ES2616698T3 - Procedimiento de moldeado de materiales poliméricos para impartir una textura deseada a los mismos - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de moldeado de un material polimérico para crear una textura deseada en el mismo utilizando un molde que presenta una pluralidad de poros cilíndricos dispuestos en el mismo, comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) proporcionar un patrón de alúmina poroso que presenta una pluralidad de poros cilíndricos dispersados en el mismo, correspondiendo dicha pluralidad de poros cilíndricos a unos salientes que se van a impartir a una superficie del material polimérico; b) disponer un material polimérico entre una película transparente o traslúcida y el patrón de alúmina poroso; y c) aplicar una presión mecánica para envolver el patrón de alúmina poroso en el material polimérico, en el que se aplica un agente de desmoldeo al patrón de alúmina poroso antes de disponer el material de moldeado polimérico entre el patrón de alúmina poroso y la película; y en el que la textura impartida al material polimérico comprende unos salientes que corresponden a los poros cilíndricos del patrón de alúmina poroso; en el que el patrón de alúmina poroso se prepara mediante un procedimiento que comprende las etapas siguientes: i) realizar una primera fase de anodización sobre una superficie de aluminio; ii) realizar un decapado de óxido de la superficie de aluminio anodizada; iii) realizar una segunda fase de anodización; y iv) realizar un tratamiento de ensanchamiento de poros, en el que se crean unos poros cilíndricos en el patrón de alúmina poroso.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de moldeado de materiales polimericos para impartir una textura deseada a los mismos Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general a procedimientos de moldeado de materiales polimericos para impartir una textura deseada a los mismos y a composiciones para mejorar las propiedades de desmoldeo de patrones (“masters”) de alumina utilizados para crear los moldes.
Antecedentes de la invencion
Los materiales de moldeado polimericos se utilizan en general para fabricar una amplia diversidad de materiales, incluidos, por ejemplo, diversos dispositivos de visualizacion. A menudo es deseable y/o necesario proporcionar una capa antirreflejante o una superficie texturada a dichos dispositivos de visualizacion con el fin de inhibir la luz reflejada para asegurar una visibilidad satisfactoria. Se han sugerido diversos procedimientos para producir dichas capas antirreflejantes, incluidos, por ejemplo, la utilizacion de deposition o pulverization catodica al vaclo para proporcionar una pellcula de varias capas compuesta por materiales dielectricos que tienen diferentes Indices de refraction.
Se ha sugerido la utilizacion de patrones de alumina porosos que presenten una disposition de depresiones o poros correspondientes a unos salientes que se van a impartir a la superficie del material de moldeado polimerico para crear una capa antirreflejante en materiales de moldeado polimericos.
Las depresiones o los poros formados en el patron de alumina poroso para formar los salientes correspondientes en la superficie del material de moldeado polimerico presentan un periodo extremadamente reducido en comparacion con la longitud de onda de la luz y, por ejemplo, pueden tener una profundidad de aproximadamente 1/4 de la longitud de onda para atenuar de forma adecuada la reflectancia en el intervalo de luz visible.
La publication de patente US n° 2007/0289874 de Masuda et al. describe un procedimiento de production de una pellcula polimerica no reflectante mediante repetition de la oxidation anodica a aproximadamente el mismo voltaje de formation y el mismo tratamiento de aumento del diametro de poro, y mediante la utilizacion de alumina porosa oxidada anodicamente, a cuyos poros se les ha impartido una forma conica en la que el diametro de poro cambia continuamente, como molde. La superficie de alumina porosa anodizada se utiliza como molde, o como estampador para impartir unos salientes a la superficie de un material de moldeado polimerico con el fin de crear una capa antirreflejante en el mismo.
Despues de llevar a cabo la oxidacion anodica durante un periodo de tiempo determinado para formar poros que tienen una profundidad deseada, se lleva a cabo un tratamiento de ensanchamiento del diametro de los poros sumergiendo el molde en una solution acido adecuada. A continuation, llevando a cabo una oxidacion anodica a un voltaje de formacion aproximadamente igual al de la oxidacion anodica llevada a cabo previamente, se forman poros que tienen un diametro mas pequeno en comparacion con la primera fase. A continuacion, cuando se repiten la oxidacion anodica y el tratamiento de ensanchamiento del diametro de los poros, como resultado de llevar a cabo la oxidacion anodica a aproximadamente el mismo voltaje de formacion que la oxidacion anodica previa, los poros que se van a formar se forman perpendicularmente a la direction del espesor de la pellcula, posibilitando por lo tanto la formacion de poros que tienen una forma conica regular. Repitiendo este procedimiento, puede obtenerse un sustrato de alumina porosa oxidada que tiene poros con una forma conica.
En el contexto de la presente invencion se ha determinado que los poros cillndricos, los que presentan los lados rectos en lugar de oblicuos, proporcionan unos resultados tan buenos como los poros conicos con respecto al rendimiento optico. Uno de los motivos por los que se han preferido los poros conicos a los poros cillndricos es que han facilitado significativamente el desmoldeo a partir de procesos de transferencia en un patron estandar.
Basandose en lo mencionado anteriormente, la presente invencion se refiere parcialmente a una capa antirreflejante (pellcula antirreflejante) formada en la superficie de un material de moldeado polimerico que reduce la reflexion en el intervalo de luz visible y a un procedimiento de produccion de la misma. Ademas, la presente invencion se refiere en general a un patron de alumina que tiene poros cillndricos dispuestos en el mismo para la formacion de una textura deseada en la superficie del material de moldeado polimerico, tal como una capa antirreflejante, y a un procedimiento de produccion del mismo.
La presente invencion se refiere asimismo en general a la produccion de moldes de alumina porosos que tienen poros cillndricos dispuestos en los mismos utilizando una serie de etapas electroqulmicas, en la que el molde de alumina poroso se trata con un revestimiento de desmoldeo para facilitar la extraction del material de moldeado polimerico del molde de alumina poroso. El documento US-A-2009/0194914 divulga un molde, un proceso de produccion de dicho molde y un proceso de produccion de una lamina.
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Sumario de la invencion
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de produccion de un patron de alumina poroso que sea capaz de impartir una textura deseada a un material de moldeado polimerico.
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de produccion de un patron de alumina (que comprende aluminio) poroso que sea capaz de impartir una capa antirreflejante a un material de moldeado polimerico.
Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de produccion de un patron de alumina poroso que presente unos poros cillndricos dispuestos en el mismo.
Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un patron de alumina poroso que tenga un revestimiento de desmoldeo dispuesto sobre el mismo para facilitar la extraccion del material de moldeado polimerico del patron poroso.
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de produccion de una capa antirreflejante que sea capaz de formar una capa antirreflejante deseada sobre la superficie de un material de moldeado polimerico a partir del patron poroso.
La presente invencion se refiere, en general, a un procedimiento segun la reivindicacion 1 de moldeado de un material polimerico para crear una textura deseada en el mismo utilizando un molde que tiene una pluralidad de poros dispuestos en el mismo.
En las reivindicaciones dependientes se definen las caracterlsticas preferidas.
Breve descripcion de las figuras
La figura 1 representa el % de transmision para la pellcula producida utilizando la presente invencion en comparacion con una pellcula de poli(tereftalato de etileno) recubierta con la misma resina fotosensible pero moldeada contra la superficie de un rodillo de cromo liso para dar una superficie plana.
La figura 2 representa una imagen SEM de una nanoestructuracion que tiene un espaciado de 100 nm y una profundidad de 180 nm que se creo con la presente invencion.
La figura 3 representa un espectro de transmision de otra muestra creada con la presente invencion en comparacion con un revestimiento plano de resina fotosensible.
La figura 4 representa una imagen SEM de otra muestra creada con la presente invencion que muestra una nanoestructura con un espaciado de 230 nm y una profundidad de 380 nm.
La figura 5 representa una imagen SEM de una resina fotosensible estructurada resultante cuando la alumina porosa se trata con APA antes de la replicacion.
La figura 6 representa una imagen SEM de una resina fotosensible estructurada resultante cuando la alumina porosa no se trata antes de la replicacion.
La figura 7 representa una imagen SEM de una estructura de resina resultante despues de un tratamiento con perfluorodeciltriclorosilano del patron de alumina poroso antes de la replicacion.
La figura 8 representa una imagen SEM de seccion transversal de una estructura de resina resultante despues de aplicar un tratamiento con perfluorodeciltriclorosilano al patron de alumina poroso antes de la replicacion.
La figura 9 representa una imagen SEM de una estructura de resina resultante despues de tratamiento con Fluorolink F10 del patron de alumina poroso antes de la replicacion.
La figura 10 es un grafico que representa el % de reflexion dependiente del angulo promediado a lo largo del intervalo de longitud de onda de 400 a 750 nm para una diversidad de estructuras.
Descripcion detallada de las formas de realizacion preferidas
La presente invencion se refiere, en general, a un procedimiento de moldeado de un material polimerico para crear una textura deseada en el mismo utilizando un molde que tiene una pluralidad de poros cillndricos dispuestos en el mismo, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
a) proporcionar un patron de alumina poroso que tenga una pluralidad de poros cillndricos dispersados en el
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mismo, correspondiendo dicha pluralidad de poros cilindricos a unos salientes que se van a impartir a una superficie del material de moldeado polimerico;
b) disponer un material de moldeado polimerico entre una pellcula transparente o traslucida y el patron de alumina poroso; y
c) aplicar presion mecanica para introducir el patron de alumina poroso en el material de moldeado polimerico,
en el que se aplica un agente de desmoldeo al patron de alumina poroso antes de disponer el material de moldeado polimerico entre el patron de alumina poroso y la pellcula; y en el que la textura impartida al material de moldeado polimerico comprende unos salientes que corresponden a los poros cilindricos del patron de alumina poroso;
en el que el patron de alumina poroso se prepara mediante un procedimiento que comprende las etapas siguientes:
i) realizar una primera fase de anodizacion sobre una superficie de aluminio;
ii) realizar un decapado de oxido de la superficie de aluminio anodizada;
iii) realizar una segunda fase de anodizacion; y
iv) realizar un tratamiento de ensanchamiento de poros,
en el que se crean poros cilindricos en el patron de alumina poroso.
El patron poroso presenta preferentemente una forma cilindrica. El material de moldeado polimerico es preferentemente resina fotosensible que puede curarse usando radiacion, preferentemente mediante exposicion de la resina fotosensible a traves de la pellcula.
En una forma de realization, el proceso descrito en la presente memoria utiliza un agente de tratamiento en la replication del material de moldeado polimerico que posibilita un desmoldeo de alta calidad uniforme en muchas replicaciones. Por lo tanto, la invention descrita en la presente memoria no obtiene ningun beneficio de la utilization de poros conicos. Lo que se quiere decir con "poros cilindricos", tal como se describen en la presente memoria, es que son poros que tienen sustancialmente el mismo diametro a lo largo de la profundidad del poro y que no se conifican de forma apreciable en su diametro desde una superficie del patron poroso a lo largo de la profundidad del poro creado en el mismo.
Se requieren una serie de etapas para anodizar una superficie de aluminio para obtener una textura de alumina porosa con una quimica de superficie apropiada para su utilizacion como molde o patron de molde (modelo maestro poroso) para la replicacion de una resina fotosensible u otro material de moldeo polimerico dando una pellcula. Estas etapas incluyen:
1) Una primera fase de anodizacion;
2) Un decapado de oxido;
3) Una segunda fase de anodizacion; y
4) Un ensanchamiento de los poros.
Estas etapas, tal como se describen en detalle en la presente memoria, producen una superficie de alumina porosa que presenta unos poros cilindricos que puede utilizarse despues para moldear material tal como resinas fotosensibles u otros materiales de moldeo polimericos para producir revestimientos antirreflejantes y otros materiales similares. Los inventores de la presente invencion han descubierto que los poros cilindricos proporcionan un mejor rendimiento optico y estructural que los poros conicos de la tecnica anterior.
No obstante, con el fin de obtener satisfactoriamente el desmoldeo del material de moldeo polimerico del molde de alumina que tiene poros cilindricos, es necesario en general realizar una etapa de tratamiento de desmoldeo sobre la superficie de alumina porosa despues de haber completado la etapa de ensanchamiento de los poros tal como se expone con mayor detalle en la presente memoria.
En la primera fase de la etapa de anodizacion, la superficie de aluminio se sumerge en un electrolito y se anodiza en condiciones controladas de voltaje, corriente y temperatura. La distancia entre la superficie de aluminio (anodo) y el revestimiento de camara de contention (catodo) no es critico, pero precisa normalmente ser suficiente como para permitir un buen flujo de electrolito. El espesor del catodo no es tampoco critico y un material adecuado es acero inoxidable. Otros materiales que pueden utilizarse como catodo incluyen carbono, plomo y niquel, a titulo de ejemplo no limitativo.
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La solucion normalmente necesita agitarse durante la electrolisis para mantener una composicion homogenea. Por ejemplo, si el electrolito se bombea continuamente a traves de la camara electrolltica por medio de una entrada/salida a y desde un deposito, puede proporcionarse una agitacion suficiente.
La estructura de la superficie de la alumina porosa y, por lo tanto, la estructura de la pellcula fotosensible as! producida puede controlarse hasta cierto punto mediante la seleccion apropiada de las condiciones de anodizacion. Por ejemplo, es posible controlar, hasta cierto punto, la distancia entre poros estrechos mediante el voltaje de anodizacion, la profundidad de los poros mediante el tiempo de tratamiento y el diametro de los poros mediante un tratamiento de ensanchamiento de poros.
Puede utilizarse una solucion acuosa de acido oxalico, acido sulfurico, acido fosforico y similares para el electrolito durante la primera fase de la etapa de anodizacion. Entre los mismos se prefieren el acido oxalico y el acido fosforico.
En caso de utilizar acido oxalico para el electrolito, la concentration del electrolito es preferentemente 0,7 M o inferior, de forma mas preferida aproximadamente 0,3 M o inferior. Si la concentracion es superior a 0,7 M, el valor corriente se vuelve excesivamente elevado, lo que puede tener como consecuencia la formation de rugosidad en la superficie. Por otra parte, cuando la concentracion es demasiado baja, la velocidad de oxidation anodica disminuye, por lo que la concentracion del electrolito es preferentemente de 0,01 a 0,5 M.
La temperatura del electrolito es preferentemente de 30°C o inferior, y de forma mas preferida de 20°C o inferior. Si la temperatura del electrolito es superior a 30°C, tiene lugar el fenomeno denominado "quemado", que puede danar la estructura o fundir la superficie, y provocar una alteration de la regularidad. Por otra parte, si la temperatura del electrolito es demasiado baja, la velocidad de oxidacion anodica disminuye, por lo que la temperatura del electrolito es preferentemente de 0°C o superior.
El voltaje de formacion para un electrolito basado en acido oxalico se encuentra normalmente en el intervalo de aproximadamente 30 a 60 V, preferentemente de 35 a 45 V y de forma mas preferida de 39 a 41 V. Si el voltaje de formacion es superior o inferior a este intervalo, la regularidad tiende a reducirse, y pueden obtenerse poros que tienen un diametro de poro y un periodo de poro superior a la longitud de onda de la luz visible.
En caso de utilizar acido fosforico para el electrolito, la concentracion del electrolito es preferentemente 0,7 M o inferior, de forma mas preferida aproximadamente 0,3 M o inferior. Ademas, el voltaje de formacion es preferentemente de 80 a 100 V, de forma mas preferida de 85 a 95 V.
Un ejemplo de parametros de proceso adecuados que utilizan una composicion de electrolito de acido oxalico es el siguiente:
Composicion de electrolito: Acido oxalico 0,3 M en agua (27 g/dm3)
Temperatura que se debe mantener: 17 ± 2°C
Voltaje constante: 40 V
Densidad de corriente en el estado estacionario: 3 mA/cm2 Tiempo de electrolisis: 6 horas
La densidad de corriente (o corriente) se mide y se registra durante la electrolisis. La densidad de corriente sera normalmente "maxima" en los primeros segundos de la electrolisis antes de relajarse a un valor de estado estacionario una vez el oxido comienza a depositarse. La temperatura de la superficie de aluminio tambien se mide y se registra durante la electrolisis.
Despues de completar esta primera fase de anodizacion, la pieza de aluminio se enjuaga con agua desionizada.
A continuation, se decapa el oxido de la superficie de aluminio anodizada, por ejemplo sumergiendo la superficie en una solucion acuosa de acido cromico 0,2 M y acido fosforico 0,4 M a 60°C durante aproximadamente 1 hora.
Estas dos primeras etapas pueden realizarse conjuntamente multiples veces. En una forma de realization preferida, la primera fase de la etapa de anodizacion y la etapa de decapado con oxido se realizan cada una tres veces. Cuando estas etapas se realizan multiples veces, la primera fase de la etapa de anodizacion puede realizarse durante aproximadamente 25 a aproximadamente 35 minutos cada vez y la etapa de decapado de oxido se realiza durante aproximadamente 10 a aproximadamente 15 minutos cada vez.
Despues se realiza una segunda fase de la etapa de anodizacion del mismo modo que la primera fase, utilizando el mismo equipo, los mismos materiales y las mismas condiciones de procesamiento. No obstante, el tiempo de electrolisis de esta segunda etapa de anodizacion es mucho mas corto, preferentemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 minutos. En una forma de realizacion, esta segunda fase de la etapa de anodizacion se realiza durante aproximadamente 90 segundos.
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A continuation, se realiza una etapa de ensanchamiento de poros sumergiendo la superficie de aluminio anodizada en una solution del 5% de acido fosforico en agua a 30 ± 2 °C durante 10 a 15 minutos. No se requiere agitation. Al final de esta etapa, la pieza de aluminio se enjuaga de nuevo con agua desionizada.
Finalmente, la pieza de alumina anodizada se pone en contacto con la composition de tratamiento de desmoldeo y en condiciones especlficas para el agente de desmoldeo particular durante un periodo de tiempo para impartir propiedades de desmoldeo a la superficie de la pieza de alumina porosa.
La composicion de tratamiento de desmoldeo comprende normalmente un material seleccionado del grupo que consiste en acidos alquilfosfonicos, acidos arilfosfonicos, fluoroalquilsilanos, perfluoroclorosilanos, acidos alquil- y aril-fosfonicos fluorados, silanos organofuncionales y combinaciones de uno o mas de los anteriores. Los ejemplos de acidos alquilfosfonicos incluyen los disponibles de Strem Chemicals, tales como acido n-decilfosfonico, n- dodecilfosfonico, acido n-hexilfosfonico, acido n-hexadecilfosfonico, acido n-octilfosfonico y acido n-octadilfosfonico y acido n-tetradecilfosfonico. Los ejemplos de fluoroalquilsilanos incluyen los disponibles de Daikin Industries con la denomination comercial Optool DSX.
En una forma de realization preferida, el agente de tratamiento de desmoldeo comprende acido 1-decilfosfonico. Por ejemplo, la solucion de tratamiento de desmoldeo puede comprender una solucion al 0,1% de acido 1-decilfosfonico en etanol. La pieza anodizada se sumerge en la composicion de tratamiento de desmoldeo durante un periodo de tiempo prolongado. Por ejemplo, la pieza anodizada puede sumergirse o ponerse en contacto de otro modo con la composicion de tratamiento de desmoldeo durante por lo menos 10 horas, de forma mas preferida durante por lo menos 20 horas. En una forma de realizacion, la pieza de alumina anodizada se sumerge en el acido 1- decilfosfonico durante 20 horas a 20°C. Cabe destacar que el control de temperatura para este proceso no es crltico.
Despues de retirarla de la solucion de acido 1-decilfosfonico, la pieza anodinada tratada se enjuaga con un disolvente tal como etanol. Otros disolventes adecuados incluyen propanol, butanol, metanol, metiletilcetona y acetona, a tltulo de ejemplo no limitativo.
En otra forma de realizacion preferida, la composicion de tratamiento de desmoldeo comprende un fluoroalquilsilano que se aplica mediante coccion de la pieza de alumina anodizada en presencia del fluoroalquilsilano durante un periodo de tiempo. Por ejemplo, la pieza de alumina anodizada puede someterse a coccion en presencia de 1H,1H,2H,2H-perfluorodeciltriclorosilano a 130°C durante por lo menos una hora, preferentemente durante por lo menos dos horas. Otros silanos organofuncionales adecuados incluyen perfluorohexiltriclorosilano, perfluorooctiltriclorosilano, perfluorodeciltriclorosilano, perfluorododeciltriclorosilano, perfluorohexilpropiltriclorosilano, n-deciltriclorosilano y n-octadeciltriclorosilano.
En otra forma de realizacion preferida, la composicion de tratamiento de desmoldeo comprende un material de perfluoropolieter funcional, tal como Fluorolink F10 (disponible de Solvay Solexis, Inc.), que es un derivado de difosfonato basado en un esqueleto de perfluoropolieter lineal. En este caso, la superficie de alumina porosa puede sumergirse en una solucion de, por ejemplo, el 80% de Fluorolink F10 en etanol, y despues someterse a coccion a 100°C durante aproximadamente 60 minutos.
Con el molde producido segun la presente invention, puede producirse una lamina de resina fotosensible u otro material similar que tenga un patron microscopico sobre la superficie. Para producir la lamina que tiene un patron microscopico en la superficie, se carga una composicion curable por radiation actlnica entre el molde producido segun la presente invencion y un sustrato (preferentemente una lamina de plastico transparente o traslucida) y se cura exponiendo la resina fotosensible a radiacion actlnica seguida de desmoldeo. La composicion curable puede cargarse entre el molde y las laminas transparentes de diversos modos. Por ejemplo, la composicion curable por radiacion actlnica puede alimentarse entre el molde y la lamina transparente desde un rodillo compresor, puede cargarse sobre el molde y despues laminarse con la lamina transparente, o puede utilizarse presion y/o calor para introducir la superficie de alumina porosa en la resina fotosensible.
Alternativamente, la textura o la estructura deseada del molde puede transcribirse sobre la composicion curable por radiacion actlnica, que despues se desmoldea y se cura mediante exposition a radiacion actlnica.
En cualquier proceso, la composicion puede exponerse adicionalmente a radiacion actlnica despues del desmoldeo.
No existe ninguna restriction particular sobre la lamina transparente que se va a utilizar segun la presente invencion, siempre que no inhiba sustancialmente la exposicion de la resina fotosensible a radiacion actlnica a traves de la lamina transparente. Ejemplos de la misma incluyen (co)pollmeros de metacrilato de metilo, policarbonatos, (co)pollmeros de estireno, copollmeros de metacrilato de metilo-estireno, diacetatos de celulosa, triacetatos de celulosa, acetato-butiratos de celulosa, poliesteres, poliamidas, poliimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polipropilenos, polimetilpentenos, poli(cloruros de vinilo), polivinilacetales, polietercetonas, poliuretanos y vidrio. La lamina puede ser una lamina o una pellcula, y estar recubierta o tratada mediante descarga de corona en la superficie para mejorar el contacto estrecho, las propiedades antiestaticas, la resistencia a la abrasion o la resistencia a las condiciones meteorologicas. En una forma de realizacion preferida, la lamina transparente es poli(tereftalato de etileno).
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Los ejemplos especlficos de la fuente de radiacion actlnica que puede utilizarse en la presente invencion incluyen fuentes de luz visible, fuentes de luz UV, haces electronicos, plasma y fuentes de luz infrarroja y serla en general bien conocida por los expertos en la materia.
La composicion de resina sensible a la radiacion o fotosensible segun la presente invencion es una resina fotosensible, que incluye, por ejemplo, resinas de acrilato, resina de poli(metacrilato de metilo), resinas de cloruro de vinilo, resinas de policarbonato, resinas fenolicas, resinas epoxi y resinas de poliuretano, todas en combinacion con un fotoiniciador adecuado tal como peroxido de benzollo. Tambien podrlan utilizarse otras resinas y otros fotoiniciadores en la presente invencion y son generalmente bien conocidos por los expertos en la materia. Un ejemplo de una resina fotosensible adecuada es una composicion de resina acrllica fotosensible.
Tambien pueden anadirse otros aditivos a la composicion de resina fotosensible, incluidos, por ejemplo, agentes antiestaticos, agentes de desmoldeo y compuestos de fluor para mejorar las propiedades antiincrustantes, a tltulo de ejemplo no limitativo.
La irradiacion del rayo de energla actlnica se realiza, por ejemplo, mediante una lampara de mercurio de alta presion. Aunque no existe ninguna restriccion particular en la cantidad de energla de irradiacion de luz siempre que se produzca el curado de la composicion curable mediante el rayo de energla actlnica, la cantidad de energla es preferentemente de 100 a 10.000 mJ/cm2.
El material de lamina que tiene una textura deseada producido segun la presente invencion se espera que pueda aplicarse a artlculos opticos, incluidos, por ejemplo, pellculas antirreflejantes, revestimientos antirreflejantes, piezas antirreflejantes, gulas de onda opticas, hologramas en relieve, lentes y elementos de separacion de polarizacion; laminas para cultivo celular, pellculas superrepelentes de agua; y pellculas superhidrofilas; y es especialmente adecuado para su utilizacion como pellculas antirreflejantes, revestimientos antirreflejantes y piezas antirreflejantes, incluidas, por ejemplo, dispositivos de visualizacion de cristal llquido, paneles de visualizacion de plasma, paneles de visualizacion mediante electroluminiscencia, dispositivos de visualizacion de tubo catodico; un revestimiento antirreflejante, una pellcula antirreflejante o una lamina antirreflejante para la superficie de lentes, escaparates, vitrinas, paneles indicadores, cubiertas indicadoras y gafas.
La lamina antirreflexion puede tener una funcion antideslumbrante para dispersar la luz exterior. La funcion antirreflejante puede impartir por superposicion una textura deseada no superior a la longitud de onda de la luz visible de la presente invencion a la superficie de una estructura estocastica no inferior a la longitud de onda de la luz visible.
En una forma de realization, la textura deseada del molde de la presente invencion tiene un periodo corto que no es superior a la longitud de onda de la luz visible, que es inferior a aproximadamente 400 nm. El periodo por encima de 400 nm provoca la dispersion de la luz visible y, por lo tanto, no es adecuado para un uso optico tal como una pellcula antirreflejante.
La invencion se describe a continuation haciendo referencia a los ejemplos no limitativos siguientes.
Ejemplo 1.
Un disco de aluminio con el 99,999% de pureza de 5,08 cm (2 pulgadas) se pulio utilizando tecnicas familiares para los expertos en la materia y se anodizo a 40 V en solution de acido oxalico 0,30 M a 17°C durante 25 minutos.
Despues de cada una de las tres fases de anodization, la capa de oxido se elimino por decapado mediante inmersion durante 10 minutos en una solucion de acido cromico 0,2 M mas acido fosforico 0,4 M a 60°C.
A continuacion la muestra se anodizo adicionalmente a 40 V en solucion de acido oxalico 0,3 M a 17°C durante 90 segundos. A continuacion se realizo un tratamiento de ensanchamiento de poros en acido fosforico al 5% a 30°C durante 12 minutos.
La alumina porosa se humedecio despues en una solucion de acido alquilfosfonico (APA) al 1% en etanol durante 20 horas.
Se aplico una resina fotosensible entre una pellcula de poli(tereftalato de etileno) y el molde de alumina poroso que se creo. Se aplico presion mecanica mientras el molde de alumina poroso se introducla en la resina. La resina se curo mediante luz UV creando un revestimiento solido fino de resina nanoestructurada sobre la pellcula base de poli(tereftalato de etileno) cuando se retiro del patron de alumina poroso.
La figura 1 muestra el % de transmision de la pellcula producida (muestra 1) en comparacion con una pellcula de poli(tereftalato de etileno) recubierta con la misma resina fotosensible pero se moldeo contra la superficie de un rodillo de cromo liso dando una superficie plana.
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La figura 2 muestra una imagen SEM de la muestra 1 que muestra una nanoestructuracion que tiene un espaciado de 100 nm y una profundidad de 180 nm.
Ejemplo 2:
Un disco de aluminio con el 99,999% de pureza de 5,08 cm (2 pulgadas) se pulio utilizando tecnicas familiares para los expertos en la materia y se anodizo a 92 V en solucion de acido fosforico 0,40 M a 19°C durante 6 horas.
La capa de oxido se elimino por decapado mediante inmersion durante 60 minutos en una solucion de acido cromico 0,2 M mas acido fosforico 0,4 M a 60°C.
A continuacion la muestra se anodizo adicionalmente a 92 V en solucion de acido fosforico 0,4 M a 19 °C durante cuatro minutos. A continuacion se realizo un tratamiento de ensanchamiento de poros en acido fosforico al 5% a 30°C durante 10 minutos.
La alumina porosa se humedecio despues en una solucion de acido alquilfosfonico (APA) al 1% en etanol durante 20 horas.
Se aplico una resina fotosensible entre una pellcula de poli(tereftalato de etileno) y la muestra de alumina porosa. Se aplico presion mecanica mientras la alumina porosa se introducla en la resina. La resina se curo mediante luz UV creando un revestimiento solido fino de resina nanoestructurada sobre la pellcula base de poli(tereftalato de etileno) cuando se retiro del patron de alumina poroso.
La figura 3 representa un espectro de transmision de la muestra 2 en comparacion con un revestimiento plano de resina fotosensible.
La figura 4 representa una imagen SEM de la muestra 2 que muestra una nanoestructura con un espaciado de 230 nm y una profundidad de 380 nm.
Ejemplo 3:
Un disco de aluminio con el 99,999% de pureza de 5,08 cm (2 pulgadas) se pulio utilizando tecnicas familiares para los expertos en la materia y se anodizo a 40 V en solucion de acido oxalico 0,30 M a 17°C durante 6 horas.
La capa de oxido se elimino por decapado mediante inmersion durante 60 minutos en una solucion de acido cromico 0,2 M mas acido fosforico 0,4 M a 60°C.
A continuacion la muestra se anodizo adicionalmente a 40 V en solucion de acido oxalico 0,3 M a 17°C durante 90 segundos. A continuacion se realizo un tratamiento de ensanchamiento de poros en acido fosforico al 5% a 30°C durante 7 minutos.
Despues, la alumina porosa se corto en fragmentos. Un fragmento se humedecio en una solucion de acido alquilfosfonico (APA) al 1% en etanol durante 20 horas. Otro fragmento se dejo sin tratar.
Se aplico una resina fotosensible entre una pellcula de polietileno y ambas muestras de alumina porosa. Se aplico presion mecanica mientras la alumina porosa se introducla en la resina. La resina se curo mediante luz UV creando un revestimiento solido fino de resina nanoestructurada sobre la pellcula base de poli(tereftalato de etileno) cuando se retiro del patron de alumina poroso.
Las figuras 5 y 6 muestran imagenes SEM de la estructura formada en la resina con y sin tratamiento con APA del molde de alumina poroso.
Ejemplo 4:
Una muestra de aluminio con el 99,999% de pureza se preparo y se anodizo del mismo modo que en el Ejemplo 3.
Despues de 90 segundos de anodizacion a 40 V, la muestra se sometio a coccion en presencia de 1H,1H,2H,2H- perfluorodeciltriclorosilano a 130 °C durante 2 horas.
Se aplico una resina fotosensible entre una pellcula de poli(tereftalato de etileno) y ambas muestras de alumina porosa. Se aplico presion mecanica mientras la alumina porosa se introducla en la resina. La resina se curo mediante luz UV creando un revestimiento solido fino de resina nanoestructurada sobre la pellcula base de poli(tereftalato de etileno) cuando se retiro del patron de alumina poroso.
Las figuras 7 y 8 muestran imagenes SEM de la estructura formada en la resina despues del tratamiento con
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perfluorodeciltriclorosilano del molde de alumina poroso.
Ejemplo 5:
Una muestra de aluminio con el 99,999% de pureza se prepare y se anodizo del mismo modo que en el Ejemplo 3. Despues de una anodizacion de 40 V de 90 segundos, la muestra se sumergio en Fluorolink F10 - un derivado de difosfonato basado en un esqueleto de perfluoropolieter lineal al 80% en etanol y despues se sometio a coccion a 100°C durante 60 minutos.
Se aplico una resina fotosensible entre una pellcula de poli(tereftalato de etileno) y ambas muestras de alumina porosa. Se aplico presion mecanica mientras la alumina porosa se introducla en la resina. La resina se curo mediante luz UV creando un revestimiento solido fino de resina nanoestructurada sobre la pellcula base de poli(tereftalato de etileno) cuando se retiro del patron de alumina poroso.
La figura 9 muestra una imagen SEM de la estructura formada en la resina despues del tratamiento con Fluorolink F10 del molde de alumina poroso.
La figura 10 es un grafico que representa el % de reflexion dependiente del angulo promediado a lo largo del intervalo de longitud de onda de 400 a 750 nm para una diversidad de estructuras. El dato clave es PA1, que se produce a partir de poros conicos (es decir, con forma conica) y PA2, que se produjo a partir de poros cillndricos. Puede observarse en la figura 10 que existe poca diferencia en la reflectividad hasta un angulo de vision de 60 grados que serla la medida practica para una pellcula optica comercial. Ademas, debe indicarse que PA3 tiene un espaciamiento de poros y una profundidad diferentes y, por lo tanto, no es directamente comparable.
Finalmente, aunque la invencion se ha mostrado en particular y se ha descrito con respecto a las formas de realizacion preferidas de la misma, debe apreciarse que pueden introducirse cambios en la forma y en detalles de la misma sin apartarse del alcance de la invencion definido por las reivindicaciones.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de moldeado de un material polimerico para crear una textura deseada en el mismo utilizando un molde que presenta una pluralidad de poros cilindricos dispuestos en el mismo, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
    a) proporcionar un patron de alumina poroso que presenta una pluralidad de poros cilmdricos dispersados en el mismo, correspondiendo dicha pluralidad de poros cilmdricos a unos salientes que se van a impartir a una superficie del material polimerico;
    b) disponer un material polimerico entre una pelicula transparente o traslucida y el patron de alumina poroso; y
    c) aplicar una presion mecanica para envolver el patron de alumina poroso en el material polimerico,
    en el que se aplica un agente de desmoldeo al patron de alumina poroso antes de disponer el material de moldeado polimerico entre el patron de alumina poroso y la pelicula; y en el que la textura impartida al material polimerico comprende unos salientes que corresponden a los poros cilindricos del patron de alumina poroso;
    en el que el patron de alumina poroso se prepara mediante un procedimiento que comprende las etapas siguientes:
    i) realizar una primera fase de anodizacion sobre una superficie de aluminio;
    ii) realizar un decapado de oxido de la superficie de aluminio anodizada;
    iii) realizar una segunda fase de anodizacion; y
    iv) realizar un tratamiento de ensanchamiento de poros,
    en el que se crean unos poros cilindricos en el patron de alumina poroso.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el agente de desmoldeo comprende un material seleccionado de entre el grupo que consiste en acidos alquilfosfonicos, acidos arilfosfonicos, fluoroalquilsilanos, perfluoroclorosilanos, acidos alquil- y arilfosfonicos fluorados, silanos organofuncionales y combinaciones de uno o mas de los anteriores.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, en el que el agente de desmoldeo es un acido alquilfosfonico.
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que el acido alquilfosfonico es el acido 1-decilfosfonico.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, en el que el acido 1-decilfosfonico se aplica al patron de alumina poroso
    sumergiendo el patron de alumina poroso en una disolucion de acido 1-decilfosfonico al 0,1% en etanol durante un periodo de tiempo.
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 2, en el que el agente de desmoldeo es un fluoroalquilsilano.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, en el que el fluoroalquilsilano es 1H,1H,2H,2-perfluorodeciltriclorosilano.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que el agente de desmoldeo se aplica mediante coccion del patron
    de alumina anodizada en presencia del 1H,1H,2H,2-perfluorodeciltriclorosilano durante por lo menos una hora a una temperatura de por lo menos aproximadamente 130°C.
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el agente de desmoldeo es un material de perfluoropolieter funcional.
  10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, en el que el agente de desmoldeo es una disolucion de un derivado de difosfonato basado en un esqueleto de perfluoropolieter lineal en etanol; opcionalmente en el que el patron poroso se pone en contacto con el agente de desmoldeo sumergiendo el patron poroso en el agente de desmoldeo y a continuacion cociendo el patron poroso.
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el material polimerico es una resina fotosensible.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, en el que la resina fotosensible se selecciona de entre el grupo que consiste en resinas de acrilato, resina de polimetilmetacrilato, resinas de cloruro de vinilo, resinas de policarbonato, resinas fenolicas, resinas epoxi y resinas de poliuretano, en combinacion con un fotoiniciador.
  13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 11, en el que la resina fotosensible se cura mediante luz UV para crear un revestimiento solido fino de resina texturada sobre la pellcula transparente que corresponde a los poros del molde de alumina poroso.
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  14. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que la pellcula se selecciona de entre el grupo que consiste en (co)pollmeros de metacrilato de metilo, policarbonatos, (co)pollmeros de estireno, copollmeros de metacrilato de metilo-estireno, diacetatos de celulosa, triacetatos de celulosa, acetato-butiratos de celulosa, poliesteres, poliamidas, poliimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polipropilenos, polimetilpentenos, cloruros de polivinilo, polivinilacetales,
    10 polietercetonas, poliuretanos y vidrio; opcionalmente en el que la pellcula es tereftalato de polietileno.
  15. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la textura impartida al material polimerico proporciona una capa antirreflejante.
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