TW201446517A - 熱塑性薄膜之製造方法 - Google Patents
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Abstract
藉由對於至少形成有以具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1為主體的A層、與以具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具於加熱至Tm1以上且Tg2以上的溫度之狀態下並按壓於該積層構造體之A層側,能在A層以所期望的位置與密度分布予以配置而形成具有所期望的形狀之貫穿孔。
Description
本發明係關於一種具有貫穿孔的熱塑性薄膜之製造方法。利用本方法所得之具有貫穿孔的薄膜能作為具有過濾、細胞培養、細胞分離、氣體穿透、透濕等功能之以微米尺寸至奈米尺寸之微細貫穿孔為必要的構件使用。又,於如此之用途中,以謀求高性能化之目的下,特別適合使用於具有孔形狀或配置經高精密度控制之貫穿孔的熱塑性薄膜。
作為具有孔形狀或配置經高精密度控制之貫穿孔的熱塑性薄膜之製造方法,可舉出射出成形或對薄膜之電子射線加工、蝕刻、熱壓印等。射出成形,能藉由將熔融的樹脂填充於已形成突起的模具中而成形為具有貫穿孔的薄膜。又,電子射線加工,能藉由將電子束照射至薄膜表面,使其從表面向內部熔融而形成貫穿孔。又,蝕刻,能藉由對於薄膜表面已被遮罩所遮蔽的區域以外之開口部,使氣體或液體構成之蝕刻材料接觸,以化學或物理方式逐漸去除樹脂而形成貫穿孔。
又,於專利文獻1、專利文獻2中,有人揭示一種熱壓印技術,其係對熱塑性薄膜按壓經加熱之表面具有突起構造的模具而在薄膜形成貫穿孔。再者,作為
提高貫穿孔成形精密度的手段,於專利文獻3中,有人揭示一種方法,其係藉由將熔融的樹脂塗布於表面形成有突起之模具表面,之後,一面用加壓板加壓一面冷卻模具而製造具有貫穿孔的薄膜。
[專利文獻1]日本特開2010-154852號公報
[專利文獻2]日本特開2013-30605號公報
[專利文獻3]日本特開2011-230396號公報
於射出成形中,薄膜之薄型化或貫穿孔之微細化為困難。又,由於必須具有對模具填充與取出樹脂的步驟,對輥對輥(roll-to-roll)狀態之薄膜的處理為不可能,而有生產性低的問題。又,於電子射線加工中,由於需要極多的加工時間而有生產性低、難以適用於量產之問題。又,於蝕刻中,有難以於深度方向形成均一的孔徑之問題。再者,於專利文獻1或專利文獻2所揭示的壓印技術中,在開口部邊緣面形成毛邊少的貫穿孔為困難。其理由可舉出:樹脂變形會受黏彈性特性所支配,不適合開孔之塑性變形。於利用專利文獻3所揭示的熔融轉印技術進行的製造方法中,由於必須具有對模具塗布樹脂、及加熱冷卻模具、取出製品的步驟,對輥對輥狀態之薄膜的處理為不可能,而有生產性低的問題。
為了解決上述課題,本發明提供一種熱塑性薄膜之製造方法。
(1)一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔之凹部。
(2)一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔的凹部,更進一步於其後,將該A層與該B層剝離,獲得含有該A層之具有貫穿孔的熱塑性薄膜。
(3)如(1)或(2)記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熔點Tm1與該玻璃轉移溫度Tg2之差(Tm1-Tg2)為-30至60℃。
(4)如(3)記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熔點Tm1與該玻璃轉移溫度Tg2之差(Tm1-Tg2)為-10至0℃。
(5)如(1)至(4)中任一項記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熱塑性樹脂P1為聚乙烯或聚丙烯。
(6)如(1)至(5)中任一項記載之熱塑性薄膜之製造方
法,其中該熱塑性樹脂P2為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
(7)如(1)至(6)中任一項記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該貫穿孔之孔徑為1至100μm。
(8)如(1)至(7)中任一項記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該A層之厚度為5至50μm。
(9)如(1)至(8)中任一項記載之熱塑性薄膜之製造方法,其中該突起構造為連結錐狀與圓柱狀而成之構造。
若根據本發明,則藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱至Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,能在A層以所期望的位置與密度分布予以配置而形成具有所期望的形狀之貫穿孔。
10‧‧‧積層構造體
11‧‧‧A層
12‧‧‧B層
20‧‧‧模具
21‧‧‧突起構造
50‧‧‧積層構造體
50a‧‧‧A層
50b‧‧‧B層
51‧‧‧捲出輥
52‧‧‧捲出單元
53‧‧‧模具
54‧‧‧加壓單元
55‧‧‧剝離手段
56‧‧‧薄膜剝離裝置
57、58‧‧‧捲取輥
59‧‧‧加壓板
60、61‧‧‧緩衝手段
62‧‧‧捲取單元
70‧‧‧積層構造體
71‧‧‧A層
72‧‧‧B層
73、74‧‧‧捲出輥
75‧‧‧積層裝置
76‧‧‧加熱輥
77‧‧‧模具
78‧‧‧夾持輥
79‧‧‧冷卻輥
80‧‧‧剝離輥
81‧‧‧薄膜剝離裝置
82、83‧‧‧捲取輥
第1圖(a)~(d)係顯示本發明之具有貫穿孔的熱塑性薄膜之製造方法之實施形態一例的流程圖。
第2圖(a)~(e)係顯示本發明之具有貫穿孔的熱塑性薄膜之製造方法之實施形態一例的流程圖。
第3圖係顯示適用於本發明之製造方法之模具一例的斜視圖。
第4圖(a)、(b)係顯示適用於本發明之模具一例的剖面圖。
第5圖係顯示實現本發明之具有貫穿孔的薄膜之製造方法之裝置一例的剖面概念圖。
第6圖係顯示實現本發明之具有貫穿孔的薄膜之製造方法之裝置一例的剖面概念圖。
第7圖係由實施例1記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之表面照片。
第8圖係由實施例1記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之剖面照片。
第9圖係由實施例2記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之表面照片。
第10圖係由實施例2記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之剖面照片。
第11圖係由比較例1記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之表面照片。
第12圖係由比較例1記載之本發明之製造方法所製造的薄膜之利用掃描型電子顯微鏡所得之剖面照片。
本發明係關於一種具有貫穿孔之熱塑性薄膜之製造方法。
本發明之製造方法之一係一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按
壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔之凹部。
又,本發明之另一製造方法係一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔的凹部,更進一步於其後,將該A層與該B層剝離,獲得含有該A層之具有貫穿孔的熱塑性薄膜。
以下,針對本發明之實施形態,參照圖示加以說明。
第1圖、第2圖係顯示本發明之具有貫穿孔的熱塑性薄膜之製造方法之實施形態一例的流程圖。第3圖係顯示適用於本發明之製造方法之模具一例的斜視圖。
最初,如第1圖(a)所示,準備已積層A層11與B層12之積層構造體10、與在表面已配置獨立的突起構造於既定位置之模具20。A層11係含有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1,B層係含有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2。
於此,作為各層中所含之各熱塑性樹脂的比例,較佳為將層全體設為100質量%時,含有60質量%以上之該熱塑性樹脂。進一步而言,較佳為含有80質量%以上。又,於各層中,除了熱塑性樹脂P1或熱塑性樹脂
P2之外,亦可含有用以賦予成形性或脫模性之添加物或塗布成分。還有,雖然上限值並未被特別限制,但100質量%為實質之上限。
又,A層與B層之界面較佳為可剝離,A層與B層之界面,較佳為利用由塗布等所形成的黏著劑之作用而予以積層。又,本實施形態雖係說明A層與B層之2層積層構造,惟亦可在包夾B層而與A層為相反側上設置另一層。A層表面之塗布,若採用與A層相同構成之材料,由於成形後之平面性會變高,故較佳。
所謂積層構造體係指已積層2層以上之含有不同成分之層的構造體。還有,積層構造體可為利用輥對輥所搬送的連續體薄膜,亦可為單片體薄片。
所謂玻璃轉移溫度,係指利用依照JIS K 7244-4(1999)記載之方法,於測定試料動態振幅速度(驅動頻率)為1Hz、拉伸模式、夾頭間距離5mm、升溫速度2℃/分鐘下之溫度依存性(溫度分散)時,tanδ為極大時之溫度。
又,於此所謂熔點,係指利用DSC(微差掃描熱量分析)所得之升溫過程(升溫速度:20℃/分鐘)下之熔點Tm,其係與上述同樣地利用根據JIS K 7121(1999)之方法,以升溫速度:20℃/分鐘從25℃加熱直至300℃(1st RUN),在該狀態下保持5分鐘,接著以使其成為25℃以下的方式急冷,再以20℃/分鐘之升溫速度進行從室溫升溫直至300℃,而將所得之2nd RUN的結晶溶解波峰之波峰頂端溫度設為該樹脂之熔點。
本發明,係預先加熱表面具有突起構造21之模具20。加熱係以使模具成為Tm1以上且Tg2以上之溫度範圍的方式進行。亦可於使模具與積層構造體接觸之狀態下加熱。藉由預先接觸,能使積層構造體之平面性預先保持於良好之狀態。
還有,雖然模具加熱溫度之上限值並未被限定,但較佳為熱塑性樹脂P1之熱分解溫度以下且熱塑性樹脂P2之熱分解溫度以下。
接著,如第1圖(b)所示,以使突起構造面接觸於加熱狀態下之積層構造體10之A層11的表面的方式,加壓並按壓模具20。若突起構造21具有適當之高度,則藉由加壓,突起構造21將穿透A層11而穿刺達到B層12。然後,如第1圖(c)所示,將使模具20與積層構造體10成為無間隙地連接之狀態。
此時之必要的壓力與加壓時間係視薄膜之材質、轉印形狀、尤其是凹凸之縱橫比而定,大致上加壓壓力之較佳的範圍為1至100MPa,成形時間之較佳的範圍為0.01至60秒鐘。
加壓壓力之更佳的範圍為10至80MPa,進一步更佳的範圍為30至60MPa。又,成形時間之更佳的範圍為1至50秒鐘,進一步更佳的範圍為3至30秒鐘。
又,亦可藉位置控制而將模具20按壓於積層構造體10。亦即,亦可使模具20移動至預先所設定的位置而按壓於積層構造體10。所謂預先所設定的位置,係指含有模具之突起構造的平面能無間隙地合接至A層之
表面的位置。
還有,亦可於升壓後,在保持著模具位置的原樣下除壓,而保持模具20與積層構造體10之接觸狀態。
接著,如第1圖(c)所示,在保持著加壓之狀態或接觸之狀態的原樣下冷卻模具。冷卻較佳為進行至直到構成B層之熱塑性樹脂P2的玻璃轉移溫度Tg2以下。由於藉由冷卻直到Tg2以下,能抑制從積層構造體10剝離模具20後之樹脂變形,且能形成精確度高的貫穿孔,故較佳。
接著,如第1圖(d)所示,從模具20剝離積層構造體10。剝離係在相對於積層構造體表面的垂直方向,以使模具或積層構造體分開的方式使其移動。於積層構造體為連續體薄膜之情形下,較佳為設定成:朝相對於積層構造體表面的垂直方向連續施予張力,而以使線狀之剝離位置連續移動的方式予以剝離。亦可設定成:保持於該狀態,在即將使用具有貫穿孔的薄膜之前剝離B層。B層係具有作為覆膜之功能,若於即將使用之前剝離,則表面不易刮傷,又由於可於直到即將使用之前作為厚且剛性高的薄膜而操作,因而作業性良好,故較佳。
又,第2圖係追加上述剝離步驟者。因第2圖(a)至(d)係同於第1圖(a)至(d),故省略說明。第2圖(e),係從B層12剝離A層11。從抑制剝離痕跡之觀點,剝離較佳為設定成:朝相對於A層或B層之表面的垂直方向對A層或B層施予張力,而以使線狀之剝離位置連續移動的方
式予以剝離。
藉由實施利用第1圖或第2圖所說明的上述步驟,使A層11成為具有經高精密度控制形狀之貫穿孔的薄膜。因為依照上述之製造方法,A層於成型時為熔融狀態,故壓合突起構造時之A層會以接近黏性材料之行徑引起塑性變形,在開口部邊緣面形成毛邊少的貫穿孔。另外,更進一步壓入突起圖案(突起構造)時,因為B層會引起黏彈性變形,突起構造能平順地進入B層內部,故即使在A層與B層之界面也能形成毛邊少的乾淨邊緣面。
又,於本發明中,A層11中所含之熱塑性樹脂P1的熔點Tm1與B層中所含之熱塑性樹脂P2的玻璃轉移溫度Tg2之差Tm1-Tg2較佳為-30至60℃。低於-30℃時,由於B層之變形需要大的力量,故於貫穿孔形成時,有妨礙突起構造平順地進入B層之情形。若變得較60℃高,則有B層之彈性降低之情形,而有A層與B層之界面的平面性降低之情形。
於本發明中,Tm1-Tg2為5至60℃也為較佳的形態之一。亦即,作為A層11中所含之熱塑性樹脂P1的材質,其熔點Tm較佳為較B層中所含之熱塑性樹脂P2的玻璃轉移溫度Tg2更高5至60℃。更佳為20至50℃,進一步更佳為30至40℃。低於5℃時,由於B層之變形需要大的力量,故於貫穿孔形成時,有妨礙突起構造平順地進入B層之情形。若變得較60℃高,則有B層之彈性降低之情形,而有A層及B層之平面性降低之情形。
又,從在A層與B層之邊界面的A層開口部最
大限度地抑制毛邊且高精確度地成形之觀點,熔點Tm1與玻璃轉移溫度Tg2之差(Tm1-Tg2)較佳為-10至0℃。低於-10℃時,有開口之尺寸精確度降低之情形。若變得較0℃高,有在邊緣面之毛邊產生之情形。
亦即,在兼具A層與B層之界面的良好平面性、與開口部之毛邊經抑制的高精密度貫穿孔成形上,於成形時B層係一定範圍之硬度較佳。又,藉由成形時之模具溫度的B層中所含之樹脂的儲存彈性係數為0.005至0.5GPa,進一步更佳為0.01至0.1GPa之範圍,能更提高A層與B層之界面的平面性、與在貫穿孔成形時之開口部的毛邊的抑制。低於0.005GPa時,有A層與B層之界面的平面性降低且A層中未形成貫穿孔,或毛邊變得容易發生於貫穿孔的開口部之情形。另一方面,若超過0.5GPa,則有在B層變得難以變形,模具之突起構造無法***直到深部,既定的形狀精確度的貫穿孔成形變得困難之情形。
作為構成A層11之熱塑性樹脂的主要成分,具體而言較佳為聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等之聚烯烴系樹脂,因為為模具脫模性良好而被較佳使用。還有,所謂主要成分係指將構成A層之樹脂全體設為100質量%時,佔有50質量%以上之成分。還有,主要成分較佳為50質量%以上,更佳為80質量%以上。還有,雖然上限值並未被特別限定,但100質量%為實質之上限。
於本發明中,熱塑性樹脂P1較佳為聚乙烯或聚丙烯。由於藉由使用聚乙烯或聚丙烯,能在相較低的
溫度下形成貫穿孔,故容易提高生產性。
作為構成B層12之熱塑性樹脂的主要成分,具體而言較佳為,聚對苯二甲酸乙二酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系樹脂;聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等之聚烯烴系樹脂;聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚酯醯胺系樹脂、聚醚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、或聚氯乙烯系樹脂等係被較佳使用。特佳為聚甲基丙烯酸甲酯。還有,所謂主要成分係指將構成B層之樹脂全體設為100質量%時,佔有50質量%以上之成分。還有,主要成分較佳為50質量%以上,更佳為80質量%以上。
於本發明中,熱塑性樹脂P2較佳為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。特佳為聚甲基丙烯酸甲酯。藉由使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯,能精確度佳地成形連通至貫穿孔之凹部。
A層或B層可為上述樹脂單質構成之層,亦可為複數樹脂層構成之積層體。此情形,與單質之層比較起來,更能夠賦予脫模性或耐摩擦性等之表面特性等。如此,即使在作成複數樹脂層構成之積層體之情形,於A層及B層之各層中,亦只要主要的熱塑性樹脂成分符合上述要件即可。
又,作為A層及B層之製造方法,適合為藉由熔融擠出熱塑性樹脂而製膜。將脫膜層或黏著層等設置
於表層之情形,只要是利用共擠出而加工成薄膜狀之方法即可,惟亦可於製膜後藉由塗布而設置。又,亦可採用將表層原料擠出並積層於製膜成單膜的薄膜之方法。又,A層與B層之積層,除了利用輥夾壓而積層的方法之外,也能採用藉由加熱的輥等而熱積層的方法等。
還有,在適用於本發明之薄膜之中,能於聚合時或聚合後,添加各種添加劑。作為能添加摻合的添加劑之例子,例如,可舉出有機微粒、無機微粒、分散劑、染料、螢光增白劑、抗氧化劑、耐候劑、抗靜電劑、脫膜劑、增黏劑、塑化劑、pH調整劑及鹽等。尤其,較佳進行於聚合時少量添加長鏈羧酸、或長鏈羧酸鹽等之低表面張力的羧酸或其衍生物、及長鏈醇或其衍生物、修飾矽油等之低表面張力的醇化合物等作為脫膜劑。
又,作為於本發明所適用的A層之較佳的厚度(膜厚)較佳為5至50μm之範圍內,更佳為10至40μm,進一步更佳為10至30μm。低於5μm時,有操作困難之情形。又,在較50μm大之情形,有於貫穿孔形成時,模具之尖端溫度變得容易改變,且於貫穿時在邊緣面變得容易產生毛邊之情形。
又,貫穿孔之孔徑較佳為1至100μm。更佳為20至80μm,特佳為30至50μm。於此,所謂孔徑係在A層之B層側表面所形成的開口部之孔徑。若為圓則為直徑,非為圓之情形,則為在將開口部替換成等面積之圓時的直徑。孔徑低於1μm時,有精密度上為困難之情形;又,在較100μm大之情形,形成貫穿孔時需要大的加壓力
,而有使裝置大型化之情形。還有,在較100μm大之情形,大多係適用打穿等之機械性加工。
接著,針對模具形狀,利用第3圖、第4圖加以說明。第3圖係適用於本發明之模具一例的斜視圖,第4圖(a)、(b)係適用於本發明之模具一例的剖面圖。
在模具20之外表面,已配置突起構造21於既定位置。所謂突起構造係指在模具上所設置的凸部構造,突起構造亦可於模具上僅設置同一形狀,亦可設置複數之不同形狀。
突起構造之配置或密度較佳設為相同於作成製品規格所要求的貫穿孔之配置或密度。一般而言,為100nm至1mm之間距。還有,所謂間距係指突起構造之重複間隔。
模具之材質較佳為強度與導熱係數高的金屬,例如,較佳為鎳或鋼、不鏽鋼、銅等。又,為了使外表面之加工性提高,亦可使用已實施鍍敷者。
突起構造之高度或剖面形狀係根據所要求的貫穿孔之形狀或薄膜之厚度所決定。突起構造之高度,較佳為可穿出A層11厚度之長度。亦即,於成形時,在模具20緊貼於積層構造體10時,可穿出A層11之高度。
利用第4圖(a)、(b)說明具體之形狀例。於第4圖(a)中所示之突起構造係使圓錐與圓柱連結而成之突起構造。在第4圖(b)所示之突起構造僅為圓錐之突起構造。不論為其中任一種形狀,較佳為尖端係較平坦更尖。突起構造特佳為錐狀與圓柱狀之連結構造。其原因為
,藉由尖端為錐狀,可於成形開始時提高對積層構造體所施加的壓力以使變得容易變形。又,藉由從中途起變成圓柱狀,能形成尺寸精密度高、孔徑一定之貫穿孔。還有,除了上述所舉出的形狀之外,亦可為組合角錐型與四角柱而成之構成等。
表面具有突起構造的各模具之作成方法,可舉出在金屬表面實施直接切削或雷射加工或電子射線加工之方法、對金屬表面所形成的鍍敷皮膜實施直接切削或雷射加工或電子射線加工之方法、實施電鑄造於該等之方法等。又,可舉出將電阻塗布於基板上後,藉由光刻手法而以既定之圖案而形成光阻後,蝕刻處理基板而形成凹部,於光阻去除後,利用電鑄造而獲得其反轉圖案之方法等。藉由採用各向異性蝕刻,能獲得錐狀之圖案。除了金屬板之外,也能採用矽基板等作為基板。
所謂貫穿孔,係指從層之一側面穿出至另一側的空間。又,所謂連通至貫穿孔之凹部,係指藉由突起構造而連結於A層中所形成的貫穿孔之B層的凹部。
本發明之具有貫穿孔的薄膜係藉由透過第5圖、第6圖所示之裝置的製程而能製造。第5圖、第6圖係顯示製造裝置的剖面概略圖,其係用以藉由在A層與B層之積層所構成之薄膜狀積層構造體之A層形成貫穿孔,再進一步將A層與B層剝離而製造A層所構成之具有貫穿孔的薄膜。
顯示於第5圖之例子,係將從捲出輥51抽出已預先積層A層構成之薄膜與B層構成之薄膜而成的積層
構造體50之捲出單元52、與表面形成有突起構造且被加熱的模具53,按壓在間斷傳送來的積層構造體50而加壓,之後,藉由在保持著接觸狀態的原樣下冷卻,而在積層構造體50之A層50a形成既定之貫穿孔。同時,也在B層形成藉由突起構造而連通至貫穿孔之凹部。
經由:形成既定貫穿孔的加壓轉印步驟用之加壓單元54、從模具53剝離在加壓轉印步驟已貼附於模具53的積層構造體50之剝離手段55、與將A層50a構成之薄膜與B層50b構成之薄膜剝離之薄膜剝離裝置56,而使各薄膜被捲取至各捲取輥57、58。剝離手段55係由將積層構造體50以呈S字狀環抱的方式把持的一對平行配置輥所構成。在加壓單元54內藉由模具53使間斷所傳送來的積層構造體50之一面進行熱成形,於熱成形後,藉由使上述剝離手段55向上游側移動,使貼附於模具53之積層構造體50從模具53依序被剝離。
於第5圖中,59係表示加壓板、60、61係表示用以使在積層構造體50之模具53部分之間斷搬送得以順利進行所設置的緩衝手段。經過如此之程序,能以高生產性間斷式地進行對A層的貫穿孔形成與對B層的凹部形成(熱成形)。
顯示於第6圖之例子,係從各捲出輥73、74抽出構成A層71與B層72之薄膜,並藉由積層裝置75而形成積層構造體70。之後,積層構造體70係藉由加熱輥76而被供給至已加熱的表面形成有突起構造之環狀皮帶的模具77上。
模具77之外表面形成有突起構造,於即將與積層構造體70接觸之前,藉由加熱輥76而予以加熱。被連續供給的積層構造體70係藉由夾持輥78而被按壓在模具77之加工有突起構造之表面,使貫穿孔形成於積層構造體之A層71中。同時,B層72中形成有連通至貫穿孔之凹部。
之後,積層構造體70係在與模具77之表面緊貼的狀態下被搬送至冷卻輥79之外表面位置。積層構造體70係藉由冷卻輥79而利用隔著模具77熱傳導而予以冷卻後,藉由剝離輥80而從模具77予以剝離,並經由剝離成A層構成之薄膜與B層構成之薄膜的薄膜剝離裝置81,使各薄膜被捲取輥82、83捲取。經過如此之程序,能以高生產性使形成有貫穿孔之A層構成的薄膜連續式地進行熱成形。
以上之熱塑性樹脂薄膜之製造方法,能自由設計微米尺寸至奈米尺寸之微細孔徑的形狀,更進一步能廉價且生產性佳地製造熱塑性樹脂薄膜。由於藉由本發明之製造方法所得之熱塑性樹脂薄膜係均一地形成微米尺寸至奈米尺寸之微細孔徑,因此適用於需要通孔的過濾、細胞培養、細胞分離、透氣、透濕等。
(1)積層構造
使用A層中含有以聚丙烯作為主體之聚合物(熔點為
144℃)的厚度30μm之薄膜、B層中含有以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為主體之聚合物(玻璃轉移溫度為105℃)的厚度175μm之薄膜。還有,於A層之一側表層係具有以低密度聚乙烯作為主體的厚度6μm之黏著層。以使A層之黏著層貼合於B層表面的方式積層而構成積層構造體。
(2)模具
使用整面配置有三角錐突起構造之模具。三角錐係底面之一邊為230μm的正三角形、高度為70μm,整面無間隙地被配置。經突起構造所加工的區域為200mm(薄膜寬度方向)×400mm(薄膜搬送方向)的區域。模具之材質係對於以厚度20mm之銅作為母材而在表面實施鍍鎳膜者,藉機械加工而在鍍敷膜形成三角錐圖案。
(3)成形裝置及條件
裝置係採用如第5圖所示之裝置。加壓單元係利用油壓泵加壓的機構,於內部裝設有上下2片之加壓板,分別連結至加熱裝置、冷卻裝置。模具係設置於下側之加壓板的上面上。又,用以剝離已貼附於模具之薄膜的剝離手段係設置於加壓單元內。
成形時之模具溫度係設為150℃,加壓力係以在整面施加5MPa之壓力的方式進行。加壓時間係30秒鐘。又,剝離時之模具溫度為80℃。藉由從模具剝離薄膜,獲得具有A層與B層之熱塑性薄膜,其係在A層具有貫穿孔、在B層具有連通至該貫穿孔之凹部的熱塑性薄膜。
將如此之熱塑性薄膜(從模具剝離的薄膜)接著連續送出至下游側之捲取裝置側,將A層與B層剝離,
並各自捲取。藉此,獲得含有具有貫穿孔之A層的熱塑性薄膜。
(4)成形結果
將成形的薄膜(A層)利用掃描型電子顯微鏡(Keyence(股)VE-7800)所拍攝之照片顯示於第7圖、第8圖。第7圖係從模具接觸面觀察A層之照片,第8圖係觀察A層剖面之照片。按照設計,均一地形成具有一邊為45μm之三角形開口部的貫穿孔。若將開口部之三角形形狀替換成等面積之圓,則孔徑相當於形成33μm。又,在B層構成之薄膜係均一地形成有連通至對應於三角錐突起形狀之貫穿孔的凹部。
(1)積層構造
使用A層中含有以聚丙烯作為主體之聚合物(熔點為144℃)的厚度30μm之薄膜、B層中含有以聚碳酸酯(PC)作為主體之聚合物(玻璃轉移溫度為146℃)的厚度180μm之薄膜。還有,於A層之一側表層係具有以低密度聚乙烯作為主體的厚度6μm之黏著層。以使A層之黏著層貼合於B層表面的方式積層而構成積層構造體。
(2)模具
使用整面配置有三角錐突起構造之模具。三角錐係底面之一邊為230μm的正三角形、高度為70μm,整面無間隙地被配置。經突起構造所加工的區域為200mm(薄膜寬度方向)×400mm(薄膜搬送方向)的區域。模具之材質係對於以厚度20mm之銅作為母材而在表面實施鍍鎳膜者
,藉機械加工而在鍍敷膜形成三角錐圖案。
(3)成形裝置及條件
裝置係採用如第5圖所示之裝置。加壓單元係利用油壓泵加壓的機構,於內部裝設有上下2片之加壓板,分別連結至加熱裝置、冷卻裝置。模具係設置於下側之加壓板的上面上。又,用以剝離已貼附於模具之薄膜的剝離手段係設置於加壓單元內。
成形時之模具溫度係設為160℃,加壓力係以在整面施加5MPa之壓力的方式進行。加壓時間係30秒鐘。又,剝離時之模具溫度為80℃。藉由從模具剝離薄膜,獲得具有A層與B層之熱塑性薄膜,其係在A層具有貫穿孔、在B層具有連通至該貫穿孔之凹部的熱塑性薄膜。
將如此之熱塑性薄膜(從模具剝離的薄膜)接著連續送出至下游側之捲取裝置側,將A層與B層剝離,並各自捲取。藉此,獲得含有具有貫穿孔之A層的熱塑性薄膜。
(4)成形結果
將成形的薄膜(A層)利用掃描型電子顯微鏡(Keyence(股)VE-7800)所拍攝之照片顯示於第9圖、第10圖。第9圖係從模具接觸面觀察A層之照片,第10圖係觀察A層剖面之照片。按照設計,均一地形成具有一邊為45μm之三角形開口部的貫穿孔。若將開口部之三角形形狀替換成等面積之圓,則孔徑相當於形成33μm。又,由第10圖可得知,在第10圖之A層的下側表面(於剝離前與B層接觸之面)之平面性高,可獲得毛邊少的貫穿孔薄膜。
又,在B層構成之薄膜係均一地形成有連通至對應於三角錐突起形狀之貫穿孔的凹部。
(1)積層構造
使用A層中含有以聚丙烯作為主體之聚合物(熔點為144℃)的厚度30μm之薄膜、B層中含有以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為主體之聚合物(玻璃轉移溫度為105℃)的厚度175μm之薄膜。還有,於A層之一側表層係具有以低密度聚乙烯作為主體的厚度6μm之黏著層。以使A層之黏著層貼合於B層表面的方式來積層而構成積層構造體。
(2)模具
使用整面配置有三角錐突起構造之模具。三角錐係底面之一邊為230μm的正三角形、高度為70μm,整面無間隙地被配置。經突起構造所加工的區域為200mm(薄膜寬度方向)×400mm(薄膜搬送方向)的區域。模具之材質係對於以厚度20mm之銅作為母材而在表面實施鍍鎳膜者,藉機械加工而在鍍敷膜形成三角錐圖案。
(3)成形裝置及條件
裝置係採用如第5圖所示之裝置。加壓單元係利用油壓泵加壓的機構,於內部裝設有上下2片之加壓板,分別連結至加熱裝置、冷卻裝置。模具係設置於下側之加壓板的上面上。又,用以剝離已貼附於模具之薄膜的剝離手段係設置於加壓單元內。
成形時之模具溫度係設為130℃,加壓力係以在整面施加5MPa之壓力的方式進行。加壓時間係30秒鐘
。又,剝離時之模具溫度為80℃。將剝離後之薄膜送出至下游側之捲取裝置側,將A層與B層剝離,並各自捲取。
(4)成形結果
將成形的薄膜(A層)利用掃描型電子顯微鏡(Keyence(股)VE-7800)所拍攝之照片顯示於第11圖、第12圖。第11圖係從模具接觸面觀察A層之照片、第12圖係觀察A層剖面之照片。A層中未獲得貫穿孔。又,由第12圖可得知,在第12圖之A層的下側表面(於剝離前與B層接觸之面)之平面性不良。
10‧‧‧積層構造體
11‧‧‧A層
12‧‧‧B層
20‧‧‧模具
21‧‧‧突起構造
Claims (9)
- 一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔之凹部。
- 一種熱塑性薄膜之製造方法,其特徵係藉由對於至少積層含有具有熔點Tm1之熱塑性樹脂P1的A層、與含有具有玻璃轉移溫度Tg2之熱塑性樹脂P2的B層之積層構造體,將表面具有突起構造之模具加熱直到Tm1以上且Tg2以上之溫度並按壓於該積層構造體之A層側,而在A層形成貫穿孔且在B層形成連通至該貫穿孔的凹部,更進一步於其後,將該A層與該B層剝離,獲得含有該A層之具有貫穿孔的熱塑性薄膜。
- 如請求項1或2之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熔點Tm1與該玻璃轉移溫度Tg2之差(Tm1-Tg2)為-30至60℃。
- 如請求項3之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熔點Tm1與該玻璃轉移溫度Tg2之差(Tm1-Tg2)為-10至0℃。
- 如請求項1至4中任一項之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熱塑性樹脂P1為聚乙烯或聚丙烯。
- 如請求項1至5中任一項之熱塑性薄膜之製造方法,其中該熱塑性樹脂P2為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
- 如請求項1至6中任一項之熱塑性薄膜之製造方法,其中該貫穿孔之孔徑為1至100μm。
- 如請求項1至7中任一項之熱塑性薄膜之製造方法,其中該A層之厚度為5至50μm。
- 如請求項1至8中任一項之熱塑性薄膜之製造方法,其中該突起構造為連結錐狀與圓柱狀而成之構造。
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