KR101696497B1 - 결함이 감소된 코팅 공정 및 장치 - Google Patents

결함이 감소된 코팅 공정 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101696497B1
KR101696497B1 KR1020117026816A KR20117026816A KR101696497B1 KR 101696497 B1 KR101696497 B1 KR 101696497B1 KR 1020117026816 A KR1020117026816 A KR 1020117026816A KR 20117026816 A KR20117026816 A KR 20117026816A KR 101696497 B1 KR101696497 B1 KR 101696497B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
solvent
solution
delete delete
polymerization
Prior art date
Application number
KR1020117026816A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120013376A (ko
Inventor
윌리암 블레이크 콜브
피터 이 프라이스
윌리암 알 더들리
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20120013376A publication Critical patent/KR20120013376A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101696497B1 publication Critical patent/KR101696497B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0209—Multistage baking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • B05D7/04—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber to surfaces of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00—Sheets
    • B05D2252/02—Sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

감소된 결함을 갖는 중합체 코팅을 생성하는 공정 및 장치가 기술되어 있다. 이 공정은 중합성 물질과 용제의 용액을 기판 상에 코팅하는 단계, 중합성 물질의 일부분을 중합하는 단계, 및 중합성 물질의 일부분의 중합 후에 대부분의 용제를 제거하는 단계를 포함한다. 임의의 나머지 중합성 물질의 추가적인 중합이 용제의 제거 후에 일어날 수 있다. 이 장치는 기판을 풀림 롤(unwind roll)로부터 감김 롤(windup roll)로 전달하는 웨브라인(webline), 중합성 물질과 용제의 용액을 기판 상에 코팅하는, 풀림 롤에 근접해 있는 코팅 섹션, 중합성 물질의 일부분을 중합하는, 코팅 섹션으로부터 다운웨브에 있는 중합 섹션, 및 중합성 물질의 일부분의 중합 후에 용제를 제거하는, 중합 섹션으로부터 다운웨브에 있는 용제 제거 섹션을 포함한다.

Description

결함이 감소된 코팅 공정 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR COATING WITH REDUCED DEFECTS}
얇은 중합체성 코팅이 많은 응용에서, 특히 코팅 균일성이 광학 성능에 중요할 수 있는 박막 광학 코팅에서 사용된다. 얇은 중합 피막의 정밀 코팅은 종종 묽은 저점도 코팅이 원하는 코팅보다 더 큰 두께로 도포되는 경우에 최적의 성능을 내는 코팅 다이의 사용을 포함한다. 그 결과, 정밀 코팅이 종종 묽은 저농도 고용체(solids solution)로부터 도포되고, 희석 용제가 이어서 제거되어 얇은 코팅이 얻어진다. 코팅 균일성의 결함이 이 용제 제거 단계에서 일어날 수 있다.
코팅 균일성이 몇개의 공정에 의해 열화될 수 있고, 일반적으로 피막 두께 및 균일성의 변동(국소적 및 전역적 둘다)을 포함할 수 있다. 모틀(mottle)은 용제계 중합성 용액으로부터 캐스팅된 광학 코팅과 같은 얇은 중합체성 코팅에서 보다 흔히 관찰되는 결함 중의 하나이다. 얇은 중합체성 코팅에서 흔한 다른 결함으로는 디웨트(dewet) 및 스트리크(streak)가 있으며, 이 경우에 용액에 입자, 입자 응집체가 존재한다.
현재의 박막 용액 코팅은 전형적으로 웨브를 코팅하는 것, 웨브를 일정 길이의 오픈 웨브(open web)를 거쳐 건조 오븐 내로 전달하는 것, 대류 또는 갭 건조기에서 용제를 건조시키는 것, 및, 예를 들어, 고휘도 자외선(UV) 램프 하에서 코팅을 중합하는 것을 포함한다. 이러한 시스템에서, 코팅은 중합에 의한 고형화 이전에 상당한 시간 동안 얇은 저점도 코팅이다. 이것은 모틀링(mottling) 또는 결함을 형성할 수 있는 코팅에 대한 기타 파괴의 가능성을 증가시킨다. 종종, 모틀을 제어하려는 노력은 전형적으로 오염 물질 제어 및 조제에 중점을 두고 있다.
이들 결함을 감소시키거나 제거하는 기술이 요망되는데, 그 이유는 이 기술이 코팅된 피막 제조 과정의 생산성 및 강건성을 상당히 향상시킨다.
일 태양에서, 본 개시 내용은 중합체성 코팅을 생산하는 공정을 제공한다. 이 공정은 용제에 중합성 물질을 포함하는 제1 용액을 기판 상에 코팅하는 것을 포함한다. 이 공정은 중합성 물질의 제1 부분을 중합하는 것 및 제2 용액에 부분적으로 중합된 물질을 포함하는 균질 조성물을 형성하는 것을 추가로 포함하고, 여기서 제2 용액은 부분적으로 중합성 물질이 공핍되어 있다. 이 공정은 균질 조성물로부터 대부분의 용제를 제거하는 것을 추가로 포함한다.
다른 태양에서, 본 개시 내용은 중합체성 코팅을 생산하는 장치를 제공한다. 이 장치는 기판을 다운웨브(downweb)로 풀림 롤(unwind roll)로부터 감김 롤(windup roll)로 전달하는 웨브라인(webline)을 포함한다. 이 장치는 풀림 롤에 근접하여 배치되고 용제에 중합성 물질을 포함하는 제1 용액을 기판 상에 코팅할 수 있는 코팅 섹션을 추가로 포함한다. 이 장치는 코팅 섹션으로부터 다운웨브에 배치되고 중합성 물질의 제1 부분을 중합하고 제2 용액에 부분적으로 중합된 물질을 포함하는 균질 조성물을 형성할 수 있는 중합 섹션을 추가로 포함하고, 여기서 제2 용액은 부분적으로 중합성 물질이 공핍되어 있다. 이 장치는 중합 섹션으로부터 다운웨브에 배치되고 균질 조성물로부터 대부분의 용제를 제거할 수 있는 용제 제거 섹션을 추가로 포함한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 중합체성 코팅을 형성하는 공정의 개략도.
도 2는 중합체성 코팅을 형성하는 공정의 개략도.
도 3a는 중합체성 코팅을 형성하는 공정의 개략도.
도 3b는 도 3a의 중합 섹션의 단면도.
도 3c는 도 3b의 중합 섹션의 단면도.
도 4a 내지 도 4c는 기판 상의 비드-코팅의 사진.
도 5a 및 도 5b는 기판 상의 코팅의 쉐도우 사진.
도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아다. 도면에 사용된 유사한 도면 부호는 유사한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표시된 다른 도면의 구성요소를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.
코팅 결함이 감소된 방사선 경화성 코팅의 고속 웨브-기반 처리를 가능하게 해주는 공정 및 장치가 기술되어 있다. 코팅 균일성이 코팅에 결함을 야기할 수 있는 외란에 의해 영향을 받을 수 있다. 이들 외란은, 예를 들어, 기류, 미립자 및 화학 오염 물질, 장비 변동, 열 전류 등의 효과를 포함한다. 본 공정은 용액으로부터 대부분의 용제를 제거하기 전에 용액 내의 중합체를 부분적으로 중합하는 것을 포함한다. 용액의 부분적 중합이 진행함에 따라, 조성물의 점도가 증가하고, 코팅된 용액이 코팅에 영향을 줄 수 있는 외란에 더 내성을 갖게 된다. 용액의 부분적 중합 후에 대부분의 용제를 제거하기 위해 종래의 기술이 사용될 수 있고, 용제의 제거 후에 나머지 코팅의 중합이 일어날 수 있다.
특정의 일 실시 형태에서, 이 공정은 또한 코팅 스테이션과 부분적 중합 장치 사이에 제어된 환경 영역을 포함할 수 있다. 이 제어된 환경은 또한, 예를 들어, 코팅 주변의 환경의 온도, 용제의 증발, 코팅 주변의 가스/증기 조성물 등을 제어함으로써 코팅된 피막의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 제어된 환경은 코팅 스테이션과 부분적 중합 장치 사이에서, 코팅 상에 배치된 중합 피막을 포함할 수 있다.
코팅이 도포된 후에 부분적 중합 장치가 아무곳에나, 예를 들어, 코팅 스테이션과 용제 제거 섹션 사이에 위치될 수 있다. 부분적 중합 동안 환경의 제어가 또한 요망될 수 있고, 다른 곳에 기술하는 바와 같이 달성될 수 있다. 부분적으로 중합된 코팅은 이어서 용제를 제거함으로써 건조되고, 물질을 추가로 경화시키기 위해, 예를 들어, 종래의 자외선(UV) 방사 시스템을 사용하여 추가로 중합될 수 있다.
종래의 고휘도 UV 광원을 사용할 때 코팅 직후의 UV 경화는 문제점을 야기할 수 있는데, 그 이유는 이 광원이 고온에서 동작하는 경향이 있기 때문이다. 이 고온은 제어된 환경 내에서 얇은 코팅을 건조시킬 수 있고, 이로 인해 모틀링과 같은 코팅 결함이 일어난다. 특정의 일 실시 형태에서, UV LED는 코팅 직후에 제어된 환경 영역에서의 경화에 이점을 제공할 수 있다. UV LED는 부가의 열 에너지를 가하지 않고 중합을 시작할 수 있고, 따라서 용제 증발에 의한 건조를 최소화할 수 있다.
특정의 일 태양에서, 이 공정은, 예를 들어, 모틀링, 디웨트, 입자 응집 등을 비롯한 통상적인 코팅 결함을 감소시키거나 없애는 데 사용될 수 있다. 다른 태양에서, 이 공정은, 예를 들어, 슬립(slip), 내습윤성(anti wet-out) 및 결함의 외관에 영향을 미치는 최종 코팅의 표면 조도(surface roughness)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 이 공정은 특히 웨브 상의 화학선 경화성 코팅에 아주 적합할 수 있다. 본 개시 내용의 목적상, 모틀링 결함이 결함으로서 기술되어 있지만, 유사한 방식으로 다른 코팅 결함을 해결하는 데 이 기술이 적용될 수 있다.
저분자량 단량체, 올리고머 및 프리폴리머의 순수(즉, 100% 고형물) 또는 용제계 용액으로부터 코팅이 캐스팅될 수 있다. 종종, 낮은 고형물 함유량(즉, 높은 용제 함유량)을 가질 수 있는 저점도 코팅 용액을 사용함으로써 박막 코팅이 보다 용이하게 달성될 수 있다. 예를 들어, 원하는 경우, 소부분의 용제를 제거함으로써 부분적 중합의 준비를 위해 코팅을 컨디셔닝하는 데 유체 코팅 헤드(fluid coating head) 바로 다음에 오는 제어된 환경 영역이 사용될 수 있다. 제어된 환경은 코팅 직후에 중합을 시작하기 위해 UV LED 또는 다른 UV 광원(레이저, 램프 등)을 추가로 포함할 수 있다. 신속하게 중합을 유도함으로써, 코팅된 용액의 점도가 상승하고, 코팅을 모틀링하고 및/또는, 모틀링에서와 같이 대규모로 유동하는 경향을 감소시킨다. 특정의 일 실시 형태에서, 증가된 점도는 또한 코팅 용액 내에서의 임의의 미립자의 움직임을 억제할 수 있고 최종적인 경화된 코팅에서 미립자의 응집 또는 과도한 확산을 감소시킬 수 있다.
디웨팅은 일반적으로 표면(중합체성 웨브 등) 상의 코팅 용액의 유체막이 본질적으로 코팅 용액이 없는 영역과 코팅 용액으로 덮여 있는 다른 영역으로 분리되는 것을 의미한다. 디웨팅의 초기 단계는 종종 유체막 내에서 작은 원형의 비코팅된 표면 영역의 형태를 취한다. 보다 극단적인 경우에, 코팅 용액이 끝내는 대체로 비코팅된 표면 상의 작은 액적으로 될 수 있다.
이론에 구속되고 싶지 않지만, 디웨팅 및 모틀링 둘다는 일반적으로 미립자 오염 물질, 표면 요철, 및 화학 불순물을 비롯한 다수의 메커니즘에 의해 시작될 수 있다. 디웨팅은 일반적으로 불연속적이거나 불균일한 유체막의 형성을 주도하는 코팅 및 기판 물질의 분자간 힘(intermolecular force)의 결과일 수 있다. 디웨팅을 일으키는 힘은 종종 코팅에 있는 또는 기판에 있는 오염 물질 입자로부터 생기지만, 예를 들어, 기판 표면에 대한 표면 장력 및 친화력을 비롯한 코팅 물질 자체에 고유한 것일 수 있다. 모틀링은 종종 코팅 두께가 증가하고 점도가 감소함에 따라 일어날 가능성이 더 많아지고, 얇은(예를 들어, 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터 정도) 광학 코팅에서 성능 및 생산성을 감소시키는 중요한 결함일 수 있다.
많은 광학 필름은 연속적으로 움직이는 기판(즉, 웨브) 상에 광경화성 용액을 코팅함으로써 형성되는 피막 코팅을 포함한다. 종종, 충분히 얇은 코팅이 단지 낮은 고형물 함유량을 갖는 용제 용액으로부터 코팅함으로써 얻어질 수 있다. 낮은 고형물 함유량을 갖는 용액은 초기에 코팅된 유체층이 더 두꺼워질 수 있게 해주고, 따라서 코팅 동안에 제어하기 더 쉽게 해줄 수 있다. 초기에 코팅된 두께에서, 이 두꺼운 코팅은 종종 안정된 유체막이지만, 모틀링 결함에 취약하게 될 수 있다. 용제가 코팅으로부터 증발함에 따라, 코팅은 더 얇아지고, 환경 오염물질로 인해 또는 물질 자체의 성질로 인해 모틀링 및 디웨팅 힘에 대해 불안정하게 될 수 있다. 이 코팅이 일반적으로 저분자량 물질(예를 들어, 약 500 g/몰 이하의 분자량을 갖는 단량체), 따라서 저점도를 포함하기 때문에, 화학선 방사 유발 중합 이전에 모틀링 유동이 일어날 수 있다.
코팅 직후에 중합 공정을 시작하는 것은 중합성 물질의 분자량, 및 대응하는 코팅의 점도가 극적으로 증가하게 한다. 이 점도 증가로 인해 용제가 증발할 때 보다 안정된 코팅이 얻어지고, 코팅에 대한 모틀 및 기타 파괴를 감소시키거나 없애준다. 특정의 일 실시 형태에서, 이들 얇은 코팅 중 다수가 초 단위의 시간 스케일로 건조하기 때문에, 코팅 헤드 바로 다음에 오는 영역이 중합 장치에 대한 유리한 위치일 수 있다.
특정의 일 실시 형태에서, 부분적 중합 장치는 최근에 개발된 자외선 발광 다이오드(UV LED) 시스템을 사용한다. UV LED 시스템의 이점은 코팅 스테이션 가까이에 용이하게 배치될 수 있는 장치의 콤팩트한 크기를 포함한다. UV LED 시스템의 다른 이점은 적외선 방사를 거의 방사하지 않을 수 있으며, 그 결과 코팅의 가열이 감소되고 용제 증발이 감소된다. 이 특성은 중합 장치의 안전한 동작을 향상시킬 수 있고, 코팅 용제가 존재하는 환경에서 UV-경화성 조성물을 노출시키는 것을 가능하게 해준다. UV LED 시스템은 365 ㎚, 385 ㎚, 395 ㎚, 405 ㎚ 등과 같은 몇개의 원하는 피크 파장에서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 레이저, UV 램프, 살균 UV 전구, 가시 램프, 섬광 램프 등 및, 예를 들어, EB(electron-beam) 소스 등을 비롯한 다른 고에너지 입자 장치와 같은 다른 방사원이 사용될 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, UV LED 시스템은 다른 방사원에 비해 이점을 제공할 수 있다.
중합이 신속하게 일어날 수 있고, 부분적 중합 장치가 코팅 스테이션과 종래의 용제 제거 시스템 사이에 배치될 수 있다. 경화의 시작 시에 용제의 일부분이 여전히 코팅된 피막 내에 존재하는 한, 부분적 중합 장치는 또한 종래의 건조 장비 내에 또는 일련의 종래의 건조 장비 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 예를 들어, 코팅 이후에 증발에 취약한 저분자량 단량체가 조제물에 존재할 때, 부분적 중합이 그 대신에 100% 고형물 조제물에서 일어날 수 있다. 증발에 취약한 이 저분자량 단량체는 반응성 용제라고 할 수 있다.
예를 들어, 중합의 시작에서의 웨브 속도, 코팅 두께, UV LED 피크 파장, 세기, 선량(dose), 온도, 및 코팅의 조성물을 비롯한 몇가지 처리 파라미터가 얻어지는 중합체성 코팅에 영향을 줄 수 있다. 얻어지는 중합체성 코팅에 영향을 줄 수 있는 다른 처리 파라미터는 중합 동안의 코팅의 조성물, 및, 예를 들어, 기상 조성물(gas phase composition), 가스 유동장(gas flow field), 및 가스 유동 속도를 비롯한 환경적 제어를 포함한다. 기상 조성물은 특히 중합 영역 근방에서의 용제 조성물 및 농도와, 산소 농도 둘다를 포함할 수 있다. 중합 공정을 통한 코팅 도포로부터 코팅된 피막 환경의 제어가 요망되며, 컨디셔닝된 가스의 공급 및 제거 둘다를 사용하여 온도-제어된 인클로저에서 달성될 수 있다. 어떤 경우에, 동시적인 경화(중합) 및 건조가 일어날 수 있다. 건조 기술이 또한 박막 형태 및 균일성에 영향을 줄 수 있다.
부분적으로 중합된 물질은 점도를 증가시키기 위해 충분한 분자량의 증가를 가져야만 하고, 따라서 부분적 중합으로부터 얻어지는 균질 조성물의 안정성을 향상시켜야만 한다. 부분적으로 중합된 물질은 또한 대부분의 용제의 제거 시에 균질 조성물이 "붕괴"할 수 있게 해줄 정도로 충분히 낮은 정도의 경화를 가져야만 한다. 즉, 균질 조성물이 용제의 제거 시에 상당한 기공 또는 보이드를 형성할 정도로 용제의 제거 후에 충분한 구조를 보유하지 않는다. 특정의 일 실시 형태에서, 균질 조성물은 중합체 겔을 포함한다. 이 응용을 위해, 중합체 겔은 유체(이 경우에, 용제)에 의해 그의 전체 체적에 걸쳐 확장되지만 용제의 제거 후에 자기-지지(self-supporting)되지 않는 중합체 네트워크이다. 일반적으로, 본 개시 내용에 따른 균질 조성물은 자기-지지형 불용성 중합체 네트워크가 코팅에 형성될 수 있기 전에 점도가 증가하는 정도까지만 부분적으로 중합되어야만 한다.
일부 실시 형태에서, 부분적 중합은 불용성 중합체성 매트릭스가 형성되는 정도까지 계속될 수 있고, 그 결과 자기-지지형 구조물이 얻어질 수 있다. 기공 및 보이드를 가지는 코팅을 형성하는 데 유용한 이 유사한 공정의 설명이, 예를 들어, 본 출원과 동일자로 출원된 동시 계류 중인, 발명의 명칭이 PROCESS AND APPARATUS FOR A NANOVOIDED ARTICLE(나노보이드 물품에 대한 공정 및 장치)인 대리인 사건 번호 제65046US002호에 기술되어 있다. 몇가지 예시적인 나노보이드 물품 및 나노보이드 물품에 대한 용도가, 예를 들어, 발명의 명칭이 OPTICAL FILM(광학 필름)인 대리인 사건 번호 제65062US002호, 발명의 명칭이 BACKLIGHT AND DISPLAY SYSTEM INCORPORATING SAME(백라이트 및 이를 포함한 디스플레이 시스템)인 대리인 사건 번호 제65357US002호, 발명의 명칭이 OPTICAL FILM FOR PREVENTING OPTICAL COUPLING(광 결합을 방지하는 광학 필름)인 대리인 사건 번호 제65356US002호, 발명의 명칭이 OPTICAL CONSTRUCTION AND DISPLAY SYSTEM INCORPORATING SAME(광 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템)인 대리인 사건 번호 제65354US002호, 및 발명의 명칭이 RETROREFLECTING OPTICAL CONSTRUCTION(재귀 반사성 광 구조체)인 대리인 사건 번호 제65355US002호에서 찾아볼 수 있으며, 이들 모두는 본 출원과 동일자로 출원되었다. 나노보이드 물품의 사용은 중합체 매트릭스의 기계적 특성에 의존할 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 중합체 매트릭스 계수(modulus) 및 강도는 용제가 제거될 때 보이드 공간을 유지할 정도로 충분하다.
일부 실시 형태에서, 중합체성 코팅을 생성하는 공정은 일반적으로 1) 코팅 장치에 용액을 공급하는 단계, 2) 많은 코팅 기법 중 하나를 사용하여 기판에 코팅 용액을 도포하는 단계, 3) 코팅된 기판을 부분적 중합 장치로 이송하는 단계(환경이 박막 코팅을 원하는 조성물로 전달하도록 제어될 수 있음), 4) 코팅 용액 내의 소부분의 용제를 선택적으로 제거하는 단계, 5) 코팅 내에 용제가 존재하는 동안 적어도 부분적으로 중합하는 단계(중합은 주변 조건에서 또는 제어된 환경에서 수행될 수 있음), 6) 중합 환경을 제어하기 위해 컨디셔닝된 가스를 업스트림에서, 다운스트림에서, 또는 부분적 중합 장치 내에서 선택적으로 공급하는 단계, 7) 중합된 코팅을 건조 장비로 이송하는 단계(장비가 건조를 방지하도록 위치해 있지 않는 한, 이 이송 단계 동안에 건조가 자연적으로 일어날 수 있음), 8) 중합된 코팅을 건조시키는 단계, 및 9) 예를 들어, 부가의 열, 가시, UV 또는 EB 경화에 의해, 건조된 중합된 코팅을 중합시키는 단계를 포함한다.
도 1은 개시 내용의 일 태양에 따른, 기판(115) 상에 형성된 중합체 코팅(190)에 대한 공정(100)의 개략도를 나타낸 것이다. 용제(120)에 중합성 물질(130)을 포함하는 제1 용액(110)이 제공된다. 제1 용액(110)이 기판(115) 상에 코팅된다. 제1 용액(110) 내의 중합성 물질(130)의 제1 부분이 적어도 부분적으로 중합되어 기판(115) 상에 균질 조성물(140)을 형성하고, 여기서 균질 조성물(140)은 제2 용액(160) 내의 부분적으로 중합된 물질(150)을 포함한다. 대부분의 용제(120)가 제2 용액(160)으로부터 제거되어 기판(115) 상에 균질 코팅(170)을 형성하고, 여기서 균질 코팅(170)은 제3 용액(180) 내의 부분적으로 중합된 물질(150)을 포함한다. 중합성 물질(135)의 제2 부분은 중합되어, 기판(115) 상의 균질 피막(185)을 포함하는 중합체 코팅(190)을 형성한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "균질"이라는 용어는 전체에 걸쳐 대규모로(즉, 용액, 코팅 또는 피막의 폭, 길이 및 깊이에 걸쳐) 구조 또는 조성이 균일함을 의미한다. 균질 용액, 코팅 또는 피막의 한 부분이 균질 용액, 코팅 또는 피막의 다른 부분과 다르지 않다. 예를 들어, 균질 용액이 용액에 별개의 입자, 중합체 사슬, 단량체 및 용제를 포함할 수 있지만, 용액의 한 부분이 용액의 다른 부분과 구별되지 않을 수 있다. 또한, 예를 들어, 균질 코팅이 코팅에 별개의 입자, 중합체 사슬, 단량체 및 용제를 포함할 수 있지만, 코팅의 한 부분이 코팅의 다른 부분과 구별되지 않을 수 있고, 게다가, 코팅의 한 부분에서의 코팅의 두께가 코팅의 다른 부분과 구별되지 않을 수 있다. 또한, 예를 들어, 균질 피막이 피막에 별개의 입자 및 중합체 사슬을 포함할 수 있지만, 코팅의 한 부분이 코팅의 다른 부분과 구별되지 않을 수 있고, 게다가, 코팅의 한 부분의 두께가 코팅의 다른 부분과 구별되지 않을 수 있다.
중합성 물질(130)은, 예를 들어, 용제 중합, 에멀젼 중합, 현탁 중합, 벌크 중합, 및 방사선 중합[예를 들어, 화학선 방사(예를 들어, 가시광 및 자외광, 전자 빔 방사 등, 및 이들의 조합을 포함함)를 사용한 공정을 포함함]를 비롯한 화학, 열 또는 방사 개시될 수 있는 다양한 종래의 양이온 또는 자유 라디칼 중합 기법에 의해 중합될 수 있는 임의의 중합성 물질일 수 있다.
화학선 방사 경화성 물질은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 우레탄, 에폭시 등의 단량체, 올리고머, 및 중합체를 포함한다. 본 개시 내용의 실시에 적당한 에너지 경화성 기(energy curable group)의 대표적인 일례는 에폭시 기, (메트)아크릴레이트 기, 올레핀 탄소-탄소 이중 결합, 알릴옥시 기, 알파-메틸 스티렌 기, (메트)아크릴아미드 기, 시안산염 에스테르 기, 비닐 에테르 기, 이들의 조합 등을 포함한다. 자유 라디칼 중합이 가능한 기가 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 예시적인 물질은 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체를 포함하고, 상세하게는, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 중합 시에 가교결합된 네트워크를 형성할 수 있는 다작용성 단량체가 사용될 수 있다. 중합성 물질은 단량체, 올리고머 및 중합체의 임의의 혼합물을 포함할 수 있지만, 물질이 적어도 하나의 용제에 적어도 부분적으로 용해될 수 있어야만 한다. 일부 실시 형태에서, 물질은 용제 단량체 혼합물에서 용해될 수 있어야만 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "단량체"라는 용어는 하나 이상의 에너지 중합가능 기(energy polymerizable group)를 가지는 상대적으로 낮은 분자량의(즉, 약 500 g/몰 미만의 분자량을 가지는) 물질을 의미한다. "올리고머"는 약 500 내지 최대 약 10,000 g/몰의 분자량을 가지는 상대적으로 중간 분자량의 물질을 의미한다. "중합체"는 적어도 약 10,000 g/몰, 바람직하게는 10,000 내지 100,000 g/몰의 분자량을 가지는 상대적으로 높은 분자량의 물질을 의미한다. 본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 바와 같이 "분자량"이라는 용어는, 달리 명백히 언급하지 않는 한, 수평균 분자 중량(number average molecular weight)을 의미한다.
예시적인 단량체 중합성 물질은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 에스테르, 비닐 에테르, N-비닐-2-피롤리돈, (메트)아크릴아미드, N-치환된 (메트)아크릴아미드, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐페놀 에톡실레이트 (메트) 아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2- 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 부탄다이올 모노(메트) 아크릴레이트, 베타-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 지환족 에폭사이드, 알파-에폭사이드, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴, 말레인산 무수물, 이타콘산, 아이소데실 (메트) 아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트) 아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산, N-비닐카프로락탐, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 하이드록시 작용성 폴리카프로락톤 에스테르 (메트) 아크릴레이트, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 하이드록시아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 이들의 조합 등을 포함한다.
올리고머 및 중합체는 또한 모두 합하여 본 명세서에서 "고분자량 성분 또는 화학종"이라고 할 수 있다. 점도 제어, 경화 시의 감소된 수축, 내구성, 가요성, 다공성 및 비다공성 기판에 대한 점착력, 실외 내후성, 및/또는 기타를 비롯한 많은 이점을 제공하기 위해 적당한 고분자량 성분이 본 개시 내용의 조성물에 포함될 수 있다. 본 개시 내용의 유체 조성물에 포함되는 올리고머 및/또는 중합체의 양은 얻어지는 조성물의 의도된 용도, 반응성 희석제와 성질, 올리고머 및/또는 중합체의 성질 및 중량 평균 분자량 등과 같은 인자에 따라 넓은 범위 내에서 변할 수 있다. 올리고머 및/또는 중합체 자체는 직쇄형(straight-chained), 분지형(branched) 및/또는 사이클릭(cyclic)일 수 있다. 분지형 올리고머 및/또는 중합체는 비슷한 분자량의 직쇄형 대응물보다 낮은 점도를 갖는 경향이 있다.
예시적인 중합가능 올리고머 또는 중합체는 지방족 폴리우레탄, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 에폭시 중합체, 폴리스티렌(스티렌의 공중합체를 포함함) 및 치환된 스티렌, 중합체를 함유하는 실리콘, 플루오르화된 중합체, 이들의 조합 등을 포함한다. 일부 응용에서, 폴리우레탄 및 아크릴-함유 올리고머 및/또는 중합체는 향상된 내구성 및 내후성 특성을 가질 수 있다. 이러한 물질은 또한 방사선 경화성 (메트)아크릴레이트 작용성 단량체로 형성되는 반응성 희석제에서 용이하게 용해되는 경향이 있다.
올리고머 및/또는 중합체의 방향족 성분이 일반적으로 열악한 내후성 및/또는 열악한 내직사광성(resistance to sunlight)을 가지는 경향이 있기 때문에, 방향족 성분은 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만으로 제한될 수 있고, 본 개시 내용의 올리고머 및/또는 중합체 및 반응성 희석제로부터 실질적으로 배제될 수 있다. 그에 따라, 직쇄형, 분지형 및/또는 사이클릭 지방족 및/또는 헤테로사이클릭 성분이 실외 응용에서 사용될 올리고머 및/또는 중합체를 형성하는 데 바람직하다.
본 개시 내용에서 사용하기에 적당한 방사선 경화성 올리고머 및/또는 중합체는 (메트)아크릴화한 우레탄(즉, 우레탄 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화한 에폭시(즉, 에폭시 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화한 폴리에스테르(즉, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화한 (메트)아크릴, (메트)아크릴화한 실리콘, (메트)아크릴화한 폴리에테르(즉, 폴리에테르 (메트)아크릴레이트), 비닐 (메트)아크릴레이트, 및 (메트)아크릴화한 오일을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
용제(120)는 원하는 중합성 물질(130)을 갖는 용액을 형성하는 임의의 용제일 수 있다. 용제는 극성 또는 비극성 용제, 높은 끓는점의 용제 또는 낮은 끓는점의 용제일 수 있고, 몇가지 용제의 혼합물이 바람직할 수 있다. 균질 조성물(140)에서 부분적으로 중합된 물질(150)이 용제(또는 용제 혼합물 내의 용제들 중 적어도 하나)에 용해된 채로 있을 수 있도록 용제 또는 용제 혼합물이 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 용제 혼합물은 중합성 물질(130)에 대한 용제와 비용제(non-solvent)의 혼합물일 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 코팅 후에 그러나 중합이 시작하기 전에 소부분의 용제(120)가 용액으로부터 제거될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 소부분의 용제(120)가 중합 단계 동안에 제거될 수 있다. "소부분"이라는 것은 균질 조성물(140)의 부분적 중합 이전에 제1 용액(110)이 안정한 채로 있을 정도로 충분한 작은 양을 의미한다. 소부분은 제1 용액(110) 내의 용제(120)의 약 30% 미만, 약 20% 미만, 약 10% 미만, 약 5% 미만, 또는 약 2% 미만일 수 있다.
중합 동안, 제1 용액(110)은 제2 용액(160)을 포함하는 균질 조성물(140) 및 부분적으로 중합된 물질(150)을 형성하기 위해 중합하는 중합체가 많은 용액(polymer-rich solution)으로 분리된다. 제2 용액(160)은 중합성 물질(130)이 공핍되어 있지만, 중합성 물질(135)의 제2 부분은 제2 용액(160)에 남아 있다. 균질 조성물(140)은 일반적으로 제1 용액(110)보다 높은 점도를 가지며, 다른 곳에서 기술하는 바와 같이, 코팅 환경에서 외란에 덜 영향을 받는다. 부분적으로 중합된 물질(150)은 도 1에 도시된 바와 같이 균질 조성물(140)에 걸쳐 뻗어 있을 수 있는 중합체 사슬을 형성한다. 중합체 사슬은 영역(155)에서 물리적으로 교차하고 및/또는 서로 접촉할 수 있지만, 일반적으로 균질 조성물(140)에서 사슬 사이에 어떤 화학 결합(예를 들어, 가교 결합)도 형성되지 않는다.
일 실시 형태에서, 예를 들어, 부분적으로 중합된 물질(150) 또는 기판(115)의 분해 온도를 초과하지 않는 온도에서 건조함으로써 용제(120)가 균질 조성물(140)로부터 쉽게 제거될 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 건조 동안의 온도는 기판(115)이 변형되기 쉬운 온도, 예를 들어, 기판(115)의 와핑 온도(warping temperature) 또는 기판(115)의 유리-전이 온도 미만으로 유지된다. 예시적인 용제는 선형, 분지형 및 사이클릭 탄화수소, 알코올, 케톤, 및 에테르(예를 들어, DOWANOL™ PM 프로필렌 글리콜 메틸 에테르와 같은 프로필렌 글리콜 에테르를 포함함); 아이소프로필 알코올, 에탄올, 톨루엔, 에틸 아세테이트, 2-부타논, 부틸 아세테이트, 메틸 아이소부틸 케톤, 물, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 아세톤, 방향족 탄화수소; 아이소포론; 부티로락톤; N-메틸피롤리돈; 테트라하이드로푸란; 락테이트, 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PM 아세테이트), 다이테릴렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트(DE 아세테이트), 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트(EB 아세테이트), 다이프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트(DPM 아세테이트), 아이소-알킬 에스테르, 아이소헥실 아세테이트, 아이소헵틸 아세테이트, 아이소옥틸 아세테이트, 아이소노닐 아세테이트, 아이소데실 아세테이트, 아이소도데실 아세테이트, 아이소트라이데실 아세테이트 또는 기타 아이소-알킬 에스테르와 같은 에스테르; 이들의 조합 등을 포함한다.
제1 용액(110)은 또한, 예를 들어, 개시제, 경화제, 경화 촉진제, 촉매, 가교제, 점착제, 가소제, 염료, 계면 활성제, 난연제, 커플링제, 안료, 열가소성 또는 열경화성 중합체를 비롯한 충격 보강제, 흐름 조정제, 발포제, 필러, 유리 및 중합체 미소구 및 미소입자, 전기 전도성 입자, 열 전도성 입자를 비롯한 기타 입자, 섬유, 대전 방지제, 산화방지제, UV 흡수제 등을 비롯한 다른 성분을 포함할 수 있다.
제1 용액(110)에 존재하는 단량체의 중합을 용이하게 해주는 데 효과적인 양으로 광개시제와 같은 개시제가 사용될 수 있다. 광개시제의 양은, 예를 들어, 개시제의 유형, 개시제의 분자량, 얻어지는 부분적으로 중합된 물질(150)의 의도된 응용, 및 중합 공정(예를 들어, 공정의 온도 및 사용되는 화학선 방사의 파장을 포함함)에 따라 변할 수 있다. 유용한 광개시제는, 예를 들어, IRGACURE™ 및 DAROCURE™라는 상표명으로 Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능한 것(IRGACURE™ 184 및 IRGACURE™ 819을 포함함)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 예를 들어, 공정의 상이한 섹션에서 중합을 제어하기 위해 개시제 및 개시제 유형의 혼합이 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 선택적인 후처리 중합(post-processing polymerization)가 열 발생 자유 라디칼 개시제(thermally generated free-radical initiator)를 필요로 하는 열 개시 중합(thermally initiated polymerization)일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 선택적인 후처리 중합은 광개시제를 필요로 하는 화학선 방사 개시 중합(actinic radiation initiated polymerization)일 수 있다. 후처리 광개시제는 용액 내의 중합체 매트릭스를 중합하는 데 사용되는 광개시제와 동일하거나 상이할 수 있다.
부분적으로 중합된 물질(150)은 보다 경성인 중합체 코팅(185)을 제공하기 위해 가교결합될 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 부분적으로 중합된 물질(150)은 용제(120)의 제거 시에 적어도 부분적으로 붕괴하여 변형에 저항하는 경성인 3차원 중합체 네트워크를 형성하지 않도록 충분한 이동성을 보유한다. 가교제를 사용하여 또는 가교제를 사용하지 않고 감마 또는 전자 빔 방사와 같은 고에너지 방사를 사용함으로써 가교결합이 달성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중합가능 단량체의 혼합물에 가교제 또는 가교제들의 조합이 첨가될 수 있다. 다른 곳에서 기술되는 화학선 방사원 중 임의의 것을 사용하여 중합체 네트워크의 중합 동안에 가교결합이 일어날 수 있다.
유용한 방사선 경화 가교제는 1,6-헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이/테트라(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이(메트) 아크릴레이트, 에톡실화한 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트라이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이(메트) 아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,12-도데칸올 다이(메트)아크릴레이트를 포함하는, 미국 특허 제4,379,201호(Heilmann 등)에 기술된 것과 같은 다작용성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 미국 특허 제4,737,559호(Kellen 등)에 개시된 것과 같은 공중합성 방향족 케톤 공단랑체 등과, 이들의 조합을 포함한다.
제1 용액(110)은 또한 사슬 전달제를 포함할 수 있다. 사슬 전달제는 바람직하게는 중합 이전에 단량체 혼합물에 용해가능하다. 적당한 사슬 전달제의 일례는 트라이에틸 실란 및 메르캅탄을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 사슬 전달이 또한 용매에 대해서도 일어날 수 있지만, 이것은 바람직한 메커니즘이 아닐 수 있다.
중합 단계는 바람직하게는 낮은 산소 농도를 갖는 분위기에서 방사원을 사용하는 것을 포함한다. 산소는 자유 라디칼 중합을 억제하는 것으로 알려져 있으며, 그 결과 경화의 정도가 감소된다. 중합 및/또는 가교결합을 달성하는 데 사용되는 방사원은 화학선(예를 들어, 스펙트럼의 자외선 또는 가시 영역 내의 파장을 갖는 방사), 가속된 입자(예를 들어, 전자 빔 방사), 열(예를 들어, 열 또는 적외선 방사) 등일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 에너지는 화학선 방사 또는 가속된 입자인데, 그 이유는 이러한 에너지가 중합 및/또는 가교결합의 시작 및 속도에 대한 우수한 제어를 제공하기 때문이다. 추가로, 화학적 방사 및 가속화된 입자는 상대적으로 낮은 온도에서 경화에 사용될 수 있다. 이것은 열 경화 기법을 사용할 때 에너지 경화성 기의 중합 및/또는 가교결합을 시작하는 데 요구될지도 모르는 비교적 높은 온도에 민감할 수 있는 성분을 열화시키거나 증발시키는 것을 방지한다. 적당한 경화 에너지원은 UV LED, 가시 LED, 레이저, 전자 빔, 수은 램프, 제논 램프, 탄소 아크 램프, 텅스텐 필라멘트 램프, 섬광 램프, 햇빛, 저휘도 자외광[흑광(black light)] 등을 포함한다.
균질 코팅(170)을 생성하기 위해 용제 제거 단계에서 대부분의 용제(120)가 제거된다. 대부분의 용제(120)라는 것은 용제의 90 중량%, 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 또는 50 중량% 초과를 의미한다. 공기 부상/대류를 포함할 수 있는 열 오븐에서 건조시키는 것, 적외선 또는 기타 방사 광원을 사용하여 건조시키는 것, 진공 건조, 간극 건조(gap drying), 또는 건조 기법들의 조합에 의해 용제(120)가 제거될 수 있다. 건조 기법의 선택은, 그 중에서도 특히, 원하는 공정 속도, 용제 제거의 정도, 및 예상된 코팅 형태(coating morphology)에 의해 좌우될 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 간극 건조는 용제 제거에 대한 이점을 제공할 수 있는데, 그 이유는 간극 건조가 최소한의 공간 내에서 빠른 건조를 제공할 수 있기 때문이다.
대부분의 용제(120)를 제거한 후에, 균질 코팅(170)은 중합성 물질(130)의 제1 부분 및 제3 용액(180)으로부터 부분적으로 중합된 물질(150) 포함한다. 제3 용액(180)은 중합성 물질(135)의 제2 부분 및 선택적으로 잔류 용제(120)를 포함한다. 균질 코팅(170)은 이어서 중합성 물질(135)의 제2 부분을 중합함으로써 기판(115) 상에 중합체 코팅(190)을 형성하기 위해 추가적으로 중합된다. 이 중합은 다른 곳에서 기술되는 화학선 방사원 중 임의의 것을 사용하여 달성될 수 있다.
도 2는 개시 내용의 다른 태양에 따른, 기판(215) 상에 미립자-로딩된 중합체 코팅(295)을 형성하는 공정(200)의 개략도를 나타낸 것이다. 용제(220)에 중합성 물질(230) 및 입자(240)를 포함하는 제1 용액(210)이 기판(215) 상에 코팅된다. 제2 용액(270) 내의 부분적으로 중합된 물질(260)에 구속된 입자(240)를 포함하는 균질 조성물(250)을 형성하기 위해 제1 용액(210)이 적어도 부분적으로 중합된다. 대부분의 용제(220)가 제2 용액(270)으로부터 제거되어 기판(115) 상에 균질 코팅(280)을 형성하고, 여기서 균질 코팅(280)은 제3 용액(290) 내의 부분적으로 중합된 물질(260)을 포함한다. 중합성 물질(235)의 제2 부분은 중합되어, 기판(115) 상의 균질 피막(297)을 포함하는 중합체 코팅(295)을 형성한다.
제2 용액(270)은 중합성 물질(230)이 공핍되어 있지만, 중합성 물질(235)의 제2 부분은 제2 용액(270)에 남아 있다. 균질 조성물(250)은 일반적으로 제1 용액(210)보다 높은 점도를 가지며, 코팅 환경에서 외란에 덜 영향을 받는다. 부분적으로 중합된 물질(260)은 도 2에 도시된 바와 같이 균질 조성물(250)에 걸쳐 뻗어 있을 수 있는 중합체 사슬을 형성한다. 중합체 사슬은 영역(265)에서 물리적으로 교차하고 및/또는 서로 접촉할 수 있지만, 일반적으로 균질 조성물(250)에서 중합체 사슬 사이에 어떤 화학 결합(예를 들어, 가교 결합)도 형성되지 않는다.
제2 용액(270)은 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 부분적으로 중합된 물질(260)에 결합되어 있지 않은 입자(245)의 일부분을 포함할 수 있다[즉, 제2 용액(270)은 입자(240)가 공핍되었을 수 있지만, 일부 입자가 여전히 존재할 수 있다]. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 부분적으로 중합된 물질(260)에 "결합된" 입자(240)는 부분적으로 중합된 물질에 완전히 매립되어 있는 입자, 부분적으로 중합된 물질에 부분적으로 매립되어 있는 입자, 부분적으로 중합된 물질의 표면에 부착된 입자, 또는 이들의 조합을 포함하기 위한 것이다.
입자(240)는 임의의 원하는 물질로 이루어져 있을 수 있고, 임의의 크기를 가질 수 있지만, 일반적으로 코팅된 제1 용액(210)의 두께보다 작다. 특정의 일 실시 형태에서, 입자(240)는 코팅된 제1 용액(210) 전체에 걸쳐 균일하게 분산되어 있는 아크릴레이트 비드 또는 스티렌 비드와 같은 중합체성 비드일 수 있다. 중합성 물질의 부분적 중합은, 다른 곳에서 기술된 바와 같이, 경화 동안 코팅에서의 비드의 움직임 또는 응집을 방지할 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 입자(240)는 부분적으로 중합된 물질(260)에 화학적으로 결합되어 있는 표면 개질된 반응성 나노입자를 포함하는 나노입자일 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 입자(240)는 그 대신에 부분적으로 중합된 물질(260)에 물리적으로 결합되어 있는 표면 개질된 비반응성 나노입자일 수 있다.
중합성 물질(230) 및 용제(220)는 각각 도 1의 중합성 물질(130) 및 용제(120)에 대해 기술된 것과 동일할 수 있다. 일 실시 형태에서 입자(240)는 무기성 입자, 유기성(예를 들어, 중합체성) 입자, 또는 유기성 입자와 무기성 입자의 조합일 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 입자(240)는 다공성 입자, 중공 입자, 중실 입자, 또는 이들의 조합일 수 있다. 적당한 무기 입자의 일례는 지르코니아, 티타니아, 세리아, 알루미나, 철 산화물, 바나디아, 안티몬 산화물, 주석 산화물, 알루미나/실리카, 및 이들의 조합을 비롯한 실리카 및 금속 산화물 입자를 포함한다. 입자는 제1 용액 코팅 두께 미만의, 일반적으로 약 1000 마이크로미터 미만의 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 입자는 1000 ㎚ 미만, 약 100 ㎚ 미만, 약 50 ㎚ 미만, 또는 약 3 ㎚ 내지 약 50 ㎚의 평균 입자 직경을 가지는 나노입자일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 나노입자는 약 3 ㎚ 내지 약 50 ㎚, 또는 약 3 ㎚ 내지 약 35 ㎚, 또는 약 5 ㎚ 내지 약 25 ㎚의 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 나노입자가 응집되는 경우, 응집된 입자의 최대 단면 크기는 이들 범위 중 임의의 범위 내에 있을 수 있고, 또한 약 100 ㎚ 초과일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 미국 매사추세츠주 보스턴 소재의 Cabot Co.로부터 입수가능한 CAB-O-SPERSE@ PG002 건식 실리카, CAB-O-SPERSE® 2017A 건식 실리카, 및 CAB-O-SPERSE@ PG003 건식 알루미나 등, 1차 크기가 약 50 ㎚ 미만인 실리카 및 알루미나와 같은 건식(fumed) 나노입자가 또한 포함되어 있다.
일부 실시 형태에서, 입자(240)는 소수성 기, 친수성 기 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 표면기(surface group)를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 입자는 실란, 유기산, 유기 염기 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 작용제로부터 유도되는 표면기(surface group)를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 입자는 알킬실란, 아릴실란, 알콕시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 작용제로부터 유도되는 오가노실릴 표면기를 포함한다.
"표면 개질된 입자"라는 용어는 입자의 표면에 부착된 표면기를 포함하는 입자를 말한다. 표면기는 입자의 특성을 개질한다. "입자 직경" 및 "입자 크기"라는 용어는 입자의 최대 단면 치수를 말한다. 입자가 응집체(aggregate)의 형태로 존재하는 경우, "입자 직경" 및 "입자 크기"라는 용어는 응집체의 최대 단면 치수를 말한다. 일부 실시 형태에서, 입자는 건식 실리카 입자와 같은 큰 종횡비의 나노입자 응집체일 수 있다.
표면 개질된 입자는 입자의 용해성 특성을 개질할 수 있는 표면기를 가진다. 표면기는 일반적으로 입자가 중합성 제1 용액(210)과 상용성이 있도록 선택된다. 일 실시 형태에서, 표면기는 부분적으로 중합된 물질(260)의 화학적으로 결합된 부분이 될 제1 용액(210)의 적어도 하나의 성분과 연관되거나 반응하도록 선택될 수 있다.
예를 들어, (예를 들어, 분말 또는 콜로이드 분산물의 형태로) 입자에 표면 개질제를 첨가하여 표면 개질제가 입자와 반응할 수 있게 해주는 것을 비롯하여, 입자의 표면을 개질하는 각종의 방법이 이용가능하다. 다른 유용한 표면 개질 공정이 미국 특허 제2,801,185호(Iler) 및 제4,522,958호(Das 등)(참조 문헌으로서 본 명세서에 포함됨)에 기술되어 있다.
유용한 표면 개질된 실리카 나노입자는, 예를 들어, GE Silicones으로부터의 Silquest® A-1230과 같은 Silquest® 실란, 3-아크릴로일옥시프로필 트라이메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트라이메톡시실란, 3-메르캅토프로필트라이메톡시실란, n-옥틸트라이메톡시실란, 아이소옥틸트라이메톡시실란, 4-(트라이에톡시실일)-부티로니트릴, (2-시아노에틸)트라이에톡시실란, N--(3-트라이에톡시실일프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카바메이트(PEG3TMS), N--(3-트라이에톡시실일프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카바메이트(PEG2TMS), 3-(메타크릴로일옥시) 프로필트라이에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) propylmethyldimethoxysilane, 3-(아크릴로일옥시프로필) 메틸다이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필다이메틸에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필다이메틸에톡시실란, 비닐다이메틸에톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, n-옥틸트라이메톡시실란, 도데실트라이메톡시실란, 옥타데실트라이메톡시실란, 프로필트라이메톡시실란, 헥실트라이메톡시실란, 비닐메틸다이아세톡시실란, 비닐메틸다이에톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐트라이아이소프로폭시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이페녹시실란, 비닐트라이-t-부톡시실란, 비닐트리스-아이소부톡시실란, 비닐트라이아이소프로페녹시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 및 이들의 조합을 비롯한 실란 표면 개질제로 표면 개질된 실리카 나노입자를 포함한다. 실리카 나노입자가, 예를 들어, 알코올, 오가노실란[예를 들어, 알킬트라이클로로실란, 트라이알콕시아릴실란, 트라이알콕시(알킬)실란 및 이들의 조합을 포함함] 및 오가노티타네이트 그리고 그 혼합물을 비롯한 다수의 표면 개질제에 의해 처리될 수 있다.
나노입자가 콜로이드 분산물의 형태로 제공될 수 있다. 유용한 구매가능한 비개질된 실리카 출발 물질의 일례는 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 Nalco Chemical Co.로부터 NALCO 1040, 1050, 1060, 2326, 2327, and 2329 콜로이드성 실리카라는 제품명으로 입수가능한 나노-크기의 콜로이드성 실리카; 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 Nissan Chemical America Co.로부터 IPA-ST-MS, IPA-ST-L, IPA-ST, IPA-ST-UP, MA-ST-M, 및 MA-ST 졸이라는 제품명의 오가노실리카, 및 역시 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 Nissan Chemical America Co.로부터의 SnowTexㄾ ST-40, ST-50, ST-20L, ST-C, ST-N, ST-O, ST-OL, ST-ZL, ST-UP, 및 ST-OUP를 포함한다. 중합성 물질과 나노입자의 중량비는 약 30:70, 40:60, 50:50, 55:45, 60:40, 70:30, 80:20 또는 90:10 또는 기타의 범위에 있을 수 있다. 나노입자의 중량%의 바람직한 범위는 약 10 중량% 내지 약 50 중량% 범위에 있고, 사용되는 나노입자의 질량에 의존할 수 있다.
도 3a는 개시 내용의 일 태양에 따른, 기판(302) 상에 균질 코팅(356)을 형성하는 공정(300)의 개략도를 나타낸 것이다. 도 3a에 도시된 공정(300)이 연속적인 공정이지만, 공정이 그 대신에 단계적으로 수행될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 즉, 균질 코팅(356)을 형성하기 위해 이하에 기술되는 코팅하는 단계, 중합하는 단계, 및 용제를 제거하는 단계가 개별 동작에서 개개의 기판 편부에 대해 수행될 수 있다.
도 3a에 도시된 공정(300)은, 기판(302) 상에 균질 코팅(356)을 형성하기 위해, 기판(302)을 코팅 섹션(310), 선택적인 코팅 컨디셔닝 섹션(315), 중합 섹션(320), 제1 용제 제거 섹션(340), 및 제2 용제 제거 섹션(350)을 통과시킨다. 기판(302) 상의 균질 코팅(356)은 이어서 기판(302) 상에 중합체 코팅(366)을 형성하기 위해 제2 중합 섹션(360)을 통과하고, 그 다음에 권취롤(output roll)(370)로서 감긴다. 일부 실시 형태에서, 공정(300)은, 예를 들어, 아이들러 롤; 텐셔닝 롤(tensioning roll); 조종 메커니즘(steering mechanism); 코로나 또는 화염 처리기와 같은 표면 처리기; 라미네이션 롤 등을 비롯한 웨브-기반 물질의 제조에 통상적인 부가의 처리 장비를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 공정(300)은 상이한 웨브 경로, 코팅 기법, 중합 장치, 중합 장치의 배치, 건조 오븐, 컨디셔닝 섹션, 등을 이용할 수 있고, 기술된 섹션들 중 일부가 선택적일 수 있다.
기판(302)은, 예를 들어, 중합체성 기판, 금속화된 중합체성 기판, 금속 포일, 이들의 조합 등을 비롯한 웨브라인에서의 롤투롤 웨브 처리(roll-to-roll web processing)에 적당한 임의의 공지된 기판일 수 있다. 특정의 일 실시 형태에서, 기판(302)은 액정 디스플레이와 같은 광학 디스플레이에서 사용하기에 적당한 광학 품질 중합체성 기판이다.
기판(302)은 권출롤(input roll)(301)로부터 풀려지고, 아이들러 롤(303)을 통과하여 코팅 섹션(310)에 있는 코팅 롤(304)과 접촉한다. 제1 용액(305)은 코팅 다이(307)를 통과하여, 기판(302) 상에 제1 용액(305)의 제1 코팅(306)을 형성한다. 제1 용액(305)은 용제, 중합성 물질, 선택적인 입자, 광개시제, 및 다른 곳에서 기술되는 다른 제1 용액 성분 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 코팅 섹션(310)에 있는 코팅 다이(307)와 코팅 컨디셔닝 섹션(315)에 있는 코팅 컨디셔닝 영역(309) 사이에 배치된 보호판(shroud)(308)은 제1 용액(305) 주변에 제1 제어된 환경(311)을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 예를 들어, 제1 용액(305)의 조성에 상당한 변화가 일어날 수 있기 전에 중합이 일어날 때 보호판(308) 및 코팅 컨디셔닝 섹션(315)이 선택적일 수 있다. 제1 용액(305)의 제1 코팅(306)을 갖는 기판(302)은 이어서 중합 섹션(320)에 들어가고, 여기서 다른 곳에서 기술되는 바와 같이 제1 용액(305)이 중합된다.
코팅 다이(307)는 다층 코팅을 비롯한 임의의 공지된 코팅 다이 및 코팅 기법을 포함할 수 있고, 임의의 특정의 다이 설계 또는 박막 코팅 기법으로 제한되지 않는다. 코팅 기법의 일례는 당업자라면 잘 알고 있는 나이프(knife) 코팅, 그라비어(gravure) 코팅, 슬라이드 코팅, 슬롯 코팅, 슬롯-페드 나이프(slot-fed knife) 코팅, 커튼 코팅 등을 포함한다. 중합체 코팅의 몇가지 응용은 정밀한 두께 및 결함 없는 코팅의 필요성을 포함할 수 있고, 도 3a에 도시된 바와 같이 정밀 코팅 롤(304)에 대해 배치된 정밀한 슬롯 코팅 다이(307)의 사용을 필요로 할 수 있다. 제1 코팅(306)이 임의의 두께로 도포될 수 있지만, 얇은 코팅이 바람직하다. 예를 들어, 1000 마이크로미터 미만의 두께, 약 500 마이크로미터 미만의 두께, 약 100 마이크로미터 미만의 두께, 또는 약 50 마이크로미터 미만의 두께인 코팅이 대표적인 특성을 가지는 중합체 코팅을 제공할 수 있다.
제1 코팅(306)이 다른 곳에서 기술하는 바와 같이 적어도 하나의 용제 및 중합성 물질을 포함하기 때문에, 코팅으로부터 임의의 바람직하지 않은 용제의 손실을 감소시키고, 주변 기류로부터 코팅을 보호하며, 또한 중합을 방해할 수 있는 산소로부터 코팅을 보호하기 위해 보호판(308)이 배치된다. 보호판(308)은, 예를 들어, 제1 코팅(306)에 아주 근접하여 배치되고 코팅 다이(308) 및 코팅 롤(304) 주변에 씨일을 제공하여 제1 제어된 환경(311)이 유지될 수 있도록 하는 형성된 알루미늄 시트일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 보호판(308)은 또한 주변 실내 조건으로부터 코팅을 보호하는 역할도 할 수 있다. 제1 제어된 환경(311)은 산소 함유량을 제어하기 위한 질소와 같은 불활성 가스, 용제의 손실을 감소시키기 위한 용제 증기, 또는 불활성 가스와 용제 증기의 조합을 포함할 수 있다. 산소 농도는 중합의 속도 및 정도 둘다에 영향을 줄 수 있고, 따라서 일 실시 형태에서, 제1 제어된 환경(311)에서의 산소 농도는 1000 ppm(parts-per-million) 미만, 500 ppm 미만, 300 ppm 미만, 150 ppm 미만, 100 ppm 미만, 또는 심지어 50 ppm 미만으로 감소된다. 일반적으로, 달성될 수 있는 최저 산소 농도가 바람직하다.
코팅 컨디셔닝 섹션(315)에서의 코팅 컨디셔닝 영역(309)은 중합 섹션(320)에 들어가기 전에 제1 코팅(306)을 개질하기 위해 부가의 기능을 제공하는 보호판(308)의 연장부이다. 제1 제어된 환경(311)이 여전히 코팅 컨디셔닝 영역(309) 내에서 유지될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제1 코팅(306)의 조성을 조정하거나 유지하기 위해 부가의 가열, 냉각, 또는 투입 및 배출 가스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 중합 이전에 제1 코팅(306)으로부터의 용제의 증발을 감소시키기 위해 용제 증기가 투입 가스에 유입될 수 있다.
예를 들어, 미국 특허 제5,694,701호에 기술되어 있는 간극 건조기와 같은 가열 장치가 제1 코팅(306)의 온도를 상승 또는 하강시키는 데, 제1 코팅(306)의 조성을 조정하기 위해 부가의 용제를 몰아내는 데, 또는 둘다를 위해 사용될 수 있다. 간극 건조기는 또한, 예를 들어, 코팅의 최적의 조성(예를 들어, % 고형물)이 중합에 대한 최적의 조성과 상이할 때 원하는 박막 형태 및 조성을 가능하게 해주기 위해 중합 섹션 이전에 용제의 일부분을 제거하는 데 사용될 수 있다. 종종, 코팅 컨디셔닝 영역(309)은 중합 이전에 안정화시킬, 예를 들어 임의의 표면 요철 또는 스트리크를 평탄화할 제1 코팅(306)에 대한 부가의 시간을 제공하는 역할을 할 수 있다.
도 3b는 개시 내용의 일 태양에 따른, 도 3a에 도시된 공정(300)의 중합 섹션(320)의 개략도이다. 도 3b는 기판(302)의 경로 아래에서 본 중합 섹션(320)의 단면을 나타낸 것이다. 중합 섹션(320)은 하우징(321), 및 기판(302) 상의 제1 코팅(306)을 부분적으로 둘러싸고 있는 제2 제어된 환경(327)의 경계를 제공하는 석영 플레이트(322)를 포함한다. 방사원(323)은 석영 플레이트(322)를 통과하여 기판(302) 상의 제1 코팅(306)을 중합하는 화학선 방사(324)를 발생한다. 단일 방사원(323) 대신에, 도 3b에 도시된 방사원 어레이(325)가 중합 공정에 향상된 중합 균일성 및 속도를 제공할 수 있다. 방사원 어레이(325)는 방사원(323)의 개별 제어를 제공할 수 있다. 예를 들어, 원하는 바에 따라 교차웨브 또는 다운웨브 프로파일이 발생될 수 있다. 방사원 어레이(325) 내의 각각의 방사원(323)에 의해 발생되는 열을 제거함으로써 온도를 제어하기 위해 열 추출기(326)가 배치될 수 있다.
하우징(321)은 기판(302), 제1 코팅(306) 및 균질 용액 코팅(336)(도 3c에 도시됨)을 둘러싸도록 설계된 간단한 인클로저일 수 있거나, 하우징(321)은 또한, 예를 들어, 제2 제어된 환경(327)의 온도를 조절할 수 있는 온도 제어 플레이트(temperature controlled plate)(도시 생략)와 같은 부가의 요소를 포함할 수 있다. 하우징(321)은 제2 제어된 환경(327)을 제공하기 위해 기판(302) 및 제1 코팅(306)을 둘러싸기에 충분한 내부 치수 h3 및 h2 를 가진다. 가스 유동장은 불활성 기능, 코팅 조성, 코팅 균일성 등에 영향을 미친다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 하우징(321)은 제2 제어된 환경(327)을 방사원 어레이(325) 내의 방사원(323)으로부터 분리시키는 상부 석영 플레이트(322)를 포함한다. 방사원 어레이(325)는 제1 코팅(306)에 균일한 화학선 방사(324)를 제공하기 위해 기판(302)으로부터 거리 "h1"에 배치된다. 일 실시 형태에서, "h1" 및 "h3"는 각각 2.54 ㎝(1 인치) 및 0.64 ㎝(0.25 인치)이다. 일부 실시 형태(도시 생략)에서, 석영 플레이트(322) 및 방사원(323)이 기판(302) 아래에 위치하고 제1 코팅(306)을 중합하기 전에 화학선 방사(324)가 기판(302)를 통과하도록 중합 섹션(320)이 반대로 되어 있을 수 있다. 다른 실시 형태(역시 도시되어 있지 않음)에서, 중합 섹션(320)은 제1 코팅(306)을 중합하기 위해 기판의 위아래에 위치하는 2개의 석영 플레이트(322) 및 2개의 방사원(323)을 포함할 수 있다.
방사원(323)은 다른 곳에서 기술하는 바와 같은 임의의 화학선 방사원일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 방사원(323)은 UV 방사를 생성할 수 있는 자외선 LED이다. 상이한 파장으로 방출하는 방사원의 조합이 중합 반응의 속도 및 정도를 제어하는 데 사용될 수 있다. UV-LED 또는 기타 방사원은 동작 동안에 열을 발생할 수 있고, 열 추출기(326)가 발생된 열을 제거함으로써 온도를 제어하기 위해 공기 또는 물로 냉각되는 알루미늄으로 제조될 수 있다.
도 3c는 개시 내용의 일 태양에 따른, 도 3a에 도시된 공정(300)의 중합 섹션(320)의 개략도이다. 도 3c는 기판(302)의 가장자리를 따라서 바라본 중합 섹션(320)의 단면을 나타낸 것이다. 중합 섹션(320)은 하우징(321) 및 제2 제어된 환경(327)의 경계를 제공하는 석영 플레이트(322)를 포함한다. 제2 제어된 환경(327)은 기판(302) 상의 제1 코팅(306) 및 균질 용액 코팅(336)을 부분적으로 둘러싸고 있다. 균질 용액 코팅(336)은, 다른 곳에서 기술한 바와 같이, 부분적으로 중합된 물질을 포함한다.
제2 제어된 환경(327)에 대해 이제부터 기술할 것이다. 하우징(321)은 기판(302), 기판(302) 상의 코팅(306) 및 각자의 개구부 사이에 임의의 원하는 간극을 제공하기 위해 조정될 수 있는 입구 개구부(328) 및 출구 개구부(329)를 포함한다. 제2 제어된 환경(327)은 하우징(321)의 온도의 제어와, 제1 투입 가스(331), 제2 투입 가스(333), 제1 배출 가스(335) 및 제2 배출 가스(334)의 온도, 조성, 압력 및 흐름 속도의 적절한 제어에 의해 유지될 수 있다. 입구 및 출구 개구부(328, 329)의 크기의 적절한 조정은 각각 제1 및 제2 배출 가스(335, 334)의 압력 및 흐름 속도의 제어를 도울 수 있다.
제1 배출 가스(335)는 제2 제어된 환경(327)으로부터 입구 개구부(328)를 통해 코팅 컨디셔닝 섹션(315)의 제1 제어된 환경(311)(도 3a에 도시됨) 내로 흘러갈 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 제어된 환경(327) 및 제1 제어된 환경(311) 내의 압력이 2개의 환경 사이에서의 압력으로 인한 흐름(pressure driven flow)을 방지하도록 조정되고, 제1 배출 가스(335)는 하우징(321) 내의 다른 위치(도시 생략)로부터 제2 제어된 환경(327)을 빠져나갈 수 있다. 제2 배출 가스(334)는 제2 제어된 환경(327)으로부터 출구 개구부(329)를 통해 도 3a에 도시된 제1 용제 제거 섹션(340) 내로 흘러갈 수 있거나, 제2 배출 가스(334)는 하우징(321) 내의 다른 위치(도시 생략)로부터 제2 제어된 환경(327)을 빠져나갈 수 있다.
제1 투입 가스(331)를 제1 코팅(306)의 폭에 걸쳐 원하는 균일도로 분배하기 위해 제1 투입 가스 매니폴드(330)가 하우징(321)에 인접하여 입구 개구부(328) 근처에 배치된다. 제2 투입 가스(333)를 균질 용액 코팅(336)의 폭에 걸쳐 원하는 균일도로 분배하기 위해 제2 투입 가스 매니폴드(332)가 하우징(321)에 인접하여 출구 개구부(329) 근처에 배치된다. 제1 및 제2 투입 가스(331, 333)가, 원하는 바에 따라, 웨브 위에, 웨브 아래에, 또는 웨브 위와 아래의 임의의 조합에 분배될 수 있다. 제1 및 제2 투입 가스(331, 333)가 동일할 수 있거나, 상이할 수 있고, 공지된 바와 같이, 중합 반응을 억제할 수 있는 산소 농도를 감소시킬 수 있는 질소와 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 입력 가스(331, 333)는 또한, 다른 곳에서 기술하는 바와 같이, 중합 이전에 또는 그 동안에 제1 코팅(306)으로부터의 용제의 손실을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있는 용제 증기를 포함할 수 있다. 코팅 상에서의 상대 흐름률, 흐름 속도, 흐름 영향 또는 방향, 및 제1 및 제2 투입 가스(331, 333) 각각의 온도가 독립적으로 제어될 수 있고, 중합 이전의 제1 코팅(306)에서의 결함을 감소시키도록 조정될 수 있다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 코팅에 대한 외란에 의해 결함이 야기될 수 있다. 어떤 경우에, 제1 및 제2 투입 가스(331, 333) 중 하나만이 유동하고 있을 수 있다.
이제 도 3a로 되돌아가서, 나머지 공정에 대해 기술할 것이다. 중합 섹션(320)을 빠져나간 후에, 기판(302) 상의 균질 용액 코팅(336)은 제1 용제 제거 섹션(340)에 들어간다. 제1 용제 제거 섹션(340)은 용제를 증발시키기 위해 균질 용액 코팅(336)을 가열함으로써 용제를 제거하는 종래의 건조 오븐일 수 있다. 바람직한 용제 제거 섹션(340)은, 예를 들어, 미국 특허 제5,694,701호 및 제7,032,324호에 기술된 것과 같은 간극 건조기이다. 간극 건조기는 일부 응용에서 요망될 수 있는 건조 환경의 더 나은 제어를 제공할 수 있다. 제2 용제 제거 섹션(350)은 이어서 대부분의 용제가 제거되도록 하는 데 사용될 수 있다.
기판(302) 상의 균질 코팅(356)은 제2 용제 제거 섹션(350)을 빠져나가고 이어서 제2 중합 섹션(360)을 통과하여 기판(302) 상에 중합체 코팅(366)을 형성한다. 특정의 일 실시 형태에서, 예를 들어, 공정의 이전 단계에서 균질 코팅(356)이 중합체 코팅(366)을 형성할 정도로 충분히 경화된 경우, 제2 중합 섹션(360)은 선택적일 수 있다. 제2 중합 섹션(360)은, 균질 코팅(356)을 완전히 경화시키기 위해, 이전에 기술한 화학선 방사원 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 경화의 정도를 증가시키는 것은 용제의 제거 후에 나머지 중합성 물질[즉, 도 1에 도시된 나머지 중합성 물질(135)]을 중합하는 것을 포함할 수 있다. 기판(302) 상의 균질 코팅(356)은 제2 중합 섹션(360)을 빠져나가고 이어서 권취롤(370)로서 감긴다. 일부 실시 형태에서, 권취롤(370)은 코팅에 라미네이트되고 권취롤(370)에 동시에 감기는 다른 원하는 피막(도시 생략)을 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 부가의 층(도시 생략)이 균질 코팅(356) 또는 기판(302) 상에 코팅되고, 경화되며, 건조될 수 있다.
실시예
이하의 물질 목록 및 그의 소스가 실시예들 전체에 걸쳐 참조된다.
Figure 112011088871772-pct00001
실시예 1: 코팅 용액 젖음 및 미립자 분포의 제어
균일한 비드 분포로 박막을 코팅하는 공정의 능력을 설명하기 위해 미립자 비드를 포함하는 코팅 용액이 준비되고 중합체 기판 상에 코팅되었다. UV LED 부분적 중합을 변화시키면서 코팅이 0.0127 ㎝(0.005 인치) 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판에 도포되었다.
용기에 12.6 g의 SR355, 82.5 g의 MEK, 1.76 g의 MX-300 비드, 6.31 g의 Photomer 6210, 43.0 g의 SR238, 3.15 g의 Esacure One, 및 0.33 g의 FC-443240을 함께 넣고 교반하여 용액을 균일하게 혼합함으로써 중량% 고형물 코팅 용액이 준비되었다. 이 혼합물에, 부가의 8 중량%의 Irgacure 819 고형물이 혼합에 의해 첨가되어, 40 중량% 고형물 코팅 용액을 준비하였다.
전체적인 공정은 도 3a 내지 도 3c에 제시된 개략도를 따랐다. 코팅 용액이 4 cc/분의 속도로 10.2 ㎝(4 인치) 폭의 슬롯-타입 코팅 다이에 공급되었다 기판이 762 ㎝/분(25 ft/분)의 속도로 움직였다. 4 인치 폭의 코팅 다이가 클램쉘 인클로저(clamshell enclosure)(즉, 보호판) 내부에 있었고, 질소가 47.2 리터/분(100 세제곱 피트/시)의 흐름 속도로 클램쉘에 공급되었다. 클램쉘은 2개의 석영 창을 구비한 소간극 웨브 인클로저(small gap web enclosure)에 직접 결합되어 있다. 클램쉘로의 질소 흐름은 90 ppm 산소의 수준까지 소간극 부분적 중합 섹션의 불활성을 제공하였다.
부분적 중합 섹션은 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 Clearstone Technologies Inc.로부터 입수가능한 4.4 ㎝(1.75 인치) 직경의 원 내에 배치된 Clearstone Tech UV LED 유닛을 포함하였다. UV LED 유닛은 석영 창 바로 위에 배치되었고, 켜질 때, 50% 또는 100% 전력으로 동작하였다. UV LED 유닛의 파장은 365 ㎚였다. 365 ㎚ UV LED는 100% 전력에서 대략 0.11 W/㎠ UV-A, 및 0 W/㎠ 가시 방사를 생성하였고, 50% 전력에서 대략 0.066 W/㎠ UV-A, 및 0 W/㎠ 가시 방사를 생성하였다. LED는 역시 Clearstone으로부터 입수가능한 CF 1000 UV-Vis LED 광원에 의해 제공되었다. 3개의 샘플이 준비되었으며, 하나는 UV LED가 꺼져 있는 것이고, 하나는 UV LED가 50% 전력으로 동작하는 것이며, 하나는 UV LED가 100% 전력으로 동작하는 것이다.
UV LED 부분적 중합 이후에, 코팅된 웨브는 실내 환경에서 3 m(10 ft) 간격을 이동하였고, 이어서 플레이트 온도가 77C(170F)로 설정된 상태에서 2개의 1.5 m(5 ft) 길이의 소간극 건조 구역을 통과하였다. 코팅은 이어서 H-전구를 갖춘 Fusion Systems Model I300P(미국 매릴랜드주 게이더스버그 소재)를 사용하여 중합되었다. UV 챔버는 대략 50 ppm 산소까지 질소-불활성(nitrogen-inerted)으로 되었다. 도 4a는 UV LED가 꺼진 상태에서 준비된 샘플의 사진을 나타낸 것이고, 도 4b는 UV LED가 50% 전력으로 켜진 상태에서 준비된 샘플의 사진을 나타낸 것이며, 도 4c는 UV LED가 100% 전력으로 켜진 상태에서 준비된 샘플의 사진을 나타낸 것이다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 비교하면 박막 코팅에서의 비드 이동 및 응집을 감소시키는 UV LED 부분적 중합의 능력을 보여준다.
실시예 2 결함 감소 및 증가된 처리 속도
용제를 제거하기 전에 코팅을 부분적으로 중합함으로써 가능했던 처리 속도의 증가를 설명하기 위해 UV 경화성 코팅 용액이 준비되었다. 이 실시예에서, 웨브 속도가 증가되었을 때 코팅에 "모틀" 결함이 발생되었다. 코팅의 부분적 중합은 모틀이 관찰되기 전에 더 높은 코팅 속도를 가능하게 해주었다.
33.03 g의 SR238, 33.03 g의 SR295, 1.62 g의 Irgacure 184, 1.62 g의 Irgacure 819, 및 126.73 g의 MEK를 제1 용기에 함께 넣고 그 혼합물을 교반함으로써 아크릴레이트 프리-믹스(pre-mix)가 준비되었다. 제2 용기에서 60 g의 ATO, 10 g의 Solplusㄾ D-510, 및 30 g의 1-메톡시-2-프로판올의 용액을 혼합하여 균일 분산물을 형성함으로써 안티몬 주석 산화물(ATO) 미립자 분산물이 이어서 준비되었다. 제3 용기에서 48.3 g의 아크릴레이트 프리-믹스, 46.5 g의 ATO 분산물, 및 5.25 g의 1-메톡시-2-프로판올을 함께 섞어서 고고형물 코팅 용액(high-solids coating solution)이 이어서 준비되었다. 100 g의 고고형물 코팅 용액을 부가의 17 g의 MEK, 부가의 0.5 g의 Irgacure 184(1 중량%의 고형물), 및 부가의 1.5 g의 Irgacure 819(3 중량%의 고형물)과 함께 섞어서 42 중량% 고형물 UV 경화성 코팅 용액을 얻음으로써 마지막 UV 경화성 코팅 용액이 준비되었다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 공정에서, 코팅 용액이 0.051 mm(0.002 인치) 두께의 중합체 기판 웨브[CM875, 미국 특허 제6,797,396호에 기술된 바와 같이 224개의 교대로 있는 PET 및 coPMMA 층을 포함하는 1/4 파 다층 IR 반사 필름]에 도포되었다.
제1 코팅 용액이 6.1에서 30.5 m/분(20 내지 100 ft/분)까지 변하는 속도로 움직이는 웨브 기판 상에서 12.7 ㎝(5 인치) 폭의 슬롯 타입 코팅 다이에 공급되었다. 일정한 젖은 코팅 두께(wet coating thickness)를 유지하기 위해 웨브 속도가 증가함에 따라 코팅 용액의 도포 속도가 증가되었다. 코팅 후에, 웨브는 152 ㎝(5 ft) 길이의 간극 건조기 섹션[도 3a의 코팅 컨디셔닝 영역(309)에 대응함]에 들어가기 전에 웨브 인클로저[즉, 도 3a의 보호판(308)]를 통과하였다. 간극 건조기는 0.64 ㎝(0.25 inch) 간극으로 동작하였고, 상부 플레이트는 20C(68F)로 설정되었고, 하부 플레이트는 50C(121F)로 설정되었으며, 이들 조건은 코팅 다이와 중합 섹션 사이에서 코팅 용액으로부터 용제의 일부분(즉, 소부분의 용제)을 제거하도록 설정되었다. UV LED 부분적 중합 장치는 간극 건조기의 다운웨브 단부와 직접 결합되었다.
코팅된 웨브는 이어서 중합 섹션으로 나아갔다. 상이한 웨브 속도의 범위에 걸쳐 2개의 샘플 세트가 발생되었다. 제1 샘플 세트(A, B, C)는 UV LED 부분적 중합 장치가 꺼진 상태에서 처리되었다. 제2 샘플 세트(D, E, F)는 UV LED 부분적 중합 장치가 13 암페어(전체 전력)의 설정으로 켜진 상태에서 처리되었다. UV LED 부분적 중합 장치의 웨브 속도, 코팅 물질의 흐름 속도, 및 정량화된 결과가 이하의 표 1에 제공되어 있다.
UV LED 부분적 중합 장치는 각각의 행에 22개 LED를 갖는 16개 행의 LED로 이루어진 395 ㎚ UV LED 수냉식 어레이를 사용하였다. 각각의 행에 있는 22개 LED는 웨브 폭에 걸쳐 똑같은 간격으로 있고, 16개 행은 20.3 × 20.3 ㎝ (8" × 8")의 영역에서 다운웨브 방향을 따라 똑같은 간격으로 있다. 어레이 내의 352개의 LED가 395 ㎚ UV LED(미국 노스캐롤라이나주 더럼 소재의 Cree Inc.로부터 입수가능함)이었다. LED 어레이는 LAMBDA GENH750W 전원 공급 장치를 사용하여 전원을 공급받았다. UV LED 장치가 켜져 있는 샘플(D, E, F)에 대해, 전원 공급 장치 출력은 13 암페어 및 대략 45 볼트에서 동작하였다. 제어된 환경은 2개의 다운스트림 가스 유입 장치[예를 들어, 도 3c의 매니폴드(332)]로부터 대략 260 리터/분(560 세제곱피트/시)의 질소를 공급받았다. 이 결과, 부분적 중합 섹션의 제어된 환경에서 대략 35 ppm 산소 농도가 얻어졌다.
부분적 중합 장치를 빠져나간 후에, 웨브는 3개의 구역 전부가 66C(150F)로 설정된 9.1 m(30 ft)의 종래의 공기 부상 건조기에 들어가기 전에 대략 0.9 m(3 ft)를 이동하였다. 건조 후 감기 전에, Fusion UV System, Inc.(미국 매릴랜드주 게이더스버그 소재)의 VPS/I600를 사용하여 건조된 코팅이 중합되었다. Fusion system은 H-전구로 구성되어 있고, 경화 구역에서 50 ppm 산소 미만에서 100% 전력으로 동작하였다.
Figure 112011088871772-pct00002
실시예 3 나노미립자 코팅에서의 모틀 감소
용제를 제거하기 전에 코팅을 부분적으로 중합함으로써 가능했던 모틀의 감소를 설명하기 위해 나노입자를 포함하는 UV 경화성 코팅 용액이 준비되었다. 이 실시예에서, 코팅에 모틀이 발생되었고, 저전력에서의 코팅의 부분적 중합은 모틀을 없애주었다.
코팅된 조제물이, 하기의 방식으로 준비된, SR444에 분산된 20 ㎚ SiO2 나노입자로 표면 처리되었다. Nalco 2327(164.1 g의 SiO2를 포함하는 401.5 g의 분산물)이 1 쿼트 용기에 채워졌다. 트라이메톡시(2,4,4 트라이메티펜틸) 실란(11.9 g), 3-(트라이에톡시실일) 프로피오니트릴(11.77 g), 및 1-메톡시-2-프로판올(450 g)이 함께 혼합되어 교반에 의해 실리카 졸에 채워졌다. 용기가 밀봉되고 80C에서 16 시간 동안 가열되었다. 개질된 실리카 졸(100 g) 및 SR444(30 g)가 250 둥근 바닥 플라스크에 채워졌다. 회전 증발을 통해 물 및 용제가 제거되었다. IPA(10 g)이 이어서 플라스크에 첨가되었다. 얻어진 물질의 조성이 50 g의 수지(40 중량% 개질된 실리카/60 중량% SR444), 6 g의 1-메톡시-2-프로판올, 및 10 g의 IPA이었다.
상기 조성물이 추가적으로 희석되고, IPA:Dowanol PM과 0.5%(중량%의 고형물) Irgacure 819의 2:1 혼합물을 첨가함으로써 30 중량% 고형물을 갖는 코팅 용액을 형성하였다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 공정에서, 코팅 용액이 0.051 mm(0.002 인치) 두께의 프라임된 폴리에스테르(primed polyester)(Melinex 617, DuPont Teijin Films) 기판 웨브에 도포되었다.
제1 코팅 용액이 22.9 m/분(75 ft/분)의 속도로 움직이는 웨브 상에서 20.3 ㎝(8 인치) 폭의 슬롯 타입 코팅 다이에 공급되었다. 약 19 마이크로미터의 젖은 코팅 두께를 제공하도록 코팅 용액의 도포 속도가 조정되었다. 코팅 후에, 웨브는 152 ㎝(5 ft) 길이의 간극 건조기 섹션[도 3a의 코팅 컨디셔닝 영역(309)에 대응함]에 들어가기 전에 웨브 인클로저[즉, 도 3a의 보호판(308)]를 통과하였다. 간극 건조기는 0.64 ㎝(0.25 인치) 간극으로 동작하였고, 상부 및 하부 플레이트 둘다는 21C(70F)로 설정되었으며, 조건은 코팅 다이와 중합 섹션 사이에서의 건조를 최소화하도록 설정되었다. UV LED 중합 장치는 간극 건조기의 다운웨브 단부와 직접 결합되었다.
코팅된 웨브는 이어서 각각의 행에 22개 LED를 갖는 16개 행의 LED로 이루어진 395 ㎚ UV LED 수냉식 어레이를 사용한 중합 섹션 내로 들어갔다. 각각의 행에 있는 22개 LED는 웨브 폭에 걸쳐 똑같은 간격으로 있고, 16개 행은 20.3 × 20.3 ㎝ (8" × 8")의 영역에서 다운웨브 방향을 따라 똑같은 간격으로 있다. 어레이 내의 352개의 LED가 395 ㎚ UV LED(미국 노스캐롤라이나주 더럼 소재의 Cree Inc.로부터 입수가능함)이었다. LED 어레이는 LAMBDA GENH750W 전원 공급 장치를 사용하여 전원을 공급받았다. 전원 공급 장치 출력은 0부터 13 암페어까지 변할 수 있고 대략 45 볼트에서 동작할 수 있다. 제어된 환경은 2개의 다운스트림 가스 유입 장치[예를 들어, 도 3c의 매니폴드(332)]로부터 대략 142 리터/분(300 세제곱피트/시)의 질소를 공급받았다. 이 결과, 중합 섹션의 제어된 환경에서 대략 140 ppm 산소 농도가 얻어졌다. 장치를 빠져나간 후에, 웨브는 3개의 구역 전부가 66C(150F)로 설정된 9.1 m(30 ft)의 종래의 공기 부상 건조기에 들어가기 전에 대략 0.9 m(3 ft)를 이동하였다. 건조 후 감기 전에, Fusion UV System, Inc.(미국 매릴랜드주 게이더스버그 소재)의 VPS/I600를 사용하여, 중합되고 건조된 코팅이 사후-중합되었다. Fusion system은 H-전구로 구성되어 있고, 경화 구역에서 50 ppm 산소 미만에서 100% 전력으로 동작하였다.
2개의 코팅이 만들어졌고, 하나의 코팅은 UV LED가 꺼져 있는 상태에서, 다른 하나의 코팅은 UV LED 전력이 0.5 암페어(UV "A" 선량 대략 0.005 J/㎠)로 설정된 상태에서 만들어졌다. 광섬유 케이블로부터의 광을 사용하여 코팅된 필름의 쉐도우 이미지를 화이트보드 상에 경사지게 투영함으로써 각각의 코팅된 필름의 쉐도우 사진을 찍었다. 코팅된 필름은 화이트보드로부터 그에 평행하게 대략 25.4 ㎝(10 인치) 떨어져 있었다. 20.3 ㎝(8 인치) 폭의 코팅된 필름으로부터 화이트보드 상에 대략 35.6 ㎝(14 인치) 폭의 쉐도우 이미지를 발생하기 위해 광이 코팅된 필름을 통해 대략 54도의 각도로 투사되었다. UV LED가 꺼져 있는 상태에서의 샘플의 쉐도우 사진이 도 5a에 도시되어 있고, UV LED가 켜져 있는 상태에서의 샘플의 쉐도우 사진이 도 5b에 도시되어 있다. 도 5a에서는 모틀 코팅 결함이 보이지만, 도 5b에서는 보이지 않는다.
달리 언급하지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 그에 따라, 달리 언급하지 않는 한, 이상의 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기술되는 숫자 파라미터는 본 명세서에 개시된 발명 내용을 이용하는 당업자가 달성하고자 하는 원하는 특성에 따라 다를 수 있는 근사치이다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 공보는 본 발명과 직접 모순되지 않는 한 본 발명에 그 전체가 참고로 본 명세서에 명백히 포함된다. 특정 실시 형태들이 본 명세서에 예시되고 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예들이 도시되고 기술된 특정 실시 형태들을 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시 형태의 임의의 변형 또는 수정을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (35)

  1. 중합체 코팅 방법으로서,
    용제에 중합성 물질을 포함하는 제1 용액을 기판 상에 코팅하는 단계,
    용제 중의 중합성 물질의 제1 부분을 중합하여, 제2 용액에 중합체 겔을 포함하는 균질 조성물을 형성하는 단계 - 중합성 물질의 제1 부분을 중합하여 중합체 겔을 형성하기 전에 제1 용액으로부터 단지 30% 이하의 용제만이 제거되고, 제2 용액 중 중합체 겔이 제1 용액 중 중합성 물질보다 증가된 점도를 가지며, 제2 용액은 부분적으로 중합성 물질이 공핍되어 있음 -, 및
    균질 조성물로부터 90 중량% 초과의 용제를 제거함으로써 균질 조성물을 붕괴시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 균질 조성물을 붕괴시킨 후에 중합성 물질의 제2 부분을 중합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 기판을 다운웨브(downweb)로 풀림 롤로부터 감김 롤로 전달하는 웨브라인,
    풀림 롤에 근접하여 배치되고 용제에 중합성 물질을 포함하는 제1 용액을 기판 상에 코팅할 수 있는 코팅 섹션,
    코팅 섹션으로부터 다운웨브에 배치되고 중합성 물질의 제1 부분을 중합하여 제2 용액에 중합체 겔을 포함하는 균질 조성물을 형성할 수 있는 중합 섹션 - 중합성 물질의 제1 부분을 중합하여 중합체 겔을 형성하기 전에 제1 용액으로부터 단지 30% 이하의 용제만이 제거되고, 제2 용액 중 중합체 겔이 제1 용액 중 중합성 물질보다 증가된 점도를 가지며, 제2 용액은 부분적으로 중합성 물질이 공핍되어 있음 -, 및
    중합 섹션으로부터 다운웨브에 배치되고 균질 조성물로부터 90 중량% 초과의 용제를 제거하는 용제 제거 섹션을 포함하는 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
KR1020117026816A 2009-04-15 2010-03-16 결함이 감소된 코팅 공정 및 장치 KR101696497B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16942709P 2009-04-15 2009-04-15
US61/169,427 2009-04-15
PCT/US2010/027433 WO2010120422A1 (en) 2009-04-15 2010-03-16 Process and apparatus for coating with reduced defects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120013376A KR20120013376A (ko) 2012-02-14
KR101696497B1 true KR101696497B1 (ko) 2017-01-13

Family

ID=42260349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117026816A KR101696497B1 (ko) 2009-04-15 2010-03-16 결함이 감소된 코팅 공정 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120021134A1 (ko)
EP (1) EP2419223B1 (ko)
JP (2) JP2012523959A (ko)
KR (1) KR101696497B1 (ko)
CN (1) CN102448621B (ko)
WO (1) WO2010120422A1 (ko)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2419267B8 (en) 2009-04-15 2016-08-10 3M Innovative Properties Company Retroreflective articles including printed areas
TWI491930B (zh) 2009-04-15 2015-07-11 ３Ｍ新設資產公司 光學膜
KR101766494B1 (ko) 2009-04-15 2017-08-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광 결합을 방지하기 위한 광학 필름
CN102427935A (zh) 2009-04-15 2012-04-25 3M创新有限公司 包括低折射率涂层的回射片材
TWI605276B (zh) 2009-04-15 2017-11-11 ３Ｍ新設資產公司 光學結構及包含該光學結構之顯示系統
US9291752B2 (en) 2013-08-19 2016-03-22 3M Innovative Properties Company Retroreflecting optical construction
US9464179B2 (en) 2009-04-15 2016-10-11 3M Innovative Properties Company Process and apparatus for a nanovoided article
JP2012524381A (ja) 2009-04-15 2012-10-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ボイドを含有する光学フィルムを備える光ガイド及びディスプレイシステム用ブラックライト
JP2013508781A (ja) 2009-10-24 2013-03-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 高い軸外反射率を有する浸漬した反射偏光子
WO2011050254A1 (en) 2009-10-24 2011-04-28 3M Innovative Properties Company Light source and display system incorporating same
WO2011050232A2 (en) 2009-10-24 2011-04-28 3M Innovative Properties Company Process for gradient nanovoided article
US8982468B2 (en) 2009-10-24 2015-03-17 3M Innovative Properties Company Voided diffuser
KR101789840B1 (ko) 2009-10-24 2017-10-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 감소된 색을 갖는 침적된 비대칭 반사체
WO2011050226A1 (en) 2009-10-24 2011-04-28 3M Innovative Properties Company Immersed reflective polarizer with angular confinement in selected planes of incidence
EP2491439A4 (en) 2009-10-24 2017-08-16 3M Innovative Properties Company Gradient low index article and method
JP5869494B2 (ja) 2009-12-08 2016-02-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光ガイド及び低屈折率フィルムを組み込んだ光学構造体
US8917447B2 (en) 2010-01-13 2014-12-23 3M Innovative Properties Company Microreplicated film for attachment to autostereoscopic display components
US9403300B2 (en) 2010-04-14 2016-08-02 3M Innovative Properties Company Patterned gradient polymer film and method
KR101954456B1 (ko) 2010-04-15 2019-03-05 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 광학적 활성 영역 및 광학적 불활성 영역을 포함하는 재귀반사성 물품
MX341955B (es) 2010-04-15 2016-09-08 3M Innovative Properties Co Articulos retrorreflectantes que incluyen areas opticamente activas y areas opticamente inactivas.
US9791604B2 (en) 2010-04-15 2017-10-17 3M Innovative Properties Company Retroreflective articles including optically active areas and optically inactive areas
US8469551B2 (en) 2010-10-20 2013-06-25 3M Innovative Properties Company Light extraction films for increasing pixelated OLED output with reduced blur
US8547015B2 (en) 2010-10-20 2013-10-01 3M Innovative Properties Company Light extraction films for organic light emitting devices (OLEDs)
US9995861B2 (en) 2010-10-20 2018-06-12 3M Innovative Properties Company Wide band semi-specular mirror film incorporating nanovoided polymeric layer
WO2012116199A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 3M Innovative Properties Company Variable index light extraction layer and method of illuminating with same
WO2012116215A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 3M Innovative Properties Company Illumination article and device for front-lighting reflective scattering element
KR101877593B1 (ko) 2011-02-25 2018-07-12 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 전방 조명식 반사형 디스플레이 장치
KR101888222B1 (ko) 2011-05-13 2018-08-13 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 가변 굴절률 광 추출 층을 갖는 후방 조명 투과형 디스플레이
WO2013126413A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Kegel, Llc Voc-free, low viscosity, led-curable coating and method of application
US8834004B2 (en) 2012-08-13 2014-09-16 3M Innovative Properties Company Lighting devices with patterned printing of diffractive extraction features
US8944662B2 (en) 2012-08-13 2015-02-03 3M Innovative Properties Company Diffractive luminaires
CN111999793A (zh) 2012-08-24 2020-11-27 3M创新有限公司 可变折射率光提取层及其制备方法
CN104937729B (zh) 2013-01-21 2017-09-22 3M创新有限公司 量子点膜
EP2954353A4 (en) 2013-02-08 2016-09-21 3M Innovative Properties Co INTEGRATED OPTICAL QUANTUM POINT STRUCTURES
US9261641B2 (en) 2013-03-25 2016-02-16 3M Innovative Properties Company Dual-sided film with compound prisms
US9784902B2 (en) 2013-03-25 2017-10-10 3M Innovative Properties Company Dual-sided film with split light spreading structures
DE102013005741B3 (de) * 2013-04-05 2014-05-22 IOT - Innovative Oberflächentechnologien GmbH Vorrichtung zur Inertisierung bei UV-Bestrahlung in offenen Durchlaufanlagen
US10036517B2 (en) 2013-05-16 2018-07-31 3M Innovative Properties Company Lightguide as luminaire
CN105492933B (zh) 2013-09-05 2017-08-01 3M创新有限公司 具有小透镜和棱镜簇的双面光学膜
WO2015175543A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Nanocomposite films and methods for producing the same
CN106687832B (zh) 2014-07-25 2019-12-13 艾弗里丹尼森有限公司 二合一的半透明着色膜
JP2017533291A (ja) * 2014-09-04 2017-11-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ハードコート及び同製品の製造方法
WO2016137722A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 3M Innovative Properties Company 3-d printing surface
US10180248B2 (en) 2015-09-02 2019-01-15 ProPhotonix Limited LED lamp with sensing capabilities
TWI681000B (zh) * 2015-12-22 2020-01-01 美商英特爾股份有限公司 硬化樹脂膜之製造方法
US11015115B2 (en) 2015-12-31 2021-05-25 3M Innovative Properties Company Curable quantum dot compositions and articles
CN108431172B (zh) 2015-12-31 2021-04-13 3M创新有限公司 包含具有量子点的颗粒的制品
WO2017142744A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 3M Innovative Properties Company 3-d printing surface
KR102602357B1 (ko) 2016-02-19 2023-11-17 애버리 데니슨 코포레이션 접착제를 제조하는 2단계 방법 및 관련 조성물
EP3532520A1 (en) 2016-10-25 2019-09-04 Avery Dennison Corporation Block polymers with photoinitiator groups in backbone and their use in adhesive compositions
EP4004439A1 (en) 2019-07-26 2022-06-01 3M Innovative Properties Company Porous fluid sensor
CN112403839B (zh) * 2020-11-30 2022-08-12 天津大学 一种二氧化碳分离多层复合膜的规模化制备方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003126769A (ja) 2001-10-23 2003-05-07 Kansai Paint Co Ltd 熱硬化塗膜形成方法
JP2006348106A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Tohcello Co Ltd ガスバリア性膜の製造方法
JP2009511238A (ja) 2005-09-16 2009-03-19 ブルースター シリコーン フランス 非粘着性シリコーンコーティングの製造方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2801185A (en) 1952-05-16 1957-07-30 Du Pont Silica hydrosol powder
JPS5933129B2 (ja) * 1976-07-12 1984-08-14 三菱レイヨン株式会社 耐摩耗性に優れた表面を有する合成樹脂成形品の製造法
JPS56136677A (en) * 1980-03-28 1981-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Forming device for thin film pattern of resin
US4379201A (en) 1981-03-30 1983-04-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multiacrylate cross-linking agents in pressure-sensitive photoadhesives
US4522958A (en) 1983-09-06 1985-06-11 Ppg Industries, Inc. High-solids coating composition for improved rheology control containing chemically modified inorganic microparticles
US4737559A (en) 1986-05-19 1988-04-12 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Pressure-sensitive adhesive crosslinked by copolymerizable aromatic ketone monomers
JP2729956B2 (ja) * 1989-03-31 1998-03-18 大日本印刷株式会社 帯電防止シートの製造方法
US5854302A (en) * 1993-04-29 1998-12-29 The Dow Chemical Company Partially polymerized divinylsiloxane linked bisbenzocyclobutene resins and methods for making said resins
US5694701A (en) 1996-09-04 1997-12-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated substrate drying system
US6797396B1 (en) 2000-06-09 2004-09-28 3M Innovative Properties Company Wrinkle resistant infrared reflecting film and non-planar laminate articles made therefrom
US7032324B2 (en) * 2000-09-24 2006-04-25 3M Innovative Properties Company Coating process and apparatus
DE60238336D1 (de) * 2001-04-19 2010-12-30 Sabic Innovative Plastics Ip Zentrifugalbeschichtungsverfahren
JP2003175361A (ja) * 2001-12-12 2003-06-24 Gen Gijutsu Kenkyusho:Kk 硬化塗膜の形成方法
WO2003064061A1 (en) * 2002-01-29 2003-08-07 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Process for the production of strongly adherent coatings
US20040071891A1 (en) * 2002-01-29 2004-04-15 Graham Packaging Company, L.P. Process for applying exterior coatings to three dimensional containers
JP4344638B2 (ja) * 2004-03-26 2009-10-14 富士フイルム株式会社 反射防止フィルム及びその製造方法、製造装置
JP2006291152A (ja) * 2005-04-05 2006-10-26 Joyo Kikai Kk 接着剤の硬化装置
US7267881B2 (en) * 2005-05-19 2007-09-11 Rolf Thomas Weberg Protective surface modification system and application to substrates
WO2007007803A1 (ja) * 2005-07-13 2007-01-18 Fuji Seal International, Inc. プラスチックフィルム用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びプラスチックラベル
JP5110779B2 (ja) * 2005-07-21 2012-12-26 日東電工株式会社 光反応生成物シート類の製造方法及び装置
JP4826182B2 (ja) * 2005-09-12 2011-11-30 日本ゼオン株式会社 塗膜形成装置
FR2890967A1 (fr) * 2005-09-16 2007-03-23 Rhodia Recherches & Tech Procede de preparation de revetements organiques reticules sur un support
JP4735207B2 (ja) * 2005-11-22 2011-07-27 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェット記録方法
US7615283B2 (en) * 2006-06-13 2009-11-10 3M Innovative Properties Company Fluoro(meth)acrylate polymer composition suitable for low index layer of antireflective film
JP4360396B2 (ja) * 2006-11-06 2009-11-11 日油株式会社 紫外線照射式硬化装置
US20090074976A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Freking Anthony J Method of reducing mottle and streak defects in coatings

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003126769A (ja) 2001-10-23 2003-05-07 Kansai Paint Co Ltd 熱硬化塗膜形成方法
JP2006348106A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Tohcello Co Ltd ガスバリア性膜の製造方法
JP2009511238A (ja) 2005-09-16 2009-03-19 ブルースター シリコーン フランス 非粘着性シリコーンコーティングの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012523959A (ja) 2012-10-11
CN102448621B (zh) 2014-10-29
US20120021134A1 (en) 2012-01-26
WO2010120422A1 (en) 2010-10-21
EP2419223B1 (en) 2017-02-22
KR20120013376A (ko) 2012-02-14
EP2419223A1 (en) 2012-02-22
JP6034338B2 (ja) 2016-11-30
JP2014218676A (ja) 2014-11-20
CN102448621A (zh) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101696497B1 (ko) 결함이 감소된 코팅 공정 및 장치
JP6309873B2 (ja) ナノ中空物品用プロセス及び装置
JP5801815B2 (ja) 傾斜ナノボイド含有物品の製法
KR20160111436A (ko) 글레이징을 위한 미세광학체
US9284473B2 (en) Adhesive article with release layer including polymerized (meth)acrylated silicone
US9464179B2 (en) Process and apparatus for a nanovoided article
JP5825216B2 (ja) ガスバリアフィルムの製造方法および製造装置
JP2018053209A (ja) 複層フィルムの製造方法
JP2014198282A (ja) 塗布膜付き支持体の製造方法
JP2015030245A (ja) ガスバリア性フィルムおよびその製造方法、並びにこれを用いた電子デバイス
JP2019130888A (ja) 離型フィルム
KR20070108403A (ko) 형태학적으로 패턴화된 코팅물을 제조하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 4