CN110777535A

CN110777535A - Dlc及cd固着基材、dlc及cd固着制品

Info

Publication number: CN110777535A
Application number: CN201910665986.7A
Authority: CN
Inventors: 町田成司; 町田成康; 中本智美; 寺尾启二; 石田善行; 高桥隆一
Original assignee: Torola Industries Co Ltd
Current assignee: Torola Industries Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: CN110777535B; JP6534133B1; JP2020020055A

Abstract

本发明的课题是将DLC及CD强固地固着在纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品及纺织品等各种材质制、结构等的基材上。本发明是在纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品及纺织品等各种材质制、结构等的基材上固着DLC，在该DLC固着基材上固着了CD的DLC及CD固着基材。本发明的制品为用所述DLC及CD固着基材制造的制品。

Description

DLC及CD固着基材、DLC及CD固着制品

技术领域

本发明涉及将CD(环糊精：Cyclo Dextrin)和DLC(类金刚石：Diamond LikeCarbon)两者固着(固定)在纸、皮革、树脂薄膜、树脂片材、动物系纤维(羊毛、丝绸等)、植物系纤维(棉、麻等)、化学系纤维(人造丝、聚酯等)的编织品、纺织品等布料(基材)上而成的基材，和使用了这些固着基材的内衣、尿布、生理用品、衣服、伞、涂层、窗帘、毛巾、床上用品、地毯、家具等各种制品。

背景技术

DLC具有金刚石与石墨中间的晶体结构，具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损性、电绝缘性、耐化学药品性、抗菌性、亲水性、疏水性、紫外线截止、阻气性(不通气性)等各种特性(物性)。因此，已用于各种领域。例如，被用于在涂覆用辊表面上的成膜。

以往的DLC成膜方法在真空室内在150℃～350℃的高温气氛区域进行，因此成膜物(成膜对象物)缺乏耐热性，例如，在为树脂制及铝制的制品或部件时有时变形。特别是，在为铝辊时表面容易氧化，且热膨胀率高，因此在处理温度为200℃以上时，不能得到高的密合力。因此，成膜对象物有限制。为消除此问题，本发明者先前开发了在常温下成膜DLC的方法(专利文献1)。

作为基材，有纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品、纺织品等各种布料。以往有将CD固定在聚酯上的布帛(专利文献2)。

CD具备包合功能和缓释功能。包合功能性是通过包合而改善讨厌的臭味、味道等的功能，缓释功能性是如果预先包合香料、碘等有效成分，则这些成分缓慢放出的功能。已确认CD具备氨气味、异戊酸、甲醛、醋酸等有关体臭及老人味的臭味的包合功能。CD由于特别是除臭(抑制恶臭)效果优异，所以也有时固着在生理用卫生巾上使用(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-189694号公报

专利文献2：日本特开2013-155447号公报

专利文献3：日本特开2016-077857号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，提供将DLC和CD两者固着在纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品及纺织品等基材上的DLC及CD固着基材、和使用了这些固着基材的制品。

用于解决课题的手段

[DLC及CD固着基材]

本发明的DLC及CD固着基材是在DLC固着基材上进一步固着CD而成的。这里所说的基材，为纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品及纺织品等各种材质制、结构。本发明的DLC及CD固着基材可作为内衣、尿布、生理用品、衣服、伞、涂层、窗帘、毛巾、床上用品、地毯、家具等各制品的布料而使用。

本发明的DLC及CD固着基材是将DLC固着(固定)在所述基材上，将CD固着在赋予OH基而提高了亲水性的DLC上而成的。DLC可通过在真空室内的真空中注入到基材的内部，或注入后使其沉积，而成膜在基材表面上。注入、成膜时都为干方式。真空室内也可以是常温(室温)。DLC在基材上的固着也可在大气中且常温(室温)下进行。所谓常温指的是10℃～50℃。这里所说的DLC固着，指的是将DLC注入固着在基材内部的状态，或者在基材表面成膜DLC膜，难以从基材剥离的状态。

所述CD可以成膜(层叠)在所述DLC固着基材的DLC膜上，也可以浸渗在所述DLC固着基材的内部并缠绕在(固着在)DLC及基材上。这里所说的CD固着，是在所述DLC固着基材的DLC上进一步固着CD。CD通过将DLC固着基材浸渍(dipping)在CD溶液内，或在DLC固着基材上辊涂(用辊涂布)CD溶液，或通过模涂机、喷射及用其它喷雾器喷雾等来使其固着。

本发明中，为了使DLC或CD向基材的固着强固，可以对基材进行前处理(表面加工：调节)使DLC及CD容易附着或固着，然后再使用，也可以不进行前处理而使用。

本发明中，优选通过对基材进行等离子体处理或电晕放电处理而对基材赋予OH基，提高基材的亲水性。等离子体处理的气氛不管在真空中或大气中都可以。

本发明中，通过在CD中添加或混合抗菌、制菌、除臭、杀菌等的想包合的任意的客体成分等，可增加包合功能。此外，还可增加提高保湿性、忌避害虫、抗氧化作用、抗炎症作用、生物利用度的提高等任意的缓释功能。

本发明的制品为使用所述DLC及CD固着基材作为布料的内衣、尿布、生理用品、衣服、伞、涂层、窗帘、毛巾、床上用品、地毯、家具等各种制品(包含这些制品的一部分)。

发明效果

本发明的DLC及CD固着基材具有以下效果。

(1)成为具备DLC的功能即耐磨损性、耐化学药品性、抗菌性、疏水性、阻气性(不通气性)、其它DLC固有的效果的基材。

(2)可得到CD固有的功能即除臭效果、其它效果。

(3)在对CD增加任意的包合功能，增加缓释功能时，还可得到这些功能的效果。

(4)在对基材赋予OH基时，与不赋予OH基者相比亲水性提高，CD、DLC、CD及DLC在基材上的固着变得强固。

(5)如果为了容易附着或固着DLC及CD而对基材进行前处理，则DLC及CD的附着强度、固着强度提高，还可提高品质及成品率。

(6)DLC的固着、CD的固着、等离子体处理、电晕放电处理中的任一项不管在真空中还是在大气中都常温处理时，基材不会因这些处理产生的热而变形。

(7)通过在将DLC、CD固着在基材上之前对基材赋予亲水性，固着在基材上的DLC及CD的密合性提高，即使反复洗涤，DLC及CD也难以剥离或分离，DLC及CD的功能长期保持。

本发明的制品由于使用所述的本发明的DLC及CD固着基材而制作，所以成为具备DLC固有的特性及功能和CD固有的特性及功能的制品。即使在纤维业界以外，CD具有的功能的波及效果也高，可期待市场的扩大。

附图说明

图1是表示DLC成膜装置的一个例子的说明图。

图2是CD成膜方法的说明图。

图3(a)是DLC固着基材的剖视图，图3(b)是本发明的DLC及CD固着基材的剖视图。

具体实施方式

(DLC及CD固着基材的实施方式)

本发明的DLC及CD固着基材中的DLC固着基材是在纸、皮革、树脂制的薄膜及片材、编织品及纺织品等各种材质制、结构等的基材上固着DLC，进一步固着CD而成的。

[基材的前处理]

在制作本发明的DLC及CD固着基材时，准备使DLC固着的基材1。基材1可以为布、纸、天然皮革、人工皮革、树脂薄膜、树脂片材、编织品、纺织品等中的任一种，不管材质、结构。优选容易裁剪并缝制(易制品化)、且作为制品使用舒适的物品。在规定为内衣用布料时适合采用具有弹性且易穿的。基材1最好预先进行清洗(洗涤)。

基材1可在进行了前处理(调节，conditioning)后使用，也可不进行前处理而使用。前处理是为了将DLC及CD容易附着或者固着(涂覆)在基材1上的处理，为基材1中包含的气体的脱气处理、水分的脱水分处理、极低热收缩处理、基材表面的异物除去处理等，是谋求提高基材表面的平坦性和提高CD及DLC在基材表面的密合性的处理。例如，水分除去处理可通过加热干燥来进行，尘埃处理可通过等离子体处理及其它适宜的手段来进行。

[混合层的形成]

在基材上涂覆DLC时，也可以对基材1进行以提高基材1和DLC膜的密合力为目的的清洗、及以Si等为主成分的混合层的形成(离子注入)。混合层的形成可在将DLC成膜装置100的真空室10(图1)内形成真空且常温状态的条件下进行。所谓常温状态为0℃以上且100℃以下，更优选为10℃以上且50℃以下。DLC成膜装置100具备真空室10、高电压脉冲电源20、气体注入口30、RF电源(高频电源)40或ICP等离子体源50。

[基材的设置]

将基材1设置在常温状态的真空室10内。基材1在混合层形成时及DLC膜的成膜时，优选以从一方向的辊卷取到另一方辊上的卷对卷(roll to roll)方式进行设置。

混合层的形成中除DLC膜的构成元素即碳及氢以外还可使用硅(Si)及氟(F)。作为这些原料气体使用N₂、Ar、CH₄、C₂H₂、CF₄、C、H₂、B等气体。此外，这些气体也能混合使用。在混合层的形成时，从气体注入口30向充分抽真空了的真空室10内供给原料气体。然后采用高频电源40或ICP电源50进行放电，产生等离子体，使供给的原料气体离子化。接着，采用高电压脉冲电源20施加负的电压，由此朝基材1吸引离子，注入基材1中，从而形成混合层。此时，等离子体的发生源即高频电源40及ICP电源50因特性与高电压脉冲电源20不同而不能同时使用，所以交替使用。

[DLC膜的成膜]

在所述混合层的形成后，通过变更高频电源40或ICP电源50的电源输出功率或频率、及真空室10内的真空度、高电压脉冲电源20的电压，从离子注入工序转移到DLC膜的成膜工序。此时，通过向原料气体供给氧及硼或氮等，还可对DLC膜赋予亲水性及防带电(半导体及导电性等)功能。

所述N₂、Ar、CH₄、C₂H₂、CF₄、C、H₂、B等的混合气体可通过变更混合比率来改变DLC的物性。也可在这些气体中混合其它气体。DLC的物性受SP²/SP³比、氢含量、密度、自由空间比例等因素左右。不仅通过变更注入到真空室10中的气体的种类，通过变更气压、注入量、等离子体能量、极性基、注入条件，也能改变基材1的亲水性、固着强度等。例如，如果在所述原料气体中混合氟，则基材1的表面变得富于疏水性。

基材1的表面的物性随着供给到真空室10的DLC膜的原料气体的种类及膜厚而变化。例如，DLC膜厚越厚，耐磨损性及阻气性越提高，但可追随基材1的变形的密合力下降。相反，如果DLC膜薄，则容易得到可追随基材1的变形的密合力，但耐磨损性及阻气性下降。如果如图3(a)所示的那样将DLC膜注入到基材1中，且继续注入，则如图3(b)所示的那样沉积在基材1的表面，成为DLC膜2。

在将注入基材1中的DLC的原料气体规定为氟混合物时，对基材1的疏水性的影响也随氟的混合比率而不同。富于疏水性的基材1的剥离性及脱模性优异。如果将氟的混合比率增加到0％～10％，则水接触角急剧增大，疏水性提高，但如果超过10％，则其增加率钝化。也可以说，在将DLC的常温成膜时注入的DLC原料气体规定为氟混合物时，为了提高疏水性，而优选将其氟混合比率设定为0％～10％。为了在提高疏水性的同时保持硬度，优选将氟的混合比率设定为10％～20％，更优选为15％左右。

在基材1为白色时，如果成膜在基材1上的DLC的膜厚变得过厚，则基材1有点发黑，因此不发黑的程度的膜厚例如优选在10nm～2μm的范围。在注入时，也以不变黑的方式控制DLC的注入量。

所述说明为在基材1的表面成膜DLC的情况，但在本发明中不一定局限于膜状。有时将DLC注入基材1内而在基材1内形成DLC层，在基材1为纺织品及编织品时有时使DLC缠绕固着在其纤维上。

[CD的固着]

本发明中，在DLC固着基材上进一步固着CD。这里所说的CD的固着，是在DLC固着基材的表面成膜了CD的状态，在DLC固着基材的基材1为纺织品及编织品时，为将CD浸渗在该基材内并将CD缠绕在基材的纤维(原材料)上的状态。在哪种情况时都为难以从基材剥离的状态。

由于DLC具有粘接功能，所以还能立即将CD固着在其上。在DLC膜2上设有用于提高粘接性的粘合剂，也能从其上使CD固着。为CD膜时，在DLC膜2为10nm～2μm时，CD膜3优选在50nm～1mm的范围。此时的CD膜3的成膜也能如图2所示的那样，将具备DLC膜2的基材1浸渍(dipping)在CD水溶液中，或将CD水溶液用辊涂(涂布)在具备DLC膜2的基材1上，或吹送CD水溶液，或用其它任意的方法进行。通过重复进行CD的浸渍，还可使CD层叠化。

如前所述，优选以提高基材1和CD的密合力、提高基材1和DLC的密合力、提高DLC和CD的密合力为目的，对基材1的表面或DLC膜2的表面进行等离子体处理及电晕处理，赋予OH基而提高亲水性。对于等离子体处理中使用的源气体(原料气体)，没有特别的制约。例如，可列举氦(He)、氩(Ar)、氮(N)、氧(O)等。此外，在只以亲水化为目的时，也可以使用六甲基二硅氧烷(HMDSO)及三甲基硅烷(日语原文为“トリメチルシリス”)(MHDS)等硅烷系。所述气体可以使用单质，也可以混合使用多种。将使用这些气体原料而产生的等离子体照射在基材1的表面或者DLC膜2的表面，赋予OH基等亲水基。使用该等离子体的亲水化处理可在真空中或大气中的任一处理气氛下进行都可以。

在本发明中，通过在CD中添加或混合抗菌、制菌、除臭、杀菌等想包合的任意的客体成分等，可增加包合功能。此外，还可增加提高保湿性、忌避害虫、抗氧化作用、抗炎症作用、生物利用度的提高等任意的缓释功能。

通过在CD中包合具有保湿成分的三十碳六烯成分，可缓和与纤维接触造成的瘙痒，可对付特应性皮炎，可缓释水溶性二氧化硅，从而可提高自己治愈力及自然治愈力，可减轻特应性皮炎。

通过在CD中包合杀菌成分(Ag⁺)，将其成分固着在基材1上，可对基材1赋予抗菌、杀菌功能，因此例如在寝具中使用该基材时，可成为具有抗菌、杀菌功能的寝具，还可得到抑制杂菌对抵抗力下降的患者及老人的影响的效果，还可得到抑制院内感染及杂菌的不良影响的效果。

通过对CD增加任意的功能成分，不仅能够提高除臭效果及杀菌效果，而且通过有效成分(桧醇、薄荷脑、香料油等)的缓释还可期待提高生物利用度。

作为将来的应用开发技术，可低成本地生产适合小批量、少量生产的染色布料及印刷布料。

在所述实施方式中，采用一边引出卷状的基材1一边卷取成卷状的卷到卷方式，但也可将基材1的引出、卷取规定为其它方法。图2中，为将浸渍在CD水溶液中的基材1夹在上下的辊4间进行脱水，在用干燥装置5干燥后进行卷取。根据需要，也可在卷取前对基材1进行清洗。

(DLC及CD固着制品的实施方式)

本发明的DLC及CD固着制品是通过将所述DLC及CD固着基材裁剪、缝制、粘接等而制造的。裁剪方法、缝制方法、粘接方法等可以与现有的那些方法相同，也可以为其它方法。这些制品的例子为保暖衣、内衣、尿布、生理用卫生巾、失禁用尿布、胸罩、伞、雨衣、运动服装、潜水衣、床单、医院用床单、医疗用服装、滑雪单板、滑雪板、游泳衣、紧身衣裤、壁纸、宠物尿布、宠物垫、家畜用保暖服装、毛毯、窗帘、布料家具制品、其它各种领域使用的各种制品。本发明的制品也可以将DLC及CD固着在预先形成所希望的尺寸、形状的基材上，不对其进行裁剪、缝制、粘接等而直接作为壁纸、其它片材使用。本发明的制品不仅可以是成品，也可以是制品的一部分。

产业上的可利用性

本发明并不限定于所述的实施方式，在能够解决本发明的课题的范围可进行设计变更。

符号说明

1 基材(布料)

2 DLC膜

3 CD膜

4 辊

5 干燥装置

10 真空室

20 高电压脉冲电源

30 气体注入口

40 高频电源

50 ICP等离子体源(ICP电源)

100 DLC成膜装置

Claims

1.一种DLC及CD固着基材，其特征在于，其是将DLC即类金刚石固着在基材上、并将CD即环糊精固着在该DLC上而成的DLC及CD固着基材，

其中，CD被固着在赋予OH基而提高了亲水性的DLC上。

2.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

CD中添加或混合包合功能用的客体成分并包合这些成分，且CD具备使这些客体成分缓释的缓释功能。

3.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

DLC被固着在赋予OH基而提高了亲水性的基材上。

4.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

OH基通过在大气压中且在常温下进行等离子体处理或电晕处理而被赋予，固着在基材或DLC上。

5.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

客体成分为除臭成分、抗菌成分、制菌成分、杀菌成分、具有保湿性的三十碳六烯成分、香料成分中的任一种或二种以上。

6.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

成膜在基材上的DLC的膜厚为10nm～2μm。

7.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

DLC的固着为DLC成膜在基材表面或注入到基材内并缠绕在基材的纤维上、难以从基材剥离的状态。

8.根据权利要求1所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

DLC上的CD的固着为CD成膜在基材表面或浸渗到基材内并缠绕在基材的纤维上、难以从基材剥离的状态。

9.根据权利要求1～8中任1项所述的DLC及CD固着基材，其特征在于，

基材为布、纸、天然皮革、人工皮革、树脂薄膜、树脂片材中的任一种，且为挠性，且通过裁剪、缝制或粘接能够制品化。

10.一种DLC及CD固着制品，其特征在于，其是通过将权利要求9所述的DLC及CD固着基材裁剪，对裁剪了的DLC及CD固着基材进行缝制或粘接而制作的DLC及CD固着制品，

所述DLC及CD固着制品为保暖衣、内衣、尿布、生理用卫生巾、失禁用尿布、胸罩、伞、雨衣、运动服装、潜水衣、床单、医院用床单、医疗用服装、游泳衣、紧身衣裤、壁纸、宠物尿布、宠物垫、家畜用保暖服装中的任一种。