KR100643064B1 - 보유제로서 접착제를 사용하여 필름 또는 막을안정화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경으로부터 보호되어야 하는 필름 또는 막을 직접적으로 또는 간접적으로 연결시키는 접착제에 함유되어 있는 환경 안정화제(Environmental stabilizing agent)에 관한 것이다. 이러한 환경 안정화제는 자외선 보호제 및 항산화제를 포함한다. 이러한 환경 안정화제가 접착제로부터 필름 또는 막으로 이동됨으로써 신규하고 상이한 재료의 필름 또는 막을 사용할 수 있게 되었는데, 그 이유는 이들의 제조 방법에서는 더 이상 상기 안정화제의 열 및 감수성 처리를 수행시킬 필요가 없기 때문이다.

Description

보유제로서 접착제를 사용하여 필름 또는 막을 안정화시키는 방법{METHOD OF STABILIZING FILMS OR MEMBRANES USING ADHESIVE AS A RESERVOIR}

본 발명은 환경 안정화제의 보유제로서 필름 또는 막에 부착된 접착제 존재 영역을 사용하는 방법에 관한 것이다.

이미지 그래픽은 현대 생활의 도처에 존재한다. 이미지 및 데이터는 경고, 교육, 오락, 광고등의 목적으로 내부 표면 및 외부 표면, 수직 표면 및 수평 표면 상에 적용된다. 이미지 그래픽의 응용 범위는 트럭의 벽 또는 측면상에 표현된 광고에서부터 신작 영화가 수입되었음을 선전하는 포스터 및 계단 모서리 근방에 부착된 경고 표시에 이르기까지 무궁무진하다.

이미지 그래픽은 점차적으로 디지털 기술을 사용하여 수행되고 있다. 다수의 디지털 기술들 중에서 전자 그래픽 기술과 잉크 젯 인쇄 기술이 일반적으로 사용되고 있다.

전자 그래픽 인쇄 기술에서는 건식 토너를 사용하거나 또는 액체 토너를 사용할 수 있다. 전자 그래픽 인쇄 기술은 (a) 잠재적으로 하전된 이미지를 드럼에 적용시키는 단계, 상기 이미지를 토너로 현상시키는 단계, 및 이를 종이 또는 필름에 전이시키는 단계로 이루어진 방법에 따라 이미지를 형성시키는 전자 그래픽 프 린터(electrophotographic printer) 또는 (b) 닙 어레이가 절연체 피복 종이 또는 필름상에 잠재 이미지를 도시한후 일련의 토닝 단계를 거쳐 시각적 이미지를 발생시키는 정전기적 프린터(electrostatic printer)를 사용할 수 있다.

종래의 액체 토너는 착색된 수지 입자, 이소파라핀 탄화수소 담체액(예를 들어, Isopar™액), 및 하전 조절제를 포함하며 이로써 전기적 특성을 나타내게 되는 것이었다. 비록 안료, 수지 및 하전 조절제가 각각 액체 토너에 존재할 것이지만, 잠재 이미지는 상기 토너 입자가 상기 모든 3가지 성분으로 구성될 경우에만 적당하게 토닝된다.

시판되고 있는 정전기적 프린터의 비제한적인 예로서는, Raster Graphics of Sunnyvale (CA 소재) ; Xerox Corporation 지사인 ColorgrafX (SanJose, CA 소재) ; Minnesota Minning and Manufacturing Company(3M) (St. Paul, MN 소재) 및 Nippon Steel Calcomp Corporation (Tokyo, Japan 소재)의 다수 통과형(multi-pass) 및 단일 통과형(single-pass)의 정전기적 프린터를 들 수 있다. 3M 에서는 Scotchprint™라는 상표명의 정전기적 인쇄에 사용되는 다수의 매체, 토너 및 부가 적층물(overlaminate)을 시판하고 있다. 또한 3M 에서는 인터넷, 클립아트 또는 디지털 카메라 소스로부터 얻어진 디지털 이미지를 시그널로 변환시켜 정전기적 프린터가 이러한 이미지를 인쇄하도록 만드는데에 유용한 Graphic Maker Electrostatic Printing 소프트웨어를 시판하고 있다.

최근들어 저렴하고 효율적인 잉크젯 프린터, 잉크 운반 시스템 등이 급속도로 개발됨에 따라서, 열 및 피에조 잉크젯 잉크의 사용이 급격히 증가하고 있다.

열 잉크젯 하드웨어는 다수의 다국적 기업들이 시판하고 있는데, 여기에는 Hewlett-Packard Corporation of Palo Alto, CA, USA ; Encad Corporation of San Diego, CA, USA ; Xerox Corporation of Rochester, NY, USA ; LaserMaster Corporation of Eden Prairie, MN, USA ; 및 Mimaki Engineering Co., Ltd., Tokyo, Japan 를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 프린터 번호 및 사양은 프린터 제조업자가 계속적으로 그들의 제품들을 개발하는 것에 맞추어서 급속하게 변화한다. 프린터들은 데스크 톱 사이즈 및 최종 처리된 목적 이미지 그래픽의 사이즈에 따른 광범위한 방식의 사이즈 모두에 따라서 제조된다. 대중에 시판중인 열 잉크 젯 프린터의 예로서는 Encad의 NovaJet Pro 프린터 및 H-P의 DesignJet 650C, 750C, 2500CP 및 3500CP 프린터가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 대중적인 데스크 톱 형태의 열 잉크 젯 프린터로서는 H-P의 DeskJet 프린터 및 OfficeJet 프린터를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

3M 에서는 또한 인터넷, 클립아트 또는 디지털 카메라 소스로부터 얻어진 디지털 이미지를 시그널로 변환시켜 열 잉크젯 프린터가 이러한 이미지를 인쇄하도록 만드는데에 유용한 Graphic Maker Ink Jet 소프트웨어를 시판하고 있다.

잉크젯 잉크는 또한 다수의 다국적 기업들, 특히 3M으로부터 각각 일련 번호 8551, 8552, 8553 및 8554 인 착색 잉크젯 잉크를 시판되고 있다. 상기 4개의 잉크의 주요색들, 즉 남색, 자홍색, 황색 및 흑색을 사용함으로써 디지털 이미지에 있어서 256 가지 이상의 칼라를 형성할 수 있다.

잉크젯 프린터용 매체 또한 급속도로 개발되고 있다. 잉크젯 잉크 이미지화 기술은 널리 대중에 시판되어 소비자들이 사용하고 있기 때문에, 종이 또는 기타 수용 매체에 칼라 이미지를 인쇄하는 데에 개인용 컴퓨터를 사용할 수 있는 가능성은 염료계 잉크로부터 안료계 잉크에 이르기까지 널리 확장되어 가고 있다. 그리고 상기 매체는 이러한 변화에 능동적이어야 한다. 안료계 잉크는 열 잉크젯 프린터 헤드를 사용하여 분산시키기 이전에 안료 입자들이 분산액에 함유되어 있기 때문에 칼라가 더욱 밝고 이미지의 내구성이 보다 뛰어나다.

잉크젯 프린터는, 예를 들어 공학용 도면 및 건축 설계 도면 등과 같은 전자 인쇄의 적용예로서, 일반적으로 널리 보급되어 사용되고 있다. 잉크 젯 프린터는 작동이 간편하고 경제적이기 때문에, 이러한 이미지 공정은 광범위한 방식(wide-format), 요구한 바에 따른 이미지 형성(image-on-demand), 실물과 동일한(presentation-quality) 그래픽을 창출해 내는 인쇄 산업에 잠재적인 성장 가능성을 갖는다.

이미지의 질이란, 관중과 소비자들이 갖고 싶어하고 또한 그들에게 보여져야 하는 것을 의미하는 것이다. 또한 이미지 그래픽의 제작자로부터, 인쇄소의 잉크젯 매체/잉크 시스템, 또는 정전기적 매체/토너 시스템상에 다수의 기타 불확실한 요구 사항들을 부여한다. 뿐만 아니라, 환경에 노출될 경우에는 상기 매체 및 잉크에 부가적인 요구 사항(그래픽 적용 의존성)을 부여할 수 있다.

이미지의 질은 그 이미지가 배치된 상태에서 이미지 그래픽의 의도된 내구성이 장기간 지속되어야 하는데, 즉 상기 이미지 그래픽은 이의 의도된 환경에서 내구성이 있어야 한다. 예를 들어, 트랙터 트레일러의 측면에 부착된 외부 이미지 그 래픽은 그 이미지의 질을 7 년 내지 10 년 동안 유지시켜야 하는 반면에, 상기 트레일러는 한랭한 기후 조건, 때로는 모진 기후 조건에 모두 견뎌내야 할 것으로 예상된다. 때때로 아름다운 이미지를 변질시키는 자연적인 요인들 또는 기타 기상 요인에 굴복시키는 요인은 자외선, 열, 습기, 냉각, 바람 및 기타 환경의 극한 상황을 조합한 것이다. 종종 안정화제(예를 들어, 자외선 흡수제, 자외선 안정화제, 항산화제, 열 안정화제 및 다수의 기타 첨가제)가 매체 및 이들 매체상의 이미지를 기상의 영향으로부터 보호해 주는 수용 매체 조성물에 포함된다. 안정화제의 양은 필름/막의 조성 또는 두께 또는 상기 안정화제의 용해도/혼화성에 의하여 제한될 수 있다. 이러한 제한은 그래픽의 의도된 수명을 유지시키는 데에 필요한 만큼에 못 미칠 수 있다.

종종 그래픽의 이미지는, 전술한 인쇄 방법과는 무관하게, 매체가 이와 같은 안정화제를 사용할 경우 상기 이미지가 인쇄되는 수용체 매체의 특성에 의하여 보호된다. 하지만, 최대의 내구성을 부여함에 있어서, 투명 부가 적층물(overlaminate)은 상기 이미지 그래픽에 부착되거나, 또는 투명 피복부는 이미지 그래픽을 피복한다.

부가 적층 필름 또는 투명 피복부(그래픽 업계에서는 "투명부(clears)"라고도 알려져 있는)는 최종적인, 보호 이미지 그래픽의 노출된 층에 요구되는 투명성으로 인하여, 생산에 비용이 많이 들며 재료의 유형에 따라 제한적이다. 이미지 그래픽을 장기간 방치하는 동안에 계속적으로 투명성을 유지하고 부가 적층물 또는 투명부를 보호해야 하기 때문에, 부가 적층물 및 투명부는 상기 그래픽의 여백부를 동일한 정도로 환경으로부터 보호할 필요가 있으며, 때때로 더욱 강력한 보호를 필요로 한다.

발명의 요약

이미지 그래픽 업계에서 필요로 하는 사항은 이미지 그래픽을 보호하기 위하여 필름 및 막 내에 환경 안정화제를 제공하는 방법이다.

본 발명은 필름 및 막을 환경에 의한 영향으로부터 계속적으로 보호하기 위하여 이와 같은 안정화제를 접착제로부터 필름 또는 막으로 이동시켜 필름 및 막에 부착된 접착제가 존재하는 영역에 환경 안정화제를 보유시킴으로써 당 업계의 문제점을 해결하였다.

본 발명에서는, 필름내 존재하는 어떠한 공극도 필름의 전체 두께를 초과하지 않는 반면에, 막의 전체 두께막에 존재하는 몇몇 공극은 막의 전체 두께를 초과한다는 점에서 "필름"과 "막"을 구분한다.

본 발명의 하나의 측면은 필름 또는 막을 보호하는 방법으로서 다음의 단계들로 이루어진다. 즉,

(a) 빛 에너지에 의한 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 하나 이상의 환경 안정화제를 접착제가 존재하는 영역에 로딩시키는 단계 ; 및

(b) 예상 수명 기간 동안에 환경 안정화제가 보호하는데에 충분한 정도로 포함되지 않은 필름 또는 막을 이의 보호 기간 동안에 지속적으로 필름 또는 막과 환경 안정화제를 접촉하도록 배치시키기 위하여, 상기 필름 또는 막의 접착제가 존재하는 영역을 빛 에너지원과 더욱 가까운 필름 또는 막에 부착시키는 단계.

상기 접착제는 전술한 환경 안정화제의 부가적인 형태로 로딩되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 양상은 지속적 기간 동안에 환경의 영향으로부터 보호받을 필름 또는 막과 접촉하는 접착제중에 환경 안정화제를 보유하도록 만드는 능력에 관한 것이다.

본 발명의 이점은 상기 필름 또는 막을 인접하는 접착제로부터 보호하는 능력이다.

놀랍게도, 본 발명의 방법은 접착제가 존재하는 영역과 결합하는 필름 또는 막을 보호하는 방법 뿐만 아니라, 접착 보유제가 막에 접할 경우, 최종적인 이미지 그래픽을 형성하는 복합재료의 다른 층을 보호하는 방법을 제공한다. 더욱 구체적으로, 상기 접착 보유제가 미국 특허 제 4,539,256 호(Shipman 외 다수 공저)에 개시된 바에 따라 제조된 막과 접하거나 또는 Teslin™(PPG Industries of Pittsburg, PA, USA)이라는 상표로 시판되고 있는 미세 공극성 막에 접하는 경우, 안정화제는 막을 통하여 그와 접하고 있는 접착제 및 부가 적층 필름과 접하고 있는 접착제로 이동 한다. 중요한 것은 상기 보유제내의 환경 안정화제가 제 3 소재층을 보호하기 위하여 제 2 소재층을 통해서 이동한다는 것을 파악하였다는 것이다.

그러므로, 본 발명의 다른 이점은 어떠한 환경 안정화제도 함유하지 않는 부가 적층으로서 필름을 사용하여 최종 이미지 그래픽의 다른 층으로부터 이동된 환경 안정화제에 의하여 이 부가층을 보호한다는 데에 있다. 이러한 이점으로 인하여 기존에는 외장재에 내구성을 부여하는 부가 적층으로서 사용될 수 없었던 소재에 대한 부가 적층 후보들의 목록을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 빛 에너지에 의한 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 환경 안정화제용 접착제 운반 시스템을 함유하는 접착제 존재 영역에 결합시켜 보호되는 필름 또는 막에 관한 것으로서, 이러한 결합은 직접적이거나 또는 간접적이며, 상기 필름 또는 막 자체는 상기 필름 또는 막의 예상 수명 기간 동안 이를 보호하는 환경 안정화제를 충분히 함유하고 있지 않다.

"접착제 운반 시스템(adhesive delivery system)"이란 환경 안정화제용 보유제를 제공하고, 이러한 제제들이 접착제로부터 인접하는 필름 또는 막으로 이동하는 것을 촉진하는 접착제의 용도를 의미한다. 상기 접착제 운반 시스템을 사용하면 가장 보편적인 환경 안정화제(즉, 자외선 부가제 및 항산화제)를 폴리올레핀 필름에 도입시키는 데에 사용되는 가장 보편적인 2 가지 방법(압출 및 피복) 수행시 발생할 수 있는 문제점들을 해결할 수 있다. 상기 자외선 부가제 및 항산화제는 그 분해 온도가 낮기 때문에, 자외선/항산화제 패키지는 종종 직접적으로 압출될 수 없다. 또한, 미국 특허 제 4,539,256 호(Shipman 외 다수 공저)에 개시되어 있는 온도 유도성 상분리(TIPS) 과정에도 포함되었듯이, 폴리(프로필렌)의 핵형성 과정에 상기 자외선 부가제가 파괴시킨다는 것이 문제점이다. 본 발명의 "접착제 운반 시스템"은 이와 같은 문제점들을 해결할 수 있다.

피복 방법 또한 몇가지 한계가 있다. 첫째, 필름 제조시 요구되는 부가적인 단계는 고비용이며 시간 소모가 많을 뿐만 아니라, 여기에는 안전성에 대한 문제와 환경 문제가 포함된다는 것이다. 피복시 사용되는 대부분의 용매들은 인화성 액체로서 특수한 제조 방법을 필요로 한다. 더욱이 안정화제의 양은 피복시 용해도 및 피복물의 두께에 따라서 제한된다. 뿐만 아니라, 자외선 안정화 부가제 및 항산화제를 접착제에 포함시킬 경우 이러한 문제점들을 해결할 수 있다. 다른 측면으로는 황색 또는 황갈색인 다수의 자외선 안정화 부가제는 사출되거나 또는 피복된 필름의 색에 영향을 미쳐, 부가 적층 적용시 중요한 문제점으로 작용할 수 있다. 변색은 구체적으로 광학적 적용 및 그래픽 적용시, 더욱 구체적으로 부가 적층시 바람직하지 않은 현상이다. 자외선 안정화 부가제의 이동량을 제한하면 부가 적층이 눈으로 감지할 수 있을 정도로 변색되는 것이 최소화될 수는 있기 때문에 접착제에 자외선 안정화 패키지를 사용하면 상기 문제점을 해결할 수 있으나, 여전히 자외광으로부터 보호하기에는 충분하지 않다.

본 발명의 다른 이점은, 사용된 이미지 형성 방법에 상관없이, 본 발명의 방법이 필름 또는 막 상에서의 인쇄 공정에 악영향을 미치지 않는다는 점이다.

이하 도면들과 관련하여, 본 발명의 구체예에 대한 추가의 양상 및 이점에 관하여 상세히 설명할 것이다.

도1은 부가 적층되지 않은 이미지 그래픽의 횡단면도이다.

도2는 부가 적층된 이후의 이미지 그래픽의 횡단면도이다.

본 발명의 구체예

이미지 그래픽 구성물

도1은 이미지 수용체(12)를 포함하며 상기 이미지 수용체(12)의 한쪽 표면상에 인쇄된 이미지(14) 및 이미지 수용체(12)의 반대 표면에 인접하는(통상적으로 접착에 의하여) 접착제 존재 영역(16)을 보유하는, 통상의 이미지 그래픽(10)의 최소의 구성 요소들을 나타내는 도면이다. 이미지(14) 인쇄의 예로서는 전자 그래픽(정전기적 그래픽 및 전자 포토그래픽 모두 포함), 잉크젯(열 및 피에조 잉크젯), 열량 전이, 열 염료 부차 제한, 스크린 인쇄 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도2는 접착제의 제2 존재 영역(24)을 통하여 이미지(14) 및 이미지 수용체에 부착된 부가 적층 필름(22)을 보유하는 통상의 이미지 그래픽(10)을 나타내는 도면이다.

본 발명의 방법은 접착제 존재 영역(16)에 환경 안정화제를 보유시켜 상기 보유제가 도1 에서와 같은 수용체(12) 또는 도2 에서와 같은 부가 적층(22)을 보호하는 방법을 제공한다.

필름 또는 막

이미지 그래픽 적용에 적당한 임의의 필름 또는 막이 본 발명의 방법을 통하여 사용 및 보호될 수 있다. 본 발명은 환경 안정화제를 함유할 수 없거나 또는 함유하기 어려운 필름 또는 막을 이용할 수 있다. 통상의 중합체 소재로서는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 아크릴 중합체를 포함한다. Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M)은 본 발명에 의하여 보호 될 수 있는 다양한 종류의 필름 및 막을 시판하고 있다. Teslin™이라는 상표명으로 시판되고 있는 필름 또한 우수한 후보 소재이다. 본 발명의 이점은 이미지 그래픽 형성 업계의 당업자가 환경 안정화제를 충분한 양만큼 보유하지 않는 기존의 필름 또는 막을 선택하여 이것을 본 발명의 접착제 운반 시스템과 함께 조합하여 사용함으로써 환경 안정화제를 접착제로부터 필름 또는 막으로 이동시켜 기존의 불충분한 필름 또는 막에 충분한 양의 환경 안정화제를 제공하는 장점을 가진다.

바람직한 필름 또는 막의 예로서는 미국 특허 제 4,539,256 (Shipman 외 다수) ; 동 제 5,106,710 호(Wang 외 다수) ; 동 제 5,721,086 호(Emslander 외 다수) ; 동 제 5,681,660 호 (Bull 외 다수) 및 PCT 공개 공보 제 WO 97/30852(Bull)에 개시된 것들이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Bull 외 다수에 의한 특허 및 Bull 에 의한 출원 공개 공보에 나타난 바와 같이, 이러한 필름들은 부가 적층 소재로서 사용된다. 그러므로, 도1에 나타낸 바와 같은 구성 요소(12)에 적합한 필름 및 막 또한 도 2에 나타낸 바와 같은 구성 요소(22)로서 사용될 수 있다. 이와는 상관없이, 본 발명의 방법은 어느 한쪽 면에 위치하면서 이미지 수용체(12) 또는 부가 적층(22)으로서 사용되는 필름 또는 막을 보호할 수 있다.

상기 막은 이것에 함침된 유체 조절 시스템 및 안료 조절 시스템을 보유하는 미세 공극성 막인 것이 바람직하다. 간단히 말하면, 본 발명에 의한 잉크젯 수용체는 사용되는 잉크 및 막에 적합한 계면 활성제 또는 이의 조합물 및 무기 다가 급속염이 함침된 미세 공극성 막을 포함하거나, 또는 사용되는 잉크 및 막에 적합한 계면 활성제 또는 이의 조합물, 결합제 및 미세 공극성 플루오르화 실리카 응집체 로 함침된 미세 공극성 막을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 의한 잉크젯 수용체는 결합제, 계면 활성제 또는 탄화 수소계 음이온성 계면 활성제, 실리콘계 비이온성 계면 활성제 또는 탄화 플루오로계 비이온성 계면 활성제 또는 이들을 조합한 것으로부터 선택된 계면 활성제 조합물 및, 미세 공극성 플루오르화 실리카 응집체가 함침되어 있는 미세 공극성 막을 포함할 수 있다. 이와 같이 처리된 막들 중 그 어떤 것도 이미지 그래픽의 탁월한 인크젯 인쇄 수용 매체이다.

접착제

환경 안정화제의 보유제로서 사용될 수 있는 이미지 그래픽에 적합한 임의의 접착제가 본 발명에 사용될 수 있다. 상기 정의한 바와 같은 필름 또는 막과 함께 시판되고 있는 다수의 접착제가 본 발명의 보유제로서 사용되기에 적합하다. 접착제로서는 열 용해 접착제, 화학 광선 반응성 접착제등을 포함할 수 있다. 상기 접착제는 용매계 접착제, 100% 고체 접착제 또는 라텍스계 접착제일 수 있다.

이러한 접착제의 예로서는 수용체(12) 및 이미지 그래픽이 형성될 대상물의 표면 둘 다에 부착되는 종래의 압감성 접착제일 수 있다. 일반적으로 압감성 접착제에 관해서는 Satas, Ed., Handbook of Pressure Sensitive Adhesives 2nd Ed. (Von Nostrand Reinhold 1989)에 기술되어 있다. 압감성 접착제는 다수의 상업적 공급원으로부터 시판되고 있다. 특히 바람직한 접착제는 St.Paul,Minnesota 소재, Minnesota Mining and Manufacturing Company 로부터 시판되고 있으며 일반적으로 미국 특허 제 2,973,826 호 ; 동 제 24,906 호 ; 동 제 33,353 호 ; 동 제 3,389,827 호 ; 동 제 4,112,213 호 ; 동 제 4,310,509 호 ; 동 제 4,323,557 호 ; 동 제 4,732,808 호 ; 동 제 4,917,928 호 ; 동 제 4,917,929 호 ; 동 제 5,141,790 호 ; 동 제 4,605,592 호 ; 동 제 5,045,386 호 ; 동 제 5,229,207 호 ; 동 제 5,296,277 호 및 동 제 5,670,557 호 및 EPO 특허 출원 공개 공보 EP 0 051 935 및 동 EP 0 570 515 B1 및 PCT 특허 출원 공개 공보 제 WO 98/29516 호에 기술된 아크릴레이트 압감성 접착제가 바람직하다.

사용전 접착제를 보호하는 릴리즈 라이너(release liner) 또한 널리 공지되어 있는 것으로서 다수의 상업적 공급원으로부터 시판되고 있다. 방출 라이너의 예로서는 실리콘 피복된 크라프트지, 실리콘 피복된 폴리에틸렌 피복지, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 실리콘 피복된 또는 피복되지 않은 중합체 재료 및 실리콘 우레아, 우레탄 및 예를 들어 미국 특허 제 3,957,724 호 ; 동 제 4,567,073 호 ; 동 제 4,313,988 호 ; 동 제 3,997,702 호 ; 동 제 4,614,667 호 ; 동 제 5,202,190 호 ; 및 동 제 5,290,615 호에 기술된 바와 같은 장쇄 알킬 아크릴레이트와 같은 중합체 방출 제제로 피복된 전술한 기본 소재 및 Polysilk™라는 상표명으로 Rexam Release of Oakbrook (IL, USA 소재) 로부터 시판중인 소재 그리고 EXHERE™라는 상표명으로 P.H.Glatfelter Company of Spring Grove (PA, USA 소재)로부터 시판중인 소재를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

환경 안정화제

환경 안정화제는 목적으로 하는 방치 기간 동안 이미지 그래픽이 내구성을 보유하도록 보조하는 다수의 조성물중의 임의의 것들로부터 선택될 수 있다. 본 발명은 하나 이상의 환경 안정화제, 즉 빛 에너지로 인한 영향을 감소시키거나 완화 시키는 환경 안정화제를 사용한다. 본 발명에서 추가의 유형의 안정화제를 사용하는 것도 바람직하다.

때때로, 이미지 그래픽은 표면상에 방치되어 특정 기간 동안 소재 또는 가공시 발생할 수 있는 결점을 확실히 없앨 수 있다. 이미지 그래픽을 형성하도록 상기 구성 요소들을 매치시키는 것은 제작자가 그 최종 생산물의 품질을 보증하는 능력의 핵심을 이루는 것이다. 그러므로, 환경 안정화제는 이미지 그래픽의 마케팅에 있어서 핵심 요소로 작용한다. 본 발명은 환경 안정화제의 용도를 이러한 환경 안정화제를 접착제내에 수용함으로써 이와 접하고 있는 층을 보호하는 경우까지 확장시킬 수 있다.

환경 안정화제는 다음의 부류로 분류될 수 있다. 즉, 빛 에너지의 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 제제 ; 환경과 반응하는 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 제제 ; 및 이미지 그래픽의 구성 요소내 반응의 영향을 감소시키거나 완화시키는 제제.

빛 에너지의 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 제제로서는 자외광 흡수제(UVA), 자외광 안정화제, 아민 간섭광 안정화제 [예를 들어, Ciba-Geigy of Hawthorne(USA, NY 소재)로부터 시판되고 있는 Tinuvin™123]를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제제들은 접착제 총 중량의 약 0.1 내지 약 20 중량 %, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 중량 %의 범위의 양으로 접착제에 포함될 수 있다. 상기 양들은 일반적으로 전술된 후보 필름 또는 막 제조시 그 자체가 함유하는 양보다 많다.

환경과 반응하는 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 제제의 예로서는 항산화제(예를 들어, Ciba-Geigy of Hawthorne(USA, NY 소재)로부터 시판되고 있는 Irganox 1010™), 살생물제(예를 들어, Rohm and Hass of Philadelphia, PA, USA로부터 시판되고 있는 Kathon™1CP 살생물제), 항곰팡이 제제등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제제들은 접착제 총중량의 약 0.1 내지 약 2 중량 %, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 1 중량 %의 범위의 양으로 존재할 수 있다.

필름 또는 막의 구성 요소내에서 반응하는 영향을 감소시키거나 또는 완화시키는 제제들의 예로서는 전하 전이제, 라디칼 스캐빈저 및 에너지 전이제를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제제들은 접착제 총중량의 약 0.1 내지 약 3 중량 %, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 2 중량 %의 범위의 양으로 존재할 수 있다.

추가의 구체예들은 다음의 실시예에 기술하였다.

실시예 1

미국 특허 제 4,539,256 호(Shipman 외 다수 공저), 동 제 4,726,989 호(Mrozinski) 및 더욱 구체적으로 동 제 5,120,594 호(Mrozinski)에 기술된 바에 따라서 열 유도성 상 분리 기술을 사용하여 제조된 폴리프로필렌 미세 공극성 막은 다음과 같은 특성들을 갖는다.

두께 ; 0.091 ㎜ (3.6 mil)

공극률 ; 41.9 %

기포점(Bubble Point) ; 0.52 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 24 s/ 50 ㎤

막으로부터 2.54 ×5.08 ㎠ 크기로 잘라낸 이하 5 조각의 샘플을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 1A ; 3M Clear Application Adhesive 8560 (3M Commercial Graphics Division, St.Paul, MN, USA) - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 1B ; 2-메틸부틸아실레이트/아크릴산 (90:10) 압감성 접착제 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 1C ; 시험 접착제 0.05 ㎜ (2 mil) 도포

샘플 1D ; 시험 접착제 0.07 ㎜ (3 mil) 도포

샘플 1E ; 시험 접착제 0.10 ㎜ (4 mil) 도포

대조구 샘플 1A 의 접착제는 자외광 안정화제를 함유하지 않았다. 샘플 1B 내지 1E 의 접착제는 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA 안정화제, 3.5 % 의 Tinuvin 123 아민 간섭광 안정화제 (HALS) 및 0.4% 의 Irganox 1010 항산화제를 함유하였는데, 상기 샘플들은 모두 Ciba Geigy of Hawthorne(USA, NY 소재)으로부터 시판되는 것들이다.

이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 가속화시킨 시험 장치에 놓아두어, 80℃에서 자외광 (UVA 340 ㎚)에 164 시간 동안 노출시킨후, 4 시간 동안 50℃에서 응결시키는 American Society for Testing of Material (ASTM) G 53-91(1991)에 따른 방법으로 시험을 수행하였다. 200 시간이 경과하기도 전에 대조구 샘플 1A 에는 약간의 균열이 발생한 반면에 ; 1500, 2000, 2500 및 3000 시간 경과후의 각 샘플 1B, 1C, 1D 및 1E 에는 어떠한 균열도 발생하지 않았다. 본 실시예는 인접한 접착제 존재 영역에 함유되어 있으며 이 영역으로부터 전달된 환경 안정화제는 환경 안정화제를 함유하지 않는 필름 또는 막을 보호할 수 있다는 사실을 설명해 주는 것이다. 더욱이, 접착제 피복층 및 여기에 함유된 환경 안정화제의 양에 차이를 두면(상기 여러 가지 샘플들 내의 농도가 일정하게 유지되는 경우라도), 본 발명의 접착제 운반 시스템에 의하여 제공된 환경 안정화제의 양을 조절할 수 있다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 다른 폴리프로필렌 막은 다음의 특성들을 갖는다.

두께 ; 0.167 ㎜ (6.6 mil)

공극률 ; 42.0 %

기포점 ; 0.58 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 16.2 s/ 50 ㎤

대조구 샘플 A 및 샘플 B 내지 F 와 매치되는 접착제를 보유하는 막을 2.54 ×5.08 ㎠ 크기(1 ×2 inch²)로 잘라내어 이하 5 조각의 샘플을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 2A ; 3M Adhesive 8560 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 2B ; 시험 접착제 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 2C ; 시험 접착제 0.05 ㎜ (2 mil) 도포

샘플 2D ; 시험 접착제 0.07 ㎜ (3 mil) 도포

샘플 2E ; 시험 접착제 0.10 ㎜ (4 mil) 도포

대조구 샘플 2A 의 접착제는 자외광 안정화제를 함유하지 않았다. 샘플 2B 내지 2E 의 접착제는 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA 안정화제, 3.5 % 의 Tinuvin 123 HALS 및 0.4% 의 Irganox 1010 항산화제를 함유하였다.

이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 200 시간이 경과하기도 전에 대조구 샘플 2A는 약간의 균열을 보였으나, 각 샘플 2B, 2C, 2D 및 2E 는 1500, 2000, 2500 및 3000 시간이 각기 경과하기 전까지 어떠한 균열도 발생하지 않았다. 본 실시예는 다른 유형의 중합체 필름 또는 막이 실시예 1과 동일한 방식으로 보호될 수 있다는 것을 나타내는 것이다.

실시예 3

실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 폴리프로필렌 막은 다음의 특성들을 갖는다.

두께 ; 0.12 ㎜ (4.9 mil)

공극률 ; 85.6 %

기포점 ; 1.0 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 4.3 s/ 50 ㎤

막으로부터 2.54 ×5.08 ㎠ 크기로 잘라낸 이하 2 조각의 샘플들을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 3A ; 3M Adhesive 8560 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 3B ; 3M 시험 접착제 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

대조구 샘플 3A 의 접착제는 자외선 안정화제를 함유하지 않았다. 샘플 3B 의 접착제는 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA, 3.5 % 의 Tinuvin 123 HALS 및 0.4% 의 Irganox 1010 항산화제를 함유하였다.

500 시간 이하의 기간 동안 수행하였다는 점을 제외하고는, 이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 200 시간이 경과하기도 전에 대조구 샘플 3A 에는 약간의 균열이 발생하였고 또 그 표면에는 흰색 가루가 형성되었으나(chalking off) ; 500 시간 경과후의 샘플 3B 에는 어떠한 균열도 발생하지 않았으며 그의 표면에는 흰색 가루 또한 형성되지 않았다. 본 실시예는 다른 중합체 막 또한 본 발명의 방법에 의하여 보호될 수 있다는 것을 나타내는 것이다.

실시예 4

본 실시예에서는 조밀한 0.05 ㎜ Stamark™7771 Gloss Clear Polypropylene Overlaminating Film (3M, St. Paul, MN, USA)을 사용하였다.

막으로부터 2.54 ×5.08 ㎠ 크기로 잘라낸 이하 2 조각의 샘플들을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 4A ; 3M Adhesive 8560 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 4B ; 시험 접착제 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

대조구 샘플 4A 의 접착제는 자외선 안정화제를 함유하지 않았다. 샘플 4B 의 접착제는 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA , 3.5 % 의 Tinuvin 123 HALS 및 0.4% 의 Irganox 1010 항산화제를 함유하였다.

1000 시간 이하의 기간 동안 수행하였다는 점을 제외하고는, 이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 200 시간이 경과하기도 전에 샘플 4A 에는 약간의 균열이 발생하였고 그 표면은 플레이킹되었으나(flaked off) ; 1000 시간 경과후의 샘플 4B 에는 어떠한 균열 및 기타 육안으로 감지할 수 있는 어떠한 변화도 발생하지 않았다. 본 실시예는 시판중인 부가 적층물이 본 발명의 방법에 의하여 보호될 수 있다는 것을 보여주는 것이다.

실시예 5

본 실시예에서는 고밀도 폴리에틸렌 막을 사용하였다. 상기 막은 다음과 같은 특징들을 갖는다.

두께 ; 0.06 ㎜ (2.5 mil)

공극률 ; 83.1 %

기포점 ; 0.27 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 21.1 s/ 50 ㎤

막으로부터 2.54 ×5.08 ㎠ 크기로 잘라낸 이하 2 조각의 샘플들을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 5A ; 3M Adhesive 8560 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 5B ; 시험 접착제 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

대조구 샘플 5A 의 접착제는 UV 안정화제를 함유하지 않았다. 접착제 RD1267 계 샘플 5B 의 접착제는 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA, 3.5 % 의 Tinuvin 123 HALS 및 0.4% 의 Irganox 1010 항산화제를 함유하였다.

500 시간 이하의 기간 동안 수행하였다는 점을 제외하고는, 이후, 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 200 시간이 경과하기도 전에 대조구 샘플 5A 에는 약간의 균열이 발생하였으나 ; 500 시간 경과후의 샘플 5B 에는 어떠한 균열 및 기타 육안으로 감지할 수 있는 변화도 발생하지 않았다.

실시예 6

본 실시예에서는 막 내 폴리프로필렌 오일을 사용하였다. 상기 막은 다음과 같은 성질을 갖는다.

두께 ; 0.18 ㎜ (7.17 mil)

공극률 ; 46.2 %

기포점 ; 0.82 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 20.4 s/ 50 ㎤

Irganox 1010 항산화제 ; 1.0 %

막으로부터 2.54 ×5.08 ㎠ 크기로 잘라낸 이하 2 조각의 샘플들을 다음과 같은 방법으로 알루미늄 플레이트에 부착하였다.

대조구 샘플 6A ; 3M 접착제 EP 0 570 515 B1 - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

샘플 6B ; 3M 접착제 3500S - 0.02 ㎜ (1 mil) 도포

대조구 샘플 6A의 수계 접착제는 UV 안정화제를 함유하지 않았다. 샘플 6B는 다음의 조성에 따라 제조된 동일한 수계 접착제에 2.0 % 의 Tinuvin 1130 UVA, 3.5 % 의 Tinuvin 123 HALS 을 함유하였다.

Butyl Cellosolve 5.2 중량부

Tinuvin 1130 UVA 1.9 중량부

Tinuvin 123 HALS 3.3 중량부

접착제(40 % 고형분 함유) 89.6 중량부

사용된 샘플 6B 는 다음과 같은 단계에 따라서 제조하였다.

1. 부틸 셀로솔브내 Tinuvin 1130 및 Tinuvin 123 을 용해시키는 단계.

2. 3500 의 접착제를 용기에 넣은후 무게를 측정하고, 이후 격렬하지 않은 속도로 교반시키는 단계.

3. 교반하면서, 안정화제 예비 혼합물을 서서히 가함. 잘 분산될 때까지 계속해서 혼합하는 단계.

500 시간 이하의 기간 동안 수행하였다는 점을 제외하고는, 이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 200 시간 경과하기도 전에 대조구 샘플 6A 에는 약간의 균열이 발생하였으나 ; 500 시간 경과후의 샘플 6B 에는 어떠한 균열 및 기타 육안으로 감지할 수 있는 어떠한 변화도 발생하지 않았다.

실시예 7

본 실시예에서는 조밀한 0.05 ㎜ (2 mil) Stamark™7771 Gloss Clear Polypropylene Overlaminating Film 및 폴리프로필렌(오일 함유) 막을 사용하였다. 상기 필름은 어떠한 환경 안정화제도 포함하지 않는 접착제가 도포되었다. 이와 같은 적층 막은 다음과 같은 특징을 갖는다 :

두께 ; 0.17 ㎜ (6.70 mil)

공극률 ; 41.5 %

기포점 ; 0.72 ㎛

거얼리 (Gurley) ; 16.9 s / 50 ㎤

상기 폴리프로필렌 막으로부터 1.9 ㎝ ×6.35 ㎝ 크기(3/4" × 2 1/2")로 잘라낸 이하 2 조각의 샘플들을 Stamark TN 7771 폴리프로필렌 부가 적층물에 적층시켰다.

대조구 샘플 7A ; 대조구 샘플 6A에 사용된 접착제를 0.07 ㎜ (3 mils) 습식 도포

샘플 7B ; 샘플 6B의 접착제를 0.07 ㎜ (3 mils) 습식 도포

이후 샘플들이 부착된 알루미늄 플레이트를 대상으로 실시예 1과 동일한 방식의 가속화 시험을 수행하였다. 500 시간 경과후 대조구 샘플 7A, 막 및 부가 적층 필름에 약간의 균열이 발생하였다. 3000 시간 경과후의 샘플 7B의 막 또는 폴리프로필렌 부가 적층물에는 어떠한 균열 및 기타 육안으로 감지할 수 있는 분해의 조짐도 없었다.

본 실시예는 막 저면부의 접착제에 존재하는 환경 안정화제가 이와 접촉하는 막을 보호하기 위해서 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 이것이 상기 부가 적층 필름을 보호하기 위해서 막 및 부가 적층물에 도포된 접착제를 통하여 이동할 수 있다는 것을 보여준다.

본 발명은 상기 구체예들에 의하여 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구 범위는 다음과 같다.

Claims (11)

1. (a) 중합체 필름 또는 막에 접착제가 도포되어 있지 않을 때 ASTM G53-91(1991) 조건하에서 자외광에 200 시간 동안 노출시키면 균열이 형성되는 이미지 그래픽에 사용되는 중합체 필름 또는 막(12);

   (b) 상기 중합체 필름 또는 막(12)에 도포되고 빛 에너지로 인한 영향을 감소시키거나 또는 지연시켜서 이미지 그래픽의 내구성을 보존하는 자외선 흡수제, 자외광 안정화제, 아민 간섭광 안정화제, 항산화제, 살생물제, 항곰팡이 제제, 전하 전이제, 라디칼 스캐빈저 제제 및 에너지 전이제 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 1개 또는 다수개의 환경 안정화제를 포함하는 아크릴 접착제(16)로서, 상기 안정화제는 접착제 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%를 사용하여 접착제가 도포된 상기 중합체 필름 또는 막(12)이 ASTM G53-91(1991) 조건하에서 자외광(UVA 340 ㎚)에 200 시간 동안 노출되었을 때 균열이 형성되지 않도록 보호작용을 하는 것인 접착제

   를 포함하는 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착제(16)를 보유하는 표면에 대향하는 이미지 그래픽에 사용되는 중합체 필름 또는 막(12)의 표면에 부착된 부가 적층 필름(overlaminate film)(22)을 추가로 포함하고, 상기 접착제(16)중 이미지 그래픽의 내구성을 보존하는 1개 또는 다수개의 상기 환경 안정화제의 농도는 접착제 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%를 사용하여 1개 또는 다수개의 상기 환경 안정화제를 상기 중합체 필름 또는 막(12)을 통하여 부가 적층 필름(22)으로 이동시키는 것인 물품.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제(16)를 보유하는 표면에 대향하는 표면에 인접한 이미지 그래픽(14)을 추가로 포함하는 것인 물품.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체 필름 또는 막(12)은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함하는 것인 물품.
6. (a) 중합체 필름 또는 막에 접착제가 도포되지 않았을 때 ASTM G53-91(1991) 조건하에 200 시간 동안 자외광에 노출시키면 균열이 형성되는 이미지 그래픽에 사용되는 중합체 필름 또는 막을 선택하는 단계 ;

   (b) 빛 에너지의 영향을 감소시키거나 또는 지연시켜서 이미지 그래픽의 내구성을 보존하는 자외선 흡수제, 자외광 안정화제, 아민 간섭광 안정화제, 항산화제, 살생물제, 항곰팡이 제제, 전하 전이제, 라디칼 스캐빈저 제제 및 에너지 전이제 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 1개 또는 다수개의 환경 안정화제를 포함하는 아크릴 접착제를 상기 중합체 필름 또는 막에 도포하는 단계로서, 상기 안정화제는 접착제 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%를 사용하여 접착제가 도포된 상기 중합체 필름 또는 막이 ASTM G53-91(1991) 조건하에서 200 시간 동안 자외광(UVA 340 ㎚)에 노출되었을 때 균열이 형성되지 않도록 보호작용을 하는 것인 단계 ; 및

   (c) 상기 접착제가 존재하지 않을 경우 상기 중합체 필름 또는 막을 균열시키는 자외광 조건에 상기 접착제 코팅된 중합체 필름 또는 막을 노출시키는 단계

   를 포함하는, UV에 노출된 상태에서 이미지 그래픽에 사용되는 중합체 필름 또는 막을 보호하는 방법.
7. 제6항에 있어서,

   (d) 상기 접착제(16)를 보유하는 표면에 대향하는 표면에 부가 적층 필름(22)을 부착시키는 단계 ; 및

   (e) 이미지 그래픽의 내구성을 보존하는 상기 1개 또는 다수개의 환경 안정화제를 이미지 그래픽에 사용되는 중합체 필름 또는 막(12)을 통하여 부가 적층 필름(22)으로 이동시킴으로써 접착제(16)중 1개 또는 다수개의 상기 환경 안정화제를 부가 적층 필름(22)에 제공하는 단계

   를 추가로 포함하는 것인 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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