專利名稱：一種用于聚合物涂層的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合物，該組合物能用于制作聚合物涂層背景技術(shù)用于將聚合物涂層涂覆到移動(dòng)網(wǎng)狀材料(web)上的工藝和設(shè)備早已用于地毯、織物(諸如防水織物)、貼花產(chǎn)品(decal)、撓性復(fù)合材料以及其他許多商業(yè)上重要的物品的制造中。在網(wǎng)式基體上涂覆聚合物層早已成為對(duì)技術(shù)產(chǎn)生較大影響的領(lǐng)域。常用的涂覆方法包括浸漬涂敷、桿式涂覆(rod coating)、刮板涂覆、氣刀涂覆、凹版涂覆、正反輥涂覆、狹槽和擠壓涂覆(slot and extrusion coating)、滑動(dòng)涂覆和幕簾涂覆。見(jiàn)Cohen，E.in“Modern Coating and DryingTechnology，”Chap.1，VCH Publishers，ISBN 1-56081-097-1。
下面對(duì)關(guān)于涂覆設(shè)備和工藝的幾個(gè)專利進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。
Zemlin在1975年授權(quán)的美國(guó)專利US 3,891,785中披露了一種用于形成聚亞安酯涂層的無(wú)溶劑的兩部分式系統(tǒng)。在Zemlin的工藝中，快速混合的組合物被沉積在移動(dòng)的織物上?？椢镌诠瓮吭淖饔孟逻\(yùn)送該組合物，該刮涂元件限制向前運(yùn)送的組合物的量并且作為一種涂層將該成散布布在表面上。在該刮涂元件的前面形成一個(gè)輥壓區(qū)。剪切稀釋(shear-thinning)是Zemlin的反應(yīng)混合物的一個(gè)重要特性。當(dāng)沉積在移動(dòng)表面上時(shí)，剪切力很低并且混合物的粘度很高。在輥壓區(qū)中增加剪切力，并且在刮涂過(guò)程中達(dá)到最大。
Herzhoff等在美國(guó)專利US 3,893,410中披露了一種級(jí)聯(lián)涂覆裝置，該裝置具有用于每一種涂覆液體的并且被輸送間隙中斷的傾斜流動(dòng)平面。液體向下流動(dòng)以形成一個(gè)涂覆彎月面并且被涂覆在一個(gè)向上移動(dòng)的片材上。類似地，Russell在美國(guó)專利US 2,761,791中披露了一種工藝，其中四種單獨(dú)的涂覆組合物被泵送到滑動(dòng)表面上，所述涂覆組合物在重力作用下從滑動(dòng)表面上流下以形成單獨(dú)的層，這些單獨(dú)的層向下流向涂覆珠。四層被向上移動(dòng)的網(wǎng)狀材料拾取以在網(wǎng)狀材料上形成一個(gè)四層疊層。
Sitler在美國(guó)專利US 4,139,662中披露了一種涂覆設(shè)備，其中兩種組合物在一個(gè)混合頭中被結(jié)合并且通過(guò)軟管被分配。所述軟管與一種常規(guī)的往復(fù)裝置相連，往復(fù)裝置使軟管的開(kāi)口在一個(gè)流槽的兩端之間往復(fù)移動(dòng)。所述流槽位于一種移動(dòng)的片材上方并且垂直于在其下方移動(dòng)的片材。一個(gè)帶有螺紋的桿位于所述流槽內(nèi)并且測(cè)量從所述流槽通過(guò)狹槽達(dá)到移動(dòng)的網(wǎng)狀片材上的快速反應(yīng)飽和劑。
快速固化化學(xué)物質(zhì)對(duì)于涂覆聚合物涂層是有利的；但是，重要的問(wèn)題是聚合物在涂覆設(shè)備內(nèi)的固化。Mutch在美國(guó)專利US 3,832,427中披露了關(guān)于可被方便地打開(kāi)以進(jìn)行人工清潔(諸如刷洗和刮擦)的設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。在Mutch的設(shè)備中，在操作結(jié)束時(shí)，進(jìn)行控制以提升涂覆裝置壓模使之離開(kāi)工作臺(tái)，清潔用的溶劑和空氣吹過(guò)混合器和涂覆裝置壓模。雖然在完成該工序后，可是Mutch認(rèn)為在壓模打開(kāi)后仍然需要對(duì)壓模通道的內(nèi)表面進(jìn)行人工清潔。
Pipken在美國(guó)專利US 4,345,543中披露了一種用于涂覆移動(dòng)的網(wǎng)狀材料的方法和設(shè)備。在該方法中，涂覆材料從導(dǎo)管被直接供給到一個(gè)涂覆區(qū)中。網(wǎng)狀材料經(jīng)過(guò)所述涂覆區(qū)的一側(cè)。涂覆材料在網(wǎng)狀材料表面和由柔軟膜片支撐的光滑薄膜的表面之間被拉下。柔軟膜片所產(chǎn)生的作用力控制涂層的厚度。
從這些專利和科技文獻(xiàn)中可以看出，人們一直希望提供更有效的、快速的和需要較少資源(即，費(fèi)用低)的新工藝。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，對(duì)設(shè)備的要求是能夠處理快速固化的混合物并且易于清潔。另外，近30年來(lái)，關(guān)于環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題越來(lái)越重要，諸如減少或者消除溶劑以及避免噴涂工藝(這可能導(dǎo)致空氣污染)。
發(fā)明概述在一方面，本發(fā)明提供一種涂覆設(shè)備，包括散布表面；接收支撐件，所述接收支撐件具有與所述散布表面相對(duì)的表面；至少一個(gè)化學(xué)分配器，所述化學(xué)分配器在操作過(guò)程中可將一種聚合物前體組合物分配到所述散布表面上；以及設(shè)置在散布表面和所述接收支撐件之間的一個(gè)區(qū)域中的涂覆區(qū)擾動(dòng)器。優(yōu)選地，所述散布表面和接收支撐件之間具有一定間隙，在操作過(guò)程中，所述聚合物前體組合物可沿著所述散布表面流向所述間隙。在操作過(guò)程中，占據(jù)在所述散布表面和接收支撐件之間的一個(gè)區(qū)域的涂覆區(qū)被涂覆區(qū)擾動(dòng)器干擾。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種涂覆設(shè)備，包括散布表面；網(wǎng)狀材料，所述網(wǎng)狀材料具有與所述散布表面相對(duì)的第一表面；以及至少一個(gè)振動(dòng)化學(xué)分配器，所述振動(dòng)化學(xué)分配器在操作過(guò)程中可將一種聚合物前體組合物分配到所述散布表面上，而不將聚合物前體組合物直接分配到網(wǎng)狀材料或者涂覆區(qū)中。所述散布表面和網(wǎng)狀材料之間具有一定間隙，在操作過(guò)程中，所述聚合物前體組合物可沿著所述散布表面流向所述間隙。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種涂覆設(shè)備，包括設(shè)置在輥上的網(wǎng)狀材料，在操作過(guò)程中，所述網(wǎng)狀材料可隨著輥的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)；所述網(wǎng)狀材料具有上表面和下表面，并具有一定的寬度；化學(xué)分配器，所述化學(xué)分配器能夠?qū)⒁环N聚合物前體組合物分配到所述網(wǎng)狀材料的上表面上；與所述網(wǎng)狀材料的上表面的一部分相對(duì)的第二表面，所述第二表面與網(wǎng)狀材料的上表面相互之間保持一定的間隔，其中第二表面和網(wǎng)狀材料的上表面的最接近部分限定了一個(gè)間隙；以及可移動(dòng)的涂覆區(qū)擾動(dòng)器探頭，在操作過(guò)程中，所述可移動(dòng)的涂覆區(qū)擾動(dòng)器探頭延伸到所述聚合物前體組合物的涂覆區(qū)并且沿著平行于所述網(wǎng)狀材料的寬度方向移動(dòng)。在操作過(guò)程中，在與所述間隙相鄰的位置處形成一個(gè)聚合物前體組合物的涂覆區(qū)。擾動(dòng)器“沿著平行于所述網(wǎng)狀材料的寬度方向移動(dòng)”不限制探頭僅在該方向上移動(dòng)，例如，探頭可以之字形或者波紋狀移動(dòng)。但是，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，探頭沿著平行于片材寬度的方向直線移動(dòng)—這種移動(dòng)方式可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作可靠，并且還能夠?qū)ν扛矃^(qū)提供有效的干擾。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于將一種聚合物涂覆到一個(gè)基體上的工藝，包括形成一個(gè)聚合物前體組合物的涂覆區(qū)，所述涂覆區(qū)的一部分與所述基體的表面接觸；干擾所述聚合物前體組合物的涂覆區(qū)；以及使所述基體經(jīng)過(guò)所述聚合物前體組合物的涂覆區(qū)。
本發(fā)明還提供一種利用涂覆設(shè)備將一種聚合物涂覆到一種基體上的工藝。該涂覆設(shè)備包括散布表面；接收支撐件，所述接收支撐件具有與所述散布表面相對(duì)的表面；以及至少一個(gè)化學(xué)分配器，所述化學(xué)分配器在操作過(guò)程中可將一種聚合物前體組合物分配到所述散布表面上。所述散布表面和接收支撐件之間具有一定間隙，在操作過(guò)程中，所述聚合物前體組合物可沿著所述散布表面流向所述間隙。優(yōu)選地，所述間隙是這樣設(shè)定的，即，重力將散布表面的斜坡上的所述聚合物前體組合物向下拉向所述間隙。該工藝包括使一種聚合物前體組合物通過(guò)一個(gè)涂覆設(shè)備，從化學(xué)分配器直接將一種聚合物前體組合物向下分配到所述散布表面上；在分配聚合物前體組合物的同時(shí)移動(dòng)網(wǎng)狀材料；以及在分配后，利用一種能夠去除在分配器和散布表面上的殘余聚合物前體組合物的清潔溶劑對(duì)分配器進(jìn)行向下沖刷，從而對(duì)分配器和散布表面進(jìn)行清潔。
本發(fā)明還提供一種組合物，該組合物包括二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷的混合物，其中二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷的摩爾比在1∶3至3∶1的范圍內(nèi)；以及利用這種組合物制成的物品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用這種組合物制成的物品在經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后，具有極好的耐洗滌性。
許多所披露的實(shí)施例可提供許多優(yōu)點(diǎn)，諸如無(wú)需使用溶劑或者非反應(yīng)性的稀釋劑，經(jīng)濟(jì)和可靠地處理，使用快速固化的反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生塊叢，可不連續(xù)地處理以及無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間停工即可對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔，即使在相同的生產(chǎn)中也能夠快速改變化學(xué)組分以改變產(chǎn)品性能，利用單個(gè)寬孔分配器進(jìn)行操作，高生產(chǎn)率，在寬的基體上以高的網(wǎng)狀材料速度操作，與多種基體的兼容性，生產(chǎn)光滑的聚合物涂層并且沒(méi)有起皺、膠凝體或者拖尾，和/或者具有極好的所需性能的最終產(chǎn)品，諸如極好的粘附和耐洗滌性能從附圖和下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中可以看出這些和其他優(yōu)點(diǎn)，其中類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件。但是，應(yīng)該理解的是，附圖和說(shuō)明書僅是說(shuō)明性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。
術(shù)語(yǔ)表“涂覆區(qū)擾動(dòng)器”可是一種能夠?qū)σ粋€(gè)涂覆區(qū)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)流動(dòng)產(chǎn)生干擾的靜態(tài)擾動(dòng)器，或者優(yōu)選地是一種諸如移動(dòng)探頭的主動(dòng)式擾動(dòng)器。盡管主動(dòng)式擾動(dòng)器通常能夠干擾涂覆區(qū)內(nèi)的流動(dòng)，但是無(wú)需進(jìn)行流動(dòng)分析以限定主動(dòng)式擾動(dòng)器。
“涂覆區(qū)”是與網(wǎng)狀材料和散布表面接觸的聚合物前體組合物的存儲(chǔ)區(qū)，并且其厚度大于在被涂覆的網(wǎng)狀材料上的涂層厚度。
“散布表面”指的是聚合物涂層組合物可流到的任何表面。
“運(yùn)載支撐件”是用于網(wǎng)狀材料的支撐件。
“間隙”是用于控制涂層厚度的在刮涂元件和接收表面之間的間隔。在許多實(shí)施例中，該間隔的距離改變，在這種(最典型的)情況下，間隙是由刮涂元件和接收表面之間的最接近部分限定的。在許多優(yōu)選實(shí)施例中，散布表面也是刮涂元件。
“可移動(dòng)的基體”指的是能夠移動(dòng)通過(guò)涂覆區(qū)的網(wǎng)狀材料或者其他材料。
“聚合物”指的是規(guī)則或者不規(guī)則地設(shè)置的由至少五個(gè)重復(fù)的單元構(gòu)成的分子。
“聚合的”指的是包括一種聚合物。
“聚合物前體組合物”指的是一種包括反應(yīng)單體、低聚物和/或在處理過(guò)程中反應(yīng)以形成摩爾重量較大的聚合材料的聚合物的組合物。
“接收支撐件”是一種運(yùn)載支撐件或者可移動(dòng)的基體。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是所披露的涂覆設(shè)備的側(cè)視圖。
圖2是圖1的設(shè)備的前視圖和側(cè)視圖。網(wǎng)狀材料和運(yùn)載輥已經(jīng)被去除以便于能夠看到聚合物前體組合物的涂覆區(qū)。該圖的右側(cè)示出了兩種可替換的主動(dòng)擾動(dòng)器設(shè)計(jì)。
圖3是涂覆設(shè)備的一個(gè)前視圖和側(cè)視圖，并且網(wǎng)狀材料和運(yùn)載輥已經(jīng)被去除。箭頭表示流體流動(dòng)的方向。
圖4示出了一種可伸縮的探頭組件。
圖5示出了用于使分配器和涂覆區(qū)擾動(dòng)器探頭的振動(dòng)設(shè)備。
圖6是表示用于將涂層涂覆到網(wǎng)狀材料的生產(chǎn)線的示意性側(cè)視圖。
圖7示出了制備二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷增粘劑的合成方式。
圖8示出了帶卷。
圖9示出了一種防水衣服。
實(shí)施例詳述在描述本發(fā)明的圖示實(shí)施例過(guò)程中，為了清楚起見(jiàn)，使用特定的術(shù)語(yǔ)。但是，本發(fā)明并不限于所選擇的這些詞語(yǔ)，應(yīng)該理解的是，所選擇的每一個(gè)詞語(yǔ)包括所有作用類似的技術(shù)等同形式。
附圖中示出了涂覆設(shè)備5的一個(gè)實(shí)施例，涂覆設(shè)備5包括振動(dòng)化學(xué)分配器10，在操作過(guò)程中，振動(dòng)化學(xué)分配器10來(lái)回振動(dòng)，同時(shí)將一種聚合物前體組合物20分配在可選擇的擋板25和散布表面30上。在所示的實(shí)施例中，散布表面30是涂覆桿32的表面。聚合物前體組合物20在重力作用下向下流入到涂覆區(qū)40中。網(wǎng)狀材料50向下移動(dòng)(在圖1中沿著逆時(shí)針?lè)较?經(jīng)過(guò)涂覆區(qū)40，網(wǎng)狀材料50被聚合物前體組合物涂覆并且作為被涂覆的網(wǎng)狀材料52離開(kāi)運(yùn)載輥60。在操作過(guò)程中，擾動(dòng)裝置70使涂覆區(qū)40擾動(dòng)以防止可能導(dǎo)致涂覆材料在被涂覆的網(wǎng)狀材料52上的不均勻分布的聚合物叢塊的形成?？赏ㄟ^(guò)控制網(wǎng)狀材料50的表面和散布表面30之間的間隙62(即，最短的距離)可改變網(wǎng)狀材料上的涂層厚度。
振動(dòng)化學(xué)分配器10可將聚合物前體組合物分配在散布表面上?？衫帽绢I(lǐng)域已知的各種裝置實(shí)現(xiàn)振動(dòng)。優(yōu)選地，分配器安裝在軌道上并且來(lái)回振動(dòng)。一種適合的商用振動(dòng)器是由Hoerbiger-Origa Corp.，Glendable Heights，IL(無(wú)桿缸體部分no.25-2021/20 x 26-B-M；RS限位開(kāi)關(guān)部分no.2676-0201/5)提供的。振動(dòng)的寬度可被設(shè)定為任何需要的寬度，例如對(duì)于條紋可選擇窄的寬度并且對(duì)于圖案可選擇可變的寬度。通常，振動(dòng)寬度對(duì)應(yīng)于網(wǎng)狀材料50的寬度以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)狀材料的整個(gè)寬度上的均勻涂覆。在一個(gè)用于涂覆網(wǎng)狀材料的整個(gè)寬度的實(shí)施例中，振動(dòng)的寬度為網(wǎng)狀材料寬度的85％至100％；優(yōu)選地為網(wǎng)狀材料寬度的90％至95％。振動(dòng)的速度和周期優(yōu)選地被控制以在散布表面上均勻地分配組合物；實(shí)現(xiàn)這種功能的技術(shù)在本領(lǐng)域是已知的，例如見(jiàn)美國(guó)US 4,209,557。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該分配器也是一種混合器。反應(yīng)組分可由獨(dú)立的管線輸送并且在混合器中混合?；旌掀鞯姆窍薅ㄐ詫?shí)施例包括變速混合器、靜態(tài)混合器和媒體混合器?；旌掀鲀?yōu)選地是一種銷式混合器，銷式混合器是這樣一種裝置，即，具有一個(gè)軸和多個(gè)從該軸向外延伸的銷，軸在一個(gè)腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述腔具有多個(gè)位于腔室的內(nèi)周邊周圍并且向內(nèi)朝向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的銷，位于腔上的銷的位置與位于軸上的銷的位置是交錯(cuò)的。適合的銷式混合器可在市場(chǎng)上獲得。一種適合的銷式混合器的一個(gè)示例是由Max Machinery，Inc.(Healdsburg，California，USA)并且基本上與Max Machinery’s“Urethane Processing SystemInstruction Manual，”pub.No.600-000-350(Rev 1/98)中的46-47頁(yè)中所描述的類似。在該圖中示出的元件14是可用于控制混合分配器的溫度的任意一種熱交換元件。
排出管12可用于將來(lái)自于混合器10的聚合物前體組合物輸送到散布表面30附近。優(yōu)選地，該設(shè)備使用一個(gè)分配器。在次優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)分配器可分配相同或者不同的組合物。例如，可從分開(kāi)的分配器中分配兩種或者多種反應(yīng)組合物。優(yōu)選地，排出管具有一個(gè)寬孔而不是比較容易堵塞而且難于清潔的狹槽、蓮蓬頭或者噴嘴結(jié)構(gòu)。這能夠減少累積在管壁處的凝膠體。如果使用的孔過(guò)大，那么膠凝作用會(huì)使孔的尺寸變小直至達(dá)到湍流，但是存在著凝膠體本身最后會(huì)耗盡的危險(xiǎn)。如果使用的孔過(guò)小，那么會(huì)產(chǎn)生不必要的壓力并且管中的流動(dòng)具有過(guò)大的速度，在散布表面上流動(dòng)太快可能會(huì)影響涂覆過(guò)程。一種優(yōu)選的排出管的橫截面積為0.3至20立方厘米，更優(yōu)選地為1至5立方厘米。盡管本發(fā)明設(shè)備可用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的操作，但是優(yōu)選地用于工業(yè)規(guī)模的操作。因此，分配器應(yīng)該具有輸送量，對(duì)于反應(yīng)組合物(即，不包括溶劑和不起反應(yīng)的稀釋劑)，輸送量?jī)?yōu)選地大于每分鐘3000克(g/min) 。
聚合物前體組合物20被分配到散布表面30上。聚合物前體組合物可能首先被分配到(或者至少部分地分配到)可選擇的擋板25。通常，擋板至少與振動(dòng)長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)。相信，從供給材料到涂覆區(qū)中的流體的速度差越大，達(dá)到良好涂覆效果所需的散布表面也越大，這是由于材料耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到涂覆區(qū)并且連續(xù)地而不是斷續(xù)地進(jìn)入涂覆區(qū)。擋板可提供附加的分配表面區(qū)域并且可有助于形成落在散布表面30上的材料幕簾20。擋板是可選擇的，這是因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些系統(tǒng)中，不使用擋板也可獲得極好的涂覆效果。
散布表面30有助于控制聚合物前體組合物流入到涂覆區(qū)40中。散布表面可具有多種形狀，這些形狀包括但不限于弧形、直的斜坡和曲線形斜坡。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，散布表面具有表面涂層，諸如特富隆(TeflonTM)，以保護(hù)表面并且使其比較容易清潔。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，散布表面覆有一種薄膜，諸如聚乙烯薄膜，在使用后，對(duì)該薄清潔或者扔掉并且換一個(gè)新的。相信，在沒(méi)有先通過(guò)散布表面30的情況下，將組合物直接分配到涂覆區(qū)中可能會(huì)產(chǎn)生不希望的效果，諸如跟隨排出管12的拖尾。由于散布表面能夠使較小的涂覆區(qū)具有進(jìn)入涂覆區(qū)的連續(xù)流，因此散布表面也是具有優(yōu)勢(shì)的。
在圖中所示的實(shí)施例中，散布表面是涂覆桿32表面的一部分。在所示實(shí)施例中，涂覆桿具有凹口34，凹口34可有助于防止不均勻的涂覆效果，諸如起皺；但是，在許多情況下，不使用凹口也可獲得均勻的涂覆效果。在涂覆桿中的溫度變化可能在涂覆桿中產(chǎn)生撓曲和/或彎曲，從而產(chǎn)生涂層厚度的變化。因此，優(yōu)選地諸如利用使一種加熱或者冷卻流體通過(guò)涂覆桿來(lái)積極地控制散布表面的溫度。表面30優(yōu)選地是光滑的以避免聚合物在表面30上固化的凹穴。
涂覆區(qū)40的一邊由散布表面30界定，另一邊由網(wǎng)狀材料50的表面界定。涂覆區(qū)的底部被限定為散布表面30和網(wǎng)狀材料50(在圖l中的間隙62)的最靠近的部分。涂覆區(qū)的頂表面48的寬度優(yōu)選地至少為間隙62的寬度的三倍，優(yōu)選地比間隙62的寬度大100倍至4000倍。在一個(gè)用于工業(yè)制造的實(shí)施例中，頂表面的寬度優(yōu)選地在1厘米至4厘米的范圍內(nèi)。涂覆區(qū)的長(zhǎng)度倍限定為平行于涂覆桿32或者運(yùn)載輥60的軸線的尺寸，高度是垂直于作為間隙62和涂覆區(qū)的頂表面48之間的最短距離的寬度的方向，寬度是垂直于高度和長(zhǎng)度的方向。涂覆區(qū)的高度44較好為1至12厘米，優(yōu)選地為2至5厘米。高度太小(以及體積太小)可能導(dǎo)致不均勻涂覆。高度太大可能會(huì)在涂覆區(qū)內(nèi)形成膠凝體并且導(dǎo)致堵塞、拖尾或者叢塊涂覆。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，涂覆區(qū)的至少一邊為倒弧，優(yōu)選地，兩邊都是倒弧。通常，涂覆區(qū)的每一端是由邊緣擋堰(未示出)界定的。優(yōu)選地使邊緣擋堰的形狀和位置與網(wǎng)狀材料50的表面和散布表面30相符。邊緣擋堰優(yōu)選地應(yīng)該不接觸網(wǎng)狀材料的表面，盡管在一些情況下，最小限度的接觸是可接受的。這樣，可精確地控制涂覆區(qū)的長(zhǎng)度。
在所示實(shí)施例中，間隙62控制涂覆厚度。當(dāng)聚合物前體組合物中沒(méi)有溶劑時(shí)，涂覆厚度在間隙的寬度的50％至100％之間，在固化過(guò)程中具有較小的收縮率。間隙寬度可被調(diào)整以達(dá)到所需的涂覆寬度。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，間隙寬度在25微米和1000微米之間，優(yōu)選地在100和500微米之間。如果需要均勻的涂層，那么重要的是，間隙在所需的涂層寬度上具有恒定寬度。這樣，在優(yōu)選實(shí)施例中，散布表面也用作一個(gè)控制涂層厚度的刮涂元件。在其他實(shí)施例(未示出)中，可利用一個(gè)單獨(dú)的刮涂元件控制涂層厚度。例如，如果網(wǎng)狀材料50的移動(dòng)方向相反，那么設(shè)置在網(wǎng)狀材料表面上的刮涂元件(未示出)可用于控制涂層厚度。
當(dāng)網(wǎng)狀材料50通過(guò)涂覆區(qū)40時(shí)被涂覆以形成被涂覆的網(wǎng)狀材料52。優(yōu)選地，網(wǎng)狀材料50是一種輥到輥的網(wǎng)狀材料線的一部分。本發(fā)明能夠涂覆許多種網(wǎng)狀材料。非限定性示例包括紙、隔離紙、合成織物和天然織物、皮革、機(jī)織織物、無(wú)紡織物、連續(xù)撓性帶、塑料薄膜、復(fù)合物以及模制成一定形狀的撓性模制產(chǎn)品(諸如硅橡膠)。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)狀材料以大卷的形式被購(gòu)買。在其他的實(shí)施例中，網(wǎng)狀材料可在涂覆設(shè)備中處理之前形成；例如，可利用熔化吹制的方法制成無(wú)紡織物網(wǎng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，網(wǎng)狀材料包括嵌在紙載體上的聚乙烯層中的涂覆金屬的玻璃珠；在涂覆聚合物前體組合物并且固化后，可剝離紙載體和聚乙烯層以露出回射片層材料。這樣的回射片層材料制品在授權(quán)于3M公司的早期美國(guó)專利中得到描述，諸如美國(guó)專利US 5,128,804和US 5,200,262。
運(yùn)載輥60優(yōu)選地是光滑和均勻的以適于均勻的涂層；但是，在一些情況下，如果需要的話，可使用一種帶有圖案的運(yùn)載輥以獲得可變的涂層厚度。在運(yùn)載輥上的凸起和碎片可能會(huì)在涂層中產(chǎn)生缺陷。另外，溫度控制和運(yùn)載輥的導(dǎo)熱性可影響輥的熱膨脹，從而使涂覆間隙均勻。運(yùn)載輥優(yōu)選地足夠大以使由于涂覆作用力所產(chǎn)生的機(jī)械彎曲在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)。較大尺寸的涂覆輥也比較容易清潔，因此能夠避免由于累積在輥上的碎片所產(chǎn)生的涂層缺陷。運(yùn)載輥優(yōu)選地是一種可被機(jī)械驅(qū)動(dòng)的或者利用于網(wǎng)狀材料之間的接觸摩擦自由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)輥。非優(yōu)選的是，運(yùn)載輥可具有諸如平床或者靜止輥或者曲面的形狀。
涂覆區(qū)40被擾動(dòng)器70干擾。擾動(dòng)器可是一種靜態(tài)擾動(dòng)器或者主動(dòng)擾動(dòng)器。靜態(tài)擾動(dòng)器是被設(shè)置在涂覆區(qū)內(nèi)的非移動(dòng)板、箔片或者諸如螺旋形桿的復(fù)雜形狀，從而在靜態(tài)擾動(dòng)器周圍產(chǎn)生湍流以干擾涂覆區(qū)內(nèi)的凝膠體形成?？僧a(chǎn)生湍流的諸如螺旋形桿的復(fù)雜形狀通常被稱為靜態(tài)擾動(dòng)器。這與在涂覆區(qū)的一邊的板是在涂覆區(qū)的一側(cè)上的用于在涂覆區(qū)內(nèi)簡(jiǎn)單地產(chǎn)生翻滾流動(dòng)的板是截然不同的—本發(fā)明的靜態(tài)擾動(dòng)器不僅僅是在涂覆區(qū)的一側(cè)上產(chǎn)生翻滾流動(dòng)的刮涂元件。在涂覆區(qū)內(nèi)的翻滾流動(dòng)可在涂覆區(qū)的中心內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)比較靜態(tài)的區(qū)域，導(dǎo)致在該涂覆區(qū)中形成固體材料串。
優(yōu)選地，擾動(dòng)器是一種主動(dòng)的擾動(dòng)器。在一些情況下，一種主動(dòng)擾動(dòng)器可將能量投射到涂覆區(qū)中以干擾固體的形成。一種示例是被浸沒(méi)在涂覆區(qū)中的聲束投射器(諸如換能器頭)。優(yōu)選地，主動(dòng)擾動(dòng)器是一種移動(dòng)探頭70，通過(guò)使移動(dòng)探頭70實(shí)體地移動(dòng)通過(guò)并干擾涂覆區(qū)來(lái)干擾固體的形成。適合的形狀的示例包括直桿、攪拌葉板、尖頭、扁平頭以及沿著平行于涂覆桿的方向延伸的帶或者船。一種多叉的擾動(dòng)器比單叉的擾動(dòng)器效果好，這是由于這更有利于混合。探頭可沿著直線、之字形、波紋狀或者其他的路徑移動(dòng)通過(guò)涂覆區(qū)。在一些實(shí)施例中，探頭可沿著一個(gè)以上的方向移動(dòng)。例如，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，探頭是一種能夠在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿著涂覆區(qū)的長(zhǎng)度方向移動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉板。
圖2中的右側(cè)示出了兩種其他形式的主動(dòng)擾動(dòng)器。直葉板51或者帶有多個(gè)圓形凸起或者銷的桿53可位于涂覆區(qū)中并且沿著涂覆區(qū)的長(zhǎng)度，能夠圍繞它們的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)。
在一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，探頭70與振動(dòng)分配器10相連。該結(jié)構(gòu)是經(jīng)濟(jì)的并且確保在整個(gè)振動(dòng)長(zhǎng)度上混合?？衫脦в新菁y的探頭安裝部件78或者其他適合的裝置實(shí)現(xiàn)這種連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，探頭與振動(dòng)分配器是分開(kāi)驅(qū)動(dòng)的。
圖4中示出了一種優(yōu)選的探頭組件71。氣缸74可使探頭固定件73向上或者向下移動(dòng)。上部位置是備用位置并且下部位置是工作位置。多軸線工作臺(tái)76具有用于使探頭70的工作位置前后和上下移動(dòng)(與部件73、74、77和78一起)的圓形凸起(未示出)(這種調(diào)節(jié)比氣缸的上下移動(dòng)更精細(xì))。氣缸通過(guò)安裝板77與多軸線工作臺(tái)相連。探頭之間的間隔是由探頭固定件73的形狀確定的。改變探頭固定件的形狀能夠使探頭的間隔變得更窄或者更寬。
圖5中示出了振動(dòng)設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的前視圖。分配器10和分配器馬達(dá)81通過(guò)支撐缸體83與分配器臺(tái)車組件82相連。分配器臺(tái)車組件82與驅(qū)動(dòng)帶84相連并且在支撐輪88上的主導(dǎo)軌86上被拉動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪90被安裝在主導(dǎo)軌86上。驅(qū)動(dòng)輪由電動(dòng)馬達(dá)(未示出)提供動(dòng)力并且驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)臺(tái)車組件82使其沿著導(dǎo)軌86和98來(lái)回移動(dòng)。臺(tái)車組件具有一組包括12個(gè)支撐輪88(8個(gè)在主導(dǎo)軌86上，4個(gè)在導(dǎo)軌98上)。供給管線92將化學(xué)物質(zhì)從儲(chǔ)放容器(未示出)輸送到分配器10。供給管線92沿著支撐導(dǎo)軌98振動(dòng)以使供給管線與分配器臺(tái)車組件82一起振動(dòng)。
聚合物前體組合物20包含能夠反應(yīng)以形成摩爾重量較高的種類的反應(yīng)性化學(xué)組分。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，組合物的粘度增大。本發(fā)明的設(shè)備和方法廣泛地適用于范圍很廣的聚合物化學(xué)上。通常，聚合物前體組合物是熱反應(yīng)的(包括在室溫或者低于室溫的溫度下的熱反應(yīng))?！盁岱磻?yīng)”組合物是無(wú)需光子能反應(yīng)以在低剪切率下形成高粘度組合物的組合物(這種粘度變化是由于在組合物中形成了摩爾重量較高的種類)。但是，該組合物還包括或者以替換的形式包括能夠在存在光子能的情況下反應(yīng)以形成粘度增大的化合物的光子反應(yīng)化學(xué)系統(tǒng)。例如，該組合物可包含一種能夠在暴露在光子下產(chǎn)生路易斯酸并因此催化聚合反應(yīng)的市售催化劑。優(yōu)選的是，該化學(xué)系統(tǒng)在低于300EC的溫度下熱反應(yīng)，溫度在200EC下較好，優(yōu)選地在80EC和120EC之間。
化學(xué)系統(tǒng)的非限定性示例包括用于形成聚亞安酯、聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚烯烴、聚脲、聚乙烯、氯丁橡膠、嵌段共聚物、有序和無(wú)序的共聚物以及聚合物的混合物。例如，眾所周知，多元醇和異氰酸鹽可反應(yīng)以形成聚亞安酯，二胺和異氰酸鹽可反應(yīng)以形成聚脲，環(huán)氧化合物可與二胺或者二醇反應(yīng)以形成環(huán)氧樹脂，丙烯酸脂單體或者低聚物可被聚合以形成聚丙烯酸酯，二酸可與二醇或者二胺反應(yīng)以形成聚酯或者聚酰胺。適合的系統(tǒng)的示例可在Crandall，美國(guó)專利US 5,645,938，WO 99/06858，和WO 96/16343，美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.08/797,062；Melby，美國(guó)專利US 4,876,308；Moren，美國(guó)專利US 5,587,502；以及Fleming，美國(guó)專利US 5,976,669和美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.09/335,068中找到。
聚合物前體組合物也可包含諸如增粘劑(諸如硅烷增粘劑，其中聚合物被粘結(jié)到二氧化硅、鋁或者其他含羥基的表面)、分散劑、表面矯正劑、染料、阻燃劑、填充物、溶劑、交聯(lián)劑、增塑劑、反應(yīng)性稀釋劑(諸如聚丙烯單體)、絮片體、顏料、熱和紫外線穩(wěn)定劑、反射顆粒、球(諸如玻璃球)和催化劑的改良劑。
優(yōu)選地，聚合物前體組合物基本上不包含溶劑。在其他優(yōu)選實(shí)施例中，聚合物前體組合物包含重量百分比小于10％的非反應(yīng)性組分，重量百分比小于5％較好，聚合物前體組合物優(yōu)選地不包含任何非反應(yīng)性組分，即不包含除催化劑以外不發(fā)生反應(yīng)以形成共價(jià)鍵的組分。
利用具有多個(gè)儲(chǔ)放容器并且具有來(lái)自于各個(gè)容器的供給管線的設(shè)備通過(guò)改變來(lái)自于所選擇的容器的流量、接通或者斷開(kāi)流動(dòng)和/或改變?nèi)萜髂軌蚩焖俚馗淖兺扛步M合物的化學(xué)性質(zhì)?？稍谝淮尾僮髦懈淖兘M合物。例如，該方法開(kāi)始生產(chǎn)用于防雨的涂覆織物，接著通過(guò)改變流量，立刻變?yōu)樯a(chǎn)用于鞋襪的涂覆織物。
所述實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可利用較快的固化化學(xué)性能形成光滑涂層。這樣，聚合物前體組合物的特征在于其固化時(shí)間。在本發(fā)明中，利用下列測(cè)試確定固化時(shí)間。在混合后立即采集聚合物前體組合物的試樣。當(dāng)組合物從分配器管排出時(shí)，或者如果涂覆區(qū)中進(jìn)行混合，在涂覆區(qū)中混合后立即采集聚合物前體組合物。立即將所收集的聚合物前體組合物轉(zhuǎn)移，并且利用Brookfield Spindle No.3以每分鐘0.3轉(zhuǎn)在Brookfield Viscometer中進(jìn)行測(cè)試。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，聚合物前體組合物在30分鐘或者更低的時(shí)間(即固化時(shí)間為30分鐘或者更低)內(nèi)達(dá)到至少300,000厘泊(cp)；聚合物前體組合物在2至20分鐘的時(shí)間內(nèi)達(dá)到至少300,000厘泊(cp)較好；優(yōu)選地在4至10分鐘的時(shí)間內(nèi)。過(guò)快的固化時(shí)間可能是不希望的，這是因?yàn)闀?huì)形成拖尾。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不要求聚合物前體組合物是一種剪切稀釋材料。這樣，在單獨(dú)的實(shí)施例中，聚合物前體組合物可被選擇以是剪切稀釋材料或者是基本上不剪切稀釋的材料。
在另一個(gè)方面，提供包含或者由這樣一種預(yù)聚合物構(gòu)成的組合物，即該預(yù)聚合物是由摩爾比(二異氰酸鹽∶二醇)在2∶1至10∶1的范圍內(nèi)的二異氰酸鹽(OCN-X-NCO)和二醇的混合物構(gòu)成的，摩爾比(二異氰酸鹽∶二醇)在3∶1至5∶1的范圍內(nèi)較好，優(yōu)選地為4∶1。一種優(yōu)選的二醇的摩爾重量(平均重量)在1000至10000的范圍內(nèi)。二異氰酸鹽可是已知的任何能夠形成聚亞安酯或者包含聚合物的尿烷的二異氰酸鹽。一種優(yōu)選的二異氰酸鹽的示例是二苯甲烷二異氰酸鹽(MDI)并且優(yōu)選的二醇的一個(gè)示例是市售的diol Capa 720TM，它是一種摩爾重量(平均重量)為2000的二醇。以二異氰酸鹽和二醇的這個(gè)比例制成的預(yù)聚合物在諸如穩(wěn)定性和安全性等方面具有優(yōu)勢(shì)。二異氰酸鹽和二醇的比例太低的預(yù)聚合物可能會(huì)形成過(guò)高的粘度并且可能不適于儲(chǔ)放或者泵送。另一方面，沒(méi)有轉(zhuǎn)化成預(yù)聚合物的異氰酸鹽(例如沒(méi)有與二醇進(jìn)行反應(yīng))會(huì)揮發(fā)并且?guī)?lái)環(huán)境和安全問(wèn)題，諸如呼吸疼痛。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)聚合物在與其他材料反應(yīng)之前被儲(chǔ)放的時(shí)間大于1小時(shí)，多于1天較好。優(yōu)選地，預(yù)聚合物被穩(wěn)定儲(chǔ)放以使其在10天的時(shí)間里粘度變化小于10％。該預(yù)聚合物的所需性能適于多種方法，因此，這種預(yù)聚合物的使用不限于這里所述的涂覆方法。
為了制成最終的涂覆組合物，預(yù)聚合物預(yù)附加的多元醇反應(yīng)。優(yōu)選地，該預(yù)聚合物與足以與預(yù)聚合物組合物中的所有異氰酸鹽反應(yīng)的一定量的多元醇反應(yīng)。該多元醇可被一種類型的多元醇構(gòu)成(諸如，由Solvay Interox of Chesire，UK出售的“pure”Capa 720TM)或者優(yōu)選地由幾種多元醇構(gòu)成(諸如二醇和三醇的混合物)。加入三醇可產(chǎn)生強(qiáng)度更高且撓性較低的涂層。盡管預(yù)聚合物被儲(chǔ)放數(shù)周或者數(shù)月，但是在加入附加的多元醇之后所形成的組合物趨于快速固化到不適于涂覆的高粘度狀態(tài)。因此，該組合物優(yōu)選地在混合后不久被涂覆到一個(gè)基體上，在與附加的多元醇混合后，在小于20分鐘的時(shí)間內(nèi)將所述涂覆組合物涂覆到基體上較好，優(yōu)選地在小于10分鐘的時(shí)間內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在即將分配之前，預(yù)聚合物在混合頭10中與附加的多元醇混合。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)聚合物和附加的多元醇從不同的分配器中獨(dú)立分配并且在涂覆區(qū)中結(jié)合。
已經(jīng)驚訝地發(fā)現(xiàn)，利用增粘劑的混合物可獲得超級(jí)涂層。特別是，已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，與僅包含純二烷氧基或者三烷氧基增粘劑的組合物相比，利用包含二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷的混合物的組合物可獲得超級(jí)涂層。三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷優(yōu)選地具有如Moren等在美國(guó)專利US5,587,502中所描述的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，其結(jié)構(gòu)是(HO)-CR1R2-CR3R4-[CR5R6]m-O-C(O)-NR7-R8-SiR9(3-n)(OR10)n，其中R1、R2、R3、R4、R6和R9分別是獨(dú)立的氫，一個(gè)具有1至18(優(yōu)選地1至6)個(gè)碳原子的線性的、枝狀的或者環(huán)狀的烴基，1至3個(gè)非末端的氧、硫、氮或者羰基可包括在烴基的烴主鏈中并且可用鹵素、硝基或者氰基代替，或者每一個(gè)具有1至18(優(yōu)選地1至6)個(gè)碳原子的烴基，烷氧基，烷基硫，二烷基氨或者烷氧羰基；R7是氫或者一個(gè)具有1至18(優(yōu)選地1至6)個(gè)碳原子的線性的、枝狀的或者環(huán)狀的烴基，1至3個(gè)非末端的氧、硫、氮或者羰基可包括在烴基的烴主鏈中；R8是一個(gè)具有至少2個(gè)(優(yōu)選地2至10)個(gè)碳原子的線性的、枝狀的或者環(huán)狀的烴基；R10是一個(gè)具有至少2個(gè)(優(yōu)選地2至6)個(gè)碳原子的線性的、枝狀的或者環(huán)狀的烴基，1至3個(gè)非末端的氧、硫、氮或者羰基可包括在烴基的烴主鏈中；m是0、1或者2；以及n是0、1、2或者3。術(shù)語(yǔ)“二烷氧基”指的是具有兩個(gè)與末端硅相連的烴基(Si-(OR)2)，術(shù)語(yǔ)“三烷氧基”指的是具有三個(gè)與末端硅相連的烴基(Si-(OR)3)。僅利用三烷氧基增粘劑制成的涂層在它們老化時(shí)可能會(huì)脆化，而僅利用二烷氧基增粘劑制成的涂層具有低的剛度。通過(guò)試驗(yàn)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使二烷氧基增粘劑和三烷氧基增粘劑混合，可獲得具有極好粘附性和強(qiáng)度的涂層并且在它們老化時(shí)具有較低的脆性。在實(shí)例部分中對(duì)利用二烷氧基增粘劑、三烷氧基增粘劑以及二烷氧基增粘劑和三烷氧基增粘劑的混合物進(jìn)行的一組試驗(yàn)進(jìn)行描述。
羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷特別適用于增強(qiáng)具有氫氧基的表面或者可被改性以具有氫氧基的表面的粘附性能。優(yōu)選地，用于形成聚亞安酯的組合物包括重量百分比為0.1至10％的羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷增粘劑，重量百分比優(yōu)選地為2至6％。在一種優(yōu)選的組合物中，羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷增粘劑包括以在1∶3至3∶1的范圍內(nèi)，1∶2至2∶1較好，優(yōu)選地為1∶1的摩爾比(二烷氧基摩爾數(shù)∶三烷氧基摩爾數(shù))加入的二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷增粘劑。一種優(yōu)選的增粘劑混合物包括2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1-二乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPDEMSC)和2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1，1-三乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPTESC)。HPDEMSC和HPTESC可以圖7中所示的方式被制備。
用于實(shí)施該涂覆方法的工藝條件可被控制以適應(yīng)所用的特定化學(xué)性能。該設(shè)備的每一個(gè)部件可具有其自身的溫度控制。在常規(guī)的方法中，涂層混合物通常包含溶劑以降低粘度。通常，較高的溫度形成較低的粘度；但是，較高的溫度也導(dǎo)致可產(chǎn)生快速聚合較快的反應(yīng)性以及過(guò)高的粘度和堵塞的設(shè)備和/或不均勻涂層。所述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是利用涂覆區(qū)擾動(dòng)器能夠在具有很少的溶劑或者沒(méi)有溶劑的情況下和在不適于無(wú)干擾處理的溫度條件下進(jìn)行操作。振動(dòng)速度優(yōu)選地足夠大以使涂覆區(qū)中的任何部分都不會(huì)缺少涂覆材料，但是不能太快以使設(shè)備搖晃。這樣，振動(dòng)優(yōu)選地在10至40周/分鐘之間，其中每一周在0.5至3米之間(一周是完整的前后通路)。優(yōu)選地，網(wǎng)狀材料的速度至少為3米/分鐘，優(yōu)選地在10至50米/分鐘之間。
圖6中示出了包括本發(fā)明設(shè)備的生產(chǎn)線600的整個(gè)示意圖。開(kāi)卷610包括網(wǎng)狀材料50卷，網(wǎng)狀材料50卷經(jīng)過(guò)輥612并且被輥615高架輸送。接著網(wǎng)狀材料經(jīng)過(guò)輥617并且向下移動(dòng)到涂覆桿32和運(yùn)載輥60之間。被涂覆的網(wǎng)狀材料52再次向上被輸送經(jīng)過(guò)輥619并且進(jìn)入到固化爐620中。第二網(wǎng)狀材料640在輥642處開(kāi)卷，經(jīng)過(guò)輥644，并且在層壓工位650處利用由輥645所施加的壓力將第二網(wǎng)狀材料640層壓在被涂覆的網(wǎng)狀材料52的涂覆表面上。接著，疊層材料(網(wǎng)狀材料640/聚合物涂層/網(wǎng)狀材料50)進(jìn)入到第二固化爐660中，向下經(jīng)過(guò)輥665并且被卷繞在輥670上。
利用本發(fā)明的設(shè)備和工藝可制造多種物品。這些物品可顯示多種所需的性能，諸如持久性、撓曲性、耐磨性、耐洗滌性能。本發(fā)明方法也可用于生產(chǎn)泡沫層。
圖8示出了被層疊在隔離片材830上的帶卷800。所述帶可是一個(gè)表面上具有珠并且另一個(gè)表面上具有壓敏粘結(jié)劑的回射片材。在這種情況下，可利用這樣一種工藝來(lái)制造該物品，即，其中當(dāng)回射片材(諸如紙/聚乙烯/玻璃珠/蒸鍍的鋁的疊層)通過(guò)涂覆區(qū)40時(shí)涂覆有一個(gè)粘結(jié)劑層840。在圖6中所示的設(shè)備中，回射片材可被涂覆有一種粘結(jié)劑層，在爐620中部分固化，在650中與一種無(wú)紡織物層疊并且在爐660中固化。該紙/聚乙烯層可被剝離并且利用壓敏粘結(jié)劑將一種隔離層施加在無(wú)紡織物的背面。結(jié)合該帶的物品，特別是在該帶是回射的情況下，包括防護(hù)帽、摩托車、鞋和衣服。
圖9示出了利用本發(fā)明的設(shè)備和工藝制造的織物所制成的雨衣900。優(yōu)選地，利用本發(fā)明的工藝對(duì)整個(gè)織物910進(jìn)行涂覆。另外/或者可利用本發(fā)明的工藝制造諸如回射帶920的帶材并且將其縫制或者粘接到衣服上。
所述實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是便于清潔。在涂覆過(guò)程是不連續(xù)的情況下，諸如當(dāng)更換或者修補(bǔ)網(wǎng)狀材料或者在其他停工時(shí)間里，可能出現(xiàn)的問(wèn)題是反應(yīng)性組分可能在分配器內(nèi)或者在散布表面上固化。在本發(fā)明中，通過(guò)使一種清潔溶液通過(guò)化學(xué)分配器可方便地解決該問(wèn)題。當(dāng)清潔溶液通過(guò)分配器時(shí)，分配器可在散布表面上振動(dòng)，從而快速地和自動(dòng)地清潔包括散布表面30和運(yùn)載輥60的受到影響部分的該設(shè)備。優(yōu)選地，這通過(guò)在化學(xué)分配器中的一個(gè)獨(dú)立的清潔溶液供給管線來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的清潔溶液包括熱二價(jià)酸酯(DBE)和諸如丁酮的有機(jī)溶劑。在停工過(guò)程中，也可將化學(xué)分配器移動(dòng)到一個(gè)下方帶有下水管(也未示出)的機(jī)架(未示出)，并且使清潔溶液通過(guò)分配器進(jìn)入下水管。
僅選擇下列實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)和其他細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)該理解的是，盡管實(shí)例具有這樣的作用，但是所用的特定的組合物以及數(shù)量和其他條件和細(xì)節(jié)不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。
實(shí)例實(shí)例1從Max Machinery，Inc.，Healdsburg，CA獲得一種尿烷生產(chǎn)設(shè)備。該設(shè)備包括攪拌車、主車、流體運(yùn)輸管線以及與導(dǎo)軌相連的銷式混合器，銷式混合器在導(dǎo)軌振動(dòng)。該設(shè)備的一些方面與在Max Machinery網(wǎng)站，www.Maxmachinery.com上示出的一些類似(例如，線性引導(dǎo)系統(tǒng))。關(guān)于該設(shè)備的其他信息可見(jiàn)“Urethane Processing SystemInstruction Manual，”公開(kāi)號(hào)為no.MM 600-000-350(Rev.1/98)MaxMachinery，Inc.中。用于制造被涂覆的網(wǎng)狀材料的各種部件示出在圖1-6中。銷式混合器具有與來(lái)自于容器A-E的五個(gè)獨(dú)立的流體輸送管線相連的入口。在注入銷式混合器之前，管線A和B結(jié)合在一個(gè)注射器中，管線C、D和E結(jié)合在一個(gè)注射器中。
攪拌車包括容器F、G、H和I(見(jiàn)表1)。攪拌車測(cè)量和攪拌四種組分并且通過(guò)一個(gè)管線將攪拌的材料提供給主車上的容器D。包含容器A-E的主車泵送并測(cè)量在獨(dú)立的管線中的組分并提供給如表1和表2中所示的振動(dòng)銷式混合器。Vibrathane 9041是一種通過(guò)以4∶1的摩爾比使Mondur ML(MDI)和Capa 720TM反應(yīng)制備的異氰酸鹽預(yù)聚合物。硅烷氨基甲酸酯是重量為50/50的如圖7中所示的方式制備的2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1-二乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPDEMSC)和2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1，1-三乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPTESC)的溶液。HPDEMSC是利用下列步驟合成的195.6磅(430公斤)的3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷被加入到一種清潔的、干燥的50加侖的反應(yīng)器。反應(yīng)器被加入到50℃。104.4磅(230公斤)的丙烯碳酸酯被逐滴加入，利用攪拌使反應(yīng)器保持在48-52℃。在所有的丙烯碳酸酯被加入后，在50℃對(duì)反應(yīng)攪拌5小時(shí)。接著將反應(yīng)混合物冷卻到30℃并且利用氣相色譜儀檢測(cè)純度。HPTESC是利用下列步驟合成的205.3磅(452公斤)的3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷被加入到一種清潔的、干燥的50加侖的反應(yīng)器。反應(yīng)器被加入到50℃。97.4磅(208公斤)的丙烯碳酸酯被逐滴加入，利用攪拌使反應(yīng)器保持在48-52℃。在所有的丙烯碳酸酯被加入后，在50℃對(duì)反應(yīng)攪拌5小時(shí)。接著將反應(yīng)混合物冷卻到30℃并且利用氣相色譜儀檢測(cè)純度。
表1尿烷前體組合物

*容器F-I中的組分以這些流量被泵送到容器D中直至容器D充滿，此時(shí)來(lái)自于容器F-I的流動(dòng)被斷開(kāi)直至容器D接近排空，此時(shí)恢復(fù)泵送。
**二月桂酸二丁基錫表2溫度條件

被分配材料的總流量為4,692g/min。分配態(tài)的組合物具有7分鐘的膠凝時(shí)間，意味著如果10毫升被分配到一個(gè)小瓶中，7分鐘后，如果試樣被傾斜至水平，溶液30秒內(nèi)可流小于5毫米。網(wǎng)狀材料的輸送速度為80英尺/分鐘并且在涂覆桿和網(wǎng)狀材料之間的間隙大約為10毫英寸(0.25毫米)。
溶液在涂覆區(qū)的正上方以振動(dòng)的方式被分配到涂覆桿上以使組合物可從涂覆桿留下進(jìn)入到涂覆區(qū)。銷式混合器以50英寸/秒(125厘米/秒)的速度振動(dòng)。在適當(dāng)位置處具有邊緣擋堰的振動(dòng)器在網(wǎng)狀材料的中心部分中橫向移動(dòng)大約46英寸(120厘米)以在52英寸(131厘米)的網(wǎng)狀材料上涂覆大約51英寸(129厘米)的寬度。振動(dòng)器在網(wǎng)狀材料中心的右側(cè)或者左側(cè)7.5英寸之間交替停止。停止的頻率為一次1.5周期，但是可根據(jù)需要從一次0.5至5.0周期調(diào)節(jié)以維持均勻的涂覆區(qū)。除了間歇停止，速度從停止點(diǎn)上下起伏并且在邊緣附近減慢并且轉(zhuǎn)向，銷式混合器在網(wǎng)狀材料的寬度上以恒定的速度來(lái)回移動(dòng)。一個(gè)帶有雙叉的探頭從銷式混合器延伸到輥壓區(qū)的中心并且與分配溶液一起振動(dòng)。探頭混合在輥壓區(qū)中的溶液以避免膠凝體顆粒的累積。
為了使涂覆桿保持直線(該桿將由于涂覆壓力和熱膨脹而彎曲)，通過(guò)使66EC乙二醇/水流過(guò)涂覆桿的芯部使涂覆桿保持150EF(66EC)的溫度。
運(yùn)載網(wǎng)狀材料是一側(cè)涂覆有聚乙烯的牛皮紙。聚乙烯被涂覆有直徑為60微米的高折射率的玻璃珠，玻璃珠蒸鍍有200埃的鋁。這種網(wǎng)狀材料已經(jīng)在多個(gè)現(xiàn)有的專利中描述，諸如美國(guó)專利US 5,128,804和US5,200,262。
被涂覆的網(wǎng)狀材料以220EF(104FC)的溫度通過(guò)180英尺的空氣浮選爐，接著100％聚酯織物(Milliken & Co.)被層壓在涂層上。接著網(wǎng)狀材料通過(guò)220EF(104FC)的具有500英尺網(wǎng)狀材料路徑的爐。接著網(wǎng)狀材料被卷成大約1000碼(900米)的大卷。實(shí)例2和比較例3和4實(shí)例2和比較例3和4顯示了由于利用包含二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲酰基亞烷基-烷氧基硅烷增粘劑的混合物的組合物所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。制造這些測(cè)試試樣的步驟如下Capa 720，SynFac8009，Voranol 234-630(now Perstorp TP30)，DBTDL，以及2，2′-二碼啉二乙醚(dimorpholinodiethylether，DMDEE)被加入到8盎司的玻璃瓶，攪拌并且5分鐘脫氣到小于1托的真空度。Vibrathane 9041和硅烷氨基甲酸酯接著被加入并且混合物被攪拌。利用設(shè)定為6毫英寸的間隙的凹口桿涂覆器使粘結(jié)劑被涂覆到回射片材(紙/聚乙烯/玻璃珠/蒸鍍的鋁涂層)。涂覆有粘結(jié)劑的載體被放置在一個(gè)爐中并且在200°F固化2分鐘，接著來(lái)自于Milliken & Company的100％聚酯織物被涂覆到未干的粘結(jié)劑上，然后將試樣放回到爐中在200°F(104EC)固化10分鐘。在1-2周后剝離載體。

根據(jù)美國(guó)專利US 5,976,669中所述的步驟使所得到的物品被縫制到織物上并且對(duì)工業(yè)耐洗滌性能(“IW”)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)試樣進(jìn)行工業(yè)耐洗滌性能測(cè)試，作為時(shí)間的函數(shù)，利用10個(gè)洗滌和干燥的周期(在Maytag轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)或者隧道式干燥室中)并且測(cè)量回射性能(用新國(guó)際燭光/勒克司/平方米，即candelas/lux/m2表示)。開(kāi)始(在洗滌之前)每一個(gè)試樣的回射值為550。比較例中的試樣一起被洗滌和干燥。從6周開(kāi)始(對(duì)于比較例為8周)，實(shí)例2的試樣與比較例一起被洗滌和干燥。結(jié)果見(jiàn)下表

對(duì)于所需的性能水平，回射織物應(yīng)該保持至少100的回射值。優(yōu)選地，回射織物在時(shí)效處理后保持足夠的耐洗滌性能，在至少80周的時(shí)效處理后，接著進(jìn)行10個(gè)周期的工業(yè)洗滌和干燥，織物保持保持至少100的回射值。從數(shù)據(jù)中可以看出，由于對(duì)僅包含二烷氧基增粘劑的組合物進(jìn)行聚合所形成的涂覆織物顯示很差的耐洗滌性能。比較例4，由僅包含三烷氧基增粘劑的組合物制成的涂覆織物顯示了很好的初始耐洗滌性能；但是，發(fā)現(xiàn)，耐洗滌性能隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低，在8 1周后，物品在經(jīng)過(guò)10個(gè)洗滌周期后具有很低的回射值。相信，性能降低是由于隨著時(shí)間的增長(zhǎng)導(dǎo)致脆化的慢交聯(lián)反應(yīng)而導(dǎo)致的。相比，由包含二烷氧基增粘劑和三烷氧基增粘劑的混合物的組合物制成的回射織物在幾周的時(shí)效處理后顯示很好的耐洗滌性能，即使在經(jīng)過(guò)78周的時(shí)效處理后。發(fā)現(xiàn)在利用上述的干擾-涂覆區(qū)的工藝制成的涂覆織物中也具有類似的良好結(jié)果。
另外，令人驚奇的是，初步的結(jié)果表示由二烷氧基增粘劑和三烷氧基增粘劑的混合物制成的材料與由二烷氧基增粘劑自身或者三烷氧基增粘劑自身制成的材料相比，具有較低的楊氏模數(shù)。
可在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。因此，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于上述內(nèi)容，但由后面的權(quán)利要求及其等同限定的。還應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以缺少這里非特別披露的任何元件的情況下實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種組合物，包括二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷的混合物，其中二烷氧基和15三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛?烷氧基硅烷的摩爾比在1∶3至3∶1的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物包括可在低于200℃的溫度下熱反應(yīng)的多元醇和異氰酸鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物包括重量百分比小于10％的非反應(yīng)組分。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物包括重量百分比小于5％的非反應(yīng)25組分。
5.如權(quán)利要求4所述的組合物基本上不包含溶劑。
6.如權(quán)利要求4所述的組合物具有2至20分鐘的固化時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物包括由包含二異氰酸鹽的混合物與在二異氰酸鹽中的二醇反應(yīng)所形成的預(yù)聚合物，二醇的摩爾比在3∶1至5∶1的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物包括由包含二異氰酸鹽的混合物與在二異氰酸鹽中的二醇反應(yīng)所形成的預(yù)聚合物，二醇的摩爾比約為4∶1。
9.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，所述預(yù)聚合物在室溫下可穩(wěn)定儲(chǔ)放，在10天的時(shí)間內(nèi)其粘度小于10％。
10.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，在二烷氧基和三烷氧基增粘劑中的烷氧基團(tuán)是從包括乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和己氧基的一組基團(tuán)中獨(dú)立地選擇出來(lái)的。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物是剪切稀釋的。
12.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述增粘劑包括2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1-二乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPDEMSC)和2-羥基-1-甲基乙苯1N-[3-(1，1，1-三乙氧基-1-甲基硅基)丙基)氨基甲酸鹽(HPTESC)。
13.一種物品包括一種聚合物涂層，其特征在于，所述聚合物涂層是利用權(quán)利要求1所述的組合物制成的。
14.如權(quán)利要求13所述物品，其特征在于，所述聚合物包括聚亞安酯。
15.如權(quán)利要求13所述物品，其特征在于，所述涂層被沉積在回射片層上。
16.如權(quán)利要求14所述物品，其特征在于，所述物品包括一種回射織物，所述回射織物在經(jīng)過(guò)至少80周的時(shí)效處理后，在經(jīng)過(guò)10個(gè)工業(yè)洗滌和干燥周期后具有至少100新國(guó)際燭光/勒克司/平方米的回射性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合物，該組合物包括二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲?；鶃喭榛檠趸柰榈幕旌衔?，其中二烷氧基和三烷氧基羥基亞烷基氨基甲酰基亞烷基－烷氧基硅烷的摩爾比在1∶3至3∶1的范圍內(nèi)；以及利用這種組合物制成的物品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用這種組合物制成的物品在經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后，具有極好的耐洗滌性。
文檔編號(hào)C09D183/04GK1651532SQ20051000473
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者羅伯特·J·弗萊明, 邁克爾·E·梅赫西科莫, 大衛(wèi)·J·施賴菲爾斯, 斯蒂文·H·戈茨 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司