(57)【要約】【課題】  非環式テルペンアルコールの薄膜化についてその具体化を実現し、産業上実際に利用することのできる親水性や生体適合性などの物理・化学的な特性を備えた新しい薄膜とその製造方法、この薄膜を配設した物品並びに表面改質方法を提供する。【解決手段】  非環式テルペンアルコールのプラズマ励起により形成された薄膜であることを特徴とするプラズマ重合薄膜とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非環式テルペンアルコールのプラズマ励起により形成された薄膜であることを特徴とするプラズマ重合薄膜。
【請求項２】
非環式テルペンアルコールは、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ重合薄膜。
【請求項３】
水の接触角が４０°以下の親水性膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ重合薄膜。
【請求項４】
非環式テルペンアルコールを高周波励起プラズマで励起して、基板上に非環式テルペンアルコールの薄膜を形成することを特徴とするプラズマ重合薄膜の製造方法。
【請求項５】
非環式テルペンアルコールは、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ重合薄膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ重合薄膜が基板表面に配設されていることを特徴とするプラズマ重合薄膜物品。
【請求項７】
非環式テルペンアルコールのプラズマ励起で材料表面を処理することを特徴とする表面改質方法。
【請求項８】
非環式テルペンアルコールは、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを特徴とする請求項７に記載の表面改質方法。
【請求項９】
材料の表面処理は、親水性および生体適合性のうち少なくともいずれかを付与するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、プラズマ重合薄膜に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、生体適合性、親水性を有し、医療、化学工業、電気、電子産業等の各種の分野における表面処理、表面改質等のために有用な、新しいプラズマ重合薄膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の有機物質をプラズマ雰囲気下に励起させて、これら有機物質の重合、架橋による薄膜を形成することが様々に試みられており、また、これらのプラズマ重合膜についてはすでに実用化されているものもある。
【０００３】
いずれの場合においても、プラズマ重合膜においては、通常の化学反応、あるいはポリマー溶液の塗布による薄膜、さらには、真空蒸着、ＣＶＤ等による薄膜では得られないプラズマ励起によって高度に架橋された三次元構成を有する薄膜として、基板との優れた密着性、薄膜の高い密度と緻密性を有するピンホールのない超薄膜を実現し、しかも対象として使用する有機物質由来の特有の機能をも実現するという極めて特徴のある薄膜が構成されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００４】
このような特徴のあるプラズマ重合膜の機能、用途も広く、例えば、表面の保護膜、絶縁膜、反射防止膜、湿度センサー、バイオ化学センサー、分離膜、生体材料、ＶＩＬＩ他の電子デバイス等の広範囲な領域に及んでいる。
【０００５】
そして、プラズマ重合膜を形成するための有機物質についても広範囲の種類のものが対象とされてきており、エチレン、プロピレン、フルオロカーボン等の炭化水素やそのオリゴマー、あるいはポリマーがその対象とされてきている。
【０００６】
一方、非環式テルペンアルコールであるゲラニオールについては、ある種のガンに対して抗ガン活性を示す物質としてその重要性が注目されているが、ゲラニオールの薄膜化はあまり試みられておらず、ましてプラズマ重合膜として展開することはほとんど想定されてもいない。
【０００７】
ゲラニオールは天然有機化合物であることから、親水性や生体適合性に優れた薄膜が形成されると考えられ、さらにはその親水性や生体適合性を生かすことによって、例えば人工臓器の表面の処理や改質等に大きな期待が寄せられる。しかしながら、実際には、通常の化学的方法による薄膜化では化学的な反応を行わなければならず、その場合に作業過程が複数段階必要であり、さらに作製する薄膜中にはゲラニオールに由来する化学構造以外の化学構造がかなり多く導入されてしまい、ゲラニオールの特徴である親水性や生体適合性が損なわれてしまう。また、物理的方法による薄膜化では、薄膜状に作製することは困難であり、薄膜状ではなく実体はゲラニオール液膜が基板を覆っている状態であり、さまざまな材料の表面処理・改質には不向きである。
【０００８】
このような問題点の所在からも、従来では、ゲラニオールさらには非環式テルペンアルコールの薄膜をプラズマ重合により形成することはほとんど想定もされていなかった。
【非特許文献１】「化学大辞典」（東京化学同人）、第２０２８頁（１９８９．１０．２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この出願の発明は、以上のような背景と問題点の所在を踏まえ、非環式テルペンアルコールの薄膜化についてその具体化を実現し、産業上実際に利用することのできる親水性や生体適合性などの物理・化学的な特性を備えた新しい薄膜とその製造方法、この薄膜を配設した物品並びに表面改質方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、非環式テルペンアルコールのプラズマ励起により形成された薄膜であることを特徴とするプラズマ重合薄膜を提供し、第２には、上記のプラズマ重合薄膜において、非環式テルペンアルコールは、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを、第３には、水の接触角が４０°以下の親水性膜であることを特徴とするプラズマ重合薄膜を提供する。
【００１１】
また、この出願の発明は、第４には、非環式テルペンアルコールを高周波励起プラズマで励起して、基板上に非環式テルペンアルコールの薄膜を形成することを特徴とするプラズマ重合薄膜の製造方法を、第５には、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを特徴とするプラズマ重合薄膜の製造方法を提供する。
【００１２】
そして、この出願の発明は、第６には、上記のプラズマ重合薄膜が基板表面に配設されていることを特徴とするプラズマ重合薄膜物品を提供する。
【００１３】
さらに、この出願の発明は、第７には、非環式テルペンアルコールのプラズマ励起で材料表面を処理することを特徴とする表面改質方法を提供し、第８には、炭素数１０〜２０の飽和または不飽和アルコールであることを特徴とする表面改質方法を提供し、さらに、第９には、この材料の表面処理は、親水性および生体適合性のうち少なくともいずれかを付与するものであることを特徴とする表面改質方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
上記のとおりのこの出願の発明によれば、、非環式テルペンアルコールを薄膜化し、さらに水などの溶媒への溶解性が無く、材料表面の処理・改質による材料表面の親水化・生体適合性の付与を実現した薄膜とその製造方法、この薄膜を配設した物品が提供される。この薄膜は、これまでに見られない新しい薄膜である。さらに、材料表面を親水化・生体適合性の付与を実現することができる表面改質方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１６】
この出願の発明のプラズマ重合薄膜については、その薄膜形成のための方法、装置としては従来より知られているものを基本とすることができる。プラズマ重合では、高周波励起プラズマとして、非環式テルペンアルコールを励起して基板上に薄膜形成するが、この場合のプラズマの発生、導入についても、基板対向型方式、高周波アンテナ方式をはじめとして各種であってよく、いずれの場合にも、いわゆるグロー放電プラズマが生成され、このプラズマにより非環式テルペンアルコールが励起されて薄膜形成されればよい。そして、例えば、減圧真空槽内での低温プラズマによる薄膜形成がその代表的な方法として考慮されるが、大気圧グロー放電プラズマの方法が採用されてもよい。
【００１７】
薄膜形成のための形態については、例えば低温プラズマ方法においては、好適には１×１０-1Ｐａ以下の圧力の真空下で、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスを導入してグロー放電プラズマを生成させ、蒸発させた、もしくはガス状で導入した非環式テルペンアルコールをこのプラズマにより励起させて基板上に成膜することができる。不活性ガスとともに、例えば酸素、あるいは窒素、水素等を導入することも考慮されてよい。いずれの場合にも、プラズマ発生のための高周波電力や導入ガスの組成や供給、あるいは基板の温度を制御することで、形成された、非環式テルペンアルコールの薄膜の物性をコントロールすることが可能とされる。
【００１８】
原料としての非環式テルペンアルコールは、真空槽内において、抵抗加熱や、誘導加熱、あるいは電子ビーム放射等の手段で加熱して蒸発させてもよいし、前記のとおりの気化されたガス状で真空槽内に導入してもよい。
【００１９】
原料は、(C5H8)n（ｎは２〜４）で表される炭化水素の誘導体としての非環式テルペンアルコールである。具体的には、ｎ＝２では、シトロネロール(Citronellol)、リナロール(Linalool)、ジヒドロリナロール(Dihydrolinalool)、ゲラニオール(Geraniol)、ネロール(Nelol)、イソフィトール(Isophytol)などを例示することができる。ｎ＝３では、ファルネソール(Farnesol)、ネロリドール(Nerolidol)、ｎ＝４では、フィトール(Phytol)、スクラレオールなどを例示することができる。これらのうち、特に、次式
【００２０】
【化１】
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で表されるゲラニオールが好適である。
【００２１】
基板としては、ガラス、プラスチック、それらからなるレンズ、あるいは金属、セラミックなど、各種の材料を選択することができる。
【００２２】
この出願の発明の薄膜として、水の接触角が４０°以下の親水性の良好な薄膜が提供される。しかも、水に不溶な、生体適合性に優れ、かつ膜密着性にも優れた薄膜が提供されることになる。水の接触角の計測は、室温において被対象物（薄膜）上に純水を１滴垂らし、その水の接触角度を計測するものである。
【００２３】
このような特徴から、この出願の発明のプラズマ重合薄膜は、生体関連物質や細胞を使用するバイオテクノロジー材料の表面処理・改質に用いることが可能である。細胞によって材料表面の形状・性質により、細胞が破壊されることなどもあり、現在では細胞に影響を与えない材料が用いられているが、この出願の発明のプラズマ重合薄膜は、どのような材料でも容易にその表面を親水化し、生体適合性に優れたものに改質することが可能であり、バイオテクノロジー研究に用いる材料選択の幅を広げることとなり、バイオテクノロジー分野の発展に寄与するものである。
【００２４】
さらに、水との塗れ性がよく、親水性の薄膜であり、生体適合性にも優れていることから、移植などに用いる人工臓器・ペースメーカー、血液・血清・血漿用のバッグ・チューブやセンサー・デバイスの表面処理・改質に用いることが可能である。これまで利用されていた人工臓器・ペースメーカー用の材料、血液・血清・血漿用のバッグ・チューブやセンサー・デバイス用の材料では、表面処理・改質を含めて生体との適合性を特段に配慮しなければならなかったが、この出願の発明のプラズマ重合薄膜を用いることにより、材料の素材を気にせず開発することが可能となり、医療分野においての材料利用の選択の幅を広げることとなり、今までに失われていた人命を救うことが可能になったり、快適な生活の維持が可能になると考えられる。
【００２５】
また、この出願の発明のプラズマ重合薄膜は、防曇化効果も高く、さまざまな材料表面上への防曇膜の作製が可能である。
【００２６】
そして、最近、化学反応は環境に対して負荷が高いことから化学反応をマイクロ領域で実施するマイクロリアクターの研究が盛んに行われている。しかし、そのマイクロリアクターに用いる材料は限られており、表面についての検討もほとんどなされていない。しかし、この出願の発明のプラズマ重合薄膜は、マイクロオーダーの材料表面の処理・改質も容易に行うことができ、マイクロリアクター研究の幅を広げることに寄与するものである。
【００２７】
以上、取り上げたように、材料の素材・形状を問わず、その材料表面の親水化や生体適合性の付与が可能であり、バイオテクノロジー分野・医療分野・材料分野において、それらの研究・応用に十分寄与するものである。
【００２８】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００２９】
薄膜形成装置としては、図１に示すような構成の流通管型ガラス装置を用いた。この装置において、長さ０．５ｍ、外径０．０３５ｍのホウケイ酸ガラス管に原料（３）であるゲラニオール（東京化成工業（株）製（品番Ｇ００２７））を室温〜２００℃程度の温度で加熱してモノマーガスを導入し、高周波励起プラズマを発生させて、圧力４０Ｐａで反応を６０分行い、ガラス基板（１）表面にプラズマ重合ゲラニオール膜を形成した。装置内は、１０Ｐａ以下となるようにロータリーポンプで排気してアルゴン（Ａｒ）を１０μｌ／ｍｉｎで導入し、管の周囲を覆った２つ銅箔（２）に１０〜１００ＷのＲＦ出力（周波数：１３．５６ＭＨｚ）で印加して高周波励起プラズマを発生させた。
【００３０】
以上のようにして形成されたプラズマ重合ゲラニオール膜について特性を評価した。
【００３１】
表１は、ＥＳＣＡ（ＸＰＳ：Ｘ線光電子分光法）によるＣ（炭素）とＯ（酸素）の存在割合の変化を示したものであり、図２は、（ａ）ゲラニオールと（ｂ）５０Ｗの場合の薄膜のＩＲスペクトルを示したものである。
【００３２】
【表１】
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電力の増大とともにゲラニオール分子の重合、架橋度が高度化していることがわかる。
【００３３】
表２は、表面処理していないＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）およびこのＰＥＴ上に形成されたプラズマ重合ゲラニオール膜（１０Ｗ，５０Ｗ，７５Ｗ）と水との接触角を示したものであって、プラズマ重合ゲラニオール膜が良好な親水性を有していることがわかる。また、水に替えてオクタン（疎水性の有機溶媒）の接触角も測定した。この結果からも表面が改質されていることが確認された。以上の評価は協和科学社製ＣＡＤを用いて解析した。さらに、プラズマ重合ゲラニオール膜は、ゲラニオール分子間の架橋により、水に不溶であることが確認された。
【００３４】
【表２】
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図３は、（ａ）表面処理していないＰＥＴと、（ｂ）プラズマ重合ゲラニオール膜（５０Ｗ）がその表面に形成されているＰＥＴとに、それぞれ血小板を接触させ、血小板の付着状況を示したものである。この図から、プラズマ重合ゲラニオール膜（５０Ｗ）がその表面に形成されているＰＥＴは表面処理していないＰＥＴよりも生体適合性に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例での薄膜形成装置の構成を示した概要図である。
【図２】ＩＲスペクトルを示した図である。
【図３】血小板の付着について示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  基板
２  銅箔
３  原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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