KR20120044936A - 표면 처리 필름 및/또는 라미네이트 - Google Patents

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KR20120044936A
KR20120044936A KR1020117030121A KR20117030121A KR20120044936A KR 20120044936 A KR20120044936 A KR 20120044936A KR 1020117030121 A KR1020117030121 A KR 1020117030121A KR 20117030121 A KR20117030121 A KR 20117030121A KR 20120044936 A KR20120044936 A KR 20120044936A
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plastic film
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protective sheet
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KR1020117030121A
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밍 쿤 시
다니엘 엘 홀귄
카이 리
프라카쉬 말리야
리차드 엘 상트
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

보호 플라스틱 필름 및/또는 라미네이트의 표면 처리가 기재된다. 바람직하게는, 상기 표면 처리는 경화 코팅 포뮬레이션으로 상기 플라스틱 필름 또는 라미네이트의 주요 표면을 코팅하는 것을 포함하고, 여기서, 적어도 하나의 코팅 성분의 적어도 일부분이 상기 플라스틱 필름 또는 플라스틱 라미네이트로 확산 또는 이동한다. 상기 코팅 성분의 이동은 상기 플라스틱 필름으로부터 상기 코팅층으로 점차적 이동층이 생성되어 특유의 특성이 얻어진다. 또한, 상기 표면 처리된 플라스틱 필름은 감압 접착제(PSA)로 코팅된 이형지에 적층되어 상기 라미네이트를 형성한다.

Description

표면 처리 필름 및/또는 라미네이트{SURFACE TREATED FILM AND/OR LAMINATE}
본 발명은 일반적으로 보호 필름/또는 라미네이트 분야에 관한 것이다. 특히, 차체, 가정용 전자 제품의 표면 등의 접착제 시트가 부착되는 각종 표면을 보호하는데 유용한 접착제 시트와 관련된 것이고, 따라서 본 명세서는 이것에 관한 것이다. 그러나, 본 발명의 형태는 다른 용도들에 대해 동등하게 수정가능함이 이해된다.
일반적으로 각종 형태의 보호 필름 및/또는 라미네이트가 알려져 있다. 예를 들면, 훅스의 미국특허 제6,383,644에는 이러한 다층 시트의 것이 기재되어 있다. 또한, 맥과이어의 공개된 미국특허출원(공개 번호: US 2008/0286576 A1)이 다층 보호 시트를 기재하고 있다. 상기 문헌이 모두 그 전체를 본원 명세서에 참조로서 포함된다.
종래의 보호 필름 및/또는 라미네이트의 개발의 시도에도 불구하고, 양호한 내약품성, 양호한 내스크래치성 및 내충격성, 비접착 및 비습윤성, 양호한 내오염성, 낙서 방지성 및 오염 방지성, 양호한 내후성, 경시에 따른 저황변성, 시스루 용도(see-through)용의 양호한 광학적 투명성, 비평면에 일치시키기 위한 높은 가요성도 등의 하나 이상의 평가 기준에 따라서 적합하게 행해지는 보호 필름 및/또는 라미네이트에 대한 요구가 남아있다.
따라서, 신규하고, 개선된 보호 필름 및/또는 라미네이트가 상기 문제 등을 해결하기 위해 기재된다.
하나의 실시형태에 따라서, 표면 처리 보호 필름 또는 라미네이트가 제공된다.
다른 실시형태에 따라서, 보호 필름 또는 라미네이트를 표면 처리하는 방법이 제공된다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 많은 장점 및 이익이 본원 명세서를 판독하는 당업자에게 명백하게 이해될 것이다.
본 발명의 목적은 다양한 구성 요소 및 구성 요소 배열, 및 다양한 공정 및 공정의 배열의 형태를 취할 수 있다. 도면은 바람직한 실시형태를 설명하기 위해서만이고, 범위를 한정하기 위함이 아니다. 또한, 상기 도면은 크기가 조정되지 않음 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 필름 및/또는 라미네이트의 구체적 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 시험 샘플 및 비교예의 각각의 60° 광택도를 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 3은 폐윤활유 테스트 후의 본 발명에 따라 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 b값을 나타내는 그래프이다.
도 4는 폐윤활유 테스트 후의 본 발명에 따라 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 b값을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 100% 신장시의 인장 응력을 나타내는 그래프이다.
도 6은 내후성 테스트 후의 본 발명에 따라 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 델타 b값 및 델타 E값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 하드 코팅이 있거나 없는 각종 플라스틱 필름의 연필 경도 및 연신성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 폐윤활유 테스트 후의 본 발명에 따라서 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 b값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라서 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 몇몇의 테스트 샘플 필름 및 비교예의 각각에 대해 측정된 100% 신장시의 인장 응력을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따라서 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 비교 샘플 필름을 나타내는 현미경 사진이다.
도 11은 본 발명에 따라서 제조된 예시 처리 용액으로 처리된 예시 샘플 필름을 나타내는 현미경 사진이다.
도 12는 처리가 행해지는 예시 필름에 대한 깊이의 함수로서 본 발명에 따라서 제조된 예시 처리 용액에 관한 스펙트럼 분석 피크의 상대 강도를 나타내는 그래프이다.
간단 명료함을 위해서, 본 명세서는 여기에 나타낸 바람직한 실시형태에 따라서 또는 적용하기 위해서, 변형 또는 변경되는 범위를 제외하고는 그들의 구성 또는 조작에 관해서는 특별한 설명없이 통상의 기술분야에서 공지된 구조 및/또는 기능 소자, 관련 기준 및/또는 프로토콜, 및 기타 요소에 관한 것이다.
일반적으로, 적당한 재료로 처리된 플라스틱 기판의 적어도 한 주요면을 가져 가용성 및/또는 신장성 등의 플라스틱 기판 특성 그대로의 부분을 충분히 유지하면서, 보호 필름 또는 라미네이트의 특성을 향상시키는 새로운 보호 필름 또는 라미네이트를 개시하고 있다. 특히, 본 명세서에 기재된 표면 처리는 표면 처리 동안에 도포된 재료의 실질 부분이 그와 같이 처리된 언더라잉 필름 또는 라미네이트의 상부면의 위에 펼쳐지거나 또는 탑부에 시팅된 것이 근본적으로 남아 있지 않는 다른 통상의 탑코팅 처리와 구별된다. 즉, 언더라잉 필름 또는 라미네이트의 상부에 규정된 경계에 의해 크게 구별된 층을 형성하기보다는 표면 처리 동안에 도포된 코팅 재료가 상기 언더라잉 필름/라미네이트의 매트릭스를 현저하게 관통하거나 또는 상기 언더라잉 필름/라미네이트의 조면(rought surface) 상의 골짜기부 또는 오목부를 채운다. 일반적으로 상기 표면 처리에 사용되는 코팅 재료는 용제계 코팅 용액 또는 분산액을 포함한다. 코팅 용액이란, 코팅 성분이 유기 용제 또는 물 중의 적어도 하나에 완전히 용해되고, 또는 그들의 사이즈가 가시광 파장보다 작고 광을 산란시키기 않는 투명한 액체를 의미한다. 일반적으로, 후자의 경우 나노 사이즈 입자가 포함된다. 코팅 분산액이란 코팅 성분이 유기 용제 또는 물에 완전히 용해되지 않거나 또는 그 사이즈가 가시광 파장보다 크고 산란광이기 때문에 탁한 코팅액을 말한다.
실질적으로, 상기 용제는 언더라잉 필름 또는 기판 재료의 매트릭스를 연장시켜 하나 이상의 코팅 성분이 상기 필름 또는 기판으로의 관통을 용이하게 한다. 바람직하게는 상기 용제는 이런 방법으로 선택된 필름 또는 기판 재료와 혼합가능한 것이 선택되고, 상기 코팅 재료는 물리적 사이즈 및/또는 다른 적당한 물성 등에 기초하여 마찬가지로 선택되어 필름 재료 및 선택 용제의 점에서 소망의 관통을 달성한다. 바람직하게는 상기 용제 이외에, 표면 처리에 사용되는 코팅 재료는 이하 경화성 성분 중 하나 이상을 포함한다: 방사선 경화성(라디칼 또는 양이온을 모두 포함하지 않는 전자빔, 감마 조사 또는 자외선) 등의 모노머 또는 올리고머 또는 열경화성 모노머 및 올리고머, 계면활성제 및 소포제 등의 첨가제 및 유기 화합물, 무기 화합물 또는 혼성 유기-무기 화합물의 작은 입자. 이들 재료는 작은 사이즈이어서 플라스틱 필름 또는 라미네이트의 매트릭스를 용이하게 관통한다. 상기 모노머 또는 올리고머 또는 입자의 사이즈는 10㎛ 미만이 바람직하고, 5㎛ 미만이 더욱 바람직하고, 1㎛ 미만이 가장 바람직하다.
특히 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리에 사용되는 코팅 재료는 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes) 또는 다른 나노구조 유기-무기 혼성 재료를 포함한다. 예를 들면, 바람직한 실세스퀴옥산 유도체는 Morimoto, et al., 2007년 6월 26일자로 제출된 미국특허 제7,235,619호 및 Ito, et al., 2006년 5월 30일자로 제출된 미국특허 제7,053,167호에 개시되어 있고, 이들은 모두 본 명세서에 참조로 포함된다. 각종 기능성을 갖는 POSS 재료는 Hybrid Plastics Inc.(Hattesburg, Ms)에서 시판하고 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제안된 표면 처리가 용제계, UV(자외선) 경화성 용액의 형태로 언더라잉 기판 또는 필름에 도포된 POSS 재료를 포함한다. 더욱 구체적으로는 제 1 예시 처리 재료에 따라서, 상기 용액은 40% 고형물 로딩을 지닌 MIBK(Methyl Isobutyl Ketone)에 용해된 실세스퀴옥산 화합물을 함유한다. 예를 들면, 이러한 바람직한 용액은 Chisso Corporation(Osaka, Japan)에서 제작하였고, 상품명 Sila-MaxTM 하에 시판되고 있다. 이러한 용액으로 처리된 표면은 양호한 내스크래치성 및 내충격성에도 기여하는 낮은 마찰 계수, 비접착성 및 비습윤성, 낙성 방지성 및 오염 방지성 등의 부가 특성을 제공하면서, 양호한 내약품성으로 이어지는 낮은 표면 에너지(예를 들면, 약 21.8mN/cm)를 나타낸다. 상기 제 1 예시 처리 재료는 시스루 특성이라 불리는 용도에 바람직한 약 1% 미만의 헤이즈로 우수한 광학적 투명성을 갖는다. 예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리카보네이트 등의 낮은 다공성을 지닌 필름에 코팅되는 경우, 상기 제 1 예시 처리 재료는 또한, 차체, 가전 제품 및 기타 제품 등의 표면 보호에 매우 적합하고 높은 내충격성이 되게 하는 높은 표면 경도(예를 들면, 약 3H 연필 경도)를 갖는다.
바람직한 신장성 폴리머 필름이 그라비아 코팅, 스프레이, 플렉소그래피, 슬롯 다이 코팅, 롤코팅 또는 기타 바람직한 방법 등에 의해 본 명세서에 기재된 바와 같이 표면 처리되는 경우(제 1 예시 처리 재료를 사용함), 상기 처리 재료에 의해 필름 표면의 평활화로 인한 상기 필름 또는 라미네이트는 개선된 광학적 투명도를 지닌 매우 현저한 신장성을 보유한다. 또한, 폐윤활유에 대한 내성 및 차체 세정에 사용되는 약품에 대한 내성 등의 내약품성에 극적인 개선이 확인된다. 이들 특성은 필름 또는 라미네이트가 굴곡면 및/또는 다른 복잡한 형태(즉, 비평탄면)을 갖는 대상에 도포되는 용도에 매우 유용한 처리 필름 및/또는 라미네이트가 되게 한다. 예를 들면, 상기 표면 처리 필름 또는 라미네이트가 차체의 표면에 도포된 보호 시트로서 사용되는 경우(예를 들면, 페인트를 보호하거나 또는 스트래치 및 오염에 대해 마무리 가공하기 위해), 상기 필름 또는 라미네이트가 상기 차체의 윤곽에 일치되면, 일반적으로 더욱 바람직한 외관 및/또는 기타 이익이 달성된다. 물론, 다른 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 기재된 바와 같은 기타 코팅 재료가 표면 처리에 선택적으로 사용되어도 좋다.
또한, 본 명세서에 기재된 표면 처리는 예를 들면, 단단하고 유연하거나 또는 신장 가능한 기판 모두를 포함한 모든 적당한 기판에 도포될 수 있다. 기판의 예로는 플라스틱, 유리, 금속, 세라믹, 목재, 합성물 등이 열거되지만 이들에 한정되지 않는다. 그러나, 복잡한 형태, 굴곡면에 도포되는 보호 시트와 같은 용도 및/또는 일반적으로 높은 일치성을 장점으로 하는 기타 용도(예를 들면, 차체면용 보호 시트 등)대해서, 유연한 플라스틱 필름 기판이 바람직하다. 이러한 플라스틱 필름은 예를 들면, 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리실리콘 등이 열거되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 하나의 실시형태에 있어서, 두께가 약 150∼200㎛인 폴리우레탄(PU) 필름이 상기의 용도에 특히 바람직하다. 예를 들면, 폴리우레탄 필름은 Deerfield Urethane, Inc.(Whately, Massachusetts) 제작의 상품명 Dureflex®(본 명세서에서 제1샘플 또는 예시 필름 재료로서 언급함) 및 Argotec, Inc. 제작의 상품명 ARGOTHANE®(본 명세서에서 제2샘플 또는 예시 필름 재료로서 언급함)이 사용가능함이 확인되었다. 여기서, 상기 폴리우레탄 필름의 탄성 특성은 최종 필름 또는 라미네이트의 내충격성에 잇점을 주는 부가 쿠션을 제공한다.
도 1은 본 발명의 형태에 따른 바람직한 구성을 나타낸다. 도시된 실시형태에 있어서, 플라스틱 필름(10)이 감압 접착제(PSA)로 코팅된 이형지(12)에 라미네이팅된다. 도시한 바와 같이, 참조 번호(16)은 본 명세서에 기재된 바와 같은 코팅 재료로 상기 플라스틱 필름(10)의 표면 처리에 의해 생성 표면을 나타낸다. 바람직하게는 상술한 바와 같이, 상기 필름(10)은 PU 필름일 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 필름(10)의 표면 처리는 상기 필름(10)에 대하여 구별되는 층이 아닌 표면(16)을 생성한다. 즉, 다른 구별층으로 두층을 분리하는 상기 필름(10) 및 상기 표면(16) 사이를 엄격하게 규정하는 경계는 없다. 오히려, 상기 재료 조성물이 하나의 재료에서 다른 재료로 점진적으로 이동하도록 상기 필름(10)의 약품 처리에 의해 상기 표면(16)이 형성된다.
상기 코팅 재료의 점진 이동 본질은 상기 필름 가요성/신장성의 유지에 크게 기여한다. 일반적으로, 2개의 메카니즘이 상기 점진 이동을 설명하는데 사용될 수 있다. 첫번째, 상기 코팅 용제는 상기 폴리우레탄 필름과 양호한 상용성을 갖도록 선택된다. 따라서, 상기 용제는 상기 폴리우레탄 필름을 팽윤시키고, 상기 표면 처리로부터의 고체 코팅 재료를 상기 폴리우레탄 필름의 매트릭스 내부로 운반한다. 상기 PU 필름 매트릭스에 상기 처리로부터의 코팅재의 포함은 하부면의 밀도를 증가시킨다. 두번째, 일반적으로 모든 플라스틱 재료와 같이 PU 필름의 최외면은 나노 미터 단위로 거칠다. 상기 코팅 재료로 처리시에, 바람직하게 평활한 표면이 되도록 골짜기 영역은 코팅 재료로 채워진다. 경우에 따라서, 확대하여 육안으로 관찰함으로써 이들 두개의 효과로 인한 적어도 일부분에 있어서, 상기 언더라잉 기판 재료의 상면의 상부 또는 프라우드를 잔존하는 처리로부터의 코팅 재료의 두께 및/또는 양은 상기 처리 재료를 도포하는데 사용하는 코팅 중량의 관점에서 비교적 작다. 실제로는 실시형태에 따라서는 인지할 수 없다.
플라스틱 필름으로의 코팅 성분의 확산 또는 이동의 능력은 코팅 성분의 물리적 사이즈, 플라스틱 필름과의 상용성 등의 다수 인자에 따른다. 작은 사이즈이고, 또는 상기 플라스틱 필름과 양호한 친화성을 갖는 코팅 성분은 크고 열악한 친화성을 갖는 성분 보다 빨리 확산될 수 있다. 통상의 코팅 포뮬레이션은 사이즈 및/또는 플라스틱 필름과의 친화성이 다른 수개의 성분을 포함하기 때문에, 상기 플라스틱 필름으로 확산/이동되는 코팅 재료의 조성물은 개시 포뮬레이션의 조성물과 실질적으로 다를 수 있다. 결과적으로 이것은 상기 개시 코팅 포뮬레이션의 조성물과도 다른, 상기 플라스틱 필름 상부를 잔존시키는 신규한 코팅층용 조성물이 된다.
바람직하게는 하나의 실시형태에 있어서의 표면 처리는 약 0.1∼25㎛ 범위의 건조 코팅 두께로 표면 처리 재료를 도포하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리는 약 1∼15㎛ 범위의 건조 코팅 두께로 표면 처리 재료를 도포하는 것을 포함한다. 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리는 약 4∼10㎛ 범위의 건조 코팅 두께로 표면 처리 재료를 도포하는 것을 포함한다. 경우에 따라서, 상기 기판 재료의 상면의 상부를 연장하거나 프라우드를 시팅한 것과 구별할 수 있거나 또는 잔존하는 코팅 재료의 얻어지는 두께는 실질적으로 도포된 코팅 체적 보다 작다.
또한, 상술한 2개의 효과는 상기 언더라잉 기판의 상면 상부를 남기는 표면 처리 재료의 적어도 상대적으로 박막인 일부가 되게 한다. 따라서, 처리 재료(예를 들면, Silia-MaxTM 등)가 상대적으로 높은 표면 경도로 인하여 단단한 표면 용도로 일반적으로 더욱 알려져 있지만, 상기 점차 이동 본성에 따른 상대적 박막 두께는 상기 처리 필름 또는 라미네이트의 가요성 및/또는 신장성이 크게 유지된다는 사실에 기여한다. 예를 들면, 하나의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 처리 필름 또는 라미네이트는 결함(즉, 크래킹, 브레이킹, 클라우딩 등)없이 적어도 20% 신장을 견딘다. 다른 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 처리 필름 또는 라미네이트는 결함없이 적어도 50% 신장을 견딘다. 또 다른 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 처리 필름 또는 라미네이트는 결함없이 적어도 80% 신장을 견딘다. 그러나, 상기 표면 처리에 사용되는 재료의 코팅량, 경화량 및/또는 종류, 언더라인 베이스 필름의 조성물, 및 다른 인자에 따라서, 상기 처리 라미네이트/필름의 결함없이 약 150%∼300%까지의 신장이 달성될 수 있다. 통상, 상기 플라스틱 필름으로의 높은 침투성 및/또는 낮은 도포량이 보다 높은 신장성을 얻게 한다. 이 점에서 사용되는 것으로서, 결함은 예를 들면, 크래킹, 헤이징 또는 화이트닝으로 나타내는 바와 같이 투명성의 손실 및/또는 헤이즈 증가의 개시를 말한다.
상기 효과는 모두 예를 들면, 헤이즈%의 감소로 나타내는 바와 같이(표 1 참조), 얻어진 구성의 표면 반사율 및 광택도 및 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 150㎛ 두께 Dureflex® PU 필름의 광택도(도 2 참조)의 증가를 향상시킬 수 있다. 상기 헤이즈% 측정은 PET 캐리어를 박리한 후의 PU 필름에 대해 측정한다. 상기 광택 측정에 대해서는 상기 PET 캐리어 대해서 잔존한 PU 필름을 측정한다.
샘플 헤이즈 %
미처리 150㎛ 두께의 제1샘플 필름(대조 샘플) 2.77
제1예시 처리 용액의 5㎛코팅량으로 처리된 150㎛ 두께의 제1샘플 필름 2.03
제1예시 처리 용액의 10㎛코팅량으로 처리된 150㎛ 두께의 제1샘플 필름 1.91
미처리 150㎛ 두께 제2샘플 필름(대조 샘플) 1.70
제1예시 처리 용액의 10㎛코팅량으로 처리된 150㎛ 두께의 제2샘플 필름 1.59
도 2는 60°입사각에서 적용된 휘도에 따른 광택도 측정을 나타낸다. 기재된 샘플은 나타낸 각각의 도포량으로 도포된 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 150㎛ 두께 제 1 샘플 필름을 나타낸다. 기재된 대조 샘플은 미처리되었다.
또한, 상기 처리 재료의 점진 이동은 표면을 "경화"시키는 작용을 하고, 이것은 결과적으로 유연한 필름상에 빈번하게 관찰되는 "오렌지 필(orange peel)" 영향의 외관을 제거하는데 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따라서 처리된 필름 및/또는 라미네이트 샘플의 내오염성을 평가하는 각종 테스트가 행해졌다. 상기 테스트는 상기 샘플을 각종 얼룩 및/또는 오염 물질 및/또는 윤활유, HCL, 루핑 타르, 카펫 시험용 오염 혼합물 등의 조건에 대해서 행하는 것을 포함한다.
하나의 예시 실험에 있어서, 이형지 상의 (PSA)에 적층된 150㎛ 두께 제 1 샘플 필름은 본 명세서에 기재된 제 1 예시 처리 재료, 즉, Sila-MaxTM 코팅 재료의 5㎛ 및 15㎛ 두께(웨트 두께) 도포량으로 표면 처리되었다. 상기 표면 처리된 샘플은 약 3∼5분 동안 약 80℃의 가열 오븐에서 건조되었고, 100피트/분의 속도로 206mJ/cm2 조사 에너지의 수은 램프를 사용하여 UV 조사에 의해 더 경화되었다. 경화 후, 이형지가 제거되었고, 표면 처리된 PU 필름이 PSA층을 통해 알루미늄(Al) 플레이트에 부착되었다. 구동 환경의 포장면으로부터 먼지 및 에어본 윤활유에 대한 노출을 에뮬레이션하기 위해, 상기 제조된 샘플을 캐링하는 Al 플레이트가 비교를 위해 현재 시판되는 제품과 함께 48시간 동안 폐윤활유(Pennzoil, 10W30)에 침지되었다. 48시간 테스트 후, 상기 샘플은 폐윤활유 중에서 꺼내지고, 세정제와 물로 깨끗히 세정되었다. 표면 처리된 필름 샘플은 관찰되었고, 현재 시판품과 비교되어 폐윤활유 테스트의 결과로서 어떠한 색상의 변화(황변)를 평가했다. 도 3은 상기 샘플을 상기 폐윤활유 테스트를 행한 후, 랩 컬러 스케일에 관하여 상기 샘플의 측정 b값을 나타낸다. 기재된 샘플은 표시된 각각의 코팅량으로 도포된 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 150㎛ PU 필름을 나타낸다. 상기 기재된 대조 샘플은 미처리되었다. 또한, 비교를 위해 제품-1, 제품-2 및 제품-3이 라벨링된 시판품이 열거되었다. 시판품 및 미처리 PU 필름에 대하여 단호한 색변화(즉, 황변 및/또는착색)이 관찰되는 반면에, 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 PU 필름에 대해서는 작은 색변화가 관찰되었다.
다른 실시형태에 있어서, 제 1 및 제 2 예시 필름의 150㎛ 두께 샘플이 15㎛∼5㎛ 웨트 두께 도포량으로 제 1 예시 처리 용액으로 처리되었다. 이어서, 상기 샘플은 3∼5분 동안 약 80℃에서 건조되었고, 100피트/분의 속도로 206mJ/cm2 조사 에너지의 수은 램프를 사용한 UV로 더욱 경화시켰다. 그 처리된 샘플은 동일한 공정 후, 폐유활유에서 다시 테스트되었다. 상기 대조 샘플 및 처리된 PU 샘플의 b값이 도 4에 나타내어진다. 상기 제 1 및 제 2 예시 필름의 대조 샘플은 상기 제 1 예시 처리 용액에 의한 처리 후에 현저하게 감소되는 유사한 b값을 갖는다. 상기 처리됨 샘플은 5㎛ 웨트 코팅 두께에 의해서라도 테스트된 시판품 보다 훨씬 양호했다. 상기 b값은 15㎛ 샘플과 거의 동일한 b값을 갖는 5㎛∼10㎛ 도포 두께를 증가시킴으로써 약간 감소된다.
도 4는 상기 샘플을 상기 폐윤활유 테스트한 후 랩 컬러 스케일에 대한 상기 샘플의 측정된 b값을 나타낸다. 상기 기재된 샘플은 나타낸 각각의 코팅량으로 도포된 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 예시 필름 1 및 2에 따라서 150㎛두께 필름을 나타낸다. 상기 기재된 대조 샘플은 미처리되었다.
바닥면 상에 50㎛ 두께 PSA 층을 갖는 150㎛ 두께 제 1 예시 필름의 가요성이 상기 제 1 예시 처리 용액의 15㎛ 웨트 코팅량으로 처리되었다. 처리 후, 100% 신장시의 인장 응력이 측정되어 그 일치성을 평가했다. 비교를 위해, 또한 시판품의 인장 특성이 측정되었고, 도 5에 플로팅되었다. 시판품의 결과는 제품 1, 제품 2 및 제품 3으로 라벨링되었고, 또한 미처리 150㎛ 두께 제 1 예시 필름(즉, 대조 샘플)의 결과도 나타내어진다.
높은 가요성 및 박막 코팅 두께로 인하여, 본 발명의 형태에 따른 표면 처리 필름 샘플이 (i) 시판의 비교 샘플 제품-1의 것과 유사하고, (ii) 시판의 비교 샘플 제품-2의 것보다 약간 낮으며, (iii) 시판의 비교 샘플 제품-3의 것보다 약간 높은 100% 신장시의 응력을 나타낸다.
바닥면 상에 PSA층을 갖는 표면 처리 제 1 예시 필름의 내충격성은 적당한 테스트 방법 - 즉, the American Society for Testing and Materials(ASTM)으로서 공지된 ASTM International에 의해 변형 ASTM D968-93을 사용하여 평가됐다. 더욱 구체적으로는 샘플이 이하와 같이 제조 및 테스트되었다. 우선, 상기 라미네이트의 이형지가 제거되었고, 표면 처리 PU 필름이 PSA층을 통해 Al 패널로 적층되었다. 상기 구동 환경의 에어본 스톤 및 파편에 대한 노출을 에뮬레이션하기 위해, 중금속 홀더 상에 상기 Al 패널이 강하게 장착되었다. 충격 재료로서 직경 입자 사이즈가 3/8∼1/2인치인 5파운드의 모래 혼합물이 사용되었다. 상기 모래 혼합물은 3미터 길이 및 0.5인치 직경의 스테인레스 강 튜브의 상부로부터 부어졌다. 상기 모래 혼합물은 속도가 증대되었고, 튜브에 있을 때, 튜브의 바닥면으로서 3인치에 위치되고 45°각도로 있는 Al 패널을 운반한 샘플에 대해 충격을 주었다. 상기 모래 혼합물이 상기 튜브로부터 모두 흘러 나온 후, 상기 Al 패널이 상기 중금속 홀더로부터 제거되었다. 느슨하게 부착된 먼지 및/또는 기타 입자를 블로잉 제거한 후, 상기 샘플의 충격 면적이 관찰되었고, 동일한 테스팅을 행한 시판품과 비교되었다. 그 결과는 상기 표면 처리 샘플의 내충격성이 시판품과 동등하다고 생각되었다.
또한, 본 명세서의 하나 이상의 실시형태에 따라서 처리된 표면인 필름 및/또는 라미네이트 샘플에 대하여 통상의 그레블로미터 테스팅(gravelometer testing)이 행해졌다. 상기 샘플은 산업적 표준에 따라서 행해진 상기 테스팅을 통과했다.
또한, 태양광으로의 노출을 에뮬레이션하기 위해, 상기 제 1 예시 처리 용액의 15㎛ 웨트 코팅으로 처리된 제 1 예시 필름의 150㎛ 두께 샘플에 대하여 UV 크세논 내후계 테스트가 행해졌다. 또한, 시판품(즉, 제품-1, 제품-2 및 제품-3)은 제 1 예시 필름의 미처리 샘플(즉, 대조 샘플)과 함께 테스트되었다. 상기 b*값(Δb*) 및 전체 색상(ΔE)의 변화는 상기 테스팅하기 전과 후를 측정하였다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 2000시간 후의 모든 샘플에 대하여 매우 작은 변화가 관찰되었다. 실질적으로, 1.0미만인 모든 색변동은 육안으로 거의 인지될 수 없다.
제 1 예시 처리 용액(즉, Sila MaxTM 코팅)은 제조자로부터 기술 데이타에 따라서 3H 연필 경도를 갖는다. 한편, 상기 제 1 및 제 2 예시 PB 필름은 상기 코팅 미만의 몇몇의 등급인 약 3B의 연필 경도를 갖는다. 그러나, 상기 PU 필름이 제 1 예시 코팅액으로 처리되면, 실질적으로 상기 처리된 PU 필름은 가용성을 유지하고 연신성이 잔존한다. 이러한 모순적인 특성은 종래 기술에서는 예상하거나 또는 예측할 수 있는 것이 아니였다. 도 7에 있어서, 하드 코팅이 있거나 없는 각종 플라스틱 필름의 경도 및 연신성이 비교된다. 여기서, "연신성"은 결함없이 손으로 실온에서 상기 플라스틱 필름이 신장될 수 있는 것을 의미한다. PU, 폴리비닐 클로라이드, 고무 및 폴리올레핀 등의 시판의 연신성 플라스틱 필름은 모두 매우 소프트한 표면을 갖는다. 아크릴 및 폴리카보네이트 등의 단단한 면을 지닌 플라스틱 필름은 연신되지 않는다. 본 발명의 형태에 따라서 처리된 PU 필름은 소프트한 PU에서 매우 단단한 코팅으로의 점진적 이동의 결과인 매우 단단한 면과 매우 소프트한 플라스틱 코어를 효율적으로 결합한다. 또한, 상기 플라스틱 필름 또는 라미네이트로의 코팅 재료의 관통은 강한 접착성 등의 다른 소망의 이익을 가져온다. 특히, 상기 코팅 필름이 연신 또는 연신없이 벤딩되거나 또는 불균일 표면과 일치되는 경우, 상기 접착성이 중요하다.
다른 실시형태에 있어서, 상기 PU 필름 표면은 열경화성인 처리 용액으로 처리되었다. 이들 용액은 각각 두개의 부분, 즉, MEK(methyl ethyl ketone) 및 IPA(isopropyl alcohol)의 공용제에서 10% 고체를 지닌 수지 용액, 및 상응하는 경화제를 함유한다. 제 1 열경화성 처리 용액에 대한 수지 용액의 점도는 0.90mPa·s이고, 제 2 열경화성 처리 용액에 대한 수지 용액의 점도는 0.93mPa·s이었다. 이들 경화제는 모두 백색 고체 분말이었다. 상기 열경화성 코팅 용액이 100중량부의 수지 용액에 0.5중량부의 경화제를 혼합함으로써 제조되었다. 높은 광학적 투명성을 갖는 코팅을 얻기 위해, 두꺼운 코팅은 높은 헤이즈%를 야기하기 때문에 코팅의 건조 두께는 1㎛이 권장된다.
제 1 및 제 2 예시 필름의 150㎛ 두께 샘플은 10㎛ 웨트 코팅 두께를 지닌 상술의 두개의 열경화성 처리 용액에 의해 처리되었다. 상기 샘플은 약 3∼5분 동안 약 60℃에서 최초 건조되어 용제가 제거되었고, 이어서, 약 1분 동안 약 120℃에서 열경화되었다. 미처리 대조 샘플과 함께 표면 처리 필름이 폐윤활유에 대한 내성 및 일치성에 대해서 평가되었다. 그 결과는 표 2에 나타내어진다.
샘플 100 신장시의 인장 강도[N/mm2] 100% 신장시의 외관 b값(폐윤활유 테스트 후)
미처리된 제1예시 필름(대조 샘플) 9.4 투명 26.0
제1열경화성 처리 용액으로 처리된 제1예시 필름 6.0 투명 4.7
제2열경화성 처리 용액으로 처리된 제1예시 필름 5.9 투명 13.0
미처리된 제2예시 필름(대조 샘플) 10.2 투명 26.0
제1열경화성 처리 용액으로 처리된 제2예시 필름 6.2 투명 1.4
제2열경화성 처리 용액으로 처리된 제2예시 필름 5.6 투명 2.1
표 2에 나타내는 바와 같이, 100% 신장시의 인장 강도는 두개의 열경화성 처리 용액으로 처리됨으로써 현저하게 감소되어 일치성이 개선된다. 100% 신장 후에 광학적 투명성의 변화는 현저하지 않았다. 두개의 예시 필름에 대하여 폐윤활유 테스트에서의 그들의 성능으로 증명된 바와 같이, 오염 내성이 두개의 열경화성 처리 용액으로 처리된 후, 현저하게 개선되었고, 제 1 예시 필름보다 제 2 예시 필름에 대해서 더욱 개선되었다.
또한, 처리 재료의 낮은 표면 에너지로 인하여 상기 제 1 예시 처리 용액으로 처리된 PU 필름은 표 3에 나타낸 바와 같이 현저한 표면 에너지 감소를 나타내었다. 실질적으로 제 1 예시 처리 용액의 특성 중 하나는 상기 처리 표면이 나노 입자에 대한 두께를 넘는 농도 구배를 나타내고, 하부면 보다 최외면에 나노 입자가 더욱 존재하는 것이다. 이것은 코팅 공정 동안에 경화 전에 나노 입자가 상면으로 이동하고, 경화 동안에 그 자리에 정착된다는 것이 이론상 상정된다. 상기 표면에 대한 저표면 에너지 성분의 이동은 표면 에너지를 최소하는 경향을 갖는 자연력과 관련된다. 본 명세서에 기재된 표면 처리에 의해 생성된 PU 필름의 저표면 에너지는 우수한 박리면을 제공한다.
샘플 총표면 에너지
[mN/cm]		 극성 성분
[mN/cm]		 비극성 성분
[mN/cm]
미처리 제2예시 필름
(대조 샘플)		 40.1 34.6 5.5
제1예시 처리 용액의 10㎛ 웨트 코팅량으로 처리된 제2예시 필름 22.1 21.0 1.1
표 3에 나타낸 표면 에너지는 접촉각 측정을 통하여 얻어졌다. 상기 측정은 NRL Contact Angle Gonimeter에 대해서 탈이온수(D.I.water) 및 트리크레실포스페이트(TCP) 테스팅 액체를 사용하여 행해졌다. 상기 표면 에너지 값은 Geometric Mean Model을 사용하여 산출되었다. 상기 대조 PU 필름의 총표면 에너지는 극성 성분 34.6mN/cm 및 비극성 성분 5.5mN/cm으로 40.1mN/cm이었다. 상기 총표면 에너지는 제 1 예시 처리 용액으로 처리한 후 현저하게 감소되었고, 비극성 성분 보다 극성 성분에 대한 것이 더욱 현저했다.
저표면 에너지 특성은 상기 처리 필름을 표면 처리를 통해 생성된 표면, 플라스틱 기판 및 PSA층을 포함하는 라미네이트와 같은 자동 권취(self-wound)된 테이프가 되게 한다. 이 경우, 이형지 또는 이면 시트가 예를 들면, 도 1에 나타내는 구성으로부터 제거된다. 따라서, 이들은 비용이 저감되고 이형지나 기타 이면 재료의 폐기물이 없다.
다른 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리는 제 1 예시 처리 용액 및 지방족 우레탄 아크릴레이트의 합성물을 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 처리 용액은 다른 중량비[w/w]로 상기 제 1 예시 처리 용액과 지방족 우레탄 디아크릴레이트를 혼합함으로써 제조된다. 상기 제 1 예시 처리 용액과 우레탄 아크릴레이트를 혼합하는 것은 상기 표면 처리 용액(동일량의 코팅 재료)의 비용을 현저하게 감소시킬 수 있고, 또한 고체 함량(즉, 제 1 예시 처리 용액이 40% 고체 로딩을 가지면서 아크릴레이트는 100% 고체 로딩을 가짐)을 증가시킬 수도 있다. 보다 높은 고체 함량은 두꺼운 필름을 코팅하는데 유리하다.
예를 들면, 바람직한 우레탄 디아크릴레이트는 Sartomer Company Inc.(Extom, PA) 제작, 제품 CN2285로 시판되고 있다. 신규 또는 추가 광개시제의 첨가없이, 포뮬레이션에 있어서, 상기 제 1 예시 처리 용액 및 상기 우레탄 디아크릴레이트의 혼합물이 약 75중량% 이하의 우레탄 디아크릴레이트와 동일 비율로 UV 경화(즉, 206mJ/cm2 조사 에너지로 수은 램프를 사용하여 100피트/분에서)될 수 있다. 바람직하게는 상기 제 1 예시 처리 용액에 함유된 광경화제가 상기 합성물을 경화시키는데 충분하다. 동일한 경화 속도를 유지하기 위해 우레탄 디아크릴레이트 함량이 더 증가될 때 추가 광개시제가 첨가되어도 좋다.
하나의 실시예에 있어서, 상기 코팅 용액(즉, 제 1 예시 처리 용액 및 지방족 우레탄 디아크릴레이트의 혼합물)의 15㎛ 웨트 코팅량 또는 두께가 상기 제 1 예시 필름의 200㎛ 두께 샘플을 표면 처리하는데 사용되었다. 이어서, 생기 샘플은 약 3∼5분 동안 약 80℃에서 건조된 후, 약 206mJ/cm2 조사 에너지로 수은 램프를 사용하여 약 100피트/분에서 UV 경화되었다. 폐윤활유에 대한 내성 및 100% 신장시의 인장 응력이 평가되었고, 각각 도 8 및 9에 나타내어진다. 또한, 미처리 샘플(즉, 대조 샘플)이 테스트되었고, 그 결과는 본 명세서에 기재된 바와 같다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 도 3에 나타내는 모든 시판품을 앞지르는 상기 조성물 포뮬레이션에서의 50% 이하의 지방족 우레탄 디아크릴레이트로 우수한 내오염성이 얻어졌다. 그러나 상기 성능은 아크릴레이트 성분을 더욱 증가시킴에 따라서 열화되었다.
도 9는 (지방족 우레탄 디아크릴레이트) : (제 1 예시 처리 용액) = 25:75 중량비의 합성물 코팅으로 처리된 PU 필름은 미처리 필름과 유사한 인장 응력을 가지는 것을 나타낸다. 그러나, 상기 인장 응력은 상기 비율이 더욱 증가할수록 감소되고, 이것은 개선된 일치성이 되게 한다.
다른 하나의 실시형태에 있어서, 상기 PU 필름 표면은 다른 POSS 재료를 포함하는 다른 처리 용액(즉, 제 2 예시 처리 용액)으로 처리되었다. 상기 실시예에 있어서, 상기 코팅 용액은 Hybrid Plastics(Hattiesburg, MS)제작, 상품명 POSS® Coat MA 2310으로 시판되고 있다. 상기 코팅 용액은 POSS 나노 입자 및 아크릴레이트의 혼합물을 포함한다. 이것은 100% 고체, 조사 경화성 용액이다. 또한, 샘플은 상기 용액의 15㎛ 웨트 두께 코팅으로 상기 제 1 예시 필름의 200㎛ 두께 샘플을 표면 처리하여 제작되었고, 206mJ/cm2 조사 에너지로 퓨전 램프를 사용하여 100피트/분에서 UV경화되었다. 상기 제 2 예시 처리 용액으로 처리된 PU 필름의 폐윤활유에 대한 내성이 8.2의 b값을 나타내었고, 이것은 미코팅 PU 필름 보다 현저히 양호한 것이다(예를 들면, 도 4 참조).
실질적으로, 코팅 또는 처리 용액 포뮬레이션은 무기성 입자, 무기-유기 혼성 입자 및/또는 폴리머 입자를 함유할 수 있다. 바람직한 무기성 입자는 예를 들면, 칼슘 카보네이트, 티타늄 디옥사이드, 실리카, 알루미나, 징크 술피드, 징크 옥사이드, 안티몬 옥사이드, 바륨 술페이트 등이 포함된다. 바람직한 유기-무기 입자는 실세스퀴녹산 화합물에서 유래된 재료를 포함한다. 예를 들면, 매우 다양한 기능을 지닌 폴리하이드랄 올리고머릭 실세스퀴녹산(POSS) 재료의 다수의 유기-무기 혼성 입자가 시판되어 있다. 바람직한 유기 입자는 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 입자가 포함된다. 이들 입자는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
하나의 실시예에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, UV 경화성 POSS 함유 재료(Hybrid Plastics(Hattiesburg, Ms) 제작, 상품명 Acrylo POSS Cage Mixture(MA0736))와 지방족 우레탄 아크릴레이트(Sartomer Inc. 제작, 상품명 CN2285)를 혼합함으로서 제조된 처리에 의해 임의의 투명 연신성 필름이 제조되었다. 상기 처리 용액은 10㎛ 웨트 두께로 제 2 예시 PU 필름의 200㎛ 두께 샘플에 도포되었다. 상기 코팅된 PU 필름은 5분 동안 80℃에서 건조되었고, 200mJ/cm2 조사 에너지로 수은 램프를 사용하여 UV 경화되었다.
성분 %
MEK 46.5
지방족 우레탄 아크릴레이트 46.5
POSS 함유 재료 4.6
벤조페논 2.4
총계 100
이와 같이 코팅된 폴리우레탄 필름은 광학적 투명성이 거의 변화없이 100% 이상으로 연신될 수 있다. 그 결과, 상기 POSS® 코트 MA 2310으로 처리된 PU 필름과 비교하여, 유기 용제의 존재가 코팅 성분에 중요하여 상기 처리된 PU 필름을 관통하여 상기 처리된 PU 필름의 가요성을 유지한다고 추측된다. 2일 동안 폐윤활유에 침지된 후의 상기 코팅 폴리우레탄 필름의 b값은 1.77∼5.23으로 변화되었다.
다른 실시예에 있어서, 매트 가공 연신성 보호 필름은 폴리아미드계 폴리머 입자를 포함하는 용제계 분산액에 의한 처리로 얻어졌다. 특히, 상기 처리는 용제로서 MEK; 평균 입자 사이즈 5㎛인 초미세 폴리아미드 분말(Arkema Inc. 제작의 상품명 Orgasol® 2001 UD Nat 2으로 시판); UV 경화성 지방족 우레탄 아크릴레이트(즉, Sartomer Inc. 시판의 CN2285); UV 경화성 POSS 재료(즉, Hybrid Plastic Inc. 제작의 Acrylo POSS Cage Mixture(MA0736)); 및 광개시제로서 벤조페논(Sigma-Aldrich 시판)을 포함한다. 각각의 성분의 조성물은 표 5에 기재된다.
성분 %
MEK 41.0
지방족 우레탄 아크릴레이트 41.0
초미세 폴리아미드 분말 11.8
POSS 함유 재료 4.1
벤조페논 2.1
총계 100
상기 코팅 분산액은 2mil MelinexTM PET 기판 및 15㎛ 웨트 두께로 200㎛ 제 1 예시 PU 필름에 도포되었다. 상기 샘플은 5분 동안 80℃에서 건조되었고, 200mJ/cm2 조사 에너지로 수은 램프를 사용하여 UV 경화되었고, 상기 코팅된 필름 샘플의 60°광택도 및 연신성이 측정되어 표 6에 기재되었다.
PU PET
60°광택도 연신성 60°광택도 연신성
4.3 >300% 13 연신 불가능
상기 PU 필름에 도포된 코팅의 60°광택도는 상기 PET 필름에 도포된 동일한 코팅 보다 실질적으로 낮고, 상기 코팅된 PU 필름은 크래킹없이 300% 이상 연신성이 유지된다. 이것은 상기 PU 필름에 도포된 코팅에 대한 낮은 광택도가 상기 PU 필름으로의 상기 코팅 성분의 이동과 관련되는 것이 이론상 상정된다. 상기 코팅이 상기 PU 필름에 도포되면, POSS® MA0736 및 CN2285 등의 다른 분자와 용제가 상기 PU 필름으로 빠르게 확산된다. 상대적으로 큰 폴리아미드 입자는 후에 잔존된다. 이것은 개시 코팅 조성물에서 보다 폴리 아미드 입자의 농도가 높은 코팅층이 되게 한다. 한편, 상기 코팅이 거의 또는 분산이 일어나지 않는 PET 필름에 도포되면, 상기 코팅층은 상기 개시 코팅 조성물과 동일한 농도로 여전히 균일하다. 플라스틱 필름으로 다른 코팅 성분의 불균일의 구별된 확산에 의해 얻어진 이들 "농축" 또는 "여과" 효과는 내마모성, 낮은 광택도, 방현, 내약품성 등의 표면 관련 코팅 특성을 최대가 되게 한다. 한편, 상기 코팅 표면 상의 입자의 소망의 농도는 상기 코팅 표면 보다 낮은 입자 농도를 갖는 코팅 처방을 사용하여 얻어질 수 있다. 그 결과, 상기 코팅 포뮬레이션에서의 입자량은 감소될 수 있고, 상기 코팅 포뮬레이션은 낮은 점도로 제조될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 처리 용액은 1-메톡시-2-프로판올 용제에 10% 아크릴산 폴리머(Arkema Inc. 제작의 상품명 Plexiglas V825로 시판)로 제조되었다. 상기 용액은 15㎛ 웨트 두께로 200㎛ 두께 제 2 예시 PU 필름상에 코팅되어 5분 동안 80℃에서 건조되었다. 이렇게 얻어진 코팅된 PU 필름은 광학적으로 투명하였다. 그러나, 연신 시, 상기 처리된 PU 필름은 즉시 헤이즈가 발생하고 크랙이 생긴다. 이것은 상기 아크릴 폴리머 쇄의 큰 사이즈로 인하여 상기 아크릴 재료가 상기 PU 필름으로 확산될 수 없고, 그 결과, 연신 시에 상기 코팅이 헤이즈가 발생하고, 크랙이 생긴다고 이론상 상정된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 현미경 사진은 설명된 바와 같이, 각종 필름으로 상기 처리 용액의 관통 또는 이동을 나타낸다. 두개의 경우에 있어서, 동일한 습식 코팅량의 제 1 예시 처리 용액이 제 2 예시 PU 필름에 도포되었고, 비교를 위해 MelinexTM PET 필름에 도포된다. 여기서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 현저한 구별층(즉, 약 7㎛)이 상기 PET 필름의 표면 상 및/또는 상부에 형성된다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 PU 필름의 표면 상 및/또는 상부에 실질적으로 보다 적게 두꺼운 층(약 0.5㎛)이 형성된다. 확인할 수 있는 바와 같이, 이것은 후자 실시예에 있어서 PU 필름의 표면 하방의 처리의 현저한 이동 또는 관통으로 인한 것이다. 여기서, 90% 이상의 코팅 성분은 상기 PU 필름으로 확산된다. 또한, 상기 PU 필름의 표면 상 및/또는 상부에 형성된 층은 약 2미크론 이하이다. 또한, 상기 PU 필름의 표면 상에 잔존하는 코팅의 두께는 약 0.5㎛∼3㎛이다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 PU 필름의 표면에 잔존하는 코팅은 약 0.5㎛∼1.0㎛이다.
또한, 도 12를 참조하면, FTIR 화상 분석을 행하여 도 11에 나타낸 처리 PU 필름으로 상기 제 1 예시 처리 용액의 관통, 확산 및/또는 이동을 연구했다. 상기 샘플은 약 15∼20㎛ 두께로 커팅되었고, 픽셀 사이즈 1.56㎛로 ATR 화상 시스템(Perkin Elmer Spotlight 400 제작)에 의해 분석되었다. 상기 FTIR 화상은 스펙트럼 분해능 4cm-1 및 공간 분해능 약 3㎛로 수집되었다. 400×400㎛2 화상 사이즈에 대해서, 각 지점에서 2스캔이 평균되었고, 25×85㎛2 화상 사이즈에 대해서, 각 지점에서 32스캔이 평균화되어 양호한 품질의 스펙트럼을 얻었다. 상기 Sila MaxTM 처리 용액으로부터 미반응 이중 결합과 관련된 810cm-1에서의 IR 흡수 피크는 Sila MaxTM 코팅 재료의 대표로 사용된다. C-H 면외 굽힘 변형과 관련된 779cm-1에서의 IR 흡수 피크는 상기 PU 재료를 나타내는데 사용된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 810cm-1∼779cm-1의 상대 피크 강도는 증가된 깊이로 서서히 하강하지만, 적어도 25㎛까지 식별된다. 따라서, 이것은 상기 PU 필름의 표면으로부터 상기 PU 필름내로 깊이로 서서히 감소되는 농도로 적어도 25㎛의 깊이까지 상기 PU 필름으로 처리 용액이 관통, 확산 또는 이동되는 것을 나타낸다.
하나의 예시 실시형태에 따라서, 상기 표면 처리는 상기 필름의 25㎛ 만큼 관통, 확산 또는 이동하는 것이 바람직하다. 하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리는 상기 필름으로 50㎛ 만큼 관통, 확산 또는 이동한다. 바람직하게는 상기 필름으로 관통의 깊이가 서서히 감소되는 농도 구배를 갖도록 상기 처리 용액은 상기 필름으로 이동 또는 관통한다.
또한, 도 1을 재참조하면, 사용시, 상기 이형지(12)는 상기 구조물로부터 제거되고, 상기 PSA층(14)은 외방을 향하여 상기 필름(10)의 처리면(16)을 지닌 소망의 대상의 표면에 상기 처리 필름(10)을 부착하는데 사용된다. 예를 들면, 상기 필름은 차체면 또는 보호되기 소망되는 다른 표면에 상기 방법으로 선택적으로 도포된다. 연신성, 가요성 및 또는 신장성이 유지되는 사실로 인하여, 상기 필름은 복합체 및/또는 다른 곡면에 용이하고 평탄하게 도포될 수 있는 것을 의미있다. 또한, 다른 방법은 소망의 표면에 상기 필름(10)을 접착 또는 점착하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 다른 실시형태에 있어서, 기능층이 없는 선택적 접착제가 사용될 수 있다. 특히, 약한 접착력 및/또는 낮은 표면 장력(즉, 우수한 젖음성)을 지닌 실리콘 재료의 층이 사용될 수 있다. 따라서, 도포되는 대상물의 표면에 상기 기능층이 용이하게 도포되거나 또는 일치되고, 공기가 상기 기능층과 대상물 표면 사이에서 배기됨으로써, 그 사이는 진공이 된다. 이들 진공 및/또는 외부 공기압은 상기 대상물의 표면에 상기 필름(10)을 유지한다. 물론, 본 기술분야에서 공지된 선택사항 없는 게코 모방(gecko-mimetic)의 기능 재료 등의 다른 접착제가 사용되어도 좋다.
경우에 따라서, 본 명세서에 기재된 특정 예시 실시형태에 관하여, 임의의 구조 및/또는 기능 특징은 규정된 원소 및/또는 성분에 포함되는 것으로 기재하는 것을 이해된다. 그러나, 이들 특징은 동일 또는 유사 이익에 대해서, 적당한 다른 요소 및/또는 성분을 포함하는 것을 의미한다. 또한, 예시 실시형태의 다른 특징이 적당하게 선택적으로 사용되어 소망의 용도에 적합한 또 다른 실시형태, 본 명세서에 기재된 특징의 각각의 장점을 실현시킴으로써 상기 또 다른 실시형태를 달성하는 것이 이해된다.
본 명세서에 기재된 특정 원소 또는 성분은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그들의 조합을 통하여 기능적으로 바람직하게 행해질 수 있음이 이해된다. 또한, 본 명세서에서 함께 포함되는 임의의 원소는 적당한 환경하에 독립형 원소이어도 또는 분리되어도 좋다. 동일하게, 하나의 특정 원소로 행해지는 바와 같이 기재된 복수의 특정 기능이 복수의 특정 원소를 독립적으로 하여 각각의 기능을 행하게 하는 것에 의해 이루어지고, 임의의 각각의 기능이 분리되어 개념안에서 행하는 복수의 특정 원소에 의해 행해질 수 있다. 또한, 다른 것과 구별되는 본 명세서에 기재 또는 나타낸 수개의 원소 또는 성분은 물리적 또는 기능적으로 적당하게 조합될 수 있다.
도 1에 나타내는 라미네이트는 다른 방법으로 제조될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 2mil 두께 폴리에스테르 캐리어 상에 압출된 150㎛ 두께 제 2 예시 PU 필름은 Argotec Inc.으로부터 얻어진다. 상기 PU 필름은 제 1 및 제 2 주요면을 갖는다. 상기 제 1 주요면이 노출되고 상기 제 2 주요면이 상기 폴리에스테르 캐리어에 부착된다. 상기 제 1 예시 Sila MaxTM처리 용액이 Chisso Corp.으로부터 얻어졌다. 또한, 용제계 PSA 용액이 제조되었다. 우선, 상기 PSA 용액이 상기 PU 필름의 제 1 주요면 상에 도포되었고, 상기 용제가 고온에서 건조되어 제거되었다. 이어서, 도 1에 나타낸 바와 같이 PSA 도포된 PU 필름이 폴리에스테르 이형지(12)에 적층되고, 상기 폴리에스테르 캐리어가 박리되었다. 이어서, 상기 PU 필름의 제 2 주요면이 노광되었다. 상기 Sila MaxTM 처리 용액은 상기 PU 필름의 제 2 주요면에 도포되었고, 고온에서 건조되어 상기 용제를 제거하고, 이어서 수은 UV 램프를 사용하여 경화되었다.
또한, 상기 처리는 열 및/또는 방사선 경화를 포함해도 좋다. 바람직하게는, 상기 처리 용액은 상기 언더라잉 PU 또는 기타 필름(10)으로 확산되기 때문에, 상기 필름으로 확산된 재료가 리시브되거나 또는 경화 방사선으로 노출되도록 상기 경화 방사선에 대하여 적어도 일부분이 투명한 필름(10)이 바람직하다.
요컨대, 본 명세서는 바람직한 실시형태를 참조하여 설명한다. 본 명세서를 판독할 때, 당업자에게 변형 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 본 발명은 첨부된 청구항 또는 그 등가물의 범위내에 포함되는 한, 이러한 변형 및 변경을 모두 포함하는 것으로 이해되는 것이 의도된다.

Claims (35)

  1. 플라스틱 필름, 및
    상기 플라스틱 필름의 주요면에 코팅 포뮬레이션으로서 도포된 하나 이상의 성분을 함유하는 표면 처리를 포함하는 보호 시트로서:
    상기 하나 이상의 코팅 성분은 적어도 일부분이 상기 플라스틱 필름으로 확산되는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름은 실온에서 신장성/연신성인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름은 폴리우레탄(PU) 필름인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름은 폴리비닐 클로라이드(PVC) 필름인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 용제계인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 방사선 경화성인 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 열 경화성인 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  8. 제 1 항에 있어서,
    방사선 및 열 경화성인 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 나노 사이즈 유기 입자, 나노 사이즈 무기 입자 또는 나노 사이지 유기-무기 혼성 입자 중 적어도 하나를 함유하는 나노 사이즈 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 지방족 우레탄 아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 실세스퀴옥산 화합물로부터 유래된 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 코팅 포뮬레이션.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 용제는 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤 또는 이소프로필알콜 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 코팅액.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리 후에는 코팅 및 필름이 분리 구별층으로 구획되는 규정 경계가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅 포뮬레이션은 하나 이상의 코팅 성분을 캐링하는 PU 필름으로 확산되는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 성분의 적어도 10%는 상기 플라스틱 필름으로 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 성분의 적어도 20%는 상기 플라스틱 필름으로 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 성분의 적어도 30%는 상기 플라스틱 필름으로 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 성분의 적어도 40%는 상기 플라스틱 필름으로 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 성분의 적어도 50%는 상기 플라스틱 필름으로 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름으로 확산된 상기 코팅 성분의 농도는 상기 플라스틱 필름의 깊이에 따라서 점차적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름으로의 상기 코팅 성분의 확산은 상기 플라스틱 필름의 상부의 코팅층에 대하여 개시 코팅 조성물과 다른 신규한 조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  22. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 처리 후의 필름은 결함없이 적어도 25%의 신장을 견딜 수 있는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  23. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 처리 후의 필름은 결함없이 적어도 50%의 신장을 견딜 수 있는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  24. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 처리 후의 필름은 결함없이 적어도 75%의 신장을 견딜 수 있는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  25. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 처리 후의 필름은 결함없이 적어도 100%의 신장을 견딜 수 있는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  26. 제 1 항에 기재된 보호 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 라미네이트.
  27. 제 27 항에 있어서,
    상기 보호 시트는 감압 접착제(PSA)가 코팅된 이형지에 라미네이팅되는 것을 특징으로 하는 라미네이트.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 보호 시트는 자동 권취되고 이형지가 없는 것을 특징으로 하는 라미네이트.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 보호 시트는 실질적으로 접착제를 포함하지 않는 기능층에 라미네이팅되어 상기 라미네이트를 대상물의 표면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 라미네이트.
  30. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅 용액은 상기 PU 필름으로 적어도 25㎛ 확산하는 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  31. 제 3 항에 있어서,
    상기 PU 필름의 주요면에 잔존하는 코팅의 두께는 약 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  32. 제 3 항에 있어서,
    상기 PU 필름의 주요면에 잔존하는 코팅의 두께는 약 0.5㎛∼약 3㎛인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  33. 제 3 항에 있어서,
    상기 PU 필름의 주요면에 잔존하는 코팅의 두께는 약 0.5㎛∼약 1㎛인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  34. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅 용액의 웨트 코팅량은 약 0.1㎛∼약 25㎛인 것을 특징으로 하는 보호 시트.
  35. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라스틱 필름은 상기 경화 방사선에 대하여 적어도 일부분이 투명한 것을 특징으로 하는 보호 시트.
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