特許 6109958 粒子整列を用いたコーティング方法およびこれにより製造された粒子コーティング基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6109958

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】粒子整列を用いたコーティング方法およびこれにより製造された粒子コーティング基板

(51)【国際特許分類】

   B05D 3/12 20060101AFI20170327BHJP

   B05D 7/02 20060101ALI20170327BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20170327BHJP

   B32B 5/16 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   B05D3/12 A

   B05D7/02

   B05D7/24 301W

   B32B5/16

【請求項の数】26

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-545358(P2015-545358)

(86)(22)【出願日】2013年11月27日

(65)【公表番号】特表2016-506290(P2016-506290A)

(43)【公表日】2016年3月3日

(86)【国際出願番号】KR2013010830

(87)【国際公開番号】WO2014084590

(87)【国際公開日】20140605

【審査請求日】2015年5月28日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0137171

(32)【優先日】2012年11月29日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】509005937

【氏名又は名称】アジュ ユニバーシティ インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファウンデーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000981

【氏名又は名称】アイ・ピー・ディー国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】キム ジェホ

(72)【発明者】

【氏名】キム ヒョソプ

【審査官】 増田 亮子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０２３７２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５２３３１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

密着性高分子基板を準備する準備段階と、
前記密着性高分子基板上に複数の粒子を載せ、前記複数の粒子に圧力を加えて前記密着性高分子基板上に前記複数の粒子をコートすることで、前記密着性高分子基板上にコーティング膜を形成するコーティング段階と、を含み、
前記密着性高分子基板は、前記密着性高分子基板上に前記複数の粒子を載せて前記複数の粒子に圧力を加えた際に、可逆的凹部を形成可能であり、
前記コーティング段階では、前記密着性高分子基板に前記複数の粒子にそれぞれ対応する複数の可逆的凹部を形成しながら前記複数の粒子を前記密着性高分子基板上にコートする、粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項2】

前記コーティング段階では前記複数の粒子を擦って前記圧力を加えることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項3】

前記密着性高分子基板は、シリコンベース高分子物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項4】

前記密着性高分子基板は、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項5】

前記コーティング段階で、前記複数の粒子は前記密着性高分子基板に直接接触することを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項6】

前記コーティング段階で、前記複数の粒子が単層状にコートされることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項7】

前記複数の粒子が非球形である場合には、前記複数の粒子のうち、粒径が上位１０％の粒子の平均粒径に対する前記コーティング膜の厚さの平均値の比率が１．９以下であることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項8】

前記粒子の平均粒径に対する前記可逆的凹部の深さの比率が０．０２〜０．７であることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項9】

前記複数の粒子の平均粒径が１０ｎｍ〜５０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項10】

前記複数の粒子が球形または楕円形の形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項11】

前記複数の粒子が電荷性物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項12】

前記複数の粒子が非電荷性物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項13】

前記複数の粒子は、他の性質を有する粒子が混合されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項14】

前記コーティング膜は、前記密着性高分子基板よりも高い密着性および接着性を有する他の基板に転写されることを特徴とする、請求項１に記載の粒子整列を用いたコーティング方法。

【請求項15】

密着性高分子基板と、
前記密着性高分子基板に形成された可逆的凹部と、
前記可逆的凹部に位置して整列された複数の粒子からなるコーティング膜と、を含み、
前記密着性高分子基板は、前記密着性高分子基板上に前記複数の粒子を載せて前記複数の粒子に圧力を加えた際に、可逆的凹部を形成可能である、粒子コーティング基板。

【請求項16】

前記密着性高分子基板は、シリコンベース高分子物質を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項17】

前記密着性高分子基板は、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の粒子コーティング基板。

【請求項18】

前記複数の粒子は前記密着性高分子基板に直接接触することを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項19】

前記複数の粒子が単層状にコートされることを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項20】

前記複数の粒子が非球形である場合には、前記複数の粒子のうち、粒径が上位１０％の粒子の平均粒径に対する前記コーティング膜の厚さの平均値の比率が１．９以下であることを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項21】

前記粒子の平均粒径に対する前記可逆的凹部の深さの比率が０．０２〜０．７であることを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項22】

前記複数の粒子の平均粒径が１０ｎｍ〜５０μｍであることを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項23】

前記複数の粒子が球形または楕円形の形状を有することを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項24】

前記複数の粒子が電荷性物質を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項25】

前記複数の粒子が非電荷性物質を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【請求項26】

前記複数の粒子は、他の性質を有する粒子が混合されたものであることを特徴とする、請求項１５に記載の粒子コーティング基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子整列を用いたコーティング方法およびこれにより製造された粒子コーティング基板に係り、さらに詳しくは、粒子整列を用いて高い密度で複数の微細粒子を単層状にコートすることができるコーティング方法、およびこれにより製造された粒子コーティング基板に関する。

【背景技術】

【0002】

ナノメートルまたはマイクロメートルサイズの微細粒子を基板上に整列してコートする技術が様々な分野で要求されている。一例として、このようなコーティング技術は、記憶素子、線形および非線形の光学素子、光電デバイス、フォトマスク、蒸着マスク、化学センサー、生化学センサー、医学的分子検出用センサー、色素増感太陽電池、薄膜太陽電池、細胞培養器、インプラントの表面などに適用できる。

【0003】

微細粒子を基板上で整列してコートする技術としては、ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ、ＬＢ）方法（以下、「ＬＢ方法」という）がよく知られている。ＬＢ方法では、溶媒中に微細粒子を分散させた溶液を水面上に浮かべた後、物理的方法で圧縮して薄膜を形成する。このようなＬＢ方法を用いた技術が韓国公開特許第１０−２００６−２１４６号などに開示されている。

【0004】

ところが、ＬＢ方法では、溶媒中で粒子が自己組織化されるように、温度や湿度などを精密に調節しなければならない。また、基板上における粒子の表面特性（例えば、疎水性、電荷特性、表面粗さ）などが粒子の移動に影響を及ぼすことがある。これにより粒子が互いに凝集して基板上に均一に塗布されないこともある。すなわち、粒子の塗布されていない領域が多いおそれがあり、凝集した粒子が互いに出会うところでは結晶粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）が形成されて多くの欠陥があるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】韓国公開特許第１０−２００６−２１４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、簡単な方法により粒子を基板上に均一に塗布することが可能な粒子整列を用いたコーティング方法、およびこれにより製造された粒子コーティング基板を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施例によれば、密着性高分子基板を準備する準備段階と、前記密着性高分子基板上に複数の粒子をのせた後、圧力を加えて、前記密着性高分子基板に前記複数の粒子にそれぞれ対応する複数の凹部を形成しながら、前記複数の粒子をコートするコーティング段階とを含んでなる、粒子整列を用いたコーティング方法を提供する。

【0008】

本発明の他の実施例によれば、密着性高分子基板と、前記基板の弾性力によって形成された可逆的凹部と、前記凹部に位置して整列された複数の粒子とから構成される、粒子コーティング基板を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る粒子整列を用いたコーティング方法では、溶媒または付着補助剤を使用することなく、密着性高分子基板上で乾燥状態の粒子に対して圧力を掛ける過程によってコーティング膜を形成する。

【0010】

この際、密着性高分子基板に粒子が接触すると、柔軟性を持つ密着性高分子基板の表面が表面張力の影響により粒子の一部を包む形態に変形がなされる。これにより、密着性高分子基板の表面上に粒子に対応する凹部が形成されることで、結合特性を向上させることができる。密着性高分子基板の表面の形態変形の可逆的な特性は、基板上に接触した粒子の二次元的な動きを容易にして粒子の分布が容易に再配列されるようにする。

【0011】

このような形態変形による粒子付着性の向上は、粒子の表面特性および高分子基板の種類による依存性を低め、様々な表面特性の粒子を単層状にコートすることができるようにする。よって、コーティング膜の形成の際に、自己組織化およびスピンコーティング時に要求される細密な温度、湿度、粒子濃度などの環境調節が不要であり、幅広い環境および条件で様々な表面特性を持つ粒子を容易にコートすることができる。粒子が電荷性を帯びる、または水素結合が容易な物質の場合だけでなく、非電荷性（すなわち、電荷的に中性に近い）および疎水性物質の場合にも高い密度で均一に単層粒子コーティングが行われ得る。

【0012】

したがって、本発明によれば、単純な方法によって密着性高分子基板上に粒子を均一に分布させることにより、高い密度を有する単層状のコーティング膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本発明の前記および他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照する次の詳細な説明からさらに明確に理解されるであろう。

【0014】

【図1a】本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法を説明する断面図である。

【図1b】本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法を説明する断面図である。

【図1c】本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法を説明する断面図である。

【図2a】本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法によって形成されたコーティング膜を除去した後の密着性高分子基板の様々な例を示す断面図である。

【図2b】本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法によって形成されたコーティング膜を除去した後の密着性高分子基板の様々な例を示す断面図である。

【図3】本発明の実験例１でＳｉＯ_２粒子の平均粒径を１６０ｎｍ、３３０ｎｍ、７４０ｎｍ、１４８０ｎｍ、３０２０ｎｍ、５５９０ｎｍに異ならせて形成されたコーティング膜の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

【図4】本発明の実験例２でポリスチレン粒子の平均粒径を８００ｎｍ、２０１０ｍｎに異ならせて形成されたコーティング膜の走査型電子顕微鏡写真である。

【図5】本発明の実験例３で密着性高分子基板、ＳｉＯ_２コーティング膜、Ａｇ_３ＰＯ_４コーティング膜、ＴｉＯ_２コーティング膜の走査型電子顕微鏡写真である。

【図6】本発明の実験例３で密着性高分子基板、ＳｉＯ_２コーティング膜が形成された密着性高分子基板、Ａｇ_３ＰＯ_４コーティング膜が形成された密着性高分子基板、ＴｉＯ_２コーティング膜が形成された密着性高分子基板を活字上にのせた後の写真である。

【図7】本発明の実験例４でガラス基板、ポリスチレン基板および密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を１０００倍、６０００倍で拡大した共焦点レーザー走査顕微鏡（ＣＬＳＭ）写真である。

【図8】本発明の実験例５で粒子脱着部位および再コーティングによって形成されたコーティング膜のＣＬＳＭ写真である。

【図9】本発明の実験例６で実施例と比較例に係る第２ＳｉＯ_２コーティング膜のＣＬＳＭと走査型電子顕微鏡写真である。

【図10】本発明の実験例７でＳｉＯ_２コーティング膜から粒子が除去された領域の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）イメージである。

【図11】本発明の実験例８で直径１５ｃｍのペトリ皿基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真である。

【図12】本発明の実験例９で形成されたコーティング膜の正面を撮影した走査型電子顕微鏡写真である。

【図13】本発明の実験例９で形成されたコーティング膜の側面を撮影した走査型電子顕微鏡写真である。

【図14】本発明の実験例９で接着テープを用いてコーティング膜の一部の粒子を脱着させた後に撮影したＡＦＭイメージとコーティング膜におけるラインプロファイルである。

【図15】本発明の実験例９でガラス基板、５％ＰＤＭＳ基板、１０％ＰＤＭＳ基板、２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜、アミン（＋電荷）ＳｉＯ_２コーティング膜の平均粒子高さおよび沈下率を示すグラフである。

【図16】本発明の実験例９でガラス基板、５％ＰＤＭＳ基板、１０％ＰＤＭＳ基板、２０％ＰＤＭＳ基板に平均粒径３００ｎｍのＳｉＯ_２粒子を用いて形成されたコーティング膜の平均粒子高さおよび沈下率を示すグラフである。

【図17】本発明の実験例９で平均粒径１５０、３００、７５０、１５００ｎｍの粒子を用いて形成されたコーティング膜の平均粒子高さおよび沈下率を示すグラフである。

【図18】本発明の実験例１０で７、１０、２０％ＰＤＭＳ基板にＳｉＯ_２コーティング膜を形成した後に撮影した写真である。

【図19】本発明の実験例１０によって形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第１基板（硬化剤を７重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した後に撮影した写真である。

【図20】本発明の実験例１０によって形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第２基板（硬化剤を１０重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した後に撮影した写真である。

【図21】本発明の実験例１０によって形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第３基板（硬化剤を２０重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した後に撮影した写真である。

【図22】本発明の実験例１１で様々な密着性高分子基板および比較例の基板にＳｉＯ_２コーティング膜を形成した写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、様々な形態に変形できるのは勿論である。

【0016】

図面では本発明を明確かつ簡略に説明するために説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体にわたって、同一または極めて類似の部分には同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では説明をより明確にするために厚さ、広さなどを拡大または縮小して示したので、本発明の厚さ、広さなどは図面に示されたことに限定されない。

【0017】

明細書全体において、ある部分が他の部分を「含む」とするとき、特に反対される記載がない限り、他の部分を排除するのではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとするとき、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなく、それらの間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「真上に」あるとするときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。

【0018】

以下、添付図面を参照して本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法を詳細に説明する。

【0019】

図１ａ〜図１ｃは本発明の実施例に係る粒子整列を用いたコーティング方法を説明する断面図である。

【0020】

まず、図１ａに示すように、準備段階（ＳＴ１０）では、滑らかな面（ｓｍｏｏｔｈ
ｓｕｒｆａｃｅ）１０ａを有する密着性高分子基板１０を準備する。すなわち、密着性高分子基板１０の表面は、特定のパターンまたは屈曲が形成されていない状態を持つことができ、この上でコーティング膜（図１ｃの参照符号２２）を形成する粒子（図１ｂの参照符号２０）の移動を制限しない程度の表面粗さおよび構造を持つことができる。

【0021】

本実施例において、密着性高分子基板１０は、密着性が存在する様々な密着性高分子物質を含む。密着性高分子は、通用する粘着性を有しないため、粘着剤とは区別される。少なくとも、密着性高分子は、「スコッチ（登録商標）マジック^ＴＭテープ」の（ＡＳＴＭ
Ｄ ３３３０の評価）粘着剤が持つ粘着力約０．６ｋｇ／ｉｎｃｈよりも低い値の密着力を持つ。また、密着性高分子は、別途の支持体なしに常温で固体状態（基板またはフィルムなど）の形状を維持することができる。密着性高分子物質としては、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）などのシリコンベース高分子物質、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）などを含むラップ、密着または密封を目的とする高分子物質を含む保護フィルムなどを使用することができる。特に、密着性高分子としては、硬さの調節が容易であり、様々な形態で製造し易いＰＤＭＳを使用することができる。前記高分子基板１０は、ベース基板に密着性高分子をコートして製造されるか、或いはシートまたはフィルム状の密着性高分子を付着させて製造できる。

【0022】

密着性高分子物質とは、一般に、固体状態のシリコンを含むか、或いは可塑剤の添加または表面処理を介して密着特性が与えられた有機高分子物質を指し示す。この際、密着性高分子物質は、一般に、直線形分子構造によって形態の変形が容易であり、低い表面張力を有することを特徴とする。このような密着性高分子物質の優れた密着性は、微細領域での表面変形が容易な柔らかい（柔軟性）表面材質、および低い表面張力などに起因する。密着性高分子物質の低い表面張力は、付着させようとする粒子２０に広く付着しようとする特性をもたらし（溶液の濡れ現象と類似する）、柔軟性を持つ表面は、付着させようとする粒子２０と隙間のない接触がなされるようにする。これにより、相補的な結合力なしに可逆的に固体の表面に対して着脱が容易な密着性高分子の特性を持つことになる。代表的な密着性高分子物質であるＰＤＭＳなどのシリコンベース高分子物質の表面張力は２０〜２３ｄｙｎｅｓ／ｃｍ程度であって、最も低い表面張力物質として知られているＴｅｆｌｏｎ（１８ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）に近接する。そして、ＰＤＭＳなどのシリコンベース高分子物質の表面張力は、ほとんどの有機高分子（３５〜５０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、天然材料である綿（７３ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、金属（例えば、銀（Ａｇ）は８９０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ、アルミニウム（Ａｌ）は５００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、無機酸化物（例えば、ガラスは１０００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ、鉄酸化物は１３５７ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）よりも低い値を示す。また、ＰＥやＰＶＣなどを含むラップなどの場合にも、密着性の向上のために多量の可塑剤が添加されて低い表面張力を持つことになる。

【0023】

次に、図１ｂおよび図１ｃに示すように、コーティング段階（ＳＴ１２）では、複数の粒子２０を整列して密着性高分子基板１０上にコーティング膜２２を形成する。これをより詳しく説明する。

【0024】

図１ｂに示すように、密着性高分子基板１０上に、乾燥した複数の粒子２０をのせる。本実施例とは異なり、溶液相に分散している粒子は、密着性高分子表面と直接接触し難くてコーティングがうまく行われない。よって、使用する粒子の質量よりも少ない微量の溶液または揮発性溶媒を用いた場合にのみ、コーティング作業中に粒子が乾燥してコーティング作業が可能である。

【0025】

本実施例において、複数の粒子２０は、コーティング膜（図１ｃの参照符号２２、以下同じ。）を形成するための様々な物質を含むことができる。すなわち、複数の粒子２０は、高分子、無機物、金属、磁性体、半導体、生体物質などを含むことができる。また、他の性質を有する粒子を混合してコーティング膜を形成することもできる。

【0026】

高分子としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアルファスチレン、ポリベンジルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリジフェニルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体などを使用することができる。

【0027】

無機物としては、例えば、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ_２）、リン酸銀（例えば、Ａｇ_３ＰＯ_４）、チタン酸化物（例えば、ＴｉＯ_２）、鉄酸化物（例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３）、亜鉛酸化物、セリウム酸化物、スズ酸化物、タリウム酸化物、バリウム酸化物、アルミニウム酸化物、イットリウム酸化物、ジルコニウム酸化物、銅酸化物、ニッケル酸化物などを使用することができる。

【0028】

金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、白金、アルミニウム、亜鉛、セリウム、タリウム、バリウム、イットリウム、ジルコニウム、スズ、チタン、またはこれらの合金などを使用することができる。

【0029】

半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、または化合物半導体（例えば、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂなど）を使用することができる。

【0030】

生体物質としては、例えば、タンパク質、ペプチド、リボ核酸（ＲＮＡ）、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、多糖類、オリゴ糖、脂質、細胞およびこれらの複合体物質の粒子または表面にコートされた粒子、内部に含んだ粒子などを使用することができる。一例として、ｐｒｏｔｅｉｎ
Ａという抗体結合タンパク質がコートされた高分子粒子を使用することができる。

【0031】

粒子２０は、対称形状、非対称形状、無定形、多孔性の形状を有することができる。一例として、粒子２０は、球形、楕円形、半球形、キューブ型、四面体、五面体、六面体、八面体、柱状、錐状などを持つことができる。この際、粒子２０は、球形または楕円形を持つことが好ましい。

【0032】

このような粒子２０は１０ｎｍ〜５０μｍの平均粒径を持つことができる。平均粒径１０ｎｍ未満の場合には、密着性高分子基板１０によって全体的に包まれる形態になれるため、粒子２０を単層状にコートすることが難しくなるおそれがある。また、平均粒径１０ｎｍ未満の場合には、乾燥状態でも粒子が互いに凝集するため、擦る力のみでは粒子が個別的に移動することが難しいおそれがある。平均粒径が５０μｍを超える場合には、粒子の付着が弱く現れるおそれがある。このとき、平均粒径が５０ｎｍ〜１０μｍであることがより好ましい。ところが、本発明はこれに限定されるものではなく、平均粒径は粒子の構成物質や密着性高分子基板１０の物質などによって異なる。この際、粒子２０が球形である場合には、粒子２０の直径が粒径として使用できる。粒子２０が球形ではない場合には、様々な計測法が使用できるが、一例として、長軸と短軸の平均値を粒径として使用することができる。

【0033】

次に、図１ｃに示すように、複数の粒子２０上で圧力を加えてコーティング膜２２を形成する。圧力を加える方法としては、ラテックス、スポンジ、手、ゴム板、プラスチック板、滑らかな表面を有する材料などを用いて擦る（ｒｕｂｂｉｎｇ）方法を使用することができる。ところが、本発明は、これに限定されるものではなく、様々な方法によって粒子２０に圧力を加えることができる。

【0034】

本実施例では、密着性高分子基板１０の平面１０ａ上に粒子２０をのせた後、圧力を加えると、圧力が加えられた部分の粒子２０が密着性高分子基板１０の変形を介して密着する。これにより、該当部分に、粒子２０にそれぞれ対応する凹部１２が形成される。よって、凹部１２が粒子２０を包んだ状態で密着性高分子基板１０に粒子２０が整列される。凹部１２は、粒子と基板間の相互作用によって形成されるものであって、可逆的である。すなわち、消滅することもあり、位置が移動することもある。一例として、擦る過程で粒子が移動すると、基板の弾性復元力により凹部１２が消えるか、或いは粒子の移動に伴って凹部１２も位置が変更できる。このような可逆的作用によって粒子が均一に整列できる（ここでの「可逆的」は、コーティングの際に密着性高分子基板の表面の柔軟性および弾性復元力によって発生する特性なので、密着性高分子基板の復元力が経時的に弱くなるか消滅してもはや可逆的ではない場合も含まれる広い意味である）。基板との結合が行われていない粒子２０は、擦る力などにより粒子２０がコートされていない密着性高分子基板１０の領域へ移動し、コートされていない部分に粒子２０によって凹部１２が形成され、該凹部１２が粒子２０を包んだ状態で密着性高分子基板１０と粒子２０との結合が行われる。このような過程を経て密着性高分子基板１０に高い密度で単層状の粒子コーティング膜２２が形成される。

【0035】

凹部１２は、粒子２０の一部を包むように粒子２０の形状に対応する形状をもつことができる。たとえば、粒子２０が球形である場合には、凹部１２もラウンド形状を持つため、凹部１２が粒子２０の一部に密着できる。そして、凹部１２の深さＬ１は、密着性高分子基板１０の硬さや粒子２０の形態、硬さ、環境要因（例えば、温度）などによって異なる。すなわち、密着性高分子基板１０の硬さが大きくなるほど凹部１２の深さＬ１が小さくなり、温度が上昇するほど凹部１２の深さＬ１が大きくなるのである。

【0036】

このとき、粒子２０の平均粒径Ｄに対する凹部１２の深さＬ１の比率（沈下率）（Ｌ１／Ｄ）が０．０２〜０．７であり得る。前記比率（Ｌ１／Ｄ）が０．０２未満である場合には、粒子２０と密着性高分子基板１０との結合力が十分ではないおそれがあり、前記比率（Ｌ１／Ｄ）が０．７を超える場合には、粒子２０が単層状にコートされ難いおそれがある。結合力およびコーティング特性などをさらに考慮すると、前記比率（Ｌ１／Ｄ）は０．０５〜０．６、好ましくは０．０８〜０．４である。

【0037】

本実施例では、弾性変形によって生じた凹部１２で各粒子２０の一部を包むと、粒子２０と密着性高分子基板１０とがよりうまく結合できるようにする。そして、密着性高分子基板１０に結合した粒子２０も周辺のコートされていない部分へ移動することができるため、新しい粒子２０が密着性高分子基板１０の表面の空き空間に付着できるようにする。このような再配列特性に応じてコーティング膜２２が高い密度を持つように単層状にコートできる。一例として、粒子２０の中心が六角形の形状をなすように配置できる。一方、粒子２０が非球形である場合（例えば、Ａｇ_３ＰＯ_４）には、様々な方法によって単層状であるかどうかを判別することができる。一例として、粒子２０のうち、上位１０％粒子２０（すなわち、粒径が１０％以内に大きい粒子２０）の平均粒径に対するコーティング膜２２の厚さの平均値の比率が１．９以下である場合、単層状にコートされたことを確認することができる。

【0038】

本実施例では、溶媒を使用することなく乾燥状態の粒子２０が密着性高分子基板１０上に直接接触するようにした状態で圧力を加えてコーティング膜２２を形成する。これにより、コーティング膜２２の形成の際に、溶媒中での粒子２０の自己組織化が要求されないため、温度や湿度などを精密に調節しなくてもよく、粒子２０の表面特性に大きな影響を受けない。すなわち、粒子２０が電荷性物質である場合だけでなく、非電荷性（すなわち、電荷的に中性に近い）物質である場合にも、高い密度で均一なコートが行われ得る。また、親水性粒子だけでなく、疎水性粒子も均一なコーティングが可能である。このように、本実施例によれば、単純な方法によって密着性高分子基板１０上に粒子を均一に分布させることにより、高い密度を有する単層状のコーティング膜２２を形成することができる。

【0039】

このようなコーティング膜２２は、密着性高分子基板１０に結合した状態で使用されてもよく、他の基板などに転写されて使用されてもよい。このとき、コーティング膜２２が転写される他の基板が密着性高分子基板１０よりも高い密着性または接着性を持つ場合には、コーティング膜２２が全体的に均一にうまく転写できる。

【0040】

本実施例では、弾性変形によって密着性高分子基板１０に凹部１２が形成されるので、その後にコーティング膜２２が除去されると、図２ａに示すように、密着性高分子基板１０の凹部１２がなくなり、滑らかな面１０ａに復帰する。ところが、コーティング膜２２が形成されてから長い時間が経た後、コーティング膜２２が除去された場合には、図２ｂに示すように、凹部１２の形態の痕跡が密着性高分子基板１０の表面に残っていることもある。

【0041】

以下、本発明の実験例を参照して本発明をより詳細に説明する。このような実験例は、本発明を詳細に説明するために例示したものに過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0042】

＜実験例１＞
Ｓｙｌｇａｒｄ１８４（米国、ダウコーニング社製）製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板を準備した。

【0043】

密着性高分子基板上にＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0044】

このとき、ＳｉＯ_２粒子の平均粒径を１６０ｎｍ、３３０ｎｍ、７４０ｎｍ、１４８０ｎｍ、３０２０ｎｍ、５５９０ｎｍに異ならせて形成されたコーティング膜の走査型電子顕微鏡写真を図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）にそれぞれ示した。図３を参照すると、ＳｉＯ_２粒子が高い密度を持つように中心が六角形の配列をなすように配置されたことが分かる。すなわち、本発明によれば、粒子が高密度の単層状に均一にコートできることが分かる。

【0045】

＜実験例２＞
Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板を準備した。

【0046】

密着性高分子基板上にポリスチレン粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ポリスチレン粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ポリスチレンコーティング膜を形成した。

【0047】

このとき、ポリスチレン粒子の平均粒径を８００ｎｍ、２０１０ｍｎに異ならせて形成されたコーティング膜の走査型電子顕微鏡写真を図４の（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した。図４を参照すると、ポリスチレン粒子が高い密度を持つように粒子の中心が六角形の配列をなすように配置されたことが分かる。すなわち、本発明によれば、非電荷性を持つ粒子が高密度で均一にコートできることが分かる。

【0048】

＜実験例３＞
Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板を複数個準備した。

【0049】

密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0050】

他の密着性高分子基板上にＡｇ_３ＰＯ_４粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、Ａｇ_３ＰＯ_４粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、Ａｇ_３ＰＯ_４コーティング膜を形成した。

【0051】

別の密着性高分子基板上に平均粒径４０ｎｍのＴｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＴｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＴｉＯ_２コーティング膜を形成した。このとき、ＴｉＯ_２粒子は、小さな直径により同じ粒子間の引力が強く作用し、擦る圧力とエタノールおよび蒸留水を用いた洗浄工程を介して多層構造に形成された。

【0052】

コートしていない密着性高分子基板、ＳｉＯ_２コーティング膜、Ａｇ_３ＰＯ_４コーティング膜、ＴｉＯ_２コーティング膜の走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示した。図５の（ｂ）〜（ｄ）を参照すると、各コーティング膜が均一に分布していることが分かる。

【0053】

密着性高分子基板、ＳｉＯ_２コーティング膜が形成された密着性高分子基板、Ａｇ_３ＰＯ_４コーティング膜が形成された密着性高分子基板、ＴｉＯ_２コーティング膜が形成された密着性高分子基板を活字上にのせた後、写真を図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）にそれぞれ示した。図６の（ｂ）〜（ｄ）を参照すると、各コーティング膜が透明度に優れることが分かる。すなわち、コーティング膜が単層状にコートされたことが分かる。

【0054】

＜実験例４＞
密着性高分子基板と他の基板との粒子コーティング特性の差を説明するために実験を行った。洗浄された一般ガラス基板、ポリスチレン（ＰＳ）基板および密着性高分子基板を準備した。このとき、密着性高分子基板は、Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる。基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦ってＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0055】

ガラス基板、ＰＳ基板および密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を１０００倍および６０００倍で拡大した共焦点レーザー走査顕微鏡（ＣＬＳＭ）写真を図７の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示した。

【0056】

図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、ガラス基板またはＰＳ基板を使用した場合には粒子が不規則に低い密度でコートされるが、図７の（ｃ）に示すように、ＰＤＭＳ基板を使用した場合には粒子が高密度で整列された単層状のコーティング膜が形成されたことが分かる。

【0057】

＜実験例５＞
密着性高分子基板と粒子との可逆的な付着性を示すために、次の実験を行った。Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板を準備した。密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0058】

粒子がコートされた部分の一部の領域に接着テープ（３Ｍマジックテープ、米国）を付着させたり剥がしたりする方法を用いて、粒子コーティング膜の一部を図８の（ａ）および（ｂ）のように除去した。その後、さらに密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。その結果、図８の（ｃ）に示すように、接着テープが脱着された部分に粒子が高密度で整列された単層状のコーティング膜が形成されることを確認した。

【0059】

＜実験例６＞
密着性高分子基板に粒子をコートする方法と、一般的な自己組織化による粒子整列を用いる方法との差を示すために、次のような実験を行った。Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板を準備した。密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、第１ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。第１ＳｉＯ_２コーティング膜の一部を接着テープを用いて除去した後、追加の粒子をのせることなく、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、実施例に係る第２ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0060】

第２ＳｉＯ_２コーティング膜のＣＬＳＭ写真を図９の（ａ）に示した。比較例として一般なＬＢ方法を用いてコーティング膜を形成したときの走査型電子顕微鏡写真を図９の（ｂ）に示した。

【0061】

図９の（ａ）を参照すると、第２ＳｉＯ_２コーティング膜を形成するための粒子の再整列過程で隙間のない単層状のコーティング膜を形成するための粒子の数が足りないため、粒子間の間隔が互いに広がることが分かる。一方、図９の（ｂ）を参照すると、ＬＢ方法による場合には、粒子が互いに凝集してドメインを成しながら、大きな空き空間を形成することが分かる。これは、密着性高分子基板に粒子がコートされる現象が、自己組織化の際に用いられる粒子と粒子間の引力ではなく、基板表面と粒子との相互作用で行われるためであり、粒子と基板間の結合が平面上で可逆的に行われるから粒子の平面上の移動が自由であるためでもある。

【0062】

＜実験例７＞
密着性高分子基板に粒子をコートする方法で密着性高分子の変形および復元力（弾性）を説明するために、次のような実験を行った。Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板（ＰＤＭＳ基板）を準備した。密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。ＳｉＯ_２コーティング膜の形成された基板を常温で３日間保管した後、コーティング膜の一部を接着テープを用いて除去した。粒子が除去された領域を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて３次元的に観察した。ＳｉＯ_２コーティング膜から粒子が除去された領域のＡＦＭイメージを図１０に示した。

【0063】

図１０に示すように、粒子の整列状態と同様にＰＤＭＳ基板の表面の凹部形態が形成された。凹部の最大深さは１０ｎｍ以内と非常に低かった。別途の測定によってＰＤＭＳ基板に粒子をコートするとき、１１０ｎｍという高さ減少（粒子の含浸深さ）が発生することが分かった。すなわち、凹部の最大深さは粒子の含浸深さの１０％以内の値であった。これは、ＰＤＭＳ基板の表面が粒子により変形したが、９０％以上本来の形態に復元したものと解釈される。

【0064】

＜実験例８＞
密着性高分子基板に粒子をコートする方法が大面積上にも適用可能であることを説明するために、次のとおり直径１５ｃｍのペトリ皿上で実験を行った。Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板をペトリ皿上に準備した。密着性高分子基板上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。直径１５ｃｍのペトリ皿基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を図１１に示した。

【0065】

図１１を参照すると、ＳｉＯ_２コーティング膜は、直径１５ｃｍのペトリ皿全体に均一に粒子がコートされて干渉色（均一な構造の薄膜からのみ観察）が観察された。

【0066】

＜実験例９＞
密着性高分子基板に粒子をコートする方法が様々な表面特性の粒子に適用可能であることを説明するために、次のとおり実験を行った。Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に５重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板（５％ＰＤＭＳ基板）を複数個準備した。複数個の密着性高分子基板それぞれの上に負電荷性の平均粒径７５０ｎｍの第１ＳｉＯ_２粒子、疎水性の平均粒径８００ｎｍのＰＳ粒子、正電荷性の平均粒径７５０ｎｍの第２ＳｉＯ_２粒子（アミン改質されたＳｉＯ_２）をそれぞれのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜を形成した。

【0067】

上述したような方法で１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板（１０％ＰＤＭＳ基板）にＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜を形成した。上述したような方法で２０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板（２０％ＰＤＭＳ基板）にＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜を形成した。

【0068】

第１ＳｉＯ_２粒子、ＰＳ粒子および第２ＳｉＯ_２粒子を用いて形成されたコーティング膜の粒子の正面を撮影した走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ図１２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示した。このとき、最も上の行は５％ＰＤＭＳ基板に形成されたコーティング膜の写真であり、中央の行は１０％ＰＤＭＳ基板に形成されたコーティング膜の写真であり、最も下の行は２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたコーティング膜の写真である。

【0069】

第１ＳｉＯ_２粒子、ＰＳ粒子および第２ＳｉＯ_２粒子を用いて形成されたコーティング膜の粒子の側面を撮影した走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ図１３の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示した。このとき、最も上の行は５％ＰＤＭＳに形成されたコーティング膜の写真であり、中央の行は１０％ＰＤＭＳ基板に形成されたコーティング膜の写真であり、最も下の行は２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたコーティング膜の写真である。

【0070】

図１２を参照すると、ＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜は、ＰＤＭＳ基板の硬化度および粒子の電荷特性を問わずに高い密度で整列された単層粒子薄膜として形成された。図１３を参照すると、ＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜は、ＰＤＭＳ基板の硬化度によって沈下率が異なることが分かる。硬化剤の重量部が５であって硬化度が低いため変形が容易なＰＤＭＳ基板の場合、粒子の沈下率が大きく、ＰＤＭＳ基板が毛細管現象のように粒子の下端についてくる形態を示した。このような現象は、硬化度の重量部が１０、２０に増加して変形が容易でなく弾性度が高いＰＤＭＳ基板では漸次減少することが分かる。このようにＰＤＭＳ基板が毛細管現象のように粒子についてくる現象は、微細領域における密着性高分子が流動性を持つために現れる特徴である。

【0071】

このような粒子の沈下現象が基板の硬化度（弾性力）によって異なることを数値化するために、接着テープを用いてコーティング膜の一部の粒子を脱着させた後に撮影したＡＦＭイメージ、およびコーティング膜が形成された部分におけるラインプロファイルを図１４に示した。ガラス基板、５％ＰＤＭＳ基板、１０％ＰＤＭＳ基板、２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜またはＰＳコーティング膜における平均粒子高さおよび沈下率をＡＦＭを用いて測定し、図１５の（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した。図１５を参照すると、互いに異なる表面特性（電荷、極性）の粒子は、共通に表面変形のないガラス基板に比べてＰＤＭＳ基板で低い粒子高さを示した。その沈下率は、硬度の高い２０％ＰＤＭＳ基板では１２％水準であり、硬度が低くなるにつれて増加した。粒子の表面特性は基板の硬さの差に比べて影響が小さいと判断される。

【0072】

さらに、上述したのと同様の方法で平均粒径３００ｎｍのＳｉＯ_２粒子をコートして測定した結果を図１６に示した。この場合にも、ＰＤＭＳ基板ではガラス基板に比べて低い粒子高さを示した。その沈下率は、硬度の高い２０％ＰＤＭＳ基板では１５％水準であり、硬度が低くなるにつれて増加した。

【0073】

粒子の大きさによる影響を確認するために、１０％ＰＤＭＳ基板に平均粒径１５０、１５００ｎｍの粒子もコーティング膜を形成した。平均粒径１５０ｎｍ、３００ｎｍ、７５０ｎｍ、１５００ｎｍの粒子を用いて形成されたコーティング膜における平均粒子高さおよび沈下率を、図１７の（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した。図１７を参照すると、図１５および図１６の結果と類似した傾向が現れることを確認した。粒子の大きさによる特別な傾向は観察されなかった。沈下率が粒径対比１０〜２０％水準を示した。

【0074】

＜実験例１０＞
Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に硬化剤がそれぞれ７、１０、２０重量部含まれて形成されたＰＤＭＳからなる密着性高分子基板（それぞれ７％ＰＤＭＳ基板、１０％ＰＤＭＳ基板、２０％ＰＤＭＳ基板）に、それぞれ平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。その写真を図１８の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示した。このとき、図１８の（ａ）が７％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真であり（０．７で表示される）、図１８の（ｂ）が１０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真であり（１．０で表示される）、図１８の（ｃ）が２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真である（２．０で表示される）。これは下記図１９〜図２１においても同様である。

【0075】

上述した密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第１基板（硬化剤を７重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した写真を図１９の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示した。

【0076】

上述した密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第２基板（硬化剤を１０重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した写真を図２０の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示した。

【0077】

上述した密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜を第３基板（硬化剤を２０重量部含んで形成されたＰＤＭＳ基板）に転写した写真を図２１の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示した。

【0078】

図１９を参照すると、図１９の（ａ）からは７％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜は第１基板にうまく転写されないことが分かり、図１９の（ｂ）および（ｃ）からは１０％および２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜は第１基板にうまく転写されることが分かる。図２０を参照すると、図２０の（ａ）および（ｂ）からは７％および１０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜は第２基板にうまく転写されないことが分かり、図２０の（ｃ）からは２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜は第２基板にうまく転写されることが分かる。図２１を参照すると、図２１の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からは、７％、１０％、２０％ＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜が第３基板にはうまく転写されないことが分かる。

【0079】

すなわち、密着性高分子基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜は、その密着性高分子基板よりも小さい硬度（高い柔軟性）を持つ新しい基板にほとんどの粒子が転写できることが分かる。このような現象は、粒子と基板との付着が柔軟性（弾性）によることであるのを示し、粒子と基板との結合の傾向を示す。また、柔軟性が高くて（硬度が低くて）密着性が高い基板に容易に転写できる特性があることを示す。これにより、本発明のコーティング膜を他の基板に転写して様々な分野に各種用途で使用することができる。

【0080】

＜実験例１１＞
様々な密着性高分子基板上に粒子がコートできることを説明するために、次のとおり実験を行った。密着性高分子基板として、Ｓｙｌｇａｒｄ１８４製品を基準に１０重量部の硬化剤を含んで形成されたＰＤＭＳ基板、研究用シリコンベースのシールテープ（ｓｅａｌｉｎｇ ｔａｐｅ）、家庭用鎖状低密度ポリエチレン（ｌｉｎｅａｒ ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＬＬＤＰＥ）ラップ、基板光沢保護用保護フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）ラップを準備した。比較例として、密着性のないポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）基板と３Ｍマジックテープを準備した。それぞれの密着性高分子基板、比較例としてのＰＭＭＡ基板および３Ｍマジックテープの上に平均粒径７５０ｎｍのＳｉＯ_２粒子をのせた後、ラテックスフィルムで包んだスポンジを用いて手で圧力をかけながら擦って密着性高分子基板の表面に凹部を形成し、ＳｉＯ_２粒子と密着性高分子基板とを結合することにより、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成した。

【0081】

図２２の（ａ）はＰＤＭＳ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示し、図２２の（ｂ）は研究用シリコンベースのシールテープに形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示し、図２２の（ｃ）はＬＬＤＰＥラップに形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示し、図２２の（ｄ）は基板光沢保護用保護フィルムに形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示し、図２２の（ｅ）はＰＶＣラップに形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示した。そして、図２２の（ｆ）はＰＭＭＡ基板に形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示し、図２２の（ｇ）は３Ｍマジックテープに形成されたＳｉＯ_２コーティング膜の写真を示す。

【0082】

図２２の（ａ）〜（ｅ）を参照すると、密着性高分子基板は、粒子の均一なコーティングによる光干渉色を示すが、図２２の（ｆ）および（ｇ）を参照すると、比較例の基板は濁った白色を示す。

【0083】

本発明によれば、別途の付着補助剤層や溶媒などを使用することなく、密着性高分子基板上に乾燥状態の粒子が直接接触して結合することにより、結合特性を向上させることができることが分かる。

【0084】

上述した特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも１つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせまたは変形が加えられて実現可能である。よって、このような組み合わせおよび変形に関連する内容は本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明によれば、単純な方法によって密着性高分子基板に粒子を均一に分布させることにより、高い密度を有する単層状のコーティング膜を形成することができる。よって、本発明は技術的に相当有用である。

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2a】

【図2b】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図3(c)】

【図3(d)】

【図3(e)】

【図3(f)】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】