KR20140035454A - 불연속 형상을 갖는 미세구조화 공구의 제조 방법, 및 그로부터 제조된 용품 - Google Patents

불연속 형상을 갖는 미세구조화 공구의 제조 방법, 및 그로부터 제조된 용품 Download PDF

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

산재된 형상(topography)들을 갖는 미세구조화 공구의 제조 방법 및 미세구조화 공구로부터 용품을 제조하는 방법은 성형 공구(490)의 제1 미세구조화 표면 상에 방사선 경화성 수지(430)를 코팅하는 단계, 제1 성형 공구(490)의 제1 미세구조화 표면 상에 코팅된 방사선 경화성 수지(430)에 대해 제2 미세구조화 표면을 갖는 제2 성형 공구(480)를 접촉시키는 단계, 방사선 경화성 수지를 패턴화된(450, 451, 452) 조사(440)에 노출시키는 단계, 제2 성형 공구(480)를 부분 경화 수지로부터 분리하는 단계, 및 이어서 비-조사 방사선 경화성 수지 (영역(432))를 성형 공구(490)로부터 제거하여 성형 공구 상에 변경된 미세구조화 표면 (영역(431))을 제공하는 단계에 의해 성형 공구를 변경시키는 것을 포함한다. 불연속 또는 상이한 미세구조 특징부들을 갖는 용품이 또한 청구되어 있다.

Description

불연속 형상을 갖는 미세구조화 공구의 제조 방법, 및 그로부터 제조된 용품{METHOD FOR MAKING MICROSTRUCTURED TOOLS HAVING DISCONTINUOUS TOPOGRAPHIES, ARTICLES PRODUCED THEREFROM}
본 개시내용은 불연속 형상을 갖는 미세구조화 공구의 제조 방법, 및 그로부터 제조된 용품에 관한 것이다.
미세구조화 복합 필름은 시간이 많이 소모되고 제조 비용이 높을 수 있는 까다로운 치수의 금속 성형 공구를 사용하여 제조된다. 패턴화된 공구를 사용하여 필름의 표면 내에 상보적 패턴을 복제하기 위한 많은 방법이 잘 알려져 있다. 그러나, 많은 경우에, 상기 복제 방법으로부터 생성되는 패턴은 공구에 의해 제한될 수 있다 (예를 들어, 소정 패턴 구성은 그 자체가 종래의 복제 방법으로 복제되지 않는다). 영숫자(alphanumerics), 보안 마크(security mark), 광 조절 특징부, 또는 맞춤형 장식 패턴을 보유하는 필름을 제조해야 할 필요성이 자주 있다.
미세복제 공구의 영구적인 물리적 변경 없이 차별적으로 패턴 경화된 다양한 미세구조화 용품을 생성하기 위한, 바람직하게는 상대적으로 신속하고 상대적으로 저가인 방법이 필요하다.
일 태양에서, 본 명세서에 기재된 방법은 성형 공구의 제1 미세구조화 표면 상에 방사선 경화성 수지를 코팅하는 단계, 방사선 경화성 수지를 패턴화된 조사에 노출시키는 단계, 및 이어서 비-조사 방사선 경화성 수지를 성형 공구로부터 제거하여 성형 공구 상에 변경된 미세구조 표면을 제공하는 단계에 의해 성형 공구를 제조하는 것을 포함한다. 제2 미세구조화 표면의 적어도 하나의 영역을 제1 성형 공구의 제1 미세구조화 표면에 도입하는 방법이 또한 본 명세서에 개시되는데, 본 방법은 패턴화된 조사 전에 제1 성형 공구의 제1 미세구조화 표면 상에 코팅된 방사선 경화성 수지에 대해 제2 미세구조화 표면 (이는 이형제로 전형적으로 코팅됨)을 갖는 제2 성형 공구를 접촉시키는 단계, 패턴화된 조사를 수행하는 단계, 및 이어서 제2 성형 공구 및 방사선 경화성 수지를 변경된 제1 성형 공구의 적어도 하나의 비-조사 영역으로부터 제거하는 단계에 의한다. 일부 실시 형태에서, 방사선 경화성 재료는, 조사 후에, 변경된 제1 성형 공구의 일부로서 성형 공정을 견딜 만큼 충분히 내구성이면서, 또한 변경된 제1 성형 공구를 그의 비변경 상태로 복원하기 위하여 (예를 들어, 물리적 또는 화학적 처리에 의해) 제거될 수 있도록 선택된다. 변경된 제1 성형 공구는 당업자에게 알려진 방법을 사용하여 (예를 들어, 변경된 미세구조화 표면 상에 금속 층을 침착시킴으로써) 상기 변경이 더 영구적이 되도록 선택적으로 처리될 수 있다. 변경된 제1 성형 공구는 차별적으로 패턴 경화된 미세구조화 용품을 제조하기 위해 본 명세서에 기재된 방법의 적어도 일부 실시 형태에서 성형 공구로서 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서는 성형 공구의 제조 방법을 기술하며, 본 방법은 제1 복수의 공동들을 포함하는 제1 미세구조화 표면을 갖는 제1 성형 공구를 제공하는 단계; 제2 복수의 공동들을 포함하는 제2 미세구조화 표면을 갖는 제2 성형 공구를 제공하는 단계; 제1 또는 제2 복수의 공동들 중 적어도 하나를 방사선 경화성 수지로 충전시키는 단계; 방사선 경화성 수지의 층이 제1 복수의 공동들과 제2 복수의 공동들 사이에서 제1 및 제2 복수의 공동들과 접촉하는 상태로 제1 및 제2 복수의 공동들이 서로 대향하도록 제1 및 제2 성형 공구를 방사선 경화성 수지에 대해 접촉시키는 단계; 방사선 경화성 수지의 층을 제1 성형 공구 또는 제2 성형 공구 중 적어도 하나를 통해 패턴화된 조사에 노출시켜 적어도 하나의 제1 영역 및 적어도 하나의 제2 영역을 포함하는 상응하는 부분 경화 수지 층을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 제1 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되고, 적어도 하나의 제2 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되지 않고, 제1 성형 공구 또는 제2 성형 공구 중 적어도 하나는 패턴화된 조사에 대해 투과성인, 단계; 제2 성형 공구를 부분 경화 수지로부터 분리하는 단계; 및 부분 경화 수지의 비-조사 영역을 제1 성형 공구로부터 분리하여, 제1 미세구조 특징부들의 매트릭스 및 제2 미세구조 특징부들의 적어도 하나의 불연속 영역의 패턴을 포함하는 미세구조화 표면을 갖는 성형 공구를 제공하는 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 본 명세서는 제2 미세구조 특징부들의 매트릭스 내에 제1 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 갖는 용품을 기술하는데, 제1 미세구조 특징부들은 불연속이며, 집합적으로 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 적어도 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴을 형성하고, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 원추, 회절 격자, 렌즈(lenticulars), 구의 세그먼트(segment), 피라미드, 원통(cylinder), 프레넬 렌즈(fresnels) 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
다른 태양에서, 본 명세서는 적어도 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴으로 배열된 제1 미세구조 특징부들 및 제2 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 갖는 용품을 기술하는데, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 서로에 대해 상이하며, 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈, 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
중합체와 관련하여 "경화된"은 적절한 에너지원을 적용하여 액체인 유동가능하거나 성형가능한 단량체성 또는 올리고머성 전구체를 가교결합하여, 자유-라디칼 중합, 양이온성 중합 및 음이온성 중합을 비롯한 다양한 방법에 의해 고체 재료를 생성함으로써 제조된 중합체를 지칭한다.
"경화된 올리고머성 수지"는 다른 단량체성 재료와 혼합될 수 있는 적어도 2개의 반복 단량체성 단위를 갖는 예비중합체 재료를 포함하는 소정의 경화성 조성물을 경화시킴으로써 제조된 중합체 재료를 지칭한다.
"차별적으로 패턴 경화된"은 패턴화된 조사에 대한 노출시 방사선 경화성 재료에서의 경화의 패턴을 지칭하는데, 여기서는 방사선 경화성 재료에 가시적인 패턴을 형성하기 위해 상이한 경화 수준이 일어난다.
"불투명성"은 주어진 조사를 사실상 흡수하거나 반사하는 마스크를 지칭한다 (즉, 주어진 조사의 90% 이상이 흡수되거나 반사되며, 전형적으로 주어진 조사의 95% 이상이 흡수되거나 반사된다).
"부분 경화"는 방사선 경화성 수지의 일부가 사실상 유동하지 않을 정도로 경화되는 것을 지칭한다.
"패턴"은 공간적으로 변하는 외관을 지칭한다. 용어 "패턴"은 균일하거나 주기적인 패턴, 변하는 패턴, 또는 랜덤한 패턴 중 적어도 하나이다.
"패턴화된 조사"는 마스크의 투과 영역을 통한 조사, 광 빔의 유도(guiding), 전자 빔의 유도, 또는 디지털 이미지의 투영(projecting) 중 적어도 하나를 지칭한다.
"보안 마크"는 백그라운드 외관에 의해 둘러싸인 본 발명의 용품 상이나 또는 용품 내의 요소를 지칭한다. 많은 실시 형태에서, 보안 마크는 연속 백그라운드 외관에 의해 둘러싸인 "섬"(island) 특징부이다. 보안 마크는 보는 사람이 보안 마크의 시점(point of view)을 변경시킬 때 보는 사람에 대해 외관이 변할 수 있다.
"가시적인"은 정상(즉, 20/20) 시력의 사람의 나안(unaided eye)에 분명하고 확인가능한 것 (즉, 명확한 특성을 알아내는 것)을 지칭한다. "나안의"(unaided)는 현미경 또는 확대경을 사용하지 않은 상태를 의미한다.
성형 공구, 패턴화된 조사 기술, 및 방사선 경화성 재료의 많은 조합이 본 명세서에 기재된 방법에 포함된다. 이들 방법을 사용하여, 성형 공구의 비용이 많이 드는 변경을 필요로 하지 않고서 차별적으로 패턴 경화된 매우 다양한 미세구조화 용품이 제조될 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법의 예시적인 용도에는 제품 보안 마크, 로고, 상표, 장식 외관, 및 (예를 들어, 투과광, 반사광, 또는 재귀반사광에 대한) 조명 관리 특성을 갖는 용품의 제조가 포함된다.
도 1 내지 도 4a는 성형 공구를 제조하기 위한 본 발명의 예시적인 방법에서의 단계들을 도시한다.
도 4b는 본 발명의 예시적인 성형 공구의 예시적인 실시 형태를 도시한다.
도 4c는 본 발명의 용품의 예시적인 실시 형태를 도시한다.
도 5 및 도 6은 성형 공구를 제조하기 위한 본 발명의 예시적인 방법에서의 단계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 예시적인 성형 공구의 예시적인 실시 형태를 도시한다.
도 8은 본 발명의 용품의 예시적인 실시 형태의 주변 조명 조건 하에서의 디지털 사진 이미지이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 용품의 예시적인 실시 형태의 주변 조명 및 재귀반사성 조명 조건 하에서의 디지털 사진 이미지이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 용품의 예시적인 실시 형태의 주변 조명 및 재귀반사성 조명 조건 하에서의 디지털 사진 이미지이다.
도 11a는 본 발명의 예시적인 용품의 디지털 사진 이미지이고, 도 11b 및 도 11c는 각각 100X 및 200X 배율에서의 도 11a의 예시적인 용품의 일부의 디지털 사진 이미지이다.
도 12a는 적색 레이저 포인터의 빔을 도 11a 내지 도 11c에 도시된 예시적인 용품의 더 큰 홈을 통해 향하게 함으로써 생성된 회절 패턴의 디지털 사진 이미지이고, 도 12b는 적색 레이저 포인터의 빔을 도 11a 내지 도 11c에 도시된 예시적인 용품의 더 큰 홈 및 더 작은 홈의 조합을 통해 향하게 함으로써 생성된 회절 패턴의 디지털 사진 이미지이다.
도 13a는 본 발명의 예시적인 용품의 디지털 사진 이미지이고, 도 13b 및 도 13c는 400X의 배율에서의 도 13a의 예시적인 용품의 일부의 디지털 사진 이미지이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 용품의 디지털 사진 이미지이다.
도 15a 및 도 15b는 각각 본 발명의 용품의 예시적인 실시 형태의 주변 조명 및 재귀반사성 조명 조건 하에서의 디지털 사진 이미지이다.
다양한 도면의 유사한 도면 번호는 유사한 요소를 나타낸다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 다른 도면에서 동일한 도면 부호로 표시된 그 구성요소를 제한하려는 것이 아님이 이해될 것이다. 일부 요소는 동일하거나 동등한 다수로 존재할 수 있으며; 그러한 경우에 오직 하나 이상의 대표적인 요소가 도면 번호에 의해 지칭될 수 있으나 그러한 도면 번호는 그러한 동일한 요소 모두에 적용됨이 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 내의 모든 도면은 축척대로 도시된 것이 아니며, 본 발명의 상이한 예시적인 실시 형태들을 예시하려는 목적으로 선택된다. 특히, 다양한 구성요소들의 치수는 단지 설명적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소들의 치수들 사이의 관계는 그렇게 지시되지 않는 한 도면으로부터 추론되어서는 안 된다. "상단", "하단", "상부", 하부", "아래", "위", "전방", "후방", "외향", "내향", "상방" 및 "하방", 및 "제1" 및 "제2"와 같은 용어들이 본 개시 내용에 사용될 수 있지만, 이들 용어는 달리 언급되지 않는다면 그들의 상대적 의미로만 사용됨을 이해하여야 한다. 특히, 일부 실시 형태에서, 소정 구성요소는 교체가능한 그리고/또는 동일한 배수 (예컨대, 쌍)로 존재할 수 있다. 이들 구성요소의 경우, "제1" 및 "제2"의 명칭은 본 명세서에 언급된 바와 같이 사용의 순서에 적용될 수 있다 (그것은 구성요소들 중 하나가 첫째로 사용되도록 선택되는지에 관해서는 무관함).
다양한 배향에 있는 다수의 복잡한 비관련 특징부들을 보유하는 미세구조체를 갖는 성형 공구를 제조할 수 있는 능력은 종래의 기계가공 기술로는 달성할 수 없다. 이러한 원하는 임의의 결과를 달성하기 위하여 그러한 기계가공 기술이 존재하였다면, 각각의 결과를 위해 특수 공구가 제작되어야 할 필요가 있었을 것이다.
본 명세서는 산재된 미세구조체들을 보유하는 패턴화된 용품을 제조하는 방법을 기술한다. 일부 실시 형태에서, 패턴화된 용품은 하나의 형상(topography)을 포함하는 미세구조체들이 적어도 하나의 다른 형상의 미세구조체들에 의해 둘러싸인 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다. 일부 실시 형태에서, 패턴화된 용품은 하나의 형상을 포함하는 미세구조체들이 적어도 하나의 다른 배향의 동일한 형상의 미세구조체들에 의해 둘러싸인 패턴을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 패턴화된 성형 공구는 미세구조체들의 어레이를 보유하는 성형 공구를 방사선 경화성 수지로 코팅하는 단계; 제2 미세구조체를 보유하는 이형 필름의 구조화 면을 수지에 라미네이팅하는 단계; 마스크를 이형 필름과 밀착 접촉되도록 배치하는 단계; 방사선이 마스크 및 구조화 이형 필름을 통과하게 하여 수지를 경화시키는 단계; 마스크 및 구조화된 이형 라이너를 제거하는 단계; 적합한 용매를 사용하여 미경화 수지를 공구로부터 제거하는 단계; 및 이형 코팅을 패턴화된 성형 공구에 도포하는 단계에 의해 제조된다. 패턴화된 공구는 예컨대 캐스트 및 경화 미세복제에 의해 용품을 제조하는 데 사용될 수 있거나, 또는 니켈 전기 주조법(electroforming)에 의해 복제되어 캐스트 및 경화 및 다른 대안적인 제조 방법 - 이는 압축 성형, 압출 엠보싱, 또는 사출 성형을 포함함 - 에 적합한 금속 니켈 공구를 제조한다.
미세구조체 보유 표면을 갖는 용품과 관련하여 본 명세서에 사용되는 용어 "미세구조체"는 상기 용품의 소정의 원하는 실용적 목적 또는 기능을 묘사하거나 특징짓는 표면의 구성을 의미한다. 표면에서의 돌출부 및 만입부와 같은 불연속부는, 프로파일 측면에서, 미세구조체를 통과하도록 그려진 평균 프로파일 또는 중심선으로부터, 그 중심선 위의 표면 프로파일에 의해 둘러싸이는 영역들의 합계가 그 중심선 아래의 영역들의 합계와 동일해지도록 벗어나는데, 이때 상기 중심선은 용품의 공칭 표면 (미세구조체를 보유함)에 본질적으로 평행하다. 상기 편차의 높이는 표면의 대표적인 특성 길이 (예를 들어, 1 센티미터 내지 30 센티미터)에 걸쳐서 ±0.005 마이크로미터 내지 ±750 마이크로미터일 것이다. 상기 평균 프로파일 또는 중심선은 평면형, 오목형, 볼록형, 비구면형(aspheric), 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 편차가 낮은 차수 (예를 들어, ±0.005 마이크로미터 내지 ±0.1 마이크로미터, 또는 바람직하게는, ±0.005 마이크로미터 내지 ±0.05 마이크로미터)의 것이고 상기 편차는 자주 나타나지 않거나 최소한으로 나타나는 (즉, 상기 표면에 임의의 주요한 불연속부가 없는) 용품은 미세구조체-보유 표면이 본질적으로 "평탄"하거나 "완벽하게 매끄러운" 표면인 용품인데, 그러한 용품은 예컨대 정밀 광학 계면을 갖는 정밀 광학 요소 또는 요소들, 예를 들어 안과용 렌즈로서 유용하다. 상기 편차가 상기 낮은 차수의 것이고 빈번하게 나타나는 용품은, 예를 들어, 반사방지성 미세구조체를 갖는 용품의 경우에서와 같이 실용적 불연속부를 보유하는 것이다. 상기 편차가 높은 차수 (예를 들어, ±0.1 마이크로미터 내지 ±750 마이크로미터)의 것이고 랜덤하게 또는 질서있게 인접하거나 이격되고 동일하거나 상이한 복수의 실용적 불연속부들을 포함하는 미세구조체로부터 얻어지는 용품은 재귀반사성 큐브-코너 시트류, 선형 프레넬(Fresnel) 렌즈, 및 비디오 디스크와 같은 용품이다. 미세구조체 보유 표면은 상기 낮은 차수 및 높은 차수 둘 모두의 소정의 실용적 불연속부를 포함할 수 있다. 미세구조체 보유 표면은 불연속부의 양 또는 유형이 상기 용품의 소정의 원하는 용도를 상당히 방해하지 않거나 이에 악영향을 미치지 않는 한, 본질적이지 않거나(extraneous) 실용적이지 않은(nonutilitarian) 불연속부를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 미세구조 요소들은 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈, 또는 프리즘 중 적어도 하나를 포함한다. 경화시의 수축이 상기 방해가 되는 본질적이지 않은 불연속부를 생성하지 않는 특정 올리고머성 조성물 (예를 들어, 단지 2% 내지 6%만이 수축되는 조성물)을 선택하는 것이 필요하거나 바람직할 수 있다. 상기 불연속부의 프로파일 및 치수 및 간격은 1000x 내지 100,000x에서 전자 현미경에 의해 또는 10x 내지 1000x에서 광학 현미경에 의해 구별될 수 있는 것들이다.
도 1은 제1 미세구조화 공구(170) 및 제2 미세구조화 공구(180)의 예시적인 실시 형태를 도시한다. 제1 미세구조화 공구(170)는 양쪽의 제1 및 제2 주 표면(171, 172)을 갖는 몸체부(176)를 포함한다. 제1 주 표면(171)은 미세구조화 층(175)을 포함하며, 미세구조화 층(175)은 제1 복수의 공동들(177) 및 제1 복수의 피크들(178)을 포함한다. 제2 미세구조화 공구(180)는 제2 주 표면(182)의 대체로 반대쪽인 제1 주 표면(181)을 갖는 몸체부(186)를 포함하며, 제1 주 표면(181)은 제2 복수의 공동들(187) 및 제2 복수의 피크들(188)을 갖는 미세구조화 층(185)을 포함한다.
도 2는 제1 미세구조화 공구(170)의 제1 주 표면(171)이 방사선 경화성 수지(130)와 접촉하는 것을 도시한다. 도 3은 방사선 경화성 수지(130)의 층이 제1 복수의 공동들(177)과 제2 복수의 공동들(188) 사이에서 제1 및 제2 복수의 공동들과 접촉하는 상태로 제1 및 제2 복수의 공동들(177, 188)이 서로 대향하도록 제1 및 제2 성형 공구(170, 180)가 방사선 경화성 수지(130)에 대해 접촉하는 것을 도시한다.
도 4a는 제1 미세구조화 공구(490)와 제2 미세구조화 공구(480) 사이에 개재된 방사선 경화성 수지(430)의 패턴화된 조사를 도시하는데, 이때 미세구조화 층들의 상대적 구성은 도 3에서와 동일하다. 도 4a에 도시된 구성에서, 조사(440)는 방사선 투과 영역(451)에서 마스크(450)를 통과하며, 반면 방사선 불투과 영역(452)은 방사선 불투과 영역(452)에 입사하는 방사선(440)의 90% 이상을 차단한다.
본 명세서에 기재된 방법의 예시적인 실시 형태에서, 제1 성형 공구 또는 제2 성형 공구 중 적어도 하나는 패턴화된 조사에 대해 투과성이다. 투과성 성형 공구를 통한 방사선 경화성 수지의 조사는, 예를 들어, 미국 특허 제5,435,816호 (스퍼제온(Spurgeon) 등) 및 제5,425,848호 (하이스마(Haisma) 등)에 기재되어 있다. 도 4a에 도시된 예시적인 실시 형태에서, 제2 미세구조화 공구(480)는 조사(440)에 대해 투과성이 되도록 선택된다.
마스크(450) 내의 방사선 투과 영역(451)에 이어 방사선 투과성 미세구조화 공구(480)를 통과하는 조사(440)는 제1 영역(431) 내의 방사선 경화성 수지(430)를 적어도 부분적으로 경화시키는 반면에, 제2 영역(432) 내의 방사선 경화성 수지(430)는 마스크(450) 내의 방사선 불투과 영역(452)에 입사하는 방사선(440)을 10% 초과해서 받아들이지 않는다. 방사선 경화성 수지(430)의 패턴화된 조사에 이어, 제2 미세구조화 공구(480)를 미세구조화 공구(490) 상의 적어도 부분 경화 방사선 경화성 수지로부터 분리하고, 방사선 경화성 수지를 적합한 용매(예를 들어, 에탄올이지만, 방사선 경화성 수지의 성질에 따라 다른 용매가 유용할 수 있음)로 전형적으로 세척함으로써 제2 영역(즉, "비-조사" 영역)으로부터 제거한다.
도 4b는 본 발명의 방법에 따라 제조된 예시적인 성형 공구(400)를 도시하는데, 성형 공구(400)는 복수의 공동들(437)이 산재된 복수의 공동들(427)을 포함하는 미세구조화 층(491)을 갖는다. 성형 공구(400)는 미세구조화 층(491)의 표면으로부터의 용품의 복제를 용이하게 하기 위하여 선택적으로 이형 코팅으로 처리될 수 있다.
성형 공구(400)가 제1 성형 공구(490)의 변경 버전(version)이라는 것을 상기의 설명으로부터 알 것이며, 또한 제1 성형 공구(490)를 변경하여 성형 공구(400)를 형성하는 것은 성형 공구(490)의 어떠한 기계가공도 필요로 하지 않았으며, 제2 성형 공구(480)의 폭넓은 선택으로 그에 상응하는 폭넓은 선택의 성형 공구(400)를 제조하도록 수행될 수 있었다는 것을 알아야 한다. 본 방법의 추가 이점은, 방사선 경화성 수지가 방사선 경화 후에 성형 공구(400)의 복제를 가능하게 하기에 충분히 내구성이면서 또한 제1 성형 공구(490)를 그의 원래의 비변경 상태로 복원하여 성형 공구(400)의 폭넓은 선택이 단 하나의 성형 공구(490)로부터 (순차적으로) 이루어질 수 있도록 적합한 조건 하에서 제거가능한 것으로 선택될 수 있다는 것이다.
일부 예시적인 실시 형태에서, 제1 구조화 공구(170)의 제1 주 표면(171)과 제2 구조화 공구(180)의 제1 주 표면(181)은 제1 복수의 피크들(178)이 제2 복수의 공동들(187) 내에 포개질 수 있게 하기에 충분히 상보적이다. 도 5는 방사선 경화성 수지(130)와 접촉하는 제1 미세구조화 공구(170)의 제1 주 표면(171)을 도시하고, 도 6은 제1 복수의 공동들(177)과 제2 복수의 공동들(188)이 방사선 경화성 수지(130)의 층이 그 사이에 있는 상태에서 서로 대향하도록 방사선 경화성 수지(130)에 대해 각각 접촉되는 제1 및 제2 성형 공구(170, 180)를 도시한다. 제1 복수의 피크들(178)이 제2 복수의 공동들(187) 내에 포개어지며, 도 7은 도 6에 도시된 방사선 경화성 수지(130)의 패턴화된 조사에 이어 제2 성형 공구(180)의 제거 및 비-조사 방사선 경화성 수지의 제거로부터 생성된 예시적인 성형 공구(700)를 도시하는데, 이는 이어서 경화된 수지(735) 내에 형성된 (조사 영역(731) 내의) 복수의 공동들(737)이 산재된 (비-조사 영역(732) 내의) 복수의 공동들(727)을 포함하는 예시적인 성형 공구(700) 내에 미세구조화 층(791)이 있게 된다.
조사를 필요로 하는 본 명세서에 기재된 방법의 예시적인 실시 형태에서, 조사 유형의 예에는 전자 빔, 자외광, 및 가시광이 포함된다. 이온화 방사선(ionizing radiation)으로도 알려진 전자 빔 방사선은 전형적으로 약 0.1 Mrad 내지 약 10 Mrad의 범위 (더 전형적으로는 약 1 Mrad 내지 약 10 Mrad의 범위)의 선량(dosage)으로 사용될 수 있다. 자외 방사선은 약 200 내지 약 400 나노미터의 범위 (전형적으로, 약 250 내지 약 400 나노미터의 범위)의 파장을 갖는 비-입자 방사선(non-particulate radiation)을 지칭한다. 전형적으로, 자외 방사선은 자외광에 의해 50 내지 1500 밀리줄/㎠의 선량으로 제공될 수 있다. 가시 방사선은 약 400 나노미터 내지 약 700 나노미터의 범위의 파장을 갖는 비-입자 방사선을 지칭한다.
임의의 적합한 패턴화된 조사가 사용될 수 있는데, 이러한 패턴화된 조사는 상응하게 패턴화된 부분 경화 수지를 제공하는 것이며, 이때 수지는 적어도 하나의 제1 영역 및 적어도 하나의 제2 영역을 갖고, 여기서 적어도 하나의 제1 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되고 적어도 하나의 제2 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되지 않는다. "조사되지 않는"은 소량의 조사, 그러나 적어도 하나의 제1 영역이 노출되는 조사의 수준의 10% 이하 (일부 실시 형태에서는, 최대 5%, 2%, 또는 심지어는 1%뿐만 아니라 0%)를 포함할 수 있다.
방사선 경화성 수지의 패턴화된 조사의 한 예에는 마스크의 투과 영역을 통한 조사, 광 빔의 유도, 전자 빔의 유도, 또는 디지털 이미지의 투영 중 적어도 하나가 포함된다. 이들 패턴화된 조사 기술의 조합이 또한 사용될 수 있다. 원하는 수준의 수지의 경화를 얻도록 출력 수준, 조사 시간, 및 방사선 경화성 수지로부터의 거리의 적합한 조정이 이루어질 수 있다.
마스크의 투과 영역을 통한 조사의 실시 형태는 적어도 하나의 투과 영역 및 적어도 하나의 불투과 영역을 갖는 마스크를 사용하는 것을 포함한다. 마스크 내의 영역들의 투과성 및 불투과성은 조사원(들)에 대해 선택된다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 조사원이 가시광일 경우, 적합한 마스크에는 가시광에 대해 투과성이고 (가시광에 대한) 적어도 하나의 불투과 영역이 (예를 들어, 레이저 프린터에 의해) 인쇄된 필름이 포함될 수 있다. 일부 다른 실시 형태에서, 조사원이 UV 광일 경우, 적합한 마스크에는 가시광에 대해 투과성이고 (UV 광에 대한) 적어도 하나의 불투과 영역이 인쇄된 필름이 포함될 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 조사가 사용되는 일부 다른 실시 형태에서, 적합한 마스크에는 개방된 (즉, 투과성) 영역을 내부에 갖는 알루미늄 시트가 포함될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 방사선 경화성 수지는 가시광에 의해 적어도 부분적으로 경화될 수 있으며, 적합한 조사원은 적어도 가시광을 제공하며 레이저 광원 이외의 것이다. 가시 광원의 적합한 예는 당업계에 잘 알려져 있다 (예를 들어, 형광 램프).
일부 실시 형태에서, 방사선 경화성 수지는 UV 광에 의해 적어도 부분적으로 경화될 수 있으며, 적합한 조사원은 적어도 UV 광을 제공하며 레이저 광원 이외의 것이다. UV 광을 제공하는 적합한 조사원은 당업계에 잘 알려져 있으며, 이 조사원에는 예컨대 일 어레이의 발광 다이오드(LED) 램프 (예를 들어, 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 클리어스톤 테크놀로지스(Clearstone Technologies)로부터 상표명 "모델(MODEL) LN 120-395B-120"으로 입수가능한 것들을 포함)가 포함되며, 일부 실시 형태에서 조사 조건에는 에너지 출력 수준이 제곱센티미터당 약 170 밀리와트인 395 나노미터의 UV 광으로 조사하는 것이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 방사선 공급원은 광 빔을 제공하는 레이저일 수 있다. 광 빔은 (예를 들어, 미러(mirror)를 사용하거나 또는 성형 공구를 이동시킴으로써, 또는 이들 둘 모두를 통해) 방사선 경화성 수지에 대해 유도되어 패턴화된 조사를 생성할 수 있다. 방사선 경화성 수지를 조사하는 데 사용되는 레이저는 가시광선 및/또는 자외선 출력 파장에서 작동되는 임의의 적합한 레이저일 수 있다. 적합한 레이저의 예에는 가스 레이저, 엑시머 레이저, 고체 레이저, 및 화학 레이저가 포함된다. 예시적인 가스 레이저에는 아르곤-이온 레이저 (예를 들어, 458 ㎚, 488 ㎚ 또는 514.5 ㎚에서 광을 방출하는 것들); 일산화탄소 레이저 (예를 들어, 최대 500 kW의 출력을 생성할 수 있는 것들); 및 심자외선 파장(deep ultraviolet wavelength)을 발생시키는 가스 레이저인 금속 이온 레이저 (예를 들어, 헬륨-은 (HeAg) 224 ㎚ 레이저 및 네온-구리 (NeCu) 248 ㎚ 레이저)가 포함된다.
화학 레이저에는 엑시머 레이저가 포함되는데, 이 레이저는 적어도 하나가 여기된 전자 상태에 있는 2개의 화학종 (원자)으로부터 형성되는 단수명(short-lived)의 이량체성 또는 헤테로이량체성 분자를 갖는 여기된 이량체 (즉, "엑시머")를 포함하는 화학 반응에 의해 동력을 받는다. 이들은 전형적으로 자외광을 생성한다. 통상 사용되는 엑시머 분자에는 희가스 화합물 (KrCl (222 ㎚), KrF (248 ㎚), XeCl (308 ㎚), 및 XeF (351 ㎚))이 포함된다.
고체 레이저 재료는 필요한 에너지 상태를 제공하는 이온으로 결정질 고체 호스트(host)를 도핑함으로써 통상 제조된다. 예에는 (예를 들어, 루비 또는 크롬-도핑된 사파이어로부터 제조된) 루비 레이저가 포함된다. 다른 일반적인 유형은 Nd:YAG로 알려진 네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(YAG)으로부터 제조된다. Nd:YAG 레이저는 1064 ㎚에서 적외선 스펙트럼에서 고출력을 생성할 수 있다. Nd:YAG 레이저는 또한 가시광선 (녹색) 코히어런트(coherent) 광원이 필요할 때 532 ㎚를 생성하도록 흔히 주파수 2체배된다.
이 레이저는 펄스형 모드 및/또는 연속파 모드로 사용될 수 있다. 예를 들어, 이 레이저는 적어도 부분적으로 연속파 모드에서 및/또는 적어도 부분적으로 펄스형 모드에서 작동될 수 있다.
레이저 빔은 전형적으로 광학적으로 지향 또는 스캐닝되고 변조되어 원하는 조사 패턴을 달성한다. 레이저 빔은 하나 이상의 미러들 (예를 들어, 회전 미러 및/또는 스캐닝 미러) 및/또는 렌즈들의 조합을 통해 지향될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기재는 레이저 빔에 대해 이동될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 조사원은 전자 빔이다. 적합한 마스크 (예를 들어, 알루미늄 마스크)를 전자 빔과 함께 사용하여 패턴화된 조사를 생성할 수 있다. 적합한 전자 빔 ("e-빔") 시스템의 한 예는 미국 매사추세츠주 윌밍턴 소재의 에너지 사이언시스 인크.(Energy Sciences Inc.)로부터 상표명 "모델 CB-300 전자 빔 시스템"(MODEL CB-300 ELECTRON BEAM SYSTEM)으로 입수가능하다. 대안적으로, 전자 빔 리소그래피를 사용하여 전자 빔을 패턴화된 조사로 유도할 수 있다. 사용되는 방사선 경화성 수지에 따라 적합한 작동 조건이 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전자 빔 시스템은 방사선 경화성 수지에 경화를 제공하기 위해 2 내지 5 Mrad의 선량을 전달하도록 200 kV 전압에서 작동될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 디지털 이미지의 투영을 사용한 조사를 포함한다. 디지털 이미지로서 조사를 투영하는 임의의 적합한 투영 기술이 사용될 수 있다. 디지털 이미지의 투영은, 예를 들어 디지털 마이크로미러 장치 또는 액정 디스플레이의 상호 작용으로 평면 광원을 사용하여 방사선 경화성 수지의 선택된 구역을 스캔하여 패턴화된 조사를 일으켜서 달성될 수 있는데, 이는 신속 조형 기술(rapid prototyping technology)에 사용된 바와 같다 (예를 들어, 미국 특허 제7,079,915호 (후앙(Huang) 등) 참조).
UV 조사에 의해 경화가능한 조성물은 일반적으로 적어도 하나의 광개시제를 포함한다. 광개시제는 0.1 중량% 내지 10 중량% 범위의 농도로 사용될 수 있다. 더 전형적으로는, 광개시제는 0.2 중량% 내지 3 중량% 범위의 농도로 사용된다.
일반적으로, 광개시제는 (예를 들어, 수지의 처리 온도에서) 적어도 부분적으로 용해성이고, 중합 후에는 사실상 무색이다. 광개시제는 착색될 (예를 들어, 황색이 될) 수 있는데, 단 광개시제는 UV 광원에 노출된 후 사실상 무색이 된다.
적합한 광개시제에는 모노아실포스핀 옥사이드 및 비스아실포스핀 옥사이드가 포함된다. 입수가능한 모노 또는 비스아실포스핀 옥사이드 광개시제에는 미국 뉴저지주 클리프톤 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상표명 "루시린(LUCIRIN) TPO"로 입수가능한 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드, 바스프 코포레이션으로부터 상표명 "루시린 TPO-L"로 또한 입수가능한 에틸-2,4,6-트라이메틸벤조일페닐 포스피네이트, 및 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 상표명 "이르가큐어(IRGACURE) 819"로 입수가능한 비스 (2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드가 포함된다. 다른 적합한 광개시제에는 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "다로큐르(DAROCUR) 1173"으로 입수가능한 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온뿐만 아니라 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "다로큐르 4265", "이르가큐어 651", "이르가큐어 1800", "이르가큐어 369", "이르가큐어 1700", 및 "이르가큐어 907"로 입수가능한 다른 광개시제도 포함된다.
자유 라디칼 포착제 또는 산화방지제는 전형적으로 약 0.01 중량% 내지 0.5 중량%의 범위로 사용될 수 있다. 적합한 산화방지제에는 장애 페놀계 수지, 예를 들어 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "이르가녹스(IRGANOX) 1010", "이르가녹스 1076", "이르가녹스 1035" 및 "이르가포스(IRGAFOS) 168"로 입수가능한 것들이 포함된다.
본 발명의 용품을 형성하는 방사선 경화성 수지는 하나 이상의 단계로 경화될 수 있다. 예를 들어, 방사선 경화성 수지의 성질에 따라 방사선 공급원 (예컨대, 자외광, 가시광, e-빔)이 선택될 수 있다.
예시적인 방사선 경화성 중합체 재료에는 화학 방사선 (예를 들어, 전자 빔, 자외광, 또는 가시광)에 대한 노출에 의한 자유 라디칼 중합 메커니즘에 의해 가교-결합될 수 있는 반응성 수지 시스템이 포함된다. 방사선에 의해 개시되는 양이온 중합성 수지가 또한 사용될 수 있다. 요소들의 어레이를 형성하기에 적합한 반응성 수지는 광개시제, 및 아크릴레이트 기를 보유한 적어도 하나의 화합물의 블렌드일 수 있다. 바람직하게는, 수지 블렌드는 조사시에 가교-결합된 중합체 네트워크의 형성을 보장하기 위하여 1작용성, 2작용성, 또는 다작용성 화합물을 함유한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 자유 라디칼 메커니즘에 의해 중합될 수 있는 수지의 예시적인 예에는 에폭시, 폴리에스테르, 폴리에테르, 및 우레탄으로부터 유도된 아크릴계 수지, 에틸렌계 불포화 화합물, 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아미노플라스트(aminoplast) 유도체, 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트 기를 갖는 아이소시아네이트 유도체, 아크릴레이트화 에폭시 이외의 에폭시 수지, 및 이들의 혼합물과 조합이 포함된다. 본 명세서에서, 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 둘 모두를 포함하도록 사용된다.
본 발명에 유용한 방사선 경화성 수지의 다른 예시적인 예에는 복수의 자유 라디칼 중합성 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 단량체 또는 올리고머, 및 복수의 티올 기를 갖는 적어도 하나의 화합물, 및 개시제를 갖는 중합성 티올-엔 조성물 (예를 들어, 미국 특허 제5,876,805호 (오스틀리(Ostlie))에 기재된 것들, 이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함됨)이 포함될 수 있다.
본 발명의 성형 공구에는 롤(roll), 연속 벨트, 필름, 금속 플레이트, 및 유리 플레이트가 포함될 수 있다. 본 발명의 용품의 연속 제조를 위하여, 성형 공구는 전형적으로 롤 또는 연속 벨트이다. 성형 공구는 원하는 요소 (예를 들어, 큐브-코너 요소)를 형성하는 데 적합한 형상 및 크기를 갖는 복수의 공극 개구부가 그 위에 있는 미세구조화 성형 표면을 갖는다. 공극, 및 이에 따라 생성된 요소는, 예를 들어 큐브-코너 요소, 예컨대 각각 하나의 큐브-코너를 갖는 3면 피라미드일 수 있고 (예를 들어, 미국 특허 제4,588,258호 (호프만(Hoopman))에 개시된 바와 같은 것)), 각각의 요소가 각각 2개의 큐브-코너를 갖거나 (예를 들어, 미국 특허 제4,938,563호 (넬슨(Nelson) 등)에 개시된 바와 같은 것), 또는 각각 적어도 하나의 큐브-코너를 갖는 다른 원하는 형상을 갖도록 (예를 들어, 미국 특허 제4,895,428호 (넬슨 등)에 개시된 바와 같은 것) 2개의 직사각형 면 및 2개의 삼각형 면을 갖는 직사각형 기저부를 갖는다. 본 기술 분야의 숙련자는 임의의 큐브-코너 요소가 본 명세서에 따라 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 성형 공구의 공극의 형상, 및 이에 따라 생성된 용품 구조체는 또한, 예를 들어 곡면형 프리즘, 절두형 피라미드, 렌슬릿(lenslet), 미세-바늘(micro-needle), 패스너, 스템, 미세-유동 채널 및 다양한 다른 기하학적 구조일 수 있다. 표면의 피치(pitch)는 어느 하나의 공극 또는 구조체로부터 다음 인접한 공극 또는 구조체까지의 반복 거리를 지칭한다.
본 명세서에 기재된 방법의 일부 실시 형태에서, 미국 특허 제5,435,816호 (스퍼제온 등)에 개시된 것과 같은 투과성 성형 공구를 통한 조사에 의해 조사가 수행될 수 있다.
일부 실시 형태에서는, 제1 미세구조화 성형 공구에 대한 방사선 경화성 수지의 접착을 촉진시키는 작용제(agent)를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 제1 미세구조화 성형 공구가 금속 미세구조화 표면을 갖는 실시 형태에서, 접착 촉진제에는 실란 커플링제가 포함될 수 있다. 적합한 실란 커플링제에는, 예를 들어, 감마-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 트리스(2-메톡시에톡시)비닐실란, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸트라이메톡시실란, 감마-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 및 감마-메르캅토프로필트라이메톡시실란 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Co.)로부터 A-174, A-151, A-172, A-186, A-187, 및 A-189로 각각 입수가능한 것으로서); 알릴트라이에톡시실란, 다이알릴다이클로로실란, 다이비닐다이에톡시실란, 및 m,p-스티릴에틸트라이메톡시실란 (예를 들어, 미국 펜실베이니아주 브리스톨 소재의 유나이티드 케미칼 인더스트리즈(United Chemical Industries)로부터 A0564, D4050, D6205, 및 S1588로 각각 구매가능한 것으로서); 3-(2-아미노에틸아미도)프로필트라이메톡시실란; 비닐트라이아세톡시실란; 메틸트라이에톡시실란; 및 유사 화합물; 및 이들의 혼합물이 포함된다. 제1 미세구조화 공구의 미세구조체 표면에 대한 방사선 경화성 수지의 접착성 증가를 촉진시키는 다른 작용제가 또한 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법의 일부 실시 형태에서, 본 발명의 성형 공구로부터의 필름 용품의 제조 동안 차별적인 패턴 경화가 포함될 수 있다. 차별적인 패턴 경화는 본 명세서에 기재된 방법에 의해서뿐만 아니라 본 출원과 동일한 날짜에 출원되고 발명의 명칭이 "차별적으로 패턴 경화된 미세구조화 용품의 제조 방법"(METHODS FOR MAKING DIFFERENTIALLY PATTERN CURED MICROSTRUCTURED ARTICLES)인 미국 특허 출원 제61/491616호 (대리인 문서 번호 67011US002)에 기재된 것들에 의해서도 달성될 수 있으며, 이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 용품은 제2 미세구조 특징부들의 매트릭스 내에 제1 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 포함하며, 여기서 제1 주 표면은 랜드 층(land layer) 상에 지지되며, 랜드 층 및 제1 주 표면은 모놀리식(monolithic) 구조를 포함한다. 일부 다른 실시 형태에서, 본 발명의 용품은 제2 미세구조 특징부들의 매트릭스 내에 제1 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 포함하며, 여기서 제1 주 표면은 오버레이 필름(overlay film) 상에 지지되며, 두께가 0 마이크로미터 초과 내지 최대 150 마이크로미터 범위인 랜드 층을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 용품은 오버레이 필름을 포함한다. 오버레이 필름은 그러한 목적으로 사용되는 임의의 종래의 필름일 수 있으며, 이러한 필름에는 이오노머성 에틸렌 공중합체, 가소화 비닐 할라이드 중합체, 산-작용성 에틸렌 공중합체, 지방족 폴리우레탄, 방향족 폴리우레탄, 다른 방사선 투과성 탄성중합체, 및 이들의 조합이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 오버레이 필름은 광 투과성 지지 층일 수 있다.
광 투과성 지지 층은 생성된 재귀반사성 복합재에 대해 용이한 굽힘성(bending), 말림성(curling), 굴곡성(flexing), 순응성(conforming), 또는 신장성(stretching)을 부여하기 위하여 전형적으로 저 탄성계수 중합체를 포함한다. 일반적으로, 광 투과성 지지 층은 탄성계수가 13 x 108 파스칼 미만이고 유리 전이 온도가 약 50℃ 미만인 중합체 필름을 포함한다. 이 중합체는 바람직하게는 생성되는 복합 재귀반사성 시트가 형성됨에 따라 그러한 노출 조건 하에서 광 투과성 지지 층이 그의 물리적 완전성(integrity)을 유지하는 그러한 것이다. 중합체는 바람직하게는 비카트 연화 온도(Vicat softening temperature)가 50℃ 초과이다. 중합체의 선형 주형 수축률은, 오버레이 필름 및 큐브-코너 요소를 위한 중합체 재료들의 소정의 조합이 오버레이 필름의 더 큰 정도의 수축을 견딜 것이지만, 바람직하게는 1% 미만이다. 바람직한 중합체 재료는 자외광 ("UV" 광) 방사선에 의한 분해에 대해 내성을 가져서 재귀반사성 시트류는 장기간 동안 옥외 응용에 사용될 수 있다. 광 투과성 지지 층은 사실상 투명할 수 있다. 예를 들어, 수지 조성물이 도포될 때 투명해지거나 또는 제작 공정 동안에 (예를 들어, 큐브-코너 요소들의 어레이를 형성하기 위해 사용되는 경화 조건에 응답하여) 단지 투명해지는 무광택 마무리를 갖는 필름이 본 발명에 유용하다.
광 투과성 지지 층은 필요에 따라 단층 또는 다층 구성요소일 수 있다. 다층인 경우에, 큐브-코너 요소들의 어레이가 고정되는 층은 그와 관련하여 유용한 것으로 본 명세서에 기재된 특성을 가져야 하고, 이때 큐브-코너 요소들의 어레이와 접촉되지 않는 다른 층들은 필요에 따라 원하는 특성을 생성되는 복합 재귀반사성 시트류에 부여하도록 선택된 특성을 갖는다. 광 투과성 지지 층의 양쪽 표면은 미국 특허 제5,763,049호 (프레이(Frey) 등)에 전반적으로 기재된 것과 같은 인쇄 또는 형성된 (예를 들어, 스탬프 또는 엠보싱된) 심볼 및/또는 표지(indicia)를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용되는 광 투과성 지지 층에 사용될 수 있는 예시적인 중합체에는 플루오르화 중합체, 이오노머성 에틸렌 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 가소화 비닐 할라이드 중합체, 및 폴리에틸렌 공중합체가 포함된다.
예시적인 플루오르화 중합체에는 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌) (예컨대, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "KEL-F800"으로 입수가능한 것), 폴리(테트라플루오로에틸렌-코-헥사플루오로프로필렌) (예컨대, 미국 매사추세츠주 브램턴 소재의 노턴 퍼포먼스(Norton Performance)로부터 상표명 "EXAC FEP"로 입수가능한 것), 폴리(테트라플루오로에틸렌-코-퍼플루오로(알킬)비닐에테르) (예컨대, 노턴 퍼포먼스로부터 상표명 "EXAC PEA"로 입수가능한 것), 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌) (예컨대, 미국 펜실베이니아주 필라델피아 소재의 펜왈트 코포레이션(Pennwalt Corporation)으로부터 상표명 "KYNAR FLEX-2800"으로 입수가능한 것)이 포함된다.
예시적인 이오노머성 에틸렌 공중합체에는 나트륨 또는 아연 이온을 갖는 폴리(에틸렌-코-메타크릴산) (예컨대, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 네모아(E. I. duPont Nemours)로부터 상표명 "설린(SURLYN)-8920" 및 "설린-9910"으로 입수가능한 것들)이 포함된다.
예시적인 저밀도 폴리에틸렌에는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 초저밀도 폴리에틸렌이 포함된다.
예시적인 가소화 비닐 할라이드 중합체에는 가소화 폴리(비닐클로라이드)가 포함된다.
예시적인 폴리에틸렌 공중합체에는 산 작용성 중합체 (예를 들어, 폴리(에틸렌-코-아크릴산) (EAA), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산) (EMA), 폴리(에틸렌-코-말레산), 및 폴리(에틸렌-코-푸마르산)), 아크릴 작용성 중합체 (예를 들어, 폴리(에틸렌-코-알킬아크릴레이트), 여기서 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등, 또는 CH3(CH2)n- (여기서, n은 0 내지 12임)임), 및 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트)가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 광 투과성 지지 층은 하기 단량체 (i) 내지 (iii)으로부터 유도된 지방족 및 방향족 폴리우레탄을 포함할 수 있다.
(i) 다이아이소시아네이트, 예를 들어 다이사이클로헥실메탄-4,4'-다이아이소시아네이트, 아이소포론 다이아이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트, 사이클로헥실 다이아이소시아네이트, 다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 및 이들 다이아이소시아네이트의 조합;
(ii) 폴리다이올, 예를 들어 폴리펜틸렌아디페이트 글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리카프로락톤다이올, 폴리-1,2-부틸렌 옥사이드 글리콜, 및 이들 폴리다이올의 조합; 및
(iii) 사슬 연장제, 예를 들어 부탄다이올 및 헥산다이올. 예시적인 우레탄 중합체에는 미국 뉴 햄프셔주 시브룩 소재의 모턴 인터내셔널 인크.(Morton International Inc.)로부터 상표명 "PN-04" 및 "3429"로 입수가능한 것들, 및 미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 비. 에프. 굿리치 컴퍼니(B. F. Goodrich Company)로부터 상표명 "X-4107"로 입수가능한 우레탄 중합체가 포함된다.
본 발명에 사용되는 광 투과성 지지 층에 사용될 수 있는 예시적인 중합체는 또한 서로 조합하여 사용될 수 있다. 광 투과성 지지 층에 바람직한 중합체에는 카르복실산의 에스테르 또는 카르복실 기를 함유하는 단위를 함유하는 에틸렌 공중합체 (예를 들어, 폴리(에틸렌-코-아크릴산) (EAA), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산) (EMA), 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트)), 이오노머성 에틸렌 공중합체, 가소화 폴리(비닐클로라이드), 및 지방족 우레탄이 포함된다. 이들 중합체는, 예를 들어 하기 이유들 중 적어도 하나로 인해 바람직할 수 있다: 적합한 기계적 특성, 복합 큐브-코너 층에 대한 우수한 접착성, 투명성, 및 환경적 안정성.
오버레이 필름의 가요성에 따라, 오버레이 필름은 캐스팅 및 고화 또는 경화 동안 오버레이 요소에 구조적 및 기계적 내구성을 제공하기에 적합한 담체 층으로 지지될 수 있다. 담체 층은, 생성된 용품이 성형 공구로부터 제거된 후 오버레이 필름으로부터 스트리핑(strip)되거나, 또는 생성된 용품의 추가 가공을 위해서 손대지 않고 유지될 수 있다. 그러한 담체 층의 사용은 저 탄성계수 오버레이 필름에 특히 바람직하다. 담체 층은 그러한 목적으로 사용되는 임의의 종래의 필름, 종이 또는 포일일 수 있으며, 이에는 폴리에스테르 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리카르보네이트 필름, 인쇄지, 크래프트지(kraft paper), 보안지(security paper), 포장지, 알루미늄 포일 및 구리 포일이 포함된다. 방사선 경화성 수지는 조사되어야 할 필요가 있지만 담체 층은 조사에 대해 투과성을 갖지 않을 때, 주형은 조사에 대해 투과성을 갖도록 선택되고 조사는 주형을 통해 방사선 경화성 수지로 향하게 된다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 용품은 보강 재료를 포함한다. 보강 재료에는 직조 재료, 부직 재료, 필라멘트, 얀(yarn), 또는 와이어 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 보강 재료는 종래의 기술을 사용하여 용품의 방사선 경화 전에 수지 내로 도입될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 용품은 적어도 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴으로 배열된 제1 미세구조 특징부들 및 제2 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 가지며, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 서로에 대해 상이하고, 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈, 프리즘, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 제1 미세구조 특징부들은 제1 피치를 가지며, 여기서 제1 피치는 1000 마이크로미터 이하 (일부 실시 형태에서는, 500, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.2 마이크로미터 이하, 또는 심지어는 0.1 마이크로미터 이하)이다. 일부 실시 형태에서, 제2 미세구조 특징부들은 제2 피치를 가지며, 여기서 제2 피치는 1000 마이크로미터 이하 (일부 실시 형태에서는, 500, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.2 마이크로미터 이하, 또는 심지어는 0.1 마이크로미터 이하)이다. 일부 실시 형태에서, 제2 피치는 제1 피치의 50% 이하 (일부 실시 형태에서는, 20%, 10%, 5%, 2% 이하, 또는 심지어는 1% 이하)이다.
일부 실시 형태에서, 용품은 착색제 또는 안료 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 용품은 불투명 충전제를 포함한다. 예시적인 착색제 및 안료에는 이산화티타늄, 프탈로 블루, 적산화철(red iron oxide), 각종 점토, 탄산칼슘, 운모, 실리카 및 활석이 포함된다. 예시적인 충전제에는 유리 비드 또는 섬유, 카본 블랙, 플록(flock) 및 광물(mineral) 보강제가 포함된다. 착색제, 안료 및/또는 충전제는, 예를 들어 종래의 기술을 사용하여 이들을 중합체 재료에 첨가함으로써 본 명세서에 기재된 용품에 혼입될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 용품은 금속화 층을 포함한다. 경화된 방사선 경화성 수지 위로 금속화 층을 제공하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있으며, 이들 방법에는 미국 특허 제4,801,193호 (마틴(Martin))에 기재된 금속화 재귀반사성 시트류의 제조 방법들이 포함된다.
제2 광학 요소들의 적어도 하나의 불연속 영역을 갖는 제1 광학 요소들의 매트릭스의 다양한 패턴들 중 임의의 것이 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서 불연속 영역은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 영숫자형 등을 비롯한 다양한 기하 형상들 중 임의의 것일 수 있다. 다른 태양에서, 예를 들어, 일부 실시 형태에서는, 제1 광학 요소들의 매트릭스 내에 제2 광학 요소들의 복수의 불연속 영역들이 존재한다. 일부 실시 형태에서, 매트릭스의 적어도 일부 및 적어도 하나의 불연속 영역 (및 만약 다른 불연속 영역이 존재한다면, 선택적으로 이러한 다른 불연속 영역)은 집합적으로 적어도 제1 (제2, 제3, 또는 추가의) 이미지 또는 표지 (이는, 예를 들어 (미국을 비롯한) 전세계의 임의의 국가, 영토 등에서 규정된 바와 같은 등록 상표 또는 등록 저작권을 비롯한 상표 또는 저작권 보호 자료일 수 있음))를 나타낸다. 제2 광학 요소들의 적어도 하나의 불연속 영역 (선택적인 추가의 불연속 영역들)을 갖는 제1 광학 요소들의 매트릭스의 패턴은 전형적으로 용품 내의 광학 요소들을 생성하는 데 사용되는 공구의 배열 및/또는 용품의 제조 방법에 사용되는 패턴화된 조사에 의해 생성된다.
본 명세서에 기재된 방법의 예시적인 용도에는 제품 보안 마크, 로고, 상표, 장식 외관, 및 (예를 들어, 투과광, 반사광, 또는 재귀반사광에 대한) 조명 관리 특성을 갖는 용품의 제조가 포함된다.
실시 형태
항목 1. 성형 공구의 제조 방법으로서,
제1 복수의 공동들을 포함하는 제1 미세구조화 표면을 갖는 제1 성형 공구를 제공하는 단계;
제2 복수의 공동들을 포함하는 제2 미세구조화 표면을 갖는 제2 성형 공구를 제공하는 단계;
제1 또는 제2 복수의 공동들 중 적어도 하나를 방사선 경화성 수지로 충전시키는 단계;
방사선 경화성 수지의 층이 제1 복수의 공동들과 제2 복수의 공동들 사이에서 제1 및 제2 복수의 공동들과 접촉하는 상태로 제1 및 제2 복수의 공동들이 서로 대향하도록 제1 및 제2 성형 공구를 방사선 경화성 수지에 대해 접촉시키는 단계;
방사선 경화성 수지의 층을 제1 성형 공구 또는 제2 성형 공구 중 적어도 하나를 통해 패턴화된 조사에 노출시켜 적어도 하나의 제1 영역 및 적어도 하나의 제2 영역을 포함하는 상응하는 부분 경화 수지 층을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 제1 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되고, 적어도 하나의 제2 영역은 패턴화된 조사에 의해 조사되지 않고, 제1 성형 공구 또는 제2 성형 공구 중 적어도 하나는 패턴화된 조사에 대해 투과성인, 단계;
제2 성형 공구를 부분 경화 수지로부터 분리하는 단계; 및
부분 경화 수지의 비-조사 영역을 제1 성형 공구로부터 분리하여, 제1 미세구조 특징부들의 매트릭스 및 제2 미세구조 특징부들의 적어도 하나의 불연속 영역의 패턴을 포함하는 미세구조화 표면을 갖는 성형 공구를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
항목 2. 항목 1에 있어서, 제1 성형 공구는 롤, 벨트, 필름, 금속 플레이트, 또는 유리 플레이트 중 임의의 하나인 방법.
항목 3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 패턴화된 조사는 마스크의 투과 영역을 통한 조사, 광 빔의 유도, 전자 빔의 유도, 또는 디지털 이미지의 투영 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
항목 4. 항목 1에 있어서, 제1 미세구조화 표면은 제1 형상을 갖고 제2 미세구조화 표면은 제2 형상을 가지며, 제1 및 제2 형상은 서로에 대해 상이한 방법.
항목 5. 항목 4에 있어서, 제1 및 제2 형상은 각각 배향축을 가지며, 배향축들은 수지 층을 패턴화된 조사에 노출시키는 동안 서로에 대해 정렬되지 않는 방법.
항목 6. 항목 1에 있어서, 제1 미세구조화 표면은 제1 형상을 갖고 제2 미세구조화 표면은 제2 형상을 가지며, 제1 및 제2 형상은 서로에 대해 동일한 방법.
항목 7. 항목 6에 있어서, 제1 및 제2 형상은 각각 배향축을 가지며, 배향축들은 수지 층을 패턴화된 조사에 노출시키는 동안 서로에 대해 정렬되지 않는 방법.
항목 8. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 있어서, 제2 미세구조화 표면은 이형제를 포함하는 방법.
항목 9. 항목 1 내지 항목 8 중 어느 한 항목에 있어서, 이형 코팅을 변경된 성형 공구 상의 변경된 미세구조화 표면에 도포하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
항목 10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 미세구조 특징부들의 매트릭스 및 제2 미세구조 특징부들의 적어도 하나의 불연속 영역의 패턴에 상보적인 미세구조화 표면을 갖는 미세구조화 용품을 복제하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
항목 11. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 한 항목에 있어서, 변경된 성형 공구로부터 금속 공구를 복제하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
항목 12. 제2 미세구조 특징부들의 매트릭스 내에 제1 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 갖는 용품으로서, 상기 제1 미세구조 특징부들은 불연속이고, 집합적으로 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 적어도 상기 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴을 형성하고, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 용품.
항목 13. 항목 12에 있어서, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 독립적으로 피치가 0.1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위인 용품.
항목 14. 항목 13에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 90%인 용품.
항목 15. 항목 13에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 50%인 용품.
항목 16. 항목 12 내지 항목 15 중 어느 한 항목에 있어서, 패턴은 영숫자, 제1 상표 표지, 또는 제1 저작권 보호 표지 중 적어도 하나를 포함하는 용품.
항목 17. 항목 12 내지 항목 16 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 열경화성 재료 또는 열가소성 재료 중 적어도 하나를 독립적으로 포함하는 용품.
항목 18. 항목 12 내지 항목 17 중 어느 한 항목에 있어서, 패턴은 미세구조 특징부들을 갖지 않는 영역들을 포함하는 용품.
항목 19. 제1 주 표면을 갖는 용품으로서, 제1 주 표면은 적어도 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴으로 배열된 제1 미세구조 특징부들 및 제2 미세구조 특징부들을 포함하며, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 서로에 대해 상이하고, 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용품.
항목 20. 항목 19에 있어서, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 독립적으로 피치가 0.1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위인 용품.
항목 21. 항목 20에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 90%인 용품.
항목 22. 항목 20에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 50%인 용품.
항목 23. 항목 19 내지 항목 22 중 어느 한 항목에 있어서, 패턴은 영숫자, 제1 상표 표지, 또는 제1 저작권 보호 표지 중 적어도 하나를 포함하는 용품.
항목 24. 항목 19 내지 항목 23 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 열경화성 재료 또는 열가소성 재료 중 적어도 하나를 독립적으로 포함하는 용품.
항목 25. 항목 19 내지 항목 24 중 어느 한 항목에 있어서, 패턴은 미세구조 특징부들을 갖지 않는 영역들을 포함하는 용품.
본 발명의 이점 및 실시 형태는 하기 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에서 상술되는 특정 재료 및 그 양과, 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 지나치게 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 모든 부 및 비율은 달리 표시되지 않는 한 중량 기준이다.
실시예
Figure pct00001
조성물 1의 제조
유리병 내에서 25 중량%의 BAED-1, 12%의 DEAEMA, 38 중량%의 TMPTA, 25 중량%의 HDDA, 0.5 pph (part per hundred) TPO, 0.2 pph의 I1035 및 0.5 pph의 T405를 혼합함으로써 제1 방사선-경화성 조성물 (조성물 1)을 제조하였다. 약 100 g의 조성물을 제조하였다.
조성물 2의 제조
유리병 내에서 74.5 중량%의 AUA, 24.5 중량%의 HDDA, 1.0 중량%의 D1173 및 0.5 pph의 TPO를 혼합함으로써 제2 방사선-경화성 조성물 (조성물 2)을 제조하였다. 약 100 g의 조성물을 제조하였다.
조성물 3의 제조
58.4 중량%의 BAED-2, 20.3 중량%의 IBOA, 20.3 중량%의 ArUA, 및 1 중량%의 I819를 혼합함으로써 제3 방사선-경화성 조성물 (조성물 3)을 제조하였다. 약 100 g의 조성물을 제조하였다.
실시예 1
하기 절차를 사용하여 도 1 내지 도 4b에 전반적으로 나타낸 바와 같이 패턴화된 공구를 제조하였다. 약 10 g의 조성물 3을 가열된 미세구조화 공구의 상부 미세구조화 면 상에 붓고, 이어서 닥터 블레이드로서 250 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 공구는 약 25 ㎝ x 30 ㎝ 및 두께 760 마이크로미터인 것으로 측정된 니켈 플레이트였다. 공구는 피치가 86 마이크로미터이고 깊이가 43 마이크로미터인 것으로 측정된 큐브 코너 공동들로 이루어진 미세구조화 표면을 가졌다. 공구를 66℃로 설정된 자기 핫플레이트(magnetic hotplate) 상에 놓았다. 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 3으로 충전시킨 후, 홀로그래픽 필름 (미국 캘리포니아주 로스 앤젤레스 소재의 스펙트라텍 테크놀로지스, 인크.(Spectratek Technologies, Inc.)로부터 상표명 "PEBBLES - 0.002 INCHES, PRINT TREATED POLYESTER, TRANSPARENT"로 입수되는)을 잉크 롤러를 사용하여 수지에 라미네이팅하여 수지 두께를 최소화하였다. 마스크를 홀로그래픽 필름의 상부에 배치하고, (쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "휘도 향상 필름 (BEF) II 90/50"으로 입수되는) 홈이 파인 필름의 2개의 시트 - 이때, 홈들은 90도로 교차됨 - 을 홈들이 마스크를 대향하도록 마스크 상에 배치하여 광을 시준하였다. 창 유리의 6.4 밀리미터 시트를 홈이 파인 필름 상에 배치하여 미세구조화 공구, 수지, 홀로그래픽 필름, 마스크, 및 홈이 파인 필름의 시트들의 밀착 접촉을 보장하였다. 60초 동안 공구로부터 약 3 ㎝에 위치된 길게 늘어선 형광등 (미국 뉴저지주 서머셋 소재의 필립스 라이팅(Philips Lighting)으로부터 상표명 "TL 20W/03"으로 입수됨)을 사용하여 유리, 홈이 파인 필름, 마스크, 및 홀로그래픽 필름을 통해 방사선을 투과시켰다. 유리, 홈이 파인 필름, 마스크, 및 홀로그래픽 필름을 코팅된 공구로부터 제거하고, 에탄올을 사용하여 공구로부터 미경화 수지를 헹구어서 패턴화된 공구를 제공하였다. 건조시킨 후, 패턴화된 공구에 질소 분위기 하에서 600 W/2.5 ㎝ (100% 출력 설정치)로 설정된 퓨전(Fusion) "V" UV 램프 (미국 메릴랜드주 록빌 소재의 퓨전 시스템즈(Fusion Systems)로부터 입수됨)를 조사하여 추가의 경화를 제공하였다. 램프는 유리 플레이트 위 5 ㎝에 위치시켰다. 컨베이어 벨트는 15.2 m/min으로 작동하였다. 이어서, 패턴화된 공구를 하기 절차를 사용하여 테트라메틸실란으로 플라즈마 처리하여 패턴화된 공구의 미세구조화 면 상에 이형 코팅을 제공하였다.
이형 코팅은 플라즈마 침착에 의해 규소 함유 필름을 침착시킴으로써 도포하였다. 침착은, 66 ㎝ (26 인치) 저 급전 전극 및 중앙 가스 펌프를 구비하며 반응성 이온 에칭 (RIE)용으로 구성된 시판되는 반응성 이온 에처 시스템 (미국 뉴저지주 크레슨 소재의 플라즈마썸(Plasmatherm)으로부터 상표명 "플라즈마썸 모델 3032"(PLASMATHERM MODEL 3032)로 입수됨) 내에서 수행하였다. 챔버는 건식 기계식 펌프 (미국 매사추세츠주 트윅스버리 소재의 에드워즈 배큠, 리미티드(Edwards Vacuum, Ltd.)로부터 상표명 "에드워즈 모델 iQDP80"(EDWARDS MODEL iQDP80)로 입수됨)에 의해 지원(back)되는 루츠 블로워(roots blower) (에드워즈 배큠, 리미티드로부터 상표명 "에드워즈 모델 EH1200"으로 입수됨)에 의해 펌핑하였다. RF 전력은 임피던스 정합 네트워크를 통해 5 kW, 13.56 MHz 고상 발전기("RFPP 모델 RF50S0")에 의해 전달하였다. 이 시스템은 공칭 기저 압력(base pressure)이 0.67 Pa (5 mTorr)이었다. 가스의 유량은 유동 제어기 (미국 매사추세츠주 앤도버 소재의 엠케이에스 인스트루먼츠(MKS Instruments)로부터 입수됨)에 의해 제어하였다. 중합체 공구의 샘플을 배치(batch) 플라즈마 장치의 급전 전극 상에 배치하였다. 플라즈마 처리는 일련의 처리 단계로 행하였다. 특징부들을 60초 동안 200 와트의 플라즈마 출력 및 500 ㎝3/min의 유량으로 산소 가스를 유동시킴으로써 산소 플라즈마로 먼저 처리하였다. 산소 플라즈마 처리 후에, 120초 동안 200 와트의 플라즈마 출력, 150 표준 ㎝3/min의 유량으로 테트라메틸실란 (TMS) 가스를 유동시킴으로써 규소 함유 필름을 이어서 침착시켰다. 플라즈마 침착이 완료된 후에, 챔버를 대기에 통기시키고 이형 코팅을 갖는 패턴화된 공구를 꺼내고 이어서 하기 절차에서 공구로서 사용하였다.
도 8은 생성된 패턴화된 공구 800 (M1은 약 26 밀리미터임)의 디지털 사진 이미지이다.
실시예 2
하기 절차를 사용하여 프리즘형 재귀반사성 용품을 제조하였다. 약 10 g의 조성물 1을 실시예 1의 패턴화된 공구의 상부 미세구조화 표면 상에 붓고, 이어서 닥터 블레이드로서 250 마이크로미터 폴리에스테르 테레프탈레이트 (PET) 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 패턴화된 공구를 66℃로 설정된 자기 핫플레이트 상에 놓았다. 패턴화된 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 1로 충전시켜, 코팅된 공구를 제공한 후에, 이어서 오버레이 필름 (광 투과성 지지 층)을 잉크 롤러를 사용하여 코팅된 공구에 라미네이팅하였다. 오버레이 필름은 75 마이크로미터의 PAU로 코팅된 투명한 50 마이크로미터 PET 필름이었다. 오버레이 필름의 폴리우레탄 코팅된 면이 코팅된 공구와 접촉되었다. 이어서, 코팅된 공구 및 오버레이 필름으로 이루어진 조립체를 컨베이어 벨트 상에 배치하고, 600 W/2.5 ㎝로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈) 아래로 통과시켜 코팅된 조성물을 경화시켰다. 컨베이어 벨트는 15.2 m/min으로 작동하였다. 이어서, 오버레이 필름 및 경화된 코팅 조성물의 복합체를 패턴화된 공구로부터 꺼내고, 600 W/2.5 ㎝로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈) 아래로 다시 통과시켰는데, 이때 미세구조체가 600 W/2.5 ㎝로 설정된 UV 램프에 대향되게 하여 프리즘형 용품의 경화를 완료하였다. 도 9a 및 도 9b는 각각 주변 조명 및 재귀반사성 조명 조건 하에서의 생성된 프리즘형 용품의 디지털 사진 이미지이다 (M2 및 M3은 각각 약 26 밀리미터였음).
실시예 3
하기 절차에 따라 금속화 프리즘형 용품을 제조하였다. 실시예 2의 프리즘형 용품을 100 옹스트롬의 티타늄으로 증기 코팅하고, 이어서 1500 옹스트롬의 알루미늄으로 증기 코팅하였다. 도 10a 및 도 10b는 각각 주변 조명 및 재귀반사성 조명 조건 하에서의 실시예 3의 생성된 프리즘형 용품의 디지털 사진 이미지이다 (M4 및 M5는 각각 약 26 밀리미터였음).
실시예 4
하기 절차를 사용하여 도 1 내지 도 4b에 전반적으로 나타낸 바와 같이 패턴화된 공구를 제조하였다. 약 30 g의 조성물 3을 가열된 금속 미세구조화 공구의 상부 미세구조화 면 상에 붓고 이어서 닥터 블레이드로서 250 마이크로미터 PET 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 금속 미세구조화 공구는 약 25 ㎝ x 30 ㎝ 및 두께 760 마이크로미터인 것으로 측정된 니켈 전기 주조 플레이트였다. 금속 미세구조화 공구는 피치가 350 마이크로미터이고 깊이가 175 마이크로미터인 것으로 측정된 90도 프리즘형 홈들로 이루어진 미세구조화 표면을 가졌다. 금속 미세구조화 공구를 66℃로 설정된 자기 핫플레이트 상에 놓았다. 금속 미세구조화 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 3으로 충전시킨 후, 플라즈마 테트라메틸실란 이형제 처리된 홈이 파인 필름 공구 (쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "박막 휘도 향상 필름 II (90/24)"로 입수됨)를 수지 두께를 최소화하기 위해 잉크 롤러를 사용하여 수지에 라미네이팅하였다. 홈이 파인 필름 공구의 홈들은 금속 미세구조화 공구의 프리즘형 홈들에 대해 약 45도로 배향하였다. 도 11a의 이미지의 네커티브(negative)인 패턴을 갖는 마스크를 홈이 파인 필름 공구의 상부에 배치하고, 창 유리의 6.4 밀리미터 시트를 마스크 상에 배치하여 금속 미세구조화 공구, 수지, 홈이 파인 필름 공구, 및 마스크의 밀착 접촉을 보장하였다. 60초 동안 수지로부터 약 3 ㎝에 위치된 길게 늘어선 형광등 ("TL 20W/03")을 사용하여 유리, 마스크, 및 홈이 파인 필름 공구를 통해 방사선을 투과시켰다. 유리, 마스크, 및 홈이 파인 필름 공구를 코팅된 금속 미세구조화 공구로부터 제거하고, 에탄올을 사용하여 공구로부터 미경화 수지를 헹구어서 패턴화된 공구를 제공하였다. 건조시킨 후, 코팅된 금속 미세구조화 공구에 질소 분위기 하에서 600 W/2.5 ㎝ (100% 출력 설정치)로 설정된 퓨전 "V" UV 램프 (퓨전 시스템즈)를 조사하여 코팅된 조성물을 조사하였다. 램프는 코팅된 금속 미세구조화 공구 위 5 ㎝에 위치시켰다. 컨베이어 벨트는 15.2 m/min으로 작동하였다. 실시예 1에 기재된 절차를 사용하여, 코팅된 금속 미세구조화 공구를 산소 및 테트라메틸실란으로 플라즈마 처리하여 상기 공구 상에 화학적 이형 코팅을 제공하였다.
실시예 5
하기 절차를 사용하여 패턴화된 필름을 제조하였다. 약 30 g의 조성물 2를 실시예 4의 패턴화된 공구의 상부 미세구조화 표면 상에 붓고, 이어서 닥터 블레이드로서 250 마이크로미터 폴리에스테르 테레프탈레이트 (PET) 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 패턴화된 공구를 66℃로 설정된 자기 핫플레이트 상에 놓았다. 패턴화된 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 2로 충전시킨 후, 코팅된 공구를 제공하였다. 이어서, 오버레이 필름 (광 투과성 지지 층)을 잉크 롤러를 사용하여 코팅된 공구에 라미네이팅하였다. 오버레이 필름은 잉크 롤러를 사용하여 코팅된 공구의 상부 면에 라미네이팅된 투명한 10 밀(mil) 폴리카르보네이트 필름이었다. 이어서, 코팅된 공구 및 오버레이 필름으로 이루어진 조립체를 컨베이어 벨트 상에 배치하고, 600 W/2.5 ㎝로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈) 아래로 통과시켜 코팅된 조성물을 경화시켰고, 패턴화된 필름을 형성하였다. 컨베이어 벨트는 9.1 m/min으로 작동하였다. 이어서, 패턴화된 필름을 패턴화된 공구로부터 꺼내고, 600 W/2.5 ㎝로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈) 아래로 다시 통과시켰는데, 이때 미세구조체가 600 W/2.5 ㎝로 설정된 UV 램프에 대향되게 하여 패턴화된 필름의 경화를 완료하였다. 도 11a는 생성된 패턴화된 필름의 디지털 사진 이미지이고, 도 11b 및 도 11c는 각각 100X 및 200X 배율 하에서의 생성된 패턴화된 필름의 이미지이다 (M6은 약 26 밀리미터이고, M7 및 M8은 각각 약 350 마이크로미터이고, 도 11b 및 도 11 c에서의 더 미세한 홈들은 24 마이크로미터 피치를 가짐).
복합 필름의 프리즘 면을 통해 적색 레이저 포인터로부터 레이저 빔을 지향시킴으로써, 회절 패턴을 생성하고 사진촬영하였다. 도 12a는 더 큰 홈을 통해 통과하는 레이저 빔의 레이저 회절 패턴을 도시하고, 도 12b는 더 큰 홈 및 더 작은 홈 둘 모두를 통해 통과하는 레이저 빔의 조합된 회절 패턴을 도시한다.
실시예 6
미국 특허 제5,691,846호 (본 명세서에 참고로 포함됨)에 기재된 방법에 따라, 50 마이크로미터 PET 필름 (미국 버지니아주 체스터 소재의 듀폰-테이진(DUPONT-TEIJIN)으로부터 상표명 "듀폰-테이진 #618"로 입수됨)과 회전 공구 사이에 49℃에서 조성물 2를 코팅하여 마이크로렌즈들 (렌즈 직경 = 40 마이크로미터, 곡률 반경 = 18.7 마이크로미터)을 생성함으로써 복합 마이크로렌즈 어레이 필름을 제조하였다. 공구의 공동들 위로의 수지의 양을 최소화하도록 고무 닙 롤 갭을 설정하였다. 600 W/2.5 ㎝ (100% 출력 설정치)로 설정된 2개의 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈)를 사용하여 수지를 PET를 통해 경화시켰다. PET 필름은 24.4 m/min의 속도로 경화 스테이션을 통해 공급하였다. 실시예 1에 기재된 플라즈마 침착 절차를 사용하여 마이크로렌즈 어레이 필름의 렌즈 표면에 이형 코팅을 도포하였다. 플라즈마 침착 절차가 완료된 후에, 챔버를 대기에 통기시키고 이형 코팅을 갖는 복합 마이크로렌즈 어레이 필름을 꺼내고, 이어서 본 발명의 성형 공구의 제조시에 "제2 성형 공구"로서 사용하였다.
하기 절차를 사용하여 도 1 내지 도 4b에 전반적으로 나타낸 바와 같이 본 발명의 성형 공구를 제조하였다. 약 10 g의 조성물 3을 제1 성형 공구의 미세구조화 표면 상에 붓고, 이어서 닥터 블레이드로서 250 마이크로미터 PET 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 제1 성형 공구는 약 25 ㎝ x 30 ㎝ 및 두께 760 마이크로미터인 것으로 측정된 니켈 플레이트였다. 제1 성형 공구는 피치가 86 마이크로미터이고 높이가 43 마이크로미터인 것으로 측정된 큐브 코너들을 갖는 미세구조화 표면을 가졌다. 제1 성형 공구를 66℃로 설정된 자기 핫플레이트 상에 놓았다. 제1 성형 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 3으로 충전시킨 후, 이형 코팅을 갖는 복합 마이크로렌즈 어레이 필름 (즉, 상기 기재된 "제2 성형 공구")을 수지 두께를 최소화하기 위해 잉크 롤러를 사용하여 수지에 라미네이팅하였다. 도 12a의 패턴의 네거티브 이미지를 갖는 마스크를 복합 마이크로렌즈 어레이 필름의 상부에 배치하고, (쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "휘도 향상 필름 II 90/50"으로 입수되는) 홈이 파인 필름의 2개의 시트 - 이때, 홈들은 90도로 교차됨 - 을 홈들이 마스크에 대향되도록 마스크 상에 배치하여 광을 시준하였다. 창 유리의 6.4 밀리미터 시트를 홈이 파인 필름 상에 배치하여 미세구조화 공구, 수지, 마이크로렌즈 어레이 필름, 마스크, 및 홈이 파인 필름의 시트들의 밀착 접촉을 보장하였다. 60초 동안 공구로부터 약 3 ㎝에 위치된 길게 늘어선 형광등 (미국 뉴저지주 서머셋 소재의 필립스 라이팅으로부터 상표명 "TL 20W/03"으로 입수됨)을 사용하여 유리, 홈이 파인 필름, 마스크, 및 복합 마이크로렌즈 어레이 필름을 통해 방사선을 투과시켰다. 유리, 홈이 파인 필름, 마스크, 및 복합 마이크로렌즈 어레이 필름을 코팅된 공구로부터 제거하고, 에탄올을 사용하여 코팅된 공구로부터 미경화 수지를 헹구어서 패턴화된 공구를 제공하였다. 이 패턴화된 공구로부터, 반전 형상의 니켈 전기 주조 복제물을 성형 공구로서 제조하였다. 도 13a는 주변 조명 조건 하에서의 생성된 성형 공구의 디지털 사진 이미지이다 (M9는 약 38 밀리미터임). 도 13b 및 도 13c는 생성된 성형 공구의 영역들의 (400X) 확대된 디지털 사진 이미지이며, 마이크로렌즈(1231)가 큐브 코너(1232) 부근에 있는 영역 (도 13b), 및 마이크로렌즈는 갖지만 큐브 코너는 갖지 않는 영역 (도 13c)을 보여준다.
실시예 7
하기 절차를 사용하여 재귀반사성 용품을 제조하였다. 약 10 g의 조성물 2를 실시예 6의 패턴화된 미세구조화 공구의 상부 미세구조화 면 상에 붓고, 이어서 닥터 블레이드로서 250 마이크로미터 PET 필름을 사용하여 균일하게 펼쳤다. 공구를 60℃로 설정된 자기 핫플레이트 상에 놓았다. 공구의 공동들을 닥터 블레이드를 사용하여 조성물 2로 충전시킨 후, (미국 매사추세츠주 피츠필드 소재의 사빅 이노베이티브 플라스틱스(SABIC Innovative Plastics)로부터 상표명 "렉산(LEXAN)"으로 입수됨) 투명한 200 마이크로미터 폴리카르보네이트 (PC) 필름을 잉크 롤러를 사용하여 코팅된 공구의 상부 면에 라미네이팅하였다. 이어서, 마스킹 필름을 PC 필름의 상부에 배치하였다. 마스킹 필름은, 필드(1433) 및 초승달 형상부(1434)를 갖는, 도 14에 도시된 이미지의 네거티브인, 검은 필드 상에 투명한 초승달 형상 이미지를 갖는 100 마이크로미터 PET 포토리소그래피 인쇄 필름이었다. 이어서, 0.6 ㎝ 두께의 투명한 유리 플레이트를 마스크의 상부에 배치하였다.
이어서, 코팅된 공구, PC 오버레이 필름, 마스킹 필름 및 유리 플레이트로 이루어진 조립체를 컨베이어 벨트 상에 배치하고, 자외선(UV) 램프 아래로 통과시켜 코팅된 조성물을 경화시켰다. 제1 경화 단계에서, 600 W/2.5 ㎝ (100% 출력 설정치)로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈)를 사용하여 코팅된 조성물을 조사하였다. 램프는 유리 플레이트 위 5 ㎝에 위치시켰다. 컨베이어 벨트는 10.7 m/min으로 작동하였다. UV 노출 후에, 유리 플레이트 및 마스킹 필름을 코팅된 공구로부터 제거하였다. 이어서, 코팅된 공구 및 PC 오버레이 필름으로 이루어진 조립체를 컨베이어 벨트 상에 배치하고, 600 W/2.5 ㎝ (100% 출력 설정치)로 설정된 퓨전 "D" UV 램프 (퓨전 시스템즈) 아래로 통과시켜 코팅된 조성물을 경화시켰다. 도 14는 재귀반사성 조명 조건 하에서의 생성된 성형 공구의 디지털 사진 이미지이다 (M10은 약 38 밀리미터이고, M11은 약 26 밀리미터임). 더 어두운 영역(1431)은 마이크로렌즈를 포함하고 (이들 영역은 재귀반사성을 거의 또는 전혀 갖지 않고), 더 밝은 영역(1432, 1433, 1434)은 재귀반사성 큐브 코너들을 포함한다. 초승달 형상부(1434)는 주위 필드(1433)보다 더 많은 조사를 받았으며, 도 13에서 초승달 형상부(1434)는 주위 필드(1433)보다 더 밝은 것으로 나타난다.
실시예 8
마스킹 필름을 포함하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 7의 절차를 사용하여 재귀반사성 용품을 제조하였다. 도 15a는 주변 조명 조건 하에서의 생성된 성형 공구(1400)의 디지털 사진 이미지이고 (M12는 약 38 밀리미터임), 도 15b는 재귀반사성 조명 조건 하에서의 생성된 성형 공구(1400)의 디지털 사진 이미지이다. 도 15b에서, 더 어두운 영역(1531)은 마이크로렌즈를 포함하고 (이들 영역은 재귀반사성을 거의 또는 전혀 갖지 않고), 더 밝은 영역(1532, 1533)은 재귀반사성 큐브 코너들을 포함한다.
예측가능한 본 발명의 변형 및 변경은 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고서 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 예시 목적으로 본 출원에 개시된 실시 형태들에 한정되지 않아야 한다.

Claims (25)

  1. 성형 공구의 제조 방법으로서,
    제1 복수의 공동들을 포함하는 제1 미세구조화 표면을 갖는 제1 성형 공구를 제공하는 단계;
    제2 복수의 공동들을 포함하는 제2 미세구조화 표면을 갖는 제2 성형 공구를 제공하는 단계;
    상기 제1 또는 제2 복수의 공동들 중 적어도 하나를 방사선 경화성 수지로 충전시키는 단계;
    상기 방사선 경화성 수지의 층이 상기 제1 복수의 공동들과 상기 제2 복수의 공동들 사이에서 상기 제1 및 제2 복수의 공동들과 접촉하는 상태로 상기 제1 및 제2 복수의 공동들이 서로 대향하도록 상기 제1 및 제2 성형 공구를 상기 방사선 경화성 수지에 대해 접촉시키는 단계;
    상기 방사선 경화성 수지의 층을 상기 제1 성형 공구 또는 상기 제2 성형 공구 중 적어도 하나를 통해 패턴화된 조사에 노출시켜 적어도 하나의 제1 영역 및 적어도 하나의 제2 영역을 포함하는 상응하는 부분 경화 수지 층을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제1 영역은 상기 패턴화된 조사에 의해 조사되고, 상기 적어도 하나의 제2 영역은 상기 패턴화된 조사에 의해 조사되지 않고, 상기 제1 성형 공구 또는 상기 제2 성형 공구 중 적어도 하나는 상기 패턴화된 조사에 대해 투과성인, 상기 단계;
    상기 제2 성형 공구를 상기 부분 경화 수지로부터 분리하는 단계; 및
    상기 부분 경화 수지의 비-조사 영역을 상기 제1 성형 공구로부터 분리하여, 제1 미세구조 특징부들의 매트릭스(matrix) 및 제2 미세구조 특징부들의 적어도 하나의 불연속 영역의 패턴을 포함하는 미세구조화 표면을 갖는 성형 공구를 제공하는 단계
    를 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 성형 공구는 롤, 벨트, 필름, 금속 플레이트, 또는 유리 플레이트 중 임의의 하나인 성형 공구의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패턴화된 조사는 마스크의 투과 영역을 통한 조사, 광 빔의 유도(guiding), 전자 빔의 유도, 또는 디지털 이미지의 투영(projecting) 중 적어도 하나를 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 미세구조화 표면은 제1 형상(topography)을 갖고 상기 제2 미세구조화 표면은 제2 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 형상은 서로에 대해 상이한 성형 공구의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 형상은 각각 배향축을 가지며, 상기 배향축들은 상기 수지 층을 상기 패턴화된 조사에 노출시키는 동안 서로에 대해 정렬되지 않는 성형 공구의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 미세구조화 표면은 제1 형상을 갖고 상기 제2 미세구조화 표면은 제2 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 형상은 서로에 대해 동일한 성형 공구의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 형상은 각각 배향축을 가지며, 상기 배향축들은 상기 수지 층을 상기 패턴화된 조사에 노출시키는 동안 서로에 대해 정렬되지 않는 성형 공구의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 미세구조화 표면은 이형제를 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 이형 코팅을 변경된 성형 공구 상의 변경된 미세구조화 표면에 도포하는 단계를 추가로 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 미세구조 특징부들의 매트릭스 및 상기 제2 미세구조 특징부들의 적어도 하나의 불연속 영역의 상기 패턴에 상보적인 미세구조화 표면을 갖는 미세구조화 용품을 복제하는 단계를 추가로 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 변경된 성형 공구로부터 금속 공구를 복제하는 단계를 추가로 포함하는 성형 공구의 제조 방법.
  12. 제2 미세구조 특징부들의 매트릭스 내에 제1 미세구조 특징부들을 포함하는 제1 주 표면을 갖는 용품으로서,
    상기 제1 미세구조 특징부들은 불연속이고, 집합적으로 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 적어도 상기 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴을 형성하고, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 원추, 회절 격자, 렌즈(lenticulars), 구의 세그먼트(segment), 피라미드, 원통(cylinder), 프레넬 렌즈(fresnels) 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 용품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 독립적으로 피치(pitch)가 0.1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위인 용품.
  14. 제13항에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 90%인 용품.
  15. 제13항에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 50%인 용품.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은 영숫자(alphanumerics), 제1 상표 표지(indicia), 또는 제1 저작권 보호 표지 중 적어도 하나를 포함하는 용품.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 열경화성 재료 또는 열가소성 재료 중 적어도 하나를 독립적으로 포함하는 용품.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은 미세구조 특징부들을 갖지 않는 영역들을 포함하는 용품.
  19. 제1 주 표면을 갖는 용품으로서,
    상기 제1 주 표면은 적어도 상기 제1 주 표면에 대해 수직으로 바라볼 때 가시적인 패턴으로 배열된 제1 미세구조 특징부들 및 제2 미세구조 특징부들을 포함하며, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 서로에 대해 상이하고, 원추, 회절 격자, 렌즈, 구의 세그먼트, 피라미드, 원통, 프레넬 렌즈 및 프리즘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용품.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 독립적으로 피치가 0.1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위인 용품.
  21. 제20항에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 90%인 용품.
  22. 제20항에 있어서, 제1 피치는 제2 피치의 최대 50%인 용품.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은 영숫자, 제1 상표 표지, 또는 제1 저작권 보호 표지 중 적어도 하나를 포함하는 용품.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 미세구조 특징부들은 열경화성 재료 또는 열가소성 재료 중 적어도 하나를 독립적으로 포함하는 용품.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은 미세구조 특징부들을 갖지 않는 영역들을 포함하는 용품.
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