(57)【要約】  パターン化されたコーティングを形成する方法が開示される。方法は、基材上に組成物を配置して基材上に液体コーティングを形成するステップと、被覆されたフィルム上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供または除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップと、を含み、モルフォロジー的パターンは第１のパターン領域に対応する。
2008532737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に組成物を配置して前記基材上に液体コーティングを形成するステップと、
前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供し、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップと、
を含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成する方法。
【請求項２】
前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを固化するステップをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記配置するステップが、基材上にポリマーまたはポリマー前駆物質を含んでなる組成物を配置して、前記基材上に液体コーティングを形成するステップを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記配置するステップが、基材上にポリマーまたはポリマー前駆物質および液体ビヒクルを含んでなる組成物を配置して、前記基材上に液体コーティングを形成するステップを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コーティングから前記液体ビヒクル成分を除去するステップをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記固化するステップが、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを重合、架橋、または硬化するステップを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記固化するステップが、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを乾燥または凍結するステップを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記エネルギーを提供するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じて、かつ前記基材を通じてエネルギーを提供して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エネルギーを提供するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供し、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の密度を有する材料の第１の複数の領域、および第２の密度を有する材料の第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の密度が前記第２の密度と異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記エネルギーを提供するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供し、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の密度を有する第１の材料の第１の複数の領域、および第２の密度を有する第２の材料の第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の密度が前記第２の密度と異なり、前記第１の材料が前記第２の材料と異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エネルギーを提供するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供し、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の濃度の固相材料を有する第１の複数の領域、および第２の濃度の前記固相材料を有する第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の濃度が前記第２の濃度と異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記エネルギーを提供するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供して、地形的にパターン化されたコーティングを形成するステップをさらに含んでなり、前記地形的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
基材上に組成物を配置して前記基材上に液体コーティングを形成するステップと、
前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップと、
を含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成する方法。
【請求項１４】
前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを固化するステップをさらに含んでなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記配置するステップが、基材上にポリマーまたはポリマー前駆物質を含んでなる組成物を配置して、前記基材上に液体コーティングを形成するステップを含んでなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記配置するステップが、基材上にポリマーまたはポリマー前駆物質および液体ビヒクルを含んでなる組成物を配置して、前記基材上に液体コーティングを形成するステップを含んでなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記コーティングから前記液体ビヒクル成分を除去するステップをさらに含んでなる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記固化するステップが、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを重合、架橋、または硬化するステップを含んでなる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記固化するステップが、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを乾燥または凍結するステップを含んでなる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記エネルギーを除去するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じて、かつ前記基材を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記エネルギーを除去するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の密度を有する材料の第１の複数の領域および第２の密度を有する材料の第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の密度が前記第２の密度と異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記エネルギーを除去するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の密度を有する第１の材料の第１の複数の領域および第２の密度を有する第２の材料の第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の密度が前記第２の密度と異なり、前記第１の材料が前記第２の材料と異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記エネルギーを除去するステップが、前記コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップを含んでなり、前記モルフォロジー的パターンが前記第１のパターン領域に対応し、前記モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが、第１の濃度の固相材料を有する第１の複数の領域、および第２の濃度の前記固相材料を有する第２の複数の領域を含んでなり、前記第１の濃度が前記第２の濃度と異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記エネルギーを除去するステップが、前記液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、地形的にパターン化されたコーティングを形成するステップをさらに含んでなり、前記地形的パターンが前記第１のパターン領域に対応する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、パターン化されたコーティングを製造する方法に関する。本発明は、より詳しくは液体コーティングにエネルギーパターンを提供し、または液体コーティングからエネルギーパターンを除去して、得られたパターン化されたコーティングを固化することで、パターン化されたコーティングを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの工業および消費者製品は、別の材料上に液体コーティングを配置させ、次に液体コーティングを固化させて作り出される材料の層を含有する。多くの場合、このような層を形成する材料は、それ自体が複数成分および相を含有する複合系である。このような層の例としては、磁気媒体および研磨材シートが挙げられる。他の事例では、層を形成する固体材料は、化学組成が名目上均一であってもよいが、分子整列または細孔などのいくつかのその他の内部構造を含有する。このような構造の例としては、偏光フィルムおよび多孔性膜が挙げられる。このような層内の構造または形態が、そのモルフォロジーである。
【０００３】
このような層が、揮発性成分を含有する液体コーティングから形成される場合、典型的に有機溶剤、そしてそれらの揮発性成分は引き続いて除去または乾燥されて、最初の調合物および乾燥条件の選択は、層の最終的なモルフォロジーに影響する。
【０００４】
固化中に時として発生するように、液体コーティング中に顕著な流れが生じる場合、固体層の最終的なモルフォロジーが影響を受けるかもしれない。このような効果は、最終層中の欠陥と見なされることが多い。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般に、本発明はパターン化されたコーティングを製造する方法に関する。本発明はより詳しくは、液体コーティングにエネルギーのパターンを提供し、または液体コーティングからエネルギーのパターンを除去して、得られたパターン化されたコーティングを固化することで、パターン化されたコーティングを製造する方法に関する。
【０００６】
一実施形態では、パターン化されたコーティングを形成する方法は、基材上に組成物を配置して基材上に液体コーティングを形成するステップと、液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップと、を含み、モルフォロジー的パターンは第１のパターン領域に対応する。
【０００７】
さらに別の実施形態では、パターン化されたコーティングを形成する方法は、基材上に組成物を配置して基材上に液体コーティングを形成するステップと、液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成するステップと、を含み、モルフォロジー的パターンは第１のパターン領域に対応する。
【０００８】
本願明細書のこれらのおよびその他の態様は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしいかなる場合も、上の要約は特許請求に記載された対象の制限を意図するものではなく、特許請求に記載された対象は、審査過程で補正されるかもしれない添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のパターン化されたコーティングを製造する方法は、パターン化されたコーティングを利用する多様な用途に応用できると思われる。いくつかの実施形態ではコーティング上の対応するパターン領域を通じてエネルギーを除去するまたは提供することで、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングが形成される。これらの例、および以下考察する実施例は、開示内容の適用範囲の認識を提供するが、制限を意図するものではない。
【００１０】
「コーティング」という用語は、材料上に配置された材料を指す。
【００１１】
「領域」という用語は、材料境界面などの二次元表面、または材料の領域または一部のいずれかを指してもよい。適切な定義は文脈で判定される。
【００１２】
特に断りのない限り「ポリマー」という用語は、ポリマー、コポリマー（例えば２つ以上の異なるモノマーを使用して形成されたポリマー）、オリゴマーおよびそれらの組み合わせ、ならびにポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを含むものと理解される。特に断りのない限り、ブロックおよびランダムコポリマーの双方が含まれる。
【００１３】
特に断りのない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される特徴部の寸法、量、および物理特性を表現するあらゆる数は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されるものと理解される。したがって特に断りのない限り、前述の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメーターは、ここで開示される教示を使用する当業者によって求められる所望の特性次第で変動できる近似値である。
【００１４】
質量パーセント、質量百分率、質量％などは、組成物質量によって除した物質の質量に１００を乗じた、その物質の濃度を指す同義語である。
【００１５】
終点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含される全ての数（例えば１〜５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）、およびその範囲内のあらゆる範囲を含む。
【００１６】
本願明細書および添付の特許請求範囲の用法では、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、特に断りのない限り複数指示対象を含む。したがって例えば「ポリマー」を含有する組成物への言及は、２つ以上のポリマーを含む。本願明細書および添付の特許請求範囲の用法では、「または」という用語は特に断りのない限り「および／または」を含む意味で一般に用いられる。
【００１７】
「液体」という用語は、剪断応力をかけられると連続的に変形する材料を指す。現行の文脈では液体は、例えばスラリー、懸濁液、または分散体におけるような粒子または固体材料領域を含有してもよいことが認識される。
【００１８】
「パターン」という用語は、空間的に変動する構造を指す。「パターン」という用語は、均一のまたは周期的パターン、変動パターン、ランダムパターンなどを含む。
【００１９】
「固体」という用語は、最初は液体であるモノマーなどの成分をはじめとする、固化したコーティングに含まれる材料を指す。
【００２０】
「モルフォロジー的」または「モルフォロジー的に」という用語は、例えば密度、化学組成、結晶化度、分子配向、空隙率などの固体層の材料特性を指す。
【００２１】
本開示は一般に、パターン化されたコーティングを製造する方法について述べる。本願明細書は、より詳しくは液体コーティングにエネルギーのパターンを適用して、または液体コーティングからエネルギーのパターンを除去して、得られたモルフォロジー的にパターン化されたコーティングを固化することで、パターン化されたコーティングを製造する方法に関する。多くの実施形態では、パターン化されたコーティングは、コーティングが複製工具に物理的に接触せずに形成される。いくつかの実施形態では、得られたコーティングパターンは、自然の不安定性によって生じるパターン要素を含有する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、パターン化されたコーティングを形成する方法は、組成物を基材上に配置して、基材上に液体コーティングを形成するステップを含む。コーティング組成物は、フィルムを形成するのに有用なあらゆる材料を含むことができる。基材は、フィルム形成を支えるのに有用なあらゆる材料であることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、コーティング組成物はフィルム形成材料の溶液、または液体ビヒクル中のポリマー樹脂である。有用なポリマーの一例としては、アセタール、アクリル樹脂、アセテート、セルロース誘導体、フルオロカーボン、アミド、エーテル、カーボネート、エステル、スチレン、ウレタン、スルホン、ゼラチンなどが挙げられる。ポリマーはホモポリマーであることができ、またはそれらは２つ以上のモノマーから形成されたコポリマーであることができる。コーティング組成物で使用するための液体ビヒクルは、広範な適切な材料から選択できる。例えばコーティング組成物は、水性組成物または有機溶剤を含んでなる有機溶液であることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、フィルム形成材料は感圧接着剤を形成する。いくつかの実施形態では、感圧接着剤はブロックコポリマー感圧接着剤、粘着性付与エラストマー感圧接着剤、水をベースとするラテックス感圧接着剤、アクリレートベースの感圧接着剤、またはケイ素ベースの感圧接着剤である。
【００２５】
いくつかの実施形態では、フィルム形成材料は光学フィルムを形成する。光学フィルムの例としては、補正フィルム、リタデーションフィルム、明度増強フィルム、拡散フィルムなどが挙げられる。光学フィルムは、例えばオレフィン、アクリレート、セルロース誘導体、フルオロカーボン、カーボネートなどのあらゆる有用なポリマーから形成できる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、有機溶剤としてはアセトンまたはメチルエチルケトンなどのケトン、ベンゼンまたはトルエンなどの炭化水素、メタノールまたはイソプロパノールなどのアルコール、二塩化エチレンまたは二塩化プロピレンなどのハロゲン化アルカン、酢酸エチルまたは酢酸ブチルなどのエステルなどが挙げられる。もちろん液体ビヒクルとして２つ以上の有機溶剤の組み合わせも利用でき、または液体ビヒクルは、混合水系−有機系であることができる。いくつかの実施形態では水が液体ビヒクルである。
【００２７】
いくつかの実施形態では、被覆された層は固相材料を含む。固相材料は、５ｎｍ〜１ｍｍの範囲の平均径を有する別個の固相粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、固相材料はナノ粒子である。一実施形態では、固相材料は５〜７５ｎｍの範囲の平均径を有するシリカナノ粒子である。その他の実施形態では、固相材料はジルコニア、ダイヤモンド、または例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの固体の別個のポリマービーズである。
【００２８】
いくつかの実施形態では、コーティング組成物中の固形物の質量百分率は０．１〜１００％または１〜４０％または１〜２０％であることができる。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は１００％モノマーである。コーティング組成物は、それが流動性を有するような粘度を有する。粘度は用いられるコーティング装置のタイプに左右され、１０，０００センチポアズ以上、または約０．１〜約１０００センチポアズ、または０．１〜１００センチポアズ、または０．５〜１０センチポアズ、または１〜５センチポアズの範囲であることができる。
【００２９】
その上にコーティング組成物が配置される基材は、それが液体コーティング組成物の適切な性質を可能にする材料である限りは、ありとあらゆる材料から構成されることができる。いくつかの実施形態では、連続コーティング工程において連続ウェブとして被覆されるのはシート材料である。その他の実施形態では、それはコンベヤーベルトまたは同様の装置によって、コーティングおよび乾燥ゾーンを通って運ばれる分離したシートなどの別個の形態である。有用な基材としては、例えばポリエステル、ポリオレフィンまたはセルロースエステルのフィルムなどのポリマーフィルムと、アルミニウムまたは鉛箔などの金属箔と、紙と、ポリエチレン被覆紙などのポリマー被覆紙と、ゴムと、ポリマーのまたはポリマーと金属箔の様々な層を有するラミネートとが挙げられる。
【００３０】
あらゆる適切なタイプのコーティング装置を使用して、１つ以上のコーティング組成物を（互いに重ねてまたは互いに隣り合わせて）基材上に配置させることができる。したがって例えばコーティング組成物は、浸漬コーティング、順方向および逆方向ロールコーティング、巻線ロッドコーティング、およびダイタイプコーティングによって配置できる。ダイコーターとしては、特に、ナイフコーター、スロットコーター、スライドコーター、スライドカーテンコーター、ドロップダイカーテンコーター、および押し出しコーターが挙げられる。いくつかの実施形態では、１つ以上のコーティング組成物は基材上に「ストリップ」被覆できる。コーティング組成物の湿潤被覆率には選択の余地があり、用いるコーティング装置のタイプ、コーティング組成物の特性、および乾燥後のコーティングの所望の厚さなどの多くの要因に依存する。
【００３１】
配置されたコーティング組成物は、あらゆる有用な未乾燥塗膜厚を有することができる。いくつかの実施形態では、液体コーティングは０．５〜５０００μｍ、または１〜１０００μｍ、または１０〜１０００μｍ、または５０〜１００μｍ、または１００〜１０００μｍの範囲の未乾燥塗膜厚を有する。その他の実施形態では、液体コーティングは５〜１０００ｎｍ、または５０〜２５０ｎｍの範囲の未乾燥塗膜厚を有する。多くの実施形態では、配置されたコーティング組成物は名目上均一の未乾燥塗膜厚を有する。
【００３２】
コーティングは、液体コーティングからエネルギーを除去する、またはそれにエネルギーを提供することによってモルフォロジー的にパターン化することができる。液体コーティング上の第１のパターン領域を通じてエネルギーを提供または除去して、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成でき、モルフォロジー的パターンは第１のパターン領域に対応する。モルフォロジー的にパターン化されたコーティングは、次に例えばモルフォロジー的にパターン化されたコーティングを乾燥、凍結、重合、架橋、または硬化することで固化できる。いくつかの実施形態では、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングは、固化に先だってその他の処理を受ける。いくつかの実施形態では、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングは固化されない。
【００３３】
エネルギーは、多様な手段によって液体コーティング上のパターン領域を通じて提供できる。いくつかの実施形態では、エネルギー源は、液体コーティングがエネルギー源と基材の間に配置されるように、エネルギーを直接液体コーティング上に方向付ける。いくつかの実施形態では、基材はエネルギー源と液体コーティングの間に配置される。いくつかの実施形態では、エネルギー転写表面が基材に接触し、基材を通じてエネルギーを液体コーティングに提供する。いくつかの実施形態では、エネルギー転写表面は実質的に平滑であり、エネルギーは液体コーティング上のパターン領域を通じて提供される。その他の実施形態では、エネルギー転写表面はパターン化されまたは平滑でなく、エネルギーは液体コーティング上のパターン領域を通じて提供される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、エネルギー源は光子エネルギー源である。光子エネルギー源は、液体コーティング上の第１のパターン領域を通じて、直接に光子エネルギーを方向付けることができる。いくつかの実施形態では、光子エネルギー源は赤外線エネルギー源である。別の実施形態では、光子エネルギー源はレーザーエネルギー源である。
【００３５】
エネルギーは、多様な手段によって液体コーティング上のパターン領域を通じて除去できる。いくつかの実施形態では、エネルギー転写表面が基材に接触し、基材を通じてエネルギーを液体コーティングから除去する。いくつかの実施形態では、エネルギー転写表面は実質的に平滑であり、エネルギーは液体コーティング上のパターン領域を通じて除去される。その他の実施形態では、エネルギー転写表面はパターン化されまたは平滑でなく、エネルギーは液体コーティング上のパターン領域を通じて除去される。いくつかの実施形態では、エネルギーは同時にまたは逐次に液体コーティングに提供でき、そしてそれから除去できる。一実施形態では、エネルギーは液体コーティングの片面を通じて提供され、エネルギーは同時に液体コーティングの反対側の面を通じて除去され、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを形成する。
【００３６】
エネルギーは、モルフォロジー的特徴部を作り出すのに効果的なあらゆる量で液体コーティングから除去でき、またはそれに提供できる。いくつかの実施形態では、ある量のエネルギーが、意図的に液体コーティングに提供され、または液体コーティングから除去されて、エネルギーが提供されまたは除去される領域のパターンと残りの領域の間に温度差を作り出す。この温度差は、例えば摂氏０．１度を超える、または摂氏０．１〜１００度、または摂氏１〜５０度、または摂氏５〜５０度などのあらゆる有用な温度差であることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、モルフォロジー的パターン領域は、コーティングの残りの領域と異なる密度を有するパターン領域である。いくつかの実施形態では、モルフォロジー的パターン領域は、コーティングの残りの領域と異なる組成を有するパターン領域である。
【００３８】
コーティング中で形成されるモルフォロジー的特徴部は、あらゆる有用な寸法であることができ、エネルギーが液体コーティングに提供される、または液体コーティングから除去されるパターン領域によって具体的に定まる。
【００３９】
モルフォロジー的パターン領域の形成に先だってまたは形成中に、液体コーティングおよび基材の上および／または下の環境を制御して、パターン形成のための適切なコーティング状態を確立してもよい。いくつかの実施形態では、このような環境制御として、液体コーティングに成分を付加する、またはそれから除去する、または除去を妨害するための、またはコーティング中の反応を誘起するための、またはコーティングを溶解するまたは粘度を修正するためなどの気相温度、または気相組成、または気相速度の制御が挙げられる。いくつかの実施形態では、このような環境制御として、加熱または冷却ロールまたはプレートなどの熱的に制御される接触表面を提供する、または赤外線源などの放射エネルギー源を提供する、または紫外線源などの反応誘発エネルギー源を提供することなどが挙げられる。被覆された基材周囲の環境を制御するためのこのような方法については、当業者に知られている。
【００４０】
モルフォロジー的領域のパターン形成に続いてまたは形成中に、コーティングを乾燥できる。ウェブなどの被覆された基材を乾燥することは、典型的に被覆された基材を加熱して、コーティングからの揮発性成分の蒸発を引き起こすことを必要とする。次に蒸発した材料を除去する。いくつかの実施形態では、乾燥は従来の乾燥技術によって達成される。従来の一乾燥技術は衝突乾燥である。被覆された基材のための衝突乾燥システムは、片面または両面衝突乾燥機技術を利用して、移動する被覆された基材の片面または両面に空気を衝突させる。このような従来の衝突乾燥機システムでは、空気が被覆された基材を支えて加熱し、基材の被覆面および未被覆面の双方にエネルギーを供給できる。参照によってここに編入するヒュールスマン（Ｈｕｅｌｓｍａｎ）らに付与された米国特許第５，５８１，９０５号明細書およびヒュールスマン（Ｈｕｅｌｓｍａｎ）らに付与された米国特許第５，６９４，７０１号明細書で教示されるような従来のギャップ乾燥システムでは、ウェブなどの被覆された基材は固体表面と接触することなくギャップ乾燥システムを通って移動する。一ギャップ乾燥システム構成では、エネルギーが移動ウェブ裏面に適用されて溶剤を蒸発させ、冷却されたプラテンが移動するウェブ上に配置されて凝結によって溶剤を除去する。ギャップ乾燥システムは、溶剤回収、環境中への溶剤放出の低減、および制御された比較的安価な乾燥システムを提供する。ギャップ乾燥システムでは、ウェブは空気などの流体によって支えられる乾燥システムを通して運搬され、ウェブ上のすりきずを避ける。衝突乾燥機システムと同様に、ウェブに接触することなく移動するウェブを運搬するための以前のシステムは、典型的に空気ジェットをウェブに衝突させる空気ジェットノズルを用いる。エネルギーのほとんどは、空気ジェットノズルからの気流の高い速度のために、対流によってウェブ裏面に移動する。多くの衝突乾燥機システムはまた、被覆されたウェブ前面にもエネルギーを移動できる。
【００４１】
被覆された基材は、乾燥ガスを含有する乾燥オーブンを使用して乾燥できる。溶剤の蒸発をもたらすために、通常は空気である乾燥ガスを適切な高温に加熱して被覆された基材と接触させる。乾燥ガスは、多様なやり方で乾燥オーブン内に導入できる。いくつかのシステムでは、乾燥ガスはコーティングの最小量の撹乱をもたらすようにデザインされた注意深く制御された条件下で、被覆された基材の表面全体にそれを均一に分配する様式で誘導される。使用済み乾燥ガス、すなわちコーティングから蒸発する溶剤蒸気で満たされた乾燥ガスは、乾燥機から連続的に排出される。多くの工業乾燥機はいくつかの個々に単離されたゾーンを使用して、乾燥経路に沿った乾燥特性の柔軟な設計を可能にする。例えば米国特許第５，０６０，３９６号明細書は、移動する被覆基材から溶剤を除去するためのゾーン型円柱状乾燥機について述べる。複数乾燥ゾーンは物理的に隔てられ、各乾燥ゾーンは異なる温度と圧力で操作されてもよい。段階的乾燥ガス温度および溶剤蒸気組成の使用を可能にすることから、複数乾燥ゾーンが望ましいかもしれない。
【００４２】
モルフォロジー的にパターン化されたコーティングは、必要に応じてさらに処理できる。いくつかの実施形態ではモルフォロジー的にパターン化されたコーティングは、熱または光硬化工程を通じて硬化できる硬化性成分を含む。
【００４３】
図１は、パターン化されたコーティングを製造するための例示的な連続工程１００の模式図である（原寸に比例せず）。この工程１００は、巻き出しステーション１０２、速度制御ロール１０４、乾燥ステーション５０、ＵＶ硬化ステーション６０、および巻き戻しステーション１１０を含む。必要に応じてウェブ輸送のために追加的遊びロールが使用できる。ウェブまたは基材１４は、速度ｖの工程１００を通って輸送される。コーティングダイ３５は、基材１４にコーティング組成物を配置させる。ポンプ３０はコーティングダイにコーティング組成物を供給できる。次に基材１４の未被覆面と熱的連絡にある温度制御されたパターン化されたロール４０によって、液体コーティングをパターン化できる。パターン化されたロール４０は、６３本／ｃｍのピッチおよび４５度のピッチ角ｄの錐体ローレットを有することができる（図３参照）。ロール径は１１．４ｃｍであることができる。
【００４４】
例示的なエネルギー転写表面パターンの上面図模式図を図３に示す。パターン寸法は、１５８μｍのパターン周期ｃをもたらす、６３μｍのランド幅ａ、９５μｍのセル面長さｂを含むことができる。セルの内角（標識されず）は７０度である。図４は、ライン４−４で切った図３に示されるエネルギー転写表面パターンの横断面模式図である。セル深度ｅは６９μｍである。
【００４５】
図２は、パターン化されたコーティングを製造するための別の例示的な連続工程１００の模式図である（原寸に比例せず）。この工程１００は、巻き出しステーション１０２、速度制御ロール１０４、乾燥ステーション５０、ＵＶ硬化ステーション６０、および巻き戻しステーション１１０を含む。必要に応じてウェブ輸送のために追加的な遊びロールが使用できる。ウェブまたは基材１４は、速度ｖの工程１００を通って輸送される。コーティングダイ３５は、基材１４にコーティング組成物を配置させる。ポンプ３０はコーティング組成物をコーティングダイに供給できる。次に液体コーティングは、レーザーシステム４０によってパターン化できる。レーザーシステム４０は、レーザー４２、機械的チョッパー４４、および集束レンズ４６を含むことができる。基材１４の未被覆面は、担体ロール５２と接することができる。
【実施例】
【００４６】
材料
ＣＡＢ１７１−１５ｓ：セルロース−アセテート−ブチレート（テネシー州キングズポートのイーストマン・ケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮ）））
白ろうビーズ：２０％Ｒ１０４  ＴｉＯ２および８０％ポリワックス（Ｐｏｌｙｗａｘ）１０００（テキサス州シュガーランドのベーカー・ペトロライト（Ｂａｋｅｒ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ（Ｓｕｇａｒ  Ｌａｎｄ，ＴＸ）））
シロイド（Ｓｙｌｏｉｄ）８０３：ミクロサイズシリカゲル、２１２０３メリーランド州バルチモアのグレース・デビッドソンＷＲグレース社（Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｄｓｏｎ  ＷＲ  Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．（Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ，Ｍａｒｙｌａｎｄ  ２１２０３））によって製造される
ビュートバー（Ｂｕｔｖａｒ）Ｂ−７９：ポリビニルブチラール（ミネソタ州セントルイスのソルーシア社（Ｓｏｌｕｔｉａ  Ｉｎｃ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）））
【００４７】
実施例１
４．１％セルロース−アセテート−ブチレート（ＣＡＢ１７１−１５Ｓ）、４．８％白ろうビーズ、および９１．１％アセトンを含有する混合物から、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを調製した。ギャップ設定５０８μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、混合物を厚さ４８μｍの透明ポリエステルフィルム上に配置した。乾燥付着量はおよそ１５．９ｇ／ｍ2であった。次に被覆されたフィルムを（コーティングを上に向けて）厚さ９．５ｍｍのシリコーンゴムシートにのせた。被覆されたフィルムの角でガラス面をスペーサーとして使用して、被覆されたフィルムのおよそ３ｍｍ上に、３．２ｍｍ径で最近傍中心間距離４．８ｍｍの孔の互い違いの配列を穿った厚さ１．１ｍｍのアルミニウムプレートを配置させた。最大出力に設定したワトロー（Ｗａｔｌｏｗ）レイマックス（ＲＡＹＭＡＸ）１５２５型赤外線ヒーターをアルミニウムプレートのおよそ２３ｃｍ上に配置させた。次にフィルム上のコーティングをおよそ５分乾燥させた。パターン化された熱処理は、位置および規模がアルミニウムプレート中の孔に対応する一般に円形の領域に、ワックスビーズを集中させた。乾燥したパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真を図５に示す。
【００４８】
実施例２
実施例１で述べられるＣＡＢおよびアセトン中の白ろうビーズの懸濁液からモルフォロジー的にパターン化されたコーティングを調製した。ギャップ設定５０８μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、懸濁液を厚さ４８μｍの透明ポリエステルフィルム上に配置させた。乾燥付着量はおよそ１５．９ｇ／ｍ2であった。次に被覆されたフィルムを（コーティングを上に向けて）３．２ｍｍ径で最近傍中心間距離４．８ｍｍの孔の互い違いの配列を穿った厚さ１．１ｍｍのアルミニウムプレート上に配置させた。次にアルミニウムプレートを１０℃に冷却した。次にフィルム上のコーティングをおよそ１５分乾燥させた。パターン化された熱処理は、アルミニウムプレート中の孔の間のランド領域に対応する領域に、白ろうビーズを集中させた。乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真を図６に示す。
【００４９】
実施例３
実施例１で述べられるＣＡＢおよびアセトン中の白ろうビーズの懸濁液からモルフォロジー的にパターン化されたコーティングを調製した。ギャップ設定５０８μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、懸濁液を厚さ４８μｍの透明ポリエステルフィルム上に配置させた。乾燥付着量はおよそ１５．９ｇ／ｍ2であった。次に被覆されたフィルムを（コーティングを上に向けて）３．２ｍｍ径で最近傍中心間距離４．８ｍｍの孔の互い違いの配列を穿った厚さ１．１ｍｍのアルミニウムプレート上に配置させた。アルミニウムプレートを温度制御ホットプレートにのせて５０℃に加熱した。次にフィルム上のコーティングをおよそ５分乾燥させた。パターン化された熱処理は、アルミニウムプレート中の孔の間のランド領域に対応する領域に、白ろうビーズを集中させた。乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真を図７に示す。
【００５０】
実施例４
ギャップ設定２０３μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、１０％ＣＡＢ、３％水、および８７％アセトンからなる溶液を厚さ４８μｍの透明ポリエステルフィルム上に配置させて、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを調製した。乾燥付着量はおよそ７．１ｇ／ｍ2であった。次に被覆されたフィルムを（コーティングを上に向けて）３．２ｍｍ径で最近傍中心間距離４．８ｍｍの孔の互い違いの配列を穿った厚さ１．１ｍｍのアルミニウムプレート上に配置させた。アルミニウムプレートを温度制御ホットプレートにのせて７１℃に加熱した。次にフィルム上のコーティングをおよそ５分乾燥させた。パターン化された熱処理は、アルミニウムプレート中の孔の間のランド領域に対応する領域に白ろうビーズを集中させた。パターン化された熱処理は、アルミニウムプレート中の孔に対応する多孔性領域、および残りの領域に対応する稠密なポリマー領域をもたらした。乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真を図８に示す。
【００５１】
実施例５
ギャップ設定２５４μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、１０％ＣＡＢ、３％水、および８７％アセトンからなる溶液を厚さ４８μｍの透明ポリエステルフィルム上に配置させて、モルフォロジー的にパターン化されたコーティングを調製した。乾燥付着量はおよそ７．７ｇ／ｍ2であった。次に被覆されたフィルムを（コーティングを上に向けて）９．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシートにのせた。被覆されたフィルムの角でガラス面をスペーサーとして使用して、被覆されたフィルムのおよそ３ｍｍ上に、３．２ｍｍ径で最近傍中心間距離４．８ｍｍの孔の互い違いの配列を穿った厚さ１．１ｍｍのアルミニウムプレート上に配置させた。最大出力に設定したワトロー（Ｗａｔｌｏｗ）レイマックス（ＲＡＹＭＡＸ）１５２５型赤外線ヒーターをアルミニウムプレートのおよそ１５ｃｍ上に配置させた。次にフィルム上のコーティングをおよそ５分乾燥させた。パターン化された熱処理は、アルミニウムプレート中の孔の間のランド領域に対応する領域に多孔性領域を形成させた。乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真を図９に示す。
【００５２】
実施例６
図１で図示される工程を使用して、１９．１％ＵＶ硬化性アクリレート、８０％２−ブタノンおよび０．９％シロイド（Ｓｙｌｏｉｄ）８０３（３μｍのポリメチルメタクリレートビーズ）からなる溶液を配置させて、モルフォロジー的および地形的にパターン化された「ビードコーティング」を調製した。ポンプ３０によって、溶液を１０ｃｍ3／分の速度でコーティングダイ３５に供給した。１０．２ｃｍ幅のコーティングダイ３５を通って１０．２ｃｍ／秒の速度ｖで移動する基材１４に、懸濁液を均一に配置させた。基材１４は幅１５．２ｃｍおよび厚さ１４．２μｍのＰＥＴであった。温度制御されたパターン化されたロール４０を「越えて」被覆された基材１４を輸送してビード懸濁液をパターン化させた。基材１４は、パターニングロール４０におよそ３７度で巻き付く（基材の一部はロール４０と熱的連絡にある）。ロール４０の温度はおよそ５５℃と測定された。次にパターン化されたビーズ付きコーティングを乾燥機５０およびＵＶ硬化ステーション６０を通して輸送し、巻き戻しステーション１１０で巻き上げた。
【００５３】
コーティングを含有するパターン化されたビードを図１０に示すように、微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）光学素子および１０×対物レンズ付きオリンパス（Ｏｌｙｍｐｕｓ）ＢＸ−５１顕微鏡を使用して画像形成した。
【００５４】
実施例７
図１で図示される工程を使用して、５．１質量部のＣＡＢ、１６．１質量部の水、および７８．８の質量部アセトンからなる溶液を配置させて、モルフォロジー的および地形的にパターン化されたコーティングを調製した。ポンプ３０によって、溶液を７ｃｍ3／分の速度でコーティングダイ３５に供給した。１０．２ｃｍ幅のコーティングダイ３５を通って５．１ｃｍ／秒の速度ｖで移動する基材１４に、溶液を均一に配置させた。基材１４は幅１５．２ｃｍおよび厚さ１４．２μｍのＰＥＴであった。温度制御されたパターン化されたロール４０を「越えて」被覆された基材１４を輸送して溶液をパターン化させた。基材１４は、パターニングロール４０におよそ８０度で巻き付く（基材の一部はロール４０と熱的連絡にある）。ロール４０の温度はおよそ５５℃と測定された。次にパターン化されたコーティングを乾燥機５０およびＵＶ硬化ステーション６０を通して輸送し、巻き戻しステーション１１０で巻き上げた。
【００５５】
パターン化されたコーティングを図１１に示すように、１０×対物レンズを使用して、明視野照明付きオリンパス（Ｏｌｙｍｐｕｓ）ＢＸ−５１顕微鏡を使用して画像形成した。
【００５６】
実施例８
図２で図示される工程を使用して、３μｍのシロイド（Ｓｙｌｏｉｄ）シリカビーズ（２９．８％アクリレート、３６％トルエン、３３．６％２−プロパノール、および０．６％シロイド（Ｓｙｌｏｉｄ）８０３）を含有するＵＶ硬化性アクリレートハードコート溶液（本質的に米国特許第６，２９９，７９９号明細書の実施例３で述べられるようにして形成された）を配置して、パターン化されたコーティングを調製した。ポンプ３０によって、溶液を４ｃｍ3／分の速度でコーティングダイ３５に供給した。１０．２ｃｍ幅のコーティングダイ３５を通って５．１ｃｍ／秒の速度ｖで移動する基材１４に、懸濁液を均一に配置させた。基材１４は幅１５．２ｃｍおよび厚さ５０．８μｍの透明なＰＥＴであった。被覆された基材１４をそれが平滑遊びロール５２を「越えて」輸送される際に、機械的に細断され集束される赤外放射線ビームに曝露して、溶液をパターン化した。レーザー４２（１００ｍＷ、１４６２３ニューヨーク州ロチェスターウィントン・プレース３４９５、ビルディング８のレーザーマックス社（Ｌａｓｅｒｍａｘ  Ｉｎｃ．（３４９５  Ｗｉｎｔｏｎ  Ｐｌａｃｅ，Ｂｌｄｇ．８，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＹ１４６２３））によって製造される７８０〜１１５０ｎｍの波長ダイオードレーザー）を機械的チョッピングホイール４４によって細断し、集束レンズ４６で集束させた。平滑遊びロール５２は外径８．９ｃｍのアルミニウムシェルからなり、厚さ２００μｍの黒色絶縁材料層（３Ｍスコッチ（Ｓｃｏｔｃｈ）（登録商標）スーパー３３＋ビニル絶縁テープ３０−０６６５）が、外面を覆った。次にパターン化されたコーティングを乾燥機５０およびＵＶ硬化ステーション６０を通して輸送し、巻き戻しステーション１１０で巻き上げた。
【００５７】
コーティングを含有するパターン化されたビードを図１２に示すように、微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）光学素子および５×対物レンズ付きオリンパス（Ｏｌｙｍｐｕｓ）ＢＸ−５１顕微鏡を使用して画像形成した。
【００５８】
実施例９
溶剤配合物（３１．７質量％トルエンおよび５４．６質量％エタノール）中の４．４質量％白ろうビーズ、９．３質量％ポリビニルブチラール（ビュートバー（Ｂｕｔｖａｒ）−Ｂ７９）からなる混合物をポリマー試験シート上にコーティングして、モルフォロジー的および地形的にパターン化されたコーティングを調製した。シートは写真乳剤で被覆された透明ポリマーフィルムからなり、図１３に示すように曝露して黒色スクエアの試験パターンを作り出した。試験シートは厚さが１０７μｍであった。ギャップ設定６３５μｍのＢＷＫガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）マルチプル・クリアランス塗布器を使用して、コーティングを試験シートの画像面にキャストした。ワックスビーズは、最初はフィルム上のコーティング中に無作為に分散された。次に被覆されたフィルムを（コーティング面を上にして）２５０ワットのＳＬＩライティング（ＳＬＩ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）加熱ランプの２７ｃｍ上の枠に載せた。次にガラスカバーシートを試験シートの６．５ｍｍ上に配置させた。次にフィルム上のコーティングをおよそ１０分乾燥させた。乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真を図１４に示す。
【００５９】
本発明は上述の特定の実施例によって制限されず、むしろ添付の特許請求の範囲で公正に述べられるように、本発明の全ての態様をカバーするものと理解すべきである。様々な修正、同等の方法、ならびに本発明が適用可能であるかもしれない多数の構造は、本願明細書を参照することで、本発明が対象とする当業者に容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】パターン化されたコーティングを製造するための例示的な連続工程の模式図である。
【図２】パターン化されたコーティングを製造するための別の例示的な連続工程の模式図である。
【図３】エネルギー転写表面パターンの上面模式図である。
【図４】４−４の線に沿って切ったエネルギー転写表面パターンの横断面模式図である。
【図５】実施例１に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図６】実施例２に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図７】実施例３に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図８】実施例４に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図９】実施例５に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図１０】実施例６に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図１１】実施例７に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図１２】実施例８に従って形成されたパターン化されたコーティングの光学顕微鏡写真である。
【図１３】実施例９に従ったエネルギー転写表面パターンの上面模式図である。
【図１４】実施例９に従って形成された乾燥したパターン化されたコーティングの顕微鏡写真である。
【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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【国際調査報告】
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