KR101625241B1 - 이형 표면을 갖는 보호 필름 - Google Patents

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트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션
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Abstract

표면을 보호하는 데 사용하기 위한 필름(10)이 개시되며, 이는 적어도 하나의 이형 층(14) 및 임의로 접착 층(12) 및/또는 중간 층을 포함하고, 상기 이형 층(14)은 상기 이형 층과 일체로 형성되거나 상기 이형 층에 적용된 불연속의 중합체 비드인 복수의 3 차원 돌출부(13)를 갖는다.
[대표도]
도 1a, 도 1b

Description

이형 표면을 갖는 보호 필름 {PROTECTIVE FILM WITH RELEASE SURFACE}
관련 출원의 상호 인용
본 출원은 2008년 6월 27일자 출원된 US 가특허 출원 번호 61/133,356의 출원일의 우선권을 주장한다.
본 개시는 제조, 보관, 운송 또는 사용 도중 기재 표면을 보호하는 데 사용하기 위한 필름에 관한 것이다. 본 개시는 또한 상기 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
차폐 (masking) 필름이라고도 알려진, 표면 보호 필름은 기재의 손상, 오염, 긁힘, 마모 또는 기타 훼손을 방지하게 위해 물리적 장벽을 제공하는 데 전형적으로 사용된다. 차폐 필름은 예를 들면 기재의 사용에 앞서 제조, 운송 또는 보관 도중 그러한 보호를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 필름은 다수의 응용에서 표면을 위한 보호 덮개로서, 특히 비교적 매끈한 표면, 예컨대, 아크릴, 폴리카르보네이트, 유리, 광택을 내거나 도장된 금속 및 유약을 바른 세라믹을 보호하기 위해 사용될 수 있다. 텔레비전, 모니터 및 여타 디스플레이를 위한 광학 기재는 예를 들면 표면을 보호하면서도, 표면 위에서 손상함이 없이, 접착제 또는 다른 오염물 또는 미립자의 잔류물을 남기지 않고 제거될 수 있는 차폐 필름을 필요로 한다.
종래, 차폐 필름은 코로나-처리된 필름 또는 접착제-피복된 종이 또는 필름을 포함하였다. 코로나-처리된 필름은 정전기적 방전에 노출되어 필름의 표면을 산화시키는 필름이다. 이러한 산화는 필름의 표면 장력 및 극성 표면에 대한 인력을 증가시킨다. 이와 같은 코로나-처리된 필름은 전형적으로 매끈한 필름이며, 접착을 용이하게 하는 매우 정밀한 코로나 처리에 의존한다. 융기(emboss)되지 않는 한, 코로나-처리된 필름은 전형적으로 주름이 생기는데, 이것이 필름의 사용 및 취급을 어렵게 한다. 추가의 단점은 코로나 처리의 접착 촉진 효과가 시간에 따라 없어진다는 것이다.
일반적으로, 종래의 차폐 필름은 사용 및 취급이 비교적 어려웠다. 차폐 필름은 표면에 접착되도록 고안되므로, 이들은 차폐 필름이 롤에 감겨있는 경우 그들 자체에 또한 접착될 수도 있거나, 접착 표면이 차폐 필름의 일부와 달리 접촉한다. 소위 말하는 뭉침(blocking)이 시간적 지연과 폐기된 물질을 포함하는 공정의 난점을 초래할 수 있다. 자체 접착의 경향을 감소시키기 위해, 차폐 필름은 약한 접착제로 피복될 수 있다. 차폐 필름 위의 약한 접착제는 필름이 롤 상에서 그 자체에 단단히 접착되는 것을 방지하지만, 약한 접착제는 보호될 표면에 충분한 접착성을 제공하지 못할 수도 있다.
다른 필름은 종종 소위 단면 무광택 ("OSM") 차폐 필름이라 불리는, 접착 표면의 반대편에 하나의 무광택 표면을 구비할 수 있다. 무광택 표면의 불규칙성은 접착을 위한 양호한 표면을 제공하지 않으며, 차폐 필름에 뭉침방지 성질을 부여한다.
낮은 자가 접착성을 갖지만 기재에 충분한 접착성을 제공하여 적합한 보호를 제공하는 차폐 필름에 대한 요구가 존재한다. 또한, 완충 효과를 갖고 평판 기판의 취급이 용이한 차폐 필름에 대한 요구가 존재한다.
다른 응용에서, 표면에 접착되지 않지만, 대신 물리적 분리를 제공하기 위해 기재에 끼워넣는 재료를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러한 응용은 예를 들면 광학 등급 유리 또는 플라스틱 기재가 한데 들러붙는 제조 작업에 흔히 사용된다. 그러한 응용에서, 종이나 다른 재료가 손상에 대하여 보호하기 위해 기재에 삽입되도록 사용된다. 삽입 시트는 깨지기 쉽고 긁힘에 민감한 쌓인 기재들 사이에도 사용되며, 최종 사용자에게 운송 도중 매우 매끈한 광학 기재들 사이에 분리를 제공하도록 한다.
따라서, 기재 표면을 보호하는 데 사용하기 위한 저 비용의 비-접착성 재료에 대한 요구가 또한 존재한다.
하나의 실시양태에서, 차폐 필름은 적어도 하나의 3 차원 이형 표면을 갖는 중합체성 필름 웹을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 3 차원 이형 표면은 필름과 일체로 형성된 복수의 볼록한 돌출부를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 볼록한 돌출부는 복수의 공간-분리된 살(rib)을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 3 차원 이형 표면은 중합체 핵(nub)을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 차폐 필름은 상기 3 차원 이형 표면의 반대편에 접착 층을 포함한다.
상기 및 여타 실시양태는 도면 및 청구항을 참고하여 본 명세서를 더 읽으면 분명해질 것이다.
도 1은 기재에 접착된 것으로 나타낸, 이형 층과 접착 층을 포함하는 차폐 필름의 단면도이며, 여기에서 이형 층은 복수의 천공된 돌출부를 갖는 3 차원 이형 표면을 포함한다.
도 1a는 기재에 접착된 것으로 나타낸, 이형 층과 접착 층을 포함하는 차폐 필름의 단면도이며, 여기에서 이형 층은 장사방형의 융기된 패턴을 갖는 3 차원 이형 표면을 포함한다.
도 1b는 기재에 접착된 것으로 나타낸, 이형 층과 접착 층을 포함하는 차폐 필름의 단면도이며, 여기에서 이형 층은 다면 필름을 포함한다.
도 2는 제1 이형 층, 코어 층, 및 제2 이형 층을 갖는 차폐 필름의 단면도이며, 여기에서 각각의 이형 층은 복수의 천공되지 않은 돌출부를 갖는 3 차원 이형 표면을 포함한다.
도 3은 2 개의 이형 표면을 갖는 하나의 단일 층 필름을 포함하는 차폐 필름의 단면도이다.
도 4는 접착 층, 및 공간 분리된 길이방향의 살을 포함하는 3 차원 이형 표면을 갖는, 이형 층을 포함하는 차폐 필름의 투시도이다.
도 4a는 어떠한 접착 층도 갖지 않는 것 외에는, 도 4의 실시양태와 유사한 차폐 필름의 단면도이다.
도 5는 접착 층, 및 중합체 비드를 포함하는 3 차원 표면을 갖는 이형 층을 포함하는 차폐 필름의 투시도이다.
도 5a는 도 5의 선 및 화살표 A-A를 따라 나타낸, 도 5의 차폐 필름의 단면도이다.
도 6은 2 개의 3 차원 이형 표면을 갖는 필름의 또 다른 실시양태의 단면도이다.
도 7은 진공 적층 공정의 개략도이다.
도 8은 특정의 실시양태를 제조하는 데 유용한 융기 및/또는 진공 형성 공정의 개략도이다.
차폐 필름은 미국 특허 제 4,395,760 호; 5,100,709 호; 5,693,405 호; 6,040,046 호; 6,326,081 호; 및 6,387,484 호에 기재되어 있으며, 이들은 본원에 참고문헌으로 도입된다.
본 개시에 사용되는 단수 형태의 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")는 문맥이 분명하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 것을 포함한다. 즉, 예를 들면 "하나의 층("a layer")"에 대한 언급은 복수의 층을 포함한다.
본원에서 웹이나 필름을 표현하기 위해 사용되는 "라미네이트" 또는 "복합재"는 동의어이다. 둘 다, 적어도 2 개의 결합된 웹 또는 필름을 포함하여 다층의 단일 웹을 형성하는 웹 구조를 의미한다. 상기 웹은 접착제 적층, 열 적층, 압력 적층 또는 이들의 조합, 뿐만 아니라 당업자에게 공지된 여타 적층 기술을 포함하는 적층 공정에 의해 공압출 또는 결합될 수 있다. 라미네이트를 형성하는 데 사용되는 접착제는, 비제한적으로, 아크릴레이트 접착제, 예를 들면 점착부여제와 조합되어도 좋은 비닐 아세테이트/에틸헥실 아크릴레이트 공중합체와 같은 수성 기재 접착제를 포함하는, 다수의 시판되는 감압 접착제 중 임의의 것일 수 있다. 다른 접착제는 감압 고온 용융 접착제 또는 양면 테이프를 포함한다.
본원에서 사용되는 "중합체"라는 용어는 단독중합체, 예를 들면 블럭, 그래프트, 충격, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원중합체 등과 같은 공중합체, 및 이들의 배합물 및 개질물을 포함한다. 또한, 달리 특정하여 제한되지 않는 한, "중합체"라는 용어는 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 배열과 같은, 물질의 모든 가능한 입체화학적 배열을 포함하는 것을 의미한다.
유리 판, 모니터, 텔레비전 또는 다른 디스플레이용 광학 재료의 시트, 또는 다른 유사한 기재과 같은 극히 편평한 표면을 갖는 기재의 취급은 어려울 수 있다. 그러한 기재의 하나의 시트를 다른 시트의 위로부터 제거하려고 할 때, 시트는 서로 붙는 경향이 있다. 기재 시트는 공기가 존재하지 않거나 시트들 사이에서 유동할 수 없기 때문에 한데 붙을 수 있다. 공기의 부족은 시트들 사이에 진공을 초래하며, 동시에 제2 시트는 실제로 제1 시트와 함께 들어올려질 것이다. 그러나, 제2 시트는 진공이 해제되기 전 짧은 거리만 들어올려지고 제2 시트는 하강할 수 있다. 이러한 하강은 제2 시트에 돌이킬 수 없는 손상을 초래할 수 있다.
이러한 취급 문제점에 대한 해결을 제공하기 위해, 차폐 필름의 실시양태는 3 차원 이형 표면을 갖는 이형 층을 포함한다. 일부 실시양태에서, 차폐 필름은 접착 층, 및 3 차원 이형 표면을 갖는 이형 층을 포함한다. 다른 실시양태에서, 차폐 필름은 필름의 반대 면에 위치한 2 개의 3 차원 이형 표면을 포함한다. 차폐 필름은 단일 층 또는 다수의 층을 포함할 수 있다. 중간 층이 상기 접착 층과 이형 층 사이에 또는 두 이형 층들 사이에 개입될 수 있다.
추가의 실시양태는 2 개의 이형 표면을 포함하는 차폐 필름을 포함한다. 그러한 차폐 필름은 이형 층들 사이에 중간 층을 추가로 포함할 수 있다. 각각의 이형 층은 3 차원 이형 표면을 갖는다. 두 이형 표면을 포함하는 구현예는 광학 기재의 적층물에서 종이 요소를 대체하는 데 사용하기 유리하다.
기재들 사이에 위치한 상기 실시양태에 따르는 차폐 필름을 갖는 기재들은 쌓인 시트들 사이에 간격을 형성함으로써 기재 시트들 사이에 공기 공간을 허용하여, 서로에 대하여 접착되는 것이 방지된다.
일반적으로, 이형 층의 실시양태는 필름을 포함한다. 본원에서 사용되는, "필름"은 중합체를 포함하는 얇은 시트 또는 웹을 의미한다. 필름은 예를 들면 압출 성형 또는 블로운 공정에서 용융된 열가소성 중합체를 압출함으로써 제조될 수 있다. 상기 중합체는 롤러 사이에서 더 가공되고 냉각되어 웹을 형성할 수 있다. 필름은 예를 들면 단층 필름, 공압출된 필름, 및 복합재 필름일 수 있다. 복합재 필름은 공압출 공정에 의해 또는 하나 이상의 필름을 한데 접착함으로써 제조될 수 있다.
필름은 기계 방향, 횡단 방향 및 z-방향을 갖는 것으로 치수에 의해 표현될 수 있다. 기계 방향은 필름이 제조 공정을 통과하는 방향으로 정의된다. 전형적으로, 필름은 폭보다 훨씬 긴 길이를 갖는 긴 시트 또는 웹으로 제조되는데, 이 경우 기계 방향이 통상적으로 시트의 길이(x-방향이라고도 함)이다.
기계 방향에 수직인 것이 시트의 횡단 방향 또는 가로 방향(y-방향 또는 폭이라고도 함)이다. 필름의 두께는 z-방향에서 측정된다. 3 차원 형성된 필름의 z-방향은 형성된 필름의 임의의 3 차원 형태의 높이 및 필름의 두께를 포함한다.
3 차원 형성된 필름은 필름의 적어도 한 표면 위에 3 차원 형태를 형성하도록 가공된 필름이다. 그러므로, 3 차원 형성된 필름은 z-방향 척도인 로프트(loft)를 가지며, 이는 필름의 명목상 두께보다 상당히 더 크다. 전형적으로, 로프트는 필름의 명목상 두께의 적어도 1.5배이다. 3 차원 형성된 필름의 예는 돌출부가 천공되거나 천공되지 않을 수 있는, 연속적인 바닥 면적으로부터 연장되는 복수의 돌출부를 갖는 필름이다.
특정 실시양태에서, 3 차원 형성된 필름은 다면의 필름을 포함할 수 있다. 다면의 필름은 연속적인 표면 및 z-방향에서 서로로부터 간격을 두고 떨어진 비연속적 표면을 갖는 필름이다. 다면의 필름은 돌출부가 연속적 표면 또는 비연속적 표면, 또는 그 양자로부터 유래될 수 있다는 점에서 3 차원 필름으로부터 구별된다. 돌기는 임의의 또는 모든 사용가능한 평면 위에 형성될 수 있다. 다면의 필름의 예는 US 7518032에 개시되어 있으며, 그 개시는 본원에 참고문헌으로 도입된다.
3 차원 형성된 필름의 3 차원 형태는 임의의 적합한 방법을 이용하여 생성될 수 있다. 가장 일반적으로, 융기 공정, 하이드로형성 (hydroforming) 공정, 또는 진공 형성 공정이 유리하게 사용될 수 있다. 3 차원 형태는 원형, 난형, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형 또는 임의의 다른 원하는 모양인 단면을 가질 수 있다.
3 차원 필름의 돌출부의 패턴은 규칙적인 기하학적 배열 또는 랜덤 배열로 존재할 수 있다. 규칙적인 기하학적 패턴의 전형적인 배열은 직선 또는 곡선인 연속 라인(상승된 살), 직선 또는 곡선 위의 돌출부, 60°등변 삼각형 배열, 정사각 패턴 배열, 또는 혼합된 간격 및 각을 갖지만 돌출부의 무리 또는 군으로 반복되는 배열을 비제한적으로 포함할 수 있다. 랜덤 배열은 개개의 돌출부 또는 돌출부의 무리 또는 군에서 임의의 규칙적인 반복 패턴이 없이 무작위이다.
형성된 필름은 예를 들면, 진공을 이용하여 형성하는 구조에 대하여 중합체 웹을 당김으로써, 또는 고압 분사 또는 공기 또는 물을 이용하여 형성하는 구조에 대하여 웹을 밀어 넣음으로써 형성될 수 있다. 상기 공정은 US 2004/0119208 및 US 2004/0119207 및 거기에 인용된 선행 기술 참고문헌의 기재로부터 공지되어 있다. 이들 공고된 출원의 개시, 및 거기에 인용된 선행 기술의 개시가 본원에 참고문헌으로 도입된다. 직접 성형 진공 형성 공정에서는, 용융된 중합체가 형성하는 구조 바로 위의 다이로부터 압출된 다음, 진공이 적용되어 형성하는 구조에서 틈 안으로 중합체를 잡아당긴다. 필름을 냉각시키고, 필름의 모양이 고정되면, 필름을 형성하는 구조로부터 꺼낸다. 형성하는 구조에서 틈 안으로 당겨진 중합체의 부분이 돌출부를 초래한다. 진공 및 다른 공정 변수의 수준은 중합체를 틈 안으로 당기고 필름을 파열시키지 않고 돌출부를 형성하도록 조절되거나, 상기 공정은 필름을 파열시켜 돌출부의 정상에 틈을 형성하게 실시될 수 있다.
다른 실시양태에서, 이형 층은 하이드로형성 공정에 의해 만들어진 형성된 필름일 수 있으며, 여기에서 3 차원 돌출부는, 필름을 형성하는 구조 위에 지탱하면서 중합체 필름의 표면에 대하여 물의 고압 스트림을 향하게 함으로써 형성된다. 고압의 물은 진공이 돌출부를 만드는 것과 같은 방식으로, 형성되는 스크린에서 필름을 틈 안으로 집어넣을 것이다. 다른 실시양태에서, 이형 층은 재가열 공정에서 만들어진 형성된 필름일 수 있으며, 여기에서 전구체 중합체 필름은 융점 부근까지 가열된 다음, 전술한 직접 성형 진공 공정에서와 같이 형성하는 구조 위에 지탱하면서 진공에 처해진다. 여기에서 사용되는 "천공된 형성된 필름"이라는 용어는 필름의 돌출부의 정상에 틈 또는 구멍을 갖는 3 차원 형성된 필름을 의미한다. 천공된 형성된 필름은, 돌출부의 정상에 틈을 만드는 방식으로 상기 언급된 진공 형성 및 하이드로형성 공정에 의해 제조될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 돌출부는 US 7083843에 기재된 핀 플레이트를 이용하는 필름의 변형에 의해 형성될 수 있으며, 그 개시는 본원에 참고문헌으로 도입된다. 다른 실시양태에서, 돌출부는 전구체 필름을 깊이 융기시킴으로써, 예컨대 필름을 복수의 공간적 간격이 있는 돌출부를 갖는 제1 롤과 매끈한 경질의 표면을 갖는 제2 모루 롤의 사이에 형성된 니프(nip)로 통과시킴으로써 형성될 수 있다. 필름이 니프를 통과할 때, 필름은 상기 제1 롤로부터의 돌출부에 해당하는 면적에서 변형된다. 깊은 융기는 예를 들면 US 5229186에 개시되어 있으며, 그 개시는 본원에 참고문헌으로 도입된다.
3 차원 필름의 경우, 3 차원 형태의 z-방향 치수는 형성되는 스크린 중 구멍의 직경의 함수이다. 필름 조성, 필름의 기본 중량, 및 천공되는 동안 필름의 온도와 같은 여타 인자도 3 차원 형태의 z-방향 높이에 기여한다. 전형적으로 돌출부의 직경이 작을수록, 큰 직경의 틈에 비해 z-방향이 더 짧다.
3 차원 형성된 필름은 적어도 1종의 열가소성 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 3 차원 형성된 필름은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌의 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 배합물, 랜덤 공중합체 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 충격 공중합체, 폴리부텐, 메탈로센 폴리올레핀, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리에스테르의 공중합체, 플라스토머, 폴리비닐아세테이트, 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-에틸 아크릴레이트), 고리형 올레핀 중합체, 폴리부타디엔, 폴리아미드, 폴리아미드의 공중합체, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리(에틸렌-코-n-부틸 아크릴레이트), 폴리젖산, 나일론, 천연 재생 원천으로부터의 중합체, 생분해가능한 중합체 또는 이들의 배합물에서 선택된 적어도 1종의 중합체를 포함할 수 있다.
전형적으로, 올레핀 단량체는 에틸렌 또는 프로필렌이지만, 열가소성 폴리올레핀은 더 높은 분자량의 올레핀을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀은 또한, 비제한적으로 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 이소부텐, 펜텐, 메틸 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 및 데센과 같은 올레핀 단량체의 중합체 및 공중합체를 포함할 수 있다. 이.아이. 듀퐁 드 네모아 사(E.I. du Pont de Nemours & Co., Inc., Wilmington, Del.)로부터 상품명 바이넬(BYNEL) 하에 입수가능한 선형 저밀도 폴리에틸렌-g-말레산 무수물(LLDPE-g-MA)과 같은, 작용기를 갖는 올레핀 단량체가 사용될 수도 있다.
차폐 필름의 층은 또한 탄성 또는 반-탄성의 중합체를 함유할 수 있다. 그러한 탄성, 또는 반-탄성 중합체의 예는 저결정성 폴리에틸렌, 메탈로센 촉매된 저결정성 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (EVA), 폴리우레탄, 폴리이소프렌, 부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌/이소프렌/스티렌 (SIS), 스티렌/부타디엔/스티렌 (SBS) 또는 스티렌/에틸렌-부타디엔/스티렌 (SEBS) 블럭 공중합체와 같은 스티렌 블럭 공중합체, 및 이러한 중합체의 배합물을 포함한다. 또한, 상기 탄성 물질은 다른 개질하는 탄성 또는 비-탄성 물질을 포함할 수 있다. 엘라스토머성 블럭 공중합체의 예는 크라톤(KRATON)이라는 브랜드 명 하에 크라톤 폴리머즈 사(Kraton Polymers, LLC)에 의해 판매된다.
뿐만 아니라, 임의의 다양한 충전제가 상기 열가소성 중합체에 첨가될 수 있으며, 조도, 정전방지성, 내마모성, 인쇄적성, 기록적성, 불투명성 및 색상을 비제한적으로 포함하는, 특정의 원하는 특징을 제공할 수 있다. 그러한 충전제는 산업에서 공지되어 있고, 예를 들면, 탄산 칼슘 (내마모성), 마이카 (인쇄적성), 이산화 티탄 (색상 및 불투명성) 및 이산화 규소(조도)를 포함한다. 전형적으로, 올레핀 단량체는 에틸렌 또는 프로필렌이지만, 열가소성 폴리올레핀은 더 높은 분자량의 올레핀을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀은 또한 비제한적으로, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 이소부텐, 펜텐, 메틸 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐 및 데센과 같은 올레핀 단량체의 중합체 및 공중합체를 포함할 수 있다.
접착 층은 기재의 표면에 접착될 수 있고, 이형 층은 롤로 보관 시 필름이 그 자체에 접착되는 경향을 감소시키는 3 차원 이형 표면을 제공한다. 뿐만 아니라, 이형 표면은 표면을 긁히게 하지 않고 기재의 표면에 완충과 보호를 제공하며, 또한 보호된 표면을 더 쉽게 취급될 수 있게 한다. 상기 이형 층은 필요하다면, 상기 차폐 필름에 상당한 정도의 강도 및 보호 성질을 제공하도록 조제될 수 있다. 접착하는 필름 표면의 수지, 첨가제 및 공정 변수는 광학 표면에 임의의 잔류물 또는 얼룩 전이를 제거하도록 고안된다.
위에 논한 것으로부터 잘 알 수 있듯이, 돌출부의 로프트는 형성하는 구조 및 필름을 제조하는 데 사용된 중합체에서 진공 압력, 유체 압력, 온도, 체류 시간, 틈의 크기의 양을 조절함으로써 변화될 수 있다.
융기되지 않은 필름의 두께는 통상적으로 12.7 마이크로미터 내지 152.4 마이크로미터 사이, 더욱 전형적으로 12.7 마이크로미터 내지 76.2 마이크로미터의 범위 내이다. 깊은 융기 공정 후, 상기 필름은 63.5 마이크로미터 내지 1069 마이크로미터 사이의 3 차원 형태를 가질 것이다. 차폐 필름의 성분으로 사용하기 위한 깊은 융기 필름은 1 인치 당 약 4 내지 약 120 개 사이의 마크로 셀을 가질 수 있다. 차폐 필름의 실시양태에서, 필름의 셀은 임의의 모양을 가지며 다양한 패턴으로 배열될 수 있다. 셀의 모양은 원, 난형, 다이아몬드, 보트 모양, 봉우리, 채널, 삼각형, 사변형 또는 그 이상의 다변의 도형을 비제한적으로 포함한다.
융기된 필름은 필름에 3 차원 형태를 추가하는 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 열가소성 필름의 웹을 구동되는 당김 롤의 니프를 통해 공급하거나, 상기 웹을 예를 들면 융기 롤의 니프를 통해 공급하여 융기 또는 깊은 융기를 형성할 수 있다. 원하는 성질 및 치수를 갖는 필름을 융기시키기 위해 다른 방법이 사용될 수도 있다. 융기 공정에 앞서, 필름을 예열하여 필름의 융기를 용이하게 하고, 그 형태를 냉각 후 필름 내에 고정시킬 수 있다. 예를 들면, 필름의 어느 면 위에 공간적으로 떨어진 히터를 사용하여 필름을 그 연화점보다 높은 온도로 상승시킬 수 있다. 열 연화된 필름을 그 후, 고무, 고무-같은 물질, 또는 고무 실리콘과 같은 탄력있는 물질로 된 외부 층으로 덮인 금속 융기 롤과 백업 롤에 의해 형성된 니프 내로 통과시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 백업 롤러는 필름에 무광택 표면을 제공하도록 표면 조도를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 백업 롤은 5 내지 150 마이크로인치(0.127 내지 3.81 마이크로미터)의 표면 조도를 가질 수 있다. 일부 응용에서, 고무 롤이 사용되며, 이는 30 내지 100 마이크로인치 (0.762 내지 2.54 마이크로미터) 사이의 표면 조도를 가질 수 있다. 그러한 실시양태에서, 필름은 한 면에 무광택 표면을, 다른 면에 융기된 표면을 갖도록 제조된다.
특정의 다른 실시양태에서, 필름을 그 후 광택낸 금속 롤, 예컨대 고광택 매끈한 크롬 롤, 및 거친 백업 롤에 의해 형성된 니프 내로 통과시킬 수 있다. 상기 공정은 무광택 표면 및 매끈한 반대 표면을 갖는 필름을 생성할 것이며, 그러한 필름은 하나의 이형 표면을 가지고, 접착 층과 함께 적층되거나, 예를 들면 제2의 이형 표면을 제공하는 다른 층들에 적층될 수 있다.
접착 층은 매끈하거나 거친 표면에 약간의 접착 성질을 갖는 재료로 된 층이며, 밀착성의 단층으로 형성될 수 있다. 사용 시, 상기 접착 층은 보호될 표면에 적용된다. 특정 실시양태에서, 본 개시의 차폐 필름은 접착제 피복이 없이 바람직한 습윤 및 접착 특성을 수득한다. 차폐 필름의 바람직한 실시양태에서, 접착 층은 0 내지 60 마이크로인치(0 내지 1.524 마이크로미터), 더욱 바람직하게는 0 내지 30 마이크로인치(0 내지 0.762 마이크로미터) 사이의 조도를 갖는 매끈한 표면을 포함한다.
접착 층은 중합체를 포함할 수 있다. 접착제 층의 중합체는 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 랜덤 공중합체 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 충격 공중합체, 메탈로센 폴리올레핀, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌, 플라스토머, 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트), 아크릴산의 공중합체, 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트), 고리형 올레핀 중합체, 폴리아미드, 또는 폴리(에틸렌-코-n-부틸 아크릴레이트)에서 선택된 적어도 1종의 중합체일 수 있다.
본 개시의 차폐 필름의 실시양태는 메탈로센 폴리올레핀을 포함하는 접착 층을 포함한다. 본원에서 사용되는 "메탈로센 폴리올레핀"은 올레핀 단량체의 메탈로센 촉매된 중합에 의해 제조된 폴리올레핀이다. 전형적으로 올레핀 단량체는 에틸렌 또는 프로필렌이지만, 메탈로센 중합은 더 높은 분자량의 올레핀을 중합시킬 수 있는 촉매를 포함할 수도 있다. 메탈로센 폴리올레핀은 또한, 메탈로센 촉매된 중합 공정에 의해 제조된 올레핀의 공중합체, 예컨대 비제한적으로 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 이소부텐, 펜텐, 메틸 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 및 데센과 같은 올레핀 단량체의 임의의 조합으로 된 공중합체, 예를 들면 메탈로센 폴리(에틸렌-코-옥텐) 공중합체를 포함한다. 메탈로센 폴리올레핀의 배합물, 뿐만 아니라 메탈로센 폴리올레핀과 다른 중합체의 배합물이 사용될 수도 있다. 메탈로센 폴리올레핀은 다른 중합 공정에 의해 제조된 폴리올레핀과 다르다. 메탈로센 폴리올레핀은 2.0 미만의 좁은 분자량 분포, 조절된 중합체 구조, 더 높은 열 안정성, 더 높은 투명성, 및 더 높은 내충격성으로 특징될 수 있다. 그러한 성질을 바탕으로, 당업자는 메탈로센 폴리올레핀과 다른 공정에 의해 제조된 폴리올레핀 사이에 쉽게 구별할 수 있다. 메탈로센 폴리올레핀은 예를 들면 다우 케미칼 사 (Dow Chemical Corp.) 및 다른 수지 공급원으로부터 시판된다.
원하는 성질을 갖는 임의의 메탈로센 폴리올레핀이 차폐 필름의 실시양태에 사용될 수 있다. 예를 들면, 메탈로센 폴리에틸렌을 포함하는 중합체, 메탈로센 폴리프로필렌, 및 에틸렌과 프로필렌으로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체의 군에서 선택된 메탈로센 폴리올레핀이 상기 차폐 필름의 접착 층에 사용될 수 있다. 상기 중합체는 원하는 수준의 접착 및 밀착 성질을 제공한다. 메탈로센 공중합체는 또한 차폐 필름의 접착 층에 원하는 성질을 제공할 수 있다. 특히, 예를 들면 메탈로센 폴리(에틸렌-코-옥텐)과 같이, 3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 에틸렌 고급 α-올레핀으로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체. 다른 메탈로센 공중합체가 사용될 수도 있지만, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐에서 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체 등. 특정 실시양태에서, 차폐 필름의 접착 층은 주로 폴리에틸렌, 및 부텐, 펜텐, 헥센, 옥텐, 또는 이들 단량체의 조합에서 유래된 추가의 단량체 단위에서 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체를 포함하는 것이 유리할 수 있다. 메탈로센 폴리올레핀의 배합물이 사용될 수도 있다.
차폐 필름의 실시양태는 1.0 초과 2.0 미만의 분자량 분포(즉, 폴리분산성)를 갖는 메탈로센 폴리올레핀, 특정 실시양태에서, 1.7 미만의 분자량 분포를 갖는 메탈로센 폴리올레핀, 또는 심지어 1.0 초과 1.5 미만의 분자량 분포를 갖는 메탈로센 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접착 층은 메탈로센 폴리올레핀을 중합체의 블럭으로 포함하는 중합체를 포함할 수 있으며, 여기에서 다른 블럭은 메탈로센 폴리올레핀을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 그러한 블럭 공중합체는 그 용어가 본원에 사용되는 대로 메탈로센 폴리올레핀으로 간주된다.
2층 차폐 필름의 실시양태는 접착 층과 이형 층을 포함한다. 접착 층은 메탈로센 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌의 배합물을 포함한다. 이형 층은 저밀도 폴리에틸렌을 포함하고, 복수의 돌출부를 포함하는 이형 표면을 갖는다.
이러한 실시양태에서, 접착 층은 차폐 필름 총 두께를 기준으로 필름의 5% 내지 30%, 또는 다른 실시양태에서는 15% 내지 25%일 수 있고, 이형 층은 상기 차폐 필름 총 두께의 나머지 70% 내지 90%, 또는 다른 실시양태에서는 75% 내지 85%일 수 있다. 더욱 구체적인 실시양태에서, 접착 층은 필름의 15% 내지 20%이다. 차폐 필름은 원하는 성질을 부여하는 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 하나의 실시양태에서, 접착 층은 75% 내지 85%의 메탈로센 폴리(에틸렌-코-옥텐) 공중합체 및 15% 내지 25%의 저밀도 폴리에틸렌으로 주로 이루어진다. 본 실시양태는 비제한적으로 유리, 아크릴레이트, 고리형 올레핀 중합체 ("COP") 필름, 또는 트리아세틸 셀룰로오스("TAC") 필름을 포함하는 기재과 같은 낮은 표면 에너지 기재의 신속하고 충분한 습윤을 가능하게 하는 특정 성질을 갖는다.
차폐 필름은 LCD 조립품에 사용되는 광학 등급의 광 관리 필름(편광자)과 같은 LCD 디스플레이용 광학 필름의 제조에 특별히 사용된다. 특정 응용에서, 메탈로센 폴리(에틸렌-코-옥텐) 공중합체는 메탈로센 플라스토머 또는 다른 메탈로센 폴리올레핀으로 대체될 수 있다. TAC 필름은 전형적으로 LCD의 제조에 편광자 보호 층으로 사용된다. 낮은 응력의 용매 성형으로 형성된 TAC 중합체는 극도로 등방성인 LCD 커버시트의 요건에 부합하는 독특한 중합체 계를 초래한다. 이러한 성질은 용매 성형 TAC 필름이 대부분의 LCD 커버시트 응용을 차지하게 하였다. 그러나, TAC는 연성 필름이고, 제조되어 롤로 말아놓았을 때, 매끈한 필름 전면 및 후면이 붙거나 한데 뭉쳐 조악한 말린 롤 품질을 가져온다. 이는 LCD 조립품에 결함을 초래할 수 있다. 본 개시의 차폐 필름은 차폐 필름의 성분 및 구조의 다른 조합보다 TAC 필름을 더 잘 보호하고, 보다 쉬운 취급을 가능하게 한다. 즉, 본 개시의 필름으로 차폐될 경우, TAC 필름은 LCD 조립품을 위해 더 성공적이고 효율적으로 사용될 수 있다.
상이한 접착 수준을 갖는 차폐 필름의 실시양태는 차폐 필름의 접착 표면에 특정 중합체 및 공중합체의 다양한 백분율로 성분들을 도입함으로써 제조될 수 있다.
폴리올레핀(단독중합체 또는 공중합체), 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 나일론, 폴리에스테르, 스티렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 플라스토머, 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트), 고리형 올레핀 중합체, 폴리아미드, 또는 폴리(에틸렌-코-n-부틸 아크릴레이트) 및 폴리옥시메틸렌, 및 이들의 혼합물과 같은 부수적 중합체가 상기 주요 중합체와 다양한 비율로 배합되어 필름의 원하는 수준의 접착을 제공할 수 있다. 산-개질된 공중합체, 산무수물-개질된 공중합체 및 산/아크릴레이트-개질된 공중합체도 유용하다. 폴리에틸렌의 필름이 특히 적합하고 따라서 바람직하다. 저밀도 폴리에틸렌 단독중합체의 필름이, 표면에 더 잘 순응하는 경향을 갖는 그들의 비교적 낮은 인장 탄성율로 인하여, 더 더욱 특히 적합하며, 따라서 더욱 바람직하다.
차폐 필름은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 그러나, 특정 응용에서, 차폐 필름의 총 두께는 60 마이크로미터 내지 200 마이크로미터이다.
차폐 필름의 실시양태를 도 1에 나타낸다. 도 1에서, 상기 차폐 필름(10)은 기재(16) 위에 나타낸다. 차폐 필름(10)은 접착 층(12) 및 이형 층(14)을 포함한다. 접착 층(12)은 기재(16)에 접착을 제공하지만, 또한 더 이상 필요가 없을 때 기재(16)을 손상시키거나 기재(16) 위에 임의의 잔류물을 남기지 않고 제거되도록 조성된다. 접착 층(12)은 현재 당 분야에 공지되었거나 보호되는 특정 표면을 위해 나중에 개발될 임의의 원하는 조성을 가질 수 있다. 당 분야에 또한 공지된 바와 같이, 상기 접착 층은 바람직하게는, 기재 표면과의 긴밀한 접촉을 용이하게 하도록 매우 매끈한 표면으로 만들어진다.
도 1에서 보는 바와 같이, 이형 층(14)은 3 차원 이형 표면(15)을 포함한다. 상기 실시양태에서, 이형 표면(15)은 이형 표면(15)의 평면 부분으로부터 상승된 복수의 돌출부(13)를 포함한다. 상승된 돌출부는 적층물 (stack) 중 차폐 필름(10)과 인접한 기재 사이에 물리적으로 분리되게 한다. 복수의 돌출부(13)는 취급 도중 기재(16)을 보호하고 하나의 기재가 다른 것으로부터 더욱 용이하게 분리되도록 한다. 상기 특정 실시양태에서, 이형 층은, 돌출부(13)가 이형 층(14)의 일체화된 연장부인, 형성된 필름을 포함한다.
이형 표면(15)은 필름의 바닥 표면(15)으로부터 측정할 때, 50 마이크로미터를 초과하는 평균 높이를 갖는 돌출부(13)를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 돌출부의 평균 높이는 100 마이크로미터를 초과할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이형 층의 이형 표면은 복수의 돌출부, 복수의 3 차원 틈, 깊이 융기된 구조, 또는 이들의 조합 중 적어도 한 가지를 포함한다.
도 1의 실시양태에서, 3 차원 돌출부(13)는 원뿔 또는 깔때기 모양의 천공된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부(13)의 정상에 구멍 또는 틈(11)을 갖는다. 그러나, 돌출부는 반드시 천공되어야 할 필요는 없고, 사실상 바람직하게는 천공되지 않음이 이해된다. 상기 틈은 잔해를 수집하고 필름 내에 포획할 기회를 만들어준다. 상기 잔해는 나중에 기재 표면에 긁힘 또는 다른 손상을 줄 수 있다. 이형 층(14)으로 사용되는 3 차원 필름은 도 1에 나타낸 방향과 반대 방향으로 배향될 수 있으며, 여기에서 돌출부(13)는 접착 층(14)을 향하고 그와 접촉할 것임이 잘 인식되고 이해될 것이다.
도 1a는 차폐 필름(110)이 기재(116)에 접착되는 또 하나의 실시양태를 보여준다. 차폐 필름(110)은 접착 층(112)과 이형 층(114)을 포함한다. 이형 층(114)은 이형 표면(115)으로부터 연장되는 복수의 3 차원 돌출부(113)를 포함하는 이형 표면(115)을 갖는다. 도 1a의 실시양태에서, 이형 층(114)은 깊은 융기 공정에 의해 편리하게 형성될 수 있다.
도 1b를 참고하여, 차폐 필름의 또 다른 실시양태를 나타낸다. 본 실시양태에서, 차폐 필름(210)은 기재(216)에 접착되어 나타난다. 차폐 필름(210)은 접착 층(212) 및 이형 층(214)을 포함한다. 본 실시양태에서 이형 층(214)은 다면의 필름을 포함한다. 한 면에서, 상기 다면의 필름(214)은 필름의 편평한 표면(215)으로부터 상향으로 뻗어있는 돌출부(213)를 갖는다. 반대 면에서, 상기 다면의 필름은, 나타낸 실시양태에서, 돌출부의 정상의 틈(218)에서 종결되는 복수의 돌출부(217)를 갖는다. 위에 나타낸 것과 같이, 이형 층(214)으로 사용되는 필름은 돌출부(213)가 접착 층(212)을 향하고 그와 접촉하도록 역전될 수도 있음이 잘 인식될 것이다.
실시양태들은 2 개보다 많은 층을 포함하는 차폐 필름을 또한 포함한다. 차폐 필름의 특정 실시양태는 접착 층, 코어 층, 및 이형 층을 포함한다. 적어도 하나의 코어 층이 차폐 필름의 접착 층과 이형 층 사이에 개입될 수 있다. 그러한 실시양태의 코어 층(들)은 경성, 탄성율, 내인열성 등과 같은 필름의 기계적 성질을 개선하는 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 코어 층은 필름의 제조 및 사용 도중 접착 층의 매끈한 표면의 잠재적인 손상을 감소시키거나 필름의 탄성율을 향상시키도록 조제될 수 있다. 특정 실시양태에서, 차폐 필름은 15,000 psi(103.4 MPa)보다 큰 탄성율을 가져야 한다. 특정 실시양태에서, 차폐 필름의 탄성율은 15,000 psi(103.4 MPa) 초과 350,000 psi(2413.17 MPa) 미만일 수 있다. 특정 실시양태에서, 이형 층은 240,000 psi(1654.74 MPA)(±15%)의 탄성율을 가져야 한다. 상기 범위의 탄성율은 차폐 필름의 습윤 특성에 영향을 주지 않고 접착 층에 보호를 제공하기 위해 필요하다.
예를 들면, 상기 코어 층은 예를 들면, 차폐 필름에 원하는 성질을 제공하는, 본원에 기재된 임의의 열가소성, 열경화성 또는 탄성 중합체일 수 있다. 특정 실시양태에서, 코어 층은 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 랜덤 공중합체 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 충격 공중합체, 메탈로센 폴리올레핀, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌, 플라스토머, 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트), 아크릴산의 공중합체, 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트), 고리형 올레핀 중합체, 폴리아미드, 폴리(에틸렌-코-n-부틸 아크릴레이트), 폴리비닐 클로라이드, 나일론, 폴리에스테르, 및 이들의 조합에서 선택된 중합체를 포함할 수 있다. 코어 층은 다층 차폐 필름에 원하는 불투명성 및/또는 색상, 경성 및 인성을 제공하는 데 도움을 줄 수 있다.
차폐 필름의 실시양태는 2 개의 이형 표면을 포함할 수 있다. 2 개의 이형 표면을 갖는 필름은 단층 또는 다층 필름일 수 있다.
도 2는 코어 층(21), 제1 이형 층 (22) 및 제2 이형 층(26)을 포함하는 차폐 필름(20)의 실시양태를 보여준다. 각각의 이형 층(22, 26)은 각각 이형 표면(23, 27)을 갖는다. 이형 표면(23, 27)은 각각 복수의 돌출부(24, 28)를 갖는 3 차원 표면을 포함한다. 돌출부는 이형 층의 일체화된 연장부이다. 도 2에 나타낸 실시양태에서, 3 차원 돌출부(24, 28)는 천공되지 않았지만, 여전히 진공 형성된, 또는 하이드로형성된 필름의 특징적인 원뿔 모양을 갖는다.
차폐 필름의 다른 실시양태는 코어 층(21)을 생략할 수 있으며, 예를 들면 3 차원 표면이 바깥을 향하도록, 한데 적층된 2 개의 3 차원 필름을 포함할 수 있다.
차폐 필름의 양면 위의 이형 표면은 구조 또는 성질에 있어 유사하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 이형 표면은 상이한 구조, 패턴, 로프트, 메쉬 수를 갖거나, 상이한 재료로부터 제조될 수 있다. 도 3은 2 개의 이형 표면(31, 32)을 포함하는 단일 층 차폐 필름(30)의 실시양태를 보여준다. 이형 표면(31)은 복수의 융기부(33)를 갖는 3 차원 표면을 포함한다. 이형 표면(32)은 5 내지 100 마이크로인치 (0.127 마이크로미터 내지 2.54 마이크로미터) 사이의 표면 조도를 갖는 무광택 표면을 포함한다.
이제 도 4를 참고하면, 차폐 필름(40)은 이형 층(42) 및 접착 층(44)을 포함한다. 이형 층(42)은 복수의 공간 분리되어 있는 살 또는 봉우리(48)를 갖는 이형 층(46)을 포함한다. 그러한 필름은 상승된 살 또는 와이어를 갖는 형성 드럼 위에서 용융된 중합체를 성형함으로써 편리하게 제조될 수 있다. 중합체가 냉각되어 필름을 형성하면서, 필름 표면은 그 살이나 와이어에 일치되어, 필름에 연속적으로 상승된 봉우리들(48)을 초래할 것이다. 그 후, 이형 층(42)은 접착 층(44)에 피복되거나 적층될 수 있다. 별법으로, 차폐 필름(40)은 이형 층(42)과 접착 층(44)을, 복수의 공간 분리된 채널 또는 홈을 갖는 형성 구조 위에 공압출한 다음 상기 공압출물에 진공(전술한 바와 같음)을 적용하여 이형 층을 형성하는 중합체를 홈 안으로 당김으로써 제조될 수 있다. 중합체가 냉각되면서, 필름은 중합체가 상기 홈 안으로 당겨진 위치에 해당하는 봉우리를 형성할 것이다. 접착 층이 가능하면 매끈하게 유지되도록, 이형 층(44)의 표면이 홈 안으로 당겨지는 않는 것을 보장하기 위해 주의를 기울여야 한다. 필름을 차폐하는 다른 방법이 유리하게 사용될 수도 있다.
도 4a는 도 4의 실시양태의 이형 층(42)의 단면도를 보여준다. 도 4a에 나타낸 실시양태에서, 차폐 필름은 도 4에 나타낸 것과 같은 이형 표면(46)과 일체로 형성된, 복수의 공간 분리된, 3 차원 상승된 봉우리(48)를 포함하는 이형 표면(46)을 갖는 단층 필름(42)이다. 차폐 필름은 또한 이형 표면(46)에 반대되는 제2 표면(43)을 포함한다. 이형 층(42)의 제2 표면(43)은 상승된 살(48)의 아래면에 해당하는 복수의 공기 공간(54)을 갖는다.
도 4 및 4a의 실시양태에서 봉우리(48)는 필름에 상당한 강성을 제공한다. 이는 특히, 기재의 적층물에서 종이 대신 필름이 사용되는, 도 4a의 실시양태의 경우 유리하다.
도 5 및 5a는 이형 층(52) 및 접착 층(54)을 포함하는 차폐 필름(50)을 보여준다. 이형 층(52)은 그 위에 배치된 복수의 중합체 비드(58)를 갖는 이형 표면(56)을 포함한다. 전술한 다른 실시양태와 대조적으로, 비드(58)는 이형 층(52)의 일체화된 연장부로 형성되지 않는다. 오히려, 비드(58)는 필름의 표면에 적용된, 폴리에틸렌과 같은 중합체성 물질의 개별적인 불연속의 비드를 포함한다.
중합체 비드는 충격 인쇄 공정(그라비아 인쇄 등), 비-충격 인쇄 공정 (잉크 젯 인쇄 등), 글루 적용 장치, 또는 용융된, 반-용융된 또는 고체 형태로 불연속의 중합체 비드를 배출 또는 부착시킬 수 있는 임의의 다른 장치에 의해 적용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 불연속의 중합체 비드는 상기 비드가 고체 형태이고 상기 이형 층이 반-용융 또는 연화된 상태인 동안 이형 층의 표면에 적용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 비드는, 중합체성 물질이 용융 온도, 또는 그보다 높거나 그 부근의 온도인 동안 적용된다. 비드가 필름 층 내에 도포되는 것을 방지하기 위해, 이형 층의 표면을 냉각 롤과 접촉시켜 중합체 비드를 냉각시키는 것이 유리할 수 있다.
중합체 비드(58)는 이형 층(56)에 적용될 수 있고, 그 이형 층에 원하는 목적을 위해 충분히 접착을 유지할 수 있는 임의의 중합체 물질을 포함할 수 있다. 중합체 비드는 필름의 특정 용도를 위해 요구되는 임의의 크기, 모양, 치수, 패턴 또는 간격을 가질 수 있다.
도 6은 편평한 부분(61), 및 상기 편평한 부분(61)과 일체로 형성된 복수의 돌출부(62)를 갖는 차폐 필름(60)의 실시양태를 보여준다. 돌출부(62)는 상기 편평한 부분(61)의 어느 한 면 위에 연장되어 있다. 나타낸 실시양태에서, 돌출부(62)는 필름의 어느 한 면 위에 정합되어 있지만, 이는 반드시 그래야 하는 것은 아니다.
도 7은 차폐 필름을 제조하는 데 사용될 수 있는 하나의 공정을 개략적으로 나타낸다. 중합체를 혼합하고 압출기(도시되지 않음)에서 용융시켜 다이(70)로 통과시키는데, 여기에서 중합체는 용융된 스트림 또는 커튼(72)으로 롤(74) 위로 빠져나온다. 제조되는 실시양태에 따라, 롤(74)은 매끈한 성형 롤, 형성하는 구조, 또는 질감을 갖는 성형 롤을 포함할 수 있다. 웹(76)은 롤(74)과 롤(78) 사이에 형성된 니프에서 웹(72)와 합쳐진다. 두 웹(72,76)은 니프에서 적층된 다음, 롤(74)로부터 제거되어 최종 필름 구조(80)를 생성한다. 필요하다면, 당 분야에 공지되고 예를 들면 본원에 참고문헌으로 도입되는 US 4995930에 기재된 것과 같이, 적층에 도움을 주기 위해 진공을 적용할 수 있다. 또한, 제조되는 특정 실시양태에 따라, 웹(76)은 천공되거나 천공되지 않은 3 차원 필름, 융기된 필름, 깊이 융기된 필름, 접착제 층 등일 수 있다.
예를 들면, 도 1의 차폐 필름(10)을 제조하기 위해 필요한 경우, 접착 층(12)으로 사용하도록 의도된 상기 중합체성 물질은 용융된 웹(72)으로 다이(70)로부터 롤(74) 위에 압출될 것이고, 이 경우, 상기 롤은 매끈한 표면의 냉각 롤을 포함할 것이다. 도 1의 3 차원 천공된 필름(14)을 포함하는 웹(74)은 압력 롤(78)과 냉각 롤(74) 사이에 형성된 니프에서 웹(72)과 접촉할 것이다. 니프에서 열과 압력의 조합은 천공된 필름(76)이 접착 층(72)에 접착되도록 할 것이고, 그에 의해 도 1의 적층된 필름(10)은 웹(80)으로 나올 것이다.
도 2의 차폐 필름(20)이 필요하다면, 웹(72)은 롤(74) 위에 성형될 제1 이형 층(22)과 코어 층(21)을 위한 재료의 공압출을 포함할 수 있고, 상기 롤은 이와 같은 실시양태에서 형성하는 구조를 포함할 것이다. 제2 이형 층(26)은 웹(76)으로 니프 내에 도입될 것이다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 형성하는 구조(74)를 통해 웹(72)에 진공을 적용함으로써, 제2 이형 층(26)이 형성되고 최종 필름(20)이 웹(80)으로서 롤(74)에서 빠져나올 것이다.
도 8은 특정의 실시양태를 제조하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 공정의 개략도를 보여준다. 도 8의 공정에서, 용융된 중합체 웹(82)은 다이(80)로부터 롤(84) 위에 압출된다. 도 7의 공정을 이용한 경우와 같이, 롤(84)은 형성하는 구조, 매끈한 표면 성형 롤, 질감을 가진 표면 성형 롤, 융기 롤 등을 포함할 수 있다. 니프 롤(86)은 질감을 가진 롤 또는 융기 롤을 바람직하게 포함할 수 있지만, 필요하다면 매끈한 롤일 수도 있다. 도 8의 공정은 예를 들면 도 3, 4a 및 6에 나타낸 실시양태와 같은 차폐 필름을 제조하는 데 특히 유리하다. 특히 도 6의 실시양태에서, 니프 롤(86)은 고무 또는 다른 재료로 된 지지 롤 위에 배치된 얇은 스크린일 수 있다. 상기 얇은 스크린은 필름의 한 면에 표면 지형을 부여하는 한편, 롤(84)의 표면은 바람직하게는 진공의 도움을 받아 상기 필름의 반대 면에 표면 지형을 부여할 것이다.
차폐 필름은 운송, 사용, 제조 또는 조립 도중 기재를 보호하기 위해, 기재의 적층물들 사이에 개재될 수 있다. 차폐 필름은 유리 또는 다른 광학 매체와 같이 매끈한 표면을 갖는 기재의 적층물에 사용하기 특히 유용할 수 있다. 차폐 필름은 기재를 보호하고 원하는 이형 특성을 허용하도록 기재 사이에 놓일 수 있다.
정전기적 전하의 축적을 방지하는 차폐 필름이 많은 응용에서 바람직하다. 특정 응용에서, 차폐 필름은 필름의 부분을 기계적 손상 및 화학적 손상 또는 오염으로부터 뿐만 아니라, 먼지와 같은 미립자로 인한 오염으로부터도 보호한다. 그러므로, 층을 가진 광학 스크린과 같은 특정 응용에서, 차폐 필름 자체가 먼지나 다른 입자를 기재의 표면에 전이시키지 않는 것이 필요하다. 차폐 필름의 정전기적 성질을 개선하기 위해, 정전방지제가 접착 층 및/또는 이형 층에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 접착 층 또는 이형 층은, 필름의 표면으로 이동하여 기재의 표면을 오염시킬 가능성을 갖지 않는, 이오노머와 같은 정전방지제를 포함할 것이다. 그러므로, 표면 위의 먼지를 감소시키기 위해, 특정 실시양태에서 상기 접착 층은 이오노머를 포함할 수 있다. 이오노머는 중합체 성분의 불연속 영역의 이온성 상호작용에 의해 독특한 물리적 성질을 갖는 중합체이다. 대부분의 이오노머는 구성 단량체의 작지만 상당한 분량이 이온성 기를 갖는 중합체이다. 특정 실시양태에서, 이오노머는 포타슘 이오노머일 수 있다.
기본 및 신규의 특성에 영향을 주지 않고, 본 개시의 차폐 필름 중 임의의 층은 적어도 1종의 산화방지제, 착색제, 안료, 투명화제 및/또는 핵형성제를 포함할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 다수의 층을 가진 필름이 본 개시에 사용될 경우, 접착 층, 코어 층 및/또는 이형 층과 같은 임의의 층은 당 분야에 공지된 임의의 공압출 공정을 이용하여 공압출될 수 있다. 공압출의 사용은, 각각이 특정의 기능을 수행하는 구별되는 층들로 이루어진 다층의 차폐 필름의 비교적 간단하고 용이한 제조를 가능하게 한다. 본 개시의 개선된 다층 차폐 필름의 공압출이 바람직하지만, 차폐 필름은 단층 또는 다층일 수 있으며, 형태에 무관하게 차폐 필름은 필요에 따라 임의의 다른 적합한 방법을 이용하여 제조될 수 있음이 다시 주목된다.
다양한 종래 방법 중 임의의 것이 보호될 기재의 질감을 가진 표면에 다층의 (또는 단층)의 차폐 필름을 적용하는 데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 다층 필름을 롤에서 풀어 니프 롤 또는 유사한 시스템에 의해 표면에 직접 적용한다. 이러한 방식으로, 다층 필름의 매끈한 면이 하나의 작업에서 질감을 가진 기재에 대하여 적용 및 압축된다. 필요하다면, 수득되는 적층은 추가의 공정을 위해 압축 롤 등을 통과할 수 있다. 본 개시의 적층을 형성하기 적합한 다른 기술들은 본원의 설명을 읽으면 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.
실시예
본 개시의 개념을 벗어나지 않고 당업자에 의해, 기재된 물품 및 기술에 다수의 다른 변형, 수정 및 대체의 실시양태가 이루어질 수 있다. 따라서, 전술한 설명 및 이하의 실시예에 언급된 물품 및 방법은 단지 예시적인 것이며, 본 개시의 범위에 대한 제한으로 의도되지 않는다.
실시예 1
표 1의 조성을 갖는 일련의 필름을 제조하였다.
번호 접착 층 이형 층
1 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 11.2 메쉬 육각 패턴으로 진공에 의해 패인 100% 저밀도 폴리에틸렌
2 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 22 메쉬 육각 패턴으로 진공에 의해 패인 100% 저밀도 폴리에틸렌
3 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 저밀도, 선형 저밀도, 고밀도 폴리에틸렌 및 롬보(Rombo) 패턴으로 융기된 백색 안료 농축물의 24 GSM 성형 필름
4 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 N/A
5 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 저밀도, 선형 저밀도, 고밀도 폴리에틸렌 및 롬보 패턴으로 융기된 백색 안료 농축물의 24 GSM 성형 필름
6 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)		 8.75 메쉬 육각 패턴을 갖는 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌의 진공 형성된 천공된 필름
7 12% 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블럭 공중합체
88% R2002 바이넬® 수지		 97.5% 저밀도 폴리에틸렌
2.5% 활제 매스터배치 (저밀도 폴리에틸렌 중 1% 활제)
8 12% 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블럭 공중합체
88% R2002 바이넬® 수지		 11.2 메쉬 육각 패턴으로 진공에 의해 패인 100% 저밀도 폴리에틸렌
9 12% 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블럭 공중합체
88% R2002 바이넬® 수지		 8.75 메쉬 육각 패턴을 갖는 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌의 진공 형성된 천공된 필름
10 12% 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블럭 공중합체
88% R2002 바이넬® 수지		 22 메쉬 육각 패턴으로 진공에 의해 패인 100% 저밀도 폴리에틸렌
11 12% 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블럭 공중합체
88% R2002 바이넬® 수지		 저밀도, 선형 저밀도, 고밀도 폴리에틸렌 및 롬보 패턴으로 융기된 백색 안료 농축물의 24 GSM 성형 필름
시료 번호 4는 단층 필름이다. 시료 번호 7은 공압출된 필름이다. 모든 다른 시료는 2 개의 필름을 한데 적층하여 제조되었다. 시료 필름을 기본 중량, 탁도 및 두께(로프트)에 대하여 측정하였고 접착성에 대하여 시험하였다. 성질 및 데이터를 표 2에 기재한다.
Figure 112010077519622-pct00001
실시예 2
하나의 매끈한 접착 표면 및 반대편의 이형 표면을 갖는 일련의 단층 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 필름은 앞의 실시예에 사용된 저밀도 폴리에틸렌/활제 배합물을 매끈한 냉각 롤 위에 성형함으로써 제조되었다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 질감을 가진 또는 새겨진 융기 롤을 이용하여 필름의 반대 면에 압력을 적용하였다. 질감을 가진 융기 롤은 고무로 만들어졌고 1.397 마이크로미터(55 마이크로인치)의 조도를 갖는 표면 질감을 가졌다. 새겨진 융기 롤 또한 고무로 만들어졌고 다이아몬드 형 패턴으로 일련의 깊이 새겨진 홈을 가졌다. 다음, 180°박리 시험에서 특수 개발된 접착 강도 시험 방법을 이용하여 필름의 각 표면을 접착성에 대하여 시험하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112010077519622-pct00002
실시예 3
각 면에 이형 표면을 갖는 일련의 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 필름은 앞의 실시예에 사용된 저밀도 폴리에틸렌/활제 배합물을 새겨진 냉각 롤 위에 성형함으로써 제조되었다. 상기 냉각 롤은 다이아몬드 패턴의 모양으로 일련의 깊이 새겨진 홈을 포함하는 새겨진 표면을 갖는다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 질감을 가진 융기 롤을 이용하여 필름의 반대 면에 압력을 적용하였다. 질감을 가진 융기 롤은 고무로 만들어졌고 1.397 마이크로미터(55 마이크로인치)의 조도를 갖는 표면 질감을 가졌다. 필름의 각 표면을 그 후 접착성에 대하여 시험하였다. 결과를 표 4에 나타낸다. 표 4에 나타난 바와 같이, 본 실시양태에서, 필름은 기재에 접착되지 않았다.
Figure 112010077519622-pct00003
실시예 4
표 5에 기재된 조성을 갖는 일련의 3-층 공압출된 필름을 제조하였다 (층 2는 코어 층이고, 층 1과 3은 외부 또는 "외피" 층임). 둘레 주위가 쌓인 얇은 와이어를 갖는 형성 스크린 위에 필름을 성형하고, 진공을 적용하여 도 4a에 도시된 필름 재료를 형성하였다. 필름을 다양한 물리적 성질에 대하여 시험하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure 112010077519622-pct00004
Figure 112010077519622-pct00005

Claims (20)

  1. 접착 층, 및 복수의 3 차원 돌출부를 갖는 이형 표면을 포함하는 이형 층을 포함하고, 여기서
    3 차원 돌출부는 이형 층의 일체화된 연장부이고,
    3 차원 돌출부는 정상을 갖는 원뿔 모양의 돌출부를 포함하고,
    정상은 접착 층으로부터 멀리 배향되고,
    돌출부의 정상 아래 면적은 공기 공간을 포함하고,
    돌출부는 천공되고,
    접착 층은 이형 층의 돌출부를 향하지 않는 밀착성의 단층을 형성하고,
    접착 층이 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리프로필렌, 및 에틸렌과 프로필렌으로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체, 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 폴리올레핀을 포함하는 것인,
    차폐 필름.
  2. 제1항에 있어서, 이형 층이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 중합체를 포함하는 것인 차폐 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착 층과 이형 층 사이에 개입된 코어층을 더 포함하는 차폐 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 돌출부가 하이드로형성 (hydroforming) 공정에 의해 생성되는 것인 차폐 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 돌출부가 진공 형성 공정에 의해 생성되는 것인 차폐 필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 돌출부가 필름의 바닥 표면으로부터 측정할 때 50 마이크로미터를 초과하는 평균 높이를 갖는 것인, 차폐 필름.
  7. 두 기재 및 두 기재 사이에 개재된 제1항 또는 제2항에 따른 차폐 필름을 포함하는 라미네이트.
  8. 접착 층 및 이형 층을 포함하는 차폐 필름으로서,
    이형 층이 이형 표면 상에 배치된 복수의 중합체 비드를 갖는 이형 표면을 포함하고,
    복수의 중합체 비드의 패턴이 60°등변 삼각형 배열, 정사각 패턴 배열, 또는 혼합된 간격 및 각을 갖는 배열로 구성된 군으로부터 선택된 규칙적인 기하학적 배열로 존재하고,
    접착 층이 밀착성의 단층을 형성하고,
    접착 층이 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리프로필렌, 및 에틸렌 및 프로필렌으로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 메탈로센 공중합체, 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 폴리올레핀을 포함하는 것인,
    차폐 필름.
  9. 제8항에 있어서, 이형 층이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 중합체를 포함하는 것인 차폐 필름.
  10. 두 기재 및 두 기재 사이에 개재된 제8항 또는 제9항에 따른 차폐 필름을 포함하고, 접착 층과 이형 층 사이에 개입된 코어 층을 더 포함하는 것인 라미네이트.
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