JP2002363501A - はっ水性被膜、及びその形成方法 - Google Patents
はっ水性被膜、及びその形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高いはっ水性を有する膜を提供すること、及
び該膜を低温で得られる方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明のはっ水性被膜は、複数の微細孔
を有する膜であって、微細孔のアスペクト比が0.1以上
である膜と、前記膜上の疎水性膜と、からなることを特
徴とする。また、本発明のはっ水性被膜の形成方法は、
2以上の高分子物質を基体上に被膜することにより、基
体上に混合高分子膜を形成し、前記混合高分子膜から少
なくとも１の前記高分子物質を除去することにより、複
数の微細孔を有する膜を形成し、前記複数の微細孔を有
する膜上に疎水性膜を形成することからなることを特徴
とする。
び該膜を低温で得られる方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明のはっ水性被膜は、複数の微細孔
を有する膜であって、微細孔のアスペクト比が0.1以上
である膜と、前記膜上の疎水性膜と、からなることを特
徴とする。また、本発明のはっ水性被膜の形成方法は、
2以上の高分子物質を基体上に被膜することにより、基
体上に混合高分子膜を形成し、前記混合高分子膜から少
なくとも１の前記高分子物質を除去することにより、複
数の微細孔を有する膜を形成し、前記複数の微細孔を有
する膜上に疎水性膜を形成することからなることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、はっ水性被膜及び
その形成方法に関し、特に、微細孔を有する被膜からな
るはっ水性被膜及びその形成方法に関する。
その形成方法に関し、特に、微細孔を有する被膜からな
るはっ水性被膜及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水をはじく、いわゆる「はっ水性」を有
する材料の研究が盛んに行なわれている。この理由とし
て、比較的降雨量の多い地域では、自動車部品、建築部
材、または被覆素材などの産業分野で優れたはっ水性を
示す材料に対する需要が高いことを挙げることができ
る。
する材料の研究が盛んに行なわれている。この理由とし
て、比較的降雨量の多い地域では、自動車部品、建築部
材、または被覆素材などの産業分野で優れたはっ水性を
示す材料に対する需要が高いことを挙げることができ
る。
【０００３】現在、膜のはっ水加工には、主としてフッ
素系樹脂が使用されている。これらフッ素系樹脂を、溶
剤等に溶解してはっ水性を付与する方法が知られてい
る。
素系樹脂が使用されている。これらフッ素系樹脂を、溶
剤等に溶解してはっ水性を付与する方法が知られてい
る。
【０００４】また、基体表面にはっ水性を付与するため
に、プラズマＣＶＤ、ゾルゲル法などによって被膜する
方法が知られている。
に、プラズマＣＶＤ、ゾルゲル法などによって被膜する
方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
フッ素系樹脂を溶剤等に溶解してはっ水性を付与する方
法は、フッ素系樹脂では毒性の低いアルコール系溶剤に
は難溶のものが多いため、環境衛生上の点から問題があ
った。
フッ素系樹脂を溶剤等に溶解してはっ水性を付与する方
法は、フッ素系樹脂では毒性の低いアルコール系溶剤に
は難溶のものが多いため、環境衛生上の点から問題があ
った。
【０００６】また、プラズマＣＶＤ、ゾルゲル法などに
よって、一工程で被膜し、はっ水性を付与する方法で
は、疎水性膜の下地となる膜を微妙に調製することがで
きず、所望の特性を有する膜を得るのが困難であった。
よって、一工程で被膜し、はっ水性を付与する方法で
は、疎水性膜の下地となる膜を微妙に調製することがで
きず、所望の特性を有する膜を得るのが困難であった。
【０００７】一方、はっ水性膜を工業的に使用し得るよ
うにプラスチック製部品へ被膜できることが望ましい。
プラスチック製部品へ応用するためには、より低温では
っ水性膜を製造することが重要である。しかし、低温で
高はっ水性の膜を製造する方法は、これまで知られてい
ない。
うにプラスチック製部品へ被膜できることが望ましい。
プラスチック製部品へ応用するためには、より低温では
っ水性膜を製造することが重要である。しかし、低温で
高はっ水性の膜を製造する方法は、これまで知られてい
ない。
【０００８】そこで、本発明の目的は、高いはっ水性を
有する膜を提供すること、及び該膜を低温で製造する方
法を提供することにある。
有する膜を提供すること、及び該膜を低温で製造する方
法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者らは、微細な凹凸面を有する被膜と、疎水性
膜とを種々検討した結果、本発明を見出した。
に、発明者らは、微細な凹凸面を有する被膜と、疎水性
膜とを種々検討した結果、本発明を見出した。
【００１０】本発明のはっ水性被膜は、複数の微細孔を
有する膜であって、微細孔のアスペクト比が0.1以上で
ある膜と、前記膜上の疎水性膜と、からなることを特徴
とする。
有する膜であって、微細孔のアスペクト比が0.1以上で
ある膜と、前記膜上の疎水性膜と、からなることを特徴
とする。
【００１１】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様において、前記アスペクト比が、0.3以下である
ことを特徴とする。
施態様において、前記アスペクト比が、0.3以下である
ことを特徴とする。
【００１２】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様としては、前記複数の微細孔を有する膜が、開孔
面積が大小異なる複数の微細孔構造を有し、前記大きい
開孔面積を有する微細孔の深さのバラツキが１００nｍ
以内の範囲にある膜と、前記膜上の疎水性膜と、からな
ることを特徴とする。
施態様としては、前記複数の微細孔を有する膜が、開孔
面積が大小異なる複数の微細孔構造を有し、前記大きい
開孔面積を有する微細孔の深さのバラツキが１００nｍ
以内の範囲にある膜と、前記膜上の疎水性膜と、からな
ることを特徴とする。
【００１３】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様として、前記微細孔の深さが、 １μm以下である
ことを特徴とする。
施態様として、前記微細孔の深さが、 １μm以下である
ことを特徴とする。
【００１４】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様として、前記大きい開孔面積を有する微細孔の深
さが、平均500nm以下であることを特徴とする。
施態様として、前記大きい開孔面積を有する微細孔の深
さが、平均500nm以下であることを特徴とする。
【００１５】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様として、前記微細孔を有する膜が、高分子物質か
らなることを特徴とする。
施態様として、前記微細孔を有する膜が、高分子物質か
らなることを特徴とする。
【００１６】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様として、高分子物質が、ビニル系高分子物質であ
ることを特徴とする。
施態様として、高分子物質が、ビニル系高分子物質であ
ることを特徴とする。
【００１７】また、本発明のはっ水性被膜の好ましい実
施態様として、ビニル系高分子が、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
からなる群から選択される少なくとも1種であることを
特徴とする。
施態様として、ビニル系高分子が、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
からなる群から選択される少なくとも1種であることを
特徴とする。
【００１８】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法
は、はっ水性被膜の形成方法であって、2以上の高分子
物質を基体上に被膜することにより、基体上に混合高分
子膜を形成し、前記混合高分子膜から少なくとも１の前
記高分子物質を除去することにより、複数の微細孔を有
する膜を形成し、前記複数の微細孔を有する膜上に疎水
性膜を形成することからなることを特徴とする。
は、はっ水性被膜の形成方法であって、2以上の高分子
物質を基体上に被膜することにより、基体上に混合高分
子膜を形成し、前記混合高分子膜から少なくとも１の前
記高分子物質を除去することにより、複数の微細孔を有
する膜を形成し、前記複数の微細孔を有する膜上に疎水
性膜を形成することからなることを特徴とする。
【００１９】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法の
好ましい実施態様として、前記微細孔を有する膜を形成
した後、前記微細孔を有する膜を鋳型として作製したレ
プリカ上に疎水性膜を形成することを特徴とする。
好ましい実施態様として、前記微細孔を有する膜を形成
した後、前記微細孔を有する膜を鋳型として作製したレ
プリカ上に疎水性膜を形成することを特徴とする。
【００２０】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法の
好ましい実施態様として、前記基体上への被膜を、スピ
ンコーティング、ディップコーティングからなる群から
選択される少なくとも1種の方法によって行うことを特
徴とする。
好ましい実施態様として、前記基体上への被膜を、スピ
ンコーティング、ディップコーティングからなる群から
選択される少なくとも1種の方法によって行うことを特
徴とする。
【００２１】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法の
好ましい実施態様として、前記高分子物質の除去を、有
機溶媒に溶解することにより行うことを特徴とする。
好ましい実施態様として、前記高分子物質の除去を、有
機溶媒に溶解することにより行うことを特徴とする。
【００２２】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法の
好ましい実施態様として、除去される高分子物質が、ポ
リスチレンであり、有機溶媒が、シクロヘキサンである
ことを特徴とする。
好ましい実施態様として、除去される高分子物質が、ポ
リスチレンであり、有機溶媒が、シクロヘキサンである
ことを特徴とする。
【００２３】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法の
好ましい実施態様として、前記レプリカの作製を、樹脂
による転写、射出成型、圧縮成型からなる群から選択さ
れる少なくとも1種の方法により行うことを特徴とす
る。
好ましい実施態様として、前記レプリカの作製を、樹脂
による転写、射出成型、圧縮成型からなる群から選択さ
れる少なくとも1種の方法により行うことを特徴とす
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明のはっ水性被膜は、複数の
微細孔を有する膜であって、微細孔のアスペクト比(縦
横比)が0.1以上である膜と、前記膜上の疎水性膜と、か
らなる。
微細孔を有する膜であって、微細孔のアスペクト比(縦
横比)が0.1以上である膜と、前記膜上の疎水性膜と、か
らなる。
【００２５】このようなアスペクト比を採用することに
より、良好なはっ水性効果を達成することができる。少
なくとも任意の１つの断面を用いて、微細孔のアスペク
ト比を測定することができる。より精度の高い値を導く
ために、アスペクト比は、微細孔の複数の断面について
測定するのが望ましい。
より、良好なはっ水性効果を達成することができる。少
なくとも任意の１つの断面を用いて、微細孔のアスペク
ト比を測定することができる。より精度の高い値を導く
ために、アスペクト比は、微細孔の複数の断面について
測定するのが望ましい。
【００２６】一例として、図５にアスペクト比の算出方
法を示す。例えば、任意の3つの断面を選択し、選択し
た断面について、凹凸の高さの平均線を下回る隣り合う
凹(谷)部間の距離で、凹部同士の間にある最も高い凸
(山)部からどちらか最も低い凹部までの距離を割ること
によって、アスペクト比を得ることができる。
法を示す。例えば、任意の3つの断面を選択し、選択し
た断面について、凹凸の高さの平均線を下回る隣り合う
凹(谷)部間の距離で、凹部同士の間にある最も高い凸
(山)部からどちらか最も低い凹部までの距離を割ること
によって、アスペクト比を得ることができる。
【００２７】精度を高めるために、3つの断面について
ｎ個のh/ｗ(=a)を求め、それらの平均値Ras(下記式１参
照)を求めることにより、アスペクト比を得ることがで
きる。
ｎ個のh/ｗ(=a)を求め、それらの平均値Ras(下記式１参
照)を求めることにより、アスペクト比を得ることがで
きる。
【００２８】
【数１】 aは、1つの突起に関するアスペクト比(縦横比)を表して
いる。膜表面にあるいくつかの突起についてアスペクト
比を平均したものが、Ras値であり、これを用いて膜の
表面粗さを評価することができる。
いる。膜表面にあるいくつかの突起についてアスペクト
比を平均したものが、Ras値であり、これを用いて膜の
表面粗さを評価することができる。
【００２９】本発明において、アスペクト比が0.1以上
であり、特に限定されない。アスペクト比を上げるに
は、例えば、後述するように高分子物質の混合比を変化
させたり、或いは、高分子物質の分子量を変化させるこ
とにより行うことができる。
であり、特に限定されない。アスペクト比を上げるに
は、例えば、後述するように高分子物質の混合比を変化
させたり、或いは、高分子物質の分子量を変化させるこ
とにより行うことができる。
【００３０】より実用的なはっ水性を容易に得るという
観点から、好ましくは、前記微細孔のアスペクト比が、
0.3以下である。但し、さらにはっ水性を付与する場
合、これより高いアスペクト比とすることができる。
観点から、好ましくは、前記微細孔のアスペクト比が、
0.3以下である。但し、さらにはっ水性を付与する場
合、これより高いアスペクト比とすることができる。
【００３１】また、本発明のはっ水性被膜は、開孔面積
が大小異なる複数の微細孔を有する膜を、疎水性膜の下
地とすることができる。
が大小異なる複数の微細孔を有する膜を、疎水性膜の下
地とすることができる。
【００３２】本発明において、大きい開孔面積を有する
微細孔の深さのバラツキが１００nｍ以下の範囲内とす
ることができる。
微細孔の深さのバラツキが１００nｍ以下の範囲内とす
ることができる。
【００３３】また、本発明のはっ水性被膜において、微
細孔の深さは、材料の用途により異なり特に限定されな
いが、一般的には、０．０１〜１μmの範囲である。よ
り好ましくは、０．５μm以下である。かかる範囲とし
たのは、光の散乱を小さくし、透明性を保つという観点
からである。
細孔の深さは、材料の用途により異なり特に限定されな
いが、一般的には、０．０１〜１μmの範囲である。よ
り好ましくは、０．５μm以下である。かかる範囲とし
たのは、光の散乱を小さくし、透明性を保つという観点
からである。
【００３４】また、大きい開孔面積を有する微細孔の深
さについても、材料の用途により異なり特に限定されな
い。一般的には、０．０１〜１μmの範囲である。より
好ましくは、平均500nm以下である。かかる範囲とした
のは、光の散乱を小さくし、透明性を保つという観点か
らである。
さについても、材料の用途により異なり特に限定されな
い。一般的には、０．０１〜１μmの範囲である。より
好ましくは、平均500nm以下である。かかる範囲とした
のは、光の散乱を小さくし、透明性を保つという観点か
らである。
【００３５】微細孔を有する膜は、例えば、高分子物質
を挙げることができる。好ましくは、高分子物質は、ビ
ニル系高分子物質である。例えば、このようなビニル系
高分子物質としては、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルを挙
げることができる。中でも、高はっ水性を付与し、かつ
機械的耐久性も高く、透明であるという観点から、高分
子物質としては、好ましくは、ポリメチルメタクリレー
ト(PMMA)を挙げることができる。
を挙げることができる。好ましくは、高分子物質は、ビ
ニル系高分子物質である。例えば、このようなビニル系
高分子物質としては、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルを挙
げることができる。中でも、高はっ水性を付与し、かつ
機械的耐久性も高く、透明であるという観点から、高分
子物質としては、好ましくは、ポリメチルメタクリレー
ト(PMMA)を挙げることができる。
【００３６】このような微細孔を有する膜は、好適に
は、以下の本発明のはっ水性被膜の形成方法により行う
ことができる。
は、以下の本発明のはっ水性被膜の形成方法により行う
ことができる。
【００３７】即ち、本発明のはっ水性被膜の形成方法
は、まず、2以上の高分子物質を基体上に被膜すること
により、基体上に混合高分子膜を形成する。そして、前
記混合高分子膜から少なくとも１の前記高分子物質を除
去することにより、複数の微細孔を有する膜を形成する
ことができる。
は、まず、2以上の高分子物質を基体上に被膜すること
により、基体上に混合高分子膜を形成する。そして、前
記混合高分子膜から少なくとも１の前記高分子物質を除
去することにより、複数の微細孔を有する膜を形成する
ことができる。
【００３８】前記基体上への被膜を、スピンコーティン
グ、ディップコーティングからなる群から選択される少
なくとも1種の方法によって行うことができる。スピン
コーティング、ディップコーティング等による場合、高
分子物質を適当な溶媒に溶かして、混合溶液を作製し被
膜を形成することができる。このような溶媒として、例
えば、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン等を挙げる
ことができる。
グ、ディップコーティングからなる群から選択される少
なくとも1種の方法によって行うことができる。スピン
コーティング、ディップコーティング等による場合、高
分子物質を適当な溶媒に溶かして、混合溶液を作製し被
膜を形成することができる。このような溶媒として、例
えば、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン等を挙げる
ことができる。
【００３９】スピンコーティングの条件は、常法による
が、例えば、200〜2500rpmで1〜30秒間行うことができ
る。このようなスピンコーティングの条件は、所望のは
っ水性被膜により適宜変更することができ、場合により
上記範囲外で行うことが可能である。スピンコーティン
グ、デップコーティングを複数回行っても良い。複数回
行うことにより、膜厚を増加させることができるという
利点がある。
が、例えば、200〜2500rpmで1〜30秒間行うことができ
る。このようなスピンコーティングの条件は、所望のは
っ水性被膜により適宜変更することができ、場合により
上記範囲外で行うことが可能である。スピンコーティン
グ、デップコーティングを複数回行っても良い。複数回
行うことにより、膜厚を増加させることができるという
利点がある。
【００４０】本発明のはっ水性膜は、上述のような微細
孔を有する膜と、該膜上の疎水性膜と、からなる。疎水
性膜の材料としては、従来の疎水性膜の材料を用いるこ
とができ、特に限定されない。このような疎水性膜の材
料としては、例えば、テトラメトキシシランなどのシラ
ン化合物、炭化水素、フッ化水素などを挙げることがで
きる。
孔を有する膜と、該膜上の疎水性膜と、からなる。疎水
性膜の材料としては、従来の疎水性膜の材料を用いるこ
とができ、特に限定されない。このような疎水性膜の材
料としては、例えば、テトラメトキシシランなどのシラ
ン化合物、炭化水素、フッ化水素などを挙げることがで
きる。
【００４１】また、高分子物質の除去は、特に限定され
ない。好適には、前記少なくとも1の高分子物質の除去
を、有機溶媒に溶解することにより行うことができる。
このように有機溶媒に溶解することにより除去すること
としたのは、室温で実行可能という観点からである。
ない。好適には、前記少なくとも1の高分子物質の除去
を、有機溶媒に溶解することにより行うことができる。
このように有機溶媒に溶解することにより除去すること
としたのは、室温で実行可能という観点からである。
【００４２】有機溶媒により除去する場合、有機溶媒の
選択を除去すべき高分子物質に対応して適宜設定するこ
とができる。高分子物質と、該高分子物質を溶解可能な
有機溶媒との組み合わせについて、好適には、除去され
る高分子物質が、ポリスチレンであり、有機溶媒が、シ
クロヘキサンである。このような組み合わせとしたの
は、ＰＭＭＡがシクロヘキサンに溶解しないからであ
る。
選択を除去すべき高分子物質に対応して適宜設定するこ
とができる。高分子物質と、該高分子物質を溶解可能な
有機溶媒との組み合わせについて、好適には、除去され
る高分子物質が、ポリスチレンであり、有機溶媒が、シ
クロヘキサンである。このような組み合わせとしたの
は、ＰＭＭＡがシクロヘキサンに溶解しないからであ
る。
【００４３】残存して微細孔構造の骨格となる高分子物
質と、除去される高分子物質との混合比は、目的とする
はっ水性材料の用途等によって、適宜変更することがで
きる。
質と、除去される高分子物質との混合比は、目的とする
はっ水性材料の用途等によって、適宜変更することがで
きる。
【００４４】例えば、残存して微細孔構造の骨格となる
高分子：除去される高分子物質との混合比を１：0.1〜5
とすることができる。より好ましくは、残存して微細孔
構造の骨格となる高分子：除去される高分子物質との混
合比を１：1〜2とすることができる。混合比を１：１〜
２としたのは、かかる範囲であれば、微細孔の深さがよ
り均一で、かつ、はっ水性効果を向上させることが可能
だからである。
高分子：除去される高分子物質との混合比を１：0.1〜5
とすることができる。より好ましくは、残存して微細孔
構造の骨格となる高分子：除去される高分子物質との混
合比を１：1〜2とすることができる。混合比を１：１〜
２としたのは、かかる範囲であれば、微細孔の深さがよ
り均一で、かつ、はっ水性効果を向上させることが可能
だからである。
【００４５】上述のように作製した前記複数の微細孔を
有する膜上に疎水性膜を形成することができる。疎水性
膜の形成方法は、特に限定されず、常法のものを用いる
ことができる。例えば、プラズマCVD、熱CVDなどの化学
的気相成長法、真空蒸着等の物理的気相成長法、自己組
織化単分子膜被膜処理等を用いることができる。特に、
被膜しようとする物質の融点よりはるかに低い温度で合
成できる、組成制御が容易である、多層膜を作製でき
る、膜の密着性が高い等との観点から、化学的気相成長
法が好ましい。特に、基体を加熱することなく、低温で
成膜できるという観点から、プラズマCVD、光CVD等が好
ましい。
有する膜上に疎水性膜を形成することができる。疎水性
膜の形成方法は、特に限定されず、常法のものを用いる
ことができる。例えば、プラズマCVD、熱CVDなどの化学
的気相成長法、真空蒸着等の物理的気相成長法、自己組
織化単分子膜被膜処理等を用いることができる。特に、
被膜しようとする物質の融点よりはるかに低い温度で合
成できる、組成制御が容易である、多層膜を作製でき
る、膜の密着性が高い等との観点から、化学的気相成長
法が好ましい。特に、基体を加熱することなく、低温で
成膜できるという観点から、プラズマCVD、光CVD等が好
ましい。
【００４６】また、本発明の別の側面において、前記微
細孔を有する膜を形成した後、前記微細孔を有する膜を
鋳型として作製したレプリカ上に疎水性膜を形成するこ
とができる。このようなレプリカを作製して、レプリカ
上に疎水性膜を形成しても同様のはっ水性効果を得るこ
とができるからである。
細孔を有する膜を形成した後、前記微細孔を有する膜を
鋳型として作製したレプリカ上に疎水性膜を形成するこ
とができる。このようなレプリカを作製して、レプリカ
上に疎水性膜を形成しても同様のはっ水性効果を得るこ
とができるからである。
【００４７】レプリカの作製は、特に限定されず、常法
のものを用いることができる。好適には、レプリカの作
製を、樹脂による転写、射出成型、圧縮成型により行う
ことができる。
のものを用いることができる。好適には、レプリカの作
製を、樹脂による転写、射出成型、圧縮成型により行う
ことができる。
【００４８】樹脂による転写の場合、樹脂としては、シ
リコンゴム、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を挙げる
ことができる。特に、細部まで、微細孔構造を転写し得
るという観点から、樹脂としては、シリコンゴムが好ま
しい。転写は、硬化前のシリコンゴムを塗布し、硬化後
剥離することにより行うことができる。少なくとも樹脂
の硬化前の塗布については、ＰＭＭＡなどの高分子物質
が、熱により変形しないガラス転移点温度以下で作業を
行うことが望ましい。
リコンゴム、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を挙げる
ことができる。特に、細部まで、微細孔構造を転写し得
るという観点から、樹脂としては、シリコンゴムが好ま
しい。転写は、硬化前のシリコンゴムを塗布し、硬化後
剥離することにより行うことができる。少なくとも樹脂
の硬化前の塗布については、ＰＭＭＡなどの高分子物質
が、熱により変形しないガラス転移点温度以下で作業を
行うことが望ましい。
【００４９】射出成型、圧縮成型による場合、まず、ニ
ッケル電鋳等によって転写金型を作製し、その金型を用
いて射出成型及び圧縮成型によって基体へ微細凹凸構造
を転写することができる。
ッケル電鋳等によって転写金型を作製し、その金型を用
いて射出成型及び圧縮成型によって基体へ微細凹凸構造
を転写することができる。
【００５０】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明は、下記実施例に限定して解釈される
意図ではない。
明するが、本発明は、下記実施例に限定して解釈される
意図ではない。
【００５１】実施例１ 図1に、ミクロポーラス膜の作製手順を示す。図１(A)
は、PMMA１、PS2、及びTHF３の混合物を示す。図１(B)
は、スピンコーティングを示す。図1(C)は、PMMA−PS高
分子混合膜の形成を示す。図1(D)は、有機溶媒中での高
分子物質の除去を示す。図1(E)は、微細孔膜の形成を示
す。図1(F)は、プラズマCVDによる疎水性処理を示す。
図1(G)は、完成したはっ水性被膜を示す。まず、ポリメ
チルメタクリレート(PMMA：分子量約15000)と、ポリス
チレン(PS：分子量約13700)のテトラヒドロフラン(THF)
溶液を作製し、スピンキャスティングによってPMMA−PS
混合膜を作製する。スピン条件は、500rpmで2秒−2000r
pmで10秒の2段階とした。次に、混合膜をシクロヘキサ
ン(cH)で90秒間洗浄する。その結果、c−HによってPSだ
けが溶解し、ミクロポーラス膜ができる。実際には、ス
ピンキャスト→c−H洗浄の工程を2回繰り返して試料を
作製した。このようにして作製したミクロポーラス膜の
AFM (原子間力顕微鏡) 像を、図2に示す。図2から分か
るように、PMMA：PSの混合比によって相分離構造は変化
する。
は、PMMA１、PS2、及びTHF３の混合物を示す。図１(B)
は、スピンコーティングを示す。図1(C)は、PMMA−PS高
分子混合膜の形成を示す。図1(D)は、有機溶媒中での高
分子物質の除去を示す。図1(E)は、微細孔膜の形成を示
す。図1(F)は、プラズマCVDによる疎水性処理を示す。
図1(G)は、完成したはっ水性被膜を示す。まず、ポリメ
チルメタクリレート(PMMA：分子量約15000)と、ポリス
チレン(PS：分子量約13700)のテトラヒドロフラン(THF)
溶液を作製し、スピンキャスティングによってPMMA−PS
混合膜を作製する。スピン条件は、500rpmで2秒−2000r
pmで10秒の2段階とした。次に、混合膜をシクロヘキサ
ン(cH)で90秒間洗浄する。その結果、c−HによってPSだ
けが溶解し、ミクロポーラス膜ができる。実際には、ス
ピンキャスト→c−H洗浄の工程を2回繰り返して試料を
作製した。このようにして作製したミクロポーラス膜の
AFM (原子間力顕微鏡) 像を、図2に示す。図2から分か
るように、PMMA：PSの混合比によって相分離構造は変化
する。
【００５２】これらのミクロポーラス膜上に、プラズマ
CVD法によって疎水性薄膜をコーティングした。テトラ
メトキシシランを原料に、高周波出力２００W、圧力１
００Paで10分間処理した。この条件で、平滑基板上に被
膜を形成すると、その水滴接触角は約103度という高い
はっ水性を示した。
CVD法によって疎水性薄膜をコーティングした。テトラ
メトキシシランを原料に、高周波出力２００W、圧力１
００Paで10分間処理した。この条件で、平滑基板上に被
膜を形成すると、その水滴接触角は約103度という高い
はっ水性を示した。
【００５３】図3に、サンプルA〜Eの水滴接触角を示
す。○は、相分離構造膜(c−HによってPSを溶解除去し
ていない)の水滴接触角を、△は、ミクロポーラス膜(c
−HによってPSを溶解除去した)の水滴接触角を、◇は、
疎水処理したミクロポーラス膜の水滴接触角を、それぞ
れ示す。いずれのサンプルも、疎水性被膜そのものの接
触角103度よりも大きな接触角を示しており、ミクロポ
ーラス膜による凹凸構造によって、はっ水性が高まって
いることが分かる。特に、サンプルCでは、135度という
高いはっ水性を示した。次に、サンプルA〜Eについて、
Ras値を求めた、結果を図６に示す。
す。○は、相分離構造膜(c−HによってPSを溶解除去し
ていない)の水滴接触角を、△は、ミクロポーラス膜(c
−HによってPSを溶解除去した)の水滴接触角を、◇は、
疎水処理したミクロポーラス膜の水滴接触角を、それぞ
れ示す。いずれのサンプルも、疎水性被膜そのものの接
触角103度よりも大きな接触角を示しており、ミクロポ
ーラス膜による凹凸構造によって、はっ水性が高まって
いることが分かる。特に、サンプルCでは、135度という
高いはっ水性を示した。次に、サンプルA〜Eについて、
Ras値を求めた、結果を図６に示す。
【００５４】実施例２ シリコンゴムによってミクロポーラス膜の凹凸構造を転
写した。PMMA：PS混合比１：２で作製したミクロポーラ
ス膜の微細構造を、シリコンゴム(東芝シリコーン製TSE
3453T)に転写した。図4に、原形型(ミクロポーラス膜)
(A)とシリコンゴム上に転写したミクロ構造(B)のAFMを
示す。細部まで微細構造が転写されていることが分か
る。
写した。PMMA：PS混合比１：２で作製したミクロポーラ
ス膜の微細構造を、シリコンゴム(東芝シリコーン製TSE
3453T)に転写した。図4に、原形型(ミクロポーラス膜)
(A)とシリコンゴム上に転写したミクロ構造(B)のAFMを
示す。細部まで微細構造が転写されていることが分か
る。
【００５５】このミクロ構造化シリコンゴム表面に、プ
ラズマCVDによって疎水性被膜をコーティングしたとこ
ろ、その水滴接触角は約130度であり、高いはっ水性を
示した。
ラズマCVDによって疎水性被膜をコーティングしたとこ
ろ、その水滴接触角は約130度であり、高いはっ水性を
示した。
【００５６】この高いはっ水性ミクロ構造化シリコンゴ
ムは、フレキシブルなため局面物体上に貼り付けること
ができる。
ムは、フレキシブルなため局面物体上に貼り付けること
ができる。
【００５７】
【発明の効果】本発明のはっ水性被膜は、高いはっ水効
果を有すると共に、プラスチック製部品への被膜も可能
であるという有利な効果を奏する。
果を有すると共に、プラスチック製部品への被膜も可能
であるという有利な効果を奏する。
【００５８】本発明のはっ水性被膜は、自動車のウイン
ド等に応用すれば、ワイパーレスウインドウとすること
も可能であるという有利な効果を奏する。
ド等に応用すれば、ワイパーレスウインドウとすること
も可能であるという有利な効果を奏する。
【００５９】本発明のはっ水性被膜によれば、光学部品
の表面被膜に使用すれば、汚れのつきにくい光学部品を
供給し得るという有利な効果を奏する。
の表面被膜に使用すれば、汚れのつきにくい光学部品を
供給し得るという有利な効果を奏する。
【００６０】また、本発明のはっ水性被膜の形成方法に
よれば、低温プロセスで行うことが可能であるため、形
成したはっ水性被膜はプラスチック製部品等にも応用し
得るという有利な効果を奏する。
よれば、低温プロセスで行うことが可能であるため、形
成したはっ水性被膜はプラスチック製部品等にも応用し
得るという有利な効果を奏する。
【図１】 図１は、本発明の一実施態様の微細孔を有す
る膜の作製手順を示す。
る膜の作製手順を示す。
【図２】 図2は、微細孔を有する膜を示す。(A)は、ポ
リメチルメタクリレート(PMMA)：ポリスチレン(PS)との
混合比が、PMMA：PS＝１：０．５の場合を示す。（B）
は、PMMA：PS＝１：１の場合、（C）は、PMMA：PS＝
１：２の場合、（D）は、PMMA：PS＝１：３の場合、
（E）は、PMMA：PS＝１：４の場合を、それぞれ示す。
リメチルメタクリレート(PMMA)：ポリスチレン(PS)との
混合比が、PMMA：PS＝１：０．５の場合を示す。（B）
は、PMMA：PS＝１：１の場合、（C）は、PMMA：PS＝
１：２の場合、（D）は、PMMA：PS＝１：３の場合、
（E）は、PMMA：PS＝１：４の場合を、それぞれ示す。
【図３】 図3は、図２の（A）〜（E）の微細孔を有す
る膜を用いて、はっ水性膜を形成した場合の水滴接触角
との関係を示す。
る膜を用いて、はっ水性膜を形成した場合の水滴接触角
との関係を示す。
【図４】 原形型（微細孔膜）(A)とシリコンゴム上の
転写した微細孔構造(B)のAFMを示す。
転写した微細孔構造(B)のAFMを示す。
【図５】 表面粗さ解析の概念図を示す。
【図６】 表面粗さ解析の結果を示す。
１．PMMA ２．PS ３．THF ４．CH
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AK01A AK02A AK04A AK12A AK15A AK25A AK52B BA02 DJ00A DJ10A GB07 GB32 JB06 JB06B JM02A JM02B 4H020 BA02 4J038 CB021 CC031 CD031 CG141 CH031 JA02 JA26 JA33 MA07 MA09 NA07 PA15 PB05 PB07 PC08
Claims (14)
- 【請求項１】 複数の微細孔を有する膜であって、微細
孔のアスペクト比が0.1以上である膜と、前記膜上の疎
水性膜と、からなるはっ水性被膜。 - 【請求項２】 前記微細孔のアスペクト比が、0.3以下
である請求項1記載の被膜。 - 【請求項３】 前記複数の微細孔を有する膜が、開孔面
積が大小異なる微細孔を有し、前記大きい開孔面積を有
する微細孔の深さのバラツキが１００nｍ以下の範囲内
にあることを特徴とする請求項1又は2項に記載の被膜。 - 【請求項４】 前記微細孔の深さが、１μm以下である
請求項3項に記載の被膜。 - 【請求項５】 前記大きい開孔面積を有する微細孔の深
さが、平均500nm以下である請求項３又は４項に記載の
被膜。 - 【請求項６】 前記微細孔を有する膜が、高分子物質か
らなる請求項1〜５項のいずれか1項に記載の被膜。 - 【請求項７】 高分子物質が、ビニル系高分子物質であ
る請求項６項に記載の被膜。 - 【請求項８】 ビニル系高分子が、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
からなる群から選択される少なくとも1種である請求項
７項に記載の被膜。 - 【請求項９】 はっ水性被膜の形成方法であって、 2以上の高分子物質を基体上に被膜することにより、基
体上に混合高分子膜を形成し、 前記混合高分子膜から少なくとも１の前記高分子物質を
除去することにより、複数の微細孔を有する膜を形成
し、 前記複数の微細孔を有する膜上に疎水性膜を形成するこ
とからなるはっ水性被膜の形成方法。 - 【請求項１０】 前記微細孔を有する膜を形成した後、
前記微細孔を有する膜を鋳型として作製したレプリカ上
に疎水性膜を形成する請求項８項に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記基体上への被膜を、スピンコーテ
ィング、ディップコーティングからなる群から選択され
る少なくとも1種の方法によって行う請求項８又は９項
に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記高分子物質の除去を、有機溶媒に
溶解することにより行う請求項８〜１０項のいずれか1
項に記載の方法。 - 【請求項１３】 除去される高分子物質が、ポリスチレ
ンであり、有機溶媒が、シクロヘキサンである請求項１
１項に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記レプリカの作製を、樹脂による転
写、射出成型、圧縮成型からなる群から選択される少な
くとも1種の方法により行うことを特徴とする請求項９
〜１２項のいずれか1項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177046A JP3834609B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | はっ水性被膜の評価方法 |
| US10/167,079 US20030031833A1 (en) | 2001-06-12 | 2002-06-12 | Water-repellent films and method for forming such films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177046A JP3834609B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | はっ水性被膜の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002363501A true JP2002363501A (ja) | 2002-12-18 |
| JP3834609B2 JP3834609B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=19017949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177046A Expired - Lifetime JP3834609B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | はっ水性被膜の評価方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030031833A1 (ja) |
| JP (1) | JP3834609B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106748A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | National University Corporation Nagoya University | 生体有機体の生産方法および培養容器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1633459A (zh) * | 2002-02-18 | 2005-06-29 | 南农股份公司 | 处理聚合物基材的方法 |
| JP2007291314A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Fujifilm Corp | 滑水性被膜及びその製造方法 |
| KR100941464B1 (ko) * | 2008-03-04 | 2010-02-11 | 광주과학기술원 | 수 반발성 코팅용 랜덤 공중합체 및 이 공중합체로 코팅된기판 |
| CN103066217B (zh) * | 2013-01-18 | 2015-05-06 | 南京邮电大学 | 一种用于封装柔性有机发光器件的超疏水薄膜的制备方法 |
| US11248129B2 (en) * | 2016-10-28 | 2022-02-15 | Ohio State Innovation Foundation | Liquid impregnated surfaces for liquid repellancy |
| DE112019007639T5 (de) * | 2019-08-20 | 2022-05-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitervorrichtung, elektrischer Leistungswandler und sich bewegender Körper |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| US5981038A (en) * | 1991-10-18 | 1999-11-09 | 3M Innovative Properties Company Minnesota Mining And Manufacturing Co. | Laminate preventing transmissions of viral pathogens |
| US5217802A (en) * | 1992-03-17 | 1993-06-08 | Millipore Corporation | Hydrophobic polymeric membrane composites |
| ES2128071T3 (es) * | 1994-07-29 | 1999-05-01 | Wilhelm Barthlott | Superficies autolimpiables de objetos, asi como procedimiento para su produccion. |
| US6352758B1 (en) * | 1998-05-04 | 2002-03-05 | 3M Innovative Properties Company | Patterned article having alternating hydrophilic and hydrophobic surface regions |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177046A patent/JP3834609B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-06-12 US US10/167,079 patent/US20030031833A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106748A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | National University Corporation Nagoya University | 生体有機体の生産方法および培養容器 |
| GB2438565A (en) * | 2005-03-30 | 2007-11-28 | Univ Nagoya Nat Univ Corp | Method for production of biological organic material and culture vessel |
| GB2438565B (en) * | 2005-03-30 | 2011-02-16 | Univ Nagoya Nat Univ Corp | Cell culture in spherical droplets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3834609B2 (ja) | 2006-10-18 |
| US20030031833A1 (en) | 2003-02-13 |
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