CN100341714C - 墨水受体介质 - Google Patents

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CN100341714C CNB038147610A CN03814761A CN100341714C CN 100341714 C CN100341714 C CN 100341714C CN B038147610 A CNB038147610 A CN B038147610A CN 03814761 A CN03814761 A CN 03814761A CN 100341714 C CN100341714 C CN 100341714C
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Abstract

本发明涉及包含具有第一主表面和第二主表面的膜的制品，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元。

Description

墨水受体介质
技术领域
本发明涉及可印刷的粘合制品。
背景技术
本发明涉及可印刷的粘合制品。本发明尤其用在无衬胶带和粘合标签中。图像和印刷物，包括标记、条形码、符号和图形，是很普通的。用于警告、教育、娱乐、广告或其它通告等的图像和数字应用于各种内部表面和外部表面。
可用来印刷图像和印刷物的工艺包括热质量转印(也简称为热转印)、点阵打印、激光打印、电子照相(包括照相复制)和喷墨打印。喷墨可包括通过一经要求即滴下(drop-on-demand)喷墨或者连续喷墨工艺来打印。一经要求即滴下工艺包括压电喷墨和热喷墨打印，这两者的区别在于墨滴的形成方式不同。
喷墨的墨水可以是有机溶剂基、含水(水基)或固态(相变)喷墨墨水。固态喷墨墨水具有固态蜡或树脂粘合剂成分。墨水是熔融的。然后，通过喷墨来打印熔融的墨水。
用来形成图形的喷墨系统的部分可以分为三大类：计算机、软件、以及打印机类型、墨水类型和受体介质类型。
计算机、软件和打印机将控制墨滴的尺寸、数量和位置，并将通过打印机来传输受体介质。墨水将含有着色剂。所述受体介质提供容器以接受和容纳墨水。喷墨图像的质量随整个系统而变化。
喷墨系统中最重要的是墨水与受体介质的组成以及它们之间的相互作用。现有的打印机的分辨率超过2400×2400点/英寸(dpi)，喷墨墨滴的尺寸比从前的要小。用于该dpi精度的一般的墨滴尺寸小于约10微微升。一些打印机制造者正在为更小的墨滴尺寸而努力，而其他的打印机制造者则满足于用于大格式图形的较大的墨滴尺寸。
用来存储和运输货物的容器、包装物、纸板箱和箱子通常使用箱封条如胶带，用以固定箱板或箱盖，使得箱子在正常的运输、搬运和存储过程中不会意外地打开。箱封条保持了在整个配送周期中箱子的完整性。箱封条可用在箱子的其它部分上，以及其它类型的制品上。一般的箱封条包含具有可印刷的表面和压敏粘合剂层的塑料膜背衬。上述胶带可印刷及施加在箱子上以密封箱子。它也可以印刷、切割成标签、以及施加在箱子或制品上。这些胶带可制成卷或衬垫状，并且可具有印刷、或以其它方式施加或包含在胶带内或胶带上的信息。
这些箱子通常显示有关其内装货物的信息。最普遍地位于箱子上的信息可包括批号、日期编码、产品识别信息和条形码。这些信息可以使用许多方法置于箱子上。这些方法包括在制造箱子时对其预印刷，或者就在使用的地方将该信息印刷在箱子上。其它方法包括使用通过手工或在线自动标签施加器施加具有预印刷的信息的标签，通常是白纸。
最近的传达与产品有关的信息的趋势是要求各个箱子都具有特定的信息。例如，各个箱子可以载有有关其内装货物以及货物的最终目的地的具体信息，包括批号、序列号和顾客订单号。信息通常在施加到箱子上的地方一般提供在按要求定制及印刷的胶带或标签上。
用来印刷信息的一个系统包括使用墨带和特殊的热转印头将墨水热转印到胶带或标签上。计算机通过提供对印刷头的输入来控制印刷头，这样就对墨带上的离散的位置进行了加热。墨带直接与标签接触，使得当离散区域加热时，墨水熔化并转印到标签上。另一种使用该系统的方法是使用在加热时改变颜色的标签(直接热标签)。在另一个系统中，各种各样的信息通过包括印刷头的喷墨打印机直接印刷到箱子或标签上。计算机可以控制喷洒到箱子或标签上墨水图案。
热转印系统和喷墨系统都产生清晰的图像。在使用喷墨系统和热转印系统时，印刷的质量根据施加墨水的表面来定。看来印刷各种各样的信息的最好的系统是这样的，即在该系统中，墨水和印刷基材可适当地匹配以产生可重复质量的图像，尤其是条形码，所述图像必须能被具有高度可靠性的电子扫描仪读出。
与具体的印刷工艺无关，印刷设备包括一处理系统，它用来将连续胶带卷引向印刷头，并在印刷后使之离开印刷头，该胶带卷用于随后置于有关制品(例如，箱子)上。因此，胶带卷通常以卷状(“供带卷”)提供，使得印刷装置包括一可旋转地保持供带卷的支架。当胶带卷是无衬的时，胶带的粘合剂与该卷中的下一圈胶带的可印刷的表面紧密接触。
带微结构的墨水受体介质的例子可以在WO 99/55537、WO 00/73083、WO00/73082、WO 01/58697和WO 01/58698中找到。
发明内容
使用微孔或带微结构的墨水受体粘合制品会产生一些特殊的问题。通常，墨水或吸墨涂料将因为毛细管引力而通过毛细作用带到表面与微结构单元之间的角落。因此，仅有较少的墨水或吸墨涂料停留在其涂布的地方，并且印刷的图像的光密度下降。这导致印刷的图像的质量和密度降低。
本发明涉及一种具有受体介质的粘合制品，它包含能减小毛细管引力的复合带微结构的表面。
本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含具有壁的主要的微结构单元，以及具有x-方向尺寸的次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元的x-方向尺寸至少比所述主要的微结构壁的高度小5微米。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元在x-方向上的尺寸小于5微米。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元的间距小于100微米。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元是非圆柱形的。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元是凹陷的微结构单元。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述主要的微结构单元具有至少两个限定凹陷的微结构单元的壁，其中，所述次要的微结构单元在所述主要的微结构单元的两个壁之间延伸。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和至少两组交叉的次要的微结构单元。
在另一个实例中，本发明涉及一种包含膜的制品，所述膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含限定一容积的主要的微结构单元和限定一容积的次要的微结构单元，其中，所述主要的微结构单元的容积与所述次要的微结构单元的容积之比约为35-500。
一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含吸墨的第一主表面，所述第一主表面包含具有高度的主要的微结构单元，以及具有高度的次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元的高度至少比所述主要的微结构单元的高度小5微米；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元的高度小于5微米。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元的间距小于100微米；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元是非圆柱形的；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其中，所述次要的微结构单元是凹陷的微结构单元；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述主要的微结构单元具有至少两个限定凹陷的微结构单元的壁，其中，所述次要的微结构单元在所述主要的微结构单元的两个壁之间延伸。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和至少两组交叉的次要的微结构单元；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
另一方面，本发明提供了一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含限定一容积的主要的微结构单元和限定一容积的次要的微结构单元，其中，所述主要的微结构单元的容积与所述次要的微结构单元的容积之比为35-500；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
在一个优选的实施方式中，所述第一主表面含有吸墨涂料。
附图说明
图1是本发明的一个实例的截面图的扫描电子显微照片。
图2是本发明的一个实例的升高观看的(elevated)俯视图的光学显微照片。
图3是本发明的第一个实例的升高观看的视图。
图4是本发明的第二个实例的升高观看的视图。
图5是是图3所示实例沿5-5线的横截面图。
图6是本发明包括多层结构的实例的截面图。
具体实施方式
对于本发明，定义以下术语：
“微结构单元”是指可辨认的几何形状(突起或凹陷)。
“带微结构的表面”是指包含微结构单元的表面。
“主要的微结构单元”是指在一表面上的微结构单元，所述主要的微结构单元具有最大尺度的位于同一表面上的任意微结构单元。
“次要的微结构单元”是指与所述主要的微结构单元相比尺度较小的位于同一表面上的微结构单元。
图1示出了本发明的一个实例的扫描电子显微图像。图2示出了本发明的一个实例的光学显微照片。在图1和2中，本发明包含主要的微结构单元2和次要的微结构单元4。图3示出了一种体现本发明特征的粘合制品。该粘合制品310包含带微结构的背衬312和粘合剂层314。所述带微结构的背衬312包含第一主表面316和第二主表面。在图3所示的实例中，所述带微结构的背衬的第一主表面316包含主要的微结构单元，在图3所示的情况下是位于所述第一主表面316内的凹陷的微结构单元320。所述粘合剂层314与所述带微结构的背衬312的第二主表面接触。粘合剂层314可以是连续的层或不连续的层(例如，粘合剂条或点)。所述微结构单元320具有壁321。图3所示的壁321具有均一的高度(x-方向尺寸)。但是，在某些实例中，壁的高度可以是变化的。例如，壁321的壁中心的高度可以比角落的高度低。所述主要的微结构单元的壁321的高度通常约为5-200微米，例如约为5-100微米。所述主要的微结构单元的壁的厚度通常约为1-50微米，例如约为1-30微米。在某些实施例中，所述壁的宽度约为5-30微米。
图4示出了本发明的第二个实例，其中，主要的微结构单元420是突起的带圆柱形微结构的单元。图4示出了次要的微结构单元440。
通常，对所述微结构单元的几何构形进行选择，以具有足够的容量来控制各个墨滴的放置。在某些实例中，对所述几何构形进行选择，使得所述微结构单元的间距(即，微结构单元之间的中心到中心的距离)约为1-1000微米，例如约为10-500微米。在具体的实例中，所述间距约为50-400微米。
所述微结构单元可具有任意结构。例如，用于所述微结构单元的结构可以是从具有平行垂直的平壁的立方体单元的一个极端，到具有任何可能的实心几何构形的壁的半球单元的另一个极端。具体的例子包括立方体单元、圆柱形单元、具有倾斜的平壁的锥形单元、具有倾斜平壁的截顶的棱锥形单元，蜂窝状单元、以及立方角形单元。其它有用的微结构单元描述在PCT公报WO 00/73082和WO 00/73083中。
外形的图案可以是有规则的、无规的、或者两者的组合。“有规则的”是指所述图案是计划中的，并且是可复制的。“无规的”是指所述微结构单元的一个或多个细部以不规则的方式改变。改变的细部的例子包括，例如微结构单元的间距、峰-谷距离、深度、高度、壁角、棱边半径等。这些图案的组合例如可包括在一个区域内是无规的图案，所述区域具有从任意点开始的10个微结构单元宽度的最小半径，但这些无规的图案可以在总的图案内在较长距离内复制。本文中使用的术语“有规则的”、“无规的”和“组合”用以描述通过其上具有带微结构的图案的一段重复距离模具对一定长度的卷材赋予的图案。例如，当模具是圆柱形辊时，一段重复距离相当于辊旋转一次。在另一个实例中，那个模具可以是一块板，则重复距离将是一块板，并且重复距离相当于板的一个或两个尺寸。
主要的微结构单元的容积(即，由微结构单元限定的空容积)可以约为1-20,000微微升(pL)，例如约为1-10,000pL。某些实例具有约为3-10,000pL的容积，例如约为30-10,000pL，约为300-10,000pL。由于印刷技术导致墨滴尺寸更小，所以所述微结构单元的容积可以减小。
对于将使用台式喷墨打印机(墨滴尺寸通常为3-20pL)来产生图像的用途而言，主要的微结构单元的容积通常约为300-8000pL。对于将使用大型台式喷墨打印机(墨滴尺寸通常为10-200pL)来产生图像的用途而言，微结构单元的容积通常约为1,000-10,000pL。
另一种表征所述主要的微结构单元320的结构的方法是以高宽比来描述所述微结构单元。“高宽比”是凹陷的微结构单元的深度与宽度之比，或者是突起的微结构单元的高度与宽度之比。用于凹陷的微结构单元的有用的高宽比约为0.01-2，例如约为0.05-1，在特定的实例中约为0.05-0.8。用于突起的微结构单元的有用的高宽比约为0.01-15，例如约为0.05-10，在特定的实例中约为0.05-8。
主要的微结构单元的总高度根据所述微结构单元的形状、高宽比和所需的容积来确定。微结构单元的高度可以约为5-200微米。在某些实例中，所述的高度可以约为20-100微米，例如约为30-90微米。
主要的微结构单元的间距为1微米至约1000微米。某些实例中的主要的微结构单元的间距约为10-500微米，例如约为50-400微米。所述微结构单元的间距可以是均一的，但并不总是要求或者需要间距是均一的。应该认识到在本发明的一些实例中，不要求或者不需要观察到均一的微结构单元的间距，也不要求或者不需要所有细部都是相同的。因此，各种不同类型的细部例如微结构单元与可能是各种微结构单元的间距可包含本发明的图像转移介质的带微结构的表面。各个单元的平均峰-谷距离约为1-200微米。
图5是图3所示实例沿5-5线的截面图。所述微结构单元520具有在壁521之间延伸的底面522。所述微结构单元的底面522包含次要的微结构单元540。在图5所示的实例中，次要的微结构单元540限定在所述微结构单元底面522内。所述次要的微结构单元具有在x-方向的尺寸(通常与所述第一主表面垂直，例如，凹陷的微结构单元的深度或者突起的单元的高度)，以及长度和宽度。通常，所述x-方向尺寸约为0.1-50微米，例如约为0.1-20微米。在某些实例中，所述x-方向尺寸约为0.1-10微米，例如约为0.1-5微米。
在某些实例中，所述次要的微结构单元的x-方向尺寸至少比所述主要的微结构的壁的高度小5微米。例如，所述次要的微结构单元的x-方向尺寸至少比所述主要的微结构的壁的高度小20微米。在具体的实例中，所述次要的微结构单元的x-方向尺寸至少比所述主要的微结构的壁的高度小50微米，例如70微米。所述次要的微结构单元的x-方向尺寸与所述主要的微结构的壁的高度之差可以达到199微米。
在某些实例中，所述次要的微结构单元在所述微结构单元的至少两个壁521之间延伸。在这些实例中，壁521可以是相邻的壁或相对的壁。所述次要的微结构单元可以形成任意的图案，如平行的单元、非平行的单元、或者平行的和非平行的单元的任意组合。所述次要的微结构单元可以在任意数量之处，例如直线平行的单元，以及以90°的角度相交的单元上交叉。
在某些实例中，所述次要的微结构单元还具有容积(例如，由以90°相交的次要的微结构单元限定的容积，或者由所述次要的微结构单元及其与所述主要的微结构的壁的交叉部分所限定的容积)。在这些实例中，所述主要的微结构单元的容积与所述次要的微结构单元的容积之比约为5-2,000,000。例如，这一比例可以是50-1,000,000、50-1,000,000或150-150,000。对于一个具体的实例，这一比例约为35-500。
通常，所述次要的微结构单元的间距约为0.1-100微米，例如约为1-50微米。在某些实例中，所述次要的微结构单元的间距约为1-40微米。所述次要的微结构单元的容积通常约为0.01-300pL，例如约为0.01-100pL。在某些实例中，所述次要的微结构单元的容积约为0.01-50pL，例如约为0.01-10pL，在另一个实施例中约为0.01-1pL。所述次要的微结构单元的壁的厚度通常约为1-50微米，例如约为1-30微米。在某些实施例中，所述壁的宽度约为5-30微米。
图6示出了本发明的多层结构600的实例。图6示出了两层的多层结构，即，第一粘合制品610a和第二粘合制品610b。所述第一粘合制品610a包含带微结构的背衬612a和粘合剂层614a。所述带微结构的背衬612a包含第一主表面616a和第二主表面618a。所述第二粘合制品610b包含带微结构的背衬612b和粘合剂层614b。所述带微结构的背衬612b包含第一主表面616b和第二主表面618b。所述第一粘合剂层614a与所述第二带微结构的背衬612b的第一主表面616b直接接触。因此，为了从所述第二粘合制品610b上取下所述第一粘合制品610a，将所述第一粘合剂层614a从所述第二带微结构的背衬612b的第一主表面616b上剥离下来。
带微结构的背衬
所述带微结构的背衬通常包含一种聚合物。该背衬可以是固体膜。该背衬可以是透明的、半透明的或不透明的，根据所需的用途来定。该背衬可以是纯净的或染色的，根据所需的用途来定。所述背衬可以是光透射的、光反射的、或者光逆向反射的，根据所需的用途来定。
用作本发明的背衬的聚合物膜的非限制性的例子包括：热塑性塑料，如聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯)，聚氯乙烯，烯烃的共聚物(例如，丙烯的共聚物)，乙烯与乙酸乙烯酯或乙烯醇的共聚物；氟化的热塑性塑料，如六氟丙烯的共聚物和三元共聚物以及其表面改性的产物，聚对苯二甲酸乙二酯及其共聚物，聚氨酯，聚酰亚胺，丙烯酸类，以及使用填料如硅酸盐、二氧化硅、铝酸盐、长石、滑石、碳酸钙、二氧化钛等充填上述物质所得的产物。也可以使用由上述材料制得的共挤出膜和层压膜。更具体地说，所述带微结构的背衬由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、以及它们的共聚物形成。
用于本发明的背衬的性能可用任选的涂料来增加，该涂料可改善对所述背衬的带微结构的表面的吸墨性的控制。任何涂料对本领域技术人员而言都是已知的。可以将这些涂料中的任一种与本发明的带微结构的表面一起使用。
可以使用具有各种表面活性剂的流体控制系统，或者可以选用聚合物来提供特别适合于着色的喷墨墨水的具体流体成分的表面。表面活性剂可以是阳离子的、阴离子的、非离子的或两性的。多种表面活性剂是本领域技术人员可以广泛采用的。因此，可以使用能赋予聚合物表面亲水性的任何表面活性剂，或者表面活性剂或聚合物的组合。
这些表面活性剂可涂布或以其它方式施加在所述带微结构的表面中的微结构单元的表面上。各种类型的表面活性剂都可以用在涂料体系中。它们包括，但不限于含氟化合物、硅和烃基物质，其中，所述表面活性剂可以是阳离子、阴离子或非离子表面活性剂。此外，在有机溶剂或者水和有机溶剂的混合物中，非离子表面活性剂可以单独使用或与另一种表面活性剂如阴离子表面活性剂结合使用，所述有机溶剂选自醇、酰胺、酮等。
可以使用各种类型的非离子表面活性剂，它们包括但不限于本领域技术人员已知的碳氟化合物、环氧乙烷和环氧丙烷到乙二醇基的嵌段共聚物、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、辛基苯氧基聚乙氧基乙醇、四甲基癸炔二醇、硅表面活性剂等。
可以另外将一层剥离涂层(低粘合背胶层)施加在所述带微结构的表面上。该剥离涂层可以是连续层或不连续层(例如，条和点)。该剥离涂层可以施加在整个带微结构的表面上，包括微结构单元，或者仅仅施加在所述带微结构的表面的特定区域上。例如，在包括凹陷的微结构单元的实例中，所述剥离涂层可以仅仅施加在表面上，而不施加在微结构单元内。在一些实例中，剥离材料可以与用来制造带微结构的背衬的材料混合，并加入背衬中。
可以使用能够改善所述带微结构的表面上印刷的图像的外观或耐久性的其它涂料。例如，可以使用喷墨受体涂层。该喷墨受体涂层可以包括一层或多层。有用的吸墨涂料是亲水的、水性吸墨涂料。这些涂料包括，但是不限于聚乙烯基吡咯烷酮，其均聚物、共聚物和取代的衍生物，聚乙烯亚胺及其衍生物，乙酸乙烯酯共聚物，例如，乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、乙酸乙烯酯和丙烯酸的共聚物等，以及它们的水解的衍生物；聚乙烯醇、丙烯酸均聚物和共聚物；共聚聚酯；丙烯酰胺均聚物和共聚物；纤维素聚合物；苯乙烯与烯丙醇、丙烯酸和/或马来酸或酯的共聚物，环氧烷烃聚合物和共聚物；明胶和改性的明胶；多糖等。如果预定的打印机打印水性染料墨水，则可以将适宜的媒染剂涂布在所述带微结构的表面上以使染料不迁移(demobilize)或“固定”染料。可以使用的媒染剂通常包括，但是不限于美国专利4,500,631、5,342,688、5,354,813、5,589,269和5,712,027中公开的那些。喷墨受体涂料的一个具体的例子是描述在2002年2月19日提交的待审的美国临时申请60/357863中的含有聚乙烯基吡啶及其共聚物的溶液。本文中列出的这些材料与其它涂料的各种混合物，例如剥离剂和喷墨受体的混合物，也在本发明的范围之内。
另外，通过本领域中一般已知的手段直接影响基材的方法也可以应用在本发明中。例如，火焰处理的表面、电晕处理的表面(例如，空气或氮气)、或者表面脱氯化氢的聚氯乙烯可用来制造带微结构的背衬，作为可印刷的基材。
粘合剂
可通过在所述带微结构的背衬的第二主表面上添加粘合剂层来使所述带微结构的背衬形成粘合制品。所述粘合剂可以是压敏粘合剂。任何适宜的压敏粘合剂组合物可用于本发明。所述压敏粘合剂可以是能粘着在所述带微结构的背衬和接受粘合制品的表面上的任何常规的压敏粘合剂。所述压敏粘合剂成分可以是具有以下压敏粘合剂性能的任意材料：(1)粘性，(2)使用不超过手指的压力就可以粘着在基材上，(3)有足够的保持在被粘物上的能力。此外，所述压敏粘合剂成分可以是单一压敏粘合剂，或者所述压敏粘合剂可以是两种或多种压敏粘合剂的组合。
本发明中使用的压敏粘合剂包括，例如那些基于天然橡胶、合成橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚(甲基)丙烯酸酯(包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、聚烯烃和硅氧烷的压敏粘合剂。
所述压敏粘合剂可以是本来具有粘性的。如果需要，可以将增粘剂加入基料中形成压敏粘合剂。有用的增粘剂包括，例如松香脂树脂、芳香烃树脂、脂肪烃树脂和萜烯树脂。可以为具体的目的添加其它材料，包括例如油、增塑剂、抗氧化剂、紫外线(UV)稳定剂、氢化丁基橡胶、颜料和固化剂。
在一个具体的实例中，所述压敏粘合剂基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
在一个实例中，所述粘合剂是低流动性粘合剂。提交于2002年6月25日的美国专利申请60/391,497教导了低流动性粘合剂。
本发明的一个具体的实例具有纤维增强的压敏粘合剂，如提交于2001年1月17的待审美国专利申请09/764478和提交于2002年6月25日的部分继续美国专利申请10/180,784所描述的。在该实例中，任何适宜的压敏粘合剂组合物都可用作用于所述纤维增强的粘合剂的粘合剂基质。所述压敏粘合剂可以是低流动性粘合剂，但是某些不是低流动性粘合剂的压敏粘合剂仍然适合作为用于纤维增强的压敏粘合剂的基质。然后，用纤维增强材料增强所述压敏粘合剂。各种增强材料都可以用于实施本发明。在具体的实例中，所述增强材料是聚合物。在某些实例中，所述增强材料是弹性体。所述增强材料的例子包括烯烃聚合物，例如超低密度聚乙烯。
在与所述带微结构的背衬相反的粘合剂层上可以包括附加的粘合剂层。例如，可以在低流动性粘合剂层上涂布第二粘合剂层。所述第二粘合剂层可以是低流动性粘合剂，或者也可以不是。例如，不是低流动性粘合剂的第二粘合剂可以呈薄层状，有利于使粘合制品的粘性最大。
制造胶带的方法
所述胶带包括带微结构的膜和粘合剂层。所述带微结构的膜具有包含带微结构的表面的第一主表面和一第二主表面。所述带微结构的表面可以用许多方法制成，如使用流延、涂布或压制工艺。例如，使所述背衬的第一主表面形成微结构可通过下述方法中的至少一种来达到：(1)使用具有带微结构的图案的模具来流延熔融的热塑性塑料，(2)将流体涂布在具有带微结构的图案的模具上，使该流体固化，并取下所得的膜，或者(3)使热塑性薄膜通过夹辊将其压在具有带微结构的图案的模具上。所述模具可使用本领域技术人员已知的许多工艺中的任一种来形成，部分地根据模具的材料和所需的形状特征来选择。说明性的工艺包括蚀刻(例如，通过化学蚀刻、机械蚀刻、或者其它烧蚀手段，如激光烧蚀或反应性离子蚀刻等)、光刻法、立体平版印刷、微机械加工、滚花(例如，切削滚花或酸增强滚花)、划痕或切削等。另一种形成所述带微结构的表面的方法包括热塑性塑料挤出、可固化流体涂布法，以及对热塑性塑料层压花(也可以固化该热塑性塑料层)。
所述压制方法使用压塑领域技术人员熟悉的热压机。所述热压机中施加的压力通常约为48-2400kPa。热压机在模具表面上的温度通常约为100-200℃，例如约为110-170℃。
所述热压机中的持续时间通常约为1秒-5分钟。使用的压力、温度和持续时间主要根据形成微结构的具体材料来定，形成的微结构单元的类型是本领域技术人员已知的那些。
加工条件应当足以导致材料流动，并且一般形成所用的模具表面的形状。可以使用任何通常能够从市场上购得的热压机。
挤出方法包括使挤出的材料或预成形的基材通过骤冷辊和刻有所需微结构的相反图案的流延辊形成的辊隙。或者，将输入膜送入挤出涂布器或挤出机中。将聚合物层热熔涂布(挤出)到该输入膜上。然后，所述聚合物层形成为带微结构的表面。
可以使用单螺杆或双螺杆挤出机。选择条件以满足本领域技术人员了解的一般要求。例如，挤出机中的温度范围可以是100-250℃，根据树脂的熔体特性来定。模头的温度为150-250℃，根据树脂的熔体特性来定。辊隙中施加的压力可以约为140-1380kPa，较好是约350-550kPa。夹辊的温度可以约为5-150℃，例如约为10-100℃，流延辊的温度可以约为25-100℃，例如约为40-60℃。移动通过辊隙的速度通常约为0.25-10米/分钟，但是只要条件允许，通常是移动地越快越好。
可以使用辊隙用连续的方法完成压延，如膜加工领域中已知的那样。在本发明中，使具有适宜表面以及具有接受所需微结构图案的足够厚度的卷材通过两个圆柱形辊形成的辊隙，其中一个辊具有刻在其表面上的与所需结构相反的图像。表面层与雕刻的辊在辊隙处接触。通常，使用例如辐射热源(例如，热灯、红外线加热器等)和/或通过在辊隙处使用加热辊将卷材加热至100-540℃。本发明的实施中通常使用在辊隙处热与压力(通常，100-800磅/英寸(1.8-9kg/cm))的组合。
所述带微结构的背衬的第二主表面是涂布了上述粘合剂组合物的粘合剂。这可以使用任何本领域中已知的涂布工艺来完成。
所得的粘合制品可包括在粘合剂层上的剥离衬里(未示出)，但是剥离衬里并不是必需的。剥离衬里是已知的，并且可以从许多来源购得。剥离衬里的例子包括涂布硅氧烷的牛皮纸、涂布硅氧烷的聚乙烯涂布纸、涂布了硅氧烷或没有涂布硅氧烷的聚合物材料如聚乙烯或聚丙烯。前述原料也可以用聚合物剥离剂，如聚硅氧烷脲、氟化的聚合物、聚氨酯和丙烯酸长链烷基酯聚合物来涂布。
印刷制品
所述的粘合制品可较好地用来印刷。所述微结构单元含有施加到所述带微结构的表面上的任何吸墨涂料和任何墨水，从而形成受控的图像。
印刷方法
可以使用本领域中已知的任何方法来印刷粘合制品。具体地说，本发明的粘合制品可置于喷墨打印机中，并以较高的速度(即，以超过5cm/秒的速度)打印，同时保持清晰的图像。
以下实施例将进一步公开本发明的实例。
实施例
试验方法
光密度
测定在白色基材上的黑色图像的光密度。使用“X-RITE 504”光密度计(购自X-Rite公司，Grandville，MI)测量光密度。接近零的光密度值代表白色基材。
条形码读数
根据美国国家标准学会(ANSI)X3.182，使用PC 600快速检查检验机(购自PSC公司，Webster，NY)读出条形码的读数和等级。条形码读数“A”代表使用这一标准的可有的最高等级。
显微镜
使用放大倍率约为70-200X的光学显微镜得到所述微结构膜的图像。使用SEM技术在350X的放大倍率下得到横截面图像。
实施例1
制备显示出具有沿着所述凹陷底面的脊的凹陷图案的带微结构的膜，所述脊的高度低于形成凹陷的壁。更具体地说，使用Killion单螺杆挤出机(购自DavisStandard Killion公司，Pawcatuck，CT)，将92∶8(重量∶重量)的透明的聚丙烯树脂(Dow 7C50，熔体流动速率约为8g/10分钟(230℃/2.16kg负载)的高冲击性聚丙烯共聚物，购自Dow Chemical公司，Midland，MI)和白色聚丙烯膜(二氧化钛和熔体流动速率通常为2.7g/10分钟(230℃/2.16kg负载)的聚丙烯树脂的1∶1重量比的共混料，购自Exxon-Mobil公司)在两根位于接近模头位置的加热的夹辊之间挤出。所述挤出机的直径为3.18cm(1.25英寸)，具有以下5个加热段：1段，124℃(255)；2段，177℃(350)；3段，235℃(455)；4段，243℃(470)；5段，249℃(480)。模头温度设定为249℃(480)。熔融树脂离开所述模头，并在压力下在两根靠紧的夹辊之间拉伸。上夹辊是包橡胶的辊，下夹辊是在其表面上刻有带微结构的图像的金属模具辊。两根夹辊的直径约为30.5cm(12英寸)并且是空心的，从而可以通过使流体通过夹辊的内部来加热或骤冷夹辊。上辊的设定点是38℃(100)，下辊的设定点是110℃(230)。卷材的速度约为3.0-3.7米/分钟(9.8-12.1英尺/分钟)。
所述金属模具辊刻有三组凹槽。有两组平行的凹槽，它们相互垂直(在下文中称为主凹槽)。所述垂直的两组螺线凹槽与辊轴成约45°的角度，并具有约35微米的深度，在底部约10微米的宽度，在顶部18微米的宽度，间隔约250微米。第三组圆形凹槽(在下文中称为次凹槽)与辊轴成约90°的角度(即，与卷材方向平行)，并具有约2微米的深度，在顶部20微米的宽度，凹槽的间隔约为20微米。
所述模具辊的带微结构的表面对挤出的聚丙烯树脂压花，形成具有其上有带微结构的图案的第一主表面和第二主表面的聚丙烯膜。在到达缠绕辊之前将压花的膜冷却。膜上的压花图案包含井孔或由壁形成的凹陷。所述凹陷是标称深度为35微米的菱形，且壁与所述带微结构的膜的加工方向(卷材的方向)成45°。另外，含有标称高度约为2微米的圆形脊的凹陷的底部与所述凹陷的壁的方向成45°的角度(即，与卷材的方向平行)，且所述凹槽的间距约为20微米。
在这样得到的总厚度约为0.009英寸(124微米)的膜在带微结构的表面上具有水基吸墨涂层。
制备以下三种组合物。除非另有说明，所有的份都是重量份。
组合物A：将约2份冰醋酸加入10份REILLINE 420 SOLUTION(聚4-乙烯基吡啶的溶液，得自Reilly Industries公司，Indianapolis，IN)中，然后加入约34份异丙醇，接着是约34份水。在添加了各种成分后混合溶液。
组合物B：将约110份水加入约10份“FREETEX 685”(一种含有阳离子聚胺的浓缩的染料固定剂，购自Noveon公司，Cleveland，OH)中，并混合。
组合物C：将约97.5份乙醇加入约2.5份“HELOXYTM MODIFIER 48”(一种低粘度的脂族三缩水甘油醚，购自Resolution Performance Products公司，Houston，TX)中，并混合。
通过混合约49份组合物A、约49份组合物B和约2份组合物C来制备涂料组合物。将该涂料组合物施涂到所述膜背衬的电晕处理的带微结构的表面上。使用形成81微米厚的标称湿涂层的#36 Mayer棒(购自NY州Webster的R D Specialties公司)在主要的壁的顶面上施涂所述组合物。在约70℃的对流烘箱中干燥该涂布的膜5分钟。
然后，使用PL640L打印机(购自Canon-Aptex公司，日本东京)，并使用用来评价单色可读性的测试图案来印刷所述涂布的膜，包括条形码、各种尺寸的字母数字符、以及白底黑色图案和黑底白色图案。按上述测试方法评价该印刷的膜的光密度。所述光密度约为1.32。使用条形码读出器的评价给出了“A级”结果。
实施例2
重复实施例1，但是进行如下改变。使用含83∶17(重量/重量)的透明的聚丙烯树脂(FINA 3376，一种聚丙烯均聚物树脂，含有硬脂酸钙，熔体流动速率约为2.5-3.1g/10分钟(230℃/2.16kg负载)，亨特色度“b”为2.0或更小，在二甲苯中的可溶物约为3.5-4.5％，得自ATOFINA Petrochemical公司，Dallas，TX)和白色聚丙烯树脂(二氧化钛和PP4792E1(一种熔体流动速率通常为2.7g/10分钟(230℃/2.16kg负载)的聚丙烯树脂)的1∶1重量比的共混料，购自Exxon-Mobil Chemical公司，Houston，TX)的混合物的聚合物熔体混合物。
所述主凹槽的深度约为75微米，在底部的宽度约为18微米，在顶部的宽度约为31微米，间隔约125微米。次凹槽与辊轴成约90°的角度(即，与卷材方向平行)，并具有约8-10微米的深度，在底部约8微米的宽度，在顶部约11微米的宽度，间隔约为35微米。
所述膜上的压花图案包含井孔或由壁形成的凹陷。所述凹陷呈菱形，其标称深度为75微米，且壁与所述带微结构的膜的加工方向(卷材的方向)成45°的角度。另外，含标称高度为8-10微米的脊的凹陷的底部间隔约为35微米，并与所述凹陷的壁的方向成45°的角度(即，它们与卷材的方向平行)。这样得到的膜的总厚度为0.0053英寸(135微米)。
然后，印刷实施例2的产品并评价其光密度。所述光密度约为1.02。
实施例3
重复实施例2，但是进行如下改变。挤出三层膜。各挤出层是83∶17(重量/重量)的透明的聚丙烯树脂(Homopolymer 4018 Injection Molding Resin，购自BPAmoco Polymers公司，Naperville，IL)和白色聚丙烯树脂(二氧化钛和PP4792E1(一种聚丙烯树脂)的1∶1重量比的共混料，购自Exxon-Mobil Chemical公司，Houston，TX)的聚合物熔体混合物。
所述次凹槽的标称高度约为4-6微米。
这样得到的膜的总厚度约为0.0053英寸(135微米)。该涂布的带微结构的膜显示光密度为0.78。
实施例4
重复实施例3，但是进行如下改变。第一(顶层)挤出层是透明的聚丙烯树脂(Homopolymer 4018 Injection Molding Resin，购自BP Amoco Polymers公司，Naperville，IL)，第二(中间)和第三(底层)层是75∶25(重量/重量)的透明的聚丙烯树脂(Homopolymer 4018 Injection Molding Resin，购自BP Amoco Polymers公司，Naperville，IL)和白色聚丙烯树脂(二氧化钛和PP4792E1(一种聚丙烯树脂)的1∶1重量比的共混料，购自Exxon-Mobil Chemical公司，Houston，TX)的聚合物熔体混合物。
这样得到的膜的总厚度约为0.005英寸(135微米)，其中着色层共占总厚度的约0.0012英寸(30.5微米)。该涂布的带微结构的膜显示平均光密度约为1.05。
实施例5
制备显示出具有沿着所述凹陷底面的脊的凹陷图案的带微结构的膜，所述脊的高度低于形成凹陷的壁。更具体地说，使用Killion单螺杆挤出机(购自DavisStandard Killion公司，Pawcatuck，CT)，将5∶1(重量∶重量)的透明的聚内烯树脂(Dow 7C50，熔体流动速率约为8g/10分钟(230℃/2.16kg负载)的高冲击性聚丙烯共聚物，购自Dow Chemical公司，Midland，MI)和白色聚丙烯树脂(二氧化钛和熔体流动速率通常为2.7g/10分钟(230℃/2.16kg负载)的聚丙烯树脂的1∶1重量比的共混料，购自Exxon-Mobil公司)在两根位于接近模头位置的加热的夹辊之间挤出。所述挤出机的直径为3.18cm(1.25英寸)，具有以下5个加热段：1段，124℃(255)；2段，177℃(350)；3段，235℃(455)；4段，243℃(470)；5段，249℃(480)。模头温度设定为249℃(480)。熔融树脂离开所述模头，并在压力下在两根靠紧的夹辊之间拉伸。上夹辊是包橡胶的辊，下夹辊是在其表面上刻有带微结构的图像的金属模具辊。两根夹辊的直径约为30.5cm(12英寸)并且是空心的，从而可以通过使流体通过夹辊的内部来加热或骤冷夹辊。上辊的设定点是38℃(100)，下辊的设定点是110℃(230)。卷材的速度约为3.0-3.7米/分钟(9.8-12.1英尺/分钟)。
所述金属模具辊刻有四组凹槽。有两组平行的凹槽，它们相互垂直(在下文中称为主凹槽)。所述垂直的两组螺线凹槽与辊轴成约45°的角度，并具有约80微米的深度，在底部约18微米的宽度，在顶部39微米的宽度，间隔约250微米。第三组凹槽与辊轴成约90°的角度，并具有约2和4微米的深度，在底部约5微米的宽度，在顶部约7微米的宽度，间隔约为25微米。第四组凹槽与辊轴平行，并具有约5微米的深度，在底部约5微米的宽度，在顶部约7微米的宽度，间隔约为25微米。第三和第四组凹槽都称为次凹槽。
所述模具辊的带微结构的表面对挤出的聚丙烯树脂压花，形成具有其上有带微结构的图案的第一主表面和第二主表面的聚丙烯膜。在到达缠绕辊之前将压花的膜冷却。膜上的压花图案包含井孔或由壁形成的凹陷。所述凹陷是标称深度为80微米的菱形，且壁与所述带微结构的膜的加工方向(卷材的方向)成45°。另外，所述凹陷的底部含有两组脊，第一组的标称高度约为2-5微米，第二组的标称高度约为5微米。两组次凹槽相互成90°的角度，且第一组与卷材方向平行，第二组与卷材方向成90°的角度，两组的次凹槽的间距都为25微米。
在这样得到的总厚度约为0.0055英寸(140微米)的膜在带微结构的表面上具有水基吸墨涂层。
制备以下三种组合物。除非另有说明，所有的份都是重量份。
组合物A：将2份冰醋酸加入10份REILLINE 420 SOLUTION(聚4-乙烯基吡啶的溶液，得自Reilly Industries公司，Indianapolis，IN)中，然后加入14份乙醇，接着是14份水。在添加了各种成分后混合溶液。
组合物B：将20份水和20份乙醇加入10份“FREETEX 685”(一种含有阳离子聚胺的浓缩的染料固定剂，购自Noveon公司，Cleveland，OH)中，并混合。
组合物C：将97.5份乙醇加入2.5份“HELOXYTM MODIFIER 48”(一种低粘度的脂族三缩水甘油醚，购自Resolution Performance Products公司，Houston，TX)中，并混合。
通过混合49份组合物A、49份组合物B和2份组合物C来制备涂料组合物。将该涂料组合物施涂到所述膜背衬的电晕处理的带微结构的表面上。使用形成22.5微米厚的标称湿涂层的#10 Mayer棒(购自NY州Webster的R D Specialties公司)在主要的壁的顶面上施涂所述组合物。在约70℃的对流烘箱中干燥该涂布的膜5分钟。
然后，使用PL640L打印机(购自Canon-Aptex公司，日本东京)，并使用用来评价单色可读性的测试图案来印刷所述涂布的膜，包括条形码、各种尺寸的字母数字符、以及白底黑色图案和黑底白色图案。按上述试验方法所述来评价该印刷的膜的光密度。所述光密度为1.01。使用条形码读出器的评价给出了“B级”结果。
在不偏离本发明的精神和范围的前提下，对本发明的各种修改和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (9)

1.一种墨水受体介质，它包含吸墨的第一主表面，所述第一主表面包含具有高度的主要的微结构单元，以及具有高度的次要的微结构单元，其特征在于，所述次要的微结构单元的高度至少比所述主要的微结构单元的高度小5微米；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
2.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元的高度小于5微米。
3.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述次要的微结构单元的间距小于100微米；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
4.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其特征在于，所述次要的微结构单元是非圆柱形的；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
5.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，其特征在于，所述次要的微结构单元是凹陷的微结构单元；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
6.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和次要的微结构单元，所述主要的微结构单元具有至少两个限定凹陷的微结构单元的壁，其特征在于，所述次要的微结构单元在所述主要的微结构单元的两个壁之间延伸。
7.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含主要的微结构单元和至少两组交叉的次要的微结构单元；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
8.一种墨水受体介质，它包含第一主表面，所述第一主表面包含限定一容积的主要的微结构单元和限定一容积的次要的微结构单元，其特征在于，所述主要的微结构单元的容积与所述次要的微结构单元的容积之比为35-500；所述墨水受体介质包含与所述第一主表面相对的第二主表面，并且在所述第二主表面上设置粘合剂层。
9.如权利要求1-8中任一项所述的墨水受体介质，其特征在于，所述第一主表面含有吸墨涂料。
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