DE3621474C1 - Verfahren zur Ausbildung eines Filmaufbaus einer fluorierten,aliphatischen Verbindung auf einer festen Traegeroberflaeche - Google Patents

Verfahren zur Ausbildung eines Filmaufbaus einer fluorierten,aliphatischen Verbindung auf einer festen Traegeroberflaeche

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DE3621474C1 DE3621474A DE3621474A DE3621474C1 DE 3621474 C1 DE3621474 C1 DE 3621474C1 DE 3621474 A DE3621474 A DE 3621474A DE 3621474 A DE3621474 A DE 3621474A DE 3621474 C1 DE3621474 C1 DE 3621474C1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aufgebauten Filmes auf der Oberfläche eines festen Trägers unter Anwendung der Langmuir-Blodgett-Technik, d. h. eines Filmes, der aus einer gewünschten Anzahl von monomolekularen Schichten einer fluorierten, aliphatischen Verbindung, welche eine hydrophile Gruppe an einem Ende trägt, hergestellt ist.
Es wurden ausgedehnte Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten im Hinblick auf organische, fluorhaltige Verbindungen und Fluorpolymere durchgeführt, um deren charakteristische Eigenschaften wie Hydrophobizität, Gleitfähigkeit und hohen Widerstand gegenüber Chemikalien bei dem Überziehen oder Behandlung von verschiedenen, festen Oberflächen auszunutzen. Aufgrund der neueren Fortschritte der Optoelektronik haben die geringen Brechungswerte von organischen, fluorhaltigen Materialien ebenfalls hohe Bedeutung gewonnen.
Polytetrafluorethylenharzüberzüge werden für sehr viele Zwecke angewandt, und einige andere Arten von fluorhaltigen, organischen Beschichtungsmaterialien werden für spezielle Zwecke eingesetzt. Beispielsweise wird ein Überzugsmaterial, welches die Kupplungsreaktion eines Fluorsilans ausnutzt, zur Modifikation von Glasoberflächen ausgenutzt, und Perfluorcarbonsäuren enthaltende Überzugsmassen und Farben finden ebenfalls praktische Anwendung. Im allgemeinen werden konventionelle, fluorhaltige organische Überzüge durch Aufbringen einer Lösung, Suspension oder Paste der Beschichtungsmaterialien ausgebildet.
Für Überzugsfilme auf elektrischen, elektronischen oder optischen Materialien ist es im allgemeinen wünschenswert, die Dicke der Überzugsfilme so weit wie möglich wegen der effektiven Ausnutzung der den Unterlagematerialien eigenen elektrischen oder optischen Eigenschaften zu reduzieren.
Bei den konventionellen, fluorhaltigen, organischen Überzügen, welche durch Flüssigkeitsbeschichtungsmethoden ausgebildet werden, gibt es Grenzen hinsichtlich der Herabsetzung der Stärke des Überzugsfilms. Außerdem sind konventionelle, fluorhaltige, organische Beschichtungsfilme nicht immer zufriedenstellend hinsichtlich der Fähigkeit der Abschirmung der Oberflächen der Grundmaterialien gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit.
Es wurden nun Untersuchungen hinsichtlich der Ausbildung von aufgebauten Filmen aus organischen Verbindungen auf Oberflächen von festen Trägern unter Verwendung der Langmuir- Blodgett-Technik durchgeführt. Beispielsweise wurden von Clint et al., J. Colloid and Interface Sci., 47, No. 1, (1974), S. 172-185, Vielfachschichten von Cadmiumsalzen langkettiger Fettsäuren und deren partiell fluorierter Derivate nach der Langmuir-Blodgett-Technik beschrieben.
Im allgemeinen ist es schwierig, aufgebaute Filme aus Perfluorkohlenwasserstoffen nach der üblichen Methode herzustellen, da die Kohäsionsenergie zwischen benachbarten Molekülen unter dem Einfluß des eingeführten Fluors beträchtlich gering wird. In Fällen von Fluorkohlenwasserstoffen, die eine relativ lange Kohlenwasserstoffkette enthalten, ist es möglich, aufgebaute Filme unter Verwendung der Langmuir-Blodgett-Technik herzustellen. Jedoch sind die so erhaltenen, aufgebauten Filme hinsichtlich der Effekte der Einführung von Fluoratomen nicht zufriedenstellend, z. B. hinsichtlich der Wasserabstoßung, eines niedrigen Reflexionsvermögens, einer niedrigen Brechung und einer hohen Durchschlagspannung, und zwar wegen der geringen Länge der Fluorkohlenstoffkette im Vergleich zu der Kohlenwasserstoffkette.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von dünnen Überzugsfilmen aus einer fluorierten, aliphatischen Verbindung, wobei dieser Film fest und stabil sein soll und vollständig die charakteristischen Eigenschaften der fluorierten Verbindung zeigt, wobei eine gute Orientierung der Moleküle in jeder monomolekularen Schicht des Films in Richtung der Dicke des Films erreicht werden soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines aufgebauten Films auf der Oberfläche eines festen Trägers, das durch folgende Stufen gekennzeichnet ist:
  • a) Ausbreiten eines monomolekularen Films einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel: CF₃(CF₂) n (CH₂) m -X,worin X eine hydrophile Gruppe darstellt, n eine ganze Zahl von 5 bis 20 bedeutet und m = 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, auf der Oberfläche einer wäßrigen Phase, welche Ionen eines dreiwertigen Metalls enthält;
  • b) Überführen dieses monomolekularen Films auf eine Oberfläche eines festen Trägers nach der Langmuir-Blodgett-Technik und
  • c) wiederholte Überführung des monomolekularen Filmes auf die Oberfläche der monomolekularen Schicht oder der monomolekularen Schichten, welche bereits auf der Trägeroberfläche vorliegen, nach der Langmuir-Blodgett-Technik.
Bevorzugt hat n die Bedeutung von 5 bis 10.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten, fluorierten, aliphatischen Verbindungen besitzen an ihrem einen Ende eine hydrophile Gruppe.
Ein typisches und bevorzugtes Beispiel für die hydrophile Gruppe -X in einer Verbindung der zuvorgenannten allgemeinen Formel ist die Gruppe -COOH.
Es wurde gefunden, daß ein sehr guter, aufgebauter Film aus einer fluorierten, aliphatischen Verbindung hergestellt werden kann, indem die Länge der Fluorkohlenstoffkette, welche die endständige Gruppe -CF₃ aufweist, festgelegt wird, so daß eine ausreichende Hydrophobizität erreicht wird, und daß eine hydrophile Gruppe an dem gegenüberliegenden Ende vorliegt, und daß eine wäßrige Phase bei der Langmuir-Blodgett-Technik verwendet wird, welche Ionen eines dreiwertigen Metalls enthält.
Im Hinblick auf organische Verbindungen, wiedergegeben durch Fettsäuren, ist es wohlbekannt, daß monomolekulare Filme von Metallsalzen strukturell stabiler sind als monomolekulare Filme der freien Säuren, und daß zur Stabilisierung Ionen zweiwertiger Metalle effektiver sind als Ionen einwertiger Metalle. Insbesondere wird Cd2+ als überlegen angesehen. Ionen dreiwertiger Metalle haben die Funktion der sehr starken Stabilisierung der auf der Oberfläche von Wasser ausgebreiteten monomolekularen organischen Filme, jedoch wurde bislang der Einsatz von Ionen dreiwertiger Metalle vermieden, da der stabilisierte, monomolekulare Film eine übermäßig hohe Steifigkeit besitzt und daher nicht leicht auf die Oberfläche eines festen Trägers übertragen und hierauf aufgebaut werden kann. Es wurde nun jedoch gefunden und bestätigt, daß in den Fällen der Herstellung von aufgebauten Filmen aus fluorierten Verbindungen der zuvor genannten allgemeinen Formel die Anwesenheit der Ionen eines dreiwertigen Metalls in der wäßrigen Phase für eine starke Stabilisierung des monomolekularen Films auf der Wasseroberfläche unerläßlich ist und den Vorgang des Aufbaus eines Vielschichtenfilms auf der Trägeroberfläche nicht stört.
Bei der Ausbildung eines fluorhaltigen, organischen Überzugsfilms nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Filmdicke in Abhängigkeit von der Molekülkettenlänge zu steuern, da die Gesamtzahl der monomolekularen Schichten in dem aufgebauten Film willkürlich variiert werden kann. Selbst ein Überzugsfilm, der aus einer einzigen monomolekularen Schicht besteht, kann nach demselben Verfahren hergestellt werden. Dies bedeutet, daß ein ultradünner Überzugsfilm mit präzise gesteuerter Dicke in einfacher Weise nach dem Verfahren hergestellt werden kann. In dem hergestellten Film sind die Moleküle in jeder monomolekularen Schicht sehr gut in Richtung der Dicke orientiert, und zwar so, daß die -CF₃-Gruppen gleichförmig und sehr dicht über der gesamten Fläche des Films verteilt sind. Daher ist ein solcher Überzugsfilm hinsichtlich der chemischen Beständigkeit und der Wasserfestigkeit oder den Wasserabstoßeigenschaften ausgezeichnet.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung gibt es keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich des Materials des festen Trägers, auf dem ein aufgebauter Film hergestellt werden soll. Sowohl anorganische Trägermaterialien einschließlich metallischen und nichtmetallischen Materialien als auch organische Trägermaterialien können eingesetzt werden.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter aufgebauter Film dient als fluorhaltiger Beschichtungsfilm oder Überzugsfilm, der fest und stabil ist und vollständig die charakteristischen Eigenschaften der eingesetzten, fluorhaltigen Verbindung aufweist, z. B. extreme Hydrophobizität, ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Witterungseinflüssen, ausgezeichnete Gleiteigenschaften, gute elektrische Isolation und hohe Durchschlagsspannung, niedrige Brechung und geringe Reflexion. Daher sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Überzugsfilme für breite Anwendungszwecke brauchbar, einschließlich Schutzüberzügen bei elektrischen und elektronischen Einrichtungen einschließlich Halbleitereinrichtungen, bei die Reflexion herabsetzenden Überzügen auf transparenten Materialien, wobei diese entweder Glas oder Kunststoff sein können, bei der Herstellung von optischen Flachwellenleitern und anderen Typen von optischen Einrichtungen oder Materialien mit geringer Beugung und zur Modifizierung der Oberfläche von Beschichtungen für Biomaterialien.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert:
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das den Film bildende Material aus einer Gruppe von fluorierten, aliphatischen Verbindungen ausgewählt, welche durch die folgende allgemeine Formel:
CF₃(CF₂) n (CH₂) m -X
wiedergegeben werden, wobei X, n und m die zuvorgenannten Bedeutungen besitzen.
Beispiele für hydrophile Gruppen X in der Verbindung der allgemeinen Formel sind: -COOH, -CH₂OH, -CN, -CH₂NH₂, -CONH₂, -CH=NOH, -CH₂COCH₃, -NHCONH₂, -NHCOCH₃, -OCOCH₃, -SO₃, -OSO₃, -NR₃ (R = Alkylrest), -CH₂OCH₃ und -COOCH₃. Unter diesen hydrophilen Gruppen ist gemäß der Erfindung -COOH bevorzugt. Alternativ kann die hydrophile Gruppe X eine Gruppe sein, welche eine Doppelbindung aufweist, z. B. -COOCH=CH₂, -OCOCH=CH₂ oder -OCOC(CH₃)=CH₂. Wenn das den Film bildende Material in der endständigen Gruppe ungesättigt ist, ist es möglich, das filmbildende Material im Zustand des monomolekularen Films oder der Multischichten bzw. Vielfachschichten zu polymerisieren, so daß ein Film erhalten wird, welcher erhöhte Zähigkeit und Stoßfestigkeit aufweist. Die Polymerisation kann durchgeführt werden, während das Monomere auf der Wasseroberfläche als monomolekularer Film aufliegt, und zwar durch Verwendung eines wasserlöslichen Initiators, oder nach Ausbildung des aufgebauten Films auf einer Trägeroberfläche durch eine Photopolymerisationsmethode unter Verwendung von UV-Strahlen oder ionisierender Strahlung.
Die wäßrige Phase, auf welcher ein monomolekularer Film ausgebreitet werden soll, muß Ionen eines dreiwertigen Metalls enthalten, z. B. Al3+, Fe3+, Ni3+, Co3+, Cr3+ oder Ce3+. Im allgemeinen ist ein geeigneter Bereich für die Konzentration der Ionen des dreiwertigen Metalls von 1×10-7 bis 1×10-4 mol/l.
Die ausgewählte, filmbildende Verbindung wird in einem geeigneten, flüchtigen Lösungsmittel, z. B. Benzol, Hexan oder Chloroform, aufgelöst, um eine geeignet verdünnte Lösung zu erhalten. In an sich bekannter Weise wird die Lösung vorsichtig auf die Oberfläche der wäßrigen Phase, welche die Ionen des dreiwertigen Metalls enthält, aufgetropft, um auf diese Weise einen monomolekularen Film der ausgewählten, fluorhaltigen Verbindung auf der Wasserfläche auszubilden. Durch seitlichen Druck wird der monomolekulare Film bei einer vorher bestimmten Oberflächenspannung gehalten, welche üblicherweise 10-50 mN/m beträgt. In diesem Zustand wird ein sauberer, fester Träger, der senkrecht zu der Wasseroberfläche gehalten wird, vertikal in die wäßrige Phase durch die Ebene des monomolekularen Films eingetaucht und dann senkrecht durch dieselbe Ebene hindurchgezogen, um auf diese Weise den monomolekularen Film auf die Trägeroberfläche zu übertragen. Durch Wiederholung dieses Arbeitsvorganges kann ein aufgebauter Film, der eine ausgewählte Anzahl von monomolekularen Schichten aufweist, auf dem Träger ausgebildet werden. Ebenfalls ist es möglich, die Haftung des monomolekularen Films an der Oberfläche eines festen Trägers, der parallel zur Wasseroberfläche gehalten wird, herbeizuführen.
Das Material des Trägers ist nicht besonders vorgeschrieben. Das Material kann Glas, Metall, Halbleitermaterial, Keramikmaterial, isolierende Oxide, Kunststoffmaterial oder Kautschuk bzw. Gummi sein. In jedem Fall sollte der Träger glatte und ausreichend saubere Oberflächen besitzen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele 1 bis 4
In Beispiel 1 wurde eine partiell fluorierte Fettsäure der folgenden Formel:
CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂COOH
als bevorzugtes Beispiel für die durch die zuvorgenannte allgemeine Formel wiedergegebenen Verbindungen eingesetzt.
Die fluorierte Fettsäure wurde in Chloroform aufgelöst, um eine Lösung für das Ausbreiten zu erhalten, in welcher die Konzentration des gelösten Stoffes 3×10-3 mol/l betrug. Getrennt wurde eine wäßrige Phase durch Auflösen von K₂Al₂(SO₄)₄, welches als Quelle für die Ionen des dreiwertigen Metalls verwendet wurde, in Wasser mit einer Konzentration von 5×10-5 mol/l zusammen mit 2×10-6 mol/l KHCO₃, das als pH-Regler eingesetzt wurde, hergestellt.
Eine geringe Menge der Ausbreitungslösung wurde auf die die Al3+-Ionen enthaltende, wäßrige Phase aufgebracht, so daß ein monomolekularer Film des fluorierten Fettsäuresalzes ausgebildet wurde, und der monomolekulare Film wurde so komprimiert, daß die Oberflächenspannung des Films auf etwa 27-31 mN/m gehalten wurde. In diesem Zustand wurde der monomolekulare Film auf einen gereinigten Glasträger in Form eines Mikroskop-Objektträgers von 1,2-1,5 mm Dicke und 76 mm × 26 mm Abmessungen nach der Langmuir-Blodgett-Technik übertragen. Auf mehreren Glasträgern wurde der übertragene, monomolekulare Film in diesem Zustand belassen. Bei einer anderen Gruppe von Glasträgern wurde der Langmuir-Blodgett-Vorgang wiederholt, so daß ein aufgebauter Film, der aus elf monomolekularen Schichten bestand, hergestellt wurde. Außerdem wurde ein aufgebauter Film mit 29 monomolekularen Schichten nach derselben Methode als Probe zur Messung des Brechungsindex hergestellt. In jedem Fall wurde der Glasträger senkrecht durch die Ebene des auf der wäßrigen Phase ausgebreiteten, monomolekularen Filmes bewegt.
Zur Herstellung von Proben zur Messung von elektrischen Eigenschaften des monomolekularen Films und der aufgebauten Filme wurden einige der Substrate zuvor mit einem dünnen Aluminiumfilm nach der Dampfabscheidungsarbeitsweise überzogen, und anschließend wurde eine Gegenelektrode auf dem monomolekularen Film oder den aufgebauten Filmen auf jedem dieser Träger abgeschieden.
Bei den Beispielen 2, 3 und 4 wurden die folgenden Verbindungen als filmbildendes Material eingesetzt:
Bsp. 2: CF₃(CF₂)₇(CH₂)₄COOH,
Bsp. 3: CF₃(CF₂)₇COOH und
Bsp. 4: CF₃(CF₂)₉COOH.
Bei jedem der Beispiele 2 bis 4 wurde ein monomolekularer Film oder ein aufgebauter Film auf jedem Glasträger nach derselben Arbeitsweise und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt.
Zum Vergleich wurde Stearinsäure, CH₃(CH₂)₁₆COOH, ebenfalls als filmbildendes Material verwendet. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Werte der Eigenschaften der dünnen Filme, wie sie in den Beispielen 1 bis 4 hergestellt wurden, und der unter Verwendung von Stearinsäure zu Vergleichszwecken hergestellten Filme angegeben.
Die Leitfähigkeit wurde aus der Strom/Spannungsabhängigkeit, gemessen unter Verwendung eines Stroms mit Sägezahnwellenform berechnet. Die Durchschlagsspannung bezieht sich auf eine Kurzschlußspannung, gemessen unter Verwendung einer Spannung mit Sägezahnwellenform. Die kritische Oberflächenspannung wurde aus dem Zisman-Diagramm berechnet. Der Brechungsindex wurde mit einem automatischen Ellipsometer bestimmt.
Die Leitfähigkeitswerte in der Tabelle zeigen, daß die in den Beispielen 1-4 hergestellten dünnen fluorhaltigen Filme alle Isolatoren waren. Der höhere Wert für die Durchschlagsspannung dieser Filme im Vergleich zu dem Wert des unter Verwendung von Stearinsäure hergestellten Films ist ein Beispiel für den wesentlichen technischen Fortschritt gemäß der Erfindung. Der Wert für die kritische Oberflächenspannung, gemessen an den in den Beispielen hergestellten Filmen ist nahe gleich zu demjenigen von -CF₃. Dies zeigt die sehr gute Orientierung der Moleküle mit endständigen CF₃-Gruppen in jedem dieser Filme in Richtung der Dicke bzw. Stärke. Die Brechungsindizes der fluorhaltigen Filme sind so niedrig, wie dies aus dem niedrigen Wert der Atomrefraktion von Fluor erwartet werden kann. Dies ist ein Anzeichen für die Brauchbarkeit der aufgebauten Filme, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, als Filme mit niedriger Brechung.
Vergleichsbeispiele
Es wurden dieselben vier Arten der in den vorangegangenen Beispielen genannten fluorierten Fettsäuren nach der Langmuir- Blodgett-Aufbaumethode, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurde, verwendet, wobei jedoch 3×10-5 mol/l entweder von BaCl₂ oder CdCl₂ in der wäßrigen Phase als Quelle für Ionen eines zweiwertigen Metalls anstelle der Ionen für dreiwertiges Metall in den Beispielen 1 bis 4 eingesetzt wurde. Bei Verwendung von CF₃(CF₂)₇COOH und CF₃(CF₂)₉COOH war es nicht möglich, den auf der Wasseroberfläche ausgebreiteten, monomolekularen Film auf den Glasträger zu übertragen. Bei Verwendung von CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂COOH war die Übertragung eines einzigen monomolekularen Films von der Wasseroberfläche auf den Glasträgern möglich, jedoch war es unmöglich, auch nur eine weitere monomolekulare Schicht auf dem zuerst übertragenen Film aufzubauen. Bei Verwendung von CF₃(CF₂)₇(CH₂)₄COOH war die Herstellung eines aufgebauten Films mit zwei monomolekularen Filmen auf dem Glasträger möglich, jedoch war der erhaltene, aufgebaute Film hinsichtlich der mechanischen Festigkeit sehr viel schlechter.

Claims (5)

1. Verfahren zur Ausbildung eines Filmaufbaues aus einer fluorierten, aliphatischen Verbindung, welche eine hydrophile Gruppe an einem Ende aufweist, auf einer festen Trägeroberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
  • a) Ausbreiten eines monomolekularen Filmes einer Verbindung der allgemeinen Formel: CF₃(CF₂) n (CH₂) m -X,worin X eine hydrophile Gruppe darstellt, n eine ganze Zahl von 5 bis 20 bedeutet und m = 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, auf der Oberfläche einer wäßrigen Phase, welche Ionen eines dreiwertigen Metalls enthält;
  • b) Überführen dieses monomolekularen Films auf eine Oberfläche eines festen Trägers nach der Langmuir-Blodgett- Technik und
  • c) wiederholte Überführung des monomolekularen Filmes auf die Oberfläche der monomolekularen Schicht oder der monomolekularen Schichten, welche bereits auf der Trägeroberfläche vorliegen, nach der Langmuir-Blodgett- Technik.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Phase eingesetzt wird, deren Konzentration an Ionen des dreiwertigen Metalls im Bereich von 1×10-7 bis 1×10-3 mol/l liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fluorierte, aliphatische Verbindung verwendet wird, welche eine der folgenden hydrophilen Gruppen besitzt: -COOH, -CH₂OH, -CN, -CH₂NH₂, -CONH₂, -CH=NOH, -CH₂COCH₃, -NHCONH₂, -NHCOCH₃, -OCOCH₃, -SO₃, -OSO₃, -CH₂OCH₃, -COOCH₃ oder -NR₃, worin R einen Alkylrest darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fluorierte, aliphatische Verbindung verwendet wird, welche eine der folgenden hydrophilen Gruppen aufweist: -COOCH=CH₂, -OCOCH=CH₂ oder -OCOC(CH₃)=CH₂.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fluorierte, aliphatische Verbindung eine der folgenden Verbindungen verwendet wird: CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂COOH, CF₃(CF₂)₇(CH₂)₄COOH, CF₃(CF₂)₇COOH oder CF₃(CF₂)₉COOH.
DE3621474A 1985-06-26 1986-06-26 Verfahren zur Ausbildung eines Filmaufbaus einer fluorierten,aliphatischen Verbindung auf einer festen Traegeroberflaeche Expired DE3621474C1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731771A1 (de) * 1997-07-24 1999-01-28 Bultykhanova Natalia Abdichtungsverfahren

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261673A (ja) * 1985-09-11 1987-03-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 製膜方法
JPH0653249B2 (ja) * 1987-01-28 1994-07-20 松下電器産業株式会社 表面の酸化防止方法
JPS63274467A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Nec Corp 高分子含弗素化合物保護膜の形成方法
US5264731A (en) * 1987-06-25 1993-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device
DE3724364A1 (de) * 1987-07-23 1989-02-02 Hoechst Ag Film aus mindestens einer monomolekularen schicht
DE3731606A1 (de) * 1987-09-19 1989-03-30 Hoechst Ag Film aus mindestens einer monomolekularen schicht
JPH0696116B2 (ja) * 1988-01-13 1994-11-30 鐘淵化学工業株式会社 絶縁超薄膜
US5330565A (en) * 1988-07-14 1994-07-19 Nippon Petrochemicals Company Limited Active agent-containing printing ink
US5033404A (en) * 1988-10-26 1991-07-23 Nima Technology Ltd. Barrier mechanism for isolating drive chain from active chamber in Langmuir trough
US5024873A (en) * 1988-12-05 1991-06-18 At&T Bell Laboratories Composite films with Langmuir-Blodgett component
DE3901003A1 (de) * 1989-01-14 1990-07-19 Hoechst Ag Strahlenempfindlicher film aus mindestens einer monomolekularen schicht von fluorhaltigen amphiphilen
US5120603A (en) * 1989-06-22 1992-06-09 Digital Equipment Corporation Magneto-optic recording medium with oriented langmuir-blodgett protective layer
US4962985A (en) * 1989-10-02 1990-10-16 At&T Bell Laboratories Protective coatings for optical devices comprising Langmuir-Blodgett films
EP0615147B1 (de) * 1992-01-16 1998-08-05 Texas Instruments Incorporated Mikromechanische, verformbare Spiegelvorrichtungen (-DMD-)
EP0531535B1 (de) * 1991-02-04 1998-11-25 Seiko Epson Corporation Farbstrahldruckkopf und herstellungsverfahren
EP0508136B1 (de) * 1991-03-14 1998-06-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Oberflächenbehandeltes Material für Bekleidung
US5976633A (en) * 1998-03-26 1999-11-02 Lexmark International, Inc. Dip coating through elevated ring
WO2006049153A1 (ja) * 2004-11-02 2006-05-11 Asahi Glass Company, Limited フルオロカーボン膜およびその製造方法
JPWO2006059697A1 (ja) * 2004-12-03 2008-06-05 旭硝子株式会社 エチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体成形物およびその製造方法
WO2008000680A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Clariant International Ltd Fluorous telomeric compounds and polymers containing same
JP2011147890A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Seiko Epson Corp 薄膜形成方法及び機能性材料の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169904A (en) * 1978-01-05 1979-10-02 International Business Machines Corporation Preparation of polymer monomolecular films
US4276350A (en) * 1979-08-13 1981-06-30 Ppg Industries, Inc. Fluorocarbon treatment for reducing the reactivity of a glass surface and product
US4311764A (en) * 1980-10-01 1982-01-19 Ppg Industries, Inc. Polyurethane surface treatment and resulting monomolecular layered article

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731771A1 (de) * 1997-07-24 1999-01-28 Bultykhanova Natalia Abdichtungsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
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FR2584083A1 (fr) 1987-01-02
IT8620742A0 (it) 1986-06-10
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US4696838A (en) 1987-09-29
GB2178339B (en) 1988-09-21
GB2178339A (en) 1987-02-11

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