(57)【要約】【課題】表面突起膜及びその形成方法を提供する。【解決手段】形状異方性を有するフィラー１２ｂをバインダー１２ａに添加し混合して塗布材料１２を生成する第一の段階と、生成した塗布材料１２を基材１１の表面に塗布する第二の段階と、塗布材料１２を塗布した基材１１を基材表面に対して直角又は所定の角度を有する強磁場中に所定時間保持して、塗布材料１２中のフィラー１２ｂを、磁力線に沿って基材の表面に対して垂直又は所定の角度を有するように配向させ、同時に磁気アルキメデス効果によりバインダー１２ａ中で浮遊させ、塗布材料１２の表面から突出するように表面領域に偏位させる第三の段階と、塗布材料１２を硬化させて表面突起膜１０とする第四の段階とを経て表面突起膜１０を形成する。非磁性体のフィラー１２ｂであっても表面突起膜１０を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状異方性を有するフィラーをバインダーに添加し混合して塗布材料を生成する第一の段階と、
第一の段階で生成された塗布材料を、基材の表面に塗布する第二の段階と、
第二の段階で塗布材料が塗布された基材を基材表面に対して直角又は所定の角度を有する強磁場中に所定時間保持して、塗布材料中のフィラーを磁力線に沿って基材の表面に対して垂直又は所定の角度を有するように配向させ、同時に磁気アルキメデス効果によりバインダー中で浮遊させ、塗布材料の表面から突出するように表面領域に偏位させる第三の段階と、
上記塗布材料を硬化させて、表面突起膜とする第四の段階と、
を含んでいることを特徴とする、表面突起膜の形成方法。
【請求項２】
前記第三の段階にて、強磁場が１テスラ以上の磁場であることを特徴とする、請求項１に記載の表面突起膜の形成方法。
【請求項３】
前記第三の段階にて、塗布材料が塗布された基材が、磁場中心からずれた磁気勾配の大きい領域に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の表面突起膜の形成方法。
【請求項４】
基材と該基材の表面に塗布され硬化された塗布材料とを備え、
上記塗布材料は、バインダーと形状異方性を有するフィラーとを含み、
上記バインダー中で塗布材料の表面に対して垂直又は所定の角度を有するような強磁場をかけて、フィラーを基材表面に対して垂直又は所定の角度を有するように配向させ、かつ磁気アルキメデス効果により浮遊させたフィラーを上記塗布材料の表面領域に偏位して塗布材料を硬化させてなることを特徴とする、表面突起膜。
【請求項５】
前記フィラーが、非磁性体から成ることを特徴とする、請求項４に記載の表面突起膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面突起膜及びその形成方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、塗工または印刷等により形成される表面突起膜及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば形状異方性を有するフィラーを所謂バインダーに対して添加した塗布材料を使用して、塗装膜を形成した場合には、塗装膜中のフィラーは、塗装の際に塗工方向に沿って整列して配向することになる。これに対して、従来、表面に突起を施して機能性を付与するようにした塗装膜の形成が種々試行されており、このような表面突起膜に使用される材料や形成方法、そして付与される機能性は多岐に亘っている。
【０００３】
例えば、特許文献１には溌水塗膜が開示されている。特許文献１の溌水塗膜は、フィラーの一方の端部を磁性材料または誘電体で形成することにより、基材に塗布されたフィラーを含有する塗布材料の硬化前にこの塗布材料に対して磁界または電界を印加して、フィラーを基材の表面に所定角度、好ましくは垂直に配向させるようにして形成している。このような溌水塗膜によれば、塗膜中のフィラーの配向を制御することによって、垂直に配向したフィラーの少なくとも一部が塗布材料の表面から突出する。これにより塗膜表面に高い溌水性が得られる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０５００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１による溌水塗膜においては、磁界または電界の印加によりフィラーを塗布材料の表面領域で所定角度に配向させるために、フィラーが強磁性体からなる材料の場合には使用できる材料が限定される。フィラーの一方の端部を磁性材料や誘電体から構成する場合には、磁性材料や誘電体を接着等によりフィラーの端部に結合させる工程が必要になる。このため、フィラーのコストが高くなってしまう。
【０００６】
また、フィラーは、一方の端部に結合された磁性材料や誘電体を磁界または電界を印加して誘引することにより基材表面に対して所定角度で配向する。しかしながら、フィラーの少なくとも一部を表面から突出させるための具体的手段は明記されていない。従って、この配向工程においては、塗布材料の表面からフィラーの他方の端部を突出させることはできないので、塗布材料の塗布厚がフィラーの長さより長い場合には、フィラーが塗布材料の表面から全く突出しない可能性もある。このため、フィラーの少なくとも一部を塗布材料の表面から突出させるためには、例えばワイピングや研磨等の工程が必要になり、工数が多くなってしまう。
【０００７】
これに対して、例えば全体が反磁性体や常磁性体から成るフィラーを使用する場合には、基材表面に対してフィラーを所定角度で配向させ、かつフィラーの少なくとも一部を塗布材料の表面から突出させることは困難である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、全体が反磁性体または常磁性体から成るフィラーであっても、塗膜の表面領域に偏位され、フィラーの少なくとも一部が塗膜の表面から突出するようにした表面突起膜の形成方法を提供することを第１の目的とし、また、そのようにして形成した表面突起膜を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するため、本発明の表面突起膜の形成方法は、形状異方性を有するフィラーをバインダーに添加し混合して塗布材料を生成する第一の段階と、第一の段階で生成された塗布材料を、基材の表面に塗布する第二の段階と、第二の段階で塗布材料が塗布された基材を基材表面に対して直角又は所定の角度を有する強磁場中に所定時間保持して、塗布材料中のフィラーを磁力線に沿って基材の表面に対して垂直又は所定の角度を有するように配向させ、同時に磁気アルキメデス効果によりバインダー中で浮遊させ、塗布材料の表面から突出するように表面領域に偏位させる第三の段階と、塗布材料を硬化させて表面突起膜とする第四の段階と、を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、表面に塗布材料が塗布された基材に対して垂直な強磁場が加えられることにより、硬化前のバインダー中にて、形状異方性を有するフィラーが磁力線の方向に沿って配向すると同時に、重力の反対方向の磁気力を受けることになる。
【００１１】
ここで、これらのフィラーには、所謂磁気アルキメデス効果が生じる、即ちこのフィラーに直接に作用する磁気力に加えて、重力とバインダーとの比重差による浮力と、さらにフィラーとバインダーの磁化率の差に基づいてバインダーより作用する磁気浮力とが作用する。そして、これら四つの力が釣り合うように、各フィラーがバインダー中を上下方向に偏位することになる。従って、フィラーが、強磁性体ではなく反磁性体または常磁性体から成る場合であっても、上述した磁気アルキメデス効果によりバインダー中で上下方向に偏位することができる。
【００１２】
そして、これら四つの力が釣り合う位置にて各フィラーが停止する。これにより、各フィラーはそれぞれバインダー中の表面領域に凝集して、少なくとも一部が塗布材料の表面から上方に突出する。
【００１３】
フィラーが反磁性体の場合には、フィラーは磁場に反発する力を受ける。従って、塗布材料が塗布された基材を磁場中心より上側に置くことにより、フィラーの反発力が重力より強いとフィラーが上方に偏位する。また、バインダーが常磁性体または反強磁性体でフィラーが反磁性体の場合には、フィラーが磁場中心とは反対方向に反発すると共に、バインダーが磁場中心に誘引されるので、フィラーの塗布材料の表面領域への分離がより一層促進される。
【００１４】
これに対して、フィラーが常磁性体または反強磁性体の場合には、フィラーは磁場に誘引される力を受ける。従って、塗布材料が塗布された基材を磁場中心より下側に置くことにより、フィラーの磁場中心に向かう力を受けてフィラーが上方に偏位する。
【００１５】
本発明による表面突起膜の形成方法は、好ましくは、第三の段階において強磁場が１テスラ以上の磁場である。この構成によれば、例えば質量磁化率が１０−３ｍ３／ｋｇ以下の材料から成る微粒子であっても、磁気アルキメデス効果が発生するので非磁性体から成るフィラーが確実に表面領域に凝集される。
【００１６】
本発明による表面突起膜の形成方法は、好ましくは、第三の段階において、塗布材料を塗布した基材が磁場中心からずれた磁気勾配の大きい領域に配置される。これにより、基材に塗布された塗布材料中にて、フィラーが確実に磁気アルキメデス効果によって凝集される。
【００１７】
上記第２の目的を達成するため、本発明の表面突起膜は、基材と基材の表面に塗布され硬化された塗布材料とを備え、塗布材料はバインダーと形状異方性を有するフィラーとを含み、バインダー中で塗布材料の表面に対して垂直又は所定の角度を有するような強磁場をかけてフィラーを基材表面に対して垂直又は所定の角度を有するように配向させ、かつ磁気アルキメデス効果により浮遊させたフィラーを塗布材料の表面領域に偏位して塗布材料を硬化させてなることを特徴とする。
上記構成において、フィラーは、好ましくは非磁性体から成る。
【００１８】
本発明の表面突起膜において、基材上に塗布された塗布材料中にてフィラーが表面領域にて互いに凝集して、少なくとも一部が表面から突出することにより表面に突起による機能性が付与される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、非磁性体から成るフィラーであっても、少なくとも一部が塗布材料の表面領域から突出され得るようにした表面突起膜とその形成方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
図１は、本発明により形成された表面突起膜１０の一実施形態の構成を示す模式的な断面図である。図１において、表面突起膜１０は、基材１１とこの基材１１の表面に塗布され硬化された塗布材料１２とから構成されている。
【００２１】
基材１１は非磁性体から成り、板状またはフィルム状の塗布材料１２を塗布できる材料であれば、天然繊維、木材、各種プラスチックからなる合成樹脂、金属、セラミックス、ガラス、セメント、ケイ素化合物、生体材料などからなる種々の基材１１を用いることができる。本発明において、非磁性体は、反磁性体、常磁性体、反強磁性体の何れかの総称である。
合成樹脂からなる基材１１としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるフィルムを使用することができる。さらに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタアクリレート、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、セロハン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルペンテン、ポリブテン、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、オキシベンゾイルポリエステル、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムなどのプラスチック材料を用いることができる。
金属からなる基材１１としては、常磁性および反磁性の金属であるアルミ二ウム、銅、金、銀、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、アンチモン、テルル、鉛、パラジウム、カドミウム、ビスマス、スズ、セレン、インジウム等を用いることができる。
金属からなる基材１１は金属化合物を用いてもよく、上記常磁性及び反磁性の金属からなる、酸化物、窒化物又は合金等であってもよい。
【００２２】
塗布材料１２は、バインダー１２ａ中にフィラー１２ｂを添加したものであり、十分に混合された状態で基材１１の表面に塗布されるようになっている。ここで、フィラー１２ｂは、細長い形状、例えば針状、板状、鱗状等の形状異方性を備えた形状を有している。フィラー１２ｂが細長い形状を有している場合、その断面のアスペクト比が例えば２以上が望ましい。ここで、アスペクト比とは、長さと幅又は直径との比率（長さ／幅）のことである。
【００２３】
図２は、図１の表面突起膜１０において硬化前の磁場印加開始時の状態を示す概略断面図である。図２に示すように、硬化前の表面突起膜１４において、フィラー１２ｂは、塗布材料１２が基材１１の表面に塗布された後に、後述するように１テスラ以上の強磁場Ｈをかけることにより磁場方向に配向すると同時に、塗布材料１２の表面領域に偏位されている。
【００２４】
ここで、バインダー１２ａは、容易にフィラー１２ｂを混合でき、塗布後の硬化工程にて容易に硬化され得るような材料、例えば紫外線硬化樹脂が使用される。紫外線硬化樹脂としては、アクリレートオリゴマー（ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アクリレートアルキッド、メラミンアクリレートなど）、アクリレートモノマー（１，６ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレンダリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなど）が挙げられ、これらの材料の単体もしくは混合物に、光重合開始剤（ペンゾフェノン、ペンゾインイソプロピルエーテル、ミヒラーズケトン、イソプロピルチオキサントンα・アミノアルキルフェノンなど）を配合したものを用いることができる。
【００２５】
また、上述した実施形態においては、バインダー１２ａとして紫外線硬化樹脂が使用されているが、これに限らず、容易にフィラー１２ｂを混合でき、塗膜が形成できる熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の他の材料が使用されてもよい。熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂をバインダー１２ａとして用いる場合には、基材１１として耐熱性のある材料が使用される必要がある。熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリビニルホルマール、ポリアセタール、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどが挙げられる。
【００２６】
フィラー１２ｂは、アルミニウム、金、銀等の金属微粒子や、カーボン、ＩＴＯ、酸化亜鉛、マイカ（雲母）等の無機材料、ポリマー微粒子等の有機材料や、垂直磁場に対して垂直に配向するような異方性磁化率が正である非磁性体材料が使用され得る。また、フィラー１２ｂの質量磁化率は常磁性体では正の値であり、反磁性体では負の値である。
【００２７】
質量磁化率の例を挙げる。ＳｉＯ２の質量磁化率は、−０．４９３×１０−６ｍ３／ｋｇの反磁性体であり、Ａｌ２Ｏ３の質量磁化率は、−０．３６３×１０−６ｍ３／ｋｇの反磁性体であり、ＭｎＣｌ２の質量磁化率は、１１４×１０−６ｍ３／ｋｇの常磁性体であり、Ｆｅ３Ｏ４の質量磁化は、９１．２Ｇｍ３／ｋｇの強磁性体である。この質量磁化率の絶対値が１０−３ｍ３／ｋｇ以下の微粒子であっても、磁気アルキメデス効果が発生するので、非磁性体から成るフィラー１２ｂが確実に偏位されることになる。
【００２８】
上述した実施形態においては、フィラー１２ｂは非磁性体から構成されているが、これに限らず強磁性体から構成されていてもよいことは明らかである。
【００２９】
図３は図１の表面突起膜１０の超伝導磁石による磁場印加工程を示す一部破断斜視図であり、図４は図３の超伝導磁石内部を示す部分拡大断面図である。図３及び図４に示すように、強磁場Ｈの印加は、具体的には磁石、特に強磁場Ｈの発生が容易な超伝導磁石２０を使用することにより実施される。硬化前の表面突起膜１４が、超伝導磁石２０内に配置されている。
ここで、超伝導磁石２０は中空円筒状に構成されており、その垂直方向に延びる中空部２１内にて上向きの強磁場Ｈが生成されるようになっている。これにより、中空部２１内に、図２に示すように塗布材料１２を塗布した基材１１が配置されることで、塗布材料１２に対して強磁場Ｈが印加される。図示の場合には、強磁場Ｈを、塗布材料１２が塗布された基材１１の表面に対して直角に印加する場合を示している。この場合、基材１１と強磁場Ｈのなす角度（θ）が０度以外の所定の角度を有していればよい。フィラー１２ｂを基材１１の表面に対して直角に突出させるのには、θ＝９０度又は９０度近傍とすればよい。基材１１と強磁場Ｈのなす角度（θ）が９０度からずれた場合でも、フィラー１２ｂを基材１１の表面に対して斜めに配向させることができる。
【００３０】
図５は、図３及び図４の超伝導磁石２０による磁場印加及び磁場勾配を示す概略図である。図５に示すように、超伝導磁石２０においてはその中空部２１内にて、垂直方向に関して磁気勾配が生ずることが知られている。この磁場勾配は、図５右側のグラフから明らかであるように、磁気中心Ｏから垂直方向にずれた位置にて最大値を与えるようになっている。従って、このフィラー１２ｂが磁気勾配の最大値付近に位置するように、塗布材料１２を塗布した基材１１は、磁気中心Ｏから例えば上方に距離ｄだけずれた位置に配置される。
これにより、フィラー１２ｂには、磁気勾配の最大値付近に配置されることによって最大限の磁気アルキメデス効果が作用する。この場合、フィラー１２ｂはその方向によって磁化率が異なり、長手方向に大きな磁化率を有している場合にはその長手方向が磁力線の方向に沿って配向することになる。
【００３１】
即ち、フィラー１２ｂには、図５に示すように重力Ｆ１、バインダー１２ａとの比重差による浮力Ｆ２が作用していると共に、上述した強磁場Ｈによりフィラー１２ｂに対して直接に作用する磁気力Ｆ３、そしてバインダー１２ａより作用する磁気浮力Ｆ４とが作用する。
ここで、上記磁気力Ｆ３及び磁気浮力Ｆ４即ち強磁場Ｈによる磁気力Ｆは、下記（１）式で与えられる。
磁気力Ｆ＝密度×質量磁化率×磁場強度×磁気勾配      （１）
従って、（１）式から磁気力Ｆを大きくするためには、媒質であるバインダー１２ａと媒体であるフィラー１２ｂの質量磁化率の差を大きくする、磁場強度を強くする、磁気勾配を大きくすることが重要である。なお、バインダー１２ａと媒体であるフィラー１２ｂとの質量磁化率の差を大きくするためには、例えば一方を常磁性体とし、他方を反磁性体とすることが望ましい。
【００３２】
そして、上記浮力Ｆ２及び磁気力Ｆ３、磁気浮力Ｆ４と重力Ｆ１とのバランスにより強磁場Ｈを適宜に選定することによって、フィラー１２ｂをバインダー１２ａ中にて垂直に配向させ、かつ上方に偏位させることができる。これにより、フィラー１２ｂは強磁場Ｈの磁力線の方向、即ち垂直方向に配向し、かつバインダー１２ａ中を上方にその表面領域まで偏位して、フィラー１２ｂの一部がバインダー１２ａの表面から突出する。
【００３３】
ここで、磁場の値としては、質量磁化率にもよるが、磁場中心において０．５テスラ（Ｔ）以上の磁束密度であることが好ましい。このような磁場は超伝導磁石２０により発生させることができる。フィラー１２ｂの質量磁化率の絶対値が１０−３ｍ３／ｋｇ以下の材料から成る微粒子であれば、１テスラ以上の強磁場Ｈをかけることによって、磁気アルキメデス効果により塗布材料１２をバインダー１２ａの任意の領域、特に表面領域に偏位させることができる。
【００３４】
バインダー１２ａ及びフィラー１２ｂが共に反強磁性体からなる材料の場合、両者が磁場に反発する力を受ける。塗布材料１２を磁場中心よりも上側に置くと、フィラー１２ｂの反発力が重力よりも強い場合には、フィラー１２ｂは塗布した塗布材料１２である塗膜の上部に分離する。バインダー１２ａが常磁性体からなる材料の場合、バインダー１２ａは磁場中心に誘引されるため、フィラー１２ｂの塗膜上部への分離はより促進される。
【００３５】
フィラー１２ｂが非磁性体から成る材料の場合、フィラー１２ｂは磁場に誘引される力を受ける。塗布材料１２を磁場中心よりも下側に置くと、フィラー１２ｂが塗膜の上部に分離する。
【００３６】
上述した実施形態においては、フィラー１２ｂを、強磁場Ｈの印加により磁気アルキメデス効果を利用して塗布材料１２の表面付近に偏位させるようにしているが、これに限らず、超伝導磁石２０内にて基材１１の下側に塗布材料１２が位置するように基材１１を反転して配置し、フィラー１２ｂを下方に向かって偏位させて、塗布材料１２の表面領域に偏位させたり、あるいは超伝導磁石２０の適宜の制御によって上記四つの力Ｆ１〜Ｆ４のバランスを調整したりすることで、フィラー１２ｂの塗布材料１２の表面からの突出量を調整することも可能である。
このように塗布材料１２中でフィラー１２ｂが表面領域に偏位されることによって、各フィラー１２ｂの少なくとも一部が塗布材料１２の表面から突出することになる。
【００３７】
本発明の実施形態による表面突起膜１０は以上のように構成されており、反磁性体または常磁性体のフィラー１２ｂであっても、塗布材料１２の表面から突出した状態に偏位されるようにした、表面突起膜１０が提供される。
【００３８】
本発明の表面突起膜１０によれば、表面からフィラー１２ｂの一部が突出していることによりその形状に基づく機能、フィラー１２ｂが備えた性質による機能、フィラー１２ｂが備えている性質をより向上させた機能、フィラー１２ｂの形状及びその性質の相乗効果による機能などにより表面突起膜１０に機能性を付与することができる。これらの機能を組み合わせにより得られる機能も付与されることになる。例えば、表面の微細な凹凸形状の突起によって、親水度を制御することができる。これにより、本発明の表面突起膜１０によれば、特定の物質への密着性を出現させたり、親水性の基材１１の表面を撥水性に変えたりすることができる。特定の物質としては、細胞培養や再生医療用の生体材料などが挙げられる。
また、本発明の表面突起膜１０によれば、表面からフィラー１２ｂの一部が突出しているので、表面積が増大することによって接着性が向上する。
さらに、フィラー１２ｂが触媒作用や吸着作用を備えている場合には、触媒フィルム基材や吸着能を備えたフィルム基材となる表面突起膜１０が作製される。触媒フィルム基材の応用としては、燃料電池や蓄電キャパシタに用いるセパレータや電極材料などが挙げられる。
【００３９】
次に、本発明の実施形態による表面突起膜１０の形成方法について説明する。
図６は本発明による表面突起膜１０の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１にて、バインダー１２ａ中にフィラー１２ｂを添加して混合することで、塗布材料１２を作製する。
【００４０】
続いて、ステップＳ２にて、この塗布材料１２を基材１１の表面に塗布する。
ここで、基材１１への塗布材料１２の塗布方法としては、スプレー法、刷毛塗り、グラビア印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、ダイレクトグラビアコート、グラビアリバースコート、マイクログラビアコート、ロールコート、ダイコート、スピンコート、ワイヤーバーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコ一ト、ディップコート、コンマコートなどの方法により行うことができる。
【００４１】
その後、ステップＳ３において、塗布材料１２が塗布された基材１１を、図５に示すように超伝導磁石２０の中空部２１内に配置し、超伝導磁石２０を動作させて所定時間だけ強磁場Ｈを印加する。これによりフィラー１２ｂは、磁力線の方向に沿って配向すると同時に、磁気アルキメデス効果によって塗布材料１２の表面領域に偏位する。従って、フィラー１２ｂは、バインダー１２ａの表面領域にて、少なくともその一部が表面から突出する。
【００４２】
次に、ステップＳ４において、超伝導磁石２０の中空部２１内で強磁場Ｈを印加したままの状態で、塗布材料１２が塗布された基材１１に対して紫外線を照射することにより、塗布材料１２のバインダー１２ａを硬化させる。バインダー１２ａとして熱硬化性樹脂を用いる場合には、赤外線などの熱源から熱を照射して硬化してもよい。このようにして、塗布材料１２中においてフィラー１２ｂがバインダー１２ａにより表面領域に偏位して、少なくともその一部が表面から突出した状態にて固定保持される。
【００４３】
最後に、ステップＳ５において、超伝導磁石２０が停止し、その中空部２１内から塗布材料１２が塗布された基材１１を取り出すことで表面突起膜１０が完成する。
【００４４】
上記した本発明実施形態による表面突起膜１０の形成方法によれば、バインダー１２ａの硬化前に強磁場Ｈを印加することによって、バインダー１２ａ中の反磁性体又は常磁性体から成るフィラー１２ｂに磁気アルキメデス効果が作用し、フィラー１２ｂが磁力線の方向に沿って配向しかつ表面領域に偏位して、少なくとも一部がバインダー１２ａの表面から突出することになる。従って、塗布材料１２の表面が、突出したフィラー１２ｂにより種々の特性を備えることにより、種々の機能性を持ったフィルム基材を作製することが可能になる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
バインダー１２ａとして紫外線硬化樹脂（共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートＭＤＰ−Ａ）を、フィラー１２ｂとしてパール顔料（Ｍｅｒｃｋ社製）を、そして基材１１として１００μｍのＰＥＴフィルムを使用した。
【００４６】
超伝導磁石２０として、住友重機械工業製のスプリット型ＨＦ５−１００ＶＴ−５０ＨＴを使用した。
【００４７】
図７は、図１の表面突起膜１０の具体的な実施例で使用される超伝導磁石２０の磁束密度分布及び磁気勾配を示すグラフである。図７の横軸は超伝導磁石２０の中心からの位置（ｃｍ）で、左縦軸は磁束密度（Ｔ）、右縦軸は磁気勾配（Ｔ２／ｍ）である。ここで、磁気勾配は、Ｂｚ×（ｄＢｚ／ｄＺ）で表わされ、Ｂｚは位置がｚのときの磁束密度である。
図７に示すように、超伝導磁石２０は磁場中心近傍では、５〜６テスラの磁束密度を有しており、磁気勾配は、磁束密度が最大となる位置よりもずれた位置で最大となることが分かる。
【００４８】
１００重量部のバインダー１２ａと１０重量部のフィラー１２ｂとを混合して塗布材料１２を作製し、この塗布材料１２を基材１１上にワイヤーバー＃３４により塗布してサンプルを作製した。
【００４９】
このサンプルを超伝導磁石２０の中空部２１内にて、磁場中心から約１０ｃｍだけ上部の位置に配置して、５分間だけ５テスラの強磁場Ｈを印加した後、数秒間の紫外線照射によりバインダー１２ａを硬化させた。
【００５０】
次に、実施例に対する比較例について説明する。
（比較例）
比較例の塗装膜として、実施例と同じサンプルを、強磁場Ｈを印加せず、数秒間の紫外線照射によりバインダー１２ａを硬化させた。
【００５１】
実施例及び比較例において製作した塗装膜の断面を走査型電子顕微鏡により観察した。走査型電子顕微鏡の加速電圧は１５ｋＶであり、倍率は１５００倍である。実験例の表面突起膜１０においては、基材１１上に厚さが５０μｍの表面突起膜１０が形成され、フィラー１２ｂが、基材１１表面に対して垂直に配向すると共に、塗布材料１２の表面から突出して、塗膜表面に露出したフィラー１２ｂによる微細な突起が形成されていることが分かった。
【００５２】
比較例で形成した塗装膜の場合には、フィラー１２ｂがバインダー１２ａ中に均一に散在しており、表面から突出していないことが分かった。
【００５３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、例えば、用いるバインダー１２ａやフィラー１２ｂは表面突起膜１０の目的に応じて設定することができ、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、表面突起膜１０は基材１１の全面だけではなくその一部に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る表面突起膜は、フィラーを基材の表面領域に偏位させて、少なくとも一部を表面から突出させることができるので、塗装膜表面に親水性や触媒作用、吸着作用などの機能性を付与することができ、例えば生体用のフィルム基材として細胞培養や医療用材料への応用や、燃料電池、蓄電キャパシタに用いられるセパレータや電極材料などへの応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明により形成された表面突起膜の一実施形態の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】図１の表面突起膜において、硬化前の磁場印加開始時の状態を示す概略断面図である。
【図３】図１の表面突起膜の超伝導磁石による磁場印加工程を示す一部破断斜視図である。
【図４】図３の超伝導磁石内部を示す部分拡大断面図である。
【図５】図３の超伝導磁石による磁場印加及び磁場勾配を示す概略図である。
【図６】本発明による表面突起膜の形成方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図１の表面突起膜の具体的な実施例で使用される超伝導磁石の磁束密度分布及び磁気勾配を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１０：表面突起膜
１１：基材
１２：塗布材料
１２ａ：バインダー
１２ｂ：フィラー
１４：硬化前の表面突起膜
２０：超伝導磁石
２１：中空部
【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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