(57)【要約】【課題】CVD装置やプラズマ処理装置のような高価な装置を必要とすることなく、撥水剤溶液を使用することのない１工程で基材の撥水表面を形成できる方法を提供する。【解決手段】基材の撥水表面の形成方法は、撥水性樹脂板と基材を熱プレスし、撥水性樹脂を基材の表面に転写することを特徴とする。基材の撥水表面の形成方法において、撥水性樹脂板はフッ素樹脂でもよい。基材の撥水表面の形成方法において、基材は樹脂、金属又はセラミックスでもよい。基材の撥水表面の形成方法において、基材は樹脂ペレットを熱プレスの加温により溶融させたものでもよい。基材の撥水表面の形成方法において、撥水性樹脂板の表面又は基材の表面に凹構造、凸構造又は凹凸構造を形成してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撥水性樹脂板と基材を熱プレスし、撥水性樹脂を基材の表面に転写することを特徴とする基材の撥水表面の形成方法。
【請求項２】
撥水性樹脂板は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の基材の撥水表面の形成方法。
【請求項３】
基材は、樹脂、金属又はセラミックスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基材の撥水表面の形成方法。
【請求項４】
基材は、樹脂ペレットを熱プレスの加温により溶融させたもの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項に記載の基材の撥水表面の形成方法。
【請求項５】
撥水性樹脂板の表面又は基材の表面に凹構造、凸構造又は凹凸構造が形成されてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基材の撥水表面の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂や金属などの基材の撥水表面を形成する方法に関し、詳細には、自動車・航空機部材、農業・食品包装用フィルム、カテーテルや診断用バイオチップなどの医療用製品などに防汚性、離型性、耐指紋性、防曇性などを付与できる基材の撥水表面を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂や金属などの基材の表面に撥水性を付与することにより、基材の高性能化、基材の応用範囲の拡大化などを図ることができる。従来、基材の撥水表面を形成する様々な方法が提案されている。そのような方法として、プラズマ化学気相成長法(PE-CVD法)により、プラスチック基材上に炭素含有珪素化合物膜を形成させる撥水性離型薄膜形成方法（特許文献１参照）、撥水性被膜形成用塗布液をスプレーコート法により基材上に塗布する塗布工程及び乾燥工程を有し、乾燥後に撥水性被膜上に略円形の撥水材料の凝集体を点在させ、かつ該凝集体の平均直径を２０〜５０μｍに制御する撥水性被膜の形成方法（特許文献２参照）、プラスチックフィルムの表面に酸素を含むガスでプラズマ処理を行い、プラスチックフィルム表面上を均一に微小に荒らす工程と、プラスチックフィルムをフッ素系化合物を含む溶液中に浸漬させ、フッ素系化合物を溶液中で化学的に吸着させる工程とからなる超撥水性フィルムの製造方法（特許文献３参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２２８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２２２５１５号公報
【特許文献３】特開２００２−５３６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の基材の撥水表面を形成する方法は、２工程以上を要し煩雑であった。CVD装置やプラズマ処理装置のような高価な装置が必要であった。また、フッ素系化合物などの撥水剤溶液を使用するため廃液の処理が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、CVD装置やプラズマ処理装置のような高価な装置を必要とすることなく、撥水剤溶液を使用することのない１工程で基材の撥水表面を形成できる方法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】
本発明等は、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ね本発明に想到した。
すなわち、本発明は、撥水性樹脂板と基材を熱プレスし、撥水性樹脂を基材の表面に転写することを特徴とする基材の撥水表面の形成方法を要旨とする。
【０００７】
上記の発明において、撥水性樹脂はフッ素樹脂でもよい。また、基材は樹脂、金属又はセラミックスでもよい。また、基材は樹脂ペレットを熱プレスの加温により溶融させたものでもよい。また、撥水性樹脂板の表面又は基材の表面に凹構造、凸構造又は凹凸構造を形成してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、工程が１工程であるので、簡易かつ短時間で効率的に基材の撥水表面を形成できる。本発明によれば、CVD装置やプラズマ処理装置のような高価な装置を必要としないので、低コストで基材の撥水表面を形成できる。本発明によれば、撥水剤溶液を必要としないので、廃液処理が不要で環境負荷を高めることなく基材の撥水表面を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】基材が樹脂ペレットの場合の熱プレスの方法を模式的に示す説明図である。
【図２】基材がフィルム又はシートの場合の熱プレスの方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
表面に撥水性が付与される基材は、熱プレスにより撥水性樹脂を転写させることができる限り特に限定されないが、樹脂、金属又はセラミックスを例示できる。撥水性が付与される基材が樹脂の場合、樹脂ペレットを熱プレスの過程で溶融させてフィルム又はシートにし、当該フィルム又はシートに熱プレスを行うことにより撥水性樹脂を転写させてもよい。
【００１１】
撥水性樹脂板の素材となる樹脂は、撥水性を備える限り特に限定されないが、フッ素樹脂やシリコン樹脂などを例示できる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、パーフルオロアルキルビニルエーテル、パーフルオロアリルビニルエーテル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体などを例示できる。シリコン樹脂としては、ポリジメチルシロキサン、アルキルアルコキシシラン樹脂、シランシロキサン樹脂などを例示できる。
【００１２】
熱プレスは、加熱装置を備える市販の熱プレス機などを使用して行うことができる。熱プレス温度は、基材が樹脂ペレットの場合、融点以上で熱分解温度以下であり、融点より20〜30℃高い温度が好ましい。熱プレス温度が融点より低いと樹脂ペレットをフィルム又はシートにできないからであり、熱分解温度より高いと樹脂の特性が失われるおそれがあるからである。熱プレス温度は、基材がフィルム又はシートの場合、100℃以上で基材の融点以下の温度が好ましい。熱プレス温度が100℃より低いと撥水性樹脂が転写されないことがあり、融点より高いとフィルム又はシートが変形するからである。熱プレス圧力は、4MPa〜20MPaが好ましく、6MPa〜10MPaがより好ましい。熱プレス圧力が4MPaより低いと撥水性樹脂が転写されないことがあり、20MPaより高いと経済性が低下するからである。
熱プレス時間は、1〜15分が好ましい。熱プレス時間が1分より短いと撥水性樹脂が転写されないことがあり、15分より長いと経済性が低下するからである。 
【００１３】
基材が樹脂の場合、撥水性樹脂板の表面に凹構造、凸構造又は凹凸構造を形成することが好ましい。これにより、基材の表面により高い撥水性を付与できる。撥水性樹脂板の表面の凹構造、凸構造又は凹凸構造の形成は、公知の方法で行え、撥水性樹脂板を金属メッシュで熱プレスすることを例示できる。また、基材が金属又はセラミックスである場合、基材の表面に凹構造、凸構造又は凹凸構造を形成することが好ましい。これにより、基材の表面により高い撥水性を付与できる。基材の表面の凹構造、凸構造又は凹凸構造の形成は、公知の方法で行え、基材のアニール処理を例示できる。
【００１４】
基材の両側の表面に撥水性を付与するには、撥水性樹脂板間に基材を挟んだ積層体を熱プレスすることにより行うことができる。また、基材の一方の側の表面のみに撥水性を付与するには、撥水性樹脂板と基材の積層体を熱プレスすることにより行うことができる。
樹脂の基材に撥水性樹脂が転写できる機序は、転写された撥水性樹脂が基材の表面でアロイ構造を形成するためと推測される。
【００１５】
射出成形や押出成形の金型の内側表面を撥水性樹脂でコーティングすることにより樹脂の成形と同時に成形品の表面に撥水性を付与することができる。これにより撥水性が高められた成形品の効率的な製造が可能となる。
【実施例】
【００１６】
次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１７】
ポリ乳酸（PLA）ペレット、ポリスチレン（PS）ペレット、ABS樹脂（ABS）ペレット、ポリエチレン（PE）ペレット、ポリメタクリル酸メチル樹脂（PMMA）ペレット、ナイロン6ペレット、ポリカーボネート（PC）ペレット、ナイロン12ペレット、ポリカーボネート（PC）フィルム、シリコン基板及び銅基板を撥水性樹脂板のテフロン（登録商標）板間に挟んだ積層体を熱プレス機（（株）丸東製作所製）を用い、所定の熱プレス温度（表１参照）及び6MPa〜10MPaの熱プレス圧力の下で熱プレスを行った。基材が樹脂ペレットの場合、図１に示すように熱プレスを行った。すなわち、熱プレス機（（株）丸東製作所製）の熱プレス温度に加熱された下側の金属板に載置された積層体に上側の金属板を近づけ、3〜5分予熱して樹脂ペレットを溶融しフィルム又はシートを形成した。次いで、上側の金属板をテフロン（登録商標）板に接着し、熱プレス圧力を掛けることなく上側の金属板の自重のみが掛かる状態で3〜5分放置した。その後、熱プレス機（（株）丸東製作所製）で積層体に5分熱プレス圧力を掛けフィルム又はシートのサンプルを得た。また、基材がフィルム又はシート（基板）の場合、図２に示すように熱プレスを行った。すなわち、熱プレス機（（株）丸東製作所製）の熱プレス温度に加熱された下側の金属板に載置された積層体に上側の金属板を接着し、圧力を掛けることなく上側の金属板の自重のみが掛かる状態で3〜5分放置した。次いで、熱プレス機（（株）丸東製作所製）で積層体に5分熱プレス圧力を掛けサンプルを得た。なお、サンプル11のナイロン12ペレットは、テフロン（登録商標）板の表面に凹凸構造を形成して熱プレスを行った。サンプル13の銅基板は、予め500℃でアニール処理し、表面に凹凸構造を形成して熱プレスを行った。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１の「熱プレス後の水滴接触角」は、熱プレスを行うことにより得られた各サンプルの水滴接触角を接触角計（協和界面科学（株）製）を用い測定した。また、表１の「熱プレス前の水滴接触角・備考」は、各基材の熱プレスを行う前の水滴接触角を示す。表１から分かるように、各サンプルの「熱プレス後の水滴接触角」は、「熱プレス前の水滴接触角・備考」に比べ高い数値を示し、撥水性が高められていた。また、撥水性樹脂板の表面に凹凸構造を形成したサンプル11と基材の表面に凹凸構造を形成したサンプル13は、超撥水表面が形成されていた。さらに、各サンプルの表面を何度も指で擦った後水滴接触角を測定したところ、表１と同様の撥水性を保持していた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、基材の樹脂、金属あるいはセラミックスなどの表面に低コストで簡易かつ短時間で効率的に撥水性を付与できるので、樹脂、金属、セラミックスなどを材料として使用する様々な産業分野において有用である。
【図１】
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【図２】
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