化学吸附膜制造技术

本发明专利技术提供一种化学吸附膜，它是形成于基板表面的一种覆膜。其特征在于，构成所述覆膜的直链状碳链的分子被控制成相对于基板呈０与９０°之间的角度，并且沿预定方向取向，以一端结合固定在基板表面。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是分案申请。原申请的专利技术名称为“化学吸附膜及其制造方法和在该制造方法中使用的化学吸附液”。原案的申请号为97122585.0。其申请日为1997年8月26日。本专利技术涉及化学吸附膜及其制造方法。更详细地说，涉及构成覆膜的分子具有所预定的取向、而且沿预定的方向取向，在基板表面上以一端结合固定的化学吸附膜及其制造方法。另外，本专利技术还涉及基体材料表面以共价键固定，而且通过数个硅氧烷键进行交联的覆膜的单分子或聚合物的耐磨性高的化学吸附膜及其制造方法。以往，关于单分子的化学吸附膜或聚合物的化学吸附膜及其制造方法，已提出在记录层上形成由含有以碳作为主要成分的结合用原子的单分子膜构成的保护膜，通过使记录层上的氧原子与保护膜的结合原子化学结合，得到可靠性高的媒体的方法(特开平01-70917)，或者在基体材料表面上通过包含-SiO-与基体材料表面的共价键形成吸附膜，通过包含SiO-键的共价键在其上层叠氟系聚合物膜，以极薄的膜，厚度均匀、而且以高浓度无针孔地形成的方法(特开平05-31441)。但是，上述的以往例子，还不能实现构成膜的分子具有所预定的取向，而且沿预定的方向取向，在基板表面上以一端结合固定的化学吸附膜或者化学吸附单分子膜及其制造方法。如果能提供构成膜的分子具有所预定的取向、而且沿预定的方向取向，在基板表面上以一端结合固定的覆膜，就能够拓展在分子元件和偏振光板及液晶取向膜等领域的应用。另一方面，业已清楚知道，过去一般使用由氯硅烷系的吸附剂和非水系的有机溶剂组成的化学吸附液，在液相进行化学吸附，形成单分子的化学吸附膜(特开平1-70917等)。在这样的溶液中的化学吸附单分子膜的制造原理在于，利用基体材料表面的羟基等的活性氢与氯硅烷系吸附剂的氯甲硅烷基的脱盐酸反应，形成单分子膜。但是，以往的化学吸附膜仅利用吸附剂与基体材料的反应，因此耐磨性不足。为了解决上述问题，本专利技术的第一目的在于，以极好的效率提供构成覆膜的分子沿预定方向取向，在基板表面上以一端结合固定的粘着强度格外优良的覆膜。另外，本专利技术的第二目的在于，改进化学吸附膜，提供耐磨性优良的覆膜，提高电热板和煮饭器等电气化制品以及汽车、工业机器或者镜和眼镜镜片、室内用品、服装商品等要求耐磨性和耐热性、耐候性的涂层的基体材料的性能。为了达到上述的第一目的，本专利技术的第1号的化学吸附膜是在基板表面上形成的覆膜，其特征是，构成上述覆膜的分子具有所预定的取向、而且沿预定方向取向，在基板表面上以一端结合固定。在上述的化学吸附膜中，构成覆膜的分子最好包含碳链或硅氧烷键链。并且在上述化学吸附膜中，碳链的一部分的碳最好具有旋光性。另外，在上述化学吸附膜中，构成覆膜的分子的末端最好包含Si。并且，在上述化学吸附膜中，覆膜最好是单分子膜。本专利技术的第1号化学吸附膜的第一种制造方法是包括以下工序的化学吸附膜的制造方法使基板与化学吸附液接触，使上述吸附液中的表面活性剂分子与基体材料表面进行化学反应，使上述表面活性剂分子以一端结合固定在基板表面上的过程；用有机溶剂洗净后，通过偏振光板在所预定的方向上以起偏振的光进行曝光，使上述表面活性剂分子的方向沿预定方向取向的过程。本专利技术的第1号化学吸附膜的第二种制造方法是包括以下过程的单分子的化学吸附膜的制造方法使基板与化学吸附液接触，使上述吸附液中的表面活性剂分子与基体材料表面进行化学反应，使上述表面活性剂分子以一端结合固定在基板表面上的过程；用有机溶剂洗净后再在所预定的方向上倾斜基板进行轧液，使上述表面活性剂分子沿预定的单一方向取向的过程。另外，在上述第二种制造方法中，在轧液工序后，最好通过偏振光板在所预定的方向上进行以起偏振的光进行曝光的过程。在上述第一至第二种制造方法中，作为表面活性剂，最好使用含有从直链状烃基或硅氧烷键链和氯甲硅烷基、烷氧基硅烷基及异氰酸酯硅烷基中选择的至少一个活性基的硅烷系表面活性剂。另外，在上述第一至第二种制造方法中，作为含有从直链状烃基或硅氧烷键链和氯甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基及异氰酸酯甲硅烷基中选择的至少一个活性基的硅烷系表面活性剂，最好将分子长度不同的数种硅烷系表面活性剂混合使用。另外，在上述第一至第二种制造方法中，烃基的一部分碳最好具有旋光性。此外，在上述第一至第二种制造方法中，在烃基的末端最好包含从卤素原子或者甲基、苯基(-C6H5)、氰基(-CN)和氟化碳基(-CF3)中选择的至少一个基。在上述第一至第二种制造方法中，曝光所使用的光，最好使用从436nm，405nm、365nm、254nm和248nm波长中选择的至少一种光。在上述第一至第二种制造方法中，作为表面活性剂，最好使用包含直链烃基或硅氧烷键链和氯甲硅烷基或异氰酸酯硅烷基的硅烷系表面活性剂，作为洗净有机溶剂，最好使用不含水的非水系的有机溶剂。在上述第一至第二种制造方法中，作为非水系的有机溶剂，最好使用从含有烷基、氟化碳基、氯化碳基和硅氧烷基的溶剂中选择的至少一种溶剂。为了达到本专利技术的第二目的，本专利技术的第2号化学吸附膜是构成化学吸附膜的分子以共价键固定在基体材料表面上的化学吸附膜，其特征是，该化学吸附膜是通过利用多卤硅烷或聚烷氧基硅烷的残基的数个硅氧烷键、以无规部分进行交联的聚合物状覆膜。本专利技术的第3号化学吸附膜是，构成化学吸附膜的分子以共价键固定在基体材料表面上的化学吸附膜，其特征是，通过利用多卤硅烷或聚烷氧基硅烷的残基的多个硅氧烷键、以无规部分进行交联的单分子状的覆膜。按照上述的第2至第3号化学吸附膜，改进了以往的化学吸附膜耐磨性差的缺点，能够提供耐磨性优良的覆膜。作为制造方法，能够提供利用硅氧烷键进行交联的聚合物状的化学吸附膜的制造方法，其特征是，该方法包括下列过程使混合具有氯甲硅烷基和直链状碳链的氯硅烷系的吸附剂与含有数个氯甲硅烷基的氯硅烷系的交联剂和非水系的有机溶剂(基本上不含水的溶剂)而制成的氯硅烷系化学吸附液与表面上包含活性氢基的基体材料接触，使上述基体材料表面与上述的各个分子进行反应的过程；将上述溶剂蒸发后，使基板上的未反应的各个物质与水反应的过程。此时，如果使用于吸附液的非水系有机溶剂的沸点达到50-100℃，则在从聚合物状的化学吸附膜中去除溶剂方面是有利的。进而，作为其他制造方法，能够提供利用硅氧烷键进行交联的单分子的化学吸附膜的制造方法，其特征是，该方法包括下列过程使混合具有氯甲硅烷基和直链状碳链的氯硅烷系吸附剂与含有数个氯甲硅烷基的氯硅烷系交联剂和非水系的有机溶剂而制成的氯硅烷系化学吸附液与在表面上含有活性氢基的基体材料接触，使上述基体材料表面与上述的各个分子进行反应的过程；使用非水系有机溶剂洗净除去残留在上述基体材料上未与上述基体材料反应的上述物质的洗净过程；将上述溶剂蒸发后，使基板上的未反应的各个物质与水进行反应的过程。此时如果使用于吸附液的非水系有机溶剂的沸点达到100-250℃，则在使吸附液的组成稳定方向是有利的。另外，使用氯硅烷系吸附剂的碳链的至少一部分被氟化碳基(-CF2-)取代的物质时，能够提供防水性的化学吸附膜，在赋予防污效果方面是有利的。进而，作为氯硅烷系吸附剂，使用CF3-(CF2)n-(R)m-SiXpCl3-p(n是0或整数，R表示烷基，乙烯基、乙炔基、芳基、含硅或氧原子的取代基，m是0或1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学吸附膜，它是在基板表面形成的覆膜，其特征在于，构成上述覆膜的直链状碳链的分子被控制成相对于基板呈０与９０°之间的角度，而且沿预定方向取向，以一端结合固定在基板表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小川一文，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]