JP2015512807A - 微小球物品及びトランスファー物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示のトランスファー塗布方法は、目下開示されている微小球物品をそれから形成することができる目下開示されている微小球トランスファー物品を形成するのに用いることができる。微小球物品は驚くほど改善された美観を有する。
支持層は「寸法安定」でなければならない。言い換えれば、トランスファー物品の製造中に収縮したり、膨張したり、相変化したりしてはいけない。有用な支持層は、例えば、熱可塑性でも、非熱可塑性でも、又は熱硬化性でもよい。当業者は目下開示されているトランスファー物品に有用な支持層を選択することができる。支持層が熱可塑性層であれば、好ましくは、トランスファーキャリアの熱可塑性剥離層の融点を超える融点を有するべきである。トランスファーキャリアを形成するのに有用な支持層は、紙及び重合体フィルムの少なくとも1つから選択されたものを含むが、これらに限定されない。例えば、重合体フィルムは、ニ軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等であり、良好な温度安定性及び伸長性を呈すため、ビーズ被覆、接着剤被覆、乾燥、印刷等の加工作業を施すことができる。
トランスファーキャリアを形成する有用な熱可塑性剥離層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、有機ワックス、それらの配合物等のポリオレフィンの少なくとも1つから選択されるものを含むが、それらに限定されない。低密度から中密度(約0.910〜0.940g/cc密度)のポリエチレンが好ましいのは、トランスファー物品の製造にかかわることがあり得る後続の被覆及び乾燥作業に適応するのに十分な高い融点を有し、また複数の透明微小球に加えて、結合剤層として使用されてよい広範な接着剤材料から剥離するからである。
用語「透明微小球」及び「微小球」は本明細書では互換的に用いられている。
透明微小球は、粒径の有効な分布を提供するために、典型的にはスクリーンふるいを介してサイズ測定される。ふるい分けはまた、透明微小球のサイズを特徴付けるのに用いられる。ふるい分けには、制御されたサイズの開口を備えた一連のスクリーンを使用し、その開口を通過する微小球は開口のサイズに等しいか又はそれより小さいとみなされる。微小球では、スクリーンの開口に対する微小球の向きがどうであれ、微小球の断面直径はほとんど常に同一あるから、これは正確である。経済性を制御し、結合剤層表面への微小球の充填を最大限にするためには、可能な限り広いサイズ範囲を用いることが望ましい。しかし、用途によっては、より均一な微小球被覆表面を提供するために、微小球のサイズ範囲を制限する必要がある場合もある。いくつかの実施形態では、平均微小球直径の有効な範囲は、約5μm〜約200μm(典型的には約35〜約140μm、好ましくは約35〜90μm、及び最も好ましくは約38〜約75μm)である。20〜180マイクロメートルの範囲を外れる少数(微小球の総数に対して0〜5重量%)の小さい及び大きい微小球は、許容され得る。いくつかの実施形態では、微小球の多モードサイズ分布が有効である。例えば、2モード分布において、微小球の集団密度において2つの明瞭なピークが観察される。
いくつかの実施形態では、透明微小球は、特に耐湿性に関して、結合剤層へのそれらの接着力を最大化するために、接着強化剤(例えば、シラン結合剤、チタン酸塩、ジルコニウム酸塩、有機クロム錯体等の少なくとも1つから選択された接着強化剤)で処理される。
結合剤層(「第1の結合剤層」とも称される)は一般に有機高分子材料である。結合剤層は、透明微小球自体に対して、又は処理済み微小球に対して、良好な接着を示すべきである。結合剤層を透明微小球の表面上に配置するためのプロセスウインドウに適合している限りにおいて、透明微小球のための接着強化剤を結合剤層自体に直接加えることも可能である。結合剤層がトランスファーキャリアの熱可塑性剥離層から十分に剥離し、熱可塑性剥離層内の一方と結合剤層内の他方とに包埋されている透明微小球からトランスファーキャリアを除去できることが重要である。
目下開示されている微小球被覆物品及びトランスファー物品は、任意に1つ以上の基材層を備えることができる。好適な基材層の例は、織物(ナイロン、ポリエステル等の合成、非合成、織布及び不織布を含む)、ビニル被覆織物、ポリウレタン被覆織物等のポリマー被覆織物;革;金属;塗料被覆金属;紙;ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等の重合体フィルム又シート、ネオプレン等の天然及び合成ゴムを含むエラストマー等の少なくとも1つから選択されたものを含むが、それらに限定されない。基材は、例えば、衣類物品;自動車、船舶、又は他の車両シートカバリング;自動車、船舶、又は他の車両本体;整形外科デバイス;電子デバイス、携帯デバイス、家庭用機器等の形態であってよい。
本開示の結合剤層は、所望により、所望の基材用の接着剤として働く機能を果たしてもよく、及び/又は、グラフィック機能を有するように顔料を更に含んでもよい。
目下開示されている微小球被覆物品及びトランスファー物品は、それぞれ任意に、結合剤層に加えて1つ以上の接着剤層更に備えてよい。基材接着剤層は、結合剤層又は結合剤層に任意に結合される材料の層を基材に結合するための手段を提供するために、例えば、任意に物品内に含まれてよい。これらの任意の接着剤層は、例えば、結合剤層が所望の基材に対する接着剤としても機能できないときに、任意に存在してもよい。基材接着剤層(並びに他の任意の接着剤層)は、結合剤層に使用されるのと同じ一般型の高分子材料を含んでもよく、同一の一般手順に従って塗布されてもよい。しかし、使用される各接着剤層は、所望の層を一緒に接着するように選択されなければならない。例えば、基材接着剤層は、意図される基材、並びに該層が結合される他の層に接着できるように選択されなければならない。
例えば、トランスファーキャリアを複数の透明微小球の層から分離する能力を向上させるために、目下開示されている微小球被覆物品及びトランスファー物品に任意の層が含まれてよい。そのような物品において強化層として機能することができるそのような任意の層は、一般に、複数の透明微小球と基材接着剤層との間に配置される。有用な強化層の例としては、例えば、追加基材層が挙げられる。
本開示の物品は、所望によりエンボス加工されてよい。エンボス加工の手順は一般に、エンボス加工可能な基材に結合されかつトランスファーキャリアを除去した物品を、熱型押ローラーアセンブリ又は型押熱プラテンプレスにより熱及び圧力に曝すことを伴う。エンボス加工物品には、結合剤層がエンボス加工作業中に融解せず、微小球包埋レベルを保持する一方、同時に亀裂が発生せずに変形できるほど十分に可撓性があることが好ましい。エンボス加工の別の方法は、トランスファーキャリア除去後に、表面がその下にある不規則な層に合致するようにトランスファー物品を例えば粗い織物等の不規則な基材に熱積層することである。いくつかの実施形態では、目下開示されている物品及びトランスファー物品を加工するときに、熱成形を用いることができる。
実施形態1.(a)第1の結合剤層と、(b)前記第1の結合剤層内に少なくとも部分的に包埋される複数の透明微小球と、を有する少なくとも第1の表面を備え、前記透明微小球が前記第1の結合剤層の屈折率より小さい屈折率を有し、前記複数の透明微小球が少なくとも5μmの平均直径を有する、物品。
トランスファー物品を作製するために、ポリエチレン被覆紙基材を約140℃の温度まで加熱してやわらくし、かつその表面を粘着性にした。透明微小球を加熱ポリエチレン被覆紙基材のポリエチレン被覆側の上に散在させて、(基材のポリエチレン被覆側に)透明微小球の単層被膜を形成した。透明微小球をそれらの直径の約30〜40%に相当する深さまでポリエチレン被覆紙基材のポリエチレン被覆側に部分的に包埋させた。透明微小球をポリエチレン包埋させる程度は、ポリエチレン被覆紙基材の温度及び加熱時間を変化させることで制御することができた。
ポリウレタン結合剤組成物を、11グラムのK−FLEX 188(これに5重量%の炭素黒色顔料(PennColor,Inc.,Doylestown,PAから得られる)を添加した)、及び10グラムのDESMODUR N 3300A(これに1滴のK−KAT XC−9213を添加した)を混合することによって調製した。
10グラムのEPON 828樹脂と5.2グラムのJEFFAMINE D−230硬化剤とを混合することでエポキシ結合剤組成物を調製した。その結果得られた混合物を上記のトランスファー物品上で透明微小球の上に被覆し(エポキシ被覆の厚さは150マイクロメートルであった)、85℃にて1時間硬化させた。試料を炉から取り出し、微小球物品を形成しかつ露出させるためにポリエチレン被覆紙基材を備えるライナーを剥がした。最終的な硬化を、次いで、微小球物品を2時間120℃に曝すことで達成させた。
後述の手順を用いて透明微小球の屈折率を決定するために、Cargille of Cedar Grove,New Jerseyから入手可能な認定屈折率試験液一式を使用した。
炭素黒色顔料を添加しなかったことを除いて微小球物品の作製方法I(上記)に記載される通りにポリウレタン結合剤組成物を調製した。結果得られたポリウレタン混合物を剥離ライナー上に塗布し、70℃で1時間硬化させた。剥離ライナーを取り除き、結果得られたフィルムをベッケ線法(上記)を用いてその屈折率について試験した。結果得られたポリウレタンフィルムは1.502の屈折率を有した。
方法IIにおいて使用した結果得られたエポキシフィルムの計算された屈折率を、出発材料の既知の屈折率を用いて求めた。屈折率は1.542であると計算された。
前述したように製造した微小球物品の色及び明度(CIE L*値、a*値、b*値)を、45/0指向性型照明の条件下で分光光度計(Hunter Associates Labs Inc.,Reston VAから得られる、「HunterLab MiniEZ」という商品名で市販されているもの等)を使用して求めた。試料を(肉眼により)目視検査し、知覚色をノートに書きとめた。
前述した微小球物品の作製方法Iを用いて、EX1微小球物品及びトランスファー物品を作製した。透明微小球は、平均サイズが44〜53μmであるホウケイ酸ガラス微小球(Mo Sci,Inc.,Rolla,MOから得られた)であり、ベッケ線法を用いて求めた屈折率は1.46であった。透明微小球をポリエチレン被覆紙基材の上に散在させ、約140℃まで加熱して、微小球の直径の約30〜40%がポリエチレン層内に包埋された透明微小球の単層を形成した。黒色着色ポリウレタンコーティングを(厚さ125μm)を微小球塗布紙の上に塗布し、70℃の炉内に1時間にわたり置くことによって硬化させた後、ポリエチレン被覆紙基材を備えるライナーを取り除いて、部分的に露出した微小球を含有する自立黒色フィルムを形成した。
CE1微小球物品及びトランスファー物品を、透明微小球が約44〜53μmの平均サイズを有するソ−ダ石灰珪酸塩微小球(Swarco Industries,Inc.,Columbia,TNから得られる)であったことを除いて、EX1と同じ方法で作製した。透明微小球の屈折率はベッケ線法により1.52であると測定された。
EX2微小球物品及びトランスファー物品を、前述した微小球物品の作製方法Iを用いて作製した。
CE2微小球物品及びトランスファー物品を、透明微小球が約30〜75μmの平均サイズ及びベッケ線法を用いて求められた1.61の屈折率を有するカルシウムアルミノケイ酸塩微小球であったことを除いて、上記のEX2と同じ方法で作製した。透明なカルシウムアルミノケイ酸塩微小球を、およそ3グラム/分の割合でH2/O2炎を介してカルシウムアルミノケイ酸塩粉粒体を供給することにより作製した。その結果得られた球状化粒子を鋼製容器内に集め、かつそれらの均質性を改善するためにH2/O2炎を介して再度加工した。
前述した黒色顔料添加ポリウレタン結合剤組成物のコーティングを、微細複製されくぼんだポリエチレン表面(くぼみサイズ〜30μm)の上に塗布し、70℃の炉内で1時間にわたり硬化させた。黒色顔料添加ポリウレタンコーティングは厚さ約125μmであった。次いで、ポリエチレンキャリアをはがして、低光沢黒色フィルムを露出させた。
EX3を、前述の微小球物品の作製方法IIを用いて作製した。
EX4を前述した微小球物品の作製方法IIを用いて作製した。
CE4微小球物品及びトランスファー物品を、透明微小球が約44〜53μmの平均サイズを有するソ−ダ石灰珪酸塩微小球(Swarco Industries,Inc.,Columbia,TNから入手した)であったことを除いて、EX4と同じ方法で作製した。透明微小球の屈折率はベッケ線法により1.520であると測定した。
CE5微小球物品及びトランスファー物品を、透明微小球が20〜75μmの範囲の粒径を有するホウケイ酸E−ガラス微小球(Potter’s Industries,Malvern,PAから入手した)であったことを除いて、EX4と同じ方法で作製した。微小球を、それらの欠陥レベルを改善するために、H2/O2炎に通過させた。透明微小球の屈折率はベッケ線法により1.57であると測定された。
Claims (13)
- 少なくとも第1の表面を備える物品であって、前記第1の表面が、
(a)第1の結合剤層と、
(b)前記第1の結合剤層内に少なくとも部分的に包埋される複数の透明微小球と、を有し、
前記透明微小球が、前記第1の結合剤層の屈折率より小さい屈折率を有し、
前記複数の透明微小球が少なくとも5μmの平均直径を有する、物品。 - 前記複数の透明微小球が、1.490以下の屈折率を有する、請求項1に記載の物品。
- 前記複数の透明微小球内の透明微小球が少なくとも5重量%の酸化ホウ素を含む、請求項1〜2のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品又は前記結合剤層の少なくとも片方が顔料を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品又は前記結合剤層の少なくとも片方が顔料を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品が化粧フィルム、保護フィルム、トランスファー物品の少なくとも1つである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の物品。
- 前記透明微小球が接着強化剤を用いて処理される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の物品。
- 前記第1の結合剤層内の結合剤の前記屈折率と前記透明微小球の前記屈折率との間の差が少なくとも0.015である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の物品。
- トランスファー物品であって、
(a)
(i)支持層と、
(ii)前記支持層に結合される熱可塑性剥離層と、備える、トランスファーキャリアと、
(b)前記支持層と反対側の前記熱可塑性透明微小球剥離層の面に形成される複数の透明微小球の層と、を備え、前記複数の透明微小球が約1.490以下の屈折率を有する、トランスファー物品。 - (c)前記熱可塑性剥離層の反対側にある前記複数の透明微小球の面に結合剤層を更に備える、請求項9に記載のトランスファー物品。
- 前記第1の結合剤層には接着剤がある、請求項9〜10のいずれか一項に記載のトランスファー物品。
- 前記透明微小球が接着強化剤により処理される、請求項9〜11のいずれか一項に記載のトランスファー物品。
- 前記第1の結合剤層が不連続であり、かつ前記結合剤層が基材層に結合することができる、請求項9〜12のいずれか一項に記載のトランスファー物品。
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