專利名稱：用于制造熱塑涂層的方法及由該方法所得的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸涂布(non-contact coating)方法，其用于制造一基本連續(xù)的涂層及由其制得的制品。本發(fā)明還涉及一種用于制造多種涂層和層狀制品的非接觸縫隙式涂布方法。本發(fā)明特別涉及一種通過熱熔熱塑合成物對(duì)一包括薄膜、薄金屬片及紙張的基層進(jìn)行涂布的方法，其減小了由顆粒引起的條痕并能通過惰性熱熔粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)膜-膜，膜-薄金屬片及膜-紙或板的層壓成型。
背景技術(shù)：
將熱熔熱塑合成物涂布至基層上的傳統(tǒng)縫式噴嘴涂布通常是在涂布期間，通過保持縫式噴嘴與基層接觸以便使噴嘴位于基層上來實(shí)現(xiàn)的。只要涂層不被完全封閉，即無孔，以低涂布量涂布熱熔粘結(jié)劑是不成問題的。在本說明書中，可用“連續(xù)”表示一完全封閉，即無孔膜或涂層。但是，如果要建立一完全封閉，即無孔涂層，只有在熱熔物的涂布量非常大時(shí)，才能利用傳統(tǒng)的涂布方法完成這一作業(yè)。
這種大涂布量成本較高。另外，特別由于在涂布期間加熱了縫式噴嘴，因而利用縫式噴嘴直接涂布會(huì)在被涂布基層上產(chǎn)生相當(dāng)大的機(jī)械和熱應(yīng)力。因此，通常利用從縫式噴嘴放出的熱熔物、以傳統(tǒng)方式對(duì)非常敏感的基層，如塑料膜進(jìn)行涂布必然會(huì)造成該基層的損壞。另外，該現(xiàn)有技術(shù)中的大涂布量會(huì)導(dǎo)致被涂布基層硬度的增加。
于1996年8月29日公開，授權(quán)于St.Paul，MN的H.B.Fuller公司的WO96/25902披露了一種涂布方法，在該方法中，在涂布裝置與被涂布基層不接觸的情況下，加熱使某些熱塑成分具有流動(dòng)性且作為一連續(xù)涂層從一涂布裝置中釋放出來。
本發(fā)明特別適于一種用于多種其它用途的新型涂布方法，這些用途包括在無孔材料上的涂層和在有孔材料上的涂層。這類用途的一種為在如薄膜這樣的無孔材料上的涂層。熱塑組分通常包括未熔化的顆粒，這些顆粒是以如雜質(zhì)和炭這樣的混合物或以如填料和添加劑這樣的微粒原料存在的。當(dāng)這些顆粒具有明顯尺寸和/或縫式噴嘴具有較小間隙時(shí)，顆粒會(huì)聚集在涂布裝置上，從而干擾了涂層的附著。顆粒會(huì)阻止熱塑材料的通過，從而導(dǎo)致在被涂布基層上形成相應(yīng)的條紋或條痕。這一問題特別普遍地存在于非常薄的膜的成形中，特別是當(dāng)光學(xué)質(zhì)量成為重要問題時(shí)，如對(duì)于高質(zhì)量圖象印刷技術(shù)應(yīng)用，尤其是在必須涂布薄膜處之時(shí)。因此，工業(yè)上將發(fā)現(xiàn)克服以上問題的涂布方法的益處。
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供一種新的涂布方法，其特別適用于在薄膜、薄金屬片、紙和其它這類材料的涂布中，該方法特別在以非常低的涂布量進(jìn)行涂布時(shí)，能夠避免品質(zhì)不均和條紋的出現(xiàn)。
本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種涂布方法，該方法利用薄膜、鍍膜金屬片、熱敏材料及其它敏感材料基層，在減小得到廢品或殘次品危險(xiǎn)的情況下，允許“聯(lián)機(jī)(inline)”或“脫機(jī)(offline)”進(jìn)行層壓和涂布。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于無需活性粘結(jié)劑便能制造膜-膜，膜-薄金屬片的層狀制品。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供改進(jìn)的涂布方法，其由于將熱塑合成物，特別是熱熔粘結(jié)劑涂布至基層，如紡織品上。
通過以下描述將能更清楚地理解本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明的概述本發(fā)明涉及一種通過利用熱塑合成物的非接觸涂布方法對(duì)一基層進(jìn)行涂布的方法及由其制得的制品。該方法制造了一基本連續(xù)的涂層。本方法可用于多種粘結(jié)劑和涂布操作，且特別可用于那些利用傳統(tǒng)縫式涂布技術(shù)、熱敏基層、要求低涂布量和/或利用包括顆粒的熱塑合成物。
一方面，本發(fā)明提供了一種涂布方法，其中，一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，如熱熔粘結(jié)劑在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)的涂層從涂布裝置釋放至一無孔基層上，隨后被設(shè)置于所述基層的表面。
另一方面，本發(fā)明提供了一種涂布方法，其中，一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，如熱熔粘結(jié)劑在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)的涂層從一涂布裝置釋放至一基層上，且隨后被涂布在所述基層的表面上，其中，所述涂布裝置和基層之間的距離大于20mm。
另一方面，本發(fā)明提供了一種涂布方法，其中，在膜不與一基層接觸的情況下，以基本連續(xù)無孔膜的形式提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，如熱熔粘結(jié)劑，且隨后通過一脫膜涂層輥或通過一涂布方法將所述膜涂布至一基層上，壓制所述粘結(jié)劑和基層的所述輥直接與粘性膜接觸，或與被設(shè)置在不與第一基層接觸的熱塑合成物表面的一脫膜涂布第二基層接觸，其中，在所述涂布裝置和所述輥不接觸的情況下，一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑合成物，如熱熔粘結(jié)劑作為一基本連續(xù)的涂層，即一無孔膜從例如一涂布裝置釋放至一基層上，隨后被布置于一基層上的表面。
另一方面，一種涂布方法，其中，某一已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑合成物，如熱熔粘結(jié)劑作為一基本連續(xù)的涂層，在涂布裝置和第一基層不接觸的情況下，從所述涂布裝置釋放至所述基本無孔基層上，隨后被設(shè)置于所述表面上，其中，所述涂層隨后被重新加熱且之后與一第二基層接觸。
本發(fā)明還涉及這樣一種層壓方法，除膜-膜，膜-薄金屬片的層壓成型以外，特別涉及將如透明膜材料層壓至一基層，特別是印刷紙或紙板基層的方法，其避免了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)并能夠利用惰性熱熔粘結(jié)劑進(jìn)行這種膜-膜，膜-薄金屬片的層壓成型。
對(duì)于熱敏性基層而言，理想的是以小于大約160℃，更理想的是以小于大約125℃，特別理想的是以小于大約110℃的溫度進(jìn)行熱塑合成物的涂布，以減小涂布基層上的熱感應(yīng)應(yīng)力。另一方面，可增大涂布裝置和被涂布基層之間的距離以便在接觸熱敏基層之前使熔融熱塑合成物充分冷卻。這一點(diǎn)特別有利于涂布及相互粘附熱敏基層。
熱塑合成物最好表現(xiàn)出流變特性，以便在高切速(shear rate)(1,000弧度/秒)下復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊，且在低切速(1弧度/秒)下的復(fù)數(shù)粘度小于大約1,000泊。只要一些未混合材料的粘度非常小，一些純熱塑樹脂就能用于本發(fā)明的方法。但是，由于具有獨(dú)立控制粘度特性，間隔時(shí)間等的能力，因而復(fù)合熱熔粘結(jié)劑是理想的。復(fù)合熱熔粘結(jié)劑也有利于確保在載體基層上的充分粘結(jié)，或在粘結(jié)至基層上之后涂層的延遲脫粘特性。
由所述方法制造的合成涂層可被用于多種應(yīng)用，這些應(yīng)用需要一致無孔型基本連續(xù)的涂層。由于要減小成本并提高涂布基層的觸覺質(zhì)量，因此涂布應(yīng)小于50-60克/米2，且特別理想的是小于30克/米2。小于10克/米2的涂布量在許多情況下均能實(shí)現(xiàn)。
合成涂層最好用于制造紙張或紙板，特別是印刷紙張的疊層。由于其制造步驟少于現(xiàn)有技術(shù)涂布方法的制造步驟，因而本發(fā)明的涂布方法特別有利于生產(chǎn)。提高產(chǎn)量及降低單位面積的涂布量會(huì)使涂層及相應(yīng)制品的成本低于現(xiàn)有技術(shù)。
但是，所述涂布方法不應(yīng)被限制在使用無孔基層的應(yīng)用上。本發(fā)明的涂層也能夠被用于有孔基層。此處，可利用本發(fā)明的不同方面，其包括在涂布裝置和基層間距離大于20mm的情況下，將熱塑合成物從涂布裝置釋放至一無孔基層上的方法，通過與粘性膜直接接觸的一脫膜涂層輥將熱熔粘結(jié)劑壓制一有孔基層的方法。
此處所述的制品包括這樣的制品，其具有最少一個(gè)為無孔基層的第一層和最少一個(gè)為由上述涂布方法制得的涂層或粘性層的第二層。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1-10描述了本發(fā)明方法的一些最佳實(shí)施例，其中，形成有一大體連續(xù)的熱塑涂層且該涂層被粘附于一基層上。
更加特別的是，圖1A描述了一種用于控制本發(fā)明方法的涂布和層壓設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)；圖1B和1C描述了與所述設(shè)備相似的基本結(jié)構(gòu)；圖2-4描述了在涂布裝置不同位置處的本發(fā)明的層壓成型；
圖5A和圖5B是說明一種本發(fā)明的層壓成型和轉(zhuǎn)移涂布方法。
圖6-10描述了本發(fā)明的層狀制品，其包括粘性活性層狀制品。
本發(fā)明的詳細(xì)描述在本發(fā)明的方法中，最初以大體連續(xù)、無孔膜的形式設(shè)置一最好大體是無空氣的熔融熱塑合成物，如熱熔性粘結(jié)劑，其僅在以后與一基層，一輸送輥或某種其它支承件接觸。通常，該合成物以作為一大體連續(xù)膜排出所述裝置的方式從一涂布或釋放裝置中排出。由于以前被用于與基層直接接觸的涂敷作業(yè)，因此通常的涂布裝置為縫式噴嘴。所以，已知的熱熔涂布裝置能用于本發(fā)明的方法，在該方法中，縫式噴嘴與基層分離并被調(diào)節(jié)至與基層具有一合適的間距。
當(dāng)可流動(dòng)的熱熔性粘結(jié)劑或熱塑合成物排出涂布裝置時(shí)，其不會(huì)接觸基層，但當(dāng)連續(xù)膜懸浮在涂布裝置和基層之間時(shí)，其會(huì)運(yùn)動(dòng)一定距離。涂布裝置可最初與基層接觸，以將熱塑合成物緊固或粘附于基層上，其確保不會(huì)因與涂布裝置接觸而對(duì)基層造成熱或機(jī)械性毀壞。另一方面，熱塑合成物作為大體連續(xù)的膜通過噴嘴排出，直至接觸基層才下降。送進(jìn)的熱塑合成物的大體連續(xù)的膜前沿通過與基層接觸而粘接或固定在基層上。就熱敏材料而言，最好在熱塑合成物接觸基層之前，通過驅(qū)動(dòng)輥推進(jìn)基層，以避免將溶化通過基層的熔融材料形成聚集。
圖1A,1B和1C示意性地描述了適于控制本發(fā)明方法的機(jī)械裝置。圖1A和1B描述了這樣一個(gè)實(shí)施例，其中，熱塑合成物從一涂布裝置3釋放涂敷至第一基層1，且隨后，通過一壓輥5將第二基層4分布在涂布粘合劑的自由表面。應(yīng)理解，在其它實(shí)施例且特別是在所有條件下并不一定需使用第二基層4的情況下可對(duì)該結(jié)構(gòu)作出改進(jìn)。隨后，利用壓輥5直接將熱塑合成物壓至第一基層上。對(duì)于這類實(shí)施例而言，壓輥5可被脫模涂敷，例如，其可采用一種具有聚四氟乙烯表面層的鋼輥。
特別如圖1A和1B所示，基層1通過一系列惰輥(idle roller)2確保網(wǎng)狀物在接近涂布裝置3之前處于適當(dāng)?shù)钠ヅ湮恢?。通過一壓輥5將基層2(4)隨機(jī)粘附在涂布表面。基層1被限定為第一基層，其與大體連續(xù)的熱塑薄膜接觸。基層1為以是任意的基層，其通常被設(shè)置在如無紡物，包括脫膜涂層紙及多種薄膜的紙張，薄金屬片和其它材料的卷狀物中。圖1A的實(shí)施例特別適于多孔基層的涂布，在該實(shí)施例中，壓輥5與粘附膜和第一基層的接觸點(diǎn)離得相當(dāng)遠(yuǎn)。在基層1為無孔時(shí)，圖1B特別適用，無孔是指空氣不易通過基層。就薄金屬片層狀制品而言，基層1通常為一薄膜?；鶎?也可被設(shè)置在一卷狀物中且與基層1的材料相同或不同。但是，基層2也可為一種如高吸收聚合物這樣的特定材料，或?yàn)槟軌驈恼掣酵繉又欣龅拿撃ね繉泳W(wǎng)狀材料。
圖1C描述了這樣一個(gè)實(shí)施例，其中，首先，通過壓輥5將粘附膜壓至第一基層1上，所述壓輥5為后邊由圖2-10中輥A和B所示的壓持站的一部分。
隨后，在通過輥C和D形成的層壓站(station)處將第二基層4設(shè)置在不與第一基層1接觸的自由表面上。
圖2-10描述了本發(fā)明的不同最佳實(shí)施例，其中，如熱熔性粘結(jié)劑這樣的熱塑合成物被施加至一第一基層上，并隨后被層壓至一第二基層上。在每一說明中，基層2是任意的，其中，本發(fā)明在最廣義方面僅采用了單一的連續(xù)無孔膜，其是通過一種非接觸涂敷方法形成的且被涂布至一單一基層上。在缺少第二基層的情況下，由于首先將熔融合成物施加在其后在一壓制處與第一基層接觸的脫膜涂層輥上，所以圖5B描述了一種轉(zhuǎn)移涂布操作。
如圖6和7所示，在缺少第二基層的情況下，在熱塑涂層或熱熔性粘結(jié)劑與第一基層接觸的實(shí)施例中，或在第二基層為多孔時(shí)的情況下、重要的是在與粘合劑或多孔基層相連的輥上設(shè)有一脫膜涂層，如硅，特氟隆或脫膜紙，以防止熱塑合成物與輥的粘著。壓輥從熱塑涂層膜和基層之間壓出空氣以確保在第一基層和熱塑合成物之間不會(huì)夾雜空氣。輥A可以采用有助于熱傳導(dǎo)的鋼筒，而通常作為壓輥的輥B則采用橡膠材料。在某些情況下，更理想的是輥A采用橡膠，而輥B則采用具有一外部脫膜涂層的鋼筒。
圖3-10表明噴嘴位置可相對(duì)于基層位置從垂直位置變至平行位置。
圖8和9描述了在遠(yuǎn)離涂布裝置的位置處被層壓至第一基層上的一第二基層。在該實(shí)施例中，最好加熱輥C以在被層壓至第二基層之前，能夠恢復(fù)或延長(zhǎng)熱熔粘結(jié)劑或熱塑涂層的間隔時(shí)間。輥C的溫度在大約30-100℃之間變化以便進(jìn)行輥C和D之間的層壓。另一方面，輥C可采用冷卻輥以促進(jìn)熱塑涂層或熱熔粘結(jié)劑的凝固速度。其在為中間存儲(chǔ)而制造層狀制品之處是有用的。在輥壓制處被層壓的基層可以是網(wǎng)狀形式或薄層形狀。如圖10所示，在輥C為冷卻輥之處，本發(fā)明的方法可被用于制造基層，如利用熱塑合成物在一側(cè)涂布的薄膜，所述熱塑合成物例如能夠被用于熱封操作。在需要之處，當(dāng)然也可加設(shè)另一層脫膜紙，如圖9所示，以保護(hù)例如熱封材料以便中間存儲(chǔ)。
涂布裝置與基層(或在圖5B中缺少第二基層進(jìn)行轉(zhuǎn)移涂布情況下的脫膜涂布輥)的距離最少為0.5mm，最好最少為2mm。涂布裝置與基層的最大間距僅由實(shí)際情況，特別是使涂布裝置達(dá)到垂直定位時(shí)來限定。根據(jù)熱塑合成物涂布特性，該間距應(yīng)小于大約5m，較理想的是小于大約3m，更理想的是小于1m，特別理想的是小于大約500mm，最理想的是小于大約2-20mm。其特有的優(yōu)點(diǎn)在于由氣載污染物和氣流進(jìn)行涂布期間，隔離涂布裝置和基層之間的區(qū)域，以在接觸基層之前防止涂層的變形。當(dāng)涂布裝置和基層間距大于大約500mm時(shí)是特殊的情況。
所述間距很大程度地取決于被涂布熱塑合成物的粘度和間隔時(shí)間。在以這種方式制造保護(hù)膜的情況下，假設(shè)熱塑合成物在其懸浮狀態(tài)下能充分冷卻，以便使粘度和粘結(jié)力達(dá)到在基層表面出現(xiàn)的任意細(xì)絲或纖維均不能進(jìn)入涂層，此外熱塑合成物被充分融化以充分粘附于基層。涂布裝置和壓輥間的距離越大，熱熔粘結(jié)劑或涂層在接觸第一基層之前就越冷。對(duì)于某些粘性合成物而言，這一冷卻反而會(huì)影響在基層上的粘結(jié)(或固定)。因此，可使基層在被壓制之前通過一熱輥，或者如果壓輥和涂布裝置之間的間距導(dǎo)致涂層或粘結(jié)劑冷卻至不再能充分粘結(jié)或固定于基層的程度，可使用一熱的壓輥。
涂層可以任意角度接觸基層(比較，例如圖3和4)。但是，已看到對(duì)于某些應(yīng)用，如保護(hù)膜而言，涂層后期以圖1A,1B,2,6和8所示的大體水平方向接觸基層是非常有利的。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，當(dāng)基層通過涂布裝置時(shí)，可沿基層的運(yùn)動(dòng)軌道設(shè)置一輥以使基層具有大體垂直向上的方向。因此，如縫式噴嘴這樣的涂布裝置大至水平設(shè)置在輥的旁邊，以便涂層能夠從側(cè)部向基層表面運(yùn)動(dòng)。
涂布輥的直徑最好為大約15mm-大約50mm，且徑向噴嘴略高于涂布輥的中心，以便當(dāng)基層遠(yuǎn)離噴嘴時(shí)，熱塑涂層接觸基層的角度略小于60。涂布頭由一本領(lǐng)域普通技術(shù)人員調(diào)節(jié)以在整個(gè)操作寬度上使熱塑涂層的均勻流動(dòng)和分布達(dá)到最佳化。
此后，充分冷卻的涂層接觸基層表面且在無需深深透入基層的情況下，粘附于表面。如果熱塑涂層是一種在充分冷卻后粘度顯著降低的合成物，這樣形成的涂布基層的層狀制品可被卷起并貯存。另一方面，這一工作能夠通過在粘結(jié)涂層表面設(shè)置一脫膜涂層第二基層，如硅酮包衣紙(Silicone-coated paper)而實(shí)現(xiàn)。隨后，在之后的某一時(shí)間可使用該層狀制品。層狀制品通過任意合適的連接技術(shù)，包括超聲波焊接、熱封或更普通的粘性粘結(jié)劑而被連接。
在任意進(jìn)一步作業(yè)之前，最好立刻以“聯(lián)機(jī)”(inline)形式制造涂層被。本發(fā)明特別適用的聯(lián)機(jī)作業(yè)的一個(gè)例子在BillhferMaschinenfabrik GmbH的DE 195 46 272C1中披露，本發(fā)明可參考使用該文獻(xiàn)。朝向遠(yuǎn)離基層的涂布表面可以是很粘的，以便它們能被用作一結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑或用于其它基層的疊層，因此它也能用于將涂布基層粘結(jié)至另一基層?？梢砸赃@種方式同時(shí)粘接或?qū)訅旱钠渌鶎影ㄎ暡牧?、超吸收聚合物、彈性絞合線和網(wǎng)狀物、織物、薄膜、薄金屬片、紙張、紙板、金屬及多種滲透性覆蓋材料、如無紡物或有孔薄膜。這些材料可以呈卷狀物，層狀或顆粒形狀。
在一最佳實(shí)施例中，被層壓的基層為用于如書本封面、圖象明信片、掛歷、廣告畫、高質(zhì)量包裝材料、禮品包裝物等的紙張或紙板，特別印制的紙張、處理過的照相紙或印刷紙板。層壓材料可以是適于層壓的合成薄膜材料、紙張、紡織材料或任意其它柔性材料。但是，層壓材料最好是一種通常用于這種層壓的合成薄膜材料，特別是一種光亮透明的薄膜材料。
這些薄膜材料通常包括平面或印花薄膜，它們最少大體由取向聚丙烯、聚乙烯、如Mylar這樣的聚酯、聚乙酸酯、尼龍、乙酸纖維等制成，它們的厚度大約為5微米-大約50微米。這些薄膜通常被層壓或密封至印刷紙或板狀材料(board stock)。合成材料通常被用于膜-膜，膜-薄金屬片，且涂金屬基層通常被用于層狀制品。這些種類的層狀制品通常被用于如圖表印刷技術(shù)和包裝這樣的工業(yè)之中。利用本發(fā)明的方法，這種疊層能夠利用惰性熱融粘結(jié)劑替代通常使用的活性粘結(jié)劑而被制造。
通常，熱塑合成物的出口溫度小于大約240℃，從而大大低于300℃的標(biāo)準(zhǔn)聚合物擠壓溫度。雖然，排出涂布裝置的熱塑合成物的溫度可以為大約80℃-大約180℃或更大，但是，本發(fā)明的非接觸涂布系統(tǒng)允許以非常低的溫度完成涂布。對(duì)于這一實(shí)施例而言，理想的是以小于大約160℃，更理想的是以小于大約140℃，特別理想的是以小于大約120℃及小于大約110℃的溫度來實(shí)現(xiàn)涂布。如以前所述，通過以更高的涂布溫度同時(shí)增大涂布裝置和被涂布基層間的距離而允許充分冷卻的方式也能涂布熱敏材料。因此，能利用本發(fā)明的方法來涂布通常對(duì)于傳統(tǒng)涂布方法在機(jī)械和/或熱度上非常敏感的材料(如，非常小厚度的薄膜)。這類敏感材料包括小厚度的聚乙烯材料，小織物單位質(zhì)量的無紡物及類似物。
本發(fā)明的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)在于能夠以非常低的涂布量制出一大體連續(xù)的涂層。即使利用傳統(tǒng)的商用熱熔物也能夠以大約0.5克/米2至50-60克/米2的涂布量，理想的是不大于大約30克/米2的涂布量，更理想的是不大于大約20克/米2的涂布量，特別理想的是在10克/米2-20克/米2的涂布量及小于10克/米2的涂布量來制造連續(xù)層。但是，大于60克/米2的涂布量可用于減小機(jī)械和熱致應(yīng)力成為首要問題的其它作業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明制造的非常薄的涂層不僅有助于本發(fā)明方法的經(jīng)濟(jì)利益，而且實(shí)現(xiàn)了其材料非常小的剛度，從而其在性能上大大接近了未涂膜的基層。
熱塑合成物以上提到的多種熱塑材料可被用于本發(fā)明，如可采用的多種熱塑聚合物包括聚乙烯，聚丙烯，烯烴、特別是乙烯和(甲基-)丙烯酸的共聚物；烯烴、特別是乙烯，和(甲基-)丙烯酸衍生物，特別是(甲基-)丙烯酸酯的共聚物；烯烴、特別是乙烯和乙烯合成物，特別是如醋酸乙烯酯這樣的乙烯羧酸鹽的共聚物；熱塑橡膠(或合成橡膠)，如可購得的商標(biāo)為Kraton,Solprane及Stereon的苯乙烯-異戊二烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物；茂金屬催化的聚合物，特別是根據(jù)乙烯和/或丙烯所得到的聚合物；聚烯烴，如乙烯，聚丙烯及無定型聚丙烯(無規(guī)聚α烯烴)，如Vestoplatst703(Hüls)；聚酯；聚酰胺；離聚物及相應(yīng)的共聚物；及其混合物。這種熱塑材料在非混合狀態(tài)下也用于本發(fā)明的涂布方法，從而確保了熱塑材料的粘度非常低。但是能夠獨(dú)立滿足粘性特性，間隔時(shí)間，粘性及不同其它特性，因而熱熔粘結(jié)劑是理想的。熱熔粘結(jié)劑通常具有在非常低的溫度下進(jìn)行處理所要求的熔體流動(dòng)指數(shù)。常用的熱熔物為足以在大約60℃-175℃溫度下進(jìn)行作業(yè)的流體。因此，多種已知的熱熔濕態(tài)合成物均可用于本發(fā)明。
利用適合的熱熔物，如在DE-A-41 21 716中披露的熱熔物也能制作這樣的材料，其對(duì)于液態(tài)水是不可透過的，但可透過水蒸氣，從而使涂層可以“呼吸”。
除通常已知的熱熔粘結(jié)劑，包括一種水溶性，含鹽(體液)不溶解聚合物，如可由Eastman購得的Eastman AQ共聚多酯也特別適用于不透過體液但易溶于水的保護(hù)膜。這一特點(diǎn)對(duì)于制造可沖洗及可合成分一次性保健品是非常有重要的。另外，也存在需要透水性的用途。因此，這種涂布方法也適于涂布水溶性和/或可生物降解的熱塑材料。
就用于透明基層的層壓粘結(jié)劑而言，大體包括或完全包括一種或多種乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(EMA’S)和/或乙烯/正丁基甲烯酸共聚物(EnBA'S)的熱塑聚合物均是理想的。EnBA共聚物目前是最理想的聚合物。
更理想的是，熱塑合成物能表現(xiàn)一定的流變特性，以便能以小于大約50-60克/米2，且最好小于大約30克/米2的涂布量制造大體連續(xù)的涂層。通常，流變特性最好在這樣的流變窗區(qū)內(nèi)，即在高切速(1,000弧度/秒)的涂布溫度下的復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊，且在低切速(＜1弧度/秒)的涂布溫度下的復(fù)數(shù)粘度小于大約1,000泊。另一方面，較好的熱塑合成物在低切速下會(huì)表現(xiàn)出牛頓區(qū)且在較高切速下會(huì)表現(xiàn)出剪切稀化。具有較寬應(yīng)用窗區(qū)(windows of application)的熱塑合成物為這樣的合成物，它們能在各種操作調(diào)節(jié)，特別是較低應(yīng)用溫度下呈現(xiàn)出流變特性。較窄的應(yīng)用窗區(qū)為那些僅在非常特定條件下滿足流變參數(shù)的窗區(qū)，申請(qǐng)人估計(jì)復(fù)數(shù)粘度和高切變與縫式模出口處的作業(yè)條件有關(guān)。在1,000弧度/秒下具有過高復(fù)數(shù)粘度的合成物需要非常大的泵壓壓力以排出涂布裝置。一具有大于3mm粗調(diào)間隙的膜能被用于處理這些材料，但可以引起較高的涂布量。
在懸浮于基層上方期間，復(fù)數(shù)粘度和低切變與基層上涂層的沉積有關(guān)。如果低切變值過高，則涂層可能不會(huì)充分地粘附于基層上，且/或熱塑合成物在噴嘴處會(huì)產(chǎn)生一條紋狀，不連續(xù)的涂層。如果低切變粘度過低，則涂層可能會(huì)滲入基層中，從而形成不良的抗?jié)B性。
未測(cè)定的延伸特性也會(huì)大大影響熔體強(qiáng)度。較高程度的支化及小密度高分子材料的添加能夠大大影響熔體強(qiáng)度。更理想的是，合成物在低應(yīng)用溫度下能滿足目標(biāo)流變參數(shù)，所述溫度為小于大約177℃，理想的是小于大約160℃，較理想的是小于140℃，更理想的是小于大約125℃，最理想的是小于大約110℃。
因此，許多已知的熱熔粘性合成物能很好地用于本發(fā)明的涂布方法。熱熔粘結(jié)劑通常包括最少一種熱塑聚合物，最少一種增塑劑和最少一種增粘樹脂。這種合適的熱熔物包括的熱塑聚合物重量比最高達(dá)50％，增塑劑重量比最高達(dá)40％及增粘樹脂重量比最高達(dá)70％。就不是壓敏性的熱熔粘結(jié)劑而言，通常以粘結(jié)劑重量比達(dá)大約30％的濃度使用蠟。
通常，本發(fā)明的熱熔物另外還包括一種或多種增粘樹脂，增塑劑或油，以及加有傳統(tǒng)添加劑和輔助劑，如穩(wěn)定劑，抗氧化劑，顏料，紫外線穩(wěn)定劑或吸收劑，填充劑等的蠟。用于熱熔粘結(jié)劑的增塑劑和增粘樹脂均是已知的。
如環(huán)烷基石油這樣的油是理想的增塑劑。就增粘樹脂本身而言，通常已知用于這一目的的樹脂，特別是脂族，環(huán)脂族和/或芳烴樹脂，酯樹脂及其它相應(yīng)樹脂均是適合的。目前最好采用脂族或芳族改進(jìn)的碳?xì)錁渲?。理想的脂族樹脂為脂族碳?xì)錁渲?，可由在Houstou,TX的ExxonChemical公司購買的Escorez5000系列，從Arakawa chemal公司購得的ArkonP和M系列，及在Wilmington,DE的Hercules股份有限公司購得的Regalite。松香和松香酯樹脂均可用于本發(fā)明。一種這樣的氫化松香酸粘性樹脂為從Hercules購得的ForalAX。改性碳?xì)錁渲绺男暂葡┢浒◤腜anama,FL的Arizona chemical公司獲得的Zonatac系列，從Hercules股份有限公司購得的Kristalex系列的α-甲基苯乙烯樹脂，及從Arizona chemical公司購得的Uratack系列的苯乙烯萜烯烴也可被用于本發(fā)明。以已知方式混合處理這些組分以制備出本發(fā)明能采用的熱熔物。
蠟也用于本發(fā)明。這些蠟包括合成高熔點(diǎn)蠟，如從Sasol(南非)購得的商標(biāo)為Paraflint，或從Shell Malaysia購得的商標(biāo)為Petrolite的Fischor Tropsch蠟，以及從Marcus chemical公司購得的商標(biāo)為Marcus的高密度低分子量的聚乙烯蠟。AC8為另一種從Allied chemical獲得的有效聚乙烯蠟。微晶石蠟和石蠟也可用于本發(fā)明。
層壓粘結(jié)劑最好包括最高達(dá)100％的上述最少一種熱塑聚物；0-50％的脂族烴樹脂；0-20％的芳香烴樹脂；0-40％的松香及0-20％的石蠟，所述組分及其用量的選擇應(yīng)使粘結(jié)劑聯(lián)機(jī)涂布在層壓材料和/或?qū)訅夯鶎樱S后聯(lián)機(jī)將所述層壓材料層壓至所述基層。
更理想的是，就薄膜疊層而言，粘結(jié)劑包括以下組分最高達(dá)100％的最少一種EMA和/或EnBA共聚物；0-50％的氫化脂族氫樹脂；0-20％的α-甲基苯乙烯樹脂；0-40％的氫化松香及0-20％的聚乙烯石蠟。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的熱熔粘結(jié)劑在最簡(jiǎn)單的情況下，大體或甚至全部包括一級(jí)或多級(jí)EMA和/或EnBA共聚物。EMA和EnBA共聚物可由從ElfAtochem購得的商標(biāo)為L(zhǎng)otryl，從Quantum Chemal公司及Exxon Chemal公司購得的商標(biāo)為Optema的共聚物。多種不同級(jí)的EMA和EnBA共聚物均是適合的，這些共聚物的不同主要在于酯的含量，熔體流體指數(shù)(MFI)及熔點(diǎn)。
在目前的最佳實(shí)施例中，熱熔性粘結(jié)劑實(shí)質(zhì)上包括35-60％的EnBA或EMA；30-50％的氫化脂族氫樹脂或大約10％的脂族氫樹脂；0-30％的氫化松香及0-10％聚乙烯石蠟，加上少量的穩(wěn)定劑。在某些最佳實(shí)施例中，熱熔性粘結(jié)劑的熱塑聚合物為一種通常為在MFI范圍小端(即MFI小于10克/10分鐘)的單級(jí)EnBA共聚物。在其它的最佳實(shí)施例中，熱塑聚合物包括不止一級(jí)的EnBA，且在一些情況下，在兩個(gè)或三個(gè)不同的級(jí)中，最少兩個(gè)級(jí)最好具有差別最少為4-10倍的MFI(即，一個(gè)級(jí)具有大于另一級(jí)4倍的MFI)。
在非常低的操作溫度(或作業(yè)溫度)下能夠使用本發(fā)明的熱熔物以防止熱敏塑性膜的變形，同時(shí)在這樣的低溫下能表現(xiàn)出極好的流動(dòng)特性。例如，能夠?qū)⒈景l(fā)明的熱熔物涂布和層壓在層壓材料上。對(duì)于熱敏膠片而言，非接觸涂布是非常有利的，從而實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的膜成形性且層層狀品會(huì)表現(xiàn)出較高的光澤度。
本發(fā)明的層壓粘結(jié)劑會(huì)形成較高的熱熔涂層透明度，以便實(shí)現(xiàn)較高的光澤，同時(shí)不會(huì)削弱印在基層上的清晰度和色澤再現(xiàn)性。
對(duì)于本發(fā)明的方法而言，除凝結(jié)特性外，本發(fā)明的熱熔物會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)良(較高)的熱粘性和間隔時(shí)間特性。這些熱熔物，如在圖象印刷技術(shù)工業(yè)中，能滿足在直線滾花和切制中滿足加工條件。
根據(jù)本發(fā)明制造的層狀制品表現(xiàn)出高耐熱性和高抗紫外線特性且相應(yīng)地不會(huì)產(chǎn)生脫膜或變黃。同樣，在熱成形和滾花后，在使用本發(fā)明的熱熔劑型時(shí)，從未發(fā)現(xiàn)脫膜現(xiàn)象。
以下非限定性實(shí)施例更有助于說明本發(fā)明。
實(shí)施例如以下表1所示，熱熔粘結(jié)劑由不同熱熔聚合物，增粘劑和增塑劑制成。
實(shí)施例1-8
表1

利用德國(guó)Krosnert Hamburg的改進(jìn)型PAK600層壓機(jī)將與實(shí)施例和1和7中描述的組分對(duì)應(yīng)的熱熔粘結(jié)劑涂布在基層上，這種機(jī)器的結(jié)構(gòu)基本上與圖1B中所示的機(jī)器相似。利用這種機(jī)器，通過壓輥5將粘性膜直接壓至第一基層1上或仍通過壓輥5將第二基層4壓至第一基層和粘結(jié)劑上。在試驗(yàn)中，會(huì)嘗試這兩種方法。對(duì)于實(shí)施例1的合成物而言，熱熔物的配料溫度為140℃，而對(duì)于實(shí)施例7的合成物而言，該溫度為110℃。從圖表14可知，這些合成物會(huì)表現(xiàn)出合適的較低粘度。該圖表說明了上述1和7中的粘度。
使涂層形成于聚酯膜(由德國(guó)Püitz Folien，Taunusstein-Wehen生產(chǎn)的Polyester RN 36)及高密度聚乙烯膜(由德國(guó)Mildenberger和Willing,Gronau生產(chǎn)的HDPE KC 3664.00)。
作為第二基層(此處所用的)，也采用這些膜。在其它試驗(yàn)中，可用硅紙來替代。也可采用印刷紙板作為第二基層進(jìn)行試驗(yàn)。
在大約70米/分鐘的加工速度下，涂布量為5-6克/米2。
在不同的試驗(yàn)中，在距離由粘結(jié)劑涂布的第一基層不同的距離下，從涂布縫式噴嘴釋放粘性膜。在其它的試驗(yàn)組中，已發(fā)現(xiàn)利用一種垂直結(jié)構(gòu)(與圖3-5,7,9和10相似)能夠在不顯著影響涂層質(zhì)量的情況下，將縫式噴嘴和基層間的距離變?yōu)閹缀撩字?00mm或更多。
在這些試驗(yàn)中，利用設(shè)有一脫膜涂層的壓輥5將從涂布縫式噴嘴放出的粘結(jié)劑直接涂布至第一基層。已發(fā)現(xiàn)粘結(jié)劑不會(huì)粘附于壓輥上。不必測(cè)量壓點(diǎn)壓力，但壓輥應(yīng)以7-8巴的層壓力抵壓在基層上。
已發(fā)現(xiàn)涂布在第一基層上的粘結(jié)劑不會(huì)使壓制站在粘結(jié)劑和第一基層間留有空氣。
在其它的試驗(yàn)中，通過位于壓輥5上游基層的流動(dòng)路徑的第二組輥，將第二基層壓至粘性層。利用上述相同的膜或脫膜紙也可測(cè)試這些層狀制品中的斑紋，封入的氣體或其它采用缺陷。
這樣制造的層狀制品不含有縫隙。同時(shí)，也未發(fā)現(xiàn)斑紋，封入的氣體或其它采用缺陷。
在相似的方法中，層狀制品由相同種類的膜，與表1中實(shí)施例2-6不同的其它粘結(jié)劑制得。其結(jié)果與利用實(shí)施例1和7中的粘性成分一樣令人滿意。
權(quán)利要求
1.一種涂布方法，其特征在于一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)的涂層從涂布裝置釋放至一基本無孔基層上，隨后被設(shè)置于所述基層的表面。
2.一種涂布方法，其特征在于一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)的涂層從涂布裝置釋放至一基本無孔基層上，隨后被設(shè)置于所述基層的表面，其中，所述涂布裝置和基層之間的距離大于20mm。
3.一種涂布方法，其特征在于在涂布裝置和基層或一輥不接觸的情況下，以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，隨后通過一直接與所述粘性膜接觸的脫膜輥將其涂布在一基層上，所述輥壓制所述粘結(jié)劑和所述基層。
4.一種涂布方法，其特征在于在涂布裝置和脫膜涂層輥不接觸的情況下，一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑作為一基本連續(xù)的膜從涂布裝置釋放至所述輥上，且隨后被涂布在一基層表面上。
5.一種涂布方法，其特征在于以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀，在所述膜和一基層不接觸的情況下，提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，隨后通過一設(shè)置于所述熱熔粘結(jié)劑表面上的脫膜基層將所述膜涂布于一第一基層上，其中，所述粘結(jié)劑不與所述第一基層接觸。
6.一種涂布方法，其特征在于以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀，在所述膜和一基層不接觸的情況下，提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，隨后所述膜被涂布于一脫膜基層上且之后被轉(zhuǎn)移涂布于一第二基層上。
7.一種涂布方法，其特征在于在涂布裝置和一第一基層不接觸的情況下，一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑作為一基本連續(xù)的涂層，從所述涂布裝置釋放至所述第一基層上，隨后被設(shè)置于所述第一基層的表面，其中，所述涂層被重新加熱且隨后與一第二基層接觸。
8.一種涂布方法，其特征在于以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀，在所述膜和一基層不接觸的情況下，提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱熔粘結(jié)劑，且隨后將所述膜涂布于一基本無孔基層上。
9.一種涂布方法，其特征在于以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀，在所述膜和一基層不接觸的情況下，在小于大約240℃的條件下從一種涂布裝置釋放一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑材料，且隨后所述膜被涂布于一基層上。
10.一種涂布方法，其特征在于以基本連續(xù)無孔薄膜的形狀，在所述膜和一基層不接觸的情況下，提供一種已通過加熱變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑材料，隨后將所述膜涂布于一基層上，所述涂層在涂布溫度及大約1000弧度/秒的條件下具有小于大約500泊的復(fù)數(shù)粘度。
11.一種涂布方法，其特征在于一種在涂布溫度下及大約1000弧度/秒條件下、復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊的已通過加熱而變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑涂層，在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)涂層從所述涂布裝置釋放至一無孔基層上，且隨后被涂布于所述基層的表面上。
12.一種涂布方法，其特征在于一種在涂布溫度及大約1000弧度/秒條件下復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊的已通過加熱而變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑涂層，在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)涂層從所述涂布裝置釋放至一基層上，且隨后被涂布于所述基層的表面上，其中，所述涂布裝置和基層之間的距離大于20mm。
13.一種涂布方法，其特征在于一種在涂布溫度及大約1000弧度/秒條件下復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊的已通過加熱而變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑涂層，在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)涂層從所述涂布裝置釋放至第一基層上，且隨后被布置在所述第一基層的表面上，其中，所述涂層被重新加熱且之后與一第二基層接觸。
14.一種涂布方法，其特征在于一種在涂布溫度及大約1000弧度/秒條件下復(fù)數(shù)粘度小于大約500泊的已通過加熱而變?yōu)榭闪鲃?dòng)的熱塑涂層，在涂布裝置和基層不接觸的情況下，作為一基本連續(xù)涂層從所述涂布裝置釋放至一脫膜涂布輥上，且隨后被布置在一基層的表面上，
15.根據(jù)權(quán)利要求8-14所述的方法，其特征在于所述熱塑涂層在涂布溫度及大約1弧度/秒的條件下具有小于大約1000泊的復(fù)數(shù)粘度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15所述的方法，其特征在于所述基層從薄膜、薄金屬片、紙張及其組合物中選擇。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述第一和第二基層從薄膜、薄金屬片、紙張、銅版紙、復(fù)合薄膜及其它層壓材料中選擇，且所述粘結(jié)劑為惰性粘結(jié)劑或活性熱熔粘結(jié)劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于所述涂布基層包括一熱密封材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的方法，其特征在于所述涂布裝置為一縫式噴嘴。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19所述的方法，其特征在于所述涂層具有小于大約60克/米2的面積重量。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20所述的方法，其特征在于所述涂層具有小于大約30克/米2的面積重量。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21所述的方法，其特征在于所述涂層具有小于大約10克/米2的面積重量。
23.根據(jù)權(quán)利要求8-14所述的方法，其特征在于所述熱塑合成物在小于大約160℃的溫度下，從所述涂布裝置釋放出。
24.根據(jù)權(quán)利要求8-14所述的方法，其特征在于所述熱塑合成物在小于大約110℃的溫度下，從所述涂布裝置釋放出。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-24所述的方法，其特征在于一第一基層被粘附于最少一個(gè)“聯(lián)機(jī)”或“脫機(jī)”的第二基層上。
26.根據(jù)權(quán)利要求1-25所述的方法，其特征在于所述涂布裝置和基層之間的距離范圍為大約0.5mm-500mm。
27.一種書本封面，其由權(quán)利要求1-26中的任意一種方法制成。
28.一種層狀制品，其由權(quán)利要求1-26中的任意一種方法制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非接觸涂布方法,其用于制造一大體連續(xù)的涂層及由其制得的制品。本發(fā)明還涉及一種用于制造多種涂層和層狀制品的非接觸縫隙式涂布方法。本發(fā)明特別涉及一種通過熱熔熱塑合成物對(duì)一包括薄膜,薄金屬片及紙張的基層進(jìn)行涂布的方法,其減小了由顆粒如雜質(zhì),填料及高吸收聚合物引起的條痕。本發(fā)明還涉及用于本非接觸涂布方法的熱塑合成物。
文檔編號(hào)B32B27/06GK1302234SQ98811770
公開日2001年7月4日 申請(qǐng)日期1998年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月1日
發(fā)明者安尼格雷特·揚(yáng)森 申請(qǐng)人:H·B·富勒許可和金融公司