KR20080109046A - 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법 - Google Patents

중합체 필름 그래픽스의 제조 방법 Download PDF

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제임스 보드웰
마이클 더블유. 러프턴
데이비드 웰츠
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 위에 방출층을 갖는 연속 기판을 제공하는 단계와, 이 방출층에 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층을 도포하는 단계와, 이 이미지층 상에 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 접착제층을 침착시키는 단계와, 이 접착제층 및 이미지층을 경화시키는 단계와, 이 중합체 필름 그래픽스를 롤 상으로 감는 단계를 포함하는 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상부 표면과 하부 표면을 갖는 기판과, 이 기판의 상부 표면에 중첩하는 방출층과, 이 방출층에 중첩하는 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층과, 이미지층에 중첩하고 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 접착제층을 포함하는 중합체 필름 그래픽스에 관한 것이다.

Description

중합체 필름 그래픽스의 제조 방법{PROCESS FOR MANUFACTURE OF POLYMER FILM GRAPHICS}
본원 발명은 2006년 3월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제 60/788,386호에 대한 우선권을 주장한다. 이 가특허 출원의 전문을 참고 문헌으로서 본원에 인용한다.
본 발명은 중합체 필름으로부터 그래픽스를 커팅할 필요 없이 레터링(lettering) 및 자유로운 형태의 디자인들, 및 그래픽스의 형성에 유용한 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법에 관한 것이다.
이미지가 감압성 접착제 복합물에 접착된 중합체 필름으로부터 커팅되고, 이어서 목적하는 기판으로 전사되는 그래픽스 커팅 방법들은 공지되어 있다. 이 기술은 옥외용 식별 표지들, 레터링 및 디자인들, 뿐만 아니라 트럭들, 차들, 보트들 위의 장식용 또는 상용 그래픽스 등을 포함하는 각종 그래픽스 용도들을 제공하기 위해 사용된다. 전형적으로 이들 그래픽 용도들에 사용된 중합체 필름은 캘린더 성형되거나 또는 분산 주조된 폴리 염화 비닐 (PVC) 단일층 필름이다. PVC 필름들의 사용은 시장에서 성공적이었지만, 그러한 필름들은 종종 제조되기에는 고가이고, 전형적으로 레터링 또는 디자인의 커팅 후 폐기되는 필름 부분과 연관된 필름 폐기 물을 초래한다. 이러한 제거 단계는 때때로 당업계에서 "무용물 제거(weeding)" 단계라 칭한다. 무용물 제거 단계는 방출 라이너로부터 필름의 불필요한 부분을 벗겨내어, 방출 라이너에 접착되는 최종 이미지를 나타내는 필요 부분들 만을 남기는 단계를 포함한다.
따라서, 와이드 웹 코팅과 연관된 폐기물 필름을 제거하는 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 표면에 도포하는 것으로부터 그래픽의 후속 커팅 단계를 제거한 중합체 필름 그래픽의 형성 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
일 구체예에서, 본 발명은 제 1 표면과 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면 상에 제 1 방출층을 갖는 연속 기판을 제공하는 단계와, 제 1 방출층에 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층을 도포하는 단계와, 이미지층에 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 접착제층을 침착시키는 단계와, 접착제층 및 이미지층을 경화시키는 단계를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법에 관한 것이다. 이 중합체 필름 그래픽은 롤로 감겨질 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명은 제 1 표면과 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면에 제 1 접착제층을 갖는 연속 기판을 제공하는 단계와, 제 1 접착제층에 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층을 인쇄하는 단계와, 이미지층에 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 제 2 접착제층을 침착시키는 단계와, 제 2 접착제층 및 이미지층을 경화시키는 단계를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법에 관한 것이다.
추가의 구체예에서, 본 발명은 또한 상부 표면과 하부 표면을 갖는 기판과, 이 기판의 상부 표면에 중첩하는 방출층과, 이 방출층에 중첩하는 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층과, 이미지층에 중첩하고 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 접착제층을 포함하는, 중합체 필름 그래픽에 관한 것이다.
도 1은, 특정 형태의 본 발명을 구현하는 필름의 측면 개략도.
도 2는, 본 발명의 대안의 구체예의 측면 개략도.
도 3은, 본 발명의 또 다른 구체예의 측면 개략도.
도 4는, 본 발명의 중합체 필름 그래픽스를 제조하기 위한 이미지층을 형성하기 위해 사용된 재료의 전달의 측면 개략도.
도 5는, 본 발명의 중합체 필름 그래픽스를 제조하기 위한 분배 공정용 장치의 선도.
도 6은, 중합체 필름 그래픽이 접착제 코팅된 기판 상에 제조된 경우의 대안의 구체예의 개략적 예시도.
도 7은, 방출 라이너가 중합체 필름 그래픽에 적층된 경우의 대안의 구체예의 개략적 예시도.
발명의 상세한 설명
본 발명은 레터링 또는 디자인을 커팅할 필요 없이 중합체 필름으로부터 형성된 그래픽 레터스 및 자유로운 형태의 디자인들에 관한 것이다. "중첩한다"는 용어 및 "중첩하는" 등의 동족 용어들은, 하나의 층 또는 제 1 층의 다른 층 또는 제 2 층에 대한 관계를 언급할 때, 제 1 층이 제 2 층에 부분적으로 또는 완전히 중첩한다는 사실을 의미한다. "밑에 놓이다"라는 용어 및 "밑에 놓인" 등의 동족 용어들은 제 1 층이 제 2 층 위에 놓이기보다는 오히려 아래에 부분적으로 또는 완전히 놓인 것을 제외하고는 유사한 의미를 갖는다.
"투명한"이라는 용어는 1개 이상의 그래픽 층들을 언급할 때, 잉크 또는 인쇄층(들)이 그러한 층 또는 층들을 통해 보일 수 있음을 의미한다.
본 발명의 그래픽 레터들 및 디자인들은 첨부된 도면들을 참조하여 예시되어 있다. 도 1은 본 발명에 따라 생산된 그래픽(1)의 측면 개략도이다. 그래픽(1)은 상부 표면(12) 및 하부 표면(14)을 갖는 기판 또는 캐스팅 시트(10)를 포함한다. 기판(10)의 상부 표면(12)에는 제 1 방출층(20)이 중첩된다. 그래픽 레터 또는 디자인 형상의 이미지층(30)은 기판(10) 상의 제 1 방출층(20)에 중첩한다. 상부 표면(45) 및 하부 표면(48)을 갖는 접착제층(40)은 이미지층(30)에 중첩하고, 이미지층(30)의 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는다.
이미지층은 종이, 중합체 필름, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있는 기판 또는 캐스팅 시트(10) 상에 형성된다. 종이 기판들은 이들이 사용될 수 있는 가공 용도 때문에 유용하다. 종이는 또한 비교적 저렴하고, 안티블로킹, 정전 방지성, 치수 안정성, 등의 바람직한 특성들을 갖고, 재생될 가능성이 있다. 종래의 종이 코팅 및 취급 장치에서 다루어져야 하는 충분한 인장 강도를 갖는 임의의 유형의 종이는 기판 물질로서 사용될 수 있다. 따라서, 임의의 유형의 종이는 최종 용도 및 특정한 개인적 기호도에 따라 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 종이의 유형들 중에서 점토 코팅된 종이, 글라신지, 중합체 코팅된 종이, 펄프(hemp), 및 소다, 아황산염 또는 황산염(Kraft) 공정들, 중성 황화물 쿠킹 공정, 알칼리-염소 공정, 질산 공정들, 반-화학적 공정들 등과 같은 공정들에 의해 제조된 유사한 셀룰로스 물질을 포함한다. 임의의 중량의 종이가 기판 물질로서 사용될 수 있지만, 림(ream)당 약 30 내지 약 120 파운드 범위의 중량을 갖는 종이가 유용하고, 림당 약 60 내지 약 100 파운드 범위의 중량을 갖는 종이들이 현재 바람직하다. 본원에 사용된 바의 "림"이라는 용어는 3000 평방 피트와 동일하다.
대안으로, 기판(10)은 중합체 필름일 수 있고, 중합체 필름들의 예들은 폴리올레핀, 폴리에스테르, PET, 등을 포함한다. 폴리올레핀 필름들은 분자당 2 내지 약 12개의 탄소 원자들, 일 구체예에서, 2 내지 약 8개의 탄소 원자들, 및 일 구체예에서, 약 2 내지 약 4개의 탄소 원자들을 갖는 모노올레핀들의 중합체 및 공중합체들을 포함할 수 있다. 그러한 단독중합체들의 예들은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 등일 수 있다. 상기 정의된 공중합체들의 예들은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 에틸렌 또는 1-부텐, 등과 에틸렌의 공중합체들을 포함한다. 공중합체들의 블렌드들 또는 단독중합체들과 공중합체들의 블렌드들로부터 제조된 필름들이 또한 유용할 수 있다. 필름들은 단일층 또는 다중층들로 압출될 수 있다. 일 구체예에서, 기판(10)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트 또는 폴리아세탈 중합체 및 공중합체들, 또는 이들의 조합물들로 이루어진 자연적으로 낮은 표면 에너지를 방출하는 필름이다. 이들 필름들의 표면 에너지는 약 10 다인(dynes)/cm 내지 약 30 다인/cm 범위일 것이다.
기판(10)으로서 사용될 수 있는 임의의 유형의 물질은 중합체 코팅재로 한쪽 또는 양쪽 코팅된 크라프트 라이너로 기본적으로 구성된 다중 코팅된 크라프트 라이너이다. 고밀도, 중간 밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌, 프로필렌, 폴리에스테르, 및 기타 유사한 중합체 필름들로 구성될 수 있는 중합체 코팅은 라이너에 강도 및/또는 치수 안정성을 부가하기 위해 기판 표면 상으로 코팅된다. 이들 유형의 라이너들의 중량은 림당 약 30 내지 약 100 파운드, 림당 약 94 내지 약 100 파운드 범위로, 전형적인 범위를 나타낸다. 전체적으로, 최종 라이너는 10% 내지 40%의 중합체 및 60% 내지 90%의 종이로 구성되어 있다. 양면이 코팅들에 대해, 중합체의 정량은 종이의 상단 표면과 하단 표면 사이에 거의 균일하게 분할된다.
일 구체예에서, 기판(10)의 상부 표면(12)에는 방출층(20)이 중첩된다. 방출층(20)의 조성물은 당업계에 공지된 임의의 방출 코팅 조성물일 수 있다. 실리콘 방출 코팅 조성물들이 바람직하고, 당업계에 공지된 임의의 실리콘 방출 코팅 조성물들이 사용될 수 있다. 실리콘 방출 코팅재의 주성분은 폴리오르가노실록산이고, 더 많은 경우 폴리디메틸실록산이다. 사용된 실리콘 방출 코팅 조성물들은 실온 경화될 수 있거나, 열 경화될 수 있거나, 또는 방사선 경화될 수 있다. 일반적으로, 실온 경화성 및 열 경화성 조성물들은 적어도 하나의 폴리오르가노실록산 및 그러한 폴리오르가노실록산(들)을 위한 적어도 하나의 촉매 (또는 경화제)를 포함한다. 그러한 조성물들은 또한 적어도 하나의 경화 촉진제 및/또는 접착 촉진제를 함유할 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 일부 물질들은 두 기능을 수행하는 능력, 즉, 속도를 증가시키거나, 또는 경화 온도를 감소시키는 등의 경화 촉진제로서 작용하는 능력 등, 및 또한 기판에 대한 실리콘 조성물의 결합을 개선시키기 위한 접착 촉진제로서 작용하는 능력을 갖는다. 그러한 이중 기능 첨가제들의 사용이 적절한 경우 본 발명의 범위에 속한다.
방출 코팅 조성물은 공지된 기술들을 사용하여 기판(10)에 도포된다. 이들 기술은 예를 들면 그라비어, 리버스 그라비어, 오프셋 그라비어, 롤러 코팅, 브러싱, 나이프-오버 롤, 계량 막대, 리버스 롤 코팅, 독터 나이프, 디핑, 다이 코팅, 분무 커튼 코팅, 등을 포함한다. 일 구체예에서, 결과의 방출 코팅의 캘리퍼의 두께는 약 0.1 내지 약 20 밀의 범위일 수 있고, 일 구체예에서, 약 0.2 내지 약 0.5 밀의 범위일 수 있다.
일 구체예에서, 기판(10)은 상부 표면(12) 상의 제 1 방출층(20) 및 하부 표면(14) 상의 제 2 방출층을 갖는다. 그래픽을 롤링 또는 스태킹함에 따라, 접착제층(40)의 상부 표면(45)은 제 2 방출층과 접촉하게 된다.
도 2에 예시된 바와 같이, 일 구체예에서, 본 발명의 중합체 그래픽(1)은 그래픽들(1)이 스택되거나 또는 그렇지 않으면 자체 상으로 감겨질 때 접착제층(40)의 노출된 상부 표면(45)과 접촉하게 되는 표면 (방출-코팅된 표면)을 갖는 방출-코팅된 라이너인 캐리어(50)를 임의로 포함할 수 있다. 캐리어(50)는 그래픽스(1)의 제조, 취급, 저장 및 선적 중에 접착제층(40)의 상부 표면(45)을 보호하기 위해 사용된다. 캐리어(50)는 표면에 그래픽(1)을 배치 및 접착시키기 전에 그래픽(1)으로부터 제거된다. 방출-코팅된 라이너(50)는 방출 조성물로 코팅된 종이, 중합체 필름 또는 이들의 조합물들의 기판 시트를 포함할 수 있다. 그러한 물질들은 기판(10)에 관련하여 기재된 바와 같다.
이미지층(30)은 레터 또는 자유로운 형태의 디자인 형상으로 형성되고, 방출층(20) 상으로 도포된다. 일 구체예에서, 이미지층(30)은 플라스티졸 또는 오르가노졸을 포함한다. 플라스티졸 또는 오르가노졸이라는 용어는 일반적으로 고온으로 가열될 때 경화되거나 또는 겔화되는 유연제들 중의 미립자 플라스틱 분말들 또는 과립들의 분산액을 의미한다. 기판(10)에 도포된 플라스티졸 제형은 수지, 가소제, 및 임의로 활성제/안정제, 점성 억제제, 안료, 및 충전제를 포함한다. 플라스틱 분말들 또는 과립들은 염화 비닐 중합체들, 폴리 염화 비닐-비닐 아세테이트 공중합체들, 아크릴레이트 중합체들 및 공중합체들을 포함하는 미립자 중합체들 및 공중합체들, 예를 들면 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA) 및 폴리알킬 메타아크릴레이트(PAMA); 폴리올레핀류, 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형 초저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌; 폴리에스테르류; 폴리카르보네이트; 폴리아크릴로니트릴; 부타디엔-스티렌 중합체들; 폴리아미드; 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체; 처리된 및 미처리된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리스티렌; 비닐 공중합체들; 폴리비닐 아세테이트들; 올레핀계 공중합체들, 예를 들면 에틸렌/메타아크릴레이트 공중합체들, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체들; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공 중합체들; 에틸렌/프로필렌 공중합체들; 아크릴계 중합체들 및 공중합체들; 폴리우레탄들; 및 이들의 조합물들로 구성되어 있다. 사용될 수 있는 염화 비닐 중합체들은 다른 공중합성 비닐 화합물의 존재 또는 부재하에 염화 비닐의 중합체 의해 얻어진 수지상 생성물들이다. "염화 비닐 수지"라는 용어는 염화 비닐 단독중합체들 뿐만 아니라 공중합체들, 예를 들면 염화 비닐과 적어도 하나의 다른 공중합성 비닐 단량체 사이에 형성된 것들, 예를 들면 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 염화 비닐리덴, 스티렌, 메틸-메타아크릴레이트, 등을 포함한다. 일 구체예에서, 플라스티졸은 PVC 수지를 함유한다.
폴리(염화 비닐) 플라스티졸들을 제조하기 위한 가소제들은 당업계에 잘 공지되어 있고, 상업적으로 입수할 수 있다. 전형적인 가소제들은 디(2-에틸헥실)프탈레이트, 디(2-에틸-4-메틸펜틸)프탈레이트, 디-카프릴 프탈레이트, 디-이소데실 프탈레이트, 디-카프릴 프탈레이트, 디-이소데실 프탈레이트, 디(2-에틸헥실)세바케이트, 디(2-에틸헥실)아젤레이트, 단량체성 에폭시(2-에틸-헥실에폭시탈레이트), 트리에틸렌 글리콜 디카프릴레이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트, 2,2,4-트리메틸펜탄-1,3-디올 디이소부티레이트, 네오펜틸 글리콜 및 아디프산의 폴리에스테르 (M.W. = 1,200 - 1,300), 에폭시화된 대두유 (M.W. = 약 1,000), 부분적으로 수소 첨가된 고 비등점(약 200°C 이상)의 테르페닐류와 이소-옥틸 팔미테이트의 액체 혼합물, 디옥틸 프탈레이트, 7 내지 11개의 탄소 원자들을 갖는 알콜 모이어티들을 함유하는 혼합된 프탈레이트 에스테르들, 디이소노닐 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 디옥틸 테레프탈레이트, 이성체성 노닐 알콜들에 기초한 혼합된 프탈레이 트 에스테르들, 6 내지 12개의 탄소 원자들을 가는 알콜 모이어티들을 함유하는 혼합된 프탈레이트 에스테르들, 트리옥틸 트리멜리테이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 및 중합체성 가소제들, 예를 들면 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올의 모노이소부티르산 에스테르로 종료되는 폴리(2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 아디페이트), 및 2-에틸헥산올로 종료되는 폴리(2,2-디메틸-1,3-프로판디올 아디페이트) 등을 포함한다. 시스템의 목적하는 점성 및 접착 특성들 뿐만 아니라 비용을 고려하는 것이 특이적 가소제 선택에 영향을 미친다. 추가의 가소제 없이, 예를 들면 분무 코팅 코팅용으로 더욱 낮은 점성이 바람직한 경우, 소량의 희석제 (5-15%), 예를 들면 톨루엔, 크실렌, 메틸 이소아밀 케톤, 디이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 등이 분무 가능한 오르가노졸을 형성하기 위해 부가될 수 있다.
상기 확인된 가소제들의 혼합물들은 필요한 경우에 사용될 수 있다. 보편적으로, 가소제는 100부당 약 20 내지 약 130 부(pph)의 양의 염화 비닐 수지 중의 플라스티졸로 존재하게 될 것이다. 가소제들은 다른 부가제들의 존재하 또는 부재하에 성분들의 캘린더링, 혼합 또는 니딩(kneading) 등의 적절한 공정에 의해 염화 비닐 수지 중에 단독으로 혼입될 수 있다. 바람직한 공정은 필름 또는 더 두꺼운 본체로 주조될 수 있고, 이어서 플라스틱화된 수지의 균일한 본체를 형성하도록 가열될 수 있는 비닐 수지 분산액을 형성하는 단계를 포함한다. 그러한 분산액들은 상온에서 수지를 용해시키지 않지만, 상승된 온도에서 용해시키는 가소제를 포함하는 비수성 액체들 중의 염화 비닐 수지 입자들의 현탁액들이다. 액체상이 가소제 단독으로 구성된 경우, 이 분산액은 종종 "플라스티졸"이라는 용어로 사용되는 한 편, 분산된 액체가 가열함에 따라 증발되는 휘발성 성분들을 또한 함유하는 경우, 이 분산액은 종종 "오르가노졸"이라는 용어로 사용된다. 본 발명에 유용한 플라스티졸/오르가노졸 중합체의 상업적으로 입수할 수 있는 예들은 Polyone 및 Chemionics사가 제조한 것들을 포함한다.
일 구체예에서, 이미지층(30)은 중합체성 물질, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴계, 에폭시, 공중합체들 등으로부터 형성된다. 액체 물질층(30)을 형성하는데 유용한 아크릴레이트 중합체들 및 공중합체들은 폴리아크릴레이트 및 C1-C12 아크릴레이트의 메타아크릴레이트 단독중합체들 또는 공중합체들 또는 메타아크릴레이트 단량체들, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실, 또는 옥틸 아크릴레이트들 또는 메타아크릴레이트들을 포함한다. 입수할 수 있는 중합체들의 시판품의 예들은 BASF사의 Acronal® 아크릴계 제품들, Rohm 앤 Haas사의 Rhoplex®, Plexiglas®, 및 Lucidene 제품들로 생산된 것들을 포함한다.
이미지층(30)을 제조하는데 유용한 에폭시 수지들은 에폭시 수지들 및 중합체성 에폭시 수지들을 포함한다. 이들 수지들은 이들의 골격들 및 치환기들의 특성에서 크게 변화할 수 있다. 본 발명의 에폭시 수지들은 적절한 광개시제를 부가함으로써 자유 라디칼 메카니즘을 통해 UV 방사선에 노출시킴에 따라 초기 경화를 겪을 수 있다. 에폭시 수지층의 최종 경화는 에폭시 수지를 가열함으로써 수행된다. 특히 유용한 에폭시 층은 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르, 에폭시 디아크릴레이트 및 아민 경화제의 혼합물로부터 형성된다. Shell Chemical Co.사로부터 시판품으로 입수할 수 있는 비스페놀 A 에피클로히드린 에폭시 수지인 Epon® 825는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르의 예이다. 본 발명에 유용한 에폭시 디아크릴레이트는 UCB Chemical Corp사로부터 시판품으로 입수할 수 있는 비스페놀 A 에폭시 디아크릴레이트인 Ebecryl® 3700이다.
일 구체예에서, 이미지층(30)은 당업계에 공지된 바와 같이, 용매들 또는 물에 분산되거나 또는 용해될 수 있는 중합체로부터 형성된다. 그러한 중합체들은 폴리카르보네이트, 폴리아크릴로니트릴, 부타디엔-스티렌 중합체들, 폴리(메틸메타아크릴레이트), 폴리아미드, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 처리 및 미처리된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 폴리올레핀들, 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형 초저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌들; 비닐 공중합체들, 및 폴리비닐 아세테이트들, 올레핀계 공중합체들, 예를 들면 에틸렌/메타아크릴레이트 공중합체들, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체들, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체들, 및 에틸렌/프로필렌 공중합체들; 아크릴계 중합체들 및 공중합체들; 폴리우레탄들; 및 이들의 혼합물들을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다.
이미지층(30)은 착색될 수 있거나 또는 투명할 수 있다. 일 구체예에서, 이미지층(30)은 착색된다. 안료는 금속성 안료, 중금속-기재 안료, 중금속이 없는 안료, 또는 유기 안료일 수 있다. 중금속은 납, 카드뮴, 크롬, 또는 안티몬인 것으로서 본원에 정의된다. 사용될 수 있는 안료들은 이산화티탄, 금홍석(rutile) 및 예추석(anatase) 결정 구조물 모두를 포함한다. 이산화티탄은 코팅되거나 또는 코팅 되지 않을 수 있다 (예, 산화 알루미늄 코팅된 TiO2).
일 구체예에서, 안료는 이 안료 및 수지 캐리어를 함유하는 농축물의 형태로 이미지층(30)에 부가된다. 농축물은 예를 들면 약 20% 내지 약 80중량%의 안료, 및 약 20% 내지 약 80중량%의 수지 캐리어를 함유할 수 있다. 수지 캐리어는 일 구체예에서, 약 -7O℃ 내지 약 15O℃, 일 구체예에서, 약 100℃ 내지 약 175℃의 유리 전이 온도를 갖는 임의의 열가소성 중합체일 수 있다. 캐리어 수지들은 폴리올레핀, 에틸렌 및 프로필렌의 열가소성 중합체들, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 스티렌 유도된 중합체, 폴리우레탄, 폴리아크릴, 폴리메타아크릴, 폴리비닐 알콜, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리메틸펜텐, 폴리아세틸, 비닐 할로겐화물 유도된 중합체, 폴리(에틸렌 비닐 알콜), 비닐 아세테이트 유도된 중합체, 이오노머, 및 이들의 혼합물들을 포함한다. 일 구체예에서, 약 30% 내지 약 70중량%의 폴리프로필렌 및 약 70% 내지 약 30중량%의 이산화티탄의 블렌드로 구성된 이산화티탄 농축물이 사용된다. 사용될 수 있는 안료 농축물의 시판품의 예는 A. Schulman사로부터 폴리프로필렌 단독중합체 캐리어 수지 중의 50중량%의 백색 농축물로서 확인되는 상표명 Polybatch White P8555 SD로 입수할 수 있다. 다른 안료 농축물들의 예들은 적색 안료 농축물로서 식별되는 Ampacet 150380, 흑색 안료 농축물로서 식별되는 Ampacet 190303; 납 몰리브데이트 농축물로서 식별되는 Ampacet LR-87132 Orange PE MB를 포함하지만 이들로만 제한되지 않고, 이것들 모두는 Ampacet Corporation사로부터 입수할 수 있다. 사용될 수 있는 중금속이 없는 안료 농축물 들은 Ampacet LR-86813 옐로우 UV PE MB, Ampacet LR-86810 레드 PE MB, Ampacet LR-86816 오렌지 PE MB, 및 Ampacet LR-86789 레드 UV PE MB를 포함한다. 액체 필름 물질 중의 안료의 농도는 약 25중량% 이하, 일 구체예에서, 약 5% 내지 약 25중량%, 일 구체예에서, 약 10% 내지 약 20중량%일 수 있다.
일 구체예에서, 염료 기재 잉크를 사용함으로써 이미지층(30)에 색체가 부여될 수 있다. 사용된 잉크는 시판품으로 입수할 수 있는 수성 잉크, 용매계 잉크 또는 방사선 경화성 잉크들을 포함한다. 그러한 잉크들의 예는 Sun Sheet (알콜 희석 가능한 폴리아미드 잉크로서 식별되는 Sun Chemical사 제품), Suntex MP (용매계 잉크로서 식별되는 Sun Chemical사 제품), X-Cel (수성 필름 잉크로서 식별되는 Water Ink Technologies사 제품), Uvilith AR-109 Rubine Red (UV 잉크로서 식별되는 Daw Ink사 제품) 및 CLA91598F (다중 결합된 흑색 용매계 잉크로서 식별되는 Sun Chemical사 제품)을 포함한다.
일 구체예에서, 이미지층(30)은 인쇄된 잉크로부터 생성된다. 적절한 잉크들은 캔자스주 캔자스 시티 소재 Fujifilm Sericol USA, Inc.사로부터 시판품으로 입수할 수 있는 Color+ 시리즈의 용매계 잉크들을 포함한다. 잉크는 캘리포니아주 팔로알토 소재 Hewitt Packard사로부터 입수할 수 있는 Indigo® 프린터들, 또는 일본의 Mimaki Engineering Company사로부터 상표명 Mimaki로 입수할 수 있는 것들과 같은 와이드 포맷 프린터들과 같은 디지털 포맷 프린터들의 사용을 통해 도포될 수 있다.
일 구체예에서, 안료가 접착제층(40)에 부가된다. 착색될 때, 접착제층(40) 은 상기 1개 이상의 안료들을 함유할 수 있다. 감압성 접착제 층(40)은 당업계에 공지된 임의의 감압성 접착제일 수 있다. 이들은 고무 기재 접착제들, 아크릴계 접착제들, 비닐 에테르 접착제들, 실리콘 접착제들, 및 이들 2 이상의 혼합물들을 포함한다. 문헌("Adhesion and Bonding," Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 제 1권, 476-546 페이지, lnterscience Publishers 제 2판. 1985)에 개시된 감압성 접착제 물질들이 포함되고, 그의 개시 내용은 참고 문헌으로서 본원에 인용된다. 유용한 감압성 접착제 재료들은 주성분으로서 접착제 중합체, 예를 들면 아크릴류형 중합체들, 블록 공중합체들, 천연 고무, 재생 고무 또는 스티렌 부타디엔 고무, 점착화된 천연 또는 합성 고무들, 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 랜덤 공중합체들, 에틸렌-비닐-아크릴계 3량체들, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 에테르), 등을 함유할 수 있다. 감압성 접착제 물질들은 전형적으로 약 -7O℃ 내지 약 1O℃ 범위의 유리 전이 온도를 특징으로 한다.
상기 수지들 외의 다른 물질들이 감압성 접착제 층(40)에 포함될 수 있다. 이들은 고체 점착화 수지들, 액체 점착화제들 (종종 가소제들이라 칭함), 항산화제들, 충전제들, 안료들, 왁스들, 등을 포함한다. 접착제 물질들은 고체 점착화 수지들 및 액체 점착화 수지들 (또는 액체 가소제들)의 혼합물을 함유할 수 있다.
감압성 접착제의 층(40)은 일반적으로 약 0.2 내지 약 2.5 밀, 일 구체예에서, 약 0.5 내지 약 1.5 밀의 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 감압성 접착제의 코트 중량은 제곱 미터당 약 10 내지 약 50 그램 (gsm), 일 구체예에서, 약 20 내지 약 35 gsm의 범위이다.
이미지층(30)은 또한 보편적으로 비닐 수지 조성물들에 혼입되는 가소제들 이외의 부가제들을 포함할 수 있다. 일반적으로 그러한 조성물들은 열적 저하에 대한 내성을 부여하는 1개 이상의 안정제들을 포함한다. 섬유상이거나 또는 비섬유상인 무기 충전제들이 필요할 경우 사용될 수 있다. 또한, 다른 부가제들, 예를 들면 용매들, 희석제들, 결합제들 등이 사용될 수 있다. 이미지층(30)은 또한 다른 물질들, 예를 들면 항산화제들, 광 안정제들, 예를 들면 (UV)광 흡수제들 및/또는 다른 광 안정제들, 점성 개질제들, 안티블록 및/또는 활제들(slip additives), 보강제들, 프로세싱 산들, 광유, 등을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, PVC 플라스티졸 제형들에 보편적으로 존재하는 것들 외에 안정제들이 포함될 수 있다. 그러한 안정제들의 예들은 힌더드 아민 광 안정제들을 포함하는 자외선 안정제들을 포함한다. 힌더드 아민 광 안정제들은 예를 들면 2,2,6,6-테트라알킬 피페리딘들 또는 치환된 피페리진디온들의 유도체들일 수 있다. 본 발명에 유용한 많은 힌더드 아민 광 안정제들은 Ciba-Geigy Corporation사로부터 일반 상표명 "Tinuvin" 및 "Chemissorb"로, 및 Cytec사로부터 일반 상표명 "Cyasorb-UV"로 시판품으로 입수할 수 있다. 그 예들은 폴리 [[60[1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리진-2,4-디일][[2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜 이미노]] 및 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과의 디메틸 숙시네이트 중합체의 혼합물로서 식별되는 Tinuvin 783; 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-세바케이트로서 식별되는 Tinuvin 770; 비스-(1,2,2,6,6- 펜타메틸-4-피페리디닐)-세바케이트로서 식별되는 Tinuvin 765; 숙신산과 N-베타-히드록시 에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-히드록시-피페리딘의 폴리에스테르인 Tinuvin 622; 및 폴리[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디[[2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜) 이미노]헥사메틸렌 (2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]인 Chemissorb 944를 포함한다. 유용한 안정제는 20중량%의 UV 안정제 및 80중량%의 저밀도 폴리에틸렌 캐리어 수지를 함유하는 UV 안정제 농축물로서 식별되는 Ampacet사 제품인 상표명 Ampacet 10561로 입수할 수 있고; 이 제품의 UV 안정제는 Chemissorb 944이다. 유용한 광 안정제들은 또한 Ampacet 150380 및 Ampacet 190303 중에 제공되고, 이들 모두는 상기 고찰된 안료 농축물들이다. Ampacet 150380은 7.5중량%의 UV 안정제 농도를 갖는다. Ampacet 190303은 4중량%의 UV 안정제 농도를 갖는다. 이들 제품들 각각의 UV 안정제는 Chemissorb 944이다. Ampacet LR-89933은 4.5중량%의 UV 안정제 농도를 갖는 회색 농축물이고, 이 UV 안정제는 Tinuvin 783이다. 열 안정제들은 에폭시드들, 예를 들면 Thermcheck 909, 및 바륨/아연 열 안정제들, 예를 들면 Crompton Industries사의 Mark 121를 포함한다.
이미지층(30)은 안티블록 부가제 및/또는 활제들을 함유할 수 있다. 안티블록 부가제들은 천연 실리카, 규조토, 합성 실리카, 유리 구체들, 세라믹 입자들, 등을 포함한다. 이 활제들은 일차 아미드들, 예를 들면 스테아아미드, 베헨아미드, 올레아미드, 에루카미드, 등; 이차 아미드들, 예를 들면 스테아릴 에루카미드, 에루실 에루카미드, 올레일 팔미트아미드, 스테아릴 스테아르아미드, 에루실 스테아르아미드, 등; 에틸렌 비스아미드들, 예를 들면 N.N'-에틸렌비스스테아르아미드, N,N'-에틸렌비솔아미드 등; 및 임의의 2개 이상의 상기 아미드들의 조합물들을 포함한다. 유용한 활제의 예는 상표명 10061로 Ampacet사로부터 입수할 수 있고; 이 제품은 6중량%의 스테아르아미드 활제를 함유하는 농축물로서 식별된다. 안티블록 부가제 및 활제들은 수지 농축물의 형태로 함께 부가될 수 있다. 그러한 농축물의 예는 상표명 Elvax CE9619-1 하에 DuPont사로부터 입수할 수 있다. 이 수지 농축물은 20중량%의 실리카, 7중량%의 아미드 활제, 및 73중량%의 Elvax 3170 (18중량%의 비닐 아세테이트 함량을 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체로서 식별되는 DuPont사 제품)을 함유한다. 안티블록 부가제는 약 1 중량% 이하, 일 구체예에서, 약 0.01% 내지 약 0.5중량% 범위의 농도로 사용될 수 있다. 활제는 약 1 중량% 이하, 일 구체예에서, 약 0.01% 내지 약 0.5중량% 범위의 농도로 사용될 수 있다.
도 4를 참조하여, 이미지층(30)을 생산하기 위해 사용된 물질을 기판(10)으로 전달하기 위한 공정의 하나의 구체예를 단면으로 나타낸다. 분배 헤드들(50a, 50b, 50c)은 분배 헤드 레일(60)에 부착된다. 일 구체예에서, 분배 헤드들(50a, 50b, 50c)은 요구되는 바의 레터 또는 디자인 형상으로 분배 층(30)에 컴퓨터(도시되지 않음)에 의해 디지털로 구동된다. 일 구체예에서, 분배 헤드들(50a, 50b, 50c)을 통과하는 기판(10)의 움직임은 컴퓨터(도시되지 않음)에 의해 디지털로 구동된다. 이미지층(30)의 물질은 방출층(20)을 갖는 기판(10) 상으로 분배된다. 일 구체예에서, 이미지층(30)의 물질은 분무에 의해 분배된다. 일 구체예에서, 이미지층(30)의 물질은 분말 코팅에 의해 분배된다. 분산된 층의 두께는 그것이 의도되거나, 의도될 용도에 따라, 일 구체예에서, 약 0.001 밀 내지 약 15 밀, 일 구체예에 서, 약 1.0 밀 내지 약 5 밀로 분배된다. 분배된 필름(30)의 두께는 도포기 롤의 속도 뿐만 아니라 분배 헤드들(50a, 50b, 50c)과 도포기 롤 사이의 갭 및 분무 노즐에 인가된 압력에 의해 조절된다.
본 발명의 공정의 하나의 대표적인 구체예가 도 5에 도시되고, 여기서 도포기 롤은 방출층(20)으로 코팅된 기판(10)을 전달한다. 기판(10)은 분배 헤드 레일(60) 상의 기판(10) 상으로 위치한 분배 헤드들(50a, 50b, 50c)을 통과해 목적하는 레터 또는 디자인의 이미지층(30)을 생산하기 위한 물질을 기판(10) 상으로 분배하도록 진행된다. 일 구체예에서, 기판(10)은 제 2 세트의 분배 헤드들 (도시되지 않음)을 통과하여 진행되고, 그로부터 접착제층(40)이 이미지층(30) 상으로 접착제층(40) 그래픽과 일치하도록 분배된다. 이어서, 이미지층(30)이 분산된 기판(10) 및 접착제 층들(4)은 열적으로 경화되거나 또는 방사선 경화된다. 일 구체예에서, 이미지층(30)을 기판(10)에 도포한 후, 기판(10)은 접착제층(40)의 도포에 앞서 경화되도록 진행될 것이다.
일 구체예에서, 도 3에 예시된 바와 같이, 기판(10)의 상부 표면(12)은 목적하는 레터 또는 디자인의 형상으로 접착제층(40)으로 코팅된다. 이어서, 이미지층(30)을 생산하기 위해 사용된 물질은 접착제층(40) 레터 또는 디자인과 동일한 형상에 따르거나 또는 그러한 형상을 갖도록 접착제층(40) 상으로 분배된다.
이미지층(30) 및 접착제층들(40)의 경화는 층들(30, 40)을 완전히 경화시키기에 충분한 체류 시간으로 층들(30, 40)을 제공하도록 디자인된 장비를 통해 코팅된 기판을 통과시킴으로써 연속 방식으로 실시될 수 있다. 경화는 대기압 또는 거 의 대기압에서, 일 구체예에서, 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 분위기에서 실시될 수 있다. 층들(30, 40)을 노출시키는데 필요한 노출 길이는 사용된 특정 제형, 방사선의 유형 및 파장, 조사 적량 속도, 분위기, 에너지 플럭스, 광개시제(필요할 때)의 농도, 및 층들(30, 40)의 두께와 같은 인자들에 의해 변화한다. 일반적으로, 노출은 상당히 간단하고, 경화는 약 1분 미만 내에 완료된다. 여러 가지 코팅들을 위한 적절한 경화를 제공하는데 필요한 실제 노출 시간은 최소 실험으로 당업계의 숙련자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 열 경화가 이용될 때, 오븐 온도는 약 23O℉ 내지 약 42O℉ 범위일 것이다.
도 6 및 7에 예시된 일 구체예에서, 그래픽을 생산하는 공정은 종이 또는 중합체성 기판(10)에 접착된 접착제층(60)에 라미네이트되거나 또는 그 위에 목적하는 형상의 잉크층 또는 패턴(30)을 인쇄하는 단계를 포함한다. 인쇄 단계는 디지털 프린터(64)를 사용함으로써 잉크 필름(30)을 아래 놓거나 또는 생성함으로써 수행된다. 잉크는 자외선 에너지의 적용에 의해서, 및/또는 잉크의 표면에 제 2 접착제층(62)을 도포하기에 앞서 용매를 증발시킴으로써 경화될 시간을 허용한다. 방출 라이너는 도 7에 예시된 바와 같이 적층 롤에 의해 제 2 접착제층(62)에 도포될 수 있다.
이미지층(30)은 특히 선명하거나 또는 투명한 기판(10)이 사용되는 경우 역 이미지 포맷으로 제조된다. 대안으로, 이 이미지는 제품의 디자인 및 레이아웃에 따라, 이미지가 통상의 시각적 구성으로 가시화될 수 있도록 이미지가 인쇄 또는 제조된다. 일단 이미지층을 형성하기 위해 사용된 물질이 프린터로 나가면, 그것은 이어서 접착제층에 도포되거나 또는 라미네이트된다.
선명한 잉크 또는 경화됨에 따라 선명해지는 잉크가 이미지층 상에 또는 이미지층의 일부로서 도포될 수 있고, 이는 이미지층의 상단 상으로 투명한 보호막층을 부가할 필요성을 없앨 수 있다. 대안으로, 투명한 잉크층은 스크리닝 또는 쉐이딩을 생성함으로써 보호층을 보완하도록 사용될 수 있다.
본 발명이 그의 바람직한 구체예들에 관련하여 설명되었지만, 그의 여러 가지 변형들은 본원 명세서를 판독함에 따라 당업계의 숙련자들에게 명백해질 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위에 속하는 바의 그러한 변형들을 망라하도록 의도되는 것을 이해해야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 중합체 필름으로부터 그래픽스를 커팅할 필요 없이 레터링과 자유로운 형태의 디자인 및 그래픽스의 형성에 유용한 중합체 필름 그래픽스를 제조하는데 사용된다.

Claims (20)

  1. 중합체 필름 그래픽스를 제조하는 방법으로서,
    제 1 표면과 제 2 표면을 갖고, 상기 제 1 표면 위에 제 1 방출층을 갖는 연속 기판을 제공하는 단계와,
    상기 제 1 방출층에 그래픽 레터 또는 디자인 형상으로, 오르가노졸 또는 플라스티졸을 포함하는 이미지층을 도포하는 단계와,
    상기 이미지층 위에, 상기 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 접착제층을 침착시키는 단계와,
    상기 접착제층 및 이미지층을 경화시키는 단계(상기 경화된 이미지층은 약 1.0 밀(mil) 내지 약 5 밀의 두께를 가짐)를
    포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 종이, 중합체 필름, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연속 기판은 상기 제 2 표면 위에 제 2 방출층을 갖는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제층의 침착 전에 상 기 기판에 상기 제 2 방출층이 도포되는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 감압성 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 접착제는 아크릴계 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 접착제는 고온 용융 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 방출층은 실리콘 방출 조성물을 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지층은 플라스티졸을 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 이미지층은 폴리 염화 비닐 수지 및 가소제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제층 및 이미지층은 1분 미만의 기간 동안 약 230℉ 내지 약 42O℉ 범위의 온도에서 경화되는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 필름 그래픽을 롤로 감는 단계를 더 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  13. 중합체 필름 그래픽스를 제조하는 방법으로서,
    제 1 표면과 제 2 표면을 갖고, 상기 제 1 표면 위에 제 1 접착제층을 갖는 연속 기판을 제공하는 단계와,
    상기 제 1 접착제층에 그래픽 레터 또는 디자인 형상으로, 오르가노졸 또는 플라스티졸을 포함하는 이미지층을 인쇄하는 단계와,
    상기 이미지층에, 상기 이미지층 그래픽 레터 또는 디자인과 동일한 형상을 갖는 제 2 접착제층을 침착시키는 단계와,
    상기 제 2 접착제층 및 이미지층을 경화시키는 단계(여기서, 상기 경화된 이미지층은 약 1.0 밀 내지 약 5 밀의 두께를 가짐)를
    포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 기판은 종이, 중합체 필름, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 제 2 접착제층에 방출 라이너를 적층시키는 단계를 더 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 접착제층은 감압성 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 2 접착제층은 아크릴계 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 제 2 접착제층은 고온 용융 접착제를 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  19. 제 13항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 투명한 중합체 필름을 포함하는, 중합체 필름 그래픽스의 제조 방법.
  20. 제 13항의 방법에 의해 제조된 중합체 필름 그래픽스.
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