TWI526485B - 自己組織化構造體之製法 - Google Patents

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TWI526485B
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山崎英數
伊藤晃壽
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/24—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C41/28—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length by depositing flowable material on an endless belt
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Description

自己組織化構造體之製法
本發明係關於一種自己組織化構造體之製法，更詳言之，關於一種薄膜形態之自己組織化構造體之製法。
於現在光學材料或電子材料之領域上，對於積體度之提高或資訊量之高密度化、影像資訊之高精細化的要求不斷增加。因此，針對用於其領域之薄膜，強烈要求形成微細構造(微細圖案構造)。另外，於再生醫療領域之研究上，於表面上具有微細構造之薄膜，成為培養細胞平台之基材為有效的(例如，參照日本專利特開2001－157574號公報)。
針對於薄膜表面形成微細構造之微細圖案技術，習知已實用化之方法為：使用光罩之蒸鍍法、利用光化學反應與聚合反應之光刻技術、雷射剝蝕(Ablation)技術等各種方法。
習知藉由於高溫下進行具有特殊構造之聚合物稀薄溶液的流延，能夠得到具有微米尺寸之蜂窩構造的薄膜(例如，參照日本專利特開2002－335949與2002－347107號公報)。另外，使具有此蜂窩構造之薄膜中含有機能性微粒之薄膜，可作為光學及電子材料使用，例如，藉由含有發光材料體而可作為顯示元件使用(例如，參照日本專利特開2003－128832號公報)。
另外，於光學材料偏光板中，也可以使用已形成微細圖案構造之薄膜。例如，可列舉一種發現抗反射機能的薄膜，其具有已形成次微米~數十微米尺寸之規則整齊的微細圖案構造的MOS－I構造。MOS－I構造之形成方法，其係以光刻為中心之微米加工技術，尤以利用光刻製版，再將該版構造轉印至基材之方法為主流(例如，參照日本專利特開2003－302532號公報)。
於該日本專利特開2003－302532號公報中所揭示之方法被稱為由上而下(Top－down)方式，製作決定微細構造之版。版之製作為複雜的，必須具有幾個步驟，也需要高成本。另外，也發生製造大面積之版為困難的問題。因此，也有人提案一種由下至上(Bottom－up)方式，其特徵係規則整齊的微細圖案構造為應用自發所形成的自己組織化，製作具有微細構造之自己組織化構造體(自己組織化薄膜)。用於由下至上方式之高分子溶液之黏度為低的。另外，流延高分子溶液所形成的濕膜厚度將變厚。根據此等理由，高分子溶液將於濕膜之端部發生流動，限定要有均勻之構造，尤其限定得到厚度均勻之自己組織化構造體的面積將發生問題。
本發明之目的在於提供一種自己組織化構造體之製法，其具有均勻之微細圖案構造，尤其能夠得到厚度均勻之自己組織化構造體。
本發明人鑽研之結果發現：所製造之自己組織化構造體微細圖案構造為不均勻的，尤其為了減少發生厚度不均的位置，將防止高分子溶液之液流的堤或浸潤性不同的區域設置於載體上之方法為有效的。並發現：藉由將高分子溶液流延(塗布)於該載體上，能夠得到微細圖案構造為均勻的，尤其能夠得到厚度均勻之自己組織化構造體。再者，也發現：若使用長條帶狀之該載體的話，能夠得到具有連續性、厚度為均勻之微細圖案構造的薄膜，還有，於本發明中，所謂具有微細圖案構造之薄膜，係指液滴等進行自己組織式之排列，該液滴成為鑄型而形成規則性構造後所得到的薄膜。
本發明之自己組織化構造體之製法係將含有機溶劑與高分子化合物之溶液流延於載體上而形成薄膜、於該薄膜中形成液滴、使該有機溶劑與該液滴予以蒸發而形成空隙的自己組織化構造體之製法中，含有該機溶劑與該高分子化合物之溶液黏度設為1×10－ 4 Pa．s以上、10 Pa．s以下，並將該濕膜厚度設為0.05mm以上、1.5mm以下。
本發明之自己組織化構造體之製法係將含有機溶劑與高分子化合物之溶液流延於載體上而形成薄膜、於該薄膜中形成液滴、使該有機溶劑與該液滴予以蒸發而形成空隙的自己組織化構造體之製法中，於載體上設置規定流延膜端部之高低差。
高低差較宜預先進行載體表面之加工所形成的。高低差也可以於載體上貼合框構件而形成。此時，高低差係具有收納載體之凹部的基材凹部深度與載體厚度之差。
較宜一面移動溶液或載體，溶液並一面進行流延。較宜於載體上形成根據數個框構件所固定的數個流延區域。
較宜將載體上剛形成之流延膜厚度設為0.01mm以上、2.0mm以下。
另外，已進行流延的載體表面較宜具有：已進行溶液流延的第1區域；及溶液不浸潤擴大下，對於溶液之接觸角較該第1區域為大的第2區域。
本發明之自己組織化構造體之製法係將含有機溶劑與高分子化合物之溶液流延於載體上而形成流延模、於該簿膜中形成液滴、使該有機溶劑與該液滴予以蒸發而形成空隙的自己組織化構造體之製法中，己進行流延的載體表面具有：己進行溶液流延的第1區域；及該溶液不浸潤擴大下，對於該溶液之接觸角較該第1區域為大的第2區域。
另外，溶液較宜連續性或間歇性流延於載體上。
於保存自己組織化構造體時，載體較宜保護自己組織化構造體。
溶液較宜流延於所搬送的長條帶狀載體上，增濕流延膜後行成液滴。
較宜一面連續搬送數個載體，並一面將溶液流延於載體上，增濕流延膜後形成液滴。
較宜將為了保護自己組織化構造體之保護膜貼附於自己組織化構造體上，再從載體同時剝除自己組織化構造體與保護膜。保護膜與自己組織化構造體較宜藉由黏著物質予以貼附。
載體流延面之表面粗糙度(Ra)較宜為0.05 μ m以上、5 μ m以下。
自己組織化構造體較宜為薄膜。
若根據本發明之自己組織化構造體之製法的話，將含有機溶劑與高分子化合物之溶液流延於載體上而形成薄膜、於該薄膜中形成液滴、使該有機溶劑與該液滴予以蒸發而形成空隙的自己組織化構造體之製法中，由於含有該機溶劑與該高分子化合物之溶液黏度設為1×10－ 4 Pa．s以上、10 Pa．s以下，並將該濕膜厚度設為0.05mm以上、1.5mm以下，能夠使該薄膜之厚度予以均勻化，所得到的該自己組織化構造體之空隙構造成為均勻的。
若根據本發明之自己組織化構造體之製法的話，由於該載體具有浸潤性不同的表面，將該溶液流延於該浸潤性不同的表面而形成該薄膜，能夠使該薄膜之厚度予以均勻化，所得到的該自己組織化構造體之空隙構造成為均勻的。
若根據本發明之自己組織化構造體之製法的話，於進行該製法時，該載體為長條帶狀的，藉由一面搬送該載體，並一面進行該溶液之流延、增濕、乾燥，能夠製造長條帶狀的自己組織化構造體。另外，藉由一面連續搬送數個該載體，並一面進行該溶液之流延、增濕、乾燥，能夠得到多個自己組織化構造體。
若根據本發明之自己組織化構造體之製法的話，從該載體剝除該自己組織化構造體之前，由於將保護膜貼合於該自己組織化構造體之載體相反側面，從該載體剝除該保護膜與該自己組織化構造體，能夠防止該自己組織化構造體之污染。
若根據本發明之自己組織化構造體之製法的話，由於該自己組織化構造體為薄膜，能夠得到可撓性優異且操作為容易之構造體。
 發明之實施形態
於第1圖，由高分子化合物10與有機溶劑11，必要的話，與微粒12等添加劑，藉由溶液調製步驟13以調製高分子溶液(以下，稱為溶液14)。另外，藉由載體形成步驟15以製造載體16。藉由流延步驟20，將溶液14流延(塗布)於載體16上而形成流延膜21。對流延膜21進行結露步驟22，於流延膜21中形成以水為主成分之液滴。然後，進行乾燥步驟23，使流延膜21中之液滴與流延膜21之有機溶劑11予以揮發(使用也包含蒸發之意義)而得到自己組織化構造體24。還有，也能夠使自己組織化構造體24含有機能性物質等而得到機能性構造體(機能性薄膜)。
〔高分子化合物〕為自己組織化構造體24主成分的高分子化合物10，其能夠使用較佳之聚－ε－己內酯、聚－3－羥基丁酯、瓊酯、聚－2－羥乙基丙烯酸酯、聚碸等溶於非水溶性溶劑之高分子化合物(以下，稱為親油性高分子化合物)。尤其，基於成本或取得容易性等理由，最好使用聚－ε－己內酯。
雖然僅該親油性高分子能夠形成自己組織化構造體24，較宜添加兩親溶劑性(親水性與親油性)之基本材料。兩親溶劑性之基本材料，例如，可列舉：兩親溶劑性聚丙烯醯胺等兩親溶劑性高分子化合物。還有，親油性高分子化合物與兩親溶劑性高分子化合物之混合比例，其重量比較宜為5：1~20：1。
〔有機溶劑〕溶解該高分子化合物10而調製溶液14的有機溶劑11，可列舉：氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、環己烷、醋酸甲酯等。然而，若能夠溶解該高分子化合物10的話，並未予以特別限定。另外，進行流延時之聚合物濃度，只要為能形成流延膜21之濃度的話即可，具體而言，較宜為0.1重量%以上、30重量%以下之範圍。若低於0.1重量%的話，擔憂自己組織化構造體24之生產性將變差而無法適合於大量生產。
另外，若超過30重量%的話，於結露步驟22中，液滴之成長尚未充分進行時，由於進行乾燥步驟23而成為自己組織化構造體，便難以形成較佳之構造，例如蜂窩構造。
〔微粒〕於本發明中，藉由於溶液14中含有微粒12，能夠使流延膜21之高分子化合物凝聚成為容易的。微粒12並未予以特別限定，另外，微粒之尺寸(平均粒徑)也未予以特別限定。
〔其他添加劑〕為了將機能性賦與自己組織化構造體24，也能夠預先於溶液14中預含發現機能性之添加劑。針對添加劑，其種類、添加量等只要為所希望之化合物、範圍的話，並未予以特別限定。
〔溶液調製步驟〕於溶液調製步驟13中之溶液14的調製方法並未予以特別限定，能夠採用習知之溶液調製方法。具體而言，一面將粉末狀高分子化合物10添加於室溫狀態之有機溶劑11中，並一面進行攪拌。藉此，高分子化合物10溶入有機溶劑11後成為高分子溶液。另外，藉由添加所希望之添加劑而進行攪拌，溶於高分子溶液中而得到溶液。藉由將微粒添加於溶液中進行攪拌，可以得到均勻分散微粒之溶液14。溶液14之黏度較宜為1×10－ 4 Pa．s以上、10 Pa．s以下。還有，於本發明中，所謂溶液14，意指至少含有有機溶劑11與高分子化合物10。
於本實施形態中，溶液14之黏度係利用(股份)A&D製之音叉型黏度計進行測定。測定時之溶液14的溫度為20℃±1℃以內，測定係於常溫下，亦即於15~25℃之氣體環境中進行的。但是，於本發明中，黏度之測定法並不受該方法所限定，也可以為習知方法。利用其他測定方法時，可以預先求出其測定法及測定條件之資料與本實施形態該測定法之測定資料的關聯性，再從此關聯性求出對應於本實施形態測定法之1×10－ 4 Pa．s以上、10 Pa．s以下範圍的黏度範圍。若溶液14之黏度低於1×10－ 4 Pa．s的話，擔憂溶液14之冷凝性為弱的，無法將溶液流延至所希望之區域。另外，若溶液14之黏度超過10Pa．s的話，擔憂溶液14之黏性將過高。此情形下，擔憂於流延步驟20中，使溶液14之表面予以均勻化將為困難的。還有，添加劑並不限定於含溶液14中，也能夠於製造自己組織化構造體24之後，添加於自己組織化構造體24中，得到具有所希望之機能性的自己組織化構造體24。
〔載體形成步驟〕載體16係於載體形成步驟15中，預先於基板30設置框31。將利用框31覆蓋周圍之基板30表面稱為流延區域30a。藉此，於流延區域30a上，設置規定流延膜21端部的高低差。框31之高度t1(mm)並未予以特別限定。然而，若框31之高度t1(mm)過低的話，擔憂所流延的溶液14將從框溢出而無法得到所希望之形狀的自己組織化構造體24。另外，若高度t1(mm)過高的話，使流延步驟20中之流延膜21表面予以平滑化，必須具有特別器具之情形，基於成本之考量為不利的。
載體16之基板30的基本材料並未予以特別限定，能夠使用玻璃、金屬、耐溶劑性優異的塑膠等。另外，雖然框31之基本材料並未予以特別限定，較宜使用相同於該基板30之基本材料。另外，框31裝設於基板30之方法，並未予以特別限定，能夠使用耐溶劑性優異的接著劑。另外，於基本材料中使用金屬之情形下，也能夠利用焊接而予以裝設。
還有，較宜形成使載體16之進行溶液14流延之面的表面粗糙度(Ra)成為0.05 μ m以上、5 μ m以下。若表面粗糙度(Ra)低於0.05 μ m的話，擔憂溶液14將難以藉由其表面張力而流延於載體16之表面。另外，若表面粗糙度(Ra)超過5 μ m的話，擔憂自己組織化構造體24之形成將發生困難。
〔流延步驟〕如第2A圖所示，使用流延裝置32而將所希望量之溶液14流延於流延區域30a上。然後，如第2B、2C圖所示，使用刮刀33，將溶液14表面予以均勻後使流延膜21表面得以平滑化。藉由框31而規定流延膜21之端部。此時之流延膜21的厚度(以下，稱為濕膜厚度)較宜為0.05mm以上、1.5mm以下。若濕膜厚度低於0.05mm的話，擔憂於結露步驟22中之流延膜21內，液滴之形成將變得困難。另外，若超越1.5mm的話，擔憂液滴之形成耗費過長的時間，導致自己組織化構造體24之生產性將降低。另外，也擔憂液滴之形狀並非相同的，自己組織化構造體24之構造(例如，蜂窩構造等)並非均勻的。還有，於本發明中，使溶液14表面平坦之裝置並不受限於刮刀，例如，也可以使用滾筒等。另外，因應於流延膜21之形態，也能夠使用濕膜厚度為0.01mm以上、2.0mm以下。
另外，也可列舉：將溶液14之黏度設為1×10－ 4 Pa．s以上、10 Pa．s以下，於該載體(具有規定薄膜端部之高低差的載體)上進行流延的方法。
〔其他載體〕如第3圖所示，也可以切削載體40之中央部分而形成流延區域41。於此情形下，也較宜將高低差40a之高度t2(mm)設為所希望之範圍。另外，載體40之基本材料係使用切削加工為容易的，基於成本之觀點也為有利的金屬。
顯示於第4圖之載體45使用對流延區域45a之接觸角為小的基本材料，亦即，溶液14容易擴散之基本材料(以下，稱為流延區域用基本材料)。但是，對流延區域45a以外之區域(以下，稱為邊緣)45b之接觸角為大的基本材料，亦即，溶液14難以擴散之基本材料。藉此，雖然流延於流延區域45a之溶液14於流延區域45a將擴散，但是抑制對邊緣45b之擴散。
流延區域45a之形成方法可列舉：將流延區域用基本材料貼附於載體基板的方法；或使載體基板之一部分成為凹部之方式進行加工，將流延區域用基本材料嵌入凹部。另外，也可以進行使載體基板表面上之接觸角變小的加工處理而形成流延區域45a。
於第5圖與第6圖中，將載體51嵌入載體基材50之凹部而形成流延區域52。對於載體基材50之基本材料，較宜使用強度優異、耐溶劑性優異且低成本者。另外，對於載體51之基本材料，較宜使用可撓性優異、耐溶劑性也優異且低成本者。於本實施形態中，載體基材50之凹部深度與載體51之厚度的差成為高低差51a。高低差51a之高度t3也設為所希望之範圍。
於本發明中，形成於載體上之流延區域並不受限於一處。如第7A圖所示，於載體55上形成9個流延區域56。還有，於一個載體上所形成的流延區域並不受限於9個。如第7B圖所示，將溶液14流延於各流延區域56之後，使刮刀57移動。如第7C圖所示，於各流延區域56形成流延膜21。還有，於本發明中，除了將溶液14流延於載體55上之後，使刮刀57移動而形成流延膜21的方法之外，也可以固定刮刀57而使載體55移動。另外，也可以使用滾筒等取代刮刀57。
以箭號58表示刮刀57之移動方向。於此情形下，於載體55上所形成的區域係依高低差而加以規定，此高低差只要於所希望之流延區域外圍的至少一部分形成即可。還有，使載體55移動時，同樣的，高低差只要於所希望之流延區域外圍的至少一部分形成即可。
顯示於第8圖之載體65之流延區域66形成約略圓形。如此方式，用於本發明之載體的流延區域並不受限於矩形，也可以為約略圓形、約略橢圓形、多角形其他形狀。另外，流延區域66之個數也並不受限於9個。
於第9圖所示之載體70上設置9處矩形之流延區域71，於第10圖所示之載體75上設置9處約略圓形之流延區域76。載體70、75之流延區域71、76係如第4圖所示之載體45，縮小表面接觸角所形成的。於此等實施形態中，流延區域71、76並不受限於9個。
使用該各載體16、40、45、51、55、65、70、75，間歇性形成流延膜，經歷結露步驟22與乾燥步驟23而得到自己組織化構造體。另外，藉由於流延帶上配置數個各載體，並使流延帶移動，也能夠於各載體上連續性形成流延膜。另外，也能夠於形成自己組織化構造體之後，將各載體作為作為保護膜使用。亦即，直到使用自己組織化構造體之前，藉由載體(保護膜)而防範因外部環境，例如，水份之吸收或操作者接觸自己組織化構造體所造成的污染等以保護自己組織化構造體。而且，於即將使用自己組織化構造體之前，剝離載體(保護膜)。藉此，不經由特別之步驟，便可能成為自己組織化構造體24之保護。還有，針對結露步驟22與乾燥步驟23，於後詳加說明。
於第11圖，顯示連續製造有關本發明之自己組織化構造體24的自己組織化構造體連續製造設備(以下，稱為製造設備)80之概略圖。將溶液14加入桶槽81。於桶槽81中具備攪拌葉片82。藉由進行攪拌葉片82之旋轉，均勻混合溶液14。溶液14係藉由泵83而送液至流延模頭84。於流延模頭84之下方，具備架設於旋轉滾筒86、87之間的流延帶85。旋轉滾筒86、87係利用未以圖示之驅動裝置進行旋轉，流延帶85進行任意移動。另外，將溫控機88裝設於旋轉滾筒86、87內。藉由調整旋轉滾筒86、87之溫度，使流延帶85之溫度調整成為可能的。
於本實施形態中，長條帶狀載體(以下，稱為載體薄膜)100連續形成該各流延區域之任一區域。另外，設置連接載體薄膜100而送至流延帶85上之送出機101。於將已形成流延帶85上之自己組織化構造體的載體薄膜100予以剝除之際，具備支撐載體薄膜100之剝除滾筒89、捲取支撐載體薄膜100之捲取機90。
另外，於流延帶85之上部上流側設置送風口91，其係進行含大量水蒸氣之風(以下，稱為結露風)的送風。另外，於流延帶85之上部下流側設置送風口92，其係進行預備乾燥流延膜21之乾燥風的送風。再者，於流延帶85之下部設置送風口93，其係進行乾燥流延膜21之乾燥風的送風。將已設置送風口91之區域稱為於流延膜21上形成液滴之結露區A。將已設置送風口92之區域B，稱為先前發生流延膜21中之有機溶劑揮發的噴霧乾燥區B。而且，將已設置送風口93之區域C，稱為以水蒸氣形式進行流延膜21中液滴之揮發的乾燥區C。
於流延模頭84之下流側，設置刮除多餘溶液14之刮刀94。
於流延步驟20中，溶液14從流延模頭84流延至流延帶85上之載體薄膜100表面。然後，多餘之溶液14係利用刮刀94予以刮除。接著，進行結露步驟22與乾燥步驟23。結露步驟22與乾燥步驟23係參照第12圖加以說明。還有，於第12圖中，放置載體薄膜100之流延帶85的圖面被省略。如第12A圖所示，於載體薄膜100上形成流延膜21。還有，流延膜21之表面溫度(以下，稱為膜面溫度)較宜為0℃以上。若膜面溫度低於0℃的話，擔憂流延膜21中之液滴將凝固而未形成所希望之孔。
更佳為使用溫控機88以進行介於旋轉滾筒86、87之間流延帶85的溫度調整。溫度調整之方法可列舉：藉由於旋轉滾筒86、87之內部設置溶液流徑，將熱傳遞溶劑送液至其溶液流徑而進行調整之方法等。溫度之調整較宜將流延帶85的溫度下限值設為0℃以上。另外，上限值較宜設為溶液14之有機溶劑11的沸點以下，更佳設為(有機溶劑沸點－3℃)。藉此，已結露的水份並不會進行凝固，另外，由於抑制溶液14之溶劑急遽蒸發，能夠得到形狀優異的自己組織化構造體24。再者，溫度調整係藉由橫跨流延膜21之寬度方向，使溫度分布成為±3℃以內，膜面溫度之分布也成為±3℃以內。藉由使流延膜21寬度方向之溫度分布予以減少，因為抑制異方向性產生於自己組織化構造體24之孔形成，商品價值將提高。
另外，相對於水平方向，較宜使流延帶85之搬送方向成為±10°以內。藉由調整液滴112之形態，便可能進行孔形態之調整。
從送風口91，進行風110之送風。相對於通過結露區A之流延膜21的表面溫度TL(℃)，風110之露點TD1(℃)符合0℃≦(TD1－TL)℃，較宜設為0℃≦(TD1－TL)≦80之範圍，更佳設為5℃以上、60℃以下，最好設為10℃以上、40℃以下之範圍。若低於0℃的話，結露便難以生成。另外，若超過80℃的話，將有結露與乾燥變得急遽，孔尺寸控制或其均勻化變得困難之情形。另外，風110之溫度並未予以特別限定，較宜為5℃以上、100℃以下之範圍。若低於5℃的話，擔憂液滴將變得難以蒸發，無法得到形狀為良好的自己組織化構造體24。另外，若超過100℃的話，擔憂於流延膜21內生成液滴112之前，將以水蒸氣方式蒸發。
如第12A圖所示，於結露區A，風110中之水份(模式圖示)111係於流延膜21上進行結露而成為液滴112。而且，如第12B圖所示，以液滴112為核，水份111將結露而使液滴112予以成長。如第12C圖所示，於噴霧乾燥區B，一旦將乾燥風115送風至流延膜21時，有機溶劑116將從流延膜21蒸發。還有，於此時，雖然水份也將從液滴112蒸發，但是有機溶劑116之蒸發速度較快。因此，液滴112係隨著有機溶劑116之蒸發，藉由表面張力而自發性成為約略均勻之形態，規則性地排列。另外，以流延膜21中所含之微粒(未以圖示)為核，流延膜21中之高分子化合物的凝聚容易生成。再者，一旦進行乾燥時，如第12D圖所示，於乾燥區C中之流延膜21之液滴112將以水蒸氣117之方式蒸發。此時，高分子化合物也以微粒為核之方式進行凝聚。由於形成孔周圍之高分子化合物成分進行凝聚，所形成的孔之形狀成為極其均勻的。
一旦液滴112從流延膜21蒸發時，形成液滴112之位置將成為孔120，可以得到如第13圖所示之自己組織化構造體24。孔120之周圍係形成以高分子化合物為主成分之壁121。如上所述，於壁121中含有許多微粒12。然而，由於微粒12之成分量為微量的(為了說明，於第13圖極誇大地圖示微粒)，並不影響自己組織化構造體24之特性。於本發明中，自己組織化構造體24之形態並未予以特別限定。
於本發明中，風110之送風方向係設為平行流(並流)於流延膜21之移動方向。若使風逆流進行送風的話，擔心於流延膜21之膜面產生紊亂而妨礙液滴之成長。另外，與流延膜21之移動速度的相對速度，風110之送風速度較宜設為0.1m/s以上、20m/s以下，更佳設為0.5m/s以上、15m/s以下之範圍，最好設為2m/s以上、10m/s以下之範圍。若低於0.1m/s的話，擔憂液滴112於流延膜21中維持未充分成長之狀態下，將流延膜21搬送至噴霧乾燥區B中。另外，若超過20m/s的話，擔憂於流延膜21之表面將產生紊亂，未充分進行結露。
於本發明中，流延膜21通過結露區A之時間較宜設為0.1秒以上、100秒以下。若低於0.1秒的話，由於液滴112係於維持未充分成長之狀態下所形成的，形成所希望之孔成為困難的。另外，若超過100秒的話，擔憂液滴112之大小將變得過大，無法得到具有所希望之形狀(例如，蜂蜜構造)之自己組織化構造體。
於噴霧乾燥區B與乾燥區C中，進行流延膜21乾燥之乾燥風115的送風速度較宜設為0.1m/s以上、20m/s以下，更佳設為0.5m/s以上、15m/s以下之範圍，最好設為2m/s以上、10m/s以下之範圍。若低於0.1m/s的話，擔憂從液滴112之水份蒸發未充分進行，將有生產性變差之情形。另外，若超過20m/s的話，擔憂從液滴112之水份蒸發將急遽發生，所形成的孔120之形態將紊亂。
將乾燥風115之露點設為TD2(℃)之情形下，與膜面溫度TL(℃)之關係較宜設為(TL－TD2)℃≧1℃。藉此，於噴霧乾燥區B與乾燥區C中，使流延膜21之液滴112的成長予以停止，並使構成液滴之水份，以水蒸氣117之方式予以蒸發成為可能的。
除了利用2D噴嘴進行送風的方法之外，送風口91~93之風的送風也可以藉由減壓乾燥法而進行乾燥。藉由進行減壓乾燥，便可能調整有機溶劑116與液滴112之水份的蒸發速度。能夠藉由調整此蒸發速度，於流延膜21中形成液滴112，一面使有機溶劑116蒸發，並一面使液滴112蒸發，變更於液滴112位置所形成的孔120之大小、形狀等。
另外，也能夠採用如下之方法：於離膜面約3mm~20mm之位置，裝設從膜面予以冷卻且表面上具有溝之冷凝器，於冷凝器表面使水蒸氣(也包含揮發性有機溶劑)予以冷凝後使其乾燥的方法。藉由採用該任一種乾燥方法，由於能夠減少對流延膜21膜面之動態影響而使其乾燥，故能夠得到更平滑之膜面。
已進行乾燥之自己組織化構造體24係一面與載體薄膜100共同受剝除滾筒89所支撐，並一面從流延帶85予以剝除，再利用捲取機90加以捲取。還有，自己組織化構造體24之搬送速度並未予以特別限定，較宜為0.1m/min以上、60m/min以下之範圍。若低於0.1m/min以下的話，基於生產性變差、成本之觀點，並不適合。另外，若超過60m/min的話，於搬送自己組織化構造體24之際，賦與過大之張力，成為裂開、構造紊亂等不良之發生原因。能夠利用上述方法而連續製造自己組織化構造體24。
第14A圖~第14D圖係其他實施形態之自己組織化構造體的概略圖。自己組織化構造體130係於溶液14中不含微粒所製得的。第14A圖係根據本發明所得到的自己組織化構造體的平面圖、第14B圖係沿著第14A圖之b-b線的剖面圖、第14C圖係沿著第14A圖之c-c線的剖面圖。另外，第14D圖係其他自己組織化構造體的剖面圖，因為此等平面圖係與第14A圖相同的而予以省略。自己組織化構造體130係一種已密集形成非常多孔的薄膜。如第14A圖所示，孔131係形成於蜂窩狀之自己組織化構造體130的內部。孔131係約略一定之形狀與尺寸，規則性進行排列。而且，孔131係如第14B圖與第14C圖所示，也有穿透自己組織化構造體130兩面之方式所形成的情形，也有以凹處133a之方式形成於第14D圖之自己組織化構造體133單面側的情形。於本實施形態中，孔131係如上所述，根據液滴之自己凝聚性所形成的，除此之外的成分，高分子化合物主要從液滴予以排除的方式進行凝聚。因此，即使微粒不存在，高分子化合物將自己冷凝而製造自己組織化構造體130。因為L1與L2係與第13圖相同的，故省略說明。
針對於第15圖所示之自己組織化構造體的保護方法加以說明。於保護膜貼附步驟，將保護膜141貼附於從載體 142所剝除的先前自己組織化構造體140。還有，將保護膜141貼附於已貼附載體142面的相反側面上。還有，也可以將保護膜141貼附於自己組織化構造體140之前設置接著層124。將其稱為載體剝除前賦與保護膜之自己組織化構造體123。
載體剝除前賦與保護膜之自己組織化構造體123係藉由載體剝除步驟125以剝除載體。將其稱為自己組織化構造體126。藉由於自己組織化構造體126之狀態下加以保存，抑制異物等附著於自己組織化構造體，實際上，於使用自己組織化構造體之際，能抑制不良之發生。
實際上，於使用自己組織化構造體之前，藉由保護膜剝除步驟127，剝除保護膜而得到自己組織化構造體128。還有，較宜於此時同時剝除接著層。
以下，於實施例，更具體說明本發明，本發明之範圍並不受此等實施形態所限定。
【實施例】
於實驗1中，以10：1之比例混合顯示於化1之平均分子量7萬~10萬的聚-ε-己內酯與顯示於化2之兩親溶劑性聚丙烯醯胺後作為溶質。使用二氯甲烷溶劑，使高分子濃度成為2重量%之方式而進行溶液14之調製。利用習知方法測定溶液14而使測出的黏度調整成0.05Pa．s(=50cP)。使用將框31裝設於第2圖所示之基板30上的載體16。另外，厚度t1設為0.5mm。將溶液14流延於流延區域30a之後，使刮刀33移動而形成流延膜21。此濕膜之流延膜21的厚度為0.5mm。
使用已形成流延膜21之載體16而進行結露步驟22。風之溫度設為30℃，使此露點成為20℃之方式進行調整。然後，將風之風速設為3m/sec而於既定時間送風至流延膜21之表面。之後，進行乾燥步驟23。一開始之噴霧乾燥係將60℃±3℃之乾燥風吹向流延膜21。之後，將110℃±3℃之乾燥風吹向流延膜21。可以得到具有目標孔徑D1為5 μ m、厚度L1(μ m)為5 μ m之蜂窩構造的自己組織化構造體24。
藉由掃描型電子顯微鏡SEM，觀察所得到的自己組織化構造體24之微細構造，評估孔120之直徑D1(μ m)之偏異。評估係以下列四評估等級進行評估：將目標孔徑之偏異低於目標孔徑之±5%設為A；±5%以上、低於10%設為B；±10%以上、低於±20%設為C；±20%以上設為F；評估後為B。
於實驗2，除了將微粒添加於溶液14中之外，利用相同於實驗1之條件進行實驗，評估後為A。
產業上利用之可能性
本發明較宜適用於具有作為光學材料或電子材料使用之微細圖案構造的自己組織化構造體之製造。
10‧‧‧高分子化合物
11‧‧‧有機溶劑
12‧‧‧微粒
13‧‧‧溶液調製步驟
14‧‧‧溶液
15‧‧‧載體形成步驟
16‧‧‧載體
20‧‧‧流延步驟
21‧‧‧流延膜
22‧‧‧結露步驟
23‧‧‧乾燥步驟
24‧‧‧自己組織化構造體
30‧‧‧基板
30a‧‧‧流延區域
31‧‧‧框
32‧‧‧流延裝置
33‧‧‧刮刀
40‧‧‧載體
40a‧‧‧高低差
41‧‧‧流延區域
45‧‧‧載體
45a‧‧‧流延區域
45b‧‧‧邊緣
50‧‧‧載體基材
51‧‧‧載體
51a‧‧‧高低差
52‧‧‧流延區域
55‧‧‧載體
56‧‧‧流延區域
57‧‧‧刮刀
58‧‧‧箭號
65‧‧‧載體
66‧‧‧流延區域
70‧‧‧載體
71‧‧‧流延區域
75‧‧‧載體
76‧‧‧流延區域
80‧‧‧製造設備
81‧‧‧桶槽
82‧‧‧攪拌葉片
83‧‧‧泵
84‧‧‧流延模頭
85‧‧‧流延帶
86‧‧‧旋轉滾筒
87‧‧‧旋轉滾筒
88‧‧‧溫控機
89‧‧‧剝除滾筒
90‧‧‧捲取機
91‧‧‧送風口
92‧‧‧送風口
93‧‧‧送風口
94‧‧‧刮刀
100‧‧‧載體薄膜
101‧‧‧送出機
110‧‧‧風
111‧‧‧水份
112‧‧‧液滴
115‧‧‧乾燥風
116‧‧‧有機溶劑
117‧‧‧水蒸氣
120‧‧‧孔
121‧‧‧壁
122‧‧‧保護膜貼附步驟
123‧‧‧自己組織化構造體
124‧‧‧接著層
125‧‧‧載體剝除步驟
126‧‧‧自己組織化構造體
127‧‧‧保護膜剝除步驟
128‧‧‧自己組織化構造體
130‧‧‧自己組織化構造體
131‧‧‧孔
133‧‧‧自己組織化構造體
133a‧‧‧凹處
140‧‧‧自己組織化構造體
141‧‧‧保護膜
142‧‧‧保護膜貼附步驟
第1圖係具有本發明微細圖案構造之自己組織化構造體製法的步驟圖。
第2A圖、第2B圖、第2C圖係使用載體而形成自己組織化構造體之形態的說明圖。
第3圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之載體概略圖。
第4圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略圖。
第5圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略圖。
第6圖係VI-VI線之剖面圖。
第7A圖、第7B圖、第7C圖係用以說明本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略與形成流延膜之形態的圖形。
第8圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略圖。
第9圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略圖。
第10圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之其他實施形態載體的概略圖。
第11圖係用於本發明之自己組織化構造體製法之製造設備的概略圖。
第12A圖、第12B圖、第12C圖、第12D圖係為了說明本發明之自己組織化構造體製法之結露步驟與乾燥步驟的概略圖。
第13圖係藉由本發明之自己組織化構造體製法所製造的自己組織化構造體的剖面圖。
第14A圖、第14B圖、第14C圖、第14D圖係藉由本發明之自己組織化構造體製法所製造的自己組織化構造體其他實施形態的剖面圖。
第15圖係顯示將保護膜貼附於本發明之自己組織化構造體一例的步驟圖。
t1．．．框31之高度
14．．．溶液
16．．．載體
21．．．流延膜
30．．．基板
30a．．．流延區域
31．．．框
32．．．流延裝置
33．．．刮刀

Claims (16)

  1. 一種自己組織化構造體之製法，其具備下列步驟：將含有機溶劑與高分子化合物之溶液流延於載體上而形成流延膜，該載體係具有藉由設置防止該溶液之流動的凸部而形成有凹部的流延區域，且藉由一面將使該溶液的表面平坦之平坦構件的下端滑動接觸於該凸部的上端，一面使該平坦構件與該載體之任一者移動，而使位於該流延區域之該溶液的表面平坦而形成該膜，並將該溶液之黏度設為1×10-4Pa．s以上10Pa．s以下，將該剛形成之該流延膜厚度設為0.05mm以上1.5mm以下；於利用該凸部之高度而表面已平坦的該流延區域之該流延膜中，形成複數液滴；使該溶劑與該液滴從該流延膜蒸發，而於該液滴之位置形成空隙；及從該載體剝離已形成該空隙之流延膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之自己組織化構造體之製法，其中該載體之已進行流延的表面具有：流延該溶液的第1區域；及如使該溶液不擴大浸潤，而使對於該溶液之接觸角係較該第1區域為大的第2區域。
  3. 如申請專利範圍第2項之自己組織化構造體之製法，其中該溶液係連續性或間歇性流延於該載體上。
  4. 如申請專利範圍第2項之自己組織化構造體之製法，其中於保存該自己組織化構造體時，該載體係保護該自己 組織化構造體。
  5. 如申請專利範圍第2項之自己組織化構造體之製法，其中該溶液係流延於所搬送的長條帶狀之該載體上，增濕該流延膜而形成該液滴。
  6. 如申請專利範圍第5項之自己組織化構造體之製法，其中一面連續搬送數個該載體，並一面流延該溶液，增濕該流延膜而形成該液滴。
  7. 如申請專利範圍第1項之自己組織化構造體之製法，其中將為了保護該自己組織化構造體之保護膜貼附於該自己組織化構造體上，再從該載體同時剝除該自己組織化構造體與該保護膜。
  8. 如申請專利範圍第7項之自己組織化構造體之製法，其中該保護膜與該自己組織化構造體，係藉由黏著物質予以貼附。
  9. 如申請專利範圍第1項之自己組織化構造體之製法，其中該載體之流延面的表面粗糙度(Ra)為0.05μm以上5μm以下。
  10. 如申請專利範圍第1項之自己組織化構造體之製法，其中該自己組織化構造體為薄膜。
  11. 如申請專利範圍第1項之自己組織化構造體之製法，其中該載體具有決定該流延膜端部之高低差。
  12. 如申請專利範圍第11項之自己組織化構造體之製法，其中該高低差係預先加工該載體表面所形成的。
  13. 如申請專利範圍第11項之自己組織化構造體之製法，其中該高低差，係將框構件貼附於該載體上所形成的。
  14. 如申請專利範圍第11項之自己組織化構造體之製法，其中該高低差，係具有收納該載體之凹部的基材之該凹部深度與該載體厚度之差。
  15. 如申請專利範圍第11項之自己組織化構造體之製法，其中一面移動該溶液或該載體，並一面流延該溶液。
  16. 如申請專利範圍第11項之自己組織化構造體之製法，其中於該載體上，形成藉由數個該框構件所決定的數個流延區域。
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