JP2007002241A - 自己組織化構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリ−ε−カプロラクトンとポリアクリルアミドと微粒子とをクロロホルムに溶解分散させて液14を調製する。液14の粘度を調整し、更に基板30を作製する。厚みt1が0.5mmとなるように枠31を設ける。枠31で囲われたキャスト領域30aに液14をキャストする。ブレード33を移動させて液14表面を均一化して高分子膜21を形成する。この支持体16を結露させて高分子膜21中に多数の液滴を均一な位置に形成する。乾燥させることで液滴が蒸発して孔が形成される。厚みが5μm,孔径が5μmのハニカム構造を有する自己組織化構造体を得る。
【選択図】図2
Description
化構造体の製造方法を提供することにある。
自己組織化構造体24の主成分である高分子化合物10としては、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリ−3−ヒドロキシブチレート、アガロース、ポリ−2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリスルホンなどの非水溶性溶媒に溶解する高分子化合物(以下、親油性高分子化合物と称する)を好ましく用いることができる。特にコストや入手の容易さなどの理由からポリ−ε−カプロラクトンを用いることが好ましい。
前記高分子化合物10を溶解させて液14を調製する有機溶媒11としては、クロロホルム,ジクロロメタン1,四塩化炭素1,シクロヘキサン,酢酸メチルなどが挙げられる。しかしながら、前記高分子化合物10を溶解させることができれば特に限定されるものではない。また、キャストするときのポリマー濃度は、高分子膜21を形成できる濃度であれば良く、具体的には、0.1重量%以上30重量%以下の範囲であることが好ましい。0.1重量%未満であると、自己組織化構造体24の生産性に劣り工業的大量生産に適さないおそれがある。また、30重量%を超える濃度であると、結露工程22において液滴の成長が十分に行われないうちに、乾燥工程23が行われて自己組織化構造体となるため、好ましい構造、例えばハニカム構造などとすることが困難になることがある。
本発明において、微粒子12を液14中に含有させることで高分子膜21の高分子化合物の凝集を容易とすることができる。微粒子12は特に限定されず、また、微粒子のサイズ(平均粒子径)も特に限定されるものではない。
自己組織化構造体24に機能性を付与するため、液14中に機能性を発現する添加剤を予め含有させておくこともできる。添加剤についてもその種類,添加量などは所望の物、範囲であれば特に限定されるものではない。
液調製工程13における液14の調製方法は特に限定されるものではなく、公知の液調製方法を適用することができる。具体的には、室温状態の有機溶媒11に粉末状の高分子化合物10を添加しつつ攪拌する。これにより、高分子化合物10が有機溶媒11に溶解して高分子溶液となる。また、所望の添加剤を添加し攪拌することで高分子溶液中に溶解させて溶液が得られる。溶液に微粒子を添加して攪拌することで、微粒子が均一に分散されている液14が得られる。液14の粘度は、1×10-4Pa・s以上10Pa・s以下が好ましい。なお、本発明において液14とは、少なくとも有機溶媒11と高分子化合物10とを含むものを意味している。液14の粘度が1×10-4Pa・s未満であると液14の凝集力が弱く所望の範囲に液14をキャストできないおそれがある。また、液14の粘度が10Pa・sを超えると液14の粘性が高すぎるおそれがある。この場合には、キャスト工程20において液14の表面を均一にすることが困難となるおそれがある。
支持体形成工程15により基板30に枠31が設けられて支持体16をつくる。枠31で周囲を覆われた基板30の面は、液14がキャストされるキャスト領域30aである。枠31により、高分子膜21の端部が規定される段差が設けられてキャスト領域30aが形成される。枠31の高さt1(mm)は特に限定されるものではない。しかしながら枠31の高さt1(mm)があまりに低いとキャストされる液14が枠31から溢れ出て所望の形状の自己組織化構造体24が得られないおそれがある。また、高さt1(mm)があまりに高いと、キャスト工程20における高分子膜21の表面を平滑化することに特別な器具が必要となる場合があり、コストの点から不利である。
図2(a)に示すように塗布装置32を用いて液14をキャスト領域30a上にキャストする。図2(b)に示すように所望量の液14をキャスト領域30aにキャストする。そして、図2(c)に示すようにブレード塗布ヘッド33を用いて、液14表面を均して高分子膜21表面を平滑化する。枠31により高分子膜21の端部が規定される。このときの高分子膜21の厚み(以下、ウェット厚みと称する)は0.05mm以上1.5mm以下であることが好ましい。ウェット厚みが0.05mm未満であると、結露工程22で高分子膜21中に液滴の形成が困難となるおそれがある。また、1.5mmを超えると、液滴の形成に時間がかかり過ぎ、自己組織化構造体24の生産性の低下を招くおそれがある。また、液滴の形状が一様とならず、自己組織化構造体24の構造(例えば、ハニカム構造など)が均一にならないおそれもある。なお、本発明において、液14表面をならす装置はブレード塗布ヘッド33に限定されるものではなく、例えばローラなどでもよい。また、高分子膜21の形態に応じては、ウェット厚みを0.01mm以上2.0mm以下としてもよい。
図3に示されているように支持体40の中央部を切削してキャスト領域41としての凹部を形成しても良い。この場合には、段差40aの高さt2(mm)も上記t1と同様に決定することが好ましい。また、支持体40の素材は、切削加工が容易であり、コストの点からも有利である金属とすることが好ましい。
16 支持体
21 高分子膜
24 自己組織化構造体
Claims (20)
- 有機溶媒と高分子化合物とを含む液を支持体上にキャストして膜を形成し、前記膜中に液滴を形成し、前記有機溶媒および前記液滴を蒸発させて、空隙が形成されている自己組織化構造体の製造方法において、
前記有機溶媒と前記高分子化合物とを含む液の粘度を1×10-4Pa・s以上10Pa・s以下とし、
前記膜のウェット厚みを0.05mm以上1.5mm以下とすることを特徴とする自己組織化構造体の製造方法。 - 有機溶媒と高分子化合物とを含む液を支持体上にキャストして膜を形成し、前記膜中に液滴を形成し、前記有機溶媒および前記液滴を蒸発させて、空隙が形成されている自己組織化構造体の製造方法において、
前記膜の端部を規定する段差を有する支持体に前記液をキャストすることを特徴とする自己組織化構造体の製造方法。 - 前記有機溶媒と前記高分子化合物とを含む液の粘度を1×10-4Pa・s以上10Pa・s以下とすることを特徴とする請求項2記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体の表面を予め加工して、前記段差を形成した支持体を用いることを特徴とする請求項2または3記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体の一の面に枠部材を張り、前記枠部材により前記段差を形成した支持体を用いることを特徴とする請求項2ないし4いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体が収納される凹部を有する基材を用い、前記基材の凹部に前記支持体を収納することで前記段差を形成し、
前記段差の深さが、前記凹部の深さと前記支持体の厚みとの差となることを特徴とする請求項2ないし5いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。 - 前記液を又は前記支持体を移動しながら前記液をキャストする方法であって、
前記段差を前記移動方向に対して、左右,前後または左右前後のいずれかに設け、
前記液のキャスト領域を形成することを特徴とする請求項2ないし6いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。 - 前記キャスト領域を複数形成し、前記複数のキャスト領域に前記液を各々キャストすることを特徴とする請求項7記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記膜のウェット厚みを0.01mm以上2.0mm以下とすることを特徴とする請求項2ないし8いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体が濡れ性の異なる表面を有し、前記濡れ性の異なる表面に前記液をキャストすることを特徴とする請求項1ないし9いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 有機溶媒と高分子化合物とを含む液を支持体上にキャストして膜を形成し、前記膜中に液滴を形成し、前記有機溶媒および前記液滴を蒸発させて、空隙が形成されている自己組織化構造体の製造方法において、
前記支持体が濡れ性の異なる表面を有し、前記濡れ性の異なる表面に前記液をキャストして前記膜を形成することを特徴とする自己組織化構造体の製造方法。 - 前記支持体に前記液を連続的又は間欠的にキャストすることを特徴とする請求項1ないし11いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体が、前記自己組織化構造体の保護膜となることを特徴とする請求項1ないし12いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体が長尺帯状であって、前記支持体を搬送しながら前記液をキャストし、加湿し、乾燥することで、
長尺帯状の自己組織化構造体を製造することを特徴とする請求項1ないし13いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。 - 前記複数の支持体を連続して搬送しながら前記液をキャストし、加湿し、乾燥することを特徴とする請求項1ないし14いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 有機溶媒と高分子化合物とを含む液を支持体上にキャストして膜を形成し、前記膜中に液滴を形成し、前記有機溶媒および前記液滴を蒸発させて、空隙が形成されている自己組織化構造体の製造方法であって、
前記支持体から、前記自己組織化構造体を剥ぎ取る前に、保護膜を前記自己組織化構造体の反支持体側面に張り合わせ、
前記保護膜と前記自己組織化構造体とを前記支持体から剥ぎ取ることを特徴とする請求項1ないし15いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。 - 前記保護膜と前記自己組織化構造体との間に粘着物質を有することを特徴とする請求項16記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記支持体のキャスト面の表面粗さ(Ra)が、0.05μm以上5μm以下であることを特徴とする請求項1ないし17いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記自己組織化構造体の少なくとも一方の面に剥離可能な保護膜を貼付することを特徴とする請求項1ないし18いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
- 前記自己組織化構造体が、フィルムであることを特徴とする請求項1ないし19いずれか1つ記載の自己組織化構造体の製造方法。
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