JP2013542096A - Uv抵抗性の透明積層体 - Google Patents
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Abstract
多層構造体は、フルオロポリマーの第1の層と、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層と、第3の層とを含み、フルオロポリマー接着剤層は第1および第3の層の間に存在する。接着剤層は任意選択で紫外線吸収剤を含むことができる。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2011年8月18日に出願された米国特許出願第13/212,328号明細書の優先権を主張し、米国特許法第119条(e)に基づき2010年9月10日に出願された米国仮特許出願第61/381,574号明細書の優先権も主張し、これらの内容全体が参照により本明細書に援用される。
本出願は、2011年8月18日に出願された米国特許出願第13/212,328号明細書の優先権を主張し、米国特許法第119条(e)に基づき2010年9月10日に出願された米国仮特許出願第61/381,574号明細書の優先権も主張し、これらの内容全体が参照により本明細書に援用される。
本開示は、一般に、多層構造体、ならびにそれより形成された電子デバイスおよび光起電力装置に関する。
エネルギー価格が上昇し、炭化水素燃料の環境への影響への関心が高まるにつれて、産業界はソーラーパワーなどの代替エネルギー源に注目している。特に、産業界は、太陽光を電流に変換する光起電力装置に注目している。光起電力装置は継続中の運転費は少ないが、光起電力装置の設置費用の多くがあらかじめ設備費に含まれる。したがって、光起電力装置の経済的な実行可能性は、設備費および耐久性に大きく依存している。
使用中、光起電力装置は紫外光にさらされる。光起電力装置を保護するために、封止材および他のポリマーフィルムが、光起電力装置の表面上に配置される。しかし、このような封止材および他のポリマーフィルム自体は、紫外光の影響を受けやすく、経時により劣化しうる。このような劣化によって封止材およびポリマーフィルムの有効性が低下し、それによって光起電力装置が損傷する可能性が生じたり、保護フィルムの劣化のために装置の運転実用性が低下したりする。
耐久性の問題は、他のエネルギー源に対する光起電力システムの優位性に影響する。太陽エネルギーの解決策は環境への影響が少ないという魅力があるにもかかわらず、光起電力装置は、既存の送電網の価格で電気を得るのに苦心している。耐久性の低下は、既存の光起電力装置の実施可能性を非常に妨害するものとなる。
したがって、改善された光起電力システムが望まれていよう。
本発明は、フルオロポリマーの第1の層と;フルオロポリマーの第1の層または第3の層の上に配置されるUV抵抗性フルオロポリマー接着剤層と;フルオロポリマー接着剤層の上に配置される、またはフルオロポリマー層接着剤が上に配置される第3の層とを含む、フィルムなどの多層構造体に関する。
別の一実施形態においては、本発明は、フルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に配置されるUV抵抗性フルオロポリマー接着剤層とを含む構造体に関する。
ある態様においては、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層は、架橋、縮合、またはその他の反応を引き起こす外部条件に対して反応することができる。したがって、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤は、「反応性」結合層と見なすことができる。UV抵抗性フルオロポリマー層は、架橋剤などの添加剤と反応することも、接着剤自体の中の官能性部分と反応することもできる。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層は、そのポリマーの化学的/物理的性質のために本来UV抵抗性である。UV抵抗性フルオロポリマー層の利点の1つは、UV抵抗性を得るために接着剤にUV吸収材料を加える必要がないことである。したがって、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤と接触層との間の界面は、材料の接着性を低下させることがあるUV吸収添加剤を含有する接着剤よりも優れている。さらに、UV抵抗性に関してUV抵抗性フルオロポリマー接着剤は、UV吸収材料が加えられることでより不均一な性質となりうる系と比較して、多層フィルム全体でより均一なUV抵抗性を得ることができる。
典型的には、フルオロポリマーは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。
種々の実施形態において、第3の層は、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤に接着しうる任意の材料であってよい。
添付の図面を参照することによって、本開示をより十分に理解でき、その多くの特徴および利点が当業者に明らかとなるであろう。
異なる図面中で同じ参照記号が使用される場合は、類似または同一の要素を示している。
図1に示されるように、本発明の多層構造体10は、フルオロポリマー層20、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30、および保護層40などの第3の層を含む。
用語「多層構造体」は多層フィルムを含むことを理解されたい。通常、多層構造体は多層フィルムよりも厚い。多層フィルムの厚さは、典型的には約1ミル〜約30の範囲である。構造体の厚さは大きく変動することができ、保護層または第3の層40は約0.5ミル〜約100ミルまたはより厚くすることができる。たとえば、フルオロポリマー層20およびUV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30をれんがに取り付けて多層構造体を得ることができる。用語「多層フィルム」および「多層構造体」は本明細書全体で同義で使用され、限定されるものではないことを理解されたい。
一実施形態においては、多層構造体10は多層フィルムである。多層フィルム10は、フルオロポリマー層20およびUV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30を含む。次にこの構造体は、後の時点で第3の層または基材に取り付けることができる。好適な第3の層/基材は本明細書に記載されている。
別の一実施形態においては、多層構造体10は多層フィルムでもある。多層フィルム10は、光起電力装置の障壁または保護層として使用することができる。多層フィルム10は、屋外環境において耐久性で透明の保護が必要となる任意の物品の障壁または保護層として使用することもできる。このような物品としては、屋外標識、日よけ、屋根材、屋外用電子デバイスなどを挙げることができる。本発明の多層フィルムの利点の1つは、可視光がフィルムを透過することができ、UV吸収剤を利用する必要なくフルオロポリマー層20および/または層40の間の接着接合が維持されることである。代替的一実施形態においては、下の層を保護するために、UV吸収剤を接着剤層に加えることができる。層40が、フルオロポリマーなどの本来UV抵抗性であるか、DuPont Teijin XST6638またはX6641PETフィルムなどのUV添加剤があらかじめ充填されているかのいずれかの場合、UV吸収剤は接着剤層中には不要となる。理論によって限定しようとするものではないが、本来UV抵抗性である(添加剤としてのUV吸収剤が不要である)UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層材料の使用は、種々の層の間の改善された接着性を促進するのに役立つと考えられる。
フルオロポリマー層20は0.5ミル〜20ミルの範囲内の厚さを有する。たとえば、層20は、0.5ミル〜10ミルの範囲内、たとえば0.5ミル〜5ミルの範囲内、またはさらには0.5ミル〜2ミルの範囲内の厚さを有することができる。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は層20の下にある。一例においては、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は層20と直接接触し、介在層を有しない。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は、0.2ミル〜10ミルの範囲内、たとえば0.2ミル〜5ミルの範囲内、0.2ミル〜2ミルの範囲内、たとえば0.2ミル〜1.5ミルの範囲内、または0.5ミル〜1.0ミルの範囲内の厚さを有することができる。あるいは、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は、2ミル〜10ミルの範囲内の厚さを有することができる。
太陽光および他の人工光に曝露すると、多層フィルムなどのプラスチック製品の有用寿命に悪影響が生じることがある。UV放射線は、ポリマー中の化学結合を破壊することができる。この過程は光分解と呼ばれ、最終的には亀裂、チョーキング、変色、および物理的性質の低下が生じる。
本発明以前には、太陽光への曝露に関連する劣化の問題を解決するために、UV光の損傷効果を抑制するための1つの方法としてUV安定剤が材料に加えられていた。UV安定剤は、紫外光吸収剤(UVA)およびヒンダードアミン光安定剤(HALS)の2つの大まかな種類に分類することができる。
紫外線吸収剤は、有害な紫外線を優先的に吸収し、それを熱エネルギーとして散逸させることによって機能する。一般的に利用可能なUV吸収剤は、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、またはベンゾオキサジノン類を主成分とする。
本発明の多層フィルムは、コーティングまたは積層によって作製することができる。一実施形態においては、多層フィルムは、フルオロポリマー、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤、および第3の層を含む。別の一実施形態においては、多層フィルムを光起電力装置に接着することができる。
本発明の多層フィルムは、2層〜約12層の材料を含むことができることを理解されたい。たとえば、多層フィルムは、第1の層および第2の層などを繰り返して層形成することができる。さらに、種々の層の組み合わせがこれに含まれ、たとえば、第1の層、第2の層、第1または第2の層とは異なる第3の層、ならびに第1、第2、または第3の層とは異なる第4の層などが含まれる。この場合もこの層形成は、想定する用途に必要なだけ繰り返すことができる。
一態様においては、フルオロポリマーおよびUV抵抗性フルオロポリマー接着剤の2層構造体を袋などのプラスチック容器中で真空シールすることで、フィルムの水分への曝露を制限することができる。次に、この構造体を後で第3の層または基材に取り付け、大気中の水分に曝露することで第3の層または基材に接着することができる。
ポリマーの種類の中では、フルオロポリマーは、高い透明性、良好な絶縁耐力、高純度、化学的不活性、低摩擦係数、高い熱安定性、優れた耐候性、およびUV抵抗性などの顕著な範囲の性質を示すため、独特の材料である。フルオロポリマーは、多くの場合上記性質の組み合わせが必要となる、高性能が要求される用途において頻繁に使用されている。
多層構造体の第1の層(20)は一般にフルオロポリマーである。「フルオロポリマー」という語句は、当該技術分野において周知であり、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)コポリマー(たとえば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、FEP(フッ素化エチレンプロピレンコポリマー)、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ならびにコポリマーであって、フッ化ビニル、クロロトリフルオロエチレン、および/またはフッ化ビニリデン(すなわち、VDF)と、1種類以上のエチレン系不飽和モノマー、たとえばアルケン類(たとえば、エチレン、プロピレン、ブチレン、および1−オクテン)、クロロアルケン類(たとえば、塩化ビニルおよびテトラクロロエチレン)、クロロフルオロアルケン類(たとえば、クロロトリフルオロエチレン、3−クロロペンタフルオロプロペン、ジクロロジフルオロエチレン、および1,1−ジクロロフルオロエチレン)、フルオロアルケン類(たとえば、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン(すなわち、TFE)、1−ヒドロペンタフルオロプロペン、2−ヒドロペンタフルオロプロペン、ヘキサフルオロプロピレン(すなわちHFP)、およびフッ化ビニル)、パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル類(たとえば、CF3OCF2CF2CF2OCF=CF2);パーフルオロアルキルビニルエーテル類(たとえば、CF3OCF=CF2およびCF3C2CF2OCF=CF2)、およびそれらの組み合わせとのコポリマーを含むことを意図している。
たとえば、ポリフッ化ビニリデン;フッ化ビニリデンのコポリマー;テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびフッ化ビニリデンのコポリマー(たとえば、Dyneon,LLCより商品名「THV」で販売されるもの);テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー;およびその他の溶融加工可能なフッ素樹脂の場合にはフルオロポリマーは溶融加工可能となり得ることも;ポリテトラフルオロエチレン、TFEと少ない量のフッ素化ビニルエーテル類とのコポリマー)、および硬化したフルオロエラストマーの場合にはフルオロポリマーは溶融加工可能でないこともある。
有用なフルオロポリマーとしては、HFPおよびVDFのモノマー単位を有するコポリマーが挙げられる。
有用なフルオロポリマーとしては、Dyneon,LLCより入手可能なものなどのHFP、TFE、およびVDFのコポリマー(すなわち、THV)も挙げられる。
他の有用なフルオロポリマーとしては、エチレン、TFE、およびHFPのコポリマーが挙げられ、これもDyneon,LLCより入手可能である。
さらなる市販のフッ化ビニリデン含有フルオロポリマーとしては、たとえば、Arkemaより販売される「KYNAR」(たとえば、「KYNAR 740」);Solvay Solexisより販売される「HYLAR」(たとえば、「HYLAR 700」)、およびDyneon,LLCより販売される「FLUOREL」(たとえば、「FLUOREL FC−2178」)の商品名を有するフルオロポリマーが挙げられる。フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマーも有用である。このようなものとしては、たとえばArkemaより販売されるKYNARFLEX(たとえば KYNARFLEX 2800またはKYNARFLEX 2550)が挙げられる。
市販のフッ化ビニルフルオロポリマーとしては、たとえば、E.I.du Pont de Nemours & Company,Wilmington,Delより商品名「TEDLAR」で販売されるフッ化ビニルのホモポリマーが挙げられる。
有用なフルオロポリマーとしては、DuPont、Daikin、Dyneon、Ashaiなどより入手可能なエチレンとTFEとのコポリマー(すなわち、「ETFE」)も挙げられる。
さらに、有用なフルオロポリマーとしては、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマー(ECTFE)が挙げられる。市販の例としては、Solvay Solexis CorpのHalar 350およびHalar 500樹脂が挙げられる。
他の有用なフルオロポリマーとしては、HoneywellのAclarなどのクロロトリフルオロエチレンの実質的なホモポリマー(PCTFE)が挙げられる。
別の一態様においては、フルオロポリマー層を表面処理することができる。一般に、親水性官能基をフルオロポリマー表面に結合させることによって、よりぬれやすくなり、化学結合が起こりやすくなる。プラズマエッチング、コロナ処理、化学蒸着、またはそれらの任意の組み合わせなど、フルオロポリマー表面を官能化する方法は数種類存在する。別の一実施形態においては、プラズマエッチングは、水素、酸素、アセチレン、メタン、ならびにそれらと窒素、アルゴン、およびヘリウムとの混合物などの反応性プラズマを含む。コロナ処理は、反応性炭化水素蒸気、たとえばケトン類、たとえばアセトン、C1〜C4の炭素鎖長のアルコール類、p−クロロスチレン、アクリロニトリル、プロピレンジアミン、無水アンモニア、スチレンスルホン酸、四塩化炭素、テトラエチレンペンタミン、シクロヘキシルアミン、チタン酸テトライソプロピル、デシルアミン、テトラヒドロフラン、ジエチレントリアミン、第3級ブチルアミン、エチレンジアミン、トルエン−2,4−ジイソシアネート、メタクリル酸グリシジル、トリエチレンテトラミン、ヘキサン、トリエチルアミン、メチルアルコール、酢酸ビニル、メチルイソプロピルアミン、ビニルブチルエーテル、メタクリル酸メチル、2−ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、キシレン、またはそれらの混合物などの蒸気の存在下で行うことができる。
ある技術では、これらの方法の1つを含む複数のステップの組み合わせが使用される。たとえば、表面の活性化は、励起気体種の存在下でのプラズマまたはコロナによって行うことができる。
理論によって限定しようとするものではないが、この方法は、変性フルオロポリマーと接着された層との間に強い層間接着が得られることが分かっている。フルオロポリマーは、米国特許第3,030,290号明細書、米国特許第3,255,099号明細書、米国特許第3,274,089号明細書、米国特許第3,274,090号明細書、米国特許第3,274,091号明細書、米国特許第3,275,540号明細書、米国特許第3,284,331号明細書、米国特許第3,291,712号明細書、米国特許第3,296,011号明細書、米国特許第3,391,314号明細書、米国特許第3,397,132号明細書、米国特許第3,485,734号明細書、米国特許第3,507,763号明細書、米国特許第3,676,181号明細書、米国特許第4,549,921号明細書;および米国特許第6,726,979号明細書に記載の方法によって表面処理することができ、これらの教示全体があらゆる目的で参照により本明細書に援用される。
一態様においては、電極領域に、アセトン、C1〜C4の炭素鎖長のアルコール、テトラヒドロフランメチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、または酢酸プロピルの蒸気を満たすコロナ放電で、フルオロポリマー基材の表面が処理される。
電極の少なくとも一方は誘電体バリアによって気体媒体から絶縁されている、間隔をあけた2つの電極の間に存在する気体媒体の容量性交換(capacitative exchange)によってコロナ放電が発生する。これは高電圧低電流の現象であり、電圧は通常キロボルトの単位で測定され、電流は通常ミリアンペアの単位で測定される。コロナ放電は、広範囲の電流および周波数に渡って維持することができる。0.2〜10気圧の圧力が、一般にコロナ放電作業の限度を画定し、一般には大気圧が望ましい。20Hz〜100kHzの範囲の周波数が従来使用することができ、特に範囲は500Hzから、特に3000Hz〜10kHzである。
別の一態様においては、フルオロポリマーの表面がプラズマで処理される。プラズマは、間に基材が配置され空間には反応性気体が満たされる2つの電極の間のRF(AC)周波数またはDC放電によって一般に発生させる。プラズマは、原子または分子の大きなパーセント値がイオン化されて、反応性イオン、電子、ラジカル、およびUV放射線となる任意の気体である。
本明細書に記載の多層構造体中に有用なUV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は、主鎖または側鎖に沿って反応性官能基を有するように化学修飾されたフルオロポリマーである。さらに、他の化学修飾によって、一般的な有機溶媒に対する溶解性および可撓性の増加などの性質をフルオロポリマーに付与することができる。架橋性フルオロポリマー接着剤の1つは、Daikinより入手可能なZeffle(登録商標)接着剤である。Zeffle(登録商標)は、テトラフルオロエチレンと反応性ヒドロキシル基を有するオレフィンとのコポリマーである。別の架橋性フルオロポリマー接着剤は、Asahi GlassのLumiflon(登録商標)接着剤である。Lumiflon(登録商標)は、アルキルビニルエーテルおよびヒドロキシル基を有するクロロトリフルオロエチレンポリマーである。これらの変性フルオロポリマー接着剤は、脂肪族イソシアネート類、チタネート類、およびメラミンなどの多種多様の化学架橋剤と反応させることができる。化学反応によって、優れた接着性が得られ、接着剤が不溶性にもなり長期耐久性が得られる。
一態様においては、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤は、官能基を含有する不飽和オレフィンなどのオレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される。
別の一態様においては、フルオロポリマー接着剤は、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである。
さらに別の一態様においては、フルオロポリマー接着剤は、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドであり、たとえばCytonix CorpよりFLUOROPEL(商標)、FLUOROTHANE(商標)、またはFLUOROSYL(商標)として販売されるものである。
別の一態様においては、フルオロポリマー接着剤は、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーであり、たとえばSolvay SolexisのFLUOROLINK(商標)として知られているものである。
さらに別の一態様においては、フルオロポリマー接着剤は、DuPontのTEFLON(登録商標)AFとして知られる非晶質フルオロポリマーである。
フルオロポリマー接着剤に架橋剤を加えることができる。好適な架橋剤としては、たとえば、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせから選択される一、二、および多官能性の物質が挙げられる。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、架橋性物質との反応が進行しうる部分、またはフルオロ接着材料自体に含まれる官能基と反応できる部分で官能化される。反応は、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線および電子ビームなどの放射線、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせによって促進することができる。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は、さらなる紫外線吸収剤を含むことができる。さらに、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30は、任意選択で光安定剤を含むことができ、任意選択で酸化防止剤を含むことができる。
特定の一例においては、少なくとも2N/cmの剥離強度、たとえば少なくとも2.0N/cm、少なくとも5N/cm、少なくとも10N/cm、またはさらには少なくとも15N/cmの剥離強度で、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層30がフルオロポリマー層20に接着する。同様に、接着剤層30は、同様の剥離強度で第3の層に接着する。
ある実施形態においては、任意選択でUV抵抗性フルオロポリマー接着材料30にUV吸収剤を加えることができる。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、0.1重量%〜15重量%の範囲内、たとえば0.1重量%〜10重量%の範囲内の量の紫外線吸収剤を含むことができる。特に、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、少なくとも5.5重量%の紫外線吸収剤、たとえば少なくとも7.0重量%の紫外線吸収剤を含むことができる。さらなる一例においては、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は15.0重量%を超える紫外線吸収剤は含まない。
好適なUV吸収剤としては、たとえば、CYASORB UV−9(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、CHIMASSORB 81(またはCYASORB UV 531)(2ヒドロキシ−4オクチルオキシベンゾフェノン)などのベンゾフェノン類が挙げられる。
TINUVIN P、TINUVIN 234、TINUVIN 326、TINUVIN 328、CYASORB UV 5411およびCYASORB UV 237は好適なベンゾトリアゾール類の例である。
CYASORB UV 1164(2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2イル]−5(オキスクチルオキシ)フェノールは、代表的なトリアジンUV吸収剤の1つである。
CYASORB 3638は、好適なUV吸収剤であり、これはベンゾオキサジノンである。
さらに、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)などの光安定剤を含むことができる。ヒンダードアミン光安定剤(HALS)は、ほとんどのポリマーの光誘起劣化に対して非常に有効な安定剤である。これらは一般にUV放射線を吸収しないが、ポリマーの劣化を防止する機能を果たす。これらは典型的には、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンアミンおよび2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールなどのテトラアルキルピペラジン類である。
たとえば、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、0.1重量%〜5重量%の範囲内の量の光安定剤を含むことができる。一例においては、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤30は、少なくとも2.5重量%の光安定剤、たとえば少なくとも3.5重量%、またはさらには少なくとも5.0重量%の光安定剤を含む。代表的な光安定剤は、Ciba Specialty ChemicalsよりTinuvin(登録商標)770として、またはCytech IndustriesよりCyasorb THT−4611として入手可能である。
多層構造体の第3の層40は、たとえば、フルオロポリマー(前述のもの)、ポリエチレン(線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなど)、ポリプロピレン、ナイロン類(ポリアミド類)、EPDM、ポリエステル類、ポリカーボネート類、エチレン−プロピレンエラストマーコポリマー類、エチレンまたはプロピレンとアクリル酸またはメタクリル酸とのコポリマー類、アクリレート類、メタクリレート類、エチレン−プロピレンコポリマー類、たとえばエチレン酢酸ビニル(EVA)、エチレンアクリル酸ブチル(EBA)エチレンアクリル酸メチル(EMA)などのポリαオレフィン溶融接着剤;アイオノマー類(一般に金属塩として中和された酸官能化ポリオレフィン)、酸官能化ポリオレフィン類、たとえば熱可塑性ポリウレタン(TPU)などのポリウレタン類、オレフィンエラストマー類、オレフィン系ブロックコポリマー類、熱可塑性シリコーン類、ポリビニルブチラール、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマーなどのフルオロポリマーなどの天然または合成のポリマー、金属、複合材料、ガラス、セメント質材料、石、木材、またはその他の任意の好適な基材、またはそれらの任意の組み合わせであってよい。
第3の層40は一般に0.5ミル〜20ミルの範囲内の厚さを有する。たとえば、層40は、0.5ミル〜10ミルの範囲内、たとえば0.5ミル〜5ミルの範囲内、またはさらには0.5ミル〜2ミルの範囲内の厚さを有することができる。しかし、層40は、多層構造体が得られる場合には、はるかに厚くてもよい。
層40は、層の表面上に堆積された無機層を含むことができる。たとえば、無機層は、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、またはそれらの組み合わせを含むことができる。一例においては、金属は、アルミニウム、銀、金、チタン、スズ、亜鉛、またはそれらの組み合わせを含むことができる。代表的な金属酸化物としては、アルミナ、シリカ、酸化スズ、酸化亜鉛、またはそれらの組み合わせを挙げることができる。代表的な金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ケイ素、窒化亜鉛、またはそれらの組み合わせを挙げることができる。代表的な炭化物としては、炭化ケイ素、炭化アルミニウム、炭化チタン、またはそれらの組み合わせを挙げることができる。無機層の厚さは、30nm〜1000nmの範囲内、たとえば50nm〜500nmの範囲内、またはさらには50nm〜200nmの範囲内であってよい。
本発明の多層構造体は、特に、電子部品の水分、天候、熱、放射線、物理的損傷からの保護、および/または部品の絶縁に使用することができる。電子部品の例としては、結晶シリコンを主成分とする厚い光起電力モジュール、非晶質シリコン、CIGS、CdTe、OPV、またはDSSCに基づく薄い光起電力モジュール、LED、LCD、プリント回路基板、フレキシブルディスプレイ、およびプリント配線板のパッケージングが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、多層構造体を光起電力構造に積層して、光起電力装置を形成することができる。たとえば、光起電力部品を供給することができ、多層積層体を含む保護構造体を光起電力部品の上に取り付けることができる。任意選択で、多層保護構造体を取り付ける前に封止材を光起電力部品に積層することができ、多層保護構造体を封止材に積層することができる。あるいは、接着剤およびフルオロポリマー層とは別に、障壁構造体を光起電力部品の上に取り付けることができる。
たとえば、光起電力部品は少なくとも2つの主面を含む。用語「前面」は、直射日光をより大きな比率で受ける光起電力装置の表面を意味する。実施形態においては、前面は、太陽光を電気に変換する光起電力装置の能動側である。しかし、ある実施形態においては、装置の2つの表面が能動となるように光起電力装置を構成することができる。たとえば、前面は直射日光を電気に変換することができ、裏面は反射した日光を電気に変換することができる。別の例においては、前面は一日のある時点で直射日光を受けることができ、裏面は一日の別の時点で受けることができる。本明細書に記載の実施形態は、このような光起電力構造またはその他の類似の光起電力構造を含むことができる。用語「上の」、「上にある」、「下の」、または「下にある」は、隣接する構造の主面に対する層、構造体、または積層体の配置を意味しており、上の、または上にあるは、その層、構造体、または積層体が、光起電力装置の外面に比較的近いことを意味し、下の、または下にある、は、その層、構造体、または積層体が光起電力装置の外面から比較的離れていることを意味する。本明細書において、用語「上」、「上の」、「上にある」、「下の」、および「下にある」は、表面と記載の構造との間に中間構造を含む場合もある。
別の一実施形態においては、本発明の多層構造体から、限定するものではないがプレッツェル、ポテトチップ、クラッカー、キャンディなどのスナック食品などの食料品の保管に好適な容器または袋を形成することができる。
別の一実施形態においては、本発明の多層構造体から、医薬品用途または医療用途に好適な容器または袋を形成することができる。この実施形態のさらなる一態様においては、フルオロポリマー接着剤層が任意選択のUV吸収剤を使用せずに構成される場合には、多層構造体の容器または袋に収容される医薬品または医療用構成要素は、滅菌のためにUV光を照射することができる。
本発明の多層構造体は、種々の方法によって形成することができる。短期間、たとえば数分から数時間、またはさらには数日で一連のプロセスステップで形成される3層構造体の場合、好ましい方法の1つは、構造体の第1のフルオロポリマー層または第3の層のいずれかの上にUV抵抗性フルオロポリマー接着剤をコーティングすることである。接着剤に溶媒が存在する場合は、溶媒を蒸発させ、次に接着剤層を構造体の残りの層と接触させる。3層構造体の最終的な接着は、積層プロセスにおいて圧力を使用し任意選択により熱を使用して行うことができ、その時間の間に接着剤の最終的な反応を行うことができる。
第3の層が後に、たとえば数日、数週間、またはさらには数か月の後に接着される2層構造体の場合、好ましい方法の1つは、第1のフルオロポリマー層に接着剤を部分的にのみに硬化または未硬化の形態でコーティングすることである。この部分的に硬化した2層構造体を次に、たとえば自己接着を防止するための保護ライナー、および/または大気中の水分、放射線、または後に硬化させるために意図された任意の環境への曝露を排除するための保護シーリングを使用して、好適に包装することができる。2層構造体を後に第3の層に取り付ける場合は、次に選択された硬化機構(本明細書に記載されるように水分、放射線、さらなる熱などへの曝露)によって硬化させることができる。
本発明の多層を接着するために、典型的には高温が使用される。典型的な温度範囲は、一般に、架橋反応の場合にUV抵抗性フルオロポリマーの架橋を誘導するのに十分な温度である。
典型的には、2つの加熱された基材の積層は、加圧下または減圧下で行われる。これは、真空積層またはロールプレス積層などの当該技術分野において周知の多くの方法によって行うことができる。多層構造体に加えられる典型的な圧力は、約15psi〜約45psiであるが、より高くすることができる。光起電力要素がすでに多層構造体に接触している場合、処理中に光起電力要素が損傷しないように圧力が制御される。
一般に、2つ(以上)の基材の積層は、ロールプレス法が使用される場合は、約1秒未満から数秒の時間で行われる。真空積層が使用される場合、そのプロセスは、2つ以上の材料の積層を完了するために約5〜約15分を要する場合がある。
あるいは、積層は、任意選択でロールプレスで行うことができる。したがって、フルオロポリマー構造体および非フルオロポリマーがロールプレスで接触する場合、低圧は約1〜約10psiとなり得、中圧は約10〜約100psiとなることができ、高圧は約100〜約500psiとなることができ、極端な場合、スチール・オン・スチールニップの場合ではさらに最高で約5000psiとなりうる。
互いの層のコーティングは従来方法によって行うことができる。たとえば、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤は、第1の層または第3の層のいずれかに塗布することができる。次に残りの層を、接着剤がコーティングされた層に取り付けることができる。
基材の接着力は少なくとも約2N/cmである。好適な範囲としては、ASTM D−903(2インチ/分の移動速度のT型剥離試験方法)で測定して、最大約15N/cm、特に約2〜約10N/cm、特に約5〜約10N/cmが挙げられる。
本明細書に記載の多層構造体は、高い光透過性を有することができる。
本明細書に記載の多層構造体は、光起電力装置などの電子デバイスに使用されるフロントシートとして使用することができる。あるいは、本発明の多層フィルムは、光起電力装置などの電子デバイスの透明バックシートとして使用することができる。本発明の多層フィルムは、光起電力装置などの電子デバイスの任意の能動面上に配置可能であることを理解されたい。
本発明は、「キット」をも含む。たとえば、本発明の多層構造体は、好適な材料または容器中に包装して、電子デバイスへの使用などのさらなる使用のための取扱説明書とともに販売することができる。別の一例として、UV抵抗性フルオロポリマー接着剤(架橋性物質または架橋剤を有するまたは有しない)がフルオロポリマーフィルムに塗布される、構造体が2層構造体である場合、後の時点で別の層または基材に取り付けることができるように構造体を包装することができる。この場合も、構造体がさらなる層に接着するよう、構造体を第3の層に取り付けるのに好適な条件が得られるように、取扱説明書を含めることができる。
1〜64まで連続して番号が付けられた以下のパラグラフは、本発明の種々の態様を提供している。一実施形態においては、第1のパラグラフ(1)において、本発明は、フルオロポリマーの第1の層と;UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層と、第3の層とを含み、フルオロポリマー接着剤層が第1および第3の層の間に存在する多層構造体を提供する。
2.フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、パラグラフ1に記載の多層構造体。
3.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、パラグラフ1または2のいずれかに記載の多層構造体。
4.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
5.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
6.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
7.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
8.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
9.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、パラグラフ3に記載の多層構造体。
10.第3の層が、フルオロポリマー類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ナイロン類、EPDM、ポリエステル類、ポリカーボネート類、エチレン−プロピレンエラストマーコポリマー類、ポリスチレン類、エチレン−スチレンコポリマー類、エチレン−スチレンと他のC3〜C20オレフィン類とのターポリマー類、エチレンまたはプロピレンとアクリル酸またはメタクリル酸とのコポリマー類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチル酢酸ビニル(EVA)、エチレンアクリル酸ブチル(EBA)エチレンアクリル酸メチル(EMA)、アイオノマー類、酸官能化ポリオレフィン類、ポリウレタン類、オレフィンエラストマー類、熱可塑性シリコーン類、ポリビニルブチラール類、またはそれらの混合物から選択される、パラグラフ1〜9のいずれか1つに記載の多層構造体。
11.多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、パラグラフ1〜10のいずれか1つに記載の多層構造体。
12.可視光透過率が少なくとも90%である、パラグラフ1〜10のいずれか1つに記載の多層構造体。
13.可視光透過率が少なくとも92%である、パラグラフ1〜10のいずれか1つに記載の多層構造体。
14.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、パラグラフ1〜10のいずれか1つに記載の多層構造体。
15.UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、パラグラフ14に記載の多層構造体。
16.第3の層が光安定剤を含む、パラグラフ1〜15のいずれか1つに記載の多層構造体。
17.光安定剤がヒンダードアミン光安定剤である、パラグラフ16に記載の多層構造体。
18.パラグラフ1〜17のいずれか1つに記載の多層構造体、架橋性物質または架橋剤をさらに含む。
19.架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、パラグラフ18に記載の多層構造体。
20.架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、パラグラフ18に記載の多層構造体。
21.パラグラフ1〜20のいずれか1つに記載の多層構造体を含む、電子デバイスのフロントシートまたはバックシート構造体。
22.パラグラフ1〜20のいずれか1つに記載の多層構造体を含む、医療用または医薬品用包装構造体。
23.フルオロポリマー接着剤層がUV吸収剤を実質的に含まない、パラグラフ22に記載の医療用または医薬品用包装構造体。
24.パラグラフ23に記載の包装構造体を含む包装された医療用または医薬品用構成要素を滅菌する方法であって、包装構造体を通して、包装された構成要素にUV放射線を照射するステップによる、方法。
25.フルオロポリマーの第1の層と;UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層とを含む、構造体。
26.フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、パラグラフ25に記載の多層構造体。
27.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、パラグラフ25または26に記載の多層構造体。
28.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである。パラグラフ27に記載の多層構造体。
29.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、パラグラフ27に記載の多層構造体。
30.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、パラグラフ27に記載の多層構造体。
31.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、パラグラフ27に記載の多層構造体。
32.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーである、パラグラフ27に記載の多層構造体。
33.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、パラグラフ27に記載の多層構造体。
34.多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、パラグラフ25〜33のいずれか1つに記載の多層構造体。
35.可視光透過率が少なくとも90%である、パラグラフ25〜33のいずれか1つに記載の多層構造体。
36.可視光透過率が少なくとも92%である、パラグラフ25〜33のいずれか1つに記載の多層構造体。
37.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、パラグラフ25〜33のいずれか1つに記載の多層構造体。
38.UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、パラグラフ37に記載の多層構造体。
39.架橋性物質または架橋剤をさらに含む、パラグラフ25〜38のいずれか1つに記載の多層構造体。
40.架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、パラグラフ39に記載の多層構造体。
41.架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、パラグラフ39に記載の多層構造体。
42.パラグラフ25〜41のいずれか1つに記載の多層構造体を含む、電子デバイスのフロントシートまたはバックシート構造体。
43.パラグラフ25〜41のいずれか1つに記載の多層構造体を含む、医療用または医薬品用包装構造体。
44.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層がUV吸収剤を実質的に含まない、パラグラフ43に記載の医療用または医薬品用包装構造体。
45.パラグラフ44に記載の包装構造体を含む包装された医療用または医薬品用構成要素を滅菌する方法であって、包装構造体を通して、包装された構成要素にUV放射線を照射するステップによる、方法。
46.多層構造体の作製方法であって、
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤をフルオロポリマーの第1の層に塗布して多層構造体を得るステップを含む、方法。
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤をフルオロポリマーの第1の層に塗布して多層構造体を得るステップを含む、方法。
47.フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、パラグラフ46に記載の方法。
48.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、パラグラフ46または47に記載の方法。
49.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである、パラグラフ48に記載の方法。
50.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、パラグラフ48に記載の方法。
51.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、パラグラフ48に記載の方法。
52.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、パラグラフ48に記載の方法。
53.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーである、パラグラフ48に記載の方法。
54.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、パラグラフ48に記載の方法。
55.多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、パラグラフ46〜54のいずれか1つに記載の方法。
56.可視光透過率が少なくとも90%である、パラグラフ46〜54のいずれか1つに記載の方法。
57.可視光透過率が少なくとも92%である、パラグラフ46〜54のいずれか1つに記載の方法。
58.UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、パラグラフ46〜54のいずれか1つに記載の方法。
59.UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、パラグラフ58に記載の方法。
60.架橋性物質または架橋剤をUV抵抗性フルオロポリマー接着剤と混合するステップをさらに含む、パラグラフ46〜59のいずれか1つに記載の方法。
61.架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、パラグラフ60に記載の方法。
62.架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、パラグラフ60に記載の方法。
63.パラグラフ25〜41のいずれか1つに記載の構造体と、構造体を第3の層に取り付けるための取扱説明書とを含む、包装された物品。
64.真空シールされた容器または包装材料中に含まれるパラグラフ25〜41のいずれか1つに記載の構造体を含む、包装された物品。
実施例1
以下の実施例によって、本発明の概念をさらに説明する。外部耐候性層としてのETFEフィルムに、Daikin Zeffle(登録商標)接着剤を主成分とするフルオロポリマー接着剤、およびPETフィルムを使用して、3層透明積層体を構成した。Zeffle(登録商標)接着剤は、入手したままで使用することも、PETにUV添加剤があらかじめ配合されていない場合に、UV放射線が下にあるPETフィルムに到達するのを遮断するために1種類以上のUV吸収剤をさらに配合することもできる。一例として、48gのZeffle GK−570接着剤溶液(Daikin America)を、25gの酢酸エチル溶媒で希釈し、続いて5.4gのCyasorb UV 5411(Cytech Industries)を加えた。混合物を高速ミキサーで十分に混合した。6.5gのイソシアネート架橋性物質Desumodur N3300(Bayer)を希釈したZeffle溶液に加え、再び高速ミキサーで十分に混合して最終接着剤溶液を得た。この最終接着剤溶液は光学的に透明であった。
以下の実施例によって、本発明の概念をさらに説明する。外部耐候性層としてのETFEフィルムに、Daikin Zeffle(登録商標)接着剤を主成分とするフルオロポリマー接着剤、およびPETフィルムを使用して、3層透明積層体を構成した。Zeffle(登録商標)接着剤は、入手したままで使用することも、PETにUV添加剤があらかじめ配合されていない場合に、UV放射線が下にあるPETフィルムに到達するのを遮断するために1種類以上のUV吸収剤をさらに配合することもできる。一例として、48gのZeffle GK−570接着剤溶液(Daikin America)を、25gの酢酸エチル溶媒で希釈し、続いて5.4gのCyasorb UV 5411(Cytech Industries)を加えた。混合物を高速ミキサーで十分に混合した。6.5gのイソシアネート架橋性物質Desumodur N3300(Bayer)を希釈したZeffle溶液に加え、再び高速ミキサーで十分に混合して最終接着剤溶液を得た。この最終接着剤溶液は光学的に透明であった。
得られた配合物は、角材のドローダウンバーを使用して厚さ10ミルの透明ポリエステル(PET)フィルム(韓国のSKCのSG00)に塗布して、約2.5ミルの未乾燥フィルム厚さを得た。コーティングされたポリエステルフィルムを、90℃に設定したオーブンに約15分間入れて、溶媒を蒸発させた。目標乾燥フィルム厚さは0.5ミルであった。乾燥させたZeffleがコーティングされたポリエステルフィルムを、厚さ1ミルの透明ETFEフィルム(Saint−Gobain Performance Plastics Corp.のNorton(登録商標)ETFEフィルム)に熱積層(120℃)した。完成した積層体について、層間剥離強度(90℃T型引張)試験および光透過試験(400〜1,100nmの間の範囲の可視光)を行った。測定された剥離強度は5.7N/cmであった。%光透過率は、Zeffle接着剤をコーティングしたPETフィルムに対する事前の実験に基づいて>85%と評価された。これより、ETFE−Zeffle接着剤−PET積層体は、光学的に透明な積層構造であることが示されている。
以上の明細書において、特定の実施形態を参照しながら本発明の概念を説明してきた。しかし、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱しない種々の修正および変更が可能であることは理解されよう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものであると見なすべきであり、このようなすべての修正が、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書において使用される場合、用語「含んでなる」、「含んでなること」、「含む」、「含むこと」、「有する」、「有すること」、またはそれらの他のいずれの変化形も、非排他的な包含を扱うことを意図している。たとえば、ある一連の特徴を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの特徴にのみに必ずしも限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に関して明示されず固有のものでもない他の特徴を含むことができる。さらに、反対の意味で明記されない限り、「または」は、包含的なまたはを意味するのであって、排他的なまたはを意味するのではない。たとえば、条件AまたはBが満たされるのは、Aが真であり(または存在し)Bが偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在せず)Bが真である(または存在する)、ならびにAおよびBの両方が真である(または存在する)のいずれか1つによってである。
本明細書および特許請求の範囲において、用語「含む」および「含んでなる」は、制限のない用語であり、「含むが、それらに限定されない」ことを意味するものと解釈すべきである。これらの用語は、より限定的な用語「から本質的になる」および「からなる」を包含している。
また、本明細書に記載の要素および構成要素を説明するために不定冠詞「a」または「an」も使用されている。これは単に便宜的なものであり、本発明の一般的な意味を提供するために行われている。この記述は、1つまたは少なくとも1つを含むものと読むべきであり、明らかに他の意味となる場合を除けば、単数形は複数形をも含んでいる。
フィルム厚さは、本明細書では「ミル」で記載されているが、1ミルは0.001インチに等しい。
特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決法を以上に記載してきた。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、ならびに、なんらかの利益、利点、または解決法を発生させることもより顕著にしたりすることもある、いずれの特徴も、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要、必要、または本質的な特徴であるとして解釈すべきではない。
別々の実施形態の状況において、明確にするために本明細書に記載されている特定の複数の特徴は、1つの実施形態の中で組み合わせても提供できることは、本明細書を読めば、当業者には理解されよう。逆に、簡潔にするため1つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供することも、任意の副次的な組み合わせで提供することもできる。さらに、ある範囲内で記載される値への言及は、その範囲内にある個々のすべての値を含んでいる。
Claims (64)
- フルオロポリマーの第1の層と、
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層と、
第3の層とを含み、前記フルオロポリマー接着剤層が前記第1の層と前記第3の層との間に存在する、多層構造体。 - 前記フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項1に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、請求項1または2に記載の多層構造体。
- UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、請求項3に記載の多層構造体。
- 前記第3の層が、フルオロポリマー類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ナイロン類、EPDM、ポリエステル類、ポリカーボネート類、エチレン−プロピレンエラストマーコポリマー類、ポリスチレン類、エチレン−スチレンコポリマー類、エチレン−スチレンと他のC3〜C20オレフィン類とのターポリマー類、エチレンまたはプロピレンとアクリル酸またはメタクリル酸とのコポリマー類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチル酢酸ビニル(EVA)、エチレンアクリル酸ブチル(EBA)エチレンアクリル酸メチル(EMA)、アイオノマー類、酸官能化ポリオレフィン類、ポリウレタン類、オレフィンエラストマー類、熱可塑性シリコーン類、ポリビニルブチラール類、またはそれらの混合物から選択される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記可視光透過率が少なくとも90%である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記可視光透過率が少なくとも92%である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、請求項14に記載の多層構造体。
- 前記第3の層が光安定剤を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記光安定剤がヒンダードアミン光安定剤である、請求項16に記載の多層構造体。
- 架橋性物質または架橋剤をさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、請求項18に記載の多層構造体。
- 前記架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項18に記載の多層構造体。
- 請求項1〜20のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、電子デバイスのフロントシートまたはバックシート構造体。
- 請求項1〜20のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、医療用または医薬品用包装構造体。
- 前記フルオロポリマー接着剤層がUV吸収剤を実質的に含まない、請求項22に記載の医療用または医薬品用包装構造体。
- 請求項23に記載の包装構造体を含む包装された医療用または医薬品用構成要素を滅菌する方法であって、前記包装構造体を通して、前記包装された構成要素にUV放射線を照射するステップによる、方法。
- フルオロポリマーの第1の層と、
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層とを含む、構造体。 - 前記フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項25に記載の多層構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、請求項25または26に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである、請求項27に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、請求項27に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、請求項27に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、請求項27に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマーである、請求項27に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、請求項27に記載の構造体。
- 前記多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、請求項25〜33のいずれか一項に記載の構造体。
- 前記可視光透過率が少なくとも90%である、請求項25〜33のいずれか一項に記載の構造体。
- 前記可視光透過率が少なくとも92%である、請求項25〜33のいずれか一項に記載の構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、請求項25〜33のいずれか一項に記載の構造体。
- 前記UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、請求項37に記載の構造体。
- 架橋性物質または架橋剤をさらに含む、請求項25〜38のいずれか一項に記載の構造体。
- 前記架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、請求項39に記載の構造体。
- 前記架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項39に記載の構造体。
- 請求項25〜41のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、電子デバイスのフロントシートまたはバックシート構造体。
- 請求項25〜41のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、医療用または医薬品用包装構造体。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤層がUV吸収剤を実質的に含まない、請求項43に記載の医療用または医薬品用包装構造体。
- 請求項44に記載の包装構造体を含む包装された医療用または医薬品用構成要素を滅菌する方法であって、前記包装構造体を通して、前記包装された構成要素にUV放射線を照射するステップによる、方法。
- 多層構造体の作製方法であって、
UV抵抗性フルオロポリマー接着剤をフルオロポリマーの第1の層に塗布して多層構造体を得るステップを含む,方法。 - 前記フルオロポリマーの第1の層が、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー(EFEP)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(THV)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー(HTE)、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項46に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分、ヒドロキシル、エーテル部分、メタクリレート、アクリレート、エポキシド、シラン部分、リン酸部分、スルホン酸部分、またはカルボン酸部分から選択される1つ以上の部分で官能化される、請求項46または47に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、オレフィン系部分およびヒドロキシル部分で官能化されたテトラフルオロエチレンである、請求項48に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルビニルエーテル部分およびヒドロキシル部分で官能化されたクロロトリフルオロエチレンポリマーである、請求項48に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、ポリメタクリル酸パーフルオロアルキルまたはポリアクリル酸パーフルオロアルキルである、請求項48に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、パーフルオロウレタンアルキド、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロシラン、またはパーフルオロエポキシドである、請求項48に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が、アルキルアミド、アルコキシシラン、またはホスフェート部分で官能化された官能化パーフルオロ−ポリエーテルポリマー、請求項48に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤が非晶質フルオロポリマーである、請求項48に記載の方法。
- 前記多層構造体が少なくとも85%の可視光透過率を有する、請求項46〜54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可視光透過率が少なくとも90%である、請求項46〜54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可視光透過率が少なくとも92%である、請求項46〜54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤がUV吸収剤をさらに含む、請求項46〜54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記UV吸収剤が、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンゾオキサジノンである、請求項58に記載の方法。
- 架橋性物質または架橋剤を前記UV抵抗性フルオロポリマー接着剤と混合するステップをさらに含む、請求項46〜59のいずれか一項に記載の方法。
- 前記架橋性物質が、アミン類、アミド類、無水物類、フェノール類、イソシアネート類、ヒドロキシル類、カルボキシル類、チタネート類、ジルコネート類、アルミネート類、プロトン供与体類、過酸化物類、シラン類、金属イオン類、水分、またはそれらの組み合わせを含有する一、二、または多官能性含有物質から選択される、請求項60に記載の方法。
- 前記架橋剤が、熱、圧力、水分、pH変化、UV光、過酸化物類、パーサルフェート類などの熱開始剤、感光性開始剤、γ線、電子ビーム、酸触媒、塩基触媒、金属イオン類、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項60に記載の方法。
- 請求項25〜41のいずれか一項に記載の構造体と、前記構造体を第3の層に取り付けるための取扱説明書とを含む、包装された物品。
- 真空シールされた容器または包装材料中に含まれる請求項25〜41のいずれか一項に記載の構造体を含む、包装された物品。
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