[go: up one dir, main page]

KR20130128402A - 반사 용품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반사 용품 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130128402A
KR20130128402A KR20137013144A KR20137013144A KR20130128402A KR 20130128402 A KR20130128402 A KR 20130128402A KR 20137013144 A KR20137013144 A KR 20137013144A KR 20137013144 A KR20137013144 A KR 20137013144A KR 20130128402 A KR20130128402 A KR 20130128402A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
article
layer
base layer
block
block copolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR20137013144A
Other languages
English (en)
Inventor
비벡 바티
라제쉬 케이 카타레
수잔나 씨 클리어
수레쉬 이예르
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20130128402A publication Critical patent/KR20130128402A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/0808—Mirrors having a single reflecting layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/082—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising vinyl resins; comprising acrylic resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B32B2255/205—Metallic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/28—Multiple coating on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2274/00—Thermoplastic elastomer material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412—Transparent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/416—Reflective
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/712—Weather resistant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2405/00—Adhesive articles, e.g. adhesive tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2551/00—Optical elements
    • B32B2551/08—Mirrors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08J2333/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y10T428/31692—Next to addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31699—Ester, halide or nitrile of addition polymer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

반사 용품 및 관련된 제조 방법을 제공한다. 이러한 용품은 비점착성 기저층(base layer)을 가로질러서 연장된 금속층을 포함한다. 기저층은, 하나는 유리 전이 온도가 적어도 50℃이고, 나머지는 유리 전이 온도가 20℃ 이하인 적어도 2개의 중합체 성분을 갖는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체를 포함한다. 이러한 용품은 종래의 반사 필름에 비해서 우수한 광학 투명도, 비부식성, 자외선 광 안정성, 및 실외 기후 조건에 대한 저항성을 제공한다.

Description

반사 용품 및 이의 제조 방법{REFLECTIVE ARTICLES AND METHODS OF MAKING THE SAME}
반사 용품 및 관련된 제조 방법을 제공한다. 보다 특별하게는, 제공된 반사 용품 및 제조 방법은 화장품, 포장 및 태양 반사체 응용에서 사용될 수 있다.
재생 에너지는 보충될 수 있는 천연 자원으로부터 유래된 에너지, 예컨대 태양광, 바람, 비, 조류(tide) 및 지열이다. 재생 에너지에 대한 요구는 기술의 발달 및 세계 인구의 증가로 인해서 실질적으로 증가되고 있다. 화석 연료가 오늘날 에너지 소모의 대부분을 공급하지만, 이들 연료는 재생가능하지 않다. 이들 화석 연료에 대한 세계적인 의존성은 이들의 고갈에 관련된 증가되는 문제뿐만 아니라 이들 연료를 연소시킴으로써 유발되는 배기가스와 관련된 환경적인 문제를 갖는다. 이러한 문제의 결과로서, 전세계의 국가들은 대량 및 소량 재생 에너지 자원을 개발하기 위한 계획을 수립하였다. 오늘날 에너지 자원으로 여겨지는 것 중 하나는 태양광이다. 세계적으로, 수백만 가정은 현재 태양광 발전 시스템으로부터 전력을 수득한다.
집중형 태양열 발전소(concentrated solar power plant)는 전기를 생성하는데 사용되는 엔진의 고온 측면을 직접적으로 또는 간접적으로 제공하기 위해서 태양 방사선을 수집한다. 이 시스템은 시스템의 설계에 의해서 좌우되는, 다양한 기하학적 형상의 거울 표면을 사용한다. 이러한 기하학적 형상에는 특히 평탄한 거울, 포물선형 접시 및 포물선형 통이 포함된다. 이러한 반사 표면은 수집기 상에 태양광을 모은다. 결과적으로, 이것은 작업 유체 (예를 들어, 합성 오일 또는 용융 염)를 가열한다. 일부 경우에, 작업 유체는 전기를 생성하는 엔진을 구동시키는 것이며, 다른 경우, 이러한 작업 유체는 열 교환기를 통과하여 스팀을 생성하며, 이것은 스팀 터빈을 구동시켜 전기를 생성하는데 사용된다.
태양열 시스템은 태양 방사선을 수집하여 물을 가열하거나 또는 산업 공정에서의 공정 스트림을 가열한다. 일부 태양열 설계는 반사 거울을 사용하여 태양광을 물 또는 공급 스트림을 함유하는 수집기 상에 수집한다. 작동 원리는 집중형 태양열 발전소와 매우 유사하지만, 태양광의 집중 및 이로 인한 작업 온도가 높지 않다.
태양열 시스템에 대한 증가되는 요구는 이들 응용을 위한 요건을 충족시킬 수 있는 반사 장치 및 재료에 대한 증가되는 요구를 수반한다. 이러한 태양 반사체 기술 중 일부는 유리 거울, 알루미늄 처리된 거울, 및 금속 처리된 중합체 필름을 포함한다. 이들 중에서, 금속 처리된 중합체 필름이 특히 매력적인데, 그 이유는 이들이 경량이고, 설계 유연성을 제공하고, 설치 시스템 설계가 종래의 유리 거울보다 잠재적으로 더 저비용일 수 있기 때문이다.
이러한 반사 장치 및 재료에 대한 다른 중요한 상업적인 응용에는 광발전 집광기, 건물에서의 채광, 디지탈 사인, 자동차 응용, 예컨대 헤드라이트 반사체 및 주택용 광 반사체가 포함된다. 금속 처리된 필름은 또한 화장품 응용, 또는 기체 및 광선이 식품을 변질시키는 것을 방지하기 위한 식품 포장을 위해서 사용될 수 있다. 반사 필름 시팅은 또한 수집물이 광선으로부터 손상되는 것을 방지하기 위해서 박물관 및 기록보관 기관에서 사용될 수 있다.
금속 처리된 중합체 반사 필름을 설계하고 제조하려는 기술적인 도전은 가혹한 환경 조건에 적용될 때 장기간 내구성을 성취하는 것이다. 기계적 특성, 광학 투명도, 부식, 자외선 광 안정성, 및 실외 기후 조건에 대한 저항성이 작동의 장기간에 걸쳐서 재료를 서서히 저하시키는데 기여할 수 있는 모든 인자이다. 특별한 한 어려움은 소정의 투명하고 환경적으로 내구성인 중합체 외부와 금속 반사 표면 간의 양호한 접착을 보장하는 것에 관한 것이다.
비교적 유리 전이 온도가 낮은 중합체 단위와 비교적 유리 전이 온도가 높은 것을 배합한 공중합체를 함유하는 층을 사용함으로써 이러한 문제를 극복한 해결책을 제공한다. 이러한 공중합체는 별개의 중합체 상부층과 금속층 사이에 위치하는 유기 타이층(tie layer) 또는 자가-지지 기저층(self-supporting base layer)으로서 사용될 수 있다. 이롭게는, 이러한 공중합체는 내후성이 큰 중합체, 예컨대 폴리(메틸 메타크릴레이트)에 대한 반사 코팅의 접착을 상당히 증가시키는 것을 발견하였다. 추가로, 이러한 재료는 또한 충분한 정도의 내후성, 광학 투명도 및 자외선 광 안정성을 나타낼 수 있다. 이러한 공중합체는 또한 계면에서 또는 계면 근처에서 접착의 손실을 유발하는 계면에 존재하는 응력을 발산시키는 것을 발견하였다.
일 양태에서, 반사 용품을 제공한다. 반사 용품은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층, 및 제2 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 금속층을 포함하며, 기저층은 주변 온도에서 비점착성이고, 각각 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 2개의 말단블록(endblock) 중합체 단위 - 여기서, 각각의 말단블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃임 -; 및 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 하나의 중간블록(midblock) 중합체 단위 - 여기서, 각각의 중간블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하임 -를 갖는 블록 공중합체를 포함한다.
다른 양태에서, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층; 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 제1 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 상부층; 및 제2 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 금속층을 포함하는 반사 용품을 제공하며, 기저층은 적어도 제1 중합체 단위 및 제2 중합체 단위를 갖는 랜덤 공중합체를 포함하고, 제1 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 유리 전이 온도가 적어도 50℃와 관련되고, 제2 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 유리 전이 온도가 20℃ 이하와 관련된다.
또 다른 양태에서, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층 -기저층은 주변온도에서 비점착성이고, 각각 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 2개의 말단블록 중합체 단위 - 여기서, 각각의 말단블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃임 -; 및 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 하나의 중간블록 중합체 단위 - 여기서, 각각의 중간블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하임 -를 갖는 블록 공중합체를 포함함 -을 제공하는 단계; 및 제2 표면을 따라서 금속층을 적용하여 반사 표면을 제공하는 단계를 포함하는, 반사 용품의 제조 방법을 제공한다.
<도 1>
도 1은 일 실시양태에 따른 반사 용품의 층을 나타내는 단면도이다.
도 2는 다른 실시양태에 따른 반사 용품의 층을 나타내는 단면도이다.
도 3은 또 다른 실시양태에 따른 반사 용품의 층을 나타내는 단면도이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명에서는 반사 용품 및 이의 관련 제조 방법을 제공한다. 이러한 반사 용품은 하나 이상의 금속층과 접촉하는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함한다. 이러한 용품은 일반적으로 반사 응용에서 사용하기 위한 의도이지만, 이것은 본 발명을 과도하게 제한하는 것으로 여겨서는 안된다. 예를 들어, 이러한 용품은 또한 비-반사 용도, 예컨대 식품 저장 또는 증기 장벽 응용에 고려된다.
단수형 용어 ("a", "an", 및 "the")는 기재되어 있는 요소들 중 하나 이상을 의미하도록 "적어도 하나"와 서로 교환가능하게 사용된다.
언급된 범위는 종점, 및 종점 사이의 모든 수를 포함한다. 예를 들어, 1 내지 10의 범위는 1, 10, 및 1과 10 사이의 모든 수를 포함한다.
용어 "주변 온도"는 20℃ 내지 25℃ 범위의 온도를 지칭한다.
블록 공중합체
일부 실시양태에서, 제공된 반사 용품은 하나 이상의 블록 공중합체를 포함하는 비점착성 기저층을 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "블록 공중합체"는 서로에 공유 결합된 복수의 별개의 중합체 분절 (또는 "블록")을 포함하는 중합체 재료를 지칭한다. 블록 공중합체는 A 블록 및 B 블록으로 일반적으로 지칭되는 (적어도) 2개의 상이한 중합체 블록을 포함한다. A 블록 및 B 블록은 일반적으로 상이한 유리 전이 온도를 갖는 화학적으로 상이한 조성을 갖는다.
추가로, A 및 B 블록 각각은 복수의 각각의 중합체 단위를 포함한다. A 블록 중합체 단위 및 B 블록 중합체 단위는 일반적으로 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된다. 각각의 중합체 블록 및 생성된 블록 공중합체는 후속 수소화를 필요로 하지 않고 포화 중합체 골격을 갖는다.
"ABA" 트라이블록 공중합체는 B 중간블록에 공유 결합된 A 말단블록의 쌍을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "말단블록"은 블록 공중합체의 말단 분절을 지칭하며, 용어 "중간블록"은 블록 공중합체의 중심 분절을 지칭한다. 용어 "A 블록" 및 "A 말단블록"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 마찬가지로, 용어 "B 블록" 및 "B 중간블록"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다.
적어도 2개의 A 블록 및 적어도 하나의 B 블록을 갖는 블록 공중합체는 또한 화학식 (A-B)-의 적어도 3개의 분절을 갖는 별형 블록 공중합체일 수 있다. 별형 블록 공중합체는 종종 다양한 가지가 연장된 중심 영역을 갖는다. 이 경우, B 블록은 전형적으로 별형 블록 공중합체의 중심 영역에 존재하며, A 블록은 별형 블록 공중합체의 말단 영역에 존재한다.
바람직한 실시양태에서, A 블록은 B 블록보다 더 견고(rigid)하다. 즉, A 블록은 B 블록보다 유리 전이 온도가 더 높으며, 경도가 더 크다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "유리 전이 온도" 또는 "Tg"는 중합체 재료가 유리 상태(glassy state)에서 고무 상태(rubbery state)가 되는 온도를 지칭한다. 유리 상태는 전형적으로 재료, 예를 들어, 부서지기 쉬운, 뻣뻣한, 견고한, 또는 이들의 조합 상태인 재료와 관련되어 있다. 이와 대조적으로, 고무 상태는 전형적으로 가요성 및/또는 탄성인 재료와 관련된다. B 블록은 일반적으로 연성 블록으로 지칭되며, A 블록은 경성 블록으로 지칭된다.
유리 전이 온도는 시차 주사 열량 측정법 (DSC) 또는 동적 기계 분석법 (DMA)과 같은 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 바람직하게는, A 블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃이고, B 블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하이다. 예시적인 블록 공중합체에서, A 블록은 Tg가 적어도 60℃, 적어도 80℃, 적어도 100℃, 또는 적어도 120℃이지만, B 블록은 유리 전이 온도가 10℃ 이하, 0℃ 이하, -5℃ 이하, 또는 -10℃ 이하이다.
일부 실시양태에서, A 블록 성분은 열가소성 재료이지만, B 블록 성분은 엘라스토머성 재료이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "열가소성"은 가열 시 유동하며, 실온으로 다시 냉각될 때 이의 본래 상태로 되돌아가는 중합체 재료를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "엘라스토머성"은 본래 길이의 적어도 2배로 연신된 다음에, 해제 시에 대략적으로 이의 본래 길이로 수축될 수 있는 중합체 재료를 나타낸다.
A 블록의 용해도 파라미터는 바람직하게는 B 블록의 용해도 파라미터와 실질적으로 상이하다. 상이하게 언급된 바와 같이, A 블록은 전형적으로 B 블록과 상용성이거나 혼화성이 아니며, 이것은 일반적으로 A 블록 및 B 블록의 국지적인 상 분리, 또는 "마이크로상 분리"를 유발한다. 마이크로상 분리는 이롭게는 블록 공중합체 재료에 엘라스토머성 특성 및 치수 안정성을 부여할 수 있다.
일부 실시양태에서, 블록 공중합체는 적어도 약 20℃ 내지 150℃ 범위의 온도에서 다상 모폴로지를 갖는다. 블록 공중합체는 보다 연성인 엘라스토머성 B 블록의 매트릭스에서 A 블록 도메인 (예를 들어, 나노도메인)을 강화시키는 별개의 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체는 실질적으로 연속적인 B 블록 상에서 별개의 불연속 A 블록 상을 가질 수 있다. 일부의 이러한 예에서, A 블록 중합체 단위의 농도는 블록 공중합체의 약 35 중량% 이하이다. A 블록은 통상 블록 공중합체에 대하여 구조 및 응집 강도를 제공한다.
A 블록 중합체 단위에 적합한 모노에틸렌계 불포화 단량체는 반응시켜서 단독중합체를 형성할 때 바람직하게는 Tg가 적어도 50℃이다. 다수의 예에서, A 블록 중합체 단위에 적합한 단량체는 반응시켜서 단독중합체를 형성할 때 Tg가 적어도 60℃, 적어도 80℃, 적어도 100℃, 또는 적어도 120℃이다. 이러한 단독중합체의 Tg는 최대 200℃ 또는 최대 150℃일 수 있다. 이러한 단독중합체의 Tg는 예를 들어 50℃ 내지 200℃, 50℃ 내지 150℃, 60℃ 내지 150℃, 80℃ 내지 150℃, 또는 100℃ 내지 150℃의 범위일 수 있다. 반응시켜서 단독중합체를 형성할 때, Tg가 적어도 50℃인 이러한 단량체에 더하여, 다른 단량체가 임의로는 A 블록에 포함될 수 있지만, A 블록의 Tg는 적어도 50℃를 유지한다.
A 블록 중합체 단위는 메타크릴레이트 단량체, 스티렌 단량체, 또는 이들의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 즉, A 블록 중합체 단위는 메타크릴레이트 단량체, 스티렌 단량체, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 모노에틸렌계 불포화 단량체의 반응 생성물일 수 있다.
A 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용되는 단량체를 표현하도록 본 명세서에 사용되는 용어 "이들의 혼합물"은 하나를 초과하는 유형의 단량체 (예를 들어, 메타크릴레이트 및 스티렌) 또는 하나를 초과하는 동일한 유형의 단량체 (예를 들어, 2개의 상이한 메타크릴레이트)가 혼합될 수 있음을 의미한다. 블록 공중합체의 적어도 2개의 A 블록은 동일하거나 상이할 수 있다. 다수의 블록 공중합체에서, 모든 A 블록 중합체 단위는 동일한 단량체 또는 단량체 혼합물로부터 유래된다.
일부 실시양태에서, 메타크릴레이트 단량체를 반응시켜서 A 블록을 형성한다. 즉, A 블록은 메타크릴레이트 단량체로부터 유래된다. 메타크릴레이트 단량체의 각종 조합을 사용하여 Tg가 적어도 50℃인 A 블록을 제공할 수 있다. 메타크릴레이트 단량체는 예를 들어, 화학식 (I)의 알킬 메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트, 또는 아르알킬 메타크릴레이트일 수 있다.
[화학식 I]
Figure pct00001

화학식 (I)에서, R(1)은 알킬, 아릴, 또는 아르알킬 (즉, 아릴기로 치환된 알킬)이다.
적합한 알킬기는 종종 탄소 원자수가 1 내지 6, 탄소 원자수가 1 내지 4, 또는 탄소 원자수가 1 내지 3이다. 알킬기의 탄소 원자수가 2를 초과하는 경우, 알킬기는 분지형 또는 환형일 수 있다. 적합한 아릴기는 종종 탄소 원자수가 6 내지 12이다. 적합한 아르알킬기는 종종 탄소 원자수가 7 내지 18이다.
예시적인 화학식 (I)의 알킬 메타크릴레이트로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 아이소프로필 메타크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 및 사이클로헥실 메타크릴레이트를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 화학식 (I)의 단량체 이외에도, 아이소보르닐 메타크릴레이트가 사용될 수 있다. 예시적인 화학식 (I) 의 아릴 (메트)아크릴레이트로는 페닐 메타크릴레이트를 들 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다. 화학식 (I)에 따른 예시적인 아르알킬 메타크릴레이트로는 벤질 메타크릴레이트 및 2-페녹시에틸 메타크릴레이트를 들 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.
다른 실시양태에서, A 블록 중합체 단위는 스티렌 단량체로부터 유래된다. 반응하여 A 블록을 형성할 수 있는 예시적인 스티렌 단량체로는 스티렌, 알파-메틸스티렌, 및 다양한 알킬 치환된 스티렌, 예컨대 2-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 에틸스티렌, tert-부틸스티렌, 아이소프로필스티렌, 및 다이메틸스티렌을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
A 블록에 대해서 상기에 기재된 단량체에 더하여, 이러한 중합체 단위는 극성 단량체, 예컨대, 메타크릴아미드, N-알킬 메타크릴아미드, N,N-다이알킬 메타크릴아미드, 또는 하이드록시알킬 메타크릴레이트를 최대 5 중량% 사용하여 제조할 수 있다. 이들 극성 단량체는 예를 들어, A 블록의 응집 강도 및 유리 전이 온도를 조절하도록 사용될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 A 블록의 Tg는 극성 단량체를 첨가하여도 적어도 50℃를 유지한다. A 블록의 극성 단량체로부터 유래된 극성기는 바람직할 경우, 화학적 또는 이온 가교를 위한 반응 자리로서 작용할 수 있다.
A 블록 중합체 단위는 극성 단량체 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하를 사용하여 제조될 수 있다. 그러나, 다수의 예에서, A 블록 중합체 단위는 극성 단량체가 실질적으로 존재하지 않거나 존재하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 극성 단량체와 관련된 용어 "실질적으로 존재하지 않는"은 존재하는 임의의 극성 단량체가 A 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용되는 선택된 단량체 중 하나의 단량체 중의 불순물임을 의미한다.
극성 단량체의 양은 A 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용되는 반응 혼합물 중에서 단량체가 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 0.2 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만이다.
A 블록 중합체 단위는 종종 단독중합체이다. 예시적인 A 블록에서, 중합체 단위는 탄소 원자수가 1 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2, 또는 1인 알킬기를 갖는 알킬 메타크릴레이트 단량체로부터 유래된다. 일부의 보다 구체적인 예에서, A 블록 중합체 단위는 메틸 메타크릴레이트로부터 유래된다 (즉, A 블록은 폴리(메틸 메타크릴레이트)임).
B 블록 중합체 단위에 사용하기에 적합한 모노에틸렌계 불포화 단량체는 반응시켜 단독중합체를 형성할 때 종종 Tg가 20℃ 이하이다. 다수의 예에서, B 블록 중합체 단위에 적합한 단량체는 반응시켜 단독 중합체를 형성할 때 Tg가 10℃ 이하, 0℃ 이하, -5℃ 이하, 또는 -10℃ 이하이다.
이러한 단독중합체의 Tg는 종종 적어도 -80℃, 적어도 -70℃, 적어도 -60℃, 또는 적어도 -50℃이다. 이러한 단독중합체의 Tg는 예를 들어, -80℃ 내지 20℃, -70℃ 내지 10℃, -60℃ 내지 0℃, 또는 -60℃ 내지 -10℃ 범위일 수 있다. 반응시켜 단독중합체를 형성할 때 Tg가 20℃ 이하인 이러한 단량체에 더하여, 다른 단량체가 B 블록에 포함될 수 있지만, B 블록의 Tg는 20℃ 이하를 유지한다.
B 중간블록 중합체 단위는 전형적으로 (메트)아크릴레이트 단량체, 비닐 에스테르 단량체, 또는 이들의 조합으로부터 유래된다. 즉, B 중간블록 중합체 단위는 (메트)아크릴레이트 단량체, 비닐 에스테르 단량체, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 제 2 단량체의 반응 생성물이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)아크릴레이트"는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 지칭한다. 하나를 초과하는 단량체 (예를 들어, (메트)아크릴레이트 및 비닐 에스테르)의 유형 또는 하나를 초과하는 동일한 유형의 단량체 (예를 들어, 2개의 상이한 (메트)아크릴레이트)를 배합하여 B 중간블록 중합체 단위를 형성할 수 있다.
다수의 실시양태에서, 아크릴레이트 단량체를 반응시켜 B 블록을 형성한다.
아크릴레이트 단량체는 예를 들어, 알킬 아크릴레이트 또는 헤테로알킬 아크릴레이트일 수 있다.
B 블록은 종종 화학식 (II)의 아크릴레이트 단량체로부터 유래된다.
[화학식 II]
Figure pct00002

화학식 (II)에서, R2는 탄소수가 1 내지 22인 알킬 또는 탄소수가 2 내지 20이고, 산소 또는 황으로부터 선택된 헤테로원자수가 1 내지 6인 헤테로알킬이다.
알킬기 또는 헤테로알킬기는 선형, 분지형, 환형, 또는 이들의 조합일 수 있다. B 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용될 수 있는 예시적인 화학식 (II)의 알킬 아크릴레이트로는 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 아이소트라이데실 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 및 도데실 아크릴레이트를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. B 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용될 수 있는 예시적인 화학식 (II)의 헤테로알킬 아크릴레이트로는 2-메톡시에틸 아크릴레이트 및 2-에톡시 에틸 아크릴레이트를 들 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.
일부의 알킬 메타크릴레이트, 예컨대 탄소 원자수가 6 초과 내지 20인 알킬기를 갖는 알킬 메타크릴레이트가 B 블록을 제조하는데 사용될 수 있다. 예시적인 알킬 메타크릴레이트로는 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 아이소옥틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트, 및 라우릴 메타크릴레이트를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 일부의 헤테로알킬 메타크릴레이트, 예컨대 2-에톡시 에틸 메타크릴레이트도 사용될 수 있다.
B 블록에 적합한 중합체 단위는 화학식 (II)에 따른 단량체로부터 제조될 수 있다. 상업적으로 입수가능하지 않거나 직접 중합될 수 없는 (메트)아크릴레이트 단량체는 에스테르화 또는 에스테르 교환 반응을 통해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 상업적으로 입수가능한 (메트)아크릴레이트를 가수분해한 후, 알콜과 에스테르화시켜, 대상으로 하는 (메트)아크릴레이트를 제공할 수 있다. 대안적으로, 고급 알킬 (메트)아크릴레이트는 저급 알킬 (메트)아크릴레이트와 고급 알킬 알콜의 직접적인 에스테르 교환에 의해 저급 알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유래될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, B 블록 중합체 단위는 비닐 에스테르 단량체로부터 유래된다. 예시적인 비닐 에스테르로는 비닐 아세테이트, 비닐 2-에틸-헥사노에이트, 및 비닐 네오데카노에이트를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
B 블록에 대해서 상기에 기재된 단량체에 더하여, 이러한 중합체 단위는 극성 단량체, 예컨대 아크릴아미드, N-알킬 아크릴아미드 (예를 들어, N-메틸 아크릴아미드), N,N-다이알킬 아크릴아미드 (N,N-다이메틸 아크릴아미드), 또는 하이드록시알킬 아크릴레이트를 최대 5 중량% 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 극성 단량체를 사용하여 예를 들어 B 블록의 Tg를 20℃ 미만으로 유지시키면서, 유리 전이 온도를 조정할 수 있다. 게다가, 이들 극성 단량체는 바람직할 경우, 화학적 또는 이온 가교를 위한 반응 자리로서 작용할 수 있는 중합체 단위 내에 극성기를 형성할 수 있다.
중합체 단위는 극성 단량체 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하를 사용하여 제조될 수 있다. 다른 실시양태에서, B 블록 중합체 단위는 극성 단량체가 존재하지 않거나 또는 실질적으로 존재하지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 극성 단량체와 관련된 용어 "실질적으로 존재하지 않는"은 존재하는 임의의 극성 단량체가 B 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용되는 선택된 단량체 중 하나의 단량체 중의 불순물임을 의미한다.
바람직하게는, 극성 단량체의 양은 B 블록 중합체 단위를 형성하는데 사용되는 단량체의 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 0.2 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만이다.
B 블록 중합체 단위는 단독중합체일 수 있다. 일부의 B 블록의 예에서, 중합체 단위는 탄소 원자수가 1 내지 22, 2 내지 20, 3 내지 20, 4 내지 20, 4 내지 18, 4 내지 10, 또는 4 내지 6인 알킬기를 갖는 알킬 아크릴레이트로부터 유래될 수 있다. 아크릴레이트 단량체, 예컨대 알킬 아크릴레이트 단량체는 이들의 알킬 메타크릴레이트 대응부로부터 유래된 것보다 일반적으로 덜 견고한 단독중합체를 형성한다.
바람직하게는, A 블록 및 B 블록의 조성 및 각각의 Tg는 비점착성 기저층을 제공한다. 비점착성인 기저층이 이로운데, 그 이유는 이것이 취급하고 조작하기가 쉽기 때문이다. 결과적으로, 이것은 제조 시 기립(stand) 단독 층으로서의 기저층의 사용을 용이하게 한다. 더욱이, 비점착성 기저층은 또한 기저층이 반사 필름의 외부 층인 경우에도 최종 사용자가 반사 필름을 취급하는 것을 용이하게 한다.
일부의 기저층 조성물에서, 블록 공중합체는 메타크릴레이트 단량체로부터 유래된 A 블록 중합체 단위, 및 아크릴레이트 단량체로부터 유래된 B 블록 중합체 단위를 갖는 ABA 트라이블록 (메트)아크릴레이트 블록 공중합체이다. 예를 들어, A 블록 중합체 단위는 알킬 메타크릴레이트 단량체로부터 유래될 수 있으며, B 블록 중합체 단위는 알킬 아크릴레이트 단량체로부터 유래될 수 있다.
일부의 구체적인 예에서, A 블록은 탄소 원자수가 1 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 3, 또는 1 내지 2인 알킬기를 갖는 알킬 메타크릴레이트로부터 유래되며, B 블록은 탄소 원자수가 3 내지 20, 4 내지 20, 4 내지 18, 4 내지 10, 4 내지 6, 또는 4인 알킬기를 갖는 알킬 아크릴레이트로부터 유래된다. 예를 들어, A 블록은 메틸 메타크릴레이트로부터 유래될 수 있으며, B 블록은 탄소 원자수가 4 내지 10, 4 내지 6, 또는 4인 알킬기를 갖는 알킬 아크릴레이트로부터 유래될 수 있다.
보다 구체적인 예에서, A 블록은 메틸 메타크릴레이트로부터 유래될 수 있고, B 블록은 n-부틸 아크릴레이트로부터 유래될 수 있다. 즉, A 블록은 폴리(메틸 메타크릴레이트)이며, B 블록은 폴리(n-부틸 아크릴레이트)이다.
선택적으로, B 블록의 중량%는 블록 공중합체 중의 A 블록의 중량% 이상이다. A 블록이 경성 블록이고 B 블록이 연성 블록인 것으로 추정되기 때문에, 더 많은 양의 A 블록이 블록 공중합체의 모듈러스를 증가시키는 경향이 있다. 그러나, A 블록의 양이 지나치게 높으면, 블록 공중합체의 모폴로지는 B 블록이 연속상을 형성하고, 블록 공중합체가 엘라스토머 재료인 바람직한 배열로부터 역전될 수 있다. 즉, A 블록의 양이 지나치게 높으면, 공중합체는 엘라스토머 재료보다는 열가소성 재료와 더욱 유사한 특성을 갖는 성향이 있다.
바람직하게는, 블록 공중합체는 10 내지 50 중량%의 A 블록 중합체 단위 및 50 내지 90 중량%의 B 블록 중합체 단위를 함유한다. 예를 들어, 블록 공중합체는 A 블록 중합체 단위 10 내지 40 중량% 및 B 블록 중합체 단위 60 내지 90 중량%, A 블록 중합체 단위 10 내지 35 중량% 및 B 블록 중합체 단위 65 내지 90 중량%, A 블록 중합체 단위 15 내지 50 중량% 및 B 블록 중합체 단위50 내지 85 중량%, A 블록 중합체 단위 15 내지 35 중량% 및 B 블록 중합체 단위 65 내지 85 중량%, A 블록 중합체 단위 10 내지 30 중량% 및 B 블록 중합체 단위 70 내지 90 중량%, A 블록 중합체 단위 15 내지 30 중량% 및 B 블록 중합체 단위 70 내지 85 중량%, A 블록 중합체 단위 15 내지 25 중량% 및 B 블록 중합체 단위 75 내지 85 중량%, 또는 A 블록 중합체 단위 10 내지 20 중량% 및 B 블록 중합체 단위 80 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.
블록 공중합체는 임의의 적합한 분자량을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 블록 공중합체의 분자량은 적어도 2,000 g/몰, 적어도 3,000 g/몰, 적어도 5,000 g/몰, 적어도 10,000 g/몰, 적어도 15,000 g/몰, 적어도 20,000 g/몰, 적어도 25,000 g/몰, 적어도 30,000 g/몰, 적어도 40,000 g/몰, 또는 적어도 50,000 g/몰이다. 일부 실시양태에서, 블록 공중합체의 분자량은 500,000 g/몰 이하, 400,000 g/몰 이하, 200,000 g/몰 이하, 100,000 g/몰 이하, 50,000 g/몰 이하, 또는 30,000 g/몰 이하이다.
예를 들어, 블록 공중합체의 분자량은 1,000 내지 500,000 g/몰의 범위, 3,000 내지 500,000 g/몰의 범위, 5,000 내지 100,000 g/몰의 범위, 5,000 내지 50,000 g/몰의 범위, 또는 5,000 내지 30,000 g/몰의 범위일 수 있다.
분자량은 전형적으로 중량 평균 분자량으로서 나타낸다. 임의의 공지된 기술을 사용하여, 블록 공중합체를 제조할 수 있다. 블록 공중합체를 제조하는 일부 방법에서, 유럽 특허 제EP 349 232호 (앤드러스(Andrus) 등)에 기재된 바와 같이 이니퍼터(iniferter)가 사용된다. 그러나, 일부의 응용에서, 이니퍼터가 특히 광유도 중합 반응에서 문제가 될 수 있는 잔류물을 남기는 경향이 있기 때문에, 이니퍼터의 사용을 포함하지 않는 블록 공중합체의 제조 방법이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 통상적으로 사용되는 이니퍼터인 티오카르바메이트의 존재로 인해, 얻어진 블록 공중합체가 기후에 기인하는 분해 (weather-induced degradation)에 대하여 더욱 민감해질 수 있다. 기후에 기인하는 분해는 티오카르바메이트 잔류물의 비교적 약한 탄소-황 결합으로 인해 일어날 수 있다. 티오카르바메이트의 존재는 종종 예를 들어, 원소 분석 또는 질량 분석을 이용하여 검출될 수 있다. 따라서, 일부 응용에서, 이러한 약한 탄소-황 결합을 형성하지 않는 다른 기술을 사용하여, 블록 공중합체를 제조하는 것이 바람직하다.
일부의 적합한 블록 공중합체의 제조 방법은 리빙 중합 방법이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "리빙 중합"은 전파종(propagating species)이 종결 또는 이동을 행하지 않는 중합 기술, 중합 공정 또는 중합 반응을 말한다. 추가의 단량체가 100% 변환 후에 첨가되는 경우, 추가의 중합이 일어날 수 있다.
리빙 중합체의 분자량은 전파종의 수가 변화하지 않기 때문에, 변환 함수로서 직선적으로 증가한다. 리빙 중합법으로는 예를 들어, 리빙 자유 라디칼 중합 기술 및 리빙 음이온 중합 기술을을 들 수 있다. 리빙 자유 라디칼 중합 반응의 구체예로는 원자 이동 중합 반응 및 가역적 첨가-분열 연쇄 이동 중합 반응을 들 수 있다.
리빙 중합 방법을 이용하여 제조된 블록 공중합체는 충분히 제어된(well-controlled) 블록을 가지기 쉽다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 블록 및 블록 공중합체를 제조하는 방법과 관련된 용어 "충분히-제어된"은 블록 중합체 단위가 제어된 분자량, 낮은 다분산도, 명확히-정의된 블록 또는 고순도의 블록 중 적어도 하나의 특성을 갖는다는 것을 의미한다. 일부의 블록 및 블록 공중합체는 이론 분자량에 가까운 충분히 제어된 분자량을 갖는다.
이론 분자량은 각각의 블록을 형성하는데 사용되는 단량체 및 개시제의 몰 전하에 기초하여 계산된 분자량을 말한다. 충분히 제어된 블록 및 블록 공중합체는 종종 중량 평균 분자량 (Mw)이 이론 분자량의 약 0.8 내지 1.2배 또는 이론 분자량의 약 0.9 내지 1.1배이다. 이와 같이, 블록 및 전체 블록의 분자량이 선택되어 제조될 수 있다.
일부의 블록 및 블록 공중합체는 낮은 다분산도를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "다분산도"는 분자량 분포의 척도이며, 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)을 수 평균 분자량 (Mn)으로 나준 것을 지칭한다. 동일한 분자량을 갖는 재료는 다분산도가 1.0인 반면, 다양한 분자량을 갖는 재료는 다분산도가 1.0을 초과한다. 다분산도는 예를 들어, 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정할 수 있다.
충분히 제어된 블록 및 블록 공중합체는 종종 다분산도가 2.0 이하, 1.5 이하, 또는1.2 이하이다.
일부의 블록 공중합체는 명확히 정의된 블록을 갖는다. 즉, A 블록과, B 블록을 포함하는 연속상 사이의 경계선은 명확히 정의된다.
이러한 명확히 정의된 블록은 본질적으로 테이퍼된 구조(tapered structure)가 존재하지 않는 경계선을 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "테이퍼된 구조"는 A 블록 및 B 블록에 사용되는 단량체로부터 유래된 구조를 지칭한다.
테이퍼된 구조는 A 블록 상과 B 블록 상의 혼합을 증가시켜서, 블록 공중합체 또는 블록 공중합체를 함유하는 기저층의 전체 응집 강도를 감소시킬 수 있다. 리빙 음이온 중합과 같은 방법을 이용하여 제조된 블록 공중합체는 테이퍼된 구조가 존재하지 않거나 본질적으로 존재하지 않는 경계선을 형성하기 쉽다.
A 블록과 B 블록 사이의 명확한 경계선은 종종 화학적 가교를 필요로 하지 않고서 전체 응집 강도를 증가시킬 수 있는 물리적 가교를 형성한다. 이러한 명확히-정의된 블록과 대조적으로, 이니퍼터를 사용하여 제조된 일부의 블록 공중합체는 테이퍼된 구조를 갖는 덜 명확한 블록을 갖는다.
선택적으로, A 블록 및 B 블록은 순도가 높다. 예를 들어, A 블록은 B 블록의 제조에 사용된 단량체로부터 유래된 분절이 본질적으로 존재하지 않거나 존재하지 않을 수 있다. 유사하게는, B 블록은 A 블록의 제조에 사용된 단량체로부터 유래된 분절이 본질적으로 존재하지 않거나 존재하지 않을 수 있다.
리빙 중합 기술은 전형적으로 비-리빙(non-living) 또는 슈도-리빙(pseudo-living) 중합 기술 (예를 들어, 이니퍼터를 사용하는 중합 반응)을 이용하여 제조된 블록보다 더욱 입체규칙성을 지닌 블록 구조를 유도한다. 고도의 신디오택틱(syndiotactic) 구조 또는 아이소택틱(isotactic) 구조에 의해서도 명백한 바와 같이, 입체규칙성은 충분히 제어된 블록 구조를 유도하기 쉬우며, 블록의 유리 전이 온도에 영향을 주기 쉽다.
예를 들어, 리빙 중합 기술을 사용하여 합성된 신디오택틱 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA)는 종래의 (즉, 비-리빙) 중합 기술을 사용하여 합성된 대등한 PMMA보다 유리 전이 온도가 약 20℃ 내지 약 25℃ 높을 수 있다. 입체규칙성은 예를 들어, 핵자기 공명 분광법을 이용하여 검출될 수 있다. 종종 리빙 중합 기술을 이용하여, 입체규칙성이 약 75%를 초과하는 구조가 얻어질 수 있다.
리빙 중합 기술을 사용하여 블록을 형성하는 경우, 단량체는 일반적으로 불활성 희석제 (또는 용매)의 존재 하에 개시제와 접촉된다. 불활성 희석제는 열전달, 및 개시제와 단량체의 혼합을 촉진시킬 수 있다. 임의의 적합한 불활성 희석제가 사용될 수 있더라도, 포화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 에테르, 에스테르, 케톤, 또는 이들의 조합이 종종 선택된다.
예시적인 희석제로는 포화 지방족 및 지환족 탄화수소, 예컨대 헥산, 옥탄, 사이클로헥산 등; 방향족 탄화수소, 예컨대 톨루엔; 및 지방족 및 환형 에테르, 예컨대 다이메틸 에테르, 다이에틸 에테르, 테트라하이드로푸란 등; 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트; 및 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
블록 공중합체가 리빙 음이온 중합 기술을 사용하여 제조되는 경우, 단순 구조 A-M은 M이 I족 금속, 예컨대 리튬, 나트륨 또는 칼륨으로부터 선택되는 개시제 단편(fragment)인 리빙 A 블록을 나타낸다.
예를 들어, A 블록은 화학식 (I)에 따른 메타크릴레이트 단량체를 포함하는 제 1 단량체 조성물의 중합 반응 생성물일 수 있다. B 블록을 형성하는데 사용되는 단량체를 포함하는 제2 단량체 조성물을 A-M에 첨가하여 리빙 다이블록 구조 A-B-M을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 단량체 조성물은 화학식 (II)에 따른 단량체를 포함할 수 있다. 화학식 (I)에 따른 단량체를 포함할 수 있는 제1 단량체 조성물의 다른 충전물의 첨가, 및 리빙 음이온 자리의 후속 제거는 트라이블록 구조 A-B-A를 형성할 수 있다. 대안적으로, 리빙 다이블록 A-B-M 구조를 2작용성 또는 다작용성 커플링제를 사용하여 커플링시켜 트라이블록 구조 A-B-A 공중합체 또는 (A-B)[n]- 별형 블록 공중합체를 형성할 수 있다.
리빙 음이온 중합 반응을 위해 본 기술 분야에 공지된 임의의 개시제가 사용될 수 있다.
전형적인 개시제로는 알칼리 금속 탄화수소, 예컨대 유기 리튬 화합물 (예를 들어, 에틸 리튬, n-프로필 리튬, 아이소-프로필 리튬, n-부틸 리튬, sec-부틸 리튬, tert-옥틸 리튬, n-데실 리튬, 페닐 리튬, 2-나프틸 리튬, A-부틸페닐 리튬, 4-페닐부틸 리튬, 사이클로헥실 리튬 등을 들 수 있다. 이러한 개시제는 리빙 A 블록 또는 리빙 B 블록의 제조에 유용할 수 있다.
(메트)아크릴레이트의 리빙 음이온 중합에 대해서, 음이온의 반응성은 크라운 에테르, 또는 리튬 에톡실레이트와 같은 재료로부터 선택되는 착화 리간드의 첨가에 의해서 완화될 수 있다. 리빙 음이온 중합 반응에 적합한 2작용성 개시제로는 1,1,4,4-테트라페닐-1,4-다이리티오부탄; 1,1,4,4-테트라페닐-1,4-디리티오아이소부탄; 및 나프탈렌 리튬, 나프탈렌 나트륨, 나프탈렌 칼륨, 및 이들의 유사제를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 적합한 2작용성 개시제로는 다이리튬 화합물, 예컨대 알킬 리튬과 다이비닐 화합물의 첨가 반응에 의해 제조된 것과 같은 다이리튬 화합물을 들 수 있다. 예를 들어, 알킬 리튬을 1,3-비스(1-페닐에틸)벤젠 또는 m-다이아이소프로필페닐벤젠과 반응시킬 수 있다.
리빙 음이온 중합 반응에 관해서는, 통상 개시제의 음이온과 관련된 특징적인 색상이 지속적으로 관찰될 때까지, 개시제를 단량체에 소량 (예를 들어, 한 번에 한 방울) 첨가하는 것이 바람직하다. 그 다음에, 계산된 양의 개시제를 첨가하여, 원하는 분자량의 중합체를 제조할 수 있다. 소량의 예비 첨가에 의해, 종종 개시제와 반응하는 오염물을 파괴하여, 중합 반응을 양호하게 제어할 수 있다.
사용된 중합 온도는 중합될 단량체 및 사용된 중합 기술의 종류에 의존한다. 일반적으로, 반응은 약 -100℃ 내지 약 150℃의 온도에서 수행할 수 있다. 리빙 음이온 중합 반응의 경우, 온도는 종종 약 -80℃ 내지 약 20℃이다. 리빙 자유 라디칼 중합 반응의 경우, 온도는 종종 약 20℃ 내지 약 150℃이다. 리빙 자유 라디칼 중합 반응은 리빙 음이온 중합 반응보다 온도 변화에 덜 민감한 경향이 있다.
리빙 음이온 중합 방법을 사용한 블록 공중합체의 제조 방법은 예를 들어, 미국 특허 제6,734,256호 (에버애츠(Everaerts) 등), 제7,084,209호 (에버애츠 등), 제6,806,320호 (에버애츠 등), 및 제7,255,920호 (에버애츠 등)에 추가로 기재되어 있고, 이들은 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다. 이러한 중합 방법은 예를 들어, 미국 특허 제6,630,554호 (하마다(Hamada) 등) 및 제6,984,114호 (카토(Kato) 등)뿐만 아니라 일본 특허 출원 코카이(Kokai) 공개 제Hei 11 -302617호 (유치우미(Uchiumi) 등) 및 제11 -323072호 (유치우미 등)에 추가로 기재되어 있다.
일반적으로, 중합 반응은 개시제 또는 리빙 음이온을 파괴할 수 있는 물질을 제거하도록 제어된 조건하에 행해진다. 전형적으로, 중합 반응은 불활성 분위기, 예컨대 질소, 아르곤, 헬륨, 이들의 조합 중에서 행해진다. 반응이 리빙 음이온 중합인 경우, 무수 조건이 필요할 수 있다.
적합한 블록 공중합체는 상표명 "LA 폴리머(LA POLYMER)" 하에 쿠라레이 코., 엘티디.(Kuraray Co., LTD.) (일본 도쿄 소재)로부터 구입할 수 있다. 이러한 블록 공중합체 중 일부는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 말단블록 및 폴리(n-부틸 아크릴레이트) 중간블록을 갖는 트라이블록 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 하나를 초과하는 블록 공중합체가 기저층 조성물에 포함된다. 예를 들어, 중량 평균 분자량이 상이한 다수의 블록 공중합체 또는 블록 조성이 상이한 다수의 블록 공중합체가 사용될 수 있다.
중량 평균 분자량이 상이하거나 A 블록 중합체 단위의 양이 상이한 다수의 블록 공중합체를 사용하여, 예를 들어 기저층 조성물의 전단 강도를 개선시킬 수 있다.
중량 평균 분자량이 상이한 다수의 블록 공중합체가 기저층 조성물에 포함되는 경우, 중량 평균 분자량은 임의의 적합한 양으로 변할 수 있다. 일부 예에서, 제 1 블록 공중합체의 분자량은 중량 평균 분자량이 더 큰 제 2 블록 공중합체의 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 75%, 적어도 100%, 적어도 150%, 또는 적어도 200%로 변화할 수 있다.
블록 공중합체 혼합물은 제 1 블록 공중합체 10 내지 90 중량% 및 중량 평균 분자량이 더 큰 제 2 블록 공중합체 10 내지 90 중량%, 제 1 블록 공중합체 20 내지 80 중량% 및 중량 평균 분자량이 더 큰 제 2 블록 공중합체 20 내지 80 중량%, 또는 제 1 블록 공중합체 25 내지 75 중량% 및 중량 평균 분자량이 더 큰 제 2 블록 공중합체 25 내지 75 중량%를 포함할 수 있다.
A 블록 중합체 단위의 농도가 상이한 다수의 블록 공중합체가 기저층 조성물에 포함되는 경우, 농도는 임의의 적합한 양으로 상이할 수 있다. 일부 예에서, 상기 농도는 적어도 20%, 적어도 40%, 적어도 60%, 적어도 80%, 또는 적어도 100%로 변화할 수 있다.
블록 공중합체 혼합물은 제 1 블록 공중합체 10 내지 90 중량% 및 다량의 A 블록을 갖는 제 2 블록 공중합체 10 내지 90 중량%, 제 1 블록 공중합체 20 내지 80 중량% 및 다량의 A 블록을 갖는 제 2 블록 공중합체 20 내지 80 중량%, 또는 제 1 블록 공중합체 25 내지 75 중량% 및 다량의 A 블록을 갖는 제 2 블록 공중합체 25 내지 75 중량%를 포함할 수 있다.
랜덤 공중합체
일부 실시양태에서, 제공된 반사 용품은 적어도 하나의 랜덤 공중합체를 포함하는 기저층을 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "랜덤 공중합체"는 중합체 골격을 따라서 랜덤한 방식으로 서로에 공유 결합된 적어도 2개의 상이한 중합체 단위 (또는 반복 단위)를 포함하는 중합체 재료를 지칭한다. 블록 공중합체처럼, 랜덤 공중합체는 화학적으로 상이한 2개 이상의 중합체 단위를 포함한다. 더욱이, 랜덤 공중합체의 중합체 단위는 2개 이상의 각각의 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 상이한 각각의 유리 전이 온도와 관련된다. 그러나, 블록 공중합체와 달리, 랜덤 공중합체는 별개의 블록으로 구분되지 않고, 오히려 미시적인(nanoscopic) 수준 상에서 서로와 균일하게 배치된 중합체 단위를 갖는다.
랜덤 공중합체는 또한 이들의 거시적인(macroscopic) 특성이 블록 공중합체와 상이하다. 블록 공중합체는 A 블록 및 B 블록의 불용해도를 기초로 마이크로상 분리할 수 있지만, 랜덤 공중합체는 균일한 마이크로구조이다. 그 결과, 랜덤 공중합체는 단지 단일 유리 전이 온도를 나타내지만, 마이크로상-분리된 블록 공중합체는 2개 이상의 유리 전이 온도를 나타낸다.
랜덤 공중합체의 유리 전이 온도는 일반적으로 이의 각각의 중합체 단위와 관련된 유리 전이 온도 사이에 존재한다. 예를 들어, 메틸 메타크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트의 랜덤 공중합체는 상응하는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 폴리(n-부틸 아크릴레이트) 단독중합체의 유리 전이 온도 사이의 유리 전이 온도를 갖는다. 바람직할 경우, 실제 유리 전이 온도는 중합체 단위와 관련된 유리 전이 온도 및 각각의 성분의 상대 중량 또는 부피 분획을 기초로 한 다양한 이론적인 식 및 실험적인 식을 사용하여 근사치를 낼 수 있다.
본 명세서에 기재된 랜덤 공중합체는 적어도 제1 중합체 단위 A 및 제2 중합체 단위 B를 포함한다. A 중합체 단위는 "경성"의 견고한 성분이지만, B 중합체 단위는 "연성"의 덜 견고한 성분이다. 반응시켜 단독중합체를 형성할 때, A 중합체 단위는 유리 전이 온도가 적어도 50℃이다. 반응시켜 단독중합체를 형성할 때, B 중합체 단위는 유리 전이 온도가 20℃ 이하이다. 다시 말하면, A 중합체 단위는 적어도 50℃의 유리 전이 온도와 관련되지만, B 중합체 단위는 20℃ 이하의 유리 전이 온도와 관련된다.
예시적인 랜덤 공중합체에서, A 중합체 단위는 적어도 60℃, 적어도 80℃, 적어도 100℃, 또는 적어도 120℃의 유리 전이 온도와 관련되지만, B 중합체 단위는 10℃ 이하, 0℃ 이하, -5℃ 이하, 또는 -10℃ 이하의 유리 전이 온도와 관련된다.
A 중합체 단위는 일반적으로 열가소성 재료인 단독중합체와 관련되지만, B 중합체 단위는 일반적으로 엘라스토머성 재료인 단독중합체와 관련된다. 또한, A 및 B 중합체 단위와 관련된 용해도 파라미터는 각각의 A 및 B 단독중합체가 서로에 혼화성이 아니도록 충분히 상이하다. 그러나, 랜덤화 중합체 구조로 인해서, 랜덤 공중합체는 모든 조성에서 균일한 마이크로구조를 나타낸다.
A 및 B 중합체 단위의 예시적인 화학 구조 및 특징은 A 블록 및 B 블록 중합체 단위에 대해서 상기에 기재된 것과 유사하기 때문에, 여기에서 반복될 필요가 없다.
A 중합체 단위의 중량%는 일반적으로 랜덤 공중합체 중의 B 중합체 단위의 중량%를 초과한다. 더 많은 양의 A 중합체 단위는 랜덤 공중합체의 전체 모듈러스를 증가시키는 경향이 있다. 동시에, 더 많은 양의 A 중합체 블록은 또한 주변 온도에서 랜덤 공중합체의 점착성을 감소시키는 경향이 있다. 랜덤 공중합체를 포함하는 기저층은 점착성 또는 비점착성일 수 있다. 그러나, 블록 공중합체를 포함하는 기저층을 고려하기 전에, 동일한 이유를 위해서 기저층은 비점착성인 것이 바람직하다.
랜덤 공중합체는 전형적으로 60 내지 95 중량%의 A 중합체 단위 및 5 내지 40 중량%의 중합체 단위를 함유한다. 예를 들어, 블록 공중합체는 60 내지 90 중량%의 A 중합체 단위와 10 내지 40 중량%의 B 중합체 단위, 60 내지 85 중량%의 A 중합체 단위와 15 내지 40 중량%의 B 중합체 단위, 65 내지 95 중량%의 A 중합체 단위와 5 내지 35 중량%의 B 중합체 단위, 65 내지 90 중량%의 A 중합체 단위와 10 내지 35 중량%의 B 중합체 단위, 65 내지 85 중량%의 A 중합체 단위와 15 내지 35 중량%의 B 중합체 단위, 70 내지 95 중량%의 A 중합체 단위와 5 내지 30 중량%의 B 중합체 단위, 70 내지 90 중량%의 A 중합체 단위와 10 내지 20 중량%의 B 중합체 단위, 또는 70 내지 85 중량%의 A 중합체 단위와 15 내지 30 중량%의 B 중합체 단위를 함유할 수 있다.
상기에 기재된 블록 공중합체처럼, 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 분자량을 가질 수 있다. 예시적인 분자량은 블록 공중합체에 대해서 이미 상세하게 열거되어 있고, 본 명세서에서는 랜덤 공중합체에 유사하게 적용한다. 추가로, 다분산도가 낮은 랜덤 공중합체가 또한 고려된다. 바람직한 실시양태에서, 랜덤 공중합체는 다분산도가 2.0 이하, 1.5 이하, 또는 1.2 이하이다.
랜덤 공중합체의 적합한 제조 방법에는 이미 기재된 리빙 음이온성 및 리빙 자유 라디칼 중합 기술을 비롯한 리빙 중합 방법이 포함된다. 블록 공중합체의 합성은 일반적으로 A 및 B 단량체의 순차적인 첨가를 포함하지만, 랜덤 공중합체의 합성은 일반적으로 A 및 B 단량체를 함유하는 교반되는 용액에 개시제를 첨가하거나, 또는 교반되는 개시제의 용액에 A 및 B 단량체를 동시에 도입하는 것을 포함한다. 이롭게는, 이러한 방법은 제어된 분자량, 낮은 다분산도 및/또는 높은 순도를 갖는 랜덤 공중합체를 생성하는 경향이 있다. 종래의 비-리빙 자유-라디칼 중합 기술을 또한 사용하여 랜덤 공중합체를 제조할 수 있다.
적합한 랜덤 공중합체는 또한 다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Company) (미국 미시간주 미들랜드 소재), 바스프 세(BASF SE) (독일 루드빅샤펜 소재), 및 더 폴리머 소스, 인크.(The Polymer Source, Inc.) (캐나다 몬트리얼 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다.
일부 실시양태에서, 2개 이상의 랜덤 공중합체가 본 명세서에 기재된 기저층 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 중량 평균 분자량 또는 조성이 상이한 A 및 B 중합체 단위의 랜덤 공중합체가 사용될 수 있다. 선택적으로, 2개 이상의 랜덤 공중합체가 기저층 내에서 별개 층으로서 존재한다. 대안적으로, 2개 이상의 랜덤 공중합체가 함께 블렌딩되어 균일한 마이크로구조를 제공한다. 블렌드가 고려되는 경우, 조성의 임의의 상이함은 너무 크지 않아서 공중합체 상이 서로로부터 분리되는 것이 바람직하다. 이롭게는, 2개 이상의 랜덤 공중합체의 조합을 사용하여 기저층 조성물의 전단 강도를 맞출 수 있다.
일부 실시양태에서, 2개 이상의 랜덤 공중합체의 분자량의 차이 및/또는 조성의 차이는 블록 공중합체에 대해서 이미 열거된 것과 유사하다. 이와 같이, 이러한 설명은 본 명세서에서 반복될 필요가 없다.
금속 성분
제공된 반사 용품은 하나 이상의 금속층을 포함한다. 높은 반사도를 제공하는 것 이외에, 이러한 용품은 또한 제조 유연성을 제공할 수 있다. 선택적으로, 금속층을 비교적 얇은 유기 타이층 또는 무기 타이층 상에 적용할 수 있고, 이것은 결과적으로 중합체 기저층 상에 존재한다.
제공된 반사 용품을 위해서 고려된 금속층은 반사성(specular) 표면일 수도 있는 매끄러운 반사 금속 표면을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "반사 표면"은 유입광(incoming light)의 방향 및 출사광(outgoing light)의 방향이 표면 법선에 대해서 동일한 각도를 형성하는 광의 거울-유사 반사를 유도하는 표면을 지칭한다. 임의의 반사 금속을 이러한 목적을 위해서 사용할 수 있지만, 바람직한 금속에는 은, 금, 알루미늄, 구리, 니켈 및 티타늄이 포함된다. 이들 중에서, 은, 알루미늄 및 금이 특히 바람직하다.
선택적으로, 또한 하나 이상의 층을 첨가하여 반사 용품의 부식 효과를 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 구리층을 인접한 금속층의 부식을 감소시키기 위한 희생 양극(sacrificial anode)으로서 사용하기 위해서 은층의 후면 측 상에 침착시킬 수 있다.
금속층을 다양한 방법을 사용하여 기저층 상에 침착시킬 수 있다. 적합한 침착 기술의 예에는 스퍼터(sputter) 코팅을 통한 물리적 증착, e-빔 또는 열적 방법을 통한 증발, 이온-어시스티드(assisted) e-빔 증발 및 이들의 조합이 포함된다. 매우 바람직할 경우, 금속 또는 세라믹 마스크 또는 셔터링(shuttering) 특징을 사용하여 특정 면적에 대한 침착을 제한할 수 있다.
금속층을 형성하는데 특히 적합한 한 침착 기술은 스퍼터링에 의한 물리적 증착 (PVD)이다. 이 기술에서, 목표 원자를 고에너지 입자 충격에 의해서 탈출시켜 이들을 기판 상에 부딪치게 하여 얇은 필름을 형성할 수 있다. 스퍼터-침착에서 사용된 고에너지 입자는 글로 방전(glow discharge) 또는 예를 들어 전자기장을 아르곤 기체에 적용함으로써 생성된 자가 플라즈마(self-sustaining plasma)에 의해서 생성된다.
일 예시적인 방법에서, 금속층의 적합한 층 두께가 기저층 상에 생성되기에 충분한 기간 동안 침착 공정을 계속하여 금속층을 형성한다. 다른 선택으로서, 은 이외의 다른 금속을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상이한 금속으로 구성된 금속층을 그 금속으로 구성된 적합한 목표를 사용함으로써 유사하게 침착시킬 수 있다.
반사 용품 및 어셈블리
상기에 기재된 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체 조성물 중 적어도 하나 및 금속 조성물을 포함하는 반사 용품을 제공한다. 본 명세서에 참고된 모든 도면은 단지 설명의 목적을 위함이며, 축적대로 필수적으로 도시된 것이 아니다.
일 실시양태에 따른 반사 용품을 도 1에 도시하며, 숫자 (100)으로 넓게 나타낸다. 도시된 바와 같이, 용품 (100)은 제1 표면 (104) 및 제2 표면 (106)을 갖는 기저층 (102)을 포함한다.
기저층 (102)은 주변 온도에서 비점착성 (비접착성)인 트라이블록 공중합체를 포함한다. 블록 공중합체는 각각 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 2개의 말단블록 중합체 단위를 갖는다. 블록 공중합체는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 하나의 중간블록 중합체 단위를 갖는다. 각각의 말단블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃이지만, 중간블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하이다.
기저층 (102)은 대안적으로 블록 공중합체/단독중합체 블렌드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저층 (102)은 A 또는 B 블록 중에 용해성인 단독중합체와 블렌딩된 A-B-A 트라이블록 공중합체를 포함할 수 있다. 선택적으로, 단독중합체는 A 또는 B 블록과 동일한 중합체 단위를 갖는다. 하나 이상의 단독중합체를 블록 공중합체 조성물에 첨가하는 것은 하나의 블록 또는 둘 모두의 블록을 가소화시키거나 경화시키기 위해서 이롭게 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 블록 공중합체는 폴리(메틸 메타크릴레이트) A 블록 및 폴리(부틸 아크릴레이트) B 블록을 함유하고, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 단독중합체와 블렌딩된다.
이롭게는, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 단독중합체와 폴리(메틸 메타크릴레이트)-폴리(부틸 아크릴레이트) 블록 공중합체의 블렌딩은 기저층 (102)의 경도를 목적하는 응용에 맞도록 한다. 추가의 이점으로서, 폴리(메틸 메타크릴레이트)와의 블렌딩은 전체 조성물의 투명도 또는 가공성을 유의하게 감소시키지 않으면서 경도를 제어한다. 바람직하게는, 단독중합체/블록 공중합체 블렌드는 블렌드의 총 중량을 기준으로 적어도 30 %, 적어도 40 %, 또는 적어도 50 %의 총 폴리(메틸 메타크릴레이트) 조성을 갖는다. 바람직하게는, 단독중합체/블록 공중합체 블렌드는 블렌드의 총 중량을 기준으로 95 % 이하, 90 % 이하, 또는 80 % 이하의 총 폴리(메틸 메타크릴레이트) 조성을 갖는다.
특히 적합한 비점착성 블록 공중합체에는 폴리(메틸 메타크릴레이트)-폴리(n-부틸 아크릴레이트)-폴리(메틸 메타크릴레이트) (25:50:25) 트라이블록 공중합체가 포함된다. 이러한 재료는 쿠라레이 코., 엘티디로부터 상표명 LA 폴리머 하에 이미 입수가능하고, 동일한 회사로부터 브랜드명 쿠라리티(KURARITY) 하에 본 출원의 출원일 이래로, 2010년 8월 이래로 입수가능하다.
선택적으로, 블록 공중합체를 적합한 자외선 광 흡수제와 배합하여 기저층 (102)의 안정성을 증가시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 블록 공중합체는 자외선 광 흡수제를 함유한다. 일부 실시양태에서, 블록 공중합체는 블록 공중합체 및 흡수제의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 3.0 중량% 범위의 양의 자외선 광 흡수제를 함유한다. 그러나, 블록 공중합체는 임의의 자외선 광 흡수제를 함유할 필요가 없다는 것을 주목해야 한다. 임의의 자외선 광 흡수제가 존재하지 않는 조성물을 사용하는 것이 이로운데, 그 이유는 이러한 흡수제가 기저층 (102)의 표면을 분리하고, 인접한 층에 대한 접착을 방해할 수 있기 때문이다.
추가의 선택으로서, 블록 공중합체를 하나 이상의 나노충전제와 배합하여 기저층 (102)의 모듈러스를 조정할 수 있다. 예를 들어, 나노충전제, 예컨대 이산화규소 또는 이산화지르코늄을 블록 공중합체 중에 균일하게 분산시켜서 용품 (100)의 전체 스티프니스(stiffness) 또는 경도를 증가시킬 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 나노충전제는 중합체 매트릭스와 상용성이도록 표면-개질된다. 이것은 텐터링(tentering) 시 광을 산란시키는 다공성 재료의 제조를 회피하는데 도움을 줄 수 있다.
기저층 (102)은 또한 Tg가 비교적 높은 제1 중합체 단위 및 Tg가 비교적 낮은 제2 중합체 단위를 갖는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 제1 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하고 유리 전이 온도가 적어도 50℃인 것과 관련된 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 제2 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하고 유리 전이 온도가 20℃ 이하인 것과 관련된 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된다.
특히 바람직한 랜덤 공중합체에서, 제1 중합체 단위는 메틸 메타크릴레이트이고, 제2 중합체 단위는 부틸 아크릴레이트이다. 랜덤 공중합체가 랜덤 공중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 50 %, 적어도 60 %, 적어도 70 %, 또는 적어도 80 %의 메틸 메타크릴레이트 조성을 갖는 것이 바람직하다. 랜덤 공중합체가 랜덤 공중합체의 총 중량을 기준으로 80 % 이하, 85 % 이하, 90 % 이하, 또는 95 % 이하의 메틸 메타크릴레이트 조성을 갖는 것이 추가로 바람직하다.
일부 실시양태에서, 기저층 (102)은 두께가 적어도 0.25 마이크로미터, 적어도 0.4 마이크로미터, 적어도 0.6 마이크로미터, 적어도 0.8 마이크로미터, 적어도 1 마이크로미터, 적어도 5 마이크로미터, 적어도 10 마이크로미터, 적어도 50 마이크로미터, 또는 적어도 60 마이크로미터이다. 추가로, 일부 실시양태에서, 기저층 (102)은 두께가 200 마이크로미터 이하, 150 마이크로미터 이하 또는 100 마이크로미터 이하, 50 마이크로미터 이하, 25 마이크로미터 이하, 10 마이크로미터 이하, 5 마이크로미터 이하, 또는 1 마이크로미터 이하이다.
기저층 (102)의 제2 표면 (106)을 가로질러서 금속층 (108)이 연장된다. 예시적인 실시양태에서, 금속층 (108)은 은 원소를 포함한다. 그러나, 주목되는 바와 같이, 다른 금속, 예컨대 알루미늄이 또한 사용될 수 있다. 바람직하게는, 금속층 (108)과 기저층 (102) 간의 계면은 충분히 매끄러워서 금속층 (108)은 반사 (거울) 표면을 제공한다.
금속층 (108)은 기저층 (102)의 전체 제2 표면 (106)을 가로질러서 연장될 필요는 없다. 바람직할 경우, 기저층 (102)은 금속층 (108)이 기저층 (102)의 소정의 일부 상에만 적용되도록 침착 공정 동안 마스킹될 수 있다. 금속층 (108)의 기저층 (102) 상의 패턴화된 침착이 또한 가능하다.
선택적으로 그리고 도시된 바와 같이, 제2 금속층 (110)은 제1 금속층 (108)과 접촉하고, 이것을 가로질러서 연장된다. 예시적인 실시양태에서, 제2 금속층 (110)은 구리 원소를 포함한다. 희생 양극으로서 작용하는 구리층의 사용은 반사 용품에 개선된 내부식성 및 실외 내후성을 제공할 수 있다. 다른 접근으로서, 비교적 불활성인 금속 합금, 예컨대 인코넬(Inconel) (철-니켈 합금)이 또한 내부식성을 개선시키기 위해서 사용될 수 있다.
반사 금속층은 바람직하게는 광의 태양 스펙트럼의 바람직한 양을 반사하기에 충분히 두껍다. 바람직한 두께는 금속층 (108),(110)의 조성에 따라서 다를 수 있다. 예를 들어, 금속층 (108),(110)은 은, 알루미늄 및 금과 같은 금속의 경우 바람직하게는 적어도 약 75 나노미터 내지 약 100 나노미터의 두께이고, 구리, 니켈 및 티타늄과 같은 금속의 경우 바람직하게는 적어도 약 20 나노미터 또는 적어도 약 30 나노미터의 두께이다.
일부 실시양태에서, 금속층 (108),(110) 중 하나 또는 모두는 두께가 적어도 25 나노미터, 적어도 50 나노미터, 적어도 75 나노미터, 적어도 90 나노미터, 또는 적어도 100 나노미터이다. 추가로, 일부 실시양태에서, 금속층 (108),(110) 중 하나 또는 모두는 두께가 100 나노미터 이하, 110 나노미터 이하, 125 나노미터 이하, 150 나노미터 이하, 200 나노미터 이하, 300 나노미터 이하, 400 나노미터 이하, 또는 500 나노미터 이하이다.
이미 기재된 바와 같이, 금속층 (108),(110) 중 하나 또는 모두는 화학적 증착, 물리적 증착 및 증발을 비롯한 본 기술 분야에 공지된 임의의 다수의 방법을 사용하여 침착될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 3개 이상의 금속층이 사용될 수 있다.
선택적으로, 그러나 도시되지 않았지만, 반사 용품 (100)을 지지 기판 (또는 후면 플레이트)에 접착하여 반사 용품 (100)에 적합한 형상을 부여한다. 용품 (100)은 예를 들어, 적합한 접착제를 사용하여 기판에 접착될 수 있다. 일부 실시양태에서, 접착제는 감압 접착제 (PSA)이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "감압 접착제"는 강하고 지속적인 점착도, 지압 이하를 사용한 기판에 대한 접착력, 및 기판으로부터 제거되기에 충분한 응집 강도를 나타내는 접착제를 지칭한다. 예시적인 감압 접착제에는 PCT 공개 제WO 2009/146227호 (조셉(Joseph) 등)에 기재된 것이 포함된다.
적합한 기판은 일반적으로 특정 특징을 공유한다. 먼저, 기판은 기판 내의 텍스쳐가 접착제/금속/중합체 적층물을 통해 전달되지 않도록 충분히 매끄러워야 한다. 결과적으로, 이것이 이로운데, 그 이유는 (1) 광학적으로 정밀한 거울을 허용하고, (2) 금속을 부식시키고, 접착제를 손상시킬 수 있는 반응종의 침투를 위한 채널을 제거함으로써 금속의 물리적 무결성을 유지시키고, (3) 반사 필름-기판 적층물 내에서 제어되고 규정된 응력 집중도를 제공하기 때문이다. 두번째로, 기판은 바람직하게는 부식을 방지하기 위해서 반사 거울 적층물과 비반응성이다. 세번째로, 기판은 바람직하게는 접착제가 내구성있게 접착하는 표면을 갖는다.
관련된 선택 및 이점과 함께, 반사 필름을 위한 예시적인 기판은 PCT 공개 제WO04114419 (쉬립세마(Schripsema)), 및 제WO03022578호 (존스톤(Johnston) 등.); 미국 특허 공개 제2010/0186336호 (발렌트(Valente) 등) 및 제2009/0101195호 (레이놀즈(Reynolds) 등); 및 미국 특허 제7,343,913호 (니더마이어(Neidermeyer))에 기재되어 있다.
추가의 선택으로서, 기판은 반사 용품 (100) 및 감압 접착제가 쉽게 제거되어 다른 기판에 이송되도록 하기 위해서 이형(release) 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 금속층 (110)의 노출된 표면은 감암 접착제 및 실리콘-코팅된 이형 라이너에 임시로 고정된 감압 접착제로 코팅될 수 있다. 이어서, 이러한 구성은 이송, 저장 및 소비자 사용을 위해서 편리하게 포장될 수 있다.
도 2는 다른 실시양태에 따른 반사 용품 (200)을 나타낸다. 용품 (100)처럼, 용품 (200)은 기저층 (202), 및 기저층 (202)의 제2 표면 (206)을 가로질러서 연장된 금속층 (208),(210)을 갖는다. 그러나, 용품 (100)과 달리, 용품 (200)은 기저층 (202)의 제2 표면 (206)과 최상위 금속층 (208) 사이에 존재하는 타이층 (220)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 타이층 (220)은 금속 산화물, 예컨대 산화알루미늄, 산화구리, 이산화티타늄, 이산화규소 또는 이들의 조합을 포함한다. 타이층 (220)으로서, 이산화티타늄은 놀랍게도 건조 박리 및 습윤 박리 시험에서 탈층에 대한 높은 저항성을 제공한다는 것을 발견하였다. 금속 산화물 타이층의 추가의 선택 및 이점은 미국 특허 제5,361,172호 (쉬슬(Schissel) 등)에 기재되어 있다.
타이층 (220)은 전체 두께가 적어도 0.1 나노미터, 적어도 0.25 나노미터, 적어도 0.5 나노미터, 또는 적어도 1 나노미터인 것이 바람직하다. 타이층 (220)은 전체 두께가 2 나노미터 이하, 5 나노미터 이하, 7 나노미터 이하, 또는 10 나노미터 이하인 것이 추가로 바람직하다.
도 3은 또 다른 실시양태에 따른 반사 용품 (300)을 나타낸다. 용품 (300)은 기저층 (302), 기저층 (302)의 제2 표면 (306)과 접촉하고 이것을 가로질러서 연장된 타이층 (320), 및 타이층 (320)의 반대 표면을 가로질러서 연장된 연속적인 금속층 (308),(310)을 포함한다는 점에서 용품 (200)과 유사하다. 그러나, 용품 (100),(200)과 달리, 용품 (300)은 기저층 (302)의 제1 표면 (304)을 접촉하고, 이것을 가로질러서 연장된 상부층 (330)을 갖는다. 바람직하게는, 상부층 (330)은 표면 경도가 높고, 광 투과성 및 내후성이 우수한 중합체층, 예컨대 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 층이다. 선택적으로, 상부층 (330)은 아래에 놓인 기저층 (302) 상에 적층되거나 또는 용매-캐스팅되거나, 또는 그 역도 가능하다.
상부층 (330)은 사용가능한 특별한 응용에 적합한 임의의 두께를 가질 수 있다. 태양 반사 필름의 경우, 50 내지 150 마이크로미터 범위의 두께가 내후성 및 적절한 기계적 유연성을 제공하기에 바람직하다. 또한, 기저층 (102)처럼, 상부층 (330)은 하나 이상의 나노충전제와 혼합되어 상부층 (330)의 특성을 조정할 수 있다.
상부층 (330)의 존재는 전체 용품 (300)의 강도를 강화시킬 수 있다. 상부층 (330)이 구조적 지지를 제공하는 경우, 기저층 (302)은 매우 얇게 제조되어, 상부층 (330)과 아래에 놓인 층 (320),(308),(310) 사이에서 "유기 타이층"으로서 제공될 수 있다. 도 3의 구성에서, 기저층 (302)은 바람직하게는 두께가 적어도 0.25 마이크로미터, 적어도 0.5 마이크로미터, 적어도 0.8 마이크로미터, 적어도 1 마이크로미터, 적어도 1.5 마이크로미터, 또는 적어도 2 마이크로미터이다. 바람직하게는, 기저층 (302)은 두께가 4 마이크로미터 이하, 5 마이크로미터 이하, 또는 7 마이크로미터 이하이다.
얇은 기저층 (302)이 놀랍게도 단단한 반사 필름을 제공한다는 것을 발견하였다. 기저층 (302)은 환경적인 노출 동안 응력을 분산시킴으로써 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 금속 간의 접착을 유지시키는 것으로 보인다. 개시된 블록 및 랜덤 공중합체의 응력 분산 특성은 놀랍게도 시험되는 샘플에서 탈층을 방지하는데 효과적인 것을 발견하였다. 침착 동안 계면에서의 온도는 기저층 (302)의 B 블록의 Tg를 상당히 초과하며, 이것은 (1) 적층물을 가로지르는 온도 구배, (2) 침착된 필름에서 변함없는 응력, 및 (3) 침착 동안 기저층 (302)에서의 분해 반응에 의해서 유도된 응력을 완화시키기 위해서 계면에서 중합체의 재배열을 허용할 수 있다.
고 진공 공정, 예컨대 물리적 증착, 진공 자외선 방사 (파장 165 나노미터 미만)는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 상부층의 표면에서 쇄 절단을 유도할 수 있다. 이러한 쇄 절단은 결과적으로 상기 공정을 사용하여 침착된 인접한 금속층에 접착되는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 금속 증착 전에 비-진공 공정에서 제조된 기저층 (302)은 이롭게는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 표면을 보호할 수 있다. 기저층 (302)은 쇄 절단에 덜 민감하기 때문에, 이것은 진공 자외선 방사의 손상 효과로부터 폴리(메틸 메타크릴레이트) 표면을 보호할 수 있다.
종합적으로, 반사 용품 (300)은 높은 경도 및 내후성, 우수한 코팅성 (또는 점착 계수), 및 진공 자외선 방사 안정성을 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 첨가제, 예컨대 자외선 안정제, 및 산화방지제가 상부층 (330)에 포함될 수 있지만, 기저층 (302)은 코팅될 표면에 대한, 자외선 안정제, 산화방지제 및 다른 첨가제의 분리로부터 발생될 수 있는 접착 문제를 피하기 위해서 이들 첨가제가 실질적으로 존재하지 않는다. 일부 실시양태에서, 상부층 (330)은 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하고, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 흡수제의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 3.0 중량% 범위의 양의 자외선 광 흡수제를 함유한다.
기저층 (302)은 온도 및 습도 변화에 대한 환경적인 노출 동안 접착력을 증진시키는 추가적인 이점을 제공한다. 고무 B 블록은 온도 및 습도의 변화와 관련된 적층물의 차등 팽창으로 인한 응력의 분산을 허용한다. 추가로, 개시된 블록 및 랜덤 공중합체는 또한 폴리(메틸 메타크릴레이트)보다 실질적으로 물 투과성이 낮다. 물 흡착은 금속과 인접한 중합체층 간의 접착제 접촉을 화학적 또는 물리적으로 감소시킬 수 있다.
용품 (200) 및 (300)의 다른 양태는 용품 (100)에 대해서 이미 기재된 것과 유사하고, 반복될 필요가 없다.
선택적으로, 용품 (100),(200),(300)은 용품 (100),(200),(300)이 적합한 아래에 놓은 지지 구조체에 의해서 견고하게 보유되는 어셈블리의 부품이다. 예를 들어, 용품 (100),(200),(300)은 2009년 9월 2일자로 출원된 공히-계류중이고, 공히-소유된 가특허 미국 특허 출원 시리얼 번호 제61/239,265호 (코스그로브(Cosgrove) 등)에 기재된 다수의 거울 패널 어셈블리 중 하나에 포함될 수 있다.
실시예
이들 실시예는 단지 예시를 목적으로 한 것으로, 첨부된 특허청구범위의 범주를 제한하려는 것은 아니다. 실시예 및 나머지 명세서에서 모든 부, 백분율 및 비 등은 달리 표시되지 않는 한 중량 기준이다. 달리 지시되지 않는 한, 사용한 용매 및 기타 시약을 시그마-알드리치 케미컬 컴퍼니(Sigma-Aldrich Chemical Company (미국 위스콘신주 밀워키 소재)로부터 얻었다.
시편 제조
본 발명의 상부층에 상응하는 층에 사용되는 재료는 압출 후 이축 연신에 의해서 인-하우스에서 제조된 사인(sign) 재료 등에 일반적으로 사용되는 유형의 종래의 89 마이크로미터 (3.5 밀) 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 필름이었다. 최소한의 불순물을 갖고 매우 투명한 필름을 제공하는 CP-80 (플라스콜라이트, 인크.(Plaskolite, Inc.), 미국 오하이오주 클럼버스 소재)로 지정된 수지로부터 필름을 제조하였다. 필름은 또한 약 2.5 중량%의 UV 안정제 티누빈(TINUVIN) 브랜드 1577 (시바(Ciba), 바스프 코퍼레이션(BASF Corporation)의 부서, 미국 뉴저지주 플로함 파크 소재)을 함유하였다. 이 필름을 각각의 시편을 제조할 때 기판으로서 사용하였다.
표 1로부터의 수지 재료 각각을 톨루엔 중에 20 중량%의 고체로 용해시켜서 코팅 용액을 제조하였다. 각각의 경우에, 용매 및 중합체를 유리 병에 충전시키고, 이것을 동력설비가 있는 회전자 또는 전단 블레이드 혼합기 상에서 밤새 회전시켰다. 수 시간 이내에 투명한 용액 (육안 관찰)이 성취되었다. 이렇게 수득된 용액은 수개월 동안 안정하고 완전히 용해된 상태로 유지되었다.
[표 1]
Figure pct00003

PMMA 필름을 30.5 센티미터 (12 ¾)의 사각형 쿠폰으로 절단하였다. 각각의 시편을 위해서, 평탄한 유리 마이어(Mayer) 막대 코팅기를 사용하여 손으로 쿠폰 상에 본 발명의 기저층에 상응하는 층을 코팅하였다. 쿠폰의 상부 모서리를 박스 밀봉 테이프를 사용하여 코팅기의 평탄한 유리에 붙였다. 20 내지 40 ㎖의 코팅 용액 (20 중량% 고체)을 상부 모서리 근처에 침착시키고, 마이어 막대를 시편 위에 통과시켜 기판 상에 코팅 용액을 고르게 폈다. 10 마이크로미터 (0.4 밀) 이하의 습윤 코팅 두께로 코팅되도록 #4 마이어 막대를 사용하였다. 이어서, 코팅된 PMMA 기판을 용매 등급 오븐(solvent-rated oven) (공기 순환식) 내에서 적어도 30분 동안 70℃에서 건조시켜서 코팅으로부터 용매를 완전히 제거하였다. 각각의 코팅은 건조 두께가 대략 2 마이크로미터였다. 각각의 시편을 간섭색 또는 코팅 불균일성에 대해서 조사하였고, 이러한 결점이 발견되면 불합격처리하였다.
이어서, 본 발명의 금속층 및 선택적인 타이층을 첨가하기 위해서 건조된 코팅 시편을 고 진공 (저압) 물리적 증착 (PVD) 코팅기에서 증기 코팅하였다. 최대 6개의 시편을 한번에, PVD 코팅기의 회전 돔 내에, 돔의 모서리 근처에 위치하며, 점광원(point source)을 대면하여 45도 각도로 배열된 6개의 30.5 센티미터 (12 ¾) 직경의 시편 홀더(holder) 상에 로딩하였다. 점광원은 각각 3.8 센티미터 (1.5 ¾) 직경인 4 포켓 e-빔 도가니(crucible)를 가졌다. 시편에 점침착원(point deposition source)에 대향하여 공중합체 기저층을 로딩하였다. 이러한 유형의 PVD 코팅기에 일반적인 바와 같이, 코팅 돔을 이의 중심 축 상에서 회전시키고, 각각의 홀더를 또한 이의 개별 중심 축 상에서 회전시켰다. 이러한 이중 회전은 고온 점광원으로부터의 금속 및 금속 산화물 증기의 균일한 침착을 보장하기 위해서 제공되었다.
시편을 로딩한 후, 먼저 기계적 러핑 펌프(roughing pump)를 사용하고, 이어서 극저온 펌프(cryogenic pump)를 사용하여 압력을 1.3E-4 Pa (토르의 백만분의 1)로 감소시켜서 코팅기를 배기(evacuate)시켰다. 이 압력에서, 시편에 타이층을 부여하려면, 전자 빔 총을 켜서 4개의 도가니 중 제1 도가니에서 TiO2 펠렛을 예열하였다. TiO2의 적절한 증기압이 성취될 때, 가열된 도가니와 시편 홀더 사이의 쉴드(shield)를 제거하여, TiO2 증기가 회전 시편을 침착시키도록 하였다. 5 ㎚ 두께의 TiO2 필름을 5 옹스트롬/초의 속도에서 시편의 표면 상에 침착시켰다. 침착 속도 및 두께는 인피콘(INFICON) 브랜드 결정 속도/두께 모니터링 센서 및 제어기 (인피콘(Inficon), 미국 뉴욕주 이스트 시라쿠스 소재)를 사용하여 측정하였다.
5 ㎚의 TiO2를 침착한 후, 두께 모니터링 시스템에 의해서 자동적으로 쉴드를 삽입하여 증기가 시편에 도달하는 것을 완전히 중지시켰다. 진공을 파괴하지 않고, 99.999% 순도의 은 와이어 조각을 보유하는 제2 도가니를 위치에 이동시켰다. TiO2 침착에 대한 것과 동일한 절차를 반복하여 TiO2층 위에 90 ㎚ 두께의 은층을 침착시켰다. 이어서, 구리 와이어를 보유하는 제3 도가니를 위치로 이동시키고, 30 ㎚ 두께의 구리층을 은층 위에 침착시켰다. 마지막으로, 코팅기를 무수 질소로 천천히 채우고, 시편을 조심스럽게 제거하였다.
TiO2의 제1 침착을 제거하여, 타이층이 없는 시편을 유사하게 제조하였다.
건조 접착력 시험
건조 접착력 테이프 시험을 몇개의 시편 상에서 수행하였다. 각각 상기 표 1에 기재된 5종의 기저층 중합체를 사용하여 시편을 제조하였다. 시편 중 어떤 것도 타이층을 포함하지 않았다. 19 밀리미터 폭의 스카치 매직(SCOTCH MAGIC) 브랜드 테이프, 카달로그 #810 (3M, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)을 하기와 같이 시험을 위해서 사용하였다. 15 센티미터 (6 ¾) 길이의 테이프 스트립을 시편의 구리 표면에 단단히 접착시켰다. 핸드 롤러를 사용하여 공기 방울을 제거하였다. 대략 5분 후, 테이프를 120 내지 170도의 각도에서 약 60 센티미터/분 (2 ft/분)의 속도로 손으로 박리하였다. 금속 제거량을 총 % 표면적으로서 측정하였다. 각각 5종의 기저층 중합체로 제조된 시편 각각은 0%의 금속 제거량을 나타내었다.
실시예 1 내지 16: 습윤 접착력 박리 시험
표 1에 열거된 5종의 기저층 중합체 중 4종을 사용하여 시편을 제조하였다. 각각의 기저층 중합체에 대해서, TiO2 타이층을 포함하는 시편 및 포함하지 않는 시편을 제조하였다. 각각의 유형의 동일하게 제조된 2개의 시편을 본 발명에 기재된 바와 같이, 습윤 접착력 박리 시험을 사용하여 시험하였다.
각각의 시편으로부터 1.9 센티미터(¾ 인치)의 폭 및 적어도 15 센티미터 (6 인치) 길이의 시험 스트립을 절단하였다. 각각의 시험 스트립을 25.4 마이크로미터 (1 밀) 두께의 감압 접착제를 적용하여, 플레이트에 대면하는 구리 표면을 갖는 알루미늄 플레이트에 적층하였다. 접착제의 선택은 중요하지 않지만, 본 실시예에서 사용된 접착제는 RD1263 (3M, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)이었다. 접착제를 먼저 PET 이형 라이너 상에 코팅하였다. 이어서, 접착제를 포함하는 라이너를 핸드 롤러 또는 실험실 스케일 적층기를 사용하여 시험 시편에 적용하였다. 이어서, 이형 라이너를 박리하고, 이 구조물을 알루미늄 플레이트에 적층하였다. 각각의 적층된 시험 스트립을 1.3 센티미터 (½ 인치) 떨어져서 설치된 2개의 뾰족한 나이프 블레이드를 갖는 장비를 사용하여 긴 치수로 중심 아래로 자국을 내었다. 이어서, 시험 스트립을 포함하는 각각의 알루미늄 플레이트를 실온에서 탈이온수 탱크에 담궈서, 수분이 침투하여 시험 스트립 내의 몇개의 계면을 잠재적으로 약화시키도록 하였다.
24시간 후, 각각의 플레이트를 수조로부터 제거하고, 흡수 와이프로 표면을 건조하였다. 뾰족한 블레이드 또는 유틸리티 나이프를 사용하여, 중합체층을 시험 스트립의 한 단부에서 이것과 접촉하는 금속 또는 금속 산화물로부터 분리시켜서, 박리를 개시하였다. 알루미늄 플레이트를 인스트론(INSTRON) 브랜드 박리 시험기 (인스트론(Instron), 미국 매사추세츠주 노르우드 소재)의 이동식 단계 상에 수평으로 장착하였다. 뾰족한 블레이드 또는 유틸리티 나이프로 생성된 박리된(free) 중합체 단부를 크로스헤드(crosshead)의 조(jaw)에 장착하고, 1.8 m/분 (6 ft/분)의 속도에서 알루미늄 플레이트의 90도 각도에서 당겼다. 90도 박리 각도를 유지하기 위해서 크로스헤드 이동과 함께 단계를 수평으로 바꾸었다. 각각의 박리의 초기 단계에서, 블레이드 절개의 결과로서 실패 계면이 가장 약한 계면에 이미 존재하지 않으면, 실패 계면을 가장 약한 계면으로 "판단하였다(jumped)". 박리 강도를 박리 동안 인스트론 브랜드 로드 셀에 의해서 검출된 최대 로드, 최소 로드, 평균 로드, 및 로드의 표준 편차의 관점에서 기록하였고, 안정한 박리 모드가 설정되는 동안 박리의 초기 일부를 무시하였고, 로드는 상당히 변할 수 있다. 어느 계면이 실패했는지를 결정하기 위해서 박리 후 시험 시편을 관찰하였다. 그 결과가 표 2에 나타나 있다.
[표 2]
Figure pct00004

실시예 17 내지 64: 실외 노출 후 습윤 접착력 박리 시험
표 1에 열거된 5종의 기저층 중합체 중 4종을 사용하여 상기에 기재된 바와 같이 시편을 제조하였다. 각각의 기저층 중합체에 대해서, TiO2 타이층을 포함하는 시편 및 포함하지 않는 시편을 제조하였다. 이들 8종의 시편 유형 각각에 대해서, 6개의 시험 스트립을 절단하였고, 각 각의 시험 스트립은 폭이 1.9 센티미터(¾ 인치)이고 길이가 적어도 15 센티미터 (6 인치)였다. 각각의 시험 스트립을 25.4 마이크로미터 (1 밀) 두께의 상기 실시예에서 언급된 바와 같은 RD1263 (3M, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재) 접착제를 적용하여, 플레이트에 대면하는 구리 표면을 갖는 알루미늄 플레이트에 적층하였다. 각각의 적층된 시험 스트립을 1.3 센티미터 (½ 인치) 떨어져서 설치된 2개의 뾰족한 나이프 블레이드를 갖는 장비를 사용하여 긴 치수로 중심 아래로 자국을 내었다.
각각의 시편 유형에 대해서, 6개의 적층된 시험 스트립 중 2개를 따로 두고, 4개를 건물의 지붕의 노출 데크 상에 두었다. 노출 데크는 남향이었으며, 태양 노출을 최대화하는 각도였다. 각각의 시편 유형에 대해서, 태양광 및 가변성의 실외 습도에 노출될 때 이들의 특성을 평가하기 위해서, 임의의 모서리 보호 없이, 4개의 적층된 시험 스트립 중 2개를 16일 동안 노출 데크 상에서 방치한 후, 제거하였고, 2개를 28일 동안 노출 데크 상에서 방치한 후, 제거하였다.
각각의 유형의 동일하게 제조된 2개의 시편을 상기 실시예 1 내지 16에 기재된 바와 같이, 습윤 접착력 박리 시험을 사용하여 시험하였다. 결과는 표 3에 나타낸다. "실패 모드"로 표시된 컬럼은 28일 노출 후 소정의 계면에서 실패를 경험한 전체 시험 스트립의 백분율을 나타내고, 여기서, "P"는 중합체와 금속 또는 금속 산화물 사이의 계면에 상응하고, "M"은 금속층과 접착제 사이의 계면에 상응하고, "A"는 접착제와 알루미늄 플레이트 사이의 계면에 상응한다. 따라서, 가장 바람직한 결과는 P=0 및 M+A = 100이며, "M"과 "A" 간의 다양한 가능한 분포 사이에는 임의의 바람직함이 존재하지 않는다.
[표 3]
Figure pct00005

Figure pct00006

Figure pct00007

실시예 65 내지 69: 중합체 블렌드
기저층에 사용되는 중합체를 개질시킴으로써, 본 발명의 반사 용품의 특정 특성, 예컨대 경도, 웹 취급 등을 상용화하는 것이 때때로 바람직하다. PMMA 단독중합체를 표 1에 기재된 중합체와 블렌딩함으로써 이렇게 하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 블렌딩을 할 경우 2가지 문제는 중합체 블렌드 기저층의 광학적 투과율(optical transmission) (혼탁함 없음) 및 박리 접착력일 것이다.
실시예 65 및 67 내지 69 각각을 위해서, 하기와 같이 필름을 제조하였다. 2.5 중량%의 티누빈 브랜드 1577을 갖는 PMMA 수지 CP-40 (플라스콜라이트, 인크., 미국 오하이오주 클럼버스 소재)을 표 1에 기재된 블록 공중합체 중 하나와의 블렌드로서 또는 단독으로 톨루엔 중에 용해시켰다. 블렌드에 대한 중량비는 90:10 PMMA:블록 공중합체였다. 이어서, 각각의 용액을 상기 실시예에 기재된 바와 같이 마이어 막대를 사용하여 이형 라이너 상에 코팅하고, 70℃에서 30분 동안 용매 등급 오븐에서 건조시켰다. 이어서, 시험을 위해서 코팅된 필름을 이형 라이너로부터 제거하였다.
실시예 66의 경우, 표 1의 것과 유사한 PMMA 블록 공중합체로부터 제조된 필름이라고 여겨지는 LAT 735L 필름 (쿠라레이 코., 엘티디, 일본 도쿄)을 사용하였다. 0.1 밀리미터 및 0.2 밀리미터 두께의 시편 모두를 시험하였다.
람브다(LAMBDA) 브랜드 900 UV/VIS/NIR 분광계 (퍼킨엘머(PerkinElmer), 미국 매사추세츠주 왈탐 소재)를 사용하여 5종 모두의 필름 상에서 광학적 투과율 측정을 수행하였다. 모든 필름은 500 내지 1600 ㎚에서 비교적 평탄한 투과율을 나타내었고, 2개는 1200 및 1400 ㎚ 근처의 영역에서 약간 (1% 미만) 감소하였다. 건조 박리 접착력 시험을 상기에 기재된 바와 같이 수행하였다. 건조 박리 접착력 시험을 위해서, 필름을 상기 실시예에 기재된 바와 같이 약 5 ㎚의 TiO2, 100 ㎚의 은 및 30 ㎚의 구리로 증기 코팅하였다. 은이 제거되는 접착제 테이프에 의해서 초기에 피복된 면적%를 기록하였다. 0% 은 제거율은 우수한 건조 접착력을 나타내고, 100% 은 제거율은 불량한 건조 접착력을 나타낸다. 결과가 표 4에 나타나있다.
[표 4]
Figure pct00008

실시예 70 내지 73: 연속식 공정
롤-투-롤( roll-to-roll) 또는 "연속식" 가공 기술에 의해서 본 발명의 용품을 제조하는 능력을 입증하는 실시예에서 사용하기 위해서 LA 4825 기저층 중합체를 선택하였다. 톨루엔 중의 각각 4 중량%, 12 중량%, 및 24 중량%로 3종의 코팅 용액 (예를 들어, 각각 70, 71, 및 72)을 제조하였다. 고 전단 혼합기를 사용하여 산업 스케일로 용액을 제조하였다. 상기 실시예에서 사용된 동일한 PMMA 필름을 상부층 재료에서 사용하였고, 30.5 센티미터 (12 인치) 폭의 스톡 롤로 공급하였다. 종래의 그라비어 코팅기를 사용하였다. 코팅기는 자동 웹 핸들링, 속도 제어 전자장치, 및 코팅 온라인을 건조시킬 수 있는 고-유동 공기 순환 오븐이 장치되어 있다. 라인을 오븐 내에서의 체류 시간이 대략 2 내지 3분이도록 하는 속도로 구동시켰다. 오븐을 70° 내지 80℃의 온도로 설정하였다. 그라비어 롤 및 코팅 용액 중의 중합체 고체의 농도를 선택하여 건조 코팅 두께를 결정하였다. 그라비어 롤은 3종의 제조 용액이 대략 1/3 마이크로미터, 1 마이크로미터, 및 2 마이크로미터 (각각 실시예 70, 71, 및 72)의 건조 코팅을 산출하도록 선택하였다.
코팅이 증가된 혼탁함을 갖는지를 평가하기 위해서 모든 3종의 코팅된 필름 상에서 투과율 측정을 수행하였다. 코팅 두께가 1/3 마이크로미터인 실시예 70 필름은 근(near) UV-VIS 파장에서 간섭 패턴의 일부 증거를 나타내었다. 각각 1 및 2 마이크로미터 기저층 두께로 제조된 실시예 71 및 72 필름은 비개질된 PMMA와 비교할 경우 혼탁함 또는 간섭을 나타내지 않았다.
35.6 센티미터 (14 인치)의 3-챔버 롤-투-롤 증기 코팅기를 사용하여, 블록 공중합체로 코팅된 PMMA의 롤 상에 TiO2, 은 및 구리층을 침착시켰다. 롤을 장치의 제1 챔버에서 권출(unwind)/재권취(rewind) 스테이션 상에 로딩하고, 장치를 통해서 제3 챔버에서 권출/재권취 스테이션 상에 끼우고(thread), 전체 장치를 밀봉하였다. 기계적 펌프 스택을 사용하여 코팅 챔버를 0.13 Pa (1 밀리토르) 미만으로 배기시키고, 이어서 극저온 펌프로 안내하는 게이트 밸브를 개방하여 약 1.3E-4 Pa (토르의 백만분의 일)의 진공 수준을 성취하였다. 제1 챔버는 평면 DC-마그네트론 스퍼터링 소스 (어드밴스 에너지 인더스트리즈, 인크.(Advance Energy Industries, Inc.), 미국 콜로라도주 포트 콜린스 소재)를 가졌다. 제2 챔버에는 백-앤-포스(back-and-forth) 웹 통과를 사용하여 최대 4종의 상이한 재료의 증착이 가능한 4개의 포켓을 각각 갖는 2개의 전자 빔 총이 장치되어 있다.
웹을 약 1.5 m/분 (5 ft/분)에서 이송시켜서 제1 챔버의 반응성 스퍼터링 환경에서 TiO2를 침착시켰다. 산소 및 아르곤을 도입하여 압력을 0.13 Pa (1 밀리토르)로 상승시켜서, 캐소드 상에서 티타늄 금속의 TiO2로의 완전한 산화를 제공하였다. 동일한 통과에서, e-빔 셔터를 개방하여 제2 챔버 내의 e-빔 포켓 중 하나에서 TiO2-코팅된 필름을 은 와이어 조각으로부터의 은 증기에 노출시켰다. 델콤(DELCOM) 브랜드 온라인 전도성 측정 장치 (델콤 인스트루먼츠, 인크.(Delcom Instruments, Inc.) 미국 위스콘신주 프레스코트 소재)를 사용하여 은 침착 속도 및 두께를 모니터링하였다. 태양 스펙트럼을 적절하게 반사하기에 충분한 은의 두께와 연관이 있도록 5 mho의 값을 미리 측정하였다. TEM 및 간섭 측정을 사용하여 두께를 측정하기 위한 사전 보정 작업으로부터 유래된 식에 대한 입력으로서 전력, 압력 및 웹 속도를 사용하여 TiO2 두께를 측정하였다. 은을 침착하였기 때문에, 웹을 물 냉각 (약 5℃) 드럼과의 접촉에 의해서 냉각시켰으며, e-빔 및 스퍼터링 침착으로부터의 열 로드를 최소화하였다.
전체 롤 공정 후에, TiO2 스퍼터링을 끄고, e-빔 셔터를 닫았다. 구리 와이어 조각으로 충전된 새로운 포켓을 자리로 옮겼다. 소정의 전력 설정에 도달했을 때, e-빔 셔터를 열고, 웹을 제3 챔버로부터 제1 챔버로 다시 이동시켜서 제2 챔버 내에서 은의 상부 상에 구리를 침착시켰다. 전도도 모니터를 사용하여 구리의 두께를 측정하였다. 구리 20 ㎚의 두께와 연관이 있도록 2 mho의 값을 미리 측정하였다. 따라서, 이러한 제2 통과에 대한 웹의 속도를 은층의 침착 동안 성취된 5 mho를 지나서 추가적인 2 mho의 전도도를 성취하도록 조정하였다. 구리 침착 후, e-빔 포켓을 수분 동안 냉각시켰다. 이어서, 코팅기를 무수 질소로 다시 채웠다. 마지막으로, 장치를 개방하고, 증기-코팅된 롤을 권출-재권취 스테이션으로부터 제거하였다.
3종 모두의 코팅된 필름 상에서 반사도 측정을 수행하였다. 1 및 2 마이크로미터 두께의 기저층으로 제조된 실시예 71 및 72 필름은 가시광 파장 범위 전체에서 우수한 반사도를 나타낸다. 1/3 마이크로미터 두께의 기저층으로 제조된 실시예 70 필름은 더 높은 파장에서 다른 2종의 필름의 반사도와 대등하였지만, 더 낮은 파장에서 더 낮은 반사도를 나타내었고, 반사도는 약 1100 ㎚에서 약 97% 내지 약 550 ㎚에서 약 90% 였다.
실시예 73의 경우, PMMA 상부층 필름을 금속층 침착 전에 블록 공중합체 기저층으로 코팅하지 않은 것을 제외하고는, 실제로 동일한 방식으로 PMMA-기재 대조군 시편을 제조하였다.
상기 실시예에 기재된 바와 같이, 4종의 필름 유형 모두의 다수의 시편에 대해서 습윤 박리 강도를 측정하였다. 블록 공중합체 기저층이 없는 실시예 73 PMMA-기재 대조군 시편은 약 1.78 내지 2.22 N (0.4 내지 0.5 lbf)의 습윤 박리력을 나타내었다. 블록 공중합체 기저층을 갖는 실시예 70 내지 72 필름 3종 모두는 약 6.23 내지 6.67 N (1.4 내지 1.5 lbf)의 습윤 박리력을 나타내었다. 추가로, 실패 패턴은 상당히 상이하였다. 실시예 73 PMMA-기재 대조군 시편의 경우, 금속층은 PMMA를 완전히 박리하였지만, 블록 공중합체 기저층을 갖는 실시예 70 내지 72 필름은 박리 시험에서 접착제와 알루미늄 플레이트 사이의 계면에서 실패하였다.
이어서, 이들 4종의 필름을 상기 실시예에 기재된 것과 동일한 방식으로 실외 노출에 적용하였다. 각각의 필름 중 일부 시편을 실외 노출 7일 후에 습윤 박리 접착력에 대해서 시험하였다. 각각의 필름 중 일부 시편을 실외 노출 28일 후에 습윤 박리 접착력에 대해서 시험하였다. 다시, 블록 공중합체 기저층이 존재하지 않는 실시예 73 PMMA-기재 시편 모두는 금속층과 PMMA 사이의 계면에서 실패하였지만, 블록 공중합체 기저층을 갖는 실시예 70 내지 72 시편 모두는 시험에서 PSA층과 구리층 사이의 계면에서 실패하였다. 결과가 표 5에 요약되어 있다.
[표 5]
Figure pct00009

실시예 74 내지 76: 탈이온수 중에서의 장기간 내부식성
장기간 습윤 환경에 대한 특정 구조물의 저항성을 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 실시예 74는, 필름을 아크릴 PSA와 함께 30.5 cm × 30.5 cm (12 인치 × 12 인치) 알루미늄 패널에 적층한 것을 제외하고는, 실시예 71과 유사하였다. 실시예 75는, TiO2층의 두께가 5 ㎚가 아니라 40 ㎚ 두께인 것을 제외하고는, 실시예 74와 유사하였다. 실시예 76은, 산화물층이 TiO2대신에 ZrO2인 것을 제외하고는, 실시예 74와 유사하였다. 이들 실시예를 실온에서 1000 리터 용기의 탈이온수 중에 담궜다. 데이터는, TiO2가 예를 들어, ZrO2보다 더 양호한 내부식성을 제공함을 제안한다. 그러나, 더 두꺼운 산화물층이 본질적으로 더 큰 내부식성을 제공하는 것은 아니었다. 결과가 표 6에 요약되어 있다.
[표 6]
Figure pct00010

실시예 77 내지 82: 다양한 기저층 두께에서 염 분무 시험
염 분무에 대한 특정 구조물의 저항성을 측정하기 위해서 실험을 수행하였다. 실시예 77 내지 82는, 내부식성에 대한 효과를 갖는지를 평가하기 위해서 기저층의 두께를 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 71과 유사하였다. 이들 실시예를 1000 리터 염 분무 챔버 내에서 550시간 동안 염 분무 시험에 적용하였다. 온도 및 pH에 대한 챔버 설정, 및 응축 안개의 NaCl 농도는 ASTM B117에 따랐다. 그 결과는 표 7에 요약되어 있다.
[표 7]
Figure pct00011

상기에 언급된 모든 특허 및 특허 출원은 본 명세서에 명확히 포함된다. 상기 발명을 명확성 및 이해의 목적으로 예로서 그리고 실시예로서 일부 상세하게 설명하였다. 그러나, 다양한 대안, 개질 및 등가물이 사용될 수 있으며, 상기 설명을 하기 특허청구범위 및 이의 등가물에 의해서 정의된 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 취급해서는 안된다.

Claims (38)

  1. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층(base layer) - 기저층은 주변 온도에서 비점착성이고, 각각 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 2개의 말단블록(endblock) 중합체 단위 - 여기서, 각각의 말단블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃임 -; 및 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 하나의 중간블록(midblock) 중합체 단위 - 여기서, 각각의 중간블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하임 -를 갖는 블록 공중합체를 포함함 -; 및
    제2 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 금속층을 포함하는 반사 용품.
  2. 제1항에 있어서, 기저층은 두께가 0.25 내지 200 마이크로미터 범위인 용품.
  3. 제2항에 있어서, 기저층은 두께가 0.6 내지 100 마이크로미터 범위인 용품.
  4. 제3항에 있어서, 기저층은 두께가 1 내지 50 마이크로미터 범위인 용품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 금속층은 두께가 75 내지 500 나노미터 범위인 용품.
  6. 제5항에 있어서, 금속층은 두께가 100 내지 150 나노미터 범위인 용품.
  7. 제1항에 있어서, 기저층 및 금속층 사이에 위치한 타이층(tie layer)을 추가로 포함하며, 타이층은 금속 산화물을 포함하는 용품.
  8. 제7항에 있어서, 금속 산화물은 이산화티타늄인 용품.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 타이층은 두께가 0.1 내지 10 나노미터 범위인 용품.
  10. 제9항에 있어서, 타이층은 두께가 1 내지 5 나노미터 범위인 용품.
  11. 제1항 또는 제7항에 있어서, 금속층은 은, 금, 알루미늄, 구리, 니켈 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 용품.
  12. 제11항에 있어서, 금속층은 기저층에 인접한 은층 및 기저층으로부터 떨어진 구리층을 포함하는 용품.
  13. 제12항에 있어서, 은층은 두께가 70 내지 130 나노미터 범위이고, 구리층은 두께가 20 내지 40 나노미터 범위인 용품.
  14. 제1항 또는 제7항에 있어서, 기저층은 블록 공중합체 중에 분산된 나노충전제를 추가로 포함하는 용품.
  15. 제14항에 있어서, 나노충전제는 이산화규소, 산화아연, 이산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용품.
  16. 제1항 또는 제7항에 있어서, 블록 공중합체는 블록 공중합체 및 흡수제의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3.0% 범위의 양의 자외선 광 흡수제를 함유하는 용품.
  17. 제1항 또는 제7항에 있어서, 제1 표면과 접촉하는 상부층을 추가로 포함하며, 상부층은 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 용품.
  18. 제17항에 있어서, 상부층은 두께가 50 내지 150 마이크로미터 범위인 용품.
  19. 제17항에 있어서, 상부층은 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 흡수제의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3.0% 범위의 양의 자외선 광 흡수제를 추가로 함유하는 용품.
  20. 제1항 또는 제7항에 있어서, 각각의 말단블록은 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하고, 각각의 중간블록은 폴리(부틸 아크릴레이트)를 포함하는 용품.
  21. 제20항에 있어서, 블록 공중합체는 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 30 내지 80%의 말단블록 및 20 내지 70%의 중간블록을 포함하는 용품.
  22. 제21항에 있어서, 블록 공중합체는 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 50 내지 70%의 말단블록 및 30 내지 50%의 중간블록을 포함하는 용품.
  23. 제20항에 있어서, 기저층은 블록 공중합체와 폴리(메틸 메타크릴레이트) 단독중합체의 블렌드를 포함하는 용품.
  24. 제23항에 있어서, 블렌드는 블렌드의 총 중량을 기준으로 30 내지 95% 범위의 총 폴리(메틸 메타크릴레이트) 조성을 갖는 용품.
  25. 제24항에 있어서, 블렌드는 블렌드의 총 중량을 기준으로 50 내지 80% 범위의 총 폴리(메틸 메타크릴레이트) 조성을 갖는 용품.
  26. 제20항에 있어서, 기저층은 블록 공중합체와, 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 말단블록 및 폴리(부틸 아크릴레이트)를 포함하는 중간블록을 갖는 적어도 하나의 조성이 상이한 블록 공중합체의 블렌드를 포함하는 용품.
  27. 제1항 또는 제7항에 있어서, 아치형(arcuate) 표면을 갖는 기판을 추가로 포함하고, 금속층은 아치형 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 용품.
  28. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층 - 기저층은 적어도 제1 중합체 단위 및 제2 중합체 단위를 갖는 랜덤 공중합체를 포함하고, 제1 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 유리 전이 온도가 적어도 50℃와 관련되고, 제2 중합체 단위는 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래되고, 유리 전이 온도가 20℃ 이하인 것과 관련됨 -;
    폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 제1 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 상부층; 및
    제2 표면의 적어도 일부를 가로질러서 연장된 금속층을 포함하는 반사 용품.
  29. 제28항에 있어서, 제1 중합체 단위는 메틸 메타크릴레이트를 포함하고, 제2 중합체 단위는 부틸 아크릴레이트를 포함하는 용품.
  30. 제29항에 있어서, 랜덤 공중합체는 랜덤 공중합체의 총 중량을 기준으로 60 내지 90%의 메틸 메타크릴레이트를 포함하는 용품.
  31. 제30항에 있어서, 랜덤 공중합체는 랜덤 공중합체의 총 중량을 기준으로 70 내지 80%의 메틸 메타크릴레이트를 포함하는 용품.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 기저층과 금속층 사이에 위치한 타이층을 추가로 포함하며, 타이층은 금속 산화물을 포함하는 용품.
  33. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기저층 - 기저층은 주변 온도에서 비점착성이고, 각각 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 2개의 말단블록 중합체 단위 - 여기서, 각각의 말단블록은 유리 전이 온도가 적어도 50℃임 -; 및 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 에스테르, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된 적어도 하나의 중간블록 중합체 단위 - 여기서, 각각의 중간블록은 유리 전이 온도가 20℃ 이하임 -를 갖는 블록 공중합체를 포함함 -을 제공하는 단계; 및
    제2 표면을 따라서 금속층을 적용하여 반사 표면을 제공하는 단계를 포함하는 반사 용품의 제조 방법.
  34. 제33항에 있어서, 금속층을 적용하는 단계는 금속층을 스퍼터(sputter) 침착시키는 것을 포함하는 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 금속층은 두께가 80 내지 500 나노미터 범위인 방법.
  36. 제33항 또는 제34항에 있어서, 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 상부층을 제1 표면에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  37. 제33항 또는 제34항에 있어서, 기저층은 두께가 1 내지 5 마이크로미터 범위인 방법.
  38. 제33항 또는 제34항에 있어서, 기저층을 제공하는 단계가 블록 공중합체 중에 나노충전제를 분산시켜서 기저층의 스티프니스(stiffness)를 증가시키는 것을 포함하는 방법.
KR20137013144A 2010-11-02 2011-10-28 반사 용품 및 이의 제조 방법 Withdrawn KR20130128402A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40921010P 2010-11-02 2010-11-02
US61/409,210 2010-11-02
PCT/US2011/058209 WO2012061211A2 (en) 2010-11-02 2011-10-28 Reflective articles and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130128402A true KR20130128402A (ko) 2013-11-26

Family

ID=44947231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20137013144A Withdrawn KR20130128402A (ko) 2010-11-02 2011-10-28 반사 용품 및 이의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130209814A1 (ko)
EP (1) EP2635432A2 (ko)
JP (1) JP5968327B2 (ko)
KR (1) KR20130128402A (ko)
CN (1) CN103189762A (ko)
WO (1) WO2012061211A2 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120015209A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Ford Global Technologies, Llc Wheels Having Oxide Coating And Method of Making The Same
US9804305B2 (en) 2012-01-31 2017-10-31 3M Innovative Properties Company Methods for sealing the edges of multi-layer articles
JP6702720B2 (ja) 2012-05-03 2020-06-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 耐久性ソーラーミラーフィルム
DE102012020742A1 (de) * 2012-10-23 2014-04-24 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Mit einer eingebetteten PVD-Schicht beschichtetes Kunststoffteil
TWI633147B (zh) * 2013-11-25 2018-08-21 Kuraray Co., Ltd. 丙烯酸樹脂薄膜及其製造方法
CN104708861A (zh) * 2013-12-12 2015-06-17 北京实力源科技开发有限责任公司 一种薄膜型材
US9506243B1 (en) * 2014-03-20 2016-11-29 E Ink Corporation Thermally-responsive film
JP2018524638A (ja) * 2015-05-05 2018-08-30 ニッポン カーバイド インダストリーズ （ハンヂョウ） カンパニー リミテッドＮｉｐｐｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｈａｎｇｚｈｏｕ） Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 再帰反射シート及びライセンスプレート
US20210339279A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Johns Manville Slip resistant protective coating for single-ply membranes

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4645714A (en) * 1984-12-24 1987-02-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Corrosion-resistant silver mirror
US4666264A (en) * 1985-06-11 1987-05-19 Marui Industry Co., Ltd. Mirror using transparent synthetic resin plate
MX173261B (es) 1988-06-28 1994-02-14 Minnesota Mining & Mfg Copolimeros acrilicos y metodo para su fabricacion
US5035940A (en) * 1988-09-19 1991-07-30 Rexham Corporation Aluminum-fluoropolymer laminate
US5361172A (en) * 1993-01-21 1994-11-01 Midwest Research Institute Durable metallized polymer mirror
US5682415A (en) * 1995-10-13 1997-10-28 O'hara; David B. Collimator for x-ray spectroscopy
JP4118383B2 (ja) 1998-04-17 2008-07-16 株式会社クラレ ホットメルト型粘着剤および粘着シート、テープ
JP4021054B2 (ja) 1998-05-18 2007-12-12 株式会社クラレ ブロック共重合体組成物およびその粘着剤用途
US6734256B1 (en) 1998-12-29 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Block copolymer hot-melt processable adhesives, methods of their preparation, and articles therefrom
CA2318720C (en) 1999-09-20 2008-10-14 Kuraray Co., Ltd. Process for polymerizing a methacrylic ester or an acrylic ester
US20020051286A1 (en) * 2000-10-27 2002-05-02 Honeywell, Inc. Wavlength specific coating for mirrored optics and method for reducing reflection of white light
US20020187350A1 (en) * 2001-01-29 2002-12-12 Honeywell International Inc. Robust highly reflective optical construction
US6586048B2 (en) * 2001-04-05 2003-07-01 Honeywell International Inc. Method for depositing a barrier coating on a polymeric substrate and composition comprising said barrier coating
WO2003022578A1 (en) 2001-09-11 2003-03-20 The Australian National University Solar energy concentrating assembly and sub-components thereof
AT411044B (de) * 2001-10-16 2003-09-25 Burg Design Gmbh Dekorelement
FR2831546B1 (fr) * 2001-10-31 2007-03-23 Atofina Materiau polymere thermoplastique pour supports d'enregistrement d'informations audio et/ou optiques
US6806320B2 (en) 2002-11-15 2004-10-19 3M Innovative Properties Company Block copolymer melt-processable compositions, methods of their preparation, and articles therefrom
WO2004114419A1 (en) 2003-06-20 2004-12-29 Schripsema Jason E Linear compound photovoltaic module and reflector
US6884042B2 (en) 2003-06-26 2005-04-26 Scroll Technologies Two-step self-modulating scroll compressor
US7255920B2 (en) * 2004-07-29 2007-08-14 3M Innovative Properties Company (Meth)acrylate block copolymer pressure sensitive adhesives
US7345137B2 (en) * 2004-10-18 2008-03-18 3M Innovative Properties Company Modified copolyesters and optical films including modified copolyesters
US20080252862A1 (en) * 2004-11-02 2008-10-16 Kyocera Chemical Corporation Light Reflector, Method for Manufacturing the Same and Projector
US7343913B2 (en) 2005-08-15 2008-03-18 William P. Niedermeyer Parabolic trough solar collector for fluid heating and photovoltaic cells
JP2007086121A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toray Ind Inc 反射フィルムおよびその製造方法
EP1953574B1 (en) * 2005-10-31 2016-08-24 Yupo Corporation Light reflector, planar light source and illumination device using the same
JP2007131748A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Nippon Shokubai Co Ltd 近赤外線吸収剤を含有する感圧接着剤組成物およびその用途
US20070285778A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Walker Christopher B Optical films comprising high refractive index and antireflective coatings
WO2008065982A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Kuraray Co., Ltd. Pressure-sensitive adhesive for optical films
FI125708B (fi) 2007-09-11 2016-01-15 Outokumpu Oy Paneelirakenne
CN102216543B (zh) 2007-10-18 2014-08-27 游丝空间框架公司 微型桁架薄片面板组件
CN102099433B (zh) 2008-05-30 2013-10-23 3M创新有限公司 具有多个增粘剂的粘合剂组合物
US20100266801A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Optimum Coating Technologies, S.A. de C.V. Low-emissivity window film and process for producing such a film

Also Published As

Publication number Publication date
US20130209814A1 (en) 2013-08-15
JP2014501639A (ja) 2014-01-23
WO2012061211A2 (en) 2012-05-10
CN103189762A (zh) 2013-07-03
JP5968327B2 (ja) 2016-08-10
EP2635432A2 (en) 2013-09-11
WO2012061211A3 (en) 2013-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130128402A (ko) 반사 용품 및 이의 제조 방법
CN104144780B (zh) 用于密封多层制品的边缘的方法
US20150010743A1 (en) Films including a copolymer, articles and methods
US20150017392A1 (en) Reflective films, articles and methods of making the same
EP2108687A1 (en) (Meth)acrylate block copolymer pressure sensitive adhesives
US9998070B2 (en) Durable solar mirror films
JP5966821B2 (ja) ガスバリア積層フィルム
JP5992312B2 (ja) 塗装面の保護フィルム用粘着剤組成物およびその調製方法
CN104768753A (zh) 制备阻隔组件的方法
JP2017140820A (ja) ガスバリア性積層体およびその製造方法
WO2013166105A1 (en) Durable solar mirror films
JP6413539B2 (ja) ガスバリア性積層フィルム及び該ガスバリア性積層フィルムの製造方法
WO2013165965A1 (en) Durable solar mirror films
JP2019130682A (ja) 赤外線反射フィルムおよび赤外線反射フィルムの被着体への貼付方法
JP2016120665A (ja) ガスバリア性積層体及びそれを用いた太陽電池モジュール、画像表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20130523

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid