CN111712380B - 树脂结构体及树脂结构体的制造方法 - Google Patents

树脂结构体及树脂结构体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供具备优异的拒液性和其拒液性不因外界条件而降低的优异耐久性的树脂结构体。本发明的树脂结构体为包含基层和由多根纤维构成的纤维层的具有拒液性的结构体,上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成,大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在,构成上述纤维层的上述纤维中的全部均结合于上述基层的表面而从基层的表面延伸存在。

Description

树脂结构体及树脂结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及通过在表面具有由多根纤维构成的纤维层而呈现拒液效果的树脂结构体和该树脂结构体的制造方法。
背景技术
以往,作为在结构体的表面呈现拒液效果的方法,多应用将氟系聚合物等表面能低的树脂涂布于结构体的方法。但是,在仅进行涂布的情况下,拒液性能有限,无法得到期待的拒液性。因此,提出了通过对结构体的表面附加微细结构,由此获得水平为通过涂布方法所获得的拒液性以上的拒液性的方法(专利文献1)。
另外,作为呈现拒液效果的微细结构,提出了指向与结构体的表面垂直的方向以外的方向的具有各向异性的突起、在凹凸形状的凸部具有纤维形状的复合形状(专利文献2、3)。
此外,作为提高水滑动性、油滑动性的方法,提出了在三维方向上彼此交织的网眼结构内含浸润滑液的方法(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-170935号公报
专利文献2:国际公开第2015/159825号
专利文献3:日本特开2016-155258号公报
专利文献4:日本特开2016-11375号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,上述专利文献1~4中记载的技术中,有时拒液性不充分、液滴在保持附着于作为结构体的薄膜上的状态下残留,存在无法获得所期待的拒液性效果的问题,或者微细结构的形状因外力等而崩溃、拒液性降低等,在耐久性方面存在问题。
另外,专利文献4中记载的技术中,需要根据液体的种类而改变润滑液,因此存在液体的种类受限、拒液性能低的问题。
用于解决课题的手段
(1)解决上述课题的本发明的树脂结构体是包含基层和由多根纤维构成的纤维层的树脂结构体,
上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在,
构成上述纤维层的上述纤维中的全部均结合于上述基层的表面而从基层的表面延伸存在。
(2)另外,解决上述课题的本发明的树脂结构体是包含基层和由多根纤维构成的纤维层的树脂结构体,
构成上述纤维层的纤维与上述基层的表面结合而从基层的表面延伸存在,上述基层的表面中的上述纤维所结合的部分的面积为上述基层的形成有上述纤维层的面的表面积的5~40%,
从上述纤维侧的表面观察上述树脂结构体时,上述纤维所占面积的比例为上述基层的表面积的80%以上。
(3)另外,制造解决上述课题的树脂结构体的本发明的制造方法是制造树脂结构体的方法,该制造方法包含以下工序:
在表面形成有多个微小的孔的模具的、形成有该微小的孔的面上配置树脂组合物的工序,
对上述模具和上述树脂组合物在进行加热的同时进行挤压,将上述树脂组合物的一部分压入上述孔中的工序,
在上述树脂组合物的一部分存在于上述孔中的状态下,对上述树脂组合物进行冷却的工序,和
在对存在于上述孔中的上述树脂组合物进行拉伸的同时,将上述树脂组合物从上述模具剥离,形成上述树脂组合物被拉伸而成的多根纤维,从而形成由上述纤维所构成的纤维层和不含上述纤维的基层构成的树脂结构体的工序,
通过将上述各工序依次进行,从而形成上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成的树脂结构体,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在。
(4)另外,制造解决上述课题的树脂结构体的本发明的制造方法是制造树脂结构体的方法,该制造方法包含以下工序:
在表面形成有多个微小的孔的模具的、形成有该微小的孔的面上配置树脂组合物的工序,
对上述模具和上述树脂组合物在加热的同时进行挤压,将上述树脂组合物的一部分压入上述孔中的工序,
在上述树脂组合物的一部分存在于上述孔中的状态下,对上述树脂组合物进行冷却的工序,
在对存在于上述孔中的上述树脂组合物进行拉伸的同时,将上述树脂组合物从上述模具剥离,形成上述树脂组合物被拉伸而成的多根纤维,从而形成由上述纤维所构成的纤维层和不含上述纤维的基层构成的树脂结构体的工序,和
从大致垂直于上述纤维层的方向对上述树脂结构体施加压力,使得上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成的工序,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在,
上述制造方法中,将上述各工序依次进行。
发明的效果
本发明的树脂结构体通过由多根纤维构成的纤维层而在液滴附着时使液滴与基层之间形成空气层,因此液滴与空气的接触面积增加,能够通过液滴的表面张力而显著提高拒液功能。另外,纤维的前端大致平行于基层的表面而延伸存在,因此即使是形状因外力而变形的情况下,也能够维持拒液性。
进而,即使是液体侵入纤维之间的情况下,也能够通过由靠近基层的侧的纤维大致垂直地延伸存在而形成的空气层来抑制液体的侵入,能够维持拒液性。另外,通过远离基层的侧的纤维的前端来对液体进行拒液,因此不易引起因滴液导致的液体与基层的接触,能够抑制拒液性的下降,能够更稳定地呈现效果高的拒液性能、防污效果。
附图说明
[图1]图1是作为本发明的树脂结构体的薄膜的示意性截面图。
[图2]图2是作为本发明的树脂结构体的薄膜的示意性立体图。
[图3]图3是作为本发明的树脂结构体的薄膜的示意性表面图。
[图4]图4是表示作为本发明的树脂结构体的薄膜的基层表面的结构的示意图。
[图5]图5是表示制造作为本发明的树脂结构体的薄膜的装置的一个例子的截面示意图。
[图6]图6是从薄膜的宽度方向对制造作为本发明的树脂结构体的薄膜的装置中的剥离单元的示意性平面图。
[图7]图7是表示制造作为本发明的树脂结构体的薄膜的装置的另一例子的截面示意图。
[图8]图8是纤维层的大致垂直部、大致平行部的判断中使用的,本发明的树脂结构体的通过扫描型电子显微镜而得的截面照片、及由傅立叶变换所得的功率谱图、纤维的角度分布图的一个例子。
[图9]图9是实施例1的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的表面照片。
[图10]图10是实施例1的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的截面照片。
[图11]图11是实施例2的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的表面照片。
[图12]图12是实施例2的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的截面照片。
[图13]图13是实施例3的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的表面照片。
[图14]图14是实施例3的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的截面照片。
[图15]图15是比较例1的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的表面照片。
[图16]图16是比较例1的树脂结构体(薄膜)的通过扫描型电子显微镜而得的截面照片。
具体实施方式
[树脂结构体]
本发明的树脂结构体是包含基层和由多根纤维构成的纤维层的结构体,上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在,构成上述纤维层的上述纤维中的全部均结合于上述基层的表面而从基层的表面延伸存在。
另外,本发明的树脂结构体是包含基层和由多根纤维构成的纤维层的树脂结构体,构成上述纤维层的纤维与上述基层的表面结合而从上述基层的表面延伸存在,上述基层的表面中的上述纤维所结合的部分的面积为上述基层的形成有上述纤维层的面的表面积的5~40%,从上述纤维侧的表面观察上述树脂结构体时,上述纤维所占面积的比例为上述基层的表面积的80%以上。
使用附图对本发明的在表面上具有纤维的树脂结构体的实施方式进行说明。图1是作为本发明的树脂结构体的薄膜的示意性截面图,图2是示意性立体图。
树脂结构体10由基层11和由多根纤维13构成的纤维层14构成。基层11的表面12上存在的纤维13结合于基层11的表面12而从表面12延伸存在。此处,所谓纤维13,如示意性截面图的图1所示,是指相对于基层11的表面12呈凸起的形状的部分,优选纤维13独立而离散地存在。纤维13的形状可以为任意形状,但优选为锥形,也可在纤维13的前端存在鼓起。另外,由多根纤维13构成的纤维层14由大致垂直部15和大致平行部16构成,上述大致垂直部15存在于靠近基层11的表面12的侧,且上述大致垂直部中的纤维13以大致垂直于基层11的表面12的状态延伸存在,上述大致平行部16存在于远离基层11的表面12的侧,且上述大致平行部中的纤维13以大致平行于基层11的表面12的状态延伸存在。需要说明的是,“纤维13大致垂直于基层11的表面12”是指大致垂直部15相对于基层11的表面12以60°~120°的角度延伸存在,“纤维13大致平行于基层11的表面12”是指大致平行部16相对于基层11的表面12以0°~30°以及150°~180°的角度延伸存在。
关于纤维13相对于基层11的表面12是以大致垂直的状态延伸存在,还是以大致平行的状态延伸存在,使用对纤维层14的截面照片通过二维傅立叶变换进行图像解析而获得的功率谱进行判断。详细的判断方法记载于后述“测定方法”中。
关于通过二维傅立叶变换进行的图像解析的原理,例如在以下参考文献1~3、参考URL1中有详细记载。
参考文献1:江前敏晴、“画像処理を用いた紙の物性解析法(使用图像处理的纸的物性解析法)”,纸浆技术时报48(11),1-5(2005)
参考文献2:Enomae,T.,Han,Y.-H.and Isogai,A.,"Fiber orientationdistribution of paper surface calculated by image analysis,"Proceedings ofInternational Papermaking and Environment Conference,Tianjin,P.R.China(May12-14),Book2,355-368(2004)
参考文献3:Enomae,T.,Han,Y.-H.and Isogai,A.,"Nondestructivedetermination of fiber orientation distribution of fiber surface by imageanalysis,"Nordic Pulp Research Journal 21(2):253-259(2006)
参考URL1:http://www.enomae.com/FiberOri/index.htm(2018年1月)
大致平行部16中纤维13是大致平行的,因此纤维13的间隔适度地变窄,液滴变得难以进入纤维13之间,因此呈现出拒液性。大致垂直部15中纤维13大致垂直,因此在纤维13之间很好地形成空气层,拒液性提高。此处,大致垂直部15中纤维13超过大致垂直的状态而倾斜时,纤维13在根部即倾斜,变得难以以自支撑的方式支撑远离基层11的侧的纤维13。其结果是难以形成空气层,有时拒液性下降。
对比大致垂直部15与大致平行部16时,大致垂直部15中的纤维13变得相对较疏,大致平行部16中的纤维13变得相对较密的情况较多。大致垂直部15中的纤维13相对较疏时,在纤维层14中很好地形成空气层,拒液性提高。由于大致平行部16中的纤维13变得相对较密,能够防止液体侵入纤维层14,拒液性提高。
下面,从其他观点出发,对本发明的树脂结构体的实施方式进行说明。图3是从纤维侧的表面对作为本发明的树脂结构体10的薄膜进行观察而得的示意性表面图,图4是表示作为本发明的树脂结构体10的薄膜的基层表面的结构的示意图。图3是从A的方向对图1的树脂结构体10进行观察而得的图,图4是从B-B截面观察图1的树脂结构体10而得的图。
如图3所示,树脂结构体10的一个表面几乎被由多根纤维13构成的纤维层14完全覆盖。从纤维层14侧的表面观察树脂结构体10时,纤维13所占面积的比例为基层11的表面积的80%以上。
另外,如图4所示,基层11的表面12中,与纤维13结合的部分的面积的比例为基层11的形成有纤维层14的面的表面积的5~40%。
即,成为树脂结构体10的表面的几乎整体被纤维13覆盖的致密的状态,液滴不易进入纤维13之间,因此呈现出拒液性。基层11的表面12中,相比于与纤维13结合的部分的面积,空气所占的比例更多,因此纤维13之间能够很好地形成空气层,拒液性提高。
对于从纤维层14的侧的表面观察树脂结构体10时纤维13所占的面积的比例而言,其可使用扫描型电子显微镜获取树脂结构体10的表面的观察照片,使用其二值化图像而求出。
对于基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积的比例而言,其可通过以下(i)或(ii)的方法而求出。
(i)在树脂结构体10的基层11的紧上方,平行于基层11切断纤维层14,使用扫描型电子显微镜获取其切剖面的观察照片,使用该截面观察照片的二值化图像而求出。
(ii)对于以与树脂结构体10的表面垂直且正交的两方向的截面切断树脂结构体10而得的各截面,分别使用扫描型电子显微镜获得观察照片。根据各截面的观察照片求出截面中存在的纤维13的根数和纤维13的平均截面宽度,根据它们的乘积求出各截面中的基层11的每单位长度的纤维13所结合的比例。进而求出各截面中的纤维13所结合的比例的乘积,将该值作为基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积的比例。相对于上述(i)的方法,该方法能够更简便地求出。
本申请发明中,将上述(i)的方法测得的值作为基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积的比例。但是,在如纤维直径为1μm以下这样纤维非常细,即使想用上述(i)的方法切断纤维层14,纤维13也会因切割刀片的刀尖而倾倒,纤维层14的切断变得困难的情况下,将上述(ii)的方法测得的值作为基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积的比例。
树脂结构体10的表面中,纤维直径为0.05μm以上且3μm以下时,纤维间的空隙中容易形成空气层,液滴与空气的接触面积变大,由此拒液性提高,因此优选。更优选纤维直径为0.1μm以上且0.5μm以下。纤维直径为0.05μm以上时,纤维不易断裂、变形,耐久性提高。进而,对形成纤维13的树脂进行拉伸时,纤维13不易断裂,因此能够形成充分的纤维层14。尤其是纤维直径为0.1μm以上时,对形成纤维13的树脂进行拉伸时,纤维13在基层表面不易倾倒,容易形成充分的大致垂直部。纤维直径为3μm以下时,纤维间能够充分地形成空气层,呈现出拒液效果。尤其是纤维直径为0.5μm以下时,拉伸树脂以形成纤维13时,纤维13容易彼此交织,从而容易在远离基层的侧形成充分的大致平行部。此处,所谓纤维直径,是指使用扫描型电子显微镜获得表面的观察照片,选择任意30根纤维13测量其各自的最大宽度,从最大宽度大的纤维中除去5根,从宽度小的纤维中除去5根,取中间的20根纤维13的最大宽度的平均作为纤维直径。
纤维13的根数在基层11的表面12的10000μm2中为2000根以上且3×106根以下时,树脂结构体10的表面存在的液滴容易被纤维13支撑,液滴与空气的接触面积变大,由此拒液性提高,因此优选。10000μm2中的纤维13的根数为3×106根以下时,附着液滴时能够在纤维13之间存在充分的空气层,因此与空气的接触面积充分,呈现出拒液效果。基层11的表面12的10000μm2中的纤维13的根数为2000根以上时,纤维13的间隔适度变窄,液滴难以进入纤维13之间,不会引起基层11的表面与液滴的接触,呈现出拒液性。尤其是纤维直径为0.5μm以下的情况下,基层11的表面12的10000μm2中的纤维13的根数为10000根以上时,树脂结构体10的表面存在的液滴容易被纤维13支撑而更优选。此处,关于纤维13的根数,可对于从树脂结构体10的基层11的紧上方平行于基层11而切断树脂结构体10所得的截面,使用扫描型电子显微镜获取观察照片,根据该照片读取纤维13的根数。另外,也可以用液态硅橡胶等获取树脂结构体10的表面的模,从该模的表面图像读取。从固化的液态硅橡胶剥离树脂结构体10时,液态硅橡胶的表面为开有许多与纤维13的底面(与基层11的表面12结合的面)对应的孔的表面。获取该表面的扫描型电子显微镜照片,求出纤维13的根数。另外,作为简单的方法,也能够针对以与树脂结构体10的表面垂直且正交的两方向的截面将树脂结构体10切断而得的各截面,分别使用扫描型电子显微镜获取观察照片,求出各截面中存在的每100μm的纤维13的根数,根据其乘积来求出每10000μm2的纤维13的根数。
纤维层14的厚度优选为5μm以上且50μm以下。此处,所谓纤维层14的厚度,是对于以垂直于树脂结构体10的表面的截面将结构体切断而得的截面,使用扫描型电子显微镜获得截面的观察照片,测定从基层11的表面12至最外表面的距离大的10处位置,取这10处距离的平均值即为纤维层14的厚度。纤维层14为5μm以上时,液滴附着时能够在与纤维13之间形成空气层,因此能够获得拒液效果。纤维层为50μm以下时,对于纤维13的获得而言无需花费时间。另外,纤维13不易倾倒、变形等,耐久性充分。
本发明的树脂结构体10能够以薄膜的形式合适地使用,但不限于薄膜,只要能够进行表面的热成型则可以是任何形状,从生产率、成本的观点考虑,优选为薄膜。
进而,树脂结构体10的材料只要是能够形成纤维13的材料即可,可以是任何材料,优选使用氟树脂,有机硅系树脂,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂,聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃系树脂,聚酰胺系树脂,聚酰亚胺系树脂,聚醚系树脂,聚酯酰胺系树脂,聚醚酯系树脂,丙烯酸系树脂,聚氨酯系树脂,聚碳酸酯系树脂或聚氯乙烯系树脂等。尤其优选使用低表面能的氟系树脂或有机硅系树脂,聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃系树脂等。作为树脂结构体10的材料,优选包含这些树脂作为主要成分。需要说明的是,所谓主要成分,是指构成树脂结构体的树脂整体为100质量%时,占50质量%以上的成分。需要说明的是,主要成分优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上。
进而,本发明的树脂结构体10的材料中,能够在聚合时或聚合后添加各种添加剂。作为可添加配合的添加剂的例子,例如可举出有机微粒、无机微粒、分散剂、染料、荧光增白剂、抗氧化剂、耐候剂、抗静电剂、脱模剂、增粘剂、增塑剂、pH调节剂及盐等。尤其是作为脱模剂,优选在聚合时少量添加长链羧酸或长链羧酸盐等低表面张力的羧酸及/或其衍生物,以及长链醇及/或其衍生物、改性硅油等低表面张力的醇化合物等。
另外,对于树脂结构体10而言,可以在基层11的与层叠有纤维层14的侧相反的侧层叠其他的层。这种情况下,可以只在基层11和纤维层14中使用上述材料。通过由与构成基层11的树脂相比强度、耐热性更高的树脂来构成上述其他的层,能够在成型时提高平面性,抑制树脂结构体10的变形、褶皱。
此外,树脂结构体10可以是连续体也可以是单片体。树脂结构体10的厚度没有特别限定。
[树脂结构体的制造方法]
制造本发明的树脂结构体的方法包含如下工序:在表面形成有多个微小的孔的模具的、形成有上述微小的孔的面上配置树脂组合物的工序,对上述模具和上述树脂组合物在进行加热的同时进行挤压,将上述树脂组合物的一部分压入上述孔中的工序(以下,记为“压入工序”),在上述树脂组合物的一部分存在于上述孔中的状态下,对上述树脂组合物进行冷却的工序(以下,记为“冷却工序”),和在对存在于上述孔中的上述树脂组合物进行拉伸的同时,将上述树脂组合物从上述模具剥离,形成上述树脂组合物被拉伸而成的多根纤维,从而形成由上述纤维所构成的纤维层和不含上述纤维的基层构成的树脂结构体的工序(以下,记为“剥离工序”),通过将上述各工序依次进行,从而形成上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成的树脂结构体,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面的状态延伸存在。
另外,在仅经过上述各工序而无法形成所期望的形状的树脂结构体的情况下,可在上述剥离工序之后,进行下述工序(以下,记为“加压工序”):从大致垂直于上述纤维层的方向对上述树脂结构体施加压力,使得上述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成,上述大致垂直部存在于靠近上述基层的侧,且上述大致垂直部中的上述纤维以大致垂直于上述基层的表面的状态延伸存在,上述大致平行部存在于远离上述基层的侧,且上述大致平行部中的上述纤维以大致平行于上述基层的表面且纤维彼此交织的状态延伸存在。
作为本发明的树脂结构体10的一个实施方式的薄膜,例如可通过借助图5、图6、图7所示的装置的工序而制造。
图5、图7表示用于在制造基层11的表面12具有纤维层14的树脂结构体10(薄膜)的制造装置50、70的截面示意图。另外,图6为示出制造装置50中将树脂结构体10(薄膜)从模具剥离的动作的截面示意图。
图5所示例子中,在退卷单元52中,预先从退卷辊51拉出材料的薄膜10’,接着在加压单元54中将表面形成有微细的孔且已加热的模具53压向间歇送入的薄膜10’并进行加压,然后通过在保持接触状态的同时进行冷却,在薄膜10’的表面形成与模具53的微细的孔相对应的微细的突起结构。
成型部由用于形成规定的微细突起结构的加压单元54、和剥离单元55构成,剥离单元55为将利用加压而贴附于模具53且表面形成有微细的突起结构的薄膜10”从模具53剥离的单元。剥离单元55由将剥离后的薄膜10以S形抱持的方式保持的、一对平行配置的剥离辊55A和剥离辅助辊55B构成。间歇送入的薄膜10’的一面在加压单元54内通过模具53而热成型,获得在表面形成有微细的突起结构的薄膜10”。热成型后,如图6所示,通过将上述剥离单元55朝向上游侧移动,贴附于模具53的薄膜10”从模具53依次剥离,从而能够得到在基层11的表面12上具有纤维层14的薄膜10。然后,将薄膜10卷绕在卷绕辊56上。
需要说明的是,图5中,57、58表示加压板,59、60表示为了顺利进行薄膜10’在模具53部分中的间歇运送而设置的缓冲单元。
图6中,通过调节剥离辊55A与模具53的间隔距离55H、剥离时的模具53的温度,能够改变对成型出的微细的突起结构进行拉伸而形成的纤维13的直径、纤维层14的厚度。例如,可列举使成型时的模具53的温度成为在作为薄膜10的材料即树脂组合物的熔点以上,使剥离时的模具53的温度在作为薄膜10的材料即树脂组合物的玻璃化转变温度以上等的方法。
被拉伸的纤维13自身没有刚性的情况下,被拉伸的纤维13彼此由于纤维13的前端从模具53离开而向不均一的方向倾倒,纤维13彼此交织。此时,由于从纤维13最后与模具53分离的部分、即纤维13的前端部分开始发生交织,因此在薄膜10的从基层11的表面12离开的部分中,彼此交织的纤维13变得致密,形成以大致平行于基层11的状态延伸存在的大致平行部16。另一方面,剥离时首先从模具53剥离的纤维13的基层11的紧上方部分几乎不发生交织,因此在相比于大致平行部16更靠近基层11的侧,形成纤维13以大致垂直于基层11的表面12的状态延伸存在的大致垂直部15。
另外,在被拉伸的纤维13的刚性较大、纤维13的交织小的情况下,通过用图5的夹持辊62施加压力,能够调节纤维层14的疏密、纤维13的倾斜角度、纤维层14的厚度。例如,若增加压力,则纤维层14变薄,前端侧的纤维13倾斜而成为大致平行,大致平行部16中的纤维13的密度上升。
图7所示例子中,将薄膜10’从退卷辊73抽出,通过加热辊75供给至经加热的在表面形成有微细的孔结构的环形带状的模具76上。
在模具76的外表面上,形成有独立且离散配置的微细孔,在即将与薄膜10’接触前通过加热辊75而被加热。连续供给的薄膜10’通过夹持辊77而压向模具76的加工有微细孔结构的表面,在薄膜10’的表面形成与模具76的微细的孔相对应的微细的突起结构。为了使薄膜10’的表面充分进入模具76的微细孔,对于将薄膜10’压向模具76的加工有微细孔结构的表面时的温度而言,其优选为薄膜10’的玻璃化转变温度以上,更优选为薄膜10’的熔融温度以上。
然后,将表面形成有微细的突起结构的薄膜10”以与模具76的表面紧密接触的状态运送至冷却辊78的外表面位置。薄膜10”通过冷却辊78经模具76利用热传导而冷却后,在通过剥离辊79对成型出的微细的突起结构进行拉伸的同时,从模具76剥离,得到在基层11的表面12具有纤维层14的薄膜10。将薄膜10卷绕到卷绕辊82上。通过这样的工序,能够连续地以高生产率对形成有纤维13的薄膜10进行热成型。
通过调节剥离辊79与模具76的间隔距离79H、冷却辊78的温度,能够改变对成型出的微细的突起结构进行拉伸而形成的纤维13的直径、纤维层14的厚度。
另外,通过用夹持辊81施加压力,能够调节纤维层14的疏密、纤维13的倾斜角度、纤维层14的厚度。例如,若增加压力,则纤维层14变薄,前端侧的纤维13倾斜为大致平行,大致平行部16中的纤维13的密度上升。
对于在模具53、76的表面形成的微小的孔所占的面积比例而言,该面积比例几乎是在薄膜10的基层11的表面中与纤维13结合的部分的面积的比例,因此在模具53、76的表面形成的微小的孔所占的面积比例优选为5%~40%。在模具53、76的表面形成的微小的孔的直径优选为0.05μm~3μm,更优选为0.1μm~0.5μm。在模具53、76的表面形成的微小的孔的直径为0.05μm以上时,压入工序中容易将薄膜10’的一部分压入。另外,为0.1μm以上时,剥离工序中被拉伸的纤维13在基层表面变得不易倾倒,容易形成大致垂直部。另外,为0.5μm以下时,剥离工序中被拉伸的纤维13的前端部容易倾倒,大致平行部16中纤维13彼此容易交织。另外,为3μm以下时,剥离工序中被拉伸的纤维13容易因加压工序而变形。
在模具53、76的表面形成的微小的孔的深度优选为孔径的2.5倍以上。孔的深度为孔径的2.5倍以上时,通过压入工序,被压入的树脂与模具53、76的孔的侧面相接触的面积为孔部分的表面积的10倍以上,剥离工序中树脂容易被拉伸而优选。相对于孔径而言的孔的深度更优选为10倍以上。孔的深度相对于孔径而言的值没有特别的上限,但从形成孔的难易度考虑,优选为100倍左右。
对于像这样的在表面形成有多个微细的孔的模具53、76的制作方法而言,可举出对金属表面实施直接切削、激光加工、电子束加工的方法,对金属表面形成的镀膜实施直接切削、激光加工、电子束加工的方法,通过对这些金属表面、在金属表面形成的镀膜进行激光加工、电子束加工等制作与微细孔相反的凸形状后,通过电铸制作微细孔形状的方法。另外,可举出在基板上涂布抗蚀剂后,通过光刻法以规定的图案化形成抗蚀剂后,对基板进行蚀刻处理而形成形状,除去抗蚀剂后通过电铸按照其相反图案获得微细孔结构的方法,等等。
另外,通过对模具表面进行蚀刻,还能够制作表面具有微细孔结构的模具53、76。作为模具53、76的材料,只要是硅晶片、各种金属材料、玻璃、陶瓷、塑料、碳材料等具有强度和所需精度的加工性的材料即可,具体可以是Si、SiC、SiN、多晶Si、玻璃、Ni、Cr、Cu、Al、Fe、Ti、C以及包含它们中的1种以上的材料。另外,也可以利用强酸性液体对在表面具有以上述材料为主成分的非晶结构的模具的表面进行蚀刻而制作。
对于纤维13的形状而言,除模具53、76的表面的微细的孔的形状以外,还能够通过调节压入工序、冷却工序、剥离工序中的各工序的条件来控制。例如,若减小模具53、76的表面的微细的孔的形状的孔径,则纤维直径变小,通过改变冷却工序中的冷却温度、剥离工序中的拉伸速度从而能够改变纤维直径、纤维层14的厚度。
另外,加压工序中,所施加的压力可根据纤维13的形态而适当改变,通过压力,能够改变纤维层14的倾斜角度、疏密程度、厚度。
本发明中,在想要进一步增加与水的接触角、进一步提高拒液性的情况下,优选在如上操作所得的纤维13的表面被覆表面能低的官能团,尤其是氟基。
作为这样的被覆处理方法,只要不是利用被覆材料填充纤维13的结构的方法,则没有特别限定,例如可举出Langmuir Blodgett法(LB方法)、物理沉积法(PVD法)、化学沉积法(CVD法)、自组织化法、溅射法、涂布将单分子用溶剂稀释而得的涂布液的方法,等等。
需要说明的是,也能够在形成纤维13的薄膜1O’上,利用上述这样的材料实施任意厚度的拒液处理后,通过上述方法形成纤维13。
本发明的树脂结构体利用其表面特性能够合适地用于例如细胞培养片材、生物芯片等生物设备,光学膜、各向异性膜等光学设备,拒液片材、防污片材等建筑材料。
另外,本发明的树脂结构体不仅具有拒液性,而且由于在树脂结构体的基层附近包含空气层,因此也能够用于隔热片材等其他用途。
实施例
[测定方法]
[大致垂直部、大致平行部的判断]
通过以下步骤来判断实施例等中成型的薄膜10中,纤维13以大致垂直于基层11的表面12的状态延伸存在的大致垂直部15,以及以大致平行的状态延伸存在的大致平行部16的有无。
(1)从树脂结构体10的任意位置切出10mm×10mm的样品。从样品的4个切剖面中任意选择1个切剖面。对于所选择的切剖面,以纤维层14为上侧、基层11为下侧时所观察到的右端部分为观察对象。
(2)使用扫描型电子显微镜,获取(1)项的观察对象的截面观察照片。观察倍率为5000倍,观察对象范围为24.3um×18.2um,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为19.0nm×19.0nm。对所获得的照片进行裁切使其成为仅纤维层14的照片,沿与基层11的表面12平行的方向分割成3部分。在分割而成的部分中,对于离基层11最远的部分和最靠近基层11的部分的截面照片,分别通过二维傅立叶变换进行图像分析,获得功率谱图像。
(3)根据所获得的功率谱图像计算所有取向的平均亮度并进行绘制后,使用最小二乘法拟合为椭圆。
(4)以与基层11的表面12平行的方向为0度,根据经椭圆拟合而得的功率谱图像,针对与基层11的表面12所成的角度为0~180度的各角度绘制振幅的平均值,算出纤维13的椭圆拟合倾斜角度分布。
(5)在纤维13的椭圆拟合倾斜角度分布为0度以上且30度以下以及150度以上且180度以下的各平均振幅的平均值比大于30度且小于150度的平均振幅的平均值大的情况下,判定为该截面照片中的纤维13为大致平行的状态。纤维13的椭圆拟合倾斜角度分布为60度以上且120度以下的平均振幅的平均值比0以上且小于60度以及大于120度且180度以下的各平均振幅的平均值大的情况下,判断该截面照片中的纤维13为大致垂直的状态。
(6)对于与(1)项中选择的切剖面相对的切剖面,也以纤维层14为上侧、基层11为下侧时所观察到的右端部分作为观察对象,进行与(2)~(5)项相同的操作。进而,穿过10mm×10mm的样品的中心,与(1)项中所选择的切剖面平行地切断样品,以该切剖面的左右的中心部分为观察对象,进行与(2)~(5)项相同的操作。
(7)若3个观察对象中的任意的离基层11最远的3分之1的部分为纤维13大致平行的状态,则判定为纤维层14的离基层11最远的3分之1的部分为大致平行部。若3个观察对象中的任意的最靠近基层11的3分之1的部分为纤维13大致垂直的状态,则判定为纤维层14的最靠近基层11的3分之1的部分为大致垂直部。
将在基于二维傅立叶变换的图像解析中所用的截面照片示于图8的(a)中,通过图像解析而获取的功率谱示于图8的(b)中,纤维13的角度分布图示于图8的(c)中。图8为纤维13以大致平行于基层11的表面12的状态延伸存在的例子。
本实施例中,为了对基面位错图像进行傅立叶变换,使用了由上述参考文献1~3的作者开发的Fiber Orientation Analysis Ver.8.03。该傅立叶变换软件从图像数据中提取出各点的亮度信息,进行傅立叶变换处理,进行求出功率谱和平均振幅Aave.(θ)的处理。详细的步骤记载于上述参考文献1~3及参考URL1中。为了用该软件对图像进行傅立叶变换处理,预先对图像进行位映射以提取出亮度的数值信息。进而,为了进行高速傅立叶变换,预先进行调整以使图像的一边的像素数为4的整数倍。对图像的像素数为纵横比3以上的图像进行傅立叶变换处理的情况下,在待傅立叶变换处理的图像的纵横比变小的方向粘贴5张原始图像,作为1张图像进行傅立叶变换处理。
由于傅立叶变换处理是唯一确定的处理,因此只要能够进行同样的处理,也可以用其他软件。但是,用于取向性评价而开发的本软件的特征为能够求出Aave.(θ)。其他软件无法自动求出Aave.(θ)的情况下,必须使用将亮度映射到(x,y)坐标而得的功率谱进行同样的计算。
[从纤维层侧的表面观察到的纤维所占的面积的比例]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×10mm,利用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率10000倍通过二次电子图像观察表面。此时的图像尺寸为12.1um×9.1um。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为9.4nm×9.5nm。将观察照片黑白二值化,整体中所占的图像的亮的部分(以下,称为“白色部分”)的面积为从纤维层14侧的表面观察到的纤维13所占的面积的比例。二值化的阈值设为下述光量值:表示白色部分与暗的部分(以下,称为“黑色部分”)的两个光量的峰的中间的光量值,且为该光量值的前后的二值化中白色部分与黑色部分的比例的变化最小的光量值。
[基层的表面中的纤维所结合的部分的面积]
[方法(i)]对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×10mm,在距薄膜10的基层11为1μm以内的位置平行于薄膜10的基层11切断纤维层14,利用风从切断而得的截面除去切落的纤维13。利用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率10000倍通过二次电子图像观察表面12。此时的图像尺寸为12.1μm×9.1μm。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为9.4nm×9.5nm。对观察照片进行黑白二值化,整体中所占的图像的亮的部分(以下,称为“白色部分”)的面积作为基层11的表面12中纤维13所结合的部分的面积。二值化的阈值设为下述光量值:表示白色部分与暗的部分(以下,称为“黑色部分”)的两个光量的峰的中间的光量值,且为该光量值的前后的二值化中白色部分与黑色部分的比例的变化最小的光量值。
但是,在用上述方法(i)切断纤维层14时,在纤维13非常细、纤维13因切割刀片的刀尖而倾倒,难以从基层11切断纤维层14的情况下,通过以下的方法(ii)而求出。
[方法(ii)]在相对于薄膜10的表面垂直且正交的两个方向切断薄膜10,使用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率5000倍观察各截面。此时的图像尺寸为24.3μm×18.2μm。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为19.0nm×19.0nm。求出截面中存在的纤维13的根数和纤维13的平均截面宽度,根据其乘积求出各截面中基层11的每单位长度中的纤维13所结合的比例。进而求出各截面中的纤维13所结合的比例的乘积,将该值作为基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积的比例。
[纤维直径的测定]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×10mm,利用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率10000倍通过二次电子图像观察表面。此时的图像尺寸为12.1μm×9.1μm。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为9.4nm×9.5nm。从观察照片中选出任意的30根纤维13,从宽度大的纤维中除去5根,从宽度小的纤维中除去5根,取中间的20根纤维13的宽度的平均作为纤维直径。
[纤维根数的测定]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×10mm,利用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率10000倍通过二次电子图像观察表面。此时的图像尺寸为12.1μm×9.1μm。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为9.4nm×9.5nm。从该图像读取纤维13的根数。在纤维13的根数的测定时,在使用Snipping Tool(剪取工具)对纤维13进行标记的同时进行测定。将该方法中获得的纤维根数换算为10000μm2中的纤维根数。
另外,在纤维13交织、难以从表面的观察照片读取纤维13的根数的情况下,也可以用液态硅橡胶等获取薄膜10的表面的模,从该模的表面图像读取。从固化的液态硅橡胶剥离薄膜10时,液态硅橡胶的表面成为开有许多与纤维13的底面对应的孔的表面。获取该表面的扫描型电子显微镜照片,求出纤维13的根数。
[纤维层厚度的测定]
对实施例等中成型出的薄膜10沿垂直于薄膜10的表面的方向切断,使用扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)在倍率5000倍观察其截面。此时的图像尺寸为24.3μm×18.2μm。需要说明的是,像素数为1280像素×960像素,1像素的大小为19.0nm×19.0nm。对于截面的观察照片,针对从基层11的表面至最外表面的距离大的部位对10处进行测定,取这10处的距离的平均值作为纤维层14的厚度。
需要说明的是,当以垂直于表面的截面切断薄膜10时、从薄膜10的基层11的紧上方平行于基层11切断薄膜10时,除了单独切断薄膜10之外,还能够以不破坏纤维层14的结构的方式利用固化树脂、冰等将薄膜10连同纤维层14固定,然后进行切削、研磨等。在薄膜10的拒液性高而难以保持树脂、冰等的情况下,可在通过不破坏薄膜10的表面结构的范围的亲液处理(电晕放电处理、等离子处理)而进行亲水化后,用固化树脂、冰固定,切断。
[拒液性的测定]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×30mm,使用接触角计(协和界面科学(株)制,CA-D型),测定水滴的接触角。使用纯水作为测定液,将1.41μL的纯水滴至薄膜表面。关于测定,测定薄膜内的10处,将10处的平均值作为接触角。
[非附着性试验]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×30mm,以测定面朝上的方式固定在固定用夹具上。然后,以使固定用夹具倾斜45°的状态,滴下0.3ml酸奶(森永贝希达斯原味加糖型),测定从液滴滴下后至移动20mm的时间。另外,肉眼观察酸奶的附着残留。无附着残留评价为○,除此以外评价为×。
[耐久性试验]
对实施例等中成型出的薄膜10切出10mm×30mm作为样品,将样品固定于100mm×100mm的托盘上,向托盘内注入200ml纯水,浸渍24小时。24小时后取出样品,于常温干燥24小时,干燥后使用接触角计(协和界面科学(株)制,CA-D型),测定水滴的接触角。使用纯水作为测定液,将1.41μL纯水滴至样品表面。关于测定,测定样品内的10处,将10处的平均值作为耐久试验后的接触角,算出耐久试验前后的接触角的变化。另外,在液滴不附着于样品表面而无法测定接触角的情况下,评价耐久试验前后的接触角的变化的有无。
(实施例1)
(1)薄膜
使用包含以聚丙烯为主体的聚合物(熔点144℃、玻璃化转变温度-20℃)、厚度为100μm的薄膜。
(2)模具
在不锈钢板的表面被覆厚度为100μm左右的以Ni为主体的材料。然后,通过激光加工在模具表面的整体形成直径为0.3μm~0.6μm左右、深度为7μm~10μm左右的微细孔结构,制作模具。形成有微细孔的区域相对于形成有微细孔的表面而言为20%。
(3)成型装置及条件
关于装置,使用图5所示的成型装置50。加压单元54为用液压泵加压的装置,在其内部2片加压板57、58安装于上下且分别与加热装置、冷却装置连接。模具53设置于下侧的加压板57的上表面。另外,用于将贴附在模具53上的薄膜10”剥离的剥离单元55被设置于加压单元54内。
成型时的模具温度为160℃,作为加压力,设定为对整个表面施加10MPa的压力。加压时间为60秒。另外,剥离时的模具温度为50℃。剥离辊与薄膜的间隔距离为0.3mm。用夹持辊62对剥离的薄膜以0.6MPa加压后,输送至下游侧的卷绕单元61侧,进行卷绕。
(4)成型结果
图9为实施例1中成型出的薄膜10的纤维形成面的基于扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的表面照片,图10为实施例1中成型出的薄膜10的基于扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的截面照片。成型出的薄膜10由基层11、形成有多根纤维13的纤维层14构成。纤维层14由大致垂直部15和大致平行部16构成,大致垂直部15存在于靠近基层11的侧且包含大致垂直于基层11的表面12的纤维13,大致平行部16存在于远离基层11的侧且包含大致平行于基层11的表面12的纤维13,并且纤维以彼此交织的状态延伸存在。大致垂直部15中,纤维13相对较疏,大致平行部16中,纤维13相对较密。纤维直径为0.3μm,纤维层14的厚度为10.0μm。10000μm2中形成的纤维13的根数为16700根。基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积通过方法(ii)测得。所得纤维13的测量值示于表1中。
(5)拒液性·液滴移动性效果
向成型的薄膜10的纤维层14的表面滴下1.41μL的水,使用接触角计(协和界面科学(株)制,CA-D型)测定水滴的接触角。滴下水滴时,水滴在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。另外,在倾斜45°的薄膜10的表面滴下0.3ml酸奶,液滴滴下后至移动20mm的时间为0.2s,无附着残留。
(6)耐久性试验
将成型出的薄膜10在纯水中浸渍24小时,干燥后在纤维层14的表面滴下1.41μL的水,使用接触角计(协和界面科学社制,CA-D型)测定水滴的接触角。滴下水滴时,即使在耐久试验后水滴仍在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。
(实施例2)
(1)薄膜
使用与实施例1相同的薄膜。
(2)模具
使用与实施例1相同的模具。
(3)成型装置及条件
使用与实施例1相同的成型装置50,成型时的模具温度为150℃,除此以外,在与实施例1相同的条件下成型薄膜。
(4)成型结果
图11为实施例2中成型出的薄膜10的纤维形成面的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的表面照片,图12为实施例2中成型出的薄膜10的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的截面照片。成型出的薄膜10由基层11、形成有多根纤维13的纤维层14构成。纤维层14由大致垂直部15和大致平行部16构成,大致垂直部15存在于靠近基层11的侧且包含大致垂直于基层11的表面12的纤维13,大致平行部16存在于远离基层11的侧且包含大致平行于基层11的表面12的纤维13,并且纤维以彼此交织的状态延伸存在。大致垂直部15中,纤维13相对较疏,大致平行部16中,纤维13相对较密。纤维直径为0.6μm,纤维层的厚度为5.0μm。10000μm2中形成的纤维13的根数为10300根。基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积通过方法(i)测得。所得纤维13的测量值示于表1中。
(5)拒液性·液滴移动性效果
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,水滴在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。另外,在倾斜45°的薄膜10的表面滴下0.3ml酸奶,液滴滴下后至移动20mm的时间为0.4s,无附着残留。
(6)耐久性试验
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,即使在耐久试验后,水滴仍在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。
(实施例3)
(1)薄膜
使用与实施例1相同的薄膜。
(2)模具
使用与实施例1相同的模具。
(3)成型装置及条件
使用与实施例1相同的成型装置50,剥离时的模具温度为80℃,除此以外,在与实施例1相同的条件下成型薄膜。
(4)成型结果
图13为实施例3中成型出的薄膜10的纤维形成面的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的表面照片,图14为实施例3中成型出的薄膜10的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的截面照片。成型出的薄膜10由基层11、形成有多根纤维13的纤维层14构成。纤维层14由大致垂直部15和大致平行部16构成,大致垂直部15存在于靠近基层11的侧且包含大致垂直于基层表面的纤维13,大致平行部16存在于远离基层11的侧且包含大致平行于基层表面的纤维13,并且纤维以彼此交织的状态延伸存在。大致垂直部15中,纤维13相对较疏,大致平行部16中,纤维13相对较密。纤维直径为0.45μm,纤维层14的厚度为6.0μm。10000μm2中形成的纤维13的根数为12700根。基层11的表面12中的纤维13所结合的部分的面积通过方法(ii)测得。所得纤维13的测量值示于表1中。
(5)拒液性·液滴移动性效果
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,水滴在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。另外,在倾斜45°的薄膜10的表面滴下0.3ml酸奶,液滴滴下后至移动20mm的时间为0.3s,无附着残留。
(6)耐久性试验
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,即使在耐久试验后,水滴仍在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。
(比较例1)
(1)薄膜
使用包含以环烯烃作为主体的聚合物(玻璃化转变温度138℃)且厚度为100μm的薄膜。
(2)模具
在不锈钢板的表面被覆厚度为100μm左右的以Ni为主体的材料。然后,通过激光加工在模具表面的整体形成直径为0.5μm~1.0μm、深度为3μm~5μm左右的微细孔结构,制作模具。形成有微细孔的区域相对于表面而言为21%。
(3)成型装置及条件
关于装置,使用图5所示的成型装置50。加压单元54为用液压泵加压的装置,在其内部2片加压板57、58安装于上下且分别与加热装置、冷却装置连接。模具53设置于下侧的加压板57的上表面。另外,用于将贴附在模具53上的薄膜10”剥离的剥离单元55被设置于加压单元54内。成型时的模具温度为165℃,作为加压力,对整个表面施加5MPa的压力。加压时间为30秒。另外,剥离时的模具温度为80℃。剥离辊55A与模具53的间隔距离为0.3mm。将剥离的薄膜10送至下游侧的卷绕单元61侧,进行卷绕。
(4)成型结果
图15为比较例1中成型出的薄膜的成型面的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的表面照片,图16为比较例1中成型出的薄膜的扫描型电子显微镜((株)基恩士VE-7800)的截面照片。成型出的薄膜由基层和在基层的表面的整面上形成的多根纤维构成。纤维的平均直径为0.35μm,平均高度为1.2μm,纤维没有被拉伸。10000μm2中形成的纤维的根数为14300根。另外,对于沿垂直于基层的表面的方向切断薄膜而得的截面中的纤维的倾斜角度的范围而言,截面中的突起的70%以上相对于垂直于基层的表面的方向在20°~45°的范围内。纤维的拉伸方向是恒定的,无疏密部分,纤维不是由大致平行部和大致垂直部构成。基层的表面中的纤维所结合的部分的面积通过方法(ii)测得。所得纤维的测量值示于表1中。
(5)拒液性·液滴移动性效果
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,水滴在薄膜10的表面滚动,无法停留在一处,因此不能测定接触角。另外,在倾斜45°的薄膜10的表面滴下0.3ml酸奶时,液滴停止而不移动,附着于表面。
(6)耐久性试验
在与实施例1相同的条件下测定水滴的接触角。滴下水滴时,耐久试验后的接触角为125°,与耐久试验前相比,接触角降低。
[表1]
Figure BDA0002627392010000281
产业上的可利用性
本发明的树脂结构体适合使用于微流路、细胞培养片材、包装材料、防污或防水片材、记录材料、幕布(screen)、隔膜、离子交换膜、电池隔膜材料、显示器、光学材料等的表面需要拒液性的产品、部件。
附图标记说明
10:树脂结构体
11:基层
12:基层的表面
13:纤维
14:纤维层
15:大致垂直部
16:大致平行部
50:制造装置
51:退卷辊
52:退卷单元
53:模具
54:加压单元
55:剥离单元
55A:剥离辊
55B:剥离辅助辊
55H:剥离辊55A与模具53的间隔距离
56:卷绕辊
57、58:加压板
59、60:缓冲单元
61:卷绕单元
62:夹持辊
70:制造装置
71:纤维形成面
72:薄膜
73:退卷辊
74:层压装置
75:加热辊
76:模具
77:夹持辊
78:冷却辊
79:剥离辊
79H:剥离辊79与模具76的间隔距离
80:运送辊
81:夹持辊
82:卷绕辊

Claims (5)

1.树脂结构体,其是包含基层和由多根纤维构成的纤维层的树脂结构体,
所述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成,所述大致垂直部存在于靠近所述基层的侧,且所述大致垂直部中的所述纤维以大致垂直于所述基层的表面的状态延伸存在,所述大致平行部存在于远离所述基层的侧,且所述大致平行部中的所述纤维以大致平行于所述基层的表面的状态延伸存在,
所述大致垂直部相对于基层的表面以60°~120°的角度延伸存在,所述大致平行部相对于基层的表面以0°~30°以及150°~180°的角度延伸存在,
构成所述纤维层的所述纤维中的全部均结合于所述基层的表面而从基层的表面延伸存在。
2.根据权利要求1所述的树脂结构体,构成所述纤维层的纤维与所述基层的表面结合而从基层的表面延伸存在,所述基层的表面中的所述纤维所结合的部分的面积为所述基层的形成有所述纤维层的面的表面积的5~40%,
从所述纤维侧的表面观察所述树脂结构体时,所述纤维所占面积的比例为所述基层的表面积的80%以上。
3.树脂结构体的制造方法,其是制造树脂结构体的方法,所述制造方法包含以下工序:
在表面形成有多个微小的孔的模具的、形成有所述微小的孔的面上配置树脂组合物的工序,
对所述模具和所述树脂组合物在进行加热的同时进行挤压,将所述树脂组合物的一部分压入所述孔中的工序,
在所述树脂组合物的一部分存在于所述孔中的状态下,对所述树脂组合物进行冷却的工序,和
在对存在于所述孔中的所述树脂组合物进行拉伸的同时,将所述树脂组合物从所述模具剥离,形成所述树脂组合物被拉伸而成的多根纤维,从而形成由所述纤维所构成的纤维层和不含所述纤维的基层构成的树脂结构体的工序,
通过将上述各工序依次进行,从而形成所述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成的树脂结构体,所述大致垂直部存在于靠近所述基层的侧,且所述大致垂直部中的所述纤维以大致垂直于所述基层的表面的状态延伸存在,所述大致平行部存在于远离所述基层的侧,且所述大致平行部中的所述纤维以大致平行于所述基层的表面的状态延伸存在,
所述大致垂直部相对于基层的表面以60°~120°的角度延伸存在,所述大致平行部相对于基层的表面以0°~30°以及150°~180°的角度延伸存在。
4.树脂结构体的制造方法,其是制造树脂结构体的方法,所述制造方法包含以下工序:
在表面形成有多个微小的孔的模具的、形成有所述微小的孔的面上配置树脂组合物的工序,
对所述模具和所述树脂组合物在加热的同时进行挤压,将所述树脂组合物的一部分压入所述孔中的工序,
在所述树脂组合物的一部分存在于所述孔中的状态下,对所述树脂组合物进行冷却的工序,
在对存在于所述孔中的所述树脂组合物进行拉伸的同时,将所述树脂组合物从所述模具剥离,形成所述树脂组合物被拉伸而成的多根纤维,从而形成由所述纤维所构成的纤维层和不含所述纤维的基层构成的树脂结构体的工序,和
从大致垂直于所述纤维层的方向对所述树脂结构体施加压力,使得所述纤维层由大致垂直部和大致平行部构成的工序,所述大致垂直部存在于靠近所述基层的侧,且所述大致垂直部中的所述纤维以大致垂直于所述基层的表面的状态延伸存在,所述大致平行部存在于远离所述基层的侧,且所述大致平行部中的所述纤维以大致平行于所述基层的表面的状态延伸存在,
所述制造方法中,将上述各工序依次进行,
所述大致垂直部相对于基层的表面以60°~120°的角度延伸存在,所述大致平行部相对于基层的表面以0°~30°以及150°~180°的角度延伸存在。
5.根据权利要求3或4所述的树脂结构体的制造方法,其中,所述模具的微小的孔的孔深度相对于孔径而言为2.5倍以上,使将所述树脂组合物从所述模具剥离时的所述模具的温度为所述树脂组合物的玻璃化转变温度以上。
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