制备成形筛的方法技术

一种构建成形筛的方法，所述方法通过在非导电的预成形体结构上沉积金属以获得成形筛厚度与开口面积所需的纵横比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月19日提交的美国临时申请第61/880,044号的权益，其全文通过引用纳入本文。专利
本文的方法用于形成成形筛(formingscreens)，所述成形筛用于制备有孔的聚合物膜。专利技术背景成形筛是穿孔装置，其用于制备有孔成形和凸起(无孔的)成形的膜。有孔成形的膜是塑料膜，对其进行加工在所述膜中形成孔或孔穴。对于三维膜，两种最常用的方法是真空成形和液压成形(hydroforming)。真空成形方法在参考文献(例如US3,957,414、US4,317,792和US4,456,570)中举例说明，所述方法在绕真空圆筒旋转的圆柱形成形筛上引入固体或熔融塑料膜。液压成形方法在参考文献US7,364,687中举例说明，在所述方法中，高压水射流用于产生液体流，所述液体流冲击到膜上以形成三维形式和孔。在液压成形或真空成形方法中，将所述膜支撑在穿孔的结构(称为成形筛)上。成形筛(本领域中也称为“成形筛”)通常包括穿孔的圆柱体。不过，所述成形筛也可采用平板或弹性带的形式。围绕在所述穿孔周围的成形筛的表面区域称为“地面”区域。制备金属筛时主要考虑的是所述筛的开口面积的量。固体区域越少，所述筛变弱、不太耐用且在使用过程中更易于断裂或变形，并且在运输和处理中更易碎。为了补偿随着开口面积的增加而损失的固体筛材料，通常希望制备具有高的厚度与开口面积比例的筛。这表示成形筛的厚度与所述筛中开口面积的量之间的比较。当开口面积增加时，相邻开口的边缘之间的距离减少，从而导致窄的地面区域和较弱的筛。不过，所述筛的强度可通过增加所述筛的厚度而增强。当尝试增加所述筛的厚度时，特别是在电镀工艺中，本领域常见问题是所述镀覆工艺是非特定的，其中镀浴中的金属离子会作为金属沉积。因此，当金属被镀覆在外部表面上以增加所述筛的厚度时，金属也被镀覆到所述筛中形成的开口的侧壁上。因此，当厚度增加时，所述筛中的开口的直径会减少。因此需要后续工艺步骤(例如蚀刻、钻孔、激光雕刻等)从而增加所述筛的开口的尺寸以恢复到其所需的尺寸。因此，本领域的一个目的是开发一种提供具有相对高的厚度与开口面积比例且相对高的纵横比的筛的方法。在为满足这个需求的努力中，人们提出了使用特定镀浴的镀覆工艺，对所述镀浴进行配制或控制以优先沉积金属从而优先增加筛的厚度，并使在限定筛的孔的壁上的金属沉积最小化。这样的工艺大致在中US2,226,384、US4,383,896、US4,496,434和US5,282,951中教授。不过，尽管这些参考文献提供了所述改进，这样的工艺并没有消除在限定开口的壁的内部上的金属沉积，因此并没有解决现有技术中要获得高的厚度与开口面积的比例或高的纵横比的问题。需要一种制备金属筛的方法，该方法具有相对高的厚度与开口面积的比和相对高的纵横比，且该工艺是简单、可控和低成本的。
技术实现思路
本申请涉及一种制备成形筛的方法，所述方法是提供金属层；将可雕刻材料与所述金属层结合；所述可雕刻材料具有可雕刻材料内表面、可雕刻材料外表面和可雕刻材料厚度；在可雕刻材料的厚度中雕刻预定的图案以形成连续的、互相连接的通道网络，所述连续的互相连接的通道网络包括在可雕刻材料中的负空间以暴露所述金属层，并形成多个与所述金属层结合的不连续的形成物，从而形成预成形体；用金属将所述预成形体连续的互相连接的通道网络至少部分填充至预定深度；从而形成金属化的预成形体；所述金属化的预成形体包括金属晶格、多个不连续的形成物、金属层和金属化的预成形体外部表面，所述金属化的预成形体外部表面包含所述金属晶格和多个不连续的形成物；所述金属化晶格包含与金属晶格y-轴片段互相连接的金属晶格x-轴片段，并且所述多个不连续形成物包含在所述金属晶格内；从所述金属化的预成形体中去除所述不连续形成物以形成筛前体；所述筛前体包括所述金属晶格和所述金属层；其中金属晶格包含多个空穴，所述空穴包含与金属化的预成形体的不连续形成物有关的负空间；并从所述筛前体的金属层中去除金属晶格，从而形成成形筛。附图的简要说明图1是圆柱体基材的透视图。图2是平面基材的放大透视图。图3是可雕刻基材的放大透视图。图4是预成形体的放大透视图。图5是金属化的预成形体的放大透视图。图6是筛前体的放大透视图。图7是成形筛的放大透视图。图8是沿图5的8-8线截取的包含金属化的预成形体的多平面基材与第二可雕刻材料的放大示意图。图9是预雕刻的第二可雕刻材料的放大透视图。图10是图8的多平面预成形体中的区域110的放大示意图。图11是金属化的多平面预成形体的放大示意图。图12是多平面前体的放大示意图。专利技术详述成形筛(本领域中也称为“成形筛”)，通常包括金属晶格和多个开口或空穴，所述金属晶格由相交的多个x-轴片段和多个y-轴片段组成，所述多个开口或空穴被相交的x-轴片段和y-轴片段围绕，所述金属晶格包含第一表面平面和第二表面平面，两平面间的距离限定了所述金属晶格的厚度。所述开口或空穴沿所述金属晶格的厚度从第一表面平面延伸至第二平面表面。术语“开口面积”是指被所述筛中的开口占据的筛的面积。应理解，随着筛中开口面积的百分数的增加，所述筛中固体面积(x-轴片段和y-轴片段)的百分数减少。例如，具有20％开口面积的筛具有80％的固体区域，而具有80％开口面积的筛只剩余20％的固体区域。其他合适的开口面积百分数为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30和40％开口面积。本文中制备成形筛的方法包括改进结构组分以形成预成形体，在该预成形体中构建金属晶格，随后从其中去除该金属晶格，从而形成了成形筛。制备成形筛的方法该方法的一个步骤是提供基材10或24，其包含金属层12和支撑部件14或23。将所述金属层12施用到支撑部件14或23上并与之接触。如本文中所用，“接触”是指一个或多个组件彼此极为贴近并彼此相邻。不过该术语不应理解为需要直接的物理接触。取而代之的，所述层可被粘合剂层、剥离膜层分开，或可存在其他功能性层，甚至当被功能性层彼此物理分隔时，所述层仍然被认为是“接触”。所述基材10或24提供了用作构建平台的结构组件，所述构建平台可被进一步处理以提供预成形体，在该预成形体中得到有孔的成形筛。金属层金属层12可以是适合具体应用的任何形状。金属层12包括金属层内表面16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备成形筛的方法；a)提供金属层；b)将可雕刻材料与所述金属层结合；所述可雕刻材料具有可雕刻材料内表面、可雕刻材料外表面和可雕刻材料厚度；c)在可雕刻材料厚度中雕刻预定的图案以形成连续的互相连接的通道网络，所述连续的互相连接的通道网络包括在可雕刻材料中的负空间以将金属层暴露，并形成多个与所述金属层结合的离散成形体，从而形成预成形体；d)用金属至少部分填充所述预成形体的连续的互相连接的通道网络至预定的深度；从而形成金属化的预成形体；所述金属化的预成形体包括金属晶格、多个离散成形体、金属层和金属化的预成形体外表面，所述金属化的预成形体外表面包括金属晶格和多个离散成形体；所述金属晶格包括与金属晶格y‑轴片段互相连接的金属晶格x‑轴片段和被所述金属晶格包围的所述多个离散成形体；e)从金属化的预成形体中去除所述离散成形体以形成筛前体；所述筛前体包括所述金属晶格和所述金属层；其中所述金属晶格包围多个空穴，所述空穴包含与金属化的预成形体的离散成形体对应的负空间；以及f)从所述筛前体的金属层中去除所述金属晶格，从而形成成形筛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.19 US 61/880,0441.一种制备成形筛的方法；
a)提供金属层；
b)将可雕刻材料与所述金属层结合；所述可雕刻材料具有可雕刻材料内表
面、可雕刻材料外表面和可雕刻材料厚度；
c)在可雕刻材料厚度中雕刻预定的图案以形成连续的互相连接的通道网
络，所述连续的互相连接的通道网络包括在可雕刻材料中的负空间以将金属层
暴露，并形成多个与所述金属层结合的离散成形体，从而形成预成形体；
d)用金属至少部分填充所述预成形体的连续的互相连接的通道网络至预
定的深度；从而形成金属化的预成形体；所述金属化的预成形体包括金属晶格、
多个离散成形体、金属层和金属化的预成形体外表面，所述金属化的预成形体
外表面包括金属晶格和多个离散成形体；所述金属晶格包括与金属晶格y-轴片
段互相连接的金属晶格x-轴片段和被所述金属晶格包围的所述多个离散成形
体；
e)从金属化的预成形体中去除所述离散成形体以形成筛前体；所述筛前体
包括所述金属晶格和所述金属层；其中所述金属晶格包围多个空穴，所述空穴
包含与金属化的预成形体的离散成形体对应的负空间；以及
f)从所述筛前体的金属层中去除所述金属晶格，从而形成成形筛。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层是铜。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可雕刻材料包括不导电
的树脂层，并且步骤b)包括用粘合剂将可雕刻材...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·E·托马斯，
申请(专利权)人：屈德加薄膜产品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US