(57)【要約】【課題】  被着体の材質によって殆ど影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることが可能な被着体の表面処理液、その表面処理液を用いた被着体の表面処理方法、及びそのような表面処理方法によって表面処理が施された被着体を提供する。【解決手段】  アルミニウム sec−ブチレートをイソプロパノールやsec−ブタノール等の低級側鎖アルコールに溶解させた表面処理液中に被着体を浸積させる。浸積後、上述と同じ低級側鎖アルコール、又は他の低級アルコールで被着体を洗浄し、洗浄後、被着体を乾燥させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム sec−ブチレートが低級側鎖アルコールに溶解されていることを特徴とする被着体の表面処理液。
【請求項２】
上記低級側鎖アルコールは、イソプロパノールであることを特徴とする請求項１記載の表面処理液。
【請求項３】
請求項１記載の表面処理液で被着体に対してカップリング処理を施すことを特徴とする被着体の表面処理方法。
【請求項４】
請求項３記載の被着体の表面処理方法によってカップリング処理が施されたことを特徴とする被着体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被着体の表面にコーティングフィルムを形成する際の前処理に用いて好適な被着体の表面処理液、その表面処理液を用いた被着体の表面処理方法、及びそのような表面処理方法によって表面処理が施された被着体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被着体のコーティングフィルムとして、化学的気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition；ＣＶＤ）によって被着体の表面に例えばポリパラキシリレン又はその誘導体からなるフィルムを形成することが行われている。このコーティングフィルムは、下記化学式に示すように、ポリパラシクロファン又はその誘導体を減圧下で気化させ、その気化ガスを６５０℃〜７００℃程度に加熱してモノマビラジカルに分解し、そのラジカルを室温以下の温度で被着体上で重合させることにより形成される。
【０００３】
【化１】
2007002315.tif 000002
【０００４】
このＣＶＤによれば、微細な、且つ如何なる形状の被着体に対してもピンホールフリーのコンフォーマルコーティングが可能である。また、形成されたポリパラキシリレンフィルムは、絶縁性、耐薬品性、ガスバリア性、或いは生体適合性に優れている。このため、電子部品、航空宇宙機器、或いは医療用器具等のコーティングとして、このポリパラキシリレンフィルムが広く用いられている。
【０００５】
しかしながら、そのポリマ構造から推測されるように、ポリパラキシリレンには無機被着体と親和力を有する極性基が存在しないため、無機被着体に対しては接着性を示さないか、示したとしても非常に弱いものとなる。したがって、フィルムを形成したとしてもすぐに剥がれてしまい、フィルムとしての優れた機能を活かすことができない。
【０００６】
そこで、フィルムの被着体に対する接着性を向上させるために、被着体のプラズマ処理や、フィルム形成後の紫外線照射などが提案され、一部利用されている。また、これらの物理的手段が用いられない場合の化学的処理方法としては、現在シランカップリング処理が唯一の方法として知られ、利用されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００７】
ここで、シランカップリング処理には溶液法と気相法とがある。溶液法は、シラン系カップリング剤をメタノールやエタノール等の低級アルコールに溶解させ、そのアルコール溶液に被着体を浸積、処理する方法である。シラン系カップリング剤の濃度は目的に応じて選択されるが、一般的には０．５ｗｔ％程度のものが用いられる。一方、気相法は、シラン系カップリング剤を真空中で気化させ、被着体表面に付着させる方法であり、溶液法が利用できない被着体に対して有効である。何れの方法によっても、被着体の材質によって比較的影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることができる。
【０００８】
なお、シラン系カップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメトキシシラン等があり、特にγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが賞用される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１６３４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、このシランカップリング処理によれば、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることができるが、シラン系カップリング剤を用いることに起因した問題が生じる場合がある。例えば、被着体に熱のかかるリレー接点部分では、経年劣化によりガスを生じ、接点不良を起こすとの事例が報告されており、通常は熱のかかる接点部分ではシリコンは敬遠されている。これは、シリコンが気化性物質を生じやすいことに原因があると考えられている。
【００１１】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、シラン系カップリング剤以外で、被着体の材質によって比較的影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることが可能な被着体の表面処理液、その表面処理液を用いた被着体の表面処理方法、及びそのような表面処理方法によって表面処理が施された被着体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本件発明者等は、上述した目的を達成するために、他の分野でカップリング剤とされているアルミニウム系及びチタネート系カップリング剤に着目し、その挙動を研究した。その結果、これらのカップリング剤の中には、特定の被着体に対して接着性向上効果を示すものが存在することを見出した。さらに本件発明者等は、鋭意研究の結果、アルミニウム sec−ブチレートを低級側鎖アルコールに溶解させた溶液が、被着体の材質によって殆ど影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることができることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１３】
すなわち、本発明に係る被着体の表面処理液は、アルミニウム sec−ブチレートが低級側鎖アルコールに溶解されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る被着体の表面処理方法は、上述した表面処理液で被着体に対してカップリング処理を施すことを特徴とする。
【００１５】
このように、アルミニウム sec−ブチレートを低級側鎖アルコールに溶解させた表面処理液で被着体に対してカップリング処理を施すことによって、被着体の材質によって殆ど影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることができることについては、これまで全く報告されたことがなく、本件発明者等によって初めて見出されたものである。  
【００１６】
また、本発明に係る被着体は、上述した表面処理方法によってカップリング処理が施されたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る被着体の表面処理液を用いた表面処理方法によれば、被着体の材質によって殆ど影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を大幅に向上させることができる。また、本発明に係る被着体は、そのような表面処理が施されたものであり、フィルムに対する接着性が大幅に向上されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本実施の形態における被着体の表面処理液は、アルミニウム系カップリング剤であるアルミニウム sec−ブチレートが低級側鎖アルコールに溶解されたものであり、例えばポリパラキシリレン又はその誘導体からなるフィルムの被着体に対する接着性を向上させる機能を有する。
【００２０】
ここで、アルミニウム sec−ブチレートは、アルミニウムアルコレートの一種である。アルミニウムアルコレートとしては、他にもアルミニウムイソプロピレート、モノ sec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、 sec−ブチレート、アルミニウムエチレートなど、多くが考えられるが、これらは特定の材質の被着体に対しては接着性向上効果を示すものの、それ以外の材質の被着体に対しては十分な接着性向上効果を示さない。同様に、一般的なカップリング剤として知られているアルミニウムキレートも被着体の材質に影響を受ける。また、チタネート系カップリング剤は、鉄に対しては接着性向上効果を示すものの、それ以外の多くの材質に対して接着性向上効果を示さない。
【００２１】
本実施の形態において、アルミニウム sec−ブチレートを溶解させる低級側鎖アルコールとしては、イソプロパノールや sec−ブタノールなど、炭素数３〜４のものを用いることができる。実用的にはイソプロパノールが好ましい。なお、アルミニウム sec−ブチレートをメタノールやエタノール等の低級直鎖アルコールに溶解させた場合、接着性向上効果を示さないか、示したとしても僅かである。
【００２２】
アルミニウム sec−ブチレートの濃度は、特に限定されるものではないが、濃度が低すぎると接着性向上効果が小さく、濃度を高くしてもそれに比例して接着性向上効果が大きくなる訳ではない。一般的には、使用する溶媒に対して０．１〜１．０ｗｔ％、好ましくは０．５ｗｔ％程度とする。
【００２３】
このような表面処理液を用いて被着体に表面処理（カップリング処理）を施す場合には、先ず、被着体を、アルミニウム sec−ブチレートを低級側鎖アルコールに溶解させた溶液に浸積させる。浸積後、アルミニウム sec−ブチレートを溶解させたものと同じ低級側鎖アルコール、又は他の低級アルコールで被着体を数回洗浄し、洗浄後、被着体を乾燥させる。乾燥温度は、用いた溶媒や被着体の種類によって異なるが、通常は７０℃程度が好ましい。
【００２４】
以下、具体的な実施例及び比較例を用いて、本実施の形態における表面処理液の接着性向上効果について説明する。
【００２５】
実施例１
実施例１では、被着体として鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及びガラスのテストピースを用い、前処理として超音波利用による洗浄水洗浄を５分間行い、イソプロパノールに１５分間浸積させた。続いて、アルミニウム sec−ブチレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＡＳＢＤ）が０．５ｗｔ％となるようにイソプロパノールに溶解させた表面処理液中にテストピースを１５分間浸積させ、カップリング処理を施した。その後、テストピースを洗浄するためにイソプロパノールに１分間浸積させ、７０℃で１５分間乾燥させた。さらに、表面処理が施されたテストピースに対してポリパラキシリレンフィルムを形成した。
【００２６】
実施例２
実施例２では、被着体をリレー用鉄基材とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００２７】
実施例３
実施例３では、アルミニウム sec−ブチレートを溶解させる溶媒を sec−ブタノールとした以外は、実施例２と同様に行った。
【００２８】
比較例１
比較例１では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、アルミニウム系カップリング剤としてアルミニウムアルコレートであるアルミニウムイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＰＡＤＭ）、又はモノ sec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＡＭＤ）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００２９】
比較例２
比較例２では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、アルミニウム系カップリング剤としてアルミニウムキレートであるエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＡＬＣＨ）、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート（川研ファインケミカル株式会社製、ＡＬＣＨ−ＴＲ）又はアルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）（川研ファインケミカル株式会社製、アルミキレートＤ）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３０】
比較例３
比較例３では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、シラン系カップリング剤であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、ＫＢＭ５０３）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３１】
比較例４
比較例４では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、チタネート系カップリング剤であるイソプロピルトリ−ｎ−ドデシルベンゼンスルホニルチタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ９ＳＡ）、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスフェート）チタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ３８Ｓ）、又はテトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ４６Ｂ）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
比較例５
比較例５では、被着体として鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及びガラスのテストピースを用い、前処理として超音波利用による洗浄水洗浄を５分間行い、イソプロパノールに１５分間浸積させた後、７０℃で１５分間乾燥させた。その後、テストピースに対してポリパラキシリレンフィルムを形成した。
【００３３】
比較例６
比較例６では、アルミニウム sec−ブチレートを溶解させる溶媒及び洗浄用の溶媒として、低級直鎖アルコールであるメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、又はｎ−ブタノールを用いた以外は、実施例２と同様に行った。
【００３４】
比較例７
比較例７では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、アルミニウムキレートであるエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＡＬＣＨ）、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）（川研ファインケミカル株式会社製、アルミキレートＤ）、又はシラン系カップリング剤であるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、ＫＢＭ５０３）を用いた以外は、実施例２と同様に行った。
【００３５】
比較例８
比較例８では、アルミニウム sec−ブチレートの代わりに、チタネート系カップリング剤であるイソプロピルトリ−ｎ−ドデシルベンゼンスルホニルチタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ９ＳＡ）、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスフェート）チタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ３８Ｓ）、又はテトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート（味の素ファインテクノ株式会社製、ＫＲ ４６Ｂ）を用いた以外は、実施例２と同様に行った。
【００３６】
比較例９
比較例９では、被着体としてリレー用鉄基材を用い、前処理として超音波利用による洗浄水洗浄を５分間行い、イソプロパノールに１５分間浸積させた後、７０℃で１５分間乾燥させた。その後、リレー用鉄基材に対してポリパラキシリレンフィルムを形成した。
【００３７】
上述した実施例１及び比較例１〜５で得られたポリパラキシリレンフィルムの形成された被着体に対して、基盤目付着性試験（JIS K 5400）を行った結果を以下の表１に示す。ここで、基盤目付着性試験は、有効面に１ｍｍ又は２ｍｍの基盤目を１００個（１０×１０）作り、基盤目の上にセロハン粘着テープを貼り付け、直ちにテープの一端を塗膜面に垂直に保って瞬間的に引き離し、フィルムが完全に剥がれないで残った基盤目の数を数えるものである。
【００３８】
【表１】
2007002315.tif 000003
【００３９】
また、上述した実施例２，３及び比較例６〜９で得られたポリパラキシリレンフィルムの形成された被着体に対して、外観観察及び密着性試験を行った結果を以下の表２に示す。ここで、外観観察は、フィルムが形成された被着体の被膜状態を目視で観察するものである。また、密着性試験は、被着体にセロハン粘着テープを貼り付けて瞬間的に引き離し、被着体の被膜状態を目視で観察するものである。
【００４０】
【表２】
2007002315.tif 000004
【００４１】
この表１及び表２から分かるように、アルミニウム sec−ブチレートを低級側鎖アルコールに溶解させた本実施の形態における表面処理液によれば、被着体の材質によって殆ど影響を受けることなく、フィルムの被着体に対する接着性を従来のシラン系カップリング剤と同程度に大幅に向上させることができる。さらに、本実施の形態における表面処理液は、アルミニウム系カップリング剤であるアルミニウム sec−ブチレートを用いているため、熱のかかるリレー接点部分の表面処理に用いたとしても、従来のシラン系カップリング剤のように経年劣化によってガスを生じることはない。
【００４２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。