KR20040073554A

KR20040073554A - 표면에 필름을 일치시키는 방법

Info

Publication number: KR20040073554A
Application number: KR10-2004-7010628A
Authority: KR
Inventors: 케스티마이클알.; 쉐르프랭크티.; 아덴스테펜제이.; 스틸맨로날드에스.; 데이비드존알.
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-08-19
Also published as: JP4537069B2; JP2005527651A; EP1463623A1; AU2002367021A1; KR100971048B1; CA2471767A1; CN1612799A; WO2003059602A1; CN100360303C; US7141133B2; DE60204599T2; US20030150547A1; DE60204599D1; EP1463623B1; ATE297310T1

Abstract

기판에서 돌출부 또는 만입부에 인접하는 영역을 포함하는, 기판의 형상에 필름이 정합식으로 일치하는 기판에 필름을 인가하는 방법이 제공된다. 일정한 실시예에서, 공기를 흡입하여 기판과 일치하는 위치를 향해 필름을 가압하기 위해서 필름은 프로브에 의해서 천공되어 진공이 프로브로 인가된다. 선택적으로, 필름은 기판의 형상과의 일치를 용이하게 하기 위해서 열에 의해서 연화된다.

Description

표면에 필름을 일치시키는 방법 {METHOD OF CONFORMING A FILM TO A SURFACE}

접착 필름(adhesive film)은 현대 상업에서 많은 용도를 갖는다. 예를 들면, 광고 또는 다른 공공 디스플레이에 사용되는 대형 그래픽 이미지는 압력 활성식 접착제에 의해서 벽 또는 다른 표면에 접착되는 필름 상에 인쇄된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 압력 활성식 접착제는 미립자, 접착제 마이크로스피어, 마이크로레플리케이티드 토포그래피스 또는 접착제와 접착될 기판 사이에 인가되는 압력에 의해 접착이 개시되는 다른 유사한 접착 시스템을 함유할 수도 있는 접착제(재위치설정가능한 접착제 포함)뿐만 아니라 종래의 점착성의 압력 감응식 접착제를 포함할 것이다.

접착제 그래픽 필름이 접착될 표면의 다수는 돌출부, 만입부 및 다른 요철들을 포함하기 때문에, 이러한 표면에 쉽게 일치될 수 있는 필름을 사용하거나 또는 가열함에 의해서 일치가능하게 될 수 있는 열가소성 필름을 사용하는 것이 유용하다. 이러한 재료의 설치 시에 먼저 주름 없는 매끄러운 적층체를 생성하기 위하여 적합한 주의로 표면에 필름을 적층하고 포획된 공기의 영역을 패드 또는 브러쉬로 가압하거나 천공하는 것과 같은 보다 국부적인 척층 절차가 후속하는 것이 통상적이다. 열가소성 필름의 경우, 일치성은 표면에 필름을 일치시키기 위해서 패드 및 브러쉬와 같은 탄성 도구를 사용하여 압력을 인가하는 동시에 표면 요철의 영역의 필름을 선택적으로 가열함에 의해서 더욱 촉진될 수 있다. 또한 일치 및 접착을 생성하기 위해서 분리된 구역을 가압하는 동시에 포획된 공기의 해제를 허용하도록 분리된 구역, 예를 들면 기포 형성 구역을 천공하는 것이 통상적이다. 공기 방출용 구멍을 생성하기 위한 유용한 공구는 미국 특허 제6,311,399호에 개시되어 있고, 여기서는 탄성적으로 장착된 핀이 적층된 필름에 대항하여 가압되어 공기 포획의 영역에 있는 필름을 천공하여, 포획 공기의 해제를 위한 통로를 제공한다. 분리된 구역에 포획된 공기는 접착제층 내부의 채널(channels)을 통해서 새어나갈 수도 있다. 3M사로부터 상업적으로 입수가능하고 미국 특허 제6,197,397호에 개시되어 있는 컴플라이™퍼포먼스 그래픽 마킹 필름(Comply™ Performance Graphic Marking Films)과 같은 접착제 시스템은 포획된 공기의 탈출을 허용하는 접착제층 내부에 미세 구조로 형성된 채널을 포함한다.

다양한 접착 필름, 특히 열가소성 접착 필름이 다양한 상업 용도에서 사용되고 있지만, 세미 트레일러 및 트럭 밴 차체 상에서 통상 사용되는 리벳 구조와 같은 불규칙적인 기판에 그래픽 필름을 일치시키는 더 용이하고 신속한 방법에 대한 필요성이 남아있다. 리벳 구조는 일치성을 향상시키기 위한 처리를 요하는 다수의리벳 헤드를 포함하기 때문에, 이 작업을 수행하는 속도가 특히 중요해진다. 이러한 필름의 표면에 적은 손상의 위험으로 불규칙한 표면에 필름을 일치시키는 방법이 또한 필요하다. 적층 중 또는 후속 사용 중에 표면 손상에 대한 일부 보호가 그래픽 필름 상으로 투명한 보호 필름 또는 오버라미네이트(overlaminate)를 적층함에 의해서 제공될 수도 있다. 그러나, 이러한 오버라미네이트가 사용되는 경우, 전체 필름 구조는 더 두꺼워지고 따라서 더 뻣뻣해져서, 필름을 표면 요철에 대해 일치시키는 것을 보다 어렵게 할 수도 있다.

필름이 손상될 위험은 불규칙한 표면과 일치되게 열연화된 열가소성 필름을 가압하기 위해서 브러쉬 또는 패드가 사용될 때 더욱 커지게 된다. 더욱이, 필름을 불규칙한 표면에 일치시키는 현행 방법은 이들이 기술 뿐만 아니라 상당한 양의 물리적인 강도와 내구성을 요구하기 때문에 종종 물리적으로 큰 노력을 요구한다. 부가적으로, 현행 방법은 표면과의 접촉하도록 필름을 가압하는 브러쉬 또는 패드와 함께 필름 내의 공기 방출 구멍을 생성하기 위한 공기 방출 공구와 같은 몇가지 다른 공구와 열원(heat source)의 동시 사용을 요구하기 때문에 인체 공학적으로 큰 노력을 필요로 할 수 있다. 예를 들면 세미 트레일러 또는 다른 큰 표면의 측면에 옆에 서서 작업이 수행되어야만 하는 환경 때문에 작업은 보다 어려워진다.

본 발명은 표면에 접착 필름을 인가하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 필름의 최종 형상이 밑에 놓인 표면의 형상에 밀접하게 정합되는 방식으로 표면에 접착 필름을 인가하는 방법에 관한 것이다.

도1은 필름이 인가될, 축척이 필요하지 않은, 예시적인 구조의 수평 기준 평면에 따른 부분 절결도이다.

도2는 도1의 부분을 도시하고 구조에 인가되는 필름의 섹션을 부가적으로 도시하는 확대도이다.

도3은 도2와 다소 유사하며 부가적으로 열원(heat source)과 흡입기 프로브(aspirator probe)를 개략적인 형태로 도시하는 도면이다.

도4는 리벳의 헤드 근처의 필름의 분리된 영역과 접촉하기 위해서 필름을 향해 프로브가 이동된 것을 제외하면 도3과 다소 유사한 도면이다.

도5는 필름을 천공하기 위해서 구조를 향해 프로브가 더욱 이동된 것을 제외하고는 도4와 다소 유사한 도면이다.

도6은 리벳 헤드에 인접한 분리된 구역으로부터 공기가 흡입된 후 보여지는 리벳 헤드에 인접하는 필름이 도시된 것을 제외하고는 도5와 다소 유사한 도면이다.

도7은 흡입기 프로브가 필름으로부터 이격되게 이동된 것을 제외하고는 도6과 다소 유사한 도면이다.

도8은 프로브를 위한 홀더가 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공된 것을 제외하고는 도2와 다소 유사한 도면이다.

도9는 홀더가 필름의 분리된 구역에 인접하는 위치를 향해 프로브를 이동하도록 이동된 것을 제외하고는 도8에 다소 유사한 도면이다.

도10은 프로브가 필름과 접촉 위치를 향해 이동된 것을 제외하고는 도9와 다소 유사한 도면이다.

도11은 흡입기 프로브와 열원의 어레이가 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제공된 것을 제외하면 도2와 다소 유사한 도면이다.

도12는 프로브의 어레이 및 열원의 어레이가 필름을 향해 이동된 것을 제외하면 도11과 다소 유사한 도면이다.

도13은 내부에 포획된 공기를 흡입하기 위하여 필름의 분리된 구역에 인접하는 필름을 프로브의 일부가 천공한 것을 제외하면 도12와 다소 유사한 도면이다.

도14는 돌출부에 인접하여 불규칙적인 형상을 갖는 분리된 구역을 필름이 초기에 제공하도록 하는 돌출부를 갖는 표면에 인가된 필름을 향해 수평 방향으로 본 예시적인 정면도이다.

본 발명은 리벳 헤드, 볼트 헤드 또는 중첩 조인트와 같은 돌출부 또는 리세스, 공극과 같은 만입부 등을 가질 수도 있는 기판의 표면에 접착 필름을 일치시키는 방법을 제공한다. 일 실시예에 따라 기판에 필름을 인가하는 방법은,

접착제의 층을 갖는 필름을 제공하는 단계와,

접착제층의 일부가 기판에 접촉하도록 기판 상에 필름을 위치시키는 단계와,

접착제층이 기판과 접촉하지 않은 필름과 기판 사이의 구역을 선택하는 단계와,

분리된 구역에 인접하는 필름에 개구를 제공하는 단계와,

상기 구역으로부터 공기를 흡입하기 위해서 개구를 통해 선택된 구역에 진공을 인가하고 분리된 구역에 인접하는 필름을 기판을 향해 가압하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한

접착제의 층을 갖는 필름을 제공하는 단계와,

접착제층의 일부가 기판과 접촉하도록 기판 상에 필름을 위치시키는 단계와,

필름의 분리된 섹션을 선택하는 단계와,

흡입기 프로브를 제공하는 단계와,

프로브에 진공을 가하는 단계와,

개구를 형성하기에 충분한 압력으로 필름의 분리 섹션에 대해 상기 프로브를 가압하는 단계와,

필름의 분리된 섹션을 기판을 향해 가압하기 위해서 필름의 분리된 섹션과 기판 사이의 공간으로부터 공기를 흡입하는 단계를 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상술된 방법 중 하나에 의해 필름이 인가되는, 필름 및 기판의 조립체에 관한 것이다.

필름이 열가소성이고 실온에서는 비교적 뻣뻣하지만 고온에서는 연성이고 일치가능한 일 실시예에서, 방법은 필름이 접착되어야할 아래에 놓인 표면에 일치하지 않는 일정한 구역, 이하 분리된 구역에 인접한 영역의 필름을 가열하고, 대기 압력이 필름을 아래에 놓인 표면에 일치되고 완전하게 접촉되게 가압하는 것을 가능하게 하는 레벨로 필름 아래의 공기의 압력을 감소시키기 위해서 충분한 비율로 분리된 구역으로부터 포획된 공기를 제거하도록 적절한 위치에 흡입기 프로브를 사용하여 분리된 필름을 천공하는 것을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 흡입기 프로브(aspirator probe)는 진공원(vacuum source)에 연결된 개구를 갖는 임의의 장치를 가리킬 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 흡입기 프로브는 이러한 필름의 열 연화된 분리 구역으로 인가된 때 접착될 필름에 개구를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입기 프로브는 가열되지 않은 필름에 개구를 천공할 수 있다. 이렇게 형성된 개구는 프로브의 형상 및 크기와 잘 조화되어 대기압이 분리된 필름을 표면에 대해 밀접하게 고정되고 일치된 관계로 가압하는 것을 허용하는 데 효과적인, 분리된 구역 아래에 압력 감소를 제공한다.

본 발명과 관련하여 사용되는 바와 같이, 용어 "진공"은 대기 압력과 비교할 때 음압(negative pressure)을 서술 하는 데 사용된다. 이 용어는 비록 일부 예에서 본 발명과 관련하여 큰 음압을 달성하는 것이 가능 및/또는 바람직할 수도 있지만 절대적인 또는 극심한 음압의 진공이 유도 또는 유지되는 것을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 더 상세한 세부는 청구범위의 구성에서 한정된다.

도1은 접착 필름이 통상적으로 사용되는 예시적인 기판 또는 구조를 도시한다. 이 종류의 구조는 중첩 패널(12, 14)이 알루미늄 측 패널이고 부재(16)가 밴 차체 내부의 수직 프레임 부재인 예를 들면 트럭 차체, 특히 밴 및 세미 트레일러 차체에서 있을 수도 있다. 구조는 패널(12)의 외부면 상으로 돌출하는 헤드(11)를 갖는 리벳(10)에 의해 함께 유지된다.

도2를 참조하면, 필름(20)은 이판 및 압력 활성식 접착제층을 포함하고, 접착제층은 패널(12)의 표면(23)과 인접한다. 일 실시예에서, 필름(20)은 실온에서는 내구성이지만 높은 온도에서는 연성이고 유연성인 열가소성 이판(backing)을 포함한다. 가소성 폴리염화비닐, 폴리오레핀 중합체 및 공중합체 및 다양한 폴리에스테르와 같은 널리 사용되는 열가소성 필름 재료는 본 발명의 방법이 사용될 수 있는, 이들의 연화점(softening point)보다 높은 적절한 온도의 범위를 나타낸다는 것이 밝혀져 있다. 실온 및 실온 이하에서 연화점을 갖는 일부 필름 재료는 가열 단계없이 본 발명의 일부 용도에 대해 적합할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 부가적으로, 단일층 필름뿐만 아니라 오버라미네이트(overlaminate)를 포함하는 것과 같은 다층 필름이 본 발명에서 유용하다는 것이 밝혀졌다. 또한, 많은 압력 활성식 접착제는 열가소성 특성을 나타내기 때문에, 표면에 대한 접착제층의 일치성(conformance)이 일치 공정의 일부로서 열이 가해지는 본 발명의 실시예에 의해서 또한 향상될 수 있다. 적절한 접착 필름이 3M사(3M Company)로부터 상업적으로 입수 가능하고 마킹 필름(marking films)으로 통상 불려진다. 예는 미네소타주 세인트폴에 위치한 3M사로부터 입수 가능한 3M™ 스카치칼™(scotchcal™) 마킹 필름 및 또한 3M사로부터 입수가능한 열성형성 3M™ 스카치라이트™ 반사성 시트를 포함한다. 접착제 적층 필름으로서 이전에 적합하지 않을 수 있었던 필름 재료가 일치 공정 동안 일어나는 감소된 기계적인 접촉에 의해서 가능하게 된 가열의 더 큰 범위에 기인하여 이제 사용될 수 있게 된 것이 본 발명의 이점이다.

필름(20)은 예를 들면 수작업 적층(hand lamination)에 의해서 표면(23) 및 리벳 헤드(11) 상으로 인가된다. 그 결과, 분리된 구역(24)이 리벳 헤드(11)에 의해 패널(12)로부터 이격되어 유지되는 필름(20)의 분리된 섹션(21)에 의해 형성되고, 이 현상이 텐팅(tenting)이라고 불려진다. 마찬가지로, 만일 필름(20)이 만입부 위로 적층된다면, 필름(20)이 만입부에 일치되지 않고 만입부를 덮는 브리징(bridging)으로 불리는 현상이 일어난다. 필름 텐팅 및 브리징은 적층된 필름의 외관에 중요한 영향을 갖거나 또는 갖지 않을 수도 있지만, 이들은 필름의 장기간의 내구성에 악영향을 가질 수 있다. 예를 들면, 만일 풍화 작용 또는 다른 나쁜 조건이 필름(20)의 부서러짐 또는 크래킹을 유발한다면, 필름(20)의 부착된 부분에 대한 손상은 이것이 표면(23)에 의해 지지되어 제 위치에 유지된다는 사실 때문에 훨씬 더 눈에 띄지 않을 수도 있는 반면, 지지되지 않은 섹션(21)은 전체적으로 찢어지거나 제거될 수도 있다.

본 발명이 표면에 필름의 비교적 작은 분리된 섹션을 일치시키는 데 유용하지만, 본 발명의 방법은 그에 제한되지는 않는다. 필름의 보다 큰 분리된 섹션이 용이하게 학습되는 기술을 이용하는 본 발명의 방법에 의해 표면에 일치될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일 실시예에서, 필름(20)은 열가소성이고 분리된 구역의 주연부 부근의 분리된 섹션은 먼저 열 연화되어 흡입되고 나머지 분리된 구역에 열의 인가 및 흡입이 반복된다. 분리된 구역의 체적은 전체 분리된 필름 섹션이 표면에 일치되어서 접착될 때까지 점진적으로 작아진다. 필름의 큰 분리된 섹션을 일치시키기 위해 유용한 것으로 판명된 다른 기술은 진공을 인가하지 않고 분리된 구역의 필름 내부로 흡입기 프로브를 삽입하고, 그런 후 진공을 시작하고, 최종적으로 흡입을 유지하면서 흡입기 프로브로부터 가장 먼 영역에서 시작하여 분리된 구역에 인접하는 필름의 부분을 가열하는 것이다. 실온에서 가장 일치 가능한 필름의 경우, 가열은 만족스러운 일치성을 생성하기 위해서 필요하지 않을 수도 있다.

도3을 참조하면, 본 발명의 방법의 실시예를 수행하기 위한 장치가 개략적으로 도시된다. 장치는 열원(30) 및 흡입기 프로브(32)를 포함한다. 열원(30)은 예를 들면 분리된 필름 섹션(21)에 송풍되는 가열된 공기의 공급원, 복사열원 또는 필름을 태우거나(scorching), 버닝(burning)하거나 또는 다르게 손상시키지 않고 적합한 온도로 분리된 필름 섹션(21)을 가열할 수 있는 임의의 다른 열원일 수도 있다. 열원(30)용 에너지는 전기원, 연료의 연소, 임의의 다른 적합한 공급원(source)으로부터 올 수도 있다. 분리된 필름이 이의 연화점 위의 온도로, 그리고 대부분의 그리고 바람직하게는 모든 잔류 응력이 해제되고 필름(20)이 이의 원래 모양을 잃거나, 타거나, 또는 다르게 손상될 정도록 뜨겁지 않은 온도까지 가열되는 것이 바람직하다.

도3을 다시 참조하면, 흡입기 프로브(32)는 접촉부(34) 및 커넥터부(36)를 포함한다. 접촉부(34)는 예를 들면 튜브의 중심 원통형 축에 대해 직각인 평면으로 직각으로 절단된 단부(33)를 갖는 금속 튜브 또는 중공 니들일 수도 있다. 10 내지 22 게이지 피하 주사기 니들과 유사한 내경 및 외경을 갖는 금속 튜브가 특히 적합하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 종류의 튜빙(tubing)은 미국 53233 위스콘신주 밀워키 웨스트 세인트 폴 애버뉴 1001에 위치한 알드리치 사이언티픽(Aldrich Scientific)사로부터 입수가능하다. 알드리치에 의해 특정되는 바와 같이, 10 게이지 크기의 피하 주사기 튜빙은 약 2.7 ㎜의 내경과 약 3.4 ㎜의 외경을 갖는다. 20 게이지 크기의 피하 주사기 튜빙은 약 0.58 ㎜의 내경 및 약 0.90 ㎜의 외경을갖는다.

최적 게이지는 열원 형태 및 온도, 필름 형태, 필름 두께, 분리된 필름의 양과 진공원의 진공 레벨 및 기류 특성을 포함하는 몇가지 요인에 따른다. 15 내지 20 게이지 튜빙이 리벳 위로 인가된 전형적인 그래픽 마킹 필름에 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 더 작은 직경의 튜브는 프로브의 유동 비율을 감소시키는 경향이 있다. 일부 경우에서 감소된 유동 비율은 리벳 헤드(11) 및 표면(23)에 대해 필름 섹션(21)을 가압하는 것을 달성가능한 유효 압력 차이에 불리한 영향을 가질 수 있다. 감소된 유동 비율은 또한 리벳 헤드(11) 및 패널(12)에 대한 필름 섹션(21)의 일치가 달성되는 속도를 감소시킬 수도 있다. 한편, 큰 직경의 튜브는 필름(20)에 큰 개구를 생성하기 쉽고, 이는 외관에 나쁜 영향을 줄 수도 있다. 금속 튜브, 특히 스테인리스강 피하 니들 튜빙으로 만들어진 튜브가 내구성의 이점을 갖지만, 튜브를 만드는 데 사용되는 특정 재료가 중요하지는 않다는 것이 밝혀졌다. 비록 원통형 튜빙이 적절한 것으로 밝혀졌지만 다른 단면 형상이 또한 사용될 수 있고, 일부 경우에서 이들이 바람직하게 될 수 있는 이점을 제공할 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 일정한 단면의 원형 튜브가 간단함의 이점을 가질 수 있지만, 일부 경우에서 다양한 또는 조정가능한 단면 치수의 튜브를 사용하는 것이 유용할 수도 있다. 예를 들면, 필름과 접촉하는 작은 직경의 짧은 튜브는 그런 후 향상된 기류 및 막힘의 적은 위험을 위해 연장되거나 또는 대직경 튜브로 교체될 수도 있다. 또한, 상이한 프로브 팁 형상이 상이한 용도를 위해 적절할 수도 있다. 예를 들면, 납작한 팁을 생성하기 위해서 튜브의 축에 직각인 평면으로 직각으로 절단된 프로브 팁은 필름이 흡입 전에 가열되는 용도에 대해 적절할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 한편, 아주 큰 분리된 부분을 흡입할 때 또는 가열이 사용되지 경우 행해질 수도 있는 프로브가 가열 전에 필름을 통해 삽입되는 경우, 경사진, 톱니 모양의 또는 필름을 보다 잘 절단할 수 있는 유사한 형상을 갖는 프로브가 더욱 유용할 수도 있다. 상이한 형상의 프로브의 분류가 제공될 수도 있고 프로브는 용이하게 제거되고 설치될 수 있어 사용자가 임의의 특정 작업에 대해 가장 적절한 프로브를 선택할 수 있고, 만일 필요하다면, 가장 적합한 것을 결정하기 전에 다양한 프로브 팁을 시험할 수 있는 것이 고려된다.

도4를 참조하면, 분리된 구역(24)으로부터 포획된 공기의 흡입이 분리된 필름 섹션(21) 상으로 흡입기 프로브(32)를 접촉시킴에 의해서 개시되어, 이를 필름 섹션(21)에 대해 계속 가압하여, 만입부(40)를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 하향 가압은 필름 섹션(21)의 열 연화 후에 수행된다. 공정의 일부 지점에서, 열 연화의 레벨 및 프로브(32) 상에 하향력은 필름 섹션(21)을 관통하기에 충분한 수준에 도달하여, 도5에 도시된 바와 같은 개구(50)를 형성한다. 일 실시예에서, 이 관통은 충분하게 열 연화된 필름 섹션(21)에 대하여 충분한 프로브 힘을 가함에 의해서 간단하게 생성되며, 다른 실시예에서는 열 연화 이전에 미리 정해진 프로브 힘이 먼저 가해져서 유지되고, 그런 후 필름 섹션(21)이 필름 섹션(21)을 통한 프로브의 관통을 허용하는 충분한 연화가 일어날 때까지 가열되어, 개구(50)를 결과적으로 형성한다. 또 다른 실시예에서, 프로브 팁은 열없이 필름 섹션(21)을 관통할 수 있고, 사용되는 필름(20)의 특성에 따라, 필요에 따라 가열 없이 또는 가열로 필름은 표면에 일치될 수 있다.

발명자는 열 연화된 필름을 통한 프로브 관통의 정확한 메커니즘에 관한 임의의 특정 이론에 의해 구속되기를 원하지 않으며, 다양한 조건 하에서 관통 현상의 사실 관찰에서 하나 이상의 모드의 관통이 일어날 수도 있음을 제안한다. 일부 예에서, 관통은 프로브에 가해진 진공에 의해 프로브 내부로 견인된 열 연화된 필름 섹션에 의해 촉진될 수도 있는 것으로 보인다. 다른 경우, 프로브는 관통 이전에 필름 섹션의 적어도 일부를 기계적으로 절단할 수도 있다. 마찬가지로, 프로브(32)의 접촉부(34)와 필름 섹션(21) 사이의 밀봉의 정확한 본질은 알려져 있지 않다. 더욱이, 상당한 양의 밀봉이 일어나는 지, 또한 만일 일어난다면, 임의의 이러한 밀봉의 지속 시간은 알려져 있지 않다. 그러나, 분위기 또는 대기 압력 아래에 있는 분리된 구역(24) 내에 공기 압력 감소를 생성하기 위해서 프로브(32) 내부로의 구역(24)으로부터의 충분한 유효 유동을 허용하도록 접촉부(34)와 개구(50) 사이의 유동의 충분한 제한이 있는 것으로 보인다. 이 압력 감소는 도6에 도시된 바와 같이 분리된 구역(24)을 없애고 표면 일치성을 생성하는 데 효과적이다. 일부 예에서, 개구는 제1 기구를 이용하여 필름 섹션(21)에서 형성될 수 있고, 그런 후 진공 프로브는 일치성을 생성하기 위해서 분리 구역(24) 내부에 충분한 공기 압력 감소를 생성하도록 실제로 개구에 들어가지 않고 개구의 근접부로 이동될 수 있는 것으로 보인다. 본 발명은 분리된 구역 내부의 공기 압력을 감소시키는 공정에 대한 임의의 특정 유체 역학의 모델로 제한되는 것은 아니다.

도7을 참조하면, 일치가 달성된 후, 프로브(32)는 후퇴되어, 접촉부(34)의크기의 적절한 선택에 의해 바람직하게는 본질적으로 눈에 띄지 않을 정도로 충분하게 작아질 수 있는 개구(50)를 남긴다.

용어 진공원(vacuum source)은 바람직하게는 진공원에 접속된 흡입기 프로브에 의해 흡입될 때 분리된 구역(24)에 효과적인 수준의 진공을 생성하기에 충분한 공기의 흐름을 생성할 수 있는 감소된 공기 압력을 그 내부에 바람직하게는 제공할 수 있는 임의의 체적 또는 밀봉체를 포함하는 임의의 장치를 포함할 수도 있다. 진공원은 연속적 또는 간헐적일 수도 있다. 연속 진공원의 예는 피스톤형 진공 펌프, 로터리 베인형 진공 펌프, 진공 청소기에서 사용되는 것과 같은 터빈형 진공 장치, 벤튜리 장치와 같은 유체 역학적 유동 발생 장치, 효율적인 레벨의 기류를 생성하는 동안 감소된 공기 압력을 생성할 수 있는 다른 연속형 기류 장치를 포함한다. 간헐적 진공원의 예는 밀봉된 체적의 팽창을 통해 감소된 압력을 생성하는 다른 장치 뿐만 아니라 스프링 작동식 또는 수동식 피스톤 및 다이어프램, 탄성 벌브를 포함한다. 진공 탱크 및 양(quantity) 또는 공기가 제거되는 다른 밀폐된 체적이 진공원으로서 또한 기능을 할 수 있다. 진공원은 또한 상기 장치 및 장비의 조합을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 진공 밸브는 흡입기 프로브와 진공원 사이에 개재된 임의의 밸브를 의미할 것이다. 진공 밸브는 흡입기 프로브로의 진공의 인가를 제어하는 데 이용될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 흡입기 프로브(32)는 소형(handheld) 장치로서 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 프로브(32)는 바람직하게는 연필 또는 펜과 같은필기구의 크기, 형상 및 일반적인 구성을 개략적으로 갖는 소형 프로브로서 제공되어, 이 구성의 장치를 이용하는 많은 사람들에 의해 이미 개발된 솜씨를 이용할 수 있다. 열이 사용되는 실시예에서, 필름의 가열은 전기적으로 동력을 공급받는 히트건(heat gun)에 의해서 제공될 수 있다. 공기 온도 감지 기구 및 공기 온도 제어 시스템을 갖춘 이 종류의 히트건이 상업적으로 입수가능하기 때문에, 작동자는 필름(20)에 심각한 손상 없이 리벳 및 다른 표면 요철 주위에서 필름 섹션(21)의 일치성을 달성하는 효율적인 가열 순서 및 흡입 순서를 생성하는 데에 높은 수준의 기술을 발전시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 관통의 지점을 제외하고, 가열된 필름 섹션(21)과 흡입기 프로브(32) 사이에 기계적인 접촉이 없기 때문에, 일부 경우에 예컨대 브러쉬, 패드 등의 장치가 열 연화된 상태인 필름(20)과 접촉하게 되면 일어날 수도 있는 종류의 손상을 유발하지 않고 일치 공정 동안 더 높은 온도로 필름 섹션(21)을 가열하는 것이 가능할 수도 있다. 이 추가적인 자유도는 작동자의 작업을 용이하게 하고, 필름(20)의 더 큰 연화에 기인하여 개선된 일치성을 허용할 수도 있다.

다른 실시예에서, 프로브(32)는 도8에 개략적으로 도시된 바와 같이 기계적인 유지 및 이동 수단을 사용하여 분리된 필름 섹션(21)에 대해 위치설정되어 가압될 수 있다. 프로브(32)는 단면 측면도에 개략적으로 도시된, 필름(20)에 놓여 있는 프로브 홀더(80)에 의해 예를 들면 리벳 헤드(11)에 대해 수평 방향으로 위치설정되고 수평 방향으로 프로브(32)를 위치설정하기 위해서 그 상에서 활주가능하다. 도8은 위치설정 전의 고정구(80)를 도시하고, 흡입 전의 최종 위치 설정을 위해 부호 81로 도시된 화살표에 따른 방향으로 이동된다.

도9는 필름(20)과 접촉하기 전의 분리된 필름 섹션(21)을 흡입하기 위한 위치에 있는 프로브(32)를 도시한다. 프로브 홀더(80)는 필름 표면에 기계적인 손상을 생성할 수도 있기 때문에 열 연화 상태에 있는 필름(20)의 어떠한 부분에도 접촉하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다. 프로브 홀더(80)는 분리된 필름 섹션(21)이 일치될 리벳(10) 또는 다른 구성에 대해 홀더(80)를 위치시키기 위한 목적으로, 필름(20)이 적층될 기판의 특정 기계적인 구성과 결합하는 노치 또는 다른 구성과 같은 위치설정 수단을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 리벳(10)에 대해 적극적으로 위치되도록 홀더(80)는 필름(20)이 가열되지 않은 영역에 다른 리벳을 수용하는 하나 이상의 노치를 포함할 수도 있다. 부가적으로, 홀더(80)의 일부 또는 전부는 분리된 구역(24)에 근접한 영역의 보다 나은 관찰을 가능하게 하도록 투명한 재료로 제작될 수도 있다.

열원(30)은 오직 개략적으로만 도시되고, 소형(handheld) 히트건 또는 프로브 홀더(80) 내부로 포함된 가열 장치와 같은 많은 형상을 취할 수도 있다. 선택적으로, 열원은 단일의 소형 유닛으로 프로브에 연결될 수 있다. 추가적인 옵션으로, 소형 유닛은 진공 펌프와 같은 일체형 진공원을 포함할 수도 있다.

도10은 필름(21)의 관통 및 흡입의 시작 바로 직전의 분리된 필름(21)과 접촉해 있는 흡입기 프로브(32)를 도시한다. 프로브(32)는 필름을 관통하기 위해서 화살표(91)의 방향으로 이동된다. 분리된 필름(21)에 대한 프로브(32)의 수직 운동 및 가압은 도시되지 않은 임의의 적절한 수단에 의해 생성 및 제어될 수도 있다. 이러한 가압 수단은 스프링 및 다른 탄성적인 기계 부품뿐만 아니라, 수동 작동, 유체 또는 진공 작동식 액츄에이터, 기계적인 연동장치, 모터 및 솔레노이드와 같은 전자기계적 장치를 포함할 수도 있다.

도11을 참조하면, 다른 실시예에서, 흡입기 프로브(32)의 어레이(142)가 제공될 수도 있다. 이 실시예에서, 어레이(142)는 가열 요소(142)의 어레이(140)를 또한 포함할 수도 있다. 가열 요소(146)가 분리된 요소로 도시되었지만, 이들은 선택적으로 단일 열원의 모든 부분일 수도 있다. 예를 들면, 이들은 가열된 공기를 운반하는 단일의 매니폴드 내의 노즐일 수도 있다. 열원(40)은 가열 및 가압된 공기의 공급원(source), 복사열, 또는 다른 적절한 열원일 수 있다. 도12에 도시된 일 실시예에서, 바람직하게는 프로브(32)는 어레이(142)가 분리된 필름 섹션(21) 상으로 하강될 때, 각각의 프로브(32)는 다른 프로브가 필름 섹션(21)과 또한 접촉하는 것을 유발 또는 방지하는 것 없이 적절한 힘으로, 분리된 필름 섹션(21)과 접촉하도록 독립적으로 이동가능하고 탄성적으로 장착된다. 도13을 참조하면, 하나 이상의 프로브(32)가 필름(21)을 관통할 수도 있다. 분리되지 않은 영역의 필름과 접촉하는 프로브는 관통하지 않고, 분리된 영역에 접촉한 것들은 관통 지점(164)으로 도시된 바와 같이 관통될 것이 예상될 수도 있다.

예

다음의 예에서, 테스트 플레이트로의 열가소성 접착 필름의 일치가 일치의 정도, 공기 포획의 회피, 주름의 없음, 일치 공정 중에 일어날 수도 있는 필름으로의 다른 손상에 대해 시작적으로 평가되었다. 표면 돌출부를 덮는 필름의 일치도의 경우, 일치도의 유용한 기준은 리프팅 거리(lifting distance) d이고, 이 거리는 돌출부 상의 분리의 지점으로부터 분리된 필름 섹션이 접착될 표면에 접촉하는 지점까지의 길이이다. 텐팅이 없는 완전한 일치의 경우, 필름은 돌출부의 에지(리벳 헤드의 에지와 같은)까지 완전하게 부착되어, 리프팅 거리가 0이 된다. 도14를 참조하면, 분리된 필름 섹션(21)이 외측 분리 경계부(171) 및 내측 분리 경계부(173)를 갖는 것으로 도시되어 있고, 여기서 필름(20)은 경계부(171)의 외부 표면(23)에 부착되고 경계부(173)의 내부의 리벳 헤드(11)에 부착되지만, 경계부(171)의 내측 및 경계부(173)의 외부에 있는 구역(172)에서 분리된다. 리프팅 거리(d)는 몇개의 표본 지점에서 측정되어, 예를 들면 거리(d1), 거리(d2), 거리(d3), 거리(d4)를 생성한다. 그런 후 평균 리프팅 거리(D)는 측정값(d1 내지 d4)의 평균값으로 보고된다. 필름 분리의 효과는 우선 시각적이기 때문에, 경계부(171, 173)의 위치는 시각적으로 결정되고, 충분히 정밀한 측정은 밀리미터 단위로 통상 수행될 수 있다. 다르게는, 통상적인 위치가 텐팅의 전체적인 시각 효과에 기초하여 단일의 측정값 d를 취하기 위해서 선택될 수도 있다. 시각적인 평균으로 참고되는 이 공정은 리벳 주위의 영역의 표면에 대한 필름의 일치의 수준의 정당한 묘사를 제공하기 위해서 많은 경우에서 이용되고 있다.

불완전한 필름 부착으로부터 발생하는 다른 결점은 공기 포획이고, 이는 돌출부 근처의 그러나 이에 인접하지 않은 지점에서 버블 형성 또는 주름 형성으로서 일어난다. 주름은 공기 포획 또는 특정 위치에서 과도한 양의 필름을 남기는 필름 변형의 결과일 수도 있다. 공기 포획은 불변일 수 없다. 만일 포획된 공기의 양이 충분하게 작다면, 공기는 시간이 지남에 따라 흩어져서, 영향을 받는 영역의 필름이 포획된 공기로부터의 시각적인 결점의 외관 없이 기판에 균일하게 부착되는 것을 허용한다.

표면에 열가소성 접착 필름을 일치시키는 다양한 공정이 필름 손상을 초래할 수 있다. 이러한 손상은 일반적으로 열연화된 필름을 위치로 가압하기 위해서 이에 인가되는 공구에 의한 표면 마모, 스크래치, 찢어짐, 또는 찌름 구멍(puncture holes)의 형태를 갖는다. 부가적으로, 필름을 지나치게 가열하거나 또는 다른 실수로 인한 태움, 주름 형성 또는 손상이 또한 일어날 수 있다. 다음의 예에서, 이들 형태의 손상은 눈에 보일 때 결점으로 보고될 수 있다. 필름이 기계적인 접촉에 의해서가 아니라 공기 압력 차이에 의해 접착될 표면에 일치되게 가압되기 때문에 기계적인 접촉에 기인한 마모, 스크래칭, 및 다른 표면 손상이 감소된다는 것이 본 발명의 이점이다. 일부 예에서, 본 발명은 흡입기 프로브의 관통으로 인한 가시적인 구멍을 생성할 수도 있다. 이들 구멍의 직경이 밀리미터(㎜) 단위로 보고된다.

다음의 예는, 패널의 단부에 가장 가까운 리벳이 플레이트의 단부로부터 3.5 센티미터의 거리에 있고 4개의 테스트 리벳이 7.7 센티미터의 간격으로 삽입된, 10.2 ×30.4 센티미터의 치수를 갖는 도장된 알루미늄 테스트 플레이트에, 미네소타주, 세인트 폴, 3M사로부터 상업적으로 입수가능한 다양한 열가소성 접착 필름을 선택하여 이를 적층함에 의해서 제조되었다. 리벳 간격은 적층 공정 동안에 그들 사이의 간섭을 회피하도록 리벳들을 충분하게 멀리 이격되게 위치시키도록 선택되었다. 테스트 플레이트는 세미 트레일러에 통상적으로 사용되는 형태의 표준적인 백색 차량 페인트로 도장되었다. 리벳은 알루미늄 세미 트레일러 차체의 제조에 통상적으로 사용되는 형태로, 12 밀리미터의 리벳 헤드 직경 및 1.5 밀리미터의 리벳 헤드 높이를 갖는다. 리벳은 테스트 패널 내로 견고하게 가압되어 헤드가 도장된 표면에 대해 견고하게 안착되었다.

후속 예에 이용되는 필름의 설명이 표1에 주어진다. 표1에서, 첫번째 컬럼은 각각의 필름의 용도 및 그 필름에 사용되는 접착제의 종류를 제시한다. 컬럼 1에서, 보호성 오버라미네이트(protective overlaminate)는 투명한 필름으로, 그래픽 필름 상의 이미지를 위한 보호를 제공하기 위해서 통상적으로 이미지 형성 후에 그러나 표면으로의 인가 전에 그래픽 필름 위로 적층된다.

그래픽 필름은 잉크젯 인쇄, 정전 인쇄, 열 전사 인쇄 또는 다른 그래픽 이미지 형성 기술과 같은 이미지 형성 수단에 의한 그래픽 이미지를 수용할 수 있는 필름이다.

가변성 그래픽 필름(changeable graphic films)은 히트건(heat gun) 또는 다른 제거 장비와 같은 특별한 장치의 사용없이 그들이 제거되는 것을 허용하는 감소된 수준의 접착력을 갖는 것들이다.

컴플라이™퍼포먼스를 갖는 필름은 접착성 표면의 형상이 공기 또는 다른 유체의 출구를 위한 채널을 포함하는 필름이다. 이 종류의 형상을 갖는 접착성 표면은 미국 특허 제6,197,397 B1호에 개시되어 있다.

컨트롤택™(Controltac™) 접착제 시스템은 접착제 표면 상에 점착성 또는비점착성인 격리된 돌출부를 갖는 접착제층을 포함한다. 이들 돌출부는 압력 활성식 본드를 형성하기 전에 기판 상에서 재위치설정을 허용하도록 초기 접착력을 제한한다. 이 형태의 접착제 시스템은 미국 특허 제5,296,277호 및 미국 특허 제5,362,516호에 개시되어 있다.

도2를 참조하면, 필름 샘플은 3M사로부터 입수가능한 3M PA-1 스퀴즈형 인가기를 이용하여 테스트 플레이트의 리벳 헤드측에 적층되었고, 분리된 필름부(21)를 형성하기 위해서 주름 형성은 회피하도록 주의하면서 리벳 헤드(11) 위에서 필름(20)의 매끄러운 텐팅이 일어나는 것을 허용하였다. 도14를 참조하면, 텐팅이 일어난 필름의 리프팅 거리(d)는 이 초기 인가 후에 8 내지 10 밀리미터의 범위에 있었다.

각각의 필름의 몇가지 샘플이 다양한 조건의 흡입기 프로브 직경 및 가열 조건 하에서의 시험을 위해 상이한 테스트 플레이트에 적층되었다. 다르게 표시되지 않는다면, 플랫 팁의 스테인레스강, 주사기 튜빙이 흡입기 프로브로 이용되었다. 흡입기 프로브용 진공원은 미시건주 벤톤 하버의 이덱스 코프.(IDEX Corp.)의 유닛인, 개스트 매뉴. 아엔씨(Gast Mfg., Inc.)에 의해 제조된 로터리 베인 진공 펌프이었다. 비교예는 또한 3M사로부터 모두 상업적으로 입수가능한, 미국 특허 제6,311,399호에 개시된 3M 리벳 브러쉬 인가기 RBA-3, 3M MPP-1 멀티핀 펀치 및 3M 리벳 마감 패드 CMP-1과 같은 통상적인 인가 공구를 이용하여 제조되었다.

적층된 필름 샘플의 가열은 조지아주, 아틀란타에 소재한 맥마스터-카르(McMaster-Carr)사로부터 입수가능하고 맥마스터-카르 카탈로그 번호 3433K21로 지정되고 고부하 히트건을 사용하여 수행되었다. 다르게 지시되지 않는다면, 427 ℃(800℉)의 공기 온도 설정이 사용되었다. 샘플은 가열 및 흡입 동안 실험실 작업대 위에 위치되어 있었다. 각각의 리벳 주위의 분리된 필름 섹션은 미리 정해진 공기 온도 설정을 이용하고, 대략 2 내지 7 센티미터의 거리에서 히트 건을 유지하면서, 0.5 내지 4.0 초 동안 또는 필름의 연화가 보일 때까지, 히트건으로 가열되었다. 다양한 종류의 필름과 다양한 두께의 필름은 상이한 양의 가열을 요구하는 것이 밝혀졌지만, 가열의 충분한 양을 판정하는 기술은 용이하게 습득될 수 있었다. 일단 필름이 연화되면, 진공 펌프에 연결된 흡입기 프로브는 리벳 헤드의 에지 부근의 위치에서 각각의 텐팅이 일어난 구역으로 인가되었고, 동시에 히트건이 제거되었다. 흡입기 프로브가 필름을 관통한 후에 일치가 수행되었고, 프로브는 제거되었다. 테스트 패널에 대한 분리 필름 섹션의 일치는 통상적으로 아주 급속하기 때문에 스냅핑(snapping) 소리가 필름이 테스트 패널 표면에 부착되면서 발생된다. 가열 및 흡입 공정은 그런 후 각각의 테스트 패널 상의 남아있는 3개의 리벳에 대해 반복되었다. 리벳 영역은 그런 후 7일 동안 66 ℃(150 ℉)에서 조절되었다. 각각의 샘플 상의 각각의 리벳은 그런 후 분리된 필름 거리 d, 및 손상 또는 다른 결점의 부재에 의해 측정되는 일치의 질에 대해 시험되었다.

비교예가 3M 리벳 브러쉬 인가기, RBA-3 또는 3M 리벳 마감 패드, CMP-1 중 하나와 조합된 3M 멀티핀 펀치, MPP-1을 사용하여 준비되었다. 양 경우에서, 몇개의 작은 구멍(직경 ~ 0.2 ㎜)이 필름을 MPP-1으로 타격함에 의해서 리벳 둘레에 분리 필름 섹션 내에 생성되었다. 그런 후 필름은 표2 예에서와 유사한 방식으로 원하는 공기 온도로 설정된 히트건으로 가열되었다. 다음으로, 적절한 마감 공구가 분리된 필름 섹션에 대항하여 가압되었다. 원형의 브러싱(brushing) 운동이 RBA-3으로 사용되었고, 반면에 CMP-1으로 하향 행정이 사용되었다.

예 1 내지 27에 대한 결과가 표2에 도시되어 있고, 비교예 C1 내지 C16에 대한 결과가 표3에 도시되어 있다. 평균 리프팅 거리 d, 및 각각의 테스트 패널에 대한 가시적인 구멍 크기의 범위가 보고되었다. 표 2 및 표 3에 보고된 예에 사용된 필름 재료의 설명이 표 1에 제공된다.

표 2에서, 사용된 튜빙(tubing)은 알드리치 사이언티픽사로부터 입수된 스테인레스강제 피하 주사기 튜빙이었다. 표2에서, 컬럼 6의 가시적인 구멍 크기는 흡입기 프로브에 의해 생성된 개구를 참조하고, 표3에서 가시적인 구멍 크기는, 분리된 섹션을 가열하기 전에 사용되는 3M MPP-1에 의해 생성된 구멍, 또는 RBA-3 브러쉬 또는 CMP-1 리벳 마감 패드로 분리된 섹션을 누를 때 생성되는 구멍을 가리킨다.

표 2를 참조하면, 예 1 내지 9는 2.0 ㎜ 미만의 리프팅 거리 d가 3M™ 스카치칼™ 3500C 마킹 필름 상에 사용된 바와 같은, 가변성 접착제로 달성될 수 있다는 것을 설명한다. 더욱이, 예 4 내지 6 및 예 7 내지 9에 의해 도시된 바와 같이, 2.0 ㎜ 이하의 리프팅 거리가 또한 프로브 직경의 적절한 선택에 의해서 오버라미네이트가 존재할 때에도 달성될 수 있다. 역사적으로, 리프팅 거리 d로서 측정되는 바와 같이 양호한 일치가 가변 접착제가 이용될 때 이러한 접착제의 낮은 접착성 때문에 달성되기 더 어려웠었다. 마찬가지로, 오버라미네이트를 갖는 필름은, 증가된 강성을 유발하는 이의 증가된 두께 때문에 불규칙적인 표면에 일치하기가 더 어렵다는 것이 밝혀져 있다. 표 3을 참조하면, 비교예 C1 및 C2는 오버라미네이트가 없는 경우에도, 리벳 헤드에 3M™ 스카치칼™3500C 마킹 필름을 일치시키기 위한 브러쉬의 사용은 2.0 ㎜의 범위의 리프팅 거리를 달성하지 못하며, 이 목적을 위한 패드 또는 브러쉬의 사용은 심각한 표면 손상 및 주름을 형성한다. 비교예 C3 내지 C6은 오버라미네이트가 존재할 때, 2.0 ㎜의 범위의 리프팅 거리가 브러쉬 또는 패드를 사용하여 달성되지 않음과 심각한 표면 손상과 주름이 발생할 수 있다는 것을 또한 나타낸다.

표 2를 다시 참조하면, 예 10 내지 12는 리벳 헤드에 3M™ 스카치칼™3540C 마킹 필름을 일치시키는 본 발명의 방법을 나타낸다. 3540C 마킹 필름의 접착제층은 포획된 공기의 출구를 허용하기 위해서 미국 특허 제6,197,397호에 개시된 종류의 표면 형상을 갖는다. 표 2에 도시된 바와 같이, 프로브 직경은 비교적 적은 표면 손상으로 2.0 ㎜ 미만의 리프팅 거리 d를 달성하도록 선택될 수 있다. 그러나, 비교예 C7 내지 C8은 브러쉬 또는 패드 중 하나가 사용될 때 심각한 표면 손상을 도시한다.

표2를 다시 참조하면, 예 13 내지 16은, 프로브 직경의 적절한 선택으로, 본 발명이 3M™ 스카치칼™180-10 마킹 필름으로도 더 얇은 비닐 이판(backing) 즉,0.05 ㎜(2 mils)의 두께를 갖는 것으로 1.0 ㎜ 이하의 리프팅 거리를 달성하는 데 사용될 수 있다는 것을 나타내고, 여기서 접착제층은 공기 출구 채널을 포함하는 표면 형상을 갖지 않는다. 180-10 필름을 사용할 때 각각의 리벳 주위의 영역에 상당한 양의 포획된 공기가 있었다는 것이 주지되었고, 이는 접착제층 내의 공기 출구 채널의 부존재 때문이었던 것으로 생각되어졌다. 표 3을 참조하면, 3M™ 스카치칼™3180-10 마킹 필름을 사용하는, 비교예 C9 및 C10은 예 13 내지 16에서 본 발명에 의해 생성된 것보다 다소 큰 리프팅 거리 d를 나타내었다.

예 17 내지 20은 3M™ 스카치칼™180-10C 마킹 필름에서와 마찬가지로, 공기 출구 채널이 접착제층에 부가된 때 포획된 공기의 양은 감소되고, 프로브 직경의 적절한 선택으로 리프팅 거리 d는 1.0 ㎜ 아래로 감소될 수 있다는 것을 예시한다. 비교예 C11 및 C12는, 어떠한 종류의 주름도 예 17 내지 20에서 생성된 샘플에서 관찰되지 않고, 이 필름에 대한 다소 큰 리프팅 거리에 비교할 만 하다는 것을 도시한다.

예 21 내지 24는, 필름이 대략 0.1 ㎜(4 mils)의 전체 이판 두께를 갖게 하는, 0.05 ㎜(2 mils)의 이판 두께를 갖는 비닐 오버라미네이트를 0.05 ㎜(2 mils)의 이판 두께를 갖는 이판의 사용을 나타낸다. 예 24에 도시된 바와 같이, 프로브 직경의 적절한 선택으로, 0.5 ㎜의 리프팅 거리 d가 달성될 수 있는 반면에, 표 3에 도시된 바와 같이, 비교예 C13 및 C14 브러쉬 및 패드 모두는 2.0 ㎜이하의 리프팅 거리를 달성할 수 없었다. 더욱이, d의 최저값을 생성하는 예 24에는 어떠한 현저한 필름 손상을 생성하지 않았다.

예 25 내지 29는 다양한 상이한 종류의 튜빙이 흡입기 프로브로서 사용될 수 있음을 나타내고 튜브는 단면이 원형일 필요가 없고 금속으로 만들어질 필요도 없음을 나타낸다. 260 ℃(500 ℉)의 히트건 설정이 이들 예에서 사용되었다.

예 25

비원형 프로브가 튜브의 단부에 타원형 단면을 형성하기 위해서 플라이어(pliers)로 13 게이지 스테인레스 스틸 피하 주사기 니들을 납작하게 함으로써 만들어졌다. 이 납작한 튜브는 그런 후 몇 개의 리벳 부근의 분리된 필름 구역을 흡입하는 데 성공적으로 사용되었다.

예 26

피하 의료 분야에서 사용되는 형태의 날카로운 경사진 팁을 갖춘 13 게이지 주사기 니들이 리벳 헤드 근처의 몇개의 분리된 구역을 흡입하는 데 사용되었다. 리벳 헤드 주위의 영역으로의 흡입 및 필름의 일치는 성공적인 반면에, 니들은 아주 조심히 사용되지 않는다면 필름을 긁는 경향이 있었다. 경사진 팁 때문에 그리고 프로브의 단부에서 결과적인 신장된 개구 때문에 프로브는 흡입을 수행하기 위해서 분리된 구역으로 더 큰 길이로 삽입되어야 한다는 것이 또한 밝혀졌다.

예 27

약 1.5 ㎜의 내경과 약 2.5 ㎜의 외경을 갖는 유리 점안기 튜브의 형태인 비금속 프로브가 진공 라인을 거쳐 진공원에 연결되었고, 몇 개의 리벳 헤드 주위의 분리된 구역을 흡입하는 데 성공적으로 사용되었다.

예 28

약 0.8 ㎜의 내경을 갖는 실험실 분사기(squirt bottle)로부터 플라스틱 튜브의 형태인 비금속 프로브가 몇 개의 리벳 헤드 주위의 분리된 구역을 흡입하는 데 성공적으로 사용되었다. 플라스틱 튜브는 몇 회의 흡입 후에 막히는 경향을 보였고, 또한 막힘에 기여할 수도 있는 열 손상을 받았다.

예 29

소정 길이의 가요성 진공 호스의 형태인 비금속 프로브가 몇 개의 리벳 헤드 주위의 분리된 구역을 흡입하는 데 사용되었다. 분리된 구역이 성공적으로 흡입되었지만, 필름의 부분이 호스 내로 흡인되는 경향이 있었고, 3 ㎜정도의 직경을 갖는 필름의 구멍이 때때로 생성되었다.

예 30 및 31은 가열, 프로브 삽입 및 진공의 인가의 단계가 수행되는 순서가 달성되는 일치의 수준에 중요한 영향을 가질 수 있다는 것을 나타낸다.

예 30

13 게이지 사각형 팁의 스테인리스 스틸 튜브가 열 또는 진공의 인가 이전에 적층된 필름의 분리 구역으로 삽입되었다. 프로브는 가요성 진공 호스를 거쳐, 진공원에 연결된 밀폐된 진공 밸브에 연결되었다. 필름의 분리된 구역은 그런 후 열 연화되었고, 그 후 진공 밸브가 개방되어 진공을 분리된 구역에 인가하였다. 양호한 일치가 달성되었다.

예 31

적층된 필름의 분리 섹션이 먼저 히트건을 사용하여 열 연화되고, 그런 후 13 게이지 사각형 팁의 스테인리스 스틸 튜브가 가요성 진공 호스를 거쳐, 진공원에 연결된 밀폐된 진공 밸브에 연결되고 분리된 구역으로 삽입되었다. 그런 후, 진공 밸브는 그런 후 개방되었고 분리된 구역이 흡입되었다. 적어도 부분적으로는 프로브와 필름 사이의 적절한 흐름 제한 또는 밀봉을 달성하기에 어렵기 때문에 제한된 일치가 달성되었다. 진공의 동시 인가없이 가열된 필름으로의 프로브의 삽입이 달성될 수 있는 유동 제한 또는 밀봉에 악영향을 가졌던 것으로 생각되었다.

예 32

한장의, 약 10 센티미터 ×30 센티미터의 치수를 갖는, 미네소타주 세인트폴에 소재한 3M사로부터 상업적으로 입수가능한 3M™스카치라이트™ 플러스 플렉서블 리플렉시브 시팅 시리즈 680(3M™Scotchlite™ Plus Flexible Reflective Sheeting Series 680) 반사성 시트가 동일한 적층 절차를 사용하여 예 1 내지 24에 사용된 종류의 테스트 패널에 적층되었다. 리벳 위의 분리된 섹션은 예 1 내지 24에 사용된 히트건으로, 그러나 1 내지 3초의 시간 동안 399 ℃(750 ℉)의 히트 설정을 이용하여 가열되었다. 진공 펌프에 진공 호스를 거쳐 부착된 플랫 팁의 13 게이지 니들이 리벳 에지 부근의 분리된 필름 섹션에 대항하여 위치되어 리벳 기부를 대해 가압되었다. 반사성 시트는 급속하게 시트 헤드 주위로 접어져서 양호한 일치를 생산하였다. 이 공정은 그 테스트 패널 및 2번째 테스트 패널 상의 남아있는 리벳 헤드에 대해 반복되었다. 실온에서 18 시간동안 샘플을 조절한 후, 평균 리프팅 거리 d는 제1 패널에 대해 1.6 ㎜, 제2 패널에 대해 0.8 ㎜ 이었다. 흡입기 프로브에 의해 남겨진 구멍의 평균 크기는 제1 패널에 대해 0.7 ㎜, 제2 패널에 대해 1.0 ㎜이었다. 필름 손상은 관찰되지 않았다. 0.18 내지 0.20 ㎜의 범위의 전형적인 두께를 갖는 3M™스카치라이트™리플렉티브 시팅이 통상적인 마킹 필름보다 두껍고, 다른 지지 재료와 함께 바인더층에 의해 제위치에 유지되는 유리 비즈의 층으로 형성되기 때문에, 이는 중대한 성공으로 고려된다.

예 33

테스트 패널은 예 7 내지 9와 마찬가지로, 3M™스카치칼™8910 비닐 오버라미네이트가 그 상에 적층된 3M™스카치칼™3500C 마킹 필름을 사용하여 준비되었다. 펜텔 0.5 ㎜ P215 샤프 연필의 쉘 및 팁이 흡입기 프로브로 사용되었다. 쉘 및 팁은 진공원으로 연결된 진공 호스로 연결되었다. 리벳 헤드 주위의 분리 구역의 제거 및 일치가 신속하게 진행되어, 프로브는 이의 익숙한 형상에 기인하여 리벳 주위에서 이동하는 것이 용이하다는 것이 밝혀졌다. 실온에서 18 시간동안의 일치된 필름의 에이징 후에 리프팅 거리 d에 대한 평균값은 0.7 ㎜이었고, 흡입 후에 필름에 남겨진 구멍의 평균 크기는 0.8 ㎜이었다. 필름 손상은 관찰되지 않았다.

예 34

2개의 테스트 패널이, 예 7 내지 9와 마찬가지로, 3M™스카치칼™8910 비닐 오버라미네이트가 그 상에 적층된 3M™스카치칼™3500C 마킹 필름을 사용하여 준비되었다. 일본의 다이요 전기 인드. 코. 엘티디.(Taiyo Electric Ind. Co. Ltd.)"사에 의해 생산되고 라디오 색 스낵 리테일 스토어(Radio Shack Retail Stores)로부터 상업적으로 입수 가능한 구트(goot)"™ TP-100 디솔더링 건(desoldering gun)이 흡입기 장지로 사용되었다. 1 센티미터의 길이를 갖는 플랫 팁의 18 게이지 스테인리스 스틸 튜브가 디솔더링 건의 단부에 부착되어 흡입기 프로브로 사용되었다. TP-100 디솔더링건은 다이어프램(diaphragm) 형상의 진공원을 내장한다. 준비된 샘플 상의 리벳 헤드 주위의 필름의 분리 섹션은, 399 ℃(750 ℉)의 공기 온도 설정을 갖는, 예 7 내지 9에서 사용된 동일한 히트건으로 가열되었고, 디솔더링 건은 2개의 테스트 패널 상의 리벳 헤드 주위의 분리 구역을 흡입하는 흡입기 프로브로서 사용되었다. 흡입 후에, 패널은 18 시간동안 실온에서 에이징(aging)되었고 리프팅 거리가 측정되었다. 평균 리프팅 거리는 제1 테스트 패널에 대하여 0.9 ㎜, 제2 패널에 대해 0.25 ㎜이었다. 18 게이지 흡입기 프로브에 의해 생성되는 평균 구멍 크기는 제1 패널에 대해 1.5 ㎜, 제2 패널에 대해 1.0 ㎜이었다. 패널 1에 대해서는 아무런 필름 손상이 관찰되지 않았고, 제2 패널 상의 4개의 리벳 중 3개 주위에서 작은 주름이 관찰되었다. 디솔더링 건 내의 다이어프램 진공 장치는 적절한 진공을 생성하여, 진공원 및 흡입기 프로브가 단일의 소형 장치로 합체될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

예 35

3M™ 스카치칼™180-10 마킹 필름의 4 센티미터 × 12 센티미터 시트가 필름과 도장된 시트 사이에 포획된 4 내지 100 제곱밀리미터 범위의 영역을 갖는 분리 구역이 남겨지는 방식의 평탄하고 도장된 알루미늄 시트에 인가되었다. 각각의 분리된 필름 섹션은 399 ℃(750 ℉)의 히트건 설정을 사용하여 가열되었다. 분리 구역은 진공 펌프에 연결된 플랫 팁의 18 게이지 흡입기 프로브로 흡입되었다. 각각의 분리 구역에서, 흡입기 프로브는 필름 내에 개구를 형성하고, 포획된 공기는 신속하게 흡입되어, 필름은 표면에 일치되었다. 흡입의 오직 가시적인 지표가 필름과 니들의 접촉의 지점에 대응하여 약 0.1 내지 1.0 ㎜의 직경을 갖는 작은 마크가 존재하였다.

예 36

필름이 만입부를 가교하도록 3개의 원형 만입부를 갖는 알루미늄 시트 상으로 3M™스카치칼™3500C 마킹 필름의 4 센티미터 × 12센티미터 시트를 적층함에 의해서 테스트 패널이 준비되었다. 각각의 만입부는 깊이가 대략 6 ㎜이고 직경이 28 ㎜이었다. 각각의 만입부를 가교하는 필름 섹션은 399 ℃(750 ℉)의 히트건 공기 온도 설정을 사용하여 가열되었고, 프로브를 분리된 섹션과 접촉하도록 서서히 이동시킴에 의해서 진공원에 접속된 18 게이지 스테인리스 스틸 프로브로 흡입되었다. 각각의 분리된 구역이 흡입됨에 따라서, 프로브는 필름 섹션이 만입부에 일치함에 따라 필름 섹션을 따르도록 만입부를 향해서 이동되었다. 각각의 경우에서, 필름 섹션은 만입부에 성공적으로 일치되었다.

본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 범위 및 기술 사상을 벗어나지 않고 해당 기술분야의 숙련자에게 명백해질 것이다. 본 발명은 본 명세서에서 설명된 예시적인 실시예 및 예에 의해서 부당하게 제한되는 것을 의도한 것이 아님과 실시예는 예로서만 제공되었으며 본 발명의 범위는 오직 후속하여 본 명세서에서 설명된 청구범위에 의해서만 제한되도록 의도되었다는 것을 이해하여야 한다.

Claims

기판에 필름을 인가하는 방법이며,

접착제의 층을 갖는 필름을 제공하는 단계와,

접착제층의 일부가 기판에 접촉하도록 기판 상에 필름을 위치시키는 단계와,

접착제층이 기판과 접촉하지 않는 필름과 기판 사이의 구역을 선택하는 단계와,

분리된 구역에 인접하는 필름에 개구를 제공하는 단계와,

상기 구역으로부터 공기를 흡입하여 기판을 향해 분리된 구역에 인접하는 필름을 가압하기 위하여 개구를 통해 선택된 구역에 진공을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 선택된 구역으로 진공을 인가하는 단계는 적어도 하나의 흡입기 프로브에 의해서 수행되는 방법.
제1항에 있어서, 선택된 구역으로 진공을 인가하는 단계는 적어도 하나의 흡입기 프로브를 적어도 부분적으로 구역 내부로 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 필름에 개구를 제공하는 단계는 필름이 천공될 때까지 필름에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압함에 의해서 수행되는 방법.
제1항에 있어서, 선택된 구역에 인접하는 필름을 열 연화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 개구는 기판으로부터 분리되어 있는 필름의 섹션 내의 필름에 제공되는 방법.
제1항에 있어서, 선택된 구역에 진공을 인가하는 단계 전에 선택된 구역에 인접하는 필름을 연화시키는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 선택된 구역에 진공을 인가하는 단계 후에 선택된 구역에 인접하는 필름의 섹션을 열 연화하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 필름에 개구를 제공하는 단계는 선택된 구역에 인접하는 필름의 섹션에 대해 적어도 하나의 프로브를 가압함에 의해서 수행되는 방법.
제9항에 있어서, 선택된 구역으로 진공을 인가하는 단계는 프로브 중 적어도 하나 내의 채널에 진공을 인가함에 의해서 수행되는 방법.
제9항에 있어서, 선택된 구역에 인접하는 필름의 섹션을 향해 열을 안내하는단계를 포함하는 방법.
기판에 접착 필름을 일치시키는 방법이며,

접착제의 층을 갖는 필름을 제공하는 단계와,

접착제층의 일부가 기판과 접촉하도록 기판 상에 필름을 위치시키는 단계와,

상기 필름의 분리된 섹션을 선택하는 단계와,

적어도 하나의 흡입기 프로브를 제공하는 단계와,

프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계와,

개구를 형성하도록 충분한 압력으로 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계와,

상기 기판을 향해 필름의 분리된 섹션을 가압하기 위해서 필름의 분리된 섹션과 기판 사이의 공간으로부터 공기를 흡입하는 단계를 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 필름은 열가소성 필름인 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제13항에 있어서, 필름의 분리된 섹션과 기판 사이의 공간에 인접하는 위치에서 필름의 분리된 섹션을 열 연화시키는 단계를 더 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 필름을 열 연화시키는 단계는 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계 전에 수행되고 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계 전에 수행되고, 필름을 열 연화하는 단계는 필름의 분리된 섹션에 대항하여 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 필름을 열 연화하는 단계 전에 수행되고, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 필름을 열 연화하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 필름을 열 연화하는 단계는 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계 전에 수행되고, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계 전에 수행되고, 필름을 열 연화하는 단계는 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제14항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 필름을 열 연화시키는 단계 전에 수행되고, 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 필름을 열 연화하는 단계 후에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계 전에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계 전에 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 접착제층은 공기 또는 다른 유체의 출구용 채널을 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 필름은 필름에 인가된 그래픽 이미지를 더 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 분리된 섹션은 기판 상의 돌출부에 인접해 있는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 분리된 섹션은 기판에서 만입부를 가교하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나는 원통형 형상을 갖는 접촉부를 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제27항에 있어서, 접촉부는 금속으로 형성된 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 필름 이판(film backing)은 가소성 폴리염화비닐, 폴리오레핀 중합체 및 공중합체 및 폴리에스테르로 구성된 그룹으로부터 선택된 중합 재로를 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 상기 접착제층은 압력 활성식 접착제인 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 필름은 역반사성(retroreflective) 층을 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나를 지지하기 위한 홀더를 제공하는 단계를 더 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제32항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나는 홀더에 대해 이동 가능한 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제32항에 있어서, 필름의 분리된 섹션에 대해 프로브 중 적어도 하나를 가압하는 단계는 홀더에 대하여 프로브 중 적어도 하나를 이동시킴에 의해서 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 적어도 하나의 흡입기 프로브를 제공하는 단계는 다수의 프로브를 어레이로 배열하는 단계를 포함하는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제35항에 있어서, 어레이 내의 프로브는 탄성적으로 장착된 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제35항에 있어서, 어레이의 프로브의 적어도 일부는 어레이의 다른 프로브에 대해 이동 가능한 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
제12항에 있어서, 프로브 중 적어도 하나에 진공을 인가하는 단계는 진공의 원(source)을 포함하는 소형(handheld) 장치로 수행되는 기판에 접착 필름을 일치시키는 방법.
필름 및 기판을 포함하는 조립체이며,

제1항의 방법에 의해서 필름이 기판에 인가되는 조립체.
제39항에 있어서, 필름은 필름에 인가된 그래픽 이미지를 더 포함하는 조립체.
필름 및 기판을 포함하는 조립체이며,

제12항의 방법에 의해서 필름이 기판에 인가되는 조립체.
제41항에 있어서, 필름은 필름에 인가된 그래픽 이미지를 더 포함하는 조립체.