JP2013094886A - Method of manufacturing micro through-hole formed product, and mist formation filter manufactured by the method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a micro through-hole formed product capable of precisely forming many micro through-holes on a base sheet of synthetic resin.SOLUTION: A micro through-hole formed product 40 is manufactured by using a micro through-hole forming device 10 equipped with a supporting base 11, a back sheet 12 for supporting a base sheet 20, and an ultrasonic form block 30 having many projections 31. First, the ultrasonic form block 30 is position-controlled and lowered until the projection 31 comes directly above the base sheet 20. Then, the control of the ultrasonic form block 30 is switched from position control to load control to further lower the ultrasonic form block 30, the projection 31 of the ultrasonic form block 30 is made to ultrasonic-vibrate so that the projection 31 penetrates the base sheet, and thereby many micro though-holes 41 are formed on the base sheet 20.

Description

本発明は、微細貫通孔成形装置を用いて基材シートに多数の微細貫通孔を形成することにより、多数の微細貫通孔を有する微細貫通孔成形品を製造する微細貫通孔成形品の製造方法、およびこのような微細貫通孔成形品の製造方法によって製造されたミスト形成用フィルターに関する。   The present invention relates to a method for producing a fine through-hole molded product that produces a fine through-hole molded product having a large number of fine through-holes by forming a large number of fine through-holes in a base sheet using a fine through-hole molding device. And a mist-forming filter manufactured by such a method of manufacturing a fine through-hole molded product.

従来、金属シートに対して多数の微細な貫通孔を形成することが行われている。この場合、まず金属シートにフォトリソグラフィ法によって所定のパターンをパターニングし、その後、これに化学エッチングまたはドライエッチングを施すことにより、多数の貫通孔を形成するのが一般的である。またレーザービーム、電子ビーム、中性子ビームで貫通孔をあける方法もある。   Conventionally, many fine through holes are formed in a metal sheet. In this case, it is common to first pattern a predetermined pattern on a metal sheet by photolithography, and then perform chemical etching or dry etching on this to form a large number of through holes. There is also a method of making a through hole with a laser beam, an electron beam, or a neutron beam.

しかしながら、このような方法を用いた場合、加工上の制約を受けることにより、微細な貫通孔の形状を機能用途に合わせて自在に設定することは困難である。また、対象となるシートはガラス、半導体、金属等に限られる。さらに、貫通孔を形成するための工程数が多いため、多数の製造装置を用いる必要がある(例えば、特開平5−28912号公報)。   However, when such a method is used, it is difficult to freely set the shape of the fine through-hole according to the functional application due to processing restrictions. Moreover, the sheet | seat used as object is restricted to glass, a semiconductor, a metal. Furthermore, since there are many processes for forming a through-hole, it is necessary to use many manufacturing apparatuses (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 5-28912).

一方、合成樹脂製のシートに多数の微細な(例えば直径100μm以下の)貫通孔を形成しようとする場合、ナノインプリント技術(金型に形成された微細な凹凸を樹脂材料上に転写する技術)を用いることも考えられる。しかしながら、ナノインプリント技術を用いた場合、樹脂材料表面に微細な凹凸を形成することはできるが、樹脂材料を貫通する貫通孔を形成することはできない。   On the other hand, when a large number of fine (for example, diameter of 100 μm or less) through-holes are to be formed in a synthetic resin sheet, a nanoimprint technique (a technique for transferring fine irregularities formed on a mold onto a resin material) is used. It can also be used. However, when the nanoimprint technique is used, fine unevenness can be formed on the surface of the resin material, but a through-hole penetrating the resin material cannot be formed.

また、合成樹脂製のシートに多数の微細な貫通孔を形成する場合、射出成形方法を用いることも考えられる。しかしながら、この場合、金型内で溶融樹脂がうまく流動せず、微細な貫通孔を形成することはできない。さらに、圧縮成形方法を用いたとしても、同様に微細な貫通孔を形成することはできない。このように、合成樹脂製のシートに多数の微細な貫通孔を形成することは容易でない。   Moreover, when forming many fine through-holes in a synthetic resin sheet, it is also conceivable to use an injection molding method. However, in this case, the molten resin does not flow well in the mold, and fine through holes cannot be formed. Furthermore, even if the compression molding method is used, it is not possible to form fine through holes in the same manner. As described above, it is not easy to form a large number of fine through holes in a synthetic resin sheet.

ところで、本出願人は、特開2010−137313号公報において、超音波振動する突状部を有する超音波成形型を用いて、合成樹脂からなる基材シートに多数の微細貫通孔を形成することが提案している。   By the way, this applicant forms many fine through-holes in the base material sheet | seat which consists of a synthetic resin using the ultrasonic shaping | molding die which has a protruding part which ultrasonically vibrates in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-137313. Has proposed.

特開平5−28912号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-28912 特開2010−137313号公報JP 2010-137313 A

特開2010−137313号公報で提案されている微細貫通孔成形装置は、超音波振動する突状部を合成樹脂からなる基材シートに当接させて、超音波振動のエネルギーを熱エネルギーに変えて基材シートを局部的に溶融させて、突状部の形状を基材シートに賦型することにより、基材シートに多数の微細貫通孔を形成するものである。このような微細貫通孔成形装置において、貫通孔の精度を更に向上させることが求められている。   The fine through-hole forming apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-137313 makes the ultrasonic vibration vibrate contact with a base material sheet made of a synthetic resin, thereby converting the energy of ultrasonic vibration into thermal energy. The base sheet is melted locally, and the shape of the protruding portion is formed on the base sheet, thereby forming a large number of fine through holes in the base sheet. In such a fine through-hole forming apparatus, it is required to further improve the accuracy of the through-hole.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、合成樹脂の基材シートに多数の微細な貫通孔を高精度で形成することが可能な微細貫通孔成形品の製造方法、およびこのような方法を用いて作成されたミスト形成用フィルターを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and a method for producing a fine through-hole molded product capable of forming a large number of fine through-holes in a synthetic resin base sheet with high accuracy, and It aims at providing the filter for mist formation produced using such a method.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法は、受台と、受台上に保持され、耐熱性を有するとともに合成樹脂製の基材シートを支持するバックシートと、バックシート上方に配置され、下方部に多数の突状部を有する超音波成形型とを備え、超音波成形型は、上下方向に移動可能となり、かつ上下方向に超音波振動して基材シートを振動加熱し、基材シートを溶融して基材シートに多数の微細貫通孔を形成する微細貫通孔成形装置を用いて、微細貫通孔成形品を製造する方法において、突状部が基材シートの直上にくるまで超音波成形型を位置制御して降下させる工程と、超音波成形型の制御を位置制御から荷重制御に切り換えて、超音波成形型を更に降下させるとともに、超音波成形型の突状部を超音波振動させ、突状部が基材シートを貫通することにより、基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程と、を備えたことを特徴とするものである。   A method for manufacturing a fine through-hole molded product according to an embodiment of the present invention includes a cradle, a back sheet that is held on the cradle, has heat resistance, and supports a base sheet made of synthetic resin, and a back sheet The ultrasonic molding die is arranged in the upper part and has a number of protruding parts in the lower part, and the ultrasonic molding die can move in the vertical direction and vibrates ultrasonically in the vertical direction to vibrate the base sheet. In the method of manufacturing a fine through-hole molded product using a fine through-hole molding apparatus that heats and melts the base sheet to form a large number of fine through-holes in the base sheet, The process of lowering the ultrasonic mold until the position is directly above, and switching the control of the ultrasonic mold from position control to load control, further lowering the ultrasonic mold, The ridge is ultrasonically vibrated, and the ridge is By penetrating the wood sheet, it is characterized in that it comprises a step of forming a plurality of fine through-holes in the substrate sheet, a.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程は、突状部が基材シートに当接した後、突状部に加わる荷重を保持荷重まで段階的に増加させながら、この間突状部を超音波振動させる振幅を段階的に上昇させる貫入工程を有してもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded product according to an embodiment of the present invention, the step of forming a large number of fine through-holes in the base sheet is performed after the protrusion comes into contact with the base sheet. You may have the penetration process which raises the amplitude which ultrasonically vibrates a protruding part in the meantime, increasing the applied load to a holding load in steps.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、貫入工程の後、超音波成形型の降下を停止するとともに突状部の超音波振動を停止し、この状態で荷重を保持荷重に保ったまま一定時間保持する保持工程が設けられていてもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded article according to an embodiment of the present invention, after the penetration step, the descent of the ultrasonic mold is stopped and the ultrasonic vibration of the protrusion is stopped, and the load is held in this state. There may be provided a holding step for holding the load for a certain period of time.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、突状部が基材シートに当接したことは、突状部に加わる荷重が接触荷重に達したことにより判断されてもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded product according to an embodiment of the present invention, the fact that the projecting portion has contacted the base sheet may be determined by the fact that the load applied to the projecting portion has reached the contact load. Good.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、保持工程の後、突状部に加わる荷重を保持荷重に保ったまま再度突状部を超音波振動させてもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded article according to an embodiment of the present invention, after the holding step, the protruding portion may be ultrasonically vibrated again while keeping the load applied to the protruding portion at the holding load.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、保持工程の後、超音波成形型を上昇させ、再度突状部を超音波振動させてもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded article according to an embodiment of the present invention, after the holding step, the ultrasonic mold may be raised and the protruding portion may be ultrasonically vibrated again.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程の後、超音波成形型を上昇させて突状部を基材シートから抜出する工程をさらに備えてもよい。   In the method for manufacturing a fine through-hole molded article according to one embodiment of the present invention, after the step of forming a large number of fine through-holes in the base sheet, the ultrasonic mold is raised to remove the protruding portion from the base sheet. You may further provide the process of extracting.

また、本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品は、上記微細貫通孔成形品の製造方法により得られる。   Moreover, the fine through-hole molded article by one embodiment of this invention is obtained by the manufacturing method of the said fine through-hole molded article.

さらに、本発明の一実施の形態によるミスト形成用フィルターは、合成樹脂製の基材シートに多数の微細貫通孔が形成されたミスト形成用フィルターであって、前記ミスト形成用フィルターは、上記微細貫通孔成形品の製造方法によって得られたものであり、貫通孔の直径が、基材シートの表裏において異なっており、一方の面の直径が1〜10μmであり、他方の面の直径が20〜80μmであることを特徴とする。   Furthermore, the filter for mist formation according to an embodiment of the present invention is a filter for mist formation in which a large number of fine through holes are formed in a base sheet made of synthetic resin, and the mist formation filter is the fine filter described above. It was obtained by the manufacturing method of a through-hole molded product, the diameter of a through-hole is different in the front and back of a base material sheet, the diameter of one surface is 1-10 micrometers, and the diameter of the other surface is 20 It is ˜80 μm.

本発明の一実施の形態によるミスト形成用フィルターにおいて、貫通孔が、200〜1000個/mmであってもよい。 In the filter for mist formation according to one embodiment of the present invention, the number of through holes may be 200 to 1000 / mm 2 .

本発明の一実施の形態によるミスト形成用フィルターにおいて、貫通孔が末広がりのコニーデ形状を有していてもよい。   In the mist forming filter according to one embodiment of the present invention, the through hole may have a conical shape with a widening end.

また、本発明の一実施の形態によるミスト発生装置は、超音波振動子を振動させて液体をミスト化するミスト発生装置であって、超音波振動子とミスト発生口との間に、上記ミスト形成用フィルターが設けられていることを特徴とする。   A mist generator according to an embodiment of the present invention is a mist generator that oscillates an ultrasonic transducer to mist a liquid, and the mist generator is disposed between the ultrasonic transducer and a mist generating port. A forming filter is provided.

本発明の一実施の形態によるミスト発生装置において、ミスト形成用フィルターは、微細貫通孔の直径が大きい側が超音波振動子側となるように配置されていてもよい。   In the mist generating apparatus according to the embodiment of the present invention, the mist forming filter may be arranged such that the side with the larger diameter of the fine through hole is the ultrasonic transducer side.

本発明の微細貫通孔成形品の製造方法によれば、突状部が基材シートの直上にくるまで超音波成形型を位置制御して降下させ、超音波成形型の制御を位置制御から荷重制御に切り換えて、超音波成形型を更に降下させるとともに、超音波成形型の突状部を接触させて超音波振動させ、突状部が基材シートを貫通する。このように、超音波成形型が荷重制御されて突状部が基材シートを貫通することにより、基材シートに多数の微細貫通孔を高い精度で形成することが可能となる。   According to the method for manufacturing a fine through-hole molded product of the present invention, the position of the ultrasonic molding die is lowered by controlling the position of the ultrasonic molding die until the protruding portion is directly above the base sheet, and the control of the ultrasonic molding die is loaded from the position control. By switching to the control, the ultrasonic mold is further lowered, and the ultrasonic mold is brought into contact with the ultrasonic vibration so as to penetrate the base sheet. As described above, when the ultrasonic molding die is subjected to load control and the protruding portion penetrates the base sheet, a large number of fine through holes can be formed in the base sheet with high accuracy.

本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置を示す概略正面図。The schematic front view which shows the fine through-hole shaping | molding apparatus by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置の超音波成形型を示す正面図。The front view which shows the ultrasonic shaping | molding die of the fine through-hole shaping | molding apparatus by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置の超音波成形型を示す底面図(図2のIII方向矢視図)。The bottom view which shows the ultrasonic shaping | molding die of the fine through-hole shaping | molding apparatus by one embodiment of this invention (III direction arrow line view of FIG. 2). 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置の超音波成形型を示す垂直断面図(図3のIV−IV線断面図)。FIG. 4 is a vertical sectional view (sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3) showing an ultrasonic forming die of the fine through-hole forming apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置の超音波成形型を作製する方法を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the method of producing the ultrasonic shaping | molding die of the fine through-hole shaping | molding apparatus by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形装置の超音波成形型を作製する方法を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the method of producing the ultrasonic shaping | molding die of the fine through-hole shaping | molding apparatus by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法を示す概略図。Schematic which shows the manufacturing method of the fine through-hole molded article by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法を示す拡大概略断面図。The expanded schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the fine through-hole molded article by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品の製造方法において、超音波成形型の突状部の振幅および位置、ならびに突状部に加わる荷重の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the amplitude and position of the protrusion part of an ultrasonic shaping | molding die, and the load added to a protrusion part in the manufacturing method of the fine through-hole molded article by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品を示す平面図。The top view which shows the fine through-hole molded article by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による微細貫通孔成形品を示す垂直断面図(図10のXI−XI線断面図)。The vertical sectional view which shows the fine through-hole molded article by one embodiment of the present invention (the XI-XI line sectional view of Drawing 10). 本発明の一実施の形態によるミスト発生装置の一部を拡大した拡大概略断面図。The expanded schematic sectional drawing which expanded a part of mist generator by one embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1〜図12は本発明の一実施の形態を示す図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 12 show an embodiment of the present invention.

<微細貫通孔成形装置>
まず、図1により微細貫通孔成形品を成形する微細貫通孔成形装置の全体構成について説明する。
<Micro through-hole forming device>
First, the overall configuration of a fine through-hole forming apparatus for forming a fine through-hole molded product will be described with reference to FIG.

図1に示すように、微細貫通孔成形装置10は、固定された受台11と、受台11上に保持され、耐熱性を有するとともに合成樹脂からなる基材シート20を支持するバックシート12とを備えている。   As shown in FIG. 1, a fine through-hole forming apparatus 10 includes a fixed cradle 11 and a back sheet 12 that is held on the cradle 11 and has a heat resistance and supports a base sheet 20 made of synthetic resin. And.

受台11は、温度制御装置16により、その上面を所望の温度に加熱できるようになっており、後記するバックシート12を介して基材シート20を加熱できるようになっている。   The upper surface of the cradle 11 can be heated to a desired temperature by the temperature control device 16, and the base sheet 20 can be heated via the back sheet 12 described later.

バックシート12は、耐熱性を有する(溶融温度が250℃以上である)とともに弾性変形により振動を吸収する振動吸収性及び貫入圧に抗して接触圧を発生するスプリングバック性を有することが好ましい。またバックシート12は、基材シート20に対して剥離性に優れているものであることが好ましい。例えば、本実施の形態においては、バックシート12の上面に、基材シート20に対して剥離性を有するバックシート剥離層12aが形成されている。このようなバックシート12としては、例えばポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のシート、フッ素コーティングされた層やシリコン樹脂コーティングされた層(バックシート剥離層)12aを有する耐熱プラスチックのシート等、またはこれらを積層して組合せたもの等を用いることができる。   The back sheet 12 preferably has heat resistance (melting temperature is 250 ° C. or higher) and vibration absorption to absorb vibration by elastic deformation and spring back to generate contact pressure against the penetration pressure. . Further, the back sheet 12 is preferably excellent in peelability with respect to the base sheet 20. For example, in the present embodiment, a backsheet release layer 12 a having peelability with respect to the base sheet 20 is formed on the upper surface of the backsheet 12. As such a back sheet 12, for example, a sheet of polyimide, polytetrafluoroethylene (PTFE), a heat-resistant plastic sheet having a fluorine-coated layer or a silicon resin-coated layer (back sheet peeling layer) 12a, or the like, or A combination of these layers can be used.

一方、基材シート20は、超音波により溶融する性質を有する熱溶融性プラスチックからなっているが、ある程度の剛性および耐熱性を有することが好ましい。この場合、基材シート20の溶融温度は、バックシート12の溶融温度より50℃以上低いことが好ましい。仮に基材シート20の溶融温度とバックシート12の溶融温度とが近い場合、基材シート20の成形時に、バックシート12が熱変形してしまうからである。このような基材シート20の材料としては、例えばポリカーボネート(PC)、非晶質ポリエチレンテレフタレート(A−PET)、結晶性ポリエチレンテレフタレート、延伸性ポリエチレンテレフタレート、メタクリル酸エステル重合体(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ABS等を用いることができる。その他、ポリサルフォン(PSU)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリメチルペンテン(PMP)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の熱可塑性プラスチックを適用することもできる。なお、基材シート20の厚みは任意であるが、後述する超音波成形型30の振動幅および超音波成形型30の上下方向の位置精度から考えて、10μm〜10mm程度とすることが好ましい。   On the other hand, the base sheet 20 is made of a heat-melting plastic having a property of being melted by ultrasonic waves, but preferably has a certain degree of rigidity and heat resistance. In this case, the melting temperature of the base sheet 20 is preferably lower by 50 ° C. or more than the melting temperature of the back sheet 12. This is because if the melting temperature of the base sheet 20 and the melting temperature of the back sheet 12 are close, the back sheet 12 is thermally deformed when the base sheet 20 is formed. Examples of the material of the base sheet 20 include polycarbonate (PC), amorphous polyethylene terephthalate (A-PET), crystalline polyethylene terephthalate, stretchable polyethylene terephthalate, methacrylate polymer (PMMA), polystyrene ( PS), ABS, etc. can be used. In addition, polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), thermoplastic polyimide (TPI), polymethylpentene (PMP), super High molecular weight polyethylene (UHMWPE), liquid crystal polymer (LCP), polyarylate (PAR), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyacetal (POM), Thermoplastics such as polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polyvinyl chloride (PVC) can also be applied. In addition, although the thickness of the base material sheet 20 is arbitrary, it is preferable to set it as about 10 micrometers-10 mm in view of the vibration width of the ultrasonic molding die 30 mentioned later and the positional accuracy of the ultrasonic molding die 30 in the vertical direction.

また、微細貫通孔成形装置には、図1に示すように、バックシート12内を貫通する吸引部13が設けられている。この吸引部13を介して真空吸引することにより、基材シート20をバックシート12上に固定保持できるようになっている。   Further, as shown in FIG. 1, the fine through-hole forming apparatus is provided with a suction portion 13 that penetrates through the back sheet 12. The substrate sheet 20 can be fixed and held on the back sheet 12 by vacuum suction through the suction unit 13.

さらにバックシート12の上方には、超音波ホーン型からなる超音波成形型30が配置されている。超音波成形型30は、ベース部33と、ベース部33に取り付けられ、下方部に多数の突状部31が形成されたホーンヘッド32とを有している。さらに超音波成形型30に加熱装置14が接続されており、加熱装置14により超音波成形型30の多数の突状部31を補助的に加熱できるようになっている。超音波成形型30が超音波振動することによる加熱に加え、このような加熱装置14を補助的に用いることにより、超音波成形型30の突状部31を効率よく加熱することができる。   Further, an ultrasonic molding die 30 made of an ultrasonic horn mold is disposed above the back sheet 12. The ultrasonic mold 30 includes a base portion 33 and a horn head 32 that is attached to the base portion 33 and has a large number of protruding portions 31 formed in the lower portion thereof. Further, the heating device 14 is connected to the ultrasonic molding die 30, and a large number of the protruding portions 31 of the ultrasonic molding die 30 can be supplementarily heated by the heating device 14. In addition to heating by ultrasonic vibration of the ultrasonic mold 30, the protrusion 31 of the ultrasonic mold 30 can be efficiently heated by using such a heating device 14 as an auxiliary.

また、超音波成形型30に成形型制御装置15が接続されている。超音波成形型30は、この成形型制御装置15により制御され、上下方向に昇降移動するとともに、上下方向に超音波振動する。この成形型制御装置15による超音波成形型30の昇降位置精度および超音波振動の振幅精度は、いずれも1μmオーダーであることが好ましい。   Further, the mold control device 15 is connected to the ultrasonic mold 30. The ultrasonic mold 30 is controlled by the mold control device 15 and moves up and down in the vertical direction and ultrasonically vibrates in the vertical direction. It is preferable that the raising / lowering position accuracy of the ultrasonic molding die 30 and the amplitude accuracy of ultrasonic vibration by the molding die control device 15 are both on the order of 1 μm.

超音波成形型30は、成形型制御装置15により制御され、その先端に設けられた突状部31が上下方向に超音波振動しながら下降し、基材シート20に当接して基材シート20を振動加熱する。この振動加熱のみによって、基材シート20を軟化ないし溶融させて超音波成形型30により基材シート20を賦型するのには時間を要する。超音波振動のエネルギーを増加させると、振動の振幅も大きくなるため、形成しようとする貫通孔の位置精度が低下してしまう。本発明においては、上記したように、受台11が昇温して基材シート20をガラス転移温度ないし軟化温度付近まで加熱できるため、位置精度を保てるような超音波振動エネルギーを基材シート20に付与すれば、容易に基材シート20を賦型できる状態(即ち、基材シート20が軟化ないし溶融した状態)にすることができる。その結果、簡易かつ短時間に、合成樹脂の基材シート20に多数の微細な貫通孔を容易に形成することができる。   The ultrasonic mold 30 is controlled by the mold control device 15, and the protruding portion 31 provided at the tip of the ultrasonic mold 30 descends while ultrasonically vibrating in the vertical direction, and comes into contact with the base sheet 20 to contact the base sheet 20. Is heated by vibration. It takes time to soften or melt the base sheet 20 only by this vibration heating and mold the base sheet 20 by the ultrasonic forming die 30. When the energy of the ultrasonic vibration is increased, the vibration amplitude is also increased, so that the position accuracy of the through hole to be formed is lowered. In the present invention, as described above, since the cradle 11 is heated and the base sheet 20 can be heated to near the glass transition temperature or the softening temperature, ultrasonic vibration energy capable of maintaining positional accuracy is provided. The base sheet 20 can be easily molded (that is, the base sheet 20 is softened or melted). As a result, a large number of fine through-holes can be easily formed in the synthetic resin base material sheet 20 in a simple and short time.

受台11は、基材シート20の温度がガラス転移温度ないし軟化温度付近となるように温度制御されるが、好ましくは、合成樹脂の軟化温度よりも少し低い温度となるように制御される。基材シート20の温度が、合成樹脂の軟化温度以上の温度となると、基材シート20の加熱されている部分全体が軟化し始める。基材シート20の超音波成形型30の突状部31が当接する部分以外の部分が軟化すると、精度の高い貫通孔が形成できなくなる場合がある。基材シート20の温度は、軟化温度よりも1〜50℃、より好ましくは約5〜30℃低い温度が好適である。   The cradle 11 is temperature-controlled so that the temperature of the base sheet 20 is close to the glass transition temperature or the softening temperature, but is preferably controlled to be a little lower than the softening temperature of the synthetic resin. When the temperature of the base material sheet 20 becomes a temperature equal to or higher than the softening temperature of the synthetic resin, the entire heated portion of the base material sheet 20 starts to soften. If the portion other than the portion with which the protruding portion 31 of the ultrasonic forming die 30 of the base sheet 20 abuts is softened, a highly accurate through hole may not be formed. The temperature of the base material sheet 20 is suitably 1 to 50 ° C., more preferably about 5 to 30 ° C. lower than the softening temperature.

図1において、成形型制御装置15により超音波成形型30を下降させ、超音波振動する突状部31を基材シート20に当接させて、基材シート20を振動加熱する。これにより突状部31が当接した部分の基材シート20が軟化ないし溶融する。基材シート20が軟化ないし溶融すると、成形型制御装置15により、超音波成形型30がさらに下降して、超音波成形型30の突状部31を基材シート20に接触させ、突状部31を超音波振動させて基材シート20を振動加熱し、超音波成形型30の先端に設けられた突状部31が基材シート20に貫入する。突状部31の先端が、バックシート12に達すると、成形型制御装置15により、超音波成形型30の超音波振動が停止するとともに、振動エネルギーの付加による加熱も停止し、基材シート20の上面および下面からの熱伝導による冷却に移行する。基材シート20の上面では、ガラス転移点ないし軟化温度以下に温調された突状部31により基材シート20が冷却される。また一方基材シート20の下面は、温度制御装置16により、受台11を降温して基材シート20を冷却するか、あるいは、温度制御装置16により受台11の温度を合成樹脂のガラス転移温度ないし軟化温度以下の温度となるように制御し、基材シート20から受台11への熱伝導により、基材シート20を所望の温度に冷却する。   In FIG. 1, the ultrasonic mold 30 is lowered by the mold control device 15, the protruding portion 31 that vibrates ultrasonically is brought into contact with the base sheet 20, and the base sheet 20 is vibrated and heated. Thereby, the base material sheet 20 of the part which the protruding part 31 contacted is softened or melted. When the base sheet 20 is softened or melted, the ultrasonic mold 30 is further lowered by the mold control device 15 to bring the protruding portion 31 of the ultrasonic forming mold 30 into contact with the base sheet 20. The base material sheet 20 is vibrated and heated by ultrasonically vibrating 31, and the protruding portion 31 provided at the tip of the ultrasonic forming die 30 penetrates the base material sheet 20. When the tip of the projecting portion 31 reaches the back sheet 12, the molding die control device 15 stops the ultrasonic vibration of the ultrasonic molding die 30 and also stops the heating due to the addition of vibration energy. It shifts to cooling by heat conduction from the upper and lower surfaces. On the upper surface of the base material sheet 20, the base material sheet 20 is cooled by the protruding portions 31 whose temperature is adjusted to a glass transition point or a softening temperature or lower. On the other hand, the lower surface of the base sheet 20 is cooled by the temperature control device 16 to cool the base sheet 20 or the temperature of the base 11 is changed to a glass transition of the synthetic resin by the temperature control device 16. The base sheet 20 is cooled to a desired temperature by heat conduction from the base sheet 20 to the cradle 11.

上記のようにして冷却された基材シート20の、超音波成形型30が接している部分(突状部31が貫入している部分)の合成樹脂が固化した後、成形型制御装置15により、超音波成形型30を上方に移動させて、突状部31を抜出する。この時、突状部31が基材シート20に形成された貫通孔から剥離しない場合もあり、超音波成形型30が上方に移動するのに伴って、超音波成形型30のホーンヘッド32下端にある突状部31とともに基材シート20も上方に持ち上がり、微細な貫通孔を変形させてしまうことがある。本発明においては、超音波成形型30をわずかに上昇させ、再度、超音波振動させることにより、突状部31の抜出が容易にすることができる。その結果、基材シートに、より精度の高い貫通孔を形成することができる。なお、以上のように成形型制御装置15を用いて基材シート20に貫通孔を形成する際の作用の詳細については後述する。   After the synthetic resin of the portion of the base sheet 20 cooled as described above is in contact with the ultrasonic forming die 30 (the portion where the protruding portion 31 penetrates) is solidified, the forming die control device 15 Then, the ultrasonic forming die 30 is moved upward to extract the protruding portion 31. At this time, the protruding portion 31 may not peel from the through hole formed in the base sheet 20, and the lower end of the horn head 32 of the ultrasonic forming die 30 as the ultrasonic forming die 30 moves upward. The base material sheet 20 may also be lifted upward together with the protruding portions 31 in the above, and the fine through holes may be deformed. In the present invention, the protruding portion 31 can be easily extracted by slightly raising the ultrasonic forming die 30 and again performing ultrasonic vibration. As a result, a more accurate through hole can be formed in the base sheet. In addition, the detail of the effect | action at the time of forming a through-hole in the base material sheet 20 using the shaping | molding die control apparatus 15 as mentioned above is mentioned later.

<超音波成形型>
次に、図2〜図4により、上述した超音波成形型30の構成について更に説明する。
<Ultrasonic mold>
Next, the configuration of the above-described ultrasonic molding die 30 will be further described with reference to FIGS.

図2に示すように、超音波成形型30は、上方から下方に向けて先細となる形状を有するベース部33と、ねじ部32bによりこのベース部33下端に螺着されたホーンヘッド32とを有している。このうちホーンヘッド32下端には、円筒形の先端凸部32aが形成されている。さらにこの先端凸部32aから下方に向けて多数の突状部31が突設されている。なおホーンヘッド32は、例えばチタン、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス鋼等の金属からなっている。また、突状部31をこれらの金属上に設けたNiメッキ層、Crメッキ層により構成することもできる。ベース部33は、上方から下方に向けて徐々に直径が小さくなる円形の水平断面を有している。   As shown in FIG. 2, the ultrasonic mold 30 includes a base portion 33 having a tapered shape from the upper side to the lower side, and a horn head 32 screwed to the lower end of the base portion 33 by a screw portion 32b. Have. Of these, a cylindrical tip convex portion 32 a is formed at the lower end of the horn head 32. Further, a large number of projecting portions 31 are provided so as to project downward from the tip convex portion 32a. The horn head 32 is made of a metal such as titanium, aluminum, steel, and stainless steel. Further, the projecting portion 31 can be constituted by a Ni plating layer or a Cr plating layer provided on these metals. The base portion 33 has a circular horizontal cross section whose diameter gradually decreases from the top to the bottom.

次に。図3および図4により、超音波成形型30の突状部31の構成について更に説明する。図3および図4に示すように、ホーンヘッド32の先端凸部32a上に、互いに同一形状を有する多数の突状部31が形成されている。各突状部31は、それぞれ山形形状を有している。すなわち各突状部31は、平面円形状の頂部31aと、頂部31aから周囲に延びる裾部31bとを有している。このうち裾部31bは、頂部31a側からホーンヘッド32の先端凸部32a側に向けて徐々に直径が大きくなる円形の水平断面を有している。なお、超音波成形型30の振幅を小さく設定したい場合には、超音波振動子に合わせて、逆に上方から下方に向けて徐々に直径が小さくなるようにしても良く、あるいは、同径としても良い。さらに、隣接する頂部31aの間には谷部31cが形成されている。なお各突状部31は、抜きテーパーを有する任意の形状であれば良いが、とりわけ各突状部31先端を鋭角的に形成することが好ましい。各突状部31先端を鋭角にすることにより、成形の際、基材シート20に最初に接触する部分の面積を小さくすることができる。このことにより、振動エネルギーを基材シート20に伝えやすくし、基材シート20の溶融を開始させやすくすることができる。   next. The configuration of the protruding portion 31 of the ultrasonic mold 30 will be further described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 3 and 4, a large number of protrusions 31 having the same shape are formed on the tip protrusion 32 a of the horn head 32. Each protrusion 31 has a mountain shape. That is, each protrusion 31 has a planar circular top 31a and a skirt 31b extending from the top 31a to the periphery. Among these, the skirt part 31b has a circular horizontal cross section whose diameter gradually increases from the top part 31a side toward the tip convex part 32a side of the horn head 32. In order to set the amplitude of the ultrasonic mold 30 small, the diameter may be gradually decreased from the upper side to the lower side in accordance with the ultrasonic transducer, or the diameter may be the same. Also good. Furthermore, a valley portion 31c is formed between adjacent top portions 31a. Each protruding portion 31 may have any shape having a taper, but it is particularly preferable to form the tip of each protruding portion 31 at an acute angle. By making the tip of each protrusion 31 have an acute angle, the area of the part that first contacts the base sheet 20 can be reduced during molding. Thus, vibration energy can be easily transmitted to the base sheet 20 and melting of the base sheet 20 can be easily started.

図4において、各突状部31の頂部31aの直径d1は、微細貫通孔成形品40の形状によって任意に定めることができるが、例えば1μm〜10μm程度とすることが好ましい。隣接する頂部31a同士間の距離L1は、同様に微細貫通孔成形品40の形状によって任意に定めることができるが、例えば20μm〜100μm程度とすることが好ましい。各突状部31の高さh1も同様に任意に定めることができるが、例えば10μm〜100μm程度とすることが好ましい。 In FIG. 4, the diameter d 1 of the top portion 31 a of each protrusion 31 can be arbitrarily determined depending on the shape of the fine through-hole molded product 40, but is preferably about 1 μm to 10 μm, for example. Distance L 1 between the top 31a Adjacent, can be arbitrarily determined similarly by the shape of the fine through-hole molded article 40, for example, it is preferably about 20 m to 100 m. Similarly, the height h 1 of each protrusion 31 can be arbitrarily determined, but is preferably about 10 μm to 100 μm, for example.

次に、図5および図6により、このような超音波成形型30を作製する方法、とりわけ超音波成形型30の複数の突状部31を形成する方法について説明する。   Next, a method for producing such an ultrasonic mold 30, particularly a method for forming a plurality of protruding portions 31 of the ultrasonic mold 30 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

まず、例えばチタン等からなる未加工のホーンヘッド32を準備する。次に、この未加工のホーンヘッド32を超精密切削加工機36に装着する。ここで超精密切削加工機36は、図4および図5に示すように、先端にダイヤモンド刃先38が設けられた切削工具37を有している。このような超精密切削加工機36としては、1nm程度の制御精度を有し、かつ加工後の金型の表面粗さRaが数nmとすることができるものが好ましい。具体的には、超精密切削加工機36として、例えばファナック株式会社製の超精密ナノ加工機(ROBONANO)等を挙げることができる。   First, a raw horn head 32 made of titanium or the like is prepared. Next, the unprocessed horn head 32 is mounted on the ultraprecision cutting machine 36. Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the ultraprecision cutting machine 36 has a cutting tool 37 having a diamond cutting edge 38 provided at the tip. As such an ultra-precise cutting machine 36, a machine having a control accuracy of about 1 nm and capable of setting the surface roughness Ra of the die after processing to several nm is preferable. Specifically, as the ultra-precision cutting machine 36, for example, an ultra-precision nano-machining machine (ROBONANO) manufactured by FANUC CORPORATION can be exemplified.

次に、超精密切削加工機36の切削工具37は、軸A1を中心に時計回りに回転(自転)しながらホーンヘッド32の先端凸部32aに当接する。続いて切削工具37は、ホーンヘッド32の先端凸部32aのうち、各突状部31の頂部31aとなる部分を中心に時計回りに回転(公転)しながら、ホーンヘッド32の先端凸部32aを切削加工する。この結果、ホーンヘッド32の先端凸部32aに、頂部31aと裾部31bとを有する山形形状の突状部31が形成される。その後、このような作業を突状部31の個数分繰り返すことにより、ホーンヘッド32の先端凸部32a上に多数の突状部31が形成される。 Then, the cutting tool 37 of the ultra-precision cutting machine 36 abuts the leading protrusion 32a of the horn head 32 while rotating (rotation) in a clockwise direction about the axis A 1. Subsequently, the cutting tool 37 rotates (revolves) clockwise around the portion that becomes the top portion 31a of each protruding portion 31 in the tip convex portion 32a of the horn head 32, while the tip convex portion 32a of the horn head 32. Cutting. As a result, a chevron-shaped projecting portion 31 having a top portion 31a and a skirt portion 31b is formed on the tip convex portion 32a of the horn head 32. Thereafter, by repeating such an operation as many as the number of the projecting portions 31, a large number of projecting portions 31 are formed on the tip convex portion 32 a of the horn head 32.

<微細貫通孔成形品の製造方法>
次に、図7(a)〜(f)、図8(a)〜(d)および図9を参照しながら、上記した微細貫通孔成形装置10を用いて微細貫通孔成形品40を製造する方法について説明する。
<Method for producing fine through-hole molded product>
Next, with reference to FIGS. 7A to 7F, FIGS. 8A to 8D, and FIG. 9, a fine through-hole molded product 40 is manufactured using the fine through-hole forming apparatus 10 described above. A method will be described.

まず、製造しようとする微細貫通孔成形品40の3次元形状データに基づき、超精密切削加工機36を用いてホーンヘッド32を切削加工し、上記したような方法によって超音波成形型30を作製する。   First, based on the three-dimensional shape data of the fine through-hole molded product 40 to be manufactured, the horn head 32 is cut using the ultra-precision cutting machine 36, and the ultrasonic mold 30 is manufactured by the method described above. To do.

続いて、超音波成形型30を微細貫通孔成形装置10に装着するとともに、加熱装置14により超音波成形型30を、通常の室温(20℃)から基材シート20を構成する合成樹脂のガラス転移点温度ないし軟化温度の付近の温度でかつ基材シート20が成形後に冷却固化しうる程度に低い温度となるように加熱する。   Subsequently, the ultrasonic molding die 30 is mounted on the fine through-hole molding device 10, and the ultrasonic molding die 30 is moved from the normal room temperature (20 ° C.) by the heating device 14 to the synthetic resin glass. Heating is performed at a temperature in the vicinity of the transition temperature or the softening temperature and low enough to cool and solidify the base sheet 20 after molding.

次いで、受台11上にバックシート12を保持し、このバックシート12上に基材シート20を載置する。また、吸引部13により真空吸引することにより、基材シート20をバックシート12上で動かないように固定支持する。   Next, the back sheet 12 is held on the cradle 11, and the base sheet 20 is placed on the back sheet 12. Further, the base sheet 20 is fixed and supported so as not to move on the back sheet 12 by vacuum suction by the suction unit 13.

続いて、温度制御装置16により受台11を加温して、基材シート20を合成樹脂のガラス転移温度ないし軟化温度付近まで加熱する。   Subsequently, the cradle 11 is heated by the temperature control device 16 to heat the base sheet 20 to near the glass transition temperature or softening temperature of the synthetic resin.

このとき、超音波成形型30はバックシート12の上方に配置されており、その突状部31は初期位置(Z0)にある(図7(a)、図9)。この際、超音波成形型30の突状部31はまだ超音波振動しておらず(振幅=0)、突状部31にも荷重は加わっていない(荷重=0)。 At this time, the ultrasonic forming die 30 is disposed above the back sheet 12, and the protruding portion 31 is in the initial position (Z 0 ) (FIGS. 7A and 9). At this time, the protruding portion 31 of the ultrasonic mold 30 is not yet ultrasonically vibrated (amplitude = 0), and no load is applied to the protruding portion 31 (load = 0).

次に、成形型制御装置15により、突状部31が基材シート20の直上の切換位置(Z1)にくるまで、超音波成形型30を基材シート20に向けて下降させる。突状部31が初期位置(Z0)から切換位置(Z1)まで移動する間、超音波成形型30は、成形型制御装置15によって位置制御され、突状部31は一定の速度で下降される。 Next, the ultrasonic mold 30 is lowered toward the base sheet 20 by the mold control device 15 until the protruding portion 31 reaches the switching position (Z 1 ) immediately above the base sheet 20. While the protruding portion 31 moves from the initial position (Z 0 ) to the switching position (Z 1 ), the position of the ultrasonic forming die 30 is controlled by the forming die control device 15, and the protruding portion 31 is lowered at a constant speed. Is done.

その後、超音波成形型30の突状部31は、基材シート20の直上の切換位置(Z1)に達する(図8(a)、図9)。このとき、成形型制御装置15は、超音波成形型30の制御を位置制御から荷重制御に切り換える。これと同時に、成形型制御装置15は、突状部31を上下方向に第1振幅(A1)で超音波振動させ(図9)、かつ超音波成形型30を更に降下させる。この第1振幅(A1)としては、例えば1μm〜10μmとしても良い。また、突状部31の振動数は任意に設定することができるが、20kHz〜40kHz程度に設定することが好ましい。なお、このとき突状部31には荷重は加わっていない(荷重=0)。 Thereafter, the protruding portion 31 of the ultrasonic mold 30 reaches the switching position (Z 1 ) immediately above the base sheet 20 (FIGS. 8A and 9). At this time, the mold control device 15 switches the control of the ultrasonic mold 30 from position control to load control. At the same time, the mold control device 15 ultrasonically vibrates the protrusion 31 in the vertical direction with the first amplitude (A 1 ) (FIG. 9), and further lowers the ultrasonic mold 30. As this 1st amplitude (A1), it is good also as 1 micrometer-10 micrometers, for example. Moreover, although the frequency of the protrusion 31 can be set arbitrarily, it is preferable to set it to about 20 kHz to 40 kHz. At this time, no load is applied to the protruding portion 31 (load = 0).

超音波成形型30が下降することにより、突状部31が基材シート20に当接し、当接位置(Z2)に達する(図7(b)、図8(b)、図9)。突状部31が基材シート20に当接したことは、突状部31に加わる荷重が所定の接触荷重(P0)に達したことを成形型制御装置15が検出することにより判断される。なお、この接触荷重(P0)は、0をわずかに上回る荷重、例えば1N〜3Nに設定することができる。なお、このとき突状部31の振幅は第1振幅(A1)に維持されている(図9)。 When the ultrasonic molding die 30 is lowered, the protruding portion 31 comes into contact with the base sheet 20 and reaches the contact position (Z 2 ) (FIGS. 7B, 8B, and 9). The contact of the protruding portion 31 with the base material sheet 20 is determined by the mold control device 15 detecting that the load applied to the protruding portion 31 has reached a predetermined contact load (P 0 ). . The contact load (P 0 ) can be set to a load slightly exceeding 0, for example, 1N to 3N. At this time, the amplitude of the protruding portion 31 is maintained at the first amplitude (A 1 ) (FIG. 9).

突状部31が基材シート20に当接した際、基材シート20のうち突状部31が接触した箇所が超音波振動の振動エネルギーにより振動加熱される。この振動エネルギーによる振動加熱と、受台11から加えられる熱エネルギーとにより、基材シート20を構成する合成樹脂が軟化ないし溶融温度まで達し、その結果、基材シート20のうち突状部31が当接している部分のみが局所的に軟化ないし溶融する。   When the projecting portion 31 comes into contact with the base material sheet 20, the portion of the base material sheet 20 where the projecting portion 31 comes into contact is vibrated and heated by vibration energy of ultrasonic vibration. The synthetic resin constituting the base sheet 20 reaches the softening or melting temperature due to the vibration heating by the vibration energy and the heat energy applied from the cradle 11, and as a result, the protruding portion 31 of the base sheet 20 Only the abutting part is locally softened or melted.

続いて、超音波成形型30を更に下降させる。この間、突状部31は、超音波振動により基材シート20を加熱しながら、基材シート20中を貫入していく。なお、この間、超音波成形型30の制御は引き続き荷重制御に維持されており、突状部31に加わる荷重を保持荷重(P2)まで段階的に増加させながら、この間突状部31を超音波振動させる振幅を段階的に上昇させていく。 Subsequently, the ultrasonic mold 30 is further lowered. During this time, the protruding portion 31 penetrates through the base sheet 20 while heating the base sheet 20 by ultrasonic vibration. During this time, the control of the ultrasonic molding die 30 is continuously maintained at the load control, and while the load applied to the projecting portion 31 is increased step by step up to the holding load (P 2 ), the projecting portion 31 is superposed during this time. The amplitude of sonic vibration is increased step by step.

具体的には、突状部31が基材シート20に当接した後、まず突状部31に加える設定荷重を第1荷重(P1)に変更し、突状部31の振幅は第1振幅(A1)に維持される(図9)。突状部31が基材シート20中を貫入していくことにより、突状部31に加わる荷重は増加し、接触荷重(P0)から第1荷重(P1)まで上昇する。そして突状部31に加わる荷重が第1荷重(P1)となったとき、突状部31は中間位置(Z3)に達する(図8(c)、図9)。なお、第1荷重(P1)としては、例えば40N〜70Nに設定することができる。図9において、設定荷重を一点鎖線で示し、実測荷重を実線で示している。 Specifically, after the projecting portion 31 comes into contact with the base material sheet 20, first, the set load applied to the projecting portion 31 is changed to the first load (P 1 ), and the amplitude of the projecting portion 31 is the first. The amplitude (A 1 ) is maintained (FIG. 9). As the protruding portion 31 penetrates into the base sheet 20, the load applied to the protruding portion 31 increases and increases from the contact load (P 0 ) to the first load (P 1 ). When the load applied to the protruding portion 31 becomes the first load (P 1 ), the protruding portion 31 reaches the intermediate position (Z 3 ) (FIGS. 8C and 9). As the first load (P 1), can be set to, for example, 40N~70N. In FIG. 9, the set load is indicated by a one-dot chain line, and the actually measured load is indicated by a solid line.

なお、このようにして、突状部31が当接位置(Z2)で基材シート20に当接した後、突状部31に加わる荷重が第1荷重(P1)まで増加し、突状部31が中間位置(Z3)に達するまでが第1工程に相当する。 In this way, after the protrusion 31 contacts the base sheet 20 at the contact position (Z 2 ), the load applied to the protrusion 31 increases to the first load (P 1 ). The process until the shape part 31 reaches the intermediate position (Z 3 ) corresponds to the first step.

このようにして突状部31が中間位置(Z3)に達したとき、成形型制御装置15は、突状部31に加える設定荷重を第2荷重(P2)に変更する。また、突状部31の振幅を第1振幅(A1)から第2振幅(A2)に変更し、第2振幅(A2)をもって突状部31を超音波振動させる(図9)。なお、第2振幅(A2)は第1振幅(A1)より大きく、例えば5μm〜20μmとしても良い。 Thus, when the protrusion 31 reaches the intermediate position (Z 3 ), the mold control device 15 changes the set load applied to the protrusion 31 to the second load (P 2 ). Further, the amplitude of the protrusion 31 is changed from the first amplitude (A 1 ) to the second amplitude (A 2 ), and the protrusion 31 is ultrasonically vibrated with the second amplitude (A 2 ) (FIG. 9). The second amplitude (A 2 ) is larger than the first amplitude (A 1 ), and may be, for example, 5 μm to 20 μm.

続いて、超音波成形型30を更に降下させ、突状部31に加わる荷重を第1荷重(P1)から第2荷重(P2)まで増加させながら、この間第2振幅(A2)をもって突状部31を超音波振動させる。この状態で、突状部31は超音波振動されて、基材シート20が振動加熱され、突状部31により基材シート20が貫通する。このようにして、超音波成形型30の突状部31の先端がバックシート12(バックシート剥離層12a)に当接する。突状部31がバックシート12に当接したことは、突状部31に加わる荷重が第2荷重(P2)に達したことを成形型制御装置15が検出することにより判断される。なお、第2荷重(P2)は、第1荷重(P1)より大きく、例えば80N〜120Nに設定することができる。このように、突状部31先端がバックシート12に当接し、突状部31に加わる荷重が第2荷重(P2)となったとき、突状部31は下端位置(Z4)に達する(図7(c)、図8(d)、図9)。 Subsequently, the ultrasonic molding die 30 is further lowered to increase the load applied to the protruding portion 31 from the first load (P 1 ) to the second load (P 2 ), while having a second amplitude (A 2 ). The protrusion 31 is ultrasonically vibrated. In this state, the protrusion 31 is ultrasonically vibrated, the base sheet 20 is vibrated and heated, and the base sheet 20 penetrates through the protrusion 31. In this way, the tip of the protruding portion 31 of the ultrasonic forming die 30 comes into contact with the back sheet 12 (back sheet release layer 12a). The contact of the protruding portion 31 with the back sheet 12 is determined by the mold control device 15 detecting that the load applied to the protruding portion 31 has reached the second load (P 2 ). The second load (P 2 ) is larger than the first load (P 1 ), and can be set to, for example, 80N to 120N. Thus, when the tip of the protruding portion 31 abuts on the back sheet 12 and the load applied to the protruding portion 31 becomes the second load (P 2 ), the protruding portion 31 reaches the lower end position (Z 4 ). (FIG. 7 (c), FIG. 8 (d), FIG. 9).

なお、このようにして、突状部31に加わる荷重を第1荷重(P1)から第2荷重(P2)まで増加させ、突状部31を中間位置(Z3)から下端位置(Z4)に降下させるまでが第2工程に相当する。さらに、上述した第1工程と第2工程が、本実施の形態における貫入工程に相当する。 In this way, the load applied to the protruding portion 31 is increased from the first load (P 1 ) to the second load (P 2 ), and the protruding portion 31 is moved from the intermediate position (Z 3 ) to the lower end position (Z The process up to 4 ) corresponds to the second step. Furthermore, the first step and the second step described above correspond to the penetration step in the present embodiment.

突状部31の先端がバックシート12に当接したとき、超音波成形型30の下降を停止させる。同時に、突状部31先端の振動下端がバックシート12の表面上に位置するように維持したまま、超音波成形型30の超音波振動の振幅を徐々に減衰させていき、最終的に停止させる。   When the tip of the protruding portion 31 comes into contact with the back sheet 12, the lowering of the ultrasonic forming die 30 is stopped. At the same time, the amplitude of the ultrasonic vibration of the ultrasonic forming die 30 is gradually attenuated and finally stopped while maintaining the vibration lower end at the tip of the protruding portion 31 on the surface of the back sheet 12. .

その後、この状態で荷重を第2荷重(P2)に保ったまま一定時間超音波成形型30を押圧保持する(図9)。この場合、第2荷重(P2)が保持荷重に相当する。この間、加熱装置14が停止し、超音波成形型30を冷却すると同時に、温度制御装置16により受台11を降温して基材シート20が合成樹脂のガラス温度ないし軟化温度以下の温度となるまで冷却する。または、振動が停止するのと同時に、予め設定温調した超音波成形型30および受台11の温度で基材シート20が冷却され、硬化される。これらの工程により、局部的に軟化ないし溶融していた基材シート20が固化し、基材シート20に多数の微細貫通孔41が形成され、基材シート20から多数の微細貫通孔41を有する微細貫通孔成形品40が成形される。この場合、図示しない冷却装置を用いることにより、超音波成形型30および基材シート20を積極的に冷却しても良い。 Thereafter, in this state, the ultrasonic molding die 30 is pressed and held for a predetermined time while keeping the load at the second load (P 2 ) (FIG. 9). In this case, the second load (P 2 ) corresponds to the holding load. During this time, the heating device 14 is stopped, the ultrasonic mold 30 is cooled, and at the same time, the temperature control device 16 lowers the temperature of the cradle 11 until the base sheet 20 reaches a temperature equal to or lower than the glass temperature or the softening temperature of the synthetic resin. Cooling. Alternatively, at the same time as the vibration is stopped, the base sheet 20 is cooled and cured at the temperature of the ultrasonic molding die 30 and the cradle 11 that have been preset in temperature. Through these steps, the base sheet 20 that has been locally softened or melted is solidified, and a large number of fine through holes 41 are formed in the base sheet 20, and the base sheet 20 has a large number of fine through holes 41. A fine through-hole molded product 40 is molded. In this case, the ultrasonic mold 30 and the base sheet 20 may be actively cooled by using a cooling device (not shown).

なお、このようにして、超音波成形型30の降下と突状部31の超音波振動を停止し、この状態で荷重を第2荷重(P2)(保持荷重)に保ったまま、超音波成形型30を下端位置(Z4)に一定時間保持し、基材シート20(微細貫通孔成形品40)を冷却する工程が、保持工程に相当する。 In this way, the lowering of the ultrasonic molding die 30 and the ultrasonic vibration of the protruding portion 31 are stopped, and the ultrasonic wave is maintained while maintaining the load at the second load (P 2 ) (holding load) in this state. The process of holding the molding die 30 at the lower end position (Z 4 ) for a predetermined time and cooling the base sheet 20 (the fine through-hole molded product 40) corresponds to the holding process.

次に、成形型制御装置15により超音波成形型30を上昇させる。この場合、超音波成形型30および微細貫通孔成形品40(基材シート20)は冷却されて寸法がわずかに縮んでいる。この状態で、微細貫通孔成形品40を超音波成形型30から離型することができる(図7(d))。また、微細貫通孔成形品40(基材シート20)が超音波成形型30に付着する場合には、まず超音波成形型30をわずかに上昇させ、そこで再度極短時間超音波成形型30を振動させることで、微細貫通孔成形品40を超音波成形型30から容易に離型することができる。   Next, the ultrasonic mold 30 is raised by the mold control device 15. In this case, the ultrasonic mold 30 and the fine through-hole molded product 40 (base material sheet 20) are cooled and the dimensions are slightly reduced. In this state, the fine through-hole molded product 40 can be released from the ultrasonic molding die 30 (FIG. 7D). Further, when the fine through-hole molded product 40 (base sheet 20) adheres to the ultrasonic mold 30, the ultrasonic mold 30 is first raised slightly, and then the ultra short time ultrasonic mold 30 is again formed. By vibrating, the fine through-hole molded product 40 can be easily released from the ultrasonic mold 30.

あるいは、突状部31に加わる荷重を第2荷重(P2)に保ったまま、再度極短時間超音波成形型30を振動させることで、微細貫通孔41の口径など、微細貫通孔41の賦形状態をわずかに変化させても良い。 Alternatively, the ultrasonic molding die 30 is vibrated again for a very short time while keeping the load applied to the protruding portion 31 at the second load (P 2 ), so that the diameter of the fine through hole 41 and the like can be reduced. The shaping state may be changed slightly.

続いて、吸引部13による真空吸引を停止し、受台11からバックシート12および微細貫通孔成形品40を取外す(図7(e))。最後に、バックシート12から微細貫通孔成形品40を剥離することにより、微細貫通孔成形品40が得られる(図7(f))。なお、受台11上に保持された状態のバックシート12から直接微細貫通孔成形品40を剥離しても良い。   Subsequently, the vacuum suction by the suction unit 13 is stopped, and the back sheet 12 and the fine through-hole molded product 40 are removed from the cradle 11 (FIG. 7E). Finally, the fine through-hole molded product 40 is obtained by peeling the fine through-hole molded product 40 from the back sheet 12 (FIG. 7F). The fine through-hole molded product 40 may be peeled directly from the back sheet 12 held on the cradle 11.

このように、本実施の形態によれば、突状部31が基材シート20の直上の切換位置(Z1)にくるまで超音波成形型30を位置制御して降下させ、その後、切換位置(Z1)で超音波成形型30の制御を位置制御から荷重制御に切り換えて、超音波成形型30を更に降下させる。このとき、突状部31を超音波振動させ、突状部31が基材シート20を貫通することにより、基材シート20に多数の微細貫通孔41を形成する。このように、超音波成形型30が荷重制御されて突状部31が基材シート20を貫通することにより、基材シート20に多数の微細貫通孔41を高い精度で形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the ultrasonic molding die 30 is controlled to be lowered until the protruding portion 31 reaches the switching position (Z 1 ) immediately above the base sheet 20, and then the switching position. At (Z 1 ), the control of the ultrasonic mold 30 is switched from position control to load control, and the ultrasonic mold 30 is further lowered. At this time, the protrusion 31 is ultrasonically vibrated, and the protrusion 31 penetrates the base sheet 20, thereby forming a large number of fine through holes 41 in the base sheet 20. As described above, when the ultrasonic molding die 30 is subjected to load control and the protruding portion 31 penetrates the base sheet 20, a large number of fine through holes 41 can be formed in the base sheet 20 with high accuracy.

また、本実施の形態によれば、基材シート20に多数の微細貫通孔41を形成する際、突状部31が当接位置(Z2)で基材シート20に当接し、その後、突状部31に加わる荷重を第1荷重(P1)まで増加させながら、この間第1振幅(A1)をもって突状部31を超音波振動させる(第1工程)。その後、突状部31に加わる荷重を第1荷重(P1)から第2荷重(P2)まで増加させながら、この間第1振幅(A1)より大きな第2振幅(A2)をもって突状部31を超音波振動させる(第2工程)。このように、微細貫通孔41を形成する工程の後半に突状部31に加わる荷重および突状部31の振幅を大きくすることにより、より多くの振動エネルギーを加えることができると同時に微細貫通孔41の形状が正確に定まりやすくなり、微細貫通孔41を高精度かつ短時間で賦形することが可能となる。また、これらの工程をとることにより、第1工程では、突状部31の頂部31aとこれに当接する微細貫通孔41の円形開口41a近傍の部分に振動加熱が集中するが、第2工程では接触面積が増加するため、より振動エネルギーを与える必要が生じることに対応することができる。 In addition, according to the present embodiment, when the large number of fine through holes 41 are formed in the base sheet 20, the protruding portion 31 comes into contact with the base sheet 20 at the contact position (Z 2 ). While increasing the load applied to the protrusion 31 to the first load (P 1 ), the protrusion 31 is ultrasonically vibrated with the first amplitude (A 1 ) during this time (first step). Thereafter, while increasing the load applied to the protruding portion 31 from the first load (P 1 ) to the second load (P 2 ), the protruding portion has a second amplitude (A 2 ) larger than the first amplitude (A 1 ) during this time. The part 31 is vibrated ultrasonically (second step). Thus, by increasing the load applied to the protruding portion 31 and the amplitude of the protruding portion 31 in the latter half of the step of forming the fine through hole 41, more vibration energy can be applied and at the same time the fine through hole The shape of 41 is easily determined accurately, and the fine through hole 41 can be shaped with high accuracy and in a short time. Further, by taking these steps, in the first step, the vibration heating concentrates on the top portion 31a of the protruding portion 31 and the portion near the circular opening 41a of the fine through hole 41 in contact with the top portion 31a, but in the second step, Since the contact area increases, it is possible to cope with the necessity of giving more vibration energy.

さらに、本実施の形態によれば、第2工程の後、超音波成形型30の降下を停止するとともに突状部31の超音波振動を停止し、この状態で荷重を第2荷重(P2)(保持荷重)に保ったまま一定時間保持する(保持工程)。これにより、局部的に軟化ないし溶融していた基材シート20を冷却固化し、精度良く賦形された微細貫通孔41の形状を維持することができるとともに、突状部31を微細貫通孔41から抜き易くすることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, after the second step, the descent of the ultrasonic molding die 30 is stopped and the ultrasonic vibration of the protruding portion 31 is stopped, and the load is applied to the second load (P 2) in this state. ) (Holding load) and hold for a certain time (holding step). As a result, the base material sheet 20 that has been locally softened or melted can be cooled and solidified, and the shape of the fine through-hole 41 shaped with high accuracy can be maintained, and the protruding portion 31 can be replaced with the fine through-hole 41. It can be easily removed from.

さらに、本実施の形態によれば、突状部31が基材シート20に当接したことは、突状部31に加わる荷重が接触荷重(P0)に達したことを検出することにより判断されるので、基材シート20に対するコンタクト検出機能を有しており、正確な検出制御を実行することができる。また、突状部31がバックシート12に当接したことは、突状部31に加わる荷重が第2荷重(P2)に達したことを検出することにより判断されるので、突状部31の停止位置を正確に検出することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, it is determined by detecting that the load applied to the protruding portion 31 has reached the contact load (P 0 ) that the protruding portion 31 has contacted the base sheet 20. Therefore, it has a contact detection function for the base material sheet 20 and can perform accurate detection control. In addition, the fact that the protruding portion 31 is in contact with the back sheet 12 is determined by detecting that the load applied to the protruding portion 31 has reached the second load (P 2 ). It is possible to accurately detect the stop position.

<微細貫通孔成形品>
次に、図10および図11により、上記した微細貫通孔成形装置10により成形された微細貫通孔成形品40の構成について説明する。図10は、微細貫通孔成形品を示す平面図であり、図11は、図10のXI−XI線断面図である。
<Fine through-hole molded product>
Next, the configuration of the fine through-hole molded product 40 formed by the fine through-hole forming apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a plan view showing a fine through-hole molded product, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.

図10および図11に示す微細貫通孔成形品40は、微細貫通孔成形装置10を用いて基材シート20を成形することにより製造されたものである。このような微細貫通孔成形品40は、例えばフィルター部材、通気性部材、ネブライザーで使用される微粒液滴生成用のメッシュ等、様々な機能を発揮する部材として用いられる。このような微細貫通孔成形品40を構成する材料としては、上述したような各種の熱溶融性樹脂、例えばポリカーボネート(PC)、非晶質ポリエチレンテレフタレート(A−PET)、結晶性ポリエチレンテレフタレート、延伸性ポリエチレンテレフタレート、メタクリル酸エステル重合体(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ABS等が挙げられる。その他、ポリサルフォン(PSU)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリメチルペンテン(PMP)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の熱可塑性プラスチックを適用することもできる。   A fine through-hole molded product 40 shown in FIGS. 10 and 11 is manufactured by molding the base sheet 20 using the fine through-hole forming apparatus 10. Such a fine through-hole molded product 40 is used as a member that exhibits various functions, such as a filter member, a breathable member, and a mesh for generating fine droplets used in a nebulizer. As a material constituting such a fine through-hole molded article 40, various heat-meltable resins as described above, for example, polycarbonate (PC), amorphous polyethylene terephthalate (A-PET), crystalline polyethylene terephthalate, stretched Include polyethylene terephthalate, methacrylic acid ester polymer (PMMA), polystyrene (PS), and ABS. In addition, polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), thermoplastic polyimide (TPI), polymethylpentene (PMP), super High molecular weight polyethylene (UHMWPE), liquid crystal polymer (LCP), polyarylate (PAR), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyacetal (POM), Thermoplastics such as polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polyvinyl chloride (PVC) can also be applied.

図10および図11に示すように、微細貫通孔成形品40は、成形品本体部42と、成形品本体部42の全体にわたって形成された複数の微細貫通孔41を有している。各微細貫通孔41は、それぞれ超音波成形型30の各突状部31によって賦形されたものであり、したがって、各突状部31の形状に対応する形状を有している。各微細貫通孔41は、成形品本体部42の一面42aに設けられた円形開口41aと、円形開口41aから成形品本体部42の他面の円形開口42b側に向けて延びる斜面部41bとを有している。斜面部41bは、直線や曲線としてよいが、特に、後記するようなミスト形成用フィルターとして微細貫通孔成形品40を使用する場合には、斜面部41bが放物線となるようなコニーデ形状の貫通孔とすることが好ましい。また、符号40aは、円形開口41a周縁に形成された孔周縁部であり、符号40bは、互いに隣接する微細貫通孔41同士の間に形成された接続部であり、符号40cは、微細貫通孔41の周囲に形成された肉厚部である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the fine through-hole molded product 40 has a molded product main body 42 and a plurality of fine through-holes 41 formed over the entire molded product main body 42. Each fine through hole 41 is formed by each protruding portion 31 of the ultrasonic forming die 30, and thus has a shape corresponding to the shape of each protruding portion 31. Each fine through hole 41 includes a circular opening 41a provided on one surface 42a of the molded product main body 42, and a slope 41b extending from the circular opening 41a toward the circular opening 42b on the other surface of the molded product main body 42. Have. The slope 41b may be a straight line or a curve, but in particular, when the fine through-hole molded product 40 is used as a mist forming filter as will be described later, the cone-shaped through-hole in which the slope 41b becomes a parabola. It is preferable that Further, reference numeral 40a denotes a hole peripheral part formed at the peripheral edge of the circular opening 41a, reference numeral 40b denotes a connecting part formed between adjacent fine through holes 41, and reference numeral 40c denotes a fine through hole. 41 is a thick portion formed around 41.

斜面部41bが放物線となるようなコニーデ形状の貫通孔では、図11に示すように、微細貫通孔成形品40の表裏において貫通孔の直径が異なる。例えば、各微細貫通孔41の円形開口41aの直径d2は、例えば1μm〜10μm程度とすることが好ましい。また、円形開口42bの直径d3は、例えば20μm〜80μm程度とすることが好ましい。貫通孔41の数は、微細貫通孔成形品40の単位面積あたり、200〜1000個/mm程度であることが好ましく、各貫通孔41が上記のような数となるには、隣接する円形開口41a同士間の距離L2は、例えば32μm〜70μm程度とすることが好ましい。さらに微細貫通孔成形品40の厚さt2は、例えば10μm〜100μm程度とすることが好ましい。 As shown in FIG. 11, the diameter of the through hole is different between the front and back of the fine through hole molded product 40 in the Conede-shaped through hole in which the slope portion 41 b is a parabola. For example, the diameter d 2 of the circular opening 41a of each fine through hole 41 is preferably about 1 μm to 10 μm, for example. The diameter d 3 of the circular opening 42b, for example is preferably about 20Myuemu~80myuemu. The number of through-holes 41 is preferably about 200 to 1000 per mm 2 per unit area of the fine through-hole molded product 40, and the adjacent circular openings 41 a are necessary for each through-hole 41 to have the above number. distance L 2 between each other, for example, is preferably about 32Myuemu~70myuemu. Furthermore, the thickness t 2 of the fine through-hole molded product 40 is preferably about 10 μm to 100 μm, for example.

上記したような微細貫通孔成形品40は、ネブライザー等のミスト発生装置のミスト形成用フィルターとして好適に使用できる。例えば、図12に示すように、ミスト発生装置50の超音波振動子51とミスト発生口52との間に、微細貫通孔成形品40(ミスト形成用フィルター54)を配置する。超音波振動子51上に供給された液体53は、超音波振動子51からの振動エネルギーにより粒状の液滴53aが形成されるが、ミスト形成用フィルター54の貫通孔を液滴が通過してミスト発生口52へ放出されることにより、所望の粒径を有する液滴53aを形成することができる。上記のような表裏で直径の異なる貫通孔が設けられた微細貫通孔成形品40の貫通孔の直径の大きい側が超音波振動子51側となるように微細貫通孔成形品40を配置することにより、液滴53aの粒径が1〜10μm程度のミストを形成することができる。   The fine through-hole molded product 40 as described above can be suitably used as a mist forming filter of a mist generating device such as a nebulizer. For example, as shown in FIG. 12, the fine through-hole molded product 40 (mist forming filter 54) is disposed between the ultrasonic vibrator 51 and the mist generating port 52 of the mist generating device 50. The liquid 53 supplied onto the ultrasonic transducer 51 forms granular droplets 53a by vibration energy from the ultrasonic transducer 51, but the droplets pass through the through holes of the mist forming filter 54. By being discharged to the mist generating port 52, a droplet 53a having a desired particle diameter can be formed. By arranging the fine through-hole molded product 40 such that the side with the larger diameter of the through-hole molded product 40 provided with through-holes with different diameters on the front and back as described above is the ultrasonic transducer 51 side. A mist having a particle size of the droplet 53a of about 1 to 10 μm can be formed.

<変形例>
上記した実施の形態において、基材シート20に多数の微細貫通孔41を形成する際、突状部31が基材シート20に当接した後、突状部31に加わる荷重を第2荷重(P2)(保持荷重)まで2段階のステップで増加させながら、突状部31の振幅を2段階のステップで上昇させている。しかしながら、これに限られることはなく、突状部31に加わる荷重を、保持荷重まで3段階以上のステップで増加させながら、突状部31の振幅を3段階以上のステップで上昇させても良い。例えば、突状部31の接触面積S(基材シート20の表面に対する投影面積)(図8参照)に合わせて、突状部31に加わる荷重を保持荷重まで3段階以上のステップで増加させながら、突状部31の振幅を3段階以上のステップで上昇させても良い。
<Modification>
In the above-described embodiment, when a large number of fine through holes 41 are formed in the base sheet 20, the load applied to the protrusion 31 after the protrusion 31 abuts on the base sheet 20 is a second load ( The amplitude of the protrusion 31 is increased in two steps while increasing in two steps until P 2 ) (holding load). However, the present invention is not limited to this, and the amplitude of the protrusion 31 may be increased in three or more steps while increasing the load applied to the protrusion 31 to the holding load in three or more steps. . For example, in accordance with the contact area S (projected area with respect to the surface of the base sheet 20) of the protrusion 31 (see FIG. 8), the load applied to the protrusion 31 is increased to the holding load in three or more steps. The amplitude of the protrusion 31 may be increased in three or more steps.

また、上記した実施の形態において、突状部31に加わる荷重を第2荷重(P2)(保持荷重)まで段階的に増加させながら、突状部31の振幅を段階的に上昇させる際、突状部31がある一定の荷重(第1荷重(P1)、第2荷重(P2))に達したことをもってステップを切り換えている。しかしながら、これに限られるものではなく、突状部31の移動を開始した後、所定の時間に達したことをもって各ステップを切り換えても良い。例えば、所定の時間T1(図9)に達したときに第1工程から第2工程に切り換え、所定の時間T2(図9)に達したときに第2工程から保持工程に切り換えても良い。 In the above-described embodiment, when increasing the amplitude of the protruding portion 31 stepwise while increasing the load applied to the protruding portion 31 to the second load (P 2 ) (holding load) stepwise, The step is switched when the protrusion 31 reaches a certain load (first load (P 1 ), second load (P 2 )). However, the present invention is not limited to this, and each step may be switched when a predetermined time is reached after the movement of the protruding portion 31 is started. For example, when the predetermined time T 1 (FIG. 9) is reached, the first process is switched to the second process, and when the predetermined time T 2 (FIG. 9) is reached, the second process is switched to the holding process. good.

あるいは、突状部31の先端位置を常時監視しておき、突状部31が所定の位置に達したことをもって各ステップを切り換えても良い。例えば、突状部31が所定の中間位置(Z3)(図8(c)、図9)に達したことを検知したときに第1工程から第2工程に切り換え、突状部31が所定の下端位置(Z4)(図8(d)、図9)に達したことを検知したときに第2工程から保持工程に切り換えても良い。 Alternatively, the tip position of the protruding portion 31 may be constantly monitored, and each step may be switched when the protruding portion 31 has reached a predetermined position. For example, when it is detected that the protrusion 31 has reached a predetermined intermediate position (Z 3 ) (FIG. 8C, FIG. 9), the first process is switched to the second process, and the protrusion 31 is predetermined. When it is detected that the lower end position (Z 4 ) (FIG. 8D, FIG. 9) has been reached, the second process may be switched to the holding process.

更にまた、これ等の設定値の監視を同時に進め、先行して設定値に達したことを検知したものがあれば、それを優先して第1工程から第2工程に切り換えても良く、また第2工程から保持工程に切り替えても良い。   Furthermore, monitoring of these set values may proceed simultaneously, and if there is one that has detected that the set value has been reached in advance, it may be switched from the first step to the second step with priority. The second process may be switched to the holding process.

10 微細貫通孔成形装置
11 受台
12 バックシート
12a バックシート剥離層
13 吸引部
14 加熱装置
15 成形型制御装置
16 温度制御装置
20 基材シート
30 超音波成形型
31 突状部
32 ホーンヘッド
33 ベース部
40 微細貫通孔成形品
41 微細貫通孔
42 成形品本体部
50 ミスト発生装置
51 超音波振動子
52 ミスト発生口
53 液体
54 ミスト形成用フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fine through-hole shaping | molding apparatus 11 Base 12 Back sheet 12a Back sheet peeling layer 13 Suction part 14 Heating device 15 Mold control apparatus 16 Temperature control apparatus 20 Base material sheet 30 Ultrasonic molding die 31 Projection part 32 Horn head 33 Base Part 40 Fine through-hole molded product 41 Fine through-hole 42 Molded product main body 50 Mist generator 51 Ultrasonic vibrator 52 Mist generating port 53 Liquid 54 Mist forming filter

Claims (13)

受台と、受台上に保持され、耐熱性を有するとともに合成樹脂製の基材シートを支持するバックシートと、バックシート上方に配置され、下方部に多数の突状部を有する超音波成形型とを備え、超音波成形型は、上下方向に移動可能となり、かつ上下方向に超音波振動して基材シートを振動加熱し、基材シートを溶融して基材シートに多数の微細貫通孔を形成する微細貫通孔成形装置を用いて、微細貫通孔成形品を製造する方法において、
突状部が基材シートの直上にくるまで超音波成形型を位置制御して降下させる工程と、
超音波成形型の制御を位置制御から荷重制御に切り換えて、超音波成形型を更に降下させるとともに、超音波成形型の突状部を超音波振動させ、突状部が基材シートを貫通することにより、基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程と、を備えたことを特徴とする、方法。
A cradle, a back sheet that is held on the cradle and has heat resistance and supports a base sheet made of synthetic resin, and an ultrasonic molding that is disposed above the back sheet and has a large number of protrusions at the lower part The ultrasonic molding die is movable in the vertical direction, and ultrasonically vibrates in the vertical direction to vibrate and heat the base sheet to melt and melt the base sheet into a large number of fine penetrations. In a method of manufacturing a fine through-hole molded product using a fine through-hole forming device that forms holes,
A step of lowering the position of the ultrasonic molding die until the protruding portion is directly above the base sheet, and
The control of the ultrasonic mold is switched from position control to load control, and the ultrasonic mold is further lowered, and the protrusion of the ultrasonic mold is ultrasonically vibrated so that the protrusion penetrates the base sheet. Forming a large number of fine through holes in the substrate sheet.
基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程は、突状部が基材シートに当接した後、突状部に加わる荷重を保持荷重まで段階的に増加させながら、この間突状部を超音波振動させる振幅を段階的に上昇させる貫入工程を有する、請求項1に記載の方法。   The process of forming a large number of fine through-holes in the base sheet is the step of increasing the load applied to the protrusions step by step up to the holding load after the protrusions contact the base sheet. The method according to claim 1, further comprising a penetration step of gradually increasing the amplitude of ultrasonic vibration. 貫入工程の後、超音波成形型の降下を停止するとともに突状部の超音波振動を停止し、この状態で荷重を保持荷重に保ったまま一定時間保持する保持工程が設けられている、請求項2に記載の方法。   After the penetration step, there is provided a holding step for stopping the descent of the ultrasonic molding die and stopping the ultrasonic vibration of the protruding portion, and holding the load for a certain time in this state. Item 3. The method according to Item 2. 突状部が基材シートに当接したことは、突状部に加わる荷重が接触荷重に達したことにより判断される、請求項2または3に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the contact of the projecting portion with the base sheet is determined by a load applied to the projecting portion reaching a contact load. 保持工程の後、突状部に加わる荷重を保持荷重に保ったまま再度突状部を超音波振動させる、請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein after the holding step, the protruding portion is ultrasonically vibrated again while maintaining a load applied to the protruding portion at the holding load. 保持工程の後、超音波成形型を上昇させ、再度突状部を超音波振動させる、請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein after the holding step, the ultrasonic mold is raised, and the protrusion is ultrasonically vibrated again. 基材シートに多数の微細貫通孔を形成する工程の後、超音波成形型を上昇させて突状部を基材シートから抜出する工程をさらに備える、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。   7. The method according to claim 1, further comprising a step of raising the ultrasonic mold after the step of forming a large number of fine through holes in the base material sheet and extracting the protruding portion from the base material sheet. The method described in 1. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法によって得られる微細貫通孔成形品。   The fine through-hole molded article obtained by the method as described in any one of Claims 1 thru | or 7. 合成樹脂製の基材シートに多数の微細貫通孔が形成されたミスト形成用フィルターであって、前記ミスト形成用フィルターは、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法によって得られたものであり、貫通孔の直径が、基材シートの表裏において異なっており、一方の面の直径が1〜10μmであり、他方の面の直径が20〜80μmであることを特徴とする、ミスト形成用フィルター。   A mist-forming filter in which a large number of fine through-holes are formed on a synthetic resin base material sheet, wherein the mist-forming filter is obtained by the method according to any one of claims 1 to 7. Mist characterized in that the diameter of the through hole is different between the front and back of the base sheet, the diameter of one surface is 1 to 10 μm, and the diameter of the other surface is 20 to 80 μm. Forming filter. 貫通孔が、200〜1000個/mmである、請求項9に記載のミスト形成用フィルター。 The filter for mist formation according to claim 9, wherein the through holes are 200 to 1000 pieces / mm 2 . 貫通孔が末広がりのコニーデ形状を有している、請求項9または10に記載のミスト形成用フィルター。   The filter for mist formation according to claim 9 or 10, wherein the through hole has a conical shape with a widening end. 超音波振動子を振動させて液体をミスト化するミスト発生装置であって、超音波振動子とミスト発生口との間に、請求項9乃至11のいずれか一項に記載のミスト形成用フィルターが設けられていることを特徴とする、ミスト発生装置。   A mist generating device that oscillates an ultrasonic transducer to mist a liquid, wherein the mist forming filter according to any one of claims 9 to 11 is disposed between the ultrasonic transducer and a mist generating port. The mist generator characterized by being provided. ミスト形成用フィルターは、微細貫通孔の直径が大きい側が超音波振動子側となるように配置されている、請求項12に記載のミスト発生装置。   The mist generating device according to claim 12, wherein the mist forming filter is disposed such that a side with a large diameter of the fine through hole is an ultrasonic transducer side.
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