[发明专利]通过触变层压花制备微结构表面浮雕的方法

说明书

本发明涉及一种制备微结构表面浮雕的方法，其中该表面浮雕是通过压花设备在涂布于基材的触变性涂料上压花而制备的；涉及带有这种微结构表面浮雕的基材；且涉及这种基材的用途。

表面浮雕结构可应用于很多领域。例如装饰金属、塑料、卡片或石头的最前沿的应用。另外，具体的应用包括生产不滑的地板涂层、鞋底、精美织物、建筑隔音板或电缆。制备尺寸为毫米级的浮雕结构的方法不仅包括丝网印刷，还包括使用具有纹理结构的(structured)辊或铸模的印刷。受应用技术支配的因素决定使用触变性、假塑性或高粘度的涂料，同时利用本领域中已知的添加剂实现触变性。所述添加剂可以包括精细级无机粉末，如SiO2或CaCO3。触变性涂料系统和粘合剂系统还可以用于借助于喷涂法通过加入决定几何结构的较粗的颗粒来制备随机的表面浮雕结构。

辊压花法的作用是重要的。这里给出热压花、触变涂料压花和反应性压花之间的差别。在热压花情况下，压花辊压入已加热至玻璃化转变点之上的热塑性基材中。取出压花辊之后，通过迅速冷却使结构固定。利用小型刚性压模，还类似地调查研究该方法用于制备微米至100纳米级的电子应用方面的非常精细的结构。其缺点在于所使用的热塑性聚合物的高热膨胀系数导致的不精密性，及非常小的曲率半径导致的高回复力，这即使在迅速冷却的情况下也会导致边缘变圆。另外的缺点是较长的处理时间和基本上不适于所谓的步进工艺(stepping)，其中大面积的纹理结构是利用步进中横向移动的小压模，通过在相邻的单元面积上序列压花操作而形成的。在触变涂料的压花中，涂料的触变流变学是指浮雕基本保持，至少保持一定时间，其中通过固化或干燥固定。但是，迄今为止，该方法仅用于制备毫米级的较粗的纹理结构。

在用于光学或微电子的具有微米至纳米级尺寸的纹理结构中，对再现的可靠性有很高的要求。因此，光学和微电子的微米至纳米级纹理结构需要接近网状的成形(near-net shaping)，具有规定的侧壁陡度。

除了热压花之外，只有反应性压花曾经用于微米至纳米级尺寸的表面浮雕结构。在反应性压花中，重要的是在所使用的平面压模下面的已有纹理结构的涂布膜是通过热处理或紫外辐射固化的，之后，才可以从涂布膜上取下压模。这还是通过另外的下游温度处理进一步压实的情况。A.Gombertet al.，Thin Solid Films，351(1，2)1999，73-78认为，即使将反应性压花转换成压辊技术，固化也必须在压花模下进行。必须作出这种假设，以便防止未固化层的表面力，其在曲率半径小的地方特别高，导致微结构变圆，从而丧失触变性压花尝试中的再现的可靠性。但是，从技术观点来看，固化然后移除压辊是特别重要的，因为这样可以通过压辊法，以比在压辊下进行固化更短和更可靠的方法制备大面积的表面浮雕，如用于显示的motheye抗反射结构。

因此，本发明的目的是提供一种制备尺寸低于微米至纳米级的微结构的方法，其一方面确保在该尺寸范围中所规定的严格的再现可靠性的要求，另一方面使得生产时间更短。

本发明的目的意想不到地通过下面的制备微结构表面浮雕的方法来实现，该方法包括在基材上涂布具有触变性或通过在基材上预处理可获得触变性的涂料，用压花设备在所涂布的触变性涂料上饰以表面浮雕，和在移除压花设备后使涂料固化。

本发明的方法可以在微结构范围内以很高准确度和侧壁陡度实现可靠的再现性，优于现有技术。此外，还可以充分缩短生产时间，这对于制备大面积的微结构特别重要。

所述的涂料可以通过任何常规的手段来涂布。在这一点上，所有普通的湿法化学品涂布方法均可以使用。其实例有旋涂法，(电镀)浸涂法，刮涂法，喷淋涂法，喷射涂法，浇注法，刷涂法，流涂法，薄膜流延法，刮板浇注法，槽缝涂布法，弯液面式涂布法，幕涂法，辊涂法或惯常的印刷法如丝网印刷或苯胺印刷(flexoprint)。优选连续的涂布方法，如平面喷淋法，苯胺印刷法，辊涂法或湿法化学品涂布的技术。可以选择所涂布的涂料量，以便得到所需的层厚度。例如，可以在压花之前进行操作，以便得到0.5～50μm的层厚度，优选0.8～10μm的层厚度，特别优选1～5μm的层厚度。