KR20200123087A - 수지 구조체 및 수지 구조체의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200123087A
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키요시 미노우라
케이타 와다
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Abstract

우수한 발액성과, 외적 조건에 의해서도 그 발액성이 열화되지 않는 우수한 내구성을 구비한 수지 구조체를 제공한다. 본 발명의 수지 구조체는 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 발액성을 갖는 구조체로서, 상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직으로 되는 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행하게 되는 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되어 있으며, 상기 섬유층을 구성하는 상기 섬유의 전체가 상기 기층의 표면에 결합되어서 기층의 표면으로부터 연장되어 있다.

Description

수지 구조체 및 수지 구조체의 제조 방법
본 발명은 표면에 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 가짐으로써 발액(撥液) 효과를 발현하는 수지 구조체와 그 수지 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 구조체의 표면에서 발액 효과를 발현시키는 수단으로서 불소계 폴리머 등의 표면 에너지가 낮은 수지를 구조체에 코팅하는 방법을 적용하는 경우가 많았다. 그러나 코팅만으로는 발액 성능에 한계가 있어 기대대로의 발액성이 얻어지지 않는 경우가 있었다. 그래서 구조체의 표면에 미세 구조를 부가함으로써 코팅 이상의 발액성을 얻는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1).
또한, 발액 효과를 발현시키는 미세 구조로서 구조체의 표면에 수직인 방향 이외로 지향되어 이방성을 갖고 있는 돌기나 요철형상의 볼록부에 섬유형상을 갖는 복합 형상이 제안되어 있다(특허문헌 2, 3).
또한, 활수, 활유성을 향상시키는 수단으로서 3차원 방향으로 서로 얽힌 망목 구조 내에 윤활액을 함침시키는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 4).
일본 특허공개 2004-170935호 공보 국제공개 제2015/159825호 일본 특허공개 2016-155258호 공보 일본 특허공개 2016-11375호 공보
그러나 상술한 특허문헌 1~4에 기재된 기술에서는 발액성이 불충분하고, 액적이 구조체인 필름 상에 부착된 채 남는 경우가 있으며, 기대한 발액성 효과가 얻어지지 않는다는 문제나 외력 등에 의해 미세 구조의 형상이 무너져 발액성이 저하되는 등 내구성에 문제가 있다.
또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에서는 액의 종류에 따라 윤활액을 변경할 필요가 있기 때문에 액의 종류가 한정되거나 발액 성능이 낮거나 한다는 문제가 있다.
(1) 상기 과제를 해결하는 본 발명의 수지 구조체는 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 수지 구조체로서,
상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되어 있으며,
상기 섬유층을 구성하는 상기 섬유의 전체가 상기 기층의 표면에 결합되어 기층의 표면으로부터 연장되어 있다.
(2) 또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 수지 구조체는 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 수지 구조체로서,
상기 섬유층을 구성하는 섬유가 상기 기층의 표면과 결합해서 기층의 표면으로부터 연장되어 있으며, 상기 기층의 표면에 있어서의 상기 섬유가 결합해 있는 부분의 면적이 상기 기층의 상기 섬유층이 형성되어 있는 면의 표면적의 5~40%이며,
상기 수지 구조체를 상기 섬유측의 표면으로부터 보았을 때에 상기 섬유가 차지하는 면적의 비율이 상기 기층의 표면적의 80% 이상이다.
(3) 또한, 상기 과제를 해결하는 수지 구조체를 제조하는 본 발명의 제조 방법은 수지 구조체를 제조하는 방법으로서,
표면에 미소한 구멍이 복수 형성된 금형의 그 미소한 구멍이 형성된 면에 수지 조성물을 배치하는 공정,
상기 금형과 상기 수지 조성물을 가열하면서 압압하여 상기 수지 조성물의 일부를 상기 구멍 안에 압입하는 공정,
상기 수지 조성물의 일부가 상기 구멍 안에 있는 상태로 상기 수지 조성물을 냉각하는 공정,
상기 구멍 안에 있는 상기 수지 조성물을 늘리면서 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어내고, 상기 수지 조성물이 늘려진 다수의 섬유를 형성함으로써 상기 섬유로 구성된 섬유층과 상기 섬유를 포함하지 않는 기층으로 구성된 수지 구조체를 형성하는 공정을 포함하고, 상기 각 공정을 이 순서로 행함으로써 상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성된 수지 구조체를 형성한다.
(4) 또한, 상기 과제를 해결하는 수지 구조체를 제조하는 본 발명의 제조 방법은 수지 구조체를 제조하는 방법으로서,
표면에 미소한 구멍이 복수 형성된 금형의 그 미소한 구멍이 형성된 면에 수지 조성물을 배치하는 공정,
상기 금형과 상기 수지 조성물을 가열하면서 압압하여 상기 수지 조성물의 일부를 상기 구멍 안에 압입하는 공정,
상기 수지 조성물의 일부가 상기 구멍 안에 있는 상태로 상기 수지 조성물을 냉각하는 공정,
상기 구멍 안에 있는 상기 수지 조성물을 늘리면서 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어내고, 상기 수지 조성물이 늘려진 다수의 섬유를 형성함으로써 상기 섬유로 구성된 섬유층과 상기 섬유를 포함하지 않는 기층으로 구성된 수지 구조체를 형성하는 공정,
상기 섬유층에 대해서 대략 수직인 방향으로부터 상기 수지 구조체에 압력을 가하고, 상기 섬유층을 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되도록 하는 공정을 포함하고, 상기 각 공정을 이 순서로 행한다.
(발명의 효과)
본 발명의 수지 구조체는 다수의 섬유로 구성된 섬유층에 의해 액적 부착 시에 액적과 기층 사이에 공기의 층을 형성시키기 때문에 액적과 공기의 접촉 면적이 증가하고, 액적의 표면 장력에 의해 발액 기능을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 섬유의 선단이 기층의 표면에 대해서 대략 평행하게 연장되어 있기 때문에 외력에 의해 형상이 변형된 경우에도 발액성을 유지할 수 있다.
또한, 액이 섬유 사이에 침입하고자 했을 경우에도 기층에 가까운 측의 섬유가 대략 수직으로 연장됨으로써 생긴 공기층에 의해 액의 침입을 억제하여 발액성을 유지할 수 있다. 또한, 기층으로부터 떨어진 측의 섬유의 선단에서 액을 발액하기 때문에 드리핑에 의한 액과 기층의 접촉이 일어나기 어려워지며, 발액성의 저하를 억제할 수 있어 보다 안정적이며, 효과가 높은 발액 성능이나 방오 효과를 발현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 수지 구조체인 필름의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 수지 구조체인 필름의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 수지 구조체인 필름의 개략 표면도이다.
도 4는 본 발명의 수지 구조체인 필름의 기층 표면의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 수지 구조체인 필름을 제조하는 장치의 일례를 나타내는 단면 개략도이다.
도 6은 본 발명의 수지 구조체인 필름을 제조하는 장치에 있어서의 박리 수단을 필름 폭 방향으로부터 본 개략 평면도이다.
도 7은 본 발명의 수지 구조체인 필름을 제조하는 장치의 다른 예를 나타내는 단면 개략도이다.
도 8은 섬유층의 대략 수직부, 대략 평행부의 판단에 사용한 본 발명의 수지 구조체의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 사진 및 푸리에 변환으로 얻은 파워 스펙트럼도, 섬유의 각도 분포도의 일례이다.
도 9는 실시예 1의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 표면 사진이다.
도 10은 실시예 1의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 사진이다.
도 11은 실시예 2의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 표면 사진이다.
도 12는 실시예 2의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 사진이다.
도 13은 실시예 3의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 표면 사진이다.
도 14는 실시예 3의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 사진이다.
도 15는 비교예 1의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 표면 사진이다.
도 16은 비교예 1의 수지 구조체(필름)의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 사진이다.
[수지 구조체]
본 발명의 수지 구조체는 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 구조체로서, 상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되어 있으며, 상기 섬유층을 구성하는 상기 섬유의 전체가 상기 기층의 표면에 결합되어 기층의 표면으로부터 연장되어 있다.
또한, 본 발명의 수지 구조체는 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 수지 구조체로서, 상기 섬유층을 구성하는 섬유가 상기 기층의 표면과 결합해서 상기 기층의 표면으로부터 연장되어 있으며, 상기 기층의 표면에 있어서의 상기 섬유가 결합해 있는 부분의 면적이 상기 기층의 상기 섬유층이 형성되어 있는 면의 표면적의 5~40%이며, 상기 수지 구조체를 상기 섬유측의 표면으로부터 보았을 때에 상기 섬유가 차지하는 면적의 비율이 상기 기층의 표면적의 80% 이상이다.
본 발명의 표면에 섬유를 갖는 수지 구조체의 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 수지 구조체인 필름의 개략 단면도, 도 2는 개략 사시도이다.
수지 구조체(10)는 기층(11)과, 다수의 섬유(13)로 구성된 섬유층(14)으로 구성되어 있다. 기층(11)의 표면(12)에 존재하는 섬유(13)는 기층(11)의 표면(12)에 결합되어 표면(12)으로부터 연장되어 있다. 여기에서 섬유(13)란 개략 단면도인 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 기층(11)의 표면(12)에 대해서 볼록한 형상을 취하는 부분인 것이며, 섬유(13)는 독립해서 이산적으로 존재하는 것이 바람직하다. 섬유(13)의 형상은 어떠한 형상이어도 좋지만 스핀들상의 형상인 것이 바람직하고, 섬유(13)의 선단에서 부풂이 있어도 좋다. 또한, 다수의 섬유(13)로 구성된 섬유층(14)은 기층(11)의 표면(12)에 가까운 측에 있으며, 섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부(15)와, 기층(11)의 표면(12)으로부터 떨어진 측에 있으며, 섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부(16)로 구성되어 있다. 또한, 「섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직」이란 대략 수직부(15)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 60°~120°의 각도로 연장되어 있는 것을 의미하고, 「섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 평행」이란 대략 평행부(16)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 0°~30° 및 150°~180°의 각도로 연장되어 있는 것을 의미한다.
섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는지 대략 평행한 상태로 연장되어 있는지는 섬유층(14)의 단면 사진을 2차원 푸리에 변환에 의한 화상 해석해서 취득한 파워 스펙트럼을 사용하여 판정한다. 상세한 판단 방법은 후술하는 [측정 방법]에 기재한다.
2차원 푸리에 변환에 의한 화상 해석의 원리에 대해서는, 예를 들면 이하의 참고 문헌 1~3, 참고 URL 1에 상세하게 기재되어 있다.
참고문헌 1: Toshiharu Enomae, "Method of analyzing physical properties of paper using image processing", Paper Pulp Technology Times, 48(11), 1-5(2005)
참고문헌 2: Enomae, T., Han, Y.-H. and Isogai, A., "Fiber orientation distribution of paper surface calculated by image analysis," Proceedings of International Papermaking and Enviro㎚ent Conference, Tianjin, P.R.China(May 12-14), Book2, 355-368(2004)
참고문헌 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)
참고 URL 1: http://www.enomae.com/FiberOri/index.htm(2018년 1월 현재).
대략 평행부(16)에 있어서 섬유(13)가 대략 평행하므로 섬유(13)의 간격이 적당히 좁아져 액적이 섬유(13) 사이에 들어가기 어려워지기 때문에 발액성이 발현된다. 대략 수직부(15)에 있어서 섬유(13)가 대략 수직이므로 섬유(13) 사이에 공기층이 잘 형성되어 발액성이 향상된다. 여기에서 대략 수직부(15)에 있어서 섬유(13)가 대략 수직인 상태를 초과해서 경사지면 근원에서 섬유(13)가 경사져버려 기층(11)으로부터 떨어진 측의 섬유(13)를 자립해서 지지하는 것이 어려워진다. 그 결과 공기층이 형성되기 어려워져 발액성이 저하되는 경우가 있다.
대략 수직부(15)와 대략 평행부(16)를 대비하면 대략 수직부(15)에서는 섬유(13)가 상대적으로 성기게, 대략 평행부(16)에서는 섬유(13)가 상대적으로 긴밀하게 되어 있는 경우가 많다. 대략 수직부(15)에서 섬유(13)가 상대적으로 성기게 되어 있으면 섬유층(14)에 공기층이 잘 형성되어 발액성이 향상된다. 대략 평행부(16)에서 섬유(13)가 상대적으로 긴밀하게 됨으로써 섬유층(14)으로의 액의 침입이 방해되어 발액성이 향상된다.
이어서, 본 발명의 수지 구조체의 실시형태를 다른 관점으로부터 설명한다. 도 3은 본 발명의 수지 구조체(10)인 필름을 섬유측의 표면으로부터 본 개략 표면도, 도 4는 본 발명의 수지 구조체(10)인 필름의 기층 표면의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 3은 도 1의 수지 구조체(10)를 A의 방향으로부터 본 도면이며, 도 4는 도 1의 수지 구조체(10)를 B-B 단면으로부터 본 도면이다.
도 3에 나타내는 바와 같이 수지 구조체(10)는 다수의 섬유(13)로 구성된 섬유층(14)에 의해 그 일방의 표면이 거의 다 덮여 있다. 수지 구조체(10)를 섬유층(14)측의 표면으로부터 보았을 때에 섬유(13)가 차지하는 면적의 비율은 기층(11)의 표면적의 80% 이상이다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이 기층(11)의 표면(12)에 있어서 섬유(13)와 결합해 있는 부분의 면적의 비율은 기층(11)의 섬유층(14)이 형성되어 있는 면의 표면적의 5~40%이다.
즉, 수지 구조체(10)의 표면에 있어서는 섬유(13)가 거의 전체를 덮은 긴밀한 상태로 되어 있으며, 액적이 섬유(13) 사이에 들어가기 어려워지기 때문에 발액성이 발현된다. 기층(11)의 표면(12)에 있어서는 섬유(13)와 결합해 있는 부분의 면적보다 공기가 차지하는 비율의 쪽이 많기 때문에 섬유(13) 사이에 공기층이 잘 형성되어 발액성이 향상된다.
수지 구조체(10)의 섬유층(14)의 측의 표면으로부터 보았을 때에 섬유(13)가 차지하는 면적의 비율은 주사형 전자 현미경을 사용해서 수지 구조체(10)의 표면의 관찰 사진을 취득하고, 그 2치화 화상을 사용하여 구할 수 있다.
기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적의 비율은 이하의 (i) 또는 (ii)의 방법으로 구할 수 있다.
(i) 수지 구조체(10)의 기층(11)의 바로 위에서 기층(11)에 평행하게 섬유층(14)을 절단하고, 주사형 전자 현미경을 사용해서 그 절단면의 관찰 사진을 취득하고, 그 단면 관찰 사진의 2치화 화상을 사용하여 구한다.
(ii) 수지 구조체(10)의 표면에 수직이며, 직교하는 2방향의 단면에서 수지 구조체(10)를 절단한 각 단면에 대해서 각각 주사형 전자 현미경을 사용해서 관찰 사진을 취득한다. 각 단면의 관찰 사진으로부터 단면에 존재하는 섬유(13)의 개수와 섬유(13)의 평균 단면폭을 구하고, 그들의 곱으로부터 각 단면에 있어서의 기층(11)의 단위 길이당 섬유(13)가 결합해 있는 비율을 구한다. 또한, 각 단면에서의 섬유(13)가 결합해 있는 비율의 곱을 구하고, 그 값을 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적의 비율로 한다. 이 방법은 상기 (i)의 방법보다 간편하게 구할 수 있다.
본원 발명에서는 상기 (i)의 방법으로 측정한 값을 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적의 비율로 한다. 단, 섬유 지름이 1㎛ 이하로 한 것 같이 섬유가 매우 가늘어 상기 (i)의 방법으로 섬유층(14)을 절단하고자 해도 절단 날의 날 끝에 의해 섬유(13)가 쓰러져 버려 섬유층(14)의 절단이 곤란해질 경우 상기 (ii)의 방법으로 측정한 값을 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적의 비율로 한다.
수지 구조체(10)의 표면에 있어서 섬유 지름이 0.05㎛ 이상, 3㎛ 이하이면 섬유 사이의 간극에 공기층을 형성하기 쉬워지며, 액적과 공기의 접촉 면적이 커지게 됨으로써 발액성이 높아지기 때문에 바람직하다. 섬유 지름은 0.1㎛ 이상, 0.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 섬유 지름이 0.05㎛ 이상이면 섬유가 끊어지거나 변형되기 어려워져 내구성이 향상된다. 또한, 섬유(13)를 형성하는 수지를 늘릴 때에 섬유(13)가 끊어지기 어려우므로 충분한 섬유층(14)을 형성할 수 있다. 특히, 섬유 지름이 0.1㎛ 이상이면 섬유(13)를 형성하는 수지를 늘릴 때에 섬유(13)가 기층 표면에 있어서 쓰러지기 어려워져 충분한 대략 수직부를 형성하기 쉽다. 섬유 지름이 3㎛ 이하이면 섬유 사이에 충분하게 공기층을 형성할 수 있게 되며, 발액 효과가 발현된다. 특히, 섬유 지름이 0.5㎛ 이하이면 섬유(13)를 형성하는 데에 수지를 늘릴 때에 섬유(13)끼리가 서로 얽히기 쉬워짐으로써 기층으로부터 떨어진 측에 충분한 대략 평행부를 형성하기 쉽다. 여기에서 섬유 지름이란 주사형 전자 현미경을 사용한 표면의 관찰 사진을 취득하고, 임의의 30개의 섬유(13)를 선택해서 그 각각의 최대폭을 계측하고, 최대폭이 큰 것으로부터 5개와 폭이 작은 것으로부터 5개를 제외한 중간의 20개의 섬유(13)의 최대폭의 평균을 취한 것이다.
섬유(13)의 개수는 기층(11)의 표면(12)의 10000㎛2 중에 2000개 이상, 3×106개 이하이면 수지 구조체(10)의 표면에 있는 액적이 섬유(13)에 의해 지지되기 쉬워지고, 액적과 공기의 접촉 면적이 커지게 됨으로써 발액성이 높아지기 때문에 바람직하다. 10000㎛2 중의 섬유(13)의 개수가 3×106개 이하이면 액적 부착 시에 섬유(13) 사이에 충분한 공기층이 존재할 수 있으므로 공기와의 접촉 면적이 충분하며, 발액 효과가 발현된다. 기층(11)의 표면(12)의 10000㎛2 중의 섬유(13)의 개수가 2000개 이상이면 섬유(13)의 간격이 적당히 좁아져 액적이 섬유(13) 사이에 들어가기 어려워지고, 기층(11)의 표면과 액적의 접촉이 일어나지 않아 발액성이 발현된다. 특히, 섬유 지름이 0.5㎛ 이하일 경우에는 기층(11)의 표면(12)의 10000㎛2 중의 섬유(13)의 개수가 10000개 이상이면 수지 구조체(10)의 표면에 있는 액적이 섬유(13)에 의해 지지되기 쉬워져 보다 바람직하다. 여기에서 섬유(13)의 개수는 수지 구조체(10)의 기층(11)의 바로 위에서 기층(11)에 평행하게 수지 구조체(10)를 절단한 절단면에 대해서 주사형 전자 현미경을 사용해서 관찰 사진을 취득하고, 그 사진으로부터 판독할 수 있다. 또한, 액상 실리콘 고무 등으로 수지 구조체(10)의 표면의 형을 뜨고, 그 형의 표면 화상으로부터 판독해도 좋다. 경화한 액상 실리콘 고무로부터 수지 구조체(10)를 떼어 냈을 때 액상 실리콘 고무의 표면은 섬유(13)의 저면(기층(11)의 표면(12)에 결합하는 면)에 대응하는 구멍이 다수 개방된 표면이 된다. 이 표면의 주사형 전자 현미경 사진을 취득하여 섬유(13)의 개수를 구한다. 또한, 간편하게는 수지 구조체(10)의 표면에 수직이며, 직교하는 2방향의 단면에서 수지 구조체(10)를 절단한 각 단면에 대해서 각각 주사형 전자 현미경을 사용한 관찰 사진을 취득하고, 각 단면에 존재하는 100㎛당 섬유(13)의 개수를 구하고, 그 곱을 취함으로써 10000㎛2당 섬유(13)의 개수를 구할 수도 있다.
섬유층(14)의 두께는 5㎛ 이상, 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 섬유층(14)의 두께란 수지 구조체(10)의 표면에 수직인 단면에서 구조체를 절단한 단면에 대해서 주사형 전자 현미경을 사용한 단면의 관찰 사진을 취득하고, 기층(11)의 표면(12)으로부터 최표면까지의 거리가 큰 개소를 10점 측정하고, 그들 10점의 거리를 평균한 값을 말한다. 섬유층(14)이 5㎛ 이상이면 액적 부착 시에 섬유(13) 사이에 공기의 층을 형성할 수 있으므로 발액 효과가 얻어진다. 섬유층이 50㎛ 이하이면 섬유(13)를 얻는 것에 시간을 요하지 않는다. 또한, 섬유(13)가 쓰러지거나 변형되기 어려워지는 등 내구성이 충분해진다.
본 발명의 수지 구조체(10)는 필름으로서 적합하게 사용할 수 있지만 필름에 한정되는 경우는 없고, 표면의 열성형이 가능한 것이면 어떠한 형상이어도 좋지만 생산성이나 비용의 관점으로부터 필름이 바람직하다.
또한, 수지 구조체(10)의 재료는 섬유(13)를 형성할 수 있는 재료이면 어떠한 것이어도 좋고, 불소 수지나 실리콘계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르아미드계 수지, 폴리에테르에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트계 수지 또는 폴리염화비닐계 수지 등이 바람직하게 사용된다. 특히, 표면 에너지가 낮은 불소계 수지나 실리콘계 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지 등이 바람직하게 사용된다. 수지 구조체(10)의 재료로서는 이들 수지를 주된 성분으로서 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 주된 성분이란 수지 구조체를 구성하는 수지 전체를 100질량%라고 했을 때에 50질량% 이상을 차지하는 성분을 말한다. 또한, 주된 성분은 50질량% 이상이 바람직하고, 80질량% 이상이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 수지 구조체(10)의 재료에는 중합 시 또는 중합 후에 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가 배합할 수 있는 첨가제의 예로서는, 예를 들면 유기 미립자, 무기 미립자, 분산제, 염료, 형광 증백제, 산화 방지제, 내후제, 대전 방지제, 이형제, 증점제, 가소제, pH 조정제, 및 염 등을 들 수 있다. 특히, 이형제로서 장쇄 카르복실산 또는 장쇄 카르복실산염 등의 저표면 장력의 카르복실산이나 그 유도체, 및 장쇄 알코올이나 그 유도체, 변성 실리콘 오일 등의 저표면 장력의 알코올 화합물 등을 중합 시에 소량 첨가하는 것이 바람직하게 행해진다.
또한, 수지 구조체(10)는 기층(11)의 섬유층(14)이 적층되어 있는 측과는 반대측에 다른 층이 적층되어 있어도 좋다. 이 경우 기층(11)과 섬유층(14)에만 상기 재료를 사용해도 좋다. 이 별도의 층을 기층(11)을 구성하는 수지보다 강도나 내열성이 높은 수지로 구성함으로써 성형 시에 있어서의 평면성을 높이고, 수지 구조체(10)의 변형이나 주름을 억제할 수 있다.
또한, 수지 구조체(10)는 연속체이어도 매엽체이어도 좋다. 수지 구조체(10)의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니다.
[수지 구조체의 제조 방법]
본 발명의 수지 구조체를 제조하는 방법은 표면에 미소한 구멍이 복수 형성된 금형의 그 미소한 구멍이 형성된 면에 수지 조성물을 배치하는 공정, 상기 금형과 상기 수지 조성물을 가열하면서 압압하고, 상기 수지 조성물의 일부를 상기 구멍 안에 압입하는 공정(이하, 「압입 공정」이라고 한다), 상기 수지 조성물의 일부가 상기 구멍 안에 있는 상태로 상기 수지 조성물을 냉각하는 공정(이하, 「냉각 공정」이라고 한다), 상기 구멍 안에 있는 상기 수지 조성물을 늘리면서 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어내고, 상기 수지 조성물이 늘려진 다수의 섬유를 형성함으로써 상기 섬유로 구성된 섬유층과 상기 섬유를 포함하지 않는 기층으로 구성된 수지 구조체를 형성하는 공정(이하, 「떼어내기 공정」이라고 한다)을 포함하고, 상기 각 공정을 이 순서로 행함으로써 상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성된 수지 구조체를 형성한다.
또한, 상기 각 공정을 거친 것만으로는 소망의 형상의 수지 구조체가 형성되어 있지 않을 경우에는 상기 떼어내기 공정 후에 상기 섬유층에 대해서 대략 수직인 방향으로부터 상기 수지 구조체에 압력을 가해서 상기 섬유층을 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직으로 되는 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행하며, 섬유끼리가 서로 얽힌 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되도록 하는 공정(이하, 「가압 공정」이라고 한다)을 행해도 좋다.
본 발명의 수지 구조체(10)의 일형태인 필름은, 예를 들면 도 5, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같은 장치를 통한 프로세스에 의해 제조할 수 있다.
도 5, 도 7은 기층(11)의 표면(12)에 섬유층(14)을 갖는 수지 구조체(10)(필름)를 제조하기 위한 제조 장치(50, 70)의 단면 개략도를 나타내고 있다. 또한, 도 6은 제조 장치(50)에 있어서 수지 구조체(10)(필름)를 금형으로부터 박리하는 동작을 나타낸 단면 개략도이다.
도 5에 나타내는 예에서는 권출 유닛(52)에 있어서 미리 재료인 필름(10')을 권출 롤(51)로부터 인출하고, 이어서 프레스 유닛(54)에 있어서 표면에 미세한 구멍이 형성되어 가열된 금형(53)을 간헐적으로 보내져 오는 필름(10')에 압박하여 가압하고, 그 후 접촉 상태를 유지한 채 냉각함으로써 필름(10')의 표면에 금형(53)의 미세한 구멍에 따른 미세한 돌기 구조를 형성한다.
성형부는 소정 미세한 돌기 구조를 형성하는 프레스 유닛(54)과, 가압에 의해 금형(53)에 부착되어 표면에 미세한 돌기 구조가 형성된 필름(10'')을 금형(53)으로부터 박리하는 박리 수단(55)으로 구성된다. 박리 수단(55)은 박리된 필름(10)을 S자형상으로 달라붙게 하도록 파지하는 1쌍의 평행하게 배치된 박리 롤(55A)과 박리 보조 롤(55B)로 이루어진다. 간헐적으로 보내져 온 필름(10')의 일면이 프레스 유닛(54) 내에서 금형(53)에 의해 열성형되어 표면에 미세한 돌기 구조가 형성된 필름(10'')이 얻어진다. 열성형 후에 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 박리 수단(55)이 상류측을 향해서 이동됨으로써 금형(53)에 부착되어 있던 필름(10'')이 금형(53)으로부터 순차 박리되어 기층(11)의 표면(12)에 섬유층(14)을 갖는 필름(10)이 얻어지도록 되어 있다. 그 후 필름(10)은 권취 롤(56)에 권취된다.
또한, 도 5에 있어서 57, 58은 가압 플레이트, 59, 60은 필름(10')의 금형(53) 부분에 있어서의 간헐 반송을 원활하게 행하게 하기 위해서 설치된 버퍼 수단을 나타내고 있다.
도 6에 있어서 박리 롤(55A)과 금형(53)의 이간 거리(55H)나 박리 시의 금형(53)의 온도를 조정함으로써 성형된 미세한 돌기 구조를 늘려서 형성되는 섬유(13)의 지름이나 섬유층(14)의 두께를 변경할 수 있다. 예를 들면, 성형 시의 금형(53)의 온도를 필름(10)의 재료인 수지 조성물의 융점 이상으로 하고, 박리 시의 금형(53)의 온도를 필름(10)의 재료인 수지 조성물의 유리 전이 온도 이상으로 하는 등의 방법을 들 수 있다.
늘려진 섬유(13) 그 자체에 강성이 없을 경우 늘려진 섬유(13)끼리는 섬유(13)의 선단이 금형(53)으로부터 떨어짐으로써 불균일한 방향으로 쓰러져 섬유(13)끼리가 서로 얽힌다. 이때 섬유(13)가 최후에 금형(53)으로부터 떨어지는 부분, 즉 섬유(13)의 선단 부분으로부터 서로 얽히게 되기 때문에 필름(10)의 기층(11)의 표면(12)으로부터 떨어진 부분에 있어서 서로 얽힌 섬유(13)가 긴밀하게 되고, 기층(11)에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되는 대략 평행부(16)를 형성한다. 한편, 박리 시에 처음에 금형(53)으로부터 박리되는 섬유(13)의 기층(11)의 바로 윗부분은 거의 서로 얽힐 일이 없기 때문에 대략 평행부(16)보다 기층(11)에 가까운 측에 섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되는 대략 수직부(15)를 형성한다.
또한, 늘려진 섬유(13)의 강성이 비교적 크고, 섬유(13)의 서로 얽힘이 작을 경우에는 도 5의 닙 롤(62)에 의해 압력을 가함으로써 섬유층(14)의 소밀이나 섬유(13)의 경사 각도, 섬유층(14)의 두께를 조정할 수 있다. 예를 들면, 압력을 크게 하면 섬유층(14)은 얇아지고, 선단측의 섬유(13)가 경사져서 대략 평행하게 되며, 대략 평행부(16)에서의 섬유(13)의 밀도가 상승한다.
도 7에 나타내는 예에서는 필름(10')이 권출 롤(73)로부터 인출되고, 가열 롤(75)에 의해 가열된 표면에 미세한 구멍 구조가 형성된 엔드리스 벨트형상의 금형(76) 상에 공급된다.
금형(76)의 외표면에는 독립해서 이산적으로 배치된 미세 구멍이 형성되고, 필름(10')과 접촉하기 직전에 가열 롤(75)에 의해 가열된다. 연속적으로 공급되는 필름(10')은 닙 롤(77)에 의해 금형(76)의 미세 구멍 구조가 가공된 표면에 압박되고, 필름(10')의 표면에 금형(76)의 미세한 구멍에 따른 미세한 돌기 구조가 형성된다. 필름(10')의 표면이 금형(76)의 미세 구멍에 충분히 들어가기 위해서 필름(10')이 금형(76)의 미세 구멍 구조가 가공된 표면에 압박될 때의 온도는 필름(10')의 유리 전이 온도 이상이 바람직하고, 필름(10')의 용융 온도 이상인 것이 보다 바람직하다.
그 후 표면에 미세한 돌기 구조가 형성된 필름(10'')은 금형(76)의 표면과 밀착된 상태로 냉각 롤(78)의 외표면 위치까지 반송된다. 필름(10'')은 냉각 롤(78)에 의해 금형(76)을 통해서 열전도에 의해 냉각된 후 박리 롤(79)에 의해 성형된 미세한 돌기 구조가 늘려지면서 금형(76)으로부터 박리되어 기층(11)의 표면(12)에 섬유층(14)을 갖는 필름(10)이 얻어진다. 필름(10)은 권취 롤(82)에 권취된다. 이와 같은 프로세스에 의해 섬유(13)가 형성된 필름(10)을 연속적으로 높은 생산성을 갖고, 열성형해 나갈 수 있다.
박리 롤(79)과 금형(76)의 이간 거리(79H)나 냉각 롤(78)의 온도를 조정함으로써 성형된 미세한 돌기 구조를 늘려서 형성되는 섬유(13)의 지름이나 섬유층(14)의 두께를 변경할 수 있다.
또한, 닙 롤(81)에 의해 압력을 가함으로써 섬유층(14)의 소밀이나 섬유(13)의 경사 각도, 섬유층(14)의 두께를 조정할 수 있다. 예를 들면, 압력을 크게 하면 섬유층(14)은 얇아지고, 선단측의 섬유(13)가 경사져서 대략 평행하게 되고, 대략 평행부(16)에서의 섬유(13)의 밀도가 상승한다.
금형(53, 76)의 표면에 형성된 미소한 구멍이 차지하는 면적 비율은 이 면적 비율이 거의 필름(10)의 기층(11)의 표면에 있어서 섬유(13)와 결합해 있는 부분의 면적의 비율이 되기 때문에 금형(53, 76)의 표면에 형성된 미소한 구멍이 차지하는 면적 비율은 5%~40%인 것이 바람직하다. 금형(53, 76)의 표면에 형성된 미소한 구멍의 지름은 바람직하게는 0.05㎛~3㎛, 보다 바람직하게는 0.1㎛~0.5㎛이다. 금형(53, 76)의 표면에 형성된 미소한 구멍의 지름이 0.05㎛ 이상이면 압입 공정에 있어서 필름(10')의 일부를 압입하기 쉽다. 또한, 0.1㎛ 이상이면 떼어내기 공정에 있어서 늘려진 섬유(13)가 기층 표면에 있어서 쓰러지기 어려워져 대략 수직부를 형성하기 쉽다. 또한, 0.5㎛ 이하이면 떼어내기 공정에 있어서 늘려진 섬유(13)의 선단부가 쓰러지기 쉽고, 대략 평행부(16)에 있어서 섬유(13)끼리가 서로 얽히기 쉽다. 또한, 3㎛ 이하이면 떼어내기 공정에 있어서 늘려진 섬유(13)를 가압 공정에서 변형시키기 쉽다.
금형(53, 76)의 표면에 형성된 미소한 구멍의 깊이는 구멍 지름의 2.5배 이상인 것이 바람직하다. 구멍의 깊이가 구멍 지름의 2.5배 이상이면 압입 공정에 의해 압입된 수지가 금형(53, 76)의 구멍의 측면과 접하는 면적이 구멍 부분의 표면적의 10배 이상이 되고, 떼어내기 공정에 있어서 수지가 늘려지기 쉬워 바람직하다. 구멍 지름에 대한 구멍의 깊이는 10배 이상이 보다 바람직하다. 구멍 지름에 대한 구멍의 깊이의 값에 특별히 상한은 없지만 구멍 형성의 용이함으로부터 100배 정도로 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 표면에 미세한 구멍이 복수 형성된 금형(53, 76)의 제작 방법은 금속 표면에 직접 절삭이나 레이저 가공이나 전자선 가공을 시공하는 방법, 금속 표면에 형성한 도금 피막에 직접 절삭이나 레이저 가공이나 전자선 가공을 시공하는 방법, 이들 금속 표면이나, 금속 표면에 형성한 도금 피막에 레이저 가공이나 전자선 가공 등에 의해 미세 구멍과 반전된 볼록형상을 제작한 후 전기 주조에 의해 미세 구멍형상을 제작하는 방법을 들 수 있다. 또한, 레지스트를 기판 상에 도포한 후 포토리소그래피 방법에 의해 소정 패터닝으로 레지스트를 형성한 후 기판을 에칭 처리하여 형상을 형성하고, 레지스트 제거 후에 전기 주조에서 그 반전 패턴에 의해 미세 구멍 구조를 얻는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 금형 표면에 에칭을 실시함으로써 미세 구멍 구조를 표면에 가진 금형(53, 76)을 제작할 수도 있다. 금형(53, 76)의 재료로서는 실리콘 웨이퍼, 각종 금속 재료, 유리, 세라믹, 플라스틱, 탄소 재료 등 강도가 요구되는 정밀도의 가공성을 갖는 것이면 좋고, 구체적으로는 Si, SiC, SiN, 다결정 Si, 유리, Ni, Cr, Cu, Al, Fe, Ti, C, 또한 이들을 1종 이상 포함하는 것이면 좋다. 또한, 이들을 주성분으로 한 어모퍼스 구조를 표면에 갖는 금형의 표면을 강산성의 액체에 의해 에칭함으로써 제작해도 좋다.
섬유(13)의 형상은 금형(53, 76)의 표면의 미세한 구멍의 형상 이외에 압입 공정, 냉각 공정, 떼어내기 공정의 각 공정의 조건을 조정하는 것이어도 제어할 수 있다. 예를 들면, 금형(53, 76)의 표면의 미세한 구멍의 형상의 구멍 지름을 작게 하면 섬유 지름은 작아지고, 냉각 공정에서의 냉각 온도나 떼어내기 공정에서의 늘리는 속도를 변경함으로써 섬유 지름이나 섬유층(14)의 두께를 변경할 수 있다.
또한, 가압 공정에 있어서 가하는 압력은 섬유(13)의 형태에 의해 적당히 변경할 수 있고, 압력에 의해 섬유층(14)의 경사 각도, 소밀의 정도, 두께를 변경할 수 있다.
본 발명에 있어서는 물과의 접촉각을 더 크게 해서 발액성을 보다 향상시키고자 할 경우에는 상기와 같이 해서 얻어진 섬유(13)의 표면에 표면 에너지가 낮은 관능기, 특히 불소기를 피복하는 것이 바람직하다.
이와 같은 피복 처리 방법으로서는 섬유(13)의 구조를 피복 재료에 의해 막힐 일이 없는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 랭뮤어 블로젯법(LB법), 물리 증착법(PVD법), 화학 증착법(CVD법), 자기 조직화법, 스퍼터법, 단분자를 용제로 희석한 것을 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 섬유(13)를 형성하는 필름(10') 상에 상기와 같은 재료에 의한 임의의 두께의 발액 처리를 실시한 뒤 상술한 방법에 의해 섬유(13)를 형성하도록 할 수도 있다.
본 발명의 수지 구조체는 그 표면 특성을 살려서, 예를 들면 세포 배양 시트나 바이오칩 등의 바이오 디바이스, 광학 필름이나 이방성 필름 등의 광학 디바이스, 발액 시트, 방오 시트 등의 건축 자재에 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 구조체는 발액성뿐만 아니라 수지 구조체의 기층 근방에 공기층을 포함하고 있는 점에서 단열 시트 등 다른 용도로도 사용할 수 있다.
(실시예)
[측정 방법]
[대략 수직부, 대략 평행부의 판정]
실시예 등에서 성형한 필름(10)에 있어서 섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부(15) 및 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부(16)의 유무는 이하의 순서로 판정한다.
(1) 수지 구조체(10)의 임의의 장소로부터 10㎜×10㎜의 샘플을 잘라낸다. 샘플의 4개의 절단면 중으로부터 임의로 1개의 절단면을 선택한다. 선택한 절단면에 대해서 섬유층(14)을 상측, 기층(11)을 하측으로 해서 본 우측단 부분을 관찰 대상으로 한다.
(2) 주사형 전자 현미경을 사용해서 (1)항의 관찰 대상의 단면 관찰 사진을 취득한다. 관찰 배율은 5000배로 하고, 관찰 대상 범위는 24.3um×18.2um, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 19.0㎚×19.0㎚가 된다. 취득한 사진을 트리밍해서 섬유층(14)만의 사진으로 하고, 기층(11)의 표면(12)과 평행한 방향으로 3분할한다. 분할된 부분 중 기층(11)으로부터 가장 떨어진 부분과 기층(11)에 가장 가까운 부분의 단면 사진에 대해서 각각 2차원 푸리에 변환에 의한 화상 해석을 실시해서 파워 스펙트럼 화상을 취득한다.
(3) 얻어진 파워 스펙트럼 화상으로부터 전체 방향에 있어서의 평균 명도를 산출해 플롯한 후 최소 제곱법을 사용하여 타원으로 근사한다.
(4) 기층(11)의 표면(12)과 평행한 방향을 0°로 하고, 타원 근사된 파워 스펙트럼 화상으로부터 기층(11)의 표면(12)이 이루는 각도가 0~180°인 각 각도에 대해서 진폭의 평균값을 플롯하고, 섬유(13)의 타원 근사 경사 각도 분포를 산출한다.
(5) 섬유(13)의 타원 근사 경사 각도 분포가 0° 이상 30° 이하 및 150° 이상 180° 이하인 각각의 평균 진폭의 평균값이 30°보다 크고 150° 미만인 평균 진폭의 평균값과 비교해서 클 경우 이 단면 사진 중의 섬유(13)는 대략 평행한 상태라고 판정한다. 섬유(13)의 타원 근사 경사 각도 분포가 60° 이상 120° 이하인 평균 진폭의 평균값이 0° 이상 60° 미만 및 120°보다 크고 180° 이하인 각각의 평균 진폭의 평균값과 비교해서 클 경우 이 단면 사진 중의 섬유(13)는 대략 수직인 상태라고 판정한다.
(6) (1)항에서 선택한 절단면에 대향하는 절단면에 대해서도 섬유층(14)을 상측, 기층(11)을 하측으로 해서 본 우측단 부분을 관찰 대상으로 하고, (2)~(5)항과 동일 작업을 행한다. 또한, 10㎜×10㎜의 샘플의 중심을 지나며, (1)항에서 선택한 절단면과 평행하게 샘플을 절단하고, 이 절단면의 좌우의 중심 부분을 관찰 대상으로 하고, (2)~(5)항과 동일 작업을 행한다.
(7) 3개의 관찰 대상 중 어느 하나의 기층(11)으로부터 가장 떨어진 3분의 1의 부분이 섬유(13)가 대략 평행한 상태이면 섬유층(14)의 기층(11)으로부터 가장 떨어진 3분의 1의 부분은 대략 평행부라고 판정한다. 3개의 관찰 대상 중 어느 하나의 기층(11)에 가장 가까운 3분의 1의 부분이 섬유(13)가 대략 수직인 상태이면 섬유층(14)의 기층(11)에 가장 가까운 3분의 1의 부분은 대략 수직부라고 판정한다.
2차원 푸리에 변환에 의한 화상 해석에 사용한 단면 사진을 도 8(a), 화상 해석에서 취득한 파워 스펙트럼을 도 8(b), 섬유(13)의 각도 분포도를 도 8(c)에 나타낸다. 도 8은 섬유(13)가 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 예이다.
본 실시예에서는 기저면 전위상을 푸리에 변환하기 위해서 상술한 참고 문헌 1~3의 저자들이 개발한 Fiber Orientation Analysis Ver. 8.03을 사용했다. 이 푸리에 변환 소프트는 화상 데이터로부터 각 점의 휘도의 정보를 인출하고, 푸리에 변환 처리를 행하여 파워 스펙트럼과 평균 진폭 Aave. (θ)를 구하는 처리를 행한다. 상세한 순서는 상술한 참고 문헌 1~3 및 참고 URL 1에 기재되어 있다. 이 소프트에서 화상을 푸리에 변환 처리하기 위해서는 휘도의 수치 정보를 인출하기 위해서 화상을 미리 비트맵화한다. 또한, 고속 푸리에 변환을 행하기 위해서 화상의 1변의 픽셀 수가 4의 정수배가 되도록 미리 조정한다. 화상의 픽셀 수가 종횡비 3 이상의 화상을 푸리에 변환 처리할 경우에는 푸리에 변환 처리하는 화상의 종횡비가 작아지는 방향으로 원래의 화상을 5장 접합하여 1장의 화상으로서 푸리에 변환 처리를 행한다.
푸리에 변환 처리는 일의적으로 결정된 처리이기 때문에 마찬가지의 처리를 행할 수 있는 것이면 다른 소프트이어도 좋다. 단, 배향성 평가를 위해서 개발된 본 소프트에서는 Aave. (θ)를 구할 수 있는 것이 특징이다. 다른 소프트에서 Aave. (θ)를 자동적으로 할 수 없을 경우에는 휘도를 (x, y) 좌표에 매핑한 것인 파워 스펙트럼을 사용하여 마찬가지의 계산을 할 필요가 있다.
[섬유층측의 표면으로부터 본 섬유가 차지하는 면적의 비율]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×10㎜로 잘라내고, 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의해 배율 10000배에서 표면을 2차 전자상으로 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 12.1um×9.1um이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 9.4㎚×9.5㎚이었다. 관찰 사진을 흑백의 2치화하고, 전체에 차지하는 화상의 밝은 부분(이하, 「백부분」이라고 한다)의 면적을 섬유층(14)의 측의 표면으로부터 본 섬유(13)가 차지하는 면적의 비율로 했다. 2치화의 역치는 백부분과 어두운 부분(이하, 「흑부분」이라고 한다)을 나타내는 2개 광량의 피크의 중간의 광량값이며, 그 광량값의 전후에서의 2치화에 있어서 백부분과 흑부분의 비율의 변화가 가장 작은 광량값으로 했다.
[기층의 표면에 있어서의 섬유가 결합해 있는 부분의 면적]
[방법 (i)] 실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×10㎜로 잘라내고, 필름(10)의 기층(11)으로부터 1㎛ 이내의 위치에서 필름(10)의 기층(11)에 평행하게 섬유층(14)을 절단하고, 절단한 단면으로부터 잘라 버려진 섬유(13)를 바람으로 제거했다. 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의해 배율 10000배에서 표면(12)을 2차 전자상으로 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 12.1㎛×9.1㎛이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 9.4㎚×9.5㎚이었다. 관찰 사진 흑백의 2치화하고, 전체에 차지하는 화상의 밝은 부분(이하, 「백부분」이라고 한다)의 면적을 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적으로 했다. 2치화의 역치는 백부분과 어두운 부분(이하, 「흑부분」이라고 한다)을 나타내는 2개의 광량의 피크의 중간의 광량값이며, 그 광량값의 전후에서의 2치화에 있어서 백부분과 흑부분의 비율의 변화가 가장 작은 광량값으로 했다.
단, 상기 방법 (i)에서 섬유층(14)을 절단할 때에 섬유(13)가 매우 가늘어 절단 날의 날 끝에 의해 섬유(13)가 쓰러져 버려 기층(11)으로부터의 섬유층(14)의 절단이 곤란한 경우에는 이하의 방법 (ii)에 의해 구했다.
[방법 (ii)] 필름(10)의 표면에 대해서 수직이며, 직교하는 2방향에서 필름(10)을 절단하고, 각 단면을 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)을 사용해서 배율 5000배에서 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 24.3㎛×18.2㎛이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 19.0㎚×19.0㎚이었다. 단면에 존재하는 섬유(13)의 개수와 섬유(13)의 평균 단면폭을 구하고, 그 곱으로부터 각 단면에 있어서 기층(11)의 단위 길이당 섬유(13)가 결합해 있는 비율을 구했다. 또한, 각 단면에서의 섬유(13)가 결합해 있는 비율의 곱을 구하고, 그 값을 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적의 비율로 했다.
[섬유 지름의 측정]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×10㎜로 잘라내고, 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의해 배율 10000배에서 표면을 2차 전자상으로 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 12.1㎛×9.1㎛이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 9.4㎚×9.5㎚이었다. 관찰 사진으로부터 임의의 30개의 섬유(13)를 선택하고, 폭이 큰 것으로부터 5개와 폭이 작은 것으로부터 5개를 제외한 중간의 20개의 섬유(13)의 폭의 평균을 취한 것을 섬유 지름으로 했다.
[섬유의 개수의 측정]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×10㎜로 잘라내고, 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의해 배율 10000배에서 표면을 2차 전자상으로 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 12.1㎛×9.1㎛이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 9.4㎚×9.5㎚이었다. 이 화상으로부터 섬유(13)의 개수를 판독한다. 섬유(13)의 개수 측정 시에는 Snipping Tool을 사용하여 섬유(13)에 안표를 붙이면서 측정을 행했다. 이 방법으로 얻어진 섬유 개수를 10000㎛2 중의 섬유 개수로 환산했다.
또한, 섬유(13)가 서로 얽혀서 섬유(13)의 개수를 표면의 관찰 사진으로부터 판독하는 것이 어려울 경우에는 액상 실리콘 고무 등으로 필름(10)의 표면의 형을 뜨고, 그 형의 표면 화상으로부터 판독해도 좋다. 경화한 액상 실리콘 고무로부터 필름(10)을 떼어냈을 때 액상 실리콘 고무의 표면은 섬유(13)의 저면에 대응하는 구멍이 다수 개방된 표면이 된다. 이 표면의 주사형 전자 현미경 사진을 취득하고, 섬유(13)의 개수를 구한다.
[섬유층 두께의 측정]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 필름(10)의 표면에 대해서 수직인 방향으로 절단하고, 그 단면을 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)을 사용해서 배율 5000배에서 관찰했다. 이때의 화상 사이즈는 24.3㎛×18.2㎛이었다. 또한, 화소 수는 1280화소×960화소이며, 1화소의 크기는 19.0㎚×19.0㎚이었다. 단면의 관찰 사진에 대해서 기층(11)의 표면으로부터 최표면까지의 거리가 큰 개소를 10점 측정하고, 그들 10점의 거리를 평균한 값을 섬유층(14)의 두께로 했다.
또한, 필름(10)을 표면에 수직인 단면으로 절단할 때나 필름(10)의 기층(11)의 바로 위에서 기층(11)에 평행하게 필름(10)을 절단할 때에는 필름(10)을 단독으로 절단하는 것 외에 경화 수지나 얼음 등에 의해 섬유층(14)의 구조를 무너뜨리지 않도록 섬유층(14)마다 필름(10)을 굳힌 후에 절삭이나 연마 등을 행할 수 있다. 필름(10)의 발액성이 높아 수지나 얼음 등을 유지하는 것이 곤란할 경우 필름(10)의 표면 구조를 무너뜨리지 않는 범위의 친액 처리(코로나 방전 처리나 플라스마 처리) 등에 의해 친수화한 후에 경화 수지나 얼음으로 굳히고, 절단하는 것이 가능하다.
[발액성의 측정]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×30㎜로 잘라내고, 접촉각계(Kyowa Interface Science Co., Ltd.제, CA-D형)를 사용하여 물방울의 접촉각을 측정했다. 측정액은 순수를 사용하고, 1.41μL의 순수를 필름 표면에 적하했다. 측정은 필름 내의 10점을 측정하고, 10점의 평균한 값을 접촉각으로 했다.
[비부착성 시험]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×30㎜로 잘라내고, 고정용 지그에 측정면이 위가 되도록 고정했다. 그 후 고정용 지그를 45°로 경사진 상태로 요구르트(모리나가 비피더스 플레인 요구르트 가당 타입)를 0.3㎖ 적하하고, 액적이 적하 후로부터 20㎜ 이동할 때까지의 시간을 측정했다. 또한, 요구르트의 부착 잔류물을 육안으로 관찰했다. 부착 잔류물이 없는 것을 ○, 그 이외를 ×라고 했다.
[내구성 시험]
실시예 등에서 성형한 필름(10)을 10㎜×30㎜로 잘라내서 샘플로 하고, 100㎜×100㎜의 트레이에 샘플을 고정하고, 200㎖의 순수를 트레이 내에 따르고, 24시간 침지했다. 24시간 후에 샘플을 인출하여 상온에서 24시간 건조하고, 건조 후에 접촉각계(Kyowa Interface Science Co., Ltd.제, CA-D형)를 사용하여 물방울의 접촉각을 측정했다. 측정액은 순수를 사용하고, 1.41μL의 순수를 샘플 표면에 적하했다. 측정은 샘플 내의 10점을 측정하고, 10점의 평균한 값을 내구 시험 후의 접촉각으로 해서 내구 시험 전후의 접촉각의 변화를 산출했다. 또한, 액적이 샘플 표면에 부착되지 않아 접촉각을 측정할 수 없을 경우에는 내구 시험 전후의 접촉각의 변화의 있음, 없음을 평가했다
(실시예 1)
(1) 필름
폴리프로필렌을 주체로 한 폴리머(융점이 144℃, 유리 전이 온도가 -20℃)를 포함하는 두께 100㎛의 필름을 사용했다.
(2) 금형
스테인리스판의 표면에 Ni를 주체로 한 재료를 두께 100㎛ 정도 피복했다. 그 후 금형 표면에 대해서 레이저 가공으로 직경이 0.3㎛로부터 0.6㎛ 정도, 깊이 7㎛로부터 10㎛ 정도의 미세 구멍 구조가 전체 면에 형성된 금형을 제작했다. 미세 구멍이 형성된 영역은 미세 구멍이 형성된 표면에 대해서 20%이었다.
(3) 성형 장치 및 조건
장치는 도 5에 나타내는 바와 같은 성형 장치(50)를 적용했다. 프레스 유닛(54)은 유압 펌프로 가압되는 기구이며, 내부에 가압 플레이트(57, 58)가 상하에 2장 부착되어 각각 가열 장치, 냉각 장치에 연결되어 있다. 금형(53)은 하측의 가압 플레이트(57)의 상면에 설치된다. 또한, 금형(53)에 부착한 필름(10'')을 박리하기 위한 박리 수단(55)이 프레스 유닛(54) 내에 설치되어 있다.
성형 시의 금형 온도는 160℃로 하고, 가압력으로서는 전체 면에서 10㎫의 압력이 가해지도록 했다. 가압 시간으로서는 60초이었다. 또한, 박리 시의 금형 온도는 50℃이었다. 박리 롤과 필름의 이간 거리는 0.3㎜이었다. 박리한 필름을 닙 롤(62)에서 0.6㎫로 가압 후 하류측의 권취 유닛(61)측에 송출하여 권취했다.
(4) 성형 결과
도 9는 실시예 1에서 성형된 필름(10)의 섬유 형성면의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 표면 사진이며, 도 10은 실시예 1에서 성형된 필름(10)의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 단면 사진이다. 성형된 필름(10)은 기층(11)과, 다수의 섬유(13)가 형성된 섬유층(14)으로 구성되어 있었다. 섬유층(14)은 기층(11)에 가까운 측에서 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직으로 된 섬유(13)로 이루어지는 대략 수직부(15)와, 기층(11)으로부터 떨어진 측에서 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 평행하게 된 섬유(13)로 이루어지며, 섬유끼리가 서로 얽힌 상태로 연장되어 있는 대략 평행부(16)로 구성되어 있었다. 대략 수직부(15)에서는 섬유(13)가 상대적으로 성기게 되고, 대략 평행부(16)에서는 섬유(13)가 상대적으로 긴밀하게 되어 있었다. 섬유 지름은 0.3㎛, 섬유층(14)의 두께는 10.0㎛이었다. 10000㎛2에 형성되어 있는 섬유(13)의 개수는 16700개이었다. 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적은 방법 (ii)에 의해 측정했다. 얻어진 섬유(13)의 계측값을 표 1에 나타낸다.
(5) 발액성·액적 이동성 효과
성형한 필름(10)의 섬유층(14)의 표면에 1.41μL의 물을 적하하고, 접촉각계(Kyowa Interface Science Co., Ltd.제, CA-D형)를 사용하여 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다. 또한, 45°로 경사진 필름(10)의 표면에 요구르트를 0.3㎖ 적하하고, 액적이 적하 후로부터 20㎜ 이동할 때까지의 시간은 0.2s이며, 부착 잔류물은 없었다.
(6) 내구성 시험
성형한 필름(10)을 24시간 순수에서 침지하고, 건조 후에 섬유층(14)의 표면에 1.41μL의 물을 적하하고, 접촉각계(Kyowa Interface Science Co., Ltd.제, CA-D형)를 사용하여 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 내구 시험 후에도 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다.
(실시예 2)
(1) 필름
실시예 1과 동일 필름을 사용했다.
(2) 금형
실시예 1과 동일 금형을 사용했다.
(3) 성형 장치 및 조건
실시예 1과 동일 성형 장치(50)를 사용하고, 성형 시의 금형 온도를 150℃로 한 이외에는 실시예 1과 동일 조건에서 필름을 성형했다.
(4) 성형 결과
도 11은 실시예 2에서 성형된 필름(10)의 섬유 형성면의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 표면 사진이며, 도 12는 실시예 2에서 성형된 필름(10)의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 단면 사진이다. 성형된 필름(10)은 기층(11)과, 다수의 섬유(13)가 형성된 섬유층(14)으로 구성되어 있었다. 섬유층(14)은 기층(11)에 가까운 측에서 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 수직으로 된 섬유(13)로 이루어지는 대략 수직부(15)와, 기층(11)으로부터 떨어진 측에서 기층(11)의 표면(12)에 대해서 대략 평행하게 된 섬유(13)로 이루어지며, 섬유끼리가 서로 얽힌 상태로 연장되어 있는 대략 수평부(16)로 구성되어 있었다. 대략 수직부(15)에서는 섬유(13)가 상대적으로 성기게 되고, 대략 평행부(16)에서는 섬유(13)가 상대적으로 긴밀하게 되어 있었다. 섬유 지름은 0.6㎛, 섬유층 두께는 5.0㎛이었다. 10000㎛2에 형성되어 있는 섬유(13)의 개수는 10300개이었다. 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적은 방법 (i)에 의해 측정했다. 얻어진 섬유(13)의 계측값을 표 1에 나타낸다.
(5) 발액성·액적 이동성 효과
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다. 또한, 45°로 경사진 필름(10)의 표면에 요구르트를 0.3㎖ 적하하고, 액적이 적하 후로부터 20㎜ 이동할 때까지의 시간은 0.4s이며, 부착 잔류물은 없었다.
(6) 내구성 시험
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 내구 시험 후에도 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다.
(실시예 3)
(1) 필름
실시예 1과 동일 필름을 사용했다.
(2) 금형
실시예 1과 동일 금형을 사용했다.
(3) 성형 장치 및 조건
실시예 1과 동일 성형 장치(50)를 사용하고, 박리 시의 금형 온도를 80℃로 한 이외에는 실시예 1과 동일 조건에서 필름을 성형했다.
(4) 성형 결과
도 13은 실시예 3에서 성형된 필름(10)의 섬유 형성면의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 표면 사진이며, 도 14는 실시예 3에서 성형된 필름(10)의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 단면 사진이다. 성형된 필름(10)은 기층(11)과, 다수의 섬유(13)가 형성된 섬유층(14)으로 구성되어 있었다. 섬유층(14)은 기층(11)에 가까운 측에서는 기층 표면에 대해서 대략 수직으로 된 섬유(13)로 이루어지는 대략 수직부(15)와, 기층(11)으로부터 떨어진 측에서 기층 표면에 대해서 대략 평행하게 된 섬유(13)로 이루어지며, 섬유끼리가 서로 얽힌 상태로 연장되어 있는 대략 평행부(16)로 구성되어 있었다. 대략 수직부(15)에서는 섬유(13)가 상대적으로 성기게 되고, 대략 평행부(16)에서는 섬유(13)가 상대적으로 긴밀하게 되어 있었다. 섬유 지름은 0.45㎛, 섬유층(14)의 두께는 6.0㎛이었다. 10000㎛2에 형성되어 있는 섬유(13)의 개수는 12700개이었다. 기층(11)의 표면(12)에 있어서의 섬유(13)가 결합해 있는 부분의 면적은 방법 (ii)에 의해 측정했다. 얻어진 섬유(13)의 계측값을 표 1에 나타낸다.
(5) 발액성·액적 이동성 효과
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다. 또한, 45°로 경사진 필름(10)의 표면에 요구르트를 0.3㎖ 적하하고, 액적이 적하 후로부터 20㎜ 이동할 때까지의 시간은 0.3s이며, 부착 잔류물은 없었다.
(6) 내구성 시험
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 내구 시험 후에도 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다.
(비교예 1)
(1) 필름
시클로올레핀을 주체로 한 폴리머(유리 전이 온도가 138℃)를 포함하는 두께 100㎛의 필름을 사용했다.
(2) 금형
스테인리스판의 표면에 Ni를 주체로 한 재료를 두께 100㎛ 정도 피복했다. 그 후 금형 표면에 대해서 레이저 가공으로 직경이 0.5㎛~1.0㎛, 깊이 3㎛~5㎛ 정도의 미세 구멍 구조가 전체 면에 형성된 금형을 제작했다. 미세 구멍이 형성된 영역은 표면에 대해서 21%이었다.
(3) 성형 장치 및 조건
장치는 도 5에 나타내는 바와 같은 성형 장치(50)를 적용했다. 프레스 유닛(54)은 유압 펌프로 가압되는 기구이며, 내부에 가압 플레이트(57, 58)가 상하에 2장 부착되어 각각 가열 장치, 냉각 장치에 연결되어 있다. 금형(53)은 하측의 가압 플레이트(57)의 상면에 설치된다. 또한, 금형(53)에 부착한 필름(10'')을 박리하기 위한 박리 수단(55)이 프레스 유닛(54) 내에 설치되어 있다. 성형 시의 금형온도는 165℃로 하고, 가압력으로서는 전체 면에서 5㎫의 압력이 가해지도록 했다. 가압 시간으로서는 30초이었다. 또한, 박리 시의 금형 온도는 80℃이었다. 박리 롤(55A)과 금형(53)의 이간 거리는 0.3㎜이었다. 박리한 필름(10)을 하류측의 권취 유닛(61)측으로 송출하여 권취했다.
(4) 성형 결과
도 15는 비교예 1에서 성형된 필름의 성형면의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 표면 사진이며, 도 16은 비교예 1에서 성형된 필름의 주사형 전자 현미경(KEYENCE CORPORATION VE-7800)에 의한 단면 사진이다. 성형된 필름은 기층과, 기층의 표면의 전체 면에 형성된 다수의 섬유로 구성되어 있었다. 섬유의 평균 직경 0.35㎛, 평균 높이는 1.2㎛이며, 섬유는 늘려져 있지는 않았다. 10000㎛2에 형성되어 있는 섬유의 개수는 14300개이었다. 또한, 기층의 표면에 대해서 수직인 방향으로 필름을 절단한 단면에 있어서의 섬유의 경사 각도의 범위는 단면에 있어서의 돌기의 70% 이상이 기층의 표면에 대해서 수직인 방향에 대해서 20°~45°의 범위이었다. 섬유의 연신 방향은 일정하며, 조밀 부분이 없고, 섬유는 대략 평행부와 대략 수직부로 구성되어 있지 않았다. 기층의 표면에 있어서의 섬유가 결합해 있는 부분의 면적은 방법 (ii)에 의해 측정했다. 얻어진 섬유의 계측값을 표 1에 나타낸다.
(5) 발액성·액적 이동성 효과
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 물방울은 필름(10)의 표면을 구르며, 1개소에 머무를 수 없기 때문에 접촉각의 측정은 불가능했다. 또한, 45°로 경사진 필름(10)의 표면에 요구르트를 0.3㎖ 적하한 결과 액적은 이동하지 않고 정지하여 표면에 부착되어 있었다.
(6) 내구성 시험
실시예 1과 동일 조건에서 물방울의 접촉각을 측정했다. 물방울을 적하하면 내구 시험 후의 접촉각은 125°이며, 내구 시험 전과 비교해서 접촉각이 저하되어 있었다.
Figure pct00001
(산업상 이용가능성)
본 발명의 수지 구조체는 마이크로 유로, 세포 배양 시트, 포장재, 방오 또는 방수 시트, 기록 재료, 스크린, 세퍼레이터, 이온 교환막, 전지 격막 재료, 디스플레이, 광학 재료 등의 표면에서 발액성을 요하는 제품이나 부재에 적합하게 사용된다.
10: 수지 구조체 11: 기층
12: 기층의 표면 13: 섬유
14: 섬유층 15: 대략 수직부
16: 대략 평행부 50: 제조 장치
51: 권출 롤 52: 권출 유닛
53: 금형 54: 프레스 유닛
55: 박리 수단 55A: 박리 롤
55B: 박리 보조 롤
55H: 박리 롤(55A)과 금형(53)의 이간 거리 56: 권취 롤
57, 58: 가압 플레이트 59, 60: 버퍼 수단
61: 권취 유닛 62: 닙 롤
70: 제조 장치 71: 섬유 형성면
72: 필름 73: 권출 롤
74: 라미네이트 장치 75: 가열 롤
76: 금형 77: 닙 롤
78: 냉각 롤 79: 박리 롤
79H: 박리 롤(79)과 금형(76)의 이간 거리 80: 반송 롤
81: 닙 롤 82: 권취 롤

Claims (6)

  1. 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 수지 구조체로서,
    상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되어 있으며,
    상기 섬유층을 구성하는 상기 섬유의 전체가 상기 기층의 표면에 결합되어 기층의 표면으로부터 연장되어 있는 수지 구조체.
  2. 기층과, 다수의 섬유로 구성된 섬유층을 포함하는 수지 구조체로서,
    상기 섬유층을 구성하는 섬유가 상기 기층의 표면과 결합해서 기층의 표면으로부터 연장되어 있으며, 상기 기층의 표면에 있어서의 상기 섬유가 결합해 있는 부분의 면적이 상기 기층의 상기 섬유층이 형성되어 있는 면의 표면적의 5~40%이며,
    상기 수지 구조체를 상기 섬유측의 표면으로부터 보았을 때에 상기 섬유가 차지하는 면적의 비율이 상기 기층의 표면적의 80% 이상인 수지 구조체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수지 구조체가 발액성을 갖는 수지 구조체.
  4. 수지 구조체를 제조하는 방법으로서,
    표면에 미소한 구멍이 복수 형성된 금형의 그 미소한 구멍이 형성된 면에 수지 조성물을 배치하는 공정,
    상기 금형과 상기 수지 조성물을 가열하면서 압압하여 상기 수지 조성물의 일부를 상기 구멍 안에 압입하는 공정,
    상기 수지 조성물의 일부가 상기 구멍 안에 있는 상태로 상기 수지 조성물을 냉각하는 공정,
    상기 구멍 안에 있는 상기 수지 조성물을 늘리면서 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어내고, 상기 수지 조성물이 늘려진 다수의 섬유를 형성함으로써 상기 섬유로 구성된 섬유층과 상기 섬유를 포함하지 않는 기층으로 구성된 수지 구조체를 형성하는 공정을 포함하고, 상기 각 공정을 이 순서로 행함으로써 상기 섬유층이 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성된 수지 구조체를 형성하는 수지 구조체의 제조 방법.
  5. 수지 구조체를 제조하는 방법으로서,
    표면에 미소한 구멍이 복수 형성된 금형의 그 미소한 구멍이 형성된 면에 수지 조성물을 배치하는 공정,
    상기 금형과 상기 수지 조성물을 가열하면서 압압하여 상기 수지 조성물의 일부를 상기 구멍 안에 압입하는 공정,
    상기 수지 조성물의 일부가 상기 구멍 안에 있는 상태로 상기 수지 조성물을 냉각하는 공정,
    상기 구멍 안에 있는 상기 수지 조성물을 늘리면서 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어내고, 상기 수지 조성물이 늘려진 다수의 섬유를 형성함으로써 상기 섬유로 구성된 섬유층과 상기 섬유를 포함하지 않는 기층으로 구성된 수지 구조체를 형성하는 공정,
    상기 섬유층에 대해서 대략 수직인 방향으로부터 상기 수지 구조체에 압력을 가하고, 상기 섬유층을 상기 기층에 가까운 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 수직인 상태로 연장되어 있는 대략 수직부와, 상기 기층으로부터 떨어진 측에 있으며, 상기 섬유가 상기 기층의 표면에 대해서 대략 평행한 상태로 연장되어 있는 대략 평행부로 구성되도록 하는 공정을 포함하고, 상기 각 공정을 이 순서로 행하는 수지 구조체의 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 금형의 미소한 구멍이 구멍 지름에 대한 구멍의 깊이가 2.5배 이상이며, 상기 수지 조성물을 상기 금형으로부터 떼어낼 때의 상기 금형의 온도를 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도 이상으로 하는 수지 구조체의 제조 방법.
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