JP2001524386A - 蒸気コーティング装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 あらゆる溶剤をまったく含まないか、あるいは組成物の１種類以上の成分の溶解を促進するより少ない量で効果のある比較的少量の溶剤を含む多種多様のコーティング可能な組成物からコーティング層を形成することができるコーティングシステムおよび方法。流体組成物を霧化して、キャリアーガスと接触させる。この接触は、霧化した流体組成物の実質的に全部が霧化して凝縮温度を有する蒸気を生成するような条件で行われる。蒸気を基材の表面まで流動させる。表面の温度は蒸気の凝縮温度より低い。その結果、蒸気が表面に凝縮してコーティング層が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の技術分野 本発明は、蒸気を発生させ基材上に凝縮させてコーティング層を形成するため
の装置および方法に関する。より具体的に言えば、本発明は、コーティングする
材料を含む霧状にしたミストから蒸気を発生させるような装置および方法に関す
る。

【０００２】 発明の背景 コーティング層は、様々な目的のため多種多様な基材に適用される。多くの異
なる種類のコーティング層のいくつかの例としては、接着剤コーティング層、プ
ライマーコーティング層、装飾コーティング層、保護硬質コーティング層、ワニ
スコーティング層、反射防止コーティング層、反射コーティング層、干渉コーテ
ィング層、剥離コーティング層、誘電性コーティング層、フォトレジストコーテ
ィング層、導電性コーティング層、非線形光学コーティング層、エレクトロクロ
ミック／エレクトロルミネセントコーティング層、バリアーコーティング層、生
物学的活性コーティング層、生物学的不活性コーティング層、などが挙げられる
。このようなコーティング層は、多くの異なる種類の材料から作られ多種多様な
形状の基材に適用することができる。例えば、材料に関しては、基材は、金属、
木材、布、ポリマー、セラミック、紙、鉱物、ガラス、複合材料などであっても
よい。形状に関しては、基材は、平坦、湾曲、波形、ねじれ、微細構造、平滑、
粗面、多孔質、粒子状、繊維状、中空形状、三次元、規則的または不規則的表面
などであってもよい。

【０００３】 従来の工業的コーティング工程では、コーティング成分と適切な溶剤とを含む
混合物（エマルション、溶液、スラリー、２相流体混合物などであってもよい）
を、吹き付け、ロールコーティング、はけ塗り、スピンコーティングなどの適し
たコーティング方法を用いて基材に適用する。次に、通常はコーティング層を固
化させるために、コーティングされた組成物を乾燥および硬化させる。乾燥中に
、溶剤がコーティング層から除去され環境中に廃棄されるあるいは回収される。

【０００４】 一般に溶剤は、種々の理由からコーティング組成物の重要成分である。第１に
、溶剤は、コーティング組成物が適切なコーティング剤粘度を得るために役立っ
ている。また溶剤は、コーティング組成物が基材に均一に適用され均一なコーテ
ィング層を形成できるようにするためにも役立つ。また溶剤によって、組成物が
許容できる貯蔵寿命をもつようにすることもできる。

【０００５】 しかし、溶剤の存在には欠点がある。使用後に溶剤を廃棄する場合、溶剤は環
境中の廃棄物となる。溶剤が有害である場合には、このことは特に問題となる。
実際、有害な溶剤の廃棄には、廃棄による環境の被害を最小限にするための政府
の専門家による高価で念入りな廃棄計画の規制が関与する傾向がある。従って、
溶剤の回収が溶剤の廃棄よりも好ましいことも多い。しかし、溶剤の回収も、溶
剤の廃棄と同様にいくつかの欠点に悩まされる。溶剤の回収には、高価な手順お
よび装置が必要となりがちである。

【０００６】 コーティング作業における溶剤への対処の必要は、工業的に負担となっている
。従って、溶剤の廃棄または回収が必要という負担を避けるために、溶剤の使用
を最小限にする、より好ましくは無溶剤の方法でコーティング作業を行う方法を
検討することが望ましい。

【０００７】 発明の要約 本発明者らは、あらゆる溶剤をまったく含まないか、あるいは組成物の１種類
以上の成分の溶解を助けるために効果的である比較的少量の溶剤を含む多種多様
のコーティング可能な組成物からコーティング層を形成することができる非常に
汎用性のあるコーティングシステムおよび方法を発見した。これによって、従来
のコーティング方法で使用される溶剤に関するすべての環境的欠点や問題が解消
される。

【０００８】 本発明は、無溶剤であることが好ましい流体コーティング組成物を霧状にして
複数の微細な液滴を形成するという概念に基づいている。液滴をキャリアーガス
と接触させることによって、液滴の沸点よりも十分に低い温度でさえも液滴が気
化する。キャリアーガスと混合した蒸気の分圧は蒸気の飽和圧よりも十分低いの
で、気化は急速かつ完全に進行する。ガスを加熱する場合は、ガスによって気化
の熱的／力学的エネルギーが得られる。

【０００９】 気化の後、蒸気はコーティングを行う基材に向かって流れる。基材は、蒸気の
凝縮点よりも十分に低い温度に維持する。これによって蒸気は、種々の硬化機構
によって後に硬化させることが希望するなら可能である薄く、均一で、実質的に
欠陥のないコーティング層として凝縮する。このコーティング層は連続的でも不
連続的でもよい。本発明は、約０．００１μｍ〜約５μｍの範囲内の厚さを有す
る薄膜を形成するために特に有用である。より厚いコーティング層は、基材の蒸
気への露出時間を延長する、流体組成物の流速を増加させる、キャリアーガス温
度を上昇させる、および／またはキャリアーガスの圧力を増加させることによっ
て形成することができる。可撓性ウェブ基材の場合、基材を蒸気にさらす時間を
延長することは、システムに多数の蒸気源を取り付けるか、またはシステムに通
すウェブの速度を低下させることによって行うことができる。異なる材料の層状
コーティング層は、各付着において異なるコーティング材料を使用してコーティ
ング層を連続的に付着させることによって形成することができる。

【００１０】 本発明の原理は減圧下で実施することができる。しかし、好都合には、霧化、
気化、およびコーティングは、雰囲気圧を含む任意の希望する圧力で行うことが
できる。このため、従来公知であった蒸気コーティング方法で一般に使用される
高価な減圧室に頼る必要がなくなる。別の利点としては、霧化、気化、およびコ
ーティングを比較的低温で行うことができるので、より高温における別の方法で
可能性のある分解を起こさずに温度感受性材料をコーティングすることができる
。また本発明は非常に汎用性が高い。ある程度の蒸気圧を有するほとんどすべて
の液体材料、または液体材料の組み合わせをコーティング層の形成に使用するこ
とができる。

【００１１】 一般に、流体コーティング組成物の霧化は、超音波霧化、スピニングディスク
霧化などの当技術分野において公知である任意の霧化技術を使用して行うことが
できる。特に好ましい実施態様では、キャリアーガス流を流体組成物流とを強く
衝突させることで霧化を行う。好ましくは、キャリアーガスを加熱し、流体流は
衝突時に層流となる。衝突のエネルギーによって層流の流体コーティング組成物
が非常に微細な液滴に分断されることが好ましい。一部の他の霧化技術で実現可
能なものと比較して、サイズ分布がより狭く、単位体積当りの液滴数密度がより
均一となるより小さい霧化液滴が形成されるので、霧化を実現するこの種類の衝
突の利用は特に好都合である。さらに、得られる液滴はほとんどすぐにキャリア
ーガスと均一に接触するため、急速かつ効率的に気化が起こる。本発明は減圧下
のコーティング作業のために使用することができるが、キャリアーガスは室内の
圧力を増加させる傾向にあるので霧化のためのガス衝突の利用は減圧室での使用
には適していない。

【００１２】 態様の１つでは、本発明は、基材表面の少なくとも一部にコーティング層を形
成する方法に関する。キャリアーガス流を流体組成物流と衝突される。衝突は、
流体組成物の実質的に全部が気化して凝縮温度を有する蒸気を形成するような条
件下で行われる。キャリアーガスの速度および運動量のために、蒸気は基材表面
に向かって流動する。この表面は、蒸気の凝縮温度よりも低温である。その結果
、蒸気が表面で凝縮して液体となりコーティング層が形成される。好都合には、
キャリアーガスの速度および運動量が蒸気に与えられ、この結果、凝縮したコー
ティング層の基材への付着を促進するために十分な力で強制的に基材に送られる
。

【００１３】 基材上にコーティング層を形成するための本発明の別の態様では、流体組成物
を霧状にして、キャリアーガスと接触させる。霧化した流体組成物の実質的にす
べてが気化して、凝縮温度を有する蒸気を形成するような条件で接触が行われる
。蒸気を基材表面に向けて流動させる。この表面は、蒸気の凝縮温度よりも低温
である。そのため、蒸気は表面上で凝縮してコーティング層を形成する。本発明
のこの態様では、流体流およびガス流をまず互いに混合して、次に従来の霧化手
段を使用して霧状にする。この方法では、得られる霧化した流体の液滴はすぐに
ガスと混合される。あるいは、従来の霧化手段を使用して流体を霧化し、キャリ
アーガス中に霧化した液滴を噴出するかあるいは別の方法で噴霧する。さらに別
の方法では、霧化した流体液滴をキャリアーガスと接触させることができるよう
な方法で、２つ以上の流体流を衝突させることで霧化を行うことができる。さら
に別の方法では、実際的な方法として、１段階で霧化と接触を行うために、少な
くとも１つの流体流を少なくとも１つのキャリアーガス流と接触させることがで
きる。

【００１４】 さらに別の態様では、本発明は、基材上にポリマーコーティング層を形成する
方法に関する。前の段落の方法を、１種類以上のポリマー前躯物質成分を含む流
体組成物を使用して行う。

【００１５】 さらに別の態様では、本発明は、前述のように流体組成物流をキャリアーガス
流と接触させる工程を含む蒸気発生方法に関する。

【００１６】 また本発明は、実質的に全部の流体組成物の気化が起こって凝縮温度を有する
蒸気を生成するような条件下でキャリアーガスを流体組成物の霧化した多数の液
滴と接触させる入口領域を有するチャンバーを含むコーティング装置にも関する
。この装置は、流体組成物およびキャリアーガスをチャンバーに送り込むための
入口端を含む。霧化手段は、チャンバー内で流体組成物のミストを発生させるた
めの入口端と隣接する位置にある。コーティングされる基材を支持し冷却面を有
する基材支持体が設けられている。冷却面は、蒸気の凝縮温度よりも低温に到達
させることができる。冷却面は、蒸気が冷却面に向かって流動できるように配置
している。

【００１７】 本発明の好ましい実施態様の詳細な説明 以下に説明する本発明の実施態様は、網羅的なものを意図したものではないし
、また以下の詳細な説明において開示される形態のみに本発明が限定されること
を意図するものでもない。むしろこれらの実施態様は、当業者であれば本発明の
原理と実施を評価かつ理解できるように選択し説明している。

【００１８】 図１ａは、基材１６の表面１４上へのコーティング層１２の形成に適した本発
明のシステム１０の一実施態様の略図であり、ここでコーティング層１２は流体
組成物１８の供給によって形成される。一般に、流体組成物１８の流れ２０は、
チャンバー１７内の衝突点２６でキャリアーガス２４の流れ２２と衝突する。衝
突のエネルギーによって流体流２０が霧化し、その結果液滴２８のミストが形成
される。理解しやすいようにするため、１つの流体流２０と１つのキャリアーガ
ス流２２のみを示している。別の方法では、複数の流体流および／またはキャリ
アーガス流を使用して、１つ以上の衝突点において連続的あるいは希望するなら
一度に衝突させることができる。また、コーティング作業中に基材１６がチャン
バー１７内部ににあるように示しているが、ある実施態様では基材１６をチャン
バー１７の外側に置くことができる。しかし、このような実施態様では、チャン
バー１７には、気化した流体組成物１８が通過して基材表面１４に向かわせるこ
とができる適当なオリフィス（図示していない）が備えられる。

【００１９】 好都合なことには、キャリアーガス流２２を層流状液流２０と衝突させること
による層流条件下の流体流２０の霧化によって、超音波霧化装置やスピニングデ
ィスク霧化装置などに依存したより従来の霧化技術で達成可能なもの、あるいは
液滴系に体積変化が起こりやすい乱流の液流条件に依存したものよりも、より狭
い粒径分布でより均一な数密度を有するより平均粒径の小さい液的２８を得るこ
とができる。この性能は、薄く、実質的に欠陥のないコーティング層を均一な厚
さで形成するために特に有益である。

【００２０】 流れ２２および２０の間の衝突は、実質的に一部、好ましくは実質的にすべて
、より好ましくはすべての流体流２０が衝突によって霧化するような広範囲の条
件下で発生させることができる。流れ２２および２０の衝突は、平均液滴サイズ
が２００μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、より好ましくは３０μｍ未満の
液滴２８が衝突によって得られるように行われることが好ましい。液滴サイズに
影響する傾向があると思われる要因としては、流れ２２および２０の形状、衝突
時の流れ２２および２０の速度、流体組成物１８の性質などが挙げられる。

【００２１】 例えば、流れ２２および２０は、有益な結果が得られる様々な形状で発生させ
ることができる。図１ａに概略的に示される代表的なアプローチによると、流れ
２２および２０は、２つの流れの間の角度が約１０°〜約１８０°、好ましくは
１５°〜１３５°、より好ましくは約３０°〜６０°、最も好ましくは４３°〜
４７°の範囲で互いの流れが近づきあうように噴出させて発生させることができ
る。特に、１５°〜１３５°の好ましい範囲内の角度で衝突させた流れ２２およ
び２０は、衝突後に液滴２８およびキャリアーガス２４が基材１６に向かって移
動するのを助けるような矢印Ｖ_Lで示される速度の側面成分を有する。図１ａに 示される実施態様では、流体流２０およびキャリアーガス流２２は、ノズル２３
のノズルオリフィス２５ａおよび２５ｂから噴出させることで発生させる。ノズ
ルオリフィス２５ａおよび２５ｂは任意の希望の形状であってよい。例えば、流
れ２２および２０は、環状形ノズルオリフィス、楕円形オリフィス、正方形オリ
フィス、平面の流れを放出するように適合させた長方形オリフィス、中空の流れ
を放出するように適合させたオリフィス、およびこれらの組み合わせなどから放
出させることができる。

【００２２】 他の用途のため流れを衝突させるために使用する従来公知である種々のノズル
構造を、流れ２２および２０を発生させるために本発明で使用することができる
。このようなノズル構造は、例えば、Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，Ａ．Ｈ．によるＡｔｏ
ｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉ
ｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．（１９８９）；Ｈａｒａｒｉらによる、
Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ，ｖｏｌ．７，ｐｐ．９７−１
１３（１９９７）に記載されている。流れの衝突を発生させるために特に好まし
い本発明のノズル構造は、図５ａ、５ｂ、および５ｃに示され、これについては
後述する。別の特に好ましい本発明のノズル構造は図７に示され、これについて
は後述する。

【００２３】 流れ２２および２０のそれぞれの適切な速度の選択には、競合関係のバランス
が要求される。例えば、衝突時の流体流２０の速度が遅すぎると、流れ２０は衝
突点２６に到達するために十分な運動量をもつことができない。逆に、速度が速
すぎると、層流条件下で流体流２０をノズルから放出することが困難となりうる
。キャリアーガス流２２の速度が遅すぎると、液滴２８の平均サイズが大きくな
りすぎて、効率的に気化できなかったり、希望する均一性のコーティング層１２
が形成されなかったりすることがある。一方、キャリアーガス流２２の速度は希
望するだけ速くすることができる。実際、ガスの速度が速いほど、粘稠／連続性
のより高い液体組成物をうまく霧化させ気化させることができる。しかし、ガス
速度がある範囲を超えると、基材の振動および非効率的な凝縮のためコーティン
グ層に悪影響が現われることがある。これらの関係のバランスをとるため、流れ
２０は０．１メートル毎秒（ｍ／ｓ）〜３０ｍ／ｓ、より好ましくは１ｍ／ｓ〜
２０ｍ／ｓ、最も好ましくは約１０ｍ／ｓの速度であることが好ましく、キャリ
アーガス流２２は４０〜３５０ｍ／ｓ、より好ましくは約６０〜３００ｍ／ｓ、
最も好ましくは約１８０〜２００ｍ／ｓの速度であることが好ましい。

【００２４】 再び図１ａを参照すると、システム１０は非常に汎用性があり、非常に多くの
種類の流体組成物１８からコーティング層を形成するために使用することができ
る。流体組成物には、接着剤コーティング層、プライマーコーティング層、装飾
コーティング層、保護硬質コーティング層、ワニスコーティング層、反射防止コ
ーティング層、反射コーティング層、干渉コーティング層、剥離コーティング層
、誘電性コーティング層、フォトレジストコーティング層、導電性コーティング
層、非線形光学コーティング層、エレクトロクロミック／エレクトロルミネセン
トコーティング層、バリアーコーティング層、生物学的活性コーティング層、生
物学的不活性コーティング層などの形成に効果的であるものを使用することがで
きる。

【００２５】 好ましくは、流体組成物１８は、成分の沸点より低温でのキャリアーガス２４
との接触によって気化が起こる程度に高い蒸気を有する少なくとも１種類の流体
成分を含む。より好ましくは、流体組成物１８のすべての流体成分がこのような
蒸気圧を有する。一般に、実質的にすべての流体成分が気化してキャリアーガス
２４と混合物を形成し、なお得られる気体混合物の分圧がその成分の飽和蒸気圧
より低くなる場合に、流体成分はこの目的のための十分に高い蒸気圧を有する。
代表的なコーティング作業では、好ましい流体成分は、標準温度および標準圧力
における蒸気圧が０．１３ｍＰａ〜１３ｋＰａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ〜１００Ｔ
ｏｒｒ）の範囲内である。

【００２６】 流体成分が必要な蒸気圧を有する限り、このような成分は有機、無機、水性、
非水性などであってよい。相の特性に関しては、流体組成物１８は均一でも複数
の成分の多相混合物でもよいし、溶液、スラリー、多相流体組成物などの形態で
あってもよい。ポリマーコーティング層を形成するために、流体組成物１８はモ
ノマー、オリゴマー、またはポリマーである１種類以上の成分を含むことができ
るが、通常比較的定分子量のポリマー、例えば、１０，０００未満、好ましくは
約７５００未満、より好ましくは約４５００未満の数平均分子量を有するポリマ
ーのみが、本発明の実施において気化させるための十分な蒸気圧を有するであろ
う。ここで使用する用語「モノマー」は、それ自身あるいは他のモノマーとの結
合によってオリゴマーまたはポリマーを生成することができる単独の１単位の分
子を意味する。用語「オリゴマー」は、２〜１０個のモノマーが結合した化合物
を意味する。用語「ポリマー」は、１１個以上のモノマーが結合した化合物を意
味する。

【００２７】 少なくとも１つの流体成分の代表例としては、水；有機溶剤、無機液体、炭素
−炭素二重結合官能基を有する放射線硬化性モノマーおよびオリゴマー（この中
で、アルケン、（メタ）アクリレート類、（メタ）アクリルアミド類、スチレン
類、およびアリルエーテル材料が代表的である）、フルオロポリエーテルモノマ
ー、オリゴマー、およびポリマー、フッ素化（メタ）アクリレート類、蝋、シリ
コーン類、シランカップリング剤、ジシラザン類、アルコール類、エポキシ類、
イソシアネート類、カルボン酸類、カルボン酸誘導体、カルボン酸とアルコール
とのエステル、カルボン酸無水物、芳香族化合物、芳香族ハロゲン化物、フェノ
ール類、フェニルエーテル類、キノン類、多環式芳香族化合物、非芳香族複素環
、アズラクトン類、フラン、ピロール、チオフェン、アゾール類、ピリジン、ア
ニリン、キノリン、イソキノリン、ジアジン類、ピロン類、ピリリウム塩類、テ
ルペン類、ステロイド類、アルカロイド類、アミン類、カルバメート類、尿素類
、アジド類、ジアゾ化合物、ジアゾニウム類、チオール類、スルフィド類、硫酸
エステル類、無水物、アルカン、ハロゲン化アルキル、エーテル類、アルケン、
アルキン、アルデヒド類、ケトン類、有機金属種、チタン酸塩、ジルコン酸塩、
アルミン酸塩、スルホン酸塩、ホスフィン類、ホスホニウム塩、ホスホン酸塩、
ホスホン酸エステル類、硫黄安定化カルボアニオン類、リン安定化カルボアニオ
ンル、炭水化物、アミノ酸類、ペプチド類、およびこれらの材料から誘導され必
要な蒸気圧を有する流体であるかまたは必要な蒸気圧を有する流体に転化するこ
とができる（例えば、溶融、溶解など）反応生成物、およびこれらの混合物など
の化学種が挙げられる。これらの材料の中で、パラフィン蝋などの周囲条件で固
体であるものは、本発明の原理を使用して処理するために、溶融させるか別の流
体成分に溶解することができる。

【００２８】 本発明のある実施態様では、流体組成物１８に含まれる流体成分は、このよう
な成分が冷却されることが実質的に部分的な理由で、基材１６上に固体のコーテ
ィング層を形成することができる。例えば通常、蝋の蒸気は基材表面１４上に液
体として凝縮するが、その後コーティング層の温度が蝋の融点よりも低温に冷却
されるために固化する。この相変化挙動を示す他の有用なコーティング材料の例
としては、ナフタレンやアントラセンなどの多環式芳香族化合物が挙げられる。

【００２９】 本発明の別の実施態様では、流体組成物１８は、１種類以上の異なる流体成分
であって、互いに反応してそれらの成分を含む反応物から誘導される反応生成物
のコーティング層が形成される流体成分を含むことができる。これらの成分はモ
ノマー、オリゴマー、および／または低分子量ポリマー（ここでは一括して「ポ
リマー前躯物質」と呼ぶ）であってもよく、これによって成分間の反応によりポ
リマーコーティング層を形成することができる。例えば、流体組成物１８は、ジ
オールおよび／またはトリオールなどのポリオール成分、、ジイソシアネートお
よび／またはトリイソシアネートなどのポリイソシアネート、および任意に適当
な触媒を含むことができる（または、別の方法として、基材表面１４を触媒で予
備処理して、基材表面１４と接触するまでは反応成分が反応しないようにするこ
とができる）。コーティングが起こることで、次に成分が互いに反応してポリウ
レタンコーティング層を基材１６上に形成することができる。

【００３０】 ポリマー前駆物質を使用する方法の別の例では、流体組成物１８は、２種類以
上の有機官能基を有するシランまたはチタン酸エステルモノマーを含むことがで
きる。このような有機官能基を有するシランまたはチタン酸エステルモノマーは
、一般に乾燥および加熱によって架橋させて、ポリマーシロキサン型またはチタ
ン酸エステル型マトリックスを形成することができる。多種多様な有機官能基含
有シランまたはチタン酸エステルモノマーを、本発明の実施に使用することがで
きる。代表例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン
、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（メタ）アクリ
ロキシアルキルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン
、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、（メタ）アクリロキシトリクロロシ
ラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、グリ
シドキシアルキルトリメトキシシラン、グリシドキシアルキルトリエトキシシラ
ン、グリシドキシアルキルトリクロロシラン、ペルフルオロアルキルトリアルコ
キシシラン、ペルフルオロメチルアルキルトリアルコキシシラン、ペルフルオロ
アルキルトリクロロシラン、ペルフロオロオクチルスルホンアミド−プロピルメ
トキシシラン、チタンイソプロポキシド、イソプロピルジメタクリル−イソステ
アロイルチタネート、トリ（Ｎ−エチレンジアミン）エチルチタン酸イソプロピ
ル、およびこれらの組み合わせなどが挙げられる。

【００３１】 本発明のさらに別の実施態様では、流体組成物１８は、基材１６上に硬化性液
体コーティング層を形成することができる少なくとも１つのポリマー前駆物質成
分を含むことができ、ここでこの成分はコーティング層を硬化および固化（すな
わち重合および／または架橋）させるための放射硬化エネルギーにさらすことで
液体コーティング層が硬化可能となるような放射線架橋性官能基を含む。放射硬
化エネルギーの代表例としては、電磁エネルギー（例えば、赤外エネルギー、マ
イクロ波エネルギー、可視光、紫外光など）、加速粒子（例えば、電子線エネル
ギー）、および／または放電によるエネルギー（例えば、コロナ、プラズマ、グ
ロー放電、または無声放電）が挙げられる。

【００３２】 本発明の実施において、放射線架橋性官能基は、放射硬化エネルギーの適当な
供給源にさらすことによる架橋および／または重合反応に関係するモノマー、オ
リゴマーまたはポリマー主鎖（場合に応じて）に直接または間接的に結合する官
能基を意味する。一般にこのような官能基は、放射線に曝露することでカチオン
機構によって架橋する基だけではなく、フリーラジカル機構によって架橋する基
も含まれる。本発明の実施に適した放射線架橋性基の代表例としては、エポキシ
基、（メタ）アクリレート基、オレフィン系炭素−炭素二重結合、アリルエーテ
ル基、スチレン基、（メタ）アクリルアミド基、およびこれらの組み合わせなど
が挙げられる。

【００３３】 好ましいフリーラジカル硬化性モノマー、オリゴマー、および／またはポリマ
ーのそれぞれは、１つ以上のフリーラジカル重合性炭素−炭素二重結合を含むた
め、このような材料の平均官能基数が１分子当り少なくとも１つのフリーラジカ
ル性炭素−炭素二重結合である。このような部分を有する材料は、これらの炭素
−炭素二重結合官能基を介して互いに共重合および／または架橋することができ
る。本発明の実施に適したフリーラジカル硬化性モノマーは、１種類以上の１、
２、３および４官能性のフリーラジカル硬化性モノマーから選択されることが好
ましい。最終コーティング層に希望する性質に応じて、様々な量の１、２、３お
よび４官能性フリーラジカル硬化性モノマーを本発明に取り入れることができる
。例えば、耐摩耗性および耐衝撃性の高いコーティング層を得るためには、組成
物は、組成物に含まれるフリーラジカル硬化性モノマーの１分子当りの平均フリ
ーラジカル硬化性官能基数が１を超えるように、１種類以上の多官能性フリーラ
ジカル硬化性モノマー、好ましくは少なくとも２官能性と３官能性の両方のフリ
ーラジカル硬化性モノマーを含むことが望ましい。

【００３４】 本発明の好ましい組成物は、フリーラジカル硬化性モノマーの平均官能基数が
１を超える、好ましくは１．１〜４、より好ましくは１．５〜３となる条件にお
いて、１〜１００重量部の１官能性フリーラジカル硬化性モノマー、０〜７５重
量部の２官能性フリーラジカル硬化性モノマー、０〜７５重量部の３官能性フリ
ーラジカル硬化性モノマー、および０〜７５重量部の４官能性フリーラジカル硬
化性モノマーを含むことができる。

【００３５】 本発明の実施に適した１官能性フリーラジカル硬化性モノマーの代表的な種類
には、炭素−炭素二重結合が直接または間接的に芳香環と結合した化合物が含ま
れる。このような化合物の例としては、スチレン、アルキル化スチレン、アルコ
キシスチレン、ハロゲン化スチレン、フリーラジカル硬化性ナフタレン、ビニル
ナフタレン、アルキル化ビニルナフタレン、アルコキシビニルナフタレン、およ
びこれらの組み合わせなどが挙げられる。１官能性フリーラジカル硬化性モノマ
ーの他の代表的な種類としては、炭素−炭素二重結合が脂環式、複素環式、およ
び／または脂肪族部分に結合した化合物、例えば５−ビニル−２−ノルボルネン
、４−ビニルピリジン、２−ビニルピリジン、１−ビニル−２−ピロリジノン、
１−ビニルカプロラクタム、１−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルホルムアミド
などが挙げられる。

【００３６】 このような１官能性フリーラジカル硬化性モノマーの別の代表的な種類として
は、式：

【化１】 の部分を含む（メタ）アクリレート官能基を有するモノマーが挙げられ、式中Ｒ
は水素、ハロゲン、メチルなどの１価部分である。このような部分を含むモノマ
ーの代表例としては、（メタ）アクリルアミド類、クロロ（メタ）アクリルアミ
ド、１〜１０個、好ましくは１〜８個の炭素原子を含む（メタ）アクリル酸の線
状、分岐、または脂環式エステル、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸エ
チル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、およびアクリル酸イソオクチル；アルカン酸のアルキル部分が２〜１０個、
好ましくは２〜４個の炭素原子を含み線状、分岐、環状のいずれでもよいアルカ
ン酸のビニルエーテル；（メタ）アクリル酸イソボルニル；酢酸ビニル；（メタ
）アクリル酸アリルなどが挙げられる。

【００３７】 このような（メタ）アクリレート官能基を有するモノマーは、水酸官能基、ニ
トリル官能基、エポキシ官能基、カルボキシル官能基、チオール官能基、アミン
官能基、イソシアネート官能基、スルホニル官能基、ペルフルオロ官能基、スル
ホンアミド、フェニル官能基、およびこれらの組み合わせなどの他種官能基も含
むことができる。このようなフリーラジカル硬化性化合物の代表例としては、（
メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリロニトリル、β−シアノエチル−
（メタ）アクリレート、２−シアノエトキシエチル（メタ）アクリレート、ｐ−
シアノスチレン、ｐ−（シアノメチル）スチレン、α，β−不飽和カルボン酸と
ジオールとのエステル、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ま
たは（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル；１，３−ジヒドロキシプロピ
ル−２−（メタ）アクリレート；２，３−ジヒドロキシプロピル−１−（メタ）
アクリレート；α，β−不飽和カルボン酸とカプロラクトンとの付加生成物；２
−ヒドロキシエチルビニルエーテルなどのアルカノールビニルエーテル；４−ビ
ニルベンジルアルコール；アリルアルコール；ｐ−メチロールスチレン、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、（メタ）アクリル酸トリフルオロエチル、（メタ）アクリル酸テ
トラフルオロプロピル、（メタ）アクリル酸ヘキサフルオロブチル、ブチルペル
フルオロオクチルスルホンアミドエチル（メタ）アクリレート、エチルペルフル
オロオクチルスルホンアミドエチル（メタ）アクリレート、およびそれらの混合
物などが挙げられる。

【００３８】 本発明の実施に適した１官能性フリーラジカル硬化性モノマーの別の種類とし
ては、１種類以上のＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミドが挙げられる。Ｎ，
Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミドを使用すると、多くの利点が得られる。例え
ば、この種類のモノマーの使用によって、ポリカーボネート基材への接着力が向
上した帯電防止コーティング層が得られる。さらに、この種類のモノマーを使用
することで、耐候性および靭性の向上したコーティング層も得られる。好ましく
は、Ｎ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミドは９９〜約５００、好ましくは約９
９〜約２００の範囲内の分子量を有する。

【００３９】 一般にＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミドモノマーは式：

【化２】 を有し、式中Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ独立に、水素、水酸基、ハロゲン基、カル
ボニル基、およびアミド基を任意に有する（Ｃ₁−Ｃ₈）アルキル基（線状、分岐
、または環状）、カルボニル基およびアミド基を任意に有する（Ｃ₁−Ｃ₈）アル
キレン基、（Ｃ₁−Ｃ₄）アルコキシメチル基、（Ｃ₄−Ｃ₁₀）アリール基、（Ｃ₁ −Ｃ₃）アルク（Ｃ₄−Ｃ₁₀）アリール基、または（Ｃ₄−Ｃ₁₀）ヘテロアリール 基であり；ただしＲ¹とＲ²のうち一方のみが水素であり；Ｒ³は水素、ハロゲン 、またはメチル基。好ましくは、Ｒ¹が（Ｃ₁−Ｃ₄）アルキル基であり；Ｒ²が（
Ｃ₁−Ｃ₄）アルキル基であり；Ｒ³が水素、またはメチル基である。Ｒ¹とＲ²は 同種でも異種でもよい。より好ましくは、Ｒ¹とＲ²がそれぞれＣＨ₃であり、Ｒ³ が水素である。

【００４０】 このような好適な（メタ）アクリルアミド類の例としては、Ｎ−ｔ−ブチルア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルア
ミド、Ｎ−（５，５−ジメチルヘキシル）アクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメ
チル−３−オキソブチル）アクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリル
アミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリ
ルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−メチル
−Ｎ−エチルアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミド
が挙げられる。特に好ましい（メタ）アクリルアミドはＮ，Ｎ−ジメチル（メタ
）アクリルアミドである。

【００４１】 フリーラジカル硬化性モノマーの他の例としては、アリルオキシ部分を含む、
エテン、１−プロペン、１−ブテン、２−ブテン（シスまたはトランス）化合物
などのアルケンなどが挙げられる。

【００４２】 １官能性フリーラジカル硬化性モノマーに加えて、あるいはその代替物として
、２、３、および／または４個のフリーラジカル硬化性官能基を有することが好
ましいあらゆる種類の多官能性フリーラジカル硬化性モノマーも本発明で使用す
ることができる。このような多官能性（メタ）アクリレート化合物は、多くの種
類の供給元より市販されている。あるいは、このような化合物は、種々の公知の
反応機構を用いて調製することができる。例えば、ある方法によると、（メタ）
アクリル酸またはハロゲン化アシルなどを少なくとも２個、好ましくは２〜４個
の水酸基を有するポリオールと反応させる。この方法は、以下の概略的反応図式
で表すことができ、説明の目的でアクリル酸とトリオールの間の反応で示してい
る：

【化３】 この反応図式で示されるように、３官能性アクリレートが得られる。２または４
官能性化合物を得るために、それぞれ対応するジオールおよびテトロールをトリ
オールの代わりに使用することができる。

【００４３】 別の方法によると、水酸基またはアミン基を有する（メタ）アクリレート化合
物等を、２〜４個のＮＣＯ基またはこれに相当するものを有するポリイソシアネ
ートまたはイソシアヌレート等と反応させる。この方法は以下の概略的反応図式
によって表すことができ、説明のためアクリル酸ヒドロキシエチルとジイソシア
ネートの間の反応で示しており：

【化４】 式中それぞれのＷは、

【化５】 である。この反応図式に示されるように２官能性（メタ）アクリレートが生成す
る。３または４官能性化合物を得るために、それぞれ対応する３または４官能性
イソシアネートをジイソシアネートの代わりに使用することができる。

【００４４】 多官能性（メタ）アクリレート官能基を有する化合物の別の好ましい種類とし
ては、１種類以上の多官能性エチレン系不飽和の（メタ）アクリル酸エステルが
挙げられ、次式で表すことができ：

【化６】 式中Ｒ⁴は水素、ハロゲン、または（Ｃ₁−Ｃ₄）アルキル基であり；Ｒ⁵は原子価
ｍの多価有機基であり、炭素原子、水素原子、窒素原子、非ペルオキシ酸素原子
、硫黄原子、またはリン原子を有する、環式、分岐、または線状の、脂肪族、芳
香族または複素環であることができ；ｍはエステル中のアクリル基またはメタク
リル基の数を表す整数であり、２〜４の値である。好ましくは、Ｒ⁴は水素、メ チル、またはエチルであり、Ｒ⁵は約１４〜１００の分子量を有し、ｍは２〜４ の値である。多官能性アクリレートおよび／またはメタクリレートの混合物を使
用する場合は、ｍの平均値が約１．０５〜３であることが好ましい。

【００４５】 好適な多官能性エチレン系不飽和（メタ）アクリル酸エステルの具体例は、多
価アルコール類のポリアクリル酸またはポリメタクリル酸エステルであり、例え
ば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、２，２−ジメチル−１，３
−プロパンジオール、１，３−シクロペンタンジオール、１−エトキシ−２，３
−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロ
ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジオー
ル、１，６−シクロヘキサンジメタノール；ヘキサフルオロデカンジオール、オ
クタフルオロヘキサンジオール、ペルフルオロポリエーテルジオールなどの脂肪
族ジオールのジアクリル酸およびジメタクリル酸エステル、グリセリン、１，２
，３−プロパントリメタノール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−
ペンタントリオール、１，３，６−ヘキサントリオール、および１，５，１０−
デカントリオールなどの脂肪族トリオールのトリアクリル酸およびトリメタクリ
ル酸エステル；トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリル酸
およびトリメタクリル酸エステル；１，２，３，４ブタンテトロール、１，１，
２，２，−テトラメチロールエタン、および１，１，３，３−テトラメチロール
プロパンなどの脂肪族トリオールのテトラアクリル酸およびテトラメタクリル酸
エステル；ピロカテコール、およびビスフェノールＡなどの法王族ジオールのジ
アクリル酸およびジメタクリル酸エステル；およびそれらの混合物などが挙げら
れる。

【００４６】 さらに図１ａを参照すると、キャリアーガス２４には任意のガスまたは複数の
ガスの組み合わせであってよく、希望であれば流体組成物１８の全部または一部
に関して不活性でも反応性であってもよい。しかし、多くの用途においては、キ
ャリアーガス２４が流体組成物１８のすべての成分に関して不活性であることが
好ましい。特に、流体組成物１８が有機液体を含む場合には、キャリアーガス２
４は酸素などの酸化性ガスを含まないことが好ましい。不活性ガスの代表例とし
ては、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、およびこれらの組み合わせなど
が挙げられる。酸化が問題とはならない流体組成物１８の場合は、希望であれば
通常の周囲空気をキャリアーガス２４として使用することもできる。

【００４７】 霧化後に、液滴２８は気化して、蒸気３０として図示するような非光散乱性気
相としてキャリアーガス２４中に分散していく。蒸気３０は本当の蒸気であるこ
とが好ましいが、分散した液滴が例えば、平均サイズが約３０ｎｍ未満で可視光
および／または６３０ｎｍ〜６７０ｎｍの波長を有するレーザー光で散乱されな
い程度に小さい分散相であってもよい。従って、図１ａでは蒸気３０を複数の液
滴として図示しているが、実際には蒸気３０は目に見えない。

【００４８】 実際には、流れ２２および２０の衝突後に液滴２８が距離ｄにわたって見えな
いということは、実質的にすべての流体組成物１８が効率的に気化する条件で衝
突が起こったことを示している。霧化した液滴２８の気化が完全に起こる実際の
距離ｄは、流体組成物１８やキャリアーガス２４の性質、流体組成物１８とキャ
リアーガス２４のそれぞれの温度、衝突時の流れ２２および２０の速度、霧化お
よび気化が起こるチャンバー１７内の温度などを含めた種々の要因次第で変動す
る。通常、以下の実施態様で説明する装置規模において、ｄは２ｃｍ〜２００ｃ
ｍの範囲内である。従って、他種多様のコーティング材料を扱うことができるよ
うにするためには、チャンバー１７を使用する場合には通常その長さは少なくと
もｄである。

【００４９】 チャンバー１７は必要なものではないが、蒸気をより効率的に基材１６に送る
のに役立ち、また蒸気３０の形状を整えてコーティング性能を向上させるのにも
役立つ。使用する場合は、チャンバー１７は、霧化の領域から蒸気３０が基材１
６と接触する領域まで延びる長さに沿った直線状にすることができるが、これは
必要なものではない。実際、チャンバー１７に複数のねじれや曲がりがある場合
でさえ、蒸気３０はなお基材１６に向かって流動する傾向にある。例えば、図３
は直線上のチャンバーの蒸気移送管を示しているが、図４は９０°で折れ曲がっ
たチャンバーを示している。

【００５０】 流体成分の気化が起こる沸点よりも通常は十分低温である蒸気３０の凝縮点よ
りも高温で十分なキャリアーガス２４が使用される限り、蒸気３０は真の気相と
してキャリアーガス２４との混合物として存在することができる。キャリアーガ
ス２４と流体組成物の接触は、蒸気３０の分圧が飽和蒸気圧より低くなる条件下
で行われるため、より高温、例えば、流体成分の沸点以上の温度は気化を実現し
維持するためには必要ではない。より高温に頼ることなく成分を気化させるこの
能力は、成分の１種類以上が高温において破壊されたりその他の劣化を起こした
りする可能性のある流体組成物１８を使用する場合に特に好都合である。

【００５１】 流体組成物１８の成分が高温によって害を受けない場合は、キャリアーガス２
４を流体成分の沸点よりも高温で供給することができる。実際、このようなより
高温の使用は、ある用途においては有用となりうる。例えば、キャリアーガス２
４によって気化熱エネルギーが運ばれてくるので、ある程度液体を気化させるた
めに十分な熱エネルギーを、特により速い液体の流速において供給するために、
より高いガス温度が必要および／または望ましくなることもある。このような場
合、得られるキャリアーガス２４と蒸気３０の混合物は、キャリアーガス２４の
初期温度流体組成物１８の初期温度、およびこれら２つの材料の相対的な流速な
どの要因に依存して、１種類以上の気相成分の沸点よりも高温あるいは低温とな
る。

【００５２】 例えば蒸気３０は、それより高温では蒸気３０のすべてが気相中に残留しやす
くなるような凝縮温度を有する。逆に凝縮温度より低温では、蒸気３０は凝縮し
て液相になりやすくなる。従って、キャリアーガス２４の流れ２２は、蒸気３０
の凝縮点よりも高温でチャンバー１７に供給されることが好ましい。好ましくは
、キャリアーガス２４を凝縮点よりも高温に加熱するが、それでもなお流体組成
物の少なくとも１つの成分の沸点より低温、より好ましくは流体組成物１８のす
べての流体成分の沸点よりも低温である。

【００５３】 この議論から、蒸気３０が基材表面１４に到達する前にキャリアーガス２４と
蒸気３０の混合物が蒸気３０の凝縮温度より低い温度になると、蒸気３０の少な
くとも一部が予定より早く凝縮することがあることが分かる。これを避けるため
に、蒸気の凝縮温度より高温に気体混合物を維持できるようにチャンバー１７が
加熱可能であることが好ましい。任意の希望する手段によってチャンバー１７に
熱を与えることができる。例えば、チャンバー１７の内容に、赤外線、マイクロ
波、ＲＦエネルギー、またはレーザーエネルギーを照射することができる。別の
例としては、チャンバー１７の壁１９を、電熱コイルまたは熱いガスまたは液体
、例えば液流を循環させる加熱ジャケットによって、壁１９の周囲あるいは内部
から加熱することができる。

【００５４】 キャリアーガス２４と蒸気３０の混合物は、基材１６の表面１４に向かって流
れ、蒸気３０の凝縮温度よりも低温に冷却される。その結果、蒸気３０は表面１
４上で凝縮して、薄く実質的に均一なコーティング層１２を形成する。基材１６
は、任意の従来の冷却手段を用いて冷却することができる。図においては、基材
１６は、冷却支持部材３２と熱的に接触させて配置することで冷却される。支持
部材３２の使用は、冷却効果が、キャリアーガス２４と蒸気３０の混合物などの
システム１０の他の部分ではなく、最初に基材１６へと熱的に移動するので特に
好都合である。これによって、基材１６に到達する前に凝縮する蒸気３０の量が
最小限になる。支持部材３２は、任意の希望する冷却方法を用いて冷却すること
ができる。図においては、支持部材３２は、冷却媒体供給ライン３４から支持部
材３２中に冷却水などの適当な冷却媒体を循環させることで冷却している。冷却
媒体は、排出ライン３６を通して支持部材３２から回収される。

【００５５】 本発明によるコーティングに適した基材は、多くの異なる種類の材料から作る
ことができるし、様々な異なる形状であってもよい。例えば、材料に関しては、
基材は、金属、木材、布、ポリマー、セラミック、紙、鉱物、ガラス、複合材料
などであってよい。形状に関しては、基材は、平坦、湾曲、波形、ねじれ、微細
構造、平滑、粗面、多孔質、粒子状、繊維状、中空形状、三次元、規則的または
不規則的表面などであってよい。本発明の蒸気流の近傍に基材を配置する方法は
、希望するコーティングおよび基材に依存する。好適な方法としては、例えば、
可撓性ウェブ様基材および繊維における移送技術、粒子状基材における振動また
は懸濁技術、三次元基材における可動性蒸気源または基材が挙げられる。

【００５６】 図１ａに示す実施態様では、基材１６と支持部材３２はコーティング中に移動
しない。従って、図１ａに示す実施態様はバッチ式コーティング作業の実施に適
している。しかし、１つの選択として、コーティング作業を定常状態で行うこと
ができる。例えば、図３および４では、定常状態のコーティング作業において、
移動する基材の長い距離をコーティングする本発明の実施態様を示している。

【００５７】 好都合な点として、本発明は、広範囲の幅を有するコーティング層１２などの
コーティング層の形成に使用することができる。好ましい実施態様では、０．０
１μｍ〜５μｍの範囲の均一な厚さを有するコーティング層が１回で容易に形成
される。より厚い皮膜、または異なる材料からなる多層皮膜は、複数回のコーテ
ィング工程にかけるか、あるいは１回の工程で複数の層を付着させて基材１６を
コーティングすることで形成することができる。好都合なことには、本発明は実
質的にピンホールのないコーティング層を形成することもできる。コーティング
層は、別々の蒸気および／または蒸気混合物が共凝集するときに相分離が起こら
ないとも考えられている。

【００５８】 表面１４上に蒸気３０が凝集してコーティング層１２が最初形成された後に、
コーティング層１２に希望する性質次第でコーティング層１２をさらなる任意工
程に任意にかけることができる。例えば、放射硬化エネルギーにさらすことで硬
化または架橋および固化が可能な成分からコーティング層１２が形成されている
場合は、コーティング層を硬化させるためにコーティング層１２を適切な線量の
放射硬化エネルギーで照射することができる。加熱によって熱硬化および固化が
起こる成分でコーティング層が形成されている場合は、硬化させるために好適な
条件下でコーティング層１２を加熱することができる。さらに冷却することによ
る相変化によって固化する成分からコーティング層１２が形成されている場合は
、 成分の固化が起こる温度までコーティング層１２を冷却することができる。
図１Ａに排出ガス３９として一括して示している過剰のキャリアーガス２４およ
び蒸気３０は、排出口３８を介してチャンバー１７から排出することができる。

【００５９】 図１ａでは、流れ２２を流れ２０と衝突させることで霧化を行っており、この
場合衝突エネルギーが流体組成物１８を微細な液滴２８のミストに分解している
。液滴および後の蒸気の体積濃度が時間経過に伴って変動しうる振動が生じずに
円滑に流体組成物１８を気化させることができるので、層流条件下の衝突による
霧化は好都合である。霧化は他の手段によって行うことも可能であるが、他の霧
化手段は霧化中に振動が発生する性質を有する傾向にある。例えば、流体組成物
１８に従来の霧化手段を使用して霧化し、液滴２８を気化させることができるよ
うに、霧化した液滴２８をキャリアーガス２４中に放出あるいは噴霧することが
できる。このような他の霧化方法としては、超音波霧化、スピニングディスク霧
化などが挙げられる。図１ｂはこれを概略的に示している。図１ｂは、流れの衝
突の代わりに霧化装置構成要素２１を使用して流体流２０を霧化していることを
除けば図１ａとほぼ同様である。霧化装置構成要素２１としての使用に適した様
々な種類の代表的霧化装置構造は、Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，Ａ．Ｈ．，Ａｔｏｍｉｚ
ａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉ
ｎｇ Ｃｏｒｐ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．（１９８９）；Ｈａｒａｒｉ ｅｔ ａｌ．，
Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ，ｖｏｌ．７，ｐｐ．９７−１
１３（１９９７）に記載されている。

【００６０】 別の代替法として、まず流体流２０およびガス流２２を予備混合した後、従来
の霧化手段を使用して流体組成物１８を霧化することができる。この方法では、
得られる霧化された液滴２８は、霧化の際にキャリアーガス２４と十分に混合さ
れる。有利な点は、予備混合した流体流２０およびキャリアーガス流２４では、
図１ａの衝突法よりもキャリアーガス２４の使用量が少ないことである。しかし
、衝突で形成された液滴２８は、予備混合方法で形成された液滴２８よりも小さ
く早く気化する傾向にある。別の代替法として、結果として得られる霧化した液
滴２８がキャリアーガス２４と接触できるような方法で、流体組成物１８の２つ
以上の流れを衝突させることより霧化を行うことができる。

【００６１】 図２ａは、図１ａのシステム１０の操作１００の好ましい方式の概略を示す流
れ図である。この方法の流れ図の操作１００の方式の考察は、図２ｂの流れ図に
示す本発明の操作１００’の別の方式を評価するために特に有用である。まず図
２ａを参照すると、流体組成物１０４の流れ１０２とキャリアーガス１０８の流
れ１０６は、ステップ１１０において流体組成物１０４の霧化および気化に効率
的な条件下で合流し、キャリアーガス１０８と気化した流体組成物とを含む気相
混合物を形成する。ステップ１１２では、蒸気が冷却した基材の表面に向かって
流動し、ここでステップ１１４において蒸気が液体に凝縮して基材上にコーティ
ング層を形成する。ステップ１１６では、コーティング層は任意の凝縮後工程に
かけられる。

【００６２】 操作１００の方式は、周囲条件下で通常固体である１種類以上の成分から誘導
されるおよび／または含有する流体組成物１０４を扱えるように容易に適合させ
ることができる。例えば、蝋などの融解して気化可能な流体が容易に生成する材
料を、溶融させた後で溶融形態の流体組成物１０４に混入することができる。他
の固体は、流体組成物１０４の別の流体成分と混合した場合に容易に溶解するこ
とができる溶解性を有する場合がある。例として、多くの固体の光開始剤は、光
開始剤の存在下で重合が有利に促進される放射線硬化性モノマーを含む流体に溶
解性である。他の固体材料は、担体１０８と接触させた場合に溶融するか、ある
いはコーティング蒸気と共にコーティング位置に移動できるほど小さいかのいず
れかの微細粒子として供給することができる。

【００６３】 図２ｂは、別の方式の操作１００’を示しており、操作１００’の方式では複
数の流体流１０２ａ’、１０２ｂ’等を、対応する複数のキャリアーガス流１０
６ａ’、１０６ｂ’等とを、流体流１０２ａ’、１０２ｂ’等を効率的に霧化お
よび気化する方法で連結することができることを除けば、図２ａの操作１００の
方式とほぼ同じである。このような蒸気の発生は、同じチャンバー内で実質的に
同時に行って混合された蒸気を発生することができる。同時に蒸気を発生させる
ことは、通常は互いに非混和性である流体から均一なコーティング層を形成する
ためには特に好ましい。あるいは、蒸気の発生を、同じチャンバー内で連続的に
行って、多層のコーティング層を形成することができる。あるいは、このような
蒸気の発生を別々のチャンバーで行った後、別々のチャンバーから各蒸気を同時
に基材上に吹き付けることができる。別々のチャンバーから各蒸気を同時に基材
上に吹き付けることは、互いに反応性である蒸気からコーティング層を形成する
場合に好ましい。

【００６４】 図３は、本発明の装置２００の具体例を示しており、供給ロール２０８から冷
却支持部材２０６を通過し巻取りロール２１０まで移動する可撓性ウェブ２０４
上にコーティング層（分かりやすくするため図示していない）を形成するために
有用である。通常、コーティング作業は、広い速度範囲の希望する任意の速度で
可撓性ウェブ２０４を移動させながら行うことができる。例えば、可撓性ウェブ
２０４は約１ｃｍ／ｓ〜１０００ｃｍ／ｓの範囲内の速度で移動させることがで
きる。可撓性ウェブ２０４は、ポリマー、紙、天然および／または合成繊維から
製造された繊維状材料および布、金属、セラミック組成物などの種々の材料から
可撓性製造することができる。ガイドローラー２１２は、支持部材２０６の表面
２１４を横断するように可撓性ウェブ２０４を誘導する働きをする。支持部材２
０６は、供給ライン２１６から支持部材２０６に入り排出ライン２１８から排出
される冷却媒体によって冷却される。冷却媒体の冷却効果は、支持部材２０６と
熱的に接触する可撓性ウェブ２０４の一部に伝達される。

【００６５】 コーティング操作は蒸気移送管２２４を使用して行われる。蒸気移送管２２４
は、可撓性ウェブ２０４に蒸気を移動させる働きをし、より良好なコーティング
性能を得るために蒸気流を整えるのにも役立つ。蒸気移送管２２４は２つの半体
２０３および２０５で構成される。各半体２０３および２０５は、接合する端部
においてそれぞれフランジ２０７および２０９を含み、この部分でねじ、ボルト
、ねじのかみ合いなどの適当な固定手段によって互いに取り外し可能に両半体を
固定することができる。２つの半体２０３および２０５は開放することができ、
保守点検のためチャンバー２２２に到達することができる。

【００６６】 蒸気移送管２２４は、入口端２２６と出口端２２８を有する。入口端２２６に
は、流体コーティング材料およびキャリアーガスの流れが蒸気移送管２２４のチ
ャンバー２２２の放出および衝突が行われるノズル２３０が取り付けられる。こ
のような衝突によって、コーティング材料の霧化および気化が起こる。コーティ
ング材料は、供給ライン２３２を通ってノズル２３０に供給される。供給ライン
２３２からの材料の移送は、定量ポンプ２３６を使用して行われる。キャリアー
ガスは供給ライン２３４を通ってノズル２３０に供給される。供給ライン２３４
には、流量調節器２３５とキャリアーガスが蒸気移送管２２４に流入する前にキ
ャリアーガスを予備加熱するための任意の熱交換器２３８とが取り付けられる。
蒸気移送管２２４の壁２４２を加熱するための加熱要素２４０などの加熱手段を
使用して、チャンバー２２２に熱を供給することができる。図３に示す加熱要素
２４０は、希望する熱量を与えるための、壁２４２と熱的に接触するように蒸気
移送管２２４周囲にらせん状に巻き付けられた電気抵抗加熱要素の形態である。

【００６７】 蒸気移送管２２４の出口端２２８は、チャンバー２２２内で発生した蒸気を可
撓性ウェブ２０４上に向けるオリフィス２４４を有するエンドキャップ２４６を
備える。エンドキャップ２４６は、保守点検のためチャンバー２２２に通じるこ
とができるように任意に着脱自在であってもよい。蒸気の凝縮温度より低温に維
持された冷却ウェブ２０４と蒸気が接触すると、蒸気が凝縮してウェブ２０４上
でコーティング層を形成する。移動するウェブ２０４にコーティング層が適用さ
れた後、このコーティング層を硬化ユニット２５０として図示する好適な硬化処
理にかけることができる。例えば、１つの選択として、コーティング層が放射線
架橋性官能基を含む場合、硬化ユニット２５０は放射硬化エネルギー源であって
もよい。もう１つの選択として、コーティング層が熱硬化性官能基を含む場合、
硬化ユニット２５０はオーブンであってもよい。

【００６８】 図４は、移動可能なウェブ３０２上への放射線硬化コーティング層の形成の適
した本発明の特に好ましいシステム３００を示しており、コーティング層は１種
類以上の流体の放射線架橋性コーティング材料から形成される。システム３００
は、内壁３０６と外壁３０８を含む二重壁カバー３０４を備える。内壁３０６に
よってコーティングチャンバー３１０が定められる。内部隔壁３１２は、コーテ
ィングチャンバー３１０を上部チャンバー３１４と下部チャンバー３１６に分割
する。ウェブ３０２上のコーティング層の形成に使用される放射線架橋性コーテ
ィング材料の反応性のためと、清浄なコーティング環境を維持するために役立つ
ようにするため、下部チャンバー３１６は不活性雰囲気に維持される。

【００６９】 不活性雰囲気は、硬化工程および凝縮後工程にかけられる材料に関して不活性
である任意のガスおよび複数のガスの組み合わせであってよい。好適な不活性ガ
スの例としては、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、およびこれらの組み
合わせなどが挙げられる。不活性雰囲気は、コーティング作業を行うために効率
的な任意の好都合な温度で供給することができる。しかし、不活性雰囲気が熱す
ぎるまたは冷たすぎる場合には、ウェブ温度および／または蒸気温度を調節する
ことがより困難になるおそれがある。従って、一般に０℃〜１００℃の範囲の温
度の不活性雰囲気を供給することが好適である。不活性雰囲気はガス流入口３２
０から下部チャンバー３１６に供給され、ガス排出口３２２から排出される。周
囲のガス、粒子、および他の汚染物質を下部チャンバー３１６から排出できるよ
うにするため、下部チャンバー３１６はわずかな正圧、例えば、０．０４ｐｓｉ
ｇ（２５０Ｐａ）に維持される。

【００７０】 可撓性ウェブ３０２は、供給ロール３２６（上部チャンバースペース３１４に
位置する）から、ドラム３２４（下部チャンバースペース３１６に位置する）へ
、そして巻取りロール３２８（これも上部チャンバー３１４に位置する）へと案
内される。ガイドローラー３２５はウェブ３０２のこのような移動中に案内を補
助する。好ましくは、ドラム３２４は、ラム３２４の周囲でウェブ３０２を移動
させるための、矢印３３０の方向に回転することができる水冷式回転可能ドラム
である。本発明を使用して形成することができる非常に薄いコーティング層厚さ
のため、ドラム３２４の表面３３２は正確（すなわちドラムの軸に対して平行）
で滑らかであるべきである。水冷式ドラム３２４の特に好ましい実施態様は、表
面３３２の内部だが表面と隣接する位置にある二重らせん状に巻かれた冷却管に
流される循環冷却水によって冷却される。

【００７１】 ドラム３２４は、少なくとも一部、好ましくは全部の放射線架橋性コーティン
グ材料の凝固温度より低い温度に維持される。ドラム３２４と熱的に接触するウ
ェブ２０４の熱容量はドラム３２４と比べると比較的小さいので、ドラム３２４
と熱的に接触するウェブ部分は支持部材温度に実質的に対応する温度まで冷却さ
れる。このためウェブ３０２上への蒸気状コーティング材料の凝縮が促進される
。冷却温度はコーティングする材料の性質次第で変動する。通常、ドラム３２４
を０℃〜８０℃の範囲の温度に維持すると好都合である。

【００７２】 ドラム３２４の回転速度は、コーティング速度が各コーティング操作において
最適化することができるように調節することが好ましい。一般に、好適な速度範
囲では、ウェブ速度が０．００１ｃｍ／ｓ〜２０００ｃｍ／ｓ、好ましくは１ｃ
ｍ／ｓ〜１０００ｃｍ／ｓ、より好ましくは１ｃｍ／ｓ〜３００ｃｍ／ｓの範囲
でコーティングすることができる。

【００７３】 プライマー処理ユニット３３６は、ウェブ３０２のプライマー処理を行うため
、ドラム３２４の送り込み側に任意に備えることができる。このような処理は、
必ずしも必要ではないが、適切な条件でコーティング層のウェブ３０２に対する
接着力を向上させるために行うことができる。行うプライマー処理の種類は重要
ではなく、ウェブ３０２表面を十分にプライマー処理することが可能な任意の方
法を使用することができる。一例として、プライマー処理ユニット３３６は、コ
ロナ放電をウェブ表面に向けることでウェブ３０２のプライマー処理が可能なコ
ロナ処理ユニットであってもよい。コロナ処理ユニットは、多数の販売元から市
販されている。例えば、Ｐｉｌｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（Ｍｉｌｗ
ａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）より市販されるコロナ処理装置が好適である
ことを確認している。

【００７４】 コーティング蒸気は、蒸気移送管３４０からウェブ３０２上に向けられる。蒸
気移送管３４０は、主管部分３４１とコーティングヘッド部分３４３を備える。
任意に、コーティングヘッド部分３４３は、主管部分と一体的に形成されていて
もよいし、あるいは主管部分３４１と取り外し自在に固定することができる分離
した部品として形成されてもよい。あるいは、主管部分３４１とコーティングヘ
ッド部分３４３のそれぞれは、使用されるコーティング材料に関して不活性であ
る任意の種々の材料から別々に作製してもよい。このような材料の例としては、
ガラス、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、およびこれらの組み合わせなどが挙
げられる。主管部分３４１は、気化の状態を視覚的に評価できるようにガラス製
壁を含むことが好ましい。コーティングヘッド部分３４３も、希望するのであれ
ばガラスまたは他の好適な材料から作製してもよい。

【００７５】 蒸気移送管３４０は入口端３４２と出口端３４４を有する。入口端３４２には
、放射線硬化性コーティング材料とキャリアーガスのそれぞれの流れが通過して
蒸気移送管３４０のチャンバー３４８内に放出され衝突するノズル３４６が取り
付けられる。このような衝突によって、コーティング材料の霧化および気化が起
こる。コーティング材料は供給ライン３５０を通ってノズル３４６に供給され、
キャリアーガスは供給ライン３５２を通ってノズル３４６に供給される。供給ラ
イン３５０は容積式ポンプまたは定量ポンプ３５４を備える。供給ライン３５２
にはガスを加熱するための熱交換器３５６が取り付けられる。前述したような任
意の好適な加熱手段（図示していない）を使用してチャンバー３４８に熱を供給
することができる。

【００７６】 ノズル３４６を通過するコーティング材料とキャリアーガスの流速は、コーテ
ィング性能に影響する要因の１つである。一般に、キャリアーガスが蒸気で飽和
せずにすべてのコーティング材料が気化できるようにするため、キャリアーガス
の流速はコーティング材料の流速よりも速い。通常のコーティング操作では、コ
ーティング材料は０．０１ｍｌ／ｍｉｎ〜５０ｍｌ／ｍｉｎの範囲の流速で供給
することができ、キャリアーガスは４ｌ／ｍｉｎ〜４００ｌ／ｍｉｎの流速で供
給することができる。キャリアーガス流速のコーティング材料流速に対する比は
通常１０³〜１０⁶の範囲内である。

【００７７】 蒸気移送管３４０の出口端３４４には、オリフィス３６０が設けられており、
ここを通過してチャンバー３４８で発生した蒸気がウェブ３０２に向けられる。
蒸気の凝縮温度より低温に維持された冷却ウェブ３０２と蒸気が接触すると、蒸
気が凝縮してウェブ３０２上にコーティング層を形成する。凝縮したコーティン
グ層が移動するウェブ３０２に適用された後で、放射線硬化ユニット３６２とし
て図示される適当な硬化条件にコーティング層をかけることができる。次に、コ
ーティングされたウェブは、必要であればさらに加工することができ、あるいは
図示するように巻取りロール３２８に巻取って保管することができる。

【００７８】 図５ａ、５ｂ、および５ｃは、本発明の原理の実施に有用な特に好ましいノズ
ル４００の実施態様を示している。ノズル４００は、上述の任意の実施態様を含
めた本発明の任意の実施態様に取り入れることができる。ノズル４００は、主要
構成要素として、主バレル４０２、エンドキャップ４０４、アダプター４０６、
および出口カバー４０８を備える。これらの主要構成要素は、保守点検のため必
要となるノズル４００の分解および再組立が容易となるように、螺合により組み
立てられるようになっている。

【００７９】 主バレル４０２は、段面４０９が形成されるように円筒形ボディ４０７と連結
する円錐形ヘッド４０５を含む。ボディ４０７の反対側の端では、ボディ４０７
の外周４１２から外部円筒形壁４１０が長手方向に延びている。ボディ４０７の
内側部分４１６から内部円筒形壁４１４が長手方向に延びている。内部円筒形壁
４１４の長さは外部円筒形壁４１０よりも長いため、エンドキャップ４０４が内
部円筒形壁４１４周囲に螺合して連結部４１８で外部円筒形壁４１０と密封状に
係合することができる。内部円筒形壁４１４と外部円筒形壁４１０は互いに間隔
があけられ、このため主バレル４０２とエンドキャップ４０４をボディ４０７と
合わせて組み合わせた場合に、環状チャンバー４２２の一部を形成する間隙４２
０（図５ｃ参照）が定められる。ボディ４０７の外面４２４にはねじ山が付けら
れ、アダプター４０６と螺合する大きさとなっている。内部円筒形壁４１４の外
面４２６にもねじ山が付けられ、エンドキャップ４０４と螺合する大きさとなっ
ている。

【００８０】 間隙４２０の間、従って環状チャンバー４２２および段面４０９に流体が流れ
るようにするため、ボディ４０７に少なくとも１つの貫通した開口部４２８が設
けられる。図に示す好ましい実施態様では、４つの開口部４２８が設けられ、段
面４０９の周囲において間隔が等距離になっている。主バレル４０２は、主バレ
ル４０２の軸に沿った長手方向に内部円筒形壁４１４の入口端４２１から円錐形
ヘッド４０５の放出端４２３まで延びる貫通した開口部４２９をさらに含む。貫
通開口部４２９は通常円筒形であるが、放出端４２３において先細りして直径が
減少する。貫通開口部４２９は、層流を実現するために、端４２１および４２３
において十分なランド長さとオリフィス直径を有することが好ましい。

【００８１】 一般にエンドキャップ４０４は端壁４３０と周囲の側壁４３２とを含む。端壁
４３０の中心には、主バレル４０２の内部円筒形壁４１４の外部に取り付けられ
螺合するよう適合した開口部４３４が配置している。図５ｃに最も良く示される
ようにエンドキャップ４０４と主バレル４０２を螺合させることによって組み立
てると、側壁４３２は連結部４１８において主バレル４０２の外部円筒形壁４１
０と密封状に係合するが、内部円筒形壁４１４とは間隔があけられる。従って側
壁４３２は、入口端４２１近傍の内部円筒形壁４１４の始まりの部分の周囲の環
状チャンバー４２２を定める。側壁４１２は、ノノズル４００が組み立てられた
場合にズル４００外部と環状チャンバー４２２の間を連絡する開口部４３５を含
む。ノズル４００の組立および分解の時にエンドキャップ４０４をつかみやすく
するために、エンドキャップ４０４の外面４３６にはローレットが切られている
。

【００８２】 アダプター４０６は、外部段面４４６が形成されるようにボディ４４４と連結
し平端面４４２を有する円錐形ヘッド４４０を備える。ボディ４４４の反対の端
部では、ボディ４４４の外周４５０から円筒形壁４４８が長手方向に延びている
。ボディ４４４の外面４５２にはねじ山が付けられており出口カバー４０８と螺
合する大きさとなっている。円筒形壁４４８の内面４５３にはねじ山が付けられ
ており、主バレル４０２のボディ４０７と螺合する大きさとなっている。円筒形
壁４４８の外面４５４にはローレットが切られており、ノズル４００の組立およ
び分解の際にアダプター４０６をつかみやすいようになっている。

【００８３】 ボディ４４４および円錐形ヘッド４４０は、開口部４５６を通して主バレル４
０２の円錐形ヘッド４０５を受け入れるようにテーパーが付けられている。内部
段面４５５の距離は、貫通開口部４５６の端４５７から円筒形壁４４８の内面４
５２まで及んでいる。端面４４２からちょうど円錐形ヘッド４０５の放出端４２
３が突出するように、円錐形ヘッド４０５はテーパー貫通開口部４５６に密封状
に受けられる。さらに、貫通開口部４５６に円錐形ヘッド４０５が十分に挿入さ
れると、主バレル４０２の段面４０９は内部段面４５５から間隔があき、これに
よって第２環状チャンバー４５８が定められる。ボディ４４４は、内部段面４５
５と外部段面４４６の間で流体が連絡する複数の弓形貫通くぼみ４６０を含む。
弓形貫通くぼみ４６０は、第２環状チャンバー４５８を経由して主バレル４０２
の貫通開口部４２８と連絡する。弓形貫通くぼみ４６０は、開口部４２８から現
れた実質的な線状流線流を、弓形くぼみ４６０からほぼ環状の流動形式となって
現われるように分散させる。

【００８４】 出口カバー４０８は末端部分４７０と側壁４７２を含む。側壁４７２の内面４
７４荷はねじ山が付けられ、アダプター４０６のボディ４４４と螺合する大きさ
となっている。側壁４７２の外面４７６にはローレットが切られており、ノズル
４００の組立および分解の際に出口カバーを握りやすいようになっている。末端
部分４７０はテーパー貫通開口部４７８を定める内壁４８０を有し、この開口部
４７８はアダプター４０６のテーパーヘッド４４０と間隙があいて受け入れるよ
うに適合しており、これによって内壁４８０とテーパーヘッド４４０の間に延び
る円錐形流路４８２が定められる。従って流路４８２は、弓形貫通くぼみ４６０
近傍の入口４８４と端面４４２近傍の出口４８５とを有する。出口４８５は円環
形であり、貫通開口部４２９の放出端４２３を囲んでいる。

【００８５】 ノズル４００の操作の好ましい形式では、供給コーティング材料は貫通流路４
２９入口端４２１に入り、次に放出端４２３まで流れていき、ここでコーティン
グ材料の流れはノズル４００の縦軸に沿って放出され、好ましくは層流状態で衝
突点４９０に向かう。その間、供給キャリアーガスは開口部４３５から環状チャ
ンバー４２２に入る。次にキャリアーガス流が環状チャンバー４２２から流路４
２８を通って第２環状チャンバー４５８へと進む間にキャリアーガス流が圧縮さ
れる。第２環状チャンバー４５８から、キャリアーガス流が弓形流路４６０に入
り、これによって流路４２８からの圧縮された流れが再分配され、実質的に円環
形の流れが形成される。弓形流路４６０から、キャリアーガス流はテーパー流路
４８２内に再び制限され、次に円錐形で中空の流れとなって衝突点４９０に向か
って放出される。衝突点４９０では、コーティング材料とキャリアーがすの流れ
が衝突し、コーティング材料の霧化および気化が起こる。

【００８６】 図５ａ、５ｂ、および５ｃに示されるノズルの特徴と関連する図６は、ノズル
４００を使用して発生した衝突流とガス流の幾何学的配置をより詳細に示してい
る。内部領域５０４を有する中空で実質的に円錐形であるキャリアーガス流５０
０は、ノズル４００の環状オリフィス４８５から現れ、頂点５０２の方に集束す
る。環状オリフィス４８５のほぼ中央に位置するオリフィス４２５は、流体の円
柱形の流れ５０６を内部領域５０４から頂点５０２に向けて放出し、ここで流れ
５００および５０６が衝突する。従って流体流５０６は大きな力で霧化される。

【００８７】 この方法によると、性能においてさまざまな利点が得られる。まず、ノズル４
００の構造によって、粘着性または比較的粘稠な流体材料を含む流体流の霧化が
より容易になる。ノズル４００からこのような流体成分を移動させるためには比
較的低い圧力が要求され、他のノズル構造を使用した霧化構成と比較すると驚く
べきことにこのような成分がノズル４００が詰まらせる傾向が減少する。理論と
むすび付けて考察しようとするものではないが、この性能の向上を説明できると
思われる根拠を提案することはできる。迅速に移動する中空で円錐形のキャリア
ーガス流５００によって内部領域５０４が減圧状態となり、これによって流体組
成物がノズル４００から引き出されやすくなると考えられる。この引き出される
力が、他の方法ではノズルのつまりの原因となりうる粘稠および粘着性の影響を
克服する助けとなる。別の利点としては、この方法で、キャリアーガス流５００
が流体流５０６の実質的すべての周辺部を囲む流体流５０６と大きな力で衝突す
るので、非常に良好に流体流５０６の霧化が起こる。

【００８８】 ある用途では、互いが十分に非相溶性であるため２種類以上の液体組成物から
均一な蒸気を発生させることが望ましいことがあるので、ノズル４００の使用は
このような組成物の均一な霧化および／または気化混合物を生成するためにはあ
まり適していない。工程で使用する液体材料が、ノズル１０から均一に流れ出す
ことができない２種類以上の非混和性成分を含む場合などでは、ノズル４００の
使用はあまり適していない。あるいは、液体状態で互いに反応性である２種類以
上の成分を含む液体材料の場合、ノズル４００から１つの流れとしてこのような
材料を移送するとノズル４００がつまる可能性があるので、ノズル４００の使用
はあまり適していない。

【００８９】 このような状況において、図７は、複数の液流から均一な霧化および／または
気化混合物を形成するために特に有用である本発明の特に好ましい実施態様であ
るノズル４００’を示している。ノズル４００’は、主バレル４０２がただ１つ
の貫通開口部４２９ではなく同時に複数の流体流を扱うための複数の貫通開口部
４２９’を含むことを除けばノズル１０とほぼ同じである。説明のため、３つの
貫通開口部４２９’を示しているが、扱うべき流体流の数次第でこれより多いあ
るいは少ない数を使用することができる。例えば、他の実施態様では、主バレル
４０２’は２〜５個のこのような貫通開口部４２９’を含むことができる。ノズ
ル４００’は、それぞれのこのような貫通開口部４２９’からそれぞれの流体流
を供給するための管状材料４３１’も含む。このように、ノズル４００’によっ
て、実質的に同時で内破的で高エネルギーで複数の流体流の霧化および気化が可
能となる。この方法では、複数のノズルから多成分蒸気を発生させ混合しようと
試みた場合よりも、実質的により均一な蒸気が得られる。

【００９０】 これより以下の実施例を参照にして本発明をより詳細に説明する： 実施例１ 以下のようにして、液流を霧化し、気化し、基材上で凝縮させ、これを後に基
材上で重合させた：標準圧力で沸点が２９５℃である１，６−ヘキサンジオール
ジアクリレート（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社より入手できる）５．３重量部
と、１０ｍｍＨｇ（１４００Ｐａ）で沸点が１００℃であるペルフルオロオクチ
ルアクリレート（ＦＣ ５１６５としてＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａ
ｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ社より入手できる）９４．
７重量部との溶液で構成される液流を、シリンジポンプ（Ｈａｒｖａｒｄ Ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ社より入手できるＭｏｄｅｌ ５５−２２２２）を用いて図５ａ
、５ｂ、および５ｃに示される霧化ノズルに通して移送した。０．３５ｍＰａ（
３４ｐｓｉ）のガス流（低温等級の窒素、Ｐｒａｘａｉｒ社より入手できる）を
１２７℃に加熱し、ノズルに通した。液流は速度０．５ｍｌ／ｍｉｎで移動し、
ガス流は速度２７ｌ／ｍｉｎで移動した（標準温度および標準圧力すなわちＳＴ
Ｐ）。液流とガス流の両方は、図５ａ、５ｂ、および５ｃの前述の説明のように
別々の流路を通ってノズルを通過した。ガス流は環状オリフィスから放出され、
ノズル端から３．２ｍｍ（０．１２５インチ）に位置する中央の先端に向かった
。この位置で、ガス流が中央の液流と衝突した。液流が霧化して、ガス流中で液
滴のミストを形成した。次に、ガス流中の霧化した液滴は、蒸気移送チャンバー
を通って移動する流れと急速に気化した。蒸気移送チャンバーは、直径１０ｃｍ
長さ５ｃｍのガラス管と、直径１０ｃｍ長さ２５ｃｍのアルミニウム管の２つの
部品を含んでいた。ノズルの出口端はガラス管の一端の内部に約１６ｍｍ（０．
６４インチ）延びており、アルミニウム管はガラス管の反対側の端と連結した。
蒸気移送チャンバーの壁に蒸気が凝縮するのを防止するために、アルミニウム管
を管の外側に巻き付けた加熱テープで加熱した。

【００９１】 気化を２つの方法によって観察した。第１の方法は肉眼による目視観察を含み
、第２の方法はレーザー光散乱を含むものであった。肉眼で観察する場合、霧化
した液滴を、ノズル出口から２ｃｍ未満で延びる狭い円錐形領域に限られた微細
なミストとして見ることができた。この後、このミストは見ることができなくな
ったが、これはこの領域を越えて完全に気化が進行したことを示している。液体
の霧化および気化は、波長６３０〜６７０ｎｍの「ペンライト」レーザー（Ｌｙ
ｔｅ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．社製のＯｐｔｉ^TM）のレーザー光を蒸気移
送チャンバーのガラス部分に照射することによっても観察した。レーザー光は、
ノズル出口から２ｃｍ未満に存在する液滴からの散乱光として見ることができた
。蒸気移送チャンバーの残りの部分は透明であったが、これは液体の気化が完全
に進行したか、あるいは少なくとも液滴が３０ｎｍ未満の検出限界未満の直径ま
で縮小したことを示している。

【００９２】 蒸気とガスの混合物は、アルミニウム管の末端のスロットを通って蒸気移送チ
ャンバー出口から排出した。このスロットは長さ５０ｍｍ幅１．３ｍｍ（２イン
チ×０．０５インチ）であった。蒸気とガスの混合物の温度は蒸気移送チャンバ
ー出口の３ｃｍ前の位置で１３６℃であった。厚さ１００μｍ幅２３ｃｍの二軸
延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの基材を、フィルム移動速度を１．０
ｃｍ／ｓに調節した機械的駆動システムによって蒸気移送出口を通過させた。水
冷式プレート上でフィルムを通過させながら、蒸気とガスの混合物をフィルムと
接触させた。蒸気出口と冷却プレートとの間隔は約２ｍｍであった。ガスと蒸気
の混合物中の蒸気はフィルム上に凝縮し、幅５０ｍｍ（２インチ）の未乾燥コー
ティング層の条片が形成された。

【００９３】 次に、窒素雰囲気において２２２ｎｍの単色紫外ランプシステム（ドイツのＨ
ｅｒａｅｕｓ社より入手できるＮｏｂｌｅｌｉｇｈｔ Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｂ
ｏｒＳｙｓｔｅｍ ２２２）にコーティングしたフィルムを通過させることで、
コーティング層をフリーラジカル重合させた。このランプは放射度３０ｍＷ／ｃ
ｍ²であり、フィルム速度は約２．１ｍ／分（７ｆｐｍ）であった。

【００９４】 実施例２ 凝縮コーティング中の基材速度が２．６ｃｍ／ｓであり、ノズルに入る窒素の
温度が１５０℃であり、蒸気移送チャンバーの出口の３ｃｍ前の位置での蒸気と
ガスの混合物の温度が１４２℃であることを除けば、実施例１と同様にして基材
のコーティングおよび硬化を行った。

【００９５】 実施例３ 凝縮コーティング中の基材速度が８．９ｃｍ／ｓであり、ノズルに入る窒素の
温度が１２２℃であり、蒸気移送チャンバーの出口の３ｃｍ前の位置での蒸気と
ガスの混合物の温度が１２７℃であることを除けば、実施例１と同様にして基材
のコーティングおよび硬化を行った。

【００９６】 実施例１〜３の結果 実施例１〜２の重合させたコーティング層は、固体で透明であり、肉眼でかす
かに見ることができた。しかし、それぞれのコーティングにある角度で光を当て
ると虹色の模様が観察され、一般にこれは１μｍ未満の厚さで空隙のあまりない
実施的に完全なコーティング層に対応するものである。実施例３の重合させたコ
ーティング層は肉眼で見ることができなかった。各コーティング層をＸ線光電子
分光法と減衰全反射赤外分光法によって分析し、コーティング層中にフルオロカ
ーボンアクリレートと架橋剤の両方が存在することを確認し、これより液流の両
方の成分が気化し凝縮したことが確認できた。

【００９７】 実施例４ 異なる液体および異なる工程条件を使用したことを除けば、実施例１と同様の
方法で基材のコーティングを行った。蒸気移送チャンバーと出口スロットも異な
り、コーティング層は硬化させなかった。液流は、大気圧での沸点が１７４℃で
あるフルオロカーボン液体（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａ
ｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．社より入手できるＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ^TM Ｆ
Ｃ−４３）で構成された。液体の流速は１．０ｍｌ／ｍｉｎで、窒素の流速は２
５ｌ／ｍｉｎ（ＳＴＰ）であった。ノズルに入る時の窒素温度はほぼ１００℃で
あった。蒸気移送チャンバーは、直径１０ｃｍで長さ２３ｃｍのガラス管で構成
され、蒸気移送チャンバーの壁に蒸気が凝縮するのを防止するために管の外側に
加熱テープを巻き付けて加熱した。レーザー光は出口から１ｃｍ未満で散乱した
が、１ｃｍより離れた位置では散乱しなかった。蒸気とガスの混合物は蒸気移送
チャンバーの３ｃｍ前の位置で９０℃であった。アルミニウム管の端のスロット
は長さ９ｃｍで幅１ｃｍ（３．５インチ×０．４インチ）であった。基材は、蒸
気移送出口スロットから約５ｍｍの位置に約２秒間置いた。

【００９８】 実施例５ 液体の流速が２．０ｍｌ／ｍｉｎであり、蒸気移送チャンバーの出口の３ｃｍ
前の位置における蒸気とガスの混合物の温度が９４℃であり、ミストを目視でき
ノズル出口から３ｃｍ未満の領域でレーザー光を散乱したことを除けば実施例４
と同様にして基材にコーティングした。

【００９９】 実施例６ 液体の流速が１０．０ｍｌ／ｍｉｎであり、蒸気移送チャンバーの出口の３ｃ
ｍ前の位置における蒸気とガスの混合物の温度が９９℃であり、ミストを目視で
きノズル出口から２２ｃｍ未満の領域でレーザー光を散乱したことを除けば実施
例４と同様にして基材にコーティングした。

【０１００】 実施例４〜６の結果 実施例４〜６のコーティング層は液体であった。実施例４および５のコーティ
ング層にある角度で光を当てると、一般に１μｍ未満の厚さで空隙のあまりない
実施的に完全なコーティング層に対応する虹色の模様が観察できた。実施例６の
コーティング層ははるかに厚いように思われ、虹色の模様は見られなかった。

【０１０１】 実施例７ 異なるガス、ノズル、および工程条件を使用したことを除けば実施例４と同様
にして基材にコーティングを行った。ガスは圧縮空気であり、移動速度は４ｌ／
ｍｉｎ（ＳＴＰ）とした。ノズルはＩＶＥＫ Ｃｏｒｐ．社（Ｖｅｒｍｏｎｔ）
のＳｏｎｉｃａｉｒ^TMノズルを入手した。液流とガス流をノズル内で混合して、
ノズルの直径０．０５ｃｍ（０．０２０インチ）のオリフィスから放出した。ノ
ズルから混合物が放出された時に液体が霧化した。ガス流と接触する霧化した液
滴は、直径１１ｃｍで長さ３０ｍであり外面に加熱テープを巻き付けたアルミニ
ウム管で構成される蒸気移送チャンバーにこれらが流入する時に急速に気化した
。ノズルの出口端は、アルミニウム管の内部に約１３ｍｍ（０．５インチ）延び
た。霧化および気化は、出口スロットから蒸気移送チャンバーに通過する際に見
ることができた。霧化した液滴およびレーザー光は、ノズル出口付近の限定され
た領域でそれぞれ微細なミストおよび光の散乱として観察できた。蒸気とガスの
混合物の温度は、蒸気移送チャンバーの出口の５ｃｍ前の位置で８５℃であった
。

【０１０２】 実施例７のコーティング層は液体であった。光をある角度でコーティングされ
た基材に照射すると、虹色の模様を観察できた。

【０１０３】 実施例８ 光開始剤を加え、コーティング層の幅を広くし、紫外光発生のために異なる種
類のランプを使用したことを除けば、実施例１と同様の方法で基材にコーティン
グを行った。光開始剤はＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．社より入手
したアセトフェノンであり、ＳＴＰにおいて２９５℃の沸点を有する２官能性モ
ノマーの１，６−ヘキサンジオールアクリレート１００部当りに約１部含まれる
ものであった。次に、図４に示すシステムを用いて蒸気を基材上に凝縮させた。
蒸気とガスの混合物を、長さ２５ｃｍのスロットを通過させてコーティングヘッ
ドの出口から放出させた。幅３０ｃｍの基材を窒素雰囲気中でコロナ電極アセン
ブリに通し、次に直径４１ｃｍ（１６インチ）で幅３６ｃｍ（１４インチ）の金
属製冷却ロールと接触させながらコーティングヘッド出口を通過させた。冷却ロ
ールは冷却機からの水によって冷却した。コロナ電極アセンブリは、３つのセラ
ミック管電極（Ｓｈｅｒｍａｎ Ｔｒｅａｔｅｒ，Ｌｔｄ．社（ＵＫ）より入手
できる）を有し、それぞれ有効長３０ｃｍ（１２インチ）でありフィルムから２
ｍｍの間隔をあけた。放電は、コロナ発生装置（ＥＮＩ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ社（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）より入手できるモデルＲＳ
−４８Ｂ）によって電力を供給した。コロナ放電で使用する窒素は、電極アセン
ブリの後方から導入し、電極を通過し放電領域まで流れるようにした。蒸気出口
と冷却プレートとの間隙は約２ｍｍであった。ガスと蒸気との混合物中の蒸気は
フィルム上に凝縮し、幅約２５ｃｍの未乾燥コーティング層の条片を形成した。
紫外線ランプシステムには、高強度水銀アークランプを使用した。

【０１０４】 実施例８の重合させたコーティング層は、固体で透明となり、肉眼でかろうじ
て見ることができたが、反射光によって虹色の模様を形成した。

【０１０５】 実施例９ 異なる液体を使用することができ、光開始剤を使用せず、基材が異なる種類の
ものであり、紫外光源および条件が実施例１と同様であることを除けば、実施例
８と同様の方法で基材にコーティングを行うことができた。液流には、大気圧で
の沸点が１３９℃であるアクリル酸（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐ．
社（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）より入手できる）２重量部と、
標準圧力での沸点が２１６℃であるイソオクチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅ
ｒ社（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）より入手できるＳＲ４４０）９８重量部からなる溶液
を使用した。基材は厚さ約５０μｍの二軸延伸ポリプロピレンであった。

【０１０６】 実施例９の重合させたコーティング層は、固体で透明となり、肉眼でかろうじ
て見ることができたが、反射光によって虹色の模様を形成した。

【０１０７】 実施例１０ 異なる液体を使用することができ、光開始剤を使用せず、基材が異なる種類の
ものであり、異なる重合機構を使用したことを除けば、実施例８と同様の方法で
基材にコーティングを行うことができた。液流は、標準圧力での沸点が２１２℃
である縮重合性材料のメルカプトプロピルトリメトキシシラン（Ｓｉｇｍａ−Ａ
ｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐ．社より入手できる）９９重量部と、大気圧での沸点が
２９０℃であるアミン触媒（Ｈｕｎｔｓｍａｎ社より入手できるＪｅｆｆｃａｔ
ＺＲ−５０）１重量部とから構成される溶液であった。基材は厚さ約５０μｍ
のシリカ下塗り二軸延伸ポリプロピレンであった。このシリカ下塗りフィルムは
米国特許第５，５７６，０７６号（Ｓｌｏｏｔｍａｎらに付与された）に記載さ
れるようにして作製した。コーティング層は空気中に数日間放置することで重合
させた。

【０１０８】 実施例１０の重合させたコーティング層は、硬質で透明となり、かろうじて目
に見えるものであった。

【０１０９】 本発明の他の実施態様は、当業者であれば本明細書の考察本明細書に開示した
本発明の実施によって明らかとなるであろう。当業者であれば、特許請求の範囲
に示される本発明の真の範囲および精神から逸脱することなしに、本明細書に記
載される原理および実施態様の種々の省略、修正、および変更を行うことができ
るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 霧化を実現するために流れの衝突を利用する本発明のコーティ
ングシステムの略図である。

【図１ｂ】 霧化を実現するために別の手段を利用する本発明のコーティン
グシステムの略図である。

【図２ａ】 図１ａおよび１ｂのコーティングシステムの流れ図である。

【図２ｂ】 コーティング前に蒸気として混合される複数のコーティング材
料を使用する場合の本発明の別のコーティングシステムの流れ図である。

【図３】 本発明のコーティングシステムの別の実施例の略図である。

【図４】 可撓性基材上への紫外線硬化コーティング層の形成に適した本発
明のコーティングシステムの実施例の略図である。

【図５ａ】 実質的に全部を霧化する本発明の好ましいノズルの実施例の分
解組立斜視図である。

【図５ｂ】 図５ａの分解したノズルの断面を示す側面図である。

【図５ｃ】 図５ａのノズルを組み立てたものの断面を示す側面図である。

【図６】 説明のため部品を取り外した図５ｃの組み立てたノズルによって
発生する流体流およびキャリアーガスの斜視図である。

【図７】 複数の流体流の霧化／気化に適した本発明の別の好ましいノズル
の実施例の部品を取り外した分解組立斜視図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】 ドラム３２４は、少なくとも一部、好ましくは全部の放射線架橋性コーティン
グ材料の凝固温度より低い温度に維持される。ドラム３２４と熱的に接触するウ
ェブ３０２の熱容量はドラム３２４と比べると比較的小さいので、ドラム３２４
と熱的に接触するウェブ部分は支持部材温度に実質的に対応する温度まで冷却さ
れる。このためウェブ３０２上への蒸気状コーティング材料の凝縮が促進される
。冷却温度はコーティングする材料の性質次第で変動する。通常、ドラム３２４
を０℃〜８０℃の範囲の温度に維持すると好都合である。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１ａ

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１ａ】

【手続補正１７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２ｂ

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２ｂ】

【手続補正１８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ジェイ・フレミング アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ラッセル・イー・ブレット アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ロビン・イー・ライト アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ジェフリー・エイチ・トーキー アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 Ｆターム(参考） 4D075 AA06 AA76 BB79X CA48 EA05 EB16 EB22 4F033 QA01 QB02X QB02Y QB15Y QB18 QD07 QD21 QD25 QF15Y QG33 QG38

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材の少なくとも一部の表面上にコーティング層を形成する
   方法であって、 （ａ）キャリアーガスの流れを流体組成物の流れと衝突させ、実質的にすべて
   の流体組成物が気化して凝縮温度を有する蒸気が発生するような条件下で前記衝
   突が行われる工程と、 （ｂ）前記蒸気を前記基材の前記表面まで流動させ、前記表面が前記蒸気の前
   記凝縮温度より低温である工程と、 （ｃ）前記表面上で前記蒸気が液体として凝縮して前記コーティング層を形成
   する工程とを含む方法。
2. 【請求項２】 前記流体組成物が前記キャリアーガスに対して実質的に非反
   応性である請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記蒸気が第１蒸気であって、前記方法が、 （１）第２キャリアーガスの流れを第２流体組成物の流れと衝突させ、実質的
   にすべての前記第２流体組成物が気化して第２凝縮温度を有する第２蒸気が発生
   するような条件下で前記衝突が行われる工程と、 （２）前記蒸気を表面が前記蒸気の前記凝縮温度よりも低温である前記基材の
   前記表面まで流動させる工程と、 （３）前記表面上で前記第２蒸気が凝集してコーティング層の一部を形成する
   工程とをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記流体組成物が、互いに反応することができる第１および
   第２成分を少なくとも含み、それによって前記基材上に形成された前記コーティ
   ング層が、前記第１および第２成分から誘導される反応生成物を含む請求項１に
   記載の方法。
5. 【請求項５】 前記キャリアーガスが前記流体組成物の少なくとも１つの成
   分の沸点よりも低い温度に加熱される請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 工程（ｂ）における前記蒸気が、前記衝突が起こる入口端と
   、前記蒸気を前記基材の前記表面上に向けるオリフィスを有する放出端とを有す
   るチャンバー中を流動し、前記チャンバーが前記蒸気の前記凝縮温度より高温に
   維持される請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 工程（ａ）が、キャリアーガスと流体組成物の前記流れのそ
   れぞれを少なくともノズルの第１および第２オリフィスから前記流れが衝突する
   ように放出することを含む請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 （ａ）前記第１オリフィスが、円環形であり、前記キャリア
   ーガスの流れが前記第１オリフィスから移動する際に、頂点に向かって内側に先
   細りする中空で実施的に円錐形のキャリアーガスの流れを放出するように適合し
   ており、前記キャリアーガスの流れは内部領域を有し、 （ｂ）前記第２オリフィスが、前記キャリアーガスの流れの前記内部領域を通
   って前記キャリアーガスの流れと実質的に前記頂点において衝突するように前記
   流体組成物の流れを放出するように適合している請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 基材の少なくとも一部の表面にコーティング層を形成する方
   法であって、 （ａ）流体組成物を霧化する工程と、 （ｂ）前記霧化流体組成物をキャリアーガスと接触させ、実質的にすべての前
   記霧化流体組成物の気化が起こって凝縮温度を有する蒸気が発生するような条件
   下で前記接触が行われる工程と、 （ｃ）前記蒸気を前記基材の前記表面まで流動させ、前記表面が前記蒸気の前
   記凝縮温度より低温である工程と、 （ｄ）前記表面上に前記蒸気を液体として凝縮させて前記コーティング層を形
   成する工程とを含む方法。
10. 【請求項１０】 前記流体組成物が実質的に溶剤を含まない請求項９に記載
    の方法。
11. 【請求項１１】 前記蒸気が第１蒸気であって、前記方法が、 （１）第２流体組成物を霧化する工程と、 （２）前記霧化第２流体組成物を第２キャリアーガスと接触させ、実質的にす
    べての前記霧化第２流体組成物の気化が起こって第２凝縮温度を有する第２蒸気
    が発生するような条件下で前記接触が行われる工程と、 （３）前記第２蒸気を前記基材の前記表面まで流動させ、前記表面が前記第２
    蒸気の前記凝縮温度より低温である工程と、 （４）前記表面上に前記第２蒸気を凝縮させて前記コーティング層の一部を形
    成する工程とをさらに含む請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記流体組成物が少なくとも１種類の放射線硬化性成分を
    含み、前記方法が、前記凝縮した蒸気に前記コーティング層の固化に有効な線量
    の放射硬化エネルギーを照射する工程をさらに含む請求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記流体組成物が硬化性ポリマーコーティング前駆体と、
    前記ポリマーコーティング前駆物質の硬化を促進するために有効な量の硬化剤と
    を含む請求項９に記載の方法。
14. 【請求項１４】 工程（ｂ）が前記キャリアーガスがノズルの第１オリフィ
    スから放出され、前記流体組成物が同じノズルの第２オリフィスから放出される
    ことを含み、 （ａ）前記第１オリフィスが、円環形であり、前記キャリアーガスの流れが前
    記第１オリフィスから移動する際に、頂点に向かって内側に先細りする中空で実
    施的に円錐形のキャリアーガスの流れを放出するように適合しており、前記キャ
    リアーガスの流れが内部領域を有し、 （ｂ）前記第２オリフィスが、前記キャリアーガスの流れの前記内部領域を通
    って前記キャリアーガスの流れと実質的に前記頂点において衝突するように前記
    流体組成物の流れを放出するように適合している請求項９に記載の方法
15. 【請求項１５】 （ａ）キャリアーガスを第１液体組成物の複数の気化した
    液滴と、実質的にすべての前記第１液体組成物が気化して凝縮温度を有する蒸気
    を発生するような条件下で接触させる入口領域を有するチャンバーと、 （ｂ）前記第１液体組成物と前記キャリアーガスとが通過して前記チャンバー
    に入る入口端と、 （ｃ）前記第１液体組成物のミストを前記チャンバ−内で発生させるための前
    記入口端の近傍に位置する霧化手段であって、前記霧化手段が、前記流体組成物
    を気化させるために前記第１流体組成物の少なくとも１つの流れと前記キャリア
    ーガスの少なくとも１つの流れとを放出して前記流れがノズル前方で衝突するよ
    うに適合させたノズルを含む霧化手段と、 （ｄ）コーティングを行う基材を支持し冷却面を有する基材支持体であって、
    前記冷却面が前記蒸気の前記凝縮温度より低温に到達可能であり、前記冷却面は
    前記蒸気が前記冷却面まで流れることができる位置にある基材支持体とを含むコ
    ーティング装置。
16. 【請求項１６】 前記蒸気の前記凝縮温度よりも高温に前記チャンバーを維
    持するための加熱手段をさらに含む請求項１５に記載のコーティング装置。
17. 【請求項１７】 前記ノズルが、 （ａ）前記ノズルに前記ガスが流入するためのガス流入口と、 （ｂ）前記ガス流入口とは分離しており前記第１液体組成物が前記ノズルに流
    入するための第１液体流入口と、 （ｃ）（ｉ）前記第１液体組成物の少なくとも１つの流れをノズルから放出す
    るための少なくとも１つの第１液体放出口と、 （ｉｉ）ガスの少なくとも１つの流れを前記ノズルから放出して、前記第１液
    体組成物の前記放出した流れと衝突させてそれによって霧化するための少なくと
    も１つのガス放出口とを含む放出端と、 （ｄ）前記第１液体流入口と前記第１液体放出口とを相互連絡する第１液体流
    路と、 （ｅ）前記第１液体流路とは分離しており前記ガス流入口と少なくとも１つの
    ガス放出口とを相互連絡するガス流路とを含み、前記ガス流路が前記ガス流路の
    下流端よりも単位ノズル長当りの体積が大きいガスチャンバーを有し前記チャン
    バー内の前記ガスから前記第１組成物に熱が伝達できるように位置している請求
    項１５に記載のコーティング装置。