KR100275423B1

KR100275423B1 - 탄성 금속화 다층 재료 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100275423B1
Application number: KR1019930003596A
Authority: KR
Inventors: 버나드코헨
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR930019851A; JPH0639960A; AU665803B2; JP3251694B2; MX9301318A; AU3408593A; CA2073824A1; ZA93709B

Abstract

본 발명은 탄성 필름과 이 필름의 적어도 한족 면의 적어도 일부분을 실질적으로 피복하는 금속성 코팅으로 이루어진 탄성 금속화 필름을 개시하고 있다. 탄성 필름은 열경화성 탄성 재료, 열가소성 탄성 재료 또는 천연 폴리머 탄성 재료로부터 형성될 수 있다. 필름은 또한 세공성이고(이거나) 미세 천공될 수 있다. 탄성 금속화 필름은 두께가 약 1 나노미터 내지 약 5 미크론 범위이고, 필름이 약 25 퍼센트 이상 신장할 때도 금속성 코팅은 필름상에 여전히 남아 있다. 탄성 금속화 필름은 다른 재료와 접합시킴으로써 다층 재료를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 탄성 금속화 필름의 제조 방법을 개시하고 있다.

Description

탄성 금속화 다층 재료 및 그의 제조 방법

제1도는 탄성 금속화 필름을 제조하기 위한 예시적 공정의 설명도.

제2도는 비신장 상태에 있는 동안 코팅된 탄성 금속화 필름의 비신장된 예의 현미경 사진.

제3도는 신장 상태에 있는, 제2도에 도시된 예시적인 탄성 금속화 필름 일부분의 현미경 사진.

제4도는 탄성 금속화 필름의 비신장된 예의 현미경 사진.

제5도는 신장 상태에 있는, 제4도에 도시된 예시적인 탄성 금속화 필름 일부분의 현미경 사진.

제6도는 예시적인 탄성 금속화 필름 횡단면의 현미경 사진.

제7도는 제6도에 도시된 예시적인 탄성 금속화 필름 일부분의 확대 현미경 사진.

제8도는 또다른 예시적인 탄성 금속화 필름 횡단면의 현미경 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 진공실 14 : 공급 롤

16 : 탄성 필름 20, 22 : 스택 롤러

24, 34 : 아이들러 롤러 26 : 냉각롤

28 : 금속 증기 30 : 용해 금속조

32 : 탄성 금속화 필름 38, 40 : 구동 롤러

42 : 권취기

본 발명은 금속화 다층 재료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

두께가 1 나노미터 미만으로부터 최대 수미크론에 달하는 금속성 코팅은 장식적 외관 및(또는), 예컨데 전도성, 내정전하성, 내약품성, 열반사성 또는 방사성 및 광반사성과 같은 각종 물성을 얻기 위해 시이트 재료에 첨가되어왔다. 어떤 상황에서는 제품 자체를 금속화시키는 대신, 금속화 시이트 재료를 제품의 일 부분에 또는 모든 부분에 도포시키거나 혼입시킬 수 있다. 이는, 예컨대 크고, 온도에 민감하며 진공에 민감해서 금속화 공정에서 다루기가 어려운 것이거나 복잡한 물체 포면을 갖는 제품에 특히 바람직할 수 있다.

종종, 이러한 금속화 시이트 재료의 사용은 기판 시이트의 한계로 인해 제한 되었다. 종래, 금속성 코팅은, 전형적으로, 기판이 비교적 내신축성이고 비탄성 이어서, 변형되지 않고 금속성 코팅을 분리 또는 박리시키지 않는다고 여겨지는, 시이트상 기판에 도포되었었다. 따라서, 이러한 금속화 재료는 많은 응용물에 대해 부적당한 유연성, 탄성, 연성 및(또는) 드레이프성을 가질 수 있다. 그 예로, 미합중국 특허 제4,999,222호 및 동 제5,057,351호에 기재된 금속화 폴리에틸렌 플렉시필라멘트의 필름-피브릴 시이트는 비탄성이고 비교적 불량한 드레이프 및 연성을 가짐으로 해서, 탄성, 드레이프성 및 연성이 요구되는 응용 분야에 대해서는 부적합할 수 있다. 유럽 특허 공개 제392,082호에는 배터리의 전극판으로서 사용하기에 적합한 금속 다공성 시이트의 제조 방법이 기재되어 있다. 상기 공개된 출원에 따르면, 진공 증착법, 전해 도금법, 무전해 도금법 등의 방법을 사용해서, 금속을 다공성 시이트(발포 시이트, 부직 웹, 망상 직물 또는 이들의 조합물) 상에 침착시킬 수 있다.

따라서. 바람직한 유연성, 탄성, 드레이프성 및 연성을 갖는 탄성 금속화 시이트 재료가 필요하다. 또한, 전술한 소정의 성질들을 가지면서 값이 저렴하여 단지 1화 사용후에도 버릴 수 있는 탄성 금속화 시이트 재료가 필요하다. 금속성 코팅이 저렴한 시이트 재료에 첨가되기도 하였지만, 이와 같이 저렴한 금속화 시이트 재료는, 일반적으로 원시이트 재료의 불량한 유연성, 탄성, 드레이프성 및 연성 때문에 사용이 한정 되었었다.

본 명세서에 사용된 "탄성"이란 용어는 재료에 편향력을 가하면, 신장된 편향 길이가 그의 이완된 비편향 길이의 약 125 퍼센트 이상의 길이로 신장가능하고 즉 연신할 수 있고, 신장력, 연신력을 제거하면 그의 연신의 40 퍼센트 이상을 회복할 수 있는 재료를 의미한다. 예를 들어, 적어도 3.175 cm (1.25 인치)까지 연신할 수 있는 2.54 cm(1 인치) 길이의 재료 시료가 있다고 가정했을 때, 3.175cm(1.25 인치)로 연신시킨후, 연신력을 재거하면 2.794 cm(1.10 인치) 이하의 길이로 회복할 수 있다. 많은 탄성 재료는 25 퍼센트(즉, 그의 이완 길이의 125 퍼센트)보다 훨씬 더 많이 연신될 수 있고(예를 들면, 200 퍼센트 이상으로 연신), 이들 중 다수는 신장력의 제거시 실질적으로 그의 초기 이완 길이까지, 예를 들면 그의 초기 이완 길이의 105 퍼센트 이내로 회복할 수도 있다.

본 명세서에 사용된 "비탄성"이란 용어는 "탄성" 재료에 대한 정의에 부함되지 않는 재료의 특성을 의미한다.

본 명세서애 사용된 "회복" 및 "회복률"이란 용어는 재료에 편향력을 가해서 신장시킨 후, 편향력의 재거시 신장된 재료의 수축을 의미한다. 예를 들면, 2.54 cm(1 인치)의 이완길이, 즉, 비편향된 길이를 갖는 재료에 편향력을 가해 3.81 cm(1.5 인치) 길이까지 연신시킴으로써 재료가 50 % 신장되면, 이 재료는 50% [1.27 cm(0.5 인치)]가 신장되었다고 하고 신장 길이는 그의 이완 길이의 150 %인 연신 길이를 갖는다. 이러한 예의 신장된 재료에 대한 편향력 및 신장력을 제거하여 수축시켜서, 재료가 2.79 cm(1.1 인치) 길이로 회복하면, 이 재료는 그의 신장 길이 1.27 cm(0.5 인치)의 80% [1.02 cm(0.4 인치)]가 회복되었다고 한다. 회복률은 다음식으로 개산할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "열경화성 물질"이란 가열시에 비가역적으로 고화 또는 "경화"되는 고폴리머를 말한다. 이 특성은 거의 가열 또는 광조사에 의해 유도되는 분자 구성원의 가교화 반응과 관련된다. 페놀계, 알킬류, 아미노수지, 폴리에스테르, 에폭시드 및 실리콘류가 대체적으로 열경화성 물질로 여겨진다. 또한, 이 용어에는 부가적 가교를 유도할 수 있는 물질, 예를 들면 가교시킨 천연 고무가 포함될 수 있다. 물질이 가교되는지, 즉 열경화성 물질인지를 결정하는 한 방법으로서 비등시킨 톨루엔, 크실렌 또는 필요에 따라서, 기타 용매중에서 40 시간 동안 이 물질을 환류시키는 방법이 있다. 5 중량% 이상이 잔류하면 가교된 것으로 간주한다. 중합체가 가교되는지 여부 및 가교 정도를 결정하는 또다른 방법은 미합중국 재료 시험 협회 규격 D-2765-68 (1978년 재공인)법에 의해서 측정할 수 있다. 물질이 가교되는지 여부를 판단하는 또다른 방법으로서 21,600 g의 하중을 이용하여 230℃에서 미합중국 재료 시험협회 규격 D 1238-79법에 따라서 물질의 용응류 지수를 측정하는 방법이 있다. 용융류 지수가 10 분당 75g을 초과하는 물질은 비가교성인 것으로 간주한다. 이 방법은 일부 가교 물질이 5 중량% 미만의 잔류 겔 함량을 나타내기도 하므로 상기 "겔 판별"범에서 잔류 불용성 겔 함량이 5% 미만인 경우에는 언제든지 그 확인을 위해 이용되어져야 한다. 물론, "열가소성 물질"이라는 용어는 2종 이상의 열가소성 물질의 혼합물 또는 배합물 및 열가소성 물질을 50 중량% 이상 함유하는 혼합물 및 배합물을 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "열가소성 물질"이란 열에 노출될 때 연화되고 실온으로 냉각되었을 때 원래 상태로 되들아오는 고폴리머를 말한다. 이러한 성질을 나타내는 천연물질로는 생고무와 다수의 왁스류가 있다. 그외 다른 열가소성 물질의 예를 들면 비제한적으로 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르, 나일론, 플루오로카본, 선형 저밀도 폴리에틸렌과 같은 선형 폴리에틸렌, 폴리우레탄 프리폴리머, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 카프로락탐, 셀룰로오스 수지 및 아크릴 수지가 있다.

본 명세서에서 사옹되는 용어 "천연 폴리머 재료"란 천연적으로 생성된 폴리머 재료를 말한다. 또한 이 용어에는 셀룰로오스와 같은 천연 물질로부터 재생시킬 수 있는 재료, 즉 셀로만이 포함된다. 이 쳔연 폴리머 재료의 예로서는 비제한적으로 (1) 전분, 셀룰로오스, 펙틴, 해초 검(예, 한천 등), 식물성 검(예, 아라비아 검, 구아 검 등)과 같은 폴리사카라이드, (2) 폴리펩티드, (3) 고무 및 구타페르카와 같은 탄화수소류(폴리이소프렌) 및 (4) 셀로판 또는 키토산과 같은 재생 물질이 있다. 물론, "천연 폴리머 재료"라는 용어는 2종 이상의 천연 폴리머 재료의 혼합물 및 배합물 및 천연 폴리머 재료를 50 중량% 이상 함유하는 혼합물 및 배합물을 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "개공"이란 일반적으로 직공 또는 통공을 말한다. 개공은 막에서 발견되는 크게 뒤틀린 통로나 통공을 지닌 개공 또는 통공과는 구별되며 이들을 포함하지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "세공"이란 약 100,100 ㎛²미만의 면적을 갖는 개공을 말한다. 세공의 면적은 직공 또는 통공 내에서 가장 좁은 지점에서 측정한 것이다.

"신장성 면에서 적합한"이라는 용어는 적당한 연성과 회복될 수 있는 신장성을 갖는 물질을 의미한다. 신장성면에서 적합한 물질은 약 2.75cm 미만의 적어도 일방향 드레이프 강도를 특징으로 하는 연성을 갖는다. 예를 들면, 적합한 물질은 약 1.5 미만 내지 약 2.75 cm의 적어도 일방향의 드레이프 강도를 가질 수 있다. 드레이프 강도는 미합중국 11701 뉴욕주 롱아일랜드 아미티빌 소재의 테스팅 머신사(Testing Machines)의 시판 제품인 강도 시험기를 사용하여 측정된다. 미합중국 재료 시험 협회의 표준 시험법 D 1388-64에 따라 0ption A(Cantilever Test)에 기재된 방법을 사용하여 시험한다. 적합한 물질은 약 200 g 미만의 컵파쇄 시험결과를 특징으로 하는 적당한 연성을 갖는 것이 좋다. 컵 파쇄 시험은 컵 형태의 필름의 균일한 변형을 유지시키기 위해 약 6.5 cm 직경의 실린더로 컵 형태의 필름을 둘러싼 상태에서 4.5 cm 직경의 반구형 푸트(foot)로 22.9 cm x 22.9 cm (9" x 9")의 필름율 직경 약 6.5 cm x 높이 6.5 cm의 뒤집은 컵 내에 밀어넣는데 필요한 최대 부하를 측정하여 필름의 강도를 조사한다. 푸트와 컵은 피크 하중에 영향을 미칠 수 있는 컵 벽과 푸트 사이의 접촉이 없도록 정렬시킨다. 피크 하중은 초당 0.64 cm(약 0.25 인치)[분당 38.1 cm(15인치)]의 속도로 푸트를 하강시키면서 미합중국 뉴저지주 텐사우켄 소재의 쉐비츠사(Schaevitz Company)의 시판 중인 제품인 Model FTD-G-500 부하 셀(500 g 정도)을 사용하여 측정한다.

본 명세서에서 사용되는 "통기성"이라는 용어는 적어도 약 12.7 ㎤/초/㎠(약 25 ft³/분/ft²=cfm/ft²)의 프레이지어(Frazier) 통기도(prosity)를 갖는 물질을 의미한다. 예를 들면, 통기성 재료의 통기도는 약 12.7 ㎤/초/㎠ 내지 50.8㎤/초/㎠ (약 25 내지 100 cfm/ft²)가 좋다. 이 프레이지어 통기도는 프레이지어 프레시젼 인스트루먼트사(Fraizier Precision Instrument Company)에 의해 시판 중인 프레이지어 공기 투과성 시험기를 사용하여 측정한다. 이 프레이지어 통기도는 시료의 크기가 17.78 cm x 17.78 cm (7" x 7") 대신에 20.32 cm x 20.32 cm(8" x 8')인 것을 제의하고 연방 시험법 5450, 기준 제191A호에 따라서 측정한다.

본 명세서에 사용된 "폴리머"란 용어에는, 일반적으로, 호모폴리머, 코폴리머(예, 블록 코폴리머, 그라프트 코폴리머, 랜덤 코폴리머 및 교호 코폴리머), 테르폴리머 등 및 이들의 블렌드와 변성물이 포함되나, 본 발명은 이것으로 한정되지는 않는다. 나아가서, 별다른 언급이 없는 한, "폴리머"란 용어는 물질의 가능한 한 모든 기하학적 배위 형태를 포함할 수 있다. 이들 배위 형태로서는, 아이소맥틱 대칭, 신디오택틱 대칭 및 랜덤 대칭영들을 들 수 있으며, 이것으로 본 발명이 한정되지는 아니한다.

본 명세서에 사용된 "본질적으로 이루어지는"이란 용어는 주어진 조성물이나 생성물의 소정 특성에는 거의 영향을 미치지 않는 부가적인 물질의 존재를 배제하지 않는 것을 의미한다. 이러한 부류에 속하는 재료의 에로는, 안료, 계면 활성제, 왁스, 유동 촉진제, 임상물 및 조성물의 가공성을 향상시키기 위해 첨가된 재료를 들 수 있으나, 본 발명이 이것에만 국한되지는 않는다.

본 발명은 탄성 필름 및 이 탄성 필름의 적어도 일면의 적어도 일부분을 실질적으로 피복하는 금속성 코팅으로 이루어지는 탄성 금속화 필름을 제공함으로써 상기한 문제점을 해결한다.

본 발명의 일면에 따르면, 탄성 금속화 필름의 탄성 필름 성분은 열경화성 탄성필름, 열가소성 탄성 필름 또는 천연 탄성 폴리머필름이 좋다. 본 발명의 일면에서 탄성 필름은 세공성 탄성 필름 및(또는) 미세 천공된 탄성 필름이 좋다.

탄성 필름은 예를 들면 탄성 폴리에스테르, 탄성 폴리우레탄, 탄성 폴리아미드, 에틸렌과 적어도 1종의 비닐 모노머와의 탄성 코폴리머 및 탄성 A-B-A' 블록 코폴리머 (A 및 A'는 동일하거나 상이한 열가스성 폴리머이고, B는 탄성 폴리머블록임)와 같은 합성 탄성 폴리머로 부터 형성될 수 있다. 탄성 폴리머는 예컨대 폴리올레핀과 같은 가공 조제와 혼합될 수 있다. 별법으로 및(또는) 부가적으로, 탄성 폴리머는 점착성 부여 수지와 혼합될 수 있다. 어떤 상황에서는 고무 및 거터 퍼어치와 같은 천연 엘라스토머 폴리머로부터 탄성 필름을 형성시키는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 사용되는 탄성 필름은 약 0.00064 내지 약 0.025 cm(약 0.25 내지 약 10 mil) 범위의 평균 두께를 갖는 것이 좋다. 예를 들면, 탄성 필름은 약 0.0020 내지 약 0.0127 cm(약 0.8 내지 약 5 mil) 범위의 평균 두께를 갖는 것이 좋다. 더욱 구체적으로, 탄성 필름은 약 0.0025 내지 약 0.0051 cm(약 1 내지 약 2 mil) 범위의 평균 두께를 갖는 것이 좋다. 본 발명의 일부 실시 태양에서는 탄성 필름이 0.025 cm(10 mil)을 훨씬 초과하는 두께(예, 0.076 cm(30 mil)이상)를 갖는 것이 좋을 것으로 생각된다.

본 발명의 탄성 섬유는 1종 이상의 다른 재료, 예를 들면 목재 펄프, 비탄성 섬유 및 입상물이 봉입된 한면 또는 양면을 갖는 것이 좋다. 비탄성 섬유의 예로서는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유, 폴리올레민 섬유, 셀룰로오스 유도 섬유, 다성분 섬유, 천연 섬유, 흡수성 섬유, 전기 전도성 섬유 또는 이와 같은 섬유들의 2종 이상의 블렌드를 들 수 있다. 입상물의 예로서는 활성탄, 점토, 전분, 금속 산화물, 초흡수성 물질 및 이와 같은 물질의 혼합물을 들 수 있다.

일반적으로 말해서, 탄성 필름 상의 금속성 코팅은 약 1 나노미터 내지 약 5 미크론의 범위일 수 있다. 예를 들면, 금속성 코팅은 약 5 나노미터 내지 약 1 미크론의 범위일 수 있다. 더욱 구체적으로, 금속성 코팅은 약 10 나노미터 내지 약 500 나노미터의 범위일 수 있다.

본 발명의 일면에 있어서, 탄성 금속화 필름은 적어도 약 25 퍼센트 신장되었을때, 그의 금속성 코팅을 실질적으로 모두 보유하고 있도록 제작된다. 예를 들면, 탄성 금속화 필름은 35 퍼센트 이상 신장되었을 때, 그의 금속성 코팅을 실질적으로 모두 보유하도록 제작될 수 있다. 더욱 구체적으로, 탄성 금속화 필름을 100% 이상 신장되었을 때, 그의 금속성 코팅을 실질적으로 모두 보유하도록 제작될 수 있다.

금속성 코팅은 실질적으로 탄성 필름의 한쪽 면 또는 양쪽 면의 전부를 피복할 수 있거나 또는 금속성 코팅은 탄성 필름의 한쪽 면 또는 양쪽 면의 일부분에 한정될 수 있다. 예를 들면, 탄성 필름은 차폐된 채로 금속성 코팅 공정을 행함으로써 불연속 금속화 탄성 필름 부위를 제조할 수 있다. 동일하거나 상이한 금속들로 된 1개 이상의 층이 탄성 필름상에 코팅될 수 있다. 이 코팅은 탄성 필름 상에 침착될 수 있고 필름에 결합하여 내구성 코팅을 형성할 수 있는 임의의 금속이 좋다. 금속의 예로서는 알루미늄, 구리, 구석, 금, 은 등을 들 수 있다. 통상의 필름 마무리제를 탄성 금속화 필름에 도포할 수 있다. 예를 들면, 랙커 또는 실런트를 탄성 금속화 필름에 도포할 수 있다.

본 발명은 탄성 금속화 필름 층을 1층 이상 함유하는 다층 재료를 포함한다. 예를 들면, 탄성 금속화 필름은 하나 이상의 다른 필름 또는 부직웹으로 라미네이트될 수 있다. 또한, 탄성 금속화 필름은 다른 재료층들 사이에 샌드위치될 수 도있다.

본 발명에 따르면, 탄성 금속화 필름은 (1) 탄성 필름을 제공하는 단계 및 (2) 탄성 필름의 적어도 일부분이 금속성 코팅으로 실질적으로 피복되도록 탄성 필름의 적어도 한쪽 면을 금속화시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다.

탄성 필름의 금속화는 금속을 필름상에 침착시키는 데 사용될 수 있고 금속을 필름에 결합시키는 임의의 공정에 의해서 달성될 수 있다. 금속화 단계는 금속 증착법, 금속 스퍼터링법, 플라즈마 처리법, 전자 비임 처리법, 및 화학적 산화 또는 환원반응 등의 기법에 의해 수행될 수 있다. 탄성 필름의 표면은 금속성 코팅의 탄성 필름에 대한 접착력을 증진시키기 위해 금속화 단계 전에 화염처리, 플라즈마 방전 또는 코로나 방전에 의해 변성될 수 있다.

본 발명의 방법의 일실시태양에 따르면, 탄성 필름은 금속화 단계 도중에 연신시킬 수 있다. 예를 들면, 탄성 필름은 10 퍼센트 이상이 연신될 수 있다. 더욱 구체적으로, 탄성 필름은 거의 그의 탄성 한계까지 연신시킬 수 있다. 본 발명의 다른 일면에서, 탄성 필름은 금속화 단계 전 또는 우에 엠보싱되거나 무늬접착 될 수 있다.

첨부 도면, 구체적으로는 제1도와 관련하여, 부호(10)에서는 진공실(12) 내에서 본 발명의 탄성 금속화 필름을 제조하는 예시적인 방법을 보여준다. 금속 증착은 전형적으로 약 10^-6내지 약 10^-4mmHg의 절대압을 갖는 진공실(12)에서 일어난다. 진공실(12) 내부에 위치한 탄성 필름(16)의 공급 롤(14)를 조출(燥出)한다. 탄성 필름(16)은 공급 롤(14)가 화살표 방향으로 구동함에 따라 화살표로 표시된 방향으로 이동한다. 탄성 필름(16)은 2개의 스택 롤러(20, 22)에 의해 형성된 S자형롤배열(18)의 틈을 통과한다. 탄성 필름은 예컨대 통상적인 필름 압축 공정과 같은 필름 형성법에 의해 형성될 수 있으며, 일단 공급 롤 상에 보관하지 않고 곧바로 S자형 롤 배열(18)의 틈을 직접 통과할 수 있다.

S자형 롤 배열(18)의 역 S자형 통로를 통과한 탄성 필름(16)은 아이들러 롤(24) 위를 통과하고, 이어서 냉각 롤(26)의 아랫 부분과 접촉하며, 그 동안에 탄성 필름(16)은 용해 금속조(30)에서 발산되는 금속 증기(28)에 노출된다. 금속 증기는 탄성 필름(16)상에 응축됨으로써 탄성 금속화 필름(32)를 형성한다. 냉각 롤(26)은 본 발명을 실시하는데 꼭 필요한 것은 아니지만, 상황에 따라서는 탄성 필름(16)이 금속 증기(28)에 노출되는 동안 열화되는 것을 방지하는 데 유용한 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 냉각 롤은 탄성 필름이 금속 증기에 비교적 장시간 동안 노출될때 바람직하다. 복식 용해 금속조 및 냉각 롤 배열(도시하지 않음)은 동일하거나 상이한 금속의 다증 금속 코팅을 연속적으로 도포하는 데 사용될 수 있다. 부가적으로, 본 발명은 다른 유형의 금속화 가공법, 예를 들면 금속 스퍼터링, 전자 비임 금속 증착 등의 가공법도 포함한다. 금속은 또한, 예컨대 화학적 환원 반응과 같은 화학 반응에 의해서 탄성 필름상에 침착될 수 있다. 일반적으로 말해서, 필름의 열화를 최소화시키면서 금속을 탄성 필름 상에 침착시킬 수 있는 방법이면 어떠한 방법을 사용해도 좋다. 전술한 금속화 가공법은 본 발명의 실시에 병용될 수 있다.

금속성 코팅은 탄성 필름(16)의 적어도 한쪽 면의 적어도 일부분을 실질적으로 피복한다. 예를 들면, 금속성 코팅은 탄성 필름(16)의 한쪽 면 또는 양쪽 면을 실질적으로 전부 피복할 수 있다. 탄성 필름(16)은 금속 증기(28)에 노출되는 동안, 탄성 필름의 한쪽 또는 양쪽 면 중 꼭 필요한 부분만이 금속성 코팅을 갖도록 1개 이상의 무늬로 차폐시킬 수 있다.

탄성 금속화 필름(32)는 아이들러 롤러(34) 위를 통과하고, 2개의 구동 롤러(38, 40)에 의해 형성된 구동 롤러 배열(36)의 틈을 통과한다. S자형 롤 배열(18)로 된 롤러들의 주변 선 속도가 구동 롤러 배열(36)으로 된 롤러들의 주변 선 속도보다 저속으로 제어되기 때문에, 탄성 필름(16)은 S자형 롤 배열(18)과 구동 롤러 배열(36)의 사이에서 인장된다. 롤러들의 속도차를 조정함으로써, 탄성 필름(16)이 소정량 신장되고, 이 탄성 필름이 냉각 롤(26) 부분을 지나가면서 금속 증기(28)에 노출되는 동안 그와 같이 신장된 상태로 유지되도록, 탄성 필름(16)을 인장시킨다. 일반적으로 말해서, 탄성 필름(16)은 그의 탄성 한도내에서 임의의 신장율로 신장될 수 있고, 금속 증기(28)에 노출되는 동안 그와 같이 신장된 상태로 유지될 수 있다. 예를 들면 매사추세츠주 노르탬프톤 소재의 제이피에스 엘라스토머릭스사(JPS Elastomerics Corporation)에 의해 시판된 상표명 "Thernioplastic Polyurethane"의 탄성 폴리우레탄 필름은 재료에 따라서 약 5 퍼센트에서 부터 최대 약 100 퍼센트 이상까지 신장될 수 있다. 더욱 구체적으로, "Thennoplastic Polyurethane" 필름은 약 25 퍼센트 내지 약 200 퍼센트 신장될 수 있다. 보다 더 구체적으로 0.0025 cm "Thermoplastic Polyurethane XPR-8 2 4" 필름은 약 30% 내지 90% 신장될 수 있다. 물론, 탄성필름(16)은 탄성 금속화 필름을 만들기 의한 금속화 공정 동안 내내 신장될 필요는 없다.

필요에 따라서는 탄성 필름(16)을 먼저 예컨대 5 퍼센트의 신장율로 신장시켜서 금속 증기(28)에 노출시켜, 금속성 코팅을 탄성 필름(16)상에 침착시킬 수 있다. 이어서, 이 필름을 상이한 신장율, 예컨대 50 퍼센트로 신장시켜서 금속 증기(동일하거나 상이한 용해 금속조에서 발산)에 노출시켜 2차 금속성 코팅을 침착시킬 수 있다. 이 단계는 신장율 및 용해 금속조의 상이한 조합을 사용해서 수차례 반복 실시하여 금속성 코팅의 많은 상이한 변화를 갖는 탄성 금속화 필름을 제조할 수 있다.

탄성 금속화 필름(32)는 S자형 롤 배열(18) 및 본더(bonder) 롤 배열(36)에 의해 제공된 인장력의 해제시 즉각적으로 이완되며, 이어서 탄성 금속화 필름(32)는 권취기(42) 상에 권취된다.

통상의 필름 후처리를 탄성 금속화 필름에 가할 수 있으며, 다만 이 후처리가 금속성 코팅에 손상을 가하지 않아야 한다. 예를 들면, 니스처리(셀락처리; shellacs) 또는 사이징을 가할 수 있다.

일반적으로 말해서, 탄성 필름은 금속화 가공에 견딜 수 있고 양호한 신장성 및 회복성을 갖는 탄성 금속화 필름을 제공할 수 있는 임의의 탄성 필름이 좋다.

예를 들면 탄성 필름은 열가소성 탄성 필름, 열정화성 탄성 필름 또는 천연 폴리머 탄성 필름이 좋다. 또한, 이 탄성 필름은 세공성이고(이거나) 미세 천공될 수 있다.

바람직하기로는, 탄성 금속화 필름의 탄성 필름 성분은 열가소성 탄성 필름이다. 일반적으로, 임의의 적합한 탄성 필름 형성용 수지 또는 이 수지를 함유하는 블렌드는 본 발명의 탄성 섬유의 부직웹을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 유용한 탄성 필름 형성용 수지로서는 일반적 A-B-A' 또는 A-B를 갖는 블록 코폴리머를 들 수 있으며, 여기서 A 및 A'는 각각 폴리(비닐 아렌)과 같은 스티렌계 잔기를 함유하는 열가소성 폴리머 엔드블록이고, B는 공액 디엔 또는 저급알켄 폴리머와 같은 탄성 폴리머 미드블록이다. A-B-A'형의 블록 코폴리머는 A 및 A'블록에 대해 상이하거나 동일한 열가소성 블록 폴리머를 가질 수 있으며, 상기 블록 코폴리머는 선형, 분지쇄형 및 방사형 블록 코폴리머를 포함한다. 이와 관련하여, 방사형 블록 코폴리머는 (A-B)m-X로 표시될 수 있으며, 여기서 X는 다관능성 원자 또는 분자이고 각각의 (A-B)m-은 A가 엔드블록이 되도록 하는 방식으로 X로부터 방사상으로 뻗어나간다. 방사형 블록 코폴리머에 있어서, X는 유기 또는 무기 다관능성 원자 또는 분자이고, m은 원래 X에 존재하는 관능기와 동일한 값을 갖는 정수이다. 이는 통상적으로 3 이상이고, 주로 4 또는 5이나, 그것에 한정되지는 않는다. 따라서, 본 발명에 있어서, "블록 코폴리머", 특히 "A-B-A'" 및 "A-B" 블록 코폴리머라는 표현은 압출(예, 멜트블로잉에 의해)될 수 있고, 블록의 갯수에 대해서는 제한이 없는, 전술한 바와 같은 고무성 블록 및 열가소성 블록을 갖는 모든 블록 코폴리머를 포함한다. 탄성 부직웹은 예를 들면 미합중국 텍사스주 휴스톤에 소재한 셸 케미칼 사(Shell Chenncal Company)가 상표명 KRATON G로 시판하는 탄성(폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블록코폴리머로부터 형성될 수 있다. 이러한 블록코폴리머 중 하나가 예컨대 KRATONG-167이다.

탄성 필름을 형성하는데 사용될 수 있는 다른 예시적인 탄성 재료로서는, 예를 들면 비. 에프. 굳리취사(B. F. Goodrich ＆ Co.)가 상표명 ESTANE으로 시판하는 것과 같은 폴리우레탄 탄성 재료, 릴산사(Rilsan Company)가 상표명 PEBAX로 시판하는 것과 같은 폴리아미드 탄성 재료, 및 이 아이 듀폰 디 네모아사(E. I. DuPont De Nemours ＆ Company)가 상표명 HYTREL로 시판하는 것과 같은 폴리에스테르 탄성 재료를 들 수 있다. 폴리에스테르 탄성 재료로부터 탄성 시트의 형성은 예컨대 미합중국 특허 제4,741,949호에 기재되어 있으며, 이 특허를 본 명세서에 참고문헌으로 인용한다. 탄성필름은 또한 에틸렌과, 예컨대 비닐 아세테이트류, 불포화 지방족 모노카르복실산류 및 이러한 모노카르복실산의 에스테르와 같은 1종 이상의 비닐 모노머와의 탄성 코폴리머로부터 형성될 수 있다. 탄성 코폴리머 및 이들 탄성 코폴리머로부터 탄성 시트의 형성은 예컨대 미합중국 특허 제4,803,117호에 기재되어 있다.

가공 조제가 탄성 폴리머에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀을 탄성 폴리머(예, A-B-A 탄성 블록 코폴리머)와 블렌드시켜서 조성물의 가공성을 개선시킬 수 있다. 탄성 폴리머와 폴리올레핀의 압출가능한 블렌드는 예컨대 비스네스키(Wisneski)등의 미합중국 특허 제4,663,220호에 기재되어 있으며, 이 특허를 본 명세서에 참고 문헌으로 인용한다.

또한, 탄성 필름은 감압 탄성 접착웹일 수 있다. 예를 들면, 탄성 물질 자체가 점착성일 수 있거나 또는 다른 방법으로는 상용성의 점착성 부여 수지를 전술한 압출용 탄성 조성물에 첨가해서, 예컨대 탄성 필름을 신장된 가역적 네킹성 비탄성 웹에 접착시키거나 금속성 코팅의 직선강도를 향상시키기 위한 감압 접착제로서 작용할 수 있는 탄성 필름을 얻을 수 있다. 점착성 부여 수지 및 증점된 압출가능한 탄성 조성물과 관련해서는 본 명세서에 참고 문헌으로 인용하는 미합중국 특허 제4,787,699호에 기재된 수지 및 조성물을 인용한다.

본 발명에 사용될 수 있는 임의의 점착성 부여 수지는 탄성 폴리머와 상용성이어야 하고, 높은 가공(예, 압출) 온도에 견딜 수 있어야 한다. 점착성 부여 수지는, 또한, 탄성 필름이 금속화되는 동안에 만나는 조건에도 견딜 수 있어야 한다. 예를 들면, 물리적 증착이 사용되는 경우, 점착성 부여 수지는 열 및 고진공에 대한 짧은 노출 동안에, 금속화 가공을 해칠 수 있는 다량의 증기가 생성되지 않도록, 비교적 안정해야 한다. 탄성 폴리머(예, A-B-A 탄성 블록 코폴리머)가 예컨대 폴리올레핀 또는 신장 오일과 같은 가공 조제와 블렌드되는 경우, 점착성 부여 수지는 이들 가공 조제와도 역시 상용성이어야 한다. 또한, 탄성 필름은 2개 이상의 개개의 필름 및(또는) 부직웹을 포함할 수 있는 다층 재료일 수 있다. 부가적으로, 탄성 필름은 적어도 1개 층이 탄성 및 비탄성 섬유 또는 입상물의 혼합물을 함유하는 부직웹일 수 있다. 후자 유형의 탄성 웹의 예는 본 명세서에 참고 문헌으로 인용하는 미합중국 특허 제4,209,563호에 기재되어 있으며, 이 특허에서 탄성 및 비탄성 섬유는 서로 뒤섞어져 불규칙하게 분산된 섬유의 단일 응집 웹을 형성한다. 이와 같은 탄성 복합 웹의 또다른 예로서는 미합중국 특허 제4,741,949호 및 미합중국 특허 제4,100,324호 및 제4,803,117호에 기재된 방법에 의해 재조된 것을 들 수 있으며, 이들 특허를 본 명세서에 참고 문헌으로 인용한다. 다른 유형의 부직 탄성 복합 웹을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 수압으로 얽힌 부직 탄성 복합 웹이 라드반스키(Radwanski) 등의 미합중국 특허 제4,879,170호 및 제4,939,016호에 기재된 바와 같이 사용될 수 있으며, 이들 특허를 본 명세서에 참고 문헌으로 인용한다.

본 발명의 탄성 필름운 적어도 약 0.00064 cm(약 0.25 mil)의 평균 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 탄성 필름의 평균 두께는 약 0.00064 내지 약 0.025cm(약 0.25 내지 약 10 mil)의 범위일 수 있다. 더욱 구체적으로, 탄성 필름의 평균 두께는 약 0.00064 내지 약 0.0127 cm(약 0.25 mil 내지 약 5 mil)의 범위일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 탄성 필름의 평균 두께는 약 0.00127 내지 0.00254 cm(약 0.5 내지 약 1 mil)의 범위일 수 있다. 일반적으로 말하자면 금속화 전 필름의 평균 두께는 주어진 시트 재료상의 5개 지점을 무작위로 선정하고 각 지점에서의 시트 재료의 두께를 최소 0.00025 cm(0.1 mil)까지 측정하고 5개 측정값을 평균(5개 측정값의 총합÷5)하여 결정된다. 각각의 두께 측정은 일본국 소재의 미뚜또요 가부시끼가이샤(Mitutoyo Corporation)에 의해 시판된 미뚜또요 가부시끼가이샤 다이얼 두께 게이지 제28O4-10호를 사용하여 측정된다.

본 발명의 방법에서 사용되는 탄성 필름은 세공성 탄성 필름이고(이거나) 미세 천공된 탄성 필름이 좋다. 세공성 필름 및(또는) 미세 천공된 필름은 예를 들면 공기 및(또는) 증기 투과성과 같은 바람직한 물성을 갖는 재료를 얻는데 사용될 수 있기 때문에 특정 용도에 바람직할 수 있다. 일반적으로 말하자면 세공성 필름 및(또는) 미세 천공된 필름을 형성하는 임의의 방법은 금속화 전에 탄성 필름을 처리하는데 사용할 수 있다.

여러가지 세공성 필름 및 그의 제조방법이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들면, 세공성 필름은 미합중국 특허 제3,967,367호 및 동 제3,795,720호에 기재되어 있으며, 이들 특허의 내용은 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되고 있다.

상이한 유형의 미세 천공된 필름 및 미세 천공 방법이 개발되어 있으며 이들도 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 예를 들면, 이 필름은 "Hydrosonically Microapertured Thin Thermoset Sheet Materials"라는 명칭의 미함중국 특허 출원 제07/769,050호, "Hydrosonically Microapertured Thin Thennoplastic Sheet Materials"라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/769,047호, "Hydrosonically Microapertured Thin Naturally Occurring Polymeric Sheet Materials and Method of Making the Same"이라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/768,788호, 및 "Process For Hydrosonically Microaperturing Thin Sheet Materials"라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/769,O45호에 개시되어 있다. 이들 출원들은 모두 본 출원과 동일한 양수인에게 양도되었으며 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되었다.

일반적으로 말하자면 상기와 같은 수음파적으로 천공된 필름은 재료에 초음파 진동을 가하는것을 포함하고, 여기서 초음파 진동을 가하는 부위에는 초음파혼의 선단부와 재료의 표면 사이의 틈을 전체적으로 메우는데 충분한 양의 액체를 도포하는 방법으로 제조될 수 있다. 상기 수음파 미세 천공 방법은 (1) 돌출된 부위의 높이가 탄성 필름의 두깨보다 더 큰 돌출 부위의 모양을 지닌 패턴 앤빌(pattern anvil)상에 탄성 필름을 배치시키는 단계, (2) 패턴 앤빌상에 배치된 상태로 탄성 필름을 유체가 탄성 필름에 도포되는 영역으로 이송시키는 단계, 및 (3) 유체가 탄성 필름에 도포되는 영역에서 탄성 필름에 초음파 진동을 가하는 단계로 이루어진다. 이 방법에 따라 탄성필름은 대체로 패턴 앤빌상의 돌출 부위의 모양과 동일한 모양으로 미세 천공된다.

일반적으로, 미세 천공된 탄성 필름의 세공의 면적은 약 1O ㎛²내지 약 100,000 ㎛²의 범위일 수 있다. 예를 들면, 일반적으로, 형성되는 세공의 각각의 면적은 대체로 약 10 ㎛²내지 약 5,000 ㎛²의 범위일 수 있다. 보다 상세하게는, 형성되는 세공의 각각의 면적은 대채로 약 10 ㎛²내지 약 1,000 ㎛²의 범위일 수 있다. 보다 더 상세하게는, 형성되는 세공의 각각의 면적은 대체로 약 10 ㎛²내지 약 100 ㎛²의 범위일 수 있다.

탄성 필름은 6.4516 ㎠(1 평방 인치) 당 적어도 약 1,000 개 세공의 세공 밀도로 미세 천공하는 것이 좋다. 예를 들면, 탄성 필름은 6.4516 ㎠(1 평방 인치) 당 적어도 약 5,000개 세공의 세공 밀도로 천공하는 것이 좋다. 더욱 구체적으로, 탄성 필름은 6.4516 ㎠(1 평방 인치) 당 적어도 약 20,000개 세공의 세공 밀도로 천공하는 것이 좋다. 보다 더 구체적으로 탄성 필름은 6.4516 ㎠ (1 평방 인치) 당적어도 약 90,000개 세공의 세공 밀도로 미세 천공된다. 더욱 더 구체적으로 탄성 필름은 6.4516 ㎠(1 평방 인치) 당 적어도 약 160,000개 세공의 세공 밀도로 미세 천공하는 것이 좋다. 일부 실시태양에서 탄성 필름의 미세 천공은 탄성 필름의 미리 표시한 부위 또는 부위들로 제한되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용될 수 있는 다른 필름은 "Pressure Sensitive Valve System and Process For Forming Said System"이라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/768,782호에 개시된 바와 같은 압력의 변화에 감응하는 밸브 시스템이 있다. 또한, 박형화되었으나 친공되지는 않은 부분을 가진 필름도 본 발명에 사용될 수 있다. 이와 같은 필름은 예를 들면 "Process For Hydrosonically Area Thinning Thin Sheet Materials"라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/767,727호에 개시되어 있다. 사용될 수 있는 다른 필름으로는 예를 들면 필름의 적어도 일면에 섬유 또는 입상물이 봉입된 필름이 있다. 연질 재료의 예로서는 제한이 없으며, 일부 열가소성 필름 재료 및 천연 재료로부터 유도된 일부 재료가 있다. 만일 재료가 경질이 너무 클 경우 섬유 및(또는) 입상물은 필름에 봉입될 수 없기 때문에 몇가지 시험이 필요하다. 이와 반대로, 재료가 탄성이 너무 클 경우, 섬유 및 입상물은 수음파 처리 과정 동안 재료에서 튀어 나오기 때문에 봉입될 수 없다. 유용한 봉입된 필름은 "Hydrosonically Embedded Soft Thin Film Materials and Process For Forming Sild Materials"라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제07/768,494호에 개시되어 있다.

탄성 필름은 금속화 단계에 앞서 전처리될 수 있다. 예를 들면, 탄성 필름은 소정의 물리적 및(또는) 조직적 특성을 성취하기 위하여, 플랫(flat) 롤로 칼렌더링할 수 있거나, 점 접착할 수 있거나, 무늬 접착할 수 있다. 또한, 탄성 필름의 개개의 섬유 또는 필라멘트의 표면의 적어도 일부분은 탄성 필름에 대한 금속성 코팅의 접착력을 바꾸기 위한 공지된 각층 표면 변성법에 의해 변성될 수 있다. 예시적인 표면 변성법으로서는, 예를 들면 화학적 에칭, 화학적 산화, 이온 충격, 플라즈마 처리, 화염 처리, 일 처리 및 코로나 방전 처리를 들 수 있다.

본 발명의 하나의 중요한 특징은 탄성 금속화 필름이 약 25 % 이상 신장되었을 때 그의 금속성 코팅을 실질적으로 전부 보유하도록 제작된다는 점이다. 즉, 금속성 코팅의 최저 수준 이상에서부터 적당한 수준으로 피복된 본 발명의 탄성 금속화 필름이 정상적으로 처리될 때, 육안으로 관측할 수 있는 금속의 플레이킹(flaking)이나 손실이 거의 없거나 전혀없다. 예를 들면, 약 5 나노미터 내지 약 500 나노미터의 금속성 코팅을 갖는 탄성 금속화 필름은 약 30 퍼센트 내지 100 퍼센트 이상으로 신장되었을 때, 그의 금속성 코팅을 실질적으로 전부 보유하도록 제작될 수 있다. 더욱 구체적으로, 이와 같은 탄성 금속화 필름은 약 35 퍼센트 내지 약 75 퍼센트로 신장되었을 때, 그의 금속성 코팅을 실질적으로 전부 보유하도록 제작될 수 있다.

침착된 금속의 두께는, 예컨대 노출 시간, 진공 챔버의 내부 압력, 용해 금속의 온도, 필름의 표면 온도, 금속 증기 "클라우드(cloud)"의 크기, 및 탄성 필름과 용해 금속조 사이의 거리, 금속 증기 "클라우드"의 통과 횟수, 및 필름의 이동 속도를 비롯한 여러 요인에 따라 좌우된다. 일반적으로 말해서, 보다 느린 공정 속도는 필름 상의 보다 무겁거나 두꺼운 금속성 코팅과 상관되는 경향이 있으나, 보다 느린 속도는 탄성 필름을 열화시킬 수 있는 온도에서 금속 증기에 대한 노출 시간을 증가시킨다. 일부 가공 조건하에서, 노출 시간은 약 1초 미만, 예를 들면 약 0.75초 미만 또는 심지어 약 0.5초 미만일 수 있다. 일반적으로 말해서, 금속 증기 "클라우드"를 통과하는 통과 횟수는 금속성 코팅의 두께를 증가시키는 데 사용될 수 있다.

탄성 필름은 보통 약 1 나노미터 내지 약 5 미크론 범의의 금속 두께로 금속화된다. 바람직하기로는, 금속성 코팅의 두꼐는 약 5 나노미터 내지 약 1 미크론의 범위일 수 있다. 더욱 구체적으로, 금속성 코팅의 두께는 약 10 나노미터 내지 약 500 나노미터일 수 있다.

물리적 증착 또는 금속 스퍼터링 가공에 적합한 금속이 탄성 필름상에 금속성 코팅을 형성하는데 사용될 수 있다. 예시적인 금속으로서는 알루미늄, 구리, 주석, 아연, 납, 니켈, 철, 금, 은 등을 들 수 있다. 예시적인 금속 합금으로서는 구리 기재 합금(예, 청동, 모넬, 백동 및 알루미늄-청동), 알루미늄 기재 합금(예, 알루미늄-규소, 알루미늄-철 및 이들의 3원 관계물), 티타늄 기재 합금 및 철 기재 합금을 들 수 있다. 유용한 금속 합금으로서는 자성 물질(예, 니켈-철 및 알루미늄-니켈-철) 및 내부식성 및(또는) 내마모성 합금을 들 수 있다.

제2도 내지 제5도는 본 발명의 예시적인 탄성 금속화 필름의 주사 전자 현미경 사진이다. 제2도 내지 제5도에 도시한 탄성 금속화 필름은 통상적으로 시판중인 탄성 필름이다. 금속성 코팅은 통상의 기술을 사용하여 웹에 첨가하였다. 주사 전자 현미경 사진은 주사 전자 현미경에 통상적으로 사용되는 전처리없이 금속 코팅된 필름으로부터 직접 얻었다.

더욱 구체적으로, 제2도는 금속성 알루미늄 코팅을 갖는 탄성 천연 고무 필름의 888X 현미경 사진이다. 시료는 비신장된 상태로 있는 동안에 금속화되었으며, 비신장된 상태에서의 현미경 사진으로 도시되었다. 제3도는 제2도에 도시한 재료의 일부분의 888X 현미경 사진이다.

제4도는 금속성 알루미늄 코팅을 갖는 탄성 우레탄 필름의 888X 현미경 사진이다. 탄성 부직웹은 비신장된 상태로 있는 동안에 코팅되었으며, 이 현미경 사진은 비신장된 상태의 탄성 금속화 필름을 보여준다. 제5도는 재료가 약 100 % 신장 되어있는 동안 제4도에 도시한 재료의 일부분의 888X 현미경 사진이다.

제6도 내지 제8도는 본 발명의 예시적인 탄성 금속화 필름의 투과 전자 현미경 사진이다. 이 투과 전자 현미경 사진은 100 kV로 작동된 JEOL 1200EX 투과 전자 현미경을 사용하여 만들었다. 현미경 사진들은 금속 코팅된 시료의 초박화(超薄化) 횡단면으로부터 작성하였다.

제6도는 알루미늄 코팅된 우레탄 필름의 7,500X 투과 전자 현미경 사진이다. 우레탄 코팅된 우레탄 시료가 초박화 횡단면으로 잘게 분할될 수 있도록 시료를 한정시키는데 사용된 에폭시 봉입제 중에 부분적으로 용해되었음에 주목해야 한다. 제7도는 제6도에 도시한 재료의 일부분의 30,000X 현미경 사진이다. 제6도 및 제7도에 도시된 횡단면으로부터 알 수 있는 바와 같이 10 나노미터의 두께를 갖는 알루미늄의 매우 조밀한 연속 표면을 볼 수 있다. 우레탄 필름은 그 자체로 약 100 내지 약 200 나노미터의 두께를 갖는 것으로 나타나있다.

제8도는 알루미늄 코팅된 천연 고무 필름의 30,000X 투과 전자 현미경 사진이다. 이 사진에서 금속화 천연 고무 시료가 초박화 횡단면을 얻기 위해 사용되는 과정동안 아주 빈약하게 봉입되고 분할되었음에 주목해야 한다. 다수의 아주 얇은 층의 금속으로 이루어진 파괴된 부위가 보인다.

[실시예 A]

천연 고무의 탄성 필름 시료를 통상적인 소규모 진공식 금속화 방법을 사용하여 알루미늄 금속으로 코팅시켰다. 이 탄성 필름은 약 0.010 cm(약 4 mil)의 두께를 가졌으며 약 17.78 cm x 17.78 cm(약 7 in x 7 in)로 측정되는 시료 형태이었다. 이 탄성 필름 시료를 미합중국 메사추세츠주 뉴톤의 엔알씨사(NRC Corp.)에서 시판하는 NRC-3176 실험실용 진공식 금속증착기에 배치하였다. 시료를 진공식 금속증착기의 진공실의 측부에 테이프로 부착시켰다. 시료를 함유하는 진공실의 압력을 약 10^-4토르(즉, 1토르=1mmHg)까지 강하시키고, 전류를 알루미늄선에 가하여 진공실에서 알루미늄 증기를 생성하였다. 이 증기를 시료의 표면 상에서 응축시켜 금속성 코팅을 생성하였다. 시료상에 침착된 금속의 양(즉, 침착도)는 진공실의 관측용 유리 포트 상에 투명한 필름(예를 들면, 폴리비닐클로라이드)편을 배치하고, 이 투명 필름상의 침착을 관측함으로써 평가하였다. 조작은 충분량의 금속이 투명 필름상에 피복되어 관측용 유리 포트를 통한 관찰이 방해되었을 때에 중단하였다. 일반적으로 말해서, 투명 필름의 침착 공정 동안 대략 수분이내의 비교적 짧은 시간에 금속으로 피복되었다. 일부 시료는 시료를 뒤집은 후 이 조작을 반복함으로써 양측면 상에 행하였다. 탄성 금속화 필름을 진공실로부터 제거하였을 때, 통상적인 취급시 육안으로 관측할 수 있는 금속의 플레이킹 또는 손실이 거의 없거나 전혀 없었다. 제2도, 3도 및 8도는 실시예 A에 따라 제조된 재료의 현미경 사진이다.

[실시예 B]

열가소성 폴리우레탄 TR-8 24 필름이라는 상표명으로 미합중국 메사추세츠주 노르탬프톤 소재의 JPS 엘라스토머릭스사에서 시판 중인 0.0025 cm(1 mil) 탄성 폴리우레탄 필름을 사용하여 실시예 A의 방법을 반복하였다. 탄성 금속화 필름의 시료를 주사 전자 현미경을 사용하여 시험하고 신장 및 비신장된 재료의 현미경 사진을 얻었다. 제4도, 5도, 6도 및 7도는 실시예 B에 따라 제조된 재료의 현미경 사진이다.

본 발명을 바람직한 실시 태양과 관련하여 기술하였지만, 본 발명에 의해 달성되는 주제는 이들 특정 실시 형태에 국한되지 않음을 알아야 한다. 그 반대로, 이하의 특허 청구의 범위의 정신 및 영역에 포함될 수 있는 모든 대체물, 변형물 및 동등물도 본 발명의 주제에 포함되는 것으로 간주한다.

Claims

0.00064 내지 0.076 cm(0.25 내지 30 mils)의 평균 두께를 갖는 압력에 민감한 탄성 접착 필름, 상기 탄성 필름의 적어도 한쪽 면의 일부 또는 전부를 피복하는 금속성 코팅 및 멜트블로잉된 섬유의 탄성 부직 웹을 포함하고, 30 퍼센트 내지 100 퍼센트 이상 신장되었을때 금속성 코팅을 그대로 보유하는 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상긴 탄성 필름이 열경화성 탄성 필름인 탄성 금속화 다층재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 열가소성 탄성 필름인 탄성 금속화 다층재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 세공성 탄성 필름인 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 미세 천공된 탄성 필름인 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 탄성 폴리에스테르, 탄성 폴리우레탄, 탄성 폴리아미드, 에틸렌과 1종 이상의 비닐 모노머와의 탄성 코폴러머 및 탄성 A-B-A'블록 코폴리머(A 및 A'는 서로 동일 또는 상이한 열가소성 폴리머이고, B는 탄성 폴리머 블록임)로 이루어진 군으로부터 선택된 탄성 폴리머로 이루어지는 탄성 금속화 다층 재료.
제6항에 있어서, 상기 탄성 폴리머가 가공 조제와 함께 블렌드되는 탄성 금속화 다층 재료.
제6항에 있어서, 상긴 탄성 폴리머가 점착성 부여 수지와 함께 블렌드되는 탄성 금속화 다층 재료.
제8항에 있어서, 상기 블렌드가 가공 조제를 추가로 함유하는 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 적어도 일면에 봉입된, 목재 펄프, 비탄성 섬유, 입상물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분말상 재료를 추가로 함유하는 탄성 금속화 다층 재료.
제10항에 있어서, 상기 비탄성 섬유가 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유, 폴리올레핀 섬유, 셀룰로오스 유도 섬유, 다성분 섬유, 천연 섬유, 흡수성 섬유, 전기 전도성 섬유 또는 이들 비탄성 섬유의 2종 이상의 블렌드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 탄성 금속화 다층 재료.
제10항에 있어서, 상기 입상 물질이 활성탄, 점토, 전분, 금속 산화물 및 초흡수성 물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 필름이 0.0020 내지 0.025 cm (0.8 내지 10 mil)의 범위의 평균 두께를 갖는 탄성 금속화 다층 재료.
제13항에 있어서, 상기 필름이 0.0025 내지 0.0051 cm (1 내지 2 mil)의 평균 두께를 갖는 단성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 금속성 코팅이 알루미늄, 구리, 주석, 아연, 납, 니켈, 철, 금, 은, 구리 기재 합금, 알루미늄 기재 함금, 티타늄 기재 합금 및 철 기재 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 탄성 금속화 다층 재료.
제15항에 있어서, 상기 금속성 코팅이 다증 층으로 이루어지는 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 금속성 코팅의 두께가 1 나노미터 내지 5 미크론 범위인 탄성 금속화 다층 재료.
제17항에 있어서, 상기 금속성 코팅의 두께가 5 나노미터 내지 1 미크론 범위인 탄성 금속화 다층 재료.
제18항에 있어서, 상긴 금속성 코팅의 두께가 10 나노미터 내지 500 나노미터 범위인 탄성 금속화 다층 재료.
제1항에 있어서, 상기 필름이 35 퍼센트 내지 75 퍼센트 신장되었을 때, 금속성 코팅을 보유하도록 제작된 것인 탄성 금속화 다층 재료.
0.00064 내지 0.076 cm(0.25 내지 30 mils)의 평균 두께를 갖는 압력에 민감한 탄성 접착 필름과 멜트블로잉된 섬유의 부직 웹으로 이루어진 다층 탄성 재료를 제공하고, 이 탄성 필름의 적어도 한쪽 면의 일부 또는 전부를 금속성 코팅으로 피복하는 것으로 이루어지는 탄성 금속화 다층 재료의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 탄성 필름의 금속화가 금속 증착 또는 금속 스퍼터링에 의해 달성되는 방법.
제21항에 있어서, 상기 다층 탄성 재료가 금속화 단계 동안 냉각되는 방법.
제21항에 있어서, 금속화하기 전에 탄성 필름의 표면을 전처리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 다층 탄성 재료를 연신시키고, 그것을 금속화 단계 동안 연신된 상태로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 다층 탄성 재료가 10 퍼센트 이상 연신되는 방법.
제23항에 있어서, 상기 다층 탄성 재료가 15 퍼센트 내지 500 퍼센트 연신되는 방법.