KR20070119604A

KR20070119604A - 보호 필름

Info

Publication number: KR20070119604A
Application number: KR1020077010836A
Authority: KR
Inventors: 아드리아나 파이바; 제프리 티 앤더슨; 로이 웡; 수잔 케이 야메이; 마크 에이 스트로벨; 조엘 에이 게첼; 알버트 아이 에버레이어츠; 그레고리 에프 킹; 존 티 브래디; 두아네 디 팬슬러; 칸타 쿠마; 제프리 디 말머; 마리오 에이 페레즈; 데보라 에이 스트로벨; 웬디 엘 톰슨; 미카엘 씨 팔라조토; 스테판 에이취 그리스카; 샤론 왕; 미카일 엘 페쿠로브스키; 마크 에프 엘리스
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-12-20
Also published as: BRPI0516059A; MX2007004353A; WO2006044375A3; AU2005295872B2; CN101115814A; CN101115814B; WO2006044375A2; US9723940B2; JP2008515674A; CA2583377A1; AU2005295872A1; EP1817389A2; US20090053448A1

Abstract

본 발명은 예를 들어 보호 바닥 마감재로 사용될 수 있는 보호 필름 구조체를 특징으로 한다.

Description

보호 필름{PROTECTIVE FILMS}

본 발명은 보호 필름, 특히 보호 바닥(floor) 필름 시스템, 및 상기 필름의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 보호 마모층(wear layer)을 갖는 바닥 필름에 관한 것이다.

다양한 바닥 케어 시스템은 비닐, 대리석, 테라초, 세라믹, 리놀륨, 목재 등과 같은 바닥재의 보호, 외관의 향상, 및 사용가능한 수명의 연장을 위해 개발되어 왔다. 대부분의 일반적 바닥 케어 시스템은 바닥의 표면에 사용되는 마감 조성물로의 용도를 포함한다. 바닥 마감재는 일반적으로 버퍼링 또는 버니싱 머신, 자루 걸레 등과 같은 청소기 및 도구의 사용으로 유지되고, 이는 시간 및 보행(foot traffic)에 의해 닳아 없어지기 때문에 정기적으로 바닥 표면에 재사용되어야만 한다. 이러한 시스템이 매우 효과적일 수는 있지만, 이들은 유지하는데 비용이 많이 든다. 또한, 바닥 마감 시스템이 적절히 유지되지 않는 경우, 바닥 자체가 결국 시간에 따라 닳거나 불만족스럽게 되어, 바닥재를 전체적으로 제거하거나 교체하도록 요구된다.

일반적 바닥 마감 시스템은 종종 중합체에 기초한 바닥 코팅을 사용한다. 이러한 마감재는 일반적으로 수용성 에멀젼 또는 용제로서 자루 걸레로 도포되어, 강 화 보호 필름으로 건조된다. 보행에 오랫동안 노출된 후, 이러한 마감재는 긁히고, 닳고, 얼룩지고 결국 교체가 요구된다. 딱딱한 바닥으로부터 이러한 코팅을 제거하는 것은 일반적으로 알칼리 및 휘발성 용제의 혼합물과 같은 화학적 용액의 사용에 의해 이루어진다. 이러한 조성물은 일반적으로 사용하기 꺼려지고 까다롭다. 최근, UV-표면 처리 우레탄, 폴리우레탄 분산액 및 에폭시와 같은 고차 가교 코팅을 사용하여 더욱 내구성이 있는 바닥 케어 시스템이 개발되어 왔다. 그러나, 이러한 내구성 필름의 고차 가교 특성은 물리적 마모 이외의 다른 수단에 의해 이를 제거하는 것을 어렵게 만들 수 있다.

발명의 요약

본 발명은 기재 필름층 및 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치되어 있는 마모층을 포함하는 보호 필름 구조체를 특징으로 한다. 상기 기재 필름층은 연신성이거나 강성일 수 있다. 또한, 상기 필름은 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치된 점착층(예를 들어, 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive))을 선택적으로 포함할 수 있고, 점착제의 적어도 일부분에 배치된 박리지 또한 가질 수 있다.

본 발명의 다양한 구체예에서, 기재 필름층은 약 0.5 내지 약 100 밀, 더욱 일반적으로는 약 0.5 내지 약 50 밀, 및 가장 일반적으로는 약 1 내지 약 10 밀의 두께를 갖는다.

마모층은 순응성이거나 강성일 수 있다. 일반적으로 순응성 마모층은 연신성 기재 필름층에 사용된다. 강성 기재 필름층이 사용될 때는, 마모층은 강성 또는 순응성일 수 있다.

마모층과 접촉하는 기재 필름층의 표면은 기재 필름층의 마모층에의 점착을 향상시키기 위해 프라이밍(priming)되거나 표면 처리될 수 있다. 상기 점착층과 접촉하는 기재 필름층의 표면도 점착을 돕기 위해 프라이밍되거나 표면 처리될 수 있다. 적절한 표면 처리는 에어 코로나 처리, 질소 코로나 처리, 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리 및 화학적 프라이밍을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

기재 필름층은 일반적으로 투명 중합체를 포함한다. 한 구체예에서, 기재 필름층의 중합체는 이오노머 블렌드이다. 다른 구체예에서, 기재 필름층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)일 수 있다.

마모층은 일반적으로 UV 경화 하드코트 수지층을 포함한다. 한 구체예에서, 마모층은 폴리우레탄 아크릴레이트 및 1 내지 200 나노미터 범위의 평균 지름을 갖는 다수의 표면 변성된 무기 입자를 포함한다. 다른 구체예에서, 마모층은 폴리아크릴레이트 및 1 내지 200 나노미터 범위의 평균 지름을 갖는 다수의 표면 변성된 무기 입자를 포함한다.

또한, 마모층은 표면 특성, 예를 들어 필름의 얼룩 방지성, 블랙 마크 방지성을 향상시키는 첨가제, 예를 들어, 불소화합물, 실리콘 및 실리콘 아크릴레이트를 선택적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특성 및 이점은 이하의 상세한 설명, 및 청구항에 의해 명백해질 것이다.

정의

본 명세서에서 사용된 용어 “연신성(stretchable)”은 2%의 신장율(elongation)로 ASTM standard D882-02에 따라 측정된 필름 연신에 필요한 힘을 시료의 폭으로 나눈 것이 약 5 lb/in 이하인 것을 특징으로 하는 필름 물질을 나타낸다.

“순응성(conformable)”은 크랙 값에 대한 신장율이 5% 이상이고, 1000 사이클에서의 테이버 마모 % 탁도 변화 값이 상온에서 30% 이하인 것을 의미한다.

“강성(stiff) 기재 필름층”은 기재 필름층이 연신성이 아닌 것을 의미한다.

“강성 마모층”은 크랙 값에 대한 신장율이 약 5% 미만이고, 1000 사이클에서의 테이버 마모 % 탁도 변화 값이 상온에서 30% 이하, 더욱 일반적으로는 20% 이하, 가장 일반적으로는 15% 이하인 것을 의미한다.

“밀(mil)”은 1/1000 인치를 의미한다.

용어 “중합체”는 중합체, 공중합체(예를 들어, 2 이상의 다른 모노머를 사용하여 제조된 중합체), 올리고머 및 이들의 혼합물, 뿐만 아니라 혼화성 블렌드로 또는 다층의 구조체로 제조될 수 있는 중합체, 올리고머, 또는 공중합체를 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다.

용어 “기재 필름층” 및 “백킹(backing)”은 본 명세서에서 교환 가능하게 사용된다.

종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 상술은 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 및 5를 포함한다).

상세한 설명 및 첨부되는 청구항에 사용되는 단수형 및“상기”는 다른 명백한 언급이 없는 한 복수형도 포함한다. 따라서, 예를 들어 “화합물”을 포함하는 조성물의 언급은 2 이상의 화합물의 혼합물을 포함한다. 상세한 설명 및 첨부되는 청구항에 사용되는 용어 “또는”은 다른 명백한 언급이 없는 한“및/또는”을 포함하는 의미로서 일반적으로 사용된다.

다른 언급이 없는 한, 상세한 설명 및 청구항에서 사용되는 성분의 양, 모듈러스 등과 같은 특성의 크기를 표현하는 모든 수는 용어 “약”으로써 모든 경우에 변경될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 상반되는 언급이 없는 한, 이하의 상세한 설명 및 첨부되는 청구항에서 설정되는 수치 파라미터는 본 발명의 교시를 사용하는 당업자들이 생각하는 바람직한 특성에 따라 변경가능한 근사치이다. 최소한, 본 청구 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하고자 하는 것은 아니며, 각 수치 파라미터는 최소한 보고된 유의한 숫자의 수적 측면에서, 그리고 일반적인 라운딩 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범위로 설정된 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에서 설정된 수치는 가능한 한 정확하게 기재된다. 그러나, 어떠한 수치도 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 발생하는 임의의 오류를 본질적으로 포함한다.

도면의 간단한 설명

도 1은 박리지를 포함한 본 발명에 따른 보호 바닥 필름(a) 및 바닥 표면에의 적층 후의 본 발명에 따른 보호 바닥 필름(b)의 단면도를 보여주는 도식도이다.

도 2는 다양한 고광택 바닥 필름 구조체를 가지고 수행한 트래픽 테스트(traffic test)의 결과를 보여주는 그래프이다.

도 3은 다양한 저광택 바닥 필름 구조체를 가지고 수행한 트래픽 테스트의 결과를 보여주는 그래프이다.

도 4는 다양한 바닥 필름 구조체를 가지고 수행한 트래픽 테스트의 결과를 보여주는 그래프이다.

도 5는 표면 처리된 BOPP의 테이버 내마모성을 보여주는 그래프이다.

도 6은 표면 처리된 SBOPP 및 PET의 테이버 내마모성을 보여주는 그래프이다.

도 7은 질소 코로나 처리가 행해진 BOPP 필름의 테이버 내마모성을 보여주는 그래프이다.

도 8은 질소 코로나 처리가 행해진 SBOPP 필름의 테이버 내마모성을 보여주는 그래프이다.

상세한 설명

본 발명은 뛰어난 내구성 및 얼룩 방지성을 갖는 다양한 다른 필름 구조체에 특징이 있고, 바닥 표면에 사용되어 보호를 제공하고 바닥의 외관을 향상시킬 수 있다. 필름 구조체는 연신성, 순응성, 또는 강성일 수 있는 기재 필름층 또는 백킹 위에 코팅된, 강성에서부터 순응성까지의 범위일 수 있는 마모층을 포함한다.

도 1은 마모층(110), 백킹 또는 기재 필름층(120), 선택적 점착층(130), 및 선택적 박리지(140)를 포함하는 본 발명의 일반적 바닥 필름(100)을 나타낸다. 마모층(110)은 일반적으로 광택 보유, 긁힘 방지, 얼룩 및 착색 방지, 블랙 마크 방지, 및 다른 바람직한 표면 특성이 있는 필름(100)을 제공한다. 백킹(120)은 일반적으로 물리적 인터그리티(intergrity) 및 바닥재(160)에 대한 순응성이 있는 필름(100)을 제공한다.

프라이밍층(150a) 또는 표면 처리는 일반적으로 마모층(110)을 백킹(120)에 점착시키는데 사용된다. 프라이머 또는 표면 처리의 선택은 필름 성능에 실질적 영향을 미칠 수 있다. 프라이밍층(150b) 또는 표면 처리는 또한 일반적으로 점착층(130)을 백킹(120)에 점착시키는데 사용된다. 점착/백킹 인터페이스의 불량을 방지하고 점착제의 바닥으로의 이동을 막기 위하여, 점착층(130)은 일반적으로 필름에 대해 점착의 충분히 정도 점착성을 가져야 한다. 점착층(130)은 일반적으로 서비스 기간 후에 깨끗이 제거되는 바닥에 대한 점착성을 제공하고, 일반적으로 충분한 점착력을 가져서 박리력 및 점착 빌드를 최소화하면서 오버랩 점착 및 스플라이스 갭핑(splice gapping)이 유지될 수 있어야 한다. 또한, 임의의 이행에서, 점착층(130)이 박리지로부터 매우 낮게 방출되어 사용자에게 최소한의 힘만을 요구하는 것이 바람직하다.

바닥재(160)은 어떠한 적절한 바닥 재질도 가능하다. 바닥 재질의 부분적인 목록은 예를 들어, 비닐, 대리석, 테라초, 세라믹, 리놀륨, 목재, 금속, 플라스틱, 고무, 콘크리트, 돌, 비닐 조성물 타일, 및 유리를 포함한다.

본 발명의 필름 구조체는 바닥재의 보호 코팅으로 사용하는 것이 특히 매우 적절하지만, 이러한 필름은 다른 기재에의 보호 코팅으로도 사용될 수 있다. 본 발명의 필름이 사용될 수 있는 다른 기재의 예는 화이트보드, 카운터탑, 벽, 천장, 테라스, 선반, 계단, 보도, 길, 자동차 도로, 테이블 표면, 드라이-이레이즈 보드, 주차장, 창문, 및 이의 유사물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

백킹 및 표면 처리

기재 필름층(120)은 밑에 놓인 바닥재(160) 위에 보호층을 제공하기에 적절한 어떠한 물질로부터도 제조가능하다. 예를 들어, 많은 중합체 물질이 기재 필름층(120)으로 사용되기에 적절하다. 일부 실시에서, 기재 필름층(120)은 중합체, 일반적으로 투명 중합체를 포함한다. 적절한 중합체 필름의 예는 폴리프로필렌 필름, 폴리아세탈 필름, 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리비닐 클로라이드 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드 필름, 폴리우레탄 필름, 폴리우레아 필름, 및 이의 유사체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 한 구체예에서, 백킹 물질로 사용되는 중합체 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다. 다른 구체예에서, 중합체 필름은 상표명 "SURLYN®" (E. I. du Pont Demoures and Company, Wilmington, DE)으로 구입가능한 이오노머 블렌드를 포함한다.

기재 필름층(120)의 두께는 어떠한 유용한 두께도 될 수 있다. 일반적으로, 기재 필름층(120)은 약 0.5 내지 약 100 밀의 두께를 갖는다. 더욱 일반적으로는, 기재 필름층(120)은 약 0.5 내지 약 50 밀의 두께를 갖는다. 가장 일반적으로는, 기재 필름층(120)은 약 1 내지 약 10 밀의 두께를 갖는다.

백킹(120)의 선택뿐만 아니라 표면 처리도 바닥 필름의 최종 성능에 영향을 줄 수 있다. 보호 바닥 필름을 사용하는 한가지 문제는 바닥이 아랫쪽 통로 방향 및 횡단 통로 방향 모두에서 종종 수평이 아니고 기복을 갖는 경우이다. 이는 주름, 바닥의 낮은 부분 위의 또는 높은 부분 사이의 필름의 “텐팅(tenting)”, 및 청명도 문제와 같은 필름의 불완전성을 초래한다. 본 발명의 임의의 실시에서, 이러한 결점은 순응성 마모층으로 코팅된 순응성 또는 연신성 백킹을 갖는 필름 구조체를 사용함으로써 피하거나 최소화할 수 있다.

순응성 백킹은 낮은 모듈러스 값을 갖는 것으로 기술될 수 있다. 순응성 또는 연신성 필름을 사용하는 것의 몇몇 이점은 “텐팅”의 회피; 주름 없는 필름의 배열을 가능하게 하는 뛰어난 조종성; 및 실질적으로 투명하게 보이게 하는, 점착제의 바닥에의 뛰어난 젖음성(wetting)을 포함한다. 본 발명의 우수한 양상 중의 하나는 낮은 모듈러스 또는 연신성의 백킹과 순응성 마모층을 결합함으로써, 우수한 마모 특성을 갖는 보호 바닥 필름을 제공할 수 있다는 것이다. 순응성 하드 코팅된 순응성 또는 연신성 백킹이 보행에 노출된 후, 하드 코팅된 비순응성의 백킹과 거의 같은 광택을 보유한다는 것도 역시 놀랍다.

따라서, 본 발명의 한 구체예에서, 백킹(120)은 순응성 또는 연신성 백킹이다. 다른 방안으로, 다른 구체예에서는, 백킹은 비교적 강성 물질을 포함할 수 있다. 적절한 백킹 물질은 동시이축연신 폴리프로필렌(simultaneously biaxially oriented polypropylene)(SBOPP), 이축연신 폴리프로필렌(BOPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 일축연신 폴리프로필렌(MOPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리코레이트(PETG), 올레핀, 이축연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BOPET) 및 SURLYN^TM를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기재 필름층에 사용되는 다른 적절한 중합체는 메탈로센 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트, 다른 이오노머 수지 및 상용성 블렌드를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 다층의 구조체는 사용되는 동안 바닥의 윤곽을 따를 수 있는 필름을 제공하는 한 사용될 수 있다. 일반적으로, 순응성 백킹층은 순응성 마모층과 결합하여 향상된 마모 특성을 갖는 필름을 제공한다.

물품의 젖음성, 코팅성, 또는 점착성을 향상시키기 위한 중합체 물품의 표면 변성은 당업계에 공지되어 있다. 이러한 표면 처리는 기재 필름층(120) 및 점착층(130) 또는 마모층(110) 사이의 점착을 확고하게 하는데 유용하다. 이러한 목적에 유용한 표면 처리는 예를 들어, 화학적 프라이밍, 상압 유전체 장벽 방전(atmospheric-pressure dielectric barrier discharge)(코로나 처리), 및 화염 처리를 포함한다.

본 명세서에서 사용된, 상압 유전체 장벽 방전은 일반적으로 가스 분자로 전자 충돌시켜 활성 가스상 종(예를 들어, 자유 라디칼, 이온, 또는 전기적으로 또는 진동으로 여기된 상태)이 생성되는 방법을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 상압 유전체 장벽 방전은 많은 다른 용어로 알려져 있다. 이러한 용어는 코로나, 코로나 방전, 장벽 방전, 상압 플라즈마, 상압 글로우 방전, 상압 비평형 플라즈마, 무성 방전, 상압 부분 이온화 가스, 필라멘트 방전, 직접 또는 간접 상압 방전, 외부 유지 또는 자가 유지 상압 방전, 및 이의 유사어를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상압 유전체 장벽 방전은 공기, 실질적으로 질소, 실질적으로 헬륨, 또는 헬륨 및 질소의 혼합물과 같은 다양한 가스 환경에서 유지가능하다.

상압 질소 유전체 장벽 방전(“질소 코로나”)은 당업계에 널리 알려져 있는데, 예를 들어 미국특허 제3,639,134호(Stegmeir et al.); 미국특허 제4,717,516호(Isaka and Nagano); 및 미국법정 발명등록 제H688호(Sobataka and Wolfe)에 기술되어 있다. 질소 코로나 방법은 미국특허 제5,244,780호(Strobel et al.) 및 2004년 7월 1일에 출원된 미국특허출원 제10/883,263호에 기술되어 있다.

중합체 물품의 화염 처리 또한 당업계에 널리 알려져 있다. 산업에서 사용되는 것과 같은 일반적인 필름의 화염 처리는 미국특허 제5,753,754호(Strobel et al.)에 기술되어 있다. 화염 처리는 또한 많은 다른 특허, 예를 들어, 미국특허 제2,795,820호(Grow) 및 제3,153,683호(Bryan and Swarts)에서 개시하고 있다.

화학적 프라이머 또는 코로나 또는 화염 처리는 기재 필름층(120)과 점착층(130) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다. 화학적 프라이머 또는 코로나 또는 화염 처리는 또한 기재 필름층(120)과 마모층(110) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다. 일반적으로, 화학적 프라이머 및/또는 코로나 또는 화염 처리가 사용될 때, 기재 바닥 필름층(120) 및 점착층(130) 및/또는 마모층(110) 사이의 중간층 점착이 강화된다.

적절한 화학적 프라이머는 우레탄, 실리콘, 에폭시 수지, 비닐 아세테이트 수지, 에틸렌이민, 및 이의 유사체로부터 선택될 수 있다. 비닐 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 사용되는 화학적 프라이머의 예는 미국특허 제3,578,622호에 개시된 가교 아크릴산 에스테르/아크릴산 공중합체를 포함한다. 화학적 프라이머층의 두께는 일반적으로 10 내지 3,000 나노미터(nm)의 범위 내이다.

화학적 프라이머, 코로나 처리로서 바닥 필름층(120) 및 점착층(130) 및/또는 마모층(110) 사이의 중간층 점착이 강화될 수 있다. 필름의 코로나 처리는 잘 알려진 기법이고, 일반적으로 문헌[Cramm, R. H., and Bibee, D. V., The Theory and Practice of Corona Treatment for Improving Adhesion, TAPPI, Vol. 65, No. 8, pp 75-78 (1982년 8월)], 및 미국방위 공보 H 688(1989년 10월 3일 공개)에 개시된다.

표면 처리의 선택은 마모층(110) 및 점착층(130)의 백킹(120)에의 점착 정도에 실질적으로 영향을 미칠 수 있다. 가장 일반적으로, 본 발명에 사용되는 표면 처리는 에어 코로나, 질소 코로나, 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나, 화염 처리, 플라즈마 및 화학적 프라이밍을 포함한다. SBOPP, BOPP, PET, 및 SURLYN^®백킹의 표면 처리는 하기 실시예에서 더욱 자세히 기술된다.

기재 필름층의 표면 처리 및 에너지 수준은 전체적으로 필름의 최종 성능에 영향을 미칠 수 있다. BOPP 및 SBOPP 필름에의 에어 코로나, 질소 코로나, 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나, 화염 처리 및 플라즈마 처리와 같은 표면 처리의 일부 영향은 하기 실시예에서 기술된다. 결과는 테이버 마모가 일반적으로 선택된 표면 처리의 종류 또는 질소 코로나에서의 에너지 수준에 의해 영향을 받지는 않는 것을 나타내지만; 표면 처리는 표면 처리되지 않은 필름과 비교하였을 경우 테이버 마모에 영향이 있고, 에너지 수준이 1.7 에서 0.25 J/cm²로 감소함에 따라 #2 결합 불량 값이 점착제가 바닥으로 이동될 수 있는 수준으로 감소된다.

마모층

여러 기술들이 필름(100)의 마모층(110)에 사용될 수 있다. 일반적으로, 마모층(110)은 적절한 경화 중합 물질로 제조된 경화 수지층을 포함한다. 예를 들어, 필름은 실리카, 나노실리카, 및/또는 여러 입자/나노 입자 기능화와 함께 또는 이것 없이 아크릴레이트, 에폭시, 우레탄 아크릴레이트로 여러 두께로 탑 코팅될 수 있다. 마모층에 사용되는 적절한 물질에 관한 더욱 자세한 것은 “보호 필름 하드코트”란 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원 제＿호[Attorney Docket No.60132US002]에 기술되어 있다.

일반적으로 순응성 마모층은 순응성 백킹과 조합하여 사용되나; 어떤 실시에서는 강성 백킹과 순응성 마모층을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러나, 더욱 일반적으로, 강성 백킹은 강성 마모층과 결합된다.

얼룩 방지성, 블랙 마크 방지성 등과 같은 마모층의 임의의 표면 특성은 마모층에 혼입되는 불소화학적 첨가제의 사용을 통해 오버랩 점착에 최소한의 영향을 주면서 향상될 수 있다. 마모층 내에 불소화 점착제를 사용하는 것에 관한 더욱 자세한 것은 2004년 7월 1일에 출원된 U.S.S.N.제60/585,460호에 기술되어 있다.

점착층

적절한 점착 조성물이 필름(100)의 점착층(130)에 사용될 수 있다. 일반적으로, 필름의 점착층(130)은 필름에의 충분한 점착력을 보여, 공정 조건 하에서 #2 결합 불량이 일어나지 않고, 점착제의 바닥에의 이동을 피할 수 있어야 한다. 또한, 점착층은 일반적으로 충분한 점착력을 제공하여, 오버랩 점착 및 스플라이스 갭핑이 유지될 수 있어야 한다. 또한, 필름은 일반적으로 박리지로부터 낮은 방출을 나타내, 최소한의 힘이 사용자에게 요구되어야 한다. 점착층의 다른 이로운 특성은 광학적 청명도; 시간에 따른 황변 부재; 기재에의 염색 부재; 이것이 보호하는 기재의 외관에 부작용이 없거나 거의 없음; 수개월 또는 수년의 접촉 후에 기재로부터의 깨끗한 제거(즉, 점착이 넓은 범위의 기재에 대해 지나치게 일어나지 않음); 기재의 뛰어난 젖음성(wetting); 가소제 저항성(또는 적어도 내성); 및 습기, 곰팡이, 계면활성제, 물, 및 이의 유사체에 대한 저항성을 포함한다.

본 발명의 한 실시에서, 점착층(130)은 0.3 내지 2.0 dl/g 범위의 고유 점도를 갖는 아크릴 감압성 점착제(PSA)와 같은 감압성 점착제(PSA), 가교제, 및 아크릴 감압성 점착제와 양립가능한 가소제를 포함한다. 아크릴 PSA는 일반적으로 중합체화 되었을 때에 낮은 유리전이온도(Tg) 및 낮은 모듈러스(즉, 이들은 탄성 및 연성이다)를 갖는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머 또는 이러한 모노머들의 조합의 1차 성분을 포함한다. 이러한 연성, 점성의 낮은 Tg 모노머는 높은 Tg 모노머, 일반적으로 극성 모노머, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물로 구성된 2차 성분과 공중합체화될 수 있다. 미국특허 제Re 24,906에 기술된 바와 같다. 이러한 극성 모노머가 지배적인 낮은 Tg 모노머와 결합되었을 경우, 높은 점착력 또는 내력을 갖는 점성 감압성 점착제가 충분히 형성된다. 내력 또는 점착력(즉, 전단강도)의 더한 증가는 가교에 의하여 얻어질 수 있다.

점착층(130)은 유용한 어떠한 두께도 가능하다. 일부 실시에서, 점착층(130)은 25 내지 75 마이크로미터, 또는 25 내지 50 마이크로미터의 두께를 갖는다. 점착제로 사용될 수 있는 적절한 물질에 대한 더욱 자세한 것은 “보호 필름 점착제”라는 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원 제＿호[Attorney Docket No. 60134US002]에 기술된다.

박리지

본 발명의 보호 바닥 필름은 선택적으로 하나 이상의 부가층, 예를 들어 박리지(140)를 포함할 수 있다. 박리지(140)는 바닥재(190) 위에 보호 바닥 필름(100)을 적층하기 전에 점착층(130) 위에 선택적으로 배치될 수 있다. 따라서, 점착층(130)은 박리지(140)와 기재 필름층(120) 사이에 배치될 수 있다. 박리지(140)는 예를 들어 중합체 또는 종이와 같은 어떠한 유용한 물질로도 제조가능하고, 박리 코트(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 박리 코트로 사용되는 적절한 물질은 공지되어 있고, 감압성 점착제로부터 박리지의 방출을 촉진하도록 고안된 불소중합체, 아크릴 및 실리콘을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 박리 코트는 마감처리될 표면으로 필름을 옮긴 후에 실질적으로 박리지에 부착된 상태로 남아 있도록 고안될 수 있다.

박리지(140)로 사용하기 적절한 물질의 선택은 필름의 청명도 뿐만 아니라 무게 및 바닥 위에 적용되는 필름 롤의 취급의 편이성에 영향을 미칠 수 있다. 라이너의 패턴 및 거침성(roughness)은 적용되는 생성물의 젖음성 및 광학성 특성에 영향을 미치는데, 이러한 패턴이 라이너가 제거됨에 따라 점착제로 옮겨지기 때문이다.

기재 표면에의 필름 적용

보호 필름(100)은 임의의 속도로 바닥재(160) 위에 적층될 수 있다. 일반적으로, 보호 필름(100)은 초당 약 0.005미터 내지 초당 약 0.5 미터의 속도로 바닥재(160)에 적층된다.

보호 필름(100)은 임의의 속도로 바닥재(160)로부터 탈층되거나 제거될 수 있다. 일반적으로, 보호 필름(100)은 바닥재(160)로부터 초당 약 0.005 미터 내지 초당 약 0.5 미터의 속도로 바닥재(160)로부터 탈층된다.

바닥 위에 필름을 적용하는데 사용가능한 하나의 장치는“필름 적층 기구 및 방법 ”이라는 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원 제＿호[Attorney Docket No. 60121US002]에 기술된다. 여기서 기술하는 장치는 3개의 다른 적층 모듈-고무 커버 롤, 균일하게 로딩된 유연성 고무비 및 단편 롤 -이 쉽게 안과 밖에서 바뀔 수 있도록 고안된 것이다. 기계의 조종은 구별되는 서보 드라이브를 통해 이루어진다. 두 개의 주 드라이브 바퀴는 독립적으로 서보가 된다. 두 바퀴 사이의 속도비는 정확히 조절가능하여 탱크 또는 스키드 로더 형태의 조종이 가능하다. 언와인드 장력(unwind tension) 및 라이너 리와인드 장력(liner rewind tension)은 바닥의 최종 외관을 조정하기 위해, 그리고 주름 뿐만 아니라 필름과 생성물의 손상을 피하기 위해 조절된다.

상기 장치는 두 개의 정확한 속도 제어 바퀴로 추진된다. 두 개의 바퀴 속도가 다르게 조절되는 미세한 오퍼레이터가 구별되는 또는 “탱크” 형태의 조종 방법을 제공한다. 상기 바퀴는 일반적으로 역회전이 허용되지 않고, 두 바퀴 사이의 속도비는 제한되고, 그리고 적층 프런트의 나란한 이동이 조종되는 동안 금지되어, 웹(web)의 모든 면이 긴장상태이고, 주름을 방지하기 위하여 매우 작은 전단만이 웹에 적용된다. 레이저 선이 기계의 앞쪽에서 바닥에 투사된다. 이러한 선은 기계를 통해 움직이는 것과 같이 필름의 모서리와 상응하는 곳에 위치한다. 오퍼레이터는 바닥 위의 적절한 경로를 따라 이러한 선을 위치시켜, 현재 적층의 모서리가 이르게 되는 곳을 알려준다.

필름을 적층하는 한가지 가능한 방법에서, 사용될 필름은 롤에 포함되는데, 롤은 사용되는 필름의 장력을 조절하는데 사용되는 브레이킹 시스템에 연결된 언와인드 샤프트에 지지된다. 필름 및 라이너(존재한다면)는 필름 및 라이너의 장력을 지시하고 조절하는데 사용되는 피봇팅 댄서 어셈블리(pivoting dancer assembly)를 통하여 언와인드 롤로부터 빠져나간다. 웹 장력 또는 언와인드 속도의 장해는 스프링 로드 댄서를 야기하여, 설정된 장력을 유지하기 위해 한쪽 방향으로 움직이거나 웹 길이를 끌어들이거나 내보내거나 한다. 포텐시오미터는 댄서 피봇 샤프트의 말단에 고정되어 댄서의 위치를 읽을 수 있고, 피드백 제어 시스템은 브레이크를 조절하여 댄서를 미드-스트로크 위치에 유지하는데 사용될 수 있다. 그 후 필름 및 라이너는 가능한 바닥 가까이에 위치한 두 롤 세트를 향해 아래쪽으로 이동한다. 여기서, 라이너(존재한다면)는 일반적으로 필름으로부터 분리되어 리와인드 롤을 향하는 제1 방향으로 이동한다. 필름은 바닥과 에너지 로드 롤 또는 필름에 충분한 압력을 제공하는 다른 장치 사이에 붙잡힐 때까지, 바닥와 거의 평행인 반대쪽의 제2 방향으로 이동하여, 바닥 표면에 점착제가 전부 젖게 된다.

적층될 바닥은 일반적으로 적용에 앞서 철처히 청소되고, 필름이 각 구역에 적용되기 바로 전에 최종 청소가 이루어진다. 상기 필름은 일반적으로 주어진 바닥의 가장 긴 방향에 맞추어 평행하게 적용된다. 최초 스트립이 놓인 후, 필름은 수동으로 잘려지고, 다음 스트립을 위해 기계가 재배치되고, 필름이 바닥에 붙게된다. 수동조작장치는 기계가 충분히 적층하지 못하는 필름의 임의의 구역을 부착시키는 데 사용될 수 있다. 그 후 설정된 마진으로 제2 스트립의 모서리가 제1스트립의 모서리와 겹칠 수 있게, 다음 스트립이 제1 스트립 옆에 위치하게 된다. 이러한 과정은 원하는 구역 모두에 필름이 적용될 때까지 반복된다.

상기 구역이 모두 덮힌 후에, 각 구역은 문제가 있는지를 점검하게 된다. 필름은 수동으로 적층되고, 잘려질 수 있고, 또는 넓은 구역이 관계된다면 기계로 또는 작은 패치워크만이 요구된다면 손으로 스트립하고 재적용하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 특성 및 이점들은 하기 실시예에 의해 더욱 설명되나, 이로써 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명은 본 명세서에 기술되는 특정 실시예에 한정되지 않으며, 첨부되는 청구범위에 설정되는 것과 같은 본 발명의 모든 태양을 포괄하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 본 발명에 적용가능한 다양한 변경, 동등한 방법, 뿐만 아니라 많은 구조들이 본 발명을 구체적으로 검토하게 될 당업자들에게 즉시 명백해질 것이다.

재료

Radcure UCB Chemicals, Smyrna, GA에서 구입가능한 EBECRYL^®8301 (6기능성 아크릴레이트).

Radcure UCB Chemicals, Smyrna, GA에서 구입가능한 EBECRYL^®8402(2기능성 우레탄 아크릴레이트).

E. I. du Pont Demoures and Company, Wilmington, DE에서 구입가능한 SURLYN^® 1705.

E. I. du Pont Demoures and Company, Wilmington, DE에서 구입가능한 SURLYN^® 1706.

OSI Specialties, Friendly, WV에서 구입가능한 Al74(다기능성 실란).

Mitsubishi, Greer, SC에서 구입가능한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 미쯔비시 4507 시리즈.

3M Company, St. Paul, MN에서 구입가능한 TOPLINE^® 바닥 마감재.

3M Company, St. Paul, MN에서 구입가능한 SCLARL 150^® SCOTCHSHIELD^® Ultra SAFETY AND SECURITY WINDOW FILM(히덴토인 헥사크릴레이트 2.5 ㎛으로 하드코팅된 2 밀 PET).

에틸 아세테이트는 Aldrich Chemical Co, Milwaukee, WI에서 구입가능하다.

BOPP는 Surface Specialties UCB, Wigton, Cumbria, UK에서 구입가능하다.

SBOPP는 WO 9929794에서 기술한 방법을 사용한 BOPP로부터 제조하였다.

Nalco Chemical Co, Naperville, IL에서 구입가능한 NALCO® 1042 실리카 졸(20 nm 입자, 34.7 % w/w 실리카; 1388 gm 실리카).

3M Company, St. Paul, MN에서 구입가능한 SPANGLE^®바닥 마감재.

Ciba Specialties, Basel, Switzerland에서 구입가능한 IRGACURE^® 184 (광개시제).

SR444 (펜타에리스리톨 트리아크릴레이트)는 Sartomer Co., West Chester, PA에서 구입가능하다.

Tinuvin 292는 Ciba Specialty Chemicals, Inc., Terrytown, NY에서 구입가 능하다.

TegoRad 2100은 Degussa, Hopewell, VA에서 구입가능하다.

DC31은 Dow Corning, Midland, MI에서 구입가능하다.

방법

얼룩 테스트

얼룩 테스트에서, 1 ft² 타일을 테스트할 필름으로 도포하였다. 루프 나일론 키친 스타일 카펫을 얼룩 기계(soiling machine)의 롤러에 부착하였다. 2 g의 CSMA 얼룩(Rohm & Haas, Philadelphia, PA)을 카펫에 올려놓았다. 25 사이클 후에, 과량의 얼룩을 제거하고 기계를 500 사이클까지 작동시켰다. 500 사이클에서 1g의 표준 얼룩을 더 가하고 기계를 25 사이클 더 작동시키고, 과량의 얼룩을 씻어내고 기계를 총 1000 사이클이 되도록 작동시켰다. 시각적 비율이 마감재의 얼룩화라는 용어로 나타난다. 비율의 범위는 1 내지 6으로, 6이 상위였다.

테이버 마모

테이버 마모는 500g 로드의 CS-1O 바퀴를 사용하여 수행하였다. % 탁도 변화를 특정 양의 사이클에서 테이버링 전 및 테이버링 후에 측정하였다. 사용된 특정 물질은 샌드 페이퍼: Taber Industries의 Abraser Resurfacing Discs Cat. No. S-11: 바퀴: Taber Industries의 Calibrase CS-1O: 테이버 기계: Taber Industries 5150 Abraser: 탁도 측정 기계: BYK Gardner Haze Guard Plus Cat. No. 4725였다.

샌드 트래픽 테스트

샌드 트래픽 테스트는 여러 필름 구조체의 마모 및 내구성을 조사하기 위해 수행되었다. 이 테스트에서, 다양한 크기의 신발을 신은 사람이 젖은 스폰지 위를 걷고, 그 후 모래를 걷고 마지막으로 필름을 걸었다. 60°에서 광택 측정은 BYK Gardner(Columbia, MD)에서 구입가능한 micro-TRI-gloss 글로스미터로 0, 60, 120, 300, 450, 770, 1110, 1590 및 2050 사이클에서 이루어졌다. 한 개체에 의한 스폰지, 모래 및 필름 위에서의 1 사이클은 2 스텝과 같다.

샌드 트래픽 테스트를 위한 테스트 패치는 표면상 2피트 곱하기 3 피트였다. 3 인치의 외지름으로 20 쇼어 A 폴리우레탄의 1 인치 커버링으로 덮힌, "필름 적층 기구 및 방법"이라는 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원 제＿호[Attorney Docket No.60121US002]의 도 5에 나타낸 롤러는 적층 압력을 적용하는데 사용된다. 롤의 선 인치당 약 5 파운드로 제공되는 납 벽돌 프레임워크로 롤을 로드하였다. 상기 롤은 분당 약 10 피트의 속도로 바닥을 따라 수동으로 밀린다. 상기 필름은 프레임워크 위에 올려진 스핀들로부터 최소한의 장력으로 연속적으로 제공된다. 3 피트 이상의 두개의 스트립이 깨끗하고 먼지 없는 바닥에 나란히 놓여, 충분한 길이의 완전히 순응성이고 주름 없는 적층이 달성된다. 제2 스트립은 제2 스트립의 한 모서리가 제1 스트립의 모서리와 약 1/2 인치로 겹쳐지도록 제1과 나란히 배열하였다. 그 후 테스트 부분을 위하여 2 피트 곱하기 3 피트의 잘 적층 된 부분을 남기도록 상기 스트립의 말단 부분을 면도칼로 잘라냈다. 테스트 부분의 바깥쪽 모서리는 2 인치의 넓은 비닐 테이프 스트립으로 덮어, 테스트 패치의 경계를 나타냈을 뿐만 아니라 트래픽 테스트 동안의 모서리의 리프팅을 방지하였다.

블랙 마크 방지 테스트

블랙 마크 방지 테스트에서, 12"xl2"의 비닐 합성 타일(VCT)로 필름을 적층하고, “스넬 캡슐(snell capsule)”에 넣었다. 상기 스넬 캡슐은 회전하는 6개의 검은 고무 정육면체에 맞는 육각 폐쇄 캡슐이다. 상기 기계를 각 방향으로 2.5분 동안 회전한 후에, 타일을 꺼내 관찰하였다. 1 내지 5의 시각적 비율을 나타냈다(1은 하위 5는 상위). 대조 마감재(3M SPANGLE® 바닥 마감재)는 3의 비율을 나타냈다(바닥 마감재 대조 시료와 비교하여).

질소-코로나 처리 I

이축연신 폴리프로필렌(PP) 필름을 American Roller(Union Grove, WI) # CL500 세라믹 절연체의 2.0-mm 두께층으로 코팅된 25-cm 지름, 50-cm 페이스 폭(face width) 스틸 그라운드 롤과 접촉시켰다. 소위 “커버 롤(covered-roll)”전극 구조에서, 두 개의 200 cm², 33-cm 페이스 폭 스테인레스 스틸 “슈즈(shoes)”로 구성된 파워 전극은 1.5 mm 전극 갭에 의해 그라운드 롤로부터 분리된다. 트리터 하우징은 ca. 900 liters/min의 극저온으로부터 유래된 질소 가스로 계속해서 채워지는데, 트리터 내의 산소 분자의 농도는 < 10 ppm으로, 수증기의 농도는 < 100 ppm으로 유지된다. 표준화된 코로나 에너지는 1400 W의 코로나 파워 및 15 m/min의 필름 속도에 상응하는 1.7 J/cm²로 고정된다.

질소-코로나 처리 II

이축연신 폴리프로필렌(PP) 필름을 25-cm 지름, 50-cm 페이스-폭 스테인레스 스틸 그라운드 롤과 접촉시켰다. 소위 “베어 롤(bare-roll)”전극 구조에서, 파워 전극은 코로나로의 파워 전달을 위한 전도성 금속 코어를 갖는 두 개의 2.4-cm 지름, 46-cm의 긴 액체-냉각 세라믹 튜브로 구성된다. 파워 세라믹 튜브 전극은 1.5 mm 전극 갭에 의해 그라운드 롤에서 분리된다. 표준화된 에너지 역시 1.7 J/cm²로 고정되는데, 1960 W의 코로나 파워 및 15 m/min의 필름 속도에 상응하는 전극 구조를 위한 것이다.

상승된 필름 온도에서의 질소-코로나 처리

세라믹 커버 스틸 그라운드 롤의 온도가 “STERLCO®”(Sterling Engineering Co, Milwaukee, WI) 온도 제어 시스템에 의해 제공되는 240 L/min로 재순환되는 물의 흐름에 의해 93℃로 조절된 것을 제외하고는, PP 필름을 상기와 동일한 방법으로 처리하였다.

에어-코로나 처리

에어-코로나 처리는 방전에서 실질적으로 질소 환경 대신 28% RH에서의 공기가 가스로 사용된 것을 제외하고는 상기한 질소 코로나 처리 I과 동일하다.

화염 처리

Flynn Burner Corporation (New Rochelle, NY)가 제공하는 30 cm x 1 cm 리본 버너의 위쪽에 위치한 벤츄리 믹서에서, 먼지가 필터된, 25℃ 압축 공기(이슬점 온도 < -20℃)를 천연 가스 원료와 미리 혼합하였다. 천연 가스는 0.577의 중량, 공기와 9.6:1의 화학량론적 비율, 및 37.8 kJ/L의 평균 열 함량을 갖는다. 사용된 표준화된 화염 파워가 400 W/cm²의 버너 표면 영역에 사용되었다. 이러한 표준화된 화염 파워에서, 발광하는 화염 원뿔의 끝은 리본 버너의 최고 표면 위로 ca. 3 mm 였고, PP 필름의 표면으로부터 ca. 3 mm였다. 상기 버너는 세라믹 물질로 코팅되고 30℃로 물-냉각되는 25-cm 지름, 40-cm 페이스-폭 스틸 칠 롤 밑에 위치한다. PP 필름은 이러한 칠 롤을 따라 그리고 170 m/min의 속도로 화염을 통과하여 이동한다. PP 필름은 10.1 :1 비율의 공기 부피: 연료에 상응하는, 0.95 당량으로 처리된다.

#2 결합 불량 테스트(#2 Bond Failure test )

#2 결합 불량 테스트는 실질적으로 WO 9811154A에서 기술한 것과 같이 수행 된다. 이러한 방법은 백킹으로부터 점착 코팅을 제거하는데 필요한 힘을 측정하는데 사용된다. 테스트 시료는 1인치 폭 곱하기 8인치 길이의 스트립으로 자르고, 4.5 lb 롤러를 갖는 어노다이즈(anodized) 알루미늄 플레이트에 적층한다. 이러한 적층물은 그 후 23℃/50% RH에서 20분 이상, 바람직하게는 하룻밤 동안 방치하였다. 박리 점착 테스트는 IMASS SP-2000 Peel Tester(MASS Inc., Accord, MA에서 구입가능)로 수행하였다. 박리 속도는 12 인치/min, 박리각은 90 도였다. 힘은 oz/인치로 기록되었다. 장치 조건은 하기와 같다: 5초의 평균 시간, SL로 변환되는 속도 선택, oz 눈금, 0 및 67.0 oz에서 조정. 3번 반복한 평균이 기록되었다.

실시예 1-9

표 1에 설정된 성분을 갖는 순응성 마모층 조성물을 제조하고 시료로 만들었다. 이러한 조성물에 사용되는 기능성(표면 변성) 실리카 나노입자를 하기 방법에 의해 형성하였다: 5.1 그램(gm)의 암모늄 플루오라이드를 20 gm의 물에 용해하였다. 12 리터의 수지 플라스크에 환류 응축기 및 기계적 교반기(스테인레스 스틸 샤프트의 끝부분에 터빈 블레이드가 위치)를 장치하였다. 그 후 4000 gm의 NALCO® 1042 실리카 졸(20 nm 입자, 34.7 % w/w 실리카; 1388 gm 실리카), 3600 gm 에틸 아세테이트, 346 gm 메타크릴로일옥시프로필(트리메톡시)실란, 400 gm의 추가적 에틸 아세테이트(실란 첨가 플라스크를 세척하여 반응 플라스크로 넣는데 사용됨) 로 충전하였다. 수용성 암모늄 플루오라이드 용액을 반응 플라스크에 첨가하고 즉시 교반을 시작하였다. 추가적 20 gm의 물이 암모늄 플루오라이드 첨가 플라스크를 세 척하여 반응 플라스크 내로 넣는데 사용되었다. 반응은 가열 맨틀로 가열되었다. 암모늄 플루오라이드를 첨가하고 약 5-10 분 후에 반응 혼합물은 겔을 형성하기 시작하고, 그 후 백색 고체를 형성한다. 20분 후에, 반응 플라스크 내에 교반되는 백색 혼합물이 남게 된다. 반응은 20 시간동안 환류로 교반되고, 그 후 2 시간동안 주변이 냉각된다. 1000 gm의 염화나트륨을 가하고, 혼합물을 45분 동안 교반하였다. 교반을 멈추면, 상분리가 일어난다. 에틸 아세테이트상을 수집하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 에틸 아세테이트 내의 3975 gm의 29.0% w/w의 기능성 실리카로 여과하였다(고체%는 150 셀시우스 온도에서 1시간 동안 오븐 드라이하여 측정). 에틸 아세테이트 분산은 남색 단백광을 갖는다.

순응성 마모층 포뮬레이션(각 성분의 그램)

포뮬레이션	H1	H2
8301	0	1.5
8402	4.2	1.5
입자	1.6	5.5
EA	4.2	1.5
Irgacure	0.2	0.2
8301은 EBECRYL® 8301을 나타냄 8402는 EBECRYL® 8402를 나타냄 입자는 상기한 기능성(표면 변성) 실리카 나노입자를 나타냄 EA는 에틸 아세테이트를 나타냄 Iragacure는 IRGACURE® 184를 나타냄

본 명세서에서 H3로 표현하는 스티프 마모층 조성물은 하기와 같이 제조하였다: Nalco Chemical Co.에서 구입가능한 1195 그램의 Nalco 2327 실리카 졸(pH 9.3의 콜로이드 실리카 입자, 20 나노미터의 평균 입자 지름을 갖는 40 퍼센트의 고체를 갖는 암모늄 이온-안정화 분산); Aldrich Chemical Co에서 구입가능한 118 그램의 N,N-디메틸 아크릴아미드; 120 그램의 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 커플링 물질(Al74); 및 761 그램의 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(SR444.)를 둥근 바닥 플라스크에서 혼합하였다. 둥근 바닥 플라스크는 이어서 55℃로 설정된 바스 온도로 Buchi Laboratory AG, Flanil, Switzerland에서 구입가능한 Buchi Rl52 Rotavapor의 진공 라인에 위치시켰다. 50 %의 탈이온수/ 50 %의 부동액의 냉각 혼합물을 냉각 코일을 통하여 재순환시켰다. 25 Torr의 감압에서 휘발성 성분은 증류율이 분당 5방울 이하로 감소할 때까지(약 2시간) 제거된다. 생성된 물질(1464 그램)은 N,N-디메틸 아크릴아미드 및 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 모노머의 혼합물 내의 아크릴화 실리카 입자의 맑은 용액 분산이었다(세라머(ceramer) 조성물). 이러한 세라머 조성물의 칼 피셔 분석은 조성물 내에 남아있는 물이 조성물의 총 중량에 대하여 1.5 중량 % 이하임을 나타낸다. 이러한 혼합물에 1282 그램의 이소프로판올, 87 그램의 물, 29 그램의 Tinuvin 292, 및 36 그램의 Irgacure 184가 첨가된다. 최종 조성물은 ∼50% 고체를 갖고 외관상 흐릿한 호박색이다.

순응성 마모층의 각 층(Hl 및 H2) 뿐만 아니라 강성 마모층(H3)은 다른 두개의 순응성 백킹(SURLYN® 1705 및 SURLYN® 1706의 블로우필름 압출성형) 및 하기하는 강성 백킹(PET)으로 코팅되고, 따라서 하기와 같은 필름/마모층 조합을 갖는 필름 구조체의 시리즈를 제공한다: 강성/강성, 강성/순응성, 순응성/강성 및 순응성/순응성. 제조된 여러 필름 구조체 모두가 표 2에 요약되어 있다.

코팅 단계에서, 마모층 용액은 용매로 희석되고 리버스 그라비어 트랜스퍼 코팅으로 프라임/코로나 처리 백킹에 코팅된다. 기초 포뮬레이션으로부터, H3는 50/50 MEK/톨루엔 블렌드로 희석되고, D5는 정제 에틸 아세테이트로 희석된다. 표적 희석은 원하는 최종 두께에 따라 49 중량% (희석되지 않음) 내지 33 중량%의 고체일 수 있다. 5 미크론의 표적 코팅 두께를 위해, 55 라인/인치 룰링 밀 패턴 및 49.5 cbm/sq.의 볼륨 팩터를 갖는 4.75" 지름 그라비어 롤이 사용된다. 코팅 후에, 물질은 50℃로 설정된 환류 오븐 그리고 그 후 최대 크기로 싱글 400 W/in H-전구를 갖고 있는 융합 UV 경화 챔버를 통과하게 된다. 모든 코팅은 5 내지 10 m/min, 가장 바람직하게는 10 m/min으로 일어난다. 그라비어 롤이 공정의 편이를 위해 선택되었지만, 압출성형 다이 및 폐쇄 나이프 복사 시스템도 동일한 우수한 수행을 나타냈다.

필름 구조체

필름 구조체 #	마모층	백킹
E1	H1(순응성)	SURLYN^®1705(순응성)
E2	H1(순응성)	SURLYN^®1706(순응성)
E3	H1(순응성)	PET(강성)
E4	H2(순응성)	SURLYN^®1705(순응성)
E5	H2(순응성)	SURLYN^®1706(순응성)
E6	H2(순응성)	PET(강성)
E7	H3(강성)	SURLYN^®1705(순응성)
E8	H3(강성)	SURLYN^®1706(순응성)
E9	H3(강성)	PET(강성)

필름 구조체도 점착제로 코팅되고 바닥재에 적용된다. 점착 물질은 플랫-베드 노치 바 코팅기(콤마 또는 불-노우즈 코팅기라고도 함)를 사용하여 41 - 45% 고체 (하기 점착제 A2의 설명 참조) 용매 용액으로부터 실리콘 코팅 박리지에 코팅된다. 2.0 밀 건조 두께의 코트 중량을 달성하기 위해, 필러 게이즈에 의해 설정되는 것처럼 6 밀의 노치 바 갭이 사용된다. 코팅 후에, 물질은 각각의 오븐 구역이 순차적으로 따뜻해지게 130, 140, 및 200℉로 설정된 3개의 동일 구역으로 나뉘어진 36-ft 환류 오븐을 통과하게 된다. 건조 바로 후에, 박리지의 점착 코트 부분은 마모층이 코팅된 백킹의 코팅되지 않은 면에 적층된다. 적층은 금속 롤 및 공기로 발동되는 고무 롤 사이에서 수행된다. 역시, 노치 바가 공정의 편이를 위해 선택된 것이지만, 다른 방법 예를 들어 슬롯-페드 나이프 다이와 같은 폐쇄, 전계량 시스템도 대신 사용될 수 있다. 점착 코팅 및 적층 후에, 물질은 코팅되지 않은 모서리를 제거하기 위해 가느다랗게 베어지게 된다.

바닥에 적층된 후에, 각각의 필름 구조체 E1-E9 뿐만 아니라 SCLARL 150^®이란 상표명으로 상업적으로 구입가능한 하드코트 윈도우 필름도 샌드 트래픽 테스트에 사용될 수 있다. 또한, “TOPLINE^®”이란 상표명으로 구입가능한 바닥 마감재 생성물은 샌드 트래픽 테스트로 시험된다. 결과를 도 2-4에 나타낸다. 일반적으로, 마모층을 갖는 필름은 일반적 바닥 마감재보다 더 나은 광택을 나타냈다.

필름 구조 H1/PET(E3), H2/PET(E6), 및 H3/PET(E9)를 상기한 바와 같이 제조하고, 블랙 마크 방지 테스트를 하였다. 결과는 표 2에 나타낸다. 모든 마모층이 코팅된 필름은 가장 좋은 대조 마감재(5의 비율)과 비교하여 현저하게 향상된 블랙 마크 방지를 나타냈다. 3의 비율을 갖는 대조 타일이 블랙 마크 및 스커프 마크를 나타내는 반면, 하드코트 필름은 일반적으로 더 적은 블랙 마크를 갖고 스커프 마크는 없는(비율 >5) 더 향상된 외관을 나타냈다.

블랙 마크 방지 테스트 결과

필름	비율
SPANGLE 대조 1	3
SPANGLE 대조 2	3
E3	＞5
E6	＞5
E9	＞5

또한, 여러 필름 구조체(5 ㎛ 마모층; 1 밀 점착층)의 얼룩 방지성을 상기한 얼룩 테스트를 사용하여 측정하였다. 상업적으로 구입가능한 바닥 마감재 역시 테스트하였다. 각각의 시료를 두 번씩 테스트하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.

얼룩 테스트 결과

필름	얼룩 테스트 #1	얼룩 테스트 #2
E9	2.5	2.5
E8	2.5	2.5
E3	1.0	1.0
E6	2.5	2.5
E5	2.0	2.0
SPANGLE®	＜1	＜1

실시예 10-13

표면 처리 실험

실리콘 아크릴레이트로 H3 마모층의 변성 버전을 특허 제6,461,709호에 기술하는 바와 같이 제조하고, 3 ㎛ 및 10 ㎛ 두께로 하기 각 백킹에 코팅하였다: 아크릴 프라이밍된 PET(ElO), BOPP(Ell), 및 SBOPP(El2). BOPP 및 SBOPP 백킹을 H3로 코팅하기 전에 질소 코로나, 상승된 온도에서 질소 코로나, 화염 또는 공기 코로나로 처리하였다. 다양한 구조체는 그 후 테이버 마모 테스트를 하였다. BOPP 및 SBOPP 결과를 도 5 및 도 6에 각각 나타낸다.

#2 결합 불량 테스트는 다르게 표면 처리된 BOPP 및 SBOPP 구조체 위에서 행해졌다.“보호 필름 점착제”라는 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원 제＿호[Attorney Docket No. 60134US002] 기술된 바와 같이 100 부의 90/10 2-메틸부틸아크릴레이트/아크릴산 점착제(낮은 I.V.)와 0.2 부의 비스아미드 가교제의 혼합에 의해 제조된 점착 Al으로 백킹(2 밀)을 코팅하였다. 다르게 처리된 시료의 숙성은 마모코팅 과정에서 필름이 “마주치게” 될 열의 시뮬레이션을 위해 이루어졌다. 결과는 표 5에 나타낸다.

표면 처리된 BOPP 및 SBOPP 위의 점착제의 결합 불량

필름	표면 처리	숙성=3분 70C, 1분=90C(시뮬레이트 25ft/min(15ft 오븐); 70C & 90C(UV 챔버)	#2 결합 불량 oz/인치, 90°박리
			12 인치/min
E11	팩토리 코로나	있음	30.2
	에어 코로나	있음	36.3
	질소 코로나 Ⅰ	있음	필름 깨짐
	상승된 필름 온도에서 질소 코로나	있음	필름 깨짐
	플라즈마	있음	1.7
	화염	있음	36.3

E12	팩토리 코로나	있음	28.4
	에어 코로나	있음	44.2
	질소 코로나 Ⅰ	있음	103.5^*
	상승된 필름 온도에서 질소 코로나	있음	91.3^*
	플라즈마	있음	1.8
	화염	있음	42.7

E11	팩토리 코로나	없음	26.3
	에어 코로나	없음	29.4
	질소 코로나 Ⅰ	없음	필름 깨짐
	상승된 필름 온도에서 질소 코로나	없음	필름 깨짐
	플라즈마	없음	2.1
	화염	없음	32.8

E12	팩토리 코로나	없음	27.1
	에어 코로나	없음	36.5
	질소 코로나 Ⅰ	없음	93.0^*
	상승된 필름 온도에서 질소 코로나	없음	94.7
	플라즈마	없음	2.1
	화염	없음	34.2
* 필름에 5% 점착 잔류

결과는 백킹의 표면 처리가 점착층의 점착 및 점착이 필름에 제대로 점착되었는지 여부에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 숙성 및 비숙성 필름 사이에는 #2 결합 불량의 유의한 차이가 없었다. #2 결합 불량은 실질적으로 백킹에의 표면 처리에 의해서 영향을 받았다. 질소 코로나 및 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나 처리된 필름은 높은 값의 #2 결합 불량을 보였다.

코로나 에너지 수준 실험

BOPP 및 SBOPP 백킹은 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 및 1.7J/cm² 에너지 수준으로 상기한 질소 코로나 처리 II로 처리하고, H3로 코팅하였다. 점착제, A2를 “보호 필름 점착제”라는 제목으로 2004년 10월 12일에 출원된 미국특허출원제＿호[Attorney Docket No. 60134US002]의 실시예 3에서 기술한 것과 같이 제조하고, 필름을 SCW-21 박리지로 1 밀의 두께로 코팅하였다. 시료는 그 후 상기한 테이버 마모 테스트를 하고, 결과를 도 7 및 도 8에 나타냈다. 이 도면에서 나타내듯이, 질소 코로나 처리의 표면 에너지 수준의 BOPP 및 SBOPP의 테이버 내마모성에 대한 아무런 효과도 관찰되지 않았다.

시료는 또한 상기한 #2 결합 불량 테스트를 하였다. 결과는 하기 표 6에 나타낸다.

#2 결합 불량 테스트 결과

필름 정보	평균 2 결합(oz/인치)	% 이동
E11-0.25 J/cm²	46.8	100
E11-0.5J/cm²	45.7	100
E11-0.75J/cm²	48	100
E11-1.0J/cm²	69.1	스플릿
E11-1.7J/cm²	72.9	스플릿
E12-0.25J/cm²	42.6	100
E12-0.5 J/cm²	51.8	100
E12-0.75J/cm²	49.4	100
E12-1.0J/cm²	46.6	100
E12-1.7 J/cm²	50.1	100

이러한 데이터는 #2 결합 값 및 불량 모드가 질소 코로나 처리의 에너지 수준에 매우 의존적이라는 것을 보여준다. 일반적으로, 질소 코로나 처리의 에너지 수준이 높아질수록, #2 결합 값이 더 높아진다.

실리콘 첨가제의 얼룩 방지성에의 효과

상기한 H3 마모층 포뮬레이션의 시료는 다양한 실리콘 첨가제로 제조하였다. 첨가제가 없는 H3는 대조군으로 사용하였다. #5 Meyer bar (R. D. Specialties, Webster, N. Y.)를 사용하여 시료(10 마이크로미터 건조 두께)를 프라임(PVDC로) PET(2 밀)에 코팅하였다. 경화는 약 200 내지 240 mJ/cm², 50 ft/min의 중간 압력을 사용하는 UV 프로세서, RPC UV 프로세서(RPC Industries,Plainfield, IL), 노르말/노르말 설정, 질소 제거를 사용하여 수행하였다. 경화된 시료는 첨가제가 얼룩 방지성을 향상시켰는지를 확인하기 위해 얼룩 테스트를 하였다. 결과는 하기 표 7에 나타낸다.

실리콘 첨가제를 포함하는 마모층의 얼룩 방지성

첨가제	얼룩 비율 #1	얼룩 비율 #2	평균 얼룩 비율
대조(첨가제 없음)	2	1	1.5
0.8 phr TegoRad 2100	5	5	5
0.8 phr Ebecryl 350	3	3	3
0.2 phr Ebecryl	3	3	3
0.8 phr DC31	3	3	3
0.2 phr TegoRad 2100	5	4	4.5
0.2 phr DC31	3	3	3

본 발명의 다양한 변성 및 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않음은 당업자들에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 설정된 상세한 구체예 및 실시예에 의해 본 발명을 과도하게 제한하고자 한 의도가 아님과, 이러한 실시예 및 구체예는 하기 설정된 청구범위에 의하여서만 제한하고자 하는 의도인 본 발명의 범위 내에서 단지 예를 들고자 한 것임을 이해하여야 한다.

Claims

연신성 기재 필름층; 및 상기 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치된 마모층을 포함하는 보호 필름.
제1항에 있어서, 상기 마모층과 반대쪽의 상기 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치된 점착층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제2항에 있어서, 기재 필름층과 반대쪽의 상기 점착층의 적어도 일부분에 배치된 박리지를 더욱 포함하는 보호 필름.
제1항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 0.5 내지 약 100 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제4항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 0.5 내지 약 50 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제5항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 1 내지 약 10 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마모층이 순응성인 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 필름이 순응성인 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재 필름층과 마모층 사이, 또는 기재 필름층과 점착층 사이에 배치된 프라이밍층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재 필름층과 마모층 사이에 배치된 제1 프라이밍층 및 기재 필름층과 점착층 사이에 배치된 제2 프라이밍층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 마모층의 기재 필름층에의 점착을 증가시키기 위해 상기 기재 필름층이 표면 처리된 것인 보호 필름.
제2항 또는 제10항에 있어서, 점착층의 기재 필름층에의 점착을 증가시키기 위해 상기 기재 필름층이 표면 처리된 것인 보호 필름.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 표면 처리가 에어 코로나 처리, 질소 코로나 처리, 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리 및 화학적 프라이밍으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 보호 필름.
제12항에 있어서, 상기 표면 처리가 에어 코로나 처리 또는 질소 코로나 처리인 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재 필름층이 투명 중합체를 포함하는 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마모층이 UV 경화 하드코트 수지를 포함하는 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재 필름층이 이오노머 블렌드를 포함하는 것인 보호 필름.
제1항, 제2항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마모층이 폴리우레탄 아크릴레이트 및 1 내지 200 나노미터 범위의 평균 지름을 갖는 다수의 표면 변성된 무기 입자를 포함하는 UV 경화 하드코트 수지층을 포함하는 것인 보호 필름.
제16항에 있어서, 상기 하드코트가 실리콘 및 실리콘 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 첨가제를 포함하는 것인 보호 필름.
제2항에 있어서, 상기 점착층이 감압성 점착제를 포함하는 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재 필름층이 다층의 중합체 구조체를 포함하는 것인 보호 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름이 바닥 필름인 것인 보호 필름.
제22항에 있어서, 상기 바닥 필름이 바닥 표면으로부터 용이하게 제거될 수 있는 것인 보호 필름.
강성 기재 필름층; 및 상기 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치된 마모층을 포함하는 보호 필름.
제24항에 있어서, 마모층과 반대쪽의 상기 기재 필름층의 적어도 일부분에 배치된 점착층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제25항에 있어서, 기재 필름층과 반대쪽의 점착층의 적어도 일부분에 배치된 박리지를 더욱 포함하는 보호 필름.
제24항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 0.5 내지 약 100 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제27항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 0.5 내지 약 50 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제28항에 있어서, 상기 기재 필름층이 약 1 내지 약 10 밀의 두께를 갖는 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 마모층이 강성인 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 마모층이 순응성인 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 기재 필름층과 마모층 사이, 또는 기재 필름층과 점착층 사이에 배치된 프라이밍층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 기재 필름층과 마모층 사이에 배치된 제1 프라이밍층 및 기재 필름층과 점착층 사이에 배치된 제2 프라이밍층을 더욱 포함하는 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 마모층의 기재 필름층에의 점착을 증가시키기 위해 상기 기재 필름층이 표면 처리된 것인 보호 필름.
제24항 또는 제34항에 있어서, 점착층의 기재 필름층에의 점착을 증가시키기 위해 상기 기재 필름층이 표면 처리된 것인 보호 필름.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 표면 처리가 에어 코로나 처리, 질소 코로나 처리, 상승된 필름 온도에서의 질소 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리 및 화학적 프라이밍으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 보호 필름.
제35항에 있어서, 상기 표면 처리가 에어 코로나 처리 또는 질소 코로나 처리인 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 기재 필름층이 투명 중합체를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 마모층이 UV 경화 하드코트 수지를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 기재 필름층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항, 제25항 또는 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마모층이 폴리아크릴레이트 및 1 내지 200 나노미터 범위의 평균 지름을 갖는 다수의 표면 변성된 무기 입자를 포함하는 UV 경화 하드코트 수지층을 포함하는 것인 보호 필름.
제24항, 제25항 또는 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마모층이 폴리우레탄 아크릴레이트 및 1 내지 200 나노미터 범위의 평균 지름을 갖는 다수의 표면 변성된 무기 입자를 포함하는 UV 경화 하드코트 수지층을 포함하는 것인 보호 필름.
제39항에 있어서, 상기 하드코트가 실리콘 및 실리콘 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 첨가제를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항에 있어서, 상기 점착층이 감압성 점착제를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 기재 필름층이 다층의 중합체 구조체를 포함하는 것인 보호 필름.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 필름이 바닥 필름인 것인 보호 필름.
제46항에 있어서, 상기 필름이 바닥 표면으로부터 용이하게 제거될 수 있는 것인 보호 필름.
바닥 표면의 적어도 일부분에 제거 가능하도록 점착된 제1항, 제7항, 제24항, 제30항 또는 제31항 중 어느 하나의 보호 바닥 필름을 포함하는 바닥 마감재.
바닥 표면의 적어도 일부분에 제1항, 제7항, 제24항, 제30항 또는 제31항 중 어느 하나의 보호 바닥 필름을 적용하는 단계를 포함하는 바닥 표면의 보호 방법.
(a) 기재 필름층의 적어도 일부분에 마모층을 코팅하는 단계;

(b) 마모층을 경화하여 경화 마모층을 생성하는 단계; 및

(c) 단계 (a)의 전 또는 후에, 기재 필름층의 적어도 일부분에 점착층을 배치하는 단계(상기 기재 필름층은 점착층과 마모층 사이에 배치됨)

를 포함하는 보호 바닥 필름의 제조 방법.
제50항에 있어서, 단계 (a) 또는 단계 (c) 또는 양쪽 단계 모두에 앞서, 상기 기재 필름층을 프라이밍하는 단계 또는 표면 처리하는 단계를 더욱 포함하는 방법.