(57)【要約】【課題】新規な表面改質剤を提供すること。【解決手段】以下の含酸素有機化合物の群から選択される１種以上の成分を有することを特徴とする固体製品の表面改質剤。（１）炭素−炭素の不飽和結合を持つ（メタ）アクリレート類、（２）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエステル類、（３）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエーテル類、（４）炭素−炭素の不飽和結合を持つジオール類、（５）脂肪族環状エーテル類、（６）脂肪族環状エステル類、（７）脂肪族環状ジケトン類、（８）脂肪族環状ジオール類、（９）歪みをもった脂肪族環状系アルコール類、（１０）不飽和結合を持たないジケトン類又はジオール類。【選択図】図１
2013144766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の含酸素有機化合物の群から選択される１種以上の成分を有することを特徴とする固体製品の表面改質剤。
（１）炭素−炭素の不飽和結合を持つ（メタ）アクリレート類
（２）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエステル類
（３）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエーテル類
（４）炭素−炭素の不飽和結合を持つジオール類
（５）脂肪族環状エーテル類
（６）脂肪族環状エステル類
（７）脂肪族環状ジケトン類
（８）脂肪族環状ジオール類
（９）歪みをもった脂肪族環状系アルコール類
（１０）不飽和結合を持たないジケトン類又はジオール類
【請求項２】
前記炭素−炭素の不飽和結合を持つ（メタ）アクリレート類が下記式１で示される化合物であることを特徴とする請求項１記載の固体製品の表面改質剤。
【化１】
2013144766.tif 000040
ただし、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素、炭素数が１−６のアルキル基、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【請求項３】
前記炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエステル類が下記式２で示される化合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体製品の表面改質剤。
【化２】
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ただし、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水酸基、炭素数が１−６のアルキル基、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【請求項４】
前記炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエーテル類が下記式３で示される化合物であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化３】
2013144766.tif 000042
ただし、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素、炭素数が１−６のアルキル基、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【請求項５】
前記炭素−炭素の不飽和結合を持つジオール類が下記式４〜式５で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化４】
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【化５】
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ただし、式４において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。
式５において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。
【請求項６】
前記脂肪族環状エーテル類が、下記式６〜式１２で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化６】
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【化７】
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【化８】
2013144766.tif 000047
【化９】
2013144766.tif 000048
【化１０】
2013144766.tif 000049
【化１１】
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【化１２】
2013144766.tif 000051
ただし、式６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、ｎが１−１１の整数であるアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、ｎが０−１１の整数であるアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【請求項７】
前記脂肪族環状エステル類が、下記式１３〜式１８で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化１３】
2013144766.tif 000052
【化１４】
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【化１５】
2013144766.tif 000054
【化１６】
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【化１７】
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【化１８】
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ただし、式１３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１４において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１５において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式１８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【請求項８】
前記脂肪族環状ジケトン類が、下記式１９〜式２０で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化１９】
2013144766.tif 000058
【化２０】
2013144766.tif 000059
ただし、式１９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式２０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【請求項９】
前記脂肪族環状ジオール類が、下記式２１〜式２３で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化２１】
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【化２２】
2013144766.tif 000061
【化２３】
2013144766.tif 000062
ただし、式２１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式２２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式２３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【請求項１０】
前記不飽和結合を持たないジケトン類が、下記式２４〜式２５で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化２４】
2013144766.tif 000063
【化２５】
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ただし、式２４において、（ＣＨ2）ｍは、ｍが０−１０の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｎは、ｎが０−１０の整数であるアルキル基。また、（ＣＨ2）ｍ、（ＣＨ2）ｎのうちの一方又は両方において、各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかに置換されてもよい。
式２５において、（ＣＨ2）ｍは、ｍが２−６の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｌは、ｌが０−１０の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｎは、ｎが０−１０の整数であるアルキル基。また、（ＣＨ2）ｌ、（ＣＨ2）ｎのうちの一方又は両方において、各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかに置換されてもよい。
【請求項１１】
前記歪みをもった脂肪族環状系アルコール類が、下記式２６〜式２８で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化２６】
2013144766.tif 000065
【化２７】
2013144766.tif 000066
【化２８】
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ただし、式２６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式２７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式２８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【請求項１２】
前記不飽和結合を持たないジオール類が、下記式２９〜式３４で示される化合物から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の固体製品の表面改質剤。
【化２９】
2013144766.tif 000068
【化３０】
2013144766.tif 000069
【化３１】
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【化３２】
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【化３３】
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【化３４】
2013144766.tif 000073
ただし、式２９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式３０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式３１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式３２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式３３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ6：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ6のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
式３４において、（ＣＨ2）ｎは、ｎが５−１０の整数であるアルキル基である。また、（ＣＨ2）ｎの各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかで置換されてもよい。Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面改質剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンゴムやポリエチレン樹脂等の高分子、金属、セラミック等を材料とする固体物質の表面は、他の部材の接着、塗料の塗装、印刷等の表面処理が困難な状態である場合がある。そこで、従来から、表面改質剤を用いて固体物質の表面を改質し、接着、塗装、印刷等の表面処理を容易なものとすることが行われている。
【０００３】
その表面改質は、液状の表面改質剤を、ナノポンプや霧化装置を利用して気化し、その気化した表面改質剤を含むガスを燃焼して生じた火炎を固体製品に噴射する方法で行われる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の表面改質剤は、無機系の表面改質剤、又は限定的な含酸素有機化合物の表面改質剤であり、その範囲が非常に限定されていた。本発明は、新規な表面改質剤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】
【０００６】
本発明の表面改質剤は、以下の含酸素有機化合物の群から選択される１種以上の成分を有することを特徴とする固体製品の表面改質剤である。
（１）炭素−炭素の不飽和結合を持つ（メタ）アクリレート類
（２）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエステル類
（３）炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエーテル類
（４）炭素−炭素の不飽和結合を持つジオール類
（５）脂肪族環状エーテル類
（６）脂肪族環状エステル類
（７）脂肪族環状ジケトン類
（８）脂肪族環状ジオール類
（９）歪みをもった脂肪族環状系アルコール類
（１０）不飽和結合を持たないジケトン類又はジオール類
なお、本発明において「類」とは、誘導体を含む意味を有する。
【０００７】
本発明の表面改質剤は、例えば、以下の表面改質方法に使用できる。すなわち、熱分解性の表面改質剤を含む燃料ガスの燃焼火炎を固体製品（被処理物）の表面（被処理面）に対して、全面的または部分的に吹き付けて固体製品の表面濡れ性を増大させる表面改質方法に使用できる。
【０００８】
本発明の表面改質剤を用いれば、固体製品の表面濡れ性を増大させることができる。また、本発明の表面改質剤を用いて表面改質を行った固体製品は、接着剤を用いて接着した場合の接着強度が高い。
【０００９】
前記炭素−炭素の不飽和結合を持つ（メタ）アクリレート類としては、例えば、下記式１で示される化合物が挙げられる。
【００１０】
【化１】
2013144766.tif 000003
【００１１】
ただし、式１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素、炭素数が１−６のアルキル基、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【００１２】
また、前記炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエステル類としては、例えば、下記式２で示される化合物が挙げられる。
【００１３】
【化２】
2013144766.tif 000004
【００１４】
ただし、式２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水酸基、炭素数が１−６のアルキル基、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【００１５】
また、前記炭素−炭素の不飽和結合を持つビニールエーテル類としては、例えば、下記式３で示される化合物が挙げられる。
【００１６】
【化３】
2013144766.tif 000005
【００１７】
ただし、式３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素、炭素数が１−６のアルキル基、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、または不飽和結合であるアルキニール基。
【００１８】
また、前記炭素−炭素の不飽和結合を持つジオール類としては、例えば、下記式４〜式５で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００１９】
【化４】
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【００２０】
【化５】
2013144766.tif 000007
【００２１】
式４で示される化合物は、２−ブテン−１，４−ジオール（２−ｂｕｔｅｎｅ−１，４−ｄｉｏｌ）の誘導体であり、式５で示される化合物は、２−ブチン−１，４−ジオール（２−ｂｕｔｙｎｅ−１，４−ｄｉｏｌ）の誘導体である。
【００２２】
ただし、式４において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。
【００２３】
式５において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。
また、前記脂肪族環状エーテル類としては、例えば、下記式６〜式１２で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００２４】
【化６】
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【００２５】
【化７】
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【００２６】
【化８】
2013144766.tif 000010
【００２７】
【化９】
2013144766.tif 000011
【００２８】
【化１０】
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【００２９】
【化１１】
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【００３０】
【化１２】
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【００３１】
式６で示される化合物は、６員環の１，４−ジオキソラン（１，４−ｄｉｏｘｌａｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図１に示すとおりである。式７で示される化合物は、６員環の炭素−炭素の不飽和結合を含むオキソラン（３，４−ｄｉｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ）の誘導体であり、その化学構造は図２に示すとおりである。式８で示される化合物は、５員環の炭素−炭素の不飽和結合を１つ含むフラン（２，３−ｄｉｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）の誘導体であり、その化学構造は図３に示すとおりである。式９で示される化合物は、５員環の炭素−炭素の不飽和結合を２つ含むフラン（ｆｕｒａｎ）の誘導体であり、その化学構造は図４に示すとおりである。式１０で示される化合物は、４員環のオキセタン（Ｏｘｅｔａｎｅ，ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）の誘導体であり、その化学構造は図５に示すとおりである。式１１で示される化合物は、３員環のエポキシ（ｅｐｏｘｙ，ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）の誘導体である。式１２で示される化合物は、アルキル化合物の両末端に３員環のエポキシ（ｅｐｏｘｙ，ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）の誘導体である。
【００３２】
ただし、式６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３３】
式７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３４】
式８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３５】
式９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３６】
式１０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３７】
式１１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、ｎが１−１１のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３８】
式１２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、ｎが０−１１のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００３９】
また、前記脂肪族環状エステル類としては、例えば、下記式１３〜式１８で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００４０】
【化１３】
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【００４１】
【化１４】
2013144766.tif 000016
【００４２】
【化１５】
2013144766.tif 000017
【００４３】
【化１６】
2013144766.tif 000018
【００４４】
【化１７】
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【００４５】
【化１８】
2013144766.tif 000020
【００４６】
式１３で示される化合物は７員環のε−カプロラクトン（ε−ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図６に示すとおりである。式１４で示される化合物は、６員環のδ−バレロラクトン（δ−ｖａｌｅｒｏｌａｃｔｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図７に示すとおりである。式１５で示される化合物は、５員環のγ−ブチロラクトン（γ−ｂｕｔｙｒｏｌａｃｔｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図８に示すとおりである。式１６で示される化合物は、５員環に炭素−炭素の不飽和結合を含む環状エステルのγ−クロトノラクトン（γ−ｃｒｏｔｏｎｏｌａｃｔｏｎｅ）、２（５Ｈ）−フラノン（２（５Ｈ）−ｆｕｒａｎｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図９に示すとおりである。式１７で示される化合物は、５員環に炭素−炭素の不飽和結合を含む環状エステルの構造異性体であって、α−アンゲリカラクトン（α−ａｎｇｅｌｉｃａｌａｃｔｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図１０に示すとおりである。式１８で示される化合物は、４員環のβ−プロピオラクトン（β−ｐｒｏｐｉｏｌａｃｔｏｎｅ）の誘導体であって、その化学構造は図１１に示すとおりである。
【００４７】
ただし、式１３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００４８】
式１４において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれか含んでもよい。
【００４９】
式１５において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５０】
式１６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５１】
式１７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５２】
式１８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５３】
また、前記脂肪族環状ジケトン類としては、例えば、下記式１９〜式２０で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００５４】
【化１９】
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【００５５】
【化２０】
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【００５６】
式１９で示される化合物は、６員環の１，４−シクロヘキサジオン（１，４−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図１２に示すとおりである。式２０で示される化合物は、６員環の１，２−シクロヘキサジオン（１，２−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉｏｎｅ）の誘導体であり、その化学構造は図１３に示すとおりである。
【００５７】
ただし、式１９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５８】
式２０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５９】
また、前記脂肪族環状ジオール類としては、例えば、下記式２１〜式２３で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００６０】
【化２１】
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【００６１】
【化２２】
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【００６２】
【化２３】
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【００６３】
式２１で示される化合物は、１，２−シクロヘキサンジオール類（１，２−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ)の誘導体であって、その化学構造は図１４に示すとおりである。式２２で示される化合物は、１，３−シクロヘキサンジオール類（１，３−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ)の誘導体であって、その化学構造は図１５に示すとおりである。式２３で示される化合物は、１，４−シクロヘキサンジオール類（１，４−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ)の誘導体であって、その化学構造は図１６に示すとおりである。
【００６４】
ただし、式２１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００６５】
式２２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００６６】
式２３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００６７】
また、前記不飽和結合を持たないジケトン類としては、例えば、下記式２４〜式２５で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００６８】
【化２４】
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【００６９】
【化２５】
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【００７０】
式２４で示される化合物は、隣接するジケトン類の誘導体であり、式２５で示される化合物は、隣接しないジケトン類の誘導体である。
ただし、式２４において、（ＣＨ2）ｍは、ｍが０−１０の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｎは、ｎが０−１０の整数であるアルキル基。また、（ＣＨ2）ｍ、（ＣＨ2）ｎのうちの一方又は両方において、各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかに置換されてもよい。
【００７１】
式２５において、（ＣＨ2）ｍは、ｍが２−６の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｌは、ｌが０−１０の整数であるアルキル基、（ＣＨ2）ｎは、ｎが０−１０の整数であるアルキル基。また、（ＣＨ2）ｌ、（ＣＨ2）ｎのうちの一方又は両方において、各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかを構成要素として含む。
【００７２】
また、前記歪みをもった脂肪族環状系アルコール類としては、例えば、下記式２６〜式２８で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
なお、歪みとは、炭素−炭素−炭素の結合角度が、自然に結合する場合の結合角度である１０９．５度からずれている場合に、環の結合を維持するために起こる環の歪みのことである。
【００７３】
【化２６】
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【００７４】
【化２７】
2013144766.tif 000029
【００７５】
【化２８】
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【００７６】
式２６で示される化合物は、シクロプロパンメタノール類（ｃｙｃｌｏｐｒｏｐａｎｅｍｅｔｈａｎｏｌ)の誘導体であり、式２７で示される化合物は、シクロブタンメタノール類（ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｍｅｔｈａｎｏｌ)の誘導体であり、式２８で示される化合物は、シクロブタール類（ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｏｌ)の誘導体である。
【００７７】
ただし、式２６において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００７８】
式２７において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００７９】
式２８において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００８０】
また、前記不飽和結合を持たないジオール類としては、例えば、下記式２９〜式３４で示される化合物から選択された１種以上が挙げられる。
【００８１】
【化２９】
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【００８２】
【化３０】
2013144766.tif 000032
【００８３】
【化３１】
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【００８４】
【化３２】
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【００８５】
【化３３】
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【００８６】
【化３４】
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【００８７】
式２９で示される化合物は、グリコール類（ｇｌｙｃｏｌ）の誘導体であり、式３０で示される化合物は、１，３−プロパンジオール類（１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）の誘導体であり、式３１で示される化合物は、１，４−ブタンジオール類（１，４−ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ）の誘導体であり、式３２で示される化合物は、１，５−ペンタンジオール類（１，５−ｐｅｎｔａｎｅｄｉｏｌ）の誘導体であり、式３３で示される化合物は、１，６−ヘキサンジオール類（１，６−ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ）の誘導体であり、式３４で示される化合物は、α、ω−ジオール類（α、ω−ｄｉｏｌ）の誘導体である。
【００８８】
ただし、式２９において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００８９】
式３０において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ3のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００９０】
式３１において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ4のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００９１】
式３２において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ5のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００９２】
式３３において、Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ3：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ4：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ5：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ6：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1−Ｒ6のうちの１つ以上は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを構成要素として含む。
【００９３】
式３４において、（ＣＨ2）ｎは、ｎが５−１０の整数であるアルキル基である。また、（ＣＨ2）ｎの各水素原子のうちの１つ以上は、アルケニール基、及びアルキニール基の少なくともいずれかで置換されてもよい。Ｒ1：水素または炭素数が１−６のアルキル基、Ｒ2：水素または炭素数が１−６のアルキル基。また、Ｒ1、Ｒ2のうちの一方又は両方は、アルキルアルコール、不飽和結合であるアルケニール基、不飽和結合であるアルキニール基の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００９４】
前記不飽和結合を持たないジケトン類又はジオール類としては、例えば、エチレンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール類、α、ω−ジオール類等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図２】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図３】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図４】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図５】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図６】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図７】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図８】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図９】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１０】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１１】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１２】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１３】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１４】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１５】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１６】化合物の化学構造を表す説明図である。
【図１７】表面改質装置１の全体構成を表す説明図である。
【図１８】気化装置３の構成を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９６】
本発明の実施形態を説明する。
１．表面改質剤
表面改質剤として、以下のものを用意した。
【００９７】
実施例１：２−ブテン−１，４−ジオール
実施例２：２，３ブタンジオン
実施例３：１，３−プロパンジオール
実施例４：１，４−ブタンジオール
実施例５：メタクリル酸メチル
実施例６：ε−カプロラクトン
実施例７：アセトニルアセトン
実施例８：酢酸ビニル
実施例９：１，２−ジエトキシエタン
２．表面改質装置
表面改質は、以下に説明する表面改質装置１を使用して実施された。
【００９８】
表面改質装置１の構成を図１７、及び図１８に基づいて説明する。図１７は、表面改質装置１の全体構成を表す説明図である。図１８は、後述する気化装置３の構成を表す平面図である。
【００９９】
表面改質装置１は、気化装置３と、燃焼用圧縮空気供給部（酸素含有ガス供給手段）５
と、混合器（混合ガス生成手段）７と、バーナー（噴射手段）９と、加温装置１１とを備える。
【０１００】
上記気化装置３は、外側容器１３と、その中に収容された第１の内側容器１５、及び第２の内側容器１７を備える。第１の内側容器１５における一方の端には、外部から供給される圧縮空気を取り入れる、圧縮空気注入配管（媒体ガス供給手段）１９が接続している。また、第１の内側容器１５と第２の内側容器１７とは、連結配管２１により連通している。また、第２の内側容器１７には、外部から、出口配管２３が接続している。よって、圧縮空気注入配管１９から、順に、第１の内側容器１５、連結配管２１、第２の内側容器１７、及び出口配管２３を通るガスの流路が形成されている。なお、このガスの流路のうち、第１の内側容器１５の部分は、流路Ａに該当する。また、上述したガスの流路のうち、第２の内側容器１７の部分は、流路Ｂに該当する。
【０１０１】
第１の内側容器１５は、圧縮空気注入配管１９と連結配管２１以外では、密閉された容器である。また、第２の内側容器１７は、連結配管２１と出口配管２３以外では、密閉された容器である。第１の内側容器１５、及び第２の内側容器１７の材質は、金属、セラミック、プラスチック等から適宜選択できるが、熱伝導性が良いＣｕやＡｌが好適である。
【０１０２】
外側容器１３内には、オイル２５が満たされ、第１の内側容器１５、第２の内側容器１７、及び連結配管２１は、オイル２５の中に浸漬されている。気化装置３は、図示しない加熱装置によりオイル２５を加熱することができる。また、気化装置３は、図示しない温度検出手段によりオイル２５の温度を検出し、その検出結果に応じて、上述した加熱装置の動作を調整できる。よって、気化装置３は、オイル２５の温度を一定の温度、又は一定の温度範囲に維持することができる。オイル２５は、その中に浸漬されている第１の内側容器１５、第２の内側容器１７、及び連結配管２１を加温する。なお、オイル２５、及びその温度を維持する上述した機構は、媒体ガス温度調整手段、流路Ａ加熱／冷却手段、及び流路Ｂ加熱／冷却手段に該当する。
【０１０３】
第１の内側容器１５内には、複数の邪魔板（仕切板）２７−１〜２７−７が設けられている。邪魔板２７−１〜２７−７は、圧縮空気注入配管１９の側から、連結配管２１の方向へ、その番号の順番で並んでいる。邪魔板２７−１、２７−３、２７−５、２７−７は、第１の内側容器１５における一方の側面１５ａに接しており、反対側の側面１５ｂとの間には、隙間を有している。また、邪魔板２７−２、２７−４、２７−６は、側面１５ａとの間には隙間を有しており、側面１５ｂには接している。なお、邪魔板２７−１〜２７−７は、上下方向については、第１の内側容器１５の底１５ｃから、天井１５ｄまで達している。上述した邪魔板２７−１〜２７−７の配置により、第１の内側容器１５内に、図１８の実線矢印で示すように、蛇行した（ジグザグの）ガスの流路（流路Ａ）が形成される。邪魔板２７−１〜２７−７の材質は、金属、セラミック、プラスチック等から適宜選択できるが、熱伝導性が良いＣｕやＡｌが好適である。
【０１０４】
第２の内側容器１７内の下部には、液状の表面改質剤２９を保持する薬液槽（表面改質剤保持手段）３１が設置されている。薬液槽３１の上方は開放されており、保持された液状の表面改質剤２９は、第２の内側容器１７内のガスに接触する。また、第２の内側容器１７内のうち、薬液槽３１以外の部分（薬液槽３１よりも上方）には、複数の邪魔板（仕切板）３３−１〜３３−７が設けられている。邪魔板３３−１〜３３−７は、邪魔板２７−１〜２７−７と同様に配置され、その結果、第２の内側容器１７内に、図１８の点線矢印で示すように、蛇行した（ジグザグの）流路（流路Ｂ）が形成される。
【０１０５】
また、気化装置３は、外側容器１３の外側に、液状の表面改質剤２９を収容した薬液タンク３５を備える。薬液タンク３５は、補給配管３７を介して、第２の内側容器１７内の薬液槽３１に接続している。補給配管３７は、切替バルブ３９により、開閉制御される。
切替バルブ３９の開閉は、薬液槽３１における液状の表面改質剤２９の液面高さを検出する液面検出センサ４１の検出結果により制御される。すなわち、液面が低くなれば、切替バルブ３９は開となり、薬液タンク３５から薬液槽３１に液状の表面改質剤２９が補給される。また、液面が高くなれば、切替バルブ３９は閉となり、薬液タンク３５から薬液槽３１への補給は停止する。よって、薬液槽３１における液状の表面改質剤２９の液面高さは一定に維持される。薬液タンク３５内の空間部３５ａと第２の内側容器１７内とは、配管４３により連通している。そのことにより、薬液タンク３５内が負圧にならず、薬液タンク３５から薬液槽３１へスムーズに液状の表面改質剤２９を補給できる。
【０１０６】
また、配管４３の途中には、手動又は自動で開閉できるバルブ４４を備えている。バルブ４４が開の場合は、上記のように、薬液タンク３５内の空間部３５ａと第２の内側容器１７内とを連通することができる。一方、バルブ４４が閉の場合は、仮に、薬液タンク３５内の液面が高くなり、配管４３の口にまで達しても、表面改質剤２９が配管４３を通って第２の内側容器１７に流入してしまうことを防止できる。
【０１０７】
上記燃焼用圧縮空気供給部５は、外部から取り入れた圧縮空気を、バーナー９に供給する空気配管４５を備える。空気配管４５は、螺旋状に巻かれた螺旋部４５ａを備えており、その螺旋部４５ａは、後述するように、加温装置１１により加温される。
【０１０８】
上記加温装置１１は、燃焼用圧縮空気供給部５の螺旋部４５ａを収容する空気加温槽４７と、バーナー９の熱で空気を熱し、その熱せられた空気を空気加温槽４７内に供給する収熱ブロアー５０とを備える。空気加温槽４７内に供給された、熱せられた空気は、空気加温槽４７内で螺旋部４５ａを加温し、空気加温槽４７の出口４７ａから排出される。また、加温装置１１は、図１７では省略しているが、燃焼用圧縮空気供給部５の螺旋部４５ａを加温する方法と同様に、出口配管２３も、バーナー９の熱で加温している。
【０１０９】
上記混合器７は、気化装置３の出口配管２３と、空気配管４５と、外部から供給された可燃性ガス（プロパンガス）を取り入れる可燃性ガス注入配管（可燃性ガス供給手段）４９とに接続している。混合器７は、気化装置３の出口配管２３から供給されたガス（表面改質剤を含む圧縮空気）と、空気配管４５から供給された空気と、可燃性ガス注入配管４９から供給された可燃性ガスとを、所定の割合で混合し、その混合ガスをバーナー９に送り出す。
【０１１０】
バーナー９は、噴射を行う面である噴射面９ａに、第１の噴射部５１と、第２の噴射部５３とを備えている。噴射面９ａは、円形の形状を有しており、第１の噴射部５１は、その円形の中心部に位置する。また、第２の噴射部５３は、噴射面９ａのうち、第１の噴射部５１の外周を包囲する円環状に設けられている。第１の噴射部５１には、混合器７で混合された混合ガスが供給される。第１の噴射部５１は、点火プラグによってその混合ガスに着火し、混合ガスを燃焼させて火炎を噴射する。また、第２の噴射部５３には、外部から、可燃性ガスと圧縮空気との２成分混合ガスが供給される。第２の噴射部５３は、点火プラグによってその２成分混合ガスに着火し、２成分混合ガスを燃焼させて火炎を噴射する。第１の噴射部５１から噴射される火炎は、第２の噴射部５３から噴射される火炎で包囲される。その結果、第１の噴射部５１から噴射される火炎は、外部の酸素に接触し難くなる。
３．表面改質方法
上記１．に記載の実施例１〜９の表面改質剤それぞれと、上記２．に記載の表面改質装置１とを用いて、周知の方法で表面改質を実施した。
【０１１１】
表面改質処理方法の概略は、次の通りである。
加温した空気に、表面改質剤を、飽和蒸気量だけ含ませ、その表面改質剤を含む空気と、可燃性ガスと、空気とを混合し、混合ガスを生成する。その混合ガスをバーナーに供給し、バーナーで燃焼させる。そして、その燃焼によって生じる火炎を、固体製品の表面に噴射し、固体製品の表面を表面改質する。
【０１１２】
表面改質は、様々な素材（ガラス、ポリプロピレン、高密度ＰＥ、ステンレス、アルミニウム）の固体製品のそれぞれについて行った。
表面改質処理方法について次に詳細を述べる。
【０１１３】
予め、表面改質装置１の薬液槽３１に、液状の表面改質剤を、所定の液面高さとなるように供給しておく。また、オイル２５の温度を一定の温度に加温しておく。オイル２５の温度は、第１の内側容器１５の出口における圧縮空気の温度が、所定の温度Ｔ（例えば、２５℃、３０℃等）となるように設定する。なお、オイル２５の最適な設定温度は、オイル２５の温度を数種類変えながら、第１の内側容器１５の出口における圧縮空気の温度を測定する実験を行うことで容易に決めることができる。
【０１１４】
浄化・除湿した圧縮空気を、気化装置３の圧縮空気注入配管１９に注入する。圧縮空気は、圧縮空気注入配管１９から、順に、第１の内側容器１５、連結配管２１、第２の内側容器１７、及び出口配管２３を通る。圧縮空気は、第１の内側容器１５において、オイル２５によって加温され、圧縮空気の温度は、第１の内側容器１５の出口では、所定の温度Ｔに調整される。なお、第１の内側容器１５内における圧縮空気の流路は、邪魔板２７−１〜２７−７によって蛇行し、長くなっているので、第１の内側容器１５の出口までに、圧縮空気の温度を所定の温度Ｔに到達させることができる。なお、圧縮空気の温度は、出口配管２３まで、所定の温度に維持される。
【０１１５】
圧縮空気は、第２の内側容器１７において、薬液槽３１に保持された液状の表面改質剤と接触し、表面改質剤の蒸気を、所定の温度Ｔにおける飽和蒸気量だけ含むようになる。第２の内側容器１７内における圧縮空気の流路は、邪魔板３３−１〜３３−７によって蛇行し、長くなっているとともに、蛇行することで乱流が発生するので、第２の内側容器１７を出るまでに、圧縮空気に含まれる表面改質剤の蒸気量は、所定の温度Ｔにおける飽和蒸気量に達する。第２の内側容器１７内においても、圧縮空気の温度は、オイル２５により、所定の温度Ｔに維持される。また、薬液槽３１に保持された液状の表面改質剤も、オイル２５により加温され、気化し易くなっている。
【０１１６】
表面改質剤の蒸気を含んだ圧縮空気は、出口配管２３により、混合器７に送られる。なお、出口配管２３は、上述したように、バーナー９の熱で加温されており、出口配管２３を通る圧縮空気の温度は所定の温度Ｔ以上に維持される。
【０１１７】
一方、混合器７には、燃焼用圧縮空気供給部５の空気配管４５から空気が供給されるとともに、可燃性ガス注入配管４９から可燃性ガスが供給される。空気配管４５は、上述したように、加温装置１１により加温されており、空気配管４５から供給される空気の温度は、所定の温度Ｔ以上となっている。出口配管２３から供給された、表面改質剤の蒸気を含んだ圧縮空気と、可燃性ガス注入配管４９から供給された可燃性ガスと、空気配管４５から供給された空気とは、混合器７で混合され、その混合ガスがバーナー９の第１の噴射部５１に供給される。また、バーナー９の第２の噴射部５３には、外部から、可燃性ガスと圧縮空気との２成分混合ガスが供給される。バーナー９は、第１の噴射部５１において、供給された混合ガスを燃焼し、その燃焼によって生じる火炎を、表面改質対象物（被処理材）の表面に噴射する。また、バーナー９は、第２の噴射部５３において、可燃性ガスと圧縮空気との２成分混合ガスを燃焼し、第１の噴射部５１からの火炎を外側から包囲するように、火炎を噴射する。
【０１１８】
なお、表面改質装置については、上記表面改質装置１とは異なる他の表面改質装置を適宜選択して使用してもよい。
４．表面改質剤の効果を確かめるための試験
（１）表面改質後の固体製品を、接着剤を用いて接着し、その接着強度（破断する直前の引張り強度）を測定した、試験には、引張り強度試験機であるＩＭＡＤＡ製ＭＸ−１０００Ｎを使用し、ＪＩＳ−Ｋ６７６８に準拠した方法で行った。その結果を表１〜表３に示す。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
【表２】
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【０１２１】
【表３】
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【０１２２】
この結果から、実施例１〜９の表面改質剤を用いれば、固体製品の接着強度が向上することが確認できた。
（２）表面改質後の固体製品の親水性（濡れ性）を試験した。試験には、和光純薬製の濡れ張力試験用混合液を使用し、ＪＩＳ−Ｋ２３９６に準拠して行った。試験の結果、実施例１〜９の表面改質剤を用いれば、固体製品の表面の親水性が顕著に向上することが確認できた。
【符号の説明】
【０１２３】
１・・・表面改質装置、３・・・気化装置、５・・・燃焼用圧縮空気供給部、７・・・混合器、９・・・バーナー、９ａ・・・噴射面、１１・・・加温装置、１３・・・外側容器、１５・・・第１の内側容器、１５ａ、１５ｂ・・・側面、１７・・・第２の内側容器、１５ｃ・・・底、１５ｄ・・・天井、１９・・・圧縮空気注入配管、２１・・・連結配管、２３・・・出口配管、２５・・・オイル、２７−１〜２７−７・・・邪魔板、２９・・・表面改質剤、３１・・・薬液槽、３３−１〜３３−７・・・邪魔板、３５・・・薬液タンク、３５ａ・・・空間部、３７・・・補給配管、３９・・・切替バルブ、４１・・・液面検出センサ、４３・・・配管、４５・・・空気配管、４５ａ・・・螺旋部、４７・・・空気加温槽、４７ａ・・・出口、４９・・・可燃性ガス注入配管、５０・・・収熱ブロアー、５１・・・第１の噴射部、５３・・・第２の噴射部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2013144766.tif 000089
【図１７】
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【図１８】
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