DE69203875T2

DE69203875T2 - Verfahren zur Herstellung eines chemisch adsorbierten Films.

Info

Publication number: DE69203875T2
Application number: DE69203875T
Authority: DE
Inventors: Norihisa Settsu-Shi 566 Osaka Mino; Kazufumi Hirakata-Shi 573 Osaka Ogawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2012-02-04
Also published as: JPH0763670B2; US5270080A; DE69203875D1; EP0498335B1; EP0498335A1; JPH04256466A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films auf der Oberfläche eines Substrates. Das Verfahren kann zum Beispiel in den Bereichen der Glas-, Metall-, Keramik-, Kunststoff- und Halbleiterherstellung verwendet werden.
In den Bereichen der Glas-, Metall-, Keramik-, Kunststoff- und Halbleiterherstellung zum Beispiel werden hergestellten Substraten wasserabweisende, ölabweisende, Antibeschlag- und kontaminationsverhindernde Eigenschaften, Beständigkeit und verschiedene andere Eigenschaften verliehen, indem ein überziehender Film auf die Substratoberfläche aufgebracht wird. Durch Verleihen dieser Eigenschaften kann der Wert der hergestellten Produkte gesteigert werden.
Unter den gut bekannten Verfahren, die Substratoberfläche mit einem überziehenden Film zu versehen, gibt es das Eintauchen, Sprühen, Bürsten, die Spinbeschichtung und Drucktechniken wie das planographische verfahren, den Reliefdruck und den Siebdruck. In diesen Techniken wird jedoch die überziehende Lösung lediglich physikalisch auf die Substratoberfläche aufgebracht, und die Adhäsion zwischen der Substratoberfläche und dem überziehenden Film ist nicht ausreichend stark. Ein überziehender Film sollte eine bestimmte Dicke haben. Jedoch war es schwierig, bekannte Verfahren anzuwenden, um einen überziehenden Film mit einer Dicke im Nanometerbereich zu bilden, der gleichmäßig und frei von nadelfeinen Löchern ist.
Das Behandeln der Oberfläche z.B eines Glassubstrates mit einem oberflächenaktiven Material auf Silanbasis ist Fachleuten gut bekannt und wird zum Beispiel praktiziert, wenn ein glasfaserverstärktes Harz mit verbesserter Adhäsion zwischen der Glasfaser und dem Harz hergestellt wird.
In einem ersten Verfahren nach Stand der Technik werden oberflächenaktive Materialien auf Silanbasis, die eine Monomethoxysilan-, Dimethoxysilan- oder Trimethoxysilangruppe enthalten, für die Filmbildung verwendet. Vor der Filmbildung werden diese oberflächenaktiven Materialien der Hydrolyse unterzogen, um hochreaktive Silanolgruppen herzustellen und ebenso Oligomere zu bilden, die Siloxanbindungen umfassen. Ein Überzug wird durch Eintauchen eines Substrates, auf dem ein Film gebildet werden soll, in eine Lösung, die das oberflachenaktive Material auf Silanbasis enthält, gebildet. In einem anderen Verfahren wird er durch ein Drehbeschichtungsverfahren gebildet, in dem die oben genannte Lösung auf das Substrat getropft wird, während das Substrat gedreht wird, wobei die Anzahl der Drehungen entsprechend der gewünschten Dicke passend vorgegeben werden. In einem weiteren Verfahren wird die Lösung auf die Substratoberfläche zur Filmbildung gesprüht. Jedes der obigen Verfahren erlaubt die Bildung eines überziehenden Films auf einem oberflächenaktiven Material auf Silanbasis, obgleich die Gleichmäßigkeit des Films variiert. Nach der Filmbildung wird das Substrat gebacken. Die Backtemperatur und -zeit sind 100 ºC, beziehungsweise 1 Stunde als Standards. In diesem Verfahren wird eine Reaktion zur Entfernung von Methanol zwischen Methoxygruppen des oberflächenaktiven Materials auf Silanbasis und Hydroxylgruppen, die an der Substratoberfläche exponiert sind, oder durch Methoxygruppen des oberflächenaktiven Materials auf Silanbasis herbeigeführt. So werden chemische Bindungen zwischen dem Substrat und dem oberflächenaktiven Material auf Silanbasis und ebenso durch das oberflächenaktive Material auf Silanbasis selbst gebildet, wobei somit ein organischer überziehender Film erhalten wird.
In einem zweiten Beispiel nach Stand der Technik, das ein oberflächenaktives Material auf Silanbasis benutzt, wird ein oberflächenaktives Material auf Silanbasis, welches eine Monochlorsilan-, Dichlorsilan- oder Trichlorsilangruppe enthält, verwendet. Ein überziehender Film wird auf der Substratoberfläche durch Überziehen eines derartigen oberflächenaktiven Materials auf die gleiche Weise wie in dem ersten Beispiel nach Stand der Technik gebildet. Wo solche oberflächenaktiven Materialien verwendet werden, können chemische Bindungen zwischen dem Substrat und dem oberflächenaktiven Material auf Silanbasis oder durch das oberflächenaktive Material auf Silanbasis selbst erhalten werden. Ein organischer überziehender Film kann ohne jede Sinter-Behandlung wie in dem ersten Beispiel nach Stand der Technik gebildet werden.
Oberflächenaktive Materialien, die Chlortitangruppen umfassen, können außerdem unter Verwendung eines oberflächenaktiven Materials auf Silanbasis auf eine Weise wie in dem zweiten Beispiel nach Stand der Technik verwendet werden.
Bei dem Eintauchverfahren, dem Drehbeschichtungsverfahren und dem Sprühverfahren in dem obigen ersten Beispiel nach Stand der Technik werden jedoch das Substrat und das oberflächenaktive Material auf Silanbasis durch Wasserstoffbindungen aneinandergebunden, und die Filmdicke vor dein Sintern ist nicht gleichmäßig. Außerdem bilden das Substrat und und das oberflächenaktive Material auf Silanbasis kovalente Bindungen, und das oberflächenaktive Material auf Silanbasis selbst bildet kovalente Bindungen. Somit ist es schwer, einen gleichmäßigen Film auf der Substratoberfläche zu bilden.
In dem Filmbildungsverfahren des zweiten Beispiels nach Stand der Technik umfassen die oberflächenaktiven Materialien auf Silanbasis Chlorsilangruppen, die hoch reaktiv sind und mit Luftfeuchtigkeit reagieren können, um Silanolgruppen und ebenso ein Siloxanbindungen enthaltendes Oligomer zu bilden. Wenn eine derartige Lösung z.B. durch einen Eintauchverfahren übergezogen wird, um einen Film zu bilden, wird ein Film wie einer derjenigen in dem ersten Beispiel nach Stand der Technik erhalten. Außerdem, wenn eine Reaktion zur Entfernung von Chlorwasserstoff zwischen den Hydroxylgruppen an der Substratoberfläche und den Chlorsilangruppen herbeigeführt werden konnte, um einen Film z.B. durch das Eintauchverfahren vor einer Reaktion zwischen der Luftfeuchtigkeit und den Chlorsilangruppen zu bilden, tritt eine Kondensationsreaktion zwischen den oberflächenaktiven Molekülen auf Silanbasis selbst auf, ohne daß irgendwelche kovalenten Bindungen mit dem Substrat gebildet werden, indem sie dabei Siloxanbindungen bilden, die ein Polymer umfassen. Das Polymer macht die Filmoberfläche rauh und macht ebenso die Filmdicke ungleichmäßig. Außerdem wird ein Film, von dem gefordert wird, transparent zu sein, mit der Bildung des Polymers opak gemacht. Diese Probleme werden auch mit den oberflächenaktiven Materialien, die eine Chlortitangruppe enthalten, hervorgerufen.
EP-A-0 351 092 beziehungsweise EP-A-0 386 784 beschreiben ein Verfahren zum Bilden eines monomolekularen oder aufgebauten Adsorptionsfilms auf einem Substrat durch chemische Adsorption einer Verbindung, die mindestens eine polymerisierbare Gruppe und eine funktionelle Gruppe enthält, an einer hydrophilen Substratoberfläche und zum Unterwerfen der polymerisierbaren Gruppe der Polymerisation.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist, die obigen, zum Stand der Technik dazugehörenden Probleme zu lösen und ein Verfahren zum Bilden eines transparenten, organischen überziehenden Films auf ein Substrat zu liefern, der eine gleichmäßige Dicke im Nanometerbereich hat.
Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films auf der Oberfläche eines Substrates erreicht, wobei die Oberfläche des Substrates aktive Wasserstoffgruppen enthält, wobei das Verfahren umfaßt:
(A) Herstellen einer Lösung eines chemischen Adsorptionsmaterials durch Lösen eines chemischen Adsorptionsmaterials in einem nicht-wäßrigen organischen Lösungsmittel, wobei das chemische Adsorptionsmaterial ein Ende mit funktionellen molekularen Gruppen hat, die fähig sind, mit den aktiven Wasserstoffgruppen auf der Substratoberfläche zu reagieren;
(B) Eintauchen des Substrates in die Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials, dabei Herbeiführen der Adsorption des chemischen Adsorptionsmaterials auf der Substratoberfläche;
(C) Wegwaschen von nicht-umgesetztem chemischen Adsorptionsmaterial von der Substratoberfläche unter Verwendung einer nicht-wäßrigen organischen Lösung, um somit einen monomolekularen Film auf der Substratoberfläche zu bilden; und
(D) Gegebenenfalls chemisches oder physikalisches Behandeln der gebildeten Filmoberfläche, um dieselbe mit aktiven Wasserstoffgruppen zu versehen, und dann Wiederholen der Schritte (A) bis (C) und gegebenenfalls Schritt (D), um somit einen laminierten Film auf der Substratoberfläche zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintauchen des Substrates in die Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials (B) und das Wegwaschen von nicht-umgesetztem chemischen Adsorptionsmaterial von der Substratoberfläche (C) in einer trockenen Atmosphäre von 35% oder weniger relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden.
Nach dieser Erfindung ist die relative Luftfeuchtigkeit der trockenen Atmosphäre für die Reaktion 35% oder niedriger, wie durch ein Hygrometer gemessen wurde.
Es ist in dieser Erfindung vorzuziehen, daß die molekularen Enden des chemischen Adsorptionsmaterials mindestens ein Mitglied umfassen, das aus der Gruppe, bestehend aus einer halogenierten Silyl(-SiX)gruppe, einer halogenierten Titanyl(-TiX)gruppe, einer halogenierten Zinn(-SnX)gruppe, einer Niedrigalkoxysilyl(-SiOR)gruppe, einer Niedrigalkoxytitanyl(-TiOR)gruppe und einer Niedrigalkoxyzinn(-SnOR)gruppe, ausgewählt wird, worin X Chlor, Brom, Fluor oder Jod darstellt und R eine C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppe darstellt.
Es ist in dieser Erfindung vorzuziehen, daß das chemische Adsorptionsmaterial ein Ende mit einer funktionellen Chlorsilyl(-SiCl)gruppe und eine Fluorgruppe umfaßt.
Es ist in dieser Erfindung vorzuziehen, daß die Konzentration des chemischen Adsorptionsmaterials in dem nicht-wäßrigen organischen Lösungsmittel in einem Bereich von 10&supmin;&sup4; bis 10&supmin;¹ Mol/l liegt.
Es ist in dieser Erfindung vorzuziehen, daß das Substrat Material umfaßt, das aus der Gruppe, bestehend aus z.B. Glas, Metallen, Keramik, Kunststoffen und Halbleitern, ausgewählt wird.
Es ist in dieser Erfindung vorzuziehen, daß das Substrat ein oxidationsbehandeltes Kunststoffsubstrat ist.
In dem Verfahren nach der Erfindung wird eine Reaktion in einer trockenen Atmosphäre durchgeführt, d.h. die relative Luftfeuchtigkeit als Maß des trockenen Zustandes der Atmosphäre für die Reaktion ist 35% oder niedriger, wie durch ein Hygrometer gemessen wird. Somit ist es möglich, die Kondensationsreaktion eines oberflächenaktiven Materials auf Silan- oder Titanbasis, das mindestens eine Halogen- oder Alkoxygruppe enthält, zu unterdrücken, was eine chemische Bindung zwischen der substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material zuläßt.
Folglich kann ein transparenter organischer überziehender Film erhalten werden, der eine gleichmäßige Dicke im Nanometerbereich hat. Dieser dünne Film kann als monomolekularer Film betrachtet werden. Die oben genannte Reaktion wird zwischen OH- Gruppen an der Substratoberfläche und -SiCl-Gruppen an einem oberflächenaktiven Material auf Chlorsilanbasis, wie dem oben genannten oberflächenaktiven Material, zustandegebracht, indem somit -SiO-Bindungen hergestellt werden. Der monomolekulare Film wird chemisch durch Siloxanbindungen an die Substratoberfläche gebunden.
Außerdem erfahren die Chloratome in den Chlorsilyl- oder Chlortitangruppen eine Dehydrochlorierungsreaktion mit den Hydroxylgruppen an der Substratoberfläche, um kovalente Bindungen zu bilden. Die Moleküle des oberflächenaktiven Materials erfahren keine wesentliche Kondensationsreaktion miteinander wegen eines reduzierten Feuchtigkeitsgehaltes der Atmosphäre und weil sie nur mit der Substratoberfläche reagieren. Somit kann ein organischer überziehender Film mit einer gleichmäßigen Dicke gebildet werden.
Nach der Erfindung ist es möglich, jedes oberflächenaktive Material auf Silan- oder Titanbasis, das mindestens eine Halogen- oder Alkoxygruppe enthält, zu verwenden. Beispiele des Materials sind diejenigen, die auf Chlorsilan, Bromsilan, Iodsilan, Alkoxysilan (z.B. Methoxysilan, Ethoxysilan und Propoxysilan), Chlortitan, Bromtitan, Iodtitan und Alkoxytitan (Methoxytitan, Ethoxytitan und Propoxytitan) basieren. Im Hinblick auf die Handhabung und die Reaktivität ist es vorzuziehen, mindestens ein oberflächenaktives Material zu verwenden, das aus der Gruppe, bestehend aus oberflächenaktiven Materialien auf Chlorsilan-, Chlortitan- und Alkoxysilanbasis, ausgewählt wird.
In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform der Erfindung kann, wie das oberflächenaktive Material auf Chlorsilanbasis, mindestens eine Verbindung verwendet werden, die aus einer Gruppe, bestehend aus Monochlorsilan-, Dichlorsilan- und Trichlorsilan-Verbindungen, ausgewählt wird, oder es kann alternativ, wie das oberflächenaktive Material auf Chlortitanbasis, mindestens eine Verbindung verwendet werden, die aus einer Gruppe, bestehend aus Monochlortitan-, Dichlortitan- und Trichlortitan-Verbindungen, ausgewählt wird. Als eine Aufgabe der Erfindung kann ein monomolekularer Film durch entsprechendes Auswählen dieser oberflächenaktiven Materialien erhalten werden.
In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Bilden eines organischen überziehenden Films in einer trockenen Atmosphäre mindestens einen Schritt zum Bilden eines organischen überziehenden Films auf ein Substrat und einen Schritt zum Entfernen oberflächenaktiven Materials, das nicht an das Substrat mit dem darübergebildeten organischen überziehenden Film gebunden ist. In diesem Fall kann oberflächenaktives Material, wenn es, ohne an das Substrat gebunden zu sein, auf der Oberfläche eines auf dem Substrat gebildeten organischen überziehenden Films vorhanden ist, durch Eintauchen (oder Waschen) des Systems in einer Lösung, in der es löslich ist, entfernt werden. Die relative Luftfeuchtigkeit wird bei 35 % oder niedriger gehalten, und es ist möglich, eine Polymerbildung durch eine Kondensationsreaktion der Moleküle an der Oberfläche des Substrates zu verhindern. In diesem Verfahren kann ein organischer überziehender Film mit einer gleichmäßigen Dicke im Nanometerbereich gebildet werden.
Wie oben gezeigt wird, kann der Erfindung nach ein superdünner Film, der eine Steuerung der Dicke im Nanometerbereich zuläßt, durch Kontrollieren der relativen Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre in dem Bildungsverfahren des organischen überziehenden Films gebildet werden. Außerdem erlaubt die Erfindung, eine nach Stand der Technik ungesehene Transparenz für Substratoberflächenüberzüge zu realisieren, die transparent sein müssen.
Figur 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Adsorptionsschritt in einer Anwendungsform der Erfindung zeigt;
Figur 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Waschschritt in einer Anwendungsform der Erfindung zeigt;
Figur 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Adsorptionsschritt in einer Anwendungsform der Erfindung zeigt; und
Figur 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Waschschritt in einer Anwendungsform der Erfindung zeigt;
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Herstellen eines organischen überziehenden Films zum Bilden eines transparenten superdünnen Films auf der Oberfläche von z.B. Glas, Kunststoffen und Metallen.
Unter Verwendung eines oberflächenaktiven Materials, das eine Halosilan- oder Alkoxysilangruppe enthält, wird ein organischer überziehender Film auf dem Substrat mit dem oberflächenaktiven Material, das chemisch an die Substratoberfläche gebunden wird, in einer trockenen Reaktionsatmosphäre gebildet. Somit wird ein transparenter organischer überziehender Film mit einer gleichmäßigen Dicke ungefähr im Nanometerbereich gebildet.
Eine Dehydrochlorierungsreaktion wird auf der Oberfläche von z.B. Glas, Kunststoffen oder Metallen durchgeführt unter Verwendung von zum Beispiel einem oberflächenaktiven Material auf Chlorsilanbasis oder Chlortitanbasis, z.B. in einer trockenen Stickstoffatmosphäre (mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 35% oder weniger), gefolgt von der Entfernung überschüssigen oberflächenaktiven Materials, indem somit ein organischer überziehender Film, der aus einer monomolekularen Schicht besteht, gebildet wird. Diese monomolekulare Schicht ist direkt chemisch an das Substrat gebunden und hat somit eine hohe Ablösungsfestigkeit.
Das Substrat nach der Erfindung ist ein Substrat, das auf seiner Oberfläche aktive Wasserstoffgruppen wie -OH, -COOH, -NH&sub2; oder =NH-Gruppen enthält. Beispiele des Substratmaterials sind verschiedene Glasarten wie Quarzglas, Fluoridglas und metallisiertes Glas, Metalle wie Aluminium, Eisen, rostfreier Stahl, Titan, Halbleiter wie Silicium und Germanium und Kunststoffe wie Polypropylen, Polystyrol, Polyethylen und Acrylharz. Substrate mit weniger hydrophilen Gruppen an der Oberfläche, zum Beispiel Kunststoffsubstrate, können der Erfindung nach passend gemacht werden, indem die hydrophilen Gruppen durch eine gewöhnliche chemische Behandlung vermehrt werden, das bedeutet z.B. eine Sauerstoffplasmabehandlung, eine Koronabehandlung oder ein Verfahren zum Eintauchen des Materials in eine Mischlösung, die konzentrierte Schwefelsäure und Kaliumdichromat enthält (d.h. eine Chrommischung-Flüssigkeitsbehandlung). Polyimidharze und Polyurethanharze haben oberflächliche Iminogruppen (=NH), und erfordern daher keinerlei Vorbehandlung.
Ein alternatives Vorbehandlungsmittel, das wirksam für die Oberfläche von Substraten ist wie Glas, Metallen, Keramik, Kunststoffen und Siliciumdioxid (SiO&sub2;), ist zum Beispiel niedergelegt, oder polyhalogeniertes Silan wie Dichlorsilan, Trichlorsilan und Tetrachlorsilan wird überzogen und mit Wasser zur Reaktion gebracht. Die Vorbehandlung kann mit oder ohne Waschen mit einer nicht-wäßrigen Lösung geschehen und vermehrt die Bildung der Silanol(-SiOH)gruppen auf der Substratoberfläche. Auf diese Weise kann das chemische Adsorptionsmaterial in einer hohen Konzentration zur Reaktion gebracht werden.
Der Erfindung nach kann jedes organische Lösungsmittel verwendet werden, solange es ein nicht-wäßriges organisches Lösungsmittel ist, nicht das Substrat angreift und eine ausreichende Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials zuläßt, weil das chemische Adsorptionsmaterial mit wasserhaltigen Molekülen reagiert. Beispiele des organischen Lösungsmittels sind langkettige Lösungsmittel auf Alkylbasis, aromatische Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis, aliphatische Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis und Halogen enthaltende Lösungsmittel.
Die Konzentration der Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials wird abhängig von der Konzentration der hydrophilen Gruppen variiert, die auf der Substratoberfläche oder der Oberflächenregion des Substrates vorhanden sind. Wenn die Konzentration zu niedrig ist, wird die Adsorptionsgeschwindigkeit niedrig sein. Auf der anderen Seite wird, wenn die Konzentration zu hoch ist, die Anzahl der Moleküle, die bevorzugt chemisch auf den hydrophilen Gruppen an der Substratoberfläche adsorbiert sind, und die Adsorptionsgeschwindigkeit nicht beeinflußt. Außerdem wird der bereits bevorzugt adsorbierte monomolekulare Film in einer Art von Molekülen durchdrungen (dodged through), die an nicht-adsorbierten hydrophilen Gruppen adsorbiert sind, welche auf der Substratoberfläche im Endstadium der Adsorption zurückbleiben. Wegen dieses Durchdringens wird die Zeit, bis ein Adsorptionsstadium hoher Konzentration erreicht ist, nicht bedeutend beeinflußt. Daher wird es bevorzugt, daß die Konzentration der Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials ungefähr 10&supmin;&sup4; Mol/l oder darüber noch bevorzugter 10&supmin;³ Mol/l oder darüber, ist. Die am meisten bevorzugte obere Grenze beträgt 10&supmin;¹ Mol/l.
Um nur einen einzigen chemisch adsorbierten monomolekularen ilm (ein nicht-polymeren oder nicht-laminierten Film) nach der Erfindung zu bilden, ist es notwendig, nach dem Schritt der monomolekularen Filmbildung einen waschschritt durchzuführen, in dem nicht-umgesetzte Moleküle, welche auf dem monomolekularen Film zurückbleiben, ohne Wasser weggewaschen werden. In diesem Waschschritt kann die waschleistung durch Verwendung von Ultraschallwellen bedeutend erhöht werden. Als waschverfahren werden Ultraschallwelen durch Transferieren des Substrates in eine Waschlösung oder während ein Überlaufen der Waschlösung verursacht wird oder durch mehrmaliges Erneuern der Waschlösung angewendet.
Beispiele des chemischen Adsorptionsmaterials, das der Erfindung nach passend verwendet werden soll, sind wie folgt:
CF&sub3;(CH&sub2;)&sub2;Si(CH&sub3;)&sub2;(CH&sub2;)&sub1;&sub5;SiCl&sub3;,
F(CF&sub2;)&sub4;(CH&sub2;)&sub2;Si(CH&sub3;)&sub2;(CH&sub2;)&sub9;SiCl&sub3;,
CF&sub3;CH&sub2;O(CH&sub2;)&sub1;&sub5;SiCl&sub3;,
CF&sub3;COO(CH&sub2;)&sub1;&sub5;SiCl&sub3;,
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub9;(CH&sub2;)&sub2;SiCl&sub3;,
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub7;(CH&sub2;)&sub2;SiCl&sub3;,
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub5;(CH&sub2;)&sub2;SiCl&sub3;,
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub7;(CF&sub2;) &sub2;SiCl&sub3;, und
CF&sub3;CH&sub2;O(CH&sub2;)&sub1;&sub5;SiCl&sub3;
Der Erfindung nach werden Ultraschallwellen vorzugsweise in dem Schritt der monomolekularen und/oder laminierten Filmbildung verwendet. Somit kann die Adsorptionszeit für die Bildung des adsorbierten Films im Vergleich zu bekannten Verfahren stark reduziert werden. Dies ist ebenso wirkungsvoll für die industrielle Massenproduktion. Außerdem kann das chemische Adsorptionsmaterial mit dem Verfahren gemäß der Erfindung bei einer hohen Konzentration, im Vergleich zu den bekannten chemisch adsorbierten Filmen, adsorbiert werden. Somit ist es möglich, einen Film zu bilden, der im wesentlichen frei von nadelfeinen Löchern (im wesentlichen nadellochfrei) ist, und stabilisiertere und verbesserte physikalische und chemische Eigenschaften des Films zu erhalten. Ferner ist es möglich, die Orientierung der adsorbierten Moleküle zu verbessern.
Die Erfindung ist in verschiedenen Bereichen anwendbar.
Die Erfindung kann vielfältig auf den folgenden Materialoberflächen angewendet werden. Materialien, die z.B. aus Metallen, Keramik oder Kunststoffen, Holz und Steinen hergestellt sind, sind auf das Substrat anwendbar. Die Oberfläche des Substrates kann ebenso z.B. mit Farben überzogen werden.
Beispiele von Messerwaren: ein Küchenmesser, Schere, ein Messer, ein Schneidewerkzeug, ein Reibeisen, ein Rasiermesser, eine Haarschneidemaschine, eine Säge, ein Hobel, ein Meißel, ein Handbohrer, ein (badkin), eine Beißzange (bite) (Schneidewerkzeuge), eine Bohrerspitze, die Schneide eines Mixers und einer Saftpresse, eine Klinge einer Mühle, eine Klinge eines Rasenmähers, ein Strohschneider, eine Heftklammer von einer Heftmaschine, ein Dosenöffner oder ein Operationsmesser.
Beispiele von Nadeln: eine Akupunkturnadel, eine Nähnadel, eine Mattenstoffnadel, eine Injektionsnadel, eine Operationsnadel und eine Sicherheitsnadel.
Beispiele von Produkten der Tonwarenindustrie: aus Tonwaren hergestellte Produkte, Glas, Keramik oder emaillierte Produkte. Zum Beispiel, wie sanitäre Tonwaren (z.B. ein Zimmertopf, eine Waschschüssel und eine Badewanne), Tischgeschirr (eine Reisschalen-Teetasse, eine Schüssel (Teller)), eine Schale, eine Teetasse, ein Glas, eine Flasche, eine Kaffeekanne (Siphon), eine Pfanne, ein Steingutmörser und eine Tasse, Vasen (z.B. eine Blumenschale, ein Blumentopf und eine Knospenvase), Wasserbehälter (z.B. ein Zuchtbecken und ein Aguariumwasserbehälter), chemische Experimentiervorrichtungen (z.B. ein Becherglas, ein Reaktionsgefäß, ein Reagenzglas, ein Kolben, eine Laborschüssel, ein Kühlrohr, ein Rührstab, ein Rührer, ein Mörser, eine Platte und eine Spritze), ein Dachziegel, emailliertes Geschirr, eine emaillierte Waschschüssel und eine emaillierte Pfanne.
Beispiele von Spiegeln: ein Handspiegel, ein Spiegel in Lebensgröße, ein Badezimmerspiegel, ein Waschraumspiegel, Fahrzeugspiegel (z.B. ein Rückspiegel, ein Seitenspiegel und ein Türspiegel), Halbspiegel, Straßenspiegel, wie ein Kurvenspiegel, ein Schaufensterglas in einem Verkaufsraum eines Kaufhauses, medizinische Behandlungsspiegel, ein konkaver Spiegel und ein konvexer Spiegel.
Beispiele von Teilen des Formverfahrens: Formen zum Pressverfahren, Formen zum Gießformverfahren, Formen zum Spritzgußverfahren, Formen zum Preßspritzverfahren, Formen zum Kompressionspreßverfahren, Formen zum Preßspritzverfahren, Formen zum Aufblasformverfahren, Formen zum Vakuumformverfahren, Formen zur Blasformverfahren, Formen zum Strangpreßverfahren, Formen zum Faserspinnen und eine Kalanderverarbeitungsrolle.
Beispiele von Schmuck: eine Uhr, ein Edelstein, eine Perle, ein Saphir, ein Rubin, ein Smaragd, ein Granat, ein Katzenauge, ein Diamant, ein Topas, ein Blutstein, ein Aquamarin, ein Türkis, ein Achat, Marmor, ein Amethyst, ein Kamee, ein Opal, ein Kristall, Glas, ein Ring, ein Armband, eine Brosche, eine Krawattennadel (eine Stecknadel), ein Ohrring, eine Halskette, Schmuck hergestellt aus Platin, Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Titan, Zinn und dessen Legierung, rostfreier Stahl und ein Glasrahmen.
Beispiele von Gießformen für Lebensmittel: Kuchen, Kekse, Brotbacken, Schokolade, Gelee, Eiscreme, Ofengeschirr, Eiseinsätze.
Beispiele von Kochgeschirr: Küchenutensilien (eine Pfanne und ein Topf), ein Kessel, ein Topf, eine Bratpfanne, eine Wärmplatte, ein Toasteraufsatz und eine Takoyaki-Platte (takoyaki plate).
Beispiele von Papier: Photogravürepapier, wasserabweisendes und ölabweisendes Papier, Posterpapier, hochwertiges Flugschriftpapier, Einwickelpapier, Packpapier, Trinkpackungspapier, Containerpapier, Druckpapier und synthetisches Isolierpapier.
Beispiele von Harz(en): ein Polyolefin wie ein Polypropylen und Polyethylen, ein Polyvinylchlorid-Kunststoff, ein Polyamid, ein Polyimid, ein Polyamidimid, ein Polyester, ein aromatischer Polyester, ein Polycarbonat, ein Polystyrol, ein Polysulfid, ein Polysulfon, ein Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, ein Phenolharz, ein Furanharz, ein Harnstoffharz, ein Epoxyharz, ein Polyurethan, ein Silikonharz, ein ABS-Harz, ein Methacrylharz, ein Acrylatharz, ein Polyacetal, ein Polyphenylenoxid, ein Polymethylpenten, ein Melaminharz, ein Alkydharz und ein ungesättigtes polyestergehärtetes Harz.
Beispiele von Gummi: Styrol-Butadiengummi, Butylgummi, Nitrilgummi, Chloroprengummi, Polyurethangummi, Silikongummi.
Beispiele von elektrischen Haushaltsgeräten: ein Fernseher, ein Radio, ein Tonbandgerät, ein Cassettenrekorder, ein Compact Disc- (CD) -Spieler, ein Kühlschrank, eine Tiefkühltruhe, eine Klimaanlage, eine Saftpresse, ein Mixer, ein Flügel eines elektrischen Ventilators, ein Beleuchtungsapparat, eine Wählscheibe, ein Trockner für Dauerwellen.
Beispiele für Sportartikel: Skier, Angelruten, Stäbe für Stabhochspringen, Boote, Yachten, Surfbretter, Golfbälle, Bowlingkugeln, Angelschnüre, Fischernetze und Schwimmer.
Beispiele, anzuwenden auf Fahrzeugteile:
(1) ABS-Harz: ein Lampenschutz, ein Armaturenbrett, Putzteile, eine Schutzvorrichtung für ein Motorrad.
(2) Cellulose-Kunststoff: ein Autokennzeichen, ein Lenkrad
(3) FRP (Faserverstärkte Kunststoffe): ein Stoßdämpfer, eine Maschinenabdeckung (Mantel)
(4) Phenolharz: eine Bremse
(5) Polyacetal: Wischergetriebe, ein Gasventil
(6) Polyamid: ein Kühlgebläse
(7) Polyacrylat (Polykondensationspolymerisation durch Bisphenol A und Pseudophthalsäure): eine Richtungsanzeigelampe oder -linse, eine Zählertafel, ein Relaisgehäuse
(8) Polybutylenterephthalat (PBT): ein Heckende, eine Frontstoßstange
(9) Poly(amino-bismaleimid): Motorteile, ein Getriebegehäuse, ein Rad, eine Fahrgestellaufhängung
(10) Methacrylatharz: eine Lampenüberzugslinse, eine Zählertafel und seine Abdeckung, eine Mittelpunktsmarkierung (center mark)
(11) Polypropylen: ein Stoßdämpfer
(12) Polyphenylenoxid: ein Kühlergrill, eine Radkappe
(13) Polyurethan: ein Stoßdämpfer, eine Stoßstange, ein Armaturenbrett, ein Lüfter
(14) Ungesättigtes Polyesterharz: eine Karosserie, ein Treibstofftank, ein Heizkörpergehäuse, eine Zählertafel.
Beispiele für Bürobedarf: ein Füllfederhalter, ein Kugelschreiber, ein Drehbleistift (ein automatischer oder ein mechanischer Stift), eine Federtasche, ein Umschlag, ein Schreibtisch, ein Stuhl, ein Bücherbrett, ein Regal, ein Telefonstandtisch, ein Lineal (Maß) und ein Zeicheninstrument.
Beispiele für Gebäudematerialien: Materialien für ein Dach, eine Außenwand und Innenräume. Dachmaterialien wie zum Beispiel ein Ziegelstein, eine Schieferplatte und ein Blech (ein galvanisiertes Eisenblech). Außenwandmaterialien wie Holz (einschließlich eines bearbeiteten gefertigten Holzes), Mörtel, Beton, Keramikversiegelung, Metallversiegelung, ein Ziegelstein, ein Stein, Kunststoffe und ein Metall wie Aluminium. Innenmaterialien wie z.B. Holz (einschließlich eines bearbeiteten), ein Metall wie Aluminium, Kunststoffe, Papier und Fasern.
Beispiele von Bausteinen: Granit, Marmor und andere, die für Derartiges wie z.B. ein Gebäude, Baumaterial, architektonisches Einbauteil, ein Ornament, ein Bad, ein Grab, ein Monument, ein Türpfosten, eine Steinwand und ein Pflasterstein verwendet werden.
Beispiele von Musikinstrumenten und einem tongebenden Apparat: ein Schlaginstrument, ein Streichinstrument, ein Tasteninstrument, ein Holzblasinstrument, Blechinstrument und andere, und ein tongebender Apparat wie ein Mikrophon und ein Sprechgerät. Genau ausgedrückt, gibt es Instrumente wie eine Trommel, ein Becken, eine Violine, ein Cello, eine Gitarre, ein Koto (Harfe), ein Klavier, eine Flöte, eine Klarinette, eine Bambusflöte und ein Horn und tongebende Apparate wie z.B. ein Mikrophon, ein Sprechgerät und ein Kopfhörer.
Eine Thermosflasche, eine Vakuumflasche und ein Vakuumgefäß.
Beispiele eines stark isolierenden Spannungsisolators wie ein Spannungsguellenisolator oder eine Zündkerze, die stark wasserabstoßend, ölabstoßend sind und die Kontaminationsverhinderung unterstützen.
Die Erfindung wird nun genauer im Detail zusammen mit spezifischen Beispielen erklärt.

Beispiel 1

Figur 1 Zeigt einen Apparat zum Herstellen eines organischen überziehenden Films eines oberflächenaktiven Materials auf einem Substrat.
In diesem Beispiel wurde Octadecyltrichlorsilan [CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub7;SiCl&sub3;] als oberflächenaktives Material verwendet. Ein mMol/l des oberflächenaktiven Materials wurde in einem Mischlösungsmittel gelöst, das Hexadecan, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 12 : 8, um eine organische überziehende Lösung herzustellen. Die Lösung wurde in einem versiegelten Polytetrafluorethylen-Behälter plaziert.
Trockenes Stickstoffgas wurde in einen Polypropylen- Handschuhbeutel 1, der eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt, eingeleitet. Ein Hygrometer, das in dem Handschuhbeutel untergebracht war, zeigte an, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 15% betrug. Ein Gefäß 2 zum Eintauchen eines Substrates, ein Siliciumsubstrat (oder Silicium-Halbleiterscheibchen) 3 und ein Polytetrafluorethylen-Behälter, der die Lösung enthielt, wurde in dem Handschuhbeutel 1 plaziert, welcher in einem trockenen Zustand gehalten wurde. Dann wurde die Lösung mit dem oberflächenaktiven Material in das Gefäß 2 in einer Menge geschüttet, die ausreichte, das Siliciumsubstrat 3 hineinzutauchen. Das Siliciumsubstrat 3 wurde hineingetaucht und 1 Stunde lang in die oberflächenaktive Materiallösung gehalten. Zwischen den Hydroxylgruppen an der Siliciumsubstratoberfläche und den Chlorsilangruppen lief eine Dehydrochlorierungsreaktion ab. Die Substratoberfläche wurde gleichmäßig durch einen organischen überziehenden Film, der oberflächenaktives Material auf Silanbasis umfaßte, überzogen.
Anschließend wurde ein geschlossener, Chloroform enthaltender Behälter in dem Handschuhbeutel 1 plaziert, um das Siliciumsubstrat 3 zu waschen. Chloroform ist bekannt dafür, oberflächenaktives Material lösen zu können, somit wurde es als Waschflüssigkeit verwendet. chloroform wurde in einer Menge geliefert, die ausreichend war, das Siliciumsubstrat hineinzutauchen. Der Chloroform enthaltende Behälter hatte eine Form, die zuließ, das Siliciumsubstrat 3 hineinzusetzen. In dem Handschuhbeutel 1 wurde der geschlossene, Chloroform enthaltende Behälter geöffnet, um das Chloroform mit der trockenen Atmosphäre in Kontakt zu bringen.
Das Siliciumsubstrat 3 wurde aus dem Gefäß 2, welches das oberflächenaktive Material enthielt, herausgenommen und in das Chloroform in dem geschlossenen Behälter getaucht. Dieser Arbeitsvorgang mußte schnell, sogar in dem Handschuhbeutel 1, in einer trockenen Atmosphäre geschehen. Nachdem der geschlossene, Chloroform enthaltende Behälter mit dem darin eingetauchten Siliciumsubstrat 3 versiegelt war, wurde er aus dem Handschuhbeutel 1 herausgenommen.
Figur 2 zeigt einen Apparat zum Herstellem eines organischen überziehenden Films, in welchem das Substrat (hier Siliciumsubstrat) nach der Bildung des organischen überziehenden Films auf dem Substrat gewaschen wurde. Ein Chloroform enthaltender Glasbehälter 5 und ein versiegelter Behälter 6, der Chloroform mit dem darin eingetauchten Siliciumsubstrat 3 enthielt, wurde in einen Polypropylen-Handschuhbeutel 4 plaziert, der eine ähnliche Form wie der oben erwähnte Handschuhbeutel hatte und eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt. Dann wurden der chloroform enthaltende Glasbehälter 5 und der versiegelte Behälter 6, der Chloroform mit dem darin eingetauchten Siliciumsubstrat 1 enthielt, mit der trockenen Atrmosphäre in Kontakt gebracht, indem der versiegelte Behälter geöffnet wurde, bevor das Siliciumsubstrat aus dem Chloroform herausgenommen wurde.
Anschließend wurde das Siliciumsubstrat 3 aus dem versiegelten Behälter 6 herausgenommen und in den Chloroform enthaltenden Glasbehälter 5 getan, um oberflächenaktives Material wegzuwaschen, das auf der Oberfläche des organischen überziehenden Films des oberflächenaktiven Materials auf dem Siliciumsubstrat zurückblieb, ohne chemisch an dieses mit Chloroform gebunden zu sein. Ein quadratisches Substrat mit einer Seitenlänge von 5 cm wurde durch Eintauchen und 15 Min. langes Halten in 500 ml Chloroform gewaschen. Nach dem Waschen wurde das Siliciumsubstrat aus dem chloroform enthaltenden Glasbehälter 5 herausgenommen, dann in trockenem Stickstoff, der in dem Handschuhbeutel 4 versiegelt war, getrocknet und danach aus dem Handschuhbeutel herausgenommen.
Die Chlorsilyl(-SiCl) gruppen des chemischen Adsorptionsmaterials auf Chlorsilanbasis und die Hydroxyl(-OH)gruppen, die auf der Oberfläche des Substrates 3 vorhanden waren, reagierten durch eine Dehydrochlorierungsreaktion, um kovalente Bindungen zu bilden, wie durch die Formel I gezeigt wird.
Indem die Oberfläche des behandelten Substrates mit Wasser versehen wurde oder die Oberfläche mit befeuchteter Luft in Kontakt gebracht wurde, wurden chemische Bindungen gebildet, wie durch die Formel 2 gezeigt wird.
Silanol(-SiOH)gruppen wurden durch eine Dehydratisierjngskondensation min benachbarten Silanol(-SiOH)gruppen der Reaktion unterzogen, um Bindungen zu bilden, wie durch die Formel 3 gezeigt wird.
Bei diesen Arbeitsabfolgen wurde ein organischer überziehender Film, der einen Film auf Octadecylsilanbasis umfaßte, auf dem Siliciumsubstrat gebildet. Er hatte eine der Moleküllänge des oberflächenaktiven Materials entsprechende Dicke (d.h. 2,5 nm in diesem Beispiel). Die Oberfläche dieses organischen überziehenden Films enthielt keine Hydroxylgruppen, die eine Dehydrochlorierungsreaktion mit einer Chlorsilangruppe des oberflächenaktiven Materials in der Lösung eingehen könnten, welches zurückblieb, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu werden. Daher fand nur eine Reaktion zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material statt, und es wurde kein weiterer Film auf dem organischen überziehenden Film gebildet. Somit wurde die Filmdicke nicht beeinträchtigt. Die Filmdicke entsprach der Moleküllänge des verwendeten oberflächenaktiven Materials (d.h. im Nanometerbereich). Somit konnte ein superdünner organischer überziehender Film erhalten werden. Dieser dünne organische überziehende Film konnte auf einer Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, nicht nachgewiesen werden.
Außerdem verschlechterte sich dessen Transparenz nicht, wenn er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet wurde, wie unter Verwendung eines Licht/ Ultraviolettlicht-Spektrographen des Transmissionstyps gemessen wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Ein organischer überziehender Film wurde durch dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet, außer daß die relative Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre auf 55 % eingestellt wurde. Nachdem die Lösung des oberflächenaktiven Materials in das Gefäß gegossen und das Siliciumsubstrat eingetaucht wurde, wurde das System verlassen. Nach einer Weile bildete sich ein weißer Film an der Grenzfläche von Gas/Flüssigkeit. Dies war auf die Kondensation des oberflächenaktiven Materials zurückzuführen, die durch eine Dehydrochlorierungsreaktion zwischen der Feuchtigkeit in der Atmosphäre und den Chlorsilangruppen des oberflächenaktiven Materials an der Grenzfläche von Gas/Wasser verursacht wurde. Es wird vermutet, daß eine Dehydrochlorierungsreaktion ebenso zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material in der Lösung zur Filmbildung stattfindet. Nach dem Ablauf einer vorherbestimmten Zeitdauer (d.h. 1 Std. in diesem Beispiel) wurde das Substrat in den geschlossenen Behälter, der Chloroform zum Waschen enthielt, überführt. Als das Substrat aus der Lösung des oberflächenaktiven Materials herausgenommen wurde, wurde der in der Lösung gebildete organische überziehende Film von einem durch eine Kondensation des oberflächenaktiven Materials gebildeten Film bedeckt, der an der Grenzfläche der Lösung von Gas/Flüssigleit gebildet wurde. Der an der Grenzfläche von Gas/Flüssigkeit gebildete Film war weiß, mangels Gleichmäßigkeit der Filmdicke. Somit wurde die Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, verschleiert und weißlich. Dieses Substrat wurde dann in den versiegelten, Chloroform enthaltenden Behälter getan. Der versiegelte Behälter wurde dann in einen Handschuhbeutel zum Waschen gegeben. In diesem Verfahren haftete der weiße Film jedoch an dem organischen überziehenden Film, der auf der Substratoberfläche gebildet worden war, und konnte nicht mehr entfernt werden.
Die Filmbildung wurde ebenso in einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit über 50 % durchgeführt. In diesem Fall wurde nicht nur ein weißer Film gebildet, sondern wurde auch Wasser in die Lösung eingebracht infolge einer Dehydrochlorierungsreaktion zwischen dem oberflächenaktiven Material und dem Feuchtigkeitsgehalt in der Atmosphäre an der Grenzfläche von Gas/Flüssigkeit. Während der Filmbildung wurde beobachtet, daß die Oberfläche des eingetauchten Substrates weiß war. Außerdem konnte die Rauheit des Films durch das Rauheitsmeßgerät des Kontakttyps (d.h. im Mikrometerbereich) gemessen werden.

Beispiel 2

Eine zweite Anwendungsform des organischen überziehenden Films nach der Erfindung wird nun im Detail beschrieben. Figur 3 zeigt einen Apparat zum Herstellen eines organischen überziehenden Films eines oberflächenaktiven Materials auf ein Substrat. In dem Beispiel wurde Octadecyltrichlortitan als oberflächenaktives Materials verwendet. Eine Lösung für den organischen Überzuq wurde durch Lösen von 1 mMol/l des oberflächenaktiven Materials in einem Mischlösungsmittel, das Hexadecan, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 12 : 8 enthielt, hergestellt. Die Lösung wurde in einem versiegelten Polytetrafluorethylen- Behälter plaziert. Dann wurde ausreichend trockenes Stickstoffgas in einen Polypropylen-Handschuhbeutel 11, der eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt, eingeleitet. Ein Hygrometer, welches in dem Handschuhbeutel 11 plaziert war, zeigte an, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 20 % betrug. Dann wurden ein Gefäß 12 zum Eintauchen des Substrates, ein Siliciumsubstrat 13 und ein die Lösung enthaltender Polytetrafluorethylen-Behälter in dem Handschuhbeutel 11 plaziert und in einem trockenen Zustand gehalten. Danach wurde die Lösung des oberflächenaktiven Materials in das Gefäß in einer Menge gegossen, die ausreichend war, das Siliciumsubstrat 13 in das Gefäß 12 einzutauchen. Das Siliciumsubstrat 13 wurde eingetaucht und 1 Stunde lang in die Lösung des oberflächenaktiven Materials gehalten. Somit lief eine Dehydrochlorierungsreaktion zwischen den Hydroxylgruppen an der Silicium-Substratoberfläche und den Chlortitangruppen ab. Die Substratoberfläche wurde gleichmäßig durch einen organischen überziehenden Film aus dem oberflächenaktiven Material des Octadecylchlortitan überzogen. Anschließend wurde ein versiegelter Behälter, der Chloroform zum Waschen des Siliciumsubstrates 13 enthielt, in dem Handschuhbeutel 11 plaziert. Chloroform ist bekannt dafür, oberflächenaktives Material lösen zu können, und wurde somit als Waschflüssigkeit verwendet. Der Behälter zum Waschen des Siliciumsubstrates wurde mit Chloroform bis zu einem Level gefüllt, der ausreichend war, das Substrat einzutauchen, und er hatte eine Form, die zuließ, das Substrat 13 einzusetzen. In dem Handschuhbeutel 11 wurde der geschlossene Chloroform enthaltende Behälter geöffnet und mit der trockenen Atmosphäre in Kontakt gebracht. Anschließend wurde das Siliciumsubstrat 11 aus dem Behälter 12, der das oberflächenaktive Material enthielt, herausgenommen und dann in das Chloroform, welches in dem versiegelten Behälter enthalten war, eingetaucht. Dieser Arbeitsvorgang mußte schnell geschehen, sogar mit dem in trockener Atmosphäre gehaltenen Handschuhbeutel. Nachdem der versiegelte Behälter, der Chloroform mit dem hineingehaltenen Siliciumsubstrat 13 enthielt, versiegelt war, wurde er aus dem Handschuhbeutel 11 herausgenommen.
Figur 4 zeigt einen Apparat zum Herstellen eines organischen überziehenden Films, in dem das Waschen nach der Bildung eines organischen überziehenden Films auf einem Substrat (d.h. in diesem Fall ein Siliciumsubstrat) durchgeführt wird. Der Chloroform enthaltende Glasbehälter 15 und der versiegelte Behälter 16, der chloroform mit dem hineingehaltenen Siliciumsubstrat enthielt, wurden in einem Polypropylen- Handschuhbeutel plaziert, der eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt. Der Chloroform enthaltende Glasbehälter 15 und der versiegelte Behälter 16, der Chloroform mit dem hineingehaltenen Siliciumsubstrat enthielt, in dem Handschuhbeutel wurden mit der trockenen Atmosphäre durch Öffnen des versiegeiten Behälters, bevor das Siliciumsubstrat aus dem Chloroform genommen wurde, in Kontakt gebracht.
Anschließend wurde das Siliciumsubstrat 13 aus dem versiegelten Behälter 16 herausgenommen, und oberflächenaktives Material, das auf der Oberfläche von dem organischen überziehenden Film des oberflächenaktiven Materials auf dem Siliciumsubstrat zurückblieb, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu sein, wurde mit dem Chloroform in dem Glasbehälter 15 weggewaschen. Ein quadratisches Substrat mit einer Seitenlänge von 5 cm wurde durch Eintauchen und 15 Minuten langes Halten in 500 ml Chloroform gewaschen. Nach dem Waschen wurde das Siliciumsubstrat aus dem Glasbehälter 15, der das Chloroform enthielt, herausgenommen, dann in trockenem Stickstoff, der in dem Handschuhbeutel 14 versiegelt war, getrocknet und danach aus diesem herausgenommen. Mit den obigen Arbeitsabfolgen wurde ein organischer überziehender Film, der Octadecyltrichlortitan umfaßte, auf dem Siliciumsubstrat gebildet. Der Film hatte eine Dicke entsprechend der Moleküllänge des oberflächenaktiven Materials (d.h. etwa 2,5 nm). Die Oberfläche dieses organischen überziehenden Films enthielt keine Hydroxylgruppen, die eine Dehydrochlorierungsreaktion mit den Chlortitangruppen des oberflächenaktiven Materials eingehen könnten, welches in der Lösung zurückblieb, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu werden. Somit fand nur eine Reaktion zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material statt, und es wurde kein weiterer Film auf dem organischen überziehenden Film gebildet. Somit wurde die Filmdicke nicht beeinträchtigt.
Die Filmdicke entsprach der Moleküllänge des verwendeten oberflächenaktiven Materials (d.h. im Nanometerbereich), und es war möglich, einen superdünnen organischen überziehenden Film zu bilden. Somit konnte der superdünne organische überziehende Film nicht auf einer Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, nachgewiesen werden. Außerdem konnte er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet werden, ohne die Transparenz des Substrates zu verschlechtern.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde Octadecyltribromtitan als Oberflächenaktives Material verwendet. 1 mMol/l des oberflächenaktiven Materials wurde in einem Mischlösungsmittel, das Hexadecan, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 12 : 8 enthielt, gelöst, um eine organische überziehende Lösung herzustellen. Die Lösung wurde in einem versiegelten Polytetrafluorethylen-Behälter plaziert.
Trockenes Stickstoffgas wurde in einen Polypropylen- Handschuhbeutel 1, der eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt, eingeleitet. Ein Hygrometer, mit dem der Handschuhbeutel versehen wurde, zeigte an, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 10 % betrug. Ein Gefäß 2 zum Eintauchen eines Substrates, ein Siliciumsubstrat (oder Silicium-Halbleiterscheibchen) 3 und ein Polytetrafluorethylen-Behälter, der die Lösung enthielt, wurden in dem Handschuhbeutel 1 plaziert und in einem trockenen Zu-stand gehalten. Dann wurde die Lösung des oberflächenaktiven Materials in das Gefäß 2 in einer Menge gegossen, die ausreichend war, das Siliciumsubstrat 3 hineinzutauchen. Danach wurde das Siliciumsubstrat 3 eingetaucht und 1 Stunde lang in die Lösung des oberflächenaktiven Materials gehalten. Eine Dehydrobromierungsreaktion lief zwischen den Hydroxylgruppen an der Silicium-Substratoberfläche und den Bromtitangruppen ab, und die Substratoberfläche wurde gleichmäßig durch einen organischen überziehenden Film, der ein oberflächenaktives Material auf Silanbasis umfaßte, überzogen.
Anschließend wurde ein geschlossener Behälter, der Chloroform enthielt, in den Handschuhbeutel 1 zum Waschen des Siliciumsubstrates 3 plaziert. Chloroform ist bekannt dafür, das oberflächenaktive Material lösen zu können, so wurde es als Waschtlüssigkeit verwendet. Chloroform wurde in einer Menge vorgelegt, die ausreichend war, das Siliciumsubstrat hineinzutauchen. Der Chloroform enthaltende Behälter hatte eine Form, die zuließ, das Siliciumsubstrat 3 hineinzusetzen. In dem Handschuhbeutel 1 wurde der geschlossene Chloroform enthaltende Behälter geöffnet, um den Kontakt mit der trockenen Atmosphäre beizubehalten.
Dann wurde das Siliciumsubstrat 3 aus dem Gefäß 2, welches das oberflächenaktive Material enthielt, herausgenommen und in das Chloroform in dem geschlossenen Behälter eingetaucht. Dieser Arbeitsvorgang mußte schnell geschehen, sogar in dem Handschuhbeutel 1 in der trockenen Atmosphäre. Nachdem der geschlossene Behälter, der das Chloroform mit dem darin eingetauchten Substrat 3 enthielt, versiegelt war, wurde er aus dem Handschuhbeutel herausgenommen.
Figur 2 zeigt einen Apparat zum Herstellen eines organischen überziehenden Films, in dem das Substrat (hier Siliciumsubstrat) nach der Bildung des organischen überziehenden Film auf dem Substrat gewaschen wurde. Ein Chloroform enthaltender Glasbehälter 5 und versiegelter Behälter 6, der Chloroform mit dem darin eingetauchten Siliciumsubstrat 3 enthielt, wurden in einem Polypropylen-Handschuhbeutel 4 plaziert, der eine Form wie der oben erwähnte Handschuhbeutel hatte und eine Gaszuführung und Handschuhe enthielt. Der Chloroform enthaltende Glasbehälter 5 und versiegelte Behälter 6, der Chloroform mit dem darin eingetauchten Siliciumsubstrat 1 enthielt, wurden in einer trockenen Atmosphäre durch Öffnen des versiegelten Behälters gelassen, bevor das Siliciumsubstrat aus dem Chloroform herausgenommen wurde.
Anschließend wurde das Siliciumsubstrat 3 aus dem versiegelten Behälter 6 herausgenommen und in den Glasbehälter 5 überführt, der Chloroform zum Wegwaschen oberflächenaktiven Materials enthielt, das auf der Oberfläche von dem organischen überziehenden Film des oberflächenaktiven Materials auf dem Siliciumsubstrat zurückblieb, ohne chemisch an dieses gebunden zu sein. Ein quadratisches Substrat mit einer Seitenlänge von 5 cm wurde durch Eintauchen und 15 Minuten langes Halten in 500 ml Chloroform gewaschen. Nach dem Waschen wurde das Siliciumsubstrat aus dem Chloroform enthaltenden Glasbehälter 5 herausgenommen, dann in trockenem Stickstoff, der in dem Handschuhbeutel 4 versiegelt war, getrocknet und danach aus dem Handschuhbeutel herausgenommen.
Bei diesen Arbeitsabläufen wurde ein organischer überziehender Film, der Octadecyltribromtitan umfaßte, auf dem Siliciumsubstrat gebildet. Er besaß eine Dicke entsprechend zur Moleküllänge des oberflächenaktiven Materials (d.h. 2,5 nm). Die Oberfläche dieses organischen überziehenden Films enthielt keine Hydroxylgruppen, die eine Dehydrobromierungsreaktion mit den Bromtitangruppen des oberflächenaktiven Materials, das in der Lösung zurückblieb, eingehen könnten, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu sein. Daher fand nur eine Reaktion zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material statt, und kein weiterer Film wurde auf dem organischen überziehenden Film gebildet. Somit wurde die Filmdicke nicht beeinträchtigt. Die Filmdicke entsprach der Moleküllänge des verwendeten oberflächenaktiven Materials (d.h. im Nanometerbereich), und so wurde ein superdünner organischer überziehender Film erhalten. Dieser dünne organische überziehende Film konnte nicht auf einer Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, nachgewiesen werden.
Außerdem verschlechterte sich dessen Transparenz nicht, wenn er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet wurde, wie unter Verwendung eines Licht/ Ultraviolettlicht-Spektrographen des Transmissionstyps gemessen wurde. Ferner wurde die Filmbildung in einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit über 35 % durchgeführt. In diesem Fall wurde ein weißer Film wie in Vergleichsbeispiel 1 gebildet.

Beispiel 4

Dasselbe Experiment wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer daß Octadecyltribromsilan anstatt von Octadecyltrichlorsilan verwendet wurde.
Der Film besaß eine Dicke entsprechend der Molekülgröße des oberflächenaktiven Materials (d.h. etwa 2,5 nm). Die Oberfläche dieses organischen überziehenden Films enthielt keine Hydroxylgruppen, die eine Dehydrobromierungsreaktion mit den Bromsilangruppen des oberflächenaktiven Materials, das in der Lösung zurückblieb, eingehen könnten, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu werden. Somit fand nur die Reaktion zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material statt, und es wurde kein weiterer Film auf dem organischen überziehenden Film gebildet. So wurde die Filmdicke nicht beeinträchtigt.
Die Filmdicke entsprach der Moleküllänge des verwendeten oberflächenaktiven Materials (d.h im Nanometerbereich), und es war möglich, einen superdünnen organischen überziehenden Film zu bilden. Somit konnte der superdünne organische überziehende Film auf einer Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, nicht nachgewiesen werden. Ferner konnte er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet werden, ohne die Transparenz des Substrates zu verschlechtern.
Außerdem verschlechterte sich dessen Transparenz nicht, wenn er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet wurde, wie unter Verwendung eines Licht/ Ultraviolettlicht-Spektrographen des Transmissionstyps gemessen wurde. Ferner wurde die Filmbildung in einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit über 35 % durchgeführt. In diesem Fall wurde ein weißer Film wie in Vergleichsbeispiel 1 gebildet.

Beispiel 5

Dasselbe Experiment wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß Octadecyltrijodsilan anstatt von Octadecyltrichlorsilan verwendet wurde.
Der Film besaß eine Dicke entsprechend der Moleküllänge des oberflächenaktiven Materials (d.h. etwa 2,5 nm). Die Oberfläche dieses organischen überziehenden Films enthielt keine Hydroxylgruppen, die eine Dehydrojodierungsreaktion mit den Jodsilangruppen des oberflächenaktiven Materials, das in der Lösung zurückblieb, eingehen könnten, ohne chemisch an das Substrat gebunden zu werden. Somit fand nur die Reaktion zwischen der Substratoberfläche und dem oberflächenaktiven Material statt, und es wurde kein weiterer Film auf dem organischen überziehenden Film gebildet. Somit wurde die Filmdicke nicht beeinträchtigt.
Die Filmdicke entsprach der Moleküllänge des verwendeten oberflächenaktiven Materials (d.h. im Nanometerbereich), und es war möglich, einen superdünnen organischen überziehenden Film zu bilden. Somit konnte der superdunne organische überziehende Film nicht auf einer Spiegeloberfläche, die ein Siliciumsubstrat besaß, nachgewiesen werden. Ferner konnte er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet werden, ohne die Transparenz des Substrates zu verschlechtern.
Außerdem verschlechterte sich dessen Transparenz nicht, wenn er auf einem Glas oder einem ähnlichen transparenten Substrat gebildet wurde, wie unter Verwendung eines Licht/Ultraviolettlicht-Spektrographen vom Transmissionstyp gemessen wurde. Ferner wurde die Filmbildung in einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit über 35 % durchgeführt. In diesem Fall wurde ein weißer Film wie in Vergleichsbeispiel 1 gebildet.

Beispiel 6

Ein Glassubstrat, das hydrophil war, aber weniger Hydroxylgruppen enthielt als das Substrat von Beispiel 1, wurde behandelt. Dieselben Effekte sind mit Metall, Keramik oder Kunststoff erreichbar. Das Glas wurde eingetaucht und 30 Min. lang in eine Lösung gehalten, die durch Lösen von 1 Gewichtsprozent eines Materials mit einer Vielzahl von Trichlorsilylgruppen hergestellt wurde, z.B. SiCl&sub4;, SiHCl&sub3;, SiH&sub2;Cl&sub2; oder Cl(SiCl&sub2;O)nCl&sub3;, (worin n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20 in einem nicht-wäßrigen Lösungsmittel darstellt, z.B. ein Chloroform-Lösungsmittel), wobei SiCl&sub4; besonders bevorzugt ist, weil es von kleiner Molekülgröße und aktiv hinsichtlich der Hydroxylgruppen ist und somit die Glasoberfläche gleichmäßig hydrophil macht. Ein Hygrometer, das in dem Handschuhbeutel untergebracht war, zeigte an, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 10 % betrug. Als Folge wurde eine Dehydrochlorierungsreaktion auf der Oberfläche wegen einiger -OH- Gruppen, die an der Glasoberfläche vorhanden waren, erzeugt. Somit wurde ein monomolekularer Chlorsilanfilm aus dem Material mit einer Vielzahl von Trichlorsilylgruppen gebildet.
Durch Verwendung von SiCl&sub4;, zum Beispiel, als Material, das eine Vielzahl von Trichlorsilylgruppen enthielt, wurden Moleküle, dargestellt durch die Formeln 4 und/oder 5,
über -SiO-Bindungen zur Oberfläche gesichert durch eine Dehydrochlorierungsreaktion, die auf der Oberfläche infolge einer kleinen Menge hydrophiler -OH-Gruppen, welche an der Oberfläche des Glassubstrates exponiert waren, zustande gebracht wurde.
Nach anschließendem Waschen mit einem nicht-wäßrigen Lösungsmittel, z.B. Chloroform, zeigte ein Hygrometer, welches in dem Handschuhbeutel untergebracht war, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 10 % betrug. Nicht-umgesetzte SiCl&sub4;- Moleküle wurden dann mit Wasser entfernt, um somit einen monomolekularen Siloxan-Film zu erhalten, der durch die Formeln 6 und/oder 7 dargestellt wird:
Der auf diesem Wege erhaltene monomolekulare Film (innere Schicht) wurde durch chemische Bindungen von -SiO- an das Glassubstrat gebunden und trennte sich nicht ab. Außerdem enthielt seine Oberfläche zahlreiche -SiOH-Bindungen, deren Anzahl etwa der dreifachen Anfangszahl der Hydroxylgruppen entsprach.
Ferner wurde das Glassubstrat, das mit dem monomolekularen Film mit zahlreichen -SiOH-Bindungen an der Oberfläche versehen war, eingetaucht und etwa 1 Stunde lang in eine wäßrige Lösung gehalten, die ein Material mit einer Fluorkohlenstoff-Gruppe und einer Chlorsilan-Gruppe enthielt, z.B. eine Lösung, die durch Lösen von etwa 1 Gew.% von
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub7;(CH&sub2;)&sub2;SiCl&sub3;
in einem Lösungsmittel erhalten wurde, welches 80 Gew.% n- Hexadecan, 12 Gew.% Tetrachlorkohlenstoff und 8 Gew.% Chloroform enthielt. Ein Hygrometer, das in dem Handschuhbeutel untergebracht war, zeigte an, daß die relative Luftfeuchtigkeit etwa 10 % betrug, indem somit Bindungen hergestellt wurden von
CF&sub3;(CF&sub2;)&sub7;(CH&sub2;)&sub2;Si(O-)3
Diese Reaktion lief im wesentlichen auf dieselbe Weise ab wie oben in den Formeln [1] bis [3]. Somit wurde ein Fluor enthaltender monomolekularer Film gebildet. Der Film wurde chemisch an den inneren monomolekularen Siloxanfilm gebunden. Er wurde über die ganze Glassubstratoberfläche gebildet und besaß eine Dicke von etwa 2,1 nm. Er trennte sich nicht in einem Ablösetest.
Das Waschen des Substrates unter Verwendung einer nichtwäßrigen organischen Lösung wurde weggelassen. Stattdessen wurde das Waschen durch verwenden von Wasser und Trocknen in der Luft durchgeführt. Ein laminierter Polymerfilm auf Fluorbasis wurde an dem Substrat adsorbiert. Der Polymerfilm auf Fluorkohlenstoffbasis hatte zufriedenstellenderweise einen engen Kontakt hinsichtlich des Substrates, war im wesentlichen frei von nadelfeinen Löchern, dünn, kontaminationsverhindernd und war transparent.
Mit einer Ethylen- oder Acetylengruppe, die hinzugefügt oder in den Alkylkettenteil eingebaut wird, kann der monomolekulare Film nach der Bildung durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl von etwa 5 MRad vernetzt werden, was außerdem sein Festigkeit verbessert.
In dem obigen Beispiel wird ein monomolekularer Film auf Fluorkohlenstoffbasis mit einer Dicke im Nanometerbereich auf der Glassubstratoberfläche gebildet, ohne den Eigenglanz des Glases zu verschlechtern. Dieser Film hat eine ausgezeichnete Transparenz, ist wasser- und ölabweisend und macht die Glasoberfläche kontaminationsverhindernd.
Die obigen Beispiele verwendeten Octadecyltrichlorsilan, Octadecyltrichlortitan, Octadecyltribromtitan, Octadecyltribromsilan und Silanoctadecyltrijodid, aber dieselben Effekte konnten ebenso mit oberflächenaktiven Materialien erhalten werden, die eine Chlorsilangruppe, die eine Chlortitangruppe, die eine Bromtitangruppe, die eine Bromsilangruppe enthielten, und die eine Silanjodidgruppe verwendeten. Ferner konnten, während die obigen Beispiele die Verwendung von einem einzigen oberflächenaktiven Material betreffen, dieselben Effekte ebenso durch Verwendung von einer Mischlösung, die zwei oder mehr verschiedene oberflächenaktive Materialien enthielten, erhalten werden.
Während die obigen Beispiele ein Eintauchverfahren verwendeten, kann ferner ein Drehbeschichtungsverfahren zur Filmbildung in einem Raum installiert werden, der geeignet ist, die relative Luftfeuchtigkeit bei 35 % oder niedriger zu kontrollieren
Während die obigen Beispiele einen organischen überziehenden Film als eine Einzelschicht auf einem oberflächenaktiven Material verwendeten, ist es ferner ebenso möglich, einen laminierten Film durch vorheriges Bilden einer Einzelschicht eines organischen überziehenden Films und dann durch chemisches oder physikalisches Behandeln der Filmoberfläche zu bilden, um diese mit Hydroxylgruppen oder ähnlichen Gruppen für eine Dehydrochlorierungsreaktion zu versehen.
Während die obigen Beispiele ein Siliciumsubstrat benutzten, ist es ferner möglich, jedes Substrat, das exponierte Hydroxylgruppen enthält, zu verwenden. Beispiele der Substrate sind Metalle wie Silicium, Metalloxide, Kunststoffe, Fasern, Keramik und überzüge. Der monomolekulare Film nach der Erfindung ist chemisch an die Substratoberfläche gebunden, und trennt sich deshalb nicht und hat eine ausgezeichnete Festigkeit.
Während in den obigen Beispielen der Handschuhbeutel in einer trockenen Atmosphäre gehalten wird, ist es ferner ebenso möglich, die trockene Atmosphäre durch andere Verfahren zu liefern. Während in den obigen Beispielen die trockene Atmosphäre mit trockenem Stickstoff hergestellt wurde, ist es ferner möglich ein anderes Gas wie trockene Luft oder Argongas zu verwenden.
Wie gezeigt wurde, ist die Erfindung für die Industrie sehr nützlich.

Claims

1. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films auf der Oberfläche eines Substrates, wobei die Oberfläche des Substrates aktive Wasserstoffgruppen enthält, wobei das Verfahren umfaßt:

(A) Herstellen einer Lösung eines chemischen Adsorptionsmaterials durch Lösen eines chemischen Adsorptionsmaterials in einem nicht-wäßrigen organischen Lösungsmittel, wobei das chemische Adsorptionsmaterial ein Ende mit funktionellen molekularen Gruppen hat, die fähig sind, mit den aktiven Wasserstoffgruppen auf der Substratoberfläche zu reagieren;

(B) Eintauchen des Substrates in die Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials, dabei Herbeiführen der Adsorption des chemischen Adsorptionsmaterials auf der Substratoberfläche;

(C) Wegwaschen von nicht-umgesetztem chemischen Adsorptionsmaterial von der Substratoberfläche unter Verwendung einer nicht-wäßrigen organischen Lösung, um so einen monomolekularen Film auf der Substratoberfläche zu bilden; und

(D) Gegebenenfalls chemisches oder physikalisches Behandeln der gebildeten Filmoberfläche, um dieselbe mit aktiven Wasserstotfgruppen zu versehen, und dann Wiederholen der Schritte (A) bis (C) und gegebenenfalls Schritt (D), um somit einen laminierten Film auf der Substratoberfläche zu bilden, dadurch gekenneichnet, daß das Eintauchen des Substrates in die Lösung des chemischen Adsorptionsmaterials (B) und das Wegwaschen von nicht-umgesetztem chemischen Adsorptionsmaterial von der Substratoberfläche (C) in einer trockenen Atmosphäre von 35% oder weniger relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden.

2. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films nach Anspruch 1, worin die molekularen Gruppen des chemischen Adsorptionsmaterials mindestens ein Mitglied umfassen, das aus der Gruppe, bestehend aus einer halogenierten Silyl(-SiX)gruppe, einer halogenierten Titanyl(-TiX) gruppe, einer halogenierten Zinn(-SnX)gruppe, einer Niedrigalkoxysilyl(-SiOR)gruppe, einer Niedrigalkoxytitanyl(-TiOR) gruppe und einer Niedrigalkoxyzinn(-SnOR) gruppe, ausgewahlt wird, worin X Chlor, Brom, Fluor oder Jod darstellt und R eine C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppe darstellt.

3. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films nach Anspruch 1, worin das chemische Adsorptionsmaterial ein Ende mit einer funktionellen Chlorsilyl(-SiCl)gruppe und eine Fluorgruppe umfaßt.

4. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films nach Anspruch 1, worin die Konzentration des chemischen Adsorptionsmaterials in dem nicht-wäßrigen organischen Lösungsmittel im Bereich von 10&supmin;&sup4; bis 10&supmin;¹ Mol/l liegt.

5. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films nach Anspruch 1, worin das Substrat Material umfaßt, das aus der Gruppe, bestehend aus Glas, Metallen, Keramik, Kunststoffen und Halbleitern, ausgewählt wird.

6. Verfahren zum Bilden eines chemisch adsorbierten monomolekularen oder laminierten Films nach Anspruch 1, worin das Substrat ein oxidationsbehandeltes Kunststoffsubstrat ist.