CN107075161A - 聚合物膜、防水透声膜、防水透声构件、电子设备、电子设备用壳体、防水透声结构、防水透气膜、防水透气构件、防水透气结构、吸附用片、吸附单元上的作业对象物的吸附方法、陶瓷电容器的制造方法、光学膜、光学构件和组合物 - Google Patents

聚合物膜、防水透声膜、防水透声构件、电子设备、电子设备用壳体、防水透声结构、防水透气膜、防水透气构件、防水透气结构、吸附用片、吸附单元上的作业对象物的吸附方法、陶瓷电容器的制造方法、光学膜、光学构件和组合物 Download PDF

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Abstract

本发明的聚合物膜具有从一个主面起延伸到另一个主面的通孔。在此,通孔为该通孔的中心轴以直线状延伸的直孔,具有与中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从聚合物膜的一个主面起向着另一个主面增加的形状。该聚合物膜为在厚度方向上具有通路的聚合物膜,具有以往没有的结构,可以用于以防水透声膜、防水透气膜和吸附用片为代表的各种用途。上述一个主面中的通孔的开口直径a与上述另一个主面中的通孔的开口直径b之比a/b例如为80%或小于80%。

Description

聚合物膜、防水透声膜、防水透声构件、电子设备、电子设备用 壳体、防水透声结构、防水透气膜、防水透气构件、防水透气结 构、吸附用片、吸附单元上的作业对象物的吸附方法、陶瓷电 容器的制造方法、光学膜、光学构件和组合物
技术领域
本发明涉及聚合物膜。
另外,本发明涉及:使用了该聚合物膜的防水透声膜和防水透声构件、具备防水透声膜(构件)的电子设备、电子设备用壳体和防水透声结构;使用了该聚合物膜的防水透气膜和防水透气构件、具备防水透气膜(构件)的防水透气结构;使用了该聚合物膜的吸附用片、使用了吸附用片的吸附单元上的作业对象物的吸附方法和陶瓷电容器的制造方法;以及光学膜、光学构件和组合物。
背景技术
在厚度方向上具有通路的聚合物膜被用于各种用途。用途的一例是兼具防水性和透声性的防水透声膜。
防水透声膜例如用于具备声音功能的电子设备。近年来,手机、平板电脑、数码相机、游戏机等电子设备通常具有声音功能。在具有声音功能的电子设备的壳体内,收容有扬声器等声发射部和/或麦克风等声接收部作为音响部。在电子设备的壳体中的对应于这些音响部的位置,通常设置有开口,经由该开口在电子设备的外部和音响部之间传送声音。
从电子设备的性质上而言,必须防止水进入至壳体内,但是用于传送声音的上述开口可能成为水容易进入的通路。特别是对于便携式电子设备而言,暴露于雨、生活上的水的机会多,并且不能将开口的方向固定为能够避开水的恒定的方向(例如,雨难以吹入的向下方向),因此水进入的危险增加。因此,以覆盖上述开口的方式配置在音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由上述开口进入至壳体内的防水透声膜。
用途的另一例为兼具防水性和透气性的防水透气膜。
在收容车辆用ECU(电控单元)和太阳能电池用控制基板等电子电路基板的壳体;收容发动机、光源和传感器等电子设备或部件类的壳体;电动牙刷和剃须刀等家电制品的壳体;以及手机等信息终端的壳体等上,经常设置用于确保在壳体的外部和内部之间的透气性的开口。由此,例如可以消除或减小在壳体的内部和外部之间产生的压差。在开口处经常配置兼具透气性和防水性的防水透气膜,特别是在被收容于壳体的物品避忌水的情况下,该防水透气膜在壳体的内部和外部之间使气体(通常是空气)透过而确保透气性,同时防止水从壳体的外部经由该开口进入至内部。
防水透声膜和防水透气膜的一例为具有通过拉伸产生的无数个孔的分散结构的拉伸多孔膜。在专利文献1中公开了包含聚四氟乙烯(PTFE)或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的拉伸多孔膜的防水透声膜,在专利文献2中公开了包含PTFE的拉伸多孔膜的防水透气膜。防水透声膜和防水透气膜的另一例为形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的聚合物膜(参见专利文献3、4)。专利文献3的防水透声膜和专利文献4的防水透气膜通过对非多孔的聚合物膜照射离子束后,进行化学蚀刻而形成。
在厚度方向上具有通路的聚合物膜的用途的再一例为:在将作业对象物吸附于吸附单元时配置在吸附单元的吸附面上的吸附用片。通过将吸附用片配置在吸附面上,可以在不使吸附面与作业对象物直接接触的情况下,将作业对象物吸附于吸附单元。作业对象物例如为在陶瓷电容器的制造中使用的介电体薄膜(陶瓷坯片)。
陶瓷坯片通过对将介电体糊料涂布在脱模片上而形成的涂膜进行干燥而制作。制作的陶瓷坯片在配置在作为基材的脱模片上的状态下与脱模片一起供给至陶瓷电容器的制造工序。供给的陶瓷坯片在根据需要形成电极膜和/或进行切割后,从脱模片剥离,运送至规定的位置并进行层叠。陶瓷电容器通过对陶瓷坯片的层叠体进行烧结而制造。
在陶瓷坯片的从脱模片上的剥离和剥离后的陶瓷坯片的运送中,使用吸附陶瓷坯片的吸附单元(suction unit)。利用吸附单元的运送也称为吸附运送。通过吸附运送,能够稳定地剥离和运送陶瓷坯片以及高精度地进行层叠。吸附单元通常包含金属,但是由于陶瓷坯片中含有的微细的陶瓷粉体,容易对其吸附面(suction face)造成损伤。吸附面的损伤会成为之后对被吸附的陶瓷坯片造成损伤的原因,并且片的损伤会引起陶瓷电容器的不良。通过在吸附面上配置吸附用片(suction sheet),从而保护吸附面,并抑制陶瓷电容器的不良发生。另外,由此具备吸附单元的吸附运送装置或陶瓷坯片层叠装置的维护变得容易。
吸附用片的一例为将UHMWPE的微粒烧结而得到的多孔片(参见专利文献5)。吸附用片的另一例为形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的聚合物膜(参见专利文献6)。这些吸附用片的透气性、表面平滑性和脱模性优良。
对于在厚度方向上具有通路的聚合物膜,除了上述的用途以外,还期待根据其特性的各种用途中的应用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-53872号公报
专利文献2:日本特开2003-318557号公报
专利文献3:日本特开2012-195928号公报
专利文献4:日本特开2012-20279号公报
专利文献5:日本特开2006-26981号公报
专利文献6:日本特开2011-171728号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的之一是提供聚合物膜,其为在厚度方向上具有通路的聚合物膜,具有以往没有的结构,可用于以防水透声膜、防水透气膜和吸附用片为代表的各种用途。
用于解决问题的手段
本发明的聚合物膜具有从一个主面起延伸到另一个主面的通孔。所述通孔为该通孔的中心轴以直线状延伸的直孔。所述通孔具有与所述中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从所述聚合物膜的一个主面起向着另一个主面增加的形状。
本发明的防水透声膜为:具备上述本发明的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为12.0μm以下,从所述另一个主面到所述一个主面的透气度以根据JISL1096的规定而测定的弗雷泽数表示为2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下的膜。
本发明的防水透声构件具备上述本发明的防水透声膜和与所述防水透声膜接合的支撑体。
本发明的电子设备具备收容音响部且设置有在所述音响部和外部之间传送声音的开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在所述音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入至所述壳体内的防水透声膜。所述防水透声膜为上述本发明的防水透声膜。
本发明的电子设备用壳体为收容具有音响部的电子设备的电子设备用壳体,所述壳体设置有在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音的开口,并具备以覆盖所述开口的方式配置的、在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入至所述壳体内的防水透声膜。所述防水透声膜为上述本发明的防水透声膜。
本发明的防水透声结构具备设置有在内部和外部之间传送声音的开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在内部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入内部的防水透声膜。所述防水透声膜为上述本发明的防水透声膜。
本发明的防水透气膜为:具备上述本发明的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下的膜。
本发明的防水透气构件具备上述本发明的防水透气膜和与所述防水透气膜接合的支撑体。
本发明的防水透气结构具备:具有开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在所述壳体的内部和外部之间使气体透过的同时防止水从外部经由所述开口进入至内部的防水透气膜。所述防水透气膜为上述本发明的防水透气膜。
本发明的吸附用片为配置在吸附作业对象物的吸附单元的吸附面上的吸附用片,其具备上述本发明的聚合物膜。所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下。所述开口直径a为10μm以下。
本发明的吸附单元上的作业对象物的吸附方法包括利用在吸附面上配置有吸附用片的吸附单元,在不使所述吸附面和作业对象物直接接触的情况下,经由所述吸附用片吸附所述作业对象物的工序。所述吸附用片为上述本发明的吸附用片,以该片的2个主面之中、形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述作业对象物的方式配置在所述吸附面上。
本发明的陶瓷电容器的制造方法包括:通过将形成在脱模膜上的陶瓷坯片吸附在吸附单元的吸附面上,将所述陶瓷坯片从所述脱模膜剥离的剥离工序;在剥离后的所述陶瓷坯片被吸附在所述吸附面上的状态下进行运送,并在运送目的地与其它陶瓷坯片层叠的层叠工序;和对重复2次以上所述剥离工序和所述层叠工序而形成的所述陶瓷坯片的层叠体进行烧结的烧结工序。此处,在所述吸附面上配置有:在不使所述吸附面与所述陶瓷坯片直接接触的情况下将所述陶瓷坯片吸附在所述吸附单元上的吸附用片,所述吸附用片为上述本发明的吸附用片,并以该片的2个主面之中、形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述陶瓷坯片的方式配置在所述吸附面上。
本发明的光学膜为:包含上述本发明的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b小于80%,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为20μm以下的膜。
本发明的光学构件具备上述本发明的光学膜。
本发明的组合物包含上述本发明的光学膜的粉碎物。
发明效果
根据本发明,能够得到聚合物膜,其为在厚度方向上具有通路的聚合物膜,具有以往没有的结构,可用于以防水透声膜、防水透气膜和吸附用片为代表的各种用途。
附图说明
图1为示意性地表示本发明的聚合物膜的一例的剖视图。
图2为示意性地表示本发明的聚合物膜的另一例的剖视图。
图3为示意性地表示本发明的聚合物膜的再一例的剖视图。
图4为示意性地表示在本发明的聚合物膜中、通孔延伸的方向的该通孔间的关系的一例的平面图。
图5为示意性地表示在本发明的聚合物膜中、通孔延伸的方向的该通孔间的关系的另一例的平面图。
图6为示意性地表示本发明的聚合物膜的又一例的剖视图。
图7为用于说明作为形成本发明的聚合物膜的方法的、使用离子束照射和之后的化学蚀刻的方法中的离子束照射的概略的示意图。
图8为用于说明作为形成本发明的聚合物膜的方法的、使用离子束照射和之后的化学蚀刻的方法中的离子束照射的一例的示意图。
图9为用于示意性地表示作为形成本发明的聚合物膜的方法的、使用离子束照射和之后的化学蚀刻的方法中的进行化学蚀刻的一例的工序图(a)~(c)。
图10为示意性地表示本发明的防水透声膜的一例的剖视图。
图11为示意性地表示本发明的防水透声膜的另一例的剖视图。
图12为示意性地表示本发明的防水透声构件的一例的立体图。
图13为示意性地表示本发明的防水透声构件的另一例的平面图。
图14A为示意性地表示本发明的电子设备的一例的立体图。
图14B为示意性地表示本发明的电子设备中的防水透声膜的配置的一例的剖视图。
图15A为示意性地表示本发明的电子设备用壳体的一例的立体图。
图15B为示意性地表示本发明的电子设备用壳体中的防水透声膜的配置的一例的剖视图。
图16为示意性地表示本发明的防水透声结构的一例的剖视图。
图17为示意性地表示本发明的防水透气膜的一例的剖视图。
图18为示意性地表示本发明的防水透气膜的另一例的剖视图。
图19为示意性地表示本发明的防水透气构件的一例的立体图。
图20为示意性地表示本发明的防水透气构件的另一例的平面图。
图21为示意性地表示本发明的防水透气结构的一例的剖视图。
图22为示意性地表示本发明的吸附用片的一例的平面图。
图23为示意性地表示本发明的吸附用片的一例的剖视图。
图24为示意性地表示本发明的吸附用片的另一例的立体图。
图25为示意性地表示本发明的吸附用片的再一例的立体图。
图26为示意性地表示本发明的吸附用片的又一例的剖视图。
图27为用于说明本发明的吸附方法的一例的示意图。
图28A为示意性地表示本发明的陶瓷电容器的制造方法的一例中的剥离工序的工序图。
图28B为示意性地表示本发明的陶瓷电容器的制造方法的一例中的层叠工序的工序图。
图28C为示意性地表示本发明的陶瓷电容器的制造方法的一例中的烧结工序的工序图。
图29为示意性地表示本发明的光学膜的一例的平面图。
图30为示意性地表示本发明的光学膜的一例的剖视图。
图31为示意性地表示本发明的光学膜的另一例的剖视图。
图32A为示意性地表示防水透声膜的实施例中、为了评价防水透声膜的声压损失而使用的模拟壳体和该壳体中的扬声器的配置的剖视图。
图32B为示意性地表示防水透声膜的实施例中、为了评价防水透声膜的声压损失而制作的防水透声构件和将该构件配置在模拟壳体上的状态的剖视图。
图33为表示防水透气膜的实施例11中制作的聚合物膜的一个主面(掩蔽面)的利用扫描型电子显微镜(SEM)得到的观察图像的图。
图34为表示防水透气膜的实施例11中制作的聚合物膜的另一个主面(蚀刻面)的利用SEM得到的观察图像的图。
图35为表示光学膜的实施例中评价的实施例31~33和比较例31~33的光学膜的反射率相对于开口率的关系的图。
图36为表示光学膜的实施例中评价的实施例31~33和比较例33的光学膜的反射率相对于开口直径比的关系的图。
图37为表示光学膜的实施例中评价的实施例31~33和比较例33的光学膜的反射率相对于开口率比的关系的图。
具体实施方式
本公开的第1方式提供一种聚合物膜,其具有从一个主面起延伸到另一个主面的通孔,所述通孔为该通孔的中心轴以直线状延伸的直孔,所述通孔具有与所述中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从所述聚合物膜的一个主面起向着另一个主面增加的形状。
本公开的第2方式在第1方式的基础上提供一种聚合物膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%或小于80%。
本公开的第3方式在第1方式或第2方式的基础上提供一种聚合物膜,其中,所述聚合物膜由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚偏二氟乙烯中的至少1种聚合物构成。
本公开的第4方式提供一种防水透声膜,其具备第1方式~第3方式中任一方式的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为12.0μm以下,从所述另一个主面到所述一个主面的透气度以根据JIS L1096的规定而测定的弗雷泽数表示为2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下。
本公开的第5方式在第4方式的基础上提供一种防水透声膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下。
本公开的第6方式在第4方式或第5方式的基础上提供一种防水透声膜,其中,所述聚合物膜具有沿中心轴相对于与该膜的主面垂直的方向倾斜的方向延伸的所述通孔,且该倾斜延伸的方向不同的所述通孔在所述聚合物膜中混合存在。
本公开的第7方式在第4方式~第6方式中的任一方式的基础上提供一种防水透声膜,其中,根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压为3kPa以上。
本公开的第8方式在第4方式~第7方式中的任一方式的基础上提供一种防水透声膜,其还具备层叠在所述聚合物膜上的透声性支撑层。
本公开的第9方式提供一种防水透声构件,其具备第4方式~第8方式中任一方式的防水透声膜、和与所述防水透声膜接合的支撑体。
本公开的第10方式提供一种电子设备,其具备收容音响部且设置有在所述音响部和外部之间传送声音的开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在所述音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入至所述壳体内的防水透声膜;所述防水透声膜为第4方式~第8方式中任一方式的防水透声膜。
本公开的第11方式提供一种电子设备用壳体,其为收容具有音响部的电子设备的电子设备用壳体,所述壳体设置有在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音的开口,且具备以覆盖所述开口的方式配置的、在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入至所述壳体内的防水透声膜,所述防水透声膜为第4方式~第8方式中任一方式的防水透声膜。
本公开的第12方式提供一种防水透声结构,其具备设置有在内部和外部之间传送声音的开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在内部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入内部的防水透声膜;所述防水透声膜为第4方式~第8方式中任一方式的防水透声膜。
本公开的第13方式提供一种防水透气膜,其具备第1方式~第3方式中任一方式的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下。
本公开的第14方式在第13方式的基础上提供一种防水透气膜,其中,所述开口直径a为12μm以下。
本公开的第15方式在第13方式或第14方式的基础上提供一种防水透气膜,其中,所述聚合物膜中的所述通孔的密度为1×103个/cm2以上且1×109个/cm2以下。
本公开的第16方式在第13方式~第15方式中任一方式的基础上提供一种防水透气膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口率为50%以下。
本公开的第17方式在第13方式~第16方式中任一方式的基础上提供一种防水透气膜,其中,所述聚合物膜具有沿中心轴相对于与该膜的主面垂直的方向倾斜的方向延伸的所述通孔,该倾斜延伸的方向不同的所述通孔在所述聚合物膜中混合存在。
本公开的第18方式在第13方式~第17方式中任一方式的基础上提供一种防水透气膜,其在厚度方向上具有以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数表示为0.5秒/100mL以上的透气度。
本公开的第19方式在第13方式~第18方式中任一方式的基础上提供一种防水透气膜,其中,根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压为5kPa以上。
本公开的第20方式在第13方式~第19方式中任一方式的基础上提供一种防水透气膜,其还具备层叠在所述聚合物膜上的透气性支撑层。
本公开的第21方式提供一种防水透气构件,其具备第13方式~第20方式中任一方式的防水透气膜和与所述防水透气膜接合的支撑体。
本公开的第22方式提供一种防水透气结构,其具备具有开口的壳体,和以覆盖所述开口的方式配置的、在所述壳体的内部和外部之间使气体透过的同时防止水从外部经由所述开口进入至内部的防水透气膜;所述防水透气膜为第13方式~第20方式中任一方式的防水透气膜。
本公开的第23方式提供一种吸附用片,其为配置在吸附作业对象物的吸附单元的吸附面上的吸附用片,所述吸附用片具备第1方式~第3方式中任一方式的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下,所述开口直径a为10μm以下。
本公开的第24方式在第23方式的基础上提供一种吸附用片,其中,所述吸附用片的2个主面中,形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面的表面粗糙度(Ra)为2μm以下,所述吸附用片在厚度方向上具有以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数表示为10秒/100mL 以下的透气度。
本公开的第25方式提供吸附单元上的作业对象物的吸附方法,其包括利用在吸附面上配置有吸附用片的吸附单元,在不使所述吸附面和作业对象物直接接触的情况下,经由所述吸附用片吸附所述作业对象物的工序,所述吸附用片为第23方或第24方式的吸附用片,以该片的2个主面之中、形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述作业对象物的方式配置在所述吸附面上。
本公开的第26方式提供陶瓷电容器的制造方法,其包括将形成在脱模膜上的陶瓷坯片吸附在吸附单元的吸附面上,由此将所述陶瓷坯片从所述脱模膜剥离的剥离工序,在剥离后的所述陶瓷坯片被吸附在所述吸附面上的状态下进行运送,在运送目的地与其它陶瓷坯片层叠的层叠工序,和对重复2次以上所述剥离工序和所述层叠工序而形成的所述陶瓷坯片的层叠体进行烧结的烧结工序;在所述吸附面上配置有:在不使所述吸附面和所述陶瓷坯片直接接触的情况下将所述陶瓷坯片吸附在所述吸附单元上的吸附用片,所述吸附用片为第23方式或第24方式的吸附用片,以该片的2个主面之中、形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述陶瓷坯片的方式配置在所述吸附面上。
本公开的第27方式提供一种光学膜,其包含第1方式~第3方式中任一方式的聚合物膜,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b小于80%,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为20μm以下。
本公开的第28方式在第27方式的基础上提供一种光学膜,所述光学膜的主面的波长范围300nm~800nm的光的反射率在所述光学膜的各主面间相互不同。
本公开的第29方式在第27方式或第28方式的基础上提供一种光学膜,其中,所述聚合物膜中的所述通孔的密度为1×103个/cm2以上且1×1010个/cm2以下。
本公开的第30方式在第27方式~第29方式中任一方式的基础上提供一种光学膜,其中,所述聚合物膜中的、所述一个主面的开口率c与所述另一个主面的开口率d之比c/d为65%以下。
本公开的第31方式提供一种光学构件,其具备第27方式~第30方式中任一方式的光学膜。
本公开的第32方式提供一种组合物,其包含第27方式~第30方式中任一方式的光学膜的粉碎物。
[聚合物膜]
将本发明的聚合物膜的一例示于图1。图1所示的聚合物膜1具有从该膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b的通孔3。通孔3为该通孔3的中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与该中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。聚合物膜1例如为除了通孔3以外不具有其厚度方向的通路、典型地是不具有可流通空气等气体的通路的非多孔的膜。聚合物膜1可以为除了通孔3以外无孔的(内部实心的)膜。
图1所示的聚合物膜1例如与专利文献3(日本特开2012-195928号公报)、专利文献4(日本特开2012-20279号公报)和专利文献6(日本特开2011-171728号公报)中公开的非多孔的聚合物膜相比,至少通孔的形状不同。更具体而言,这些以往的聚合物膜的通孔为“以恒定的截面形状以直线状贯通树脂膜的直孔”(专利文献3的0014段),与此相对,图1的聚合物膜1的通孔3虽然也同样为中心轴以直线状延伸的直孔,但是具有与该中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从膜1 的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。在聚合物膜1中,根据通孔3的该形状,膜1的一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径(开口直径a)和另一个主面2b中的通孔3的开口6b的直径(开口直径b)不相等,例如相对于相对较大的开口直径b,相对较小的开口直径a为80%或小于80%的大小。即,聚合物膜1的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b之比a/b例如为80%或小于80%。
从图1所示的聚合物膜1的结构可知,聚合物膜1在结构上完全不同于专利文献1、2中公开的拉伸多孔膜和专利文献5中公开的将微粒烧结而得到的多孔片。
如图1所示,通孔3为在中心轴4延伸的方向(通孔3延伸的方向)上截面5的形状改变的、在聚合物膜1的膜厚方向上具有非对称的形状的通孔。
只要通孔3的形状为中心轴4以直线状延伸的直孔,与中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加,则没有限定。截面5的面积从主面2a开始向着主面2b可以连续地增加,也可以阶段地增加(即,截面5的面积可以存在恒定的区域)。如图1所示的例子所示,优选地,截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加(优选地,通孔3具有截面5的面积从一个主面2a至另一个主面2b连续地增加的形状),更优选地,该增加率为基本恒定或恒定。根据后述的制造方法,可以形成:具有截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加的通孔3的聚合物膜1、以及进一步地该面积的增加率为基本恒定或恒定的聚合物膜1。
通孔3的截面5的形状没有特别的限定,例如为圆或椭圆。此时,截面5的形状不需要为严格的圆或椭圆,例如可以容许与在后述的制造方法中实施的化学蚀刻的偏差所伴随的稍微的形状紊乱。通孔3可以具有截面5的面积从主面2a至主面2b连续地且以基本恒定或恒定的增加率增加,且为圆或椭圆的截面5的形状,此时通孔3的形状成为以中心轴4为中心线的圆锥或椭圆锥或它们的一部分。根据后述的制造方法,可以形成具有截面5的形状为圆或椭圆的通孔3的聚合物膜1。
作为通孔3的相对较小的开口的开口6a的直径(开口直径a)根据聚合物膜1的用途而有所不同,例如可以为20μm以下、15μm以下、12μm以下,进一步可以为10μm以下。开口直径a的下限根据聚合物膜1的用途而有所不同,例如可以为0.05μm以上。即,开口直径a可以为0.05μm以上且20μm以下。但是,只要作为通孔3的相对较大的开口的开口6b的直径(开口直径b)比开口直径a大,则没有限定。开口直径b例如为0.2μm以上且30μm以下。
对于通孔3,以将开口6a、6b的形状视为圆时的该圆的直径,换句话说,与开口6a、6b的截面积(开口面积)具有相同的面积的圆的直径为该开口6a、6b的开口直径。对于聚合物膜1的各主面中的通孔3的开口直径而言,不需要存在于该主面上的全部的开口都一致,但是在聚合物膜1的有效部分(可用于该膜1的用途的部分)中优选为在可视为实质上相同的值的程度(例如标准偏差为平均值的10%以下)上一致。根据后述的制造方法,可以形成这样的两个主面上的开口直径一致的聚合物膜1。在聚合物膜1中,有效部分中的全部的通孔3的开口直径a和/或开口直径b可以为上述的范围。
在从与聚合物膜1的主面2a、2b垂直的方向开始倾斜的方向上延伸的通孔3的开口形状可以为椭圆。但是,即使在这样的情况下,膜1内的通孔3的截面5的形状也可以视为圆,该圆的直径与作为开口形状的椭圆的最小直径相等。因此,对于沿上述倾斜的方向延伸的通孔3且开口的形状为椭圆的贯通通孔3,可以将该最小直径设定为通孔的开口直径。
聚合物膜1中的通孔3的密度(孔密度:在每1cm2的膜的主面的面积上存在的通孔的数)没有特别的限定,例如为1×103个/cm2以上且1×1010个/cm2以下。孔密度不需要在聚合物膜1的全体范围内为恒定的,但是在聚合物膜1的有效部分中,可以在最大的孔密度为最小的孔密度的1.5倍以下的程度上是恒定的。
在图1所示的例子中,通孔3的中心轴4沿与聚合物膜1的主面2a、2b垂直的方向延伸,但是通孔3的中心轴4延伸的方向也可以从与主面2a、2b垂直的方向开始倾斜。将这样的聚合物膜1的例子示于图2。
在聚合物膜1中,中心轴4延伸的方向不同的通孔3可以混合存在。更具体而言,例如在聚合物膜1中,中心轴4沿与主面2a、2b垂直的方向延伸的通孔3以及中心轴4沿从该方向开始倾斜的方向延伸的通孔3可以混合存在。另外,例如聚合物膜1具有中心轴4沿从与该膜1的主面2a、2b垂直的方向开始倾斜的方向延伸的通孔3,该倾斜延伸的方向不同的通孔3在聚合物膜1中可以混合存在。将后者的例子示于图3。
在图3所示的聚合物膜1中,中心轴4从与主面2a、2b垂直的方向开始倾斜延伸的方向不同的通孔3a~3g在聚合物膜1中混合存在。换句话说,图3的聚合物膜1中的通孔3,有时沿相对于与聚合物膜1的主面2a、2b垂直的方向倾斜的方向延伸(贯通聚合物膜1)、延伸的方向互不相同通孔3的组合。在聚合物膜1中,也可以为延伸的方向相同的通孔3的组合。在图3所示的例子中,例如通孔3a、3b和3c的延伸的方向互不相同,通孔3a和3e延伸的方向相同。以下,在本说明书中,将“组合”也简称为“组”。“组”不限于1个通孔和1个通孔的关系(pair(对)),1或2个以上的通孔彼此的关系。具有相同特征的通孔的组的意思是,存在有多个具有该特征的通孔。
在如图3所示的、倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1中,可以改变其倾斜的程度、以及沿固定方向延伸的通孔3的比例。这会扩大聚合物膜1可获得的特性的范围。特性大的范围可以成为对于聚合物膜1的各用途中的有利点。
对于图2、3所示的通孔3,其倾斜延伸的方向D1相对于与聚合物膜1的主面垂直的方向D2成角度θ1,例如为45°以下,可以为30°以下。角度θ1的下限没有特别的限定,例如为10°以上,可以为20°以上。如果角度θ1过大,则聚合物膜1的机械的强度具有降低的倾向。在图3所示的通孔3中,存在角度θ1互不相同的组。
在如图3所示的、倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1中,当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时(当将通孔3延伸的方向投影在该主面上时),通孔3延伸的方向可以彼此平行,但是聚合物膜1也可以具有该延伸的方向互不相同的组(该延伸的方向互不相同的通孔3存在于聚合物膜1中)。
将当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时,通孔3延伸的方向彼此平行的例子示于图4。在图4所示的例子中,可以看见3个通孔3(3h、3i、3j),但是从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时各通孔3延伸的方向(从纸面前侧的主面中的通孔3的开口6a开始朝向相反侧的主面中的通孔3的开口6b的方向)D3、D4、D5彼此平行(后述的θ2为0°)。不过,各通孔3h、3i、3j的角度θ1彼此不同,通孔3j的角度θ1最小,通孔3h的角度θ1最大。因此,各通孔3h、3i、3j延伸的方向在立体上是不同的。
将当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时通孔3延伸的方向彼此不同的例子示于图5。在图5所示的例子中,可以看见3个通孔3(3k、3l、3m),但是当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时,各通孔3延伸的方向D6、D7、D8互不相同。此处,当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时,通孔3k和3l成小于90°的角度θ2,从该主面开始沿互不相同方向延伸。另一方面,当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时,通孔3k和3m成90°以上的角度θ2,从该主面开始沿互不相同方向延伸。聚合物膜1如后者所示优选具有:从与该膜的主面垂直的方向看时成90°以上的角度θ2,从该主面开始沿互不相同方向延伸的通孔3的组。换句话说,聚合物膜1优选具有:从与该膜的主面垂直的方向看时,从该主面开始沿恒定的方向D6延伸的通孔3k和沿相对于该恒定的方向D6成90°以上的角度θ2的方向D8从该主面开始延伸的通孔3m的组。角度θ2可以为90°以上且180°以下,也可以为180°。
在如图3所示的、倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1中,2个以上的通孔3在聚合物膜1内可以彼此交叉。即,聚合物膜1可以具有在该膜1内彼此交叉的通孔3的组。将这样的例子示于图6。在图6所示的例子中,通孔3p和3q在聚合物膜1内彼此交叉。
聚合物膜1中的通孔3延伸的方向(通孔3的中心轴4延伸的方向)例如可以通过对该膜的主面和截面利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察而确认。
在聚合物膜1中,可以存在:与中心轴延伸的方向垂直的截面的形状在该膜1的厚度方向上恒定且为直孔的通孔。
对于聚合物膜1可以实施任意的表面处理。表面处理的一例为拒液处理。在进行拒液处理的聚合物膜1中,在其至少一部分的表面上形成有拒液层。拒液层可以在聚合物膜1的两个主面上形成,也可以仅在一个主面上形成。拒液层也可以在通孔3的表面上形成。
拒液层为具有拒水性的层,优选同时具有拒油性。另外,如果拒液层在聚合物膜1的主面上形成,则该层在与通孔3的开口对应的位置可以具有开口。
拒液层例如可以通过将拒水剂或疏水性的拒油剂用稀释剂稀释,将由此而制备的处理液薄薄地涂布在聚合物膜1上并使其干燥而形成。拒水剂和疏水性的拒油剂例如为全氟烷基丙烯酸酯、全氟烷基甲基丙烯酸酯这样的含氟化合物。拒液层的厚度优选为小于通孔3的直径的1/2。
在聚合物膜1上薄薄地涂布处理液而形成拒液层的情况,根据通孔3的直径而有所不同,但是该通孔的表面(内周面)也可以与该膜1的主面上连续地通过拒液层而覆盖。
聚合物膜1的厚度没有限定,例如为5.0μm以上且100μm以下。
作为构成聚合物膜1的材料例如为在后述的制造方法中、在作为非多孔的聚合物膜的原膜上可形成通孔3的材料。聚合物膜1例如由利用添加有选自碱性溶液、酸性溶液、或氧化剂、有机溶剂和表面活性剂的至少1种的碱性溶液或酸性溶液而分解的树脂构成。在这种情况下,利用后述的制造方法中的离子束照射和化学蚀刻,容易对原膜形成通孔3。需要说明的是,这些溶液为典型的蚀刻处理液。当从另一侧面看时,聚合物膜1例如由可利用水解或氧化分解进行蚀刻的树脂构成。对于原膜可以使用市售的膜。
聚合物膜1例如由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚偏二氟乙烯的至少1种树脂构成。
在聚合物膜1中,两个主面2a、2b中的通孔3的开口6a、6b的直径不同,因此以一个主面2a侧为基准的特性和以另一个主面2b侧为基准的特性有时不同。这样的主面间的特性的差异对于聚合物膜1的用途可以成为有利点。差异的程度例如可以通过聚合物膜1所具有的通孔3的形状、更具体而言通孔3的开口直径和上述比a/b来控制。
对于聚合物膜1可以实施着色处理。虽然根据构成聚合物膜1的材料的种类而有所不同,但是未实施着色处理的聚合物膜1的颜色例如为透明或白色。
着色处理例如可以通过染色处理聚合物膜1,或使聚合物膜1包含着色剂来实施。着色处理例如可以以包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光被吸收的方式实施。即,对于聚合物膜1可以实施吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的着色处理。因此,例如将聚合物膜1用包含具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的着色剂的、或具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的染料而染色。在这种情况下,可以将聚合物膜1着色成蓝色、灰色、茶色、桃色、绿色、黄色等。聚合物膜1可以着色处理成黑色、灰色、茶色或桃色。聚合物膜1根据其用途可以着色处理成白色。
聚合物膜1根据需要可以包含任意的材料。该材料例如为上述的着色剂、炭黑、氧化钛粒子。
对于聚合物膜1,根据需要可以在其表面例如至少一个主面的全部或一部分上配置任意的层。
聚合物膜1可以用于各种用途、例如防水透声膜、防水透气膜、吸附用片、光学膜。在这些用途中,利用具有特征形状的通孔3。
聚合物膜1的制造方法没有特别的限定,例如可以通过以下说明的制造方法而制造。
[聚合物膜的制造方法]
在以下的制造方法中,通过对原膜的离子束的照射和之后的化学蚀刻,形成聚合物膜1。通过离子束照射和化学蚀刻而形成的聚合物膜1可以直接使用,也可以在进行拒液处理和着色处理等各种处理后使用,也可以在实施形状加工或层叠其他层后使用。
在使用离子束照射和之后的化学蚀刻的方法中,可以将聚合物膜1的通孔3的开口直径在各自的主面2a或2b中整合至上述的优选程度为止。
原膜为,在离子束照射和化学蚀刻后用作聚合物膜1的区域中、不具有该厚度方向的通路的非多孔的聚合物膜。原膜可以为无孔的(内部实心的)膜。
如果对原膜照射离子束,则在该膜中的离子所通过的部分中,在构成聚合物膜的聚合物链上因与离子发生撞击而产生损伤。产生损伤的聚合物链比未被离子撞击的其他部分的聚合物链更容易被化学蚀刻。因此,通过对已照射离子束的原膜进行化学蚀刻,可以得到形成有沿着离子的撞击的轨迹延伸的孔(通孔)的聚合物膜。即,通孔3的中心轴4延伸的方向为在离子束照射时离子通过原膜的方向。在原膜中的离子未通过的部分,通常未形成孔。
由此,在本公开的制造方法中,由原膜形成聚合物膜1的方法包含:对原膜照射离子束的工序(I),以及对离子束照射后的原膜中的离子撞击的部分的至少一部分进行化学蚀刻,而在该膜上形成沿着离子的撞击的轨迹(离子踪迹(track))延伸的通孔3的工序(II)。而且,在工序(II)中,实施以下化学蚀刻,其中,通过对离子照射后的原膜中的一个主面配置掩蔽层,与从该一个主面的上述部分的蚀刻相比,从离子照射后的原膜中的另一个主面的上述部分的蚀刻的程度大。在该化学蚀刻中,与从配置有掩蔽层的上述一个主面的离子踪迹的蚀刻相比,从上述另一个主面的离子踪迹的蚀刻的程度大。这样的非对称的蚀刻更具体而言是,通过实施在从离子照射后的原膜中的一个主面和从另一个主面之间进行速度不同的蚀刻,可以形成具有与中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状的通孔3。在专利文献3、4、6中公开的技术中,相对于离子束照射后的原膜,以从该原膜的两个主面的均等的蚀刻成为结果而进行,因此形成通孔的截面形状在膜厚方向上恒定的膜。
以下,更具体地说明工序(I)和(II)。
(工序(I))
在工序(I)中,对原膜照射离子束。离子束由被加速的离子构成。通过离子束的照射,形成被该离子束中的离子撞击后的原膜。
如果对原膜照射离子束,则如图7所示,离子束中的离子21撞击原膜22,撞击后的离子21在该膜22的内部残留轨迹23(离子踪迹)。如果在作为被照射物的原膜22的尺寸范围看,则通常离子21以基本直线状与原膜22撞击,因此在该膜22中形成以直线状延伸的轨迹23。离子21通常贯通原膜22。
对原膜22照射离子束的方法并没有限定。例如将原膜22收容于腔室,并降低腔室内的压力后(例如为了抑制所照射的离子21的能量的衰减而形成高真空环境后),由束流线将离子21照射在原膜22上。可以在腔室内加入特定的气体,也可以将原膜22收容于腔室,在不降低该腔室内的压力的情况下,例如在大气压下实施离子束的照射。
可以准备卷绕有带状的原膜22的辊,一边由该辊送出原膜22,一边连续地对原膜22照射离子束。由此,可以高效地形成聚合物膜1。也可以在上述的腔室内配置上述辊(送出辊)和对离子束照射后的原膜22进行卷取的卷取辊,在形成了减压、高真空等任意的环境的腔室内一边由送出辊送出带状的原膜22,一边连续地对该膜照射离子束,将束照射后的原膜22卷取至卷取辊。
构成原膜22的树脂与构成聚合物膜1的树脂相同,例如选自PET、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚偏二氟乙烯的至少1种。由这些树脂构成的原膜22具有:被离子21撞击后的部分的化学蚀刻平稳地进行,同时其他部分的化学蚀刻难以进行的特征,与原膜22中的轨迹23对应的部分的化学蚀刻的控制是容易的。因此,通过使用这样的原膜22,例如聚合物膜1的通孔3的形状的控制变得更容易。
原膜22可以由2种以上的树脂构成,只要是经工序(I)和(II)而形成聚合物膜1,则还可以包含树脂以外的材料。该材料例如为光稳定剂、抗氧剂等添加剂、来源于树脂原料的低聚物成分、金属氧化物(例如白色颜料:氧化铝、氧化钛等)。
原膜22的厚度例如为5~100μm。在工序(I)的离子束照射的前后,通常原膜22的厚度未改变。
照射离子束的原膜22例如为无孔的膜。在这种情况下,只要除了工序(I)和(II)以外不实施进一步在该膜中设置孔的工序,则可以形成通过工序(I)和(II)而形成的通孔3以外的部分为无孔的聚合物膜1。在实施该进一步的工序的情况下,形成具有:通过工序(I)和(II)而形成的通孔3和通过该进一步的工序而形成的孔的聚合物膜1。
照射、撞击在原膜22上的离子21的种类没有限定,但是从抑制与构成原膜22的树脂的化学反应的观点出发,优选质量数比氖大的离子,具体而言优选选自氩离子、氪离子和氙离子的至少1种离子。
离子21的能量(加速能量)典型的为100~1000MeV。在使用厚度约5~约100μm的聚酯膜作为原膜22的情况下,离子种为氩离子时的离子21的能量优选为100~600MeV。照射在原膜22上的离子21的能量可以根据离子种和构成原膜22的树脂的种类进行调节。
照射在原膜22上的离子21的离子源没有限定。从离子源放出的离子21例如通过离子加速器加速后经束流线而照射在原膜22上。离子加速器例如为回旋加速器,更具体的例子为AVF回旋加速器。
成为离子21的通路的束流线的压力从抑制束流线中的离子21的能量衰减的观点出发,优选为约10-5~约10-3Pa的高真空。在照射离子21的收容原膜22的腔室的压力未达到高真空的情况下,通过透过离子21的隔膜,可以保持束流线和腔室的压力差。隔膜例如由钛膜或铝膜构成。
离子21例如从与原膜22的主面垂直的方向照射在该膜上。在图7所示的例子中,进行这样的照射。在这种情况下,轨迹23垂直于原膜22的主面延伸,因此通过后面化学蚀刻,得到形成有中心轴4沿与主面垂直的方向延伸的通孔3的、如图1所示的聚合物膜1。离子21可以从相对于原膜22的主面倾斜的方向照射在该膜上。在这种情况下,通过后面的化学蚀刻,得到形成有中心轴4沿从与主面垂直的方向开始倾斜的方向延伸的通孔3的、如图2所示的聚合物膜1。对原膜22照射离子21的方向可以通过公知的手段而控制。图2的角度θ1例如可以通过相对于原膜22的离子束的入射角而控制。
离子21例如以多个离子21的飞行轨迹彼此平行的方式照射在原膜22上。在图7所示的例子中,进行这样的照射。在这种情况下,通过后面的化学蚀刻,得到形成有彼此平行延伸的多个通孔3的、如图1、2所示的聚合物膜1。
离子21可以以多个离子21的飞行轨迹彼此不平行(例如彼此随机)的方式照射在原膜22上。由此,例如形成如图3~6所示的聚合物膜1。更具体而言,为了形成如图3~6所示的聚合物膜1,例如将离子束在从与原膜22的主面垂直的方向开始倾斜地照射,同时连续地或阶段地改变该倾斜的方向。需要说明的是,离子束为多个离子彼此平行飞翔的束,因此沿相同方向延伸的通孔3的组通常存在于聚合物膜1中(在相同方向延伸的多个通孔3通常存在于聚合物膜1中)。
将连续地或阶段地改变该该倾斜的方向的方法的例子示于图8。在图8所示的例子中,将带状的原膜22从送出辊31送出并使其通过具有规定的曲率的照射辊32,在通过该辊32的间隙照射离子束33,将照射后的原膜22卷取在卷取辊34上。此时,离子束33中的离子21顺次彼此平行地飞翔,因此原膜22在照射辊32上移动,同时相对于原膜22的主面离子束撞击的角度(入射角θ1)改变。而且如果连续地照射离子束33,则上述倾斜的方向连续地改变,如果断断续续地照射离子束33,则上述倾斜的方向阶段地改变。这也可以说是,根据离子束的照射时机进行控制。另外,通过离子束33的截面形状和相对于原膜22的照射面的离子束33的束流线的截面积,也可以控制在原膜22上形成的轨迹23的状态(例如角度θ1)。
聚合物膜1的孔密度可以通过对原膜22的离子束的照射条件(离子种、离子的能量、离子的撞击密度(照射密度)等)而控制。
离子21从2个以上的束流线照射在原膜22上。
工序(I)可以在原膜22的主面例如上述一个主面上配置有掩蔽层的状态下实施。
(工序(II))
在工序(II)中,对在工序(I)中照射离子束后的原膜22中的离子21所撞击的部分的至少一部分进行化学蚀刻,在该膜中形成沿着离子21的撞击的轨迹23延伸的通孔3。由此而得到聚合物膜1中的通孔3以外的部分只要不进一步实施改变膜的状态的工序,则基本上与离子束照射前的原膜22相同。
另外,在工序(II)中,在离子束照射后的原膜22的一个主面上配置有掩蔽层的状态下实施上述化学蚀刻。在该化学蚀刻中,对于原膜22中的离子21所撞击的部分的蚀刻,与从配置有掩蔽层的上述一个主面的蚀刻相比,从另一个主面的蚀刻的程度大。即,在工序(II)中,对于原膜22中的离子21所撞击的部分的蚀刻,实施从该膜的两个主面的蚀刻以非对称形式进行的化学蚀刻(非对称蚀刻)。“蚀刻的程度大”更具体而言意思是例如,对于上述部分每单位时间的蚀刻量大,即对于上述部分蚀刻速度大。
在工序(II)中,通过与对原膜22的一个主面的、原膜22中的离子21所撞击的部分相比难以化学蚀刻的掩蔽层的配置,可以实施:一边抑制从该一个主面的上述部分的蚀刻,一边进行从原膜22的另一个主面的上述部分的蚀刻的化学蚀刻。这样的蚀刻例如可以通过掩蔽层的种类和厚度的选择、掩蔽层的配置、蚀刻条件的选择等而实施。
掩蔽层的种类没有特别的限定,优选为由与原膜22中的离子21所撞击的部分相比难以化学蚀刻的材料构成的层。“难以蚀刻”更具体而言意思是,例如每单位时间蚀刻的量小,即被蚀刻速度小。关于是否难以化学蚀刻,可以基于工序(II)中实时实施的非对称蚀刻的条件(蚀刻处理液的种类、蚀刻温度、蚀刻时间等)而判断。如后所述,在一边改变掩蔽层的种类和/或配置面,一边实施工序(II)中多次的非对称蚀刻的情况下,基于各蚀刻的条件对于各自的蚀刻进行判断即可。
在与原膜22中的离子21未撞击的部分的对比中,掩蔽层比该部分可以易于化学蚀刻,也可以难以化学蚀刻,优选难以化学蚀刻。在难以蚀刻的情况下,例如可以减薄非对称蚀刻的实施中所需要的掩蔽层的厚度。
在工序(I)中,在将离子束照射在配置有掩蔽层的原膜22的情况下,在该掩蔽层上也形成离子踪迹。如果考虑到这个因素,则构成掩蔽层的材料优选为即使利用离子束的照射也难以使该聚合物链受到损伤的材料。
掩蔽层例如由选自聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和金属箔的至少1种构成。这些材料不仅难以化学蚀刻,而且即使利用离子束的照射也难以受到损伤。
掩蔽层配置在相当于实施非对称蚀刻的区域的、原膜22的一个主面的至少一部分上即可。当然,根据需要也可以配置在原膜22的一个主面的整个范围内。
只要在原膜22的主面上配置掩蔽层的方法,在实施非对称蚀刻期间,掩蔽层不从该主面剥离,则没有限定。掩蔽层例如通过粘合剂配置在原膜22的主面上。即在工序(II)中,在掩蔽层通过粘合剂而贴合在上述一个主面上的状态下,可以实施上述化学蚀刻(非对称蚀刻)实施。利用粘合剂而配置掩蔽层,可以比较容易地进行。另外,通过选择粘合剂的种类,容易从非对称蚀刻后的原膜22剥离掩蔽层。
在工序(II)中,可以多次实施非对称蚀刻。另外,只要实施至少一次非对称蚀刻,则可以实施使从原膜22的两个主面均等地进行轨迹23的蚀刻的对称蚀刻。例如在蚀刻的过程中,通过从掩蔽层剥离聚合物膜1,可以从非对称蚀刻切换至对称蚀刻的进行。或,可以在实施对称蚀刻后配置掩蔽层,实施非对称蚀刻。
在多次实施非对称蚀刻的情况下,可以改变各次蚀刻中的蚀刻条件。
将工序(II)的例子示于图9。
在图9所示的例子中,在离子束照射后的原膜22的一个主面上配置掩蔽层41(参照(a)),在该状态下实施化学蚀刻。由此,从未配置掩蔽层的其他面,沿着通过离子束的照射而形成的轨迹23进行蚀刻,形成沿着该轨迹23延伸的通孔3(参照(b))。如(b)所示,从配置掩蔽层41的主面,未进行蚀刻。所形成的通孔3的截面具有圆锥状的形状,通孔3的尖端在原膜22的上述一个主面开口。而且通孔3的上述一个主面中的开口直径和另一个主面中的开口直径彼此不同,成为蚀刻的基点的上述另一个主面中的开口直径大。即,在图9所示的例子中,得到的聚合物膜1形成有以下的通孔3,其具有圆锥状的截面形状,且其开口直径在膜的两个主面间不同(参照(c))。上述一个主面中的通孔3的开口直径a和上述另一个主面中的通孔3的开口直径b的比a/b例如为80%或小于80%,通过在工序(II)中实施的蚀刻的条件,也可以将该比设定为更小的值。
由此在工序(II)中,可以形成:在膜的膜厚方向上孔径改变的通孔3。通孔3的中心轴4延伸的方向为轨迹23延伸的方向。
在图9所示的例子中,已经实施一次非对称蚀刻,因此可以以图9的(c)所示的掩蔽层41被剥离的状态为起点进一步进行化学蚀刻。由此,例如可以控制:通孔3的开口直径、或聚合物膜1的一个主面中的通孔3的开口直径a和另一个主面中的通孔3的开口直径b的比a/b。
通孔3的开口直径例如也可以通过蚀刻温度、蚀刻时间、蚀刻处理液的组成等蚀刻条件而控制。
具有通孔3的聚合物膜1不能利用以往的方法形成。
在化学蚀刻中所使用的蚀刻处理液,没有特别的限定。蚀刻处理液例如为添加有选自碱性溶液、酸性溶液、或氧化剂、有机溶剂和表面活性剂的至少1种的碱性溶液或酸性溶液。碱性溶液例如为包含氢氧化钠、氢氧化钾等碱的溶液(典型地是水溶液)。酸性溶液例如为包含硝酸、硫酸等酸的溶液(典型地是水溶液)。氧化剂例如为重铬酸钾、高锰酸钾、次氯酸钠。有机溶剂例如为甲醇、乙醇、2-丙醇、乙二醇、氨基醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺。表面活性剂例如为烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐。
除了使用掩蔽层41进行非对称蚀刻,具体的蚀刻方法根据公知的方法即可。例如在蚀刻处理液中,对配置有掩蔽层41的束照射后的原膜22设定规定的温度且规定的时间进行浸渍即可。
蚀刻的温度例如为40~150℃,蚀刻的时间例如为10秒~60分钟。
在工序(II)之后,掩蔽层41根据需要可以使其一部分或全部残留在聚合物膜1上。残留的掩蔽层41例如可以用作区别聚合物膜1中的上述一个主面(配置有掩蔽层的主面)和上述另一个主面的记号。
聚合物膜1的制造方法可以包含工序(I)、(II)以外的任意的工序。任意的工序的例子为上述的拒液处理、着色处理。
聚合物膜1可以用于各种用途。以下,关于聚合物膜1的用途的例子和该用途中的具体的方式进行说明。
[实施方式1:防水透声膜]
(防水透声膜)
聚合物膜1的用途的一个例子为防水透声膜。防水透声膜为兼具防水性和透声性的膜,例如为:在内部配置有音响部的电子设备的壳体中,配置在与该音响部邻接的开口处,不仅抑制水从该开口进入至壳体内部,而且在音响部和电子设备的外部之间传送声音的膜。近年来,要求透声性和防水性的控制的自由度高的防水透声膜。例如通过制成高水平地兼顾透声性和防水性这两个相反的特性、更具体而言不仅具有高透声性同时还可以实现高防水性的防水透声膜,从而提高电子设备、特别是便携式信息终端的设计的自由度。根据本发明的聚合物膜1,与以往的防水透声膜相比,可以实现透声性和防水性的控制的自由度高的防水透声膜。
将具有聚合物膜1的防水透声膜(本发明的防水透声膜)的一例示于图10。图10所示的防水透声膜51具有:聚合物膜1和形成在聚合物膜1的主面上的拒液层52。图10所示的聚合物膜1与图1所示的聚合物膜1相同。更具体而言,聚合物膜1具有从该膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b的通孔3。通孔3为该通孔3的中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与该中心轴4延伸方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。此处,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径(开口直径)a为12.0μm以下。以根据JIS L1096的规定而测定的弗雷泽数表示,从防水透声膜51的另一个主面2b开始向着一个主面2a的透气度为2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下。
拒液层52也可以形成在通孔3的表面(通孔3内的膜1的表面)上。在聚合物膜1的主面上形成的拒液层52在与该膜1的通孔3对应的位置(与开口6a、6b对应的位置)具有开口。
在防水透声膜51中,声音经由作为聚合物膜1的透气通路的通孔3,并通过防水透声膜51自身的振动而传送。
防水透声膜51与在专利文献3(日本特开2012-195928号公报)中公开的防水透声膜相比至少通孔的形状是不同的。更具体而言,专利文献3的防水透声膜的通孔为“以恒定的截面形状以直线状贯通树脂膜的直孔”(0014段),与此相对,图10的防水透声膜51的通孔3也是中心轴以直线状延伸的直孔,但是具有与该中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b 增加的形状。在防水透声膜51中,基于通孔3的该形状,聚合物膜1的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b不相等,例如开口直径a相对于开口直径b为80%以下的大小。
至少基于这样的通孔3的形状,防水透声膜51比以往的防水透声膜的透声性和防水性的控制的自由度高。例如专利文献1的防水透声膜具有:包含通过拉伸而产生的无数个微细PTFE原纤(fibril)和通过拉伸而在该原纤间产生的无数个孔的膜结构,孔以三维的形式分散在透声膜的整个范围内,处于彼此连续的状态。因此,在专利文献1的防水透声膜中,在膜内孔的尺寸和形状具有大的偏差,难以提高透声性和防水性的控制的自由度,例如难以高水平地兼顾透声性和防水性。另一方面,对于构成防水透声膜51的聚合物膜1而言,其为除了作为直孔的通孔以外不具有其厚度方向的透气通路的非多孔的膜,并且成为透气通路的该通孔的尺寸和形状的均匀性更高,进一步通过上述的聚合物膜1的制造条件,可以改变通孔3的形状、开口直径和上述比a/b。因此,与作为拉伸多孔膜的防水透声膜相比,防水透声膜51的透声性和防水性的控制的自由度高,例如可以高水平地兼顾透声性和防水性。
接着,如果与具有以恒定的截面形状贯通树脂膜的通孔的专利文献3的防水透声膜相比,在防水透声膜51中,通过改变通孔3的截面5的形状和聚合物膜1的各主面2a、2b中的开口6a、6b的直径的差异,防水透声膜51的透声性和防水性的控制的自由度提供。作为更具体且典型的例子,防止水从具有开口直径相对较小的开口6a的主面2a进入的防水性比防止水从具有开口直径相对较大的开口6b的主面2b进入的防水性大,从主面2b的透声性比主面2a的透声性良好。即,防水透声膜51是对于其防水性和透声性在主面间(表面背面间)具有各向异性的膜,这样的各向异性有助于作为防水透声膜的透声性和防水性的控制的自由度的高度。另外,通过聚合物膜1的制造条件,也可以改变这样的通孔3的形状、开口直径和上述比a/b,在提高该自由度的高度的方向上进行调节作业。防水透声膜51例如可以为具备具有截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加的通孔3的聚合物膜1的防水透声膜,以及进一步地该面积的增加率为基本恒定或恒定的防水透声膜。
通孔3中的开口6a的直径(开口直径a)和开口6b的直径(开口直径b)的比a/b例如为80%以下,从可以进一步提高透声性和防水性的控制的自由度的观点考虑,优选为75%以下,更优选为70%以下。比a/b的下限没有特别的限定,例如为10%。
相对较小的开口的开口6a的直径(开口直径a)为12.0μm以下。如果开口直径a大于12.0μm,则不能够确保作为防水透声膜的充分的防水性。从可以进一步提高透声性和防水性的控制的自由度,更具体而言,可以高水平地兼顾防水性和透声性,同时在减少防水透声膜51的有效面积的情况下也可以确保良好的透声性的观点出发,开口直径a优选为1.0μm以上,即开口直径a优选为1.0μm以上且12.0μm以下。如果开口直径a过小,则特别是在减小防水透声膜51的有效面积的情况下,有可能不能够确保充分的透声性。开口直径a更优选为2.0μm以上且10.0μm以下,进一步优选为3.0μm以上且8.0μm以下。
另一方面,只要作为相对较大的开口的开口6b的直径(开口直径b)比开口直径a大,则没有限定。开口直径b优选为4.0μm以上且20.0μm以下,更优选为5.0μm以上且15.0μm以下,进一步优选为6.0μm以上且13.0μm以下。在开口直径b处于这些范围的情况下,可以进一步提高透声性和防水性的控制的自由度,更具体而言,可以更高水平地兼顾防水性和透声性,同时在减少防水透声膜51的有效面积的情况下也能够确保良好的透声性。
聚合物膜1的各主面中的通孔3的开口直径不需要存在于该主面上的全部的开口都一致,但是优选地,在聚合物膜1的有效部分(能够作为防水透声膜51使用的部分)中,在可视为实质上相同的值的程度(例如标准偏差为平均值的10%以下)上一致。根据上述的聚合物膜1的制造方法,可以形成这样的各主面中的开口直径一致的防水透声膜51。在防水透声膜51中,有效部分中的全部的通孔3的开口直径a和/或开口直径b可以为上述的范围。
聚合物膜1中的通孔3的密度(孔密度),没有特别的限定,例如为1×103个/cm2以上且1×109个/cm2以下。孔密度在该范围中,作为防水透声膜51在优选范围内容易控制透声性和防水性。孔密度更优选为1×105个/cm2以上且1×108个/cm2以下。孔密度不需要在聚合物膜1整个范围内是恒定的,但是在聚合物膜1的有效部分中,优选地,在最大的孔密度为最小的孔密度的1.5倍以下的程度上是恒定的。
聚合物膜1的主面2a中的开口6a的开口率(开口面积相对于主面的面积的比例)优选为50%以下,优选为10%以上且45%以下,更优选为20%以上且40%以下。开口率在这些范围中,作为防水透声膜51在优选范围内容易控制透声性和防水性。另外,通过将主面2a中的开口6a的开口率和开口直径a设定为这些优选范围,同时将防水透声膜51的透气度设定为上述范围,在减小防水透声膜51的有效面积的情况下也可以确保更良好的透声性(防水透声膜传送声音的特性)。在具有由拉伸而产生的无数个孔的分散结构的拉伸多孔膜中,不能够制成具有这样低的孔隙率的防水透声膜。
以根据JIS L1096的规定而测定的弗雷泽数(以下,简称为“弗雷泽数”)表示,防水透声膜51具有2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下的透气度作为从该主面2b至主面2a的厚度方向的透气度。如果考虑拒液层52基本对该透气度不产生影响,则从聚合物膜1的主面2b至2a的透气度以弗雷泽数表示可以为2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下。为了制成透声性和防水性的控制的自由度高的防水透声膜51,不仅通孔3的开口直径a为12.0μm以下,而且需要从主面2b至2a的透气度在该范围内。如果以弗雷泽数表示的透气度小于2.0cm3/(cm2·秒),则防水透声膜的防水性和透声性的控制的自由度降低,特别是难以确保在减少防水透声膜的有效面积的情况下的透声性。如果该透气度大于80cm3/(cm2·秒),则虽然根据防水透声膜的开口率而有所不同,但是水从外部进入的危险性增加。从主面2b至2a的透气度以弗雷泽数表示优选为5.0cm3/(cm2·秒)以上且60cm3/(cm2·秒)以下,更优选为10cm3/(cm2·秒)以上且50cm3/(cm2·秒)以下。
只要本发明的防水透声膜的开口直径a为12.0μm以下,从另一个主面2b至一个主面2a的透气度以弗雷泽数表示在上述特定的范围内,则可以具备具有任意的构成的本发明的聚合物膜1、例如图2~图6所示的聚合物膜1。
作为一例,在具备如图3所示的、倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透声膜51中,可以改变该倾斜的程度和沿固定方向延伸的通孔3的比例,因此作为防水透声膜51的透声性和防水性的控制的自由度更高。
如图2、3所示的聚合物膜1所示,在通孔3从与该膜1的主面垂直的方向开始倾斜延伸的情况下,该倾斜延伸的方向D1相对于与聚合物膜1的主面垂直的方向D2所成的角度θ1优选为45°以下,更优选为30°以下。当角度θ1在这些范围内时,可以更高水平地兼顾作为防水透声膜51的透声性和防水性。角度θ1的下限没有特别的限定,例如为10°以上,优选为20°以上。如果角度θ1过大,则防水透声膜51的机械的强度有变弱的倾向。
在具备倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透声膜1中,从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时(将通孔3延伸的方向投影在该主面上时),通孔3延伸的方向可以彼此平行,但是优选聚合物膜1具有该延伸的方向互不相同的组(该延伸的方向互不相同的通孔3存在于聚合物膜1中)。在为后者的情况下,例如防水透声膜51具备图5所示的聚合物膜1的情况下,可以更高水平地兼顾作为防水透声膜51的透声性和防水性。另外,在这种情况下,聚合物膜1从与该膜的主面垂直的方向看时优选具有:从该主面开始沿恒定的方向D6延伸的通孔3k和沿相对于该恒定的方向D6成90°以上的角度θ2的方向D8从该主面开始延伸的通孔3m的组。此时,可以进一步高水平地兼顾作为防水透声膜51的透声性和防水性。
在具备倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透声膜51中,2个以上的通孔3可以在聚合物膜1内彼此交叉(参照图6)。此时,可以进一步高水平地兼顾作为防水透声膜51的透声性和防水性。
防水透声膜51可以进行拒液处理。在拒液处理的防水透声膜51中,在聚合物膜1的至少一部分的表面上形成有拒液层52。在图10所示的例子中,拒液层52形成在聚合物膜1的两个主面2a、2b上和通孔3的表面上。拒液层52可以仅形成在聚合物膜1的一个主面上,也可以仅形成在一个主面上和通孔3的表面上。优选地,拒液层52形成在具有相对较小的直径的开口6a的主面2a上。
拒液层52为具有拒水性的层,优选还具有拒油性。另外,拒液层52在与聚合物膜1的通孔3对应的位置上具有开口。
防水透声膜51所具有的聚合物膜1的厚度例如为5μm以上且100μm以下,优选为15μm以上且50μm以下。
防水透声膜51可以具有2层以上的聚合物膜1。例如对具有2层以上的原膜的层叠体进行离子束照射和化学蚀刻,可以形成这样的防水透声膜51。
防水透声膜51例如以覆盖电子设备的壳体的开口的方式配置,不仅防止水从该开口进入至壳体的内部,而且在壳体的外部和内部之间传送声音。作为更具体的例子,防水透声膜51为在电子设备具有扬声器等声发射部和/或麦克风等声接收部等音响部,并且在该音响部可以传送声音的开口(开口部)设置在壳体上的情况下,以覆盖该开口(透声口)的方式配置,不仅防止水从该开口进入至电子设备的内部,而且在电子设备的外部和音响部之间传送声音的膜。
防水透声膜51的以根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压优选为3kPa以上,更优选为5kPa以上,进一步有限为10kPa以上,进一步优选为15kPa以上。上述耐水压10kPa的意思是,耐受水深1m处的水压,在这种情况下,可以确保相当于在JIS C0920中所定义的“对水的保护等级7(IPX7)”。IPX7相当的电子设备在误落入水中的情况下,如果在规定的水深和时间内,可以避免对机器内部的浸水。另外,如果上述耐水压为约5kPa,则从经验可知:可以确保相当于在JIS C0920所定义的“对水的保护等级4(IPX4)”的防水性。IPX4也是近年来电子设备中所要求的防水性之一。在防水透声膜51的上述耐水压为5kPa以上或10kPa以上的情况下,可以兼顾IPX4或IPX7相当的防水性和高透声性,例如可以得到音响部的开口的空间(space)的制约少,能够小型化和/或薄型化等,外观和设计的自由度高的电子设备。
防水透声膜51的构成该膜51的聚合物膜1的两个主面2a、2b中的通孔3的开口6a、6b的直径不同,因此从聚合物膜1的一个主面2a侧开始向着另一个主面2b侧的防水性例如上述耐水压和从另一个主面2b侧开始向着一个主面2a侧的防水性是不同的。更具体而言,从通孔3的开口直径相对较小的主面2a侧的防水性比从该开口直径相对较大的主面2b侧的防水性大。优选地,从通孔3的开口直径相对较小的主面2a侧的防水性为上述优选的耐水压。另外,从主面2a侧的防水透声膜51的上述耐水压和从主面2b侧的防水透声膜51的上述耐水压的差优选为5kPa以上,更优选为10kPa以上。这样的根据主面2a、2b的防水透声膜51的防水性的差的程度可以通过聚合物膜1所具有的通孔3的形状、更具体而言通过通孔3的开口直径和上述比a/b而控制。另外,在防水透声膜51具有2层以上的聚合物膜1的情况下,可以通过各聚合物膜1的构成、和该2层以上的聚合物膜1的层叠的状态(处于层叠状态的各聚合物膜1的主面2a、2b朝向或包含防水透声膜51的任意的主面侧)而控制。这样的控制是可行的,也有助于防水透声膜51的防水性的控制的自由度的提高。
关于透声性,在防水透声膜51中,从其控制的自由度的高度的观点考虑,例如可以将频率100Hz以上且3kHz以下的音域中的最大声压损失设定为5dB以下、3dB以下甚至1dB以下。100Hz以上且3kHz以下的音域不仅是人类在通常的发声、会话时使用的音域,而且也相当于在音乐等播放时可以最敏感地感受的音域。该音域中的声压损失小,使具备防水透声膜51的电子设备在市场中的诉求力提高。100Hz以上且3kHz以下的音域中的防水透声膜的最大声压损失通常在2.5kHz~3kHz的高音域中测定。另外,例如,在防水透声膜51中,可以将被认为是人的音域的中央值的频率1kHz处的声压损失设定为5dB以下、3dB以下、甚至1dB以下。
在防水透声膜51中,例如通过选择通孔3,即使在减少其有效面积的情况下,也可以确保透声性。例如防水透声膜51的有效面积可以为4.9mm2以下。可以减小有效面积这个有利的特征例如有助于:具备防水透声膜51的电子设备的小型化和/或薄型化等的外观和设计的自由度的提高。防水透声膜51的有效面积是指,在以覆盖壳体的开口的方式配置该膜时,声音实际输入该膜,并经过该膜而从该膜而输出声音的部分(有效部分)的面积,例如为了配置防水透声膜51,不包含在该膜的周缘部配置或形成的支撑体和/或粘合部等的面积。有效面积典型的可以是该膜所配置的开口的面积、或、在防水透声膜的周缘部上配置有支撑体的防水透声构件中,为该支撑体的开口部的面积。
在防水透声膜51中,例如当有效面积为4.9mm2时(作为一例,直径为2.5mm的圆形时),可以将100Hz以上且3kHz以下的音域中的最大声压损失设定为5dB以下、3dB以下、甚至1dB以下。
有效面积越小,防水透声膜的透声性越降低,例如声压损失上升。在防水透声膜51中,例如,当有效面积为0.8mm2(作为一例,直径为1mm的圆形时)或小于该数值时,可以将100Hz以上且3kHz以下的音域中的最大声压损失设定为10dB以下,甚至5dB以下。
当然,不仅在防水透声膜51的有效面积小的情况下,在大的情况下,也可以实现更高水平地兼顾透声性和防水性,在防水透声膜的有效面积小的情况下、或必须要小的情况下,防水透声膜51特别有利。
在防水透声膜51中,构成该膜51的聚合物膜1的两个主面2a、2b中的通孔3的开口6a、6b的直径不同,因此从聚合物膜1的一个主面2a侧开始向着另一个主面2b侧的透声性例如上述声压损失的程度和从另一个主面2b侧开始向着一个主面2a侧的透声性是不同的。更具体而言,从通孔3的开口直径相对较大的另一个主面2b侧的透声性比从该开口直径相对较小的一个主面2a侧的透声性更良好。关于从通孔3的开口直径相对较大的主面2b侧的透声性,优选满足上述(最大)声压损失的值。这样的、根据主面2a、2b的防水透声膜51的透声性的差的程度可以通过聚合物膜1所具有的通孔3的形状、更具体而言通孔3的开口直径和上述比a/b而控制。这样的控制是可行的,也有助于防水透声膜51的透声性的控制的自由度提高。
防水透声膜51可以同时实现它们的优选声压损失和耐水压。
防水透声膜51根据需要可以具有聚合物膜1和拒液层52以外的任意的构件和/或层。该构件例如为图11所示的透声性支撑层53。在图11所示的防水透声膜51中,在图10所示的防水透声膜51的聚合物膜1中的另一个主面2b上配置有透声性支撑层53。通过配置透声性支撑层53,作为防水透声膜51的强度提高,另外,操作性也提高。透声性支撑层53可以配置在聚合物膜1的一个主面2a上,也可以配置在两个主面2a、2b上。
透声性支撑层53与聚合物膜1相比为厚度方向的透气度高的层。在透声性支撑层53中,例如可以使用织物、无纺布、网状物、丝网。构成透声性支撑层53的材料例如为聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺树脂。在配置透声性支撑层53的聚合物膜1的主面上,可以形成也可以不形成拒液层52。透声性支撑层53的形状可以与聚合物膜1的形状相同,也可以不同。例如可以为:仅在聚合物膜1的周缘部具有所配置的形状的(具体而言,在聚合物膜为圆形的情况下。仅在该周缘部上配置的环状的)透声性支撑层53。透声性支撑层53例如可以通过与聚合物膜1的热焊接、利用粘合剂的胶粘等方法而配置。
防水透声膜51的面密度从该膜的强度、操作性和透声性的观点出发,优选为5~100g/m2,更优选为10~50g/m2。在如专利文献1中公开那样的、具有由拉伸而产生的无数个孔的分散结构的拉伸多孔膜中,从确保透声性的观点出发,需要进一步减小作为防水透声膜的面密度。另一方面,对于面密度小的膜而言,包含强度、以及生产成品率和安装精度在内的操作性降低,因此从这点出发对防水透声膜51也是有利。
防水透声膜51的厚度例如为5~100μm,优选为15~50μm。
对于防水透声膜51,可以实施着色处理。虽然根据构成聚合物膜1的材料的种类而有所不同,但是未实施着色处理的防水透声膜51的颜色例如为透明或白色。在以覆盖壳体的开口的方式配置这样的防水透声膜51的情况下,该膜51会比较醒目。醒目的膜会刺激用户的好奇心,用针等去刺,从而有时会损失作为防水透声膜的功能。如果对防水透声膜51实施着色处理,则例如通过设定为具有壳体的颜色和同色或近似颜色的膜51,可以相对抑制用户关注程度。另外,在电子设备等壳体的外观上,有时要求着色的防水透声膜,通过着色处理,可以应对这样的外观的要求。
着色处理例如可以通过对聚合物膜1进行染色处理,或者使聚合物膜1包含着色剂而实施。着色处理例如可以以包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光被吸收的方式而实施。即,防水透声膜51可以实施吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的着色处理。因此,例如将聚合物膜1用包含具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的着色剂的、或具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的染料而染色。在这种情况下,可以将防水透声膜51着色成蓝色、灰色、茶色、桃色、绿色、黄色等。防水透声膜51也可以着色处理成黑色、灰色、茶色或桃色。
防水透声膜51可以用于各种用途例如防水透声构件、电子设备、电子设备用壳体、防水透声结构。
由具有通孔3的聚合物膜1构成的防水透声膜51的制造方法,没有特别的限定。
聚合物膜1的制造方法如上所述。可以将由此而得到的聚合物膜1直接制成防水透声膜51,也可以经过拒液处理、着色处理或层叠透声性支撑层53的工序等进一步的工序而制成防水透声膜51。
(防水透声构件)
将具备防水透声膜51的本发明的防水透声构件的一例示于图12。图12所示的防水透声构件61具备从与膜的主面垂直的方向看到的形状为圆形的防水透声膜51;和作为与该膜51的周缘部接合的环状的片材的支撑体62。利用支撑体62与防水透声膜51接合的形态,防水透声膜51被增强,并且其操作性提高。另外,支撑体62成为向壳体的开口等配置防水透声构件61的部分安装的部位,因此防水透声膜51的安装操作变得容易。
支撑体62的形状没有限定。例如,如图13所示,可以是与从与膜的主面垂直的方向看到的形状为矩形的防水透声膜51的周缘部接合的作为框状的片材的支撑体62。如图12、13所示,通过将支撑体62的形状设定为防水透声膜51的周缘部的形状,可以抑制由支撑体62的配置导致的防水透声膜51的声学特性的降低。另外,从防水透声构件61的操作性和向壳体的配置性的观点出发,特别是从提高向壳体内的配置性的观点出发,优选片状的支撑体62。
构成支撑体62的材料例如为树脂、金属以及它们的复合材料。树脂例如为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;PET、聚碳酸酯等聚酯;聚酰亚胺;或它们的复合材料。金属例如为不锈钢、铝等耐腐蚀性优良的金属。
支撑体62的厚度例如为5~500μm,优选为25~200μm。另外,着眼于作为安装部位的功能时,环宽度(框宽度:外径与内径之差)为约0.5~约2mm是适当的。支撑体62可以使用包含上述树脂的发泡体。
防水透声膜51与支撑体62的接合方法没有特别限定,可以采用例如加热焊接、超声波焊接、利用粘合剂的粘合、利用双面胶带的粘合等方法。
防水透声构件61中的防水透声膜51的朝向(防水透声膜51所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。例如当防水透声构件61被固定至壳体的开口时,可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向具有水进入可能性的该壳体的外部侧的方式,使防水透声膜51和支撑体62接合。在这种情况下,可以确保更高的壳体的防水性和来自于壳体的内部的更高的透声性。
防水透声构件61可以具备2层以上的防水透声膜51和/或2层以上的支撑体62。
防水透声构件61可以用于与以往的防水透声构件同样的用途中。
(电子设备)
将具备防水透声膜的本发明的电子设备的一例示于图14A。图14A所示的电子设备是作为手机的一种的智能手机。智能手机75的壳体71具有接近作为声发射部和声接收部的一种的换能器设置的开口72a、接近作为声接收部的一种的麦克风设置的开口72b、和接近作为声发射部的一种的扬声器设置的开口72c。通过各开口72a~72c,在智能手机75的外部与壳体71内容纳的各音响部(换能器、麦克风和扬声器)之间传送声音。如图14B所示,在智能手机75中,防水透声膜51以覆盖这些开口72a~72c的方式从内侧安装于壳体71。由此,可以在智能手机75的外部与音响部之间传送声音,并且可以防止水从外部通过开口进入壳体71内。另外,通过透声性和防水性的控制的自由度高的防水透声膜51,可以实现智能手机75的小型化、薄型化以及设计和外观的自由度的提高。
对于在本发明的电子设备75中配置防水透声膜51的位置和方法而言,只要可以由防水透声膜51覆盖设置于该机器75的壳体71的开口(开口部),则没有限定。在图14B所示的例子中,防水透声膜51通过支撑体62(即,作为防水透声构件)与壳体71接合。向电子设备75内配置防水透声膜51可以采用使用双面胶带的粘贴、热焊接、高频焊接、超声波焊接等方法。
电子设备75中的防水透声膜51的朝向(防水透声膜51所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向电子设备75的壳体71的外部侧的方式,配置防水透声膜51。在这种情况下,可以确保更高的防水性和来自于壳体71的内部的更高的透声性。
壳体71由树脂、金属、玻璃以及它们的复合材料构成。像智能手机和平板电脑那样,电子设备75的显示部可以构成壳体71的一部分。
本发明的电子设备不限于智能手机75。具备音响部、在壳体上设置有在外部与音响部之间传送声音的开口、需要防止水通过该开口向内部进入、并且可以以覆盖该开口的方式配置防水透声膜51的全部种类的电子设备都属于本发明的电子设备。本发明的电子设备例如为功能手机和智能手机等手机、平板电脑、可穿戴电脑、PDA、游戏机器、笔记本型电脑等移动电脑、电子记事本、数码相机、摄像机、电子书阅读器。
(电子设备用壳体)
将具备防水透声膜的本发明的电子设备用壳体的一例示于图15A。图15A所示的壳体85中,设置有在该壳体85中容纳的电子设备的音响部与壳体85的外部之间传送声音的开口81a~81c。图15A所示的壳体85是与图14A所示的智能手机75不同类型的智能手机的壳体,开口81a为了将声音传送到智能手机的声音接收部而设置,开口81b为了将声音传送到智能手机的声音传输部而设置,开口81c为了将声音从智能手机的扬声器向外部传送而设置。如图15B所示,壳体85还具备以覆盖开口81a(81b、81c)的方式配置的防水透声膜51。通过该防水透声膜51,在壳体85的内部82容纳的电子设备的音响部与外部之间传送声音,并且可以防止水从外部通过开口81a(81b、81c)向壳体85的内部82、进而电子设备内进入。另外,通过透声性和防水性的控制的自由度高的防水透声膜51,可以制成与实现了小型化和/或薄型化的设计和外观的自由度高的电子设备对应的电子设备用壳体85。另外,可以制成开口81a(81b、81c)的面积小的电子设备用壳体85,可以实现壳体85自身的设计和外观的自由度的提高。
在具备防水透声膜的本发明的电子设备用壳体85中配置防水透声膜51的方法只要开口(开口部)81a(81b、81c)被该膜1覆盖,就没有限定。在图15B所示的例子中,防水透声膜51通过支撑体62(即,作为防水透声构件)从内部82与壳体85接合。防水透声膜51向壳体85的配置可以采用使用双面胶带的粘贴、热焊接、高频焊接、超声波焊接等方法。还可以从壳体85的外部配置防水透声膜51。
电子设备用壳体85中的防水透声膜51的朝向(防水透声膜51所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向壳体85的外部侧的方式,配置防水透声膜51。在这种情况下,可以确保更高的防水性和来自于壳体85的内部的更高的透声性。
电子设备用壳体85由树脂、金属、玻璃和它们的复合材料构成。电子设备用壳体85只要可以得到本发明效果,可以具有任意构成。例如,图15A所示的壳体85是智能手机用的壳体,具备可以从外部操作在容纳在内部的智能手机的触摸面板的膜73。
(防水透声结构)
将具备防水透声膜51的本发明的防水透声结构的一例示于图16中。图16所示的防水透声结构94具备设置有在内部93与外部之间传送声音的开口92的壳体91、和以覆盖开口(开口部)92的方式配置的防水透声膜51。通过该防水透声膜51,可以在壳体91的外部与内部93之间传送声音,并且可以防止水从外部通过开口92向壳体91内进入。在图16所示的例子中,防水透声膜51通过支撑体62与壳体91接合。换言之,具备防水透声膜51和支撑体62的防水透声构件与壳体91接合。另外,在图16所示的例子中,防水透声膜51从壳体91的内部93与壳体91接合,但也可以从壳体91的外部接合。
壳体81由树脂、金属、玻璃和它们的复合材料构成。
防水透声膜51的配置可以采用使用双面胶带的粘贴、热焊接、高频焊接、超声波焊接等方法。支撑体62可以为双面胶带。
防水透声结构94中的防水透声膜51的朝向(防水透声膜51所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。例如可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向具有防水透声结构94的壳体91的外部侧的方式,配置防水透声膜51。在这种情况下,可以确保更高的防水性和来自于壳体91的内部的更高的透声性。
具有防水透声结构94的部件、装置、设备、产品等没有限定。
防水透声结构94与以往的防水透声结构一样可以应用于各种用途。
[实施方式2:防水透气膜]
(防水透气膜)
聚合物膜1的用途的另一例为防水透气膜。防水透气膜为兼具防水性和透气性的膜,例如设置在壳体的开口的、不仅在壳体的内部和外部之间使气体(通常是空气)透过而确保透气性,而且防止水从壳体的外部通过该开口而进入至内部的膜。近年来,要求透气性和防水性的控制的自由度的高防水透气膜。例如如果可以制成高水平地兼顾透气性和防水性这两个相反的特性,更具体而言,不仅具有高透气性而且同时可以实现高防水性的防水透气膜,则可以不仅减小透气面积,而且可以确保必要的透气性,即可以减小防水透气结构的尺寸。因此例如电子设备特别是便携式信息终端的设计的自由度提高。根据本发明的聚合物膜1,与以往的防水透气膜相比,可以实现透气性和防水性的控制的自由度高的防水透气膜。
将具备聚合物膜1的防水透气膜(本发明的防水透气膜)的一例示于图17。如图17所示的防水透气膜101具有聚合物膜1和在聚合物膜1的主面上形成的拒液层52。如图17所示的聚合物膜1与图1所示的聚合物膜1相同。更具体而言,聚合物膜1具有从该膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b的通孔3。通孔3为该通孔3的中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与该中心轴4延伸方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。此处,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径(开口直径)a和另一个主面2b中的通孔3的开口6b的直径b的比a/b为80%以下。
拒液层52与本发明的防水透声膜的说明中上述的拒液层52相同,也可以形成在通孔3的表面(通孔3内的膜1的表面)上。在聚合物膜1的主面上形成的拒液层52在与该膜1的通孔3对应的位置(与开口6a、6b对应的位置)上具有开口。
防水透气膜101与专利文献4(日本特开2012-20279号公报)中公开的防水透气膜相比,至少通孔的形状是不同的。更具体而言,专利文献4的防水透气膜的通孔为“以恒定的截面形状以直线状贯通树脂膜的直孔”(0015段),与此相对,图17的防水透气膜101的通孔3也是中心轴以直线状延伸的直孔,但是具有与该中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。在防水透气膜101中,基于通孔3的该形状,聚合物膜1的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b不相等,开口直径a相对于开口直径b为80%以下的大小
至少基于这样的通孔3的形状,防水透气膜101比以往的防水透气膜的透声性和防水性的控制的自由度高。例如专利文献2的防水透气膜具有包含通过拉伸而产生的无数个微细PTFE原纤和通过拉伸而在该原纤间产生的无数个孔的膜结构,孔以三维的形式分散在透气膜的整个范围内,处于彼此连续的状态。因此,在专利文献2的防水透气膜中,在膜内孔的尺寸和形状具有大的偏差,难以提高透气性和防水性的控制的自由度,例如难以高水平地兼顾透气性和防水性。但是,构成防水透气膜51的聚合物膜1为除了作为直孔的通孔以外不具有该厚度方向的透气通路的非多孔的膜,并且成为透气通路的该通孔的尺寸和形状的均匀性更高,进一步通过上述的聚合物膜1的制造条件,可以改变通孔3的形状、开口直径和上述比a/b。因此,与作为拉伸多孔膜的防水透气膜相比,防水透气膜101的透气性和防水性的控制的自由度高,例如可以高水平地兼顾透气性和防水性。
接着,如果与具有以恒定的截面形状贯通树脂膜的通孔的专利文献4的防水透气膜相比,在防水透气膜101中,通过改变通孔3的截面5的形状和聚合物膜1的各主面2a、2b中的开口6a、6b的直径的差异,从而提高防水透气膜101的透气性和防水性的控制的自由度。作为更具体且典型的例子,防止水从具有开口直径相对较小的开口6a的主面2a进入的防水性比防止水从具有开口直径相对较大的开口6b的主面2b进入的防水性大。即,防水透气膜101是对于其防水性在主面间(表面背面间)具有各向异性的膜。另外,在开口直径相同时在防水透气膜101中,与具有以恒定的截面形状贯通树脂膜的通孔的防水透气膜相比,透气性高。这样的各向异性和透气性的高度有助于作为防水透气膜的透气性和防水性的控制的自由度的高度。另外,通过聚合物膜1的制造条件,也可以改变这样的通孔3的形状、开口直径和上述比a/b,在提高该自由度的高度的方向上进行调整作业。防水透气膜101例如可以为具备具有截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加的通孔3的聚合物膜1的防水透气膜,以及进一步地该面积的增加率为基本恒定或恒定的防水透气膜。
通孔3中的开口6a的直径(开口直径a)和开口6b的直径(开口直径b)的比a/b例如为80%以下,从可以进一步提高透气性和防水性的控制的自由度的观点出发,优选为75%以下,更优选为70%以下。比a/b的下限没有特别的限定,例如为10%。
从可以进一步提高透气性和防水性的控制的自由度,更具体而言,从可以进一步高水平地兼顾防水性和透气性的观点出发,作为相对较小的开口的开口6a的直径(开口直径a)优选为12μm以下,更优选为6μm以下,进一步优选为2μm以下。另一方面,作为相对较大的开口的开口6b的直径(开口直径b)优选为1μm以上,更优选为5μm以上,进一步优选为10μm以上。开口直径a、b的下限没有特别的限定,例如为0.01μm。如果开口直径a和/或开口直径b过小,则作为防水透气膜101的透气性会过度降低,难以兼顾透气性和防水性。
聚合物膜1的各主面中的通孔3的开口直径不需要存在于该主面上的全部的开口都一致,但是在聚合物膜1的有效部分(能够作为防水透气膜1使用的部分)中优选为在可视为实质上相同的值的程度(例如标准偏差为平均值的10%以下)上是一致的。根据上述聚合物膜1的制造方法,可以形成这样的两个主面处的开口直径一致的防水透气膜101。在防水透气膜101中,有效部分中的全部的通孔3的开口直径a和/或开口直径b可以为上述的范围。
聚合物膜1中的通孔3的密度(孔密度),没有特别的限定,例如为1×103个/cm2以上且1×109个/cm2以下。孔密度在该范围中,作为防水透气膜101在优选范围内容易控制透气性和防水性。孔密度更优选为1×105个/cm2以上且1×108个/cm2以下。孔密度不需要在聚合物膜1的整个范围内为恒定的,但是在聚合物膜1的有效部分中,优选地,在最大的孔密度为最小的孔密度的1.5倍以下的程度上是恒定的。
聚合物膜1的主面2a中的开口6a的开口率(开口面积相对于主面的面积的比例)优选为50%以下,优选为10%以上且45%以下,更优选为20%以上且40%以下。开口率在这些范围中,作为防水透气膜101在优选范围内容易控制透气性和防水性。在具有由拉伸而产生的无数个孔的分散结构的拉伸多孔膜中,不能够制成具有这样低的孔隙率的防水透气膜。
只要本发明的防水透气膜的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b的比a/b为80%以下,可以具备具有任意的构成的本发明的聚合物膜1、例如如图2~图6所示的聚合物膜1。
作为一例,在具备如图3所示的、倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透气膜101中,可以改变其倾斜的程度和沿固定方向延伸的通孔3的比例,因此作为防水透气膜101的透气性和防水性的控制的自由度提高。
如图2、3所示的聚合物膜1所示,在通孔3从与该膜1的主面垂直的方向开始倾斜地延伸的情况下,该倾斜延伸的方向D1相对于与聚合物膜1的主面垂直的方向D2所成的角度θ1优选为45°以下,更优选为30°以下。当角度θ1在这些范围内时,可以更高水平地兼顾作为防水透气膜101的透气性和防水性。角度θ1的下限没有特别的限定,例如为10°以上,优选为20°以上。当角度θ1过大时,防水透气膜101的机械强度有变弱的倾向。
在具有倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透气膜101中,当从与聚合物膜1的主面垂直的方向看时(将通孔3延伸的方向投影在该主面上时),通孔3延伸的方向可以彼此平行,优选地,聚合物膜1具有该延伸的方向互不相同的组(该延伸的方向互不相同的通孔3存在于聚合物膜1中)。在后者的的情况下,例如防水透气膜101具备图5所示的聚合物膜1的情况下,可以更高水平地兼顾作为防水透气膜101的透气性和防水性。另外,在这种情况下,优选地,当从与该膜的主面垂直的方向看时,聚合物膜1具有从该主面开始沿恒定的方向D6延伸的通孔3k和沿相对于该恒定的方向D6成90°以上的角度θ2的方向D8从该主面开始延伸的通孔3m的组。此时,可以进一步高水平地兼顾作为防水透气膜101的透气性和防水性。
在具备倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的防水透气膜101中,2个以上的通孔3在聚合物膜1内可以彼此交叉(参照图6)。此时,可以进一步高水平地兼顾作为防水透气膜101的透气性和防水性。
防水透气膜101可以进行拒液处理。在拒液处理的防水透气膜101中,在聚合物膜1的至少一部分的表面上形成拒液层52。在图17所示的例子中,拒液层52在聚合物膜1的两个主面2a、2b上和通孔3的表面上形成。拒液层52可以仅在聚合物膜1的一个主面上形成,也可以仅在一个主面上和通孔3的表面上形成。优选在具有相对较小的直径的开口6a的主面2a上形成拒液层52。
拒液层52为具有拒水性的层,优选还具有拒油性。另外,拒液层52在与聚合物膜1的通孔3对应的位置上具有开口。
防水透气膜101所具备的聚合物膜1的厚度例如为10μm以上且100μm以下,优选为15μm以上且50μm以下。
防水透气膜101可以具有2层以上的聚合物膜1。这样的防水透气膜101例如可以通过对具有2层以上的原膜的层叠体进行离子束照射和化学蚀刻而形成。
以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数(以下简称为“葛尔莱数”)表示,防水透气膜101在其厚度方向上优选具有0.5秒/100mL以上的透气度。如果考虑到拒液层52对该透气度不产生基本影响,则聚合物膜1在其厚度方向上可以具有以葛尔莱数表示为0.5秒/100mL以上的透气度。
防水透气膜101的以根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压优选为5kPa以上,更优选为10kPa以上,进一步优选为20kPa以上。
防水透气膜101的构成该膜101的聚合物膜1的两个主面2a、2b中的通孔3的开口6a、6b的直径不同,因此从聚合物膜1的一个主面2a侧开始向着另一个主面2b侧的防水性例如上述耐水压和从另一个主面2b侧开始向着一个主面2a侧的防水性不同。更具体而言,从通孔3的开口直径相对较小的主面2a侧的防水性比从该开口直径相对较大的主面2b侧的防水性大。从通孔3的开口直径相对较小的主面2a侧的防水性以上述耐水压表示优选为5kPa以上。另外,从主面2a侧的防水透气膜101的上述耐水压和从主面2b侧的防水透气膜101的上述耐水压的差优选为5kPa以上,更优选为10kPa以上。这样的、由主面2a、2b导致的防水透气膜101的防水性的差的程度可以通过聚合物膜1所具有的通孔3的形状、更具体而言通孔3的开口直径和上述比a/b进行控制。另外,在防水透气膜101具有2层以上的聚合物膜1的情况下,可以通过各聚合物膜1的构成和该2层以上的聚合物膜1的层叠的状态(处于层叠状态的各聚合物膜1的主面2a、2b朝向或包含防水透气膜101的任意的主面侧)进行控制。这样的控制也是可行的,有助于防水透气膜101的防水性的控制的自由度提高。
防水透气膜101可以同时实现这些优选透气度和耐水压。
防水透气膜101根据需要可以具有聚合物膜1和拒液层52以外的任意的构件和/或层。该构件例如为图18所示透气性支撑层102。在图18所示的防水透气膜101中,在图17所示的防水透气膜101的聚合物膜1中的另一个主面2b上配置有透气性支撑层102。通过透气性支撑层102的配置,作为防水透气膜101的强度提高,而且操作性也提高。透气性支撑层102可以配置在聚合物膜1的一个主面2a上,也可以配置在两个主面2a、2b上。
透气性支撑层102与聚合物膜1相比为厚度方向的透气度高的层。对于透气性支撑层102例如可以使用织物、无纺布、网、网眼。构成透气性支撑层102的材料例如为聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺树脂。在配置透气性支撑层102的聚合物膜1的主面上,可以形成也可以不形成拒液层52。透气性支撑层102的形状与聚合物膜1的形状可以相同也可以不同。例如可以为仅在聚合物膜1的周缘部具有配置的形状的(具体而言,在聚合物膜为圆形的情况下,仅在该周缘部配置的环状的)透气性支撑层102。透气性支撑层102例如通过与聚合物膜1的热焊接、利用粘合剂进行粘合等方法来配置。
防水透气膜101的面密度从该膜的强度和操作性的观点出发,优选为5~100g/m2,更优选为10~50g/m2
防水透气膜101的厚度例如为10~100μm,优选为15~50μm。
对于防水透气膜101可以实施着色处理。根据构成聚合物膜1的材料的种类而有所不同,但是未实施着色处理的防水透气膜101的颜色例如为透明或白色。在以覆盖壳体的开口的方式配置这样的防水透气膜101的情况下,该膜101有时比较醒目。醒目的膜会刺激用户的好奇心,用针等去刺,从而有时会损失作为防水透气膜的功能。如果对防水透气膜101实施着色处理,则例如通过设定为具有壳体的颜色和同色或近似颜色的膜101,可以相对抑制用户关注程度。另外,在壳体的外观上,有时要求着色的防水透气膜,通过着色处理,可以应对这样的外观的要求。
着色处理例如可以通过对聚合物膜1进行染色处理,或者使着色剂包含于聚合物膜1而实施。着色处理例如可以以包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光被吸收的方式实施。即,防水透气膜101可以实施吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的着色处理。因此,例如将聚合物膜1通过包含具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的着色剂的、或通过具有吸收包含在波长380nm以上且500nm以下的波长区域中的光的能力的染料而染色。在这种情况下,可以将防水透气膜101着色成蓝色、灰色、茶色、桃色、绿色、黄色等。防水透气膜101可以着色处理成黑色、灰色、茶色或桃色。
防水透气膜101可以用于各种用途例如防水透气构件、防水透气结构。
由具有通孔3的聚合物膜1构成的防水透气膜101的制造方法,没有特别的限定。
聚合物膜1的制造方法如上所述。可以将由此而得到的聚合物膜1直接制成防水透气膜101,也可以进一步经过拒液处理、着色处理或层叠透气性支撑层102的工序等工序而制成防水透气膜101。
(防水透气构件)
将具备防水透气膜101的本发明的防水透气构件的一例示于图19中。图19所示的防水透气构件111具备从与膜的主面垂直的方向看到的形状为圆形的防水透气膜101;和作为与该膜101的周缘部接合的环状的片材的支撑体62。利用支撑体62与防水透气膜101接合的形态,防水透气膜101被增强,并且其操作性提高。另外,支撑体62成为向壳体的开口等配置防水透气构件111的部分安装的部位,因此防水透气膜101的安装操作变得容易。如图19所示的支撑体与如图12所示的支撑体62相同。
支撑体62的形状没有限定。例如,如图20所示,可以是与从与膜的主面垂直的方向看到的形状为矩形的防水透气膜101的周缘部接合的作为框状的片材的支撑体62。如图19、20所示,通过将支撑体62的形状设定为防水透气膜101的周缘部的形状,可以抑制由支撑体62的配置导致的防水透气膜101的透气性的降低。另外,从防水透气构件111的操作性和向壳体的配置性的观点出发,特别是从提高向壳体内的配置性的观点出发,优选片状的支撑体62。
防水透气膜101与支撑体62的接合方法没有特别限定,可以采用例如加热焊接、超声波焊接、利用粘合剂的粘合、利用双面胶带的粘合等方法。
防水透气构件111中的防水透气膜101的朝向(防水透气膜101所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。例如当防水透气构件111被固定至壳体的开口时,可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向具有水进入可能性的该壳体的外部侧的方式,使防水透气膜101和支撑体62接合。在这种情况下,可以确保更高的壳体的防水性和更高的透气性。
防水透气构件111可以具备2层以上的防水透气膜101和/或2层以上的支撑体62。
防水透气构件111可以用于与以往的防水透气构件同样的用途中。
(防水透气结构)
将具备防水透气膜101的本发明的防水透气结构的一例示于图21。图21所示防水透气结构121具备设置有在内部124和外部之间使气体通过的开口123的壳体122,和以覆盖开口(开口部)123的方式配置的防水透气膜101。通过该防水透气膜101,不仅可以在壳体122的外部和内部124之间使气体透过,而且可以防止水从外部通过开口123而进入至壳体122的内部124。在图21所示的例子中,通过支撑体62,防水透气膜101接合在壳体122上。换句话说,具备防水透气膜101和支撑体62的防水透气构件接合在壳体122上。另外,在图21所示的例子中,从壳体122的内部124防水透气膜101接合在壳体122上,不过也可以从壳体122的外部接合。
壳体122由树脂、金属、玻璃和它们的复合材料构成。
防水透气膜101的配置可以采用:利用双面胶带的粘贴、热焊接、高频焊接、超声波焊接等方法。支撑体62可以为双面胶带。
防水透气结构121中的防水透气膜101的朝向(防水透气膜101所具备的聚合物膜1的主面的朝向)没有限定。例如可以以聚合物膜1的主面2a(通孔3的开口直径相对较小的主面2a)朝向具有防水透气结构121的壳体122的外部侧、聚合物膜1的主面2b(通孔3的开口直径相对较大的主面2b)朝向壳体122的内侧的方式,配置防水透气膜101。在这种情况下,可以确保更高的防水透气结构121的防水性和从壳体122的内部的更高的透气性。
具有防水透气结构121的部件、装置、设备、制品等没有限定。
防水透气结构121与以往的防水透气结构一样可以应用于各种用途。
[实施方式3:吸附用片]
(吸附用片)
聚合物膜1的用途的另一例为吸附用片。吸附用片为在厚度方向上具有透气性的片,在将作业对象物吸附于吸附单元时,配置在吸附单元的吸附面上。通过将吸附用片配置于吸附面,可以在使吸附面和作业对象物不直接接触的情况下,将作业对象物吸附于吸附单元。作业对象物例如为在陶瓷电容器的制造中所使用的介电体薄膜(陶瓷坯片)。
近年来,为了陶瓷电容器的小型化和高容量化,陶瓷坯片的薄膜化不断进展。厚度1~2μm的陶瓷坯片已经实用化。厚度1μm以下的陶瓷坯片还在研究中。如果陶瓷坯片的薄膜化继续进行,则该片自身开始具有透气性,同时由在该片和、在陶瓷坯片的制作中所使用、在制作后也处于与陶瓷坯片层叠的状态的脱模膜之间作用的范德华力带来的影响变大,从而从脱模片的陶瓷坯片的剥离和该片的吸附运送中所需要吸附力增大。因此,期望透气性得以提高的吸附用片。不过,在仅提高透气性的情况下,在将陶瓷坯片吸附于吸附用片时,在陶瓷坯片上发生破坏(damage)。根据本发明的聚合物膜1,与以往的吸附用片相比,透气性高,且实现在吸附时在作业对象物上难以发生破坏的吸附用片。
将具备聚合物膜1的吸附用片(本发明的吸附用片)的一例示于图22、23。聚合物膜1具有从该膜1的一个主面2a开始向另一个主面2b延伸的通孔3。通孔3为该通孔3的中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与该中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。此处,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径(开口直径)a和另一个主面2b中的通孔3的开口6b的直径b的比a/b为80%以下。另外,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径a为10μm以下。
至少基于这样的通孔3的形状,吸附用片201为透气性高且在作业对象物的吸附时难以对该对象物发生破坏的片。
专利文献5的吸附用片具有随机分散地配置的微粒彼此互相粘合的膜结构,为与专利文献1、2中公开的拉伸多孔膜不同的形态,但是该透气通路处于在透气膜的整个范围内三维分散、彼此连续的状态。因此在专利文献5的吸附用片中,在膜内在孔的尺寸和形状上存在大偏差。为了提高这样的片的透气性,需要增大其平均孔径和/或孔隙率。但是,如果增加具有这样的膜结构的吸附用片的平均孔径,则在作业对象物的吸附时,吸附用片表面的孔、特别是具有平均孔径更大的直径的孔吸入作业对象物,在作业对象物上产生破坏。另一方面,如果增大具有这样的膜结构的吸附用片的孔隙率,则在作业对象物的吸附时,由于吸附用片自身变形,而在作业对象物上发生破坏。这样的问题容易在陶瓷坯片、特别地薄膜化的陶瓷坯片为作业对象物情况下产生。作业对象物为陶瓷坯片的情况下的破坏例如为:陶瓷坯片的变形和/或由吸附用片表面的孔发生吸入痕跡(吸附痕)、或吸附运送后的层叠不良。
另一方面,构成吸附用片201的聚合物膜1为除了作为直孔的通孔3以外不具有该厚度方向的透气通路的非多孔的膜,同时成为透气通路的该通孔3的尺寸和形状的均匀性高。进一步地,一个主面2a中的开口6a的直径和另一个主面2b中的开口6b的直径是不同的。在作业对象物的吸附时,以形成有相对较小的直径的开口6a的主面2a面向作业对象物的方式,配置吸附用片201(即,以形成有相对较大的直径的开口6b的主面2b面向吸附单元的吸附面的方式,配置),由此而降低吸附时的透气阻力,提高透气性(厚度方向的透气性),同时抑制例如吸附时向吸附用片表面的开口的作业对象物的吸入、得到对作业对象物难以产生破坏的吸附用片201。另外进一步地,通过上述的聚合物膜1的制造条件可以改变通孔3的形状、开口直径和上述比a/b,但是可以更可靠地获得这样的有利点。除此以外,可以防止以往的吸附用片中显著的吸附时的横漏(从吸附用片的侧面吸入空气,吸附单元对作业对象物的吸附力降低的现象)。
通孔3的形状为从聚合物膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b,中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状,开口直径比a/b为80%以下,一个主面2a中的开口6a的直径a为10μm以下,则没有限定。吸附用片201例如可以为具备具有截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加的通孔3的聚合物膜1的吸附用片、以及进一步该面积的增加率为基本恒定或恒定的吸附用片。
通孔3中的开口6a的直径(开口直径a)和开口6b的直径(开口直径b)的比a/b为80%以下,从提高透气性和吸附时的对作业对象物的破坏的发生的抑制的平衡的观点出发,优选为70%以下,更优选为60%以下。比a/b的下限没有特别的限定。对于比a/b而言,当形成有通孔3的相对较小的直径的开口的主面的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra;后述)为1.5~1.0μm时,吸附用片201的厚度方向的透气度(聚合物膜1的厚度方向的透气度)以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数(以下也简称为“葛尔莱数”)表示优选在0.1秒/100mL以下的范围内,当Ra为1.0~0.5μm时优选在3.0秒/100mL以下范围内,当Ra为0.5μm以下的时优选在5.0秒/100mL以下的范围内。
作为相对较小的直径的开口的开口6a的直径(开口直径a)为10μm以下。如果开口直径a大于10μm,则吸附时对作业对象物的破坏容易产生。即使破坏为吸附痕程度,例如在吸附痕产生的作业对象物和没有吸附痕的作业对象物之间也产生厚度的偏差。在作业对象物为陶瓷坯片的情况下,厚度的偏差与层叠工序中的该片的层叠不良情况是密切相关的。开口直径a优选为5μm以下。对于开口直径a而言,吸附用片201的厚度方向的透气度以葛尔莱数表示优选在10秒/100mL以下的范围内。根据孔密度而有所不同,但是通孔a的下限例如为0.01μm。
另一方面,作为相对较大的开口的开口6b的直径(开口直径b)只要满足80%以下的开口直径比a/b,则没有限定。从确保吸附用片201的厚度方向的透气度的观点出发,开口直径b优选为0.05μm以上且20μm以下,更优选为0.5μm以上且10μm以下。在开口直径b处于这些范围内的情况下,可以进一步可靠地实现例如厚度方向的透气度以葛尔莱数表示为10秒/100mL以下的良好透气性。
聚合物膜1的各主面中的通孔3的开口直径不需要在该主面上存在的全部的开口处一致,但是优选地,在聚合物膜1的有效部分(能够作为吸附用片201使用的部分)中,在可视为实质上相同的值的程度(例如标准偏差为平均值的10%以下)上一致。根据上述的聚合物膜1的制造方法,可以形成这样的各主面处的开口直径一致的吸附用片201。在吸附用片201中,有效部分中的全部的通孔3的开口直径a和/或开口直径b可以为上述的范围。
聚合物膜1中的通孔3的密度(孔密度),没有特别的限定,例如为1×103个/cm2以上且1×109个/cm2以下。孔密度在该范围中,作为吸附用片201在优选范围内容易确保透气性,且容易抑制对吸附时的作业对象物的破坏的产生。孔密度更优选为5×103个/cm2以上且7×107个/cm2以下。孔密度不需要在聚合物膜1的整个范围内为恒定的,但是在聚合物膜1的有效部分中,优选地,在最大的孔密度为最小的孔密度的1.5倍以下的程度上是恒定的。
以葛尔莱数表示,吸附用片201优选在其厚度方向上具有10秒/100mL以下的透气度,该透气度更优选为3秒/100mL以下。吸附用片201的透气度例如可以通过通孔3的直径和/或孔密度而控制。透气度的上限没有特别的限定,例如以葛尔莱数表示为0.01秒/100mL。
吸附用片201的2个主面之中,形成有通孔3的相对较小的直径的开口的主面的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)优选为2μm以下,更优选为1.5μm以下,进一步优选为1.0μm以下。表面粗糙度Ra可以根据JIS B0601(2001)的规定而测定。在这种情况下,可以进一步抑制由吸附所导致的对作业对象物的破坏的产生。在对厚度极小且刚性低的陶瓷坯片的吸附时,即,在作业对象物尤其容易受到吸附时的破坏的情况下,该效果更显著。破坏例如为作业对象物的变形和/或对作业对象物的表面的微细损伤的发生。另外,在这种情况下,在陶瓷电容器的制造工序中,可以抑制陶瓷坯片的层叠不良情况的产生。
吸附用片201的厚度的精度在片厚12.5~100μm的范围内优选为月±2μm。从作为吸附用片在优选范围内可以确保透气性且进一步可靠地抑制吸附时的对作业对象物的破坏的产生的观点出发,吸附用片201的厚度例如为约15~约90μm,优选为15~50μm。
从容易发现附着在该片上的异物的观点出发,吸附用片201的可见光透射率优选为60%以下,更优选为50%以下。吸附用片201的可见光透射率可以根据JIS K7105-1981的规定而评价,因此例如可以利用分光光度计。分光光度计的一例为日立高科技制U-4100。用于评价可见光透射率的测定波长例如为300~800nm的范围。
吸附用片201可以同时具有这些优选特性。例如不仅形成有通孔的相对较小的直径的开口的主面的平均粗糙度Ra可以为2μm以下,而且在厚度方向上可以具有以葛尔莱数表示10秒/100mL以下的透气度。
本发明的吸附用片的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b的比a/b为80%以下,开口直径a为10μm以下,则具有任意的构成的本发明的聚合物膜1例如具备图2~图6所示的聚合物膜1。
作为一例,可以为如图2、3的、具有通孔3从与主面2a、2b垂直的方向开始倾斜延伸的聚合物膜1的吸附用片201,如图3所示的、具备倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的吸附用片201。将具备倾斜延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的吸附用片201的例子示于图24。不过,如图1所示,在通孔3的延伸的方向与聚合物膜1的主面2a、2b垂直的情况下,作为吸附用片201的透气性最高。从该观点出发,吸附用片201可以为具备通孔3的延伸的方向与主面2a、2b垂直的聚合物膜1的片。
吸附用片201具有2个以上的通孔3。通孔3彼此典型的是可以彼此独立存在。在吸附用片201中,2个以上的通孔3彼此可以在聚合物膜1的表面或内部结合。结合的形态没有限定,例如在通孔3的延伸的方向与聚合物片1的主面2a、2b垂直的情况下,由于一个主面2a和另一个主面2b的开口直径的差异,所以可以为:在主面2a开口处于彼此独立的状态,同时在主面2b中开口彼此结合的通孔3。
吸附用片201可以具备2层以上的聚合物膜1。这样的吸附用片201例如可以对具有2层以上的原膜的层叠体进行离子束照射和化学蚀刻而形成。吸附用片201可以为具备1层聚合物膜1的片。
吸附用片201可以包含树脂(聚合物)以外的材料。该材料例如可以包含在聚合物膜1的内部。该材料的例子可以为:光稳定剂、抗氧剂等添加剂、来源于聚合物膜1的材料的低聚物成分和金属氧化物(具体的例子为氧化铝、氧化钛等白色颜料)。
对于吸附用片201可以实施着色处理。对片赋予的颜色没有限定,但是从容易视觉确认附着于作业对象物、例如陶瓷坯片的异物、特别是黑色或绿色等浓暗色系的异物的观点出发,优选为淡亮色系的颜色,更优选为白色。
白色的着色处理例如可以通过形成包含于聚合物片1的内部的白色粒子和/或聚合物片1的主面上的白色的涂敷层而实施。在经过白色的着色处理的吸附用片201中,形成有相对较小的直径的开口的主面的亨特白度(hunter whiteness)优选为70以上,更优选为75以上,进一步优选为80以上。
亨特白度W通过式W=100-[(100-L)2+a2+b21/2而求出。此处,L、a和b分别为评价对象物的亮度、红色度和黄色度。亨特白度例如可以通过分光白度计·色差计而评价。测量机器的一例为日本电色工业株式会社制的ND-1001DP,在该色差计中通过选择C光源(国际照明委员会(CIE)所规定的标准光源的一种),可以对评价对象物的亨特白度进行评价。评价时的视野例如选择2°。在利用该色差计的评价中,将通过蓝色滤光片至评价对象物的试验片的主波长475nm的光以入射角45°进行投射,接受在与试验片的主面垂直的方向(0°方向)上反射的光,电气地测定该反射量。与此不同的是,将氧化镁标准白色板用于试验片,在相同条件下电气地测定反射量。将标准白色板的反射量设定为100,通过相对比较,可以求出评价对象物的白度。
吸附用片201的白度例如可以通过聚合物膜1中的白色粒子的含量和/或粒径而控制。
将聚合物膜1通过包含白色粒子202而着色处理成白色的吸附用片201的一例示于图25。图25的吸附用片201具备在内部分散有白色粒子202的聚合物膜1。这样的聚合物膜1的一例为以白色粒子202形式而分散有氧化钛粒子的PET膜。该PET膜例如可以通过对于已分散氧化钛粒子的包含对苯二甲酸和乙二醇的单体溶液进行聚合,对得到的聚合体进行成形而形成。
聚合物膜1中的白色粒子202的含量例如可以为实现上述的亨特白度的范围的量。白色粒子202的粒径(平均粒径)例如可以为实现上述的亨特白度的范围的值。为了实现上述的亨特白度的范围,可以调节白色粒子202的粒径和/或在聚合物膜1中的含量。
白色粒子202没有限定,例如为无机粒子(由无机物构成的粒子)。更具体的例子为氧化钛粒子、氧化锆粒子、氧化硅粒子和氧化铝粒子。在选择氧化钛粒子作为白色粒子202的情况下,由于吸附用片201的耐候性提高,所以可以长期维持该白度。
将通过在聚合物膜1的一个主面2a上配置白色涂敷层203而着色处理成白色的吸附用片201的一例示于图26。白色涂敷层203通过底涂层204而形成在聚合物膜1的主面2a上。即,白色涂敷层203配置在吸附用片201中的面向作业对象物的主面上。
白色涂敷层203例如为由与构成图25所示的白色粒子202的材料相同的材料构成的层。白色涂敷层203例如可以涂敷包含白色粒子的溶液,对形成的涂膜进行而形成。白色涂敷层203还可以通过溅射法、蒸镀(真空蒸镀)法、化学气相生长(CVD)法等的薄膜形成工艺而形成。在通过薄膜形成工艺而形成白色涂敷层203的情况下,特别可以提高该表面的平滑度。例如还可以将图26所示的吸附用片201的涂敷层203侧的主面(形成有相对较小的直径的开口的主面)的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)设定为0.1~1.5μm。
白色涂敷层203在与通孔3的开口对应的位置上具有开口。在上述的方法中,能够形成这样的白色涂敷层203。
白色涂敷层203的厚度例如可以采用可实现上述的亨特白度的范围的范围。
在图26所示的例子中,在聚合物膜1和白色涂敷层203之间配置底涂层204。底涂层204与聚合物片1和白色涂敷层203连接。例如在吸附用片201的白度处于上述的范围内的情况下,可以省略底涂层204。通过将底涂层204配置在聚合物膜1和白色涂敷层203之间,例如可以降低吸附用片201的光透射性(厚度方向的光透射性)。更具体而言,通过底涂层204的配置,可以形成厚度方向的可见光透射率为10%以下的吸附用片201。
底涂层204还可以使在聚合物膜1上形成白色涂敷层203变得容易。更具体而言,底涂层204使在聚合物膜1上沉积白色涂敷层203变得容易。
构成底涂层204的材料例如为选自金属、金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物和金属氟化物的至少1种。底涂层204的具体的一例为氧化铝层。作为氧化铝层的底涂层204不仅耐热性和绝缘性优良,而且通过溅射法等薄膜形成方法可以比较低成本且容易地形成,另外,形成时和形成后的操作性特别优良。底涂层204和白色涂敷层203可以由相同的材料构成,也可以由互不相同的材料构成。底涂层204和白色涂敷层203的组合的一例为作为氧化铝层的底涂层204和作为氧化钛层的白色涂敷层203。
底涂层204例如可以通过溅射法和蒸镀(真空蒸镀)法等薄膜形成方法而形成。作为上述组合的例子的底涂层204和白色涂敷层203例如可以将氧化铝层溅射或蒸镀在聚合物膜1上,然后在氧化铝层上蒸镀氧化钛层而形成。
在图26所示的例子中,在聚合物膜1的内部包含有白色粒子202,但是也可以为在包含白色粒子202的聚合物膜1(例如图25所示的聚合物膜1)的主面上形成有白色涂敷层203、或底涂层204和白色涂敷层203的吸附用片201。
在吸附用片201的主面上配置有白色涂敷层203、或底涂层204和白色涂敷层203的情况下,这些层可以配置在吸附用片201的一个主面上,也可以配置在两个主面。这些层如图26所示,优选在具有相对较小的直径的开口的主面(即,作业对象物的吸附时面向该对象物的主面)上形成。
在本发明的吸附用片中,在至少一个主面上配置提高对已吸附的作业对象物的脱模性的脱模涂敷层。在配置有脱模涂敷层的情况下,该层优选形成在具有相对较小的直径的开口的主面上。脱模涂敷层例如为由降低表面的摩擦系数的化合物构成的层,化合物的例子为含氟化合物。
在本发明的吸附用片中,可以在一个主面上配置粘合剂层。不过,配置粘合剂层的主面为作业对象物的吸附时不面向作业对象物的侧的主面、典型的是面向吸附单元的吸附面的主面。粘合剂层以通孔3的开口的至少一部分或全部露出的方式配置。此时,优选以满足上述的吸附用片的透气度的方式配置。
只要本发明的吸附用片可以用作吸附用片,而且能够得到本发明的效果,则可以具备上述的以外的任意的构件和/或层。
本发明的吸附用片的使用方法没有限定。本发明的吸附用片典型的是以聚合物膜1的主面2a面向作业对象物的方式配置在吸附单元的吸附面而使用。此时,具有相对较大的直径的开口的聚合物膜1的主面2b面向吸附面。
在吸附用片201的主面上形成有白色涂敷层203的情况下,优选以形成有白色涂敷层203的主面面向作业对象物的方式,配置在吸附单元的吸附面上而使用。
在吸附用片201的主面上形成有脱模性涂敷层的情况下,优选以形成有脱模性涂敷层的主面面向作业对象物的方式,配置在吸附单元的吸附面上而使用。
在吸附用片201的主面上形成有粘合剂层的情况下,以配置有粘合剂层的主面面向吸附单元的吸附面的方式,使用吸附用片201。
本发明的吸附用片可以用于陶瓷电容器的制造、半导体晶片的制造、微小部件的吸引固定等广泛的用途。
本发明的吸附用片除了用于用于陶瓷坯片的吸附的吸附单元以外,例如可以用于切割或吸引半导体晶片的固定单元、微小部件的吸引固定单元等各种吸附单元。
由具有通孔3的聚合物膜1构成的吸附用片201的制造方法没有特别的限定。
聚合物膜1的制造方法如上所述。可以将由此而得到的聚合物膜1直接制成吸附用片201,也可以在经着色处理或配置各种层的工序等进一步的工序制成吸附用片201。配置有涂敷层例如白色涂敷层(和根据需要底涂层204)的吸附用片201也可以根据该层的具体的构成,预先将该层配置在主面上配置而得到原膜,对该原膜实施离子束照射和非对称蚀刻而形成。
(吸附方法)
本发明的吸附方法包含将作业对象物吸附于吸附单元的吸附面的工序。此处,只要本发明的吸附用片201配置在吸附用单元的吸附面上,则不限定该工序的详细内容,根据公知的方法即可。另外,将吸附用片配置在吸附单元的吸附面上的方法没有限定,根据公知的方法即可。
更具体而言,本发明的吸附方法包含,通过在吸附面上配置有吸附用片的吸附单元,在使吸附面和作业对象物不直接接触的情况下,通过吸附用片而将作业对象物吸附于吸附单元的工序。此处,吸附用片为本发明的吸附用片201。对于吸附用片201而言,在以该片的2个主面之中、形成有通孔的相对较小的直径的开口的主面面向作业对象物的方式配置在吸附单元的吸附面上。
通过在作业对象物的吸附时配置吸附用片201,保护吸附单元的吸附面。另外,通过吸附用片201的配置,不仅高效地吸附作业对象物,而且抑制由吸附而导致的对作业对象物的破坏的产生。在作业对象物为陶瓷坯片的情况下,例如不仅可以更可靠地从陶瓷坯片剥离脱模片,而且可以抑制在剥离和吸附运送时的陶瓷坯片的变形或吸附痕的产生,抑制之后的层叠工序中的陶瓷坯片的层叠不良情况。该效果在吸附时容易受到破坏的薄膜化的陶瓷坯片为作业对象物的情况下特别显著。
将本发明的吸附方法的一例示于图27。在图27所示的方法中,作业对象物212被吸附在吸附单元211上。在吸附单元211的吸附面213配置有本发明的吸附用片201,作业对象物212在不与吸附面213直接接触的情况下通过吸附用片201而吸附在吸附面213上。吸附用片201,以形成有通孔的相对较大的直径的开口的主面面向吸附单元211的吸附面213,且形成有通孔的相对较小的直径的开口的主面面向作业对象物212的方式配置。
通常,1层吸附用片201配置在吸附面213上。吸附用片201在1层的情况下可以实现上述的效果。例如与将平均孔径互不相同的2个以上的吸附用片重叠配置的情况相比,可以省略不需要各片的位置对应等繁杂的作业,有利于工业吸附。
吸附单元211的吸附面213中的作业对象物212的吸附力(吸引力)例如通过由连接在吸附单元211上的泵而产生的单元211内的负压而产生。在图27所示的吸附单元211的吸附面213上形成有多个孔214,通过孔214,负压被传送至吸附用片201,作业对象物212被吸附。优选地,在吸附面213中形成有孔214的区域L1比吸附面213中的作业对象物212的吸附区域L2窄。
在某些实施方式中,吸附用片201被着色处理成白色。具体而言,吸附用片201具备在内部包含有白色粒子202的聚合物片1,和/或在该主面上形成有白色涂敷层203。白色涂敷层203例如形成在面向吸附用片201中的作业对象物212的面上。在该方式中,即使在面向吸附用片201中的作业对象物的主面上附着有异物的情况下,也可以容易视觉确认附着的异物。因此,通过附着的异物,减小所吸附的作业对象物产生损伤的可能性。
在其他的实施方式中,在吸附用片201的主面上配置有脱模性涂敷层。脱模性涂敷层例如配置在面向吸附用片201中的作业对象物212的面上。在该方式中,吸附于吸附单元211的作业对象物212的从该单元的脱模性提高。
在另一实施方式中,在面向吸附用片201的吸附面213的主面上配置有粘合剂层。在该方式中,对吸附用片201的吸附面213的配置更可靠且稳定。
这些各个方式,可以同时任意组合地实施。
(陶瓷电容器的制造方法)
本发明的陶瓷电容器的制造方法包含:通过将形成在脱模膜上的陶瓷坯片吸附在吸附单元的吸附面上,从脱模膜将陶瓷坯片剥离的剥离工序;在已剥离的陶瓷坯片被吸附在吸附面上的状态下直接运送,在运送目的地与其他的陶瓷坯片层叠的层叠工序;以及重复2次以上的剥离工序和层叠工序而形成陶瓷坯片的层叠体,将该陶瓷坯片的层叠体烧结的烧结工序。此处,只要本发明的吸附用片201配置在吸附单元的吸附面上,则对剥离工序和层叠工序的详细内容没有特别的限定,根据公知的方法即可。另外,将吸附用片配置在吸附单元的吸附面上的方法没有特别的限定,根据公知的方法即可。
更具体而言,在本发明的陶瓷电容器的制造方法的剥离工序和层叠工序(的吸附运送)中,通过在吸附面上配置有吸附用片的吸附单元,在使吸附面和作业对象物不直接接触的情况下,通过吸附用片将作业对象物吸附于吸附单元。此处,吸附用片为本发明的吸附用片201。吸附用片201,以该片的2个主面之中、形成有通孔的相对较小的直径的开口的主面面向陶瓷坯片的方式,配置在吸附单元的吸附面上。
通过在陶瓷坯片的吸附时配置吸附用片201,保护吸附单元的吸附面。另外,通过吸附用片201的配置,不仅可以高效吸附陶瓷坯片,而且可以抑制由吸附而导致的对陶瓷坯片的破坏的产生。更具体而言,不仅陶瓷坯片从脱模片的剥离更可靠,而且可以抑制在剥离和吸附运送时的陶瓷坯片的变形或吸附痕的产生,可以抑制层叠工序中的陶瓷坯片的层叠不良的产生。该效果在吸附时容易受到破坏的薄膜化的陶瓷坯片为作业对象物的情况下特别显著。
吸附用片201,以形成有通孔的相对较大的直径的开口的主面面向吸附单元211的吸附面213,且形成有通孔的相对较小的直径的开口的主面面向陶瓷坯片的方式配置。
通常1层吸附用片201配置在吸附面213上。吸附用片201在1层的情况下达成上述的效果。例如与将平均孔径互不相同的2层以上的吸附用片重叠配置的情况相比,可以省略不需要各片的位置对应等繁杂的作业,有利于工业的陶瓷电容器的制造。
将本发明的陶瓷电容器的制造方法的一例示于图28A~图28C。图28A表示剥离工序,图28B表示层叠工序,图28C表示烧结工序。在图28A所示的剥离工序中,将形成在脱模膜215上的陶瓷坯片216(参照(1))吸附在吸附单元211的吸附面213上,从脱模膜215剥离(参照(2)、(3))。在吸附面213上配置有吸附用片201。陶瓷坯片216通过吸附用片201而吸附在吸附面213上。
在图28B所示的层叠工序中,将剥离工序中剥离的陶瓷坯片216吸附在吸附单元211的吸附面213上后直接运送,与在运送目的地其他的陶瓷坯片216(例如已经吸附运送的片216)层叠(参照(1)~(3))。
在图28C所示的烧结工序中,将重复2次以上图28A所示的剥离工序和图28B所示的层叠工序而到的陶瓷坯片216的层叠体217烧结,形成烧结体218。然后,经在烧结体218上配置电极的工序等,制作陶瓷电容器。图28C所示的层叠体218,为了容易理解地表现层叠的状态,仅为8层的层叠体,但是实际上,可以通过重复剥离工序和层叠工序,层叠有更多(例如300层以上)的陶瓷坯片216的状态。
除了吸附用片201的配置,本发明的陶瓷电容器的制造方法中的剥离工序、层叠工序和烧结工序的详细内容根据公知的陶瓷电容器的制造方法即可。
只要本发明的陶瓷电容器的制造方法能得到本发明的效果,则可以包含上述的剥离工序、层叠工序和烧结工序以外的任意的工序。
在某些实施方式中,将吸附用片201着色处理成白色。具体而言,吸附用片201具备在内部包含有白色粒子202的聚合物片1,和/或在该主面上配置有白色涂敷层203。白色涂敷层203例如配置在面向吸附用片201中的陶瓷坯片216的面上。在该方式中,即使在面向吸附用片201中的陶瓷坯片216的主面上附着有异物的情况下,也可以容易视觉确认并除去附着的异物。因此,通过附着的异物,吸附的陶瓷坯片216产生损伤,因此可以减小制造的陶瓷电容器的品质降低的可能性。
在其他的实施方式中,在吸附用片201的主面上配置有脱模性涂敷层。脱模性涂敷层例如配置在面向吸附用片201中的陶瓷坯片216的面上。在该方式中,吸附在吸附单元211上的陶瓷坯片216的从该单元的脱模性提高。
另外在其他的实施方式中,在面向吸附用片201的吸附面213的主面上配置有粘合剂层。在该方式中,对吸附用片201的吸附面213的配置更可靠且稳定。
这些各个方式,可以同时任意组合地实施。
(实施方式4:光学膜)
聚合物膜1的用途的另一例为光学膜。聚合物膜1具有根据通孔3的度方向的通路。在防水透声膜、防水透气膜和吸附用片中,该通路用作透气(透声)通路。在本发明的光学膜中,该通路用作实现该膜的光学特性的结构。当然,在本发明的光学膜中,也可以将该通路用作透气和/或透声通路。在这种情况下,本发明的光学膜可以进一步具备透气性和/或透声性。本发明的光学膜中所实现的光学特性例如为该膜的表面背面中的不同的反射率。
表面背面中的反射率不同,即在一个面和另一个面中反射率不同的光学膜例如通过在膜的一个主面层叠包含无机材料等的功能层而实现。但是,通过功能层的层叠,光学膜的厚度增大,产生折射率降低等问题。这些问题可以成为将光学膜用于平板PC和智能手机等电子设备时的障碍。因为对于在强烈要求轻量性和外观的自由度的高度的这些电子设备中所使用的光学膜,要求薄膜化和柔软性。这与:将光学膜用作构成电子设备所具备的显示器的材料(显示器内部的光学构件)时,也层叠在显示器面上,例如用作将关于视觉确认性的进一步的功能附加在显示器上的附加膜时相同。不是功能层的层叠,即使通过对光学膜的表面进行微细加工也能够实现不同的面具有不同的反射率,但是微细加工需要成本。另一方面,本发明的光学膜包含聚合物膜1。因此,在不层叠功能层且不对表面进行微细加工的情况下,也可以实现特定的光学特性、例如表面和背面中不同的反射率。通过这样的光学膜,例如配置有该膜的显示器的可视性提高(例如视角广)。
将包含聚合物膜1的光学膜(本发明的光学膜)的一例示于图29、30。聚合物膜1具有从该膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b的通孔3。通孔3为该通孔3的中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与该中心轴4延伸方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状。此处,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径(开口直径)a和另一个主面2b中的通孔3的开口6b的直径b的比a/b为小于80%。另外,一个主面2a中的通孔3的开口6a的直径a为20μm以下。至少基于这样的通孔3的形状,光学膜301表现出特定的光学特性。光学特性例如为表面和背面中的不同反射率(光线反射率)。
只要通孔3的形状为从聚合物膜1的一个主面2a起延伸到另一个主面2b,为中心轴(轴线)4以直线状延伸的直孔,具有与中心轴4延伸的方向垂直的截面5的面积从聚合物膜1的一个主面2a开始向着另一个主面2b增加的形状,开口直径比a/b小于80%,一个主面2a中的开口6a的直径为20μm以下,则没有限定。光学膜301例如可以为,具备具有截面5的面积从主面2a开始向着主面2b连续地增加的通孔3的聚合物膜1的光学膜、和进一步地该面积的增加率为基本恒定或恒定的光学膜。
通孔3中的开口6a的直径(开口直径a)和开口6b的直径(开口直径b)的比a/b为小于80%,从可以更可靠地得到基于通孔3的光学特性的观点出发,优选为75%以下,更优选为70%以下,进一步优选为60%以下。比a/b的下限没有特别的限定,例如为10%。
作为相对较小的开口的开口6a的直径(开口直径a)为20μm以下。开口直径a优选为10μm以下,更优选为5μm以下。开口直径a的下限没有特别的限定,例如为0.05μm。
通过比a/b和/或开口直径a处于它们的优选范围内,光学膜301的表面背面中的反射率的差变大。
另一方面,作为相对较大的开口的开口6b的直径(开口直径b)只要满足小于80%的开口直径比a/b,则没有限定。开口直径b例如为0.1μm以上30μm以下,优选为1.0μm以上且20μm以下。
聚合物膜1的各主面中的通孔3的开口直径不需要存在于该主面上的全部的开口都一致,优选在聚合物膜1的有效部分(能够作为光学膜301使用的部分)中在可视为实质上相同的值的程度(例如,标准偏差为平均值的10%以下)上一致。根据上述的聚合物膜1的制造方法,可以形成这样的在各主面上的开口直径一致的光学膜301。在光学膜301中,有效部分中的全部的通孔3的开口直径a和/或开口直径b可以为上述的范围。
聚合物膜1中的通孔3的密度(孔密度)没有特别的限定,例如为1×101个/cm2以上且1×1010个/cm2以下,可以为1×103个/cm2以上且1×1010个/cm2以下。孔密度在该范围中,作为光学用膜301在优选范围内可以实现光学特性、例如表面背面中不同的反射率。另外,也可以充分确保作为光学用膜301的机械强度。孔密度更优选为5×103个/cm2以上且7×107个/cm2以下。孔密度不需要在聚合物膜1的整个膜中恒定,但是在聚合物膜1的有效部分中,优选在最大的孔密度为最小的孔密度的1.5倍以下的程度上是恒定的。
聚合物膜1中的一个主面2a的开口率c和另一个主面2b的开口率d的比c/d从可以进一步增大光学膜301的表面背面中的反射率的差的观点出发,优选为65%以下,更优选为63%以下,进一步优选为60%以下。
光学膜301的厚度从能够得到良好的反射率的观点出发例如为1~100μm,优选为5~90μm,进一步优选为5~80μm。另外,如果厚度在这些范围内,则光学膜301的折射性降低的问题通常难以发生。
在光学膜301中,例如该膜的主面中的波长区域300~800nm的光的反射率(光线反射率)在光学膜301的各主面间不同。一个主面的反射率和另一个主面的反射率的差优选为2%以上,更优选为3%以上。该反射率的差由1层的聚合物膜1能够实现。因此,与层叠有反射率不同的2层以上的层的光学膜,光学膜301从可以省略2层以上的层的位置对应的观点出发,工业生产率高。
光学膜301可以同时具有这些优选特性。
只要本发明的光学用膜的一个主面2a中的通孔3的开口直径a和另一个主面2b中的通孔3的开口直径b的比a/b为小于80%,开口直径a为20μm以下,则可以具有具有任意的构成的本发明的聚合物膜1、例如图2~图6所示的聚合物膜1。
作为一例,可以为如图2、3所示的、具有通孔3从与主面2a、2b垂直的方向开始倾斜地延伸的聚合物膜1的光学膜301,可以为如图3所示的、具备倾斜地延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的光学膜301。将具备倾斜地延伸的方向不同的通孔3混合存在的聚合物膜1的光学膜301的例子示于图31。另外,可以为如图1所示的、具有通孔3延伸的方向与主面2a、2b垂直聚合物膜1的光学膜301。
光学膜301具有2个以上的通孔3。通孔3彼此典型的是可以彼此独立存在。在光学膜301中,2个以上的通孔3彼此可以在聚合物膜1的表面或内部结合。结合的形态没有限定,例如在通孔3延伸的方向与聚合物片1的主面2a、2b垂直的情况下,由于一个主面2a和另一个主面2b的开口直径的差异,所以可以为:在主面2a中开口处于彼此独立的状态,同时在主面2b中开口彼此结合的通孔3。
光学膜301可以具备2层以上的聚合物膜1。这样的光学膜301例如可以对具有2层以上的原膜的层叠体进行离子束照射和化学蚀刻而形成。光学膜301优选具备1层聚合物膜1,在这种情况下,不需要调节层叠聚合物膜1彼此时的互相的位置,可以实现光学膜301的薄膜化。
本发明的光学膜可以包含聚合物膜1以外的其他层。在不需要厚度方向的透气性和透声性的情况下,可以通过该其他层,覆盖聚合物膜1中的通孔3的开口6a和/或6b。
光学膜301可以包含树脂(聚合物)以外的材料。该材料例如可以包含在聚合物膜1的内部。该材料的例子可以为:光稳定剂、抗氧剂等添加剂、来源于聚合物膜1的材料的低聚物成分和金属氧化物(具体的例子为氧化铝、氧化钛等白色颜料)。当然,可以为不包含这些材料,例如在聚合物膜1的内部不包含这些材料的光学膜301。
本发明的光学膜的用途没有特别的限定,例如可以用于使用以往的光学膜的各种光学用途。光学用途的具体例可以为电子纸、电脑显示器、笔记本电脑、复印机、移动电话(包含智能手机和平板PC)、钟表、数码相机、便携式信息终端(PDA)、便携游戏机、摄像机、电视、电烤箱、背投显示器、汽车导航系统用显示器、汽车音响、看护用显示器、医疗用显示器等中使用的各种显示器;偏振板;光学透镜;照明用构件。显示器例如为液晶显示装置(LCD)、有机EL显示器。在用于显示器的情况下,本发明的光学膜可以在组装至显示器内部的状态下,也可以配置在显示器的表面上的状态使用。本发明的光学膜可以为用于显示器的偏振镜保护膜、相位差膜、视角增大膜等各种功能性膜。本发明的光学膜基于反射率的差异也可以用于在表面和背面中不同的用途中。
由具有通孔3的聚合物膜1构成的光学膜301的制造方法,没有特别的限定。
聚合物膜1的制造方法如上所述。可以将由此而得到的聚合物膜1直接制作光学膜301,也可以经各种的处理或配置各种的层的工序等进一步的工序而制成光学膜301。
本发明的光学构件具有本发明的光学膜。只要具有本发明的光学膜就没有特别限制,本发明的光学构件的构成没有限定。本发明的光学构件可以具有将本发明的光学膜和其他构件接合而得到的构成。其他构件没有特别的限定。其他构件可以为光学构件,例如本发明的光学膜以外的光学膜。
本发明的组合物包含本发明的光学膜的粉碎物。该组合物可以显示出基于本发明的光学膜的粉碎物的光学特性。光学特性的具体例为:基于包含表面背面的反射率不同的多个的粉碎物的、漫反射(光泽)、高反射和色彩闪变(play of color)。
本发明的组合物的组成只要包含本发明的光学膜的粉碎物,则没有限定。本发明的组合物可以包含该粉碎物以外的任意的材料。本发明的组合物没有限定,例如为涂料组合物、化妆料组合物。
得到本发明的光学膜的粉碎物的方法没有限定。例如可以采用将光学膜根据需要用裁断机裁断后,用粉碎机粉碎的方法。粉碎机的种类没有限定,例如双轴旋转剪断式破碎机、单轴旋转剪断式破碎机等剪断式破碎机、锤磨机、冲击粉碎机等冲击式破碎机、切碎机。粉碎物的大小没有特别的限定,可以根据组合物的种类而调节。
实施例
以下,通过实施例进一步具体地说明本发明。本发明不限定于以下的实施例。
[防水透声膜的实施例]
首先,说明由实施例和比较例而制作的聚合物膜和防水透声膜的评价方法。
(通孔的开口直径)
对聚合物膜的两个主面利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,从得到的SEM照片任意选择10个通孔,对于各主面从该照片求出这10个通孔的开口直径,将其平均值作为聚合物膜中的通孔的开口直径。
(开口率)
聚合物膜的各主面中的开口率通过对该主面利用SEM进行观察,对所得到的SEM照片进行图像分析而求出。存在于主面中的评价对象部分中的通孔的开口的面积相对于该部分的总面积的比(%)。
(透气度)
防水透声膜的厚度方向的透气度根据JIS L1096的规定(透气性测定A法:弗雷泽形法)而求出。
(耐水压)
防水透声膜的耐水压按照JISL1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定求出。但是,由于对于该规定所示的试验片的面积而言膜显著变形,因此将不锈钢网眼(开口直径2mm)设置于膜的加压面的相反侧,在一定程度抑制该膜的变形的状态下测定。
(孔密度)
聚合物膜的孔密度通过如下方式求出:通过SEM观察该膜的两个主面,以目测计数所得到的SEM照片中的通孔的数量,并将其换算成每单位面积的值。在SEM照片的摄像时,以使图像中所包含的开口的轮廓尽可能不欠缺的方式,设定视野范围。摄像的范围中,对于与相邻的开口结合的开口以及以跨越所摄像的图像的边界的方式存在的开口,在对开口直径和孔密度进行评价时,排除在评价对象外。
(拒油性)
防水透声膜的拒油性按照以下方式评价。将防水透声膜和复印纸(普通纸)按照防水透声膜在上、复印纸在下的方式重叠放置,使用吸管在防水透声膜上滴下1滴蓖麻油,然后放置1分钟。然后,去掉防水透声膜并确认复印纸的状态,在复印纸被蓖麻油润湿的情况下判定为防水透声膜没有拒油性,在没有润湿的情况下判定为有拒油性。
(声学特性)
所制作的防水透声膜的声学特性(声压损失)按照以下方式评价。
首先,如图32A所示,准备模仿手机的壳体的模拟壳体401(聚苯乙烯制、外形60mm×50mm×28mm。在模拟壳体401上,除了设置有作为将从扬声器输出的声音向壳体的外部传送的开口的扬声器安装孔402(直径为2.5mm的圆形)和扬声器线缆的导通孔403各1处以外没有开口。接着,在形成有直径为5mm的圆形的透声孔的聚氨酯海绵制的填充材料404中埋入扬声器405(Star精密制、SCG-16A),并收容于壳体401的内部。扬声器405的扬声器线缆406从导通孔403导出至壳体401的外部,然后导通孔403用油灰堵塞。
接着,准备包含聚乙烯类发泡体的双面胶带407(日东电工制、No.57120B、厚度0.2mm)、PET膜98(厚度0.1mm)和包含PET的双面胶带409(日东电工制、No.5603、厚度0.03mm),分别冲裁加工成内径2.5mm和外径5.8mm的环状、与内径1.0mm和外径5.8mm的环状这2 种环。另外,将各实施例和比较例中制作的防水透声膜410冲裁成直径5.8mm的圆形。接着,将内径2.5mm的环状的双面胶带407、圆形的防水透声膜410、内径2.5mm的环状的双面胶带99、和内径2.5mm的环状的PET膜408依次对齐外形进行层叠,从而制作声学特性评价用的防水透声构件A(防水透声膜的有效面积为4.9mm2)(参照图32B)。另外,将内径1.0mm的环状的双面胶带407、圆形的防水透声膜410、内径1.0mm的环状的双面胶带409、和内径1.0mm的环状的PET膜408依次对齐外形进行层叠,从而制作声学特性评价用的防水透声构件B(防水透声膜的有效面积为0.8mm2)。
接着,使用该构件所具备的聚乙烯类发泡体的双面胶带407,在模拟壳体401的外侧安装所制作的防水透声构件,以使得防水透声膜410完全覆盖开口402。此时,使防水透声膜410与双面胶带407之间以及双面胶带407与模拟壳体401之间不形成间隙。
接着,将扬声器线缆406与麦克风(KnowlesAcoustic制、Spm0405Hd4H-W8)与声学评价装置(B&K制、Multi-analyzer System3560-B-030)连接,在距离模拟壳体401的开口402为21mm的位置配置麦克风。接着,选择SSR分析(试验信号20Hz~10kHz、扫描)作为评价方式并进行分析,评价防水透声膜410的声学特性(THD、声压损失)。声压损失通过从声学评价装置输入扬声器405的信号、和经由麦克风而被检测的信号自动求出。另外,在不配置防水透声膜的状态下,同样地求出空白的声压损失,从配置防水透声膜时的声压损失减去空白的声压损失,得到作为该防水透声膜的特性的声压损失(插入损耗)。可以判断,插入损耗越小,越能确保经防水透声膜传送的声音的特性。对于实施例和比较例中制作的防水透声膜,分别对该膜的有效面积不同的防水透声构件A、B实施该评价。
(实施例1)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET 膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为通过对无孔的PET膜照射离子束,并对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面,结果确认了(1)通孔为具有0.25μm的直径,并且与其中心轴延伸的方向垂直的截面的面积在膜的厚度方向上不变的(恒定的)直孔,(2)通孔沿与膜的主面垂直的方向延伸,(3)孔密度为2.0×106个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,利用丙烯酸类粘合剂粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(氢氧化钾浓度20质量%的水溶液)23分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,并将其浸渍于RO水(反渗透膜过滤水),然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,得到形成有通孔3的聚合物膜1。
确认了由实施例1得到的聚合物膜为具有具有与中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从一个主面(掩蔽面)起向着另一个主面(蚀刻面)增加的形状的通孔的膜。另外,各主面中的通孔的开口直径对于掩蔽面为4.5μm,对于蚀刻面为6.4μm。厚度为45μm。
接着,在包含所制作的聚合物膜1的两个主面的整个面上涂布拒液处理液,然后在常温下放置30分钟而使其干燥,在该膜1的表面和通孔3的内周面上形成拒液层52,得到防水透声膜51。拒液处理液通过将拒液剂(信越化学制、X-70-029C)用稀释剂(信越化学制、FSThinner)稀释至浓度为0.7重量%而制备。
由此得到的防水透声膜51的弗雷泽透气度为15cm3/(cm2·秒),耐水压在掩蔽面侧为20kPa、在蚀刻面侧为15kPa,拒油性为“有”,开口率在掩蔽面侧为31.8%、在蚀刻面侧为64.3%。将这些特性的评价结果(除了耐水压以外),以及其他实施例和比较例中制作的防水透声膜中的评价结果汇总于以下的表1。表1的实施例1~3的栏中,分别将掩蔽面侧的评价结果示于“/”的左侧,将蚀刻面侧的评价结果示于“/”的右侧。
另外,对于由此得到的防水透声膜51,将音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。在表2的实施例1~3的栏中,
分别将使聚合物膜1的掩蔽面(通孔的开口直径相对较小的主面)朝向模拟壳体的外侧时的(最大)声压损失和耐水压(即,掩蔽面侧的耐水压)示于“/”的左侧,使聚合物膜1的蚀刻面(通孔的开口直径相对较大的主面)朝向模拟壳体的外侧时的(最大)声压损失和耐水压(即,蚀刻面侧的耐水压)示于“/”的右侧。
(比较例1)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为15分钟以外,以与实施例1同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为4.5μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为8cm3/(cm2·秒),耐水压对于任意的主面为20kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为31.8%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(比较例2)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为20分钟以外,以与实施例1同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为6.0μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为18cm3/(cm2·秒)、耐水压对于任意的主面为15kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为56.5%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(实施例2)
除了将最初准备的市售的PET膜的孔密度设定为4.0×105个/cm2和将化学蚀刻的实施时间设定为35分钟以外,以与实施例1同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜1。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于掩蔽面为10.0μm,对于蚀刻面为12.5μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为65cm3/(cm2·秒),耐水压在掩蔽面侧为7kPa、在蚀刻面侧为5kPa,拒油性为“有”,开口率在掩蔽面侧为31.4%、在蚀刻面侧为49.1%。
另外,对于由此而得到的防水透声膜51,将音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(比较例3)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为25分钟以外,以与实施例2同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为10.0μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为50cm3/(cm2·秒),耐水压对于任意的主面为7kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为31.0%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(比较例4)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为33以外,以与实施例2同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为12.5μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为75cm3/(cm2·秒),耐水压对于任意的主面为5kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为48.8%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(实施例3)
除了将化学蚀刻的实施时间设定为16分以外,以与实施例1同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜1。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于掩蔽面为3.0μm,对于蚀刻面为4.0μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为4.5cm3/(cm2·秒),耐水压在掩蔽面侧为35kPa、在蚀刻面侧为21kPa,拒油性为“有”,开口率在掩蔽面侧为14.1%、在蚀刻面侧为25.1%。
另外,对于由此而得到的防水透声膜51,将音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(比较例5)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为12分钟以外,以与实施例3同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为3.0μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为2.5cm3/(cm2·秒),耐水压对于任意的主面为35kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为14.0%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
(比较例6)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为14分钟以外,以与实施例3同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为4.0μm。厚度为45μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例1同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透声膜的弗雷泽透气度为5cm3/(cm2·秒),耐水压对于任意的主面为21kPa,拒油性为“有”,开口率对于任意的主面为26.5%。
另外,将由此而得到的防水透声膜中的、音频为1kHz和3kHz时的声压损失、以及100Hz~3kHz的之间的音域中的最大声压损失连同耐水压的结果一起示于以下的表2。
表1
表2
如表1所示,与比较例1相比,在实施例1的防水透声膜中,使聚合物膜1的掩蔽面朝向模拟壳体的外侧时,不仅确保对来自于壳体外部的水的进入具有同等的耐水压,而且实现了更低的声压损失。特别是在防水透声膜的有效面积小时(有效面积为0.8mm2时),声压损失降低的效果大。另外,与比较例2相比,在实施例1的防水透声膜中,使聚合物膜1的掩蔽面朝向模拟壳体的外侧时,不仅确保同等的声压损失为较低,而且对于来自于壳体外部的水的进入实现了更高的耐水压。另外,在实施例2和比较例3、4之间和实施例3和比较例5、6之间,确认了同样的关系。
[防水透气膜的实施例]
首先,对在实施例和比较例中所制作的聚合物膜和防水透气膜的评价方法进行说明。
(通孔的开口直径)
对聚合物膜的两个主面利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,从得到的SEM照片任意选择10个通孔,对于各主面从该照片求出这10个通孔的开口直径,将其平均值作为聚合物膜中的通孔的开口直径。
(透气度)
防水透气膜的厚度方向的透气度根据JIS L1096的规定(透气性测定A法:葛尔莱法)而求出。
(耐水压)
防水透气膜的耐水压按照JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定求出。但是,由于对于该规定所示的试验片的面积而言膜显著变形,因此将不锈钢网眼(开口直径2mm)设置于膜的加压面的相反侧,在一定程度抑制该膜的变形的状态下测定。
(孔密度)
聚合物膜的孔密度通过如下方式求出:通过SEM观察该膜的两个主面,以目测计数所得到的SEM照片中的通孔的数量,并将其换算成每单位面积的值。在SEM照片的摄像时,以使图像中所包含的开口的轮廓尽可能不欠缺的方式,设定视野范围。摄像的范围中,对于与相邻的开口结合的开口以及以跨越所摄像的图像的边界的方式存在的开口,在对开口直径和孔密度进行评价时,排除在评价对象外。
(拒油性)
防水透气膜的拒油性按照以下方式评价。将防水透气膜和复印纸(普通纸)按照防水透气膜在上、复印纸在下的方式重叠放置,使用吸管在防水透气膜上滴下1滴蓖麻油,然后放置1分钟。然后,去掉防水透气膜并确认复印纸的状态,在复印纸被蓖麻油润湿的情况下判定为防水透气膜没有拒油性,在没有润湿的情况下判定为有拒油性。
(实施例11)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面,结果确认了,(1)通孔为,不仅具有0.25μm的直径,而且与该中心轴延伸的方向垂直的截面的面积在膜的厚度方向上不改变的(恒定的)直孔,(2)通孔沿与膜的主面垂直的方向延伸,(3)孔密度为2.0×106个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,利用丙烯酸类粘合剂粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(乙醇浓度30质量%、氢氧化钾浓度10质量%的水溶液)25分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,并将其浸渍于RO水(反渗透膜过滤水),然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,得到形成有通孔3的聚合物膜1。
将得到的聚合物膜1的表面的状态(根据扫描型电子显微镜(SEM)的观察照片)示于图33、34。图33和图34分别表示配置有掩蔽层的主面(掩蔽面)和未配置掩蔽层的主面(蚀刻面)。图33、34的倍率相同。如图33、34所示,确认了,在实施例11中得到的聚合物膜为具有具有与中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从一个主面(掩蔽面)开始向着另一个主面(蚀刻面)增加的形状的通孔的膜。另外,从该SEM照片而求出的各主面中的通孔的开口直径对于掩蔽面为1.6μm,对于蚀刻面为3.2μm,即比a/b为50%。
接着,在包含所制作的聚合物膜1的两个主面的整个面上涂布拒液处理液,然后在常温下放置30分钟而使其干燥,在该膜1的表面和通孔3的内周面上形成拒液层52,得到防水透气膜101。拒液处理液通过将拒液剂(信越化学制、X-70-029C)用稀释剂(信越化学制、FSThinner)稀释至浓度为0.7重量%而制备。
由此而得到的防水透气膜101的透气度(葛尔莱数)为14秒,耐水压在掩蔽面侧为25kPa、在蚀刻面侧为15kPa,拒油性为“有”。
(实施例12)
除了将蚀刻处理液变更为乙醇浓度20质量%、氢氧化钾浓度15质量%的水溶液以外,以与实施例11同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于掩蔽面为4.0μm,对于蚀刻面为5.0μm,即比a/b为80%。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例11同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透气膜的透气度(葛尔莱数)为1.5秒,耐水压在掩蔽面侧为13kPa、在蚀刻面侧为8kPa,拒油性为“有”。
(比较例11)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为10分钟以外,以与实施例11同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为1.6μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例11同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透气膜的透气度(葛尔莱数)为66秒,耐水压对于任意的主面为25kPa,拒油性为“有”。
(比较例12)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为20分钟以外,以与实施例11同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为3.2μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例11同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透气膜的透气度(葛尔莱数)为6秒,耐水压对于任意的主面为9kPa,拒油性为“有”。
(比较例13)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为15分钟以外,以与实施例12同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为4.0μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例11同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透气膜的透气度(葛尔莱数)为4.5秒,耐水压对于任意的主面为13kPa,拒油性为“有”。
(比较例14)
除了不配置掩蔽层和将化学蚀刻的实施时间设定为23分以外,以与实施例12同样的方式,实施化学蚀刻,得到聚合物膜。由此而得到的聚合物膜的各主面中的通孔的开口直径对于任意的主面为5.0μm。
接着,对所制作的聚合物膜,以与实施例11同样的方式,实施拒液处理。由此而得到的防水透气膜的透气度(葛尔莱数)为0.5秒,耐水压对于任意的主面为9kPa,拒油性为“有”。
[吸附用片的实施例]
首先,对在实施例和比较例中制作的吸附用片的评价方法。
(通孔的开口直径)
对吸附用片的两个主面利用SEM(JEOL制、JSM-6510LV)进行观察,从得到的SEM照片任意选择10个通孔,对于各主面从该照片求出这10个通孔的开口直径,将其平均值作为吸附用片中的通孔的开口直径。
(孔密度)
吸附用片的孔密度通过如下方式求出:通过SEM观察该片的两个主面,以目测计数所得到的SEM照片中的通孔的数量,并将其换算成每单位面积的值。在SEM照片的摄像时,以使图像中所包含的开口的轮廓尽可能不欠缺的方式,设定视野范围。摄像的范围中,对于与相邻的开口结合的开口以及以跨越所摄像的图像的边界的方式存在的开口,在对开口直径和孔密度进行评价时,排除在评价对象外。
(表面粗糙度)
吸附用片的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)使用触针式表面粗糙度计(东京精密制、Surfcom 550A)进行评价。测定条件设定为,测定子的尖端直径R250μm、速度0.3mm/秒、测定长度4mm。
(透气度)
吸附用片的厚度方向的透气度根据JIS L1096的规定,使用葛尔莱式透气度测定仪(densometer)(安田精机制作所制)或王研式透气度试验装置(旭精工制、EG02-S)而求出。
(实施例21)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度25μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.2μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为5.7×107个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,通过聚硅氧烷类粘合剂而粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在75℃的蚀刻处理液(乙醇浓度25质量%、氢氧化钾浓度10质量%的水溶液)20分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,并使其浸渍于RO水(反渗透膜水)而清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,非对称得到形成有通孔3的聚合物膜1。
以该聚合物膜1制成吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、掩蔽面的表面粗糙度(Ra)和厚度方向的透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
(实施例22)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有1μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2×105个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,通过聚硅氧烷类粘合剂而粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在85℃的蚀刻处理液(乙醇浓度25质量%、氢氧化钾浓度10质量%的水溶液)中30分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,在RO水(反渗透膜水)中浸渍并清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,非对称得到形成有通孔3的聚合物膜1。
将该聚合物膜1作为吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、掩蔽面的表面粗糙度(Ra)和厚度方向的透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
(实施例23)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有1μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2×106个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,通过聚硅氧烷类粘合剂而粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在85℃的蚀刻处理液(乙醇浓度25质量%、氢氧化钾浓度10质量%的水溶液)中25分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,用RO水(反渗透膜水)进行浸渍并清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,非对称得到形成有通孔3的聚合物膜1。
将该聚合物膜1制成吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、掩蔽面的表面粗糙度(Ra)和厚度方向的透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
(比较例21)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度24μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.6μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为5.7×107个/cm2
将该膜制成吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、表面粗糙度(Ra)和厚度方向的透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
(比较例22)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度25μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.4μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为5.7×107个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,通过聚硅氧烷类粘合剂而粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在75℃的蚀刻处理液(乙醇浓度23质量%、氢氧化钾浓度10质量%的水溶液)中10分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,并将其浸渍于RO水(反渗透膜过滤水)而清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,得到形成有非对称通孔的聚合物膜。
将该聚合物膜制成吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、掩蔽面的表面粗糙度(Ra)和厚度方向的透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
(比较例23)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度42μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有15μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为1×105个/cm2
将该膜制成吸附用片,对该吸附用片的厚度、孔密度、开口直径、表面粗糙度(Ra)和透气度(葛尔莱数)进行评价。将评价结果示于表3。
表3
※对于实施例,一个主面的开口直径为开口直径a,另一个主面的开口直径为开口直径b,开口直径比为比a/b。
※比较例21、23的表面粗糙度Ra为任意一个主面的Ra(在比较例21、23中,与主面无关,Ra相同)。
如表3所示,在实施例21中,使用具有通孔3的聚合物膜1作为吸附用片,该通孔3为非对称结构的通孔,且开口直径比a/b为80%以下;实施例21与一个主面的开口直径(0.6μm)相同的比较例21、22相比,实现了非常高的厚度方向的透气度。实施例22的透气度,与开口直径为15μm的、非常大的比较例23的透气度相同。由于一个主面中的开口直径a非常小,所以在实施例1的吸附用片中,不仅可以实现厚度方向的高透气度,而且可以抑制作业对象物的吸附时中的对该对象物的破坏的产生。另外,在实施例22、23的吸附用片中,进一步在开口直径a为10μm以下的范围内而进一步实现更高透气度。另外,在实施例22、23的吸附用片中,由于一个主面中的开口直径a小,因此不仅可以实现厚度方向的高透气度,而且可以抑制作业对象物的吸附时中的对该对象物的破坏的产生。
[光学膜的实施例]
首先示出在实施例和比较例中制作的光学膜的评价方法。
(通孔的开口直径)
对光学膜的两个主面利用SEM(JEOL制、JSM-6510LV)进行观察,从得到的SEM照片任意选择10个通孔,对于各主面从该照片求出这10个通孔的开口直径,将其平均值作为聚合物膜中的通孔的开口直径。
(孔密度)
光学膜的孔密度通过如下方式求出:通过SEM观察该膜的两个主面,以目测计数所得到的SEM照片中的通孔的数量,并将其换算成每单位面积的值。在SEM照片的摄像时,以使图像中所包含的开口的轮廓尽可能不欠缺的方式,设定视野范围。摄像的范围中,对于与相邻的开口结合的开口以及以跨越所摄像的图像的边界的方式存在的开口,在对开口直径、孔密度和开口率进行评价时,排除在评价对象外。
(开口率)
光学膜的开口率按照以下方式求出:通过SEM观察该膜的两个主面,对于得到的各SEM照片中的通孔的数量,进行目测计数。接着,对于计数的通孔,从通过上述方法另外途径求出的开口直径算出该通孔的开口面积,从通孔的数量、开口面积(μm2)和与SEM照片的视野范围对应的该膜的面积S(μm2),通过下式求出各主面的开口率。
开口率(%)={(开口面积×通孔的数量)/膜面积S}×100(%)
(光学特性)
作为光学膜的光学特性,对光学膜的各主面的反射率(光线反射率)进行评价。具体而言,反射率通过安装有积分球单元(日本分光制、ISV-469)的紫外可见分光光度计(日本分光制V-560、双束式、检测器为光电子增倍管)而求出。将测定波长区域设定为300~800nm,在标准反射板上使用硫酸钡板。求出的反射率为波长300~800nm的光的反射率的平均值,将标准反射板的反射率作为100的相对值。
(实施例31)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET 膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔具有0.25μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2.0×106个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,利用丙烯酸类粘合剂粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(氢氧化钾浓度20质量%的水溶液)23分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,将其浸渍于RO水(反渗透膜水)中,进行清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,得到形成有非对称通孔3的聚合物膜1。
将该聚合物膜1制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。蚀刻时配置有掩蔽层的面的开口直径小于未配置的面的开口直径小。
(实施例32)
除了将浸渍于蚀刻处理液中的时间设定为20分钟以外,以与实施例31同样的方式,得到形成有非对称通孔3的聚合物膜1。将该聚合物膜1制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。
(实施例33)
除了将浸渍于蚀刻处理液中的时间设定为10分钟以外,以与实施例31同样的方式,得到形成有非对称通孔3的聚合物膜1。将该聚合物膜1制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。
(比较例31)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.25μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2.0×106个/cm2
接着,将准备的PET膜在不配置掩蔽层的情况下浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(氢氧化钾浓度20质量%的水溶液)中20分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,将其浸渍于RO水中而清洗后,在50℃的干燥烘箱中进行干燥,得到聚合物膜。
将该聚合物膜制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。
(比较例32)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.25μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2.0×106个/cm2
接着,将准备的PET膜在不配置掩蔽层的情况下将其浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(氢氧化钾浓度20质量%的水溶液)23分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,并将其浸渍于RO水并清洗,然后在50℃的干燥烘箱中进行干燥,得到聚合物膜。
将该聚合物膜制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。
(比较例33)
准备形成有在厚度方向上贯通的多个通孔的非多孔的市售的PET膜(it4ip制、Track etched membrane、厚度50μm)。该膜为对无孔的PET膜照射离子束,对照射后的膜进行化学蚀刻而制造的膜。利用SEM观察该膜的表面和截面的结果是,确认了以下的方面:
(1)通孔为具有0.25μm的直径的直孔;
(2)沿与膜的主面垂直的方向延伸的通孔存在于膜内;
(3)膜的孔密度为2.0×106个/cm2
接着,在准备的PET膜的一个主面上,利用丙烯酸类粘合剂粘贴作为掩蔽层的聚乙烯膜(厚度55μm)。将其浸渍于保持在80℃的蚀刻处理液(氢氧化钾浓度20质量%的水溶液)中5分钟。蚀刻结束后,从处理液取出膜,使其浸渍于RO水而进行清洗,然后在50℃的干燥烘箱中干燥。然后,剥离掩蔽层,得到虽然为非对称通孔,但是各主面中的该通孔的开口直径比不是小于80%的聚合物膜。
将该聚合物膜制成光学膜,对该光学膜的两个主面的开口直径、开口率和反射率进行评价。另外,从开口直径和开口率的评价结果,算出两个主面间的开口直径比和开口率比。将评价结果示于表4。
在表4的开口直径、开口率和反射率的栏中,“/”的左侧和“/”的右侧分别表示一个主面(实施例1~3和比较例3中蚀刻时配置有掩蔽层的面)的各特性和另一个主面(实施例1~3和比较例3中蚀刻时未配置掩蔽层的面)的各特性。在表4的开口直径比和开口率比的栏中,表示上述一个主面中的各特性的值相对于上述另一个主面中的各特性的值的比。
表4
如表4所示,在实施例31~33的光学膜中,反射率在各主面间冥想不同。但是在比较例31~33的光学膜中,各主面间的反射率相同或基本相同。另外,如果实施例31的光学膜和比较例31、32的光学膜,则对于通孔的开口直径相同的主面的反射率,实施例31的光学膜的反射率提高。更具体而言,对于开口直径为4.7μm的主面,实施例31的反射率为16%,与此相对,比较例31的反射率也仅为14%。对于开口直径为6.3μm的主面,实施例31的反射率为20%,与此相对,比较例32的反射率仅为16%。
对于实施例31~33和比较例31~33的光学膜,将各主面的放射率相对于开口率的关系示于图35。图35中,空心的标志表示上述一个主面,完全涂黑的标志表示上述另一个主面。如图35所示,如果为相同开口率,则实施例的光学膜与比较例的光学膜相比反射率高。
对于实施例31~33和比较例33的光学膜,将各主面的反射率相对于两个主面间的通孔的开口直径比的关系汇总于图36。图36中,空心的标志表示上述一个主面,完全涂黑的表示表示上述另一个主面。如图36所示,开口直径比小于80%,且该值越小,光学膜的各主面中的反射率越大。另外,如果开口直径比小于80%,则在光学膜的各主面间在反射率上产生人为因素造成的差。
对于实施例31~33和比较例33的光学膜,将各主面的反射率相对于两个主面间的开口率比的关系汇总于图37。在图37中,空心的标志表示上述一个主面,完全涂黑的标志表示上述另一个主面。如图37所示,开口率比为65%以下时,光学膜的各主面中的反射率大。
本发明只要不脱离其意图和本质的特征,可以应用于其他的实施方式。在该说明书中公开的实施方式无论如何而言只是说明性的,不限定于此。本发明的范围并不是上述说明,而是由所附的权利要求书表示,其包含与权利要求具有均等的意义和范围的所有的变更。
产业实用性
本发明的聚合物膜可以用于各种用途。用途的例子为防水透声膜、防水透气膜、吸附用片和光学膜。

Claims (32)

1.一种聚合物膜,其具有从一个主面起延伸到另一个主面的通孔,
所述通孔为该通孔的中心轴以直线状延伸的直孔,
所述通孔具有与所述中心轴延伸的方向垂直的截面的面积从所述聚合物膜的一个主面起向着另一个主面增加的形状。
2.如权利要求1所述的聚合物膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%或小于80%。
3.如权利要求1所述的聚合物膜,其中,所述聚合物膜由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚偏二氟乙烯中的至少1种聚合物构成。
4.一种防水透声膜,其具备权利要求1所述的聚合物膜,
所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为12.0μm以下,
从所述另一个主面起到所述一个主面的透气度以根据JIS L1096的规定而测定的弗雷泽数表示为2.0cm3/(cm2·秒)以上且80cm3/(cm2·秒)以下。
5.如权利要求4所述的防水透声膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下。
6.如权利要求4所述的防水透声膜,其中,所述聚合物膜具有沿中心轴相对于与该膜的主面垂直的方向倾斜的方向延伸的所述通孔,该倾斜延伸的方向不同的所述通孔在所述聚合物膜中混合存在。
7.如权利要求4所述的防水透声膜,其中,所述防水透声膜的根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压为3kPa以上。
8.如权利要求4所述的防水透声膜,其还具备层叠在所述聚合物膜上的透声性支撑层。
9.一种防水透声构件,其具备:
权利要求4~8中任一项所述的防水透声膜、和
与所述防水透声膜接合的支撑体。
10.一种电子设备,其具备:
收容音响部且设置有在所述音响部和外部之间传送声音的开口的壳体,和
以覆盖所述开口的方式配置的、在所述音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入所述壳体内的防水透声膜;
所述防水透声膜为权利要求4~8中任一项所述的防水透声膜。
11.一种电子设备用壳体,其为收容具有音响部的电子设备的电子设备用壳体,其中,
所述壳体设置有在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音的开口,
所述壳体具备以覆盖所述开口的方式配置的、在所述电子设备的音响部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入所述壳体内的防水透声膜,
所述防水透声膜为权利要求4~8中任一项所述的防水透声膜。
12.一种防水透声结构,其具备:
设置有在内部和外部之间传送声音的开口的壳体,和
以覆盖所述开口的方式配置的、在内部和外部之间传送声音并且防止水从外部经由所述开口进入内部的防水透声膜;
所述防水透声膜为权利要求4~8中任一项所述的防水透声膜。
13.一种防水透气膜,其具备权利要求1所述的聚合物膜,
所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下。
14.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述开口直径a为12μm以下。
15.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述聚合物膜中的所述通孔的密度为1×103个/cm2以上且1×109个/cm2以下。
16.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述一个主面中的所述通孔的开口率为50%以下。
17.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述聚合物膜具有沿中心轴相对于与该膜的主面垂直的方向倾斜的方向延伸的所述通孔,该倾斜延伸的方向不同的所述通孔在所述聚合物膜中混合存在。
18.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述防水透气膜在厚度方向上具有以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数表示为0.5秒/100mL以上的透气度。
19.如权利要求13所述的防水透气膜,其中,所述防水透气膜的根据JIS L1092的耐水度试验B法(高水压法)的规定而测定的耐水压为5kPa以上。
20.如权利要求13所述的防水透气膜,其还具备层叠在所述聚合物膜上的透气性支撑层。
21.一种防水透气构件,其具备:
权利要求13~20中任一项所述的防水透气膜、和
与所述防水透气膜接合的支撑体。
22.一种防水透气结构,其具备:
具有开口的壳体,和
以覆盖所述开口的方式配置的、在所述壳体的内部和外部之间使气体透过的同时防止水从外部经由所述开口进入内部的防水透气膜;
所述防水透气膜为权利要求13~20中任一项所述的防水透气膜。
23.一种吸附用片,其为用于配置在吸附作业对象物的吸附单元的吸附面上的吸附用片,其中,
所述吸附用片具备权利要求1所述的聚合物膜,
所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b为80%以下,
所述开口直径a为10μm以下。
24.如权利要求23所述的吸附用片,其中,所述吸附用片的2个主面之中,形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面的表面粗糙度(Ra)为2μm以下,
所述吸附用片在厚度方向上具有以根据JIS L1096的规定而测定的葛尔莱数表示为10秒/100mL以下的透气度。
25.一种吸附单元上的作业对象物的吸附方法,其包括下述工序:
利用在吸附面上配置有吸附用片的吸附单元,在不使所述吸附面与作业对象物直接接触的情况下,经由所述吸附用片吸附所述作业对象物,
所述吸附用片为权利要求23或24所述的吸附用片,且以该片的2个主面之中形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述作业对象物的方式配置在所述吸附面上。
26.一种陶瓷电容器的制造方法,其包括:
将形成在脱模膜上的陶瓷坯片吸附在吸附单元的吸附面上,由此将所述陶瓷坯片从所述脱模膜剥离的剥离工序,
在将剥离后的所述陶瓷坯片吸附在所述吸附面上的状态下进行运送,并在运送目的地与其它陶瓷坯片层叠的层叠工序,和
对重复2次以上所述剥离工序和所述层叠工序而形成的所述陶瓷坯片的层叠体进行烧结的烧结工序;
在所述吸附面上配置有:在不使所述吸附面与所述陶瓷坯片直接接触的情况下将所述陶瓷坯片吸附在所述吸附单元上的吸附用片,
所述吸附用片为权利要求23或24所述的吸附用片,且以该片的2个主面之中形成有所述通孔的直径相对较小的开口的主面面向所述陶瓷坯片的方式配置在所述吸附面上。
27.一种光学膜,其包含权利要求1所述的聚合物膜,
所述一个主面中的所述通孔的开口直径a与所述另一个主面中的所述通孔的开口直径b之比a/b小于80%,
所述一个主面中的所述通孔的开口直径a为20μm以下。
28.如权利要求27所述的光学膜,其中,所述光学膜的主面的波长范围300nm~800nm的光的反射率在所述光学膜的各主面间相互不同。
29.如权利要求27所述的光学膜,其中,所述聚合物膜中的所述通孔的密度为1×103个/cm2以上且1×1010个/cm2以下。
30.如权利要求27所述的光学膜,其中,所述聚合物膜中的所述一个主面的开口率c与所述另一个主面的开口率d之比c/d为65%以下。
31.一种光学构件,其具备权利要求27~30中任一项所述的光学膜。
32.一种组合物,其包含权利要求27~30中任一项所述的光学膜的粉碎物。
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