KR100751287B1

KR100751287B1 - 구조화된 릴리스 라이너 및 그것의 코팅 방법

Info

Publication number: KR100751287B1
Application number: KR1020037002137A
Authority: KR
Inventors: 셔프랭크티.; 플레밍대니엘.; 탄뭉-린에스.
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2000-08-15
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2007-08-23
Also published as: DK1309412T3; CN1246089C; JP5236854B2; DE60038907D1; US6803072B2; US20030152695A1; ATE395147T1; EP1309412A1; CN1454122A; BR0017312A; ES2304991T3; AU2001220856A1; EP1309412B1; JP2004505767A; WO2002013980A1; KR20030059101A; US6524649B1

Abstract

본 발명의 코팅 방법은 접착제를 표면에 도포하는 단계를 포함하는 코팅 방법으로서, 상기 표면은 상부에 구조물의 배열을 포함하고, 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되며, 상기 표면의 평면에 대해 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대한 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 0°초과 90°미만의 각도를 형성하는 1 이상의 측벽을 갖춘다.

Description

구조화된 릴리스 라이너 및 그것의 코팅 방법{STRUCTURED RELEASE LINER AND METHOD FOR COATING THEREON}

본 발명은 구조화 표면에 액상 조성물을 도포하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 접착제 조성물을 구조화 릴리스 라이너(release liner)에 도포하는 방법에 관한 것이다.

감압성 접착제 백킹 필름은 이미지화되어 장식용 기재에 부착될 수 있다. 예를 들면, 대형 그래픽 또는 더 소형의 전사물을 매체 상에 놓거나, 또는 식별용 기호, 판촉용 또는 장식용 물체로서 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 용도에 사용되는 점착성의 강력한 감압성 접착제는 상당한 취급 및 도포 문제점을 유발한다. 이상적으로, 필름은 도포 기재 상에 정합성있고 균일하게 부착된다. 가장 경미한 접촉으로 부착되는 접착제 백킹 물품은, 종종 이들이 바람직하지 않은 위치에서 기재에 잘못 부착된 경우, 재도포하기가 특히 어렵게 될 수 있다. 또한, 접착제 백킹 물품의 한 섹션이 기재에 적절하게 위치되어 필름이 견고하게 부착된 경우일지라도, 공기 또는 다른 유체가 그 물품 아래에 포집될 수 있다. 포집된 공기는 물품에 버블을 형성하고, 기재를 탈착 또는 천공하지 않고서는 용이하게 제거할 수 없다.

미국 특허 제5,897,930호, WO 98/29516호 및 미국 특허 제09/311,101호(3M 파일 번호 54528US2A)에 기재되어 있는 접착제 백킹 그래픽 물품은 기재에 인쇄 정합(registration)하는 중에 물품 아래에 포집된 유체를 배출시킬 수 있는 다수의 복제된 오목한 상호 연결 미세채널을 갖춘 접착제층을 포함한다. 이러한 유형의 전형적인 물품(10)은 도 1에 도시되어 있으며, 대향면(14 및 16)을 갖춘 필름(12)을 포함한다. 필름(12)의 표면(14)은 이미지화되어 그래픽(13)을 형성한다. 감압성 접착제(18)의 층은 필름(12)의 표면(16)에 결합되어 있다. 감압성 접착제(18)는 기재에 결합될 수 있는 표면(20)을 포함한다. 감압성 접착제(18)는 채널(24)의 네트워크를 형성하는 구조물(22)을 포함한다. 릴리스 라이너(26)는 감압성 접착제(18)에 릴리스 가능하게 부착된다. 릴리스 라이너(26)는 감압성 접착제(18) 내에 해당 채널(24) 및 구조물(22)을 형성하는 돌출부(28)를 포함한다. 부분적으로 제거된 상태로 도시된 릴리스 라이너(26)는 화살표 A 방향으로 당기는 경우, 완전 탈착 가능하며, 기재 상에 물품(10)을 적용하기 전에 감압성 접착제를 보호하는 데 사용된다.

물품(10)을 제조하는 데 사용되는 라이너의 주면 일부는 도 2에 도시되어 있다. 라이너(26)의 표면은 일정 패턴의 리지(28, ridge)를 포함한다. 라이너(26)의 표면은 일련의 실질적으로 연속적인 리지(28)에 의해 분리된 일련의 랜드 영역(23)을 포함한다. 리지(28)는 실질적으로 반구 단면 형상을 가진다.

접착제 백킹 물품(10)의 한 가지 용이한 제조 방법으로는 감압성 접착제의 용액을 릴리스 라이너의 구조화 표면에 나이프 코팅 또는 바(bar) 코팅하는 방법이 있다. 도 3을 참조하면, 접착제 물품(10)을 제조하는 데 사용될 수 있는 장치(70)가 도시되어 있다. 리지(28)를 포함하는 구조화 표면을 가진 릴리스 라이너(26)는 화살표 B 방향으로 회전하는 테이크업 롤(72)과 화살표 C 방향으로 회전하는 백업 롤(74) 사이로 공급된다. 유지 탱크(76)로부터의 액상 접착제(75)는 회전하는 테이크업 롤(72)에 부착되고, 릴리스 라이너(26)의 구조화 표면에 도포된다. 나이프 또는 바(78)는 접착제(75) 부분을 제거하여, 실질적으로 연속적인 접착제층(79)을 릴리스 라이너(26) 상에 형성한다.

발명의 개요

나이프 또는 바 코팅 공정을 사용하여 접착제 백킹 물품의 제조 중에 접착제를 구조화 릴리스 라이너에 도포할 때, 접착제가 릴리스 라이너의 표면 상의 구조물 위로 유동하여 구조물 간의 랜드 영역에 채워진다. 이 공정에서, 코팅 속도는 접착제가 릴리스 라이너 상의 구조물 사이의 랜드 영역 내 개개의 셀형 영역으로 유동하기 때문에 접착제 내 공기 버블의 포집 또는 응집을 방지하도록 조절되어야 한다. 포집된 공기는 코팅된 접착제층의 성능을 열화시키고, 특히 고해상도 이미지를 위한 필름층의 외관과 인쇄 가능성을 감소시킨다. 이러한 결함은 접착제 백킹 물품에 기초한 제품의 전체 외관을 열화시킨다. 또한, 감소된 코팅 속도는 비경제적이며, 생산 비용을 증가시킨다.

본 발명의 코팅 공정은 코팅 조작 중에 공기 버블 형성을 감소시키고, 코팅 속도를 향상시키도록 기계적으로 변형된 양태를 가진 릴리스 라이너를 사용한다. 본 발명의 코팅 공정에 사용되는 릴리스 라이너는 코팅 중의 공기 버블 형성을 감소시키고, 도포, 결합 및 최종 그래픽 필름 제품의 시각적 특성을 손상시키지 않으 면서 코팅 속도를 증가시키도록 설계된 기하 구조를 가진다.

제1 구체예에서, 본 발명은 상부에 구조물의 배열을 포함하는 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함하는 코팅 방법이다. 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되며, 상기 표면의 평면에 대해 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대한 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 0°초과 90°미만의 각도를 형성하는 1 이상의 측벽을 가진다. 상기 1 이상의 측벽은 상기 표면의 평면에 대한 각이 약 60°미만인 것이 바람직하다.

제2 구체예에서, 본 발명은 상부에 구조물의 배열을 포함하는 릴리스 라이너에 접착제를 도포하는 단계를 포함하는, 접착제 백킹 물품의 제조 방법이다. 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되며, 상기 표면의 평면에 대해 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대한 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 0°초과 90°미만의 각도를 형성하는 1 이상의 측벽을 가진다.

제3 구체예에서, 본 발명은 상부에 구조물의 배열을 갖춘 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함하는, 코팅 공정에서 공기 포집을 감소시키는 방법이다. 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되며, 상기 표면의 평면에 대해 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대하여 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 0°초과 90°미만의 각을 형성하는 1 이상의 측벽을 가진다.

본 발명의 하나 이상의 구체예의 설명은 첨부 도면과 하기 상세한 설명을 참고로 설명하고자 한다. 본 발명의 다른 양태, 목적 및 이점은 상세한 설명 및 도면, 그리고 특허 청구의 범위로부터 명백할 것이다.

도 1은 접착제 백킹 그래픽 물품의 단면도이다.

도 2는 접착제층 내에 구조화 표면을 형성하기에 적당한 릴리스 라이너의 투시도이다.

도 3은 구조화 표면을 갖춘 릴리스 라이너 상에 접착제 백킹 물품을 제조하는 데 사용되는 코팅 장치의 개략 투시도이다.

도 4는 구조화 표면을 갖춘 릴리스 라이너의 코팅 공정의 개략 단면도이다.

도 5는 본 발명의 코팅 공정에 사용하기에 적당한 릴리스 라이너의 투시도이다.

도 6은 본 발명의 공정에 사용하기에 적당한 릴리스 라이너의 표면 구조를 도시하는 단면도이다.

여러 도면에서 동일한 도면 번호는 동일한 부재를 가리킨다.

발명의 상세한 설명

도 4를 참조하면, 도 3의 코팅 공정 중에 랜드 영역(23)에 의해 분리된 리지형 구조물(28)을 포함하는 도 2의 릴리스 라이너(26)의 일부가 도시되어 있다. 액상 접착제 용액(75)은 D 방향으로 전진하여 라이너(26)의 전체 표면을 코팅하고, 그 위에 실질적으로 연속적인 접착제층을 형성한다. 빠른 코팅 속도에서, 액상 접착제(75)의 전단부(91)가 리지형 구조물(28) 위를 전진함에 따라서, 공기 버블을 상기 구조물(28)의 전방 영역(90)에 포집된다. 또한, 전단부(91)가 상기 구조물(28) 위를 전전하여 랜드 영역(23)을 채우기 시작함에 따라서, 공기 버블도 구조물(28) 뒤쪽의 영역(92)에 포집될 것이다.

본 발명의 코팅 공정은 코팅 조작 중에 이러한 공기 기포 형성을 감소시키도록 형상화된 구조물을 그 위에 갖춘 릴리스 라이너를 사용한다. 코팅 공정 중에 상기 형상 주변 영역에 공기가 덜 포집되기 때문에, 이러한 릴리스 라이너는 종래의 구조화 릴리스 라이너보다 더 고속으로 코팅될 수 있다. 본 발명의 코팅 공정에 사용된 릴리스 라이너 상의 구조물은 도포, 결합 및 최종 그래픽 필름 제품의 시각적 특성의 실질적인 열화없이 공기 버블 형성을 감소시키도록 설계된 기하 구조를 갖는다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 코팅 공정에 사용될 수 있는 전형적인 릴리스 라이너(126)가 도시되어 있는데, 이는 일정 패턴의 리지형 구조물(128)을 포함한다. 라이너(126) 내 구조물(128)은 WO 98/29516호 및 미국 특허 제5,650,215호에 기재된 바와 같이 제조할 수 있다. 토포그래피는 주조, 코팅 또는 압축과 같은 임의의 접촉 기술에 의해 라이너(126)에 형성될 수 있다. 토포그래피는 (1) 엠보싱 처리된 패턴을 가진 도구 상에서 라이너를 주조하는 방법, (2) 엠보싱 처리된 패턴을 가진 도구에 라이너를 코팅하는 방법 또는 (3) 라이너를 닙 롤에 통과시켜서 엠보싱 처리된 패턴을 가진 도구로 라이너를 압축하는 방법 중 하나 이상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 릴리스 라이너(126) 내에 엠보싱 처리된 패턴을 형성하는 데 사용되는 도구의 토포그래피는 임의의 공지 기술, 예컨대 화학적 에칭, 기계적 에칭, 레이저 삭마, 사진 석판인쇄술, 입체 석판인쇄술, 미세기계 가공, 널링(knurling), 절단 또는 스코링(scoring)을 사용하여 제조할 수 있다.

라이너(126)는 전술한 바와 같이 엠보싱 처리될 수 있는, 당업자에게 공지된 임의의 릴리스 라이너 또는 전사 라이너일 수 있다. 또한, 라이너(126)는 감압성 접착제와 치밀한 접촉을 할 수 있어야 하며, 그 후, 접착제층을 손상시키지 않으면서 제거될 수 있어야 한다. 라이너의 비제한적인 예로는 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재하는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴파니(3M), 미국 아이오와주 아이오와 시티에 소재하는 렉삼 코포레이션 또는 미국 일리노이주 웨스트체스터에 소재하는 다우버트 코티드 프로덕츠 제품이 있다. 통상적으로, 라이너(126)는 실리콘 릴리스 코팅을 갖춘 중합체 코팅지, 실리콘 릴리스 코팅을 갖춘 폴리에틸렌 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 실리콘 릴리스 코팅을 갖춘 주조 폴리프로필렌 필름이다. 또한, 라이너(126)는 예를 들면, 상표명 Controltac으로 시판되는 3M 제품의 것과 같은 접착제 물품의 위치 조정성(positionability)을 향상시키도록 설계된 구조물을 포함한다.

본 발명의 라이너(126)는 접착제와 접촉하기에 적당한 노출면 상에 구조화 패턴을 포함한다. 이 패턴은 구조물의 2 이상의 치수가 극미세형인 것이 바람직한, 즉 구조물의 국소 및/또는 단면도가 극미세형인 것이 바람직한 돌출 구조물의 형상을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 극미세형은 현미경의 도움없이는 사람의 육안으로는 볼 수 없는 치수를 말한다. 구조물은 구조물의 무작위 배열 또는 규칙적인 패턴으로 존재할 수 있다. 선택된 패턴은 직선 패턴, 극선 패턴 및 기타 통상의 규칙적인 패턴을 포함할 수 있다.

라이너(126) 내 구조물은 실질적으로 연속적인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용되는 용어 실질적으로 연속적이란, 접착제 백킹 구조물 내 릴리스 라이너에 도포되는 접착제층 내 채널의 실질적으로 중단되지 않은 네트워크를 형성하는 구조물의 패턴을 의미한다. 구조물의 연속적인 패턴은 라이너의 주변부에서 종결되거나, 또는 라이너의 주변부에서 종결되는 다른 구조물과 연통한다. 연속적인 구조물은 실질적으로 선형인 것이 바람직하고, 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 라이너(126) 내 구조물은 실질적으로 규칙적인 것이 바람직하다. 용어 규칙적이란, 라이너 표면의 일부 이상, 바람직하게는 라이너의 전면에 걸쳐서 규칙적으로 반복되는 패턴을 갖는 구조물의 패턴을 의미한다.

바람직한 구체예에서, 규칙적이고 연속적인 구조물은 릴리스 라이너(126)의 표면의 평면으로부터 상향 연장하는 실질적으로 선형인 리지(128)이다. 리지(128)는 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다. WO 98/295116호에 기재된 바와 같이, 리지(128)는 다음 설계 고려 사항에 따라서 크기 설정되어야 한다. 첫째, 리지는 유체가 물품의 주변부로 배출되기에 충분히 커야 하는 것이 바람직하지만, 원치않는 유체가 물품 아래로 유입될 정도로 커서는 안된다. 둘째, 또한, 리지(128)는 특히, 필름을 이미지화하려는 경우, 필름(112) 노출면의 외관을 손상시킬 정도로 커서는 안된다. 셋째, 리지(128)는 물품의 접착제 결합 성능을 손상시킬 정도로 커서는 안된다. 한 가지 바람직한 구체예에서, 리지(128)는 사교 평행선 패턴으로 서로 중첩되는데, 그 사교 평행선 패턴은 라이너(126)의 단부에 대하여 약 45°각을 이룬다. 릴리스 라이너(126)를 접착제층에서 제거하고, 물품(110)을 기재에 적용하는 경우, 릴리스 라이너 내 리지에 의해 형성된 접착제층 내 채널은 접착제와 기재 사이의 계면에 포집된 유체가 물품의 주변부로 나와서 주변 분위기로 배출되도록 한다.

리지(128)의 단면 형상은 이것을 제조하는 데 사용되는 가공 방법에 따라서 광범위하게 다를 수 있지만, 횡방향에서 보았을 때 V 형상 또는 사다리꼴형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 리지의 치수 한계는 그 종횡비로 기술할 수 있다. 종횡비는 (1) 라이너(126)의 평면 및 (2) 리지(128)의 종방향에 직각인 단면도에서 라이너의 평면에 수직인 리지 채널의 가장 큰 극미세 치수(도 6의 W₂ 참조)에 대한 라이너의 평면에 평행인 리지의 가장 큰 극미세 치수(도 6의 W₁ 참조)의 비로서 정의한다. 리지의 특정 유형과 상기 개략 설명된 리지 설계 고려 사항에 따라서, 종횡비의 한계치는 바람직하게는 약 0.1 내지 약 100, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10이다.

본 발명의 코팅 공정에 사용되는 릴리스 라이너에서, 구조물은 코팅 공정 중에 감소된 공기 버블 형성을 제공하고, 코팅 속도를 향상시키는 특정 형상과 크기를 가진다. 도 6은 이러한 성질들을 제공하는 본 발명의 라이너(126)의 표면에 대한 구조물의 치수 및 특성을 설명하는 것이다.

도 6을 참조하면, 라이너(126)는 다수의 리지(128)를 형성하는 구조물을 가진다. 리지(128) 사이의 피치(P)는 약 125 ㎛ 내지 약 2500 ㎛, 바람직하게는 약 150 ㎛ 내지 약 1300 ㎛일 수 있으며, 바람직하게는 약 170 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 250 ㎛ 이상이 되어야 한다. 라이너(126)의 평면으로부터의 각 리지(128)의 높이 h는 약 3 ㎛ 내지 약 45 ㎛, 바람직하게는 약 10 ㎛ 내지 약 30 ㎛이다. 그 저부에서 리지(128)의 폭 W₁은 약 200 ㎛ 미만이다. 리지(128)의 상부(152)를 가로지르는 거리는 약 0 ㎛ 내지 약 200 ㎛이다. 리지(128)는 라이너(126)의 표면의 평면에 대하여 각 α를 형성하는 1 이상의 측벽(132)을 갖춘다. 각 α는 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대하여 감소된 공기 포집 및 버블 형성을 제공하기에 필요한, 라이너(126) 표면의 평면에 대하여 측정하였을 때, 0°초과 내지 90°미만 중에서 선택될 수 있다. 각 α는 바람직하게는 약 60°미만, 보다 바람직하게는 약 20°내지 약 60°, 가장 바람직하게는 약 30°내지 약 50°이다. 이 형상은 코팅이 코팅 조작 중에 라이너(126) 위로 이동할 때 공기의 포집을 감소시킨다.

임의의 코팅 용액은 릴리스 라이너(126) 상에 코팅될 수 있다. 본 발명의 코팅 공정에 사용되는 코팅 용액은 접착제를 포함하는 것이 바람직하고, 감압성 접착제의 용액이 특히 바람직하다. 감압성 접착제의 부류는 아크릴, 점착화된 고무, 점착화된 합성 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트, 실리콘 등이 있다. 적당한 아크릴 접착제는, 예컨대 미국 특허 제3,239,478호, 제3,935,338호, 제5,169,727호, RE24,906호, 제4,952,650호 및 제4,181,752호에 개시되어 있다. 감압성 접착제의 적당한 부류는 1 종 이상의 알킬 아크릴레이트와 1 종 이상의 강화 공단량체의 반응 생성물이다. 적당한 알킬 아크릴레이트는 단독중합체 유리 전이 온도가 약 -10℃ 이하인 것이며, 예를 들면 n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트 등이 있다. 적당한 강화 단량체의 예로는 아크릴산, 이타콘산, 이소보르닐 아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐 카프로락탐, N-비닐 피롤리돈 등이 있다.

통상적으로, 본 발명의 공정에 사용되는 접착제는 용매 또는 물에 분산되어 선택된 레올로지의 코팅 용액을 제공할 수 있는 중합체이다. 또한, 용액의 레올로지는 당업계에 공지된 다양한 접착제를 사용하여 조절할 수 있다. 통상적으로, 코팅 용액은 도 4에 도시된 바와 같이, 릴리스 라이너 상에 바 코팅 또는 나이프 코팅한 후, 건조시키고, 임의로 가교 결합시킨다. 용제계 또는 수계 감압성 접착제 조성물을 코팅 용액으로 사용하는 경우, 접착제층은 캐리어 액체 전부 또는 대부분을 제거하기 위하여 건조 단계를 수행할 수 있다. 추가의 코팅 단계가 평활면을 달성하는 데 필요할 수 있다. 또한, 상기 접착제는 릴리스 라이너 상에 핫 멜트 고정될 수 있다. 또한, 단량체 전구접착제 조성물을 라이너에 코팅하고, 열, UV 방사선, e 빔 방사선 등과 같은 에너지원으로 중합시킬 수 있다.

라이너 및 접착제 샘플은 JENA JENAVERT(예나, 독일 소재) 입사광 현미경을 이용하는 광 현미경 또는 바슈롬(Bausch and Lomb) 입체 현미경(바슈 앤드 롬, 미국 뉴욕주 로체스터 소재), 또는 WYKO RST 표면 프로파일러(WYKO 코포레이션, 미국 애리조나주 턱슨 소재)를 이용하는 간섭계 현미경을 사용하여 평가하였다.

테스트:

버블 계수 테스트:

라이너에 코팅되고 건조된 접착제층을, 3.8 mm x 3.8 mm 사각형 절단 면적을 가진 주형을 통하여 저배율로 가시광 현미경 하에 관찰한다. 버블의 수를 계수하고, 크기에 대하여 평가한다. 테스트를 세 군데 이상의 대표적인 영역에서 반복하고, 버블의 평균 수를 산출한다. 또한, 필름을 접착제층에 적층하고, 라이너를 제 거한 후에도 이 테스트를 수행한다.

박리 접착 테스트:

개재에 대한 그래픽의 접착 테스트는 ASTM 방법 D3330 (1992) 및 감압성 테이프 위원회 방법 PSTC-1 (1989)의 변형이다. 부식성 에칭 처리 및 산 데스무트 알루미늄 테스트 패널(6061 T6, Q-패널 컴파니, 미국 애리조나주 피닉스 소재) 및 도장된 알루미늄 테스트 패널(프루하우프, 미국 인디애나주 인디애나폴리스 소재)을 상표명 PrepSol로 E.I. 듀퐁 드 네무르(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)에서 시판하는 용제로 세정하고, 건조시킨다. 라이너 상의 감압성 접착제 및 필름의 샘플을 2.54 cm 폭 스트립으로 절단한다. 릴리스 라이너를 제거하고, 스트립을 PA-1 핸드 어플리케이터(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴파니(3M), 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)를 사용하여 약 2.5 cm/초의 속도로, 또는 Vanquisher 롤 적층기(스토튼 머신 앤드 매뉴팩춰링 컴파니, 인코포레이티드, 미국 위스콘신주 스토튼 소재)를 사용하여 40 psi 게이지압 및 약 2.5 cm/초의 속도로 스트립을 패널에 도포한다. 3M에서 상표명 Scotchcal Series 3650 접착제 필름으로 시판하는 2.54 cm 폭 필름의 백킹 스트립을 각각의 샘플 스트립에 인쇄 정합하여 적층한다. 백킹 필름은 샘플 필름과 감압성 접착제가 후방 박리 테스트 중에 과도하게 연신되는 것을 방지한다. 22℃ 및 50% 상대 습도의 정온 습실 내에서 24 시간, 또는 66℃에서 7 일, 이어서 정온 습실 내에서 24 시간 평형 후, Lloyd 500 인장 테스터(로이드 인스트러먼츠, 잉글랜드 세겐스워스 페어햄 소재)를 사용하여 분당 30.5 cm의 크로스헤드 속도로 180도 후방 박리로서 박리 접착력을 측정한다. 샘플은 가공하거나 가공하지 않을 수 있다. 가공된 필름 샘플은 인쇄 잉크 및 투명 코팅으로 코팅한다.

주름부 및 리벳 상에서 그래픽의 텐팅 및 중첩 테스트:

직경이 12 mm이고, 높이가 2.5 mm인 둥근머리 리벳 4개를 보유한 12 인치 x 4 인치(30.5 cm x 10 cm)의 주름진 프루에하우프 도색 패널 상에 2.5 인치 x 12 인치(6.4 cm x 30.5 cm)의 테스트 필름을 부착하였다. 상기 필름은 플라스틱 스퀴지를 이용하여 테스트 패널에 부착하였으며, 상기 필름이 주름에 정합하고, 4개의 리벳 헤드를 완전히 피복하도록 하였다. 1 인치 x 12 인치(2.5 cm x 30.5 cm) 크기의 동일한 필름의 2번째 샘플 조각은 부착된 필름의 제1 층의 한 가장자리에 동일한 방식으로 부착하여, 폭이 약 0.5 인치(1.3 cm)인 제2 스트립을 제1 필름에 중첩 및 부착시켰으며, 폭이 약 0.5 인치(1.3 cm)인 제2 스트립만을 상기 패널에 접착시켰다. 리벳 헤드 주변은 전기 열총으로 가열하여 필름을 연화시켰다(필름을 용융시키지는 않았다). 리벳 브러시를 이용하여 상기 필름의 리벳 주위를 브러싱하여 상기 필름이 변형되도록 하였으며, 견고한 정합성 결합이 필름, 리벳 및 주변들 사이에서 획득되도록 하였으며, 골에서는 필름의 관찰가능한 연결(텐팅)은 전혀 없었다. 테스트 패널은 72℉(22℃)/50% 상대 습도에서 24 시간 동안 방치하였다. 24시간 후, 그 자체 역박리시 골 내의 임의의 융기, 리벳 헤드 주변의 텐팅 및 중첩 스트립의 경향을 평가하였다. 테스트 패널은 150℉(66℃)에서 7일 동안 방치한 후 재평가하였다.

오목 패널 테스트:

원형 오목부는 팁 직경이 2.5 cm인 반구 낙하 해머를 이용하여 0.7 mm 두께 의 알루미늄 테스트 패널로 제조하였다. 이 오목부 패널의 평면에서 직경이 약 2.8 cm였으며, 깊이는 약 0.6 cm였다. 테스트하려는 7.5 am x 7.5 cm 테스트 샘플은 오목부 상의 중앙에 배치시키고, 패널 상에 편평하게 부착시키며, 오목부 상에서 편평하게 하였다. 보호성 슬리브(SA-1, 3M에서 시판됨)를 구비한 PA-1 핸드 어플리케이터를 이용하여 약 1 kg의 중량으로 패널 상에 샘플을 압착하였다. 이어서, 상기 필름은 엄지를 이용하여 움푹 들어간 오목부 내로 압착하였다. 3 kg 이상의 중량으로 부착시켰다. 상기 샘플의 오목부 내로 정합하는 능력 및 움푹 들어간 패널 오목부와 균일하게 접촉하는 능력은 하기 기준에 따라 평가하였다.

0 샘플은 포집된 공기에 대한 오목부 내로 현저하게 정합되지 않음

1 샘플은 약 50% 정도의 양으로 오목부 내로 압착될 수 있음

2 샘플은 작은 기포를 밀어내는 많은 오목부와 정합하도록 압착될 수 있음

3 샘플은 서서히(5초 이상) 그리고 완전하게 오목부 내로 정합하도록 압착될 수 있음

4 샘플은 빠르게(5초 미만) 그리고 완전히 오목부 내로 정합하도록 압착될 수 있음

리벳 패널 테스트:

테스트 샘플은 리벳을 가진 프루에하우프 평 패널 상에서 상기 리벳의 중심으로부터 3.8 cm 이격된 상기 샘플의 가장자리에서 시작하여 12 mm 직경 및 2.5 mm 높이의 둥근머리 리벳 위로 수작업에 의해 압착하였다. 상기 샘플은 엄지손가락 2 개를 이용하여 압착하였는데, 각각의 엄지는 그 주변에서 필름 아래의 큰 공기 주머니를 포집하기 위해 원형으로 움직였고, 각 엄지 손가락의 압력은 약 750 g이었다. 이어서, 상기 필름은 공기 주머니의 가장자리에서 리벳의 반대면에 엄지손가락을 유지시키면서 또한 공기 주머니의 주변을 따라 엄지를 유지시키기 위해 반경을 감소시키면서 교호 방향으로 반원형으로 움직여 압착하였는데, 각 엄지 손가락의 압력은 약 750 g이었다. 엄지 손가락의 힘은 필름이 찢어지지 않을 정도로 제한하였다. 이러한 과정은 큰 공기 주머니가 샘플 아래에 형성되고, 필름 하단에서 감압성 접착제 테이프의 분리로 인해 샘플 가장자리로 밀리는 것을 방지한다. 공기 주머니를 제거하고 리벳의 2 mm 내로 필름을 정합하는데 필요한 시간을 측정하였다. 필름을 처리하고 5분후에 큰 공기 주머니가 남아있는 경우, 상기 공기 주머니의 직경을 측정하였다. 공기 방출이 가장 잘 이루어진 샘플은 일반적으로 상기 필름을 리벳에 정합시키는데 약 30 내지 60초 미만의 시간이 소요되었다. 공기 방출이 가장 잘 이루어지지 않은 샘플은 도포 작업 5분 후에 약 35 mm(또는 그 이상)의 공기 주머니가 포집되었다.

리벳/주름진 패널 테스트:

샘플은 12 mm 직경 및 2.5 mm 높이의 둥근머리 리벳을 보유한 10 cm x 30.5 cm의 도색된 알루미늄 프루에하우프 주름진 패널 상에 수작업으로 부착하였다. 샘플은 상기 패널의 실질적인 부분을 덮을 정도로 충분히 컸다. 공기 포획을 예방하기 위해 샘플을 골 내 및 리벳 상으로 정합성있게 압착하기 위한 용이성의 정도를 평가하였다.

실시예 1 내지 12

릴리스 라이너를 미세엠보싱 처리하여 정면 표면 상에 돌출 리지의 패턴을 형성하였다. 대체로, 라이너는 약 125 ㎛의 페이퍼 코어, 약 25 ㎛의 이면이 무광택 마무리된 폴리에틸렌, 약 25 8㎛의 정면이 광택 마무리된 폴리에틸렌, 및 광택 폴리에틸렌 면 상에 시판 실리콘 코팅을 갖추었다. 각 세트의 패턴은 조판된 엠보싱 도구를 사용하여 가열 및 가압 하에 형성하였다. 각각의 조판된 패턴은 도구의 축으로부터 45 도 배향된 사각형 격자 배열을 형성하는 2 세트의 교차 평행 홈의 배열이었다. 또한, 미세 엠보싱 처리된 리지가 없는 비교용 샘플을 평가하였다. 평균 치수는 하기 표 1에 나타낸다. 측벽 경사는 단면을 현미경 조사하여 측정하였다.

치수
실시예	인치당 리지 (일방향)	측벽 경사 (°)	저부 폭 W₁ (㎛)	상부 폭 W₂ (㎛)	높이 h (㎛)
1	0
2	20	90	90-100		28
3	20	60	74	41	23
4	20	45	90	30	25
5	20	30	115	23	24
6	50	54	42	12	20
7	50	30	68	13	18
8	75	56	25	9	25
9	87.5	63	43	11	22
10	100	30	55	6	16
11	125	54	41	12	20
12	150	30	67	7	18

점도가 2700 내지 3700 cps인 유기 용매 아크릴 접착제 코팅 용액(미국 특허 제5,296,277호에 접착제 용액 1로 기재되어 있으며, 애리조나 케미컬 컴파니에서 상표명 Nirez 2019로 시판하는 수지 18.5 phr로 변성시킴)으로, 100 피트/분의 속도로 노치 바 코터를 사용하여 라이너에 도포하였으며, 오븐 건조시켰다. 노치 바 갭은 0.9 내지 1.3 mil 두께의 건조 PSA 층을 갖도록 설정하였다. 이들 샘플의 노출된 접착제 면을 실온에서, 상표명 Controltac Plus Graphic Marking Film Series 180으로 3M에서 시판되는 필름에 사용된 것과 동일한 46 미크론 두께의 가소화된 가요성 정합성 비닐(PVC) 필름에 적층하였다. 각 샘플의 접착제층을 버블 계수 테스트에 의해 평가하고, 각 시리즈에 대하여 평균 수를 산출하였다. 버블 크기는 매우 소형(약 25 ㎛)에서 보다 일반적으로는 약 50 ㎛ 직경 내지 100 ㎛ 직경까지의 범위였다. 대형 버블은 150 내지 300 ㎛ 직경까지의 범위였다.

결과(표 2)는 유사한 코팅 조건 하에서 더 낮은 측벽 경사가 더 나은 접착 반향(더 적고 더 작은 버블)을 제공하는 것으로 나타났다. 20 lpi 재료의 경우, 코팅은 90 도에서 60, 45 및 30 도로 감소함에 따라서 개선되었는데, 더 적고 더 작은 버블을 제공하였다. 50 lpi 재료의 경우, 30 도의 경사가 54 도 경사에 비하여 개선된 코팅을 제공하였다. 보다 더 밀접하게 간격을 둔 기하 구조의 경우, 코팅 반향은 간격이 감소함에 따라서 더 불량해졌다. 그러나, 30 도 측벽 경사를 가진 샘플은 명백히 개선된 코팅 품질의 경향을 나타내었다.

코팅 버블/3.8 mm X 3.8 mm 대 리지 lpi 및 측벽 각
측벽각	피치
	0 lpi	20 lpi	50 lpi	75 lpi	87.5 lpi	100 lpi	125 lpi	150 lpi
90°		14 (대형)
72°				56 (75- 300 μ)
60°		4 (대형)
54°			20 (80 μ)		63 (100- 125 μ)		172 (25- 150 μ)
45°		4 (소형)
30°		2.5 (매우 소형)	7 (80- 100 μ)			23 (75-100 & 150-300μ)		224 (25- 100 μ)
0°	0
패턴: 90°U자형을 제외한, 웹 방향 사다리꼴 리지에 대하여 45 도 비스듬한 사각형 격자

유사한 구조물을 사용하여, 라이너를 제거하여 비교적 편평한 접착제 랜드와 연속적인 미세채널의 본질적으로 역 토포그래피를 가진 접착제층을 노출시켰다. 본질적으로, 미세채널은 라이너 리지와 동일한 형상을 가졌다. 접착제 백킹 필름을 공기 방출 도포 성능(오목 패널 테스트 및 리벳 패널 테스트를 포함함), 뿐만 아니라 도포 성능의 일반 용이성(예컨대, 리벳/파형 패널 테스트)에 대하여 평가하였다. 접착 및 유지 성능은 박리 접착 테스트 및 파형 및 리벳 및 중첩 테스트에 대한 그래픽의 텐트 형성을 이용하여 평가하였다. 결과는 본 발명의 라이너로부터 제조된 샘플에 대하여 도포, 공기 방출 및 접착 성능 특성이 우수한 것으로 나타났으며, 실시예 2의 라이너로부터 제조된 샘플에 필적하거나 더 나았다. 실시예 1의 라이너로부터 제조된 샘플은 공기 방출 특성을 나타내지 않았다.

구조물은 외관에 대한 코팅 버블의 효과에 대하여 평가하였다. 20 lpi 30 도 측벽 경사 샘플(실시예 5)은 20 lpi 90 도 측벽 경사 샘플(실시예 2)보다 더 적은 결함을 가졌다. 50 lpi 30 도 측벽 샘플(실시예 7)은 50 lpi 54 도 측벽 샘플(실시예 8)에 나타난 거칠기와 비교하였을 때, 훨씬 더 평활한 것으로 보였으며, 시각적으로 허용될 수 있었다.

실시예 13 및 14. 20 lpi의 격자 패턴과 90 도(실시예 2) 및 30 도(실시예 5)의 측벽 각을 가진 두 개의 라이너를 접착제 용액으로 코팅하였다. 리지 측벽 경사가 90 도인 라이너는 코팅 버블을 조절하는 데 90 fpm의 코팅 속도 제한이 요구되었다. 리지 측벽 경사가 30 도인 라이너는 130 fpm의 속도에서 코팅하였으며, 코팅 버블이 거의 없었다.

실시예 15-20. 접착제 조제물을 UCAR 라텍스 9168(유니온 카바이드 코포레이션 제품, 미국 코네티컷주 댄버리 소재) 140 부, Acrysol ASE-60(롬 앤드 하스 컴파니 제품, 미국 펜실베이니아주 필라델피아 소재) 3.5 부, 7% 수성 수산화암모늄 2 부, 탈이온수 36.5 부, n-옥탄(이스트맨 케미컬 컴파니, 미국 테네시주 킹스포트 소재) 7.5 부 및 CE-N 2 흑색 안료 분산제(시바-가이기, 미국 뉴욕주 호던 소재) 0.10 부로부터 제조하였다. 실시예 2 내지 7의 라이너와 유사한 라이너 샘플을, 갭이 5 mil(0.013 cm)이고, 공칭 코팅 속도가 60 피트(1.83 m)/분인 노치 바 코터를 사용하여 접착제로 코팅하였다. 샘플을 약 10 분 동안 66℃ 오븐에서 건조시켰다. PSA 층을 버블 계수 테스트에 의해 측정하였다. 4 회 이상의 측정으로부터 평균 버블 계수를 표 3에 나타낸다.

실시예	라이너 샘플 (실시예 번호)	인치당 리지 라인	리지 측벽 경사	3.8 mm X 3.8 mm 면적당 버블
15	2	20	90	19.2
16	3	20	60	13.5
17	4	20	45	2
18	5	20	30	0.9
19	6	50	54	13.5
20	7	50	30	3.7

본 발명의 다수의 구체예를 설명하였다. 그럼에도 불구하고, 다양한 변형이 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 다른 구체예들은 하기 특허 청구의 범위 내에 있다.

Claims

접착제를 표면에 도포하는 단계를 포함하는 코팅 방법으로서, 상기 표면은 상부에 구조물의 배열을 포함하고, 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되고, 500 ㎛ 내지 2500 ㎛의 피치(pitch)를 가지며, 상기 표면의 평면에 대한 각도로서, 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대한 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 30°초과 40°미만의 각도를 형성하는 1 이상의 측벽을 갖춘 것인 방법.
접착제를 릴리스 라이너(release liner)에 도포하는 단계를 포함하는 접착제 백킹 물품(adhesive backed article)의 제조 방법으로서, 상기 릴리스 라이너는 상부에 구조물의 배열을 포함하고, 상기 구조물은 상기 표면의 평면으로부터 상향 연장되고, 500 ㎛ 내지 2500 ㎛의 피치를 가지며, 상기 표면의 평면에 대한 각도로서, 선택된 레올로지의 코팅 용액에 대한 공기 버블 형성을 감소시키도록 선택된 0°초과 90°미만의 각도를 형성하는 1 이상의 측벽을 갖춘 것이고, 코팅의 속도가 60 피트/분 이상인 것인 방법.
제2항에 있어서, 상기 구조물이 표면의 평면에 대하여 60°미만의 각을 이루는 1 이상의 측벽을 갖춘 것인 방법.
제2항에 있어서, 상기 구조물이 표면 상에 실질적으로 연속적이고 그리고 실질적으로 규칙적인 패턴을 형성하는 리지(ridge)인 방법.
제4항에 있어서, 상기 리지가 실질적으로 편평한 상부를 구비한, 실질적으로 사다리꼴형 절단면을 가지는 것인 방법.
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