TW202323057A - 成膜基板 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種至少於基板上存在之金屬表面之一部分形成有高密度膜的新穎成膜基板。
本發明之成膜基板係於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有包含化合物之膜,該化合物具有吸附基及源自單體之結構單元,且該金屬之比重為19.30 g/cm
3以下。
Description
本發明係關於一種成膜基板。
先前已知有成膜基板係將起始劑預先塗佈於基板,藉由供給單體使其聚合,作為聚合物吸附於基板而獲得(專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公報第2019/131872號
[發明所欲解決之課題]
先前已知有一種對基板進行成膜並對表面進行改質之方法,但期望一種對基板之金屬部分選擇性地進行成膜並進行改質之技術。
因此,本發明之目的在於提供一種至少於基板上存在之金屬表面之一部分形成有高密度膜的新穎成膜基板。
[解決課題之技術手段]
本發明人為了達成上述目的而進行了各種研究,從而想到了本發明。
本發明如下所述。
[1]一種成膜基板,其於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有包含化合物之膜,該化合物具有吸附基及源自單體之結構單元,且
該金屬之比重為19.30 g/cm
3以下。
[2]如[1]所記載之成膜基板,其中,上述吸附基為選自由SH基、磷酸基、膦酸基、羧酸基、異氰酸基、不飽和烴基、鹵化烷基及胺基所組成之群中之1種以上之基。
[3]如[1]或[2]所記載之成膜基板,其中,上述源自單體之結構單元包含選自源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元及源自含芳香族基之單體之結構單元的1種以上之結構單元。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之成膜基板,其於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有包含化合物之膜,該化合物具有吸附基及源自單體之結構單元,且
具有藉由ESCA檢測出之該膜之碳元素之比率與該基板之碳元素之比率之差為5%以上的劃分部分。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之成膜基板,其中,上述化合物之重量平均分子量為1000~40萬。
[6]一種成膜基板之製造方法,其包括下述步驟:於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成組成物之膜,該組成物包含具有吸附基之聚合物。
[7]一種成膜基板之製造方法,其包括:向基板上存在之金屬表面之至少一部分供給包含吸附基之聚合起始劑之步驟(I);向供給有聚合起始劑之金屬表面供給單體之步驟(II);及使該單體聚合之步驟(III)。
[發明之效果]
本發明之成膜基板係於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有高密度膜者,藉由形成此種高密度膜,可對表面之物性特異性地進行改質。因此,本發明之成膜基板可應用於建築領域、汽車領域、電氣/電子領域、醫療領域等各種領域。
以下,對本發明詳細地進行說明。再者,又,將以下所記載之本發明之各個較佳形態組合2種以上而得者亦為本發明之較佳形態。
[本發明之成膜基板]
<基板>
本發明之基板可含有金屬(以下,有時亦稱為含有金屬之基板)。此處含有金屬之基板包括基板僅由金屬形成者及基板由金屬及除金屬以外之材料形成者。除金屬以外之材料並無特別限制,可列舉樹脂等。
於基板含有金屬之情形時,較佳為於基板之至少一部分表面具有金屬。
本發明中之基板並無特別限定,包括金屬片、金屬化膜、半導體晶圓、印刷基板、金屬蒸鍍膜等。
如此,本發明中之基板之形狀及厚度並無特別限制,於基板為印刷基板等板狀之情形時,基板之厚度較佳為0.5~5 mm,更佳為1~2 mm。又,於基板為膜狀之情形時,厚度較佳為10~250 μm,更佳為20~200 μm。
本發明之基板中含有之金屬種類並無特別限定。較佳為第6族~第12族之金屬元素,更佳為第6族、第8族~第11族之金屬元素,進而較佳為第6族、第8族、第9族、第11族之金屬元素,尤佳為鉬、釕、鎢、鈷、銀、銅,最佳為銅、鈷。金屬種類可含有1種,亦可含有2種以上。
本發明之基板之密度並無特別限定,較佳為1 g/cm
3~30 g/cm
3,更佳為3 g/cm
3~20 g/cm
3,進而較佳為10 g/cm
3~19.3 g/cm
3。
相對於含有金屬之基板100質量份,本發明之含有金屬之基板中包含之金屬的含量較佳為0.000001~100質量份,更佳為0.00001~99質量份,進而較佳為0.0001~95質量份。
本發明之含有金屬之基板之比熱並無特別限定,於25℃,較佳為0.1 KJ·Kg
-1·K
-1~1.2 KJ·Kg
-1·K
-1,更佳為0.12 KJ·Kg
-1·K
-1~0.8 KJ·Kg
-1·K
-1,進而較佳為0.13 KJ·Kg
-1·K
-1~0.5 KJ·Kg
-1·K
-1。
基板之比熱可藉由雷射閃光法、絕熱法、DSC法等進行測定。
本發明之含有金屬之基板之熱導率並無特別限定,較佳為10 W·m
-1·K
-1~500 W·m
-1·K
-1,更佳為30 W·m
-1·K
-1~450 W·m
-1·K
-1,進而較佳為50 W·m
-1·K
-1~400 W·m
-1·K
-1。
基板之熱導率可藉由溫度傾斜法(JIS H7903)、圓板熱流計法(ASTE E1530)等進行測定。
<膜>
本發明之膜包含:具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物(以下,亦記載為化合物A)。
上述吸附基較佳為選自硫醇基(SH基)、膦酸基、磷酸基、羧酸基、異氰酸基、不飽和烴基、鹵化烷基及胺基中之1種以上之基。
上述源自單體之結構單元係指具有與單體聚合而形成之結構相同之結構的結構單元,通常為單體中包含之碳-碳不飽和雙鍵之至少1個被取代為碳-碳單鍵之結構。再者,源自單體之結構單元實際上無須為藉由使單體聚合而形成之結構單元,若為與單體聚合而形成之結構相同之結構,則即便為藉由除使單體聚合以外之方法形成之結構單元,亦包含於源自單體之結構單元中。例如,若為丙烯酸甲酯(CH
2=CH(-COOCH
3)),則源自丙烯酸甲酯之結構單元可由-CH
2-CH(-COOCH
3)-表示。
本發明之膜中包含之化合物A具有:源自包含吸附基之化合物之結構單元。關於源自包含吸附基之化合物之結構單元,於包含吸附基之化合物為包含吸附基之單體之情形時,意指該包含吸附基之單體中包含之碳-碳不飽和雙鍵之至少1個被取代為碳-碳單鍵的結構。
於包含吸附基之化合物不為單體,於化合物A之製造過程中包含吸附基之化合物與單體反應而成為包含吸附基之單體的情形時,意指該包含吸附基之單體之結構中之源自包含吸附基之化合物的結構部分。
上述包含吸附基之化合物可為直接具有吸附基之化合物,亦可為吸附基與其他官能基反應而形成之具有包含吸附基之結構單元的化合物。例如,若為乙硫醇(CH
3-CH
2-S-H),則於硫醇基(-S-H)與其他官能基反應,成為由-S-R基(R表示源自其他官能基之結構單元)表示之結構之情形時,包含吸附基之結構單元可由-S-表示。包含吸附基之化合物可具有-S-H之結構(於直接具有吸附基之情形時)。
本發明之膜可將吸附基與含有金屬之基板結合。
本發明之膜與含有金屬之基板之結合較佳為膜中包含之化合物A所具有之吸附基與含有金屬之基板之結合,但化合物A所具有之源自單體之結構單元與含有金屬之基板結合亦可。該等結合可為物理結合,亦可為化學結合。
膜中包含之化合物A所具有之吸附基可為1個以上,亦可為2個以上。於化合物A具有2個以上官能基之情形時,所具有之吸附基可為相同種類之官能基,亦可為不同官能基。
又,膜中可僅包含1種相當於化合物A之化合物,亦可包含2種以上。
吸附基較佳為硫醇基、膦酸基、磷酸基、胺基,更佳為硫醇基、膦酸基,最佳為硫醇基。
藉由含有上述吸附基,本發明之膜與含有金屬之基板之結合力有變強之傾向。
本發明之膜包含具有吸附基及源自單體之結構部位之化合物A。化合物A可為作為原料具有吸附基之以單體而獲得者,亦可為包括具有吸附基之化合物與單體之反應而獲得者。
作為單體,並無特別限定,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸油酯、(甲基)丙烯酸棕櫚酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸4-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、(甲基)丙烯酸異莰酯等具有環烷基之聚合性不飽和單體類;(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環氧丙酯、烯丙基環氧丙醚等具有環氧基之聚合性不飽和單體類;(甲基)丙烯醯基氮丙啶、(甲基)丙烯酸2-氮丙啶基乙酯等具有氮丙啶基之聚合性不飽和單體類;2-異丙烯基-2-唑啉、2-乙烯基-2-唑啉等具有唑啉基之聚合性不飽和單體類;(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺等不飽和醯胺;(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、二甲基胺基乙基(甲基)丙烯醯胺、乙烯基哌啶、乙烯基咪唑、乙烯基吡咯啶酮、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶等鹼性聚合性不飽和單體類;苯乙烯、苯乙烯磺酸、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等不飽和芳香族單體類;(甲基)丙烯腈等具有氰基之不飽和腈類;(甲基)丙烯酸與乙二醇、1,3-丁二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷等多元醇之酯等於分子內具有2個以上聚合性不飽和基之多官能(甲基)丙烯酸酯類;二乙烯苯等多官能乙烯基化合物等。更佳為(甲基)丙烯酸酯類及含芳香族基之單體,進而較佳為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、苯乙烯磺酸、乙烯基甲苯、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶。
於化合物A為包括具有吸附基之化合物與單體之反應而獲得者之情形時,作為具有吸附基之化合物,例如可列舉:2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯、2-溴-2-甲基丙酸6-巰基十一烷基酯、雙[2-(2'-溴異丁醯氧基)乙基]二硫化物、11-(2-溴異丁酸)-十一烷基-1-膦酸等。於該等中,較佳為2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯、11-(2-溴異丁酸)-十一烷基-1-膦酸。更佳為2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯。
關於具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物A之分子量,重量平均分子量較佳為300~100萬,更佳為500~100萬,進而較佳為1000~100萬,進而更佳為1000~70萬,尤佳為1000~50萬,其中尤佳為1000~40萬,最佳為1000~20萬。
化合物A之分子量可藉由下述實施例中記載之方法進行測定。
本發明之膜可為單層膜,亦可為多層膜。
本發明之膜可包含其他成分。作為此種成分,可列舉:陰離子聚合抑制劑、自由基聚合抑制劑、抗氧化劑、分散劑、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、聚合起始劑、觸媒、輔觸媒、還原劑、抗靜電劑、填料、導電劑等。
作為本發明之膜中包含之溶劑,並無特別限制,例如可列舉:丙酮、2-丁酮等酮類;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯類;四氫呋喃、二乙醚、1,2-二甲基乙烷、二乙二醇二甲醚等醚類;甲醇、乙醇、異丙醇、己醇等醇類等。
作為本發明之膜中包含之溶劑,相對於本發明之膜之總量,較佳為0~10000質量ppm,更佳為0~5000質量ppm,進而較佳為0~3000質量ppm。
作為本發明之膜,就使膜表面均勻之觀點而言,較佳為自組膜。自組膜係由於分子間之相互作用而分子配向性較高之膜,且係由於分子間之相互作用而於分子排列中具有較高之規則性之膜。
自組膜之配向性可藉由公知之方法來確認。例如,可藉由電子顯微鏡等進行分析。
自組膜只要使分子配向即可,可為單分子,亦可為2個分子以上之分子,但就能使膜厚較薄之觀點而言,較佳為單分子。
本發明之成膜基板更佳為具有由單分子形成之自組膜(以下,有時稱為自組單分子膜)。
<成膜基板>
本發明之成膜基板係於基板上存在之金屬表面之至少一部分具有膜,上述膜包含:具有吸附基及源自聚合性單體之結構單元之化合物A。
藉由如本發明之成膜基板般於基板上形成包含具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物A之膜,可對成膜部之表面物性特異性地進行改質。本發明之技術係可對基板賦予例如防污性或減少摩擦、撥水性或親水性等物性之技術。本發明之成膜基板具有對基板之表面進行改質之功能。
本發明之成膜基板之膜之膜厚較佳為1 nm~1 μm,更佳為1 nm~500 nm,進而較佳為1 nm~300 nm。
若在上述範圍內,則可對金屬表面之物性更充分地進行改質。
成膜基板所具有之膜之膜厚可藉由剖面SEM(藉由FIB-SEM或離子研磨製作剖面後,觀察膜)或階規等進行測定。
關於本發明之成膜基板,相對於含有金屬之基板,膜較佳為被覆30%以上,更佳為50%以上。進而較佳為60%以上,最佳為70%以上。
於本發明之成膜基板中,於含有金屬之基板形成膜之程度可藉由公知之方法算出。例如可列舉基於X射線光電子光譜分析法(有時亦稱為ESCA)之元素分析法。
於基於ESCA之元素分析法中,例如,可根據對成膜前後之基板進行測定所得之元素量之差異而算出。
例如,由於包含具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物,故而可根據於成膜後之基板上檢測出之碳(C)量與於成膜前之基板上檢測出之碳(C)量的差算出。
又,例如,亦可自於成膜前之基板中之金屬表面檢測出之金屬量與於成膜後之基板中之金屬表面檢測出之金屬量的差算出。
本發明之成膜基板較佳為具有膜,該膜具有於成膜後之基板上檢測出之碳量與於成膜前之基板上檢測出之碳(C)量之差為5%以上的劃分部分。更佳為7%以上,進而較佳為10%以上,尤佳為12%以上,最佳為15%以上。若本發明之成膜基板滿足此種比率,則可謂形成有具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物成為高密度的膜。
於本發明之成膜基板中,只要於形成於基板上之膜之至少一部分劃分部分,於成膜後之基板上檢測出之碳量與於成膜前之基板上檢測出之碳(C)量的差為5%以上即可,較佳為在形成於基板上之膜之70%以上之範圍內,碳(C)量之差為5%以上。更佳為形成於基板上之膜整體之碳(C)量之差為5%以上。
於成膜後之基板上檢測出之碳量與於成膜前之基板上檢測出之碳(C)量的差可藉由ESCA測定,於實施例中記載之條件下進行測定。
將於成膜前之基板中之金屬表面檢測出之金屬元素比率(%)設為100時,本發明之成膜基板較佳為具有該金屬元素之比率為95%以下之膜。更佳為60%以下,進而較佳為50%以下。
成膜基板表面之金屬元素之比率可藉由ESCA測定,於實施例中記載之條件下進行測定。
[本發明之成膜基板之製造方法]
本發明之成膜基板之製造方法並無特別限定,只要可於含有金屬之基板設置包含具有吸附基及源自單體之結構單元之化合物之膜即可。作為本發明之成膜基板之製造方法,可列舉:包括於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成包含具有吸附基之聚合物之組成物之膜之步驟的方法(以下,亦記載為製造方法1);或包括向基板上存在之金屬表面之至少一部分供給包含吸附基之聚合起始劑之步驟(I)、向供給有聚合起始劑之金屬表面供給單體之步驟(II)、及使該單體聚合之步驟(III)的方法(以下,亦記載為製造方法2)。
以下,對製造方法1、2依序進行說明。
製造方法1
<步驟(I)>
製造方法1包括於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成組成物之膜的步驟,該組成物包含具有吸附基之聚合物,亦可包括製造該步驟中使用之聚合物之步驟。
以下,將於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成包含具有吸附基之聚合物之組成物之膜的步驟記為步驟(II),將製造步驟(II)中使用之聚合物之步驟記為步驟(I),首先對步驟(I)進行說明,其後對步驟(II)進行說明。
(具有吸附基之聚合物之製造步驟(I))
本發明之具有吸附基之聚合物係藉由使單體聚合而形成。
作為吸附基,並無特別限定,較佳為選自SH基、磷酸基、羧酸基、異氰酸基、不飽和烴基、鹵化烷基、膦酸基及胺基中之1種以上之基。
使單體聚合之方法並無特別限定,可列舉:自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合等連鎖聚合或逐次聚合、活性聚合等。就選擇性地保護基板之觀點及聚合操作之容易性而言,較佳為自由基聚合,尤佳為活性自由基聚合。
作為活性自由基聚合,可列舉:原子轉移自由基聚合(ATRP)、可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)、氮氧化物媒介自由基聚合(NMP)等。就單體之選擇性較廣之觀點而言,較佳為ATRP聚合、RAFT聚合,進而較佳為ATRP聚合。
作為使單體聚合之聚合反應之起始劑,並無特別限定,較佳為包含吸附基之化合物。藉由使用包含吸附基之化合物作為起始劑進行單體之聚合反應,可獲得具有吸附基及源自單體之結構單元之聚合物。
於進行ATRP聚合之情形時,作為起始劑,較佳為使用有機鹵化物或磺醯鹵化合物。
於上述起始劑中包含吸附基之情形時,作為起始劑,可列舉:2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯、2-溴-2-甲基丙酸6-巰基十一烷基酯、雙[2-(2'-溴異丁醯氧基)乙基]二硫化物、11-(2-溴異丁酸)-十一烷基-1-膦酸等,但並不限定於以上。
於上述具有吸附基之聚合物之製造步驟(I)中,可使用觸媒。
本發明之觸媒並無特別限定,例如,於聚合方法為ATRP聚合之情形時,作為較佳之觸媒,可列舉:氯化銅(I)、氯化銅(II)、溴化銅(I)、溴化銅(II)等鹵化銅觸媒;氯化鈦(II)、氯化鈦(III)、氯化鈦(IV)、溴化鈦(IV)等鹵化鈦觸媒等。
可使配位基共存於本發明之鹵化觸媒中作為輔觸媒。例如可列舉:2,2'-聯吡啶、4,4'-二(5-壬基)-2,2'-聯吡啶、2-溴丙酸甲酯、2-溴異丁酸乙酯等,就通用性之觀點而言,較佳為2,2'-聯吡啶。
可使還原劑共存於本發明之鹵化觸媒中。亦存在表現作為輔觸媒之功能之情形。作為還原劑,例如可列舉:抗壞血酸、抗壞血酸鈉、2-乙基己酸錫(II)、環糊精、苯肼、肼、硼氫化鈉、檸檬酸鈉、甲基胺基乙醇、二甲基胺基乙醇、三乙醇胺等。
RAFT聚合係於RAFT劑之存在下進行聚合之方法。於藉由RAFT聚合進行合成之情形時,使用於自由基聚合中廣泛地使用者作為起始劑。例如可列舉:過氧化氫、異丁基過氧化物、第三丁基過氧化物、過氧化辛醯、過氧化癸醯、過氧化月桂醯、過氧化苯甲醯、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉等過氧化物;偶氮二異丁腈(AIBN)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2-環丙基丙腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)等偶氮化合物;過氧化氫-抗壞血酸、過氧化氫-氯化亞鐵、過硫酸鹽-亞硫酸氫鈉等氧化還原起始劑等。
其中,就操作順利進行之方面而言,較佳為AIBN。作為RAFT聚合中使用之RAFT劑,可列舉於分子內具有硫羰硫基(-CS-S-)之化合物。例如,若以其化學結構之特徵進行分類,則可列舉:二硫酯化合物、三硫碳酸酯化合物、二硫胺甲酸酯化合物、黃原酸酯化合物等。
本發明之起始劑可以一般為10
-4莫耳/L~3莫耳/L、有利地為10
-3莫耳/L~1莫耳/L、特別有利地為5×10
-2莫耳/L~5×10
-1莫耳/L之範圍之濃度使用,但不應受此限定。
於步驟(I)中使用觸媒之情形時,本發明之觸媒與起始劑之莫耳比較佳為0.0001:1~10:1,更佳為0.01:1~5:1,進而較佳為0.01:1~3:1。
於步驟(I)中使用輔觸媒之情形時,本發明之輔觸媒與起始劑之莫耳比較佳為0.0001:1~10:1,更佳為0.01:1~5:1,進而較佳為0.01:1~3:1。
本發明之起始劑可包含陰離子聚合抑制劑、自由基聚合抑制劑、抗氧化劑、分散劑、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、其他聚合起始劑、輔觸媒、抗靜電劑、填料、導電劑等作為其他成分。
例如,作為溶劑,可列舉:丙酮、2-丁酮等酮類;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等乙酸衍生物;四氫呋喃、二乙醚、1,2-二甲基乙烷、二乙二醇二甲醚等醚類;甲醇、乙醇、異丙醇、己醇等醇類等。
該等溶劑可單獨使用,亦可適當混合2種以上使用。本發明之膜具有包含源自單體之結構部位之聚合物。
上述聚合物之重量平均分子量(Mw)較佳為300~100萬,更佳為500~100萬。進而較佳為500~70萬,進而更佳為500~50萬,尤佳為1000~40萬,最佳為1000~20萬。
聚合物之重量平均分子量可藉由下述實施例中記載之方法進行測定。
上述聚合物之分子量分佈(Mw/Mn)較佳為1.01~3.0,更佳為1.01~2,進而較佳為1.01~1.7,最佳為1.01~1.5,進而最佳為1.01~1.3。
作為單體,可使用與上文中作為化合物A之原料所說明之單體相同者,較佳之單體亦同樣。
於本發明之單體中可包含陰離子聚合抑制劑、自由基聚合抑制劑、抗氧化劑、分散劑、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、聚合起始劑、觸媒、輔觸媒、抗靜電劑、填料、導電劑等作為其他成分。
例如,作為溶劑,除與上述起始劑可包含之溶劑相同之溶劑以外,亦可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺系溶劑等;或二甲基亞碸。
該等溶劑可單獨使用,亦可適當混合2種以上使用。
上述步驟(I)較佳為於-50~250℃進行,更佳為0~200℃,進而較佳為10~150℃。
上述步驟(I)較佳為進行1~2000分鐘,更佳為1~1000分鐘,進而較佳為1~800分鐘,最佳為1~500分鐘。
於上述步驟(I)中,吸附基之來源並無特別限制,只要所得之聚合物具有吸附基即可,吸附基可包含於作為聚合物之原料之單體中,亦可包含於起始劑中。又,可作為除單體及起始劑以外之其他成分而包含,亦可為藉由分解RAFT劑等聚合物結構中包含之結構而生成者。
可藉由使步驟(I)中所得之聚合物之吸附基與基板結合而形成膜。
<步驟(II)>
(塗佈包含具有吸附基之聚合物之組成物之步驟(II))
製造方法1之步驟(II)係於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成組成物之膜的步驟,該組成物包含具有吸附基之聚合物。
本發明之成膜基板係藉由於含有金屬之基板形成包含聚合物的組成物之膜而獲得。於含有金屬之基板形成包含聚合物的組成物之膜之方法並無特別限制,可使用於基板塗佈包含聚合物之組成物之方法。又,亦可使含有金屬之基板浸漬於包含聚合物之組成物中。
製造方法1之步驟(II)較佳為於10~300℃進行,更佳為10~250℃,進而較佳為15~100℃。
製造方法1之步驟(II)較佳為進行0.1~2000分鐘,更佳為0.3~1800分鐘,進而較佳為1~1500分鐘。
作為製造方法1之步驟(II)中使用之組成物,可包含具有吸附基之聚合物,較佳為步驟(I)中所得之組成物。
製造方法1之步驟(II)中使用之組成物較佳為包含具有吸附基之聚合物及溶劑者。相對於組成物100質量%,具有吸附基之聚合物於包含具有吸附基之聚合物之組成物中的比率較佳為0.0001~10質量%。更佳為0.0001~5質量%,進而較佳為0.0001~3質量%。
可藉由使聚合物中包含之吸附基與基板吸附而形成膜。
形成本發明之具有吸附基之聚合物之膜時,可使用其他成分。製造方法1之步驟(II)中使用之組成物可包含抗氧化劑、分散劑、黏合劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、抗靜電劑、導電劑等作為其他成分。
<其他步驟>
本發明之製造方法1除上述步驟(I)、步驟(II)以外,還可具有洗淨含有金屬之基板並進行乾燥之步驟(洗淨、乾燥步驟-1)。
又,本發明之製造方法1亦可具有洗淨成膜基板並進行乾燥之步驟(洗淨、乾燥步驟-2)。
於本發明之製造方法1之洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中,作為用於洗淨之溶劑,並無特別限制,例如可列舉:丙酮、2-丁酮等酮類;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯類;四氫呋喃、二乙醚、1,2-二甲基乙烷、二乙二醇二甲醚等醚類;甲醇、乙醇、異丙醇、己醇等醇類等。
於洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中,作為進行乾燥之時間,較佳為0.05~24小時,更佳為0.05~12小時,進而較佳為0.05~5小時。
作為進行乾燥之溫度,較佳為5~300℃,更佳為10~250℃,進而較佳為20~150℃。
製造方法2
<步驟(I)>
本發明之製造方法2之步驟(I)係將包含吸附基之起始劑供給至含有金屬之基板的步驟。
(起始劑)
作為包含吸附基之起始劑,並無特別限定,作為吸附基,可列舉:硫醇基、磷酸基、羧酸基、胺基、異氰酸基、鹵化烷基及膦酸基。
作為起始劑,更佳為有機鹵化物或磺醯鹵化合物。具體而言,可列舉:2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯、2-溴-2-甲基丙酸6-巰基十一烷基酯、雙[2-(2'-溴異丁醯氧基)乙基]二硫化物、11-(2-溴異丁酸)-十一烷基-1-膦酸。
(其他成分)
於本發明之製造方法2中使用之起始劑中可包含陰離子聚合抑制劑、自由基聚合抑制劑、抗氧化劑、分散劑、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、聚合起始劑、觸媒、輔觸媒、抗靜電劑、填料、導電劑等作為其他成分。
作為本發明之製造方法2中使用之起始劑中包含之例如其他成分,可列舉溶劑。作為溶劑,並無特別限制,可列舉與上述製造方法1之步驟(I)中起始劑可包含之溶劑相同之溶劑。
該等溶劑可單獨使用,亦可適當混合2種以上使用。
本發明之製造方法2之步驟(I)係將包含吸附基之起始劑供給至含有金屬之基板之步驟,將起始劑供給至含有金屬之基板之方法並無特別限制,可於含有金屬之基板塗佈起始劑,亦可使含有金屬之基板浸漬於起始劑溶液中。
本發明之製造方法2之步驟(I)可進行1次,亦可進行2次以上。
本發明之製造方法2之步驟(I)較佳為於10~300℃進行,更佳為10~250℃,進而較佳為15~100℃。
本發明之製造方法2之步驟(I)較佳為進行0.1~2000分鐘,更佳為0.3~1800分鐘,進而較佳為1~1500分鐘。
<步驟(II)>
本發明之製造方法2之步驟(II)係向附著有聚合起始劑之金屬表面供給單體的步驟。
(單體)
作為本發明之製造方法2中使用之單體,並無特別限定,可使用與上文中作為化合物A之原料所說明之單體相同者,較佳之單體亦同樣。
(其他成分)
於本發明之製造方法2中使用之單體中可包含陰離子聚合抑制劑、自由基聚合抑制劑、抗氧化劑、分散劑、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、紅外線吸收劑、聚合起始劑、觸媒、輔觸媒、抗靜電劑、填料、導電劑等作為其他成分。
作為於本發明之製造方法2中使用之單體中作為其他成分而包含之溶劑,並無特別限制,例如可列舉與上述製造方法1之步驟(I)中起始劑可包含之溶劑相同之溶劑。
該等溶劑可單獨使用,亦可適當混合2種以上使用。
於本發明之製造方法2之步驟(II)中,其方法並無限定,只要向供給有聚合起始劑之基板之金屬表面供給單體即可,可於基板之金屬表面塗佈單體溶液,亦可使含有金屬之基板浸漬於單體溶液中。
本發明之製造方法2之步驟(II)可進行1次,亦可進行2次以上。
本發明之製造方法2之步驟(II)較佳為於0~300℃進行,更佳為10~250℃,進而較佳為20~150℃。
本發明之製造方法2之步驟(II)較佳為進行0~300分鐘,更佳為0~250分鐘,進而較佳為0~200分鐘
本發明之製造方法2之步驟(II)與步驟(III)可同時開始。
<步驟(III)>
本發明之製造方法2之步驟(III)係使供給至供給有聚合起始劑之基板之金屬表面之單體聚合的步驟。
於本發明之製造方法2之步驟(III)中使單體聚合之方法並無特別限定,可列舉:自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合等連鎖聚合或逐次聚合等。就選擇性地保護基板之觀點及聚合操作之容易性而言,較佳為自由基聚合,尤佳為活性自由基聚合。作為活性自由基聚合,可列舉:原子轉移自由基聚合(ATRP)、可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)、NMP聚合等。更佳為ATRP聚合。
本發明之製造方法2之步驟(III)並無特別限定,較佳為於-50~250℃進行,更佳為0~200℃,進而較佳為10~150℃。
本發明之製造方法2之步驟(III)較佳為進行1~4000分鐘,更佳為1~2000分鐘,進而較佳為1~1000分鐘,最佳為1~500分鐘。
本發明之製造方法2之步驟(II)與步驟(III)可同時開始。
(觸媒追加步驟)
本發明之製造方法2之步驟(III)可根據聚合起始劑或聚合方法適當使用觸媒等。例如,為了加快聚合之開始或聚合速度,可具有追加觸媒或輔觸媒之步驟(觸媒追加步驟)。
作為本發明之製造方法2中使用之觸媒,並無特別限定,例如,於聚合方法為ATRP聚合之情形時,較佳為鹵化觸媒。作為鹵化觸媒,例如可列舉:氯化銅(I)、氯化銅(II)、溴化銅(I)、溴化銅(II)等鹵化銅觸媒;氯化鈦(II)、氯化鈦(III)、氯化鈦(IV)、溴化鈦(IV)等鹵化鈦觸媒等。
可使配位基共存於本發明之製造方法2中使用之鹵化觸媒中作為輔觸媒。例如可列舉:聯吡啶、4,4'-二(5-壬基)-2,2'-聯吡啶、2-溴丙酸甲酯、2-溴異丁酸乙酯等。
可使還原劑共存於本發明之製造方法2中使用之鹵化觸媒中。亦存在表現作為輔觸媒之功能之情形。作為還原劑,例如可列舉:抗壞血酸、抗壞血酸鈉、2-乙基己酸錫(II)、環糊精、苯肼、肼、硼氫化鈉、檸檬酸鈉、甲基胺基乙醇、二甲基胺基乙醇、三乙醇胺等。
相對於單體之總量,本發明之製造方法2中使用之觸媒較佳為0.0001~10莫耳%,更佳為0.001~5莫耳%,進而較佳為0.005~4莫耳%。
於本發明之製造方法2中使用配位基之情形時,相對於單體之總量,配位基之使用量較佳為0.0001~10莫耳%,更佳為0.0001~8莫耳%,進而較佳為0.0001~5莫耳%。
於本發明之製造方法2中進行觸媒追加步驟之情形時,觸媒追加步驟可於步驟(I)之前進行,亦可於其後進行,可於步驟(II)之前進行,亦可於其後進行,可於步驟(III)之前進行,亦可於其後進行。又,可於步驟(I)(II)(III)之實施過程中進行。
於本發明之製造方法2之觸媒追加步驟中,可包含其他成分。例如可列舉溶劑。
作為溶劑,並無特別限制,例如可列舉與上述製造方法1之步驟(I)中起始劑可包含之溶劑相同之溶劑。
(洗淨、乾燥步驟)
本發明之製造方法2除上述步驟以外,亦可具有洗淨含有金屬之基板並進行乾燥之步驟(洗淨、乾燥步驟-1)。
又,本發明之製造方法2亦可具有洗淨成膜基板並進行乾燥之步驟(洗淨、乾燥步驟-2)。
於本發明之製造方法2之洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中,作為用於洗淨之溶劑,並無特別限制,可列舉與本發明之製造方法1之洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中用於洗淨之溶劑相同之溶劑。
於本發明之製造方法2之洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中,進行乾燥之時間、進行乾燥之溫度與本發明之製造方法1之洗淨、乾燥步驟-1、洗淨、乾燥步驟-2中之進行乾燥之時間、進行乾燥之溫度相同。
(混合步驟)
於本發明之製造方法2中,可進行將本發明之製造方法2中使用之起始劑與單體混合之步驟(混合步驟)、及將混合步驟中所得之組成物供給至基板上存在之金屬表面之至少一部分之步驟(混合物供給步驟),代替向基板上存在之金屬表面之至少一部分供給包含吸附基之聚合起始劑之步驟(I)、及向供給有聚合起始劑之金屬表面供給單體之步驟(II)。
此種進行上述混合步驟及混合物供給步驟代替本發明之製造方法2之步驟(I)、步驟(II)的製造方法亦可稱為本發明之製造方法3。
本發明之製造方法3之混合步驟中使用之起始劑、單體可分別包含上述製造方法2中使用之起始劑或單體可包含之其他成分。
又,於上述混合物供給步驟中,其方法並無特別限制,只要將混合步驟中所得之組成物供給至含有金屬之基板即可,可將混合步驟中所得之組成物塗佈於含有金屬之基板,亦可使基板浸漬於混合步驟中所得之組成物中。又,亦可於混合步驟中使單體聚合。
[本發明之成膜基板之用途]
本發明之成膜基板可應用於建築領域、汽車領域、電氣・電子領域、醫療領域等各種領域。例如,於電氣・電子領域中,可列舉搭載於筆記型個人電腦、平板終端、行動電話、智慧型手機、數位攝錄影機、數位相機、數位鐘超級電腦等。
[實施例]
[分子量]
所合成之聚合物之分子量係利用下述裝置對藉由THF進行溶解、稀釋並利用過濾器進行過濾而獲得者進行測定。
裝置:Tosoh公司製造之HLC-8420GPC
標準物質:標準聚苯乙烯
溶離液:THF
分離管柱:TSKgel SuperrmultiporeHZ-M×2根(Tosoh股份有限公司製造)
[膜評價]
<IR測定>
裝置:NEXUS670(Thermo Nicolet公司製造),Ge-ATR法
分析方法:藉由對成膜基板進行上述IR測定,而確認源自聚合物之波峰。藉由有無以下波峰來判斷成膜狀態。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA):1730 cm
-1聚苯乙烯(PSt):1450及/或1490 cm
-1判定基準:
○:有上述波峰(已成膜)
×:無上述波峰(未成膜)
<ESCA測定>
藉由X射線光電光譜儀,於以下條件下測定成膜後之基板之表面。
裝置:SHIMADZU公司製造之AXIS-NOVA
測定條件/激發源:Al Kα 10 mA 10 kV,穿越能量(pass energy):40 eV
測定時,對於每片基板,將測定點數設為2點,採用其平均表面元素比率作為值。
<接觸角>
裝置:協和界面科學股份有限公司製造 商品號:DM-501Hi
測定方法:為了評價成膜後之基板之撥水性,使水與基板接觸,測定0.5秒後之接觸角。
判定基準:
◎:成膜基板之接觸角-未成膜基板之接觸角為20°以上
○:成膜基板之接觸角-未成膜基準基板接觸角為4°以上且未達20°
×:成膜基板之接觸角-未成膜基準基板接觸角未達4°
於在Cu上成膜之情形時以Cu為基準算出,於SiO
2之情形時以SiO
2基板為基準算出。
[起始劑之合成1]
<合成例1>
2-溴-2-甲基丙酸11-巰基十一烷基酯(MUB)之合成
於經乾燥之1 L之三口燒瓶設置溫度計、冷凝管、滴液漏斗、磁力攪拌棒,進行N
2置換。使N
2流通於冷凝管上部,將排氣側連接至鹼捕集器(10%KOH aq.:500 g),向三口燒瓶中加入300 ml二氯甲烷。向其中加入11-巰基十一醇(11-MU)9 g(44 mmol)、吡啶3.2 g(40 mmol)、N,N-二甲基胺基吡啶(DMAP)0.1 g(1.0 mmol)。繼而,將二氯甲烷60 ml及2-溴異丁醯溴(BiBB)9.2 g(40 mmol)放入滴液漏斗中。將燒瓶浸於冰浴中,歷時30分鐘將滴下溶液滴下,滴下結束後,於冰浴下攪拌1小時。移除冰浴並升溫至室溫,於室溫進行16 hr攪拌。
加入220 ml離子交換水,停止反應,分液後,利用二氯甲烷(150 mL×2次)萃取水層,濃縮有機層。使用100 ml二乙醚使濃縮物溶解,用飽和NH
4Cl水溶液(100 ml×3次)進行洗淨,向有機層中加入硫酸鎂使其乾燥。進行過濾,將濾液濃縮,獲得16.9 g油狀Crede。利用中性矽膠管柱(展開溶劑 己烷:乙酸乙酯/6:1)對Crude進行純化,獲得目標物(油狀液體)11.1 g。
[聚合物之合成1]
<合成例2>
向管柱中填充氧化鋁,通入甲基丙烯酸甲酯,去除抑制劑。
稱量管柱處理後之MMA 10 g、甲醇8 g、離子交換水2 g放入兩口燒瓶(a)中,用三通旋塞進行密封。將減壓及N
2脫氣反覆進行3次後,進行N
2通氣(bubbling)30 min。
稱量溴化銅(II)0.002 g、2,2'-聯吡啶0.006 g、抗壞血酸0.315 g放入另一兩口燒瓶(b)中,用三通旋塞進行密封。將減壓及N
2脫氣反覆進行3次,用N
2進行置換。將燒瓶(a)之內容物添加至(b)中,添加0.106 g合成例1中所合成之起始劑,於室溫開始反應。聚合過程中用攪拌器攪拌反應溶液。3 h後結束聚合。將所生成之凝膠溶解於甲苯中,於己烷中再沈澱。過濾沈澱物,用真空乾燥機乾燥所獲得之固體,獲得乾燥固體。所獲得之具有吸附基之聚合物之Mn為9200,分子量分佈為1.44。
[成膜基板之製造1]
<實施例1>
(基板之預處理)
準備由FILTEC公司提供之附Cu之晶圓(厚度725 μm)。
使基板浸漬於甲苯中10分鐘後,浸漬於10 mL異丙醇(IPA)中1 min。其後,使基板浸漬於1%檸檬酸水溶液中,然後浸漬於超純水中進行沖洗,流通N
2氣體而使基板乾燥。
(包含聚合物之組成物之塗佈)
將合成例2中所得之聚合物固體0.056 g溶解於N,N-二甲基甲醯胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製造,以下稱為DMF)12.24 g中,將經洗淨之基板浸漬於聚合物溶液中19 h。19 h後,取出基板,用甲苯進行浸漬洗淨及沖洗後,用IPA洗淨。其後,使用超純水進行沖洗,利用N
2使基板乾燥後,於真空乾燥器中乾燥1 h,獲得於基板之整個表面成膜之基板。將所得之成膜基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表1中。
<實施例2>
除將聚合物變更為自Adrich購買之Polystyrene thiol terminated(平均Mn11000,Mw/Mn<1.1)0.056 g以外,以與實施例1相同之方式獲得成膜後之基板。將所得之成膜基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表1中。
<比較例1>
除將基板變更為FILTEC公司之SiO
2基板以外,以與實施例1相同之方式獲得基板。將所得之基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表1中。
<比較例2>
除將基板變更為FILTEC公司之SiO
2基板以外,以與實施例2相同之方式獲得基板。將所得之基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表1中。
[表1]
成膜條件 | 成膜基板 | ||||||
基板 | 聚合物 | IR | ESCA | 接觸角 | |||
種類 | Mn | Mw/Mn | |||||
實施例1 | Cu | 合成例2 | 9200 | 1.44 | ○ | ◎ | ○ |
實施例2 | Cu | PSt-SH | 11000 | 1.1 | ○ | ◎ | ◎ |
比較例1 | SiO 2 | 合成例2 | 9200 | 1.44 | × | × | × |
比較例2 | SiO 2 | PSt-SH | 11000 | 1.1 | × | × | × |
由表1之結果可知,藉由本發明之製造方法1製造之成膜基材具有撥水性,故而其係具有金屬表面經改質之高密度膜之新穎成膜基板。
[聚合物之合成2]
<合成例3>
向管柱中填充氧化鋁,通入苯乙烯,去除抑制劑。
向裝有攪拌棒之玻璃製試管容器中添加上述苯乙烯8.5 g、苯甲醚8.5 g、AIBN 0.034 g、二硫代苯甲酸2-氰基丙-2-基酯(2-cyanoprop-2-yl dithiobenzoate)0.205 g,設置於Chemi Station(東京理化器械股份有限公司製造)。將脫氣及N
2置換反覆進行5次,一面攪拌一面加熱以使反應器之內溫成為60℃。加熱30 h後,進行冷卻,結束反應。於甲醇中再沈澱,進行減壓過濾及乾燥。結果,獲得2.1 g聚合物粉體1。
向裝有攪拌棒之玻璃製試管容器中添加1.6 g聚合物粉體1、21.5 g THF。進行N
2置換後,用注射器滴下丁胺,於室溫攪拌過夜。
於MeOH中再沈澱,進行減壓過濾、乾燥後,獲得聚合物粉體2。
向裝有攪拌棒之玻璃製試管容器中投入1.3 g聚合物粉體2、二硫蘇糖醇(dithiothreitol)及DMF。進行N
2脫氣後,於60℃加熱20小時,結束反應。將反應液於MeOH中再沈澱,進行減壓過濾、真空乾燥後,獲得末端具有SH之聚合物粉體。所得之聚合物之數量平均分子量Mn為2400,分子量分佈為1.1。
[成膜基板之製造2]
<實施例3>
除將基板變更為由GBN公司提供之圖案基板,將要成膜之聚合物變更為合成例3中所得之聚合物以外,以與實施例2相同之方式獲得成膜基板。
<實施例4>
除將聚合物變更為Pst-SH(Mn11000)以外,以與實施例3相同之方式獲得成膜基板。
<實施例5>
使由GBN公司供給之圖案基板浸漬於甲苯中10分鐘後,浸漬於10 mL異丙醇(IPA)中1 min。其後,使基板浸漬於1%檸檬酸水溶液浸中,然後浸漬於超純水中進行沖洗,流通N
2氣體而使基板乾燥。
將合成例3中所得之聚合物以成為0.1%之固形物成分之方式溶解於DMF中,使用MIKASA公司製造之旋轉塗佈機MS-A100,以3200 rpm旋轉15 s,塗佈0.1 g上述聚合物溶液,實施旋轉塗佈成膜。
<實施例6>
除將聚合物變更為自Aldrich公司獲得之PSt-SH(Mn11000)以外,以與實施例5相同之方式實施成膜。
對於實施例5、6之成膜基板,藉由ESCA測定來評價成膜性。將結果示於表2中。
<ESCA測定>
測定條件/激發源:Al Kα 15 mA 15 kV
穿越能量:160 eV
關於測定,於圖案基板(於一個基板具有金屬及非金屬部分)上之Cu/SiO
2=100/100(μm/μm)部分之Cu及SiO
2部分分別進行測定。
分析之結果為,以與聚合物成膜前之基板相比成膜後之基板表面存在之C元素之差(%)來判斷成膜性。
成膜性判斷基準:
成膜後基板之C比率-成膜前基板之C比率(%)為15%以上:◎
成膜後基板之C比率-成膜前基板之C比率(%)為10%以上~未達15%:○
成膜後基板之C比率-成膜前基板之C比率(%)為5%以上~未達10%:△
成膜後基板之C比率-成膜前基板之C比率(%)未達5%:×
[表2]
成膜方法 | 成膜條件 | ESCA | ||||
基板 | 聚合物 | |||||
種類 | Mn | Cu部分 | SiO 2部分 | |||
實施例5 | 旋轉塗佈 | 圖案基板 | 合成例3 | 2400 | ○ | × |
實施例6 | 旋轉塗佈 | PSt-SH | 11000 | ◎ | × |
由表2之結果(實施例5及6)確認到,其係僅於圖案基板中之金屬部分使聚合物選擇性地成膜而成之基板。
[成膜基板之製造3]
<實施例7>
(基板之洗淨處理)
準備由FILTEC公司提供之附Cu之晶圓。
使基板浸漬於甲苯中10分鐘後,浸漬於10 mL異丙醇(IPA)中1 min。其後,使基板浸漬於1%檸檬酸水溶液中,然後浸漬於超純水中,然後進行沖洗,流通N
2而使基板乾燥。
(步驟(I))
將合成例1中所合成之起始劑0.056 g溶解於異丙醇(以下稱為IPA)12.24 g中,使上述晶圓浸漬於起始劑溶液中19 h。19 h後,取出晶圓,分別浸漬於IPA、超純水中洗淨1分鐘,用超純水進行沖洗後,利用N
2氣流進行乾燥,真空乾燥30 min而使基板乾燥。
(步驟(II))
向管柱中填充氧化鋁,通入甲基丙烯酸甲酯,去除抑制劑。
稱量溴化銅(II)0.002 g、2,2'-聯吡啶0.006 g、抗壞血酸0.315 g放入玻璃容器中,進行30分鐘N
2置換。
稱量管柱處理後之MMA 10 g、甲醇8 g、離子交換水2 g放入兩口燒瓶中,進行脫氣後,進行N
2通氣30 min。
向填充有N
2之氧濃度0.1%以下之手套式操作箱(GB)內放入經起始劑被覆之基板、裝有觸媒之玻璃容器及兩口燒瓶。將單體溶液放入裝有觸媒之玻璃容器中並蓋上蓋子,充分攪拌後,放入基板使其聚合3 h。
3 h後,取出基板,於空氣下用甲苯進行浸漬洗淨,用甲苯對基板進行數次沖洗後,於IPA中浸漬洗淨。其後,用超純水對基板進行沖洗,利用N
2氣流使基板乾燥,用真空乾燥器乾燥1 h,獲得成膜後之基板。將所得之成膜基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表3中。
<實施例8>
將實施例7之步驟(II)中之單體自MMA 10 g變更為苯乙烯10 g,將作為聚合溶劑之甲醇8 g變更為10 g,將離子交換水2 g變更為0 g,將放入基板後之聚合時間自3 hr變更為24 hr,除此以外,進行與實施例3相同之操作,獲得成膜後之基板。將所得之成膜基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表3中。
<比較例3>
除將基板變更為FILTEC公司製造之SiO
2基板以外,以與實施例7相同之方式獲得基板。將所得之基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表3中。
<比較例4>
除將基板變更為FILTEC公司製造之SiO
2基板以外,以與實施例8相同之方式獲得基板。將所得之基板之IR測定、ECSA測定、接觸角測定之結果示於表3中。
[表3]
成膜條件 | 成膜基板 | |||||
基板 | 起始劑 | 單體 | IR | ESCA | 接觸角 | |
實施例7 | Cu | MUB | MMA | ○ | ○ | ○ |
實施例8 | Cu | MUB | St | ○ | ◎ | ◎ |
比較例3 | SiO 2 | MUB | MMA | × | × | × |
比較例4 | SiO 2 | MUB | St | × | × | × |
由表3之結果可知,藉由本發明之製造方法2製造之成膜基材具有撥水性,故而其係具有金屬表面經改質之高密度膜之新穎成膜基板。
<實施例9>
除將基板變更為由GLOBALNET公司供給之圖案基板以外,實施與實施例8相同之操作,獲得成膜後之基板。對於所得之成膜基板之Cu/SiO
2=100/100(μm)部分,實施Cu及SiO
2部分之ESCA測定,判斷成膜性。將結果示於表4中。
[表4]
成膜條件 | ESCA | ||||
基板 | 起始劑 | 單體 | |||
實施例9 | 圖案基板 | MUB | St | Cu | ◎ |
SiO 2 | × |
由表4之結果確認到,其係於圖案基板之金屬表面上使聚合物成膜而成之成膜基板。
無
無
Claims (7)
- 一種成膜基板,其於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有包含化合物之膜,該化合物具有吸附基及源自單體之結構單元,且 該金屬之比重為19.30 g/cm 3以下。
- 如請求項1之成膜基板,其中,上述吸附基為選自由SH基、磷酸基、膦酸基、羧酸基、異氰酸基、不飽和烴基、鹵化烷基及胺基所組成之群中之1種以上之基。
- 如請求項1或2之成膜基板,其中,上述源自單體之結構單元包含:選自源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元及源自含芳香族基之單體之結構單元的1種以上之結構單元。
- 如請求項1至3中任一項之成膜基板,其於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成有包含化合物之膜,該化合物具有吸附基及源自單體之結構單元,且 具有藉由ESCA檢測出之該膜之碳元素之比率與該基板之碳元素之比率之差為5%以上的劃分部分。
- 如請求項1至4中任一項之成膜基板,其中,上述化合物之重量平均分子量為1000~40萬。
- 一種成膜基板之製造方法,其包括下述步驟:於基板上存在之金屬表面之至少一部分形成組成物之膜,該組成物包含具有吸附基之聚合物。
- 一種成膜基板之製造方法,其包括:向基板上存在之金屬表面之至少一部分供給包含吸附基之聚合起始劑之步驟(I);向供給有聚合起始劑之金屬表面供給單體之步驟(II);及使該單體聚合之步驟(III)。
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