具有微奈米結構之滾筒的製造方法

【11】證書號數：I399298

【45】公告日： 中華民國 102 (2013) 年 06 月 21 日

【51】Int. Cl.： B41F13/08 (2006.01) B82B3/00 (2006.01)

發明　　　　　全 14 頁　 【54】名　　稱：具有微奈米結構之滾筒的製造方法

METHOD FOR MANUFACTURING ROLLER INCLUDING MICRO/NANO STRUCTURE

【21】申請案號：098125114 【22】申請日： 中華民國 98 (2009) 年 07 月 24 日 【11】公開編號：201103753 【43】公開日期： 中華民國 100 (2011) 年 02 月 01 日 【72】發 明 人： 高有志 (TW) KAO, YUCHIH；洪昭南 (TW) HONG, CHAUNAN

【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG

UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 劉正格 【56】參考文獻： TW 527696 TW I221826 審查人員：林水泉 [57]申請專利範圍 1.　一種具有微奈米結構之滾筒的製造方法，包含：提供一柱狀體，其中該柱狀體包含一外 側面；形成一高分子層覆蓋在該柱狀體之該外側面上；混合複數個微奈米粒子與一短親 油基溶劑而形成一混合物，其中每一該些微奈米粒子具有一疏水表面，且該高分子層之 一厚度小於每一該些微奈米粒子之一直徑；將該混合物注入一水中，以使該些微奈米粒 子之一部分浮在該水之一液面上；將該柱狀體置入該水中；以及將該柱狀體自該水中拉 出，以使該些微奈米粒子之該部分嵌設在該高分子層中。 2.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該柱狀體為一圓柱體。 3.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該柱狀體為一非圓柱體。 4.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該高分子層之材料為水性高 分子材料。 5.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該高分子層之材料為水性壓 克力、水性異氰酸酯、澱粉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、幾丁聚醣、丙烯酰氨基-2-甲 基-1-丙磺酸、丙烯酸-2-羥乙基酯及丙烯酸-2-羥內基酯、甲基丙烯酸咪。坐烷基酮羥乙 酯、甲基丙烯酸異丁烷基乙酯、丙烯酸二甲基-芐基胺基乙酯氯化物、甲基丙烯酸二甲胺 基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺芐基乙酯、甲基丙烯酸丙烯酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙 烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯、甲基丙烯酸雙環戊烯乙氧基酯、甲基丙 烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基已酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸月桂酸、甲基丙烯 酸硬脂酯、丙烯酸高級酯、甲烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異丙冰片酯、丙烯酸-4-羥丁 酯、N-異丙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、或上述材料之混合物。 6.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子與該水之一 接觸角大於 60 度。 7.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子為圓球 型、空心圓球、方形、棍型、長條型或三角形。

8.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之粒徑介於 實質 0.01 微米至與實質 100 微米之間。 9.　如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為無 機材料。 10. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為有 機材料。 11. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為有 機材料與無機材料之混合物。 12. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為聚 二甲基矽氧烷、聚甲基氫矽氧烷、聚二乙基矽氧烷、甲基苯基矽氧烷、聚矽酸鹽、聚甲 基倍半矽氧烷或其混合物。 13. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面包含含氟材料。 14. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面係利用一電漿處理進行疏水化。 15. 如請求項 14 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該電漿處理利用一電漿氣 體，且該電漿氣體為含氟類氣體、含矽烷、1 至 10 個碳原子之烷類、1 至 10 個碳原子之 烯類、1 至 10 個碳原子之炔類或其混合物。 16. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為經 一矽烷類處理劑處理後之物質。 17. 如請求項 16 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中在進行該矽烷類處理劑處理 前，先對該些微奈米粒子進行一表面處理，且該表面處理係利用紫外線、電漿或酸鹼物 質。 18. 如請求項 16 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{為相同或不同} 之一基團，且該基團為鹵素、具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、OR5 _{、苯基、苯} 烷氧基、苯甲氧基、或苯烷基，其中 R5 _{為 H 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化} 合物包含有 1 至 3 個鹵素與具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、或 OR5 _取代基與 具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基。 19. 如請求項 16 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{分別為相同或} 不同之一基團，且該基團係 OR5 _{、1 至 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基，其中 R}5 _{為 H} 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化合物含有 1 至 3 個 OR5 _取代基。 20. 如請求項 1 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該短親油基溶劑為 1 ～ 10 碳 之醇、烷、酮類溶劑或上述溶劑之混合物。 21. 一種具有微奈米結構之滾筒的製造方法，包含：提供一中空柱狀體，其中該中空柱狀體 包含一內側面；形成一高分子層覆蓋在該中空柱狀體之該內側面上；混合複數個微奈米 粒子與一短親油基溶劑而形成一混合物，其中每一該些微奈米粒子具有一疏水表面，且 該高分子層之一厚度小於每一該些微奈米粒子之一直徑；將該混合物注入一水中，以使 該些微奈米粒子之一部分浮在該水之一液面上；將該中空柱狀體置入該水中；將該中空 柱狀體自該水中拉出，以使該些微奈米粒子之該部分嵌設在該高分子層中；形成一材料

層填滿該中空柱狀體，其中該材料層覆蓋該些微奈米粒子之該部分與該高分子層；以及 移除該中空柱狀體、該高分子層與該些微奈米粒子之該部分。 22. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該高分子層之材料為水性高 分子材料。 23. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該高分子層之材料為水性壓 克力、水性異氰酸酯、澱粉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、幾丁聚醣、丙烯酰氨基-2-甲 基-1-丙磺酸、丙烯酸-2-羥乙基酯及丙烯酸-2-羥內基酯、甲基丙烯酸咪唑烷基酮羥乙酯、 甲基丙烯酸異丁烷基乙酯、丙烯酸二甲基-芐基胺基乙酯氯化物、甲基丙烯酸二甲胺基乙 酯、甲基丙烯酸二甲胺芐基乙酯、甲基丙烯酸丙烯酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸 乙氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯、甲基丙烯酸雙環戊烯乙氧基酯、甲基丙烯酸 三氟乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基已酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸月桂酸、甲基丙烯酸硬 脂酯、丙烯酸高級酯、甲烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異丙冰片酯、丙烯酸-4-羥丁酯、N-異丙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、或上述材料之混合物。 24. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子與該水之一 接觸角大於 60 度。 25. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子為圓球 型、空心圓球、方形、棍型、長條型或三角形。 26. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之粒徑介於 實質 0.01 微米至與實質 100 微米之間。 27. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為聚 二甲基矽氧烷、聚甲基氫矽氧烷、聚二乙基矽氧烷、甲基苯基矽氧烷、聚矽酸鹽、聚甲 基倍半矽氧烷或其混合物。 28. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面包含含氟材料。 29. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面係利用一電漿處理進行疏水化。 30. 如請求項 29 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該電漿處理利用一電漿氣 體，且該電漿氣體為含氟類氣體、含矽烷、1 至 10 個碳原子之烷類、1 至 10 個碳原子之 烯類、1 至 10 個碳原子之炔類或其混合物。 31. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為經 一矽烷類處理劑處理後之物質。 32. 如請求項 31 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中在進行該矽烷類處理劑處理 前，先對該些微奈米粒子進行一表面處理，且該表面處理係利用紫外線、電漿或酸鹼物 質。 33. 如請求項 31 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{為相同或不同} 之一基團，且該基團為鹵素、具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、OR5 _{、苯基、苯} 烷氧基、苯甲氧基、或苯烷基，其中 R5 _{為 H 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化} 合物包含有 1 至 3 個鹵素與具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、或 OR5 _取代基與 具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基。 34. 如請求項 31 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{分別為相同或}

不同之一基團，且該基團係 OR5 _{、1 至 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基，其中 R}5 _{為 H} 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化合物含有 1 至 3 個 OR5 _取代基。 35. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該短親油基溶劑為 1~10 碳 之醇、烷、酮類溶劑或上述溶劑之混合物。 36. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該材料層之材料包含熱塑性 塑膠、熱固性樹脂、光固化性樹脂、或上述材料之混合物。 37. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該材料層之材料包含含矽官 能基高分子或含氟官能基高分子。 38. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，於將該中空柱狀體自該水中拉出 之步驟與形成該材料層之步驟之間，更包含插設一實心柱狀體於該中空柱狀體中，其中 該材料層接合在該實心柱狀體與該中空柱狀體之該內側面之間。 39. 如請求項 21 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，於將該中空柱狀體自該水中拉出 之步驟與形成該材料層之步驟之間，更包含形成一金屬層覆蓋在該些微奈米粒子之該部 分與該高分子層上。 40. 如請求項 39 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，於將該中空柱狀體自該水中拉出 之步驟與形成該金屬層之步驟之間，更包含形成一晶種層覆蓋在該些微奈米粒子之該部 分與該高分子層上。 41. 如請求項 40 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中形成該晶種層之步驟係利用 一蒸鍍方式或一濺鍍方式。 42. 如請求項 40 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中形成該晶種層之步驟係利用 一吸附金屬離子方式。 43. 一種具有微奈米結構之滾筒的製造方法，包含：提供一柱狀體，其中該柱狀體包含一金 屬外側面；混合複數個微奈米粒子與一短親油基溶劑而形成一混合物，其中每一該些微 奈米粒子具有一疏水表面；將該混合物注入一水中，以使該些微奈米粒子之一部分浮在 該水之一液面上；將該柱狀體置入該水中；將該柱狀體自該水中拉出，以使該些微奈米 粒子之該部分附著在該金屬外側面上；形成一金屬層填充於該些微奈米粒子之該部分與 該金屬外側面間；以及移除該些微奈米粒子之該部分。 44. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子與該水之一 接觸角大於 60 度。 45. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子為圓球 型、空心圓球、方形、棍型、長條型或三角形。 46. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之粒徑介於 實質 0.01 微米至與實質 100 微米之間。 47. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為聚 二甲基矽氧烷、聚甲基氫矽氧烷、聚二乙基矽氧烷、甲基苯基矽氧烷、聚矽酸鹽、聚甲 基倍半矽氧烷或其混合物。 48. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面包含含氟材料。 49. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中每一該些微奈米粒子之該疏 水表面係利用一電漿處理進行疏水化。 50. 如請求項 49 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該電漿處理利用一電漿氣 體，且該電漿氣體為含氟類氣體、含矽烷、1 至 10 個碳原子之烷類、1 至 10 個碳原子之 烯類、1 至 10 個碳原子之炔類或其混合物。

51. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該些微奈米粒子之材料為經 一矽烷類處理劑處理後之物質。 52. 如請求項 51 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中在進行該矽烷類處理劑處理 前，先對該些微奈米粒子進行一表面處理，且該表面處理係利用紫外線、電漿或酸鹼物 質。 53. 如請求項 51 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{為相同或不同} 之一基團，且該基團為鹵素、具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、OR5 _{、苯基、苯} 烷氧基、苯甲氧基、或苯烷基，其中 R5 _{為 H 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化} 合物包含有 1 至 3 個鹵素與具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基、或 OR5 _取代基與 具 4 到 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基。 54. 如請求項 51 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該矽烷類處理劑為一矽烷化 合物，且該矽烷化合物具有通式 R1 _R2 _R3 _R4 _{Si，其中 R}1 _、R2 _、R3 _{及 R}4 _{分別為相同或} 不同之一基團，且該基團係 OR5 _{、1 至 22 個碳原子之直鏈或支鏈之烷基，其中 R}5 _{為 H} 或具 1 至 6 個碳原子之烷基，且該矽烷化合物含有 1 至 3 個 OR5 _取代基。 55. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該短親油基溶劑為 1~10 碳 之醇、烷、酮類溶劑或上述溶劑之混合物。 56. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該柱狀體係一金屬柱狀體。 57. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該柱狀體包含一金屬覆蓋層 包覆於該柱狀體外。 58. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中該柱狀體包含一吸附金屬離 子層包覆於該柱狀體外。 59. 如請求項 43 所述之具有微奈米結構之滾筒的製造方法，其中形成該金屬層之步驟係利用 一電鍍法或一無電鍍法。 圖式簡單說明 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如 下： 第 1A 圖至第 1C 圖係繪示依照本發明第一實施方式的一種具有微奈米結構之滾筒的製程 剖面圖。 第 2A 圖至第 2E 圖係繪示依照本發明第二實施方式的一種具有微奈米結構之滾筒的製程 剖面圖。 第 3A 圖至第 3C 圖係繪示依照本發明第三實施方式的一種具有微奈米結構之滾筒的部分 製程剖面圖。 第 4A 圖至第 4C 圖係繪示依照本發明第四實施方式的一種具有微奈米結構之滾筒的部分 製程剖面圖。 第 5A 圖至第 5D 圖係繪示依照本發明第五實施方式的一種具有微奈米結構之滾筒的製程 剖面圖。