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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Einbetten von Partikeln in Bahnen.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Prozeß zum Einbetten
von Partikeln in Klebefilme.
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Bahnen,
die Partikel enthalten, sind wohlbekannt. Typischerweise sind diese
Bahnen Filme oder Bänder.
Partikelhaltige Filme werden im Allgemeinen durch Verteilen von
Partikeln in einem Filmvorläufer,
bevor dieser zu einer Filmform geformt wird, hergestellt. Die Verteilungstechnik
arbeitet für
Lösungsmittelharze
und für
vernetzbare Harze, die in ihrem Zustand vor der Vernetzung eine
niedrige Viskosität
aufweisen, gut. Probleme mit der Partikelverteilung können im
Allgemeinen durch Auswählen
der Verarbeitungsparameter wie etwa der Filmvorläuferviskosität und der
Schergeschwindigkeiten gelöst
werden.
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Doch
bei schmelzverarbeiteten Harzen kann die Partikelverteilung schwierig
sein. Wenn die Partikel viel kleiner als die Lücken in der Verarbeitungsausrüstung sind,
besteht nur ein geringes Problem. Für Anwendungen wie etwa anisotrope
leitfähige
Klebstoffe ist es nicht immer wünschenswert,
derartige kleine Partikel zu verwenden. Wenn bei diesen Anwendungen
kleine Partikel verwendet werden, können die Klebverbindezeiten
aufgrund der Zeit, die der Klebstoff braucht, um zu dem Punkt zu
fließen,
an dem die Filmdicke dem Durchmesser der kleinen Partikel gleich
ist, lang sein. Es ist vorteilhaft, über Partikel zu verfügen, deren
Größe näher an der
Klebefilmdicke liegt. Wenn sich die Partikelgröße jedoch jener der verschiedenen
Lücken
in der Verarbeitungsausrüstung
(einschließlich
der Mischungsausrüstung
und der Auftragevorrichtung) nähert,
können
Probleme beim Mischen unter Bewahrung der Partikelintegrität bestehen
und Beschädigungen
der Verarbeitungsausrüstung
auftreten. Zusätzlich
ist es manchmal wünschenswert,
die Partikel von der Oberfläche
des Films vorspringen zu lassen, wie etwa bei der Herstellung von
rückstrah lenden
Filmen. Wenn härtende
Materialien in einem Schmelzprozeß verwendet werden, muß ein Gleichgewicht
dazwischen erzielt werden, dass eine Temperatur bereitgestellt wird,
die hoch genug ist, um eine Viskosität zu ergeben, die ein Mischen
ermöglicht,
während
die Temperatur niedrig genug gehalten wird, um ein verfrühtes Härten zu
verhindern.
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Es
gibt bekannte Systeme, die Partikel in einem bestimmten Muster wie
auch in einem Zufallsmuster auf einem Film anordnen. Die meisten
Systeme umfassen einen ersten Schritt des Trennens der Partikel
und einen zweiten Schritt ihres Übertragens
auf eine Bahn. Die Techniken beinhalten das Einsetzen von Partikeln in
Taschen (Calhoun, et al., US-Patentschrift Nr. 5,087,494), das Hindurchführen von
Partikeln durch Siebe (Sakatsu, et al., US-Patentschrift Nr. 5,616,206),
die magnetische Ausrichtung mit ferromagnetischen Partikeln (Jin,
et al, US-Patentschrift Nr. 4,737,112; Basavanhally, US-Patentschrift
Nr. 5,221,417), die magnetische Ausrichtung jedes beliebigen Partikels
mit ferromagnetischen Fluiden (McArdle, et al., US-Patentschrift
Nr. 5,851,644; US-Patentschrift Nr. 5,919,641), das Dehnen eines
Films mit dichtgepackten Partikeln darauf (Calhoun, et al., US-Patentschrift
Nr. 5,240,761), und das Partikeldrucken (Calhoun, et al., US-Patentschrift
Nr. 5,300,340). Ein anderes Verfahren zum Übertragen von Partikeln wird
in EP-O 691 660 von Goto et al. gelehrt, worin elektrisch leitfähige Partikel
elektrostatisch aufgeladen werden, um sie durch ein Sieb, das mit
dem Film in Kontakt steht, zu einem klebenden Film ("klebendes Material
auf Silikonbasis")
hin anzuziehen. Das Sieb (oder die Maske) ist elektrisch geladen,
um die Partikel anzuziehen. In diesem Fall beschichten die Partikel
nur jene Bereiche, die nicht abgeschirmt sind. Das Sieb dient als
ein selektiver Filter, der den Partikeln nur einen Durchgang in
einem Muster gestattet, das den Öffnungen
im Sieb entspricht. Die überschüssigen Partikel
werden vom Sieb weggebür stet
oder weggesaugt. Die Lücken
zwischen den verteilten elektrisch leitfähigen Partikeln werden mit
einem photochemisch härtenden
oder thermisch härtenden
Harz gefüllt,
um elektrische Verbindungen zwischen den Partikeln zu verhindern.
Nach dem Härten
des Harzes wird das klebende Material mit der Maske vom partikelgefüllten Harz
abgezogen, um ein anisotropes elektrisch leitfähiges Harz zu bilden. Diese
Techniken erfordern alle bedeutende Investitionen bei der Ausrüstung oder
verschiedenste wegwerfbare oder wiederverwendbare Teile, die zur
sich ergebenden Bahn mit eingebetteten Partikeln Kosten hinzufügen. Die
vorliegende Erfindung umfasst eine einfachere Ausführung.
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WO
86/00829 beschreibt eine Vorrichtung zur Verteilung von Pulver und
Partikeln von geflocktem Material über eine Oberfläche, umfassend
ein Gehäuse,
das zumindest eine Öffnung
aufweist, die entlang seines Bodens angeordnet ist und zum Abgeben
von verteiltem Material bestimmt ist, und eine Welle, die drehbar
in der Längsrichtung
gehalten wird, wobei die Welle mit einer festen Bürste ausgerüstet ist,
welche spiralförmig um
die Welle herum angeordnet ist, wobei die Bürste dazu bestimmt ist, das
zu verteilende Material zu den Öffnungen
zu bürsten,
wobei das Gehäuse
mit einem Einlaß für das zu
verteilende Material versehen ist, der an einem Ende davon angeordnet
ist, und mit einem Auslaß für überschüssiges Material
versehen ist, der am gegenüberliegenden
Ende des Gehäuses
nach den Öffnungen
bereitgestellt ist, wobei die Bürste
während
der Drehung der Welle dazu bestimmt ist, wie eine Förderschnecke
Material zwischen dem Einlaß und
dem Auslaß zu
befördern
und dadurch in einer an sich bekannten Weise Material durch die Öffnungen
abzugeben.
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Die
Partikel in Bahnen mit eingebetteten Partikeln steuern entweder
den Grad des Haftvermögens
des Films oder stellen einen zusätzlichen
Nutzen bereit. Beispielsweise kann ein leitfähiger Klebefilm hergestellt werden,
wenn die Partikel elektrisch leitfähig sind. Leitfähige Klebefilme
können
beim Aufbau von elektronischen Bestandteilen als Schichten verwendet
werden, wie etwa beim Anbringen von biegsamen Schaltungen an gedruckten
Schaltplatten und dergleichen. In der z-Achse leitfähige Filme
sind bei der Herstellung mehrfacher diskreter elektrischer Verbindungen
in Mehrschichtaufbauten, bei denen eine seitliche elektrische Isolierung
der benachbarten Teile erforderlich ist, nützlich. In einem anderen Beispiel
können
die Partikel rückstrahlend
sein, wodurch rückstrahlende
Filme geschaffen werden. Wenn die Partikel keine innere Klebrigkeit
aufweisen, kann der Haftgrad einer Klebebahn durch den Grad der
Partikelbeladung gesteuert werden.
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Die
Partikel könnten
auch hohle kugelförmige
Körper
mit eingekapseltem Material sein, was eine Bahn mit eingekapseltem
Material an oder nahe der Oberfläche,
welches bei der Verwendung verfügbar
wird, ergibt.
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Die
Erfindung ist eine wie in Anspruch 1 definierte Abgabevorrichtung
zum Abgeben von Partikeln auf eine Oberfläche. Die Abgabevorrichtung
beinhaltet einen Kastenspeiser zur Aufnahme von Partikeln. Der Kastenspeiser
weist an seinem Boden eine Öffnung
auf. Ein Sieb, das Öffnungen
aufweist, ist neben der Öffnung des
Kastenspeisers angeordnet, und eine Bewegungsvorrichtung, die außerhalb
des Kastenspeisers angeordnet ist, bewegt Partikel vom Kastenspeiser
durch das Sieb und auf die Oberfläche.
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Die
Sieböffnungen
können
gleichmäßig groß und beabstandet
und ausreichend groß sein,
dass die größten Partikel
während
der Abgabe hindurchgehen können,
aber dennoch ausreichend klein sein, um die Partikel zurückzuhalten,
wenn die Abgabevorrichtung nicht in Betrieb ist.
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Die
Bewegungsvorrichtung kann eine zylindrische Bürste mit regelmäßig beabstandeten
Borsten sein. Die Größe der Borsten
kann kleiner als die Größe der Öffnungen
des Siebes sein, und während
sich die Borsten über
die Oberfläche
des Siebes bewegen, dringen sie durch die Öffnungen des Siebes und ziehen
Partikel durch das Sieb, um diese auf die Oberfläche abzugeben. Die Bürste ist
drehbar und die Rotationsgeschwindigkeit ist variabel, um die Abgaberate
der Partikel zu variieren. Es kann auch eine Bürste verwendet werden, die
zwischen einer ersten Position mit Abstand zum Sieb und einer zweiten
Position in Kontakt mit dem Sieb bewegbar ist.
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Der
Abstand vom Sieb zur mittleren Längsachse
der Bürste
kann eingestellt werden, um die Kraft der Bürste am Sieb und die Abgaberate
der Partikel einzustellen. Ferner können überschüssige Partikel unter Verwendung
eines Reinigungsdrahts von der Bürste
entfernt werden.
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Die
Erfindung ist auch ein wie in Anspruch 18 definiertes Verfahren
des Abgebens von Partikeln auf eine Oberfläche. Das Verfahren beinhaltet
den Schritt des Haltens von Partikeln in einem Kastenspeiser. Der Kastenspeiser
weist eine Abgabeöffnung
auf, die von einem Sieb bedeckt ist. Das Sieb weist Öffnungen
auf, die gleichmäßig groß und beabstandet
und ausreichend groß sind,
so dass die größten Partikel
während
der Abgabe hindurchgehen können,
aber dennoch ausreichend klein sind, um die Partikel zurückzuhalten,
wenn die Abgabevorrichtung nicht in Betrieb ist. Das Verfahren beinhaltet
auch einen Schritt des Drehens einer zylindrischen Bürste außerhalb
des Kastenspeisers, die mit regelmäßig beabstandeten Horsten bedeckt
ist, die sich neben der Abgabeöffnung
befinden, so dass die Borsten durch Öffnungen des Siebes hindurchgehen
und Partikel durch das Sieb ziehen können, um diese auf die Oberfläche abzugeben.
Das Verfahren beinhaltet auch das Variieren der Abgaberate der Partikel.
Dies kann durch Variieren der Rotationsgeschwindigkeit der Bürste, Ein stellen
des Abstandes vom Sieb zur mittleren Längsachse der Bürste, oder
beides erfolgen.
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Die
Erfindung ist auch eine wie in Anspruch 8 aufgezeigte Vorrichtung
zur Herstellung einer Bahn mit eingebetteten Partikeln. Die Vorrichtung
kann eine Zurichtungsvorrichtung, um die Bahn für die Partikel empfangsbereit
zu machen; eine Abgabevorrichtung, um die Partikel auf die Bahn
abzugeben; eine Verteilungsvorrichtung, um die Partikel zu verteilen,
um die Partikelansammlung in der Bahn zu minimieren und eine im Wesentlichen
gleichförmige
Verteilung von Partikeln sowohl in der Längs- als auch der Querrichtung
der Bahn zu erreichen; und eine Einbettungsvorrichtung zum Einbetten
der abgegebenen Partikel in der Bahn beinhalten.
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Die
Abgabevorrichtung kann eine Schwabbelvorrichtung zum Schwabbeln
der Oberfläche
der Bahn nach der Abgabe der Partikel auf die Bahn beinhalten. Die
Abgabevorrichtung kann die Partikel elektrisch laden, bevor sie
auf die Bahn abgegeben werden, wie etwa durch eine Spannungsversorgung,
die an die Abgabevorrichtung angeschlossen ist, um die Partikel
zu laden, während
sie sich in der Abgabevorrichtung befinden. Die Abgabevorrichtung
kann auch ein Erden der Bahn oder ein Laden der Bahn mit einer Ladung,
die jener der Partikel entgegengesetzt ist, beinhalten.
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Die
Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zum Beseitigen statischer
Ladungen beinhalten, die statische Ladungen auf der Bahn beseitigt.
Dies kann einen statischen Stab, der entlang des Bahnpfads angeordnet
ist, ein Ionisieren der Atmosphäre
um die Bahn, oder beides beinhalten.
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Die
eingebetteten Partikel können
in der z-Achse leitfähig,
rückstrahlend,
die Ablösehaftung
steuernd, schleifend oder verkapselnd sein oder Kombinationen davon
umfassen.
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Die
Erfindung ist auch ein wie in Anspruch 14 dargestelltes Verfahren
zur Herstellung einer Bahn mit eingebetteten Partikeln, das Folgendes
umfasst: das Empfangsbereitmachen der Bahn für die Partikel; das Abgeben
der Partikel auf die Bahn; das Verteilen der Partikel, um ein Verklumpen
von Partikeln in der Bahn zu minimieren; und das Einbetten der abgegebenen
Partikel in der Bahn.
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Bei
diesem Verfahren kann der Verteilungsschritt ein Schwabbeln der
Oberfläche
der Bahn nach der Abgabe der Partikel auf die Bahn; ein elektrisches
Laden der Partikel, bevor sie auf die Bahn abgegeben werden; oder
beides sein. Der Verteilungsschritt kann das Erden der Bahn oder
das Laden der Bahn mit einer Ladung, die jener der Partikel entgegengesetzt
ist, beinhalten. Der Schritt des Empfangsbereitmachens der Bahn kann
ein Erwärmen
beinhalten. Das Verfahren kann auch das Beseitigen von statischen
Ladungen auf der Bahn unter Verwendung zumindest eines aus einem
statischen Stab, der entlang des Bahnpfads angeordnet ist; und einem
Ionisieren der Atmosphäre
um die Bahn beinhalten.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden,
wobei
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1 eine schematische Ansicht
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine perspektivische Ansicht
einer Beschickungsabgabevorrichtung ist, die mit der Vorrichtung von 1 verwendet werden kann;
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3 eine Seitenansicht der
Abgabevorrichtung von 2 mit
aufwärtsgerichteter
Mulde ist;
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4 eine Seitenansicht der
Abgabevorrichtung von 2 mit
abwärtsgerichteter
Mulde ist; und
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5 eine mikroskopische Aufnahme
ist, die silberbeschichtete Glasperlen zeigt, welche auf einem thermoplastischen
Klebstoff eingebettet sind. Die Probenfläche beträgt 420 μm × 570 μm.
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Bei
der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Einbetten von Partikeln in eine Bahn aus Material. Im Verlauf
dieser Beschreibung werden Filme, insbesondere Harze in Filmform,
beschrieben werden, obwohl andere Bahnen wie etwa Papierbahnen und
Bahnen, die keiner klebenden Funktion dienen, einer Einbettung von
Partikeln unterzogen werden können.
Die Partikel müssen
nicht kugelförmig
oder regelmäßig sein
und können
völlig
oder teilweise eingebettet sein. Sie können alle beliebigen Partikel
sein, die bestehende Bahneigenschaften steigern können, wie
etwa bei der Steuerung des Haftvermögens, oder einen zusätzlichen
Nutzen bereitstellen können.
Die Partikel können
nackte Glasperlen; erweiterbare Mikrokügelchen; Kern/Mantel-Partikel; Metallperlen;
aus Oxiden, Nitriden, Sulfaten oder Silikaten wie etwa Silberoxid oder
Bornitrid, Titandioxid, Eisenoxid, Siliziumdioxid, Magnesiumsulfat,
Calciumsulfat oder Berylliumaluminiumsilikat hergestellte Perlen;
hohle Glasblasen; polymere kugelförmige Körper; keramische Mikrokügelchen; magnetische
Partikel; und mikroverkapselte Partikel sein, wobei jedes beliebige
aktive Füllmaterial
einschließlich
freisetzbarer Arzneimittel, Gase und anderer Materialien verkapselt
ist. Die Partikel können
vollständig oder
teilweise mit Metallen wie Silber, Kupfer, Nickel, Gold, Palladium
oder Platin oder mit anderen Materialien wie etwa magnetischen Beschichtungen,
Metalloxiden oder Metallnitriden beschichtet sein. Teilweise Metallbeschichtungen
können
beispielweise dazu benutzt werden, Partikel als rückstrahlende
Elemente nützlich
zu machen. Die Partikel können
mikroporös
sein oder auf andere Weise gestaltet sein, um einen großen Oberflächenbereich
aufzuweisen, einschließlich
Aktivkohlepartikel. Die Partikel können im oder auf dem Partikel
Farbstoffe und Pigmente einschließlich nachleuchtender photolumineszenter
Pigmente beinhalten.
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Beispielhafte
Partikel beinhalten die unter den folgenden Handelsbezeichnungen
im Handel erhältlichen: "Reflective Ink 8010" von 3M, St. Paul,
MN; "Conduct-O-Fil" von Potters Industries,
Valley Forge, PA; "Magnapore" von Biopore Corporation,
Los Gatos, CA; 325-Mesh-Bornitrid
von Alfa Aesar, Ward Hill, MA; "PLO-PLB6/7
Phosphorescent Pigment" von
Global Trade Alliance Inc., Scottsdale, AZ; "Zeospheres" oder "Scotchlite" von 3M und Zeelan Industries Inc.,
St. Paul, MN; "Paraloid
EXL2600" von Rohm & Haas, Philadelphia,
PA; und "Novamet
Nickel Powder" von
Novamet Specialty Products Corporation, Wyckoff, NJ.
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Das
Folgende stellt Beispiele für
Anwendungsgebiete dar, in denen die Erfindung Nützlichkeit zeigt. Leitfähige Partikel
können
einen leitfähigen
Klebefilm ergeben, der als Schichten zum Zusammensetzen elektronischer
Bestandteile wie etwa beim Kleben von biegsamen Schaltungen an gedruckte
Schaltplatten und dergleichen verwendet werden kann. In der z-Achse
leitfähige
Filme (ZAF), die aus einem Klebefilm auf einer Decklage hergestellt
sind, sind bei der Herstellung von elektrischen Verbindungen in
Mehrschichtaufbauten nützlich,
bei denen eine seitliche elektrische Isolierung der benachbarten
Teile erforderlich ist, während
die Schichten in der z-Richtung (senkrecht zur Ebene des Films)
elektrisch verbunden sein müssen.
Wenn ein ZAF verwendet wird, um eine elektrische Verbindung herzustellen,
sollte er wünschenswerter
Weise eine Partikeldichte von zumindest sechs Partikeln pro Kontaktinselfläche aufweisen.
Eine typische minimale Inselgröße ist 0,44
mm2. Wenn die Partikel so gewählt werden,
dass sie einen Durchmesser aufweisen, der mit der Dicke des Films
vergleichbar ist, ist die Klebverbindezeit des ZAF rasch, da ein
geringerer Klebstofffluß benötigt wird, um
einen elektrischen Kontakt zwischen den Partikeln und den beiden
leitfähigen
Substraten herzustellen. Um unter Verwendung der Erfindung einen
ZAF herzustellen, werden die leitfähigen Partikel im Film eingebettet, nachdem
der Film hergestellt wurde. Die Partikel können unter Anwesenheit eines
elektrischen Felds abgegeben werden, um das Verteilen der Partikel
zu unterstützen,
während
sie zufällig
auf dem Klebefilm landen. Das elektrische Feld schafft eine gegenseitige
Abstoßung
der Partikel voneinander und kann auch benutzt werden, um eine Anziehung
der Partikel zum Film zu schaffen. Die Teile werden dann durch Anordnen
des leitfähigen Films
zwischen zwei Leitern und Ausüben
von Druck und manchmal Hitze gebunden. Die Klebverbindezeit, die
Temperatur und der Druck sind je nach der Klebstoffart und dem Größenbereich
der Partikel unterschiedlich.
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Dieser
Herstellungsprozeß ist
von dem für
bekannte leitfähige
Klebefilme verwendeten grundverschieden, Bei den meisten bekannten
Filmen wird ein Klebstoffvorläufer
mit einer ausreichend niedrigen Konzentration von leitfähigen Partikeln
vermischt, um eine ausreichende Partikelverteilung sicherzustellen,
um eine Herstellung von elektrisch leitfähigen Pfaden in der x-y-Ebene
des Films, der geformt wird, nachdem die Partikel eingemischt worden
sind, zu vermeiden. Je größer die
Partikel sind, desto schwieriger ist es, sie ausreichend zu verteilen,
ohne die Partikel oder die Verarbeitungsausrüstung zu beschädigen. Andere
Verfahren umfassen das Anordnen der Partikel auf einem Trägerfilm,
gefolgt von einem Laminieren dieses Aufbaus auf den Film, der der
Einbettung unterzogen werden soll, und einer anschliessenden Entfernung
des Trägerfilms.
Dies fügt
einen nicht wünschenswerten
zusätzlichen
Verarbeitungsschritt hinzu. Die US-Patentschrift Nr. 5,300,340 beschreibt
einen Partikeldruckprozeß,
wobei die Partikel direkt auf den endgültigen Film gedruckt werden
können.
Dies ist jedoch ein Kontaktprozeß, der zu einem gleichmäßig (anstelle
von zufällig,
wie bei der vorliegenden Erfindung) geordneten Muster führt. Die
Prozeßgeschwindig keit
ist beschränkt,
und es gibt keine Vorkehrung, um ein Verklumpen der Partikel innerhalb
der gedruckten Bereiche zu verhindern. Ein Nachteil davon ist, dass
die kleinste Schrittlänge
der Schaltkreisleitungen in den gebundenen Teilen größer als
im Fall eines nichtklumpenden Zustands sein muß. Ein Anzeichen des Verklumpens
von zwei Partikel bedeutet auch, dass es leicht möglich ist,
dass ein größerer Cluster
von Partikeln vorhanden ist.
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In
einem anderen Beispiel können
die Partikel rückstrahlende
Eigenschaften aufweisen, um rückstrahlende
Filme zu schaffen, die für
Fernstraßenverkehrszeichen
oder in anderen Industrien nützlich
sind.
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Ein
drittes Beispiel einer Bahn mit eingebetteten Partikeln umfasst
die Steuerung der Ablösehaftung durch
Hinzufügen
von nichtklebenden Partikeln. Diese Bahnen sind bei der Herstellung
von Klebstoffen mit gesteuertem Haftgrad nützlich.
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Die
Partikel könnten
auch hohle kugelförmige
Körper
mit verkapseltem Material sein, das während der Verwendung verfügbar wird.
Ein Film mit mikroverkapseltem Geruch kann für Parfumproben verwendet werden.
Ein Film mit mikroverkapselter Tinte kann als kohlenstoffloses Vordruckpapier
verwendet werden. Die Partikel können
magnetische Bestandteile enthalten, die als Teil eines Funkfrequenzidentifikationssystems verwendet
werden können,
um in einer leistungsfähigen,
kostenwirksamen Weise Informationen über den Gegenstand, an dem
sie angebracht sind, bereitzustellen.
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In
einem anderen Beispiel kann das Bahnmaterial ein Silikongummi sein,
der während
oder nach der Partikeleinbettung in der Bahn thermisch härten wird.
Das sich ergebende Material könnte
als ein elektrisch leitfähiges
oder thermisch leitfähiges
Kissen nützlich
sein.
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Das
gewünschte
Ausmaß des
Oberflächenbereichs,
der durch Partikel bedeckt ist, wird je nach der Anwendung unterschiedlich
sein und kann von weniger als 1 % bis zu einer Monomolekularschicht,
die die gesamte Oberfläche
bedeckt, reichen. Die durch eine Monomolekularschicht von Partikeln
bereitgestellte prozentuelle Abdeckung wird von der Packungsdichte
der Partikel abhängen,
die wiederum mit ihrer Form in Beziehung steht. Bei kugelförmigen Partikeln
entspricht eine Monomolekularschicht von Partikeln einer prozentuellen
Oberflächenbereichsabdeckung
von annähernd
78 %. Anwendungen, die in diesen Bereich fallen, beinhalten rückstrahlende
Folien, von Klebrigkeit befreite Klebefilme und in der z-Achse leitfähige Klebstoffe.
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Geeignete
Bahnmaterialien beinhalten jene, die für die Partikel empfangsbereit
gemacht werden können,
während
die Partikel auf die Bahn abgegeben werden. "Empfangsbereit" bedeutet, dass die Partikel annähernd in
den Positionen verbleiben, die sie unmittelbar nach dem Abgeben
einnehmen, bis sie dauerhaft in der Bahn eingebettet werden können. Die
Bahn kann ein Einfach- oder Mehrfachschichtaufbau sein. Die Bahn kann
eine Schicht aus einem Film oder einem anderen Material auf einer
Trägerschicht
sein. Wenn eine Trägerschicht
verwendet wird, kann sie eine Decklage sein, die trennbeschichtet
sein kann. Alternativ könnte
ein fortlaufendes Band als die Trägerschicht verwendet werden.
Die Bahn, auf die die Partikel abgegeben werden, muß nicht
fortlaufend sein und könnte
ein Vliesstoff sein.
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Bei
Bahnmaterialien, die bei Raumtemperatur Selbstkleber sind, können die
Partikel durch ein Hindurchführen
der Bahn durch eine Preßwalze
mit oder ohne Vorheizen des Films dauerhaft eingebettet werden. Es
ist auch möglich,
die Partikel auf eine Bahn abzugeben, die aus einer Decklage hergestellt
ist, welche mit dem reaktiven Vorläufer eines Selbstklebers beschichtet
ist, und den Vorläufer
dann nach dem Hinzufügen
der Partikel zu härten.
Thermoplastische Bahnmaterialien können ein Erhitzen erfordern,
um sie empfangsbereit zu machen. Wenn ein Erhitzen verwendet wird,
ist es wünschenswert,
die Temperatur der Bahn unter der Temperatur zu halten, bei der
der Thermoplast von der Decklage fließen wird. Nützliche thermoplastische Filme beinhalten
jene, die zur Verwendung als thermoplastische Klebstoffe, die auch
als Schmelzklebstoffe bekannt sind, entworfen sind. Jedes beliebige
Filmmaterial, das aus einem Lösemittel
gegossen werden kann, kann vor dem Verlust von genügend Lösemittel,
um den Film nichtempfangsbereit zu machen, auf einen Träger wie etwa
eine Decklage gegossen werden und der Einbettung von Partikeln unterzogen
werden. Alternativ können manche
Filme mit Lösemittel
bestrichen werden, um sie vor dem Abgeben der Partikel empfangsbereit
zu machen.
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Geeignete
Selbstklebematerialien können
Acryle, Vinylether, auf Naturkautschuk oder Synthesekautschuk beruhende
Materialien, Poly(alpha-Olefine) und Silikone beinhalten. Selbstkleber,
wie sie im "Glossary of
Terms Used in the Pressure Sensitive Tape Industry" definiert sind,
das im August 1985 durch das Pressure Sensitive Tape Council bereitgestellt
wurde, sind wohlbekannt. Beispielhafte Selbstklebematerialien beinhalten
das Acryl-Selbstklebeband, das von 3M unter der Handelsbezeichnung "Scotch®MagicTM Tape 810" erhältlich
ist, und das auf Kautschuk beruhende Selbstklebeband, das von 3M
unter der Handelsbezeichnung "Colored
Paper Tape 256" erhältlich ist.
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Thermoplastische
Materialien können
amorph oder halbkristallin sein. Geeignete thermoplastische Materialien
beinhalten Acryle, Polycarbonate, Polyimide, Polyphenylenether,
Polyphenylensulfide, Acrylnitril-Butatien-Styrol-Copolymer (ABS), Polyester, Ethylenvinylacetat
(EVA), Polyurethane, Polyamide, Blockcopolymere wie etwa Styrol-Etyhlen/Butylen-Styrol
und Polyether-Block-Amide,
Polyolefine, und Derivate davon. "Derivat" be zieht sich auf ein Grundmolekül mit zusätzlichen
Substituenten, die gegenüber
einer Vernetzungs- oder Polymerisierungsreaktion nicht reaktiv sind.
Es können
auch Mischungen aus thermoplastischen Materialien verwendet werden.
Im thermoplastischen Harz können
auch Klebrigmacher enthalten sein. Beispielhafte thermoplastische
Materialien in Filmform beinhalten jene, die von 3M unter den Handelsbezeichnungen "3M Thermo-Bond Film
560", "3M Thermo-Bond Film
615", "3M Thermo-Bond Film
770" und "3M Thermo-Bond Film
870" im Handel erhältlich sind,
jene von Adhesive Films Inc. (Pine Brook, NJ) unter den Handelsbezeichnungen
für Filmserien "PAF", "EAF" und "UAF", und jene, die von
Elf Atochem (Philadelphia, PA) unter der Handelsbezeichnung "PEBAX 3533" erhältlich sind.
Passende Klebrigmacherharze beinhalten jene, die unter den folgenden
Handelsbezeichnungen erhältlich
sind: "TAMINOL 135" von Arakawa Chemical,
Chicago, IL; "NIREZ
2040" von Arizona
Chemical, Panama City, FL; oder "PICOFYN
T" von Hercules
Inc., Wilmington, DE.
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Hitzehärtbare Bahnmaterialien
können
ebenfalls verwendet werden. Abhängig
vom hitzehärtbaren Material
ist es möglich,
dass Partikel in einem Material mit einem fortgeschrittenen Härtungszustand
eingebettet werden könnten.
Doch insbesondere dann, wenn die Partikel nicht in einem teilweise
oder völlig
gehärteten Material
eingebettet werden können,
muß jedwede
Erhitzung zur Empfangsbereitmachung der Bahn bei einer ausreichend
niedrigen Bahntemperatur erfolgen, dass die Partikel eingebettet
werden können,
bevor die Härtung
zu weit fortschreitet. Geeignete hitzehärtbare Materialien sind jene,
die zu einer Bahnform gestaltet werden können, während die Latenz aufrechterhalten
wird. Latenz bedeutet, dass das Härten im Wesentlichen verhindert
werden kann, bis die gewünschte
Verarbeitung abgeschlossen werden kann. Das Erreichen dieser Latenz
könnte
dunkle und/oder kalte Verarbeitungsbedingungen erfordern. Passende
hitzehärtbare
Materialien beinhalten Epoxide, Urethane, Cyanatester, Bismaleimide,
Phenole einschließlich
Nitrilphenole und Kombinationen davon. Beispielhafte hitzehärtbare Materialien,
die in Filmform im Handel erhältlich
sind, beinhalten jene, die von 3M unter der Handelsbezeichnung "3M Scotch-Weld Structural
Adhesive Film" erhältlich sind, einschließlich jener,
die die folgenden "AF"-Bezeichnungen aufweisen: "AF 42", "AF 111", "AF 126-2", AF 163-2", "AF 3109-2", "AF 191", "AF 2635", "AF 3002", "AF 3024", "AF 3030FST", "AF 10", "AF 30", "AF 31" und "AF 32".
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Hybridmaterialien
können
ebenfalls als Bahn verwendet werden. Ein Hybridmaterial ist eine
Kombination aus zumindest zwei Bestandteilen, wobei die Bestandteile
in der Schmelzphase (wobei die Kombination der Bestandteile eine
Flüssigkeit
ist) kompatibel sind, die Bestandteile ein Durchdringungsnetzwerk
oder ein Halbdurchdringungsnetzwerk bilden, und zumindest ein Bestandteil
nach dem Härten
durch Erhitzen oder andere Verfahren wie etwa Licht unschmelzbar
wird (der Bestandteil nicht gelöst
oder geschmolzen werden kann). Der erste Bestandteil kann ein vernetzbares
Material sein, und der zweite Bestandteil kann Folgendes sein: (a)
ein thermoplastisches Material, oder (b) Monomere, Oligomere oder
Polymere (und jedwedes benötigte
Vernetzungsmittel), die ein thermoplastisches Material bilden können, oder
(c) ein hitzehärtbares
Material, d.h., Monomere, Oligomere oder Vorpolymere (und jedwedes
benötigte
Vernetzungsmittel), die ein hitzehärtbares Material bilden können. Der
zweite Bestandteil wird so gewählt,
dass er mit dem ersten Bestandteil nicht reaktiv ist. Es kann jedoch
wünschenswert
sein, einen dritten Bestandteil hinzuzufügen, der mit einem oder beiden
aus dem vernetzbaren Material und dem zweiten Bestandteil reaktiv
sein kann, um beispielsweise die Kohäsionsfestigkeit des gebundenen
Hybridmaterials zu erhöhen.
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Geeignete
erste Bestandteile beinhalten hitzehärtbare Materialien wie etwa
die oben beschriebenen, wie auch vernetzbare Elastomere wie etwa
Acryle und Urethane. Geeignete thermoplastische zweite Bestandteile
beinhalten die oben beschriebenen. Geeignete Thermoplaste, die in
situ, d.h., mit Monomeren, Oligomeren oder Polymeren (und jedwedem
benötigten
Vernetzungsmittel), gebildet werden können, welche ein thermoplastisches
Material bilden können,
ohne irgendeine bedeutende Vernetzungsreaktion zu erfahren, wären leicht
offensichtlich. Beispielhafte Hybridmaterialien, die einen zweiten
Bestandteil (a) enthalten, sind beispielsweise in WO 00/20526, der
US-Patentschrift Nr. 5,709,948 und der US-Patentschrift Nr. 6,057,382
beschrieben. Beispielhafte Hybridmaterialien, die einen zweiten
Bestandteil (b) enthalten, sind beispielsweise in der US-Patentschrift
Nr. 5,086,088 beschrieben. Beispiel 1 der US-Patentschrift Nr. 5,086,088 veranschaulicht ein
Beispiel eines in situ gebildeten thermoplastischen Materials. Geeignete
hitzehärtbare
zweite Bestandteile beinhalten die oben beschriebenen. Beispielhafte
Hybridmaterialien, die einen zweiten Bestandteil (c) enthalten,
sind beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 5,494,981 beschrieben.
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Optional
kann das Bahnmaterial auch Zusatzmittel wie etwa filmbildende Materialien
enthalten, die dazu bestimmt sind, die Filmhandhabungseigenschaften
der endgültigen
Bahn mit eingebetteten Partikeln zu verbessern. Andere Beispiele
für Zusatzmittel
beinhalten Thixotropiermittel wie etwa hochdisperse Kieselsäure; Kern/Mantel-Verfestiger;
Pigmente wie Eisentrioxid, Ziegelmehl, Kohlenschwarz und Titanoxid;
Füllmittel wie
Siliziumdioxid, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat und Berylliumaluminiumsilikat;
Tone wie etwa Bentonit; Glasperlen; aus Glas oder Phenolharz hergestellte
Blasen; erweiterbare Mikrokügelchen,
beispielsweise Mikrokügelchen,
die von Expancel Inc./Akzo Nobel, Duluth, GA unter der Handelsbezeichnung "Expancel DU" im Handel erhältlich sind;
Antioxidationsmittel; UV-Stabilisatoren; Korrosionshemmer, beispielsweise
jene, die von W. R.
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Grace
GmbH, Worms, Deutschland unter der Handelsbezeichnung "Shieldex AC5" im Handel erhältlich sind;
Verstärkungsmaterialien
wie etwa eindirektionale, Gewebe- oder Vliesstoff-Bahnen aus organischen und
anorganischen Fasern wie etwa Polyester (von Technical Fibre Products,
Slate Hill, NY, und von Reemay Inc. Old Hickory, TN im Handel erhältlich),
Polyimid, Glas, Polyamid wie etwa Poly(p-Phenylenterephthalamid) (von
E. I. duPont de Nemours and Co., Inc., Wilmington, DE unter der
Handelsbezeichnung "Kevlar" im Handel erhältlich),
Kohlenstoff, und Keramik. Andere geeignete Zusatzmittel beinhalten
jene, die Wärmeleitfähigkeit oder
elektrische Leitfähigkeit
bereitstellen, wie etwa elektrisch leitfähige oder wärmeleitfähige Partikel, elektrisch leitfähige Gewebe-
oder Vliesstoffbahnen, oder elektrisch leitfähige oder wärmeleitfähige Fasern. Es kann auch wünschenswert
sein, Zusatzmittel bereitzustellen, die als Energieabsorber für Härtungsverfahren wie
Mikrowellenhärtung
tätig sind.
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Die
Erfindung verwendet eine Technik des Abgebens und Einbettens der
Partikel, um eine zufällige, nicht
ansammelnde Verteilung bereitzustellen. Die Partikel werden in einer
vorgewählten
Dichte mit einer verhältnismäßig gleichmäßigen Verteilung
(Anzahl der Partikel pro Einheitsfläche) aufgebracht. Dies wird
ohne Erfordernis jedweder komplizierter Siebe oder Masken erreicht
(obwohl sie, falls gewünscht,
für bestimmte
Anwendungen verwendet werden können).
Eine elektrostatische Ladung kann angelegt werden, um die Abstoßung und
den gegenseitigen Ausschluß der
Partikel zu unterstützen,
während
sie zufällig
auf dem Klebefilm landen. Die Bahn kann auch geschwabbelt werden,
um die Partikelverteilung noch weiter zu unterstützen.
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Im
System 10, das in 1 gezeigt
ist, wird eine Bahn 12 wie etwa ein klebstoffbeschichteter
thermoplastischer Film von einer Zufuhrrolle 14 abgewickelt
und bewegt sich entlang eines verhältnismäßig waagerechten Pfads fort,
obwohl nichtwaagerechte Ausrichtungen verwendet werden können. Alternativ
kann die Bahn direkt von einer Verarbeitungsstraße oder in jeder beliebigen
anderen bekannten Form zugeführt
werden. Es kann jede beliebige Art von Bahnabwickelvorrichtung verwendet
werden. Die Bahn 12 kann optional durch ein Paar von Preßwalzen
(nicht gezeigt) oder durch oder über
eine oder mehrere angetriebene Walzen oder Führungswalzen 16 verlaufen.
Als nächstes
verläuft
die Bahn 12 über
eine erhitzte Oberfläche 18,
um die Bahn zu erweichen. Ein Temperaturmeßgerät wie etwa ein Thermoelement,
ein Nichtkontakt-Infrarotsensor oder eine andere ähnliche
Vorrichtung überwacht
die Temperatur. Die Temperatur der erhitzten Oberfläche 18 kann
als eine Angabe der Bahntemperatur verwendet werden, aber bevorzugter
wird die Temperatur der Bahn 12 selbst gemessen. Die erhitzte
Oberfläche 18 kann
durch eine Steuerung 20 gesteuert werden. Die Bahn 12 kann
mit der erhitzten Oberfläche 18 in
Kontakt stehen und somit durch Kontakt erhitzt werden, oder sie
kann über
der erhitzten Oberfläche
verlaufen und somit durch Konvektion erhitzt werden. Wenn die Bahn 12 über der
erhitzten Oberfläche 18 verläuft, werden
statische Ladungen, die durch den gleitenden Kontakt erzeugt werden,
minimiert, doch wird mehr Energie benötigt, um die Bahn zu erhitzen.
Wie gezeigt ist die erhitzte Oberfläche eine elektrische Heizplatte.
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Die
Bahn 12 verläuft
als nächstes
an einem optionalen statischen Stab 22 vorbei, um den statischen Ladungsaufbau
auf der Bahn zu verringern. Alternativ können ionisierende Luft und
andere bekannte Vorrichtungen zur Statikbeseitigung verwendet werden.
Statik kann an der Bahn bereits vom Abwickeln der Bahn oder vom
ursprünglichen
Beschichtungsprozeß her
vorhanden sein.
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Als
nächstes
verläuft
die Bahn 12 an der Partikelabgabevorrichtung 24 vorbei,
die Partikel 26 auf die Ober fläche der Bahn abgibt. Wie gezeigt
ist eine optionale Spannungsquelle 28 an die Partikelabgabevorrichtung 24 angeschlossen,
um die Partikel 26 zu laden, bevor sie auf die Bahn abgegeben
werden. Die Spannungsquelle 28 liefert eine Spannung, die
ausreichend hoch ist, um die Partikel 26 zu laden.
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Nachdem
die Partikel 26 auf die Oberfläche der Bahn 12 abgegeben
sind, verläuft
die Bahn über
einer zweiten erhitzten Oberfläche 30,
die durch eine Steuerung 32 gesteuert wird. Alternativ
kann eine einzelne Steuerung beide erhitzten Oberflächen 18, 30 betreiben.
In einer anderen Ausführungsform
kann eine einzelne erhitzte Oberfläche verwendet werden. Wie gezeigt
ist jede erhitzte Oberfläche 18, 30 eine
elektrische Heizplatte. Alternativ können andere Heizvorrichtungen
verwendet werden. Beispielsweise kann die Bahn über eine zylindrische Walze
verlaufen, die allgemein als eine "Heißwalze" bekannt ist, kann
die Bahn durch einen Ofen verlaufen, oder kann die Bahn über eine
Infrarot- oder Induktionsheizvorrichtung verlaufen. Heizvorrichtungen
können
sich neben der oberen Oberfläche
wie auch neben der unteren Oberfläche der Bahn befinden.
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Wie
in 1 gezeigt wird die
erhitzte Oberfläche 18 verwendet,
um die Bahn 12 oder die Beschichtung auf der Bahn, falls
die Bahn beschichtet ist, zu erweichen, wodurch die Oberfläche klebrig
gemacht wird. Dies macht die Bahn 12 für die Partikel 26 empfangsbereit,
die sich nicht auf der Bahn bewegen, aber noch nicht fest an der
Bahn fixiert sind. Die erhitzte Oberfläche 30, die länger als
die erhitzte Oberfläche 18 gezeigt
ist, wird verwendet, um die Bahn 12 noch weiter zu erhitzen,
um die Partikel 26 in die Beschichtung zu treiben. Wenn
mehrere erhitzte Oberflächen
verwendet werden, können
die relativen Längen
der erhitzten Oberflächen 18, 30 verändert werden,
um ihre jeweiligen Erhitzungsaufgaben zu erfüllen. Alternativ kann die erhitzte
Oberfläche 30 die
Bahn 12 erhitzen, während
die Partikel 26 abgegeben werden. Ein anderer optionaler
statischer Stab 34 oder eine andere Vorrichtung zur Statikbeseitigung
kann entweder an der erhitzten Oberfläche 30 oder danach
verwendet werden. Der statische Stab 34 kann so wie der
statische Stabe 22 über
oder unter der Bahn 12 gelegen sein.
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Von
der erhitzten Oberfläche 30 bewegt
sich die Bahn 12 in der veranschaulichten Ausführungsform durch
ein Paar von Preßwalzen 36,
die optional angetrieben sein können.
Der Druck im Walzenspalt treibt die Partikel 26 weiter
in die Bahn 12. Eine oder zwei Preßwalzen können verwendet werden, um die
Partikel 26 in der Bahn 12 einzubetten. Beispielsweise
kann eine Einzelwalze über
einer flachen Platte verwendet werden. Es kann jede beliebige Art
von Walze einschließlich
Silikongummiwalzen, gummibeschichteten Walzen, Metallwalzen und
Kombinationen davon verwendet werden, sofern sie die Partikel 26 in
der Bahn 12 nicht zerquetscht. Die Presswalzen 36 können auch
erhitzt werden um die Partikel 26 weiter in die Bahn 12 zu
treiben. Außerdem
kann die erhitzte Oberfläche 30 durch
ein Erhitzen der Preßwalzen 36 verkürzt und
sogar beseitigt werden. Nach den Preßwalzen 36 verläuft die
Bahn 12 um eine Antriebswalze 38 (falls die Preßwalzen 36 nicht angetrieben
sind) und zu einer Aufwickelwalze 40 an einer Aufwickelstation
wie etwa einer mit einer luftgekuppelten Aufwickelvorrichtung. Alternativ
kann die Bahn 12 optional über eine Edelstahl-Schrittgabewalze
verlaufen.
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Die
Ansammlung der Partikel während
der Abgabe ist ein Hindernis beim Erhalt einer gleichförmigen Verteilung
der Partikel. Eine Partikelclusterbildung ist nicht wünschenswert,
da sie Pfade schafft, die zu elektrischen Kurzschlüssen, ungleichmäßiger Rückstrahlung,
ungleichmäßiger Klebrigkeit
und nicht gleichförmigem
Aussehen führt.
Bei den bekannten Verfahren, die zum Abgeben von Partikeln auf die
Bahn verwendet werden, ist die Partikelansammlung ein gemeinsames
Problem. Die vorliegende Erfindung überwindet dieses Problem. Die
Spannungsquelle 28 kann eine Spannung an die Abgabevorrichtung 24 anlegen,
und an jede beliebige Kombination der erhitzten Oberfläche 18 (gezeigt
ist eine Erdung), des statischen Stabs 34 (gezeigt ist
eine Erdung) und der erhitzten Oberfläche 30 kann entweder
eine entgegengesetzte Ladung oder eine Erdung angelegt werden. Das
Laden der Partikel 26 schafft ein elektrisches Feld zwischen
der Abgabevorrichtung 24 und der erhitzten Oberfläche der
Bahn. Indem den Partikeln 26 eine Ladung verliehen wird,
wird die Wahrscheinlichkeit des Trennens der Partikel erhöht, da gleiche
Ladungen einander abstoßen.
Außerdem treibt
das elektrische Feld die Partikel 26 mit einem Moment auf
die Bahn 12, das ausreicht, um sie in die Oberfläche zu jagen.
Drittens kann die Geometrie des elektrischen Felds den Pulverniederschlag über die
Bahn hinaus beschränken,
um den Abfall zu minimieren.
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Eine
andere Weise zur Förderung
der Verteilung ist, die Oberfläche
der Bahn 12 nach der Abgabe der Partikel darauf zu schwabbeln.
Beispielsweise kann eine Zufallsorbitalschleifmaschine 42 (Endbearbeitungsschleifmaschine
Modell 505, erhältlich
von Porter Cable Company, Jackson, TN), die mit einem weichen Anstreichkissen
(von EZ Paintr, Weston, Kanada unter der Handelsbezeichnung "EZ Paintr" erhältlich und
in der US-Patentschrift Nr. 3,369,268 beschrieben) ausgerüstet ist,
verwendet werden, um das Pulver gleichförmig über den Klebstoff zu streichen.
Diese Schwabbelvorrichtung 42 ist auch in 1 gezeigt. Die Erfinder haben herausgefunden,
dass das Schwabbeln mit der Zunahme des gewünschten Abdeckbereichs der
Partikel ein wünschenswerteres
Verfahren des Abgebens der Partikel in den Film wird.
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Eine
elektrisch geladene Platte 44 kann nahe der Abgabevorrichtung 24 angeordnet
werden, um das abgegebene Pulver aufzunehmen. Die Platte 44 kann
direkt an die Hochspannungsstromversorgung 28 angeschlossen
sein oder an eine gesonderte Stromversorgung (nicht gezeigt) angeschlossen
sein. Eine Platte 46, die elektrisch geerdet ist, kann
an der Partikelabgabevorrichtung 24 unter der Bahn verwendet
werden. Die Platte 46 kann elektrisch geheizt sein.
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Die
Partikelabgabevorrichtung 24 kann geriffelte Walzen, schwerkraftgespeiste
Speicher und Schüttelförderer beinhalten.
Das System 10 kann mit jedem beliebigen von verschiedensten
bekannten Abgabevorrichtungen arbeiten. Die in 2 bis 4 ausführlich gezeigte
Partikelabgabevorrichtung 24 ist eine neuartige muldenartige
Abgabevorrichtung. Sie weist zwei Hauptteile, einen als Kastenspeiser 50 bezeichneten
Speicher und einen als Mulde 52 bezeichneten schwenkenden
Abgabekopf, auf. Die abzugebenden Partikel 26 werden zuerst
im Kastenspeiser 50, der durch einen Deckel 54 abgedeckt
werden kann, gehalten. Der Kastenspeiser 50 kann einen
winkeligen Boden aufweisen, um den Fluß der Partikel 26 zur
Vorderseite des Kastenspeisers zu fördern. Eine Öffnung an
der Vorderfläche
am Boden des Kastenspeisers 50 ist mit einem Sieb 56 bedeckt.
Die Sieböffnungen
sollten groß genug
sein, dass die größten Partikel 26 während der
Abgabe hindurchgehen können,
aber klein genug sein, um die Partikel zurückzuhalten, wenn die Abgabevorrichtung 24 nicht
in Betrieb ist. In einer Ausführungsform
weisen die Partikel 26 eine mittlere Größe von 43 μm auf, während das Sieb 56 Öffnungen
von 80 μm
aufweist, doch können
die Öffnungen 65 bis
105 μm (das
1,5- bis 2,5fache des mittleren Partikeldurchmessers) oder 75 bis
86 μm (das
1,75- bis 2fache des mittleren Partikeldurchmessers) groß sein.
Das Sieb 56 sollte eine konstante Öffnungsgröße und Beabstandung aufweisen,
um ein gleichmäßiges Abgeben
der Partikel 26 über
die Bahn 12 sicherzustellen. Das Sieb kann ein Polyester- oder
ein Metallsieb von jener Art sein, die typischerweise in der Siebdruckindustrie
verwendet wird. In dieser Ausführungsform
ist das Sieb ein Monofilamentpolyester- Sieb PW-180 × 55, hergestellt von Saati
America's Majestic
Division, Somers, NY.
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Die
Mulde 52 beinhaltet eine Abgabebürste 58, einstellbare
Muldenhalterungen 60, Drehpunkte 62, einen Getriebeantriebsmotor 64,
Gegengewichte 66, Endplatten 68, eine Haltestange 70,
einen Reinigungsdraht 72 und Antriebslager 74.
Die Abgabebürste 58 kann
zylindrisch mit Enden sein, die gestatten, dass sie in den Antriebslagern 74 angebracht
und mit dem Antriebsmotor 64 gekoppelt wird. Die Oberfläche der
Bürste 58 ist
mit sehr feinen, regelmäßig beabstandeten
Borsten mit einem Durchmesser bedeckt, der ausreichend klein ist,
dass sie sich durch die Öffnungen
im Sieb 56 erstrecken. Die Borsten können aus Polyamidharz hergestellt
sein oder mit Graphit beschichtet sein, um die Leitfähigkeit
zu verbessern. Die Borsten an der Bürste 58 in dieser
Ausführungsform
bestehen aus Nylon, verfügen über einen
Durchmesser von 26 μm
und weisen eine mittlere Länge
von 0,368 cm (0,145 Zoll) auf. Sie sind in Reihen von 30,5 Büscheln/cm
(12 Büscheln/Zoll) mit
etwa 70 Borsten pro Büschel
und 56 Reihen/cm (22 Reihen/Zoll) angeordnet, die auf einer Polyesterstoffunterlage
von 0,038 cm (0,015 Zoll) von Collins & Aikmen Company, New York, NY, hergestellt
sind. Wenn die Borsten nicht gleichmässig beabstandet sind oder
mit unregelmäßigen Mustern
angeordnet sind, werden diese Muster auf die Bahn übertragen
werden, wenn die Partikel abgegeben werden. Somit sollte die Bürste 58 eine flache
Oberfläche
aufweisen und rundlaufend sein, damit sie das Sieb während ihrer
Umdrehung über
die gesamte Länge
der Abgabevorrichtung 24 hinweg gleichmäßig berührt. Wenn die Bürste 58 das
Sieb nicht gleichmäßig berührt, wird
die Abgaberate der Partikel über
die Bahn schwanken. Alternativ kann die Bürste andere Gestaltungen aufweisen.
Außerdem
können
wie nachstehend beschrieben Alternativen zur Bürste verwendet werden.
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Die
Bürste 58 ist
mit geschlossenen Antriebslagern 74 (es können Lagerbuchsen
verwendet werden) angebracht, um eine rundlaufende Umdrehung sicherzustellen.
Der Getriebegleichstromantriebsmotor 64 (oder jede beliebige
gleichwertige Vorrichtung, die die Bürste drehen kann) dreht die
Bürste 58 und
steuert die Rotationsgeschwindigkeit der Bürste durch Variieren der an
den Motor angelegten Spannung. Dies bestimmt die Abgaberate der
Partikel. Jedes beliebige andere Verfahren und jede beliebige andere
Vorrichtung zum Variieren der Umdrehung der Bürste kann verwendet werden.
Die Antriebslager 74, der Antriebsmotor 64, die
Gegengewichte 66 und die Drehpunkte 62 sind an
den Endplatten 68 angebracht und werden durch diese zusammengehalten.
Die Drehpunkte 62 sind geschlossene Lager, um ein Schwingen
der Mulde 52 mit geringer Reibung sicherzustellen.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt kann der gesamte Muldenaufbau
an den Drehpunkten 62 frei von der oberen Stellung (3) abwärts schwenken, bis die Bürste 58 das
Sieb 56 berührt
(4). Die Mulde 52 wird
an den Drehpunkten 62 durch die einstellbaren Muldenhalterungen 60 gehalten.
In einer Ausführungsform
sind die Endplatten 68 durch eine Haltestange 70,
die eine Bewegung der Enden der Mulde 52 zueinander bewirkt, um
die Ausrichtung der Bürste 58 mit
dem Sieb 56 aufrechtzuerhalten, strukturell aneinander
gebunden. In dieser Ausführungsform
muß die
Bürste 58 unter
Verwendung der einstellbaren Muldenhalterungen 60 genau
mit dem Sieb 56 ausgerichtet werden. In einer anderen Ausführungsform
sind die Endplatten nicht an einstellbaren Muldenhalterungen, sondern
an der Haltestange angebracht, die ebenso um ihre Mitte schwenken
kann, wodurch der Bürste
gestattet wird, sich frei zu bewegen und sich selbst mit dem Sieb
auszurichten. Der Muldenaufbau kann manuell oder unter Verwendung
jedes beliebigen bekannten Systems geschwenkt werden.
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Die
Muldenhalterungen 60 werden so eingestellt, dass der Abstand
D1 vom Sieb 56 zur mittleren Längsachse der Bürste 58 dem
Radius der Bürste
gleich ist. Dies stellt sicher, dass die Bürstenoberfläche das Sieb berührt und
die gegen das Sieb ausgeübte
Kraft nicht wesentlich beeinflusst, wenn die Mulde 52 frei
(ohne die Gegengewichte 66) hängt. Die Gegengewichte 66,
die an der Vorderseite der Mulde 52 von der Achse versetzt
angebracht sind, bestimmen die Kraft, mit der die Bürste 58 gegen
das Sieb 56 stößt. Diese
Kraft bewahrt den engen Kontakt zwischen der Bürste und dem Sieb während der
Drehung und beeinflusst die Abgaberate. Die Gegengewichte 66 können auf
Gewindestangen von der Schwenkachse zwischen den Drehpunkten 62 weg
bewegt oder dichter zu ihr hin bewegt werden, um den Bürstendruck
einzustellen. Alternativ können andere
bekannte Vorspannvorrichtungen verwendet werden. In dieser Ausführungsform
verwendet die Abgabevorrichtung einen Druck von 0,661 kg/Linearmeter
(0,037 Pfund/Linearzoll) und weist einen Bereich von 0,536 bis 0,929
kg/Linearmeter (0,030 bis 0,052 Pfund/Linearzoll) auf, obwohl andere
Drücke
verwendet werden können.
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Der
Abstand D2 zwischen der Schwenkachse und der mittleren Längsachse
der Bürste
sollte dem senkrechten Abstand von der Schwenkachse zur Mittelhöhe des Siebes
gleich sein, um sicherzustellen, dass die Bürste 58 das Sieb und
nicht die Metallkastenspeiserfläche über oder
unter dem Sieb berührt.
Eine Reinigungsvorrichtung kann überschüssige Partikel
von der Bürste
entfernen. Wie gezeigt ist die Reinigungsvorrichtung ein Reinigungsdraht 72,
der an der Vorderseite der Bürste 56 zwischen
den Endplatten 68 gespannt ist, so dass der Draht gerade
die Spitzen der Borsten berührt.
Wenn sich die Bürste 58 dreht
und gegen den Reinigungsdraht 72 reibt, werden jedwede überschüssigen Partikel 26 an
der Bürste
entfernt, um einen Aufbau von Partikeln an der Bürste und eine mögliche Partikelansammlung
auf der Bahn 12 zu verhindern.
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Die
Abgabevorrichtung 24 ist über der Bahn 12 in
einem Abstand aufgehängt,
der die Wirkungen von Luftströmungen
auf das Abgabemuster verringert. Dieser Abstand kann vom Reinigungsdraht 72 zur
Bahn 12 drei Zentimeter betragen. Der Kastenspeiser 50 ist
mit den abzugebenden Partikeln 26 gefüllt, und der Deckel 54 hält Verunreinigungen
fern. Die Spannung wird an den Kastenspeiser angelegt, um die Partikel 26 zu
laden. Der Antriebsmotor 64 dreht die Bürste 58, so dass sich
die Borsten über
die Oberfläche
des Siebes 56 abwärts bewegen.
Während
sich die Borsten über
die Oberfläche
des Siebes bewegen, dringen sie durch die Öffnungen des Siebes und ziehen
Partikel zur Außenseite
durch und geben sie auf die Bahn 12 ab. Jedwede Partikel 26,
die an der Oberfläche
der Bürste
verbleiben, werden durch den Reinigungsdraht 72 abgewischt.
Die Partikel, die durch den Reinigungsdraht von der Bürste abgewischt
wurden, fallen auf die Bahn und bilden eine zweite Abgabezone. Da
die beiden Abgabezonen unabhängig
sind, neigen sie dazu, die Partikelverteilung noch mehr auszugleichen.
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Die
Abgaberate für
eine gegebene Partikelgröße wird
durch die Sieböffnungsgröße, die
Bürstenrotationsgeschwindigkeit,
den Druck von der Bürste
auf das Sieb, die Siebspannung und die richtige Einstellung des
Abstands D1 beeinflusst. Die Abgaberate nimmt mit der Zunahme der
Sieböffnungsgröße, der
Zunahme der Bürstenrotationsgeschwindigkeit,
der Abnahme der Siebspannung und der Zunahme des Drucks von der Bürste auf
das Sieb zu. Die Abgaberate nimmt mit der Zunahme des Abstands D1
ab.
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Die
Gleichförmigkeit
des Beschichtungsgewichts über
die Bahn hinweg und der Verteilung der Partikel auf der Bahn werden
durch die Ausrichtung der Bürste
zum Sieb, die Reinlichheit der Bürste,
die Regelmäßigkeit
der Bürstenoberfläche und
die Spannung auf die folgenden Weisen beeinflusst. Eine Fehlausrichtung
der Bürste
und des Siebes wird dort eine schwerere Abgabe verursachen, wo die
Bürste
das Sieb zuerst berührt. Verschmutzte
Bereiche auf der Bürstenoberfläche und
Bereiche auf der Bürstenoberfläche, die
eine geringere Borstendichte aufweisen, werden die Abgaberate in
jenen Bereichen verringern. Ohne die Spannungsquelle nimmt die Partikelverteilung
ab und die Ansammlung zu.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann die Bürste
durch eine geriffelte Walze ersetzt werden, wie sie in der Druckindustrie
verwendet wird. In einer anderen alternativen Ausführungsform
wird das Sieb waagerecht am Boden eines Kastenspeisers 50 angeordnet
und eine Bürste
in Kontakt mit dem Sieb angeordnet. Das Pulver im Kastenspeiser 50 wird
abgegeben, während
sich die Bürste
in Kontakt mit dem Sieb dreht, indem die Partikel durch das Sieb
gezogen werden. Da dies zu einem Pulveraufbau und einer Impaktion
an der Basis der Bürsten
führen
kann, die schließlich
in Klumpen auf die Bahn ausfallen kann, kann ein anderes Sieb waagerecht
am Boden der Vorrichtung angeordnet werden, um ebenfalls mit der
Bürste
in Berührung
zu stehen. Das zweite Sieb befindet sich unter der Bürste und
kann zur Verringerung einer Partikelansammlung beitragen, indem
es die Klumpen zerbricht, wenn sie durch das Bodensieb gezwungen
werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann eine Schüttelabgabevorrichtung
verwendet werden, um Pulver abzugeben. Die Abgaberate kann durch
Abändern
des Pfads, um ihn hinsichtlich des Flusses des Pulvers in der Schüttelabgabevorrichtung
widerstandsfähig
zu machen, gebremst werden. In einer Ausführung wird der Pfad des Pulvers
in der Abgabevorrichtung durch Anbringen eines "Haken"materials (wie man es in bekannten Klettverschlüssen findet)
im Pfad des Pulverflusses abgeändert.
Dies verlangsamt die Abgaberate aufgrund der Beschränkung, die
dem Fluß des
Pulvers durch die Haken gestellt wird.
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Die
Abgaberate kann durch Verwendung verschiedenster Sorten des Hakenmaterials
gebremst werden. Anstelle des Hakenmaterials könnten verschiedenste mikrostrukturierte
Oberflächen
verwendet werden, um den Fluß der
Partikel abzuändern.
Für ein
gegebenes Flußmedium
wurde eine lineare Beziehung zwischen der betreibenden Wechselspannung
der Schüttelabgabevorrichtung
und der Pulverabgaberate erstellt.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist, dass sie den Herstellungsprozeß durch
Beseitigen des Problems der Partikelansammlung vereinfacht. Dies
ist insbesondere vorteilhaft, wenn leitfähige Partikel eingebettet werden. 5 ist eine mikroskopische
Aufnahme, die silberbeschichtete Glasperlen zeigt, welche auf einem
thermoplastischen Klebstoff eingebettet sind. Die Probenfläche beträgt 420 μm × 570 μm. Ein Zusatznutzen
zu dieser gleichförmigeren
Partikelverteilung ist, dass sie ein gleichförmigeres Aussehen beim fertigen
Produkt bereitstellt.
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Ein
Vorteil der Verwendung des erfinderischen Verfahrens zur Herstellung
von in der z-Achse leitfähigen
Filmen ist, dass die Verwendung großer leitfähiger Partikel gestattet wird.
Da die Größe der Partikel
der Dicke des Klebefilms sehr ähnlich
sein kann, und da die Partikel die Dicke des Klebstoffs überspannen,
ist die Menge des Materialflusses zur Herstellung einer Klebverbindung
minimal, insbesondere im Vergleich zu bekannten, auf einem thermoplastischen
Film beruhenden Systemen, bei denen die Partikel verglichen mit
der Dicke des Klebstoffs klein sind. Dies gestattet ein rasches
Klebverbinden der leitfähigen
Oberfläche.
Dies stellt auch sicher, dass die Dicke der endgültigen Klebverbindung über einen
großen
Teil hinweg gleichförmig
ist. Dies kann dabei helfen, die Qualität eines Endprodukts zu bewahren.
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Ein
anderer Vorteil eines in der z-Achse leitfähigen Klebefilms, der über den
erfinderischen Prozeß hergestellt
wurde, ist, dass das Filmprodukt mit eingebetteten Partikeln auf
einem thermoplastischen Klebstoff beruhen kann. Die Klebrigkeit
des Klebstoffs kann durch Erhitzen reaktiviert werden. Dies kann
so oft wie nötig erfolgen.
Die Freiheit zur Reaktivierung des Klebstoffs ist bei Anwendungen
nützlich,
bei denen die klebverbundenen Teile nachbearbeitet, entfernt, repariert
oder neupositioniert werden müssen.
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VERSUCHSVERFAHREN
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Ablösehaftungsstärke
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Die
Ablösehaftungsstärke an einem
Glassubstrat wurde gemessen. Ein IMASS-Prüfgerät, Modell 3M90 (erhältlich von
IMASS Instrumentors, Incorporated, Strongville, OH) wurde verwendet,
um die Ablösehaftungsstärke in einem
Winkel von 180 Grad wie folgt zu messen. Zuerst wurde die Glasplattenversuchsoberfläche des
Ablöseprüfgeräts unter
Verwendung von Methylethylketon und KIMWIPES EX-L-Geweben (erhältlich von Kimberly-Clark Corporation,
Roswell, GA) gereinigt. Als nächstes
wurde eine Probe mit einer Breite von 1,9 cm (0,75 Zoll) und einer
Länge von
25,4 cm (10,0 Zoll) der Länge
nach auf der Glasplatte angeordnet. Die Probe wurde durch dreimaliges
Hin- und Herführen
einer Gummiwalze von 2,27 kg (5 Pfund) über die Probe am Glassubstrat
befestigt. Als nächstes
wurde der Sensorarm in der Längsrichtung über die
Probe gestreckt und das am weitesten vom Armhalter entfernte Ende
an der Probe angebracht. Das gegenüberliegende Ende des Sensorarms
wurde dann im Armhalter angeordnet und das Prüfgerät in Betrieb gesetzt. Die Probe wurde
in einem Winkel von 180 Grad und mit einer Geschwindigkeit von 229
cm/min (90 Zoll/min) vom Glassubstrat abgelöst.
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Die
ersten beiden Sekunden der Daten wurden nicht in die Analyse aufgenommen,
um der Anlaufzeit des Versuchs Rechnung zu tragen. Die Daten, die
im Zeitraum zwischen zwei und fünf
Sekunden genommen worden waren, wurden hinsichtlich der durchschnittlichen
Ablösekraft
analysiert, in einen Ablösehaftungsstärkewert
umgewandelt und auf eine Breite von 2,5 cm (1 Zoll) normalisiert.
Vier Proben wurden gemessen und die Ergebnisse dazu verwendet, die
angegebene gesamte durchschnittliche Ablösehaftungsstärke (in
g/cm (Unzen/Zoll)) und die Standardabweichung zu berechnen.
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Oberflächenbereichsabdeckung
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Der
von eingebetteten Partikeln bedeckte Oberflächenbereich wurde unter Verwendung
eines Mikroskops bewertet. Artikel, die an ihrer Oberfläche eingebettete
Partikel aufwiesen, wurden unter Verwendung eines Mikroskops des
Typs OLYMPUS BX60 F5 (erhältlich
von Olympus Optical Company, Ltd., Japan), das mit einer Videokamera
ausgerüstet
war, bei einer 20fachen Vergrößerung untersucht.
Bei einer 366fachen Vergrößerung eines
zufällig
ausgewählten
Bereichs wurde ein Bild gemacht und die Abbildung zur späteren Handhabung
in einem digitalen Format gespeichert. Sechs Abbildungen, die jeweils
eine Fläche
von 0,24 mm2 aufwiesen, wurden unter Verwendung
einer SIGMASCAN PRO 5-Bildverarbeitungssoftware (erhältlich von
SPSS, Incorporated, Chicago, IL) analysiert, um eine Partikelzahl
in jedem der sechs zufällig
ausgewählten
Bereiche zu erhalten, und eine durchschnittliche Partikelzahl wurde
berechnet. Der Prozentsatz des bedeckten Oberflächenbereichs wurde durch Multiplizieren
der durchschnittlichen Querschnittsfläche eines Partikels (die aus
der durch den Hersteller bereitgestellten durchschnittlichen Partikelgröße erhalten
wurde) mit der durchschnittlichen Gesamtpartikelzahl in einem abgebildeten
Bereich und Dividieren dieses Zahlenwerts durch die Gesamtfläche der
Abbildung bestimmt. Dieser Zahlenwert wird mit 100 multipliziert,
um den Prozentsatz zu erhalten.
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Elektrischer
spezifischer Widerstand
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Artikel,
die elektrisch leitfähige
Partikel aufwiesen, wurden hinsichtlich des elektrischen Widerstands sowohl
durch die Dicke des Artikels (z-Achse) als auch über ihre Oberfläche (x-y-Ebene,
auch als "Flächenwiderstand" bezeichnet) bewertet.
Genauer wurde für
den spezifischen Widerstand in der z-Achse eine Filmprobe mit einer
Breite von etwa 15,2 cm (6 Zoll) und einer Länge von etwa 25,4 cm (10 Zoll)
zwischen zwei runden Messingplatten mit einer Dicke von 0,318 cm
(0,125 Zoll) und einem Durchmesser von 2,5 cm (1 Zoll) angeordnet.
Die Elektroden eines Mehrfachmeßgeräts des Typs
FLUKE 83 III (erhältlich
von FLUKE Corporation, Everett, WA) wurden an den Messingplatten
angebracht, die dann unter Verwendung von Fingerdruck zusammengepreßt wurden.
Der Widerstand in der z-Achse wurde in Ohm aufgezeichnet.
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Der
(Flächen)widerstand
in der x-y-Ebene einer Probe, die die obigen Abmessungen aufwies,
wurde unter Verwendung eines PROSTAT Anzeigegeräts für den Oberflächenwiderstand
und den spezifischen Oberflächenwiderstand,
Modell PSI-870 (PROSTAT Corporation, Bensenville, IL) durch Befolgen
des in der Bedienungsanleitung beschriebenen Vorgangs gemessen.
Der Widerstand in der x-y-Ebene
wurde in Ohm/Quadrat (auch als Ohm/ geschrieben) aufgezeichnet.
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Rückstrahlungsfähigkeit
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Die
Rückstrahlungsfähigkeit
der beschichteten Proben wurde unter Verwendung eines Field Retroreflektometers,
Modell 920, das von Advanced Retro Technology Inc., Spring Valley,
CA, erhältlich
ist, gemessen. Die Rückstrahlungsfähigkeit
ist in Candela pro Lux pro Quadratmeter (cd/lx/m2)
ausgedrückt.
Zuerst wurde das Instru ment unter Verwendung einer vom Hersteller
bereitgestellten Standardprobe (technisches Weiß) kalibriert, indem das Instrument über der
Probe angeordnet wurde (so dass sein optisches Fenster mit der Probe übereinstimmte)
und die digitale Anzeige am Instrument abgelesen wurde. Der Kalibrierungsknopf
wurde eingestellt, bis die Ablesung des Instruments 101,0 cd/lx/m2 betrug. Dann wurde das Instrument in der
gleichen Weise über
der zu messenden Probe angeordnet und die Rückstrahlungsfähigkeit
bereitgestellt. Drei Bereiche der beschichteten Proben, die zehn
Zentimeter (vier Zoll) voneinander getrennt waren, wurden gemessen
und vor der Angabe ein Durchschnittswert ermittelt.
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BEISPIELE
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In
den nachstehenden Beispielen wurden verschiedenste Bahnen unter
Verwendung der Vorrichtung von 1 bis 4 einer Partikeleinbettung
unterzogen. Bei manchen der Beispiele wurde die Abgabe in Verbindung
mit Schwabbeln, elektrostatischem Laden oder beidem durchgeführt. Alle
Beispiele wurden in einer feuchtigkeitsgesteuerten Umgebung durchgeführt. Die
typische relative Feuchtigkeit im Inneren der Vorrichtung wurde
unter 10 % und die Umgebungstemperatur bei etwa 30 °C gehalten.
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Beispiel 1
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Eine
Probe eines Scotch® Magic Tape 810 (Acryl-Selbstklebeband)
mit Abmessungen von 1,9 cm (0,75 Zoll) in der Breite und 25,4 cm
(10 Zoll) in der Länge
wurde an der Klebstofffläche
einer Einbettung von unbeschichteten Conduct-O-FilTM S-3000-S3P-Glasperlen
(einem Zwischenprodukt bei der Herstellung von metallbeschichteten
Glasperlen), erhältlich
von Potters Industries, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser
von 43 μm
unterzogen. Die verwendete Abgabevorrichtung war der in 2 bis 4 gezeigten gleich, und verschiedenste
Oberflächenbereichsabdeckungen
wurden verwendet. Die folgenden Parameter wurden verwendet: eine
Bahngeschwindigkeit von 6,1 m/min (20 Fuß/min), eine Temperatur der
elektrisch geerdeten Heizplatte von etwa 20 bis 25 °C, ein Abstand
von 30 mm zwischen dem ladenden Draht an der Bürste und der Heizplatte, eine
Betriebsspannung von 0,4 V zum Drehen der Bürste, und ein an die Abgabevorrichtung angelegtes
negatives Gleichstrompotential von 7kV. Das Sieb wurde durch manuelles
Strecken über
die Abgabevorrichtungsöffnung,
bis bei einem Fingerdruck kein nennenswertes Spiel vorhanden war,
straff gehalten. Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln
wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Ablösehaftungsstärke bewertet.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 2
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Beispiel
1 wurde mit einer Bahngeschwindigkeit von 9,1 m/min (30 Fuß/min) wiederholt.
Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln wurde wie
in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Ablösehaftungsstärke bewertet.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 3
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Beispiel
1 wurde mit einer Bahngeschwindigkeit von 12,2 m/min (40 Fuß/min) wiederholt.
Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln wurde wie
in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Ablösehaftungsstärke bewertet.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
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Vergleichsbeispiel
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Eine
Probe des Scotch® Magic Tape 810 wurde
wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Ablösehaftungsstärke bewertet.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 4
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Eine
Mischung von 1 : 1 (nach Gewicht) eines Harzmaterials mit der Handelsbezeichnung
PEBAX 3533 (ein Polyamid-Polyether-Blockcopolymer, erhältlich von
Elf Atochem, North America, Philadelphia, PA) und eines Harzmaterials
mit der Handelsbezeichnung NIREZ 2040 (ein Terpenphenol, erhältlich von
Arizona Chemical Corporation) wurde auf einen silikonbeschichteten
Polyesterfilm mit einer Dicke von 0,002 Zoll extrudiert, um einen
thermoplastischen Film mit einer Dicke von 0,0025 Zoll auf der Trenndecklage
bereitzustellen.
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Der
thermoplastische Film wurde durch Hindurchführen des thermoplastischen
Films auf der Trenndeckschicht durch die Abgabevorrichtung, die
der in Beispiel 1 beschriebenen gleich war, einer Einbettung von silberbeschichteten
Glasperlen S-3000-S3P (erhältlich
von Potters Industries) mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser
von 43 μm
unterzogen. Die folgenden Parameter wurden verwendet: eine Bahngeschwindigkeit
von 6,1 m/min (20 Fuß/min),
eine Heizplattentemperatur von 85 °C (die unter Verwendung einer von
Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL, erhältlichen
Temperatursteuerung, Modell 89810-02, beibehalten wurde), ein Abstand
von 30 mm zwischen dem ladenden Draht an der Bürste und der Heizplatte, und
eine Betriebsspannung von 0,4 V zum Drehen der Bürste. Das Sieb wurde durch
manuelles Strecken über die
Abgabevorrichtungsöffnung,
bis bei einem Fingerdruck kein nennenswertes Spiel vorhanden war,
straff gehalten. Die beschichtete Bahn wurde durch den Walzenspalt
von zwei Silikongummiwalzen geschickt. Der sich ergebende Artikel
mit eingebetteten Partikeln wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und des spezifischen Widerstands bewertet. Die Ergebnisse sind in
der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 5
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Beispiel
4 wurde mit einem an die Abgabevorrichtung angelegten negativen
Gleichstrompotential von 7 kV und geerdeter Heizplatte wiederholt.
Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln wurde wie
in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und des spezifischen Widerstands bewertet. Die Ergebnisse sind in
der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 6
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Beispiel
5 wurde mit Schwabbeln des thermoplastischen Films mit eingebetteten
Partikeln an der partikelhaltigen Oberfläche unter Verwendung einer
Endbearbeitungsschleifmaschine (Modell 505, erhältlich von Porter Cable, Jackson,
TN), die mit einem EZ Paintr®-Kissen ausgerüstet war,
wiederholt. Das Schwabbeln trat 7,5 cm (3 Zoll) vom Pulverabgabebereich
der Bahn auf. Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln wurde
wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung und
des spezifischen Widerstands bewertet. Die Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 7
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Ein
auf Gummiklebstoff beruhendes Band wurde einer Einbettung von reflektierenden
Partikeln unterzogen und hinsichtlich der Rückstrahlungsfähigkeit
bewertet (die Rückstrahlungsfähigkeit
ist ein besonderer Fall des Reflexionsvermögens, sie beschreibt die Reflexion
von einfallendem Licht in einem Winkel von 180 Grad). Im Besonderen
wurde 3TM Colored Paper Tape 256 (ein bedruckbares
Papierband mit flacher Rückseite)
unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung und
Parameter mit der folgenden Abänderung
an der Klebstofffläche
einer Einbettung von Glasperlen unterzogen, die halbkugelförmig mit
Aluminium überzogen
waren (erhältlich
als Bestandteil B von 3MTM Reflective Ink
8010). Die Betriebsspannung zum Drehen der Bürste betrug 1,5 V. Der sich
ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Rückstrahlungsfähigkeit
bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
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Beispiel 8
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Beispiel
7 wurde mit einer Betriebsspannung zum Drehen der Bürste von
3,0 V wiederholt. Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln
wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Rückstrahlungsfähigkeit
bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
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Beispiel 9
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Beispiel
7 wurde mit einer Betriebsspannung zum Drehen der Bürste von
6,0 V wiederholt. Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln
wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Rückstrahlungsfähigkeit
bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
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Beispiel 10
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Beispiel
9 wurde unter Verwendung von 3MTM Structural
Bonding Tape 9245 (einem wärmehärtenden Epoxid/Acryl-Hybrid-Selbstklebeband)
anstelle von 3MTM Colored Paper Tape 256
wiederholt. Der sich ergebende Artikel mit eingebetteten Partikeln
wurde wie in den obigen "Versuchsverfahren" beschrieben hinsichtlich
der Oberflächenbereichsabdeckung
und der Rückstrahlungsfähigkeit
bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
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