專利名稱：一種微孔膜的制作方法及其模壓裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微孔膜的制作方法及其模壓裝置，特別是涉及一種采用固體徑跡復制技術進行微孔生產的工藝，屬于物理學中電處理技術領域。
現有的核微孔膜在國內外市場上有大量商品，其制作方法如下在加速器上加速帶電粒子，使其具有一定的能量，然后打在聚碳酸酯等塑料薄膜上，帶電粒子在聚碳酸酯薄膜的截面上產生徑跡損傷，經化學蝕刻后產生穿孔，帶電粒子的能量和粒子種類應根據核微孔膜的材料和厚度來選擇，也就是說微孔膜材料靈敏度越高，厚度越薄，帶電粒子可以越輕，能量可以越低，以其在微孔膜截面上可產生穿孔損傷為準，而微孔膜上每平方厘米中的微孔密度則根據帶電粒子強度和照射時間決定，其微孔直徑大小則根據用戶要求結合蝕刻條件來得到。由于核微孔膜比纖維素膜有許多優點，在科學研究、醫學、生物學等眾多領域得到廣泛應用，然而，由于生產核孔膜的設備昂貴、工藝復雜、強度低、孔徑內表面粗糙等而受到限制。
本發明的目的是提供一種微孔膜的制作方法，采用固體徑跡復制技術、微電子電成型和模壓技術制出具有與微孔直徑相同的金屬針的模壓工作版，將其裝在特制的模壓裝置上即可生產出微孔內壁光滑、機械強度高、且價格便宜的微孔膜，從而達到本發明的目的。
以下是實現本發明目的技術方案一種微孔膜制作方法，其特征在于該方法包括以下步驟1、將固體徑跡探測器材料板放在重帶電粒子管道中輻照，或計算機控制能量發生器燒蝕、或用微電子工藝刻蝕后，再經化學蝕刻、中和、清洗、烘干而成為復制母版；2、在復制母版上用鍍膜工藝使其沉積一薄層金屬，然后經電鑄后而成為金屬母版；3、對上述金屬母版經兩次翻鑄后而成為金屬拼版；4、將上述金屬拼版安裝在拼版機的拼版頭上，根據模壓寬度對拼版材料進行拼版而成為模壓母版；5、對上述模壓母版真空鍍膜后再進行電鑄而成為金屬模壓母版；6、對上述金屬模壓母版進行兩次翻鑄而成為模壓工作版；7、在上述模壓工作版的表面噴涂一層絕熱介質，使其在模壓時不損傷微孔膜表面；8、將上述模壓工作版裝在模壓裝置版滾上，根據塑料膜材料決定版滾溫度和壓力，即可制作出微孔膜。
上述制作微孔膜的實質是用重離子轟擊、計算機控制激光器或離子束燒蝕，或用微電子工藝等方法在一種固體材料上產生錐形坑、柱形坑或菱形坑，然后再用化學沉積、真空蒸發、濺射、電鑄等復制工藝在金屬板上形成不同密度和直徑的金屬針，然后將它裝在模壓裝置的版滾上對塑料膜進行模壓，即可生產出微孔密度和微孔直徑與模壓工作版一致的微孔膜。
上述的固體徑跡探測器材料可為云母、CR39、聚碳酸酯、聚脂等；重帶電粒子能量選擇應能使其在固體徑跡探測器中產生大于微孔膜厚度的可蝕刻損傷。例如微孔膜厚度為10μm，重帶電粒子應為能量大于150Mev的氬離子；其束流強度乘以照射時間應等于微孔膜要求的平均微孔密度；化學蝕刻條件應依據使用探測器材料而異，例如聚碳酸酯應使用70℃6.25NNaOH來蝕刻，蝕刻時間以微孔直徑和深度滿足要求為準。
用于模壓微孔膜的裝置由版滾、擋滾、加壓器、加熱器、電機、壓縮機等組成，其中版滾由金屬材料制成，擋滾由金屬或塑料材料制成，例如聚四氟乙烯或其他耐熱塑料等；加熱器是用電熱使油加熱后導入版滾使其加熱到預定溫度，溫度為80℃-160℃，依微孔膜材質耐熱情況而定，加壓器與壓縮機相連，根據模壓工作版的要求決定版滾與擋滾之間的壓力和版滾轉動的速度。
本發明實施后可帶來以下積極效果第一，從使用加速器生產微孔膜變成使用加速器來生產版，減少了微孔膜生產工藝對昂貴設備的依賴，從而大幅度降低了生產條件和成本；第二，由于制作工藝的改變，使微孔膜微孔密度和孔徑都更為穩定，孔徑內壁更加光滑，明顯提高了微孔膜質量。
第三，由于模壓工藝與原輻照和蝕刻工藝相比，其制作速度相差甚遠，從而可以大幅度提高產品產量。
本發明具有下列附圖
圖1為微孔膜制版工藝流程示意2為模壓裝置結構示意3為用能量發生器燒蝕制作復制母版示意4為利用微電子工藝制作復制母版示意圖下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細描述實施例1根據用戶對微孔膜厚度要求確定重帶電粒子種類和能量；根據對微孔膜孔密度確定重帶電粒子束流強度和照射時間；根據對微孔膜微孔直徑要求確定蝕刻時間；在本實施中微孔膜厚度定為10μm，微孔密度平均為105個/cm2；微孔直徑平均為6μm；選擇厚為1毫米的CR39板100cm2，在中間5×5cm2位置上接受200Mev的氬離子輻射，控制照射時間，使其徑跡密度平均為105個/cm2，然后用70℃，6.25NNaOH蝕刻使徑跡孔直徑達到平均為6μm時為止，用1％硝酸水溶液中和再用去離子水清洗后烘干而成為復制母版1，將其放入真空鍍膜機中，用真空蒸發或濺射方法鍍上一層電極，然后放入電鑄槽中電鑄，電量控制在20-60，其厚度控制在100μm左右，而成為金屬母版2，將電鑄槽加硬后對金屬母版2進行兩次翻鑄而成為金屬拼版3，將其安裝在市售的拼版機的拼版頭上，在一塊厚1.5毫米，長250毫米，寬200毫米的聚碳酸酯板上進行拼版后而成為模壓母版4，對其進行真空鍍膜或化學浸銀后再進行電鑄而成為金屬模壓母版5，再進行兩次翻鑄后而成為模壓工作版6，用射頻濺射方法在模壓工作版6的金屬針間隙鍍一層絕熱介質，如二氧化硅介質膜，最后將其裝在改裝的市售模壓機的版滾上即可生產出模壓微孔膜。如圖1所示。
用于模壓微孔膜的裝置由版滾7、擋滾8、加壓器9、加熱器10、電機11、壓縮機12等組成，其中版滾7由金屬材料制成，擋滾8由金屬或塑料材料制成，在本實施例中由聚四氟乙烯材料制成，加熱器10由電熱絲及導油管16構成，由泵驅動熱油導入版滾7使其溫度達到正常值，根據被模壓的微孔膜材料的耐熱情況，一般為80℃-160℃，具體數值由實驗決定，壓縮機12的作用是提供加壓動力，通過加壓器9使版滾7與擋滾8之間通過加壓，使模壓工作版6上的金屬針扎穿微孔膜13而成為微孔，通過電機11使整個模壓裝置運轉，使放卷輪14不斷放出，經模壓后由收卷輪15不斷收起，而連續生產出微孔膜13，如圖2所示。
實施例2本實施例說明了應用計算機18控制能量發生器燒蝕出復制母版1的情形。
如圖3所示，能量發生器17為激光器或離子束發生器等各種可以在固體介質上燒蝕的器件。在計算機控制下，先使激光器或離子束聚焦后向聚碳酸酯板上燒蝕一點，再驅動X、Y移動架使X、Y分別移動一個步長，再燒蝕一點，逐步在聚碳酸酯板上燒蝕成預定面積的錐形坑，也可直接用機械法形成錐形坑，而成為復制母版1，其他同實施例1。
實施例3本實施例說明了應用微電子工藝制作復制母版1的情形。
如圖4所示，先用微電子工藝制出掩膜版19，它可以為具有一定粘度的膜，其上有一定面積的透孔。將其粘在聚碳酸酯板進行蝕刻，即可直接在聚碳酸酯上產生相同的錐孔分布而成為復制母版1；也可直接在聚碳酸酯板上直接涂上感光膠20后進行紫外曝光，然后水洗后形成透孔再蝕刻，有孔處形成錐形坑而成為復制線版1，其余同實施例1。
權利要求
1.一種微孔膜的制作方法，該方法是選擇一種固體徑跡復制工藝或用計算機控制能量發生器燒蝕、或用微電子工藝使固體介質上產生損傷，經電鑄后形成金屬模壓工作版對微孔膜材料直接模壓而生成微孔，該方法包括以下步驟①、將固體徑跡探測器材料板放在重帶電粒子管道中輻照，或用計算機(18)控制能量發生器(17)燒蝕、或用微電子工藝刻蝕后，再經化學蝕刻、中和、清洗、烘干而成為復制母版(1)；②、在復制母版(1)上用鍍膜工藝使其沉積一薄層金屬，然后經電鑄后而成為金屬母版(2)；③、對上述金屬母版(2)經兩次翻鑄后而成為金屬拼版(3)；④、將上述金屬拼版(3)安裝在拼版機的拼版頭上，根據模壓寬度對拼版材料進行拼版而成為模壓母版(4)；⑤、對上述模壓母版(4)真空鍍膜后再進行電鑄而成為金屬模壓母版(5)；⑥、對上述金屬模壓母版(5)進行兩次翻鑄而成為模壓工作版(6)；⑦、在上述模壓工作版(5)的表面噴涂一薄層絕熱介質(23)；使其在模壓時不損傷微孔膜(13)表面；⑧、將上述模壓工作版(6)裝在模壓裝置版滾(7)上，根據塑料膜材料決定版滾溫度和壓力，即可制作出微孔膜。
2.如權利要求1所述的制作方法，其中步驟①所述的復制母版(1)為云母、CR39、聚碳酸酯、聚酯等；
3.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于所述的復制母版(1)的厚度與微孔膜厚度應遵循以下原則根據微孔膜厚度L來確定復制母版(1)的厚度(一般為＞10L)；重帶電粒子的種類和能量的選擇應使其在復制母版(1)中產生＞1.5L的可蝕刻徑跡損傷；
4.如權利要求1所述的制作方法，其中步驟⑦所述的絕熱介質(22)為聚四氟乙烯、二氧化硅、或其它耐高溫塑料等；
5.如權利要求1所述的制作方法，其中步驟①所述的復制母版(1)可用計算機控制能量發生器在固體質板上燒蝕而成，能量發生器可為激光器、離子束發生器等；
6.如權利要求1所述的制作方法，其中步驟①所述的復制母版(1)也可用微電子工藝或機械法制成；
7.一種實現上述制作方法的模壓裝置，由裝有模壓工作版(6)的版滾(7)、與版滾(7)一起模壓塑料膜的擋滾(8)、可以改變版滾(7)與擋滾(8)之間壓力的加壓器(9)、以及給加壓器(9)供應動力的壓縮機(12)、給版滾(7)調溫的加熱器(10)及其導油管(16)、供給塑料膜的放卷輪(14)、接收塑料膜的收卷輪(15)，以及提供整個裝置轉動力的電機(11)所組成；
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述的版滾(7)為金屬材料，擋滾(8)由聚四氟乙烯或耐溫材料制成；
9.如權利要求7所述的裝置，其中所述的模壓工作版(6)與版滾(7)之間用高溫雙面膠紙粘合或高溫膠粘合而成。
全文摘要
本發明公開了一種微孔膜的制作方法及其模壓裝置,屬于物理學中電處理技術領域。該發明的技術特征是利用物理、化學、機械方法在固體探測材料上形成錐形坑,然后通過模壓裝置而直接生產微孔膜,由于該方法制出的微孔膜比傳統生產核孔膜的微孔內壁更加光滑,因此具有更大的市場前景。
文檔編號B01D67/00GK1355063SQ0013253
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月27日 優先權日2000年11月27日
發明者孟武 申請人:孟武