JP2003237009A

JP2003237009A - ポリマー材料被膜を有する基材からなる複合体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003237009A
Application number: JP2002043053A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Urairi; 正勝浦入; Shigeru Katayama; 茂片山; Mika Horiike; 美華堀池; Kazuyuki Hirao; 一之平尾
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2003-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】基材表面にポリマー材料被膜が容易に且つ優
れた作業性で形成されたポリマー材料被膜を有する基材
からなる複合体及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリマー材料被膜を有する基材からなる
複合体は、一方の表面にポリマー材料が積層され且つ光
透過性を有する基材に、パルス幅が１０^-12秒以下のレ
ーザーを基材側から照射することにより、基材表面にポ
リマー材料被膜を形成して作製されたことを特徴とす
る。前記ポリマー材料被膜は基材表面に任意の形状で形
成することができる。また、ポリマー材料被膜を有する
基材からなる複合体の製造方法は、一方の表面にポリマ
ー材料が積層され且つ光透過性を有する基材に、パルス
幅が１０^-12秒以下のレーザーを基材側から照射するこ
とにより、基材表面にポリマー材料被膜を形成すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材の一方の表面
にポリマー材料の被膜が形成されたポリマー材料被膜を
有する基材からなる複合体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子工業分野での技術開発は目覚
ましく、新機能を有する製品が続々と発表されている。
これに伴い、電子機器の部品素材においても各種機能を
有するものが開発され、近年、プラスチック構造体（部
品）の表面や内部を高機能化する要求が高まってきてい
る。このような高機能化の要求に対して、プラスチック
構造体自身をポリマーアロイ化又は複合化する材料面で
の技術対応と、要求に合わせて機能部位を組み込んだ
り、構造の制御を行ったりする加工面での技術対応との
２つの面での取り組みが行われている。例えば、プラス
チック構造体の表面の高機能化・高性能化では、表面の
化学的、電気的、光学的、物理的等の特性の改良・改質
を目的に、材料、加工両面から色々と技術的な取り組み
がなされている。また、プラスチック構造体の内部（バ
ルク）の高機能化・高性能化では、電気や光の伝導性、
光の透過性又は遮断性、水分やガスの透過性又は遮断
性、熱・光・応力等の外部刺激に対する応答性又は記憶
性などの様々な特性の要求に対応して、材料・加工面の
両面から種々の技術的な取り組みがなされている。

【０００３】そこで、例えば、基材の表面に異なる機能
（新たな機能等）を付与するには、この表面側から直接
に化学的、電気的、光学的、物理的等エッチングを行っ
たり、レジストを塗布し、現像し、同様なエッチングを
行ったりするなどの形成方法が用いられている。

【０００４】一方、レーザー光源に対する技術進歩は著
しく、特に、パルスレーザーでは、ナノ秒（１０^-9秒）
のオーダーのパルス幅から、ピコ秒（１０^-12秒）のオ
ーダーのパルス幅へと超短パルス化が進んでおり、更に
最近では、チタン・サファイア結晶などをレーザー媒質
とするフェムト秒（１０^-15秒）のオーダーのパルス幅
を有するパルスレーザーなども開発されてきている。パ
ルス幅が１０^-12秒以下である（例えば、パルス幅がフ
ェムト秒のオーダーである）超短パルスレーザー又はそ
のシステムは、通常のレーザーが持つ、指向性、空間的
・時間的なコヒーレントなどの特徴を有するとともに、
パルス幅が極めて狭いことから、同じ平均出力であって
も、単位時間・単位空間当たりの電場強度が極めて高い
という特徴を有している。そのため、この高い電場強度
を利用して、超短パルスレーザーを物質中に照射して新
たな構造（誘起構造）を形成させる試みが、無機ガラス
材料を主な対象物として行われてきている。

【０００５】一方で、高分子材料は、熱伝導性が低いと
いう特徴を有しており、蓄熱し易い傾向がある。すなわ
ち、高分子材料は熱運動が無機ガラス材料に比べて容易
に起こり、運動や反応に必要な熱量が少なくて済むの
で、無機ガラス材料に比べて、比較的低い照射エネルギ
ーでも構造が変化したり、アブレーション（ａｂｌａｔ
ｉｏｎ；爆発的飛散現象）が生じる。しかし、パルス幅
が１０^-12秒以下である（例えば、パルス幅がフェムト
秒のオーダーである）超短パルスレーザーの単位時間・
単位空間当たりの電場強度が極めて高いため、レーザー
の照射による高分子材料の損傷が起こりやすいことによ
り、高分子材料の誘起構造の形成に必要な高分子材料の
設計についての把握が困難であり、その結果として、高
分子材料であるポリマー構造体に関して、超短パルスレ
ーザーの照射による誘起構造形成の検討は、現在まで、
無機ガラス材料ほどには行われていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、基材表面
に異なる機能を付与するには、付与するための表面側か
ら全面的にエッチングを行ったり、部分的に付与するに
はレジストを塗布し、現像し、エッチングを行ったりす
るなどの形成方法が用いられているので、作業性が低か
った。そのため、基材表面に異なる機能を付与するため
の被膜を容易に且つ優れた作業性で形成する方法が求め
られている。

【０００７】従って、本発明の目的は、基材表面にポリ
マー材料被膜が容易に且つ優れた作業性で形成されたポ
リマー材料被膜を有する基材からなる複合体及びその製
造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、さ
らに、基材表面の任意の部位にポリマー材料被膜が形成
されているポリマー材料被膜を有する基材からなる複合
体及びその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意検討した結果、一方の表面にポリ
マー材料が積層され且つ光透過性を有する基材に、パル
ス幅が１０^-12秒以下のレーザーを基材側から照射する
と、基材表面に、ポリマー材料被膜を容易に且つ優れた
作業性で形成することができることを見出し、本発明を
完成させた。

【０００９】すなわち、本発明は、一方の表面にポリマ
ー材料が積層され且つ光透過性を有する基材に、パルス
幅が１０^-12秒以下のレーザーを基材側から照射するこ
とにより、基材表面にポリマー材料被膜を形成して作製
されたことを特徴とするポリマー材料被膜を有する基材
からなる複合体である。

【００１０】前記ポリマー材料被膜は基材表面に任意の
形状で形成されていることが好ましい。また、パルス幅
が１０^-12秒以下のレーザーを１光束又は多光束干渉で
照射することにより、基材表面にポリマー材料被膜が形
成されていてもよい。

【００１１】また本発明は、一方の表面にポリマー材料
が積層され且つ光透過性を有する基材に、パルス幅が１
０^-12秒以下のレーザーを基材側から照射することによ
り、基材表面にポリマー材料被膜を形成することを特徴
とするポリマー材料被膜を有する基材からなる複合体の
製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の態様】以下に、本発明を必要に応じて図
面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の部材につ
いては、同一の符号を付している場合がある。（ポリマー材料被膜の形成方法）本発明では、一方の表
面にポリマー材料が積層され且つ光透過性を有する基材
に、パルス幅が１０^-12秒以下のレーザー（「超短パル
スレーザー」と称する場合がある）を基材側から照射し
て、基材表面にポリマー材料被膜を形成している。図１
は、一方の表面にポリマー材料が積層され且つ光透過性
を有する基材に、ポリマー材料被膜を形成する方法の一
例を示す概略鳥瞰図である。図１において、１は光透過
性を有する基材（単に「基材」と称する場合がある）、
２はポリマー材料、３はポリマー材料被膜部、４はポリ
マー材料被膜未形成部、５はレンズ、６は超短パルスレ
ーザー（単に「レーザー」と称する場合がある）、Ｌは
レーザー６の照射方向、ｄは基材１とポリマー材料２と
の界面からレーザー６の焦点までの距離である。図１で
は、基材１には予めポリマー材料２が積層されており、
具体的には、基材１に接触した密着状態で、ポリマー材
料２が積層されている。この基材１に密着して積層され
ているポリマー材料２に、基材１側からレーザー６を照
射することにより、該レーザー６の照射による影響を受
けて、基材１の表面にポリマー材料被膜部３が形成され
ている。

【００１３】なお、ポリマー材料被膜未形成部４は、レ
ーザー６の照射による影響を受けておらず、ポリマー材
料被膜となっていない部位である。すなわち、レーザー
６の照射終了後、ポリマー材料２を基材１から剥離した
際には、剥離される部位である。

【００１４】レーザー６は、ポリマー材料２が積層され
ている基材１に向けて、照射方向Ｌの向き（すなわちＺ
軸と平行な方向）で照射している。なお、レーザー６は
レンズ５を用いることにより焦点を絞って合わせること
ができる。従って、レーザーの焦点を絞って合わせる必
要が無い場合等では、レンズを用いる必要はない。

【００１５】また、基材１は略直方体であり、その上面
はＸ−Ｙ平面に対して平行、又はＺ軸に対して垂直とな
っている。なお、基材１の形状としては、直方体を用い
ているが、如何なる形状のものであってもよく、またそ
の大きさも特に制限されない。この基材１には、前述の
ように、接触した密着状態で、ポリマー材料２が積層さ
れている。基材１へのポリマー材料２の積層状態として
は、図１で示されているように、密着状態であることが
好ましいが、積層された状態であればよく、例えば、密
着せずに空間を保有している積層状態であってもよい。
また、ポリマー材料２は、図１で示されているように、
基材１の一方の表面に全面的に積層されていてもよく、
部分的に積層されていてもよい。

【００１６】７ａはレーザー６の照射をし始めたときの
焦点を合わせた最初の位置又はその中心位置（「照射開
始位置」と称する場合がある）、７ｂはレーザー６の照
射を終えたときの焦点を合わせた最終の位置又はその中
心位置（「照射終了位置」と称する場合がある）であ
り、７ｃはレーザー６の照射の焦点又はその中心位置
（単に「焦点位置」と称する場合がある）が照射開始位
置７ａから照射終了位置７ｂに移動する移動方向であ
る。７はレーザー６の照射の焦点位置又は焦点の中心位
置が移動した軌跡（「焦点位置軌跡」と称する場合があ
る）である。すなわち、図１では、レーザー６の焦点位
置を、照射開始位置７ａから照射終了位置７ｂにかけ
て、焦点位置の移動方向７ｃの方向で、連続的に直線的
に移動させており、該移動した焦点位置の軌跡が焦点位
置軌跡７である。該焦点位置軌跡７において、焦点位置
が移動した方向７ｃは、レーザー６の照射方向Ｌと垂直
な方向（図１では、Ｘ軸と平行な方向）となっている。

【００１７】具体的には、ポリマー材料２が積層してい
る基材１にレーザー６が照射方向Ｌの方向で照射され
て、前記レーザー６の焦点位置軌跡７上の各焦点位置及
びその周辺部（近辺部）において、ポリマー材料２にア
ブレーションが生じ、該アブレーションされたポリマー
材料が基材１上に堆積等により密着して、基材１の表面
にポリマー材料被膜部３が形成されている。そして、レ
ーザー６の照射後に、基材１に積層されているポリマー
材料２を剥離することにより、ポリマー材料被膜未形成
部４のみが剥離され、ポリマー材料被膜部３を有する基
材１からなる複合体が得られる。このように、ポリマー
材料２が積層している基材１に、基材１側からポリマー
材料２の表面乃至内部に焦点を結んでレーザー６を照射
するという簡単な方法により、容易に且つ優れた作業性
で、一方の表面にポリマー材料被膜部３が形成された基
材１からなる複合体を作製することができる。

【００１８】また、レーザー６の照射に際して、その焦
点の位置を連続的に移動させているので、基材１の表面
にポリマー材料被膜部３が形成される部位も焦点位置の
移動に応じて連続的に移動して、移動方向に延びてポリ
マー材料被膜が形成された部位からなるポリマー材料被
膜部３が形成されている。図１に示すように、レーザー
６の焦点位置を、移動方向７ｃの方向に、照射開始位置
７ａから照射終了位置７ｂに移動させた場合、移動方向
７ｃの方向に沿って形成されたポリマー材料被膜部３を
形成することができる。

【００１９】このように、本発明では、レーザー６の焦
点の位置を移動させることにより、焦点位置の移動方向
に連続的にポリマー材料被膜が形成されたポリマー材料
被膜部３を形成させることができる。レーザー６の焦点
位置の移動方向は、特に制限されず、如何なる方向であ
ってもよい。また、レーザー６の焦点位置は、連続的又
は間欠的に移動させることもできる。

【００２０】レーザー６の焦点位置を移動させる速度
（移動速度）は、特に制限されず、ポリマー材料の材質
やレーザー６の照射エネルギーの大きさ等に応じて適宜
選択することができる。なお、前記移動速度をコントロ
ールすることにより、ポリマー材料被膜部の大きさ等を
コントロールすることも可能である。

【００２１】なお、本発明では、基材１とポリマー材料
２との界面からレーザー６の焦点までの距離ｄとして
は、０（基材とポリマー材料との界面に相当する）〜１
００μｍ（好ましくは５〜８０μｍ、さらに好ましくは
５〜５０μｍ）程度の範囲から選択することができる。
このように、レーザー６の焦点を基材１に結ぶのでな
く、ポリマー材料２の表面乃至はその内部に結ぶことに
より、基材１をエッチングさせずに、ポリマー材料２を
エッチングすることができる。

【００２２】超短パルスレーザーは、単数で用いてもよ
く、複数で用いてもよい。すなわち、超短パルスレーザ
ーを照射する際には、１光束で照射する方法や、多光束
干渉で照射する方法を採用することができる。ここで、
多光束干渉で照射する方法とは、複数のレーザーを多方
向から照射して、その交点又はその近傍にポリマー材料
被膜部を形成するような光の干渉を利用して照射する方
法を意味しており、一光束で照射する方法とは、前記の
ような光の干渉を利用せずに、単一のレーザー（単光
源）で照射する方法を意味している。例えば、２光束干
渉でレーザーを照射する方法としては、２台のレーザー
を用いて照射する方法や、ビームスプリッター（例え
ば、ハーフミラー、プリズム、グレーティングなど）を
用いて１台のレーザーによる光を分光して照射する方法
などを採用することができる。

【００２３】本発明において、１つの基材の表面にされ
るポリマー材料被膜部の数は、特に制限されず、単数で
あってもよく、複数であってもよい。また、ポリマー材
料被膜部の形状としては、特に制限されず、例えば、ド
ット状、ライン状、曲線状、矩形、平行ライン状などの
任意の形状とすることができる。このような形状のポリ
マー材料被膜部は、マスクなしで超短パルスレーザーの
走査により形成される。例えば、時間的・空間的に一致
したパルスビームによる２光束干渉で照射する方法を採
用すると、１ショットで平行ライン構造のポリマー材料
被膜部を有する複合体を得ることができ、また、多光束
干渉で照射を行うと１ショットでドット状構造のポリマ
ー材料被膜部を有する複合体を得ることができる。

【００２４】具体的には、ポリマー材料被膜部３として
は、例えば、図２で示されるような形状であってもよ
い。図２は本発明のポリマー材料被膜を有する基材から
なる複合体の例を示す概略図であり、（ａ）はドット状
のポリマー材料被膜を有する複合体を示し、（ｂ）はラ
イン状のポリマー材料被膜を有する複合体を示し、
（ｃ）は平行ライン状のポリマー材料被膜を有する複合
体を示す。図２（ａ）〜（ｃ）において、１１は基材、
３１はドット状のポリマー材料被膜部、８１はドット状
のポリマー材料被膜３１を有する基材１１からなる複合
体、１２は基材、３２はライン状のポリマー材料被膜
部、８２はポリマー材料被膜３２を有する基材１２から
なる複合体、１３は基材、３３ａ、３３ｂ、・・、３３
ｘはそれぞれライン状のポリマー材料被膜部、３３はラ
イン状のポリマー材料被膜部（３３ａ，３３ｂ，・・，
３３ｘ）が平行に形成された全体として平行ライン状の
ポリマー材料被膜部、８３は平行ライン状のポリマー材
料被膜部３３を有する基材１３からなる複合体である。

【００２５】ポリマー材料被膜部の厚みとしては、例え
ば、０．１〜３０μｍ（好ましくは１〜２０μｍ）程度
の範囲から選択することができる。なお、１つの基材の
表面に複数のポリマー材料被膜部が形成されている場
合、ポリマー材料被膜部間の間隔は、任意に選択するこ
とができるが、５μｍ以上であることが好ましい。この
間隔が５μｍ未満であると、ポリマー材料被膜部の作製
時にポリマー材料被膜部同士が融合して、独立した複数
のポリマー材料被膜部とすることができない場合があ
る。

【００２６】本発明では、ポリマー材料被膜部の厚み、
形状などは、レーザーの照射時間、レーザーの焦点位置
の移動方向やその速度、ポリマー材料の材質の種類、レ
ーザーのパルス幅の大きさや照射エネルギーの大きさ、
レーザーの焦点を調整するためのレンズの開口数や倍率
などにより適宜調整することができる。

【００２７】なお、本発明では、ポリマー材料被膜部３
は、そのまま被膜として利用してもよく、さらには、該
ポリマー材料被膜部３をグラフト、メッキ、重合等の修
飾の起点として利用してもよい。

【００２８】［基材］基材１としては、光透過性を有し
ているとともに、パルス幅が１０^-12秒以下の超短パル
スレーザー６を基材１の外部から、ポリマー材料２の内
部又は表面（基材１とポリマー材料２との界面）に照射
した際に、ポリマー材料２にアブレーションを生じさ
せ、基材１自体にはアブレーションが生じないものであ
れば特に制限されない。基材１としては、例えば、有機
や無機の基材を用いることができる。なお、超短パルス
レーザーによるレーザー加工を円滑に行うためには、基
材としては、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光波長領域
において、１０％以上の光透過性を有するものが好まし
く、特に、光学的に透明性を有しているものが好適であ
る。基材は単層又は多層のいずれの状態であってもよ
い。

【００２９】有機の基材としては、例えば、ポリイソプ
レンやポリブタジエンなどのポリジエン類；ポリイソブ
チレンなどのポリアルケン類；ポリアクリル酸ブチル、
ポリアクリル酸エチルなどのポリアクリル酸エステル
類；ポリブトオキシメチレンなどのポリビニルエステル
類；ポリウレタン類；ポリシロキサン類；ポリサルファ
イド類；ポリフォスファゼン類；ポリトリアジン類；ポ
リカーボラン類、ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタクリレート系
樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポ
リエステル系樹脂；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）
（ポリエーテルサルホン）；ポリノルボルネン；エポキ
シ系樹脂；ポリアリール；ポリイミド；ポリエーテルイ
ミド（ＰＥＩ）；ポリアミドイミド；ポリエステルイミ
ド；ポリアミド；ポリスチレン、アクリロニトリル−ス
チレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などのスチレ
ン系樹脂；ポリフェニレンエーテルなどのポリアリーレ
ンエーテル；ポリアリレート；ポリエーテルエーテルケ
トンやポリエーテルケトンケトンなどのポリエーテルケ
トン類；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリアセタール；
ポリフェニレンスルフィド；ポリスルホン（ポリサルホ
ン）；ポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルケト
ンケトンなどのポリエーテルケトン類などが挙げられ
る。

【００３０】また、無機の基材としては、例えば、ソー
ダガラス、石英ガラス等のガラスや、結晶性無機質材料
などが挙げられる。

【００３１】［ポリマー材料］ポリマー材料としては、
有機系高分子や無機系高分子などの任意のポリマーを用
いることができる。ポリマー材料は単独で又は２種以上
組み合わせられていてもよい。前記有機系高分子として
は、特に制限されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫
外線硬化性樹脂など種々の有機系の樹脂を用いることが
できる。ポリマー材料は、透明性を有するポリマーであ
ってもよく、不透明なポリマーであってもよい。

【００３２】本発明では、基材の表面にポリマー材料被
膜を形成することにより、基材表面に各種機能（例え
ば、導電性、密着性、耐薬品性、親水性、疎水性、親油
性、疎油性など）が付与されるので、ポリマー材料とし
ては、この目的として付与する機能に適したものを適宜
選択することが好ましい。例えば、レーザー照射時に基
材に変化を生じさせずにポリマー材料のみがアブレーシ
ョンするという制限の範囲内で、前記基材として例示し
た各種の有機の基材などが挙げられる。また、ポリマー
材料としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピ
ロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポ
リアセン等の導電性ポリマー；フッ素系ポリマー（例え
ば、ポリテトラフルオロエチレンの他、ヘキサフルオロ
プロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂な
ど）の疎水性ポリマー又は疎油性ポリマー；ポリエチレ
ンオキサイドなどの親水性ポリマーなどが挙げられる。

【００３３】なお、本発明では、ポリマー材料は単独で
又は２種以上組み合わせて使用することができる。ま
た、無機化合物や金属化合物などの他の材料を分散状態
で含んだ複合体や他の材料を層状の状態で含んだ積層体
であってもよい。さらにまた、必要に応じて架橋剤、滑
剤、静電防止剤、可塑剤、分散剤、安定剤、界面活性
剤、無機あるいは有機の充填剤など含有していてもよ
い。

【００３４】（レーザー）ポリマー材料被膜を形成する
際に使用する超短パルスレーザーとしては、パルス幅が
１０^-12秒以下であれば特に制限されず、パルス幅が１
０^-15秒のオーダーのパルスレーザーを好適に用いるこ
とができる。パルス幅が１０^-15秒のオーダーであるパ
ルスレーザーには、パルス幅が１×１０^-15秒〜１×１
０^-12秒であるパルスレーザーが含まれる。より具体的
には、超短パルスレーザーとしては、パルス幅が１０×
１０^-15秒〜５００×１０^-15秒（好ましくは５０×１０
^-15秒〜３００×１０^-15秒）程度であるパルスレーザー
が好適である。

【００３５】パルス幅が１０^-12秒以下である超短パル
スレーザーは、例えば、チタン・サファイア結晶を媒質
とするレーザーや色素レーザーを再生・増幅して得るこ
とができる。

【００３６】超短パルスレーザーにおいて、その波長と
しては、例えば、可視光の波長領域（例えば、４００〜
８００ｎｍ）であることが好ましい。また、超短パルス
レーザーにおいて、その繰り返しとしては、例えば、１
Ｈｚ〜８０ＭＨｚの範囲から選択することができ、通
常、１０Ｈｚ〜５００ｋＨｚ程度である。

【００３７】なお、超短パルスレーザーの平均出力又は
照射エネルギーとしては、特に制限されず、目的とする
ポリマー材料被膜部の大きさ等に応じて適宜選択するこ
とができ、例えば、５００ｍＷ以下（例えば、１〜５０
０ｍＷ）、好ましくは５〜３００ｍＷ、さらに好ましく
は１０〜１００ｍＷ程度の範囲から選択することができ
る。前述のように、ポリマー材料は、無機ガラス材料に
比べて熱伝導性やガラス転移温度が低く、無機ガラス材
料と同じような励起構造を形成するのに必要な超短パル
スレーザーの照射エネルギーとしては、無機ガラス材料
に必要な照射エネルギーの１／１０〜１／１００程度に
低くすることができる。

【００３８】また、超短パルスレーザーの照射スポット
径としては、特に制限されず、目的とするポリマー材料
被膜部の大きさ、レンズの大きさや開口数又は倍率など
に応じて適宜選択することができ、例えば、０．１〜１
０μｍ程度の範囲から選択することができる。

【００３９】なお、ポリマー材料に対して内部における
単位体積当たりに照射されるエネルギーは、超短パルス
レーザーの照射エネルギー、超短パルスレーザーの焦点
の移動速度、焦点の深さ（照射の位置）、焦点の絞り
（対物レンズの開口数）などを調整することによりコン
トロールすることができ、その結果として形成される被
膜の形状などをコントロールすることができる。

【００４０】［複合体］ポリマー材料被膜を有する基材
からなる複合体は、基材表面の任意の部位にポリマー材
料被膜が形成されたものであり、このポリマー材料被膜
の形成により基材表面に異なる機能（新たな機能）が付
与されている。このような付与される機能としては、特
に制限されず、用いられているポリマー材料に応じて、
例えば、導電性、帯電防止性、耐電圧、抵抗率、誘電率
等の電気的特性；密着性、耐薬品性、親水性、疎水性、
親油性、疎油性、ガス透過性、熱接着性等の物理的特
性；着色性、光吸収性、発光性、屈折率、光線透過率、
光学的角度偏差等の光学的特性；耐熱性等の熱的特性な
どの各種機能が挙げられる。

【００４１】本発明では、ポリマー材料被膜を有する基
材からなる複合体は、そのまま用いてもよく、他の部材
と組み合わせて用いてもよい。また、ポリマー材料被膜
を利用して、基材などに悪影響を与えない範囲で任意の
加工や処理（例えば、グラフト、メッキ、重合など）を
施すこともできる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、基材表面にポリマー材
料被膜が容易に且つ優れた作業性で形成されたポリマー
材料被膜を有する基材からなる複合体が得られる。しか
も、基材表面の任意の部位にポリマー材料被膜が形成さ
れている。

【００４３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。（実施例１）石英ガラス板の一方の表面に、ポリイミド
フィルム（厚み：２５０μｍ）を密着させた状態で積層
（照射サンプルＡ）し、該ポリイミドフィルムと石英ガ
ラス板との界面からポリイミドフィルムの内部３０μｍ
の位置を焦点にして、石英ガラス板側の上面から、チタ
ン・サファイア・フェムト秒パルスレーザー装置及び対
物レンズ（倍率：２０倍）を使用して、超短パルスレー
ザー（照射波長：８００ｎｍ、パルス幅：１５０×１０
^-15秒、繰り返し：２００ｋＨｚ）を、照射エネルギー
（照射パワー）：５０ｍＷ（平均出力）、照射スポット
径：約４μｍの条件で、１光束による照射方法で、照射
サンプルＡを照射方向に対して垂直の方向に、移動速
度：約５０μｍ／秒で、照射開始位置からの距離が３０
０μｍのところまで直線移動させながら、照射を行っ
た。次に、この照射を終了した照射サンプルＡを、石英
ガラス板からポリイミドフィルムを剥離したところ、石
英ガラス板上に、図２（ｂ）で示されるようなライン状
に堆積したポリイミドフィルムが得られた。このライン
状のポリイミドフィルムについて、光学顕微鏡で観察し
たところ、その幅は３μｍであり、厚みは１．２μｍで
あった。

【００４４】（実施例２）前記照射サンプルＡを用い
て、ビームスプリッターを用いて空間的・時間的にマッ
チングさせた２光束干渉（２光束のなす角度は６°）に
よりポリイミドフィルムの表面を焦点にして照射エネル
ギー（平均出力）：７５ｍＷで干渉を生じさせて１ショ
ット照射すること以外は、実施例１と同様にして、超短
パルスレーザーを照射したところ、石英ガラス板上に、
図２（ｃ）で示されるようなラインが並列した形態のポ
リイミド被膜が得られた。このポリイミド被膜につい
て、光学顕微鏡で観察したところ、各ライン状のポリイ
ミド被膜の幅は３μｍであり、厚みは０．８μｍであ
り、且つライン状のポリイミド被膜の間隔は４μｍであ
った。

【００４５】（実施例３）照射サンプルＡのポリイミド
フィルムの替わりに、アクリロニトリル―スチレン共重
合体（ＡＳ樹脂）フィルム（厚み：３００μｍ）を用い
るとともに、超短パルスレーザーの照射エネルギー（平
均出力）を６０ｍＷとすること以外は、実施例１と同様
にして、超短パルスレーザーを照射した後、石英ガラス
板からＡＳ樹脂フィルムを剥離したところ、石英ガラス
板上に、図２（ｂ）で示されるようなライン状に堆積し
たＡＳ樹脂フィルムが得られた。さらに、このライン状
のＡＳ樹脂被膜を有する石英ガラス板に、ニッケル（Ｎ
ｉ）無電解メッキを施したところ、ＡＳ樹脂の被膜にの
みＮｉメッキされたＮｉメッキラインが得られた。この
Ｎｉメッキラインについて、光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、その幅は６μｍであった。

【００４６】（実施例４）照射サンプルＡのポリイミド
フィルムの替わりにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）フィルム（厚み：０．１ｍｍ）を用い、石英ガラ
ス板の替わりにポリスチレン板を用い、さらに照射ライ
ンの長さ５ｍｍ且つ照射ラインの間隔２０μｍで２５０
本の照射ラインとなるように照射したこと以外は、実施
例１と同様にして、超短パルスレーザーを照射したとこ
ろ、ポリスチレン板上に、図２（ｃ）で示されるような
ラインが並列した形態のＰＴＦＥ被膜が得られた。この
ＰＴＦＥ被膜を有する側の表面において、純水の接触角
は１４５°であり、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）のポリマー
単独の場合における純水の接触角（１１６°）よりも高
くなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】一方の表面にポリマー材料が積層され且つ光透
過性を有する基材に、ポリマー材料被膜を形成する方法
の一例を示す概略鳥瞰図である。

【図２】本発明のポリマー材料被膜を有する基材からな
る複合体の例を示す概略図であり、（ａ）はドット状の
ポリマー材料被膜を有する複合体を示し、（ｂ）はライ
ン状のポリマー材料被膜を有する複合体を示し、（ｃ）
は平行ライン状のポリマー材料被膜を有する複合体を示
す。

【符号の説明】

１光透過性を有する基材２ポリマー材料３ポリマー材料被膜部４ポリマー材料被膜未形成部５レンズ６超短パルスレーザーＬレーザー６の照射方向ｄ基材１とポリマー材料２との界面からレーザー
６の焦点までの距離７ａレーザー６の照射開始位置７ｂレーザー６の照射終了位置７ｃレーザー６の焦点位置７レーザー６の焦点位置軌跡１１基材３１ドット状のポリマー材料被膜部８１ドット状のポリマー材料被膜３１を有する基材
１１からなる複合体１２基材３２ライン状のポリマー材料被膜部８２ライン状のポリマー材料被膜３２を有する基材
１２からなる複合体１３基材３３ａライン状のポリマー材料被膜部３３ｂライン状のポリマー材料被膜部３３ｘライン状のポリマー材料被膜部３３平行ライン状のポリマー材料被膜部８３平行ライン状のポリマー材料被膜部３３を有す
る基材１３からなる複合体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀池美華大阪府茨木市下穂積一丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者平尾一之京都府京都市左京区田中下柳町８−94 Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB03A AK03B AK41B AK68B AK70B AL05B BA02 BA10A BA10B EC032 EH201 EJ172 EJ301 EJ422 EJ501 EJ502 GB16 JL01 JL02 YY00B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の表面にポリマー材料が積層され且
つ光透過性を有する基材に、パルス幅が１０^-12秒以下
のレーザーを基材側から照射することにより、基材表面
にポリマー材料被膜を形成して作製されたことを特徴と
するポリマー材料被膜を有する基材からなる複合体。
【請求項２】ポリマー材料被膜が基材表面に任意の形
状で形成されている請求項１記載のポリマー材料被膜を
有する基材からなる複合体。
【請求項３】パルス幅が１０^-12秒以下のレーザーを
１光束又は多光束干渉で照射することにより、基材表面
にポリマー材料被膜が形成されている請求項１又は２記
載のポリマー材料被膜を有する基材からなる複合体。
【請求項４】一方の表面にポリマー材料が積層され且
つ光透過性を有する基材に、パルス幅が１０^-12秒以下
のレーザーを基材側から照射することにより、基材表面
にポリマー材料被膜を形成することを特徴とするポリマ
ー材料被膜を有する基材からなる複合体の製造方法。