聚合物的表面改性方法

专利名称：聚合物的表面改性方法
技术领域：
本发明涉及使用超临界流体的聚合物基材的表面改性方法、在聚合物基材上形成镀膜的方法、聚合物部件的制造方法以及这些方法中所使用的涂层部件。
背景技术：
近年来，在聚合物基材的成型加工中提出各种使用超临界流体的工艺，超临界流体在具有气体一样的浸透性的同时也具有液体一样的溶剂功能。例如在特开平10-128783号公报中提出的方法中，通过将超临界流体浸透于热塑性树脂中来用作增塑剂，可以降低聚合物基材的粘性，因此利用该超临界流体的作用，提高了注射成型时聚合物基材的流动性、转印性。
此外，例如在特开2001-226874号公报和特开2002-129464号公报中，也提出了利用超临界流体作为溶剂的功能，提高聚合物基材表面的润湿性等用来实现高功能化的方法。在特开2001-226874号公报中公开了，通过将聚烷基二醇溶解于超临界流体中与纤维接触，可以对纤维表面进行亲水化。另外，在特开2002-129464号公报中公开了，在超临界状态，即高压下，将预先溶解有作为功能性材料的溶质的超临界流体与聚合物基材进行接触来染色的，使聚合物基材表面得以高功能化的间歇式工艺。
此外，在特开2002-313750号公报中还提出了如下的方法，即在基体上设置形成了所希望形状孔的掩模，从掩模上方喷射溶解有需要附着于基体上的物质(金属络合物)的超临界流体，在基体表面形成附着物质的小于等于100μm的图案。

发明内容
在上述特开平10-128783号公报、特开2001-226874号公报和特开2002-129464号公报中，公开了对聚合物基材的整个表面进行改性的技术，是使用超临界流体作为溶剂的聚合物基材的表面改性方法。但是这些文献中所公开的技术，还难以对聚合物基材的局部表面进行选择性且细微的改性。另外，在特开2002-313750号公报中，由于在超临界流体中溶解物质(溶质)来喷射到聚合物基材，因而可能产生如下的问题。
在超临界流体的压力和溶质的溶解度之间存在很强的相关性。如果从填充有溶解了溶质的超临界流体的高压下的容器中，将超临界流体排放到外部，则超临界流体的压力急剧下降，溶质的溶解度也显著下降。也就是说，如特开2002-313750号公报所记载，将溶质溶解于超临界流体中来喷射到聚合物基材时，在喷射那一时刻即会发生溶质的析出。为此，在特开2002-313750号公报所记载的技术中，虽然可以将溶质堆积在聚合物基材的表面，但是不能够将超临界流体向聚合物基材浸透的同时将溶质向聚合物基材内部浸透来进行表面改性。
而且，在特开2002-313750号公报中公开了使用超临界流体，在基体表面的选择区域，局部地附着物质(金属络合物)的方法，但该方法中需要分别制作掩模和基体的工艺，存在成本上升的问题。另外，特开2002-313750号公报所公开的方法中，由于在基体上仅设置掩模，在该掩模和基体之间产生缝隙，导致超临界流体浸入该缝隙，因此难以按照设置在掩模上的孔的形状将物质(金属络合物)附着于基体而形成所希望的图案。
本发明就是为了解决上述问题而进行，本发明的目的是提供使用超临界流体、以更简易的方法对聚合物基材表面的一部分进行选择性(局部性)改性、同时对部分聚合物表面进行更高精度且细微的表面改性的方法、在聚合物基材上形成镀膜的方法、制造聚合物部件的方法以及这些方法中所使用的涂层部件。
根据本发明的第一方式，其为使用超临界流体的聚合物基材的表面改性方法，其提供的表面改性方法包括在上述聚合物基材表面上附加浸透物质的步骤；在上述附加了浸透物质的聚合物基材的表面上，接触超临界流体，使得上述浸透物质浸透于上述聚合物基材的步骤。
在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在上述聚合物基材的表面上附加上述浸透物质时，在上述聚合物基材表面能够以规定图案附加上述浸透物质。
本发明申请人先前曾在特愿2004-129235号中提出了，在聚合物基材表面预先涂覆浸透物质，在该聚合物基材表面上接触超临界流体来对聚合物表面进行改性的技术。该技术中，作为对部分聚合物基材表面进行选择性改性的方法，提出了如下的方法。首先在聚合物基材的整个表面或者宽区域涂布浸透物质，使得在聚合物基材表面浸透，然后，将具有规定凹凸图案的模具表面与聚合物基材表面密着。之后，在模具(凹部)和聚合物基材表面之间形成的空间流入超临界流体，仅在流入了超临界流体的聚合物基材表面区域，使涂布的浸透物质选择性地浸透。
本发明的另一目的是，不使用如上述特愿2004-129235号中记载的对部分聚合物基材表面进行选择性改性的方法那样的形成细微凹凸图案的模具，提供以更简易的方法来对部分聚合物基材表面进行选择性(局部性)改性的方法。
利用图1A～1B来说明本发明的聚合物基材的表面改性方法。首先，如图1A所示，预先在聚合物基材1的表面的一部份上选择性地(局部地)附加浸透物质2(在聚合物基材表面以规定图案附加浸透物质)。然后，如图1B所示，在例如密闭容器11内，使聚合物基材1附加了浸透物质2的表面接触超临界流体5。这样，浸透物质2与超临界流体5一起浸透到聚合物基材1的内部。其结果如图1C所示，得到仅在附加了浸透物质2的聚合物基材1的部分上浸透了浸透物质2的聚合物基材1。也就是说，可以得到只有附加了浸透物质2的聚合物基材1的部分被进行表面改性的聚合物基材1(聚合物部件)。
其中，在图1C中显示部分浸透物质2浸透到聚合物基材1的例子，但本发明并不限定于此，例如也可以是附加的浸透物质2全部浸透到聚合物基材1内。浸透物质2的浸透量可以通过改变所接触的超临界流体3的温度、压力、接触时间等条件来任意地控制，本发明的表面改性方法中，可以根据用途等适度调节浸透物质2的浸透量。
上述的本发明的聚合物基材的表面改性方法中，由于不需要上述特愿2004-129235号中所使用的具有细微凹凸图案的模具，因此可以降低制造成本，还可以简化工艺。此外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，由于浸透物质以适当的图案预先附加在聚合物基材的表面，因而还消除了将浸透物质溶解于超临界流体中的状态下与聚合物接触时所产生的，超临界流体在减压时浸透物质析出的问题。根据上述，通过本发明的聚合物基材的表面改性方法，浸透物质能够以短时间且高浓度地浸透到聚合物基材内。
在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在对聚合物基材的表面接触超临界流体的状态下(例如图1B)，通过控制超临界流体的压力，可以以适当压力的超临界流体挤压聚合物基材表面。通过该挤压，浸透物质可以在聚合物基材内部浸透更深。此外，根据上述，超临界流体对于聚合物基材还起到增塑剂的作用，软化聚合物基材表面。因此，如果在将超临界流体接触于聚合物基材表面之际或之后，用模具等挤压聚合物基材表面，则可以一边抑制聚合物基材的变形一边效率良好地使浸透物质浸透到聚合物基材内部，因而可以在聚合物基材表面形成更加精密的图案。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，所述的超临界流体可以是超临界状态的二氧化碳(以下也称为超临界二氧化碳)。另外，可以使用各种物质来作为超临界流体，除了超临界二氧化碳之外，也可以使用超临界状态的氮(超临界氮)。另外，超临界二氧化碳作为对于热塑性树脂材料的增塑剂，在注射成型、挤压成型中有实际应用，因此是特别适合的。此外，作为超临界流体，还可以使用超临界状态的空气、水、丁烷、戊烷、甲醇等，只要是在一定程度溶解浸透物质的流体即可任意使用。另外，为了提高浸透物质在超临界流体中的溶解度，还可以在超临界流体中混合助溶剂，即作为助剂的丙酮、甲醇、乙醇、丙醇等醇。
此外，本发明中，在聚合物基材上接触的超临界流体的温度和压力等条件为任意，但对于二氧化碳来说，其转变为超临界状态的阈值为温度约31℃、压力约大于等于7MPa，因而希望其温度为35～150℃的范围、压力为10～25MPa的范围。如果温度、压力在上述范围之外，则浸透物质对超临界流体的溶解性、向聚合物基材的浸透性不充分。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述聚合物基材可以由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃中选择的一种来形成。另外也可以是以这些为主要成分的材料。进而，本发明的表面改性方法中，还可以使用上述树脂以外的各种树脂来作为聚合物基材。例如，可以使用聚乳酸、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酯、聚缩醛、聚甲基戊烯、聚四氟乙烯、液晶聚合物、苯乙烯系树脂、ABS等，或者这些的将多种混合后的物质，也可以使用以这些树脂为主要成分的聚合物合金或者在这些树脂中配合了各种填充剂的各种热塑性树脂。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述浸透物质可以是有机物质。另外，上述浸透物质可以在上述超临界流体中溶解。当使用超临界流体中溶解的有机物质作为浸透物资时，由于浸透物质以在超临界流体中溶解的状态浸透于聚合物基材，所以浸透物质易于浸透到聚合物基材内。
另，本发明中，称为“浸透物质”的在聚合物基材表面浸透的物质，当然可以是各种有机材料(有机物质)，也可以是由有机化合物修饰的无机材料，只要是在超临界流体中有一定程度溶解度的物质即可任意使用。浸透物质可以根据目的、用途来采用各种材料。例如作为将成为浸透物质基体(base)的无机材料，可以例举例如金属醇盐等。以下，对本发明的表面改性方法中所能够使用的具体例及效果进行说明。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述浸透物质可以为色素。作为浸透物质，采用例如偶氮系等染料、荧光染料或者酞菁等有机色素材料时，可以对聚合物基材表面进行染色。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述浸透物质可以是聚乙二醇。采用聚乙二醇、聚丙二醇、聚烷基二醇等作为浸透物质时，可以对聚合物基材表面进行亲水化。特别是聚乙二醇，由于溶解于例如超临界二氧化碳，较为易于浸透到聚合物基材中，且具有亲水基(OH)。因此，采用聚乙二醇作为浸透物质时，易于制作表面被亲水化的聚合物基材。另外，采用生物适合性优良的聚乙二醇进行亲水化的聚合物基材，还适宜用作为生物芯片、微型全分析系统(μTAS，micro total analysis system)等中使用的聚合物基材。例如通过对疏水性材料聚合物基材表面进行亲水化，可以起到控制核酸、蛋白质等的固着的效果，或者根据聚合物基材表面的亲水化-疏水化的微小区域的划分，进行根据核酸疏水化率的分离。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述浸透物质可以是金属络合物。采用有机金属络合物作为浸透物质时，可以在聚合物基材表面形成化学镀的催化剂核。这种情况下，在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，还可以在附加了上述浸透物质的区域，由化学镀形成镀层。
另外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，还可以使用如下的浸透物质。在采用苯甲酮、邻吡喃酮等疏水性紫外线稳定剂作为浸透物质时，可以提高聚合物风化后的拉伸强度。另外，采用氟化有机铜络合物等氟化物作为浸透物质时，可以提高聚合物基材的摩擦性，赋予拒水功能。进而，使用硅油作为浸透物质时，发挥拒水功能。
此外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，也可以使用不溶解于超临界流体的材料作为浸透物质。在采用不溶解于超临界流体的浸透物质时，在聚合物基材表面接触超临界流体之际，局部附加(涂布)在聚合物基材表面上的浸透物质，由超临界流体的压力浸透到聚合物基材内。这时，用于浸透物质的材料可以是任意的材料，但考虑到能够容易浸透到聚合物基材内的浸透物质的分子大小，特别采用分子量在5000或以下的材料。只是，在使用金属微粒、碳纳米管、富勒烯、纳米突等纳米碳、氧化钛等无机材料时，可以对这些无机材料进行化学修饰、物理修饰，来进行可溶解于超临界流体的处理。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，作为对聚合物基材表面选择性地(局部地)附加浸透物质的方法，可以采用将浸透物质变成为液状，使用丝网印刷法、喷墨法等印刷方法将其附加的方法。作为除此之外的方法，也可以采用将金属掩模或者根据光刻法制作的抗蚀剂掩模设置在聚合物基材上之后，涂布含有浸透物质的溶液的方法。作为将浸透物质变成为液状的方法，可以例举将浸透物质加热来软化的方法、将浸透物质溶解于规定溶剂的方法等，但从不需要进行温度调节的角度来看，溶解于溶剂的方法更简便、适合。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在上述聚合物基材表面附加浸透物质时，还可以在上述聚合物基材表面形成规定的沟槽图案，并在该沟槽图案内附加上述浸透物质。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在附加了浸透物质的聚合物基材表面(需要进行表面改性的规定图案区域)，通过成型加工、切削加工等，可以设置规定的凹凸图案。例如，如果在聚合物基材的表面形成沟槽图案，则该沟槽图案可以用作为将浸透物质附加到部分聚合物表面(规定图案)上时的导槽。
在如上所述通过丝网印刷法、喷墨法的印刷方法将浸透物质附加到平坦的聚合物基材表面时，目前在技术上还很难形成100μm或以下的细微图案。另外，将浸透物质附加到平坦聚合物基材表面时，如果在聚合物基材表面接触超临界流体，则由于浸透物质的图案的渗出等，难以形成细微图案的也是有可能的。但是例如，如果在聚合物基材表面形成100μm或以下、更优选50μm或以下、尤其优选10μm或以下的宽度或者深度的凹凸图案，在该凹凸图案部通过例如喷墨法等附加浸透物质，则可以根据毛细管现象使浸透物质沿着凹凸图案延伸，在聚合物基材表面由浸透物质形成细微的图案。
此外，如果在聚合物基材的凹凸图案内部附加浸透物质，则由于浸透物质进入到凹凸图案内部，所以在聚合物基材表面接触超临界流体之际，根据该凹凸图案的侧壁而能够抑制该浸透物质朝横向(聚合物基材的面内方向)溶出和扩散，可以抑制浸透物质的图案的渗出。因此，即使是更细微的浸透物质的图案，也可以在聚合物基材表面以高精度形成。其中，作为聚合物基材表面上形成的凹凸图案，优选为沟槽图案这样的凹状图案；但如果形成凸状图案，则利用凸状图案之间的沟部也可以。进而，在聚合物基材上形成的浸透物质的图案，并不仅是上述的凹部和/或凸部，也可以与在聚合物基材的平坦部形成的浸透物质的图案一起构成。
另外，在上述聚合物基材的凹凸图案内部附加浸透物质的方法，例如当应用于生物芯片或者μTAS等控制液体的装置时，具体而言，在聚合物基材上形成具有亲水性的流路等细微图案时，是有效的。例如，如果在聚合物基材上形成凹状沟槽部，在该沟槽部附加浸透物质进行亲水化，则根据作用于该凹状沟槽部的毛细管现象，沿着该沟槽部，试样或试剂等液体显现出更易于流动的效果。
而且，在上述聚合物基材的凹凸图案内部附加浸透物质的方法，在聚合物基材上形成电路等配线图案时也有效。在聚合物基材上形成配线图案时，首先使用金属络合物作为浸透物质，将该浸透物质附加在聚合物基材的配线图案部，形成镀膜核的图案。之后，通过化学镀等，沿着该镀膜核的图案析出金属，形成配线图案。如上所述在聚合物基材上形成的配线图案时，可以在聚合物基材上预先形成对应配线图案的凹凸图案，在其凹部或者凸部上形成该金属络合物的图案，在进行化学镀时该凹凸部就成为导槽来控制金属的析出，可以形成配线宽度没有变宽的配线图案。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，附加上述浸透物质的上述聚合物基材的表面可以是立体的。
根据上述本发明的聚合物基材的表面改性方法，仅在聚合物基材表面的规定图案区域上附加浸透物质，通过将该聚合物基材表面与超临界流体相接触，可以对聚合物基材的表面进行局部改性。因此，可以对聚合物基材表面进行选择性且细微的表面改性。
此外，根据本发明的聚合物基材的表面改性方法，在聚合物基材表面形成浸透物质的细微图案时，由于通过喷墨法、丝网印刷法等将浸透物质附加到聚合物基材表面的规定区域，因此不再需要用于形成细微图案的模具，降低了成本且简化了工艺。
进而，在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，由于可以在聚合物基材内部浸透具有各种功能的浸透物质，所以能够提供浸透物质的功能持续并且耐候性优良的功能性聚合物基材(部件)。
此外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在上述聚合物基材表面上附加浸透物质时还可以包括形成与上述聚合物基材相接触的、具有规定图案的开口部的掩模层，以及在上述掩模层的至少开口部上附加浸透物质。这样的表面改性方法的一例，可以通过图10A～10E来简单说明。
首先，在准备好的聚合物基材41上形成掩模层44。这时，如图10A所示，在聚合物基材41的需要进行表面改性的区域42以外的区域上形成掩模层44。即，形成聚合物基材41上需要进行表面改性的区域42成为开口部的掩模层44。然后，在掩模层44上形成浸透物质层45(在掩模层的至少开口部上附加浸透物质)。在图10B的示例中，不仅在掩模层44的开口部上暴露出的聚合物基材41的区域42上，在掩模层44的开口部之外的区域上也形成了浸透物质层45。另外，本发明并不限定于此，也可以是在至少掩模层44的开口部上形成浸透物质层45，而在掩模层44的开口部以外的区域上不形成浸透物质层45。
然后，将超临界流体46从聚合物基材41的浸透物质层45侧接触(图10B的状态)。这时，在掩模层44的开口部暴露出的聚合物基材41的区域42(聚合物基材层41上需要进行表面改性的区域42)上形成的浸透物质层45的一部分，与超临界流体46一起从聚合物基材41的表面的区域42向内部浸透。其结果是，如图10C所示，成为仅在聚合物基材41表面的区域42上浸透物质43浸透的状态。之后，将没有浸透到聚合物基材41的浸透物质除去(图10D的状态)。最后，除去掩模层44，如图10E所示，得到仅在聚合物基材41上的规定区域42上选择性地浸透了浸透物质43的、进行了表面改性的聚合物基材40’(聚合物部件)。
如上所述，预先通过印刷法在聚合物基材上形成聚合物基材上需要进行表面改性的规定区域成为开口部的掩模层的情况，经过该开口部将浸透物质通过超临界流体浸透到聚合物基材，就可以在聚合物基材上的规定区域进行选择性的表面改性。因此，在该方法中，也可以在不使用形成有细微凹凸图案的模具的条件下，在聚合物基材表面的规定区域进行局部表面改性，因此不必对应于聚合物基材表面的需要进行表面改性的区域的图案来分别制作模具，降低了成本且简化了工艺。
此外，预先通过印刷法在聚合物基材上形成聚合物基材上需要进行表面改性的规定区域成为开口部的掩模层的情况，由于在聚合物基材上密着地形成聚合物基材上需要进行表面改性的区域成为开口部的掩模层，因此溶解了浸透物质的超临界二氧化碳不会进入掩模层与聚合物基材之间，因而可以以更高精度按照规定图案进行聚合物基材的表面改性。
在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，进而可以包括准备聚合物基材的步骤，该聚合物基材是在对应于上述掩模层的开口部的上述聚合物基材表面上，形成了凹部和凸部中的至少一方。
如上所述，由凹部和凸部中的至少一方形成聚合物基材表面需要进行表面改性的区域(对应于掩模层开口部的区域)的情况，在聚合物基材上形成浸透物质图案时凹部和凸部可以作为导槽。而且，在聚合物基材上形成的浸透物质的图案，并不仅在凹部和/或凸部上，也可以与聚合物基材的平坦部上形成的浸透物质图案一起构成。
在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，可以由高分子材料形成上述掩模层。掩模层，只要是能够遮蔽超临界流体，并且在聚合物基材表面附着/密着的材料，而且在进行将超临界流体与聚合物基材接触的处理之后，在不残留伤痕的情况下即可从该聚合物基材上除去的材料，则可以使用任何材料。通过由具有这样性质的材料形成掩模层，可以防止超临界流体浸入到附着/密着了掩模层的聚合物基材的区域。可以使用高分子材料来作为具有这样性质的材料，例如可以使用感光性树脂、热塑性树脂、热固性树脂等。从容易形成规定的图案、并且与聚合物基材容易密着的方面考虑，特别优选使用感光性树脂，例如可以使用在基体中配合了聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯等的低聚物的材料等。在聚合物基材上使用热塑性树脂时，可以使用正型抗蚀剂1805(シプレイ·フア一イ一スト公司制造)。该感光性树脂材料是可以遮蔽超临界流体，并且在聚合物基材表面附着/密着的材料，同时由于在除去时可以使用丙醇、丁醇、乙醇、甲醇等，因而在除去掩模层时也能够在不伤及聚合物基材的情况下进行处理。
此外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在掩模层开口部之外的区域，为了遮蔽超临界流体并且为了抑制对聚合物基材的损伤，也可以在掩模层和聚合物基材之间设置可以发挥上述效果的基底层。
在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，可以由印刷法形成上述掩模层。作为掩模层的形成方法，只要是能够形成使聚合物基材的需要进行表面改性的区域成为开口部的掩模层的方法，则可以使用任意方法，特别是，将液状化感光性树脂等的掩模材料采用丝网印刷法、喷墨法等印刷方法，在聚合物基材需要进行表面改性的区域之外的区域上附着、固化，从而形成掩模层。此外，除此之外的掩模层的形成方法还可以是，将感光性树脂在整个聚合物基材上涂布后，利用金属掩模或者光刻法等，将聚合物基材上需要进行表面改性的区域的该感光性树脂除去，从而形成掩模层。另外，作为将掩模材料进行液状化的方法，可以例举将掩模材料加热来软化的方法或者将掩模材料在规定溶剂中溶解的方法等，但从不需要进行温度调节的角度考虑，在溶剂中溶解掩模材料的方法更为简单、适用。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在上述聚合物基材表面附加浸透物质后，进而还可以包括形成涂层以覆盖上述浸透物质的工序。另外，在上述聚合物基材表面附加上述浸透物质时，可以在上述聚合物基材表面以规定图案附加上述浸透物质。
本发明人等通过认真研究，使用上述的喷墨法或丝网印刷法，在聚合物基材上以规定图案附加浸透物质，使附加有浸透物质侧的聚合物基材表面接触超临界流体，将浸透物质浸透到聚合物基材，来对聚合物基材表面的一部分进行选择性改性，进而发现了如下问题。
使附加有浸透物质的聚合物基材接触超临界流体，将浸透物质浸透到聚合物基材时，根据其接触条件等，该浸透物质的一部分会溶出到超临界流体，可能会发生浸透物质在聚合物基材内部不能效率良好地浸透的情况。还有，在上述的表面改性方法中，将超临界流体接触于以规定图案附加有浸透物质的聚合物基材时，附加在聚合物基材表面上的浸透物质会溶出到超临界流体中，由此该图案可能会产生渗出的情况。这样，本发明人基于上述发现对上述表面改性方法进行了进一步改良。使用图11A～11E来说明这样的聚合物基材的表面改性方法的一例。
首先，如图11A所示，预先在要进行表面改性的聚合物基材1的规定区域(全部或者规定区域)上附加浸透物质2(以规定图案在聚合物基材1的表面附加浸透物质2)。之后，如图11B所示，附加涂层剂，将浸透物质2覆盖，从而形成涂层4。另外在图11B的例子中，涂层4在整个聚合物基材1上形成，但在本发明中并不限定于此，涂层4可以至少在能够覆盖浸透物质2的区域上形成，也可以在能够覆盖浸透物质2的聚合物基材表面的一部分上形成。另外，根据需要，通过将该涂层4固化或者凝胶化，可以适当地防止涂层4的流动、流出等。
然后，如图11C所示，将形成了涂层4的聚合物基材1放置到例如密闭容器11中，在该密闭容器11内导入超临界流体5，聚合物基材1的涂层4侧的表面与超临界流体5接触。这样，超临界流体5首先浸透到涂层4内，接着到达浸透物质2并将其溶解。而且该超临界流体5与溶解的浸透物质2一起浸透到聚合物基材1内部。这时，浸透物质2在超临界流体5中溶解，成为流体状态，但是由于浸透物质2被涂层4所覆盖，所以不会从聚合物基材1的表面附近向外部飞散。由于该涂层4的作用，在超临界流体5中溶解的浸透物质2能够效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材1内部。另外，由于浸透物质2被涂层4所覆盖，所以将浸透物质2浸透到聚合物基材1时，可以防止溶解于超临界流体内的浸透物质2向聚合物基材1的面内方向扩散，能够在聚合物基材1上附加的浸透物质2的规定图案不渗出的情况下，使浸透物质2浸透。因此，可以对聚合物基材1的需要进行表面改性的规定图案的区域进行高精度的改性。
在进行如上所述的浸透物质2在聚合物基材1上的浸透之后，将聚合物基材1从密闭容器11中取出(图11D的状态)。最后，由适当的溶剂将覆盖浸透物质2的涂层4洗去(图11E的状态)。这时，也可以将聚合物基材1上残留的浸透物质2也去除。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述涂层可以通过从浸渍法、辊涂法、丝网印刷法和喷雾法中选择的一种来形成。还有，作为在聚合物基材的浸透物质上附加涂层的方法，只要是至少能够覆盖附加了浸透物质的部分这样的附加方法，则可以使用任意方法，除了上述方法外，还可以使用各种公知的附加方法。对于涂层的厚度来说，只要是超临界流体容易浸透且浸透物质不扩散的厚度即可，而且涂层的厚度可以根据所使用的聚合物基材、浸透物质等适当设定。一般的涂层的厚度可以在5μm～200μm的范围，并且要均匀。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中使用的涂层材料，可以选择超临界流体比较容易透过且可以抑制浸透物质扩散的材料。通过由具有这样性质的材料形成涂层，将溶解有浸透物质的超临界流体诱导到聚合物基材表面，并且抑制该浸透物质从聚合物基材表面扩散，同时在聚合物基材表面接触超临界流体，因而可以使得浸透物质效率优良且高浓度地浸透到聚合物基材。另外，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，上述涂层可以由在超临界流体中比上述浸透物质更难溶解的材料来形成。
作为具有上述性质的涂层材料，可以使用例如各种水溶性树脂(水溶性高分子)。作为水溶性树脂，可以例举例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、甲基纤维素、羧甲基纤维素、藻酸钠等。此外，作为其他的涂层形成材料，还可以使用聚环氧乙烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、纤维素、聚乙二醇等。涂层由水溶性树脂形成的情况，将浸透物质浸透到聚合物基材后除去涂层时，由于可以通过水洗聚合物基材来除去涂层，所以可以在不损伤聚合物基材的情况下除去涂层。
本发明的聚合物基材的表面改性方法中，进而还可以包括，准备由凹部形成上述规定图案区域的聚合物基材的工序。另外，上述凹部还可以包括沟槽图案。
此外，包括在上述聚合物基材表面的规定区域附加浸透物质之后，形成涂层来覆盖浸透物质的步骤的本发明的聚合物基材表面改性方法中，在上述聚合物基材的表面的规定区域附加浸透物质的步骤包括了，在上述聚合物基材上形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤，以及在上述掩模层的至少开口部上附加浸透物质的步骤。利用图13A～13F来说明该聚合物基材的表面改性方法的一例。
首先，在聚合物基材41上，形成掩模层76。这时，如图13A所示，在聚合物基材41上的需要进行表面改性的区域77以外的区域形成掩模层76。即，形成聚合物基材41上的需要进行表面改性的区域77成为开口部的掩模76。然后，在掩模层76上形成浸透物质(浸透于聚合物基材41的物质)层72(图13B的状态)。这时，在图13B的例子中，不仅是在掩模层76的开口部上暴露出的聚合物基材41的区域77，而是在整个掩模层76上形成浸透物质层72，但本发明并不限定于此，也可以是至少在掩模层76的开口部形成浸透物质层72，还可以是在掩模层76的开口部之外的区域不形成浸透物质层72。
然后，如图13C所示，在浸透物质层72上附加涂层剂，从而形成涂层73。在图13的例子中，由于浸透物质层72在整个掩模层76上形成，所以涂层73也在整个浸透物质层72上形成，但本发明并不限定于此。浸透物质层72仅在包括掩模层76的开口部的一部分区域形成的情况，以覆盖该浸透物质层72的状态形成涂层73即可，此时也能够以覆盖部分区域上形成的浸透物质层72的状态，在部分区域形成涂层73，还可以是在整个聚合物基材上形成涂层73。
然后，如图13D所示，将形成了涂层73的聚合物基材41放置在例如密闭容器11内，向该密闭容器11内导入超临界流体5，使聚合物基材41的涂层73侧的表面与超临界流体5接触。这样，超临界流体5首先浸透到涂层73内，然后到达浸透物质层72而溶解浸透物质。此时，在掩模层76的开口部上暴露出聚合物基材41的区域77上附加的浸透物质也在超临界流体5中溶解。结果是，在掩模层76的开口部上暴露出聚合物基材41的区域77上附加的浸透物质层72的一部分，与超临界流体一起从聚合物基材41的基材表面区域77向内部浸透，如图13D所示，成为仅在聚合物基材41表面区域77上浸透了浸透物质的状态。这时，浸透物质层72是在超临界流体5中溶解的流体状态，浸透物质层72由涂层73和掩模层76覆盖，因此不会从聚合物基材1的表面附近向外部飞散。由于该涂层73和掩模层76的作用，在超临界流体5中溶解的浸透物质效率良好且高浓度地向聚合物基材41内部浸透。
然后，将聚合物基材41从密闭容器4中取出(图13E的状态)。最后，用适当的溶剂洗去聚合物基材41上的涂层73、浸透物质层72以及掩模层76(图13F的状态)。这时，可以是将聚合物基材41上的形成膜(或层)从最上层开始依次去除，也可以是通过用溶剂去除掩模层76，而将掩模层76上的涂层73和浸透物质层72也一并去除。
在如上所述的形成掩模层和涂层来覆盖浸透物质的情况，将超临界流体与聚合物基材接触来使浸透物质在聚合物基材中浸透时，超临界流体中溶解的浸透物质能够在不从聚合物基材表面向外部飞散的情况下，向聚合物基材内部浸透，并且，可以抑制超临界流体中溶解的浸透物质向聚合物基材的面内方向的扩散，从而能够抑制浸透物质的图案的渗出。因此，在本发明的聚合物基材的表面改性方法中，形成掩模层和涂层来覆盖浸透物质时，可以将浸透物质以更良好效率且高浓度浸透。另外，可以对聚合物基材表面的规定区域进行更细微且高精度的表面改性。
进而，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在上述聚合物基材的表面上附加浸透物质的步骤可以包括，在涂层膜表面以规定图案附加上述浸透物质的步骤，以及在上述聚合物基材上设置上述涂层膜的步骤。
另外，该表面改性方法中，将上述涂层膜配置在上述聚合物基材上的步骤可以包括，使上述涂层膜附加了上述浸透物质一侧的表面与上述聚合物基材的表面对置，来将上述涂层膜和上述聚合物基材贴合的步骤。利用图14A～14E来说明这种聚合物基材表面改性方法的一个例子。
首先，在涂层膜80上使用喷墨法等印刷法以规定图案附加浸透物质2(浸透于聚合物基材1的物质)(图14A的状态)。其中，作为涂层膜80的形成材料，可以使用在上述涂层的形成材料的说明中所例举的材料，尤其可以由水溶性树脂形成。
然后，如图14B所示，将涂层膜80的附加了浸透物质2的一侧的表面与聚合物基材1的表面对置，将涂层膜80设置在聚合物基材1上。这时，如图14B所示，通过将聚合物基材1和涂层膜80相密着而贴合，浸透物质2在聚合物基材1的表面上密着。
至于聚合物基材1与涂层膜80相密着的方法，将水、乙醇、甲醇等夹在聚合物基材1和涂层膜80之间使二者贴合的方法是有效的。具体而言，首先在聚合物基材1的表面上滴取少量水或者乙醇、甲醇等，将涂层膜80安置在其上，使得附加浸透物质2的面与聚合物基材1对置，然后，从涂层膜80的端部开始慢慢地挤压涂层膜80表面而密着，同时避免空气的进入。这样的贴合方法中，优选将水、醇等易于挥发的液体夹在涂层膜和聚合物基材之间，边防止空气进入边使二者密着，之后将该液体挥发，而该液体可以适当选择不溶解、不分解涂层膜、聚合物基材和浸透物质的液体。
然后，将贴合了涂层膜80的聚合物基材1，如图14C所示，放置在例如密闭容器11内，向该密闭容器11内导入超临界流体5，在聚合物基材的涂层膜80侧的表面接触超临界流体5。这样，超临界流体5首先浸透到涂层膜80内，然后到达浸透物质2将其溶解。然后，与溶解到该超临界流体5内的浸透物质2一起浸透到聚合物基材1内部。这时，浸透物质2为在超临界流体5中溶解的流体状态，但是由于浸透物质2被涂层膜80覆盖，所以不会从聚合物基材1的表面附近向外部飞散。
如上所述，浸透物质2在聚合物基材1上浸透后，将聚合物基材1从密闭容器11中取出(图14D的状态)。最后，使用适当溶剂将覆盖浸透物质2的涂层膜80洗去(图14E的状态)。在上述聚合物基材的表面处理方法中，可以以滚筒状薄片向聚合物基材上供给涂层膜，涂层膜上按照预先设定的图案附加了浸透物质，这种情况下，可以对应于多种形状的聚合物基材等，可以实现制造上的通用性、低成本化，可以提高量产性。
在如上述的本发明的聚合物基材的表面改性方法中，在浸透物质由涂层膜覆盖的状态，在聚合物基材上接触超临界流体的情况下，由于在超临界流体中溶解的浸透物质不会从聚合物基材表面向外部飞散，浸透到聚合物基材内部，因此可以效率更加良好且高浓度地浸透浸透物质。
另外，本发明的聚合物基材的表面改性的方法中，在浸透物质被涂层膜所覆盖的情况下，浸透物质在聚合物基材上浸透时，可以抑制超临界流体中溶解的浸透物质向聚合物基材的面内方向的扩散，可以抑制浸透物质的图案的渗出。因此，在聚合物基材表面的规定区域内可以进行更加细微且高精度的表面改性。
根据本发明的第二方式，提供镀膜的形成方法，其为使用超临界流体在聚合物基材表面形成规定图案的镀膜的方法，其包括在上述聚合物基材表面附加金属络合物的步骤；使上述聚合物基材的表面接触超临界流体，将上述金属络合物浸透到上述聚合物基材中的步骤；在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材表面的包括对应于上述规定图案区域的区域上形成镀膜的步骤；将镀膜按照上述规定图案制作图案来形成掩模层的步骤。
在上述特愿2004-129235号中提出的镀膜的形成方法中，使用形成了细微凹凸图案的模具，在平坦的聚合物表面以规定的图案(例如配线回路等)浸透金属微粒，在其上形成镀膜。这时，镀膜不仅在其膜厚方向(上面)上生长，也在镀膜的面内方向生长，因此，随着镀膜膜厚的增加，镀膜图案的宽度也增加。因此，例如要形成窄间距图案的镀膜且为了确保镀膜的导电性而增厚镀膜厚度的情况下，如果使用上述特愿2004-129235号所公开的表面改性技术来形成镀膜，就可能存在图案宽度增加而难以形成窄间距图案的问题。另外，在上述特愿2004-129235号的技术中，由于使用形成了细微凹凸图案的模具，在立体形状的聚合物基材表面上按照规定图案形成镀膜就可能有困难。这里，本发明的另一目的是，不使用象上述特愿2004-129235号中提出的形成了细微凹凸图案的模具，使用更简易的方法在聚合物基材上形成规定图案的镀膜，另外，对于立体形状的聚合物基材表面也使用更简易的方法在聚合物基材上高精度地形成细微的规定图案的镀膜。
本发明的镀膜的形成方法中还包括，在上述聚合物基材上浸透上述金属络合物之后，在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材的表面上，形成对应于上述规定图案的区域成为开口部的掩模层的步骤，在上述掩模层的开口部形成上述镀膜的步骤。另外，在上述掩模层的开口部上形成上述镀膜的过程中还包括，在上述掩模层的上述开口部上暴露出的聚合物基材的表面上，由化学镀法形成第一镀膜的步骤、以及在第一镀膜上由电镀法形成第二镀膜的步骤。
该镀膜的形成方法中，首先，在聚合物基材表面的规定区域附加金属络合物。这时，附加金属络合物的聚合物基材的规定区域，只要是包括了需要形成镀膜的区域(对应于规定图案的区域，以下也称为规定图案区域)，则可以是任意的区域，也可以在聚合物基材的整个表面附加，还可以是仅在规定图案区域附加镀膜。另外，在附加金属络合物时，在正己烷、丙酮、乙醇、甲醇等的溶液中含有金属络合物的状态下涂布在聚合物基材表面。另外，作为将金属络合物附加到聚合物基材表面的方法，可以使用将聚合物基材直接在络合物溶液中浸渍的方法(浸渍法)、喷涂法、喷墨法等任意方法。特别是浸渍法由于简便而优选使用。
然后，在聚合物基材上接触超临界流体。结果是，与超临界流体一起，金属络合物浸透到聚合物基材的表面内部。根据本发明人等的检测试验证明在该工序中，金属络合物与超临界流体一起仅浸透到聚合物基材的表面内部，足够量的金属络合物就被还原成为作为镀膜的镀膜基体(催化剂核)的金属微粒。但是，由于足够量的金属微粒在聚合物基材表面显著偏析，也可以另行采用还原剂等来进行金属络合物的还原处理。
镀膜的镀膜基体在聚合物基材的表面内部浸透后，在该聚合物基材表面上形成掩模层，镀膜的规定图案区域成为掩模层的开口部。然后，在形成掩模层的聚合物基材上实施化学镀，在掩模层的开口部上暴露出的聚合物基材表面上形成第一镀膜。然后将第一镀膜作为电极实施电镀(电铸)，在第一镀膜上形成第二镀膜，在聚合物基材上形成由第一和第二镀膜构成的镀膜。然后，除去掩模层，得到在表面形成规定图案镀膜的聚合物基材。如果使用上述方法形成镀膜，可以容易地以所希望的图案形成优质的镀膜，并且，可以形成细微且高精度的配线等的镀膜图案。
另外，上述的镀膜的形成方法中，由于在镀膜的规定图案区域之外设置掩模层，所以镀膜的图案的宽度不会比掩模层开口部的尺寸(宽度)大。因此，上述的镀膜的形成方法中，在以充分的厚度形成窄间距图案的镀膜的情况，也可以形成高精度的镀膜图案。
另外，在上述镀膜的形成方法中，使用化学镀和电镀法形成镀膜，其原因如下。如果在聚合物基材上使用化学镀和电镀法形成镀膜，可以在更短的时间内形成充分厚度的镀膜，可以提高制造速度(量产性)。另外，一般由电镀法形成的镀膜，与化学镀形成的镀膜相比膜的质地(导电率、硬度等)更优良，使用上述的方法，可以在短时间内在聚合物基材上形成质量良好的镀膜。
此外，在本发明的镀膜形成方法中还包括将上述金属络合物在上述聚合物基材上浸透后，在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材表面上，由化学镀法形成第一镀膜的步骤；在第一镀膜上形成对应于上述规定图案的区域成为开口部的上述掩模层的步骤，；在上述掩模层的开口部暴露出的第一镀膜上，由电镀法形成第二镀膜的步骤；将上述掩模层除去的步骤；将对应于上述规定图案的区域之外形成的第一镀膜通过蚀刻除去的步骤。
在该镀膜的形成方法中，金属络合物在聚合物基材表面的规定区域浸透后，实施化学镀来在聚合物基材表面形成第一镀膜。之后，在第一镀膜层上形成掩模层，镀膜的规定图案所对应的区域成为开口部。然后，以第一镀膜层作为电极实施电镀，在掩模层的开口部上暴露出的第一镀膜上形成第二镀膜，在聚合物基材上形成由第一和第二镀膜构成的镀膜。
然后，除去掩模层，由反应性离子蚀刻法、湿式蚀刻法等蚀刻方法，对聚合物基材的表面进行蚀刻。这时，在镀膜的规定图案区域之外的区域上仅存在第一镀膜，该膜厚比在规定图案区域上形成的镀膜(第一和第二镀膜)的厚度薄，因此，通过蚀刻工序，在规定图案区域之外的区域上形成的第一镀膜比在规定区域上形成的镀膜更先被除去。结果是，仅残存了在掩模层的开口部上形成的镀膜，得到在表面形成规定图案的镀膜的聚合物基材。因此，如果使用上述方法，可以容易地以所希望的图案形成质量优良的镀膜，并且可以形成细微且高精度的配线等的镀膜图案。
还有，在本发明的镀膜形成方法中还包括将上述金属络合物在上述聚合物基材上浸透之后，在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材的表面形成镀膜的步骤；在对应上述镀膜的上述规定图案的区域上，形成上述掩模层的步骤；使用蚀刻法除去没有形成上述掩模层的区域上的上述镀膜的步骤。另外，在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材的表面上形成镀膜的过程中还包括，在浸透了上述金属络合物的上述聚合物基材的表面上，由化学镀法形成第一镀膜的步骤；在第一镀膜上由电镀法形成第二镀膜的步骤。
该镀膜的形成方法中，在聚合物基材的表面的规定区域上浸透了金属络合物之后，实施化学镀在聚合物基材表面形成第一镀膜，然后，以第一镀膜为电极实施电镀，在第一镀膜上形成第二镀膜。之后，在对应于镀膜的规定图案区域的第二镀膜的区域上，形成掩模层。即，在第二镀膜上形成掩模层覆盖镀膜的规定图案区域。之后通过湿式蚀刻法、反应性蚀刻等蚀刻方法，对聚合物基材表面进行蚀刻。这时，由蚀刻法将在没有形成掩模层的区域(规定图案区域之外的区域)上形成的镀膜(第一和第二镀膜)除去，仅在镀膜的规定图案区域残留镀膜。进而除去掩模层，就可以得到在表面形成规定图案镀膜的聚合物基材。因此，使用上述方法，可以按照所希望的图案容易地形成质量良好的镀膜，并且，可以形成细微且高精度的配线等的镀膜图案。
本发明的镀膜的形成方法中，进而还包括，在上述聚合物基材表面附加金属络合物之后，形成涂层来覆盖该金属络合物的步骤。
如果形成涂层以覆盖附加到聚合物基材上的金属络合物，则在聚合物基材上接触超临界流体时，超临界流体首先浸透到涂层内，然后到达金属络合物将其溶解。然后，该超临界流体和溶解的金属络合物一起浸透到聚合物基材内部。这时，金属络合物在超临界流体中溶解而成为流体状态，但是由于金属络合物被涂层所覆盖，因而不会从聚合物基材的表面附近向外部飞散。即，可以抑制金属络合物向超临界流体侧的扩散。由于该涂层的作用，在超临界流体中溶解的金属络合物可以效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材内部。
另外，涂层可以至少在能够覆盖金属络合物的区域上形成，也可以在整个聚合物基材上形成，还可以在包含了附加金属络合物的区域的部分区域上形成。此外，根据需要，优选将该涂层进行固化或者凝胶化，以防止涂层的流动、流出等。
本发明的镀膜的形成方法中所使用的涂层材料，适宜选择使超临界流体较为容易地透过，并且可以抑制金属络合物的扩散的材料。具体而言，可以使用与根据上述本发明的第一方式的聚合物基材表面改性方法中说明的涂层材料相同的材料。
本发明的镀膜形成方法中，上述掩模层可以由喷雾法、浸渍法、辊涂法、丝网印刷法和喷墨法中任何一种来形成。特别是在立体形状的聚合物基材表面上形成掩模层的情况下，可以使用喷墨法。另外，本发明的镀膜形成方法中所使用的掩模层的形成材料，优选使用紫外线固化树脂等感光性树脂材料。
本发明的镀膜的形成方法中，上述聚合物基材优选由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃所组成的组中选择的一种来形成。
本发明的镀膜的形成方法中，镀膜可以使用Cu膜、Ni、Au、Ag等。另外，作为金属络合物，优选使用在超临界流体中溶解的物质，在使用超临界二氧化碳作为超临界流体时，可以使用双(乙酰丙酮)钯、二甲基(环辛二烯)铂、双(环戊二烯)镍、六氟(乙酰丙酮)钯等。
本发明的镀膜的形成方法中，使用Cu膜形成第二镀膜(由电解法形成的镀膜)时，可以根据用途等任意设定其膜厚，但优选以10～100μm的厚度形成第二镀膜。如果第二镀膜的厚度比10μm薄，则作为电路配线难以将电阻降低到足够小，如果第二镀膜的厚度比100μm厚，则易于在第二镀层上产生破裂，产生剥离。此外，使用Cu膜作为第一镀膜(由化学镀法形成的镀膜)时，优选其厚度为1～2μm，其原因是，将该层作为电镀金的电极使用时，如果比1μm薄，则电阻会升高，而即使大于2μm在性能上也没有区别，因此小于等于2μm足以。
根据本发明的镀膜的形成方法，使用超临界流体将金属络合物浸透到聚合物基材表面之后，使用化学镀工序和电镀(电铸)工序来形成镀膜，由于使用掩模层制作镀膜的图案，所以可以按照所希望的图案容易地形成质量良好的镀膜，并且，可以在聚合物基材上形成细微且高精度的镀膜图案。
另外，根据本发明的镀膜的形成方法，不需要使用象在上述特愿2004-129235号所公开技术中的在表面形成细微凹凸图案的模具，由于在聚合物基材表面可以形成规定图案的镀膜，所以可以提供比上述特愿2004-129235号中所记载的镀膜的形成方法更简易的方法。
进而，在本发明的镀膜的形成方法中，在使用喷墨法形成掩模层时，对于立体形状的聚合物基材表面，也能够容易地形成规定图案的镀膜。
根据本发明的第3方式，提供聚合物部件的制造方法，其特征是，上述聚合物部件，具有聚合物基材，其为在该聚合物基材的表面内部含浸了浸透物质的聚合物部件；上述聚合物部件的制造方法包括准备上述聚合物基材的步骤；在上述聚合物基材的表面上附加上述浸透物质的步骤；对附加了上述浸透物质的聚合物基材表面接触超临界流体，在上述聚合物基材上浸透上述浸透物质的步骤。
本发明的聚合物部件的制造方法中，在上述聚合物基材表面附加上述浸透物质时，上述浸透物质可以按照规定图案附加在上述聚合物基材的表面。
根据上述的本发明的聚合物部件的制造方法，可以以更简易的方法对聚合物基材表面的一部分进行选择性的(局部性的)改性，同时，可以得到对聚合物基材表面的一部分进行了更高精度且细微的表面改性的聚合物部件。
本发明的聚合物部件的制造方法中，上述超临界流体可以是超临界状态的二氧化碳。
本发明的聚合物部件的制造方法中，上述聚合物基材优选由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃所组成的组中选择的一种来形成。
本发明的聚合物部件的制造方法中，上述浸透物质可以为有机物，另外上述浸透物质可以在上述超临界流体中溶解。具体而言，上述浸透物质可以为色素。此外，上述浸透物质可以为聚乙二醇。
另外，本发明的聚合物部件的制造方法中，上述浸透物质可以为金属络合物。这种情况下，进而，本发明的聚合物部件的制造方法还可以包括在附加了上述金属络合物的区域内，由化学镀形成镀层。
本发明的聚合物部件的制造方法中，在上述聚合物基材表面上附加浸透物质时，可以使用丝网印刷法或者喷墨法附加上述浸透物质。
本发明的聚合物部件的制造方法中，在该聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中还包括，在上述聚合物基材的表面形成规定的沟槽图案的步骤和在该沟槽图案内附加上述浸透物质的步骤。
本发明的聚合物部件的制造方法中，附加上述浸透物质的上述聚合物基材的表面具有立体结构。
本发明的聚合物部件的制造方法中，上述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中还包括，以与上述聚合物基材接触的状态形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤，在上述掩模层的至少开口部上附加浸透物质的步骤。
本发明的聚合物部件的制造方法中还包括，在上述聚合物基材表面上附加浸透物质后，进而形成涂层来覆盖上述浸透物质的步骤。
本发明的聚合物部件的制造方法中，在上述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中还包括，在上述聚合物基材上形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤和在上述掩模层的至少开口部上附加浸透物质的步骤。
本发明的聚合物部件的制造方法中，在上述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中还包括，在涂层膜的表面以规定图案附加上述浸透物质的步骤和在上述聚合物基材上设置上述涂层膜的步骤。
根据本发明的第四方式，提供使用第一方式的聚合物基材的表面改性方法进行了表面改性的聚合物基材。另外根据本发明的第五方式，提供在表面形成了使用第二方式的镀膜形成方法形成的规定图案的镀膜的聚合物基材。
根据本发明的第六方式，提供涂层部件，其为由超临界流体在聚合物基材进行表面改性时，设置在该聚合物基材上的涂层部件，其具备涂层膜；赋予到上述涂层膜上的浸透物质。
对于本发明的涂层部件来说，可以在上述涂层膜上以规定图案形成上述浸透物质。另外，上述浸透物质可以为有机物质。
对于本发明的涂层部件来说，上述涂层膜可以由比上述浸透物质在上述超临界流体中更难溶解的材料形成。另外，上述涂层膜可以由水溶性物质形成。


图1A～1C是本发明的表面改性方法步骤的示意图。
图2是实施例1中所制作的聚合物基板的斜视图。
图3是实施例1中聚合物基板的表面改性所使用的高压装置的概略结构图。
图4是实施例1中所制作的聚合物基板的深度方向上的色素含量的分布图。
图5A和5B是实施例2中制作的微TAS的概略结构图，图5A是斜视图，图5B是图5A中A-A’线的截面图。
图6A和6B是实施例3中制作的微TAS的概略结构图，图6A是斜视图，图6B是图6A中B-B’线的截面图。
图7A和图7B是实施例4中制作的镜头模块的概略结构图，图7A是图7B中C-C’线的截面图，图7B是立体面一侧的平面图。
图8表示实施例4中制作的镜头模块的立体配线剥离试验结果。
图9A和9B是实施例9中制作的微TAS的概略结构图，图9A是斜视图，图9B是图9A中的E-E’线的截面图。
图10A～10E是实施例9中在聚合物基板上形成有机物质图案的方法的步骤示意图。
图11A～11E是实施例10的表面改性方法的步骤示意图。
图12是实施例10中制作的聚合物基材的在深度方向上色素含量的分布图。
图13A～13F是实施例14的表面改性方法的步骤示意图。
图14A～14E是实施例15的表面改性方法的步骤示意图。
图15是实施例16的镀膜形成方法的步骤说明图。
图16是实施例17的镀膜形成方法的步骤说明图。
图17是实施例18的镀膜形成方法的步骤说明图。
图18是变形例1的镀膜形成方法的步骤说明图。
图19是变形例2的镀膜形成方法的步骤说明图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的聚合物基材的表面改性方法和制造方法的实施例进行具体说明，但本发明并不限定于此。
实施例1实施例1中，如图2所示，在聚合物基板1(聚合物基材)的表面上以文字图案(“A”和“B”)附加色素2(浸透物质)，仅对于该部分使色素2浸透到聚合物基板1内，来进行表面改性，对此方法进行说明。
表面改性用高压装置首先，利用图3对实施例1的表面改性方法中使用的高压装置进行说明。图3是本实施例的表面改性方法中所使用的高压装置的概略结构图。如图3所示，高压装置100主要由高压容器11、CO2气缸12、超临界流体调节装置13和连接这些构成要素的配管16a和16b构成。
如图3所示，高压容器11包括在表面形成凹部31的容器主体33和盖34，容器主体33的凹部31的外壁上设置O型圈32。而且，如图3所示，将盖34安置在容器主体33的凹部侧的上面且用螺栓紧固，从而使容器主体33的凹部31密闭。另外，高压容器11中，如图3所示，形成与容器主体33的凹部31相流通的流路36和导入口35。另外，流路36，如图3所示，隔着导入口35与流着外部超临界流体的配管16b相连通，将在高压容器11外部生成的超临界流体，由配管16b通过导入口35和流路36，效率良好地导入到密闭的容器主体33的凹部31。这时，容器主体33的凹部31隔着O型圈32由盖34进行密闭，因此，通过导入口35和流路36导入到凹部31的超临界流体不会泄漏到高压容器11的外部。
如图3所示，超临界流体调节装置13主要由增压泵21和缓冲箱17构成。CO2气缸12和超临界流体调节装置13通过配管16a相连接，从CO2气缸12通过配管16a导入到超临界流体调节装置13的CO2气体，经过增压泵21导入到缓冲箱17中。然后，导入的CO2气体，在缓冲箱17内升压到规定的压力，通过在缓冲箱17上设置的加热器14a调节到规定的温度，成为超临界状态的CO2气体(超临界二氧化碳)。在缓冲箱17内产生的超临界二氧化碳，通过由调温装置14b调节到规定温度的配管16b，由高压容器11的导入口35经过流路36导入到密闭的凹部31内。
聚合物基材的表面改性方法和制造方法然后对本实施例的聚合物基板1的表面改性方法进行说明。首先，准备表面平坦的聚合物基板1。聚合物基板1使用玻璃转化温度Tg大约为130℃的聚碳酸酯树脂。接着，通过丝网印刷法将色素2(浸透物质)按照规定图案(文字图案)附加到该聚合物基板1的表面上。本例中，为了评价部分的表面改性的效果，如图2所示，形成字母(“A”和“B”)作为色素2的图案。此外，在聚合物基板1上附加的色素2，是使用由下述化学式(1)所表示的染料蓝35的乙醇溶液。这时，附加成使色素溶液的涂布厚度约为15μm。接下来，将涂布了色素2的聚合物基板1在70℃干燥1小时，之后在室温冷却1小时。
如上所述，得到如图2所示的以规定文字图案在表面附加色素2的聚合物基板1。图1A正是显示此时的聚合物基板1的概略截面图，在此时刻，仅是在聚合物基板1上涂布色素2的状态，色素2尚未浸透到聚合物基板1内。
然后，将聚合物基板1放置到高压容器11的凹部31的底部。之后，在容器主体33上安置好盖34，紧固螺栓，密闭高压容器11内的凹部31。然后，按照下述过程将超临界流体导入到高压容器11内的凹部31内。首先，将来自CO2气缸12的CO2气体经过超临界流体调节装置13的增压泵21导入到缓冲箱17内。导入的CO2气体，在缓冲箱17内被升压、加热，产生超临界状态的CO2(超临界二氧化碳)。本例中，产生温度为40℃、压力为15MPa的超临界二氧化碳。然后，打开阀15b，将在缓冲箱17内调节到规定压力的超临界二氧化碳，通过高压容器11的导入口35和流路36，导入到高压容器11内的密闭凹部31并停留(图1B的状态)。
另外，连接超临界流体调节装置13和高压容器11的配管16b，通过调温装置14b(例如温水循环型的调温装置)调节到设定温度，因而根据配管的调节温度，也可以调节通过该配管16b的超临界二氧化碳的温度。此外，通过调温装置14b，也可以调节导入了超临界二氧化碳的高压容器11的凹部31内的温度。通过对超临界流体进行温度调节，尽管高压容器11内的温度、压力发生变化，但本实施例中上述超临界流体的温度、压力条件仍保持导入高压容器11之前的状态。
导入到高压容器11的凹部31内部的超临界二氧化碳5在聚合物基板1的表面接触，将附加到聚合物基板1的部分表面上的色素2溶解到超临界二氧化碳中，与超临界二氧化碳一起浸透到聚合物基板1的内部。
接着，打开超临界流体调节装置13内的开放阀24，将高压容器11内的凹部31与大气导通后，从高压容器11中取出聚合物基板1(图1C的状态)。
经过上述过程，得到如图2所示的色素2的文字图案浸透到聚合物基板1内部这种状态的聚合物基板1(聚合物部件)。即，可以得到由色素2进行了部分表面改性的聚甲基丙烯酸甲酯树脂形成的聚合物基板1。
如上所述，本发明的聚合物基材的表面改性方法中，通过预先采用丝网印刷法等印刷方法，可以在聚合物表面的规定部分上附加色素等的浸透物质，因此，不使用形成了细微凹凸图案的模具即可在聚合物基材表面进行局部性的表面改性。因此，不必对应于聚合物基材表面形成的图案来分别制作模具，可以降低成本且简化工艺。
附着性评价评价由上述工艺中得到的在聚合物基板1的表面形成的色素2的附着性。具体而言，将聚合物基板1浸渍在色素材料(染料)的良溶剂异丙醇中进行评价。为了进行比较，将染料色素在聚合物基板1上丝网印刷之后，制作不进行上述表面改性处理(与超临界流体相接触，使色素材料浸透到聚合物基板的处理)的聚合物基板(以下称为比较例1的聚合物基板)，进行色素的附着性评价。结果是，比较例1的聚合物基板在异丙醇中浸渍后，染料溶出，印刷文字消失。而本例中制作的聚合物基板1中，印刷部(文字图案部)的颜色没有消失。
截面结构对实施例1中制作的聚合物基板(在规定表面区域进行局部性表面改性的聚合物基板)和比较例1中制作的聚合物基板，分析浸透物质(色素)在聚合物基板表面浸透的状态。具体来说，在实施例1和比较例1的聚合物基板附加色素的部分，分析在基板厚度方向上色素浓度的分布。测定方法是，将聚合物基板从表面向里溅射，使用ESCA(化学分析用电子能谱法，ElectronSpectroscopy for Chemical Analysis)测定色素的相对含量(相对于规定深度的色素含量的各测定深度的色素含量(只是由任意刻度表示))。其结果示于图4。图4中，横坐标为聚合物基板厚度方向的深度位置，纵坐标表示色素含量的相对值。图4中，白色圆点为实施例1的测定结果，黑色圆点为比较例1的测定结果。另外，横坐标0的位置是基板的最表面，是与印刷层(色素)的界面。即，在图4的特性中，图中向右侧是基板的深度位置变深的方向。由图4可知，在实施例1制作的基板中，色素从基板的最外表面附近开始浸透到约400nm的深度。而在比较例1中制作的聚合物基板上，由图4可知，几乎看不到色素向基板内部浸透。
由上述结果可知，在本例中制作的聚合物基板，与没有进行表面改性的聚合物基板相比，色素材料从聚合物基板表面向内部高浓度浸透，在浸透色素的聚合物基板的区域内得到色素不易剥离的改性状态。
实施例2在实施例2中，说明对称为微TAS的生化分析等使用的平板适用本发明的表面改性方法的例子。本例中制作的微TAS的概略结构如图5A和5B所示。
本例中的微TAS 40中，在聚合物基板41上形成如图5A所示的浸透物质43的图案42。使用玻璃转化温度Tg约为100℃的聚甲基丙烯酸甲酯树脂制(旭化成工业(株)制造，商品名为デルペツト560F)聚合物基板作为聚合物基板41。形成图案42的浸透物质43，使用平均分子量约为1000的聚乙二醇(PEG)。即，本例中，在聚合物基板41的表面上按照规定图案附加PEG43，通过与超临界流体接触，对附加了PEG 43的表面区域进行亲水化表面改性处理。
如图5A所示，PEG 43的图案42由以下结构构成注入液体状样品的圆形部42a，从圆形部42a开始沿着聚合物基板41的长度方向延伸的流路42b，从流路42b的途中分出的3条分流路42c，3条分流路42c的各自前端上形成的用于注入试剂的3个小圆形部。本例中，圆形部42a的直径为5mm，小圆形部42d的直径为2mm，流路42b和小流路42c的宽度为300μm。本例中的聚合物基板1的表面为平坦表面。通过丝网印刷将PEG 43的图案42印刷附加到聚合物基板41上。这时，将加热到60℃软化的PEG 43由丝网印刷附加到聚合物基板41的表面。
然后，将由丝网印刷形成了PEG 43的图案42的聚合物基板41，放置到在实施例1使用的高压容器11的凹部31中，密闭高压容器11内部。接着，与实施例1同样，在聚合物基板41的表面上接触超临界二氧化碳，将PEG 43浸透到聚合物基板41内部。这时，在高压容器11内部，导入压力P＝15MPa、温度50℃的超临界二氧化碳并停留，在超临界二氧化碳的压力P稳定后，保持该状态30分钟。通过这样，在聚合物基板41表面上涂布的PEG 43溶解到超临界二氧化碳中，与超临界二氧化碳一起浸透到聚合物基板41内部。其中，此时，虽然没有附加PEG 43的部分也与超临界二氧化碳接触，但由于在该部分上没有附加PEG 43，因此该部分的聚合物基板41的表面不被改性。
接着，与实施例1同样，将高压容器11内部与大气连通，将聚合物基板41从高压容器11中取出。这样，仅在聚合物基板41表面的图案42部分浸透了PEG 43，即得到了仅在附加了PEG 43的部分进行了表面改性的由聚甲基丙烯酸甲酯树脂形成的微TAS 40(聚合物部件)。本例中制作的微TAS 40中，仅在浸透了PEG 43的聚合物基板41的表面部(图案42部)进行了亲水化。
然后，对上述制作的本例的微TAS 40的表面的润湿性进行评价。在评价中，为了比较，还制作了没有进行表面改性处理(与超临界流体接触，在聚合物基板中浸透PEG的处理)的微TAS(以下称为比较例2的微TAS)，也进行润湿性评价。结果是，比较例2的微TAS上，附加PEG的表面部分上水的接触角约为55°，与此相对照，本例的微TAS 40(进行了表面该性处理的微TAS)上附加了PEG的表面的水的接触角约为10°。即，可以知道，如在本例中制作的微TAS 40，通过进行表面改性处理(接触超临界二氧化碳)，附加PEG部分的润湿性大幅改善(亲水性提高)。另外，在本例中制作的微TAS 40上形成的圆形部42a附近滴上水滴时，发现水沿着流路42b和分流路42c传导，到达小圆形部42d。
另外，将本例中的微TAS 40浸渍在水中24小时后，确认再度润湿性的结果，水的接触角基本没有变化。进而，将本例的微TAS 40在大气中放置10个月后，对附加PEG的区域的润湿性进行确认，发现水的接触角为13°，仍维持良好的润湿性。其原因可以认为是，由于PEG高浓度地浸透到聚合物内部，所以能够稳定地保持润湿性。
实施例3实施例3中，与实施例2同样，说明对微TAS使用本发明的表面改性方法的例子。只是在本例中，对在聚合物基板上形成比实施例2更加细微的浸透物质的图案的情况下所适合的表面改性方法进行说明。
本例中制作的微TAS的概略结构图如图6A和6B所示。在本例的微TAS50中，如图6A和6B所示，在聚合物基板51的表面上形成的沟槽图案52，其与实施例2中制作的微TAS的聚合物基板表面上形成的PEG图案相同，并在该沟槽图案内附加PEG 53。本例的微TAS 50中，沟槽图案52的尺寸为圆形部52a的直径是5mm，流路52b和分流路52c的宽度均为100μm，小圆径部52d的直径为2mm，圆形部52a、小圆径部52d和沟槽图案52的深度均为100μm。另外，本例中，使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)树脂作为聚合物基板51，使用PEG(聚乙二醇)53作为附加到沟槽图案52内部的浸透物质。本例中的微TAS 50的制作如下所述。
首先，准备模具，其形成的凹凸图案与聚合物基板51上形成的沟槽图案52相反，使用该模具，通过注射成型，制作在表面上形成了如图6A和6B所示沟槽图案52的聚合物基板51。本例中，模具上的凹凸图案是由精密机械加工而形成，也可以应用平板印刷法在模具上形成凹凸图案来成形。
然后，如图6A所示，沿着由上述方法形成的聚合物基板51的沟槽图案52，通过喷墨法附加PEG 53。这时，加热到60℃软化的PEG 53从喷墨喷头吐出附着到在聚合物基板51表面形成的沟槽图案52内部。在此工序中，PEG53从沟槽图案52中溢出时，用水或醇将多余的PEG 53擦拭除去。
在聚合物基板51的沟槽图案52内附加PEG 53之后，与实施例2同样，在聚合物基板51的表面与超临界二氧化碳接触，将PEG 53浸透到聚合物基板51的沟槽图案52，施行表面改性(亲水化)。这样，得到本例的微TAS 50。由上述方法制作微TAS，可以在聚合物基板上附加浸透物质到100μm或以下的图案，可以制作仅在更细微的图案部分进行表面改性的微TAS(聚合物部件)。
另外，对于本例中制作的微TAS 50，与实施例2同样进行润湿性评价，得到与实施例2同样的结果。即，仅在PEG浸透的图案部分润湿性提高、亲水化且保持稳定。
实施例4实施例4中，说明对表面是立体形状的聚合物基材适用本发明的聚合物基材的表面改性方法的例子。具体而言，本例中说明的是，在单芯片型镜头模块的模块基材上进行线路配线时应用本发明的聚合物基材的表面改性方法的例子，其中，镜头模块具有成为一体的镜头和图像传感器，图像传感器是将根据镜头的成像以电信号方式检测。
本例中制作的镜头模块的概略结构如图7A和7B所示。本例中制作的镜头模块60，如图7A和7B所示，由聚合物基材61、镜头62和图像传感器63构成。聚合物基材61的一个面61a(图7A中的上面)大致平坦，另一面61b(图7A中的下面)是凹形状的立体面。镜头62，如图7A所示，搭载在聚合物基材61的平坦面61a的中央部分，与聚合物基材61成为一体，图像传感器63设置在凹状立体面61b的底部61e上。而且，本例的镜头模块60上，如图7B所示，形成多个立体配线64，以连接聚合物基板61的凹状立体面61b的上部61d和底部61e。该立体配线64，是用来在聚合物基材61的凹状立体面61b上搭载图像传感器所必需的配线。
使用由玻璃转化温度Tg约为145℃的非晶态聚烯烃制成的聚合物基板作为聚合物基材61。
立体配线64由Cu膜形成。立体配线64的制作方法如下所述。首先，在聚合物基材61的凹状立体面61b上，在对应于配线图案的区域形成镀膜基体。具体而言，将双(乙酰丙酮)钯金属络合物(浸透物质)的己烷溶液通过喷墨印刷法，附加到聚合物基材61的立体面61b上的配线图案部。然后，与实施例2同样，在聚合物基材61上接触超临界二氧化碳，将在凹状立体面61b的配线图案部分上附加的金属络合物浸透到基材61内部，将其稳定化。另外，作为在超临界二氧化碳中溶解、可还原而成为镀膜核的金属络合物，还可以使用二甲基(环辛二烯)铂、双(环戊二烯)镍等。
然后，在还原剂(硼氢化钠)中浸渍聚合物基材61，将金属络合物还原成金属微粒。通过这样，在聚合物基材61的凹状立体面61b上对应配线图案的区域，形成镀膜基体。
然后，在聚合物基材61的凹状立体面61b侧，由化学镀形成Cu镀膜。这时，仅在浸透了金属络合物而表面改性的部分(镀膜基体部分)上生长Cu膜。本例中形成膜厚为10μm的Cu膜。这样，如图7所示，在聚合物基材61的立体面61b上形成由Cu膜构成的立体配线64。如上所述，适用本发明的表面改性方法的聚合物基板具有本实施例这样的立体结构时，通过喷墨法进行图案印刷，可以在该立体部(凹凸部)上附加浸透物质。因此，通过使用本方面的表面改性方法，以往不可能的在立体部上配线等成为可能。
然后，对本例中制作的镜头模块60的立体配线64的密着性进行评价。具体而言，对在聚合物基材61的立体面61b上形成的立体配线64，由粘贴胶带进行剥离试验。为了比较，制作在聚合物基材61的立体面61b不进行表面改性处理(接触超临界二氧化碳，进行金属络合物的浸透处理)的镜头模块(以下称为比较例3的镜头模块)，测试其密着性。结果如图8所示。由图8可知，比较例3的镜头模块的立体配线在剥离试验中轻易剥离。而与此相对照，本例中的镜头模块60中，立体配线64难以剥离，密着性大幅改善。进而将表面改性处理后的镜头模块在大气中放置10个月后，测定立体配线64的密着性的结果，发现剥离困难，仍维持良好的密着性。
实施例9实施例9中，说明与实施例2同样，对称为微TAS(μTAS)的生化分析等中使用的平板应用本发明的表面改性方法的例子。但是，所说明的是与实施例2不同的表面改性方法。本例中制作的微TAS的概略结构如图9A和9B所示。在本例的微TAS 40’中，在聚合物基板41上，如图9A所示，形成浸透物质43的图案42。另外，本例中，聚合物基板41(聚合物基材)使用与在实施例2中使用的同样的聚合物基板，浸透物质43的图案42的形状和尺寸也与实施例2相同。此外，浸透物质43与实施例2同样使用PEG。此外，本例中，如后所述，在聚合物基板1的表面的规定区域上浸透PEG 43，对该规定区域进行亲水化表面改性。因此，本例的微TAS 40’与实施例2(图5B)不同，如图9B所示，是与超临界流体一起附加的PEG 43完全浸透到聚合物基材41内的状态。PEG 43的图案42，如下所述，在聚合物基板41上形成PEG 43的图案42。
使用图10A～10E来说明本例的微TAS的制作方法。其中，本例的表面改性方法中的高压装置使用的是与实施例1中同样的高压装置(图3)。
首先，如图10A所示，在聚合物基板41上形成掩模层44，使PEG 43的图案42成为开口部。然后，在掩模层44上形成将在聚合物基板41上浸透的PEG 43的层45。具体来说，将加热到60℃的PEG 43(平均分子量1000)，如图10B所示，涂布到掩模层44和掩模层44的开口部42上。本例中说明了如图10B所示在整个掩模层44上涂布PEG层45的例子，但本发明并不限定于此。本例中的表面改性方法中，一定要在掩模层44的开口部42上涂布PEG43，但除此之外的掩模层44上的区域则可以不涂布PEG 43。
然后，将形成了PEG 43的层45的聚合物基板41，放置在实施例4中所使用的高压容器11的凹部31，密闭高压容器11内部。然后，将压力P1＝15MPa、温度50℃的超临界二氧化碳导入到高压容器11内部并停留(图10B的状态)。然后，在超临界二氧化碳的压力稳定后，维持此状态30分钟。这时，在聚合物基板41表面，通过与超临界二氧化碳接触，在掩模层44的开口部42上形成的PEG层45的一部分与超临界二氧化碳一起，从掩模层44的开口部暴露出的聚合物基板41的表面向内部浸透(图10C的状态)。即，本例中，是预先在聚合物基板上涂布PEG，再在其上接触超临界二氧化碳，由此来使PEG浸透到聚合物基板内部。
另外，在超临界二氧化碳与聚合物基板接触时，尽管掩模层的开口部之外的区域也与超临界二氧化碳相接触，但由于在该区域形成了掩模层，所以在该区域PEG不会浸透到聚合物基板41内(这些区域的聚合物基板41的表面不被改性)。
然后，在将PEG 43浸透到聚合物基板41的规定区域后，将高压容器11内部与大气连通，从高压容器11中取出聚合物基板41(图10C的状态)。接下来，使用水或者乙醇等醇进行洗净，除去没有浸透到聚合物基板41内的PEG 43(图10D的状态)。然后，使用专门剥离液将掩模层44除去(图10E的状态)。这样就可以得到仅在聚合物基板41表面的图案42部上浸透了PEG43，也就是仅在附加了PEG 43的部分被表面改性的、由聚甲基丙烯酸甲酯树脂构成的微TAS 40’(聚合物部件)。在本例中制作的微TAS 40’，仅在浸透了PEG 43的聚合物基板41的表面部(图案42部)进行了亲水化。
然后，对如上所述制作的本例的微TAS 40’的表面的润湿性进行评价。为了比较，制作仅在聚合物基板上进行喷墨印刷形成PEG图案(不进行使用超临界流体在聚合物基板内浸透PEG的处理)的微TAS(以下称为比较例5的微TAS)，同样也进行润湿性评价。结果是，比较例5的微TAS中，附加PEG的表面部分的水的接触角约为55°，而与此相对照，本例中的微TAS 40’(进行了表面改性的微TAS 40’)中附加了PEG的表面的水的接触角约为10°。即，象本例中制作的微TAS 40’，通过接触超临界二氧化碳进行表面改性处理，附加了PEG的部分的润湿性大幅改善(亲水性提高)。另外，在本例中制作的微TAS 40’上形成的圆形部42a附近滴下水滴的结果，水沿着流路42b和分流路42c传导，到达小圆形部42d。
另外，对本例的微TAS 40’在水中浸渍24小时后的再度润湿性进行确认，发现水的接触角几乎没有变化。进而，将本例的微TAS 40’在大气中放置10个月后，对附加了PEG的区域的润湿性进行确认，发现水的接触角为13°，维持了良好的润湿性。其原因被认为是，由于PEG在聚合物基板内高浓度浸透，因此可以稳定地保持润湿性。
实施例10实施例10中所说明的是，与实施例1同样，如图2所示，在聚合物基材1的表面以文字图案(“A”和“B”)附加色素2(浸透物质)，仅在此部分上将色素2浸透到聚合物基材1内的表面改性方法。但说明的是与实施例1和5不同的表面改性方法。另外，在本例的表面改性方法中使用的高压装置是与实施例1中使用的同样的高压装置(图3)。
聚合物基材的表面改性方法利用图11A～11E来说明本例中聚合物基材的表面改性方法。首先，准备表面平坦的聚合物基材1。对聚合物基材1使用玻璃转化温度Tg约为130℃的聚碳酸酯树脂。然后，通过丝网印刷法将色素2按照规定图案(文字图案，字母“A”和“B”)附加到该聚合物基材1的表面。至于在聚合物基材1上附加的色素2，与实施例1同样，使用染料蓝35的醇溶液(上述化学式(1))。另外，此时，附加成色素溶液的涂布厚度约为15μm。然后，将涂布了色素2的聚合物基材1在70℃干燥1小时，之后在室温冷却1小时。如上所述即得到如图2所示的在表面按照规定文字图案附加了色素2的聚合物基材1。图11A是这一时刻的聚合物基材1的概略截面图，在此时刻，仅是在聚合物基板1上涂布色素2的状态，色素2尚未浸透到聚合物基材1内。
然后，在聚合物基材1上形成涂层4来覆盖按照文字图案形成的色素2(图11B的状态)。具体来说，按照如下所述来形成涂层4。另外，在本例中使用聚乙烯醇作为涂层4的形成材料。首先在聚合物基材1附加了色素2一侧的整个表面上，采用旋涂法涂布聚乙烯醇，其涂布厚度约为100μm。然后，将涂布了聚乙烯醇的聚合物基材1在70℃干燥1小时，之后，再在室温冷却1小时。这样就在聚合物基材1上形成了涂层4。在此时刻，也是涂层4覆盖了聚合物基材1上附加的色素2的状态，色素2尚未浸透到聚合物基材1内。
然后，将聚合物基材1放置到高压容器11的凹部31，与实施例1同样，使超临界二氧化碳5在聚合物基材1上接触(图11C的状态)。这时，导入到高压容器11的凹部31内的超临界二氧化碳5从聚合物基材1的涂层4一侧开始接触，首先，超临界二氧化碳5在涂层4中浸透。然后超临界二氧化碳5到达被涂层4覆盖的色素2，色素2被超临界二氧化碳溶解。然后，在超临界二氧化碳中溶解的色素2，与超临界二氧化碳5一起浸透到聚合物基材1内部。这时，色素2溶解在超临界二氧化碳中，呈现流体状态，但由于色素2被涂层4覆盖，从而可以抑制色素2从聚合物基材1的表面向外部扩散。这样的结果，与没有形成涂层4的情况相比，可以将色素2效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材1中。另外，象本实施例这样，形成涂层4来覆盖在聚合物基材1上按照规定图案附加的色素2的情况下，由于可以抑制色素2在聚合物基板1的面内方向上的扩散，所以可以抑制色素2的图案的渗出。因此，与没有形成涂层4的情况相比，可以高精度地形成更加细微的图案。
然后，与实施例1同样，将聚合物基材1取出(图15D的状态)。之后，用水洗净聚合物基材1除去涂层4，进而使用异丙醇洗净聚合物基材1，除去在聚合物基材1表面残留的色素2(图11E的状态)。
根据上述步骤，得到如图1所示的色素2的文字图案浸透到聚合物基材1内部状态的聚合物基材1(聚合物部件)。即，可以得到由色素2进行了部分表面改性的、由聚碳酸酯树脂构成的聚合物基材1。
比较例7比较例7中，通过丝网印刷将色素2附加到聚合物基材1上后，不形成涂层，另外也不进行上述的表面改性处理(与超临界流体接触，将色素2浸透到聚合物基材1中的处理)来制作聚合物基材(以下称为比较例7的聚合物基材)。同时，聚合物基材1和色素2都使用与实施例10相同的材料。
附着性的评价对上述实施例10和比较例7中得到的在聚合物基材1的表面形成的色素2的附着性进行评价。具体而言，将聚合物基材1浸渍在色素材料(染料)的良溶剂异丙醇中，进行评价。其结果，将比较例7的聚合物基材浸渍到异丙醇中，染料溶出，印刷的文字消失。但是，实施例10中制作的聚合物基材1上，看不出印刷部(文字图案部)的颜色的消失。其原因据认为是，比较例7的聚合物基材中色素没有浸透到基材内部，处于易于溶出的状态，与此相对照，实施例10中通过进行上述的表面改性处理(与超临界流体接触，将色素2浸透到聚合物基材1中的处理)，色素2以高浓度浸透到聚合物基材1的内部，处于色素难以溶出的状态。
截面结构对实施例10和比较例7中制作的聚合物基材，与实施例1同样，进行浸透物质(色素)在聚合物基材表面浸透的状态分析。其结果如图12所示。图12中，横坐标为聚合物基材厚度方向的深度位置，纵坐标表示以任何刻度表示的色素含量的相对值。图12中，为了比较，还显示了实施例1中制作的聚合物基材的分析结果。图12中，白色方块为实施例10的测定结果，黑色圆点为比较例7的测定结果，白色圆点为实施例1的测定结果。另外，横坐标0的位置是基板的最表面。即，在图12的特性中，图中向右侧是基板的深度位置变深的方向。由图12可知，在实施例10制作的基板中，色素从基板的最外表面附近开始浸透到约500nm的深度。而在比较例7中制作的聚合物基材上，从图12可以看出，几乎看不到色素向聚合物基材内部浸透。另外，在实施例1中制作的聚合物基材上，色素从聚合物基材的最外表面附近开始浸透到约400nm的深度，该色素的渗透量大约是实施例1时的60％。即，从图12的实施例10和实施例1的色素浸透量的比较可知，实施例10中，由于色素被涂层覆盖，所以色素在聚合物基材内浸透更深，且为高浓度浸透。这是因为，由于色素被涂层覆盖，所以抑制了在与超临界流体接触时色素向外部的扩散，效率良好地将色素浸透到聚合物基材内部。
图案的渗出评价进而，由目测对实施例10和实施例1以及比较例7制作的在聚合物基材表面形成的色素图案(文字图案)的渗出程度进行评价。结果是，在实施例10的聚合物基材上没有看到渗出，而在实施例1的聚合物基材上观察到了渗出。由此结果可知，实施例10中，由于色素被涂层覆盖，抑制了与超临界流体接触时色素在聚合物基材的面内方向的扩散，从而能够抑制色素的图案的渗出。即，象实施例10这样，通过由涂层将色素覆盖，在聚合物基材上可以形成渗出少的、高精度的色素图案。同时，由于比较例7中没有使用超临界流体进行表面改性处理，所以色素仍然处于由丝网印刷法附加的状态，当然无法观察到渗出。
实施例11实施例11中说明的是，与实施例2同样，对于在称为微TAS的生化分析等使用的平板应用本发明的表面改性方法的例子。只是在本例中按照与实施例2不同的方法进行表面改性。
本例中制作的微TAS的结构与实施例2相同(图5A和5B)。即，使用玻璃转化温度Tg约为100℃的聚甲基丙烯酸甲酯树脂(旭化成工业(株)制造，商品命为デルペツト560F)的聚合物基材作为聚合物基材41，使用平均分子量约为1000的聚乙二醇(PEG)作为形成图案42的浸透物质43。另外，PEG 43的图案42与实施例2相同。还有，本例的表面改性方法中使用的高压装置仍使用与实施例1同样的高压装置(图3)本例中，首先通过丝网印刷按照规定图案(图案42)将PEG 43附加到聚合物基材41上。这时，是通过丝网印刷将加热到60℃软化的PEG 43附加到聚合物基材41的表面。这样就在聚合物基材41的表面形成PEG 43的规定图案42。
然后，由丝网印刷法将聚乙烯醇涂布在聚合物基材41上，来覆盖印刷了图案42的PEG 43，经过干燥，在PEG 43上形成涂层。在此时刻，是在聚合物基材41上形成PEG 43的规定图案42，成为该PEG 43被涂层覆盖的状态(例如图11B所示的状态)，PEG 43尚未浸透到聚合物基材41中。
然后，将由丝网印刷形成PEG 43的图案42，在其上形成涂层的聚合物基材41放置到实施例1所使用的高压容器11的凹部31，然后与实施例1同样在聚合物基材1上接触超临界二氧化碳5。其中，这时将压力P＝15MPa、温度50℃的超临界二氧化碳导入到高压容器11内部并停留，当超临界二氧化碳的压力P稳定后，保持该状态30分钟。经过这样的工序，PEG 43与超临界二氧化碳一起浸透到聚合物基材41的内部。这时，PEG 43处于被超临界二氧化碳溶解的流体状态，由于PEG 43被涂层覆盖，因而可以抑制PEG 43从聚合物基材41表面向外部扩散。其结果是，与没有形成涂层的情况相比，可以将PEG 43效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材41中。另外，象本实施例这样，在形成涂层来覆盖在基材41上按照规定图案附加的PEG 43时，由于可以抑制PEG 43在聚合物基材41的面内方向的扩散，因此可以抑制PEG43的图案的渗出。此外，与没有形成涂层的情况相比，可以高精细地形成更加细微的图案。
然后，与实施例1同样将聚合物基材41从高压容器11中取出。之后，由水将聚合物基材41洗净除去涂层。这样即可以得到，仅在聚合物基材41表面的图案42部浸透了PEG 43的，即仅在附加了PEG 43的部分进行了表面改性的、由聚甲基丙烯酸甲酯树脂构成的微TAS 40(聚合物部件)。本例中制作的微TAS 40中，仅在浸透了PEG 43的聚合物基材41的表面部(图案42部)进行了亲水化。
比较例8比较例8中，在聚合物基材上由丝网印刷附加PEG(浸透物质)之后，不形成涂层，并且不进行上述表面改性处理(与超临界流体接触，将PEG浸透到聚合物基材的处理)，制作这样的微TAS(以下称为比较例8的微TAS)。其中，聚合物基材和PEG使用与实施例11相同的材料。
润湿性评价对上述制作的实施例11和比较例8的微TAS 40的表面上的润湿性(亲水化的程度)进行评价。其结果是，比较例8的微TAS中，附加PEG的表面部分的水的接触角约为55°，与此相对照，实施例11的微TAS(进行了表面改性处理的微TAS)的附加了PEG的表面的水的接触角约为10°。其中，比较例8的接触角几乎与聚合物基材的值相等。这是因为，比较例8的聚合物基材上形成的PEG在接触水时，PEG在水中溶解，PEG的图案没有起到流路的功能。
从上述结果可知，象实施例11中制作的微TAS 40，经过表面改性处理(与超临界二氧化碳接触)，附加PEG的部分的润湿性大幅改善(亲水性提高)。
另外，将实施例11的微TAS 40在水中浸渍24小时后再度确认润湿性的结果，水的接触角几乎没有变化。进而将实施例11的微TAS 40在大气中放置10个月后，确认附加了PEG的区域的润湿性的结果，发现水的接触角为13°，仍维持了良好的润湿性。其原因据认为是，由于PEG在聚合物基材内部高浓度浸透，可以稳定地保持润湿性。
流路图案的评价在实施例11、实施例2和比较例8中制作的微TAS的表面少量滴水，由目测评价形成的流路图案的渗出程度。结果是，在实施例11的微TAS上没有发现渗出，在实施例2的微TAS上观察到渗出。这样的结果表明，象实施例11这样，通过用涂层覆盖由PEG形成的流路图案，抑制了与超临界流体接触时的PEG在聚合物基材的面内方向的扩散，因而可以抑制流路图案的渗出。即，象实施例11这样，通过由涂层覆盖PEG，可以形成在聚合物基材上渗出少、高精度的PEG的流路图案。另外，由于比较例8没有进行使用超临界流体的表面改性处理，PEG的流路图案为丝网印刷附加后的状态，在滴水的时刻当然无法观察到渗出，但经过一段时间，PEG在水中溶解，产生流路的渗出。而且经过一段时间后，该渗出更加扩大。
另外，对于实施例11、实施例2和比较例8的微TAS，在微TAS上形成的圆形部附近滴下水滴，观察水在流路中传导的样子。当在实施例11中制作的微TAS 40上形成的圆形部42a附近滴下水滴时，发现水沿着流路42b和分流路42c传导，到达小圆形部42d。另一方面，在比较例8的微TAS上，水滴不能沿着流路传导。另外，在实施例2的微TAS上滴下水滴时，观察到水沿着由PEG形成的流路传导的样子，但与实施例11相比水滴不能顺畅地流动，水滴的传导消耗较长时间。其原因据认为是，实施例2的微TAS中，由于PEG的流路图案发生了渗出，在流路的侧面产生凹凸，该凹凸成为水滴传输的障碍。即，从此结果可知，象实施例11的微TAS这样，在由涂层将由PEG形成的流路图案覆盖后进行表面改性处理的情况下，抑制了流路图案的渗出，因此可以形成流体容易流动的流体图案。
实施例12与实施例11同样，实施例12中说明了在微TAS上使用本发明的表面改性方法的例子。但是，本例中，对在聚合物基材上形成比实施例11更细微的浸透物质的图案时所适用的表面改性方法进行说明。本例中制作的微TAS的结构和形成材料与实施例3相同(图6A和6B)。本例的微TAS 50由如下步骤制作。
首先，准备形成了凹凸图案的模具，其凹凸图案与聚合物基材51上形成的沟槽图案52相反。使用该模具，通过注射成型，制作在表面形成如图6A和6B所示的沟槽图案52的聚合物基材51。本例中，模具上的凹凸图案是由精密机械加工而形成，但也可以采用平板印刷法在模具上形成凹凸图案来成形。
然后，如图6A所示，沿着由上述方法形成的聚合物基材51的沟槽图案52，由喷墨法附加PEG 53。这时，将加热到60℃并软化的PEG 53由喷墨喷嘴吐出，附加在聚合物基材51表面上形成的沟槽图案52内部。其中，在本工序中PEG 53从沟槽图案52中溢出时，优选使用水或醇等将多余的PEG 53擦拭，将其除去。
然后，在聚合物基材51上涂布聚乙烯醇来覆盖附加到沟槽图案52内部的PEG 53，并干燥，在PEG 53上形成涂层。然后，与实施例11同样，在聚合物基材51的基材表面接触超临界二氧化碳，在聚合物基材51的沟槽部52浸透PEG 53来进行表面改性(亲水化)。这样即可得到本例的微TAS 50(聚合物部件)。
本例的微TAS 50中，在沟槽图案52内部附加的PEG 53的侧面和上面，由于分别被沟槽图案52的侧壁和涂层包围(成为被覆盖的状态)，所以可以抑制PEG 53从沟槽52向外部扩散，可以在聚合物基材51内效率良好且高浓度地浸透。另外，如果由上述方法制作微TAS，可以按照小于等于100μm的图案将浸透物质附加到聚合物基板上，可以制作仅对更细微的图案部分进行表面改性的微TAS。
另外，对于本例中制作的微TAS 50，与实施例11同样进行润湿性评价。其结果与实施例11同样。即，仅在浸透了PEG的图案部分提高了润湿性，进行了亲水化，且可以稳定地保持。
实施例13实施例13中，说明与实施例4同样地对于表面具有立体形状的聚合物基材使用本发明的表面改性方法的例子。具体而言，与实施例4同样，对在单芯片型镜头模块的模块基材上适用本发明的聚合物基材的表面改性方法的例子进行说明，其中，镜头模块具有成为一体的镜头和图像传感器，图像传感器将通过镜头的成像作为电信号而检出。但是，本例中是与实施例4不同的方法进行的表面改性。
另外，本例中制作的镜头模块的结构和成型材料与实施例4的相同(图7A和7B)。即如图7A和7B所示，在由玻璃转化温度约为145℃的非晶态聚烯烃构成的聚合物基板61的凹状立体面61b上，形成由Cu膜构成的立体配线64。本例的立体配线64的制作方法如下所述。首先，在聚合物基材61的凹状立体面61b上对应配线图案的区域上，形成镀膜基体。具体来说，使用喷墨法将双(乙酰丙酮)钯金属络合物(浸透物质)的己烷溶液附加到聚合物基材61的凹状立体面61b上的配线图案部。
然后，在聚合物基材61的立体面61b上涂布聚乙烯醇，来覆盖附加了双(乙酰丙酮)钯金属络合物的配线图案部，并干燥。本例中，使用喷雾法来涂布聚乙烯醇。这样，在配线图案部上形成涂层。
然后，与实施例11同样，在聚合物基材61上接触超临界二氧化碳，使在凹状立体面61b的配线图案部上附加的金属络合物，在聚合物基材61内部浸透并稳定化。如上述的金属络合物在聚合物基材61内部浸透的情况下，在配线图案部附加的金属络合物在由涂层覆盖的状态下，与超临界二氧化碳一起浸透到聚合物基材61内部，因此可以抑制金属络合物向配线图案部以外的扩散，可以效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材61内。另外，可以形成没有渗出的高精细的配线图案。另外，作为在超临界二氧化碳中溶解、可还原成为镀膜核的金属络合物，还可以使用二甲基(环辛二烯)铂、双(环戊二烯)镍、六氟(乙酰丙酮)钯等。
在将金属络合物在聚合物基材61内部浸透后，由水洗净聚合物基材61，将由聚乙烯醇形成的涂层除去，进而由乙醇洗净聚合物基材61将残留的金属络合物除去。接着，将聚合物基材61浸渍在还原剂(硼氢化钠)中，金属络合物还原成金属微粒。这样，在聚合物基材61的凹状立体面61b上对应配线图案的区域上，形成镀膜基体。
然后，通过化学镀在聚合物基材61的凹状立体面61b侧进行镀Cu。这时，Cu膜仅在浸透了金属络合物而表面改性的部分(镀膜基体的部分)上成长。本例中，形成膜厚为10μm的Cu膜。这样，如图7A和7B所示，在聚合物基材61的立体面61b上形成由Cu膜构成的立体配线64。如上所述，当聚合物基材具有本实施例这样的立体结构时，通过喷墨法进行图案印刷，可以在该立体部(凹凸部)上附加浸透物质。因此，通过采用本发明的表面改性方法，以往不可能的在立体部上的配线成为可能。
比较例9比较例9中，在聚合物基材的立体面的对应配线图案的区域上附加金属络合物之后，保持该状态，在聚合物基材上不形成涂层，并且也不进行上述的表面改性处理(与超临界流体接触，将金属络合物浸透到聚合物基材的处理)，进行还原处理和化学镀Cu处理(以下称为比较例9的镜头模块)。但是，比较例9中，在配线图案部无法形成镀膜。其原因据认为是，比较例9中，由于没有进行表面改性处理，所以金属络合物没有浸透到聚合物基材中，仅为附加到聚合物基材表面的状态，因此，聚合物基材与镀层基体的密着性差，在镀层基体上无法形成镀膜。
密着性评价接下来，对实施例13中制作的镜头模块的立体配线的密着性进行评价。具体而言，对于在聚合物基材的立体面上形成的立体配线，由粘接胶带进行剥离试验。结果表明，立体配线难以剥离，密着性大幅改善。进而，对表面改性处理后的镜头模块在大气中放置10个月后，确认其立体配线的密着性，发现难以剥离，仍保持良好的密着性。从上述结果可知，通过象实施例13这样与超临界流体相接触，进行将金属络合物浸透到聚合物基材的处理，可以形成密着性良好的立体配线。
配线图案的渗出评价接下来，由目测对实施例13和实施例4中制作的镜头模块表面上形成的立体配线图案的渗出程度进行评价。其结果是，在实施例13的镜头模块中看不到渗出，而实施例4的镜头模块中观察到渗出。由此结果可知，象实施例13这样，通过将附加了金属络合物的配线图案部由涂层覆盖，抑制了超临界流体接触时金属络合物向聚合物基材的面内方向的扩散，可以抑制配线图案的渗出。即，象实施例13这样，通过将附加了金属络合物的配线图案部由涂层覆盖，可以在聚合物基材上形成渗出少、高精细的配线图案。
实施例14实施例14中，使用与实施例2和11不同的表面改性方法来制作与实施2同样结构的微TAS(图5A和5B)。本例中制作的微TAS的聚合物基材、浸透物质及聚合物基材上形成的图案均与实施例2相同。使用图13A～13F对本例的微TAS的表面改性方法进行说明。
首先，在聚合物基材41上按照如下方法形成掩模层76。在聚合物基材41上的需要形成PEG(浸透物质)的流路等图案部77之外的区域，通过喷墨法附着掩模材料。本例中，对于掩模材料使用感光性树脂(化药マイクロケム(株)制造，SU-10)，感光性树脂的涂布厚度约为1μm。然后，将附着了感光性树脂的聚合物基材41在70℃干燥1小时，然后在室温冷却1小时。然后在掩模材料上照射紫外线使掩模材料固化，形成掩模层76。这样就在聚合物基材41上形成掩模层76，其将PEG 43的图案部77作为开口部(图13A的状态)。其中，掩模层76的材料，只要是可以遮蔽超临界流体且可以附加/密着在聚合物基材41表面的材料，则可以使用任意材料。
然后，在掩模层76上形成要浸透到聚合物基材41上的PEG的层72。具体而言，如图13B所示，将加热到60℃的PEG(平均分子量1000)在掩模层76上以及掩模层76的开口部77上涂布。本例中，如图13B所示，说明的是在整个掩模层76上涂布PEG层72的例子，但本发明并不限定于此。在本例的表面改性方法中，必需在掩模层76的开口部77上涂布PEG，除此之外的掩模层76的区域则可以不涂布PEG。
然后，涂布聚乙烯醇将PEG层72覆盖并干燥。这时，以0.5μm的厚度涂布聚乙烯醇，在PEG层72上形成涂层73(图13C的状态)。在此时刻，只是PEG层72被掩模层76和涂层73覆盖的状态，PEG尚未浸透到聚合物基材41内。
接下来，将在PEG的层72上形成了涂层73的聚合物基材41放置到实施例1中使用的高压容器11(图3)的凹部31内，密闭高压容器11内部。然后，将压力P1＝15MPa、温度为50℃的超临界二氧化碳5导入到高压容器4内部并停留。然后在超临界二氧化碳5的压力稳定后，保持该状态30分钟。这时，在聚合物基材41的表面上，通过与超临界二氧化碳接触，在掩模层76的开口部77上形成的PEG层72的一部分，与超临界二氧化碳5一起，从掩模层76的开口部暴露出的聚合物基材41表面向内部浸透(图13D的状态)。
本例的微TAS中，在聚合物基材41上附加的PEG的侧面和上面，分别被掩模层76的侧壁和涂层73所包围(成为被覆盖的状态)，因此可以抑制PEG从聚合物基材41上向外部扩散，可以在聚合物基材41内效率良好且高浓度地浸透。另外，本例的微TAS中，由于在PEG一侧形成掩模层76，所以将PEG浸透到聚合物基材41时，可以抑制溶解于超临界流体中的PEG在聚合物基材41的面内方向的扩散，可以抑制PEG的流路图案的渗出。
此外，将超临界二氧化碳接触于聚合物基材时(图13D的工序)，开口部以外的区域也会接触到超临界二氧化碳，但由于该区域形成有掩模层，所以在该区域PEG不会浸透到聚合物基材内(该区域的聚合物基材表面没有被改性)。
然后，在将PEG浸透到聚合物基材41的规定区域后，与实施例1同样，将高压容器11内部与大气连通，从高压容器11内将聚合物基材41取出(图13E的状态)。然后，将在掩模层73和聚合物基材41上残留的PEG层72用水洗净除去，掩模层76由氢氧化钠水溶液洗净除去(图13F的状态)。这样就可以得到，仅在聚合物基材41表面的图案42部上浸透PEG，即仅在附加了PEG的部分被表面改性的、由聚甲基丙烯酸甲酯树脂构成的微TAS 40(聚合物部件)。本例中制作的微TAS 40，与实施例2同样，仅在浸透了PEG的聚合物基材41的表面部(图案42部)进行了亲水化。
另外，对于本例中制作的微TAS，也进行与实施例2同样的润湿性的评价。其结果是与实施例2同样的结果。即，发现仅在浸透了PEG的图案部分润湿性提高、亲水化且可以长期稳定地保持。另外，如果在本例制作的微TAS上形成的圆形部42a附近滴下水滴，发现与实施例11同样，水会沿着流路42b和分流路42c传导，到达小圆形部42d。
实施例15实施例15中，不是象实施例10～14那样将浸透物质通过浸透直接附加到聚合物基材上，而是将浸透物质按照规定图案附加到和聚合物基材是另外准备的板状转印部件(以下称为涂层膜)上，接着将涂层膜设置到聚合物基材上，然后，在聚合物基材上接触超临界流体，将浸透物质浸透到聚合物基材内，从而进行表面改性。
本例中，与实施例1同样，在聚合物基材1的表面按照文字图案(“A”和“B”)浸透色素2(浸透物质)，从而制作进行了表面改性的聚合物部件(图1)。另外，对于聚合物基材1，与实施例1同样，使用玻璃转化温度Tg约为130℃的聚碳酸酯。通过图14A～14E来说明本例的聚合物基材的表面改性方法。
首先准备固化成板状的由聚乙烯醇形成的涂层膜80。该涂层膜80的厚度为100μm。
然后，通过喷墨印刷法，将需要浸透在聚合物基材上的色素2按照规定图案附加到涂层膜80的表面。本例中，由于最终要在聚合物基材1上形成如图2所示的字母“A”和“B”的文字图案，因此在将色素2附加到涂层膜80的表面时，将色素2按照与上述文字表里反转的图案(以下称为反转图案)附加到涂层膜80上。另外，作为附加在涂层膜80上的色素2，与实施例1同样，使用由上述化学式(1)表示的染料蓝35的乙醇溶液。附加成色素溶液的涂布厚度约为15μm。然后，将涂布了色素2的涂层膜80在室温充分干燥。这样就得到按照文字图案的反转图案附加了色素2的、由聚乙烯醇形成的涂层膜80(图14A的状态)。
在准备好上述的附加了色素2的涂层膜80后，按照如下方法将涂层膜80密着到聚合物基材1的表面。在两者密着时，在聚合物基材1和涂层膜80之间介入水、乙醇、甲醇等会更有效。本实施例中，首先在聚合物基材1的表面附着少量水，再在其上放置涂层膜80。此时，放置成涂层膜80的附加了色素2的面与聚合物基材1的附着了水的面相对置。然后，从涂层膜80的端部开始慢慢按压涂层膜80的表面，此时要避免空气进入，这样将涂层膜80与聚合物基材1密着，之后在室温下充分干燥(图14B的状态)。另外，在此时刻，由于仅是附加了色素2的涂层膜80密着在聚合物基材1上的状态，所以色素2尚未浸透到聚合物基材1内。
然后，将聚合物基材1放置到在实施例1中使用的高压容器11内，与实施例1同样，从聚合物基材1的涂层膜80侧接触超临界二氧化碳5，按照规定图案(文字图案)浸透色素2(图14C的状态)。本实施例的情况下，超临界二氧化碳5通过涂层膜80，附加在涂层膜80上的色素2溶解，浸透到聚合物基材1内部。这时，色素2在超临界二氧化碳5中溶解，呈现流体状态，但由于色素2被涂层膜80覆盖，所以抑制了色素2从聚合物基材1的表面向外部扩散。通过这样的作用，多数的色素2可以效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材1内。另外，通过上述的作用，抑制了色素2的图案的渗出。所以，在本例中，可以形成更加细微的高精细的图案。
然后，与实施例1同样，将高压容器11内部与大气连通，从高压容器11中取出聚合物基材1(图14D的状态)。接着与实施例1同样，用水洗净，除去涂层膜80(图14E的状态)。这样就得到如图1所示的色素2的文字图案浸透到聚合物基材1内部状态的聚合物基材1(聚合物部件)。即，可以得到在聚合物基材1上按照规定的图案浸透色素2的、由聚碳酸酯树脂形成的聚合物基材。
对本实施例中制作的聚合物基材，也进行与实施例10同样的评价，得到同样的结果。即，色素从聚合物基材的表面向内部以高浓度浸透，进行改性，达到色素难以剥离的状态。
如上所述，本实施例的聚合物基材的表面改性方法中，在聚合物基材表面的规定部分上附加的色素等浸透物质，在由涂层膜覆盖的状态下，将该浸透物质浸透到聚合物基材中，因此可以抑制浸透物质在超临界流体中的扩散。这样就可以将浸透物质效率良好且高浓度地在聚合物基材中浸透。并且可以按照高精细的图案浸透浸透物质。而且，本实施例的聚合物基材的表面改性方法中，由于能够和聚合物基材另行地准备按照规定图案印刷了需要浸透到聚合物基材上的浸透物质的涂层膜(板状转印部件)，因此可以将按照规定图案附加浸透物质的涂层膜作为滚筒状转印部件来连续制造。所以，本实施例的聚合物基材的表面改性方法中，对应于多种形状的聚合物基材等，可以实现制造上的通用性、低成本化，并且还可以实现提高量产性。
根据上述实施例1～15的聚合物基材的表面改性方法和该方法中所使用的涂层材料，可以容易地对聚合物基材上的规定区域(规定图案的区域)进行表面改性。特别是对于小于等于100μm的细微区域也可以容易地进行表面改性，因此，本发明的聚合物基材的表面改性方法，特别适合于必须以细微图案进行表面改性的微TAS或者生物芯片，或者立体配线装置等的制造中。
实施例16实施例16中说明的是，与实施例4同样的对于表面为立体形状的聚合物基材按照规定图案形成镀膜的方法。具体而言，与实施例4同样，对在单芯片型镜头模块的模块基材的立体面上按照特定图案形成镀膜的方法的例子进行说明，其中，镜头模块具有成为一体的镜头和图像传感器，图像传感器将通过镜头的成像作为电信号而检出。但是，本例中，以与实施例4和13不同的方法在聚合物基材的表面上形成镀膜。
另外，本例中制作的镜头模块的结构和形成材料与实施例4相同(图7A和7B)。即，如图7A和7B所示，在由玻璃转化温度约为145℃的非晶态聚烯烃形成的聚合物基材61的凹状立体面61b上，由Cu膜形成立体配线64。本例的立体配线64的制作方法的流程图如图15所示。参照图15对本例的镀膜形成方法进行说明。图15是聚合物基材61的立体面61b的部分平坦区域的概略截面图，例如是图7B中D-D’截面的概略图。
首先准备由非晶态聚烯烃形成的聚合物基材61(图9中的步骤S10)。然后，在聚合物基材61的立体面61b上的表面形成镀膜基体。具体而言，首先通过喷墨印刷法将双(乙酰丙酮)钯金属络合物(浸透物质)65的己烷溶液附加到聚合物基材61的立体面61b上(图15中的步骤S11)。本例中，在将金属络合物附加到聚合物61的立体面61b上时，金属络合物不是在聚合物基材61的立体面61b的整个表面上附加，而是在包括了配线图案所对应的聚合物基材61的立体面61b的表面区域的部分区域(规定区域)上附加。但是，本发明并不限定于此，也可以是将金属络合物附加在聚合物基材61的立体面61b的整个表面上。
然后，在聚合物基材61的立体面61b上涂布聚乙烯醇，来覆盖附加在聚合物基材61的立体面61b上的金属络合物65，并干燥。本例中，通过喷雾法来涂布聚乙烯醇。这样就在聚合物基材表面上形成涂层66(图15中的步骤S12)。
接着，将聚合物基材61安装到实施例1中所使用的高压装置100(图3)的高压容器11内，与实施例1同样在聚合物基材61上接触超临界二氧化碳5(图15中的步骤S13)。这时，在高压容器11内部，导入压力P＝15MPa、温度50℃的超临界二氧化碳并停留，在超临界二氧化碳的压力P稳定之后，保持该状态30分钟。经过这样的工序，将附加在聚合物基材61的立体面61b的表面的规定区域内的金属络合物65浸透到聚合物基材1内部，并稳定化。在上述的金属络合物65浸透到聚合物基材61内部的情况下，由于在聚合物基材表面上附加的金属络合物65，以被涂层覆盖的状态与超临界二氧化碳一起浸透到聚合物基材61的内部，因此可以效率良好且高浓度地浸透到聚合物基材61内。
金属络合物65浸透到聚合物基材61内部后，从高压装置100中取出聚合物基材61，用水清洗，将由聚乙烯醇形成的涂层66除去。然后，由乙醇洗净聚合物基材61，将在聚合物基材61上残存的金属络合物65除去。接着，将聚合物基材61浸渍在还原剂(硼氢化钠)中，将金属络合物65还原成金属微粒65’(图15中的步骤S14)。这样就在聚合物基材61的凹状立体面61b表面的特定区域内形成镀膜基体(催化剂核)。
然后，在形成该镀膜基体的聚合物基材61的表面上，形成掩模层67，配线图案所对应的区域成为开口部67a(图15中的步骤S15)。使用紫外线固化树脂作为掩模层67的形成材料，通过喷墨印刷法附加到聚合物基材61上。这时形成的掩模层67使得配线图案区域作为其开口部，形成镀膜基体的聚合物基材表面从该开口部暴露出来。然后，照射紫外线使该掩模层67固化。
然后，在聚合物基材61的立体面61b一侧(形成掩模层67的一侧)的表面上，通过化学镀形成第一Cu膜68(第一镀膜)(图15中的步骤S16)。这时，仅在掩模层67的开口部67a上暴露出的、由金属络合物65浸透并表面改性的聚合物基材61的表面区域，生长Cu膜。本例中形成膜厚为1～2μm的第一Cu膜68。其中，如下所述进行化学镀。将形成掩模层67的聚合物基材61在注入了化学镀铜用水溶液(奥野制药工业制造的“OPC700A”100mL/L+奥野制药工业制造的“OPC700B”100mL/L)的容器中浸渍，在温度30℃的条件下搅拌10分钟，对掩模层67的开口部67a上暴露出的聚合物基材61的表面区域进行镀Cu处理。
然后，在纯水和甲醇中对聚合物基材61进行超声波清洗后，以第一Cu膜68作为电极，进行电镀(电铸)，在第一Cu膜68上形成镀铜膜69(第二镀膜，以下也称为第二Cu膜)(图15中的步骤S17)。第二Cu膜69的膜厚为10μm。其中，使用公知的方法进行电镀。这样就在聚合物基材61上形成由第一Cu膜68和第二Cu膜69构成的立体配线64(镀膜)。
接着，用氢氧化钠水溶液将掩模层67洗净除去(图15中的步骤S18)。这样就制作成聚合物基材61，在其立体面61b上如图7A和7B所示形成由Cu膜构成的立体配线64。
使用上述例子中的镀膜的形成方法，在立体形状的聚合物基材表面可以容易地按照所希望的图案形成质地良好的镀膜，并且，可以细微地形成高精度的配线等镀膜图案。
实施例17实施例17中，以与实施例16不同的方法，在聚合物基材上形成规定图案的镀膜。本例中，与实施例16同样，对在单芯片型镜头模块的模块基材上形成线路配线时所适用本发明的镀膜形成方法的例子进行说明，其中，镜头模块具有成为一体的镜头和图像传感器，图像传感器将通过镜头的成像作为电信号而检出。本例中制作的镜头模块的结构与实施例4相同(参照图7A和7B)。
然后，参照图16对本例的聚合物基材表面形成镀膜的方法进行说明。本例的镀膜的形成方法中，从准备聚合物基材61的工程(图16中的步骤S20)、到在聚合物基材61的表面(立体面)61b内部浸透金属络合物65、形成镀膜基体(金属微粒)65’的工序(图16中的步骤S24)，与实施例16中说明的图15的步骤S10～S14的工序相同。因此，这里省略了对图16中的步骤S20～S24工序的说明，对步骤S25以后的工序进行说明。
在聚合物基材61的立体面61b的规定区域(包括配线图案区域的区域)上形成镀膜基体65’后，在聚合物基材61的立体面61b一侧(形成镀膜基体65’一侧)的表面上实施化学镀，在聚合物基材61的立体面61b上形成第一Cu膜68(第一镀膜)(图16中的步骤S25)。本例中，第一Cu膜68的膜厚为1～2μm。其中，如下所述进行化学镀。将形成掩模层67的聚合物基材61在注入了化学镀铜用水溶液(奥野制药工业制造的“OPC700A”100mL/L+奥野制药工业制造的“OPC700B”100mL/L)的容器中浸渍，在温度30℃的条件下搅拌10分钟，对聚合物基材61的表面进行镀Cu处理。然后，在纯水和甲醇中对镀铜处理的聚合物基材61进行超声波清洗。
接着，在由化学镀形成的第一Cu膜68上附加感光性树脂。本例中使用感光性树脂(化药マイクロケム(株)制造，SU-10)，感光性树脂的涂布厚度约为1μm。本例中，由于在聚合物基材61的立体面61b上形成配线图案，因此通过喷墨法，在第一Cu膜68上附加感光性树脂，将该配线图案所对应的区域作为其开口部。接着，从附加了感光性树脂一侧照射紫外线扩散光，使其固化而形成掩模层67。这样就在第一Cu膜68上形成了掩模层67，配线图案区域所对应的区域作为其开口部67a。(图16中的步骤S26)。
然后，以第一Cu膜68作为电极进行电镀(电铸)。其中，以公知的技术进行电镀。这时，在掩模层67的开口部67a上暴露出的第一Cu膜68上形成镀铜膜69(第二镀膜，以下也称为第二Cu膜)(图16中的步骤S27)。即，仅在配线图案区域所对应的掩模层67的开口部67a上形成第二Cu膜69。本例中，第二Cu膜69的膜厚为10μm。接下来，用氢氧化钠水溶液将掩模层67清洗除去(图16中的步骤S28)。
然后，在形成第一和第二Cu膜的聚合物基材61上实施干式蚀刻。由于在配线图案区域(需要形成镀膜的区域)上形成了第一Cu膜68和第二Cu膜69，而在配线图案区域之外的区域上仅形成第一Cu膜68，因此配线图案区域以外的区域的膜厚度，比配线图案区域上形成的镀膜的膜厚度要薄。所以，经过蚀刻工序，在配线图案区域之外的区域上形成的镀膜，先于规定图案区域上形成的镀膜而被除去。结果是，在聚合物基材61的立体面61b上仅残留了在掩模层67的开口部67a上形成的镀膜64(第一Cu膜68+第二Cu膜69)，得到在表面形成规定配线图案的聚合物基材(图16中的步骤S29)。本例中，如上所述，制作成在立体面61上如图7A和7B所示形成由Cu膜构成的立体配线64的聚合物基材61。
通过上述的本例的镀膜形成方法，与实施例16同样，在立体形状的聚合物基材表面，可以按照所希望的图案形成质地良好的镀膜，并且可以细微地形成高精度的配线等镀膜图案。
进而，在本例的镀膜形成方法中，由化学镀形成的膜厚较薄的第一Cu膜，是在包括了聚合物基材表面的配线图案区域的宽区域(规定区域)内形成，因此对于其后工序中的电镀工序，易于将第一Cu膜用作电极。因此，本例的镀膜形成方法作为具有通用性的方法是有效的。
实施例18实施例18中，通过与实施例16和17不同的方法，在聚合物基材上形成特定图案的镀膜。本例中，与实施例16和17同样，对在单芯片型镜头模块的模块基材上形成线路配线时所适用本发明的镀膜形成方法的例子进行说明，其中，镜头模块具有成为一体的镜头和图像传感器，图像传感器将通过镜头的成像作为电信号而检出。本例中制作的镜头模块的结构与实施例4相同(参照图7A和7B)。
接下来，参照图17对本例的聚合物基材表面上形成镀膜的方法进行说明。本例中的镀膜形成方法中，从准备聚合物基材61的工程(图17中的步骤S30)、到在聚合物基材61的表面61b(立体面)内部浸透金属络合物65、形成镀膜基体(金属微粒)65’的工序(图17中的步骤S34)，与实施例16中说明的图15的步骤S10～S14的工序相同。因此，这里省略了对图17中的步骤S30～S34工序的说明，对步骤S35以后的工序进行说明。
在聚合物基材61的立体面61b的规定区域(包括配线图案区域的区域)上形成镀膜基体65’后，在聚合物基材61的立体面61b一侧(形成镀膜基体65’一侧)的表面上实施化学镀，在聚合物基材61的立体面61b上形成第一Cu膜68(图17中的步骤S35)。本例中，第一Cu膜68的膜厚为1～2μm。其中，进行与实施例17同样的化学镀。
然后，以第一Cu膜68作为电极进行电镀(电铸)，在第一Cu膜68上形成第二Cu膜69(图17中的步骤S36)。其中，以公知的技术进行电镀。本例中，第二Cu膜69的膜厚为10μm。
然后，在对应配线图案区域的第二Cu膜69的表面区域上，通过喷墨法附加紫外线固化树脂。接着，照射紫外线固化紫外线固化性树脂。这样就在对应配线图案区域的第二Cu膜69的表面区域上形成掩模层67(图17中的步骤37)。即，本例中形成的掩模层67覆盖配线图案区域所对应的第二Cu膜69的表面区域。
接下来，将形成了掩模层67的聚合物基材61在蚀刻液中浸渍，进行湿式蚀刻，除去没有被掩模层67覆盖的区域(配线图案区域以外的区域)的镀膜(第一Cu膜68和第二Cu膜69)(图17中的步骤S38)。其中蚀刻溶液可以使用王水、碘/碘化钾水溶液、碘/碘化铵/甲醇水溶液等。然后，由氢氧化钠水溶液将聚合物基材1洗净，除去配线图案上的紫外线固化树脂(图17中的步骤S39)。本例中，经过上述过程制作成聚合物基材61，在其立体面61b上如图7A和7B所示形成由Cu膜构成的立体配线64。
采用上述的本例的镀膜形成方法，与实施例16同样，在立体形状的聚合物基材表面上，可以按照所希望的图案容易地形成质地良好的镀膜，并且可以细微地形成高精度的配线等镀膜图案。
在实施例18的镀膜的形成方法中，在聚合物基材61的包括了配线图案区域的宽区域(规定区域)形成了镀膜64(第一Cu膜68和第二Cu膜69)这种状态的聚合物基材61(图17中的S36的状态的聚合物基材61)，可以作为配线基板商品来流通。这种情况下，购买者不必进行镀膜工艺，仅进行光刻工序即可形成所希望的配线图案。所以，可以提供在设备和工艺方面负担小的配线基板。另外，这种情况下，优选在聚合物基材61的包括配线图案区域的更宽的区域(如果可能最好是整个表面)上形成镀膜。
上述实施例16～18中，对在立体形状的聚合物基材表面形成规定图案镀膜的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。在平坦的聚合物基材表面形成规定图案镀膜的情况下，也可以使用上述实施例16～18中说明的形成规定图案镀膜的方法，得到同样的效果。另外，在平坦聚合物基材表面形成规定图案镀膜的情况，可以例举如下的变形例。
变形例1变形例1中，对实施例17的镀膜形成方法的变形例进行说明。变形例1中，在形成第一Cu膜68的聚合物基材61的表面上将配线图案所对应的区域作为开口部67a来形成掩模层67的工序，即图16中的步骤S25到步骤S26的工序与实施例17不同。除此之外的工序与实施例17相同。所以，本例中仅对从步骤S25到步骤S26的工序进行说明。
在本例的镀膜的形成方法中，在形成第一Cu膜68的聚合物基材61的表面上形成掩模层67的工序(图16中从步骤S25到步骤S26的工序)中的步骤如图18所示，所形成的掩模层67的开口部67a为配线图案所对应的区域。本例中，首先在聚合物基材61表面形成的第一Cu膜68上(图18中S25的状态的聚合物基材61上)，涂布感光性树脂(抗蚀膜)。感光性树脂的厚度约为1μm。然后，将涂布了感光性树脂的聚合物基材61进行干燥，再在室温下冷却固化。这样就在第一Cu膜68上形成掩模层67(图18中的步骤S25A)。
然后，在掩模层67上覆盖光掩模90，配线图案所对应的区域作为开口部。其中光掩模90可以由具有遮光性的任意材料构成，特别优选使用Cr等金属。另外，本发明并不限定于此，也可以将由具有遮光性、具有在聚合物基材表面上附着/密着性质的材料构成的油墨印刷到非曝光部(配线图案区域以外的区域)来形成掩模层67。这种情况下，本例的镀膜形成方法也可以应用到立体状聚合物基材表面上。
接下来，从光掩模90上方照射紫外线扩散光300，进行曝光处理(图18中的步骤S25B)。这时，仅是光掩模90的开口部上暴露的掩模层67的区域被感光。
然后，在常温下使用专用显影液对由感光性树脂构成的掩模层67进行显影处理，将掩模层67的感光区域除去。之后，对聚合物基材61进行水洗。这样，在形成第一Cu膜68的聚合物基材61的表面上，形成掩模层67，其开口部67a为配线图案区域所对应的区域(图18中的步骤S26)。
变形例2变形例2中，是对实施例18的镀膜形成方法的变形例进行说明。变形例2中，在形成有镀膜64(第一Cu膜68和第二Cu膜69)的聚合物基材表面的配线图案所对应的区域上形成掩模层67的工序，即图17中的步骤S36到步骤S37的工序，与实施例18不同。除此之外的工序与实施例18相同。所以，本例中仅对从步骤S36到步骤S37的工序进行说明。
在本例的镀膜的形成方法中，在形成第一Cu膜68和第二Cu膜69的聚合物基材表面的配线图案所对应的区域上形成掩模层67的工序(图17中从步骤S36到步骤S37的工序)的步骤如图19所示。本例中，首先在形成于聚合物基材61上的第二Cu膜69上(图19中S36的状态的聚合物基材61上)，涂布感光性树脂(抗蚀膜)。感光性树脂的厚度约为1μm。然后，将涂布了感光性树脂的聚合物基材61进行干燥，再在室温下冷却固化。这样就在第二Cu膜69上形成掩模层67(图19中的步骤S36A)。
然后，在掩模层67上的配线图案区域所对应的区域上披覆光掩模90，即在掩模层67上披覆配线图案区域以外的区域成为开口部的光掩模90。其中光掩模90可以由具有遮光性的任意材料构成，特别优选使用Cr等金属。另外，本发明并不限定于此，也可以将由具有遮光性、具有在聚合物基材表面上附着/密着性质的材料构成的油墨印刷到非曝光部(配线图案区域以外的区域)来形成掩模层67。
接下来，从光掩模90上方照射紫外线扩散光进行曝光处理(图19中的步骤S36B)。这时，仅是光掩模90的开口部上暴露的掩模层67的区域(配线图案区域以外的区域)被感光。
然后，在常温下使用专用显影液对由感光性树脂构成的掩模层67进行显影处理，将掩模层67的感光区域除去。之后，对聚合物基材61进行水洗。这样，在第二Cu膜69表面的配线图案区域所对应的区域上，形成掩模层67(图19中的步骤S37的状态)。
上述变形例1和2，与实施例16～18同样，都可以按照所希望的图案容易地形成质地良好的镀膜，并且，可以细微地形成高精度的配线等镀膜图案。
在上述实施例16～18和变形例1和2中，对在聚合物表面的规定区域上附加金属络合物并浸透的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以在聚合物基材的整个表面上附加金属络合物并浸透。
另外，在上述实施例16～18和变形例1和2中，是对由化学镀和电镀相组合来形成镀膜的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以仅由化学镀形成镀膜。
如上所述，在本发明的聚合物基材的镀膜形成方法中，与形成镀膜的聚合物基材的表面形状(立体形状或者平坦面)无关，均可以按照所希望的图案容易地形成质地良好的镀膜，并且，可以细微地形成高精度的配线等镀膜图案。因此，特别适合于所有的配线基板的形成方法。
上述实施例1～18中，将超临界流体在聚合物基板上接触时，为了维持高压容器内的密闭状态，由螺栓进行紧固，但本发明并不限定于此，可以使用任何方法。例如可以使用旋转式盖密封构件等。另外也可以采用在挤压装置上安装模具，由挤压力使贴合面密封的方法等。
权利要求
1.表面改性方法，其为使用超临界流体对聚合物基材进行表面改性的方法，包括在所述聚合物基材的表面附加浸透物质的步骤；在所述附加了浸透物质的聚合物基材的表面上，接触超临界流体，使所述浸透物质浸透到所述聚合物基材的步骤。
2.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，对所述聚合物基材的表面上附加所述浸透物质时，在所述聚合物基材的表面上按照规定图案附加所述浸透物质。
3.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，所述超临界流体为超临界状态的二氧化碳。
4.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，所述聚合物基材由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃所组成的组中选择的一种来形成。
5.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，所述浸透物质为有机物质。
6.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，所述浸透物质溶解于所述超临界流体。
7.根据权利要求5所述的表面改性方法，其中，所述浸透物质为色素。
8.根据权利要求5所述的表面改性方法，其中，所述浸透物质为聚乙二醇。
9.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，所述浸透物质为金属络合物。
10.根据权利要求9所述的表面改性方法，进一步包括在附加了所述金属络合物的区域，由化学镀法形成镀层的步骤。
11.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质时，通过丝网印刷法或者喷墨法来附加所述浸透物质。
12.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材表面形成规定沟槽图案的步骤和在该沟槽图案内附加所述浸透物质的步骤。
13.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，附加所述浸透物质的所述聚合物基材的表面具有立体结构。
14.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材上相接触，来形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤；至少在所述掩模层的开口部上附加浸透物质的步骤。
15.根据权利要求14所述的表面改性方法，进一步包括准备在对应所述掩模层的开口部的所述聚合物基材表面上，至少形成凹部和凸部中的一方这样的聚合物基材的步骤。
16.根据权利要求14所述的表面改性方法，其中，所述掩模层由高分子材料形成。
17.根据权利要求14所述的表面改性方法，其中，所述掩模层由印刷法形成。
18.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材的表面上附加浸透物质之后，进一步包括形成涂层以覆盖所述浸透物质的步骤。
19.根据权利要求18所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材的表面上附加所述浸透物质时，所述浸透物质在所述聚合物基材的表面按照规定图案附加。
20.根据权利要求18所述的表面改性方法，其中，所述涂层由从浸渍法、辊涂法、丝网印刷法和喷雾法所组成的组中选择的一种方法来形成。
21.根据权利要求18所述的表面改性方法，其中，所述涂层由在超临界流体中比所述浸透物质更难溶解的材料形成。
22.根据权利要求21所述的表面改性方法，其中，所述涂层由水溶性物质形成。
23.根据权利要求19所述的表面改性方法，进一步包括准备所述规定图案区域由凹部形成的聚合物基材的步骤。
24.根据权利要求23所述的表面改性方法，其中，所述凹部包括沟槽图案。
25.根据权利要求18所述的表面改性方法，其中，在所述聚合基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材上形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤；至少在所述掩模层的开口部上附加浸透物质的步骤。
26.根据权利要求25所述的表面改性方法，其中，所述掩模层由印刷法形成。
27.根据权利要求25所述的表面改性方法，其中，所述掩模层由高分子材料形成。
28.根据权利要求1所述的表面改性方法，其中，在所述聚合基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在涂层膜表面按照规定图案附加所述浸透物质的步骤；在所述聚合物基材上设置所述涂层膜的步骤。
29.根据权利要求28所述的表面改性方法，其中，在所述聚合物基材上设置所述涂层膜的步骤中包括，将所述涂层膜上附加了所述浸透物质一侧的表面与所述聚合物基材的表面相对置，来贴合所述涂层膜和所述聚合物基材的步骤。
30.根据权利要求28所述的表面改性方法，其中，所述涂层膜由在超临界流体中比所述浸透物质更难溶解的材料形成。
31.根据权利要求30所述的表面改性方法，其中，所述涂层膜由水溶性物质形成。
32.镀膜的形成方法，其为使用超临界流体在聚合物基材表面形成特定图案的镀膜的方法，包括在所述聚合物基材表面附加金属络合物的步骤；对所述聚合物基材的表面接触所述超临界流体，使所述金属络合物浸透到所述聚合物基材的步骤；在包括浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材表面上的所述规定图案所对应的区域的区域上形成镀膜的步骤；将镀膜以所述规定图案制作图案的形成掩模层的步骤。
33.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，在所述聚合物基材上浸透所述金属络合物之后，包括，在浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材的表面上，形成所述规定图案所对应的区域成为开口部的所述掩模层的步骤；在所述掩模层的开口部上形成所述镀膜的步骤。
34.根据权利要求33所述的镀膜的形成方法，其中，在所述掩模层的开口部形成所述镀膜的步骤中包括，在所述掩模层的所述开口部上暴露出的聚合物基材表面上，通过化学镀法形成第一镀膜的步骤；在第一镀膜上，由电镀法形成第二镀膜的步骤。
35.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，在所述聚合物基材上浸透所述金属络合物之后，包括，在浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材的表面上，通过化学镀法形成第一镀膜的步骤；在第一镀膜上，形成所述规定图案所对应的区域成为开口部的所述掩模层的步骤；在所述掩模层的开口部上暴露出的第一镀膜上，由电镀法形成第二镀膜的步骤；除去所述掩模层的步骤；将在所述规定图案所对应的区域之外形成的第一镀膜，通过蚀刻除去的步骤。
36.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，在所述聚合物基材上浸透所述金属络合物之后，包括，在浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材的表面上，形成镀膜的步骤；在所述镀膜的所述规定图案所对应的区域上，形成所述掩模层的步骤；通过蚀刻，将未形成所述掩模层的区域上的所述镀膜除去的步骤。
37.根据权利要求36所述的镀膜的形成方法，其中，在浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材的表面上形成镀膜的步骤中，包括，在浸透了所述金属络合物的所述聚合物基材的表面上，通过化学镀法形成第一镀膜的步骤；在第一镀膜上，由电镀法形成第二镀膜的步骤。
38.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，进一步包括，在所述聚合物基材的表面附加金属络合物之后，形成涂层以覆盖该金属络合物的步骤。
39.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，进一步包括，在所述聚合物基材的表面浸透金属络合物之后，将该金属络合物还原成金属微粒的步骤。
40.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，其中，所述掩模层由喷雾法、浸渍法、辊涂法、丝网印刷法和喷墨法中的任何一种方法来形成。
41.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，其中，所述聚合物基材的浸透了金属络合物的表面为立体形状，所述掩模层由喷墨法形成。
42.根据权利要求32所述的镀膜的形成方法，其中，所述聚合物基材由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃所组成的组中选择的一种来形成。
43.聚合物部件的制造方法，其中，所述聚合物部件为具有聚合物基材并且在该聚合物基材表面内部含浸了浸透物质的聚合物部件，所述聚合物部件的制造方法包括准备所述聚合物基材的步骤；在所述聚合物基材表面附加所述浸透物质的步骤；在附加了所述浸透物质的聚合物基材的表面接触超临界流体，使所述浸透物质浸透到所述聚合物基材的步骤。
44.根据权利要求43所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加所述浸透物质时，所述浸透物质在所述聚合物基材表面按照规定图案附加。
45.根据权利要求43所述的制造方法，其中，所述超临界流体为超临界状态的二氧化碳。
46.根据权利要求43所述的制造方法，其中，所述聚合物基材由从聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、全芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯和非晶态聚烯烃所组成的组中选择的一种来形成。
47.根据权利要求43所述的制造方法，其中，所述浸透物质为有机物质。
48.根据权利要求43所述的制造方法，其中，所述浸透物质溶解于所述超临界流体。
49.根据权利要求47所述的制造方法，其中，所述浸透物质为色素。
50.根据权利要求47所述的制造方法，其中，所述浸透物质为聚乙二醇。
51.根据权利要求43所述的制造方法，其中，所述浸透物质为金属络合物。
52.根据权利要求51所述的制造方法，进一步包括在附加了所述金属络合物的区域上，通过化学镀法形成镀层的步骤。
53.根据权利要求43所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质时，通过丝网印刷法或喷墨法来附加所述浸透物质。
54.根据权利要求43所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材表面形成规定的沟槽图案的步骤和在该沟槽图案内附加所述浸透物质的步骤。
55.根据权利要求43所述的制造方法，其中，附加所述浸透物质的所述聚合物基材的表面具有立体结构。
56.根据权利要求43所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材上相接触地形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤，至少在所述掩模层的开口部上附加浸透物质的步骤。
57.根据权利要求43所述的制造方法，在所述聚合物基材表面附加浸透物质之后，进一步包括形成涂层以覆盖所述浸透物质的步骤。
58.根据权利要求57所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在所述聚合物基材上形成具有规定图案的开口部的掩模层的步骤，至少在所述掩模层的开口部上附加浸透物质的步骤。
59.根据权利要求49所述的制造方法，其中，在所述聚合物基材表面附加浸透物质的步骤中包括，在涂层膜的表面按照规定图案附加所述浸透物质的步骤，在所述聚合物基材上设置所述涂层膜的步骤。
60.使用权利要求1所记载的聚合物基材的表面改性方法进行了表面改性的聚合物基材。
61.在表面形成了按照权利要求32所记载的镀膜形成方法形成的规定图案镀膜的聚合物基材。
62.涂层部件，其为通过超临界流体对聚合物基材进行表面改性时，设置在聚合物基材上的涂层部件，其具有涂层膜、以及赋予到所述涂层膜上的浸透物质。
63.根据权利要求62所述的涂层部件，其中，所述浸透物质按照规定图案在涂层膜上形成。
64.根据权利要求62所述的涂层部件，其中，所述浸透物质为有机物质。
65.根据权利要求62所述的涂层部件，其中，所述涂层膜由在所述超临界流体中比所述浸透物质更难溶解的材料形成。
66.根据权利要求66所述的涂层部件，其中，所述涂层膜由水溶性物质形成。
全文摘要
本发明提供聚合物基材的表面改性方法，其包括在聚合物表面的规定区域附加浸透物质的步骤；对附加了浸透物质的聚合物的表面接触超临界流体，使浸透物质浸透到聚合物表面的步骤。通过该方法，可以以简易的方法对聚合物表面的一部分进行选择性的(局部性的)改性。
文档编号D06M23/00GK1881077SQ20061007860
公开日2006年12月20日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年4月27日
发明者井上和子, 岛崎胜辅, 游佐敦, 杉山寿纪 申请人:日立麦克赛尔株式会社