KR20130025372A

KR20130025372A - 거친 표면을 보호하기 위한 반투명 필름

Info

Publication number: KR20130025372A
Application number: KR1020127025027A
Authority: KR
Inventors: 마이클 에이치 김; 찰리 씨 호
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2013-03-11
Also published as: EP2542635A1; CN102933672B; JP6188324B2; CN102933672A; BR112012022195A2; KR101900961B1; US20130034694A1; WO2011109323A1; JP2013521378A; CA2792008A1

Abstract

예를 들어, 도어, 벽 등과 같은 건축 구조물 상에서 흔히 발견되는 도장면과 같은 상대적으로 거친 표면을 보호하기에 적합한 반투명 표면 보호 필름이 제공된다. 반투명 표면 보호 필름은 감압 접착제를 포함하는 접착제 층에 의해 배킹된 중합체성 층을 포함한다. 접착제 층은 필름의 주표면을 형성하고, 필름의 다른 하나의 주표면은 약 15 이하의 60도 광택 수준을 나타내는 표면 텍스처(texture)를 갖는다. 접착제의 유동 특성(rheological property)은, 접착제 층이 피크 카운트(peak count; PC)가 250 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 거친 표면 상으로 적용될 때, 접착제가 약 70% 이상의 침윤(wet out)을 달성할 수 있게 한다.

Description

거친 표면을 보호하기 위한 반투명 필름{Translucent Film For Protecting Rough Surfaces}

본 발명은 표면을 보호하기 위한 접착제-배킹된 반투명 필름, 특히 상대적으로 거친 텍스처(texture)를 갖는 표면을 보호하기에 적합한 그러한 필름, 더 상세하게는 상대적으로 거친 도장면을 보호하도록 접착되기에 적합한 그러한 필름과, 그러한 거친 면을 갖는 기재 및 그러한 필름의 조합체(combination)에 관한 것이다.

자동차 차체 부품의 외부 도장면(예컨대, 후드, 그릴 등의 리딩 에지(leading edge))을 보호하기 위한 접착제-배킹된 투명 필름은 잘 알려져 있다. 대부분의 자동차 차체의 외부 도장면은 매우 매끄럽고 높은 광택 수준을 나타낸다. 예를 들어, 자동차 차체 부품의 도장면은 전형적으로 60도에서 광택도 85 이상의 높은 광택 수준을 나타낸다. 그러한 도장면을 보호하기 위해 사용되는 알려진 페인트 보호 필름은 자동차의 도장면 상에서 거의 보이지 않도록 하기 위해 고광택 상부면(예컨대, 60도에서 광택도 약 85 이상)을 갖도록 그리고 광에 대해 고도로 투명하도록(즉, 90% 초과의 가시광 투과율을 갖도록) 설계된다.

접착제-배킹된 표면 보호 필름은, 예를 들어 도어 및 벽의 도장면과 같은 건축 구조물 상에서 흔히 발견되는 것들과 같은 거친 표면을 보호하는 용도에 대해서는 알려져 있지 않다.

본 발명자들은 자동차 차체 부품(예컨대, 후드 등)의 도장면을 보호하는 데 전형적으로 사용되는 것들과 같은 통상적인 투명 페인트 보호 필름이 거친 표면에 적합하지 않음을 발견하였다. 그러한 통상적인 투명 페인트 보호 필름을 접착시키는 데 전형적으로 사용되는 감압 접착제는 그러한 거친 표면을 충분히 침윤(wet out)시키고 그것에 접착되기에는 너무 얇고 너무 단단한 것으로 밝혀졌다. 접착제의 유동성(rheology)을 조정함으로써, 생성되는 접착제 표면은 훨씬 더 높은 정도로 더 거친 표면 상으로 더 용이하게 침윤될 수 있다.

본 발명의 일 태양에서, 반투명 표면 보호 필름이 제공되는데, 이는 예를 들어 도어, 벽 등과 같은 건축 구조물 상에서 흔히 발견되는 도장면과 같은 상대적으로 거친 표면을 보호하기에 적합하다. 반투명 표면 보호 필름은 대향하는 주표면들을 갖고, 접착 재료를 포함하는 접착제 층에 의해 배킹된 중합체성 층을 포함한다. 접착제는 감압 접착제를 포함한다. 접착제 층은 필름의 주표면들 중 하나의 주표면을 형성하고, 필름의 다른 하나의 주표면은 약 15 이하의 60도 광택 수준을 나타내는 표면 텍스처를 갖는다. 접착 재료는, 접착제 층이 피크 카운트(peak count; PC)가 1 미터당 250개의 피크 (250 피크/미터) 이상인 표면 조도를 갖는 표면 상에 적용될 때, 접착제가 약 70% 이상의 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는다. 선택적으로, 표면 보호 필름은, 적어도 부분적으로 가교결합되고 필름의 다른 하나의 주표면 - 이는 지정된 표면 텍스처를 가짐 - 을 형성하는 클리어코트(clearcoat) 층을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 표면 보호 필름의 접착제는, 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술(surface profile measurement technique)을 사용하여 측정하는 경우 평균 표면 조도(Ra)가 약 13 ㎛ 미만인 그러한 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 표면 보호 필름의 접착제는, 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술을 사용하여 측정하는 경우 최대 피크 대 밸리 높이(Rt)가 약 200 ㎛ 미만인 그러한 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 접착제는, 피크 카운트(PC)가 250 피크/미터 이상인 표면 조도, 약 13 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra) 및/또는 약 200 ㎛ 미만의 최대 피크 대 밸리 높이(Rt) 중 둘 이상의 조합을 갖는 그러한 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

접착제가 나타내는 유동 특성은 손실 탄젠트 델타 값이 (a) 1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.65 이상, (b) 0.1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.40 이상, 또는 (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함한다. 손실 탄젠트 델타는 접착 재료의 손실 전단 탄성률(G") 대 저장 전단 탄성률(G')의 비이다. 접착제가 나타내는 유동 특성은 또한 식 G'(t₂)/G'(t₁)에 따른 응력 이완 비가 (a) t₂가 500초이고 t₁이 0.1초일 때 약 0.1 이하, (b) t₂가 500초이고 t₁이 1.0초일 때 0.25 이하, 또는 (c) (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함할 수 있다. 응력 이완은 중합체가 일정 변형률 하에서 얼마나 빨리 응력을 저감시킬 수 있는지를 측정한다.

본 발명의 다른 태양에서, 기재와 본 발명에 따른 임의의 표면 보호 필름을 포함하는 조합체가 제공된다. 기재는 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술을 사용하여 측정할 때 피크 카운트(PC)가 250 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 표면을 포함한다. 접착제 층은 표면 보호 필름이 거친 표면의 적어도 일부, 대부분 (즉, 50% 초과) 또는 실질적으로 전부를 덮도록 기재에 접착 접합된다.

본 발명은, 예를 들어 도어, 벽 등과 같은 건축 구조물 상에서 흔히 발견되는 것들과 같은 상대적으로 거친 표면을 보호할 수 있는 표면 보호 필름을 제공한다. 본 발명의 표면 보호 필름은 통상적인 투명 페인트 보호 필름을 사용하여 거친 표면 상에서 얻어지는 침윤의 정도와 비교하여 그러한 거친 표면 상으로의 침윤의 정도를 상대적으로 높게 달성할 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 이점은 본 발명의 상세한 설명 및 도면에 도시되고 설명된 구조적 특징에서 찾을 수 있다. 그러나, 이러한 도면 및 설명은 단지 예시 목적을 위한 것이며 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 읽혀지지 말아야 함이 이해되어야 한다.

본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시된 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 이하의 기재는 더 구체적으로 예시적인 실시 형태를 예증한다. 본 출원 전체에 걸쳐 여러 곳에서, 실시예들의 목록을 통하여 지침이 제공되며, 상기 실시예들은 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 열거된 목록은 단지 대표적인 군으로서의 역할을 하며, 배타적인 목록으로 해석되어서는 안 된다.

<도 1>
도 1은 건축 구조물과 조합된, 본 발명에 따른 반투명 표면 보호 필름의 일 실시 형태의 단면 사시도.
<도 2>
도 2는 기재의 거친 표면에 접착된 도 1의 표면 보호 필름의 에지 단면도.
<도 3>
도 3은 도 2의 원으로 표시한 영역(A)의 확대 에지 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명함에 있어서, 명확함을 위하여 특정 용어가 사용된다. 그러나, 본 발명은 이와 같이 선택된 특정 용어로 제한하고자 하는 것은 아니며, 이와 같이 선택된 각각의 용어는 유사하게 작동하는 모든 기술적 등가물을 포함한다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 하기에 설명되는 용어는 하기에 정의된 바와 같은 의미를 가질 것이다:

달리 지시되지 않는 한, 예를 들어 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 숫자를 수식하기 위한 용어 "약"의 사용은, 그러한 수식된 수치 파라미터가 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 당업자들이 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치임을 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하며(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함) 및 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수형 용어("a", "an", "the"), "적어도 하나", 및 "하나 이상"은 서로 바꾸어서 사용될 수 있으며; 용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 모두나 또는 열거된 요소들 중 임의의 둘 이상의 조합을 의미하며; 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.

용어 "포함하는" 및 그 변형은 이들 용어가 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 나타날 경우 제한적 의미를 갖지 않는다.

용어 "중합체"는 용어 "중합체성(polymeric)"과 동의어이며, 이는 중합체, 공중합체(예컨대, 둘 이상의 상이한 단량체들을 사용하여 형성된 중합체), 올리고머 및 그의 조합뿐만 아니라 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 중합체, 올리고머, 또는 공중합체를 포함하는 것으로 이해될 것이다.

단어 "바람직한" 및 "바람직하게는"은 소정의 환경 하에서 소정의 이득을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 말한다. 그러나, 동일한 또는 다른 상황 하에서 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "통행이 많은 표면(high traffic surface)"은 대다수의 사람들 또는 동물들의 신발류(예컨대, 슈즈, 부츠 등), 의류(예컨대, 장갑, 재킷 등) 또는 신체 부위(예컨대, 머리카락/털, 피부 등)와의 접촉을 상대적으로 짧은 기간에 걸쳐 (예컨대, 매달, 매주, 매일 또는 심지어는 매시간마다 수백회의 그러한 접촉을) 겪을 수 있는 가능성을 적어도 갖는 임의의 표면을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 본 발명의 보호 필름이 "반투명"하다는 언급은 그 아래에 놓이는 도장되거나 도장되지 않은 거친 표면이 표면 보호 필름을 통해 보일 수 있다는 것을 말한다. 그 아래에 놓이는 거친 표면이 필름을 통해 보이는 정도는 필름의 노출된 표면에 대해 상응하는 텍스처를 선택함으로써 원하는 대로 조정될 수 있으며, 이는 또한 예를 들어 필름을 착색시킴으로써 추가로 조정될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "침윤"은 접착제와 표면(예컨대, 건축 구조물 상의 거친 표면) 사이의 표면 접촉의 양을 말한다. 일반적으로, 침윤이 클수록 표면에 대한 접착 접합은 더 우수한데, 그 이유는 더 큰 접착제 면적이 표면과 접촉되기 때문이다. 투명한 기재/필름에 관한 응용의 경우, 더 큰 침윤은 또한 접착제 내의 가시적인 보이드(void) 또는 기포(air bubble)가 더 적어질 수 있으며, 이는 더 만족스러운 미적 외관으로 이어질 수 있다.

본 발명의 실시에서, 반투명 표면 보호 필름은, 예를 들어 건축 구조물 상에서 흔히 발견되는 것들과 같은 상대적으로 거친 표면을 보호하기에 적합하다. 도 1을 참고하면, 그러한 반투명 표면 보호 필름(10)의 일 실시 형태는 대향하는 주표면들(12, 14)을 갖고, 접착 재료를 포함하는 접착제 층(18)에 의해 배킹된 중합체성 층(16)을 포함한다. 접착제 층(18)은 바람직하게는, 예를 들어 아크릴 감압 접착제와 같은 감압 접착제의 층이다. 접착제 층(18)은 필름(10)의 주표면들 중 하나의 주표면(12)을 형성한다.

중합체성 층(16)은 임의의 적합한 중합체성 물질로 제조될 수 있다. 중합체성 층(16)은, 예를 들어 하기 중합체 물질들의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 중합체성 물질을 포함할 수 있다: 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 금속 이온 중화된 에틸렌-아크릴산 공중합체, 금속 이온 중화된 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 폴리에스테르, 아크릴 중합체, 및 그 조합. 바람직하게는, 중합체성 층은 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 접착제 층(18)은 기재(22)의 거친 표면(20)에 접착 접합된다. 접착제 층(18)은 표면 보호 필름(10)이 거친 표면(20)의 적어도 일부, 대부분 (즉, 50% 초과) 또는 전부를 덮도록 기재(22)에 접착 접합된다. 기재(22)는 거친 표면을 포함하는 임의의 구조물일 수 있다. 거친 표면(20)은 도장되거나 도장되지 않을 수 있다. 기재(22)는, 예를 들어 목재(wood), 금속(예컨대, 스테인리스 강) 또는 플라스틱과 같은 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 그러한 기재는 하기로부터 선택될 수 있으며, 표면 보호 필름은 예를 들어 도어, 벽, 난간(railing), 바닥 트림(trim), 벽 트림, 및 계단의 수직부와 같은 건축 구조물 또는 거친 표면 및 바람직하게는 통행이 많은 거친 표면을 갖는 임의의 다른 구조물의 거친 표면들의 형상으로 그 치수가 정해질 수 있다 (예컨대, 도어의 경우, 표면 보호 필름은 전체 도어를 덮도록 또는 도어용 챌판(kick plate)으로 기능하도록 하기 위해 그 치수가 정해질 수 있다). 그러한 건축 구조물의 표면은, 예를 들어 딥 냅 롤러(deep nap roller)를 포함하는 냅 롤러로 흔히 도장되는데, 그 결과 상대적으로 거친 텍스처를 갖는 도장면을 생성하게 된다.

본 발명자들은 자동차 차체 부품(예컨대, 후드 등)의 도장면을 보호하는 데 전형적으로 사용되는 것들과 같은 통상적인 투명 페인트 보호 필름이 그러한 거친 표면에 적합하지 않음을 발견하였다. 그러한 통상적인 투명 페인트 보호 필름을 배킹하는 데 전형적으로 사용되는 감압 접착제는 그러한 거친 표면을 충분한 정도로 (예컨대, 70% 이상 내지 최대 적어도 90% 이상) 침윤시키고 접착되기에는 너무 얇고 너무 단단한 것으로 밝혀졌다. 이러한 문제에 대처하기 위해, 접착제 캘리퍼(즉, 두께)를 (예컨대, 약 51 마이크로미터에서 76 마이크로미터 이상으로) 증가시켰으며, 더 연질의(즉, 더 낮은 분자량 및 고유 점도의) 접착제를 생성하도록 접착제의 유동성을 조정함으로써 접착제의 단단함(firmness)을 감소시켰다. 생성된 접착제 표면은 더 거친 표면 상으로 더 용이하게 침윤될 수 있다.

접착제 층(18)을 위한 접착 재료는, 접착제 층(18)이 거친 표면(20) 상에 적용될 때, 접착제가 약 70%, 75%, 80% 또는 85% 이상, 그리고 바람직하게는 약 90%, 95% 또는 99% 이상의 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 나타내도록 통상적인 기술을 사용하여 (예를 들어, 상대적으로 낮은 분자량의 수지, 더 낮은 양의 가교결합제, 및/또는 더 적은 반응성 가교결합제를 사용함으로써) 제형화된다. 표면(20)은, 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술을 사용하여 측정할 때, 피크 카운트(PC)가 250 피크/미터 이상, 300 피크/미터 이상, 350 피크/미터 이상, 또는 400 피크/미터 이상인 표면 조도를 나타낸다.

접착제 층(18)은 두께가 약 76 ㎛ (3.0 밀(mil)) 이상, 그리고 바람직하게는 약 89 ㎛ (3.5 밀) 이상 또는 약 102 ㎛ (4.0 밀) 이상인 것이 바람직하다. 자동차의 도장된 차체 부품을 보호하는 데 사용되는 통상적인 페인트 대체 필름의 접착제 층의 두께는 전형적으로 약 51 ㎛ (2 밀) 두께이다. 유동성 변화에 더하여 접착제 층의 두께를 증가시킴으로써, 접착제 층은 본 명세서에 개시된 것과 같은 거친 표면에 더 용이하게 합치될 수 있고 그것에 침윤될 수 있다.

접착제가 나타내는 유동 특성은 손실 탄젠트 델타 값이 (a) 1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.65 또는 약 0.70 이상, (b) 0.1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.40 또는 약 0.50 이상, 또는 (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함한다. 손실 탄젠트 델타는 접착 재료의 손실 전단 탄성률(G") 대 저장 전단 탄성률(G')의 비이다. 접착제가 나타내는 유동 특성은 또한 식 G'(t₂)/G'(t₁)에 따른 응력 이완 비가 (a) t₂가 500초이고 t₁이 0.1초일 때 약 0.1 이하, (b) t₂가 500초이고 t₁이 1.0초일 때 0.25 이하, 또는 (c) (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함할 수 있다. 응력 이완은 중합체가 일정 변형률 하에서 얼마나 빨리 응력을 저감시킬 수 있는지를 측정한다.

본 발명의 표면 보호 필름은 피크 카운트가 최대 약 950 피크/미터 (예컨대, 약 250 피크/미터 내지 약 950 피크/미터의 범위)인 표면 조도를 갖는 그러한 거친 표면에 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면 보호 필름의 접착제는, 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술을 사용하여 측정하는 경우 평균 표면 조도(Ra)가 약 13 ㎛, 약 12.5 ㎛, 약 12 ㎛, 약 11.5 ㎛, 약 11 ㎛ 또는 약 10.5 ㎛ 미만인 그러한 거친 표면 상에 적용될 때, 접착제가 그러한 침윤 백분율을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 추가로, 본 발명의 표면 보호 필름의 접착제는, 본 명세서에 개시된 표면 형상 측정 기술을 사용하여 측정하는 경우 최대 피크 대 밸리 높이(Rt)가 약 200 ㎛, 약 170 ㎛, 약 160 ㎛, 약 150 ㎛, 약 140 ㎛ 또는 약 130 ㎛ 미만인 그러한 거친 표면 상에 적용될 때, 접착제가 그러한 침윤 백분율을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 표면 보호 필름은 또한 건축 구조물 상에서 발견되는 것들과 유사한 거친 표면의 도장, 대체, 또는 아니면 개장(refurbishing) 사이의 시간을 연장하기에 효과적인 방법인 것으로 밝혀졌다. (예컨대, 필름 표면이 긁히거나 아니면 훼손됨으로 인해) 통상적인 페인트 보호 필름의 고광택 표면 외관을 손상시키기가 상대적으로 쉬운 것으로 밝혀졌다. 표면(14; 도 1 참조)을 텍스처링함으로써, 표면(14)이 긁힘 또는 다른 훼손을 견디는 경우 본 발명의 보호 필름의 외관은 손상될 가능성을 더 적게 될 수 있다. 통상적인 표면 광택 측정 기술을 사용하여, 예를 들어 미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 비와이케이-가드너(Byk-Gardner) 광택계를 사용함으로써 측정하는 경우, 필름(10)의 주표면(14)이 약 15, 14, 13, 12, 또는 11 이하, 그리고 바람직하게는 약 10, 9, 8, 7, 또는 6 이하의 60도 광택 수준을 나타내는 표면 텍스처를 가질 때, 바람직한 결과가 얻어졌다. 선택적으로, 표면 보호 필름(10)은 적어도 부분적으로 가교결합된 클리어코트 층(19)을 추가로 포함할 수 있다. 클리어코트 층(19)은 포함될 때 필름(10)의 다른 하나의 주표면(14)을 형성하고 지정된 표면 텍스처를 포함한다. 바람직하게는, 클리어코트 층은 적어도 부분적으로 가교결합된 폴리우레탄 물질을 포함한다. 적어도 부분적으로 가교결합된 폴리우레탄은, 예를 들어 폴리에스테르계 폴리우레탄 또는 폴리카르보네이트계 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

하기의 실시예들은 단지 본 발명의 특징, 이점 및 기타 상세 사항을 추가로 설명하기 위하여 선택하였다. 그러나, 이 실시예들이 이와 같은 목적을 갖지만, 사용된 특정 성분과 양 및 기타 조건과 상세 사항은 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 해석되지 않아야 한다는 것을 명확히 이해하여야 한다.

시험 방법

동적 전단 탄성률 측정

미국 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments)로부터의 ARES 유량계를 사용하여 접착제의 손실 탄젠트, 전단 저장 탄성률 및 전단 손실 탄성률을 측정하였다. 접착제 샘플을 1.0 ㎜ 갭으로 평행하게 이격된 2개의 25 ㎜ 직경의 둥근 플레이트들 사이에 로딩하고 이들의 동적 전단 탄성률에 대해 시험하였는데, 동적 전단 탄성률은 1.0 rad/sec의 전단율에서 그리고 20℃ 내지 80℃의 온도의 함수로서 측정하였다. 23℃에서의 손실 탄젠트(탄젠트 델타)를 기록하였다.

표면 형상 측정

3 ㎎의 힘 및 2.5 마이크로미터 반경의 팁을 갖는 데크탁(Dektak) 8 스타일러스 표면형상 측정기(Stylus Profilometer) (미국 뉴욕주 플레인뷰 소재의 비코 인크(Veeco Inc)로부터 입수)를 사용하여 필름 샘플의 표면 토포그래피(surface topography)를 측정하였다. 비전(Vision) 소프트웨어 (비코 인크로부터 입수)를 이용하여 분석을 수행하였다. 피크 카운트(PC)를 단위 길이당 피크의 수로서 기록하였다. 피크는 평균선 위의 문턱값(threshold)보다 큰 형상의 높이로 정의된다. 높은 피크 카운트는 표면이 단위 면적 내에서 휠씬 더 많이 "오르내리는" 경우의 것이다. 이 장비를 이용하여 평균 조도(Ra) 및 최대 피크-대-밸리 높이(Rt)를 측정하였다.

응력 이완 시험 방법

미국 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 티에이 인스트루먼츠로부터의 ARES 유량계를 사용하여 응력 이완을 측정하였다. 접착제 샘플을 1.0 ㎜ 갭으로 이격된 2개의 25 ㎜ 직경의 둥근 평행 플레이트들 사이에 로딩하였다. 최대 500초까지 3% 변형률로 23℃에서 전단 응력 이완을 측정하였다. G(t₁)/G(t₂)의 전단 탄성률 비를 기록하였다.

실시예

실시예 1

0.35 g의 티누빈(Tinuvin)-123 (미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 케미칼스(Ciba Chemicals)로부터 입수), 0.05 g의 AMP-95 (미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical)), 0.20 g의 트리톤(Triton) GR-7M (미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼로부터 입수), 8.5 g의 부틸 카르비톨 (미국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 컴퍼니(Eastman Chemical Company)로부터 입수), 및 1.16 g의 유비눌(Uvinul) N3039 (바스프(BASF)로부터 입수)를 89.71 g의 네오레즈(Neorez)-933 (미국 매사추세츠주 윌밍턴 소재의 네오레진즈, 인크(Neoresins, Inc)로부터 입수) 내로 첨가함으로써 클리어코트 물질을 제조하였다. 탈이온수를 대략 8 중량%로 첨가하여 점도를 70 cp 내지 200 cp로 유지하였다. 1.78 g의 네오크릴(Neocryl) CX-100 (미국 매사추세츠주 윌밍턴 소재의 네오레진즈, 인크로부터 입수)을 코팅 전에 클리어 코팅 용액에 첨가하고 5분 동안 교반하였다.

클리어 코트 용액을 (대략 6의 60° 광택 수준을 제공하는) 저광택 라이너 상에 75 마이크로미터의 습윤 두께로 코팅하였다. 이어서, 생성된 클리어코트를 약 12 마이크로미터의 건조 두께로 열경화시켰다. 60°광택 판독치는 약 6.4였다. 저광택 라이너 상에 있는 동안에, 경화된 클리어코트의 노출된 표면을 121℃ (250℉)에서 플레인 폴리에스테르 캐리어 웨브 상의 152 ㎛ (6 밀) 두께 층의 압출된 테코플렉스(Tecoflex) CLA-93A-V 열가소성 폴리우레탄 (미국 오하이오주 위크리페 소재의 루브리졸(Lubrizol)로부터 입수)에 열적으로 라미네이팅하였다. 라미네이션 라인 속도는 3 m/min (10 ft/min)이었다. 열가소성 폴리우레탄 상의 폴리에스테르 캐리어 웨브를 제거하였다.

감압 접착제 조성물을 종이 이형 라이너 상에 약 300 마이크로미터의 두께로 습식 코팅하였다. 이 접착제 조성물은 90%의 아이소옥틸 아크릴레이트, 10%의 아크릴산 및 1.25%의 가교결합제 1,1'-(1,3-페닐렌다이카르보닐)비스[2-메틸아지리딘] (IUPAC)의 중량비의 것을 함께 혼합함으로써 제형화하였으며, 이는 20% 부틸 아세테이트로 사전-희석(pre-thin)하였다. IUPAC는 때때로 총칭적으로 폴리아지리딘이라 한다. 이 습윤 층 접착제를 제트 공기 오븐 내에서 52℃ (125℉)에서 1분 동안, 이어서 66℃ (150℉)에서 1분 동안, 그리고 이어서 107℃ (225℉)에서 1분 동안 경화시켰다. 경화된 접착제는 고유 점도가 약 0.8이고 두께가 약 50 마이크로미터였다. 경화된 감압 접착제의 층을 93℃ (200℉)의 온도 및 약 3 m/min (10 ft/min)의 라미네이션 라인 속도로 열가소성 폴리우레탄 층의 노출된 표면에 열적으로 라미네이팅하였다.

실시예 2

접착제 조성물을 10 중량%의 아이소프로필 알코올 및 20 중량%의 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트로 사전-희석한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 필름을 이 실시예에 사용하였다. 사전-희석된 접착제를 0.875 중량%의 가교결합제 1,1'-(1,3-페닐렌다이카르보닐)비스[2-메틸아지리딘] (IUPAC)과 혼합하고, 종이 이형 라이너 상에 500 마이크로미터의 습윤 두께로 코팅하였다. 이어서, 습윤 접착제 층을 제트 공기 오븐 내에서 38℃ (100℉)에서 1.2분 동안, 이어서 66℃ (150℉)에서 1.2분 동안, 그리고 이어서 107℃ (225℉)에서 1.2분 동안 경화시켰다. 경화된 접착제의 두께는 약 88 마이크로미터였다. 이어서, 경화된 감압 접착제의 층을 121℃ (250℉)의 온도에서, 실시예 1에서 제조된 것과 유사한 열가소성 폴리우레탄 층의 노출된 표면에 열적으로 라미네이팅하였으며, 라미네이션 라인 속도는 약 3 m/min (10 ft/min)이었다.

비교예 1

감압 접착제 조성물을 종이 이형 라이너 상에 450 마이크로미터의 두께로 코팅하였다. 이 접착제 조성물은 90%의 아이소옥틸 아크릴레이트, 10%의 아크릴산 및 0.25%의 가교결합제 1,1'-(1,3-페닐렌다이카르보닐)비스[2-메틸아지리딘] (IUPAC)의 중량비의 것을 함께 혼합함으로써 제형화하였다. 이 습윤 층 접착제를 제트 공기 오븐 내에서 66℃ (150℉)에서 1분 동안에 이어서 93℃ (200℉)에서 2분 동안 경화시켰다. 경화된 접착제는 고유 점도가 약 1.8이고 두께가 50 마이크로미터였다. 이어서, 경화된 감압 접착제의 생성된 층을 93℃ (200℉)의 온도에서, 실시예 1에서 제조된 것과 유사한 열가소성 폴리우레탄 층의 노출된 표면에 열적으로 라미네이팅하였으며, 라미네이션 속도는 3 m/min (10 ft/min)이었다.

비교예 2

접착제 두께가 100 마이크로미터인 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 동일한 접착제를 사용하였다. 2개의 50 마이크로미터 접착제 층을 함께 라미네이팅함으로써 2배의 접착제 두께를 달성하였다. 이어서, 경화된 감압 접착제의 이중 층을 93℃ (200℉)의 온도 및 3 m/min (10 ft/min)의 라미네이션 속도로, 실시예 1에서 제조된 것과 유사한 열가소성 폴리우레탄 층의 노출된 표면에 열적으로 라미네이팅하였다.

실시예 2의 접착제-배킹된 필름을 다양한 정도의 조도를 갖는 다양한 거친 표면 상으로 접착시킴으로써 얻어진 침윤의 정도는 실시예 1의 접착제-배킹된 필름을 이용하여 얻어진 것보다 더 컸다. 비교예 1의 접착제-배킹된 필름은 침윤의 정도가 가장 나빴다. 접착제의 두께를 2배로 함으로써, 비교예 2의 접착제-배킹된 필름은 비교예 1에 비하여 개선된 침윤을 나타냈지만, 습윤의 정도는 본 발명에 따른 거친 표면에 대한 조도 척도의 하한에 대해 단지 한계적으로만 허용가능하였다.

본 발명은 그 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 여러 변형 및 변경을 취할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 것에 의해 제한되는 것이 아니라, 하기의 특허청구범위 및 이의 임의의 균등물에 기술된 한계에 의해 좌우되어야 한다.

본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다.

배경기술 단락에 인용된 것을 비롯하여 상기 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참고로 포함된다.

Claims

대향하는 주표면들을 갖고, 상기 주표면들 중 하나의 주표면을 형성하고 접착 재료를 포함하는 접착제 층에 의해 배킹된 중합체성 층을 포함하며, 상기 주표면들 중 다른 하나의 주표면은 약 15 이하의 60도 광택 수준을 나타내는 표면 텍스처(texture)를 가지며, 상기 접착제는 감압 접착제를 포함하며, 상기 접착제는 피크 카운트(peak count)가 250 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 거친 표면 상으로 상기 접착제 층이 적용될 때 상기 접착제가 약 70% 이상의 침윤(wet out)을 달성할 수 있게 하는 유동 특성(rheological property)을 가지며,
상기 접착제가 나타내는 유동 특성은 손실 탄젠트 델타 값(Loss Tangent Delta value)이 (a) 1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.65 이상, (b) 0.1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.40 이상, 또는 (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함하는 반투명 표면 보호 필름.
제1항에 있어서, 상기 접착제는, 상기 접착제가 피크 카운트가 250 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 약 85% 이상의 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 표면 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제는, 상기 접착제 층이 피크 카운트가 최대 약 950 피크/미터인 표면 조도를 갖는 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는, 상기 접착제 층이 평균 표면 조도(Ra)가 약 13 ㎛ 미만인 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는, 상기 접착제 층이 최대 피크 대 밸리 높이(maximum peak to valley height; Rt)가 약 200 ㎛ 미만인 거친 표면 상으로 적용될 때, 상기 접착제가 그러한 침윤을 달성할 수 있게 하는 유동 특성을 갖는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제가 나타내는 유동 특성은 1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.70 이상의 손실 탄젠트 델타 값을 포함하는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제가 나타내는 유동 특성은 0.1 rad/sec 및 23℃에서의 동적 전단 탄성률에 의해 측정될 때 약 0.50 이상의 손실 탄젠트 델타 값을 포함하는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제가 나타내는 유동 특성은 식 G'(t₂) / G'(t₁)에 따른 응력 이완 비(stress relaxation ratio)가 (a) t₂가 500초이고 t₁이 0.1초일 때 약 0.1 이하, (b) t₂가 500초이고 t₁이 1.0초일 때 0.25 이하, 또는 (c) (a) 및 (b) 둘 모두의 조합인 것을 포함하는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 가교결합되고, 표면 텍스처를 갖는 상기 주표면들 중 상기 다른 하나의 주표면을 형성하는 클리어코트(clearcoat) 층을 추가로 포함하는 표면 보호 필름.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제 층은 두께가 약 76 ㎛ (3.0 밀(mil)) 이상인 표면 보호 필름.
피크 카운트가 250 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 거친 표면을 포함하는 기재; 및
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 상기 표면 보호 필름을 포함하며,
상기 접착제 층은 상기 표면 보호 필름이 상기 거친 표면의 적어도 일부를 덮도록 상기 기재에 접착 접합되는 조합체(combination).
제11항에 있어서, 기재는 건축 도어, 벽, 난간(railing), 바닥 트림(trim), 벽 트림, 및 계단의 수직부로부터 선택되는 조합체.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 거친 표면은 피크 카운트(PC)가 400 피크/미터 이상인 표면 조도를 갖는 조합체.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거친 표면은 평균 표면 조도(Ra)가 약 12 ㎛ 미만인 조합체.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거친 표면은 최대 피크 대 밸리 높이(Rt)가 약 170 ㎛ 미만인 조합체.