專利名稱：使用傳送涂布來(lái)施加薄涂布層的制作方法
使用傳送涂布來(lái)施加薄涂布層
背景技術(shù)：
目前，需要通過(guò)在連續(xù)幅材上涂布兩層或更多層流體制成的高性能涂布制品?？墒褂脝螌油坎脊に囃坎剂黧w，使得依次地涂布流體，其中每層完成干燥、固化等步驟后，再涂布下一層。鑒于例如效率和成本等原因，采用將流體同時(shí)或接近同時(shí)涂布到幅材上的多層涂布工藝通常是更為理想的。多層涂布工藝所用的涂敷器可設(shè)計(jì)為遞送多種流體，但如果要同時(shí)涂布流體時(shí)則通常并非如此。即，為了同時(shí)涂布一組給定流體，用于多層涂布方法中的具體的涂敷器和加工條件通常決定流體就例如表面張力、粘度等特定的性能會(huì)多么的不同?；缀妥罱咏谒龌壮练e的層之間的相互作用也需要考慮。因此，需要可同時(shí)涂布彼此性質(zhì)截然不同的流體的多層涂布方法。還需要增加難以用于進(jìn)行基底涂布的材料類型的多層涂布方法。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)已確定涂層可以比其流變性和/或表面性質(zhì)通常所允許的更薄的層形式施加到基底上。這是通過(guò)使用由一個(gè)涂布模狹槽分配的傳送層充當(dāng)“動(dòng)態(tài)橡皮掃帚”以將由不同涂布模狹槽分配的另一涂布層展布并均勻涂布到基底上來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳送層的流變性的操作以及分配傳送層的涂布模狹槽的實(shí)體定位的操作都可用作處理參數(shù)以實(shí)現(xiàn)適合特定目的的基礎(chǔ)涂布層的展布量。從而，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明在于一種涂布基底的方法，其包括以下步驟:提供具有第一狹槽寬度的第一涂布模；提供具有第二狹槽寬度的第二涂布模；將第一涂布流體從所述第一涂布模施加到基底上，形成第一涂布層；將粘彈性第二涂布流體從所述第二涂布模施加到所述基底上的所述第一涂布層上，形成第二涂布層；以及改變第二涂布模和基底之間的間隙以增加寬度并減小基底上的第一涂布層的厚度。


本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明的討論僅是針對(duì)示例性實(shí)施例的描述，其并不旨在限制本發(fā)明的更廣泛的方面，其中更廣泛的方面體現(xiàn)在示例性構(gòu)造中。圖1示出利于實(shí)施本發(fā)明的方法的涂布裝置的示意圖。圖2是描繪實(shí)例1、2和3的涂布幅材的一段的面平面圖。圖3是用于實(shí)施本發(fā)明的方法的替代性涂布裝置的俯視圖。圖4是層合于根據(jù)本發(fā)明的方法制成的基底的粘合劑層在其微復(fù)制型襯片已剝離后的顯微照片。在說(shuō)明書和附圖中重復(fù)使用的參考標(biāo)號(hào)旨在表示本發(fā)明相同或類似的特征或元件。如本文所用，詞語(yǔ)“包含”、“具有”和“包括”在法律上是具有等同含義的開(kāi)放型術(shù)語(yǔ)。因此，除了列舉的元件、功能、步驟或限制之外，還可以有其他未列舉的元件、功能、步驟或限制。如本文所用，“粘彈性”的意思是當(dāng)經(jīng)歷變形時(shí)同時(shí)表現(xiàn)粘性和彈性特性。
具體實(shí)施例方式在涂布操作中，表面張力和表面能是兩種重要的性質(zhì)。對(duì)于將單層流體涂布到基底上，如果流體的表面張力小于基底的表面能，那么流體將適當(dāng)潤(rùn)濕基底。若非如此，那么沿流體表面施加的力可能會(huì)使其“結(jié)珠”并形成液滴。同樣，在將兩種不同的流體同時(shí)或依序涂布到基底上的典型多層涂布操作中，眾所周知的是，與首先施加到基底上的流體相t匕，用于形成上層的流體必須具有更低的表面張力。否則，用于形成上層的流體將不能潤(rùn)濕形成于其下的另一層。關(guān)于多層涂布操作中表面張力與表面能關(guān)系的進(jìn)一步討論可見(jiàn)于 Cohen, E.and Gutoff, E.Modern Coating and Drying Technology (現(xiàn)代涂布和干燥技術(shù));VCH 出版社:紐約,1992 ;第 122 頁(yè)；和 Tricot Y-M.Surfactants: Static and DynamicSurface Tension in Liquid Film Coating (表面活性劑:液體膜涂布中的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)表面張力)；Kistler, S.F.和 Schweizer, P.M.編；Chapman&Hal1: London (倫敦)，1997 ;第 99頁(yè)。令人驚訝的是，盡管上文描述了教導(dǎo)內(nèi)容，仍可通過(guò)首先用潤(rùn)濕層涂布基底，并隨后用拉伸層涂布，所述拉伸層常常有助于將潤(rùn)濕材料運(yùn)送和遞送到基底并因此稱為“傳送層”，以及使用傳送層作為“液體橡皮掃帚”以抵住基底拉平并均勻地展布潤(rùn)濕層，來(lái)向制造商提供涂層和基底材料以及例如流速線速度和/或固化條件二者加工條件的較寬選擇。在其他應(yīng)用中，本發(fā)明用于制造用于半卡拖車或車輛的側(cè)面板的大規(guī)模粘合劑圖形。在這些應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)化襯片和具有在粘合劑中形成排氣通道形狀的圖案允許施加粘合劑圖形而不會(huì)在粘附表面和粘合劑圖形之間截留大的氣囊。然而，這需要平衡在即將使用時(shí)粘合劑從結(jié)構(gòu)化襯片釋解的能力、在制造期間涂布結(jié)構(gòu)化襯片的能力以及粘合劑和粘附于第二涂層的背襯材料的內(nèi)聚力的微妙的方法。使用本發(fā)明的技術(shù)，并使用作為結(jié)構(gòu)化襯片的基底，潤(rùn)濕層可選擇用于重新定位性，用于形成相鄰于結(jié)構(gòu)化襯片的極薄的保形層，以及用于有效地潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)化襯片 以在潤(rùn)濕層和結(jié)構(gòu)化襯片之間截留最少的細(xì)小氣泡?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1，示出用于實(shí)施本發(fā)明的方法的涂布裝置10的示意圖。涂布裝置10包括具有具第一狹槽寬度的第一狹槽12a的第一涂布模12和具有具第二狹槽寬度的第二狹槽14a的第二涂布模14。在一些實(shí)施例中，第二狹槽寬度14a大于第一狹槽寬度12a。第二狹槽寬度可以顯著大于第一狹槽寬度，且在一個(gè)實(shí)施例中，第二狹槽寬度是第一狹槽寬度的2.0倍。第二狹槽寬度可以等于或大于第一狹槽寬度，因?yàn)闈?rùn)濕層的最終涂層寬度和所得的干厚度是通過(guò)壓力和遞送到充當(dāng)橡皮掃帚的涂布材料的滾動(dòng)料堆的可用材料的量來(lái)確定。通常對(duì)第一狹槽寬度12a進(jìn)行選擇，以使得對(duì)于附近的流變性在第二涂布模和基底之間可能存在適當(dāng)?shù)拈g隙。具有多個(gè)開(kāi)口的第一墊片可用于所需最終結(jié)果將是在潤(rùn)濕層條帶上方的連續(xù)傳送層的情況。基底20由支撐輥22輸送和定位。第二涂布模14設(shè)有能夠更改或改變第二涂布模14的狹槽14a和基底20之間的間隙25的支承機(jī)構(gòu)24。機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)人員已知多種支承機(jī)構(gòu)且這種支承機(jī)構(gòu)可如用以改變第二涂布模具的螺栓連接位置的一系列鉆孔一樣的簡(jiǎn)單，又如具有滑動(dòng)支承的螺桿和手動(dòng)曲柄一樣的中度難易程度，或如計(jì)算機(jī)控制線性伺服傳動(dòng)裝置一樣復(fù)雜。如下文更詳細(xì)地討論，改變間隙25用來(lái)改變由第一涂布模12分配于基底20上的第一涂布層27的寬度(圖2)。待由第一涂布模12分配的材料保存于第一儲(chǔ)存容器30中。在許多實(shí)施例中，來(lái)自第一儲(chǔ)存容器30的材料將由第一泵32加壓。相似地，待由第二涂布模14分配的材料保存于第二儲(chǔ)存容器40中。在許多實(shí)施例中，來(lái)自第二儲(chǔ)存容器40的材料將由第二泵42加壓且由流量計(jì)44定量。涂布幅材20a在第二涂布模14后從支撐輥22上分離。在一些實(shí)施例中，第一和第二涂布?？煞忾]于單個(gè)模體中。所述布置如同在未決的且共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)2009/0110861A1, “Pressure Sensitive AdhesiveArticle”(《壓敏粘合劑制品》)(Sherman)中所示,其以引用方式并入本文中?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖3，示出替代性涂布裝置10’的俯視圖。涂布裝置10’具有封閉于單個(gè)模體中的第一模12’和第二模14’。在這張視圖中，所示與本發(fā)明有關(guān)的是，由第一狹槽12a分配的第一涂布流體無(wú)須均勻地展布或完全潤(rùn)濕由第二狹槽14a分配的第二涂布流體。來(lái)自第一模狹槽12a的流出物可能分裂開(kāi)和呈片狀；將第一涂布流體傳送到基底20時(shí)在第二涂布流體的滾動(dòng)料堆50中使其不連續(xù)性平滑并抹除。第一涂布流體的條或片可位于縱向上、位于橫向上或兩個(gè)方向上。在許多實(shí)施例中，由第一涂布模分配的材料(其可稱為“潤(rùn)濕層”)將包括壓敏粘合劑和任選的附加組分，這取決于第一涂布層的所需性質(zhì)。第一涂布層的性質(zhì)可經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)以使得其容易從基底上剝離，有助于在對(duì)第二涂布層29的損壞極少或無(wú)損壞的情況下第一涂布層從基底上分離(圖4)。第一涂布層的性質(zhì)還可經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)以使得具有粘合于第二涂布層的背襯的制品(例如粘合劑圖形)暫時(shí)可重新定位。在實(shí)踐中，一旦兩者接觸后，粘合劑制品要在物品上實(shí)現(xiàn)精確的定位將極其困難。當(dāng)兩者粘合時(shí)，氣泡、皺紋等是常見(jiàn)現(xiàn)象。修正任何這些問(wèn)題的嘗試通常會(huì)導(dǎo)致制品或者至少粘合劑層出現(xiàn)損壞。優(yōu)選地，對(duì)第一涂布層進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得在很少或不改變第二涂布層主體粘合劑性質(zhì)的情況下，賦予制品暫時(shí)可重新定位性。這可由制品與物 品的低初始剝離粘合力(粘結(jié)強(qiáng)度)，然后剝離粘合力隨時(shí)間推移而增加來(lái)證明。例如，其可能適用于制品以表現(xiàn)相對(duì)于無(wú)第一涂布層的制品低約20%或更多的初始剝離粘合力。第一涂布層還可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，一旦移除基底后，使得第二涂布層不粘住自身。通常，壓敏粘合劑具有包括以下的性質(zhì):(I)持久粘著性、(2)使用不超過(guò)指壓而粘合于表面、(3)足以保持在表面上的能力以及(4)足以從表面干凈地移除的粘合強(qiáng)度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適于用作壓敏粘合劑的材料為這樣的聚合物，其經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和配制可表現(xiàn)出必需的粘彈性，使得粘著性、剝離粘合力和剪切保持力之間實(shí)現(xiàn)所需的平衡。得到性質(zhì)的適當(dāng)平衡并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程。適用作潤(rùn)濕層的一些壓敏粘合劑可包含通過(guò)聚合一種或多種單體所制備的聚合物和/或低聚物粘合劑。在一個(gè)實(shí)例中，第一涂布層可包含包含有機(jī)硅的第一壓敏粘合劑。有機(jī)硅的實(shí)例包括U.S.5，527，578、U.S.5，858，545和W000/02966中所描述的有機(jī)硅。具體實(shí)例包括聚二有機(jī)硅氧烷聚脲共聚物和其共混物，例如U.S.6，007，914中所描述的實(shí)例和聚硅氧烷-聚亞烷基嵌段共聚物。有機(jī)硅的其他實(shí)例包括硅烷醇、有機(jī)硅氫化物、硅氧烷、環(huán)氧化物和(甲基)丙烯酸酯。第一壓敏粘合劑也可以含有含氟化合物。適用作充當(dāng)潤(rùn)濕層并包含含有有機(jī)硅的壓敏粘合劑的第一涂布層的壓敏粘合劑的其他實(shí)例包括如U.S.4，693，935中所描述的包含具有聚硅氧烷部分接枝于其中的乙烯基聚合物主鏈的共聚物。聚合物可包含:包含至少一種可自由基聚合單體的A單體；具有下式的C單體:XYnSiR3-mZm，其中:X為可與A單體聚合的乙烯基，Y為二價(jià)連接基團(tuán)，R為氫或低碳烷基、芳基或烷氧基，Z為MWn為至少約500的單價(jià)硅氧烷部分且在共聚條件下基本上不起反應(yīng)并位于乙烯基聚合物主鏈的側(cè)位，n=0或I,且m=l、2或3。共聚物可任選地包含B單體。A單體可包含至少一種可自由基聚合的單體，可對(duì)A單體進(jìn)行選擇，使得A單體，或者A單體與B單體(如果使用了 B單體)聚合后得到發(fā)粘的或增粘的材料。A單體的實(shí)例包括非叔醇的(甲基)丙烯酸酯，非叔醇例如為甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-戊醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、環(huán)己醇、2-乙基-1-丁醇、3-庚醇、芐醇、2-辛醇、6-甲基-1-庚醇、2-乙基-1-己醇、3，5-二甲基-1-己醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、1-癸醇、1-十 二烷醇、1-十六烷醇、1-十八烷醇等，具有I到18個(gè)碳原子并且平均碳原子數(shù)為4到12的醇，以及苯乙烯、乙烯基酯、氯乙烯、偏二氯乙烯等。A單體的例子還包括(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸乙酯。也可使用本文所述的任何A單體的組合。B單體可稱為加固單體，并且一般包括Tg或Tm高于約20°C的極性單體和大分子單體。極性單體的例子包括(甲基)丙烯酸、衣康酸、(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和N-乙烯基吡咯烷酮，大分子單體的例子包括聚(苯乙烯)、聚(a-甲基苯乙烯)、聚(乙烯基甲苯)和聚(甲基丙烯酸甲酯)。C單體可與A和B單體聚合，并通常具有摻入其結(jié)構(gòu)中的有機(jī)硅官能團(tuán)。X基團(tuán)可
具有下式:
權(quán)利要求
1.一種涂覆基底的方法，包括: 提供具有第一狹槽寬度的第一涂布模； 提供具有第二狹槽寬度的第二涂布模； 將第一涂布流體從所述第一涂布模施加到基底上，形成第一涂布層； 將粘彈性第二涂布流體從所述第二涂布模施加到所述基底上的所述第一涂布層上，形成第二涂布層；以及 改變所述第二涂布模和所述基底之間的間隙以增加寬度并減小所述基底上的所述第一涂布層的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一涂布模和所述第二涂布模組合于單個(gè)模體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一涂布模和所述第二涂布模各自位于不同模體中，其沿所述基底的長(zhǎng)度在分開(kāi)的位置上分配到所述基底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3所述的方法，其中所述基底包括在面向所述第一涂布模的第一主表面上具有至少一個(gè)肋的結(jié)構(gòu)化襯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4所述的方法，其中所述第二狹槽寬度大于所述第一狹槽寬度，且其中所述間隙減小直到所述第一涂布層的寬度增加到基本上等于所述第二涂布層的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5所述的方法，其中所述第一涂布層包括通道，且所述第一涂布層的平均厚度小于所述通道的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的方法，其中所述第一涂布流體具有牛頓流動(dòng)特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7所述的方法，其中第三涂布層施加到所述第二涂布層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8所述的方法，其中所述第一涂布層具有干第一涂層寬度，且所述干第一涂層寬度比所述第一狹槽寬度大至少50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述干第一涂層寬度比所述第一狹槽寬度大至少 I50%ο
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10所述的方法，其中在相同剪切速率下，所述粘彈性第二涂布流體的粘度高于所述第一涂布流體。
12.根據(jù)權(quán)利要 求1到11所述的方法，其中所述粘彈性第二涂布流體包含在較高剪切速率下具有較低粘度的剪切致稀流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂覆基底的方法。此方法已確定第一涂布層可以比其流變性和/或表面性質(zhì)通常所允許的更薄的層形式施加到基底上。這是通過(guò)使用由第二涂布模分配并充當(dāng)“動(dòng)態(tài)液體橡皮掃帚”的第二涂布流體通過(guò)改變所述第二涂布模和所述基底之間的間隙將所述第一涂布層傳送、展布甚至或定量于所述基底上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B05D1/26GK103228368SQ201180056693
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者威廉·R·達(dá)德利, 威廉·布萊克·科爾布 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司