キャスティングフィルムロールは、押し出されたポリマーを下流処理用のロールに変換するために使用されるプロセスです。これは、柔軟なウェブやその他の薄い材料をフィルムに変換するための一般的な技術です。
3D プリントされたマイクロ流体チャネル パターン マスターは、工業規模の電子ビーム圧延鋳造プロセスを使用して、機能性と大量生産可能性についてテストされました。結果は、パターン化されたデバイスがシステムを最大 68 回通過しても耐久性があることを示しました。

品質
最終フィルムの重要な品質は、その均一な厚さです。これは、溶融材料が最終的なフラットフィルム形状を採用するフラットダイシステムを通過する共押出ラインでは特に重要です。また、得られたフィルムの機械的特性と透明性を維持するために、フィルムを十分に急冷することも必要です。
これらの目標を達成するには、多くのプロセスを生産ラインに統合する必要があります。これらには、押出機、濾過システム、冷却および巻き取りセクションが含まれます。濾過システムは、共押出プロセス中に生成される溶融不純物やゲルの下流通過を防止します。
フィルムの透過性は、界面活性剤を添加するか、コーティング溶媒中のポリマー分散液の濃度を高めることによっても改善できます。また、より薄いフィルムベースを使用することにより、フィルムの厚さを薄くすることができる。これらの改善は、フィルムのコストを削減し、フィルムの性能を向上させるのに役立ちます。ただし、インフレーションフィルムまたはキャストフィルムを選択する際には、各製品とプロセスの特定のニーズを考慮することが不可欠です。

耐久性
キャストラインの品質は、使用されるコンポーネントとそれらがどのように相互作用するかによって決まります。高品質の映画を制作するには、これらすべてのシステムが一流である必要があります。主なコンポーネントには、フラット ダイ システム、共押出フィードブロック、ろ過システムが含まれます。
これらのシステムはプラスチック材料を溶かし、均一な混合物に混合します。次に、材料はフラットダイを通過し、薄膜に形成されます。次に、フィルムは冷却ローラーによって冷却され、予備延伸が最小限に抑えられます。得られたフィルムはトリミングされ、コロナ処理されてからロールに巻き取られます。
粗さテストの結果は、鋳造環境の湿度が高いと溶媒の蒸発速度が遅くなる可能性があることを示しました。これにより、欠陥の形成が軽減され、膜の形態が改善されます。さらに、鋳造プロセスにより、重大な劣化が生じる前に、より多くのパターンの実行が可能になります。これらの発見は、パターンの耐久性に対する環境変数の影響を考慮することで、鋳造マイクロ流体デバイスの設計を改善できることを示唆しています。

信頼性
鋳造ラインのすべての個々のコンポーネントが連携して、最高の品質を提供できなければなりません。ライン内の小さな違いでも、重大な生産上の問題が発生する可能性があるためです。これは特にキャスティングプロセスに当てはまります。キャスティングプロセスでは、さまざまなフィルムを製造できるように非常に柔軟なシステムが必要です。

効率
映画のキャスティングプロセスは最も古いプロセスの 1 つであり、その起源は 19 世紀にまで遡ります。ポリマーを溶媒に溶かした溶液を使用して金属ベルトをコーティングし、乾燥ゾーンを通過します。この技術を使用すると、さまざまな形状やサイズを製造することができます。ただし、特別なトラッキング機構を必要とする重い搬送ベルトを使用する必要があるため、連続生産には適していません。
さらに、このプロセスは、マイクロ流体アプリケーションに使用できる高解像度パターニング技術と互換性がありません。したがって、現在の技術では、マイクロ流体研究と商業化の間のギャップを埋めることはできません。
得られた鋳造パターンは、そこを流れる流体の混合指数を測定することによって機能性が評価されました。結果は、完全な混合には達しなかったものの、チャネルが複数のパスに渡って残っていることを示しました。ただし、この結果は、フィルムキャスティングプロセスがマイクロ流体ミキサーのラピッドプロトタイピングに使用できることを実証したため、有望なものでした。