JP3467508B2 - Ｃ−ｈ結合を有するプラスチック材料の表面改質方法 - Google Patents
Ｃ−ｈ結合を有するプラスチック材料の表面改質方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣ−Ｈ結合を有するプラ
スチック材料（フッ素樹脂を除く）の表面または多孔質
内部に選択的に種々の官能基または金属原子を置換さ
せ、その材料に機能性を持たせる方法に関する。
スチック材料（フッ素樹脂を除く）の表面または多孔質
内部に選択的に種々の官能基または金属原子を置換さ
せ、その材料に機能性を持たせる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック材料は一般に化学的に不活
性であり、直接印刷したり、接着したりすることが難か
しい材料が多い。これらの材料表面をサンド・ペーパー
で擦ったり、プラズマやイオンを照射して、表面に傷を
つける物理的改質法、あるいは化学的改質法、例えば、
ポリオレフィン，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化
ポリエーテル，ポリアセタール，アクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン（ＡＢＳ樹脂），メチル・パンテン
樹脂，塩素化ポリエーテルなどを、硫酸とクロム酸アル
カリ混液で処理する方法や、ポリイミドなどをＮａＯＨ
水で処理する方法が知られている。官能基を置換する改
質方法としては、グラフト重合法がある。この方法は１
本のポリマー分子に他種のポリマーを枝のように結合さ
せるものである。
性であり、直接印刷したり、接着したりすることが難か
しい材料が多い。これらの材料表面をサンド・ペーパー
で擦ったり、プラズマやイオンを照射して、表面に傷を
つける物理的改質法、あるいは化学的改質法、例えば、
ポリオレフィン，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化
ポリエーテル，ポリアセタール，アクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン（ＡＢＳ樹脂），メチル・パンテン
樹脂，塩素化ポリエーテルなどを、硫酸とクロム酸アル
カリ混液で処理する方法や、ポリイミドなどをＮａＯＨ
水で処理する方法が知られている。官能基を置換する改
質方法としては、グラフト重合法がある。この方法は１
本のポリマー分子に他種のポリマーを枝のように結合さ
せるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記３つのい
ずれの方法でも現存するプラスチック材料表面の特定箇
所に選択的に特定官能基を置換することはできない。し
たがって本発明は、プラスチック材料表面に選択的に種
々の官能基を置換し得る方法を提供することを目的とす
る。
ずれの方法でも現存するプラスチック材料表面の特定箇
所に選択的に特定官能基を置換することはできない。し
たがって本発明は、プラスチック材料表面に選択的に種
々の官能基を置換し得る方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】プラスチック材料は側鎖の官能基によっ
て、様々な性質を呈する。この種々の官能基を自由自在
に置換することができれば、本来プラスチック材料が持
っている固有の性質は生かしたまま、必要箇所のみに機
能性を発現させることができる。
て、様々な性質を呈する。この種々の官能基を自由自在
に置換することができれば、本来プラスチック材料が持
っている固有の性質は生かしたまま、必要箇所のみに機
能性を発現させることができる。
【０００５】一般に側鎖に水素結合（Ｃ−Ｈ）を有する
プラスチック材料は多い。そこで脱水素を行なう為に原
子と官能基としての原子団を共に有する化合物または混
合物のガス、あるいは液体雰囲気中で、プラスチック材
料表面に紫外光を照射することにより、露光部のみ選択
的に光改質を行ない、その部分に親水性，接着性、イン
クの吸着性、耐蝕性などを持たせたり、金属置換による
導電性や導電体特性を持たすことを可能にすることが本
発明の目的である。
プラスチック材料は多い。そこで脱水素を行なう為に原
子と官能基としての原子団を共に有する化合物または混
合物のガス、あるいは液体雰囲気中で、プラスチック材
料表面に紫外光を照射することにより、露光部のみ選択
的に光改質を行ない、その部分に親水性，接着性、イン
クの吸着性、耐蝕性などを持たせたり、金属置換による
導電性や導電体特性を持たすことを可能にすることが本
発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、水素原子との結合エネルギーが、炭素原子
と水素原子との結合エネルギーである８０．６ｋｃａｌ
／ｍｏｌより大きい原子、例えば、Ｂ，Ｐ，Ｓ，Ｐｔ，
Ｂｒ，Ｏ，Ｃｌ，Ｈ，Ｆと、官能基（原子団）としての
−ＯＨ，−ＮＯ2 ，−ＣＮ，−ＮＨ2 ，−ＣＯＯＨ，−
ＣＯ，−ＯＣＨ3 ，−ＯＣ2 Ｈ5 ，−ＯＣ3 Ｈ7 ，−Ｏ
Ｃ4 Ｈ9 ，−ＣＯＮＨ，−ＣＨ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−ＣＨ
2 ，−ＳＯ3 Ｈ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ4 Ｈ9 ，−Ｃ6 Ｈ5
などや金属原子を有するガス、溶液、あるいは固体をＣ
−Ｈ結合を有するプラスチック材料（フッ素樹脂を除
く）の表面や多孔体内に接触させ、その状態でプラスチ
ック材料表面と上記原子と原子団または金属原子を共有
する化合物または混合物の界面に光子エネルギーが８
０．６ｋｃａｌ以上の紫外線を照射して、表面改質を行
なうことを特徴とする。
決するため、水素原子との結合エネルギーが、炭素原子
と水素原子との結合エネルギーである８０．６ｋｃａｌ
／ｍｏｌより大きい原子、例えば、Ｂ，Ｐ，Ｓ，Ｐｔ，
Ｂｒ，Ｏ，Ｃｌ，Ｈ，Ｆと、官能基（原子団）としての
−ＯＨ，−ＮＯ2 ，−ＣＮ，−ＮＨ2 ，−ＣＯＯＨ，−
ＣＯ，−ＯＣＨ3 ，−ＯＣ2 Ｈ5 ，−ＯＣ3 Ｈ7 ，−Ｏ
Ｃ4 Ｈ9 ，−ＣＯＮＨ，−ＣＨ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−ＣＨ
2 ，−ＳＯ3 Ｈ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ4 Ｈ9 ，−Ｃ6 Ｈ5
などや金属原子を有するガス、溶液、あるいは固体をＣ
−Ｈ結合を有するプラスチック材料（フッ素樹脂を除
く）の表面や多孔体内に接触させ、その状態でプラスチ
ック材料表面と上記原子と原子団または金属原子を共有
する化合物または混合物の界面に光子エネルギーが８
０．６ｋｃａｌ以上の紫外線を照射して、表面改質を行
なうことを特徴とする。
【０００７】すなわち、本発明は、Ｃ−Ｈ結合を有する
プラスチック材料（フッ素樹脂を除く）を励起光により
改質する方法であって、水素原子との結合エネルギーが
８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の第１の原子と、この第
１の原子との結合エネルギーが励起光の光エネルギーよ
りも小さな第２の原子または原子団とを含む化合物また
は混合物の雰囲気中で、該プラスチック材料と該化合物
または混合物との界面に直接または間接的に光子エネル
ギーが８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の紫外光を照射
し、これにより該プラスチック材料から該第１の原子を
介して脱水素すると同時に、該第２の原子または原子団
で置換することを特徴とするＣ−Ｈ結合を有するプラス
チック材料の改質方法を提供するものである。
プラスチック材料（フッ素樹脂を除く）を励起光により
改質する方法であって、水素原子との結合エネルギーが
８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の第１の原子と、この第
１の原子との結合エネルギーが励起光の光エネルギーよ
りも小さな第２の原子または原子団とを含む化合物また
は混合物の雰囲気中で、該プラスチック材料と該化合物
または混合物との界面に直接または間接的に光子エネル
ギーが８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の紫外光を照射
し、これにより該プラスチック材料から該第１の原子を
介して脱水素すると同時に、該第２の原子または原子団
で置換することを特徴とするＣ−Ｈ結合を有するプラス
チック材料の改質方法を提供するものである。
【０００８】第１の原子との結合エネルギーが励起光の
光エネルギーよりも小さな第２の原子または原子団とを
含む化合物の例をしては、ホウ素化合物、リン化合物、
硫黄化合物、白金化合物、臭素化合物、酸素化合物、塩
素化合物、水素化合物、フッ素化合物から選ばれたガス
体，液体または固体である。
光エネルギーよりも小さな第２の原子または原子団とを
含む化合物の例をしては、ホウ素化合物、リン化合物、
硫黄化合物、白金化合物、臭素化合物、酸素化合物、塩
素化合物、水素化合物、フッ素化合物から選ばれたガス
体，液体または固体である。
【０００９】より具体的には、（ＢＨＮＨ）3 ，Ｂ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ，Ｂ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｂ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 ，Ｂ
（ＯＨ）2 （Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＮ）3 ，Ｐ2 Ｓｅ5 ，
Ｐ（ＣＨ3 ）3 ，Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｐ（Ｃ3 Ｈ7 ）
3 ，Ｐ（Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ｐ（Ｃ6Ｈ5 ）3 ，Ｐ（ＣＨ
3 ）2 （Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＨ3 ）（Ｃ6 Ｈ5 ）2 ，Ｐ
（Ｃ6 Ｈ17）3 ，Ｐ（Ｃ6 Ｈ13）3 ，Ｐ（Ｃ8 Ｈ17）
3 ，Ｐ（ＣＨ3 Ｃ6 Ｈ4 ）3 ，（ＳＣＮ）2 ，ＳＯ2
（ＮＨ2 ）2 ，Ｐｔ（ＣＮ）2 ，Ｐｔ（ＳＯ4 ）2 ，Ｂ
ｒＣＮ，Ｂｒ2 Ｏ，Ｂｒ2 ＣＦ2 ，ＢｒＣＦ3 ，ＮＯ，
ＮＯ2 ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｃｌ2 Ｏ，ＣｌＣＮ，ＡｇＣ
ｌ，ＡｌＣｌ3 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｕＣｌ，ＡｕＣｌ3 ，
ＢａＣｌ2 ，ＢｅＣｌ2 ，ＢｉＣｌ3 ，ＣａＣｌ2 ，Ｃ
ｄＣｌ2 ，ＣｅＣｌ3 ，ＣｏＣｌ2 ，ＣｒＣｌ2 ，Ｃｓ
Ｃｌ，ＣｕＣｌ，ＣｕＣｌ2 ，ＥｒＣｌ3 ，ＥｕＣｌ
2 ，ＥｕＣｌ3 ，ＦｅＣｌn ，ＧａＣｌ3 ，ＧｄＣｌ
3 ，ＧｅＣｌ4 ，Ｈ3 ＢＯ3 ，Ｎａ2 〔Ｐｔ（ＯＨ）
6 〕，Ｋ2 〔Ｐｔ（ＯＨ6 ）〕，Ｏ2 ，ＣＣｌＦ3 ，Ｃ
Ｃｌ2 Ｆ2 ，純水，重水，（ＣＯＯＨ）2 ，ＣＦ4 ，Ｃ
ＨＦ3 ，ＨｇＣｌ2 ，ＨｏＣｌ3 ，ＩｎＣｌ，ＩｒＣｌ
4 ，ＫＣｌ，ＬｉＣｌ，ＬｕＣｌ3 ，ＭｇＣｌ2 ，Ｍｎ
Ｃｌ2 ，ＭｏＣｌn ，ＮＣｌ3 ，ＮＨ4 Ｃｌ，ＮａＣ
ｌ，ＮｂＣｌ5 ，ＮｉＣｌ2 ，ＰＣｌ3 ，ＰｂＣｌ2 ，
ＰｔＣｌn ，ＲｂＣｌ，ＲｅＣｌ3 ，ＳＣｌn ，ＳｂＣ
ｌ3 ，ＳｅＣｌn ，ＳｉＣｌ4 ，ＳｎＣｌn ，ＳｒＣｌ
2，ＴａＣｌ2 ，ＴｂＣｌ3 ，ＴｅＣｌn ，ＴｈＣｌ
4 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴＩＣｌ3，ＴｍＣｌ3 ，ＵＣｌn ，
ＶＣｌn ，ＷＣｌ6 ，ＹＣｌ3 ，ＺｎＣｌ2 ，ＺｒＣｌ
4 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ3 ，ＨＣＯＯＨ，ＮＨ3 ＯＨ，Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 ，ＨＣｌ，ＨＮＯ3 ，ＨＣＦ3 ，アルコール類、炭
化水素，芳香族、ＡｇＦ，ＡｓＦ3 ，ＢａＦ2，ＢｅＦ2
，ＢｉＦ3 ，ＣｄＦ2 ，ＣｅＦ3 ，ＣｏＦ2 ，Ｃｓ
Ｆ，ＣｕＦ，ＧｅＦ2 ，ＫＦ，ＭｏＦn ，ＮＨ4 Ｆ，Ｎ
ａＦ，ＮｂＦ5 ，ＮｉＦ，ＵＦ6 ，ＶＦn，ＺｎＦ2 ，
ＣＦ4 などの化合物を挙げることができる。
Ｈ3 ）3 ，Ｂ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｂ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 ，Ｂ
（ＯＨ）2 （Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＮ）3 ，Ｐ2 Ｓｅ5 ，
Ｐ（ＣＨ3 ）3 ，Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｐ（Ｃ3 Ｈ7 ）
3 ，Ｐ（Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ｐ（Ｃ6Ｈ5 ）3 ，Ｐ（ＣＨ
3 ）2 （Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＨ3 ）（Ｃ6 Ｈ5 ）2 ，Ｐ
（Ｃ6 Ｈ17）3 ，Ｐ（Ｃ6 Ｈ13）3 ，Ｐ（Ｃ8 Ｈ17）
3 ，Ｐ（ＣＨ3 Ｃ6 Ｈ4 ）3 ，（ＳＣＮ）2 ，ＳＯ2
（ＮＨ2 ）2 ，Ｐｔ（ＣＮ）2 ，Ｐｔ（ＳＯ4 ）2 ，Ｂ
ｒＣＮ，Ｂｒ2 Ｏ，Ｂｒ2 ＣＦ2 ，ＢｒＣＦ3 ，ＮＯ，
ＮＯ2 ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｃｌ2 Ｏ，ＣｌＣＮ，ＡｇＣ
ｌ，ＡｌＣｌ3 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｕＣｌ，ＡｕＣｌ3 ，
ＢａＣｌ2 ，ＢｅＣｌ2 ，ＢｉＣｌ3 ，ＣａＣｌ2 ，Ｃ
ｄＣｌ2 ，ＣｅＣｌ3 ，ＣｏＣｌ2 ，ＣｒＣｌ2 ，Ｃｓ
Ｃｌ，ＣｕＣｌ，ＣｕＣｌ2 ，ＥｒＣｌ3 ，ＥｕＣｌ
2 ，ＥｕＣｌ3 ，ＦｅＣｌn ，ＧａＣｌ3 ，ＧｄＣｌ
3 ，ＧｅＣｌ4 ，Ｈ3 ＢＯ3 ，Ｎａ2 〔Ｐｔ（ＯＨ）
6 〕，Ｋ2 〔Ｐｔ（ＯＨ6 ）〕，Ｏ2 ，ＣＣｌＦ3 ，Ｃ
Ｃｌ2 Ｆ2 ，純水，重水，（ＣＯＯＨ）2 ，ＣＦ4 ，Ｃ
ＨＦ3 ，ＨｇＣｌ2 ，ＨｏＣｌ3 ，ＩｎＣｌ，ＩｒＣｌ
4 ，ＫＣｌ，ＬｉＣｌ，ＬｕＣｌ3 ，ＭｇＣｌ2 ，Ｍｎ
Ｃｌ2 ，ＭｏＣｌn ，ＮＣｌ3 ，ＮＨ4 Ｃｌ，ＮａＣ
ｌ，ＮｂＣｌ5 ，ＮｉＣｌ2 ，ＰＣｌ3 ，ＰｂＣｌ2 ，
ＰｔＣｌn ，ＲｂＣｌ，ＲｅＣｌ3 ，ＳＣｌn ，ＳｂＣ
ｌ3 ，ＳｅＣｌn ，ＳｉＣｌ4 ，ＳｎＣｌn ，ＳｒＣｌ
2，ＴａＣｌ2 ，ＴｂＣｌ3 ，ＴｅＣｌn ，ＴｈＣｌ
4 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴＩＣｌ3，ＴｍＣｌ3 ，ＵＣｌn ，
ＶＣｌn ，ＷＣｌ6 ，ＹＣｌ3 ，ＺｎＣｌ2 ，ＺｒＣｌ
4 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ3 ，ＨＣＯＯＨ，ＮＨ3 ＯＨ，Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 ，ＨＣｌ，ＨＮＯ3 ，ＨＣＦ3 ，アルコール類、炭
化水素，芳香族、ＡｇＦ，ＡｓＦ3 ，ＢａＦ2，ＢｅＦ2
，ＢｉＦ3 ，ＣｄＦ2 ，ＣｅＦ3 ，ＣｏＦ2 ，Ｃｓ
Ｆ，ＣｕＦ，ＧｅＦ2 ，ＫＦ，ＭｏＦn ，ＮＨ4 Ｆ，Ｎ
ａＦ，ＮｂＦ5 ，ＮｉＦ，ＵＦ6 ，ＶＦn，ＺｎＦ2 ，
ＣＦ4 などの化合物を挙げることができる。
【００１０】また、上記原子団の例をしては、−ＯＨ，
−ＮＯ2 ，−ＣＮ，−ＮＨ2 ，−ＣＯＯＨ，−ＣＯ，−
ＯＣＨ3 ，−ＯＣ2 Ｈ5 ，−ＯＣ3 Ｈ7 ，−ＯＣ4 Ｈ
9 ，−ＣＯＮＨ，−ＣＨ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−ＣＨ2 ，−
ＳＯ3 Ｈ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ4H9 ，−Ｃ6 Ｈ5 を挙げる
ことができる。
−ＮＯ2 ，−ＣＮ，−ＮＨ2 ，−ＣＯＯＨ，−ＣＯ，−
ＯＣＨ3 ，−ＯＣ2 Ｈ5 ，−ＯＣ3 Ｈ7 ，−ＯＣ4 Ｈ
9 ，−ＣＯＮＨ，−ＣＨ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−ＣＨ2 ，−
ＳＯ3 Ｈ，−Ｃ3 Ｈ7 ，−Ｃ4H9 ，−Ｃ6 Ｈ5 を挙げる
ことができる。
【００１１】上記化合物は、水、純水、重水、アンモニ
ア、硫酸、四塩化炭素、二硫化炭素、炭化水素類、ハロ
ゲン化合物類、アルコール類、フェノール類、有機酸類
およびその誘導体、ニトリル類、ニトロ化合物類、アミ
ン類、硫黄化合物類などの溶媒で溶液化して用いること
ができる。
ア、硫酸、四塩化炭素、二硫化炭素、炭化水素類、ハロ
ゲン化合物類、アルコール類、フェノール類、有機酸類
およびその誘導体、ニトリル類、ニトロ化合物類、アミ
ン類、硫黄化合物類などの溶媒で溶液化して用いること
ができる。
【００１２】光子エネルギーが８０．６ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌ以上の紫外光としては、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、
ＡｒＦなどのエキシマレーザーまたは、Ｎ2 レーザー、
Ｋｒイオンレーザー、Ａｒイオンレーザー、非線形素子
により倍波されたレーザー光のいずれか、またはその組
合せ、あるいはＨｇランプ，Ｈｅ−Ｘｅランプ、Ｄ2ラ
ンプあるいはエキシマランプのいずれか、またはその組
合せ、あるいは空気、窒素、または他のガス雰囲気のア
ーク、コロナまたは無声放電により得られた紫外光ある
いはその組合せによるものなどを挙げることができる。
ｌ以上の紫外光としては、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、
ＡｒＦなどのエキシマレーザーまたは、Ｎ2 レーザー、
Ｋｒイオンレーザー、Ａｒイオンレーザー、非線形素子
により倍波されたレーザー光のいずれか、またはその組
合せ、あるいはＨｇランプ，Ｈｅ−Ｘｅランプ、Ｄ2ラ
ンプあるいはエキシマランプのいずれか、またはその組
合せ、あるいは空気、窒素、または他のガス雰囲気のア
ーク、コロナまたは無声放電により得られた紫外光ある
いはその組合せによるものなどを挙げることができる。
【００１３】プラスチック材料を構成しているＣ−Ｈ結
合の結合エネルギーが上記化合物を光分解するための励
起光の光子エネルギーよりも小さい場合には、いいかえ
ると、上記化合物を光分解するための励起光の光子エネ
ルギーがＣ−Ｈ結合の結合エネルギーより大きい場合に
は、光子エネルギーが８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上
で、かつ、上記化合物を光分解するための励起光の光子
エネルギーよりも小さい光子エネルギーの紫外光をプラ
スチック材料に直接照射し、上記化合物の結合エネルギ
ー以上の光子エネルギーを持つもう一つの紫外光をプラ
スチック材料に直接照らないようにして、例えばプラス
チック材料の表面と平行にして上記化合物に照射するよ
うにしてもよい。
合の結合エネルギーが上記化合物を光分解するための励
起光の光子エネルギーよりも小さい場合には、いいかえ
ると、上記化合物を光分解するための励起光の光子エネ
ルギーがＣ−Ｈ結合の結合エネルギーより大きい場合に
は、光子エネルギーが８０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上
で、かつ、上記化合物を光分解するための励起光の光子
エネルギーよりも小さい光子エネルギーの紫外光をプラ
スチック材料に直接照射し、上記化合物の結合エネルギ
ー以上の光子エネルギーを持つもう一つの紫外光をプラ
スチック材料に直接照らないようにして、例えばプラス
チック材料の表面と平行にして上記化合物に照射するよ
うにしてもよい。
【００１４】この場合、Ｃ−Ｈ結合を有するプラスチッ
ク材料に直接照射する紫外光としてＸｅＦ、ＸｅＣｌま
たはＫｒＦレーザーを用い、プラスチック材料の表面と
平行にして間接的に入射する紫外光としてＸｅＣｌ，Ｋ
ｒＦまたはＡｒＦレーザーを用いる事ができる。
ク材料に直接照射する紫外光としてＸｅＦ、ＸｅＣｌま
たはＫｒＦレーザーを用い、プラスチック材料の表面と
平行にして間接的に入射する紫外光としてＸｅＣｌ，Ｋ
ｒＦまたはＡｒＦレーザーを用いる事ができる。
【００１５】その他、Ｃ−Ｈ結合を有するプラスチック
材料に直接照射する紫外光として３００ｎｍ以上の波長
を有するＨｇランプあるいはＨｇ−Ｘｅランプ光を用
い、プラスチック材料の表面と平行にして間接的に入射
する紫外光として３００ｎｍ以下の波長を有するＨｇラ
ンプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ、Ｄ2 ランプあるいはエキシマ
ランプを用いることができる。
材料に直接照射する紫外光として３００ｎｍ以上の波長
を有するＨｇランプあるいはＨｇ−Ｘｅランプ光を用
い、プラスチック材料の表面と平行にして間接的に入射
する紫外光として３００ｎｍ以下の波長を有するＨｇラ
ンプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ、Ｄ2 ランプあるいはエキシマ
ランプを用いることができる。
【００１６】上述のように、プラスチック材料表面の水
素原子を、これら原子団または金属原子で置換するに先
立ち、まずプラスチック材料表面のＨ原子を引き抜かね
ばならないが、このＣ−Ｈ結合のエネルギーは８０．６
ｋｃａｌ／ｍｏｌであるから、このエネルギー以上の光
エネルギーを照射し、結合を切る必要がある。ただし、
Ｈ原子とＣとが再結合しないために、Ｃ原子よりも結合
エネルギーが大きな原子をＨ原子の近傍に存在させてお
く必要がある。
素原子を、これら原子団または金属原子で置換するに先
立ち、まずプラスチック材料表面のＨ原子を引き抜かね
ばならないが、このＣ−Ｈ結合のエネルギーは８０．６
ｋｃａｌ／ｍｏｌであるから、このエネルギー以上の光
エネルギーを照射し、結合を切る必要がある。ただし、
Ｈ原子とＣとが再結合しないために、Ｃ原子よりも結合
エネルギーが大きな原子をＨ原子の近傍に存在させてお
く必要がある。
【００１７】なお、結合エネルギーを比較すると次のよ
うになる。ここで、各数値の単位はＫｃａｌ／ｍｏｌで
ある。 そして、結合エネルギーが大きいほど、脱水素力は強
い。これら脱水素可能な原子の化合物を請求項２に示し
たが、Ｂ，Ｐ，Ｓ，Ｐｔ，Ｂｒなど結合エネルギーが比
較的低いものでも脱水素ができるが、Ｏ，Ｃｌ，Ｈ，Ｆ
が実用的であり、その中でもＨとＦ原子が最も脱水素力
が強い。厳密に言うと、水素と結合した分子の結合エネ
ルギーよりも、照射する光子エネルギーの方が小さいこ
とが望ましい。
うになる。ここで、各数値の単位はＫｃａｌ／ｍｏｌで
ある。 そして、結合エネルギーが大きいほど、脱水素力は強
い。これら脱水素可能な原子の化合物を請求項２に示し
たが、Ｂ，Ｐ，Ｓ，Ｐｔ，Ｂｒなど結合エネルギーが比
較的低いものでも脱水素ができるが、Ｏ，Ｃｌ，Ｈ，Ｆ
が実用的であり、その中でもＨとＦ原子が最も脱水素力
が強い。厳密に言うと、水素と結合した分子の結合エネ
ルギーよりも、照射する光子エネルギーの方が小さいこ
とが望ましい。
【００１８】これらの脱水素の為の原子と原子団（官能
基）との化合物あるいは混合物のガス，液体，固体ある
いは溶媒で溶液にした化合物を、Ｃ−Ｈ結合を有するプ
ラスチック材料に接しさせ、その界面にＣ−Ｈ結合およ
び化合物の脱水素原子の結合を切るに必要なエネルギー
の紫外光を照射する。これにより脱水素反応と置換反応
が同時に起こり、プラスチック材料表面は改質される。
基）との化合物あるいは混合物のガス，液体，固体ある
いは溶媒で溶液にした化合物を、Ｃ−Ｈ結合を有するプ
ラスチック材料に接しさせ、その界面にＣ−Ｈ結合およ
び化合物の脱水素原子の結合を切るに必要なエネルギー
の紫外光を照射する。これにより脱水素反応と置換反応
が同時に起こり、プラスチック材料表面は改質される。
【００１９】ここで化合物を分解するための光子エネル
ギーが、Ｃ−Ｈ結合のエネルギーよりも大きい場合に
は、化合物だけをプラスチック材料近傍で分解するため
に、プラスチック材料の表面に平行に光子エネルギーの
高い紫外光を照射し、これと同時にプラスチック材料に
垂直方向から、それよりも光子エネルギーが低い（８
０．６ｋｃａｌ以上の）紫外光を照射すると、さらに効
果的な改質ができる。
ギーが、Ｃ−Ｈ結合のエネルギーよりも大きい場合に
は、化合物だけをプラスチック材料近傍で分解するため
に、プラスチック材料の表面に平行に光子エネルギーの
高い紫外光を照射し、これと同時にプラスチック材料に
垂直方向から、それよりも光子エネルギーが低い（８
０．６ｋｃａｌ以上の）紫外光を照射すると、さらに効
果的な改質ができる。
【００２０】
【作用】このように本発明では、Ｃ−Ｈ結合を有するプ
ラスチック材料表面から脱水素が行われ、この水素の代
わりに、種々の官能基または金属原子が置換され、その
結果、プラスチック材料表面はぬれ性，印刷性，接着
性、耐蝕性、導電性および導電体特性が達成される。
ラスチック材料表面から脱水素が行われ、この水素の代
わりに、種々の官能基または金属原子が置換され、その
結果、プラスチック材料表面はぬれ性，印刷性，接着
性、耐蝕性、導電性および導電体特性が達成される。
【００２１】
（実施例１）ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）シ
ート試料の入った反応容器に１０ＴｏｒｒのＢ（ＣＨ
3 ）3 を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー光（２０ｍ
Ｊ／ｃｍ2 ，１００ショット）を照射したところ、露光
部のみメチル基が置換され、ＡＴＲ赤外分光の結果２９
００ｃｍ-1に（−ＣＨ3 ）が確認された。
ート試料の入った反応容器に１０ＴｏｒｒのＢ（ＣＨ
3 ）3 を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー光（２０ｍ
Ｊ／ｃｍ2 ，１００ショット）を照射したところ、露光
部のみメチル基が置換され、ＡＴＲ赤外分光の結果２９
００ｃｍ-1に（−ＣＨ3 ）が確認された。
【００２２】（実施例２）２ｇのホウ酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）
を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液膜をメタクリ
ル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料とに密着させ、これにＫ
ｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１００ショット）
を照射したところ、露光部のみ、水酸基が置換させ、Ａ
ＴＲ赤外分光の結果３３００ｃｍ-1付近に（ＯＨ）が確
認された。
を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液膜をメタクリ
ル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料とに密着させ、これにＫ
ｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１００ショット）
を照射したところ、露光部のみ、水酸基が置換させ、Ａ
ＴＲ赤外分光の結果３３００ｃｍ-1付近に（ＯＨ）が確
認された。
【００２３】（実施例３）ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒ
のＢ（ＣＨ3 ）3 を封入し、試料に水平方向からＡｒＦ
レーザー光（１００ｍＪ／ｃｍ2 ）を入射し、Ｂ（ＣＨ
3 ）3 を光分解させ、同時に、試料に垂直方向から、Ｘ
ｅＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 、５００ショット）
を照射したところ、露光部のみ、ベンゼンが付着し、親
油性が発現されたことが確認された。
（ＰＥＴ）シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒ
のＢ（ＣＨ3 ）3 を封入し、試料に水平方向からＡｒＦ
レーザー光（１００ｍＪ／ｃｍ2 ）を入射し、Ｂ（ＣＨ
3 ）3 を光分解させ、同時に、試料に垂直方向から、Ｘ
ｅＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 、５００ショット）
を照射したところ、露光部のみ、ベンゼンが付着し、親
油性が発現されたことが確認された。
【００２４】（実施例４）ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒ
のＢ（ＣＨ3 ）3 を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー
光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１００ショット）を照射したと
ころ、露光部のみメチル基が置換され、ＡＴＲ赤外分光
の結果２９００ｃｍ-1に（−ＣＨ3 ）が確認された。
（ＰＰＳ）シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒ
のＢ（ＣＨ3 ）3 を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー
光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１００ショット）を照射したと
ころ、露光部のみメチル基が置換され、ＡＴＲ赤外分光
の結果２９００ｃｍ-1に（−ＣＨ3 ）が確認された。
【００２５】（実施例５）２ｇの硫酸アミド（ＳＯ2
（ＮＨ2 ）2 ）を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄
液膜をメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料に密着さ
せ、これにＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 、３０
０ショット）を照射したところ、露光部のみアミノ基が
置換され、水との接触角が２０度を示し、親水性が発現
されたことが確認された。
（ＮＨ2 ）2 ）を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄
液膜をメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料に密着さ
せ、これにＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 、３０
０ショット）を照射したところ、露光部のみアミノ基が
置換され、水との接触角が２０度を示し、親水性が発現
されたことが確認された。
【００２６】（実施例６）２ｇのヘキサヒドロキソ白金
ナトリュム（Ｎａ2 Ｐｔ（ＯＨ）6 ）を５０ｃｃの水に
溶かし、この溶液の薄液膜をメタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）シート試料に密着させ、これにＫｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水酸基が置換され、水との接触角が２
０度を示し、親水性が発現されたことが確認された。
ナトリュム（Ｎａ2 Ｐｔ（ＯＨ）6 ）を５０ｃｃの水に
溶かし、この溶液の薄液膜をメタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）シート試料に密着させ、これにＫｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水酸基が置換され、水との接触角が２
０度を示し、親水性が発現されたことが確認された。
【００２７】（実施例７）０．１ｇのブロムシアン（Ｃ
ＮＢｒ）を１０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液膜を
メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料に密着させ、こ
れにＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、シアン基が置換
され、ＡＴＲ赤外分光の結果２１００ｃｍ-1付近にＣと
Ｎとの三重結合を示すピークが確認された。
ＮＢｒ）を１０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液膜を
メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）シート試料に密着させ、こ
れにＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、シアン基が置換
され、ＡＴＲ赤外分光の結果２１００ｃｍ-1付近にＣと
Ｎとの三重結合を示すピークが確認された。
【００２８】（実施例８）ポリエチレンシート試料の入
った反応容器に４０Ｔｏｒｒの酸素（Ｏ2 ）を封入し、
試料に水平方向からＡｒＦレーザー光（１００ｍＪ／ｃ
ｍ2 ）を入射し、オゾン（Ｏ3 ）を生成させ、同時に、
試料に垂直方向から、ＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃ
ｍ2 、１０００ショット）を照射したところ、露光部の
み、接触角が１５度を示し、親水性が発現されたことが
確認された。
った反応容器に４０Ｔｏｒｒの酸素（Ｏ2 ）を封入し、
試料に水平方向からＡｒＦレーザー光（１００ｍＪ／ｃ
ｍ2 ）を入射し、オゾン（Ｏ3 ）を生成させ、同時に、
試料に垂直方向から、ＫｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃ
ｍ2 、１０００ショット）を照射したところ、露光部の
み、接触角が１５度を示し、親水性が発現されたことが
確認された。
【００２９】（実施例９）メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）
シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒのクロロシ
アン（ＣＮＣｌ）を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー
光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショット）を照射したと
ころ、露光部のみ、シアン基が置換され、ＡＴＲ赤外分
光の結果２１００ｃｍ-1付近にＣとＮとの三重結合を示
すピークが確認された。
シート試料の入った反応容器に１０Ｔｏｒｒのクロロシ
アン（ＣＮＣｌ）を封入し、試料表面にＡｒＦレーザー
光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，３００ショット）を照射したと
ころ、露光部のみ、シアン基が置換され、ＡＴＲ赤外分
光の結果２１００ｃｍ-1付近にＣとＮとの三重結合を示
すピークが確認された。
【００３０】（実施例１０）２ｇの塩化アルミ（ＡｌＣ
ｌ3 ）を１００ｃｃのエタノールに溶かし、この溶液の
薄液膜をポリエチレンシート試料に密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１０００ショッ
ト）を照射した後、その改質面をＥＳＣＡ分光したとこ
ろ、７１ｅＶにＡｌのピークが検出され、試料にＡｌが
置換されたことが確認された。
ｌ3 ）を１００ｃｃのエタノールに溶かし、この溶液の
薄液膜をポリエチレンシート試料に密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，１０００ショッ
ト）を照射した後、その改質面をＥＳＣＡ分光したとこ
ろ、７１ｅＶにＡｌのピークが検出され、試料にＡｌが
置換されたことが確認された。
【００３１】（実施例１１）ポリエチレンシート試料の
入った反応容器に４０Ｔｏｒｒの三フッ化塩化メタン
（ＣＣｌＦ3 ）を封入し、試料にＡｒＦレーザー光（３
０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を照射したところ、
露光部のみ、水との接触角が１００度を示し、表面がテ
フロン化されたことが確認された。
入った反応容器に４０Ｔｏｒｒの三フッ化塩化メタン
（ＣＣｌＦ3 ）を封入し、試料にＡｒＦレーザー光（３
０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を照射したところ、
露光部のみ、水との接触角が１００度を示し、表面がテ
フロン化されたことが確認された。
【００３２】（実施例１２）メタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）シート試料の入った反応容器に２０Ｔｏｒｒのアン
モニア（ＮＨ3 ）を封入し、試料にＡｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，４００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水との接触角が５度を示し、表面が、
親水性に改質されたことが確認された。
Ａ）シート試料の入った反応容器に２０Ｔｏｒｒのアン
モニア（ＮＨ3 ）を封入し、試料にＡｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，４００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水との接触角が５度を示し、表面が、
親水性に改質されたことが確認された。
【００３３】（実施例１３）メタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）シート試料の入った反応容器に２０Ｔｏｒｒのアン
モニア（ＮＨ3 ）を封入し、試料にＫｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，４００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水との接触角が１５度を示し、表面
が、親水性に改質されたことが確認された。
Ａ）シート試料の入った反応容器に２０Ｔｏｒｒのアン
モニア（ＮＨ3 ）を封入し、試料にＫｒＦレーザー光
（２０ｍＪ／ｃｍ2 ，４００ショット）を照射したとこ
ろ、露光部のみ、水との接触角が１５度を示し、表面
が、親水性に改質されたことが確認された。
【００３４】（実施例１４）ポリエチレンフィルム試料
に、水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒＦレ
ーザー光（２５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照
射したところ、露光部のみ、水との接触角が１５度を示
し、親水性に改質されたことが確認された。
に、水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒＦレ
ーザー光（２５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照
射したところ、露光部のみ、水との接触角が１５度を示
し、親水性に改質されたことが確認された。
【００３５】（実施例１５）ポリフェニレンサルファイ
ド（ＰＰＳ）シート試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を
密着させ、これにＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃ
ｍ2 ，３０００ショット）を照射したところ、露光部の
み、水との接触角が３０度を呈し、親水性に改質された
ことが確認された。
ド（ＰＰＳ）シート試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を
密着させ、これにＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃ
ｍ2 ，３０００ショット）を照射したところ、露光部の
み、水との接触角が３０度を呈し、親水性に改質された
ことが確認された。
【００３６】（実施例１６）メタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）シート試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着さ
せ、これにＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，
９０００ショット）を照射したところ、露光部のみ、水
との接触角が４０度を呈し、親水性に改質されたことが
確認された。
Ａ）シート試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着さ
せ、これにＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，
９０００ショット）を照射したところ、露光部のみ、水
との接触角が４０度を呈し、親水性に改質されたことが
確認された。
【００３７】（実施例１７）アクリロニトリル・ブタヂ
エン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）シート試料に、純水（Ｈ
2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒＦレーザー光
（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照射し
たところ、露光部のみ、水との接触角が１０度を呈し、
親水性に改質されたことが確認された。
エン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）シート試料に、純水（Ｈ
2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒＦレーザー光
（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照射し
たところ、露光部のみ、水との接触角が１０度を呈し、
親水性に改質されたことが確認された。
【００３８】（実施例１８）ポリカーボネート樹脂シー
ト試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これに
ＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００シ
ョット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角
が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
ト試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これに
ＡｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００シ
ョット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角
が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
【００３９】（実施例１９）ナイロン・６樹脂シート試
料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒ
Ｆレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショッ
ト）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が３
５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡｒ
Ｆレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショッ
ト）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が３
５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
【００４０】（実施例２０）ナイロン・６６樹脂シート
試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が
３５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
試料に、純水（Ｈ2 Ｏ）の薄液膜を密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が
３５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
【００４１】（実施例２１）ポリフェニレンサルファイ
ド（ＰＰＳ）シート試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液
膜を密着させ、これにＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ
／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照射したところ、露光
部のみ、水との接触角が２５度を呈し、親水性に改質さ
れたことが確認された。
ド（ＰＰＳ）シート試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液
膜を密着させ、これにＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ
／ｃｍ2 ，３０００ショット）を照射したところ、露光
部のみ、水との接触角が２５度を呈し、親水性に改質さ
れたことが確認された。
【００４２】（実施例２２）ポリエチレンシート試料
に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が
３５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これにＡ
ｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショ
ット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角が
３５度を呈し、親水性に改質されたことが確認された。
【００４３】（実施例２３）アクリロニトリル・ブタヂ
エン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）シート試料に、ギ酸（Ｈ
ＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これにＫｒＦレーザー
光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００ショット）を照射
したところ、露光部のみ、水との接触角が５度を呈し、
親水性に改質されたことが確認された。
エン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）シート試料に、ギ酸（Ｈ
ＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これにＫｒＦレーザー
光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００ショット）を照射
したところ、露光部のみ、水との接触角が５度を呈し、
親水性に改質されたことが確認された。
【００４４】（実施例２４）ポリカーボネート樹脂シー
ト試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、こ
れにＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２００
０ショット）を照射したところ、露光部のみ、水との接
触角が１５度を呈し、親水性に改質されたことが確認さ
れた。
ト試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、こ
れにＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２００
０ショット）を照射したところ、露光部のみ、水との接
触角が１５度を呈し、親水性に改質されたことが確認さ
れた。
【００４５】（実施例２５）ナイロン・６樹脂シート試
料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに
ＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００シ
ョット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角
が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに
ＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００シ
ョット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触角
が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
【００４６】（実施例２６）ナイロン・６６樹脂シート
試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これ
にＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００
ショット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触
角が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
試料に、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これ
にＫｒＦレーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，２０００
ショット）を照射したところ、露光部のみ、水との接触
角が３０度を呈し、親水性に改質されたことが確認され
た。
【００４７】（実施例２７）ポリエチレンシート試料の
入った反応容器に４０Ｔｏｒｒの三フッ化水素メタン
（ＣＨＦ3 ）を封入し、試料に、ＡｒＦレーザー光（３
０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を照射したところ、
露光部のみ、水との接触角が１０５度を呈し、表面がテ
フロン化されたことが確認された。
入った反応容器に４０Ｔｏｒｒの三フッ化水素メタン
（ＣＨＦ3 ）を封入し、試料に、ＡｒＦレーザー光（３
０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を照射したところ、
露光部のみ、水との接触角が１０５度を呈し、表面がテ
フロン化されたことが確認された。
【００４８】（実施例２８）２ｇのフッ化アンモニア
（ＮＨ4 Ｆ）を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液
膜をポリエチレンフィルムに密着させ、これにＡｒＦレ
ーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）
を照射したところ、露光部のみアミノ基が置換され、水
との接触角が１５度を示し、親水性が発現されたことが
確認された。
（ＮＨ4 Ｆ）を５０ｃｃの水に溶かし、この溶液の薄液
膜をポリエチレンフィルムに密着させ、これにＡｒＦレ
ーザー光（１２．５ｍＪ／ｃｍ2 ，３０００ショット）
を照射したところ、露光部のみアミノ基が置換され、水
との接触角が１５度を示し、親水性が発現されたことが
確認された。
【００４９】（実施例２９）ポリエチレンフィルムに、
ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに３００
ＷのＨｇ−Ｘｅランプ光を３分間照射したところ、露光
部のみ、水との接触角が３５度を呈し、親水性に改質さ
れたことが確認された。
ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに３００
ＷのＨｇ−Ｘｅランプ光を３分間照射したところ、露光
部のみ、水との接触角が３５度を呈し、親水性に改質さ
れたことが確認された。
【００５０】（実施例３０）ポリエチレンフィルムに、
ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに２気圧
のＮ2 雰囲気で、０．５ｍｍの電極ギャップ間で９００
０Ｖのアーク放電（ＡＣ）を起こし、この光を１０分間
照射したところ、露光部のみ、水との接触角が３５度を
呈し、親水性に改質されたことが確認された。
ギ酸（ＨＣＯＯＨ）の薄液膜を密着させ、これに２気圧
のＮ2 雰囲気で、０．５ｍｍの電極ギャップ間で９００
０Ｖのアーク放電（ＡＣ）を起こし、この光を１０分間
照射したところ、露光部のみ、水との接触角が３５度を
呈し、親水性に改質されたことが確認された。
【００５１】（実施例３１）シリコンウエハ上に、スピ
ンコーティングされたＰＭＭＡ系レジスト試料の入った
反応容器に２０Ｔｏｒｒの三フッ化臭化メタン（ＣＢｒ
Ｆ3 ）を封入し、試料表面にパターン状にＫｒＦレーザ
ー光（５０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を投影した
ところ、露光部のみテフロン化され、レジストの現像
液、メチル・イソブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）、および
フッ酸（ＨＦ）に耐性を持つ保護膜に改質されたことが
確認された。
ンコーティングされたＰＭＭＡ系レジスト試料の入った
反応容器に２０Ｔｏｒｒの三フッ化臭化メタン（ＣＢｒ
Ｆ3 ）を封入し、試料表面にパターン状にＫｒＦレーザ
ー光（５０ｍＪ／ｃｍ2 ，５００ショット）を投影した
ところ、露光部のみテフロン化され、レジストの現像
液、メチル・イソブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）、および
フッ酸（ＨＦ）に耐性を持つ保護膜に改質されたことが
確認された。
【００５２】
【発明の効果】プラスチック材料表面に紫外光を照射す
ることにより、露光部のみ選択的に脱水素並びに種々の
官能基または金属原子との置換がおこなわれ、これによ
り光改質が行なわれ、その部分に親水性，接着性、イン
クの吸着性、耐蝕性などを持たせたり、金属置換による
導電性を持たすことができる
ることにより、露光部のみ選択的に脱水素並びに種々の
官能基または金属原子との置換がおこなわれ、これによ
り光改質が行なわれ、その部分に親水性，接着性、イン
クの吸着性、耐蝕性などを持たせたり、金属置換による
導電性を持たすことができる
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｃ−Ｈ結合を有するプラスチック材料
（フッ素樹脂を除く）を励起光により改質する方法であ
って、水素原子との結合エネルギーが８０．６ｋｃａｌ
／ｍｏｌ以上の第１の原子と、この第１の原子との結合
エネルギーが励起光の光エネルギーよりも小さな第２の
原子または原子団とを含む化合物または混合物の雰囲気
中で、該プラスチック材料と該化合物または混合物との
界面に直接または間接的に光子エネルギーが８０．６ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上の紫外光を照射し、これにより該プ
ラスチック材料から該第１の原子を介して脱水素すると
同時に、該第２の原子または原子団で置換することを特
徴とするＣ−Ｈ結合を有するプラスチック材料の改質方
法。 - 【請求項２】 該化合物がホウ素化合物、リン化合物、
硫黄化合物、白金化合物、臭素化合物、酸素化合物、塩
素化合物、水素化合物、フッ素化合物から選ばれたガス
体，液体または固体であることを特徴とする請求項１記
載のプラスチック材料の改質方法。 - 【請求項３】 該化合物が（ＢＨＮＨ）3 ，Ｂ（ＣＨ
3 ）3 ，Ｂ（Ｃ2 Ｈ5）3 ，Ｂ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 ，Ｂ（Ｏ
Ｈ）2 （Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＮ）3 ，Ｐ2 Ｓｅ5 ，Ｐ
（ＣＨ3 ）3 ，Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｐ（Ｃ3 Ｈ7 ）3 ，
Ｐ（Ｃ4 Ｈ9 ）3，Ｐ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 ，Ｐ（ＣＨ3 ）2
（Ｃ6 Ｈ5 ），Ｐ（ＣＨ3 ）（Ｃ6 Ｈ5 ）2 ，Ｐ（Ｃ6
Ｈ17）3 ，Ｐ（Ｃ6 Ｈ13）3 ，Ｐ（Ｃ8 Ｈ17）3 ，Ｐ
（ＣＨ3 Ｃ6Ｈ4 ）3 ，（ＳＣＮ）2 ，ＳＯ2 （ＮＨ
2 ）2 ，Ｐｔ（ＣＮ）2 ，Ｐｔ（ＳＯ4）2 ，ＢｒＣ
Ｎ，Ｂｒ2 Ｏ，Ｂｒ2 ＣＦ2 ，ＢｒＣＦ3 ，ＮＯ，ＮＯ
2 ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｃｌ2 Ｏ，ＣｌＣＮ，ＡｇＣｌ，
ＡｌＣｌ3 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｕＣｌ，ＡｕＣｌ3 ，Ｂａ
Ｃｌ2 ，ＢｅＣｌ2 ，ＢｉＣｌ3 ，ＣａＣｌ2 ，ＣｄＣ
ｌ2，ＣｅＣｌ3 ，ＣｏＣｌ2 ，ＣｒＣｌ2 ，ＣｓＣ
ｌ，ＣｕＣｌ，ＣｕＣｌ2 ，ＥｒＣｌ3 ，ＥｕＣｌ2 ，
ＥｕＣｌ3 ，ＦｅＣｌn ，ＧａＣｌ3 ，ＧｄＣｌ3 ，Ｇ
ｅＣｌ4 ，Ｈ3 ＢＯ3 ，Ｎａ2 〔Ｐｔ（ＯＨ）6 〕，Ｋ
2 〔Ｐｔ（ＯＨ6 ）〕，Ｏ2 ，ＣＣｌＦ3 ，ＣＣｌ2 Ｆ
2 ，純水，重水，（ＣＯＯＨ）2 ，ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，
ＨｇＣｌ2 ，ＨｏＣｌ3 ，ＩｎＣｌ，ＩｒＣｌ4 ，ＫＣ
ｌ，ＬｉＣｌ，ＬｕＣｌ3 ，ＭｇＣｌ2 ，ＭｎＣｌ2 ，
ＭｏＣｌn ，ＮＣｌ3 ，ＮＨ4 Ｃｌ，ＮａＣｌ，ＮｂＣ
ｌ5 ，ＮｉＣｌ2 ，ＰＣｌ3 ，ＰｂＣｌ2 ，ＰｔＣｌ
n ，ＲｂＣｌ，ＲｅＣｌ3 ，ＳＣｌn ，ＳｂＣｌ3 ，Ｓ
ｅＣｌn ，ＳｉＣｌ4 ，ＳｎＣｌn ，ＳｒＣｌ2 ，Ｔａ
Ｃｌ2 ，ＴｂＣｌ3 ，ＴｅＣｌn ，ＴｈＣｌ4 ，ＴｉＣ
ｌ3 ，ＴＩＣｌ3 ，ＴｍＣｌ3 ，ＵＣｌn ，ＶＣｌn ，
ＷＣｌ6 ，ＹＣｌ3 ，ＺｎＣｌ2 ，ＺｒＣｌ4 ，Ｈ2
Ｏ，ＮＨ3 ，ＨＣＯＯＨ，ＮＨ3 ＯＨ，Ｈ2 ＳＯ4 ，Ｈ
Ｃｌ，ＨＮＯ3 ，ＨＣＦ3 ，アルコール類、炭化水素，
芳香族、ＡｇＦ，ＡｓＦ3，ＢａＦ2 ，ＢｅＦ2 ，Ｂｉ
Ｆ3 ，ＣｄＦ2 ，ＣｅＦ3 ，ＣｏＦ2 ，ＣｓＦ，Ｃｕ
Ｆ，ＧｅＦ2 ，ＫＦ，ＭｏＦn ，ＮＨ4 Ｆ，ＮａＦ，Ｎ
ｂＦ5 ，ＮｉＦ，ＵＦ6 ，ＶＦn ，ＺｎＦ2 およびＣＦ
4 から選ばれるものである請求項２記載のプラスチック
材料の改質方法。 - 【請求項４】 該原子団が、−ＯＨ，−ＮＯ2 ，−Ｃ
Ｎ，−ＮＨ2 ，−ＣＯＯＨ，−ＣＯ，−ＯＣＨ3 ，−Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ，−ＯＣ3 Ｈ7 ，−ＯＣ4 Ｈ9 ，−ＣＯＮＨ，
−ＣＨ3 ，−Ｃ2 Ｈ5 ，−ＣＨ2 ，−ＳＯ3 Ｈ，−Ｃ3
Ｈ7 ，−Ｃ4 Ｈ9 および−Ｃ6 Ｈ5 から選ばれるもので
ある請求項１記載のプラスチック材料の改質方法。 - 【請求項５】 該化合物を、水、純水、重水、アンモニ
ア、硫酸、四塩化炭素、二硫化炭素、炭化水素類、ハロ
ゲン化合物類、アルコール類、フェノール類、有機酸類
およびその誘導体、ニトリル類、ニトロ化合物類、アミ
ン類、および硫黄化合物類から選ばれる溶媒で溶液化し
たことを特徴とする請求項１記載のプラスチック材料の
改質方法。 - 【請求項６】 該紫外光がＸｅＦ，ＸｅＣｌ，ＫｒＦ，
ＡｒＦなどのエキシマレーザーまたは、Ｎ2 レーザー,
Ｋｒイオンレーザー，Ａｒイオンレーザー，非線形素子
により倍波されたレーザー光のいずれか、またはその組
合せによるものである請求項１記載のプラスチック材料
の改質方法。 - 【請求項７】 該紫外光がＨｇランプ，Ｈｅ−Ｘｅラン
プ，Ｄ2 ランプあるいはエキシマランプのいずれか、ま
たはその組合せによるものである請求項１記載のプラス
チック材料の改質方法。 - 【請求項８】 該紫外光が、空気，窒素、または他のガ
ス雰囲気のアーク、コロナまたは無声放電により得られ
た紫外光あるいはその組合せによるものである請求項１
記載のプラスチック材料の改質方法。 - 【請求項９】 該化合物を光分解するための励起光の光
子エネルギーがＣ−Ｈ結合の結合エネルギーより大きい
場合には、該紫外光として光子エネルギーが８０．６ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上で、かつ、該化合物を光分解するた
めの励起光の光子エネルギーよりも小さい光子エネルギ
ーの紫外光を該プラスチック材料に直接照射し、該化合
物の結合エネルギー以上の光子エネルギーを持つもう一
つの紫外光を該プラスチック材料に直接照らないように
して、該化合物に照射することを特徴とする請求項１記
載のプラスチック材料の改質方法。 - 【請求項１０】 該プラスチック材料に直接照射する紫
外光がＸｅＦ、ＸｅＣｌまたはＫｒＦレーザーであり、
プラスチック材料の水平方向から間接的に入射する紫外
光がＸｅＣｌ，ＫｒＦまたはＡｒＦレーザーであること
を特徴とする請求項９記載のプラスチック材料の改質方
法。 - 【請求項１１】 該プラスチック材料に直接照射する紫
外光が３００ｎｍ以上の波長を有するＨｇランプあるい
はＨｇ−Ｘｅランプ光であり、水平方向から間接的に入
射する紫外光が３００ｎｍ以下の波長を有するＨｇラン
プ，Ｈｇ−Ｘｅランプ，Ｄ2 ランプあるいはエキシマラ
ンプからの紫外光であることを特徴とする請求項９記載
のプラスチック材料の改質方法。
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