JP2013001804A - A plurality of porous films and method for producing the same - Google Patents

A plurality of porous films and method for producing the same Download PDF

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Koji Koide
功史 小出
Yuko Takagi
優子 高木
Kishin Ozawa
帰心 小澤
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MGC Filsheet Co Ltd
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MGC Filsheet Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plurality of porous films that has the same porous pattern (micropore pattern) and cannot be substantially duplicated, and to provide a method for producing the porous films.SOLUTION: The plurality of porous films are obtained by irradiating polymer films with heavy ions and then performing chemical etching. The porous pattern formed by a plurality of pores in each of the plurality of porous films is the same, and the number of orientation directions of the plurality of pores is one, or two or more.

Description

本発明は、複数の多孔性フィルム及びその製造方法に関し、特に、同一の多孔パターン(微細孔パターン)が形成され、複製が実質上不可能な複数の多孔性フィルム及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a plurality of porous films and a method for producing the same, and more particularly to a plurality of porous films in which the same porous pattern (micropore pattern) is formed and which is substantially impossible to replicate and a method for producing the same.

従来より、製品、紙幣、クレジットカード、ソフトウェアが記録された記録媒体等には、それらの真贋を確認したり、それらの偽造を牽制する目的で、ホログラム等の微細加工タグが貼られている。
しかしながら、近年における、スキャナー、複写機及びプリンターの性能の向上、パーソナルコンピュータの処理性能の向上、レーザー装置の入手容易化等により、タグ自体の複製が可能となってしまうという問題がある。
Conventionally, a fine processing tag such as a hologram has been attached to a recording medium or the like on which products, banknotes, credit cards, and software are recorded in order to confirm their authenticity or check their counterfeiting.
However, in recent years, there is a problem that the tag itself can be duplicated due to improvements in performance of scanners, copiers and printers, improvement in processing performance of personal computers, and availability of laser devices.

斯かる問題を解決すべく、体積ホログラムに立体像と通常では見えない微細な繰り返しパターンからなる瞳の像とを記録して、その瞳の像の再生パターンによりホログラムの真贋を判定するホログラム記録体を用いて、セキュリティーレベルを向上させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記技術においては、セキュリティーレベルは向上しているものの、複製を実質上不可能にすることはできておらず、タグ自体の完全な真贋の判定を行うことができない状況にある。
In order to solve such a problem, a hologram recording body that records a stereoscopic image and a pupil image consisting of a minute repetitive pattern that cannot be normally seen on a volume hologram, and determines the authenticity of the hologram based on the reproduction pattern of the pupil image There has been proposed a technique for improving the security level by using (see, for example, Patent Document 1).
However, in the above technique, although the security level is improved, it is not possible to make the copy substantially impossible, and it is not possible to determine the complete authenticity of the tag itself.

また、近年、複製が実質上不可能である微細パターンをタグとして利用することが検討されている。前記微細パターンとしては、例えば、珊瑚の表面構造、昆虫の羽根構造、水面に浮かんだ絵の具のマーブル模様、サンドブラスト加工や重イオン照射により製造される多孔性フィルム、などが挙げられる。しかしながら、これらの微細パターンは、完全同一のものを工業的に複数製造することはできないという問題がある。   In recent years, it has been studied to use a fine pattern, which is virtually impossible to replicate, as a tag. Examples of the fine pattern include a moth surface structure, an insect wing structure, a marble pattern of paint floating on the water surface, and a porous film produced by sandblasting or heavy ion irradiation. However, these fine patterns have a problem that it is impossible to industrially produce a plurality of completely identical patterns.

前記多孔性フィルムは、例えば、高分子(ポリマー)フィルムに重イオンを照射し、該重イオンが照射されたフィルムを化学エッチングすることでナノオーダーの径の円柱状の孔を多数形成する方法により製造される(例えば、特許文献2及び3参照)。   The porous film is formed by, for example, a method in which a polymer film is irradiated with heavy ions, and the film irradiated with the heavy ions is chemically etched to form a large number of nano-sized cylindrical holes. Manufactured (for example, see Patent Documents 2 and 3).

さらに詳細に説明すると、図1(a)に示すように、高分子フィルム1に重イオン2を照射し、重イオン2が通過した経路、およびその近傍に損傷を与える(図中の矢印は重イオン2の進む向きを表している)。次に、図1(b)に示すように、重イオン2が照射された高分子フィルム1に対して、アルカリ溶液等の化学薬品溶液(エッチング薬液)3への浸漬処理を行い、損傷部分を選択的に侵食させる。これにより、図1(c)に示すように、高分子フィルム1に微細孔5が多数形成された多孔性フィルム4が得られる。   More specifically, as shown in FIG. 1 (a), the polymer film 1 is irradiated with heavy ions 2 to damage the path through which the heavy ions 2 have passed and the vicinity thereof (the arrows in the figure are heavy) It represents the direction of ion 2 travel). Next, as shown in FIG. 1 (b), the polymer film 1 irradiated with heavy ions 2 is immersed in a chemical solution (etching chemical solution) 3 such as an alkaline solution, and the damaged portion is removed. Selective erosion. Thereby, as shown in FIG.1 (c), the porous film 4 in which many fine holes 5 were formed in the polymer film 1 is obtained.

図2(a)(b)を用いて、孔形成についての詳しい原理を説明する。
図2(a)に示すように、重イオン2は、加速された状態で高分子フィルム1内に侵入し、重イオン2が通過した経路と該経路の周辺とに損傷を与えて、自身の力学的エネルギーを失いながら進み、最終的には、高分子フィルム1内で停止、又は高分子フィルム1を抜け出る。これにより、高分子フィルム1における重イオンの通過経路近傍には損傷部分Bが形成されるが、損傷部分Bと未損傷部分Aを比べると、損傷部分Bの方が化学薬品に対する耐久性が低くなっているために、図2(b)に示すように、化学薬品溶液(エッチング薬液)への浸漬の際に、損傷部分Bが選択的に分解され、図3に示すように、高分子フィルム1に孔径が均一な微細孔5が形成される。
The detailed principle about hole formation is demonstrated using FIG. 2 (a) (b).
As shown in FIG. 2 (a), the heavy ions 2 enter the polymer film 1 in an accelerated state, damage the path through which the heavy ions 2 have passed and the periphery of the path, The process proceeds while losing the mechanical energy, and finally stops in the polymer film 1 or exits the polymer film 1. As a result, a damaged portion B is formed in the vicinity of the heavy ion passage in the polymer film 1, but when the damaged portion B and the undamaged portion A are compared, the damaged portion B is less resistant to chemicals. Therefore, as shown in FIG. 2 (b), the damaged portion B is selectively decomposed when immersed in a chemical solution (etching chemical solution), and as shown in FIG. 1 is formed with fine holes 5 having a uniform hole diameter.

ここで、1つ1つの孔径については、使用する重イオンの速度、及び化学エッチング条件を制御することによって決定することができる。また、孔の密度については、照射する重イオンの個数で決定できる(〜10個/cm程度)。しかしながら、多数の孔によって形成される多孔パターン(孔の配置)については、人工的に制御することが不可能である。よって、同一の多孔パターンを有する多孔性フィルムを複数製造することができないという問題があった。 Here, each pore diameter can be determined by controlling the speed of heavy ions to be used and the chemical etching conditions. Further, the hole density can be determined by the number of heavy ions to be irradiated (about 10 9 / cm 2 ). However, it is impossible to artificially control a porous pattern (arrangement of holes) formed by a large number of holes. Therefore, there is a problem that a plurality of porous films having the same porous pattern cannot be manufactured.

上記のように、セキュリティーレベルを高めるために、複数の手段を組み合わせて複製を困難にしているものは多数あるが、そのどれもが複製を実質上不可能にすることはできていない。また、生物関連や多粒子現像のような自然現象を利用したものに関しては、マクロ的には再現可能であるがミクロ的には人工的に再現性が得られなく、複製を実質上不可能にすることができるものの、工業的に複数製造することができない。
このように、工業的に複数製造することができ、且つ、製造した後に複製ができないタグが求められているが、現状では、斯かる要求を満たすタグは未だ存在せず、開発が強く望まれている。
As described above, in order to increase the security level, there are many things that make it difficult to copy by combining a plurality of means, but none of them can make copying virtually impossible. In addition, with respect to things using biological phenomena and natural phenomena such as multi-particle development, it can be reproduced macroscopically, but it cannot be reproduced artificially microscopically, making reproduction virtually impossible. Although it is possible, a plurality of industrially cannot be manufactured.
Thus, there is a need for a tag that can be manufactured industrially and that cannot be replicated after manufacturing. However, at present, there is no tag that satisfies such a requirement, and development is strongly desired. ing.

特開2004−94202号公報JP 2004-94202 A 特開昭59−117546号公報JP 59-117546 A 特許第2518881号公報Japanese Patent No. 2518881

本発明は、従来技術における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、同一の多孔パターン(微細孔パターン)が形成され、複製が実質上不可能な複数の多孔性フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems in the prior art and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide a plurality of porous films in which the same porous pattern (micropore pattern) is formed and replication is substantially impossible, and a method for producing the same.

本発明者は、上記課題を解決すべく、積層した高分子フィルムに重イオンを照射することにより、同一の多孔パターン(微細孔パターン)が形成され、複製が実質上不可能な複数の多孔性フィルムを得ることが可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor irradiates the laminated polymer film with heavy ions, whereby the same porous pattern (micropore pattern) is formed, and a plurality of porous materials that are substantially impossible to replicate. The present inventors have found that a film can be obtained and have completed the present invention.

すなわち、本発明の複数の多孔性フィルムは、高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングすることにより得られる複数の多孔性フィルムにおいて、前記複数の多孔性フィルムの各多孔性フィルムにおける複数の孔により形成される多孔パターンが互いに同一であり、且つ、前記複数の孔の配向方向が1方向であることを特徴とする。   That is, the plurality of porous films of the present invention are a plurality of porous films obtained by chemical etching after irradiating a polymer film with heavy ions. The porous patterns formed by the holes are the same, and the orientation direction of the plurality of holes is one direction.

また、本発明の複数の多孔性フィルムは、高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングすることにより得られる複数の多孔性フィルムにおいて、前記複数の多孔性フィルムの各多孔性フィルムにおける複数の孔により形成される多孔パターンが互いに同一であり、且つ、前記複数の孔の配向方向が2方向以上であることを特徴とする。   Moreover, the plurality of porous films of the present invention are a plurality of porous films obtained by chemical etching after irradiating a polymer film with heavy ions. The porous patterns formed by the holes are the same, and the orientation directions of the plurality of holes are two or more.

また、本発明の複数の多孔性フィルムは、高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングする複数の多孔性フィルムの製造方法において、前記高分子フィルムを積層して重イオンを照射することを特徴とする。
前記積層した高分子フィルムに前記重イオンを複数の入射角度から照射してもよい。
In the method for producing a plurality of porous films in which a plurality of porous films of the present invention are chemically etched after irradiating a polymer film with heavy ions, the polymer films are laminated and irradiated with heavy ions. It is characterized by.
The laminated polymer film may be irradiated with the heavy ions from a plurality of incident angles.

本発明によれば、同一の多孔パターン(微細孔パターン)が形成され、複製が実質上不可能な複数の多孔性フィルム及びその製造方法を提供することができる。
即ち、本発明によれば、工業的に複数製造することができ、且つ、製造後に複製することができない、多孔パターン(微細孔パターン)が形成された高分子フィルムを複数得ることが可能となり、セキュリティレベルが非常に高いタグとして用いることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the same porous pattern (micropore pattern) is formed, and the several porous film which cannot be replicated substantially, and its manufacturing method can be provided.
That is, according to the present invention, it is possible to obtain a plurality of polymer films formed with a porous pattern (micropore pattern) that can be produced industrially and cannot be replicated after production, It can be used as a tag with a very high security level.

従来の重イオンを用いた多孔性フィルムの製造方法の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the manufacturing method of the porous film using the conventional heavy ion. 従来の重イオンを用いた多孔性フィルムの製造方法の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the manufacturing method of the porous film using the conventional heavy ion. 従来の重イオンを用いた製造方法で得られる多孔性フィルムの表面の電顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the surface of the porous film obtained by the manufacturing method using the conventional heavy ion. 本発明の多孔性フィルムの製造方法であって、重イオンを積層したフィルムに垂直入射させたことを説明するための図である。It is a manufacturing method of the porous film of this invention, Comprising: It is a figure for demonstrating making normal incidence on the film which laminated | stacked the heavy ion. 本発明の多孔性フィルムの製造方法であって、重イオンを積層したフィルムに斜め入射させたことを説明するための図である。It is a manufacturing method of the porous film of this invention, Comprising: It is a figure for demonstrating making it inject into the film which laminated | stacked heavy ion diagonally. 本発明の多孔性フィルムの製造方法であって、重イオンを積層したフィルムに垂直入射させた後に、重イオンを積層したフィルムに斜め入射させたことを説明するための図である。It is a manufacturing method of the porous film of this invention, Comprising: It is a figure for demonstrating making it incident obliquely on the film which laminated | stacked the heavy ion after making it perpendicularly incident on the film which laminated | stacked the heavy ion.

以下、本発明について、必要に応じて図面を参照しつつ具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings as necessary.

(多孔性フィルムの製造方法)
本発明の多孔性フィルムの製造方法は、少なくとも、照射工程と、化学エッチング工程とを含み、さらに必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
具体的には、例えば、処理対象となる積層した高分子フィルムに、重イオンを照射し(図4〜6)、化学エッチング処理する(図1(b))。
(Method for producing porous film)
The method for producing a porous film of the present invention includes at least an irradiation step and a chemical etching step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.
Specifically, for example, the laminated polymer film to be processed is irradiated with heavy ions (FIGS. 4 to 6) and subjected to chemical etching (FIG. 1B).

<照射工程>
前記照射工程は、積層した高分子フィルム(高分子フィルム積層体)に重イオンを照射する工程である。
<Irradiation process>
The irradiation step is a step of irradiating the laminated polymer film (polymer film laminate) with heavy ions.

−高分子フィルム積層体−
前記高分子フィルム積層体としては、高分子フィルムが各フィルム面が互いに平行となるように複数積層されたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記高分子フィルム積層体における高分子フィルムの積層枚数としては、2枚以上である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Polymer film laminate-
The polymer film laminate is not particularly limited as long as a plurality of polymer films are laminated so that the film surfaces are parallel to each other, and can be appropriately selected according to the purpose.
The number of polymer films laminated in the polymer film laminate is not particularly limited as long as it is 2 or more, and can be appropriately selected according to the purpose.

−高分子フィルム−
前記高分子フィルムの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、孔形成の可能性の観点から、1mm以下であることが好ましく、25μm〜300μmであることがより好ましい。
前記高分子フィルムの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリアセタール、等のポリマー樹脂が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ポリカーボネートが、非晶性であるために、フィルム表面や孔の内径が滑らかになる点で、好ましい。
-Polymer film-
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said polymer film, Although it can select suitably according to the objective, From a viewpoint of the possibility of hole formation, it is preferable that it is 1 mm or less, and it is 25 micrometers-300 micrometers. More preferred.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said polymer film, According to the objective, it can select suitably, For example, polymer resins, such as a polycarbonate, polyester, a polyimide, a polyacetal, are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, polycarbonate is preferable because it is amorphous, so that the film surface and the inner diameter of the hole become smooth.

−重イオンのイオン種−
前記重イオンのイオン種としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘリウムイオン、ネオンイオン、アルゴンイオン、クリプトンイオン、キセノンイオン等の希ガスイオン(イオン集団)が好適に用いられる。
-Heavy ion species-
The ion species of the heavy ions are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, rare gas ions (ion population) such as helium ions, neon ions, argon ions, krypton ions, and xenon ions. Are preferably used.

−重イオン照射−
前記重イオン照射としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のシンクロトロン等の重イオン加速器により、前記重イオンの1核子あたりに所定量のエネルギーを付与し、前記重イオンが前記高分子フィルム面に対して略垂直方向又は斜め方向に照射することなど、が挙げられる。例えば、質量数131.904のキセノンイオンのポリカーボネート媒質中の飛程(重イオンが媒質中を進める距離)は、1核子当たりの加速エネルギー1MeV/uでは約20μm、5MeV/uでは約70μm、10MeV/uでは約130μm、100MeV/uでは約3400μmである(単位中のuは、原子質量単位を意味する)。要するに、使用するイオン種と照射対象の高分子フィルムにおける高分子ポリマー種によって、重イオンが高分子フィルム積層体を貫通する以上の加速エネルギーを選択すればよい。加速された重イオンの媒体中での飛程計算は、良く知られた計算ソフトウェアSRIM(The Stopping and Range of Ions in Matter)コードによって計算可能である。
また、孔密度に関しては、重イオンのイオン種、加速エネルギー及び照射線量とによって任意に決定することができる。加速エネルギーが低LET(LETとは、Linear Energy Transferの略であり、単位長さ当たりに付与されるエネルギーを意味する。)ビームの場合は、照射線量で制御を行うことができる。例えば、加速エネルギー184MeV/uのキセノンイオンがポリカーボネート媒質を通過する場合、LETは15.6GeV/cmとなり、10個/cmの孔密度を得るためには、250Gyの線量を照射する必要がある。一方、加速エネルギーが小さい高LETビームの場合は、線量計が使用できないので、予め、薄いプラスチックシンチレータを用いて、照射時間による孔密度を測定しておき、照射時間で制御することになる。さらに、高LETビームの場合は、フィルムの積層体に付与されるエネルギーの場所における変化率が大きくなってしまい、その後の化学エッチングにより前段のフィルム(照射手段側のフィルム)の孔径よりも、後段のフィルム(照射手段の反対側のフィルム)の孔径が大きくなってしまうという問題があるので、ブラッグピーク付近の高LETビームは好ましくない。
-Heavy ion irradiation-
There is no restriction | limiting in particular as said heavy ion irradiation, According to the objective, it can select suitably, For example, a predetermined amount of energy is given per one nucleon of the said heavy ion with heavy ion accelerators, such as a well-known synchrotron. In addition, the heavy ions may be irradiated in a substantially vertical direction or an oblique direction with respect to the polymer film surface. For example, the range (the distance that heavy ions travel through the medium) of xenon ions having a mass number of 131.904 is about 20 μm at an acceleration energy of 1 MeV / u per nucleon, about 70 μm at 5 MeV / u, and 10 MeV. / U is about 130 μm, and 100 MeV / u is about 3400 μm (u in a unit means an atomic mass unit). In short, it is sufficient to select an acceleration energy that exceeds the heavy ions penetrating the polymer film laminate, depending on the ion species to be used and the polymer species in the polymer film to be irradiated. Range calculation in the medium of accelerated heavy ions can be calculated by the well-known calculation software SRIM (The Stopping and Range of Ions in Matter) code.
The pore density can be arbitrarily determined depending on the ion type of heavy ions, acceleration energy, and irradiation dose. When the acceleration energy is a low LET (LET is an abbreviation for Linear Energy Transfer, meaning energy given per unit length), the beam can be controlled by the irradiation dose. For example, when a xenon ion having an acceleration energy of 184 MeV / u passes through a polycarbonate medium, the LET is 15.6 GeV / cm, and a dose of 250 Gy is necessary to obtain a hole density of 10 8 / cm 2. is there. On the other hand, since a dosimeter cannot be used in the case of a high LET beam with a small acceleration energy, the hole density according to the irradiation time is measured in advance using a thin plastic scintillator and controlled by the irradiation time. Furthermore, in the case of a high LET beam, the rate of change at the location of the energy applied to the film laminate is increased, and the subsequent chemical etching causes the subsequent stage to be larger than the hole diameter of the previous stage film (film on the irradiation means side). The high LET beam in the vicinity of the Bragg peak is not preferable because there is a problem that the hole diameter of the film (film opposite to the irradiation means) becomes large.

−−照射方向−−
前記重イオン照射の照射方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、高分子フィルム積層体面に対して垂直方向(図4、入射角=0°)、高分子フィルム積層体面に対して斜め方向(図5、0°<入射角<90°)のいずれであってもよい。
前記重イオン照射の照射方向が、高分子フィルム積層体面に対して斜め方向(0°<入射角<90°)であると、仮に、射出成型用のスタンパー金型を写し取られても、多孔の配向方向がフィルム面に対して斜め方向であるために、複製物をスタンパー金型から外すことができずに(アンカー効果)、複製を防ぐことが可能となるからである。
前記入射角としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記重イオン照射の照射方向は、1方向(図4及び5)であってもよいし、2方向以上(複数方向)(図6)であってもよい。
-Irradiation direction-
There is no restriction | limiting in particular as an irradiation direction of the said heavy ion irradiation, According to the objective, it can select suitably, A perpendicular | vertical direction (FIG. 4, incident angle = 0 degree) with respect to a polymer film laminated body surface, a polymer film It may be in an oblique direction (FIG. 5, 0 ° <incident angle <90 °) with respect to the laminate surface.
If the irradiation direction of the heavy ions is oblique to the polymer film laminate surface (0 ° <incident angle <90 °), even if the stamper mold for injection molding is copied, This is because the orientation of the film is oblique with respect to the film surface, so that the duplicate cannot be removed from the stamper mold (anchor effect), and duplication can be prevented.
There is no restriction | limiting in particular as said incident angle, According to the objective, it can select suitably.
The irradiation direction of the heavy ion irradiation may be one direction (FIGS. 4 and 5) or two or more directions (multiple directions) (FIG. 6).

<化学エッチング工程>
前記化学エッチング工程は、重イオンを照射した高分子フィルムを化学エッチングする工程である。
<Chemical etching process>
The chemical etching step is a step of chemically etching the polymer film irradiated with heavy ions.

−化学エッチング−
前記化学エッチングの方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のエッチング薬液に所定時間浸漬する等の公知の化学エッチング方法、などが挙げられる。前記化学エッチングにおいて、前記エッチング薬液を撹拌することにより、均一なエッチングができる。
前記エッチング薬液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコールが含まれたアルカリ水溶液(メタノールを30vol%含む1Nの水酸化ナトリウム水溶液)、などが挙げられる。前記エッチング薬液は、界面活性剤、などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
前記エッチング薬液におけるアルコールの含有量としては、1質量%〜95質量%である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記エッチング薬液におけるアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、メタノールが、高分子(樹脂)との親和性や、分解反応の活性向上の点で、好ましい。
前記エッチング薬液におけるアルカリの濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1N〜5Nであることが好ましい。
前記エッチング薬液におけるアルカリとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸化ナトリウム、などが挙げられる。
前記エッチング薬液のpHとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、13〜14が好ましい。
前記エッチング薬液中のアルコールのpKa(酸解離定数)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2〜9が好ましい。
前記エッチング薬液の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0℃〜80℃が好ましく、20℃〜40℃がさらに好ましい。
前記エッチング薬液の浸漬時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1分間〜24時間が好ましく、5分間〜2時間がさらに好ましい。
-Chemical etching-
There is no restriction | limiting in particular as the method of the said chemical etching, According to the objective, it can select suitably, For example, the well-known chemical etching method of immersing in a well-known etching chemical | medical solution for a predetermined time etc. are mentioned. In the chemical etching, uniform etching can be performed by stirring the etching chemical.
There is no restriction | limiting in particular as said etching chemical | medical solution, According to the objective, it can select suitably, For example, alkaline aqueous solution (1N sodium hydroxide aqueous solution which contains 30 vol% of methanol) etc. are mentioned. The etching chemical may further contain an additive such as a surfactant.
As content of alcohol in the said etching chemical | medical solution, as long as it is 1 mass%-95 mass%, there is no restriction | limiting in particular, According to the objective, it can select suitably.
There is no restriction | limiting in particular as alcohol in the said etching chemical | medical solution, According to the objective, it can select suitably, For example, methanol, ethanol, isopropanol, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, methanol is preferable from the viewpoints of affinity with a polymer (resin) and improvement in activity of a decomposition reaction.
There is no restriction | limiting in particular as a density | concentration of the alkali in the said etching chemical | medical solution, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is 0.1N-5N.
There is no restriction | limiting in particular as an alkali in the said etching chemical | medical solution, According to the objective, it can select suitably, For example, sodium hydroxide etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as pH of the said etching chemical | medical solution, Although it can select suitably according to the objective, 13-14 are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as pKa (acid dissociation constant) of alcohol in the said etching chemical | medical solution, Although it can select suitably according to the objective, 2-9 are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as temperature of the said etching chemical | medical solution, Although it can select suitably according to the objective, 0 to 80 degreeC is preferable and 20 to 40 degreeC is further more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as immersion time of the said etching chemical | medical solution, Although it can select suitably according to the objective, 1 minute-24 hours are preferable, and 5 minutes-2 hours are further more preferable.

以上のように、照射工程及び化学エッチング工程を含む多孔性フィルムの製造方法によって多孔性フィルムを製造することにより、重イオン集団が照射されて貫通した部分に、貫通した多孔(微細孔)により形成された多孔パターンが同一である多孔性フィルムを複数製造することができる。
ここで、「多孔パターンが同一である」とは、フィルム表面上のパターンが同一であることのみならず、フィルム断面のパターンも同一であることを示すものである。
As described above, a porous film is produced by a method for producing a porous film including an irradiation step and a chemical etching step, thereby forming a porous (micropore) in a portion penetrated by irradiation with a heavy ion group. A plurality of porous films having the same porous pattern can be produced.
Here, “the same porous pattern” indicates that not only the pattern on the film surface is the same, but also the pattern of the film cross section.

(多孔性フィルム)
本発明の多孔性フィルムには、フィルム厚み方向に貫通する多孔(微細孔)が形成されている。
前記多孔性フィルムにおける多孔の配向方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、フィルム面に対して垂直方向及びフィルム面に対して斜め方向のいずれであってもよいが、フィルム面に対して斜め方向であることが好ましい。
前記多孔性フィルムにおける多孔の配向方向が、フィルム面に対して斜め方向であると、仮に、射出成型用のスタンパー金型を写し取られても、複製物をスタンパー金型から外すことができずに(アンカー効果)、複製を防ぐことが可能となるからである。
前記多孔性フィルムにおける多孔の配向方向は、1方向であってもよいし、2方向以上(複数方向)であってもよい。
本発明の多孔性フィルムに形成された孔の孔径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、他の加工法で複製されないように、可能な限り小さい方が好ましい。例えば、後述する実施例1で示す孔径200nmは、一例に過ぎない。
本発明の多孔性フィルムに形成された孔のアスペクト比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜3000が好ましく、5〜1000がより好ましい。
(Porous film)
In the porous film of the present invention, pores (micropores) penetrating in the film thickness direction are formed.
There is no restriction | limiting in particular as a porous orientation direction in the said porous film, According to the objective, it can select suitably, Any of a perpendicular direction with respect to a film surface and an oblique direction with respect to a film surface may be sufficient. However, it is preferable that it is a diagonal direction with respect to a film surface.
If the orientation direction of the porous film in the porous film is oblique with respect to the film surface, even if the stamper mold for injection molding is copied, the duplicate cannot be removed from the stamper mold. This is because it is possible to prevent duplication (anchor effect).
The porous orientation direction in the porous film may be one direction or two or more directions (multiple directions).
There is no restriction | limiting in particular as a hole diameter of the hole formed in the porous film of this invention, Although it can select suitably according to the objective, 500 nm or less is preferable, 300 nm or less is more preferable, It replicates with another processing method As small as possible, it is preferred that it be as small as possible. For example, the hole diameter of 200 nm shown in Example 1 described later is merely an example.
There is no restriction | limiting in particular as an aspect-ratio of the hole formed in the porous film of this invention, Although it can select suitably according to the objective, 1-3000 are preferable and 5-1000 are more preferable.

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
以下で説明するように、照射工程及び化学エッチング工程を経て、多孔性フィルムを得た。
Example 1
As described below, a porous film was obtained through an irradiation process and a chemical etching process.

<照射工程>
図4に示すように、厚み100μmの高分子フィルム1としてのポリカーボネートフィルム(商品名:ユーピロン・フィルムFE−2000、三菱ガス化学株式会社製)10枚を積層させ、シンクロトロン加速器により加速された重イオン2としてのキセノンイオンをフィルム面に垂直に照射した。照射ビームは、加速エネルギー184MeV/uの低LETビームとした。この重イオン2のポリカーボネート媒質中での飛程は、9.45mmであるので、1mm厚の積層体への飛痕は貫通することになる。また、照射線量は、孔密度が3.6×10個となるよう896Gyとした。線量計にて照射量が896Gyに到達するのを確認して照射を終了した。
<Irradiation process>
As shown in FIG. 4, 10 sheets of polycarbonate film (trade name: Iupilon Film FE-2000, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) as a polymer film 1 having a thickness of 100 μm are stacked and accelerated by a synchrotron accelerator. Xenon ions as ions 2 were irradiated perpendicularly to the film surface. The irradiation beam was a low LET beam with an acceleration energy of 184 MeV / u. Since the range of the heavy ions 2 in the polycarbonate medium is 9.45 mm, the traces to the 1 mm-thick laminate will penetrate. The irradiation dose was set to 896 Gy so that the hole density was 3.6 × 10 8 . Irradiation was terminated after confirming that the dose reached 896 Gy with a dosimeter.

<化学エッチング工程>
キセノンイオンを照射した複数のポリカーボネートフィルムを直ちにエッチング用薬液に浸漬した。前記エッチング薬液として、メタノールを30vol%含む1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いた。エッチング時間(エッチング用薬液への浸漬時間)を10分間とし、ポリカーボネートフィルムを前記エッチング薬液から引き揚げた後、水洗し、乾燥して、多孔性フィルムを得た。
<Chemical etching process>
A plurality of polycarbonate films irradiated with xenon ions were immediately immersed in an etching chemical. As the etching chemical, a 1N sodium hydroxide aqueous solution containing 30 vol% of methanol was used. The etching time (immersion time in the chemical solution for etching) was 10 minutes, the polycarbonate film was lifted from the etching chemical solution, washed with water, and dried to obtain a porous film.

<多孔性フィルムの観察及び評価>
得られた各多孔性フィルムの表面及び断面を走査型電子顕微鏡で観察した。孔径は200nmでほぼ均一であり、片側からのエッチングによる孔深さは50μmであった。すなわち、ポリカーボネートフィルムの両表面から侵食が進み、厚み100μmのポリカーボネートフィルムに貫通孔が形成されていた。また、積層した5枚のフィルムの多孔パターンは、全て同一であった。なお、シンクロトロンによる重イオンの照射の特徴として、散弾銃のように多数の重イオンが数秒の間隔で間欠的に照射されるので、同じ箇所にわずかにずれて重イオンが衝突する場合もあるため、孔が雪だるまのように繋がっている箇所もあった。
以上のようにして製造した多孔性フィルムは、1つ1つの孔がフィルム面に垂直に形成されているので、写し取られた電鋳金型を基に、多孔性フィルムを複製することは実質的に不可能であるものの、多孔性フィルムが複製される可能性を完全に否定することはできない。
<Observation and evaluation of porous film>
The surface and cross section of each porous film obtained were observed with a scanning electron microscope. The hole diameter was almost uniform at 200 nm, and the hole depth by etching from one side was 50 μm. That is, erosion progressed from both surfaces of the polycarbonate film, and through holes were formed in the polycarbonate film having a thickness of 100 μm. In addition, the porous patterns of the five laminated films were all the same. As a feature of irradiation with heavy ions by synchrotron, many heavy ions are intermittently irradiated at intervals of several seconds like a shotgun, so heavy ions may collide slightly at the same location. Therefore, there was a part where the hole was connected like a snowman.
Since the porous film produced as described above has each hole formed perpendicular to the film surface, it is substantially possible to duplicate the porous film based on the electroformed mold copied. However, it is impossible to completely deny the possibility that the porous film is duplicated.

(実施例2)
実施例1において、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して垂直に照射する代わりに、図5に示すように、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して斜め(入射角(垂直方向に対する角度)20°)から照射したこと以外は、実施例1と同様にして、多孔性フィルムを得て、得られた各多孔性フィルムの観察及び評価を行った。得られた各多孔性フィルムおいて、孔径は200nmでほぼ均一であり、片側からのエッチングによる孔深さは53.2089μmであった。すなわち、ポリカーボネートフィルムの両表面から侵食が進み、厚み100μmのポリカーボネートフィルムに貫通孔が形成されていた。また、積層した5枚のフィルムの多孔パターンは、全て同一であった。
実施例2のように、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して斜めから照射することにより、仮に、射出成型用のスタンパー金型を写し取られても、多孔の配向方向がフィルム面に対して斜め方向であるために、複製物をスタンパー金型から外すことができずに(アンカー効果)、複製を防ぐことが可能となる。
(Example 2)
In Example 1, instead of irradiating the xenon ions perpendicularly to the polycarbonate film laminate, as shown in FIG. 5, the xenon ions are oblique to the polycarbonate film laminate (incident angle (angle with respect to the vertical direction) 20. Except for irradiating, the porous film was obtained in the same manner as in Example 1, and the obtained porous films were observed and evaluated. In each of the obtained porous films, the pore diameter was almost uniform at 200 nm, and the pore depth by etching from one side was 53.2089 μm. That is, erosion progressed from both surfaces of the polycarbonate film, and through holes were formed in the polycarbonate film having a thickness of 100 μm. In addition, the porous patterns of the five laminated films were all the same.
As in Example 2, even if the stamper mold for injection molding is copied by irradiating the polycarbonate film laminate with xenon ions from an oblique direction, the orientation direction of the porosity is relative to the film surface. Due to the oblique direction, the duplicate cannot be removed from the stamper mold (anchor effect), and duplication can be prevented.

(実施例3)
実施例1において、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して垂直に照射する代わりに、先ず、図4に示すように、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して垂直に照射し、その後、図6に示すように、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して斜め(入射角θ(垂直方向に対する角度)20°)から照射したこと以外は、実施例1と同様にして、多孔性フィルムを複数得て、得られた各多孔性フィルムの観察及び評価を行った。図6は、作図の都合上、フィルム間に隙間を設けたが、実際の実験では、フィルム間に隙間を設けずに積層した(d=100μm)。なお、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して斜めから照射する際に、図6に示すように、ポリカーボネートフィルム積層体における各フィルムがフィルム面方向にそれぞれw(36.397μm)だけずれた状態にした(tan20°=w/d=36.397/100=0.36397)。得られた各多孔性フィルムおいて、孔径は200nmで、片側からのエッチングによる孔深さは50μm(垂直孔)と53.2089μm(斜孔)であった。すなわち、ポリカーボネートフィルムの両表面から侵食が進み、厚み100μmのポリカーボネートフィルムにフィルム表面に対して垂直及び斜めの2方向に抜けた貫通孔が形成されていた。また、積層した5枚のフィルムの多孔パターンは、全て同一であった。
実施例3のように、重イオンをフィルム積層体に対して垂直及び斜めの2方向から照射することにより、仮に、射出成型用のスタンパー金型を写し取られても、多孔の配向方向がフィルム面に対して斜め方向であるために、複製物をスタンパー金型から外すことができずに(アンカー効果)、複製を防ぐことが可能となる。
なお、実施例3では、キセノンイオンをポリカーボネートフィルム積層体に対して垂直及び斜めの2方向から照射するものであるが、複数のキセノンイオン照射を全て斜め方向に行ってもよい。
(Example 3)
In Example 1, instead of irradiating the xenon ions perpendicularly to the polycarbonate film laminate, first, as shown in FIG. 4, the xenon ions were irradiated perpendicularly to the polycarbonate film laminate, and then FIG. As shown in FIG. 5, a plurality of porous films were obtained in the same manner as in Example 1 except that xenon ions were irradiated obliquely (incident angle θ (angle with respect to the vertical direction) 20 °) to the polycarbonate film laminate. Each of the obtained porous films was observed and evaluated. In FIG. 6, a gap is provided between the films for convenience of drawing, but in an actual experiment, the films were laminated without providing a gap between the films (d = 100 μm). When the xenon ions are irradiated obliquely onto the polycarbonate film laminate, as shown in FIG. 6, the films in the polycarbonate film laminate are in a state of being shifted by w (36.397 μm) in the film surface direction. (Tan 20 ° = w / d = 36.397 / 100 = 0.36397). In each of the obtained porous films, the hole diameter was 200 nm, and the depth of the holes by etching from one side was 50 μm (vertical hole) and 53.2089 μm (oblique hole). That is, erosion progressed from both surfaces of the polycarbonate film, and through-holes were formed in the polycarbonate film having a thickness of 100 μm in two directions perpendicular and oblique to the film surface. In addition, the porous patterns of the five laminated films were all the same.
As in Example 3, even if the stamper mold for injection molding is copied by irradiating heavy ions from two directions perpendicular and oblique to the film laminate, the orientation direction of the porous film is Due to the oblique direction with respect to the surface, the duplicate cannot be removed from the stamper mold (anchor effect), and duplication can be prevented.
In Example 3, the xenon ions are irradiated from two directions that are perpendicular and oblique to the polycarbonate film laminate, but a plurality of xenon ions may be irradiated in an oblique direction.

本発明の多孔性フィルムは、例えば、非常に高いセキュリティーレベルが要求される認証分野での利用に有効である。   The porous film of the present invention is effective for use in, for example, an authentication field where a very high security level is required.

1 高分子フィルム
2 重イオン
3 エッチング薬液
4 多孔性フィルム
5 微細孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymer film 2 Heavy ion 3 Etching chemical | medical solution 4 Porous film 5 Micropore

Claims (4)

高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングすることにより得られる複数の多孔性フィルムにおいて、
前記複数の多孔性フィルムの各多孔性フィルムにおける複数の孔により形成される多孔パターンが互いに同一であり、且つ、前記複数の孔の配向方向が1方向であることを特徴とする複数の多孔性フィルム。
In a plurality of porous films obtained by chemical etching after irradiating the polymer film with heavy ions,
The plurality of porous films, wherein the porous patterns formed by the plurality of holes in each porous film of the plurality of porous films are the same, and the orientation direction of the plurality of holes is one direction the film.
高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングすることにより得られる複数の多孔性フィルムにおいて、
前記複数の多孔性フィルムの各多孔性フィルムにおける複数の孔により形成される多孔パターンが互いに同一であり、且つ、前記複数の孔の配向方向が2方向以上であることを特徴とする複数の多孔性フィルム。
In a plurality of porous films obtained by chemical etching after irradiating the polymer film with heavy ions,
A plurality of pores characterized in that the porous patterns formed by a plurality of holes in each porous film of the plurality of porous films are the same, and the orientation directions of the plurality of holes are two or more directions. Sex film.
高分子フィルムに重イオンを照射した後に、化学エッチングする複数の多孔性フィルムの製造方法において、前記高分子フィルムを積層して重イオンを照射することを特徴とする複数の多孔性フィルムの製造方法。   A method for producing a plurality of porous films, wherein the polymer films are laminated and irradiated with heavy ions in a method for producing a plurality of porous films that are chemically etched after irradiating the polymer films with heavy ions. . 前記積層した高分子フィルムに前記重イオンを複数の入射角度から照射することを特徴とする請求項3に記載の複数の多孔性フィルムの製造方法。   The method for producing a plurality of porous films according to claim 3, wherein the laminated polymer film is irradiated with the heavy ions from a plurality of incident angles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016047142A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-31 日東電工株式会社 Method for manufacturing porous polymer film, and porous polymer film

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