凹凸結(jié)構(gòu)體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在表面具有凹凸的凹凸結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在表面具有微細(xì)的凹凸的凹凸結(jié)構(gòu)體不僅有望用于光學(xué)材料、電子材料的領(lǐng)域 中，而且還有望用于再生醫(yī)療領(lǐng)域等廣泛的領(lǐng)域中。在此種凹凸結(jié)構(gòu)體中有W-定的圖案 形成凹凸的結(jié)構(gòu)體。作為其中之一，有在膜面上W-定的間距形成多個(gè)孔的蜂窩結(jié)構(gòu)的膜 (W下稱作蜂窩結(jié)構(gòu)膜）。
[0003]作為制造聚合物制的蜂窩結(jié)構(gòu)膜的方法，已知有凝結(jié)法。凝結(jié)法是如下的方法， 即，流延用于形成聚合物膜的聚合物溶液而形成流延膜，使氣氛中的水分在該流延膜上凝 結(jié)而形成水滴。此后，通過使聚合物溶液的溶劑成分和水滴蒸發(fā)，而制造如上所述的具有多 個(gè)孔的聚合物膜。根據(jù)該凝結(jié)法，可規(guī)則的排列形成極小的一定大小的孔。
[0004]然而，可W用凝結(jié)法制作的聚合物制的蜂窩結(jié)構(gòu)膜利用了凝結(jié)現(xiàn)象，由于運(yùn)一點(diǎn)， 在原材料方面存在有限制。由此，利用凝結(jié)法制造的蜂窩結(jié)構(gòu)膜的用途受到限制。因而，作 為蜂窩結(jié)構(gòu)膜，例如專利文獻(xiàn)1提出了由包含無機(jī)材料的微粒構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)膜。專利文 獻(xiàn)1借此提高了耐溶劑性而實(shí)現(xiàn)了用途的拓寬。由于該專利文獻(xiàn)1中記載的蜂窩結(jié)構(gòu)膜是 利用凝結(jié)法制造，因此具有凝結(jié)法才有的孔的均勻性、排列的規(guī)則性。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-121051號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的問題
[0009] 然而，專利文獻(xiàn)1中記載的蜂窩結(jié)構(gòu)膜存在有暫時(shí)形成的其規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)崩 塌、微粒脫離等問題。
[0010] 本發(fā)明的目的在于，提供凹凸結(jié)構(gòu)難W崩塌、微粒難W脫離的、包含微粒的凹凸結(jié) 構(gòu)體及其制造方法。
[0011] 用于解決問題的方法
[0012] 本發(fā)明的在表面形成有凹凸的凹凸結(jié)構(gòu)體具備多個(gè)微粒、兩親性高分子化合物、 和多個(gè)凹部。微粒為疏水性。兩親性高分子化合物將微粒的表面的至少一部分覆蓋，具有 將微粒之間粘合的鄰苯二酪基。凹部形成于凹凸結(jié)構(gòu)體的表面，比微粒大。
[0013]所述凹凸結(jié)構(gòu)體優(yōu)選為通過沿著膜的一個(gè)面排列多個(gè)地形成一定大小的所述凹 部而制成蜂窩結(jié)構(gòu)的膜、或者沿著膜的一個(gè)面排列地形成具有一定高度及形狀的多個(gè)凸部 的膜。
[0014]微粒的直徑優(yōu)選為InmW上10ymW下的范圍內(nèi)。微粒優(yōu)選由無機(jī)材料或有機(jī)材 料構(gòu)成。無機(jī)材料優(yōu)選為貴金屬、過渡金屬、金屬氧化物和半導(dǎo)體的任意一種。有機(jī)材料優(yōu) 選為氣系聚合物和具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物的任意一方。
[0015] 本發(fā)明的在表面形成有凹凸的凹凸結(jié)構(gòu)體的制造方法具備：膜形成步驟、水滴形 成步驟、和蒸發(fā)步驟。膜形成步驟是將在疏水性的有機(jī)溶劑中分散有疏水性的多個(gè)微粒、并 溶解有兩親性高分子化合物的溶液流延在支撐體上而形成流延膜。水滴形成步驟是在流延 膜上凝結(jié)而形成水滴。蒸發(fā)步驟是通過使有機(jī)溶劑和水滴從流延膜中蒸發(fā)而制成膜狀的凹 凸結(jié)構(gòu)體。
[001引發(fā)明效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的凹凸結(jié)構(gòu)體，凹凸結(jié)構(gòu)難W崩塌，微粒難W脫離。另外根據(jù)本發(fā)明的 凹凸結(jié)構(gòu)體的制造方法，可W制造凹凸結(jié)構(gòu)難W崩塌、微粒難W脫離的包含微粒的凹凸結(jié) 構(gòu)體。
【附圖說明】
[0018] 圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的凹凸結(jié)構(gòu)體的俯視簡圖。
[0019] 圖2是沿著圖1的II-II線的剖面圖。
[0020] 圖3是將圖1的WIII線包圍的部分放大了的俯視圖。
[0021] 圖4是表示圖2的WIV線包圍的部分的剖面簡圖。
[0022] 圖5是表示第一覆蓋形態(tài)的微粒之間的粘合狀態(tài)的剖面簡圖。
[0023] 圖6是式做所示的AP0S的NMR吸收譜圖。
[0024] 圖7是含有鄰苯二酪基的化合物的NMR吸收譜圖。
[00巧]圖8是含有鄰苯二酪基的化合物的NMR吸收譜圖。
[0026] 圖9是表示凹凸結(jié)構(gòu)體的制造流程的流程圖。
[0027] 圖10是凹凸結(jié)構(gòu)體的制造設(shè)備的示意圖。
[0028] 圖11是水滴形成工序的說明圖。
[0029] 圖12是水滴形成工序的說明圖。
[0030] 圖13是表示第二覆蓋形態(tài)的微粒之間的粘合狀態(tài)的剖面簡圖。
[0031] 圖14是表示凹凸結(jié)構(gòu)體的剖面簡圖。
[0032] 圖15是表不凹凸結(jié)構(gòu)體的剖面簡圖。
[0033] 圖16是表示凹凸結(jié)構(gòu)體的剖面簡圖。
[0034] 圖17是表不凹凸結(jié)構(gòu)體的剖面簡圖。
[0035] 圖18是表示凹凸結(jié)構(gòu)體的俯視簡圖。
[0036] 圖19是沿著圖18的XIX-XIX線的剖面圖。
[0037] 圖20是沿著圖18的XX-XX線的剖面圖。
[0038] 圖21是含有鄰苯二酪基的化合物的合成方法的說明圖。
[0039] 圖22是凹凸結(jié)構(gòu)體的孔側(cè)膜面的掃描型電子顯微鏡（ScanningElectron Microscope,W下稱作SEM)照片。
[0040] 圖23是凹凸結(jié)構(gòu)體的截面的沈M照片。
[0041] 圖24是凹凸結(jié)構(gòu)體的干部的沈M照片。
[0042] 圖25是凹凸結(jié)構(gòu)體的微粒及微粒間的空隙的沈M照片。
[0043] 圖26是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0044] 圖27是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0045] 圖28是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0046] 圖29是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0047] 圖30是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0048] 圖31是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0049] 圖32是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
[0050] 圖33是凹凸結(jié)構(gòu)體的沈M照片。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 作為本發(fā)明的一例的凹凸結(jié)構(gòu)體10如圖1及圖2所示，為膜狀，具有多個(gè)在膜的 一個(gè)面開口的孔12。因各孔12在膜的一個(gè)面開口而形成凹凸結(jié)構(gòu)體10的凹部，凹部間成 為凸部。多個(gè)孔12具有一定大小，緊密地排列。由此，凹凸結(jié)構(gòu)體10被認(rèn)為是蜂巢狀，即 所謂的蜂窩結(jié)構(gòu)。
[0052] 而且，本說明書中，所謂蜂窩結(jié)構(gòu)，是指如上所述地將一定形狀、一定尺寸的孔沿 著膜面連續(xù)并且規(guī)則地排列的結(jié)構(gòu)。形成蜂窩結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)是在沿著膜面的同一平面上 將任意的1個(gè)孔包圍地配置多個(gè)（例如6個(gè)）孔的結(jié)構(gòu)。包圍任意的1個(gè)孔的孔的數(shù)目并 不限于6個(gè)，也可W是3~5個(gè)或7個(gè)W上。
[0053] 此外，孔12的尺寸、形成密度根據(jù)后述的制造條件而不同。而且，所謂孔12的形 成密度，是膜面的每單位面積的孔12的數(shù)目。凹凸結(jié)構(gòu)體10的形態(tài)沒有特別限定，然而例 如如圖2所示，厚度TH1優(yōu)選為0. 05ymW上且10ymW下的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為0. 05ymW 上且5ymW下的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選為0.lymW上且3ymW下的范圍內(nèi)。另外，孔12的直 徑D1優(yōu)選為0. 05ymW上且3ymW下的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為0. 1ymW上且2ymW下的范 圍內(nèi)，特別優(yōu)選為0.lymW上且lymW下的范圍內(nèi)?？?2的形成間距P1優(yōu)選為0.lym W上且10ymW下的范圍內(nèi)，更能夠優(yōu)選為0. 1ymW上且5ymW下的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選為 0. 1ymW上且3ymW下的范圍內(nèi)。
[0054] 如果將從成為凸部的頂（頂部）的膜面10a到孔12的底部12a的深度設(shè)為Del, 則Del/Dl的值優(yōu)選為0.05W上且1.2W下，更優(yōu)選為0.2W上且1.0W下。
[0055]凹凸結(jié)構(gòu)體10如圖3及圖4所示，是微粒14的集合體。各微粒14為球狀。由此， 在凹凸結(jié)構(gòu)體10中，在內(nèi)部形成有微小的空隙11。而且，在圖3、圖4中，示意性地描畫了 凹凸結(jié)構(gòu)體10。孔12的直徑D1比微粒14的直徑D2大。形成于微粒14間的空隙11遠(yuǎn)小 于孔12的直徑D1。像運(yùn)樣，凹凸結(jié)構(gòu)體10具有在膜面作為孔12形成的第一空隙、和形成 于微粒14間而遠(yuǎn)小于第一空隙的第二空隙11。在D1/D2的值為5W上且50000W下的范 圍內(nèi)的情況下本發(fā)明有效果，在10W上且10000W下的范圍內(nèi)的情況下具有更加明顯的效 果。另外，在微粒14的直徑D2為1皿W上且10ymW下的范圍內(nèi)的情況下本發(fā)明有效果， 更優(yōu)選為加mW上且0. 5ymW下，在10皿W上且0. 1ymW下的范圍內(nèi)的情況下具有更加 明顯的效果。
[0056] 構(gòu)成形成了孔12的表面的微粒14W曲面狀排列。例如如圖4所示，在形成了孔 12的表面中，微粒14W球面狀排列。像運(yùn)樣W曲面狀排列的微粒14有時(shí)被W-定的規(guī)則 性配置。例如在凹凸結(jié)構(gòu)體10中，如圖4所示，排列形成孔12的多個(gè)微粒14構(gòu)成W交錯(cuò) 狀排列微粒14的第一規(guī)則性部分14a。另外，有時(shí)在凹凸結(jié)構(gòu)體10的厚度方向上比底部 12a(參照圖2)更深的深部也由將微粒14W-定的規(guī)則性配置的第二規(guī)則性部分14b構(gòu) 成。例如，在第二規(guī)則性部分14b中，如圖4所示，多個(gè)微粒14W矩陣狀排列。像運(yùn)樣，構(gòu) 成表面的第一規(guī)則性部分14a與構(gòu)成深部的規(guī)則性部分14b的微粒14的排列的規(guī)則性不 一定彼此相同。
[0057] 在構(gòu)成形成了孔12的表面的第一規(guī)則性部分14a與構(gòu)成深部的第二規(guī)則性部分 14a之間，有時(shí)也會(huì)形成將微粒14不具有規(guī)則性地集合的不規(guī)則性部分14c，圖4所示的凹 凸結(jié)構(gòu)體10也是此種形態(tài)。但是，雖然省略了圖示，也有未形成不規(guī)則性部分14c的情況。 第一、第二規(guī)則性部分14a、14b的微粒14的排列與在體屯、立方結(jié)構(gòu)、面屯、立方結(jié)構(gòu)、六方最 密結(jié)構(gòu)、其他的晶體結(jié)構(gòu)中看到的原子的排列相同。不規(guī)則性部分14c的微粒14的排列相 當(dāng)于晶界中的原子的排列。
[0058] 微粒14由疏水性的材料構(gòu)成。在各微粒14的表面的至少一部分中，如圖5所 示，附著有具有鄰苯二酪基的兩親性高分子化合物（W下簡稱為含有鄰苯二酪基的化合 物）15。像運(yùn)樣，形成各微粒14的表面的至少一部分由含有鄰苯二酪基的化合物15覆蓋的 狀態(tài)，該被設(shè)成第一覆蓋形態(tài)的微粒14由含有鄰苯二酪基的化合物15相互粘合。而且，在 圖5中，為了避免圖的煩雜，省略了含有鄰苯二酪基的化合物15的影線。
[0059] 微粒14在本實(shí)施方式中包含無機(jī)材料。作為該無機(jī)材料有二氧化鐵（titania、 Ti〇2)、二氧化娃（silica、Si〇2)、徑憐灰石化yAp)、氧化鋒狂nO)、氧化侶（alumina、Al2〇3)。 但是，無機(jī)材料并不限于它們，只要是貴金屬、過渡金屬、金屬氧化物、半導(dǎo)體的任意一種即 可。作為貴金屬，可W舉