JP6033233B2 - マルチサイズ粒子を有する転写物品及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は2010年12月17日出願の米国特許仮出願第61/424457号の利益を主張するものであり、その開示の全内容を参照により本明細書に援用する。
フィルム形態で粒子を包装、保護、及び保管し、最終的にこれらの粒子の単層を基材上に供給するための物品を製造することが望まれている。そのような転写物品において、剥離ライナーに存在する静電力は、そのようなライナーが紙、不織布フィルムを含む高分子フィルム、又は繊維に基づくかどうかにかかわらず、粒子をライナーに一時的に結合するために使用されることができる。しかしながら、転写ライナーと粒子との間の静電引力は、粒子がライナーから解放されない程強くはない。そのような静電力は、粒子に電荷を付与するのに外部のエネルギー源の使用では生成されない。
剥離ライナーに親水性粒子を接着するために静電力を使用する問題は、親水性粒子をより小さな疎水性粒子と組み合わせることによって克服され得ることが判明してきた。そのような粒子の組み合わせは、湿度の影響を抑制するのに特に有用であり、そのようなライナーが粒子をライナーに一時的に結合するために、紙、不織布フィルムを含む高分子フィルム、又は繊維に基づくかどうかにかかわらず、剥離ライナー上に親水性粒子の静電塗装を可能にする。そのような粒子の組み合わせは、湿度の影響を抑制するのに特に有用であり、(艶消仕上げとは対照的に)滑らかな光沢のある仕上げの剥離ライナー上に親水性粒子の静電塗装を可能にする。そのような粒子の組み合わせは、200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の優位な親水性粒子、及び複数の離散的な疎水性ナノ粒子を含む。
対向する第1及び第2の表面を有し、第1の表面は、ASTM D3330/D3330M−04による700グラム/インチ(276グラム/センチメートル)未満の剥離値を有する、第1の可撓性ライナー、第1の可撓性ライナーの第1の表面に接着されたマルチサイズ粒子であって、
200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の優位な親水性粒子、及び複数の離散的な疎水性ナノ粒子、を含み、優位な粒子は、単層に配置されている、マルチサイズ粒子、並びに対向する第1及び第2の表面を有する第2の可撓性ライナーであって、その第2のライナーは、マルチサイズ粒子の少なくとも一部分と物理的に接触している、第2の可撓性ライナー、を含む転写物品を提供する。
転写物品は、しばしば剥離ライナーと称され、典型的に可撓性ライナーである、ライナー、及びその上に配置されたマルチサイズ粒子を含む。本明細書では、用語「マルチサイズ粒子」は、200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の優位な親水性粒子、及び複数の離散的な疎水性ナノ粒子を指す。
本開示での使用に好適なライナーの種類は、このライナーがマルチサイズ粒子に対する静電引力、又はライナーとマルチサイズ粒子との間の静電付着を生じさせることによってマルチサイズ粒子をライナーに残留させ、又は接着させることができる限り限定されない。粒子が配置されているライナーの表面(「剥離表面」)は、700グラム/インチ(276グラム/センチメートル)未満の剥離値を有する。この剥離値の測定には、例えばASTM D3330/D3330M−04等の様々な試験方法を使用することができる。このASTM D3330/D3330M−04において、剥離値は、2インチ(5.1cm)の幅を有する373 3M BOX SEALING TAPEの商品名で3M Company(Saint Paul,MN)から市販されている接着テープを使用して決定された。
親水性である優位な粒子及び疎水性であるナノ粒子に加えて、優位な粒子は、相対的粒径(即ち、粒子の最長の寸法、典型的に直径)によってナノ粒子と区別され得る優位な粒子は、ナノ粒子より大きい。
金属粒子及び疎水性粒子は典型的に、静電力を使用してしっかりと接着するが、いくつかの親水性粒子は、表面水分を吸着しやすく、静電荷を消散させることによって、接着力を低下させる。高湿度条件下で接着力低下の影響を受けやすい親水性粒子の例は、シリカ及び/又はチタニアコーティング、並びに炭酸カルシウム粒子である。接着力低下を引き起こす可能性がある典型的な高湿度条件は、少なくとも35%の相対湿度(RH)又は67°F(19℃)〜40°F(4℃)の露点(温度70°F(21℃)及び露点40°F(4℃)が35%のRHに変換できるルーム)を含むものとして記載され得る。
例示的な疎水性ナノ粒子は、無機、有機、又はそれらの組み合わせである様々な材料を含むことができる。無機(例えば、金属酸化物)ナノ粒子は、概して、性質上親水性である。それらは、疎水性表面処理剤で表面改質されて、疎水性が付与され得る。ナノ粒子が有機材料で構成されるとき、ナノ粒子は、ガラス化可能ではなく、有機材料の疎水性の性質を考慮して、表面処理剤の不在下で十分に疎水性であり得る。
本明細書に記載される転写物品は、剛性又は可撓性の基材に粒子の層を転写させるために使用され得る。1つ以上のバインダーは、基材に転写させられた粒子を接着するために使用され得る。そのような転写技法は、当業者に周知である。
1.対向する第1及び第2の表面を有し、第1の表面は、ASTM D3330/D3330M−04による700グラム/インチ(276グラム/センチメートル)未満の剥離値を有する、第1の可撓性ライナー、
第1の可撓性ライナーの第1の表面に接着されたマルチサイズ粒子であって、
200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の優位な親水性粒子、及び
複数の離散的な疎水性ナノ粒子、を含み、
優位な粒子は、単層に配置されている、マルチサイズ粒子、並びに
対向する第1及び第2の表面を有する第2の可撓性ライナーであって、その第2のライナーは、マルチサイズ粒子の少なくとも一部分と物理的に接触している、第2の可撓性ライナー、を含む、転写物品。
バインダーなしで静電力によって第1のライナーの第1の表面に接着されたマルチサイズ粒子であって、
200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の優位な親水性粒子、及び
複数の離散的な疎水性ナノ粒子、を含み、
優位な粒子は、好ましくは、単層に配置されている、マルチサイズ粒子と、を含む、転写物品。
基材の第1の表面上にバインダーを塗布する工程と、
実施形態10の転写物品を提供する工程と、
マルチサイズ粒子がバインダーと接触するように、第1のライナーを基材の第1の表面上に塗布されたバインダーに位置決めする工程と、
マルチサイズ粒子の少なくとも一部分を第1のライナーから分離する方法で第1のライナーを基材から除去することによって、マルチサイズ粒子を基材に転写させる工程と、
バインダーを硬化させることによって、転写させられたマルチサイズ粒子を基材の第1の表面に固着する工程と、を含む、粒子を基材に転写させる方法。
基材の第1の表面上にバインダーを塗布する工程と、
ロールの形態で実施形態2の転写物品を提供する工程と、
可撓性ライナー上に配置されたマルチサイズ粒子を露出するために転写物品を広げる工程と、
マルチサイズ粒子がバインダーと接触するように、可撓性ライナーを基材の第1の表面上に塗布されたバインダーに位置決めする工程と、
マルチサイズ粒子の少なくとも一部分を可撓性ライナーから分離する方法で可撓性ライナーを基材から除去することによって、マルチサイズ粒子を基材に転写させる工程と、
バインダーを硬化させることによって、転写させられたマルチサイズ粒子を基材の第1の表面に固着する工程と、を含む、粒子を基材に転写させる方法。
基材の第1の表面上にバインダーを塗布する工程と、
実施形態5の転写物品を提供する工程と、
第1の可撓性ライナー上に配置されたマルチサイズ粒子を露出するために、第2の可撓性ライナーを転写物品から除去する工程と、
マルチサイズ粒子がバインダーと接触するように、第1の可撓性ライナーを基材の第1の表面上に塗布されたバインダーに位置決めする工程と、
マルチサイズ粒子の少なくとも一部分を第1の可撓性ライナーから分離する方法で第1の可撓性ライナーを基材から除去することによって、マルチサイズ粒子を基材に転写させる工程と、
バインダーを硬化させることによって、転写させられたマルチサイズ粒子を基材の第1の表面に固着する工程と、を含む、粒子を基材に転写させる方法。
米国特許第5,673,148号(Morrisら)(この開示は参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているものに類似の大気圧化学蒸着プロセス(APCVD)を用いて、金属酸化物(チタニア又はシリカ)コーティングを透明な球状ビーズコア上に蒸着することによって、完全同心光学干渉層を備えた再帰反射素子が形成された。反応器は、30ミリメートル(mm)の内径を有した。透明なビーズコアの初充電の重さは、60グラム(g)(ビーズコアの平均粒径が75マイクロメートルであった)であった。シリカを塗布する場合、チタニアコーティングに関して、140℃の反応温度が使用される間、反応温度を40℃で設定した。一定温度で維持された加熱油槽内に反応器を浸漬することによって、所望の反応温度を制御した。ガラスフリットの反応器の底面を通して反応器内に導入された窒素ガス流によって、球状ビーズ床を流動化した。一旦十分な流動化が達成されると、水バブラーを通過した窒素キャリアガス流を使用して、底面のガラスフリットを通して反応器内に水蒸気を導入した。原液前駆体を含有するバブラーに窒素キャリアガスを通し、流動ビーズ床へと下向きに延在するガラス管を通して、反応器内に蒸発化合物を導入することによって、金属酸化物前駆体化合物(SiCl4又はTiCl4)を蒸発させた。反応物質を含んだキャリアガスの流速、並びにシリカ及びチタニアコーティングに対する反応温度を表1に記録する。
100g(16.15%固体)のシリカゾル(平均一次粒径が5nmで、Nalco Company,Naperville,ILから得られるNALCO 2326)のサンプルを、機械的撹拌機及び還流冷却器を装着した500mL丸底フラスコ内に量り取った。イソオクチルトリメトキシシラン(7.58g)と0.78gのメチルトリメトキシシラン(両方がGelest,Inc.,Morrisville,PAから得られる)とのサンプルを40gのエタノールと組み合わせた。この混合物を、攪拌することによってNALCO 2326シリカゾルに添加した。別の50gのエタノールが23gのメタノールと共に添加された。混合物を80℃まで加熱し、一晩攪拌した。分散液を150℃での流水式炉内で乾燥した。結果として得られた疎水性ナノ粒子を更なる精密検査又は処理なしで使用した。表面改質されたナノ粒子の平均一次粒径は、5nmであった。
上述したように調製された20.44gの再帰反射素子のサンプルを、上述したように調製された0.1gの表面改質されたナノ粒子と組み合わせた。このブレンドを、30秒間3000毎分回転数(RPM)でFlackTek SPEEDMIXER(FlakTek Inc.,Landrum,SCから得られる)上で混合した。これを稼働の間、手動振盪で3回繰り返した。更なる処理は行わなかった。
19.98gのCaCO3(Sigma Aldrich Chemical Company,Milwaukee,WIから得られる約10マイクロメートル平均粒径)のサンプルを、上述したように調製された0.02gの疎水性表面改質されたナノ粒子と組み合わせた。このブレンドを、60秒間3000RPMでFlackTek SPEEDMIXER(FlakTek Inc.,Landrum,SCから得られる)上で混合した。更なる処理は行わなかった。
上述したように調製された20.00gの再帰反射素子のサンプルを、0.62gのNALCO 2326のコロイド状シリカゾル(疎水性ナノ粒子を形成するのに表面処理されていない、16.12%固体)、20gの脱イオン水(Millipore Inc.,Billerica,MAから得られる18M)、及び20gのイソプロパノール(EMD Chemicals,Gibbstown,NJから得られる)と組み合わせた。分散液を2時間(hr)、攪拌子を用いて混合し、次に、120℃での炉内で乾燥した。
約0.2gのポリエステル粉末(寸法<38マイクロメートルの粒子を回収するためにふるいにかけた、EMS−Chemie North America Inc.,Sumter,SCから入手可能なGRILTEX D1644 E P1〜P3、100ナノメートルより大きな疎水性粒子(即ち、ナノ粒子ではない))を、上述したように調製され、2時間200ミリリットル(mL)プラスチックジャー内で回転させられた、20gの優位な親水性再帰反射素子と組み合わせた。
比較実施例Cの優位な親水性再帰反射粒子は、更なる処理剤なしで「優位な親水性再帰反射粒子の調製方法」の下で上述したように調製された粒子であった。
46cm×61cm×0.3cmのアルミニウムシートを無漂白クラフト紙及び剥離面を上に向けた46cm×46cmの3M SCOTCHPAK 4935剥離ライナーシートで覆った。優位な親水性再帰反射素子と比較実施例Aの親水性ナノ粒子との約5gのブレンド、及び優位な親水性再帰反射素子と実施例1の疎水性表面改質されたナノ粒子との5gのブレンドを、上記剥離ライナー上の微細な線パイルに注入した。ライナーを有し、その上に配置された粒子を有するアルミニウムシートを45°の角度で保持した。アルミニウムシートを金属ロッドで優しく軽く叩いた。このサンプルを90度まで更に傾け、優しく軽く叩いた。軽く叩いた処置の結果として、余剰粒子を剥離ライナー表面の下に流した。
Claims (1)
- 対向する第1及び第2の表面を有し、前記第1の表面が、ASTM D3330/D3330M−04による700グラム/インチ(276グラム/センチメートル)未満の剥離値を有する、第1の可撓性ライナー、
前記第1の可撓性ライナーの前記第1の表面に静電力により付着されたマルチサイズ粒子であって、
200マイクロメートル以下の平均一次粒径を有する複数の親水性粒子、及び
複数の離散的な疎水性ナノ粒子、を含み、
前記親水性粒子が、単層に配置されている、マルチサイズ粒子、並びに
対向する第1の表面及び第2の表面を有する第2の可撓性ライナーであって、前記第2のライナーが、前記マルチサイズ粒子の少なくとも一部分と物理的に接触している、第2の可撓性ライナー、
を含む、転写物品。
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