JP4616416B1 - 撥水性及び親水性の領域を有するパターン化膜、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (1)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶しない化合物(B)を含む重合性組成物(X)を調製し、該重合性組成物(X)の層を形成させ、エネルギー線を照射後、化合物(B)を除去して超撥水性膜(SH)とする工程α1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な、重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製し、該重合性組成物(Y)を前記超撥水性膜(SH)の表面の一部または全部に塗布し、エネルギー線を照射することにより重合性化合物(C)を重合させる工程β2、を順次行なう同一表面に超撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法。
【選択図】図1
Description
(1)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、
該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)を含む重合性組成物(X)を調製した後、
該重合性組成物(X)の層を形成し、
エネルギー線の照射により該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させた後、化合物(B)を除去して撥水性膜(SH)とする工程α1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製し、
該重合性組成物(Y)を前記撥水性膜(SH)の表面の一部または全部に塗布し、
エネルギー線を照射することにより、該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させる工程β2、
を順次行なうことを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法を提供するものである。
(1)エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製した後、
該重合性組成物(Y)の層を形成し、
エネルギー線を照射することにより、該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させて親水性膜(HP)とする工程β1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、
該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)を含む重合性組成物(X)を調製し、
該重合性組成物(X)を前記親水性膜(PH)の表面の一部または全部に塗布し、
エネルギー線の照射により該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させた後、化合物(B)を除去する工程α2、
を順次行なうことを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法を提供するものである。
エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)の重合体により形成される親水性の領域とを有し、
該撥水性領域の平均表面粗さ(Ra)が30nmを超えて、1000nmまでの範囲であることを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜を提供するものである。
なお、撥水性材料の技術分野では、学術上、技術上の明確な区別、及び定義はないが、一般的に、水接触角がおよそ150°以上の表面を超撥水性表面といい、およそ120〜150°の範囲の水接触角を示す表面を高撥水性表面といい、およそ90〜120°の範囲の水接触角を示す表面を通常の撥水性表面と区別している。
[工程α]
工程αは超撥水性膜の形成を行う工程であり、その方法は2つに分けられる。
(第1の方法)
第1の方法では、超撥水性膜は、エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)とを混合した重合性組成物(X)の薄層を基材(S)上に形成し、エネルギー線の照射により重合させた後、化合物(B)を除去することにより形成することができる。
前記化合物(D)が、式(1)、式(2)、式(3)及び式(4)で表される化合物、並びに炭素数14〜22の分岐していてもよいアルカンが挙げられる。
測定モード:AFM
走査エリア:10μm×10μm
機器(II):ナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000:株式会社キーエンス製
測定モード:AFM
走査エリア:10μm×10μm
上記機器(II)で測定した場合、若干の機差により、本発明の製造方法で得られる超撥水性膜の平均表面粗さ(Ra)は、20nm〜1000nmの範囲である。
第2の方法では、超撥水性膜は、エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)、該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)、及び、該重合性化合物(A)と該化合物(B)と相溶し、且つエネルギー線に対して不活性なポリマー(E)とを混合した重合性組成物(X)の薄層を基材(S)上に形成し、エネルギー線の照射により重合させた後、化合物(B)を除去することにより製造することができる。
この方法では、重合性化合物(A)の重合により生成した重合体ポリマー(PA)が、化合物(B)と相溶しなくなり、重合体ポリマー(PA)と化合物(B)との相分離状態が生じ、重合体ポリマー(PA)内部や重合体ポリマー(PA)間に化合物(B)が取り込まれた状態になる。この化合物(B)を除去することにより、化合物(B)が占めていた領域が孔となり、膜表面に微細凹凸構造が誘起され超撥水性膜を形成できる。ポリマー(E)は、本発明の効果を損なわない限り、重合性組成物(X)の硬化膜からその全てが除去されても構わないが、硬化膜の強度を確保する上で、少なくとも一部を硬化膜中に残留させることが好ましい。したがって、重合体ポリマー(PA)と化合物(B)との相分離状態において、ポリマー(E)は重合体ポリマー(PA)相にある程度分配されることが好ましく、その分配率が高ければ高いほど、硬化膜の強度は高くなる。
化合物(B)は、化合物(F)を単一成分で、または、その2種類以上を混合して用いることができる。化合物(F)は、化合物(B)の構成成分として、重合性化合物(A)とは相溶するが、重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性であれば、特に制限はない。ただし、化合物(B)は、重合性化合物(A)の重合プロセスにおいては、基材上にとどまり、且つ、重合性化合物(A)の重合後は主に溶剤洗浄により除去され、表面微細構造を有する超撥水性膜を与える必要があるため、化合物(F)は揮発性が低く、且つ、溶剤への溶解性が高い化合物であることが好ましい。したがって、化合物(F)は、25℃における飽和蒸気圧が600Pa以下である液体または固体であることが好ましい。そのような用件を満たし、且つ、疎水性の高い化合物として、
相溶し、且つエネルギー線に対して不活性であれば、特に制限はない。ポリマー(E)は、本発明の効果を損なわない限り、重合性組成物(X)の硬化膜からその全てが除去されても構わないが、硬化膜の強度を確保する上で、少なくとも一部を硬化膜中に残留させることが好ましい。したがって、重合体ポリマー(PA)と化合物(B)との相分離状態において、ポリマー(E)は重合体ポリマー(PA)相にある程度分配されることが好ましく、その分配率が高ければ高いほど、硬化膜の強度は高くなる。このような観点から、ポリマー(E)は、超撥水性膜を構成する成分となるために疎水性が高いことが好ましく、アクリル系(共)重合体又はスチレン系(共)重合体が好ましく用いられる。中でも、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリイソプロピル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリイソブチル(メタ)アクリレート、ポリtert−ブチル(メタ)アクリレート、ポリヘキシル(メタ)アクリレート、ポリドデシル(メタ)アクリレート、ポリステアリル(メタ)アクリレート、ポリイソボルニル(メタ)アクリレート、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレンが特に好ましく用いられる。また、ポリマー(E)の役割の1つとして、重合性組成物(X)の粘度を高めることによる、相分離条件の拡大が挙げられる。すなわち、重合性組成物(X)の粘度が高いほど、組成物に用いることのできる重合性化合物(A)および化合物(B)の種類が増える。また、後述するように、重合性組成物(X)の粘度は、超撥水性膜の孔径、表面凹凸性に影響を与える。したがって、該ポリマーの分子量は、超撥水性膜の目的性能に応じて適宜設定することが重要である。該ポリマーの分子量は10,000〜1,000,000の範囲において設定することが好ましい。
また、工程αを後から行う場合において、重合性組成物(X)をパターン塗布する方法としては、インクジェット方式やXYロボットなどの液体精密定量吐出機能を備えた装置が好ましく用いられる。
工程βは、基材(S)上に重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を塗布し、エネルギー線を照射することにより親水性膜(PH)を形成する工程である。重合性化合物(C)は、エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(b)を単一成分で、または、その2種類以上を混合して用いることができる。重合性化合物(b)は、エネルギー線の照射により重合しポリマーとなる物質であれば、ラジカル重合性、アニオン重合性、カチオン重合性など任意のものであってよいが、重合性化合物(C)中に含まれる重合性化合物(b)のうちの少なくとも1つが、親水性化学構造単位を有するものであることが好ましい。ここでいう親水性化学構造単位とは、例えば、ポリエチレングリコール単位、ポリオキシエチレン単位、水酸基、糖含有基、アミド結合、ピロリドン単位などのノニオン性化学構造単位;カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基などのアニオン性化学構造単位;アミノ基、アンモニウム基などのカチオン性化学構造単位;アミノ酸骨格を有する化学構造単位やリン酸基/アンモニウム基などの双性イオン性化学構造単位、などが挙げられる。また、重合性化合物(b)としては、ビニル基を含有する重合性化合物が用いられるが、なかでも、エネルギー線の照射による重合速度が速い(メタ)アクリル系化合物が好ましい。
N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−シクロプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−(メタ)アクリロイルピぺリジン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチレンビスアクリルアミド、N−メトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−1−メトキシメチルプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−1−メチル−2−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−(1,3−ジオキソラン−2−イル)(メタ)アクリルアミドなどのアミド結合を有するモノマー;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−(ビスメトキシメチル)カルバミルオキシエチルメタクリレート、N−メトキシメチルカルバミルオキシエチルメタクリレートなどのアミノ基を有するモノマー;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸などのカルボキシ基を有するモノマー;モノ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアンモニウム基を有するモノマー;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−フェニルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸ナトリウム、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸アンモニウム、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン酸ソーダエトキシメタクリレートなどのスルホン酸基を有するモノマー;これらの親水基を有する分子量500〜50000の重合性オリゴマー、などが挙げられる。
工程α−工程βの順で製造した場合(課題を解決するための手段の項では、工程α1−工程β2の順):工程βにおいて、溶剤を含まない重合性組成物(Y)を用いて製造した場合の親水性領域は、主に超撥水性膜の孔内に重合性組成物(Y)の硬化物が充填された構造をとり、多くの場合、平滑な表面である。一方、溶剤を含む重合性組成物(Y)を用いて製造した場合の親水性領域は、主に超撥水性膜を構成するポリマーの表面に重合性組成物(Y)の硬化物が付着された構造をとり、多孔構造は保持される。
工程β−工程αの順で製造した場合(課題を解決するための手段の項では、工程β1−工程α2の順):親水性領域は、平滑な表面を有する。
超撥水性/親水性パターン化膜の表面の水接触角値について、超撥水性部分は150°以上を示す。一方、親水性部分は、同60°以下を示し、中でも、超親水性を示す場合の水接触角値は10°以下である。
[工程α]
〔基材の調製〕
松浪硝子工業株式会社製ガラス製平板S−1111(26mm×76mm、厚さ1mm)を、東京化成工業株式会社製メタクリル酸3−(トリメトキシシリル)プロピルエステル「M0725」の5mmol/Lのメタノール溶液に50℃にて3時間浸漬した後、メタノール中で超音波洗浄し、100℃の恒温槽で減圧下(0.01Pa以下)1時間加熱し、基材[S−1]を調製した。
〔超撥水性膜の作製〕
共栄社化学株式会社製エチレングリコールジメタクリレート「ライトエステルEG」6.94g、共栄社化学株式会社製tert−ブチルメタクリレート「ライトエステルTB」1.14g、共栄社化学株式会社製パーフロロオクチルエチルメタクリレート「ライトエステルFM−108」0.16g、及び、光重合開始剤としてチバガイギー社製1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「イルガキュア184」0.18gを均一に混合して重合性化合物[A−1]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−1]を調製した。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:159°(転落角:1°)
測定装置:協和界面化学自動接触角計DM500
水滴量:4.0μl
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
東亞合成株式会社製イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート「アロニックスM−215」3.00g、第一工業製薬株式会社製EO変性ノニルフェノールアクリレート「ニューフロンティアN−177E」2.00g、及び、光重合開始剤としてチバガイギー社製1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−1]を調製した。
外観:膜の外観写真を図1に示す。
[超撥水性部分]
水接触角:159°(転落角:1°)
測定装置:前記と同様。
水滴量:4.0μl
平均表面粗さ(Ra):410nm
測定装置:エスアイアイ・ナノテクノロジーズ走査型プローブ顕微鏡(SPI3800N/SPA400)
測定モード:AFM
走査エリア:10μm×10μm
表面形態:膜表面の走査型電子顕微鏡像を図2に示す。
測定装置:キーエンスリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800
加速電圧:20kV
水接触角:32°
水滴量:1.0μl
平均表面粗さ(Ra):4.5nm
測定装置、測定条件:前記と同様。
表面形態:膜表面の走査型電子顕微鏡像を図3に示す。
測定装置:前記と同様。
加速電圧:20kV
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔基材の調製〕
日東樹脂工業株式会社メタアクリル樹脂板クラレックスS0(厚さ1mm)を切り出して(53mm×80mm)、基材[S−2]とした。
〔超撥水性膜の作製〕
基材として、[S−1]の代わりに[S−2]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ19μmの超撥水性膜[SH−2]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:161°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、メタアクリル基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−2]上に形成された超撥水性膜[SH−2]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−2]を作製した。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の分析〕
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):400nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:33°
平均表面粗さ(Ra):3.8nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、メタアクリル基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔基材の調製〕
東洋紡績株式会社二軸延伸ポリエステルフィルムコスモシャインA4300(厚さ125μm)を切り出して(40mm×50mm)、基材[S−3]とした。
〔超撥水性膜の作製〕
基材として、[S−1]の代わりに[S−3]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ17μmの超撥水性膜[SH−3]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:158°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ポリエステル基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−3]上に形成された超撥水性膜[SH−3]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−3]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:159°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):390nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:30°
平均表面粗さ(Ra):3.1nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ポリエステル基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性化合物[A−1]を調製した。これを、テトラデカン酸メチル5.23gと均一に混合して、重合性組成物[X−2]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−2]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ16μmの超撥水性膜[SH−4]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:152°(転落角:2°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−4]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−4]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:152°(転落角:2°)
平均表面粗さ(Ra):260nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:34°
平均表面粗さ(Ra):4.0nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性化合物[A−1]を調製した。これを、イソブチルベンゼン4.65g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−3]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−3]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ23μmの超撥水性膜[SH−5]を得た。
水接触角:161°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−5]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−5]を作製した。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の分析〕
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):370nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:31°
平均表面粗さ(Ra):3.9nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性化合物[A−1]を調製した。これを、ジエチレングリコールジブチルエーテル4.64g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−4]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−4]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ20μmの超撥水性膜[SH−6]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:160°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−6]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−6]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:161°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):390nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:30°
平均表面粗さ(Ra):4.3nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性化合物[A−1]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリエチルメタクリレート(重量平均分子量340,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−5]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−5]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ19μmの超撥水性膜[SH−7]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:154°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−7]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−7]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:155°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):320nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:33°
平均表面粗さ(Ra):4.7nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性化合物[A−1]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリスチレン(重量平均分子量280,000)0.48gと均一に混合して重合性組成物[X−6]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−6]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−8]を得た。
水接触角:150°(転落角:2°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−8]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−8]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:152°(転落角:2°)
平均表面粗さ(Ra):310nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:34°
平均表面粗さ(Ra):2.7nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
共栄社化学株式会社製1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート「ライトエステル1,6HX」6.87g、共栄社化学株式会社製n−ラウリルメタクリレート「ライトエステルL」1.27g、前記「ライトエステルFM−108」0.16g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.18gを均一に混合して重合性化合物[A−2]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−7]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−7]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ20μmの超撥水性膜[SH−9]を得た。
〔超撥水性膜の分析〕
水接触角:159°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−9]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−9]を作製した。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の分析〕
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):290nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:32°
平均表面粗さ(Ra):3.2nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
共栄社化学株式会社製ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート「ライトアクリレートDCP−A」7.00g、大阪有機化学工業株式会社製イソブチルアクリレート「AIB」1.02g、共栄社化学株式会社製パーフロロオクチルエチルアクリレート「ライトアクリレートFA−108」0.15g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.18gを均一に混合して重合性化合物[A−3]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−8]を調製した。
続いて、重合性組成物[X−1]の代わりに、[X−8]を用いる以外は実施例1と同様にして、基材上に形成された厚さ26μmの超撥水性膜[SH−10]を得た。
水接触角:157°(転落角:1°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−10]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−10]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:158°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):360nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:32°
平均表面粗さ(Ra):3.4nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性組成物[X−1]を調製した。これを、酢酸エチル50.5gと均一に混合して重合性組成物[X−9]を調製した。
続いて、実施例1と同様の方法により表面処理を施した基材[S−1]上に、スピンコーターを用いて、2000rpm、180秒間の条件で重合性組成物[X−9]を塗工した。該塗膜に対して、実施例1と同様の方法で重合、続いて、洗浄を行うことにより、基材上に形成された厚さ0.7μmの超撥水性膜[SH−11]を得た。
水接触角:152°(転落角:2°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−11]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−11]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:152°(転落角:2°)
平均表面粗さ(Ra):52nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:30°
平均表面粗さ(Ra):3.5nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性組成物[X−1]を調製した。これを、ヘキサン9.23gと均一に混合して重合性組成物[X−10]を調製した。
続いて、実施例1と同様の方法により表面処理を施した基材[S−1]上に、スピンコーターを用いて、2000rpm、180秒間の条件で重合性組成物[X−10]を塗工した。該塗膜に対して、実施例1と同様の方法で重合、続いて、洗浄を行うことにより、基材上に形成された厚さ0.8μmの超撥水性膜[SH−12]を得た。
水接触角:151°(転落角:2°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性ポリマー膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−12]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−12]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:152°(転落角:2°)
平均表面粗さ(Ra):47nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:29°
平均表面粗さ(Ra):4.1nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
前記「アロニックスM−215」3.00g、和光純薬工業株式会社製N,N−ジメチルアクリルアミド「049−19185」2.00g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−2]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、重合性組成物[Y−1]の代わりに[Y−2]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−13]を作製した。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の分析〕
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):420nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:21°
平均表面粗さ(Ra):3.8nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
[工程β]
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
前記「アロニックスM−215」3.25g、和光純薬工業株式会社製N−イソプロピルアクリルアミド「099−03695」1.25g、共栄社化学株式会社製2−ヒドロキシエチルアクリレート「ライトエステルHOA」0.50g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−3]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、重合性組成物[Y−1]の代わりに[Y−3]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−14]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:161°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):410nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:30°
平均表面粗さ(Ra):4.4nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
新中村化学工業株式会社製ポリエチレングリコール#600ジアクリレート「NKエステルA−600」3.25g、前記「099−03695」1.25g、前記「ライトエステルHOA」0.50g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−4]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、重合性組成物[Y−1]の代わりに[Y−4]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−15]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):390nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:24°
平均表面粗さ(Ra):3.3nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
前記「アロニックスM−215」3.00g、前記「ニューフロンティアN−177E」1.00g、日本乳化剤株式会社ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩「アントックスMS−60」1.00g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−5]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、重合性組成物[Y−1]の代わりに[Y−5]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−16]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:162°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):430nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:7°
平均表面粗さ(Ra):3.6nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
[工程β]
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
前記「アロニックスM−215」3.00g、前記「アントックスMS−60」2.00g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−6]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、重合性組成物[Y−1]の代わりに[Y−6]を用いる以外は実施例1と同様にして、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−17]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):400nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:10°
平均表面粗さ(Ra):4.9nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
日本乳化剤株式会社2−ソジウムスルホエチルメタクリレート「アントックスMS−2N」1.00g、水2.00g、2−プロパノール1.20g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−7]を調製した。
前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に、スポイドを用いた滴下により重合性組成物[Y−7]を塗工した。次いで、超撥水性表面として残す部分をフォトマスキングし、「ランプ1」を用い、365nmにおける紫外線強度が40mW/cm2の紫外線を、室温、窒素気流下で3分間照射した後、水/2−プロパノール混合溶液(質量比:5/3)を用いて洗浄することにより未重合の組成物[Y−7]を除去し、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−18]を作製した。
外観:膜の外観写真を図4に示す。
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):420nm
表面形態:膜表面の走査型電子顕微鏡像を図5に示す。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:0°
平均表面粗さ(Ra):400nm
表面形態:膜表面の走査型電子顕微鏡像を図6に示す。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例10と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ26μmの超撥水性膜[SH−10]を得た。
[工程β]
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の代わりに、基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−10]を用いる以外は実施例18と同様にして、重合性組成物[Y−7]を用いて、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−19]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:158°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):350nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:0°
平均表面粗さ(Ra):360nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−1]を得た。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
共栄社化学株式会社ジメチルアミノエチルメタクリレート四級化物「ライトエステルDQ−100」1.00g、水2.00g、2−プロパノール1.20g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−8]を調製した。
続いて、重合性組成物[Y−7]の代わりに[Y−8]を用いる以外は実施例18と同様にして、前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−1]の上に超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−20]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:161°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):390nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:0°
平均表面粗さ(Ra):380nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔超撥水性膜の作製〕
実施例10と同様の方法により、基材[S−1]上に形成された厚さ26μmの超撥水性膜[SH−10]を得た。
[工程β]
重合性組成物[Y−7]の代わりに[Y−8]を用いる以外は実施例19と同様にして、前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[SH−10]の上に超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−21]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:159°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):350nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:0°
平均表面粗さ(Ra):350nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程β]
〔親水性膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性組成物[Y−1]を調製した。次いで、実施例1と同様の方法で調製した基材[S−1]上に、スピンコーターを用いて、3000rpm、25秒間の条件で重合性組成物[Y−1]を塗工した。ランプ1を用い、365nmにおける紫外線強度40mW/cm2の紫外線を、該塗膜に室温、窒素気流下で1分間照射して重合性組成物[Y−1]を重合させ、基材上に形成された厚さ25μmの親水性膜[PH−1]を得た。
〔親水性膜の分析〕
水接触角:25°
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性組成物[X−1]を調製した。前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[PH−1]の上に、スピンコーターを用いて、1000rpm、10秒間の条件で重合性組成物[X−1]を塗工した。次いで、親水性表面として残す部分をフォトマスキングし、ランプ2を用い、365nmにおける紫外線強度が50mW/cm2の紫外線を185秒間照射した後、エタノールを用いて洗浄することにより未重合の組成物[X−1]を除去し、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−22]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:160°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):380nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:29°
平均表面粗さ(Ra):2.2nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程β]
〔親水性膜の作製〕
実施例18と同様の方法により、重合性組成物[Y−7]を調製した。次いで、実施例1と同様の方法で調製した基材[S−1]上に、スピンコーターを用いて、1000rpm、10秒間の条件で重合性組成物[Y−7]を塗工した。ランプ1を用い、365nmにおける紫外線強度40mW/cm2の紫外線を、該塗膜に室温、窒素気流下で3分間照射して重合性組成物[Y−7]を重合させ、基材上に形成された厚さ5μmの親水性膜[PH−2]を得た。
水接触角:5°
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[工程α]
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
実施例1と同様の方法により、重合性組成物[X−1]を調製した。前記の基材[S−1]上に形成された超撥水性膜[PH−2]の上に、スピンコーターを用いて、1000rpm、10秒間の条件で重合性組成物[X−1]を塗工した。次いで、親水性表面として残す部分をフォトマスキングし、ランプ2を用い、365nmにおける紫外線強度が50mW/cm2の紫外線を185秒間照射した後、エタノールを用いて洗浄することにより未重合の組成物[X−1]を除去し、超撥水性/親水性パターン化膜[SHL−23]を作製した。
[超撥水性部分]
水接触角:162°(転落角:1°)
平均表面粗さ(Ra):410nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
水接触角:5°
平均表面粗さ(Ra):3.9nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性部分と親水性部分の共存する表面を有する超撥水性/親水性パターン化膜が形成できたことが確認された。
[工程α]
〔基材の調製〕
実施例1と同様に基材[S−1]を調製した。
実施例1と同様にして重合性化合物[A−1]を調製した。これを、デカン酸メチル4.64g及びAldrich社製ポリイソブチルメタクリレート(重量平均分子量300,000)0.52gと均一に混合して重合性組成物[X−24]を調製した。
前記の表面処理を施した基材[S−1]上に、スピンコーターを用いて、1000rpm、10秒間の条件で重合性組成物[X−24]を塗工した。該塗膜に3000Wメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のUE031−353CHC型UV照射装置(以下、「ランプ1」と称する。)を用い、365nmにおける紫外線強度が40mW/cm2の紫外線を、室温、窒素気流下で3分間照射して重合性組成物[X−24]を重合させ、その後、エタノールおよびヘキサンを用いて洗浄することにより、基材上に形成された厚さ18μmの超撥水性膜[SH−24]を得た。
次に、超撥水性膜[SH−24]上に、上記と同様の方法で膜形成用組成物[X−24]を用いて超撥水性膜を作製する工程を繰り返し4回行い、厚さ54μmの超撥水性膜[SH−24−2]を得た。
水接触角:157°(転落角:2°)
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
以上の結果から、ガラス基材上に、超撥水性膜が形成できたことが確認された。
〔超撥水性/親水性パターン化膜の作製〕
日本乳化剤株式会社2−ソジウムスルホエチルメタクリレート「アントックスMS−2N」1.00g、水2.00g、2−プロパノール1.20g、及び、光重合開始剤として前記「イルガキュア184」0.01gを均一に混合して重合性組成物[Y−24]を調製した。
[超撥水性部分]
水接触角:157°(転落角:3°)
平均表面粗さ(Ra):490nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
[親水性部分]
水接触角:0°
平均表面粗さ(Ra):480nm
表面形態:走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
測定装置、測定条件等は、実施例1に記載の通り。
Claims (15)
- (1)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、
該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)を含む重合性組成物(X)を調製した後、
該重合性組成物(X)の層を形成し、
エネルギー線の照射により該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させた後、化合物(B)を除去して撥水性膜(SH)とする工程α1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製し、
該重合性組成物(Y)を前記撥水性膜(SH)の表面の一部または全部に塗布し、
エネルギー線を照射することにより、該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させる工程β2を有し、
前記化合物(B)が液体状又は固体状であり、分子量が500以下であり、且つ25℃における飽和蒸気圧が400Pa以下であり、
更に、分子構造が、式(1)、式(2)、式(5)及び式(6)で表される化合物、又は、炭素数14〜22の分岐していてもよいアルカンからなる群から選ばれた1種以上の化合物(D)であることを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法。
- 前記工程2において、エネルギー線をパターン照射することにより、エネルギー線が照射された部分のみ該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させ、
非照射部分に残存する未重合の該重合性組成物(Y)を除去する工程を有する請求項1記載のパターン化膜の製造方法。 - (1)エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製した後、
該重合性組成物(Y)の層を形成し、
エネルギー線を照射することにより、該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させて親水性膜(HP)とする工程β1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、
該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(PA)とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)を含む重合性組成物(X)を調製し、
該重合性組成物(X)を前記親水性膜(PH)の表面の一部または全部に塗布し、
エネルギー線の照射により該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させた後、化合物(B)を除去する工程α2を有し、
前記化合物(B)が液体状又は固体状であり、分子量が500以下であり、且つ25℃における飽和蒸気圧が400Pa以下であり、
更に、分子構造が、式(1)、式(2)、式(5)及び式(6)で表される化合物、又は、炭素数14〜22の分岐していてもよいアルカンからなる群から選ばれた1種以上の化合物(D)であることを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法。
- 前記工程α2において、エネルギー線をパターン照射することにより、エネルギー線が照射された部分のみ該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させ、
非照射部分に残存する未重合の該重合性組成物(X)を除去する工程を有する請求項3記載のパターン化膜の製造方法。 - (1)エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)と、
該重合性化合物(A)とは相溶するが、該重合性化合物(A)の重合体ポリマー(P A )とは相溶せず、且つエネルギー線に対して不活性な化合物(B)と、前記重合性化合物(A)と前記化合物(B)と相溶し、且つエネルギー線に対して不活性なポリマー(E)とを含む重合性組成物(X)を調製した後、
該重合性組成物(X)の層を形成し、
エネルギー線の照射により該重合性組成物(X)中の重合性化合物(A)を重合させた後、化合物(B)を除去して撥水性膜(SH)とする工程α1、
(2)エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)を含む重合性組成物(Y)を調製し、
該重合性組成物(Y)を前記撥水性膜(SH)の表面の一部または全部に塗布し、
エネルギー線を照射することにより、該重合性組成物(Y)中の重合性化合物(C)を重合させる工程β2、
を順次行なうパターン化膜の製造方法であり、
前記化合物(B)が液体状又は固体状であり、25℃における飽和蒸気圧が600Pa以下であり、
更に、分子構造が、式(3)、式(4)、式(5)及び式(6)で表される化合物、並びに炭素数10〜20の分岐していてもよいアルカンからなる群から選ばれた1種以上の化合物(F)であることを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜の製造方法。
- 前記化合物(B)として、液体状又は固体状であり、25℃における飽和蒸気圧が600Pa以下の化合物(F)及び25℃における飽和蒸気圧が600Pa以上である液体状の化合物(G)を用いる請求項5記載のパターン化膜の製造方法。
- 前記化合物(G)が、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、R17COOR18(式中R17及びR18は、それぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表すが、R17とR18の炭素数の合計は6以下である。)、R19COR20(式中R19及びR20は、それぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表すが、R19とR20の炭素数の合計は6以下である。)、R21OR22(式中R21及びR22は、それぞれ独立して炭素数1〜6のアルキル基を表すが、R21とR22の炭素数の合計は7以下である。)、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム及び四塩化炭素からなる群から選ばれた1種以上の化合物である請求項6記載のパターン化膜の製造方法。
- 前記ポリマー(E)が、アクリル系共重合体又はスチレン系共重合体である請求項5〜7のいずれか1つに記載のパターン化膜の製造方法。
- 前記重合性化合物(C)が、親水性化学構造単位として、ポリオキシエチレン単位、アミド結合、リン酸基、アンモニウム基、及び、スルホン酸基からなる群から選ばれた1種以上の化学構造単位を有する1種以上の化合物である請求項1〜8のいずれか1つに記載のパターン化膜の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載の方法で得られたことを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜。
- 膜表面の超撥水性部分が、水との接触角が150°以上の超撥水性を示す請求項10に記載のパターン化膜。
- 膜表面の親水性部分が、水との接触角が10°以下の超親水性を示す請求項10又は11に記載のパターン化膜。
- 基材(S)と、該基材(S)上に形成された請求項10〜12のいずれかに記載のパターン化膜とを備えた複合部材。
- 前記撥水性領域の平均表面粗さ(Ra)が30nmを超えて、1000nmまでの範囲である請求項10〜12のいずれかに記載のパターン化膜。
- エネルギー線の照射により重合可能な重合性化合物(A)の重合体により形成される撥水性の領域と、
エネルギー線の照射により重合可能な、親水性化学構造単位を有する重合性化合物(C)の重合体により形成される親水性の領域とを有し、
該撥水性領域の平均表面粗さ(Ra)が30nmを超えて、1000nmまでの範囲であることを特徴とする同一表面に撥水性の領域と、親水性の領域とを有するパターン化膜。
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