(57)【要約】本明細書のプロセスは、開口付きポリマーフィルムを作製するために使用される、成形用スクリーンの成形のためのものである。非伝導性予成形物構造中への金属堆積を通して成形用スクリーンを構築し、成形用スクリーン厚さと開放面積の所望の縦横比を達成するプロセス。本明細書の成形用スクリーンを作製するプロセスは、構造構成要素を修正し、金属格子が構築され、次いで、そこから除去される、予成形物を形成し、それによって、成形用スクリーンを生成するステップを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用スクリーンを作製するプロセスであって、
ａ）金属層を提供するステップと、
ｂ）刻設可能材料を前記金属層に接合させるステップであって、前記刻設可能材料は、刻設可能材料内側表面と、刻設可能材料外側表面と、刻設可能材料厚さとを有する、ステップと、
ｃ）所定のパターンを前記刻設可能材料厚さの中に刻設して、連続して相互接続されたチャネルのネットワークを形成するステップであって、前記連続して相互接続されたチャネルのネットワークは、前記刻設可能材料内にネガ型空間を備え、前記金属層を暴露させ、前記金属層に接合された複数の離散成形体を生成し、それによって、予成形物を生成するステップと、
ｄ）少なくとも部分的に、前記予成形物の連続して相互接続されたチャネルのネットワークを金属で所定の深度まで充填し、それによって、金属化された予成形物を生成するステップであって、前記金属化された予成形物は、金属格子、複数の離散成形体、金属層、および金属化された予成形物外部表面を備え、前記金属化された予成形物外部表面は、前記金属格子および前記複数の離散成形体を備え、前記金属格子は、金属格子ｙ−軸区画と相互接続された金属格子ｘ−軸区画を備え、前記複数の離散成形体は、前記金属格子によって包含される、ステップと、
ｅ）前記離散成形体を前記金属化された予成形物から除去し、スクリーン前駆体を生成するステップであって、前記スクリーン前駆体は、前記金属格子および前記金属層を備え、金属格子は、複数の空隙を包含し、前記空隙は、前記金属化された予成形物の離散成形体に対応するネガ型空間を備える、ステップと、
ｆ）前記金属格子を前記スクリーン前駆体の金属層から除去し、それによって、成形用スクリーンを生成するステップと
を含む、プロセス。
【請求項２】
前記金属層は、銅である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記刻設可能材料は、非伝導性樹脂の層を備え、ステップｂ）は、接着剤を用いて、前記刻設可能材料内側表面を前記金属層に接着させるステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
ステップｃ）は、レーザ刻設を備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
ステップｄ）は、溶解されたニッケル塩を含有する浴中で電気めっきし、少なくとも部分的に、前記連続して相互接続されたチャネルのネットワークを所定の深度までニッケルで充填するステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記刻設可能材料は、アセタール樹脂を備え、ステップｅ）は、前記離散成形体を溶媒で溶解させるステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記除去ステップｆは、前記スクリーン前駆体を酸浴中に留置し、前記金属層を溶解させ、前記金属格子を解放させるステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
ｄｌ）第２の刻設可能材料を前記金属化された予成形物外部表面に接触させて留置し、多平面ベース基板を形成するステップであって、前記第２の刻設可能材料は、第２の刻設可能材料内側表面、第２の刻設可能材料外側表面、および第２の刻設可能材料厚さを備える、ステップと、
ｄ２）前記第２の刻設可能材料に前記第２の刻設可能材料厚さを通して延在する複数の貫通穿孔を刻設することによって、多平面ベース基板を刻設するステップであって、前記複数の貫通穿孔の少なくともいくつかは、前記金属格子にわたって整合され、多平面予成形物を形成する、ステップと、
ｄ３）金属を前記複数の貫通穿孔から多平面予成形物の中に堆積させ、少なくとも部分的に、前記金属格子にわたって整合される前記貫通穿孔の少なくともいくつかを充填し、金属化された多平面予成形物を生成するステップと、
ｄ３）前記第２の刻設可能材料を前記金属化された多平面予成形物から除去するステップと
をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
ステップｄ３）は、電気めっきするステップを含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１０】
ステップｄ４）は、前記第２の刻設可能材料を溶解させるステップを含む、請求項７に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、２０１３年９月１９日に出願された米国仮出願第６１／８８０，０４４号の利益を主張するものであり、該仮出願は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本明細書のプロセスは、開口付きポリマーフィルムを作製するために使用される、成形用スクリーンの成形のためのものである。
【背景技術】
【０００３】
成形用スクリーンは、開口付きおよびエンボス加工（非開口付き）成形フィルムを作製するために使用される、穿孔付きデバイスである。開口付き成形フィルムは、フィルム内に開口または孔を生成するために処理される、プラスチックフィルムである。３次元フィルムに関して、２つの最も一般的プロセスは、真空成形および液圧成形である。第ＵＳ３，９５７，４１４号、第ＵＳ４，３１７，７９２号、および第ＵＳ４，４５６，５７０号等、参照することによって例示される真空成形プロセスは、真空ドラムを中心として回転する円筒形成形用スクリーン上に固体または溶融プラスチックフィルムを導入する。第ＵＳ７，３６４，６８７号を参照して例示されるような液圧成形プロセスでは、高圧水噴流が、フィルムに衝突する液体流を発生させ、３次元形態および開口を生成するために使用される。
【０００４】
液圧成形または真空成形プロセスのいずれにおいても、フィルムは、成形用スクリーンとして知られる穿孔付き構造上に支持される。成形用スクリーン（当技術分野では、「成形用スクリーン」としても知られる）は、概して、穿孔付き円筒形を備える。しかしながら、成形用スクリーンはまた、平坦プレートまたは可撓性ベルトの形態をとってもよい。穿孔を囲繞する成形用スクリーンの表面積は、「ランド」面積として知られる。
【０００５】
金属スクリーンを作製する際の主要な考慮点の１つは、スクリーンの開放面積の量である。中実面積が少なければ、スクリーンは、より弱化し、低ロバスト性となり、かつ使用の間、破損または歪曲を受けやすく、輸送および取扱に対してより脆弱となる。
【０００６】
開放面積の増加に伴う、中実スクリーン材料の損失を補償するために、概して、厚さ対開放面積の高比率を有するスクリーンを作製することが所望される。これは、スクリーン内の開放面積の量と関連した成形用スクリーンの厚さ間の比較を意味する。開放面積が増加するにつれて、隣接する開口部の縁間の距離は、減少し、これは、狭いランド面積およびより弱化したスクリーンをもたらす。しかしながら、スクリーンの強度は、スクリーンの厚さを増加させることによって、増加されることができる。
【０００７】
特に、電気めっきプロセスにおいて、スクリーンの厚さを増加させようとするときの当技術分野における一般的問題は、めっきプロセスが、めっき浴からの金属イオンが金属として堆積されるであろう場所に特有ではないことである。故に、金属は、スクリーンの厚さを増加させるために外側表面上にめっきされるが、金属はまた、スクリーン内の開口部を形成する側壁上にもめっきされる。したがって、厚さが増加するにつれて、スクリーン内の開口部の直径は、減少するであろう。後続処理ステップ（エッチング、穿設、レーザ刻設等）は、したがって、スクリーンの開口部のサイズをその所望のサイズに戻すように増加させるために必要とされる。したがって、当技術分野における目的は、比較的に高厚さ対開放面積比率および比較的に高縦横比を有するスクリーンを提供する、プロセスを有することである。
【０００８】
本必要性に対処する試みにおいて、優先的に、スクリーン厚さを増加させ、スクリーンの開口を画定する壁上の金属の堆積を最小限にするように、優先的に、金属を堆積させるように調合または制御される、特殊めっき浴を使用しためっきプロセスが、提案されている。そのようなプロセスは、概して、第ＵＳ２，２２６，３８４号、第ＵＳ４，３８３，８９６号、第ＵＳ４，４９６，４３４号、および第ＵＳ５，２８２，９５１号に教示されている。しかしながら、これらの参考文献が提供する改良にもかかわらず、そのようなプロセスは、開口部を画定する壁の内部の金属の堆積を排除しておらず、したがって、高厚さ対開放面積比率または高縦横比を達成するための先行技術における問題を排除していない。
【０００９】
単純で、制御され、かつ低コストのプロセスにおいて、比較的に高厚さ対開放面積比率および比較的に高縦横比を有する、金属スクリーンを作製するプロセスの必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第３，９５７，４１４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３１７，７９２号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４５６，５７０号明細書
【特許文献４】米国特許第７，３６４，６８７号明細書
【特許文献５】米国特許第２，２２６，３８４号明細書
【特許文献６】米国特許第４，３８３，８９６号明細書
【特許文献７】米国特許第４，４９６，４３４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，２８２，９５１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願は、成形用スクリーンを作製するプロセスであって、金属層を提供するステップと、刻設可能材料を金属層に接合させるステップであって、刻設可能材料は、刻設可能材料内側表面と、刻設可能材料外側表面と、刻設可能材料厚さとを有する、ステップと、所定のパターンを刻設可能材料厚さの中に刻設し、連続して相互接続されたチャネルのネットワークを形成するステップであって、該連続して相互接続されたチャネルのネットワークは、刻設可能材料内にネガ型空間を備え、金属層を暴露させ、金属層に接合された複数の離散成形体を生成し、それによって、予成形物を生成するステップと、少なくとも部分的に、予成形物の連続して相互接続されたチャネルのネットワークを金属で所定の深度まで充填し、それによって、金属化された予成形物を生成するステップであって、金属化された予成形物は、金属格子、複数の離散成形体、金属層、および金属化された予成形物外部表面を備え、金属化された予成形物外部表面は、金属格子および複数の離散成形体を備え、金属格子は、金属格子ｙ−軸区画と相互接続された金属格子ｘ−軸区画を備え、該複数の離散成形体は、金属格子によって包含される、ステップと、離散成形体を金属化された予成形物から除去し、スクリーン前駆体を生成するステップであって、該スクリーン前駆体は、該金属格子および金属層を備え、金属格子は、複数の空隙を包含し、該空隙は、金属化された予成形物の離散成形体に対応するネガ型空間を備える、ステップと、金属格子をスクリーン前駆体の金属層から除去し、それによって、成形用スクリーンを生成するステップとを含む、プロセスに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、円筒形ベース基板の斜視図である。
【００１３】
【図２】図２は、平面ベース基板の拡大斜視図である。
【００１４】
【図３】図３は、刻設可能基板の拡大斜視図である。
【００１５】
【図４】図４は、予成形物の拡大斜視図である。
【００１６】
【図５】図５は、金属化された予成形物の拡大斜視図である。
【００１７】
【図６】図６は、スクリーン前駆体の拡大斜視図である。
【００１８】
【図７】図７は、成形用スクリーンの拡大斜視図である。
【００１９】
【図８】図８は、第２の刻設可能材料を伴う、図５の線８−８に沿った、金属化された予成形物を備える多平面基板の拡大概略図である。
【００２０】
【図９】図９は、予刻設された第２の刻設可能材料の拡大斜視図である。
【００２１】
【図１０】図１０は、多平面予成形物の図８における面積１１０の拡大概略図である。
【００２２】
【図１１】図１１は、金属化された多平面予成形物の拡大概略図である。
【００２３】
【図１２】図１２は、多平面前駆体の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
成形用スクリーン（当技術分野において「成形用スクリーン」としても知られる）は、概して、交差する複数のｘ−軸区画および複数のｙ−軸区画と、交差するｘ−軸区画およびｙ−軸区画によって包含される複数の開口部または空隙とから成る、金属格子を備え、金属格子は、金属格子の厚さを画定する２つの平面間に距離を有する、第１の表面平面および第２の表面平面を備える。開口部または空隙は、第１の表面平面から第２の表面平面まで、金属格子の厚さを通して延在する。用語「開放面積」は、スクリーン内の開口部によって占有される、スクリーンの面積を指す。スクリーン内の開放面積のパーセンテージが増加するにつれて、スクリーン内の中実面積（ｘ−軸区画およびｙ−軸区画）のパーセンテージは、減少することを理解されるであろう。例えば、２０％開放面積を有するスクリーンは、８０％中実面積を有する一方、８０％開放面積を伴うスクリーンは、わずか２０％の中実面積が残っている。他の好適な開放面積パーセンテージは、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、および４０％開放面積である。
【００２５】
本明細書の成形用スクリーンを作製するプロセスは、構造構成要素を修正し、金属格子が構築され、次いで、そこから除去される、予成形物を形成し、それによって、成形用スクリーンを生成するステップを含む。
【００２６】
成形用スクリーンを作製するプロセス
プロセスのステップは、金属層１２および支持部材１４または２３を備える、ベース基板１０または２４を提供することである。金属層１２は、支持部材１４または２３に接触して適用される。本明細書で使用されるように、「接触」とは、１つまたはそれを上回る構成要素が、相互に近接近し、相互に隣接することである。しかしながら、本語句は、直接的物理接触を要求するものと理解されるものではない。代わりに、層は、接着剤の層、剥離フィルムによって分離されてもよく、または他の機能層が、存在してもよいが、層は、機能層によって相互から物理的に分離されても、依然として、「接触」すると見なされるであろう。ベース基板１０または２４は、開口付き成形用スクリーンが生じる予成形物を提供するようにさらに操作され得る、構築プラットフォームとしての役割を果たす構造構成要素を提供する。
【００２７】
金属層
金属層１２は、特定の用途に好適な任意の形状であってもよい。金属層１２は、金属層内側表面１６と、離間し、相互に略平行関係に配置され、金属層厚さ２０を画定する、金属層内側表面１６と反対の金属層外側表面１８とを備える。金属層厚さ２０は、開口付き成形用スクリーンを作製するための特定のプロセス実施形態および使用される金属のタイプに依存するであろう。金属層１２は、以下に説明される充填ステップのために好適に伝導性であって、金属が、以下に説明されるように、結果として生じる金属格子から除去され得る、金属を備えてもよい。好適な金属として、鋼鉄、亜鉛、銅、アルミニウム、およびそれらの混合物が挙げられるが、銅が、好ましい。
【００２８】
図１に示されるように、ベース構造１０の円筒形実施形態が、示され、金属層１２は、金属層内側表面１６と、金属層外側表面１８とを備え、金属層厚さ２０をその間に伴う。金属層内側表面１６は、支持部材外側表面２２と接触する。
【００２９】
図２に示されるように、ベース構造２４の平面実施形態が、示され、金属層１２は、金属表面内側表面１６と、金属層外側表面１８とを備え、金属層厚さ２０をその間に伴う。金属層内側表面１４は、支持部材外側表面２５と接触する。
【００３０】
金属層厚さ２０は、開口付き成形用スクリーンが、ベース基板１０から分離されることを可能にし、約０．００１インチ（２５．４ミクロン）〜０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）の厚さである。ベース基板１０が、円筒形形態であって、支持部材１４が、図１に示されるように均一直径である場合、わずか数千分の１インチが、金属層厚さ２０のために好ましくあり得る。ベース基板２４が、図２に見られるように、平面形状である場合、金属層１２は、特に、ベース基板２４が、平面形状に作製され、次いで、その後で中空円筒形または中空管構造を形成するために圧延される場合、より厚くなるように選択されてもよい。
【００３１】
金属層１２は、後の充填ステップにおいて、金属イオンの堆積のための電気導管として作用する。故に、金属層１２は、金属イオンを引き出すことが可能である十分な質量を必要とすると考えられるが、質量の量は、充填ステップのための特定の処理条件によって判定されるであろう。電気めっきが、充填ステップにおいて利用される場合、めっき浴中のイオン濃度、めっきプロセスに適用されるエネルギー（すなわち、電流）の量、および他の変数等の条件が、金属層厚さ２０に考慮されるべきである。金属めっきの当業者は、所与の一式のめっき条件に基づいて、金属層厚さ２０のための容認可能厚さを判定する、逆に言えば、金属層厚さの所与の厚さに基づいて、好適なめっき条件を判定することが可能であろう。最後に、実践的観点から、金属層厚さ２０は、めっき結果を達成し、製造コストを低く保つために、可能な限り薄くあるべきである。
【００３２】
支持部材
図１の支持部材１４は、電気めっき浴用途において一般に使用されるマンドレル等の円筒形形状である。支持部材１４は、図１に示されるように、支持部材外側表面２２を備える。図２に示されるように、支持部材２３はまた、支持部材内側表面２６と、支持部材外側表面２５とを備え、図２に見られ得るように、支持部材厚さ２８をその間に伴ってもよい。支持部材２３はまた、支持部材内側表面２６と、支持部材外側表面２５とを備え、支持部材厚さ２８をその間に伴って、支持部材内側表面２６が円筒形形状の中央に空隙を包含するように、円筒形形状に配向されてもよい。別の実施形態では、支持部材１４は、支持部材外側表面２２を備え、中実円筒形構造であってもよい。図２に示される支持層２３は、平面支持部材２３を示す。支持部材２３は、支持部材内側表面２６と、支持部材内側表面２６と反対にあって、支持部材厚さ２８によって離間される、支持部材外側表面２５とを有する。
【００３３】
ベース基板１０はまた、電気めっき浴用途において一般に使用される、拡張可能マンドレルであってもよい。マンドレルは、半径方向に拡張され、支持部材の直径断面（ｚ−ｙ平面）を増加させてもよい。
【００３４】
本プロセスにおけるあるステップは、金属層１２を支持部材１４または２３と接触して留置することである。図１を参照すると、金属層１２は、支持部材１４と接触して見られる。図１の支持部材１４は、金属層１２が接触して留置されるマンドレル等、円筒形支持体である。図１の実施形態は、殆どの商業用プロセスが円筒形開口付き成形用スクリーンを使用するため、商業用途のために好ましく、最も実践的である可能性が高い。しかしながら、また、ベース基板２４を平面形態において有し、次いで、円筒形構造をそこから加工することも可能である。
【００３５】
金属層１２と支持部材１４または２３を接触させ、ベース基板１０または２４を形成すると、支持部材２２または２５の外側表面は、金属層内側表面１６と接触する。支持部材１４が、図１のように円筒形形状を有する実施形態では、金属層１２は、金属層厚さ２０を有する金属片を支持部材１４の外側の周囲において、支持部材外側表面２２に対して包着することによって適用されてもよい。
【００３６】
一実施形態では、金属層１２は、連続的に、かつｙ−軸方向に支持部材１４を横断して重複する方式において、金属層厚さ２０を有する金属リボン（金属フィルムの長さは、金属フィルムの幅より実質的に長い）と支持部材外側表面２２を接触させ、支持部材外側表面２２全体を被覆するステップであって、金属リボンの少なくとも一部が重複する、ステップを含んでもよい。代替として、金属層厚さ２０を伴い、支持部材１４と同一ｙ−軸寸法と、ほぼ支持部材１４の直径を包含する長さとを有する、金属のシートが、金属のシートの端部が重複するように、支持部材外側表面２２と接触する。いずれの場合も、金属片の重複部分は、溶接、ろう接、または別様に固着を介して、金属片の別の部分に接合され、金属片が、支持部材外側表面２２から除包されないように防止する。また、中空円筒形を金属片から作り出し、金属層１２を支持部材１４にわたって摺動させることによって、支持部材１４と接触させることも可能である。
【００３７】
それぞれ、支持部材１４または２３の長さおよび幅、すなわち、ｘ−軸寸法およびｙ−軸寸法は、開口付き成形用スクリーンのための特定の用途によって判定されるであろう。例えば、開口付き成形用スクリーンが、最終的に、開口付きフィルムを２メートル幅のウェブに作製するために使用される場合、開口付き成形用スクリーンは、少なくとも２メートルの長さである必要があるであろう。故に、支持部材１４および２３もまた、開口付き成形用スクリーンを作製するために、少なくとも２メートルの長さ（ｘ−軸方向に測定される）である必要があるであろう。同様に、真空ドラムが、真空形成ライン内において、開口付き成形用スクリーンと併用される場合、ドラムが、１メートルの直径であれば、支持部材２３のｚ−ｙ平面の幅または断面寸法もまた、約１メートルとなるであろう。これらの考慮点はまた、金属層１２のための長さおよび幅（それぞれ、ｘ−およびｚ−ｙ平面寸法）にも当てはまる。
【００３８】
図１および２に示される実施形態では、金属層１２は、支持部材１４または２３と同延であるように示されるが、これは、要求されるものではない。特に、支持部材１４または２３は、金属層１２より長さを長くすることができる。同様に、図２の平面実施形態では、金属層１２は、支持部材２３より幅を狭くすることができる。留意されるように、金属層１２の長さおよび幅は、支持部材１４または２３の長さおよび幅と同延である必要はないが、金属層１２の長さが、支持部材１４または２３の長さまたは幅を超えることは、望ましくない。
【００３９】
刻設可能基板を形成するためのベース基板への刻設可能材料の層の接合
本プロセスにおけるあるステップは、刻設可能材料３０をベース基板１０の金属層１２に接合し、刻設可能基板２９を形成することを含む。図３から分かるように、刻設可能材料３０の層は、刻設可能材料内側表面３２と、刻設可能材料外側表面３４と、その間の刻設可能材料厚さ３６とを有する。刻設可能材料３０は、概して、開口付き成形用スクリーンに所望されるｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）に類似するｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）にある。
【００４０】
刻設可能材料内側表面３２は、刻設可能材料３０と金属層１２との間の相対的移動を防止するように、金属層外側表面１８に接合される。図に図示されないが、接着剤の層が、好ましくは、刻設可能材料３０の層を金属層１２に接合するために使用される。シアノアクリレート接着剤が、好ましい。
【００４１】
刻設可能材料３０は、コリメートされたエネルギービーム、最も好ましくは、レーザビームを使用して刻設されることが可能な１つまたはそれを上回る物質から成る。加えて、刻設可能材料３０は、電着プロセスにおいて酸化されないであろう、電気絶縁体である必要がある、より具体的には、以下にさらに論じられる充填ステップの間、金属イオンに対して電子を喪失してはならない。刻設可能材料３０の層を作製するために使用され得る好適な物質として、ポリプロピレン等の非伝導性熱可塑性樹脂、アセタール樹脂、架橋結合ポリエステル等の熱硬化性樹脂、またはエポキシが挙げられる。好ましくは、刻設可能材料３０の層のために使用される物質は、ＤｕＰｏｎｔ（Ｒ）によって市販のブランド名ＤＥＬＲＩＮ（Ｒ）として購入され得る、アセタール樹脂である。
【００４２】
本プロセスにおけるあるステップは、刻設可能材料厚さ３６全体が、所定のパターンにおいて除去され、ベース基板１０の金属層外側表面１８を暴露させ、図４に示される予成形物４０を形成するように、刻設可能基板を刻設することである。刻設可能材料３０は、予成形物４０内に残っている刻設可能材料３０が、刻設可能材料３０が刻設ステップにおいて除去された、連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２によって囲繞されるように、コリメートされたエネルギービームによって刻設され、刻設可能材料厚さ３６を除去する。
【００４３】
連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２は、ｘ−軸方向に延在する複数のｘ−軸チャネル４４と、ｙ−軸方向に延在する複数のｙ−軸チャネル４６とから成る。図４の特定の実施形態では、ｘ−軸チャネル４４は、略平行であって、相互から離間され、ｙ−軸チャネル４６もまた、離間され、相互に略平行である。ｘ−軸チャネル４４は、概して、ｙ−軸チャネル４６に垂直方向に配向されるため、ｘ−軸チャネル４４は、交差点４８において、周期的間隔でｙ−軸チャネル４６と交差する。これらの交差点４８は、ｘ−軸チャネル４４が、ｙ−軸チャネル４６に接続されることをもたらす。これは、用語「相互接続」によって意味されるものである。したがって、用語「連続」は、チャネルのネットワーク４２を指すために使用されるとき、チャネルのネットワーク４２のｘ−ｙ平面またはｘ−軸チャネル４４もしくはｙ−軸チャネル４６のｘ−ｙ平面から離れずに、ｘ−軸チャネル４４および／またはｙ−軸チャネル４６を通して経路を辿ることによって、チャネルのネットワーク４２のｘ−ｙ平面における任意の１点から、チャネルのネットワーク４２のｘ−ｙ平面内の任意の他の点まで中断せずに進行する能力を示す。
【００４４】
図４を参照すると、ｘ−軸チャネル４４は、ｘ−軸方向に延在して見られ、ｙ−軸チャネル４６は、ｙ−軸方向に延在して見られる。連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２は、少なくとも、開口付き成形用スクリーンのｘ−軸およびｙ−軸寸法を画定するであろう。故に、ｘ−軸チャネル４４は、有利には、ｘ−軸方向に延在し、成形用スクリーンの最終の所望のｘ−軸寸法に実質的に対応し、ｙ−軸チャネル４６は、有利には、ｙ−軸方向に延在し、成形用スクリーンの最終の所望のｙ−軸寸法に実質的に対応するであろう。本文脈では、用語「実質的に対応する」は、さらなる処理が、所望に応じて、それらの最終寸法を変更し得るため、チャネルのネットワーク４２が、開口付き成形用スクリーンの最終の所望の寸法に正確に対応するように、ｘ−軸寸法およびｙ−軸寸法に延在する必要はないことを示すために使用される。
【００４５】
図４の実施形態は、単純正方形または長方形グリッドパターンとして、連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２を示す。他の構成も可能であって、本発明は、図示される特定のパターンのチャネルのネットワーク４２に限定されないことを理解されたい。実際、成形用スクリーン技術において公知のように、正方形、長方形、舟形形状、三角形、多角形、六角形、多角形、円形、卵形、猫眼形状、三日月形状等、ならびにそれらの組み合わせを含む、様々な形状およびパターンが、上面シートのための開口付きフィルムを作製するために使用される。チャネルのネットワーク４２のための任意の所望のパターンが、本開示のプロセスにおいて使用されることができる。また、非均一間隔、形状、およびサイズを有する、開口のパターン、ならびに開口の間隔、形状、およびサイズの観点から純粋にランダムな「パターン」を有するスクリーンを使用することも当技術分野において公知である。図４における実施形態は、ｘ−軸チャネル幅５０およびｙ−軸チャネル幅５２が、比較的に一定であることを示すが、これは、本開示の必要特徴ではなく、ｘ−軸チャネル４４および／またはｙ−軸チャネル４６が可変幅（それぞれ、５０および５２）を有する、他の実施形態もまた、想定される。実際、可変幅（５０および５２）は、離散成形体５８が、円形、卵形、三日月形状、舟形、または他の対称および非対称形状を有するときに生じるであろう。
【００４６】
連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２は、金属層外側表面１８が暴露されるように、刻設可能材料厚さ３６と実質的に類似する厚さ（深度）である。Ｘ−軸チャネルは、厚さ５４を有し、Ｙ−軸チャネルは、厚さ５６を有する。
【００４７】
図４から分かるように、刻設ステップは、したがって、金属層外側表面１８に接合された刻設可能材料３０の複数の離散成形体５８を生成する。故に、離散成形体５８はそれぞれ、各離散成形体５８が、ｙ−軸チャネル４６によってｘ−軸方向に、およびｘ−軸チャネル４４によってｙ−軸方向に、隣接する離散成形体５８から隔離されるように、複数のｘ−軸チャネル４４および複数のｙ−軸チャネル４６によって、他の離散成形体５８から分離された独立型構造である。故に、用語「離散」は、離散成形体５８の分離され、隔離され、かつ独立型であって、未接続の特徴を指すために本明細書で使用される。
【００４８】
離散成形体５８はそれぞれ、離散成形体側壁高さ６２だけ、金属層外側表面１８から刻設可能材料外側表面３４まで延在する、１つまたはそれを上回る離散成形体側壁６０を有する。離散成形体は、離散成形長さ６４と、離散成形幅６６とを備える。側壁６０のｚ−軸方向は、刻設ステップに先立って、刻設可能材料厚さ３６と等しく、また、ｘ−軸チャネル４４およびｙ−軸チャネル４６のｚ−軸寸法（高さ）に等しい。離散成形体側壁６０と隣接する離散成形体５８の離散成形体側壁６０との間の距離は、ｙ−軸チャネル４６のｘ−軸寸法（ｙ−軸チャネル幅５２）またはｘ−軸チャネル４４のｙ−軸寸法（ｘ−軸チャネル幅５０）によって画定される。
【００４９】
本プロセスにおけるあるステップは、少なくとも部分的に、予成形物４０の連続して相互接続されたチャネルのネットワーク４２を金属で所定の深度まで充填し、それによって、金属化された予成形物６７を生成することである。
【００５０】
図５に示される金属化された予成形物６７は、金属格子交差点７４において金属格子ｙ−軸区画７２と相互接続された金属格子ｘ−軸区画７０を備える、金属格子６８を備え、複数の離散成形体５８が、該金属格子６８によって包含される。金属格子ｘ−軸区画７０は、予成形物４０のｘ−軸チャネル４４に対応し、金属格子ｙ−軸区画７２は、予成形物４０のｙ−軸チャネル４６に対応し、金属格子交差点７４は、予成形物４０の交差点４８に対応する。
【００５１】
金属格子ｘ−軸区画７０は、ｘ−軸方向に延在し、金属化された予成形物６７の幅を横断して、相互に略平行に配向される。金属格子ｘ−軸区画７０は、離散成形体幅６６によって、ｙ−軸方向に相互から離間される。金属格子ｘ−軸区画７０の幅（厚さ）は、予成形物４０のｘ−軸チャネル幅５０に等しい。
【００５２】
金属格子ｙ−軸区画７２は、ｙ−軸方向に延在し、金属化された予成形物６７の長さを横断して、相互に略平行に配向される。金属格子ｙ−軸区画７２は、離散成形体長さ６４によって、ｘ−軸方向に相互から離間される。金属格子ｙ−軸区画７２の幅は、予成形物４０のｙ−軸チャネル幅５２に等しい。
【００５３】
金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８は、離散成形体側壁高さ６２に等しい、それ未満である、またはそれを若干上回ることができる。概して、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８が、離散成形体側壁高さ６２と同一であるように、金属が、予成形物４０のｘ−軸チャネル４４およびｙ−軸チャネル４６を完全に充填することが好ましい。金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８はまた、金属が、離散成形体側壁高さ６２の上方に突出する傾向があり得るため、離散成形体側壁高さ６２を若干上回ってもよい。金属格子ｘ−軸区画高さ７６は、金属格子ｙ−軸区画高さ７８と同一である必要はない。所望に応じて、金属格子ｙ−軸区画高さ７８は、金属格子ｘ−軸区画高さ７６未満である、またはその逆であることができる。
【００５４】
金属
充填ステップのために好適な金属として、金属塩を形成可能な金属が挙げられ、それらの金属塩は、次いで、充填ステップ（以下に説明される）によって、予成形物の金属層上に堆積されることが可能である。好適な金属として、鋼鉄（鉄）、亜鉛、銅、アルミニウム、およびそれらの混合物が挙げられるが、ニッケルが、好ましい。好適な金属塩として、亜鉛塩、銅塩、アルミニウム塩、ニッケル塩、鉄塩、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００５５】
充填ステップ
好ましい実施形態では、金属化された予成形物６７を予成形物４０から作製するために使用されるプロセスは、電気めっきプロセスである。電気めっきプロセスでは、予成形物４０全体が、溶解された金属塩（金属イオン）、最も好ましくは、ニッケル塩と、随意に、他の溶解された電気めっき補助材料との溶液を含有する浴の中に浸漬されるであろう。浸漬された予成形物４０は、次いで、励起されるであろう。「励起される」とは、電気めっき浴中の溶解された金属塩とイオンを交換するように、電流が、少なくとも、金属層１２に印加されるであろうことを意味する。離散成形体５８は、金属層１２より容易に電子を交換しない（すなわち、刻設可能材料３０は、絶縁体として作用する）刻設可能材料３０を備えるため、金属層１２に印加される電流は、電気めっきプロセスにおいて、離散成形体５８にイオンを喪失させないであろう。したがって、金属は、離散成形体側壁６０上に堆積されないであろう。その結果、電気めっきステップの間、金属は、結果として生じる金属格子６８が、予成形物４０の相互接続されたチャネルのネットワーク４２と同一の一般的外観、サイズ、および形状を有するように、予成形物４０のｘ−軸チャネル４４およびｙ−軸チャネル４６に選択的に堆積されるであろう。
【００５６】
概して、金属が、均一様式において、予成形物４０内のｘ−軸チャネル４４およびｙ−軸チャネル４６を介して暴露される、金属層外側表面１８上に蓄積するように、金属が本ステップの間に堆積されることが好ましい。このように、金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２は、同時に、かつほぼ等率で生成されるであろう。そのようなプロセスは、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８が、相互にほぼ等しくなることを確実にするであろう。さらに、そのようなプロセスでは、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８は、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８が、所望の高さ、したがって、所望の開口付き成形用スクリーン厚さ９２（図７参照）に到達するまで、予成形物４０を電気めっき浴中に残すことによって、制御されることができる。
【００５７】
当業者は、電気めっきプロセス自体に、尊重されなければならない限定は存在しないことを理解するであろう。特に、浴中の金属イオンのタイプ、金属イオンの濃度、プロセスに印加されるエネルギーの量、めっきされるべき表面積の量、任意の電気めっき補助材料等は全て、所望の結果を達成するために考慮されなければならない。
【００５８】
プロセスを使用して生成され得る、任意の成形用スクリーンランド面積９４の縦横比を制限するであろう、電気めっきプロセス固有の限定がある。用語「縦横比」は、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および金属格子ｙ−軸区画高さ７８と金属格子ｘ−軸区画５０の幅（ｙ−軸方向に測定される）または金属格子ｙ−軸区画５２の幅（ｘ−軸方向に測定される）との間の関係を指す。縦横比の概念は、図７に関連して、以下により詳細に論じられる。
【００５９】
金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２が、所望の高さに到達した後、電流は、オフにされ、金属化された予成形物６７が、電気めっき浴から除去される。前述のように、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および／または金属格子ｙ−軸区画高さ７８は、離散区画側壁高さ６２の上方に突出し得る。その場合、金属は、金属化された予成形物６７が、均一な金属化された予成形物外部表面８０を備えるように、研磨または他の好適な方法によって、除去されることができる。用語「均一」は、金属格子ｘ−軸区画高さ７６および／または金属格子ｙ−軸区画高さ７８が、離散成形体側壁高さ６２と同一平面であることを意味する。
【００６０】
代替充填ステップは、液体金属を相互接続されたチャネルのネットワーク４２の中に注入するステップ、液体金属を相互接続されたチャネルのネットワーク４２の中に鋳込するステップを含んでもよく、または金属のプラズマスプレーを塗布するステップもまた、例えば、相互接続されたチャネルのネットワーク４２を金属で充填する、または部分的に充填するためのプロセスとして利用され得る。
【００６１】
本プロセスにおけるあるステップは、不連続離散成形体５８を金属化された予成形物６７から除去し、図６に見られ得る、スクリーン前駆体８２を生成することである。スクリーン前駆体８２は、金属格子６８を備え、金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２は、複数の空隙８４を囲繞および画定し、該空隙８４は、金属化された予成形物６７内の離散成形体５８によって以前に占有されていた面積に対応する、ネガ型空間を備える。好ましい実施形態では、離散成形体５８は、好適な溶媒を使用して溶解されるであろう。穿設、掻爬、焼灼、加熱、溶融等の機械的または熱機械的プロセスが、離散成形体５８を金属化された予成形物６７から除去するために使用されることができる。
【００６２】
本プロセスにおけるあるステップは、金属格子６８をベース構造１０または２４から除去し、図７に見られ得る、成形用スクリーン８６を形成することである。金属格子６８をベース構造１０または２４の金属層１２から分離する便宜的かつ安価な方法は、スクリーン前駆体８２を酸浴の中に留置し、金属層１２をエッチングすることである。金属層１２のエッチングは、金属格子６８が、支持部材１４または２３から分離され、成形用スクリーン８６をもたらし得るように、金属格子６８と支持部材１４または２３との間に間隙を残す。
【００６３】
図７を参照すると、成形用スクリーン８６は、スクリーン前駆体８２の金属格子６８の全特徴を有する。特に、成形用スクリーン８６は、金属格子交差点７４において相互に交差し、略長方形パターンアレイを形成する、複数の離間された金属格子ｘ−軸区画７０および複数の離間された金属格子ｙ−軸区画７２を有する。成形用スクリーン８６は、成形用スクリーンの第１の表面平面８８と、成形用スクリーンの第２の表面平面９０とを有し、成形用スクリーン厚さ９２をその間に伴う。
【００６４】
交差金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２のアレイによって画定される空隙８４は、一般に、当技術分野では、スクリーン開口９６と称される一方、金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２は、集合的に、成形用スクリーンランド面積９４となる。１つのスクリーン開口９６の中心から隣接するスクリーン開口９６の中心まで測定される、隣接するスクリーン開口９６間の距離（図７では、参照番号９８によって表される）は、成形用スクリーン８６の中心間間隔または「メッシュ」（すなわち、１線形インチの空間内に整合される個々のスクリーン開口の数）を画定する。約９〜約６０個のメッシュを有する成形用スクリーン８６が、概して、真空成形プロセスを使用する衛生用途のための開口付きフィルムを作製する際に有利である。
【００６５】
メッシュは、金属格子ｘ−軸区画７０幅または金属格子ｙ−軸区画７２幅および隣接するスクリーン開口９６の組み合わせられた線形寸法（ｘ−ｙ平面における）によって判定されてもよい。例えば、金属格子ｘ−軸区画７０の幅が、０．００５インチ（１２７ミクロン）であって、スクリーン開口９６の直径が、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）である場合、隣接するスクリーン開口９６間の中心間寸法９８は、０．０５５インチ（１．４ｍｍ）となる。１インチ（２５．４ｍｍ）を０．０５５インチ（１．４ｍｍ）で除算すると、１８となり、１８個のメッシュを与えることになる。
【００６６】
成形用スクリーン８６の開放面積は、成形用スクリーンの第１の表面平面８８または成形用スクリーンの第２の表面平面９０（両方ではない）の総面積と比較して、スクリーン開口９６によって占有される成形用スクリーンの第１の表面平面８８または成形用スクリーンの第２の表面平面９０上の総面積量のパーセンテージとして定義される。成形用スクリーン８６のための７０％開放面積は、概して、商業規模のフィルム製造操作において有用であるために十分にロバストである、成形用スクリーン８６において可能な開放面積の最大量と見なされる。
【００６７】
金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２から成る、成形用スクリーンランド面積９４は、０．００３〜０．００７インチ（７６．２ミクロン〜１７８ミクロン）の範囲内の幅を有する。ｘ−軸方向またはｙ−軸方向のいずれかに測定される、スクリーン開口９６を横断する寸法は、好ましくは、０．１０インチ（２．５４ｍｍ）またはそれ未満であって、好ましくは、０．０１５〜０．１０インチ（３８１ミクロン〜２５４ミクロン）の範囲内である。
【００６８】
成形用スクリーン厚さ９０は、０．０１７〜０．１１５インチ（４３２ミクロン〜２９２０ミクロン）の範囲内であってもよい。成形用スクリーン厚さ９０を成形用スクリーンランド面積９４の幅で除算することによって判定される、めっき率は、概して、１６またはそれ未満であって、最も好ましくは、３〜１６の範囲内である。
【００６９】
成形用スクリーン８６の金属密度は、成形用スクリーン８６の立方インチあたりの金属の重量として定義される。成形用スクリーン８６の金属密度は、０．２１ポンド／立方インチ（０．００５８ｇ／ｍｍ３）を上回り、最も好ましくは、０．２２〜０．３２ポンド／立方インチ（０．００６１〜０．００８９ｇ／ｍｍ３）の範囲内である。
【００７０】
以下の表１は、成形用スクリーン特徴に関する例示的数値を含有する。
【表１−１】
2016530140.tif 000002
【表１−２】
2016530140.tif 000003
【表１−３】
2016530140.tif 000004
【００７１】
多平面および複合パターン化成形用スクリーン
付加的一連のステップまたは複数の段階プロセスステップが、多平面成形用スクリーンを生成するために使用されてもよく、成形用スクリーンは、成形用スクリーンの第１の平面上に複合パターンを有する、または第１の平面に審美的設計を有する。「多平面成形用スクリーン」は、成形用スクリーンの第１の平面から延在する複数の平坦域を備え、平坦域が、第１の平面の上方、具体的には、成形用スクリーンの第１の平面のランド部分上に、成形用スクリーンの少なくとも１つの付加的平面（第３の平面）を画定し得る、３次元成形用スクリーンである。
【００７２】
一実施形態では、第２の刻設可能材料１０２が、離散成形体５８を除去し、多平面ベース基板１００を形成する前に、金属化された予成形物６７に接合される。
【００７３】
別の実施形態では、第２の刻設可能材料１０２の複数の区画が、離散成形体５８を除去し、多平面ベース基板１００を形成する前に、金属化された予成形物６７に接合される。
【００７４】
第２の刻設可能材料
第２の刻設可能材料１０２は、第２の刻設可能材料内側表面１０４と、第２の刻設可能材料外側表面１０６と、その間の第２の刻設可能材料厚さ１０８とを有する。一実施形態では、第２の刻設可能材料１０２は、概して、成形用スクリーンのために所望されるｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）に類似するｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）である。代替実施形態では、第２の刻設可能材料１０２の複数の区画は、成形用スクリーンのために所望されるｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）のｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）未満であるが、第２の刻設可能材料１０２の複数の区画の集合的ｘ−ｙ寸法が、成形用スクリーンのために所望されるｘ−ｙ寸法（長さおよび幅）に類似するように、金属化された予成形物６７上に配向される。
【００７５】
８−８に沿った図５の金属化された予成形物６７の断面図である、図８に示されるように、第２の刻設可能材料内側表面１０４は、第２の刻設可能材料１０２と金属化された予成形物外部表面８０との間の相対的移動を防止するように、金属化された予成形物外部表面８０に接合される。接合方法は、以下に説明される充填ステップに干渉すべきではない。図に図示されないが、接着剤の層が、好ましくは、第２の刻設可能材料内側表面１０４を金属化された予成形物外部表面８０に接合するために使用される。シアノアクリレート接着剤が、好ましい。
【００７６】
第２の刻設可能材料１０２は、コリメートされたエネルギービーム、最も好ましくは、レーザビームを使用して刻設されることが可能な１つまたはそれを上回る物質から成る。加えて、第２の刻設可能材料１０２は、電着プロセスにおいて酸化されないであろう、電気絶縁体である必要がある、より具体的には、以下にさらに論じられる第２の充填ステップの間、金属イオンに対して電子を喪失してはならない。第２の刻設可能材料１０２を作製するために使用され得る好適な物質として、ポリプロピレン等の非伝導性熱可塑性樹脂、アセタール樹脂、架橋結合ポリエステル等の熱硬化性樹脂、またはエポキシが挙げられる。好ましくは、第２の刻設可能材料１０２のために使用される物質は、ＤｕＰｏｎｔ（Ｒ）によって市販のブランド名ＤＥＬＲＩＮ（Ｒ）として購入され得る、アセタール樹脂である。
【００７７】
刻設
本プロセスにおけるあるステップは、第２の刻設可能材料厚さ１０８が、選択的に除去され、金属格子ｘ−区画７０および金属格子ｙ−区画７２を含む、金属化された予成形物外部表面８０を暴露させ、多平面予成形物１２６を形成するように、第２の刻設可能材料外側表面１０６から開始して、多平面ベース基板１００を刻設することである。第２の刻設可能材料１０２は、刻設後に残っている第２の刻設可能材料１０２が、図９に見られ得るように、複数の貫通穿孔１１４を包含するように、第２の刻設可能材料厚さ１０８を除去するために、コリメートされたエネルギービームによって刻設される。貫通穿孔１１４は、第２の刻設可能材料内側表面１０４上の貫通した第１の開口部１１６と、第２の刻設可能材料外側表面１０６上の貫通した第２の開口部１１８とを備える。ボア１２０は、貫通した第１の開口部１１６および貫通した第２の開口部１１８を接続し、それによって、貫通穿孔１１４は、第２の刻設可能材料１０２内に、第２の刻設可能材料厚さ１０８を通して延在する、ネガ型空間を形成する。
【００７８】
貫通穿孔１１４は、少なくとも部分的に、金属化された予成形物６７の金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２と整合させるべきである。整合は、多平面予成形物１２６の後続の第２の充填ステップのために要求され、第２の充填ステップおよび結果として生じる金属堆積におけるイオン交換のために必要とされる電流の経路を提供する。
【００７９】
貫通穿孔１１４は、円筒形断面（ｘ−ｙ平面）として図に示されるが、貫通穿孔１１４の断面は、任意の所望のサイズ、形状の構成であってもよいことを理解されたい。貫通した第１の開口部１１６および貫通した第２の開口部１１８は、任意の所望の断面（ｘ−ｙ平面）形状であることができる。例えば、好適な断面形状は、円形、楕円形、卵形、正方形、三角形、六角形、八角形、多角形、舟形、三日月形状、または他の所望の形状であってもよい。選択される形状の全てが、同一である必要はなく、異なる形状が、所望に応じて使用されてもよい。殆どの実施形態では、貫通穿孔１１４は、所与の貫通穿孔１１４のための貫通した第１の開口部１１６、ボア１２０、および貫通した第２の開口部１１８が、同一断面形状となるように、均一断面形状を有するであろう。
【００８０】
第２の刻設可能材料１０２の単位面積あたりの貫通穿孔１１４の数は、成形用スクリーンおよびそこから作製される３次元フィルムにおける所望の特性に応じて、大きく変動することができる。
【００８１】
ボア１２０は、図９に図示されるように、第２の刻設可能材料内側表面１０４および第２の刻設可能材料外側表面１０６に垂直に配向されてもよい。しかしながら、ボア１２０は、金属化された予成形物外側表面８０に対して、１０度〜−１０度の角度で存在してもよい。ボア１２０は、相互に略平行であり得るが、略平行に限定されない。
【００８２】
別の実施形態では、図９に示されるように、第２の刻設可能材料１１２の予刻設された層が、形成され、次いで、刻設可能材料５８の離散成形体を除去し、多平面予成形物１２６を形成する前に、金属化された予成形物６７に接合される。
【００８３】
図１０は、多平面予成形物１２６の刻設ステップが完了した後の、図８における面積１１０の拡大概略断面図である。図１０は、金属化された予成形物６７と接合された、刻設された第２の刻設可能材料１２１を示す。刻設された第２の刻設可能材料１２１は、刻設された第２の刻設可能材料内側表面１２２と、刻設された第２の刻設可能材料外側表面１２３と、その間の刻設された第２の刻設可能材料厚さ１２４とを備える。図１０から分かるように、貫通穿孔１１４は、金属化された予成形物６７の金属格子ｘ−軸区画７０において、金属化された予成形物外部表面８０と整合され、貫通穿孔１１４のいくつかは、離散成形体５８と整合または位置合わせされる。貫通穿孔１１４の整合はまた、金属化された予成形物６７の金属格子ｙ−軸区画７２とも行われるが、図１０の本拡大断面図には示されない。
【００８４】
したがって、金属化された予成形物６７上に形成されている多平面金属格子１３４（図１２）または他の金属構造は、電流が、金属化された予成形物６７内の金属格子６８を通して通過し、金属イオンを多平面予成形物１２６の貫通穿孔１１４の中に誘引し得る、面積内にのみ形成されるであろう。
【００８５】
本プロセスにおけるあるステップは、少なくとも部分的に、多平面予成形物１２６の貫通穿孔１１４を金属１２８で充填し、多平面の金属化された予成形物１３２を形成することである。
【００８６】
金属
第２の充填ステップのための好適な金属として、金属塩を形成可能な金属が挙げられ、それらの金属塩は、次いで、充填ステップ（以下に説明される）によって、金属格子６８上に堆積されることが可能である。好適な金属として、鋼鉄（鉄）、亜鉛、銅、アルミニウム、およびそれらの混合物が挙げられるが、ニッケルが、好ましい。好適な金属塩として、亜鉛塩、銅塩、アルミニウム塩、ニッケル塩、鉄塩、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００８７】
充填
図１１を参照すると、貫通穿孔１１４の少なくともいくつかは、少なくとも部分的に、金属１２８で充填され、多平面の金属化された予成形物１３２を形成する。任意の好適なプロセスが、少なくとも部分的に、貫通穿孔１１４の少なくともいくつかを金属１２８で充填するために使用されてもよい。第２の充填ステップは、金属を貫通穿孔１１４の中にめっきするためのめっきプロセス、液体金属を貫通穿孔１１４の中に注入するステップ、液体金属を貫通穿孔１１４の中に鋳込するステップを含んでもよく、または金属のプラズマスプレーを塗布するステップもまた、例えば、貫通穿孔１１４を金属で充填する、または部分的に充填するプロセスとして、利用され得る。電気めっきプロセス等のめっきプロセスは、特に、好ましい。
【００８８】
電気めっきプロセスを使用するとき、金属化された予成形物６７の金属格子ｘ−軸区画７０および金属格子ｙ−軸区画７２は、電気伝導性であって、めっき浴からの金属１２８または金属イオンが、金属格子ｘ−軸区画７０または金属格子ｙ−軸区画７２および貫通穿孔１１４の整合される部分において、金属化された予成形物外部表面８０上に選択的に堆積されるであろう。第２の刻設可能材料１０２および離散成形体５８は、電気伝導性ではなく、したがって、めっき浴中に電子を放出しないであろう。故に、金属は、離散成形体５８と整合される貫通穿孔１１４の中に堆積されないであろう。
【００８９】
金属化された予成形物６７を作製するために使用される前述の電気めっきステップと同様に、貫通穿孔１１４の中への金属１２８または金属イオンの堆積率は、概して、一定であって、貫通穿孔１１４における金属厚さ１３０が所望の量に到達するまで、進められることができる。貫通穿孔１１４における金属厚さ１３０は、第２の刻設可能材料厚さ１０８未満、それに等しい、またはそれを上回ってもよい。図１１の実施形態では、貫通穿孔１１４における金属厚さ１３０は、第２の刻設可能材料厚さ１０８に等しい。いったん貫通穿孔１１４が金属１２８で充填される、または部分的に充填されると、金属１２８を研磨して、第２の刻設可能表面外側表面１０６と同一平面にすることが必要または所望され得る。
【００９０】
図８−１１に示されるステップは、所望の断面プロファイル（縦横比）を有する成形用スクリーンを生成するために、必要に応じて、任意の回数、繰り返されることができる。
【００９１】
本プロセスにおけるあるステップは、刻設された第２の刻設可能材料１０２および離散成形体５８を除去し、図１１に図示される、多平面金属格子１３４と、ベース基板２４とを備える、多平面スクリーン前駆体１３３をもたらすことである。
【００９２】
好ましい方法では、刻設された第２の刻設可能材料１０２および離散成形体５８は、アセタール樹脂を溶解させるために使用される高温テトラクロロエチレン溶媒等、１つまたはそれを上回る溶媒浴中でそれらを溶解させることによって、除去されてもよい。刻設された第２の刻設可能材料１０２および離散成形体５８は、金属化された多平面予成形物１３２からの刻設された第２の刻設可能材料１０２および離散成形体５８の溶融、切断、剥離、または他の手動形態の除去によって除去され、多平面スクリーン前駆体１３３を形成してもよい。
【００９３】
いったん貫通穿孔１１４内に含有された金属１２８は、現時点において、金属格子ｘ−軸区画７０（および、示されない金属格子ｙ−区画７２）において、金属格子外部表面８０上に表面突出部１３６を形成する。表面突出部１３６は、図１１の本実施形態に見られるように、金属格子外部表面８０から突出部遠位端１４０まで測定される突出部高さ１３８と、高さと垂直方向に測定される突出部幅１４１とを有する、柱状構造である。表面突出部高さ１３８は、図１２に示されるように、略均一であって、成形用スクリーンの第３の平面１４２を形成する、または種々の高さであってもよい。種々の高さが存在するとき、「高さ」は、平均高さとして捉えられ得る。
【００９４】
本プロセスにおけるあるステップは、多平面金属格子１３４が、支持部材１４または２３から分離され、多平面成形用スクリーンが生じるように、金属層１２を多平面スクリーン前駆体１３３から除去することである。
【実施例】
【００９５】
特に好ましい方法では、銅金属の薄層が、円筒形めっきマンドレルに適用される。アセタール樹脂層（ＤＥＬＲＩＮ（Ｒ））が、次いで、銅に適用され、シアノアクリレート接着剤を使用して、銅に接着される。アセタール樹脂層は、次いで、レーザ刻設され、アセタール層全体を通して延在する、連続して相互接続されたチャネルのネットワークを生成し、真下の銅層を暴露させる。アセタール樹脂の離散アイランド成形体は、本刻設ステップ後、銅層に接着されたままである。銅層および刻設されたアセタール層を伴う、マンドレルは、次いで、電気めっき浴中に浸漬され、それに応じて、ニッケルイオンが、相互接続されたネットワーク内の銅に選択的に引っ張られ、ハニカムまたは格子外観に類似する、ニッケル構造を生成する。構造は、次いで、随意に、旋盤内に搭載され、外径平面を共通かつ本質的に均一の直径まで研磨する。構造全体が、次いで、高温テトラクロロエチレン浴中に留置され、アセタールを溶解させる。構造は、次いで、酸浴中に留置され、銅層をエッチングし、ニッケル格子をマンドレルから解放する。
【００９６】
図８−１１の二次処理ステップを使用する好ましい実施形態では、以下のシーケンスが、続き得る。銅金属の薄層が、円筒形めっきマンドレルに適用される。アセタール樹脂層が、次いで、銅に適用され、シアノアクリレート接着剤を使用して、銅に接着される。アセタール樹脂層が、次いで、レーザ刻設され、アセタール層全体を通して延在する、連続して相互接続されたチャネルのネットワークを生成し、真下の銅層を暴露させる。アセタール樹脂の離散アイランド成形体は、本刻設ステップ後、銅層に接着されたままである。銅層および刻設されたアセタール層を伴うマンドレルは、次いで、電気めっき浴中に浸漬され、それに応じて、ニッケルイオンが、相互接続されたネットワーク内の銅に選択的に引っ張られ、ハニカムまたは格子外観に類似する、ニッケル構造を生成する。構造は、次いで、随意に、旋盤内に搭載され、外径平面を共通かつ本質的に均一の直径まで研磨する。アセタール樹脂の予刻設された穿孔付きの層は、次いで、シアノアクリレート接着剤を使用して、ニッケルめっきおよびアセタールアイランドを含有するマンドレルの外側表面に適用される。構造全体が、次いで、２回目として、電気めっき浴中に浸漬され、それに応じて、ニッケルイオンは、ニッケル格子構造に選択的に引っ張られ、下層金属構造のみに二次金属堆積を生成する。構造は、次いで、高温テトラクロロエチレン浴中に留置され、外側層中のアセタール全てならびに離散アセタールアイランドを溶解させる。構造は、次いで、酸浴中に留置され、銅層を溶解させ、金属格子をマンドレルから解放する。
【００９７】
本明細書に開示される寸法および値は、列挙される正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されない。代わりに、別様に規定されない限り、各そのような寸法は、列挙された値およびその値の周囲の機能的均等範囲の両方を意味するものと意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものと意図される。
【００９８】
任意の相互参照あるいは関連特許または出願を含む、本明細書に引用される全ての文書は、明示的に除外または別様に限定されない限り、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。任意の文書の引用は、本明細書に開示または請求される任意の発明に関する先行技術である、あるいは単独で、または任意の他の参考文献もしくは複数の参考文献と任意の組み合わせにおいて、任意のそのような発明を教示、提案、または開示することの許可ではない。さらに、本書内の用語の任意の意味または定義は、参照することによって組み込まれる文書内の同一の用語の任意の意味または定義と矛盾する限りにおいて、本書内のその用語に割り当てられる意味または定義が、優先するものとする。
【００９９】
本発明の特定の実施形態が、図示および説明されたが、種々の他の変更および修正が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行われることができることは、当業者に明白となるであろう。したがって、添付の請求項において、本発明の範囲内の全てのそのような変更および修正を網羅することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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