KR20070097460A - 구조화된 표면 용품의 제조 방법 - Google Patents

구조화된 표면 용품의 제조 방법 Download PDF

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가리 에이 코르바
롤프 더블유. 비에르나트
윌리엄 더블유. 메릴
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 구조화된 표면을 갖는 용품의 제조 방법에 관한 것이다. 공정은 원하는 구조화된 표면의 네가티브를 포함하는 공구를 제공하는 단계; 공구의 네가티브 표면을 불소화학적 벤조트리아졸과 접촉시켜 공구에 코팅된 표면을 제공하는 단계; 코팅된 공구를 수지와 접촉시켜, 수지에 구조화된 표면을 형성하는 단계; 및 공구로부터 수지를 제거하여 원하는 포지티브 구조화된 표면을 갖는 용품을 형성하는 단계를 포함한다.
구조화된 표면, 네가티브 표면, 불소화학적 벤조트리아졸

Description

구조화된 표면 용품의 제조 방법{METHOD OF MAKING A STRUCTURED SURFACE ARTICLE}
본 발명은 복제된 용품의 제조에 관한 것이다. 복제된 용품은 원하는 단면도를 갖는 1 이상의 기하학적 형상을 포함하는 구조화된 표면을 갖는다.
복제된 표면을 갖는 용품, 및 이러한 용품의 제조 방법은 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 6,096,247 및 6,808,658, 및 공개된 미국 출원 2002/0154406 A1을 참조하라. 이러한 참고문헌에 개시된 복제된 표면은 마이크로프리즘(microprism) (예컨대 마이크로큐브(microcube)) 및 렌즈를 포함한다. 통상적으로 이러한 구조는 예를 들어 엠보싱, 압출 또는 기계화를 통해, 적합한 중합체의 표면에 생성된다.
이러한 용품의 제조는 원하는 구조화된 표면의 네가티브 버젼(version)을 보유하는 공구를 중합체 수지와 접촉시키는 단계를 흔히 포함한다. 공구 내의 공동을 채우는데 충분한 조건 하 및 시간 동안 수지와의 접촉을 유지시킨 후, 수지를 공구로부터 제거한다. 생성된 구조화된 표면은 공구의 네가티브 표면의 복제물이다.
공구로부터의 수지의 제거를 향상시키기 위해 공구에 이형제를 가하는 것이 통상적이다. 예를 들어, 유기 물질 예컨대 오일 및 왁스 및 실리콘을 이형제로서 사용하여 표면에 이형 특성을 제공한다. 이러한 이형제의 단점들 중 하나는 이들이 충분한 이형 성질을 제공하기 위해서는 보통 표면에 자주 다시 가해질 필요가 있다는 것이다. 중합체성 이형 코팅물 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 제조된 것들은 오일, 왁스, 실리콘 및 다른 일시적 코팅물의 단점 중 몇몇을 만족시키며 흔히 더욱 내구성이 있다. 하지만, 통상적으로 중합체성 이형 코팅물은 비내구성 처리제보다 더욱 두꺼운 코팅을 요구하고, 이들의 두께가 변동할 수 있어서, 적용에의 어려움이 존재할 수 있다.
나아가, 반결정성 중합체와 같은 어떠한 중합체 계열은 공구로부터 확실하고 깨끗하게 분리하지 못함을 발견하였다. 결국, 공구의 표면을 이러한 중합체로 복제하는 데에는 어려움이 있다.
<요약>
본 발명은 공구의 네가티브 표면을 복제하는데 매우 다양한 중합체를 사용할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명은
(a) 원하는 구조화된 표면의 네가티브 표면을 포함하는 공구를 제공하는 단계;
(b) 공구의 네가티브 표면을 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 조성물과 접촉시켜 코팅된 네가티브 표면을 제공하는 단계;
(c) 코팅된 네가티브 표면을 수지와 접촉시켜, 수지에 기하학적 형상을 포함하는 원하는 구조화된 표면을 생성시키는 단계; 및
(d) 공구로부터 수지를 제거하는 단계
를 포함하는, 원하는 구조화된 표면을 갖는 중합체성 용품의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에 의한, 용품에 제공되는 구조화된 표면은 공구의 네가티브 표면의 복제물을 포함한다. 용품의 구조화된 표면은 원하는 단면형을 갖는 1 이상의 기하학적 형상을 갖는다. 본 발명의 방법의 일 실시태양은 구조화된 표면을 갖는 필름을 제조하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법은 비배향된 및 배향된 용품, 예컨대 필름의 제조에 사용될 수 있다. 배향된 용품은 단축 또는 이축 배향될 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 복제된 구조화된 표면은 다수개의 기하학적 형상을 포함할 수 있다. 기하학적 형상(들)은 종장형일 수 있다. 형상(들)은 용품의 제1 면-내 축으로 정렬될 수 있다. 별법으로, 이들은 제1 면-내 축에 대해 임의의 원하는 각도에서 용품에 배치될 수 있다. 이 방법은 단층 또는 다수개의 별도의 층을 포함하는 용품의 제조에 사용될 수 있다. 층은 다양한 중합체성 물질을 포함할 수 있다. 용품은 포지티브 또는 네가티브 복굴절될 수 있다. 추가로, 본 발명의 방법은 이들의 대향면 모두에서 구조화된 표면을 갖는 용품의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 복제된 기하학적 형상(들)은 프리즘형 또는 렌즈형 기하학적 형상일 수 있다. 기하학적 형상(들)은 연속형 또는 불연속형일 수 있다. 이는 매크로- 또는 마이크로-형상일 수 있다. 이는 하기 더욱 상세하게 논의되는 바와 같은 다양한 단면 프로파일을 가질 수 있다. 기하학적 형상은 복제된 표면에 서 반복될 수 있거나 또는 반복되지 않을 수 있다. 복제된 표면은 동일한 단면형을 갖는 다수개의 기하학적 형상을 포함할 수 있다. 별법으로, 이는 상이한 단면형을 갖는 다수개의 기하학적 형상을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 하기 용어 및 어구는 하기의 의미를 갖는다.
"단면형", 및 이들의 명백한 변형어는 제2 면-내 축 및 제3 축으로 정의되는 기하학적 형상의 외주부의 형상을 의미한다. 기하학적 형상의 단면형은 물리적 치수에 독립적이다.
"신장비", 및 이들의 명백한 변형어는 신장 후의 신장 방향에 따른 분리된 두 지점들 간의 거리 대 신장 전의 상응하는 지점들 간의 거리의 비율을 의미한다.
"기하학적 형상", 및 이들의 명백한 변형어는 구조화된 표면 상에 존재하는 미리결정된 형태(들)을 의미한다.
"매크로"는 접두사로서 사용되며 이의 변형된 용어가 1 mm 초과의 높이를 갖는 단면 프로파일을 가짐을 의미한다.
"금속성 표면" 및 이들의 명백한 변형어는 메탈로이드 또한 포함할 수 있는 금속 또는 금속 합금으로부터 코팅되거나 또는 형성된 표면을 의미한다. "금속"은 일반적으로 연성, 가단성(可鍛性), 광택, 및 열 전도성 및 전기 전도성을 특징으로 하는, 히드록실 라디칼과 염기를 형성하며 산의 수소 원자를 대체하여 염을 형성할 수 있는 원소 예컨대 철, 금, 알루미늄, 등을 지칭한다. "메탈로이드"는 금속의 몇몇 성질을 가지고/가지거나 금속과 합금을 형성하는 비금속성 원소 (예를 들어, 반도체)를 지칭하며, 나아가 금속 및/또는 메탈로이드 도핑제를 함유하는 비금속성 원소를 포함한다.
"마이크로"는 접두사로서 사용되며 이의 변형된 용어는 1 mm 이하의 높이를 갖는 단면 프로파일을 가짐을 의미한다. 바람직하게는 단면 프로파일은 0.5 mm 이하의 높이를 갖는다. 더욱 바람직하게는단면 프로파일은 0.05 mm 이하의 높이를 갖는다.
"단축 신장(uniaxial stretch)" 및 이들의 명백한 변형어는 용품의 대향 연부를 움켜잡아서 용품을 단지 한 방향으로만 물리적으로 신장시키는 작용을 의미한다. 단축 신장은 예를 들어, 필름의 부분에서 순간적으로 또는 상대적으로 매우 적은 이축 신장을 유도할 수 있는 전단 작용으로 인한, 필름의 균일한 신장에 약간의 결점을 포함하는 것으로 의도된다.
"구조 표면"은 1 이상의 기하학적 형상을 갖는 표면을 의미한다.
"구조화된 표면"은 표면에 원하는 기하학적 형상 또는 다수개의 기하학적 형상을 부여하는 임의의 기법으로 생성된 표면을 의미한다.
층으로 된 필름의 경우에, "단축" 또는 "정확한(truly) 단축"이란 달리 나타내지 않으면, 필름의 개별 층에 적용되는 것으로 의도된다.
본 발명은 하기의 설명을 도시한 첨부된 도면과 함께 본 발명의 다양한 실시태양에 대한 하기의 상세한 설명을 통해 더욱 완벽하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법에 의해 제조된 필름의 단면도이다.
도 2A-2E는 본 발명에 따라 제조된 용품의 몇몇 별도의 실시태양의 단면도이 다.
도 3A-3W는 본 발명의 방법에 따라 제조될 수 있는 기하학적 형상의 몇몇 별도의 프로파일의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 공정의 개략도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 변경 형태로 존재할 수 있다. 본 발명의 특징이 도면에서 나타나는데, 이는 단지 예시일 뿐이다. 본 발명이 기술된 특정 실시태양으로 제한되는 것을 의도하지 않는다. 대신, 본 발명의 취지 및 범위에 속하는 모든 변형, 균등범위 및 변경을 포함하는 것을 의도한다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 용품 및 필름은 일반적으로 몸체부 및 표면 구조부를 포함한다. 도 1은 본 발명의 다양한 실시태양에 따라 제조된 필름의 단면도를 나타낸다. 도 2A-2E는 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 필름의 몇몇 별도의 실시태양의 단면도를 나타낸다. 도 3A-3W는 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 기하학적 형상의 몇몇 별도의 실시태양을 나타낸다.
도 1을 참고할 때, 필름 (9)는 두께 (Z)를 갖는 몸체부 또는 랜드부 (11) 및 높이 (P)를 갖는 표면부 (13)을 포함한다. 표면부 (13)은 본원에서 직각 프리즘으로 나타낸 일련의 평행한 기하학적 형상 (15)를 포함한다. 각각의 기하학적 형상 (15)는 기본 폭 (BW) 및 피크 대 피크 간격 (PS)을 갖는다. 필름은 P + Z의 합인 총 두께 T를 갖는다.
몸체부 또는 랜드부 (11)은 필름 (9)의 하부면 (17)과 표면부 (15)의 최하점 사이의 용품의 부분을 포함한다. 몇몇 경우에, 이는 용품의 폭 (W)에 대해 일정한 치수일 수 있다. 다른 경우에는, 이러한 치수는 가변 피크 높이를 갖는 기하학적 형상의 존재로 인해 변할 수 있다. 도 2E를 참조하라.
필름 (9)는 제1 면-내 축 (18), 제2 면-내 축 (20) 및 제3 축 (22)를 갖는다. 도 1에서, 제1 면-내 축 (18)은 기하학적 형상 (15)의 길이 방향과 실질적으로 평행이다. 도 1에서, 제1 면-내 축이 필름 (9)의 기준선이다. 이러한 세개의 축은 서로에 대해 상호 직교이다.
본 발명의 방법은 단축 배향된 필름의 제조에 사용될 수 있다. 단축 배향은 제1 면-내 축에 따른 필름의 굴절율 (n1), 제2 면-내 축에 따른 굴절율 (n2), 및 제3 축에 따른 굴절율 (n3)에서의 차이를 결정함으로써 측정될 수 있다. 본 발명의 단축 배향된 필름은 n1 ≠ n2 이고 n1 ≠ n3이다. 나아가, n2 및 n3은 n1과의 이들의 차이에 있어 서로 실질적으로 동일하다. 바람직하게는 본 발명의 필름은 정확히 단축 배향된다.
본 발명의 방법은 또한 0.3 이하의 상대적 복굴절도를 갖는 필름을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 상대적 복굴절도는 0.2 미만이며, 또다른 실시태양에서 이는 0.1 미만이다. 상대적 복굴절도는 하기의 식에 따라 결정되는 절대값이다.
│n2 - n3 │/│n1 - (n2 + n3) / 2│
본 발명의 방법은 1 이상의 프리즘형 또는 렌즈형 기하학적 형상을 갖는 필름의 제조에 사용될 수 있다. 기하학적 형상은 필름의 제1 면-내 축에 대해 일반적으로 평행인 종장형 구조일 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 구조화된 표면은 일련의 직각 프리즘 (16)을 포함한다. 하지만, 다른 기하학적 형상 및 이들의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2A-2E 및 도 3A-3W를 참조하라. 도 2A는 기하학적 형상이 정점을 가질 필요가 없거나 또는 이들이 이들의 기저에서 서로 만날 필요가 없음을 나타낸다. 도 2B는 기하학적 형상이 둥근 피크 및 만곡된 측면을 가질 수 있음을 나타낸다. 도 2C는 기하학적 형상의 피크가 평평할 수 있음을 나타낸다. 도 2D는 필름의 대향 표면들이 구조화된 표면을 가질 수 있음을 나타낸다. 도 2E는 가변 랜드 두께, 피크, 높이 및 기저 폭을 가질 수 있음을 나타낸다.
도 3A-3W는 구조화된 표면을 제공하기 위해 사용될 수 있는 다른 단면형을 나타낸다. 이러한 도면은 또한 기하학적 형상이 함몰 (도 3A-I 및 3T 참고) 또는 돌출 (도 3J-3S 및 3U-W 참조)을 포함할 수 있음을 나타낸다. 함몰을 포함하는 형상의 경우에, 함몰 사이의 상승된 영역은 도 3C에나타낸 바와 같이, 돌출-타입 형상으로 고려될 수 있다.
본 발명의 방법은 원하는 결과를 달성하기 위해 임의의 방식으로 조합될 수 있는 다양한 형상의 실시태양을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 수평 표면은 둥글거나 또는 평평한 피크를 가지는 형상으로 나뉠 수 있다. 나아가 만곡된 측면은 임의의 이러한 형상에 사용될 수 있다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법은 임의의 원하는 기하학적 형태의 형상을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이들은 필름의 z-축에 대해 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 이들은 단일 형상, 원하는 패턴에서의 다수개의 동일한 형상, 또는 원하는 패턴에서 배열된 2 이상 형상의 조합을 포함할 수 있다. 나아가, 형상의 치수, 예컨대 높이 및/또는 폭은 구조화된 표면에 대해 동일할 수 있다. 별법으로, 이들은 형상마다 변할 수 있다.
본 발명의 방법은 일반적으로 엠보싱, 캐스팅, 공압출 또는 다른 비-기계화 기법을 통해 부여되는 원하는 구조화된 표면을 가질 수 있는 중합체성 수지를 제공하는 단계를 포함한다. 구조화된 표면은 원하는 용품의 형성과 동시에 제공될 수 있거나, 또는 용품을 형성한 후에 수지의 제1 표면에 부여될 수 있다. 이의 방법은 도 4와 관련하여 추가로 설명될 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 개략도이다. 방법에서, 필름의 원하는 구조화된 표면의 네가티브 버젼을 포함하는 공구 (24)를 제공하는데, 이는 구동 롤 (26A) 및 (26B)를 통해 전진하여 다이 (28)의 오리피스(orifice, 도시되지 않음)를 통과한다. 다이 (28)은 용융 트레인(train)의 배출점을 포함하며, 이는 펠렛, 분말, 등의 형태의 건조 중합체성 수지를 수용하기 위한 공급 호퍼(hopper) (32)를 갖는 압출기 (30)을 포함한다. 용융 수지는 다이 (28)에서 공구 (24)로 배출된다. 간극 (33)이 다이 (28)와 공구 (24) 사이에 제공된다. 용융 수지를 공구 (24)와 접촉시키고 경화시켜 중합체성 필름 (34)를 형성한다. 그 후 필름 (24)의 선단부를 스트리퍼 롤 (36)에서 공구 (24)로부터 스트리핑시킨다. 이어서, 필름 (24)를 바람직하게는 신장 기구 (38)로 유도할 수 있다. 그 후 필름 (24)를 스테이션(station) (40)에서 연속 롤로 권취시킬 수 있다.
필름 (34)는 신장될 필요가 없음을 주의하여야만 한다. 따라서, 이는 신장 없이 롤에서 권취될 수 있거나, 또는 시트로 절단되어 추가적 사용을 위해 적층될 수 있다. 신장이 바람직한 경우, 이는 도 4에 나타난 바와 같은 인-라인(in-line)에서보다 후속 단계에서 행해질 수 있다.
필름에 구조화된 표면을 부여하기 위해 다양한 기법을 사용할 수 있다. 이들은 배치 기법 및 연속 기법을 포함한다. 이들은 원하는 구조화된 표면의 네가티브 표면을 가지는 공구를 제공하는 단계; 중합체에 원하는 구조화된 표면의 포지티브 버젼을 생성하는데 충분한 조건 하 및 시간 동안 중합체성 필름의 1 이상의 표면을 공구와 접촉시키는 단계; 및 공구로부터 구조화된 표면을 갖는 중합체를 제거하는 단계를 수반한다. 통상적으로 공구의 네가티브 표면은 금속성 표면을 포함한다.
다이 (28) 및 공구 (24)가 서로에 대해 연직 배열로 도시되어 있다고 하더라도, 수평 또는 다른 배열 또한 사용될 수 있다. 특정 배열과 관계없이, 다이 (28)은 간극 (33)에서 용융 수지를 공구 (24)에 제공한다.
다이 (28)은 이것이 공구 (24)를 향해 이동될 수 있는 방식으로 장착되어 있다. 이는 간극 (32)을 원하는 간격으로 조정할 수 있게 한다. 간극의 크기는 용융 수지의 조성, 이의 점도 및 본질적으로 용융 수지로 공구를 완전히 채우기 위해 필요한 압력의 함수이다.
용융 수지의 점도는, 공구 (24)의 공동에 가해진 진공, 압력, 온도, 초음파 진동 또는 기계적 수단을 임의로 사용하여, 용융 수지가 바람직하게는 실질적으로 공구 (24)의 공동을 채우도록 하는 점도이다. 수지가 실질적으로 공구 (24)의 공동을 채우는 경우, 필름의 생성된 구조화된 표면은 복제되게 된다.
수지가 열가소성 수지인 경우에, 이는 통상적으로 고체로서 공급 호퍼 (32)에 공급된다. 충분한 열이 압출기 (30)에 제공되어 고체 수지를 용융물로 전환시킨다. 공구는 통상적으로 이것이 가열된 구동 롤 (26A)를 통과함으로써 가열된다. 구동 롤 (26A)는 예를 들어 이를 통과하는 고온 오일을 순환시킴으로써, 또는 이를 유도 가열시킴으로써 가열될 수 있다. 공구 (24)의 온도는 통상적으로 수지의 연화점 보다는 높으며 이의 분해 온도보다는 낮다.
부분적으로 중합된 수지를 포함하는 중합성 수지의 경우에, 수지를 다이 (28)을 공급하는 분배기에 직접 펌핑하거나 또는 부을 수 있다. 수지가 반응성 수지인 경우, 본 발명의 방법은 수지를 경화시키는 1 이상 추가적 단계를 포함한다. 예를 들어, 수지를 적합한 복사 에너지원, 예컨대 화학 방사선, 예를 들어 자외선, 적외선, 전자 빔 방사선, 가시광선, 등에, 수지가 경화하기에 충분한 시간 동안 노출시켜 경화시킬 수 있으며, 이를 공구 (24)로부터 제거한다.
추가 공정을 위한 필름의 경화를 위해 용융 필름을 다양한 방법으로 냉각시킬 수 있다. 이러한 방법은 압출된 수지 상에 물을 분무하는 것, 공구의 구조화되지 않은 표면을 냉각 롤과 접촉시키는 것, 또는 필름을 직접 공기와 부딪하게 하는 것을 포함한다.
상기의 논의는 필름 및 구조화된 표면의 동시 성형에 초점을 맞추었다. 본 발명에 유용한 또다른 기법은 사전형성된 필름의 제1 표면을 공구와 접촉시키는 것을 포함한다. 그 후 필름의 표면이 충분히 연화되어 필름에 원하는 구조화된 표면을 생성시킬 때까지 필름/공구의 조합에 압력, 열, 또는 압력과 열을 가한다. 바람직하게는, 필름의 표면은 공구의 공동을 완전히 채우기에 충분히 연화된다. 이어서, 필름을 냉각시키고 마스터(master)로부터 제거한다.
상기 나타낸 바와 같이, 공구는 원하는 구조화된 표면의 네가티브 버젼 (즉, 네가티브 표면)을 포함한다. 이에 따라, 이는 미리결정된 패턴의 돌출 및 함몰 (또는 공동)을 포함한다. 공구의 네가티브 표면을 수지와 접촉시켜, 제1 또는 제2 면-내 축에 대해 임의 정렬된 구조화된 표면 상에 기하학적 형상을 생성시킬 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 도 1의 기하학적 형상은 용품의 기계 또는 길이 방향, 또는 가로 또는 폭 방향 중 하나로 정렬될 수 있다.
복제 단계의 일 실시태양에서, 공구의 공동의 50% 이상이 수지로 채워진다. 또다른 실시태양에서, 공동의 75% 이상이 수지로 채워진다. 또다른 실시태양에서, 공동의 90% 이상이 수지로 채워진다. 또다른 실시태양에서, 공동의 95% 이상이 수지로 채워진다. 또다른 실시태양에서, 공동의 98% 이상이 수지로 채워진다.
공동의 75% 이상이 수지로 채워진 경우에, 많은 용품에서 네가티브에 대한 충분한 만족도(fidelity)를 달성할 수 있다. 하지만, 더욱 우수한 네가티브에 대한 만족도는 공동의 90% 이상이 수지로 채워진 경우에 달성된다. 가장 우수한 네가티브에 대한 만족도는 공동의 98% 이상이 수지로 채워진 경우에 달성된다.
원하는 구조화된 표면을 생성하기 위해 사용되는 공구는 네가티브 표면 상에 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 코팅물을 가진다. 불소화학적 벤조트리아졸은 바람직하게는 공구 상에 실질적으로 연속 단층 필름을 형성한다. 분자 형태 "실질적으로 연속 단층 필름"이란 각각의 분자가 이들의 분자 구조가 허용하는 한 빽빽하도록 함께 패킹(pack)함을 의미한다. 필름은 본 발명의 분자 중 트리아졸 기가 공구의 금속/메탈로이드 표면의 이용가능한 영역에 부착되고, 펜던트 플루오로화탄소 꼬리가 실질적으로 외부 계면을 향해 정렬되어 있도록 자가 조립된다고 여겨진다.
단층 필름의 유효성 및 단층 필름이 표면에 형성된 정도는 일반적으로 화합물과 공구의 특정 금속 또는 메탈로이드 표면 간의 결합의 강도, 및 필름-코팅된 표면이 사용되는 조건에 따른다. 예를 들어, 몇몇 금속 또는 메탈로이드 표면은 높은 결합성(tenacious)인 단층 필름을 요구할 수 있는 반면, 다른 이러한 표면은 보다 더욱 낮은 결합 강도를 갖는 단층 필름을 요구할 수 있다. 유용한 금속 및 메탈로이드 표면은 본 발명의 화합물과의 결합을 형성하는, 바람직하게는 단층 또는 실질적으로 연속 단층 필름을 형성하는 임의의 표면을 포함한다. 상기 단층 필름을 형성하는데 적합한 표면의 예는 구리, 니켈, 크로뮴, 아연, 은, 게르마늄, 및 이들의 합금을 포함하는 것들을 포함한다.
단층 또는 실질적으로 연속 단층 필름은 전체 표면을 코팅시키기에 충분한 양의 불소화학적 벤조트리아졸과 표면을 접촉시킴으로써 형성될 수 있다. 화합물은 적절한 용매에 용해될 수 있으며, 조성물이 표면에 가해질 수 있고, 건조될 수 있다. 적합한 용매는 에틸 아세테이트, 2-프로판올, 아세테이트, 2 프로판올, 아세톤, 물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 별법으로, 기상인 불소화학적 벤조트리아졸을 표면 상에 침착시킬 수 있다. 임의의 과량의 화합물은 용매로 기판을 세정시켜 제거될 수 있고/있거나 처리된 기판을 사용함으로써 제거될 수 있다.
불소화학적 벤조트리아졸은 단지 금속 및 메탈로이드 표면에 화학적으로 결합할 뿐 아니라, 나아가 이들은 이러한 표면에 예를 들어, 이형 및/또는 부식 억제을 제공함을 발견하였다. 이러한 화합물은 금속 또는 메탈로이드 표면 (예컨대 마스터 공구)에 결합할 수 있는 머리 기(head group), 및 이형되는 물질과 극성 및/또는 관능성면에서 적절하게 상이한 꼬리부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 화합물은 단층 또는 실질적으로 단층인 자가 조립된 내구성 필름을 형성한다. 불소화학적 벤조트리아졸은 하기 화학식을 갖는 것들을 포함한다.
Figure 112007045364047-PCT00001
상기식에서, Rf는 CnF2n +1-(CH2)m-이고, 여기서 n은 1 내지 22의 정수이고, m은 0, 또는 1 내지 22의 정수이고, X는 -CO2-, -SO3-, -CONH-, -O-, -S-, 공유 결합, -SO2NR-, 또는 -NR-이고, 여기서 R은 H 또는 C1 내지 C5 알킬렌이고; Y는 -CH2-이고, 여기서 z는 0 또는 1이고; R1는 H, 저급 알킬 또는 Rf-X-Yz-이고, 단, X가 -S-, 또는 -O-일 때, m은 0, z는 0, n은 ≥ 7이고, X가 공유 결합일 때, m 또는 z는 1 이상이다. 바람직하게는 n + m은 8 내지 20의 정수이다.
이형제로서 사용하기에 특히 유용한 불소화학적 벤조트리아졸 조성물의 계열은 하기 화학식을 갖는 1 이상의 화합물을 포함한다.
Figure 112007045364047-PCT00002
상기식에서, Rf는 CnF2n +1-(CH2)m-이고, 여기서 n은 1 내지 22이고, m은 0 또는 1 내지 22의 정수이고, X는 -CO2-, -SO3-, -S-, -O-, -CONH-, 공유 결합, -SO2NR-, 또는 -NR-이고, 여기서 R은 H 또는 C1 내지 C5 알킬렌이고, q는 0 또는 1이고; Y는 C1-C4 알킬렌이고, z는 0 또는 1이고; R1은 H, 저급 알킬, 또는 Rf-X-Yz이다. 이러한 물질은 미국 특허 6,376,065에 기술되어 있다.
본 발명의 방법은 신장 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 용품은 단축(unaxially) 배향(일축 배향을 포함)되거나 또는 이축 배향될 수 있다. 추가로, 공정은 신장 전에 오븐 또는 다른 기구를 제공하는 것과 같은 사전조절 단계를 임의로 포함할 수 있다. 사전조절 단계는 예열 구역 및 흡열(heat soak) 구역을 포함할 수 있다. 공정은 또한 후조절 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필름은 우선 가열 설정될 수 있고 이어서 급냉될 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 사용되는 중합체는 결정형, 반결정형, 액체 결정형 또는 무정형 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 중합체 분야에서, 중합체가 통상적으로 완전한 결정형이 아닌 것으로 일반적으로 인식되며, 따라서 본원에서는 결정형 또는 반결정형 중합체는 무정형이 아닌 중합체를 지칭하며 결정형, 부분적으로 결정형, 반결정형, 등으로서 보편적으로 지칭되는 임의의 물질을 포함함을 이해하여야만 한다. 때때로 경직-막대(rigid-rod) 중합체로도 지칭되는 액체 결정형 중합체는 당업계에서 3차원적 결정형 질서와는 상이한 긴 범위의 질서체계의 몇몇 형태를 가지는 것으로 이해된다.
본 발명은 필름 형태로 용융-가공하거나 또는 경화가능한 임의의 중합체를 사용할 수 있음을 고려한다. 이는 하기 계열의 중합체로 경화될 수 있는 단독중합체, 공중합체 및 올리고머를 비제한적으로 포함할 수 있다: 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리알킬렌 테레프탈레이트 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리에틸렌 비벤조에이트, 폴리알킬렌 나프탈레이트 (예를 들어 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN) 및 이들의 이성질체 (예를 들어, 2,6-, 1,4-, 1,5-, 2,7-, 및 2,3-PEN)) 및 폴리부틸렌 나프탈레이트 (PBN) 및 이들의 이성질체), 및 액체 결정형 폴리에스테르); 폴리아릴레이트; 폴리카르보네이트 (예를 들어, 비스페놀 A의 폴리카르보네이); 폴리아미드 (예를 들어 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 46, 폴리아미드 66, 폴리아미드 69, 폴리아미드 610, 및 폴리아미드 612, 방향족 폴리아미드 및 폴리프탈아미드); 폴리에테르-아미드; 폴리아미드-이미드; 폴리이미드 (예를 들어, 열가소성 폴리이미드 및 폴리아크릴산 이미드); 폴리에테르이미드; 폴리올레핀 또는 폴리알킬렌 중합체 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌, 및 폴리(4-메틸)펜텐); 이오노머 예컨대 수를린(Surlyn)™ (데라웨아주 윌밍톤에 위치한 이　아이　듀폰　디　네모아　앤드　캄파니(E. I. du Pont de Nemours & Co.)로부터 입수가능함); 폴리비닐아세테이트; 폴리비닐 알콜 및 에틸렌-비닐 알콜 공중합체; 폴리메타크릴레이트 (예를 들어, 폴리이소부틸 메타크릴레이트, 폴리프로필메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 및 폴리메틸메타크릴레이트); 폴리아크릴레이트 (예를 들어, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 및 폴리부틸 아크릴레이트); 폴리아크릴로니트릴; 플루오로중합체 (예를 들어, 퍼플루오로알콕시 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리트리플루오로에틸렌, 플루오르화 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리비닐레덴 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리에틸렌-co-트리플루오로에틸렌, 폴리 (에틸렌-alt-클로로트리플루오로에틸렌), 및 THV ™ (3M사)); 염화 중합체 (예를 들어, 폴리비닐레덴 클로라이드 및 폴리비닐클로라이드); 폴리아릴에테르 케톤 (예를 들어, 폴리에테르에테르케톤 ("PEEK")); 지방족 폴리케톤 (예를 들어, 에틸렌 및/또는 프로필렌과 이산화탄소의 공중합체 및 3원중합체); 임의 탁틱성의 폴리스티렌 (예를 들어, 어탁틱(atactic) 폴리스티렌, 이소탁틱 폴리스티렌 및 신디오탁틱(syndiotactic) 폴리스티렌) 및 임의 탁틱성의 고리- 또는 사슬-치환된 폴리스티렌 (예를 들어, 신디오탁틱 폴리-알파-메틸 스티렌, 및 신디오탁틱 폴리디클로로스티렌); 임의의 상기 스티렌계의 공중합체 및 블렌드 (예를 들어, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 3원중합체); 비닐 나프탈렌; 폴리에테르 (예를 들어, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리(디메틸페닐렌 옥사이드), 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리옥시메틸렌); 셀룰로스계 (예를 들어, 에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 및 셀룰로스 니트레이트); 황-함유 중합체 (예를 들어, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 폴리아릴술폰, 및 폴리에테르술폰); 실리콘 수지; 에폭시 수지; 엘라스토머 (예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 및 네오프렌), 및 폴리우레탄. 2 이상 중합체 또는 공중합체의 블렌드 또는 합금 또한 사용될 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 반결정성 중합체 특히 폴리에스테르를 사용하여 표면을 복제하는 것은 어려웠다. 일반적으로 이들은 복제 공정 동안 공구에 결합성으로 접착한다. 결과적으로, 복제된 표면의 손상을 야기시키지 않고, 이들을 공구로부터 제거하는 것은 어렵다. 본 발명에 유용한 반결정성 열가소성 중합체의 예는 반결정성 폴리에스테르를 포함한다. 이러한 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함한다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하는 중합체는 본 발명의 많은 바람직한 성질을 가지는 것으로 밝혀졌다.
폴리에스테르에 사용하기 위한 적합한 단량체 및 공단량체는 디올 또는 디카르복실산 또는 에스테르 타입일 수 있다. 디카르복실산 공단량체는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 모든 이성질체성 나프탈렌디카르복실산 (2,6-, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,8-), 비벤조산 예컨대 4,4'-비페닐 디카르복실산 및 이의 이성질체, trans-4,4'-스틸벤 디카르복실산 및 이의 이성질체, 4,4'-디페닐 에테르 디카르복실산 및 이의 이성질체, 4,4'-디페닐술폰 디카르복실산 및 이의 이성질체, 4,4'-벤조페논 디카르복실산 및 이의 이성질체, 할로겐화 방향족 디카르복실산 예컨대 2-클로로테레프탈산 및 2,5-디클로로테레프탈산, 다른 치환된 방향족 디카르복실산 예컨대 3급 부틸 이소프탈산 및 나트륨 술폰화 이소프탈산, 시클로알칸 디카르복실산 예컨대 1,4-시클로헥산디카르복실산 및 이의 이성질체 및 2,6-데카히드로나프탈렌 디카르복실산 및 이의 이성질체, 이환식 또는 다환식 디카르복실산 (예컨대 다양한 이성질체성 노르보르난 및 노르보르넨 디카르복실산, 아다만탄 디카르복실산, 및 비시클로-옥탄 디카르복실산), 알칸 디카르복실산 (예컨대 세바크산, 아디프산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아젤라산, 및 도데칸 디카르복실산), 및 융합된-고리 방향족 탄화수소 (예컨대 인덴, 안트라센, 페네안트렌, 벤조나프텐, 플루오렌 등)의 임의의 이성질체성 디카르복실산을 비제한적으로 포함한다. 다른 지방족, 방향족, 시클로알칸 또는 시클로알켄 디카르복실산을 사용할 수 있다. 별법으로, 임의의 상기 디카르복실산 단량체의 에스테르, 예컨대 디메틸 테레프탈레이트를 디카르복실산 대신에 사용할 수 있거나, 또는 이들과 함께 사용할 수 있다.
적합한 디올 공단량체는 직쇄 또는 분지쇄 알칸 디올 또는 글리콜 (예컨대 에틸렌 글리콜, 프로판디올 예컨대 트리메틸렌 글리콜, 부탄디올 예컨대 테트라메틸렌 글리콜, 펜탄디올 예컨대 네오펜틸 글리콜, 헥산디올, 2,2,4-트리메틸-l,3-펜탄디올 및 고급 디올), 에테르 글리콜 (예컨대 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 및 폴리에틸렌 글리콜), 사슬-에스테르 디올 예컨대 3-히드록시-2,2-디메틸프로필-3-히드록시-2,2-디메틸프로필-3-히드록시-2,2-디메틸 프로파노에이트, 시클로알칸 글리콜 예컨대 1,4-시클로헥산디메탄올 및 이의 이성질체 및 1,4-시클로헥산디올 및 이의 이성질체, 이환식 또는 다환식 디올 (예컨대 다양한 이성질체성 트리시클로데칸 디메탄올, 노르보르난 디메탄올, 노르보르넨 디메탄올, 및 비시클로-옥탄 디메탄올), 방향족 글리콜 (예컨대 1,4-벤젠디메탄올 및 이의 이성질체, 1,4-벤젠디올 및 이의 이성질체, 비스페놀 예컨대 비스페놀 A, 2,2'-디히드록시 비페닐 및 이의 이성질체, 4,4'-디히드록시메틸 비페닐 및 이의 이성질체, 및 l,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠 및 이의 이성질체), 및 이러한 디올의 저급 알킬 에테르 또는 디에테르, 예컨대 디메틸 또는 디에틸 디올을 비제한적으로 포함한다. 다른 지방족, 방향족, 시클로알킬 및 시클로알케닐 디올을 사용할 수 있다.
폴리에스테르 분자에 분지쇄 구조를 부여하는 작용을 할 수 있는 3관능성 또는 다관능성 공단량체 또한 사용될 수 있다. 이들은 카르복실산, 에스테르, 히드록시 또는 에테르 타입일 수 있다. 예는 트리멜리트산 및 이의 에스테르, 트리메틸올 프로판, 및 펜타에리트리톨을 비제한적으로 포함한다.
또한 히드록시카르복실산 예컨대 파라히드록시벤조산 및 6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산, 및 이들의 이성질체를 포함하는 혼합된 관능성의 단량체, 및 혼합된 관능성의 3관능성 또는 다관능성 공단량체 예컨대 5-히드록시이소프탈산 등이 공단량체로서 적합하다.
적합한 폴리에스테르 공중합체는 PEN의 공중합체 (예를 들어, 2,6-, 1,4-, 1,5-, 2,7-, 및/또는 2,3-나프탈렌 디카르복실산, 또는 이의 에스테르와, (a) 테레프탈산, 또는 이의 에스테르; (b) 이소프탈산, 또는 이의 에스테르; (c) 프탈산, 또는 이의 에스테르; (d) 알칸 글리콜; (e) 시클로알칸 글리콜 (예를 들어, 시클로헥산 디메탄올 디올); (f) 알칸 디카르복실산; 및/또는 (g) 시클로알칸 디카르복실산 (예를 들어, 시클로헥산 디카르복실산)의 공중합체), 및 폴리알킬렌 테레프탈레이트 (테레프탈산, 또는 이의 에스테르와, (a) 나프탈렌 디카르복실산, 또는 이의 에스테르; (b) 이소프탈산, 또는 이의 에스테르; (c) 프탈산, 또는 이의 에스테르; (d) 알칸 글리콜; (e) 시클로알칸 글리콜 (예를 들어, 시클로헥산 디메탄 디올); (f) 알칸 디카르복실산; 및/또는 (g) 시클로알칸 디카르복실산 (예를 들어, 시클로헥산 디카르복실산)의 공중합체)이다. 기술된 코폴리에스테르는 또한 1 이상의 성분이 일 폴리에스테르에 기재한 중합체이고 다른 성분(들)이 다른 폴리에스테르 또는 폴리카르보네이트인, 단독중합체 또는 공중합체인 펠렛의 블렌드일 수 있다.
본 발명의 방법은 타이어 밧줄(tire cordage), 여과매, 테이프 배킹제(tape backings), 와이프(wipe) 예컨대 바깥층 와이프, 마이크로유체 필름, 뷰러 필터(blur filter), 편광자, 반사성 편광자, 2색성 편광자, 정렬된 반사성/2색성 편광자, 흡수성 편광자, 지연제 (z-축 지연제 포함), 회절 격자, 광택 향상 필름, 및 편광 회절 격자를 포함하는 매우 다양한 응용품에 유용한 제품을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 필름은 특정 요소 그자체를 포함할 수 있거나, 또는 이들은 또다른 요소에서의 성분으로서, 예컨대 전면 및 후면 돌출 시스템에서의 타이어, 필터, 접착성 테이프, 빛살 분할기로서 사용될 수 있거나, 또는 디스플레이 또는 마이크로디스플레이에서 사용되는 광택 향상 필름으로서 사용될 수 있다.
상기 기술에서, 구성요소의 위치는 "제1", "제2", "제3", "상부" 및 "하부"의 용어로 때때로 기술되었다. 이러한 용어는 본 발명의 다양한 구성요소, 예컨대 도면에 나타낸 것들을 단지 단순하게 기술하기 위해 사용된 것이다. 이들은 본 발명의 구성요소의 유용한 배향에 대해 임의의 제한을 가하는 것이라고 이해되어서는 안될 것이다.
따라서, 본 발명이 상기 기술된 특정예로 제한되는 것으로 생각되어서는 안되며, 청구의 범위에서 명백히 나타낸 바와 같은 본 발명의 모든 측면을 포함하는 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 많은 구조 뿐 아니라, 다양한 변형, 균등범위는 본 명세서의 검토시 본 발명에 속하는 분야의 당업자에게는 명백할 것이다. 청구의 범위는 이러한 변형 및 의도를 포함하는 것으로 의도된다.
실시예 1
본 실시예에서는 테네시주 킹스포트에 위치한 이스트만 케미칼 컴퍼니(Eastman Chemical Company)로부터 입수가능한 고유 점도 (I.V.) 0.74를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 사용하였다.
PET 펠렛을 건조하여 잔류하는 물을 제거하고 이를 질소 퍼징하에 압출 호퍼의 압출부에 로딩하였다. PET를 압출기 내에서 232℃에서 282℃로 증가하는 온도 프로파일로 압출시키고 282℃에서 다이 세트의 연속 용융 트레인으로 보냈다. 용융 트레인 압력을 계속해서 관찰하여 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서 평균을 취한 후, 다이를 공구로 아주 근접하게 이동시켜, 중합체 필름을 형성함과 동시에 공구에서 그 필름의 제1 표면을 구조화하였다.
공구는 캐스트 필름 상에 형성되는 구조화된 표면의 네가티브 버젼을 갖는 구조화된 벨트였다. 구조화된 표면은 연속적으로 반복되는 일련의 삼각형 프리즘을 포함하였다. 삼각형은 톱니형 패턴을 형성하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다. 프리즘을 캐스팅 방향 또는 기계 방향 (MD)에 따라 정렬하였다. 공구의 구조화된 표면을 미국 특허 6,376,065에 개시된 바와 같이 하기 화학식을 갖는 불소화학적 벤조트리아졸로 코팅하였다. 캐스팅 (MD) 방향에 따라 공구 표면의 연속 이동을 제공하는 온도-조절된 회전 캔에 공구를 장착하였다. 측정된 공구의 평균 표면 온도는 92℃였다.
Figure 112007045364047-PCT00003
상기식에서 Rf는 C8F17이고 R은 -(CH2)2-이다.
용융 트레인에서 용융 중합체를 배출하는 다이 오리피스를, 공구와 다이 사이의 최종 슬롯을 형성하는 회전 벨트 공구와 아주 근접하게 두었다. 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서의 압력은 다이 및 공구가 가까워짐에 따라 증가하였다. 이러한 최종 압력과 이전에 기록된 압력에서의 차이를 슬롯 압력 강하로 지칭한다. 본 실시예에서의 슬롯 압력 강하는 7.37x106 Pa (1070 psi)였는데, 이는 용융 중합체를 공구 네가티브에 의해 형성된 구조화된 공동 내로 구동시키기에 충분한 압력을 제공하였다. 이렇게 형성되고 구조화된 필름을 슬롯으로부터 공구 회전을 통해 이송시키고, 추가적 공기 냉각을 통해 급냉시키고, 공구로부터 스트립핑시키고 롤로 귄취시켰다. 구조의 높이를 포함하는 캐스트 필름의 총 두께 (T)는 약 510 ㎛였다.
캐스트 및 권취 중합체 필름은 공구 구조와 가깝게 복제되었다. 현미경을 사용하여 단면을 관찰시, 필름의 표면 상에 약 85° 정점 각도를, 삼각형의 하나의 다리에 대해서는 필름 랜드의 수평으로부터 20° 경사를, 대향 다리에 대해서는 수직으로부터 15°기울기를 갖는 프리즘형 구조를 확인하였다. 측정된 프로파일은 직선 연부 및 약간 둥근 정점을 갖는, 예측된 거의 정삼각형(right triangular) 형태를 나타내었다. 중합체성 필름 표면 상의 복제된 프리즘을 측정시, 기저 폭 (BW)이 44 ㎛이고 높이 (P)가 19 ㎛였다. 피크 대 피크 간격 (PS)은 기저 폭 (BW)와 거의 동일하였다. 공구는 또한 불완전하며, 표준 크기로부터 작은 편차가 존재할 수 있다.
구조화된 캐스트 필름을 10:7 (홈의 방향: 홈에 대한 수직 방향)의 종횡비를 갖는 시트로 절단하고, 플레넘(plenum)에서 측정된 바와 같이 약 100℃로 예열하고, 배치 텐터(tenter) 공정을 사용하여 프리즘의 연속 길이 방향을 따라 거의 정확한 단축 방식으로 6.4의 표준 신장비로 신장시키고, 6.4의 신장비로 즉시 이완시키고, 6.3의 신장비로 즉시 이완시켰다. 6.4에서 6.3으로의 이완을 신장 온도에서 수행하여 최종 필름의 수축을 조절하였다. 구조화된 표면은 상당히 직선 단면 연 부 (상당히 평평한 측면)를 갖는 프리즘형 및 대략 유사한 형을 유지하였다. 단면을 잘라서 현미경으로 관찰시, 신장 후 기저 폭 (BW')는 16.5 ㎛로 측정되었고, 신장 후 피크 높이 (P')는 5.0 ㎛로 측정되었다. 구조화된 높이를 포함하는 필름의 최종 두께 (T')는 180 ㎛로 측정되었다. 뉴저지주 피스카타웨이에 위치한 메트리콘사(Metricon)로부터 입수가능한 메트리콘 프리즘 커플러(Metricon Prism Coupler)를 사용하여 632.8 nm의 파장에서 신장된 필름의 이면 상에서 굴절율을 측정하였다. 제1 면-내 (프리즘 방향), 제2 면-내 (프리즘에 수직 방향)에 따른 굴절율 및 두께 방향에서의 굴절율은 각각 1.672, 1.549 및 1.547로 측정되었다. 이에 따라 상기 신장된 물질의 단면 내에서의 상대적 복굴절도는 0.016이였다.
실시예 2
본 실시예에서는 테네시주 킹스포트에 위치한 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능한 고유 점도 (I.V.) 0.74를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 사용하였다.
PET 펠렛을 건조하여 잔류하는 물을 제거하고 이를 질소 퍼징하에 압출 호퍼에 로딩하였다. PET를 압출기 내에서 약 282℃의 평평한 온도 프로파일로 압출시키고, 282℃에서 다이 세트의 연속 용융 트레인으로 보냈다. 용융 트레인 압력을 계속해서 관찰하여 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서 평균을 취한 후, 다이를 공구로 아주 근접하게 이동시켜, 중합체 필름을 형성함과 동시에 공구에서 그 필름의 제1 표면을 구조화하였다.
공구는 캐스트 필름 상에 형성되는 구조화된 표면의 원하는 네가티브 버젼을 갖는 구조화된 벨트였다. 구조화된 표면은 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 거의 25 ㎛인 연속적으로 반복되는 일련의 이등변 삼각형 프리즘을 포함하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다. 프리즘을 캐스팅 (MD) 방향에 따라 정렬하였다. 공구의 구조화된 표면을 하기 화학식을 갖는 불소화학적 벤조트리아졸로 코팅하였다. 캐스팅 (MD) 방향에 따라 공구 표면의 연속 이동을 제공하는 온도-조절된 회전 캔에 공구를 장착하였다. 측정된 공구의 평균 표면 온도는 98℃였다.
Figure 112007045364047-PCT00004
상기식에서 Rf는 C4F9이고 R은 -(CH2)6-이다.
용융 트레인에서 용융 중합체를 배출하는 다이 오리피스를, 공구와 다이 사이의 최종 슬롯을 형성하는 회전 벨트 공구와 아주 근접하게 두었다. 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서의 압력은 다이 및 공구가 가까워짐에 따라 증가하였다. 이러한 최종 압력과 이전에 기록된 압력에서의 차이를 슬롯 압력 강하로 지칭한다. 본 실시예에서의 슬롯 압력 강하는 7.92x106 Pa (1150 psi)였는데, 이는 용융 중합체를 공구 네가티브에 의해 형성된 구조화된 공동 내로 구동시키기에 충분한 압력을 제공하였다. 이렇게 형성되고 구조화된 필름을 슬롯으로부터 공구 회 전을 통해 이송시키고, 추가적 공기 냉각을 통해 급냉시키고, 공구로부터 스트립핑시키고 롤로 귄취시켰다. 구조의 높이를 포함하는 캐스트 필름의 총 두께 (T)는 약 600 ㎛였다.
캐스트 및 권취 중합체 필름은 공구 구조와 가깝게 복제되었다. 접촉 형상측정법을 사용하여 (예를 들어 60°2 ㎛ 반경 스틸러스(radius stylus)를 갖는 KLA-텐코르(Tencor) P-10), 필름의 표면 상의 상당히 명확한 프리즘형 형상 구조를 확인하였다. 측정된 프로파일은 직선 연부 및 약간 둥근 정점을 갖는, 예측된 거의 정삼각형 형태를 나타내었다. 중합체성 필름 표면 상의 복제된 프리즘을 측정시, 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 23.4 ㎛였다. 피크 대 피크 간격 (PS)은 기저 폭 (BW)와 거의 동일하였다. 형상측정법은 스틸러스 프로브의 형상 및 크기로 인해 해상도가 ㎛로 제한되며, 실제 정점은 현저하게 더욱 클 수도 있다. 공구는 또한 불완전하며, 표준 크기로부터 작은 편차가 존재할 수 있다. 이상적으로 계산된 단면적에 대한 프로파일-측정된 단면적의 비율은 계산치의 99%였다.
구조화된 필름을 실시예 1에서와 유사한 방식으로 신장시킬 수 있다.
실시예 3
반응 용기에서 고유 점도 (I.V.) 0.56을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)를 제조하였다.
PEN 펠렛을 건조하여 잔류하는 물을 제거하고 이를 질소 퍼징하에 압출 호퍼에 로딩하였다. PEN을 압출기 내에서 288℃의 평평한 온도 프로파일로 압출시키 고, 288℃에서 다이 세트의 연속 용융 트레인으로 보냈다. 용융 트레인 압력을 계속해서 관찰하여 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서 평균을 취한 후, 다이를 공구로 아주 근접하게 이동시켜, 중합체 필름을 형성함과 동시에 공구에서 그 필름의 제1 표면을 구조화하였다.
공구는 캐스트 필름 상에 형성되는 구조화된 표면의 원하는 네가티브 버젼을 갖는 구조화된 벨트였다. 구조화된 표면은 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 거의 25 ㎛인 연속적으로 반복되는 일련의 이등변 삼각형 프리즘을 포함하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다. 프리즘을 캐스팅 (MD) 방향에 따라 정렬하였다. 공구의 구조화된 표면을 미국 특허 6,376,065에 개시된 바와 같이 하기 화학식을 갖는 불소화학적 벤조트리아졸로 코팅하였다. 캐스팅 (MD) 방향에 따라 공구 표면의 연속 이동을 제공하는 온도-조절된 회전 캔에 공구를 장착하였다. 측정된 공구의 평균 표면 온도는 144℃였다.
Figure 112007045364047-PCT00005
상기식에서 Rf는 C8F17이고 R은 -(CH2)2-이다.
용융 트레인에서 용융 중합체를 배출하는 다이 오리피스를, 공구와 다이 사이의 최종 슬롯을 형성하는 회전 벨트 공구와 아주 근접하게 두었다. 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서의 압력은 다이 및 공구가 가까워짐에 따라 증가하였다. 이러한 최종 압력과 이전에 기록된 압력에서의 차이를 슬롯 압력 강하로 지 칭한다. 본 실시예에서의 슬롯 압력 강하는 5.51x1O6 Pa (800 psi)였는데, 이는 용융 중합체를 공구 네가티브에 의해 형성된 구조화된 공동 내로 구동시키기에 충분한 압력을 제공하였다. 이렇게 형성되고 구조화된 필름을 슬롯으로부터 공구 회전을 통해 이송시키고, 추가적 공기 냉각을 통해 급냉시키고, 공구로부터 스트립핑시키고 롤로 귄취시켰다. 구조의 높이를 포함하는 캐스트 필름의 총 두께 (T)는 약 600 ㎛였다.
캐스트 및 권취 중합체 필름은 공구 구조와 가깝게 복제되었다. 접촉 형상측정법을 사용하여 (예를 들어 60°2 ㎛ 반경 스틸러스를 갖는 KLA-텐코르 P-10), 필름의 표면 상의 상당히 명확한 프리즘형 형상 구조를 확인하였다. 측정된 프로파일은 직선 연부 및 약간 둥근 정점을 갖는, 예측된 거의 정삼각형 형태를 나타내었다. 중합체성 필름 표면 상의 복제된 프리즘을 측정시, 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 23.3 ㎛였다. 피크 대 피크 간격 (PS)은 기저 폭 (BW)와 거의 동일하였다. 형상측정법은 스틸러스 프로브의 형상 및 크기로 인해 해상도가 ㎛로 제한되며, 실제 정점은 현저하게 더욱 클 수도 있다. 공구는 또한 불완전하며, 표준 크기로부터 작은 편차가 존재할 수 있다. 만족도의 실제 정도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 예를 들어 공구로의 복제의 정확도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 형상측정 단면을 삼각형으로 맞추었다. 측정된 프로파일로부터의 데이터를 사용하여, 기저로부터 측정된 바와 같은 5 내지 15 ㎛ 높이의 단면의 다리에 따라 연부를 직선으로 맞추었다. 이상 정점 높이는 24.6 ㎛로 계산되었다. 이상적으로 계산된 단면적에 대한 프로파일-측정된 단면적의 비율은 계산치의 98.0%였다.
배치 텐터 공정을 사용하여 프리즘의 연속 길이 방향을 따라 구조화된 캐스트 필름을 거의 정확한 단축 방식으로 신장시켰다. 필름을 플레넘(plenum)에서 측정된 바와 같이 명목상 165℃로 예열하고, 이 온도에서 25 초에 걸쳐 균일한 속도로 (연부 별도) 약 6의 최종 신장비로 신장시켰다. 구조화된 표면은 상당히 직선 단면 연부 (상당히 평평한 측면)를 갖는 프리즘형 및 대략 유사한 형을 유지하였다.
표 1은 캐스트 필름의 중심으로부터 다양한 거리에서의 신장의 효과를 보여준다.
Figure 112007045364047-PCT00006
실시예 4
반응 용기에서 고유 점도 (I.V.) 0.56을 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)를 제조하였다.
PEN 펠렛을 건조하여 잔류하는 물을 제거하고 이를 질소 퍼징하에 압출 호퍼에 로딩하였다. PEN을 압출기 내에서 288℃의 평평한 온도 프로파일로 압출시키고, 288℃에서 다이 세트의 연속 용융 트레인으로 보냈다. 용융 트레인 압력을 계속해서 관찰하여 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서 평균을 취한 후, 다이를 공구로 아주 근접하게 이동시켜, 중합체 필름을 형성함과 동시에 공구에서 그 필름의 제1 표면을 구조화하였다.
공구는 캐스트 필름 상에 형성되는 구조화된 표면의 원하는 네가티브 버젼을 갖는 구조화된 벨트였다. 구조화된 표면은 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 거의 25 ㎛인 연속적으로 반복되는 일련의 이등변 삼각형 프리즘을 포함하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다. 프리즘을 캐스팅 (MD) 방향에 따라 정렬하였다. 공구의 구조화된 표면을 미국 특허 6,376,065에 개시된 바와 같이 하기 화학식을 갖는 불소화학적 벤조트리아졸로 코팅하였다. 캐스팅 (MD) 방향에 따라 공구 표면의 연속 이동을 제공하는 온도-조절된 회전 캔에 공구를 장착하였다. 측정된 공구의 평균 표면 온도는 153℃였다.
Figure 112007045364047-PCT00007
상기식에서 Rf는 C8F17이고 R은 -(CH2)2-이다.
용융 트레인에서 용융 중합체를 배출하는 다이 오리피스를, 공구와 다이 사이의 최종 슬롯을 형성하는 회전 벨트 공구와 아주 근접하게 두었다. 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서의 압력은 다이 및 공구가 가까워짐에 따라 증가하였다. 이러한 최종 압력과 이전에 기록된 압력에서의 차이를 슬롯 압력 강하로 지칭한다. 본 실시예에서의 슬롯 압력 강하는 4.13x106 Pa (600 psi)였는데, 이는 용융 중합체를 공구 네가티브에 의해 형성된 구조화된 공동 내로 구동시키기에 충분한 압력을 제공하였다. 이렇게 형성되고 구조화된 필름을 슬롯으로부터 공구 회전을 통해 이송시키고, 추가적 공기 냉각을 통해 급냉시키고, 공구로부터 스트립핑시키고 롤로 귄취시켰다. 구조의 높이를 포함하는 캐스트 필름의 총 두께 (T)는 약 600 ㎛였다.
캐스트 및 권취 중합체 필름은 공구 구조와 가깝게 복제되었다. 접촉 형상측정법을 사용하여 (예를 들어 60°2 ㎛ 반경 스틸러스를 갖는 KLA-텐코르 P-10), 필름의 표면 상의 상당히 명확한 프리즘형 형상 구조를 확인하였다. 측정된 프로파일은 직선 연부 및 약간 둥근 정점을 갖는, 예측된 거의 정삼각형 형태를 나타내었다. 중합체성 필름 표면 상의 복제된 프리즘을 측정시, 기저 폭 (BW)이 ㎛이고 높이 (P)가 23.3 ㎛였다. 피크 대 피크 간격 (PS)은 기저 폭 (BW)와 거의 동일하였다. 형상측정법은 스틸러스 프로브의 형상 및 크기로 인해 해상도가 ㎛로 제한되며, 실제 정점은 현저하게 더욱 클 수도 있다. 공구는 또한 불완전하며, 표준 크기로부터 작은 편차가 존재할 수 있다. 만족도의 실제 정도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 예를 들어 공구로의 복제의 정확도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 형상측정 단면을 삼각형으로 맞추었다. 측정된 프로파일로부터의 데이터를 사용하여, 기저로부터 측정된 바와 같은 5 내지 15 ㎛ 높이의 단면의 다리에 따라 연부를 직선으로 맞추었다. 91.1°의 정점 내각을 갖는 이상 정점 높이는 24.6 ㎛로 계산되었다. 이상적으로 계산된 단면적에 대한 프로파일-측정된 단면적의 비율은 계산치의 98.0%였다.
배치 텐터 공정을 사용하여 프리즘의 연속 길이 방향을 따라구조화된 캐스트 필름을 거의 정확한 단축 방식으로 신장시켰다. 필름을 플레넘에서 측정된 바와 같이 명목상 158℃로 예열하고, 이 온도에서 90 초에 걸쳐 균일한 속도로 (연부 별도) 약 6의 최종 신장비로 신장시켰다. 구조화된 표면은 상당한 직선 단면 연부 (상당히 평평한 측면)를 갖는 프리즘형 및 대략 유사한 형을 유지하였다.
캐스트 필름에서 사용된 것과 동일한 접촉 형상측정법을 사용하여 신장된 필름을 측정하였다. 단면을 잘라서 현미경으로 관찰시, 신장 후 기저 폭 (BW')는 22 ㎛로 측정되었고, 신장 후 피크 높이 (P')는 8.5 ㎛로 측정되었다. 구조화된 높이를 포함하는 필름의 최종 두께 (T')는 약 220 ㎛로 측정되었다. 뉴저지주 피스카타웨이에 위치한 메트리콘사로부터 입수가능한 메트리콘 프리즘 커플러를 사용하여 632.8 nm의 파장에서 신장된 필름의 이면 상에서 굴절율을 측정하였다. 제1 면-내 (프리즘 방향), 제2 면-내 (프리즘에 수직 방향)에 따른 굴절율 및 두께 방향에서의 굴절율은 각각 1.790, 1.577 및 1.554로 측정되었다. 이에 따라 상기 신장된 물질의 단면 내에서의 상대적 복굴절도는 0.10이였다.
형상측정 데이터를 사용시, 외관상 단면적의 비율로부터 신장비가 6.4로 측정될 것이 추정되는데, 이는 신장 및 배향 상의 밀도 변화에 대해 보정하지 않은 것이다. 신장비 및 형상측정 데이터에 대한 6.4의 상기 값을 사용시, 형상 보존 파라미터는 0.94로 계산되었다.
실시예 5
카르복실레이트 (테레프탈레이트 및 나프탈레이트) 잔기 (하위-단위) 비율로 결정시, 40 mol % 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 60 mol% 폴리에틸렌 나프탈레이트 특성을 포함하는 공중합체 (소위 40/60 coPEN)를 반응 용기에서 제조하였다. 고유 점도 (I.V.)는 약 0.5였다.
40/60 coPEN 수지 펠렛을 건조하여 잔류하는 물을 제거하고 이를 질소 퍼징하에 압출 호퍼에 로딩하였다. 40/60 coPEN를 압출기 내에서 285℃에서 277℃로의 감소되는 온도 프로파일로 압출시키고, 288℃에서 다이 세트의 연속 용융 트레인으로 보냈다. 용융 트레인 압력을 계속해서 관찰하여 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서 평균을 취한 후, 다이를 공구로 아주 근접하게 이동시켜, 중합체 필름을 형성함과 동시에 공구에서 그 필름의 제1 표면을 구조화하였다.
공구는 캐스트 필름 상에 형성되는 구조화된 표면의 원하는 네가티브 버젼을 갖는 구조화된 벨트였다. 구조화된 표면은 기저 폭 (BW)이 50 ㎛이고 높이 (P)가 거의 25 ㎛인 연속적으로 반복되는 일련의 이등변 삼각형 프리즘을 포함하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다. 프리즘을 캐스팅 (MD) 방향에 따라 정렬하였다. 공구의 구조화된 표면을 미국 특허 6,376,065에 개시된 바와 같이 하기 화학식을 갖는 불소화학적 벤조트리아졸로 코팅하였다. 캐스팅 (MD) 방향에 따라 공구 표면의 연속 이동을 제공하는 온도-조절된 회전 캔에 공구를 장착하였다. 측정된 공구의 평균 표면 온도는 102℃였다.
Figure 112007045364047-PCT00008
상기식에서 Rf는 C4F9이고 R은 -(CH2)6-이다.
용융 트레인에서 용융 중합체를 배출하는 다이 오리피스를, 공구와 다이 사이의 최종 슬롯을 형성하는 회전 벨트 공구와 아주 근접하게 두었다. 용융 트레인을 따라 최종 관찰되는 지점에서의 압력은 다이 및 공구가 가까워짐에 따라 증가하였다. 이러한 최종 압력과 이전에 기록된 압력에서의 차이를 슬롯 압력 강하로 지칭한다. 본 실시예에서의 슬롯 압력 강하는 4.23x106 Pa (614 psi)였는데, 이는 용융 중합체를 공구 네가티브에 의해 형성된 구조화된 공동 내로 구동시키기에 충분한 압력을 제공하였다. 이렇게 형성되고 구조화된 필름을 슬롯으로부터 공구 회전을 통해 이송시키고, 추가적 공기 냉각을 통해 급냉시키고, 공구로부터 스트립핑시키고 롤로 귄취시켰다. 구조의 높이를 포함하는 캐스트 필름의 총 두께 (T)는 약 560 ㎛였다.
캐스트 및 권취 중합체 필름은 공구 구조와 가깝게 복제되었다. 접촉 형상측정법을 사용하여 (예를 들어 60°2 ㎛ 반경 스틸러스를 갖는 KLA-텐코르 P-10), 필름의 표면 상의 상당히 명확한 프리즘형 형상 구조를 확인하였다. 측정된 프로파일은 직선 연부 및 약간 둥근 정점을 갖는, 예측된 거의 정삼각형 형태를 나타내었다. 중합체성 필름 표면 상의 복제된 프리즘을 측정시, 기저 폭 (BW)이 49.9 ㎛이고 높이 (P)가 23.5 ㎛였다. 피크 대 피크 간격 (PS)은 기저 폭 (BW)와 거의 동일하였다. 형상측정법은 스틸러스 프로브의 형상 및 크기로 인해 해상도가 ㎛로 제한되며, 실제 정점은 현저하게 더욱 클 수도 있다. 공구는 또한 불완전하며, 표준 크기로부터 작은 편차가 존재할 수 있다. 만족도의 실제 정도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 예를 들어 공구로의 복제의 정확도를 더욱 우수하게 특징화하기 위해, 형상측정 단면을 삼각형으로 맞추었다. 측정된 프로파일로부터의 데이터를 사용하여, 기저로부터 측정된 바와 같은 5 내지 15 ㎛ 높이의 단면의 다리에 따라 연부를 직선으로 맞추었다. 91.1°의 정점 내각을 갖는 이상 정점 높이는 24.6 ㎛로 계산되었다. 이상적으로 계산된 단면적에 대한 프로파일-측정된 단면적의 비율은 계산치의 98.0%였다.
연구실의 신장기를 사용하여, 프리즘의 연속 길이 방향을 따라 구조화된 캐스트 필름을 거의 정확한 단축 방식으로 신장시켰다. 필름을 103℃로 60초 동안 예열하고, 이 온도에서 20 초에 걸쳐 균일한 속도로 (연부 별도) 약 6의 최종 신장비로 신장시켰다. 구조화된 표면은 상당한 직선 단면 연부 (상당히 평평한 측면)를 갖는 프리즘형 및 대략 유사한 형을 유지하였다. 뉴저지주 피스카타웨이에 위치한 메트리콘사로부터 입수가능한 메트리콘 프리즘 커플러를 사용하여 632.8 nm의 파장에서 신장된 필름의 이면 상에서 굴절율을 측정하였다. 제1 면-내 (프리즘 방향), 제2 면-내 (프리즘에 수직 방향)에 따른 굴절율 및 두께 방향에서의 굴절율은 각각 1.758, 1.553 및 1.551로 측정되었다. 이에 따라 상기 신장된 물질의 단면 내에서의 상대적 복굴절도는 0.0097이였다.
실시예 6
미국 특허 출원 공보 2004/0227994의 실시예 1 내지 4에 기술된 과정에 따라 제조된 다층 광학 필름을 캐스팅하고 보호성 폴리프로필렌 바깥 층을 제거하였다. 사용된 낮은 굴절율 중합체는 co-PET였다.
다층 광학 필름을 시트로 절단하고 60℃의 오븐에서 최소 2 시간 동안 건조시켰다. 압반(platen)을 115℃로 가열시켰다. 다음 순서의 층 구조물 내에 필름을 적층시켰다: 판지 시트, 크롬 도말된 황동판 (약 3 mm 두께), 이형 라이너(liner), 니켈 마이크로구조화된 공구, 다층 광학 필름, 이형 라이너, 크롬 도말된 황동판 (약 3 mm 두께) 및 판지 시트. 구조물을 압반 사이에 두고 밀폐시켰다. 1.38x105 Pa (20 psi)의 압력을 60 초 동안 유지시켰다.
니켈 마이크로구조화된 공구의 구조화된 표면은 정점 각도가 90°이고, 기저 폭 (BW)이 10 ㎛이고 높이 (P)가 약 5 ㎛인 연속적으로 반복되는 일련의 삼각형 프리즘을 포함하였다. 각각의 프리즘의 기저 꼭지점은 이들의 인접하는 이웃 구조와 공유되고 있었다.
10:7 (홈의 방향: 홈에 대한 수직 방향)의 종횡비로 엠보싱된 시트를 절단하였다. 프리즘의 연속 길이 방향을 따라 구조화된 다층 광학 필름을 거의 정확한 단축 방식으로 신장시켰다. 필름을 거의 100℃로 예열하고, 약 20 초에 걸쳐 약 6의 신장비로 신장시킨 후, 텐터 내에서 여전히 신장 온도를 유지시키면서 신장을 약 10% 감소시켜, 필름의 수축을 조절하였다. 구조화된 높이를 포함하는 필름의 최종 두께 (T')는 150 ㎛로 측정되었다. 뉴저지주 피스카타웨이에 위치한 메트리콘사로부터 입수가능한 메트리콘 프리즘 커플러를 사용하여 632.8 nm의 파장에서 신장된 필름의 이면 상에서 굴절율을 측정하였다. 제1 면-내 (프리즘 방향), 제2 면-내 (프리즘에 수직 방향)에 따른 굴절율 및 두께 방향에서의 굴절율은 각각 1.699, 1.537 및 1.534로 측정되었다. 이에 따라 상기 신장된 물질의 단면 내에서의 상대적 복굴절도는 0.018이였다.
실시예 7
배향된, 마이크로복제된 구조를 다음과 같이 제조하였다: 125 ㎛ 피치(pitch)에서의 90° 프리즘형 홈에서 125℃에서 4 분 동안 압착 성형함으로써 캐스트 PEN(폴리에테르 나프탈레이트)을 0.010 inch 두께의 필름으로 엠보싱하였다. 공구 구조화된 필름을 얼음물에서 급냉시켰다. 필름의 제거 및 건조 후, 필름을 128℃에서 홈의 긴 축을 따라 5배 단축 신장시켰다. 이는 5%의 가로 수축을 나타내었고, 약 62 ㎛의 최종 피치를 얻었다. 굴절율은 배향된 축을 따를 때 1.84로 측정되었고 가로 방향에서는 1.53으로 측정되었다. 메트리콘 프리즘 커플러를 사용하여 632.8 nm의 파장에서 필름의 평평한 이면 상에서 굴절율을 측정하였다.
이어서 한 조각의 배향된 마이크로구조화된 필름을, 1.593의 등방성 굴절율을 갖는 UV 경화성 아크릴레이트 수지를 사용하여, 슬라이드와 접촉된 구조화된 표면을 갖는 현미경의 유리 슬라이드에 접착시켰다. 아크릴레이트 수지를 UV 챔버에 여러번 - 수지의 완전한 경화를 보장하기 위해서는 각각의 면마다 3 번 - 통과시켜 경화시켰다. 헬륨-네온 레이저 빔을 배향된 구조화된 필름이 장칙된 슬라이드에 통과시켰다. HeNe 레이저를 글란-탐손(Glan-Thompson) 편광자에 통과시켜 균일한 직선 편광으로 만들었다. 정상 광선 (o-선)을 단지 적은 분할도(splitting)를 가지는 구조에 통과시켰는데, 이 때 0차 발산의 1/2 각도가 약 2°로 밝혀졌다. 그 후 레이저 빔을 직교 편광 (e-선)으로 90° 회전시키기 위해 반파장 판을 글란-탐손 후 즉시 삽입하였다. 0차 빔은 약 8°의 1/2 발산 각도를 나타내었거나, 또는 o-선의 4배의 발산을 나타내었다.

Claims (19)

  1. (a) 원하는 구조화된 표면의 네가티브 표면을 포함하는 공구를 제공하는 단계;
    (b) 공구의 네가티브 표면을 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 조성물과 접촉시켜 코팅된 네가티브 표면을 제공하는 단계;
    (c) 코팅된 네가티브 표면을 수지와 접촉시켜, 수지에 기하학적 형상을 포함하는 원하는 구조화된 표면을 생성시키는 단계; 및
    (d) 공구로부터 수지를 제거하는 단계
    를 포함하는, 원하는 구조화된 표면을 갖는 중합체성 용품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (d) 후 중합체성 필름을 신장시키는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 벤조트리아졸이 공구의 네가티브 표면 상에 초-박층(ultra-thin layer)을 형성하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 조성물이 용매를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 조성물이 용액 또는 기상의 형태인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 불소화학적 벤조트리아졸을 포함하는 조성물이 초-박층인 방법.
  7. 제3항에 있어서, 층이 1종 이상의 불소화학적 벤조트리아졸의 분자를 다수개 포함하는 방법.
  8. 제3항에 있어서, 층이 공구의 네가티브 표면에 접착된 자가 조립된 초-박막을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 불소화학적 벤조트리아졸이 하기 화학식을 갖는 방법.
    Figure 112007045364047-PCT00009
    상기식에서, Rf는 CnF2n +1-(CH2)m-이고, 여기서 n은 1 내지 22이고, m은 0, 또는 1 내지 6의 정수이고,
    X는 -CO2-, -SO3-, -CONH-, -O-, -S-, 공유 결합, -SO2NR-, 또는 -NR-이고, 여기서 R은 H 또는 C1 내지 C5 알킬렌이고;
    Y는 -CH2-이고, 여기서 z는 0 또는 1이고;
    R1는 H, 저급 알킬 또는 Rf-X-Yz-이고,
    단, X가 -S-, 또는 -O-일 때, m은 0, z는 0, n은 ≥ 7이고, X가 공유 결합일 때, m 또는 z는 1 이상이다.
  10. 제9항에 있어서, 기하학적 형상이 종장형인 방법.
  11. 제9항에 있어서, 기하학적 형상이 불연속형인 방법.
  12. 제9항에 있어서, 용융 수지가 결정형 중합체, 반결정형 중합체, 액체 결정형 중합체, 무정형 중합체, 또는 임의의 상기 중합체의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 용융 수지가 폴리에스테르, 폴리아릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르-아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 폴리알킬렌 중합체, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐 알콜, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 플루오로중합체, 염화 중합체, 폴리아릴에테르 케톤, 지방족 폴리케톤, 임의 탁틱성의 폴리스티렌, 임의의 상기 스티렌계의 공중합체 및 블렌드, 비닐 나프탈렌, 폴리에테르, 셀룰로스계, 황-함유 중합체, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 수지가 폴리에스테르인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 이들의 공중합체로부터 선택되는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 공구의 네가티브 표면이 1 이상의 기하학적 마이크로-형상을 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 공구의 네가티브 표면이 다수개의 기하학적 마이크로-형상을 포함하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 수지가 용융 수지인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 용융 수지를 고화한 후 공구로부터 제거하는 방법.
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