JP2015501402A - ノズルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
微細構造化フィルムは、米国特許第5,845,375号(Millerら)に記載されている、下記の一般的な方法によって調製した。230℃の温度において、45ミリメートルの2軸押出機内でエチレン−プロピレンコポリマー(「C700−35N」の商品名で、Dow Chemical Co.[Midland,MI]より入手可能)樹脂を溶解し、押出形成した溶解物にダイを通過させてフィルムを形成した。一対のローラーを通過するように約0.15ミリメートル厚、坪量120g/m−2を有する製造されたフィルムを送り、微細構造化ツールに押し付けた。微細構造化ツールをローラーの1つに取り付け、約90〜120℃(194〜248°F)に冷却した。微細構造化ツールのローラーは、0.33m/sの表面速度で回転させた。ツールの表面上の微細構造は、約120マイクロメートル辺、及び370マイクロメートル深さの空洞(すなわち、プリズムの穴)を含んだ。空洞は、約520マイクロメートル離れて、ツール表面上のx及びy方向に沿って線状パターンで配置された。押出成形フィルムが、第2のローラーの作用によって微細構造化ツールに押し付けられると、微細構造のパターンは、押出成形ポリプロピレンフィルム内に複製された。一対のローラーから出る、製造されたポリプロピレンフィルム(すなわち、複製)は、フィルム表面から突き出た、(微細構造化ツールの表面上の空洞に対応する)ポストを有した。製造された微細構造化フィルムは、約120マイクロメートル辺、及び370マイクロメートル深さのポストを含んだ。空洞は、約520マイクロメートル離れて、ツール表面上のx及びy方向に沿って線状パターンで配置された。
実施例2は、実施例1と概ね同様の方法で調製した。実施例2では、低密度ポリエチレン(LDPE)フィルムは約580マイクロメートルの厚さで提供され、(「TENITE 18」の商品名で、Eastman Chemical Company[Kingsport,TN]より入手可能な)TENITE 18 DOAと、(「TRITON X100」の商品名で、Dow Chemical Company[Midlnd,MI]より入手可能な)0.5%の界面活性剤TRITON X100、及びフィルムの外観を白にする少量のTiO2色素で調製した。高分子フィルムのような高分子層上に、構造化表面、具体的には微細構造化表面を製造する一般的な方法は、参照によって関連部分の内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第5,069,403号、及び同第5,133,516号(どちらもMarenticら)に開示されている。米国特許第5,514,120号(Johnstonら)は、本明細書に記載されている、V型フィルムを微細複製するための工具の作製方法を開示している。工具の表面上の微細構造は、互いに平行に走る、線状のV型溝(V-shaped groves)を含んだ。V型溝は、460マイクロメートルの高さ、及び410マイクロメートルのピッチを有した。第2のローラーの作用によって、押出成形フィルムを微細構造化工具に押し付けた時点で、押出成形フィルム内に微細構造を複製した。一対のローラーから出て製造されたLDPE微細構造化フィルム(すなわち、複製)は、微細構造化工具と同じサイズのV型溝を有した。
この実施例において、ポリカーボネートで作製された中空微細針群は、第1の微細構造化材料として使用されている。微細針群は、本発明の譲受人に譲渡され所有される米国特許出願公開第2009/009537号(DeVoeら)に記載されている、一般的なプロセスを用いて調製した。各微細針群は、900マイクロメートルの高さ、及び、直径約270マイクロメートルの大きな固定端を備えた先細の円錐である、18個の微細針を有する。微細針は、米国特許出願公開第2009/009537号(DeVoeら)の、図10に示される微細針と形が似ている。円錐形は、頂部付近で針を曲げやすくする。この目的は、軸外方向を「向く」ように微細針の先端を曲げることによって、すべての微細針の先端を変形させることである。基材の高さに微細針の高さを加えた合計高さは、約2.52ミリメートル(0.099インチ)である。小型の工具用万力の平滑な顎部間の隙間は、約2.159ミリメートル(0.085インチ)に設定した。隙間を設定したら、ポリカーボネート微細針群を、手で隙間に押し付けた。群内のすべての針を、同様の物量で曲げた。図9は、微細針を曲げた結果を説明する、変形した微細針アレイの顕微鏡写真である。この実施例3において、万力及び顎部を互いに平行に設定したが、平行である必要はなかった。ウェブ交差方向の非平行な隙間は、基材の片側にある針よりも大きく曲がった、基材のもう片側にある針をもたらすであろう。
実施例4は、微細針群の中心部にアルミニウム円柱ロッドを押し付けることによって、微細針群を変形させたこと以外は、実施例3とほとんど同じ方法で調製した。円形に配置された群の中心部から外側に向けるように、変形した微細針を先端で曲げた。
Claims (36)
- (a)第1の材料内に第1の微細構造化パターンを形成するために前記第1の材料を鋳造し、硬化する工程であって、前記第1の微細構造化パターンが複数の離散的微細構造を含む、工程と、
(b)前記第1の材料とは異なる第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製して複製構造を作製する工程と、
(e)前記第1の微細構造化パターンにおいて前記複数の微細構造内の微細構造の頂部が露出するように前記複製構造の第2の材料を平坦化する工程と、
(f)前記第2の材料内に複数の穴を有し、前記第1の微細構造化パターンの前記複数の微細構造に対応するノズルが得られるように、前記第1の材料を除去する工程と、を含む、ノズルの製造方法。 - 前記鋳造し、硬化する前記工程が、第1の鋳型内で第1の材料を鋳造する工程と、前記第1の材料を硬化する工程と、前記第1の鋳型から前記材料を除去する工程と、を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記第1の材料が、ポリマーを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ポリマーが、シリコーン、アクリル、ゴム、又はフルオロポリマーを含む、請求項3に記載の製造方法。
- 前記第2の材料内の前記第1の微細構造化パターンを平坦化する前記工程が、前記第2の材料の一部分を除去する工程を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記第2の材料を平坦化する工程が、研削法によって達成される、請求項1に記載の製造方法。
- 前記第2の材料が、電気メッキ材料を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、金属を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、ニッケルを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、セラミックを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造が、三次元の直線的な形体である離散的微細構造を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記三次元の直線的な形体が、細長いプリズム構造である、請求項11に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造が、三次元の直線的な形体の一部分である離散的微細構造を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造が、三次元の曲線的な形体である離散的微細構造を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造が、三次元の曲線的な形体の一部分である離散的微細構造を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記第2の材料内で複製する前記工程に先立ち、前記第1の材料上に導電性シード層を適用する工程を更に含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造の少なくとも1つを変形する工程を更に含み、その結果、少なくとも1つの変形した離散的微細構造が生じる、請求項1に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造の群を変形する工程を更に含み、その結果、変形した離散的微細構造の群が生じる、請求項17に記載の製造方法。
- 変形が、曲げること又はねじることを含み、その結果、少なくとも1つの曲がった又はねじれた離散的微細構造が生じる、請求項17に記載の製造方法。
- 変形が、機械的、熱的、又は熱機械的な手段により生じる、請求項17に記載の製造方法。
- (a)第1の材料内に第1の微細構造化パターンを形成するために前記第1の材料を押出成形する工程であって、前記第1の微細構造化パターンが複数の離散的微細構造を含む、工程と、
(b)前記第1の材料とは異なる第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製して複製構造を作製する工程と、
(c)前記第1の微細構造化パターンにおいて前記複数の微細構造内の微細構造の頂部が露出するように前記複製構造の第2の材料を平坦化する工程と、
(d)前記第2の材料内に複数の穴を有し、前記第1の微細構造化パターンの前記複数の微細構造に対応するノズルが得られるように、前記第1の材料を除去する工程と、を含む、ノズルの製造方法。 - 前記第2の材料内の前記第1の微細構造化パターンを平坦化する前記工程が、前記第2の材料の一部分を除去する工程を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第2の材料を平坦化する前記工程が、研削法によって達成される、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第2の材料が、電気メッキ材料を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、金属を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、ニッケルを含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記ノズルが、セラミックを含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第2の材料内で複製する工程に先立ち、前記第1の材料上に導電性シード層を適用する工程を更に含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第1の材料が、熱可塑性材料を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記熱可塑性材料が、ポリ(エチレンテレフタレート)、ナイロン、ポリ(スチレンアクリロニトリル)、ポリ(アクリロニトリルブタジエンスチレン)などのポリアミド、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、及び可塑化ポリビニルアルコールを含む、請求項29に記載の製造方法。
- 前記第1のパターンの前記複数の離散的微細構造が、プリズム構造を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第1のパターンの前記複数の離散的微細構造が、ポスト又はキノコ状頂部を備えた再閉鎖可能ファスナーを含む、請求項21に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造の少なくとも1つを変形する工程を更に含み、その結果、少なくとも1つの変形した離散的微細構造が生じる、請求項21に記載の製造方法。
- 前記複数の離散的微細構造の群を変形する工程を更に含み、その結果、変形した離散的微細構造の群が生じる、請求項33に記載の製造方法。
- 変形が、曲げること又はねじることを含み、その結果、少なくとも1つの曲がった又はねじれた離散的微細構造が生じる、請求項33に記載の製造方法。
- 変形が、機械的、熱的、又は熱機械的な手段により発生する、請求項33に記載の製造方法。
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