JP5328473B2 - 治具およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、基体の表面に形成される高分子膜によって、基体の表面の凹凸の平坦化、基体への断熱性の付与、基体の表面への保護膜の形成、基体の表面の滑り性の向上などを可能とする治具およびその製造方法に関する。
基体の表面の凹凸の平坦化、基体への断熱性の付与、基体の表面への保護膜の形成、基体の表面の滑り性の向上などを目的として、金属などからなる基体の表面に高分子膜を形成することがある。
従来、このような基体の表面への高分子膜の形成方法としては、湿式法、蒸着重合法などが用いられている。湿式法は、適当な溶媒に原料モノマーを溶解し、溶媒中にて原料モノマーを重合させて、その重合体を含む溶媒を基体の表面に塗布して、基体の表面に高分子膜を形成する方法である。また、蒸着重合法は、原料モノマーを蒸発させ、この気化した原料モノマーを、基体を配置した真空処理室内に導入して、基体の表面にて原料モノマーを重合させて、基体の表面に高分子膜を形成する方法である。
従来、このような基体の表面への高分子膜の形成方法としては、湿式法、蒸着重合法などが用いられている。湿式法は、適当な溶媒に原料モノマーを溶解し、溶媒中にて原料モノマーを重合させて、その重合体を含む溶媒を基体の表面に塗布して、基体の表面に高分子膜を形成する方法である。また、蒸着重合法は、原料モノマーを蒸発させ、この気化した原料モノマーを、基体を配置した真空処理室内に導入して、基体の表面にて原料モノマーを重合させて、基体の表面に高分子膜を形成する方法である。
このような湿式法や蒸着重合法による高分子膜は、基体への密着力に劣るため、基体の表面処理を行って、密着力を向上する必要がある。
このような表面処理としては、環状分子と、これを串刺し状に包接する直鎖状分子と、この直鎖状分子の両末端に配置された環状分子の脱離を防止する封鎖基とを有し、直鎖状分子および環状分子の少なくとも一方が疎水性を有する親油性ポリロタキサンからなる常温乾燥型溶剤系上塗り塗料用材料を用いて、基体の表面にベースコート塗膜を形成する方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
このような表面処理としては、環状分子と、これを串刺し状に包接する直鎖状分子と、この直鎖状分子の両末端に配置された環状分子の脱離を防止する封鎖基とを有し、直鎖状分子および環状分子の少なくとも一方が疎水性を有する親油性ポリロタキサンからなる常温乾燥型溶剤系上塗り塗料用材料を用いて、基体の表面にベースコート塗膜を形成する方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
また、プラズマ処理、コロナ放電処理、ＵＶ処理および電子線処理から選択された物理的処理が施された基材の表面に、重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物を接触させ、その後、基材を露光し、その露光により基材表面に発生したラジカルを起点として、重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物をグラフト重合して、基材に直接結合したグラフトポリマーを生成する基材表面改質方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、基体の表面にベースコート塗膜を形成する方法では、そのベースコート塗膜を介した高分子膜の基体の表面への密着力が十分ではなかった。
また、プラズマ処理などの物理的処理を用いる方法では、物理処理によって基体の表面の極性を高めているものの、部分的にしか極性を十分に高めることができないため、高分子膜の基体の表面への密着力が十分ではなかった。
また、プラズマ処理などの物理的処理を用いる方法では、物理処理によって基体の表面の極性を高めているものの、部分的にしか極性を十分に高めることができないため、高分子膜の基体の表面への密着力が十分ではなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基体の表面により強固に高分子膜を密着させる治具およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の治具は、一方の面に厚みが１０μｍ〜３００μｍのクロム膜と厚みが５０μｍ〜５００μｍの金膜とが順に積層された基体と、該基体の一方の面に設けられた自己組織化単分子膜とを備え、前記自己組織化単分子膜上に、ポリ尿素、ポリウレタンのうち少なくとも１つからなる高分子膜が設けられてなることを特徴とする。
本発明の治具の製造方法は、基体と、該基体の一方の面に設けられた自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜上に設けられた高分子膜とを備えてなる治具の製造方法であって、基材の一方の面に、物理蒸着法により厚みが１０μｍ〜３００μｍのクロム膜と厚みが５０μｍ〜５００μｍの金膜を順に形成して基体を作製する工程Ａと、前記基体の前記金膜上に、浸漬法または昇華法により自己組織化単分子膜を形成する工程Ｂと、前記自己組織化単分子膜上に、蒸着重合法によりポリ尿素、ポリウレタンのうち少なくとも１つからなる高分子膜を形成する工程Ｃとを有することを特徴とする。
本発明の治具によれば、基体の一方の面に、厚みが均一で、かつ、基体と化学吸着した硫黄を含む官能基とは反対側にあるもう１つの末端官能基が表出した自己組織化単分子膜が設けられているので、この自己組織化単分子膜を介して、基体の一方の面上に、厚みの均一な高分子膜を密着させることができる。すなわち、上記の末端官能基と反応する官能基を有する高分子化合物を、自己組織化単分子膜と結合させることにより、自己組織化単分子膜の表面に高分子膜を形成することができる。
本発明の治具の製造方法によれば、クロム膜を介して基材上に金膜を形成し、さらに、金膜の一方の面に、自己組織化単分子膜を形成した後、自己組織化単分子膜上に、蒸着重合法により高分子膜を形成するので、原料モノマーの重合による高分子膜の形成と同時に、自己組織化単分子膜を構成する有機化合物の末端官能基と、高分子膜の官能基との化学結合が進行するので、自己組織化膜に対する密着性がより高い高分子膜を、厚みが均一でかつ安定に形成することができる。また、クロム膜を介して基材上に金膜を形成するので、基材に対する金膜の密着性が向上し、結果として、高分子膜の基体に対する密着性を高めることができる。
本発明の治具およびその製造方法の実施の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
「治具」
（１）第一の実施形態
図１は、本発明の治具の第一の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の治具１０は、基体１１と、基体１１の一方の面１１ａに設けられた自己組織化単分子膜１２とから概略構成されている。
また、基体１１は、基材１３、および、基材１３の一方の面１３ａに順に積層されたクロム膜１４と金膜１５から構成されている。
すなわち、自己組織化単分子膜１２は、金膜１５のクロム膜１４と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」という。）１５ａに設けられている。
（１）第一の実施形態
図１は、本発明の治具の第一の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の治具１０は、基体１１と、基体１１の一方の面１１ａに設けられた自己組織化単分子膜１２とから概略構成されている。
また、基体１１は、基材１３、および、基材１３の一方の面１３ａに順に積層されたクロム膜１４と金膜１５から構成されている。
すなわち、自己組織化単分子膜１２は、金膜１５のクロム膜１４と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」という。）１５ａに設けられている。
自己組織化単分子膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ、ＳＡＭ）１２は、疎水性部位を規則的に金膜１５の一方の面１５ａから外側に向けて、金膜１５の一方の面１５ａに規則的に並んで結合した有機化合物の分子からなる単層の膜である。ここで有機化合物としては、金と容易に反応する官能基を好ましくは分子末端に有する、主鎖が直鎖状のものが挙げられ、このようなものとして、メルカプト基を分子末端に有する直鎖状のチオール、または、２個の硫黄原子が繋がったジスルフィド基（−Ｓ−Ｓ−）を官能基として有するジスルフィドが挙げられる。
より詳細には、自己組織化単分子膜１２がチオールから構成される場合、チオールの硫黄と金膜１５を構成する金との間の化学反応による吸着により、チオールが金膜１５の一方の面１５ａに吸着し、この化学吸着過程において、チオール同士の相互作用によって吸着分子が密に集合して、分子の配向性の揃った、厚みの均一な有機単分子膜、すなわち、自己組織化単分子膜１２が金膜１５の一方の面１５ａに形成される。
同様に、自己組織化単分子膜１２がジスルフィドから構成される場合、ジスルフィドの硫黄と金膜１５を構成する金との間の化学反応による吸着により、ジスルフィドが金膜１５の一方の面１５ａに吸着し、この化学吸着過程において、ジスルフィド同士の相互作用によって吸着分子が密に集合して、分子の配向性の揃った、厚みの均一な有機単分子膜、すなわち、自己組織化単分子膜１２が金膜１５の一方の面１５ａに形成される。
同様に、自己組織化単分子膜１２がジスルフィドから構成される場合、ジスルフィドの硫黄と金膜１５を構成する金との間の化学反応による吸着により、ジスルフィドが金膜１５の一方の面１５ａに吸着し、この化学吸着過程において、ジスルフィド同士の相互作用によって吸着分子が密に集合して、分子の配向性の揃った、厚みの均一な有機単分子膜、すなわち、自己組織化単分子膜１２が金膜１５の一方の面１５ａに形成される。
また、自己組織化単分子膜１２の金膜１５の一方の面１５ａと結合している面とは反対側の面（以下、「表面」という。）には、金膜１５と化学吸着した硫黄を含む官能基とは反対側にあるもう１つの末端官能基が表出している。すなわち、基体１１の一方の面１１ａは、自己組織化単分子膜１２のもう１つの末端官能基によって覆われている。
チオールとしては、直鎖状のアルカンチオール、分子末端にメチル基を有する直鎖状のアルケンチオール、および、分子末端にメチル基を有する直鎖状のアルキンチオールのいずれかが好ましく、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（式中ｎは８〜３０の整数を示す。）で表される直鎖状のアルカンチオールがより好ましい。そして、この一般式で表される直鎖状のアルカンチオールのなかでも、ポリ尿素、ポリイミド、ポリウレタンなどからなる高分子膜との親和性の観点から、炭素数が２〜３０のものが特に好ましい。
アルケンチオールおよびアルキンチオールは、不飽和結合が分子末端になければ、不飽和結合の数および場所は特に限定されないが、不飽和結合の数が少ない方が好ましく、不飽和結合が分子末端近傍にないことが好ましい。そして、ポリ尿素、ポリイミド、ポリウレタンなどからなる高分子膜との親和性の観点から、炭素数が２〜３０であることが好ましく、１８〜２２であることがより好ましい。
アルケンチオールおよびアルキンチオールは、不飽和結合が分子末端になければ、不飽和結合の数および場所は特に限定されないが、不飽和結合の数が少ない方が好ましく、不飽和結合が分子末端近傍にないことが好ましい。そして、ポリ尿素、ポリイミド、ポリウレタンなどからなる高分子膜との親和性の観点から、炭素数が２〜３０であることが好ましく、１８〜２２であることがより好ましい。
ジスルフィドとしては、ジメチルジスルフィド、ジアリルジスルフィド、ジフェニルジスルフィドなどが用いられるが、これらの中でも、ポリ尿素、ポリイミド、ポリウレタンなどからなる高分子膜との親和性の観点から、ジメチルジスルフィドが好ましい。
自己組織化単分子膜１２の厚みは、これを構成するチオールまたはジスルフィドの分子の大きさ（長さに）よって決定される。
基材１３としては、ガラス基材が用いられる。
基材１３の厚みは、特に限定されず、治具１０の用途などに応じて適宜調整される。
基材１３の厚みは、特に限定されず、治具１０の用途などに応じて適宜調整される。
クロム膜１４は、クロム膜１４は、基材１３と金膜１５との密着性を向上するために、スパッタや電子ビーム蒸着などの物理蒸着法により形成された膜である。
クロム膜１４の厚みは、基材１３と金膜１５との密着性を確保する観点から、１０μｍ〜３００μｍ程度が好ましい。
クロム膜１４の厚みは、基材１３と金膜１５との密着性を確保する観点から、１０μｍ〜３００μｍ程度が好ましい。
金膜１５は、この上に自己組織化単分子膜１２を形成するために、スパッタや電子ビーム蒸着などの物理蒸着法により形成された膜である。
金膜１５の厚みは、自己組織化単分子膜１２との結合性を確保する観点から、５０μｍ〜５００μｍ程度が好ましい。
金膜１５の厚みは、自己組織化単分子膜１２との結合性を確保する観点から、５０μｍ〜５００μｍ程度が好ましい。
この治具１０によれば、クロム膜１４を介して基材１３上に設けられた金膜１５の一方の面１５ａに、厚みが均一で、かつ、金膜１５と化学吸着した硫黄を含む官能基とは反対側にあるもう１つの末端官能基が表出した自己組織化単分子膜１２が設けられているので、この自己組織化単分子膜１２を介して、基体１１の一方の面１１ａ上に、厚みの均一な高分子膜を密着させることができる。すなわち、上記の末端官能基と反応する官能基を有する高分子化合物を、自己組織化単分子膜１２と結合させることにより、自己組織化単分子膜１２の表面１２ａに高分子膜を形成することができる。また、クロム膜１４を介して基材１３上に金膜１５が形成されているので、基材１３に対する金膜１５の密着性が向上し、結果として、自己組織化単分子膜１２の基体１１に対する密着性が高くなる。
（２）第二の実施形態
図２は、本発明の治具の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態の治具２０は、基体１１と、基体１１の一方の面１１ａに設けられた自己組織化単分子膜１２と、自己組織化単分子膜１２上に設けられた高分子膜２１とから概略構成されている。
すなわち、高分子膜２１は、自己組織化単分子膜１２の表面１２ａに設けられている。
図２は、本発明の治具の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態の治具２０は、基体１１と、基体１１の一方の面１１ａに設けられた自己組織化単分子膜１２と、自己組織化単分子膜１２上に設けられた高分子膜２１とから概略構成されている。
すなわち、高分子膜２１は、自己組織化単分子膜１２の表面１２ａに設けられている。
高分子膜２１は、自己組織化単分子膜１２を形成している有機化合物の末端官能基と化学結合する官能基を有する高分子化合物から構成されている。すなわち、高分子化合物の官能基と、自己組織化単分子膜１２の表面１２ａに表出している末端官能基が化学結合することにより、自己組織化単分子膜１２の表面１２ａに、厚みの均一な高分子膜が形成されている。
高分子膜２１は、ポリ尿素、ポリイミド、ポリウレタンのうちすくなくとも１つから構成されている。
この治具２０によれば、基体１１の一方の面１１ａに設けられた自己組織化単分子膜１２を構成する有機化合物の末端官能基と、高分子膜２１の官能基が化学結合しているので、高分子膜２１の自己組織化膜１２に対する密着力が強くなる。したがって、自己組織化単分子膜１２を介して、基体１１の一方の面１１ａ上に、厚みの均一な高分子膜２１が安定に設けられている。また、クロム膜１４を介して基材１３上に金膜１５が形成されているので、基材１３に対する金膜１５の密着性が向上し、結果として、高分子膜２１の基体１１に対する密着性が高くなる。
次に、図３〜図５を参照して、治具２０の製造方法を説明する。
まず、図４に示すように、スパッタや電子ビーム蒸着などの物理蒸着法により、基材１３の一方の面１３ａに所定の厚みのクロム膜１４を形成し、次いで、クロム膜１４の基材１３と接している面とは反対側の面１４ａに所定の厚みの金膜１５を形成し（工程Ａ）、基体１１を得る。
まず、図４に示すように、スパッタや電子ビーム蒸着などの物理蒸着法により、基材１３の一方の面１３ａに所定の厚みのクロム膜１４を形成し、次いで、クロム膜１４の基材１３と接している面とは反対側の面１４ａに所定の厚みの金膜１５を形成し（工程Ａ）、基体１１を得る。
なお、クロム膜１４と金膜１５は、個別に成膜しても、一貫成膜法あるいは一貫二源同時傾斜成膜法により成膜してもよい。
次いで、基体１１を、チオールまたはジスルフィドを含む溶液に浸漬するか、あるいは、チオールまたはジスルフィドを昇華させることにより、図４に示すように、基体１１を構成する金膜１５の一方の面１５ａに自己組織化単分子膜１２を形成する（工程Ｂ）。
図４では、自己組織化単分子膜１２を構成する有機化合物として、アミンチオールを用いた場合を例示する。
図４では、自己組織化単分子膜１２を構成する有機化合物として、アミンチオールを用いた場合を例示する。
基体１１を、チオールまたはジスルフィドを含む溶液に浸漬することにより、自己組織化単分子膜１２を形成する方法（浸漬法）は、チオールまたはジスルフィドの塩を、溶媒に溶解して溶液を調製し、その溶液に、基体１１を１０〜５０℃にて、０．５〜７２時間浸漬して、金膜１５の一方の面１５ａに自発的にチオールまたはジスルフィドからなる自己組織化単分子膜１２を形成する方法である。
浸漬法において用いられるチオールの塩としては、２−アミノエタンチオール、２，２´−チオビス（エチルアミン）、１１−アミノ−１−ウンデカチオール,ハイドロクロライド、４−アミノチオフェノールなどが挙げられる。
浸漬法において用いられるジスルフィドの塩としては、２，２´−ジチオビス（エチルアミン）二塩酸塩（Ｓ２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）２・２ＨＣｌ）、ホルムアミジンジスルフィド二塩酸、２，２´−ジチオジアニリン、ＤＬ−ホモシスチンなどが挙げられる。
浸漬法において用いられるジスルフィドの塩としては、２，２´−ジチオビス（エチルアミン）二塩酸塩（Ｓ２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）２・２ＨＣｌ）、ホルムアミジンジスルフィド二塩酸、２，２´−ジチオジアニリン、ＤＬ−ホモシスチンなどが挙げられる。
溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノールなどの低級アルコール類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸−１−ブチル、酢酸−２−ブチルなどのエステル類；ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）などのエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などから選択される１種または２種以上が用いられる。
チオールまたはジスルフィドを昇華させることにより、基体１１の一方の面１１ａ上に、自己組織化単分子膜１２を形成する方法（昇華法）は、密閉可能な容器に試薬、基板を入れて密閉し、浸漬法と同様の方法で基体１１を１０〜５０℃にて、０．５〜７２時間浸漬して、金膜１５の一方の面１５ａに自発的にチオールまたはジスルフィドからなる自己組織化単分子膜１２を形成する方法である。
次いで、自己組織化単分子膜１２が設けられた基体１１を、真空処理室内に配置し、この真空処理室内に、蒸発させた原料モノマーを導入し、この原料モノマーを自己組織化単分子膜１２上で重合させて高分子膜２１を形成するとともに、高分子膜２１の官能基と、自己組織化単分子膜１２を構成する有機化合物の末端官能基とを化学結合させることによって、自己組織化単分子膜１２と高分子膜２１を密着させて（工程Ｃ）、治具２０を得る。
真空処理室内に、蒸発させた原料モノマーを導入し、自己組織化単分子膜１２上で重合させて高分子膜２１を形成する蒸着重合法では、目的とする高分子膜２１の種類に応じて、原料モノマーが用いられる。
ポリ尿素からなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、アミンモノマーとイソシアネートモノマーが用いられる。
ポリイミドからなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、無水ピロメリト酸とビス（４−アミノフェニル）エーテルが用いられる。
ポリウレタンからなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとトリエチレングリコールが用いられる。
ポリ尿素からなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、アミンモノマーとイソシアネートモノマーが用いられる。
ポリイミドからなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、無水ピロメリト酸とビス（４−アミノフェニル）エーテルが用いられる。
ポリウレタンからなる高分子膜２１を形成する場合、原料モノマーとしては、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンとトリエチレングリコールが用いられる。
蒸着重合法では、真空処理室内の温度を１０℃〜２１０℃、真空処理室内の圧力を０．０１Ｐａ〜１Ｐａ、原料モノマーの温度を２０℃〜２１０℃、成膜時間を１分〜２４時間とする。
この治具２０の製造方法によれば、クロム膜１４を介して基材１３上に金膜１５を形成し、さらに、金膜１５の一方の面１５ａに、自己組織化単分子膜１２を形成した後、自己組織化単分子膜１２上に、蒸着重合法により高分子膜２１を形成するので、原料モノマーの重合による高分子膜２１の形成と同時に、自己組織化単分子膜１２を構成する有機化合物の末端官能基と、高分子膜２１の官能基との化学結合が進行するので、自己組織化膜１２に対する密着性がより高い高分子膜２１を、厚みが均一でかつ安定に形成することができる。また、クロム膜１４を介して基材１３上に金膜１５を形成するので、基材１３に対する金膜１５の密着性が向上し、結果として、高分子膜２１の基体１１に対する密着性を高めることができる。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
「実施例」
まず、電子ビーム蒸着を用いた一貫二源同時成膜法により、基材１３の一方の面１３ａ上にクロム膜１４と金膜１５を順に形成し、基体１１を得た。
次いで、２，２´−ジチオビス（エチルアミン）二塩酸塩（Ｓ２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）２・２ＨＣｌ）のエタノール溶液（濃度２ｍＭ）に、基体１１を１５℃にて、１日間浸漬して、金膜１５の一方の面１５ａに自発的にジスルフィドからなる自己組織化単分子膜１２を形成した。
次いで、自己組織化単分子膜１２を形成した基体１１を、エタノールにより３分間超音波洗浄した後、乾燥させた。
次いで、自己組織化単分子膜１２が設けられた基体１１を、真空処理室内に配置し、この真空処理室内に、蒸発させた４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタンと１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン）を導入し、これらのモノマーを自己組織化単分子膜１２上で重合させて、ポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、治具２０を得た。
蒸着重合法において、真空処理室内の温度を３０℃、真空処理室内の圧力を０．３Ｐａ、４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタンの温度を８０℃、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン）の温度を７０℃、成膜時間を１５分とした。
まず、電子ビーム蒸着を用いた一貫二源同時成膜法により、基材１３の一方の面１３ａ上にクロム膜１４と金膜１５を順に形成し、基体１１を得た。
次いで、２，２´−ジチオビス（エチルアミン）二塩酸塩（Ｓ２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）２・２ＨＣｌ）のエタノール溶液（濃度２ｍＭ）に、基体１１を１５℃にて、１日間浸漬して、金膜１５の一方の面１５ａに自発的にジスルフィドからなる自己組織化単分子膜１２を形成した。
次いで、自己組織化単分子膜１２を形成した基体１１を、エタノールにより３分間超音波洗浄した後、乾燥させた。
次いで、自己組織化単分子膜１２が設けられた基体１１を、真空処理室内に配置し、この真空処理室内に、蒸発させた４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタンと１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン）を導入し、これらのモノマーを自己組織化単分子膜１２上で重合させて、ポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、治具２０を得た。
蒸着重合法において、真空処理室内の温度を３０℃、真空処理室内の圧力を０．３Ｐａ、４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタンの温度を８０℃、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン）の温度を７０℃、成膜時間を１５分とした。
得られた治具２０について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
高分子膜２１の密着強度を、Ｑｕａｄ Ｇｒｏｕｐ社製のＲｏｍｕｌｕｓ ＩＶ 薄膜強度試験により測定した。
詳細には、まず、治具２０の高分子膜２１の表面に、直径２．７ｍｍのエポキシ接着剤付きアルミニウム製のスタッドピン（商品名：９０１１０６、フォトテクニカ製）３１を、クリップで挟んで保持した。
次いで、この状態で、治具２０とスタッドピン３１を１５０℃にて１時間加熱することにより、スタッドピン３１の高分子膜２１と接している面に設けられている樹脂３２を溶融させて、高分子膜２１の表面にスタッドピン３１を固定した。
次いで、クリップを外して、スタッドピン３１が固定された治具２０を、薄膜強度試験に設置し、スタッドピン３１を高分子膜２１の表面に対して垂直方向（図６に示す矢印の方向）に引っ張って、高分子膜２１が剥離した時の強度を測定した。
結果を表１に示す。
高分子膜２１の密着強度を、Ｑｕａｄ Ｇｒｏｕｐ社製のＲｏｍｕｌｕｓ ＩＶ 薄膜強度試験により測定した。
詳細には、まず、治具２０の高分子膜２１の表面に、直径２．７ｍｍのエポキシ接着剤付きアルミニウム製のスタッドピン（商品名：９０１１０６、フォトテクニカ製）３１を、クリップで挟んで保持した。
次いで、この状態で、治具２０とスタッドピン３１を１５０℃にて１時間加熱することにより、スタッドピン３１の高分子膜２１と接している面に設けられている樹脂３２を溶融させて、高分子膜２１の表面にスタッドピン３１を固定した。
次いで、クリップを外して、スタッドピン３１が固定された治具２０を、薄膜強度試験に設置し、スタッドピン３１を高分子膜２１の表面に対して垂直方向（図６に示す矢印の方向）に引っ張って、高分子膜２１が剥離した時の強度を測定した。
結果を表１に示す。
「比較例１」
実施例と同様にして、蒸着重合法により、基材１３の一方の面１３ａにポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図７に示す試料４１を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４１について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
実施例と同様にして、蒸着重合法により、基材１３の一方の面１３ａにポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図７に示す試料４１を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４１について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
「比較例２」
実施例と同様にして、電子ビーム蒸着により、基材１３の一方の面１３ａにクロム膜１４を形成し、次いで、蒸着重合法により、クロム膜１４上にポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図８に示す試料４２を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４２について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
実施例と同様にして、電子ビーム蒸着により、基材１３の一方の面１３ａにクロム膜１４を形成し、次いで、蒸着重合法により、クロム膜１４上にポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図８に示す試料４２を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４２について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
「比較例３」
実施例と同様にして、電子ビーム蒸着を用いた一貫二源同時成膜法により、基材１３の一方の面１３ａ上にクロム膜１４と金膜１５を順に形成し、次いで、蒸着重合法により、クロム膜１４上にポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図８に示す試料４３を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４３について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
実施例と同様にして、電子ビーム蒸着を用いた一貫二源同時成膜法により、基材１３の一方の面１３ａ上にクロム膜１４と金膜１５を順に形成し、次いで、蒸着重合法により、クロム膜１４上にポリ尿素かなる高分子膜２１を形成し、図８に示す試料４３を得た。
実施例と同様にして、得られた試料４３について、高分子膜２１の密着力（密着強度）を測定した。
結果を表１に示す。
表１の結果から、治具２０の高分子膜２１の密着強度が最も高いことが確認された。
クロム膜１４を介して基材１３上に設けられた金膜１５上に高分子膜２１を設けた比較例３は、基材１３の一方の面１３ａに直接、高分子膜２１を設けた比較例１よりも密着強度が低くなることが確認された。
クロム膜１４を介して基材１３上に設けられた金膜１５上に高分子膜２１を設けた比較例３は、基材１３の一方の面１３ａに直接、高分子膜２１を設けた比較例１よりも密着強度が低くなることが確認された。
本発明の治具は、基体に対する高分子膜の密着性に優れるとともに、基体上に形成された高分子膜は厚みが均一でかつ平滑性に優れるので、プラスチック成形用の金型の断熱膜として金型装置の稼働効率を高めることができ好適に用いられる。
１０，２０・・・治具、１１・・・基体、１２・・・自己組織化単分子膜、１３・・・基材、１４・・・クロム膜、１５・・・金膜。
Claims (2)
- 一方の面に厚みが１０μｍ〜３００μｍのクロム膜と厚みが５０μｍ〜５００μｍの金膜とが順に積層された基体と、該基体の一方の面に設けられた自己組織化単分子膜とを備え、前記自己組織化単分子膜上に、ポリ尿素、ポリウレタンのうち少なくとも１つからなる高分子膜が設けられてなることを特徴とする治具。
- 基体と、該基体の一方の面に設けられた自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜上に設けられた高分子膜とを備えてなる治具の製造方法であって、
基材の一方の面に、物理蒸着法により厚みが１０μｍ〜３００μｍのクロム膜と厚みが５０μｍ〜５００μｍの金膜を順に形成して基体を作製する工程Ａと、前記基体の前記金膜上に、浸漬法または昇華法により自己組織化単分子膜を形成する工程Ｂと、前記自己組織化単分子膜上に、蒸着重合法によりポリ尿素、ポリウレタンのうち少なくとも１つからなる高分子膜を形成する工程Ｃとを有することを特徴とする治具の製造方法。
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2009
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