JP2010505659A - 表面に色を塗布するための物品及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願に主張される内容は、プロクター&ギャンブル社(Procter & Gamble Company)とエイベリー・デニソン社(Avery Dennison Corporation)との間の共同研究契約に準じ、その範囲内における活動の結果として作成された。
本発明は、表面、例えば建築表面上に色を塗布するための物品を目的とする。該物品を作製する方法及び表面上に色を塗布する方法もまた記載される。
図1は、基材表面20に塗布された本発明に係る物品の非限定的な一実施形態を示す。物品は、多層のシート又はフィルムの形状であってもよい、多層のドライカラー積層体10を含む。積層体の1つの層のみに色付けする必要があることが理解されるべきである。積層体のすべての層に色付けする必要はない。ドライカラー積層体は、磨耗耐性、耐溶剤性、及び従来の壁塗料と同様の不透明度の特質を提供してもよい。ドライカラー積層体は、建物の内壁及び外壁、建物の付属品又は装具、並びに家具等の建築表面に塗布されるように適合される。ドライカラー積層体が壁に塗布される場合、本明細書において「壁フィルム」と称されてもよい。ドライカラー積層体は、塗布中に再配置可能であり、その後、表面に実質的に永久に接着可能であってもよい。
トップコート18は、磨耗耐性、耐水性若しくは耐溶剤性、紫外線保護、及び従来の塗料の強靭性の1つ以上の防御性を有するドライカラーコンポーネント12を提供してもよく、及び/又は着色ドライカラー層若しくはその下に位置する層上への上塗り可能な特性を提供してもよい。一実施形態において、トップコートは、透明又は実質的に透明なクリアコート層である。また、トップコートは、所望のレベルの表面光沢、又は真珠光沢等の視覚効果を有するドライカラーコンポーネントを提供することができる。トップコートは、基材表面20に塗布中又は塗布後にトップコートから剥離されるように適合されている支持構造体16に接着する。
1つ以上のパターン又は印刷コート(若しくは「グレイン」)22は、トップコートを通して見ることができる模様の付いたドライカラーコンポーネント12を提供するために使用されてもよい装飾用コンポーネントを含む。パターン22は、審美的目的及び/又は機能目的に使用することができる。パターンは、例えば、積層体のシートが互いに並んで、及び好ましくは重ねて基材上に定置される場合に、継ぎ目を隠すために使用されてもよい。本目的に適したパターンは、米国特許出願公報第US2004/0076788 A1号に記載される。更に、印刷コートパターンは、ドライカラー積層体全体の不透明度を高めるために使用されてもよい。
カラー層24は、ドライカラー積層体に色を提供するいずれかの適した要素又は構造体を含むことができる。カラー層は、例えば、インク、塗料、有色フィルム、金属化フィルム、不透明フィルム、着色接着剤、ラッカー、固体色素、プランシェット(懸濁した布地又はセルロース繊維)、又はドライカラー積層体に色を提供するいずれかの他の構造体若しくは要素を含んでもよい。しかしながら、その他の実施形態において、カラー層及び/又はドライカラー積層体は、実質的に布地又はセルロースを含んでいなくてもよい。
ドライカラー積層体は、ドライカラー層(単数又は複数)の下に位置する1つ以上の不透明化層又は不透明層26を有してよい。不透明層は、層又はコーティングの形状を含む、いずれかの適した形状であってよい。不透明層は、1つ以上のポリマー結合剤又は樹脂及び結合剤又は樹脂に分散した1つ以上の色素を含んでもよい。不透明層は、例えば、TiO2、金属化フィルム、充填フィルム、又はドライカラー積層体に付加的な不透明度を提供するその他の構造体を含む白色インク層を含んでもよい。金属化フィルム不透明層は、例えば、蒸発金属を構造層上に蒸着することによって形成されてもよい。
構造層(又は「支持層」若しくは「強化層」)28は、ドライカラー層(単数又は複数)に構造的支持体を提供する。また、構造層は、所望により、ドライカラー層に更なる不透明度を提供するため及び/又は変色防止障壁層としての役割を果たすため等、その他の目的に適合してもよい。後者の場合、構造層は、塗装された基材の色素又は染料(特にアゾ型色素又は染料)が積層体のカラー層に移染することを低減する又はなくすための障壁としての役割を果たしてもよいが、それはカラー層の変色の原因となり得る。また、構造層は、積層体を作製するプロセス中に、その上に他の積層体層が形成されてもよい、形成ウェブとしての役割を果たしてもよい。構造層は、ドライカラー層又は複数のドライカラー層を上回る引っ張り強度を有してもよい。
接着剤は、加圧を受けて、室温で装飾用積層体を基材表面に固着する。本明細書で使用される場合、「室温」という用語は、40°F(約4℃)〜104°(40℃F)未満を指し、該範囲内のいかなるより狭い範囲も含む。接着剤は、層、コーティング、及び接着剤の規則的又は不規則的パターンを含むがこれらに限定されない、いずれかの適した形状であってよい。
支持構造体16は、ドライカラー積層体10が基材表面20に塗布されるのを受けて一時的支持材料が引き剥がされるまで、ドライカラー積層体に構造的完全性を提供する。支持構造体16は、単一コンポーネント又は要素を含んでもよい。しかしながら、特定の実施形態において、支持構造体16は、幾つかのサブコンポーネント又は要素を含むことができる。これらは、以下、支持材料シート又は「支持材料」36;第1の剥離表面、剥離表面又は層38;接着剤層(例えば、「支持材料接着剤層」)又は結合(若しくはプライマー)層40等の追加接着層;及び第2の剥離表面、接着剤剥離コート層42の1つ以上を含むことができる。
物品(すなわち、多層のドライカラー積層体)10が特定の全体特性を提供することが望ましい場合がある。物品は、該特性が添付の特許請求の範囲に含まれていない限り、これらの特性の1つ以上を有する必要はない。これらの特性は、実質上の継ぎ目がなく、かつ塗料のような外観を有する物品の提供に有用であり得る。すべての特性は、23℃及び50%RHで測定される。
基材表面に塗布されるドライカラー積層体の部分(すなわち、トップコート、パターン又は印刷コート、カラー層、構造層、及び接着剤)である表面被覆コンポーネント17は、塗布中に隣接表面被覆コンポーネントが重なり合う場合、目に見える継ぎ目を最小化するために、好ましくは比較的薄い。
表面被覆コンポーネントは、その単一シートを適用することによって良好な不透明度及び被覆率を提供してもよく、これは、消費者に費用及び時間便益を提供する。好ましくは、表面被覆コンポーネントは、ASTM D2805に従って測定される際、少なくとも約0.95の不透明性指数を呈する。典型的に、該測定において、表面被覆コンポーネントは、試験表面、例えばレネタ(Leneta)不透明度フォーム2A等の色対比カードの表面に、気泡及びしわを避けながら慎重に塗布される。より具体的な実施形態において、表面被覆コンポーネントは、ASTM D2805に従って測定される際、少なくとも約0.98、より具体的には少なくとも約0.995の不透明性指数を呈する。実質的に完全な被覆率、すなわち全被覆は、暗い表面、着色された表面等の上でも得られ得る。
伸張性
表面被覆コンポーネントは、望ましくは、表面被覆コンポーネントの屈曲、丸め、又は類似の操作を可能にするのに十分である、少なくとも最低限の伸張性を呈してもよい。表面被覆コンポーネントの伸張度は、伸張速度に加え、その中に含まれるコンポーネント、特に使用される構造層の種類に依存するであろう。
本明細書に記載される物品の可撓性は、それらの曲げ剛性及び硬さを測定することによって決定される。
曲げ剛性は、テスティング・マシン社(Testing Machine、Inc.)(米国ニューヨーク州ロンコンコワ(Ronkonkowa))の曲げ試験器モデルK−416を使用して測定される。試験手順は、ISO2493に従う。試験される製品は、その上にいずれかの引き剥がし可能な支持材料を含む。2つの1インチ×1.5インチ(25mm×38mm)の矩形試料は、38mm(幅)カットの製品から製品の試験配向に対して垂直に切り取られる、例えば、機械方向(MD)の試料試験のために横断方向(CD)に38mm切り取る。38mmの幅で垂直に配向された一試料を曲げ試験器に定置する。曲げ角度が15度及び曲げ長さが5mmとなるように試験器を設定する。同一試験を水平に配向された第2の試料に対して実行し、機械方向(MD)及び機械横断方向(CD)の曲げ剛性の平均を得るために、値を平均する。本機器によって試料の曲げ抵抗力が測定される。
剛性(Nmm)=8.37610-4×曲げ抵抗力(mN)
硬さは、米国ニュージャージー州ウエストベルリン(West Berlin)にあるトウィング−アルバート・インストルメント社(Thwing−Albert Instrument Company)から入手可能なトウィング−アルバート・ハンドル−O−メータ(Thwing−Albert Handle−O−Meter)を使用して測定される。試験は、ASTM D6828−02に従って実行される。2インチ×2インチ(5cm×5cm)の正方形試料が製品から切り取られる。いずれかの支持体がその上にある試料とない試料の両方を試験することができる。
また、表面被覆コンポーネントは、色付けされる表面のトポグラフィー/表面モルホロジーに適合するのに十分な整合性を呈してもよい。更に、表面被覆コンポーネントは、角部及びその他の三次元形状の周囲並びに/又はその中で物品を容易に操作することができるようにするのに十分な整合性を有してもよい。更に、表面被覆コンポーネントのシートは、ミクロ整合性を有してもよい。本明細書で使用される場合、ミクロ整合性とは、それらが接着される表面の形状又は特徴と類似し、したがって塗布を受けて、表面被覆コンポーネントの内側表面17A及び外側表面17Bの両方のそれぞれが下に位置する表面のきめを模倣し、塗料様外観を提供する、物品の能力を指す。
本明細書に記載される物品の光沢は、60°及び85°の角度の光線の正反射率によって測定される。典型的に、60°での表面被覆コンポーネントの正反射率は、次の、約60、50、40、30、20、10、又は5のいずれか1つの光沢単位未満、又は以下である。下限値は、60°で1光沢単位であってもよい。85°での表面被覆コンポーネントの正反射率は、以下、約60、50、40、30、又は20のいずれか1つの光沢単位未満、又は以下であってもよい。
構造層は、幾つかの実施形態において、米国特許出願公報第US2005/0196607 A1号に記載されるような変色防止特性を提供してもよい。特定の実施形態において、構造層は、60℃で少なくとも400時間にわたり、0.40Δb*C.I.E色単位以下の色ずれを生じることを特徴とする、変色の原因となる色素に対する障壁を提供する。
ドライカラー積層体のコンポーネントは、米国特許出願公報第US2005/0003129 A1号に記載されるように、その層間に異なる剥離特性を提供してもよい。しかしながら、本明細書に記載される多層のドライカラー積層体の場合、垂直剥離速度(10〜1000インチ/分(25〜2,500cm/分)、又は12〜300インチ/分(30〜760cm/分))での支持構造体剥離力は、支持構造体の剥離を開始するための力が、加工中又は壁への塗布中の早期層間剥離を防ぐのに十分に強いという条件で、ロール巻き出し力より弱くてもよい。更に、支持構造体が塗布された製品を持ち上げることなく引き剥がされるように、支持構造体剥離を開始するための力が製品と壁との接着強度より低いことが望ましい。
物品及び方法は、物品が表面に塗布される際に空気が脱出できるようにし、したがって気泡及び/又はしわが被覆される表面上に現れることを防ぐ、多孔質表面被覆コンポーネントを提供するために採用されてもよい。特定の実施形態において、表面被覆コンポーネントは、ミクロ孔質であり、したがって水分が、塗布される物品とそれが塗布される表面との間に蓄積されるというよりは、脱出できるようにする。例えば、本明細書に記載される物品及び方法によって提供される表面被覆コンポーネントは、ASTM F1249−90に従って測定される場合、特定の場合において、相対湿度100%及び40℃で、約0.1g−μm/cm2/24時間を超える、又は約1g−μm/cm2/24時間を超える、又は約4g−μm/cm2/24時間を超える、水蒸気透湿度(WVTR)を呈してもよい。望ましいWVTRは、本質的に水蒸気透過させる材料を使用することによって及び/又は物品にミクロ又はマクロのいずれかの規模の孔、穿孔、開口部等を提供することによって提供されてもよい。
多層のドライカラー積層体10は、ロールからそれを広げることによって使用されてもよい(すなわち、それがロール形状の場合)。一実施形態において、多層の積層体は、同時に広げられ、基材表面に塗布される。多層の積層体は、基材20と接触している接着剤14によって基材上に定置される。多層の積層体10は、室温下での壁への塗布に特に適している。必要に応じて再配置し、多層の積層体が表面に接着するまで圧力が加えられる。次いで支持構造体16は、表面被覆コンポーネント17の前面から剥がされ、表面被覆コンポーネント17は、接着剤14によって基材に接着したままにする。支持構造体16は、支持構造体16と接着してそれの引き剥がしを助長するテープを使用することを含む、いずれかの適した方法で表面被覆コンポーネント17の前面から剥がすことができる。表面被覆コンポーネント17は、支持構造体16が引き剥がされた後、加圧することによって基材表面上でしわを伸ばすことができる。
図2は、ドライカラーコンポーネント12の製造方法の非限定的な一実施形態の簡略化された概略図である。
東レ(Toray)PA−10 9μm二軸配向PETフィルムを含む基材フィルムは、米国ロードアイランド州ノースキングストン(North Kingston)にある東レ社(Toray Company)からを入手される。このフィルムは、その第1の表面を形成する共押出非晶質ポリエステルを有する。非晶質ポリエステル表面上に印刷又はコーティングが施される。本基材フィルムは、7つの別個の印刷ステーションを利用し、上述のグラビアプロセスによってコーティングされる。コーティングは、次の順序、不透明化層1、不透明化層2、カラー層1、カラー層2、グレインパターン層1、グレインパターン層2、及びトップコート層1で基材フィルムの第1の表面に塗布される。7つのコーティングが塗布された基材フィルムは、印刷された基材を含む。印刷された基材の第1の表面は、トップコート層であり、印刷された基材の第2の表面は、PET基材フィルムの第2の表面である。
実施例2では、追加の不透明化層が含まれ、感圧性接着剤の2つの着色層が使用される。実施例2では、以下を除き、実施例1に記載されるプロセスに従う。SKC SP−91 9μmクリアPETを含む基材フィルムは、上述、8つの別個の印刷ステーションを利用してグラビアプロセスによってコーティングされる。コーティングは、以下の順序、不透明化層1、不透明化層2、不透明化層3、カラー層1、カラー層2、グレインパターン層1、グレインパターン層2、及びトップコート層1で第1の基材フィルムの第1の表面に塗布される。8つのコーティングが塗布された基材フィルムは、印刷された基材を含む。カラーコート層は、不透明化層3の表面に連続して印刷される。
実施例3〜12は、実施例1又は2のいずれかと同様の方法で用意され、以下の表に示される値のドライフィルム厚さ及び硬さであるコンポーネントを有する。
ドライカラーコンポーネントは、実施例1と同一の方法で用意される。本実施例において、剥離剤コーティングは、熱活性ポリマーブレンドを含む。
Claims (18)
- 建築表面に色の層を塗布するための多層ミクロ整合積層体であって、
前記積層体は、
外側表面を有するドライカラーコンポーネントであって、
室温で実質的に非エラストマーである予め形成された軸配向半結晶性高分子フィルムを含む可撓性構造層であって、第1の表面及び第2の表面を有する可撓性構造層と、
該構造層の該第1の表面上に位置する1つ以上のカラー層及び/又は印刷コート層を含む可撓性ドライカラー要素であって、該1つ以上のカラー層は、樹脂結合剤及び色素を含む可撓性ドライカラー要素と、
を含むドライカラーコンポーネントと、
前記構造層の該第2の表面上に位置する、該積層体を建築表面に接着するための感圧性接着剤層と、
該ドライカラーコンポーネントの該外側表面上に位置する可撓性一時的支持構造体であって、前記支持構造体は、該ドライカラーコンポーネントの該外側表面と接触している剥離層を含み、該支持構造体は、該支持材料が該ドライカラーコンポーネントから剥がされる際、該ドライカラーコンポーネントの外側表面を暴露するために、室温で該ドライカラーコンポーネントから剥離できる可撓性一時的支持構造体と、
を含み、
該ドライカラーコンポーネント及び該接着剤層は、3ミル未満の一体厚さを有し、該ドライカラーコンポーネント及び該接着剤層は、合わせて0.95以上の不透明性指数を有し、該構造層は、0.60ミル未満の厚さを有し、該積層体は、10ミリニュートン(mN)以上かつ20mN以下の曲げ剛性を有する、
ことを特徴とする多層ミクロ整合積層体。 - 前記可撓性構造層は、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、及びポリアミドからなる群から選択される高分子フィルムを含むことを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
- 前記ドライカラーコンポーネントは、前記構造層とカラー層及び/又は印刷コート層の1つ以上との間に有色素不透明化層を含み、前記積層体は、側端部を有し、該不透明化層の色相及び色値は、該積層体の該端部の視覚認知を低減するために該不透明化層と前記1つ以上のカラー層及び/又は印刷コート層との間の色差を最小化するように調節されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の積層体。
- 前記剥離層は、前記暴露された外側表面の光学面特性に実質的に影響を与えることなく前記ドライカラーコンポーネントの該外側表面から分離することができることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記剥離層は、前記支持材料に固着され、前記ドライカラーコンポーネントの前記外側表面上で少なくとも部分的に溶解した熱活性剥離コートを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記剥離層は、前記ドライカラーコンポーネントの前記外側表面上にコーティングされていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記剥離コートは、前記ドライカラーコンポーネントの前記外側表面に対して本質的に不粘着の接着をもたらすポリマーブレンドを含むことを特徴とする、請求項6に記載の積層体。
- 前記剥離層は結合層を更に含み、該結合層は、次の方法、すなわち(a)前記剥離コート及び該結合層が共押出される、(b)該剥離コートが押出される、及び(c)該剥離コートが該結合層上に押出される、のうちの1つの様式で、該剥離コートを前記支持材料に固着していることを特徴とする、請求項6又は7に記載の積層体。
- 前記剥離層は、次の、ポリエチレン、ビニルアセテート、エチレン・ビニルアセテート、エチレン・ヘキセン、エチレン・オクタン、エチレン・メチルアクリレート、ポリオレフィン、又はこれらの混合物のうちの1つ以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
- 前記剥離層の引き剥がしを開始するための開始力と、該剥離層の該引き剥がしを完了するための後続剥離力とが存在し、該剥離層を引き剥がすための該開始剥離力は、該剥離層を引き剥がすために必要な該後続剥離力より大きく、該剥離層は、前記上に位置する支持材料シートに十分に接着され、該剥離層の該支持材料シートからの層間剥離に耐えることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記支持材料は、4℃〜40℃未満の温度で50%未満伸張することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記ドライカラーコンポーネント及び前記感圧性接着剤層を組み合わせた前記構造層は、(a)少なくとも300MPaの引っ張り係数、(b)0.1%〜5%未満の伸張性、及び/又は(c)前記支持材料がない状態で1gm/cm以下の硬さを有することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記支持構造体がある状態で4gm/cmを超える硬さを有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の積層体。
- 少なくとも6のミクロ整合性スコアを有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の積層体。
- 「塗料様感触」基準において3以上を達成することを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の積層体。
- 建築表面に色の層を塗布するための多層ミクロ整合積層体であって、該積層体は、
(a)3.3ミル未満の厚さを有する可撓性表面被覆コンポーネントであって、
(1)4.5〜12ミクロンの厚さを有する予め形成された独立型軸配向高分子フィルムを含む構造層であって、該フィルムは、変色の原因となる色素又は染料が塗装建築表面から該構造層を通って移染することを防ぎ、前記構造層は、室温で実質的に非エラストマーである、構造層と、
(2)該構造層の前記第1の表面上に位置する1つ以上のカラー層と、該1つ以上のカラー層上に位置する実質的に透明なトップコート層とを含む、可撓性ドライカラー要素であって、該1つ以上のカラー層は、樹脂結合剤及び色素を含む、可撓性ドライカラー要素と、
(3)該ドライカラー要素とは該構造層の反対側にあり、該表面被覆コンポーネントを建築表面に接着するための感圧性接着剤層と、
を含む表面被覆コンポーネントと、
(b)該ドライカラー要素の該トップコート表面上に位置する可撓性一時的支持フィルムであって、0.5〜2ミルの厚さを有し、支持材料と、該支持体材料に固着される実質的に不粘着性の乾式剥離層とを含み、該支持材料が該表面被覆コンポーネントを担持するために十分な程度の接着を有する接触面に沿って該トップコート層と接触し、かつ該剥離層と該トップコートとの間に相互作用がない接触により、該接触面に沿った該トップコートの外側の光学面特性は、該一時的支持フィルムが該表面被覆コンポーネントから剥がされて、次に該感圧性接着剤層によって建築表面に接着された際の、該剥離コートとの先の接触によって実質的に影響を受けないようにしている、可撓性一時的支持フィルムと、
を含むことを特徴とし、
該積層体は、10ミリニュートン(mN)以上かつ20mN以下の曲げ剛性を有することを特徴とする、多層ミクロ整合積層体。 - 前記剥離層は、次の、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニルピロリドン、並びにポリビニルアセテートのポリマー類及びコポリマー類のうちの1つ以上、又はこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項16に記載の積層体。
- 前記剥離層の材料は、次の、
(a)前記トップコート材料の極性を上回る極性を有する親水性材料、
(b)溶媒中に分散し、該溶媒が該トップコート層を溶解することなく、該トップコート層と接触する、乾燥した高分子材料、
(c)該剥離層と前記一時的支持材料との接着より低い接着強度で該トップコートに接着される、実質的に無溶媒の高分子材料、又は
(d)該トップコート材料の極性より低い極性を有する材料、のうちの1つであることを特徴とする、請求項16に記載の積層体。
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