山之内 淳一 (〒38 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富士フイルム株式会社内 Kanagawa, 2588538, JP)
NORO, Masaki (210 Nakanuma, Minami-ashigara-sh, Kanagawa 93, 2500193, JP)
野呂 正樹 (〒93 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士フイルム株式会社内 Kanagawa, 2500193, JP)
YAMAZAKI, Hidekazu (210 Nakanuma, Minami-ashigara-sh, Kanagawa 93, 2500193, JP)
山崎 英数 (〒93 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士フイルム株式会社内 Kanagawa, 2500193, JP)
富士フイルム株式会社 (〒20 東京都港区西麻布2丁目26番30号 Tokyo, 1068620, JP)
YAMANOUCHI, Junichi (798 Miyanodai, Kaisei-machi, Ashigarakami-gu, Kanagawa 38, 2588538, JP)
山之内 淳一 (〒38 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富士フイルム株式会社内 Kanagawa, 2588538, JP)
NORO, Masaki (210 Nakanuma, Minami-ashigara-sh, Kanagawa 93, 2500193, JP)
野呂 正樹 (〒93 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士フイルム株式会社内 Kanagawa, 2500193, JP)
YAMAZAKI, Hidekazu (210 Nakanuma, Minami-ashigara-sh, Kanagawa 93, 2500193, JP)
| 微細空孔構造を有し、 前記微細空孔構造が、有機溶媒とポリマーとを含む塗布液、及び、フッ素原子を含み前記塗布液の表面張力を低下させる界面活性剤により得られたフィルム。 |
| 前記界面活性剤が、フルオロ脂肪族基含有モノマーの重合単位を含むフッ素原子含有ポリマーである請求の範囲第1項記載のフィルム。 |
| 前記フルオロ脂肪族基含有モノマーが、下記の一般式(1)で表される請求の範囲第2項記載のフィルム。 |
| 前記界面活性剤の添加量が、総量に対して、0.01~10質量%である請求の範囲第1項記載のフィルム。 |
| 前記フッ素原子含有ポリマーの質量平均分子量が、2,000~100,000である請求の範囲第2項項記載のフィルム。 |
| 前記ポリマーが、疎水性ポリマー及び両親媒性ポリマーから選択される少なくとも1種である請求の範囲第1項記載のフィルム。 |
| 前記疎水性ポリマーが、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、環状ポリオレフィンの少なくともいずれかひとつである請求の範囲第6項記載のフィルム。 |
| 前記塗布液が多官能モノマーを含む請求の範囲第1項記載のフィルム。 |
| 前記微細空孔構造が、自己組織化により作製したハニカム状多孔質構造である請求の範囲第1項記載のフィルム。 |
| 孔が複数形成されたフィルムの製造方法において、 有機溶媒とポリマーとを含む塗布液をつくる塗布液調製ステップと、 フッ素原子を含み前記塗布液の表面張力を低下させる界面活性剤を、前記塗布液に添加する添加ステップと、 前記塗布液を支持体上に塗布して塗布膜を形成する塗布ステップと、 前記塗布膜中に液滴を形成して前記有機溶媒と前記液滴とを蒸発させることにより、前記塗布膜中に空孔を形成して前記フィルムとする孔形成ステップと、 を有するフィルムの製造方法。 |
| 前記界面活性剤を添加した前記塗布液の表面張力が25mN/m以下である請求の範囲第10項記載のフィルムの製造方法。 |
| 前記孔形成ステップでは、前記塗布膜の表面温度をTL(℃)、露点をTD1(℃)とするときに、前記塗布膜が形成された前記支持体を、0℃≦(TD1-TL)℃である結露ゾーンを通過させて前記液滴を形成する請求の範囲第10項記載のフィルムの製造方法。 |
| 前記結露ゾーンでは、送風速度と前記塗布膜の相対速度が、0.02m/s以上2m/s以下である風を流し、前記風中の水分を結露させて前記液滴を形成する請求の範囲第12項記載のフィルムの製造方法。 |
| 前記孔形成ステップでは、前記液滴が形成された前記塗布膜を備える前記支持体を、露点をTD2(℃)とするときに(TL-TD2)℃≧1℃である乾燥ゾーンを通過させる請求の範囲第12項記載のフィルムの製造方法。 |
本発明は、自己組織化を利用したハニカ 状多孔質のフィルム及びその製造方法に関 る。
近年、光学材料や電子材料の分野では、 積度の向上や情報量の高密度化、画像情報 高精細化といった要求が強くなりつつある また、再生医療分野の研究においては、表 に微細な空孔構造を有する膜が、細胞培養 る足場となる基材として有効である(例えば 、特許文献1参照)。そのため、それら分野に いられるフィルムにも微細な構造の形成(微 細パターニング)が強く求められている。微 パターニングを行う方法としては、マスク 用いた蒸着法、光化学反応ならびに重合反 を用いた光リソグラフィー技術、レーザー ブレーション技術などの種々の方法が実用 されている。
また、特殊な構造を有するポリマーの希 溶液を高湿度下でキャストすることで、ミ ロンスケールのハニカム構造を有する微細 孔フィルムが得られることが知られている( 例えば、特許文献2参照)。このフィルムは、 方向に複数の微細な孔が形成されたいわゆ 微細空孔フィルムである。さらに、このハ カム構造を有するフィルムに機能性微粒子 含有させたものは、光学及び電子材料とし 用いられている。例えば、フィルム中に発 材料体を含有させることで、このフィルム 表示デバイスとして用いられる(例えば、特 許文献3参照)。
さらに、偏光板にも微細空孔が形成されて
るフィルムが用いられている。このような
ィルムとしては、例えば、モスアイ構造を
する反射防止機能を発現するフィルムがあ
。このフィルムは、サブμm~数十μmサイズの
規則正しい微細パターンが形成されている。
その形成方法の中でも主流であるのは、光リ
ソグラフィーを中心としたマイクロ加工技術
を用いた版を作成し、その版の構造をフィル
ムに転写するトップダウン方式と呼ばれる方
法である(例えば、特許文献4参照)。
しかし、特許文献1~3に提案される製造方 は、シンプルであり、大面積化も原理的に 可能であるものの、実際には、高速製造あ いは大面積化を図った場合に面内のばらつ 、すなわち表面が不均一となることが多い いう問題があった。また、特許文献4に記載 される方法では、版の作製のために複雑でい くつもの工程を必要とし、高いコストが必要 とされる。また、大きな面積の版を製造する ことが困難であるという問題も生じている。
また、上記のような微細空孔フィルムを 学・電子分野や再生医療分野等に用いる場 には、製造時あるいは製造後にごみや微小 子のフィルムへの付着は極めて好ましくな ことであり、ごみや微小粒子の付着を防止 る技術も求められている。
そこで、本発明は、従来における前記諸 題を解決し、以下の目的を達成することを 題とする。即ち、本発明の目的は、ゴミ等 付着が少なく微細空孔構造が均一であるフ ルム、及びこのフィルムを大面積で高速か 安価で連続的もしくは断続的に製造する方 を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のフ ルムは、微細空孔構造を有し、この微細空 構造が、有機溶媒とポリマーとを含む塗布 、及び、フッ素原子を含み前記塗布液の表 張力を低下させる界面活性剤により得られ ことを特徴として構成されている。
界面活性剤が、フルオロ脂肪族基含有モ マーの重合単位を含むフッ素原子含有ポリ ーであることが好ましく、フルオロ脂肪族 含有モノマーが、下記の一般式(1)で表され ことが好ましい。
一般式(1)中、R 1 は水素原子、ハロゲン原子、又はメチル基を 表す。L 1 は2価の連結基を表し、mは1以上12以下の整数 表す。X 1 はフッ素原子又は水素原子を表す。
前記界面活性剤の添加量が、総量に対し 、0.01~10質量%であることが好ましく、前記 ッ素原子含有ポリマーの質量平均分子量が 2,000~100,000である事が好ましい。また、前記 リマーが、疎水性ポリマー及び両親媒性ポ マーから選択される少なくとも1種であるこ とが好ましく、疎水性ポリマーが、セルロー ストリアセテート、セルロースアセテートプ ロピオネート、環状ポリオレフィンの少なく ともいずれかひとつであることが好ましい。
塗布液が多官能モノマーを含むことが好 しく、微細空孔構造が、自己組織化により 製したハニカム状多孔質構造であることが ましい。
さらに本発明は、孔が複数形成されたフ ルムの製造方法において、有機溶媒とポリ ーとを含む塗布液をつくる塗布液調製ステ プと、フッ素原子を含み前記塗布液の表面 力を低下させる界面活性剤を、前記塗布液 添加する添加ステップと、前記塗布液を支 体上に塗布して塗布膜を形成する塗布ステ プと、前記塗布膜中に液滴を形成して前記 機溶媒と前記液滴とを蒸発させることによ 、前記塗布膜中に空孔を形成して前記フィ ムとする孔形成ステップとを有することを 徴として構成されている。
前記界面活性剤を添加した前記塗布液の 面張力が25mN/m以下であることが好ましく、 記孔形成ステップでは、前記塗布膜の表面 度をTL(℃)、露点をTD1(℃)とするときに、前 塗布膜が形成された前記支持体を、0℃≦(TD 1-TL)℃である結露ゾーンを通過させて前記液 を形成することが好ましい。
前記結露ゾーンでは、送風速度と前記膜 相対速度が、0.02m/s以上2m/s以下である流し 前記風中の水分を結露させて前記液滴を形 することが好ましい。前記孔形成ステップ は、前記液滴が形成された前記塗布膜を備 る前記支持体を、露点をTD2(℃)とするときに (TL-TD2)℃≧1℃である乾燥ゾーンを通過させる ことが好ましい。
本発明によると、ゴミ等の付着が少なく 内の微細構造が均一な微細空孔構造のフィ ムを、大面積で高速かつ安価で連続的もし は断続的に製造することができる。
10 キャスト工程
11 結露乾燥工程
12 フィルム
(フィルム)
本発明のフィルムは、微細空孔構造を有し
該微細空孔構造が、有機溶媒とポリマーと
含む塗布液、及び、フッ素原子を含み前記
布液の表面張力を低下させる界面活性剤(以
下、単に「界面活性剤」ともいう。)より得
れる。なお、さらに、支持体その他が必要
応じて組み合われた構成であってもよい。
記微細空孔構造は、自己組織化により形成
れたハニカム構造もしくはモスアイ構造で
ることが好ましい。
<界面活性剤>
界面活性剤としては、塗布液の表面張力を
下させることができれば特に制限はないが
例えば、フルオロ脂肪族基含有モノマーの
合単位を含むフッ素原子含有ポリマーであ
ことが好ましい。ここで、前記界面活性剤
フッ素原子を含むことは、例えば、原子吸
分析法やICP発光分光分析法などの元素分析
することにより確認することができる。
フルオロ脂肪族基含有モノマーとしては 特に制限はないが、例えば、下記の一般式( 1)で表されるモノマーが好ましい。
一般式(1)中、R 1 は水素原子、ハロゲン原子、又はメチル基を 表し、水素原子又はメチル基が好ましい。L 1 は2価の連結基を表す。mは1以上12以下の整数 表し、2~10が好ましく、4~8がより好ましく、 4又は6が最も好ましい。X 1 はフッ素原子又は水素原子を表す。
前記L 1
の2価の連結基としては、特に制限はないが
下記一般式(2)で表される構造であることが
り好ましい。
(a1)-X 10
-R 20
-(b1) ・・・一般式(2)
前記一般式(2)中、(a1)は二重結合側に結合す
る位置、(b1)はフルオロ脂肪族基側に結合す
位置を各々示す。
一般式(2)において、X 10
は単結合、又は(a2)-COO-(b2)、(a2)-COS-(b2)、(a2)-OC
O-(b2)、(a2)-CON(R 21
)-(b2)、(a2)-O-(b2)のいずれかで示される2価の連
結基を表す。
ここで、前記(a2)は二重結合側に結合する位
置、前記(b2)はR 20
に結合する位置を各々示す。これらの中でも
(a2)-COO-(b2)、(a2)-COS-(b2)、又は(a2)-CON(R 21
)-(b2)が好ましく、(a2)-COO-(b2)、または(a2)-CON(R 21
)-(b2)がより好ましく、(a2)-COO-(b2)が特に好ま
い。
一般式(2)において、R 20 は、置換基を有していてもよいポリメチレン 基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリ チレン基、プロピレン基等)、置換基を有し いてもよいフェニレン基(例えば、o-フェニ ン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基等) 及びそれらの任意の組み合わせにより形成 きる基を表す。これらの中でも、ポリメチ ン基がより好ましく、該ポリメチレン基の でもメチレン基、エチレン基、トリメチレ 基、テトラメチレン基が好ましく、メチレ 基及びエチレン基がより好ましい。
R 21 は、水素原子又は炭素数1~8の置換基を有して もよいアルキル基、あるいは炭素数6~20の置 基を有してもよいアリール基を表し、水素 子又は炭素数1~6のアルキル基がより好まし 、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基が特 好ましい。
前記一般式(1)で表されるモノマーの具体例 しては、以下に示す化合物が挙げられるが これらに限定されるものではない。化3にお いてR 1 とmとの組み合わせはF-1~F-8に示し、化4におい てR 1 とR 3 とpとmとの組み合わせはF-9~F-18に示し、化5に いてR 1 とpとmとの組み合わせはF-19~F-27に示し、化7に おいてR 2 とnとの組み合わせはF-33~F-44に示し、化8にお てR 2 とR 3 とqとnとの組み合わせはF-45~F-50に示し、化9に おいてR 2 とqとnとの組み合わせはF-51~F-56に示す。
前記一般式(1)で表されるモノマーが有し いてもよい置換基としては、例えば、水酸 、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カ ボキシル基、スルホ基、炭素原子数1~8の鎖 又は環状のアルキル基、炭素原子数1~8のア ケニル基、炭素原子数2~8のアルキニル基、 素原子数7~12のアラルキル基、炭素原子数6~1 0のアリール基、炭素原子数1~10のアシル基、 素原子数2~10のアルコキシカルボニル基、炭 素原子数7~12のアリーロキシカルボニル基、 素原子数1~10のカルバモイル基、炭素原子数1 ~8のアルコキシ基、炭素原子数6~12のアリーロ キシ基、炭素原子数2~12のアシルオキシ基、 素原子数1~12のスルホニルオキシ基、炭素原 数0~10のアミノ基、炭素原子数1~10のアシル ミノ基、炭素原子数1~8のスルホニルアミノ 、炭素原子数1~10のウレイド基、炭素原子数2 ~10のウレタン基、炭素原子数1~12のアルキル オ基、炭素原子数6~12のアリールチオ基、炭 原子数1~8のアルキルスルホニル基、炭素原 数7~12のアリールスルホニル基、炭素原子数 0~8のスルファモイル基、複素環基などが挙げ られる。
本発明に用いるフッ素原子含有ポリマー 、前記一般式(1)で表されるフルオロ脂肪族 含有モノマー以外に、共重合可能な他のモ マーを一種以上重合単位として含む共重合 であってもよい。このような共重合可能な のモノマーとしては、PolymerHandbook 2nd ed.,J. Brandrup,Wiley lnterscience(1975)Chapter 2Page 1~483記 のものを用いることができる。例えば、ア リル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ 類、メタクリル酸エステル類、アクリルア ド類、メタクリルアミド類、アリル化合物 ビニルエーテル類、ビニルエステル類等か 選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する 合物などを挙げることができる。
前記共重合可能な他のモノマーとしては 例えば、アクリル酸エステル類、メタクリ 酸エステル類、アリル化合物、ビニルエー ル類、ビニルエステル類、イタコン酸ジア キル類、フマル酸のジアルキルエステル類 はモノアルキルエステル類などが挙げられ 。
前記アクリル酸エステル類としては、例 ば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル アクリル酸プロピル、クロルエチルアクリ ート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、 リメチロールプロパンモノアクリレート、 ンジルアクリレート、メトキシベンジルア リレート、フルフリルアクリレート、テト ヒドロフルフリルアクリレート、ポリ(オキ アルキレン)アクリレートなどが挙げられる 。
前記メタクリル酸エステル類としては、 えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸 ロピル、クロルエチルメタクリレート、2- ドロキシエチルメタクリレート、トリメチ ールプロパンモノメタクリレート、ベンジ メタクリレート、メトキシベンジルメタク レート、フルフリルメタクリレート、テト ヒドロフルフリルメタクリレート、ポリ(オ シアルキレン)メタクリレートなどが挙げら れる。
前記アリル化合物としては、例えば、ア ルエステル類、アリルオキシエタノールな が挙げられる。
前記アリルエステル類としては、例えば 酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸 リル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリ 、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなどが挙 られる。
前記ビニルエーテル類としては、例えば アルキルビニルエーテルなどが挙げられる 前記アルキルビニルエーテルとしては、例 ば、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビ ルエーテル、デシルビニルエーテル、エチ ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチル ニルエーテル、エトキシエチルビニルエー ル、クロルエチルビニルエーテル、1-メチ -2,2-ジメチルプロピルビニルエーテル、2-エ ルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチ ビニルエーテル、ジエチレングリコールビ ルエーテル、ジメチルアミノエチルビニル ーテル、ジエチルアミノエチルビニルエー ル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、 ンジルビニルエーテル、テトラヒドロフル リルビニルエーテルなどが挙げられる。
前記ビニルエステル類としては、例えば ビニルブチレート、ビニルイソブチレート ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエ ルアセテート、ビニルバレート、ビニルカ ロエート、ビニルクロルアセテート、ビニ ジクロルアセテート、ビニルメトキシアセ ート、ビニルブトキシアセテート、ビニル クテート、ビニル-β―フェニルブチレート ビニルシクロヘキシルカルボキシレートな が挙げられる。
前記イタコン酸ジアルキル類としては、 えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジ チル、イタコン酸ブチルなどが挙げられる
前記フマル酸のジアルキルエステル類又 モノアルキルエステル類としては、例えば ジブチルフマレートなどが挙げられる。
その他、前記共重合可能な他のモノマー しては、例えば、アクリロニトリル、メタ リロニトリル、マレイロニトリル、スチレ なども挙げられる。
本発明に用いられるフッ素原子含有ポリ ーには、一つのポリマー中に2種類以上のフ ルオロ脂肪族基含有モノマーが含まれていて もよく、一般式(1)で表されるモノマーが2種 上含まれていてもよい。また、一般式(1)で されるモノマーと共重合可能なモノマーを1 以上共重合成分として含んでもよい。
本発明に用いられるフッ素原子含有ポリ ー中、フルオロ脂肪族基含有モノマーの重 単位の含有量は、該フッ素原子含有ポリマ を構成する全重合単位に対して、25~99質量% あることが最も好ましい。この含有量は、 記一般式(1)におけるXがフッ素原子の場合に は25~60質量%であることがより好ましく、30~50 量%であることがさらに好ましく、35~45質量% であることが特に好ましい。また、前記Xが 素原子の場合には、50~99質量%であることが り好ましく、60~97質量%であることがさらに ましく、70~95質量%であることが最も好まし 。
本発明に用いられるフッ素原子含有ポリ ーの質量平均分子量は、2,000~100,000が好まし く、3,000~80,000がより好ましく、4,000~60,000が特 に好ましい。ここで、質量平均分子量及び分 子量は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000 HxL(いずれも東ソー(株)製の商品名)のカラム 使用したGPC分析装置により、溶媒THF、示差 折計検出によるポリスチレン換算で表した 子量である。
前記フッ素原子含有ポリマーは、公知の 法で製造することができる。例えば、前述 フルオロ脂肪族基を有するモノマー、アミ 基を有する単量体等に、有機溶媒中で、汎 のラジカル重合開始剤を添加し、重合させ ことにより製造できる。また、必要に応じ 、その他の付加重合性不飽和化合物を添加 て、上記と同様の方法にて製造することが きる。さらに、各モノマーの重合性に応じ 反応容器にモノマーと開始剤を滴下しなが 重合する滴下重合法なども、均一な組成の リマーを得るために有効である。また、用 るモノマーの種類によってはアニオン重合 カチオン重合、乳化重合などの方法を用い もよい。
以下、前記含フッ素原子含有ポリマーの具 的な構造の例を示すが、本発明は以下の具 例によってなんら制限されるものではない なお式中の数字は各モノマー成分の質量比 を示す。Mwは質量平均分子量を表す。化12に おいてxとR 1 とnとR 2 とR 3 とMwとの組み合わせはP-1~P-16に、化14において RとnとMwとの組み合わせはP-22~P-27に、化15にお いてxとR 1 とpとqとR 2 とrとsとMwとの組み合わせはP-28~P-30に、化16に おいてaとR 1 とpとmとR 2 とqとnとMwとの組み合わせはP-31~P-35に、化17に おいてxとR 1 とnとR 2 とR 3 とMwとの組み合わせはP-36~P-49にそれぞれ示す
本発明では、前記フッ素原子含有ポリマ を1種単独で用いてもよいし、2種以上を併 してもよい。
前記界面活性剤の添加量は、総量に対し 0.01質量%~10質量%であることが好ましい。す わち、界面活性剤の質量をx1、フィルムの 量をy1とするときに、100×x1/y1で求める値が0. 01(質量%)以上10(質量%)以下となるように、塗 液に対して界面活性剤を添加することが好 しい。なお、界面活性剤は、塗布液に対し 添加することには限定されない。例えば、 面活性剤と塗布液の他の原料と混ぜて塗布 としてもよい。界面活性剤の添加量は、0.05 量%~5質量%であることがより好ましく、0.1質 量%~3質量%であることがさらに好ましく、0.1 量%以上1質量%未満であることが最も好まし 。
<塗布液>
前記塗布液は、有機溶媒とポリマーとを含
、必要に応じて、多官能モノマー、光重合
始剤、その他の成分を含む。
(1)有機溶媒
前記有機溶媒としては、ポリマーを溶解さ
ることができる溶媒であれば特に制限はな
。例えば、クロロホルム、ジクロロメタン,
四塩化炭素、シクロヘキサン、酢酸メチルな
どが挙げられる。
また、キャストするときの塗布液のポリ ー濃度は、キャスト膜を形成できる濃度で れば良く、例えば、0.01質量%以上30質量%以 の範囲であることが好ましい。前記ポリマ 濃度が0.01質量%未満であると、フィルムの生 産性に劣り工業的大量生産に適さないおそれ がある。また、前記ポリマー濃度が30質量%を 超える濃度であると、後述する結露乾燥工程 において水滴の成長が十分に行われないうち に乾燥してしまうため、好ましい孔サイズを もつような微細空孔構造をつくることが困難 になることがある。
(2)ポリマー
前記ポリマーとしては、特に制限はなく、
に制限はなく、目的に応じて適宜選択する
とができ、例えば、疎水性ポリマー及び両
媒性ポリマーから選択される少なくとも1種
が好適である。
・疎水性ポリマー
前記疎水性ポリマーとしては、特に制限は
く、公知のものの中から目的に応じて適宜
択することができ、例えば、ビニル重合ポ
マー(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリ
メタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリ
メタクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
ヘキサフルオロプロペン、ポリビニルエーテ
ル、ポリビニルカルバゾール、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルカルバゾール、ポリテトラフ
ルオロエチレンなど)、ポリエステル(例えば
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ナフタレート、ポリエチレンサクシネート
ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸など)
、ポリラクトン(例えばポリカプロラクトン
ど)、ポリアミド又はポリイミド(例えば、ナ
イロンやポリアミド酸など)、ポリウレタン
ポリウレア、ポリブタジエン、ポリカーボ
ート、ポリアロマティックス、ポリスルホ
、ポリエーテルスルホン、ポリシロキサン
導体、セルロースアシレート(トリアセチル
ルロース、セルロースアセテートプロピオ
ート、セルロースアセテートブチレート)な
どが挙げられる。これらは、溶解性、光学的
物性、電気的物性、膜強度、弾性等の観点か
ら、必要に応じてホモポリマーとしてもよい
し、コポリマーやポリマーブレンドの形態を
とってもよい。なお、これらのポリマーは必
要に応じて2種以上のポリマーの混合物とし
用いてもよい。光学用途に使う場合には、
えば、セルロースアシレート、環状ポリオ
フィンなどが好ましい。
前記両親媒性ポリマーとしては、特に制 はなく、目的に応じて適宜選択することが き、例えば、ポリアクリルアミドを主鎖骨 とし、疎水性側鎖としてドデシル基、親水 側鎖としてカルボキシル基を併せ持つ両親 性ポリマー、ポリエチレングリコール/ポリ プロピレングリコールブロックコポリマー、 などが挙げられる。
前記疎水性側鎖は、アルキレン基、フェニ
ン基等の非極性直鎖状基であり、エステル
、アミド基等の連結基を除いて、末端まで
性基やイオン性解離基などの親水性基を分
しない構造であることが好ましい。該疎水
側鎖としては、例えば、アルキレン基を用
る場合には5つ以上のメチレンユニットから
なることが好ましい。
前記親水性側鎖は、アルキレン基等の連結
分を介して末端に極性基やイオン性解離基
又はオキシエチレン基などの親水性部分を
する構造であることが好ましい。
前記疎水性側鎖と前記親水性側鎖との比 は、その大きさや非極性、極性の強さ、疎 性有機溶媒の疎水性の強さなどに応じて異 り一概には規定できないが、ユニット比(疎 水性側鎖/親水性側鎖)は3/1~1/3が好ましい。ま た、コポリマーの場合、疎水性側鎖の親水性 側鎖の交互重合体よりも、疎水性溶媒への溶 解性に影響しない範囲で疎水性側鎖と親水性 側鎖がブロックを形成するブロックコポリマ ーであることが好ましい。
前記疎水性ポリマー及び前記両親媒性ポ マーの数平均分子量(Mn)は、1,000~10,000,000が ましく、5,000~1,000,000がより好ましい。
前記疎水性ポリマーだけでもハニカム構 フィルムを形成することができるが、両親 性ポリマーと共に用いることが好ましい。
前記疎水性ポリマーと前記両親媒性ポリ ーとの組成比率(質量比率)は、99:1~50:50が好 しく、98:2~70:30がより好ましい。前記両親媒 性ポリマーの比率が1質量%未満であると、均 なハニカム構造体が得られなくなることが る。一方、前記両親媒性ポリマーの比率が5 0質量%を超えると、膜の安定性、特に力学的 安定性が十分に得られなくなることがある
前記疎水性ポリマー及び前記両親媒性ポ マーは、分子内に重合性基を有する重合性( 架橋性)ポリマーであることも好ましい。ま 、前記疎水性ポリマー及び/又は前記両親媒 ポリマーとともに、重合性の多官能モノマ を配合し、この配合物によりハニカム膜を 成した後、熱硬化法、紫外線硬化法、電子 硬化法等の公知の方法によって硬化処理を すことも好ましい。
前記疎水性ポリマー及び/又は前記両親媒 性ポリマーと併用される多官能モノマーとし ては、反応性の点から多官能(メタ)アクリレ トが好ましい。前記多官能(メタ)アクリレ トの例としては、ジペンタエリスリトール ンタアクリレ-ト、ジペンタエリスリトール キサアクリレート、ジペンタエリスリトー カプロラクトン付加物へキサアクリレート はこれらの変性物、エポキシアクリレート リゴマー、ポリエステルアクリレートオリ マー、ウレタンアクリレートオリゴマー、N -ビニル-2-ピロリドン、トリプロピレングリ ールジアクリレート、ポリエチレングリコ ルジアクリレート、トリメチロールプロパ トリアクリレート、ペンタエリスリトール リアクリレート、ペンタエリスリトールテ ラアクリレート、又はこれらの変性物など 使用できる。これらの多官能モノマーは耐 傷性と柔軟性のバランスから、単独で又は2 以上を組み合わせて用いられる。
前記疎水性ポリマー及び前記両親媒性ポ マーは、分子内に重合性基を有する重合性( 架橋性)ポリマーである場合には、前記疎水 ポリマー及び前記両親媒性ポリマーの重合 基と反応しうる重合性の多官能モノマーを 用することも好ましい。
前記エチレン性不飽和基を有するモノマ の重合は、光ラジカル開始剤又は熱ラジカ 開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加 により行うことができる。従って、エチレ 性不飽和基を有するモノマー、光ラジカル 始剤あるいは熱ラジカル開始剤、マット粒 及び無機フィラーを含有する塗液を調製し 該塗液を透明支持体上に塗布後電離放射線 は熱による重合反応により硬化して反射防 フィルムを形成することができる。
前記光ラジカル開始剤としては、例えば アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾ ェノン類、ホスフィンオキシド類、ケター 類、アントラキノン類、チオキサントン類 アゾ化合物、過酸化物類、2,3-アルキルジオ ン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオ ロアミン化合物類や芳香族スルホニウム類が 挙げられる。
前記アセトフェノン類としては、例えば 2,2-エトキシアセトフェノン、p-メチルアセ フェノン、1-ヒドロキシジメチルフェニル トン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニル ケトン、2-メチル-4-メチルチオ-2-モルフォリ プロピオフェノン、2-ベンジル-2-ジメチル ミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノンな どが挙げられる。
前記ベンゾイン類としては、例えば、ベ ゾインベンゼンスルホン酸エステル、ベン イントルエンスルホン酸エステル、ベンゾ ンメチルエーテル、ベンゾインエチルエー ル、ベンゾインイソプロピルエーテルなど 挙げられる。
前記ベンゾフェノン類としては、例えば ベンゾフェノン、2,4-クロロベンゾフェノン 、4,4-ジクロロベンゾフェノン、p-クロロベン ゾフェノンなどが挙げられる。
前記ホスフィンオキシド類としては、例 ば、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニル ォスフィンオキシドなどが挙げられる。
前記光ラジカル開始剤としては、最新UV 化技術(p.159,発行人;高薄一弘,発行所;(株)技 情報協会,1991年発行)にも種々の例が記載さ ている。また、市販の光開裂型の光ラジカ 重合開始剤としては、チバ・スペシャルテ ・ケミカルズ(株)製のイルガキュア(651,184,907 )等が好ましい例として挙げられる。
前記光ラジカル開始剤は、多官能モノマ 100質量部に対して、0.1~15質量部の範囲で使 することが好ましく、1~10質量部の範囲で使 用することがより好ましい。
なお、前記光重合開始剤に加えて、光増感
を用いてもよい。外光増感剤の具体例とし
て、n-ブチルアミン、トリエチルアミン、ト
-n-ブチルホスフィン、ミヒラーのケトン、
オキサントン、などが挙げられる。
前記熱ラジカル開始剤としては、例えば 有機過酸化物、無機過酸化物、有機アゾ化 物、有機ジアゾ化合物、などを用いること できる。
具体的には、有機過酸化物としては、例 ば、過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベ ゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチ 、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキ ド、ブチルヒドロぺルオキシドなどが挙げ れる。前記無機過酸化物としては、過酸化 素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム が挙げられる。前記アゾ化合物としては、 えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル) 2,2’-アゾビス(プロピオニトリル)、1,1’-ア ゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)等が げられる。前記ジアゾ化合物としては、例 ば、ジアゾアミノベンゼン、p-ニトロベン ンジアゾニウム等が挙げられる。
前記自己組織化により作製したハニカム 多孔質構造とは、一定形状、一定サイズの 孔が連続かつ規則的に配列している構造を 味する。この規則配列は単層の場合には二 元的であり、複層の場合は三次元的にも規 性を有する。この規則性は二次元的には1つ の空孔の周囲を複数(例えば、6つ)の空孔が取 り囲むように配置され、三次元的には結晶構 造の面心立方や6方晶のような構造を取って 最密充填されることが多いが、製造条件に ってはこれら以外の規則性を示すこともあ 。
前記微細空孔構造における空孔の直径は 30μm以下が好ましく、0.01μm以上10μm以下が り好ましい。前記空孔の直径が30μmを超える と、各強度が低下し、延伸過程で破断しやす くなることがある。
ここで、前記微細空孔構造の孔径を小さ するためには、迅速乾燥を促すことが有効 ある。例えば、前記使用溶媒として低沸点 媒を使用したり、支持体温度を上げたり、 開速度を早くして初期の展開液厚を薄くす ことなどが有効である。
前記フィルムの厚みは、およそ孔径~200μm であるが、展開するポリマー濃度を高めるこ とにより、支持体側に空孔のない肉厚の層を 設けることもできる。この場合、前記空孔の ない肉厚の層の厚みは1~500μmの範囲内で制御 能である。
<支持体>
本発明のフィルムは、支持体を有すること
好ましい。支持体としては、透明で、ある
度の強度を有するものであれば特に制限は
く、目的に応じて適宜選択することができ
例えば、ガラス、金属、シリコンウエハ等
無機材料;ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート等のポリエステル;
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
ィン;ポリアミド、ポリエーテル、ポリスチ
ン、ポリエステルアミド、ポリカーボネー
、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテ
エステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル
エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポ
エーテルケトン、ポリフッ化エチレン等の
有機溶媒性に優れた有機材料;水、流動パラ
フィン、液状ポリエーテル等の液体、などが
挙げられる。
前記支持体の厚みは、通常採用される範 の厚さであれば特に制限はなく、目的に応 て適宜選択することができるが、例えば、0 .02~4.0mmであるのが好ましい。
(フィルムの製造方法)
本発明のフィルムの製造方法は、フィルム
製工程を含んでなり、さらに必要に応じて
の他の工程を含んでなる。
(1)フィルム作製工程
前記フィルム作製工程は、有機溶媒とポリ
ー(以下、「高分子化合物」ともいう)とを
む塗布液に、前記塗布液の表面張力を低下
せる界面活性剤を添加して支持体上に塗布(
ャスト)して膜を形成し、該膜中に液滴を形
成し、前記有機溶媒及び前記液滴を蒸発させ
て前記膜中に空孔を有するフィルムを作製す
る工程である。
前記キャスト法としては、特に制限はな 、目的に応じて適宜選択することができ、 えば、スライド法、エクストリュージョン 、バー法、グラビア法、などが挙げられる
前記成膜を行う環境としては、相対湿度 50~95%の範囲にあることが好ましい。前記相 湿度が50%未満であると、溶媒表面での水の 結が不十分となることがあり、95%を超える 、環境のコントロールが難しく、均一な成 を維持しにくくなることがある。
また、前記成膜を行う環境として、相対 度のほかに風量が一定の定常風を当てるこ が好ましい。膜との相対風速は0.02~2m/sが好 しい。前記風速が0.02m/s未満であると、環境 のコントロールが困難になることがあり、2m/ sを超えると、溶媒表面の乱れを引き起こし 均一な膜が得にくくなることがある。
また、定常風を当てる方向は、支持体面 対して0~90°のいずれの方向であっても製造 能だが、ハニカム構造体の均一性を高める めには0~60°が好ましい。
前記成膜の際に送る湿度と流量を制御し 気体としては、例えば、空気の他、窒素ガ 、アルゴンガス等の不活性ガスを用いるこ ができるが、事前にフィルターを通過させ などの除塵処置を施すことが好ましい。雰 気中の塵は水蒸気の凝結核となって成膜に 響を及ぼすため、製造現場にも除塵設備等 設置することが好ましい。
前記成膜を行う環境は、市販の定露点湿 発生装置等を用いるなどして厳密に管理す ことが好ましい。風量は送風装置等で一定 制御し、外気による影響を防ぐために閉鎖 れた空間を用いることが好ましい。また、 内は気体が層流にて置換されるよう気体の 入出路及び成膜環境を設定しておくことが ましい。さらに、成膜品質を管理するため 温度、湿度、流量等の計測器によるモニタ を行うことが好ましい。孔径及び膜厚を高 度で制御するためには、これらのパラメー (特に湿度、流量)を厳密に管理することが 須である。
ここで、本発明に係るフィルムの製造工 図を図1に示す。高分子溶液をキャスト工程 10により支持体上にキャストし、膜(以下、「 高分子膜」と称することがある)を形成する その後に、結露乾燥工程11により、高分子膜 の表面に水を結露させ高分子膜中に液滴とし て含有させる。なお、結露乾燥工程11は、後 詳細に説明する。高分子溶液の溶媒及び液 を蒸発させて微細空孔を有するフィルム12 得る。なお、高分子膜からフィルム12を得る までの間に、すなわち、キャスト工程10と結 乾燥工程11との間と結露乾燥工程11の中との 少なくともいずれか一方で、高分子膜に対し て光を照射する照射工程を行うこともできる 。その場合には、照射光として紫外線や電子 線を用いることができる。
フィルム12の素材としては、上述したよ な非水溶性溶媒に溶解する高分子化合物(以 、「疎水性ポリマー化合物」と称すること ある)を好ましく用いることができる。また 、前記疎水性ポリマーだけでもフィルム12を 成することができるが、両親媒性の素材を に用いることが好ましい。両親媒性の素材 しては、上述したものを適宜選択して用い ことができる。
前記各高分子化合物を溶解させて高分子 液を調製する溶媒(有機溶媒)としては、上 したものを適宜選択して用いることができ 。
前記界面活性剤を添加した前記有機溶媒 高分子化合物とを含む塗布液の表面張力は 25mN/m以下であることが好ましく、10~23mN/mが り好ましく、12~21mN/mが特に好ましい。
次に、図2に、本発明に係るフィルム12(以 下、「ハニカム構造フィルム」ともいう)を 造するフィルム製造設備20の概略図を示す。 前記高分子溶液21がタンク22に入れられてい 。タンク22には攪拌翼23が備えられ、攪拌翼2 3が回転することで、高分子溶液21を均一に混 合している。高分子溶液21は、ポンプ24によ 流延ダイ25に送液される。流延ダイ25は、流 ベルト26上に備えられている。また、流延 ルト26は、回転ローラ27,28に掛け渡されてい 。回転ローラ27,28が図示しない駆動装置に り回転することで、流延ベルト26は無端で走 行する。また、回転ローラ27,28には温調機29 取り付けられている。回転ローラ27,28の温度 を調整することで、流延ベルト26の温度調整 可能としている。また、流延ベルト26上の 分子膜40を剥ぎ取る際に、高分子膜40を支持 る剥取ローラ30,高分子膜40をフィルムとし 巻き取る巻取機31も備えられている。
キャスト工程10では、流延ダイ25から流延 ベルト26上に高分子溶液21がキャスト(流延)さ れ高分子膜40が形成される。続いて、結露乾 工程11(図1参照)を行う。結露乾燥工程11は、 図3(a)~図3(d)と合わせて説明する。図3(a)に示 ように高分子膜40は流延ベルト26の上に形成 れる。なお、高分子膜40の表面温度(以下、 膜面温度」と称することがある)をTL(℃)と る。本発明において、膜面温度TLは0℃以上 あることが好ましい。膜面温度TLが0℃未満 あると、高分子膜40中の液滴が凝固して所望 の孔が形成されないおそれが生じる。
流延が行われる流延室内は、図2に示すよ うに結露ゾーン32と乾燥ゾーン33とに区画さ ている。結露ゾーン32には送風機34が備えら ている。送風機34から結露用に調整されて る風35を流延ベルト26上の高分子膜40に送風 る。送風機34は、図2に示されているように 風口34a,34c,34eと吸引口34b,34d,34fとからなる複 の送風ユニットから構成されていることが ましい。これにより、高分子膜40の結露条 を調整することが容易となる。なお、図2で 、3ユニットから構成されているものを示し ているが、本発明においては図示されている 形態に限定されるものではない。
乾燥ゾーン33には、乾燥機36が設けられて いる。乾燥機36から高分子膜40に乾燥風37を送 風する。乾燥機36も、図2に示されているよう に送風口36a,36c,36e,36gと吸引口36b,36d,36f,36hとか らなる複数の送風ユニットから構成されてい ることが好ましい。これにより、高分子膜40 乾燥条件を調整することが容易となる。な 、図2では、4ユニットから構成されている のを示しているが、本発明においては図示 れている形態に限定されるものではない。
温調機29を用いて回転ローラ27,28を介して 流延ベルト26の温度調整を行うことがより好 しい。温度調整の方法としては、回転ロー 27,28の内部に液流路を設け、その液流路に 熱媒体を送液することで調整する方法など 挙げられる。温度の調整は、下限値を流延 ルト26の温度を0℃以上とすることが好まし 。また、上限値は高分子溶液21の溶媒沸点以 下とすることが好ましく、より好ましくは( 媒沸点-3℃)とすることである。これにより 結露した水分が凝固することも無く、また 分子溶液21の溶媒が急激に蒸発することが抑 制されるため、形状に優れるハニカム構造フ ィルム12を得ることができる。さらに、温度 整は、高分子膜40の幅方向にわたって、温 分布を±3℃以内とすることにより、膜面温 の分布も±3℃以内となる。高分子膜40の幅方 向の温度分布を減少させることにより、ハニ カム構造フィルム12の孔の形成に異方性が生 ることが抑制されるので、商品価値が向上 る。
また、流延ベルト26の搬送方向を水平方 に対して±10°以内とすることが好ましい。 様に、搬送方向に対して90°の方向である幅 向における高分子膜40も、水平方向に対し ±10°以内とすることが好ましい。搬送方向 幅方向を調整することにより液滴44の形態を 調整することができる。液滴44の形態を調整 ることにより、孔の形態を調整することが 能となる。
送風機34から風35が送風されている。風35 露点TD1(℃)は、結露ゾーン32を通過する高分 子膜40の表面温度TL(℃)に対して0℃≦(TD1-TL)℃ が好ましく、0℃≦(TD1-TL)℃≦80℃がより好ま く、5℃以上60℃以下がさらに好ましく、10 以上40℃以下が特に好ましい。前記(TD1-TL)℃ 0℃未満であると、結露が生じ難くなること があり、80℃を超えると、結露と乾燥とが急 となり、孔寸法制御やその均一化すること 困難となることがある。また、風35の温度 、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択 ることができ、5℃以上100℃以下が好ましい 前記風の温度が5℃未満であると、液特に水 の蒸発が生じ難く、形状が良好なハニカム構 造フィルム12を得ることができないおそれが る。また、100℃を超えると、高分子膜40内 液滴44が生じる前に、水蒸気として揮発して しまうおそれがある。
図3(a)に示すように結露ゾーン32で風35中 水分(モデル的に図示している)43は、高分子 40上で結露して液滴44となる。そして、図3(b )に示すように液滴44を核として水分43が結露 て液滴44を成長させる。図3(c)に示すように 燥ゾーン33で乾燥風37が高分子膜40に送風さ ると、有機溶媒42が高分子膜40より蒸発する 。なお、この際にも液滴44からも水分が蒸発 るが、有機溶媒42の蒸発速度の方が速い。 のため、液滴44は、有機溶媒42の蒸発に伴い 面張力により略均一の形態となる。さらに 乾燥が進行すると図3(d)に示すように高分子 膜40の液滴44が水蒸気48として蒸発する。高分 子膜40から液滴44が蒸発すると、液滴44が存在 していた箇所が孔47となり、図4及び図5に示 ようなハニカム構造フィルム12が得られる。
本発明においてハニカム構造フィルム12 形態は特に限定されるものではないが、具 的には、隣接する孔47の距離L2は、それらの 心間距離で0.05μm以上100μm以下に制御するこ とができる。なお、このハニカム構造フィル ム12は、液滴44の半分以上が高分子膜40の内部 に入り込んでつくられたものであるので、表 面における孔の開孔径D1が孔の径D2よりも小 い。また、液滴44と液滴44との距離を狭める とにより、孔と孔とを連ねることにより内 に連通路を形成することもできる。このよ に、本発明は、図4及び図5に示す態様に限 されるものではない。上記のように、フッ 系原子を含む界面活性剤により表面張力を められた塗布液を用いて、ハニカム構造フ ルム12を形成する。これにより、ハニカム構 造フィルム12には、フッ素系原子を含む界面 性剤が含まれており、これにより、ゴミや 等が従来のフィルムよりも付着しにくくな 。また、塗布液に該界面活性剤を含ませて ることにより、孔がフィルムの内部に均一 大きさで形成されやすくなる。
風35の送風向きは、高分子膜40の移動方向 と平行な流れ(並流)の追風とする。風を向流 して送風すると、高分子膜40の膜面に乱れ 生じて、液滴の成長が阻害されるおそれが る。また、風35の送風速度は、高分子膜40の 動速度との相対速度が0.02m/s以上2m/s以下が ましく、0.05m/s以上1.5m/s以下がより好ましく 0.1m/s以上1m/s以下がさらに好ましい。前記送 風速度が0.02m/s未満であると、液滴44が高分子 膜40中で充分に成長しないまま高分子膜40が 燥ゾーン33に搬送されるおそれがある。また 、2m/sを超えると、高分子膜40表面に乱れが生 じたり、結露が充分に進行しなかったりする おそれがある。
高分子膜40が結露ゾーン32を通過する時間 は0.1秒以上1000秒以下とすることが好ましい 前記通過時間が0.1秒未満であると、液滴44が 充分成長しないまま形成されるため所望の孔 を形成することが困難となることがあり、100 0秒を超えると、液滴44のサイズが大きくなり 過ぎハニカム構造のフィルムを得られないお それがある。
乾燥ゾーン33で高分子膜40を乾燥する乾燥 風37の送風速度は、0.02m/s以上20m/s以上が好ま く、0.1m/s以上10m/s以下がより好ましく、0.5m/ s以上5m/s以下がさらに好ましい。前記送風速 が0.02m/s未満であると、液滴44からの水分の 発が充分に進行しないおそれがあり、生産 にも劣ることがあり、20m/sを超えると、液 44から水分の蒸発が急激に生じて、形成され る孔37の形態が乱れるおそれがある。
乾燥風37の露点をTD2(℃)とする場合に、膜 面温度TL(℃)との関係を(TL-TD2)℃≧1℃とする とが好ましい。これにより、乾燥ゾーン33で 高分子膜40の液滴44の成長を停止させて、液 を構成する水分を水蒸気48として揮発させる ことが可能となる。
送風機34,37からの風の送風は、空気を出 送風口34a,34c,34e,37a,37c,37e,37gと空気を吸引す 吸引口34b,34d,34f,37b,37d,37f,37hとを備えるいわ る2Dノズルで送風する方法以外に、減圧乾燥 法により高分子膜40を乾燥することも可能で る。減圧乾燥を行うことで、有機溶媒42と 滴44の水分43との蒸発速度を調整することが り容易になる。これを調整することで、高 子膜40中に液滴44を形成し、有機溶媒42を蒸 させつつ液滴44を蒸発させ、前記液滴が設 られている位置に孔47を形成する本発明にお ける孔の大きさ、形状などを変更することが できる。
また、減圧乾燥法により乾燥する方法や 膜面から3~20mm程度離れた位置に、膜面より 却され表面に溝を有する凝縮器を設けて、 縮器の表面で水蒸気(揮発有機溶媒も含む) 凝縮させて乾燥させる方法も適用すること できる。前記いずれかの乾燥方法を適用す ことで、高分子膜40の膜面への動的な影響を 少なくして乾燥させることができるため、よ り平滑な膜面を得ることができる。
また、送風機34、乾燥機36の送風ユニット を複数用いたり、複数のゾーンに区画したり することにより、異なる露点条件を設定した り、異なる乾燥温度条件を設定したりするこ とができる。これら条件を選択することで、 孔47の寸法制御性の向上や孔均一性の向上を ることができる。なお、送風ユニットやゾ ンの数は特に限定されるものではないが、 ィルムの品質と設備のコストの点から最適 組み合わせを決定する。
膜面温度TL(℃)と結露ゾーン又は乾燥ゾー ンの各露点温度TD1,TD2(℃)との関係を0℃≦|TD1- TL|℃≦80℃、0℃≦|TD2-TL|℃≦80℃とすること 好ましい。前記結露ゾーン又は乾燥ゾーン 露点温度TD1,TD2(℃)と膜面温度TL(℃)との差を8 0℃以下とすることにより、有機溶媒及び水 の少なくともいずれかの急激な揮発を抑制 き、所望の形態のハニカム構造フィルム12を 得ることができる。また、高分子膜40に不純 が混入すると、ハニカム構造の形成を阻害 る原因となる。そのため、送風口34a,34c,34e,3 6a,36c,36e,36gの塵埃度がクラス1000以下とするこ とが好ましい。そこで、送風機34,乾燥機36の ユニットは、それぞれ給気系統に埃などを 去できるフィルターを備え、塵埃度を維持 ながら、ハウジング38内の空調を行うこと 好ましい。これにより、高分子膜40中に不純 物が混入するおそれが減少し、良好なハニカ ム構造フィルム12を得ることができる。これ 加え、空調設備39により、結露ゾーン32及び 乾燥ゾーン33の空気清浄及び温湿度の調整を 施することが好ましい。
乾燥が進行したハニカム構造フィルム12 、剥取ローラ30で支持しながら流延ベルト26 ら剥ぎ取られ、巻取機32により巻き取られ 。なお、ハニカム構造フィルム12の搬送速度 は、特に限定されるものではないが、0.1m/min 上60m/min以下であることが好ましい。前記搬 送速度が0.1m/min未満であると、生産性に劣り ストの点から好ましくない。一方、60m/minを 超えると、ハニカム構造フィルムを搬送する 際に、過大な張力が付与され裂け、ハニカム 構造乱れなどの不良の発生原因となる。以上 の方法によりハニカム構造フィルム12を連続 て製造することができる。なお、高分子溶 21を間欠的に、すなわち断続的に塗布する とにより、得られるハニカム構造フィルム12 の長さをより短くするように製造することも できる。
図6に本発明に係る他の実施形態のフィル ム製造設備60を示す。送出機61から支持体と るフィルム62が搬送される。フィルム62はバ クアップローラ63に巻き掛けられながら搬 される。バックアップローラ63に対向してス ライドコータ64が設けられている。また、ス イドコータ64には減圧チャンバ65が設けられ ている。高分子溶液供給装置66から送液ポン で送られてくる塗布液としての高分子溶液6 7が、スライドコータ64から押し出されて、支 持体であるフィルム62上に塗布され、高分子 68が形成される。
スライドコータ64は、フィルム62の搬送方 向の均一塗布性に優れており、かつ高速で高 分子膜68の形成が可能であることから生産性 おいても高い塗布機であるといえる。また 支持体であるフィルム62の表面に凹凸があ 場合でも、フィルム62がバックアップローラ 63に巻き掛けられている際に平滑化されるの 、均一な塗布性に優れている。さらに、フ ルム62に非接触で塗布を行うので、フィル 62の表面を傷つけることなく、均一塗布が可 能である。
フィルム62上に形成されている高分子膜68 は、送風機69の風70により結露乾燥工程11が行 われる。なお、結露乾燥工程11は前述した説 と同じ条件の箇所の説明は省略する。結露 燥工程11を経た後にハニカム構造フィルム71 は巻取ロール72に巻き取られる。また、フィ ム62も巻取ロール73に巻き取られる。高分子 膜68が形成されているフィルム62の搬送方向 、水平方向に対して±10°以内とすることが ましい。また、フィルム62に高分子溶液66の 機溶媒を吸収しやすい性質の素材から形成 れているものを用いることがより好ましい それら素材は、有機溶媒を吸収するもので れば特に限定されるものではない。例えば 高分子溶液67の主溶媒に酢酸メチルを用い いる際には、フィルムの素材にセルロース シレートを用いることが好ましい。
図7に、本発明に係るフィルムの製造方法 に用いられる他の実施形態のフィルム製造設 備80を示す。なお、フィルム製造設備60と同 箇所の説明は省略する。送出機81から支持体 となるフィルム82が搬送される。フィルム82 バックアップローラ83に巻き掛けられながら 搬送される。バックアップローラ83に対向し 多層式スライドコータ84が設けられている また、多層式スライドコータ84には減圧チャ ンバ85が設けられている。高分子溶液供給装 86から送液ポンプで送られてくる高分子溶 87が、多層式スライドコータ84から押し出さ て、支持体であるフィルム82上に塗布され 高分子膜88が形成される。フィルム82上に形 されている高分子膜88は、送風機89の風90に り結露乾燥工程11が行われる。結露乾燥工 11を経た後にハニカム構造フィルム91は巻取 ール92に巻き取られる。また、フィルム82も 巻取ロール93に巻き取られる。
多層からなる高分子溶液87をフィルム82上 にキャスト(塗布)することにより、ハニカム 造フィルム91の厚み方向における形態,物性 どを変更することが可能となる。
図8に、本発明に係るフィルムの製造方法 に用いられる他の実施形態のフィルム製造設 備100を示す。なお、フィルム製造設備60と同 箇所の説明は省略する。送出機101から支持 となるフィルム102が搬送される。フィルム1 02はバックアップローラ103に巻き掛けられな ら搬送される。バックアップローラ103に対 してエクストリュージョンコータ104が設け れている。また、エクストリュージョンコ タ104には減圧チャンバ105が設けられている 高分子溶液供給装置106から送液ポンプで送 れてくる高分子溶液107が、エクストリュー ョンコータ104から押し出されて、支持体で るフィルム102上に塗布され、高分子膜108が 成される。フィルム102上に形成されている 分子膜108は、送風機109の風110により結露乾 工程11が行われる。結露乾燥工程11を経た後 にハニカム構造フィルム111は巻取ロール112に 巻き取られる。また、フィルム102も巻取ロー ル113に巻き取られる。
図9に、本発明に係るフィルムを製造する フィルム製造設備120を示して説明する。ただ し、本発明はこの実施態様に限られず、バッ チでもよく、連続でもよく、また、間欠的に 高分子溶液を塗布する間欠塗布でもよい。ワ イヤーバー塗布機121を用いて高分子溶液122を フィルム123に塗布する。一定速度で移動する フィルム123の移動方向に回転するワイヤーバ ー124は、その回転により1次側高分子溶液槽12 5から液貯留部分126に高分子溶液122を引きあ る。この液貯留部分126の高分子溶液122が、 ィルム123にワイヤーバー124を介し接触する とにより均一な厚さの高分子膜127が形成さ る。この高分子膜127を送風機128の風129によ 結露乾燥工程11を行うことで、ハニカム構造 フィルム130を得ることができる。ワイヤーバ ー124を用いたハニカム構造フィルム130の製造 方法は、液貯留部分126が高分子溶液122とフィ ルム123との接触部に空気が混入しないように するので、高分子膜127に気泡が混入しにくく なるという利点がある。
支持体にフィルム62,82,102,123を用いた際に は、ハニカム構造フィルム71,91,111,130と支持 とが一体となった複合フィルムとして巻き り、用いることもできる。
図10に、本発明に係るフィルムを製造す 製造設備140を示す。フィルム141が圧胴142に き掛けられながら搬送される。圧胴142に対 して版胴143が配置されている。版胴143の表 には所望のパターンが形成されている。高 子溶液槽144に入れられている高分子溶液145 版胴143が回転することにより、その凹部に まる。ドクターブレード146により過剰な高 子溶液145がかきとられる。その後に圧胴142 巻きかかって走行しているフィルム141上に 分子溶液145が塗布されて高分子膜147が形成 れる。
送風機148により高分子膜147の結露乾燥工 11が行われる。送風機148から送風される風14 9は、フィルム141の搬送方向と同方向の平行 とする。高分子膜147は、結露乾燥工程11を経 ることによりハニカム構造部150が形成される 。これにより、フィルム141と所望のパターン が形成されたハニカム構造部150とが一体とな った複合フィルム151となる。このように、高 分子溶液145が間欠的に塗布された形態とする こともできる。
図11にプレス装置160の概略図を示して、 ニカム構造フィルムを版にして、表面に凸 状が並んだフィルムの製造方法を示す。プ スローラ161,162から構成されている。ハニカ 構造フィルムロール163,フィルムロール164か らそれぞれハニカム構造フィルム165,フィル 166を引き出す。そして、凹凸が形成されて るハニカム構造フィルム165を版として、プ ス装置160により、フィルム166にハニカム構 フィルム165のパターンを写して、表面に凸 状が並んだいわゆるモスアイ構造のフィル 167を得る。この際に、転写がより確実に行 るように、ハニカム構造フィルム165の反転 面から負圧で吸引することが好ましい。
また、ハニカム構造フィルム165を硬化処 したものやハニカム構造フィルム165の表面 金属を蒸着したものをハニカム構造フィル 165に代えて用いることも好ましい。
その後に、ハニカム構造フィルム165,表面 に凸形状が並んだフィルム167をそれぞれの巻 取ロール168,169で巻き取る。モスアイ構造フ ルム167は、そのサイズ、形状によりマイク レンズアレイフィルムや蛾の目の構造に似 反射防止機能等を有する。モスアイ構造フ ルム167は、凸形状の底辺ピッチが、0.1μm~0.3 mで、高さは、底辺に対し、0.5~2程度である
本発明のフィルムの製造方法に従って得 れた本発明のフィルムは、初めから所望の 持体上に製造することでそのまま使用して よいし、エタノール等の適当な溶媒に浸し から製造時の支持体より剥離した後に所望 基板上に設置して使用してもよい。なお、 離して使用する場合には、新たな基板との 着性を上げる目的で、エポキシ樹脂、シラ カップリング剤等の接着剤を使用してもよ 。
(2)その他の工程
前記各方法で得られるハニカム構造フィル
、複合フィルム、及びモスアイ構造フィル
は、機能性付与工程をさらに実施すること
より、さらに他の機能を付与して機能性フ
ルムとすることもできる。例えば、サイズ
小さく、フィルムとの屈折率差が大きな微
子を、前記フィルムに付与して機能性を得
ことができる。なお、機能性付与工程は、
ニカム構造フィルムが得られた後に実施し
もよいし、ハニカム構造フィルムの製造過
で実施してもよい。
前記微粒子としては、例えば、光励起、 電等により発光するもの、光照射、磁場等 より磁性を有して保持できるもの、着色ボ ル乃至マイクロカプセル、タンパク質、糖 DNA等の生体材料と選択的に結合したり化学 応したりするもの、などが挙げられる。
前記光励起、導電等により発光する微粒 としては、例えば、有機顔料、有機染料、 光性希土類化合物などが挙げられる。この うな微粒子を含む機能性フィルムは、例え 、フォトニック結晶の作製用に、あるいは ーザ、光導波路、薄型ディスプレイ等の発 材料などとして用いることができる。
前記光照射、磁場等により磁性を有して 持できる微粒子を含む機能性フィルムは、 えば、記録乃至メモリ材料として用いるこ ができる。
前記着色ボール乃至マイクロカプセルを む機能性フィルムは、例えば、ペーパーラ クディスプレイとして用いることができる
前記タンパク質、糖、DNA等の生体材料と 択的に結合したり化学反応したりする微粒 を含む機能性フィルムは、バイオチップ、 胞培養用の基材として用いることができる
以下、本発明の実施例について説明する 、本発明は下記の例に何ら限定されるもの はない。
実験1~実験7,比較実験1
実験1では、流延ベルトに流延する高分子溶
液21の原料には、以下の両親媒性化合物とフ
素系界面活性剤とポリマーとを用いた。前
フッ素原子含有ポリマーは、原子吸光分析
で解析することによりフッ素原子を含むこ
が確認できた。
両親媒性化合物 :ポリアルキルアクリル
ミドである。これは、親水基数/疎水基が2.5/
7.5、分子量であるものである。数平均分子量
は約5万。
フッ素系界面活性剤:大日本インキ製メガフ
ァックF-781である。
ポリマー :セルローストリアセテー
(TAC)または環状ポリオレフィンを使用した。
表1ではTACの場合を「P-1」と記載する。
送風機34,37から吹き出すための空気は、 販の除塵エアーフィルタ(ろ過度0.3μm)を設置 した日立工機株式会社製のコンプレッサSC-820 にヤマト科学株式会社製の湿度発生装置を接 続し、清浄度と湿度とを制御した。
前記フッ素原子含有ポリマーを添加した 分子溶液21の表面張力を協和界面科学製の 自動表面張力計CBVP-Zにより測定を行った。 の値は、表1の「表面張力」欄に示す。
フィルム12のゴミの付着のし易さを評価す ために、帯電性評価を実施した。これは、JI S K 7194の「導電性プラスチックの4探針法に る低効率試験方法」に基づく表面抵抗率の 定により実施した。帯電現象の指標として 、表面抵抗値(ω/sq.)が1.0×10 13 よりも小さいことが好ましく、1.0×10 13 以上であるとゴミが付着しやすいといえる。
ゴミや埃の付着性の評価としては、タバコ
灰をかけ、エアーブロアーで軽く吹いた後
タバコの灰の付着量を目視で評価するとい
方法で行った。結果については表1の「埃付
着性」に記載する。表1における「○」及び
×」は以下の意味である。
○:たばこの灰の付着が見られなかった
×:たばこの灰の付着が見られた。
得られたフィルム12について、厚みの均一
を評価した。孔の大きさが不均一であると
みが不均一となるので、厚みの均一性を評
することにより孔の大きさの均一性を評価
ることができる。孔の大きさが均一である
、用途の拡がりは大きい。評価結果は表1に
す。表1において、「○」、「×」は以下の
味である。
○:厚みのばらつきが厚みの平均値に対
て±15%以内である場合
×:厚みのばらつきが厚みの平均値に対し
て±15%より大きい場合。
さらに、得られたフィルム12について、微
空孔構造の均一性を評価した。孔の大きさ
均一でも孔の並び方の不規則である場合が
るからである。そして、孔の大きさの均一
に加えて孔の配列が規則的であると、用途
さらに拡がる。孔の配列の規則性は、レー
散乱による回折実験により評価した。結果
表1の「空孔構造の均一性」欄に示す。表1に
おいて、「◎」、「○」、「△」、「×」は
下の意味である。
◎:回折スポットがはっきりと確認する
とができた場合
○:回折スポットが確認された場合
△:回折パターンが多重のリングとなっ
いた場合
×:回折パターンが確認されなかった場合
。
ポリマー成分や径面活性剤の添加率等を えて実験2~7と比較実験1とを実施した。比較 実験1は、本発明に対する比較のための実験 あり、界面活性剤を使用していない。実験1~ 7と比較実験1の各条件は表1に示す。表1にお て、「ポリマー」欄の「P-2」は環状ポリオ フィンであることを意味する。
本発明のフィルムは、ゴミ等の付着が少 く、孔の大きさが均一であり、大面積で高 かつ安価で連続的もしくは断続的に製造で るので、例えば、光学・電子材料、再生医 等の用途に好適に用いられる。
