(57)【要約】  機能性または装飾用のフレークまたは小板を経済的にかつ高生産速度で製造するための方法は、蒸着金属層と剥離コート層とを交互に挟み込んだ多層を、蒸着チャンバー内に含まれる回転チルドドラムまたは適当なキャリア媒体に適用する工程を含む。交互する金属化層を蒸着法で適用し、また、介在する剥離層は、蒸着チャンバー内に含まれる蒸着源により適用された溶媒可溶性の熱可塑性または軽架橋高分子材料であることが好ましい。真空チャンバー内で構築された多層サンドイッチ体を、ドラムまたはキャリヤから除去し、そして剥離処理工程において剥離コーティングを溶解するため適当な有機溶媒で処理し、実質的に剥離コートを含まない金属フレークを残す。溶媒および溶解した剥離材料を遠心分離法で除去して濃縮フレークのケーキを得、これを好適なビヒクルにおいてエアーミリングにかけて小さくし、さらにサイズ調整および均一化処理して最終用途のインク、塗料またはコーティングとする。一態様として、完成したフレークは単層の薄い金属もしくは合金のフレークまたは無機材料のフレークを含み、また別の態様として、フレークは、蒸着チャンバー内に含まれる適当な真空蒸着源等から適用された保護コーティングが両面に被覆されている。剥離コート材料は、低架橋密度の輻射線硬化性、架橋性蒸着高分子材料であることができる。高エネルギー輻射線源に暴露することにより剥離材料を、実質的に粘着しない溶媒可溶性剥離コート層が得られるように十分に架橋する。一態様として、蒸着チャンバーから真空ロックを介して隣接する独立剥離チャンバーへ通じるエンドレスベルトの上に多層蒸着物を構築する。どちらのチャンバーも大気圧より低い真空圧に維持され、その間にエンドレスベルト上にフレーク材料を堆積させる。ベルト速度を下げ、蒸着チャンバー内の真空蒸着源をアイドリングさせ、そして蒸着物収集デバイスを剥離チャンバーに対して真空ロックを介して剥離チャンバー内のエンドレスベルトの下方にシールすることにより、蒸着物を定期的に除去する。真空ロックは、エンドレスベルトから多層蒸着材料を除去する工程中、剥離チャンバーを大気圧より低い真空圧に維持する。
2005510629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層蒸着フレーク材料の製造方法であって、
（ａ）真空蒸着チャンバーと、隣接する剥離チャンバーとを備え、各チャンバー内の真空圧が別個に制御できる、真空蒸着装置を準備する工程と；
（ｂ）エンドレスベルト状の蒸着表面を前記蒸着チャンバーと前記剥離チャンバーを通過させる工程と；
（ｃ）前記蒸着チャンバー内で、真空圧下で前記蒸着表面上に、蒸発させた高分子剥離コート材料と蒸着させたフレーク材料層とを交互の層として付着させて、前記蒸着表面上に、複数のフレーク材料層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層する工程であって、前記蒸着物の層を順次蒸着表面に蒸着しながら、前記蒸着表面上の多層蒸着物を剥離チャンバーを通過させる、工程と；
（ｄ）剥離チャンバー内で、蒸着チャンバーにおける前記フレーク材料と剥離コート材料の蒸着が遊休状態下にある間、前記多層蒸着物を除去する工程であって、前記多層蒸着物は、前記剥離チャンバーが大気圧より低い真空圧下に維持される間に前記蒸着表面から除去される、工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記蒸着物層が前記蒸着チャンバーにおいて積層されているときには、前記蒸着表面は相対的にはやい速度で移動し、前記蒸着物層が前記剥離チャンバーにおいて前記蒸着表面から除去されるときには、前記蒸着表面の移動速度を相対的に遅い速度にする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記蒸着物層を、剥離チャンバーにおいて維持される真空圧よりも低い真空圧で蒸着表面に蒸着させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記剥離チャンバー内の真空圧から前記真空蒸着チャンバー内の真空圧を分離することを含み、
フレークコレクション装置を、前記剥離チャンバーに隣接し且つ連通している真空ハウジングに配置する工程と；
前記フレークコレクション装置を前記真空ハウジングに対してシールして、前記コレクション装置を、前記剥離チャンバー内の前記真空圧と類似の真空圧環境に維持する工程と；
前記コレクション装置を前記真空ハウジングに対してシールした状態で、前記フレークコレクション装置において前記蒸着表面から除去された蒸着材料を集める工程と、
により、前記多層蒸着物を前記蒸着表面から除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フレークコレクション装置は、前記真空蒸着装置の外部に移動して、前記真空ハウジングに対して密封状態としたり、前記真空ハウジングに対して非密封状態とすることができる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フレークコレクション装置は、前記剥離チャンバーにおいて前記蒸着表面から前記多層蒸着物を物理的に除去するのに使用されるフレーク除去装置を搬送する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
フレーク材料の多層蒸着物の製造方法であって、
（ａ）蒸着表面を、蒸着チャンバー及び隣接する剥離チャンバーを通過させる工程と；
（ｂ）前記蒸着チャンバー内で、前記蒸着表面上に、大気圧より低い圧力で、剥離コート層とフレーク材料層とを交互に設けた多層蒸着物を蒸着して設ける工程と；
（ｃ）蒸着表面上に多層蒸着物を積層した後に蒸着表面の速度を減少させ、前記剥離チャンバー内で、大気圧より低い圧力に前記剥離チャンバーを維持しながら、前記蒸着表面から前記多層蒸着物を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項８】
蒸着表面の速度を遅くし、前記蒸着物を前記蒸着表面から除去するとき、前記フレーク層及び前記剥離層材料の蒸着を、遊休状態下で操作する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記蒸着物層が前記蒸着チャンバーにおいて積層されているときには、前記蒸着表面を相対的にはやい速度で操作し、前記蒸着物層が前記剥離チャンバーにおいて前記蒸着表面から除去されるときには、前記蒸着表面の移動速度を相対的に遅い速度にする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記蒸着物層を、剥離チャンバーにおいて維持される真空圧よりも低い真空圧で蒸着表面に蒸着させる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記剥離チャンバー内の真空圧から前記真空蒸着チャンバー内の真空圧を分離することを含み、
フレークコレクション装置を、前記剥離チャンバーに隣接し且つ連通している真空ハウジングに配置する工程と；
前記フレークコレクション装置を前記真空ハウジングに対してシールして、前記コレクション装置を、前記剥離チャンバー内の前記真空圧と類似の真空圧環境に維持する工程と；
前記コレクション装置を前記真空ハウジングに対してシールした状態で、前記フレークコレクション装置において前記蒸着表面から除去された蒸着材料を集める工程と、
により、前記多層蒸着物を前記蒸着表面から除去する、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記フレークコレクション装置は、前記真空蒸着装置の外部に移動して、前記真空ハウジングに対して密封状態としたり、前記真空ハウジングに対して非密封状態とすることができる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フレークコレクション装置は、前記剥離チャンバーにおいて前記蒸着表面から前記多層蒸着物を物理的に除去するのに使用されるフレーク除去装置を搬送する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記真空蒸着チャンバーに剥離コート源及び金属蒸着源を備え、各源が前記蒸着表面の方向に向いており；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記フレーク蒸着源から蒸着させたフレーク材料層とを交互の層として付着させて、複数のフレーク材料層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること、
前記剥離コート層が熱可塑性高分子材料を含み、真空下で蒸発させて平滑な連続した溶媒可溶性及び溶解性バリヤー層、及びフレーク材料の層の各々が形成される支持表面を形成したものである、
請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記剥離チャンバーにおける除去後の前記多層蒸着物を、前記剥離コート層を溶解する溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない平滑平坦表面を有するフレークを得ることにより、フレークに分離する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フレーク層が、元素状金属、無機材料及び非金属からなる群から選択された蒸着材料を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記非金属が、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素又は高分子材料を含み、前記無機材料が、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択されたものである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記剥離コート材料が、スチレンポリマー若しくはアクリルポリマー又はそれらのブレンドから選択されたものである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記フレーク層を、約４００オングストローム未満の膜厚まで蒸着する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
金属フレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、金属蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記金属蒸着源から蒸着させた金属層とを交互の層として付着させて、複数の金属層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること；
前記剥離コート層が低架橋密度の高分子材料を含み、真空下で蒸発させ、前記蒸着表面上に蒸着させ、放射線源にあてて剥離コート材料を硬化及び架橋して平滑な連続したバリヤー層、及び金属層の各々が形成される支持表面を形成したものであり、前記蒸着高分子剥離コート層が有機溶媒に溶解できるものであること；
前記金属層が元素状の蒸着金属を含み、約４００オングストローム未満の膜厚に蒸着したものであること；
前記多層蒸着物を前記真空チャンバーから除去し、それを、前記剥離コート層を溶解する有機溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない単層金属フレークを得ることにより、金属フレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項２１】
前記剥離層及び金属層が、冷却された回転ドラムと熱接触している、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記剥離コート材料は、前記蒸着金属層の凝縮熱が前に蒸着した剥離層を溶融しないような、ガラス転移温度と前記剥離コートへの熱伝導性とを組み合わせて有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記剥離コート材料が、スチレンポリマー若しくはアクリルポリマー又はそれらのブレンドから選択されたものである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記金属層が、アルミニウム、銅、銀、クロム、錫、亜鉛、インジウム及びニクロムからなる群から選択されたものである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
蒸着金属層の光学濃度が、約２．８（マクベス濃度計）未満である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記剥離コート層の厚さが、約２００〜約４００オングストロームの範囲である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記金属フレークのアスペクト比が、３００以上である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記剥離コート／金属層の組み合わせを、少なくとも１０回蒸着を反復して、蒸着物を積層する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
反射金属フレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、金属蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記金属蒸着源から蒸着させた反射金属層とを交互の層として付着させて、複数の金属層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること；
前記剥離コート層がポリスチレン若しくはアクリル樹脂又はそれらのブレンドを含む低架橋密度の高分子材料を含み、真空下で蒸発させ、前記蒸着表面上に蒸着させ、放射線源にあてて剥離コート材料を硬化及び架橋して平滑な連続したバリヤー層、及び金属層の各々が形成される支持表面を形成したものであり、前記蒸着高分子剥離コート層が有機溶媒に溶解できるものであること；
前記反射金属層が元素状の蒸着アルミニウムを含み、約４００オングストローム未満の膜厚に適用したものであること；
前記多層蒸着物を前記真空チャンバーから取り出し、それを、前記剥離コート層を溶解する有機溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない高反射鏡面を有する単層アルミニウムフレークを得ることにより、金属フレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項３０】
前記剥離コート／金属層の組み合わせを、少なくとも１０回蒸着を反復して、蒸着物を積層する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
フレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、無機フレーク材料蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記フレーク材料蒸着源から蒸着した無機材料とを交互の層として付着させて、無機フレーク材料を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること；
前記剥離コート層が低架橋密度の高分子材料を含み、真空下で蒸発させ、前記蒸着表面上に蒸着させ、放射線源にあてて剥離コート材料を硬化及び架橋して平滑な連続したバリヤー層、及び無機フレーク材料層の各々が形成される支持表面を形成したものであり、前記蒸着剥離コート層が有機溶媒に溶解できるものであること；
前記無機フレーク材料層がフッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択された蒸着無機材料を含むこと；
前記多層蒸着物を前記真空チャンバーから取り出し、それを、前記剥離コート層を溶解する有機溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない無機材料の単層フレークを得ることにより、無機材料のフレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項３２】
非金属フレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、非金属蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記非金属蒸着源から蒸着させた非金属層とを交互の層として付着させて、複数の非金属層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること；
前記剥離コート層が低架橋密度の高分子材料を含み、真空下で蒸発させ、前記蒸着表面上に蒸着させ、放射線源にあてて剥離コート材料を硬化及び架橋して平滑な連続したバリヤー層、及び非金属層の各々が形成される支持表面を形成したものであり、前記蒸着高分子剥離コート層が有機溶媒に溶解できるものであること；
前記非金属層が約４００オングストローム未満の膜厚に蒸着したものであること；
前記多層蒸着物を前記真空チャンバーから取り出し、それを、前記剥離コート層を溶解する有機溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない単層非金属フレークを得ることにより、非金属フレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項３３】
前記非金属材料が、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素又は高分子材料を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
フレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、フレーク蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記フレーク蒸着源から蒸着させたフレーク材料層とを交互の層として付着させて、複数のフレーク材料層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層すること；
前記剥離コート層が低架橋密度の高分子材料を含み、真空下で蒸発させ、前記蒸着表面上に蒸着させ、放射線源にあてて剥離コート材料を硬化及び架橋して平滑な連続した溶媒可溶性及び溶解性バリヤー層、及びフレーク材料の層の各々が形成される支持表面を形成したものであること；
前記多層蒸着物を前記真空チャンバーから除去し、それを、前記剥離コート層を溶解する溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない平滑平坦表面を有するフレークを得ることにより、フレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項３５】
前記剥離コート／フレーク層の組み合わせを、少なくとも１０回蒸着を反復して、蒸着物を積層する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記フレーク層が、元素状金属、無機材料及び非金属からなる群から選択された蒸着材料を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記非金属が、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素又は高分子材料を含み、前記無機材料が、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択されたものである、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記剥離コート材料が、スチレンポリマー若しくはアクリルポリマー又はそれらのブレンドから選択されたものである、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記フレーク層を、約４００オングストローム未満の膜厚まで蒸着する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
オングストロームスケールフレークの製造方法であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを準備すること；
前記真空蒸着チャンバーに、剥離コート源、フレーク材料蒸着源及び高エネルギー放射線源を、各源が前記蒸着表面の方向に向くように準備すること；
真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源及び前記フレーク材料蒸着源からそれぞれ形成した蒸発高分子剥離コート層及び蒸着フレーク層を交互の層として付着させて、複数のフレーク材料層を、対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層スタックを順次積層すること；
前記剥離コート層が低架橋密度の高分子材料を含み、前記蒸着表面上に蒸着し、放射線源にあてることにより硬化及び架橋して、有機溶媒に溶解でき且つ真空下で蒸発させ且つ硬化させたときに、平滑な連続したバリヤー層、及びフレーク材料層の各々が形成される支持表面を形成する剥離コート層を形成したものであること；
前記フレーク材料層が約５〜約５００オングストロームの膜厚に蒸着した材料を含むこと；
前記多層スタックを前記真空チャンバーから取り出し、それを、前記剥離コート層を溶解する有機溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない単層フレークを得ることにより、フレークに分離すること、
を含む方法。
【請求項４１】
前記剥離コート材料は、わずかに架橋した結合強度の弱い高分子材料、又は鎖延長により重合した高分子材料を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記剥離コート材料は、前記蒸着金属層の凝縮熱が前に蒸着した剥離層を溶融しないような、十分に高いガラス転移温度を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記剥離コート材料が、スチレンポリマー若しくはアクリルポリマー又はそれらのブレンドから選択されたものである、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記フレーク材料層が、アルミニウム、銅、銀、クロム、錫、亜鉛、インジウム及びニクロムからなる群から選択された金属層を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記真空チャンバーは、蒸着無機フレーク層を形成するために無機フレーク材料蒸着源を含んでおり、前記無機フレーク材料層が、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択された蒸着無機材料を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
ナノスケールフレークの製造装置であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーと；
前記真空蒸着チャンバーに設けた剥離コート源及びフレーク蒸着源であって、各源が前記蒸着表面の方向に向くようしたものと；を含み、
前記剥離コート源及び前記フレーク蒸着源が、真空下で前記蒸着表面上に、前記剥離コート源から蒸発させた高分子剥離コート層と前記フレーク蒸着源から蒸着した離散したフレーク材料島とを交互の層として付着させて、フレーク材料の離散島を含む複数のフレーク材料層を対応の介在剥離コート層により分離し且つ対応の介在剥離コート層上に蒸着させてなる多層蒸着物を順次積層するように制御されること；
前記剥離コート層が高分子材料を含み、真空下で蒸発させて平滑な連続した溶媒可溶性及び溶解性バリヤー層、及びフレーク材料の層の各々が形成される支持表面を形成したものであること；
前記多層蒸着物を前記真空蒸着チャンバーから取り出して、それを、前記剥離コート層を溶解する溶媒で処理することにより、前記剥離コート材料を実質的に含有しない平滑平坦表面を有するフレークを得ることにより、ナノスケールフレーク粒に分離すること、
を含む装置。
【請求項４７】
前記フレーク層が、元素状金属、無機材料及び非金属からなる群から選択された蒸着材料を含む、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記非金属が、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素又は高分子材料を含み、前記無機材料が、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択されたものであり、前記金属層が、アルミニウム、銅、銀、クロム、インジウム、ニクロム、錫及び亜鉛からなる群から選択されたものである、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記剥離コート材料が、スチレンポリマー若しくはアクリルポリマー又はそれらのブレンドから選択されたものである、請求項４６に記載の装置。
【請求項５０】
前記フレーク層を、約１００ナノメートル未満のフレーク（離散島）厚さまで蒸着する、請求項４６に記載の装置。
【請求項５１】
前記剥離コート層が、熱可塑性高分子材料を含む、請求項４６に記載の装置。
【請求項５２】
前記剥離コート層は、有機溶媒に溶解できるわずかに架橋した樹脂材料を含み、この材料の溶解により、前記剥離材料を実質的に含まないフレークが得られる、請求項４６に記載の装置。
【請求項５３】
前記剥離コート層が、有機溶媒に溶解できる、請求項４６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能用途と装飾用途の両方に使用できるオングストロームスケールフレーク又は小板の製造方法に関する。この製造方法により製造されたある種のフレークは、ナノスケール範囲に到達する。フレークは、金属、金属化合物、非金属又は透明フレークでよい。フレークの機能用途には、フレークによりあるレベルの剛性を付加して仕上げコーティングの一定の所望の性質を得る保護コーティングにおける使用、又はフレーク層を使用して一定波長の光を遮断して下に位置する着色層を保護する保護コーティングにおける使用などがある。反射金属フレークは、インク、塗料又はコーティングを含む多様な光学的又は装飾用途に有用である。フレークの他の用途には、マイクロ波及び静電用途、さらには化学プロセス及び生物学的用途などがある。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミニウムフレークは、鋼製ボール、アルミニウム金属、ミネラルスピリット及び脂肪酸、通常ステアリン酸又はオレイン酸を入れたボールミルで製造される。鋼製ボールにより、アルミニウムが扁平化され、破壊されてフレークとなる。ボールミル粉砕が完了すると、そのスラリーを、メッシュスクリーンを通過させて粒度調整する。大き過ぎてスクリーンを通過できないフレークは、ボールミルに戻されて、さらに処理に付される。適切なサイズのフレークは、スクリーンを通過し、フィルタープレスに導入され、そこで過剰の溶媒をフレークから分離する。次に、フィルターケーキに追加の溶媒で希釈する。このような従来のアルミニウムフレークは、典型的には粒度が約２〜約２００ミクロンであり、粒子厚さが約０．１〜約２．０ミクロンである。これらのフレークは、高拡散反射率、低正反射率、粗いでこぼこのフレークミクロ表面及び比較的低いアスペクト比により特徴付けられる。
【０００３】
金属フレークの別の製造方法として、Ｍｅｔａｌｕｒｅの商品名で販売されているフレークを製造するためのＡｖｅｒｙ  Ｄｅｎｎｉｓｏｎ社のプロセスがあげられる。このプロセスでは、ポリエステルキャリアの両面を、溶媒系樹脂溶液でグラビアコーティングする。乾燥したコーテッドウエブを、次に金属化設備に移送し、そこで、コーテッドシートの両面を、蒸着アルミニウムの薄膜により金属化する。次に、この薄金属膜を有するシートを、コーティング設備に戻し、そこで、アルミニウムの両面に、溶媒系樹脂溶液の第二フィルムをコーティングする。次に、乾燥コーティング/金属シートを、再び金属化設備に移送して、このシートの両面に第二蒸着アルミニウム膜を適用する。得られた多層シートを、次にさらに処理に付するために設備に移し、そこで、コーティングを、アセトン等の溶媒によりキャリアから剥離する。この剥離操作により、連続層を破壊して、スラリーに粒子が含まれたものとする。溶媒は、スラリー中で金属層間のポリマーを溶解する。次に、スラリーを、音波処理し、遠心分離して溶媒及び溶解したコーティングを除去することにより、固形分約６５％の濃縮アルミニウムフレークケーキを得る。次に、このケーキを、好適なビヒクルに希釈し、さらに均一化によりサイズ調整して制御された大きさのインク、塗料、コーティング用のフレークとする。インク等の印刷可能な用途に使用するための、この方法で製造された金属フレークは、粒度約４〜１２ミクロン、厚さ約１５０〜約２５０オングストロームにより特徴付けられる。これらのフレークから製造したコーティングは、高鏡面反射率及び低拡散反射率を有する。フレークは、平滑な鏡面及び高アスペクト比を有する。また、コーティングは、他の方法により製造した金属フレークと比較して、適用フレーク１ポンド当たりのコート量レベルが高い。
【０００４】
また、フレークは、ポリマー／金属真空蒸着法でも製造される。この方法では、蒸着アルミニウムの薄層を、これらの蒸着アルミニウム層の間に架橋ポリマーの層を介在させた状態で、ポリエステル又はポリプロピレン等の薄プラスチックキャリアシート上に形成する。架橋ポリマー層は、典型的には蒸発させたアクリレートモノマーの形態で蒸着させた重合アクリレートである。多層シート材料を粉砕して、これらの光学的性質に有用な多層フレークとする。このような多層フレークから製造したコーティングは、高拡散反射率及び低鏡面反射率を有する傾向がある。これらのフレークは、アスペクト比が小さく、インクとしたときの不透明度が低い欠点がある。
【０００５】
本発明の一つの目的は、製造工程数を減少させるとともに、高反射金属フレークの製造コストを減少させる（以下に記載される他のフレーク状材料の製造コストも減少する）ことである。
【０００６】
ガラス（ＳｉＯ2）フレークには、金属フレークの他に、数多くの工業的用途がある。従来のガラスフレークは、一般的に厚さが約１〜６ミクロンであり、直径が約３０〜約１００ミクロンである。これらのガラスフレークは、ポリマー及びコーティングに添加して種々の機能的性質を向上させるのに使用できる。これらには、例えば、添加物としてガラスフレークを添加してより薄い、より平滑なコーティングを得ることがあげられる。本発明の一つの目的は、ポリマー、コーティング及びフィルムにおいて種々の機能的性質を使用するための、極めて薄く、平坦な、平滑なフレーク、例えば、金属又はガラスフレークを製造することにある。
【０００７】
米国特許第６，２７０，８４０号（Ｗｅｉｎｅｒｔ）は、金属フレークの製造方法を開示している。この方法では、蒸着表面から真空蒸着フレーク材料を除去するプロセスが改善される。この特許では、フレーク材料を蒸着チャンバーを通過するエンドレスベルトに適用し、別個の隣接する剥離チャンバーに入れるプロセスが開示されている。蒸着チャンバーにおける真空圧は、隣接する剥離チャンバーにおける真空圧よりも高いレベルに維持されるが、使用中、両方のチャンバーは、大気圧よりも低く維持される。このプロセスの目的は、一方のチャンバーにおける操作の中断に伴うエネルギーコストを減少させることである。操作の中断では、真空圧を解き、続いてチャンバーを排気してその操作真空圧レベルとすることを必要とする。一例として、蒸着チャンバーを定期的に大気圧に開放して蒸着材料を除去してさらに処理すること、例えば、蒸着表面から材料を除去してそれをフレークとすることがある。Ｗｅｉｎｅｒｔプロセスは、エンドレスベルトを蒸着装置を通過させる各パスごとに、フレーク材料からなる層をエンドレスベルトに付着させた後、隣接する剥離チャンバーにおいてベルトからフレーク材料を除去する連続プロセスである。この連続プロセスを維持するために、剥離チャンバーは、チャンバー内に剥離ステーションを備えている。この剥離ステーションでは、溶媒にフレーク材料を浸漬し、高圧フレーク除去法で剥離材料を溶解させ、フレーク材料をすすぎ、そして集める。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、数千のフレーク材料層を蒸着チャンバーで積層した後、定期的に多層蒸着物を別個の隣接する排気された剥離チャンバーに通してフレーク材料を除去することによりフレーク材料層を一緒に除去する、半連続法を提供することによりＷｅｉｎｅｒｔプロセスについての改善がなされる。本発明によれば、数千のフレーク材料層を高速で蒸着してから、これも大気圧より低い圧力で連続的に操作される隣接するチャンバーで除去されるので、エネルギーコスト及び製造時間を減少できる。
【０００９】
本発明は、多層フィルムを、ポリエステル等の薄くて可撓性のある高分子キャリアシートに適用するか、又は回転金属ドラム等の研磨した金属鋳物表面に適用する、フレーク形成プロセスを含む。どちらの場合でも、このプロセスは、真空蒸着チャンバーにおいて実施する。一実施態様では、多層フィルムをポリエステル（ＰＥＴ）キャリアシートに適用する。真空チャンバーは、複数の蒸着源を備えている。蒸着源は、抵抗又はＥＢで加熱することにより生じる高温で蒸発できる。チャンバーから空気を排気し、ＰＥＴフィルムを、巻出し、冷却ドラムと接触させた状態で、コーティング及び蒸着源を通過させる。複数の材料の層を、交互に、移動しているＰＥＴウエブに適用できる。一例をあげれば、有機溶媒可溶性蒸着熱可塑性高分子剥離材料を蒸着させ(蒸着厚さ約１００〜約４００オングストローム)、次にアルミニウム等の金属の層を蒸着させ(蒸着厚さ約５〜約５００オングストローム)、次に溶媒可溶性剥離材料の別の層を蒸着させる。アルミニウムの代わりに、例えば、他の金属、金属合金、又はガラスフレーク製造用無機化合物を使用してもよい。ウエブ経路を逆にし、第二コーティング源を非活動状態とした後、最初の工程を反復することにより、真空を解くことなく数多くの層をＰＥＴに適用でき、生産性を高めることができる。コーティング源と金属蒸着源との間に、２つの追加の蒸着源を付加することにより、追加の保護層を、金属層の各面に蒸着できる。多層コーテッドＰＥＴを、有機溶媒剥離プロセスに導入してＰＥＴからサンドイッチ構造物を除去する。高分子剥離コート材料を有機溶媒により溶解することにより、剥離材料を実質的に含有しない蒸着フレーク材料を残留させて得る。次に、溶媒を遠心分離して濃縮フレークのケーキを得る。
【００１０】
別の実施態様によれば、同様のコーティング及び蒸着法を使用して、上記真空蒸着チャンバーに入れた剥離コーテッド冷却ドラムに、直接、交互の層を適用する。ドラムを、コーティング源及び蒸着源を通過するように回転して、蒸着熱可塑性剥離材料層とフレーク材料層を交互に設けた多層サンドイッチ構造物を積層する。次に、多層シートを、有機溶媒(好適な攪拌しながらか、攪拌せずに)に直接導入してフレークを得る。又は多層シートを、粉砕して粗フレークとし、これをエアーミリングに付してさらに粒度を減少させた後、溶媒スラリーに導入して残りの層を分離する。溶媒を遠心分離により除去して、剥離材料を実質的に含有しない濃縮金属フレークのケーキを得る。濃縮フレークのケーキ又は溶媒とフレークのスラリーを、次に好ましいビヒクルに希釈し、さらにサイズ調整及び均一化して、最終用途のインク、塗料、プラスチック又はコーティングとする。
【００１１】
本発明の別の実施態様は、真空蒸着チャンバーで剥離コート耐熱高分子キャリアシートの製造プロセスを含む。キャリアシートは、上記したポリエステル(ＰＥＴ)のウエブを含む。剥離コートは、ポリエステルキャリア上に有機溶媒可溶性熱可塑性高分子材料を蒸着させる。剥離コートキャリアにより、可撓性平滑表面化キャリアベースが提供される。この上に金属又はガラス等のフレーク材料を蒸着した場合に、オングストロームスケールフレークを製造するための有効な剥離表面の役割を果たす。フレークは、好適な有機溶媒により熱可塑性剥離コートから剥離すると、非常に薄く且つ平坦である。
【００１２】
本発明の別の実施態様は、蒸着した熱可塑性高分子剥離コート材料の真空チャンバーへの供給を制御するための方法を含む。これらの方法の実施態様には、回転ドラム、ヒーターブロック及び電子線が含まれる。いくつかの実施態様では、ワイヤーフィード機構が含まれる。ワイヤーフィード機構を使用して、ワイヤー上にポリマーをコーティングし、これを真空チャンバーに供給し、加熱してポリマーを蒸発させて、それを回転ドラム又は他のキャリア表面上に付着させる。
【００１３】
さらなる実施態様は、本発明により製造されたオングストロームスケール粒子の用途を含む。オングストロームスケール粒子の用途には、バリヤー材料における水蒸気透過率を制御するのに使用されるフレーク、及びオングストロームスケールフレークを使用して非常に高い電気容量を有する構成物を得ることができる電気的用途などがある。
【００１４】
本発明の別の実施態様は、多層フレーク材料を蒸着し、それを蒸着表面から除去するための装置及び方法を含む。この場合、蒸着チャンバーと、それに隣接して剥離チャンバーを設ける。これらの２つのチャンバーは、真空ロックで分離され、各チャンバーにおいて、別個の独立制御できる真空圧を維持できるようになっている。好ましくはエンドレスベルトの形態の蒸着表面は、真空蒸着チャンバーを通過し、真空ロックを通過し、そして剥離チャンバーに入る。一実施態様によれば、真空蒸着チャンバーと剥離チャンバーの両方は、大気圧より低い真空圧条件に維持される。蒸着チャンバーは、複数の蒸着源を備えている。エンドレスベルトが蒸着チャンバーを通過するときに、これらの蒸着源から、フレーク材料層と対応の剥離コート層の多層蒸着物がエンドレスベルト上に積層される。エンドレスベルトを、フレーク材料層と対応の剥離コート層の多層蒸着物がエンドレスベルト上に積層されたときに、蒸着物がベルトから除去されることなく剥離チャンバーを通過させる。
【００１５】
定期的に、剥離チャンバーにおいて、フレーク層剥離装置により、多層蒸着物を、ベルトから剥離する。フレーク層剥離装置は、蒸着物を除去し、それを集めて、さらに処理してフレークとする。一実施態様によれば、剥離チャンバーにおける真空圧は、蒸着チャンバーにおける真空圧よりも高く維持されるが、この真空圧は、大気圧よりも低い。
【００１６】
一実施態様によれば、エンドレスベルトは、ベルト上にフレーク層及び剥離コート層を蒸着させるときには高速で走行させる。多層蒸着物をベルトから定期的に剥離するときには、エンドレスベルトの速度を遅くして、剥離チャンバーにおいてベルトから蒸着材料を除去する。
【００１７】
ベルトから多層蒸着物を剥離するにはいくつかの方法を使用することができるが、一実施態様によれば、移動自在なクレードルを、真空ハウジングにおいて、剥離チャンバーにおける真空圧と実質的に同様な真空圧に維持する。クレードルを剥離チャンバー内にシールし、剥離機構により、ベルトから蒸着材料を除去し、それをクレードルに集める。次に、クレードルを、剥離チャンバーから除去し、真空ロックにより、剥離チャンバーを外部からシールして内部圧を大気圧より低く維持する。
【００１８】
本発明のこれら及び他の態様は、以下の詳細な説明及び添付図面からさらに十分に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一定の態様をよりよく理解するために、図１を参照する。図１は、現在Ａｖｅｒｙ  Ｄｅｎｎｉｓｏｎ社において、Ｍｅｔａｌｕｒｅの商品名で販売されているフレークの製造に利用されているプロセスに準じた従来の金属フレーク製造方法である。この従来法によれば、ポリエステルキャリアシート１０の両面に、溶媒系樹脂溶液１４を、１２でグラビアコーティングする。乾燥コーテッドウエブを、次に金属化設備１６に移送し、そこで、コーティングし且つ乾燥したキャリアシートの両面を、蒸着アルミニウムの薄膜で金属化する。次に、得られた多層シートを、さらなる処理に付するために、１８で示された設備に移送する。そこで、コーティングを、アセトン等の溶媒でキャリアから剥離して溶媒系スラリー２０を形成し、コーティングをフレークから溶解させる。次に、スラリーを、音波処理に付し、遠心分離してアセトンと溶解したコーティングを除去して、濃縮アルミニウムフレークのケーキ２２を得る。次に、フレークを、溶媒に希釈し、例えば、均一化により粒度調整（２４）する。
【００２０】
このプロセスは、高アスペクト比及び高鏡面反射率を有する極薄金属フレークを製造するのに非常に有効であることがわかった。（アスペクト比は、平均粒度を平均粒子厚さで割った比である。）Ｍｅｔａｌｕｒｅプロセスの成功にもかかわらず、グラビアコーティング設備と金属化設備との間でコーテッドウエブを反復して移送する必要があることから、製造コストが増加するため、製造コストを減少させることが望ましい。また、剥離操作後にＰＥＴキャリアが再利用できないことに関連する製造コストもある。
【００２１】
図２〜図５は、図６及び図７に示す金属フレークの製造方法の一実施態様を示す。この方法は、以下で説明するガラスフレークの製造にも使用することができ、また、以下で説明するナノ球の製造にも使用できる。図２は、真空蒸着チャンバー３０を示す。真空蒸着チャンバーは、図７の多層コーテッドフレーク３２を製造するのに好適なコーティング装置及び金属化装置を備えている。別法として、以下に説明するように、図６の単層フレーク３４を製造するために、図２の真空チャンバーにおける一定のコーティング装置を作動しないようにすることもできる。
【００２２】
再び図２において、真空蒸着チャンバー３０は、このような蒸着チャンバーを排気するために通常使用される真空源（図示せず）を備えている。好ましくは、真空チャンバーは、真空を解くことなくチャンバー内の真空を必要なレベルに保持するための補助ターボポンプ（図示せず）も備えている。また、このチャンバーは、冷却された研磨金属ドラム３６も備えている。この金属ドラムの上に、多層サンドイッチ３８構造物が形成される。本発明のこの実施態様を、まず図７のフレーク３２の製造に焦点をあてて説明する。図７のフレーク３２は、一実施態様によれば、内部金属化フィルム層４０と、金属フィルムの両面に接着した保護コーティングの外層４２とを含む。保護コーティングは、無機材料又は高分子材料を、真空下で蒸着させて形成したものでよい。
【００２３】
真空蒸着チャンバーは、好適なコーティング源及び蒸着源を、ドラムの周囲に円周方向に間隔をおいて備えている。これらの源から、ドラムに、溶媒可溶性又は溶解性剥離コーティング、保護外コーティング、金属層、金属層用のさらなる保護外コーティング及びさらなる剥離層を、この順序で適用する。より具体的には、真空蒸着チャンバー内のコーティング装置及び蒸着装置のこれらの源（図２参照）は、剥離系源４４、第一保護コーティング源４６、金属化源４８及び第二保護コーティング源５０を含む。これらのコーティング源及び/又は蒸着源は、回転ドラム周囲に円周方向に間隔をおいて配置され、ドラムが回転すると、薄層が積層されて多層状コーティングサンドイッチ構造物３６、例えば、順番に、剥離−コーティング−金属−コーティング−剥離−コーティング−金属−コーティング−剥離等の構造物を形成できる。多層サンドイッチ構造３８において積層されるこの層の順番を、図４に概略示す。これには、この場合のキャリアとして用いたドラム３６も示されている。
【００２４】
一実施態様によれば、剥離コーティングは、溶媒可溶性でも溶解性でもよいが、金属フレーク層又はガラスフレーク層を互いに分離するための平滑均一バリヤー層としてレイダウンでき、介在金属フレーク層又はガラスフレーク層を蒸着するための平滑な表面が得られ、且つ後で金属フレーク層又はガラスフレーク層を互いに分離するときに、例えば、それを溶解することにより分離できるものである。剥離コーティングは、蒸着した金属層（又は他のフレーク層）の凝縮熱がその前に蒸着された剥離層を溶解しないような十分に高いガラス転移温度（Ｔg）又は耐溶融性を有する溶解性熱可塑性高分子材料である。剥離コーティングは、蒸着された金属層又はガラスフレーク層の凝縮熱の他に、真空チャンバー内の周囲の熱に耐えることができなければならない。剥離コーティングを、層状に適用して種々の材料及び材料のスタックに介在し、後で剥離層を可溶化することによりこれらが分離できるようにする。剥離層は、できるかぎり薄いのが望ましい。これは、溶解するのが容易であることと、最終製品における残留物を少なくすることによる。また、種々の印刷系及び塗料系と適合することも、望ましい。剥離コーティングは、有機溶媒に溶解できる、溶媒可溶性の、好ましくは熱可塑性ポリマーである。剥離コーティング源４４は、高分子材料をホットメルト層として適用するか、又はドラム上に剥離コートポリマーを直接押し出すのに好適なコーティング装置を備えることができるけれども、好ましい実施態様によれば、剥離コート装置は、好適なモノマー又はポリマーを蒸発させて、それをドラム上又はサンドイッチ層上に蒸着する蒸着源を備えている。高分子剥離コートを蒸着表面に適用するための蒸着装置の種々の例を、以下に記載する。剥離材料は、冷却されたドラムか、又は冷却されたドラム上に前に積層された多層サンドイッチ構造と接触すると、フリーズして固化する。ドラム上に積層した多層フィルムの厚さは、冷却されたドラムが、そのフィルムを介して十分に熱を吸収して金属フレーク層又はガラスフレーク層の外表面上に蒸着されている剥離コートを効果的に固化するのに十分なものである。別の高分子剥離コーティング材料として、可溶性ではないが、好適な溶媒で膨潤し、金属フレーク材料又はガラスフレーク材料から分離する、わずかに架橋した高分子コーティングをあげることができる。さらに、溶解性剥離材料は、架橋ではなく鎖延長により重合された高分子物質を含むことができる。
【００２５】
現在のところ好ましい高分子剥離コーティングは、スチレンポリマー、アクリル樹脂又はそれらのブレンドである。セルロース樹脂は、剥離性に悪影響することなくコーティング又は蒸着できれば、剥離材料として好適に使用できる。
【００２６】
高分子剥離層を溶解するのに現在のところ好ましい有機溶媒には、アセトン、酢酸エチル及びトルエンなどがある。
【００２７】
ここで再び図２に示すフレークの製造方法において、剥離コーティングの適用後、ドラムは、第一保護コーティング源４６を通過して移動し、保護層が剥離コートに適用される。この保護層は、アクリレート材料又はメタクリレート材料等の官能性モノマーを蒸着した後、ＥＢ等で硬化してコーティング材料を架橋又は重合したものでもよいし、又は保護材料は、放射線硬化ポリマーの薄層であり、あとで破壊してフレークとされることのできるものでもよい。別法として、保護層は、不活性不溶性無機又はガラスフレーク材料を蒸着し、金属層の両面に結合した硬質透明コートを形成したものでもよい。望ましい保護コーティングは、硬質不浸透性材料であって、アルミニウム等の金属の層と交互に蒸着して、あるレベルの耐摩耗性、耐候性、耐水性及び耐酸性を付与することができるものである。このような保護材料の例を、以下で記載する。
【００２８】
次に、回転ドラムは、金属化源４８を通過してコーティングを移送して、コーティング層の上にアルミニウム等の金属の層を蒸着する。多数の金属又は無機化合物を、他の材料及び剥離層を交互に配置しながら薄膜として蒸着し、後で分離して薄金属フレークとすることができる。アルミニウムの他に、このような材料として、銅、銀、クロム、ニクロム、錫、亜鉛、インジウム及び硫化亜鉛などがあげられる。また、金属コーティングは、多方向反射増強スタック(高反射材料層)、又は制御された厚さ及び屈折率の好適な層を蒸着して作製した光学フィルターを含むこともできる。
【００２９】
回転ドラムは、次にこのスタックを第二コーティング源５０を通過して、再び同様の保護コーティング層を金属化フィルムに適用する。この保護コーティングは、例えば、硬質保護高分子材料の蒸着及び硬化をおこなって形成するか、無機材料を蒸着して形成する。
【００３０】
次に、ドラムを回転して、サンドイッチ材料を一周して、再び剥離コート源等を順番に通過して移送し、コーテッド金属層を積層する。
【００３１】
また、酸化物及びフッ化物等の無機材料を、蒸着源４８により蒸着して、分離し、フレークとすることができる薄層を形成することができる。このようなコーティングには、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化インジウム錫及び二酸化チタンなどがある。
【００３２】
好適な蒸着源には、金属、無機物質、ガラスフレーク材料及びポリマーの薄コーティングを蒸着するための、ＥＢ法、抵抗法、スパッタリング法及びプラズマ蒸着法などがある。
【００３３】
多層サンドイッチ構造が真空蒸着チャンバーで形成できたら、次に、この構造物のドラムからの除去、及び図５に示すさらなる処理をおこなうことができる。
【００３４】
多層サンドイッチ構造を積層する連続プロセスを、図５において５２で示す。次に、多層サンドイッチ構造物を、剥離材料により分離されている層を破壊し、分離して個々の層とするプロセスにより、５４でドラムから剥離する。サンドイッチ層は、これらを直接有機溶媒に導入するか、又は破砕及び粉砕若しくは削りとりにより剥離できる。図示した実施態様においては、多層サンドイッチ構造物を、５６で粉砕して粗フレーク５８を得る。次に、粗フレークを、好適な溶媒と混合してスラリー６０として、多層フレーク３２の表面から剥離コート材料を溶解する。別法として、多層サンドイッチ構造物を、ドラムから剥離し、工程６３により破壊して個々の層としてもよい。この場合、層状物質を、６０で溶媒に直接導入する。真空蒸着チャンバーにおいて適用される剥離コート材料は、剥離材料が、スラリープロセスにおいて溶媒によりフレークから溶解されることができるように選択する。一実施態様によれば、スラリーを遠心分離工程６１に付して、溶媒又は水を除去して濃縮フレークのケーキを得る。次に、濃縮フレークのケーキを、粒度調整工程６２において、好ましいビヒクルに希釈してさらにサイズ調整し、均一化して、フレークの最終用途、例えば、インク、塗料又はコーティングに用いる。別法として、フレークを溶媒に希釈し(遠心分離をしないで)、６２で粒度調整することができる。
【００３５】
別の処理法として、多層サンドイッチ構造物を、ドラムから除去し、「エアー」ミリング（火災又は爆発を防止するために不活性ガスを使用しなければならない）に付するか、又は小粒度とした後この材料を２工程溶媒プロセスで処理することができる。まず、少量の溶媒を使用して、剥離コート層を溶解する際に膨潤プロセスを開始する。次に、異なる第二溶媒を仕上げ溶媒として添加して、剥離コート溶解プロセスを完了し、且つ最終インク又はコーティングとの適合性を高める。このプロセスでは、続いての遠心分離工程及び均一化工程をおこなわない。
【００３６】
図２の真空チャンバー３０装置を利用するための別の実施態様によれば、保護コーティング源４６及び５０を省略し、このプロセスを使用して図６に示す単層フレーク３４を製造できる。この場合、多層サンドイッチ３８構造物を形成するためのドラム３６上の層の積層は、図３において６４で示したように、一連の剥離−金属−剥離−金属−剥離等の層とする。代わりに、単層フレークは、上記したような無機フレーク材料又はガラスフレーク材料の層からなるようにすることもできる。
【００３７】
数多くの異なる材料、及び材料のスタックを、可溶性剥離層と交互に配置して構成することができる（この場合、剥離材料を可溶化することにより、材料を互いに分離できる）。このような構成の例として、（１）剥離／金属／剥離；（２）剥離／保護層／金属／保護層／剥離；（３）剥離／非金属層/剥離；（４）剥離／多方向反射増強スタック／剥離があげられる。
【００３８】
図８及び図９は、図６又は図７に示すフレークの別の製造方法を示す。図８に示す実施態様によれば、プロセス用装置は、蒸着チャンバー６６を含む。蒸着チャンバー６６には、冷却された回転ドラム６８及び可撓性不溶性ポリエステルキャリアフィルム７０が入っている。可撓性不溶性ポリエステルキャリアフィルム７０は、第一リバーシブル巻取ステーション７２から、ドラム表面周囲のある長さ部分、そして第二リバーシブル巻取ステーション７３に延びている。ドラム上の包囲長さは、２つのアイドルローラー７４により制御される。また、この真空チャンバーは、標準真空ポンプ及び補助ターボポンプも備え、コーティング操作中、真空レベルを維持するようにしている。ドラムが回転すると、ポリエステルフィルムが第一剥離コート源７６、第一保護コーティング源７８、金属化源８０、第二保護コーティング源８２及び第二剥離コート源８４をこの順番で通過する。したがって、図８において、ドラムが反時計回り方向に回転すると、ポリエステルキャリアの全長が、ステーション７２から巻出され、源７６、７８、８０、８２及び８４から順番にコーティングプロセスを通過した後、ステーション７３に巻き取られる。次に、ポリエステルキャリアは、ウエブの経路を逆にして巻出され、第二剥離コーティング源８４を不活動とした後、第一の工程を反復し（但し、逆（時計回り）方向で）して源８２、８０、７８及び７６からこの順番でコーティングを適用する。次に、ＰＥＴコーテッドフィルム全体を、ステーション７２に巻取り、次に一連の工程を反復して、図４の多層サンドイッチ３８構造物（及び図７の得られたコーテッド金属フレーク３２）を製造するのに使用されるのと同じ順番でフィルム上に層を積層する。
【００３９】
別法として、図６の単層金属フレーク又はガラスフレークを製造しようとする場合、保護コーティング源７８及び８２を不活動とすることにより、図３に示す多層サンドイッチ６４構造物をポリエステルキャリア７０の上に積層する。
【００４０】
図９は、ポリエステルフィルム上に積層された多層コーティングサンドイッチ８６構造物の処理を示す。この処理では、多層コーティングサンドイッチ８６構造物を、真空チャンバー６６から除去し、８８で有機溶媒剥離プロセスに付してサンドイッチ材料をＰＥＴから除去する。次に、溶媒を、遠心分離して濃縮フレークのケーキ９０を得て、後で９２で粒度調整（均一化）に付する。
【００４１】
上に多層サンドイッチ材料を蒸着できる好適なキャリアは、薄層の蒸着物が確実に平滑且つ平坦に形成できるようなものでなければならない。ポリエステルフィルム、又は高引っ張り強度及び高温耐性を有する他の高分子フィルムを、金属ドラム、ベルト又はプレート（ステンレス鋼又はクロムメッキしたものでよい）とともに使用できる。
【００４２】
本発明の一実施態様によれば、多層サンドイッチ材料において積層されるフレーク層の後での分離を容易にする目的で、高分子剥離コートを適用する。従来技術のように、ポリマー／金属蒸着プロセスにおいて、架橋高分子層を、蒸着金属層間に接着して使用すると、後で金属化層を分離してフレークとしにくくなる。例えば、ＥＢ硬化により高分子層を重合すると、続いての高分子層の再溶解が防止され、したがって、アルミニウムフレーク層が容易に壊れない。本発明の方法によれば、真空蒸着チャンバーにおいて、真空下、介在高分子層を、蒸発させ、付着させる。高分子剥離材料は、好ましくは流動性低粘度の比較低い分子量の非常に清浄な熱可塑性ポリマー又はモノマーであり、コーティングプロセス中に発生する揮発物を実質的に含有しないものである。このような材料は、添加物、溶媒等を含む異なる高分子物質のブレンドではないことが好ましい。この高分子材料を、その溶融温度又はコーティング若しくは蒸着温度に加熱したとき、真空チャンバーにおける真空ポンプを連続的に操作しても、揮発物によって悪影響をうけることはない。この好ましい剥離コート材料により、交互に設けられた真空蒸着金属若しくはガラスフレーク又は多層フレーク層の間のコーティング間分離が向上する。剥離層は、好適な有機溶媒に溶解できるようにすることによりこの目的を達成できる。また、剥離材料は、金属化でき且つ回転ドラム上へのスタックの積層を可能にする十分な接着性があり、さらにはＥＢ蒸着可能であることを必要とする。望ましい剥離コート材料は、ドラム又は他のキャリア上の熱の発生に耐えて流動しないような、十分に高い分子量又は耐溶融性を有する必要がある。熱の発生は、剥離層上に蒸着した金属からだけでなく、チャンバー内の蒸着源の操作にも由来する。剥離コートが流動しないことにより、金属を蒸着した剥離コート表面が平滑なままであるので、高輝度のフレークを確実に製造することができる。また、剥離材料は、ＥＢ蒸着の熱にも耐えるものでなければならない。また、剥離材料は、チャンバーにおいて維持されている真空圧に悪影響、すなわち、チャンバーが真空でなくなってしまう、ある種の低分子量材料等であってはならない。チャンバーにおいて最小操作真空レベルを維持することは、真空を解くことなく製造速度を維持するのに必要である。続いての剥離及び有機溶媒による処理の間に、剥離コート材料の実質的に全てが、フレークから除去される。しかしながら、一部の少量の剥離コート材料が、フレーク層を破壊して粒子状にした後にフレーク上に残存していることがあるとしても、この系では、剥離コートに由来する多少の残留物があっても問題はなく、特にフレークを続いて適合するアクリルインク若しくは塗料又はコーティング系に使用する場合には問題がない。
【００４３】
図２の実施態様において、回転ドラムに直接コーティングを適用することにより多層サンドイッチ構造を形成されるが、これは、ＰＥＴキャリアにコーティングするプロセスよりは製造コストが低いので望ましいプロセスである。各このようなサイクルでは、真空の開放、真空チャンバーの外でのさらなる処理のためにサンドイッチ層を取り出すこと、及び再び真空とすることがおこなわれる。層を積層する際のプロセスを実施する速度は、約５００〜２０００フィート／分の範囲で異なることができる。真空中で金属化のみをおこなう場合には、もっと高速で操作できる。
【００４４】
単層フレークを製造する実施態様では、フレークは、高アスペクト比を有することができる。これは、部分的には、金属化フレークから、介在する剥離コート層をきれいに除去できることによる。金属層間に熱硬化又は架橋高分子層が接着した状態では、層を容易に分離することができず且つ得られたフレークは低アスペクト比を有する。一実施態様によれば、本発明の方法により、厚さ約５〜５００オングストローム、粒度約４〜１２ミクロンである、単層反射性アルミニウムフレークを製造できる。
【００４５】
剥離コート材料は、非常に薄い層(好ましくは、コーテッド層については約０．１〜約０．２ミクロン、ＥＢ蒸着層については約１００〜４００オングストローム)で適用される。
【００４６】
金属フレークを、保護高分子フィルム層とは反対の面にコーティングする実施態様では、厚さ約１５０オングストローム以下の保護コーティング層を適用する。好ましい保護コーティング材料は、二酸化ケイ素又は一酸化ケイ素及び場合により酸化アルミニウムである。他の保護コーティングとして、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化インジウム錫、酸化インジウム、フッ化カルシウム、酸化チタン及びフッ化ナトリウムアルミニウムをあげることができる。好ましい保護コーティングは、フレークが最後に使用されるインク又はコーティング系と適合するものである。金属フレーク上に保護コーティングを使用すると、最終フレーク製品のアスペクト比が減少するけれども、この多層フレークのアスペクト比は、まだ従来のフレークよりも大きい。しかしながら、このようなフレークは、単層フレークよりも剛性があり、透明ガラス状コーテッド金属フレークにより付与されるこの剛性により、場合によっては、コーテッドフレークが、流動床化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスにおいてある種の光学的又は機能性コーティングをフレークに直接適用するのに有用となることがある。ＯＶＤコーティングは、一例である。ＣＶＤコーティングをフレークに付加して、フレークが他の化学薬品や水により攻撃されることを防止できる。また、金又は酸化鉄をコーティングしたフレーク等の着色フレークを製造することもできる。コーテッドフレークの他の用途に、金属フレークを外保護コートでカプセル化した耐湿性フレーク、及びカプセル化外コートが、金属フレークからのアーキングを阻止するマイクロ波活性用途がある。また、フレークは、静電コーティングに使用することもできる。
【００４７】
別の実施態様によれば、剥離コート層が、例えば、ＵＶ又はＥＢ硬化により固体に架橋したアクリルモノマー等のある種の架橋樹脂状材料を含むことができる。この場合、多層サンドイッチ構造物は、ドラムから除去されるか、又はキャリア上に積層されたままで、例えば、架橋物質から形成された化学結合を破壊することにより、剥離コート層を解重合するある種の材料で処理する。この方法により、蒸着及びＥＢ又はプラズマ法による硬化を利用した通常の装置を使用できる。
【００４８】
本発明の方法によれば、反射性フレークを高生産速度及び低コストで製造できる。本発明により製造された未コーテッドフレークは、高アスペクト比を有することができる。アスペクト比を粒度の厚さに対する比として定義した場合、平均フレークサイズは、約６ミクロン×２００オングストローム（１ミクロン＝１０，０００オングストローム）であり、アスペクト比は、６０，０００／２００、すなわち、約３００：１である。この高アスペクト比は、上記したＭｅｔａｌｕｒｅフレークに匹敵する。フレークが両面に保護層をコーティングする実施態様の場合、これらのフレークのアスペクト比は、約６０，０００／６００、すなわち、約１００：１である。
【００４９】
本発明の方法により、エンボスフレークを製造することもできる。この場合、キャリア又は蒸着表面（ドラム又はポリエステルキャリア）を、ハログラフィック又は回折格子パターン等にエンボスできる。第一剥離層は、このパターンを複製し、続いての金属又は他の層及び介在する剥離層が、同様のパターンを複製する。スタックを剥離し、破壊してエンボスフレークとすることができる。
【００５０】
本発明により製造されたフレーク製品の生産速度をあげる一つの方法では、エアーロックにより分離した３つの並列真空チャンバーを利用する。中央のチャンバーは、ドラム、及びフレーク材料の層及び剥離コートをドラムに適用するために必要な蒸着装置を含む。蒸着サイクルが完了したら、ドラム及びコーティングを、エアーロックを通って、蒸着チャンバーから下流の真空チャンバーに移して、両方のチャンバーにおける真空を維持する。次に、中央のチャンバーを密封する。次に、上流のチャンバーに入っているドラムを中央のチャンバーに移動してさらなる蒸着をおこなう。ドラムを、エアーロックを通って移動させて、両方のチャンバーの真空を維持する。次に、中央のチャンバーを密封する。下流のチャンバーにおけるコーテッドドラムを取り出し、その蒸着した層を剥離し、清浄にし、上流のチャンバーに再配置する。この方法により、中央の真空チャンバーにおいて、その真空を解くことなく、連続してコーティングをおこなうことができる。
【実施例】
【００５１】
例１
以下の多層構成をおこなった：剥離層／金属／剥離層。剥離層は、Ｄｏｗ  ６８５Ｄ押出グレードスチレン樹脂であり、金属層は、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２からのアルミニウムであった。
【００５２】
この構成を、５０回反復した。すなわち、アルミニウム層とスチレン剥離コート層の形成を交互に反復した。
【００５３】
剥離層に使用されるスチレンは、以下のようにしてコンディショニングした：スチレンペレットを、真空オーブン中、２１０℃で１６時間溶融し、コンディショニングした後、取り出してデシケーターで冷却した。アルミニウム箔をライニングした黒鉛るつぼを使用してこの材料を保持した。このるつぼを、銅をライニングしたＡｒｃｏ  Ｔｅｍｉｓｃａｌ単一ポケット電子ビーム銃ハースに入れた。アルミニウムペレットを、銅をライニングしたＡｒｃｏ  Ｔｅｍｉｓｃａｌ４ポケット電子ビーム銃ハースに溶融して入れた。
【００５４】
電子ビーム銃は、１５ＫＶ  Ａｒｃｏ  Ｔｅｍｉｓｃａｌ  ３２００ロードロックシステムの一部であった。ＳＫＣ社製２ミルＰＥＴフィルムを、３個の直径１７インチの円形に切断し、真空チャンバーに位置させた直径１７インチのステンレス鋼プラネタリーディスクに取り付けた。チャンバーを閉め、１０ミクロンまで粗引きした後、真空５ｘ１０−７  Ｔｏｒｒまでクライオポンピングした。
【００５５】
剥離材料及び金属材料を、蒸着して交互の層を形成した。剥離層を、まずＩｎｆｉｃｏｎ  ＩＣ／５蒸着コントローラーにより測定した厚さ２００オングストロームに蒸着した。剥離層の後に、これも上記ＩＣ／５蒸着コントローラーにより測定した厚さ１６０オングストロームに金属層を蒸着した。アルミニウム層用のコントローラーを、緑色フィルターを備えたＭａｃＢｅｔｈ  ＴＲ９２７透過型濃度計により校正した。上記したように、この構成を、５０回反復した。蒸着したアルミニウム層は、マクベス濃度計で測定したとき光学濃度１．８〜２．８の良好な厚さを有していた。この値は、光透過読み取りで求めた金属フィルムの不透明度の指標である。
【００５６】
蒸着が完了したとき、チャンバーを窒素で周囲圧力にベントし、ＰＥＴディスクを取り出した。このディスクを酢酸エチルで洗浄後、ＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ４５を用いて均一化して粒度を３×２ミクロンとし、２０倍対物レンズを用いたＩｍａｇｅプロプラスイメージアナライザーにより測定し、４００個の粒子を一組として平均した。
【００５７】
次に、分散体をインク状とし、Ｌｅｎｅｔｔａカード上にドローダウンして、ＡＣＳ分光光度計試験に附した。この試験で、フレーク輝度を測定する。約６８を超えるＡＣＳ値は、その特定の生成物について望ましいと考えられる。ＡＣＳ読み取り値は、Ｍｅｔａｌｕｒｅ対照については６９．９８であり、バッチについては７０．５６であった。インクを、透明ポリエステル上にドローダウンした。濃度読み取り値は、バッチについては０．９４であり、Ｍｅｔａｌｕｒｅ対照については０．６５であった。読み取りは、緑色フィルターを用いたマクベス濃度計でおこなった。
【００５８】
例２
以下の多層構成をおこなった：剥離層／保護コート／金属／保護コート／剥離層。
【００５９】
３種の別個の構成を以下のようにおこなった：
【００６０】
構成１
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃ酸化ケイ素Ｓ−１０６５
ＭＥＴ          Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃ酸化ケイ素Ｓ−１０６５
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００６１】
構成２
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃ酸化アルミニウムＡ−１２３０
ＭＥＴ          Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃ酸化アルミニウムＡ−１２３０
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００６２】
構成３
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃフッ化マグネシウムＭ−２０１０
ＭＥＴ          Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２
ＰＲＯＴ        Ｃｅｒａｃフッ化マグネシウムＭ−２０１０
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００６３】
例１と同様の方法により、構成を１０回反復し、保護コーティングをほどこしたフレークとして評価した。すなわち、この試験では、真空チャンバー内で操作される蒸着源から剥離層及びフレーク層を蒸着しながら、フレーク層を連続的（真空を中断することなく）に積層して、溶解性剥離材料の介在層の間に真空チャンバー内のキャリア上にフレーク材料の層を積層した後、剥離し、粒度調整することにより、光学的有用性を有する多層フレークを製造できたことがわかった。
【００６４】
例３
以下の多層構成を、おこなった：
【００６５】
構成１
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
ＮＯＮＭＥＴ    酸化ケイ素Ｓ−１０６５
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００６６】
構成２
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
スタック        二酸化チタンＣｅｒａｃ  Ｔ−２０５１
スタック        酸化ケイ素Ｃｅｒａｃ  Ｓ−１０６５＋酸素
ＭＥＴ          Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２
スタック        酸化ケイ素Ｃｅｒａｃ  Ｓ−１０６５＋酸素
スタック        二酸化チタンＣｅｒａｃ  Ｔ−２０５１
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００６７】
この構成を、例１と同様の方法により、１０回反復した。この試験では、蒸着法により、真空チャンバーにおいて、剥離コート層を介在させ、それらの間に光学スタックのビルドアップ層を形成後、剥離及び粒度調整してインク及びコーティング等の用途を有するフレークが得られることがわかった。
【００６８】
例４
以下の構成が、装飾フレーク用に可能な構成である：
【００６９】
構成１
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
スタック        酸化鉄Ｃｅｒａｃ  Ｉ−１０７４
スタック        酸化ケイ素Ｃｅｒａｃ  Ｓ−１０６５＋酸素
スタック        酸化鉄Ｃｅｒａｃ  Ｉ−１０７４
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００７０】
構成２
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
スタック        酸化鉄Ｃｅｒａｃ  Ｉ−１０７４
スタック        酸化ケイ素Ｃｅｒａｃ  Ｓ−１０６５＋酸素
ＭＥＴ          アルミニウムＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社９０１０１Ｅ−ＡＬ０００−３００２
スタック        酸化ケイ素Ｃｅｒａｃ  Ｓ−１０６５＋酸素
スタック        酸化鉄Ｃｅｒａｃ  Ｉ−１０７４
ＲＥＬ          Ｄｏｗ  ６８５Ｄ
【００７１】
また、これらの構成は、ゴニオ色シフトに使用することもできる。
【００７２】
例５
高分子剥離コート層を、ＥＢ源を用いて真空チャンバー内で蒸着し、そして蒸着アルミニウム層でコーティングした。
【００７３】
以下の構成を、おこなった：
【００７４】
構成１
Ｄｏｗ  ６８５Ｄスチレン樹脂を、オーブン中、２１０℃で１６時間コンディショニングした。この材料を、ポリエステル上に２００〜４００オングストロームの厚さにＥＢ蒸着し、濃度２．１〜２．８の一層のアルミニウム層により金属化した。
【００７５】
構成２
Ｇｏｏｄｙｅａｒ社製Ｐｉｏｌｉｔｅ  ＡＣスチレン／アクリレートを、１９０℃で１６時間コンディショニングした。この材料を、ポリエステル上に３０５オングストロームのコート重量にＥＢ蒸着し、濃度２．６の一層のアルミニウム層により金属化した。
【００７６】
構成３
Ｄｉａｎｏｌ  Ａｍｅｒｉｃａ社製ＢＲ−８０アクリルコポリマーを、１３０℃で１６時間コンディショニングした。この材料を、ポリエステル上に３０５オングストロームの厚さにＥＢ蒸着し、濃度２．６の一層のアルミニウム層により金属化した。
【００７７】
構成４
Ｄｏｗ  ６８５Ｄスチレン樹脂を、２１０℃で１６時間コンディショニングした。この材料を、ポリエステル上に２００オングストロームの厚さにＥＢ蒸着し、濃度２．３の一層のアルミニウム層により金属化した。これを、反復して、アルミニウム層の１０層のスタックをこれらの層の間に剥離コート層を介在させて形成した。
【００７８】
これらの層状材料を、酢酸エチル溶媒を用いてＰＥＴキャリアから剥離し、Ｔ８ラブホモジナイザーで粒度調整した。得られたフレークは、光学的性質がＭｅｔａｌｕｒｅフレークに類似しており、類似の輝度、粒度、不透明度及びアスペクト比を有していた。
【００７９】
構成１と類似の構成を有するさらなる試験において、光学濃度２．３までアルミニウム金属化したものを、アセトンによりＰＥＴキャリアから剥離し、破砕してフレークとした。この試験では、剥離コート厚さの変化の影響を観察した。これらの結果から、ＥＢ蒸着剥離コートの厚さが約２００〜約４００オングストロームの範囲の場合、最良の剥離性が得られた。
【００８０】
例６
いくつかの試験を実施して、本発明に有用である種々の高分子剥離コート材料を決定した。Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｂｅｌｌ  Ｊａｒ試験を実施して、ＥＢ蒸着できるポリマーを決定した。メチルメタクリレート（ＩＣＩ製Ｅｌｖａｃｉｔｅ２０１０）及びＵＶ硬化モノマー（Ａｌｌｉｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ製３９０５３−２３−４）が、良好な結果を示した。ブチルメタクリレート（Ｅｌｖａｃｉｔｅ２０４４）（ＥＢにおける真空で損失）、セルロース（２８０°Ｆで黒化）及びポリスチレンゴム（炭化）の結果は、よくなかった。
【００８１】
例７
例１に記載の試験から、Ｄｏｗ  ６８５Ｄスチレンポリマーから形成した剥離コートにより、使用可能なフレーク製品が得られることがわかった。Ｄｏｗ  ６８５Ｄスチレン樹脂剥離コートを用いていくつかの他の試験を、以下のようにしておこなった：
【００８２】
（１）１９０℃でコンディショニングし、１，０００オングストロームの厚さにコーティングし、アルミニウムで金属化した。樹脂フィルムの厚さがおおきすぎると、金属化層が曇ったものとなった。
【００８３】
（２）オーブンでのコンディショニングをおこなわなかった。スチレンビーズのＥＢ溶融しようとしたとき、電子線によりビーズがるつぼにおいて移動した。
【００８４】
（３）２１０℃でコンディショニングし、７５〜１５０オングストロームの厚さにコーティングした後、金属化した。アルミニウムの剥離がよくないか、全く剥離しなかった。
【００８５】
（４）２１０℃でコンディショニングし、６００オングストロームの厚さにコーティングし、濃度１．９の一層のアルミニウム層で金属化した。アルミニウムがゆっくりと剥離し、カールしたフレークが得られた。
【００８６】
本発明により、厚さが単層の場合約５〜約５００オングストローム、多層の場合約１０〜２０００オングストローム、平均外形寸法約０．０１〜１５０マイクロメートルの単層又は多層材料の薄装飾及び機能性小板を製造できる。本発明の方法により製造されるフレーク又は粒子は、上記した低オングストローム範囲の厚さで製造できる有用なフレーク材料であることから、オングストロームスケール粒子と称される。本発明により製造された一部の粒子は、ナノスケール粒子として特徴付けられることができる。よく知られているように、１０オングストロームは１ナノメートル（ｎｍ）に等しく、ナノスケール範囲は、一般的に１〜１００ｎｍである。したがって、本発明のオングストロームスケール粒子（厚さ及び／又は粒度）の一部は、ナノスケール範囲内にある。
【００８７】
これらの粒子は、それら自身によるか、他の活性材料をコーティングすることにより、機能性プラットホームとして使用できる。これらは、他の材料に含有させたり、他の材料上にコーティングすることができる。上記したように、単層又は多層小板が高分子剥離層と交互となるように材料又は材料層を蒸着することにより、これらが製造される。これらの層サンドイッチのための支持システムは、プレート、フィルム、ベルト又はドラムであることができる。機能材料はＰＶＤ（物理的蒸着法）により適用でき、剥離層は、ＰＶＤにより適用できる。
【００８８】
剥離層を介在させたサンドイッチ層が形成されたら、材料は支持システムから除去でき、機能層は、剥離層から分離できる。これは、適当な溶媒又は超臨界的流体を用いて、極低温でおこなうことができる。得られた材料を、粉砕、均一化、ソノレーティング又は高圧衝突により、小板状にし且つサイズ調整する。
【００８９】
遠心分離又は濾過により、ケーキ、スラリー又は乾燥材料が得られる。他の活性材料を、ＣＶＤにより粒子に付加させたり、シラン等の物質と反応させて密着性を高めることができる。次に、材料を、所望の材料、例えば、塗料、コーティング、インク、ポリマー、固形物、溶液、フィルム、布又はゲルに含有させるか、又は塗布して機能性用途に用いることができる。
【００９０】
本発明の種々のオングストロームスケールフレーク構成には、（１）アルミニウム、金属合金及び他の金属(以下で説明する)単層フレーク；（２）単層誘電体、無機又は架橋ポリマーフレーク；（３）多層無機物；（４）光学スタック；（５）無機又は有機／金属／無機又は有機多層フレーク；（６）金属/無機/金属フレーク；及び（７）ＣＶＤ又は化学反応表面コーテッドフレークなどがある。
【００９１】
これらのナノスケール及び高アスペクト比粒子の用途を、以下に示す。
【００９２】
光学的美観用途
高アスペクト比材料により、明金属効果だけでなく彩色効果も得ることができる。これらの材料を製造するのに、金属、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、銅、クロム又は合金及び金属の組み合わせ、例えば、アルミニウム銅、銅亜鉛銀、クロムニッケル銀、窒化チタン、窒化チタンジルコニウム及び窒化ジルコニウムを使用することができる。金属と誘電材料のサンドイッチにより、種々の色及び効果を得ることができる。不活性材料を外側層として使用して、内層を酸化及び腐食から保護することができる。ある種のサンドイッチの例として、ＳｉＯ／Ａｌ／ＳｉＯ、ＭｇＦ／Ａｌ／ＭｇＦ、Ａｌ／ＳｉＯ／Ａｌ、Ａｌ／ＭｇＦ／Ａｌがあげられるが、数多くの他の組み合わせも可能である。金属又は金属酸化物のフレークを、顔料様色をが得られる有機材料と無機材料の両方を結合させるためのベースとして使用できる。
【００９３】
光学的機能性用途
ナノスケール及び高アスペクト比粒子は、光学的性質を利用する数多くの用途に使用できる。酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム錫、酸化インジウムの粒子をコーティング及びポリマーに含有させてＵＶ光及びＩＲ光を反射、散乱又は吸収することができる。また、リン光性材料及び蛍光性材料を使用して他の重要な効果を生じさせることができる。
【００９４】
機械的用途
これらの粒子を、材料の表面に含有させるか、材料の表面に適用してそれらの性質を高めることができる。一酸化ケイ素、二酸化アルミニウム、二酸化チタン及び他の誘電体の粒子を、材料に含有させて性質、例えば、難燃性、寸法安定性、耐磨耗性及び耐摩擦性、水蒸気透過性、化学耐性及び剛さを向上できる。
【００９５】
化学的用途
活性材料を、これらの粒子の表面に適用して小さな高表面積とし、化学プロセスに導入できる。これらの高表面積粒子は、触媒に理想的である。これらは、活性コーティングを支持するようにした活性材料又はフレークの小板であることができる。活性材料としては、例えば、白金、パラジウム、酸化亜鉛、二酸化チタン及び一酸化珪素がある。金属(リチウム)ドープ材料から製造したフレークは、バッテリーに使用できる。
【００９６】
電気的用途
種々の材料の粒子を単層及び多層の両方として含有させることにより導電性、静電容量、ＥＭＩ及びＲＦＩを生じさせることにより、電気的性質を種々の材料及びコーティングに付与できる。マイクロ波及びレーダーエネルギーの吸収、透過及び反射は、金属粒子のコーティング若しくは含有又は金属誘電体サンドイッチにより変更できる。ホウ化マグネシウム等の超伝導材料も、オングストロームスケール粒子とすることができる。
【００９７】
生物学的用途
これらの薄小板上に抗カビ又は抗菌コーティングを設けた後、これらをインク及びコーティングに含有させることにより、活性剤を、効果的に表面に移動させることができる。
【００９８】
ナノ粒子用途
ナノ粒子は、フレーク材料を離散粒子として蒸着することにより製造できる。産業界においては、核形成及び膜成長は、高品質ＰＶＤコーティングの形成に重要な役割を果たすことは、周知である。初期蒸着中、核が形成し、蒸着が持続するにつれてサイズ及び数が増加する。このプロセスが継続するにつれて、これらの島がチャネルにおいて互いに接合しはじめ、後に充填して最終的な連続フィルムを形成する。ナノ粒子を製造するために、コーティングプロセスは、次の剥離材料層が適用される前に島ステージに到達するだけである。これにより、以下で説明する多層構成において剥離層の間に小粒子がトラップされる。これらは、後で適切な溶媒で剥離材料を溶解することにより遊離できる。
【００９９】
ナノスケール粒子を製造する別の方法では、５０オングストローム未満のフレーク材料を製造した後、二次操作で粒子直径を減少させる。
【０１００】
コーティングにおけるフレーク材料の使用
フレーク材料を、以下の手順で上記用途に使用するためのコーティングに入れた。
【０１０１】
種々の材料組成物を、フレーク状とした。次に、フレークを、表面積基準で、ビヒクルに含有させた。
【０１０２】
ビヒクル組成物：
トルエン                  ２８部
イソプロパノール          ２８部
メチルエチルケトン        ２８部
Ｅｌｖａｃｉｔｅ２０４２  １６部
【０１０３】
この例に用いたフレークの実重量は、化学化合物の厚さ及び密度により誘導した。この誘導を使用して化学化合物の効果を検討した。フレークは、アセトンに添加して調製したスラリーの形態で供給した。この方法における第一工程は、固形分重量％を測定することであった。固形分を測定後、スラリー材料の使用量を、以下の表により決定できる。
【０１０４】
【表１】
2005510629.tif 000003
【０１０５】
フレークを、適切な重量でビヒクルに混合した。次に、スラリーを、厚さ０．００２インチの光沢ポリエステルフィルム上にコーティングして最終コーティング厚さ２．６〜３．０ｇ／ｍ2とした。このコーティングを乾燥した後、２つの方法で試験した。
【０１０６】
熱線反射性の評価方法：
作製したコーティングを、熱及び圧力を用いて、ＥＦ１８９３６Ｌを装飾した硬質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートの表面に転写した。ポリエステルフィルムを、転写後に除去した。ブランク（フレークなしのビヒクル）及び試験フレークを用いて、３インチ×３インチパネルを作製した。次に、これらのパネルを、ＰＶＣ建築製品における発熱性を予測するために、ＡＳＴＭ  Ｄ４８０９−８９法を用いて評価した。結果を、ブランクと試験フレークパネルの両方について報告した。
【０１０７】
ＵＶ遮断性の評価方法：
以下の材料からなるフィルムを硬質ＰＶＣシートに適用することにより、ベース試験シートを作製した。
カラーコート      Ｉ８０１２６      ビヒクル                          ５９．５部
Ｉ８０１６１      白色分散液                        ２７．０部
Ｉ８９８０        イソインドリノン黄色分散液          ５．４部
ＭＥＫ            メチルエチルケトン                  ８．１部
２〜１３７ＨＫ印刷版を用いて、０．００２ミル光沢ポリエステルに適用
サイズ    Ｌ５６５３７
１〜１３７ＨＫ印刷版を用いて、カラーコート後に適用
【０１０８】
ブランクとスラリーを、上記した方法と同様にポリエステル上に調製し、上記したパネルに転写する。ブランクと試験フレークパネルの両方を、Ｄｅｗ  ＣｙｃｌｅプロトコールによりセットアップしたＳｕｎｓｈｉｎｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ａｒｃ（Ａｔｌａｓ）ウエザオメータに配置する。初期光沢及び色の読み取りをおこない、動作時間５００時間ごとに記録する。
【０１０９】
多層粒子剥離層は、ＰＶＤプロセスで蒸着した通常の有機溶媒系ポリマーから作製できる。多数の異なる材料、例えば、ポリマー、オリゴマー及びモノマーを用いることができる。これらの材料は、電子線、スパッタリング、誘導及び抵抗加熱により蒸発できる。
【０１１０】
このプロセスにおいてバルクポリマーを用いる場合の困難の一つは、有害作用を有する高温に長時間暴露することなく蒸発システムにポリマーを効果的に供給することである。別の困難は、ポリマーを蒸発させ、ポリマー蒸気を支持システムに、真空システムを汚染せず又は真空を劣化させずに、導くことである。
【０１１１】
いくつかの手法が、ポリマーの供給についてのこれらの問題を克服することができる。一つの手法は、ポリマーをキャリア材料、例えば、金属製又は蒸発温度に耐えることができる材料からなるワイヤー又はリボン上にコーティングすることである。次に、このコーティングした材料を、ポリマー蒸気ダイに供給し、そこで、加熱されて、ポリマーを蒸発させ、蒸気を、支持システムに導く。別の手法は、ポリマーを溶融し、その粘度を減少させた後、この材料を、ポリマー蒸発ダイに押出しするか、ポンプにより供給する。ギヤポンプ、押出機又はキャピラリー押出システム（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｒｅｈｏｍｅｔｅｒ）、例えば、ポリマー蒸気ダイにより、適切な温度に加熱された蒸発面が得られる。次に、ダイにより、蒸気を支持システムに導く。冷却面を設けて散在するポリマー蒸気を凝縮し、ポリマーダイ支持システム領域を出て、区別してこの領域もポンピングする必要がある。
【０１１２】
ベルジャープロセス
図１０において、真空化できるベルジャー１００は、ヒーターブロック１０２をベルジャーの床上に設置して変更してなる。ブロックは、所望の試料を保持するように造形したキャビティー１０６を有する加熱したポリマー蒸気チャンバー１０４を備えている。アルミニウム箔製るつぼ１０８を、ブロックに嵌合わせ、所望材料約０．３ｇを、るつぼに入れる。このるつぼを、次にヒーターブロックに入れる。
【０１１３】
ヒーターブロックの上に、蒸着ゲージ１０９を、ブロックの頂部から１インチのところに位置する。ブロックを加熱すると、このゲージにより、材料の蒸着量を測定する（単位：オングストローム／秒（Å／秒））。
【０１１４】
蒸着ゲージの上に、ポリエステルシート１１０を、２つのポスト（図示せず）の間に固定する。ブロックから蒸発した材料を、このフィルムの上に蒸着させる。別の工程で、このフィルムを金属化する。
【０１１５】
試料、蒸着ゲージ及びポリエステルフィルムを所定の位置としたら、ベルジャーを閉じ、真空サイクルを開始する。システムを、２×１０-5トール〜６×１０-5トールの圧力まで排気し、試験を、開始できる状態とする。
【０１１６】
ヒーターブロックは、ほぼ室温で開始する。所望の真空に達成したら、ブロックのパワーをオンとする。ブロックは、２０分間隔で６５０℃に上昇するように設定してある。測定を、毎分おこなう。時間、現在のブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、毎分記録する。蒸着ゲージクリスタルが機能しなくなったとき、又は材料の全てが蒸発し、蒸着ゲージ読み取り値がゼロになったときに、試験を終了する。
【０１１７】
試験の終わりに、ベルジャーを、大気開放する。ポリエステルを、取り出し、金属化のためにとっておき、使用済るつぼを廃棄する。次に、データを、図に記して、全ての他の材料実験と比較する。
【０１１８】
ベルジャーポリマー試験
ベルジャー金属化器において、異なるポリマーについていくつかの実験をおこなった。全ての実験について、「ベルジャー法」に記載の手順に準じた。各実験について、試験時間、温度、蒸着ゲージ読み取り値及び真空圧を、記録した。これらのデータから、どの材料が、真空に対してより大きな影響を及ぼすか、及びどの材料が蒸着速度が最も大きいかについてを求めることができる。蒸着速度が大きいほど、最終的な製造サイズの装置はより高速で運転できることを意味する。しかしながら、真空圧に対する影響が大きい材料ほど、クリーンアップを生じ、長時間の運転後に、ポンプダウンの問題を生じる可能性がある。
【０１１９】
試験１、２、６及び７を、Ｄｏｗ  ６８５Ｄポリスチレンを用いておこなった。このポリマーの報告分子量は、約３００，０００であった。４回の試験では、全て結果が類似していた。蒸着速度は、温度が約５５０℃に到達するまで、１０オングストローム／秒付近に保持した。この温度まで、真空に対しての影響が微小であった。圧力は、一般的に２×１０-5トール未満上昇した。５５０℃超では、蒸着速度が極めて大きく上昇し、圧力が、１．２×１０-4トール〜１．８×１０-4トールの範囲に上昇した。これは、まだ、真空圧に対しては最小の影響である。
【０１２０】
試験３は、分子量１９３，０００のイソブチルメタクリレートであるＥｌｖａｃｉｔｅ２０４５を用いておこなった。蒸着速度は、温度５００℃で２６．５オングストローム／秒と高速となった。この温度で、真空圧は、開始圧５．２×１０-5トールから３．６×１０-4トールに上昇した。
【０１２１】
第４試験では、分子量１４２，０００のｎ−ブチルメタクリレート材料であるＥｌｖａｃｉｔｅ２０４４を使用した。この２００４についての蒸着速度は、５００℃でピーク値３０オングストローム／秒に到達した。この温度で、蒸気圧は、２．０×１０-4トールに到達した。
【０１２２】
試験５及び試験１９は、コポリマー材料であるＥｎｄｅｘ１６０を用いておこなった。Ｅｎｄｅｘ１６０は、４１３℃でその最大蒸着速度である１１オングストローム／秒に到達した。蒸着は、真空にはほとんど影響がなく、最後に、１．０×１０-6トールだけ上昇して最終読み取り値４．４×１０-5トールとなっただけであった。
【０１２３】
試験８は、分子量３７，０００のメチルメタクリレート材料であるＥｌｖａｃｉｔｅ２００８を用いておこなった。最高蒸着速度は、６３０℃で６７オングストローム／秒であった。最終真空圧は、１．０×１０-4トールに上昇した。
【０１２４】
試験９及び試験１０は、Ｐｉｃｃｏｌａｓｔｉｃ  Ｄ１２５を用いておこなった。この材料は、分子量５０，４００のスチレンポリマーである。蒸着速度は、５００℃で１０８オングストローム／秒に到達し、試験全体を通じて、真空への影響は最小限であった。
【０１２５】
試験１１及び試験１２は、Ｐｉｃｃｏｌａｓｔｉｃ  Ａ７５を用いておこなった。これは、別のスチレンモノマーであるが、分子量が１，３５０の低分子量であった。蒸着速度は、極めてはやい段階で上昇をはじめ、温度が４２０℃に到達したときに、最大７６０オングストローム／秒まで上昇した。両方の試験について、ここでも真空圧力に対する影響は極わずかであった。
【０１２６】
試験１３及び試験１４は、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ社製の分子量（ＭＷ）５０，０００のポリスチレン標準品を用いておこなった。これらの試料は、極めて狭い分子量分布を有している。これらの試験については、蒸着速度は、５６０℃の温度で２０５オングストローム／秒に到達した。この蒸着速度で、真空圧は、開始圧力に対して１．４×１０-5トール上昇して、６．２×１０-5トールとなった。
【０１２７】
試験１５及び試験１６は、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ社製の別のポリスチレン標準品を用いておこなったが、このものの分子量は、７５，０００であった。蒸着速度は、温度５９０℃で約３０オングストローム／秒に到達した。この温度で、真空圧は、かなり顕著に上昇し、３．０×１０-4トールとなった。
【０１２８】
試験１７は、分子量８６００の芳香族モノマーのコポリマーであるＥｎｄｅｘ１５５を用いておこなった。最大蒸着速度は、５３０℃で７８オングストローム／秒に到達した。この試験の終了時点で、真空圧は、１．０×１０-4トールに上昇した。
【０１２９】
試験１８は、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ社製の別のポリスチレン標準品を用いておこなった。この試料の分子量範囲は、８００〜５，０００であった。蒸着速度は、４９０℃で４８０オングストローム／秒と高かった。試験全体を通じて、真空圧への影響はほとんどなかった。
【０１３０】
試験２０は、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ社製のポリメチルメタクリレート標準品を用いておこなった。この試料の分子量は、２５，０００であった。最終蒸着速度は、６４５℃で５０オングストローム／秒に到達した。この条件で、真空圧は、１．０×１０-4トールに上昇した。
【０１３１】
試験２１は、硫黄が含有しないように処理したメチルメタクリレートポリマーであるＥｌｖａｃｉｔｅ２００９を用いておこなった。この材料の分子量は、８３，０００であった。温度５８０℃で、最終蒸着速度２６オングストローム／秒に到達した。真空圧は、初期読み取り値４．２×１０-5トールから、１．８×１０-4トールに上昇した。
【０１３２】
試験２２及び試験２６は、メチル／ｎ−ブチルメタクリレートコポリマーの処理品であるＥｌｖａｃｉｔｅ２６９７を用いておこなった。この材料の分子量は、６０，０００であった。Ｅｌｖａｃｉｔｅ２６９７の最終蒸着速度は、５８０℃で２０オングストローム／秒であった。真空圧は、試験の終了時点で１．０×１０-4トールに上昇した。
【０１３３】
試験２３は、メチルメタクリレートの処理品であるＥｌｖａｃｉｔｅ２０２１Ｃを用いておこなった。この材料の分子量は、１１９，０００であった。最終蒸着速度は、５９０℃で３０オングストローム／秒に到達した。この試験では、真空に対して顕著な影響があり、最終圧力が、４．４×１０-4トールであり、初期真空圧に対して一桁の増加であった。
【０１３４】
試験２４は、ポリケトンであるＬａｗｔｅｒ  Ｋ１７１７を用いておこなった。最大蒸着速度は、３００℃で３００オングストローム／秒であった。この温度で、真空圧は、７．０×１０-5トールに上昇した。試験の終了時点で、るつぼにかなりのすすが残っていた。このことは、材料の一部が、蒸発せずに実際に燃焼したことを示している。
【０１３５】
試験２５は、分散剤であるＳｏｌｓｐｅｒｓｅ２４０００を用いておこなった。この試料も、るつぼにすす状残留物が残り、試験中に燃焼があったことを示している。しかしながら、記録された蒸着速度は、３６０℃で１００オングストローム／秒であった。真空圧は、実験中、１．０×１０-5トールだけ上昇した。
【０１３６】
試験２７は、非処理メチル／ｎ−ブチルメタクリレートコポリマーであるＥｌｖａｃｉｔｅ２０１６を用いておこなった。この材料の分子量は、６１，０００であった。６３０℃で、蒸着速度は、１３５オングストローム／秒に到達した。この条件で、真空圧は、顕著に上昇し、３．０×１０-4トールに上昇した。
【０１３７】
試験２８は、分子量５０，０００のエチルメタクリレートポリマーであるＥｌｖａｃｉｔｅ２０４３を用いておこなった。６００℃で、蒸着速度は、９８オングストローム／秒であった。この条件で、真空圧は、１．０×１０-4トールであった。
【０１３８】
試験２９は、Ｋｒａｔｏｎ  Ｇ１７８０を用いておこなった。この材料は、スチレン７％とエチレン／プロピレンの多腕コポリマーである。蒸着速度は、６００℃の温度で高蒸着速度７０オングストローム／秒に到達した。最終真空圧は、８．２×１０-5トールまで上昇した。試験中、蒸着速度は、極めて一様に保持され、他の試験の全て、とりわけより高温での試験で一般的にみられる激しい変動はみられなかった。
【０１３９】
試験３０は、Ｋｒａｔｏｎ  Ｇ１７０１を用いておこなった。この材料は、スチレン３７％とエチレン／プロピレンの線状ジブロックポリマーである。最大蒸着速度は、５９５℃の温度で１０２オングストローム／秒であった。真空圧は、この最終条件で８．６×１０-5トールであった。
【０１４０】
試験３１は、Ｋｒａｔｏｎ  Ｇ１７０２を用いておこなった。この材料は、スチレン２８％とエチレン／プロピレンの線状ジブロックポリマーである。最終蒸着速度は、５８０℃で９１オングストローム／秒であった。真空圧は、この条件で８．０×１０-5トールに上昇した。
【０１４１】
試験３２は、Ｋｒａｔｏｎ  Ｇ１７３０Ｍを用いておこなった。この材料は、スチレン２２％とエチレン／プロピレンの線状ジブロックポリマーである。最終蒸着速度は、６１３℃で８０オングストローム／秒に到達した。真空圧は、この温度で８．０×１０-5トールであった。
【０１４２】
試験３３は、ウレタン変性ケトンアルデヒド系合成樹脂である１２０１Ｃｒｅａｎｏｖａを用いておこなった。この材料の蒸着速度は、５３５℃の温度で３８２オングストローム／秒に到達した。この温度で、真空への影響は最小限であった。
【０１４３】
試験３４は、Ｋｒａｔｏｎ  Ｇ１７５０Ｍを用いておこなった。この材料は、スチレン８％とエチレン／プロピレンの多腕コポリマーである。蒸着速度は、６２５℃で１７０オングストローム／秒に到達した。この条件で、真空圧は、９×１０-5トールに上昇した。
【０１４４】
これらの試験から、本発明者等は、以下の結論に到達した。これらの実験の最大値は、種々の樹脂が真空圧におよぼす影響を定量化することにより得られた。これらの試験から、分子量と真空への影響との間に相関があると思われた。材料の分子量が低いほど、蒸発した材料がシステムの真空圧におよぼす影響が小さい。温度と蒸着との間には相関があるとは思われない。
【０１４５】
ブロックを備えたドラムの手順
図１１及び図１２において、真空可能チャンバー１１２には、回転ドラム１１４、蒸着ゲージ１１６及びヒーターブロック１１８が入っている。ヒーターブロックは、ポリマー源１２４を有するるつぼ１２２を取り付けた加熱ポリマー蒸気チャンバー１２０を備えている。ドラム１１４は、表面で直径が約１フットであり、幅が６インチである。ドラムの最大回転速度は、２回転／分である。ヒーターブロックは、円筒形状であり、スロット１２６が一つの領域に刻み込まれている。スロットは、ブロックの中央を走るキャビティ１２８内に開放されている。ブロックは、３つの独立したヒーターを備えており、ブロックの温度を制御するのに使用できる。蒸着ゲージ１１６を、スロットの約１インチだけ前の位置に配置する。蒸着ゲージは、スロットを通過する材料の量（オングストローム／秒（Å／秒））を測定することができる。この実施態様では、真空チャンバーには電子ビーム銃１３０が示されているが、この手順では、ＥＢ銃は使用されない。この手順を使用して、ポリマーをスクリーニングしてそれらの蒸着能及び、したがって、高分子剥離コートとしての使用能を測定することができる。
【０１４６】
試料を作製するために、ヒーターブロックを開放でき、材料をキャビティに装填する。これをしたら、チャンバーを閉め、真空サイクルを開始する。チャンバーを、圧力が少なくとも６×１０-5トールとなるまで排気する。
【０１４７】
ブロックは、ほぼ室温で開始する。所望の真空に達したら、３つのヒーターのパワーをオンにする。これらのヒーターは、２０分間隔で所望の温度に上昇するように設定してある。測定値を、ほぼ６秒毎にコンピュータファイルに送る。時間、３つのゾーンにおけるブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、記録する。蒸着ゲージクリスタルが機能しなくなったとき、又は材料の全てが蒸発し、蒸着ゲージ読み取り値がゼロになったときに、試験を終了する。
【０１４８】
試験の終了時に、チャンバーを大気開放する。蒸着クリスタルを変更し、ブロックに次の試験のために新しい材料を装填する。
【０１４９】
ポリマーブロックにおけるポリスチレン試験
各試験にＤｏｗ  ６８５Ｄポリスチレンを用いて、６つの試験を別個におこなった。このポリスチレンの報告分子量は、約３００，０００である。これらの試験において、最大ブロック温度を変更するとともに、最終温度に到達するランプ時間を変更した。
【０１５０】
試験１において、ブロックは、ランプ時間１０分で３００℃に到達するようにプログラムされた。試験が進行するにつれて、ポリマーの蒸着速度は、極めて低く、５オングストローム／秒以下であった。この蒸着速度は、試験全体を通じて保持した。
【０１５１】
第二試験において、ブロックを、ランプ時間の設定なしで最終温度３２５℃に到達するようにプログラムした。コントローラーにより、温度を最大可能速度で増加するようにした。温度が到達したとき、蒸着速度は、約３０オングストローム／秒で水平となった。多少の変動はあったが、蒸着速度は、試験時間１５分で蒸着速度が顕著に低下しはじめるまで、一定のままであった。２０分間の試験の終了時点で、蒸着速度が、１５オングストローム／秒に低下した。この速度の減少は、ポリマーを供給しつくしたことによるとおもわれる。
【０１５２】
第三の試験において、ブロックを、ランプ時間１０分間で最大温度３５０℃に到達するように設定した。温度が到達したとき、蒸着速度は、約６オングストローム／秒であった。試験の進行につれて、蒸着速度が最終的に実験約１３分でピーク値１４オングストローム／秒に到達した。２０分間の試験の終了時に、蒸着速度は、約６オングストローム／秒まで低下した。ポリスチレンは、理論的には約３５０℃で解重合を開始する。実験での蒸着速度は、この温度で解重合だけでなく、蒸着ゲージで検知される蒸発を生じたので、もっと低かったかもしれない。
【０１５３】
試験４では、設定点温度を３７５℃とし、温度に対する傾斜は設定しなかった。蒸着速度は、約１０分間で３０〜３５オングストローム／秒に上昇したが、その値では安定していなかった。温度が３５０℃を通過したとき、蒸着速度が顕著に上昇し、不安定となった。蒸着速度は、規則的なパターンなしで、４０〜１２０オングストローム／秒変動した。試験時間１５分後、蒸着ゲージクリスタルが機能しなくなり、実験を停止した。３５０℃超で、ポリマーは、解重合するのに十分なエネルギーを吸収し、その時点から、極めて低分子量の物質を高速度で遊離する。この物質は、最初のポリスチレンのモノマー及びダイマーを含む。この低分子量最終物質は、ポリマーフィルムを形成するのに有用ではない。
【０１５４】
第五試験でも、最終温度を３７５℃としたが、今回はランプ時間を１０分間とした。蒸着速度は、最初は極めて一定であったが、ここでも３５０℃超で、蒸着速度が不安定となった。蒸着速度は、２０オングストローム／秒〜ピーク値１１０オングストローム／秒で変動した。試験は、約１８分で、ゲージクリスタルが機能しなくなり、終了した。
【０１５５】
最終試験は、３７５℃としたが、この際のランプ時間を２０分間とした。上記２つの試験と同じ挙動がみられた。３５０℃の温度まで、蒸着速度は、約２０オングストローム／秒でかなり安定していた。しかしながら、温度が３５０℃を超えて上昇すると、ここでも蒸着速度が不安定となった。蒸着速度は、３０〜１４０オングストローム／秒で変動し、ここでもクリスタルが機能しなくなり、実験を終了した。このときの実験時間は、２３分であった。
【０１５６】
これらの試験から、本発明者等は、以下の結論に達した。約３５０℃の温度で解重合又は他の物理的破壊を示すポリスチレンは、これらの実験で同様な結果となることがわかる。この温度を超える試験では、３つの試験の全てにおいてほぼ同じ温度で不安定な挙動が生じた。３５０℃での試験では、より低い３２５℃の設定点でより高い蒸着速度がみられ、蒸着速度から、別のプロセスが生じていることがわかった。解重合等のプロセスが生じないかぎり、３５０℃での蒸着速度は、３２５℃での蒸着速度よりも高いはずであった。また、３７５℃での試験では、試験の終了時に、油状フィルムが観察された。ＦＴＩＲ分析によりこの物質は、ポリスチレンであることが判明した。油状物は、ポリスチレンの低分子量種であると思われる。これは、さらに、最初のポリマー（ＭＷ３００，０００）が解重合したことをも示している。３５０℃での試験では、わずかに粘着性のある残留物が残ったが、３７５℃試験での残留物の油状ほどではなかった。３００℃及び３２５℃でおこなった実験では、粘着性や油状性がない固形フィルムが残った。この一連の実験から、約３００℃超〜約３５０℃未満、より好ましくは３２５℃が、ポリマーの蒸着をおこなうことのできる温度であると思われる。好ましい温度は、ポリマーの破壊が生じない十分に低い温度である。また、好ましい温度は、運転全体を通じて、かなり高い蒸着速度が安定のままである温度である。
【０１５７】
ブロック及び電子線を備えたドラム
（ブロックるつぼにおいて）
図１１及び図１２に示した真空チャンバー１１２、ヒーターブロック１１８及び回転ドラム１１４を、この実施態様では、電子ビーム銃１３０とともに使用する。
【０１５８】
材料を添加するために、ヒーターブロックを開くことができ、材料をキャビティ１２８に装填する。ドラムは、ＰＥＴフィルムで被覆されている。電子ビーム銃は、この業界で使用されている典型的なものである。電子ビーム銃には、回転プレート上に４つの銅製の炉が備わっている。一度に一つの炉を、電子ビーム銃と一致させて配置する。蒸発させる材料は、炉に直接入れるか、適当なるつぼライナーに入れて、炉の適切なタレット位置に配置する。第二蒸着ゲージ（図示せず）を、るつぼより上の、ドラム表面付近に位置させる。この第二蒸着ゲージは、るつぼから蒸発した材料の量（オングストローム／秒）を測定することができる。これをおこなったら、チャンバーを閉め、真空サイクルを開始する。チャンバーは、圧力が少なくとも６×１０-5トールになるまで排気する。
【０１５９】
所望の真空に達したら、３つのヒーターのパワーをオンにする。これらのヒーターは、２０分間隔で所望の温度に上昇するように設定してある。測定値を、ほぼ６秒毎にコンピュータファイルに送る。時間、３つのゾーンにおけるブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、記録する。電子線装置にパワーを供給する。銃へのパワーを、０．１％インクリメントで増加できる。パワーを、蒸発するすぐ下まで上昇し、ソーキング又はコンディショニングする。ソーキング後、パワーを、所望の蒸着速度となるまで上昇させた後、シャッターを開いて、ポリマーの蒸着を開始する。ドラムの回転を開始する。蒸着ゲージクリスタルが機能しなくなったとき、又は材料の全てが蒸発し、蒸着ゲージ読み取り値がゼロになったときに、試験を終了する。試験の終了時に、電子線シャッターを閉め、ドラムの回転を停止し、パワーと電子線との接続を切り、ブロックヒーターをオフにする。冷却期間の後、チャンバーを大気に開放する。コーティングされた材料を取り出す。
【０１６０】
電子線で実施するフレーク材料
以下の材料を、電子線金属化器で蒸着させ、フレーク材料とした。これらを、以下で説明するようにして顕微鏡写真をとった。得られた写真を、添付の補遺に示す。
【０１６１】
【表２】
2005510629.tif 000004
【０１６２】
上記表からの例：
補遺例１
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、インジウムを用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてインジウムをポリエステルから分離した。次に、インジウムとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについての粒度分布を求めた。以下で報告する粒度は、以下の換算にしたがったものである：Ｄ１０：測定した粒子の１０％が、報告した直径未満であるか、それに等しい；Ｄ５０：測定した粒子の５０％が、報告した直径未満であるか、それに等しい；Ｄ９０：測定した粒子の９０％が、報告した直径未満であるか、それに等しい。フレークの最終粒度は、Ｄ１０＝３．３、Ｄ５０＝１３．２、Ｄ９０＝３１．２であった。
【０１６３】
補遺の第１頁の写真は、以下のものである：
写真のインジウムを３０”均一化
粒度を３０”均一化（ミクロン）：Ｄ１０＝８．２１、Ｄ５０＝２６．６８、Ｄ９０＝６５．１８
６分３０秒間均一化。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝３．３３、Ｄ５０＝１３．２１、Ｄ９０＝３１．３２
【０１６４】
補遺例２
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ＴｉＯ2を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＴｉＯ2をポリエステルから分離した。次に、ＴｉＯ2とアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１６５】
補遺の第２頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＴｉＯ2
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１６．２０、Ｄ５０＝４４．１７、Ｄ９０＝１０４．６４
均一化１５分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝７．８３、Ｄ５０＝１６．３７、Ｄ９０＝２８．４１
【０１６６】
補遺例３及び４
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ＭｇＦ2を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＭｇＦ2をポリエステルから分離した。次に、ＭｇＦ2とアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１６７】
補遺の第３頁及び第４頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＭｇＦ2
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１６．５８、Ｄ５０＝１５０．３４、Ｄ９０＝３９８．１７
均一化１１分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝０．４３、Ｄ５０＝１６．９５、Ｄ９０＝４５．９２
【０１６８】
補遺例５及び６
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ＳｉＯを用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＳｉＯをポリエステルから分離した。次に、ＳｉＯとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１６９】
補遺の第５頁及び第６頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＳｉＯ
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１７．０８１、Ｄ５０＝６７．８０、Ｄ９０＝１８８．３１
均一化１７分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝５．７５、Ｄ５０＝２０．３６、Ｄ９０＝５５．８２
【０１７０】
補遺例７、８及び９
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ＺｎＯを用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＺｎＯをポリエステルから分離した。次に、ＺｎＯとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１７１】
補遺の第７頁、第８頁及び第９頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＺｎＯ
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝２３．５８、Ｄ５０＝６３．３２、Ｄ９０＝１４１．５９
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝７．６９、Ｄ５０＝１８．９６、Ｄ９０＝３８．９７
【０１７２】
補遺例１０、１１及び１２
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、Ａｌ2Ｏ3を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＡｌ2Ｏ3をポリエステルから分離した。次に、Ａｌ2Ｏ3とアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１７３】
補遺の第１３頁及び第１４頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＡｌ2Ｏ3
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝６．３７、Ｄ５０＝３８．７５、Ｄ９０＝９９．９４
均一化９分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１．９８、Ｄ５０＝１６．３１、Ｄ９０＝３９．７７
【０１７４】
補遺例１３及び１４
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、Ｉｎ2Ｏ3を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＩｎ2Ｏ3をポリエステルから分離した。次に、Ｉｎ2Ｏ3とアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１７５】
補遺の第１３頁及び第１４頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＩｎ2Ｏ3
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１８．８８、Ｄ５０＝５０．００、Ｄ９０＝９８．３９
均一化３分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝８．８９、Ｄ５０＝２０．２２、Ｄ９０＝３８．９２
使用相対屈折率：２．６４〜２．８８
【０１７６】
補遺例１５、１６及び１７
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＩＴＯをポリエステルから分離した。次に、ＩＴＯとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１７７】
補遺の第１５頁、第１６頁及び第１７頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＩＴＯ
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝２１．７０、Ｄ５０＝５７．００、Ｄ９０＝１０６．２０
均一化６分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１０．４０、Ｄ５０＝２０．６９、Ｄ９０＝３６．３２
【０１７８】
補遺例１８、１９、２０及び２１
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、Ｓｉを用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてＳｉをポリエステルから分離した。次に、Ｓｉとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１７９】
補遺の第１８頁、第１９頁、第２０頁及び第２１頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＳｉ
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝２０．２０、Ｄ５０＝５７．３７、Ｄ９０＝１４０．６１
均一化２０分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１１．９、Ｄ５０＝２７．０、Ｄ９０＝５５．５
【０１８０】
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ＳｉＯ、Ａｌ、ＳｉＯのサンドイッチ構造物を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてサンドイッチ構造物をポリエステルから分離した。次に、ＳｉＯ、Ａｌ、ＳｉＯとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１８１】
補遺の第２２頁及び第２３頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のＳｉＯ  Ａｌ  ＳｉＯサンドイッチ構造物
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝２９．７、Ｄ５０＝７７．６、Ｄ９０＝２７０．２
【０１８２】
補遺例２４及び２５
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、クロムを用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させてクロムをポリエステルから分離した。次に、クロムとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１８３】
補遺の第２４頁及び第２５頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真のクロム
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１３．１、Ｄ５０＝８．９、Ｄ９０＝５９．８
均一化３分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝９．８２、Ｄ５０＝１９．８１、Ｄ９０＝３７．５５
【０１８４】
補遺例２６
以下の構成をおこなった：熱可塑性剥離コートを印刷した４８ゲージポリエステルのロールを、ニュージャージー州エマーソンに所在のＰｈｅｌｌｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製Ｍ−４０１銅、亜鉛、銀合金を用いて、Ｔｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ロールを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリーストリッパーを通して走行させて合金をポリエステルから分離した。次に、合金とアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて、均一化前後の粒度分布を求めた。
【０１８５】
補遺の第２６頁の写真は、以下のものである：
粒度測定前の「そのまま」の写真の合金
粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝６９．６、Ｄ５０＝１６１．２、Ｄ９０＝３１３．４
均一化２０分間。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝１３．３２、Ｄ５０＝２７．７７、Ｄ９０＝５１．２８
【０１８６】
図１３及び図１４は、ポリマーが、以下でより詳細に説明するワイヤーフィード機構１３６によりチャンバーに供給されることを除いて、図１１及び図１２と同様の真空チャンバー、回転ドラム及びポリマー蒸気チャンバーを示す。この実施態様では、ヒーターブロックは、両端に、コーテッドワイヤー１４３が加熱スロット領域に通じることができるように小孔を有している。コーテッドワイヤーを、スプール１６４から巻戻し、所定の速度でブロックを通して進行させる。ここで、ポリマーを蒸発させてスロット領域に入れた後、使用済ワイヤーを、第二スプール１６６に巻き取る。スロットを、ブロックの中央を通って走っているキャビティに開口する。この実施態様では、ヒーターブロックとドラムの周囲の領域を、ポンピングしてこの領域を選択的に冷却してワイヤー上にコーティングされたポリマーを凝縮させる。これにより、チャンバーの電子線領域の方向に蒸気が逃げるのを防止する。
【０１８７】
補遺例２７
例：ポリマーブロックと電子線（ワイヤーフィード）を用いたドラム：
【表３】
2005510629.tif 000005
【０１８８】
上記した条件で、以下の構成をおこなった：容易に取り外しできるようにドラムの周囲に巻いた４８ゲージポリエステルに、スチレンでポリマー剥離コーティングし、アルミニウムを用いてＴｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ポリエステルフィルムを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリー剥離装置を通して走行させてアルミニウムを剥離層及びポリエステルフィルムから分離した。次に、アルミニウムとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて粒度分布を求めた。
【０１８９】
補遺の第２７頁の写真は、以下のものである：
出発粒度
Ｄ１０＝１３．８６、Ｄ５０＝３４．６５、Ｄ９０＝７５．４５
均一化。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝５．１０、Ｄ５０＝１３．１９、Ｄ９０＝２５．８０
【０１９０】
補遺例２８
例：ポリマーブロックと電子線（ワイヤーフィード）を用いたドラム：
【表４】
2005510629.tif 000006
【０１９１】
上記した条件で、以下の構成をおこなった：容易に取り外しできるようにドラムの周囲に巻いた４８ゲージポリエステルに、スチレンでポリマー剥離コーティングし、シリコーンモノオキシドを用いてＴｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ポリエステルフィルムを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリー剥離装置を通して走行させてシリコンモノオキシドを剥離層及びポリエステルフィルムから分離した。次に、シリコンモノオキシドとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。
【０１９２】
フレークの写真を、補遺第２８頁に示す。
【０１９３】
補遺例２９
例：ポリマーブロックと電子線（ワイヤーフィード）を用いたドラム：
【表５】
2005510629.tif 000007
【０１９４】
上記した条件で、以下の構成をおこなった：容易に取り外しできるようにドラムの周囲に巻いた４８ゲージポリエステルに、スチレンでポリマー剥離コーティングし、フッ化マグネシウムを用いてＴｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ポリエステルフィルムを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリー剥離装置を通して走行させてフッ化マグネシウムを剥離層及びポリエステルフィルムから分離した。
【０１９５】
次に、フッ化マグネシウムとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、次にスライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。
【０１９６】
フレークの写真を、補遺第２９頁に示す。
【０１９７】
蒸気管及び電子線を用いたドラム
（ワイヤーフィード）
図１５、図１６、図１５Ａ及び図１６Ａは、回転ドラムと、蒸着ゲージと、コーテッドポリマーコーテッドワイヤーフィードシステムを備えたポリマー蒸気管と、電子線（Ｅビーム）銃とを含む真空チャンバーにコーテッドポリマーを供給するためのワイヤーフィード機構の２つの別個の実施態様を示す。ドラムは、上記したのと同じである。蒸気管は、真空ギャップにより分離される水冷管により包囲された加熱されたポリマー蒸気経路を備えている。管のスロットにより、蒸発されたポリマーが通過してドラム表面に到達できる。蒸気管により、ヒーターブロックとドラムに隣接して差圧領域が生じて蒸気がチャンバーの電子線領域に逃げるのを防止する。図１５及び図１６に示す実施態様では、ワイヤーフィードハウジングが、ワイヤー供給スプール及び巻き取りスプールを含む。ワイヤーを、巻戻し、ポリマーをコーティングし、ヒーターブロックの周囲を走行させる。ポリマーを、コーテッドワイヤーから蒸発させ、ドラム表面上に導く。図１６の端面図は、スロットがドラムと対向している外管を示す。外管は冷却され、内部の蒸気管が加熱される。この図も、ワイヤーラップを備えたヒーターブロックを示している。ワイヤーは、蒸気管に入り、加熱された管付近を通過し、そして巻き取りスプールに戻る。
【０１９８】
図１５及び図１６の実施態様では、真空チャンバー１３２及びヒーターブロック１３４は、剥離層用ポリマーを、コーテッドワイヤーフィード装置１３６を介して真空チャンバーに供給すること以外は、上記したものと同様である。真空チャンバーは、回転ドラム１２８、蒸着ゲージ１４０及び電子ビーム（Ｅビーム）銃１４２を含む。上記したように、ドラムは、直径が約１フット、表面上の幅が６インチである。ドラムは、最大２回転／分の速度で回転できる。ヒーターブロック１３４は、スロット１４５が一つの領域に刻み込まれた形状を有する円筒形である、加熱されたポリマー蒸気チャンバー１４４を含む。加熱された内管は、１４６で示されている。ワイヤーフィード装置１３６は、ワイヤー１４８を含む細長ハウジング１４７を含む。このワイヤー１４８は、ポリマーのコーティング後、ヒーターブロックに供給される。ワイヤーは、加熱されたシュー１４９の周囲に巻きついている。また、ワイヤーフィード装置は、ターボポンプ１５０、イオンゲージ及び熱電対ゲージ１５４も備えている。コーテッドワイヤーは、スプール１５６から巻出され、所定の速度でヒーターブロックを通って前進させる。ヒーターブロックで、ポリマーを蒸発させてスロット領域１５８に入れ、その後、使用済ワイヤーを、第二スプール１６０に巻き取る。スロットは、ヒーターブロックの中央を通ってはしっているキャビティに開口している。ポンプは、蒸発されたポリマーをドラム表面に供給するのに関与する。ヒーターブロックは、３つの独立したヒーターを備えている。これらのヒーターは、ブロックの温度を制御するのに使用できる。蒸着ゲージ１４０を、スロットの約１インチ前に配置する。蒸着ゲージ１４０は、スロットを通過している材料の量（オングストローム／秒）を測定することができる。
【０１９９】
使用に際して、ドラムを、ＰＥＴフィルムで覆う。ワイヤーフィード機構及びヒーターブロックを使用して、キャリア上の高分子剥離材料の層をコーティングした後、電子ビーム銃を作動させて剥離コート上に金属又は他の材料の層をコーティングする操作等をおこなう。電子ビーム銃１４２は、この業界で使用されている典型的なものである。電子ビーム銃には、回転プレート上に４つの銅製の炉が備わっている。一度に一つの炉を、電子ビーム銃と一致させて配置する。蒸発させる材料は、炉に直接入れるか、適当なるつぼライナーに入れて、炉の適切なタレット位置に配置する。第二蒸着ゲージ（図示せず）を、るつぼより上の、ドラム表面付近に位置させる。この第二蒸着ゲージは、るつぼから蒸発した材料の量（オングストローム／秒）を測定することができる。これをおこなったら、チャンバーを閉め、真空サイクルを開始する。チャンバーは、圧力が少なくとも６×１０-5トールになるまで排気する。
【０２００】
所望の真空に達したら、３つのヒーターのパワーをオンにする。これらのヒーターは、２０分間隔で所望の温度に上昇するように設定してある。測定値を、ほぼ６秒毎にコンピュータファイルに送る。時間、３つのゾーンにおけるブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、記録する。電子線装置にパワーを供給する。銃へのパワーを、０．１％インクリメントで増加できる。パワーを、蒸発するすぐ下まで上昇し、ソーキング又はコンディショニングする。ソーキング後、パワーを、所望の蒸着速度となるまで上昇させた後、シャッターを開き、ポリマーコーテッドワイヤー機構を所望の速度に設定し、ポリマーを蒸着しはじめる。ドラムの回転を開始する。試験の終了時に、電子線シャッターを閉め、ドラムの回転を停止し、パワーと電子線との接続を切り、ブロックヒーター及びワイヤーフィードをオフにする。冷却期間の後、チャンバーを大気に開放する。コーティングされた材料を取り出す。
【０２０１】
図１５Ａ及び図１６Ａに示す実施態様において、蒸気管は、両端に、コーテッドワイヤー１６２が蒸気管における加熱ブロックに入ることができるように小孔を有している。コーテッドワイヤーを、第一スプール１６４から巻出し、所定の速度で管を通して進行させる。ここで、ポリマーを蒸発させてスロット領域１５８に入れた後、使用済ワイヤーを、第二スプール１６６に巻き取る。蒸気管壁は、ストリップヒーターにより加熱され、ブロックは、独立したヒーターを備えている。ヒーターは、システムの温度を制御するのに使用できる。蒸着ゲージ１６８を、スロットの約１インチ前に配置する。蒸着ゲージ１６８は、スロットを通過している材料の量（オングストローム／秒）を測定することができる。
【０２０２】
ドラムを、ＰＥＴフィルムで覆う。電子ビーム銃は、回転プレート上に４つの銅製炉を備えている。一度に一つの炉を、電子ビーム銃と一致させて配置する。蒸発させる材料は、炉に直接入れるか、適当なるつぼライナーに入れて、炉の適切なタレット位置に配置する。第二蒸着ゲージ（図示せず）を、るつぼより上の、ドラム表面付近に位置させる。この第二蒸着ゲージは、るつぼから蒸発した材料の量（オングストローム／秒）を測定することができる。これをおこなったら、チャンバーを閉め、真空サイクルを開始する。チャンバーは、圧力が少なくとも６×１０-5トールになるまで排気する。所望の真空に達したら、管及びブロックヒーターのパワーをオンにする。これらのヒーターは、２０分間隔で所望の温度に上昇するように設定してある。測定値を、ほぼ６秒毎にコンピュータファイルに送る。時間、３つのゾーンにおけるブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、記録する。電子線装置にパワーを供給する。銃へのパワーを、０．１％インクリメントで増加できる。パワーを、蒸発するすぐ下まで上昇し、ソーキング又はコンディショニングする。ソーキング後、パワーを、所望の蒸着速度となるまで上昇させた後、シャッターを開き、ポリマーコーテッドワイヤー機構を所望の速度に設定し、ポリマーを蒸着しはじめる。ドラムの回転を開始する。試験の終了時に、電子線シャッターを閉め、ドラムの回転を停止し、パワーと電子線との接続を切り、管、ブロックヒーター及びワイヤーフィードをオフにする。冷却期間の後、チャンバーを大気に開放する。コーティングされた材料を取り出す。
【０２０３】
補遺例３０
例：蒸気管及び電子線（ワイヤーフィード）を用いたドラム：
【表６】
2005510629.tif 000008
【０２０４】
上記した条件で、以下の構成をおこなった：容易に取り外しできるようにドラムの周囲に巻いた４８ゲージポリエステルに、スチレンでポリマー剥離コーティングし、アルミニウムを用いてＴｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ポリエステルフィルムを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリー剥離装置を通して走行させてアルミニウムを剥離層及びポリエステルフィルムから分離した。次に、アルミニウムとアセトン溶液をデカントし、遠心分離してフレークを濃縮した。得られたフレークを、スライド上にドローダウンし、Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒにより顕微鏡写真をとった。溶液中のフレークを、次にＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｅｘ  Ｔ５０  Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒを用いて粒度を減少させた。Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ９１０レーザー散乱粒度分布アナライザーを用いて、得られたフレークについて粒度分布を求めた。フレークの最終粒度は、Ｄ１０＝３．３、Ｄ５０＝１３．２、Ｄ９０＝３１．２であった。
【０２０５】
補遺の第３０頁の写真は、以下のものである：
３０”均一化したアルミニウムの写真
３０”均一化したときの粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝８．２１、Ｄ５０＝２６．６８、Ｄ９０＝６５．１８
６分３０秒間均一化。
最終粒度（ミクロン）：Ｄ１０＝３．３３、Ｄ５０＝１３．２１、Ｄ９０＝３１．３２
【０２０６】
例：蒸気管及び電子線（ワイヤーフィード）を用いたドラム、ナノ粒子：
【表７】
2005510629.tif 000009
【０２０７】
上記した条件で、以下の構成をおこなった：容易に取り外しできるようにドラムの周囲に巻いた４８ゲージポリエステルに、スチレンでポリマー剥離コーティングし、アルミニウムを用いてＴｅｍｉｓｃａｌ電子線金属化器で金属化した。ポリエステルフィルムを、金属化器から取り出し、アセトンを用いたラボラトリー剥離装置を通して走行させてアルミニウムを剥離層及びポリエステルフィルムから分離した。得られたアルミニウム粒子スラリーを、さらなる研究に使用するためにバイアルに保存した。
【０２０８】
この試験の目的は、アルミニウムを剥離層上に蒸着したときに、島成長状態で残るように蒸着プロセスを管理してアルミニウムのナノ粒子を得ることであった。これらの未凝集アルミニウム島に、次に剥離材料をコーティングした後、アルミニウム島を再コーティングする。これを、１００の剥離／アルミニウム島／剥離からなる多層サンドイッチ構造が形成されるまで反復する。
【０２０９】
ポリマーブロック及び電子線（溶融ポンプ押出機）を用いたドラム
図１７及び図１８では、上記したものと同様の真空チャンバー及びヒーターブロックを、溶融ポリマー（剥離コート材料として使用される熱可塑性ポリマー）を真空チャンバーに供給するように改造している。真空チャンバーは、回転ドラム１６８、蒸着ゲージ、ステンレスヒーターブロック１７０及び電子ビーム（Ｅビーム）銃１７２を備えている。ドラムは、直径が約１フット、表面上の幅が６インチである。ドラムは、回転でき、速度及び回転数はモニターできる。ヒーターブロックスロットは、ブロックの中央を通ってはしっているキャビティに開口している。ブロックは、ブロックの温度を制御するのに使用される３つの独立したヒーターを備えている。ブロックには、２つの加熱されたキャピラリー管１７４により溶融ポリマーが供給される。これらのキャピラリー管１７４は、各端又はブロックに位置しているポリマーるつぼに接続されている。これらの管は、チャンバーの外側に位置している溶融ポンプに接続されている。溶融ポリマーは、コンディショニングしたポリマーを入れた窒素ブランケット溶融容器１７５、及び押出機１７６により供給される。蒸着ゲージは、スロットの約１インチ前に配置され、スロットを通過する材料の量（オングストローム／秒）を測定する。
【０２１０】
材料を加えるために、ポリマーを、ポンプによりヒーターブロックの各端におけるキャビティに供給する。ドラムを、ＰＥＴフィルムで覆う。電子ビーム銃は、回転プレート上に４つの銅製炉を備えている。一度に一つの炉を、電子ビーム銃と一致させて配置する。蒸発させる材料は、炉に直接入れるか、炉の適切なタレット位置に配置した適当なるつぼライナーに入れる。第二蒸着ゲージを、るつぼより上の、ドラム表面付近に位置させる。この第二蒸着ゲージは、るつぼから蒸発した材料の量（オングストローム／秒）を測定する。これをおこなったら、チャンバーを閉め、真空サイクルを開始する。チャンバーは、圧力が少なくとも６×１０-5トールになるまで排気する。所望の真空に達したら、３つのヒーターのパワーをオンにする。これらのヒーターは、２０分間隔で所望の温度に上昇するように設定してある。測定値を、ほぼ６秒毎にコンピュータファイルに送る。時間、３つのゾーンにおけるブロック温度（℃）、蒸着ゲージ読み取り値（Å／秒）及び現在の真空圧（トール）を、記録する。電子線装置にパワーを供給する。銃へのパワーを、０．１％インクリメントで増加できる。パワーを、蒸発するすぐ下まで上昇し、ソーキング又はコンディショニングする。ソーキング後、パワーを、所望の蒸着速度となるまで上昇させた後、シャッターを開いて、ポリマーの蒸着を開始する。ドラムの回転を開始し、溶融ポンプを所望の速度に設定する。蒸着ゲージクリスタルが機能しなくなったとき、又は材料の全てが蒸発し、蒸着ゲージ読み取り値がゼロになったときに、試験を終了する。試験の終了時に、電子線シャッターを閉め、ドラムの回転を停止し、溶融ポンプを停止し、パワーと電子線との接続を切り、ブロックヒーターをオフにする。冷却期間の後、チャンバーを大気に開放する。コーティングされた材料を取り出す。
【０２１１】
剥離コーティングキャリアフィルムプロセス
一実施態様によれば、本発明を、剥離コーティングポリエステル（ＰＥＴ）等の剥離コーティング高分子キャリアフィルムの製造に使用できる。図１９において、ポリエステルキャリアフィルム１８０を、真空チャンバー１８４に入れられた回転冷却ドラム１８２の周囲に巻き付ける。フィルムは、フィルム巻き出しステーション１８６から回転冷却ドラムの表面領域の約３００°以上の周囲を通過し、コーテッドフィルムは、次にフィルム巻き取りステーション１８８に巻き取られる。ポリマー供給源１９０は、ポリマー材料をキャリアフィルムの方向に導き、電子ビーム１９２銃がポリマーを蒸発させて、それをキャリアフィルム上にコーティングする。高分子コーティングは、硬化した後、巻き取りステーションで巻き取られる。この方法により、熱可塑性高分子剥離コーティング耐熱高分子キャリアフィルムが得られる。このフィルムは、真空チャンバーにおいて蒸着法によりフィルムに適用したフレーク材料について良好な剥離性を示す。また、このフィルムは、薄平坦オングストロームレベルフレークを形成する際に、有効な剥離性を示す。
【０２１２】
ポリスチレン試験
電子線金属化器における試験から、ヒーターブロック温度が、蒸発及び付着させた後のポリスチレンの状態に大きく影響することが判明した。全ての試験について、蒸着材料としてＤｏｗ  ６８５Ｄポリスチレンを使用した。この材料の分子量（ＭＷ）は、概略３００，０００であった。
【０２１３】
試験は、３００℃〜３７５℃の範囲のヒーターブロック温度（２５℃インクリメント）でおこなった。ブロックの加熱速度を変化させたが、最終温度ほどには大きな影響があるとは思われなかった。全ての試験は、上記したブロック手順を用いたドラムによりおこなった。
【０２１４】
最初の試験では、ブロックに、Ｄｏｗ  ６８５Ｄポリスチレンのペレット１０個を装填した。ヒーターについての温度は、３００℃に設定した。その温度で、蒸着は、最小である。ゲージの読み取り値は、５〜１０オングストローム／秒であった。試験の終了時に、明らかな残留物は極微少であった。
【０２１５】
次の試験では、ブロックを、３２５℃の温度に到達するように設定した。蒸着速度は、２０〜３０オングストローム／秒の範囲に増加した。試験の終了時に、顕著なフィルムが蒸着したことが確認された。このフィルムは、透明であり、且つ粘着性のない固体であった。
【０２１６】
次に、ブロックを、３５０℃に到達するようにプログラムした。蒸着速度は、３２５℃の試験と類似していた。試験の終了時に、フィルムは、上記試験で形成されたフィルムとは異なっていた。この試験でのフィルムは、指触粘着性が大きく且つわずかに脱色しているように思われた。
【０２１７】
最後に、ブロックを、３７５℃の温度に到達するように設定した。蒸着速度は、ほぼ４０オングストローム／秒に増加した。試験の終了時に、黄色の油状物が、フィルム上に残っているのが観察された。この油状物は、容易に拭き取れたが、その下に透明なポリスチレンフィルムを確認できなかった。
【０２１８】
これらの試験から、３５０℃を超えると、ポリスチレンが分解しはじめるとの結論に達した。これは、文献にみられる値と一致している。３５０℃を超える温度では、ポリスチレンは、蒸発し、その後解重合し、ほぼ純粋なスチレンモノマーの残留物が残る。このことは、残留物のＦＴＩＲ分析により確認された。
【０２１９】
さらなる検討において、Ｄｏｗポリスチレンの試料を、実験室外に送って分析した。温度を所望の操作温度に上昇したときにポリマーから何が蒸発したかを測定するための方法を、考案した。「Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｅ」法をＧＣ−ＭＳ分析と組み合わせて用いて、温度を、３０℃／分の昇温速度で３２５℃まで上昇するように設定した。最大温度に到達したら、１０分間保持した。
【０２２０】
装置のイオンカウンターにより、材料が固形ペレットからいつ蒸発していたかを示した。試験中に、２つのピークが現れた。そのうちの一つが、約２６０℃のところであり、もう一つが、３２５℃のところであった。これらの２つのピークについて、ＧＣ−ＭＳ分析をおこなった。第一のピークは、ポリスチレンのモノマー及びダイマーを含むがこれらに限定されない低分子量種の濃度が大きかった。第二のピークは、そのＧＣ−ＭＳ分析において、数多くの揮発物はほとんど示さない。この分析から、最初に加熱すると、多量の未重合化物質と数多くの他の低分子量揮発物がバルクポリスチレンから遊離されるという結論に達した。長時間加熱した後では、所望のポリマーが蒸発され、所望の表面に付着される。最適な性能を得るには、バルクポリマーは、予備加熱するか、さもなければコンディショニングして「低級」物質をできるだけ除去する必要があるという結論に達した。
【０２２１】
別の実験では、本発明者等は、同様のＤｉｒｅｃｔ  Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｅ法を使用して、最初の実験においてみられた第一のピークにおいて何が起こっているのかについてさらなる洞察を得ることを試みた。この試験では、加える熱を２６０℃まで増加し、この温度を保持した。この点は、最初の実験でピークが現れたところである。これの目的は、ＧＣ−ＭＳによりこの時点で何が蒸発しているかを特徴付けることと、材料が、予備加熱工程によりバルク材料から除去できたかどうかを確認することであった。
【０２２２】
ピークが、ほぼ同じ場所に現れ、ＧＣ−ＭＳにより、多種の低分子量種であることが分かった。これらには、微量のスチレンモノマーが含まれているが、非常に多くの他の有機フラグメントが存在していた。約１０〜１２分後、このピークが消失した。このことは、バルク材料から揮発物質が除去され、予備加熱することが清浄なポリマーフィルムを形成するのに有効であろうことを示している。
【０２２３】
この一連の試験から、Ｄｏｗ  ６８５Ｄポリマーを用いたポリスチレンフィルムの蒸着の有効性を増加する新しい手順を開発した。最初に、バルク材料を、２６０〜３００℃の温度に加熱する。この予備加熱中、フィルムを覆って、低級生成物がウエブに到達しないようにしなければならない。また、この工程は、真空外又は少なくとも蒸着チャンバーの外でおこなって、汚染を最小限とすることができるようにしてもよい。十分な時間の後、温度を、３２５℃に上昇させなければならない。この温度では、ポリスチレンの分解を生じることなく、最高の蒸着速度が得られる。
【０２２４】
他のポリスチレン試料を用いて同様な実験をおこなって、さらなる観察をおこなった。この場合、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製ＭＷ４０００ポリスチレン及びＭＷ２９０，０００ポリスチレンを使用した。これらの試料は、ポリスチレン標準品であり、極めて狭い分子量分布を有する。また、これらは、ほとんどの市販のポリマーにみられるほとんどの汚染物質を含有しない。これらの実験から、本発明者等は、以下の結論に達した。ＭＷ４０００ポリスチレン材料を使用すると、ＭＷ２９０，０００ポリスチレン材料を使用する場合よりも真空圧に対する影響が少ない。使用する材料の分子量が大きいほど、圧力の上昇が大きい。これは、本発明者等がベルジャーでの試験中に見出したデータと一致している。また、本発明者等は、ＭＷ２９０，０００ポリスチレンは、ＭＷ４０００ポリスチレン材料よりも低い温度で蒸着をはじめることを見出した。本発明者等は、このことを、両方の材料についてＴＧＡをおこなうことにより確認した。ＴＧＡから、ＭＷ４０００ポリスチレン材料が、確かに、ＭＷ２９０，０００ポリスチレン材料で観察されるよりも高い温度で重量損失を示しはじめることが分かった。
【０２２５】
ポリマーのコンディショニング
ポリマーが蒸着プロセスで使用する前に、コンディショニングしてバルクポリマーから水分及び低分子量物質を除去しなければならない。Ｄｏｗ  ６８５Ｄポリスチレンを用いて、本発明者等は、これを二段階コンディショニングプロセスでおこなうことができた。第一段階では、かなりの量のポリスチレンを、真空オーブンに入れ、２２５℃で１６時間保持する。この温度は、ポリマーに含有されるほとんどの水分を除去するのに十分な高さである。また、ポリマーの分解がみられる点よりも低いことからも、この温度が選択される。２７５℃での試験では、ポリスチレン試料は、１６時間のコンディショニングの後に顕著な分解を示した。コンディショニング期間の後、ポリマーを取り出し、デシケータに入れて冷却中に水分を吸収しないようにする。
【０２２６】
コンディショニングの第二段階は、ポリマーが金属化器ですぐに使用できる状態にあるときにおこなう。ポリマーをデシケーターから取り出し、直ちに金属化器に入れて水分の吸収を最小限とする。蒸着がはじまる前に、第一段階コンディショニングをほどこしたポリマーを含むポリマーブロックを、２７５℃に加熱し、この温度で２０分間保持する。この温度で、残存する水分が除去され、ポリマー中の低分子量物質も、除去される。この低分子量物質には、未反応モノマー及びバルクポリスチレンにみられる数多くの他の不純物などがある。２７５℃で必要なコンディショニング時間の間保持した後に、ポリマーは蒸着に使用できる状態となる。
【０２２７】
この２段階コンディショニングプロセスを利用することにより、最終フィルムは、ばらつきのない分子量を有し、また、ほとんどの低分子量不純物を含有しない。これにより、はるかによりばらつきのない信頼性のあるフィルムが得られる。
【０２２８】
溶媒及びポリマーの再使用
現在の剥離コートを剥離し、フレークを集めるときに、使用済溶媒を溶解した剥離コートとともに、蒸留プロセスに送って溶媒を再生する。溶媒が再生されたら、かま残を、有害廃棄物として処理するために送り出される。この実験では、本発明者等は、かま残を、剥離コートとして再使用することを試みた。集めたかま残は、ＮＶＭ２４％であった。ＩＰＡＣ３部とＮＰＡＣ１部を用いてこの物質を、ＮＶＭ８．３％まで減少させた。このラッカーを、次に＃２Ｍｅｙｅｒロッドを用いて、２ミルのポリエステル上にドローダウンした。得られたコーティングは、コート重量０．３ｇ／ｍ2で透明であった。ドローダウンを、次に、ベルジャー金属化器においてアルミニウムにより金属化した。得られたアルミニウム層の光学濃度は、Ｍａｃｂｅｔｈ濃度計で測定したところ、２〜２．５であった。
【０２２９】
得られた構成物を次に３０秒間かけてアセトンに溶解してポリエステルから剥離した。得られたフレークを、次にスライドにドローダウンし、分析した。この方法で製造したフレークは、４００〜６００ミクロンの範囲であり、平滑な表面を有し、現行の製品とは見分けのつかないものであった。
【０２３０】
ワイヤーコーティング
上記で記載したワイヤーフィードの実施態様に使用されるワイヤーにポリマーをコーティングするためのワイヤーコーティング装置を、図２０に示す。
【０２３１】
材料：
Ｄｏｗ  ６８５ポリスチレンポリマーのキシレンへの完全溶解混合物。
Ｄｏｗ  ６８５    ４５重量部
キシレン          ５５重量部
Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｗｉｒｅ  ａｎｄ  Ｃａｂｌｅ社製厚さ０．００５インチ裸ニッケル／クロムワイヤー
【０２３２】
装置の説明：
図２０に示すコーティング装置は、４つの部分からなる：巻出機２００、コーティング本体２０２、乾燥チューブ２０４及び巻取機２０６。ワイヤースプールは、横方向の動きが制限され、ワイヤーが最小の抵抗で巻きだされるようにしてある。コーティング本体は、Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｓｏｎ社製５ｃｃ使い捨てシリンジであるシリンジ本体２０８及びＢｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｓｏｎ  ２０ＧＩ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｇｌｉｄｅニードルであるシリンジニードル２１０を備えている。使い捨てシリンジには、塗工剤を満たされており、ニードルにより一定量の材料を計ってワイヤー上に配置する。乾燥チューブは、銅配管で構成されている。頂部から底部までで、チューブは、長さ６インチの１／２インチチューブ２１２と、１／２〜３／４レジューサ２１４と、長さ２インチの３／４インチチューブ２１６と、３／４インチティー２１８（ここから４インチの３／４インチチューブ２２０が垂直に延びている）とからなる。排気ファン２２２を、このパイプに取り付けて、装置から空気をひっぱる。ティーの真っ直ぐな部分を、長さ５フィートの３／４インチ銅管２２４に取り付ける。この部分は、装置の乾燥部である。別の３／４インチティー２２６を、５フットの部分に取り付ける。垂直ティーを、上方向に曲がっている９０度エルボー２３０に接続した３インチ３／４インチ管２２８に取り付ける。このエルボーに、１．５インチ管２３２と３／４インチネジコネクター２３４を取り付ける。このコネクターを、２インチ−  ３／４インチ黒鉄レデューサに取り付ける。長さ５インチの２インチパイプ２３６を、このレデューサにねじ込む。この２インチパイプは、ホットエアガンのバレルを保持する。ティーの垂直部を、２インチ３／４インチ管２３８に取り付けた後、２４０で１／２インチに減径する。最後に、１／２インチ配管２４２の６インチ部分を取り付ける。
【０２３３】
コーティングの適用の説明：
上記で説明した装置を用いて、ワイヤーにコーティングを適用する。ワイヤーを、スプールから巻出し、ポリスチレンポリマーと溶媒の混合物が入ったシリンジ本体を通って供給する。このワイヤーが、シリンジニードルを介してシリンジ本体をドローダウンするので、ワイヤーは、混合物で被覆される。コーテッドワイヤーを、加熱空気が通過する銅管を通って供給する。空気を、管の頂部における出口ポートから、管の底部におけるポートから供給される加熱空気よりも大きな速度でひっぱる。排気ポートにより必要とされる余分の空気を、ワイヤーが出入りする管の端部に供給される。管に供給される熱風の量は、レオスタットを使用することにより調整した。全出力の８５％が好ましい温度であることがわかった。温度が高過ぎると、コーティングが膨れてしまい、温度が低いと、乾燥が不十分となった。乾燥管を通過した後、ワイヤーをスプールに巻き取った。乾燥管を通るワイヤーの所望の供給速度は、２２インチ／分であった。巻取スプール速度は、別のレオスタットを用いて手動で制御した。より多くのワイヤーをスプールに巻取るにつれて、レオスタットの設定を減少して、巻取り中のワイヤーのよりはやいひっぱりを補償した。ワイヤーへの最終コーティング量は、０．４〜０．５ｍｇ／インチの範囲であった。
【０２３４】
ＤＯＷ  ＳＴＹＲＯＮ  ６８５Ｄ
試料調製及び分析：
各プラスチック容器からのポリスチレン樹脂約７５ｍｇを、別々に、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１０ｍＬに溶解し、約３時間転動した。各ＴＨＦ溶液を、０．４５μｍＰＴＦＥフィルターにより濾過し、オートサンプラーバイアルに入れた。
【０２３５】
ＧＰＣ装置は、Ｗａｔｅｒｓ４１０屈折率検出器を備えたＷａｔｅｒｓ２６９０ポンピングシステムであった。カラムは、３本のＰｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｓ製Ｐｌｇｅｌ  Ｍｉｘｅｄ−Ｃ３００ｍｍ×７．５であった。移動相は、ＴＨＦ（１．０ｍＬ／分）であった。注入サイズは、５０μＬであった。校正を、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｓ社製の一連の１２種のポリスチレン標準品（５８０〜１，２９０，０００Ｄａの範囲）を用いておこなった。Ｗａｔｅｒｓ社製のミレニアム版３．２ソフトウェアを、ＧＰＣオプションとともに使用した。校正は、毎日おこない、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製ＳＲＭ７０６ポリスチレンの検定用試料も、毎日各バッチ試料とともに分析した。
【０２３６】
結果：
試料の可溶性ポリマー部の分子量分布についての計算値を、下表に示す。ピーク分子量（Ｍｐ）、数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）についての値を、千の位で表して、正しい有効数字数を得る。品質管理データから、Ｍｎについては１０％の相対差及びＭｗについては５％の相対差は、有意ではないことが分かる。
【０２３７】
【表８】
2005510629.tif 000010
【表９】
2005510629.tif 000011
【０２３８】
乾燥ナノスケール及びオングストロームスケール粒子の調製：
ドラム又はキャリアから除去した後のフレークから残留剥離コーティングを洗浄する方法は、以下の通りである。容量４０００Ｍｌの、真空濾過のための側方出口とＷｈａｔｍａｎミクロファイバーフィルター等のフィルターを備えたＢｕｃｈｎｅｒ  Ｆｕｎｎｅｌ（両方とも、Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社から入手可能）を使用する。まず、フレークを、フィルターを所定の位置とした漏斗に添加し、真空をオンとする。適当な溶媒ですすぐことにより、フレークを洗浄する。使用溶媒は、剥離コートの溶解性に応じて、アセトン、酢酸エチル又はアルコールを用いることができる。フレークは、残留剥離コートが所望の程度まで除去又は減少するまで洗浄しなければならない。濾過した物質を、次にベーキングして揮発性物質を除去する。また、このフィルターケーキを、もっと高い温度でベーキングしてアニールしてもよい。使用済溶媒は、蒸留して再生し、再利用してもよい。かま残は、上記したようにして、再生し、剥離コーティングに再使用してもよい。製造においては、もっと大きな真空濾過装置を利用できる。
【０２３９】
バリヤー材料
フレークサイズ、顔料：バインダー比及びコート重量が、フレーク含有フィルムの水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）及び酸素透過性に及ぼす影響を測定する実験をおこなった。大フレークの大きさは、２０ミクロンであり、小フレークの大きさは、１２ミクロンであった。
【０２４０】
ＭＶＴＲ試験データは、以下の通りであった：
【表１０】
2005510629.tif 000012
【０２４１】
さらなる試験データから、小粒子、顔料：バインダー比が５：１及びコート重量が５ｇ／ｍ2について、ＭＶＴＲが１．２であることが明らかとなった。
【０２４２】
データから、適切に選択されたフレークを添加すると、ＭＶＴＲに対して劇的効果を得ることができることがわかる。例えば、表から、高Ｐ：Ｂ、小粒子サイズ（本発明のオングストロームスケールフレーク等）及び高コート重量の最良条件で、ナイロンフィルムのＭＶＴＲが、７５ｇ／ｍ2−日から１．８ｇ／ｍ2−日に減少することが明らかである。更なるデータでは、さらに良好な結果が得られている。
【０２４３】
これらのデータから、オングストロームスケール粒子（厚さ約１００オングストローム未満及び粒度約２０ミクロン未満）の用途として、例えば、水分透過バリヤー材料があげられる。使用に際して、フレークは、実質的に共通の面において平行に並び、フレーク含有フィルムを通過する水分子に対するバリヤーを形成する。ガラスフレーク等のフレークは、例えば、可塑剤の移動を抑制するために、ＰＶＣ等の高分子フィルムに使用することができる。
【０２４４】
電気的用途
高速で剥離コーテッドキャリアを走行させることにより、アルミニウム等の蒸着金属が、離散島（上記したナノ粒子）を生じる。これらの粒子（剥離層から除去したとき）を、フレーク含有フィルムにブレンドしたり、そのまま高分子フィルムに使用することができる。ナノ粒子含有フィルムは、電気容量を増加させることができる。容量は、誘電率及び面積に比例し、コンデンサプレート間の分離距離に反比例する。より大きな粒度のフレークの間に分散されたナノ粒子は、誘電率を、したがって、容量を増加する。
【０２４５】
ナノ粒子の他の用途が、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｉｌｍｓ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ，「Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ，  Ｆｉｌｍ  Ｇｒｏｗｔｈ，  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（核形成、膜成長及び微細構造の発達）」、Ｊｏｓｅｐｈ  Ｇｒｅｅｎ，Ｎｏｙｅｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ（１９９４）に記載されている。
【０２４６】
多層剥離プロセス
図２１示す多層蒸着装置２５０は、真空チャンバー２５２を備えている。この真空チャンバー２５２は、蒸着チャンバー２５４と剥離チャンバー２５６を含む別個の隣接する真空部分に分割されている。これらの２つのチャンバーは、一つ以上のダイナミックロック２５８により分割されて、一つのチャンバーに存在する真空圧を、隣接するチャンバーに存在する真空圧から分離させたり、独立したレベルに維持することができるようにする。好ましくはエンドレスベルト２６０の形態である蒸着表面又は基板は、蒸着チャンバーを通り、ダイナミックロックを通過し、剥離チャンバーにはいる。エンドレスベルトは、好適な材料、例えば、ステンレス鋼又は高温ポリマーから作製することができる。エンドレスベルトの一端は、蒸着チャンバーにおける上流ガイドロール２６２の周囲に巻きつき、エンドレスベルトの他端は、剥離チャンバーにおける下流ガイドロール２６４の周囲に巻きついている。
【０２４７】
蒸着チャンバーは、一連の軸方向に間隔をおいて配置した真空蒸着源、例えば、分離した蒸発器を備えている。これらの真空蒸着源は、エンドレスベルトが蒸着チャンバーを通過するので、エンドレスベルトのボトムラン２６６に沿って整列している。蒸着源は、上記した剥離コート及びフレーク材料蒸着源のいずれであってもよい。例えば、図２１の実施態様においては、蒸着源は、剥離コート蒸着源２６８と金属蒸着源２７０を交互に配置したものであることができる。この場合、上記したように、エンドレスベルトに、蒸着金属層と対応の熱可塑性溶解性剥離コート層が交互にコーティングされてなる多層スタックが適用される。別法では、蒸着源は、一つの剥離コート源と、互いに隣接して間隔をおいて配置された複数のフレーク材料源とからなるようにすることもできる。この場合、隣接の剥離コート層の間に多層のフレーク材料コーティングが適用されることになる。また、上記した剥離コート／フレーク層材料を適用するための他の実施態様も、真空蒸着チャンバーに使用することができる。
【０２４８】
蒸着チャンバーを、排気して、上記したような剥離材料の蒸着層とフレーク材料の蒸着層を効果的に適用するのに必要なチャンバー内真空圧レベルとする。蒸着チャンバーにおける真空圧条件は、隣接する剥離チャンバーにおいて操作される真空圧条件から分離する。
【０２４９】
フレーク材料層と介在する剥離コート層との多層蒸着物は、剥離チャンバーにおいてエンドレスベルトから周期的に除去する。図示した実施態様では、スライドドアの形態の真空ロック２７２を、剥離チャンバーの底部における下向き開口部２７４に対してシールする。剥離チャンバーの下に位置する外部真空ハウジング２７６が、真空ロック及び剥離チャンバーの底部の開口部を包囲する。このハウジングは、エンドレスベルトの下ラン２８０の下に間隔をあけて位置する下向き下開口部２７８を有し、ここからエンドレスベルト上の材料の多層蒸着物が剥離される。
【０２５０】
真空蒸着装置とは独立して移動可能なローリングカート２８２を使用して、エンドレスベルトから剥離されたフレーク／剥離コート材料を集める。ローリングカートは、上向きクレードル２８４を備えている。この上向きクレードル２８４は、油圧ピストンアーム２８８又は他のリフト機構を往復させることにより上下に移動できるプラットホーム２８６の上に支持されている。クレードルは、油圧ピストンアーム２８９を上下に往復させることによりプラットホーム上に支持される。図示した実施態様では、クレードルは、剥離機構２９０を備えている。この剥離機構２９０は、エンドレスベルトから多層蒸着物を物理的に除去、すなわち、乾式剥離するための機械的手段、又は液体溶媒、例えば、有機溶媒を、加圧下で、フレーク層上に導いてフレーク層をベルトから除去するためのパワースプレー装置を含むことができる。
【０２５１】
真空蒸着装置の標準操作では、蒸着チャンバーと剥離チャンバーの両方を、排気して、大気圧より低い真空圧とする。剥離チャンバーにおける真空圧は、蒸着チャンバーにおける真空圧よりも高いレベルであることができ、上記したように、大気圧より低いことが好ましい。一実施態様では、蒸着チャンバーにおける真空圧条件は、約１０-3ｍｂａｒ未満である。剥離チャンバーにおける真空圧条件は、好ましくは約０．５ｍｂａｒ〜２００ｍｂａｒである。これらの圧力条件は、剥離プロセスにおいて使用される溶媒の蒸気圧によって異なり、当業者によく知られている真空圧条件に調整できる。
【０２５２】
剥離プロセスは、図２２及び図２３に最もよく示されている。本発明のプロセスによれば、蒸着材料の何千もの層を、蒸着チャンバーにおいて実施される蒸着プロセスによりエンドレスベルト上に積層できる。多層蒸着物がベルト上に積層しているときに、エンドレスベルトは、剥離チャンバーを通過しつづける。蒸着操作中は相対的に高速で操作されるエンドレスベルトを、次に、多層蒸着物が剥離チャンバーにおいてエンドレスベルトから剥離されるとき、かなり低速に減速する。同時に、蒸着チャンバーにおける蒸着源を遊休状態とし、一方、剥離チャンバーにおいて真空圧を維持し、蒸着物を除去する。
【０２５３】
図２２は、剥離プロセスの最初の工程を示す。ローリングカート２８２を、外部真空ハウジング２７６における底部開口部２７８の下に位置させ、油圧ピストン２８８を作動させてプラットホームをカートから離して上昇させて、底部開口部に対して加圧下で保持する。これにより、カートのクレードル部分がハウジングの内部にシールされる。真空ロック２７２は、剥離チャンバーの底部開口部に対してシールされたままであり、剥離チャンバーにおける真空圧がクレードルを包囲するシールされたハウジング内部から分離される。カートを所定位置とした状態で、ハウジング内部を真空排気して、剥離チャンバー内部で維持されている真空圧レベルと一致するレベルとする。圧力平衡とした状態で、真空ロック２７２を開く。図２３に示すように、真空ロックは、そのシール位置から離れてハウジング内部にスライドして、剥離チャンバーとカートのクレードル部分との間の開口部２７４のロックを解く。次に、この油圧ピストンアーム２８８を作動させてクレードルを、剥離されるべき多層蒸着物に隣接するベルトの下ラン２８０のすぐ下の位置まで上昇させる。この位置で、剥離機構２９０を作動して、多層蒸着物をエンドレスベルトの底部から除去する。上記したように、多層蒸着物は、蒸着物を物理的に除去するための機械的手段でもよい、カート上に支持れた剥離機構２９０により除去してもよいし、又は好適な液体、例えば、有機溶媒を用いたパワースプレーにより除去してもよい。好ましい手法は、キャリアから蒸着物を乾式ストリップすることである。ベルトから除去された材料は、重力でクレードルに落下する。剥離チャンバー２５６と下ハウジング２７６の内部が大気圧より低い真空圧条件下にある間に、蒸着材料の除去が生じる。
【０２５４】
蒸着材料の除去の後、真空ロック２７２を閉じて真空をシールし、その後、カートを図２３に示す位置から遠ざける。真空ハウジングをシールしたままで、クレードルを下方位置まで降下させる。次に、真空ロック２７２を閉じて、剥離チャンバーを密封して、剥離チャンバーをその通常の大気圧より低い圧力に維持する。次に、カートのプラットホーム部を降下させて、ハウジング２７６の底部開口部２７８から遠ざける。カートプラットホームを降下することにより、下ハウジングのシールが解かれ、大気圧とされる。次に、カートを取り除いて、除去されたフレーク材料の処理をさらにおこなう。次に、除去された材料を、大気圧条件で処理して、フレーク材料を、溶解した剥離コート材料から完全に除去し、さらに処理して上記したような所望の粒度のフレーク材料を製造する。
【０２５５】
次に、蒸着チャンバーにおける蒸着源２６８、２７０を再活性化し、エンドレスベルトをその製造速度に戻して、多層蒸着材料の蒸着をさらにおこなう。
【０２５６】
このプロセスによれば、エンドレスベルト等の蒸着表面の速度を、蒸着中は高速とし、剥離条件下では減速することができる、多層フレーク材料を製造及び剥離するための半連続法が提供される。両チャンバーにおける真空圧を、大気圧より低く維持して種々のチャンバーを排気するためのエネルギー要件を減少させる。
【図面の簡単な説明】
【０２５７】
【図１】金属フレークを製造するための従来法を示す、概略機能ブロック図である。
【図２】本発明による方法の第一実施態様における多層コーティングを適用するための真空蒸着チャンバーを示す、概略立面図である。
【図３】本発明による多層シート材料の一実施態様における層の順序を示す、概略断面図である。
【図４】本発明の別の実施態様により作製した多層シート材料を示す、概略断面図である。
【図５】本発明の第一実施態様における処理工程を示す、概略機能ブロック図である。
【図６】本発明の方法により作製した単層フレークを示す、概略断面図である。
【図７】本発明の方法により作製した多層フレークを示す、概略断面図である。
【図８】本発明の金属フレークを製造するための第二実施態様を示す、概略立面図である。
【図９】本発明の第二実施態様により作製した多層材料からフレークを製造するための処理工程を示す、概略機能ブロック図である。
【図１０】ベルジャー真空チャンバーを示す、半概略立面図である。
【図１１】回転ドラムとヒーターブロックアセンブリとを含む真空チャンバーを示す、半概略側面図である。
【図１２】図１１に示す回転ドラム及び加熱したポリマー蒸着チャンバーの側面図である。
【図１３】図１１及び図１２と類似の真空チャンバー及びヒーターブロックアセンブリと、真空チャンバーにおいて回転ドラム表面に高分子剥離コート材料を供給するためのワイヤーフィード装置との組み合わせを示す半概略側面図である。
【図１４】図１３に示す回転ドラム及びヒーターブロックアセンブリの側面図である。
【図１５】ポリマー剥離コート材料を真空チャンバーに供給するためのワイヤーフィード機構と蒸気管との組み合わせの一実施態様を示す図である。
【図１５Ａ】図１５に示すワイヤーフィード機構の変形実施態様である。
【図１６】図１５に示す加熱されたポリマー蒸気管と回転ドラムの側面図である。
【図１６Ａ】図１６にワイヤーフィード機構の変形実施態様である。
【図１７】高分子ベースコート材料を真空チャンバーに供給するための加熱された溶融管装置を示す、半概略側面図である。
【図１８】図１７に示す加熱されたポリマー蒸気管と回転ドラムの側面図である。
【図１９】本発明の原理により高分子剥離コートを用いてキャリアシート材料を製造するための方法を示す、半概略側面図である。
【図２０】ポリマー剥離材料を真空チャンバーに供給するための溶融ポンププロセスを示す半概略立面図である。
【図２１】大気圧より低い真空圧に維持した別個の真空チャンバーにおいてエンドレスベルトから多層蒸着物を蒸着し且つ除去するプロセスを示す、半概略側面図である。
【図２２】剥離チャンバーに対してシールした蒸着物コレクション装置を示す図２１と同様の半概略側面図である。
【図２３】図２１及び図２２と同様であるが、さらにエンドレスベルトから多層蒸着物を剥離しそれをシールしたコレクション装置に集めるシーケンスにおける工程を示す、半概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１５Ａ】
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【図１６Ａ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月12日(2004.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノスケールフレークの製造装置であって、
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーと、
該真空蒸着チャンバーに設けた剥離コート源及びフレーク蒸着源であって、各源が該蒸着表面の方向に向くようしたものと
を含んで成り、
該剥離コート源及び該フレーク蒸着源が、真空下で該蒸着表面上に、該剥離コート源から気化した溶解性高分子剥離コート層と該フレーク蒸着源から蒸着したフレーク材料の離散島とを交互の層として付着させて、該フレーク材料の離散島を対応する溶解性介在剥離コート層によって分離し、かつ、該介在剥離コート層上に蒸着させてなるフレーク材料層の多層蒸着体を順次積層するように適合され、かつ、制御可能であること、
該剥離コート層が、真空下で気化して平滑な連続した溶媒可溶性及び溶解性バリヤー層と、フレーク材料層の各々が形成される支持表面とを形成する高分子材料を含むこと、
該多層蒸着体が、該真空蒸着チャンバーから除去されることができ、かつ、該剥離コート層を溶解して該剥離コート材料を実質的に含有しない平滑平坦表面を有するナノスケールフレークを生成させる溶媒で処理することにより該蒸着体を分離させてナノスケールフレークにするように適合された、溶解性高分子剥離コート層の上にフレーク材料の離散島を含むこと
を特徴とする装置。
【請求項２】
該フレーク層が、元素状金属、無機材料及び非金属からなる群から選択された蒸着材料を含み、該非金属が、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素又は高分子材料を含み、該無機材料が、フッ化マグネシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、インジウム錫酸化物、二酸化チタン及び硫化亜鉛からなる群から選択され、かつ、該金属が、アルミニウム、銅、銀、クロム、インジウム、ニクロム、錫及び亜鉛からなる群から選択された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該フレーク蒸着源が、該フレーク材料層を、１００ナノメートル未満のフレーク（離散島）厚にまで堆積させる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該剥離コート層が、熱可塑性高分子材料を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
(a) 真空蒸着装置が該真空蒸着チャンバーおよび隣接する剥離チャンバーを含み、各チャンバー内の真空圧は独立制御することができ、
(b) 該蒸着表面が、該蒸着チャンバーおよび該剥離チャンバーを通過するためのエンドレスベルト状であり、
(c) 気化した高分子剥離コート材料および蒸着フレーク材料層が該蒸着表面に堆積させて、対応する介在剥離コート層によって分離され、かつ、該介在剥離コート層上に蒸着されたフレーク材料層の多層蒸着体を該蒸着表面に順次積層し、該蒸着体の連続層が該蒸着表面に堆積されている間に該蒸着表面の多層蒸着体が剥離チャンバーを通過し、そして
(d) 該剥離チャンバー内で、該蒸着チャンバーにおける該フレーク材料および剥離コート材料の蒸着がアイドリング条件下にある間に該多層蒸着体を除去することができ、該多層蒸着体は、該剥離チャンバーが大気圧未満の真空圧下に維持されている間に該蒸着表面から除去することができる
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
(a) 該蒸着表面が該蒸着チャンバーおよび隣接する剥離チャンバーを通過し、
(b) 該蒸着チャンバー内で、大気圧より低い圧力において、剥離コート層とフレーク材料層とを交互させた多層蒸着体を該蒸着表面に堆積させ、そして
(c) 該蒸着表面に該多層蒸着体が積層した後に該蒸着表面の速度を低下させ、かつ、該剥離チャンバー内で、該剥離チャンバーを大気圧より低い圧力に維持しながら該蒸着表面から該多層蒸着体を除去する
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
該蒸着表面を低速にして該蒸着表面から蒸着体を除去するときのアイドリング条件下で該フレーク層および該剥離層材料の蒸着を運転するに際し、該蒸着表面を比較的高速で運転するときに該蒸着チャンバー内で該蒸着層を積層させ、該蒸着表面を比較的低い速度へ低速化するときに該剥離チャンバー内で該蒸着表面から該蒸着層を除去し、さらに、該剥離チャンバー内で維持される真空圧より低い真空圧において該蒸着層を該蒸着表面に堆積させる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
該真空蒸着チャンバー内に高エネルギー輻射線源が配置されて該蒸着表面の方へ向けられ、
該剥離コート層が、該蒸着表面に蒸着されて該輻射線源に暴露されることにより硬化および架橋されるのに適した架橋密度の低い高分子材料を含み、溶媒に溶解されることができ、かつ、真空下で気化されて硬化されたときに、該バリヤー層および支持表面を形成し、その上に該フレーク材料層の各々が形成され、そして
該多層蒸着体が該蒸着チャンバーから除去されて、該剥離コート層を溶解して実質的に該剥離コート材料を含まない単層フレークを生ぜしめる溶媒で処理することにより分離されてフレークになる
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
該高分子剥離コート材料が該真空チャンバーの外部で溶融されて該チャンバーへ送り込まれ、該剥離コート源が該剥離コート材料を気化させる加熱装置を含み、該気化剥離コート材料が該蒸着表面へ運搬されてその上に堆積することにより該剥離コート層を形成し、そして該フレーク蒸着源が該フレーク材料を蒸発させるための熱源を該真空チャンバー内に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
該熱源の方へ蒸気が逃げないように該加熱装置および該蒸着表面に隣接する差別的圧力領域を作り出すための手段を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
該フレーク蒸着源が、該フレーク層を、５〜５００オングストロームの膜厚にまで堆積させる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
該剥離コート源がワイヤ供給機構を含み、そこで該高分子剥離コート材料がワイヤ上に被覆されて該真空チャンバーへ供給されてその内部の熱で蒸発されて該剥離コート層として堆積される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
該ワイヤ供給機構が該被覆剥離コート材料を、該剥離コート材料を蒸発させるために該蒸着表面に隣接して配置されたヒーターブロックへ送り込む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
該剥離コート源が、該蒸着表面に隣接して配置されたヒーターブロックおよび該ヒーターブロックへ該剥離コート材料を送り込むためのキャリヤを含み、そして該フレーク蒸着源が、該フレーク材料を蒸発させてそれを該蒸着表面の方へ向けるための熱源を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
蒸着表面を含む真空蒸着チャンバーを用意し、
該真空蒸着チャンバー内に剥離コート源およびフレーク蒸着源を、各源が該蒸着表面の方向へ向くように用意し、
該剥離コート源および該フレーク蒸着源は、真空下で該蒸着表面上に、該剥離コート源から気化した高分子剥離コート層と該フレーク蒸着源から蒸着したフレーク材料の離散島とを交互の層として付着させて、該フレーク材料の離散島を対応する介在剥離コート層によって分離し、かつ、該介在剥離コート層上に蒸着させてなるフレーク材料層の多層蒸着体を順次積層するように制御され、
該剥離コート層は、真空下で気化して平滑な連続した溶媒可溶性及び溶解性バリヤー層と、フレーク材料層の各々が形成される支持表面とを形成する高分子材料を含み、
該多層蒸着体は、該剥離コート層を溶解して該剥離コート材料を実質的に含有しない平滑平坦表面を有するフレークを生成させる溶媒で処理することにより該蒸着体を分離させてナノスケールフレーク粒子にするために該真空蒸着チャンバーから除去されることができ、そして
該ナノスケールフレークを、バリヤーフィルム、触媒材料および光反射性フレークをはじめとする機能用途に、光を反射、散乱または吸収するためのコーティングの用途に、機械特性を高めるための構造材の用途に、より大きな粒径のフレークを含有する高分子膜の用途に、そして材料およびコーティングに電気特性を付与するために使用することを特徴とする、ナノスケールフレークを製造して使用するための方法。
【請求項１６】
該フレーク材料層を、１００ナノメートル未満のフレーク（離散島）厚にまで堆積させる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
該剥離コート層が熱可塑性高分子材料を含む、請求項１５または１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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