JP2007526354A - 角錐構造を有する接着剤層および剥離ライナ - Google Patents

角錐構造を有する接着剤層および剥離ライナ Download PDF

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Abstract

接着物品は、剥離ライナと、剥離ライナの表面上の接着剤層とを含む。この剥離ライナは、ある構造の配列を有する表面を有し、この構造は表面の平面から下方に向かって延在している。この構造は少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなす。第1の側壁の角度は、第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる。

Description

本発明は、構造化された接着剤層と、任意選択的に構造化された剥離ライナとを含む物品に関する。本発明は、塗工性を向上させる構造化された剥離ライナに接着剤組成物を適用する方法にも関する。
感圧接着剤を裏側に有するフィルムは、画像形成して、種々の基材に接着することができる。たとえば、大型のグラフィックスまたはより小さなデカールを乗り物に取り付けることができるし、認識、販売促進、または装飾を目的とした標示として使用することもできる。しかし、これらの用途において粘着性で強力な感圧接着剤が使用されると、取り扱いおよび適用に関して重大な問題が生じる。理想的にはフィルムは、適用される基材上に適合し均一に接着される。わずかな接触で接着する接着物品は、不注意により望ましくない位置で基材に接着される場合に、特に適用が困難となる場合が多い。さらに、接着物品の一部は基材上に適切に配置され、フィルムがしっかりと接着した場合でさえも、空気またはその他の流体が物品の下に取り込まれる場合がある。取り込まれた空気は物品の下で気泡を形成し、物品を剥離したり孔を開けたりせずに除去することが困難となりうる。
接着物品の適用および再配置に関する問題の一部を克服するために、構造化された接着剤層を使用することができる。構造化された接着剤層は、構造化された剥離ライナに好適な接着剤組成物を適用することによって作製することができる。剥離ライナを除去すると、構造化された接着剤表面が露出し、続いてこれを基材上に接着することができる。しかし、剥離ライナ構造化された表面は形状によって、ライナがコーティングされる速度が限定されうる。構造化された剥離ライナが非常に速いコーティング速度でコーティングされると、剥離ライナ表面と接着剤との間に気泡が取り込まれることがある。取り込まれた気泡は、接着物品の性能および外観の両方を損なう場合がある。
本発明の剥離ライナは、くぼんだ構造を含み、これによって、隣接する接着剤層の上に反転した突出構造が形成される。この剥離ライナ上の特徴は、コーティング中の気泡形成を減少させコーティング速度を増加させるように設計された形状を有する。この新規ライナは、接着剤が裏に適用された最終的な物品の適用、接着、および視覚的な性質を低下させることなく、従来の構造化されたライナのコーティングに使用した速度を超える速度でコーティングすることができる。剥離ライナ上のくぼんだ構造は、塗工性を向上させる形状および間隔を有するが、取扱用テープに対する接着性も向上させる。接着剤層上の対応する突出構造は、接着剤層が基材に接着された場合の流体排出、ウェットアウト、および接着特性の間でバランスがとれるような形状および間隔をしており、最終物品の外観を損なうことがない。
一態様において、本発明は、剥離ライナと、その剥離ライナ表面上の接着剤層とを含む接着物品を提供する。この剥離ライナは、ある構造の配列を有する表面を有し、これらの構造は表面の平面から下方に向かって延在している。これらの構造は少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなしている。第1の側壁の角度は、第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる。
別の態様においては、本発明は、ある構造の配列を有する表面を有する接着剤層を含む接着物品を提供する。これらの構造は表面の平面から上方に向かって延在し、少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなしている。第1の側壁の角度は、第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる。
さらに別の態様においては、本発明は、ある構造の配列を有する表面を有する剥離ライナを提供する。これらの構造は表面の平面から下方に向かって延在し、少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第1の側壁の角度は、第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる。
さらに別の態様においては、本発明は、コーティング速度を増加させる方法を提供する。この方法は、ある構造の配列を有する表面を有する剥離ライナに接着剤を適用する工程を含む。これらの構造は表面の平面から下方に向かって延在し、少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁および第3の側壁の少なくとも1つは、表面の平面に対して約45°未満の角度をなしている。第2の側壁は、表面の平面に対して約45°を超え85°未満の角度をなす。第2の側壁の角度は、第1の側壁の角度または第3の側壁の角度と約20°を超えて異なる。第1および第3の側壁は、コーティングされる接着剤の先端部分と近接している。
さらに別の態様においては、本発明は、グラフィック物品を転写する方法を提供する。この方法は、第1の表面と第2の表面とを有するフィルムと、フィルムの第2の表面上の接着剤層と、接着剤層上の剥離ライナとを含むグラフィック物品を提供する工程を含み、第1の表面の少なくとも一部を画像が占有している。剥離ライナは、ある構造の配列を有する表面を有する。これらの構造は表面の平面から下方に向かって延在し、少なくとも3つの側壁を有する。第1の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、表面の平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなしている。第1の側壁の角度は、第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる。この方法は、画像によって占有されていない第1の表面の部分の下のフィルムと接着剤層とを除去して、剥離ライナの表面の少なくとも一部を露出させる工程を含む。この方法は、取扱用テープを画像と剥離ライナの露出部分とに取り付ける工程と、この物品を基材と位置合わせして転写する工程とを含む。
さらに別の態様においては、本発明は、角錐型くぼみの配列を含む表面を有する剥離ライナを提供し、これらのくぼみは、プレスペース・テープ(Prespace Tape)接着試験により測定して、50℃において5日後に約2N/dmを超える接着力値で取扱用テープに接着することができる。
本発明の1つ以上の実施態様の詳細を、添付の図面および以下の説明によって示す。本発明の他の特徴、目的、および利点は、これらの説明および図面、ならびに請求項より明らかとなるであろう。
種々の図面における類似の参照記号は類似の要素を示している。
図1を参照すると、剥離可能な剥離ライナ100は、剥離ライナ100の平面120の下に延在する角錐型くぼみ110のパターンを含む。ライナ100中のくぼみは、国際公開第98/29516号パンフレットおよび米国特許第5,650,215号明細書に記載されるように形成することができる。注型、コーティング、または圧縮などのあらゆる接触技術によって、この構造をライナ100中に形成することができる。この形状は、(1)構造化されたパターンを有する工具の上にライナを注型すること、(2)構造化されたパターンを有する工具の上にライナをコーティングすること、または(3)構造化されたパターンを有する工具に対してライナが押しつけられるようにニップロールにライナを通すことの少なくとも1つによって形成することができる。剥離ライナ100中に構造化されたパターンを形成するために使用される工具の形状は、たとえば、化学エッチング、機械的エッチング、レーザーアブレーション、フォトリソグラフィ、ステレオリソグラフィ、マイクロマシニング、ローレット切り、切削、またはスコーリングなどのあらゆる周知の技術を使用して形成することができる。
ライナ100は、前述のように構造化することが可能な当業者に周知のあらゆる剥離ライナまたは転写ライナであってよい。さらにライナ100は、感圧接着剤と密接に接触するよう配置することができ、後に接着剤層を損傷することなく除去できるべきである。ライナの非限定的な例としては、ミネソタ州セントポール(St.Paul,MN)の3M社(3M Company)、およびイリノイ州ウィローブルック(Willowbrook,IL)ロパレックス(Loparex)の材料が挙げられる。ライナ100は、典型的には、シリコーン剥離コーティングを有するポリマーコーティングされた紙、シリコーン剥離コーティングを有するポリエチレンコーティングされたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、またはシリコーン剥離コーティングを有するキャストポリプロピレンフィルムである。ライナ100は、3M社(3M Company)より商品名コントロールタック(CONTROLTAC)で入手可能な製品など、接着物品の位置決めがしやすいように意図された構造(たとえば、ガラスビーズまたは非接着性突出部)を含むこともできる(図1には示していない)。
ライナ100中の構造は、好ましくは実質的に連続である。本出願において使用される場合、実質的に連続という用語は、剥離ライナに適用される接着剤層中に実質的にとぎれないチャネルの網目構造を形成するる構造のパターンを意味する。構造の連続パターンは、ライナ周囲部分において終了するか、または、ライナの周囲部分において終了する他の構造と連絡しているかのいずれかである。連続構造は、好ましくは実質的に直線であり、重なり合う場合も重なり合わない場合もある。ライナ100中の構造は、好ましくは実質的に規則的でもある。規則的という用語は、ライナ表面の少なくとも一部の上、好ましくライナ表面全体の上で規則的に繰り返すパターンを有する構造のパターンを意味する。
図1に示される構造化された剥離ライナ100の上に接着剤層をコーティングおよび/または積層することができる。剥離ライナ100が除去されると、接着剤層の表面は、剥離ライナ100の表面形状が実質的に逆転した形状を有する。結果として得られる接着剤層200は、図2に示されているが、これは剥離ライナ100中の角錐型くぼみ110に対応する角錐型突出部210を含む。角錐型突出部210は、接着剤層の平面220から上方に延在している。接着剤層は、米国特許第5,296,277号明細書、同第5,362,516号明細書、および同第5,141,790号明細書(これらすべてを本明細書に援用する)に記載されるような別の非接着性構造を任意選択的に含むことができる。これらの非接着性構造としては、ミネソタ州セントポールの3M社(3M Company,St.Paul,MN)の商品名コントロールタック(CONTROLTAC)を利用することができる(図2には示していない)。
接着剤層200上の角錐型突出部210(および剥離ライナ110上の対応するくぼみ)は、好ましくは少なくとも2つの方向で顕微鏡的であり、すなわち局所的および/または断面が顕微鏡的である。本明細書において使用される場合、顕微鏡的という用語は、顕微鏡を使用しなければ人間の肉眼では解像できない大きさを意味する。角錐型の突出部/くぼみは不規則な配列または規則的なパターンのいずれかで存在することができる。選択されるパターンとしては、直線パターン、ポーラーパターン、および他の従来の規則的なパターンを挙げることができる。
接着剤層200の表面の平面から上方に延在する角錐型突出部210(剥離ライナ100の平面から下方に延在する対応するくぼみ110)の形状は、接着剤層200に意図する用途に依存して広範囲で変化させることができる。正角錐、三角錐、正方錐、および四角錐に基づく構造が特に好ましい。角錐構造は、とがった先端または切り取られた先端、あるいは稜線を形成する先端を有することができ、異なる角錐形状の組み合わせを使用することもできる。
剥離ライナにおいては、角錐型くぼみは、本明細書に記載されるプレスペース・テープ(Prespace Tape)接着試験により測定して、50℃において5日後に約2N/dmを超える、好ましくは約3N/dmを超える、最も好ましくは約5N/dmを超える接着力値で取扱用テープ(たとえばプレスペーステープ)に接着することができる。約2N/dm未満など、テープのライナへの接着性が低いと、取り扱いを厳格に注意しなければライナからテープが反り返って剥離したり、ライナから剥落したりする場合がある。
接着剤層において、角錐型突出部は、本明細書に記載される空気ブリード試験により測定して、1905kg/m2の空気圧下で23℃において約20ml/分を超える、好ましくは約40ml/分を超える流体排出が可能となる。約9m/分を超えるコーティング速度でコーティングした接着剤が、180°剥離接着試験により測定して、約50N/dmを超える剥離接着力値を得ることができる。
図3は、接着剤層200中の突出部210として使用すると好適な一実施態様の実例としての正方錐構造300を示している。 図4は、これも接着剤層200中の突出部210として使用することができる正角錐構造400を示している。
接着剤層200中の突出部210(および剥離ライナ100中の対応するくぼみ)は、好ましくは規則的な配列で配置される。この規則的な配列は、接着剤層200(またはライナ100)の周囲部分で終了するか、その周囲部分で終了する他の構造と連絡するかのいずれかである。規則的な配列という用語は、接着剤層(または剥離ライナ)表面の少なくとも一部の上、好ましくは表面全体の上の規則的な繰り返しパターンを意味する。
国際公開第98/29516号パンフレットに記載されているように、角錐型突出部210(図2参照)は、以下の一般的な設計の考慮事項に従う寸法となるべきである。第1に、突出部は、好ましくは、周囲雰囲気中に排出するため接着剤層の周囲に流体を排出できるのに十分な大きさであるべきであるが、接着剤層の下の望ましくない流体が流入できるほどは大きくなるべきではない。第2に、突出部210は、特にフィルムに画像が形成される場合には、接着剤層に接着したフィルムの露出面の外観を損なうほど大きくなるべきではない。第3に、突出部210は、接着剤層の接着結合性能を損なうほど大きくなるべきではない。
図5Aを参照すると、図2の線AAおよび図2の線BB(図5B)に沿った接着剤層200の断面が示されており、これは接着剤層の平面220の上に延在する複数の突出部210を含む。突出部の寸法は、接着剤層および剥離ライナの意図する用途に依存して広範囲で変動させることができ、基材への接着性、流体排出、および剥離ライナ中の対応するくぼみの取扱用テープへの接着性の間で適切なバランスがとれるように選択されるべきである。突出部210の間のピッチPは一般に約2500μm未満である。ピッチPは、意図する用途に依存するたとえば、光学的透明性が重要である場合、ピッチは典型的には約350μm未満である。接着剤層200の平面220からの各突出部210の高さhは、好ましくは約5μmを超え約35μmまでであり、より好ましくは約10μm〜約25μmである。底面における突出部210の幅W1は、約75μmを超え約350μm未満とすることができる。ある実施態様においては、幅W1を約350μm〜約2500μmの範囲とすることができる。
長さW2およびW4は、基材への接着、流体排出、および剥離ライナと取扱テープの接着の間に望ましいバランスに依存して広範囲で変動させることができ、典型的には底面の幅W1の約50%未満とすべきである。W2およびW4は、同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。好ましくは、W2およびW4は約0μm(とがった先端)〜約100μm(切頭)であり、より好ましくは約10μm〜約85μmである。W2およびW4が同じ長さでない突出部は、少なくとも1方向において実質的に台形の断面形状を有するゆがんだ角錐構造を有する(図4)。ふたたび図2を参照すると、W2およびW4は、領域(A)225を画定している。領域(A)の全表面積(T)に対するパーセント値によって、支持基材に対する接着剤の初期接触面積が決定され、ここで、Tは、接着剤が構造化されていない場合に基材と接触する全表面積である。典型的には、接着剤層210は約35%未満、好ましくは約25%未満の初期接触面積を有する。ある実施態様においては、接着剤層は99%に近い初期接触面積を有する。初期接触面積が99%に近づく場合、角錐型突出部210の間の間隙W3を約0μm〜約100μmとすることができ、より好ましくは約2μm〜約50μmとすることができる。初期接触面積が約35%未満である実施態様においては、間隙W3を約0μm〜約4μmの範囲とすることができる。
突出部210は、少なくとも、接着剤層210の表面の平面220に対してαの角度をなす1つの側壁230と、接着剤層200の表面の平面220に対してβの角度をなす1つの側壁240とを有する。角度αは、角度βと約10°を超えて異なり、好ましくは約20°を超えて異なり、より好ましくは約30°を超えて異なる。角度αは、約0°を超え約90°未満、好ましくは約45°〜約85°、より好ましくは約50°を超え約70°未満の角度から選択される。角度βは、約0°を超え約90°未満、より好ましくは約50°未満、より好ましくは約35°未満の角度から選択される。突出部は、接着剤層200の表面の平面220に対してγの角度をなす側壁250と、接着剤層200の表面の平面220に対してδの角度をなす側壁260とを有することができる。角度γおよび角度δは、約0°を超え約90°未満の角度から選択され、角度αおよび角度βと同じであってもよいし、異なっていてもよい。図5Aおよび5Bに示される実施態様においては、角度αおよび角度γが実質的に等しく(すなわち、接着剤のレオロジーと、構造化された接着剤層を作製するために使用される剥離ライナ中のくぼみの許容範囲とに依存して、典型的には約±5°)、角度βおよび角度δは、実質的に等しく、角度αおよび角度γとは約10°を超えて異なる。
図6を参照すると、接着剤層600は、剥離ライナ(図示せず)中の角錐型くぼみに対応する角錐型突出部610を含む。角錐型突出部610は、接着剤層の平面620から上方に延在している。図7Aおよび7Bを参照すると、図6の線AAに沿った接着剤層600の断面(図7A)、図6の線BBに沿った接着剤層600の断面(図7B)が示されており、これらは、接着剤層の平面620の上方に延在する複数の突出部610を含む。突出部610は、少なくとも、接着剤層600の表面の平面620に対してαの角度をなす1つの側壁630と、接着剤層610の表面の平面620に対してβの角度をなす1つの側壁640とを有する。角度αは、角度βと約10°を超えて異なり、好ましくは約20°を超えて異なり、より好ましくは約30°を超えて異なる。図7Aおよび7Bに示される実施態様においては、突出部610は、接着剤層600の表面の平面620に対してγの角度をなす側壁650と、接着剤層600の表面の平面620に対してδの角度をなす側壁660とを有する。角度γおよび角度δは、同じであってもよいし、異なっていてもよく、角度αおよび角度βと同じであってもよいし、異なっていてもよい。角度β、γ、およびδは実質的に等しい(すなわち、接着剤のレオロジーと、構造化された接着剤層を作製するために使用される剥離ライナ中のくぼみの許容範囲とに依存して、典型的には約±5°)。角度αは、角度β、γ、およびδと約10°を超えて異なる。突出部610は、AA方向において実質的に台形の断面を有し、BB方向において実質的に角錐型の断面を有し、そのため突出部610の先端は、接着剤表面の平面に対して実質的に平行な稜線670(図6に示されている)を形成する。
図8Aおよび8Bを参照すると、剥離ライナ100(図示せず)を除去した後、構造化された接着剤層200の露出面を、種々の基材280に接着することができる。構造化された表面とは反対側の接着剤層の表面は、典型的には、画像層284を含むフィルム層282を含む。図8Aを参照すると、接着剤層200が最初に基材280と接触すると、角錐型突出部210が基材の表面と接触し、突出部210の間の領域286は、流体排出のためのチャネルとして機能する。これによって、接着剤層と基材との間に閉じこめられた空気のポケットを容易に除去できる。図8Bを参照すると、当技術分野において周知の技術と適合する適切な適用の後で、接着剤のウェットアウトが増加し、領域286の寸法が減少するか、または完全に消失する。好適な基材280の例としては、ガラス、金属、プラスチック、木材、およびセラミックの基材、これらの基材の塗装面、画像形成されたフィルム、標識表面などが挙げられる。代表的なプラスチック基材としては、ポリ塩化ビニル、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、エンジニアリングサーモプラスチック(たとえば、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート)、および熱可塑性エラストマーが挙げられる。
フィルム282は、意図する用途に依存して様々に変化させることができ、たとえば、ポリマー、金属箔、金属板、セラミック板、発泡シート、および反射シーティングなどの種々の材料からできていてよい。フィルム282は、好ましくは、当業者によって従来使用されてきたポリマー材料でできている。好適なポリマーフィルムとしては、たとえば、ビニル、ポリ塩化ビニル、可塑化ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂などが挙げられる。フィルム282の厚さは、所望の用途により広範囲に変動させることができるが、通常は、約300μm以下であり、好ましくは約25μm〜約100μmである。
接着剤層210にはあらゆる感圧接着剤が好適となる。感圧接着剤の種類としては、アクリル、粘着性を付与したゴム、粘着性を付与した合成ゴム、エチレン酢酸ビニル、オレフィン、ブロックコポリマー、ウレタン、ビニルエーテル、シリコーンなどが挙げられる。好適なアクリル接着剤は、たとえば、米国特許第3,239,478号明細書、同第3,935,338号明細書、同第5,169,727号明細書、同再発行特許第24,906号明細書、同第4,952,650号明細書、および同第4,181,752号明細書に開示されており、これらを本明細書に援用する。感圧接着剤の好適な種類の1つは、少なくとも1種類のアクリル酸アルキルと少なくとも1種類の強化コモノマーとの反応生成物である。好適なアクリル酸アルキルは、約−10℃未満のホモポリマーガラス転移温度を有するアクリル酸アルキルであり、たとえば、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、イソオクチルアクリレート、アクリル酸イソノニル、アクリル酸オクタデシルなどが挙げられる。好適な強化モノマーとしては、たとえば、アクリル酸、イタコン酸、アクリル酸イソボルニル、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
接着剤層210の接着剤の組成およびレオロジーは、接着剤層210と基材280との間の所望のウェットアウトの程度が得られ、流体排出チャネル286が保持されるように選択されるべきである。接着剤は、溶媒または水中に分散したポリマーであってよく、剥離ライナ上にコーティングして、乾燥させ、任意選択的に架橋させることができる。溶媒系または水性の感圧接着剤組成物が使用される場合、その接着剤層は、担体液体のすべてまたは大部分を除去するための乾燥工程を実施することができる。平滑な表面を得るために、追加のコーティング工程が必要となる場合がある。接着剤は、微細構造化されたライナまたはバッキングの上にホットメルトコーティングすることもできる。さらに、モノマーの前駆接着剤組成物を、ライナ上にコーティングして、熱、UV放射線、eビーム放射線などのエネルギー源を使用して重合させることができる。接着剤の厚さは、意図する用途に依存して広範囲で変動させることができ、典型的には約10μm〜約50μmの範囲である。
感圧接着剤は、開始剤、充填剤、可塑剤、粘着付与剤、連鎖移動剤、繊維状強化剤、織布および不織布、起泡剤、酸化防止剤、安定剤、難燃剤、増粘剤、着色剤、ならびにそれらの混合物などの1種類以上の添加剤を任意選択的に含むことができる。
図9を参照すると、フィルム層930の第1の表面920の上に画像形成されたグラフィック910を含むグラフィック物品900が示されている。フィルム層930の第2の表面940は、構造化された接着剤層950と隣接している。接着剤層950は、角錐型突出部960を含む。接着剤層950は、突出部960に対応するくぼみ980を含む剥離可能な構造化された剥離ライナ970によって保護されている。図9では、フィルム層930および接着剤層950は、グラフィック910周囲で注意深く切り取られている。グラフィック910が重なっていないフィルム930および接着剤950の領域は除去されて、剥離ライナ970構造化された表面の一部990が露出している。
図10に示されるように、グラフィック910が重なっていないフィルムおよび接着剤が除去された後で、第2のテープ1000を、グラフィック910および/または剥離ライナ970の上に適用することができる。テープ1000は、取扱中にグラフィック910を損傷から保護するために使用することができるし、基材に対して構造体900の転写および位置合わせを容易にするためのプレマスクまたはプレスペーステープとすることもできる。テープ1000は、剥離ライナ970を別の剥離ライナ(図10には示していない)と一時的に連結するために使用されるスプライシングテープであってもよい。一般に、テープ1000は、バッキング層1002と接着剤層1004とを含む。テープ1000は、意図する機能に応じて他の層を含むこともでき、これらの層についてはここでは詳細には説明しない。テープ1000が剥離ライナ970と接触する場合、バッキング層1002は典型的には、テープ接着剤層1004が剥離ライナ970の形状と完全には適合できないように十分に剛性である。このため、テープ1000と剥離ライナ970との間の接着力が弱くなる。剥離ライナ970中のくぼみ980の形状および間隔は、剥離ライナ970と取扱用テープ1000との間の接着性が増大するように選択される。
接着物品は、従来のコーティング方法を使用して構造化された剥離ライナに接着剤を適用することによって作製することができる。たとえば、構造化された剥離ライナは、たとえば、剥離ライナの構造化された表面上に感圧接着剤の溶液をナイフコーティング、スロットコーティング、またはバーコーティングによってコーティングすることができる。図11Aを参照すると、連続ナイフコーティング法が示されており、これにおいて本発明による構造化された剥離ライナ100が巻き出しステーション1205から巻き出され、ナイフコーター1225を備えるコーティングステーション1215を通って方向Dに引き出される。液体接着剤溶液1210が剥離ライナ100の巻き出し側の上の表面102の上に適用されるときに、ライナ100と、ナイフコーター1225のナイフエッジ1235の巻き出し側1204との間に接着剤溶液の回転するバンクが形成される。図11Bを参照すると、剥離ライナ100がナイフコーター1225のナイフエッジ1235の下を通過するときの、剥離ライナ100の表面102の上に堆積する接着剤溶液1210の量は、ナイフコーター1225のナイフエッジ1235とライナ表面102との間の距離(すなわち、間隙の高さ)(d)を調整することによって維持される。図11Aを参照すると、接着剤がコーティングされた剥離ライナ1255はコーティングステーション1215を出て、任意選択的に使用される乾燥ステーション(たとえばオーブン)1245を通過して、接着剤層(図示せず)中のすべての残留溶媒(存在すれば)が除去される。場合によっては、コーティングされたライナ1255の露出接着剤表面に剥離ライナまたはフィルム層(図示せず)を適用することができる。接着剤がコーティングされた剥離ライナ1255は、次に巻き取りステーション1265上に巻き取ることができる。
図11Bおよび12を参照すると、本発明によるコーティング方法において、構造化された剥離ライナ100は、液体接着剤1210の先端部分1230に対して傾いた方向に向いており、そのため剥離ライナ100と接着剤との間の気泡の取り込みが最小限になる。構造化された剥離ライナ100は、コーティング作業中の気泡形成を軽減するよう成形された構造110を含む。剥離ライナ100は、ゆがんだ正方錐型くぼみ110を含むことができ、これらの各くぼみは、剥離ライナ100の表面120の平面に対して比較的浅い角度β(図12には示していない)をなす2つの側壁60(図11Bには示していない)および70と、ライナ100の表面120の平面に対して比較的急傾斜の角度α(図12には示していない)をなす2つの側壁80および90(図11Bには示していない)とを含む。図12を参照すると、構造110の側壁60と側壁70との間の側面の端部50が、液体接着剤溶液1210の回転するバンクの先端部分1230に対して実質的に垂直となるように、剥離ライナ100が向けられている。
図11Aおよび11Bを参照すると、液体接着剤溶液1210が剥離ライナ100の構造化された表面102に適用されるときに、接着剤溶液1210は、方向Cで、構造化された剥離ライナ100中のくぼみ110(図11Aには示していない)の中に流れている。図11Bおよび12を参照すると、液体接着剤1210は、比較的浅い側壁60(図11Bには示していない)および70の上を通過し、ランド領域20の上を流れ、比較的急勾配の側壁80および90(図11Bには示していない)の上方まで流れる。接着剤溶液1210は方向Cに進行して、ライナ100の表面全体を覆い、その上に実質的に連続の接着剤層を形成する。図11Bを参照すると、速いコーティング速度で、液体接着剤1210の先端部分1230が構造110の上を進むと、構造110の前方の領域40中に気泡が取り込まれる場合がある。さらに、先端部分1230が構造100の上を進んで、ランド領域20中を満たし始めると、構造110の後方の領域42で気泡が取り込まれ始める場合がある。より浅い側壁角度が最初に接着剤溶液の先端部分に対して傾いて存在し、より急勾配の側壁角度が続くように、本発明の構造化された剥離ライナを向けることによって、最終的に接着剤を裏側に有する物品中に気泡が取り込まれにくくなる。コーティング中に構造周囲の領域で取り込まれる空気が少なくなるので、これらの剥離ライナは、従来の構造化された剥離ライナよりも速い速度でコーティングすることができる。
感圧接着剤層が剥離ライナ上にコーティングされた後で、バッキング層を積層して、接着剤を裏側に有する物品を得ることができる。バッキングは、フィルムまたは剛性基材であってよい。好適なフィルムの例としては、金属薄膜、ポリエステル(PET)、ポリオレフィン(ポリプロピレンまたはポリエチレン)、ポリ塩化ビニル、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、エンジニアリングサーモプラスチック(たとえば、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート)、熱可塑性エラストマーなどのポリマーフィルム、紙、不織ウェブ、または別の構造化されていない剥離ライナが挙げられる。剛性基材の例としては、ガラス、金属、プラスチック、木材、セラミックの基材、標識表面、これらの基材の塗装面などが挙げられる。
これより、以下の非限定的な実施例を参照しながら本発明を説明する。
これらの実施例は単に説明を目的としており、添付の請求項の範囲の限定を意味するものではない。他に明記しない限り、実施例および本明細書の残りの部分におけるすべての部数、パーセント値、比率などは重量を基準にしている。
Figure 2007526354
180°剥離接着試験
この剥離接着試験は、ASTM D 3330(試験方法A)に記載の試験方法と類似しており、この試験に記載されているステンレス鋼基材の代わりにガラス基材を使用している。PET/接着剤/微細構造化されたライナテープの構造体を、2.54センチメートル×15センチメートルのストリップに切断した。剥離ライナを除去し、ストリップの上に2kgのローラーを2回通すことで、各ストリップを15センチメートル×30センチメートルのガラス板(ジアセトンアルコールで1回、およびエタノールで3回洗浄することで清浄にし、続いて乾燥させた)に接着した。接着した組立体を室温で1時間維持した後、IMASS滑り/剥離試験器(オハイオ州ストロングズビルのインストルメンターズ・インコーポレイテッド(Instrumentors Inc.,Strongsville,OH)より市販されるSP2000)を使用し、30.4センチメートル/分(12インチ/分)の速度において5秒のデータ収集時間で、180°剥離試験を行った。各試料について4つの例で試験を行い、報告される剥離接着力値は、これら4つの例の剥離接着力値の平均である。
プレスペース・テープ(Prespace Tape)接着試験
414キロパスカル(60psi)のロール圧でプレスペース・テープ(Prespace Tape)の試料を試験すべきライナに積層した。5.1センチメートル(2インチ)幅の試験試料を切り取り、前述の180°剥離試験方法を使用して剥離した。試験は、直後(1時間の保持時間;初期試験と記載)、CTH(一定の温度(21℃)および湿度(50%相対湿度))のもとで1日(CTHで1日と記載)、および50℃で5日(50℃で5日と記載)エージングした後に実施した。
空気ブリード試験
15.2センチメートル×15.2センチメートル(6インチ×6インチ)の正方形のテープ試料(PET/接着剤/微細構造化されたライナの構造体)を切り取った。ライナを除去し、露出させたテープ試料を、2つの同心の溝が切り込まれたプラテンに適用し、1235g(2.7ポンド)のローラーを使用して接着した。供給される空気の圧力を測定する計器を有する入口を介して外側の溝に空気を供給する。空気は、接着剤中のチャネルを介して外側の溝から、内側の溝に移動し、内側の溝の中の出口穴を通って流量計に到達し、ここでこの出口穴を通過する気流が測定される。508、1016、および1270キログラム/平方メートル(20、40、50インチの水)、または508、1016、および1905キログラム/平方メートル(20、40、75インチの水)のいずれかの3つの異なる空気圧で気流を測定し、これらの気流をミリリットル/分の単位で記録した。
ウェットアウト試験
5.1平方センチメートルの面積のテープ試料(PET/接着剤/微細構造化されたライナの構造体)を、バッキング側を下にして、硬化後の変形に抵抗するエポキシ接着剤を含む平坦なディスクに適用した。硬化させた後、ライナを除去して、微細構造化された接着剤を露出させた。微細構造化された接着剤が、接着面に対して垂直に、面積2.32平方ミリメートルのプローブチップと面するようにこのディスクを取り付けた。プローブチップは、接触力を正確に測定する変換器に搭載されている。ディスクおよび接着剤の試料は透明であるので、プローブチップを試料に向かって移動させたときに、試料の裏側に搭載したカメラが接近、接触、およびウェットアウトを記録することができた。プローブチップ接触面積全体で接着剤が均一な外観を有し、微細構造がもはや見えなくなった時点を完全なウェットアウトとする。この時点での変位(単位μm)および力(単位グラム)をウェットアウト値として記録する。
ライナの作製
コントロールタックPE(CONTROLTAC PE)をコーティングした紙製ライナ上で微細構造化されたライナを作製した。さらに、2つの市販の3M製品も評価を行い、それらの概要を表Aに示している。各側壁の角度をα、β、γ、およびδとして記載している。これら2つの標準ライナ(コンプライ20C30(COMPLY 20C30)およびコンプライ150C30(COMPLY 150C30))は4つすべての角度が30°であるのに対し、本発明のライナは種々の側壁角度を有することに注意されたい。この結果、非対称性が導入される。微細構造がライナの機械方向に対して45°傾くようにすべてのライナを作製した。
Figure 2007526354
実施例1〜8および比較例C1〜C2
PSA−1の溶液をライナAおよびB、ならびに市販のライナのコンプライ20C30(COMPLY 20C30)の上にナイフコーティングして、約1.5ミルの厚さに相当する8.6グレーン/(2インチ×12インチ)にすることによって、テープ試料を作製した。表1に示されるように、9.1メートル/分(30フィート/分)または27.4メートル/分(90フィート/分)のいずれかの速度で、30°/30°、60°/30°、または60°/60°のいずれかの側壁の勾配を先行させて、ライナにコーティングした。コーティングしたライナを88℃で乾燥させ(ライン速度に応じて滞留時間を変動させる)、PEフィルムに積層して、PET/接着剤/微細構造化されたライナの構造体を得た。これらの構造体からライナを除去して、前述の試験方法を使用して180°剥離試験を実施し、それらの結果を表1に示している。
Figure 2007526354
実施例9〜20および比較例C3〜C5
PSA−1の溶液をライナCおよびD、ならびに市販のライナのコンプライ150C30(COMPLY 150C30)の上にナイフコーティングして、約1.5ミルの厚さに相当する8.6グレーン/(2インチ×12インチ)にすることによって、テープ試料を作製した。表2に示されるように、1.5メートル/分(5フィート/分)、9.1メートル/分(30フィート/分)、または18.2メートル/分(60フィート/分)のいずれかの速度で、30°/30°、10°/10°、60°/10°、または60°/60°のいずれかの側壁の勾配を先行させて、ライナをコーティングした。コーティングしたライナを88℃で乾燥させ(ライン速度に応じて滞留時間を変動させる)、PETフィルムに積層して、PET/接着剤/微細構造化されたライナの構造体を得た。これらの構造体からライナを除去して、前述の試験方法を使用して180°剥離試験を実施し、それらの結果を表2に示している。
Figure 2007526354
実施例21〜24および比較例C6〜C7
ライナA〜Dおよび市販のライナのコンプライ20C30(COMPLY 20C30)およびコンプライ150C30(COMPLY 150C30)の試料について、前述の試験方法に従ってプレスペース・テープ(Prespace Tape)接着試験を実施した。結果を表3に示す。
Figure 2007526354
実施例25〜28および比較例C8〜C9
前述の実施例に記載されるテープ試料について、前述の試験方法に従って空気ブリードを試験した。結果を表4に示す。
Figure 2007526354
実施例29〜30および比較例C10
前述の実施例に記載されるテープ試料について、前述の試験方法に従ってウェットアウトを試験した。結果を表5に示す。
Figure 2007526354
本発明の実施態様を説明してきた。しかしながら、本発明の意図および範囲から逸脱せずに種々の変更が可能であることを理解されたい。したがって、他の実施態様は請求項の範囲内にある。
構造化された剥離ライナの斜視図である。 構造化された接着剤層の斜視図である。 本発明による接着剤層上の切頭構造の一実施態様の斜視図である。 本発明による接着剤層上の稜線を有する構造の一実施態様の斜視図である。 図2の接着剤層のAA方向に沿った断面図である。 図2の接着剤層のBB方向に沿った断面図である。 本発明による接着剤層上の構造の一実施態様の斜視図である。 図6の接着剤層のAA方向に沿った断面図である。 図6の接着剤層のBB方向に沿った断面図である。 基材と最初に接触しているときのグラフィック物品の断面図である。 基材に十分に接着した後のグラフィック物品の断面図である。 フィルム層および接着剤層の一部を切断して剥離ライナを露出させた、接着剤を裏側に有する物品の断面図である。 第2の保護または転写バッキングが適用された図9の接着剤を裏側に有する物品の断面図である。 本発明による構造化された剥離ライナに接着剤を適用する方法を示している。 図11Aにおいて示されるコーティング過程の拡大図である。 図11Aにおいて示されるコーティング過程中の剥離ライナの方向を示している。

Claims (36)

  1. (a)ある構造の配列を有する表面を有する剥離ライナであって、前記構造が、前記表面の平面から下方に向かって延在し、前記構造が少なくとも3つの側壁を有し、その中の第1の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる剥離ライナと、
    (b)前記剥離ライナの前記表面上の接着剤層と、
    を含む接着物品。
  2. 前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約20°を超えて異なる、請求項1に記載の接着物品。
  3. 前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約30°を超えて異なる、請求項1に記載の接着物品。
  4. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約85°未満の角度をなす、請求項1に記載の接着物品。
  5. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°を超え約70°未満の角度をなす、請求項1に記載の接着物品。
  6. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約85°未満の角度をなし、前記第1の側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°未満の角度をなす、請求項1に記載の接着物品。
  7. 前記第1の側壁が、前記表面の前記平面に対して約35°未満の角度をなす、請求項6に記載の接着物品。
  8. 前記構造が約2500μm未満のピッチを有する、請求項1に記載の接着物品。
  9. 前記構造が約350μm未満のピッチを有する、請求項1に記載の接着物品。
  10. 前記構造が前記表面上に実質的に連続で実質的に規則的なパターンを形成する、請求項1に記載の接着物品。
  11. 第3の側壁をさらに含み、前記第1の側壁および前記第3の側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°未満の角度をなす、請求項1に記載の接着物品。
  12. 前記第1および第3の側壁の角度が実質的に等しい、請求項11に記載の接着物品。
  13. 第3の側壁および第4の側壁をさらに含み、前記第1の側壁および前記第3の側壁が、前記表面の前記平面に対して約35°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度と前記第3の側壁の角度とが実質的に等しく、前記第2の側壁および前記第4の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約90°未満の角度をなし、前記第2の側壁および前記第4の側壁の角度が実質的に等しい、請求項1に記載の接着物品。
  14. 前記構造が少なくとも4つの側壁を含み、その中の3つの側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°未満の角度をなす、請求項1に記載の接着物品。
  15. 前記3つの側壁の角度が実質的に等しい、請求項14に記載の接着物品。
  16. 前記3つの側壁が、前記表面の前記平面に対して約35°未満の角度をなし、前記3つの側壁の角度が実質的に等しく、1つの側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約90°未満の角度をなす、請求項14に記載の接着物品。
  17. ある構造の配列を有する表面を有する接着剤層を含む接着物品であって、前記構造が、前記表面の平面から上方に向かって延在し、前記構造が少なくとも3つの側壁を有し、その中の第1の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる、接着物品。
  18. 前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約20°を超えて異なる、請求項17に記載の接着物品。
  19. 前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約30°を超えて異なる、請求項17に記載の接着物品。
  20. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約85°未満の角度をなす、請求項17に記載の接着物品。
  21. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°を超え約70°未満の角度をなす、請求項17に記載の接着物品。
  22. 前記第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約85°未満の角度をなし、前記第1の側壁が、前記表面の前記平面に対して約50°未満の角度をなす、請求項17に記載の接着物品。
  23. 前記第1の側壁が、前記表面の前記平面に対して約35°未満の角度をなす、請求項17に記載の接着物品。
  24. 前記構造が約2500μm未満のピッチを有する、請求項17に記載の接着物品。
  25. 前記構造が約350μm未満のピッチを有する、請求項17に記載の接着物品。
  26. 前記構造が実質的に連続で実質的に規則的なパターンを形成する、請求項17に記載の接着物品。
  27. 前記構造が、実質的に平坦な先端部を有する実質的に台形の断面形状を有する、請求項17に記載の接着物品。
  28. 前記構造の前記先端部が、前記表面の前記平面に対して実質的に平行である稜線を含む、請求項17に記載の接着物品。
  29. ある構造の配列を有する表面を有する剥離ライナであって、前記構造が、前記表面の平面から下方に向かって延在し、前記構造が少なくとも3つの側壁を有し、その中の第1の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる剥離ライナ。
  30. コーティング速度を増加させる方法であって、ある構造の配列を有する表面を有する剥離ライナに接着剤を適用する工程を含み、前記構造が、前記表面の平面から下方に向かって延在し、前記構造が少なくとも3つの側壁を有し、その中の第1の側壁および第3の側壁の少なくとも1つが、前記表面の前記平面に対して約45°未満の角度をなし、第2の側壁が、前記表面の前記平面に対して約45°を超え約85°未満の角度をなし、前記第2の側壁の角度が、第1の側壁の角度または第3の側壁の角度と約20°を超えて異なり、前記第1および第3の側壁が前記接着剤の先端部分と近接する、方法。
  31. 前記第1および第3の側壁の間の側面の端部が、前記接着剤の前記先端部分に対して実質的に垂直に向けられる、請求項30に記載の方法。
  32. グラフィック物品を転写する方法であって:
    (a)第1の表面および第2の表面を有するフィルムと、前記フィルムの前記第2の表面の上の接着剤層と、前記接着剤層の上の剥離ライナとを含むグラフィック物品を提供する工程であって、前記第1の表面の少なくとも一部を画像が占有し、前記剥離ライナがある構造の配列を有する表面を有し、前記構造が、前記表面の平面から下方に向かって延在し、前記構造が少なくとも3つの側壁を有し、その中の第1の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、第2の側壁は、前記表面の前記平面に対して約0°を超え90°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約10°を超えて異なる工程と、
    (b)前記画像によって占有されていない前記第1の表面の部分の下の前記フィルムおよび前記接着剤層を除去して、前記剥離ライナの前記表面の少なくとも一部を露出させる工程と、
    (c)取扱用テープを前記画像、および前記剥離ライナの前記露出部分に取り付ける工程と、
    (d)前記物品を基材と位置合わせして転写する工程と、
    を含む、方法。
  33. 前記取扱用テープが、プレマスクテープ、プレスペーステープ、およびスプライシングテープから選択される、請求項32に記載の方法。
  34. 角錐型くぼみの配列を含む表面を有する剥離ライナであって、前記くぼみは、プレスペース・テープ(Prespace Tape)接着試験により測定して、50℃において5日後に約2N/dmを超える接着力値で取扱用テープに接着することができる、剥離ライナ。
  35. 前記角錐型くぼみが、前記表面の前記平面に対して約50°以下の角度をなす第1の側壁を有し、第2の側壁は、前記表面の前記平面に対して約50°を超え約90°未満の角度をなし、前記第1の側壁の角度が、前記第2の側壁の角度と約20°以上異なる、請求項34に記載の剥離ライナ。
  36. 前記くぼみが約350μm未満のピッチを有する、請求項35に記載の剥離ライナ。
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