多孔フィルムの製造方法
【課題】微小な孔を有する多孔層を両面に備えた多孔フィルムを簡単に製造する。
【解決手段】第１室３５にて、ディップコータ４０により支持体１１の両面に塗布液２０を塗布する。裏面側の塗布液２０をブレード４４で掻き取り、表面側の第１塗布膜４６と裏面側の第２塗布膜４７との厚みを変える。第２室３６の送風吸引ユニット５１，５２により、各塗布膜４６，４７に結露を発生させる。第３室３７で微小水滴を成長させる。第４室３８で水滴を乾燥させて、孔を両面に有する多孔フィルム１０を形成する。両面に多孔層を有する多孔フィルム１０を簡単に製造することができる。
【解決手段】第１室３５にて、ディップコータ４０により支持体１１の両面に塗布液２０を塗布する。裏面側の塗布液２０をブレード４４で掻き取り、表面側の第１塗布膜４６と裏面側の第２塗布膜４７との厚みを変える。第２室３６の送風吸引ユニット５１，５２により、各塗布膜４６，４７に結露を発生させる。第３室３７で微小水滴を成長させる。第４室３８で水滴を乾燥させて、孔を両面に有する多孔フィルム１０を形成する。両面に多孔層を有する多孔フィルム１０を簡単に製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、光学分野や電子分野では、集積度の向上や情報量の高密度化、画像情報の高精細化といった要求がますます大きくなっている。そのため、それら分野に用いられるフィルムに対しては、より微細な構造をもつことが強く求められている。また、微細構造をもつフィルムは、医療分野等でも求められている。医療分野で求められるフィルムとしては、細胞培養の場となるフィルムや、血液ろ過膜として利用するフィルムがある。
【０００３】
微細構造をもつフィルムとしては、μｍレベルの微細な孔が多数形成されたハニカム構造を有するフィルム（多孔フィルム）がある。このような多孔フィルムを製造する方法としては、所定のポリマが溶剤に溶けている溶液を支持体に塗布し、その溶剤を蒸発させると同時に、塗布された液の表面で結露させ、結露により生じた微小な水滴を蒸発させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。このような方法で製造されるフィルムは、微細構造の形成挙動から自己組織化膜とも言われる。
【特許文献１】特開２００６−０７０２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多孔フィルムは、その微細構造から用途のさらなる広がりを見せており、μｍレベルよりも微細な孔を有する多孔フィルムの開発も望まれている。しかし、微細な孔を形成するためには、多孔膜自体を薄膜で且つ厚みのむらを無くした状態で形成する必要がある。例えば、流延ダイを用いたキャスト法や、スライドコータ、エクストリュージョンコータ、ワイヤバーコータ等を用いた塗布法では、μｍ以下のオーダーで多孔膜を形成することが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、多孔フィルムは、今まで片面でしか形成されておらず、両面に多孔層を有するフィルムを簡単に製造することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、孔径が０．０１μｍ以上５μｍ程度の微細な複数の孔を形成することができ、しかも両面に多孔層を有するフィルムを簡単に製造することができる多孔フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多孔フィルムの製造方法は、ポリマ及び溶剤が含まれる塗布液に支持体を浸漬させた後に取り出して、前記支持体の表面に第１塗布膜、裏面に第２塗布膜を形成するディップコート工程と、前記第１及び／又は第２塗布膜に結露を形成させ、この結露により水滴を形成する水滴形成工程と、前記水滴を成長させる水滴成長工程と、前記水滴を前記第１及び／又は第２塗布膜から蒸発させて、前記各塗布膜に前記水滴を型とする孔を形成する孔形成工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記ディップコート工程で前記支持体を前記塗布液から取り出してから６０秒以内に前記水滴形成工程を行うことを特徴とする。また、本発明は、第１塗布膜及び第２塗布膜の厚みを変えて前記ディップコート工程を行うことを特徴とする。また、本発明は、第１塗布膜及び第２塗布膜に対して異なる条件で前記水滴成長工程及び前記孔形成工程を行い、前記孔の径を第１塗布膜と第２塗布膜とで変えることを特徴とする。さらには、前記ディップコート工程は、前記第１塗布膜及び前記第２塗布膜の一方をブレードにより掻き取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、孔径が０．０１μｍ以上５μｍ程度の微細な複数の孔を有し、両面に多孔層を有する多孔フィルムを簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の多孔フィルム１０は、支持体１１と、この支持体１１の一方の面に形成された第１多孔層１２と、他方の面に形成された第２多孔層１３とを備える。第１及び第２多孔層１２，１３には、多数の孔１４，１５が形成されている。
【００１１】
図２に示すように、孔１４の形状は略円形とされ、これら孔１４が密に形成されることにより、全体がハニカム状になっている。孔１５も同様に形成されており、孔１５の径が孔１４の径よりも小さく形成されている。孔１４，１５は、本実施形態では、独立した孔となっているが、これは内部で各孔が複数個、連通したものであってもよい。
【００１２】
多孔層１２，１３に形成される孔は、図１に示すような略半球状の孔１４，１５の他に、図示は省略したが、各多孔層１２，１３を貫通する孔や、浅い孔（窪み）などであってもよい。これら孔１４，１５は、後に詳しく説明するように、水滴の成長過程を制御することにより、多孔層１２，１３に形成される。例えば、水滴の成長を早期に止めると浅い孔が得られ、水滴を成長させると、孔がそれに応じて深くなり、深い孔や貫通孔が得られる。さらに水滴を成長させると、複数の水滴が結合した連通孔が得られる。
【００１３】
本実施形態では、第１多孔層１２と第２多孔層１３とで厚みを変えており、また、各多孔層１２，１３に形成される孔１４，１５の径も変えているが、これらは同じ厚みで同じ孔径であってもよい。また、後に説明するディップコート工程において、一方の面の塗布液２０をブレード４４で全て掻き取ってしまうことで、片面のみに多孔層を形成してもよい。さらには、ディップコート工程を出た支持体１１の一方の塗布面、例えば第２塗布面４７に対し結露工程、水滴成長工程、孔形成工程を行わず、他方の塗布面である第１塗布面４６のみに多孔層を形成してもよい。
【００１４】
図３は、支持体１１と各多孔層１２，１３の間に中間層１６，１７を形成した多孔フィルム１８を示している。中間層１６，１７は、支持体１１の両面に形成する他に、一方の面のみに形成してもよい。また、必要に応じて中間層１６，１７の一方または両方を複層にしてもよい。また、支持体も必要に応じて、複層にしてもよい。
【００１５】
多孔層１２，１３は、疎水性のポリマと両親媒性の化合物とを含む塗布液２０（図４参照）により形成される。この塗布液２０を用いることにより、後述の製造方法において水滴をより均一な形状及び大きさに形成することができる。
【００１６】
両親媒性の化合物は、（親水基の数）：（疎水基の数）は０．１：９．９〜４．５：５．５であることがより好ましい。これにより、より細かな水滴をより密に、塗布液の塗膜の上に形成することができる。上記親水基の比率が上がると、（親水基の数）：（疎水基の数）の比が上記範囲よりも小さい場合には、多孔層に形成される孔の大きさが大きくばらつき、すなわち不均一になることがある。この不均一さの程度は、具体的には、｛（孔の径の標準偏差）／（孔の平均値）｝×１００で求める孔径変動係数（単位；％）が１０％以上である。また、（親水基の数）：（疎水基の数）の比が上記範囲よりも大きい場合には、孔の配列が不規則となる傾向がある。
【００１７】
なお、両親媒性の化合物として、互いに異なる２種以上の化合物を用いることができる。２種類以上の化合物を用いることにより、後述する製造方法において、水滴の大きさと水滴を形成する位置とをより精度よく、制御することができる。また、塗布液２０のポリマ成分として、複数の化合物を用いることにより、同様の効果を得ることができる。
【００１８】
前記塗布液２０として用いるポリマの好ましい例は、ビニル重合ポリマ（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロペン、ポリビニルエーテル、ポリビニルカルバゾール、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等）、ポリラクトン（例えばポリカプロラクトンなど）、セルロースアセテート、ポリアミド又はポリイミド（例えば、ナイロンやポリアミド酸など）、ポリウレタン、ポリウレア、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアロマティックス、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリシロキサン誘導体等である。
【００１９】
支持体１１として用いるポリマは、塗布液２０として用いるポリマとして好ましい上記の化合物を挙げることができるが、支持体１１を厚くしてかつフレキシビリティを多孔フィルム１０にもたせる観点からは、例えば、セルロースアセテート、環状ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリブタジエン等が挙げられる。これらを用いることにより、支持体１１を厚くしてもコストが抑えられるとともに、また、破れにくく使用時における形状の自由度のある多孔フィルム１０となる。塗布液２０に対し、支持体１１は溶解性があっても無くてもよい。溶解性がある場合には、後述するようにディップコータ４０（図４参照）における浸漬時の滞留時間を規定し、または前述の中間層１６，１７により、溶解による影響を少なくする。
【００２０】
塗布液２０の溶媒となる溶剤は、疎水性かつ高分子化合物を溶解させるものであれば、特に限定されない。例としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン，トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン，クロロベンゼン、四塩化炭素、１−ブロモプロパンなど）、シクロヘキサン、ケトン（例えば、アセトン，メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン，メチルセロソルブなど）などが挙げられる。これらのうち複数の化合物が溶媒として併用されてもよい。また、これらの化合物の単体又は混合物に、アルコール等が添加されたものを用いてもよい。
【００２１】
また、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない場合には、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、１−ブロモプロパン等の臭素系炭化水素等が好ましく用いられる。これらは、互いに混合して用いてもよい。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノールの混合有機溶媒が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−，−ＣＯ−，−ＣＯＯ−及び−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も、溶媒として用いることができる。
【００２２】
溶剤として互いに異なる２種以上の化合物を用い、その割合を適宜変更することにより、後述の水滴の形成速度、及び後述の塗膜への水滴の入り込みの深さ等を制御することができる。
【００２３】
塗布液２０については、有機溶剤１００重量部に対しポリマが０．０２重量部以上３０重量部以下とすることが好ましい。これにより、生産性良く高品質の多孔層１２，１３を形成することができる。有機溶剤１００重量部に対しポリマが０．０２重量部未満であると、溶液における溶媒割合が大きすぎて蒸発に要する時間が長くなるので、多孔フィルム１０の生産性が悪くなり、一方、３０重量％を超えると、結露で発生した水滴が塗膜を構成する塗布液を変形させることができず、そのため不均一な凹凸が形成された多孔層１２，１３になってしまうことがある。
【００２４】
中間層１６，１７は塗布液２０のポリマと同じ材質としてもよく、または異なる材質としてもよい。また、塗布液２０に対して、溶解性はあっても無くてもよい。溶解性がある場合には、溶解性がある支持体１１の場合と同じように、ディップコータ４０（図４参照）における浸漬時の滞留時間を規定し、溶解による影響を少なくする。中間層１６，１７は、ポリマであることが好ましいが、必ずしもポリマである必要はなく、例えば、モノマー、オリゴマー等の各種有機化合物や、ＴｉＯ２等の無機化合物であってもよい。
【００２５】
図４に示すように、本発明を実施した多孔フィルム製造装置３０は、支持体送出部３１、塗布乾燥室３２、及び製品カット部３３から構成されている。支持体送出部３１は、支持体ロール３４から支持体１１を引き出して、これを塗布乾燥室３２に送る。
【００２６】
塗布乾燥室３２は、支持体１１の搬送方向に上流側から順に第１室３５〜第４室３８に区画されており、各室３５〜３８を支持体１１が通過することで、各室３５〜３８において、塗布工程、結露工程、水滴成長工程、孔形成工程を行い、多孔フィルム１０を製造する。
【００２７】
製品カット部３３は、得られた多孔フィルム１０を所定のサイズに切断し、中間製品や最終製品とする。中間製品の場合には、各種加工を施すことにより、最終製品が得られる。
【００２８】
塗布乾燥室３２の第１室３５には、ディップコータ４０が設けられている。ディップコータ４０は、ガイドローラ４１、液槽４２、浸漬ローラ４３、ブレード４４、無接触ローラ４５を備えている。ガイドローラ４１は支持体送出部３１からの支持体１１を液槽４２に案内する。液槽４２には塗布液２０が収容されている。塗布液２０は塗布液供給部４９により、液槽４２内で常に一定レベルを保つように供給されている。浸漬ローラ４３は支持体１１を液槽４２内の塗布液２０に浸漬する。液槽４２から引き出された支持体１１の両面には塗布液２０が一定の厚みで塗布される。
【００２９】
ガイドローラ４１及び浸漬ローラ４３は温度調整手段を備えており、支持体１１を任意の温度に調節することができる。このように支持体１１の温度を調節することにより、効率のよい結露条件に設定することができる。また、浸漬ローラ４３による温度調節に代えて、または加えて、塗布液２０の温度を調節することにより、支持体１１の温度を所望の温度にして、効率のよい結露条件に設定することもできる。
【００３０】
ブレード４４は、支持体の一方の面（裏面）側に設けられており、塗布液２０の一部を掻き取り、他方の面（表面）よりも膜厚を小さくする。これにより、支持体１１の表面には第１塗布膜４６が、裏面には第２塗布膜４７がそれぞれ形成される。なお、ブレード４４は省略してもよく、または、逆に両面に設けてもよい。
【００３１】
無接触ローラ４５は、裏面側の第２塗布膜４７に無接触状態で支持体１１を案内し、第２室３６に支持体１１を送る。無接触ローラ４５としては、エア浮上による搬送ローラや、支持体１１の両側縁部のみを支持する鐔付きローラなどを用いる。鐔付きローラの場合には、ディップコータ４０において、支持体１１の両側縁部に対応する部分に別のブレードを設け、このブレードにより支持体１１の両側縁部の第２塗布膜４７を掻きとり、無接触ローラの鐔部分に塗布液２０が付着することがないようにする。
【００３２】
第２室３６には、支持体１１を挟むように、両面に近接させて、表面送風吸引ユニット５１及び裏面送風吸引ユニット５２が設けられている。送風吸引ユニット５１は、送風口５３ａ及び吸気口５３ｂを有するダクト５３と送風部５４とを備える。送風部５４は、送風口５３ａから送り出す加湿空気の温度、露点、湿度を制御し、吸気口５３ｂから塗膜の周辺気体を吸排気し、循環させる。この送風部５４による送風及び吸気により、第１塗布膜４６の表面には結露が生じる。この結露によって、極めて小さな水滴を塗布膜４６の表面に形成する。また、送風部５４には加湿空気の塵埃を除去するフィルタが設けられている。なお、ダクト５３は支持体１１の走行方向に複数並べて設けられてもよい。裏面送風吸引ユニット５２も、表面送風吸引ユニット５１と同様に構成されており、送風口及び吸気口を有するダクト５６と送風部５７とを備える。
【００３３】
ディップコータ４０から支持体１１が引き出された後６０秒以内に水滴形成工程に送られて、結露が行われる。ディップコータ４０から結露開始までの時間は、好ましくは３０秒以下がよく、より好ましくは１０秒以下である。６０秒を越えるとポリマ溶液の乾燥が進行し、粘度が高くなり過ぎることで、水滴による孔の形成がされない、または、孔の形成が不均一になる。
【００３４】
第３室３７には、表面送風吸引ユニット６１及び裏面送風吸引ユニット６２が設けられている。この第３室３７では、結露工程で結露された水滴を成長させ、極めて小さな水滴を徐々に大きく成長させる。また、第３室３７では、水滴の成長の間と後のいずれか一方又は両方で溶剤を蒸発させる。表面及び裏面送風吸引ユニット６１，６２は、送風吸引ユニット５１，５２と同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では、送風吸引ユニット６１，６２を支持体走行方向に２台併設しているが、これは適宜増減してよい。
【００３５】
送風吸引ユニット６１，６２から送り出す空気の風速は、支持体１１の移動速度に応じて設定することが好ましい。支持体１１の走行速度との相対速度が０．０２ｍ／秒以上２ｍ／秒以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．０５ｍ／秒以上１．５ｍ／秒以下の範囲であり、最も好ましくは０．１ｍ／秒以上０．５ｍ／秒以下の範囲である。前記相対速度が０．０２ｍ／秒未満であると、水滴が細密に配列して形成されないうちに、塗布膜が第４室３８に導入されてしまうことがある。一方、前記相対速度が２ｍ／秒を超えると、塗布膜の露出面が乱れたり、結露が充分に進行しなかったりするおそれがある。
【００３６】
第４室３８には、表面及び裏面送風吸引ユニット７１，７２が設けられており、水滴の蒸発が行われる。送風吸引ユニット７１，７２は、送風吸引ユニット６１，６２と同様に構成されており、詳細な説明は省略する。本実施形態では、送風吸引ユニット７１，７２は４台併設しているが、併設数は適宜増減してよい。
【００３７】
以上のように第１室３５〜第４室３８を支持体１１が通過することで、支持体１１上に塗布液２０が塗布されて、この塗布液２０の塗布膜４６，４７に対し結露が形成される。結露はその後、第３室３７で大きく成長した後、第４室３８で乾燥され、所定の様態の孔１４，１５を有する多孔層１２，１３となる。
【００３８】
そして、第１塗布膜４６、第２塗布膜４７に対して、各送風吸引ユニット５１，５２，６１，６２，７１，７２の支持体走行方向における長さや、各ユニット５１，５２，６１，６２，７１，７２における加湿空気の温度、露点、湿度等を変更することで、第１塗布膜４６、第２塗布膜４７にそれぞれ異なる径の水滴を均一に形成することができ、これら水滴を型として孔１４，１５が形成される。これにより、支持体１１の両面には、径の異なる孔１４，１５を有する多孔層１２，１３が得られる。
【００３９】
なお、前記多孔層１２，１３の各孔１４，１５の配列は、水滴の疎密の度合いや大きさ、乾燥速度、多孔層１２，１３を形成するための塗布液２０の固形分濃度、塗布液中の溶剤の蒸発のタイミング等によって異なるものとなる。したがって、これらの条件を変えることによって、孔径や疎密度合を所望のものに近づけることができる。
【００４０】
各室３６〜３８内には、適宜ピッチで複数のローラ８０が設けられている。ローラ８０は主要なもののみ図示し、その他は省略している。このローラ８０は、鐔付きローラから構成されており、支持体１１の両側縁部のみに接触して、支持体１１を搬送する。ローラ８０は、駆動ローラとフリーローラとから構成されている。駆動ローラが適宜ピッチで配置されることにより、各室３６〜３８内で支持体１１が一定速度で搬送される。また、各ローラ８０は、図示しない温度コントローラにより各室毎に温度制御されており、塗膜乾燥、結露、水滴成長、孔形成などの各工程が最適条件で行われるように、支持体１１の温度を制御する。
【００４１】
塗布乾燥室３２の各室には図示しない溶剤回収装置が設けられており、各室内の溶剤を回収する。回収した溶剤は、図示しない再生装置で再生されて再利用される。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。図４に示すように、第１室３５では、ディップコータ４０により塗布液２０が支持体１１の両面に塗布される。裏面側の塗布液２０はブレード４４により塗布液２０の一部が掻き取られ、表面側の塗布膜よりも膜厚が小さくされる。乾燥される前の塗膜の厚みは、０．００５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲の所定厚みとされる。ディップコータ４０で両面に塗布液２０が塗布された支持体１１は、第２室３６に送られる。
【００４３】
第２室３６における結露工程では、送風吸引ユニット５１，５２の送風口５３ａ，５６ａから塗膜に向けて、加湿空気が送られる。また、吸気口５３ｂ，５６ｂから塗膜の周辺気体が吸排気される。ここで、送風口５３ａ，５６ｂからの風の露点をＴＤ、塗膜の表面温度をＴＳ、ＴＤ−ＴＳで求められる値をΔＴとするときに、ΔＴが３℃以上３０℃以下となるように、表面温度ＴＳと露点ＴＤとの少なくとも一方が制御される。塗膜の表面温度ＴＳは、例えば、市販される赤外式温度計等の非接触式温度測定手段を塗膜の走行路の近傍に設けて測定することができる。なお、ΔＴが３℃未満であると、水滴が発生しにくくなる。また、ΔＴが３０℃を越えると水滴が急激に発生してしまい、水滴の大きさが不均一になったり、水滴が２次元、つまり平面に並ばずに３次元に重なってしまったりすることがある。
【００４４】
第２室３６においては、ΔＴは支持体走行方向において、大きな値から小さい値に変化させることが好ましい。これにより、水滴の発生速度や発生する水滴の大きさをコントロールすることができ、２次元、つまり塗膜の面方向に径が均一な水滴を形成することができる。
【００４５】
第２室３６では、塗膜の表面温度ＴＳは、ローラ８０の温度を調節することにより調節されるが、これに代えて又は加えて、支持体１１に近接して配された温度制御板（図示なし）を用いて塗膜の表面温度ＴＳを制御してもよい。露点ＴＤは、送風吸引ユニット５１，５２から出される加湿空気の条件を変えることにより、制御される。
【００４６】
第３室３７では、表面送風吸引ユニット７１，裏面送風吸引ユニット７２により、第２室３６で結露により形成された水滴が一様に成長される。第２室３６と第３室３７とが互いに離れるほど、つまり水滴を形成してから第３室３７に入るまでの時間が長くなるほど、成長し終えたときの水滴の大きさが不均一になってしまう。なお、送風吸引ユニット７１，７２の数は２に限定されず、１以上であればよい。送風吸引ユニット７１，７２は、送風吸引ユニット６１と同じものとしているが、これに限定されない。
【００４７】
第３室３７では、ΔＴが０℃を越えて１０℃未満となるように、表面温度ＴＳと露点ＴＤとのいずれか一方が制御される。表面温度ＴＳは、塗膜の近傍に設けた温度制御板（図示なし）により、制御される。この温度制御板は、第２室３６の温度制御板と基本的には同一の構造であり、支持体１１に対し温度を変化させることができる。
【００４８】
また、露点ＴＤは、送風吸引ユニット７１，７２の送風口からの加湿空気の条件を制御することにより、変化させることができる。この第３室３７においても、塗膜の表面温度ＴＳは、上記と同様な温度測定手段を塗膜の近傍に設けて測定することができる。第３室３７の条件をこのように設定することにより、水滴をゆっくり成長させて毛管力により水滴の配列を促し、均一な水滴を密に形成することができる。
【００４９】
なお、ΔＴが０℃以下の場合には、水滴の成長が不十分で密な状態にならなくなる他に孔の形状や大きさ及び多孔フィルムにおける孔の配列が不均一となることがある。また、ΔＴが１０℃よりも大きいと、水滴が局所的に多層化、つまり三次元的に形成され、孔の形状や大きさ及び多孔フィルムにおける孔の配列が不均一となることがある。なお、第３室３７においては、表面温度ＴＳは露点ＴＤと略同等であることが望ましい。
【００５０】
水滴を成長させている間に、できるだけ多くの溶媒を塗膜から蒸発させることが好ましい。第３室３７における表面温度ＴＳと露点ＴＤとを上記範囲にすることにより、塗膜中の溶媒を十分に蒸発させるとともに、急激な蒸発を抑制することができる。また、水滴を蒸発させずに溶媒だけを選択的に蒸発させることが好ましい。したがって、溶媒としては、同温同圧下において水滴よりも蒸発速度が速いものが好ましい。これにより、溶媒の蒸発に伴い水滴が塗膜の内部に入り込むことがより容易になる。
【００５１】
第４室３８では、送風吸引ユニット７１，７２を用いて、表面温度ＴＳまたは露点ＴＤのいずれか一方を制御し、表面温度ＴＳが露点ＴＤよりも高くなるようにする。表面温度ＴＳの制御は、主に温度制御板によりなされる。また、露点ＴＤの制御は送風口からの乾燥空気の条件制御によりなされる。表面温度ＴＳは上記と同様な温度測定手段を塗膜の近傍に設けて測定する。表面温度ＴＳを露点ＴＤよりも高く設定することにより、水滴の成長を止めて蒸発させ、均一な孔をもつ多孔フィルムを製造することができる。なお、ＴＳ≦ＴＤとすると、水滴の上にさらに結露して、形成された多孔構造を破壊してしまうことがあり、好ましくない。第４室３８では、水滴の蒸発を主たる目的としているが、第４室３８に至るまでに蒸発しきれなかった溶媒も蒸発させる。
【００５２】
第４室３８における水滴の蒸発工程では、送風吸引ユニット７１，７２に代えて減圧乾燥装置や、いわゆる２Ｄノズルを用いてもよい。減圧乾燥を行うことで、溶媒と水滴との蒸発速度をそれぞれ調整することがより容易になる。これにより、有機溶媒の蒸発と水滴の蒸発とをより良好にし、水滴をより良好に塗膜の内部に形成することができるので、前記水滴が存在する位置に、大きさ、形状が制御された孔を形成することができる。２Ｄノズルとは、風を出す送風ノズル部材と、塗膜近傍の空気を吸い込んで排気する排気口が支持体走行方向に複数交互に配置されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る多孔フィルムを拡大して示す断面図である。
【図２】多孔フィルムを拡大して示す平面図である。
【図３】支持体と多孔層との間に中間層を設けた別の実施形態の多孔フィルムを拡大して示す断面図である。
【図４】多孔フィルム製造設備を示す概略の側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１８ 多孔フィルム
１１ 支持体
１２，１３ 多孔層
１４，１５ 孔
１６，１７ 中間層
３０ 多孔フィルム製造装置
３２ 塗布乾燥室
４０ ディップコータ
４２ 液槽
４３ 浸漬ローラ
４５ 無接触ローラ
５１，５２，６１，６２，７１，７２ 送風吸引ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、光学分野や電子分野では、集積度の向上や情報量の高密度化、画像情報の高精細化といった要求がますます大きくなっている。そのため、それら分野に用いられるフィルムに対しては、より微細な構造をもつことが強く求められている。また、微細構造をもつフィルムは、医療分野等でも求められている。医療分野で求められるフィルムとしては、細胞培養の場となるフィルムや、血液ろ過膜として利用するフィルムがある。
【０００３】
微細構造をもつフィルムとしては、μｍレベルの微細な孔が多数形成されたハニカム構造を有するフィルム（多孔フィルム）がある。このような多孔フィルムを製造する方法としては、所定のポリマが溶剤に溶けている溶液を支持体に塗布し、その溶剤を蒸発させると同時に、塗布された液の表面で結露させ、結露により生じた微小な水滴を蒸発させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。このような方法で製造されるフィルムは、微細構造の形成挙動から自己組織化膜とも言われる。
【特許文献１】特開２００６−０７０２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多孔フィルムは、その微細構造から用途のさらなる広がりを見せており、μｍレベルよりも微細な孔を有する多孔フィルムの開発も望まれている。しかし、微細な孔を形成するためには、多孔膜自体を薄膜で且つ厚みのむらを無くした状態で形成する必要がある。例えば、流延ダイを用いたキャスト法や、スライドコータ、エクストリュージョンコータ、ワイヤバーコータ等を用いた塗布法では、μｍ以下のオーダーで多孔膜を形成することが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、多孔フィルムは、今まで片面でしか形成されておらず、両面に多孔層を有するフィルムを簡単に製造することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、孔径が０．０１μｍ以上５μｍ程度の微細な複数の孔を形成することができ、しかも両面に多孔層を有するフィルムを簡単に製造することができる多孔フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多孔フィルムの製造方法は、ポリマ及び溶剤が含まれる塗布液に支持体を浸漬させた後に取り出して、前記支持体の表面に第１塗布膜、裏面に第２塗布膜を形成するディップコート工程と、前記第１及び／又は第２塗布膜に結露を形成させ、この結露により水滴を形成する水滴形成工程と、前記水滴を成長させる水滴成長工程と、前記水滴を前記第１及び／又は第２塗布膜から蒸発させて、前記各塗布膜に前記水滴を型とする孔を形成する孔形成工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記ディップコート工程で前記支持体を前記塗布液から取り出してから６０秒以内に前記水滴形成工程を行うことを特徴とする。また、本発明は、第１塗布膜及び第２塗布膜の厚みを変えて前記ディップコート工程を行うことを特徴とする。また、本発明は、第１塗布膜及び第２塗布膜に対して異なる条件で前記水滴成長工程及び前記孔形成工程を行い、前記孔の径を第１塗布膜と第２塗布膜とで変えることを特徴とする。さらには、前記ディップコート工程は、前記第１塗布膜及び前記第２塗布膜の一方をブレードにより掻き取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、孔径が０．０１μｍ以上５μｍ程度の微細な複数の孔を有し、両面に多孔層を有する多孔フィルムを簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の多孔フィルム１０は、支持体１１と、この支持体１１の一方の面に形成された第１多孔層１２と、他方の面に形成された第２多孔層１３とを備える。第１及び第２多孔層１２，１３には、多数の孔１４，１５が形成されている。
【００１１】
図２に示すように、孔１４の形状は略円形とされ、これら孔１４が密に形成されることにより、全体がハニカム状になっている。孔１５も同様に形成されており、孔１５の径が孔１４の径よりも小さく形成されている。孔１４，１５は、本実施形態では、独立した孔となっているが、これは内部で各孔が複数個、連通したものであってもよい。
【００１２】
多孔層１２，１３に形成される孔は、図１に示すような略半球状の孔１４，１５の他に、図示は省略したが、各多孔層１２，１３を貫通する孔や、浅い孔（窪み）などであってもよい。これら孔１４，１５は、後に詳しく説明するように、水滴の成長過程を制御することにより、多孔層１２，１３に形成される。例えば、水滴の成長を早期に止めると浅い孔が得られ、水滴を成長させると、孔がそれに応じて深くなり、深い孔や貫通孔が得られる。さらに水滴を成長させると、複数の水滴が結合した連通孔が得られる。
【００１３】
本実施形態では、第１多孔層１２と第２多孔層１３とで厚みを変えており、また、各多孔層１２，１３に形成される孔１４，１５の径も変えているが、これらは同じ厚みで同じ孔径であってもよい。また、後に説明するディップコート工程において、一方の面の塗布液２０をブレード４４で全て掻き取ってしまうことで、片面のみに多孔層を形成してもよい。さらには、ディップコート工程を出た支持体１１の一方の塗布面、例えば第２塗布面４７に対し結露工程、水滴成長工程、孔形成工程を行わず、他方の塗布面である第１塗布面４６のみに多孔層を形成してもよい。
【００１４】
図３は、支持体１１と各多孔層１２，１３の間に中間層１６，１７を形成した多孔フィルム１８を示している。中間層１６，１７は、支持体１１の両面に形成する他に、一方の面のみに形成してもよい。また、必要に応じて中間層１６，１７の一方または両方を複層にしてもよい。また、支持体も必要に応じて、複層にしてもよい。
【００１５】
多孔層１２，１３は、疎水性のポリマと両親媒性の化合物とを含む塗布液２０（図４参照）により形成される。この塗布液２０を用いることにより、後述の製造方法において水滴をより均一な形状及び大きさに形成することができる。
【００１６】
両親媒性の化合物は、（親水基の数）：（疎水基の数）は０．１：９．９〜４．５：５．５であることがより好ましい。これにより、より細かな水滴をより密に、塗布液の塗膜の上に形成することができる。上記親水基の比率が上がると、（親水基の数）：（疎水基の数）の比が上記範囲よりも小さい場合には、多孔層に形成される孔の大きさが大きくばらつき、すなわち不均一になることがある。この不均一さの程度は、具体的には、｛（孔の径の標準偏差）／（孔の平均値）｝×１００で求める孔径変動係数（単位；％）が１０％以上である。また、（親水基の数）：（疎水基の数）の比が上記範囲よりも大きい場合には、孔の配列が不規則となる傾向がある。
【００１７】
なお、両親媒性の化合物として、互いに異なる２種以上の化合物を用いることができる。２種類以上の化合物を用いることにより、後述する製造方法において、水滴の大きさと水滴を形成する位置とをより精度よく、制御することができる。また、塗布液２０のポリマ成分として、複数の化合物を用いることにより、同様の効果を得ることができる。
【００１８】
前記塗布液２０として用いるポリマの好ましい例は、ビニル重合ポリマ（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロペン、ポリビニルエーテル、ポリビニルカルバゾール、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等）、ポリラクトン（例えばポリカプロラクトンなど）、セルロースアセテート、ポリアミド又はポリイミド（例えば、ナイロンやポリアミド酸など）、ポリウレタン、ポリウレア、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアロマティックス、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリシロキサン誘導体等である。
【００１９】
支持体１１として用いるポリマは、塗布液２０として用いるポリマとして好ましい上記の化合物を挙げることができるが、支持体１１を厚くしてかつフレキシビリティを多孔フィルム１０にもたせる観点からは、例えば、セルロースアセテート、環状ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリブタジエン等が挙げられる。これらを用いることにより、支持体１１を厚くしてもコストが抑えられるとともに、また、破れにくく使用時における形状の自由度のある多孔フィルム１０となる。塗布液２０に対し、支持体１１は溶解性があっても無くてもよい。溶解性がある場合には、後述するようにディップコータ４０（図４参照）における浸漬時の滞留時間を規定し、または前述の中間層１６，１７により、溶解による影響を少なくする。
【００２０】
塗布液２０の溶媒となる溶剤は、疎水性かつ高分子化合物を溶解させるものであれば、特に限定されない。例としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン，トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン，クロロベンゼン、四塩化炭素、１−ブロモプロパンなど）、シクロヘキサン、ケトン（例えば、アセトン，メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン，メチルセロソルブなど）などが挙げられる。これらのうち複数の化合物が溶媒として併用されてもよい。また、これらの化合物の単体又は混合物に、アルコール等が添加されたものを用いてもよい。
【００２１】
また、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない場合には、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、１−ブロモプロパン等の臭素系炭化水素等が好ましく用いられる。これらは、互いに混合して用いてもよい。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノールの混合有機溶媒が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−，−ＣＯ−，−ＣＯＯ−及び−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も、溶媒として用いることができる。
【００２２】
溶剤として互いに異なる２種以上の化合物を用い、その割合を適宜変更することにより、後述の水滴の形成速度、及び後述の塗膜への水滴の入り込みの深さ等を制御することができる。
【００２３】
塗布液２０については、有機溶剤１００重量部に対しポリマが０．０２重量部以上３０重量部以下とすることが好ましい。これにより、生産性良く高品質の多孔層１２，１３を形成することができる。有機溶剤１００重量部に対しポリマが０．０２重量部未満であると、溶液における溶媒割合が大きすぎて蒸発に要する時間が長くなるので、多孔フィルム１０の生産性が悪くなり、一方、３０重量％を超えると、結露で発生した水滴が塗膜を構成する塗布液を変形させることができず、そのため不均一な凹凸が形成された多孔層１２，１３になってしまうことがある。
【００２４】
中間層１６，１７は塗布液２０のポリマと同じ材質としてもよく、または異なる材質としてもよい。また、塗布液２０に対して、溶解性はあっても無くてもよい。溶解性がある場合には、溶解性がある支持体１１の場合と同じように、ディップコータ４０（図４参照）における浸漬時の滞留時間を規定し、溶解による影響を少なくする。中間層１６，１７は、ポリマであることが好ましいが、必ずしもポリマである必要はなく、例えば、モノマー、オリゴマー等の各種有機化合物や、ＴｉＯ２等の無機化合物であってもよい。
【００２５】
図４に示すように、本発明を実施した多孔フィルム製造装置３０は、支持体送出部３１、塗布乾燥室３２、及び製品カット部３３から構成されている。支持体送出部３１は、支持体ロール３４から支持体１１を引き出して、これを塗布乾燥室３２に送る。
【００２６】
塗布乾燥室３２は、支持体１１の搬送方向に上流側から順に第１室３５〜第４室３８に区画されており、各室３５〜３８を支持体１１が通過することで、各室３５〜３８において、塗布工程、結露工程、水滴成長工程、孔形成工程を行い、多孔フィルム１０を製造する。
【００２７】
製品カット部３３は、得られた多孔フィルム１０を所定のサイズに切断し、中間製品や最終製品とする。中間製品の場合には、各種加工を施すことにより、最終製品が得られる。
【００２８】
塗布乾燥室３２の第１室３５には、ディップコータ４０が設けられている。ディップコータ４０は、ガイドローラ４１、液槽４２、浸漬ローラ４３、ブレード４４、無接触ローラ４５を備えている。ガイドローラ４１は支持体送出部３１からの支持体１１を液槽４２に案内する。液槽４２には塗布液２０が収容されている。塗布液２０は塗布液供給部４９により、液槽４２内で常に一定レベルを保つように供給されている。浸漬ローラ４３は支持体１１を液槽４２内の塗布液２０に浸漬する。液槽４２から引き出された支持体１１の両面には塗布液２０が一定の厚みで塗布される。
【００２９】
ガイドローラ４１及び浸漬ローラ４３は温度調整手段を備えており、支持体１１を任意の温度に調節することができる。このように支持体１１の温度を調節することにより、効率のよい結露条件に設定することができる。また、浸漬ローラ４３による温度調節に代えて、または加えて、塗布液２０の温度を調節することにより、支持体１１の温度を所望の温度にして、効率のよい結露条件に設定することもできる。
【００３０】
ブレード４４は、支持体の一方の面（裏面）側に設けられており、塗布液２０の一部を掻き取り、他方の面（表面）よりも膜厚を小さくする。これにより、支持体１１の表面には第１塗布膜４６が、裏面には第２塗布膜４７がそれぞれ形成される。なお、ブレード４４は省略してもよく、または、逆に両面に設けてもよい。
【００３１】
無接触ローラ４５は、裏面側の第２塗布膜４７に無接触状態で支持体１１を案内し、第２室３６に支持体１１を送る。無接触ローラ４５としては、エア浮上による搬送ローラや、支持体１１の両側縁部のみを支持する鐔付きローラなどを用いる。鐔付きローラの場合には、ディップコータ４０において、支持体１１の両側縁部に対応する部分に別のブレードを設け、このブレードにより支持体１１の両側縁部の第２塗布膜４７を掻きとり、無接触ローラの鐔部分に塗布液２０が付着することがないようにする。
【００３２】
第２室３６には、支持体１１を挟むように、両面に近接させて、表面送風吸引ユニット５１及び裏面送風吸引ユニット５２が設けられている。送風吸引ユニット５１は、送風口５３ａ及び吸気口５３ｂを有するダクト５３と送風部５４とを備える。送風部５４は、送風口５３ａから送り出す加湿空気の温度、露点、湿度を制御し、吸気口５３ｂから塗膜の周辺気体を吸排気し、循環させる。この送風部５４による送風及び吸気により、第１塗布膜４６の表面には結露が生じる。この結露によって、極めて小さな水滴を塗布膜４６の表面に形成する。また、送風部５４には加湿空気の塵埃を除去するフィルタが設けられている。なお、ダクト５３は支持体１１の走行方向に複数並べて設けられてもよい。裏面送風吸引ユニット５２も、表面送風吸引ユニット５１と同様に構成されており、送風口及び吸気口を有するダクト５６と送風部５７とを備える。
【００３３】
ディップコータ４０から支持体１１が引き出された後６０秒以内に水滴形成工程に送られて、結露が行われる。ディップコータ４０から結露開始までの時間は、好ましくは３０秒以下がよく、より好ましくは１０秒以下である。６０秒を越えるとポリマ溶液の乾燥が進行し、粘度が高くなり過ぎることで、水滴による孔の形成がされない、または、孔の形成が不均一になる。
【００３４】
第３室３７には、表面送風吸引ユニット６１及び裏面送風吸引ユニット６２が設けられている。この第３室３７では、結露工程で結露された水滴を成長させ、極めて小さな水滴を徐々に大きく成長させる。また、第３室３７では、水滴の成長の間と後のいずれか一方又は両方で溶剤を蒸発させる。表面及び裏面送風吸引ユニット６１，６２は、送風吸引ユニット５１，５２と同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では、送風吸引ユニット６１，６２を支持体走行方向に２台併設しているが、これは適宜増減してよい。
【００３５】
送風吸引ユニット６１，６２から送り出す空気の風速は、支持体１１の移動速度に応じて設定することが好ましい。支持体１１の走行速度との相対速度が０．０２ｍ／秒以上２ｍ／秒以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．０５ｍ／秒以上１．５ｍ／秒以下の範囲であり、最も好ましくは０．１ｍ／秒以上０．５ｍ／秒以下の範囲である。前記相対速度が０．０２ｍ／秒未満であると、水滴が細密に配列して形成されないうちに、塗布膜が第４室３８に導入されてしまうことがある。一方、前記相対速度が２ｍ／秒を超えると、塗布膜の露出面が乱れたり、結露が充分に進行しなかったりするおそれがある。
【００３６】
第４室３８には、表面及び裏面送風吸引ユニット７１，７２が設けられており、水滴の蒸発が行われる。送風吸引ユニット７１，７２は、送風吸引ユニット６１，６２と同様に構成されており、詳細な説明は省略する。本実施形態では、送風吸引ユニット７１，７２は４台併設しているが、併設数は適宜増減してよい。
【００３７】
以上のように第１室３５〜第４室３８を支持体１１が通過することで、支持体１１上に塗布液２０が塗布されて、この塗布液２０の塗布膜４６，４７に対し結露が形成される。結露はその後、第３室３７で大きく成長した後、第４室３８で乾燥され、所定の様態の孔１４，１５を有する多孔層１２，１３となる。
【００３８】
そして、第１塗布膜４６、第２塗布膜４７に対して、各送風吸引ユニット５１，５２，６１，６２，７１，７２の支持体走行方向における長さや、各ユニット５１，５２，６１，６２，７１，７２における加湿空気の温度、露点、湿度等を変更することで、第１塗布膜４６、第２塗布膜４７にそれぞれ異なる径の水滴を均一に形成することができ、これら水滴を型として孔１４，１５が形成される。これにより、支持体１１の両面には、径の異なる孔１４，１５を有する多孔層１２，１３が得られる。
【００３９】
なお、前記多孔層１２，１３の各孔１４，１５の配列は、水滴の疎密の度合いや大きさ、乾燥速度、多孔層１２，１３を形成するための塗布液２０の固形分濃度、塗布液中の溶剤の蒸発のタイミング等によって異なるものとなる。したがって、これらの条件を変えることによって、孔径や疎密度合を所望のものに近づけることができる。
【００４０】
各室３６〜３８内には、適宜ピッチで複数のローラ８０が設けられている。ローラ８０は主要なもののみ図示し、その他は省略している。このローラ８０は、鐔付きローラから構成されており、支持体１１の両側縁部のみに接触して、支持体１１を搬送する。ローラ８０は、駆動ローラとフリーローラとから構成されている。駆動ローラが適宜ピッチで配置されることにより、各室３６〜３８内で支持体１１が一定速度で搬送される。また、各ローラ８０は、図示しない温度コントローラにより各室毎に温度制御されており、塗膜乾燥、結露、水滴成長、孔形成などの各工程が最適条件で行われるように、支持体１１の温度を制御する。
【００４１】
塗布乾燥室３２の各室には図示しない溶剤回収装置が設けられており、各室内の溶剤を回収する。回収した溶剤は、図示しない再生装置で再生されて再利用される。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。図４に示すように、第１室３５では、ディップコータ４０により塗布液２０が支持体１１の両面に塗布される。裏面側の塗布液２０はブレード４４により塗布液２０の一部が掻き取られ、表面側の塗布膜よりも膜厚が小さくされる。乾燥される前の塗膜の厚みは、０．００５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲の所定厚みとされる。ディップコータ４０で両面に塗布液２０が塗布された支持体１１は、第２室３６に送られる。
【００４３】
第２室３６における結露工程では、送風吸引ユニット５１，５２の送風口５３ａ，５６ａから塗膜に向けて、加湿空気が送られる。また、吸気口５３ｂ，５６ｂから塗膜の周辺気体が吸排気される。ここで、送風口５３ａ，５６ｂからの風の露点をＴＤ、塗膜の表面温度をＴＳ、ＴＤ−ＴＳで求められる値をΔＴとするときに、ΔＴが３℃以上３０℃以下となるように、表面温度ＴＳと露点ＴＤとの少なくとも一方が制御される。塗膜の表面温度ＴＳは、例えば、市販される赤外式温度計等の非接触式温度測定手段を塗膜の走行路の近傍に設けて測定することができる。なお、ΔＴが３℃未満であると、水滴が発生しにくくなる。また、ΔＴが３０℃を越えると水滴が急激に発生してしまい、水滴の大きさが不均一になったり、水滴が２次元、つまり平面に並ばずに３次元に重なってしまったりすることがある。
【００４４】
第２室３６においては、ΔＴは支持体走行方向において、大きな値から小さい値に変化させることが好ましい。これにより、水滴の発生速度や発生する水滴の大きさをコントロールすることができ、２次元、つまり塗膜の面方向に径が均一な水滴を形成することができる。
【００４５】
第２室３６では、塗膜の表面温度ＴＳは、ローラ８０の温度を調節することにより調節されるが、これに代えて又は加えて、支持体１１に近接して配された温度制御板（図示なし）を用いて塗膜の表面温度ＴＳを制御してもよい。露点ＴＤは、送風吸引ユニット５１，５２から出される加湿空気の条件を変えることにより、制御される。
【００４６】
第３室３７では、表面送風吸引ユニット７１，裏面送風吸引ユニット７２により、第２室３６で結露により形成された水滴が一様に成長される。第２室３６と第３室３７とが互いに離れるほど、つまり水滴を形成してから第３室３７に入るまでの時間が長くなるほど、成長し終えたときの水滴の大きさが不均一になってしまう。なお、送風吸引ユニット７１，７２の数は２に限定されず、１以上であればよい。送風吸引ユニット７１，７２は、送風吸引ユニット６１と同じものとしているが、これに限定されない。
【００４７】
第３室３７では、ΔＴが０℃を越えて１０℃未満となるように、表面温度ＴＳと露点ＴＤとのいずれか一方が制御される。表面温度ＴＳは、塗膜の近傍に設けた温度制御板（図示なし）により、制御される。この温度制御板は、第２室３６の温度制御板と基本的には同一の構造であり、支持体１１に対し温度を変化させることができる。
【００４８】
また、露点ＴＤは、送風吸引ユニット７１，７２の送風口からの加湿空気の条件を制御することにより、変化させることができる。この第３室３７においても、塗膜の表面温度ＴＳは、上記と同様な温度測定手段を塗膜の近傍に設けて測定することができる。第３室３７の条件をこのように設定することにより、水滴をゆっくり成長させて毛管力により水滴の配列を促し、均一な水滴を密に形成することができる。
【００４９】
なお、ΔＴが０℃以下の場合には、水滴の成長が不十分で密な状態にならなくなる他に孔の形状や大きさ及び多孔フィルムにおける孔の配列が不均一となることがある。また、ΔＴが１０℃よりも大きいと、水滴が局所的に多層化、つまり三次元的に形成され、孔の形状や大きさ及び多孔フィルムにおける孔の配列が不均一となることがある。なお、第３室３７においては、表面温度ＴＳは露点ＴＤと略同等であることが望ましい。
【００５０】
水滴を成長させている間に、できるだけ多くの溶媒を塗膜から蒸発させることが好ましい。第３室３７における表面温度ＴＳと露点ＴＤとを上記範囲にすることにより、塗膜中の溶媒を十分に蒸発させるとともに、急激な蒸発を抑制することができる。また、水滴を蒸発させずに溶媒だけを選択的に蒸発させることが好ましい。したがって、溶媒としては、同温同圧下において水滴よりも蒸発速度が速いものが好ましい。これにより、溶媒の蒸発に伴い水滴が塗膜の内部に入り込むことがより容易になる。
【００５１】
第４室３８では、送風吸引ユニット７１，７２を用いて、表面温度ＴＳまたは露点ＴＤのいずれか一方を制御し、表面温度ＴＳが露点ＴＤよりも高くなるようにする。表面温度ＴＳの制御は、主に温度制御板によりなされる。また、露点ＴＤの制御は送風口からの乾燥空気の条件制御によりなされる。表面温度ＴＳは上記と同様な温度測定手段を塗膜の近傍に設けて測定する。表面温度ＴＳを露点ＴＤよりも高く設定することにより、水滴の成長を止めて蒸発させ、均一な孔をもつ多孔フィルムを製造することができる。なお、ＴＳ≦ＴＤとすると、水滴の上にさらに結露して、形成された多孔構造を破壊してしまうことがあり、好ましくない。第４室３８では、水滴の蒸発を主たる目的としているが、第４室３８に至るまでに蒸発しきれなかった溶媒も蒸発させる。
【００５２】
第４室３８における水滴の蒸発工程では、送風吸引ユニット７１，７２に代えて減圧乾燥装置や、いわゆる２Ｄノズルを用いてもよい。減圧乾燥を行うことで、溶媒と水滴との蒸発速度をそれぞれ調整することがより容易になる。これにより、有機溶媒の蒸発と水滴の蒸発とをより良好にし、水滴をより良好に塗膜の内部に形成することができるので、前記水滴が存在する位置に、大きさ、形状が制御された孔を形成することができる。２Ｄノズルとは、風を出す送風ノズル部材と、塗膜近傍の空気を吸い込んで排気する排気口が支持体走行方向に複数交互に配置されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る多孔フィルムを拡大して示す断面図である。
【図２】多孔フィルムを拡大して示す平面図である。
【図３】支持体と多孔層との間に中間層を設けた別の実施形態の多孔フィルムを拡大して示す断面図である。
【図４】多孔フィルム製造設備を示す概略の側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１８ 多孔フィルム
１１ 支持体
１２，１３ 多孔層
１４，１５ 孔
１６，１７ 中間層
３０ 多孔フィルム製造装置
３２ 塗布乾燥室
４０ ディップコータ
４２ 液槽
４３ 浸漬ローラ
４５ 無接触ローラ
５１，５２，６１，６２，７１，７２ 送風吸引ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマ及び溶剤が含まれる塗布液に支持体を浸漬させた後に取り出して、前記支持体の表面に第１塗布膜、裏面に第２塗布膜を形成するディップコート工程と、
前記第１及び／又は第２塗布膜に結露を形成させ、この結露により水滴を形成する水滴形成工程と、
前記水滴を成長させる水滴成長工程と、
前記水滴を前記第１及び／又は第２塗布膜から蒸発させて、前記各塗布膜に前記水滴を型とする孔を形成する孔形成工程とを有することを特徴とする多孔フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記ディップコート工程で前記支持体を前記塗布液から取り出してから６０秒以内に前記水滴形成工程を行うことを特徴とする請求項１記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記ディップコート工程は、第１塗布膜及び第２塗布膜の厚みを変えて行うことを特徴とする請求項１または２記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記水滴成長工程及び前記孔形成工程は、第１塗布膜及び第２塗布膜に対して異なる条件で行い、前記孔の径を第１塗布膜と第２塗布膜とで変えることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ディップコート工程は、前記第１塗布膜及び前記第２塗布膜の一方をブレードにより掻き取ることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項１】
ポリマ及び溶剤が含まれる塗布液に支持体を浸漬させた後に取り出して、前記支持体の表面に第１塗布膜、裏面に第２塗布膜を形成するディップコート工程と、
前記第１及び／又は第２塗布膜に結露を形成させ、この結露により水滴を形成する水滴形成工程と、
前記水滴を成長させる水滴成長工程と、
前記水滴を前記第１及び／又は第２塗布膜から蒸発させて、前記各塗布膜に前記水滴を型とする孔を形成する孔形成工程とを有することを特徴とする多孔フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記ディップコート工程で前記支持体を前記塗布液から取り出してから６０秒以内に前記水滴形成工程を行うことを特徴とする請求項１記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記ディップコート工程は、第１塗布膜及び第２塗布膜の厚みを変えて行うことを特徴とする請求項１または２記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記水滴成長工程及び前記孔形成工程は、第１塗布膜及び第２塗布膜に対して異なる条件で行い、前記孔の径を第１塗布膜と第２塗布膜とで変えることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の多孔フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ディップコート工程は、前記第１塗布膜及び前記第２塗布膜の一方をブレードにより掻き取ることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の多孔フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４２５４６（Ｐ２００９−２４２５４６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９０２９１（Ｐ２００８−９０２９１）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]