DE102009006064A1

DE102009006064A1 - Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films und mikrostrukturierter Film

Info

Publication number: DE102009006064A1
Application number: DE102009006064A
Authority: DE
Inventors: Doreen Wachner; Werner Goedel; Jens Hammerschmidt; Stephan Jahn; Reinhard Baumann; Andreas Morschhauser; Jörg Nestler; Thomas Gessner
Original assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Current assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: DE102009006064B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films mit den folgenden Verfahrensschritten: - Aushärten einer filmbildenden Substanz mit zumindest teilweise in der filmbildenden Substanz eingelagerten Porenbildnern und/oder Poren und - strukturiertes Auftragen einer Stützsubstanz auf die filmbildende Substanz, wobei eine lokale Verformung der filmbildenden Substanz bewirkt wird und/oder auf der filmbildenden Substanz aushärtbare Ablagerungen ausgebildet werden. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung einen mikrostrukturierten Film mit einer filmbildenden Substanz, in die zumindest teilweise Porenbildner und/oder Poren eingelagert sind, wobei die filmbildende Substanz mit stützenden Eigenschaften versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films und einen mikrostrukturierten Film.
Für den Einsatz von mikrostrukturierten Filmen als poröse Membranen in der Industrie, z. B. zur Filtration, insbesondere zur Sterilfiltration oder Ultrafiltration, ist es von großer Wichtigkeit, dass derartige Filme eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen. Eine besondere Klasse von mikrostrukturierten Filmen sind die sogenannten Mikrosiebe, d. h. Membranen mit Durchbrüchen einheitlicher Größe, bei denen die Membrandicke nicht wesentlich oberhalb des Durchmessers der Durchbrüche liegt (van Rijn, C. J. M.; Elwenspoek, M. C. in Proc. of the workshop of Micro Electro Mechanical Systems, IEEE, Amsterdam 1995, 83–87./Kuiper, S.; van Rijn, C. J. M.; Nijdam, W.; Elwenspoek, M. C. J. Membr. Sci. 1998, 150, 1–8./van Rijn, C. J. M.; Veldhuis, G. J.; Kuiper, S. Nanotechnology 1998, 9, 343–345/van Rijn, C. J. M. in Nano and Micro Engineered Membrane Technology, Membrane Science and Technology (Series 10), Elsevier, Amsterdam 2003).
Die mechanische Stabilität mikrostrukturierter Filme wird durch die Dicke des Films, bzw. der Membran und die Größe der Mikrostruktur, d. h. die Porengröße definiert. Um eine ausreichende mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films zu gewährleisten, ist es erforderlich, den Film durch Verbinden mit einer geeigneten Stützstruktur zu stabilisieren.
Aus der DE 100 58 258 A1 ist bekannt, eine poröse Membran mittels Kieselgelpartikeln und einem Dispersionsmittel herzustellen, indem die Kieselgelpartikel und das Dispersionsmittel auf eine Oberfläche einer nicht mit dem Dispersionsmittel mischbaren Flüssigkeit aufgebracht werden. Nach dem Aushärten des Dispersionsmittels werden die Kieselgelpartikel ausgewaschen, so dass eine poröse Membran entsteht. Diese poröse Membran wird von der Oberfläche der Flüssigkeit abgehoben und auf eine Stützstruktur, z. B. ein Filterpapier, aufgelegt.
Hierbei ist es jedoch von Nachteil, dass die poröse Membran häufig bereits beim Aufsetzen auf die Stützstruktur einreißt. Ebenfalls ist zu beobachten, dass die poröse Membran auf der Stützstruktur eine zu geringe Haftung aufweist und sich wieder von der Stützstruktur löst.
Um die Gefahr des Einreißens der porösen Membran zu verringern, ist in der DE 10 2006 036 863 A1 eine poröse Membran offenbart, die mittels kleiner und großer Porenbildner hergestellt wird. Die kleinen Porenbildner lagern sich auf der Flüssigkeitsoberfläche ab und werden von den großen Porenbildnern überlagert. Die kleinen und großen Porenbildner werden zumindest teilweise mit einem Dispersionsmittel überschichtet, nach dessen Aushärten beide Sorten von Porenbildnern ausgewaschen werden.
Durch das Auswaschen der Porenbildner entstehen an den Stellen der kleinen Porenbildner kleine Funktionsporen und an den Stellen der großen Porenbildner große Poren in der porösen Membran. Die kleinen Funktionsporen übernehmen in der porösen Membran die Trennaufgabe und sind mit den großen Poren stoffdurchlässig verbunden, so dass die großen Poren mit ihren im Wesentlichen kugelförmigen Hohlräumen eine integrale Stützstruktur für die kleinen Funktionsporen darstellen.
Bei einer derartigen Stützstruktur ist es jedoch von Nachteil, dass diese nur aus im Wesentlichen kugelförmigen Hohlräumen aufgebaut sein kann. Wird eine derart hergestellte poröse Membran beispielsweise als Mikrosieb verwendet, können die kugelförmigen Hohlräume der Stützstruktur jedoch nicht immer die optimale Filterleistung und -stabilität gewährleisten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films und einen mikrostrukturierten Film anzugeben, durch die die mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films, insbesondere bei Verwendung als Mikrosieb, verbessert werden kann.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films mit den folgenden Verfahrensschritten:

– Aushärten einer filmbildenden Substanz mit zumindest teilweise in der filmbildenden Substanz eingelagerten Porenbildnern und/oder Poren, und
– strukturiertes Auftragen einer Stützsubstanz auf die filmbildende Substanz, wobei eine lokale Verformung der filmbildenden Substanz bewirkt wird und/oder auf der filmbildenden Substanz aushärtbare Ablagerungen ausgebildet werden.

Hierdurch wird die filmbildenden Substanz mit stützenden Eigenschaften versehen, wodurch es möglich ist, das Einreißen des mikrostrukturierten Films zu verhindern und gleich zeitig die mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films besser an die zu erwartenden Einsatzbedingungen anzupassen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der mikrostrukturierte Film als Mikrosieb Verwendung findet.
Vorzugsweise wird die Stützsubstanz unter Ausbildung des mikrostrukturierten Films, der zumindest die ausgehärtete, filmbildende Substanz und die ausgehärtete Stützsubstanz enthält, ausgehärtet wird.
Vorzugsweise wird die filmbildende Substanz mit stützenden Eigenschaften versehen, indem eine aushärtbare oder eine porenschließende Substanz, vorzugsweise lateral strukturiert, auf die filmbildende Substanz aufgebracht wird.
Die porenschließende Substanz schließt zumindest teilweise die Poren, entweder durch Deformation der filmbildenden Substanz oder durch Ausfüllen der Poren. Durch die geschlossenen Poren entsteht eine Stützstruktur, die die Stabilität des mikrostrukturierten Films erhöht.
Vorzugsweise enthält die porenschließende Substanz zumindest ein Lösungsmittel, das die filmbildende Substanz zumindest teilweise deformiert, vorzugsweise aufquellen lässt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die porenschließende Substanz zumindest teilweise abgedampft, nachdem sich die Poren durch Deformation der filmbildenden Substanz zumindest teilweise geschlossen haben.
Weiterhin vorzugsweise wird die porenschließende Substanz zumindest teilweise in die Poren eingebracht und verbleibt in diesen.
Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die porenschließende Substanz in die Poren eingebracht wird und darin aushärtet derart, dass eine Oberfläche der ausgehärteten, porenschließenden Substanz im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der ausgehärteten, filmbildenden Substanz abschließt. Hierdurch entsteht eine im Wesentlichen glatte Membranoberfläche.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante wird die filmbildende Substanz mit stützenden Eigenschaften versehen, indem eine aushärtbare Stützsubstanz so auf die filmbildende Substanz aufgetragen wird, dass sie Strukturen bildet, die oberhalb und/oder unterhalb der filmbildenden Substanz liegen und mit ihr verbunden sind, und die Stützsubstanz unter Ausbildung eines mikrostrukturierten Films, der zumindest die ausgehärtete, filmbil denden Substanz und die ausgehärtete Stützsubstanz enthält, ausgehärtet wird. Durch das Auftragen der aushärtbarten Stützsubstanz auf die filmbildende Substanz ist es möglich, das Einreißen des mikrostrukturierten Films zu verhindern und gleichzeitig die mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films besser an die zu erwartenden Einsatzbedingungen anzupassen.
Vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz aufgebracht.
In einer weiteren Variante ist es ebenfalls möglich, eine Substanz zu verwenden, die sowohl porenschließend wirkt, als auch aufliegende Stützstrukturen bildet, bzw. zwei Substanzen, von denen eine die Poren schließt und eine aufliegende Stützstruturen bildet konsekutiv oder nacheinander anzuwenden.
Vorzugsweise erfolgen das Aushärten der filmbildenden Substanz und das Auftragen der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz auf die filmbildende Substanz zeitlich voneinander getrennt. Hierdurch ist es möglich, die filmbildende Substanz vor dem Auftrag der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Substanz teilweise oder vollständig aushärten zu lassen.
Weiterhin vorzugsweise wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz diskret oder kontinuierlich auf der filmbildenden Substanz aufgetragen.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz mittels eines Druckverfahrens auf die filmbildende Substanz aufgetragen wird. Hierdurch ist eine besonders kostengünstige Herstellung des mikrostrukturierten Films möglich.
Vorzugsweise wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz tröpfchenförmig auf die filmbildende Substanz aufgetragen, wodurch die Dosierbarkeit erhöht wird.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz mittels Inkjet-Technologie auf die filmbildende Substanz aufgetragen. Mittels dieser Technologie lässt sich die aushärtbare Stützsubstanz besonders positionsgenau und feinstrukturiert auf die filmbildende Substanz aufbringen.
Vorzugsweise wird ein Druckkopf, der mit der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz gefüllt ist, zum Auftrag der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz in Längs- und/oder Querrichtung über der filmbildenden Substanz bewegt.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn die filmbildende Substanz in Längs- und/oder Querrichtung während des Auftrags der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz unter einem Druckkopf bewegt wird, der mit der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz gefüllt ist.
Vorzugsweise wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz derart aufgetragen, dass sie die filmbildende Substanz nicht vollständig bedeckt.
Vorzugsweise wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz im Wesentlichen wabenförmig auf die filmbildende Substanz aufgebracht.
Weiterhin vorzugsweise wird die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz im Wesentlichen kreuzförmig auf die filmbildende Substanz aufgebracht.
Vorzugsweise werden zur Ausbildung der Poren die eingelagerten Porenbildner vor dem Auftragen der porenschließende Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz aus der filmbildenden Substanz entfernt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Gefahr besteht, dass bei der späteren Entfernung der eingelagerten Porenbildner die Stützsubstanz angegriffen wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn zur Entfernung der eingelagerten Porenbildner ein säurehaltiges Lösungsmittel eingesetzt werden muss, das auch die ausgehärtete Stützsubstanz angreifen kann.
Alternativ ist es auch möglich, dass zur Ausbildung der Poren die eingelagerten Porenbildner nach dem Aushärten der Stützsubstanz aus dem mikrostrukturierten Film entfernt werden. Da die eingelagerten Porenbildner der filmbildenden Substanz zusätzliche Stabilität verleihen, ist diese Alternative von Vorteil, wenn die filmbildende Substanz vor dem Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz umgelagert werden muss.
Vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz einschichtig, vorzugsweise in einem einzigen Auftragsschritt, auf die filmbildende Substanz aufgetragen. Hierdurch ist eine besonders schnelle Herstellung des mikrostrukturierten Films möglich.
Ebenso ist es möglich, dass die aushärtbare Stützsubstanz mehrschichtig, vorzugsweise in mehreren zeitlich voneinander getrennten Auftragsschritten, auf die filmbildende Substanz aufgetragen wird. Hierdurch ist es noch besser möglich, den mikrostrukturierten Film auf die zu erwartenden Einsatzbedingungen abzustimmen.
Vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz auf mehrere Schichten der filmbildenden Substanz aufgetragen.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Auftragen der filmbildenden Substanz und der Stützsubstanz mindestens einmal aufeinanderfolgend wiederholt wird.
Vorzugsweise wird als aushärtbare Stützsubstanz ein aushärtbares Öl, das vorzugsweise mit zumindest einem Lösungsmittel und/oder zumindest einem Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator versehen ist, auf die filmbildende Substanz aufgetragen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird/werden als aushärtbare Stützsubstanz ein oder mehrere Monomere und/oder ein oder mehrere Polymere, das/die vorzugsweise mit zumindest einem Lösungsmittel und/oder zumindest einem Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator versehen ist/sind, auf die filmbildende Substanz aufgetragen.
Vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz derart aufgetragen, dass sie eine lateral strukturierte Schicht bildet.
Weiterhin vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz derart aufgetragen, dass sie eine kontinuierliche Struktur bildet, die Öffnungen freigibt, die bis zur filmbildenden Substanz hindurchgehen.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn aufeinanderfolgend aufgebrachte Schichten der aushärtbaren Stützsubstanz nicht deckungsgleich zueinander aufgebracht werden und vorzugsweise eine voneinander abweichende Struktur besitzen.
Vorzugsweise wird durch das aufeinanderfolgende Aufbringen von mehreren Schichten der aushärtbaren Stützsubstanz mit nicht deckungsgleicher Struktur auf die filmbildende Substanz eine hierarchische Gesamtstruktur erzeugt.
Vorzugsweise wird die filmbildende Substanz auf einer Flüssigkeitsoberfläche, vorzugsweise einer Wasseroberfläche, ausgebildet.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind in weiteren abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch einen mikrostrukturierten Film, insbesondere hergestellt nach zumindest einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, mit einer filmbildenden Substanz, in die zumindest teilweise Porenbildner und/oder Poren eingelagert sind, wobei die filmbildende Substanz mit stützenden Eigenschaften versehen ist. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films erhöht.
Vorzugsweise sind zur Ausbildung der stützenden Eigenschaften Bereiche der filmbildenden Substanz im Wesentlichen porenfrei, so dass diese Bereiche eine Stützstruktur bilden.
Vorzugsweise sind die porenfreien Bereiche an zumindest einer Oberfläche der filmbildenden Substanz ausgebildet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur Ausbildung der stützenden Eigenschaften eine Stützsubstanz zumindest teilweise auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz aufgetragen. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des mikrostrukturierten Films erhöht.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die Mikrostruktur Poren, die zumindest an einer Oberfläche der filmbildenden Substanz ausgebildet sind und/oder die filmbildende Substanz vollständig durchdringen.
Vorzugsweise bedecken die porenfreien Bereiche bzw. bedeckt die Stützsubstanz die filmbildende Substanz nicht vollständig.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die porenfreien Bereiche und/oder die Stützsubstanz im Wesentlichen wabenförmig in und/oder auf der filmbildenden Substanz ausgebildet sind/ist.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die porenfreien Bereiche und/oder die Stützsubstanz im Wesentlichen kreuzförmig in und/oder auf der filmbildenden Substanz ausgebildet sind/ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Stützsubstanz ein ausgehärtetes Öl und/oder ein oder mehrere Monomere und/oder ein oder mehrere Polymere auf.
Vorzugsweise ist die Stützsubstanz auf mehrere Schichten der filmbildenden Substanz aufgebracht.
Vorzugsweise ist die Stützsubstanz als lateral strukturierte Schicht ausgebildet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stützsubstanz als kontinuierliche Struktur ausgebildet, die Öffnungen aufweist, die bis zur filmbildenden Substanz hindurchgehen.
Vorzugsweise sind aufeinanderfolgend aufgebrachte Schichten der Stützsubstanz nicht deckungsgleich zueinander aufgebracht und besitzen vorzugsweise eine voneinander abweichende Struktur.
Vorzugsweise weist durch das aufeinanderfolgende Aufbringen von mehreren Schichten der Stützsubstanz mit nicht deckungsgleicher Struktur auf die filmbildende Substanz der mikrostrukturierte Film eine hierarchische Gesamtstruktur auf.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele des mikrostrukturierten Films sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Figur näher erläutert.
1 zeigt eine bevorzugte Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines mikrostrukturierten Films 9.
Der mikrostrukturierte Film 9 in Verfahrensschritt F weist eine poröse Membran auf, die aus einer ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 besteht. Diese ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 weist eine Mikrostruktur auf. Vorzugsweise enthält die Mikrostruktur Poren 8, die an einer Oberfläche der porösen Membran ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere Oberflächen der porösen Membran mit Poren 8 versehen sind. Ebenso ist es möglich, dass die Poren 8 die poröse Membran vollständig durchdringen.
Ebenso ist es denkbar, dass Porenbildner 2, wie in Verfahrensschritt E gezeigt, in der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 eingelagert sind. Diese Porenbildner 2 können an zumindest einer Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 zumindest teilweise eingelagert sein, so dass Bereiche der Porenbildner 2 aus der filmbildenden Substanz 4 herausragen. Auch ist es möglich, dass die Porenbildner 2 vollständig in der filmbildenden Substanz 4 eingelagert sind. Bei den Porenbildnern 2 handelt es sich vorzugsweise um Kieselgelpartikel.
Die filmbildende Substanz 4 weist vorzugsweise ein oder mehrere verschiedene Monomere auf. Ebenso kann die filmbildende Substanz 4 ein oder mehrere verschiedene Polymere aufweisen, oder eine Kombination aus Monomeren und Polymeren.
Wie die bevorzugten Ausführungsbeispiele des mikrostrukturierten Films 9 in den Verfahrensschritten E und F zeigen, ist die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 mit einer ausgehärteten Stützsubstanz 7 versehen, die mit Bezug auf 1 auf einer Oberseite der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 aufgebracht ist. Die Stützsubstanz 7 ist als erhabene Struktur auf der Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 ausgebildet. Die Stützsubstanz 7 ist vorzugsweise als kontinuierliche Struktur ausgebildet, die Öffnungen aufweist, die bis zur filmbildenden Substanz 4 hindurchgehen. Wie nachfolgend erläutert werden wird, ist die Stützsubstanz 7 vorzugsweise durch ein Druckverfahren auf die Oberfläche der filmbildenden Substanz aufgebracht worden.
Bei der Stützsubstanz 7 kann es sich beispielsweise um ein ausgehärtetes Öl handeln. Unter dem Begriff „Öl” sei hier und im folgenden eine Flüssigkeit mit einem Dampfdruck bzw. Partialdruck der darin enthaltenen flüchtigsten Komponente niedriger als 1000 Pa, vorzugsweise niedriger als 10 Pa, und besonders bevorzugt niedriger als 1 Pa zu verstehen. In der Regel ist ein solches Öl eine organische Verbindung. Jedoch können aber auch metallorganische oder anorganische Flüssigkeiten und solche mit ionischen Komponenten, sowohl als Reinstoffe als auch als Mischungen, zum Einsatz kommen
Ebenso ist es möglich, dass die Stützsubstanz 7 ein oder mehrere ausgehärtete Monomere und/oder ein oder mehrere ausgehärtete Polymere enthält. Auch Kombinationen von Ölen und/oder Monomeren und/oder Polymeren sind denkbar.
Vorzugsweise ist die Struktur der Stützsubstanz 7 ca. um den Faktor 10 gröber als die Struktur der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4. Deshalb lässt sich ein Abdecken der Poren 8/eingelagerten Porenbildnern 2 an der Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 nicht vermeiden. Um die Funktion der Mikrostruktur, bzw. der porösen Membran als aktive Schicht, so wenig wie möglich durch die Stützsubstanz 7 zu beeinflussen, ist die Minimierung der Überlappung von Stützsubstanz 7 und Poren 8/eingelagerten Porenbildnern 2 an zustreben. Dies ist insbesondere zu beachten, wenn der mikrostrukturierte Film 9 als Mikrosieb eingesetzt werden soll.
Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Stützsubstanz 7 wabenförmig auf der filmbildenden Substanz ausgebildet ist. Auch andere Muster sind möglich, beispielsweise eine kreuzförmige Ausbildung der Stützsubstanz 7. Ebenso ist es denkbar, diese Muster in Abhängigkeit vom Einsatzzweck des mikrostrukturierten Films 9 zu kombinieren. Vorzugsweise ist die Stützsubstanz 7 als lateral strukturierte Schicht ausgebildet ist.
Hierbei kann die ausgehärtete Stützsubstanz 7 sowohl einschichtig als auch mehrschichtig auf der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 und/oder einer darunterliegenden Schicht der ausgehärteten Stützsubstanz 7 ausgebildet sein. Aufeinanderfolgend aufgebrachte Schichten der Stützsubstanz 7 können nicht deckungsgleich zueinander aufgebracht sein und vorzugsweise eine voneinander abweichende Struktur besitzen.
Hierbei kann es auch von Vorteil sein, dass aufeinanderfolgende Schichten eine voneinander abweichende Struktur aufweisen. Insbesondere kann es von Vorteil sein, durch eine Abfolge unterschiedlich strukturierter Schichten eine hierarchische Struktur zu erzeugen. Beispielsweise können die Stegbreiten, insbesondere die Stege der waben- oder kreuzförmigen Struktur, in den verschiedenen Schichten variieren.
Es ist möglich, dass auf mehrere Schichten der filmbildenden Substanz 4 eine oder mehrere Schichten der Stützsubstanz 7 aufgebracht sind.
Obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist, ist es zur weiteren Stabilisierung des mikrostrukturierten Films 9 auch möglich, die Stützsubstanz 7 nicht nur an einer Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 vorzusehen, sondern mehrere Oberflächen der filmbildenden Substanz 4 mit der Stützsubstanz 7 zu versehen. Mit Bezug auf 1 kann beispielsweise eine Oberseite und eine Unterseite der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 mit der ausgehärteten Stützsubstanz 7 versehen sein, so dass gegenüberliegende Seiten der filmbildenden Substanz 4 durch die Stützsubstanz 7 verstärkt werden.
In 1 wird zur Ausbildung von stützenden Eigenschaften die Stützsubstanz 7 zumindest teilweise auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 aufgetragen. Obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist, ist es auch möglich, dass die filmbildende Substanz 4 mit stützenden Eigenschaften versehen ist, indem einige Bereiche der filmbildenden Substanz 4 im Wesentlichen porenfrei sind. Diese porenfreien Bereiche bilden eine Stützstruktur.
Vorzugsweise sind die porenfreien Bereiche an zumindest einer Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 ausgebildet. Wie zuvor erläutert können auch dieses porenfreien Bereiche vorzugsweise wabenförmig und/oder kreuzförmig in der filmbildenden Substanz 4 ausgebildet sein.
Nachfolgende wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des mikrostrukturierten Films 9 erläutert.
In Schritt A wird eine, vorzugsweise flüssige, filmbildende Substanz 1 und der Porenbildner 2 auf eine Flüssigkeit 3 aufgebracht. Generell ist zu beachten, dass der Porenbildner 2 und die flüssige, filmbildende Substanz 1 nicht mit der Flüssigkeit 3 mischbar sein sollten, und der Porenbildner 2 vorzugsweise an der Oberfläche der Flüssigkeit 3 schwimmen sollte.
Dies ist beispielsweise möglich, indem als Flüssigkeit 3 eine polare Flüssigkeit wie z. B. Wasser zum Einsatz kommt. Als Porenbildner 2 werden vorzugsweise hydrophobisierte Kieselgelpartikel in einer einzigen Schicht auf die Oberfläche des Wassers aufgebracht. Anschließend wird die flüssige, filmbildende Substanz 1 in einer Dicke aufgebracht, dass sie die Kieselgelpartikel auf der Oberfläche des Wassers teilweise oder vollständig bedeckt.
Als filmbildende Substanz 1 kommt vorzugsweise eine Mischung zum Einsatz, die zumindest ein Monomer und/oder zumindest ein Polymer enthält. Ferner sollte diese Mischung zumindest ein entsprechendes Lösungsmittel enthalten. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Mischung auch zumindest einen Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einen Photoinitiator aufweist.
Nach dem Auftrag der filmbildenden Substanz 1 wird das Lösungsmittel abgedampft und das Monomer und/oder Polymer ausgehärtet. Vorzugsweise geschieht dies durch Aktivierung des Photoinitiators mittels einer Strahlung der entsprechenden Wellenlänge, beispielsweise mittels UV-Strahlung.
In Schritt B ist die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 mit dem darin eingelagerten Porenbildner 2 auf der Oberfläche der Flüssigkeit 3 gezeigt.
In Schritt C wird die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 mit den darin eingelagerten Porenbildner 2 von der Oberfläche der Flüssigkeit 3 abgenommen.
Nach dem Aushärten der filmbildenden Substanz 4 wird in Schritt D eine aushärtbare Stützsubstanz 6 auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz 4 aufgetragen.
Dieser Auftrag kann diskret oder kontinuierlich erfolgen. Insbesondere ist es möglich, die aushärtbare Stützsubstanz 6 einschichtig, vorzugsweise in einem einzigen Auftragsschritt auf die filmbildende Substanz 4 aufzutragen.
Alternativ ist es jedoch auch denkbar, die aushärtbare Stützsubstanz 6 mehrschichtig auf die filmbildende Substanz 4 aufzutragen. Hierbei sind die Auftragsschritte vorzugsweise zeitlich voneinander zu trennen.
Eine erste Schicht der aushärtbaren Stützsubstanz 6 wird auf die filmbildende Substanz 4 aufgetragen. Nachdem die erste Schicht zumindest teilweise ausgehärtet ist, wird eine zweite Schicht der aushärtbaren Stützsubstanz 6 auf die erste Schicht und/oder Bereiche der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 aufgetragen. Hierbei ist es möglich, dass die Schichten der Stützsubstanz 6 aus den gleichen Komponenten oder aus unterschiedlichen Komponenten bestehen. Jedoch ist es beispielsweise auch möglich, zwei oder mehrere Schichten aufeinander aufzutragen, ohne das die Schichten zwischenzeitlich aushärten.
Vorzugsweise wird die aushärtbare Stützsubstanz 6 mittels eines Druckverfahrens auf die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 aufgetragen. Der Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 erfolgt vorzugsweise tröpfchenförmig, wobei insbesondere die aushärtbare Stützsubstanz 6 mittels Inkjet-Technologie auf die filmbildende Substanz 4 aufgetragen wird. Bei dieser dem Tintenstrahldruck entsprechenden Auftragsart kommt beispielsweise ein Dimatix-Materialdrucker zum Einsatz. Jedoch sind auch andere Druckverfahren denkbar.
In Schritt D ist ein Druckkopf 5 mit der aushärtbaren Stützsubstanz 6 gefüllt. Generell kann die aushärtbare Stützsubstanz 6 aus den gleichen Komponenten bestehen, wie die flüssige, filmbildende Substanz 1. Es ist jedoch auch möglich, dass die aushärtbare Stützsubstanz 6 andere Komponenten, beispielsweise andere Monomere und/oder Polymere und/oder ein anderes Lösungsmittel und/oder einen anderen Polymerisationsinitiator bzw. Photoinitiator aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als aushärtbare Stützsubstanz 6 ein aushärtbares Öl, vorzugsweise in Verbindung mit einem oder mehreren Lösungsmittel/Lösungsmitteln und/oder einen Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator zum Einsatz kommt.
Zum Aufdrucken der aushärtbaren Stützsubstanz 6 auf die filmbildende Substanz 4 werden der Druckkopf 5 und die filmbildende Substanz 4 relativ zueinander bewegt. Beispielsweise wird der Druckkopf 5 zum Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 in Längs- und/oder Querrichtung (Pfeilrichtungen in Schritt D) über die filmbildende Substanz 4 bewegt und gibt an zuvor bestimmten Stellen tröpfchenweise die aushärtbare Stützsubstanz 6 ab, um die entsprechende Stützschicht auf der filmbildenden Substanz 4 aufzubauen.
Jedoch ist es auch möglich, dass die filmbildende Substanz 4 in Längs- und/oder Querrichtung während des Auftrags der aushärtbaren Stützsubstanz 6 unter dem Druckkopf 5 bewegt wird. Auch eine Überlagerung einer Bewegung des Druckkopfs 5 und einer Bewegung der filmbildenden Substanz 4 ist möglich.
Obwohl dies in den Schritten A bis C nicht gezeigt ist, ist es auch möglich, die Stützsubstanz 6 auf andere Art und Weisen aufzubringen. Beispielsweise ist es denkbar, ein hydrophiles Substrat, wie z. B. Glas oder Aluminiumfolie, mit einer durch einen photochemischen Prozess aufgebrachten, hydrophoben Mikrostruktur zu versehen. Das hydrophile Substrat mit der hydrophoben Mikrostruktur wird mit einer hydrophilen Flüssigkeit überschichtet, die aufreißt und sich nur an den hydrophilen Stellen des Substrats anlagert. Diese Struktur wird von einer filmbildenden Substanz überlagert, die ggf auf die filmbildende Substanz übertragen und ggf. ausgehärtet wird.
Beim Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 sollte eine möglichst geringe Zahl der Poren 8/der eingelagerten Porenbildnern 2 durch die aushärtbare Stützsubstanz 6 bedeckt werden.
Einen guten Kompromiss hinsichtlich Minimierung der Bedeckung der Poren 8/der eingelagerten Porenbildnern 2 und Stabilität der ausgehärteten Stützsubstanz 7 stellt ein Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 in einem wabenförmigen Muster dar, wie es in Schritt E gezeigt ist. Jedoch ist es auch denkbar, die aushärtbare Stützsubstanz 6 beispielsweise in einem kreuzförmigen Muster auf die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 aufzutragen. Auch Kombinationen dieser Muster in einer einzigen oder in mehreren überlagerten Schichten sind möglich.
Nach dem Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 und vorzugsweise nachdem diese ausgehärtet ist, werden in Schritt F die Porenbildner 2 entfernt, so dass entsprechende Hohlräume als Poren 8 in der ausgehärtete, filmbildenden Substanz 4 zurückbleiben. Insbesondere werden die vorzugsweise als Porenbildner 2 verwendeten Kieselgelpartikel aus der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 bzw. dem mikrostrukturierten Film 9 entfernt, vorzugsweise durch einen chemischen Prozess zersetzt und besonders bevorzugt in einer Gas-Phasenreaktion zu flüchtigen Komponenten umgesetzt. Jedoch ist es auch möglich, dass die Porenbildner 2 im mikrostrukturierten Film 9 verbleiben.
In dem in 1 dargestellten Verfahren zur Herstellung des mikrostrukturierten Films 9 werden die eingelagerten Porenbildner 2 nach dem Aushärten der Stützsubstanz 6 aus dem mikrostrukturierten Film 9 entfernt (Schritt F). Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zum Auftrag der aushärtbaren Stützsubstanz 6 die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 umgelagert werden muss, da die eingelagerten Porenbildner 2 die Stabilität der filmbildenden Substanz 4 erhöhen.
Es ist jedoch auch möglich, die eingelagerten Porenbildner 2 vor dem Auftragen der aushärtbaren Stützsubstanz 6 aus der ausgehärtete, filmbildenden Substanz 4 zu entfernen, z. B. in Schritt C. Dies bietet sich an, wenn die Gefahr besteht, dass durch die Entfernung der eingelagerten Porenbildner 2 die ausgehärtete Stützsubstanz 7 beschädigt würde, z. B. wenn zum Entfernen der Porenbildner 2 ein für die ausgehärtete Stützsubstanz 7 schädliches Lösungsmittel verwendet wird.
In der Regel ist die ausgehärtete Stützsubstanz 7 erhaben gegenüber der Oberfläche der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4.
Es ist aber auch möglich und in bestimmten Anwendungen, in denen eine glatte Membranoberfläche gefordert ist, vorteilhaft, eine Stützstruktur dadurch herzustellen, dass durch den Auftrag geeigneter Substanzen die Poren 8 der filmbildenden Substanz 4 in selektiv gewählten Bereichen verschlossen werden. Daher bietet es sich an, eingelagerte Porenbildner 2 beispielsweise schon in Schritt C aus der filmbildenden Substanz 4 zu entfernen.
Beim Auftrag, der gleichermaßen mittels eines Druckverfahrens, wie bereits zuvor erläutert, erfolgen kann, kommt vorzugsweise eine porenschließende Substanz zum Einsatz, die auf die ausgehärtete, filmbildende Substanz 4 aufgebracht wird.
Dies kann einerseits geschehen, indem zur Ausbildung einer Stützstruktur die aushärtbare Stützsubstanz 6 in die Poren 8 der filmbildenden Substanz 4 eingefüllt wird und darin aushärtet. Vorzugsweise kann es sich bei der porenschließenden Substanz daher auch um eine aushärtbare Stützsubstanz 6 handeln, die die zuvor erläuterten Zusammensetzungen aufweist und gemäß den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen aufgebracht wird.
Insbesondere wird die porenschließende Substanz in die Poren 8 eingebracht und wird darin ausgehärtet derart, dass eine Oberfläche der ausgehärteten, porenschließenden Substanz im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der ausgehärteten, filmbildenden Substanz 4 abschließt.
Andererseits ist es möglich, dass zur Ausbildung einer Stützstruktur eine porenschließende Substanz zum Einsatz kommt, durch die die filmbildende Substanz 4 so deformiert, insbesondere aufgequollen wird, dass sich die Poren 8 schließen. In diesem Fall ist auch eine Ausführungsform denkbar, in der die aufgebrachte Substanz (z. B. ein Lösungsmittel) nach erfolgreicher Deformierung der filmbildenden Substanz 4 wieder teilweise oder vollständig vom mikrostrukturierten Film 9 entfernt wird. Wie zuvor kann der Auftrag beispielsweise waben- und/oder kreuzförmig erfolgen.
Diese Ausführungsform lässt sich natürlich zusätzlich mit weiteren Auftragungen zusätzlicher Schichten einer oder mehrer aushärtbarer Stützsubstanzen 6 kombinieren.
Die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films 9 mit den folgenden Verfahrensschritten:

– Aushärten einer filmbildenden Substanz 4 mit zumindest teilweise in der filmbildenden Substanz 4 eingelagerten Porenbildnern 2 und/oder Poren 8, und
– strukturiertes Auftragen einer Stützsubstanz 7 auf die filmbildende Substanz 4, wobei eine lokale Verformung der filmbildenden Substanz bewirkt wird und/oder auf der filmbildenden Substanz 4 aushärtbare Ablagerungen ausgebildet werden.

Ebenso betreffen die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele einen mikrostrukturierten Film 9 mit einer filmbildenden Substanz 4, in die zumindest teilweise Porenbildner 2 und/oder Poren 8 eingelagert sind, wobei die filmbildende Substanz 4 mit stützenden Eigenschaften versehen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10058258 A1 [0004]
- DE 102006036863 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- van Rijn, C. J. M.; Elwenspoek, M. C. in Proc. of the workshop of Micro Electro Mechanical Systems, IEEE, Amsterdam 1995, 83–87. [0002]
- Kuiper, S.; van Rijn, C. J. M.; Nijdam, W.; Elwenspoek, M. C. J. Membr. Sci. 1998, 150, 1–8. [0002]
- van Rijn, C. J. M.; Veldhuis, G. J.; Kuiper, S. Nanotechnology 1998, 9, 343–345 [0002]
- van Rijn, C. J. M. in Nano and Micro Engineered Membrane Technology, Membrane Science and Technology (Series 10), Elsevier, Amsterdam 2003 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Films mit den folgenden Verfahrensschritten: – Aushärten einer filmbildenden Substanz (4) mit zumindest teilweise in der filmbildenden Substanz (4) eingelagerten Porenbildnern (2) und/oder Poren (8), und – strukturiertes Auftragen einer Stützsubstanz (7) auf die filmbildende Substanz (4), wobei eine lokale Verformung der filmbildenden Substanz bewirkt wird und/oder auf der filmbildenden Substanz (4) aushärtbare Ablagerungen ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stützsubstanz (7) unter Ausbildung des mikrostrukturierten Films (9), der zumindest die ausgehärtete, filmbildende Substanz (4) und die ausgehärtete Stützsubstanz (7) enthält, ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die filmbildende Substanz (4) mit stützenden Eigenschaften versehen wird, indem eine porenschließende Substanz als Stützsubstanz auf die filmbildende Substanz (4) aufgebracht wird, die die Poren (8) zumindest teilweise schließt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die porenschließende Substanz zumindest ein Lösungsmittel enthält, das die filmbildende Substanz (4) zumindest teilweise deformiert, vorzugsweise aufquellen lässt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die porenschließende Substanz zumindest teilweise abgedampft wird, nachdem sich die Poren (8) durch Deformation der filmbildenden Substanz (4) zumindest teilweise geschlossen haben.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die porenschließende Substanz zumindest teilweise in die Poren (8) eingebracht wird und in diesen verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die porenschließende Substanz in die Poren (8) eingebracht wird und darin aushärtet derart, dass eine Oberfläche der ausgehärteten, porenschließenden Substanz im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der ausgehärteten, filmbildenden Substanz (4) abschließt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die filmbildende Substanz (4) mit stützenden Eigenschaften versehen wird, indem eine aushärtbare Stützsubstanz (6) auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird, und die Stützsubstanz (6) unter Ausbildung des mikrostrukturierten Films (9), der zumindest die ausgehärtete, filmbildenden Substanz (4) und die ausgehärtete Stützsubstanz (7) enthält, ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) als porenschließende Substanz auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das Aushärten der filmbildenden Substanz (4) und das Auftragen der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) auf die filmbildende Substanz (4) zeitlich voneinander getrennt erfolgen.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) diskret oder kontinuierlich auf der filmbildenden Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) mittels eines Druckverfahrens auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) tröpfchenförmig auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) mittels Inkjet-Technologie auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Druckkopf (5), der mit der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) gefüllt ist, zum Auftrag der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) in Längs- und/oder Querrichtung über der filmbildenden Substanz (4) bewegt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die filmbildende Substanz (4) in Längs- und/oder Querrichtung während des Auftrags der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) unter einem Druckkopf (5) bewegt wird, der mit der porenschließenden Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) gefüllt ist.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 16, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) derart aufgetragen wird, dass sie die filmbildende Substanz (4) nicht vollständig bedeckt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 17, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) im Wesentlichen wabenförmig auf die filmbildende Substanz (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 17, wobei die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) im Wesentlichen kreuzförmig auf die filmbildende Substanz (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 19, wobei zur Ausbildung der Poren (8) die eingelagerten Porenbildner (2) vor dem Auftragen der porenschließende Substanz und/oder der aushärtbaren Stützsubstanz (6) aus der filmbildenden Substanz (4) entfernt werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei zur Ausbildung der Poren (8) die eingelagerten Porenbildner (2) nach dem Aushärten der Stützsubstanz (6) aus dem mikrostrukturierten Film (9) entfernt werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 21, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) einschichtig, vorzugsweise in einem einzigen Auftragsschritt, auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 21, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) mehrschichtig, vorzugsweise in mehreren zeitlich voneinander getrennten Auftragsschritten, auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 23, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) auf mehrere Schichten der filmbildenden Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 24, wobei das Auftragen der filmbildenden Substanz (4) und der Stützsubstanz (6) mindestens einmal aufeinanderfolgend wiederholt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei eine erste Schicht der aushärtbaren Stützsubstanz (6) auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird, die erste Schicht zumindest teilweise aushärtet, und eine zweite Schicht der aushärtbaren Stützsubstanz (6) auf die erste Schicht aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 26, wobei als aushärtbare Stützsubstanz (6) ein aushärtbares Öl, das vorzugsweise mit zumindest einem Lösungsmittel und/oder zumindest einem Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator, versehen ist, aufgetragen wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 27, wobei als aushärtbare Stützsubstanz (6) ein oder mehrere Monomere und/oder ein oder mehrere Polymere, das/die vorzugsweise mit zumindest einem Lösungsmittel und/oder zumindest einem Polymerisationsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator, versehen ist/sind, auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird/werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 28, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) derart aufgetragen wird, dass sie eine lateral strukturierte Schicht bildet.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 29, wobei die aushärtbare Stützsubstanz (6) derart aufgetragen wird, dass sie eine kontinuierliche Struktur bildet, die Öffnungen freigibt, die bis zur filmbildenden Substanz (4) hindurchgehen.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 30, wobei aufeinanderfolgend aufgebrachte Schichten der aushärtbaren Stützsubstanz (6) nicht deckungsgleich zueinander aufgebracht werden und vorzugsweise eine voneinander abweichende Struktur besitzen.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei durch das aufeinanderfolgende Aufbringen von mehreren Schichten der aushärtbaren Stützsubstanz (6) mit nicht deckungsgleicher Struktur auf die filmbildende Substanz (4) eine hierarchische Gesamtstruktur erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 32, wobei die filmbildende Substanz (4) auf einer Flüssigkeitsoberfläche, vorzugsweise einer Wasseroberfläche, ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei nach dem Aushärten die filmbildende Substanz (4) von der Flüssigkeitsoberfläche entfernt wird, und anschließend die porenschließende Substanz und/oder die aushärtbare Stützsubstanz (6) auf die filmbildende Substanz (4) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei Kieselgelpartikel als Porenbildner (2) und eine Mischung aus zumindest einem Monomer oder zumindest einem Polymer, zumindest einem Lösungsmittel und vorzugsweise zumindest einem Polymerisati onsinitiator, vorzugsweise einem Photoinitiator, als filmbildende Substanz (1) auf die Wasseroberfläche aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei zum Aushärten der filmbildenden Substanz (1) das Lösungsmittel abgedampft wird und das Monomer oder Polymer ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Kieselgelpartikel aus dem mikrostrukturierten Film (9) entfernt, vorzugsweise durch einen chemischen Prozess zersetzt, besonders bevorzugt in einer Gas-Phasenreaktion zu flüchtigen Komponenten umgesetzt werden.
Mikrostrukturierter Film, insbesondere hergestellt nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 37, mit einer filmbildenden Substanz (4), in die zumindest teilweise Porenbildner (2) und/oder Poren (8) eingelagert sind, wobei die filmbildende Substanz (4) mit stützenden Eigenschaften versehen ist.
Mikrostrukturierter Film nach Anspruch 38, wobei zur Ausbildung der stützenden Eigenschaften Bereiche der filmbildenden Substanz (4) im Wesentlichen porenfrei sind.
Mikrostrukturierter Film nach Anspruch 39, wobei die porenfreien Bereiche an zumindest einer Oberfläche der filmbildenden Substanz (4) ausgebildet sind.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 40, wobei zur Ausbildung der stützenden Eigenschaften eine Stützsubstanz (7) zumindest teilweise auf zumindest eine Oberfläche der filmbildenden Substanz (4) aufgetragen ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 41, wobei die Poren (8) zumindest an einer Oberfläche der filmbildenden Substanz (4) ausgebildet sind und/oder die filmbildende Substanz (4) vollständig durchdringen.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 39 bis 42, wobei die porenfreien Bereiche und/oder die Stützsubstanz (7) die filmbildende Substanz (4) nicht vollständig bedecken/bedeckt.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 39 bis 43, wobei die porenfreien Bereiche und/oder die Stützsubstanz (7) im Wesentlichen wabenförmig in und/oder auf der filmbildenden Substanz (4) ausgebildet sind/ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 39 bis 44, wobei die porenfreien Bereiche und/oder die Stützsubstanz (7) im Wesentlichen kreuzförmig in und/oder auf der filmbildenden Substanz (4) ausgebildet sind/ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 45, wobei die Stützsubstanz (7) ein ausgehärtetes Öl und/oder ein oder mehrere Monomere und/oder ein oder mehrere Polymere aufweist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 46, wobei die Stützsubstanz (7) auf mehrere Schichten der filmbildenden Substanz (4) aufgebracht ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 47, wobei die Stützsubstanz (7) als lateral strukturierte Schicht ausgebildet ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 48, wobei die Stützsubstanz (7) als kontinuierliche Struktur ausgebildet ist, die Öffnungen aufweist, die bis zur filmbildenden Substanz (4) hindurchgehen.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 49, wobei die Stützsubstanz (7) einschichtig oder mehrschichtig auf der filmbildenden Substanz (4) ausgebildet ist.
Mikrostrukturierter Film nach zumindest einem der Ansprüche 41 bis 50, wobei aufeinanderfolgend aufgebrachte Schichten der Stützsubstanz (7) nicht deckungsgleich zueinander aufgebracht sind und vorzugsweise eine voneinander abweichende Struktur besitzen.
Mikrostrukturierter Film nach Anspruch 51, wobei durch das aufeinanderfolgende Aufbringen von mehreren Schichten der Stützsubstanz (7) mit nicht deckungsgleicher Struktur auf die filmbildende Substanz (4) der mikrostrukturierte Film (9) eine hierarchische Gesamtstruktur aufweist.