JP7536164B2 - 欠陥を低減したペイントフィルムアップリケ、物品および方法 - Google Patents
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Description
る。例えば、プラスチックに顔料を混合することにより、自動車の製造者は、ある市販製品によって、自動車の製造ラインから塗装処理を完全になくすことができる。従来塗装される表面を形成するための樹脂を含むこうした製品は、Saudi Basic Industries社(SABIC)から商品名LEXAN SLXで販売されている。
クステンション、本体およびドアピラー、ダッシュボード部品および蓋(金属製またはプラスチック製)に使用して、テクスチャ加工された黒色のマットな外観を与えるポリ塩化ビニルフィルムであると記載されている。また、このようなフィルムの1つである3MTM塗装代替フィルムFTA9055Jは、自動車のサイドガラスに遮光用の外装を与えるために用いられると記載されている。このようなフィルムは、高光沢(反射率90%)の黒色の外観および乗り物のデザインに一体化させることができる外側のクリアコートを提供すると記載されている。3M Innovative Properties社の特許文献1(米国特許出願第2007/0047099号);特許文献2(米国特許第5,965,256号);特許文献3(米国特許第6,475,616号);および特許文献4(米国特許第7,141,303号)も参照のこと。
は、可撓性および伸縮性を有する熱可塑性ポリエステルキャリアフィルム、伸縮性の水性ポリウレタン塗料層、伸縮性の透明な架橋ポリウレタントップコート層、およびキャリアフィルムと塗料層との間に設けられた薄い接合層を備え、この接合層は、キャリアフィルム上に、エチレンおよびエチレン性不飽和カルボン酸のコポリマーの中和物の水性分散液をコーティングすることによって形成されると記載されている。
与える保護表面層で被覆された高分子フィルムをベースとしている。この保護表面層は、例示的な実施形態においてポリウレタン系材料であると記載されている。
される。特許文献11(米国特許第8,828,303号)には、こうした制限の幾つかが記載されている。例えば、ポリマーの種類の中には、比較的大きな分子量および/または架橋の存在により、ホットメルトすることができないものがある。これらの要因により、ポリマー組成物またはフィルムが形成される基板の分解温度よりも低い温度において、予め形成された組成物のペレットをホットメルトすることが(不可能でないにしても)難しくなる可能性がある。なお、ポリマーをホットメルトしてポリマーフィルムを形成することは、従来的な方法として一般的に行われている。
の文献においては、その色および/または透明度に影響する成分を含む保護シートについての言及がなされているが、一見して視認できない保護(seemingly invisible protection)を表面に与えるという性能を最大限にするために、シートが、滑らかで光沢のある表面と全体にわたって実質的に均一な厚さを有することが好ましいとも記載されている。しかしながら、本発明によれば、本発明の開示内容に従って形成されたポリマーフィルムは、ポリマーフィルムを含むペイントフィルムアップリケに使用できるようにするために着色されている。
場合、in-situで重合された着色ポリマー層は、本明細書において本発明の例示的な実施形態を説明する際に「顔料層」とも称される。
的な緩衝性を発現することが可能である。そうした層をペイントフィルムアップリケ中の他の層に隣接させて設けることにより、ペイントフィルムアップリケの使用中にキャリア層と他の層との間の結合がより良好に続き、また、これにより、層間剥離の可能性を抑え、ペイントフィルムアップリケを剥がした後に表面に残る接着剤および他の材料を低減することができる。
本明細書において「キャリア層(carrier layer)」という用語を用いることにより、キ
ャリア層を備えるポリマーフィルムは、ペイントフィルムアップリケ内において、少なくとも1つの他の層(例えば、任意の接着層、任意の着色層、または任意のトップコート層)を有している(すなわち、支持している)と理解されたい。他の層はそれぞれの厚さまたは合計厚さがキャリア層の厚さより大きくてもよいが、キャリア層は、(美粧性、機能性、または他の特性であるかに関わらず)所望の特性を有するペイントフィルムアップリケを提供するために不可欠な要素である。
ばれる。しかしながら、本発明のペイントフィルムアップリケのキャリア層は、本発明の他の実施形態に係る単一のフィルム層とすることが可能である。複数の層がキャリア層を形成している場合、「n」個の個別の層のそれぞれを、同一または異なる種類のものとすることが可能である。例示的な実施形態において、「n」個の個別の層はそれぞれ、基本的に同一の化学的性質を有する。
の実施形態において、キャリア層は、キャリア層を反射背景として機能させて、ペイントフィルムアップリケが表面に貼り付けられたときに上層となる着色層の色を引き出させる材料(例えば、二酸化チタン)を配合することが可能である。
リウレタン系キャリア層をウェブベースで(web-based)、in-situ重合するといった連続処理を、本発明の1つの実施形態において用いることが可能である。別の例としては、紫外線硬化組成物を個別の基板にコーティングし、この組成物に紫外線を照射して、ポリウレタン系キャリア層をin-situで形成するといったバッチ処理を、本発明の他の実施形態において用いることが可能である。
みに影響するものが含まれる。成分が不透明性に影響するものである場合、不透明なキャリア層、またこれにより不透明なペイントフィルムアップリケを得ることができる。成分が明色、暗色、または濁色に影響するものである場合、明色とは、(明度を上げる)白色との混色であると理解されたい。暗色とは、(明度を下げる)黒色との混色である。濁色
は、灰色との混色、または明色と暗色の両方を混色することにより得られる。(黒色、灰色および白色を含む)無彩色と混色することにより、色相はそのままで、彩度、すなわち、鮮やかさが低下する。
137006号には、このようなin-situ重合によって形成されたフィルムおよびその形成方法が記載されている。驚くべきことに、ペイントフィルムアップリケに色を与えるためにin-situで重合されたキャリア層を用いることにより、所望の物理的特性の改良、およびそれによる処理効率の向上が促進されることが判明した。
49510-60DV;およびARGOTEC 46510)を示すデータ曲線A,B,およびCによって示されるもの]について、色誘導成分を添加することができる本発明のポリウレタン系キャリア層の(すなわち、データ曲線1および2で示される)ピーク損失係数(0.5よりも大きい)よりも顕著に低いものであった。また、図1に示されているように、押出成形されたポリウレタンキャリアフィルムについて検査したピーク損失係数は約25℃で生じたが、本発明のペイントフィルムアップリケにおいてキャリア層として、色誘導成分と組み合わせて用いられるポリウレタン系キャリアフィルムについて検査したピーク損失係数は、少なくとも約35℃の温度付近で生じた。
対して2つ存在する)の温度間隔は、本発明のペイントフィルムアップリケにおいてキャリア層として、色誘導成分と組み合わせて用いられるポリウレタン系キャリアフィルムについて検査したとき、約40℃未満、幾つかの実施形態においては約30℃未満、さらに、幾つかの実施形態においては約20℃未満であった。対照的に、押出成形されたポリウレタン系ポリマーフィルムについて検査したとき、約40℃を超える温度間隔で、また、さらに例示的な実施形態においては約45℃を超える温度間隔であった。図1のデータ曲線AおよびBについて、半値損失係数の温度間隔は53℃と測定された。図1のデータ曲線Cについて、半値損失係数の温度間隔は49℃と測定された。図1のデータ曲線1について、半値損失係数の温度間隔は18℃と測定された。図1のデータ曲線2について、半値損失係数の温度間隔は22℃と測定された。
本発明のペイントフィルムアップリケの更なる実施形態において、欠陥フリーの着色されたポリマーフィルムとは別に、少なくとも1つの着色層を使用することが可能であるものの、以下においては、単に簡略化のために1つの任意の着色層のみに言及して説明を行う。複数の着色層が使用される場合、各着色層は同一でも異なっていてもよいと認識されたい。
が含まれる。成分が不透明性に影響するものである場合、不透明な着色層、またこれにより不透明なペイントフィルムアップリケを得ることができる。成分が明色、暗色、または濁色に影響するものである場合、明色とは、(明度を上げる)白色との混色であると理解されたい。暗色とは、(明度を下げる)黒色との混色である。濁色は、灰色との混色、または明色と暗色の両方を混色することにより得られる。(黒色、灰色および白色を含む)無彩色と混色することにより、色相はそのままで、彩度、すなわち、鮮やかさが低下する。
。
が可能である。他の例として、着色層は水溶液から流涎することが可能である。
溶媒重合性組成物からの着色層のオンウェブ(on-web)重合である。
接着層が設けられている場合、接着層は、キャリア層の主要平面側と、任意の付加的な着色層に隣接して設けられ、これは任意のトップコート層が設けられる側とは反対側である。本発明に係る接着層に適宜の接着剤を使用することが可能である。好適な実施形態において、接着層は感圧接着剤を含む。
に変更可能である。
一般的に、本発明のペイントフィルムアップリケの接着層とは反対側にある、積層物に含まれるキャリア層および(設けられている場合には)任意の着色層の主要平面側において外側に露出した非接着層は、「トップコート層」と称する。この名称と整合して、任意で設けられたトップコート層は、ペイントフィルムアップリケが物品に適用されたときに外側に露出したペイントフィルムアップリケの外層である。本発明のペイントフィルムアップリケのトップコート層に、適宜の種類の材料を用いることが可能である。例えば、トップコート層は、ベースポリマーとして、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニル、ポリ(メタ)アクリレート(例えば、ポリアクリレートまたはポリメタクリレート)、ポリウレタン、それらの変性(例えば、ハイブリッド)ポリマー、またはそれらの組合せを含むことができる。本発明のトップコート層に有用な例示的なポリカーボネート系ポリウレタンの説明については、米国特許第4,476,293号を参照のこと。また、更なる例示的なトップコート層の説明については、本願に参照により組み込まれる米国特許出願公開第2008-0286576号も参照のこと。
,CA)が販売するポリウレタンコーティング(商品名:DESOTHANE HS)[例えば、DESOTHANE HS BAC 900 (CA8000/B900AもしくはCA8000/B900B)]、またはAkzo-Nobel Aerospace Coatings社(ウォキーガン,IL)が販売するポリウレタンコーティング(商品名:ECLIPSE)(例えば、ECLIPSE BAC 900)などが挙げられる。
当業者の知識に従って、ペイントフィルムアップリケの各層がそれぞれ形成され、多層ペイントフィルムアップリケに組み立てられる。しかしながら、キャリア層を形成するにあたり、キャリア層は、ペイントフィルムアップリケの任意の他の着色層、任意の接着層、および/または任意のトップコート層などといった隣接する層の上にin-situで形成される。
本発明のペイントフィルムアップリケは、例えば、運輸、建築およびスポーツ用品の産業といった様々なインドア用途およびアウトドア用途に有用である。有利なことに、本願のペイントフィルムアップリケは、塗装が所望される任意の物品の表面の少なくとも一部に使用することが可能である。そうした物品としては、他の多数の用途の中でも、例えば、モータ付きの乗り物(例えば、自動車および飛行機)ならびにモータ付きでない乗り物(例えば、従来的な自転車)が挙げられる。ペイントフィルムアップリケが適用される表面は、塗装されていても、塗装されていなくてもよい。
いが、本発明のペイントフィルムアップリケは、表面に所望の美粧性を与えるという性能を最大限にするために、滑らかな表面と全体にわたって実質的に均一な厚さを有することが好ましい。
り高くない場合、アップリケを伸張させ過ぎたときに微細な亀裂が生じる可能性がある。その場合には、そうしたペイントフィルムアップリケを基体(特に、凹凸形状の複雑な表面を有する基体)に貼り付けるためにリリーフカット(relief cut)が必要となるかもしれない。しかしながら、本発明の好適な実施形態によれば、本発明のペイントフィルムアップリケを複雑な表面に適用する場合、リリーフカットは不要である。こうしたペイントフィルムアップリケは、その回復性により、簡単に適合させることができる。
本発明の例示的な実施形態および用途を、以下の試験法と関連づけて説明する。
TA Instruments社(ニューカッスル,DE)製の動的機械分析装置(商品名:TA Instruments DMA Q800)を用いて、当該試験を引張モードで行った。公称試料サイズとして、長さ5~12mm、幅4~8mm、厚さ0.02~0.2mmを使用した。周波数1Hz、歪0.3%、および傾斜率3℃/minを使用して、試料の損失係数を決定するための値を測定した。
TA Instruments社(ニューカッスル,DE)製の動的機械分析装置(商品名:TA Instruments DMA Q800)を用いて、当該試験を引張モードで行った。公称試料サイズとして、長さ5~12mm、幅4~8mm、厚さ0.02~0.2mmを使用した。周波数1Hz、歪0.3%、および傾斜率3℃/minを使用して、試料の貯蔵弾性率を決定するための値を測定した。
各材料について、小ディスク(直径25mm×厚さ0.16mm)を、それぞれ別個に、16mLのテトラヒドロフラン(THF)が入ったジャーに浸漬した。5分後に各実施例のディスクの溶解および/または膨出を評価した。各試料を評価するに当たり、ディスクがそのまま残っていなければ、ジャーの内容物を200メッシュのステンレススチール製フィルタに通した。固形またはゲル残留物がフィルタスクリーンに保持された場合、ディスクの材料は、完全に溶解されかつ簡単に微細片に分解されていないと認定された。浸漬5分後にディスクがそのまま残っていた場合は、合計6時間にわたって、ディスクをTHFに浸漬した状態で保持した。合計6時間浸漬した後でも、ディスクは依然として残っていたので、ジャーから取り出して、その直径を速やかに測定した。その後、ディスクを空気中で乾燥させた。約24時間後、ディスクの直径を再度測定した。
Argotec社(グリーンフィールド,MA)製の熱可塑性ポリウレタンフィルム(ARGOTEC 49510)のディスクを、上記の耐溶剤性試験法に従って評価した。5分後、ディスクはそのままの状態で残っておらず、完全に溶解していることが確認された。
Argotec社(グリーンフィールド,MA)製の熱可塑性ポリウレタンフィルム(ARGOTEC 46510)のディスクを、上記の耐溶剤性試験法に従って評価した。5分後、ディスクはそのままの状態で残っておらず、完全に溶解していることが確認された。
下記の例示的な配合(表2および表5を参照)に従って用意されたフィルム3のディスクを、上記の耐溶剤性試験法に従って評価した。6時間浸漬した後に測定されたディスクの直径は、元のサイズの160%であった。空気中で乾燥させた後、ディスクは、元の直径25mmに戻り、THFが蒸発したことが確認された。
欠陥フリーポリマーフィルム、およびこのフィルムを備えるペイントフィルムアップリケは、米国特許第8,828,303号に記載された方法に従って、かつ下記の各層の成分を用いて用意することができる。
本発明のペイントフィルムアップリケの3つの異なるキャリア層は、表2に記載の成分と、表3から表5に示された割合とに基づいて形成される。重量割合は、キャリア層を含む最終的なフィルムの全重量に基づいて記載している。
本発明のペイントフィルムアップリケに用いるアクリル系ポリウレタントップコート層は、脂肪族アクリルポリオールおよび脂肪族ポリイソシアネートポリマーから形成される。これらの成分は、約10ミクロンの厚さにコーティングされた後、キャリア層上においてin-situで重合される。
本発明のペイントフィルムアップリケに用いる接着層は、表2に記載された接着剤成分に基づいて形成され、トップコート層とは反対側でキャリア層の上に配置される。
なお、本発明は、態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
任意のトップコート層と、
in-situで重合され、着色されたキャリア層と、
任意の他の着色層と、
任意の接着層と、
を備えているペイントフィルムアップリケ。
〔態様2〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケが不透明である、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様3〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記キャリア層が顔料を含む、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様4〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記着色層はin-situで重合される、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様5〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記キャリア層が欠陥フリーである、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様6〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記キャリア層がポリウレタン系である、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様7〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記in-situで重合されたキャリア層が、未反応の溶媒を基本的に含んでいない、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様8〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記他の着色層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様9〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記他の着色層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様10〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様11〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記トップコート層を備えるペイントフィルムアップリケ。
〔態様12〕
態様11に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記トップコート層がポリウレタン系である、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様13〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、損失係数試験法に従って単体フィルムとして検査した場合、前記in-situで重合されたキャリア層のピーク損失係数が少なくとも約0.5である、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様14〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、損失係数試験法に従って単体
フィルムとして検査した場合、前記in-situで重合されたキャリア層のピーク損失係数が少なくとも約35℃の温度付近で生じる、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様15〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、損失係数試験法に従って単体フィルムとして検査した場合、前記in-situで重合されたキャリア層の半値損失係数が、約40℃未満の温度間隔にわたって生じる、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様16〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記接着層が設けられており、かつ感圧接着剤を含む、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様17〕
態様16に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記接着層の外面に剥離フィルムをさらに備える、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様18〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケの全体厚さが約130ミクロンよりも薄い、ペイントフィルムアップリケ。
〔態様19〕
少なくとも1つの表面の少なくとも一部に、態様1に記載のペイントフィルムアップリケを備える物品。
〔態様20〕
態様19に記載の物品において、前記物品がモータ付き乗り物である、物品。
〔態様21〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケを用いてモータ付き乗り物の表面を塗装する方法であって、
態様1に記載の前記ペイントフィルムアップリケを提供することと、
前記モータ付き乗り物の前記表面に前記シートを適用することと、
を含む方法。
〔態様22〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケを形成する方法であって、前記他の着色層が設けられており、少なくとも前記in-situで重合されたキャリア層と前記着色層とが、in-situで重合されて同時に前記少なくとも2つの層を形成する重合性組成物の共押出成形によって形成される、方法。
〔態様23〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケを形成する方法であって、
前記他の着色層が設けられて、流涎される、方法。
〔態様24〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケを形成する方法であって、
前記他の着色層が設けられて、有機溶媒溶液から流涎される、方法。
〔態様25〕
態様1に記載のペイントフィルムアップリケを形成する方法であって、
前記他の着色層が設けられて、水性溶液から流涎される、方法。
Claims (17)
- 任意のトップコート層と、
in-situで重合され、着色されたポリウレタン系であるキャリア層と、
任意の他の着色層と、
任意の接着層と、
を備えているペイントフィルムアップリケであって、
損失係数試験法に従って単体フィルムとして検査した場合、前記in-situで重合されたキャリア層のピーク損失係数が少なくとも0.5である、ペイントフィルムアップリケ。 - 請求項1に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケが不透明である、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1または2に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記キャリア層が顔料を含む、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記着色層はin-situで重合される、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記キャリア層が欠陥フリーである、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記in-situで重合されたキャリア層が、未反応の溶媒を含んでいない、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記他の着色層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記他の着色層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケは、前記トップコート層と、前記in-situで重合されたキャリア層と、前記接着層とをこの順に備える、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記トップコート層を備えるペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記トップコート層がポリウレタン系である、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、損失係数試験法に従って単体フィルムとして検査した場合、前記in-situで重合されたキャリア層のピーク損失係数が少なくとも35℃の温度で生じる、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記接着層が設けられており、かつ感圧接着剤を含む、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項13に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記接着層の外面に剥離フィルムをさらに備える、ペイントフィルムアップリケ。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケにおいて、前記ペイントフィルムアップリケの全体厚さが130ミクロンよりも薄い、ペイントフィルムアップリケ。
- 少なくとも1つの表面の少なくとも一部に、請求項1から15のいずれか一項に記載のペイントフィルムアップリケを備える物品。
- 請求項16に記載の物品において、前記物品がモータ付き乗り物である、物品。
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