(57)【要約】【課題】従来一般の表面改質方法とは基本的に全く異なる新規なプロセスにより、高分子材の表面特性を格段に向上させることができる、高分子材の表面改質方法およびその方法により表面が改質された高分子材を提供する。【解決手段】芳香族物質の存在下で、好ましくは光触媒含有層の存在下にて、高分子材の表面に所定の紫外線を照射することを特徴とする高分子材の表面改質方法、および該方法により得られる、表面特性（たとえば摩擦係数）の改良された高分子材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材の表面に芳香族物質を存在させた状態で、高分子材の表面に紫外線を照射することを特徴とする、高分子材の表面改質方法。
【請求項２】
芳香族物質の接触下で、高分子材の表面に紫外線を照射することを特徴とする、請求項１の高分子材の表面改質方法。
【請求項３】
高分子材の表面に芳香族物質を接触させた後、高分子材の表面に紫外線を照射することを特徴とする、請求項１の高分子材の表面改質方法。
【請求項４】
芳香族物質を気相または液相にて高分子材の表面に接触させる、請求項２または３の高分子材の表面改質方法。
【請求項５】
芳香族物質を高分子材に練り混むことにより高分子材の表面に存在させる、請求項１の高分子材の表面改質方法。
【請求項６】
高分子材がエラストマーからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項７】
高分子材が含フッ素エラストマーからなる、請求項６の高分子材の表面改質方法。
【請求項８】
高分子材がゴムからなる、請求項６または７の高分子材の表面改質方法。
【請求項９】
高分子材が樹脂からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１０】
予め高分子材の表面に光触媒含有層を形成する、請求項１〜９のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１１】
光触媒含有層を、光触媒を高分子材に練り込むことにより形成する、請求項１０の高分子材の表面改質方法。
【請求項１２】
光触媒含有層をコーティングにより形成する、請求項１０の高分子材の表面改質方法。
【請求項１３】
高分子材の表面に対し、間隙をもたせて光触媒含有層を配置する、請求項１〜９のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１４】
光触媒含有層が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウムの少なくとも一つを含有している、請求項１０〜１３のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１５】
芳香族物質がトルエンからなる、請求項１〜１４のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１６】
芳香族物質がエチルベンゼンからなる、請求項１〜１４のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１７】
芳香族物質がナフタレンからなる、請求項１〜１４のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１８】
紫外線を低圧水銀ランプにより照射する、請求項１〜１７のいずれかに記載の高分子材の表面改質方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の方法により表面が改質された高分子材。
【請求項２０】
エラストマーからなる、請求項１９の高分子材。
【請求項２１】
含フッ素エラストマーからなる、請求項２０の高分子材。
【請求項２２】
ゴムからなる、請求項２０または２１の高分子材。
【請求項２３】
樹脂からなる、請求項１９の高分子材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子材およびその表面改質方法に関し、とくに特定の条件下で紫外線を照射することにより表面を改質するようにした、高分子材表面の低摩擦係数化等に好適な高分子材の表面改質方法およびその方法により表面が改質された高分子材に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子材、たとえばゴム等のエラストマーの表面特性を改良するために、各種の表面改質方法が知られている。たとえば、表面の低摩擦係数化、非粘着性向上を達成する方法として、一般に、ゴムの表面あるいは表面層に対し、塩素等のハロゲンを付加反応させる方法や、シリコーン、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ヒドロゲルポリマー等をコーティングする方法、特定の有機酸や無機酸を付与する方法、プラズマエッチングやコロナ放電処理を施す方法等が知られている。
【０００３】
ところが、塩素等のハロゲンを付加反応させる方法には、低摩擦係数化等に対する有効性は認められるものの、作業環境の悪化や排水処理の問題、さらには廃棄に伴う焼却処理時のダイオキシン等の発生等の問題がある。また、特定の樹脂等を表面にコーティングする方法には、使用条件によっては脱落のおそれがあるとともに、異種ポリマーを表面コートするので、発揮させたい母材自身の特性が変化したりするおそれもあるという問題がある。さらに、特定の有機酸や無機酸を付与する方法やプラズマエッチングやコロナ放電処理を施す方法には、高価な処理設備を要するとともに処理設備の大型化を招き、さらに、処理工程の複雑化も招くという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記のような従来一般の表面改質方法とは基本的に全く異なる新規なプロセスにより、高分子材の表面特性を格段に向上させることができる、高分子材の表面改質方法およびその方法により表面が改質された高分子材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る高分子材の表面改質方法は、高分子材の表面に芳香族物質を存在させた状態で、高分子材の表面に紫外線を照射することを特徴とする方法からなる。この方法では、高分子材の表面において、芳香族物質の存在下での紫外線照射により特定の光反応が生じ、表面が改質される。表面改質により、高分子材の表面は、たとえば低摩擦係数化される。
【０００６】
この本発明に係る表面改質方法においては、芳香族物質の接触下で、高分子材の表面に紫外線を照射することができる。また、高分子材の表面に芳香族物質を接触させた後、高分子材の表面に紫外線を照射することもできる。後者の方法は、紫外線照射前に所定時間、高分子材の表面に芳香族物質を接触させておき、しかる後に、該接触により表面に芳香族物質を存在させた状態になっている高分子材に対して紫外線を照射する方法であり、後述の実施例に示すように、目標とする表面改質を達成するための紫外線照射時間を、前者の方法に比べて大幅に短縮することが可能である。
【０００７】
上記芳香族物質は、気相または液相で高分子材の表面に接触させることが可能である。とくに上記の芳香族物質の接触下で紫外線を照射する方法では、芳香族物質の接触と実質的に同時に紫外線照射も伴うことから、とくに気相にて高分子材の表面に接触させることが好ましい。たとえば、所定の芳香族物質を揮発あるいは蒸発させ、飽和蒸気圧の雰囲気として高分子材の表面に接触させることができる。上記の紫外線照射前に予め所定時間芳香族物質を接触させる方法では、気相の他に液相で芳香族物質を接触させることもできる。
【０００８】
さらに、本発明に係る表面改質方法においては、芳香族物質を高分子材に練り混むことにより高分子材の表面に存在させることもできる。とくに固体芳香族物質であれば、容易に高分子材に練り混むことができ、中でも固体昇華性芳香族物質を練り混むことにより高分子材の表面を良好に改質することができる。
【０００９】
本発明に係る表面改質方法の対象となる高分子材としては特に限定されず、各種エラストマーや各種樹脂に対して本発明の適用が可能である。たとえば、後述の実施例からも明らかなように、エラストマー、とくにゴム（天然ゴム、合成ゴム）に適用した場合に優れた効果が得られ、中でも含フッ素エラストマー、とくにフッ素系ゴムに適用した場合に顕著な表面改質効果が得られ、また、特定の樹脂に対しても効果が認められた。とくにゴムには、非粘着性の向上（表面低粘着化）や低摩擦係数化が要求されることが多く、中でも、表面の摩擦係数を大幅に低下させることができれば、ゴム製品の特性を大幅に向上できる用途が数多くある。たとえば、自動車のワイパーブレードや、Ｏリング、ベルトなどに使用されるゴムの表面摩擦係数を大幅に低下させることができれば、ゴムと接触する相手部材との摺動抵抗等を低減でき、作動力の低減や耐久性の向上、異音発生防止や作動音の低減等が可能になる。ただし、本発明における高分子材としては、ゴム以外のエラストマー等も使用可能である。
【００１０】
上記芳香族物質としては、たとえばフェニル基含有低分子化合物を用いることができる。とくに、後述の実施例からも明らかなように、芳香族物質としてトルエンやエチルベンゼン、さらにはナフタレンを使用した場合に、優れた効果が得られることが判明している。
【００１１】
また、本発明に係る表面改質方法における紫外線としては、とくに低圧水銀ランプによる紫外線が有効である。理由は明らかではないが、ブラックライトによる紫外線では、期待したほどの表面改質効果が得られず、低圧水銀ランプからの紫外線を上記条件下で照射した場合に、極めて優れた表面改質効果が得られることが判明している。
【００１２】
また、本発明に係る表面改質方法においては、芳香族物質の存在下で高分子材の表面に紫外線を照射することにより、低摩擦係数化に代表される表面改質効果が得られるのであるが、さらに優れた効果を得るために、光触媒を併用することができる。
【００１３】
たとえば、予め高分子材の表面に光触媒含有層を形成しておき、その状態で芳香族物質の存在下に高分子材の表面に紫外線を照射すれば、後述の実施例に示すように、表面の摩擦係数をさらに大幅に低下させることが可能になる。この光触媒含有層は、光触媒を高分子材に練り込むことにより形成することもできるし、コーティングにより形成することもできる。また、高分子材の表面に直接光触媒含有層を形成するのではなく、高分子材の表面に対し、間隙をもたせて光触媒含有層を配置し、この間隙に芳香族物質を存在せしめるようにして、上記所定の条件下で表面改質処理を行うことも可能である。
【００１４】
光触媒含有層に使用する光触媒としては、酸化チタンや酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウムの粉末や微粒子を使用することができる。これら光触媒は通常単独で使用されるが、混合して使用することも可能である。このような光触媒の存在下にて、上記所定の条件下で表面改質処理を行えば、とくに表面の摩擦係数をさらに顕著に低下させることができ、従来の塩素等によるハロゲンの付加反応では達成し得なかったような、極めて低い摩擦係数を達成することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る高分子材は、このような方法により表面が改質されたものからなる。とくに、高分子材がエラストマー、とくにゴムからなる場合、顕著な表面の低摩擦係数化が可能となる。また、後述の実施例の結果からも明らかなように、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂に対して、水との接触角等の特性の改良が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る高分子材の表面改質方法によれば、芳香族物質の存在下で高分子材の表面に所定の紫外線を照射することにより、表面を顕著に改質することができ、この処理が施された高分子材では、目標とする望ましい表面特性を得ることができる。とくに、エラストマー、中でもゴム（とくにフッ素系ゴム）に対しては、その表面を顕著に低摩擦係数化や低粘着化することができる。
【００１７】
また、この処理を光触媒含有層の存在下で行えば、従来処理では達成し得なかったほどの表面改質効果、とくに極めて優れた低摩擦係数化効果や低粘着化効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
実施例１
まず、高分子材、とくにゴムについて、芳香族物質、とくにトルエンの存在下で、紫外線を照射することにより、ゴムの表面特性、とくに摩擦係数を大幅に低減できることを以下の試験により確認した。
【００１９】
１Ｌの透明石英ガラス容器中に、以下に示す各種ゴムのサンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレにトルエンを入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内をトルエンの飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。
【００２０】
使用したサンプルは、天然ゴムであり、該天然ゴムに光触媒を含有させないサンプルと、該天然ゴムに、光触媒として酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（石原産業社製、ＳＴ−４１）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）（和光試薬社製）を、それぞれ１０％（体積％）、３０％、５０％、練り込みにより含有させたサンプルとについて試験した。これらサンプルの表面に、トルエンが気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプルの表面について、ガラスとの静摩擦係数μを測定した。結果を表１に示す。
【００２１】
比較例１
上記天然ゴムのサンプルを、何ら処理しない状態で、上記同様ガラスとの表面静摩擦係数μを測定したところ、２．２であった。
【００２２】
比較例２
上記天然ゴムのサンプルに、従来の塩素を用いてハロゲンの付加反応処理を行ったサンプルについて、上記同様ガラスとの表面静摩擦係数μを測定したところ、０．４２であった。
【００２３】
比較例３
上記天然ゴムのサンプルに、トルエンを接触させずに、低圧水銀ランプによる紫外線を４８時間照射したサンプルについて、上記同様ガラスとの表面静摩擦係数μを測定したところ、１．２３であった。
【００２４】
【表１】
2005002318.tif 000002
【００２５】
表１の結果と比較例１、２の結果との比較から、トルエン雰囲気中で低圧水銀ランプによる紫外線を照射することにより、光触媒が無添加のゴムの場合には、元のゴム表面の静摩擦係数２．２から静摩擦係数０．５２６へと大幅に低下させることができ、従来の塩素処理とほぼ同等の低摩擦係数化を達成できたことがわかる。また、比較例３の結果から、トルエン雰囲気中でない場合には、同じように紫外線を照射しても、低摩擦係数化の効果は得られるものの期待したほど低下できず、従来の塩素処理における場合と同等の効果は得られないことがわかる。すなわち、トルエン雰囲気と所定の紫外線照射との両方の条件によって初めて、大幅な低摩擦係数化の効果が得られたものである。
【００２６】
さらに、表１における光触媒添加の場合の結果から、トルエン雰囲気と所定の紫外線照射の条件に加え、光触媒の存在下でこの処理を行えば、さらに大幅に摩擦係数を低下させることができることがわかる。表１に示すように、光触媒の存在下で達成できた静摩擦係数の値は、従来の塩素処理で達成できた値に比べても、さらに大幅に低下でき、従来処理では達成し得なかった極めて顕著な低摩擦係数化効果が得られることがわかる。
【００２７】
また、表１の結果から、この光触媒の添加量には光触媒の種類に応じて最適量が存在することがわかる。上記試験例では、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）では添加量が多くなりすぎると静摩擦係数は却って悪化する傾向にあり、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）では添加量の少ない領域（１０％近傍）と多い領域（５０％近傍）にて、中間領域（３０％近傍）よりも低摩擦係数化できているが、この最適添加量については、光触媒の種類や、高分子材の種類、得ようとする目標特性に応じて、試験結果等を参照しながら適宜決定すればよい。
【００２８】
参考例
なお、本発明においては、目標とする低摩擦係数化効果を得るためには、紫外線の種類も重要な要素であることがわかっている。すなわち、実施例１における試験において、紫外線源として低圧水銀ランプの代わりにブラックライト（光強度：１ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用し、他の条件は実施例１と全く同じにして試験したところ、表２に示す結果となった。
【００２９】
【表２】
2005002318.tif 000003
【００３０】
表１と表２の比較から、上記試験条件では、ブラックライトによる紫外線照射ではほとんど低摩擦係数化効果が無いことが明らかであり、低圧水銀ランプによる紫外線照射が必要であることがわかる。つまり、特定の紫外線の使用が必要である。
【００３１】
なお、上記試験は天然ゴムについて行ったものであるが、イソプレンゴムについても同様の表面改質効果があることを確認している。また、本発明は、前述の如く、他のエラストマーにも展開可能である。
【００３２】
実施例２
本発明に係る表面改質方法における、芳香族物質の種類による効果の違いを確認するために以下の試験を行った。１Ｌの透明石英ガラス容器中に天然ゴムのサンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレに各種芳香族物質を入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内を該芳香族物質の飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。このサンプルとしては、天然ゴムに光触媒を含有させないものを用いた。このサンプルの表面に各種芳香族物質が気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプルの表面について、ガラスとの静摩擦係数μを測定した。結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2005002318.tif 000004
【００３４】
表３から明らかなように、各種芳香族物質に対して、本発明に係る表面改質方法の有効性が確認された。本試験では、とくにトルエン、エチルベンゼン、ナフタレンを使用した場合に優れた摩擦係数低減効果が得られた。
【００３５】
実施例３
本発明に係る表面改質方法において、芳香族物質の接触下で紫外線を照射するのではなく、予め高分子材の表面に芳香族物質を所定時間接触させておき、しかる後に、接触させていた芳香族物質の環境を解除した状態にて紫外線を照射すると、紫外線照射時間を大幅に短縮できることを確認する試験を行った。１Ｌの透明石英ガラス容器中に天然ゴムのサンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレにトルエンを入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内をトルエンの飽和蒸気圧状態とし、室温にて所定時間放置（これを、予備浸漬時間と呼ぶ。）した後、サンプルの膨潤率を測定した、その後、トルエンの入ったシャーレを除去し、紫外線の照射処理を行った。高分子材サンプルとしては、天然ゴムに光触媒を含有させないものを用いた。このサンプルの表面に低圧水銀ランプにより紫外線を３０分照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後のサンプルの表面について、ガラスとの静摩擦係数μを測定した。結果を、上記膨潤率の測定結果とともに、表４に示す。
【００３６】
【表４】
2005002318.tif 000005
【００３７】
表４に示すように、この方法によれば、紫外線照射時間が３０分という短時間でありながら、優れた表面改質効果が得られることが分かる。紫外線照射時間を短時間にできることから、工業的に利用価値の高い方法であると理解される。また、膨潤率と静摩擦係数μとの間には、膨潤率が高いほどμが低下するという相関関係があることも判明した。
【００３８】
実施例４
次に、本発明に係る表面改質方法が、ゴム等のエラストマー以外、各種樹脂に対しても有効であることを確認する試験を行った。１Ｌの透明石英ガラス容器中に各種樹脂サンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレにトルエンを入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内をトルエンの飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。サンプルの表面にトルエンが気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプルの表面について、水との接触角を測定した、比較として、未照射サンプルおよび空気中で紫外線を４８時間照射したサンプルについても同様の測定を行った。さらに、サンプルの赤外線吸収スペクトル測定を行い、ベンゼン核特性吸収ピークである６９０〜６９９ｃｍ-1のピークの有無を調査した結果、ポリプロピレンにおいてベンゼン核の吸収スペクトルが存在し、ポリプロピレンとトルエンが反応していることが確認できた。結果を表５に示す。このように、本発明に係る方法を用いると、樹脂の表面を改質できる。
【００３９】
【表５】
2005002318.tif 000006
【００４０】
実施例５
次に、本発明に係る表面改質方法が、高分子材の耐久性改良にも効果的であることを確認する試験を、前記実施例２で優れた効果が得られたエチルベンゼンについて行った。１Ｌの透明石英ガラス容器中に天然ゴムのサンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレにエチルベンゼンを入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内をエチルベンゼンの飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。サンプルの表面にエチルベンゼンが気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を５時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後のサンプルと比較して、上記天然ゴムを塩素処理したサンプルとを摩耗試験機にかけ、摺動を繰り返して摺動回数（耐久回数）の増加に伴って静摩擦係数μがどのように変化するかを測定した（摺動速度：６００ｍｍ／分、相手材：ガラス）。測定した静摩擦係数μの変化結果を表６に示す。この結果から、この処理は、従来の塩素処理したサンプルに比べ、耐久性に優れていることが分かる。
【００４１】
【表６】
2005002318.tif 000007
【００４２】
実施例６
次に、従来表面改質が難しいと言われてきたＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）に対する本発明に係る表面改質方法の効果確認試験を行った。１Ｌの透明石英ガラス容器中にＥＰＤＭのサンプルを収容し、６ｃｍφのシャーレに各種芳香族物質を入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内を該芳香族物質の飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。サンプルとしては、ＥＰＤＭに光触媒を含有させないものを用いた。このサンプルの表面に芳香族物質が気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプル表面について、ガラスとの静摩擦係数μを測定した。結果を表７に示す。表７に示す結果から、この方法により、従来表面改質が難しいと言われてきたＥＰＤＭゴムに対しても表面を改質できることが分かる。。
【００４３】
【表７】
2005002318.tif 000008
【００４４】
本発明に係る高分子材の表面改質方法は、含フッ素エラストマー加硫成形物、とくにフッ素系ゴムの表面低粘着化にも有効である。また、芳香族物質、とくに昇華性芳香族物質を用いて、エラストマーの表面改質にも有効である。さらには、本発明は、芳香族物質、とくに固体昇華性芳香族物質をエラストマー等の高分子材に練り込むことにより、表面改質を実施することもできる。これらに関する実施例について以下に説明する。
【００４５】
実施例７
（含フッ素エラストマー加硫成形物の表面低粘着化）
一般的に含フッ素エラストマー加硫物は耐熱性、耐油性、耐溶剤性等の性質が優れており、例えば自動車、工業用機械、化学プラントなどの部品に広く使用されている。しかしながら近年の含フッ素エラストマー加硫成形物の用途の拡大に伴って、上記性質に加えて、より優れた特性を備えることを要求される場合が多くなってきた。例えば、自動車の吸排気系統や燃料系の制御バルブに使用される場合には、耐熱性、耐油性、耐溶剤性等の諸性質に加えて、特に表面が低粘着性を備えることを要求される。そのため加硫成形物に化学処理、又は物理的処理を施して上記性質を付与することが行われている。そのような化学的処理による例としては、一旦含フッ素エラストマーを加硫成形し、加硫成形物をフッ素ガス、アミン、金属ナトリウム等で処理して加硫成形物の表面に低粘着性の特性を付与する方法、また物理的処理による例としては、含フッ素エラストマー加硫成形物にフッ素樹脂をコーティングしたり、高エネルギープラズマによる表面改質を行って表面特性を改善したりする等の製造方法があった。ところが、上述の化学的処理方法のうち、フッ素ガス処理法やナトリウム処理法には危険を伴うことが多く、また高エネルギープラズマを用いる等、物理的処理方法による場合には特殊な設備を必要とし、製造コストを下げることができなかった。一方、含フッ素エラストマーに種々の物質を配合して原料を作製し、これを加硫成形することで、加硫成形物に諸特性を付与する方法が試みられてきた。例えば、従来技術として、シリコーン、アミドなどのブルーム剤を含フッ素エラストマーに配合して、含フッ素エラストマー加硫成形物の表面に低粘着性物質を析出させ、諸特性を付加する方法が行われてきた。また、グラファイト、マイカ、またはフッ素樹脂等の自己潤滑性を有する物質を含フッ素エラストマーに配合して加硫成形物の特性を改善させることも行われてきた。しかしながらブルーム剤を用いる従来技術では、加硫成形物の表面低粘着性は十分でなく、しかも耐久性に劣っていた。また、自己潤滑性を有する物質を添加するだけでは十分な特性が得られないばかりか、強度的に劣る等、実用的なものとはならなかった。このように、従来知られている原料組成及び配合比では、表面低粘着性に優れた含フッ素エラストマー加硫成形物を得ることはできなかった。
【００４６】
本発明に係る方法では、上記のような従来技術の不利不便を解消することが可能となり、加硫成形物の耐熱性、耐油性、耐溶剤性、機械的強度及び弾性を損なうことなく、表面低粘着性に優れた含フッ素エラストマー成形物を提供することが可能となる。
【００４７】
本実施例７における処理方法は、１Ｌの透明石英ガラス容器中に含フッ素エラストマーのサンプルを収容し、６ｃｍΦのシャーレに各種芳香族物質（トルエン、ナフタレン）を入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内を該芳香族物質の飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。サンプルとしては含フッ素エラストマー３種類を用いた。処理条件は表８に示した。固着試験方法は、直径１２ｍｍ×厚さ２ｍｍのサンプルを、外径３０ｍｍ、内径８ｍｍのＳＵＳ３０４に接触させてサンプルに１ｋｇの荷重をかけ、１２０℃×２４時間の条件で放置し、２４時間経過後荷重をかけたままで２３℃の温度で放冷させて完全に冷却した後、ＳＵＳとサンプルとの固着力をロードセルを含む試験機で１ｍｍ／分の速度で固着荷重を測定した。この結果より、この処理方法で含フッ素エラストマーの表面を改質できることが分かる。つまり、各種フッ素系ゴムに関し、未処理のものに比べ、大幅に固着荷重が減少しており、表面低粘着化に優れた効果が得られた。
【００４８】
【表８】
2005002318.tif 000009
【００４９】
実施例８
（昇華性芳香族物質を用いたエラストマーの表面改質）
天然ゴム、合成ゴム等のエラストマーはトルエン、エチルベンゼン、n-ブチルベンゼン、n-プロピルベンゼン等の液体芳香族雰囲気中で低圧水銀ランプ照射により表面改質でき、低摩擦係数化（低μ化）、高耐久性付与等ができるが、液体芳香族がエラストマーに膨潤、変形等の悪影響を及ぼして、エラストマーの特質を損なう場合が考えられる。ここで、芳香族物質にナフタレン、アントラセン、メチルナフタレン、アントラキノン等の固体昇華性芳香族を用いることで、エラストマーに膨潤、変形等の悪影響を与えずに表面改質できることが分かった。
【００５０】
本実施例８における処理方法は、１Ｌの透明石英ガラス容器中にエラストマーサンプルを収容し、６ｃｍΦのシャーレに各種芳香族物質を入れて前記ガラス容器内に置き、ガラス容器内を該芳香族物質の飽和蒸気圧状態とした後、紫外線の照射処理を行った。このサンプルの表面に該芳香族物質が気相で接触している状態にて、低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプル表面について、ガラスとの静摩擦係数μと体積膨潤率を測定した。結果を表９に示す。この結果より、固体昇華性芳香族物質を用いることで、エラストマーに膨潤、変形等の悪影響を与えずに表面改質できることが分かった。すなわち、表９に示すように、トルエン中で処理されたものに比べ、固体昇華性芳香族物質であるナフタレン中で処理されたものは、静摩擦係数μに大きな差がなく低摩擦係数に維持されつつ、体積膨潤率は極めて低く抑えられている。
【００５１】
【表９】
2005002318.tif 000010
【００５２】
実施例９
（固体昇華性芳香族をエラストマー等の高分子材料に練りこむことによる表面改質）
天然ゴム、合成ゴム等のエラストマーはトルエン、エチルベンゼン、n-ブチルベンゼン、n-プロピルベンゼン等の液体芳香族雰囲気中やナフタレン、アントラセン、メチルナフタレン、アントラキノン等の固体昇華性芳香族雰囲気中で低圧水銀ランプ照射により表面改質でき、低μ化、高耐久性付与等ができるが、固体昇華性芳香族を用いる場合は予め、エラストマー等の高分子材料に練りこむことができ、この材料で成形されたサンプルに紫外線を照射することで表面改質できる。練り込み量は適宜調整できる。この方法で処理を行えば、容器中に芳香族物質を入れておく必要がなく、容易な処理作業で表面改質できる。
【００５３】
本実施例９における処理方法は、１Ｌの透明石英ガラス容器中に予め固体昇華性芳香族を練りこんだ材料により成形されたエラストマーサンプルを収容し、６ｃｍΦのシャーレに入れて前記ガラス容器内に置き、紫外線の照射処理を行った。低圧水銀ランプにより紫外線を４８時間照射した。反応温度は３０℃とした。この紫外線照射後の各サンプル表面について、ガラスとの静摩擦係数μを測定した。結果を表１０に示す。この結果より、この方法で処理を行えば、容器中に芳香族物質を入れておく必要がなく、容易な処理作業で表面改質できることが分かる。
【００５４】
【表１０】
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