KR20190094099A - 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 및 그 제조방법, 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하는 기재 - Google Patents
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Abstract
발액성의 다른 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 제공한다. 본 발명의 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)은 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층으로서, 상기 층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마(70)에 노출시킬 때의 노출시간 및/또는 인가전력의 변화에 따라서, 산소 플라즈마(70)에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 산소 플라즈마(70)에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능하다.
Description
본 발명은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 및 그 제조방법, 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하는 기재에 관한 것이다.
여러 형태의 정보단말이나 정보가전이 산업계 및 소비자에게 요구되는 가운데, 미세화된 전자 디바이스로 대표되는 여러 분야의 각종 디바이스를 위한 배선 등의 형성방법은 끊임없이 진화를 계속하고 있다.
각종 전자 디바이스를 위한 배선 등의 형성방법으로서 오랜 세월에 걸쳐서, 진공 프로세스나 포토리소그래피법을 사용한 프로세스 등, 비교적 장시간, 및/또는 고가의 설비를 필요로 하는 제조방법이 채용되어 왔다.
지금까지, 본원 출원인은 산화되었을 때에 산화물 반도체가 되는 금속의 화합물을 지방족 폴리카보네이트로 이루어지는 바인더를 포함하는 용액 중에 분산시킨 산화물 반도체의 전구체를 이용해서 크랙의 생성이 저감되고, 전기적 특성 및 안정성이 뛰어난 산화물 반도체층, 및 그 산화물 반도체층을 구비한 반도체 소자 및 전자 디바이스를 제공하는 기술을 개시하고 있다(특허문헌 1).
또, 본원 출원인은 기재 상에 배치된 복수의 섬상(island shape)의 지방족 폴리카보네이트 함유층의 적어도 표면이 180nm 이상 370nm 이하의 파장을 포함하는 자외광에 15분간 노출되었을 때에, 순수와 그 표면과의 접촉각도가 50°이상이고, 각각의 그 전구체층 사이에 끼워진 영역의 적어도 일부에, 상술한 기재 상의 금속잉크를 구비하는 복합부재를 개시하고 있다(특허문헌 2).
상술한 바와 같이, 진공 프로세스나 포토리소그래피법을 사용한 프로세스로 대표되는 제조방법은 각종 디바이스를 제조하기 위해서 많은 처리와 장시간을 필요로 하기 때문에, 원재료나 제조 에너지의 사용효율의 저하 또는 악화로 이어진다. 따라서 그러한 제조방법을 채용하는 것은 공업성 또는 양산성의 관점에서 바람직하지 못할 뿐만 아니라, 대면적화를 비교적 곤란하게 하는 것이 된다.
한편, 인쇄법으로 대표되는 저에너지 제조 프로세스는 전자 디바이스의 플렉서블화, 및 상술한 공업성 또는 양산성의 관점으로부터, 산업계에서 특히 주목을 받고 있다. 인쇄법 또는 도포법을 사용하면, 직접, 기판 상에 소망하는 층을 패터닝할 수 있기 때문에, 패터닝을 위한 진공 프로세스를 생략할 수 있다는 이점이 수득된다. 그 때문에 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 층(특히, 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층(이하, "폴리프로필렌 카보네이트 함유층"라고 한다.))을 사용해서 미세한 패터닝을 실현시키는 것은 특허문헌 1에 개시되어 있는 상기 층의 희유(稀有)한 특징을 이용하는 것에 의해, 각종 디바이스에 있어서 대단히 매력적인 기술의 제공으로 이어질 가능성이 있다.
그렇지만, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 그 안정적으로 발휘되는 높은 발액성이 이른바 장애가 될 수 있다는 것을 본 발명자는 알아냈다. 구체적으로는 예를 들면 금속잉크를 출발재로 해서 형성되는 금속배선 패턴을 형성하는 경우, 선택적으로 상기 금속잉크를 배치하기 때문에, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 동일 평면 내에 있어서, 영역에 따라서 높은 발액성(대표적인 지표로서, 상기 층의 표면에서의 순수(純水)의 접촉각)과, 비교적 낮은 발액성을 병존시킨다는 고도한 연구가 요구될 수 있다. 그 때문에 여러 디바이스에 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 널리 활용하기 위해서는 높은 발액성과 비교적 낮은 발액성 사이에서 적당하게 조정하는 것이 요구되지만, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 채용하는 경우는 그 실현이 곤란한 것이 분명하게 되었다.
따라서, 미세화된 전자 디바이스로 대표되는 여러 분야의 각종 디바이스에 사용될 가능성이 있는 발액성이 다른 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 실현을 향한 연구 및 개발은 아직 진행단계이다.
본 발명은 발액성이 다른 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 실현에 크게 기여할 수 있다.
본 발명자들은 이미 개시되어 있는 기술정보에 의해서는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면 특징인 높은 발액성을 비교적 낮은 발액성으로 변화시키는 것이 곤란하다는 것에 근거해서, 적당하게 조정할 수 있는 발액성의 실현을 위해서 예의 연구와 분석을 거듭했다. 그 결과, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면에 대해서 특수한 처리를 실시하는 것에 의해, 일정 정도의 발액성을 유지한 후에, 발액성을 적당하게 조정할 수 있는 것이 가능한 것을 발견했다. 본 발명은 상술한 연구에 의해 창출되었다.
본 발명의 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층으로서, 상기 층의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출(노광 또는 폭로)할 때의 노출시간 및/또는 인가전력의 변화에 따라서, 상술한 산소 플라즈마에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능하다.
이 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 의하면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 적어도 표면에 대해서 산소 플라즈마에 노출할 때의 노출시간 및/또는 인가전력을 변화시키는 것에 의해서, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 변화시키는 것이 가능한 상기 층을 실현시킬 수 있다.
또, 본 발명의 다른 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층으로서, 상기 층의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원의 거리의 변화에 따라서, 상술한 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능하다.
이 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 의하면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 적어도 표면에 대해서 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 자외선을 조사할 때의 상기 층과 자외선 조사원의 거리를 변화시키는 것에 의해서, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 변화시키는 것이 가능한 상기 층을 실현시킬 수 있다.
또, 상술한 각 발명에 있어서, 모든 상술한 폴리프로필렌 카보네이트 중, 분자량이 1×104 이상의 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 99.0 질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 것은 상기 폴리프로필렌 카보네이트에 대해서, 예를 들면, 나노ㆍ임프린트법을 사용해서 요철을 형성할 때에, 높은 치수 정밀도의 요철을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 높은 정확도로 실현시킬 수 있기 때문에 호적한 1형태이다.
또, 본 발명의 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법은 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출(폭로)할 때의 노출시간 및/또는 인가전력을 변화시키는 것에 의해서, 상술한 산소 플라즈마에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정을 포함한다.
이 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법에 의하면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 적어도 표면에 대해서 산소 플라즈마에 노출할 때의 노출시간 및/또는 인가전력을 변화시키는 것에 의해서, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 조정된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법은, 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 상기 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원의 거리를 변화시키는 것에 의해서 상기 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정을 포함한다.
이 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 의하면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 적어도 표면에 대해서 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 자외선을 조사할 때의 상기 층과 자외선 조사원의 거리를 변화시키는 것에 의해서, 상기 층의 표면 접촉각을, 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 조정된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 기재는 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하고, 접촉각이 높은 표면을 구비하는 상술한 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과, 상기 접촉각이 낮은 표면을 구비하는 상술한 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비한다.
이 기재는 각각이 다른 접촉각의 표면을 가지는 복수 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(즉, 적어도 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)을 갖는다. 그 때문에 예를 들면 액상의 금속잉크를 상술한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 상에 배치했을 때에, 이른바 "젖음성"의 구배가 형성되는 것에 의해서, 높은 발액성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층보다도, 비교적 낮은 발액성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 쪽에 상기 금속잉크가 배치되기 쉬워진다. 더 일반화하면, 상술한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하는 기재는 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 상에서의 액상물질의 선택적 배치를 실현시킬 수 있다.
그런데 본원에서는 "겔 상태"란 대표적인 예로 말하면, 액체 상태로부터 열처리에 의해 용매가 어느 정도(대표적으로는, 용매 전체에 대한 질량비에 있어서 80% 이상이지만 이 수치에 한정되지 않는다.) 제거된 상태이지만, 폴리프로필렌 카보네이트는 실질적으로 분해 또는 제거되어 있지 않은 상황을 말한다.
또, 본원에서의 "층"은 층뿐만 아니라 막도 포함하는 개념이다. 반대로, 본원에서의 "막"은 막뿐만 아니라 층도 포함하는 개념이다. 또, 본원에서의 "접촉각"은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면에서의 순수의 접촉각을 의미한다.
또, 본 출원에서의 "기재"란 판상체의 기초에 한정하지 않고, 다른 형태(예를 들면, 곡면상)의 기초 내지 모재를 포함한다. 부가해서, 본원의 후술하는 각 실시형태에서는 "도포"란 저에너지 제조 프로세스, 대표적으로는 인쇄법, 스핀 코팅법, 바 코팅법, 슬릿 코팅법, 또는 나노ㆍ임프린트법에 의해서 어느 기재 상에 층을 형성시키는 것을 말한다.
부가해서, 본 출원에서의 "분자량이 10000 미만 (즉, 1×104 미만)의 폴리프로필렌 카보네이트를 실질적으로 포함하지 않는다"란 본원 출원시에서의 시판하고 있는 분석 장치(TOSOH CORPORATION., 기종: HLC-8020)에 있어서 검출 한계값 이하라는 의미이다.
본 발명의 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 의하면, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 변화시키는 것이 가능한 상기 층을 실현시킬 수 있다.
또, 본 발명의 하나의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법에 의하면, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 조정된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 하나의 기재는 각각이 다른 접촉각의 표면을 가지는 복수 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(즉, 적어도 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)을 갖는다. 그 때문에 이 기재는, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층상에서의 액상물질의 선택적 배치를 실현시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액의 TG-DTA 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 2는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 3은 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 4는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 5는 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 6은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 7은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 8은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 9는 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 10은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 11은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 12는 다른 실시형태에서의 복합부재의 전체구성을 나타내는 측면도다.
도 13은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단차 측정결과를 나타내는 그래프의 일례다.
도 14는 비교예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 2는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 3은 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 4는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 5는 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 6은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 7은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 8은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 9는 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 10은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 11은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 12는 다른 실시형태에서의 복합부재의 전체구성을 나타내는 측면도다.
도 13은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단차 측정결과를 나타내는 그래프의 일례다.
도 14는 비교예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
본 발명의 실시형태인 복합부재, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층, 및 상기 복합부재의 제조방법을 첨부하는 도면에 의거해서 상세하게 기술한다. 또, 이 설명에 있어서, 전체 도면에 걸쳐서 특별하게 언급이 없는 한, 공통되는 부분에는 공통되는 참조 부호를 붙였다. 또, 도면 중, 각 실시형태의 요소는 반드시 서로의 축척을 유지해서 기재되나 것은 아니다. 또, 각 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 일부의 부호가 생략될 수 있다.
<제1 실시형태>
1. 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층, 및 그것들의 제조방법
본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일)은 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일)을 제조하기 위한 원료이다.
본 실시형태에서는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 변화시키는 것이 가능한 상기 층을 실현시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 채용하는 것에 의해, 상기 층의 표면 접촉각을 높은 발액성을 유지하면서, 일정한 범위에서 조정할 수 있다. 이하에, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 및 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 대해서 설명한다.
(폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층에 대해서)
본 실시형태에서는 수 평균 분자량이 1×103 이상 2×106 이하의 폴리프로필렌 카보네이트를 어떤 용매(대표적으로는 유기용매) 중에 용해시킨 상태가 본 실시형태의 「폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액」을 구성한다.
또, 그 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 가열하는 것에 의해서, 나노ㆍ임프린트법 또는 각종 인쇄법(예를 들면, 스크린 인쇄법)에 사용할 수 있을 정도로 용매가 제거된 상태(대표적으로는 "겔 상태")의 층은 본 실시형태의 「폴리프로필렌 카보네이트 함유층」이다.
본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액은 주로 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하지만, 폴리프로필렌 카보네이트 이외의 화합물, 조성물, 또는 재료를 포함할 수 있다. 또, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 중의 폴리프로필렌 카보네이트 함유량의 하한값은 특별하게 한정되지 않지만, 대표적으로는 상기 폴리프로필렌 카보네이트의 용질의 총량에 대한 질량비가 80% 이상이다. 또, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 중의 폴리프로필렌 카보네이트 함유량의 상한값은 특별하게 한정되지 않지만, 대표적으로는 상기 폴리프로필렌 카보네이트의, 용질의 총량에 대한 질량비가 100% 이하이다.
부가해서, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 예를 들면, 후술하는 엠보싱 공정에 의해서 요철이 형성된 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 된다.
(폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 예)
본 실시형태에서는 열분해성이 좋은 폴리프로필렌 카보네이트가 사용된다. 이러한 폴리프로필렌 카보네이트는 산소 함유량이 높고, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 것이 가능하다.
또, 본 실시형태에서, 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하는 용액인 「폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액」에 채용될 수 있는 유기용매는 폴리프로필렌 카보네이트를 용해 가능한 유기용매라면 특별하게 한정되지 않는다. 유기용매의 구체예는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 유기용매가 호적하게 사용된다.
또, 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하는 용액인 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액에는 소망에 따라, 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 분산제 및/또는 가소제 등을 추가로 첨가할 수 있다.
또, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 형성시키는 방법은 특별하게 한정되지 않는다. 도포법 등에 의한 상기 층의 형성에 대표되는 저에너지 제조 프로세스에 의한 층의 형성은 호적한 1형태이다. 기재 상에 요철이 형성된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 형성시키는 경우에는 예를 들면, 간편한 방법인 나노ㆍ임프린트법 등이 채용될 수 있다.
<TG-DTA(열중량 측정 및 시차열) 특성>
여기에서, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 것이 가능하게 되는 폴리프로필렌 카보네이트에 대해서, 본 발명자들은 더 구체적으로 그 분해 및 소실의 과정을 조사했다.
도 1은 폴리프로필렌 카보네이트의 대표 예인 폴리프로필렌 카보네이트를 용질로 하는 용액(즉, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액)의 TG-DTA 특성의 일례를 나타내는 그래프이다. 또, 이 그래프는 폴리프로필렌 카보네이트를 6.25질량% 포함하는 DEGMEA 용액의 상압 하에서의 결과가 나타나 있다. 또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도면 중의 실선은 열중량(TG) 측정결과이고, 도면 중의 점선은 시차열(DTA) 측정결과이다.
도 1에 나타내는 열중량측정의 결과로부터, 140℃ 부근에서 190℃ 부근에 걸쳐서, 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액의 용매 소실과 함께, 폴리프로필렌 카보네이트 자신의 일부 분해 내지 소실에 의한 중량의 현저한 감소가 인정되었다. 또, 이 분해에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트는 이산화탄소와 물로 변화되고 있는 것으로 생각된다. 또, 도 1에 나타내는 결과에서, 190℃ 부근에서 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 90wt% 이상 분해되고, 제거되고 있는 것이 확인되었다. 더욱 상세하게 보면, 250℃ 부근에서 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 95wt% 이상 분해되고, 260℃ 부근에서 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 거의 모두(99wt% 이상) 분해되고 있는 것을 알 수 있다. 따라서 250℃ 이상(더 바람직하게는 260℃ 이상)의 가열처리를 실시하는 것에 의해서, 실질적으로 또는 거의 소실 또는 제거되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 채용하는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액의 층을 가열하는 것에 의해서 형성되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 분해 또는 제거될 수 있다.
그 때문에 예를 들면, 요철이 형성된 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층으로 형성되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴을 이용해서 형성되는 금속층의 형성을 위한 희생층으로서의 역할을 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴은 실질적으로 자신의 잔사를 남기는 않고 분해 또는 제거되는 것이 가능하게 된다. 폴리프로필렌 카보네이트 함유층은 산소 함유량이 높고, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 관점에서, 이른바 희생층으로서 매우 호적한 재료이다.
또, 상술한 결과는, 비교적 단시간의 가열처리에 의한 상기 폴리프로필렌 카보네이트의 분해에 관한 결과이지만, 보다 장시간 가열처리 하는 경우에는, 보다 저온(예를 들면, 180℃)에서도 충분하게 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 분해하는 것이 확인되고 있다. 바꾸어 말하면, 가열에 의한 상기 폴리프로필렌 카보네이트의 분해 또는 제거되는 온도의 하한값이 대표적으로는 180℃라고 할 수 있다. 단, 이 하한값의 온도는 상기 폴리프로필렌 카보네이트 중의 1개 또는 몇 개의 결합만이 끊어지는 온도라는 의미가 아니고, 상기 폴리프로필렌 카보네이트의 분해에 의해 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 실질적으로 또는 거의 분해에 의해 질량의 감소가 확인되는 온도이다.
따라서 180℃ 이상으로 가열했을 때에, 실질적으로 또는 거의 분해 또는 제거되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 채용하는 것에 의해, 상기와 마찬가지로, 예를 들면, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴을 이용해서 형성되는 금속층의 형성을 위한 희생층으로서의 역할을 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴은 실질적으로 자신의 잔사를 남기는 않고 분해 또는 제거되는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴 대표적인 예는 나노ㆍ임프린트 분야, 혹은 반도체 분야 또는 전자 디바이스 분야에서 채용될 수 있는 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 또는 도트로 대표되는 패턴이지만, 본 실시형태의 패턴 형상은 그것들에 한정되지 않는다. 각종 공지의 패턴 형상을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층도 본 실시형태의 「폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 패턴」에 포함될 수 있다.
(폴리프로필렌 카보네이트에 대해서)
본 실시형태에서는 에폭사이드와 이산화탄소를 중합반응시킨 폴리프로필렌 카보네이트가 호적한 1형태로서 채용된다.
또, 상술한 에폭사이드는 이산화탄소와 중합반응해서 주쇄에 지방족을 포함하는 구조를 가지는 폴리프로필렌 카보네이트가 되는 에폭사이드라면 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 프로필렌옥사이드는 본 실시형태에서 채용할 수 있는 예이다. 또, 프로필렌옥사이드는 이산화탄소와의 높은 중합반응성을 가지는 관점에서 호적하게 사용된다.
(폴리프로필렌 카보네이트의 제조방법에 대해서)
본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트의 제조방법 일례로서 에폭사이드와 이산화탄소를 금속촉매의 존재 하에서 중합반응시키는 방법 등이 채용될 수 있다.
여기에서, 폴리프로필렌 카보네이트의 제조예는 다음과 같다.
교반기, 가스 도입관, 온도계를 구비한 용적이 1L(리터)의 오토클레이브의 계내를 미리 질소분위기로 치환한 후, 유기 아연 촉매를 포함하는 반응액, 헥산, 및 프로필렌옥사이드를 투입했다. 다음에, 교반하면서 이산화탄소를 첨가하는 것에 의해서 반응계 내를 이산화탄소 분위기로 치환하고, 반응계 내가 약 1.5 MPa가 될 때까지 이산화탄소를 충전했다. 그 후에 그 오토클레이브를 60℃로 승온하고, 반응에 의해 소비되는 이산화탄소를 보급하면서 몇 시간 중합반응을 실시했다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 냉각해서 탈압하고, 여과했다. 그 후에 감압건조 하는 것에 의해 폴리프로필렌 카보네이트를 얻었다.
또, 상술한 금속촉매로서 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 촉매, 특히 유기 아연 촉매가 호적하게 사용된다.
또, 상술한 유기 아연 촉매로서 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 촉매가 호적하게 사용된다.
여기에서, 유기 아연 촉매의 제조예는 다음과 같다.
우선, 교반기, 질소가스 도입관, 온도계, 환류 냉각관을 구비한 4구 플라스크에 산화아연, 글루타르산, 아세트산, 및 톨루엔을 투입했다. 다음에, 반응계 내를 질소분위기로 치환한 후, 그 플라스크를 55℃까지 승온하고, 동일 온도에서 4시간 교반하는 것에 의해, 상술의 각 재료의 반응처리를 실시했다. 그 후에 110℃까지 승온하고, 추가로 동일 온도에서 4시간 교반해서 공비 탈수시키고, 수분만을 제거했다. 그 후에 그 플라스크를 실온까지 냉각하는 것에 의해 유기 아연 촉매를 포함하는 반응액을 얻었다. 또, 이 반응액의 일부를 분취하고, 여과해서 수득한 유기 아연 촉매에 대해서, IR을 측정(써모니코레저팬 주식회사, 상품명: AVATAR360)했다. 그 결과, 카르복시산기에 의거하는 피크는 인정되지 않았다.
또, 중합반응에 사용되는 상술한 금속촉매의 사용량은 국제공개 WO2016/098423호에 개시되어 있는 양이 바람직하다.
또, 본 발명자들은 상술한 촉매 대신에, 예를 들면 국제공개 WO2012/114939호에 개시되어 있는 코발트 착체를 채용하는 것에 의해, 주쇄가 하기 화학식 (1)로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하고, 또한, 상기 주쇄 구조가 99% 이상의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 생성하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조 규칙성이 손상되어 있는 상태란 예를 들면, 고분자쇄 중에서 CO2가 결손되어 있는 등의 상태가 형성되어 있는 것을 말한다.
[화 1]
또, 상술한 중합반응에서 필요에 따라서 사용되는 반응용매는 특별하게 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 예를 채용할 수 있다.
또, 상술한 반응용매의 사용량은 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 양이 바람직하다.
또, 상술한 중합반응에서, 에폭사이드와 이산화탄소를 금속촉매의 존재 하에서 반응시키는 방법으로서는 특별하게 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 방법이 채용될 수 있다.
부가해서, 상술한 중합반응에서 사용되는 이산화탄소의 사용압력은 특별하게 한정되지 않는다. 대표적으로는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 압력이 채용될 수 있다.
또, 상술한 중합반응에서의 중합반응 온도는 특별하게 한정되지 않는다. 대표적으로는 30℃ 이상 100℃ 이하인 것이 바람직하고, 40℃ 이상 80℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 중합반응 온도가 30℃ 미만의 경우, 중합반응에 장시간을 필요로 할 우려가 있다. 또, 중합반응 온도가 100℃를 넘을 경우, 부반응이 일어나고, 수율이 저하될 우려가 있다. 중합반응 시간은 중합반응 온도에 따라 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 대표적으로는 2시간∼40시간인 것이 바람직하다.
중합반응 종료 후, 이미 설명한 폴리프로필렌 카보네이트를 용해 가능한 유기용매(예를 들면, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트)에 상술한 폴리프로필렌 카보네이트를 용해시킨 후, 상술한 촉매를 여과에 의해 제거한다. 그 결과, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액이 제조된다.
<제2 실시형태>
다음에, 본 발명자들은, 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 사용해서 기재(10) 및 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비한 복합부재(100)를 제조했다.
(복합부재의 제조방법)
본 실시형태의 복합부재(100)의 제조방법을 도 2 내지 도 4에 나타내면서 설명한다.
[폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조공정]
본 실시형태에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 기재(10)의 일례인 글래스 또는 폴리이미드 상에, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 공지의 스핀 코팅법 또는 바 코팅법을 사용해서 형성한다. 이 공정이 폴리프로필렌 카보네이트 함유층 형성공정의 예이다. 또, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 그 대표적인 두께는 300nm 이상 4000nm 이하이다.
또, 본 실시형태의 기재(10)는 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 기재(10)는 실리콘(Si) 기판, 고내열 유리, SiO2/Si 기판(즉, 실리콘 기판 상에 산화 실리콘층을 형성한 기판), 알루미나(Al2O3) 기판, STO(SrTiO) 기판, 실리콘 기판의 표면에 SiO2층 및 Ti층을 개재시켜서 STO(SrTiO)층을 형성한 절연성 기판, 반도체 기판(예를 들면, Si 기판, SiC 기판, Ge 기판 등)을 포함하는 여러 종류의 기재를 적용할 수 있다. 또, 절연성의 기재에는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리올레핀류, 셀룰로오스트리아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리설폰, 아라미드, 방향족 폴리아미드 등의 재료로 이루어지는 필름 또는 시트가 포함된다. 또, 기재(10)의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 3㎛ 이상 300㎛ 이하이다. 또, 기재(10)는 경질일 수도 있고, 플렉시블한 것일 수도 있다. 또, 기재(10)는 기재(10) 상에, 미리, 절연체층, 반도체층, 또는 도전체층 또는 그것들의 패턴이 형성되고 있는 것을 포함할 수 있다.
다음에, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 예비적으로 가열하는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)중에 포함되는 용매성분을 제거하는 공정(예비 소성공정 또는 건조공정, 이하, 총칭해서 "예비 소성공정"이라고 한다)이 실시된다. 본 실시형태에서는 예비 소성공정으로서 100℃∼150℃의 가열처리가 실시되었다.
(산소 플라즈마에 의한 노출(폭로) 공정)
그 후에 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 전체 면을 대기압 분위기에서 산소를 함유하는 가스를 여기시키는 것에 의해 생성한 플라즈마(이하, "산소 플라즈마"라고도 한다)에 노출시키는 공정이 실시된다. 또, 본 실시형태의 플라즈마를 형성하기 위해서 처리실 내로 도입된 구체적인 가스는 산소, 아르곤, 및 헬륨이다. 또, 인가한 고주파 전력(즉, 인가전력)은 약 500W이다. 본 실시형태에서는 YAMATO SCIENTIFIC CO., LTD.(형식, YAP510S)의 대기압 플라스마 장치가 사용된다. 또, 상기 인가전력은 500W에 한정되지 않는다. 상기 플라즈마를 형성시키는 것은 가능한 범위에서 상기 인가전력을 적당하게 변경할 수 있다.
그런데 대기압 분위기에서 발생시킨 상술한 플라즈마에 부가해서, 보조적으로 감압 하에서 산소 플라즈마에 의한 에칭처리를 병용할 수 있는 것은, 국제공개 2017/047227호 공보에 개시되는 기술사상과 동일하다.
본 실시형태에서는 본 발명자는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 상술한 플라즈마에 노출시키는 공정을 실시하는 것에 의해, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 상기 표면 발액성을 변화시키는 것을 시도했다.
구체적으로는, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출시킬 때의 노출시간을 변화시켰을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출되기 전후의 상기 표면 접촉각을 측정했다.
표 1은 3종류의 시료(시료(1a), 시료(2a), 시료(3a)) 에 대한 산소 플라즈마에 대한 노출시간과 접촉각의 관계를 나타내고 있다.
또, 시료(1a)는 질량 평균 분자량이 약 36만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 하기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다. 또, 시료(2a)는 질량 평균 분자량이 약 11.3만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 하기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 99% 이상의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다. 또, 시료(3a)는 질량 평균 분자량이 약 35.4만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 하기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 99% 이상의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다.
[화 2]
또, 표 1에서의 "5회"란 산소 플라즈마의 노출조건으로서, 소인(sweep) 속도 100mm/분으로 이동하는 산소 플라즈마로의 노출영역(직경 200mm의 원형 영역)에 의해, 어떤 장소의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 5회 소인된 것을 의미한다. 따라서 그 노출된 하나의 특정 장소에 대해서 말하자면, "5회"란 총계로 600초 동안, 산소 플라즈마에 의해 노출된 것을 의미한다. 또, 표 1에서의 "15회"란 상술한 소인 회수가 15회인 것을 의미한다. 상기의 조건에 의하면, 산소 플라즈마의 노출조건으로서 총계로 1800초 동안, 산소 플라즈마에 의해 노출된 것을 의미한다. 따라서 표 1의 예에서는 실질적으로 산소 플라즈마로의 노출시간이 0초 이상 1800초 이하의 범위에서 변화되었을 때의 접촉각의 예가 나타나 있다.
또, 표 1에 나타내는 바와 같이 각 란에서의 상단에는 접촉각(deg.)이 표시되고, 하단에는 산소 플라즈마에 노출되기 전의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각을 100(%)로 했을 때의, 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각 비율(%)이 표시되어 있다. 예를 들면, 시료(1a)에서의 "5회"의 유지율의 계산식은 (69.5÷74.3)×100이고, 소수점 둘째자리 수를 사사오입하고 있다.
그 결과, 산소 플라즈마에 노출되기 전의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각과, 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각의 관계에서, 매우 흥미로운 결과가 수득되었다. 표 1의 유지율에 나타내는 바와 같이, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출하는 것에 의해, 산소 플라즈마에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.95 이하의 범위에서 변경 가능하다는 것이 분명하게 되었다. 또 본 발명자들이 더 낮은분자량의 폴리프로필렌 카보네이트 또는 더 높은 고분자량의 폴리프로필렌 카보네이트 를 포함해서 연구를 거듭한 결과, 산소 플라즈마에 노출되기 전의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능한 것임이 분명하게 되었다.
관점을 달리하면, 상술한 처리는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출할 때의 노출시간을 변화시키는 것에 의해서, 상기 산소 플라즈마에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정이라고 바꿔 말할 수 있다.
또, 표 1에 나타내는 3종류의 시료 전부에서, 적어도 접촉각이 50°(50deg.) 이상을 실현시키고 있기 때문에, 산소 플라즈마에 노출되었을 경우라고 해도, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면은 일정 정도의 높은 발액성을 유지하고 있는 것이 확인되었다. 또, 비교예의 조사로서 질량 평균 분자량이 약 35만의 공지 아크릴수지(더 구체적으로는 폴리메타크릴산메틸 수지(PMMA))로 이루어지는 층을 산소 플라즈마에 노출시킨 결과, 노출 전의 접촉각은 65.6°이었지만, 상술한 15회의 조건에서 48.1°까지 접촉각이 저하되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명자는 산소 플라즈마에의 노출시간을 변화시키는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면에서의 접촉각(즉, 발액성)을 어느 정도 발액성을 유지한 상태 중에서 변화시키는 것이 가능하다는 것을 알아냈다. 그 결과, 본 발명자는 이 특성을 살려서 어떤 구획된 복수 영역에 있어서, 각각 다른 접촉각을 실현시키는 표면을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 제조할 수 있다는 것을 발견했다.
부가해서, 본 발명자들은 상술한 식견에 의거해서 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출할 때의 산소 플라즈마로의 노출시간이 동일하더라도, 상기 플라즈마를 형성하는 인가전력을 변화시킨 경우에는, 상기 산소 플라즈마에 노출되기 전후의 상기 표면 접촉각이 변화될 수 있다는 것을 알아 냈다. 구체적으로는 상기 플라즈마를 생성하는 인가전력을 높이는 것이 상기 플라즈마로의 노출 전과 비교했을 때의 접촉각 저하 정도를 더 커지게 하는 것이 된다. 또, 본 발명자들은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출할 때의 산소 플라즈마로의 노출시간과, 인가전력의 양쪽을 변화시키는 것에 의해서도, 상기 산소 플라즈마에 노출되기 전후의 상기 표면 접촉각이 변화될 수 있다는 것을 알게 되었다. 구체적으로는 상기 플라즈마로의 노출시간이 긴 것이, 혹은 상기 플라즈마를 생성하는 인가전력을 높이 것이, 상기 플라즈마로의 노출 전과 비교했을 때의 접촉각 저하 정도를 더 커지게 하는 것이 된다.
도 3은 본 실시형태의 복합부재(100)의 제조방법의 하나의 과정(산소 플라스마 노출공정)을 나타내는 단면모식도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에 배치된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 일부 표면 상에, 스크린 인쇄법에 의해 복수의 두께를 가지는 공지의 레지스트층(50)이 형성되어 있다. 또, 도 3은 산소 플라즈마(70)에 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22) 및 레지스트층(50)이 노출되어 있는 상태를 나타내고 있다.
그 결과, 도 3에서의 A1로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)은 레지스트층(50)이 형성되어 있지 않기 때문에, 가장 오랜 시간, 산소 플라즈마(70)에 노출되게 된다. 또, 도 3에서의 B1로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)은 비교적 얇은 레지스트층(50)이 산소 플라즈마(70)에 의해 제거된 후에, 산소 플라즈마(70)에 노출되게 된다. 그 때문에 A1로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)보다도 산소 플라즈마에의 노출시간이 짧아진다. 또, 도 3에서의 C1로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)은 비교적 두꺼운 레지스트층(50)이 산소 플라즈마(70)에 의해 제거된 후에, 산소 플라즈마(70)에 노출되게 된다. 그 때문에 B1로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)보다도 산소 플라즈마에의 노출시간이 짧아진다.
상술한 산소 플라즈마에 대한 노출공정의 실시하는 것에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 영역(A1, B1, C1)별로 산소 플라즈마에 노출된 시간이 다른 표면을 적어도 구비한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 형성할 수 있다.
또, 산소 플라즈마에 노출되는 시간이 적어도 10분 이하의 범위라면, 산소 플라즈마에 노출되기 전의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 적어도 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 조정된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 제공할 수 있다. 또, 산소 플라즈마에 대한 노출시간이 적어도 10분 이하라면, 산소 플라즈마에 노출되는 시간이 긴 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)이 상기 시간이 짧은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)보다도 접촉각이 낮아지는 경향에 있기 때문에, 이 예의 다음과 같이 바꿔 말할 수 있다.
도 4에 나타내는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 B1로 나타낸 영역을, 예를 들면 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층으로 인식하고, 또, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 A1로 나타낸 영역을, 예를 들면 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층으로 인식하면, 본 실시형태의 기재(10)는 접촉각이 높은 표면을 구비하는 B1로 나타낸 영역의 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)과, 상기 접촉각이 낮은 표면을 구비하는 A1로 나타낸 영역의 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 구비한다.
또, 상술한 예에서는 B1로 나타낸 영역을 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식하고, A1로 나타낸 영역을 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식하고 있지만, 각 영역과, 제1 또는 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과의 대응관계는 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, C1로 나타낸 영역을 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식하고, B1로 나타낸 영역을 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식할 수도 있다. 또, C1로 나타낸 영역을 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식하고, A1로 나타낸 영역을 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식할 수도 있다.
부가해서, 예를 들면 액상의 금속잉크를 상술한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22) 상에 배치했을 때에, 말하자면 "젖음성"의 구배를 형성하는 것에 의해서 금속잉크가 자주적인 배치를 높은 정확도로 실현시키는 관점에서 말하면, 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각이 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각보다도, 10°이상(더 호적하게는 15°이상, 또는 15°초과) 높은 것이 호적한 1형태이다. 또, 그러한 젖음성의 구배 높이를 유지하는 경우라고 해도 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 표면 접촉각이 50°이상인 것이 바람직하다.
<제3 실시형태>
다음에, 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 사용해서 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)과 동일한 제조방법에 의해서 기재(10) 상에 형성되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222), 및 그 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)을 구비한 복합부재(200a)에 대해서 설명한다. 또, 제1 또는 제2 실시형태와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
(복합부재의 제조방법)
본 실시형태의 복합부재(200a)의 제조방법을 도 5 내지 도 7에 나타내면서 설명한다.
(자외선 조사공정)
본 실시형태에서는 공지의 자외선 조사원(자외선 조사장치)(80)(Multiply Co., Ltd., 형식: MHU-110WB)을 사용해서 예비 소성공정을 거친 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 전체 면에 대해서, 파장 180nm 이상 370nm 이하를 포함하는 자외선을 조사하는 자외선 조사공정이 실시된다. 또, 본 실시형태에서의 파장 180nm 이상 370nm 이하를 포함하는 자외선을 조사하는 자외선 조사원의 다른 예는 시판하고 있는 365nm을 주 파장으로 하는 자외선 램프(AS ONE Corporation., 형식: SLW-8)이다.
또, 본 실시형태에서는 자외선 조사원(80)과 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면과의 사이의 거리는 10mm이다. 또, 본원에서는 자외선 조사원(80)과 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면 사이의 거리를 측정할 때는, 자외선 조사원(80)에서의 광원의 장소를 측정 기준으로 하고 있다. 또, 본 실시형태에서의 자외선 강도(또는 자외선 조도)는 0.275 mW/㎠이다.
본 실시형태에서는 본 발명자는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 적어도 표면을 상술한 자외선 조사공정을 실시하는 것에 의해, 상기 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 상기 표면 발액성을 변화시키는 것을 시도했다.
구체적으로는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 조사시간을 변화시켰을 때의 상기 자외선을 조사하기 전후의 상기 표면 접촉각을 측정했다.
표 2는 2종류의 시료(시료(1b), 시료(2b))에 대한 자외선을 조사한 시간과 접촉각의 관계를 나타내고 있다.
또, 시료(1b)는 질량 평균 분자량이 약 36만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 하기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다. 또, 시료(2b)는 질량 평균 분자량이 약 36만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 하기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다.
[화 3]
그 결과, 자외선을 조사하기 전의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면 접촉각과, 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각의 관계에서, 매우 흥미로운 결과가 수득되었다. 표 2의 유지율에 나타내는 바와 같이, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.85 이상 0.95 이하의 범위에서 변경 가능하다는 것이 분명하게 되었다. 또 본 발명자들이 더 낮은 분자량의 폴리프로필렌 카보네이트 또는 더 높은 분자량의 폴리프로필렌 카보네이트를 포함해서 연구를 거듭한 결과, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능하다는 것이 분명하게 되었다.
관점을 달리하면, 상술한 처리는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 적어도 표면에 자외선을 조사할 때의 조사시간을 변화시키는 것에 의해서, 상기 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정이라고 바꿔 말할 수 있다.
또, 표 2에 나타내는 시료(1b )및 다른 연구결과에 근거해서, 적어도 접촉각이 50°(50deg.) 이상을 실현시키고 있기 때문에, 자외선을 조사했을 경우라고 해도, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면은 일정 정도의 높은 발액성을 유지하고 있는 것이 확인되었다. 또, 비교예의 조사로서 질량 평균 분자량이 약 35만의 공지 아크릴수지(더 구체적으로는 폴리메타크릴산메틸 수지(PMMA))로 이루어지는 층에 자외선을 조사한 결과, 노출 전의 접촉각은 63.0°이었지만, 상술한 20분의 조건에서 27.7°(유지율은 약 44%)까지 접촉각이 저하되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명자는 자외선을 조사하는 시간을 변화시키는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면에서의 접촉각(즉, 발액성)을 어느 정도 발액성을 유지한 상태 중에서 변화시키는 것이 가능한 것임을 알게 되었다. 그 결과, 본 발명자는 이 특성을 살려서 어느 구획된 복수 영역에 있어서, 각각 다른 접촉각을 실현시키는 표면을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)을 제조할 수 있다는 것을 발견했다.
도 5 및 도 6은 본 실시형태의 복합부재(200a)의 제조방법의 하나의 과정(자외선 조사공정)을 나타내는 단면모식도이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에 배치된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 일부 표면 상방에, 자외선을 실질적으로 투과시키지 않은(환언하면, 자외선을 실질적으로 차단한다.) 공지의 재료가 설치된 마스크(82)가 이동 가능하게 배치되어 있다.
또, 도 5 및 도 6은 자외선에 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)이 노출(노광, 폭로)되고 있는 상태를 나타내고 있다. 부가해서, 도 6에 나타내는 상태는 도 5에 나타내는 상태가 어느 시간 경과한 후에 형성된 상태를 나타내고 있다. 따라서, 도 6에서의 B2로 나타낸 영역에 자외선이 조사되기 시작했을 때에는 이미 A2로 나타낸 영역에 자외선이 어느 시간 조사되고 있게 된다.
그 결과, 도 5 및 도 6에서의 A2로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)은 마스크(82)에 의해 자외선이 차단되고 있지 않은 시간이 가장 길기 때문에, 가장 오랜 시간, 자외선이 조사되게 된다. 또 도 5 및 도 6에서의 B2로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)은 마스크(82)에 의해 자외선이 차단되고 있지 않은 시간(환언하면, 자외선이 조사된 시간)이 A2로 나타낸 영역보다도 짧아진다. 또, 도 5 및 도 6에서의 C2로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)은 거의 자외선이 조사되지 않는, 또는 B2로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)보다도 짧은 시간, 자외선이 조사되게 된다.
상술한 자외선 조사공정이 실시되는 것에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 영역(A2, B2, C2)별로 자외선이 조사된 시간이 다른 표면을 적어도 구비한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)을 형성할 수 있다.
또, 자외선을 조사하는 조사시간의 변화에 따라서, 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 적어도 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 조정된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)을 제공할 수 있다. 또, 자외선을 조사하는 조사시간이 적어도 10분 이하라면, 자외선이 조사된 시간이 긴 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)이 상기 시간이 짧은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)보다도 접촉각이 낮아지는 경향에 있기 때문에, 이 예의 다음과 같이 바꿔 말할 수 있다.
도 7에 나타내는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 B2로 나타낸 영역을, 예를 들면 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층으로 인식하고, 또, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 A2로 나타낸 영역을, 예를 들면 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층으로 인식하면, 본 실시형태의 기재(10)는 접촉각이 높은 표면을 구비하는 B2로 나타낸 영역의 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)과, 상기 접촉각이 낮은 표면을 구비하는 A2로 나타낸 영역의 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 구비한다.
또, 상술한 예에서는 B2로 나타낸 영역을 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 파악하고, A2로 나타낸 영역을 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)으로 인식하고 있지만, 각 영역과, 제1 또는 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과의 대응관계는 제2 실시형태에서 설명한 내용과 마찬가지로, 상술한 예에 한정되지 않는다.
부가해서, 예를 들면 액상의 금속잉크를 상술한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222) 상에 배치했을 때에, 말하자면 "젖음성"의 구배를 형성하는 것에 의해서 금속잉크가 자주적인 배치를 높은 정확도로 실현시키는 관점에서 말하면, 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면 접촉각이 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면 접촉각보다도, 10°이상(더 호적하게는 15°이상, 또는 15° 초과) 높은 것이 호적한 1형태이다. 또, 그러한 젖음성의 구배 높이를 유지하는 경우라고 해도, 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(222)의 표면 접촉각이 50°이상인 것이 바람직하다.
<제3 실시형태의
변형예
>
그런데, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면 접촉각을 다르게 하는 접촉각 변경공정을 제3 실시형태에서의 자외선의 조사시간의 변화 대신에, 상기 층의 적어도 상기 표면에 상기 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원(80)과의 거리의 변화를 채용한 예에 대해서 이하에 설명한다. 또, 제1, 제2, 또는 제3 실시형태와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
본 변형예에서는 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 사용해서 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)과 동일한 제조방법에 의해 기재(10) 상에 형성 되는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322), 및 그 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)을 구비한 복합부재(200b)가 제조된다.
(복합부재의 제조방법)
본 실시형태의 복합부재(200b)의 제조방법을 도 5 내지 도 7에 나타내면서 설명한다.
(자외선 조사공정)
본 실시형태에서는 제3 실시형태의 자외선 조사원(자외선 조사장치)(80)을 사용해서 예비 소성공정을 거친 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 전체 면에 대해서 자외선을 조사하는 자외선 조사공정이 실시된다.
구체적으로는 저분자량에서 고분자량까지의 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 적어도 표면에 자외선을 조사할 때의, 상기 표면과 자외선 조사원(80)과의 거리를 1mm∼150mm 사이로 변화시켰을 때의, 상기 자외선을 조사하기 전후의 상기 표면 접촉각을 측정했다. 그 결과, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 표면과 자외선 조사원(80)과의 거리가 가까울수록, 접촉각이 낮아지는 것이 확인되었다. 또 본 발명자들이 더 낮은 분자량의 폴리프로필렌 카보네이트 또는 더 높은 분자량의 폴리프로필렌 카보네이트를 포함해서 연구를 거듭한 결과, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능하다는 것이 분명하게 되었다.
관점을 달리하면, 상술한 처리는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 적어도 표면에 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원의 거리를 변화시키는 것에 의해서, 상기 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정이라고 바꿔 말할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명자는 자외선을 조사하는 시간을 변화시키는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 표면에서의 접촉각(즉, 발액성)을 어느 정도 발액성을 유지한 상태 중에서 변화시키는 것이 가능하다는 것을 알아냈다. 그 결과, 본 발명자는 이 특성을 살려서, 어떤 구획된 복수 영역에서 각각 다른 접촉각을 실현시키는 표면을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)을 제조할 수 있다는 것을 알아냈다.
도 8 및 도 9는 본 실시형태의 복합부재(200b)의 제조방법의 하나의 과정 (자외선 조사공정)을 나타내는 단면모식도이다. 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에 배치된 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 일부 표면 상방에, 자외선을 실질적으로 투과시키지 않은(환언하면, 자외선을 실질적으로 차단한다.) 공지의 재료가 설치된 마스크(82)가 이동 가능 또는 위치 변경 가능하게 배치되어 있다.
또, 도 8 및 도 9는 각각 다른 거리로부터 조사되는 자외선에 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)이 노출(노광, 폭로)되고 있는 상태를 나타내고 있다. 구체적으로는 A3으로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)에 조사되는 자외선의 광원과 상기 층(322)과의 거리(h2)는 B3으로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)에 조사되는 자외선의 광원과 상기 층(322)과의 거리(h1)보다도 짧다. 부가해서, 도 9에 나타내는 상태는 도 8에 나타내는 상태가 어느 시간 경과한 후에 형성된 상태를 나타내고 있다.
그 결과, 도 8 및 도 9에서의 A3으로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)은 B3으로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)에 조사되는 광원보다도 가까운 광원으로부터 자외선이 조사된다. 또, 도 8 및 도 9에서의 C3으로 나타낸 영역의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)은 거의 자외선이 조사되지 않는 상태가 된다.
상술한 자외선 조사공정이 실시되는 것에 의해, 도 10에 나타내는 바와 같이, 영역(A3, B3, C3) 별로 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)의 표면과 자외선 조사원(80)과의 거리가 다른 표면을 적어도 구비한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(322)을 형성할 수 있다.
그런데 상술한 제3 실시형태에서 채용된 「자외선의 조사시간」과, 상술한 제3 실시형태의 변형예에서 채용된 「자외선을 조사할 때의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면과 자외선 조사원의 거리」의 양쪽을 변화시키는 것도, 더 세세한 접촉각의 조정실현에 기여할 수 있는 관점으로부터 호적한 다른 1형태이다.
<다른 실시형태(1)>
본 발명자의 분석에 의하면, 상술한 각 실시형태 및 변형예에서, 수 평균 분자량이 3×103 이상 5×105 이하인 것은 접촉각의 조정을 보다 높은 정확도로 실현시킬 수 있는 관점으로부터 호적한 1형태이다.
<다른 실시형태(2)>
또, 본 발명자가 상술한 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 사용해서 본원 출원인이 지금까지에 개시하는 공지의 엠보싱 가공법에 의한 요철 형상을 형성할 때의 상기 요철의 치수 정밀도를 의해 높이기 위해서 더욱 연구 고 분석을 거듭한 결과, 하기의 조건을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 치수 정밀도의 향상에 크게 기여할 수 있다는 것을 발견했다.
구체적으로는, 본 실시형태에서의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액은 모든 폴리프로필렌 카보네이트 중, 분자량이 1×104 이상의 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 99.0질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 폴리프로필렌 카보네이트를, 어떤 용매(대표적으로는 유기용매) 중에 용해시킨 용액이다. 별도의 표현을 채용하면, 분자량이 1×104 이상의 부분이 전체 면적에 99.0% 이상을 차지하는 분자량 분포곡선을 가지며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액이 본 실시형태의 「폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액」이다.
(폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액의 제조방법에 대해서)
본 실시형태에서는 제1 실시형태와 마찬가지로, 폴리프로필렌 카보네이트를 용해 가능한 유기용매에 폴리프로필렌 카보네이트를 용해시킨 후, 촉매를 제거한 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 얻는다.
그 후, 특정한 수치 범위의 분자량의 폴리프로필렌 카보네이트를 가능한 한 분리하는, 하기의 분리공정을 채용하는 것에 의해, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액이 제조된다.
[분리공정]
구체적으로는 본 실시형태의 분리공정에서는 상술한 여과된 여과액으로부터, 분획분자량이 1×104의 한계 여과막(UF막)을 사용해서 분자량이 1×104 미만의 폴리프로필렌 카보네이트를 투과 여과액측으로 배출시키는 것에 의해 분리한다. 그 후에 투과하지 않은 여과액을 농축 및 건조한다. 그 결과, 본 실시형태에서는 이 분리공정에 의해, 분자량이 1×104 미만의 폴리프로필렌 카보네이트를 실질적으로 포함하지 않는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액, 또는 1.0질량% 미만밖에 포함하지 않는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 제조할 수 있다.
상술한 분리공정을 실시하는 것에 의해서 수득된 특정한 수치 범위의 분자량 폴리프로필렌 카보네이트를, 폴리프로필렌 카보네이트를 용해 가능한 유기용매(예를 들면, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트)에 용해시킨다. 그 결과, 후술하는 분석의 결과, 이하의 (X) 또는 (Y)를 만족시키는 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 제조할 수 있다.
(X) 모든 폴리프로필렌 카보네이트 중, 분자량이 1×104 이상의 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 99.0질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 상기 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액
(Y) 분자량이 1×104 이상의 부분이 전체 면적에 99.0% 이상을 차지하는 분자량 분포곡선을 가지며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액
본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 사용해서 제1 실시형태와 동일하게, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 형성하는 것에 의해, 예를 들면, 나노ㆍ임프린트법을 사용해서 요철을 형성할 때에, 높은 치수 정밀도의 요철을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 높은 정확도로 실현시킬 수 있다.
구체예에 대해서 이하에 설명한다. 도 11은 본 실시형태에서의 복합부재(300)의 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다. 또, 도 12는 본 실시형태에서의 복합부재(300)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이 복합부재(300)는 기재(10) 상에, 요철을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 구비하고 있다.
본 실시형태에서는 제1 실시형태와 동일하게, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)에 대해서 예비 소성공정이 실시된다. 그 후에 도 11에 나타내는 바와 같이, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)에 대해서, 형(M1)을 0.1 MPa 이상 20 MPa 이하의 압력을 가해서 가압하는 것에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 엠보싱 구조를 형성하는 엠보싱 공정이 실시된다. 엠보싱 가공이 실시되는 것에 의해, 도 12에 나타내는 바와 같이, 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 영역(22a)의 두께가 다른 영역에 비해서 얇게 되는 것에 의해 오목부가 형성된다. 따라서 본 실시형태에서는 상술한 엠보싱 가공이 실시되는 공정이, 오목부 형성공정/엠보싱 공정이다. 또, 상기 오목부의 형성은 관점을 달리하면, 볼록부를 형성하는 공정이라고 말할 수도 있다.
본 발명자들은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 엠보싱 구조에 대해서도 연구와 분석의 결과, 질량 평균 분자량이 아니라, 수 평균 분자량이 요철형상의 치수 정밀도에 지배적으로 영향을 주고 있는 것을 발견했다. 그래서, 상술한 (X) 및/또는 (Y)의 조건을 만족시키는 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액을 출발재로 해서 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 형성하는 것에 의해, 후술하는 불량 발생을 높은 정확도로 억제할 수 있었다. 그 결과, 본 발명자들은 도 12에 나타내는 바와 같이, 높은 치수 정밀도의 요철을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 높은 정확도로높은 정확도로 있는 것을 알아 냈다.
도 13은 본 실시형태에서의 복합부재의 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단차 측정결과를 나타내는 그래프의 일례이다. 도 13의 "S"로 나타내는 부분과 같이, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 가지는 오목부의 가장자리의 형상은 거의 수직이고, 도 14의 돌기(23a)에 나타내는 바와 같은 불량도 눈에 띄지 않는다. 또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 가지는 오목부의 바닥부(23b)가 부풀어 오른다는 도 14에 나타내는 바와 같은 불량도 눈에 띄지 않는다. 그 결과, 치수 정밀도가 우수한 요철을 구비하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)을 제조할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 오목부의 가장자리의 돌기의 평면에 대한 높이가 상기 평면의 두께를 1로 했을 때에, 0 이상 0.5 이하(더 호적하게는, 0 이상 0.15 이하)라면, 최종적으로 높은 정밀도의 복합부재(300)를 얻을 수 있다. 또, 상술한 「평면」이란 도 14의 F로 나타낸 영역과 같이, 똑같은 두께의 층상의 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이 형성된 후에 상술한 엠보싱 가공이 실시되었을 때, 돌기(23a)로부터 충분하게 떨어지고 있는 장소로써, 돌기(23a)의 기슭의 끝을 조금 넘은 장소(대표적으로는 돌기(23a)의 정점에서 1㎛ 떨어진 장소)를 의미한다.
본 실시형태에서는 그 후에 나노ㆍ임프린트법에 의해 형성된 엠보싱 구조를 가지는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층(22)의 전체 면을 대기압 분위기에서 발생시킨 플라즈마에 노출하는 것에 의해서 에칭하는 에칭 처리가 실시되는 경우가 있다.
이상 기술한 바와 같이, 상술한 각 실시형태의 개시는 그것들의 실시형태의 설명 위해서 기재한 것으로, 본 발명을 한정하기 위해서 기재한 것은 아니다. 부가해서, 각 실시형태의 다른 조합을 포함하는 본 발명의 범위 내에 존재하는 변형예도 또, 특허청구범위에 포함되는 것이다.
본 발명은 각종 반도체 소자를 포함하는 휴대단말, 정보가전, 센서, 다른 공지의 전화(電化)제품, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 또는 NEMS(Nano Electro Mechanical Systems), 및 의료기기 등을 포함하는 전자 디바이스 분야 등에 널리 적용될 수 있다.
10: 기재
22, 222, 322: 폴리프로필렌 카보네이트 함유층
22a: 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 영역
23a: 돌기
23: 바닥부
70: 산소 플라즈마
80: 자외선 조사원
82: 마스크
100, 200a, 200b: 복합부재
22, 222, 322: 폴리프로필렌 카보네이트 함유층
22a: 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 영역
23a: 돌기
23: 바닥부
70: 산소 플라즈마
80: 자외선 조사원
82: 마스크
100, 200a, 200b: 복합부재
Claims (10)
- 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층으로서,
상기 층의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출할 때의 노출시간 및/또는 인가전력의 변화에 따라서, 상기 산소 플라즈마에 노출되기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층. - 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층으로서,
상기 층의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원의 거리의 변화에 따라서, 상기 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 변경 가능한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층. - 제1항에 있어서, 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각이 50°이상인 폴리프로필렌 카보네이트 함유층.
- 제2항에 있어서, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각이 50° 이상인 폴리프로필렌 카보네이트 함유층.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수 평균 분자량이 3×103 이상 내지 5×105 이하인 폴리프로필렌 카보네이트 함유층.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 상기 폴리프로필렌 카보네이트 중, 분자량이 1×104 이상의 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 99.0질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 폴리프로필렌 카보네이트 함유층.
- 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층의 적어도 표면을 산소 플라즈마에 노출할 때의 노출시간 및/또는 인가전력을 변화시키는 것에 의해서, 상기 산소 플라즈마에 노출시키 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 산소 플라즈마에 노출된 후의 상기 표면의 상기 접촉각을 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는 접촉각 변경공정을 포함하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법.
- 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층의 적어도 표면에 자외선을 조사하는 조사시간, 및/또는 상기 층의 적어도 상기 표면에 상기 자외선을 조사할 때의 상기 표면과 자외선 조사원의 거리를 변화시키는 것에 의해서, 상기 자외선을 조사하기 전의 상기 표면 접촉각을 1로 했을 때의 상기 자외선을 조사한 후의 상기 표면의 상기 접촉각을, 0.70 이상 0.99 이하의 범위에서 다르게 하는, 접촉각 변경공정을 포함하는 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 제조방법.
- 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하고,
접촉각이 높은 표면을 구비하는 상기 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층과, 상기 접촉각이 낮은 표면을 구비하는 상기 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층을 구비하는 기재. - 제9항에 있어서, 상기 제1 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 상기 표면 접촉각이 상기 제2 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 상기 표면 접촉각 보다도 10°이상 높은 기재.
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