蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法
【課題】 被成膜処理物に蒸着重合法により成膜する蒸着重合高分子膜被覆体の表面を短時間で親水化することができる親水化方法を提供すること。
【解決手段】 蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする。
【解決手段】 蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅資材、空調機器の熱交換器、マイクロ流体チップの液体流路などに用いられる各種部材、或いは、シリコンウエハー等の電子材料等にポリイミド膜やポリ尿素膜等の蒸着重合高分子膜を成膜した蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリイミド膜等の被覆体を親水化する方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、被覆体をオゾン雰囲気中に暴露して被覆体の表面を親水化する方法がある。
しかしながら、この方法では、親水化処理のために３時間以上もの時間がかかり、工業的に実施するには問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、ポリイミド膜やポリ尿素膜等の蒸着重合高分子膜被覆体の表面を短時間で親水化することができる親水化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討の結果、蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理した後、所定の湿度雰囲気下に放置することで、親水化のための処理時間を短縮することができるという知見に基づき、下記の通り解決手段を見出した。
即ち、本発明の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１に記載の通り、蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする.
また、請求項２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記湿度雰囲気が４５〜５５％湿度雰囲気であることを特徴とする。
また、請求項３記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１または２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記蒸着重合高分子膜がポリイミド膜、或いは、ポリ尿素膜であることを特徴とする。
また、請求項４記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１乃至３の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、 前記放置時間が １〜６時間であることを特徴とする。
また、請求項５記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１乃至４の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記オゾン処理時間が５〜２０分であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法によれば、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置するようにすることで、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行える。
また、その湿度雰囲気を４５〜５５％湿度雰囲気とした場合、オゾン処理時間を短縮して、しかも、極めて良好な親水性を示す親水化処理を行うことができる。
【実施例】
【０００７】
以下、添付図面に従って、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明方法を実施するために用いられる成膜装置の一例を示すもので、図中１は、真空処理室１を示し、この真空処理室１の一側には真空排気系２が接続されて任意の真空度に調整自在となっている。また、前記真空処理室１の天井側には、原料モノマーの無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）の供給源３と、オキシジアニリン（ＯＤＡ）の供給源４と、オゾン原料ガスである酸素の供給源５に接続されたオゾン発生装置６とが、それぞれ、流量コントロールバルブ７，８，９を介して連結されている。また、前記真空処理室１の中央部に支持部材１０が配置され、この支持部材１０の上には被成膜処理物であるシリコンウエハー２０が設置され、また、前記支持部材１０はその裏面側に配置されたヒーター１１によって所定の温度に調整自在とされている。尚、図中３０は、成膜されたポリイミド膜を示す。
【０００８】
本実施例では、先ず、前記成膜装置を用いてポリイミド膜を成膜した。ポリイミド膜の成膜原料物質としては、前記した通り、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）と、オキシジアニリン（ＯＤＡ）を用いた。また、被成膜処理物としては、８インチのシリコンウエハー２０を用いた。このシリコンウエハー２０を真空処理室１の支持部材１０上に設置し、真空排気系２を介して真空処理室１内を所定の真空度に設定し、原料モノマーの供給源３，４から流量調整バルブ７，８を調整しながら所定量の原料モノマーを導入し、前記シリコンウエハー２０の表面にポリイミド膜３０を成膜した。具体的な成膜条件は、ＰＭＤＡ蒸発温度２００℃、ＯＤＡ蒸発温度１８８℃、基板温度１８０℃とした。
得られたポリイミド膜の親水性評価の指標としての水の接触角は約８５度という大きな値を示し、親水性に乏しいものであった。尚、接触角については、接触角計（ＣＡ−Ｘ１５０型：協和界面科学株式会社製）を用いて測定した。
【０００９】
次に、バルブ９を開いてオゾンを導入し、シリコンウエハー２０の表面のポリイミド膜３０をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理を施し、その後、種々の湿度雰囲気下に放置して親水化処理を行った。
【００１０】
図２は、オゾン処理後の放置時の湿度条件とポリイミド膜表面の接触角の関係を示すもので、３０〜７０％湿度雰囲気に放置すると接触角が４０度以下となり、良好な親水性を示し、４５〜５５％の湿度雰囲気に放置すると３０度以下という小さな接触角となり、極めて良好な親水性を示すことが確認できた。尚、オゾン処理については、処理時間を１０分、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、湿度雰囲気下での放置時間は６時間とした。
尚、実験の結果、オゾン処理処理時間については５〜２０分、オゾン流量については１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、所定湿度雰囲気下での放置時間については１〜６時間程度が好ましいことを確認した。
【００１１】
以上の実施例から、本発明の表面親水化方法によれば、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行えることが確認できた。
【００１２】
（実施例２）
本実施例では、前記成膜装置を用いて、８インチのシリコンウエハーにポリ尿素膜を成膜し、このポリ尿素膜に親水化処理を行った。
ポリ尿素膜の成膜原料物質としては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）と、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）を用いた。具体的な成膜条件は、ＭＤＡ蒸発温度１３０℃、ＭＤＩ蒸発温度１１２℃、基板温度２０℃とした。
得られたポリ尿素膜の親水性評価の指標としての水の接触角は約８５度という大きな値を示し、親水性に乏しいものであった。尚、接触角については、接触角計（ＣＡ−Ｘ１５０型：協和界面科学株式会社製）を用いて測定した。
【００１３】
次に、バルブ９を開いてオゾンを導入し、シリコンウエハーの表面のポリ尿素膜をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理を施し、その後、種々の湿度雰囲気下に放置して親水化処理を行った。
【００１４】
実施例１と同様にして、オゾン処理後の放置時の湿度条件とポリ尿素膜表面の接触角の関係を調べたところ、３０〜７０％湿度雰囲気に放置すると接触角が４０度以下となり、良好な親水性を示し、４５〜５５％の湿度雰囲気に放置すると３０度以下という小さな接触角となり、極めて良好な親水性を示すことが確認できた。尚、オゾン処理については、処理時間を１０分、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、湿度雰囲気下での放置時間は６時間とした。
尚、実験の結果、オゾン処理処理時間については５〜２０分、オゾン流量については１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、湿度雰囲気下での放置時間については１〜６時間程度が好ましいことを確認した。
【００１５】
以上の実施例から、本発明の表面親水化方法によれば、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行えることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、住宅資材、空調機器の熱交換器、マイクロ流体チップの液体流路などに用いられる各種部材、或いは、シリコンウエハー等の電子材料等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明方法を実施するために用いられる成膜装置の一例の説明図
【図２】本発明方法による、湿度雰囲気とポリイミド膜表面の接触角の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００１８】
１ 真空処理室
２ 真空排気系
３ モノマー供給源
４ モノマー供給源
５ 酸素供給源
６ オゾン発生装置
７ 流量調整バルブ
８ 流量調整バルブ
９ 流量調整バルブ
１０ 支持部材
１１ ヒーター
２０ シリコンウエハー（被処理物）
３０ ポリイミド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅資材、空調機器の熱交換器、マイクロ流体チップの液体流路などに用いられる各種部材、或いは、シリコンウエハー等の電子材料等にポリイミド膜やポリ尿素膜等の蒸着重合高分子膜を成膜した蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリイミド膜等の被覆体を親水化する方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、被覆体をオゾン雰囲気中に暴露して被覆体の表面を親水化する方法がある。
しかしながら、この方法では、親水化処理のために３時間以上もの時間がかかり、工業的に実施するには問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、ポリイミド膜やポリ尿素膜等の蒸着重合高分子膜被覆体の表面を短時間で親水化することができる親水化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討の結果、蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理した後、所定の湿度雰囲気下に放置することで、親水化のための処理時間を短縮することができるという知見に基づき、下記の通り解決手段を見出した。
即ち、本発明の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１に記載の通り、蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする.
また、請求項２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記湿度雰囲気が４５〜５５％湿度雰囲気であることを特徴とする。
また、請求項３記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１または２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記蒸着重合高分子膜がポリイミド膜、或いは、ポリ尿素膜であることを特徴とする。
また、請求項４記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１乃至３の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、 前記放置時間が １〜６時間であることを特徴とする。
また、請求項５記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法は、請求項１乃至４の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法において、前記オゾン処理時間が５〜２０分であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法によれば、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置するようにすることで、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行える。
また、その湿度雰囲気を４５〜５５％湿度雰囲気とした場合、オゾン処理時間を短縮して、しかも、極めて良好な親水性を示す親水化処理を行うことができる。
【実施例】
【０００７】
以下、添付図面に従って、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明方法を実施するために用いられる成膜装置の一例を示すもので、図中１は、真空処理室１を示し、この真空処理室１の一側には真空排気系２が接続されて任意の真空度に調整自在となっている。また、前記真空処理室１の天井側には、原料モノマーの無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）の供給源３と、オキシジアニリン（ＯＤＡ）の供給源４と、オゾン原料ガスである酸素の供給源５に接続されたオゾン発生装置６とが、それぞれ、流量コントロールバルブ７，８，９を介して連結されている。また、前記真空処理室１の中央部に支持部材１０が配置され、この支持部材１０の上には被成膜処理物であるシリコンウエハー２０が設置され、また、前記支持部材１０はその裏面側に配置されたヒーター１１によって所定の温度に調整自在とされている。尚、図中３０は、成膜されたポリイミド膜を示す。
【０００８】
本実施例では、先ず、前記成膜装置を用いてポリイミド膜を成膜した。ポリイミド膜の成膜原料物質としては、前記した通り、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）と、オキシジアニリン（ＯＤＡ）を用いた。また、被成膜処理物としては、８インチのシリコンウエハー２０を用いた。このシリコンウエハー２０を真空処理室１の支持部材１０上に設置し、真空排気系２を介して真空処理室１内を所定の真空度に設定し、原料モノマーの供給源３，４から流量調整バルブ７，８を調整しながら所定量の原料モノマーを導入し、前記シリコンウエハー２０の表面にポリイミド膜３０を成膜した。具体的な成膜条件は、ＰＭＤＡ蒸発温度２００℃、ＯＤＡ蒸発温度１８８℃、基板温度１８０℃とした。
得られたポリイミド膜の親水性評価の指標としての水の接触角は約８５度という大きな値を示し、親水性に乏しいものであった。尚、接触角については、接触角計（ＣＡ−Ｘ１５０型：協和界面科学株式会社製）を用いて測定した。
【０００９】
次に、バルブ９を開いてオゾンを導入し、シリコンウエハー２０の表面のポリイミド膜３０をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理を施し、その後、種々の湿度雰囲気下に放置して親水化処理を行った。
【００１０】
図２は、オゾン処理後の放置時の湿度条件とポリイミド膜表面の接触角の関係を示すもので、３０〜７０％湿度雰囲気に放置すると接触角が４０度以下となり、良好な親水性を示し、４５〜５５％の湿度雰囲気に放置すると３０度以下という小さな接触角となり、極めて良好な親水性を示すことが確認できた。尚、オゾン処理については、処理時間を１０分、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、湿度雰囲気下での放置時間は６時間とした。
尚、実験の結果、オゾン処理処理時間については５〜２０分、オゾン流量については１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、所定湿度雰囲気下での放置時間については１〜６時間程度が好ましいことを確認した。
【００１１】
以上の実施例から、本発明の表面親水化方法によれば、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行えることが確認できた。
【００１２】
（実施例２）
本実施例では、前記成膜装置を用いて、８インチのシリコンウエハーにポリ尿素膜を成膜し、このポリ尿素膜に親水化処理を行った。
ポリ尿素膜の成膜原料物質としては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）と、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）を用いた。具体的な成膜条件は、ＭＤＡ蒸発温度１３０℃、ＭＤＩ蒸発温度１１２℃、基板温度２０℃とした。
得られたポリ尿素膜の親水性評価の指標としての水の接触角は約８５度という大きな値を示し、親水性に乏しいものであった。尚、接触角については、接触角計（ＣＡ−Ｘ１５０型：協和界面科学株式会社製）を用いて測定した。
【００１３】
次に、バルブ９を開いてオゾンを導入し、シリコンウエハーの表面のポリ尿素膜をオゾン雰囲気に晒してオゾン処理を施し、その後、種々の湿度雰囲気下に放置して親水化処理を行った。
【００１４】
実施例１と同様にして、オゾン処理後の放置時の湿度条件とポリ尿素膜表面の接触角の関係を調べたところ、３０〜７０％湿度雰囲気に放置すると接触角が４０度以下となり、良好な親水性を示し、４５〜５５％の湿度雰囲気に放置すると３０度以下という小さな接触角となり、極めて良好な親水性を示すことが確認できた。尚、オゾン処理については、処理時間を１０分、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、湿度雰囲気下での放置時間は６時間とした。
尚、実験の結果、オゾン処理処理時間については５〜２０分、オゾン流量については１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、湿度雰囲気下での放置時間については１〜６時間程度が好ましいことを確認した。
【００１５】
以上の実施例から、本発明の表面親水化方法によれば、極めて短時間のオゾン処理によって親水化処理を行えることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、住宅資材、空調機器の熱交換器、マイクロ流体チップの液体流路などに用いられる各種部材、或いは、シリコンウエハー等の電子材料等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明方法を実施するために用いられる成膜装置の一例の説明図
【図２】本発明方法による、湿度雰囲気とポリイミド膜表面の接触角の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００１８】
１ 真空処理室
２ 真空排気系
３ モノマー供給源
４ モノマー供給源
５ 酸素供給源
６ オゾン発生装置
７ 流量調整バルブ
８ 流量調整バルブ
９ 流量調整バルブ
１０ 支持部材
１１ ヒーター
２０ シリコンウエハー（被処理物）
３０ ポリイミド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項２】
前記湿度雰囲気が４５〜５５％湿度雰囲気であることを特徴とする請求項１記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項３】
前記蒸着重合高分子膜がポリイミド膜、或いは、ポリ尿素膜であることを特徴とする請求項１または２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項４】
前記放置時間が１〜６時間であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項５】
前記オゾン処理時間が５〜２０分であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項１】
蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法であって、被処理蒸着重合高分子膜被覆体をオゾン雰囲気に曝し、その後、３０〜７０％湿度雰囲気に放置することを特徴とする蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項２】
前記湿度雰囲気が４５〜５５％湿度雰囲気であることを特徴とする請求項１記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項３】
前記蒸着重合高分子膜がポリイミド膜、或いは、ポリ尿素膜であることを特徴とする請求項１または２記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項４】
前記放置時間が１〜６時間であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【請求項５】
前記オゾン処理時間が５〜２０分であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の蒸着重合高分子膜被覆体の表面親水化方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２６９８６６（Ｐ２００７−２６９８６６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９４２２７（Ｐ２００６−９４２２７）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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