CN101094727A - 形成涂覆流体图案的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在表面上形成涂覆流体图案的方法，所述方法包括：将所述涂覆流体引入在第一辊表面和第二辊表面之间形成的夹缝中。辊表面在缝间压力下在所述夹缝处被压合，并且朝向所述夹缝内的涂覆流体沿着相反的方向运动。在所述夹缝之后被计量分配到所述第二辊表面上的涂覆流体量是所述第一辊表面的表面状况和夹缝压力的函数。第一辊表面是柔顺的并且第一和第二辊表面被压合到一起。第二辊表面的选定部分与刮刀片接合，用以从那里刮除涂覆流体，涂覆流体图案保留在第二辊表面上，该图案由至少一个涂覆流体条纹形成。涂覆流体图案通过反向接触涂覆从第二辊表面转移到所述移动卷材。

Description

形成涂覆流体图案的方法和装置
技术领域
本申请涉及一种应用涂覆流体的方法。具体地说，本发明涉及以特别期望的纵向设置的图案应用涂覆流体。
背景技术
在不同的产品设计中，需要将一条或多条涂覆材料以纵向或横向图案涂覆到例如移动纸幅或者聚合薄膜的基质上。在某些应用中，涂覆材料中包含有压敏粘合剂(永久性的或可去除的)。特别地，正如美国专利第6,296,932号、第5,824,748号、第5,756,625号、第5,714,237号、第5,571,617号、第5,045,569号、第4,495,318号、第4,166,152号、第3,857,731号和第3,691,140号中所公开的那样，这些粘合剂可能构成包括基于微滴的粘合剂的压敏粘合涂层。在处理这种基于微滴的粘合剂时，不能破坏或者割裂这些相对微小的微滴是非常重要的。例如，如果这些微滴被切断或剪断，那么其中的粘合材料就有可能会开始凝聚结块，从而难以处理涂覆材料并且在基质上形成均匀的涂层。这样的凝聚结块还可能会导致粘合材料粘附在涂覆设备或者另外的卷材处理设备的部件，从而不得不停止涂覆作业以清洁涂覆设备及相关部件。
因此，在使用过程中对基于微滴的粘合剂进行精细处理，并且确保任何对流体形式的那些粘合剂的剪切操作都以对微滴自身可能产生的剪切最小的方式进行是非常重要的。在其中计量和对微滴粘合剂涂层的进一步处理需要例如在一定压力下通过印膜分配涂覆，涂层在辊上暴露给刮刀片，或者通过相对辊之间的夹缝输送涂覆流体以进行计量的作业的很多处理条件下，该目标被证明是有问题的。例如，如果相对辊之间的夹缝的空间大小不足以使得单个微滴通过时，就无法达到该目的。微滴因此就会被挤压到辊的侧面并且无法在夹缝后沉积的任何涂层上积聚。现有技术工艺的不足包括从蚀刻的凹版涂液辊向卷材输送粘合剂不充分，或者在苯胺涂覆中薄膜形式的涂覆材料成型不适当地分裂。另外，微滴粘合流体的剪切敏感度和/或不良流变性质可能会导致过量凝结(也就是说，由被剪切过的粘合剂微滴结块形成)和/或不一致的涂层分布，从而造成粘合剂条纹不一致、粘合图案杂色、涂层孔隙或者出现不希望的“桔皮”涂层，这将影响到涂层干燥后的粘合等级。
发明内容
本发明包括一种用于在表面上限定涂覆流体的图案的装置及方法，所述方法包括将涂覆流体引入在第一辊表面和第二辊表面之间形成的夹缝。所述辊表面在所述夹缝处在夹缝压力的作用下压合，并朝向所述夹缝内的涂覆流体沿着相反的方向移动。在夹缝之后被计量分配到所述第二辊表面上的涂覆流体量是所述第一辊表面形状和夹缝压力的函数。所述方法进一步包括使得所述第二辊表面的选定部分接合刮刀片，用以从那里去掉涂覆流体，其中在第二辊表面上保留至少由一条涂覆流体所形成的涂覆流体的图案。
上述关于本发明的简要说明的意图并非用来描述本发明的被公开的每一个实施例和具体实施方式。下面将给出附图及其说明以更详细的介绍各实施例。
附图说明
下面根据附图对本发明的内容进行进一步的说明，其中在不同视图中对于相同的结构使用相同的附图标记表示。
图1是本发明卷材涂覆装置的透视图，其中所述卷材涂覆装置上包括开有凹槽的供液辊和条纹刮刀片。
图2是本发明所述涂覆装置的概略侧视图，并且在图中示出了涂覆流体回收和稠度管理系统。
图3是沿着图2的3-3线截取的概略截面图，示出条纹刮刀片。
图3A是适用于本发明涂覆系统中的供液辊的螺旋状凹槽表面的截面放大图。
图4A是适用于本发明的条纹刮刀片的第二可选刃边构形的平面图。
图4B是适用于本发明的条纹刮刀片的第三可选刃边构形的平面图。
图5是图2所示涂覆装置概略侧视图，示出压辊移动到其中移动卷材不与涂覆流体涂液辊接触的位置。
图6是本发明所述创造性涂覆装置在卷材印刷线上的示意图。
图7是本发明所述卷材涂覆装置和方法另一实施例的透视图，其中压辊具有形成为间歇式地使移动卷材和涂液辊接触的凸起图案。
图8是图7所示涂覆装置的侧视图，其中加压辊旋转到其中移动卷材与涂液辊相接触的位置。
图9是图7所示涂覆装置的侧视图，其中加压辊旋转到使移动卷材与涂液辊间隔的位置。
图10是图8沿10-10线截取的截面示意图。
图11是本发明所述卷材涂覆装置和方法第三实施例的概略侧视图。
虽然上面列出的图给出本发明的多个实施例，也考虑了其它实施例，如在讨论中指出地。在任何情形中，该公开通过示意而非限制地提出本发明。应该理解，本领域技术人员可做出很多其它的修改和实施例，它们落在本发明原理的范围和精神内。
具体实施方式
申请人已经发现并提出了一种独特的将涂覆流体选择性的涂覆到移动卷材上形成一纵向图案的装置和方法。该图案的最简单形式可能是包括沉积在移动卷材上的涂覆流体的单独条纹或者沿移动卷材的长度施加的平行条纹。另外，该图案可以连续的施加到移动卷材上(也就是说，涂覆流体的连续条纹或多个条纹)，或者即使在卷材继续移动通过本发明的涂覆装置时，可以同时停止所有图案的绘制。另外，该装置可以构造为在卷材上涂覆间歇式的图案(也就是说，沿着移动卷材的长度施加不连续的条纹，例如涂覆流体的“划线”或者块等)。
在此还给出可以达到上述目的的可替代方法和装置。在每一个情形中，涂覆流体均以不会产生作用在涂覆流体上的过多剪切力的方式处理，从而不会对涂覆流体的成分(例如，粘合材料中的微滴)造成损伤，以避免导致非一致性涂覆的结果。
附图1、2和3概略表示了用于限定涂覆流体图案并且向移动卷材选择性地施加该图案的装置和过程。涂覆流体20由底盘22或者其他合适的供给方式(例如封闭的刮刀片系统)提供给旋转的供液辊24。供液辊24具有表面26，该表面由沿供液辊24的纵向周边延伸(也就是沿垂直于供液辊24轴线的方向延伸)的螺旋槽28限定(如图3A所示)。
涂覆流体20由移动的供液辊表面26拾取并传送至在供液辊24和轴向平行的旋转涂液辊32之间限定的夹缝30(如图2所示)。涂液辊32的光滑圆周表面34在夹缝30处与供液辊表面26接触，并从供液辊表面26(从螺旋槽28)传送涂覆流体20。供液辊24和涂液辊32旋转以使得它们各自的表面26和34向夹缝30移动。在夹缝30后，被计量分配到涂液辊表面34上的涂覆流体量(在图2中用夹缝后涂液辊表面34a表示)是供液辊表面26的形状和夹缝30处的压力的函数。如上所述，供液辊表面26的形状在一个实例中包含有螺旋槽28。
在图3中，计量涂覆流体层20a被承载于夹缝后涂液辊面34a上并在面34a的整个有效区域上均匀分布。同样如图3所示，整个供液辊表面26被示意成包括理想的涂覆流体转移形态(例如，螺旋槽28)；但是，可能计量和传输涂覆流体并不需要在整个表面都使用这种结构。
如图2和图3所示，刮刀片40接合夹缝后的涂液辊面34a。刮刀片40是在其有效刮擦刃44上切有一个或多个凹口42的反向刮刀片，从而刮擦刃44不会在涂液辊面34a的所有部分都与计量涂覆层20a接合或者刮擦。刮刀片40的刮擦刃44上的凹口42的形状就因此而定义了保留在涂液辊32上的、特别是在刮刀片后的涂液辊表面34b上的涂覆流体20a的图案46。如图3所示，在其表面移动超过刮刀片40时，每个凹口42都会使得定量的涂覆流体20a的条纹48保留在涂液辊32的表面上。每个条纹48的边缘均保持得非常清晰并且是线性的，并且在条纹48中，从一侧到另一侧，并且沿着条纹的长度，涂覆流体在其涂覆重量中保持均匀(在图3中，在刮刀片40后面，每个条纹48的侧边用虚线表示)。
如图2所示，包括上表面62和相对的涂覆表面64的卷材60(例如纸张或者聚合物薄片)沿箭头66的方向行进以经过涂液辊32。卷材60的运动方向与涂液辊表面32的运动方向相反。卷材60在涂液辊32附近经历的路径部分地由惰辊68和压辊70来限定。如图2所示，卷材60和涂液辊32沿着自由区域60a接触，在其上表面62上没有任何支持与涂液辊32的表面和卷材60之间的接触线相对。在该接触线处(如图2中的72所示)，刮刀片后的涂液辊表面34b上的涂覆流体图案46就被转印到卷材60的涂覆表面64上，成为对应的涂覆流体图案74(见图3)。卷材60上的图案74包括的涂覆流体条纹78与涂液辊32上的每一个条纹48对应。从一侧到另一侧并且沿着条纹78的长度，每个条纹78都具有基本线性的边缘和均匀一致的涂覆量。涂覆后的卷材60随后就进入干燥或者凝固工作站，在那里对涂覆流体进行干燥，然后再沿卷材路径送往下一步的处理和转化工作站。卷材和涂液辊表面之间这种以转移涂覆流体为目的的接触就被定义为反向接触(reversekiss)。
在一个实施例中，接触线72构成大约0.125～0.25英寸宽度的直线(沿卷材行进方向测量)。如图2所示，在接触线72(涂液辊表面34和卷材60的涂覆表面64之间的反向接触)与卷材60的上表面62和压辊70的接触线之间有短幅卷材60。这样的反向接触涂覆布置已在专利EP 0847308中公开。与较大的幅度距离相比，采用这种较短幅度可以在向卷材输送涂覆流体期间更好的确保卷材的稳定性，从而可以改善涂覆流体输送在卷材纵向和横向上均匀性和改进的涂覆特征例如涂层重量。
另外，一种可以为输送到卷材60上的涂覆流体建立理想涂覆重量的方法是使卷材60以与涂液辊表面34不同的速度经过涂液辊接触线72。在一个实施例中，涂液辊表面34比卷材60的涂覆表面64的速度快40％。涂液辊32以这样的超速度关系运转可以使得卷材60的涂覆表面64上附着的涂覆流体涂层厚度大于承载于刮刀片后的涂液辊表面34b上的涂层厚度(然而卷材60上的涂覆流体条纹78仍然保持足够清晰的线性边缘)。供液辊表面26的行进速度与涂液辊表面34的表面速度大约相同。因此，供液辊和涂液辊的表面可以以大约相同的彼此间相对速度通过夹缝30。在可替代实施例中，供液辊表面的移动速度可能会慢于涂液辊表面速度，以此作为一种减少涂覆流体中的泡沫效应的方法。
在如图1-3所示和如上所述的流体涂覆系统中，用于涂覆目的对涂覆流体的初始计量是供液辊表面26的形态与供液辊表面和涂液辊表面之间的夹缝压力的函数。涂液辊32上的计量涂覆流体20a被刮刀片40的形态成形为理想图案。然后该图案就从涂液辊32通过反向接触涂覆操作转印到卷材60的涂覆表面64上，成为涂覆流体图案74。
特别适用于本发明所述涂覆系统的涂覆流体是基于微滴的粘合剂。这样的粘合剂中，微滴的平均直径范围可在大约5～大约200微米。最常用的是平均微滴直径大约为40微米的粘合剂。本发明所述涂覆系统确信可适用的微滴粘合剂包括了美国专利第6,296,932号和第5,571,617号所公开的那些。在这些粘合材料中，粘合微滴悬浮于水溶液内，同时还可以向水溶液中加入其他的添加剂成分以获得期望的流体或者粘合性能。如图3A所示，供液辊24的供液辊表面26上形成的螺旋槽28的尺寸被设计为至少可以部分容纳一个或多个微滴80。图3A中所示的槽28是一个V形槽，但是其它形状的槽(例如U形槽)同样也可以满足要求，只要槽的深度足够容纳一个或多个微滴在内即可。槽的深度大约在50～300微米，V形槽的齿角大约为15～120度(或者在某些实施例中齿角可优选为大约60～90度)。通过供液辊表面26(沿轴向的)纵向测量，槽可以按照每英寸40～300个进行设置(在某些实施例中可优选为每英寸60～150个槽)。如图3A所示，在各个螺旋槽28的相邻部分之间设置槽脊82。在一个实施例中，螺旋槽28的深度为100微米，开口宽度为205微米，螺旋槽28的相邻部分之间的槽脊80的宽度为113微米。螺旋槽28相对于供液辊24的轴线以大约80～90度的角度对准。在一个实施例中，螺旋槽相对该轴线的几乎成90度(例如89.95度)对准。
供液辊表面还可以采用可替代的表面形态(除了螺旋槽以外)，只要该表面形态具有深度足够允许其中的一个或多个微滴通过旋转供液辊和涂液辊之间的夹缝并且不会破坏微滴的表面结构即可。例如，该表面形态可包括供液辊表面上的多个平行的环形槽以完成计量功能。同样地，该表面形态可包括供液辊表面上的多个胞(例如筛状)，以此来完成微滴粘合涂覆流体的计量功能。
供液辊表面采用柔顺材料(例如橡胶)形成。其它适于制作供液辊表面的材料还有聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(EPDM)等。供液辊表面的硬度范围大约在40～90之间。涂液辊表面是硬(也就是非柔顺的)而光滑的，在一个实施例中是在钢辊上镀铬形成的。其它适于制作涂液辊表面的材料有不锈钢、硬塑料和抛光陶瓷等。供液辊24的表面26和涂液辊32的表面34在夹缝30处彼此接触。两辊在夹缝30处通过缝间压力压合在一起，结果将涂液辊的光滑表面34推向供液辊表面26上的槽脊82。尽管缝间压力会造成一些变形，但是供液辊24形态中的表面结构(例如槽28)仍然保证了具有允许其中的一个或多个微滴80通过夹缝30的足够的深度。因此这样的关系也就提供了一种可以计量能够通过夹缝30并且然后沉积在涂液辊表面34a上的微滴数量的特殊方法。另外，借助该表面形态通过夹缝30后的微滴80不会被破坏或者剪切(但是可能会有某些微滴被挤压的现象产生)。槽(或者其它适用的形态特征)使得微滴在本质上是“排队”经过夹缝的，同时由于槽和微滴尺寸之间的相对关系，使得只有一定数量的微滴可以在辊旋转经过夹缝时随着时间通过。通过这样的设计，可以在光滑的涂液辊表面上得到精确定量的微滴，进而保证一旦粘合剂从涂液辊32转印到卷材60上，则粘合剂被均匀沉积到卷材60上。缝间压力增大会导致供液辊的表面变形从而使得槽的横截面积变小。结果也将减少允许通过所述槽的微滴的数量和速率。同样，压力减小可以使更多的微滴通过。因此，涂覆流体中含有的可通过夹缝的微滴量是在供液辊和涂液辊之间施加的夹缝压力的函数。
如上所述，施加到刮刀片后的涂液辊表面34b上的涂覆流体图案46完全是通过沿着刮刀片40的有效边缘44形成凹口42而限定的。如图3所示，示意出尺寸相同的6个凹口42，因此就在刮刀片后的涂液辊表面34b上形成了6个等宽的涂覆流体条纹48。刮刀片后的涂液辊表面34b上未附着涂覆流体的那些部分则被刮刀片40的无凹口的有效边缘44将涂覆流体清除干净。这些无凹口部分从涂液辊表面34刮擦涂覆流体20a，并且该流体回流到供液辊表面26上，然后再送回到底盘22中。涂覆流体图案46可以通过用在其上具有排列的凹口的可替代的刮刀片更换刮刀片40来很容易地进行改变。图4A和图4B就示出了可替代的刮刀片构形。图4A中的刮刀片40a沿其有效刮擦刃44a包括有7个尺寸相同的凹口42a，因此就会在涂液辊表面(最终在移动卷材上)确定出7条涂覆流体条纹。图4B中的刮刀片40b沿其有效刮擦刃44b包括3个凹口，其中有2个尺寸相同的凹口43和1个大凹口45。因此，刀片40b就会在涂液辊表面上确定出3条涂覆流体条纹，其中一条(如图中所示的中间条纹)比另外两条(这两条宽度相等)都宽。可以理解，在刮刀片上可以形成任何凹口图案，这将相应地在涂液辊表面(并且最终在移动卷材上)确定出所需的涂覆流体图案。在所有刮刀片变型中恒定的是在刀片有效边上的一个或多个凹口被用来确定涂液辊表面上的一条或多条涂覆流体条纹。刮刀片有效边上的无凹口部分则用来将涂液辊表面的涂覆流体刮除干净并以此来确定不向卷材转移涂覆流体的区域。
刮刀片(或者至少其有效边)由硬材料制成，它被对准成刮擦硬且光滑的涂液辊表面34。这种示例性材料包括不锈钢、聚酯、陶瓷涂覆材料和复合材料等。刮刀片可以由延伸通过涂液辊表面的一个连续刀片(例如图3所示)，或者可以由在涂液辊表面上排列的多个离散的刀片部件形成，以此来限定所需的凹口图案。
图2示出涂覆流体20的回收和补给系统90。排出管92从底盘22中的开口93延伸至补给罐组件94。罐组件94具有用来接受另外的涂覆流体以补充已经被流体涂覆系统施加到卷材60的涂覆流体的装置。罐组件94包括有泵以将涂覆流体20通过进口管96泵送至出口98以将涂覆流体20返回底盘22。罐组件94还可以包括涂覆流体20的粘性检测装置。当涂覆流体20包括在水溶液中承载的微滴时，由于水溶液的蒸发作用通常会部分地发生“脱水”现象，而且与未计量的转移所允许地相比，由于在夹缝30处只允许由供液辊向涂液辊通过槽计量转移更低比例的固体(也就是微滴)，因此提升从涂液刮除并且返回底盘以再利用的的固体度(和粘性)。同样，从涂液辊上刮除下来的涂覆流体会在涂液辊表面上留下很薄的一层水(也就是水溶液)，从而造成涂覆流体的脱水。检测输送回底盘22的粘合剂的粘性，由于脱水，在必要时可以加入另外的水溶液以保持所需要的粘性水平。在一个实施例中，粘性的检测和调整功能由Inkspec Junior粘性控制系统实现，该系统可向加拿大魁北克Boucherville的Peripheral Advanced Disign公司购买。虽然仅在图2中示意，应该理解用于执行上述功能的涂覆流体回收和补给系统90可设置在本发明流体涂覆系统的任何实施例中。
如上所述，卷材60的涂覆表面64沿接触线72利用刮刀片后的涂液辊表面34b拾取涂覆流体。然而，在本发明所述的涂覆系统中，可以很简单的通过使得卷材60的涂覆表面64和涂液辊表面34分离的办法，来相对于卷材60“关闭”该过程。在一个实施例中，通过移动旋转的压辊70离开涂液辊32，即可达到此目的。图5(用实线)示出了涂液辊70移动离开涂液辊32足够远的距离以将卷材60从涂液辊表面34分离。卷材60的自由区域60a因此沿不和涂液辊表面34在任何接触线处接合的路径行进，从而使得涂覆流体不能从涂液辊32转移到卷材60。处在这种分离结构时，涂液辊表面34上的涂覆流体条纹48保留在涂液辊表面34上并随着涂液辊32的转动再次进入夹缝30(并且会再次经受涂液辊和供液辊的相对的光滑和有纹理的表面的计量作用)。当需要“打开”涂覆作业时，朝向涂液辊32移动压辊70(如图5虚线所示)，直到自由区域60a重新接触到接触线72处刮刀片后的涂液辊表面34b，由此开始通过反向接触将涂覆流体按照需要的涂覆流体图案74转印到卷材60的涂覆表面64上。如图5所示，压辊70沿箭头100的方向的运动可有效地相对于卷材60“打开”和“关闭”涂覆作业。
以上所述在移动的卷材上打开和关闭流体涂覆作业的简单方法使得本发明可以很容易的与现有的用于移动卷材的印刷工艺线兼容。图6示出了包括本发明所述涂覆过程在内的卷材印刷线。卷材供给装置101提供卷材103，该卷材沿着一定涂覆路径移动通过多个卷材处理工作站105、107、109和111。在例举的过程中，卷材处理工作站105是印刷工作站，用于在卷材103的一侧上打印标记。打印工作站105通常包括有干燥装置，或者该卷材随后就立刻被送入干燥工作站。被印制的卷材随后进入本发明所述的涂覆工作站107，在此将由涂覆流体例如粘合剂的条形图案印制到卷材103的一面。这一面可能就是卷材上先前已经被印制标记的那面，也可能是相反的面。在涂覆图案转印完成后，卷材随后进入干燥工作站109对刚刚施加的涂层进行必要的干燥或者固化。卷材103随后进入后续转化工作站111，后续转化工作站111可能包括额外的打印工作站、剪切或者修饰工作站、对另外卷材材料层的涂覆(也就是粘合衬里)或者其它的卷材转化作业，以获得所需的最终产品。图6仅仅例举出了可能的体现本发明所述装置和方法的涂覆工作站107的卷材印刷线。在不同的实施例中，可以在涂覆工作站107之前对卷材双面都进行印刷，或者在卷材移动到涂覆工作站之前进行其它的转化操作。同样，涂覆工作站107之后也可以在卷材单面或者双面上进行另外的打印或者转化操作。另外，还可以使用体现本发明所述装置和方法的第二涂覆工作站，在卷材已经被涂覆的相同面或者相对面上进行第二涂覆流体图案的涂覆。
本发明所述的涂覆系统和方法，开启时，在卷材上施加涂覆流体的连续条纹图案(沿卷材的长度连续，没有中断)。在某些情况下，可能需要沿卷材的长度间歇性地涂覆流体。可以通过调节压辊并控制压辊和涂液辊之间的距离来达到上述目的，其方式如图7-10所示。
在图1-5所示的实施例中，压辊70具有基本光滑的圆柱形外表面。图7-10中所示的部件和图1-3中的相同，区别仅在于压辊外表面的结构。在图7中，旋转压辊170上带有一个或多个纵向延伸通过其周边表面174的凸起图案或者凸轮172(与压辊170的轴线平行)。凸起图案172与涂液辊表面34并不接合，但是在压辊170旋转的过程中，用于间歇性地使卷材60的涂覆表面64与涂液辊表面34接触以进行涂覆流体转移。图8示出了当卷材60的自由区域60a在惰辊68和压辊170上的凸起图案172中的一个之间延伸时，卷材60的涂覆表面64与涂液辊表面34相接触。图9示出了当卷材60的自由区域60a在惰辊68和压辊170的周边表面174之间延伸时，卷材60的自由区域60a则不接触涂液辊表面34。只有当凸起图案172与卷材60的上表面62接触并且将卷材推向涂液辊32(图8)时，卷材60的自由区域60a才会与刮刀片后的涂液辊表面34b在接触线72处相接触。如上所述，刮刀片后的涂液辊表面34b承载涂覆流体20a的图案46(例如一条或多条涂覆流体条纹48)。仅当卷材60的自由区域60a接触到刮刀片后的涂液辊表面34b(如由卷材60和压辊170上的凸起图案或者凸轮172的间歇性接触引起)时，该图案被转印到卷材60。因此，施加到卷材60的涂覆表面64的涂覆流体图案沿卷材长度是不连续的，而是间歇式地涂覆成涂覆图案175(参见图10)。因此涂覆图案175包括在卷材60的涂覆表面64上的被间歇地施加的涂覆流体短条178，如图10所示。可以理解，凸起图案或者凸轮172可以采取不同的形式(例如条形、圆形、正方形等)来限定卷材60上的离散条178。另外，间歇条纹178可以被施加成与卷材60上已经印有(或者将要印制)的其它图案配准。
在本发明所述涂覆装置和方法的可替代实施例中，如图11所示，涂覆流体通过一个门辊过程被引导到涂液辊上。供液辊24和涂液辊32的排列被修改为使得两辊的轴线在基本相同的水平面上对准(辊24和32并排)，因此夹缝30形成流体门区，用于使得涂覆流体20在辊之上聚集后再通过夹缝30被计量。因此在供液辊24的旋转表面26和涂液辊32的旋转表面34分别相遇的夹缝30处，涂覆流体20形成涂覆流体鞍部220。如果必要的话，该涂覆流体20的鞍部220还可以进一步借助侧门壁225和227(分别沿供液辊24和涂液辊32的表面纵向延伸)和在辊表面之间延伸的的末端门壁(图中未示出)来形成。通过涂覆流体循环系统和涂覆流体回收和补充系统229来将涂覆流体20引入夹缝30，其中，涂覆流体循环系统包括供液辊24和涂液辊32下方的流体收集底盘222，涂覆流体回收和补充系统229(如图2所示的实施例中所述)可以包括泵231和其它涂覆流体控制功能例如粘性检测、粘性控制和涂覆流体补充等。
尽管如图11所示的用于将涂覆流体20传送到涂液辊32的表面34的门辊过程与前面的实施例有所不同，但是通过间隙30计量涂覆流体在其它方面是相同的，从而在刮刀片后的涂液辊表面34a上实现涂覆流体的均匀沉积。表面34a上的涂覆流体然后再遇到刮刀片40，该刮刀片利用其刃边凹口结构，用于在刮刀片后的涂液辊表面34b上限定所需的涂覆流体条纹图案。该图案由涂液辊32携带，直至沿着卷材60的自由区域60a限定的接触线72处，该图案被转印到卷材60上。以上述方式，通过反向接触涂层涂覆，涂覆流体条纹被转印到卷材60的涂覆表面64。图11所示的本发明涂覆装置和方法与图1-5所述的装置和方法相比，一个优点在于由于涂覆流体被分配到夹缝30以进行计量并且然后当从涂液辊32刮离后被回收的方式有所不同，因此涂覆流体更不容易泡沫化。当其通过夹缝被计量时，涂覆流体“汇聚”成位于夹缝30处的涂覆流体鞍部220，而不是通过供液辊表面26将下部底盘中的涂覆流体源向上携带至夹缝30处。
下面将通过实施例对本发明进行进一步的说明，但是实施例中描述的特定的装置和方法以及其它条件和细节等均不应理解为对本发明的过度限制。除非特别指出或者特别明显，所有的材料和部件都是商业上可获得的或者本领域技术人员所公知的。该实施例仅仅是举例而不应理解为对本发明任何形式上的限定。
实例
在基本如图1-5所示的布置中，硬度为55度的交联聚氨酯橡胶供液辊上，每英寸刻有约50～200个深度约300微米、齿角约为15～60度的V形螺旋槽。槽相对于供液辊轴线的排列角度约为89.95度。槽的深度、齿角和每英寸槽数都根据被施加的粘合剂涂层中的微滴微粒的大小和在基质上所需达到的涂覆均匀性进行选择。粘合剂由橡胶供液辊拾取并通过调整橡胶供液辊和光滑的铬合金涂液辊之间的夹缝压力来计量。夹缝间压力和槽的尺寸可以决定所需的粘合涂层重量。转速比为1∶1的两辊的薄膜分裂动作和粘合剂流体的流体性质即可在光滑的铬合金涂液辊表面形成粘合流体的良好线型。具有凹口模板图案的刮刀片设置在橡胶供液辊和光滑的铬合金辊之间的夹缝附近。刮刀片的非凹口部分将光滑的铬合金辊表面不需要涂覆粘合剂的部分上的粘合流体刮除，因此就在光滑的铬合金辊表面上留下了一条(或者多条)粘合图案。刮下来的多余的粘合剂回流到橡胶供液辊并返回到供液辊下方的粘合剂供给底盘。光滑的铬合金涂覆辊表面上的粘合剂流体条纹随后通过反向接触涂覆到基质。通常，100％的粘合剂都被转移到基质，并且粘合剂条纹不会散开，而是与刮刀片上确定条纹的凹口的原始宽度大致相同。通过相对于移动卷材的速度改变光滑的铬合金辊的表面速度，可以改进卷材上被施加的粘合剂的光滑度和涂层重量。另外，通过简单地提升卷材离开接触点，无需经过再调整或者清理，即可实现涂覆作业的开通和关闭。
利用美国专利第5,571,617号公开的表面活性微滴粘合剂制作样本该粘合剂含有0.5％的丙烯酸和0.8％的丙烯酰胺，其固化程度为37％。在90％的微滴粘合剂中加入10％的Hycar 2600X22，一种可从俄亥俄州克利夫兰的Noveon有限公司获得的固化程度为50％的丙烯橡胶，就可以得到这种固化程度的产物。还加入少量Surfynol DF-75的表面活性剂(可从宾夕法尼亚州艾伦镇的Air products and Chemicals有限公司获得)以减少泡沫。粘合剂的粘性是17.7cps(使用布氏粘度计，转速为160RPM时测量，该布氏粘度计可从马萨诸塞州Middleboro的Brookfield Engineering Laboratories有限公司获得)。该粘合剂流体可以使用上述涂覆组件被施加到PET膜上以形成2英寸宽的条纹。卷材在进行涂覆时的速度是50英尺/分钟。供液辊和涂液辊之间夹缝的压力以及涂液辊和卷材速度之间的超速比数值可以被调节以影响光滑度和粘接度。
要获得夹缝压力的值，应加压使供液辊和涂液辊压合于一点，在此处没有流体流动通过旋转辊之间的夹缝。在此条件下，橡胶供液辊上的槽通过与光滑涂液辊的压力接合而被压下以至于每个槽的(横截面积)都太小以至于微滴无法通过供液辊和涂液辊之间的夹缝。然后逐渐减小将两辊压靠到一起的压力，因此允许两辊彼此分开和这种流体零通过状态(但是由于所施加的夹缝压力和柔顺橡胶供液辊的变形，两辊之间仍然是紧密接触的)，这种运动距离被测量成夹缝压力。通过减小夹缝压力，槽就可以被打开到允许微滴通过夹缝的程度。
表1列出了从15个样本在不同超速比和夹缝压力的条件下获得的数据。
表1
样本   超速比(百分比)     夹缝压力(千分之一英寸)   吸附力(克/英寸)   粘合剂转移量(百分比) 光滑等级
    1     0     2.6     46.9     3     2.5
    2     10     2.6     61.5     3.2     3
    3     20     2.6     67.5     2.5     3.6
    4     30     2.6     85.6     1.6     3.8
    5     40     2.6     109.5     1.1     4
    6     0     3     73.5     1.3     2
    7     10     3     80.3     1.4     2.5
    8     20     3     95.4     1.3     3
    9     30     3     130.7     0.8     3.8
    10     40     3     133.5     0.5     3.9
    11     0     3.4     133.7     0.7     1.5
    12     10     3.4     147.4     0.4     2
    13     20     3.4     161.3     0.2     3
    14     30     3.4     169.5     0.1     3.5
    15     40     3.4     179.9     0     4
“光滑等级”是通过视觉检查PET膜上的已涂覆表面的主观判断。光滑等级的评定范围从0级(代表不良光滑度)到4级(代表良好光滑度)。光滑等级在3级或3级以上时即认为是合格产品。发现光滑等级几乎完全是由超速比决定的。
“吸附力”等级通过美国专利第5,571,617号提出的“剥离吸附”的测试方法进行测定，其中将聚酯薄膜替换成了粘贴纸(例如20lb/ream的粘贴纸)。剥离吸附就是测试将粘贴在涂覆样本上的粘贴纸剥离一定的角度和比例所需的力的大小。在本实例中，针对涂覆样本所述力的单位是克每1.25英寸(3.2厘米)。测试过程如下：
一条1.25英寸(即3.2厘米)宽的粘贴纸被贴到固定在测试板上的涂覆样本的水平面。使用一根4.5磅(即2公斤)重的硬橡胶辊来施加该条。粘贴纸的自由端与粘贴测试装置测压元件相接从而剥离角度为90度。然后将测试板夹紧在拉力测试机的夹爪中，该夹爪能够以恒定的每分钟12英寸(即31厘米)的速度使得该板远离测压元件。当粘贴纸被从涂覆样本上剥离时，记录以克每1.25英寸(即3.2厘米)涂覆条纹为单位的测压元件读数。针对每个样本测试三次，然后将三次测试的平均值填入表1。
可以确定粘贴纸的吸附力主要是由夹缝压力决定的，但是也会受到超速比的影响。在涂覆作业中通过一些控制参数(例如超速比和夹缝压力)的调整，可以很容易的将可再定位粘合剂的吸附力等级和光滑等级修正到理想水平。另外，在实现这样的调整时，能够不产生粘合剂的凝结。
尽管结合优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该认识到可以在不背离本发明精神和范围的前提下可以对形式和细节进行变化。所有出版物和专利通过引用被结合在这里，正如各个出版物或者专利被特别地和单独地示意为通过引用而被结合。同时也通过引用而被结合在这里的是申请号为11/027,542，申请日为2004年12月30日，发明名称为“一种涂覆流体图案的成形方法”(档案号为60437US002)共同受让的美国专利申请。

Claims (31)

1.一种用于在表面上形成涂覆流体图案的方法，所述方法包括：
将所述涂覆流体引入在第一辊表面和第二辊表面之间形成的夹缝中，其中所述第一辊表面和所述第二辊表面在缝间压力下在所述夹缝处被压合，辊表面朝向所述夹缝内的涂覆流体沿着相反的方向运动，并且在所述夹缝之后，被计量分配到所述第二辊表面上的涂覆流体量是所述第一辊表面的表面状况和夹缝压力的函数；并且
使得第二辊表面的选定部分与刮刀片接合，用以从那里刮除涂覆流体，涂覆流体图案保留在第二辊表面上，该图案由至少一个涂覆流体条纹形成。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
将涂覆流体图案从所述第二辊表面转印到移动卷材的涂覆表面上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一辊表面的表面状况中包括有在其中形成的螺旋槽。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引导步骤包括：
将所述涂覆流体施加到所述第一辊表面上，所述第一辊表面被定义为旋转供液辊的表面；
并且将所述涂覆流体从所述供液辊表面转移到所述第二辊表面，所述第二辊表面被定义为旋转涂液辊表面。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引导步骤包括：
将所述第一辊和所述第二辊基本并排地排列并且接合从而在其相应表面之间形成夹缝；和
将所述涂覆流体沉积到所述夹缝上方由所述第一辊和第二辊表面限定出的流体门区域上。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述螺旋槽相对于所述第一辊表面轴线的排列角度为大约80到大约90度。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述涂覆流体包括具有选定尺寸的粘性微滴，并且所述螺旋槽的尺寸被确定为在夹缝压力下至少可以在其中部分地容纳微滴。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘性微滴的选定尺寸为直径从大约5到大约200微米。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述螺旋槽的深度为大约50到大约300微米，并且横跨所述第一辊表面以每英寸大约40到大约300个螺旋槽进行设置。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述螺旋槽为V形槽，其齿角为大约15到大约120度。
11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
选择性地将所述移动卷材的涂覆表面与所述带有涂覆流体图案的第二辊表面接合。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述选择性接合步骤包括：
朝向所述第二辊移动压辊，直到所述移动卷材的涂覆表面与带有所述涂覆流体图案的第二辊表面接触，移动卷材越过该压辊。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述压辊具有在其周边表面上纵向延伸的凸起图案，而且还进一步包括以下步骤：
当所述压辊旋转并且由此所述移动卷材经过时，选择性地使移动卷材的后表面与所述凸起图案接合，从而迫使所述移动卷材的涂覆表面间歇性地与所述第二辊上的涂覆流体图案接合，由此间歇性地从所述第二辊表面将涂覆流体转移到所述移动卷材上。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，保留在所述第二辊表面上的涂覆流体图案包括多个第一涂覆流体条纹。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过改变所述刮刀片的刃部结构，以在第二辊表面上形成第二、不同排列的多个涂覆流体条纹，来修改保留在所述第二辊上的涂覆流体图案。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一辊的表面是柔顺的。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二辊的表面是光滑和非受顺的。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当被计量分配到所述第二辊表面上时，涂覆流体作为均匀的和连续的层覆盖所述第二辊表面。
19.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
所述移动卷材经过干燥工作站从而对其上的涂覆流体图案进行定形处理。
20.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
所述移动卷材经过印刷工作站以在所述移动卷材的一个或多个表面上印制标记。
21.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
使所述第二辊表面以第一速度移动；并且
使所述移动卷材以慢于第一速度的第二速度经过所述第二辊表面。
22.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动卷材在反向接触定向中接合所述第二辊表面。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个辊的表面的移动速度大致相同。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一辊表面的移动速度慢于第二辊表面的移动速度。
25.一种用于将涂覆流体涂覆到具有涂覆表面和相对的后表面的移动卷材上的方法，所述方法包括：
将涂覆流体施加到旋转的供液辊表面上；
将涂覆流体从所述供液辊表面转移到旋转的涂液辊表面上，其中所述被转移的涂覆流体量是所述供液辊表面的表面状况和所述两表面间的夹缝压力的函数；
将所述涂液辊表面的选定部分与刮刀片接合，用以从那里刮除涂覆流体，其中涂覆流体图案保留在涂液辊表面上，该图案由至少一个涂覆流体条纹形成；和
将涂覆流体条纹从涂液辊表面转移到所述移动卷材的涂覆表面上。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述供液辊表面的表面状况包括在其上形成的螺旋槽。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述供液辊沿第一旋转方向旋转，所述涂液辊沿相反的第二旋转方向旋转，并且所述卷材以反向接触定向移动经过所述涂液辊。
28.如权利要求27所述的方法，还包括以下步骤：
以相对于彼此大约相同的速度移动所述供液辊和所述涂液辊的表面。
29.如权利要求27所述的方法，还包括以下步骤：
以比所述涂液辊的表面更慢的速度移动所述供液辊的表面。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述供液辊的表面是柔顺的，而且还包括以下步骤：
将所述供液辊表面和涂液辊表面压合在一起。
31.一种用于在辊上形成包括微滴的涂覆流体的条纹图案的装置，所述装置包括：
柔顺的第一旋转辊；
非柔顺的第二旋转辊，与所述第一辊对准以在它们之间形成涂覆流体计量夹缝，其中所述第一辊和所述第二辊在所述夹缝处被压合，并且所述第一辊的表面状况中包括其深度足够允许其中的一个或多个涂覆流体微滴通过所述夹缝的表面结构；和
刮刀片，与带有涂覆流体的所述夹缝后的第二辊表面接合，所述刮刀片成形为仅从第二辊表面的选定部分刮除所述涂覆流体，涂覆流体图案保留在所述第二辊表面上，该图案由至少一条涂覆流体条纹形成。
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