JP5475761B2 - ポリマー鋳型 - Google Patents
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Description
本願は、本願と同一日に出願の、同一出願人による同時係属中の「Molded Microstructured Articles」と題されたRuleらによる米国特許出願第61/074,428号に関連する。
−(CH2)rN(R4)SO2CsF(2s+1)(式中、rは、1〜6であり、R4は、−CH3又は−C2H5であり、sは、1〜10である)、−CH2−OC(O)−CtF(2t+1)(式中、tは1〜10である)、
−CO2(CH2)uNHCOCF2(CF3)[OCF2CF(CF)3]vF(式中、uは、1〜6であり、vは、1〜50である)からなっていてもよい。
引張り強度(ASTM D638)
厚さ3.175mm(1/8in.)のサンプルを切断し、ASTM D638、タイプIVに指定されている寸法を有するドッグボーン(dogbone)標本とした。標本の破壊をSintechロードフレーム上で初期グリップ分離89mm(3.5in.)及び試験速度508mm/分(20in/分)を用いて試験することにより、引張り強度を測定した。伸びを測定するために、ドッグボーンサンプルを初期グリップ分離31.7mm(1.25in)及び試験速度508mm/分(20in./分)を用いて試験した。伸びは、グリップの分離に基づいていた。サンプルにマークを加えて、試験中、グリップ内の任意の滑りを同定し、試験後、観察した任意の滑りを計上した。
厚さ3.175mm(1/8in.)のサンプルを、ASTM D624に記載されているように、ダイBを使用して三日月形の引裂標本に切断した。またダイによりサンプルに切り込みを入れた。次に、Sintechロードフレームを用いて、初期グリップ分離76.2mm(3in.)及び試験速度508(20in./分)mm/分によりサンプルの破壊を試験した。
準備的実施例1.MeFBSE−ノルボルネン(フルオロモノマー1)
C4F9N(CH3)CH2CH2OC(O)CH=CH2[121.78g、0.296mol、国際公開第01/30873A1号の実施例2のA部及びB部に記載されているように調製(Savuら)]、シクロペンタジエン(23.36g、0.353mol、ジシクロペンタジエンから新たに調製)、及びクロロホルム(120mL)の混合物を、室温で10分間混合した。次に、溶液を55℃まで20時間加熱した。次に、この混合物を真空下に配置して溶媒を除去した。生成物を蝋状固体(収量140.16g、97%)として得た。
3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロ−オクチルアクリレート(25.00g、60mmol)とシクロペンタジエン(4.78g、72mmol、ジシクロペンタジエンから新たに調製)との混合物を、室温で2時間混合した。次に、溶液を55℃まで17時間加熱した。次に、混合物を真空下(0.27kPa(2mmHg)にて55℃で2時間配置した。生成物を橙色油(収量28.20g、98%)として得た。
炉で乾燥した1Lフラスコに、窒素下でWCl6(4.00g、0.010mol)、ノニルフェノール(2.24g、0.010mol)、及び約100mLの無水トルエンを入れた。この混合物を窒素でパージしながら4時間攪拌した。次に、無水ジシクロペンタジエン(DCPD、500mL、3.67mol)及び2,4−ペンタンジオン(2.0g、0.020mol)を加えた。溶液を真空下に配置し、40℃で2.5時間攪拌して、トルエンを除去した。無水DCPDを加えて、総容積を500mLとした。
混合物A
炉で乾燥した250mLエルレンマイヤーフラスコにフルオロモノマー1(5.00g、0.019mol)を入れた。次にこれにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。注射器を使用して5−ヘキシル−2−ノルボルネン(50mL、0.243mol)を加えた。溶液を120℃の炉内で約20分間加熱して、フルオロ−モノマー1を溶解した。フラスコを炉から除去し、数分間冷却させた。次に、トリクロロ酢酸エチル(1.4mL、0.010mol)と、準備的実施例3の触媒溶液50mLを加えた。
炉で乾燥した別個の250mLエーレンマイヤーフラスコに、同様にフルオロモノマー1(5.00g、0.019mol)を入れ、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。DCPD(11.5mL、0.084mol)及び5−ヘキシル−2−ノルボルネン(88.5mL、0.427mol、Muller,K.ら,Macromol.Chem.Phys.,2006,207,193〜200に従って調製)を加え、混合物を120℃で加熱してフルオロ−モノマー1を溶解した。冷却後、ジブチルエーテル(6.2mL、0.046mol)及びジエチルアルミニウムクロリド(1.9mL、0.015mol)を加えた。
混合物A
フルオロモノマー1(3.75g、0.014mol)及びノルボルニレン(3.125g、0.033mol)を炉で乾燥したフラスコ内に配置し、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。5−ヘキシル−2−ノルボルネン(6.1mL、0.029mol)を加え、混合物をモノマーが全部溶解するまで加熱した。溶液が冷却した後、トリクロロ酢酸エチル(0.35mL、0.003mol)及び準備的実施例3のW−触媒溶液(12.6mL)を加えた。
炉で乾燥したフラスコ内で、フルオロモノマー1(3.75g、0.014mol)とノルボルニレン(Aldrich、9.38g、0.100mol)を組み合わせ、フラスコをキャップし、窒素でパージした。ジシクロペンタジエン(2.9mL、0.021mol)及び5−ヘキシル−2−ノルボルネン(8.3mL、0.040mol)を加え、混合物を加熱して全部のモノマーを溶解した。冷却後、ブチルエーテル(1.55mL、0.011mol)及びジエチルアルミニウムクロリド(1.0mL、0.008mol)を加えた。
混合物A
ノルボルニレン(1.875g、0.0199mol)を炉で乾燥したフラスコ内に配置し、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。フルオロモノマー2(2.25g、0.009mol)、5−ヘキシル−2−ノルボルネン(3.6mL、0.018mol)、トリクロロ酢酸エチル(0.2mL、0.002mol)、及び準備的実施例3(7.6mL)のW−触媒溶液を加えた。
炉で乾燥したフラスコにノルボルニレン(5.625g、0.060mol)を入れ、キャップし、窒素でパージした。フルオロモノマー2(2.25g、0.009mol)、ジシクロペンタジエン(1.7mL、0.013mol)、5−ヘキシル−2−ノルボルネン(5.0mL、0.024mol)、ブチルエーテル(0.9mL、0.007mol)及びジエチルアルミニウムクロリド(0.3mL、0.002mol)を加えた。
HFPOは、末端基F(CF(CF3)CF2O))dCF(CF3)−を指し、ここでdは、平均で4〜20である。HFPO−CONHCH2CH2OCOCH=CH2(HFPO−AEA)は、米国特許出願公開第2006/0216500号(Klunら)の調製(preparation)31Aに記載されているように調製した。HFPO−AEA(40.00g、0.029mol)とシクロペンタジエン(2.73g、0.041mol、ジシクロペンタジエンから新たに調製)との混合物を室温で30分間混合した。次に、混合物を55℃まで4時間加熱した。次に、この混合物を真空下に配置して過剰なシクロペンタジエンを除去した。生成物を黄色液体(収量40.17g、97%)として得た。
アクリル酸ブチル(41.62g、0.032mol)とシクロペンタジエン(31.76g、0.48mol、ジシクロペンタジエンから新たに調製)との混合物を、冷水浴内で冷却しながらフラスコ内で撹拌した。1時間後、混合物を55℃で30分間攪拌した。次に、混合物を減圧下(60〜65℃ @ 0.053kPa(0.4mmHg)で蒸留して、生成物を無色油として与えた(収量70.29g、93%)。
準備的実施例9:フルオロモノマーを有さない配合物
混合物A
炉で乾燥した25mL丸底フラスコに、ノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を入れた。次にこれにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。注射器を使用して5−ヘキシル−2−ノルボルネン(5.4mL、0.026mol)を加えた。溶液を85℃の炉内で約30分間加熱した。フラスコを炉から除去し、数分間冷却させた。次に、トリクロロ酢酸エチル(0.14mL、0.0010mol)及び準備的実施例3の触媒溶液5.0mLを加えた。
ノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を、炉で乾燥した別個の25mL丸底フラスコに入れ、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。ジシクロペンタジエン(7.3mL、0.054mol)及び5−ヘキシル−2−ノルボルネン(3.0mL、0.015mol)を加え、混合物を85℃で約30分間加熱した。冷却後、ジエチルアルミニウムクロリド(0.19mL、0.0015mol)を加えた。
混合物A
炉で乾燥した25mL丸底フラスコにフルオロモノマー3(0.02g)及びノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を入れた。次にこれにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。注射器を使用して5−ヘキシル−2−ノルボルネン(5.4mL、0.026mol)を加えた。溶液を85℃の炉内で約30分間加熱して、フルオロモノマーを溶解した。フラスコを炉から除去し、数分間冷却させた。次に、トリクロロ酢酸エチル(0.14mL、0.0010mol)及び準備的実施例3の触媒溶液5.0mLを加えた。
フルオロモノマー3(0.02g)及びノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を、炉で乾燥した別個の25mL丸底フラスコに入れ、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。ジシクロペンタジエン(7.3mL、0.054mol)及び5−ヘキシル−2−ノルボルネン(3.0mL、0.015mol)を加え、混合物を85℃で約30分間加熱した。冷却後、ジエチルアルミニウムクロリド(0.19mL、0.0015mol)を加えた。
混合物A
炉で乾燥した25mLの丸底フラスコにフルオロモノマー3(0.02g)、フルオロモノマー1(0.60g)、及びノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を入れた。次にこれにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。注射器を使用して5−ヘキシル−2−ノルボルネン(4.8mL、0.023mol)を加えた。溶液を85℃の炉内で約30分間加熱して、フルオロモノマーを溶解した。フラスコを炉から除去し、数分間冷却させた。次に、トリクロロ酢酸エチル(0.14mL、0.0010mol)及び準備的実施例3の触媒溶液5.0mLを加えた。
フルオロモノマー3(0.02g)、フルオロモノマー1(0.60g)、及びノルボルン−2−エン−5−カルボン酸ブチルエステル(0.15g、0.00077mol)を、炉で乾燥した別個の25mL丸底フラスコに入れ、次にフラスコにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。ジシクロペンタジエン(7.3mL、0.054mol)及び5−ヘキシル−2−ノルボルネン(2.5mL、0.012mol)を加え、混合物を85℃で約30分間加熱した。冷却後、ジエチルアルミニウムクロリド(0.19mL、0.0015mol)を加えた。
厚さ3.175mm(1/8in.)のSILASTIC Eリシコーンゴム(Dow Corning,Midland,MI)のシートを、Dowの製品情報に記載されているように調製した。2枚のガラスプレートと、厚さ1/8”の、6”×8”の矩形開口部を有するシリコーンシートとを使用して鋳型を調製した。SILASTIC E樹脂(60g)及びSILASTIC E硬化剤(6.0g)をプラスチックカップ内で組み合わせ、FLACKTEK(Landrum,SC)製のDAC 150 FV SPEED MIXERを用いて混合した。これら66gのサンプルの2つを、ガラスプレートの1つ上の矩形開口部内に注いだ。次に、このサンプルを真空下で5分間脱気した。次に、第2のガラス片をサンプル上に配置し、鋳型をバインダークリップで締め付けた。サンプルを室温で17時間、続いて50℃で4.5時間硬化させた。
鋳型の調製のために、厚さ3.175mm(1/8in.)のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シートを、152.4mm×203.2mm(6in.×8in)の矩形開口部を有するように切った。このスペーサを2つのガラスプレートの間に締着し、その1つは1つの角にて直径3.175mm(1/8in.)の穴を有した。針を使用してガラス内の穴を通して、得られた鋳型キャビティを窒素でパージした。60mL注射器に準備的実施例4の混合物A54mLを充填した。他の注射器に、同様に準備的実施例4の混合物54mLを充填した。これら2つの注射器を注射器ポンプ内に配置し、長さ127mm(5in.)の、19個の混合要素を有する静的ミキサーに接続した。静的ミキサーの末端部に接続された針を、金型の角部の穴を通して配置し、注射器ポンプを使用して、注射器の全内容物を15秒未満の間に鋳型に供給した。約90秒後、鋳型は、硬化の発熱により温かくなった。5分後、得られたポリマーを鋳型から除去し、120℃の炉内で1時間硬化させた。
準備的実施例4(22mL)の混合物Aを、注射器内に負荷した。別個の注射器に、準備的実施例4(22mL)の混合物Bを負荷した。主型工具を、ニッケルメッキしたパターンセットを使用して、頂部を有さないアルミニウム箱の底部内に調製した。直径3.175mm(1/8in.)の穴を有するガラス片をアルミニウム箱の頂部上に貼り、空洞を窒素でパージした。実施例1に記載したプロセスと同様、2つの溶液を注射器ポンプにより静的ミキサーを介して鋳型内に射出した。サンプルは1〜2分で発熱し、少なくとも3分後、鋳型から除去した。次に、鋳型を120℃の炉内に約20分間配置して、後硬化させた。
実施例2で形成した鋳型の後部を、アルミニウムプレートに固定した。重量比20:1のVQM−135樹脂(Gelest,Morrisville,PA)及びSyl−Off 7678(Dow Corning,Midland,MI)を用いて、(MeCp)PtMe3の形態のPt 10ppmと共に、光硬化性シリコーン溶液を調製した。次に、鋳型の空洞をこの光硬化性シリコーン配合物で充填し、5〜7分間脱気した。次に、ポリエステルライナーをシリコーンの頂部上に加え、過剰なシリコーン樹脂を絞り取った。ポリエステルライナー上にガラスを配置し、アセンブリーを炉内で80℃まで加熱した。次に、シリコーンをUVランプ下に10分間暴露し、80℃の炉に20分間戻した。これを除去し、3〜5分間冷却させた。剥離ライナーを除去し、シリコーンを鋳型から注意深く除去した。次に、鋳型を洗浄し、再使用することができた。このサイクルを12回反復し、鋳型の性能の明かな低下は見られなかった。
6mLのバイアルにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。1mLの準備的実施例5の混合物A及び混合物Bのそれぞれを注入し、バイアルを振とうして混合した。サンプルは2分未満で発熱した。
6mLのバイアルにセプタムで蓋をし、窒素でパージした。準備的実施例6の混合物A及び混合物B(それぞれ0.5mL)を注入し、バイアルを振とうして混合した。サンプルは3分未満で発熱した。
101.6×127mm(4in.×5in.)のガラス片を、微細パターン化された輝度上昇フィルム(BEF)片で覆った。厚さ3.175mm(1/8in.)のシリコーンゴムシートの矩形片を76.2×101.6mm(3in.×4in.)の矩形開口部を有するように切り、フィルム上に配置した。1つの角部に直径3.175mm(1/8in.)の穴を有するガラス片をシリコーン上に配置して、3,175mm×76.2mm(1/8in.×3in.×4in)の鋳型空洞を形成した。次に、鋳型を窒素でパージした。準備的実施例5の混合物A及び混合物Bを別個の注射器内に配置した。2つの注射器を注射器ポンプ内に配置し、静的ミキサーを装着した。溶液を静的ミキサーを通して、ガラス内の穴を経由して鋳型内に射出した。サンプルは発熱し、5分後、サンプルに接触していたBEF片及びガラス片を除去した。次に、サンプルを120℃の炉内で1時間後硬化させた。
準備的実施例6の混合物A及び混合物Bを使用して、実施例6に記載したように微細パターン化表面を調製した。得られた微細パターン化表面を、45×58mm(1.75in.×2.25in)の矩形開口部を有する厚さ1.59mm(1/16in.)のシリコーンゴムシート片の下に配置した。次に、この空洞を、Sartomer CN981(87.6重量%)、ヘキサンジオールジアクリレート(12.0重量%)、及びLUCIRIN TPO−L(0.4重量%)を含む硬化性ウレタンアクリレート溶液で充填した。鋳型の頂部をポリエステルフィルム片で覆い、Norlux 375nm LEDアレイ下で60秒間硬化させた。
76.2×101.6mm(3in.×4in.)のガラス片を、微細パターン化輝度上昇フィルム(BEF)片で覆った。厚さ3.175mm(1/8in.)のシリコーンゴムシートの矩形片を58.4×83.8mm(2.3in.×3.3in.)の矩形開口部を有するように切り、フィルム上に配置した。次に、シリコーン鋳型上にポリエステルフィルムを配置した。1つの角部に直径3.175mm(1/8in.)の穴を有するガラス片をフィルム上に配置して、3.175×58.4×83.8mm(1/8in.×2.3in.×3.3in)の鋳型空洞を形成した。次に、鋳型を窒素でパージした。準備的実施例8の混合物A及び混合物Bのそれぞれ10.0〜10.5mLを、別個の注射器内に配置した。2つの注射器を注射器ポンプ内に配置し、静的ミキサーを装着した。溶液を静的ミキサーを通して、ガラス内の穴と、ポリエステルフィルムを通した穴とを経由して鋳型内に射出した。サンプルは発熱し、30分後、ROMPポリマーを鋳型から除去した。次にサンプルを100℃の炉内で30分間後硬化させた。
準備的実施例10を使用して、実施例8で用いた手順を反復した。ポリ(ウレタンアクリレート)の6個の標本を、得られたROMP鋳型から除去する平均剥離力は、207.4mL(7.3oz)であった。得られたポリ(ウレタンアクリレート)サンプルの表面は、パターン化角柱形状を所有していた。
準備的実施例11を使用して、実施例8で用いた手順を反復した。ポリ(ウレタンアクリレート)の5個の標本を、得られたROMP鋳型から除去する平均剥離力は、420.5mL(14.8oz)であった。得られたポリ(ウレタンアクリレート)サンプルの表面は、パターン化角柱形状を所有していた。
Claims (2)
- ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ノルボルナジエン、テトラシクロ[6,2,13,6,02,7]ドデカ−4,9−ジエン、及びそれらの誘導体からなる群より選択される、2つ以上の反応性二重結合を有する多環式モノマーと、
1つの反応性二重結合を有する環式モノマーと、の開環メタセシス重合により形成されるポリマーを含むポリマー鋳型であって、
前記環式モノマーが、フッ素化環式モノマー:
- 前記鋳型が、複数の微細構造特徴を含み、各特徴が500マイクロメートル未満の寸法を有する、請求項1に記載のポリマー鋳型。
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