KR100485280B1 - 점착성보호필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 60℃ 의 온도 및 10-2 Hz 의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.6 내지 1.0 이고, 60℃ 의 온도 및 10 Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.4 내지 0.7 인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트의 자체-접착성 조성물을 필름 뒷면에 도포함을 특징으로 하는 자체-접착성 보호 필름에 관한 것으로, 특히 자용차에 사용된다.

Description

점착성 보호 필름
본 발명은 점착성 보호 필름에 관한 것으로, 바람직하게는 조립 및 운송 도중에 원하지 않는 오염 및 손상으로부터 자동차의 피니쉬(finish)를 보호하기 위한 점착성 보호 필름에 관한 것이다.
제조업자로부터 판매자에게 운송하는 과정에서 차량을 보존하고 보호하는 것은 오랫동안 통상적인 관례로 여겨져 왔다.
자동차를 보호하기 위해서는 파라핀 왁스를 5 내지 20㎛의 두께로 도포하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이것은 특히 차량의 수평면의 너무 얇고, 대체로 비균일한 층으로 예를 들어, 새 오물의 부식작용과 같은 외적 영향에 대해 적합한 보호작용을 하지 못하는 것으로 밝혀졌다.
파라핀 왁스로 밀봉하는데 있어 주요 단점은 증기 분사물, 계면 활성제 또는 용매를 사용하여 방부제를 제거해야 한다는 것이다. 또한, 잔류물을 환경면에서 안전하게 회수하고 처리하는데 매우 복잡한 장치가 요구되고, 비용도 매우 많이 든다는 것이다.
차량용 점착성 표면 보호 필름이 또한 공지되어 있다. 대부분의 경우에서, 이들은 차량을 보호하고 장식하기 위한 영구적 점착성 필름, 예를 들어 돌조각(stone-chip) 보호 필름이다. 이러한 점착성 필름은 도포 후에 자동차에 영구적으로 남아 있다.
운송하는 동안 자동차를 보호하는 가역적인 점착성 필름은 지금까지 단지 몇몇 경우에만 사용되었으며, 큰 성과가 없었다.
예를 들어, 1977년 폴리아크릴레이트 및 이소시아네이트가 교차 결합된 점착성 조성물을 함유한 PVC 필름으로 이루어진 바이어스도르프 악티엔게젤샤프트사(Beiersdorf, AG)의 점착성 필름은 자동차 주행 동안에 돌조각 및 곤충 층돌에 의한 오염으로부터 차량 앞 부분의 페인트를 보호하기 위해 사용되었다. 그러나, 이러한 필름은 폴리아크릴레이트 조성물이 차량의 페인트와 상호작용하지 않도록 매우 강하게 교차결합되어야 하기 때문에 사용상에 문제점이 있는 것으로 밝혀졌다. 이것은 필름이 부적합하게 접착되므로써 사용할 때 문제를 일으킨다.
폴리아크릴레이트 조성물이 또한 공지되어 있으나, 이것은 교차결합되지 않으며, 80℃에서 16시간 후에 페인트 표면과 우수한 부합성을 나타내지만, 너무 유연하여 필름이 벗겨지는 경우에 기판상에 조성물의 잔류물을 남긴다. 이들 조성물이 화학적으로 또는 방사선으로 교차결합되는 즉시, 조성물은 잔류물을 남기지 않고 제거될 수 있으나, 페인트 표면을 영구적으로 변형시킨다.
일본 특허 출원 제 02 199 184호는 페인트 필름의 영구적인 변형을 방지하기 위해서 보호용으로 페인트 코팅막상에 낮은 유리 전이 온도로 제형되어야 하는 방사선-교차결합가능한 감압(pressure-sensitive) 접착제를 개시하고 있다. 이러한 경우에는 운송 및 실외 보관시 차량에 대한 점착성 필름의 부적합한 접착으로 인한 문제점을 갖게 된다.
유럽 특허 출원 제 0 519 278호는 자동차 보호용으로 역학 탄성률이 60℃에서 2×105 내지 7×106dyn/㎠이고, SI 단위로는 2×104 내지 70×104Pa에 해당하는 값을 갖는 고무-기재 감압 접착제로 코팅된 기판을 포함하는 시트를 개시하고 있다. 접착제는 또한 실리콘 오일이나 저분자량의 아크릴 중합체와 혼합될 수 있다. 이러한 종류의 점착성 시트의 성능 시험에서 페인트 표면과의 부합성은 비교적 우수한 것으로 나타났다. 그러나, 자동차 산업에서 일반적인 페인트를 변화하는 기후 조건하에서 보관한 후의 접착 강도는 너무 낮아 실제적으로 요구되는 접착 강도를 항상 얻을 수 있는 것은 아니다. 특히, 시트에 대한 수분의 영향으로 운송 도중에 종종 필름에 의해 보호되고 있는 차량으로부터 필름이 떨어지게 될 정도로 접착 강도가 감소되기 때문에 더 이상 보호작용을 할 수 없게 된다. 또한, 상기 언급된 탄성률의 범위는 사용될 수 있는 감압 접착제에 대한 기준으로는 충분하지 못하다.
본 발명의 목적은 이러한 상황을 개선하고, 특히 종래 기술의 문제점이 없거나 개선된 점착성 보호 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 청구범위에서 더욱 상세하게 특징되는 점착성 보호 필름에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 보호 필름은 60℃의 온도 및 10-2Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ(이것은 형태 및 컴파운딩 방법에 따라 좌우된다)가 0.6 내지 1.0이고, 60℃의 온도 및 10Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.4 내지 0.7인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트의 점착성 조성물로 코팅된 필름 뒷면을 갖는 점착성 보호 필름으로 이루어진다. 보호 필름은 50 내지 200㎛, 바람직하게는 65 내지 80㎛의 두께를 갖는다.
상기 필름은 바람직하게는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 두 성분의 혼합물로 이루어진다. 상기 필름은 10 내지 100㎛, 바람직하게는 50 내지 60㎛의 두께를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 시트는 또한 할로겐이 함유되지 않는다. 대형 롤로부터 전개 특성을 향상시키기 위해서, 필름은 후면에 박리 코팅막(release coating)을 구비할 수 있다.
점착성 조성물의 특성을 최적화시키기 위해 점착성 조성물은 로진 에스테르(rosin ester), 탄화수소 수지, 파라핀유, 노화방지제 또는 엘라스토머와 같은 하나 이상의 첨가제와 혼합될 수 있으며, 추가로 할로겐을 함유하지 않을 수 있다.
필름에 대한 접착 조성물의 접착 특성을 향상시키기 위해 프라이머를 사용할 수 있다.
점착성 보호 필름을 위해 상이한 접착 조성물을 사용할 수 있다. 그러나, 이들 대부분은 이들의 용도를 지나치게 제한한다는 심각한 단점을 갖고 있다.
이러한 보호 필름의 용도에 관련된 조건에 부합되는 점착성 시스템을 개발하는데 있어 결정적인 매개변수는 컴파운딩된 점착성 시스템의 유동학적 거동이다. 따라서, tan δ 최대값에 의해 나타나는 유리 전이 온도는 -5 내지 -25℃이어야 하며, 최대값에서는 기껏해야 1.0 이하의 거의 주파수-불변인(frequency-constant) 값을 채택해야 한다. 이는 매우 낮은 초기 접착력으로 인해 우수한 재배치가능성을 보장한다. 10 내지 30℃, 바람직하게는 20℃ 이상에서, tan δ는 온도의 함수로서 상승되어야 한다. 따라서, 60℃, 10-2Hz에서 tan δ는 적어도 0.6이고, 이후 10Hz에서 적어도 0.4로 감소되어야 한다. 이것은 접착된 후, 처음 30분 이내일지라도 접착 세기를 현저하게 증가시킨다.
폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 공지된 비극성 점착성 조성물은 페인트된 금속 패널에 80℃에서 16시간 동안 도포시키는 시험에서 극성 조성물보다 더욱 우수한 페인트 부합성을 나타내었다. 그러나, 비극성 점착성 조성물은 너무 유연하여 필름이 제거되는 경우에 조성물의 잔류물을 남긴다. 조성물이 방사선에 의해 또는 화학적으로 교차결합된다면, 조성물은 원하지 않는 페인트-필름 변형을 일으킬 것이다.
천연 고무 수지를 기재로 하는 점착성 조성물은 잔류물 없이 단지 필름을 매우 약간 변형시키고 제거될 수 있다. 그러나, 이러한 조성물은 UV 방사선의 영향하에서는 노화로 인해 안정하지 않다.
SI 단위로 G"의 값이 12.9×104Pa에 해당하는 손실률 G"가 1.29×106dyn/㎠ 및 손실각 tan δ이 0.2(여기서, 두 값은 모두 60℃의 온도 및 1Hz의 주파수에서 측정된다)인 폴리이소부틸렌 점착성 조성물은 단지 매우 약간 필름을 변형시킨다. 그러나, 변화하는 기후 조건하에서 보관시킨 후의 페인트 표면에서의 박피 세기는 매우 약하므로 본원에 부합되지 않는다.
이 분야의 기술자들이 예기치 못했던, 60℃의 온도 및 10-2Hz 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.6 내지 1.0이고, 60℃의 온도 및 10Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.4 내지 0.7인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트로 이루어진 점착성 조성물의 코팅막은 폴리프로필렌/폴리에틸렌 필름상에서 바람직한 특성을 갖는다. 특히, 두께가 50㎛이고, 사용된 두 폴리머의 비가 9:1 내지 1:9, 바람직하게는 4:6이고, 폴리에틸렌 비닐 아세테이트가 초기 코팅막인 폴리프로필렌/폴리에틸렌 필름상에서, 본 발명에 따른 점착성 조성물은, 폴리우레탄 니스로 코팅되고 130℃로 건조된 금속 패널상에서 80℃로 16시간 동안 보관시킨 후에 페인트-필름 변형을 나타내지 않는다.
여러 기판으로부터 본 발명에 따른 보호 필름의 박피 세기는 실제적인 요구사항에 부합하는 2 내지 5N/㎝ 정도이다. 또한, 예를 들어, 5일 동안 태양광선 스펙트럼을 갖는 500W 자외선 램프로 자외선을 보호 필름에 방사하였으나 보호 필름의 특성을 손상시키는 것은 검출되지 않는다. 점착성 조성물은 메짐성(embrittlement)이 없으며, 페인트-필름 변형을 일으키지도 않고, 보호 필름이 제거되는 경우에는 조성물의 잔류물을 발생시키지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 보호 필름은 가요성으로 인해 자동차의 본넷, 지붕 및 부우트(boot)에 걸쳐 넓은 폭으로 도포될 수 있다는 점에서 구별되며 평면 및 완만한 굴곡면에 매우 적합하게 이용된다. 따라서, 대부분 오염될 위험이 있는 수평 표면을 보호할 수 있게 된다. 그러나, 예를 들어, 창문 아래 도어 돌출부와 같은 협소한 지역도 용이하게 도포될 수 있다. 조립시에 차량의 수직면 보호에 특히 적합하다.
한편, 점착성 조성물은 수분이나 습기의 영향하에 있다고 하더라도 자동차 산업의 통상적인 여러 내화 에나멜에 대한 우수한 접착력을 나타내어, 바람이 작용한다고 하더라도 보호 필름이 차량으로부터 떨어지지 않으며, 또한, 초기의 낮은 접착력은 떼어짐이 가능하게 접착시켜 차량에 접착된 보호 필름의 위치를 수정할 수 있다. 또한, 점착성 조성물은 초기의 낮은 접착력이라도 결합후 처음 30분내에 결합력이 현저하게 증가하는 것으로 나타난다.
보호 필름은 6개월간은 기후에 대한 안정성을 가지며, 태양광선, 열, 냉기에 저항성을 갖는다.
보호 필름을 도포하고 풍화작용의 영향하, 80℃에서 16시간 동안 보관한 후, 점착성 조성물은 아래에 있는 페인트 필름에 변형을 일으키지 않는다. 또한, 보호 필름의 전체적인 균일한 두께는 왁스로 보존하는 것보다 차량 전체의 오염 및 손상에 대해 완벽하게 보호하도록 한다.
사용 후, 보호 필름은 요구된 우수한 접착 세기에도 불구하고, 잔류물을 남기지 않으며, 뒷면 필름을 찢지 않고 제거할 수 있다. 보호 필름은 할로겐을 함유하지 않기 때문에, 물질 재활용 또는 에너지 재생이 용이하다.
본 발명은 하기의 실시예에 근거하여 상세하게 설명될 것이나, 발명이 거기에 한정되지 않고자 한다.
실 시 예
실 시 예 1
15％의 비율로 톨루엔중에 용해된 폴리에틸렌 비닐 아세테이트로 이루어지고, 비닐 아세테이트의 함량이 45중량％이며, 60℃의 온도 및 10-2Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ이 0.8인 점착성 조성물을 코팅 바를 구비한 코팅 유닛 및 건조 터널에서 15g/㎡의 속도로 양면이 코로나-전처리되어 카르바메이트 니스 및 EVA초기 코팅막으로 처리된 폴리프로필렌 90％ 및 폴리에틸렌 10％로 이루어진 두께가 50㎛이고, 폭이 1450㎜인 흰색 필름에 도포하였다. 건조 온도는 60 내지 100℃이고, 체류시간은 3분이었다. 터널의 끝에서, 코팅된 뒷면 웹(web)의 가장자리를 잘라내고 감아 올려서 길이가 66m이고 폭이 1400㎜인 바를 형성시켰다.
이러한 방법으로 제조된 점착성 필름이 자동차를 보호하기 위해 사용되는 경우, 주름 없이 전개시킬 수 있기 때문에 어려움 없이 도포시킬 수 있으며, 사용후에도 결함없이 다시 제거할 수 있었다.
상기 물질은 하기의 물리적 특성을 특징으로 한다:
보호 필름 전체 두께 : 65㎛
80℃에서 16시간동안 보관한 후, 90°미만의 박피각, 300㎜/분의 박피속도에서 PU 니스의 박피 세기 : 3.8N/㎝
90°미만의 박피각 및 300㎜/분의 박피속도에서 후면의 박피력 : 0.5N/㎝
이러한 측정은 유동 측정 방법의 장치로 일정한 변형 조건하에서 수행되었다.
실 시 예 2
실시예 1을 참조로 비닐 아세테이트 함량 45중량％이고, 손실각 tan δ가 0.78(60℃ 및 10-2Hz)인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트 90중량％ 및 연화점이 85℃인 로진 에스테르 10중량％를 먼저 모두 혼합하고, 혼합물을 15％의 비율로 톨루엔중에 용해시키고, 실시예 1에 따라 폴리프로필렌 80％ 및 폴리에틸렌 20％로 이루어진 필름에 용액을 l2g/㎡의 속도로 도포하였다.
상기 물질은 하기의 물리적 특성을 특징으로 한다:
보호 필름 전체 두께 : 63㎛
80℃에서 16시간동안 보관한 후, 90°미만의 박피각, 300㎜/분의 박피속도에서 PU 니스의 박피 세기 : 3.1N/㎝
90°미만의 박피각 및 300㎜/분의 박피속도에서 후면의 박피력 : 0.4N/㎝
실 시 예 3
비닐 아세테이트 함량에 45중량％이고, 손실각 tan δ가 0.6(60℃ 및 10Hz) 인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트 점착성 조성물을 폭 1700㎜로 실시예 1의 필름층을 갖는 슬롯 다이(slot die)를 구비한 압출기에서 160내지 170℃으로 동시압출시키며, 여기서 점착성 조성물의 도포 속도는 15g/㎡였다. 필름은 두께를 52㎛로 하였다. 이후, 조성물 필름을 길이 66m, 폭 1500㎜의 롤로 절단하였다.
상기 물질은 하기의 물리적 특성을 특징으로 한다:
보호 필름 전체 두께 : 67㎛
80℃에서 16시간동안 보관한 후, 90°미만의 박피각, 300㎜/분의 박피속도에서 PU 니스의 박피 세기 : 3.2N/㎝
90°미만의 박피각 및 300㎜/분의 박피속도에서 후면의 박피력 : 0.5N/㎝
실 시 예 4
실시예 3을 참조로 비닐 아세테이트 함량 45중향％이고, 손실각 tan δ가 0.58(60℃ 및 10Hz)인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트 90중량％ 및 연화점이 85℃인 로진 에스테르 10중량％를 먼저 모두 혼합하고, 실시예 1의 필름과 함께 실시예 3에 따라 동시압출시키며, 여기서 점착성 조성물의 도포속도는 19g/㎡였다. 필름은 두께를 61㎛로 하였다.
상기 물질은 하기의 물리적 특성을 특징으로 한다:
보호 필름 전체 두께 : 80㎛
80℃에서 16시간동안 보관한 후, 90°미만의 박피각, 300㎜/분의 박피속도에서 PU 니스의 박피 세기 : 2.8N/㎝
90°미만의 박피각 및 300㎜/분의 박피속도에서 후면의 박피력 : 0.8N/㎝

Claims (12)

  1. 60℃의 온도 및 10-2Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.6 내지 1.0이고, 60℃의 온도 및 10Hz의 주파수에서 측정된 손실각 tan δ가 0.4 내지 0.7인 폴리에틸렌 비닐 아세테이트의 점착성(self-adhesive) 조성물이 필름 뒷면에 도포되어 있음을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 보호 필름의 두께가 50 내지 200㎛임을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  3. 제 1항에 있어서, 필름이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 두 성분의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  4. 제 1항에 있어서, 필름의 두께가 10 내지 100㎛임을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  5. 제 1항에 있어서, 필름이 할로겐을 함유하지 않음을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  6. 제 1항에 있어서, 필름이 그 후면에 박리 코팅막(release coating)을 구비함을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  7. 제 1항에 있어서, 점착성 조성물이 로진 에스테르(rosin ester), 탄화수소 수지, 파라핀유, 노화방지제 또는 엘라스토머를 포함하는 하나 이상의 첨가제와 혼합됨을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  8. 제 1항에 있어서, 점착성 조성물이 할로겐을 함유하지 않음을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  9. 제 1항에 있어서, 필름과 점착성 조성물 사이에 프라이머가 사용됨을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  10. 제 1항에 있어서, 보호 필름이 자동차에 사용됨을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  11. 제 2항에 있어서, 보호 필름의 두께가 65 내지 80㎛임을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
  12. 제 4항에 있어서, 필름의 두께가 50 내지 60㎛임을 특징으로 하는 페인트용 점착성 보호 필름.
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