表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种通过用光照射相互接触的待处理材料和介体材料的方式而对待处理材料的表面进行处理的表面处理方法，介体材料自身在光照期间基本上不发生相互作用。待处理材料的表面通过提供一个化学反应场来进行处理，在该化学反应场中，通过光照，通过采用待处理材料与介体材料之间的接触界面和光照区的逻辑产物，待处理材料的取代基和介体材料的原子团中的原子同时通过激发而被诱导，由此引起并进行键合状态转变。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
更具体地，本专利技术涉及一种通过从固体材料表面离解出氢原子，同时用氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n，2n+1)基团进行取代，从而仅使包含着侧链上带有碳原子-氢原子单键基团的聚合物的固体材料表面产生斥液性的方法以及用该方法处理过的材料。 相关的
技术介绍
通常，官能固体材料被设计得使其自身的物理性能可以得到有效的利用。但是，在设备应用等方面需要各种不同的物理性能，因此，任何单一的整体材料变得越来越难以良好地满足所需的性能和特点。具体地，通过利用氟树脂的由低表面能所产生的特性，如惰性、斥水性、斥油性和耐划伤性，可将氟树脂用于各种目的。例如，氟树脂被单独模塑成各种形状的部件或产品，或以薄膜的形式使用。而且还将带有一个亲水性表面的氟树脂薄膜用于覆盖各种形状的部件。此外，氟树脂还被溶解在溶剂中并以涂膜的形式使用。这样，氟树脂被广泛地用在各种应用中并因此而被认为是一种非常有用的材料。然而，即使当这种氟树脂呈薄膜形式时，如果薄膜中存在某种尺寸的块状区，该块状区也会出现只有氟树脂才有的物理性能。例如，低硬度降低了耐切割性，因而薄膜容易用刀切割。在模塑情况下，高的玻璃化转变点降低了流动性，这使精细模塑难以进行。而且，在溶剂涂覆的情况下，材料被限制为溶解在溶剂中的氟聚合物，因此惰性、斥水性、斥油性和耐划伤性均达不到PTFE的性能。此外，高的固化温度限制了可被涂覆的基材。另外，氟树脂的固有物理性能也存在问题大的线膨胀系数导致其在高温环境中变形，大的可充电性限制了其在电荷载体附近的使用。因此，如果可能，则不对氟树脂材料自身进行处理，而是代之以将氟树脂的性能仅赋予其表面区域，同时充分利用由有机材料或有机-无机复合材料制成的基材所固有的大部分物理性能，就可以获得更多的功能。作为这样的方法，日本专利申请公开6-340759公开了一种用激发光对带有C-H键的塑料材料进行改性的方法。即，该现有技术参考文献阐述了一种方法，靠这种方法，在含有一种对氢原子的键能为80.6kcal/mol或更高的第一原子和一种对第一原子的键能小于激发光光能的第二原子或原子团的化合物或混合物的气氛中，塑料材料与化合物或混合物之间的界面被直接或间接地用光子能量为80.6kcal/mol或更高的紫外光照射。用这种方法，塑料材料借助第一原子而脱氢，并被第二原子或原子团所取代。作为这种化合物或混合物，实施例11、27和31中存在氟化合物的例子。专利技术概述然而，在上述的日本专利申请公开6-340759的框架内，生产条件的变化使接触角性能因取代机理而产生了很大变化。由于该方法需要严格控制生产条件，因此难以高度稳定地形成高产率的经表面处理的样品。也就是说，本专利技术人用日本专利申请公开6-340759的实施例2中的方法进行了实验。结果，在使样品与一种由2g硼酸(H3BO3)溶解在50cc水中所制成的水溶液紧密接触的同时用ArF激光照射样品时，硼酸水溶液在ArF照射期间吸收光，这有损于取代反应的效率。另外，在取代反应中，硼酸水溶液的稠度有时会发生改变。因此，本专利技术人对一种用以有效地进行取代反应而硼酸水溶液或其类似物的稠度不发生任何改变的取代机理进行了研究，并发现了一种新的取代机理，由此衍生出一种表面处理稳定方法。具体地，本专利技术人发现了一种方法，该方法以一种将高斥液性赋予表层带有C-H键的塑料材料表面的方式，使物理性能不可逆过程在逻辑上得以保持。本专利技术的目的是提供一种表面处理方法，该方法能够通过保持表面性能和整体性能两者而扩大应用范围，并能同时达到高斥液性和高生产率。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种通过用光照射相互接触的待处理材料和介体材料的方式而对待处理材料的表面进行处理的表面处理方法，其特征在于介体材料自身在光照期间基本上不发生相互作用，待处理材料的表面通过提供一个化学反应场来进行处理，在该化学反应场中，通过光照，通过采用待处理材料与介体材料之间的接触界面和光照区的逻辑产物，待处理材料的取代基和介体材料的原子团中的原子同时通过激发而被诱导，由此引起并进行键合状态转变。该方法的特征还在于，在化学反应场，使来自待处理材料的因激发而被诱导的取代基经受俘获转变而被来自介体材料的因激发而被诱导的原子或原子团键合所需的键能，大于以下两种键能中较大的一个，其一是待处理材料的取代基与基体原子之间的键能，其二是介体材料的原子或原子团与基体原子之间的键能。该方法的特征还还在于，照射待处理材料和介体材料的光具有光子能量比以下两种键能中较大的一个大的波长，其一是待处理材料的取代基与基体原子之间的键能，其二是介体材料的原子或原子团与基体原子之间的键能。而且，用以达到以上目的的本专利技术是一种表面上带有碳原子-氢原子单键基团的待处理材料的表面处理方法，其特征在于，在待处理材料与下述液态介体材料接触的同时，所述的液态介体材料是一种聚合物的聚集体，该聚合物的主链上带有醚键基团和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基团，用波长为221.4-351.6nm的紫外辐射线照射待处理材料与介体材料之间的接触界面，从而用介体材料中的氟化碳基团取代待处理材料表面上的碳原子-氢原子单键基团中的氢原子，并改进待处理材料的表面。附图的简更说明附图说明图1是用来进行本专利技术的固体材料表面处理的装置的示意图；图2是展示某一实施方案的斥水性的图；图3是展示对比例的斥水性的图；图4是展示该实施方案中待处理材料表面的处理机理的图；图5是展示对比例中待处理材料表面的处理机理的图；图6A、6B和6C是展示实施方案和对比例中待处理材料的表面条件的示意图；以及图7是用来进行本专利技术的固体材料表面处理的另一装置的示意图。优选实施方案的详述下面将详细阐述本专利技术的特点。本专利技术的这种特点是通过提供一个化学反应场来进行表面处理，在该化学反应场，通过用光照射相互接触的待处理材料和介体材料，通过采用待处理材料与介体材料之间的接触界面和光照区的逻辑产物，待处理材料的取代基通过激发而被诱导，同时，介体材料的原子团中的原子通过激发而被诱导，所述的介体材料在单独使用时在光照期间基本上不发生相互作用，由此引起并进行键合状态转变。本专利技术中，用单独使用时在光照期间基本上不发生相互作用的材料作为介体材料。因此，光照所获得的能量没有被用于激发介体材料的转变。因此，取代反应没有因介体材料与待处理材料接触时的稠度而发生变化。这样，取代反应可以更有效地进行。而且，待处理材料中的取代基因激发而被诱导以及介体材料中的原子团或原子因激发而被诱导同时发生的化学反应场，是由待处理材料与介体材料之间的接触界面提供的。这改善了键合状态转变的效率，并使有效取代成为可能。下面将参照图4详细地阐述本专利技术的仅处理待处理材料表面的机理。该实施方案涉及这样一个例子，其中，用下述的液态介体材料作为单独使用时在光照期间基本上不发生相互作用的介体材料，所述的液态介体材料是一种聚合物的聚集体，该聚合物的主链上带有醚键基团和氟化碳CnFm(n＝1，2，3…，m＝2n或2n+1)基团，并用表面上带有碳原子-氢原子单键基团的材料作为待处理材料。图4是用来解释本专利技术的待处理材料表面处理机理的图。参照图4，(1)代表液态介体材料区；(2)代表液态介体材料与侧链上带有C-H基团的待处理材料之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过用光照射相互接触的待处理材料和介体材料的方式而对待处理材料的表面进行处理的表面处理方法， 其中介体材料自身在光照期间基本上不发生相互作用，待处理材料的表面通过提供一个化学反应场来进行处理，在该化学反应场中，通过光照，通过采用待处理材料与介体材料之间的接触界面和光照区的逻辑产物，待处理材料的取代基和介体材料的原子团中的原子同时通过激发而被诱导，由此引起并进行键合状态转变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小出纯，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]