JP7234917B2 - 樹脂構造体および樹脂構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
前記繊維層が、前記基層に近い側にあり前記繊維が前記基層の表面に対して略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり前記繊維が前記基層の表面に対して略平行の状態で延在している略平行部と、で構成されており、
前記繊維層を構成する前記繊維の全てが、前記基層の表面に結合されて基層の表面から延在している。
前記繊維層を構成する繊維が、前記基層の表面と結合して基層の表面から延在しており、前記基層の表面における前記繊維が結合している部分の面積が、前記基層の前記繊維層が形成されている面の表面積の5~40%であって、
前記樹脂構造体を前記繊維側の表面から見たときに前記繊維が占める面積の割合が、前記基層の表面積の80%以上である。
表面に微小な孔が複数形成された金型の、その微小な孔が形成された面に、樹脂組成物を配置する工程、
前記金型と前記樹脂組成物とを加熱しながら押圧して、前記樹脂組成物の一部を前記孔の中に圧入する工程、
前記樹脂組成物の一部が前記孔の中にある状態で、前記樹脂組成物を冷却する工程、
前記孔の中にある前記樹脂組成物を引き伸ばしながら、前記樹脂組成物を前記金型から引き剥がし、前記樹脂組成物が引き伸ばされた多数の繊維を形成することで、前記繊維で構成された繊維層と前記繊維を含まない基層とで構成された樹脂構造体を形成する工程、
を含み、前記各工程をこの順に行うことで、前記繊維層が、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略平行の状態で延在している略平行部と、で構成された樹脂構造体を形成する。
表面に微小な孔が複数形成された金型の、その微小な孔が形成された面に、樹脂組成物を配置する工程、
前記金型と前記樹脂組成物とを加熱しながら押圧して、前記樹脂組成物の一部を前記孔の中に圧入する工程、
前記樹脂組成物の一部が前記孔の中にある状態で、前記樹脂組成物を冷却する工程、
前記孔の中にある前記樹脂組成物を引き伸ばしながら、前記樹脂組成物を前記金型から引き剥がし、前記樹脂組成物が引き伸ばされた多数の繊維を形成することで、前記繊維で構成された繊維層と前記繊維を含まない基層とで構成された樹脂構造体を形成する工程、
前記繊維層に対して略垂直な方向から前記樹脂構造体に圧力を加えて、前記繊維層を、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略平行の状態で延在している略平行部と、で構成されるようにする工程、
を含み、前記各工程をこの順に行う。
さらに、液が繊維間に侵入しようとした場合でも、基層に近い側の繊維が略垂直に延在することによって出来た空気層により液の侵入を抑制し、撥液性を維持できる。また、基層から離れた側の繊維の先端で液を撥液するため、液だれによる液と基層との接触がおき難くなり、撥液性の低下を抑制でき、より安定的で効果の高い撥液性能や防汚効果を発現できる。
本発明の樹脂構造体は、基層と、多数の繊維で構成された繊維層と、を含む構造体であって、前記繊維層が、前記基層に近い側にあり前記繊維が前記基層の表面に対して略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり前記繊維が前記基層の表面に対して略平行の状態で延在している略平行部と、で構成されており、前記繊維層を構成する前記繊維の全てが、前記基層の表面に結合されて基層の表面から延在している。
参考文献1: 江前敏晴、”画像処理を用いた紙の物性解析法”、紙パルプ技術タイムス、48(11)、1-5(2005)
参考文献2: Enomae, T., Han, Y.-H. and Isogai, A., "Fiber orientation distribution of paper surface calculated by image analysis," Proceedings of International Papermaking and Environment Conference, Tianjin, P.R.China(May 12-14), Book2, 355-368(2004)
参考文献3: Enomae, T., Han, Y.-H. and Isogai, A., "Nondestructive determination of fiber orientation distribution of fiber surface by image analysis," Nordic Pulp Research Journal 21(2): 253-259(2006)
参考URL1: http://www.enomae.com/FiberOri/index.htm(2018年1月現在)。
また、図4に示すように、基層11の表面12において、繊維13と結合している部分の面積の割合は、基層11の繊維層14が形成されている面の表面積の5~40%である。
すなわち、樹脂構造体10の表面においては繊維13がほぼ全体を覆った密の状態となっており、液滴が繊維13の間に入りにくくなるため、撥液性が発現する。基層11の表面12においては、繊維13と結合している部分の面積よりも、空気の占める割合の方が多いため、繊維13の間に空気層がうまく形成され、撥液性が向上する。
(i) 樹脂構造体10の基層11の直上で基層11に平行に繊維層14を切断し、走査型電子顕微鏡を用いてその切断面の観察写真を取得し、その断面観察写真の二値化画像を用いて求める。
(ii) 樹脂構造体10の表面に垂直で、直交する二方向の断面で樹脂構造体10を切断した各断面について、それぞれ走査型電子顕微鏡を用いて観察写真を取得する。各断面の観察写真から、断面に存在する繊維13の本数と繊維13の平均断面幅を求め、それらの積から各断面における基層11の単位長さあたりに繊維13が結合している割合を求める。さらに各断面での繊維13が結合している割合の積を求め、その値を基層11の表面12における繊維13が結合している部分の面積の割合とする。この方法は、上記(i)の方法より簡便に求めることができる。
本発明の樹脂構造体を製造する方法は、表面に微小な孔が複数形成された金型の、その微小な孔が形成された面に、樹脂組成物を配置する工程、前記金型と前記樹脂組成物とを加熱しながら押圧して、前記樹脂組成物の一部を前記孔の中に圧入する工程(以下、「圧入工程」とする)、前記樹脂組成物の一部が前記孔の中にある状態で、前記樹脂組成物を冷却する工程(以下、「冷却工程」とする)、前記孔の中にある前記樹脂組成物を引き伸ばしながら、前記樹脂組成物を前記金型から引き剥がし、前記樹脂組成物が引き伸ばされた多数の繊維を形成することで、前記繊維で構成された繊維層と前記繊維を含まない基層とで構成された樹脂構造体を形成する工程(以下、「引き剥がし工程」とする)、を含み、前記各工程をこの順に行うことで、前記繊維層が、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して略平行の状態で延在している略平行部と、で構成された樹脂構造体を形成する。
図5、図7は、基層11の表面12に繊維層14を有する樹脂構造体10(フィルム)を製造するための製造装置50、70の断面概略図を示している。また、図6は製造装置50において、樹脂構造体10(フィルム)を金型から剥離する動作を示した断面概略図である。
なお、図5において、57、58は加圧プレート、59、60はフィルム10’の金型53部分における間欠搬送を円滑に行わせるために設けられたバッファ手段を示している。
なお、繊維13を形成するフィルム10’上に、上記のような材料による任意の厚さの撥液処理を施したのち、上記した方法によって繊維13を形成するようにすることもできる。
また、本発明の樹脂構造体は、撥液性のみならず、樹脂構造体の基層近傍に空気層を含んでいることから、断熱シート等他の用途でも使用することができる。
[略垂直部、略平行部の判定]
実施例等で成形したフィルム10において、繊維13が基層11の表面12に対して略垂直の状態で延在している略垂直部15、および略平行の状態で延在している略平行部16の有無は、以下の手順で判定する。
(1)樹脂構造体10の任意の場所から、10mm×10mmのサンプルを切り出す。サンプルの4つの切断面のうちから任意に1つの切断面を選ぶ。選択した切断面について、繊維層14を上側、基層11を下側にして見た右端部分を観察対象とする。
(2)走査型電子顕微鏡を用いて、(1)項の観察対象の断面観察写真を取得する。観察倍率は5000倍とし、観察対象範囲は24.3um×18.2um、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは19.0nm×19.0nmとなる。取得した写真をトリミングして、繊維層14のみの写真とし、基層11の表面12と平行な方向に3分割する。分割された部分のうち、基層11から最も離れた部分と基層11に最も近い部分の断面写真に対して、それぞれ2次元フーリエ変換による画像解析を施してパワースペクトル画像を取得する。
(4)基層11の表面12と平行な方向を0度として、楕円近似されたパワースペクトル画像から、基層11の表面12とのなす角度が0~180度の各角度について振幅の平均値をプロットし、繊維13の楕円近似傾斜角度分布を算出する。
(5)繊維13の楕円近似傾斜角度分布が、0度以上30度以下および150度以上180度以下のそれぞれの平均振幅の平均値が、30度より大きく150度未満の平均振幅の平均値と比較して大きい場合、この断面写真中の繊維13は略平行の状態と判定する。繊維13の楕円近似傾斜角度分布が、60度以上120度以下の平均振幅の平均値が、0度以上60度未満および120度より大きく180度以下のそれぞれの平均振幅の平均値と比較して大きい場合、この断面写真中の繊維13は略垂直の状態であると判定する。
(7)3つの観察対象のいずれの基層11から最も離れた3分の1の部分が、繊維13が略平行の状態であれば、繊維層14の基層11から最も離れた3分の1の部分は略平行部であると判定する。3つの観察対象のいずれの基層11に最も近い3分の1の部分が、繊維13が略垂直の状態であれば、繊維層14の基層11に最も近い3分の1の部分は略垂直部であると判定する。
本実施例では、基底面転位像をフーリエ変換するために、前述の参考文献1~3の著者らが開発したFiber Orientation Analysis Ver.8.03を用いた。このフーリエ変換ソフトは、画像データから各点の輝度の情報を取り出し、フーリエ変換処理を行い、パワースペクトルと平均振幅Aave.(θ)を求める処理を行う。詳細な手順は、前述の参考文献1~3および参考URL1に記載されている。このソフトで画像をフーリエ変換処理するためには、輝度の数値情報を取り出すために画像を予めビットマップ化する。さらに高速フーリエ変換を行うために、画像の一辺のピクセル数が4の整数倍となるように予め調整する。画像のピクセル数が縦横比3以上の画像をフーリエ変換処理する場合は、フーリエ変換処理する画像の縦横比が小さくなる方向に元の画像を5枚貼り合わせ、1枚の画像としてフーリエ変換処理を行う。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×10mmに切り出し、走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)にて、倍率10000倍にて表面を二次電子像で観察した。このときの画像サイズは12.1um×9.1umであった。なお、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは9.4nm×9.5nmであった。観察写真を白黒の二値化して、全体に占める画像の明るい部分(以下、「白部分」という)の面積を繊維層14の側の表面から見た繊維13が占める面積の割合とした。二値化のしきい値は、白部分と暗い部分(以下、「黒部分」という)を示す2つ光量のピークの中間の光量値であって、その光量値の前後での二値化において、白部分と黒部分の割合の変化が最も小さい光量値とした。
[方法(i)] 実施例等で成形したフィルム10を10mm×10mmに切出し、フィルム10の基層11から1μm以内の位置でフィルム10の基層11に平行に繊維層14を切断し、切断した断面から切り落とされた繊維13を風で除去した。走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)にて、倍率10000倍にて表面12を二次電子像で観察した。このときの画像サイズは12.1μm×9.1μmであった。なお、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは9.4nm×9.5nmであった。観察写真白黒の二値化して、全体に占める画像の明るい部分(以下、「白部分」という)の面積を、基層11の表面12における繊維13が結合している部分の面積とした。二値化のしきい値は、白部分と暗い部分(以下、「黒部分」という)を示す2つの光量のピークの中間の光量値であって、その光量値の前後での二値化において、白部分と黒部分の割合の変化が最も小さい光量値とした。
ただし、上記方法(i)で繊維層14を切断する際に、繊維13が非常に細くて切断刃の刃先により繊維13が倒れてしまい、基層11からの繊維層14の切断が困難な場合には、以下の方法(ii)により求めた。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×10mmに切り出し、走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)にて、倍率10000倍にて表面を二次電子像で観察した。このときの画像サイズは12.1μm×9.1μmであった。なお、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは9.4nm×9.5nmであった。観察写真から、任意の30本の繊維13を選び、幅の大きなものから5本と幅の小さなものから5本を除いた、中間の20本の繊維13の幅の平均を取ったものを繊維径とした。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×10mmに切り出し、走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)にて、倍率10000倍にて表面を二次電子像で観察した。このときの画像サイズは12.1μm×9.1μmであった。なお、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは9.4nm×9.5nmであった。この画像から繊維13の本数を読み取る。繊維13の本数測定時にはSnipping Toolを用いて繊維13に目印を付けながら測定を行った。この方法で得られた繊維本数を10000μm2中の繊維本数に換算した。
また、繊維13が絡まり、繊維13の本数を表面の観察写真から読み取ることが難しい場合は、液状シリコーンゴムなどでフィルム10の表面の型を取り、その型の表面画像から読み取ってもよい。硬化した液状シリコーンゴムからフィルム10を剥ぎ取った時、液状シリコーンゴムの表面は、繊維13の底面に対応する孔が多数開いた表面となる。この表面の走査型電子顕微鏡写真を取得し、繊維13の本数を求める。
実施例等で成形したフィルム10をフィルム10の表面に対して垂直な方向で切断し、その断面を走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)を用いて倍率5000倍にて観察した。このときの画像サイズは24.3μm×18.2μmであった。なお、画素数は1280画素×960画素であり、1画素の大きさは19.0nm×19.0nmであった。断面の観察写真について、基層11の表面から最表面までの距離が大きい箇所を10点測定し、それら10点の距離を平均した値を繊維層14の厚みとした。
なお、フィルム10を表面に垂直な断面で切断する際や、フィルム10の基層11の直上で基層11に平行にフィルム10を切断する際には、フィルム10を単独で切断するほかに、硬化樹脂や氷などにより繊維層14の構造を崩さないように繊維層14ごとフィルム10を固めた上で、切削や研磨などを行う事ができる。フィルム10の撥液性が高く樹脂や氷などを保持することが困難な場合、フィルム10の表面構造を崩さない範囲の親液処理(コロナ放電処理やプラズマ処理)などにより親水化した後に硬化樹脂や氷で固め、切断することが可能である。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×30mmに切り出し、接触角計(協和界面科学(株)製、CA-D型)を用いて、水滴の接触角を測定した。測定液は純水を用い、1.41μLの純水をフィルム表面に滴下した。測定はフィルム内の10点を測定し、10点の平均した値を接触角とした。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×30mmに切り出し、固定用冶具に測定面が上になるように固定した。その後固定用冶具を45°に傾斜させた状態で、ヨーグルト(森永ビヒダスプレーンヨーグルト加糖タイプ)を0.3ml滴下し、液滴が滴下後から20mm移動するまでの時間を測定した。また、ヨーグルトの付着残りを目視にて観察した。付着残りがないものを○、それ以外を×とした。
実施例等で成形したフィルム10を10mm×30mmに切り出してサンプルとし、100mm×100mmのトレーにサンプルを固定して、200mlの純水をトレー内に注ぎ、24時間浸漬した。24時間後にサンプルを取り出して、常温で24時間乾燥し、乾燥後に接触角計(協和界面科学(株)製、CA-D型)を用いて、水滴の接触角を測定した。測定液は純水を用い、1.41μLの純水をサンプル表面に滴下した。測定はサンプル内の10点を測定し、10点の平均した値を耐久試験後の接触角として、耐久試験前後の接触角の変化を算出した。また、液滴がサンプル表面に付着せず接触角が測定できない場合は、耐久試験前後の接触角の変化のあり、なしを評価した。
(1)フィルム
ポリプロピレンを主体としたポリマー(融点が144℃、ガラス転移温度が-20℃)を含む厚み100μmのフィルムを用いた。
(2)金型
ステンレス板の表面に、Niを主体とした材料を厚さ100μm程度被覆した。その後、金型表面に対し、レーザー加工で直径が0.3μmから0.6μm程度、深さ7μmから10μm程度の微細孔構造が全面に形成された金型を作製した。微細孔が形成された領域は微細孔が形成された表面に対して、20%であった。
装置は図5に示すような成形装置50を適用した。プレスユニット54は油圧ポンプで加圧される機構で、内部に加圧プレート57、58が上下に2枚取り付けられ、それぞれ、加熱装置、冷却装置に連結されている。金型53は下側の加圧プレート57の上面に設置される。また、金型53に貼りついたフィルム10’’を剥離するための剥離手段55がプレスユニット54内に設置されている。
成形時の金型温度は160℃とし、加圧力としては全面で10MPaの圧力がかかるようにした。加圧時間としては60秒であった。また、剥離時の金型温度は50℃であった。剥離ロールとフィルムとの離間距離は0.3mmであった。剥離したフィルムをニップロール62で0.6MPaで加圧後、下流側の巻き取りユニット61側に送り出し、巻き取った。
図9は、実施例1で成形されたフィルム10の繊維形成面の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による表面写真であり、図10は、実施例1で成形されたフィルム10の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による断面写真である。成形されたフィルム10は、基層11と、多数の繊維13が形成された繊維層14とで構成されていた。繊維層14は、基層11に近い側で基層11の表面12に対して略垂直となった繊維13からなる略垂直部15と、基層11から離れた側で基層11の表面12に対して略平行となった繊維13からなり、繊維同士が絡まった状態で延在している略平行部16とで構成されていた。略垂直部15では、繊維13が相対的に疎となり、略平行部16では繊維13が相対的に密となっていた。繊維径は0.3μm、繊維層14の厚みは10.0μmであった。10000μm2に形成されている繊維13の本数は16700本であった。基層11の表面12における繊維13が結合している部分の面積は、方法(ii)により測定した。得られた繊維13の計測値を表1に示す。
成形したフィルム10の繊維層14の表面に1.41μLの水を滴下し、接触角計(協和界面科学(株)製、CA-D型)を用いて、水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると、水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。また、45°に傾斜させたフィルム10の表面にヨーグルトを0.3ml滴下し、液滴が滴下後から20mm移動するまでの時間は0.2sであり、付着残りはなかった。
成形したフィルム10を24時間純水で浸漬し、乾燥後に繊維層14の表面に1.41μLの水を滴下し、接触角計(協和界面科学社製、CA-D型)を用いて、水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると耐久試験後も水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。
(1)フィルム
実施例1と同じフィルムを用いた。
(2)金型
実施例1と同じ金型を用いた。
(3)成形装置および条件
実施例1と同じ成形装置50を使用し、成形時の金型温度を150℃とした以外は、実施例1と同じ条件でフィルムを成形した。
図11は、実施例2で成形されたフィルム10の繊維形成面の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による表面写真であり、図12は、実施例2で成形されたフィルム10の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による断面写真である。成形されたフィルム10は、基層11と、多数の繊維13が形成された繊維層14とで構成されていた。繊維層14は、基層11に近い側で基層11の表面12に対して略垂直となった繊維13からなる略垂直部15と、基層11から離れた側で基層11の表面12に対して略平行となった繊維13からなり、繊維同士が絡まった状態で延在している略水平部16とで構成されていた。略垂直部15では、繊維13が相対的に疎となり、略平行部16では繊維13が相対的に密となっていた。繊維径は0.6μm、繊維層厚みは5.0μmであった。10000μm2に形成されている繊維13の本数は10300本であった。基層11の表面12における繊維13が結合している部分の面積は、方法(i)により測定した。得られた繊維13の計測値を表1に示す。
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると、水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。また、45°に傾斜したフィルム10の表面にヨーグルトを0.3ml滴下し、液滴が滴下後から20mm移動するまでの時間は0.4sであり、付着残りはなかった。
(6)耐久性試験
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると耐久試験後も水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。
(1)フィルム
実施例1と同じフィルムを用いた。
(2)金型
実施例1と同じ金型を用いた。
(3)成形装置および条件
実施例1と同じ成形装置50を使用し、剥離時の金型温度を80℃とした以外は、実施例1と同じ条件でフィルムを成形した。
図13は、実施例3で成形されたフィルム10の繊維形成面の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による表面写真であり、図14は、実施例3で成形されたフィルム10の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による断面写真である。成形されたフィルム10は、基層11と、多数の繊維13が形成された繊維層14とで構成されていた。繊維層14は、基層11に近い側で基層表面に対して略垂直となった繊維13からなる略垂直部15と、基層11から離れた側で基層表面に対して略平行となった繊維13からなり、繊維同士が絡まった状態で延在している略平行部16とで構成されていた。略垂直部15では、繊維13が相対的に疎となり、略平行部16では繊維13が相対的に密となっていた。繊維径は0.45μm、繊維層14の厚みは6.0μmであった。10000μm2に形成されている繊維13の本数は12700本であった。基層11の表面12における繊維13が結合している部分の面積は、方法(ii)により測定した。得られた繊維13の計測値を表1に示す。
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると、水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。また、45°に傾斜したフィルム10の表面にヨーグルトを0.3ml滴下し、液滴が滴下後から20mm移動するまでの時間は0.3sであり、付着残りはなかった。
(6)耐久性試験
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると耐久試験後も水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。
(1)フィルム
シクロオレフィンを主体としたポリマー(ガラス転移温度が138℃)を含む厚み100μmのフィルムを用いた。
(2)金型
ステンレス板の表面に、Niを主体とした材料を厚さ100μm程度被覆した。その後、金型表面に対し、レーザー加工で直径が0.5μmから1.0μm、深さ3μmから5μm程度の微細孔構造が全面に形成された金型を作製した。微細孔が形成された領域は表面に対して、21%であった。
装置は図5に示すような成形装置50を適用した。プレスユニット54は油圧ポンプで加圧される機構で、内部に加圧プレート57、58が上下に2枚取り付けられ、それぞれ、加熱装置、冷却装置に連結されている。金型53は下側の加圧プレート57の上面に設置される。また、金型53に貼り付いたフィルム10’’を剥離するための剥離手段55がプレスユニット54内に設置されている。成形時の金型温度は165℃とし、加圧力としては全面で5MPaの圧力がかかるようにした。加圧時間としては30秒であった。また、剥離時の金型温度は80℃であった。剥離ロール55Aと金型53との離間距離は0.3mmであった。剥離したフィルム10を下流側の巻き取りユニット61側に送り出し、巻き取った。
図15は、比較例1で成形されたフィルムの成形面の走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による表面写真であり、図16は、比較例1で成形されたフィルムの走査型電子顕微鏡((株)キーエンス VE-7800)による断面写真である。成形されたフィルムは、基層と、基層の表面の全面に形成された多数の繊維とで構成されていた。繊維の平均直径は0.35μm、平均高さは1.2μmであり、繊維は引き伸ばされてはいなかった。10000μm2に形成されている繊維の個数は14300個であった。また、基層の表面に対して垂直な方向でフィルムを切断した断面における繊維の傾斜角度の範囲は、断面における突起の70%以上が基層の表面に対して垂直な方向に対して、20°~45°の範囲であった。繊維の延伸方向は、一定であり、粗密部分がなく、繊維は略平行部と略垂直部で構成されていなかった。基層の表面における繊維が結合している部分の面積は、方法(ii)により測定した。得られた繊維の計測値を表1に示す。
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると、水滴はフィルム10の表面を転がり、一箇所に留めることができないため、接触角の測定は不可能であった。また、45°に傾斜したフィルム10の表面にヨーグルトを0.3ml滴下したところ、液滴は移動せず停止し、表面に付着していた。
(6)耐久性試験
実施例1と同じ条件で水滴の接触角を測定した。水滴を滴下すると耐久試験後の接触角は125°であり、耐久試験前と比較して接触角が低下していた。
11:基層
12:基層の表面
13:繊維
14:繊維層
15:略垂直部
16:略平行部
50:製造装置
51:巻出ロール
52:巻出ユニット
53:金型
54:プレスユニット
55:剥離手段
55A:剥離ロール
55B:剥離補助ロール
55H:剥離ロール55Aと金型53との離間距離
56:巻取ロール
57、58:加圧プレート
59、60:バッファ手段
61:巻取ユニット
62:ニップロール
70:製造装置
71:繊維形成面
72:フィルム
73:巻出ロール
74:ラミネート装置
75:加熱ロール
76:金型
77:ニップロール
78:冷却ロール
79:剥離ロール
79H:剥離ロール79と金型76との離間距離
80:搬送ロール
81:ニップロール
82:巻取ロール
Claims (6)
- 基層と、多数の繊維で構成された繊維層と、を含む樹脂構造体であって、
前記繊維層が、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して60°~120°の角度で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して0°~30°、および150°~180°の角度で延在している略平行部と、で構成されており、
前記繊維層を構成する前記繊維の全てが、前記基層の表面に結合されて基層の表面から延在しており、前記基層の表面における前記繊維が結合している部分の面積が、前記基層の前記繊維層が形成されている面の表面積の5~40%であって、前記樹脂構造体を前記繊維側の表面から見たときに前記繊維が占める面積の割合が、前記基層の表面積の80%以上である、樹脂構造体。 - 前記基層の表面に空気層を有する、請求項1の樹脂構造体。
- 前記樹脂構造体が撥液性を有する、請求項1または2に記載の樹脂構造体。
- フィルムまたはシート状の樹脂構造体を製造する方法であって、
表面に孔径に対する孔の深さが2.5倍以上の微小な孔が複数形成された金型の、その微小な孔が形成された面に、フィルムまたはシート状の樹脂組成物を配置する工程、
前記金型と前記樹脂組成物とを加熱しながら押圧して、前記樹脂組成物の一部を前記孔の中に圧入する工程、
前記樹脂組成物の一部が前記孔の中にある状態で、前記樹脂組成物を冷却する工程、
前記金型の温度を前記樹脂組成物のガラス転移温度以上にして、前記孔の中にある前記樹脂組成物を引き伸ばしながら、前記樹脂組成物を前記金型から引き剥がし、前記樹脂組成物が引き伸ばされた多数の繊維を形成することで、前記繊維で構成された繊維層と前記繊維を含まない基層とで構成された樹脂構造体を形成する工程、
を含み、前記各工程をこの順に行うことで、前記繊維層が、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して60°~120°の角度の略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して0°~30°および150°~180°の角度の略平行の状態で延在している略平行部と、で構成された樹脂構造体を形成する、樹脂構造体の製造方法。 - フィルムまたはシート状の樹脂構造体を製造する方法であって、
表面に孔径に対する孔の深さが2.5倍以上の微小な孔が複数形成された金型の、その微小な孔が形成された面に、フィルムまたはシート状の樹脂組成物を配置する工程、
前記金型と前記樹脂組成物とを加熱しながら押圧して、前記樹脂組成物の一部を前記孔の中に圧入する工程、
前記樹脂組成物の一部が前記孔の中にある状態で、前記樹脂組成物を冷却する工程、
前記金型の温度を前記樹脂組成物のガラス転移温度以上にして、前記孔の中にある前記樹脂組成物を引き伸ばしながら、前記樹脂組成物を前記金型から引き剥がし、前記樹脂組成物が引き伸ばされた多数の繊維を形成することで、前記繊維で構成された繊維層と前記繊維を含まない基層とで構成された樹脂構造体を形成する工程、
前記繊維層に対して略垂直な方向から前記樹脂構造体に圧力を加えて、前記繊維層を、前記基層に近い側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して60°~120°の角度の略垂直の状態で延在している略垂直部と、前記基層から離れた側にあり、前記繊維が前記基層の表面に対して0°~30°および150°~180°の略平行の状態で延在している略平行部と、で構成されるようにする工程、
を含み、前記各工程をこの順に行う、樹脂構造体の製造方法。 - 前記樹脂構造体の前記略垂直部に空気層を形成する、請求項4または5に記載の樹脂構造体の製造方法。
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