JP2019521913A - 空気力学的物品及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で使用する場合、
「空気力学的」は、周囲の空気の流れからの抵抗を低減するように意図された形状を有することを意味する。
「空気抜け性」は、接着剤と基材表面との間の境界面から空気が出て行くことを意味する。
「周囲条件」は、摂氏25度及び1気圧(又は約100kPa)の圧力を意味する。
「微細構造化」は、3次元構造体の構成であって、構造体の少なくとも2つの寸法が微視的であるものを意味する。
「親油性の」は、油に対する親和性を有する物質の又はそれに関連することを意味する。
「剥離ライナー」又は単に「ライナー」は、感圧接着剤表面と密着させた後に続いて、感圧接着剤に著しい損傷を与えることなく取り除くことができるフレキシブルシートを指す。
「基材」は、接着剤(例えば、感圧接着剤)が適用される本体を指す。
図1に、本明細書で番号100で指定された多層の空気力学的物品を示す。この図では、巨視的スケールで示されている空気力学的物品100は、航空機翼部上の翼部上歩道膜として用いることができ、及び微細構造化表面102が露出した主表面上に配置されている。微細構造化表面102は、(1)空気流界面での空気の抵抗を減少させること、及び(2)歩行者交通に対して非スリップ面を提供することによって、2つの目的を果たす。
本明細書で述べたベース層を、鋳造又はエンボス加工に適した任意のポリマー材料から形成することができる。これらのポリマー材料は、本質的に塑性変形可能であり得る(又は塑性変形可能となるように改質する)。許容可能なポリマー材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ(塩化ビニル)、ポリエーテルエステル、ポリイミド、ポリエステルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリウレタン、ポリビニルアセテートの加水分解誘導体等が挙げられる。
印刷可能層は、ベース層のための連続的なバッキング層として役割を果たす。印刷可能層は最も一般的には図形表示応用例に対して白色で不透明であるが、透明、透光性、又は着色不透明とすることもできる。
有用な感圧性接着剤としては、微細構造化成形工具、バッキング、若しくはライナーによってエンボス加工された後に、微細構造化形状を保持することができるもの、又は微細構造化された成形工具、バッキング、若しくはライナーにコーティングされ、その後それから除去された後に、微細構造化された形状を保持することができるものが挙げられる。所定の用途のために選択される感圧性接着剤は、物品が適用されることになる基材の種類に応じて、及び裏面に接着剤が付いた物品を生産する際に用いられる微細構造化方法に応じて異なる。微細構造化感圧性接着剤は、末端利用者が接着剤物品を簡便に適用できるよう、十分な時間にわたってその微細構造化表面を保持することができるのが好ましい。
2.空気力学的本体は、微細構造化膜が配置された基材からなり、微細構造化表面は、微細構造化膜上に設けられている、実施形態1に記載の空気力学的物品。
3.微細構造化表面は、親油性表面である、実施形態1又は2に記載の空気力学的物品。
4.親油性表面は、ポリウレタン表面である、実施形態3に記載の空気力学的物品。
5.一次リッジの平均高さH1は、25マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲にある、実施形態1〜4のいずれか一つに記載の空気力学的物品。
6.平均高さH1は、45マイクロメートル〜150マイクロメートルの範囲内にある、実施形態5に記載の空気力学的物品。
7.平均高さH1は、65マイクロメートル〜95マイクロメートルの範囲内にある、実施形態6に記載の空気力学的物品。
8.二次リッジの平均高さH2は、5マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲内にある、実施形態1〜7のいずれか一つに記載の空気力学的物品。
9.平均高さH2は、9マイクロメートル〜30マイクロメートルの範囲内にある、実施形態8に記載の空気力学的物品。
10.平均高さH2は、13マイクロメートル〜19マイクロメートルの範囲内にある、実施形態8に記載の空気力学的物品。
11.一次リッジは、平均高さH1を有し、二次リッジは、平均高さH2を有し、H1/H2の比は2〜10の範囲内にある、実施形態1〜10のいずれか一つに記載の空気力学的物品。
12.H1/H2の比は、3〜6の範囲内にある、実施形態11に記載の空気力学的物品。
13.H1/H2の比は、4〜5の範囲内にある、実施形態12に記載の空気力学的物品。
14.一次リッジの平均横方向間隔W1は、25マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲内にある、実施形態1〜13のいずれか一つに記載の空気力学的物品。
15.平均横方向間隔W1は、50マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲内にある、実施形態14に記載の空気力学的物品。
16.平均横方向間隔W1は、100マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲内にある、実施形態15に記載の空気力学的物品。
17.一次リッジは、平均高さH1と平均横間隔W1とを有し、W1/H1の比は、1〜5の範囲内にある、実施形態1〜16のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
18.W1/H1の比は、1〜4の範囲内にある、実施形態17に記載の空気力学的物品。
19.W1/H1の比は、1〜3の範囲内にある、実施形態18に記載の空気力学的物品。
20.一次リッジは、主毛細管チャネルの底面から延びる法線ベクトルから測定された時に、側壁角 fが0〜60度である傾斜側壁を有する、実施形態1〜19のいずれか一つに記載の空気力学的物品。
21.側壁角 fは、0度〜45度の範囲内にある、実施形態20に記載の空気力学的物品。
22.側壁角 fは、0度〜30度の範囲内にある、実施形態21に記載の空気力学的物品。
23.一次リッジ及び二次リッジのいずれか一方又は双方は、一連の離散的な四角錐状特徴を含む、実施形態1〜22のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
24.空気力学的本体は航空機翼部の一部を含む、実施形態1〜13のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
25.反対側を向いた第1及び第2の主表面を有する微細構造化膜と、第2の主表面上に配置された接着剤層とを含む、空気力学的物品であって、第1の主表面は、主毛細管チャネルを画定する複数の平行な一次リッジと、複数の平行な二次リッジであって、一次リッジの高さよりも低い高さを有し、一次リッジの間に延びて、かつ一次リッジに略平行であり、二次リッジのそれぞれは、対応する主毛細管チャネル内に2つ以上の副毛細管チャネルを少なくとも部分的に画定している、複数の平行な二次リッジと、を含む、空気力学的物品。
26.第1の主表面は、親油性表面である、実施形態25の空気力学的物品。
27.微細構造化膜の厚さは、25マイクロメートル〜500マイクロメートルである、実施形態26に記載の空気力学的物品。
28.微細構造化膜の厚さは、50マイクロメートル〜500マイクロメートルである、実施形態27に記載の空気力学的物品。
29.微細構造化膜の厚さは、150マイクロメートル〜375マイクロメートルである、実施形態28に記載の空気力学的物品。
30.微細構造化膜と接着剤層との間に配置された印刷可能層を更に含む、実施形態25〜29のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
31.印刷可能層は、可視光に対して不透明である、実施形態30の空気力学的物品。
32.印刷可能層は、ポリウレタン、ポリエステル、及びポリ塩化ビニルからなる群から選択されるポリマーを含む、実施形態30又は31に記載の空気力学的物品。
33.印刷可能層の厚さは、25マイクロメートル〜350マイクロメートルである、実施形態30〜32のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
34.印刷可能層の厚さは、75μm〜300μmである、実施形態33に記載の接着剤物品。
35.印刷可能層の厚さは、150μm〜300μmである、実施形態34に記載の接着剤物品。
36.微細構造化膜と印刷可能層との間に配置された印刷層を更に含み、印刷層は、印刷可能層の面積よりも小さい面積にわたって広がっている、実施形態30〜35のいずれか1つに記載の空気力学的物品。
37.印刷層は、着色剤を含む、実施形態36に記載の空気力学的物品。
38.印刷層は、不連続層である、実施形態36又は37に記載の空気力学的物品。
39.反対側を向いた第1及び2の主表面を有する微細構造化膜であって、第1の主表面は、毛細管チャネルを画定する複数の平行なリッジを含む、微細構造化膜と、第2の主表面上に配置された印刷可能層であって、微細構造化膜内に少なくとも部分的に埋設された印刷層と、印刷層と、印刷層が印刷可能層の少なくとも一部分上に配置されている印刷可能層との、複数の層を上記の順序で含む、空気力学的物品。
40.接着剤層上に配置された剥離層を更に備える、請求項39に記載の物品。
41.空気力学的物品上に摩擦面を設ける方法であって、空気力学的物品の外表面の空気の流れの方向を決定するステップと、第1の主表面を有する微細構造化膜を外表面上に配置するステップであって、第1の主表面は、空気の流れの方向と整列された主毛細管チャネルを画定する複数の一次リッジと、複数の二次リッジであって、一次リッジの高さよりも低い高さを有し、一次リッジの間に延びて、かつ一次リッジに略平行であり、二次リッジのそれぞれは、対応する主毛細管チャネル内に2つ以上の副毛細管チャネルを少なくとも部分的に画定する、複数の平行な二次リッジと、を含む、ステップと、を含む、方法。
42.空気力学的構成要素上に摩擦面を設ける方法であって、空気力学的構成要素の外表面上の空気の流れの方向を決定するステップと、外表面上に、第1の主表面を有する微細構造化膜を配置するステップと、を含み、第1の主表面は、の方向と整列された毛細管チャネルを画定する複数の平行なリッジを含み、複数のリッジのそれぞれは、複数の空気の流れ別個の角錐状特徴部を含む、方法。
CTC:微細複製化ポリ(エチレン)コート紙剥離ライナー、3M Company,St.Paul,Minnesotaから販売名「CONTROLTAC」で得た。
PPT−8671:CTCライナーを有する、接着剤塗布された12mil(304.8μm)の光沢白色ポリウレタンエラストマー膜(3M Companyの販売名「POLYURETHANE PROTECTIVE TAPE 8671」で取得)。
PPT−8673:接着剤塗布された、12mil(304.8μm)の透明ポリウレタンエラストマー膜(3M Companyの販売名「POLYURETHANE PROTECTIVE TAPE 8673」で取得)。
PPT−8674:接着剤塗布された、6mil(152.4μm)の透明ポリウレタンエラストマー膜(3M Companyから販売名「POLYURETHANE PROTECTIVE TAPE 8674」で取得)。
摩擦係数(COF)
ライナーを9×11インチ(22.86×27.94cm)のサンプルから除去して、ゴムローラを用いて同じサイズのダイに積層した。次に、2ポンド(907.2グラム)、2×4インチ(50.08×10.16cm)のスレッドを、モデルHytronicプレス、ChatillonモデルLR5K、500ニュートンロードセルを用いて、12インチ/分(30.48cm/分)で、サンプルを横切って引いた。テストが繰り返され、サンプルを100mLの水又はCITGO Supergard SAE30モータオイルのいずれかを用いて、ダイへの積層後に、噴霧した。COFの測定を、チャネルパターンについては、微細構造化チャネルに横方向及び平行方向に行われ、COFの測定は、別個の台形のアレイパターン及び比較例については全方向行われた。結果は、実施例あたり3つのテスト試料、テスト試料あたり3つの測定値の平均を報告する。
0.1mLのSAE30モータオイルを、水平に位置する微細複製化サンプルの表面に21℃で滴下させて、約5mm径の液滴を形成した。その後、30秒、2分で液滴サイズを測定した。
隣接する若しくは別個の平行な三角形状チャネル、又は別個の台形のアレイ、を有する一連の微細複製化ポリプロピレンツール(MRT)を使用して実施例が作製された。ツール寸法を表1に列記する。
PPT−8671の24×40インチ(60.96×101.60cm)の部分から上部がクリアなライナーを取り除いた。一連の矢印をPPT−8671の白色面上に、ブラックインク、型番「1500 UV SOLVENT INK」(3M Company)を用いて印刷して、インクを乾燥させ、UV硬化した。同様のサイズの、接着剤が除去されたPPT−8674のシートを、印刷後のPPT−8671上に配置し、その後、ツーリングMRT−2を行った。この組立体を真空袋に移して、袋を封止して、10in.Hg(33.9KPa)の真空を適用し、その後に、袋をオーブン内に280°F(137.8℃)で1時間置いた。袋をオーブンから取り出して、150°F(65.6℃)を下回るように約30分間冷却した。次に組立体を袋から取り出して、ツーリングを剥離して、PPT表面にエンボス加工された、ツーリングとの本質的に鏡像を明らかにした。またCTCライナーをPPTと対向する接着剤側から取り外して、テープを1mm厚のアルミニウム板上に積層した。
実施例1に概ね記載した通りに準備された印刷後のPPTであって、MRT−2ツーリングの代わりにポリプロピレンの平面シートを用いたものにより、滑らかなPPT−8674表面が得られる。摩擦係数データを表2に列記する。
MRT−1ツーリングの24×40インチ(60.96×101.60cm)部分を、PPT−8673の同様のサイズの部分のポリウレタン表面上に位置決めした。このアセンブリを真空袋に移して、袋を封止して、10in.Hg(33.9kPa)の真空を施し、その後に、袋をオーブン内に280°F(137.8℃)で1時間置いた。袋をオーブンから取り出して、150°F(65.6℃)を下回るように約30分間冷却した。次にアセンブリを袋から取り出して、ツーリングを剥離して、PPT表面にエンボス加工された、ツーリングと本質的に鏡像を明らかにした。またライナーをPPTの対向する接着剤側から取り外して、テープを1mm厚のアルミニウム板上に積層して、次の摩擦係数テストに備えた。
表2に列記したようにMRT−1ツーリングを置き換えて、比較例Bを調製するために概ね記載した手順を繰り返した。
ツーリングMRT−1の代わりにMRT−3を用いて、実施例1を調製するために概ね記載した手順を繰り返した。
Claims (16)
- 空気力学的本体と、
前記空気力学的本体上の微細構造化表面と、を含む空気力学的物品であって、前記微細構造化表面は、
主毛細管チャネルを画定する複数の平行な一次リッジと、
複数の平行な二次リッジであって、前記一次リッジの高さよりも低い高さを有し、前記一次リッジの間に延びて、かつ前記一次リッジに略平行であり、前記二次リッジのそれぞれは、対応する前記主毛細管チャネル内に2つ以上の副毛細管チャネルを少なくとも部分的に画定している、複数の平行な二次リッジと、を含む、空気力学的物品。 - 前記空気力学的本体は、微細構造化膜が配置された基材からなり、前記微細構造化表面は、前記微細構造化膜上に設けられている、請求項1に記載の空気力学的物品。
- 前記微細構造化表面は、親油性表面である、請求項1又は2に記載の空気力学的物品。
- 前記一次リッジの平均高さH1は、25マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲内にある、請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 前記二次リッジの平均高さH2は、5マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲内にある、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 前記一次リッジは、平均高さH1を有し、前記二次リッジは、平均高さH2を有し、H1/H2の比は、2〜10の範囲内にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 前記一次リッジの平均横方向間隔W1は、25マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲内にある、請求項1〜6のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 前記一次リッジは、平均高さH1と平均横間隔W1とを有し、W1/H1の比が、1〜5の範囲内にある、請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 前記一次リッジは、前記主毛細管チャネルの底面から延びる法線ベクトルから測定された時に、側壁角 fが0〜60度である傾斜側壁を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の空気力学的物品。
- 互いに反対側を向いた第1及び第2の主表面を有する微細構造化膜と、
前記第2の主表面上に配置された接着剤層と、
を含む空気力学的物品であって、
前記第1の主表面は、
主毛細管チャネルを画定する複数の平行な一次リッジと、
複数の平行な二次リッジであって、前記一次リッジの高さよりも低い高さを有し、前記一次リッジの間に延びて、かつ前記一次リッジに略平行であり、前記二次リッジのそれぞれは、対応する前記主毛細管チャネル内に2つ以上の副毛細管チャネルを少なくとも部分的に画定している、複数の平行な二次リッジと、
を含む、空気力学的物品。 - 前記微細構造化膜と前記接着剤層との間に配置された印刷可能層を更に含む、請求項10に記載の空気力学的物品。
- 前記印刷可能層は、可視光に対して不透明である、請求項11に記載の空気力学的物品。
- 前記微細構造化膜と前記印刷可能層との間に配置された印刷層を更に含み、前記印刷層は、着色剤を含むと共に、前記印刷可能層の面積よりも小さい面積にわたって広がっている、請求項11又は12に記載の空気力学的物品。
- 互いに反対側を向いた第1及び2の主表面を有する微細構造化膜であって、前記第1の主表面が毛細管チャネルを画定する複数の平行なリッジを含む、微細構造化膜と、
前記第2の主表面上に配置された印刷層であって、前記微細構造化膜内に少なくとも部分的に埋設されている、印刷層と、
前記印刷層が少なくとも一部分上に配置されている印刷可能層との、複数の層を上記の順序で含む、空気力学的物品。 - 空気力学的構成要素上に摩擦面を設ける方法であって、
前記空気力学的構成要素の外表面上の空気の流れの方向を決定するステップと、
第1の主表面を有する微細構造化膜を前記外表面上に配置するステップであって、前記第1の主表面は、
前記空気の流れの方向と整列された主毛細管チャネルを画定する複数の一次リッジと、
複数の二次リッジであって、前記一次リッジの高さよりも低い高さを有し、前記一次リッジの間に延びて、かつ前記一次リッジに略平行であり、前記二次リッジのそれぞれが、対応する前記主毛細管チャネル内に2つ以上の副毛細管チャネルを少なくとも部分的に画定する、複数の平行な二次リッジと、を含む、ステップと、を含む、方法。 - 空気力学的構成要素上に摩擦面を設ける方法であって、
前記空気力学的構成要素の外表面上の空気の流れの方向を決定するステップと、
前記外表面上に、第1の主表面を有する微細構造化膜を配置するステップと、を含み、
前記第1の主表面は、前記空気の流れの方向と整列された毛細管チャネルを画定する複数の平行なリッジを含み、前記複数の平行なリッジのそれぞれは、複数の別個の角錐状特徴部を含む、方法。
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