WO2019116951A1 - 高分子薄膜の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for producing a polymer thin film having a specific shape by applying a polymer material onto a mold having a specific shape and then peeling and recovering it.
- Patent Document 1 discloses a method for producing a polymer thin film in which the following steps are sequentially performed.
- a multifunctional molecule is adsorbed to a region of arbitrary shape at the interface of the substrate with the liquid phase.
- the adsorbed polyfunctional molecules are polymerized and / or crosslinked to form a thin film of a polymer.
- C Peeling the formed thin film from the substrate.
- Patent Document 2 discloses a method for producing a thin film-like polymer structure having a functional substance on the surface (A surface) and the back surface (B surface) of a film. More specifically, for example, a method of manufacturing a thin film-like structure in which the following steps are sequentially performed is disclosed.
- a multifunctional molecule is adsorbed to a region of arbitrary shape at the interface of the substrate with the liquid phase.
- the adsorbed polyfunctional molecule is polymerized and / or crosslinked to form a polymer thin film.
- C After a functional substance is bonded to the A side of the formed thin film, a soluble water-soluble polymer film is further formed thereon.
- An object of the present invention is to provide a method for continuously and uniformly producing a polymer thin film having a specific shape without using a process soluble polymer or a special solvent, and a production apparatus for realizing the method. It is.
- the apparatus for producing a polymer thin film according to the present invention is a production apparatus for producing a polymer thin film having a specific shape, in which unevenness is formed on the surface, and the shape of the top surface of the convex portion is the specific shape.
- a drying unit for applying a coating material containing a molecular material a drying unit located downstream of the coating unit in the transport direction and drying the coated polymer material to form a polymer film, and the drying unit And a peeling unit for obtaining the polymer thin film by peeling the polymer film from the top surface of the convex portion by extending the mold or expanding or retracting the mold once or more. Peeled from the top surface of the convex portion, and a, a recovery unit for recovering the polymer thin film.
- the manufacturing method of the present invention is a manufacturing method for manufacturing a polymer thin film having a specific shape, in which unevenness is formed on the surface, and the shape of the top surface of the convex portion is the specific shape.
- the mold having the above-mentioned configuration is transported, and a coating material containing a polymer material is applied to the surface on which the unevenness is formed so as to cover the top surface of the convex portion of the transported mold, and then the coated high
- the molecular material is dried to form a polymer film, and then the mold is stretched or stretched one or more times, and the dried polymer film is peeled from the top surface of the convex portion to obtain the polymer thin film. And the polymer thin film peeled off from the mold is recovered.
- the polymer thin film can be recovered in a dried state.
- a sacrificial film is applied as a water-soluble polymer film, and then the process of dissolving the water-soluble polymer film and removing the polymer film can be omitted, so cost reduction and productivity of polymer film production can be achieved. Can be improved.
- the present invention does not have a step of dissolving the water-soluble polymer membrane, and can be recovered in a dried state, so that it can be handled as fine particles, and the application can be expanded.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view of an example of a mold applied to the present invention.
- FIG. 2A shows a mold in which the top surface of the convex portion is circular
- FIG. 2B shows a mold in which the top surface of the convex portion is polygonal.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the peeling unit of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a polymer thin film of another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a polymer thin film of another embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view of an example of a mold applied to the present invention.
- FIG. 2A shows a
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a polymer thin film of another embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic view from the surface of an example of an apparatus for producing a mold applied to the production of a polymer thin film having a specific shape according to the present invention.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an example of an apparatus for producing a mold applied to the production of a polymer thin film having a specific shape according to the present invention.
- FIG. 9 is a schematic view showing the behavior of the polymer thin film and the mold in the peeling unit used in the present invention.
- FIG. 10 is a photograph of the laminate of the mold and the polymer thin film obtained in the middle stage of the production method of the present invention observed by an electron microscope.
- FIG. 11 is a photograph of the polymer thin film having a specific shape manufactured according to Example 1 observed by an electron microscope.
- FIG. 12 is a photograph of the polymer thin film having a specific shape manufactured according to Example 2 observed
- An apparatus for producing a polymer thin film having a specific shape of the present invention comprises at least the following devices (a) to (f).
- B Mold supply means for supplying and transporting the mold.
- C A coating unit for coating a coating material containing a polymer material on the surface on which the unevenness is formed so as to cover the top surface of the convex portion of the mold transported by the mold supply means.
- a drying unit which is downstream of the coating unit in the transport direction and which dries the coated polymer material to form a polymer film.
- the polymer film material is peeled off from the top surface of the convex portion by extending the mold or stretching the mold once or more than the drying unit downstream of the drying unit to obtain the polymer thin film Peeling unit.
- FIG. 1 is a schematic view of an example of the apparatus for producing a polymer thin film according to the present invention, viewed from a cross section.
- FIG. 2 is a schematic view of an example of a mold applied to the present invention.
- FIG. 2A is a schematic view of the mold in which the top surface of the mold is circular
- FIG. 2B is a top view of the convex portion as viewed from the surface and cross section of the mold.
- the top surface 15a of the convex portion 15 having a concavo-convex structure on the surface of the mold 11 has a shape corresponding to the specific shape in order to make the polymer thin film 16 to be finally obtained a specific shape.
- the manufacturing apparatus 10 of the polymer thin film 16 applies the coating material 13 containing the polymer material so as to cover the top surface 15 a of the convex portion 15 of the mold 11 having elasticity, and the coating material 13 is dried to increase the height.
- the polymer film 14 is peeled off by the expansion and contraction of the mold 11 having elasticity to obtain the polymer thin film 16, and the recovery unit 60 specifies the same shape as the top surface 15 a of the convex portion 15
- the polymer thin film 16 having a shape is recovered.
- the coating material 13 containing a polymer material may be one in which the polymer material is dissolved in a solvent, or one in which the polymer material is melted by heating. It is preferable to select one in which a polymer material is dissolved with a solvent, because it is easy to adjust the viscosity and solid content concentration of the coating material 13 in consideration of the easiness of coating.
- the apparatus 10 for producing a polymer thin film 16 of the present invention comprises a mold 11 having roll elasticity, a mold supply means 20 for driving and conveying the mold 11, and a coating material 13 on the surface of the mold 11. It has a coating unit 30 for coating, a drying unit 40 for drying the coated coating material 13, a peeling unit 50 for peeling the polymer film 14 from the surface of the mold 11, and a recovery unit 60 for collecting the peeled polymer thin film 16 ing.
- the outline of each configuration is as follows.
- the mold 11 having roll-like stretchability has irregularities formed on the surface, and the top surface 15a of the convex portion 15 has a specific shape of a circle (see FIG. 2A) or a polygon (see FIG. 2B). have.
- the mold 11 is made of a material having chemical resistance to chemicals such as a solvent used for the coating material 13 and preferably has a uniform thickness in order to apply the coating amount 13 uniformly.
- chemical resistance means that, in a test according to JIS-K-6258 (2003 version), the volume change rate when the mold 11 is immersed in a chemical used for the coating material 13 at normal temperature for 72 hours Is less than 5%. If there is no chemical resistance, the surface of the mold 11 is swelled by a chemical and the peeling of the polymer thin film 16 may be inhibited, or the mold 11 may be broken when the mold 11 expands or contracts. Is preferred.
- the mold supply means 20 includes an unwinding roll 21 for unwinding the mold 11 wound in a roll, a winding roll 22 for winding the unwound mold, and a driving roll 23 for conveying the mold 11 at a constant speed, 24.
- driving means for rotating each roll, and guide rolls 21a, 25, 26, 22a are provided so as to fit the mold conveyance path. It is preferable that the unwinding roll 21 and the winding roll 22 can adjust the conveyance tension, and it is preferable to control the tension so that the amount of expansion of the mold 11 in the conveyance direction during conveyance is 10% or less. Adjustment of the transport speed of the mold 11 is performed by a drive roll 23 disposed opposite to the nip roll 53 and a drive roll 24 disposed opposite to the nip roll 54.
- the coating unit 30 may be any unit capable of uniformly and continuously coating the coating material 13 uniformly and continuously in the width direction of the mold 11.
- it may be a combination of a discharger including a slit die 31 as shown in FIG. 1 and a liquid feeding mechanism capable of continuously supplying a constant amount of coating material.
- the support roll 32 may be disposed on the opposite side of the application surface of the mold 11. It is also preferable to provide a position adjustment mechanism that can adjust the position of the slit die 31 with high resolution on the left and right.
- drying unit 40 in order to dry the applied coating material 13 in a short time, it is preferable to include heating means such as hot air or far infrared rays.
- heating means such as hot air or far infrared rays.
- a local exhaust system may be provided to recover or exhaust the volatilized solvent.
- the peeling unit 50 functions as a tension blocking mechanism that blocks tension applied to the mold 11 in the peeling section, which is a conveyance path connecting the nip roll 53, the tension adjustment roll 55, and the nip roll 54, the drive roll 23, the nip roll 54. And a drive roll 24 and a tension adjustment roll 55 which functions as a tension adjustment mechanism for adjusting the tension for stretching the mold 11 to an elongation required to peel the polymer film 14 from the mold 11. It is preferable that the tension generated by the mold supply unit 20 be interrupted by nipping by the nip roll 53 and the drive roll 23 and the nip roll 54 and the drive roll 24 which function as a tension blocking mechanism.
- the length of the mold 11 can be extended to an amount necessary to peel the polymer film 14 from the mold 11.
- the tension adjusting roll 55 applies tension to the mold 11 gripped by the nip roll 53 and the drive roll 23 and the nip roll 54 and the drive roll 24 from the surface of the mold 11 opposite to the surface on which the application material is applied.
- a mechanism for feeding and stretching the mold 11 is preferred. According to the inventors' investigation, it is preferable to extend the length of the mold 11 to three or more times the length of the peeling section before applying tension.
- the recovery unit 60 includes means for recovering the polymer thin film 16 peeled off from the surface of the mold 11.
- the recovery means one using a suction nozzle 61 connected to a negative pressure generator 62 such as a vacuum pump is preferable.
- a method of flowing a liquid on the surface of the mold 11 and recovering the polymer thin film 16 so as to be dispersed in the liquid may be used.
- a collection material 63 such as a non-woven fabric or a membrane filter flows in a path along which the polymer thin film 16 flows. It is preferable to install it.
- a series of manufacturing operations by the polymer thin film 16 manufacturing apparatus 10 are as follows.
- the mold 11 having elasticity is unwound from the unwinding roll 21, passes through the path of the coating unit 30, the drying unit 40, the peeling unit 50, and the recovery unit 60, and is wound around the winding roll 22.
- the mold 11 is given a constant tension necessary for conveyance by the mold supply means 20, and is conveyed at a predetermined speed by the rotation of the drive roll 23 and the drive roll 24.
- a coating material 13 containing a polymer material is applied so as to cover the top surface 15 a of the convex portion 15 of the mold 11 by the application unit 30.
- the drying unit 40 After application, by passing through the drying unit 40, the solvent remaining in the coating material 13 is volatilized, and a polymer film having a specific shape of the top surface 15a on the top surface 15a of the convex portion 15 of the mold 11 14 are formed. Thereafter, the mold 11 on which the polymer film 14 is formed is pinched by the nip roll 53 and the drive roll 23 of the peeling unit 50 and the nip roll 54 and the drive roll 24 so that the mold 11 is blocked from the transport tension.
- the tension adjustment roll 55 applies tension. The tensioned mold 11 elongates in response to the tension.
- the polymer film 14 can not follow the amount of elongation, and the mold 11 and the polymer film 14 Peeling occurs at the laminated interface of (i.e., the interface between the polymer film 14 and the mold 11), and the polymer thin film 16 floats from the surface of the mold 11. According to the study of the inventors, if the mold 11 is stretched by 300% or more, the polymer film 14 can be almost certainly peeled off from the mold 11.
- the suction nozzle 61 controlled to a negative pressure by a negative pressure generator 62 such as a vacuum pump is installed on the surface of the mold 11 in the peeling unit 50, the polymer thin film 16 peeled from the surface of the mold 11 is It will be attracted to the lower pressure side, and will be captured by the non-woven fabric shaped collecting material 63 installed between the suction nozzle 61 and the negative pressure generator 62.
- the mold 11 from which the polymer thin film 16 is recovered from the surface is taken up by the take-up roll 22 as it is. The above operation is performed continuously.
- a polymer thin film 16 having a specific shape can be formed.
- the coating material 13 containing a polymer material to the surface of the mold 11 in a state where the elongation of the mold 11 having elasticity is 10% or less, the specific shape of the top surface 15 a of the convex portion 15 of the mold 11 It can be accurately transferred to a polymer material.
- the polymer material can be applied by an amount necessary for forming the polymer thin film 16, so that the material cost can be reduced.
- the mold 11 is expanded and contracted in the peeling unit 50, and the polymer film 14 is peeled from the mold 11 to form the polymer thin film 16, and the polymer thin film 16 is collected by suction in the collection unit 60. Since the molecular thin film 16 is in a dry state, it is easy to handle and the application can be expanded.
- the mold 11 wound around the winding roll 22 may be controlled so as to replace the mold 11 at the time of deterioration or when a defect occurs, and the cost of the mold 11 can be reduced.
- the mold 11 has a fine uneven structure processed on its surface, has stretchability, and can be wound in a roll.
- the amount of elongation in the direction parallel to the transport direction of the mold 11 is preferably 200% or more, but in consideration of the allowable amount of elongation until breakage, the stretch rupture rate is more preferably 300% or more.
- the expansion / contraction fracture rate is a value defined in JIS-C-2151 (2006 edition), and when a tensile force is applied, the length of the mold 11 at the time of breakage of the mold 11 is It is a value divided by the length of the mold 11 before applying a tensile force.
- the rate of recovery representing the rate of dimensional recovery after expansion and contraction
- the rate of recovery after stretching to an elongation of 300% is preferably 95% or more, more preferably 98% or more.
- the mold 11 can be used repeatedly because the recovery rate after elongation is high.
- the concavo-convex structure of the surface one in which the convex portions 15 are disposed by close packing is suitable. This is because the area occupancy of the top surface 15a of the convex portion 15 with respect to the total area of the mold 11 is increased, so that when the coating material 13 is applied, more polymer thin films 16 can be obtained.
- top surface 15a of the convex part 15 As a shape of the top surface 15a of the convex part 15, circular (FIG. 2 (a)) or a polygon (FIG. 2 (b)) etc. can be illustrated.
- the shape of the top surface 15a does not have to be geometrically perfect in view of the surface on which the concavities and convexities are formed, as long as it can be recognized as being similar to each shape, so it is substantially circular or substantially polygonal.
- the shape of the convex portion 15 is preferably a pillar having an area of the top surface 15a of 3000 to 10000 ⁇ m 2 and a height of 10 to 200 ⁇ m, and more preferably an area of 5000 to 8000 ⁇ m 2 of the top surface 15 a and a height of 50 to 100 ⁇ m
- they are arranged in close-packed form as viewed from the surface on which the concavities and convexities are formed.
- the width of the concave portions (the distance between the adjacent convex portions 15) in the close-packed arrangement is preferably reduced within the range in which the concavo-convex structure can be processed, preferably 50 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or less.
- the material of the mold 11 to be applied may be any of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a photocurable resin, but in addition to a high stretchability and a recovery rate, a thermosetting resin having a relatively easy imparting of a concavo-convex structure Resin is suitable.
- a thermosetting resin having a relatively easy imparting of a concavo-convex structure Resin
- silicone rubber, urethane rubber, nitrile rubber, fluororubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, polyurethane, styrene butadiene rubber, etc. are suitably used, but considering the chemical resistance to the chemicals used for the coating material 13, it is suitable It is more preferable to select a suitable material.
- the mold supply means 20 includes an unwinding roll 21 for unwinding the mold 11 from the mold 11 wound in a roll, a winding roll 22 for winding the unwinded mold 11, and the mold 11 at a constant speed.
- Drive rollers 23 and 24 for carrying, driving means for rotating the respective rolls (not shown), and guide rollers 21a, 25, 26 and 22a are provided so as to fit the carrying route of the mold.
- the transport tension applied to the mold 11 since the mold 11 has elasticity, it is preferable that the transport tension applied to the mold 11 can be adjusted in order to prevent the mold 11 from being unnecessarily stretched by tension.
- the adjustment of the transport tension is preferably adjustable in the range of 1 N to 100 N with a resolution of 0.1 N.
- a drive roll 23 and a drive roll 24 are provided.
- the drive roll 23 and the drive roll 24 are disposed to face the nip roll 53 and the nip roll 54 respectively, and are nipped by the nip roll 53 and the nip roll 54 via the mold 11 to transmit the driving force to the mold 11 and set.
- the mold 11 can be transported at a fixed speed.
- the drive means of the drive roll 24 is connected to the end of the drive roll 23 by a chain or a belt, etc. and can be rotated in conjunction with the drive roll 23 or a motor etc. capable of synchronizing the speed with the drive roll 23 It is preferable to use it so that it can rotate independently.
- the drive roll 23 is connected to drive means such as a motor (not shown) and is rotatable while controlling the speed. It is also possible to transport at a speed of preferably 1 to 30 m / min, and to increase productivity while applying the coating material 13 containing a polymer material with high accuracy.
- a preferred embodiment of the mold meandering suppression mechanism is, as shown in FIG. 1, an end detection sensor 28 for detecting the position of the end of the mold 11 in the transport path of the mold 11, and an unwinding roll based on the detected value.
- a controller 27 for adjusting the transfer position of the mold 11 by controlling the movement of the winding roll 21 and the winding roll 22 is provided one by one or plural.
- the coating unit 30 is disposed upstream of the drying unit 40 in the transport direction in the process of transporting the mold 11, and includes a slit die 31 and a coating material supply mechanism connected thereto.
- the slit die 31 is opposed to the surface of the mold 11 on which the surface concavo-convex structure is formed so that the coating material 13 containing a polymer material can be applied.
- the distance between the slit die 31 and the mold 11 can be controlled so that the distance between the discharge surface of the slit die 31 and the top surface 15 a of the convex portion 15 of the surface of the mold 11 is 10 ⁇ m to 500 ⁇ m. Is preferred.
- the accuracy of the distance in the direction perpendicular to the transport direction is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less.
- the straightness and rotational runout of the support roll 32 are preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
- a coating material supply mechanism it is sufficient to continuously and uniformly carry out the liquid feeding according to the target film thickness.
- a syringe pump or a tube pump or constant pressure delivery using compressed air or a pressure control mechanism may be selected, but application when the transport speed of the mold 11 is changed It is preferable to select a quantitative feed that allows the amount of delivery of the material 13 to be easily calculated.
- the peeling unit 50 is disposed downstream of the drying unit 40 in the conveyance direction in the mold conveyance process.
- the peeling unit 50 adjusts the tension of the mold in the peeling section, and a tension blocking mechanism that cuts tension propagation from the upstream side of the peeling direction from the peeling unit 50 and tension propagation from the downstream side of the conveying direction from the peeling unit 50 And a tension adjustment mechanism.
- the tension blocking mechanism comprises a nip roll 53, a drive roll 23, a nip roll 54 and a drive roll 24. As shown in FIG. 3A, it is preferable to interrupt the conveyance tension generated by the mold supply means 20 by sandwiching the mold 11 at two points, the nip roll 53 and the drive roll 23, and the nip roll 54 and the drive roll 24.
- the tension adjustment mechanism is configured of a tension adjustment roll 55.
- the tension adjustment roll 55 is preferably a mechanism capable of extending the length of the mold 11 in the peeling section to three or more times the length of the peeling section before tension application.
- the tension adjustment roll 55 preferably has a mechanism for pushing up the mold 11 gripped by the nip roll 53 and the nip roll 54 from the surface opposite to the application surface.
- a mechanism in which a tension adjustment roll 55 which can freely rotate is connected to the tip of the rod of the air cylinder is preferable.
- an air cylinder By applying an air cylinder, it is possible to control tension, that is, to control the amount of mold extension by controlling the stroke of the air cylinder, so a complicated mechanism is not necessary, and it is necessary for tension control. Control mechanism is facilitated.
- the air cylinder a double-acting type air cinder is preferably used. In order to peel off the polymer film 14 efficiently from the surface of the mold 11, it is preferable to perform one or more expansion and contraction operations of stretching the mold 11 to 300% or more and then shrinking to 100% or less. If an air cylinder is used, this telescopic movement can be repeated at high speed, so that extremely effective peeling is performed.
- the material of the tension adjustment roll 55 may be either metal or nonmetal, but it is preferable to select a material that reduces the friction with the mold 11.
- the surface roughness is preferably defined in JIS B 0601 (2001 edition) and has an arithmetic mean roughness Ra of 1.6 ⁇ m or less. When Ra is 1.6 ⁇ m or less, there is no concern that the surface shape of the tension adjustment roll 55 is transferred to the back surface of the mold 11 when tension is applied.
- the processing accuracy of the nip rolls 53 and 54 and the drive rolls 23 and 24 is preferably 0.03 mm or less in cylindricality tolerance defined in JIS B 0621 (1984 version) and 0.03 mm or less in circumferential deflection tolerance. . Since a partial gap can not be formed between the drive rolls 23 and 24 and the nip rolls 53 and 54 when the pressure is 0.03 mm or less, the laminate of the mold 11 and the polymer film 14 is uniform in the width direction. It is possible to press with the same force and transport and tension control work well. Moreover, as for the surface roughness of each roll, that whose arithmetic mean roughness Ra is 1.6 micrometers or less defined by JISB0601 (2001 edition) is preferable. When Ra is 1.6 ⁇ m or less, there is no concern that the surface shape of each roll is transferred to the surface of the polymer film 14 or the back surface of the mold 11 at the time of pressing.
- the material of the nip rolls 53 and 54 and the drive rolls 23 and 24 may be either metal or nonmetal, but in the case of nonmetal, for example, in the case of using rubber, silicone rubber or EPDM (ethylene, propylene, Diene rubber), neoprene, CSM (chlorosulfonated polyethylene rubber), urethane rubber, NBR (nitrile rubber), evonite and the like can be used.
- a hard pressure-resistant resin eg, polyester resin
- the rubber hardness of the elastic body is preferably in the range of 70 to 97 ° according to ASTM D2240: 2005 (Shore D) standard.
- the hardness is 70 ° or more
- the deformation amount of the elastic body does not become too large, and the pressure contact width with the polymer film 14 does not become too large, so that the excessive friction force is not generated in the polymer film 14.
- the polymer film 14 peels off from the mold 11.
- the hardness is 97 ° or less
- the amount of deformation of the elastic body is not too small, so that an appropriate frictional force is generated with an appropriate pressure contact width, so that tension control and conveyance can be performed.
- the recovery unit 60 preferably includes one or more suction nozzles 61 connected to a negative pressure generator 62 such as a vacuum pump.
- the form of the suction nozzle 61 is not particularly limited, but in order to suction the polymer thin film 16 efficiently at a high flow rate, it is preferable to have a plurality of nozzles with small suction ports.
- a collection material 63 for collecting the polymer thin film 16 collected by suction.
- the form of the collecting material 63 is not particularly limited, but the pore size is smaller than the specific shape of the polymer thin film 16, and in order to reduce pressure loss, a collecting material having a high open area ratio is preferable. More specifically, it is preferable to apply a membrane filter, a non-woven filter or the like.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- the apparatus 70 for manufacturing a polymer thin film further includes another coating unit 71 and a drying unit 75 between the drying unit 40 and the peeling unit 50.
- the coating unit 71 and the drying unit 75 on the downstream side in the transport direction are further Another polymer film 73 can be laminated on top.
- the polymer material contained in 74 By making the polymer material contained in 74 a different type, it is possible to obtain a laminate of polymer thin films composed of different polymer materials.
- the combination of the application unit and the drying unit to be added may be added according to the number of polymeric materials to be laminated, and there is no particular limitation.
- the polymer materials of all layers may be different types of polymer materials, and only the polymer materials of adjacent layers may be different types of polymer materials. It is also good.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of still another embodiment of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- the coating base material 83 to which the coating material 13 is applied instead of directly applying to the mold 11 is combined with the mold 11 with the nip roll 33 and the drive roll 34.
- the application material 13 is transferred to the surface of the mold 11 and applied by holding the pressure at this time. That is, the coating unit 30 of the polymer thin film production apparatus 80 shown in FIG. 5 includes the slit die 31, the coating base unwinding roll 81, the coating base winding roll 82, the coating base 83, the nip roll 33, and
- the drive roll 34 is configured.
- the coating substrate 83 unwound from the coating substrate unwinding roll 81 is coated with the coating material 13 by the slit die 31 on the surface facing the mold 11, and then the nip roll 33 and the driving roll 34 together with the mold 11.
- the coating material 13 is transferred to the surface of the mold 11 by being pressed by the
- the coating substrate 83 having the coating material 13 transferred to the mold 11 is wound around the coating substrate winding roll 82.
- the mold 11 with the coating material 13 transferred to the top surface 15a of the convex portion 15 peels off the polymer film 14 by the peeling unit 50, and the polymer thin film 16 is recovered by the recovery unit 60. , Taken up by the take-up roll 22.
- the take-up roll 22 Taken up by the take-up roll 22.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of still another embodiment of the polymer thin film production apparatus of the present invention.
- the mold 11 in the polymer thin film 16 manufacturing apparatus 90, the mold 11 can be transported and the polymer thin film 16 can be peeled off without giving friction from the nip roll to the surface of the polymer thin film 16.
- Suction rolls are used as the drive roll 91 and the tension adjustment roll 92, and a mechanism capable of adsorbing and conveying the surface opposite to the application surface of the mold 11 is provided.
- the peeling unit 50 the transport tension in the peeling section is blocked by the suction of the mold 11 between the drive roll 91 and the tension adjusting roll 92.
- the tension adjustment roll 92 is driven to rotate at a rotational speed faster than the drive roll 91 which is driven to rotate at the mold conveyance speed, so that the mold is rotated between the drive roll 91 and the tension adjustment roll 92.
- Tension is given, and the mold 11 is stretched by an amount of elongation according to the speed difference between the drive roll 91 and the tension adjustment roll 92.
- the mold 11 can be stretched by extending the distance between the drive roll 91 and the tension adjustment roll 92 during conveyance of the mold 11. it can.
- the mold 11 from which the polymer thin film 16 has been recovered by the recovery unit 60 passes through the tension adjustment roll 92, and is again subjected to the transport tension from the winding roll 22, and is taken up along the guide rolls 22a and 22b.
- Rolled up to 22 conveyance, tension blocking, and mold expansion and contraction can be performed without giving friction to the surface of the polymer thin film 16, so that damage and shape collapse of the polymer thin film 16 due to friction with the roll during mold expansion and contraction. It can prevent.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of an apparatus for manufacturing the roll-shaped mold 11 made of a thermosetting resin using the endless belt-shaped mold 101.
- a coating unit 130 is used on the surface of an endless belt-like mold 101 suspended and supported while being heated and suspended around the first heating roller 110 and the second heating roller 120. And the thermosetting resin 102 is applied.
- the applied thermosetting resin 102 is pressed by the nip roll 140, and comes into close contact with the substrate 103 supplied from the application surface side of the thermosetting resin 102, and at the same time, the reverse structure of the surface concavoconvex structure of the mold 101 is on the surface. Transcribed. Then, it is conveyed in close contact with the mold 101, and heat curing proceeds by heating.
- the laminate 104 of the thermosetting resin 102 and the substrate 103 is peeled off from the mold 101 by the peeling roll 150.
- the substrate 103 is wound around the winding roll 160, and the mold 11 made of a thermosetting resin is wound around the winding roll 170.
- a roll-shaped mold 11 made of a thermosetting resin is obtained.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of an apparatus for manufacturing a roll-shaped mold 11 made of a thermoplastic film using an endless belt-shaped mold 201. As shown in FIG.
- the film 202 is drawn from the unwinding roll 210 and is supplied by the heating roll 220 to the surface of the endless belt-like mold 201 having a heated surface structure.
- the surface structure of the mold 201 is formed with an uneven structure in which the surface structure of the mold 11 is reversed.
- the mold 201 is heated by the heating roll 220 just before contacting the film.
- the film 202 supplied continuously is pressed against the surface structure of the mold 201 by the nip roll 221, and the film 202 is formed with an inverted structure of the surface structure of the mold 201. Thereafter, the film 202 is conveyed to the outer surface position of the cooling roll 230 in a state of being in close contact with the mold 201.
- the film 202 is cooled by heat conduction through the mold 201 by the cooling roll 230, and is peeled from the mold 201 by the peeling roll 240, and wound around the winding roll 250 as the mold 11.
- a roll film mold 11 made of a thermoplastic film is obtained.
- the method for producing a polymer thin film having a specific shape according to the present invention transports a mold having elasticity having a convex / concave formed on the surface, and the top surface of the convex portion having the above-mentioned specific shape.
- a coating material containing a polymer material is applied to the surface on which the unevenness is formed so as to cover the top surface of the convex portion of the mold, and then the applied polymer material is dried to form a polymer film.
- a polymer thin film having a specific shape is produced by recovering the polymer thin film having a specific shape.
- a coating material 13 containing a polymer material is prepared and filled in a tank of coating material supply means connected to the slit die 31.
- the mold 11 is pulled out from the unwinding roll 21, and is passed along the guide roll 21a, passes through the coating unit 30, the drying unit 40, passes along the guide roll 25, passes through the peeling unit 50 and the recovery unit 60, and is guided.
- the rollers 26 and 22a are wound by the winding roll 22. At this time, a constant tension necessary for conveyance is applied to the mold 11 by the mold supply means 20.
- the interval between the discharge tip surface of the slit die 31 and the surface of the mold 11 is set at a predetermined interval, and the condition of liquid feeding of the coating material 13 is set under the condition corresponding to the film thickness. deep.
- the drying unit 40 is heated at a constant temperature by heating means not shown.
- the drive rolls 23 and 24 are driven, and the mold 11 is conveyed at a constant speed by narrowing pressure by the nip roll 53 and the drive roll 23 and the nip roll 54 and the drive roll 24 via the mold 11.
- the coating material supply means of the coating unit 30 is operated to start the feeding of the coating material 13.
- the coating material 13 containing the polymer material discharged from the discharge port of the slit die 31 is uniformly coated on the top surface 15 a of the convex portion 15 on the surface of the mold 11 and conveyed to the drying unit 40.
- the solvent remaining inside the coating material 13 gradually evaporates, and when the evaporation of the solvent is completed, a polymer of a specific shape is formed on the top surface 15a of the convex portion 15 of the mold 11.
- the material is in a state of being laminated as a film.
- the mold 11 on which the polymer film 14 is formed is conveyed to the peeling unit 50, and is pinched by the two pairs of roll pairs of the nip roll 53 and drive roll 23 and the nip roll 54 and drive roll 24 which are tension blocking mechanisms. In addition, it enters the peeling section where the transport tension is blocked.
- a tension is applied to the mold 11 from the surface opposite to the application surface of the mold 11 by a tension adjustment roll 55 which is a tension adjustment mechanism so that the mold 11 has an elongation of 300% or more compared to that before tension application. extend.
- the polymer film 14 is laminated on the surface of the mold 11 whose tension is blocked by the tension blocking mechanism so as to cover the convex portion 15 (FIG. 9A).
- the tension adjusting roll 55 On the surface of the mold 11 expanded by the tension adjusting roll 55, the polymer film 14 which can not follow the amount of expansion of the mold 11 is lifted, and the polymer thin film 16 is peeled off (FIG. 9 (b)).
- the polymer thin film 16 peeled off from the mold 11 is sucked by the suction nozzle 61 connected to the negative pressure generator 62 of the collection unit 60 and collected by the collection material 63 installed in the suction path.
- the mold 11 from which the polymer thin film 16 has been peeled from the surface passes through the nip roll 54, is again subjected to the transport tension by the mold supply means 20, and is wound around the winding roll 22.
- the polymer material to be applied as the polymer thin film 16 is not particularly limited, but it is preferable to use one that can peel the polymer thin film 16 from the mold 11 by utilizing the difference in elongation / contraction fracture rate between the polymer material and the mold 11. 100% or less is preferable and 50% or less of a polymeric material is more preferable.
- polyester resins such as polylactic acid, polyglycolic acid, polydioxanone, polycaprolactone and the like
- Polyether resins such as polyethylene glycol, polymethacrylate resins such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate and polyhydroxyethyl methacrylate, cellulose acetate, alginic acid, polysaccharide or polysaccharide esters such as chitosan, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol
- polymers containing homopolymers selected from polyvinyl resins such as polyvinyl pyrrolidone and / or copolymers containing at least one or more polymers, and from the viewpoint of economy, polylactic acid, polyglycolic acid, polydioxolic acid, and the like.
- Non, polycaprolactone, polyethylene glycol, polymethyl methacrylate and copolymers thereof are more preferred.
- biodegradability is not necessarily required.
- polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene, polystyrene, polypropylene, Polyolefin resins such as polyisobutylene, polybutene and polymethylpentene, polyamide resins, polyimide resins polyether resins, polyesteramide resins, polyetherester resins, acrylic resins, polycarbonate resins, or polyvinyl chloride resins Resins and the like are also suitably used.
- FIG. 10A is a photograph of a scanning electron microscope in which a region of a laminate of the polymer thin film 16 and the mold 11 is cut away.
- the polymer thin film 16 is uniformly applied to the top surface 15 a of the convex portion 15 of the mold 11, and the specific shape of the top surface 15 a is accurately transferred.
- FIG. 10B is a photograph of a scanning electron microscope in which a region of the laminate of the polymer thin film 16 and the mold 11 after expansion and contraction of the mold 11 is cut out.
- the polymer thin film 16 in which the specific shape is formed is peeled from the surface of the mold by the expansion and contraction of the mold 11.
- the specific shape of the polymer thin film 16 of the present invention is not particularly limited, but in a figure projected on a two-dimensional plane so as to maximize the area of the specific shape, it is any one of a circle, an ellipse and a polygon. Is preferred.
- the polymer thin film 16 having a specific shape obtained by the present invention has a minute flat shape generally called flake shape or disk shape, and the polymer thin film 16 is controlled by controlling the cross sectional shape and Young's modulus.
- the adhesion between the polymer thin films 16 can be strengthened when they overlap, and they do not collapse when an external force is applied, and maintain a stable shape as an aggregate of the polymer thin films 16 it can. Furthermore, since each of them is a thin film, it is excellent in the followability and adhesion to organs such as skin and internal organs.
- the polymer thin film 16 having a specific shape obtained by the present invention is a medical film such as an internal wound covering, extracorporeal wound covering, adhesion preventing material, etc. utilizing biodegradability. It is suitably used as a member requiring a micron-sized size and a nano-sized thickness, such as external products for skin care such as articles and cosmetic materials utilizing a thin film shape.
- Example 1 As a material of the roll-shaped mold 11 having elasticity, a two-component curable silicone rubber (trade name RBL-9101-05, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is used, and the two components are mixed, stirred and defoamed. Used.
- a two-component curable silicone rubber (trade name RBL-9101-05, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is used, and the two components are mixed, stirred and defoamed. Used.
- an apparatus shown in FIG. 7 was used to press a mold against the surface of the thermosetting resin to form a shape.
- the surface asperity structure of the mold 11 is such that the specific shape of the top surface 15a of the convex portion 15 is a square with a side length of 80 ⁇ m, and the columnar projections with a height of 50 ⁇ m of the convex portion 15 are closely packed with a width of 20 ⁇ m of the concave portion It was arranged to be arranged.
- the roll-shaped mold 11 was produced so that the width of the mold 11 was 300 mm and the length of the mold 11 was 300 m, and the produced mold 11 was attached so as to be able to be transported to the apparatus shown in FIG.
- the coating material 13 a polymer material polylactic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in ethyl acetate (CAS No. 141-78-6 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used. It prepared so that the concentration of lactic acid might be 2.5 mass%.
- the mold 11 is conveyed at a unwinding tension of 10 N, a winding tension of 10 N, and a conveying speed of 3 m / min, and a slit die 31 and a mold are used as a coating unit 30 using a slit die 31 having a discharge width of 290 mm and a slit width of 100 ⁇ m.
- the coating material 13 was applied at a discharge speed such that the film thickness of the polymer film 14 after drying at the transport speed was 150 nm, with a distance of 100 ⁇ m from the surface 11 being 11 ⁇ m.
- the drying unit 40 utilized the high volatility of ethyl acetate and used a drying space that was thermostated to be constant at 40 ° C.
- the mold 11 is pinched by the nip roll 53 and the drive roll 23, and the nip roll 54 and the drive roll 24 at a pressure of 0.2 MPa, respectively, and the tension applied to the mold 11 in the peeling section is approximately 0N.
- a freely rotatable tension adjustment roll 55 connected to the tip of the air cylinder rod is pressed against the opposite surface to the application surface of the mold 11.
- the stroke of the air cylinder was adjusted so that the amount of extension of the mold 11 in the peeling section was 300%, and the length of the mold 11 in the peeling section was extended from 200 mm to 600 mm.
- the polymer thin film 16 separated from the surface of the mold 11 was collected by the suction nozzle of the collection unit 60 when the mold 11 was extended, and was installed between the suction nozzle 61 and a negative pressure generator 62 such as a vacuum pump. It collected by the nonwoven fabric filter (brand name FS6200, Nippon essence Co., Ltd. make) which is the collection material 63.
- the polymer thin film 16 had a shape substantially the same as the shape of the top surface 15 a of the mold 11.
- the result of having observed the surface of the polymer thin film 16 which has a specific shape obtained in the present Example 1 in FIG. 11 with a scanning electron microscope is shown.
- Example 2 As the material of the roll-shaped mold 11 having stretchability and the coating material 13, the same ones as described in Example 1 were used.
- the specific shape of the top surface 15a of the convex portion 15 is a regular hexagon having a diagonal length of 100 ⁇ m, and the columnar projections having a height of 50 ⁇ m of the convex portion 15 are closely packed with a width of 20 ⁇ m of the concave portion It arranged so that it became arrangement.
- the roll-shaped mold 11 was produced so that the width of the mold 11 was 300 mm and the length of the mold 11 was 300 m.
- a 100 ⁇ m thick film (trade name “Lumirror” (registered trademark), S10, manufactured by Toray Industries, Inc.) made of biaxially stretched polyethylene terephthalate is used as the coating substrate 83, and the width is 300 mm and the length is 300 m. did.
- the mold 11 and the coating substrate 83 were attached so as to be able to be transported to the apparatus shown in FIG.
- the mold 11 is conveyed at an unwinding tension of 10 N, a winding tension of 10 N, and a conveying speed of 3 m / min.
- the coating substrate 83 is conveyed at an unwinding tension of 30 N, a winding tension of 30 N, and a conveying speed of 3 m / min.
- the film of the polymer material after drying at the transport speed was applied at a discharge rate of 150 nm in thickness.
- the driving roll 34 and the nip roll 33 held a pressure of 0.2 MPa so that the top surface 15 a of the convex portion 15 of the mold 11 and the application surface of the application material 13 of the application substrate 83 were in contact.
- the drying unit 40 utilized the high volatility of ethyl acetate and used a drying space that was thermostated to be constant at 40 ° C.
- the mold 11 is pinched by the nip roll 53 and the drive roll 23, and the nip roll 54 and the drive roll 24 at a pressure of 0.2 MPa, respectively, and the tension applied to the mold 11 in the peeling section is approximately 0N.
- a freely rotatable tension adjustment roll 55 connected to the tip of the air cylinder rod is pressed against the opposite surface to the application surface of the mold 11.
- the stroke of the air cylinder was adjusted so that the amount of elongation of the mold in the peeling section was 300%, and the length of the mold 11 in the peeling section was extended from 200 mm to 600 mm.
- the polymer thin film 16 separated from the surface of the mold 11 is collected by the suction nozzle 61 of the collection unit 60 by the extension of the mold 11, and installed between the suction nozzle 61 and a negative pressure generator 62 such as a vacuum pump.
- the collected material 63 was collected by a non-woven filter (trade name FS6200, manufactured by Nippon Byuren Co., Ltd.). As a result of observing the collected thin polymer film 16, it was confirmed that the thin polymer film 16 had a shape substantially the same as the shape of the top surface 15 a of the mold 11. The result of having observed the surface of the polymer thin film 16 which has a specific shape obtained in the present Example 2 in FIG. 12 with a scanning electron microscope is shown.
- the polymer thin film obtained by the apparatus and method for producing a polymer thin film having a specific shape according to the present invention is accumulated by overlapping with one another while showing high followability to an adherend, resulting in high adhesion and stability. Can be formed. For example, it is most suitable for hemostasis at the time of surgery, a wound covering material, an adhesion preventing material, a cosmetic material, a percutaneous absorption material and the like. Moreover, it can be used as a coating agent etc. by disperse
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Abstract
特定形状を有する高分子薄膜を、工程用可溶性高分子や特殊な溶媒を用いることなく、連続的かつ均一に製造する方法と、その製造方法を実現する製造装置を提供する。本発明の高分子薄膜の製造方法は、凸部の天面が特定形状である凹凸が形成された伸縮性のモールドを搬送しながら、凸部の天面を被覆するように高分子材料を含む塗布材料を塗布し乾燥させて高分子皮膜を形成した後に、モールドを伸ばすか1回以上伸縮させて、高分子皮膜を凸部の天面から剥離させ高分子薄膜を得て、剥離した特定形状を有する高分子薄膜を回収する。
Description
本発明は、特定形状を有するモールド上へ高分子材料を塗布した後に、剥離回収することにより、特定形状を有する高分子薄膜を製造する方法およびその装置に関する。
特定形状を有する高分子薄膜の製造方法として、特定形状を有するモールド上に高分子材料を塗布し、乾燥前に該高分子材料とは別の水溶性高分子膜上に転写した後、水溶性高分子を水で溶解して、特定形状を有する高分子膜を得る方法がある。
例えば、特許文献1には、以下の工程を順に行う高分子薄膜の製造方法が開示されている。
(a)基体の液相との界面における任意形状の領域に多官能性分子を吸着させる。
(b)吸着した多官能性分子を重合および/または架橋して高分子の薄膜を形成させる。
(c)形成された薄膜を基体から剥離する。
例えば、特許文献1には、以下の工程を順に行う高分子薄膜の製造方法が開示されている。
(a)基体の液相との界面における任意形状の領域に多官能性分子を吸着させる。
(b)吸着した多官能性分子を重合および/または架橋して高分子の薄膜を形成させる。
(c)形成された薄膜を基体から剥離する。
また、特許文献2には、膜の表面(A面)と裏面(B面)に機能性物質を有する薄膜状高分子構造体の製造方法が開示されている。より具体的には、例えば、以下の工程を順に行う薄膜状構造体の製造方法が開示されている。
(a)基体の液相との界面における任意形状の領域に多官能性分子を吸着させる。
(b)吸着させた多官能性分子を重合および/または架橋して高分子の薄膜を形成させる。
(c)形成させた薄膜のA面に機能性物質を結合させた後、さらにその上に可溶性水溶性高分子膜を形成させる。
(d)薄膜および可溶性水溶性支持膜を基体から剥離させる。
(e)薄膜のB面に、A面に結合させた機能性物質と同一または別の機能性物質を結合させた後、可溶性水溶性高分子膜を溶剤にて溶解させる。
(a)基体の液相との界面における任意形状の領域に多官能性分子を吸着させる。
(b)吸着させた多官能性分子を重合および/または架橋して高分子の薄膜を形成させる。
(c)形成させた薄膜のA面に機能性物質を結合させた後、さらにその上に可溶性水溶性高分子膜を形成させる。
(d)薄膜および可溶性水溶性支持膜を基体から剥離させる。
(e)薄膜のB面に、A面に結合させた機能性物質と同一または別の機能性物質を結合させた後、可溶性水溶性高分子膜を溶剤にて溶解させる。
しかしながら、特許文献1に記載の高分子薄膜の製造方法では、基材から高分子薄膜を剥離するために、所定の溶剤等に浸漬させる必要がある。さらに基材から剥離した状態の高分子薄膜を、溶剤に浸漬したままの状態で生体組織等の対象物に適用しなければならないため、ハンドリング性が著しく低いという問題があった。
また、特許文献2に記載の高分子薄膜の製造方法では、表面と裏面とに機能性物質を付加した任意形状の高分子薄膜を得るために、表面に機能性物質を結合させた後に、A面の上に可溶性水溶性高分子膜を形成し、基材より剥離しなければならなかった。さらにその後、B面に機能性物質を結合させ、最後に可溶性水溶性高分子膜を水で溶解しなければならないため、工程が煩雑であり、生産性が低いという問題があった。
本発明の目的は、特定形状を有する高分子薄膜を、工程用可溶性高分子や特殊な溶媒を用いることなく、連続的かつ均一に製造する方法と、その製造方法を実現する製造装置を提供することにある。
本発明の高分子薄膜の製造装置は、特定形状を有する高分子薄膜を製造する製造装置であって、表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールドと、前記モールドを供給、搬送するモールド供給手段と、前記モールド供給手段により搬送される前記モールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料を塗布する塗布ユニットと、前記塗布ユニットよりも搬送方向下流側にあり、塗布された前記高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成する乾燥ユニットと、前記乾燥ユニットよりも搬送方向下流側にあり、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させることで、前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得る剥離ユニットと、前記凸部の天面から剥離された、前記高分子薄膜を回収する回収ユニットと、を備えている。
また、本発明の製造方法は、特定形状を有する高分子薄膜を製造する製造方法であって、表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールドを搬送し、前記搬送されたモールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料を塗布し、次いで、塗布された前記高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成し、次いで、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させて、乾燥した前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得て、前記モールドから剥離された前記高分子薄膜を回収する。
本発明によれば、伸縮性を有するモールド上に高分子材料を直接塗布し、高分子材料に特定形状を付与した後に、高分子薄膜を乾燥した状態で回収することができる。従来技術のように水溶性高分子膜として犠牲膜を塗布し、その後、水溶性高分子膜を溶解して、高分子膜を取り出す工程が省けるため、高分子膜製造の低コスト化と生産性の向上が図れる。また、本発明は、水溶性高分子膜を溶解する工程がなく、高分子膜を乾燥した状態で回収できるため、微粒子としても取り扱い可能であり、用途の拡大が図れる。
本発明の特定形状を有する高分子薄膜の製造装置は、少なくとも以下の(a)~(f)の機器あるいは部材を備えている。
(a)表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールド。
(b)前記モールドを供給、搬送するモールド供給手段。
(c)前記モールド供給手段により搬送される前記モールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料塗布する塗布ユニット。
(d)前記塗布ユニットよりも搬送方向下流側にあり、塗布された高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成する乾燥ユニット。
(e)前記乾燥ユニットよりも搬送方向下流側にあり、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させることで、前記高分子皮膜材料を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得る剥離ユニット。
(f)前記凸部の天面から剥離された、前記高分子薄膜を回収する回収ユニット。
(a)表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールド。
(b)前記モールドを供給、搬送するモールド供給手段。
(c)前記モールド供給手段により搬送される前記モールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料塗布する塗布ユニット。
(d)前記塗布ユニットよりも搬送方向下流側にあり、塗布された高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成する乾燥ユニット。
(e)前記乾燥ユニットよりも搬送方向下流側にあり、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させることで、前記高分子皮膜材料を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得る剥離ユニット。
(f)前記凸部の天面から剥離された、前記高分子薄膜を回収する回収ユニット。
図1は本発明の高分子薄膜の製造装置の一例を断面から見た概略図である。図2は、本発明に適用するモールドの一例の概略図である。図2(a)はモールドの天面が円形、図2(b)は凸部の天面が多角形のモールドを表面および断面から見た概略図である。モールド11の表面に凹凸構造をなす凸部15の天面15aは、最終的に得ようとする高分子薄膜16を特定形状とするために、その特定形状に対応した形状となっている。高分子薄膜16の製造装置10は、伸縮性を有するモールド11の凸部15の天面15aを被覆するように、高分子材料を含む塗布材料13を塗布し、塗布材料13を乾燥させて高分子皮膜14を形成した後、伸縮性を有するモールド11の伸縮により高分子皮膜14を剥離して高分子薄膜16を得て、回収ユニット60により凸部15の天面15aと同じ形状である特定形状を有する高分子薄膜16を回収する。
なお、高分子材料を含む塗布材料13は、溶媒により高分子材料を溶解させたものであっても、加熱により高分子材料を溶融させたものであってもよい。塗布の容易性を考慮すると塗布材料13の粘度調整や固形分濃度調整が容易であるので、溶媒により高分子材料を溶解させたものを選択するのが好ましい。
図1に示すように、本発明の高分子薄膜16の製造装置10は、ロール状の伸縮性を有するモールド11、モールド11を駆動搬送させるモールド供給手段20、モールド11の表面に塗布材料13を塗布する塗布ユニット30、塗布された塗布材料13を乾燥させる乾燥ユニット40、モールド11の表面から高分子皮膜14を剥離する剥離ユニット50、および剥離した高分子薄膜16を回収する回収ユニット60を備えている。各構成の概要は以下のとおりである。
ロール状の伸縮性を有するモールド11は、表面に凹凸が形成され、その凸部15の天面15aは円形(図2(a)参照)または多角形(図2(b)参照)の特定形状を有している。モールド11は塗布材料13に用いられる溶媒等の薬品への耐薬品性がある材料からなり、均一に塗布剤量13を塗布するために均一な厚みであることが好ましい。ここで、耐薬品性があるとは、JIS-K-6258(2003年版)に準じた試験において、モールド11を塗布材料13に用いられる薬品に、常温で72時間浸漬させた場合の体積変化率が5%以下であることをいう。耐薬品性がないと、モールド11の表面が薬品により膨潤し、高分子薄膜16の剥離が阻害される場合や、モールド11の伸縮時にモールド11が破断する場合があるため、耐薬品性があることが好ましい。
モールド供給手段20は、ロール状に巻かれたモールド11を巻き出していく巻出ロール21、巻き出されたモールドを巻き取る巻取ロール22、モールド11を一定の速度で搬送する駆動ロール23、24、図示はしないが各ロールを回転させる駆動手段、および、モールドの搬送経路に合うようにガイドロール21a、25、26、22aを備えている。巻出ロール21および巻取ロール22は搬送張力を調整できることが好ましく、搬送中のモールド11の搬送方向に対する伸び量が10%以下となるように張力を制御することが好ましい。モールド11の搬送速度の調整はニップロール53と対向して配置される駆動ロール23、およびニップロール54と対向して配置される駆動ロール24により行われる。
塗布ユニット30は、塗布材料13をモールド11の幅方向に均一かつ連続的に一定に塗布することができるものであればよい。例えば、図1に示したようなスリットダイ31からなる吐出器と連続的に定量の塗布材料を供給できる送液機構などを組み合わせた構造のものでよい。また、スリットダイ31の吐出先端面とモールド11との間隔を高精度に維持するために、モールド11の塗布面の反対側に支持ロール32を配してもよい。スリットダイ31の位置を左右で高い分解能で位置調整できるような位置調整機構を設けることも好ましい。
乾燥ユニット40として、塗布された塗布材料13を短時間で乾燥させるために、熱風や遠赤外線などの加熱手段を備えていることが好ましい。また、揮発した溶媒を回収または排気するための局所排気装置を備えていてもよい。
剥離ユニット50は、ニップロール53、張力調整ロール55およびニップロール54を結ぶ搬送経路である剥離区間において、モールド11の搬送にかかる張力を遮断する張力遮断機構として機能するニップロール53、駆動ロール23、ニップロール54および駆動ロール24と、モールド11から高分子皮膜14を剥離するのに必要な伸度までモールド11を伸ばすための張力を調整する張力調整機構として機能する張力調整ロール55とを備えている。張力遮断機構として機能する、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24で挟圧することにより、モールド供給手段20で発生させた張力を遮断することが好ましい。張力調整機構としては、モールド11の長さを、モールド11から高分子皮膜14を剥離するのに必要な分まで伸ばすことができればよい。具体的には、張力調整ロール55により、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24で把持されたモールド11を、モールド11の塗布材料を塗布した面とは反対の面から張力を与え、モールド11を伸ばす機構が好ましい。発明者らの検討によれば、モールド11の長さを、張力付与前の剥離区間の長さの3倍以上に伸ばせることが好ましい。
回収ユニット60は、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16を回収する手段を備えている。回収手段としては、真空ポンプなどの負圧発生装置62に接続された、吸引ノズル61を利用したものが好ましい。それ以外にも、モールド11の表面に液体を流して、液体中に高分子薄膜16が分散するように回収する方法を用いてもよい。また、いずれの回収手段を用いた場合においても、回収手段により回収された高分子薄膜16を集めるために、不織布やメンブレンフィルタなどの捕集材63を、高分子薄膜16が流れていく経路に設置しておくのが好ましい。
高分子薄膜16の製造装置10による一連の製造動作は以下のとおりである。伸縮性を有するモールド11は巻出ロール21から巻出され、塗布ユニット30、乾燥ユニット40、剥離ユニット50、回収ユニット60の経路を経て、巻取ロール22に巻き取られた状態とする。モールド11はモールド供給手段20によって搬送に必要な一定の張力が付与され、駆動ロール23および駆動ロール24の回転により、所定の速度で搬送されている。そして、塗布ユニット30によってモールド11の凸部15の天面15aを被覆するように高分子材料を含む塗布材料13を塗布する。塗布した後、乾燥ユニット40を通過することによって、塗布材料13中に残留している溶媒が揮発し、モールド11の凸部15の天面15aに、天面15aの特定形状を有する高分子皮膜14が形成される。その後、高分子皮膜14が形成されたモールド11は、剥離ユニット50のニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24に挟圧されることにより、搬送張力から遮断された状態となり、加えて張力調整ロール55により張力が付与される。張力が付与されたモールド11は、その張力に応じて伸長する。このとき、溶媒が揮発して乾燥した高分子皮膜14が伸長可能な長さ以上にモールド11が伸ばされると、高分子皮膜14はその伸び量に追従できず、モールド11と高分子皮膜14との積層界面、つまり高分子皮膜14とモールド11との界面において、剥離が発生し、高分子薄膜16がモールド11の表面から浮いた状態となる。発明者らの検討によれば、モールド11を300%以上伸ばせば、ほぼ確実に高分子皮膜14をモールド11から剥離できる。剥離ユニット50でのモールド11の表面には、真空ポンプなどの負圧発生装置62により負圧に制御された吸引ノズル61が設置されているため、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16は圧力の低い方へ吸い寄せられ、吸引ノズル61と負圧発生装置62との間に設置された不織布状の捕集材63に捕捉されることとなる。表面から高分子薄膜16が回収されたモールド11はそのまま巻取ロール22に巻き取られていく。上記動作が連続的に行われる。
上記装置構成および動作により、特定形状を有する高分子薄膜16を形成することができる。伸縮性を有するモールド11の伸びが10%以下の状態で、モールド11の表面に高分子材料を含む塗布材料13を塗布することにより、モールド11の凸部15の天面15aが有する特定形状を高分子材料に精度よく転写することができる。また、塗布ユニット30としてスリットダイ31を用いることにより、高分子薄膜16の形成に必要な量だけ高分子材料を塗布することが出来るため、材料コストを低減することができる。
さらに剥離ユニット50においてモールド11を伸縮させて、モールド11から高分子皮膜14を剥離して高分子薄膜16を形成し、回収ユニット60において高分子薄膜16を吸引により回収するため、回収された高分子薄膜16は乾燥した状態であるため、取扱いが容易となり、用途の拡大が図れる。巻取ロール22に巻き取られたモールド11は、劣化した時点や欠点が発生した時点でモールド11を交換するように管理すればよく、モールド11にかかるコストを低く抑えることができる。
次に各部の構成について図1から図6を参照しながら詳細に説明する。モールド11は、表面に微細な凹凸構造が加工されており、伸縮性を有し、ロール状に巻き取り可能である。モールド11の搬送方向に平行な方向における伸び量としては200%以上であることが好ましいが、破断までの許容伸び量を考慮して、伸縮破断率は300%以上であることがより好ましい。ここで、伸縮破断率とは、JIS-C-2151(2006年版)にて定義される値であり、引張り力を付与した際に、モールド11が破断した時点でのモールド11の長さを、引張り力を付与する前のモールド11の長さで除した値である。伸縮後の寸法復元率を表す復元率については、伸度300%まで伸ばされた後の復元率が95%以上が好ましく、98%以上がより好ましい。伸びた後の復元率が高いことにより、高分子皮膜14とモールド11との剥離が促進されるだけでなく、モールド11を繰り返し利用することができる。また、表面の凹凸構造としては、凸部15が最密充填で配置されたものが適している。これは、モールド11の総面積に対する凸部15の天面15aの面積占有率が大きくなることにより、塗布材料13を塗布した際に、より多くの高分子薄膜16が得られることに加え、塗布の安定性が増すためである。図2に示すように、凸部15の天面15aの形状としては、円形(図2(a))または多角形(図2(b))等が例示することができる。天面15aの形状は、凹凸が形成された面から見て、幾何学的に完全である必要はなく、それぞれの形状に類似していると認識できればよいため、略円形または略多角形であってもよい。凸部15の形状として、好ましくは天面15aの面積が3000~10000μm2、高さが10μm~200μmの柱状であり、より好ましくは天面15aの面積5000~8000μm2、高さが50~100μmの柱状で、凹凸が形成された面から見て、最密充填で配置されていることが好ましい。最密充填配置における凹部の幅(隣接する凸部15の間隔)は、凹凸構造が加工可能な範囲の中で小さくすることが好ましく、50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。適用するモールド11の材料は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂のどれでもよいが、高い伸縮性と復元率とに加え、凹凸構造の付与が比較的容易である熱硬化性樹脂が適している。例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリウレタン、スチレンブタジエンゴム等が好適に用いられるが、塗布材料13に用いられる薬品に対する耐薬品性を考慮し、適した材料を選定することがより好ましい。
モールド供給手段20は、ロール状に巻かれたモールド11からモールド11を巻き出していく巻出ロール21と、巻き出されたモールド11を巻き取る巻取ロール22と、モールド11を一定の速度で搬送する駆動ロール23、24、図示はしないが各ロールを回転させる駆動手段、および、モールドの搬送経路に合うようにガイドロール21a、25、26、22aを備えている。各ロールを駆動させる駆動手段としては、モールド11が伸縮性を有しているため、張力によりモールド11が不必要に伸びることを防ぐために、モールド11に付加する搬送張力を調整できることが好ましい。搬送張力の調整は1N~100Nの範囲で0.1Nの分解能で調整できることが好ましい。モールド11の搬送速度を決める駆動手段として、駆動ロール23と駆動ロール24とが設けられる。駆動ロール23および駆動ロール24は、それぞれニップロール53とニップロール54と対向して配置され、ニップロール53、およびニップロール54によりモールド11を介して挟圧されることにより、駆動力をモールド11に伝え、設定した速度でモールド11の搬送を行うことができる。駆動ロール24の駆動手段は、駆動ロール23の端部とチェーンまたはベルトなどで連結し、駆動ロール23と連動して回転できるようにしたり、あるいは、駆動ロール23と速度を同期可能なモータなどを用いて独立して回転できるようにしたりすることが好ましい。駆動ロール23は図示しないモータ等の駆動手段と連結され、速度を制御しながら回転可能となっている。速度として好ましくは1~30m/分の範囲で搬送し、高分子材料を含む塗布材料13を高精度に塗布しながら生産性を高くすることもできる。
また、モールド蛇行修正機構を設けることが安定的にモールド11を搬送するために好ましい。モールド蛇行抑制機構の好ましい形態は、図1に示すように、モールド11の搬送経路において、モールド11の端部の位置を検知する端部検出センサー28と、検出された値に基づいて巻出ロール21および巻取ロール22の移動を制御することにより、モールド11の搬送位置を調整するためのコントローラ27を、それぞれ1台ずつあるいは複数台ずつ有する。
巻出ロール21および巻取ロール22の駆動手段としては、モールド11の搬送方向に対して鉛直な方向に、それぞれのロールの位置を調整できるものが好ましい。端部検出センサー28からの値に基づき、移動させたい方向に移動量を調整する構造が好ましい。上記のモールド11の蛇行抑制機構を備えることにより、塗布材料13の塗布位置を一定に保つことができるため、均一な厚さ、および形状の高分子薄膜16を形成することができる。
塗布ユニット30は、モールド11の搬送過程において、乾燥ユニット40よりも搬送方向上流側に配置され、スリットダイ31とこれに接続された塗布材料供給機構を備える。スリットダイ31は、モールド11の表面凹凸構造が形成された面に高分子材料を含む塗布材料13を塗布できるように対向させる。均一な塗布膜を形成するためには、スリットダイ31とモールド11との間隔が高精度に均一に保持されることが好ましく、図1に示すように、支持ロール32を表面凹凸構造が形成された面とは逆側の面からモールド11を支持するように配置することが好ましい。ここで、スリットダイ31とモールド11の間隔について、スリットダイ31の吐出面とモールド11の表面の凸部15の天面15aとの距離が10μm~500μmの間隔で位置を制御できるようにしておくことが好ましい。また、搬送方向と鉛直な方向における間隔(スリットダイ31と天面15aとの距離)の精度としては、好ましくは10μm以下、より好ましくは3μm以下である。また、本発明における精度を実現するために支持ロール32の真直度および回転振れは5μm以下が好ましく、より好ましくは1μm以下である。なお、ここではスリットダイ31を用いた塗布方式を例示しているが、他の塗布方式であってもよい。
塗布材料供給機構としては、目標とする膜厚に応じた送液を連続的かつ均一に行えればよい。例えば、シリンジポンプやチューブポンプなどを用いた定量送液や、圧縮空気と圧力調節機構とを用いた定圧送液のどちらを選択してもよいが、モールド11の搬送速度を変更した場合の塗布材料13の送液量が容易に計算できる定量送液を選択することが好ましい。
剥離ユニット50は、モールド搬送過程において、乾燥ユニット40よりも搬送方向下流側に配置される。剥離ユニット50は、剥離ユニット50よりも搬送方向上流側からの張力伝搬と剥離ユニット50よりも搬送方向下流側からの張力伝搬とをカットする張力遮断機構と、剥離区間でのモールドの張力を調整する張力調整機構とで構成されている。張力遮断機構は、ニップロール53、駆動ロール23、ニップロール54および駆動ロール24で構成される。図3aに示すように、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24の2箇所でモールド11を挟圧することにより、モールド供給手段20により発生する搬送張力を遮断することが好ましい。張力調整機構は、張力調整ロール55で構成される。張力調整ロール55は、剥離区間におけるモールド11の長さを、張力付与前の剥離区間の長さの3倍以上に伸ばすことができる機構が好ましい。図3(b)に示すように、張力調整ロール55は、ニップロール53とニップロール54とで把持されたモールド11を、塗布面とは反対の面から押し上げる機構が好ましい。張力調整機構としては、具体的には自由に回転できる張力調整ロール55がエアーシリンダーのロッドの先端に接続されている機構が好ましい。自由に回転できるロールとすることで、張力付与時におけるモールド11との摩擦を低減し、搬送を阻害することを防ぐことができる。また、エアーシリンダーを適用することで、エアーシリンダーのストロークを制御することにより、張力の制御つまりモールドの伸び量を制御することができるため、複雑な機構が必要とならず、さらに張力制御に必要な制御機構が容易になる。エアーシリンダーとしては、複動タイプのエアシンダーが好適に用いられる。モールド11の表面から高分子皮膜14を効率良く剥離するためには、300%以上までモールド11を伸ばした後に100%以下まで縮める伸縮動作を1回または複数回行うのがよく、複動タイプのエアーシリンダーを用いれば、この伸縮運動の繰り返しが高速で行えるため、極めて効率のよい剥離が行われる。
張力調整ロール55の材質は、金属、非金属のどちらを選んでもよいが、モールド11との摩擦が小さくなる材料を選定するのが好ましい。また、表面粗さは、JIS B 0601(2001年版)にて定義される、算術平均粗さRaが1.6μm以下のものが好ましい。Raが1.6μm以下であると、張力を付与したときに、モールド11の裏面に、張力調整ロール55の表面形状が転写してしまう懸念がない。
ニップロール53、54および駆動ロール23、24の加工精度は、JIS B 0621(1984年版)にて定義される円筒度公差において0.03mm以下、円周振れ公差において0.03mm以下であることが好ましい。それぞれ0.03mm以下であると、挟圧時の駆動ロール23、24とニップロール53、54の間に部分的な隙間ができないので、モールド11と高分子皮膜14との積層体を幅方向で均一な力で押圧でき、搬送および張力制御がうまくいく。また、各ロールの表面粗さは、JIS B 0601(2001年版)にて定義される、算術平均粗さRaが1.6μm以下のものが好ましい。Raが1.6μm以下であると、押圧時に高分子皮膜14の表面やモールド11の裏面に、各ロールの表面形状が転写する懸念がなくなる。
ニップロール53、54および駆動ロール23、24の材質は金属、非金属のどちらを選択してもよいが、非金属の場合では、例えばゴムを用いる場合には、シリコーンゴムやEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、ネオプレン、CSM(クロロスルホン化ポリエチレンゴム)、ウレタンゴム、NBR(ニトリルゴム)、エボナイトなどを用いることができる。更に高い弾性率と硬度を求める場合は、靱性を向上させた硬質耐圧樹脂(例:ポリエステル樹脂)を用いることができる。弾性体のゴム硬度はASTM D2240:2005(ショアD)規格で70~97°の範囲であることが好ましい。硬度が70°以上であると、弾性体の変形量が大きくなり過ぎず、高分子皮膜14との加圧接触幅が大きくなり過ぎないので、高分子皮膜14に過大な摩擦力が発生しない。その結果、モールド11から高分子皮膜14が剥離する懸念もない。硬度が97°以下であると、逆に弾性体の変形量が小さくなり過ぎないので、適度な加圧接触幅で、適度な摩擦力が発生するので、張力の制御や搬送ができる。
回収ユニット60は、真空ポンプなどの負圧発生装置62に接続された吸引ノズル61を1つ以上備えていることが好ましい。吸引ノズル61の形態は特に制限されるものではないが、高分子薄膜16を速い流速で効率良く吸引するために、吸引口が小さいノズルを複数備えていることが好ましい。さらに、吸引ノズル61と負圧発生装置62との経路には、吸引により回収された高分子薄膜16を捕集するための、捕集材63を設置することが好ましい。捕集材63の形態は特に制限されるものではないが、孔径は高分子薄膜16の特定形状よりも小さく、圧力損失を小さくするために、高い開孔率を有する捕集材が好ましい。より具体的にはメンブレンフィルタや不織布フィルタなどを適用することが好ましい。
図4は、本発明の高分子薄膜の製造装置の別態様の断面概略図である。この高分子薄膜の製造装置70では、乾燥ユニット40と剥離ユニット50との間に、さらに別の塗布ユニット71と乾燥ユニット75を備えている。搬送方向上流側にある塗布ユニット30と乾燥ユニット40を経て、モールド11に高分子皮膜14を形成した後に、さらに搬送方向下流側にある塗布ユニット71と乾燥ユニット75を経て、高分子皮膜14の上に別の高分子皮膜73を積層できる。この際、搬送方向上流側にある塗布ユニット30のスリットダイ31から塗布される塗布材料13に含まれる高分子材料と、搬送方向下流側にある塗布ユニット71のスリットダイ72から塗布される塗布材料74に含まれる高分子材料とを異なる種類にすることで、異なる高分子材料からなる高分子薄膜の積層体を得ることができる。追加する塗布ユニットと乾燥ユニットの組は、積層したい高分子材料の数に応じて追加すればよく、特に制限はない。また、3層以上の高分子材料を積層するに際して、全ての層の高分子材料を異なる種類の高分子材料にしてもよく、隣り合う層の高分子材料だけを異なる種類の高分子材料にしてもよい。
図5は、本発明の高分子薄膜の製造装置のさらに別態様の断面概略図である。図5に示すように、高分子薄膜の製造装置80では、モールド11に直接塗布を行うのではなく、塗布材料13を塗布した塗布用基材83を、モールド11とともにニップロール33と駆動ロール34とで挟圧することで、塗布材料13をモールド11の表面に転写して塗布する。つまり、図5に示す高分子薄膜の製造装置80の塗布ユニット30は、スリットダイ31、塗布用基材巻出ロール81、塗布用基材巻取ロール82、塗布用基材83、ニップロール33および駆動ロール34により構成される。塗布用基材巻出ロール81から巻出された塗布用基材83は、モールド11と対向する表面にスリットダイ31により塗布材料13が塗布された後、モールド11とともにニップロール33と駆動ロール34とで挟圧されることで、モールド11の表面に塗布材料13を転写する。モールド11に塗布材料13を転写した塗布用基材83は、塗布用基材巻取ロール82に巻き取られる。凸部15の天面15aに塗布材料13が転写されたモールド11は、乾燥ユニット40を通過した後、剥離ユニット50により高分子皮膜14が剥離し、回収ユニット60により高分子薄膜16が回収され、巻取ロール22により巻き取られる。図5に示す装置では、モールド11の凸部15の天面15a以外つまり凹部への塗布材料13の流れ込みを防ぐことができ、良好に天面15aの形状を転写した高分子薄膜16を得ることができる。
図6は、本発明の高分子薄膜の製造装置のさらに別態様の断面概略図である。図6に示すように、高分子薄膜16の製造装置90では、高分子薄膜16の表面にニップロールからの摩擦を与えずに、モールド11の搬送および高分子薄膜16の剥離を行うことができる。駆動ロール91、張力調整ロール92にはサクションロールを用いており、モールド11の塗布面とは反対の面を吸着し、搬送できる機構を備えている。剥離ユニット50では、剥離区間における搬送張力は、駆動ロール91と張力調整ロール92とでモールド11が吸着されることで遮断される。張力調整機構としては、モールドの搬送速度で駆動回転する駆動ロール91よりも速い回転速度で張力調整ロール92を駆動回転させることで、駆動ロール91と張力調整ロール92との間で、モールドには張力が与えられ、駆動ロール91と張力調整ロール92との速度差に応じた伸び量でモールド11が伸びる。また、駆動ロール91と張力調整ロール92とを同じ速度で駆動搬送する場合においても、駆動ロール91と張力調整ロール92との距離をモールド11の搬送中に伸ばすことで、モールド11を伸ばすこともできる。回収ユニット60により高分子薄膜16が回収されたモールド11は、張力調整ロール92を通過した後、再び巻取ロール22からの搬送張力を受けて、ガイドロール22a、22bに沿いながら、巻取ロール22に巻き取られる。図6に示す装置では、高分子薄膜16の表面に摩擦を与えることなく、搬送や張力遮断、モールド伸縮が行えるため、モールド伸縮時にロールとの摩擦による高分子薄膜16の損傷や形状の崩れを防ぐことができる。
ここで、ロール状の伸縮性を有するモールド11の作製方法について、図7と図8を用いて説明する。モールド11の材料が熱硬化性樹脂である場合、例えば、図7に示すようなモールド製造装置100を介したプロセスによって製造することが可能である。図7は熱硬化性樹脂からなるロール状のモールド11をエンドレスベルト状の金型101を用いて製造するための装置の一例を示す断面図である。
図7に示す例では、第1の加熱ロール110と第2の加熱ロール120とに懸架され、加熱されながら周回搬送しているエンドレスベルト状の金型101の表面に、塗布ユニット130を用いて、熱硬化性樹脂102を塗布する。塗布された熱硬化性樹脂102はニップロール140で挟圧され、熱硬化性樹脂102の塗布面側から供給される基材103と密着すると同時に、金型101の表面凹凸構造の反転構造が表面に転写される。その後、金型101と密着したままで搬送され、加熱により熱硬化が進む。熱硬化性樹脂102が完全に硬化した後、剥離ロール150により、熱硬化性樹脂102と基材103との積層体104は金型101から剥離される。剥離した積層体104を積層界面で再び剥離することにより、基材103は巻取ロール160へ、熱硬化性樹脂からなるモールド11は巻取ロール170へとそれぞれ巻き取られる。このようなプロセスにより、熱硬化性樹脂からなるロール状のモールド11を得る。
また、伸縮性をもつモールド11の材料が熱可塑性フィルムである場合、例えば、図8に示すようなモールド製造装置200を介したプロセスによって製造することが可能である。図8は、熱可塑性フィルムからなるロール状のモールド11をエンドレスベルト状の金型201を用いて製造するための装置の一例を示す断面図である。
図8に示す例では、フィルム202が巻出ロール210から引き出され、加熱ロール220により、加熱された表面構造を有するエンドレスベルト状の金型201の表面に供給される。金型201の表面構造はモールド11の表面構造を反転した凹凸構造が形成されている。金型201はフィルムと接触する直前に加熱ロール220によって加熱される。連続的に供給されるフィルム202はニップロール221により金型201の表面構造が押し付けられ、フィルム202に金型201の表面構造の反転した構造が形成される。
その後、フィルム202は、金型201と密着された状態で冷却ロール230の外表面位置まで搬送される。フィルム202は、冷却ロール230によって金型201を介して熱伝導により冷却された後、剥離ロール240によって金型201から剥離され、モールド11として巻取ロール250に巻き取られる。このようなプロセスにより、熱可塑性フィルムからなるロールフィルム状のモールド11を得る。
その後、フィルム202は、金型201と密着された状態で冷却ロール230の外表面位置まで搬送される。フィルム202は、冷却ロール230によって金型201を介して熱伝導により冷却された後、剥離ロール240によって金型201から剥離され、モールド11として巻取ロール250に巻き取られる。このようなプロセスにより、熱可塑性フィルムからなるロールフィルム状のモールド11を得る。
次に、本発明の特定形状を有する高分子薄膜の製造方法について説明する。本発明の特定形状を有する高分子薄膜の製造方法は、表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールドを搬送し、前記搬送されたモールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料を塗布し、次いで、塗布された前記高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成し、次いで、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させて、乾燥した前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得て、前記モールドから剥離された、前記特定形状を有する高分子薄膜を回収する、ことにより特定形状を有する高分子薄膜を製造することを特徴とする。
次に図1および図9を参照しながら、高分子薄膜16の製造方法を説明する。準備段階として、高分子材料を含む塗布材料13を用意し、スリットダイ31に接続された塗布材料供給手段のタンクに充填しておく。また、モールド11を巻出ロール21より引き出し、ガイドロール21aに沿わせて、塗布ユニット30、乾燥ユニット40を通り、ガイドロール25に沿わせて、剥離ユニット50、回収ユニット60を経て、ガイドロール26、22aに沿わせて、巻取ロール22で巻き取っている状態とする。このとき、モールド11にはモールド供給手段20により、搬送に必要な一定の張力が付与されている。また、スリットダイ31の吐出先端面とモールド11の表面との間隔を所定の間隔で設定し、塗布材料13の送液の条件を膜厚に対応する条件で塗布材料供給手段の設定をしておく。乾燥ユニット40は図示されていない加熱手段により、一定温度で加熱されている。
続いて、駆動ロール23、24を駆動させ、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24によりモールド11を介して狭圧することで、モールド11を一定速度で搬送する。塗布ユニット30の塗布材料供給手段を作動させて、塗布材料13の送液を開始する。スリットダイ31の吐出口から吐出された高分子材料を含む塗布材料13を、モールド11の表面の凸部15の天面15aに均一に塗布し、乾燥ユニット40へと搬送する。乾燥ユニット40を通過する課程で、徐々に塗布材料13の内部に残存している溶媒が揮発し、溶媒の揮発が完了すると、モールド11の凸部15の天面15aには特定形状の高分子材料が皮膜として積層された状態となる。続き、高分子皮膜14が形成されたモールド11を剥離ユニット50へ搬送し、張力遮断機構であるニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24の2組のロール対でそれぞれ挟圧された、搬送張力が遮断された剥離区間へ進入する。張力調整機構である張力調整ロール55によりモールド11の塗布面とは反対の面から、モールド11に張力を付加し、モールド11を張力付与前と比較して300%以上の伸度となるように伸ばす。ここで、張力遮断機構により張力が遮断されたモールド11の表面には凸部15を被覆するように高分子皮膜14が積層している状態である(図9(a))。張力調整ロール55により伸ばされたモールド11の表面では、モールド11の伸び量に追従できない高分子皮膜14が浮き上がり、高分子薄膜16が剥離する(図9(b))。モールド11から剥離した高分子薄膜16を、回収ユニット60の負圧発生装置62に接続された吸引ノズル61により吸引し、吸引経路に設置した捕集材63によって回収する。表面から高分子薄膜16が剥離したモールド11はニップロール54を通過し、再びモールド供給手段20による搬送張力を受けて、巻取ロール22へと巻き取られる。
高分子薄膜16として適用する高分子材料としては、特に限定されないが、高分子材料とモールド11との伸縮破断率の差を利用して、高分子薄膜16をモールド11から剥離できるものが好ましい。高分子材料の伸縮破断率は100%以下が好ましく、50%以下がさらに好ましい。さらに、医療品や化粧品等に用いられる高分子薄膜16では、生分解性を有しているものが好ましく、具体的に好ましくは、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリカプロラクトン等のポリエステル系樹脂、ポリエチレングリコール等のポリエーテル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート等のポリメタクリレート系樹脂、酢酸セルロース、アルギン酸、キトサン等の多糖類もしくは多糖類エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等のポリビニル系樹脂などから選ばれる単独重合体および/または少なくとも1種類以上の高分子を含む共重合体を含む高分子であり、経済性の観点からポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリメチルメタクリレート及びその共重合体がより好ましい。塗料等の産業用の用途においては、生分解性は必ずしも必要ではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂ポリエーテル系樹脂、ポリエステルアミド系樹脂、ポリエーテルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、またはポリ塩化ビニル系樹脂なども好適に用いられる。
本発明の製造方法等により製造した特定形状を有する高分子薄膜の形態の一例を図10に示す。図10(a)は、高分子薄膜16とモールド11とが積層したものの一領域を切り取った走査型電子顕微鏡の写真である。高分子薄膜16は、モールド11の凸部15の天面15aに均一に塗布され、天面15aの特定形状を精度よく転写している。図10(b)は、モールド11の伸縮後の高分子薄膜16とモールド11とが積層したものの一領域を切り取った走査型電子顕微鏡の写真である。特定形状が形成された高分子薄膜16がモールド11の伸縮によりモールドの表面から剥離している。
本発明の高分子薄膜16の特定形状は、特に限定されないが、特定形状の面積が最大となる様に二次元平面上に投影した図形において、円形、楕円形、多角形のいずれかであることが好ましい。また、幾何学的に完全である必要はなく、それぞれの形状に類似していればよいので、略円形、略楕円形、略多角形のいずれかであることも好ましい。高分子薄膜16同士の重なりやすさの観点から円形、略円形または多角形、略多角形がより好ましい。
本発明により得られる特定形状を有する高分子薄膜16は、一般的にフレーク状やディスク状等と呼ばれる微小な扁平形状をしており、断面形状及びヤング率を制御することにより、高分子薄膜16同士が重なりあった際、高分子薄膜16同士の接着力を強固にすることができ、外力が加えられた際に崩壊することがなく、高分子薄膜16の集積体として安定的な形状を保持できる。さらには、それぞれが薄膜であるため、皮膚、内臓等の臓器等への追従性、密着性にも優れる。
このような効果を有することから、本発明により得られる特定形状を有する高分子薄膜16は、生分解性を活用した体内創傷被覆用、体外創傷被覆用、癒着防止材等の医療用フィルム、スキンケア用品、微小薄膜形状を活用した化粧用材料等の皮膚外用材といった、ミクロンサイズの大きさとナノサイズの厚みを必要とする部材として好適に用いられる。
[実施例1]
伸縮性を有するロール状のモールド11の材料には、2液硬化性シリコーンゴム(商品名RBL-9101-05、東レ・ダウコーニング社製)を用い、2液を混合し、攪拌した後に脱泡したものを用いた。表面凹凸構造の形成には、図7に示す熱硬化性樹脂の表面に金型を押しつけて形状を成形する装置を用いた。モールド11の表面凹凸構造は、凸部15の天面15aの特定形状が1辺の長さが80μmの正方形で、凸部15の高さ50μmの柱状突起が、凹部の幅20μmで最密充填配置となるように配置されていた。モールド11の幅は300mm、モールド11の長さは300mとなるようにロール状のモールド11を作製し、作製したモールド11を図1に示す装置に搬送できるように取り付けた。
塗布材料13として、高分子材料であるポリ乳酸(和光純薬社製)を酢酸エチル(CAS No.141-78-6 和光純薬社製)で溶解したものを用い、塗布材料13全体に対するポリ乳酸の濃度が2.5質量%となるように調合した。
モールド11を巻き出し張力10N、巻き取り張力10N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布ユニット30として、吐出幅が290mm、スリット幅が100μmであるスリットダイ31を用いて、スリットダイ31とモールド11の表面との間隔を100μmとして、該搬送速度における乾燥後の高分子皮膜14の膜厚が150nmとなる吐出速度で塗布材料13を塗布した。
伸縮性を有するロール状のモールド11の材料には、2液硬化性シリコーンゴム(商品名RBL-9101-05、東レ・ダウコーニング社製)を用い、2液を混合し、攪拌した後に脱泡したものを用いた。表面凹凸構造の形成には、図7に示す熱硬化性樹脂の表面に金型を押しつけて形状を成形する装置を用いた。モールド11の表面凹凸構造は、凸部15の天面15aの特定形状が1辺の長さが80μmの正方形で、凸部15の高さ50μmの柱状突起が、凹部の幅20μmで最密充填配置となるように配置されていた。モールド11の幅は300mm、モールド11の長さは300mとなるようにロール状のモールド11を作製し、作製したモールド11を図1に示す装置に搬送できるように取り付けた。
塗布材料13として、高分子材料であるポリ乳酸(和光純薬社製)を酢酸エチル(CAS No.141-78-6 和光純薬社製)で溶解したものを用い、塗布材料13全体に対するポリ乳酸の濃度が2.5質量%となるように調合した。
モールド11を巻き出し張力10N、巻き取り張力10N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布ユニット30として、吐出幅が290mm、スリット幅が100μmであるスリットダイ31を用いて、スリットダイ31とモールド11の表面との間隔を100μmとして、該搬送速度における乾燥後の高分子皮膜14の膜厚が150nmとなる吐出速度で塗布材料13を塗布した。
乾燥ユニット40は酢酸エチルの揮発性の高さを利用し、40℃で一定となるように温度調節された乾燥空間を用いた。
剥離ユニット50では、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24とでそれぞれ0.2MPaの圧力でモールド11を挟圧し、剥離区間でのモールド11にかかる張力を略0Nとした。モールド11にかかる張力が略0Nとなった時点で、張力調整機構として、エアーシリンダーのロッド先端に接続された回転自由な張力調整ロール55をモールド11の塗布面とは反対面に押し当てた。剥離区間におけるモールド11の伸び量が300%となるようにエアーシリンダーのストロークを調整し、剥離区間でのモールド11の長さを200mmから600mmまで伸ばした。
モールド11が伸びたことにより、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16を、回収ユニット60の吸引ノズルで回収し、吸引ノズル61と真空ポンプ等の負圧発生装置62との間に設置した捕集材63である不織布フィルタ(商品名FS6200、日本バイリーン社製)によって、捕集した。
捕集した高分子薄膜16を観察した結果、高分子薄膜16にはモールド11の天面15aの形状と略同形状が形成されていることを確認した。図11に本実施例1で得られた特定形状を有する高分子薄膜16の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す。
剥離ユニット50では、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24とでそれぞれ0.2MPaの圧力でモールド11を挟圧し、剥離区間でのモールド11にかかる張力を略0Nとした。モールド11にかかる張力が略0Nとなった時点で、張力調整機構として、エアーシリンダーのロッド先端に接続された回転自由な張力調整ロール55をモールド11の塗布面とは反対面に押し当てた。剥離区間におけるモールド11の伸び量が300%となるようにエアーシリンダーのストロークを調整し、剥離区間でのモールド11の長さを200mmから600mmまで伸ばした。
モールド11が伸びたことにより、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16を、回収ユニット60の吸引ノズルで回収し、吸引ノズル61と真空ポンプ等の負圧発生装置62との間に設置した捕集材63である不織布フィルタ(商品名FS6200、日本バイリーン社製)によって、捕集した。
捕集した高分子薄膜16を観察した結果、高分子薄膜16にはモールド11の天面15aの形状と略同形状が形成されていることを確認した。図11に本実施例1で得られた特定形状を有する高分子薄膜16の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す。
[実施例2]
伸縮性を有するロール状のモールド11の材料および塗布材料13には実施例1に記載と同様のものを用いた。モールド11の表面凹凸構造は、凸部15の天面15aの特定形状が対角線の長さが100μmの正六角形で、凸部15の高さ50μmの柱状突起が、凹部の幅20μmで最密充填配置となるように配置した。モールド11の幅は300mm、モールド11の長さは300mとなるようにロール状のモールド11を作製した。塗布用基材83には、2軸延伸したポリエチレンテレフタレートからなる厚み100μmのフィルム(商品名“ルミラー”(登録商標)、S10、東レ株式会社製)を用い、幅は300mm、長さは300mとした。モールド11と塗布用基材83を図5に示す装置に搬送できるように取り付けた。
モールド11は巻き出し張力10N、巻き取り張力10N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布用基材83は巻き出し張力30N、巻き取り張力30N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布ユニット30として、吐出幅が290mm、スリット幅が100μmであるスリットダイ31を用いて、スリットダイ31と塗布用基材83の表面との間隔を100μmとして、該搬送速度における乾燥後の高分子材料の膜厚が150nmとなる吐出速度で塗布材料を塗布した。
伸縮性を有するロール状のモールド11の材料および塗布材料13には実施例1に記載と同様のものを用いた。モールド11の表面凹凸構造は、凸部15の天面15aの特定形状が対角線の長さが100μmの正六角形で、凸部15の高さ50μmの柱状突起が、凹部の幅20μmで最密充填配置となるように配置した。モールド11の幅は300mm、モールド11の長さは300mとなるようにロール状のモールド11を作製した。塗布用基材83には、2軸延伸したポリエチレンテレフタレートからなる厚み100μmのフィルム(商品名“ルミラー”(登録商標)、S10、東レ株式会社製)を用い、幅は300mm、長さは300mとした。モールド11と塗布用基材83を図5に示す装置に搬送できるように取り付けた。
モールド11は巻き出し張力10N、巻き取り張力10N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布用基材83は巻き出し張力30N、巻き取り張力30N、搬送速度3m/分で搬送し、塗布ユニット30として、吐出幅が290mm、スリット幅が100μmであるスリットダイ31を用いて、スリットダイ31と塗布用基材83の表面との間隔を100μmとして、該搬送速度における乾燥後の高分子材料の膜厚が150nmとなる吐出速度で塗布材料を塗布した。
モールド11の凸部15の天面15aと塗布用基材83の塗布材料13の塗布面とが接触するように、駆動ロール34とニップロール33とで0.2MPaの圧力で挟圧した。
乾燥ユニット40は酢酸エチルの揮発性の高さを利用し、40℃で一定となるように温度調節された乾燥空間を用いた。
剥離ユニット50では、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24とでそれぞれ0.2MPaの圧力でモールド11を挟圧し、剥離区間でのモールド11にかかる張力を略0Nとした。モールド11にかかる張力が略0Nとなった時点で、張力調整機構として、エアーシリンダーのロッド先端に接続された回転自由な張力調整ロール55をモールド11の塗布面とは反対面に押し当てた。剥離区間におけるモールドの伸び量が300%となるようにエアーシリンダーのストロークを調整し、剥離区間でのモールド11の長さを200mmから600mmまで伸ばした。
モールド11が伸びたことにより、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16を、回収ユニット60の吸引ノズル61で回収し、吸引ノズル61と真空ポンプ等の負圧発生装置62との間に設置した捕集材63である不織布フィルタ(商品名FS6200、日本バイリーン社製)によって、捕集した。
捕集した高分子薄膜16を観察した結果、高分子薄16膜にはモールド11の天面15aの形状と略同形状が形成されていることを確認した。図12に本実施例2で得られた特定形状を有する高分子薄膜16の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す。
乾燥ユニット40は酢酸エチルの揮発性の高さを利用し、40℃で一定となるように温度調節された乾燥空間を用いた。
剥離ユニット50では、ニップロール53と駆動ロール23、およびニップロール54と駆動ロール24とでそれぞれ0.2MPaの圧力でモールド11を挟圧し、剥離区間でのモールド11にかかる張力を略0Nとした。モールド11にかかる張力が略0Nとなった時点で、張力調整機構として、エアーシリンダーのロッド先端に接続された回転自由な張力調整ロール55をモールド11の塗布面とは反対面に押し当てた。剥離区間におけるモールドの伸び量が300%となるようにエアーシリンダーのストロークを調整し、剥離区間でのモールド11の長さを200mmから600mmまで伸ばした。
モールド11が伸びたことにより、モールド11の表面から剥離した高分子薄膜16を、回収ユニット60の吸引ノズル61で回収し、吸引ノズル61と真空ポンプ等の負圧発生装置62との間に設置した捕集材63である不織布フィルタ(商品名FS6200、日本バイリーン社製)によって、捕集した。
捕集した高分子薄膜16を観察した結果、高分子薄16膜にはモールド11の天面15aの形状と略同形状が形成されていることを確認した。図12に本実施例2で得られた特定形状を有する高分子薄膜16の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す。
本発明の特定形状を有する高分子薄膜の製造装置および製造方法により得られた高分子薄膜は、被着体に対して高い追従性を示しながら互いに重なり合うことで集積し、高い密着性および安定性を示す膜を形成することができる。例えば、外科手術時の止血や創傷被覆材、癒着防止材、化粧用材料、経皮吸収材料等に最適である。また、水系溶媒に分散させることでコーティング剤等としても用いることができる。
10、70、80、90:高分子薄膜の製造装置
11、11A:モールド
13、74:塗布材料
14:高分子皮膜
15:凸部
15a:天面
16:高分子薄膜
20:モールド供給手段
21、210:巻出ロール
21a、22a、25、26:ガイドロール
22、160、170、250:巻取ロール
23、24、34、91:駆動ロール
27:コントローラ
28:端部検出センサー
30、71:塗布ユニット
31、72、130:スリットダイ
32:支持ロール
33、53、54、140、221:ニップロール
40、75:乾燥ユニット
50:剥離ユニット
55、92:張力調整ロール
60:回収ユニット
61:吸引ノズル
62:負圧発生装置
63:捕集材
81:塗布用基材巻出ロール
82:塗布用基材巻取ロール
83:塗布用基材
100、200:モールド製造装置
101、201:金型
102:熱硬化性樹脂
103:基材
104:熱硬化性樹脂と基材との積層体
110:第1の加熱ロール
120:第2の加熱ロール
150、240:剥離ロール
202:フィルム
220:加熱ロール
230:冷却ロール
11、11A:モールド
13、74:塗布材料
14:高分子皮膜
15:凸部
15a:天面
16:高分子薄膜
20:モールド供給手段
21、210:巻出ロール
21a、22a、25、26:ガイドロール
22、160、170、250:巻取ロール
23、24、34、91:駆動ロール
27:コントローラ
28:端部検出センサー
30、71:塗布ユニット
31、72、130:スリットダイ
32:支持ロール
33、53、54、140、221:ニップロール
40、75:乾燥ユニット
50:剥離ユニット
55、92:張力調整ロール
60:回収ユニット
61:吸引ノズル
62:負圧発生装置
63:捕集材
81:塗布用基材巻出ロール
82:塗布用基材巻取ロール
83:塗布用基材
100、200:モールド製造装置
101、201:金型
102:熱硬化性樹脂
103:基材
104:熱硬化性樹脂と基材との積層体
110:第1の加熱ロール
120:第2の加熱ロール
150、240:剥離ロール
202:フィルム
220:加熱ロール
230:冷却ロール
Claims (9)
- 特定形状を有する高分子薄膜を製造する製造装置であって、
表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールドと、
前記モールドを供給、搬送するモールド供給手段と、
前記モールド供給手段により搬送される前記モールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を含む塗布材料を塗布する塗布ユニットと、
前記塗布ユニットよりも搬送方向下流側にあり、塗布された前記塗布材料を乾燥させて高分子皮膜を形成する乾燥ユニットと、
前記乾燥ユニットよりも搬送方向下流側にあり、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させることで、前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離して前記高分子薄膜を得る剥離ユニットと、
前記凸部の天面から剥離された前記高分子薄膜を回収する回収ユニットと、
を備えた高分子薄膜の製造装置。 - 前記剥離ユニットが、前記モールドの前記凸部の天面に付着している前記高分子皮膜に接触しない構造である、請求項1に記載の高分子薄膜の製造装置。
- 前記モールドの伸縮破断率が300%以上である、請求項1または2に記載の高分子薄膜の製造装置。
- 前記モールドが、伸度300%に伸ばされた後の復元率が95%以上である、請求項1~3のいずれか一つに記載の高分子薄膜の製造装置。
- 前記モールドは、前記凸部の天面の形状が円形または多角形であり、前記凹凸が形成された面から観察したときに、前記円形または前記多角形が最密充填で配置されるように前記凹凸が形成された、請求項1~4のいずれか一つに記載の高分子薄膜の製造装置。
- 前記乾燥ユニットと前記剥離ユニットとの間に、さらに塗布ユニットと乾燥ユニットとの組を1組以上備え、
それぞれの組の塗布ユニットが、その搬送方向上流側の乾燥ユニットにより形成された高分子皮膜の上に、その高分子皮膜の材料とは異なる高分子材料を含む塗布材料を塗布するためのものである、請求項1~5のいずれか一つに記載の高分子薄膜の製造装置。 - 前記剥離ユニットが、前記モールドを伸縮させる張力調整機構を備えた、請求項1~6のいずれか一つに記載の高分子薄膜の製造装置。
- 特定形状を有する高分子薄膜を製造する製造方法であって、
表面に凹凸が形成され、その凸部の天面の形状が前記特定形状である、伸縮性を有するモールドを搬送し、
前記搬送されたモールドの前記凸部の天面を被覆するように、前記凹凸が形成された面に高分子材料を塗布し、
次いで、塗布された前記高分子材料を乾燥させて高分子皮膜を形成し、
次いで、前記モールドを伸ばすか1回以上伸縮させて、乾燥した前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離して高分子薄膜を得て、
前記モールドから剥離された前記高分子薄膜を回収する、高分子薄膜の製造方法。 - 前記モールドの前記凸部の天面に付着している前記高分子皮膜に触れることなく、前記高分子皮膜を前記凸部の天面から剥離する、請求項8に記載の高分子薄膜の製造方法。
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