JP5607531B2 - 基材をマスキング又は保護する物品及び方法 - Google Patents
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Description
(a)対向する第1及び第2の主表面を有する不織布材料と、
(b)前記不織布材料の前記第2の主表面の上に配置された感圧性接着剤と、
(c)前記感圧性接着剤の少なくとも一部と接触しているスクリム材料と、を含む。
(a)
(i)対向する第1及び第2の主表面を有する不織布材料と、
(ii)前記不織布材料の前記第2の主表面の上に配置された感圧性接着剤と、
(iii)前記感圧性接着剤の少なくとも一部と接触しているスクリム材料と、
を含む少なくとも1つの保護シートを用意する工程と、
(b)保護すべき基材に、前記少なくとも1つの保護シートを付着させる工程と、を含む。
当該技術分野において一般的に知られているかなりの数の材料が、本明細書に記載されている保護シートの不織布部分を作製するのに適している。当業者であれば分かるように、不織布材料は、繊維の表面積、不良を招く場合もある「リンティング」若しくは繊維の放出を防ぐための繊維間結合、繊維の化学組成、色、デニール又は繊維の坪量を最適化するように選択できる。
接着材料
本開示の1つの実施形態は、気体及び液体輸送に対して実質的に不透過性である感圧性接着剤の連続層を採用している。本明細書で使用するとき、用語「感圧性接着剤」は、通常は粘着性であり、中度の圧力、例えば手による圧力を加えると、又は軽い力を加えると、基材に付着する接着剤を意味する。本明細書で使用するとき、用語「実質的に不透過性」は、オーバースプレー塗料、シンナー、及びその他の溶媒材料が通り抜けて塗装ブースの壁を汚染するのを防ぐ接着剤の機能を指す。
保護シートを基材に付着する代替的な方法は、マグネット、スナップ、クリップ又は機械的締結具の使用を含むいくつかの手段によってもたらしてよい。1つの実施形態では、フック部材のストリップを含む機械的締結具が用いられている。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,848,375号(ミラー(Miller)ら)には、本明細書に記載されている方法及び物品での使用に適した機械的締結具用のマッシュルームタイプのフックストリップが記載されている。
任意の織布材料又はスクリム材料を用いて、表面の接着剤の粘着性を低減させることによって、取り扱い性を向上させることができると共に、熱焼付けサイクルへの度重なる曝露後の取り外しのために引張補強をもたらすことができる。織スクリム又は織布地は、材料の交絡糸又は交絡ストリップから一体的な布地へ構築したテキスタイルである。あるいは、スクリムは、接着剤によって又は交点での相互溶融を介して結合されている繊維の網状織物で構築してよい。
低接着性裏糊材料の塗布は、感圧性接着剤に対する接着剤親和性の低下した表面をもたらす。このような低下した接着性は、保護シート材料の積み重ねシートの分離を促す。また、低下した接着性は、保護シート材料をロール上に供給するとき、保護シート材料の巻き出しも促す。解放式の付着手段が接着剤以外のものである場合には、低接着性裏糊を除外してもよい。
本開示のいくつかの実施形態では、保護シートの不織布材料に光学的光沢材を加えて、保護シートの外観がより白く及びより明るく見えるようにする。塗装ブースにおける、より明るい保護シートは、視覚化及び正確な色あわせの面で作業者を助ける。
1つの実施形態では、不織布シートは、少なくとも約45N/25mm、又は少なくとも約65N/25mm、又は少なくとも約90N/25mmの機械方向引張破断強度と、約100%未満、又は約70%未満の機械方向破断伸長率と、ASTM D885−02(薄いプラスチック被覆用材の引張特性(Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting))によって測定した場合で約50MPa未満、又は約40MPa未満の機械方向引張係数とを有する。
A.不織布材料及び比較材料
実験で用いた不織布材料及び比較材料を表1に示す。
1.オーバースプレーの収集
オーバースプレー塗料で汚染されることになり、その後に、用いた塗装スプレーガンからの約138〜414kPa(20〜60psig)の不慮の空気排出を経る場合もある作業用塗装ブースを模倣するために、試験を構築した。この試験では、本発明の例えば高圧空気ブラストへの曝露後に捕捉及び保持される粒子状汚染物質の重量パーセントを測定する。
実施例の不織布材料の引張強度、並びに伸長率及び引き裂き強度の測定値を表3に示す。ASTM D882−02を用いて、幅2.54cm(1インチ)当たりの引張破断強度(単位N)及び20伸長率を評価した。ASTM D1938−06を用いて、トラウザー引き裂き強度を評価した。
標準的な産業用蛍光灯を備えた2つの市販塗装ブースの内面に保護シートを取り付け、保護シートの周辺光への影響を割り出した(上述の光度計を用いて周辺光を測定した)。この測定では、光度計は、垂直に配向したセンサーと共に、床面から約0.8メートルの高さに固定した。周辺光の強度は、4つの位置、すなわち、塗装ブースの4つの壁の中間点で測定する。光の強度は、最初に、すなわち、本発明の概念物の設置前に測定し、次いで設置後に測定した。通常の作業条件下による45日の作業後、光の強度を再測定した。そのデータは表4にまとめられており、周辺光は、1平方フィートあたりのルーメンとしても知られるフートキャンドル(SI単位はLUXであり、1フートキャンドル=10.764LUXである)で測定されている。
被覆試料の調製
所望の不織布シート、又は不織布シートとスクリム材料との組み合わせを含む裏材材料を接着剤でコーティングすることによって、試験試料を調製した。1つの実施形態では、試験接着剤は、ホットメルトコーティングプロセスによって、裏材材料の上に計量供給した。接着剤を溶かして、幅15cmのスロットダイを備えた2軸押出し機を用いて、計量供給した。本発明の実施に際しては、巻き出しステーション、積層ステーション、コーティングステーション、冷却ステーション及び硬化ステーションのいずれの組み合わせも好適に採用してよい。1つの実施形態では、まず不織布裏材材料をスクリム材料に積層してから、コーティングステーションに送り、続いて直接スクリム材料の上及びスクリム材料を貫いてコーティングし、溶融接着剤が、不織布材料の上部に接触すると共に、不織布材料の上部の中に浸透するようにする。別の実施形態では、まず不織布裏材材料を接着剤でコーティングしてから、スクリム材料に積層してよい。接着剤は、スクリムによる積層の前又は後に、架橋させてもよい。コーティングされた接着剤は即座に固まり、好適な強度及び波長の紫外線への曝露により硬化させられる。コーティング重量、接着剤溶解温度、ダイが焼付け複合体に侵入する深さ、ラインスピード、及び硬化条件はいずれも、最適な産物をもたらすために調節可能である。
実験の接着剤は、表5に詳述されている組成で作製した。これらの接着剤を作製するために用いたプロセスは、米国特許第5,902,654号、同第6,294,249号及び同第6,928,794号に記載されており、これらの特許は参照により本明細書に組み込まれる。
A.熱サイクル
4.5kgのスチールローラーを用いて、2.5cm×15cmの試料ストリップを、きれいなステンレススチール試験基材に積層して、接着剤の湿潤を確保し、その集合体を、温度制御ソフトウェアのプロトコールプラス(Protocol Plus)(商標)を備えた温度サイクルオーブン(ミネソタ州ミネアポリス(Minneapolis)のデスパッチ・インダストリーズ(Despatch Industries))内の試料ホルダーに配置した。1回の熱サイクルは、約1°/分で、約25℃〜温度60℃の温度傾斜として定義されており、この温度で、試料パネルを30分間保持する。続いて、温度を1°/分の速度で25℃まで低下させて、30分間保持する。
感圧性テープの剥離接着力の標準試験法(Standard Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape)であるASTM D3330/D3330M−04、及び以下の手順に従って、試料の180°の剥離角度特性を評価した。4.5kgのスチールローラーを用いて、2.5cm×15cmの試料試験ストリップを、きれいなステレススチール試験基板に付着して、基材上の接着剤の湿潤を確保した。試料に対して、剥離速度35cm/分、ロードセル容量4.5kgのIMASS SP−2000滑り/剥離試験装置(Slip/Peel Tester)(マサチューセッツ州アコード(Accord)のIMASS社(IMASS Inc.)から入手可能)を用いて、180°の剥離角度形状で剥離試験を行った。
試験試料の取り外し時にステンレススチール試験基板に移動する接着剤の量を評価して、以下に示されている大まかなレベルに従ってランク付けした。
感圧性テープの剥離接着力の標準試験法(Standard Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape)であるASTM D3330/D3330M−04、及び以下の手順に従って、試料の、陽極酸化アルミ基材から90°の角度の剥離力を測定することによって、裏材層から接着剤を層間剥離することに対する試料材料の耐性を評価した。4.5kgのスチールローラーを用いて、2.5cm×15cmの試料試験ストリップを陽極酸化アルミ試験プレートに付着して、基材上の接着剤の湿潤を確保した。試料に対して、剥離速度35cm/分、ロードセル容量4.5kgのIMASS SP−2000滑り/剥離試験装置(Slip/Peel Tester)(マサチューセッツ州アコード(Accord)のIMASS社(IMASS Inc.)から入手可能)を用いて、90°の角度で剥離試験を行った。
感圧性テープの巻き出し力の標準試験法(Standard Test Method for Unwind Force of Pressure-Sensitive Tapes)であるASTM D3811/D3811M−96(2006)に従って、テープ巻き出し装置と、35cm/分の巻き出し速度とを備えたIMASS SP−2000滑り/剥離試験装置(Slip/Peel Tester)(マサチューセッツ州アコード(Accord)のIMASS社(IMASS Inc.)から入手可能)を用いて、幅5cm×長さ20mの試料ロールによって、ロール形状の試料の層を巻き出す力を評価した。
接着剤の剥離耐性の標準試験方法(T−剥離試験)(Standard Test Method for Peel Resistance of Adhesives(T-Peel Test))であるASTM D1876−01に従って、T−剥離試験装置を備えたIMASS SP−2000滑り/剥離試験装置(Slip/Peel Tester)(マサチューセッツ州アコード(Accord)のIMASS社(IMASS Inc.)から入手可能)を使って、228cm/分の剥離速度を用いて、T−剥離形体で試料材料の層を分離する力を評価した。
本明細書に記載されているように、スチールに対する180°の剥離接着力と、96回の焼付けサイクル後の接着剤残留物の評価について、表6の接着剤の実施例を評価した。接着力と移動の結果を表6に示す。
A.走査電子顕微鏡(SEM)
図6は、実施例NW−7の横断面を撮影した走査電子顕微鏡写真であり、接着剤材料が、スクリム層を越えて、不織布層の中に浸透し、それによって少なくとも部分的にスクリム層を封入していることを示している。これによって、構造体の構成要素を合わせた結合と、接着剤層の補強とがもたらされる。
本発明の概要物のNW−3(スクリム無し)及びNW−14(内部スクリム)を2つの塗装ブースに設置し、2週間及び4週間の期間、同じ回数の塗装作業で定位置に放置した。これを、保護カバーリングを設置せずに2週間の期間置いた同じブースと比較した。典型的な塗装済みパネル当たりの不良(「ブツ」とも呼ばれる)の数を測定すると共に、典型的な塗装済みパネル当たりの、バフ研磨によって不良を除去するのに費やした時間をストップウォッチで測定した。加えて、最初の4週間の後に、試験ブースの1つに材料を再び塗布して、更に2週間後に評価した。結果を表12に示す。
表面が紙で覆われたフォームコアの900cm×450cmのシートに実施例NW−14を付着し、HPLVスプレーガンを使用して、276kPa(40psig)の気圧を用いて、黒色の自動車用塗装スプレーに曝露した。スプレーガンのノズルは、試験材料の表面から5cm、20cm及び30cmの距離に保持し、スプレーを5秒間作動させた。図8は、フォームコアシートから実施例材料を剥がした状態の実験用集合体の写真である。上から下の順で、スプレー距離は、5cm、20cm及び30cmであった。上の、5cmで曝露された部分は、スプレー塗料の滲み出しをほんのわずかに示した。他の20cm及び30cmで曝露された部分は、塗料の滲み出しの兆候を全く示していない。不織布及びスクリム材料の双方とも開口構造を有するが、図6に証明されているように、接着剤との組み合わせは、直接的にスプレーを用いた場合でさえも塗料を効果的に遮断する。
Claims (1)
- 保護シートであって、
(a)対向する第1及び第2の主表面を有する不織布材料と、
(b)前記不織布材料の前記第2の主表面の上に配置された感圧性接着剤と、
(c)前記感圧性接着剤の少なくとも一部と接触しているスクリム材料と、
を含み、前記スクリム材料の一部が前記感圧性接着剤と前記不織布材料の前記第2の主表面の間に配置されるように前記スクリム材料が前記感圧性接着剤に部分的に埋め込まれており、前記感圧性接着剤と前記不織布材料の前記第2の主表面の間に配置され前記感圧性接着剤に部分的に埋め込まれている部分以外の前記スクリム材料の一部が接着剤を実質的に有さずかつ前記感圧性接着剤の表面上に露出しかつ延在している、保護シート。
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