專利名稱：表面處理方法和用該方法處理過的材料的制作方法
背景技術：
更具體地，本發明涉及一種通過從固體材料表面離解出氫原子，同時用氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n，2n+1)基團進行取代，從而僅使包含著側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵基團的聚合物的固體材料表面產生斥液性的方法以及用該方法處理過的材料。
相關的
背景技術：
通常，官能固體材料被設計得使其自身的物理性能可以得到有效的利用。但是，在設備應用等方面需要各種不同的物理性能，因此，任何單一的整體材料變得越來越難以良好地滿足所需的性能和特點。具體地，通過利用氟樹脂的由低表面能所產生的特性，如惰性、斥水性、斥油性和耐劃傷性，可將氟樹脂用于各種目的。例如，氟樹脂被單獨模塑成各種形狀的部件或產品，或以薄膜的形式使用。而且還將帶有一個親水性表面的氟樹脂薄膜用于覆蓋各種形狀的部件。此外，氟樹脂還被溶解在溶劑中并以涂膜的形式使用。這樣，氟樹脂被廣泛地用在各種應用中并因此而被認為是一種非常有用的材料。
然而，即使當這種氟樹脂呈薄膜形式時，如果薄膜中存在某種尺寸的塊狀區，該塊狀區也會出現只有氟樹脂才有的物理性能。例如，低硬度降低了耐切割性，因而薄膜容易用刀切割。在模塑情況下，高的玻璃化轉變點降低了流動性，這使精細模塑難以進行。而且，在溶劑涂覆的情況下，材料被限制為溶解在溶劑中的氟聚合物，因此惰性、斥水性、斥油性和耐劃傷性均達不到PTFE的性能。此外，高的固化溫度限制了可被涂覆的基材。另外，氟樹脂的固有物理性能也存在問題大的線膨脹系數導致其在高溫環境中變形，大的可充電性限制了其在電荷載體附近的使用。
因此，如果可能，則不對氟樹脂材料自身進行處理，而是代之以將氟樹脂的性能僅賦予其表面區域，同時充分利用由有機材料或有機-無機復合材料制成的基材所固有的大部分物理性能，就可以獲得更多的功能。
作為這樣的方法，日本專利申請公開6-340759公開了一種用激發光對帶有C-H鍵的塑料材料進行改性的方法。即，該現有技術參考文獻闡述了一種方法，靠這種方法，在含有一種對氫原子的鍵能為80.6kcal/mol或更高的第一原子和一種對第一原子的鍵能小于激發光光能的第二原子或原子團的化合物或混合物的氣氛中，塑料材料與化合物或混合物之間的界面被直接或間接地用光子能量為80.6kcal/mol或更高的紫外光照射。用這種方法，塑料材料借助第一原子而脫氫，并被第二原子或原子團所取代。作為這種化合物或混合物，實施例11、27和31中存在氟化合物的例子。
發明概述然而，在上述的日本專利申請公開6-340759的框架內，生產條件的變化使接觸角性能因取代機理而產生了很大變化。由于該方法需要嚴格控制生產條件，因此難以高度穩定地形成高產率的經表面處理的樣品。
也就是說，本發明人用日本專利申請公開6-340759的實施例2中的方法進行了實驗。結果，在使樣品與一種由2g硼酸(H3BO3)溶解在50cc水中所制成的水溶液緊密接觸的同時用ArF激光照射樣品時，硼酸水溶液在ArF照射期間吸收光，這有損于取代反應的效率。另外，在取代反應中，硼酸水溶液的稠度有時會發生改變。
因此，本發明人對一種用以有效地進行取代反應而硼酸水溶液或其類似物的稠度不發生任何改變的取代機理進行了研究，并發現了一種新的取代機理，由此衍生出一種表面處理穩定方法。具體地，本發明人發現了一種方法，該方法以一種將高斥液性賦予表層帶有C-H鍵的塑料材料表面的方式，使物理性能不可逆過程在邏輯上得以保持。
本發明的目的是提供一種表面處理方法，該方法能夠通過保持表面性能和整體性能兩者而擴大應用范圍，并能同時達到高斥液性和高生產率。
為了達到上述目的，本發明提供了一種通過用光照射相互接觸的待處理材料和介體材料的方式而對待處理材料的表面進行處理的表面處理方法，其特征在于介體材料自身在光照期間基本上不發生相互作用，待處理材料的表面通過提供一個化學反應場來進行處理，在該化學反應場中，通過光照，通過采用待處理材料與介體材料之間的接觸界面和光照區的邏輯產物，待處理材料的取代基和介體材料的原子團中的原子同時通過激發而被誘導，由此引起并進行鍵合狀態轉變。
該方法的特征還在于，在化學反應場，使來自待處理材料的因激發而被誘導的取代基經受俘獲轉變而被來自介體材料的因激發而被誘導的原子或原子團鍵合所需的鍵能，大于以下兩種鍵能中較大的一個，其一是待處理材料的取代基與基體原子之間的鍵能，其二是介體材料的原子或原子團與基體原子之間的鍵能。
該方法的特征還還在于，照射待處理材料和介體材料的光具有光子能量比以下兩種鍵能中較大的一個大的波長，其一是待處理材料的取代基與基體原子之間的鍵能，其二是介體材料的原子或原子團與基體原子之間的鍵能。
而且，用以達到以上目的的本發明是一種表面上帶有碳原子-氫原子單鍵基團的待處理材料的表面處理方法，其特征在于，在待處理材料與下述液態介體材料接觸的同時，所述的液態介體材料是一種聚合物的聚集體，該聚合物的主鏈上帶有醚鍵基團和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團，用波長為221.4-351.6nm的紫外輻射線照射待處理材料與介體材料之間的接觸界面，從而用介體材料中的氟化碳基團取代待處理材料表面上的碳原子-氫原子單鍵基團中的氫原子，并改進待處理材料的表面。
附圖的簡更說明
圖1是用來進行本發明的固體材料表面處理的裝置的示意圖；圖2是展示某一實施方案的斥水性的圖；圖3是展示對比例的斥水性的圖；圖4是展示該實施方案中待處理材料表面的處理機理的圖；圖5是展示對比例中待處理材料表面的處理機理的圖；圖6A、6B和6C是展示實施方案和對比例中待處理材料的表面條件的示意圖；以及圖7是用來進行本發明的固體材料表面處理的另一裝置的示意圖。
優選實施方案的詳述下面將詳細闡述本發明的特點。
本發明的這種特點是通過提供一個化學反應場來進行表面處理，在該化學反應場，通過用光照射相互接觸的待處理材料和介體材料，通過采用待處理材料與介體材料之間的接觸界面和光照區的邏輯產物，待處理材料的取代基通過激發而被誘導，同時，介體材料的原子團中的原子通過激發而被誘導，所述的介體材料在單獨使用時在光照期間基本上不發生相互作用，由此引起并進行鍵合狀態轉變。
本發明中，用單獨使用時在光照期間基本上不發生相互作用的材料作為介體材料。因此，光照所獲得的能量沒有被用于激發介體材料的轉變。
因此，取代反應沒有因介體材料與待處理材料接觸時的稠度而發生變化。這樣，取代反應可以更有效地進行。
而且，待處理材料中的取代基因激發而被誘導以及介體材料中的原子團或原子因激發而被誘導同時發生的化學反應場，是由待處理材料與介體材料之間的接觸界面提供的。這改善了鍵合狀態轉變的效率，并使有效取代成為可能。
下面將參照圖4詳細地闡述本發明的僅處理待處理材料表面的機理。
該實施方案涉及這樣一個例子，其中，用下述的液態介體材料作為單獨使用時在光照期間基本上不發生相互作用的介體材料，所述的液態介體材料是一種聚合物的聚集體，該聚合物的主鏈上帶有醚鍵基團和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團，并用表面上帶有碳原子-氫原子單鍵基團的材料作為待處理材料。
圖4是用來解釋本發明的待處理材料表面處理機理的圖。參照圖4，(1)代表液態介體材料區；(2)代表液態介體材料與側鏈上帶有C-H基團的待處理材料之間的界面區；(3)代表待處理材料區。在用紫外輻射線照射這些區時，(1)中的(a)-(c)，(2)中的(a)-(e)，以及(3)中的(a)-(c)示意性地代表相應區的光化學反應。
本發明中，用一種經過曝光和顯影的含有脂環族環氧樹脂作為其主要成分的負性光敏樹脂作為待處理材料。另外，用全氟醚(化學名稱全氟聚氧雜環丁烷，商品名稱DEMNUM，由DAIKIN INDUSTRIES，LTD.生產)作為介體材料。
用一種由紫外線激光振蕩器發射的、光波長為248.4nm的氪氟激元激光束(114kcal/mol)照射作為介體材料的用下式表示的全氟聚醚。
全氟聚醚的化學式為
F-(CF2CF2CF2O)nCF2CF3(n整數)發射出的紫外輻射線(激元激光)透射過全氟聚醚而沒有發生光吸收，并到達待處理固體材料7的表面。但是，就量子光學而論，紫外線光子的通過嚴格地指沒有發生光子能量吸收；如果存在因吸收光子而轉化成的能級，光子的吸收就會導致產生一種作用。也就是說，通過提供一種能量穩定的能級，就可以在局部發生光化學反應。
在液態介體材料中，如(1)-(a)所示，超過碳原子-氧原子單鍵鍵能的勢壘的能量為76kcal/mol。當紫外線的波長約為357nm或更低時，光子能量約為76kcal/mol或更高，因而該能量超過了碳原子-作為醚基團的氧原子單鍵鍵能的勢壘。因此，如(1)-(b)所示，氧原子能夠以離子形式與碳原子分離。但是，單獨的氧原子是不穩定的，因而單獨氧原子的壽命短。因此，就在氧原子以離子形式與碳原子分離時，氧原子立刻輻射出具有與返回原始能級所需能量相同的能量的光子((1)-(c))。也就是說，當從外部觀察時，這等同于誘導輻射；輻射出一種具有相同相位、相同偏振光、相同波長和相同傳播方向的光子，因此觀察結果表明沒有發生變化。也就是說，這等同于什么也沒有發生。
另一方面，在待處理材料中，如(3)-(a)所示，超過碳原子-氫原子單鍵鍵能的勢壘的能量為80.6kcal/mol。當紫外線的波長為351.6nm或更低時，光子能量為80.6kcal/mol或更高，因而該能量超過了碳原子-氫原子單鍵鍵能的勢壘。因此，如(3)-(b)所示，氫原子能夠以離子形式與碳原子分離。但是，單獨的氫原子是不穩定的，因而單獨氫原子的壽命短。因此，就在氫原子以離子形式與碳原子分離時，氫原子立刻輻射出具有與返回原始能級所需能量相同的能量的光子((3)-(c))。也就是說，當從外部觀察時，這等同于沒有發生變化，類似于以上情況。
但是，通過提供一種能俘獲以離子形式分離的氧原子的新能級(即通常所說的施主能級或受主能級)，發生了紫外線光子吸收，這就可以引發光化學反應。本發明中，這種俘獲能級產生在待處理固體材料的表面上，即，產生在液態介體材料與側鏈上帶有C-H基團的待處理材料之間的接觸界面上。這點將在下面進行解釋。待處理固體材料的表面上形成了一種有機材料，而且碳原子-氫原子單鍵存在于有機材料聚合物的側鏈上(圖6A)。另一方面，氧原子-碳原子單鍵存在于與固體材料接觸的液態介體材料中。如(2)-(a)所示，超過碳原子-氧原子單鍵鍵能的勢壘的能量為76kcal/mol。而且，位于有機聚合物側鏈上的碳原子-氫原子單鍵的勢壘能量為80.6kcal/mol。當紫外線的波長為351.6nm或更低時，光子能量為80.6kcal/mol或更高。該能量超過了碳原子-氧原子單鍵鍵能的勢壘，也超過了碳原子-氫原子單鍵鍵能的勢壘。也就是說，該能量使氧原子和氫原子分離出來。因此，如(2)-(b)所示，氧原子和氫原子以離子形式與碳原子分離。
氧原子-氫原子單鍵鍵能約為109kcal/mol，即，它大于碳原子-作為醚基團的氧原子單鍵的勢壘能量76kcal/mol，它也大于有機聚合物側鏈上的碳原子-氫原子單鍵的勢壘能量80.6kcal/mol。因此，當氧原子和碳原子形成單鍵時，能級勢降至深度穩定的能級。更具體地說，對于分離出的氧原子和分離出的氫原子而言，轉變-穩定能級產生在待處理固體材料表面與作為液態介體材料的全氟聚醚之間的接觸界面上。
如(2)-(c)所示，氧原子和氫原子輻射出能量約為109kcal/mol的光子，產生了這些氧原子與氫原子的單鍵。
實際上，氫H與氧O的穩定態是純水H2O，因而至此所說的光化學反應靠消耗4個351.6nm或更低的紫外線光子而發生。
如果紫外線光子能量等于或大于作為氧原子-氫原子單鍵鍵能的約109kcal/mol，氧原子和氫原子自然可以以離子形式分離出來，如(2)-(d)所示。但是，單獨的氧原子和氫原子是不穩定的，因而單獨的氧原子壽命短。因此，就在氧原子以離子形式分離出來時，氧原子立刻輻射出具有與返回原始能級所需能量相同的能量的光子((2)-(e))。也就是說，當從外部觀察時，這等同于沒有發生變化。而且，嚴格地說，根據Heisenberg測不準原理，在非常短的時間內觀察離子分離過程是不可能的；一種合適的解釋是按照量子理論將該過程表示為“未知”。
同時，作為液態介體材料的全氟聚醚失去其主鏈上的醚基團，因而留下氟化碳基團(C3F6或C3F7)。另一方面，碳活性基團留在待處理固體材料的表面上。這就形成了一種氟化碳基團不可避免地與固體材料表面上的碳活性基團化學鍵合的環境。因此，固體材料表面被氟化而產生了斥水性(圖6B)。
作為一種補充說明，碳原子的單鍵鍵能約為84kcal/mol。因此，當用波長約為336nm或更低的紫外線作為要發射的紫外輻射線時，碳原子在分離與鍵合之間不穩定地轉變，氟化碳以最穩定的狀態化學鍵合到固體材料的表面，在所述的最穩定狀態中，該氟化碳被分解或化合成任何CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團的形式。
作為另一種補充說明，碳原子的單鍵鍵能約為84kcal/mol。因此，當用波長約為336nm或更低的紫外線作為紫外輻射線時，碳原子按照熵升高的方向在分離與鍵合之間不穩定地轉變，氟化碳通過以最穩定的狀態形成網絡而化學鍵合到固體材料的表面，在所述的最穩定狀態中，該氟化碳被分解或再化合成任何CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團的形式，而且Gibbs自由能是最小值(對比例)圖5是展示對比例中待處理材料表面的處理機理的圖。(1)代表液態介體材料區；(2)代表液態介體材料與側鏈上帶有C-H基團的待處理材料之間的界面區；(3)代表待處理材料區。圖5示意性地表達了當用紫外光照射這些區時發生在其中的光化學反應。
除了紫外線激光振蕩器1發射出一種光波長為193nm的氬氟激元激光束(147kcal/mol)之外，該對比例與上述實施方案相同。
(1)和(3)中發生的反應與上述實施方案中的相同。
(2)中發生的反應中，氧原子用以俘獲以離子形式分離的氫原子的能級，即，發生紫外線光子吸收而引發光化學反應的能級，是由待處理固體材料的表面提供的，就象上述實施方案中的一樣。
但是，該對比例中使用紫外線波長為221.4nm或更低的光，即，使用光子能量約為128kcal/mol或更高的光，致使光化學反應不穩定。由于光波長為193nm的氬氟激元激光束的光子能量為147kcal/mol，該激光束的光子能量大于以上所述的128kcal/mol。
也就是說，該能量大于作為碳原子-氟原子單鍵鍵能的約128kcal/mol。另外，作為碳原子-氟原子單鍵鍵能的約136kcal/mol大于作為氧原子-氫原子單鍵鍵能的約109kcal/mol，因此前一能量降低為一種深度勢能級，并變得更加穩定。因此，一個氟原子俘獲了一個氫原子，如圖5之(2)所示。由于這種原因，失去轉變態的醚基團被俘獲并化學鍵合到固體材料表面上，從而按照增加親水性的方向改變其性能。
該性能不飽和但根據照射脈沖的數量而顯示出峰值，估計可能是因為該性能的出現過程因碳-氟單鍵分離能量的勢壘高于醚基團的碳-氧單鍵分離能量的勢壘而被推遲。
當這樣與對比例對比時，上述實施方案的要點如下。為了可靠地對待處理固體材料的表面賦予斥水性，必須發出其波長所產生的光子能量比作為待處理材料取代基的氫原子與碳原子分離所需的能量80.6kcal/mol大，并且比作為介體材料的原子或原子團的氧原子與碳原子分離所需的能量76kcal/mol大的光(光子能量約為80.6kcal/mol或更高的光)。這就能可靠地從待處理材料分離出氫原子，并由介體材料分離出氧原子，并發出光子能量低于碳原子-氟原子分離能量的光(光子能量約為128kcal/mol或更低的光)，從而防止氟原子俘獲氫原子。
也就是說，該實施方案的要點是通過將有待發射的紫外光的波長設定在221.4-351.6nm范圍內，以防止發生對比例的過程。
在該實施方案中，用下述液體材料作為介體材料，所述液體材料是一種聚合物的聚集體，該聚合物的主鏈上帶有醚基團和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團，并用表面上帶有碳原子-氫原子單鍵的材料作為待處理材料。但是，也可以用含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵的聚合物的有機材料的聚集體作為待處理材料，或用無機材料與含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵的聚合物的有機材料的混合物作為待處理材料。
介體材料的一個優選例子是由-CnF2n-O-構成的聚合物。
而且，可以采用諸如KrF、XeCl、XeF、XeBr或XeI的激元光源作為發射這種紫外輻射線的紫外光源。
在該實施方案中，在待處理材料與液態介體材料接觸的同時發射光。但是，如果介體材料的分子量低，如圖7所示，也可以通過在待處理材料與室11中呈氣態的介體材料接觸的同時穿過窗12發射光來進行表面處理。(實施例1)圖1是用本發明的氟化方法對固體材料表面賦予斥液性的裝置的示意圖。
它表示的是對待處理固體材料7的一個表面賦予斥液性通過墊片6使固體材料7與窗3表面的間距約為20-100μm。用一個重100g的壓件8壓住固體材料7以防止其移動。
使用圖1所示的這種裝置，用一種經曝光、顯影的包含脂環族環氧樹脂作為其主要成分的負性光敏材料(其主要成分闡述在表1中)作為固體材料7，并用全氟聚醚(商品名稱為DEMNUM，由DAIKIN INDUSTRIES，LTD.生產)作為有待由液態介體材料供給裝置4供入到固體材料7和窗3之間的液態介體材料5。另外，用光波長為248.4nm的氪氟激元激光束作為要發射的紫外輻射線，該紫外輻射線是由光發射裝置1發出、并被反射片2反射到固體材料7與液態介體材料5之間的界面處的光10。圖2展示了這種情況下的斥水性。
表1
該實施方案中，用Lambdaphysics生產的NOVALine KrF激光設備作為激光設備。
正如可從圖2看到的，當激光照射流量為20-120mJ/cm2/脈沖時，純水的接觸角隨照射曝光量而增加到較大的斥水性。該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。盡管沒有繪制在圖2的圖表中，但當流量為40mJ/cm2/脈沖時，通過約8000激光照射脈沖獲得了約為120°的純水接觸角；當流量為20mJ/cm2/脈沖時，通過約50,000激光照射脈沖獲得了約為120°的純水接觸角。(實施例2)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用聚苯乙烯作為待處理材料7，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例3)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用聚酰亞胺作為待處理材料7，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例4)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用聚砜作為待處理材料7，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例5)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用一種經曝光、顯影的以含有硅填料的脂環族環氧樹脂作為其主要成分的負性光敏樹脂(其主要成分闡述在表1中)作為待處理材料7，它是無機材料與含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵的聚合物的有機材料的混合物，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例6)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用含有玻璃填料的聚苯乙烯作為待處理材料7，它是無機材料與含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵的聚合物的有機材料的混合物，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例7)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用含有玻璃填料的聚酰亞胺作為待處理材料7，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(實施例8)類似于實施例1，在與實施例1中相同的條件下，用含有玻璃填料的聚砜作為待處理材料7，用圖1中闡明的裝置進行表面處理。結果，純水的接觸角增加到較大的斥水性，該純水接觸角在約120°時飽和，并且即使在曝光量增加后也不再升高或降低。(對比例)象實施例1中那樣采用圖1所示的裝置，用一種經曝光和顯影的以脂環族環氧樹脂作為其主要成分的負性光敏材料(其主要成分闡述在表1中)作為待處理材料7，并用全氟聚醚(商品名稱為DEMNUM，由DAIKIN INDUSTRIES，LTD.生產)作為液態介體材料5，用光波長為193nm的氬氟激元激光束(光子能量＝約147kcal/mol)作為要發射的紫外輻射線。圖3展示了這種情況下的斥水性。
正如可從圖3看到的，當激光照射流量為20-120mJ/cm2/脈沖時，純水的接觸角曾經隨著照射曝光量而增加到較大的斥水性并達到約120°。但是，當曝光量繼續增加時，接觸角降低。盡管沒有繪制在圖3的圖表中，但當流量為20mJ/cm2/脈沖時，在激光照射脈沖數量約為10,000時達到了純水接觸角的峰值約120°，在激光照射脈沖數量約為20,000時接觸角降低。
在上述的每一個實施例和對比例中，連續形成500個樣品并測量其接觸角。結果，接觸角為120°或更高的樣品在每個實施例中占98％，在對比例中占75％。
其原因估計可能是連續處理引起了激元激光振蕩器的氣體變質，致使紫外線輻射劑量下降。但是，每個本發明實施例均具有一個能進行性能穩定的、與輻射劑量變化無關的表面處理的區域。
用ESCA分析這種情況下的表面狀況。結果，在每個本發明實施例中，表面如圖6B所示，而在對比例中，某些表面如圖6C所示。從這些表面狀況顯然可以看出，對比例的表面上具有無氟原子的部分，與本發明的實施例相比，斥水性僅在這部分被破壞。應注意，圖6A是展示取代之前待處理材料表面狀況的示意圖。
還應注意，當將用諸如鉻膜的金屬膜制作的、或用介電質干涉反射膜制作的光掩模被用作窗3時，僅有待處理固體材料7表面上的預定部分可被賦予斥液性。
正如以上所說明的，本發明人對取代機理進行了研究并發現了一種新的取代機理，由此衍生出一種表面處理穩定方法，它能有效地進行取代，具有以上構型，不會因與待處理材料接觸的介體材料的稠度而使表面處理發生任何變化。尤其是，本發明人發現了一種方法，該方法通過給表層帶有C-H鍵的塑料材料表面添加高斥液性的方式，從邏輯上保持了物理性能不可逆反應過程。另外，通過保持表面性能和整體性能兩者，使應用范圍得到擴展。
權利要求
1.一種通過用光照射相互接觸的待處理材料和介體材料的方式而對待處理材料的表面進行處理的表面處理方法，其中介體材料自身在光照期間基本上不發生相互作用，待處理材料的表面通過提供一個化學反應場來進行處理，在該化學反應場中，通過光照，通過采用待處理材料與介體材料之間的接觸界面和光照區的邏輯產物，待處理材料的取代基和介體材料的原子團中的原子同時通過激發而被誘導，由此引起并進行鍵合狀態轉變。
2.權利要求1的方法，其中介體材料是一種液體。
3.權利要求1的方法，其中介體材料是一種氣體。
4.權利要求1的方法，其中來自待處理材料的因激發而被誘導的取代基經受俘獲轉變而被來自介體材料的因激發而被誘導的原子或原子團鍵合所需的鍵能，大于以下兩種鍵能中較大的一個，其一是待處理材料的取代基與基體原子之間的鍵能，其二是介體材料的原子或原子團與基體原子之間的鍵能。
5.權利要求1的方法，其中照射待處理材料和介體材料的光具有光子能量比以下兩種鍵能中較大的一個大的波長，其一是待處理材料的取狀基與基體原子之間的鍵能，其二是介體材料的原子或原子團與基體原子之間的鍵能。
6.一種表面上帶有碳原子-氫原子單鍵基團的待處理材料的表面處理方法，其中在待處理材料與下述液態介體材料接觸的同時，所述的液態介體材料是一種聚合物的聚集體，該聚合物的主鏈上帶有醚鍵基團和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基團，用波長為221.4-351.6nm的紫外輻射線照射待處理材料與介體材料之間的接觸界面，從而用介體材料中的氟化碳基團取代待處理材料表面上的碳原子-氫原子單鍵基團中的氫原子，并改進待處理材料的表面。
7.權利要求6的方法，其中待處理材料是含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵基團的聚合物的有機材料的聚集體。
8.權利要求6的方法，其中待處理材料是無機材料與含有一種側鏈上帶有碳原子-氫原子單鍵的聚合物的有機材料的混合物。
9.權利要求6的方法，其中介體材料是由CnF2n-O-構成的聚合物。
10.權利要求6的方法，其中介體材料是F-(CF2CF2CF2O)nCF2CF3(n整數)。
11.權利要求6的方法，其中用于紫外線照射的紫外光源是選自KrF、XeCl、XeF、XeBr和XeI的激元光源。
12.權利要求6的方法，其中當待處理材料包含以碳原子單鍵為主鏈的聚合物作為其主要成分時，用于紫外線照射的紫外線劑量在紫外線波長為221.4nm的處理中不低于16mJ/cm2，在紫外線波長為351.6nm的處理中不低于10mJ/cm2。
13.權利要求6的方法，其中用紫外輻射線從介體材料一側經光掩模對待處理材料的表面進行照射，該光掩模是通過在一種紫外線波長可穿透的基材上將金屬膜制作成預定的圖形而形成的。
14.權利要求13的方法，其中光掩模的基材是選自合成石英、水晶、氟化鈣、氟化鎂、藍寶石和金剛石的材料。
15.其表面用權利要求1的方法處理過的材料。
16.其表面用權利要求6的方法處理過的材料。
全文摘要
本發明涉及一種通過用光照射相互接觸的待處理材料和介體材料的方式而對待處理材料的表面進行處理的表面處理方法,介體材料自身在光照期間基本上不發生相互作用。待處理材料的表面通過提供一個化學反應場來進行處理,在該化學反應場中,通過光照,通過采用待處理材料與介體材料之間的接觸界面和光照區的邏輯產物,待處理材料的取代基和介體材料的原子團中的原子同時通過激發而被誘導,由此引起并進行鍵合狀態轉變。
文檔編號C08J7/00GK1384133SQ0212188
公開日2002年12月11日 申請日期2002年4月26日 優先權日2001年4月27日
發明者小出純 申請人:佳能株式會社