多孔聚合物膜的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用离子束照射的多孔聚合物膜的制造方法。
【背景技术】
[0002]已知通过离子束照射和其后的化学蚀刻制造多孔聚合物膜的方法(例如，专利文献I?3)。对聚合物膜照射离子束时，在该膜中的离子通过的部分产生由离子与构成聚合物膜的聚合物链的碰撞导致的损伤。产生损伤的聚合物链比其它部分更容易被化学蚀刻。因此，通过对照射离子束后的聚合物膜进行化学蚀刻，可以形成形成有与离子碰撞的轨迹对应的孔的多孔聚合物膜。
[0003]在专利文献3中记载了对聚合物膜照射通过加速器加速后的离子的例子。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特公昭52-3987号公报
[0007]专利文献2:日本特开昭54-11971号公报
[0008]专利文献3:日本特开昭59-117546号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的问题
[0010]专利文献I?3中公开的方法没有充分考虑多孔聚合物膜的工业生产。本公开的目的之一在于提供适合于工业生产的多孔聚合物膜的制造方法。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]本公开的制造方法包括:工序(I)，对聚合物膜照射由在回旋加速器中加速后的离子构成的离子束，从而形成经上述离子束中的离子碰撞后的聚合物膜；和工序(II)，对上述形成的聚合物膜进行化学蚀刻，从而在上述聚合物膜中形成与上述离子碰撞的轨迹对应的开口和/或通孔。在上述工序(I)中，在上述离子束的路径上的上述聚合物膜的上游和/或下游检测该离子束的束电流值，并且基于上述检测出的束电流值控制上述离子束对上述聚合物膜的照射条件，使得上述离子对上述聚合物膜的照射密度为设定值。
[0013]发明效果
[0014]本公开的制造方法适合于多孔聚合物膜的工业生产。
【附图说明】
[0015]图1是用于说明本公开的制造方法中的工序(I)的示意图。
[0016]图2是用于说明本公开的制造方法中的工序(II)的示意图。
[0017]图3是表示本公开的制造方法的一个实施方式中的电流俘获线的配置的一例的示意图。
[0018]图4是表示本公开的制造方法的一个实施方式的示意图。
[0019]图5是示意性地表示在图4所示的实施方式中可使用的被照射辊的结构的一例的剖视图。
[0020]图6A是用于说明关于由在回旋加速器中加速后的离子构成的离子束(原离子束)的一例与其行进方向垂直的截面的示意图。
[0021]图6B是表示图6A所示的截面中的X轴方向的强度分布(离子束的强度分布)的示意图。
[0022]图7A是用于说明为了通过非线性聚焦法将原离子束的尾部折叠而对该离子束施加的非线性磁场的一例的图。
[0023]图7B是表示通过非线性聚焦法将原离子束的尾部折叠的一例的示意图。
[0024]图8是表示经过尾部折叠后的离子束的一例的截面的示意图。
【具体实施方式】
[0025]本公开的第I方式提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其包括:工序(I)，对聚合物膜照射由在回旋加速器中加速后的离子构成的离子束，从而形成经上述离子束中的离子碰撞后的聚合物膜；和工序(II)，对上述形成的聚合物膜进行化学蚀刻，从而在上述聚合物膜中形成与上述离子碰撞的轨迹对应的开口和/或通孔，在上述工序(I)中，在上述离子束的路径上的上述聚合物膜的上游和/或下游检测该离子束的束电流值，并且基于上述检测出的束电流值控制上述离子束对上述聚合物膜的照射条件，使得上述离子对上述聚合物膜的照射密度为设定值。
[0026]本公开的第2方式在第I方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，控制上述离子束的强度作为上述照射条件。
[0027]本公开的第3方式在第2方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，通过配置在上述离子的离子源与上述回旋加速器之间的上述离子束的路径上的斩束器和/或聚束器进行上述离子束的强度的控制。
[0028]本公开的第4方式在第I方式?第3方式中任一方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，控制上述离子束对上述聚合物膜的照射时间作为上述照射条件。
[0029]本公开的第5方式在第4方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，在上述工序(I)中，从卷绕有带状的上述聚合物膜的送料辊送出该膜，通过以上述送出的聚合物膜横穿上述离子束的方式运送上述送出的聚合物膜，由此在上述聚合物膜横穿上述离子束时对该膜照射该离子束，通过控制横穿上述离子束时的上述聚合物膜的运送速度来进行上述照射时间的控制。
[0030]本公开的第6方式在第I方式?第5方式中任一方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，通过配置在上述离子束的路径上的上述聚合物膜的上游和/或下游的电流俘获线进行上述束电流值的检测。
[0031]本公开的第7方式在第I方式?第6方式中任一方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，通过配置在上述离子束的路径上的上述聚合物膜的下游的法拉第杯进行上述束电流值的检测。
[0032]本公开的第8方式在第I方式?第7方式中任一方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，在上述工序(I)中，从卷绕有带状的上述聚合物膜的送料辊送出该膜，将上述送出的聚合物膜运送至配置在上述离子束的路径上的被照射辊，由此在上述聚合物膜通过上述被照射辊时对该膜照射上述离子束，在上述被照射辊的表面形成有导电层，将上述导电层作为捕集电极并通过上述被照射辊进行上述束电流值的检测。
[0033]本公开的第9方式在第I方式?第8方式中任一方式的基础上提供一种多孔聚合物膜的制造方法，其中，在上述工序(I)中对上述聚合物膜照射的离子束为将原离子束的尾部通过非线性聚焦法向离子束中心方向折叠而得到的离子束，所述原离子束由在回旋加速器中加速后的离子构成，并且关于与离子束的行进方向垂直的截面的强度分布，所述原离子束具有以离子束中心为最大强度且随着远离该中心束流强度连续降低的分布图。
[0034]本公开的制造方法中，对聚合物膜照射由加速后的离子构成的离子束，从而形成经该离子束中的离子碰撞后的聚合物膜(工序(I))。对聚合物膜照射离子束时，如图1所示，离子束中的离子2与聚合物膜I碰撞，碰撞后的离子2在该膜I的内部残留轨迹3。如果离子2贯穿聚合物膜1，则以贯穿该膜I的方式形成轨迹3 (轨迹3a)，如果离子2未贯穿聚合物膜1，则在该膜I内轨迹3中断(轨迹3b)。离子2是否贯穿聚合物膜I取决于离子2的种类(离子种类)、离子2的能量、聚合物膜I的厚度、构成聚合物膜I的聚合物的种类(聚合物种类)等。通过将聚合物膜I配置在该离子束的路径(束流线)上来实施离子束对聚合物膜I的照射。此时，聚合物膜I相对于束流线既可以静止也可以移动。
[0035]本公开的制造方法中，在工序(I)后，对离子2碰撞后的聚合物膜I进行化学蚀亥IJ，从而在聚合物膜I中形成与离子2碰撞的轨迹3对应的孔，得到多孔聚合物膜(工序
(II))。在聚合物膜I中的离子2的轨迹3中，产生由离子与构成该膜I的聚合物链的碰撞导致的损伤。产生损伤的聚合物链与未与离子2碰撞的聚合物链相比更容易通过化学蚀刻被分解、除去。因此通过化学蚀刻，聚合物膜I中的轨迹3的部分被选择性地除去，得到如图2所示的形成有与轨迹3对应的孔4的多孔聚合物膜21。与贯穿聚合物膜I的轨迹3a对应的孔成为通孔4a。与在聚合物膜I内中断的轨迹3b对应的孔4成为在多孔聚合物膜21的一个面(离子照射面)具有开口 4b的凹部。在多孔聚合物膜21中，形成了与轨迹3对应的开口 4b和/或通孔4a。本说明书中的“多孔”是指形成了多个这样的开口和/或通孔。只要不进一步实施使膜的状态变化的工序，多孔聚合物膜21中的开口 4b和通孔4a以外的部分就基本与工序(I)中使用的聚合物膜I相同。该部分例如可以为无孔。
[0036]以作为被照射物的聚合物膜I的尺度进行观察时，通常离子2以大致直线状与聚合物膜I碰撞，在该膜I中残留以直线状延伸的轨迹3。因此，具有开口 4b的凹部和通孔4a通常具有以直线状延伸的形状。但是，在该情况下，以直线状延伸的是凹部和通孔4a的中心线，其壁面的形状根据照射的离子2的种类及构成聚合物膜I的聚合物的种类而不同。这是因为两者之间的相互作用的状态根据离子种类及聚合物种类而不同。作为例子，有时形成在延伸方向(聚合物膜I的厚度方向)上直径大致不变的直管状的通孔或凹部，有时形成在延伸方向上直径先变小后再扩大的所谓的沙漏状的通孔或凹部。
[0037][工序⑴]
[0038]在工序⑴中，对聚合物膜I照射由在回旋加速器中加速后的离子2构成的离子束。回旋加速器例如为AVF回旋加速器。将回旋加速器用于加速在离子源中产生的离