表面处理膜及其制造方法和物品技术

提供能够对各种基材的表面赋予耐磨耗性、耐摩擦性、耐化学药品性、耐热性和耐溶剂性等耐久性且与基材表面的密合性优异的表面处理膜。一种表面处理膜，其设置在基材的表面上。具有包含聚合物层(i)和聚合物层(ii)的层叠结构，所述聚合物层(i)配置在基材的表面侧，所述聚合物层(ii)配置在聚合物层(i)上，聚合物层(i)含有第一聚合物，所述第一聚合物源自在侧链具有通式(1)(R1表示氢原子、甲基等；R2表示甲基等；X表示氯原子等；Y表示O或NH；*表示键合位置)所示官能团的聚酯等含有聚合引发基团的聚合物，聚合物层(ii)含有第二聚合物，所述第二聚合物包含源自芳香族乙烯基系单体等单体的结构单元且以通式(1)所示的官能团作为聚合引发点而进行了扩链。引发点而进行了扩链。引发点而进行了扩链。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面处理膜及其制造方法和物品


[0001]本专利技术涉及设置在基材表面上的表面处理膜及其制造方法、以及设置有该表面处理膜的物品。

技术介绍

[0002]作为基材的改性方法，已知如下方法：通过使在其末端具有能够吸附至基材或与基材反应的基团的聚合物作用于基材，从而在基材表面形成经物理键合或化学键合而得到的聚合物层。另外，还已知如下方法：通过以赋予到基材表面的聚合性基团作为起点而使单体聚合，从而形成自基材表面接枝的聚合物层。
[0003]近年来，研究了利用在1990年代开发的活性自由基聚合技术而高密度地接枝在基板上的所谓“浓厚聚合物刷”。在该浓厚聚合物刷中，高分子链以间隔为1～4nm的高密度接枝在基板上。利用这种浓厚聚合物刷，能够对基材表面进行改性，能够赋予低摩擦性、抑制蛋白质吸附、尺寸排阻特性、亲水性、拒水性等特征(例如专利文献1和2、非专利文献1～3)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2008
‑
133434号公报
[0007]专利文献2：日本特开2010
‑
261001号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：Adv.Polym.Sci.,2006,197,1
‑
45
[0010]非专利文献2：J.Am.Chem.Soc.,2005,127,15843
‑
15847
[0011]非专利文献3：Polym.Chem.,2012,3,148
‑
153

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的问题
[0013]浓厚聚合物刷(以下也简写为“刷”)在润滑、摩擦、磨耗的摩擦学领域中显示低摩擦性。然而，有时刷的聚合物层根据摩擦时使用的润滑油、溶剂而容易自基材表面脱离。浓厚聚合物刷通过在形成作为单分子膜层的聚合引发基团层后进行聚合来形成。但由于单分子膜层的键合力、密合性弱，因此，可以认为容易因摩擦、溶剂而导致聚合物层发生脱离。
[0014]另外，由于在形成刷的基材的表面具有凹凸，因此，在刷的聚合物层未完全覆盖凹凸的情况下，有时不显示低摩擦性。为了覆盖基材表面的粗糙，也可以对基材表面进行研磨使其平滑后再形成刷，但要增加对基材表面进行研磨的工序，因此，在成本方面等不利。需要说明的是，通过形成膜厚较厚的刷而能够覆盖基材表面的粗糙。但是，为了形成膜厚较厚的刷，需要在高压条件下(例如100～1,000MPa)进行活性自由基聚合而接枝于基材表面那样的特殊条件、装置。因此，未必容易形成膜厚较厚的刷，在成本方面也容易变得不利。
[0015]本专利技术是鉴于这种现有技术所具有的问题点而进行的，其课题在于，提供能够对各种基材的表面赋予耐磨耗性、耐摩擦性、耐化学药品性、耐热性和耐溶剂性等耐久性且与
基材表面的密合性优异的表面处理膜。另外，本专利技术的课题在于，提供上述表面处理膜的制造方法和具备上述表面处理膜的物品。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]经研究的结果，本专利技术人等发现：通过在基材表面上设置机械强度高、耐化学药品性和耐溶剂性优异的具有聚合引发基团的聚合物层，利用该聚合引发基团进行接枝聚合而进一步设置另一个聚合物层，从而能够解决上述课题。
[0018]即，根据本专利技术，可提供以下示出的表面处理膜。
[0019][1]一种表面处理膜，其设置在基材的表面上，所述表面处理膜具有包含聚合物层(i)和聚合物层(ii)的层叠结构，所述聚合物层(i)配置在前述基材的表面侧，所述聚合物层(ii)配置在前述聚合物层(i)上，前述聚合物层(i)含有第一聚合物，所述第一聚合物源自含有聚合引发基团的聚合物，所述含有聚合引发基团的聚合物在侧链具有作为聚合引发基团而发挥功能的下述通式(1)所示官能团、且选自由聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚环氧树脂组成的组中的至少一种，并且，在前述含有聚合引发基团的聚合物中，前述通式(1)所示的官能团的含量为0.5mmol/g以上，前述聚合物层(ii)的膜厚为200nm以上，前述聚合物层(ii)含有第二聚合物，所述第二聚合物包含源自选自由芳香族乙烯基系单体、(甲基)丙烯酸酯系单体和(甲基)丙烯酰胺系单体组成的组中的至少一种单体的结构单元且以下述通式(1)所示的官能团作为聚合引发点而进行了扩链。
[0020][0021](前述通式(1)中，R1表示氢原子、甲基、乙基、苯基或酰基；R2表示甲基、乙基或酰基；X表示氯原子、溴原子或碘原子；Y表示O或NH；*表示键合位置)
[0022][2]根据前述[1]所述的表面处理膜，其中，前述聚合物层(i)具有三维网络结构。
[0023][3]根据前述[1]或[2]所述的表面处理膜，其中，前述聚合物层(i)的膜厚为500nm以上。
[0024][4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的表面处理膜，其中，前述含有聚合引发基团的聚合物在侧链具有前述通式(1)所示官能团、且选自由聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺和聚环氧树脂组成的组中的至少一种。
[0025][5]根据前述[1]～[4]中任一项所述的表面处理膜，其中，前述聚合物层(ii)含有溶剂而发生了溶胀。
[0026][6]根据前述[1]～[5]中任一项所述的表面处理膜，其设置在前述基材(其中不包括多孔的基材)的表面上。
[0027][7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的表面处理膜，其中，利用凝胶渗透色谱而测得的前述第二聚合物的聚苯乙烯换算的数均分子量为100,000以上。
[0028]另外，根据本专利技术，可提供以下示出的表面处理膜的制造方法。
[0029][8]一种表面处理膜的制造方法，其为前述[1]～[7]中任一项所述的表面处理膜的制造方法，其具备如下工序：在前述基材的表面上形成聚合物层(iii)的工序，所述聚合物层(iii)含有前述含有聚合引发基团的聚合物；以及，在前述聚合物层(iii)的存在下，将
选自由芳香族乙烯基系单体、(甲基)丙烯酸酯系单体和(甲基)丙烯酰胺系单体组成的组中的一种以上单体进行聚合，形成包含前述聚合物层(i)和前述聚合物层(ii)的层叠结构的工序，所述聚合物层(i)含有源自前述含有聚合引发基团的聚合物的前述第一聚合物，所述聚合物层(ii)配置在前述聚合物层(i)上，且含有包含源自前述单体的结构单元的前述第二聚合物。
[0030][9]根据前述[8]所述的表面处理膜的制造方法，其中，在前述基材的表面涂布前述含有聚合引发基团的聚合物，形成前述聚合物层(iii)。
[0031][10]根据前述[8]所述的表面处理膜的制造方法，其中，将在侧链具有羟基或氨基、且选自由聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚环氧树脂组成的组中的至少一种聚合物涂布于前述基材的表面后，使其与下述通式(2)所示的化合物发生反应，形成前述聚合物层(iii)。
[0032][0033](前述通式(2)中，R1表示氢原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种表面处理膜，其设置在基材的表面上，所述表面处理膜具有包含聚合物层(i)和聚合物层(ii)的层叠结构，所述聚合物层(i)配置在所述基材的表面侧，所述聚合物层(ii)配置在所述聚合物层(i)上，所述聚合物层(i)含有第一聚合物，所述第一聚合物源自含有聚合引发基团的聚合物，所述含有聚合引发基团的聚合物在侧链具有作为聚合引发基团而发挥功能的下述通式(1)所示官能团、且选自由聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚环氧树脂组成的组中的至少一种，并且，在所述含有聚合引发基团的聚合物中，所述通式(1)所示的官能团的含量为0.5mmol/g以上，所述聚合物层(ii)的膜厚为200nm以上，所述聚合物层(ii)含有第二聚合物，所述第二聚合物包含源自选自由芳香族乙烯基系单体、(甲基)丙烯酸酯系单体和(甲基)丙烯酰胺系单体组成的组中的至少一种单体的结构单元，且以下述通式(1)所示的官能团作为聚合引发点而进行了扩链，所述通式(1)中，R1表示氢原子、甲基、乙基、苯基或酰基；R2表示甲基、乙基或酰基；X表示氯原子、溴原子或碘原子；Y表示O或NH；*表示键合位置。2.根据权利要求1所述的表面处理膜，其中，所述聚合物层(i)具有三维网络结构。3.根据权利要求1或2所述的表面处理膜，其中，所述聚合物层(i)的膜厚为500nm以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的表面处理膜，其中，所述含有聚合引发基团的聚合物在侧链具有所述通式(1)所示官能团、且选自由聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺和聚环氧树脂组成的组中的至少一种。5.根据权利要求1～4中任一项所述的表面处理膜，其中，所述聚合物层(ii)含有溶剂而发生了溶胀。6.根据权利要求1～5中任一项所述的表面处理膜，其设置在所述基材的表面上，所述基材不包括多孔的基材。7.根据权利要求1～6中任一项所述的表面处理膜，其中，利用凝胶渗透色谱而测得的所述第二聚合物的聚苯乙烯换算的数均分子量为100,0...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛中博之，田仪阳一，佐藤广贤，谷岛美保，辻井敬亘，榊原圭太，
申请(专利权)人：国立大学法人京都大学，
类型：发明
国别省市：