(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空下、真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを導入し、該真空処理室内に用意した被処理部材の表面直上に設けた網状電極に正の直流高電圧を印加し、モノマーガスの圧力及び印加電圧を制御してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、該被処理部材の表面に撥水性のプラズマ重合膜を成膜して撥水性部材を得ることを特徴とする撥水性部材の製造方法。
【請求項２】
真空下、真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを導入し、該真空処理室内に用意した被処理部材自体に直接又は該被処理部材を保持する電極に正の直流高電圧を印加し、モノマーガスの圧力及び印加電圧を制御してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、該被処理部材の表面に撥水性のプラズマ重合膜を成膜して撥水性部材を得ることを特徴とする撥水性部材の製造方法。
【請求項３】
前記モノマーガスの圧力が３０Ｐａで、前記印加電圧が＋１ｋＶであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撥水性部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の方法により成膜したフッ化ビニリデンポリマーからなり、水に対する接触角が１６０°を越える撥水性の膜を表面に有することを特徴とする撥水性部材。
【請求項５】
前記撥水性部材が撥水性のサッシ又は絶縁碍子である請求項４記載の撥水性部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結露や水による黴発生、絶縁破壊等の不都合を生ずる部材、例えば住宅用建材、電気絶縁用絶縁碍子等の部材の撥水性を改良した撥水性部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の部材には、親水性のセラミックスもしくは合成樹脂が使用され、部材がそのまま露出している状態で用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、電気絶縁用碍子等の部材は、降雨、霧などの気象状況では、部材の外面に水滴が付着し、電気絶縁性が悪くなる欠点があり、また、住宅建材であるアルミサッシ等では、冬季、結露によって大量の水滴が発生し、この水滴が原因で黴が発生したりする。
【０００４】
本発明は、簡単に水滴の付着を防止できる撥水性の部材を提供すること及びこの部材を製造するのに適した方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、真空中で直流高電圧を印加して発生させたグロー放電を利用してモノマーをプラズマ重合せしめ、正の電極側で得られる撥水性のプラズマ重合膜を表面に有する部材により上記の目的を達成する。該プラズマ重合膜は、フッ化ビニリデンモノマーを原料とするプラズマ重合膜であることが好ましい。
【０００６】
上記目的はまた、真空下、真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを導入し、該真空処理室内に用意した被処理部材の表面直上に設けた網状電極に正の直流高電圧を印加し、モノマーガスの圧力及び印加電圧を制御してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、該被処理部材の表面に撥水性のプラズマ重合膜を成膜することにより達成される。該被処理部材には、例えば金属、ガラス、セラミックス又は合成樹脂等からなるものが望ましい。
【０００７】
また、真空下、真空処理室内に金属、ガラス、セラミックス又は合成樹脂からなる被処理部材を用意し、この被処理部材自体に直接又は該被処理部材を保持する電極に正の直流高電圧を印加し、モノマーガスの圧力及び印加電圧を制御してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、該被処理部材の表面に撥水性のプラズマ重合膜を成膜することによっても上記の目的が達成される。
【０００８】
前記被処理部材としては、例えばサッシのような住宅用建材又は絶縁碍子等が望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の撥水性部材を得るための被処理部材としては、上記したように、一般的に使用されているガラス、セラミックス、合成樹脂又は金属からなる被処理部材が用いられる。本発明の実施の形態の一例によれば、該撥水性部材は、図１に示すように、被処理部材１の少なくとも片面に直接に撥水性のプラズマ重合膜２を形成したものである。該プラズマ重合膜２としては、フッ化ビニリデンモノマーのガスを直流高電圧を印加して発生させたプラズマ中で分解励起し、該被処理部材１の表面上で重合して成膜したフッ化ビニリデンポリマーからなる膜が十分な撥水性を持つので適当である。該プラズマ重合膜２は通常１００〜３００ｎｍの厚さに成膜される。
【００１０】
本発明者等の実験によれば、プラズマ重合膜はこれに接触する水滴の接触角を大きくする性質を有し、その接触角はプラズマ重合膜の成膜時の印加電圧に略比列することがわかっているが、この場合に、成膜に先立ち被処理部材に導電膜を形成しておく必要があり、この導電膜形成工程が成膜工程を複雑化しコストアップの原因となっている。かくして、更に実験を重ね、簡単かつ安価に製造できる成膜法と膜の種類を探究したところ、その接触角はまたプラズマ重合膜の成膜時のモノマーガスの圧力にも略比例することから、プラズマ重合膜の成膜時のモノマーガスの圧力及び印加電圧を制御すれば、水に対する接触角が高い、特に正の電極側で成膜した場合、１６０°を越えるような高い撥水性のプラズマ重合膜を製造できることが判明した。また、フッ化ビニリデンモノマーガスを使用してプラズマ重合膜を得る場合、その重合膜は該ガス圧力に比例して接触角が変化するので、このモノマーはプラズマ重合膜の原料として好都合である。
【００１１】
本発明の製造方法の実施に使用出来る装置の一例は、図２に示す如くであり、真空ポンプに接続した真空排気口３とプラズマ重合膜２の原料モノマー４を収容した蒸発源からの導入口１０とを備えた真空処理室５からなり、その室内にガラス板やセラミックス板や合成樹脂板又は金属板の被処理部材１を保持部材（図示せず）に載せて対向電極７に対向させて設置出来るようになっており、該被処理部材１の成膜面すなわち対向電極７と対向した表面の直上に直流電源８へ接続した網状電極６を設けて構成されている。
【００１２】
上記装置を使用する場合、まず、該真空処理室５内を例えば１０-2Ｐａに真空排気し、モノマーガス導入バルブ９を調節しながら蒸発源から原料モノマー４の蒸気を該真空処理室５内へ導入して、所定の圧力、例えば３０Ｐａの圧力とする。次いで、該網状電極５に該直流電源８から正の直流高電圧を印加するとグロー放電が発生し、これにより該蒸気が分解励起されて該被処理部材１上にプラズマ重合膜２が形成される。
【００１３】
該プラズマ重合膜２の成膜時の印加電圧と該膜２の水に対する接触角とは比列関係を持ち、例えばフッ化ビニリデンモノマーを使用して圧力を３０Ｐａとした場合、図３のように水滴の接触角が印加電圧に比例して変化し、＋１ｋＶの電圧下で接触角１６０°を有する撥水性の良好な膜が得られる。
【００１４】
なお、印加電圧を１ｋＶ以上にすると、放電が不安定になって均一な成膜が行えなくなり、またガス圧力を３０Ｐａより高くすると水に対する接触角が小さくなり、３０Ｐａより低くして行くと放電が不安定になる。
【００１５】
該被処理部材１の寸法形状は任意であり、例えば曲面を有する被処理部材や１×１ｍのような大表面積を有する被処理部材であっても、網状電極５を被処理部材１の表面に沿わせて設けることで、均一にプラズマ重合膜２を成膜出来る。被処理部材１の表面と網状電極６との間隔は１０ｍｍ程度が望ましい。
【００１６】
また、本発明の製造方法の実施に使用出来る装置の別の例は、図２に示す装置において網状電極を設けずに、該被処理部材自体に直接又は該被処理部材を保持するための保持部材を兼ねる電極に、正の直流高電圧が印加できるように構成されている。すなわち、この装置では、被処理部材として金属、ガラス、セラミックス又は合成樹脂からなる部材を用いるが、金属からなる被処理部材にはその部材自体に直接正の直流高電圧を印加し又は該被処理部材保持用電極に正の直流高電圧を印加してグロー放電を発生出来るように構成されている。かかる装置を用いて、図２に示す装置の場合と同様にして、撥水性のプラズマ重合膜を成膜出来る。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
図２に示した構成の装置を使用して、真空処理室５内に厚さ５ｍｍ、縦横０．３×０．３ｍの板ガラスの窓基材１を設置し、該真空処理室５内を１０-2Ｐａに真空排気したのち、フッ化ビニリデンのモノマーを入れた蒸発源から導入口１０を経て該室５内にモノマー蒸気を導入し、３０Ｐａに圧力を調整し、網状電極６に＋１ｋＶの高電圧を印加した。該網状電極６と対向電極７との間でグロー放電が発生し、該窓基材１の表面に１００ｎｍの厚さでフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜２が形成されたところで電圧の印加を止め、グロー放電を消滅させ、そこで成膜を停止した。得られた窓材を傾斜させてその表面に水滴をかけたところ、水滴はそのまま流下し、水の膜は形成されなかった。このフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜の接触角は１６０°であった。
【００１８】
上記実施例では、被処理部材として板ガラスの窓基材を用いたが金属板、セラミックス板及び合成樹脂板からなる被処理部材を用いて得たプラズマ重合膜の場合にも、同様に高い接触角を有する撥水性のプラズマ重合膜が得られた。
【００１９】
かくして、住宅用建材、絶縁碍子の撥水性を改良することができる。
【００２０】
（実施例２）
図２に示した装置であって真空室内に網状電極を設けていない装置を使用して、該真空室内に厚さ２ｍｍ、縦横０．４×０．４ｍの金属板の被処理部材を設置し、この被処理部材に直接＋１ｋＶの高電圧を印加し、実施例１と同様に成膜処理したところ、実施例１の場合と同様に、高い接触角を有する撥水性のプラズマ重合膜を成膜出来た。
【００２１】
また、上記金属板の代わりに、厚さ５ｍｍ、縦横０．３×０．３ｍの合成樹脂板又はセラミックス板を被処理部材保持用電極上に設置し、この電極に正の直流高電圧を印加し、実施例２と同様に成膜処理したところ、実施例２の場合と同様に、高い接触角を有する撥水性のプラズマ重合膜を成膜出来た。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、正の直流高電圧を印加して発生させたグロー放電を利用するプラズマ重合により正の電極側で得られたフッ化ビニリデンポリマーからなる撥水性の膜が被処理部材の表面に直接形成されているので、製造が簡単でかつ製造コストが安価な、容易に水滴の付着を防止できる撥水性の高い部材が提供できる。
【００２３】
また、本発明の製造方法によれば、真空中、モノマーガスを導入し、真空処理室内の被処理部材の表面直上に設けた網状電極に正の直流高電圧を印加しし、モノマーガスの圧力及び印加電圧を制御してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、又は被処理部材自体に直接若しくは被処理部材を保持する電極に正の直流高電圧を印加してグロー放電を発生させることによりプラズマ重合させ、該被処理部材の表面に撥水性のプラズマ重合膜を直接成膜しているので、プラズマ重合膜の成膜時のモノマーガスの圧力及び印加電圧を制御して、水に対する高い接触角、特に正の電極側で成膜した場合、１６０°を越えるような接触角を有し、容易に水滴の付着を防止できるプラズマ重合膜を備えた撥水性の高い部材を、簡単にかつ安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撥水性部材の１例の切断側面図。
【図２】本発明の製造方法に使用した装置の一例の模式的断面図。
【図３】印加電圧とプラズマ重合膜の水に対する接触角との関係を示す線図。
【符号の説明】
１ 被処理部材（窓基材） ２ プラズマ重合膜
３ 真空排気口 ４ モノマー
５ 真空処理室 ６ 網状電極
７ 対向電極 ８ 直流電源
９ モノマーガス導入バルブ １０ 導入口
【図１】
0004073540.tif 000002
【図２】
0004073540.tif 000003
【図３】
0004073540.tif 000004