JP2005523467A - 水系アクリルトップコートを含む再帰反射物品 - Google Patents
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Abstract
Description
Rn−Si−(X)(4-n)
(式中、Rは、ビニル、エポキシ、アクリレートもしくはメタクリレート、アミン、メルカプトまたはスチレン基のような有機官能性基であり、かつXは、アルコキシ、アシロキシ、アミンまたは塩素のような加水分解性基である)を有する。シラン接着促進剤は、典型的に、水性配合物の約0.25質量%〜約10質量%の範囲に及ぶ量で、そしてより典型的に固形分が約1%〜約3%の範囲に及ぶ量で存在する。
1.厚さ
ミツトヨ コード番号543−162−1 タイプ1DB−112MEによって提供されるデジタルスケールデバイスが使用されたことを除き、試験方法Cを使用するASTM D5947−01に従って、乾燥コーティングの厚さを測定した。シートの厚さ、乾燥トップコートを有するシートの厚さを測定し、そしてシート厚さを引き算することによって、厚さを決定した。報告された結果は、5〜10回読み取りの平均であった。
試験試料を最初に厚さ0.070インチのアルミニウムパネルに適用したことを除き、ASTM D3359−02方法Bに従って、乾燥接着力を評価した。次いで、手順に従って、カミソリ刃で試料をクロスハッチし、そしてミネソタ州セントポールの3M カンパニー(3M Company,St.Paul,MN)(「3M」)から商品名「スコッチ ブランド テープ(Scotch Brand Tape)No.390」で市販品として入手可能であるテープを使用して接着力を試験した。テープを試験片に非常に強力に接着するために、非常に強力なストークを使用して、プラスチックスキージを使用して、テープをクロスハッチ試料に適用し、次いで、90°の角度で除去した。シート上に残ったトップコートの量を評価することによって、接着力を評価した(例えば、コーティングが除去されない場合、100%接着力として報告され、半分除去された場合、50%接着力として報告される)。90%接着力が合格と考えられ、100%が好ましい。一試料を試験した。
ASTM D2247−02に明示された凝縮湿度の条件を試用して、100°Fおよび100%相対湿度で保持されたチャンバーの条件下に試験パネルが24時間置かれたことを除き、乾燥接着力と同一の様式で湿潤接着力を評価した。条件付けデバイスからパネルを除去し、直ちにタオルドライし、カミソリ刃でクロスハッチし、テープを適用して、スキージし、そして接着力に関して試験した。100%接着力が好ましいが、試験の過酷さのため、20%が合格と考える。100%のトップコートが除去される場合、除去力は、通常、1ポンド/インチ幅未満である。一試料を試験した。
パシフィック サイエンティフィック、ガードナー/ネオテック インストルメント ディビジョン、グロスガードII 60°グロスメーター(Pacific Scientific,Gardner/Neotec Instrument Div.,Glossgard II 60°Glossmeter)を使用して、60°幾何学で、ASTM D523−89(再認定1999)に従って、光沢を測定した。報告された結果は、約3回の読み取り平均であった。
防衛公開第T987,003号に記載のレトロルミノメーターを使用して、0.2°観測角および−4°照射角で、再帰反射明度を測定した。白色シートに関する値は、典型的に、この包埋レンズミクロスフィアベースの再帰反射シートに関して、1平方メートルあたり、1ルクスあたり、50〜150カンデラ(「CPL」と略される)である。トップコートが着色剤を更に含む場合、予想される明度の値はより低い。報告された結果は、約3回の読み取り平均であった。
ナノインデンテーション、DMAおよびTgによって水系アクリルポリマーを試験する前に、コーティング前にこの基材上にいずれの表面処理も使用せずに光沢のある(60°光沢試験を使用する50)除去可能な基材上に所望の配合物をコーティングし、次いでコーティングを乾燥することによって、試験のためにフリーフィルムを調製した。架橋剤を含む配合物も硬化した。適切な除去可能な基材としては、ガラス板、金属パネル、フルオロポリマーフィルムおよびポリエチレンコーティング紙フィルムのような剥離ライナーが挙げられる。実施例と同一乾燥および硬化条件を使用して、フィルムを調製した。一般的に、少なくとも2分間、最高10分間、100°F〜150°Fの低温で、乾燥および硬化を実行する。いずれの発泡、ブリスター形成、ノンウェット等がなく、完全な硬化および乾燥を確実にする2分間、300°Fで硬化は実行される。コーティングの厚さは、0.001〜0.0015インチのフリーフィルムの厚さを得るために変更される。
トップダウンナノメカニカル試験を使用して、フリーフィルムの表面の硬度および弾性率を試験した。また、同様の結果が得られることを確認するために、横断面ナノメカニカル試験を使用して、再帰反射コア上で幾つかの試料を試験した。横断面試験のために、はさみを使用して、各試料から一試験片を切断した。各試験片をAu/Pdコーティングし、11/4インチのフェノール環中に挿入し、真空チャンバー中に置き、そして真空下でストルアーズ カルド フィックス エポキシ(Struers Caldo Fix Epoxy)に取り付けた。2日半の間、試験片を硬化させた。以下の手順に従って、試験片を研磨した。
S=2/SQRT(Pi)*F*SQRT(A)
式中、
S−接触硬さ、周期力関数F(t、w)=m d2x/dt2+k x+b dx/dtを流体力学的試料−インデンター機械系の係数に、すなわち同相および相外成分の置換応答を力関数に関係付ける微分方程式を解析することによる、MTS XPの特許化された連続−硬さ−法(Continuous−Stiffness−Method)(CSM)によって決定される。同相バネ定数k(すなわち、硬さ−従って、接触面積)、および相外ダンピング定数bが得られる。これらの試験のためのデフォルトの励起周波数は45Hzであった。
A−接触面積[m2]、インデンテーションが、インデンテーション間にインデンターの形状を複製するものと仮定する。インデンター幾何学は分析的幾何学によって成型され、突出面積A=h2+より高次数の項(式中、h−置換深さ、およびより高次数の項は経験的に測定される)。
F−複合弾性率[GPa]
1/F=(1−u2)/K+(1−v2)/E
式中、
u−ダイアモンドインデンターのポアソン比=0.07
K−ダイアモンドインデンターの弾性率=1141GPa
v−試料のポアソン比(これらの試験片に対して0.4のポアソン比が仮定されるが、補正標準に対する0.18は、弾性率を決定するためのアリゴリズム中に入れられる)
H=P/A
式中、
P−プラスチックフローを誘導するために必要とされる負荷[mN]
A−インデンターの接触面積
最初に、1.3ミルの乾燥厚さで、3Mから商品名「スコッチライト リフレクティブ ライセンス プレート シーティング(Scotchlite Reflective License Plate Sheeting)No.3750」(「3750シーティング」)で市販品として入手可能であるコアシート上に水系アクリルポリマーベースの配合物をコーティングすることによって、破壊時の体積あたりのエネルギーを決定した。実施例1に記載されるように、150°F/180°F/230°F/300°F/300°Fのオーブン設定温度で、コーティングを完全に乾燥して場合により硬化した。ASTM D882−02に従って、コーティング後14〜28日以内に、乾燥および硬化された試料を試験した。各試料の幅は1インチであり、ジョーの間の距離は4インチであり、そして速度は2インチ/分であった。
試料を切断し、そしてフィルム緊張モードでTA インストルメンツ(TA Instruments)2980シリーズ 動的機械分析器(DMA)を使用して測定した。貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)およびタンジェントδは、−60℃〜+125℃の範囲に及ぶ温度で測定された。15ミクロンの振動するピーク−ピーク歪み振幅および1Hzの歪み速度(周波数)を使用して、測定を実行した。
3Mから商品名「スコッチライト リフレクティブ ライセンス プレート シーティング(Scotchlite Reflective License Plate Sheeting)No.3750」(「3750シーティング」)で市販品として入手可能なシート上へ表IIの配合物Aをコーティングすることによって、実施例1を調製した。
以下の表VIに、実施例28〜35において使用される配合物U〜AAで利用される各成分の重量部を明らかにする。
実施例36および37に関して、表Aの配合物2および4を、フィルムの調製の試験方法に記載の様式で、剥離ライナー上で乾燥および硬化し、そして3750シーティングに加熱ラミネート化する前にプリントした。実施例38および39に関して、張力試験法に記載の様式で、3750シーティング上でトップコートを乾燥および硬化した。
張力試験法に記載の様式で、3750シーティング上で、表Bの配合物17および18を乾燥および硬化した。アラバマ州モービルのミノルタ−QMS(Minolta−QMS,Mobile,AL)から商品名「QMS2560レーザープリンター」で市販品として入手可能であるレーザープリンターによって、得られるシートをデジタルプリントした。
1600ワットのコロナ処理を利用し、3750シーティングは、コーティングされてない面で異なる接着剤および剥離ライナーを含むことを除き、実施例1に記載の通り、実施例42を調製した。67質量部のネオクリル(Neocryl)XK−90、0.1質量部のスルフィノール(Surfynol)104PA、0.5質量部のIPA、0.337質量部のチヌビン(Tinuvin)292、0.674質量部のチヌビン(Tinuvin)1130、0.1質量部のBYK333、2.5質量部のアクリソル(Acrysol)RM−6および26.389質量部の脱イオン水を組み合わせることによって調製される配合物で、表示面をコーティングした。コーティング直前に、0.67部の水と組み合わせた0.67部のCX−100を配合物に添加した。6ミルのバーギャップセッティング、100FPMのライン速度で、配合物をコーティングし、そしてオーブン温度を80°F/160°F/235°F/235°F/250°Fに設定した。
1000ワットのコロナ処理を利用し、速度が30FPMであり、1.29J/cm2のエネルギーレベルが生じることを除き、実施例1に記載の通り比較例C1を調製した。商品名カルボセット(Carboset)GA2136でノベオン インコーポレイテッド(Noveon Inc)から市販品として入手可能である組み合わせアクリルエマルジョン95.2質量部、0.91質量部のアクリルソル(Acrylsol)RM−8W、0.05質量部のスルフィノール(Surfynol)104PA、0.95質量部のイソプロピルアルコール、0.48質量部のチヌビン(Tinuvin)1130、0.48部のチヌビン(Tinuvin)292および0.10質量部のBYK333によって調製される配合物で、表示面をコーティングした。コーティング直前に、0.915部の水と組み合わせた0.915部のCX−100を配合物に添加した。4ミルのバーギャップセッティングで配合物をコーティングし、そしてオーブンを150°F/180°F/230°F/300°F/300°Fに設定した。
Claims (45)
- 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、乾燥されて場合により硬化された少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ前記トップコートが、ナノインデンテーションによる試験時に0.2GPa〜2.0GPaの範囲に及ぶ弾性率を有する、再帰反射物品。 - 前記トップコートの厚さが約0.5ミル〜約3ミルの範囲に及ぶ、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 60°光沢が少なくとも約40である、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 乾燥接着力が少なくとも90%である、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 湿潤接着力が少なくとも20%である、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 湿潤接着力が少なくとも80%である、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが前記コアシート上に直接配置される、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが前記シートの前記表示面上で暴露される、請求項1に記載の再帰反射物品。
- プライマーが前記トップコートに隣接して配置される、請求項1に記載の再帰反射物品。
- プライマーが前記コアシート上に配置され、かつ前記トップコートが前記プライマー上に配置される、請求項9に記載の再帰反射物品。
- 前記プライマーが前記トップコート上に配置され、かつ前記プライマーが前記シートの前記表示面上で暴露される、請求項9に記載の再帰反射物品。
- 前記コアシートと前記トップコートとの間に配置された接着剤層を更に含む、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記シートが、白色包埋レンズミクロスフィアをベースとするシートであり、かつ前記シートが、0.2°の観測角および−4°の照射角での測定時に1ルーメンあたり少なくとも50カンデラの再帰反射明度を示す、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記シートが、ガラスミクロスフィアとバインダー層とを含む、請求項7に記載の再帰反射物品。
- 前記バインダーが、ポリビニルブチラール、脂肪族ポリウレタンまたはポリウレタン伸張ポリエステルポリマーを含む、請求項14に記載の再帰反射物品。
- 被包性レンズシートである、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記コアシートがキューブコーナーミクロ構造を含む、請求項16に記載の再帰反射物品。
- 基底にある鏡面反射層をともなう単層として実質的に存在するミクロスフィアを含む、請求項16に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートがフィラーを実質的に含まない、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが少なくとも1つの増粘剤を含む、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが少なくとも1つの紫外線吸収剤を含む、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが、レーザープリント、インクジェットプリントおよびサーマルマストランスファープリントから選択される少なくとも1つの方法によってデジタルプリント可能である、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記シートがグラフィックを更に含む、請求項1に記載の再帰反射物品。
- 前記グラフィックが、前記トップコート上に配置され、かつ前記シートの前記表示面上で暴露される、請求項23に記載の再帰反射物品。
- 前記グラフィックが、前記トップコートと、前記シートの前記表示面との間に配置される、請求項23に記載の再帰反射物品。
- 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、乾燥されて場合により硬化された少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ前記トップコートが、ナノインデンテーションによる試験時に少なくとも0.1GPaの硬度を有する、再帰反射物品。 - 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、乾燥されて場合により硬化された少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ前記トップコートが、30ft*lbf/in3より高い、破壊時の体積あたりのエネルギーを有する、再帰反射物品。 - 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、乾燥されて場合により硬化された少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ前記トップコートが、ASTM E 1356−98に従う第2の加熱中点ガラス転移温度を少なくとも2つ有し、ここで、第1のガラス転移温度は約70℃〜約95℃の範囲に及び、かつ第2のガラス転移温度は約0℃〜約35℃の範囲に及ぶ、再帰反射物品。 - 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、乾燥されて場合により硬化された少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ前記トップコートが、ASTM E 1356−98に従う第2の加熱中点ガラス転移温度を少なくとも3つ有し、ここで、第1のガラス転移温度は約90℃〜約95℃の範囲に及び、第2のガラス転移温度は約120℃〜約130℃の範囲に及び、かつ第3のガラス転移温度は−5℃未満である、再帰反射物品。 - 前記第3のガラス転移温度が約−10℃未満である、請求項29に記載の再帰反射物品。
- 前記第3のガラス転移温度が約−15℃未満である、請求項29に記載の再帰反射物品。
- 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、固形分が少なくとも約50重量%の少なくとも1つの水系アクリルポリマーを含む組成物から誘導され、ここで、乾燥されて硬化されたポリマーは、ナノインデンテーションによる試験時に0.2GPa〜2.0GPaの範囲に及ぶ弾性率を有する、再帰反射物品。 - 前記トップコートが、固形分が約50重量%までの少なくとも1つの変性ポリマーを更に含む、請求項31に記載の再帰反射物品。
- 前記変性ポリマーが、エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、イオン性架橋剤エチレンアクリル酸コポリマー、イオン性架橋剤エチレンメタクリル酸コポリマー、アクリル−ウレタンコポリマー、ポリ塩化ビニル含有コポリマー、ポリウレタンおよびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項33に記載の再帰反射物品。
- 前記変性ポリマーが、約15重量%未満の濃度での軟質ポリウレタンである、請求項33に記載の再帰反射物品。
- 前記軟質ポリウレタンの濃度が約10重量%未満である、請求項33に記載の再帰反射物品。
- 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、固形分が少なくとも約50重量%の少なくとも1つの水系アクリルポリマーを含む組成物から誘導され、ここで、乾燥されて硬化されたポリマーは、ナノインデンテーションによる試験時に少なくとも0.1GPaの硬度を有する、再帰反射物品。 - 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、固形分が少なくとも約50重量%の少なくとも1つの水系アクリルポリマーを含む組成物から誘導され、ここで、乾燥されたポリマーは、15ft*lbf/in3より高い、破壊時の体積あたりのエネルギーを有する、再帰反射物品。 - 前記トップコートが、20ft*lbf/in3より高い、破壊時の体積あたりのエネルギーを有する、請求項38に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが、25ft*lbf/in3より高い、破壊時の体積あたりのエネルギーを有する、請求項38に記載の再帰反射物品。
- 前記トップコートが、30ft*lbf/in3より高い、破壊時の体積あたりのエネルギーを有する、請求項38に記載の再帰反射物品。
- 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、固形分が少なくとも約50質量%の少なくとも1つの水系アクリルポリマーを含む組成物から誘導され、ここで、乾燥されて場合により硬化されたポリマーは、ASTM E 1356−98に従う第2の加熱中点ガラス転移温度を少なくとも2つ有し、ここで、第1のガラス転移温度は約70℃〜約95℃の範囲に及び、かつ第2のガラス転移温度は約0℃〜約35℃の範囲に及ぶ、再帰反射物品。 - 再帰反射素子を含み、表示面を有するコアシートと、
前記表示面上に配置されたトップコートと、
を含む再帰反射物品であって、
前記トップコートが、固形分が少なくとも約50重量%の少なくとも1つの水系アクリルポリマーを含む組成物から誘導され、ここで、乾燥されて場合により硬化されたポリマーは、ASTM E 1356−98に従う第2の加熱中点ガラス転移温度を少なくとも3つ有し、ここで、第1のガラス転移温度は約90℃〜約95℃の範囲に及び、第2のガラス転移温度は約120℃〜約130℃の範囲に及び、かつ第3のガラス転移温度は−5℃未満である、再帰反射物品。 - 表示面と反対面とを有する再帰反射素子を含むコアシートを提供する工程と、
前記表示面に水性トップコート組成物を適用する工程と、
前記トップコートを乾燥させ、そして場合により硬化させる工程と、
を含む、再帰反射物品の製造方法であって、
前記トップコート組成物が、少なくとも1つの水系アクリルポリマーから本質的になり、かつ乾燥されて場合により硬化されたトップコート組成物は、ナノインデンテーションによる試験時に0.2GPa〜2.0GPaの範囲に及ぶ弾性率を有する、製造方法。 - 前記トップコートが、ASTM D2369−81によって決定される約250グラム/リットル未満の揮発性有機物含量(「VOC」)を含む、請求項44に記載の再帰反射物品。
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