(57)【要約】【課題】  被成膜処理物に蒸着重合法により成膜するポリ尿素膜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】  被成膜処理物に蒸着重合法により成膜するポリ尿素膜の表面親水化方法であって、原料ポリマーから生成されるオリゴマーを５０〜１５０℃の温度下で固相重合させながら、オゾン雰囲気に曝すことによりポリ尿素膜を成膜することを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜処理物に蒸着重合法により成膜するポリ尿素膜の表面親水化方法であって、原料ポリマーから生成されるオリゴマーを５０〜１５０℃の温度下で固相重合させながら、オゾン雰囲気に曝すことによりポリ尿素膜を成膜することを特徴とするポリ尿素膜の表面親水化方法。
【請求項２】
前記オリゴマーを９０〜１１０℃の温度下で固相重合させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のポリ尿素膜の表面親水化方法。
【請求項３】
前記固相重合を５分以上行うようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のポリ尿素膜の表面親水化方法。
【請求項４】
前記固相重合を２０分以上行うようにしたことを特徴とする請求項３記載のポリ尿素膜の表面親水化方法。
【請求項５】
前記オゾン雰囲気を、２Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で供給されるオゾンによって形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のポリ尿素膜の表面親水化方法。
【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成膜されるポリ尿素膜の表面親水化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリ尿素膜等の被処理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、被処理体をオゾン雰囲気中に暴露して被処理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、ポリ尿素膜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、本発明者等は鋭意検討の結果、被成膜処理物上に原料モノマーを高分子化してポリ尿素膜を成膜する過程において、所定の温度下においてオゾンに曝すことにより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、本発明の親水化方法は、請求項１に記載の通り、被成膜処理物に蒸着重合法により成膜するポリ尿素膜の表面親水化方法であって、原料ポリマーから生成されるオリゴマーを５０〜１５０℃の温度下で固相重合させながら、オゾン雰囲気に曝すことによりポリ尿素膜を成膜することを特徴とする。
また、請求項２記載のポリ尿素膜の表面親水化方法は、請求項１記載のポリ尿素膜の表面親水化方法において、前記オリゴマーを９０〜１１０℃の温度下で固相重合させるようにしたことを特徴とする。
また、請求項３記載のポリ尿素膜の表面親水化方法は、請求項１または２記載のポリ尿素膜の表面親水化方法において、前記固相重合を５分以上行うようにしたことを特徴とする。
また、請求項４記載のポリ尿素膜の表面親水化方法は、請求項３記載のポリ尿素膜の表面親水化方法において、前記固相重合を２０分以上行うようにしたことを特徴とする。
また、請求項５記載のポリ尿素膜の表面親水化方法は、請求項１乃至４の何れかに記載のポリ尿素膜の表面親水化方法において、前記オゾン雰囲気を、２Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で供給されるオゾンによって形成するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のポリ尿素膜の表面親水化方法によれば、被成膜処理物に蒸着重合法により成膜するポリ尿素膜の表面親水化方法において、原料ポリマーから生成されるオリゴマーを５０〜１５０℃の温度下で固相重合させながら、オゾン雰囲気に曝すことによりポリ尿素膜を成膜するようにしたので、オリゴマーの固相重合に必要な温度下での加熱処理を利用して、しかも、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、前記オリゴマーの固相重合を９０〜１１０℃の温度下で行うようにした場合は、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。
また、前記固相重合を５分以上、好ましくは２０分以上行うようした場合は、良好な親水性を示すと共に、経時変化が少なく耐久性に優れた親水化処理を行うことができる。
また、前記オゾン雰囲気を、２Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で供給されるオゾンによって形成するようにした場合には、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。
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4,4'-ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）の供給源３と、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）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、親水化処理を施されて成膜されたポリ尿素膜を示す。
【０００８】
次ぎに、前記成膜装置を用いて、ポリ尿素膜を成膜する過程において、種々の処理条件で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、前記した通り、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。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を用いた。
そして、前記成膜装置を用いて、原料モノマーから生成されるオリゴマー膜をシリコンウエハー上で固相重合して高分子量のポリ尿素膜にする際に、種々の処理温度、処理時間、オゾン流量でオゾン処理を行うようにした。
即ち、前記シリコンウエハー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ポリ尿素オリゴマー膜を形成した。
具体的な成膜条件は、ＭＤＡ蒸発温度１３０℃、ＭＤＩ蒸発温度１１２℃、蒸着時間１０分で１μｍ厚のポリ尿素オリゴマー膜を得た。成膜後、真空排気を停止し、ヒーター１１によって処理温度を設定し、バルブ９を開いてオゾン流量を種々調整しながらオゾンを導入し、シリコンウエハー２０の表面のポリ尿素オリゴマー膜を固相重合しながらポリ尿素膜３０を親水化した。
【０００９】
前記成膜条件で、オゾン処理することのないポリ尿素膜の親水性評価の指標としての接触角は約８０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。
【００１０】
図２は、オゾン処理時の処理温度と、ポリ尿素膜表面の接触角の関係を示すもので、処理温度が５０〜１５０℃の範囲で接触角が１０度以下となり、処理温度が９０〜１１０℃の範囲で接触角が８度以下となり、また、特に、処理温度が１００℃近傍で接触角が７度というように極めて小さな接触角となり、良好な親水性を示すことが確認できた。
尚、前記オゾン処理に際しては、処理時間を１０分、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。
【００１１】
図３は、オゾン処理時の処理時間と、ポリ尿素膜表面の接触角の関係を示すもので、処理時間が５分を越えた辺りから接触角が８度以下となり、特に、処理時間が２０分を越えた辺りから接触角が５度近くになることが確認され、オリゴマーの固相重合に必要な温度下での加熱処理を利用して、極めて、短時間において、親水化処理を行えることが確認された。
尚、前記オゾン処理に際しては、処理温度を１００℃、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。
【００１２】
図４は、オゾン処理時の処理温度と、ポリ尿素膜表面の接触角の経時変化の関係を示すもので、処理時間が５分を越えると、８日間経過しても、初期の接触角がほとんど変化せず、特に、処理時間が２０分を越えると、極めて小さな初期の接触角がほとんど変化しないことが確認された。
尚、前記オゾン処理に際しては、処理温度を１００℃、オゾン流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした。
【００１３】
図５は、オゾン処理雰囲気の形成に際しての、オゾン流量とポリ尿素膜表面の接触角の関係を示すもので、オゾン流量が２Ｌ／ｍｉｎを越えると、２０Ｌ／ｍｉｎ流した場合とほとんど接触角に変化がないことが確認された。即ち、任意の接触角を得るには、オゾン流量が２Ｌ／ｍｉｎを越えるような流量での処理で十分であることが確認された。
尚、前記オゾン処理に際しては、処理温度を１００℃、処理時間を１０分とした。
【００１４】
以上の実施例から、本願発明のポリ尿素膜の表面親水化方法によれば、オリゴマーの固相重合に必要な温度下での加熱処理を利用して、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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、処理温度とポリ尿素膜表面の接触角の関係を示す特性図
【図３】本発明方法による、処理時間とポリ尿素膜表面の接触角の関係を示す特性図
【図４】本発明方法による、処理温度とポリ尿素膜表面の接触角の経時変化の関係を示す特性図
【図５】本発明方法による、オゾン流量とポリ尿素膜表面の接触角の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００１６】
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  ポリ尿素膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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