CN108367580B - 用于将可流动干粉末颗粒以粘合方式粘结到移动基底的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于使用中空的旋转模版辊将可流动干粉末颗粒沉积到移动基底上并将所述颗粒以粘合方式粘结到所述基底的压敏粘合剂表面的方法。

Description

用于将可流动干粉末颗粒以粘合方式粘结到移动基底的方法
技术领域
本公开涉及将颗粒沉积到移动基底上并将颗粒以粘合方式粘结到基底的技术领域。
背景技术
通常为了各种目的而将颗粒例如作为隔离物设置在基底上,以产生回射制品、产生磨料制品、产生刮擦和嗅探制品等等。
发明内容
概括地说,本文是用于使用中空的旋转模版辊将可流动干粉末颗粒沉积到移动基底上并将颗粒以粘合方式粘结到基底的压敏粘合剂表面的方法。本文所公开的方法解决了将干粉末颗粒精确地沉积到基底上的技术问题。本文公开的技术方案依赖于具有压敏粘合剂的基底的使用,实现了以干粉末颗粒的扩散或涂抹最小化的方式来沉积这种干粉末颗粒的有利效果。在以下具体实施方式中,这些方面和其它方面将显而易见。
具体而言,本发明提供一种用于将可流动干粉末颗粒以粘合方式粘结到移动基底的方法,所述方法包括:
将可流动干粉末颗粒分散到中空的旋转模版辊的主径向内表面上,
使移动基底的压敏粘合剂主表面与所述中空的旋转模版辊的主径向外表面接触,并且将所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面以粘合方式临时附接到所述中空的旋转模版辊的所述主径向外表面;
随着所述基底与所述模版辊一起旋转,允许至少一些可流动干粉末颗粒穿过所述模版辊中的至少一些孔,以便接触所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面,并以粘合方式粘结到所述压敏粘合剂主表面;并且允许未以粘合方式粘结到所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面的至少一些可流动干粉末颗粒沿所述模版辊的所述主径向内表面随着所述模版辊旋转而自由翻滚;
以及使所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面与所述中空的旋转模版辊的所述主径向外表面脱离,以便产生包括附接到其所述压敏粘合剂主表面的可流动干粉末颗粒阵列的基底,
所述模版辊还包括至少一个颗粒接触构件,所述至少一个颗粒接触构件至少紧密地邻接所述旋转模版辊的所述主径向内表面,但不附接到所述模版辊以便与所述模版辊一致地旋转,所述构件有助于将可流动干粉末颗粒从所述模版辊的所述主径向内表面去除,使得所述颗粒能够沿所述模版辊的所述主径向内表面自由翻滚,
所述颗粒接触构件为至少一个刷子的形式,所述至少一个刷子包括与所述模版辊的所述主径向内表面接触的刷毛,其中所述刷子沿所述模版辊的旋转方向安装在与所述模版辊的重力最低点成30度至100度的角距离处。
附图说明
图1为可用于将可流动干粉末颗粒沉积到移动基底上的示例性设备和方法的侧面示意性剖视图。
图2为可用于将可流动干粉末颗粒沉积到移动基底上的另一示例性设备和方法的侧面示意性剖视图。
图3为模版辊的示例性模版外壳的侧面透视图。
图4为具有包括子孔的孔的示例性模版外壳的一部分的透视隔离视图。
图5为具有包括子孔的孔的另一示例性模版外壳的一部分的透视隔离视图。
图6为附接有可流动干燥颗粒的示例性基底的顶视图,干粉末颗粒作为嵌套阵列存在于基底上。
图7为以粘合方式粘结有可流动干粉末颗粒的示例性基底的侧面示意性剖视图。
在各附图中,类似参考标号指示类似元件。一些元件可以以相同或等同的倍数存在;在此类情况下,参考标号可指定仅一个或多个代表性元件,但应当理解,此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明,否则本文件中的所有图示和附图均未按比例绘制,并且被选择用于示出本发明的不同实施方案的目的。具体地,除非另外指明,否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸,并且不应当从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。术语诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“在...之下”、“在...之上”、“向上”和“向下”等等以它们相对于地球重力的常规意义来使用。
如本文所用,作为对特性或属性的修饰语,除非另外具体地定义,否则术语“大体上”意指将能容易被普通技术人员识别的特性或属性,而不需要高度近似(例如,对于可量化特性,在+/-20%以内)。对于角度取向,术语“大体上”意指在顺时针或逆时针30度内。除非另外具体地定义,否则术语“基本上”意指高度近似(例如,对于可量化特性,在+/-10%以内)。对于角度取向,术语“基本上”意指在顺时针或逆时针10度内。术语“实质上”意指非常高的近似程度(例如,对于可量化特性,在正负1%内;对于角度取向,在正负2度内);应当理解,短语“至少实质上”包括“确切”匹配的具体情况。然而,即使是“确切”匹配,或使用术语诸如例如相同、相等、一致、均匀、恒定等的任何其它特征描述的情况,也将被理解为在普通公差内,或在适用于特定情况的测量误差内,而不是需要绝对精确或完全匹配。普通技术人员应当理解,如本文所用,术语诸如“实质上不含”等并不排斥存在一些含量极低(例如0.1%或更低)的材料,如可在例如使用经过惯常清洗工序的大规模生产装备时发生的那样。本文对数值参数(尺寸、比率等等)的所有参考均被理解为可通过使用来源于参数的多次测量的平均值计算(除非另外指明)。
具体实施方式
术语表
可流动干粉末颗粒的表示方式意指至少基本上不含液体并且可在干燥状态下例如由重力促动而自由流动的颗粒。具体地,干粉末的表示方式意指颗粒呈常规粉末的形式,而不是作为液体中的分散体、悬浮液、糊剂、塑性溶胶、乳液等等。术语干燥并不意味着颗粒必须完全不含痕量的水分,如可通常在许多粉末中存在的那样。
分散的表示方式意指在例如重力的影响下被动地分配可流动干粉末颗粒。分散不涵盖活性颗粒转移和/或沉积方法诸如喷涂、静电涂覆等等。
模版辊的表示方式意指包括外壳的辊,该外壳包括以预定图案延伸穿过其的多个通孔,使得可流动干粉末颗粒可穿过通孔。
压敏粘合剂的表示方式意指满足如在Handbook of Pressure-SensitiveAdhesive Technology,D.Satas,2nd ed.,page 172(1989)(压敏粘合剂技术手册,D.Satas,第2版,第172页(1989年))中描述的Dahlquist(达尔奎斯特)准则的材料。该准则将压敏粘合剂定义为在其使用温度下(例如,在15℃至35℃范围内的温度下)一秒蠕变柔量大于1×10-6cm2/达因的材料。普通技术人员将了解压敏粘合剂在室温下通常发粘并且可通过施加至多轻微的指压而粘附到表面,并且因此可与非压敏的其它类型的粘合剂区别开。压敏粘合剂的一般性描述可在如下文献中找到:聚合物科学和工程百科全书(Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering),第13卷,威利国际科学出版社(美国纽约,1988年)(Wiley-Interscience Publishers(New York,1988))。
阵列的表示方式意指以图案(该图案可为例如规则的或不规则的)形式设置在(例如,附接到)基底上的干粉末颗粒群。
在图1中的侧面示意性剖视图中示出可用于将可流动干粉末颗粒40沉积到移动基底30上的示例性设备1和方法。该方法依赖于中空的旋转模版辊2,其围绕旋转轴线旋转并且具有主径向外表面11和主径向内表面12。可流动干粉末颗粒40通过颗粒分配器6分散在模版辊2的内部4内。颗粒40被分配到模版辊2的径向内主表面12上,例如着陆在模版辊的主表面12的最低角部分(例如象限)上(注意这涵盖下述情况,其中可流动干粉末颗粒沉积到至少位于模版辊2的内部4的最低角部分17中的已存在的可流动干粉末颗粒的松散堆上/中,而不是每个颗粒必需直接着陆在模版辊2的主表面12上)。在一些实施方案中,颗粒是重力下落的,意指它们从分配器6释放以便在重力的影响下自由降落,其中当颗粒离开分配器6时无其它力施加到颗粒上。
随着模版辊2旋转,基底30(例如,片状材料诸如胶带背衬)被带向模版辊2,使得基底的第一侧37的第一主表面33与模版辊2的主径向外表面11接触。(在一些实施方案中,这可通过背衬辊3来协助,背衬辊3可邻接模版辊2以便在它们之间形成辊隙5,如在图1的设计中那样)。随着模版辊2的径向外表面11和基底30沿弧形路径以相同的速度移动(使得基底30实质上不沿这两个物体的运动方向相对于模版辊2的表面11滑动),至少一个可流动干粉末颗粒40将进入模版辊2的一个通孔13并穿过通孔,以便接触基底30的第一主表面33。基底30的第一侧37(例如,第一侧37的第一主表面33)被构造成使得可流动干粉末颗粒40可附接到第一侧37,如本文稍后详细描述的那样。因此,随着模版辊2和基底30沿循弧形路径,颗粒被分配到通孔13中并且接触且附接到基底30的第一主表面33,例如如图1所示的那样。基底30在分离点18处与模版辊2分离,以产生包括附接到基底30的第一侧37的可流动干粉末颗粒40阵列的基底30。
自由翻滚
在许多实施方案中,过量的可流动干粉末颗粒(即,“滞留”颗粒群46)可存在于例如模版辊2的内部4的最低部分(例如象限)17中(此类颗粒在被颗粒分配器6分配之后,将通过由图1的箭头15所指示的地球的重力朝向该位置促动)。过量的表示方式意指在模版辊2的内部4的该部分中存在的颗粒明显多于可由基底30的主表面33通过模版辊2的该部分的通孔13暴露的区域所容纳的颗粒。在至少一些实施方案中,随着模版辊2旋转,此类“滞留”的可流动干粉末颗粒能够在模版辊2的内部4内自由翻滚(由地球的重力促动)。自由翻滚的表示方式意指随着模版辊2连续旋转,在任何给定时间,模版辊2的内部4内的颗粒的滞留群46中的至少百分之五的颗粒沿近似局部平行于模版辊2的内表面12的路径相对于模版辊2的内表面12移动(由地球的重力促动)。自由翻滚的表示方式另外意指随着辊2旋转,这些移动颗粒中的至少一半不只是简单地沿模版辊2的内表面12单独地滑动(例如作为单层颗粒);相反,很多颗粒存在于深度为两个、三个或更多个(例如相当多个)颗粒的堆叠中,并且随着它们相对于模版辊2的内表面12移动,彼此相遇和碰撞并彼此混合。
可流动干粉末颗粒40自由翻滚的能力可通过以下方式增强:在模版辊2的内部4中、在靠近模版辊2的内表面12的空间中不存在诸如内壁、隔板或挡板的部件,并且部件应当以此类方式阻止颗粒自由翻滚。因此,在至少一些实施方案中,操作本文公开的方法,使得颗粒自由翻滚,排除任何此类部件存在于模版辊2的内部4内。此类排除不排斥例如可存在于模版辊2的内部4内的结构构件和其它辅助物体,只要此类物体不阻止颗粒自由翻滚即可。也不一定要求模版辊2的内表面12必须完全平滑。例如,在一些实施方案中,在至少一些通孔13的内端处或附近可存在“唇缘”(该唇缘有时可存在于由机械冲压等产生的通孔的情况下)。此类排除也不排斥包括丝网印刷网(如稍后详细论述)的模版辊的使用,该丝网可采取织造网的形式,织造网将在其内表面的形貌上固有地呈现出轻微的变化。
应当理解,为了操作设备1,使得可流动干粉末颗粒中的至少一些如上所述地自由翻滚,省略应当明显阻止自由翻滚的此类部件(例如,模版辊2的内部内的隔板或挡板)可能不一定足够。相反,各种工作参数(例如结合模版辊2的直径的模版辊2的旋转角速度、颗粒40分配到模版辊2的内部中的速率,以及维持在模版辊的内部内的颗粒的滞留群46的体积)可被设定在特定的范围内,以便在该方法的操作中提供颗粒的自由翻滚,如普通技术人员将会理解的那样。还应当理解,自由翻滚存在的条件可在一些情况下取决于颗粒本身的某些特性(例如静电荷)以及一般的环境(例如,相对湿度)。普通技术人员将理解,可选择所有此类颗粒特性、过程参数和一般条件,以便可流动干粉末颗粒在该过程的操作期间自由翻滚。
在特定的实施方案中,滞留群46的自由翻滚的可流动干粉末颗粒40中的至少一些可形成可易于识别的“滚动料堆”41(此类滚动料堆类似于在各种类型的液体涂覆操作中遇到的滚动料堆;如此,该术语将易于被普通技术人员理解)。
应当理解,允许滞留颗粒群46在模版辊2的内部内自由翻滚可用于保持颗粒40均匀混合,并且特别地可分层成较大和较小尺寸颗粒的滞留颗粒群46最小化。就这一点而言,允许滞留干粉末颗粒形成滚动料堆可特别有效。另外,允许滞留颗粒群46自由翻滚,例如以形成滚动料堆,可增强颗粒沿模版辊的长轴均匀扩散的程度。
在一些实施方案中,设备1可包括至少一个颗粒接触构件7,该颗粒接触构件7至少紧密地邻接(并且实际上可接触)模版辊2的主径向内表面12,但不附接到模版辊2以便与模版辊2一起旋转。构件7可有助于从模版辊的主径向内表面12去除至少一些可流动干粉末颗粒40(例如克服可趋于将颗粒40保持在内表面12的给定位置上的适当位置的任何静摩擦力和/或轻微静电力),使得随着模版辊2旋转,颗粒可在模版辊2的内部4内自由翻滚。同时,构件7避免去除已行进到通孔13中的任何颗粒以便接触并粘结到基底30。因此,在具体的实施方案中,已行进到孔13中并穿过孔13并且已粘结到基底30的任何颗粒40不通过重力或通过构件7从基底30去除或移除。应当理解,这可增强颗粒以期望的图案沉积和保留在基底上的保真度。
构件7可具有任何合适的设计,尽管其可方便地呈现出至少大体上平行于模版辊2的长轴(例如,旋转轴线)的长轴。在一些实施方案中,构件7可包括多根纤维、长丝、刷毛等。在一些具体实施方案中,构件7可包括至少一个刷子。在其它具体实施方案中,构件7可包括纤维表面(例如,类似于油漆辊)。在其它实施方案中,构件7可采取例如刮刀、刀片、刮板或类似物体的形式。在各种实施方案中,此类构件可为非移动的;或者,其可在与模版辊2的旋转方向相对的方向上旋转,或者在与模版辊2相同的方向上旋转。此类构件也可摆动(例如旋转地和/或纵向地)而不是连续地旋转。在各种实施方案中,构件7可沿模版辊的旋转方向定位在与模版辊的重力最低点成约30度至约100度的角距离处。(通过具体的示例,图1的构件7安装在与模版辊2的重力最低点17成约80度的角距离处。)
在一些实施方案中,构件7可被构造成(除了或替代将可流动干粉末颗粒40从模版辊的主径向内表面12去除)有助于促动可流动干粉末颗粒径向向外移动穿过孔13和/或迫使此类颗粒抵靠基底30的第一主表面33以粘结到第一主表面33。(根据可由此类构件在模版辊2上施加的径向向外的压力的量,背衬辊可放置在模版辊2的径向向外位置处,以在需要时提供适当的力平衡。)
在一些实施方案中(无论是否存在构件7),设备1不包括周期性地振动、敲击或轻击模版辊2(例如,模版辊2的径向外表面11)以从模版辊2的径向内表面12去除颗粒的任何种类的机械装置。在其它实施方案中,可在期望的位置(例如图1中所示类型的模版辊的9点和11点位置之间)处振动或轻击模版辊2以增强颗粒从模版辊2的径向内表面12的去除。
在一些实施方案中,在基底30变得与模版辊2分离之后,移动的空气可撞击在基底30的主表面33上,以便促进可搁置在主表面33上(和/或搁置在其它颗粒40的顶上)而没有牢固地粘结到主表面33的任何颗粒40的移除。除此之外或取而代之,移动的空气可从基底30的附近移除,使得可防止可能夹带在空气中的任何颗粒不期望地接触主表面33。此类移动的空气可通过任何合适的布置来提供,例如一个或多个气刀、真空软管或护罩等等。在其它实施方案中,任何种类的移动空气都不可以以此类方式使用。
图2示出在示例性实施方案中与图1略有不同的颗粒沉积设备和方法的布置。在图2的实施方案中,带入的基底30在辊2的自由位置处而不是在如图1中的辊隙处抵靠模版辊2的径向外表面11缠绕。在该设计中,在基底30与辊2的表面11脱离处的分离点18在模版辊2和背衬辊3之间的辊隙5处。而且,在图2的示例性设计中不存在颗粒接触构件。此外,以上描述全部适用于图2中所示的设备和方法。
基底30首先与模版辊2的表面11接触的接触点(无论此类接触点是如图1的设计中那样靠近辊隙5,还是如图2的设计中那样沿辊2的自由部分)可位于沿辊2的表面11的弧形路径的任何合适的角度的位置处。在各种实施方案中,此类接触点可位于9点和3点位置之间(使用常规术语,其中中午12点表示模版辊2的最高位置16),或者当如图1中所示观察时在10点和2点位置之间。在具体实施方案中,此类接触点被定位成使得基底30在接触点处沿向下的方向行进(如图1和图2中所示)。
基底30与模版辊2的表面11脱离的分离点18可位于沿辊2的表面11的弧形路径的任何合适的角度的位置处。在各种实施方案中,分离点18可位于9点和3点位置之间(使用常规术语,其中中午12点表示模版辊2的最高位置16),或者当如图1所示观察时在10点和2点位置之间。在具体实施方案中,分离点18被定位成使得基底30在分离点处沿至少大体上向上的方向行进。
根据定义,基底30的第一主表面33“接触”模版辊2的径向外表面11的概念要求在基底30与模版辊2接触期间,基底30实质上不沿表面11和表面33的移动方向相对于模版辊2的表面11滑动。这可有利地确保颗粒不沉积在基底30的表面33上,以便例如沿基底的移动方向呈现出“彗尾”。此外,在一些实施方案中,实质上所有未附接到基底30的表面33的颗粒40可在到达基底-辊分离点18之前从模版辊2的径向内表面12去除(例如通过地球的重力、通过颗粒接触构件7,或通过它们的一些组合)并且自由翻滚远离表面12的该区域。这可另外确保极少的松散颗粒可无意中通过孔13排出,以便在基底30与模版辊2分离但仍然相对地靠近之后的短时间内到达基底30。换句话说,在一些实施方案中,本文公开的布置可提供可流动干粉末颗粒实质上仅与基底30的表面33的特定区域接触(并附接),该特定区域与模版辊2的通孔13处于重叠关系。这同样可使颗粒的任何无意的扩散、喷涂或涂抹最小化,并且如果需要,可允许颗粒以控制良好的阵列沉积在基底30上。因此,在各种实施方案中,小于约50%数量、30%数量、20%数量、10%数量或5%数量的可流动干粉末颗粒附接到基底30的第一主表面33的区域,该区域已与模版辊2的径向外主表面11(的着陆区域14)接触(与附接到与模版辊2的通孔13处于重叠关系的区域相反)。
在一些实施方案中,模版辊2可依赖于图3中所示的一般类型的模版外壳(例如,滑动到支撑格栅上的金属套筒,诸如镍套筒)10。外壳10可由允许可流动干粉末颗粒分配到外壳10的径向内表面12的任何合适的内部框架或支撑构件套装支撑。在外壳10足够坚固且刚性的实施方案中,外壳10可主要或实质上完全由外壳10的纵向端部附接的端盖或端环支撑以便形成模版辊2。外壳10可包括许多通孔13,其通过着陆区域14彼此分离(着陆区域14将提供与基底30的主表面33抵靠接触的模版辊2的径向最外表面)。通孔13可以以任何期望的图案和形状提供,并且可具有任何合适的尺寸(即,在孔不是圆形的情况下的直径或等效直径)。在许多实施方案中,此类孔的径向厚度(沿径向向内-向外的方向)可由例如模版外壳10的厚度设定。可相对于颗粒的尺寸来选择该厚度(并且也可选择其它孔参数诸如尺寸和形状),例如以控制颗粒可穿过其的速率。
在一些实施方案中,模版辊的至少选定的孔可被构造成,(例如具有特定的尺寸和/或形状和/或长度)使得每个选定的孔一次仅能够穿过一个可流动干粉末颗粒,从而对于模版辊的每次完整旋转,每个选定的孔仅穿过一个可流动干燥颗粒,以附接到基底的主表面。(此类布置的理想化表示在图1中示出。)在其它实施方案中,模版辊的至少选定的孔可被构造成,使得每个选定的孔一次能够穿过多个干粉末颗粒,从而对于模版辊的每次完整旋转,每个选定的孔穿过多个可流动干粉末颗粒,以附接到基底的主表面。(图2示出其中对于模版辊的每次旋转,两个颗粒穿过每个孔的布置的理想化表示)。在另外的实施方案中,至少选定的孔可被构造成,使得在模版辊的完整旋转期间,每个选定的孔穿过大量的颗粒(例如,4个、6个、10个、20个、40个或更多个)。
不管特定布置如何,在至少一些实施方案中,可选择孔参数并且同样选择方法的工作参数,以提供进入孔13但未附接到基底30的表面33的基本上或实质上所有的颗粒40在到达基底-辊分离点18之前从孔中去除(例如通过地球的重力、通过颗粒接触构件7或通过它们的一些组合),以便远离孔自由翻滚。换句话说,在至少此类实施方案中,孔不起到“凹坑”的作用,未附接到基底30的表面33的颗粒仍可在筒旋转时保持在孔中的适当位置。
孔13的径向长度(例如,由外壳10的径向厚度所决定的)可为例如约20μm至约4mm。在另外的实施方案中,径向长度为至少约50μm,或0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm或1.0mm。在附加的实施方案中,径向长度为至多约3.0mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm或1.0mm。在一些实施方案中,孔13可为具有宽部分和较窄喉部的锥形。在此类情况下,喉部的长度可为上述任何值。在各种实施方案中,根据需要,孔13的形状可为例如圆形、正方形、矩形、不规则形等等。在各种实施方案中,孔13的尺寸可为直径(或等效直径)约20μm至约100mm。在各种实施方案中,孔13呈现出的直径为至少约50μm,或0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.8mm或1.0mm;在另外的实施方案中,孔13呈现出的直径为至多约40mm、20mm、10mm、3.0mm、2.0mm、1.0mm、0.8mm、0.6mm或0.4mm。
孔可在模版辊2的任何所期望的部分上以任何所期望的图案和间距存在。此类图案根据需要可为规则的(例如,正方形阵列或六边形阵列)或不规则的。孔可占模版辊2的总工作表面积的任何所期望的百分比。在各种实施方案中,孔可占辊2的总工作表面积的至少约5%、10%、20%、30%或40%。在另外的实施方案中,孔可占总工作表面积的至多约70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%或5%。在一些实施方案中,孔13可作为不同形状、尺寸、间距等等的混合体而存在。
在一些实施方案中,模版辊2的至少一些孔13可各自包括多个子孔,设定至少选定的子孔的尺寸,以便允许该子孔一次能够穿过至少一个可流动干粉末颗粒40,使得该方法致使多个可流动干粉末颗粒40作为嵌套阵列附接到基底的主表面。此类布置在图4的示例性实施方案中示出,图4示出包含孔13的模版辊外壳10的一部分的隔离视图。孔13包括子孔19(子孔19可由任何合适的片状材料限定,其中子孔延伸穿过该片状材料;例如微穿孔金属丝网等)。应当理解,以这种方式使用具有子孔的孔可允许可流动干粉末颗粒40沉积以形成诸如以图6中的示例性方式中所示的图案。此类图案将被称为嵌套阵列,其中单独的颗粒40被分组成簇42(每个簇由穿过特定孔的子孔的颗粒40组成),其中每个簇42中的单独的颗粒40的布置由子孔的图案决定。
在其中孔包括子孔的特定实施方案中,可宏观设定孔的尺寸,以便将可流动干燥颗粒以大规模图案(例如,具有所期望的总体形状和尺寸)沉积到基底上。例如,活性炭颗粒可以以宏观图案沉积到过滤网上,其中颗粒存在于过滤区域中而不存在于其中网例如待超声粘结到呼吸面罩的部件的区域中。因此,至少在此类实施方案中,模版辊2的孔沿至少一个尺寸的最小尺寸可为至少约5mm、10mm,或2cm、4cm、6cm或8cm。
图5中示出了又一示例性布置。已发现,丝网印刷网可适合用作模版辊2的模版外壳10。很多此类丝网印刷网依赖于由长丝21组成的目筛网20。除了期望保留渗透性的区域中之外,可硬化材料(例如感光乳剂)22涂覆在目筛网上并硬化。硬化乳剂22可包括内边缘23,内边缘23限定丝网印刷网20上不具有硬化乳剂的区域,该区域提供模版外壳10的孔13。应当理解,此类方法可固有地提供具有孔13的模版辊外壳,孔13包括子孔19(如由长丝21之间的开口限定的那样)。然而,在一些具体实施方案中,模版辊2不包括丝网印刷网。
在至少一些实施方案中,已发现有利的是模版辊2(例如外壳10)的外表面11呈现出剥离特性(具体地,在散布在孔13之间的着陆区域14中)。可使用任何合适的剥离涂层、处理等。此类剥离涂层或处理可依赖于例如有机硅材料、烃材料、类金刚石碳材料、氟化材料诸如聚(四氟乙烯)等。此类剥离特性可通过涂覆(例如,载液涂覆溶液或分散体)来实现;或通过任何其它合适的沉积方法。在目前的工作中还发现,至少一些硬化丝网印刷乳剂可呈现出足够的剥离特性,而不需要其上具有任何特殊的处理或涂层。
基底30可由一种或多种任何合适的材料组成并且可采取任何合适的形式。在一些实施方案中,基底30可为连续的基底,例如从辊供应的网(例如,膜、箔、非织造物等等)。在其它实施方案中,基底30可为不连续的基底,例如片式供给而非辊式供给的基底。
基底30可方便地包括设置在第二背衬层31上的第一压敏粘合剂(PSA)层32。如图7的理想化表示所示,PSA层32可包括可流动干粉末颗粒40以粘合方式粘结到其的主粘合剂表面33(以及粘结到背衬31的主表面的相对面向的第二主表面)。压敏粘合剂32可为任何合适的组合物,例如基于(甲基)丙烯酸酯、天然橡胶、有机硅等等的组合物,并且可包括一种或多种弹性体和/或增粘剂等等,如普通技术人员所熟悉的。在一些实施方案中,在主表面33与模版辊的表面接触,以便使颗粒以粘合方式粘结到主表面33上时,压敏粘合剂层32可已经呈现出其最终特性(例如,机械强度、剥离强度、剪切强度、粘性等等中的任何或全部)。在其它实施方案中,压敏粘合剂层32可为这样的一种组合物,使得在干燥的可流动颗粒以粘合方式粘结到其之后,该组合物可经受将压敏粘合剂的特性建立到其最终(例如,最终用途)状态的二次处理(例如照射和/或加热以进一步促进化学键合或交联)。
无论压敏粘合剂层32是否已实现其最终特性,基底30都与模版辊2的主径向外表面11接触,使得PSA层32的主粘合剂表面33变得暂时以粘合方式粘结到模版辊2的外表面11。这可有利地减小基底30相对于模版辊2的表面11滑动的任何趋势,这可有助于如前所论述的颗粒沉积的均匀性。当期望将基底30与模版辊2分离时,该粘合剂粘结将被破坏以使PSA 32的主粘合剂表面33从模版辊2的表面11脱离。可有利地选择PSA 32的特性以允许此类分离而不损坏PSA(如下所述,模版辊2的外表面11可包括有助于此分离的剥离特性)。
基底30的背衬31可由任何合适的材料组成,例如聚烯烃、聚酯、尼龙、纸材、玻璃纸等等。背衬31可采取任何合适的形式,无论是例如无孔膜还是多孔网(例如,织造材料、非织造材料或针织材料)。在一些实施方案中,背衬31可为压敏层32可与其分离的剥离衬垫。因此,在此类实施方案中,其上承载可流动干粉末颗粒的PSA层32可与剥离衬垫分离以供使用,而不是例如与胶带背衬长久接触地使用。
可根据例如所得产品待使用的条件(温度、湿度等)来选择背衬和PSA的组成。应当注意,在本上下文中,“粘合剂粘结”和类似术语具体表示通过压敏粘合剂机构的粘结,并且不涵盖例如仅仅通过非压敏粘合剂材料的热固化或光固化、仅仅通过水或溶剂的蒸发等等实现的粘结。在模版辊2的外表面11上提供剥离处理或涂层(如上所述)可为有利的,以便PSA可与模版辊的外表面脱粘而不对PSA造成损坏,并且不在模版辊的外表面上留下不适当量的粘合剂残留物。可特别根据所使用的PSA的组成和特性来选择此类剥离处理或涂层。
在一些实施方案中,可流动干粉末颗粒可为多分散的,例如其中颗粒尺寸的变化系数为至少约100%。此类颗粒可如所获得的那样为多分散的;或者,可通过将两个或更多个颗粒尺寸群彼此混合来获得所期望的多分散度群(例如双峰或更高阶模态群,例如在颗粒尺寸分布中具有两个或更多个可易于识别的主峰)。
在一些实施方案中,可流动干粉末颗粒40可包括有机聚合物颗粒。在具体实施方案中,此类有机聚合物颗粒40可由相对亲水的材料(例如羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、纤维素、聚(乙二醇)、瓜尔胶、黄原胶等等)组成,并可例如作为水可湿性或水吸水性或水可溶胀材料起作用。在其它具体实施方案中,此类有机颗粒可由相对疏水的材料例如各种乳胶珠、聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚苯乙烯珠组成,例如用于各种光学或色谱应用。一般来讲,可使用任何有机聚合物组合物的任何可流动干粉末,例如纤维素衍生物诸如醋酸纤维素、聚烯烃诸如聚丙烯、聚乙烯以及它们的共混物和共聚物等等。可使用这些中的任何的组合和混合物。
在一些实施方案中,颗粒40可包括任何所期望的无机颗粒,例如矿物颜料或填料,例如二氧化钛、碳酸钙、滑石、高岭土、硫酸钡等等。在特定实施方案中,无机颗粒40可包括至少一些实心球形玻璃微球(例如,珠)、中空玻璃泡、陶瓷微球等。在具体实施方案中,此种无机颗粒可为至少部分地反射性的(例如,涂覆银的),以用于涉及反射性或回射性的应用中。在特定实施方案中,颗粒40可选自授予Walker,JR.的专利申请公布No.US 2015-0232646和PCT专利申请公布WO 2015/123526中所描述的任何组合物、尺寸范围和布置,出于此目的,这些专利全文以引用方式并入本文中。
在具体实施方案中,颗粒40可包括炭黑、石墨、活性炭和类似材料,这些材料可用作例如吸附剂、过滤介质、增强填料等等。在其它具体实施方案中,颗粒40可包括具有任何合适的组合物和等级的磨料颗粒。在一些实施方案中,颗粒40(具有任何合适的组合物和尺寸)可用作将基底层压在一起的隔离物,例如临时或永久的间隔。在各种实施方案中,可使用无机颗粒和有机颗粒的组合和混合物。
出于任何目的,可制备包括如本文所述的部分嵌入基底上的颗粒的任何合适的制品。在具体实施方案中,两个此类制品可面对面地连接在一起以形成袋体或壳体。
示例性实施方案列表
实施方案1为一种用于将可流动干粉末颗粒以粘合方式粘结到移动基底的方法,所述方法包括:将可流动干粉末颗粒分散到中空的旋转模版辊的主径向内表面上,使移动基底的压敏粘合剂主表面与所述中空的旋转模版辊的主径向外表面接触,并且将所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面以粘合方式临时粘结到所述中空的旋转模版辊的所述主径向外表面;随着所述基底与所述模版辊一起旋转,允许至少一些可流动干粉末颗粒穿过所述模版辊中的至少一些孔,以便接触所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面,并以粘合方式粘结到所述压敏粘合剂主表面;并且允许未以粘合方式粘结到所述移动基底的所述压敏粘合剂表面的至少一些可流动干粉末颗粒沿所述模版辊的所述主径向内表面随着所述模版辊旋转而自由翻滚;以及使所述移动基底的所述压敏粘合剂表面与所述中空的旋转模版辊的所述外表面脱离,以便产生包括附接到其所述压敏粘合剂主表面的可流动干粉末颗粒阵列的基底。
实施方案2为根据实施方案1所述的方法,其中随着所述模版辊旋转而沿所述模版辊的所述主径向内表面自由翻滚的所述可流动干粉末颗粒随着所述模版辊旋转而形成滚动料堆。
实施方案3为根据实施方案1至实施方案2中任一项所述的方法,其中所述模版辊还包括至少一个颗粒接触构件,所述至少一个颗粒接触构件至少紧密地邻接所述旋转模版辊的所述主径向内表面,但未附接到所述模版辊以便与所述模版辊一致地旋转,所述构件有助于从所述模版辊的所述主径向内表面去除可流动干粉末颗粒,使得所述颗粒可沿所述模版辊的所述主径向内表面自由翻滚。实施方案4为根据实施方案3所述的方法,其中所述颗粒接触构件为至少一个刷子的形式,所述至少一个刷子包括与所述模版辊的所述主径向内表面接触的刷毛,其中所述刷子沿所述模版辊的旋转方向安装在与所述模版辊的重力最低点成约30度至约100度的角距离处。
实施方案5为根据实施方案1至实施方案4中任一项所述的方法,其中所述模版辊的所述主径向外表面为剥离表面。
实施方案6为根据实施方案1至实施方案5中任一项所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔被构造成,使得每个选定的孔一次仅能够穿过一个可流动干粉末颗粒,从而对于所述模版辊的每次完整的旋转,每个选定的孔仅穿过一个可流动干燥颗粒,以附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。实施方案7为根据实施方案1至实施方案5中任一项所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔被构造成,使得每个选定的孔一次能够穿过多个干粉末颗粒,从而对于所述模版辊的每次完整的旋转,每个选定的孔穿过多个可流动干粉末颗粒,以附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。实施方案8为根据实施方案1至实施方案7中任一项所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔各自包括多个子孔,设定至少选定的子孔的尺寸,以便允许所述子孔一次能够穿过至少一个可流动干粉末颗粒,使得所述方法致使多个可流动干粉末颗粒作为嵌套阵列附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。
实施方案9为根据实施方案1至实施方案8中任一项所述的方法,其中所述模版辊包括模版外壳,所述模版外壳包括延伸穿过其的多个孔,并且其中所述孔具有的平均径向长度为约20μm至约4mm。
实施方案10为根据实施方案9所述的方法,其中所述模版外壳为其上图案化有硬化丝网印刷乳剂的圆筒形丝网印刷网,其中所述硬化乳剂包括内边缘,所述内边缘限定所述丝网印刷网上不具有硬化乳剂的区域,所述丝网印刷网上不具有硬化乳剂的所述区域提供所述模版外壳的孔。
实施方案11为根据实施方案1至实施方案10中任一项所述的方法,其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在与所述模版辊的重力最高点成正负40度内的角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。
实施方案12为根据实施方案1至实施方案1中任一项所述的方法,其中所述设备包括背衬辊,所述背衬辊邻接所述模版辊以形成辊隙,并且其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在与所述辊隙成正负40度内的角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。实施方案13为根据实施方案1至实施方案12中任一项所述的方法,其中所述设备包括背衬辊,所述背衬辊邻接所述模版辊以形成辊隙,并且其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在沿所述模版辊的旋转方向与所述辊隙成至少90度角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。
实施方案14为根据实施方案1至实施方案13中任一项所述的方法,其中将所述可流动干粉末颗粒分配到所述模版辊的径向内主表面上包括:使所述可流动干粉末颗粒重力下落到所述模版辊的所述径向内主表面上。实施方案15为根据实施方案14所述的方法,其中所述重力下落包括允许附加的可流动干粉末颗粒重力下落到至少位于所述旋转模版辊的内部的最低角部分中的可流动干粉末颗粒的松散堆上。
实施方案16为根据实施方案1至实施方案15中任一项所述的方法,其中所述可流动干粉末颗粒包括部分反射的玻璃珠。实施方案17为根据实施方案1至实施方案15中任一项所述的方法,其中所述可流动干粉末颗粒包括活性炭颗粒。实施方案18为根据实施方案1至实施方案17中任一项所述的方法,其中所述可流动干粉末颗粒作为多分散混合物存在,所述多分散混合物具有至少约100%的颗粒尺寸变化系数。
实施方案19为根据实施方案1至实施方案18中任一项所述的方法,其中少于约10%数量的所述可流动干粉末颗粒附接到已经与所述模版辊的所述径向外主表面接触的所述基底的所述压敏粘合剂主表面的区域。
实施方案20为根据实施方案1至实施方案19中任一项所述的方法,其中所述基底包括背衬,所述背衬在其主表面上设置有压敏粘合剂层。
实施方案21为根据实施方案1至实施方案20中任一项所述的方法,其中所述模版辊包括包含多个孔的模版外壳,并且其中所述孔具有的平均直径为约20μm至约4mm。
实施例
代表性实施例
获得模版辊,以用于将可流动干粉末颗粒图案化和沉积到连续移动基底上,该连续移动基底在基底的一侧上承载暴露的压敏表面。模版辊是由黎巴嫩河谷雕刻公司(宾夕法尼亚州黎巴嫩(Lebanon Valley Engraving(Lebanon,PA))根据规格制作。如所接收的,模版辊包括直径近似为20cm的圆筒形镍外壳。镍外壳的厚度近似为0.3mm,其中通孔以下述图案穿过外壳的厚度设置。铝端环和齿轮被安装到模版辊的每端以提供结构支撑并且允许模版辊以所期望的速度旋转。将可购自CRC工业公司(宾夕法尼亚州沃明斯特(CRCIndustries(Warminster,PA))的Lecithin Mold Release(卵磷脂脱模剂)作为气溶胶施加到模版辊的外表面。模版辊以大体上类似于图2中所示的配置安装到可购自平野株式会社(Hirano Techseed)的连续网加工线中。
如可购自供应商那样的模版包括七种不同的沉积孔图案。每个隔开的图案占近似75mm×75mm的面积,并且由正方形格子中的圆形通孔组成,具有以下近似圆直径/中心到中心的间距:图案1为10mm/15mm、图案2为5mm/7.5mm、图案3为1mm/2mm、图案4为0.5mm/1.5mm、图案5为0.3mm/1.3mm、图案6为0.2mm/1.2mm、图案7为0.1mm/1.1mm。
包括在其一个主表面上承载有压敏粘合剂的聚乙烯膜背衬的连续基底可以商品名3104C购自3M公司(3M Company)。将基底拧入网加工线中,以便使基底的粘合剂表面以近似3m/min的线速度与模版辊的外表面接触。将近似10g活性炭(可购自可乐丽(Kuraray)并且记录的目尺寸为32×60)可流动干粉末颗粒以单剂量插入到模版辊的内部中(通过端盖之一的开口)。随着模版辊旋转,观察到这些可流动干粉末颗粒自由翻滚并且滞留群形成可易于识别的滚动料堆。随着基底沿模版辊的下侧沿循其网路径并且随后与模版辊分离,根据上述沉积图案观察到干粉末颗粒已经以粘合方式粘结到基底的压敏粘合剂表面。例外情况是图案7;在这种特定情况下,颗粒尺寸和孔尺寸的组合看起来为由此使得很少的颗粒穿过孔以粘结到基底。
变型形式
执行上述示例的许多变型形式。一些实验使用不同的基底(例如可以商品名3MVinyl Tape 471购自3M公司(3M Company)的乙烯基胶带;以及承载可以商品名Tegaderm购自3M公司(3M Company)的产品中可获得的通用类型的压敏粘合剂的膜基底)。一些实验使用不同的剥离涂层(例如,可以商品名NanoMold QC15购自纳米注塑公司(Nanoplas)的剥离涂层)。另外,使用各种可流动干粉末颗粒执行实验。这些包括羟丙基甲基纤维素颗粒、瓜尔胶颗粒和玻璃珠。也可使用各种颗粒尺寸。一般来讲,在孔直径与颗粒尺寸之比较小的情况下,观察到较少的颗粒穿过每个孔以粘结到压敏粘合剂。在孔直径与颗粒尺寸之比较大的情况下,观察到更多的颗粒穿过每个孔以粘结到粘合剂。
执行其它实施例,虽然这些实施例使用这样的基底,该基底被加热以便软化基底的表面使得可流动干粉末颗粒可附接到该基底,而不是使用具有PSA的基底,但是这些实施例进一步证实了颗粒类型和尺寸的广泛性以及可用于使用本文公开的设备和方法将可流动干粉末颗粒沉积到基底上的沉积图案的广泛性。这些其它实施例中的一些公开在与本申请同一天提交的标题为APPARATUS AND PROCESS FOR DEPOSITING DRY POWDER PARTICLESONTO SUBSTRATES(用于将干粉末颗粒沉积到基底上的设备和方法”)、代理人档案号为76791US002的美国临时专利申请No.xx/xxx,xxx中,该申请全文以引用方式并入本文。
提供上述实施例只是为了清楚地理解本发明,而不应被理解为不必要的限制。在实施例中所描述的测试和测试结果旨在为说明性的而非预测性的,且测试过程的变化可预计得到不同的结果。实施例中所有定量值均应理解为根据所使用过程中所涉及的通常所知公差的近似值。
对于本领域的技术人员将显而易见的是,本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、构造等在许多实施方案中可修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型形式和组合均在所构思发明的范围内,而不仅仅是被选择充当示例性图示的那些代表性设计。因此,本发明的范围不应限于本文所述的具体说明性结构,而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何元件可以根据需要以任何组合明确地包括于权利要求中或从权利要求排除。以开放式语言(例如,包括和由其衍生)引用到本说明书中的任何元件或元件的组合被认为是以封闭式语言(例如,由……组成和由其衍生)并且以部分封闭式语言(例如,基本上由……组成和由其衍生)另外地引用。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理,但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾,则将以所写的本说明书为准。

Claims (18)

1.一种用于将可流动干粉末颗粒以粘合方式粘结到移动基底的方法,所述方法包括:
将可流动干粉末颗粒分散到中空的旋转模版辊的主径向内表面上,
使移动基底的压敏粘合剂主表面与所述中空的旋转模版辊的主径向外表面接触,并且将所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面以粘合方式临时附接到所述中空的旋转模版辊的所述主径向外表面;
随着所述基底与所述模版辊一起旋转,允许至少一些可流动干粉末颗粒穿过所述模版辊中的至少一些孔,以便接触所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面,并以粘合方式粘结到所述压敏粘合剂主表面;并且允许未以粘合方式粘结到所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面的至少一些可流动干粉末颗粒沿所述模版辊的所述主径向内表面随着所述模版辊旋转而自由翻滚;
以及,
使所述移动基底的所述压敏粘合剂主表面与所述中空的旋转模版辊的所述主径向外表面脱离,以便产生包括附接到其所述压敏粘合剂主表面的可流动干粉末颗粒阵列的基底,
所述模版辊还包括至少一个颗粒接触构件,所述至少一个颗粒接触构件至少紧密地邻接所述旋转模版辊的所述主径向内表面,但不附接到所述模版辊以便与所述模版辊一致地旋转,所述构件有助于将可流动干粉末颗粒从所述模版辊的所述主径向内表面去除,使得所述颗粒能够沿所述模版辊的所述主径向内表面自由翻滚,
所述颗粒接触构件为至少一个刷子的形式,所述至少一个刷子包括与所述模版辊的所述主径向内表面接触的刷毛,其中所述刷子沿所述模版辊的旋转方向安装在与所述模版辊的重力最低点成30度至100度的角距离处。
2.根据权利要求1所述的方法,其中随着所述模版辊旋转而沿所述模版辊的所述主径向内表面自由翻滚的所述可流动干粉末颗粒随着所述模版辊旋转而形成滚动料堆。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊的所述主径向外表面为剥离表面。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔被构造成,使得每个选定的孔一次仅能够穿过一个可流动干粉末颗粒,从而对于所述模版辊的每次完整的旋转,每个选定的孔仅穿过一个可流动干粉末颗粒,以附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔被构造成,使得每个选定的孔一次能够穿过多个干粉末颗粒,从而对于所述模版辊的每次完整的旋转,每个选定的孔穿过多个可流动干粉末颗粒,以附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊的至少选定的孔各自包括多个子孔,设定至少选定的子孔的尺寸,以便允许至少一个可流动干粉末颗粒一次穿过所述子孔,使得所述方法致使多个可流动干粉末颗粒作为嵌套阵列附接到所述基底的所述压敏粘合剂主表面。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊包括模版外壳,所述模版外壳包括延伸穿过其的多个孔,并且其中所述孔具有的平均径向长度为20μm至4mm。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述模版外壳为圆筒形丝网印刷网,在所述圆筒形丝网印刷网上图案化有硬化丝网印刷乳剂,其中所述硬化乳剂包括内边缘,所述内边缘限定所述丝网印刷网上不具有硬化乳剂的区域,所述丝网印刷网上不具有硬化乳剂的所述区域提供所述模版外壳的孔。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在与所述模版辊的重力最高点成正负40度内的角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。
10.根据权利要求1所述的方法,进一步包括使背衬辊邻接所述模版辊以形成辊隙,并且其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在与所述辊隙成正负40度内的角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。
11.根据权利要求1所述的方法,进一步包括使背衬辊邻接所述模版辊以形成辊隙,并且其中所述基底的所述压敏粘合剂主表面在沿所述模版辊的旋转方向与所述辊隙成至少90度角度的位置处与所述模版辊的所述主径向外表面脱离。
12.根据权利要求1所述的方法,其中将所述可流动干粉末颗粒分配到所述模版辊的主径向内表面上包括:使所述可流动干粉末颗粒重力下落到所述模版辊的所述主径向内表面上。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述重力下落包括允许附加的可流动干粉末颗粒重力下落到至少位于所述旋转模版辊的内部的最低角部分中的可流动干粉末颗粒的松散堆上。
14.根据权利要求1所述的方法,其中所述可流动干粉末颗粒包括部分反射的玻璃珠。
15.根据权利要求1所述的方法,其中所述可流动干粉末颗粒作为多分散混合物存在,所述多分散混合物具有至少100%的颗粒尺寸变化系数。
16.根据权利要求1所述的方法,其中少于10%数量的所述可流动干粉末颗粒附接到已经与所述模版辊的所述主径向外表面接触的所述基底的所述压敏粘合剂主表面的区域。
17.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底包括背衬,在所述背衬的主表面上设置有压敏粘合剂层。
18.根据权利要求1所述的方法,其中所述模版辊包括具有多个孔的模版外壳,并且其中所述孔具有的平均直径为20μm至4mm。
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