DE69822201T2 - Mehrschichtstrukturen hergestellt mit kontrollierten tröpfchen sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Mehrschichtstrukturen hergestellt mit kontrollierten tröpfchen sowie verfahren zu deren herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE69822201T2
DE69822201T2 DE69822201T DE69822201T DE69822201T2 DE 69822201 T2 DE69822201 T2 DE 69822201T2 DE 69822201 T DE69822201 T DE 69822201T DE 69822201 T DE69822201 T DE 69822201T DE 69822201 T2 DE69822201 T2 DE 69822201T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layers
teardrop
layer
layer structure
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69822201T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69822201D1 (de
Inventor
R. Jay AKHAVE
B. Paul GERMERAAD
Anthony Mark LICON
Ryan Timothy ECKHARDT
C. Jessie REAVES
S. Pradeep IYER
H. Ghanshyam POPAT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avery Dennison Corp
Original Assignee
Avery Dennison Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avery Dennison Corp filed Critical Avery Dennison Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69822201D1 publication Critical patent/DE69822201D1/de
Publication of DE69822201T2 publication Critical patent/DE69822201T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/54—No clear coat specified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/10—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an adhesive surface

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Description

  • Hintergrund
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein die Ausbildung von Beschichtungen, Filmen und Laminaten. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausbildung von Schichten aus Materialien unter Verwendung kontrollierter Tropfenbildungs- und Ablagerungstechniken.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei der Herstellung von Beschichtungen, Filmen und Laminaten ist es häufig wünschenswert, die physikalischen Merkmale und Eigenschaften individueller Materialschichten, die auf ein Substrat aufgebracht werden, genau zu steuern. Bei der Herstellung von Haftklebstoff-(PSA-)Laminatkonstruktionen, bspw. Etiketten und Bändern, ist die Steuerung physikalischer Eigenschaften, wie z. B. Dicke, Oberflächenmorphologie und Deformation bei Ausüben von Belastungen, sowie z. B. von Materialeigenschaften, wie bspw. chemische Zusammensetzung, Querverbindung von Polymerketten, der Anteil an Feststoffen in Emulsionen und Lösungsmittel in der Lösung, wünschenswert. Dies gilt für eine Haftschicht einer solchen Konstruktion, bei der Eigenschaften wie Anfangsklebkraft, Ablöseeigenschaften, Stabilität und Beständigkeit gegen Lösungsmittel, gesteuert werden sollen. Dies gilt auch für eine Ablöseschicht in einer solchen Konstruktion, bei der Eigenschaften, wie bspw. die Ablösung eines Klebstoffes bei Verwendung mit einem gegebenen PSA und einem darunter liegenden Träger, chemische und physikalische Wechselwirkung mit benachbarten Träger- und Derartige Konstruktionen ermöglichen eine sehr präzise Steuerung der Bildung jeder Schicht, die erfindungsgemäß ausgebildet wird. Die Anordnung der Materialvolumen kann durch Schleudern von Tropfen durch die Atmosphäre auf das Substrat erfolgen oder durch Kontakttechniken, welche nachstehend detaillierter beschrieben werden. weitere Aspekte und Vorteile, die gemäß der Erfindung erreicht werden können, gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 der Zeichnungen ist eine perspektivische schematische Darstellung einer Schichtkonstruktion und eines Mittels zu ihrer Bildung, wobei Bezugsrichtungen definiert sind;
  • 2 ist eine perspektivische schematische Darstellung einer Schichtkonstruktion und eines Mittel zur ihrer Herstellung gemäß der Erfindung, wobei verschiedene Positionen innerhalb der Konstruktionen veranschaulicht sind;
  • 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Schichtkonstruktion darstellt, welche die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht;
  • 4 ist eine Draufsicht auf eine Schicht einer Laminatkonstruktion;
  • 5 der Zeichnungen ist eine Querschnittsansicht der in 4 gezeigten Laminatkonstruktion entlang der Linie 5-5 von 4;
  • 6 ist eine Draufsicht auf eine Schicht einer Laminatkonstruktion gemäß der Erfindung, wobei Abschnitte der Konstruktion schematisch veranschaulicht sind;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht der in 6 gezeigten Laminatkonstruktion entlang der Linie 7-7 von 6, wobei Abschnitte der Konstruktion schematisch veranschaulicht sind;
  • 8 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Laminatkonstruktion, die schematisch dargestellt ist;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer erfindungsgemäße Laminatkonstruktion;
  • 10 ist eine Draufsicht auf eine matrixfreie Etikettenkonstruktion, die erfindungsgemäß hergestellt ist;
  • 11 ist eine schematische Darstellung einer speziellen Art der Ausbildung durch Tropfen gemäß bestimmter Ausführungsformen der Erfindung;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Laminatkonstruktion gemäß der Erfindung;
  • 13 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Schaffen von Laminatkonstruktionen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 14 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts des in 13 gezeigten Systems;
  • 15 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Schaffen von Laminatkonstruktionen gemäß den Prinzipien der Erfindung, wobei eine Ausführungsform entlang der Linie A-A an 16 angrenzt;
  • 16 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Schaffen von Laminatkonstruktionen, die die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht, wobei gemäß einer Ausführungsform das Schaubild entlang der Linie A-A an dasjenige von 15 angrenzt;
  • 17 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Erzeugen von Laminatkonstruktionen gemäß Prinzipien der Erfindung in einer Produktionsumgebung;
  • 18 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Erzeugen von Laminatkonstruktionen gemäß Prinzipien der Erfindung in einer Produktionsumgebung;
  • 19 ist eine Darstellung einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung;
  • 20 ist eine photographische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 21 ist eine photographische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
  • 22 ist eine photographische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
  • Wie in den 1 und 2 der Zeichnungen zum Zwecke der Veranschaulichung und nicht beschränkend dargestellt, ist eine schematische Darstellung eines Laminats oder einer Schichtkonstruktion 10 gezeigt, welche die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht. Ein kartesisches Koordinatensystem zum Beschreiben der Variabilität der Konstruktion von einem zum anderen Punkt ist angegeben. Eine erste Richtung (x-Achse) verläuft parallel zur Richtung der Relativbewegung der Laminatkonstruktion 12. Ein Tropfenabscheidemittel 14, bspw. ein Tropfenstrahlwerfer, der auf Anforderung oder kontinuierlich arbeitet, z. B. ein thermischer oder piezoelektrischer Strahlwerfer, ähnlich demjenigen, der bei einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, wird zum Abscheiden der Tropfen eingesetzt. Dieses Tropfenabscheidemittel kann in Transversalrichtung (y-Achse) beweglich sein, wobei die Tropfenabscheidung die Laminatkonstruktion in einer dritten Richtung (z-Achse) aufbaut. Der Tropfenwerfer kann andere Mittel zur Tropfenbildung umfassen und bspw. eine elektrostatische Steuerung der Trajektorie der emittierten Tropfen enthalten. Das Hauptmerkmal in Bezug auf das Mittel zum Abscheiden der Tropfen liegt darin, dass es individuelle und diskrete Tropfen auf kontrollierte Weise auf einem Substrat 16 abscheiden kann, das seinerseits aus einer oder mehreren Schichten der zu erstellenden Konstruktion oder eine Gussschicht sein kann. Das Tropfenabscheidemittel kann ein monodispersives Tropfenabscheidemittel sein, was bedeutet, dass alle gebildeten Tropfen im Wesentlichen das gleiche Materialvolumen aufweisen, oder ein polydispersives Mittel, was bedeutet, dass die Tropfen mit einem kontrollierten, aber variablen Volumen ausgebildet werden können. In dieser Hinsicht kann das Tropfenabscheidemittel 14 alternativ eine Kontaktvorrichtung sein, bspw. eine Kapillarnadel 17, die von einem Drucker 19, bspw. dem Modell Nr. C-702 der Serie Century, hergestellt von Asymtek, Inc., San Carlos, California, positioniert wird und der diskrete Tropfen des Materials an der Spitze der Kapillarnadel aus unter vorteilhafter Ausnutzung der Oberflächenspannungseigenschaften von Tropfen zwischen der Nadel und dem Substrat 16 abscheiden kann.
  • Es kann eine Relativbewegung in eine zweite Richtung 18 parallel zur y-Achse, wie in 1 gezeigt, existieren. Bspw. können die Tropfenabscheidemittel 14 parallel zur y-Achse in der zweiten Richtung und in der dazu entgegengesetzten Richtung 20 eine hin- und hergehende Bewegung aus führen, wobei eine neue Materialschicht 22 aufgebracht wird. Das Laminat wird demgemäß in eine dritte Richtung 24 parallel zur z-Achse aufgebaut. Alternativ dazu können zahlreiche Tropfenabscheidemittel in einer (nicht gezeigten) Anordnung vorgesehen sein, so dass jedes von ihnen einen Materialstreifen ablagert, wenn sich das Substrat z. B. in die erste Richtung 12 bewegt.
  • Mit Bezug auf 2 kann bspw. die so hergestellte Laminatkonstruktion 10 als Zusammenstellung individueller Domänen oder Blöcke 26, 28, gedacht werden, die die einzelnen abgeschiedenen Tröpfchen repräsentieren. Die Größe eines jeden solchen Blockes wird durch das Materialvolumen, das im Tropfen enthalten ist, und die Schrumpfung, wenn eine solche existiert, bspw. nach dem Trocknen oder Aushärten, die Austritteigenschaften des abgeschiedenen Materials und die Auflösung des Tropfenabscheidemittels definiert. Wie ersichtlich ist, kann das Material in benachbarten Blöcken 26, 28, unterschiedlich sein. Dies kann bspw. durch Integrieren von Mehrfach-Tropfenschleudereinrichtungen in das Tropfenabscheidemittel erfolgen. Bspw. können zwei oder mehr nebeneinanderliegende Auswurf köpfe 28, 30, bspw. wie sie in herkömmlichen Tintenstrahldruckgeräten vorhanden sind, vorgesehen sein, wobei jeder ein unterschiedliches Material 32, 34 enthält und auswirft. Wenn sich das Tropfenabscheidemittel parallel zur y-Achse hin- und herbewegt, werfen die Köpfe Tropfen auf koordinierte Weise aus, so dass unterschiedliche Tröpfchen in Position abgeschieden werden, um benachbarte Blöcke 26, 28 in der Laminatkonstruktion zu bilden. Bspw. kann ein Tropfen 26 aus Polystyrol benachbart einem Tropfen 28, bspw. aus Polyvinylchlorid, abgeschieden werden. Durch Bereitstellen weiterer Tropfenauswurfeinrichtungen können drei oder mehr unterschiedliche Materialien abgelagert werden. So kann bspw. der PVC-Tropfen 28 neben einem Tropfen 40 auf Polyethylenterephtalat neben einem Polystyrol-Tropfen 42 liegen, dieses Muster kann sich wiederholen. Dies ermöglicht, dass eine Schicht 36 ausgebildet wird, welche einzigartige Eigenschaften aufweist, einschließlich der Kombination der Eigenschaften der Komponentenblöcke, welche die gesteuerten Tropfen bilden.
  • Auf ähnliche Weise können einige Blöcke, bspw. 26 oder 28, unbefüllt gelassen werden, wodurch eine diskontinuierliche Schicht 36 auf der Oberseite der darunter liegenden Schicht 38 gebildet wird, die im veranschaulichten Fall das Substrat umfasst. Die darunter liegende Schicht kann auf ähnliche weise aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien ausgebildet werden und ebenfalls diskontinuierlich sein, wobei eine solche Unterlageschicht ihrerseits bspw. wieder auf einer Unterlageschicht oder Gusschicht (nicht gezeigt) ausgebildet sein kann. Die Gusschicht umfasst bspw. einen mit Teflon beschichteten Zylinder, kann jedoch ein beliebiges Substrat sein, von welchem die abgeschiedenen Schichten delaminiert werden können. Die Oberschicht 36 kann auf diese Weise so ausgebildet werden, dass sie eine spezielle gewünschte Oberflächenmorphologie in sehr kleinem Maßstab aufweist, wenn dies gewünscht wird. Auch können die Eigenschaften der Schicht auf eine spezielle Anwendung, für die die Laminatkonstruktion 10 gedacht ist, ausgerichtet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Tropfen 32, 34, welche die Schicht 36 bilden, von konsistenter Größe. Dies ist jedoch nicht zwingenderweise erforderlich. Bspw. können größere Tropfen mit kleineren verschachtelt werden, um ein Muster auszubilden, bspw. unter Verwendung zweier Tropfenausschleudereinrichtungen 28, 30, die sich bezüglich des mit jedem Tropfen ausgeworfenen Materials unterscheiden. Auch die Geschwindigkeit der Tropfen bei den berührungslosen Ausführungsformen, bspw. bei thermischen Ausstoßeinrichtungen, sowie ihre Form beim Auftreffen und/oder ihr anschließendes Zerfließen können die geometrische Variabilität der abgeschiedenen Schicht 36 bestimmen. Wie dies ersichtlich ist, können die Tropfen in Abhängigkeit von dem Material, aus dem sie ausgebildet sind und das dafür ausgewählt ist, beste Konstruktion zu gewährleisten, so abgegeben werden, dass sie zerfließen und sich miteinander verbinden, um einen kontinuierlichen Film zu bilden, oder können alternativ so ausgebildet werden, dass sie in geringerem Maße zerfließen, wodurch die Anordnung diskreter Tropfen mit Zwischenräumen oder ein Muster mit eingeschlossenen Hohlräumen ermöglicht wird. Unter Verwendung dieser Technik kann bspw. eine für Flüssigkeiten permeable Schicht ausgebildet werden.
  • Der Grad des Zerfließens der Tropfen 32, 34 kann mit der Frage definiert werden, wie "nass" das abgeschiedene Material ist. Das Konzept der Ablagerung individueller Tropfen an bestimmten räumlichen Stellen impliziert, dass das Material, auf dem es abgeschieden wird, zumindest teilweise "trocken" ist oder eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um der Deformation zu widerstehen und deshalb das abgeschiedene Material zu stützen. Jedoch ist es innerhalb einer speziell ausgebildeten Struktur 10 nicht ein zwingendes Erfordernis, solange das Verhalten des Materials nach der Ablagerung vorhersagbar ist, so dass die Steuerung der Endstruktur möglich ist. So kann bspw. ein größerer Bereich eines "nassen" Materials abgelagert werden und zusammenfließen, um sich als eine einzelne Masse zu verfestigen. Dies ermöglicht das Mischen von zwei Materialien durch sukzessive Ablagerung, bspw. auf den selben oder überlappenden Positionen. Andererseits kann das zuvor abgelagerte Material, wenn ein geringeres Auseinanderfließen oder eine geringere Bindung zwischen abgeschiedenen Tropfen gewünscht wird, durchgehender getrocknet werden, bevor anschließend neues "nasses" Material abgeschieden wird. Wie ersichtlich ist, ist bei den meisten Anwendungen das zuvor abgeschiedene Material teilweise nass und teilweise trocken, und ein Ausgleich zwischen den gewünschten Eigenschaften des Materials hängt davon ab, wie "trocken" das zuvor abgeschiedene Material in Bezug auf das neue abgeschiedene Material ist. Wie aus dieser Offenbarung hervorgeht, beeinflusst eine Anzahl an Faktoren das Trocknen des Materials, und zwar von der Art des Materials selbst bis zur einfachen Variation des Abstandes, den ein Tropfen 32, 34 vor der Ablagerung im Fall von kontaktlosen Abscheidetechniken in der Luft durchquert. So kann bspw. der "Flugabstand" viel größer als bei herkömmlichen Tintenstrahlvorrichtungen gemacht werden, um einen Tropfen vor der Abscheidung relativ durchgehend zu trocknen. Dies kann bspw. dazu verwendet werden, eine trockene Partikelbeschichtung auf ein darunter liegendes nasses Material aufzubringen.
  • Mit Bezug auf die 1 und 2 beeinflusst die Auflösung des Tropfenabscheidemittels 14, 28, 30, wie zuvor erwähnt, die physikalischen Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht 36. Wenn bspw. eine Dosierung mittels Nadel eingesetzt wird, liegt der Tropfendurchmesser in der Größenordnung von etwa einigen hundert Mikrometer. wenn ein thermischer oder piezoelektrischer Tropfenerzeuger verwendet wird, beträgt der Tropfendurchmesser etwa 15 bis 100 μm. Je feiner die Tropfengröße ist, umso höher wird der Grad an Kontrolle des Mikro-Aufbaus der individuellen Schichten 36, 38 und der Laminatkonstruktion 10 als ganzes.
  • Das Trocknen oder Aushärten des Materials, sobald es abgeschieden ist, ist ein anderer wichtiger Gesichtspunkt. Bspw. kann es notwendig sein, ein Lösungsmittel dem Material hinzuzufügen, so dass es durch das Tropfenabscheidemittel 14 abgeschieden werden kann. Auch Emulsionen können verwendet werden. In jedem Fall wird der Trocknungsprozess benötigt, um das Material auf einen gewünschten Prozentsatz an Feststoffen zu bringen. Dementsprechend kann die Schichtkonstruktion 10 zwischen der Abscheidung aufeinanderfolgender Schichten 36, 38 behandelt werden, bspw. durch Trocknen in einem herkömmlichen Trockner. Andere Verfahren für das Trocknen, wie sie nachstehend erörtert werden, können eingesetzt werden. Wenn das Material so ist, dass es durch chemische Aktivität aushärtet, bspw. durch Querverbindungen, wie dies bei einigen herkömmlichen Silikon freisetzenden Materialien der Fall ist, kann auch dies eingesetzt werden. Bei einem zweiteiligen System bspw., bei dem ein Teil, welcher einen Katalysator enthalten kann, mit einem anderen Teil kombiniert wird, um das Aushärten zu initiieren, kann dies durch Abscheiden der jeweiligen Teile in benachbarten Blöcken in x-, y- oder z-Richtung erfolgen, gegebenenfalls gefolgt von einem mechanischen Mischprozess, oder man kann sich einfach auf das Zerfließen der Tropfen für das Initiieren der Aushärtung verlassen. Alternativ dazu können zwei Tropfenauswurfeinrichtungen verwendet werden, welche bewirken, dass die Tropfen zusammenstoßen und einen Mischtropfen vor der Abscheidung bilden.
  • Die Viskosität des ausgestoßenen Materials ist bei herkömmlichen Tropfenauswurfeinrichtungen des Thermalstrahltyps oder piezoelektrischen Typs, welche nach Anforderung oder kontinuierlich arbeiten, von großer Bedeutung, da sie die Instabilität des ausgestoßenen Strahles, die von ihr abhängt, direkt betrifft, um die diskreten ausgeworfenen Tropfen auszubilden. Gegenwärtig verlangen die meisten herkömmlichen Tropfenauswurfeinrichtungen dieser Art eine Viskosität von etwa 20 cps oder weniger, damit das Material ausgeworfen werden kann. Jedoch sind auch Tropfenauswurfeinrichtungen bekannt, die höhere Viskositäten akzeptieren. Die japanische Patentanmeldung 07-300840 offenbart eine Tintenstrahlvorrichtung, welche Flüssigkeiten ausstößt, die Viskositäten im Bereich von 20 bis 200 cps in einem Temperaturbereich von 5 bis 35°C aufweisen. Dennoch müssen die für die Ausbildung der Schichtkonstruktion 10 verwendeten Materialien üblicherweise modifiziert werden, bspw. durch Trocknen oder Aushärten auf andere Weise nach dem Ausstoß. Um das Zerfließen zu steuern, kann dies während des Fluges erfolgen, wie nachstehend erörtert. Da der freigelegte Oberflächenbereich der ausgeworfenen Tropfen im Vergleich zu ihrem Volumen groß ist, kann die Modifikation während des Fluges leichter und vorteilhafter erfolgen.
  • Jegliches tropfenausbildende Material, das mit dem Tropfenausbildungs- und Abscheidungsmittel 14, 17, 19, 28, 30 kompatibel ist, kann verwendet werden, einschließlich Emulsionen, Suspensionen und Lösungen von Materialien, die zum Ausbilden der Konstruktion 10 eingesetzt werden. Das Ausstoßen flüssiger Metalle bei hoher Temperatur ist bspw. bekannt und es wurde herausgefunden, dass Metalltropfen vorherrschend eher ein Newtonsches Verhalten als ein viskoelastisches aufweisen, und zwar von Natur aus, und wohl geformte Tropfen ausbilden. Die Abscheidung von Tropfen aus Materialien höherer Temperatur, bspw. flüssigem Metall, kann zu Wechselwirkungen mit dem Substrat aufgrund des Schmelzens und der erneuten Verfestigung des Substratmaterials führen, um die gewünschten Eigenschaften eines resultierenden Verbundmaterials zu erhalten.
  • Andere Beispiele von Materialien, die abzuscheiden sind, umfassen anorganische lösliche Materialien, wie z. B. Salze, welche nach dem Trocknen Kristalle ausbilden können. Derartige Materialien können bspw. dazu verwendet werden, die Konstruktion 10 zu modifizieren, bspw. um in einer Biegerichtung Steifigkeit zu erzeugen. Auch Pigmente, anorganische Verbindungen, Teilchendispersionen und 100%ige Feststofflösungen anorganischer Materialien umfassen weitere exemplarische Beispiele der Vielzahl von Substanzen, die in Tropfenform abgeschieden werden können, um sich zu verfestigen und einen Teil einer Struktur auszubilden. Darüber hinaus können Materialien eingesetzt werden, welche chemisch mit anderen abgeschiedenen Materialien oder einer konventionell aufgebrachten Schicht reagieren, um verschiedene Materialien zu bilden.
  • Bei Anwendungen, in denen die Schichtkonstruktion 10 zur Bildung eines Polymerfilmes führt, sind beispielhafte Materialien, welche eingesetzt werden können, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Cellophan, Celluloseester, Polyurethan, Polycarbonate, Polyamide, Kohlenstoffpolymere, Polyester, Vinyliden-Polyfluorid und Polyvinylfluorid. Jedoch können im Zusammenhang mit der Erfindung beliebige Polymerfilme eingesetzt werden, die in Lösung gebracht werden können und Eigenschaften aufweisen, welche eine Abscheidung ermöglichen. So ausgebildete Filme können individuell angepasst werden, bspw. damit sie weich und flexibel oder brüchig und hart sind oder eine gewünschte andere Eigenschaft zwischen diesen Extremen aufweisen. Ein auf diese Weise ausgebildeter Film kann in allen drei Dimensionen variiert werden.
  • Auch andere Schichten 36, 38 der Schichtkonstruktion 10, die auf diese Weise ausgebildet sind, können so gestaltet werden, dass sie unterschiedliche Eigenschaften in verschiedenen Richtungen aufweisen. Bspw. können eine oder mehrere benachbarte Schichten flüssigkeitsdurchlässig entlang der z-Achse sein, jedoch entlang der x- und y-Achsen wasserundurchlässig. Durch Kombinieren mindestens einer Schicht, die verbundene Hohlräume zwischen zwei undurchlässigen Schichten aufweist, kann eine Konstruktion, die in x- und/oder y-Richtung durchlässig ist, jedoch nicht in z-Richtung, hergestellt werden. Als weiteres Beispiel kann, wenn elektrisch leitende Materialien mit nicht leitenden Materialien oder mit Hohlräumen ausreichender Größe abgeschieden werden, eine Schicht erzeugt werden, die bspw. in z-Richtung leitend ist, jedoch nicht in x- und y-Richtung. Auch kann ein Laminat aus mindestens drei Schichten konstruiert werden, welches entlang der x- und/oder y-Richtung elektrisch leitfähig ist, jedoch nicht in z-Richtung.
  • Wie bereits erwähnt, können Tropfen 32, 34, welche durch die Luft oder eine andere gasförmige Umgebung treten, welche lokal erzeugt ist, "während des Fluges" verändert werden, um ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften zu ändern. Bspw. kann es nötig sein, dass ein "ausstoßbares" Material, welches Eigenschaften innerhalb wohlbekannter Parameter aufweist, zur Verwendung mit einer thermischen Strahleinrichtung, welche kontinuierlich oder auf Anforderungen arbeitet, vor der Abscheidung verändert werden muss, um das Zerfließen durch Verändern der Viskosität oder einer anderen Eigenschaft zu steuern. Dies ist besonders nützlich, wenn das gewünschte Endproduktmaterial nicht ausstoßbar ist oder nicht über eine benötigte Zeitspanne hinweg vor der Abscheidung in jener Form gespeichert werden kann.
  • Da die ausgebildeten Tropfen 32, 34 sehr klein sein können, etwa im Bereich von 25 μm bis etwa 1000 μm, und das Verhältnis des Oberflächenbereichs zum Materialvolumen sehr groß ist, können die Tropfen mit Licht oder einem anderem Medium wechselwirken oder durch Bestrahlung leicht behandelt werden. Bei kleinen Tropfen beschleunigen die verbesserten Massenübertragungsraten im Hinblick auf die Oberflächenbereiche das Trocknen. Auch dominiert die Oberflächenenergie des Materials in der Morphologie der Tropfen, und dies kann bspw. dafür ausgenützt werden, das Mischen oder Trennen zweier kombinierter Materialien während des Fluges zu erleichtern.
  • Die aus einem Emulsionsmaterial gebildeten Tropfen 32, 34, können bspw. während des Fluges viel leichter getrocknet werden als nach der Abscheidung auf einer Schichtkonstruktion 10, wo nur die obere Oberfläche freiliegt. Durch Erhitzen des Materials vor dem Ausstoßen und/oder beim Ausstoßen desselben in einem thermischen Strahl wird die Effizienz des Trocknens nur geringfügig verbessert. Die Effizienz wird jedoch deutlich verbessert, indem eine Zone laminar strömender heißer Luft 29 zwischen der Tropfenausstoßeinrichtung 28, 30 und dem Substrat, auf dem das Material abzuscheiden ist, bereitgestellt wird. Mit Bezug auf 14 sind der Abstand 84 zwischen einer Tropfenausstoßeinrichtung 86 und einem Substrat 92, der Winkel 88, unter dem die Tropfen 90 ausgestoßen werden, und die Geschwindigkeit, unter der die Tropfen ausgestoßen werden, der Tropfendurchmesser, die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Tropfenausstoßeinrichtung und dem Substrat und der Abstand zwischen den Tropfen zusätzliche Parameter, die eingestellt werden können, um das Trocknen zu beschleunigen oder zu verzögern.
  • Mit Bezug auf 2 können die Tropfen 32, 34 auch "während des Fluges" anders behandelt werden, bspw. durch Bestrahlung. Im Falle eines Materials, das durch UV-Strahlung ausgehärtet wird, kann ein ausstoßbares Material während des Fluges bestrahlt werden, wodurch die Aushärtung initiiert wird und ein nicht ausstoßbares Material einer gewünschten Viskosität am Punkt der Abscheidung der Schichtkonstruktion erzeugt werden kann. Wenn die Frequenz der emittierten Strahlung der Größe der Tropfen entspricht, kann der Resonanzeffekt der internen Reflexion dazu verwendet werden, das Aushärten weiter zu verbessern, wobei die Frequenzabstimmung, und die Krümmung des Tropfens zusammenwirken, um die Effizienz der Energieausnutzung zu verbessern. Auch kann das Material durch Mikrowellen und Infrarotstrahlung erwärmt werden, um die Trocknungseffizienz zu erhöhen. Elektronenstrahlen und Laser können dazu verwendet werden, die gewünschte Veränderung der Materialien hervorzurufen, welche durch Bestrahlung verändert werden können.
  • Bei einem anderen Verfahren zum Verarbeiten des Materials während des Fluges kann das ausgestoßene Material 32, 34 chemisch zur Reaktion mit dem Medium gebracht werden, durch das es hindurchtritt. So kann bspw. mit Wasserdampf stark gesättigte Luft bereitgestellt werden, und durch Feuchtigkeit aushärtende Materialien können durch sie geschleudert werden, wobei die Aushärtung während des Fluges initiiert wird. Zusätzlich kann an der Oberfläche der kugelförmigen Tropfen während des Fluges eine Oberflächenreaktion mit der Luft oder einem anderen reaktiven Gasmedium durchgeführt werden.
  • Zwei Tropfenauswurfeinrichtungen 28, 30 können so ausgerichtet werden, dass die Trajektorien der ausgeschleuderten Tropfen 32, 34 sich schneiden. In Bezug auf 11 werden die Tropfen gleichzeitig erzeugt und kollidieren miteinander, um einen neuen Tropfen 94 zu bilden. Die Vermischung der beiden Materialien erzeugt ein Material, das gegenüber einem oder beiden der ursprünglichen Materialien unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Bspw. können sich zwei auswerfbare Materialien während des Fluges vereinigen, um ein nicht auswerfbares Material zu bilden.
  • Ebenfalls unter Einsatz der zwei Tropfenauswurfeinrichtungen 28, 30, die so ausgerichtet sind, dass sie einander schneidende Trajektorien erzeugen, kann vorteilhaft eine andere charakteristische Eigenschaft kleiner Tropfen 96, 98 eingesetzt werden. In dem Fall, dass nur eines der beiden unterschiedlichen, vereinigten Materialien eine vergleichsweise hohe Oberflächenenergie aufweist und das andere eine vergleichsweise geringe Oberflächenenergie, können sich die Materialien nach der anfänglichen Vermischung schnell trennen, und das Material mit der niedrigen Oberflächenenergie bildet eine Hülle um das Material mit hoher Oberflächenenergie. Auf diese Weise wird ein abgeschiedener Tropfen ermöglicht, der spezielle Eigenschaften aufweist. Bspw. können Materialien mit Mikro-Verkapselung abgeschieden werden, wenn die äußere Hülle mit der Luft oder einem anderen gasförmigen Medium, durch das es fliegt, wechselwirkt, um ein verstärktes Material auszubilden, dessen Hülle beim Auftreffen auf eine Substratschicht (nicht gezeigt), auf der es abgeschieden wird, nicht zerstört wird. Auf diese Weise können sowohl die Struktur der mikroverkapselten Materialien und ihre Anordnung sorgfältig gesteuert werden. Alternativ dazu wird sich das Material, wenn die Hülle beim Aufprall zerstört wird, anschließend trennen. Dies kann zu einem abgeschiedenen Material aus zwei Schichten führen, welche ein unterschiedliches Verhalten in Bezug auf den Fall, dass sie zusammen abgeschieden werden, zeigen. Bspw. weisen sie eine stärkere Verbindung aufgrund unvollständiger Trennung auf, was die Streifenbildung in einen oder beiden Materialien begünstigt, welche Streifen sich ineinander erstrecken.
  • Mit Bezug auf 3 ist die Ausbildung einer exemplarischen Schichtkonstruktion 10 gemäß obigen Angaben unter Einsatz einer gesteuerten Tropfenauswurfeinrichtung 44 schematisch veranschaulicht. Das Laminat kann bspw. eine Laminatkonstruktion sein, welche ein PSA beinhaltet, welches bspw. beim Herstellen eines Etiketts, Bands oder Klebstofffilmes verwendet wird, wobei dies nicht im beschränkenden Sinne zu verstehen ist, und kann alle Schichten umfassen, welche nötig sind, um die Konstruktion auszubilden, welche durch gesteuerte Tropfenabscheidung hergestellt wird. Im Fall einer "netzförmigen" Herstellung von Etiketten kann bspw. die gesamte Schichtkonstruktion "digital" in einer speziell gewünschten Mikroarchitektur ausgebildet werden. Dies bedeutet, dass die Schichten ein Mikro- oder Makromuster aufweisen können, um verschiedene Eigenschaften innerhalb der Zwischenräume der Laminatkonstruktion zu erhalten. Alternativ dazu können eine oder mehrere der Schichten konventionell aufgebracht werden, bspw. durch einen Kontaktlaminierungsprozess, durch Tiefdruck, herkömmliche Sprühbeschichtung usw. Beispielhaft kann im Fall eines PSA-Etiketts ein Träger 46 vorhanden sein, bspw. ein herkömmliches Kraft-Papier. Auf diesen kann eine Ablöseschicht 48 aufgebracht werden, bspw. aus einem Silikonmaterial, welches auf einen Bereich beschränkt sein kann, auf dem nachfolgende Schichten ausgebildet werden. Wie ersichtlich ist, ermöglicht dies eine matrixfreie Konstruktion, was die Notwendigkeit des Vorstanzens und Entfernens der Matrix eliminiert, was eine beträchtliche Kostenersparnis beim Herstellungsprozess bedeutet. Eine solche Konstruktion ist in 10 gezeigt, gemäß der Etiketten 100 auf einem Substrat 102 abgelagert werden. Das Substrat kann ein Träger in Blatt- oder Walzenform sein, eine Gussschicht, von der die Etiketten delaminiert werden, oder ein zu markierendes Produkt. Mit erneutem Bezug auf 3 wird eine PSA-Schicht 50, die ihrerseits mehrere Schichten umfassen kann, auf der Ablöseschicht abgelagert. Es ist ersichtlich, dass jede beschriebene Schicht ihrerseits eine Mehrschichtkonstruktion darstellen kann, und darüber hinaus auch unter Einsatz größerer Tropfen dicker gemacht werden könnte. Als nächstes kann eine Grundierungsschicht 52 ausgebildet werden. Über dieser wird eine Ausgangsschicht 54 ausgebildet, wobei als nächstes eine Drucküberzugschicht 56 abgelagert wird, gefolgt von einem Bild 58, welches Zeichnungen, photographische Bilder, usw. umfassen kann, und zwar gegebenenfalls unter Einsatz der Techniken des Aufbringens der Tropfen auf Anforderung, einschließlich von Farbphotographien, die bspw. unter Verwendung herkömmlicher Tintenstrahl-Druckköpfe aufgesprüht werden. Alternativ dazu kann die Drucküberzugsschicht unter Verwendung verschiedener pigmentierter Materialien abgelagert werden, um das Bild zu erzeugen. Eine Schutzüberzugsschicht 60 wir über dem Bild abgeschieden. Die Konstruktion kann zusätzliche Schichten umfassen, bspw. eine andere Trägerschicht 62, um ein Etikett zu tragen, das aufgrund der Dünnheit der Schichten nicht selbsttragend ist, was durch die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht wird, oder eine diskontinuierliche Schicht 64, um bspw. eine texturiierte Oberfläche für einen visuellen oder fühlbaren Effekt bereitzustellen.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die gesteuerte, aus Tropfen gebildete Schichtkonstruktion 10 umgekehrt konstruiert werden, wobei die aufeinanderfolgenden Schichten in entgegengesetzter Reihenfolge abgeschieden werden. Dies kann bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein, bspw. wenn matrixfreie Etiketten auf einer Gussschicht oder Trommel ausgebildet und anschließend auf einen Träger übertragen werden oder direkt auf ein anderes Produkt, das mittels der PSA-Schicht zu markieren ist, welche letztgenannte Schicht zuletzt abgeschieden wird. Dies eliminiert die Notwendigkeit eines Trägers und einer Ablöseschicht im letztgenannten Fall.
  • Wie ersichtlich ist, variieren die in der Laminatkonstruktion 10 enthaltenen Schichten gemäß der beabsichtigten Verwendung. Auch müssen nicht alle Schichten durch gesteuerte Tropfentechnik ausgebildet werden. Eine oder mehrere Schichten können unter Einsatz herkömmlicher Techniken ausgebildet werden.
  • Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht die Steuerung der Mikroarchitektur jeder Schicht neue Laminatkonstruktionen 10. Bspw. kann die Ablöseschicht 48 so ausgebildet sein, dass eine gewünschte Ablösung durch mehrere Mechanismen erfolgt, die durch die Erfindung vereinfacht werden. Wie bereits erwähnt, können verschiedene Materialien entlang der x- und y-Richtung abgeschieden werden, um die Schicht auszubilden. Zwei unterschiedliche Ablösematerialien können eingesetzt werden, um gewünschte Vorteile jedes der Materialien zu erhalten. Dies ermöglicht bspw. einen breiteren Temperaturbereich bei der Verwendung des hergestellten Produktes, da ein Material für einen ersten Temperaturbereich und das zweite Material für einen anderen Bereich optimiert werden kann. Ein drittes Material kann integriert werden, um die Eigenschaften zusätzlich zu verbessern, usw.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform, welche neue Produktkonstruktionen veranschaulicht, wird ein Produkt erzeugt, das ein "Band auf einem Blatt" umfasst. Es wird eine Laminatstruktur 10 konstruiert, welche einen Träger 46 und eine Ablöseschicht 48 umfasst, über die eine PSA-Schicht 50 und eine dünne, helle Ausgangsschicht 54, welche in rechteckigen Streifen ausgelegt ist, aufgebracht werden, deren einem Ende eine unterschiedliche PSA-/Ablöse- Konfiguration verliehen werden kann, bspw. um lokal eine leichte Ablösestelle auszubilden, was zu gebrauchsfertigen Haftstreifen führt. Eine einzigartige Anwendung dieses Aspekts der Erfindung ist in 19 gezeigt. Eine Rolle Geschenkpapier 310 wird lokal durch Abscheidung einer Ablöseschicht, PSA-Schicht und Ausgangsschicht modifiziert, wie vorstehend beschrieben, um entlang einer Kante Bandsegmente 312 auszubilden. In diesem Fall ist der Träger Teil des Produktes. Diese Konstruktion ermöglicht es einem Käufer, das Einwickelpapier zum Einwickeln eines Objektes zu verwenden, ohne dass eine separate Klebstreifenrolle oder eine Schere hierfür erstanden werden muss, wenn beim Falten und Reißen des Papiers sorgfältig vorgegangen wird, oder wenn Perforationen oder eine (nicht gezeigte) Schnittkante in das Produkt integriert sind. Alternativ dazu kann eine Verstärkungsschicht 314 mit einer Anzahl an Bandsegmenten 316 verschiedener Größen, welche darauf abgeschieden sind, mit der Rolle 310 zusammen verpackt werden.
  • Mit Bezug auf die 4 und 5 kann, wie bereits erwähnt, eine diskontinuierliche Schicht 66 auf einem Substrat 68 ausgebildet werden, umfassend eine andere Schicht, insbesondere im Fall einer Ablöseschicht, bei der das Ablösematerial auf einem Träger abgeschieden wird, bei der diese Ausführungsform dazu verwendet werden kann, eine andere steuerbare Variation der Ablösung zu erhalten. Ein Ablösewert, der für eine (nicht gezeigte) PSA-Schicht erhalten wird, welche über einer solchen diskontinuierlichen Ablösebeschichtung aufgebracht wird, wird modifiziert, indem die kontrolliert abgeschiedenen Tropfen beabstandet und bezüglich der Größe variiert werden, was einen größeren oder kleineren Kontaktbereich zwischen der PSA und dem Ablösematerial und dem Kontakt mit dem Substrat ermöglicht. Dies beeinflusst bspw. das Abziehverhalten eines Etiketts und kann dazu verwendet werden, die Abziehkraft bei einer bestimmten Abziehgeschwindigkeit zu erhöhen oder abzusenken. Dementsprechend kann die Ablösung an einem ersten Ende eines Etiketts modifiziert werden, das eine führende Kante umfasst, bspw. durch Verringern des Abstands zwischen den abgeschiedenen Tropfen, so dass die für das Delaminieren benötigte Abziehkraft an dieser Stelle geringer ist. Dies ermöglicht bspw., dass dünnere Etiketten erzeugt werden, da sie leichter an ihrer führenden Kante angehoben werden können. Es ist wichtig, die Stelle dieser Modifikation in Bezug auf den Rest des Etiketts geeignet zu markieren.
  • Darüber hinaus kann mit Bezug auf 20 das Muster des Materials 140, das auf einem Substrat 142 abgeschieden wird, variiert werden, um verschiedene Eigenschaften lokal in der x-, y- und z-Richtung zu erzeugen. Bspw. wird bei der veranschaulichten Ausführungsform eine im Handel erhältliche Allzweck-Acrylemulsion in Reihen auf einem 5,08 × 10–3 cm (2 mil) Mylar-Substrat durch eine Kontakttechnik abgeschieden, unter Einsatz eines Druckers und einer abgebenden Kapillarnadel, wie vorstehend beschrieben. Das Muster schafft unterschiedliche Abzieheigenschaften in der x- bzw. y-Richtung durch unterschiedliche Beabstandung der Tropfen. Die Oberflächentopologie (z-Richtung) ist ebenfalls lokal variierbar.
  • Mit Bezug auf 21 ist eine weitere Variabilität durch Steuern der Unmittelbarkeit der Anordnung und des Zerfließens des abgeschiedenen Materials möglich, wie durch die ausgerichteten Reihensegmente 144 veranschaulicht, die ein Muster zeigen, das auf ein Muster aufgebracht wird, um die Eigenschaften der Schicht lokal zu variieren. wie ersichtlich ist, können vergleichsweise schwache Linien ausgebildet werden, bspw. um in einer PSA-Laminatkonstruktion eine "Anreiß- und Abziehlinie" auszubilden.
  • Die Registrierung des Abscheidungsmusters ist wichtig, wenn zwei Schichten zusammenwirken, um bspw. eine spezielle Materialtopologie zu schaffen. In 22 werden zwei aufeinanderfolgende Schichten von Hafttropfen, wie gerade beschrieben, abgeschieden, eine auf der anderen. Dies ermöglicht den Aufbau der Schichtkonstruktion in z-Richtung auf dem Substrat 142, wie hier beschrieben.
  • Mit Bezug auf die 6 und 7 ist eine alternative Konstruktion einer diskontinuierlichen, kontrolliert durch Tropfen ausgebildeten Laminatschicht 72 gezeigt. Hier bildet das Abscheidemuster auf einem Substrat 73 eine Schicht, welche ein Muster aus getrennten Hohlräumen 74 in einer sonst kontinuierlichen Schicht aufweist. Wie dies gezeigt ist, kann die Schicht selbst durch aufeinanderfolgende Schichtabscheidung dick gemacht werden, wie schematisch durch individuelle Blöcke 76 dargestellt. Im letztgenannten Fall muss die Registrierung sorgfältig ge steuert werden, um zu gewährleisten, dass aufeinanderfolgende Schichten präzise aufeinander abgeschieden werden. Eine solche Konfiguration ist flüssigkeitsdurchlässig in z-Richtung und kann bspw. dafür verwendet werden, luftdurchlässige Filme auszubilden, wobei im vorliegenden Beispiel eine solche Schicht eine Ablösebeschichtung bilden kann.
  • Wie schematisch in 8 dargestellt, wird durch die Erfindung eine große Variation der Oberflächentopologie erleichtert. Bspw. können separat aufgebaute Bereiche 78 als Muster in die Oberfläche eingebracht werden, ebenso wie eine nahezu infinite Variation in einer Oberflächentextur, wie im texturierten Bereich 80 zu sehen ist. Darüber hinaus ist eine Texturierung zum Schaffen von Hafteffekten und/oder ästhetischen visuellen Effekten möglich, bspw. in einer oberen Oberfläche einer Laminatkonstruktion 10, bspw. einem Etikett oder Film, der erfindungsgemäß hergestellt wurde.
  • Mit Bezug auf 3 kann eine Modifikation der Mikro-Architektur der Ablöseschicht 48 auch die Eigenschaften der PSA 50 nach der Abtrennung und Entfernung von dem Substrat 46, 48 mit Ablösebeschichtung beeinflussen. Wenn bspw. ein mehrschichtiger Ablöseüberzug verwendet wird, kann die Oberflächenmorphologie gesteuert werden, bspw. um der Oberfläche des Ablöseüberzugs eine aufgeraute Textur zu verleihen. Eine abgeschiedene PSA-Schicht kann dadurch so ausgebildet werden, dass sie eine entsprechend aufgeraute Oberflächenmorphologie aufweist. Dies ist eine bedeutende Überlegung bei der Ausbildung von PSA-Laminaten, bspw. bei Etikettenanwendungen, bei denen Lufteinschlüsse unter einem abgegebenen Etikett minimiert werden sollen. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien kann die Oberflächenmorphologie sehr viel leichter gesteuert werden als bei herkömmlichen Methoden der Abscheidung von Ablöseüberzügen.
  • Bei einem anderen Beispiel, gemäß dem bei der gesteuerten Abscheidung Poren in der Ablöseschicht 48 ausgebildet werden, damit ein Klebstoff eindringen kann, wobei eine bessere Verschiebungsmöglichkeit der frisch delaminierten PSA 50 durch Fäserchen erleichtert wird, die bei der Delaminierung erzeugt werden. Bei einem anderen Beispiel kann der Klebstoff in Bereichen, die an einem Substrat frei liegen, das dafür ausgebildet ist, die mit ihm in Berührung stehende PSA ihrer Klebrigkeit zu entledigen, nicht klebend gemacht werden. Die Fäserchen dienen dazu, den Kontaktbereich zwischen der PSA-Bodenoberfläche und dem Substrat über einen bestimmten Zeitraum zu verringern.
  • Durch Steuern der Morphologie der Ablöseschicht 48 zusätzlich zu dem verwendeten Ablösematerial, wird eine präzisere Kontrolle des Ablösewertes und der Topologie der PSA 50, beides wichtige Parameter in der PSA-Industrie, ermöglicht. Die erhöhte Kontrollierbarkeit der PSA-Laminatparameter ist sehr wünschenswert.
  • Eine andere Anwendung der Erfindung ist die Ausbildung von bedruckbaren Ablöseüberzügen. Mit Bezug auf die 4 und 5 wird dies bspw. erleichtert, indem ein Bedrucken des Substrats 68 ermöglicht wird, obwohl das Ablösematerial 66 Tinte nicht aufnimmt, und zwar durch Wanderung der Tinte durch eine diskontinuierliche Ablöseschicht 66 zum Substrat. Eine exemplarische Ausführungsform der praktischen Anwendung umfasst eine Rolle aufgewickelter PSA-Briefmarken, welche "selbstablösend" ist und das Spenden der Marken auf ähnliche Weise wie das Abgeben von Klebebändern ermöglicht und welche eine obere Oberfläche aufweist, welche den Klebstoff ablöst, jedoch Tinte aufnimmt. Eine Laminatkonstruktion mit einer PSA-Schicht 70 auf dem Boden, bspw. eines vorbedruckten und/oder bedruckbaren Papierträgers, der das Substrat 68 umfasst und mit einer diskontinuierlichen Ablösematerialschicht 66 beschichtet ist, welche individuelle Tropfen umfasst, ist auf eine Rolle aufgewickelt. Die Briefmarken können abgezogen und individuell auf Briefe aufgeklebt werden. Die Briefmarken können anschließend gestrichen werden, da das Substrat Tinte aufnimmt, welche durch offene Bereiche in der Ablöseschicht tritt, wie vorstehend beschrieben. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Briefmarken selbst über der Ablöseschicht aufgedruckt sein. In dem Substrat können (nicht gezeigt) Perforationen ausgestanzt sein, welche individuelle Briefmarken abtrennbar machen.
  • Die Bedruckbarkeit der Ablöseschicht wird durch die Menge an offenen Bereichen zwischen den abgeschiedenen Tropfen gesteuert, welche die Schicht 66 bilden. Diese wird wiederum durch die Beabstandung der abgeschiedenen Tropfen gesteuert, sowie durch das Materialvolumen in jedem Tropfen und das Zerfließen. Mit Bezug auf 9 wird die letztgenannte Überlegung veranschaulicht, indem eine Variation des Zerfließens gezeigt ist. Die Bedruckbarkeit konventionell aufgebrachter Ablöseschichten ist gering und die durch die Erfindung in dieser Hinsicht erzielten Vorteile sind beträchtlich.
  • Mit erneutem Bezug auf 3 können Ablöseschichtmaterialien 48 unter Verwendung von Kontakttechniken abgeschieden werden, bspw. Abgabe aus Kapillarnadeln durch eine Druckervorrichtung, wie vorstehend beschrieben, oder durch das Ausstoßen aus Tropfenauswurfeinrichtungen nach Bedarf oder auf kontinuierliche weise. Es wurde herausgefunden, dass im letztgenannten Fall eine solche Ablöseschicht bspw. durch Ausstoßen von Polydimethylsiloxansilikon aus einem monodispersiven Tintenstrahl-Druckkopf ausgebildet werden kann. Bei einem kontinuierlichen Betriebsmodus konnte eine solche Tropfenauswurfeinrichtung die Tropfen mit einer Rate im Bereich von etwa 15 Hz bis 14 KHz abscheiden. Das Material kann in Reinform oder in einer wässrigen Emulsion vorliegen, bspw. mit etwa 25% Feststoffen, wobei die Viskosität bis etwa 20 × 10–3 Pas (cp) beträgt. Wie bereits erwähnt, sind in der Praxis die einzigen Beschränkungen bezüglich der Materialien die Erfordernisse der speziellen Anwendung und der Kompatibilität mit den Mitteln der Tropfenbildung und Abscheidung.
  • In Bezug auf die PSA-Schicht 50 können die Eigenschaften der Klebstoffschicht, bspw. Haftung an einem Substrat einer gegebenen Oberflächenenergie und Variation der Leistung mit der Temperatur durch Ausnutzen der Anordnung von Materialien unter Verwendung kontrollierter Tropfenabscheidetechniken gesteuert werden. Andere wichtige Eigenschaften, wie bspw. Wasserundurchlässigkeit, Kohäsionsstärke, Durchlässigkeit der Kanten und Stanzbarkeit können ebenfalls variiert werden. Darüber hinaus können die Eigenschaften innerhalb der Schicht auf kontrollierte Weise von Ort zu Ort variiert werden, was bei Einsatz herkömmlicher Techniken allgemein schwierig ist.
  • Die Dicke PSA-Schicht 50 beeinflusst die Leistung des Klebstoffs und der Laminatkonstruktion 10 als solcher. Herkömmliche Beschichtungsgewichte liegen allgemein oberhalb etwa 15 g/m2. Jedoch können die äußeren Schichten einer Konstruktion durch die Erfindung dünner gemacht werden, und dementsprechend kann die Klebstoffschicht dünner gemacht werden und dabei die gleiche Haftfunktion erfüllen. Beim Einsatz der gesteuerten Tropfenabscheidung können sehr dünne Etiketten, bspw. im Bereich von 8 bis 96 μm hergestellt werden. Durch Ausbilden sehr kleiner Tropfen und/oder Streuen oder "Verschmieren" derselben beim Auftreffen auf ein Substrat sind selbst noch dünnere Etiketten möglich.
  • Allgemein weist eine PSA-Schicht 48 bei einer exemplarischen Ausführungsform ein Beschichtungsgewicht von etwa 5 bis 500 g/m2 auf und eine Dicke im Bereich von etwa 5 bis 500 μm. Eine Auflageschicht 54, die durch gesteuerte Tropfenabscheidung ausgebildet ist, kann ebenfalls eine Dicke von etwa 5 bis 500 μm aufweisen. Wie ersichtlich ist, können bei Etikettenkonstruktionen am dünnen Ende des Bereichs, die durch die Erfindung ermöglicht werden, unkonventionelle Abscheidetechniken eingesetzt werden, um solche dünnen Etiketten auszubilden. Bspw. können der darunter liegende Träger 46 und die Ablöseschicht 48 geteilt und über einer V-förmigen Kerbe in einem Ventura-Spender abgegeben werden, wie bspw. in den US-Patenten 4,217,164 und 4,303,461 beschrieben ist, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen sein sollen.
  • Dünnere Konstruktionen bieten viele Vorteile. So weisen bspw. dünnere PSA-Schichten eine geringere Tendenz auf, von darüber liegenden Schichten aus an den Kanten bei bestimmten Anwendungen auszulaufen. Dünnere Konstruktionen sind leichter zu entfernen. Bspw. können bei Innen- oder Außenbeschilderungen, bei denen laminierte Grafiken gelegentlich ausgetauscht werden müssen, diese leichter von einem Substrat entfernt werden, um ein neues Laminat aufzubringen, indem sie bspw. einfach abgekratzt werden, und nicht versucht wird, sie vom Substrat zu delaminieren. In allen Anwendungen können Kostenersparnisse erzielt werden, da weniger Material erforderlich ist.
  • Darüber hinaus kann die Haftschicht 50 selbst eine Anzahl an Schichten umfassen. Bspw. wird bei bekannten Zweischichtkonstruktionen ein duales Beschichtungsverfahren verwendet werden, um die Schichten auszubilden, oder dies wird durch Laminieren zweier Schichten beschichteter Klebstoffe aneinander ausgeführt. Bei Einsatz der kontrollierten Tropfenabscheidetechniken kann die Verbindung zwischen zwei Klebstoffschichten erhöht werden, indem an der Schnittstelle eine aufgeraute Oberflächentopologie geschaffen wird. Auch kann eine erste abgeschiedene Schicht diskrete Hohlräume umfassen oder diskret angeordnetes Material, wobei die darüber liegende Klebstoffschicht die Hohlräume ausfüllt, um Klebstoff an der Bodenseite auszubilden, wobei Eigenschaften erzeugt werden, die die Summe der beiden Klebstoffeigenschaften und auf der Oberseite einen Einzelklebstoff mit einer gemusterten Oberflächenmorphologie umfassen.
  • Es wurde z. B. herausgefunden, dass ein im Handel erhältlicher Emulsionsklebstoff, bspw. ein Allzweck-Acrylemulsionsklebstoff mit einem Gehalt an Feststoffen in einem Bereich, der mit den eingesetzten Abgabegeräten kompatibel ist (30% bis 60% in Abhängigkeit von der Ausrüstung, bspw. etwa 30%), als Muster auf einem Substrat abgeschieden werden kann, das anschließend mit einem im Handel erhältlichen Acrylemulsionsklebstoff mit einem Feststoffgehalt von ebenfalls etwa 30% und für alle Temperaturbereiche einsetzbar, überzogen werden kann. Dies wurde bspw. unter Verwendung eines Asymtek-Druckers, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt. Die resultierende Klebstoffschichtkonstruktion umfasst einen Allzweckklebstoff auf einer Seite und einen Klebstoff für alle Temperaturbereiche auf der anderen Seite. Es wird sehr viel weniger des viel teureren Klebstoff für jede Temperatur in dieser Konstruktion im Vergleich mit dem herkömmlichen Spritzgießen zweier kontinuierlicher Schichten benötigt, um die Konstruktion gemäß den gegenwärtig bekannten Techniken auszubilden, welche jedoch nicht die Feinsteuerung ermöglichen, die durch die gesteuerte Tropfenabscheidung gemäß der Erfindung möglich ist.
  • Ähnlich der Diskussion zur obigen Ablöseschicht kann die PSA-Schicht 50 als Muster auf einem Substrat abgeschieden werden, bspw. einem trennbeschichteten Träger 46, 48. Mit Bezug auf die 3 und 5 kann eine PSA-Schicht 50 in einem beliebigen Muster durch eine Kontakttechnik abgeschieden werden, bspw. durch einen Kapillarnadelspender 80. Alternativ dazu kann das PSA-Material aus einer gesteuerten Tropfenauswurfeinrichtung 44 ausgeschleudert werden. Wenn die Konstruktion von der anderen Richtung ausgehend aufgebaut wird, kann sie bspw. auf einer Ausgangsschicht 54 oder einer Grundierungsschicht 52 abgeschieden werden. Der Klebstoff kann in einer kontinuierlichen Schicht unter Ausnutzen des Zerfließens der abgeschiedenen Tropfen abgeschieden werden, um sie miteinander zu verbinden und/oder durch Abscheiden der Tropfen nahe aneinander. Muster aus diskreten Tropfen oder alternativ dazu Muster aus Leerbereichen in einer ansonsten kontinuierlichen Schicht, wie in den 4 und 6 gezeigt, können ausgebildet werden. Es sind andere Muster möglich und können bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform kann ein zweiteiliger Klebstoff 50 in diskreten Tropfen abgeschieden werden, welche ein Muster bilden, wobei die beiden Teile benachbarte Tropfen umfassen. Beim mechanischen Vermischen der beiden Teile kombinieren dieselben und reagieren, um das gewünschte Produkt zu erzeugen. Die Reaktion kann eine Aushärtungsreaktion oder eine Inhibierungsreaktion sein.
  • Bei einer anderen speziellen Ausführungsform wird ein Klebstoff, der nur entlang der z-Achse leitend ist, auf die vorstehend beschriebene Weise ausgebildet, indem diskrete Volumen eines leitenden Klebstoffes abgeschieden werden, umfassend eine Emulsion, die ein leitendes Material enthält, und ein nicht leitender Klebstoff zwischen solchen diskreten Volumen abgeschieden wird, welcher eine elektrische Leitung in der x-y-Ebene verhindert.
  • Es wurde herausgefunden, dass, wenn eine als Muster ausgebildete Klebstoffschicht eines Allzweck-Acrylemulsionsklebstoffes auf einem Mylar-Substrat unter Einsatz des Asymtek C-702-Druckers, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet wird, und eine herkömmlich versprühte Polydispersionsschicht desselben Klebstoffmaterials und ein Beschichtungsgewichts (0,5 bis 2,4 g/m2) auf ein identisches Substrat aufgesprüht wird, die Abzugswerte bei 90° für den einheitlich gestalteten Klebstoff höher sind. Gemäß einem anderen Beispiel wurde herausgefunden, dass ein Acrylemulsionsklebstoff mit niedriger Körnung und bis zu 30% Feststoffen, der mit einem Filter von 5 μm gefiltert und von einer luftgesteuerten Tropfenauswurfeinrichtung mit vibrierender Öffnung ausgestoßen wird, welche von TSI Inc., Minneapolis, Minnesota, hergestellt wird, eine kontrollierte Strömung von Tropfen mit einem Durchmesser von 56 μm erzeugt. Es muss besonders darauf geachtet werden, bei der Synthese von Emulsionsklebstoffen Körnungen und koagulierende Bestandteile zu minimieren, um das Verstopfen der Düsenöffnungen zu verhindern. Es können auch Lösungsklebstoffe eingesetzt werden. Jedoch weisen die Emulsionsklebstoffe den Vorteil auf, dass das Trägermedium allgemein stärker viskoelastisch ist. Bei unveränderten anderen Faktoren fördert eine zunehmende Viskoelastizität eine gedämpftere Zunahme der Instabilität, die für die Tropfenausbildung wesentlich ist. So wurde z. B. herausgefunden, dass, wenn Wasser das Medium ist, die Tropfen gut ausgebildet sind, wohingegen im Fall eines Lösungspolymerklebstoffes die Tropfen weniger gut ausgebildet sind.
  • Tropfen im Bereich von etwa 50 bis etwa 130 μm sind bereits ausgestoßen worden, und kleinere Durchmesser, bspw. bis hinunter zu 15 μm, sind mit den gegenwärtig bekannten Ausstoßvorrichtungen möglich. Die Größe des Tropfens ist vom Material und der Anwendung abhängig. Die obere Grenze der Tropfengröße ist der Punkt, an dem sie beim Flug auseinanderzubrechen beginnen, wodurch sie unkontrollierbar werden, was allgemein ab etwa 500 μm auftritt. Die Verwendung einer kontrollierten Tropfenabscheidetechnik zum Erzeugen von Tropfen in diesem allgemeinen Größenbereich führt zu einer Anzahl an Vorteilen beim Ausbilden der PSA-Schicht 50 und durch Ausdehnung derselben Prinzipien bei den anderen Schichten einer Laminatkonstruktion 10. Wenn die individuellen Tropfen 82 durch die Luft oder eine andere gasförmige Umgebung zwischen der Tropfenauswurfeinrichtung 44 und der Laminatkonstruktion wandern, können sie auf verschiedene weise, wie zuvor beschrieben, modifiziert werden.
  • Die Variation des Klebstoffmaterials, das die Schicht 50 umfasst, oder das Ändern ihrer Leistungsparameter ist ebenfalls örtlich möglich. Dies wird durch Verändern des Abscheidemusters ausgeführt oder durch Abscheiden eines unterschiedlichen Klebstoffmaterials oder durch Aufbringen eines haftungshemmenden Materials, um die Haftung des Klebstoffes lokal zu hemmen.
  • Bspw. kann es beim Herstellen eines Etiketts mit einer Mehrschichtkonstruktion 10, wie in 3 gezeigt, wünschenswert sein, dass der Klebstoff an den Kanten des Etiketts andere Eigenschaften als im Inneren der Klebeschicht 50 aufweist. Diese durch die Erfindung ermöglichte Variabilität kann dazu verwendet werden, das Auslaufen des Klebstoffs an den Kanten zu mindern oder Feuchtigkeit daran zu hindern, in die Klebstoffschicht 50 einzudringen, sowie zum lokalen Variieren der Eigenschaften des Klebstoffes, um die Delamination an der Kante der Konstruktion 10 zu erleichtern. Bei einem anderen Beispiel wird ein aggressiver Allzweckklebstoff oder ein UV-beständiger Klebstoff in Bereichen aufgebracht, die vom Umfang entfernt sind, und ein Dichtungsklebstoff oder eine wasserbeständige Beschichtung oder eine Beschichtung mit geringem Auslaufverhalten an den Kanten kann an den Kanten angebracht werden. Bei herkömmlichen mehrschichtigen PSA-Laminatkonstruktionen, bei denen bspw. eine Ausgangsschicht 54 um ein besonderes Substrat zu verankern ist, beeinflussen die Auswahl der Ausgangsschicht, des Klebstoffs und der Ablöseschicht 48 das Gesamtverhalten in einer speziellen Anwendungsumgebung. Beim Auswählen eines Klebstoffes für eine herkömmliche Einzelklebstoffschicht wird ein Kompromiss erzielt, was allgemein heißt, dass bezüglich einer speziellen Eigenschaft ein Kompromiss eingegangen wird, um eine adäquate Leistung in Bezug auf eine andere Eigenschaft der Konstruktion zu erhalten. Wie aus dem vorstehenden ersichtlich wird, wird die Notwendigkeit der Kompromissbildung beim Einsatz der erfindungsgemäßen Schichterzeugungstechniken reduziert.
  • Im Fall der Hemmung der Klebrigkeit der PSA-Schicht 50 werden gemäß einer Ausführungsform Mikrokügelchen, die mit einem auswerfbaren Flüssigkeitsträger vermischt sind, an gewünschten Orten unter Einsatz einer Thermostrahleinrichtung, bspw. der Tropfenauswurfeinrichtung 44, abgeschieden. Die Mikrokügelchen werden nach dem Trocknen der Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche gelassen.
  • In Bezug auf die Abscheidung der PSA-Schicht 50 in einem Muster ist ersichtlich, dass die gewünschte Mikro- oder Makromustergebung der Klebstoffschicht erleichtert wird. Als ein Anwendungsbeispiel der Erfindung kann ein medizinischer Klebstoff in einer Laminatkonstruktion als Muster aufgebracht werden, um eine Lichtdurchlässigkeit und eine erhöhte Bequemlichkeit für den Träger zu schaffen. Es wurde herausgefunden, dass ein als Muster aufgebrachter Allzweck-Acrylemulsionsklebstoff, der auf einer Außenlage abgeschieden, getrocknet, anschließend mit einem Überzug auf Polyurethan beschichtet wird, höhere Durchgangswerte für feuchten Dampf zulässt sowie eine bessere Handhabung, als dies bei einem Sprüh-Klebstoffüberzug der Fall ist, wenn alle anderen Bedingungen gleichgehalten werden.
  • Bei einem anderen Beispiel wird die Leistung einer Klebstoffdurchlassschicht unter Verwendung einer Klebstoffschicht 50, welche aus kontrollierten Tropfen ausgebildet ist, verbessert. Bei einer herkömmlichen Klebstoffübertragungsanwendung wird eine kontinuierliche Beschichtung aus PSA auf einer Ausgangsschicht durch ein temperaturaktiviertes System bezüglich der Klebrigkeit gehemmt. Auf die Ausgangsschicht werden Grafiken aufgedruckt. Nach Aufbringen der Konstruktion auf ein Substrat und Belichten der bedruckten oberen Oberfläche der Ausgangsschicht, wird die Ausgangsschicht an der Stelle der beim Bedrucken abgeschiedenen Tinte erhitzt. Die darunter liegende PSA-Schicht wird nur unterhalb der Tinte aktiviert. Beim Entfernen der Konstruktion findet ein Klebstoffübergang zum Substrat im Bild der gedruckten Grafik auf der Ausgangsschicht statt. Der Klebstoff umfasst eine offene klebrige Oberfläche auf dem Substrat und kann dazu verwendet werden, Glitzerpartikel und anderes dekoratives Material anzubringen. Das Ersetzen der herkömmlichen kontinuierlichen PSA-Schicht durch eine als Muster aufgebrachte und durch kontrollierte Tropfenabscheidung geformte Schicht eines Allzweck-Acrylemul sionsklebstoffs unter Einsatz eines Asymtek A-402-Druckers mit einem Beschichtungsgewicht von 4,5 g/m2, dessen Klebrigkeit durch einen Pulverentklebungsprozess unter Einsatz eines 12-Hydroxystearatsalzes von Ethylendiamin gehemmt wird, werden verbesserte Eigenschaften gegenüber herkömmlichen PSA-Beschichtungen erzielt, welche bei dieser Anwendung eingesetzt werden. Es wird ein saubereres Anlegen und Abschneiden des übertragenen Klebstoffes beobachtet, wodurch ein Ziehen an den Kanten des Bildes verhindert wird, das für herkömmliche Konstruktionen der Art typisch ist.
  • In Bezug auf die exemplarische Ausführungsform, die eine PSA-Laminatkonstruktion 10 umfaast, kann die Ausgangsschicht 54 ein plastifiziertes filmbildendes Material umfassen, das durch die vorstehend erörterte kontrollierte Tropfenabscheidetechnik abgeschieden wird. Bei einer Ausführungsform wird eine solche Ausgangsschicht unter Einsatz eines Asymtek-Druckers, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet, um Tropfen mittels einer #25 Kapillarnadel abzuscheiden, wobei das Material 25% Dioctyladipat aus einem 94/6 Vinylchlorid/Vinylacetat Copolymer (in einer 60/40 Methylethylketon/Toluollösung, Feststoffgehalt 30%) besteht. Der Abgabedruck beträgt 1714 Pa (8 Pfund/ Quadratzoll). Das Beschichtungsgewicht nach dem Trocknen betrug 98,6 g/m2. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Plastifizierer kontrollierbar angeordnet werden, um den Film, welcher die Ausgangsschicht bildet, räumlich zu variieren.
  • Bei einer Ausgangsschicht 54, welche eine einzelne Schicht an Tropfen aufweist, ist die Oberflächentopologie durch Variation des Zerfließens steuerbar. Das Zerfließen wiederum kann durch Variation von Faktoren gesteuert werden, bspw. der Trocknungsgeschwindigkeit, gekoppelt mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit selbst hängt von den Wechselwirkungen mit der Substratoberfläche ab, einschließlich der Benetzbarkeit des Substrats durch das abgeschiedene Material, sowie von viskoelastischen Eigenschaften des/der abgeschiedenen Materials/Materialien und von Oberflächenbetrachtungen. Die Tendenz des Materials, sich auszubreiten und zu nivellieren, wird durch die ansteigende Viskosität des Materials beim Trocknen gehemmt, was zu diskreten abgeschiedenen Tropfen, einer Abscheidung in einem Muster oder einer kontinuierlichen Oberflächentopologie führt.
  • Auf diese Weise wird die Kombination aus der Steuerbarkeit der Lage der Abscheidung, des Volumens des abgeschiedenen Materials und des Zerfließens des abgeschiedenen Materials dazu verwendet, die physikalischen Eigenschaften sowie die Materialeigenschaften der Ausgangsschicht 54 steuerbar zu verändern. Bspw. kann die Oberflächenrauhigkeit lokal variiert werden, bspw. durch Schaffen eines glatten zentralen Abschnittes auf der Ausgangsschicht eines Etiketts und eines rauen oder unebenen Randes. Dies kann eingesetzt werden, um einen gewünschten funktionellen und/oder fühlbaren Effekt zu schaffen. Optische Illusionseffekte, z. B. der "Bürstenstricheffekt" werden ermöglicht, so dass eine Oberfläche geschaffen werden kann, die handbemalt erscheint, wenn sie mit der farbigen Grafik einer Zeichnung bedruckt wird.
  • Die Ausgangsschicht kann unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren der gesteuerten Tropfenabscheidung entworfen und konstruiert werden, um die gewünschten speziellen Eigenschaften aufzuweisen, bspw. durch Ausbilden einer gewünschten Dicke, einschließlich ultradünner Ausgangsschichten, und Modifikation der Schicht durch Modifikation der Morphologie und Zusammensetzung des Materials, wie vorstehend erörtert, um ein gewünschtes Spannungs-/Dehnungsverhältnis zu erzeugen.
  • In Bezug auf die Leimdruckschicht 52, das Bild 58 und die Schutzschicht 60 ist das Bild zwischen zwei Schichten eingeschlossen, welche es schützen. Die Konstruktion kann jedoch auch so ausgelegt werden, dass sie einzigartige Eigenschaften aufweist. Bei einer exemplarischen Ausführungsform wurde eine kontinuierliche Schicht aus 15% Feststoffen in wässriger Lösung eines HEMA-Copolymers mit stark Wasser absorbierenden Eigenschaften auf einen 2 μm starken Träger aus Mylar unter Einsatz eines Druckers und eines Kapillarnadel-Tropfenabscheidemittels ausgebildet. Dann wurde eine Farbbildschicht durch einen herkömmlichen Thermo-Tintenstrahldrucker ausgebildet, welcher kontrollierte Tropfen aus Tinten verschiedener Farben auf der ausgebildeten Leimdruckschicht abschied. Über diese wurde eine andere Lage des HEMA-Copolymers gelegt, welche den Schutzüberzug umfasste. Die Kanten der obersten Schicht und der Bodenschicht erstrecken sich über das abgeschiedene Bild hinaus, um es einzuhüllen. Es wurde herausgefunden, dass das Bild aufgrund einer Veränderung der Opazität der Schutzüberzugsschicht aus Gründen der Wasserorption zum Verschinden gebracht werden kann und nach dem Trocknen wieder erscheint. Dieser Effekt kann bei Sicherheitsanwendungen und Spezialetiketten eingesetzt werden. Bspw. wird bei einer medizinischen Anwendung ein Etikett, das ein solches eingekapseltes Bild umfasst, auf einen Verband aufgebracht werden, welcher feucht sein muss. Wenn die Feuchtigkeit an der obersten Oberfläche, wo sich das Etikett befindet, unter einen ausgewählten Schwellwert absinkt, verliert die das Wasser absorbierende Beschichtung die Opazität und eine graphische Bildanzeige, dass der Verband zu trocken ist, erscheint. Wie ersichtlich ist, erfordert das Etikettendesign, dass die Feuchtigkeit die umhüllende Beschichtung erreichen kann, bspw. durch eine permeable Konstruktion, die durch als Muster ausgebildete Abscheidung einer PSA ermöglicht wird.
  • Mit Bezug auf die 9 und 12 kann die Morphologie von abgeschiedenen Tropfen 104, 106, 108 dazu verwendet werden, unterschiedliche Schichttopologien zu schaffen. In Abhängigkeit von Faktoren, wie bspw. den viskoelastischen Eigenschaften und der Oberflächenenergie von Materialien, welche die Tropfen und das Substrat 68 umfassen (das eine zuvor abgeschiedene Schicht desselben Materials sein kann), sind die Tropfen relativ kompakt, wie bspw. Tropfen 104, oder stärker verlaufend, wie die Tropfen 106 und 108. Wenn die Tropfen einander nach der Abscheidung berühren, können Oberflächeneffekte zu einem stärkeren Zerfließen führen, was beim Trocknen zu einer glatteren Topologie führt. Dies ist in 13 durch eine Schicht 110 veranschaulicht, die durch kontrollierte Tropfen 112 gebildet wird. Wenn sich das Substrat 114 in die Richtung 116 relativ zur Tropfenauswurfeinrichtung 118 bewegt, oder sich die Tropfenauswurfeinrichtung in die Richtung 120 relativ zum Substrat bewegt, gelangt das abgeschiedene Material in die Nähe einer Trocknereinheit 122, welche das Zerfließen des Materials verstärkt. Mit Bezug auf die 12 und 13 ist die Topologie eines ersten Bereiches 124, der aus drei Schichten von Tropfen aufgebaut ist, die bei der Abscheidung stärker verstreut wurden und/oder bei denen ein starkes Zerfließen aufgetreten ist, von derjenigen eines zweiten Bereiches 126, welcher drei aufgebaute Schichten aufweist, die weniger Deformation und/oder Zerfließen zeigen, verschieden. Wie ersichtlich ist, dienen die Zeichnungen der Veranschaulichung, sind jedoch nicht maßstabsgetreu.
  • In Abhängigkeit vom Ausmaß des Trocknens oder Aushärtens des zuvor abgeschiedenen Materials, auf dem die nächste Materialschicht angeordnet wird, können mehr oder weniger wechselwirkende unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden. Der gesamte Bereich kann mehr gestreut sein, wie im Fall des Bereichs 124 oder weniger, wie im Bereich 126. Dies ist durch Auswahl des Materials, der Temperatur, des Verarbeitens "während des Fluges", wie vorstehend erörtert und bei 128 dargestellt, der Zeit in einer Trocknereinheit 122 und der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abscheidungen steuerbar. Es ist anzumerken, dass, da die Tropfen klein sind und bei Ausführungsformen mit ausgeworfenen Tropfen durch die Luft oder eine andere gasförmige Umgebung fliegen, eine signifikante Erhöhung der Geschwindigkeit der chemischen und/oder physikalischen Veränderungen erfolgen kann. Dies kann bspw. im Hinblick auf Oberflächenbetrachtungen aufgrund von verbesserter Massenübertragung und/oder Reaktionsgeschwindigkeiten stattfinden. Im Fall einer PSA-Laminatkonstruktion wird der Zustand der Begrenzung interner Massenübertragung von mehr als etwa 70% Feststoffen schneller erreicht. Dies führt zum Vorteil, dass anschließend weniger Trockenzeit erforderlich ist.
  • Allgemein beeinflusst der Grad des Trocknens des zuvor abgeschiedenen Materials, bevor die nächste Ablagerung dieses berührt, die Wechselwirkung zwischen den abgeschiedenen Tropfen und letztendlich die Eigenschaften der Konstruktion 10. Faktoren, wie bspw. der Grad der Durchmischung der Materialien sowie die Bindungsfestigkeit zwischen abgeschiedenen Tropfen, werden direkt durch diesen Parameter beeinflusst. Bei einem extremen Beispiel kann durch Abscheiden von Material in aufeinanderfolgenden Reihen wechselweise in y-Richtungen, wenn die Konstruktion in x-Richtung fortschreitet, eine scheinbar feste und kontinuierliche Schicht so ausgebildet werden, dass sie in sequentiellen Reihen in die negative x-Richtung fortschreitend "entkoppelt" werden können, wodurch stark der Eindruck eines gewobenen Materials vermittelt wird, bei dem ein einzelner Faden, aus dem es ausgebildet ist, entzogen wird.
  • Mit Bezug auf 13 wird bei einem System 132 zum Ausbilden von Schichtstrukturen unter Einsatz gesteuerter Tropfenabscheidungstechniken die relative Position der Tropfenauswurfeinrichtung 118 und des Substrats 114 von einer Steuereinrichtung 132 gesteuert. Die Steuereinrichtung kann ein auf einem Mikroprozessor basierendes Steuersystem umfassen, das einen Prozessor, einen Zeitgeber, einen Speicher und gegenwärtig bekannte Positionserfassungsmittel durch einen Strichcode umfasst. Derartige Steuersysteme sind bekannt, bspw. von Tintenstrahldruckern. Steuerung der relativen Position des Substrats zur einer Tropfenauswurfeinrichtung (oder alternativ dazu einem Kapillarnadelspender) in der x-y-Ebene kann durch Bewegen der Tropfenausstoßeinrichtung mittel eines Antriebs 134, bspw. eines Stufenmotors, entlang der x- und y-Achse nur zurück und nach vorne in y-Richtung erfolgen, während das Substrat mittel eines Substratantriebs 136 in x-Richtung bewegt wird. Die koordinierte zeitliche Ansteuerung des Ausstoßes durch die Steuereinrichtung ermöglicht eine "digitale" Konstruktion einer Schichtstruktur, die von einem Materialspeicher 138 ausgehend in z-Richtung aufgebaut wird, wie zuvor erörtert. Wie vorstehend erörtert, können mehrere gesteuerte Tropfenabscheidungs-Düseneinrichtungen oder Kapillarnadeln dazu verwendet werden, mehrere Materialien, gemischte Materialien (11) usw. auf einem Substrat 114 abzuscheiden. Es ist ersichtlich, dass die Steuerung 132 mehrere gesteuerte Tropfenabscheidemittel 118 ansteuert, bspw. Seite an Seite angeordnete thermische Strahleinrichtungen, die sich zusammen bewegen, oder separat angetriebene Trockenabscheideeinrichtungen, die sich unabhängig voneinander bewegen, jedoch auf koordinierte Weise. Obwohl zum Zweck der Veranschaulichung nur ein einzelner Strahl an Tropfen 112 gezeigt ist, können die Techniken des Ausstoßes eines Tropfenstrahls auf Anforderung eine Anordnung von Düsenöffnungen umfassen, die in einer Öffnungsplatte enthalten sind, wobei jede getrennt von den anderen wirkt. Solche wohl bekannten Techniken können dazu verwendet werden, um Materialien abzuscheiden, die gemäß der Erfindung eine Laminatstruktur bilden.
  • Mit Bezug auf 14 wird der Effekt der seitlichen Bewegung bei Strahlvorrichtungen, die kontinuierlich oder auf Anforderung auf ein Substrat 150 ausschleudern, das sich in Bezug auf die Tropfenauswurfeinrichtung 86 in die Richtung 152 parallel zur x-Achse mit hoher Geschwindigkeit bewegt, abgeschwächt, welcher Effekt anderenfalls die abgeschiedenen Tropfen "verschmieren" könnte, indem der erste Abschnitt des Tropfens so beschleunigt wird, dass er auf dem Substrat in seitlicher Richtung auftrifft, wodurch der Tropfen deformiert würde. Dies kann durch Bewegen von Luft oder einem anderen Medium in laminarer Strömung parallel zum sich bewegenden Substrat in Bewegungsrichtung erfolgen, um die Tropfen seitlich während des Fluges zu beschleunigen, wodurch das Problem des Verschmierens des Tropfens vermindert wird. Auch das Abwinkeln der Trajektorie der Tropfen 90 verkleinert die Differenz der Geschwindigkeit in Richtung der Relativbewegung, wodurch das Problem ebenfalls gemindert wird.
  • Andererseits kann bei einigen Anwendungen das Verschmieren des Tropfens beim Auftreffen wünschenswert sein, bspw. um eine dünnere Beschichtung zu schaffen. Die Variation dieses Parameters ist analog der Variation der Morphologie des abgeschiedenen Tropfens und des Zerfließens, um ein erwünschtes Ergebnis zu erhalten. Der Effekt kann verstärkt werden, indem die Trajektorie in eine Richtung abgewinkelt wird, die derjenigen, welche vorstehend beschrieben wurde, um die Differenz in der seitlichen Geschwindigkeit zu verstärken, entgegengesetzt ist.
  • Darüber hinaus könnte die Trajektorie abgewinkelt sein, um die Tropfen in seitliche Richtung entgegen der Richtung der laminarströmenden Luftströmung auszustoßen. Dies schafft eine Bogentrajektorie und verlangsamt den Tropfen, wodurch die für die Verarbeitung im Flug verfügbare Zeit verlängert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Ladung auf die Tropfen aufgebracht werden, und ein elektrisches Feld kann dazu verwendet werden, die Tropfentrajektorie gemäß bekannten herkömmlichen Techniken hierfür zu steuern.
  • Mit Bezug auf 15 ermöglicht die Bildung von Schichtkonstruktionen "digital" neue Methoden für die Herstellung von Laminatkonstruktionen. Wiederum beispielhaft, jedoch nicht beschränkend für die Erfindung sei auf PSA-Laminatkonstruktionen, wie bspw. Etiketten (10) verwiesen, wo ein System für die Herstellung individualisierter Etiketten in kleinem Maßstab vor Ort schematisch veranschaulicht ist. Eine Vorrichtung 162 zur gesteuerten Tropfenabscheidung, die bspw. bei einer preiswerteren Ausführung einen modifizierten herkömmlichen Tintenstrahldrucker oder -plotter umfassen kann, wird üblicherweise durch einen Personal Computer 164 an einem ersten oder lokalen Produktionsort gesteuert. Die Aufgabe besteht hierbei darin, eine matrixfreie Etikettenkonstruktion 166 zu erzeugen, welche bspw. eine Trägerschicht 168 mit einer Anzahl an matrixfreien Etiketten 170 darauf umfasst. Die Trägerschichten 168 können in den gewünschten Mengen mit oder ohne einer darauf zuvor aufgebrachten Ablöseschicht bereitgestellt werden. Zahlreiche verschiedene Materialien werden zugeführt, die bspw. in Materialeinsätzen 172, 174, 176 enthalten sind, für die Abscheidung unter Einsatz gesteuerter Tropfenabscheidetechniken, wie vorstehend beschrieben. Diese werden ebenfalls durch einen Lieferanten bereitgestellt und umfassen bspw. Materialien, um die individuellen Schichten der PSA-Konstruktion 166 zu bilden.
  • Die für den Betrieb der gesteuerten Tropfenabscheidevorrichtung 162 benötigte Software kann in einem Speicher des Computers 164 vor Ort gespeichert werden, und bspw. in Lizenz von einem Hersteller bezogen werden, und über gekaufte Speichermedien, bspw. eine Magnetdiskette oder CD-ROM, über ein geeignetes Datenspeichermedium-Auslesegerät 180 geladen werden. Alternativ dazu kann die Software von einem Server 184 von einer entfernten Stelle über ein Computernetzwerk 182 geliefert werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Software auf dem Server 184 gehalten und nach Bedarf vom Benutzer abgerufen. Bspw. kann der Zulieferer der Trägerschichten, der Materialbehälter zum Modifizieren des Druckes zum Herstellen von Etiketten und der Software eine einzelne Firma oder Lizenznehmer jener Firma sein.
  • Ein großes Inventar an Grafiken kann in die Software integriert werden oder auf dem Server 184 bereitgehalten werden, bspw. um ein Grafikelement in die Ausgangsschicht zu integrieren. Alternativ dazu kann die Herstellung in zwei Segmenten erfolgen, zwischen denen die Etiketten der Konstruktion 166 mit einem unmodifizierten Tintenstrahldrucker gedruckt werden. Bei der Ausrichtung der Trägerschicht ist Sorgfalt erforderlich, da anderenfalls die Beschriftung von geringer Qualität ist.
  • Mit Bezug auf 16 ist statt einer Anwendung mit relativ geringem Volumen unter Einsatz eines relativ kleinen Druckers oder Plotters als Tropfenabscheidevorrichtung 162 eine Implementierung in kommerziellem Maßstab gezeigt, gemäß der eine Produktionsanlage 190 vom lokalen Computer 164 vor Ort gesteuert wird. Zusätzlich zu der Tropfenab- Scheidevorrichtung 192 dieser Ausführungsform sind zusätzliche Anlagengerätschaften, bspw. Trockner 194 und ein Förderband 196, integriert. Eine Einrichtung 198 zur Verarbeitung während des Fluges, bspw. eine Heißluftzone oder eine Bestrahlungseinrichtung, wie vorstehend erörtert können integriert sein. Falls es für die Komplexität der Produktionsanlage vorteilhaft ist, über eine spezielle Steuerung 200 für die Produktionseinrichtung zu verfügen, kann sie über eine spezielle Produktionseinrichtung, kann diese integriert werden, um die Funktionen der verschiedenen Anlageelemente 192, 194, 196, 198 zu koordinieren.
  • Wie in Bezug auf die 15 und 16 ersichtlich ist, ermöglicht die Erfindung eine verteilte Art der Herstellung. Dies ist insbesondere auf Gebieten wie der Herstellung von PSA-Etiketten vorteilhaft, wo die Verteilungskosten im Vergleich zu anderen Kosten hoch sind, wenn das Volumen an Produkten, die an einen speziellen Kunden verkauft werden, gering ist. Sie ermöglicht regionale Produktionseinrichtungen, die sich nahe am Kunden befinden, oder sogar beim Kunden selbst, und die von einer zentralen Stelle gesteuert oder bedient werden. Die Verteilerkosten können reduziert werden, es ist eine schnellere Lieferung möglich und das Inventar, das früher an einer zentralen Stelle gelagert wurde, ist nicht länger notwendig.
  • Ein Beispiel einer Produktionseinrichtung 208 gemäß den Prinzipien der Erfindung ist in 17 gezeigt. Ein Träger 210, der bspw. eine Endlos-Gussbahn oder eine herkömmliche Verstärkung aus Kraftpapier oder dergleichen sein kann, wird über eine Anzahl an Stationen für gesteuerte Tropfenbildung und -abscheidung 212, 214, 216, 218, 220 bewegt.
  • Eine größere oder kleinere Anzahl an Stationen kann eingesetzt oder aktiviert oder deaktiviert werden, je nach Bedarf, um eine gewünschte spezielle Konstruktion zu realisieren.
  • Wenn bspw. eine PSA-Etikettenstruktur 222 betrachtet wird, bildet eine erste Station 212 eine Ablöseschicht durch Tropfenabscheidung auf dem Träger 210. Eine zweite Station bildet eine PSA-Schicht der Konstruktion und eine dritte Station 216 eine Ausgangsschicht, welche eine Oberflächentopologie aufweist, die den Anschein von Bürstenstrichen vermittelt. Bei einer vierten Station 218 wird ein Bild auf der Ausgangsschicht aufgebracht, das den Eindruck einer gedruckten Werbefläche vermittelt, und bei einer fünften Station wird eine klare Schutzschicht auf dem Bild abgeschieden. Wie ersichtlich ist, kann jede der dargestellten Stationen ihrerseits mehrere Stationen umfassen, bspw. um eine Oberflächentopologie durch aufeinanderfolgende Abscheidungen zu schaffen. Zwischen den Stationen sind Bearbeitungseinrichtungen 224, 226, 228, 230, 232, bspw. Trockner, Strahlungsquellen zum Aushärten durch Querverbindungen oder dergleichen, um das abgeschiedene Material zu bearbeiten, wenn es zwischen Stationen umläuft, bspw. um das Zerfließen, den Feststoffgehalt und/oder andere Parameter zu steuern. Darüber hinaus können Bearbeitungseinrichtungen 234, 236, 238, 240, 242 "während des Fluges", wie bspw. Heißluftzonen, Strahlungsquellen usw., wie vorstehend beschrieben, angrenzend an jede Station vorhanden sein.
  • Wie ersichtlich ist, werden geeignete Maßnahmen ergriffen, um zu gewährleisten, dass die an verschiedenen Stellen stattfindenden Prozesse einander nicht beeinflussen. Auch können eine oder mehrere Stationen hinsichtlich ihrer Methodik stärker konventionell ausgerichtet sein, bspw. um die Kanten einer vollständigen Konstruktion einem Druckguss zu unterziehen, um ihr eine schärfere Kante zu verleihen und die Fehler bei der Registrierung der Abscheidung der Schicht zu verringern, oder das Laminieren einer Schutzschicht auf die Oberseite der vollständigen Konstruktion, um einige Beispiele zu nennen.
  • Die Anlage 208 kann dafür ausgelegt sein, die PSA-Etikettenkonstruktion 222 direkt auf die Produkte 244 abzugeben, indem der Träger 210 um die Kante 246 einer Abzugsplatte 248 herum abgezogen wird. Alternativ dazu können die fertigen Etikettenkonstruktionen auf eine Rolle 250 zur Lagerung aufgewickelt werden, bis sie in einem anderen Arbeitsschritt abgegeben werden oder bis eine weitere Verarbeitung stattfindet.
  • Wie ersichtlich ist, kann innerhalb der Anlage 208 eine große Zahl an Variationen erfolgen. Solche Maßnahmen wie das Beabstanden der Stationen (212 bis 220), der Verarbeitungseinrichtungen (224 bis 232) und anderer Elemente sind eine Funktion der Anwendung(en), denen die Anlage anzupassen ist. Wie ersichtlich ist, kann bei Arbeitsschritten mit höherer Anlagengeschwindigkeit die Tropfenauswurfeinrichtung Anordnungen individueller Tropfenauswurfeinrichtungen umfassen, die ihrerseits z. B. Anordnungen von Öffnungen aufweisen können. Höhere Produktionsgeschwindigkeiten können mit Tropfenauswurfeinrichtungen erzielt werden, welche auf Anforderung oder kontinuierlich arbeiten, welche präzise gesteuert ein- und ausgeschalten werden können und so angeordnet sind, dass sie ein Muster auf dem Substrat abscheiden, wenn sich dieses bewegt. Mehrere Tropfenabscheidungseinrichtungen, die unterschiedliche Materialien abscheiden, können sich an jeder Station befinden, und die Auswurfeinrichtungen können fixiert oder so konfiguriert sein, dass sie sich in x- und/oder y-Richtung bewegen, wie gemäß der speziellen Anwendung erforderlich.
  • Ähnlich können bei Kontakttechniken mehrere Kapillarnadeln, die in Reihen angeordnet sind, eingesetzt werden. Diese können so ausgelegt sein, dass sie sich z. B. alle gemeinsam nach oben und unten bewegen, und mehrere Reihen können eng beabstandete Tropfen abscheiden, indem sie gegeneinander versetzt sind, so dass bei aufeinanderfolgenden Stationen ein Muster aufgebaut wird.
  • Mit Bezug auf 18 ist bei einer anderen exemplarischen Ausführungsform eine Produktionsanlage 260 um eine Trommel 262 herum angeordnet, welche eine Gusstafeloberfläche 264 umfasst, die aus poliertem Edelstahl oder aus Teflon hergestellt sein kann. Mehrere Tropfenabscheidestationen 266, 268, 270, 272, 274 sind um die Trommel herum angeordnet, wobei jede aufeinanderfolgende Schichten aus demselben oder unterschiedlichen Materialien abscheidet, wie dies erforderlich ist, um gewünschte Schichtkonstruktion, bspw. Etiketten 276, auszubilden. In dieser Ausführungsform ist das Etikett "umgekehrt" konstruiert, wobei die oberste Schicht des Etiketts bei der ersten Station erzeugt wird. Die PSA-Schicht wird zuletzt bei einer PSA-Abscheidestation 274 ausgebildet. Eine weitere Station 278 kann vorhanden sein, um die Oberfläche der freigelegten PSA-Schicht auf eine beliebige Art zu behandeln, bspw. durch Ablegen eines Musters eines Aktivators oder die Klebrigkeit hemmenden Mittels oder durch Abscheidung von Materialien, die mit der PSA-Schicht reagieren oder mit ihr zusammenwirken, um ihre Eigenschaften zu verändern.
  • Trockner 280, 282 können vorhanden sein, um die PSA-Schicht nach der Abscheidung einer oder mehrerer Materialschichten innerhalb der PSA-Schicht zu verarbeiten, um ihr die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, wie vorstehend erörtert. Darüber hinaus können andere Nachabscheidungs-Verarbeitungseinrichtungen 284, 286, 288, 290 vorhanden sein, welche Vorrichtungen zum Modifizieren des abgeschiedenen Materials auf eine oder mehrere der vorstehend erörterten Arten sein können und die in der Anlage 260 dort angeordnet sind, wo sie für eine spezielle Schichtkonstruktion eines Etikettenproduktes 276 benötigt werden.
  • Auch Verarbeitungseinrichtungen 292, 294, 296, 298, 300 und 302 können vorhanden sein, welche wie vorstehend beschrieben funktionieren, um die Tropfen während des Fluges zwischen den Tropfenauswurfeinrichtungen und dem Substrat, auf dem sie abgeschieden werden, zu modifizieren. Bspw. ist benachbart der gesteuerten Tropfenabscheideeinrichtung 274 für die PSA während des Fluges durch die Verarbeitungseinrichtung 300 eine Laminarströmungs-Heißluftzone 304 ausgebildet.
  • Bei einer Ausführungsform wird die Etikettenkonstruktion 276 von der Gussoberfläche 264 delaminiert, indem sie mit einem Träger 306 in Kontakt gebracht wird. Durch selektives Klebrigmachen und/oder Hemmen der Klebrigkeit der Klebstoffschicht an der führenden und/oder hinteren Kante der PSA-Schicht, bspw. durch Integrieren einer weiteren Station 278 zur Behandlung der Oberfläche, kann das Etikett von der Gussoberfläche 265 durch einen aggressiven Klebstoff delaminiert werden, welcher lokal dort abgeschieden ist und die Trägerschicht 306 kontaktiert. Der Träger kann ein beliebiger aus einer Anzahl im Handel erhältlicher sein und mit einer Silikonablöseschicht beschichtet sein. Der Rest des Klebstoffes ist weniger klebrig, folgt jedoch der führenden Kante auf den Träger. Eine anschließende Abgabe erfolgt in die entgegengesetzte Richtung, und der aggressive Klebstoff befindet sich dann an der hinteren Kante. Die Abzugskraft am Beginn der Delaminierung der führenden Kante des Etiketts kann auf diese Weise niedrig gehalten werden, obwohl am anderen Ende des Etiketts der Klebstoff eine hohe Abzugskraft aufweist, so dass die Konstruktion mit dem Träger verbunden ist, auf dem bereits eine Ablöseschicht aufgebracht sein kann, um ihn von der Gussoberfläche zu delaminieren. Alternativ dazu kann die PSA-Etikettenkonstruktion 276 direkt durch Kontakt auf ein Produkt 308 aufgebracht werden, da die PSA-Schicht zuoberst angeordnet und freigelegt ist.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung ist offensichtlich, dass, obwohl eine spezielle Form der Erfindung veranschaulicht und beschrieben wurde, verschiedene Modifikationen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass der Schutzbereich der Erfindung beschränkt ist, mit Ausnahme der Schranken durch die beigefügten Ansprüche.

Claims (53)

  1. Tropfenförmige Schichtstruktur, aufweisend ein flexibles Substrat (16) und mindestens zwei tropfenförmige Schichten (22), wobei jede der Schichten eine Anordnung an Materialvolumen (104, 106, 108) aufweist, wobei jedes der Materialvolumen eine Dickenausdehnung, eine ausgewählte Größe und eine ausgewählte Position in Bezug auf benachbarte Materialvolumen aufweist, wobei die Anordnung durch Abscheidung von Tropfen (32, 34) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten ein Klebstoffmaterial umfasst.
  2. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat einen polymeren Film aufweist.
  3. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat Papier umfasst.
  4. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat einen Träger in Blattform aufweist.
  5. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat einen Träger in Rollenform aufweist.
  6. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 1, wobei die Struktur, die das flexible Substrat umfasst, zu einer Rolle gewickelt sein kann.
  7. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Größe der Materialvolumen mindestens einer der Schichten von der Größe der Materialvolumen in einer anderen der Schichten verschieden ist.
  8. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Größe der Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten gleich ist.
  9. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Größe der Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten verschieden ist.
  10. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede der Schichten aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählte physikalische und chemische Eigenschaften aufweist.
  11. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Schichten eine einzigartige chemische und physikalische Struktur aufweist, die von derjenigen mindestens einer der anderen Schichten verschieden ist.
  12. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu den benachbarten Materialvolumen mindestens einer der Schichten verschieden von der Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen in einer anderen der Schichten ist.
  13. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen gleich innerhalb jeder der Schichten ist.
  14. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen verschieden innerhalb jeder der Schichten ist.
  15. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die tropfenförmige Schichtstruktur einen Film umfasst.
  16. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die tropfenförmige Schichtstruktur ein Band umfasst.
  17. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die tropfenförmige Schichtstruktur ein Klebeschild aufweist.
  18. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die tropfenförmige Schichtstruktur eine Laminatstruktur umfasst.
  19. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede der Schichten und das Substrat im Wesentlichen dieselben Längen- und Breitenabmessungen aufweisen.
  20. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Struktur drei tropfenförmige Schichten umfasst.
  21. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei tropfenförmige Schichten Klebstoffmaterial umfassen.
  22. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Klebstoffmaterial einen Emulsionsklebstoff umfasst.
  23. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 22, wobei der Klebstoff einen Acrylemulsionsklebstoff umfasst.
  24. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff einen leitenden Klebstoff umfasst.
  25. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff einen Lösungsklebstoff umfasst.
  26. Tropfenförmige Schichtstruktur nach Anspruch 25, wobei der Klebstoff einen Polymerlösungsklebstoff umfasst.
  27. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff einen UV-beständigen Klebstoff umfasst.
  28. Tropfenförmige Schichtstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff an der Kante der Schicht verschiedene Eigenschaften in Bezug auf Klebstoff im Schichtinneren aufweist.
  29. Verfahren zum Ausbilden einer Laminatstruktur, wobei jede Schicht (36, 38) derselben eine kontrollierte Struktur und eine kontrollierte Materialzusammensetzung aufweist, aufweisend: a) Bereitstellen eines flexiblen Substrats; b) Abscheiden einer Anzahl von Tropfen auf dem flexiblen Substrat, wobei die erste Tropfenschicht eine Anordnung an Materialvolumen aufweist und jedes der Materialvolumen eine Dickenausdehnung, eine ausgewählte Größe und eine ausgewählte Position relativ zu den benachbarten Materialvolumen aufweist; und c) Abscheiden einer Anzahl an Tropfen, um eine zweite Schicht auszubilden, wobei die zweite Schicht eine Anordnung von Materialvolumen umfasst, wobei jedes der Materialvolumen eine Dickenausdehnung, eine ausgewählte Größe und eine ausgewählte Position relativ zu benachbarten Materialvolumen hat, wobei das flexible Substrat und die erste und die zweite Schicht zusammen zumindest teilweise die Laminatstruktur bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialvolumen mindestens einer der Schichten ein Klebstoffmaterial umfassen.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das flexible Substrat einen Polymerfilm aufweist.
  31. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das flexible Substrat Papier umfasst.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei das Abscheiden nach Schritt b) und c) das Schleudern der Tropfen durch die Atmosphäre umfasst.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei die Durchmesser der Tropfen zwischen 25 und 1000 Mikrometer sind.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, wobei das zur Ausbildung der Tropfen in mindestens einer der Schichten verwendete Material ein Haftklebstoff ist.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, wobei das zur Ausbildung der Tropfen verwendete Material in jeder Schicht variiert.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei die Tropfen variierender Größe innerhalb jeder Schicht abgelagert sind.
  37. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei die Größe der Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten gleich ist.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei die Größe der Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten verschieden ist.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 38, wobei jede der Schichten aus Tropfen aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählte physikalische und chemische Eigenschaften aufweist.
  40. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 39, wobei mindestens eine der Schichten eine einzigartige physikalische und chemische Struktur aufweist, die von derjenigen mindestens einer der anderen Schichten verschieden ist.
  41. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 40, wobei die Größe der Materialvolumen mindestens einer der Schichten von der Größe der Materialvolumen in einer anderen der Schichten verschieden ist.
  42. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 41, wobei die Durchmesser der Tropfen zwischen 25 und 1000 Mikrometer betragen.
  43. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 42, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen mindestens einer der Schichten verschieden von der Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen in einer anderen der Schichten ist.
  44. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 42, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten gleich ist.
  45. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 42, wobei die Position der Materialvolumen relativ zu benachbarten Materialvolumen innerhalb jeder der Schichten verschieden ist.
  46. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 45, wobei das Abscheiden der Tropfen durch Verwenden einer Kontaktvorrichtung, bspw. einer Kapillarnadel, erfolgt.
  47. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 45, wobei das Abscheiden von Tropfen nach den Schritten b) oder c) unter Verwendung eines kontinuierlichen Tropfenstrahlprojektors erfolgt.
  48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der kontinuierliche Tropfenstrahlprojektor eine thermische elektrische Düse ist.
  49. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der kontinuierliche Tropfenstrahlprojektor eine piezo-elektrische Düse ist.
  50. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der kontinuierliche Tropfenstrahlprojektor in Transversalrichtung (y-Achse) beweglich ist, während die Laminatkonstruktion in einer dritten Richtung (z-Achse) aufgebaut wird.
  51. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der kontinuierliche Tropfenstrahlprojektor eine elektrostatische Steuerung der Trajektorie der Tropfen umfasst.
  52. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der kontinuierliche Tropfenstrahlprojektor zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Projektorköpfe umfasst.
  53. Verfahren nach Anspruch 38, wobei die Abscheidung der Tropfen nach Schritt b) oder c) das Bewegen des kontinuierlichen Tropfenstrahlprojektors in eine Richtung relativ zum flexiblen Substrat umfasst.
DE69822201T 1997-12-08 1998-12-07 Mehrschichtstrukturen hergestellt mit kontrollierten tröpfchen sowie verfahren zu deren herstellung Expired - Lifetime DE69822201T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6790497P 1997-12-08 1997-12-08
US67904P 1997-12-08
PCT/US1998/025875 WO1999029436A1 (en) 1997-12-08 1998-12-07 Controlled droplet formed layered structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69822201D1 DE69822201D1 (de) 2004-04-08
DE69822201T2 true DE69822201T2 (de) 2004-07-29

Family

ID=22079176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69822201T Expired - Lifetime DE69822201T2 (de) 1997-12-08 1998-12-07 Mehrschichtstrukturen hergestellt mit kontrollierten tröpfchen sowie verfahren zu deren herstellung

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1037716B1 (de)
JP (1) JP2001525265A (de)
AT (1) ATE260714T1 (de)
AU (1) AU1713099A (de)
CA (1) CA2313523A1 (de)
DE (1) DE69822201T2 (de)
WO (1) WO1999029436A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010047924A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Jörg R. Bauer Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Oberfläche einer aushärtenden Flüssigkeit
DE102013206283A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-16 Elringklinger Ag Verfahren zum Applizieren von Beschichtungsmaterial und Appliziervorrichtung
DE102017003718A1 (de) * 2017-04-15 2018-10-18 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Abdichtung auf einem ein- oder mehrteiligen Bauteil
US10987962B2 (en) 2013-11-12 2021-04-27 ACTEGA Schmid Rhyner AG Production of polymeric particles and rough coatings by ink jet printing

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6513897B2 (en) 2000-12-29 2003-02-04 3M Innovative Properties Co. Multiple resolution fluid applicator and method
CN107554975B (zh) * 2017-09-29 2020-03-17 江苏龙灯博士摩包装材料有限公司 农药软塑组合包装材料及其制备方法
US11151907B2 (en) * 2018-06-28 2021-10-19 Iconex Llc Labels and rolls with adhesives to stick to moist and dry surfaces

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2214236C3 (de) * 1972-03-23 1983-11-10 Kufner Textilwerke KG, 8000 München Rasterförmige Beschichtung aus Heißsiegelklebern auf Flächengebilden
US5736195A (en) * 1993-09-15 1998-04-07 Mobium Enterprises Corporation Method of coating a thin film on a substrate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010047924A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Jörg R. Bauer Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Oberfläche einer aushärtenden Flüssigkeit
DE102010047924B4 (de) * 2010-10-08 2017-05-18 Jörg R. Bauer Verfahren zum Erzeugen einer durch eine aushärtende Flüssigkeit gebildeten Oberfläche
DE102010047924C5 (de) 2010-10-08 2023-02-23 Jörg R. Bauer Verfahren zum Erzeugen einer durch eine aushärtende Flüssigkeit gebildeten Oberfläche
DE102013206283A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-16 Elringklinger Ag Verfahren zum Applizieren von Beschichtungsmaterial und Appliziervorrichtung
US10987962B2 (en) 2013-11-12 2021-04-27 ACTEGA Schmid Rhyner AG Production of polymeric particles and rough coatings by ink jet printing
DE102017003718A1 (de) * 2017-04-15 2018-10-18 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Abdichtung auf einem ein- oder mehrteiligen Bauteil

Also Published As

Publication number Publication date
CA2313523A1 (en) 1999-06-17
AU1713099A (en) 1999-06-28
EP1037716B1 (de) 2004-03-03
EP1037716A1 (de) 2000-09-27
DE69822201D1 (de) 2004-04-08
WO1999029436A1 (en) 1999-06-17
ATE260714T1 (de) 2004-03-15
WO1999029436A9 (en) 1999-10-07
JP2001525265A (ja) 2001-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69227117T2 (de) Gemustertes transfer-haftklebeband
DE69903917T2 (de) Retroreflektierendes material mit aufgegedruckten mustern
DE69839341T2 (de) Selektiv-aktivierbares folienmaterial zum abgeben und verteilen einer substanz auf eine zieloberfläche
EP1711570B1 (de) Trennschichtträger
DE602005004851T2 (de) Verfahren zum Herstellen einer atmungsaktiven Schicht und eines absorbierenden Artikels, der diese Schicht umfasst
DE69814893T2 (de) Selektiv-aktivierbares dreidimensionales folienmaterial mit einer mehrstufigen progressiven aktivierung zum aufbringen einer substanz auf eine zieloberfläche
DE69737027T2 (de) Dreidimensionale bahnförmige materialen und verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung
DE69030993T2 (de) Wiederplazierbares druckempfindliches Klebeband und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0328925B1 (de) Haftklebrige Flächengebilde
DE2934240C2 (de) Übertragbares geflocktes Fasermuster- oder Aufklebermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1227799B1 (de) Eine film-, folien- oder oblatenförmige zubereitung
WO2015071269A1 (de) Erzeugung von polymeren partikeln sowie rauer beschichungen mittels ink-jet-druck
DE69822201T2 (de) Mehrschichtstrukturen hergestellt mit kontrollierten tröpfchen sowie verfahren zu deren herstellung
DE60107070T2 (de) Vorgeschnittene abziehbahre verschlussmembrane
EP4031340B1 (de) Verfahren zum erzeugen eines reliefartigen dekors auf einer oberfläche eines keramischen druckmediums
US7132159B1 (en) Controlled droplet formed layered structures
DE19940241A1 (de) Verfahren zum Auftragen wenigstens einer Wirkstoffzubereitung auf eine oder beide Seiten eines dünnen, eine Trägerschicht bildenden Substrates
US11571369B2 (en) Method for manufacturing colored sheet and colored sheet
DE102005061769A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Abdeckungen für klebende Erzeugnisse
DE2223512A1 (de) Verfahren zum Reinigen von Drucktypen
DE102009000639A1 (de) Verfahren zum Beschichten eines Bandes, insbesondere einer Papiermaschinenbespannung
DE60210969T2 (de) Folienmaterial mit faseriger und klebriger oberfläche
DE102018007719A1 (de) Partikel für den Fälschungsschutz
DE102014103897B4 (de) Gedrucktes Werbemotiv
DE102017009092A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements sowie entsprechendes Element

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition