JP2022535414A - エンボス加工ツールの前処理を伴うエンボス構造をコーティング組成物に転写する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1-i) コーティング組成物(B1a)を基板(F1)の表面の少なくとも一部に塗布して複合物(B1aF1)を得るステップと、
(2-i) 少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を含む少なくとも1つのエンボス加工ツール(P1)を用いて、前記基板(F1)の表面に少なくとも部分的に塗布された前記コーティング組成物(B1a)を、少なくとも部分的にエンボス加工するステップと、
又は
(1-ii) エンボス加工ツール(P1)のエンボス加工ダイ(p1)の少なくとも部分的にエンボス加工された表面の少なくとも一部にコーティング組成物(B1a)を塗布するステップと、
(2-ii) 前記エンボス加工ダイ(p1)に塗布された前記コーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に基板(F1)を適用して(p1)上に複合物(B1aF1)を得るステップと、
を含み、ステップ(2-i)の実施前及びステップ(1-ii)の実施前に、前記エンボス加工ツール(P1)の少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で前処理すること、及び、好ましくはステップ(2-i)及びステップ(1-ii)を通して、30μm超の構造深さを有するマイクロ構造をエンボス構造として前記コーティング組成物(B1a)に転写することを含む。
本発明の文脈において、「含む(comprising)」という用語は、例えばコーティング組成物(B1a)などの本発明で使用されるコーティング組成物、ならびに例えば本発明の方法及びその方法ステップに関連して、「からなる(consisting of)」という意味を好ましくは有する。ここで、例えば、本発明で使用されるコーティング組成物(B1a)に関連して、前記組成物が、構成成分(a)及び/又は(b)及び/又は(c)のようなそれに含まれる構成成分だけでなく、以下に特定される1つ以上のさらなる構成成分を含み、及び該さらなる構成成分が本発明において使用されるコーティング組成物(B1a)中に任意に存在することも可能である。各構成成分は、以下に規定されるそれらの好ましい実施形態に存在してよい。本発明の方法に関連して、この方法は、ステップ(1-i)及び(2-i)、又は(1-ii)及び(2-ii)ならびに前処理ステップだけでなく、例えばステップ(3)及び(4)などの、さらなる任意の方法ステップを含んでよい。
本発明の第1の主題は、上述したように、エンボス構造を、コーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に転写する本発明の方法である。図1及び図2は、以下のこれらの図の説明からも明らかなように、本発明の方法のステップ(1-i)及び(2-i)、ならびに任意に(3)及び任意に(4)の例示的な説明を提供する。本発明の方法は、必然的に前記の前処理を含む。
代替法(i)による本発明の方法は、少なくともステップ(1-i)、(2-i)、及び任意に(3)、及び任意に(4)を含む。
本発明の方法のステップ(1-i)は、基板(F1)の表面の少なくとも一部にコーティング組成物(B1a)を塗布することを提供する。基板(F1)は、その上に塗布されるコーティング組成物(B1a)又はその上に塗布されるコーティング(B1)のための担体材料を表す。
本発明の方法のステップ(2-i)は、少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を含む少なくとも1つのエンボス加工ツール(P1)を用いて、基板(F1)の表面に少なくとも部分的に塗布されるコーティング組成物(B1a)の少なくとも部分的なエンボス加工を提供する。
本発明の方法のステップ(3)は、ステップ(2-i)又はステップ(2-ii)の後に得られる複合物(F1B1a)内のコーティング組成物(B1a)の少なくとも部分的な硬化を提供し、少なくとも部分的な硬化の期間中、コーティング組成物(B1a)は、エンボス加工ダイ(p1)と接触している。ステップ(3)の実施後、基板(F1)と、少なくとも部分的にエンボス加工され、少なくとも部分的に硬化されたコーティング(B1)から構成される複合物(B1F1)が得られる。
本発明の方法のステップ(4)は、エンボス加工ダイ(p1)からの複合物(F1B1)の任意の除去を提供する。したがって、基板(F1)と、少なくとも部分的にエンボスされ、少なくとも部分的に硬化されたコーティング(B1)から構成される複合物(F1B1)を得ることが可能である。ステップ(4)を実施することが好ましい。
代替法(ii)による本発明の方法は、少なくともステップ(1-ii)、(2-ii)、及び任意に(3)、及び任意に(4)を含む。ステップ(3)及び(4)は、代替法(i)に関連して既に上述しており、代替法(ii)内でも同様に実施されることができる。
本発明の方法のステップ(1-ii)は、コーティング組成物(B1a)を、エンボス加工ツール(P1)のエンボス加工ダイ(p1)の、少なくとも部分的にエンボス加工された少なくとも一部の表面に塗布することを提供する。上述したように、この場合に使用されるエンボス加工ダイは、基板(F2)と、少なくとも部分的にエンボスされ、少なくとも部分的に硬化されたコーティング(B2)とで構成される複合物(B2F2)であってよい。
本発明の方法のステップ(2-ii)は、基板(F1)を、エンボス加工ダイ(p1)に塗布されたコーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に適用し、(p1)上に位置する複合物(B1aF1)を得ることを提供する。
任意の種類のコーティング組成物が、本発明の方法内のコーティング組成物(B1a)として使用され得る。コーティング組成物(B1a)は、物理的乾燥性の、熱硬化性の、化学的硬化性の、及び/又は放射線硬化性のコーティング組成物(B1a)であってよい。好ましくは、コーティング組成物(B1a)は、化学的硬化性の、熱的硬化性の及び/又は放射線硬化性のコーティング組成物であり、より好ましくは放射線硬化性のコーティング組成物である。したがって、任意のステップ(3)による少なくとも部分的な硬化は、好ましくは放射線硬化によって行われる。
ソルビトール、マンニトール、ジグリセロール、トレイトール、エリスリトール、アドニトール(リビトール)、アラビトール(リキシトール)、キシリトール、ダルシトール(ガラクチトール)、マルチトール又はイソマルトなどの糖アルコールのジ及びポリ(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチルジグリコール(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンホルマールモノ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート及びラウリル、ステアリル、イソデシル、オクチル及びデシル(メタ)アクリレート、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸、好ましくは(メタ)アクリル酸と1~20個の炭素原子を含むアルコールと、好ましくは任意に、1~20個の炭素原子を含むヒドロキシ置換アルカノールとのエステル、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又は4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの単官能、二官能及び/又は三官能(メタ)アクリル酸エステルである。
(a) 例えば、2つの構成成分のコーティング材料について、上で記載されている、ポリイソシアネートのうちの少なくとも1つとしての、少なくとも1つの有機脂肪族、芳香族又は脂環式ジ又はポリイソシアネートと、
(b) 好ましくは、ポリアクリレートポリオールについて、上で記載されている、少なくとも1つのラジカル重合性不飽和基を有するヒドロキシル含有モノマーの1つである、少なくとも1つのイソシアネート反応性基を有する少なくとも1つの化合物と、
(c) 任意に、ポリエステルについて、上で記載されている、例えば多価アルコールのうちの1つとして、少なくとも2つのイソシアネート反応性基を有する少なくとも1つの化合物と、
を実質的に含む。
(a1) マレイン酸又はその誘導体と、
(a2) 少なくとも1つの環式ジカルボン酸又はその誘導体と、
(a3) 少なくとも1つの脂肪族又は脂環式ジオールと、
から好ましくは合成される。
- モノマー形態又は他にはポリマー形態の対応する無水物、
- モノアルキル又はジアルキルエステル、好ましくはモノもしくはジ-C1~C4アルキルエステル、より好ましくはモノメチルもしくはジメチルエステル、又は対応するモノエチルもしくはジエチルエステル、
- 又は、モノビニル及びジビニルエステル、ならびに、
- 混合エステル、好ましくは異なるC1~C4アルキル構成成分を有する混合エステル、より好ましくは混合メチルエチルエステル、
を指す。
種のウレタン(メタ)アクリレートである。
0.01~15質量%の範囲、好ましくは0.1~12質量%の範囲、より好ましくは0.5~10質量%の範囲の量の構成成分(a)としての少なくとも1つの光開始剤と、
40~99質量%の範囲、好ましくは45又は45超~90質量%の範囲、より好ましくは55~85質量%など、50又は55超~85質量%の範囲、非常に好ましくは55又は60~80質量%の範囲の量の少なくとも1つの成分(b)、
0.01~5質量%の範囲、好ましくは0.05~4.5質量%の範囲、より好ましくは0.1~4質量%の範囲、非常に好ましくは0.2又は0.5~3質量%の範囲の量の構成成分(c)としての少なくとも1つの添加剤と、
を含み、それぞれの場合において、コーティング組成物(B1a)の総質量に基づく。
本発明の方法は、(ステップ(2-i)の実施前及びステップ(1-ii)の実施前に)エンボス加工ツール(P1)の少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を、少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で前処理することを含む。この前処理は、好ましくは、少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を、少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で湿潤させる(噴霧する)ことを含む。この湿潤は、好ましくは少なくとも1つのノズルを用いて、より好ましくは少なくとも1つの超音波ノズルを用いて行われる。湿潤は、好ましくはミストの形態を介して、より好ましくは液滴の形態を介して行われ、液滴は、エンボス加工ツール(P1)のエンボス加工ダイ(p1)上で凝縮し、それによって液体のフィルムで覆う。エンボス加工ツール(P1)のエンボス加工ダイ(p1)は、完全に湿潤していることが好ましく、すなわち、すべての構造的高さを含むエンボス加工ダイ全体、特に構造幅及び構造深さの完全な範囲で湿潤している。
本発明のさらなる主題は、エンボス構造をコーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に転写するための、少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を含むエンボス加工ツール(P1)の使用であって、エンボス加工ツール(P1)の少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)が、転写前に、少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で前処理され、コーティング組成物(B1a)上に転写されたエンボス構造が、好ましくは、30μm超の構造深さを有するマイクロ構造を含む、使用である。
1.不揮発性画分の決定
(固体含有量の)不揮発性画分は、DIN EN ISO 3251(2008年6月)に準拠して決定される。本決定は、事前に乾燥させたアルミニウム皿に試料1gを秤量して125℃で60分間、乾燥オーブン中で試料を乾燥させた後、デシケーターで冷却し、再度秤量することで行われる。使用した試料の総量に対する残留物が、不揮発性画分に相当する。
圧印精度は、市販の原子間力顕微鏡(AFM)により、及び市販のカンチレバーを使用して決定される。AFMにより、例えば、140nmの深さ、及び例えば430nmの周期を有するエンボス加工ツールP1のような定義された格子構造の表面トポグラフィーと、エンボス加工後のマスターフィルム(B1F1)の表面トポグラフィーとを比較することが可能となる。この場合、エンボス加工ツールは、参照点を定義するため、特定の部位において、故意に損傷を与えられている。この参照点によって、参照と複製の同じ領域を互いに比較検討することが可能となる。圧印精度は、例えばエンボス加工ツールP1からマスターフィルム(B1F1)へ、特定の参照構造がどれほど正確に転写され得るかを定義する。例えば、エンボス加工ツールP1の検討領域が、140nmの深さを有する格子構造を特徴とする場合、この参照深さは、マスターフィルム(B1F1)上で決定された対応する構造高さと比較される。パーセント変化率は、ここでは、圧印精度に相当し、以下の通り定義される:
以下の本発明の実施例及び比較例は、本発明を説明するのに役立つが、いかなる制限も課すものとして解釈されるべきではない。
Laromer(登録商標)UA 9033-BASF AGからの脂肪族ウレタンアクリレート
Irgacure(登録商標)500-BASF AGから市販されている光開始剤
Byk-057 - BYK Chemie GmbHから市販されている消泡剤
本発明実施例1:構造化フィルム(マイクロ構造を有する)の製造:
所望のポジ構造を有する連続ダイが、所望のネガ構造を担持するニッケルエンボス加工装置を備えたロールツーロールエンボス加工機を使用して製造される。この目的のために、基板として、透明なPETフィルムウェブが使用される。このフィルムウェブは、まずロールから巻き出され、偏向ロール及びウェブクリーナーのシステムを経て、コーティング材料がスロットダイコーティングによって塗布されるコーティング塗布ユニットに送られる。これにより、塗布されるコーティング材料の量を正確に制御することができる。スロットコーターの温度制御により、塗布されるコーティングの画像に影響を与えるように、単位時間当たりの流量を変化させることができる。使用されるコーティング材料は、93.7質量部のLaromer(登録商標)UA 9033、0.7質量部のByk-057、及び5.6質量部のIrgacure(登録商標)500の混合物である。所望のエンボス構造が提供されるフィルムウェブの表面は、ピンと張られ、加えられた圧力で、プレスロールの外表面のサブセクションに案内され、該プレスロールは別のサブセクションで前述のコーティング材料を提供される。プレスロールが回転し、フィルムウェブがその上に案内されると、コーティング材料がフィルムウェブの表面に塗布され、付着する。同じステップで、プレスロールのネガ構造の画像も続いてポジ構造としてコーティング層にエンボス加工される。エンボス加工ツールとして使用されるプレスロールは、使用前にエタノールで湿潤された。湿潤は超音波ノズルを介して行われる。ミストにすることで、非常に細かい液滴が形成される。エンボスロールの方向に導かれた溶媒のミストは、構造化されたエンボスロールの表面で凝縮する。液滴が構造に比べて非常に小さいため、それらは構造の「孔」に進入し、エンボス加工ツールの材料に液体の膜による完全な被覆を提供することができる。エンボス加工装置がコーティング材料とまだ接触している間に、フィルムのコーティングされていない側の方向からのUV-LEDランプ(波長365nm、強度80%)によってコーティング材料が硬化される。使用されるUVユニットの典型的な出力は約1300mW/cm2である。エンボス加工操作の最後に、表面にコーティングが施され、マイクロ構造を呈し、硬化したフィルムは、プレスロールの表面から除去され、構造がネガ形態から離れる。このようにして、構造化された表面を与えられたフィルムから連続ウェブが得られ、このフィルムは次に巻き取られる。
行われた前処理の結果として、マイクロ構造、特に40μm超の構造深さと、1超のアスペクト比を有するマイクロ構造が、高速であっても非常に高い圧印精度で、エンボス加工中に深さ変化の如何なる損失なしに、エンボス加工されるコーティング組成物上に転写されることができることが見い出された。このことは、特に、個々の構造要素が互いに接合されておらず、代わりに、エンボス加工ツールのエンボス加工ダイの表面に個々の「孔」の形で少なくとも部分的に存在している構造の場合にも当てはまる。エンボス加工ダイ内の構造要素のそのような構成の場合であっても、エンボス加工操作中に、空気は側面に逃げることができないが、代わりに個々の構造要素(「孔」)からはずれなければならず、本発明の方法は、エンボス構造の欠陥のない転写、特にクレーターのない転写を可能にする。本発明の前処理を行わない場合に発生する可能性のある、気泡の形態のこの種の望ましくないクレーターは、図3及び図4のSEM顕微鏡写真から明らかである。対照的に、本発明の前処理により、図5及び図6の顕微鏡写真から明らかなように、このようなクレーター形成が回避される。
Claims (15)
- エンボス加工ツール(P1)を用いてエンボス構造を転写する方法であって、少なくともステップ(1-i)及び(2-i)、又は(1-ii)及び(2-ii)を含み、具体的には、
(1-i) コーティング組成物(B1a)を基板(F1)の表面の少なくとも一部に塗布し、複合物(B1aF1)を得るステップと、
(2-i) 少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を含む少なくとも1つのエンボス加工ツール(P1)を用いて、前記基板(F1)の表面に少なくとも部分的に塗布された前記コーティング組成物(B1a)を、少なくとも部分的にエンボス加工するステップと、
又は
(1-ii) エンボス加工ツール(P1)のエンボス加工ダイ(p1)の少なくとも部分的にエンボス加工された表面の少なくとも一部にコーティング組成物(B1a)を塗布するステップと、
(2-ii) 前記エンボス加工ダイ(p1)に塗布された前記コーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に基板(F1)を適用し、(p1)上に複合物(B1aF1)を得るステップと、
を含み、ステップ(2-i)の実施前及びステップ(1-ii)の実施前に、前記エンボス加工ツール(P1)の少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で前処理すること、及び、ステップ(2-i)及びステップ(1-ii)を通して、30μm超の構造深さを有するマイクロ構造をエンボス構造として前記コーティング組成物(B1a)に転写することを含む、方法。 - ステップ(2-i)とステップ(1-ii)の実施前に実行される前記前処理は、少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤によって前記少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を湿潤させることを含む、請求項1に記載の方法。
- ステップ(2-i)とステップ(1-ii)の実施前に実行される前記前処理は、少なくとも1つの超音波ノズルを使用して行われる、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記前処理に使用される前記少なくとも1つの有機溶媒は、C1~C4アルコールの群から選択され、前記前処理に使用される前記少なくとも1つの反応性希釈剤は、単官能、二官能、三官能及び多官能(メタ)アクリレート、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2-i)及びステップ(1-ii)を通して、マイクロ構造及び/又はナノ構造がエンボス構造として前記コーティング組成物(B1a)に転写される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2-i)及びステップ(1-ii)を通して、40μm超の構造深さを有するマイクロ構造がエンボス構造として前記コーティング組成物(B1a)に転写される、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2-i)及びステップ(1-ii)によって、前記コーティング組成物(B1a)に転写される前記エンボス構造のアスペクト比は1より大きい、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コーティング組成物(B1a)から得られ得るコーティング(B1)と前記エンボス加工ツール(P1)の前記少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)は、互いの鏡像であるエンボス構造を有している、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2-i)とステップ(1-ii)の実施後に、少なくとも1つのさらなるステップ(3)、具体的には、
(3)ステップ(2-i)とステップ(2-ii)の後に得られる前記複合物(B1aF1)内の少なくとも部分的にエンボス加工されたコーティング組成物(B1a)を少なくとも部分的に硬化させ、基板(F1)と少なくとも部分的にエンボス加工され少なくとも部分的に硬化されたコーティング(B1)から構成される複合物(B1F1)を得るステップであって、前記少なくとも部分的に硬化させる期間を通して、前記コーティング組成物(B1a)は前記少なくとも1つのエンボス加工ツール(P1)の前記少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)と接触している、ステップと、
任意のステップ(4)、具体的には、
(4)ステップ(3)の後に得られた複合物(B1F1)を、前記エンボス加工ツール(P1)の前記エンボス加工ダイ(p1)から取り除くステップと、
を有している、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記コーティング組成物(B1a)は、放射線硬化性コーティング組成物である、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コーティング組成物(B1a)の固体含有量は、前記コーティング組成物(B1a)の総質量に基づいて≧90質量%である、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コーティング組成物(B1a)は、少なくとも1つの炭素二重結合を有し、40~95質量%の範囲の量で存在する少なくとも1つの構成成分(b)を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コーティング組成物(B1a)は、構成成分(b)として少なくとも1つの単官能、二官能、三官能及び/又は多官能(メタ)アクリレートを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板(F1)は好ましくは移動フィルムウェブである、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
- エンボス構造をコーティング組成物(B1a)の表面の少なくとも一部に転写するための、少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)を含むエンボス加工ツール(P1)の使用であって、前記エンボス加工ツール(P1)の前記少なくとも1つのエンボス加工ダイ(p1)が、転写前に、少なくとも1つの有機溶媒及び/又は少なくとも1つの反応性希釈剤で前処理され、前記コーティング組成物(B1a)上に転写された前記エンボス構造が、30μm超の構造深さを有するマイクロ構造を含む、使用。
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