KR102331019B1 - 연장된 uv 안정성을 갖는 연속으로 박리 가능한 공압출된 중합체 필름 - Google Patents

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Abstract

다층 중합체 필름은 연속 구성 층 패킷들이 남은 필름으로부터 연속 시트 형태로 박리될 수 있도록 구성된다. 필름은 공지된 공압출 제조 기법과 상용성이며, 층 패킷들 사이에 접착제 층 없이 제조될 수 있는데, 층 패킷들은 필름으로부터 개별적으로 박리될 수 있도록 맞추어진다. 대신에, 층 패킷 쌍들 사이의 계면에서 필름의 비가역적 박리가 일어날 것 같도록 비접착성 중합체 층들이 조합될 수 있게 하기 위해 중합체 조성물들의 조합이 사용된다. 적어도 하나의 매립된 층을 포함하는 일부 중합체 층들이 자외선(UV) 흡수제, 산화방지제, 또는 장애 아민 광 안정제(HALS)와 같은 UV 광 안정제를 포함할 수 있고, 이러한 층들은 각각의 층 패킷의 전방에 위치될 수 있다. 하나의 패킷의 UV-안정된 층이 사용된 후에, 그 패킷을 벗겨내어 다음 층 패킷의 새로운 UV-안정된 층을 노출시킬 수 있다.

Description

연장된 UV 안정성을 갖는 연속으로 박리 가능한 공압출된 중합체 필름{SUCCESSIVELY PEELABLE COEXTRUDED POLYMER FILM WITH EXTENDED UV STABILITY}
본 발명은 대체로 중합체 필름, 특히 개별 층 또는 층들의 그룹이 구성의 나머지로부터 따로 벗겨지거나 박리될 수 있는 다층 구성을 갖는 그러한 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 관련 물품, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
폴리에스테르 필름(이 용어는 코-폴리에스테르 및 폴리에스테르 블렌드, 합금, 및 혼합 필름을 포함함)은 매우 다양한 분야에서 지난 수십 년에 걸쳐 아주 많이 사용되어 왔다. 배향된 폴리에스테르 필름 제품은 단층 및 공압출된 다층 포맷 둘 모두로 롤 상품(roll goods)으로서 제조되어 왔다. 흔히, 보호용 라이너 필름(또한 프리마스크(premask)라고도 함)이 보호 목적으로 이러한 필름의 외부면 중의 하나 또는 둘 모두에 적용된다. 라이너 필름은 전형적으로, 이것이 부착되는 유효 폴리에스테르 필름이 제조 시설 간에 및/또는 소비자에게 수송 중에 있거나, 취급 또는 가공되는 동안에 단지 일시적인 보호 기능을 제공한다. 라이너 필름은 옥내 개조 공정(in-house converting process)에 의해 제거되거나, 라이너 필름을, 시트 형태로, 유효 폴리에스테르 필름으로부터 간단히 벗겨낸 다음 라이너 필름을 폐기하거나 재활용함으로써 유효 폴리에스테르 필름의 개조 또는 설치 전에 또는 개조 또는 설치시 소비자에 의해 제거되도록 설계된다. 라이너 필름은 전형적으로 유효 폴리에스테르 필름에 필적하는 어떠한 기능도 제공하지는 못한다. 예를 들면, 유효 폴리에스테르 필름이 광학 편광 필름인 경우, 라이너 필름은 어떠한 중요한 광학 기능 또는 편광 기능도 제공하지 못한다.
각각 유사한 기능을 갖는 구성 층 또는 시트가 필름의 나머지로부터 따로 벗겨지거나 박리되도록 일부 다층 중합체 필름을 설계하는 것이 또한 공지되어 있다. 이러한 필름에 대한 용도 중의 하나가 안티-그래피티(anti-graffiti) 분야에 있다. 이러한 분야에서는, 필름을 그의 원래 형태로, 보호하고자 하는 거울, 창 또는 기타 물품에 적용할 수 있다. 필름은, 거울, 창 또는 기타 물품의 외관이 필름에 의해 최소로 영향을 받도록, 매우 투명한 중합체 재료로 구성된다. 그래피티가 필름의 노출된 표면에 적용되면, 그래피티가 있는 필름의 최외각부를 필름의 나머지로부터 연속 시트 형태로 벗겨낼 수 있다. 최외각부의 제거 후, 남은 필름은 물품 상의 제 위치에 그대로 있으며, 이것은 이제 다시 깨끗하고 그래피티가 없는 것으로 보인다. 필름의 원래 내부였던, 최외각부 바로 아래에 있었던 필름의 부분이 새로운 최외각 층이 된다. 그래피티가 다시 적용되면, 새로운 그래피티가 새로운 최외각 층의 노출된 표면에 있게 될 것이다. 새로운 그래피티는 새로운 최외각 층을 연속 시트 형태로 필름의 나머지로부터 벗겨냄으로써 제거될 수 있다. 새로운 최외각부의 제거 후, 남은 필름은 물품 상의 제 위치에 그대로 있으며, 이것은 다시 깨끗하고 그래피티가 없는 것으로 보인다. 본래의 필름 제품은, 이러한 방식으로 순차적으로 제거되어 반복된 마멸 작용에 대한 보호를 제공할 수 있는 4개 이하의 구성 시트로 제조될 수 있다. 한 번에 단지 하나의 시트만 제거되는 것을 용이하게 하기 위해, 제품은 필름의 가장자리 부근에 깊이가 상이한 키스-컷 탭형 특징부(kiss-cut tab-like feature)들을 갖도록 제조된다.
박리를 위해 설계된 공지된 다층 중합체 필름은 전형적으로, 먼저 구성 시트들을 제조한 다음 시트들을 감압 접착제(PSA) 층들과 함께 적층시킴으로써 제조된다. 이러한 제조 방식, 및 필름 설계는 제조될 수 있는 필름의 유형에 있어서 내재적 한계를 도입한다. 예를 들어, 구성 시트는, 개별 시트가 과도한 인열 또는 파단 없이 자동 필름-취급 장치에 의해 가공될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 물리적으로 두꺼울 필요가 있다. 이것은 개별 시트의 두께에 대해 하한을 두고, 함께 적층되어 충분히 얇고 가요성인 다층 필름을 형성할 수 있는 이러한 시트의 개수에 대해 수반된 상한을 둔다. 또한, 따로따로 제조된 시트들을 함께 적층하는 것은 시트들을 오염에 노출시키는 경향이 있다.
본 출원인은 연속 구성 층 패킷이 남은 필름으로부터 연속 시트 형태로 박리될 수 있도록 구성된 새로운 다층 중합체 필름류를 개발하였다. 여기서, 층 패킷은, 서로 접합되며 박리 목적을 위한 단일 시트처럼 기능하거나 작용하는 복수의 개별 층들을 지칭한다. 새로운 필름은 바람직하게는, 적층 제조 기법이 이용된 경우보다 층 패킷이 훨씬 더 얇아질 수 있도록 공지된 공압출 제조 기법과 상용성이다. 전형적으로 승온에서, 단일 공압출 공정에서 층들을 함께 접합함으로써, 층들 사이의 계면을 오염시킬 가능성이 크게 줄어든다. 본 출원인은 이러한 다층 중합체 필름이 또한 자외선(UV) 광에 대한 과도한 노출에 의해 야기되는 손상을 경감시키기 위해 사용될 수 있고, 그러한 사용을 위해 특수하게 적응될 수 있음을 밝혀내었다. 예를 들어, 적어도 하나의 매립된 층을 포함하는 중합체 층들의 일부가 UV 흡수제, 산화방지제, 또는 장애 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)와 같은 UV 광 안정제를 포함할 수 있고, 이러한 UV-안정된 층들은 각각의 층 패킷의 전방에 위치될 수 있다. 하나의 패킷의 UV-안정된 층이 그의 유효 목적으로 사용된 후에, 그 패킷을 벗겨내어 다음 층 패킷의 새로운 UV-안정된 층을 노출시킬 수 있다.
새로운 필름은 또한 바람직하게는 층 패킷들 사이에 접착체 층을 사용하지 않고서 제조되는데, 층 패킷들은 필름의 나머지로부터 개별적으로 박리될 수 있도록 맞추어진다. (이와 관련하여 접착제 층은 실온에서 점착되는 층을 지칭한다.) 대신에, 인접한 층 패킷들 사이의 계면들에 상응하는 복수의 박리면들을 따라 필름의 박리가 일어날 것 같은 방식으로 비접착성 중합체 층들이 조합될 수 있도록 하는 중합체 조성물들의 조합이 사용된다. 몇몇 경우에, 박리면에서의 박리 강도는 필름 내부의 다른 층 계면에서의 박리 강도보다 더 낮다. 박리 가능한 층 패킷들 사이에 접착제가 없으면, 박리가 비가역적이라는 결과를 가져오는데: 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시킨 후, 박리된 층 패킷을 간단히 필름에 프레싱함으로써 층 패킷을 그 후에 필름에 영구적으로 또는 확실히 재-부착시킬 수 없다.
본 출원인은 본 명세서에서, 특히, 중합체 층들의 적층물을 포함하는 필름을 기술하고, 중합체 층들은 층 패킷들로 조직되고, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖는다. 인접한 층 패킷들 사이의 부착은 층 패킷들이 적층물의 나머지로부터 따로따로 비가역적으로 박리될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 약하고, 적층물은 그러한 층 패킷들 사이의 그러한 비가역적 박리를 촉진하도록 구성된다. 중합체 층들의 적층물 내의 모든 중합체 층들은 서로 공압출될 수 있는 각각의 중합체 조성물들을 가질 수 있다. 복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층은 하나 이상의 자외선(UV) 광 안정제를 포함한다. 각각의 층 패킷 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층은 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함할 수 있다.
하나 이상의 UV 광 안정제는 제1 UV 광 안정제를 포함할 수 있고, 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 각각의 층 패킷 내의 적어도 하나의 중합체 층은 제1 UV 광 안정제를 포함할 수 있다. 적층물 내의 각각의 층 패킷에 대해, 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 적어도 하나의 중합체 층은 그러한 층 패킷의 전방에 배치될 수 있다. 적층물 내의 각각의 층 패킷은 UV 광 안정제를 실질적으로 포함하지 않는 적어도 하나의 중합체 층을 추가로 포함할 수 있다. 각각의 층 패킷은 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 단지 하나의 중합체 층을 가질 수 있다.
하나 이상의 UV 광 안정제는 UV 흡수제, 산화방지제, 및 장애 아민 광 안정제(HALS) 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 그를 포함할 수 있다.
임의의 2개의 인접한 층 패킷들 사이의 부착이 인치당 2 내지 100 그램(0.8 내지 38.6 N/m) 범위의 박리력을 특징으로 할 수 있다. 적층물은 인접한 층 패킷들 사이의 계면들에 대한 액세스를 제공하는 액세스 탭들을 갖도록 구성될 수 있다. 중합체 층들은 반복 AB 시퀀스로, 또는 반복 ABC 시퀀스로 배열될 수 있다. 적층물은, 적층물 내의 인접한 층 패킷들의 쌍 모두에 대해, 층 패킷들 사이의 부착이 층 패킷들 내부의 중합체 층들 사이의 부착보다 더 약해서, 층 패킷들 내부에서보다는 오히려 층 패킷들 사이에서 비가역적 박리가 일어나는 경향이 있도록 구성될 수 있다. 인접한 층 패킷들 사이의 부착이 제1 박리력을 특징으로 할 수 있고, 각각의 층 패킷 내부의 중합체 층들의 가장 약한 부착이 제2 박리력을 특징으로 할 수 있고, 제2 박리력이 제1 박리력의 적어도 2배일 수 있다. 따라서, 중합체 층들이 반복 ABC 시퀀스로 배열되는 경우, 중합체 층 A와 중합체 층 C 사이의 부착이 중합체 층 A와 중합체 층 B 사이의 부착보다 더 약할 수 있고, 또한 중합체 층 B와 중합체 층 C 사이의 부착보다 더 약할 수 있다.
중합체 층들의 적층물 내의 모든 중합체 층들은 204℃(400℉) 이상의 용융 온도에서 용융 가공 가능한 각각의 중합체 조성물들을 가질 수 있다. 적층물 내의 중합체 층들의 적어도 일부는 배향될 수 있으며, 적어도 0.05의 복굴절을 가질 수 있다. 인접한 층 패킷들의 계면들에 배치되는 중합체 층들 중의 어느 것도 실온에서 점착되지 않을 수 있다. 적층물 내의 각각의 층 패킷은 두께가 2 밀(mil)(50 마이크로미터) 이하일 수 있다. 중합체 층들은 적어도 N개의 층 패킷들로 조직될 수 있고, 여기서 N이 적어도 5이다. 또는 N이 적어도 10일 수 있고, 필름은 전체 두께가 15 밀(380 마이크로미터) 이하일 수 있다.
필름 및/또는 중합체 층들의 적층물은 가시 파장들에 걸친 평균 투과율이 적어도 80%이고 광학 탁도가 15% 미만일 수 있다. 광학 탁도는 8% 미만일 수 있다.
본 출원인은 또한, 중합체 층들의 적층물을 포함하는 필름을 제공하는 단계, 필름을 자외선(UV) 광에 노출시키는 단계, 및 제1 층 패킷을 적층물의 나머지로부터 박리시키는 단계를 포함하는 방법을 비롯한, 관련 방법을 개시한다. 적층물 내의 중합체 층들은 층 패킷들로 조직되고, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖고, 적층물은 그러한 층 패킷들 사이의 비가역적 박리를 촉진하도록 구성되고, 적층물 내의 모든 중합체 층들은 서로 공압출될 수 있는 각각의 중합체 조성물들을 갖는다. 노출시키는 단계는 제1 층 패킷이 UV 노출로 인한 광학적 열화를 나타내도록 충분한 양의 UV 광으로 수행된다. 복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층은 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함할 수 있다. 광학적 열화는 광학 탁도의 5% 이상, 또는 3% 이상, 또는 1% 이상의 증가, 및/또는 CIE b* 색 좌표의 2 이상의 증가일 수 있거나 그를 포함할 수 있다.
관련 방법, 시스템, 및 물품이 또한 논의된다.
본 발명의 이들 및 다른 태양은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 상기의 개요는 청구된 요지에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 그 요지는 절차의 수행 동안에 보정될 수 있는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
도 1a는 가공물에 부착되며 UV 광에 노출되는 다층 중합체 필름의 개략 측면도 또는 단면도로, 이 필름은 연속 비가역적 박리를 위해 구성된다.
도 1b는 필름을 충분한 양의 UV 광에 노출시켜 광학적 열화를 생성한 후의 도 1a의 조합의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 1c는 필름으로부터 광학적으로 열화된 최전방 또는 최외각 층 패킷을 박리시키거나 벗겨내는 동안의 도 1b의 조합의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 1d는 광학적으로 열화된 최전방 층 패킷을 제거한 후의 도 1c의 필름의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 2는 연속적으로 박리 가능한 다층 필름이 UV 광 노출로 인한 광학적 열화를 어떻게 효과적으로 경감시킬 수 있는지를 나타내는, 광학적 열화 대 노출 시간의 이상화된 그래프이다.
도 3a는 가공물에 부착된 중합체 필름의 개략 측면도 또는 단면도로, 이 중합체 필름은 연속 비가역적 박리를 위해 구성된다.
도 3b 내지 도 3e는 연속적인 층 패킷들이 필름으로부터 박리되고 벗겨짐에 따른 도 3a의 중합체 필름의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 4는 연속 비가역적 박리를 위해 구성된 중합체 필름의 일부의 개략 측면도 또는 단면도로, 이 필름은 2층(A-B) 층 패킷들로 조직되는 중합체 층들의 적층물로 구성된다.
도 5a는 층 패킷들 사이의 박리를 촉진하기 위한 구조물들을 비롯한 물리적 구조물들이 제공되어 있는 공압출된 중합체 층들의 적층물의 개략 상부 또는 전방 평면도이고, 도 5b는 절단 라인(5B-5B)에 따른 개략 단면도이다.
도 6은 연속 비가역적 박리를 위해 구성된 중합체 필름의 일부의 개략 측면도 또는 단면도로, 이 필름은 3층(A-B-C) 층 패킷들로 조직되는 중합체 층들의 적층물로 구성된다.
도 7은 연속 비가역적 박리를 위해 구성된 중합체 필름의 일부의 개략 측면도 또는 단면도로, 적층물 내의 중합체 층들은 4층(A-D-B-C) 층 패킷들로 조직된다.
도 8은 상이한 중합체 재료들이 공압출되어 다층 중합체 필름을 형성하는 제조 시스템의 개략도이다.
도 9는 캐스트 다층 중합체 필름을 연신시키는 데 사용될 수 있는 필름 가공 장치의 개략도이다.
도 10은 가공물로서 디바이스의 디스플레이에 적용될 수 있는 다층 중합체 필름과 조합되는 전자 디바이스의 개략도이다.
도 11a는 단일 층 PET 필름에 대해 측정된 광학 밀도 대 파장의 그래프로, 여기서 상이한 곡선은 UV 광에 대한 상이한 노출 시간에 상응하고, 도 11b는 도 11a의 그래프의 일부의 확대도이다.
도 12a는 연속 비가역적 박리를 위해 구성된 다층 중합체 필름에 대해 측정된 광학 밀도 대 파장의 그래프로, 이 필름은 3층(A-B-C) 층 패킷들로 조직되는 중합체 층들의 적층물로 구성되고, 도 12b는 도 12a의 그래프의 일부의 확대도이다.
도면에 있어서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
본 출원인은 장기간 UV 광 노출로 인한 손상 효과를 경감시키기 위하여, 개별 층 패킷들이 필름의 나머지로부터 연속 시트 형태로 박리되거나 벗겨질 수 있는 새로운 다층 중합체 필름을 개발하였다. 중합체 층들의 적층물은 층 패킷들을 형성하도록 배열 또는 조직되며, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖는다. 필름은 적층물을 구성하기 위해 따로따로 제조된 필름들 또는 층들을 적층시킬 필요 없이 중합체 층들 모두를 적층물 내에 공압출시킴으로써 제조될 수 있다. 이는 층들이 따로따로 제조된 후에 함께 적층되는 것보다 층들이 제조 동안 오염에 덜 민감할 수 있게 한다. 게다가, 적층물 내의 층들의 공압출은 개별 박리 가능한 층 패킷들을 달리 수행될 수 있는 것보다 훨씬 더 얇게 제조할 수 있어서, 주어진 전체 두께의 필름에 따로따로 박리 가능한 더 많은 시트들이 포함될 수 있도록 한다. 그러나, 층 및 층 패킷이 더 얇게 제조될 수 있다 하더라도, 각각의 박리 가능한 층 패킷은 여전히, UV 광에 의해 야기되는 열화의 실질적으로 전부, 또는 대부분, 또는 적어도 상당 부분이 단일 층 패킷 내부에, 다시 말해, 적층물 또는 필름 내의 최상부, 최외각, 또는 최전방이 되는, 즉, UV 광원에 가장 가까운 층 패킷 내부에 포함되도록 하기에 충분할 정도로 두꺼울 수 있다. 따라서, UV 노출에 의해 야기된 손상은 단순히 적층물의 최외각 층 패킷을 박리시키거나 벗겨냄으로써 실질적으로 완전히 또는 적어도 부분적으로 제거되거나 개선될 수 있다. 몇몇 경우에, 적층물 내의 중합체 층들 중 적어도 하나, 또는 복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나, 또는 각각의 층 패킷 내의 중합체 층들 중 적어도 하나, 또는 각각의 층 패킷 내의 중합체 층들 중 정확히 (단) 하나는 UV 흡수제, 산화방지제, 및/또는 장애 아민 광 안정제(HALS)와 같은 하나 이상의 UV 광 안정제를 함유할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "자외선 광" 또는 "UV 광"은, 파장이 가시 스펙트럼의 청색 한계 아래에 있으며 중합체 필름 및 유사한 재료에서의 상당한 광열화를 담당하는 단파장 전자기 방사선, 예를 들어 300 내지 400 nm 범위를 지칭한다. 이 범위 내에서도, 특히 관심 대상은 320 내지 360 nm 범위인데, 이는 종종 중합체들에서의 광열화-관련 발색단 발현과 연관된다.
필름 설계의 비용 및 복잡성을 감소시키기 위해, 적층물 내의 중합체 층들은 AB 패턴(예컨대, ABABAB...), ABC 패턴(예컨대, ABCABCABC...), ADBC 패턴(예컨대, ADBCADBC...), 또는 다른 원하는 패턴들과 같은 반복 패턴으로 배열될 수 있고, 여기서 적층물 내의 반복되는 층들의 최소 그룹 또는 세트는 층 패킷에 상응한다. 많은 그러한 층 패킷들이 개시된 중합체 적층물 및 다층 필름 내에 포함될 수 있다. 중합체 층 A, 중합체 층 B, 중합체 층 C 등을 위한 중합체 조성물의 적절한 선택에 의해, 층간 접합 강도(때때로 본 명세서에서 박리 강도 또는 박리력이라고도 지칭됨)는 필름이 무의식적으로, 예컨대 사용자가 그것을 가공물에 적용하면서 그것을 조작하는 동안, 부서지거나 박리되지 않도록 하기에 충분할 정도로 강하지만, 사용자가 과도한 힘 없이 필름의 나머지로부터 다양한 층 패킷들을 박리시킬 수 있도록 하기에 충분할 정도로 약하게 될 수 있다. 적절한 재료 선택에 의해, 한 번에 하나의 층 패킷을, 남은 필름으로부터 층 패킷들을 박리시키거나 벗겨내는 것을 용이하게 하기 위해, 인접한 층 패킷들 사이의 계면들을 따른 층간 접합 강도는 적층물 내부의 다른 층 계면들에 대한 접합 강도보다 더 약하게 될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 필름은 적층물을 구성하기 위해 따로따로 제조된 필름들 또는 층들을 적층시킬 필요 없이 중합체 층들 모두를 적층물 내에 공압출시킴으로써 제조될 수 있다. 다층 압출물을 기계 방향으로 그리고/또는 횡단 방향으로 연신함으로써 배향시키는 것과 같은 선택적인 후-캐스팅 단계가 또한 채용될 수 있다. 필름은 중합체 층들의 적층물 내에, 또는 적어도 인접한 층 패킷들 사이의 계면에 배치되는 중합체 층들 내에 임의의 감압 접착제, 또는 다른 종류의 접착제 필요 없이 제조될 수 있다. 이것은 제조를 단순화시킬 수 있고, 또한 별도의 적층 단계를 이용하여 제조된 필름에서 달성될 수 있는 것보다 더 새 것 같은 필름면 - 필름면은 초기 제조품에서는 필름의 내부이지만 층 패킷이 사용 동안 벗겨짐에 따라 나중에 외부면이 됨 - 을 생성할 수 있다. 원한다면, 적층물 자체가 임의의 PSA 층 또는 다른 접착제 층을 포함하든 그렇지 않든 간에, 2개 이상의 층 적층물들이 PSA 또는 다른 접착제, 또는 다른 적합한 접합 재료와 함께 접합되어, 화합물 필름 제품을 생성할 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, 층 적층물 및 그의 구성 층 패킷은 비다공성일 수 있다. 게다가, 층 적층물 내의 각각의 중합체 층은 비다공성일 수 있다. 비다공성 층 패킷은 이들이 물, 오일, 또는 다른 오염물질-담지 액체 또는 물질에 대한 유효 장벽을 제공하기 때문에 유리하다. 따라서, 이러한 장벽 특성은 층 적층물의 내부인 층 패킷들, 즉, 제품의 수명 내의 주어진 시점에서 아직 공기에 노출되지 않은 층 패킷들이 실질적으로 오염물질이 없고 새 것 같이 남아 있는 것을 보장할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 박리 가능한 다층 중합체 필름이 가공물에 접합되며 달리 가공물에 영향을 주는 UV 광을 적어도 일부 흡수함으로써 UV 노출로부터 가공물을 보호하는 시스템을 도시한다. 이러한 도면들은 또한, UV 광 노출로 인한 광열화를 경험한 후에, 시스템이 필름의 최외각 층 패킷을 박리시킴으로써 어떻게 재개 또는 재생될 수 있는지를 도시한다.
따라서, 도 1a에서, 예시적인 다층 중합체 필름(110a)이 접착제 층(112)에 의해 가공물(102)에 접합되거나 달리 부착되는데, 접착제 층은 필름(110a)의 일부일 수 있다. 가공물(102)은 임의의 유효 디바이스 또는 물체, 예를 들어 UV 광 노출로부터의 손상에 민감한 것, 및/또는 자주 터치되고/되거나 세균 또는 다른 미생물을 내포하거나 또는 확산시킨다고 알려지거나 예상되는 것일 수 있다. 많은 경우에, 필름(110a)(및 접착제 층(112), 또는 접착제 층(112)을 포함함)이 가시광에 실질적으로 투명하여, 가공물이 필름을 통하여 쉽게 보여질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 다른 경우에, 필름(110a) 및/또는 접착제 층(112)은 실질적으로 투명하지 않을 수 있고, 예컨대, 하나 또는 둘 모두는 불투명하고/하거나 고도로 확산 또는 광 산란될 수 있다. 필름(110a) 및 가공물(102)은 직교 x-y-z 좌표계의 맥락에서 도시되어 있는데, 여기서 필름(110a)은 x-y 평면에 평행한 평면에 놓이지만, 이는 필름이 평면 형상만을 가정할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
필름(110a)은 층 패킷들(122, 124)로 조직화되는 중합체 층들의 적층물(120a)을 갖는다. 층 패킷들이 도 1a 내지 도 1d에 도시되어 있지만, 각각의 층 패킷을 이루는 개별 중합체 층들은 이러한 도면들에 도시되지 않는다. 각각의 층 패킷(122, 124)은 전방 및 후방 주 표면을 특징으로 하며, 적어도 2개의 개별 중합체 층들이 각각의 층 패킷의 전방 주 표면과 후방 주 표면 사이에 배치된다. 층 패킷(122)은 전방 주 표면(122a) 및 후방 주 표면(122b)을 갖는다. 층 패킷(124)은 전방 주 표면(124a)(이것은 패킷(122)의 후방 주 표면(122b)과 긴밀하게 접촉됨) 및 후방 주 표면(124b)을 갖는다.
독자는 용어 "전방", "후방", 및 기타(예를 들면, 최전방, 최후방)가 필름 또는 적층물의 외부 주 표면들에 대한 층들의 배열(ordering)을 명시하기 위해 편의상 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되며, 제한적인 방식으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 하나의 외부 주 표면은 바깥쪽(전방)을 향하고 다른 하나의 외부 주 표면은 안쪽(후방)을 향하도록 사용하기 위해 의도된 필름 또는 패킷에 대해서도, 이러한 외부 주 표면들 중의 어느 하나는 "전방"으로 간주될 수 있고, 그때 다른 외부 주 표면은 "후방"으로 간주될 것이다.
적층물(120a) 내의 중합체 재료들은 적층물 내의 인접한 층 패킷들의 쌍 모두에 대해, 층 패킷들 사이의 부착이 층 패킷들 내부의 중합체 층들 사이의 부착보다 더 약한 방식으로 선택된다. 이러한 방식으로, 층 패킷들 내부에서보다는 오히려 층 패킷들 사이에서 비가역적 박리가 일어나는 경향이 있다. 따라서, 층 패킷(122)은 남은 필름(110a) 또는 적층물(120a)로부터 연속 시트 형태로 비가역적으로 박리될 수 있고, 필름(110a)은 비가역적 박리를 위해 적응된다고 말할 수 있다. 필름(110a) 또는 적어도 적층물(120a)은 공지된 공압출 제조 기법과 상용성이고, 아래에 추가로 논의되는 바와 같이, 적층물(120a) 내의 중합체 재료들의 적절한 선택에 의해 층 패킷들 사이에 접착제 층 없이 제조될 수 있다.
도 1a에서, 필름(110a)은 UV 광(103)에 노출되는 것으로 도시되어 있다. UV 광(103)은 태양광으로부터, 그리고/또는 UV 광이 풍부한 임의의 다른 자연 발생 또는 인공 광원으로부터 나올 수 있다.
UV 광의 고 에너지 성질은 시간 경과에 따라 필름의 광학적 열화를 야기할 수 있다. 중합체 재료에서, 광학적 열화는 여러가지 방식으로, 예컨대, 탁도의 증가, 및/또는 색상의 변화 ― 전형적으로, 색상의 옐로우 시프트(yellow shift)로 드러날 수 있다. 그러나, 많은 경우에, UV 광의 전형적으로 강한 흡수로 인해, 광학적 열화는 당해 광학체의 최전방 표면에 또는 그 근처에 공간적으로 또는 물리적으로 국부화된다. 따라서, 다층 중합체 필름(110a)의 경우에, 광학적 열화는 층 패킷(122)의 전방 주 표면(122a) 근처에 국부화될 수 있고, 다른 층 패킷(124)은 거의 또는 전혀 광학적 열화를 경험하지 않을 수 있다. 이것은 도 1b에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기서, 도 1a에 관련하여, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시하며 추가 설명은 필요하지 않다. 필름(110a)은 접착제 층(112)에 의해 가공물(102)에 여전히 접합되거나 달리 부착되지만, 도 1a에 도시된 UV 광 노출로 인해, 필름(110a)은 이제 열화(122-1)의 영역을 포함한다. 층 패킷(122)이 층 패킷(124)보다 UV 광(103)에 더 가까웠기 때문에, 열화(122-1)는 전방 주 표면(122a)에 가장 가깝다. 층 패킷(122)은 또한 열화(122-1)가 층 패킷(122) 내부에 실질적으로 포함되기에 충분할 정도로 물리적으로 두껍다고 가정된다. 열화(122-1)는 광학적으로, 예를 들어, 필름(110a) 및 패킷(120a)의 탁도의 증가 및/또는 색상의 변화에 의해 드러날 수 있다.
편리하게도, 필름(110a)의 박리 특징으로 인해, UV 광 노출의 손상 효과는 필름의 나머지로부터 층 패킷(122)을 박리에 의해 간단히 제거하거나 벗겨냄으로써, 실질적으로 제거될 수 있다. 이것은 도 1c에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기서 손상된 층 패킷(122)은 필름(110a)의 나머지로부터 벗겨내지고, 여기서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 층 패킷(122)의 제거는 중합체 층들의 작아진 적층물(120c)을 갖는 작아진 필름을 가져오고, (층 패킷(122)의 완전한 제거 후) 작아진 필름은 도 1d에서 다층 중합체 필름(110d)으로서 라벨링된다. 따라서, 중합체 필름 및 가공물(102)의 조합은 손상된 최전방 층 패킷의 제거에 의해 효과적으로 재생 또는 재개된다. 필름(110d)의 UV 광(103)에 대한 추가 노출은, 시간 경과에 따라, 또 다시 새로이 최외각 층 패킷(124)에서의 필름을 손상시킬 수 있다. 필름/가공물 조합의 그러한 추가 노출이 도 1d에 도시되어 있다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 UV 열화에 이어서 박리에 의한 재개의 단일 사이클은 초기 다층 중합체 필름이 많은 박리 가능한 층 패킷들을 갖도록 제조되는 경우에 여러 번 반복될 수 있다. 그러한 시작 필름은 종래의 단일 층 중합체 필름의 유효 수명 또는 연속 박리를 위해 달리 적응되지 않은 중합체 필름의 유효 수명의 다수 배인 유효 수명을 가질 수 있다. 예를 들어, 종래의 단일 층 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 많은 실외 환경에서 2 내지 3년을 견딘다고 기대되지만, 개시된 박리 가능한 다층 중합체 필름은 잠재적으로, 다층 필름이 10개의 박리 가능한 층 패킷들을 갖는다고 가정하여, 그 양의 2배, 3배, 또는 심지어 10배인 유효 수명, 예를 들어, 잠재적으로 20 내지 30년을 제공할 수 있다. 박리 가능한 다층 중합체 필름에 대한 연장된 유효 수명을 제공하기 위해 손상된(광학적으로 및/또는 물리적으로 열화된) 층 패킷들을 박리시키는 개념은 도 2에서 이상화된 방식으로 도시되어 있는데, 이는 광학적 열화 대 필름의 UV 광에 대한 노출 시간의 플롯이다. 그 광학적 열화는 UV 광에 대한 노출로부터 야기되는 필름 또는 본체의 광학적 열화의 임의의 적합한 척도, 예컨대 광학 탁도, 색상, 탁도와 색상의 조합, 또는 초기 값에 대한 전술한 척도들 또는 파라미터들 중 임의의 것의 변화를 나타낼 수 있다.
도 2의 이상화된 곡선(202)은 종래의 단일 층 중합체 필름 등에서 전형적으로 기대될 수 있는 광학적 열화를 나타낸다. 이 그래프에서, 광학적 열화는 초기 파라미터 또는 척도에 대해 계산되는 차분 값인 것으로 가정된다. 따라서, 광학적 열화는 노출 시각 0(zero)에서 0과 같다. 예를 들어, 광 투과성 필름 또는 본체가 제조 시에 광학 탁도가 2%이고, UV 광에 대한 장기간 노출에 의해 탁도가 2% 초과로 단조적으로 증가하게 되는 경우, 시각 t = 0에서 광학적 열화는 0이고, 임의의 다른 시각에서 광학적 열화는 필름 또는 본체의 실제 탁도로부터 2%(초기 값)를 감산함으로써 계산될 수 있다. 다른 예로서, 광 투과성 필름 또는 본체가 제조 시에 b* 색 좌표(아래에 추가로 논의됨)가 -4이고, UV 광에 대한 장기간 노출에 의해 b* 값이 -4 초과의 값으로 단조적으로 증가하게 되는 경우, 시각 t = 0에서 광학적 열화는 0이고, 임의의 다른 시각에서 광학적 열화는 실제 b* 값에 -4를 감산(또는 4를 가산)함으로써 계산될 수 있다. 이들과 같은 차분 기반 광학적 열화는 노출 시각 0에서, 0으로 시작되지만, 그 후에 광학적 열화는 노출 시간을 증가시킴에 따라, 예컨대 단조적으로 커질 수 있다. 사용자는 광학적 열화가 허용 불가능하게 되는 임계치 또는 한계 값, 예컨대, 도 2의 값 Lim을 특정할 수 있다. 곡선(202)은 노출 시각 tLim에서 이러한 임계값 Lim에 도달한다. 따라서, 시각 tLim은 곡선(202)과 연관된 종래의 단일 층 필름 또는 본체의 유효 수명을 나타낼 수 있다.
이와 대조적으로, 곡선(204)은 연속 비가역적 박리를 위해 구성되는 개시된 다층 중합체 필름의 광학적 열화를 타당하게 나타낼 수 있다. 다층 중합체 필름은 총 N개의 층 패킷들을 포함한다고 가정되고, 도 4의 검토로부터, N은 적어도 4이다. 곡선(202)과 유사하게, 광학적 열화(204)는 또한 노출 시각 0에서 0인데, 이는 광학적 열화가 초기 파라미터 또는 척도에 대해 계산되는 차분 값이라고 가정되기 때문이다. 다층 중합체 필름의 곡선(204)은 곡선(202)과 동일한 방식으로 단조적으로 증가할 수 있고, 노출 시각 t가 t1일 때까지 곡선(204)과 실질적으로 일치할 수 있다.
그때, 다층 중합체 필름의 최외각 또는 최전방 층 패킷은 필름의 나머지로부터 박리되거나 제거될 수 있다. 도 1의 교시에 따르면, 최외각 층 패킷은 필름에 대한 UV-관련 손상의 실질적으로 전부 또는 적어도 대부분을 포함할 수 있고; 그런 이유로, 그러한 층 패킷을 제거함으로써, 다층 중합체 필름은 재개 또는 재생될 수 있고, 광학적 열화는, 예컨대, 몇몇 경우에 0 또는 거의 0의 수준으로 즉각적으로 그리고 상당히 감소될 수 있다. 최외각 층 패킷이 t=t1에서 제거된 후에, 곡선(204)의 남은 다층 중합체 필름은 (N-1)개의 층 패킷들만을 포함한다. 게다가, 시각 t1 이후에, 계속 진행 중인 UV 광 노출은 필름에 대한 추가 단조적인 손상을 생성하기 시작하지만, 손상은 이제, 다층 중합체 필름의 원래 내부였지만 이제는 원래 최외각 층 패킷의 박리로 인해 필름의 (새로운/두 번째) 최외각 층 패킷이 된 층 패킷에 실질적으로 또는 주로 한정된다. 시각 t1 이후에, 그리고 필름의 광학적 열화가 또 다시 허용 불가능한 수준 또는 달리 사용자에 의해 판정되거나 판단되는 바와 같은 수준에 도달한 후에, 사용자는 새로운/두 번째 최외각 층 패킷을 필름으로부터 박리시킬 수 있다.
이것은 시각 t = t2에 나타나 있다. 이때, 또 다시, 다층 중합체 필름은 재개 또는 재생되고, 광학적 열화는 즉각적으로 그리고 상당히 감소된다. 시각 t2에서 새로운/두 번째 최외각 층의 제거 후에, 곡선(204)의 남은 다층 중합체 필름은 (N-2)개의 층 패킷들만을 포함한다. 그리고 시각 t2 이후에, 계속 진행 중인 UV 광 노출은 필름에 대한 추가 단조적인 손상을 생성하기 시작하지만, 손상은 이제, 다층 중합체 필름의 원래 내부였지만 이제는 원래 최외각 층 패킷 및 새로운/두 번째 최외각 층 패킷의 박리로 인해 필름의 (새로운/세 번째) 최외각 층 패킷이 된 층 패킷에 실질적으로 또는 주로 한정된다. 시각 t2 이후에, 그리고 필름의 광학적 열화가 또 다시 허용 불가능한 수준 또는 달리 사용자에 의해 판정되거나 판단되는 바와 같은 수준에 도달한 후에, 사용자는 새로운/세 번째 최외각 층 패킷을 필름으로부터 박리시킬 수 있다.
이것은 시각 t = t3에 나타나 있다. 이때, 또 다시, 다층 중합체 필름은 재개 또는 재생되고, 광학적 열화는 즉각적으로 그리고 상당히 감소된다. 시각 t3에서 새로운/세 번째 최외각 층의 제거 후에, 곡선(204)의 남은 다층 중합체 필름은 (N-3)개의 층 패킷들만을 포함한다.
독자는 다층 중합체 필름의 (현재 또는 기존의) 최외각 층 패킷의 반복된 제거/박리를 이용하여 광학적 열화를 연장된 기간 동안 미리 결정된 한계치 또는 임계치 미만으로 유지하므로, 종래의 단일 층 중합체 필름의 유효 수명에 비해 다층 중합체 필름의 유효 수명을 크게 연장시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다층 중합체 필름의 유효 수명을 연장시킬 수 있는 양은 원래 다층 중합체 필름에 포함된 박리 가능한 층 패킷들의 개수, 중합체 층들의 적층물에 사용된 특정 중합체 재료들, 중합체 층들 중 임의의 것에 사용되는 (만약 있다면) 특정 UV 광 안정제(들), 및 광학적 열화 한계치의 선택을 비롯한 다수의 설계 파라미터들에 따라 좌우될 수 있다.
필름을 재생 또는 재개하기 위해, 예를 들어, 주어진 필름의 유효 수명의 끝에 도달했기 때문에 그 필름을 폐기하거나 또는 최외각 층 패킷을 다층 중합체 필름으로부터 박리시키기기 위한 사용자의 판정을 제어하는 광학적 열화 한계치는, 사용자의 관심 대상인 임의의 적합한 파라미터일 수 있다. 몇몇 경우에, 광학적 열화 한계치는, 예컨대, 필름의 광학 탁도가 3%, 4%, 5%, 또는 10%의 탁도와 같은 특정 절대 값에 도달하는, 절대 탁도 한계치일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 탁도 또는 광학 탁도는 비와이케이 인스트루먼츠(BYK instruments)로부터 구매 가능한 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus) 탁도 측정기로 측정된 바와 같은 탁도를 지칭한다. 광학적 열화 한계치는 대안적으로 또는 추가적으로, 예컨대, 필름의 광학 탁도가 그의 원래 값에 대해 특정량 만큼, 예컨대, 적어도 1%, 또는 적어도 2%, 또는 적어도 3%, 또는 적어도 5%, 또는 적어도 10% 만큼 변하는, 상대 또는 차분 탁도 한계치일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 광학적 열화 한계치는 대안적으로 또는 추가적으로, 예컨대, 필름의 b* 색 좌표가 그의 원래 값에 대해 특정량 만큼, 예컨대, 적어도 2, 또는 적어도 3, 또는 적어도 4 만큼 증가하는, 차분 색상 한계치일 수 있거나 그를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, b* 색 좌표는 국제 조명 위원회(CIE)에 의해 1976년에 개발된 CIE L*a*b* 색 공간으로서 알려진 색 좌표계의 일 좌표를 지칭한다. 이러한 계에서, 주어진 색상은 상호 직교의 L*, a*, 및 b* 좌표 축들에 의해 정의되는 3차원 공간에서의 점에 의해 나타내진다. L*는 색상의 명도의 척도이며 0(흑색) 내지 100(백색)의 범위이다. 용어 a* 및 b*는 색의 색조(hue) 및 채도(chroma)를 정의한다. 용어 a*는 음수(녹색) 내지 양수(적색)의 범위이고, 용어 b*는 음수(청색) 내지 양수(황색)의 범위이다. b* 좌표는 UV 노출의 분야에서 특정 관심 대상인데, 이는 많은 재료들의 연장된 UV 노출에 대한 공통 반응이 재료의 그의 원래 색상에 대한 황변(yellowing)이기 때문이다. 이와 관련하여 "황변"은 원래 음의 b* 값을 갖는 것이 양의 b* 값으로 변하는 재료뿐만 아니라, 원래 음의 b* 값이 덜 음의 값이 되는 (예컨대, 원래 -4이며 -1로 변하는) 재료 그리고 원래 양의 b* 값이 더 양의 값이 되는 (예컨대, 원래 1이며 4로 변하는) 재료도 또한 지칭한다는 것에 유의해야 한다.
본 명세서에 기술된 유형의 예시적인 다층 중합체 필름이 도 3a에 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면에서, 필름(310a)은 연속 구성 층 패킷들이 남은 필름으로부터 연속 시트 형태로 박리될 수 있도록 구성된 다층 중합체 필름이다. 필름(310a)은 중합체 층들의 적층물(320a), 및 적층물(320a)이 가공물(302)과 같은 관심 대상인 가공물에 부착될 수 있게 하는 접착성 배면층(backing layer)(312)으로 구성된다. 적층물(320a)이 접착제를 사용하여 가공물(302)에 부착되는 것으로 보이지만, 적층물(320a) 자체는 바람직하게는 어떠한 접착제도 함유하지 않는다. 필름(310a)은, 평평하다기 보다는 오히려 굴곡이 있는 가공물에 적용되고 그에 합치될 수 있도록, 전형적으로 비교적 얇고 가요성이다. 예를 들면, 필름(310a)은 약 510, 또는 380, 또는 300, 또는 200, 또는 100, 또는 50, 또는 심지어 25 마이크로미터 이하의 전체 두께를 가질 수 있다. 대안적으로, 몇몇 경우에는, 필름(310a)이 비교적 두껍고 비가요성이거나 강성인 것이 바람직할 수 있다.
적층물(320a)의 개별 중합체 층들이 도 3a에 도시되어 있지 않지만, 개별 층들은 층 패킷이라고 지칭되는 층들의 반복 그룹으로 조직되며, 이러한 패킷은 층 패킷들(322, 324, 326, 328)로서 도시되고 라벨링되어 있다. 각각의 층 패킷은 전방 및 후방 주 표면을 특징으로 하며, 아래에 추가로 기술된 바와 같이, 적어도 2개의 개별 중합체 층들이 각각의 층 패킷의 전방 주 표면과 후방 주 표면 사이에 배치된다. 층 패킷(322)은 전방 주 표면(322a) 및 후방 주 표면(322b)을 갖는다. 층 패킷(324)은 전방 주 표면(324a)(이것은 후방 주 표면(322b)과 긴밀하게 접촉됨) 및 후방 주 표면(324b)을 갖는다. 층 패킷(326)은 전방 주 표면(326a)(이것은 후방 주 표면(324b)과 긴밀하게 접촉됨) 및 후방 주 표면(326b)을 갖는다. 층 패킷(328)은 전방 주 표면(328a)(이것은 후방 주 표면(326b)과 긴밀하게 접촉됨) 및 후방 주 표면(328b)을 갖는다.
층 패킷들 중의 일부 또는 전부는 동일하거나 유사한 개수의 개별 중합체 층들을 가질 수 있으며, 층 패킷들 내에서의 개별 중합체 층들의 배열은 층 패킷들 중의 일부 또는 전부에 대해 동일하거나 유사할 수 있다. 각각의 층 패킷은 최전방 중합체 층, 최후방 중합체 층, 및 몇몇 경우에 최전방 중합체 층과 최후방 중합체 층 사이에 있는 층 패킷 내부의 하나 이상의 추가 중합체 층들을 포함한다. 적층물 내의 인접한 층 패킷들의 쌍 모두에 대해, 층 패킷들 사이의 부착 - 이는 박리 강도 또는 박리력으로 측정 또는 정량화될 수 있음 - 은 무의식적인 박리를 피하기에 충분할 정도로 강하지만, 사용자가 과도한 힘 없이 층 패킷들을 박리할 수 있도록 하기에 충분할 정도로 약하다. 예를 들어, 인접한 층 패킷들 사이의 박리력은 0 초과, 예컨대, 적어도 1 그램/인치, 또는 적어도 2 그램/인치이도록 맞추어질 수 있다. g/in로 약칭되는 그램/인치(또는 그램/인치 폭)의 박리력 단위는 때때로 gli로 약칭되는 직선 인치당 그램(gram per linear inch)으로 지칭된다. 분량 1.0 g/in는 0.3860886 N/m과 같다. 인접한 층 패킷들 사이의 박리력은 인치당 2 내지 100 그램(0.8 내지 38.6 N/m)의 범위에 있도록 맞추어질 수 있다.
층 적층물이 2 초과의 상이한 유형의 중합체 층들을 포함하여, 각각의 층 패킷이 상이한 조성물의 적어도 3개의 중합체 층들을 포함하도록 하는 경우에, 적층물은 층 패킷들 사이의 계면에서의 박리력이 적층물 내부의 다른 층 계면에서보다 더 약해지도록 설계될 수 있어서, 층 패킷들 중 임의의 것 내부에서보다는 오히려 인접한 층 패킷들 사이에서 비가역적 박리가 일어나는 경향이 있다. 얼마나 많은 개별 중합체 층들이 각각의 층 패킷 내에 포함되는지에 관계없이, 층 적층물에는 또한, 층 패킷 내부의 계면에서보다는 오히려 층 패킷들 사이의 계면에서 필름을 선택적으로 박리시키는 것을 용이하게 하거나 또는 추가로 용이하게 하는 액세스 탭들이 제공될 수 있다. 따라서, 층 패킷들 사이의 계면은 때때로 본 명세서에서 박리면이라고도 지칭되는데, 이는 필름 적층물이 그러한 계면 또는 표면에서 우선적으로 박리되도록 구성될 수 있기 때문이다.
UV 광 노출에 더 강건한 필름을 제공하기 위하여, 초기 완성품에서는 필름의 내부인 적어도 하나의 (그리고 전형적으로 하나 초과의) 중합체 층을 포함한, 적층물(320a) 내의 개별 중합체 층들의 적어도 일부는 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함할 수 있다. UV 광 안정제(들)는 UV 광 노출로부터의 손상을 감소시키거나 제한하기 위한, 그리고 그에 따라, 실질적으로 동일한 필름, 적층물 또는 층이지만 UV 광 안정제(들)가 생략되는 것에 의해 경험될 수 있었던 광학적 열화(예컨대, 절대 탁도, 상대 탁도 변화, 절대 b* 색상, 상대 b* 색상 변화, 및 이들의 조합)와 비교하여 관심 대상인 광학적 열화도 또한 감소시키기 위한 유효량으로 그러한 층(들) 내에 존재한다. 비용을 감소시키기 위하여, UV 광 안정제(들)는 중합체 층들 중 일부에만 첨가되어서, 적층물(320a) 내의 중합체 층들의 일부는 유효량의 UV 광 안정제를 함유하는 한편, 적층물 내의 다른 중합체 층들은 함유하지 않도록 할 수 있다. 유효량의 UV 광 안정제(들)를 함유하는 적층물(320a) 내의 중합체 층들은 바람직하게는 층 적층물들 각각 내의 최전방 또는 최외각 층들이 되도록 선택되어서, 예를 들어, 특정 층 적층물이 그의 바로 위 또는 전방에서의 층 적층물의 박리 및 제거 후에 공기 및 물리적 접촉에 노출될 때, 당해 특정 층 적층물이 UV 광 안정제(들)를 함유하는 최외각 중합체 층을 환경에 제시하게 한다.
하나 이상의 UV 광 안정제는 UV 흡수제, 산화방지제, 및 장애 아민 광 안정제(HALS) 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. UV 흡수제는 다른 전자기 방사선, 예컨대 가시광과 비교하여 UV 광을 우선적으로 흡수하는 재료 또는 제제이다. 개시된 다층 중합체 필름에 적합할 수 있는 UV 흡수제의 예들에는 하기 제품 코드로 판매되는 것들이 포함된다: 바스프(BASF)로부터의 티누빈(Tinuvin)™ 1577, 티누빈™ 1600, 및 티누빈™ 900; 및 사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries Inc.)로부터의 시아소르브(Cyasorb)™ UV-1164 및 시아소르브™ UV-3638. 산화방지제는 다른 재료의 산화를 억제하는 재료 또는 제제이다. 개시된 필름에 적합할 수 있는 산화방지제의 예들에는 바스프에 의해 제품 코드 이르가녹스(Irganox)™ 1010 및 이르가녹스™ 1076으로 판매되는 것들이 포함된다. 장애 아민 광 안정제(HALS)는 그것이 혼입되는 재료의 열화를 억제하는 기능을 하는 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘의 유도체이다. 개시된 필름에 적합할 수 있는 HALS의 예들에는 바스프에 의해 제품 코드 티누빈™ 622 및 티누빈™ 700으로 판매되는 것들이 포함된다.
다층 중합체 필름(310a)의 각각의 층 패킷 내의 적어도 하나의 중합체 층이 하나 이상의 UV 광 안정제를 함유하는 경우에, 제조의 용이함을 위해, 각각의 그러한 중합체 층은 특정(동일한) UV 광 안정제, 예컨대, 특정 UV 흡수제, 또는 특정 산화방지제, 또는 특정 HALS를 함유할 수 있다. 대안적으로, 필름에서의 상이한 중합체 층들 내에 상이한 UV 광 안정제들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 층 패킷 내의 하나의 중합체 층은 제1 특정 UV 흡수제를 함유할 수 있고, 제2 층 패킷 내의 다른 중합체 층은 상이한 제2 UV 흡수제 및/또는 특정 산화방지제 또는 특정 HALS를 함유할 수 있고, 제3 층 패킷 내의 또 다른 중합체 층은 상이한 제3 UV 흡수제 및/또는 상이한 산화방지제 또는 상이한 HALS를 함유할 수 있다. 각각의 층 패킷 내의 중합체 층에 동일한 UV 광 안정제가 사용되든 그렇지 않든 간에, 적층물(320a) 내의 각각의 층 패킷은 UV 광 안정제를 실질적으로 전혀 포함하지 않는 적어도 하나의 중합체 층을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 각각의 층 패킷은 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 단지 하나의 중합체 층을 가질 수 있다.
필름(310a)의 박리 특징은 일련의 도 3b 내지 도 3e에 도시되어 있다. 도 3b에서, 도 3a의 필름(310a)이 최전방 또는 최외각 층 패킷(322)의 제거에 의해 변형된 필름(310b)이 된다. 층 패킷(322)이 그의 유효 목적으로 사용된 후, 예컨대, 필름의 UV-유도된 광학적 열화가 사용자-특정된 임계치 또는 한계치에 도달할 때, 층 패킷(322)은 연속 시트 형태로 적층물(320a)의 나머지로부터 박리되어서, 감소된 층 적층물(320b)이 변형된 필름(310b)의 일부로서 제 위치에 남아 있도록 된다. 박리는 층 패킷(322)과 층 패킷(324) 사이의 계면에 상응하는 박리면을 따라 우선적으로 일어나며, 필름(310a)의 가장자리에 접착제 접촉면을 갖는 공구, 또는 다른 점착성 기구, 또는 나이프나 다른 뾰족한 기구를 적용함으로써 개시될 수 있다. 층 패킷(322)의 제거 후, 층 패킷(324)이 필름(310b)의 최외각 층 패킷이 되고, 층 패킷(324)의 전방 주 표면(324a)이 필름(310b)의 전방 주 표면이 되며, 이것이 전형적으로 공기 또는 임의의 다른 원하는 주위 환경, 예를 들면, 수중에서 사용되는 경우 물에 노출된다.
그 후에, 예컨대, 층 패킷(324)이 그의 유효 목적으로 사용되고 UV-유도된 손상을 겪어 필름의 광학적 열화가 또 다시 사용자-특정된 임계치 또는 한계치에 도달하도록 된 후에, 도 3c에 도시된 바와 같이, 최외각 층 패킷(324)은 필름(310b)으로부터 제거되어 새로운 변형된 필름(310c)을 형성할 수 있다. 층 패킷(324)은 연속 시트 형태로 적층물(320b)의 나머지로부터 박리되어서, 감소된 층 적층물(320c)이 변형된 필름(310c)의 일부로서 제 위치에 남아 있도록 된다. 박리는 층 패킷(324)과 층 패킷(326) 사이의 계면에 상응하는 박리면을 따라 우선적으로 일어나며, 필름(310b)의 가장자리에 접착제 접촉면을 갖는 공구, 또는 다른 점착성 기구, 또는 나이프나 다른 뾰족한 기구를 적용함으로써 개시될 수 있다. 층 패킷(324)의 제거 후, 층 패킷(326)이 필름(310c)의 최외각 층 패킷이 되고, 층 패킷(326)의 전방 주 표면(326a)이 필름(310c)의 전방 주 표면이 되며, 이것이 전형적으로 공기 또는 다른 주위 환경에 노출된다. 층 패킷(326)은 전방 주 표면(326a)에 있는 개별 UV 광 안정된 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
그 후에, 예컨대, 층 패킷(326)이 그의 유효 목적으로 사용되고 UV-유도된 손상을 겪어 필름의 광학적 열화가 또다시 사용자-특정된 임계치 또는 한계치에 도달하도록 된 후에, 도 3d에 도시된 바와 같이, 최외각 층 패킷(326)은 필름(310c)으로부터 제거되어 새로운 변형된 필름(310d)을 형성할 수 있다. 층 패킷(326)은 연속 시트 형태로 적층물(320c)의 나머지로부터 박리되어서, 감소된 층 적층물(320d)이 변형된 필름(310d)의 일부로서 제 위치에 남아 있도록 된다. 이 경우, 층 적층물(320d)은 단지 하나의 층 패킷, 즉, 층 패킷(328)을 형성하기에 충분한 개별 중합체 층들을 포함할 수 있다. 박리는 층 패킷(326)과 층 패킷(328) 사이의 계면에 상응하는 박리면을 따라 우선적으로 일어나며, 필름(310c)의 가장자리에 접착제 접촉면을 갖는 공구, 또는 다른 점착성 기구, 또는 나이프나 다른 뾰족한 기구를 적용함으로써 개시될 수 있다. 층 패킷(326)의 제거 후, 층 패킷(328)이 필름(310d)의 최외각 층 패킷이 되고, 층 패킷(328)의 전방 주 표면(328a)이 필름(310d)의 전방 주 표면이 되며, 이것이 전형적으로 공기에 노출된다. 층 패킷(328)은 전방 주 표면(328a)에 있는 개별 UV 광 안정된 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
도 3e에서, 도시된 필름(310e)은 층 패킷(326)의 완전 제거 후 필름(310d)과 동일하다. 따라서, 층 적층물(320d)은 층 패킷(328)만을 형성하기에 충분한 개별 중합체 층을 포함하며, 층 패킷(328)은 접착성 배면층(312)을 통해 가공물(302)에 부착된 채로 유지된다.
독자는 원래의 필름(310a)이 4개의 층 패킷들을 갖는 것으로 가정되었지만, 다른 경우에 원래의 필름이 4개 초과의 층 패킷들, 또는, 경우에 따라, 4개 미만이지만 적어도 2개의 층 패킷들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 단일 공압출 공정에서 수행될 수 있는 바와 같이 개별 중합체 층들 및 층 패킷들을 매우 얇게 제조하는 것의 하나의 혜택은, 연속 시트 형태로 순차적으로 제거될 수 있는 4개 초과의 많은 층 패킷들이, 원한다면 원래의 필름에 포함될 수 있다는 것이다.
한 번에 하나의 시트(층 패킷)만을 순차적으로 제거하는 것을 용이하게 하고 그리고 층 패킷들 사이의 계면에서 박리가 일어나는 것을 보장하기 위해, 필름(310a) 뿐만 아니라 본 명세서에 개시된 다른 다층 중합체 필름이 필름의 가장자리 근처에 깊이가 상이한 키스-컷 탭형 특징부를 갖도록 제조될 수 있다. 이러한 특징부는 원하는 박리면에 대한 액세스를 제공하고, 따라서 본 명세서에서 액세스 탭이라고도 지칭된다. 일부 특정 실시 형태가 아래에 추가로 논의된다. 게다가, 국제출원 공개 WO 2012/092478호(우(Wu) 등)에는 레이저 방사선을 사용하여 레이저 절단 에지 라인에 어떠한 상당한 박리 없이 중합체성 다층 필름체를 절단 및 세분할 수 있게 하는 방법이 예시되어 있으며, 이것은 원하는 탭형 특징부를 형성하는데 유용할 수 있다. 레이저 방사선은, 흡수된 전자기 방사선이 절단 라인을 따라 필름체를 효과적으로 증발 또는 제거할 수 있도록 필름의 재료들의 적어도 일부가 상당한 흡수율을 갖는 파장을 갖도록 선택된다. 레이저 방사선은 또한 적합한 초점 광학계로 형성되며, 좁은 절단 라인을 따라 증발을 달성하기에 적합한 출력 수준으로 제어된다. 레이저 방사선은 사전-프로그래밍된 명령어들에 따라 가공물을 가로질러 신속하게 스캐닝될 수 있으며, 임의의 형상의 절단 라인이 뒤따를 수 있도록 신속하게 스위치로 껐다 켰다 할 수 있다. 대안적으로, 레이저 방사선 대신에 기계적 블레이드 및 다른 절단 디바이스를 사용하여 탭형 특징부를 형성할 수 있다.
개시된 다층 중합체 필름은, UV 광 노출이 걱정거리인 환경에서 특히 적합한 것에 추가하여, 다양한 목적을 위해 그리고 다양한 최종 용도 응용을 위해 맞추어질 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 따로따로 제조된 필름들의 취급, 정렬 및 적층을 수반하는 별도의 제조 공정에서라기 보다는 단일 공압출 공정으로 개별 중합체 층 및 층 패킷을 제조하는 것의 혜택은, 층 패킷의 전방 주 표면이, 소정의 층 패킷 전방에 있는 층 패킷을 벗겨냄으로써 이들이 노출될 때까지, 새 것 같은 멸균 상태를 더 쉽게 유지할 수 있다는 것이다. 개별 층 패킷을 연속으로 벗겨냄으로써 그러한 특성을 재생 또는 재개하는 능력은 멸균, 실질적으로 세균이 없는 환경이 요구되는 병원 또는 진료실 세팅에 특히 적합한 필름을 제조한다. 그러나, 이러한 제품 특징으로부터, 집, 학교, 어린이집, 사무소, 직장, 부엌, 레스토랑, 식품 가공 구역 및 장비, 그리고 공항, 비행기, 기차, 버스 및 배와 같은 자주 사용되는 공공 구역 및 장소를 비롯한, 많은 다른 세팅이 또한 유익할 수 있다. 의료 디바이스가 또한 그의 노출된 표면의 전부 또는 일부를 개시된 박리 가능한 필름으로 덮음으로써 유익할 수 있다. 예들에는 청진기, 혈압계 밴드, 장비 제어 스크린 및 손잡이, 수술실 내의 오버헤드 라이트, 수술대 등을 위한 덮개(covering)가 포함된다. 모바일 전화기 및 스마트폰과 같은 휴대용 전자 디바이스 상의 터치 스크린이 또한 개시된 필름에 대해 특히 적합한 가공물이다. 층 패킷 또는 시트의 박리 성질로 인해, 개시된 필름은 또한 세균이 없는 응용에 직접 관련되지 않는 다른 목적으로 사용될 수 있는데, 예컨대, 이들은 자동차, 항공기, 또는 선박에 대한 안티-그래피티 목적을 위해 또는 방풍유리 보호에 유용할 수 있다. 정기적으로 더럽혀지거나, 때가 묻거나 또는 달리 오염될 수 있으며 개시된 박리 가능한 필름이 적용될 수 있는 다른 표면에는 페인트통, 의료 및 산업 응용을 위한 차광면, 그리고 기저귀를 갈 수 있는 장소에서의 광원 덮개, 벽, 및 다른 표면이 포함된다.
몇몇 경우에, 개시된 다층 중합체 필름 또는 그의 구성 성분이, 가시 스펙트럼을 가로질러 매우 투명하고 광학적으로 투명하여, 필름의 존재가 사용자에게 시각적으로 분명하지 않도록 하는 것이 중요할 수 있다. 그러한 필름은 거울, 창, 또는 터치 스크린을 비롯한 전자 디스플레이와 같은 시각적으로 기능하는 가공물에 적용될 수 있다. 이러한 경우에, 다층 중합체 필름, 및 그의 층 패킷 및 존재할 수 있는 임의의 접착성 배면층(예컨대, 접착제 층(312))을 포함한 그의 구성 성분 모두는 실질적으로 투명하여서, 이것이 적용되는 가공물이, 어떤 주어진 시간에, 예컨대, 하나 이상의 박리 후에, 원래 필름이 가공물 상에 얼마나 많이 존재하는지와 무관하게, 그의 외관 또는 그의 기능을 변화시키지 않도록 할 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에, 개시된 다층 중합체 필름에서의 중합체 층들의 적층물은 가시 파장들에 걸친 평균 투과율이 적어도 80% 및/또는 적어도 88%이고, 그리고/또는 광학 탁도가 15% 미만 및/또는 8% 미만 및/또는 4% 미만이도록 제조될 수 있다.
다른 경우에, 박리 가능한 다층 중합체 필름을 통하여 가공물을 볼 수 있는 능력은 중요하지 않을 수 있거나, 또는 그것이 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 다층 필름, 및 그의 구성 중합체 층들 중 하나 이상은 불투명할 수 있다. 따라서, 필름 또는 그의 층들 중 임의의 것은 불투명 또는 투명하지 않은 특징을 갖도록 색이 칠해지거나, 염색되거나, 착색되거나, 또는 달리 구성될 수 있다. 필름 또는 적층물의 임의의 노출된 표면 상에 (예컨대, 잉크 또는 다른 재료의) 인쇄가 수행될 수 있다. 또한, 다층 필름은, 예컨대, 접착성 배면층과 중합체 층들의 적층물 사이에 위치되는 추가 불투명 층을 포함함으로써 불투명해질 수 있다. 이러한 추가 불투명 층은 "스킨 층"으로서 적층물로 공압출될 수 있거나, 또는 그것은 적층물의 형성 후에 적층물 상으로 적층될 수 있다. 그러한 추가 층은 또한, 스킨 층으로서 공압출되든 또는 적층물의 형성 후에 적층되든 간에, 불투명함 이외의 또는 그에 추가하여 기능을 제공하기 위해 포함될 수 있다. 그러한 기능은, 예를 들어, 정전기 방지 특성 또는 강성(그렇게 원해지는 경우)을 포함할 수 있다.
필름이 투명한 경우 및 필름이 불투명한 경우 둘 모두에서, 개시된 다층 중합체 필름은 가공물에서 제어된 표면 마감처리를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 고품질의 평활한(낮은 조도) 표면 마감처리를 갖는 가공물을 효과적으로 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 가공물 자체의 표면을 연마하기 보다는, 필름을 가공물에 적용하여 필요한 평활 표면을 제공하면서, 장기적인 UV 광 노출에 대한 보호를 또한 제공할 수 있다. 사용시, 다층 중합체 필름의 외부면이 마모되거나 달리 비-평활해짐에 따라, 층 패킷들을 순차적으로 벗겨내어, 반복된 마모 작업 후에 원하는 평활 표면을 복구시킬 수 있다. 다른 경우에, 제어된 정도의 조도가 가공물에서 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 필름의 최전방(노출된) 표면이 원하는 양의 표면 조도를 갖도록, 제어된 양의 적절한 크기의 비드 또는 다른 입자가 각각의 층 패킷의 최전방 중합체 층에 제공될 수 있다. 노출된 표면이 닳거나, 마모되거나, 다른 재료로 오염되는 등의 경우, 원하는 표면 조도는 간단히 최외각 층 패킷을 벗겨내어 바로 인접한 층 패킷의 새 것 같은 표면 - 이는 다시 장기적인 UV 광 노출에 대한 보호에 더하여 원하는 표면 조도를 가짐- 을 드러나게 함으로써 쉽게 복구될 수 있다.
독자는 상기 출원이 단지 예시적이며, 멸균 필름, 안티-그래피티 필름, 및 제어된 표면 마감처리 필름이 개시된 다층 중합체 필름의 다수의 가능한 응용 중의 단지 일부임을 이해할 것이다.
도 1a 내지 도 3e에 도시된 기능을 갖는 하나의 가능한 필름의 구성 상세사항이 도 4에 나타나 있다. 이 도면에서, 본 출원인은 다층 중합체 필름(410)의 전부 또는 일부를 형성할 수 있는 적층물(420)을 형성하기 위해 함께 적층되는 개별 중합체 층들을 도식적 형태로 보여준다. 도시된 실시 형태에서, 적층물(420)은 2가지 유형의 중합체 층들: 중합체 층 A 및 중합체 층 B로만 구성되는데, 이들은 각각 상이한 중합체 조성물들 A 및 B로 구성된다고 가정된다. 이러한 2가지 상이한 층 유형은 층들 A, B, A, B 등의 반복 그룹으로 조직되며, 최소 반복 단위(A, B)를 층 패킷이라고 한다. 필름(410)은 적어도 4개의 층 패킷들(422, 424, 426, 및 428)을 갖는다. 이러한 층 패킷들 각각은 전방 주 표면(표면들(422a, 424a, 426a, 428a)을 참조) 및 후방 주 표면(표면들(422b, 424b, 426b, 및 428b)을 참조)에 의해 정의된다. 인접한 층 패킷들의 전방 주 표면 및 후방 주 표면은 서로 긴밀하게 접촉되어 있다. 각각의 층 패킷은 전방 주 표면과 후방 주 표면 사이에 배치된 정확히 2개의 중합체 층들: 하나의 중합체 층 A 및 하나의 중합체 층 B를 갖는다. 도시된 바와 같이, 주어진 패킷의 A 층은 패킷 내의 최전방 중합체 층이고, B 층은 패킷 내의 최후방 중합체 층이다.
선택적인 첨가제(419)가 또한 층들의 일부에 나타나 있다. 예시적인 실시 형태에서, 첨가제(419)는 상기에 논의된 바와 같은 UV 광 안정제이거나 또는 그를 포함한다. 선택적인 첨가제(419)는 대신에 또는 추가적으로, 예를 들어, 하나 이상의 항미생물제, 적절한 크기의 비드 또는 다른 입자, 및/또는 다른 원하는 첨가제(들)일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 첨가제(419)는 각각의 층 패킷의 최전방 층 A 내에 분산될 수 있지만, 다른 중합체 층들 중 임의의 것 내에 존재하지 않을 수 있다. 도면에서, 첨가제(419)는 입자의 형태로 개략적으로 도시되어 있지만, 첨가제의 성질에 따라, 그것은 미립자로서 또는 연속상 또는 공연속상(continuous or co-continuous phase) 재료로서 포함하는, 임의의 원하는 형태로 주어진 중합체 층 내에 존재할 수 있다. 첨가제(419)는 또한, 예컨대, 중합체 층 A의 재료를 포함하는, 층 적층물의 층들 중 하나, 일부 또는 전부에 용해될 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, 중합체 조성물들 A 또는 B 중의 어느 것도 감압 접착제(PSA), 또는 다른 유형의 접착제가 아니다. 이와 관련하여, "접착제"는, 상이한 성분들의 표면들에 적용될 때 또는 적용됨에 따라, 표면들을 함께 결합시키며 분리에 저항하고 실온에서 점착되는 재료 또는 층을 지칭한다. 게다가, 중합체 조성물들 A, B는 바람직하게는, 전체 층 적층물(420)이 상이한 공정으로 제조된 다음 접착제와 함께 이후에 적층된다기 보다는 오히려 단일 공정으로 공압출될 수 있도록, 서로 공압출될 수 있다. 중합체 조성물들 A, B는 또한 바람직하게는 204℃(400℉) 이상의 용융 온도(즉, 용융된 중합체들의 온도)에서 용융 가공 가능하다. 몇몇 경우에, 원래의 다층 중합체 필름은 공압출에 의해서 뿐만 아니라, 중합체 층 A 및/또는 중합체 층 B가 배향되도록, 하나 이상의 연신 또는 배향 단계들에 의해서도 제조될 수 있다. 이러한 배향된 층들은 최소 수준의 복굴절, 예를 들면, 적어도 0.05의 복굴절을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 주어진 재료 또는 재료 층이 일 방향을 따라 편광된 광에 대한 굴절률이 상이한 방향을 따라 편광된 광에 대한 굴절률과 상이할 때 그것은 복굴절성이라고 한다. 그때, 재료 또는 재료 층의 "복굴절"은 이러한 굴절률들 사이의 최대 차이이다. 몇몇 경우에, 이러한 최대 차이는 필름의 평면 내에 둘다 놓이는 2개의 직교 축들(예컨대, 도 1a 및 도 3a에서 x-축과 y-축) 사이에서 발생할 수 있고, 다른 경우에, 하나가 필름의 평면 내에 놓이고 다른 하나가 필름의 그 평면에 수직인 2개의 직교 축들(예컨대, 도 1a 및 도 3a에서 x-축과 z-축) 사이에서 발생할 수 있다. 때때로 인발(drawing)이라고 지칭되는 연신(stretching)은 일축 또는 이축일 수 있고, 이축인 경우, 동시 또는 순차적일 수 있다. 다층 필름을 연신하는 작용 또는 공정은, 사용된 재료들 및 연신 동안의 필름의 온도와 같은 공정 조건들에 따라, 구성 중합체 층들 전부 또는 일부만이 배향되거나, 또는 몇몇 경우에는 구성 중합체 층들 중의 어느 것도 배향되지 않은 결과를 가져올 수 있다. 공지된 연신 또는 인발 기법의 추가 논의를 위해 미국 특허 제6,179,948호(메릴(Merrill) 등)가 참조된다. 예를 들어, 2-단계 인발 공정이 수행될 수 있는데, 한 세트의 층들(예컨대, 중합체 층들 A)이 두 인발 단계들 동안 실질적으로 배향되는 한편, 다른 세트의 층들(예컨대, 중합체 층들 B)은 오직 하나의 인발 단계 동안 실질적으로 배향된다. 그 결과, 다층 필름은 인발 후에 실질적으로 이축 배향된 한 세트의 재료 층들과 인발 후에 실질적으로 일축 배향된 다른 세트의 재료 층들을 갖게 된다.
중합체 조성물들 A 및 B는 폴리에스테르계 재료들일 수 있지만, 다른 적합한 재료들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, A 및 B 조성물들이 상이하다는 조건으로, A 조성물은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리-알파-올레핀, 폴리메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리카르보네이트 합금, 폴리우레탄, 지방족 폴리에스테르, 예컨대, 폴리락트산, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리하이드록시석시네이트 등, 스티렌 공중합체, 실리콘, 또는 이들의 공중합체 및/또는 블렌드일 수 있거나 그를 포함할 수 있고, B 조성물은, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리-알파-올레핀, 폴리메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리카르보네이트 합금, 지방족 폴리에스테르, 예컨대, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리에틸렌 석시네이트, 폴리락트산 등, 스티렌 공중합체, 실리콘, 또는 이들의 공중합체 및/또는 블렌드일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 공중합체는 블록 또는 랜덤 또는 이들의 조합일 수 있다.
몇몇 경우에, 층 적층물(420)은 에틸렌 옥사이드 멸균 상용성인 것이 바람직할 수 있다. 에틸렌 옥사이드는 종이, 다수의 플라스틱, 및 고무를 침투하는 능력을 갖는다. 그것은 현재 일회용 주사기, 피하 주사침, 사전 패키징된 재료, 페트리 접시, 피펫 등을 살균하기 위해 사용된다. 에틸렌 옥사이드 살균의 이점은 다음을 포함할 수 있다: 그것이 실온에서 또는 실온보다 약간만 높은 온도에서 수행될 수 있기 때문에 열불안정성 물질에 대해 적합하고; 낮은 습도만이 요구되기 때문에 수분 민감성 물질 및 장비를 손상시키지 않고; 에틸렌 옥사이드의 큰 침투 능력 때문에 사전 패키징된 물품에 사용될 수 있고; 에틸렌 옥사이드가 고 반응성 화합물이긴 하지만, 비교적 적은 재료가 이러한 공정에 의해 손상된다. 에틸렌 옥사이드 살균의 결점은 다음을 포함할 수 있다: 살균 동안, 에틸렌 옥사이드가 일부 물질에 의해 강하게 흡착될 수 있고; 일부 재료 중에서, 에틸렌 옥사이드가 에틸렌 클로로하이드린과 같은 독성 물질을 생성할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 감마 방사선 또는 전자 빔과 같은 이온화 방사선에 의해 필름을 살균하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 필름의 재료 조성물들은 이러한 처리를 견디도록 선택된다. 중합체 안정성을 보장하기 위하여 장애 페놀, 아인산염 및 장애 아민과 같은 하나 이상의 산화방지제가 첨가될 필요가 있을 수 있다.
적층물(420)은 바람직하게는, 층 패킷들 중 임의의 것 내부의 계면들에서보다는 오히려 층 패킷들 사이의 계면들에서, 예컨대 주 표면들(424a/422b, 426a/424b) 등에서 비가역적 박리를 촉진하도록 구성된다. 간단한 AB 적층물에서, 적층물 내의 모든 계면은 중합체 층 A와 중합체 층 B 사이에 있고; 따라서, 층간 박리 강도가 중합체 A 및 B 조성물들의 적절한 선택에 의해 맞추어질 수 있지만, 모든 계면에서의 박리 강도는 실질적으로 동일할 것이다. 그럼에도 불구하고 적층물은 원하는 계면에서의 박리를 촉진하기 위해 다른 방식으로 구성될 수 있다. 적층물에는, 예를 들어 박리를 촉진하는 물리적 구조들이 제공될 수 있다.
이러한 물리적 구조들의 일례가 도 5a 및 도 5b의 층 적층물에 도시되어 있다. 이러한 도면들에 도시된 층 적층물은 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 다층 중합체 필름의 일부라고 가정된다. 적층물(420)과 동일 또는 유사할 수 있는 공압출된 중합체 층들의 적층물(520)이 도 5a에 개략 평면도로 도시되고, 도 5b에 절단 라인(5B-5B)을 따른 개략 단면도로 도시되어 있다. 적층물(520)은 반복 AB 중합체 층 구성을 갖는데, 여기서 인접한 층들의 쌍들은 AB-유형의 층 패킷들(522, 524, 526, 528, 530)을 형성한다. 중합체 층 A는 그 내부에 분산된 선택적인 첨가제(519), 예컨대, UV 광 안정제를 포함할 수 있고, 중합체 층 B는 이러한 첨가제를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 네스트된 세트(nested set)의 키스-컷 구멍들(522H, 524H, 526H, 528H, 530H)이 기계적 블레이드들, 레이저 방사선, 또는 임의의 다른 적합한 수단에 의해 형성되어 액세스 탭들(515)을 형성한다. 키스-컷 구멍들 및 탭들은 도 5b에 도시된 바와 같이 계단형상(stair-step-like) 단면 프로파일을 제공한다. 키스-컷 구멍들의 깊이는 인접한 층 패킷들 사이의 계면들이 탭들(515)을 통해 사용자에게 액세스 가능하도록 맞추어진다. 예를 들어, 사용자가 손톱 또는 다른 날카로운 물체를 하나의 탭을 따라 다른 하나의 탭을 향해 슬라이딩하여 적층물(520)의 나머지로부터 전체 최상부 층 패킷(도 5a 및 도 5b의 경우에 층 패킷(522)임)을 떼어냄으로써, 층 패킷(524)의 중합체 층 A를 환경에 노출시킬 수 있다.
유사하게, 최하부 "A" 층을 무시한 도 5b에 도시된 전체 필름은, 도면에 도시된 것에 대해 반전된 배향으로 채용될 수 있다. 반전된 배향에서, 층 패킷(530)(그의 관련 구멍(530H)과 함께)은 적층물 내의 최상부 또는 최외각 층 패킷이 될 것이고, 층 패킷(522)(그의 관련 구멍(522H)과 함께)은 (가공물에 가장 가까운) 적층물 내의 최하부 또는 가장 안쪽의 층 패킷이 될 것이고, 필름 전체에 걸친 중합체 "A" 층들과 "B" 층들(생략된 "A" 층을 제외함)은 도면에 도시된 것에 대해 서로 바뀌어서, 도 5b에서 "A"로 라벨링된 층들은 중합체 B로 구성될 것이며 첨가제를 함유하지 않을 것이고, 도 5b에서 "B"로 라벨링된 층들은 중합체 A로 구성될 것이며 첨가제(519)를 함유하게 될 것이다. 이러한 배향에서, 손톱 또는 다른 날카로운 물체를 하나의 탭을 따라 슬라이딩하여 전체 층 패킷(522)을 적층물의 나머지로부터 떼어내기보다는 오히려, 사용자는 층 패킷(530)의 탭(515)을, 예컨대 2개의 손가락끝들 사이에 파지하고 그 탭을 당겨서 층 패킷(530)을 적층물의 나머지로부터 벗겨내어서, 다음 층 패킷(층 패킷(528))의 "A" 층을 환경에 노출시킬 것이다.
라벨, 표시물, 또는 다른 마킹 또는 특징부가 또한 적층물(520)의 하나 이상의 층들 상에 또는 그 내에 제공될 수 있다. 도시된 층 적층물(520)에서, 2가지 유형의 이러한 마킹들이 있다. 마킹들(516)은 액세스 탭들(515)의 영역들 내의 중합체 층들 A 각각 내에 형성된 얕은 구멍들 또는 함몰부들이다. 마킹들(516)은 평면도에서 영숫자(alphanumeric) 문자들 또는 다른 심볼들의 형태로 형상화될 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 마킹들(516)은 얼마나 많은 박리 가능한 시트들이 적층물 내에 그리고 가공물 상에 남아 있는지의 간편한 표시로서 사용자에 의해 관찰될 수 있는 숫자들이다. 예를 들어, 최전방 층 패킷(522)의 박리 및 제거 시에, "6"의 형태의 마킹들(516)이 패킷(522)과 함께 제거되어서, "1", "2", "3", "4", 및 "5"의 형태의 마킹들(516)만이 사용자에게 보이게 남아 있게 될 것이다. 마킹들(516)은 중합체 층들 A에서의 얕은 구멍들 또는 함몰부들로서 도시되어 있지만, 그들은 대안적인 설계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 마킹들(516)은 단순히 액세스 탭들(515)의 동일한 영역들 상에 잉크로 인쇄된 영숫자 문자들 또는 다른 심볼들일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 다른 유형의 마킹은 마킹들(517)이다. 이러한 마킹들은 적층물(520)을 통한 상이한 깊이의 구멍들이다. 이러한 구멍들은 전부 최전방 층의 노출된 표면에서 개방되고 상이한 층 패킷들에서 종단될 수 있는데: 가장 얕은 구멍은 최전방 층 패킷(522)에서 종단되고, 다음으로 가장 깊은 구멍은 다음 층 패킷(524)에서 종단되고, 다음으로 가장 깊은 구멍은 다음 층 패킷(526)에서 종단되는 등등이다. 이러한 구멍들은 단순한 둥근 구멍들로서 도시되어 있고 비중첩이며 적층물(520)의 가장자리 근처의 직선을 따라 서로 이격되지만, 다른 설계들이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 구멍은 평면도에서, 예컨대, 영숫자 문자의 형태의 더 복잡한 외형선을 가질 수 있다. 마킹들(517)은 또한 얼마나 많은 박리 가능한 시트들 또는 층 패킷들이 적층물 내에 그리고 가공물 상에 남아 있는지의 표시를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 5a의 평면도에 6개의 마킹들(517)이 보이지만, 최외각 층 패킷(522)을 벗겨낸 후에는, 5개의 마킹들(517)만이 남아 있을 것이고, 층 패킷(524)을 벗겨낸 후에는, 4개의 마킹들(517)만이 남아 있는 등 할 것이다.
도 5a 및 도 5b의 실시 형태에 대한 많은 대안적인 실시 형태들이 또한 작성될 수 있다. 예를 들어, 마킹들(517)을 남긴 채 마킹들(516)이 생략될 수 있고, 또는 마킹들(516)을 남긴 채 마킹들(517)이 생략될 수 있고, 또는 마킹들(516, 517) 양쪽 모두가 생략될 수 있다. 게다가, 구멍들(522H, 524H 등) 및 액세스 탭들(515)이 또한 생략될 수 있다. 원하는 경우, 다양한 층들은 염료, 안료, 또는 다른 염색 또는 착색제를 혼입함으로써 상이한 색상들을 갖도록 형성되어서, 예를 들어, 모든 다른 층 패킷(또는 그의 하나 이상의 층들)이 상이한 색상이 되도록 할 수 있거나, 또는 적층물 내의 마지막 층 패킷 또는 마지막 몇개의 층 패킷들이 이러한 염료, 안료 등으로 착색되어서, 더 이상 층 패킷들이 박리를 위해 이용 가능하지 않다는(또는 오직 하나 또는 몇개의 층 패킷들만이 박리를 위해 이용 가능하다는) 시각적인 표시를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 4의 층 패킷들은 2층(A-B) 패킷들이다. 그러나, 독자는, 다른 층 유형들, 예컨대, 중합체 층들 C, D, E 등이 적층물에 부가되어서, 변형된 층 적층물의 층 패킷들이 2 초과의 개별 중합체 층들을 포함하도록 될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 바람직하게는, 추가적인 중합체 층들은, 변형된 적층물이 접착제 또는 PSA 없이 남아 있고, 변형된 적층물이 단일 공압출 공정에 의해 형성될 수 있고, 시트들 또는 층 패킷들이 다층 중합체 필름의 층 적층물의 나머지로부터 연속으로 비가역적으로 박리될 수 있도록 하는 방식으로 부가된다. 2개 초과의 중합체 층들을 포함하도록 층 패킷들을 설계하는 하나의 이점은 그것이 중합체 재료들 A, B, C 등의 적절한 선택에 의해 다양한 상이한 층간 부착 강도들을 허용한다는 것이다. 이것은 결국, 층 패킷들 중 하나 이상의 층 패킷들 내부의 층들 사이의 계면들에서보다는 오히려, 층 패킷들 사이의 계면들에서 가장 약한 층간 부착이 발생하도록 본 출원인이 A, B, C 등의 재료들을 선택할 수 있게 한다. 이러한 배열은 층 패킷들 내부에서보다는 오히려 층 패킷들 사이에서 비가역적 박리를 촉진하도록 층 적층물을 구성하기 위해 이용될 수 있다. 그때, 원하는 경우, 각각의 층 패킷의 최전방 중합체 층이 유효량의 원하는 첨가제를 포함하는 것을 보장함으로써, 하나의 층 패킷을 적층물로부터 벗겨내는 것은, 아래에 놓인 층 패킷의 신규의 첨가제-로딩된 층이 필름의 새로운 전방 표면이 되는 결과를 가져올 것이다.
도 1a 내지 도 3e에 도시된 기능을 갖는 다른 가능한 필름의 구성 상세사항이 도 6에 나타나 있다. 이 도면에서, 본 출원인은 다층 중합체 필름(610)의 전부 또는 일부를 형성할 수 있는 적층물(620)을 형성하기 위해 함께 적층되는 개별 중합체 층들을 도식적 형태로 보여준다. 적층물(620)은 예컨대, 다음의 점에 있어서 적층물(420)과 유사할 수 있다: 적층물(620)의 중합체 층들은 단일 공압출 공정, 및 선택적으로 하나 이상의 연신 또는 배향 단계에 의해 형성될 수 있고; 적층물(620)은 어떠한 접착제 층도 포함하지 않고 어떠한 감압 접착제 층도 포함하지 않을 수 있고; 적층물(620)은, 유효량의 원하는 첨가제(619)(예컨대, UV 광 안정제)를 갖는 일부 중합체 층들 - 적어도 하나의 그러한 층을 적층물의 내부에 포함함-, 및 첨가제를 갖지 않는 일부 중합체 층들을 포함할 수 있고; 적층물(620)은 층 패킷들 내부의 계면들을 따라서보다는 오히려 층 패킷들 사이의 박리를 촉진하도록 구성될 수 있고; 적층물(620)의 중합체 조성물들은 204℃(400℉) 이상의 용융 온도에서 용융 가공 가능할 수 있다. 그러나, 적층물(620)은 2가지(3가지)보다 많은 유형들의 중합체 층들: 각각 상이한 중합체 조성물들 A, B, 및 C로 구성된다고 가정되는 중합체 층들 A, 중합체 층들 B, 및 중합체 층들 C로 구성되기 때문에 적층물(420)과는 상이하다. 이러한 3가지 상이한 층 유형들은 층들 A, B, C, A, B, C, 등의 반복 그룹으로 조직되며, 최소 반복 단위(A, B, C)를 층 패킷이라고 한다. 필름(610)은 적어도 4개의 층 패킷들(622, 624, 626, 및 628)을 갖는다. 이러한 층 패킷들 각각은 전방 주 표면(표면들(622a, 624a, 626a, 628a)을 참조) 및 후방 주 표면(표면들(622b, 624b, 626b, 및 628b)을 참조)에 의해 정의된다. 인접한 층 패킷들의 전방 및 후방 주 표면들은 서로 긴밀하게 접촉되어 있다. 각각의 층 패킷은 전방 주 표면과 후방 주 표면 사이에 배치된 정확히 3개의 중합체 층들: 하나의 중합체 층 A, 하나의 중합체 층 B, 및 하나의 중합체 층 C를 갖는다. 도시된 바와 같이, 주어진 패킷의 A 층이 패킷에서의 최전방 중합체 층이고, C 층이 패킷에서의 최후방 중합체 층이며, B 층이 주어진 패킷에서의 내부 층(최전방도 최후방도 아님)이다. 적층물(620)은 중합체 층 A가 유효량의 선택적인 첨가제(619), 예컨대 UV 광 안정제를 함유하는 한편 다른 중합체 층 B 및 C는 첨가제를 함유하지 않도록 구성된다. 대안적인 실시 형태에서, 모든 층 A, B, C가 선택적인 첨가제(들)를 함유할 수 있다.
중합체 조성물들 B와 A 또는 C는 폴리에스테르계 재료들일 수 있다. 이와 관련하여, 본 출원인은, 적층물(620)에서 각각 층들 B, 또는 A 또는 C에 적절하게 포함되는 경우, 층 패킷들(622, 624, 등)이 인접한 층 패킷들 사이의 계면들(도 6에 점선들로 나타냄)에 상응하는 박리면을 따라 우선적으로 박리되도록 할 수 있는 폴리에스테르계 재료 및 비-폴리에스테르계 재료 조합들을 개발하였다. 도 6의 3-구성 층 실시 형태와 관련하여, 본 출원인은 A 층들에 대한 C 층들의 부착을 B 층들에 대한 C 층들의 부착보다 실질적으로 더 약하고, A 층들에 대한 B 층들의 부착보다 더 약하게 만듦으로써 박리면들을 중합체 C 층들과 중합체 A 층들 사이의 계면들과 일치하게 제조할 수 있음을 밝혀내었다. 이것은 결과적으로 폴리프로필렌 공중합체와 중합체 조성물 C를 위한 적당량의 다른 수지의 블렌드를 사용함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 중합체 조성물 C는 프로필렌 공중합체와 스티렌성 블록 공중합체와의 혼화성 블렌드, 또는 프로필렌 공중합체와 에틸렌 알파 올레핀 공중합체와의 혼화성 블렌드, 또는 프로필렌 공중합체와 올레핀 블록 공중합체와의 혼화성 블렌드일 수 있다. 중합체 조성물 C가 프로필렌 공중합체와 스티렌성 블록 공중합체와의 혼화성 블렌드인 경우에, 중합체 조성물 B는 코폴리에스테르와 올레핀과의 비혼화성 블렌드일 수 있거나, 또는 중합체 조성물 B는 비정질 코폴리에스테르일 수 있고, 중합체 조성물 A는 반결정성 폴리에스테르일 수 있다. 몇몇 경우에, 중합체 조성물 C는 중합체 조성물 B와 적어도 부분적으로 혼화성일 수 있고, 중합체 조성물 B는 중합체 조성물 A와 적어도 부분적으로 혼화성일 수 있지만, 중합체 조성물 C는 중합체 조성물 A와 혼화성이 아닐 수 있다. 이와 관련하여, 중합체 조성물들 A, B, 또는 C 중의 어느 것과 같은 중합체들의 비혼화성 블렌드인 소정의 중합체 조성물을, 비혼화성 블렌드의 적어도 하나의 성분이 다른 중합체 조성물과 혼화성이라면 다른 중합체 조성물과(또는 다른 중합체 조성물이 또한 비혼화성 블렌드 또는 블록 공중합체 - 이 경우에 "성분"은 블록 공중합체의 개별 블록 도메인들을 지칭함 - 라면 다른 중합체 조성물의 적어도 하나의 성분과) 적어도 부분적으로 혼화성이라고 말할 수 있다. 상기에 이미 나타낸 바와 같이, 중합체 A 층들과 중합체 C 층들 사이의 부착이 가장 약할 수 있긴 하지만, 이러한 부착은 여전히 0보다 더 클 수 있고, 예컨대, A/C 계면들에서의 박리력은 적어도 1 그램/인치, 또는 적어도 2 그램/인치일 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "혼화성의", "혼화성" 등은, 당해의 2개 이상의 중합체들이 공간적으로 일정한 조성물의 하나의 균질상을 형성하는 것을 요구하는 절대적인 의미로 여겨지지 않고, 이보다는 오히려, 때때로 문헌에서 층들 사이의 "상계면(interphase)"이라고 지칭되는 것 및/또는 상들 사이의 계면을 가로지르는 얽힘(entanglement)들의 유의한 상호작용들을 제공하기 위해 2개 이상의 중합체들의 충분한 상호 확산(inter-diffusion)이 있다는 상대적인 의미로 여겨진다. 이러한 상대적인 의미에서의 혼화성은 또한 때때로 중합체 과학 문헌에서 "상용성" 또는 "부분 혼화성"이라고 지칭된다. 게다가, 단일중합체 또는 랜덤 공중합체는, 예를 들면, 이 의미에서, 그것이 블록 공중합체의 단 하나의 블록의 도메인들과 상호작용하는 그러한 능력을 갖는다면, 심지어 단일 중합체 또는 공중합체가 블록 공중합체의 다른 블록(들)의 도메인들과 전적으로 혼화성이더라도, 그 블록 공중합체와 혼화성을 나타낸다고 말할 수 있다.
층들의 A-B, B-C, 및 A-C 쌍들 간의 혼화도의 차이가 층들의 쌍들 간의 박리력의 상대값들에 영향을 미치는 유일한 조건은 아니다. 예를 들면, 층 A의 적어도 하나의 성분과 층 B의 적어도 하나의 성분의 적어도 부분적인 혼화성은, 이들 2개의 층들 사이의 계면을 가로지르는 분자간 얽힘(intermolecular entanglement)의 증가로 인해, A-B 쌍의 박리력을 증가시키는 경향이 있을 것이다. 대안적으로, 층 A 및 B 중의 적어도 하나의 층의 적어도 하나의 성분에서의 거대분자 배향, 또는 결정화도, 또는 둘 모두의 존재는 층들의 A-B, B-C, 및/또는 A-C 쌍들의 박리력을 감소시키는 경향이 있을 수 있다. 이것은 (랜덤 코일 구성이라기 보다는) 분자 배향되거나, (비정질 상태로 있기 보다는) 구조화된 미결정(crystallite)에 수반되거나, 이들 둘 모두인 중합체 분자들의 감소된 이동성에 의해 야기될 수 있는 2개의 층들 사이의 계면을 가로지르는 분자간 얽힘의 감소로 인한 것일 수 있다. 필름-제조 공정에서의 하나 이상의 일축 또는 이축 연신 단계(들)가 분자 배향, 결정화, 또는 둘 다를 야기할 수 있다. 따라서, 연신 하에서, 배향되거나 결정화되거나 이들 둘 다 되는 경향이 있는 중합체로 적어도 부분적으로 이루어진 층에 대해서는, 필름 연신(film stretching)이 층의 쌍들 간의 박리력의 상대값에 영향을 미치는 수단으로서 층의 조성을 변화시키는 대안 또는 보완책이 될 수 있다. 즉, 형태(morphology)(예를 들어, 결정화도) 뿐만 아니라 조성을 이용하여, 층의 쌍들 간의 상대적 박리력에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 층 패킷들 사이의 부착이 층 패킷들 내부의 층들 사이의 부착보다 더 약하게 되도록 적층물(620)을 설계함으로써, 적층물(620)은 그에 따라 원하는 계면들에서의 박리를 촉진하도록 구성될 수 있다. 그러나, 추가로 또는 대안적으로, 적층물(620)은 또한, 특히 액세스 탭 및/또는 도 5a 및/또는 도 5b와 관련하여 논의된 다른 특징부 중 임의의 것을 비롯하여, 박리를 촉진하는 물리적 구조들을 적층물(620)에 제공함으로써 원하는 계면들에서의 박리를 촉진하도록 구성될 수 있다.
도 6의 층 패킷들은 3층(A-B-C) 층 패킷들이다. 그러나, 독자는 A, B, C 층이 상이하게 조직될 수 있고/있거나, 층 패킷이 3개 초과의 개별 중합체 층들을 포함하도록 다른 층 유형(예를 들어, 중합체 층 D, E 등)이 적층물에 부가될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, A, B, C 층은 각각의 층 패킷이 중합체 층들의 5층 그룹(A-B-A-B-C)이도록 A, B, A, B, C, A, B, A, B, C 등의 배열로 배렬될 수 있다. 이 경우, A 층에 대한 C 층의 부착은 다시, 박리면이 C 층과 A 층 사이의 계면에 형성되도록, B 층에 대한 C 층의 부착보다 실질적으로 더 약하고, A 층에 대한 B 층의 부착보다 더 약하게 이루어진다. C 층에 대한 A 층의 약한 부착은 0 초과일 수 있고, 예컨대, 박리력은 적어도 1 그램/인치, 또는 적어도 2 그램/인치일 수 있다. 이 실시 형태에서, 모든 중합체 층들 A에는 하나 이상의 첨가제들, 예컨대 하나 이상의 UV 광 안정제들이 제공될 수 있는 한편, 중합체 B 및 C 층들은 첨가제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 대안적으로, 선택적인 첨가제(들)는 중합체 층들 A의 일부에만, 예컨대, 각각의 층 패킷의 최전방 중합체 층인 중합체 층들 A에만 제공될 수 있고, 나머지 A 층의 어느 것에도 그리고 B 또는 C 층 중 어느 것에도 제공되지 않을 수 있다.
주어진 박리 가능한 필름에서, 다양한 층 패킷들(AB이든 ABC이든, 또는 다른 경우든)에서의 지정된 층들(예컨대, 중합체 A 층들)은 동일한 첨가제 또는 상이한 첨가제들을 함유할 수 있다. 간단한 경우에, 필름 내부의 지정된 층들은 모두 동일한 첨가제를 함유할 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 필름의 상이한 층 패킷들 내부의 적어도 2개의 중합체 층들은 상이한 첨가제들을 함유할 수 있고, 몇몇 경우에 필름 내부의 각각의 중합체 층은 별개의 첨가제를 함유할 수 있는데, 즉, 각각의 중합체 층이 다른 중합체 층들 중 임의의 것에 함유되지 않은 첨가제를 함유할 수 있다.
다른 예에서, 조성물 A, B, 및 C와는 상이한 중합체 조성물 D로 이루어진 것으로 가정된 중합체 층 D가 층 적층물에 부가될 수 있다. 이러한 실시 형태가 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 그 도면에서, 다층 중합체 필름(710)(단지 이의 일부만이 도시되어 있음)은 중합체 층 적층물(720)을 함유한다. 층 적층물(720)은, 4가지의 상이한 유형의 중합체 층: 상이한 중합체 조성물 A, B, C, 및 D로 각각 구성된 중합체 층 A, B, C, 및 D로 구성된다. 조성물 A, B, C, D 중의 어느 것도 감압 접착제(PSA), 또는 다른 유형의 접착제가 아니며, 이들 중합체 조성물은, 전체 층 적층물(720)이 단일 공정으로 공압출될 수 있도록, 바람직하게는 서로 공압출 가능하다. 중합체 조성물 A, B, C, D는 또한 204℃(400℉) 이상의 용융 온도에서 바람직하게는 용융 가공 가능하다. 중합체 층 A, B, C, 및/또는 D 중의 어느 하나 또는 전부는 또한 배향될 수 있으며, 적어도 0.05의 복굴절을 가질 수 있다. 적층물(720)은 중합체 층 A가 유효량의 선택적인 첨가제(719)를 함유하는 한편 다른 중합체 층 B, C 및 D는 첨가제를 함유하지 않도록 구성된다.
중합체 층은 A, D, B, C, A, D, B, C 등의 반복 순서로 조직되며, 중합체 조성물은 도 6의 실시 형태와 유사하게, A 층에 대한 C 층의 부착이 적층물(720) 내의 임의의 다른 인접한 층 쌍의 부착보다 더 약하도록 조정된다. 이러한 방식으로, 중합체 층은 4층(A-D-B-C) 층 패킷으로 조직되며, 박리는 인접한 층 패킷들 사이의 계면(도 7에서 점선으로 나타냄), 즉, 중합체 C 층과 중합체 A 층 사이의 계면에 상응하는 박리면을 따라 우선적으로 일어난다.
따라서, 층 패킷들 사이의 부착이 층 패킷들 내부의 층들 사이의 부착보다 더 약하게 되도록 적층물(720)을 설계함으로써, 적층물(720)은 그에 따라 원하는 계면들에서의 박리를 촉진하도록 구성될 수 있다. 그러나, 추가로 또는 대안적으로, 적층물(720)은 또한, 특히 액세스 탭 및/또는 도 5a 및/또는 도 5b와 관련하여 논의된 다른 특징부 중 임의의 것을 비롯하여, 박리를 촉진하는 물리적 구조들을 적층물(720)에 제공함으로써 원하는 계면들에서의 박리를 촉진하도록 구성될 수 있다.
도 8 및 도 9는 개시된 다층 중합체 필름의 제조에 사용될 수 있는 제조 시스템의 개략도이다. 도 8은 다층 중합체 필름(810)을 형성하기 위한 본 명세서 내 다른 곳에 기술된 바와 같은 3개의 중합체 조성물 A, B, C의 공압출을 개략적으로 도시한다. 대안적인 실시 형태에서, 오직 2개의 중합체 조성물(예컨대, A, B)만이 사용될 수 있지만, 다른 실시 형태에서는 3개 초과의 중합체 조성물(예컨대, A, B, C, D)이 사용될 수 있다. 조성물은 이축 압출기(twin-screw extruder) 또는 다른 적합한 수단을 통해 피드블록(830)으로 공급될 수 있는데, 피드블록은 용융된 중합체 유동 경로들을 인터리브(interleave)하여 그들이 다층 압출물(809)을 형성하도록 한다. 3개의 중합체 조성물이 사용되는 경우에, A, B, 및 C 중합체 층은 완성된 필름에서 목적하는 반복 패턴으로 압출물(809) 내에 배열될 수 있다. 몇몇 경우에, 압출물(809)은 하나 이상의 층 멀티플라이어 유닛(layer multiplier unit)에 공급되어, 원래의 압출물(809)에서의 층의 개수의 배수(예를 들어, 2x, 3x, 또는 4x)를 갖는 출력 압출물을 형성할 수 있다. 층 멀티플라이어가 사용되든 사용되지 않든 간에, 다층 압출물은 그 후 필름 다이(832)에 공급될 수 있으며, 이의 출력물을 캐스팅 휠(casting wheel)에서 ??칭(quench)시켜 캐스트 다층 중합체 필름을 형성할 수 있다. 몇몇 경우에, 캐스트 필름은, 추가의 성분 또는 특징부 없이, 다층 중합체 필름(810)으로 될 수 있다. 몇몇 경우에, 추가의 층 및 코팅을 추가의 기능을 위해 캐스트 필름에 적용할 수 있다. 예를 들어, 이형 라이너(release liner)를 캐스트 필름의 노출된 주 표면들 중의 하나 또는 둘 모두에 적용할 수 있다. 또한, 접착성 배면층을, 이것이 관심 대상 가공물에 쉽게 적용될 수 있도록, 캐스트 필름의 노출된 주 표면들 중의 하나 상에 코팅할 수 있다. 특히 액세스 탭 및/또는 본 명세서에서 논의된 다른 특징부를 비롯한 물리적 구조가 또한 제공될 수 있다. 얼마나 많은 추가적인 층 및 코팅이 적용되는지에 관계없이, 다층 중합체 필름(810)은 피드블록(830), 선택적인 층 멀티플라이어(들), 및 다이(832)를 사용하여 공압출에 의해 형성된 중합체 층들의 적층물을 포함한다. 적층물 내의 층들은 본 명세서 내의 다른 곳에 논의된 바와 같이 서로 비가역적으로 박리되도록 맞추어진 층 패킷들로 조직될 수 있다.
몇몇 경우에, 필름의 개별 층들 중의 일부 또는 전부에 복굴절을 부여하든, 또는 개별 중합체 층들 중의 일부 또는 전부의 다른 재료 특성을 변화시키든, 다층 캐스트 필름을 연신 또는 배향시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 연신 또는 배향이 도 9에 개략적으로 도시되어 있다. 도 8의 캐스트 필름(810)과 동일하거나 유사할 수 있고 완성된 필름에서 목적하는 반복 패턴으로 배열된 적어도 2개, 적어도 3개, 또는 그 이상의 상이한 중합체 층 유형을 포함하는 다층 캐스트 필름(908)을, 필름을 다운-웹 방향으로 그리고/또는 크로스-웹 방향으로 순차적으로, 동시에, 또는 이의 조합으로 연신시키는 하나 이상의 공지된 필름-취급 디바이스에 공급하여, 본 명세서에 기술된 박리 특성을 갖는 배향된 다층 중합체 필름(910)을 제공할 수 있다. 도 9에는, 다층 캐스트 필름(908)이 필름을 다운-웹 방향으로 연신시키는 길이 배향기(length orienter)(L.O.)(934)에 먼저 공급되어 예비 배향된 필름(909)을 제공한 다음 필름을 크로스-웹 방향으로 연신시키는 텐터(936)에 공급되어 배향된 다층 중합체 필름(910)을 수득하는 것으로 도시되어 있다. 대안적인 실시 형태에서, 길이 배향기(934)가 생략될 수 있거나, 텐터(936)가 생략될 수 있거나, 추가의 길이 배향기(들) 및/또는 텐터(들)가 추가될 수 있다. 다운웹 및 크로스웹 방향 둘 모두로 동시에 필름을 연신시킬 수 있도록 설계된 텐터(도시되지 않음)가 또한, 단독으로 또는 상기한 연신 디바이스와 함께, 사용될 수 있다. 소위 포물선형 텐터(parabolic tenter)와 같은 특수하게 설계된 텐터가 또한, 단독으로 또는 다른 연신 유닛과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제7,104,776호(메릴 등), 미국 특허 제7,153,122호(잭슨(Jackson) 등), 및 미국 특허 제7,153,123호(잭슨 등)를 참조한다. 또 다른 실시 형태(도시되지 않음)에서, 캐스트 필름은 평판-필름 구성이라기 보다는 관형으로 형성될 수 있으며, 관형 캐스트 필름은 그 후 취입 필름 공정 등을 이용하여 연신될 수 있다. 캐스트 필름을 연신된 필름으로 연신/배향시키기 위해 이용될 수 있는 방법은 제한되지 않는다.
도 8과 관련하여 상기에 논의된 바와 유사하게, 배향 필름(910)은, 추가의 성분 또는 특징부 없이, 박리 특성이 본 명세서에 논의되어 있는 다층 중합체 필름으로 될 수 있다. 다른 경우에, 추가의 층 및 코팅, 예를 들면, 이형 라이너(들) 및 접착성 배면층(들)이 추가의 기능을 위해 배향 필름에 적용될 수 있다. 특히 액세스 탭 및/또는 본 명세서에서 논의된 다른 특징부를 비롯한 물리적 구조가 또한 제공될 수 있다. 얼마나 많은 추가의 층 및 코팅이 적용되는지에 관계없이, 다층 중합체 필름은 공압출에 의해 원래 형성된 다음 선택적으로 연신에 의해 배향된 중합체 층의 적층물을 포함하며, 적층물 내의 층들은 본 명세서 내 다른 곳에 논의된 바와 같이 서로 비가역적으로 박리되도록 맞추어진 층 패킷으로 조직된다.
층 적층물 내의 중합체 층이 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이 공압출에 의한 동시 형성과 상용성인 결과로서, 개별적으로 박리 가능한 층 패킷은, 이들이 따로따로 제조된 다음 서로 적층된 것보다 더 얇게 제조될 수 있다. 바람직하게는, 적층물 내의 층 패킷 각각은 두께가 약 2 밀(약 50 마이크로미터) 이하일 수 있다. 게다가, 층 적층물은 총 N개의 층 패킷을 포함할 수 있으며, N은 적어도 5 또는 적어도 10일 수 있고, 필름은 약 15 또는 20 밀(각각 약 380 또는 510 마이크로미터) 이하의 전체 두께를 가질 수 있다. 적어도 N-1개의 층 패킷은 동일한 개수 M개의 중합체 층을 가질 수 있으며, M은 적어도 2, 또는 적어도 3일 수 있다. M개 중합체 층은 N-1개의 층 패킷 또는 모든 N개의 층 패킷에 대해 동일한 순서로 배열될 수 있다.
적층물 내의 다양한 층 유형의 중합체 조성물의 적절한 선택이, 개시된 필름의 일부가 중합체 층의 적층물 전체에 걸쳐 반복되는 특정 유형의 계면에서 우선적으로 박리되는 능력에 다소 중요하다. 이러한 필름에 대해, 본 출원인은 적층물이 층 패킷으로 조직되는 개별 중합체 층을 포함하며, 각각의 층 패킷은 최전방 중합체 층, 최후방 중합체 층, 및 적어도 하나의 내부 중합체 층을 갖는 것으로 가정할 수 있다. 본 출원인은 추가로, 층 적층물이 인접한 층 패킷의 최전방 층과 최후방 층 사이의 계면에 상응하는 박리면에서 우선적으로 박리되도록 맞추어진 것으로 가정할 수 있다. 이러한 경우에, 일반적으로, 최전방 층에 적합한 조성물은 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 아크릴, 및 실리콘 열가소성 수지로부터 선택될 수 있다. 또한, 최후방 층에 적합한 조성물은 적당량의 스티렌성 블록 공중합체, 또는 에틸렌 알파 올레핀 공중합체, 또는 올레핀 블록 공중합체와 블렌딩된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 올레핀의 블렌드로부터 선택될 수 있다. 또한 추가로, 내부 중합체 층에 적합한 조성물은 코폴리에스테르, PMMA, 코-PMMA, 스티렌성 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 및 실리콘 폴리옥사마이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는 각종 중합체 및 중합체 블렌드로부터 선택될 수 있다. 상이한 층 유형을 위한 상기한 적합한 조성물의 모든 조합이 목적하는 결과를 산출하는 것은 아니며, 목적하는 기능 및 박리 특징을 달성하기 위해 상이한 층 유형에서 사용하기 위한 중합체 재료의 적절한 조합을 확인하기 위해서는 판단력이 이용되어야 함에 유의해야 한다. 예를 들면, 최전방 층은 반결정성 폴리에스테르이거나 그를 포함할 수 있고, 최후방 층은 스티렌성 블록 공중합체, 에틸렌 알파 올레핀 공중합체, 또는 올레핀 블록 공중합체와 블렌딩된 폴리프로필렌이거나 그를 포함할 수 있고, 내부 층은 코폴리에스테르이거나 그를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 최전방 층은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 코-PMMA이거나 그를 포함할 수 있고, 최후방 층은 폴리프로필렌과 스티렌성 블록 공중합체의 블렌드이거나 그를 포함할 수 있고, 내부 층은 PMMA 또는 코-PMMA와 스티렌성 블록 공중합체 또는 폴리프로필렌의 블렌드일 수 있다. 또 다른 예에서, 최전방 층은 실리콘 폴리옥사마이드이거나 그를 포함할 수 있고, 최후방 층은 폴리프로필렌 및 스티렌성 블록 공중합체이거나 그를 포함할 수 있고, 내부 층은 스티렌성 블록 공중합체일 수 있다.
층 적층물에서의 하나의 중합체 층의 다른 중합체 층들에 대한 부착 강도를 맞추기 위한 하나의 접근법에서, 폴리프로필렌과 몇 가지 공중합체 수지 중의 하나의 공중합체 수지와의 블렌드로 구성된 중합체 조성물이 블렌딩된 성분들의 비율의 함수인 다른 폴리프로필렌 층에 대한 부착 강도를 나타낸다. 이러한 접근법은, 2012년 8월 28일자로 출원된, 발명의 명칭이 "연속 비가역적 박리를 위해 구성된 공압출된 중합체 필름(Coextruded Polymer Film Configured For Successive Irreversible Delamination)"인, 공동으로 양도된 미국 특허 출원 제13/596,425호(대리인 관리번호 69685US002)에 보다 상세하게 논의되어 있다.
이제 도 10으로 돌아가면, 본 출원인은 거기에서 본 명세서에 개시된 다층 중합체 필름들 중 임의의 것이 관심 대상 가공물에 어떻게 적용될 수 있는지의 개략적인 묘사를 알 수 있다. 전자 디바이스(1001), 예컨대 모바일 전화기 또는 스마트폰과 같은 휴대용 전자 디바이스는 디스플레이(1002)를 갖는데, 디스플레이(1002)는 또한 디스플레이를 덮는 터치 스크린을 포함할 수 있고 이는 디스플레이가 보여질 수 있도록 투명하다. 디스플레이(1002)는 아이콘, 영숫자 문자의 형태, 또는 임의의 다른 공지된 포맷으로 정보를 제공할 수 있다. 사용자는, 변화하는 이미지 또는 다른 변화하는 정보가 디스플레이(1002) 상에 나타나는 것에 응답하여, 터치 스크린 상에서의 단일 또는 다수의 터치(예컨대, 터치-기반 제스처)에 의해 디바이스(1001)와 상호작용할 수 있다. 대안적으로, 디스플레이(1002)는 어떤 터치 스크린도 포함하지 않을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 빈번한 터치 또는 다른 외부 영향에 의해 오염될 수 있다. 디바이스(1001)의 반복된 사용은 터치 스크린 또는 디스플레이(1002)의 노출된 표면 상에 박테리아 및/또는 다른 미생물의 증강 및 성장을 야기할 수 있다. 또한, 디바이스(1001) 또는 그의 디스플레이(1002)의 UV 광에의 장기적인 노출은 걱정거리가 될 수 있다.
디바이스(1001)를 UV 광 노출로 인한 손상으로부터 보호하기 위해, 그리고 또한 위생을 개선하고 디바이스(1001)가 박테리아 또는 다른 미생물의 번식지로 될 가능성을 감소시키기 위해, 연속으로 박리 가능한 다층 중합체 필름(1010), 예컨대, 본 명세서에 기술된 그러한 광 투과성 실시 형태 중 임의의 것이 터치 스크린 또는 디스플레이(1002)에 접착될 수 있다. 필름(1010)은 각각의 층 패킷 내의 최전방 중합체 층이 UV 광 안정제 첨가제 및 항미생물 첨가제를 포함하도록 구성될 수 있다. 필름(1010)은 도면에 도시된 바와 같이, 디스플레이(1002)의 형상에 일치하는 형상으로 다이 컷팅될 수 있다. 본 출원에서, 필름(1010)은 바람직하게는, 디스플레이(1002)에 의해 제공되는 이미지의 관찰 가능한 세부사항을 방해할 유의한 광학적 결함이 거의 또는 전혀 없도록, 투명하고 광학적으로 투명하다. 필름(1010)은 또한, 바람직하게는 포획된 공기 방울이 거의 또는 전혀 없이, 필름(1010)을 터치 스크린 또는 디스플레이(1002)에 접착하는 기능을 하는 광학적으로 투명한 감압 접착제 층(예컨대, 도 1a 내지 도 1d의 층(112) 참조)을 포함할 수 있다. 필름(1010)은 또한, 도 5a 및 도 5b의 액세스 탭(515)과 동일하거나 유사할 수 있는 액세스 탭(1015)을 포함하여, 개별 층 패킷들을 필름의 나머지로부터 비가역적으로 박리시키거나 벗겨내는 것을 용이하게 하여 다음 층 패킷의 새로 생긴 또는 새 것 같은 중합체 층을 노출시킬 수 있다. 사용자는 태양광 등에 대한 장기적인 노출이 필름(1010)에서의 UV-유도된 과도한 탁도 또는 과도한 색상 변화를 생성하는 경우 또는 그를 생성할 때 이러한 박리를 실시할 수 있다. 필름(1010)은 또한 본 명세서에 기술된 임의의 다른 구조 또는 특징부를 포함할 수 있다. 액세스 탭이 필름 내에 제공되는 경우, 각각의 내부 층 패킷의 최전방 층의 작은 부분(이러한 작은 부분은 각각의 액세스 탭의 영역에 상응함)이 사용자에 의해 접촉 및 오염에 노출될 것임에 유의해야 한다. 그러나, 각각의 이러한 최전방 내부 층의 표면의 대다수, 예컨대, 주 표면의 면적의 적어도 90% 또는 적어도 95%, 또는 적어도 98%는 다른 공압출된 층 패킷들 중 하나 이상에 의해 완전히 덮임으로써 오염으로부터 보호되고 새 것 같이 된다. 탭이 구비된 필름이 도 5b와 관련하여 상기에 논의된 바와 같이 반전된 배향으로 채용되는 경우, 이러한 오염은 어느 정도 제한될 수 있는데, 이는 오염의 대상이 되는 주 표면의 면적의 작은 부분(예컨대, 10% 이하, 또는 5% 이하, 또는 2% 이하)이 반전된 배향으로 있으므로, 공기중(airborne) 및/또는 수상(waterborne) 오염 등에 여전히 민감하지만, 손가락 터치 또는 다른 직접적인 접촉으로부터 차폐되기 때문이다.
실시예
상기한 원리를 이용하여 본 명세서에 논의된 박리 및 UV 경감 특성을 갖는 몇 가지 다층 중합체 필름을 제작하고 시험하였다.
2개의 박리 불가능한 중합체 필름을 또한 제조 또는 획득하고 비교 목적으로 시험하였다. 본 명세서에서 "Comp 1"로 지칭되는 제1의 이러한 필름은 낮은 탁도의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 단일 층이었다. 단일 층의 Comp 1 필름은 물리적 두께가 3.8 밀(97 마이크로미터)이었다. Comp 1 필름은 어떤 UV 광 안정제도 함유하지 않았다.
본 명세서에서 "Comp 2"로 지칭되는 제2 비교 필름이 또한 PET의 단일 층이었지만, 그 PET는 UV 안정화되어 있었고, 특히 그것은 2.3 중량%의 트리아진 UV 흡수제, 구체적으로, 바스프로부터 입수 가능한 제품 코드 티누빈™ 1577을 함유하였다. 단일 층의 Comp 2 필름은 물리적 두께가 2 밀(50 마이크로미터)이었다.
본 명세서에서 "MPF 1"로 지칭되는 다층 중합체 필름 1은 도 6에 도시된 것과 유사한 반복 ABC 층 배열을 갖는 중합체 층 적층물을 사용하였다. 이러한 MPF 1 필름의 경우, A, B, 및 C 층은 각각 다음과 같은 중합체 조성물 A, B, 및 C로 구성되었다:
Figure 112016078045443-pct00001
중합체 조성물 A: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 구체적으로, 미국 뉴저지주 리빙스턴 소재의 난 야 플라스틱스 코포레이션(Nan Ya Plastics Corp.)으로부터의 제품 코드 1N404;
Figure 112016078045443-pct00002
중합체 조성물 B: PETg 코폴리에스테르, 구체적으로, 미국 테네시주 킹즈포트 소재의 이스트만 케미칼 컴퍼니(Eastman Chemical Co.)로부터의 제품 코드 이스타(EASTAR) GN071; 및
Figure 112016078045443-pct00003
중합체 조성물 C: 90 중량%의 폴리프로필렌(리온델바셀 컴퍼니(LyondellBasell Company)로부터의 제품 코드 SR549M) 및 10 중량%의 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEBS) 블록 공중합체 수지(미국 텍사스주 휴스턴 소재의 크라톤 퍼포먼스 폴리머즈 인크.(Kraton Performance Polymers Inc.)로부터의 제품 코드 크라톤(KRATON) G1657)의 블렌드.
이들 재료는 모두 서로 공압출 가능하며, 모두 204℃(400℉) 이상의 온도에서 용융 가공 가능하다. 이들 재료를 가열하였고, 3개의 압출기 - 하나는 중합체 조성물 A를 함유하고, 하나는 중합체 조성물 B를 함유하고, 하나는 중합체 조성물 C를 함유함 - 에 의해 공급되는 단일 피드블록을 사용하여 43-층 적층물을 형성하도록 공압출하였다. 43-층 압출물을 8 인치(대략 203 mm) 다이 내로 유동시켰고, 정전기 피닝(electrostatic pinning)으로 냉각 캐스팅 휠 상으로 캐스팅하여, MPF 1 필름을 제조하였다. 압출기, 다이, 및 피드블록을 이러한 필름 샘플의 압출 동안 500 내지 530℉(260 내지 277℃)의 온도로 가열하였다. 캐스팅 후에, 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌 소재의 브루크너 인크.(Bruckner Inc.)로부터 입수 가능한 카로(KARO)™ 배치-오븐 연신 기계를 사용하여, MPF 1 필름을 이축 연신하고 105℃에서 300% × 300%로 배향시켰다.
MPF 1 필름에서의 총 43개의 중합체 층 중에서, 42개의 이러한 층은, 도 6에 도시된 것과 유사한 반복 ABC 패턴으로 배열된 층을 갖지만 14개의 층 패킷을 갖는 중합체 층 적층물을 형성하였다. 하나의 A 층은 각각의 층 패킷의 상부 또는 전방에 있었고, 하나의 B층은 각각의 층 패킷의 내부에 있었고, 하나의 C 층은 각각의 층 패킷의 하부 또는 후방에 있었다. 각각의 ABC 층 패킷의 (배향된) 물리적 두께는 0.3 밀(7.6 마이크로미터)이었고, 여기서 각각의 A 층의 물리적 두께는 0.12 밀(3 마이크로미터)이었고, 각각의 B 층의 물리적 두께는 0.06 밀(1.5 마이크로미터)이었고, 각각의 C 층의 물리적 두께는 0.11 밀(2.8 마이크로미터)이었다. 14개의 ABC 층 패킷의 이러한 적층물에, 최후방 또는 최하부 C 층에서, 중합체 조성물 A의 하나의 추가적인(공압출된) 층을 부가하였는데, 이러한 추가적인 A 층은 물리적 두께가 0.3 밀(7.6 마이크로미터)이었다. MPF 1 필름의 총 두께(caliper) 또는 물리적 두께는 4.5 밀(114 마이크로미터)이었다. 43개의 중합체 층의 적층물을 갖는 MPF 1 필름은 투명한 광 투과성 외관을 가졌다.
본 명세서에서 "MPF 2"로 지칭되는 다층 중합체 필름 2는, 전체 15개의 A 층이 98 중량%의 PET 및 2 중량%의 Comp 2 필름에서 사용된 트리아진 UV 흡수제(바스프로부터 입수 가능한 제품 코드 티누빈™ 1577)로 구성된 것 이외에는, MPF 1 필름과 실질적으로 동일하며 동일한 방식으로 제조되었다. 이 외에, MPF 2 필름은 MPF 1 필름과 동일한 구성 및 구조를 가졌는데, 즉, MPF 2 필름은 14개의 ABC 층 패킷 및 하나의 추가적인 A 층을 가졌고, 105℃에서 300% × 300%로 이축 배향되었고, 전체 물리적 두께가 4.5 밀(114 마이크로미터)이었고, 투명한 광 투과성 외관을 가졌다.
본 명세서에서 "MPF 3"으로 지칭되는 다층 중합체 필름 3은, 전체 15개의 A 층이 99 중량%의 PET 및 1 중량%의 트리아진 UV 흡수제(바스프로부터 입수 가능한 제품 코드 티누빈™ 1600)로 구성된 것 이외에는, MPF 1 필름과 실질적으로 동일하며 동일한 방식으로 제조되었다. 이 외에, MPF 3 필름은 MPF 1 및 MPF 2 필름과 동일한 구성 및 구조를 가졌는데, 즉, MPF 3 필름은 14개의 ABC 층 패킷 및 하나의 추가적인 A 층을 가졌고, 105℃에서 300% × 300%로 이축 배향되었고, 물리적 두께가 4.5 밀(114 마이크로미터)이었고, 투명한 광 투과성 외관을 가졌다.
3개의 다층 중합체 필름 MPF 1, MPF 2, 및 MPF 3 각각은, 층 패킷 내부의 계면을 따라서보다는 오히려 층 패킷들 사이의 박리를 촉진하도록 구성되었고(이는 인접한 A 층과 C 층 사이의 접합 강도가 A 층과 B 층 사이의 접합 강도보다 더 약하고 B 층과 C 층 사이의 접합 강도보다 더 약하기 때문임); 중합체 층들이 단일 공압출 공정 및 연신 단계에 의해 제조되었고, 중합체 조성물들이 204℃(400℉) 이상의 용융 온도에서 용융 가공 가능한 중합체 층 적층물을 가졌고; 접착제 층 및 감압 접착제 층을 포함하지 않았고; 가시 파장들에 걸친 평균 투과율이 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과였고, 광학 탁도가 8% 미만, 5% 미만, 4% 미만, 3% 미만이었다. 또한, MPF 2 및 MPF 3 필름의 경우, 각각의 층 패킷은 유효량의 UV 광 안정제를 함유하는 하나의 중합체 층, 및 UV 광 안정제를 함유하지 않거나 또는 실질적으로 함유하지 않는 2개의 중합체 층을 가졌다. MPF 1 필름의 경우, 각각의 층 패킷 내의 3개의 중합체 층 모두는 UV 광 안정제를 함유하지 않거나 또는 실질적으로 함유하지 않았다.
이어서, 2개의 비교 필름의 샘플 및 3개의 박리 가능한 다층 중합체 필름의 샘플을 촉진 내후성 시험(accelerated weathering test)의 일부로서 연장된 시간에 걸쳐 강렬한 UV 광에 노출시켰다. 이러한 시험 동안, 각각의 필름 샘플을 광학적으로 투명한 전사 접착제를 사용하여 두꺼운 유리판에 부착시켰고, UV 광은 유리판을 통해서보다는 직접적으로 필름 샘플에 영향을 주었다. 시험된 필름 자체(유리판에 여전히 부착된 상태로)의 광학 특징을 UV 광 노출 전에 그리고 UV 광 노출의 선택된 간격으로 측정하였다. 측정된 광학 특징은, 헤이즈-가드 플러스 탁도 측정기(비와이케이 인스트루먼츠로부터 구매 가능함)로 측정된 광학 탁도, 상업적 분광 광도계(그레태그맥베스 엘엘씨(GretagMacbeth LLC)로부터의 제품 코드 컬러-아이(Color-Eye) 2180)로부터의 측정값에 기초하여 계산된 b* 색상 값, 및 상업적 분광 광도계(시마즈 코포레이션(Shimadzu Corporation)으로부터의 제품 코드 UV-255)로부터의 측정값에 기초하여 계산된 스펙트럼 흡수율(파장의 함수로서 광학 밀도로 표현됨)을 포함한다.
내후성 시험 "A"로 지정되는 제1 촉진 내후성 시험에서, 시험된 필름 샘플 각각을 수분무(water spray) 없이 그리고 70℃의 흑색 패널 온도를 이용하여 ASTM G155 사이클 1 실행과 유사한 촉진 인공 내후성 시험에 노출시켰고, 이어서 340 nm에서 1170 kJ/m2의 UV 선량 수준에 상응하는 간격으로 평가하였다. 표 1은 UV 노출 전(0 시간) 및 340 nm에서의 1170 kJ/m2 증분에서, 즉, 1170, 2340, 및 3510 kJ/m2의 총 노출 선량에서 측정된 탁도 값을 열거한다. "1170AD", "2340AD", 및 "3510AD"로 라벨링된 열들에 관하여, 이들은 각각, 박리 가능한 다층 중합체 필름의 최외각(최전방) 층 패킷이 박리된 후의 1170, 2340, 및 3510 kJ/m2의 노출 선량을 지칭한다. (이들 열은 비교 필름 Comp 1 및 Comp 2에 대한 적용 가능성을 갖지 않는데, 이는 그들이 박리될 수 없기 때문이고, 따라서 그 곳에 입력 "해당없음"이 나타난다) 각각의 다층 중합체 필름에 대해 수행된 3개의 박리 절차 각각에 대해, (각각의 경우에) 하나의 최외각(최전방) 층 패킷만이 박리되는 것보다는 오히려, 2개의 최외각(최전방) 층 패킷이 몇몇 경우에 따라 단일 유닛 또는 시트로서 함께 박리되어지는 방식으로 박리를 수행하였다.
[표 1]
Figure 112016078045443-pct00004
이와 같이, 예를 들어, MPF 1 필름은 측정된 광학 탁도가 UV 노출 선량 0에서 2.5%이었고, 340 nm UV 노출의 1170 kJ/m2에서 1.9%였다. 1.9% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 14에서 (1개의 층 패킷이 박리되었는지 또는 2개의 층 패킷이 박리되었는지에 따라) 13으로 또는 더 작은 개수로 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 2.2%임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 1 필름을 340 nm에서의 총 선량 2340 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 1170 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 탁도가 2.3%임이 측정되었다. 이러한 2.3% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 추가로 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 1.7%임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 1 필름을 340 nm에서의 총 선량 3510 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 1170 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 탁도가 1.9%임이 측정되었다. 이러한 1.9% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 2.6%임을 확인하였다.
동일한 촉진 내후성 시험 A와 관련하여 그리고 동일한 2개의 비교 필름 샘플 및 3개의 다층 중합체 필름 샘플에 대해, 각각의 필름 샘플의 b* 색 좌표 또는 색상 값을 측정하였다. 색상 시험은 CIE L*a*b* 좌표에 대한 투과 모드에서 D65 2도 광원을 사용하여 측정되었다. 그 결과를 표 1의 포맷과 일치하는 포맷으로 표 2에 열거하였다.
[표 2]
Figure 112016078045443-pct00005
이와 같이, 예를 들어, MPF 1 필름은 측정된 b* 색상 값이 UV 노출 선량 0에서 -5.2이었고, 340 nm UV 노출의 1170 kJ/m2에서 -2.3이었다. -2.3의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 14에서 (1개의 층 패킷이 박리되었는지 또는 2개의 층 패킷이 박리되었는지에 따라) 13으로 또는 더 작은 개수로 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -4.1임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 1 필름을 340 nm에서의 총 선량 2340 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 1170 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 b* 색상 값이 -3.5임이 측정되었다. 이러한 -3.5의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -4.6임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 1 필름을 340 nm에서의 총 선량 3510 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 1170 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 b* 색상 값이 -4.2임이 측정되었다. 이러한 -4.2의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 1 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 1 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 1 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -4.3임을 확인하였다.
표 1 및 표 2는, 소량의 데이터 변동성(이는 예컨대, 샘플 취급, 물 얼룩(water spot) 등에 기인할 수 있음)에도 불구하고, 필름들 간의 상당한 성능 차이를 드러낸다. (340 nm에서 측정된) UV 광의 누적 3510 kJ/m2 선량에 걸쳐, Comp 1 필름은 상당한 황변(b*의 8 증가) 및 탁도의 상당한 증가(탁도의 4% 증가)를 겪는다. 동일한 노출 기간에 걸쳐, UV-안정된 Comp 2 필름은 더 작은 정도의 황변(b*의 1.1 증가) 및 탁도의 더 작은 증가를 경험하지만, 탁도의 증가(3.6%)는 2%보다 훨씬 더 크고, 3%보다 더 크다. 이러한 필름과 비교할 때, 박리 가능한 다층 필름은 상기에 기술된 바와 같이 그의 최외각 층 패킷의 연속 박리의 결과로서, 동일한 노출 기간에 걸쳐 탁도의 훨씬 더 작은 증가, 즉, 3% 미만, 2% 미만, 1% 미만을 나타낸다. 황변에 관하여, 3개의 박리 가능한 다층 필름 중 하나만 -- MPF 1 필름 -- 이 총 UV 노출에 걸쳐 b*의 증가를 나타냈다. MPF 2 및 MPF 3 필름은 b* 좌표가 총 UV 노출에 걸쳐 감소하였는데, 즉, 그러한 필름의 투과 색상이 시험 동안 황색을 향하기보다는 오히려 청색을 향해 이동하였다. 이론에 얽매이는 것을 원하지 않고서, 이것은 원래 필름으로부터 (각각 1170 kJ/m2 노출 간격으로 박리된) 최상부 층 패킷의 박리의 결과일 수 있다. 그러한 박리된 층 패킷은 UV 흡수제를 함유하였고, UV 흡수제가 가시 청색 파장에서 일부 잔여 흡수를 가질 수 있는 정도까지, 그러한 층의 박리는 더 많은 가시 청색 광이 간단히 필름 내의 감소된 양의 UV 흡수제의 결과로서 (감소된) 다층 필름을 통하여 투과될 수 있게 할 것이다.
표 1 및 표 2에 도표화된 탁도 및 b* 측정에 더하여, 촉진 내후성 시험 A에 대한 일부 광학 스펙트럼을 동일한 1170 kJ/m2 선량 간격(340 nm에서 측정됨)으로 측정하였고, 필름의 흡수율을 측정하였다. Comp 1 필름에 대한 결과가 도 11a에 도시되는데, 여기서 그의 흡수율은 광학 밀도(O.D.)로 주어진다. 광학 밀도는 대수 파라미터이다: 1의 O.D.는 10%의 투과율에 상응하고, 2의 O.D.는 1%의 투과율에 상응하고, 3의 O.D.는 0.1%의 투과율에 상응하는 등등이다. 도 11b는 단순히 도 11a의 그래프의 일부의 확대도이고, 여기서 동일한 도면 부호는 동일한 곡선을 식별하기 위해 이용된다. 이들 도면에서, 곡선(1102)은 UV 광 선량 0에 대한 Comp 1 필름의 측정된 흡수율이고, 곡선(1104, 1106, 1108)은 (각각) 1170, 2340, 및 3510 kJ/m2의 UV 선량(340 nm에서 측정됨)에서 동일한 필름에 대한 것이다.
곡선(1102 내지 1108)의 검토 및 비교는 증가된 UV 노출로 약 320 내지 360 nm의 파장 범위에서 광학 밀도의 증가를 드러내는데, 이는 광열화와 연관된 발색단 발현을 입증한다.
내후성 시험 "B"로 지정되는 제2 촉진 내후성 시험에서, 내후성 시험 A로부터의 동일한 시험된 필름의 상이한 샘플을 데이라이트 필터(daylight filter)로 SAE J2527과 유사한 촉진 인공 내후성 시험에 노출시켰고, 이어서 340 nm에서 780 kJ/m2의 UV 선량 수준에 상응하는 간격으로 평가하였다. 표 3은 UV 노출 전(0 선량) 및 340 nm에서의 780 kJ/m2 증분에서, 즉, 780, 1560, 및 2340 kJ/m2의 총 노출 선량에서 측정된 탁도 값을 열거하고, 그 표는 표 1과 동일한 포맷을 이용한다. 이에 따라, 표 3은 또한, "780AD", "1560AD", 및 "2340AD"로 라벨링된 열들을 가지며, 이들은 다시 각각, 박리 가능한 다층 중합체 필름의 최외각 층 패킷이 박리된 후의 780, 1560, 및 2340 kJ/m2의 노출 선량(340 nm에서)을 지칭한다. (이들 열은 비교 필름 Comp 1 및 Comp 2에 대한 적용 가능성을 갖지 않는데, 이는 그들이 박리될 수 없기 때문이고, 따라서 그 곳에 입력 "해당없음"이 다시 나타난다) 앞서와 같이, 각각의 다층 중합체 필름에 대해 수행된 3개의 박리 절차 각각에 대해, (각각의 경우에) 하나의 최외각(최전방) 층 패킷만이 박리되는 것보다는 오히려, 2개의 최외각(최전방) 층 패킷이 몇몇 경우에 따라 단일 유닛 또는 시트로서 함께 박리되어지는 방식으로 박리를 수행하였다.
[표 3]
Figure 112016078045443-pct00006
이와 같이, 예를 들어, MPF 3 필름은 측정된 광학 탁도가 UV 노출 선량 0에서 1.3%이었고, (340 nm에서 측정된) UV 노출의 780 kJ/m2에서 1.4%였다. 1.4% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 3 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 3 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 14에서 (1개의 층 패킷이 박리되었는지 또는 2개의 층 패킷이 박리되었는지에 따라) 13으로 또는 더 작은 개수로 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 3 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 1.7%임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 3 필름을 340 nm에서의 총 선량 1560 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 780 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 탁도가 1.9%임이 측정되었다. 이러한 1.9% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 3 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 3 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 3 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 1.8%임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 3 필름을 340 nm에서의 총 선량 2340 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 780 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 탁도가 2.9%임이 측정되었다. 이러한 2.9% 탁도 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 3 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 3 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 3 필름의 광학 탁도를 다시 측정하여 3.2%임을 확인하였다.
동일한 촉진 내후성 시험 B와 관련하여 그리고 동일한 2개의 비교 필름 샘플 및 3개의 다층 중합체 필름 샘플에 대해, 각각의 필름 샘플의 b* 색 좌표 또는 색상 값을 상기 표 2에 대한 것과 동일한 방식으로 측정하였다. 그 결과를 표 3의 포맷과 일치하는 포맷으로 표 4에 열거하였다.
[표 4]
Figure 112016078045443-pct00007
이와 같이, 예를 들어, MPF 2 필름은 측정된 b* 색상 값이 UV 노출 선량 0에서 -0.7이었고, (340 nm에서 측정된) UV 노출의 780 kJ/m2에서 -0.8이었다. -0.8의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 2 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 2 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 14에서 (1개의 층 패킷이 박리되었는지 또는 2개의 층 패킷이 박리되었는지에 따라) 13으로 또는 더 작은 개수로 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 2 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -1.7임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 2 필름을 340 nm에서의 총 선량 1560 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 780 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 b* 색상 값이 -0.3임이 측정되었다. 이러한 -0.3의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 2 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 2 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 2 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -1.5임을 확인하였다. 이어서, 이러한 MPF 2 필름을 340 nm에서의 총 선량 2340 kJ/m2을 위해, UV 광의 추가적인 780 kJ/m2 선량에 노출시켰고, 이때 필름은 b* 색상 값이 -1.2임이 측정되었다. 이러한 -1.2의 b* 측정 후에 그러나 여전히 동일한 노출 선량에서, MPF 2 필름의 최외각 층 패킷을 필름의 나머지로부터 박리시켰는데, 이는 MPF 2 필름 내의 (ABC) 층 패킷의 개수를 더욱 더 감소시켰다. 이러한 감소된 개수의 층 패킷에 대해, MPF 2 필름의 b* 색상 값을 다시 측정하여 -2.1임을 확인하였다.
표 1 및 표 2와 유사하게, 표 3 및 표 4도 또한 소량의 데이터 변동성을 포함하지만, 또한 필름들 간의 유사하게 상당한 성능 차이를 드러낸다. 두 유형의 UV 노출 시험 모두에서, Comp 1 필름은 3개의 UV 노출 선량 간격 후에 탁도의 큰 증가(최대 36%) 및 b*의 큰 증가(5 내지 8 포인트의 증가)를 나타낸다. 유사한 방식으로, Comp 2 필름은 탁도의 상당한 증가(3.6 내지 4.6%) 및 b*의 더 평이한 이득(0.5 내지 1)을 나타낸다. 이들 비교 필름에 비하여, MPF1, MPF2, 및 MPF3 필름은 탁도의 매우 제한된 변화(0 내지 3%)를 나타내고, 유사하게 동일한 누적 UV 노출에 대한 b*의 증가가 만약 있더라도 거의 없음(<1)을 나타낸다. 이론에 얽매이는 것을 원하지 않고서, 상기에 설명된 바와 같이, MPF2 및 MPF3 필름에 대한 b*의 감소는 원래 필름으로부터 각각의 노출 간격으로 박리된 최상부 층 패킷의 박리의 결과일 수 있다.
표 3 및 표 4에 도표화된 탁도 및 b* 측정에 더하여, 촉진 내후성 시험 B에 대한 일부 광학 스펙트럼을 동일한 UV 노출 간격으로 측정하였고, 필름의 흡수율을 계산하였다. MPF 1 필름에 대한 결과가 도 12a에 도시되는데, 여기서 그의 흡수율은 (대수) 광학 밀도(O.D.)로 주어진다. 도 12b는 단순히 도 12a의 그래프의 일부의 확대도이고, 여기서 동일한 도면 부호는 동일한 곡선을 식별하기 위해 이용된다. 이들 도면에서, 곡선(1202)은 0 UV 광 노출에 대한 MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 곡선(1204)은 (340 nm에서 측정된) UV 노출의 780 kJ/m2에서 MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 곡선(1204AD)은 필름의 최외각 층 패킷이 박리되어서, MPF 1 필름 내의 층 패킷의 개수가 14에서 (1개의 층 패킷이 박리되었는지 또는 2개의 층 패킷이 박리되었는지에 따라) 13으로 또는 더 작은 개수로 감소된 후의 UV 노출의 780 kJ/m2에서 MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 곡선(1206)은 1560 kJ/m2의 UV 노출 선량에서 (감소된 개수의 층 패킷을 갖는) MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 곡선(1206AD)은 필름의 최외각 층 패킷이 박리되어서, MPF 1 필름 내의 층 패킷의 개수가 13(또는 더 작은 개수)에서 12(또는 박리된 층 패킷의 개수에 따라 더 작은 개수)로 감소된 후의 1560 kJ/m2 UV 노출 선량에서 MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 곡선(1208)은 2340 kJ/m2의 UV 노출 선량에서 (더 감소된 개수의 층 패킷을 갖는) MPF 1 필름의 측정된 흡수율이고; 그리고 곡선(1208AD)은 필름의 최외각 층 패킷이 박리되어서, MPF 1 필름 내의 층 패킷의 개수가 더욱 더 감소된 후의 2340 kJ/m2 UV 노출 선량에서 MPF 1 필름의 측정된 흡수율이다.
도 12a 및 도 12b의 검토는 장기적인 UV 광 노출의 과정 동안 일어나는 광열화의 대부분이 반복된 층 패킷 박리에 의해 제거될 수 있고, 필름이 이러한 절차에 의해 재생될 수 있음을 보여준다.
본 명세서에서의 교시는 박리 가능한 다층 중합체 필름에 관한 하기의 공동으로 양도된 계류중인 특허 출원들 중 하나, 일부 또는 전부의 교시와 조합될 수 있다: 2012년 8월 28일자로 출원된, 발명의 명칭이 "연속 비가역적 박리를 위해 구성된 공압출된 중합체 필름"인 미국 특허 출원 제13/596,425호(대리인 관리번호 69685US002); 2013년 6월 6일자로 출원된, 발명의 명칭이 "매립된 항미생물 층(들)을 갖는 연속으로 박리 가능한 공압출된 중합체 필름(Successively Peelable Coextruded Polymer Film With Embedded Antimicrobial Layer(s))"인 미국 특허 출원 제61/831,939호(대리인 관리번호 74169US002); 및 2013년 12월 30일자로 출원된, 발명의 명칭이 "후형성된 연속으로 박리 가능한 공압출된 중합체 필름(Post-Formed Successively Peelable Coextruded Polymer Film)"인 미국 특허 출원 제14/144,097호(대리인 관리번호 74824US002). 이러한 특허 출원들은 본 명세서에 참고로 포함된다. 이와 같이, 예를 들어, UV-유도된 필름 열화를 경감시키기 위해 사용되는 개시된 박리 가능한 다층 중합체 필름은 또한 '939 출원에 기술된 바와 같이 하나 이상의 적합한 항미생물제를 포함할 수 있고, 그리고/또는 '097 출원에 기술된 바와 같이 자기-지지 굴곡이 있는 형상을 제공하도록 후형성 또는 성형될 수 있다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에서 사용되는 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 본 출원의 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려고 시도함이 없이, 각각의 수치적 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범주를 기재하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 임의의 수치 값이 본 명세서에 기술된 특정 예에 기재되는 한, 그 값들은 가능한 한 합리적으로 정확히 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 시험 또는 측정 한계와 연관된 오차를 분명히 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게는 명백할 것이며, 본 발명이 본 명세서에 기재된 예시적인 실시 형태로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 독자는, 달리 지시되지 않는 한, 하나의 개시된 실시 형태의 특징이 또한 모든 다른 개시된 실시 형태에도 적용될 수 있는 것으로 추정해야 한다. 본 명세서에서 언급된 모든 미국 특허, 특허 출원 공개와, 다른 특허 및 비특허 문헌은, 그들이 전술한 개시 내용과 상반되지 않는 한, 참고로 포함된다.
본 출원은 과도한 UV 광 노출에 의해 야기되는 광학적 열화를 경감시키기 위해 사용될 수 있는 다층 중합체 필름들에 관한 다양한 항목들을 개시한다. 이들은 하기의 번호가 매겨진 항목들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
항목 1은 중합체 층들의 적층물을 포함하는 필름으로서, 중합체 층들은 층 패킷들로 조직되고, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖고;
인접한 층 패킷들 사이의 부착은 층 패킷들이 적층물의 나머지로부터 따로따로 비가역적으로 박리될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 약하고, 적층물은 그러한 층 패킷들 사이의 그러한 비가역적 박리를 촉진하도록 구성되고;
중합체 층들의 적층물 내의 모든 중합체 층들은 서로 공압출될 수 있는 각각의 중합체 조성물들을 갖고,
복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층은 하나 이상의 자외선(UV) 광 안정제를 포함하는, 필름이다.
항목 2는, 각각의 층 패킷 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층이 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는, 항목 1의 필름이다.
항목 3은, 하나 이상의 UV 광 안정제가 제1 UV 광 안정제를 포함하고, 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 각각의 층 패킷 내의 적어도 하나의 중합체 층이 제1 UV 광 안정제를 포함하는, 항목 2의 필름이다.
항목 4는, 적층물 내의 각각의 층 패킷에 대해, 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 적어도 하나의 중합체 층이 그러한 층 패킷의 전방에 배치되는, 항목 2의 필름이다.
항목 5는, 적층물 내의 각각의 층 패킷이 UV 광 안정제를 실질적으로 포함하지 않는 적어도 하나의 중합체 층을 추가로 포함하는, 항목 2 내지 항목 4 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 6은, 각각의 층 패킷이 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는 단지 하나의 중합체 층을 갖는, 항목 2 내지 항목 5 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 7은, 하나 이상의 UV 광 안정제가 UV 흡수제를 포함하는, 항목 1 내지 항목 6 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 8은, 하나 이상의 UV 광 안정제가 산화방지제를 포함하는, 항목 1 내지 항목 7 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 9는, 하나 이상의 UV 광 안정제가 장애 아민 광 안정제(HALS)를 포함하는, 항목 1 내지 항목 8 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 10은, 임의의 2개의 인접한 층 패킷들 사이의 부착이 인치당 2 내지 100 그램(0.8 내지 38.6 N/m) 범위의 박리력을 특징으로 하는, 항목 1 내지 항목 9 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 11은, 적층물이 인접한 층 패킷들 사이의 계면들에 대한 액세스를 제공하는 액세스 탭들을 갖도록 구성되는, 항목 1 내지 항목 10 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 12는, 중합체 층들이 반복 AB 시퀀스로 배열되는, 항목 1 내지 항목 11 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 13은, 중합체 층들이 반복 ABC 시퀀스로 배열되는, 항목 1 내지 항목 11 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 14는, 적층물이, 적층물 내의 인접한 층 패킷들의 쌍 모두에 대해, 층 패킷들 사이의 부착이 층 패킷들 내부의 중합체 층들 사이의 부착보다 더 약해서, 층 패킷들 내부에서보다는 오히려 층 패킷들 사이에서 비가역적 박리가 일어나는 경향이 있도록 구성되는, 항목 1 내지 항목 11 또는 항목 13 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 15는, 인접한 층 패킷들 사이의 부착이 제1 박리력을 특징으로 하고, 각각의 층 패킷 내부의 중합체 층들의 가장 약한 부착이 제2 박리력을 특징으로 하고, 제2 박리력이 제1 박리력의 적어도 2배인, 항목 14의 필름이다.
항목 16은, 중합체 층들이 반복 ABC 시퀀스로 배열되는, 항목 14의 필름이다.
항목 17은, 중합체 층 A와 중합체 층 C 사이의 부착이 중합체 층 A와 중합체 층 B 사이의 부착보다 더 약하고, 또한 중합체 층 B와 중합체 층 C 사이의 부착보다 더 약한, 항목 16의 필름이다.
항목 18은, 중합체 층들의 적층물 내의 모든 중합체 층들이 204℃(400℉) 이상의 용융 온도에서 용융 가공 가능한 각각의 중합체 조성물들을 갖는, 항목 1 내지 항목 17 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 19는, 적층물 내의 중합체 층들의 적어도 일부가 배향되고, 적어도 0.05의 복굴절을 갖는, 항목 1 내지 항목 18 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 20은, 인접한 층 패킷들의 계면들에 배치되는 중합체 층들 중의 어느 것도 실온에서 점착되지 않는, 항목 1 내지 항목 19 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 21은, 적층물 내의 각각의 층 패킷이 두께가 2 밀(mil)(50 마이크로미터) 이하인, 항목 1 내지 항목 20 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 22는, 중합체 층들이 적어도 N개의 층 패킷들로 조직되고, 여기서 N이 적어도 5인, 항목 1 내지 항목 21 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 23은, N이 적어도 10이고, 필름은 전체 두께가 15 밀(380 마이크로미터) 이하인, 항목 22의 필름이다.
항목 24는, 중합체 층들의 적층물이 가시 파장들에 걸친 평균 투과율이 적어도 80%이고 광학 탁도가 15% 미만인, 항목 1 내지 항목 23 중 어느 하나의 항목의 필름이다.
항목 25는, 중합체 층들의 적층물이 광학 탁도가 8% 미만, 또는 5% 미만, 또는 4% 미만, 또는 3% 미만, 또는 2% 미만인, 항목 24의 필름이다.
항목 26은,
중합체 층들의 적층물을 포함하는 필름을 제공하는 단계 - 중합체 층들은 층 패킷들로 조직되고, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖고, 적층물은 그러한 층 패킷들 사이의 비가역적 박리를 촉진하도록 구성되고, 적층물 내의 모든 중합체 층들은 서로 공압출될 수 있는 각각의 중합체 조성물들을 가짐 -;
필름을 충분한 양의 자외선(UV) 광에 노출시켜 필름이 UV 광 노출로 인한 광학적 열화를 나타내도록 하는 단계 - 광학적 열화는 주로 층 패킷들 중 제1 층 패킷과 연관됨 -; 및
제1 층 패킷을 적층물의 나머지로부터 박리시키는 단계를 포함하는, 방법이다.
항목 27은, 복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층이 하나 이상의 UV 광 안정제를 포함하는, 항목 26의 방법이다.
항목 28은, 광학적 열화가 광학 탁도의 1% 이상, 또는 2% 이상, 또는 3% 이상, 또는 5% 이상, 또는 10% 이상의 증가, 및/또는 CIE b* 색 좌표의 2 이상의 증가를 포함하는, 항목 26 또는 항목 27의 방법이다.

Claims (28)

  1. 필름으로서, 중합체 층들의 적층물을 포함하고, 중합체 층들은 층 패킷들로 조직되고, 각각의 층 패킷은 적어도 2개의 중합체 층들을 갖고;
    인접한 층 패킷들 사이의 부착은 층 패킷들이 적층물의 나머지로부터 따로따로 비가역적으로 박리될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 약하고, 적층물은 그러한 층 패킷들 사이의 그러한 비가역적 박리를 촉진하도록 구성되고;
    중합체 층들의 적층물 내의 모든 중합체 층들은 서로 공압출될 수 있는 각각의 중합체 조성물들을 갖고,
    복수의 층 패킷들 내의 중합체 층들 중 적어도 하나의 중합체 층은 하나 이상의 자외선(UV) 광 안정제를 포함하고,
    중합체 층들의 적층물은 가시 파장들에 걸친 평균 투과율이 적어도 80%이고 광학 탁도가 15% 미만인, 필름.
  2. 제1항에 있어서, 임의의 2개의 인접한 층 패킷들 사이의 부착이 인치당 2 내지 100 그램(0.8 내지 38.6 N/m) 범위의 박리력을 특징으로 하는, 필름.
  3. 제1항에 있어서, 적층물 내의 중합체 층들의 적어도 일부가 배향되고, 적어도 0.05의 복굴절을 갖고, 적층물 내의 중합체 층들의 복굴절은 일 방향을 따라 편광된 광에 대한 굴절률과 상이한 방향을 따라 편광된 광에 대한 굴절률 사이의 최대 차이인, 필름.
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