な突起、３はフッ素含有のク
ロロシラン系化合物（化１）からなる化学吸着膜であ
る。
【００１１】
【化１】
【００１２】最初に、超撥水性フィルムの作製手順につ
いて述べる。まず、ポリエステルフィルム１を酸素分圧
１０Paの真空容器内で０．２Ｗ／cm2、５分のプラズマ
処理を行う。その結果、図１に示すように、フィルム表
面から先端までの高さＡが８５nmの微小な突起が形成さ
れ、同時に、フィルム表面が親水化される。このように
して処理されたポリエステルフィルム１を容器から取り
出し、シクロヘキサンの溶媒で希釈した１×１０-2 Mol
/l濃度のフッ素含有クロロシラン系化合物（化１）の溶
液中に１０分浸漬する。ポリエステルの表面は酸素のプ
ラズマ処理によって親水化されているため表面で（化
２）の結合が形成され、フッ素含有のクロロシラン系化
合物（化１）による単分子膜４よりなる吸着膜３が形成
される。（図２）
いて述べる。まず、ポリエステルフィルム１を酸素分圧
１０Paの真空容器内で０．２Ｗ／cm2、５分のプラズマ
処理を行う。その結果、図１に示すように、フィルム表
面から先端までの高さＡが８５nmの微小な突起が形成さ
れ、同時に、フィルム表面が親水化される。このように
して処理されたポリエステルフィルム１を容器から取り
出し、シクロヘキサンの溶媒で希釈した１×１０-2 Mol
/l濃度のフッ素含有クロロシラン系化合物（化１）の溶
液中に１０分浸漬する。ポリエステルの表面は酸素のプ
ラズマ処理によって親水化されているため表面で（化
２）の結合が形成され、フッ素含有のクロロシラン系化
合物（化１）による単分子膜４よりなる吸着膜３が形成
される。（図２）
【００１３】
【化２】
【００１４】このようにしてできた超撥水性フィルムの
撥水性、透明性の評価を行うため、水の接触角、透過率
について測定した。比較サンプルとして、ＦＥＰフィル
ム、フッ素系樹脂をコーティングしたポリエステルフィ
ルム、シリコーン系樹脂に無機微粒子（シリカ）を均一
に分散した複合塗料をコーティングしたポリエステルフ
ィルム、表面に突起を形成せず本発明と同じフッ素系ク
ロロシラン系化合物を使って化学吸着膜を形成したポリ
エステルフィルムの４つを用い、同様に、水の接触角、
透過率について測定した。なお、フィルム厚は、すべて
０．１mmである。
撥水性、透明性の評価を行うため、水の接触角、透過率
について測定した。比較サンプルとして、ＦＥＰフィル
ム、フッ素系樹脂をコーティングしたポリエステルフィ
ルム、シリコーン系樹脂に無機微粒子（シリカ）を均一
に分散した複合塗料をコーティングしたポリエステルフ
ィルム、表面に突起を形成せず本発明と同じフッ素系ク
ロロシラン系化合物を使って化学吸着膜を形成したポリ
エステルフィルムの４つを用い、同様に、水の接触角、
透過率について測定した。なお、フィルム厚は、すべて
０．１mmである。
【００１５】測定結果を（表１）に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この（表１）から明らかなように、本実施
例１により作製した超撥水性フィルムは撥水性、透明性
の両面で優れた機能性フィルムであることがわかる。
例１により作製した超撥水性フィルムは撥水性、透明性
の両面で優れた機能性フィルムであることがわかる。
【００１８】（実施例２）以下、本発明の実施例２につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１９】超撥水性フィルムの作製手順について図面
を参照しながら説明する。図３は本発明の超撥水性フィ
ルムを作製するための化学吸着膜形成装置の概略図であ
る。図３において、５は真空容器、６は密閉容器に入っ
ているフッ素含有のクロロシラン系化合物（化１）、７
は密閉容器のコックである。
を参照しながら説明する。図３は本発明の超撥水性フィ
ルムを作製するための化学吸着膜形成装置の概略図であ
る。図３において、５は真空容器、６は密閉容器に入っ
ているフッ素含有のクロロシラン系化合物（化１）、７
は密閉容器のコックである。
【００２０】実施例１と同様のプラズマ処理を行いフィ
ルム表面に微小な突起を形成した後、真空容器内を１×
１０-3Paになるまで排気する。次に、密閉容器のコック
７を開きフッ素含有のクロロシラン系化合物６の原液を
気化させる。すると、プラズマ処理を行ったフィルムの
表面が親水化されているため、気化した（化１）とフィ
ルム表面とで（化２）の結合が形成され、フッ素含有の
クロロシラン系化合物による単分子膜４よりなる吸着膜
３が形成される。
ルム表面に微小な突起を形成した後、真空容器内を１×
１０-3Paになるまで排気する。次に、密閉容器のコック
７を開きフッ素含有のクロロシラン系化合物６の原液を
気化させる。すると、プラズマ処理を行ったフィルムの
表面が親水化されているため、気化した（化１）とフィ
ルム表面とで（化２）の結合が形成され、フッ素含有の
クロロシラン系化合物による単分子膜４よりなる吸着膜
３が形成される。
【００２１】このようにしてできた超撥水性フィルムを
実施例１と同様の評価を行った。測定結果を（表２）に
示す。
実施例１と同様の評価を行った。測定結果を（表２）に
示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】この（表２）から明らかなように、本実施
例２により作製した超撥水性フィルムは、実施例１と同
様に、撥水性、透明性の両面に渡り優れた機能性フィル
ムであると同時に、同じ真空容器内で一括して膜形成ま
でできるため工程時間の短縮、低コスト化も実現可能と
なる。
例２により作製した超撥水性フィルムは、実施例１と同
様に、撥水性、透明性の両面に渡り優れた機能性フィル
ムであると同時に、同じ真空容器内で一括して膜形成ま
でできるため工程時間の短縮、低コスト化も実現可能と
なる。
【００２４】なお、実施例１または２においてクロロシ
ラン系化合物として（化１）を用いたが、他のフッ素含
有クロロシラン系化合物、例えば、（化３）や（化４）
などを用いても同じ効果は得られる。
ラン系化合物として（化１）を用いたが、他のフッ素含
有クロロシラン系化合物、例えば、（化３）や（化４）
などを用いても同じ効果は得られる。
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】また、本実施例では吸着させる化合物にク
ロロシラン系化合物を用いたが、メトキシシラン系、ま
たは、エトキシシラン系、または、クロロシラン系を含
めた混合系化合物であっても同様の効果を得ることがで
きる。
ロロシラン系化合物を用いたが、メトキシシラン系、ま
たは、エトキシシラン系、または、クロロシラン系を含
めた混合系化合物であっても同様の効果を得ることがで
きる。
【００２８】また、フィルム表面の突起の高さを今回は
８５nmとしたが、１０nm以下になると十分な撥水性が得
られなくなり、また、５００nmを越えるとフィルム表面
の機械的強度が極力弱くなるため、望ましくは１０〜５
００nmである。
８５nmとしたが、１０nm以下になると十分な撥水性が得
られなくなり、また、５００nmを越えるとフィルム表面
の機械的強度が極力弱くなるため、望ましくは１０〜５
００nmである。
【００２９】なお、実施例２で、クロロシラン系化合物
の分子量が大きくなる、すなわち、炭素の数が大きくな
ると蒸発しにくくなるが、原液を適度に加熱することで
対応できるが、直鎖状の場合で炭素の数が２５程度まで
が望ましい。
の分子量が大きくなる、すなわち、炭素の数が大きくな
ると蒸発しにくくなるが、原液を適度に加熱することで
対応できるが、直鎖状の場合で炭素の数が２５程度まで
が望ましい。
【００３０】さらに、本実施例ではポリエステルフィル
ムを使用したが、他のプラスチックフィルムでも同様の
結果が得られることはいうまでもない。
ムを使用したが、他のプラスチックフィルムでも同様の
結果が得られることはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明は、片面もしくは両
面に微小な突起を形成したプラスチックフィルム上にク
ロロシラン系、メトキシシラン系、及び、または、エト
キシシラン系フッ素化合物の化学吸着膜を形成すること
で、透明で優れた撥水性をもった機能性フィルムを手軽
に安価に提供でき、工業的かつ実用的効果は多大であ
る。
面に微小な突起を形成したプラスチックフィルム上にク
ロロシラン系、メトキシシラン系、及び、または、エト
キシシラン系フッ素化合物の化学吸着膜を形成すること
で、透明で優れた撥水性をもった機能性フィルムを手軽
に安価に提供でき、工業的かつ実用的効果は多大であ
る。
【図１】実施例１および２における超撥水性フィルムの
構成図
構成図
【図２】実施例１および２における第１図中のＢ部を膜
形成後、分子レベルまで拡大した断面図
形成後、分子レベルまで拡大した断面図
【図３】実施例２における化学吸着膜形成方法の概略図
１ ポリエステルフィルム ２ プラズマ処理によって形成された微小な突起 ３ フッ素含有のクロロシラン系化合物による単分子膜
により形成された化学吸着膜 ４ 化学吸着した単分子膜 ５ 真空容器 ６ 密閉容器に入ったフッ素含有クロロシラン系化合物 ７ 密閉容器のコック
により形成された化学吸着膜 ４ 化学吸着した単分子膜 ５ 真空容器 ６ 密閉容器に入ったフッ素含有クロロシラン系化合物 ７ 密閉容器のコック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 7/00 ３０６ 7310−4Ｆ Ｃ０９Ｋ 3/18 １０４ 8318−4Ｈ
Claims (6)
- 【請求項１】 片面もしくは両面に微小な突起を形成し
たプラスチックフィルムと前記プラスチックフィルム上
に形成したクロロシラン系、メトキシシラン系、およ
び、または、エトキシシラン系フッ素化合物の化学吸着
膜とからなる超撥水性フィルム。 - 【請求項２】 微小な突起が、少なくとも酸素を含んだ
ガスによるプラズマ処理で形成される請求項１記載の超
撥水性フィルム。 - 【請求項３】 微小な突起のフィルム表面からの高さが
１０〜５００nmであるような請求項１または２記載の撥
水性フィルム。 - 【請求項４】 プラスチックフィルムの片面もしくは両
面に少なくとも酸素を含むガスでプラズマ処理を行い、
プラスチックフィルム表面上を均一に微小に荒らす工程
と、クロロシラン系、メトキシシラン系、エトキシシラ
ン系の少なくとも１種類のフッ素化合物を含んだ溶液中
に前記プラスチックフィルムを浸漬させ、前記フッ素系
化合物を溶液中で化学的に吸着させる工程とからなる超
撥水性フィルムの製造方法 - 【請求項５】 プラスチックフィルムの片面もしくは両
面に少なくとも酸素を含むガスでプラズマ処理を行い、
プラスチックフィルム表面上を均一に微小に荒らす工程
Ｐと、クロロシラン系、メトキシシラン系、エトキシシ
ラン系の少なくとも１種類のフッ素化合物もしくは溶剤
で希釈したフッ素化合物の溶液を気相により前記プラス
チック表面に化学吸着させる工程Ｑとからなる超撥水性
フィルムの製造方法。 - 【請求項６】 前記工程Ｐと工程Ｑとが同一真空容器内
で一括して行われる請求項５記載の超撥水性フィルムの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18073292A JP3245972B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 超撥水性フィルムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18073292A JP3245972B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 超撥水性フィルムの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001175139A Division JP3489572B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 超撥水性フィルム及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625449A true JPH0625449A (ja) | 1994-02-01 |
| JP3245972B2 JP3245972B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=16088341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18073292A Expired - Lifetime JP3245972B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 超撥水性フィルムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245972B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002256090A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Ulvac Japan Ltd | プラスチック成形品の表面処理方法及び装置、並びに蒸着膜の形成されたプラスチック成形品の製造方法 |
| WO2003039856A1 (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-15 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Ultra-water-repellent substrate |
| JP2007245266A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Daikin Ind Ltd | Ｃｍｐ装置 |
| JP2007284492A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | General Electric Co <Ge> | 濡れ性の低い面を有する物品及びそれを製造する方法 |
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-
1992
- 1992-07-08 JP JP18073292A patent/JP3245972B2/ja not_active Expired - Lifetime
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