JP4062537B2 - トリアジンジチオール誘導体の高分子薄膜生成方法 - Google Patents
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この技術は、機能性トリアジンジチオール誘導体を、真空蒸着法あるいはスパッター法により、固体表面に低分子薄膜を形成させ、酸素存在下、熱または紫外線照射下で、線状または三次元重合反応を起こさせ、高分子薄膜に変化させるものである。
この固体表面としては、鉄、鋳鉄、およびステンレス、パーマロイ、銅、黄銅、リン青銅、ニッケル、キュプロニッケル、錫、鉛、コバルト、半田、チタン、アルミニウム、クロム、金、銀、白金、パラジウム、亜鉛などの金属表面とこれらの酸化物表面、リン酸塩処理金属表面、クロム酸塩処理金属表面、シリコン表面、カーボン表面、化合物半導体表面、酸化アルミナセラミックス表面、陶器表面、ガラス表面、石英ガラス表面、超電導体セラミックス表面、木材表面、紙表面、プラスチックス表面、エンジニアリングプラスチックス表面、熱硬化性樹脂表面などである。
しかしながら、固体においては、もともと固体そのものが酸化金属である場合は良いが、そうでない固体においては、固体表面が金属酸化物になっていないので、トリアジンジチオール誘導体の分子間反応による重合膜が得られても、その薄膜の重合率は必ずしも満足のいくものは得られず、薄膜自体の強度や耐久性に欠けるという問題があった。
(CH2 =CH−(CH2 )8 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
((CH2 =CH−(CH2 )9 COO(CH2 CH2 ))2−, (C4 F9 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C6 F13COO(CH2 CH2 ))2 N−,(C8 F17COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C10F21COO(CH2 CH2 ))2 N−である。また、Mは、HとLi,Na,K,Ceから選ばれるアルカリである。〕
で示されるトリアジンジチオール誘導体の1種または2種以上の原料を、固体の表面に真空蒸着法によって混合あるいは積層する高分子薄膜生成方法において、
上記蒸着の前に、上記固体の表面にn型半導体性を示す金属酸化物を形成する酸化処理工程を設けた構成とした。
また、固体そのものが酸化によりn型半導体性を示さない金属であったり、金属以外の物質で構成されているものにあっては、固体表面に直接n型半導体性を示す酸化金属を付着させ、あるいは酸化によりn型半導体性を示す金属を付着させ、その後、空気などの酸化させることができる気体により酸化処理を行ない、あるいは酸化させることができる液体により酸化処理を行なう等する。
固体表面に形成したトリアジンジチオール誘導体の蒸着重合膜は、さらに結晶成長を促進し、規則的に分子配列しながら膜成長する。成長した膜の重合処理は、分子間同士の化学反応により3次元的な重合反応が起こり易くなり、被膜強度が向上すると考えられる。また規則配列した官能基が表面に形成することによって、機能付与が可能になる。
ニッケルに酸化処理させられる金属が付着し易くなるのは、以下の理由による。
ニッケルはその酸化膜が非常に薄く、被膜する金属と容易に金属間接合するので、多くの固体表面に強固な金属積層被膜形成ができる。ニッケル以外での金属界面においては、厚い酸化膜によって材料間接合が得られないことから、強固な積層被膜が形成し難い。また、ニッケルは、多くの固体表面に容易に被膜形成できることから、被膜形成の下地処理として有用である。
本発明の実施の形態に係るトリアジンジチオール誘導体の高分子薄膜生成方法は、固体表面に一般式
(CH2 =CH−(CH2 )8 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
((CH2 =CH−(CH2 )9 COO(CH2 CH2 ))2−, (C4 F9 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C6 F13COO(CH2 CH2 ))2 N−,(C8 F17COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C10F21COO(CH2 CH2 ))2 N−である。また、Mは、HとLi,Na,K,Ceから選ばれるアルカリである。〕
で示されるトリアジンジチオール誘導体の1種または2種以上の原料を、固体の表面に真空蒸着法によって混合あるいは積層する高分子薄膜生成方法において、
上記蒸着の前に、上記固体の表面にn型半導体性を示す金属酸化物を形成する酸化処理工程を設けた構成としている。
ここで用いるn型半導体表面とは、トリアジンジチオール誘導体に電子を供給する作用を示すものである。たとえば、金属酸化物は還元性雰囲気では、酸素を失って、陽イオンと電子を生ずる。この電子がn型半導体として作用する。または、蒸着金属膜では、真空中の微量の酸素により酸化し、そのまま真空中に放置したTiやCrでは金属過剰な酸化物としてn型半導体性を示す。あるいは、Alや、Mg、Zn、Cd、Nb、Vなどの蒸着膜を大気放置した酸化膜はn型半導体性を示す。
また、固体そのものが酸化によりn型半導体性を示さない金属であったり、金属以外の物質で構成されているものにあっては、固体表面に直接n型半導体性を示す酸化金属を付着させ、あるいは酸化によりn型半導体性を示す金属を付着させ、その後、空気などの酸化させることができる気体により酸化処理を行ない、あるいは酸化させることができる液体により酸化処理を行なう等する。
目的の膜厚になったならば、メインシャッター6を閉じて、蒸発源の加熱をやめる。そして、るつぼ1およびヒーター2が充分に冷えたところで、大気ベントを行ない、固体7を取出す。
固体表面に形成したトリアジンジチオール誘導体の蒸着重合膜は、さらに結晶成長を促進し、規則的に分子配列しながら膜成長する。成長した膜の重合処理は、分子間同士の化学反応により3次元的な重合反応が起こり易くなり、被膜強度が向上すると考えられる。また規則配列した官能基が表面に形成することによって、機能付与が可能になる。
光重合に用いる照射条件は、照射雰囲気が大きく左右する。波長は大気中で光照射する場合は、280〜400nmが好ましく、真空中では245nm〜400nmの波長が好ましい。
大気中での照射の場合、280nmに満たない波長は、酸素や水分がラジカルを生成し、酸化劣化を引き起こしやすいことに起因する。また、単波長は微量の酸素等によって散乱、吸収されることから、照射距離は20cm以下が好ましく、反応速度も速いことから短時間の照射が好ましく、適宜、選定される。
〔実施例1〜10、付着面近傍への被膜生成と光重合〕
図3に示される真空蒸着装置を用い、図4に示すように、6−アリルアミノ−1,3,5−トリアジン−2、4−ジチオール(図では「MA」と表記)(図4、No.1)、6−ジアリルアミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール(図では「DA」と表記)(図4、No.2)、及びアリルデシルパーフルオロエチルアミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール(図では「ADF」と表記)(図4、No.3)をるつぼ1に入れ、固体として鉄板(0.2×3×5cm、アセトンで脱脂)を取付ける。
図9には、上記の実施例と比較例において、光重合率と三次元化率が示されている。重合率はDA又はDBの混合物がどの程度重合したかを示す。三次元化率はDAとADFが共重合しているかどうかの目安となる。大気放置して酸化処理をした実施例に係る固体の方が、光重合率、三次元化率が高くなり、共重合していることが分かる。
そして、この被膜はトリアジンジチオールの種類を選択することにより、低自由エネルギーから高自由エネルギー表面に変化させることができ、プラスチックスや窓ガラス等セラミックスの表面改質にも有効である。
2 ヒーター
3 水晶振動子式膜厚計
4 モノマー
5 室
6 シャッター
7 固体
Claims (2)
- 固体表面に一般式
(CH2 =CH−(CH2 )8 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
((CH2 =CH−(CH2 )9 COO(CH2 CH2 ))2−, (C4 F9 COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C6 F13COO(CH2 CH2 ))2 N−,(C8 F17COO(CH2 CH2 ))2 N−,
(C10F21COO(CH2 CH2 ))2 N−である。また、Mは、HとLi,Na,K,Ceから選ばれるアルカリである。〕
で示されるトリアジンジチオール誘導体の1種または2種以上の原料を、固体の表面に真空蒸着法によって混合あるいは積層する高分子薄膜生成方法において、
上記蒸着の前に、上記固体の表面にn型半導体性を示す金属酸化物を形成する酸化処理工程を設け、
上記n型半導体性を示す金属酸化物として、酸化アルミニウム(Al2 O3 )、酸化クロム(Cr2 O3 )、酸化マグネシウム(MgO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化カドミウム(CdO)、酸化ニオブ(NbO2 )、酸化チタン(TiO2 )、酸化バナジウム(VO2 )の何れか一種で形成し、
上記酸化処理工程において、先に、固体の表面に、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、バナジウム(V)の何れか一種の薄膜を形成し、その後、該薄膜に対して酸化処理を行なうことを特徴とするトリアジンジチオール誘導体の高分子薄膜生成方法。 - 上記酸化処理工程において、先に、上記固体の表面にニッケル(Ni)膜を形成し、次に、その上に、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、バナジウム(V)の何れか一種の薄膜を形成し、その後、該薄膜に対して酸化処理を行なうことを特徴とする請求項1記載のトリアジンジチオール誘導体の高分子薄膜生成方法。
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