JP2005522562A - マイクロチャネル保護フィルム - Google Patents
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Abstract
本発明は、バッキングおよび接着剤を含むフィルムに関する。このバッキングは、第1の主面および第2の主面を含むベース層と、少なくとも2つのレールと、を含み、各レールは先端面を含む。レールは、ベース層の第2の主面から延在し、それらの間でマイクロチャネルを画定している。マイクロチャネルはチャネル面を含む。本発明のフィルムは、レールの先端面上に接着剤を含む。チャネル面の少なくとも一部は接着剤を実質的に有さない。本発明は、保護テープを適用するために自動車表面を処理するステップと、保護テープを自動車表面に適用するステップと、を含む自動車の保護方法にも関する。本発明はさらに、保護フィルムの製造方法にも関する。
Description
本発明は、接着物品に関し、特に、自動車の仕上外面を損傷または変色から保護するのに好適な接着物品に関する。
自動車は、日光、空気中に浮遊する破片、ほこり、雨水、あるいは自動車上の塗料を損傷したり、曇らせたり、または変色したりすることがある他の有害物質などの要素から保護する必要がある。保護は、自動車をある場所から別の場所に(たとえば製造プラントから販売店まで)トラックまたは船で輸送する間に必要となる。
支持体と、その支持体上に形成された接着剤層と、を含む種々の表面保護シートが知られている。一般に、保護シートは、低コストであり、紫外線に対して安定化されており、耐衝撃性であるポリオレフィンシートに接着剤の薄層がコーティングされたものからなる。保護シートの例は、たとえば、日東電工株式会社(Nitto Denki Corporation)(日本、大阪)および関西ペイント株式会社(Kansai Paint Co.,Ltd.)(日本、兵庫)に譲渡された米国特許第6,030,702号明細書に見ることができる。自動車は塗料上にクリアコート仕上を有し、これは、保護フィルムを適用する前には十分に硬化していない場合がある。公知の平坦な保護フィルムによって保護上の利益が得られるにもかかわらず、これらのフィルムは、硬化が不十分なクリアコート仕上に影響を与える場合があり、これが原因となって塗装された系に欠陥が生じることがあり、たとえば自動車の塗料上のクリアコート仕上に表面欠陥が生じることがある。さらに、これらのフィルムの除去後に、接着剤残留物が残ることがある。
一般的な表面欠陥の1つは、保護シートおよび塗料系の間に取り込まれる水または水蒸気に起因する塗料系の劣化または変色である。この水または水蒸気が保護シートおよび塗料系の間に十分長時間存在すると、損傷を引き起こす場合がある。このような損傷は、保護フィルムに適用時には水および水蒸気が確認できない場合でさえも生じうる。さらに、保護フィルムは大型シートの状態で適用されるため、フィルム中にしわや気泡が発生しないようにフィルムを適用することは困難であり、そのため外部湿気の取り込みが起こりうる。
本発明は、公知の平坦な保護フィルムに関連する問題に対処するマイクロチャネル保護フィルムに関する。
本発明は、バッキングおよび接着剤を含むフィルムに関する。このバッキングは、第1の主面および第2の主面を含むベース層と、少なくとも2つのレールと、を含み、各レールは先端面を含む。レールはベース層の第2の主面から延在し、それらの間でマイクロチャネルを画定している。マイクロチャネルはチャネル面を含む。このフィルムはレールの先端面上に接着剤を含む。チャネル面の少なくとも一部は、接着剤を実質的に有さない。
本発明の別の態様では、バッキングは多層である。ある実施態様では、ベース層が多層であるか、またはレールが多層であるか、またはその両方である。ある実施態様では、ベース層は第1の材料を含み、レールは第2の材料を含み、第1の材料は第2の材料とは異なる。
本発明のある態様では、ベース層の第2の主面は接着剤を実質的に有さない。本発明の別の態様では、レールは側面を有し、この側面は接着剤を実質的に有さない。
本発明は、保護テープを適用するために自動車表面を処理するステップと、保護テープを前記自動車表面に適用するステップと、を含む、自動車を保護する方法にも関する。保護テープはバッキングおよび接着剤を含む。バッキングは、第1の主面および第2の主面を含むベース層と、先端面を有する少なくとも2つのレールと、を含み、レールはベース層の第2の主面から延在し、レールはそれらの間でマイクロチャネルを画定しており、マイクロチャネルはチャネル面を含む。このフィルムは、レールの先端面上に接着剤を含む。
本発明のある態様では、本発明の方法は、保護テープを自動車表面に適用した後で、保護テープを高温に曝露して、レールを軟化させて、それらを共に流動させ、それによってマイクロチャネルを部分的または完全になくすステップをさらに含む。
本発明はさらに、少なくとも1種類のフィルム形成性材料を提供するステップと、接着材料を提供するステップと、前記フィルム形成性材料および前記接着材料を、ダイを有する押出法に供給するステップであって、前記ダイがある断面形状を有するステップと、前記接着材料および前記フィルム形成性材料を前記ダイから同時に押し出して、前記フィルム形成性材料中にマイクロチャネルを形成するステップと、を含む、保護フィルムの製造方法にも関する。
本発明の保護フィルム10は、異形同時押出技術を使用して製造することができる。バッキング材料は、図1および2に示されるようなマイクロチャネル面8を有する構造化シート6を形成するように成形されたダイから押し出される。押出後、シート6は軟化状態にあるが、続いて、たとえば水浴中などで急冷される。
図1および2は本発明の実施態様を示している。構造化シート6は、第1の主面13aおよび第2の主面13bを有するベース層12を含む。少なくとも2つのレール14が第2の主面13bから延在しており、マイクロチャネル面8を形成している。レール14は先端面16および側面17を有する。レール14は、任意の2つのレール14の間にマイクロチャネル18を画定している。マイクロチャネル18はチャネル面19を有し、このチャネル面19は隣接するレールの側面17、およびベース層13bの第2の主面を含む。構造化シート6は、1種類の材料であってもよいし、あるいは複数の材料で多層構造を形成していてもよい。ある実施態様では、ベース層12が多層構造である。別の実施態様では、レール14が多層構造である。ある実施態様では、レール14はベース層12とは異なる材料である。
構造化シート6は、図1および2に示されるようなレール14を含む自動車保護テープとして使用してよく、ある寸法を有する。ベース層12の第2の主面13bに沿ったレールの幅は約1〜約200ミル(約0.03〜約5.0mm)であってよく、たとえば約2〜約20ミルの間(約0.05〜約0.5mmの間)であってよい。さらにレール14は、ベース層13bの第2の主面から約1〜約100ミル(約0.03〜約2.5mm)、たとえば約5〜約50ミルの間(約0.1〜約1.3mm)の距離で延在している。ベース層13bの第2の主面上のレールの隣接する側面17の間の距離は約2〜約200ミル(約0.05〜約5.0mm)であり、たとえば約10〜約40ミルの間(約0.3〜約1mm)である。ベース層12の厚さは一般に約0.1〜約500ミルの間(約0.003〜約12.7mmの間)であり、たとえば約1〜約5ミルの間(約0.03および約0.13mmの間)である。ある実施態様では、レール、およびレール間距離は保護フィルム10全体で一定であり、他の実施態様では、これらの寸法はシート全体で変動している。
本発明の実施態様において、レール14は図1および2に示される通りであってよい。しかし、本発明の他の実施態様は、図3a〜3hに示されるような形状のレール314a〜314hを含み接着剤層324a〜324hを有してもよい。レール314a〜314hの形状は、本発明において望まれる用途、および構造化シート6の押出成形に使用されるダイの形状に依存する。
一般に、レール14は、互いに対して実質的に平行の関係でベース層12に沿った1つの方向に延在しており、各レール14は、ベース層12の全体の長さに沿って実質的に連続しているか、またはベース層12の全体の長さに沿って実質的に不連続である。不連続なレールを有する実施態様では、レールは微細な突起(図示していない)を形成している。一実施態様では、レール14は、ベース層12に対してほぼ並行の横方向のスリットであってもよい。次に構造化シート6を、その長手方向(レール14とほぼ並行)に沿って構造化シート6を延伸して引き伸ばし、スリットレールが微細な突起(図示していない)を形成させることができる。たとえば、ネステガード(Nestegard)に付与された米国特許第4,984,060号明細書を参照すると、切断またはスライスされたリブが開示されている。別の方向にさらに延伸して、水または水蒸気が排出される経路を増加させることができる。しかし、一般にレールはそのままで連続した状態に維持される。
本発明のマイクロチャネルフィルムはさらに接着剤層24を含む。図1に示されるようなある実施態様では、接着剤層24はレール14の先端面16の上にのみ存在し、チャネル面19は接着剤を実質的に有さない。ある実施態様では、ベース層13bの第2の主面接着剤を実質的に有さないか、または隣接するレール17の側面が接着剤を実質的に有さないか、またはこれら両方が接着剤を実質的に有さないかである。接着剤を実質的に有さないとは、接着剤を完全に有さないことも含んでいる。このような実施態様は、接着剤層24を異形同時押出法に加えて製造を連続法にすることによって製造してもよい。接着剤は、ダイから出てレール14の先端面16上にのみ到達するようにダイを通して加工される。当技術分野で公知のあらゆるコーティング技術を使用してレール14の先端面16の上にのみ接着剤をコーティングすることによって、接着剤層24をレール14の先端面16に限定させることもできる。接着剤層24は、レール16の先端面から接着剤層26の先端面まで延在する。一般に接着剤層は、構造化シート6を基材に固定するために十分な厚さを有し、たとえば厚さは約0.1〜約10ミルの間(約0.003〜約0.25mmの間)である。
別の実施態様では、構造化シート6が形成された後で、マイクロチャネル面8全体の上に接着剤がコーティングされる。これは、ホットメルトコーティング、溶液のコーティングおよび乾燥、ならびにメルトブローなどの当技術分野で公知のあらゆる方法によって実施することができる。好適なフィルムの例は、たとえば、米国特許第4,135,023号明細書(ロイド(Lloyd)ら)、同第3,386,846号明細書(ローンズ(Lones))、および同第2,861,006号明細書(サルディット(Salditt))に記載されている。
別の実施態様では、構造化シート6のマイクロチャネル面8上へのメルトブローなどによって接着剤をコーティングすることができる。次に、コーティングされたシートは、接着剤を切断、収縮させ、大部分がレールの先端面上に残留するようにするため赤外ランプで加熱するなどの処理を行ってよい。
自動車保護シートとして有用な実施態様では、得られるバッキングの表面粗さ(Ra)バッキングは一般に約100〜約500μmである(表面粗さ、定義および名称(Surface Roughness,Definitions and Designations)、日本工業規格JIS B 0601に従って計算)。
バッキングは、好適なエラストマー材料またはポリマー材料から形成され、一般には熱可塑性材料であるが、ある実施態様では熱硬化性材料を使用することもできる。好適な熱可塑性ポリマーの例としては、たとえば、ポリオレフィン、およびポリオレフィンのコポリマーが挙げられる。ポリオレフィンの例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびポリスチレンが挙げられる。別の好適なバッキング材料としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、アクリレート改質エチレン酢酸ビニルポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンターポリマー、ナイロン、ポリ塩化ビニル、およびポリケトンまたはポリメチルペンタンなどのエンジニアリングポリマーが挙げられる。エラストマーの例としては、たとえば、天然ゴムまたは合成ゴム;イソプレン、ブタジエン、エチレン、ブチレン、またはアクリロニトリルを含有するスチレン系コポリマー;メタロセン触媒ポリオレフィン;ポリウレタン;およびポリジオルガノシロキサンが挙げられる。ポリマーおよび/またはエラストマーの混合物を使用してもよい。
好適なポリマーフィルムの例としては、ダウ・プラスチックス・リミテッド(Dow Plastics,Ltd.)(ミシガン州ミッドランド(Midland,MI)(以前はユニオン・カーバイド、コーポレーション(Union Carbide Corp.)より入手可能であった)より入手可能な商品名7C06、7C50、および7C55Hで販売されるポリプロピレンコポリマーが挙げられる。ポリプロピレンコポリマーはベース層12に特に望ましい。別の好適なポリマーとしては、以下の商品名で販売されるポリオレフィンエラストマーが挙げられる:デュポン−ダウ・エラストマーズ(Dupont−Dow Elastomers)(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington,DE))より市販される商品名エンゲージ8100(ENGAGE 8100)、エンゲージ8180(ENGAGE 8180)、エンゲージ8200(ENGAGE 8200)、エンゲージ8480(ENGAGE 8480)、およびエンゲージ8540(ENGAGE 8540);アトフィナ・ケミカルズ・インコーポレイテッド(Atofina Chemicals,Inc.)(ペンシルバニア州フィラデルフィア(Philadelphia,PA))より市販されるロットリル28MA07(LOTRYL 28MA07)およびロットリル30BA02(LOTRYL 30BA02)。ポリオレフィンエラストマーはレール14に特に望ましい。
ある実施態様では、レール14は、室温より高温であるが、シート6が使用中に曝露される温度よりも低い温度で軟化する材料から形成される。たとえば、シート6が自動車保護シートである場合、約80℃以上の温度に曝露されることがある。したがって、そのレールは、80℃より低温で軟化するポリマー材料から形成されてよい。好適な材料の例としては、デュポン−ダウ・エラストマーズ(Dupont−Dow Elastomers)(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington,DE))より商品名エンゲージ8100(ENGAGE 8100)、エンゲージ8180(ENGAGE 8180)で市販される熱可塑性ポリオレフィンが挙げられる。
あらゆる好適な感圧接着剤組成物を本発明に使用することができる。感圧接着剤成分は、感圧接着性を有するあらゆる材料であってよい。さらに、感圧接着剤成分は1種類の感圧接着剤であってもよいし、あるいは感圧接着剤は2種類以上の感圧接着剤の組み合わせであってもよい。
本発明に有用な感圧接着剤としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴム、スチレンブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、ポリ(メタ)アクリレート(アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む)、ポリオレフィン、およびシリコーンを主成分とするものが挙げられる。
感圧接着剤は本来粘着性であってもよい。希望するなら、粘着付与剤をベース材料に加えて感圧接着剤を得ることができる。有用な粘着付与剤としては、たとえば、ロジンエステル樹脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、およびテルペン樹脂が挙げられる。たとえば、油、可塑剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、水素化ブチルゴム、顔料、および硬化剤など、特定の用途のための他の材料を加えることができる。
一実施態様では、感圧接着剤は、少なくとも1種類のポリ(メタ)アクリレート(たとえば、(メタ)アクリレート系感圧接着剤である)を主成分とする。ポリ(メタ)アクリレート系感圧接着剤、たとえば、少なくとも1種類の(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー、たとえば、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸2−メチル−ブチル、アクリル酸2−エチル−ヘキシル、およびアクリル酸n−ブチル;ならびに少なくとも1種類の任意のコモノマー成分、たとえば、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、ビニルエステル、フマレート、スチレンマクロマー、またはそれらの組み合わせから誘導される。一般に、ポリ(メタ)アクリル系感圧接着剤は、約0〜約20重量%の間のアクリル酸と、約100〜約80重量%の間の、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸2−エチル−ヘキシル、またはアクリル酸n−ブチルの組成物の少なくとも1種類、好ましくはアクリル酸イソオクチルとから誘導される。本発明のある実施態様は、約2〜約10重量%の間のアクリル酸と、約90〜約98重量%の間の、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸2−エチル−ヘキシル、またはアクリル酸n−ブチルの組成物の少なくとも1種類とから誘導される。本発明の具体的な一実施態様は、約2重量%〜約10重量%のアクリル酸と、約90重量%〜約98重量%のアクリル酸イソオクチルと、約2重量%〜約6重量%のスチレンマクロマーとから誘導される。
別の実施態様では、感圧接着剤はポリオレフィン系感圧接着剤である。これは、レールがオレフィン系ポリマーで形成されている場合に特に有用である。好適なポリオレフィンはガラス転移温度(Tg)が好ましくは−70℃〜0℃の範囲であり、より好ましくは−60℃〜−20℃の範囲であり、50番キヤノン−フェンスケ管型粘度計(Number 50 Cannon−Fenske Viscometer tube)を使用しトルエン中のポリマーが0.1g/dLの溶液で27℃において測定した平均インヘレント粘度が0.4dL/g〜9.0dL/gの範囲であり、好ましくは0.5dL/g〜6.0dL/gであり、より好ましくは1.5dL/g〜4.0dL/gの範囲である。インヘレント粘度の範囲は、溶融加工するのに十分軟質であるポリ(1−アルケン)ポリマーが得られる範囲となるべきである。
これらの値より高いインヘレント粘度では、ポリマーの溶融加工が困難となる場合がある。上記の値より低いインヘレント粘度では、感圧接着剤組成物の凝集破壊が起こり、除去した場合に残留物が残留することがある。感圧接着剤組成物を架橋させることによって、未架橋ポリオレフィンの場合の許容範囲よりも、ポリオレフィンの許容できるインヘレント粘度の範囲を下げることができる。未架橋ポリオレフィンポリマーの数平均分子量は好ましくは5,000〜50,000,000の範囲であり、より好ましくは50,000〜5,000,000の範囲である。
有用なポリオレフィンとしては、たとえば、非結晶質ポリマー、たとえばC5〜C12ポリオレフィンホモポリマーおよびコポリマー、たとえばC3とのコポリマー、より好ましくはC6〜C10ポリオレフィンホモポリマーおよびコポリマー、たとえばC3とのコポリマー;最も好ましくはC6〜C8ポリオレフィンホモポリマーおよびコポリマー、たとえばC3とのコポリマーが挙げられる。特に有用なポリオレフィンは、米国特許第5,644,007号明細書(ダビッドソン(Davidson)ら)に記載されるポリ(1−ヘキセン)およびポリ(1−オクテン)である。有用なポリオレフィンの別の種類のものは、米国特許第5,112,882号明細書(バブ(Babu)ら)に記載されるような架橋が起こりやすい側基を有し共重合を介して得られるポリオレフィン、または米国特許第5,407,970号明細書(バブ(Babu)ら)に記載されるような架橋が起こりやすい側基を有し化学修飾を介して得られるポリオレフィンである。
有用なポリオレフィンは、一般に自己粘着性であるか、またはポリオレフィン中に混和性である粘着付与剤を加えることによって粘着性となる。粘着付与剤を自己粘着性ポリマーに加えることによって、剥離接着力および粘着性などの感圧接着性を増大させることもできる。多くの場合、粘着付与剤はポリマーの粘度を低下させるので、ホットメルト加工により好適なポリマーを得るために使用することができる。
本発明の感圧接着剤組成物中に炭化水素粘着付与剤を使用すると好ましい。有用な粘着付与樹脂としては、C5〜C9不飽和炭化水素モノマー、ポリテルペン、合成ポリテルペンなどの重合によって誘導される樹脂が挙げられる。有用な市販の粘着付与樹脂の例は、オハイオ州アクロンのグッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー(Goodyear Tire and Rubber Co.,Akron,OH)より商品名ウイングタック95(WINGTACK 95)およびウイングタック115(WINGTACK 115)で入手可能な粘着付与樹脂である。他の有用な炭化水素粘着付与剤樹脂は、デラウェア州ウィルミントンのハーキュリーズ・ケミカル・カンパニー(Hercules Chemical Co.,Wilmington,DE)より商品名レガレズ1078(REGALREZ 1078)およびレガレズ1126(REGALREZ 1126)、ならびにイリノイ州シカゴのアラカワ・ケミカル・カンパニー(USA)(Arakawa Chemical Co.(USA),Chicago,IL)より商品名アルコンP90(ARKON P90)およびアルコンP115(ARKON P115)が入手可能である。
粘着付与剤はエチレン系不飽和であってもよいが、耐酸化性が重要となる用途の場合には飽和粘着付与剤が好ましい。ポリ(1−アルケン)成分中の粘着付与樹脂の全量は、ポリ(1−アルケン)成分100部に対して、好ましくは0〜150重量部であり、より好ましくは5〜50重量部であり、最も好ましくは10〜35重量部である。一実施態様では、接着剤はインヘレント粘度が約3.5のポリヘキセンである。
本発明のマイクロチャネル保護フィルムは、塗料系でコーティングされた自動車の車体または部品の表面を保護するために使用することができる。特に、本発明の塗料系を保護するためのシートは、取り込まれた水または水蒸気を塗装面からの排除を促進するために使用すると好都合である。
本発明のシートは、自動車表面に適用してもよい。レールおよびチャネルは、シートにある程度剛性を付与し空気を逃がす手段を提供することによって、本発明のしわのない適用が促進される。次に、本発明の保護フィルムは、手によって、またはスキージなどの機械的装置によって自動車上で平滑化することができる。こうすることによって、保護フィルムの下にある過剰の空気、ならびに水または水蒸気が除去される。さらに、本発明の保護フィルム中に形成されたチャネルは、適用後に水を除去することができる。したがって、水および水蒸気は取り込まれず、塗料系上の水によって生じる欠陥が解消または軽減される。
本発明のある実施態様では、レール14は、シート6が使用中に曝露される温度よりも低い温度で軟化する材料から形成される。このような実施態様では、このような高温に曝露されると、フィルムを表面に適用した後で、レール14が軟化し部分的または完全に崩壊することがある。レールの崩壊によって、マイクロチャネル面8上のマイクロチャネルが部分的または完全になくなり、表面と連続的に接触する平坦でしわのないフィルムが実質的に得られる。
以下の実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明がそれらに限定されるように構成されたものではないことを理解されたい。
これらの実施例は単に説明のみを目的としたものであり、添付の請求項の範囲を限定することを意味するものではない。実施例、および本明細書の他の箇所におけるすべての部、パーセント値、比率などは、他に明記しない限りは全組成物の重量を基準にしている。
異形同時押出によって数種類のマイクロチャネル保護フィルムを作製した。これらの実施例は、先端に接着剤を有するレールを有する薄いポリオレフィン系シートを有する異なるレール形状のフィルムを含む。以下の実施例は、本発明の概念を説明し、マイクロチャネル保護フィルムが塗装系の保護のための優れた性質を有することを示す役割を果たす。異なるレール形状(後述)、異なるポリオレフィンコポリマーベースフィルム、異なる熱可塑性ポリオレフィンのレールエラストマー、および異なるポリオレフィン接着剤を使用する数種類の保護フィルム構造体を以下に示す。
実施例1
先端に接着剤を有するエラストマーレールを有する薄いポリプロピレン系シートを有するレールフィルムの異形同時押出によって、マイクロチャネル保護フィルムを作製した。具体的には、直径2.5インチ(6.3cm)、長さ/直径(L/D)比24/1、および約350〜475°F(177〜246℃)に徐々に増加する温度プロファイルを有する一軸スクリュー押出機(コネチカット州ポーカタックのデイビス・スタンダード・コーポレーション(Davis Standard Corporation,Pawcatuck,CT)より供給される)にベースフィルム1を供給した。同様に、直径1.25インチ(3.2cm)、長さ/直径(L/D)比24/1、および同じ温度プロファイルを有する別の一軸スクリュー押出機(ドイツのデュイスブルグのブラベンダーOHG(Brabender OHG,Duisburg,Germany)より供給される)にレールエラストマー1を供給した。オレフィン系レールに対して接着力とテープの保持力が得られるように特に使用した接着剤1は、450°F(232℃)に維持される直径2.0インチ(5.1cm)のボノー(Bonnot)接着剤フィーダー(オハイオ州ユニオンタウンのボノー・カンパニー(The Bonnot Company,Uniontown,OH)より供給される)に供給した。ポリプロピレンおよびエラストマー樹脂のそれぞれは、少なくとも100psi(689kPa)の圧力で、475°F(246℃)に加熱したネックチューブから、均一な層厚さを有する層状フィルム構造体を形成するように構成された3層可調ベーンフィードブロック(テキサス州オレンジのクローレン・カンパニー(Cloeren Company,Orange,TX)より供給される)の1つの入口に連続的に放出した。接着剤は、どちらも475°F(246℃)に維持されたネックチューブを通るメルトポンプを介して、3層フィードブロックの第3の入口に定量供給した。このフィードブロックは、幅8インチ(20.3cm)のマスターフレックスTMLD−40(MasterFlexTM LD−40)フィルムダイ(ウィスコンシン州オークレアのプロダクション・コンポネンツ(Production Components,Eau Claire,WI)より供給される)の上に搭載され、どちらも475°F(246℃)の温度に維持された。フィードブロック中で形成された樹脂スタックを、マイクロチャネルレールフィルムの断面を形成するように構成されたダイリップを有するダイに供給した。供給材料は、84%のベースフィルム1、7%のレールエラストマー1、および9%の接着剤1であった。
先端に接着剤を有するエラストマーレールを有する薄いポリプロピレン系シートを有するレールフィルムの異形同時押出によって、マイクロチャネル保護フィルムを作製した。具体的には、直径2.5インチ(6.3cm)、長さ/直径(L/D)比24/1、および約350〜475°F(177〜246℃)に徐々に増加する温度プロファイルを有する一軸スクリュー押出機(コネチカット州ポーカタックのデイビス・スタンダード・コーポレーション(Davis Standard Corporation,Pawcatuck,CT)より供給される)にベースフィルム1を供給した。同様に、直径1.25インチ(3.2cm)、長さ/直径(L/D)比24/1、および同じ温度プロファイルを有する別の一軸スクリュー押出機(ドイツのデュイスブルグのブラベンダーOHG(Brabender OHG,Duisburg,Germany)より供給される)にレールエラストマー1を供給した。オレフィン系レールに対して接着力とテープの保持力が得られるように特に使用した接着剤1は、450°F(232℃)に維持される直径2.0インチ(5.1cm)のボノー(Bonnot)接着剤フィーダー(オハイオ州ユニオンタウンのボノー・カンパニー(The Bonnot Company,Uniontown,OH)より供給される)に供給した。ポリプロピレンおよびエラストマー樹脂のそれぞれは、少なくとも100psi(689kPa)の圧力で、475°F(246℃)に加熱したネックチューブから、均一な層厚さを有する層状フィルム構造体を形成するように構成された3層可調ベーンフィードブロック(テキサス州オレンジのクローレン・カンパニー(Cloeren Company,Orange,TX)より供給される)の1つの入口に連続的に放出した。接着剤は、どちらも475°F(246℃)に維持されたネックチューブを通るメルトポンプを介して、3層フィードブロックの第3の入口に定量供給した。このフィードブロックは、幅8インチ(20.3cm)のマスターフレックスTMLD−40(MasterFlexTM LD−40)フィルムダイ(ウィスコンシン州オークレアのプロダクション・コンポネンツ(Production Components,Eau Claire,WI)より供給される)の上に搭載され、どちらも475°F(246℃)の温度に維持された。フィードブロック中で形成された樹脂スタックを、マイクロチャネルレールフィルムの断面を形成するように構成されたダイリップを有するダイに供給した。供給材料は、84%のベースフィルム1、7%のレールエラストマー1、および9%の接着剤1であった。
ダイから押し出された接着剤を先端に有するレールフィルムを、10フィート/分(3m/分)で、50〜60°F(10〜16℃)に維持された冷却槽に、滞留時間少なくとも10秒でドロップキャストした。冷却媒体は、疎水性ポリオレフィン材料のぬれを促進するために使用した<0.01重量%の界面活性剤エトキシCO−40(Ethoxy CO−40)(ポリオキシエチレンヒマシ油、サウスカロライナ州グリーンビルのエソックス・ケミカルズLLC(Ethox Chemicals,LLC,Greenville,SC)より入手可能)を含む水であった。冷却したレールフィルムは、次に風乾して、20ヤード(18m)のロールに集めた。実施例1は、ベースフィルムの厚さが0.009±0.001インチ(0.23±0.03mm)であり、レールの幅が0.007±0.001インチ(0.18±0.03mm)であり、接着剤先端を含むレールの高さが0.017±0.002インチ(0.43±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.013±0.002インチ(0.33±0.05mm)であり、チャネル断面積(隣接するレールの間の断面積として定義され、接着剤先端26および第2の主面13bの間の距離に隣接するレール間の距離を乗じることによって計算される)が約2.2×10-4平方インチ(0.14mm2)であった。ポリマー押出物中の汚染を最小限にするために、すべてのフィードブロック入口、およびボノー(Bonnot)スクリーンチェンジャーにスクリーンパックを使用した。接着剤に曝露されるすべてのローラには、シリコーンがコーティングされた紙製剥離ライナーを巻き付けて、ローラにテープが固着するのを防止した。粗さ値(Ra)は、表面粗さ、定義および名称(Surface Roughness,Definitions and Designations)、日本工業規格JIS B 0601に従って計算した。本発明のマイクロチャネル保護テープの長方形の断面形状は規則的な配列である。規則的な配列の場合、粗さ(Ra)は、レール幅にレール高さを乗じ、この積をレール幅と隣接するレールの側面間の距離との和で除することによって計算される。実施例1のRa値は140μmである。
実施例2
ベースフィルム2、接着剤2、およびより大きなマイクロチャネルレールフィルム断面が形成されるように構成された異なるダイを使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、48.5%のベースフィルム2、24.5%のレールエラストマー1、および27%の接着剤2であった。実施例2は、水分の移動を促進するためにより大型のチャネルを有するように構成された。10フィート/分(3m/分)で製造した実施例2は、ベースフィルムの厚さが0.004±0.001インチ(0.10±0.03mm)であり、レールの幅が0.012±0.002インチ(0.30±0.05mm)であり、接着剤先端を含むレールの高さが0.059±0.002インチ(1.50±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.028±0.002インチ(0.71±0.05mm)であり、チャネル断面積が約16.5×10-4平方インチ(1.06mm2)であり、全体の坪量が約452g/m2である。実施例2のRa値は334μmである。
ベースフィルム2、接着剤2、およびより大きなマイクロチャネルレールフィルム断面が形成されるように構成された異なるダイを使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、48.5%のベースフィルム2、24.5%のレールエラストマー1、および27%の接着剤2であった。実施例2は、水分の移動を促進するためにより大型のチャネルを有するように構成された。10フィート/分(3m/分)で製造した実施例2は、ベースフィルムの厚さが0.004±0.001インチ(0.10±0.03mm)であり、レールの幅が0.012±0.002インチ(0.30±0.05mm)であり、接着剤先端を含むレールの高さが0.059±0.002インチ(1.50±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.028±0.002インチ(0.71±0.05mm)であり、チャネル断面積が約16.5×10-4平方インチ(1.06mm2)であり、全体の坪量が約452g/m2である。実施例2のRa値は334μmである。
実施例3
ベースフィルム2、レールエラストマー3、接着剤3、および接着表面積を大きくするためにより小さいチャネルが形成されるがレール数が多くなるように構成された異なるダイを使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、60%のベースフィルム2、11%のレールエラストマー3、および29%の接着剤3であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例3は、ベースフィルムの厚さが0.001±0.001インチ(0.03±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.001インチ(0.15±0.03mm)であり、レールの高さが0.020±0.002インチ(0.51±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.020±0.002インチ(0.51±0.05mm)であり、チャネル断面積が約4.0×10-4平方インチ(0.26mm2)であり、全体の坪量が約162g/m2である。実施例3のRa値は112μmである。
ベースフィルム2、レールエラストマー3、接着剤3、および接着表面積を大きくするためにより小さいチャネルが形成されるがレール数が多くなるように構成された異なるダイを使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、60%のベースフィルム2、11%のレールエラストマー3、および29%の接着剤3であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例3は、ベースフィルムの厚さが0.001±0.001インチ(0.03±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.001インチ(0.15±0.03mm)であり、レールの高さが0.020±0.002インチ(0.51±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.020±0.002インチ(0.51±0.05mm)であり、チャネル断面積が約4.0×10-4平方インチ(0.26mm2)であり、全体の坪量が約162g/m2である。実施例3のRa値は112μmである。
実施例4
ベースフィルムおよびレールエラストマーの両方としてベースフィルム2を使用したことを除けば、実施例3に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、83.5%のベースフィルム2および16.5%の接着剤3であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例4は、ベースフィルムの厚さが0.002±0.001インチ(0.05±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.001インチ(0.15±0.03mm)であり、レールの高さが0.024±0.002インチ(0.61±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.018±0.002インチ(0.46±0.05mm)であり、チャネル断面積が約4.3×10-4平方インチ(0.28mm2)であり、全体の坪量が約164g/m2である。実施例4のRa値は157μmである。
ベースフィルムおよびレールエラストマーの両方としてベースフィルム2を使用したことを除けば、実施例3に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、83.5%のベースフィルム2および16.5%の接着剤3であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例4は、ベースフィルムの厚さが0.002±0.001インチ(0.05±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.001インチ(0.15±0.03mm)であり、レールの高さが0.024±0.002インチ(0.61±0.05mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.018±0.002インチ(0.46±0.05mm)であり、チャネル断面積が約4.3×10-4平方インチ(0.28mm2)であり、全体の坪量が約164g/m2である。実施例4のRa値は157μmである。
実施例5
接着剤4を使用し異なるダイを使用したことを除けば、実施例4に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、87.5%のベースフィルム2および12.5%の接着剤4であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例5は、ベースフィルムの厚さが0.002±0.001インチ(0.05±0.03mm)であり、レールの幅が0.024±0.002インチ(0.61±0.05mm)であり、レールの高さが0.003±0.001インチ(0.08±0.03mm)であり、隣接するレールの間の隣接するレールの間の側面間距離が0.028±0.002インチ(0.71±0.05mm)であり、チャネル断面積が約0.94×10-4平方インチ(0.06mm2)である。実施例5のRa値は40μmである。
接着剤4を使用し異なるダイを使用したことを除けば、実施例4に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、87.5%のベースフィルム2および12.5%の接着剤4であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例5は、ベースフィルムの厚さが0.002±0.001インチ(0.05±0.03mm)であり、レールの幅が0.024±0.002インチ(0.61±0.05mm)であり、レールの高さが0.003±0.001インチ(0.08±0.03mm)であり、隣接するレールの間の隣接するレールの間の側面間距離が0.028±0.002インチ(0.71±0.05mm)であり、チャネル断面積が約0.94×10-4平方インチ(0.06mm2)である。実施例5のRa値は40μmである。
実施例6
供給材料が、62%のベースフィルム2、17%のレールエラストマー1、および21%の接着剤2であったことを除けば、実施例2に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例6は、ベースフィルムの厚さが0.003±0.001インチ(0.08±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.002インチ(0.15±0.05mm)であり、レールの高さが0.032±0.001インチ(0.81±0.03mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.033±0.002インチ(0.30±0.05mm)であり、チャネル断面積が約10.6×10-4平方インチ(0.68mm2)である。実施例6のRa値は125μmである。
供給材料が、62%のベースフィルム2、17%のレールエラストマー1、および21%の接着剤2であったことを除けば、実施例2に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例6は、ベースフィルムの厚さが0.003±0.001インチ(0.08±0.03mm)であり、レールの幅が0.006±0.002インチ(0.15±0.05mm)であり、レールの高さが0.032±0.001インチ(0.81±0.03mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.033±0.002インチ(0.30±0.05mm)であり、チャネル断面積が約10.6×10-4平方インチ(0.68mm2)である。実施例6のRa値は125μmである。
実施例7
レールエラストマー2を使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、87%のベースフィルム1、7%のレールエラストマー2、および6%の接着剤1であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例7は、ベースフィルムの厚さが0.008±0.001インチ(0.20±0.03mm)であり、レールの幅が0.005±0.002インチ(0.13±0.05mm)であり、レールの高さが0.016±0.001インチ(0.41±0.03mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.015±0.002インチ(0.38±0.05mm)であり、空隙断面積が約2.3×10-4平方インチ(0.15mm2)である。実施例7のRa値は100μmである。
レールエラストマー2を使用したことを除けば、実施例1に記載される方法と同じ方法を使用してマイクロチャネル保護フィルムを作製した。供給材料は、87%のベースフィルム1、7%のレールエラストマー2、および6%の接着剤1であった。30フィート/分(9m/分)で製造した実施例7は、ベースフィルムの厚さが0.008±0.001インチ(0.20±0.03mm)であり、レールの幅が0.005±0.002インチ(0.13±0.05mm)であり、レールの高さが0.016±0.001インチ(0.41±0.03mm)であり、隣接するレールの間の側面間距離が0.015±0.002インチ(0.38±0.05mm)であり、空隙断面積が約2.3×10-4平方インチ(0.15mm2)である。実施例7のRa値は100μmである。
比較例1
商品名ラップガードF3E(RAPGARD F3E)で販売される市販の平坦フィルム輸送用テープを、ニュージャージー州フォートリーの関西ペイント(アメリカ)(Kansai Paint(America)Inc.,Fort Lee,NJ)より入手した。
商品名ラップガードF3E(RAPGARD F3E)で販売される市販の平坦フィルム輸送用テープを、ニュージャージー州フォートリーの関西ペイント(アメリカ)(Kansai Paint(America)Inc.,Fort Lee,NJ)より入手した。
試験および評価
これらのフィルムを塗装パネル上に置き、後述のように試料を調整し、フィルムを除去するために必要な180°剥離接着力を測定し、続いて塗装パネルの欠陥(たとえば、変色および接着剤残留物)を目視で観察することによって、実施例の性能を評価した。試験に使用した塗装パネルは、ミシガン州ヒルズデール(Hillsdale,MI)のACTラボラトリーズ・インコーポレイテッド(ACT Laboratories,Inc.)の鋼板であり、そのうちの1種類はペンシルバニア州ピッツバーグ(Pittsburgh,PA)のPPGインダストリーズ(PPG Industries)より供給されるHWB 7517ブラック(HWB 7517 Black)ベースコート配合物およびCNCT7PSクリアコート配合物を含み、もう1種類は同様にPPGインダストリーズ(PPG Industries)より供給されるODCT6373ブラック(ODCT6373 Black)ベースコート配合物およびODCT1002Bクリアコート配合物を含んだ。
これらのフィルムを塗装パネル上に置き、後述のように試料を調整し、フィルムを除去するために必要な180°剥離接着力を測定し、続いて塗装パネルの欠陥(たとえば、変色および接着剤残留物)を目視で観察することによって、実施例の性能を評価した。試験に使用した塗装パネルは、ミシガン州ヒルズデール(Hillsdale,MI)のACTラボラトリーズ・インコーポレイテッド(ACT Laboratories,Inc.)の鋼板であり、そのうちの1種類はペンシルバニア州ピッツバーグ(Pittsburgh,PA)のPPGインダストリーズ(PPG Industries)より供給されるHWB 7517ブラック(HWB 7517 Black)ベースコート配合物およびCNCT7PSクリアコート配合物を含み、もう1種類は同様にPPGインダストリーズ(PPG Industries)より供給されるODCT6373ブラック(ODCT6373 Black)ベースコート配合物およびODCT1002Bクリアコート配合物を含んだ。
変色不良および接着剤の移行の測定は、各実施例について以下のように行った。点眼容器を使用して、0.5gの脱イオン水の液滴を、上記塗装パネルの一つの中央に置いた。幅50mmの保護テープ試料のストリップをこの液滴の上に置き、試験ストリップの中央区域の下で水滴が分離する(取り込まれる)ように指圧を加えた(保護テープを車両に工業的に適用する場合に一般に実施されるように)。作製したパネルを、次に80℃に維持した対流オーブン中で水平に6日間置いた。この期間の終了後、テープを取り外し、塗装パネル表面の目視による欠陥(変色、接着剤残留物など)を調べた。変色および接着剤移行試験の結果を表1に示す。
これらの同じ試料の180°剥離接着力測定は、オハイオ州クリーブランドのインストルメンターズ・インコーポレイテッド(Instrumentors,Inc.,Cleveland,OH)より供給されるインストルメンターズ・インコーポレイテッド・モデル3M90滑り/剥離試験機(Instrumentors,Inc.model 3M90 slip/peel tester)を使用して行った。幅1インチ(2.54cm)の実施例1〜7および比較例1の試料を、1ポンド(0.45kg)ローラを使用して、清浄な(イソプロパノールで清浄にした)HWB7517ブラック(HWB 7517 Black)ベースコート配合物およびCT7PSクリアコート配合物を含む塗装パネルに適用した。これらの試料をパネル上で標準温度および圧力において24時間熟成した後、12インチ/分(30.5cm/分)の速度でパネルから剥離した。これらの試料についてオンス/インチの単位で測定した剥離接着力を表1に示しており、これらからマイクロチャネル保護フィルム試料は、塗装した自動車表面に対して良好な保持力を有することが分かる。
本発明の実施例は、平坦フィルム輸送用テープによって典型的に生じる変色不良が少なく、テープが車両に接着したまま残留し、接着剤残留物を残さずにきれいに剥離できるために必要な剥離接着力(すなわち市販のラップガード(Rapgard)製品に匹敵する剥離性能)を有することが表1から分かる。
本発明の意図および範囲から逸脱しない本発明の種々の修正および変形は当業者には明らかとなるであろう。
Claims (22)
- バッキングであって、
第1の主面および第2の主面を含むベース層と、
少なくとも2つのレールとを含み、各レールは先端面を含み、前記レールは、前記ベース層の前記第2の主面から延在し、それらの間にマイクロチャネルを画定し、前記マイクロチャネルはチャネル面を含むバッキングと、
前記レールの前記先端面上の接着剤と、を含み、
前記チャネル面の少なくとも一部は接着剤を実質的に有さないフィルム。 - 前記レールの幅が約0.03〜約5.0mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールの幅が約0.05〜約0.5mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レール先端面と、前記バッキングの前記第2の主面との間の距離が約0.03〜約2.5mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レール先端面と、前記バッキングの前記第2の主面との間の距離が約0.1〜約1.3mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールが側面を有し、隣接するレール側面間の距離が約0.05〜約5.0mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 隣接するレール側面間の距離が約0.3〜約1mmの間である、請求項6に記載のフィルム。
- 前記ベース層の厚さが約0.003〜約12.7mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ベース層の厚さが約0.03〜約0.13mmの間である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記バッキングが多層である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ベース層が多層である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールが多層である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ベース層が第1の材料を含み、前記レールが第2の材料を含み、前記第1の材料は前記第2の材料とは異なる、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ベース層がポリプロピレンまたはそのコポリマーを含み、前記レールが熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性ポリオレフィンを含む、請求項13に記載のフィルム。
- 前記レールが80℃未満で軟化するポリマー材料を含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールは、互いに対して実質的に平行の関係で前記ベース層に沿った1つの方向に延在し、各レールは、前記ベース層の全体の長さに沿って実質的に連続している、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールは、互いに対して実質的に平行の関係で前記ベース層に沿った1つの方向に延在し、各レールは、前記ベース層の全体の長さに沿って実質的に実質的に不連続である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ベース層の前記第2の主面が接着剤を実質的に有さない、請求項1に記載のフィルム。
- 前記レールが側面を有し、前記側面が接着剤を実質的に有さない、請求項1に記載のフィルム。
- 保護テープを適用するために自動車表面を処理するステップと、
保護テープを前記自動車表面に適用するステップとを含み、前記保護テープが、
バッキングであって、
第1の主面および第2の主面を含むベース層と、
少なくとも2つのレールとを含み、各レールは先端面を含み、前記レールは、前記ベース層の前記第2の主面から延在し、それらの間にマイクロチャネルを画定し、前記マイクロチャネルはチャネル面を含むバッキングと、
前記レールの前記先端面上の接着剤とを含む、自動車を保護する方法。 - 前記保護テープを前記自動車表面に適用した後で、前記保護テープを高温に曝露して、前記レールを軟化させてそれらを共に流動させることによって前記マイクロチャネルを部分的または完全になくすステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 少なくとも1種類のフィルム形成性材料を提供するステップと、
接着材料を提供するステップと、
前記フィルム形成性材料および前記接着材料を、ダイを有する押出プロセスに供給するステップであって、前記ダイがあるプロファイルを有するステップと、
前記接着材料および前記フィルム形成性材料を前記ダイから同時に押し出して、前記フィルム形成性材料中にマイクロチャネルを形成するステップとを含む、保護フィルムの製造方法。
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