ES2290833T3 - Metodo para fabricar una pelicula con superficie microestructurada. - Google Patents
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Abstract
Un método de preparación de una película microestructurada que comprende extruir una resina entre una rodillo de agarre y un rodillo de moldeo bajo presión, teniendo dicho rodillo de moldeo un diseño microestructurado, en el que la temperatura del rodillo de moldeo durante el método (TProceso) es más baja que la temperatura requerida para la replicación del diseño en la herramienta de la película de resina (TFR).
Description
Método para fabricar una película con superficie
microestructurada.
La presente invención se refiere a artículos
adhesivos imprimibles.
La presente invención se refiere a artículos
adhesivos imprimibles. La presente invención es especialmente útil
para cintas y etiquetas adhesivas sin papel soporte. Imágenes y
materia imprimida que incluyen señales, código de barras, símbolos
y gráficos son comunes. Imágenes y datos que avisan, educan,
entretienen, advierten o de algún otro modo informan, etc. se
aplican a una variedad de superficies interiores y exteriores.
Técnicas que pueden usarse para imprimir
imágenes y materia imprimidas incluyen impresión de transferencia
de masa térmica (también conocidos simplemente como impresión de
transferencia térmica), impresión de matriz de puntos, impresión
láser, electrofotografía (incluido fotocopia) e impresión de chorro
de tinta. El chorro de tinta puede incluir impresión mediante
técnicas de chorro de tinta con tecnología de goteo según demanda
("drop-on-demand") o en
continuo. Técnicas de goteo según demanda incluyen chorro de tinta
piezoeléctrica y chorro de tinta térmica que difiere en cómo se
crean las gotas de tinta.
Las tintas para chorro de tinta pueden ser
tintas para chorro de tinta basadas en disolventes orgánicos,
acuosos (basados en agua) o sólidas (cambio de estado). Las tintas
sólidas para chorro de tinta tienen una cera sólida o componente
aglutinante resínico. La tinta se funde. La tinta fundida se imprime
luego mediante chorro de tinta.
Los componentes de un sistema de chorro de tinta
usado para preparar gráficos puede agruparse en tres categorías
principales: la categoría del ordenador, del programa informático, y
de la impresora, la categoría de la tinta y la categoría del medio
receptor.
El ordenador, programa informático, y la
impresora controlarán el tamaño, número y colocación de las gotas
de tinta y transportarán el medio receptor a través de la impresora.
La tinta contendrá el colorante. El medio receptor proporciona un
depósito para aceptar y tener la tinta. La calidad de la imagen
mediante chorro de tinta es función del sistema total.
La composición e interacción entre la tinta y el
medio receptor es más importante en un sistema de chorro de tinta.
Con impresoras ahora que exceden 2400x2400 ppp de resolución, el
tamaño de la gota de chorro de tinta es más pequeña que en el
pasado. Un tamaño de gota típico para esta precisión ppp, es menor
de aproximadamente 10 picolitros. Algunos fabricantes de impresoras
se esfuerzan por conseguir tamaños de gotas más pequeños incluso,
mientras que otros fabricantes de impresoras están contentos con los
tamaños mayores de gota para gráficos de formato grande.
Recipientes, envases, cartones, y cajas de
embalaje, (generalmente referidas como "cajas") para almacenar
y enviar productos usan típicamente cinta selladora de cajas, tal
como una cinta adhesiva, para asegurar las solapas o las cubiertas
de tal modo que la caja no se abrirá accidentalmente durante un
envío, manejo o almacenamiento normales. La cinta selladora de
cajas mantiene la integridad de una caja a través de su ciclo entero
de distribución. La cinta selladora de cajas puede usarse en otras
partes de cajas y en otros tipos de artículo. Una cinta selladora
de cajas típica comprende un refuerzo con película plástica con una
superficie imprimible y una capa adhesiva sensible a la presión.
Esta cinta puede imprimirse y aplicarse sobre una caja para sellar
la caja. También puede imprimirse, cortarse en una etiqueta y
aplicarse sobre una caja o artículo. Estas cintas pueden prepararse
en forma de rollos o almohadilla, y pueden tener información
imprimida o aplicada de cualquier otro modo, o contenida dentro o
sobre, la cinta.
Estas cajas despliegan información generalmente
sobre los contenidos. Esta información localizada más comúnmente
sobre la caja puede incluir números de lote, códigos de fecha,
información para identificación del producto, y códigos de barras.
La información puede situarse sobre la caja usando varios métodos.
Estos incluyen preimprimir la caja cuando se fabrica, o imprimir
esta información sobre la caja en el momento de usarse. Otras
aproximaciones incluyen el uso de etiquetas, típicamente papel
blanco con información preimprimida o bien aplicada manualmente, o
con un aplicador de etiquetas automático en red.
Una tendencia reciente en transmitir información
referida al producto es el requerimiento de tener la información
específica para cada caja. Por ejemplo, cada caja puede llevar
información específica sobre sus contenidos y el destino final del
producto, incluido los números de lote, números de serie, y número
de pedido de cliente. La información se proporciona típicamente
sobre la cinta o etiquetas que se preparan a medida y se imprime
sobre pedido, generalmente en el momento de aplicación sobre la
caja.
Un sistema para impresión de información implica
impresión de tinta mediante transferencia térmica sobre cinta o
etiquetas usando una cinta de tinta y un cabezal de impresión de
transferencia de calor especial. Un ordenador controla el cabezal
de impresión al proporcionar información en el cabezal, que calienta
localizaciones discretas de la cinta de tinta. La cinta de tinta se
pone en contacto directamente con la etiqueta de modo que cuando se
calienta un área discreta, la tinta funde y se transfiere a la
etiqueta. Otra aproximación que usa este sistema es usar etiquetas
que cambian de color cuando se aplica calor (etiquetas térmicas
directas). En otro sistema, se imprime información variable
directamente sobre una caja o etiqueta mediante una impresora de
chorro de tinta que incluye un cabezal de impresión. Un ordenador
puede controlar el dibujo de la tinta pulverizada sobre la caja o
etiqueta.
Ambos sistemas de transferencia térmica y chorro
de tinta producen imágenes definidas. Con ambos sistemas de chorro
de tinta y de transferencia térmica, la calidad de la impresión
depende de la superficie sobre la que se aplica la tinta. Parece
que el mejor sistema para imprimir información variable es uno en el
que la tinta y el sustrato de impresión pueden encajar
adecuadamente para producir una imagen de calidad repetible,
especialmente códigos de barra, que pueden leerse mediante un
escáner electrónico con un alto grado de fiabilidad.
Independientemente de la técnica de impresión
específica, el aparato de impresión incluye un sistema de manejo
para guiar una banda continua de cinta hacia el cabezal de impresión
lejos del cabezal de impresión después de imprimir para colocación
subsecuente del artículo de interés (por ejemplo, una caja). Al
final, la banda de la cinta se proporciona normalmente en una forma
enrollada ("rollo suministrador de cinta"), tal que el
dispositivo de impresión incluye un soporte que mantiene de forma
rotatoria el rollo suministrador de cinta. Cuando el rollo de cinta
es sin papel soporte, el adhesivo de la cinta está en contacto
íntimo con la superficie imprimible de la siguiente envoltura de la
cinta en el rollo.
Ejemplos de medios receptores de tinta
microestructurados pueden encontrarse en los documentos WO 99/55537,
WO 00/73083, WO 00/73082, WO 01/58697 y WO 01/58698.
Usar un artículo adhesivo receptor de tinta
microestructurado o microporoso sin un revestimiento ha creado
problemas especiales. Generalmente, la capa adhesiva tiende a fluir
en los elementos microestructurados de la superficie de
microestructuras o la superficie porosa del sustrato microporoso.
Bajo ciertas condiciones de tiempo, presión y temperatura, la capa
adhesiva puede transferirse o unirse a la superficie de debajo. Por
consiguiente, en pilas de etiquetas sin soporte papel o en un rollo
de cinta, el adhesivo ya no puede separarse de la superficie
microestructurada directamente debajo de ella. Esto resulta en
cualquier fallo entre el adhesivo y su refuerzo o completo fallo en
retirar la capa superior del artículo adhesivo.
La presente invención está dirigida a un
artículo adhesivo que tiene un medio receptor que comprende una
superficie microestructurada que puede apilarse en una almohadilla
o enrollarse en un rollo de cinta y mantener la capacidad de
retirada del artículo adhesivo superior o el borde principal de la
cinta. Específicamente, la presente invención está dirigida a un
artículo que comprende al menos una superficie principal que
comprende una superficie microestructurada, comprendiendo la
superficie microestructurada elementos microestructrados, los
elementos microestructrados paredes y al menos una pared tiene
altura variable con una altura máxima y una altura mínima a lo
largo de la longitud de la pared.
La presente invención está dirigida
adicionalmente a un artículo de múltiples capas que comprende una
primera capa y una segunda capa. La primera capa comprende un
primer refuerzo, comprendiendo el refuerzo una primera superficie
principal y una segunda superficie principal, en la que la primera
superficie principal comprende una superficie microestructurada que
comprende elementos microestructurados deprimidos, en los que los
elementos microestructurados tienen paredes que separan los
elementos microestructurados y al menos una pared tiene altura
variable a lo largo de la pared y una altura máxima y una altura
mínima a lo largo de la pared; y una primera capa adhesiva sobre la
segunda superficie principal del primer refuerzo. La segunda capa
comprende un segundo refuerzo, comprendiendo el refuerzo una
primera superficie principal y una segunda superficie principal, en
la que la primera superficie principal comprende una superficie
microestructurada que comprende elementos microestructurados
deprimidos, en los que los elementos microestructurados tienen
paredes que separan los elementos microestructurados y al menos una
pared tiene altura variable a lo largo de la pared y una altura
máxima y una altura mínima a lo largo de la pared; y una segunda
capa adhesiva sobre la segunda superficie principal del segundo
refuerzo. En el artículo de múltiples capas, la primera capa
adhesiva está en contacto con la primera superficie principal del
segundo refuerzo.
La presente invención está dirigida además a un
método para fabricar una película que comprende extruir una resina
entre un rodillo de agarre y un rodillo de moldeo bajo presión, en
el que la temperatura del rodillo de moldeo durante el método
(T_{Proceso}) es más baja que la temperatura requerida para la
replicación total de la herramienta (T_{FR}). Generalmente la
T_{Proceso} es al menos 5ºC más baja que la T_{FR}.
La Figura 1 es una imagen por microscopía
electrónica de barrido de una realización de la presente
invención.
La Figura 2 es una vista de una sección
transversal de la realización ilustrada en la Figura 1 a lo largo de
la línea 2-2.
\newpage
La Figura 3 es una vista de una sección
transversal de la realización ilustrada en la Figura 1 a lo largo de
la línea 3-3.
La Figura 4 es una vista de una sección
transversal de una realización de la presente invención que incluye
una estructura de múltiples capas.
Las Figuras 5-6 son vistas de
una sección transversal a lo largo de la pared de las realizaciones
adicionales de la presente invención.
Para el propósito de la presente invención, los
términos que siguen podrán definirse:
"Elemento microestructurado" significa una
forma geométrica reconocible que bien sobresale o está
deprimido.
"Superficie microestructurada" es una
superficie que comprende elementos microestructurados.
La Figura 1 es una imagen por microscopía
electrónica de barrido de una realización de la presente invención.
La imagen óptica ilustra los elementos microestructurados 20 y
pareces 21 que incluyen los elementos microestructurados.
La Figura 2 ilustra un artículo adhesivo que
abarca las características de la invención. La Figura 2 muestra una
vista de una sección longitudinal de una realización como se ha
mostrado en la Figura 1 a lo largo de la línea 2-2.
El artículo adhesivo comprende un refuerzo microestructurado 212 y
una capa adhesiva 214. El refuerzo microestructurado 212 comprende
una primera superficie principal 216 y una segunda superficie
principal 218. Una capa adhesiva 214 está en contacto con la
segunda superficie principal 218. La capa adhesiva 214 puede ser una
capa continua o una capa discontinua (p.ej. bandas o puntos de
adhesivo.)
La Figura 3 ilustra una vista de una sección
longitudinal de una realización como se ha mostrado en la Figura 1
a lo largo de la línea 3-3. En la realización
ilustrada en la Figura 3, la primera superficie principal 316 del
refuerzo microestructurado define elementos microestructurados, en
este caso elementos microestructurados deprimidos 320, en la
primera superficie principal 316. Los elementos microestructurados
320 tienen una superficie 322. La superficie del elemento
microestructurado 322 puede ser lisa o texturada (p.ej. surcos
definidos en la superficie del elemento microestructurado 322 (no
mostrada)). Los surcos pueden tener cualquier dibujo, tal como
líneas rectas o líneas transversales.
Los elementos microestructurados 20 están
rodeados por paredes 21. Las paredes 21 ilustradas en la Figura 1
tienen una altura variable. Las paredes 21 tienen una altura (es
decir altura por encima de la superficie del elemento
microestructurado 22) de aproximadamente 5 a aproximadamente 200
micrómetros, por ejemplo entre aproximadamente 5 y aproximadamente
100 micrómetros. En ciertas realizaciones, la diferencia de altura
entre la altura más corta de la pared (altura mínima) y la más alta
(altura máxima) está entre aproximadamente 1 y aproximadamente 50
micrómetros, por ejemplo entre aproximadamente 1 y aproximadamente
30 micrómetros, y puede existir en cualquier punto a lo largo de la
pared. En ciertas realizaciones, la diferencia entre la altura
mínima y máxima está entre aproximadamente 5 y aproximadamente 20
micrómetros. Por ejemplo, la Figura 3 ilustra en cualquier
realización que las paredes 21 tienen puntos de intersección 323 (es
decir donde una pared encuentra a otra pared), y la altura máxima
está en el punto de intersección. En otras realizaciones, las
paredes tienen un punto 325 a lo largo de las paredes entre uno
cualquiera de los dos puntos de intersección, y la altura máxima
está en el punto 325. En otras realizaciones, la altura mínima es
cero (0) y una porción de la pared puede estar al nivel de la
superficie del elemento microestructurado 322.
Las paredes tienen generalmente un espesor de
entre aproximadamente 1 a aproximadamente 50 micrómetros, por
ejemplo entre aproximadamente 1 y aproximadamente 30 micrómetros. En
ciertos ejemplos, las paredes tienen un espesor de entre
aproximadamente 5 y aproximadamente 30 micrómetros.
En general, la elección de la configuración
geométrica del elemento microestructurado tiene capacidad suficiente
para controlar la colocación de una gota individual de tinta. En
algunas realizaciones, la configuración geométrica se elige de modo
que el paso del elemento microestructurado (esto es, distancia de
centro a centro entre elementos microestructurados) está entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 1000 micrómetros, por ejemplo
entre aproximadamente 10 y aproximadamente 500 micrómetros. En
realizaciones específicas, el paso está entre aproximadamente 50 y
aproximadamente 400 micrómetros.
Los elementos microestructurados pueden tener
cualquier estructura. Por ejemplo, la estructura para el elemento
microestructurado puede ir del extremo de elementos cúbicos con
paredes verticales paralelas y planas, al extremo de elementos
hemisféricos, con cualquier configuración geométrica sólida posible
de paredes entre los dos extremos. Ejemplos específicos incluyen
elementos cúbicos, elementos cilíndricos, elementos cónicos con
paredes angulares, planas, elementos de pirámides truncadas con
paredes angulares y planas, elementos en forma de panal y elementos
en forma trihédrica. Otros elementos microestructurados útiles se
describen en publicaciones PCT WO 00/73082 y WO 00/73083.
El dibujo de la topografía puede ser regular,
aleatorio o una combinación de los dos. "Regular" significa
que el dibujo es plano y reproducible. "Aleatorio" significa
que una o más características de los elementos microestructurados
han variado de una manera no regular. Ejemplos de características
que varían incluyen por ejemplo, paso de elemento
microestructurado, distancia entre pico y valle, profundidad,
altura, ángulo de la pared, radio del borde, y similares. Dibujos
de combinación pueden comprender por ejemplo dibujos que son
aleatorios sobre un área que tiene un radio mínimo de diez anchuras
de elemento microestructurado a partir de cualquier punto, pero
estos dibujos aleatorios pueden reproducirse sobre distancias más
largas en todo el dibujo. Los términos "Regular",
"Aleatorio" y "Combinación" se usan en este texto para
describir el dibujo impartido a la longitud de la banda mediante
una distancia repetida de la herramienta que tiene un dibujo
microestructurado encima. Por ejemplo, cuando la herramienta es un
rollo cilíndrico, una distancia repetida corresponde a una
revolución del rollo. En otra realización, la herramienta puede ser
un plato y la distancia repetida podría ser corresponder a una o
ambas dimensiones del plato.
El volumen de un elemento microestructurado
puede ir de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 000 pL, por
ejemplo de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 000 pL. Ciertas
realizaciones tienen un volumen de aproximadamente 3 a
aproximadamente 10 000 pL, por ejemplo de aproximadamente 30 a
aproximadamente 10 000 pL, como de aproximadamente 300 a
aproximadamente 10 000 pL. Los volúmenes de los elementos
microestructurados pueden decrecer según la tecnología de impresión
conduce a un tamaño de gota de tinta más pequeño.
Para aplicaciones en las que las impresoras de
chorro de tinta de sobremesa (tamaño de gota típico de
3-20 pL) se usarán para generar la imagen, los
volúmenes del elemento microestructurado van generalmente de
aproximadamente 300 a aproximadamente 8000 pL. Para aplicaciones en
las que las impresoras de chorro de tinta de formato grande (tamaño
de gota típico de 10-200 pL se usarán para generar
la imagen, los volúmenes del elemento microestructurado van
generalmente de aproximadamente 1 000 a aproximadamente 10 000
pL.
Otro medio para caracterizar la estructura de
los elementos microestructurados 20 es describir los elementos
microestructurados en términos de relaciones de aspecto. Una
"relación de aspecto" es la relación de la altura de un
elemento microestructurado y la anchura de un elemento
microestructurado. Relaciones de aspecto útiles para un elemento
deprimido van de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2, por
ejemplo de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1, y en
realizaciones específicas de aproximadamente 0,05 a aproximadamente
0,8. Relaciones de aspecto útiles para un elemento que sobresale
van de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 15, por ejemplo de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 10, y en realizaciones
específicas de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 8.
La altura total del los elementos
microestructurados dependen de la forma, relación de aspecto, y
volumen deseado del elemento microestructurado La altura del
elemento microestructurado va de aproximadamente 5 a
aproximadamente 200 micrómetros. En algunas realizaciones, la altura
va de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 micrómetros, por
ejemplo de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 micrómetros.
El paso del elemento microestructurado va de
aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 micrómetros. Ciertas
realizaciones tienen un paso de elemento microestructurado de
aproximadamente 10 a aproximadamente 500 micrómetros, por ejemplo
de aproximadamente 50 a aproximadamente 400 micrómetros. El paso del
elemento microestructurado puede ser uniforme, pero no siempre es
necesario o deseable para el paso que sea uniforme. Se reconoce que
en algunas realizaciones de la invención, puede no ser necesario, o
deseable, que el paso del elemento uniforme observada entre
elementos microestructurados, ni que todas sus características sean
idénticas. De este modo, una variedad de tipos diferentes de
características, por ejemplo, elementos microestructurados con,
quizás, una variedad de pasos puede comprender la superficie
microestructurada. El rango de las distancias de pico a valle de
elementos individuales es de aproximadamente 1 a aproximadamente 200
micrómetros.
La Figura 4 muestra una realización de la
presente invención en una estructura de múltiples capas 400. La
Figura 4 ilustra dos capas de una estructura de múltiples capas con
un primer artículo adhesivo 410a y un segundo artículo adhesivo
410b. El primer artículo adhesivo 410a comprende un refuerzo
microestructurado 412a y una capa adhesiva 414a. El refuerzo
microestructurado 412a comprende una primera superficie principal
416a y una segunda superficie principal 418a. El segundo artículo
adhesivo 410b comprende un refuerzo microestructurado 412b y una
capa adhesiva 414b. El refuerzo microestructurado 412b comprende
una primera superficie principal 416b y una segunda superficie
principal 418b. La primera capa adhesiva 414a está en contacto
directo con la primera superficie principal 416b del segundo
refuerzo microestructurado 412b. Por consiguiente, con el fin de
retirar la primera capa adhesiva 410a del segundo artículo adhesivo
410b, la primera capa adhesiva 414a se libera de la primera
superficie principal de 416b del segundo refuerzo microestructurado
412b.
Las Figuras 5 y 6 ilustran realizaciones
diferentes de una sección de un artículo de la presente
invención.
El refuerzo microestructurado comprende
típicamente un polímero. El refuerzo puede ser una película sólida.
El refuerzo puede ser transparente, translúcido, u opaco,
dependiendo del uso deseado. El refuerzo puede ser claro o tintado,
dependiendo del uso deseado. El refuerzo puede ser ópticamente
transmisivo, ópticamente reflexivo, u ópticamente retroreflexivo,
dependiendo del uso deseado.
Ejemplos ilimitados de películas poliméricas
útiles como refuerzo en la presente invención incluyen
termoplásticos tal como poliolefinas (p.ej. polipropileno,
polietileno), poli(cloruro de vinilo), copolímeros de
olefinas (p.ej. copolímeros de propileno), copolímeros de etileno
con acetato de vinilo o alcohol vinílico, termoplásticos fluorados
tal como copolímeros y terpolímeros de hexafluoropropileno y sus
versiones modificadas de superficie, poli(tereftalato de
etileno) y sus copolímeros, poliuretanos, poliimidas, acrílicos, y
versiones rellenas de las anteriores usando cargas tal como
silicatos, sílices, aluminatos, feldespato, talco, carbonato de
calcio, dióxido de titanio, y similares. Son también útiles en la
aplicación películas coextruídas y películas laminadas preparadas a
partir de materiales enumerados anteriormente. Más específicamente,
el refuerzo microestructurado está formado a partir de
poli(cloruro de vinilo), polietileno, polipropileno, y sus
copolímeros.
Las propiedades del refuerzo usado en la
presente invención pueden aumentarse con recubrimientos opcionales
que mejoran el control de la receptividad de la tinta de la
superficie microestructurada del refuerzo. Cualquier variedad de
recubrimientos es conocida por el experto en la técnica. Es posible
emplear cualquiera de estos recubrimientos en combinación con la
superficie microestructurada de la presente invención.
Uno puede emplear un sistema de administración
fluido que tiene una variedad de tensioactivos o se pueden elegir
polímeros para proporcionar superficies adecuadas particularmente
para componentes fluidos particulares del las tintas pigmentadas
para chorro de tinta. Los tensioactivos pueden ser catiónicos,
aniónicos, no iónicos, o zwitteriónicos. Muchos tipos de
tensioactivos están ampliamente disponibles para el experto en la
técnica. De acuerdo con esto, se puede emplear cualquier
tensioactivo o combinación de tensioactivos o polímero(s)
que vuelvan un superficie polimérica hidrófila.
Estos tensioactivos pueden estar recubiertos o
aplicados de algún otro modo sobre la superficie del elemento
microestructurado de los elementos microestructurados en la
superficie microestructurada. Se han usado varios tipos de
tensioactivos en los sistemas de recubrimiento. Estos pueden incluir
pero no se limitan a los basados en fluoroquímicos, silicona e
hidrocarburos en los que dichos tensioactivos pueden ser catiónicos,
aniónicos o no iónicos. Además, el tensioactivo no iónico puede
usarse tal cual o en combinación con otro tensioactivo, tal como un
tensioactivo aniónico en un disolvente orgánico o en mezcla de agua
y disolvente orgánico, siendo dichos disolventes orgánicos elegidos
entre el grupo de alcohol, amida, cetona y similares.
Se pueden usar varios tipos de tensioactivos no
iónicos, incluyendo pero sin ser limitantes: fluorocarbonos,
copolímeros en bloque de etileno y óxido de propileno sobre una base
de etilenglicol, ésteres de ácidos grasos de polioxietileno de
sorbitán, octilfenoxi-polietoxietanol,
tetrametil-decinediol, tensioactivos de silicona y
similares conocidos por el experto en la técnica.
Se puede aplicar adicionalmente un recubrimiento
de liberación (refuerzo de baja adhesión) a la superficie
microestructurada. El recubrimiento de liberación puede ser una capa
continua o una capa discontinua (p.ej. bandas y puntos) El
recubrimiento de liberación puede aplicarse sobre la superficie
microestructurada entera, incluyendo los elementos
microestructurados, o solamente sobre ciertas áreas de la superficie
microestructurada. Por ejemplo, en realizaciones que comprenden
elementos microestructurados deprimidos, el recubrimiento de
liberación puede aplicarse solamente sobre la superficie y no en los
elementos microestructurados. En algunas realizaciones, se puede
combinar un material de liberación con el material usado para
preparar el refuerzo microestructurado e incorporar en el
refuerzo.
Otros materiales de recubrimiento pueden usarse
con la intención de mejorar la apariencia o durabilidad de la
imagen imprimida sobre la superficie microestructurada. Por ejemplo,
se puede usar un recubrimiento receptor para chorro de tinta. El
recubrimiento receptor para chorro de tinta puede comprender una o
más capas. Recubrimientos receptores de tinta útiles son
adsorbentes de tinta hidrófila y acuosa. Tales recubrimientos
incluyen, sin ser limitantes, polivinilpirrolidona, homopolímeros y
copolímeros y sus derivados sustituidos, polietilenimina y
derivados, copolímeros de acetato de vinilo, por ejemplo,
copolímeros de vinil-pirrolidona y acetato de
vinilo, copolímeros de acetato de vinilo y ácido acrílico, y
similares, y sus derivados hidrolizados; poli(alcohol
vinílico), homopolímeros y copolímeros de ácido acrílico;
co-poliésteres; homopolímeros y copolímeros de
acrilamida; polímeros celulósicos; copolímeros de estireno con
alcohol alílico, ácido acrílico, y/o ácido maleico o sus ésteres,
polímeros y copolímeros de óxido de alquileno; gelatinas y gelatinas
modificadas; polisacáridos, y similares. Si la impresora enfocada
imprime tintas con colorantes acuosos, luego se puede recubrir un
mordiente adecuado sobre la superficie microestructurada con el fin
de inmovilizar o "fijar" los colorantes. Mordientes que se
pueden usar consisten generalmente en, sin ser limitantes, aquellos
encontrados en las patentes tales como US 4 500 631, US 5 342 688;
US 5 354 813; US 5 354 813; y US 5 712 027. Un ejemplo específico de
un recubrimiento receptor para chorro de tinta es una solución que
contiene polímeros de polivinilo y copolímeros que contienen
vinil-piridina tal como se describe en la solicitud
de patente provisional de EE.UU. en tramitación número 60/357863
presentada el 19 Febrero de 2002. Varias combinaciones de estos
materiales con otros materiales de recubrimiento, por ejemplo una
combinación de un agente de liberación y un receptor para chorro de
tinta, enumerados en este texto están también dentro del alcance de
la invención.
Adicionalmente, afectar directamente el sustrato
por medios generalmente conocidos por el experto en la técnica
puede emplearse en el contexto de esta invención. Por ejemplo,
superficies tratadas con llama, superficies tratadas con corona
(aire y nitrógeno), o superficie deshidroclorado poli(cloruro
de vinilo) pueden prepararse en un refuerzo microestructurado como
un sustrato imprimible.
El refuerzo microestructurado puede formarse en
un artículo adhesivo mediante la adición de una capa adhesiva sobre
la segunda superficie principal del refuerzo microestructurado. El
adhesivo puede ser un adhesivo sensible a la presión. Cualquier
composición de adhesivo sensible a la presión adecuada puede usarse
para esta invención. Los adhesivos sensibles a la presión pueden
ser cualquier adhesivo sensible a la presión convencional que se
adhiere a ambos refuerzo microestructurado y la superficie que
recibe el artículo adhesivo. El componente del adhesivo sensible a
la presión puede ser cualquier material que tiene propiedades de
adhesivo sensible a la presión que incluyen lo siguiente: (1)
pegajosidad, (2) adherencia a un sustrato con solamente la presión
de los dedos, y (3) habilidad suficiente para sujetarse sobre un
adherente. Además, el componente adhesivo sensible a la presión
puede ser un adhesivo sensible a la presión único o el adhesivo
sensible a la presión puede ser una combinación de dos o más
adhesivos sensibles a la presión.
Los adhesivos sensibles a la presión útiles en
la presente invención incluyen, por ejemplo, aquellos basados en
cauchos naturales, cauchos sintéticos, copolímeros en bloque de
estireno, poli(éteres de vinilo), poli(met)acrilatos
(incluidos ambos acrilatos y metacrilatos), poliolefinas, y
siliconas.
El adhesivo sensible a la presión puede ser
intrínsecamente pegajoso. Si se desea, se pueden añadir pegamentos
a un material base para formar el adhesivo sensible a la presión.
Pegamentos útiles incluyen, por ejemplo, resinas de éster rosina,
resinas de hidrocarburos aromáticos, resinas de hidrocarburos
alifáticos, y resinas de terpeno. Se pueden añadir otros materiales
para propósitos especiales, incluido, por ejemplo, aceites,
plastificantes, antioxidantes, estabilizantes de ultravioleta
("UV"), caucho de butilo hidrogenado, pigmentos, y agentes de
endurecimiento.
En una realización específica, el adhesivo
sensible a la presión está basado en copolímero en bloque de
estireno-isopreno-estireno.
En una realización, el adhesivo es un adhesivo
de flujo lento. Se muestra un adhesivo de flujo lento en la
solicitud de patente de EE.UU. No de serie. 60/391 497, presentada
el 25 de Junio de 2002.
Una realización específica de la invención tiene
un adhesivo sensible a la presión reforzado con fibra tal como se
describe en solicitud de patente de EE.UU. en tramitación No de
serie. 09/764478, presentada el 17 de Enero de 2001 y la
continuación en parte en la solicitud de patente de EE.UU. No de
serie. 10/180 784, presentada el 25 de Junio de 2002. En tal
realización, cualquier composición de adhesivo sensible a la presión
adecuada puede usarse como una matriz de adhesivo para el adhesivo
reforzado con fibra. El adhesivo sensible a la presión puede ser un
adhesivo de flujo lento, pero algunos adhesivos sensibles a la
presión que no son adhesivos de flujo lento también puede ser
adecuados como una matriz para el adhesivo sensible a la presión
reforzado con fibra. El adhesivo sensible a la presión se refuerza
luego con un material reforzante fibroso. Varios materiales
reforzantes pueden usarse para poner en práctica la presente
invención. En realizaciones específicas, el material reforzante es
un polímero. En ciertas realizaciones, el material reforzante es
elastomérico. Ejemplos del material reforzante incluyen un polímero
de olefina, tal como polietileno de densidad ultra baja.
Se pueden incluir capas adicionales de adhesivo
en la capa adhesiva opuesta al refuerzo microestructurado. Por
ejemplo, una segunda capa de adhesivo puede ser recubierta sobre la
capa de adhesivo de flujo lento. La segunda capa de adhesivo puede
ser o no un adhesivo de flujo lento. Por ejemplo, una segunda capa
de adhesivo que no es un adhesivo de flujo lento puede ser
beneficioso en una capa delgada para maximizar la pegajosidad del
artículo adhesivo.
La cinta comprende una película
microestructurada y una capa adhesiva. La película microestructurada
tiene una primera superficie principal que comprende una superficie
microestructurada y una segunda superficie principal. La superficie
microestructurada puede prepararse mediante varias vías, tal como
usar técnicas de colada, recubrimiento, o compresión. Por ejemplo,
microestructurar la primera superficie principal del refuerzo puede
conseguirse mediante al menos cualquier (1) colada de un
termoplástico fundido usando una herramienta que tiene un dibujo
microestructurado, (2) recubrimiento de un fluido sobre una
herramienta que tiene un dibujo microestructurado, solidificar el
fluido, y retirar la película resultante, o (3) pasar una película
termoplástica a través de un rodillo de agarre para comprimir
contra una herramienta que tiene un dibujo microestructurado. La
herramienta puede formarse usando cualquiera de varias técnicas
conocidas por el experto en la técnica, elegidas dependiendo en
parte del material y de las características de la herramienta y de
las características de la topografía deseada. Técnicas ilustrativas
incluyen grabar (por ejemplo, vía grabado químico, grabado mecánico,
u otros medios ablativos tal como ablación con láser o grabado
iónico reactivo, etc.), fotolitografía, estereolitografía,
micromecanización, moleteado (por ejemplo, moleteado por corte o
moleteado mejorado con ácido), perforación o incisión, etc. Métodos
alternativos para formar la superficie microestructurada incluyen
extrusión termoplástica, métodos de recubrimiento con fluido
curable, y capas termoplásticas de grabado en relieve que también
pueden ser curadas.
El método de compresión usa una prensa caliente
familiar a aquellos expertos en la técnica de moldeo por compresión.
La presión ejercida en la prensa va típicamente de aproximadamente
48 kPa a aproximadamente 2400 kPa. La temperatura de la prensa en
la superficie del molde va típicamente de aproximadamente 50ºC a
aproximadamente 200ºC, por ejemplo de aproximadamente 110ºC a
aproximadamente 170ºC.
El tiempo de duración en la prensa va
típicamente de aproximadamente un segundo a aproximadamente 5
minutos. La presión, temperatura y tiempo de duración usados
dependen primeramente del material particular que está siendo
grabado, y del tipo de elemento microestructurado que se genera tal
como es conocido por el experto en la
técnica.
técnica.
Las condiciones del procedimiento podrán ser
suficientes para causar que el material fluya y tome generalmente
la forma de la superficie de la herramienta que se usa. Se puede
usar cualquier prensa de calor comercial disponible
generalmente.
El método de extrusión implica pasar el material
extruído o sustrato preformado a través de una zona de agarre
creada mediante un rodillo enfriado y un rodillo de moldeo grabado
con un dibujo inverso de la microestructura deseada. O, se alimenta
una película de entrada en una máquina para recubrimiento y
extrusión o extrusora. Se recubre una capa polimérica (extruída)
mediante termofundido sobre la película de entrada. La capa
polimérica se forma luego en una superficie microestructurada.
Se pueden usar extrusoras monohusillo o de doble
husillo. Las condiciones se eligen para reunir los requerimientos
generales entendidos por el experto en la técnica. Por ejemplo, el
perfil de temperatura en la extrusora puede ir de 100ºC a 250ºC
dependiendo de las características de fundido de la resina. La
temperatura en el troquel va de 150ºC a 250ºC dependiendo de las
características de la resina. La presión ejercida en la zona de
agarre puede ir de aproximadamente 140 a aproximadamente 1380 kPa y
preferentemente de aproximadamente 350 a aproximadamente 550 kPa.
La temperatura en el rodillo de agarre puede ir de aproximadamente
5ºC a aproximadamente 150ºC, por ejemplo de aproximadamente 10ºC a
aproximadamente 100ºC, y la temperatura del rodillo grabador puede
ir de aproximadamente 25ºC a aproximadamente 100ºC, por ejemplo de
aproximadamente 40ºC a aproximadamente 60ºC. Generalmente la
temperatura del rodillo grabador durante el procedimiento
(T_{procedimiento}) es más baja que la temperatura requerida para
una replicación completa de la herramienta (T_{FR}). T_{FR} es
la temperatura que el rodillo grabador debería tener para asegurar
la replicación completa del dibujo de la herramienta en la película
de la resina. T_{FR} depende de muchos factores, incluida la
resina usada, la velocidad de línea y la presión en la zona de
agarre. Un experto en la técnica puede determinar T_{FR} para
cualquier condición de procedimiento dada. La T_{procedimiento}
es generalmente al menos 5ºC más baja que T_{FR}. La velocidad de
movimiento a través de la zona de agarre va típicamente de
aproximadamente 0,25 a aproximadamente 500 metros/min, pero
generalmente se moverá tan rápido como las condiciones lo
permitan.
permitan.
El calandrado puede acometerse en un
procedimiento continuo usando una zona de agarre, tal como se conoce
en la técnica de manejo de películas. En la presente invención, se
pasa una banda que tiene una superficie adecuada, y que tiene un
espesor suficiente para recibir el dibujo de la microestructura
deseada a través de una zona de agarre formada mediante dos
rodillos cilíndricos, uno de los cuales tiene una imagen inversa al
grabado deseado grabado en su superficie. La capa de la superficie
está en contacto con el rodillo grabado en la zona de agarre. La
banda se calienta generalmente hasta temperaturas de 100ºC hasta
540ºC con, por ejemplo, fuentes de calor radiante (por ejemplo,
lámparas de calor, calentadores de infrarrojo, etc.) y/o mediante
uso de rodillos calentados en la zona de agarre. Una combinación de
calor y presión en la zona de agarre (típicamente, 100 a 500
lb/pulgada (1,8 kg/centímetro a 9 kg/centímetro)) se usa
generalmente al poner en práctica la presente invención.
La segunda superficie principal del refuerzo
microestructurado es un adhesivo recubierto con una composición de
adhesivo tal como se ha descrito anteriormente. Esto se puede llevar
a cabo usando cualquier técnica de recubrimiento conocida por el
experto en la técnica.
El artículo adhesivo resultante puede incluir un
revestimiento de liberación sobre la capa de adhesivo (no
mostrada), aunque un revestimiento de liberación no es necesario.
Revestimientos de liberación son conocidos y comercialmente
disponibles a partir de una variedad de fuentes. Ejemplos de
revestimientos de liberación incluyen papel de envolver recubierto
de silicona, papel recubierto de polietileno recubierto de silicona,
materiales poliméricos no recubiertos o recubiertos de silicona tal
como polietileno o polipropileno. Los materiales base mencionados
anteriormente pueden recubrirse también con agentes poliméricos de
liberación tal como urea de silicona, polímeros fluorados,
uretanos, y alquil-acrilatos de cadena larga.
El artículo adhesivo descrito es deseable para
imprimir. Los elementos microestructurados contienen cualquier
recubrimiento receptivo de tinta y cualquier tinta aplicada a la
superficie microestructurada, dando como resultado una imagen
controlada.
El artículo adhesivo puede ser imprimido
mediante cualquier método conocido en la técnica. Específicamente,
el presente artículo adhesivo puede situarse en una impresora de
chorro de tinta e imprimirse a altas velocidades (es decir
velocidades que exceden 5 cm/segundo) mientras que se mantiene una
imagen clara.
Los ejemplos siguientes describen con más
detalle realizaciones de la invención.
La invención se resume mediante los siguientes
puntos:
1. Un artículo que comprende al menos una
superficie principal que comprende una superficie microestructurada,
comprendiendo la superficie microestructurada elementos
microestructurados, los elementos microestructurados comprendiendo
paredes y al menos una pared tiene una altura variable con una
altura máxima y una altura mínima a lo largo de la pared.
2. El artículo del punto 1 en el que al menos
dos paredes se cruzan, y la altura de la pared en el punto de
intersección es la altura máxima a lo largo de la pared.
3. El artículo del punto 2 en el que entre
cualquiera de los dos puntos de intersección a lo largo de una pared
es un punto que tiene la altura máxima a lo largo de la pared.
4. El artículo del punto 2 en el que el punto a
mitad de camino entre cualquier dos puntos de intersección a lo
largo de una pared es un punto central, y el punto central es la
altura mínima a lo largo de la pared.
5. El artículo del punto 1 en el que la altura
máxima está entre aproximadamente 5 y aproximadamente 200
micrómetros.
6. El artículo del punto 1 en el que la altura
mínima está entre aproximadamente 0 y aproximadamente 200
micrómetros.
7. El artículo del punto 1 en el que la
diferencia entre la altura máxima y la altura mínima está entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 50 micrómetros.
8. El artículo del punto 1 en el que la
diferencia entre la altura máxima y la altura mínima está entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 30 micrómetros.
9. El artículo del punto 1 en el que la
diferencia entre la altura máxima y la altura mínima está entre
aproximadamente 5 y aproximadamente 20 micrómetros.
10. Un artículo de múltiples capas que
comprende
una primera capa que comprende
un primer refuerzo, comprendiendo el refuerzo
una primera superficie principal y una segunda superficie principal
que comprende una superficie microestructurada que comprende
elementos microestructurados deprimidos, en la que los elementos
microestructurados tienen paredes que separan los elementos
microestructurados y al menos una pared tiene una altura variable a
lo largo de la pared y una altura máxima y una altura mínima a lo
largo de la pared; y
una primera capa adhesiva sobre la segunda
superficie principal del primer refuerzo; y
una segunda capa que comprende
un segundo refuerzo, comprendiendo el refuerzo
una primera superficie principal y una segunda superficie principal,
en el que la primera superficie principal comprende una superficie
microestructurada que comprende elementos microestructurados
deprimidos, en la que los elementos microestructurados tienen
paredes que separan los elementos microestructurados y al menos una
pared tiene una altura variable a lo largo de la pared y una altura
máxima y una altura mínima a lo largo de la pared; y
una segunda capa adhesiva sobre la segunda
superficie principal del segundo refuerzo
en la que la primera capa adhesiva está en
contacto con la primera superficie principal del segundo
refuerzo.
11. Un método para preparar una película que
comprende
extruir una resina entre una rodillo de agarre y
un rodillo de moldeo bajo presión, en el que la temperatura del
rodillo de moldeo durante el método (T_{Proceso}) es más baja que
la temperatura requerida para la replicación total de la herramienta
(T_{FR}). Generalmente la T_{Proceso} es al menos 5ºC más baja
que la T_{FR}.
12. El método del punto 10 en el que
T_{Proceso} es al menos 5ºC más baja que T_{FR}.
Imágenes de la película con microestructura que
proporciona un relieve tridimensional se obtuvieron usando
Microscopía Electrónica de Barrido con un aumento de aproximadamente
40 a aproximadamente 250 X. El diferencial de altura de las paredes
que forman los huecos se obtuvieron mediante interferometría de luz
blanca. Para los ejemplos 1 (Comparativo) y 2 se empleó un
interferómetro Wyko y para los Ejemplos 3 (Comparativo) y
4-10 se usó un interferómetro Zygo.
Un ejemplo de película microestructurada
extruída que medía 2 pulgadas de ancho por 5 pulgadas de largo (5,08
por 12,7 cm) se sujetó a un plato de acero (2 x 5 x 1/16 pulgadas
(5,08 x 12,7 x 0,16 cm) ) usando una cinta adhesiva por ambos lados
tal que la superficie microestructurada queda expuesta. Esta y
muestras de Cinta Selladora de Cajas de 3M Scotch® No. 311 (una
cinta selladora de cajas de aplicación general que tenía un
adhesivo acrílico sensible a la presión de espesor de 0,00095
pulgadas (24 micrómetros) sobre un refuerzo de polipropileno
orientado biaxialmente de espesor de 0,0011 pulgadas (28
micrómetros), disponible en 3M Company, St. Paul, MN) fueron
acondicionados durante 24 horas a 77ºF (25ºC) y 50% de humedad
relativa. Luego, un trozo de la cinta que medía aproximadamente 7
pulgadas (17,8 cm) de largo por 1 pulgada (2,54 cm) de ancho se
situó a lo largo del lado adhesivo boca abajo sobre la superficie
microestructurada de la película tal que aproximadamente 2 pulgadas
(5,08 cm) de la cinta extendida pasó el borde del sustrato de la
película. Esta porción se dobló por la parte de atrás para
proporcionar una lengüeta de una pulgada (2,54 cm). Se pasó un
rodillo de caucho de 4,5 libras (2,04 kg) mecánicamente sobre la
cinta una vez en cada dirección (hacia adelante y hacia atrás) a
una relación de 12 pulgadas/minuto (30,5 cm/minuto). Este montaje se
usó luego par medir la fuerza de resistencia a la adhesión en
ángulo de 90º a temperatura ambiente usando un SINTECH 6 (disponible
en MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC) equipado
con una celda de carga de 25 libras (11,34 kg) a una relación de
separación de mandíbula de 50 pulgadas/minuto (127 cm/minuto). El
valor descrito fue una media de 3 muestras. Este procedimiento se
empleó también usando una cinta selladora de cajas Superior
Performance 3M Scotch® No. 375 (una cinta de embalaje de eficacia
superior que tenía un adhesivo de fundido en caliente sensible a la
presión de un espesor de 0,0011 pulgadas (28 micrómetros) sobre
refuerzo de polipropileno orientado biaxialmente de espesor de 0,002
pulgadas (51 micrómetros), disponible en 3M Company, St. Paul, MN)
en lugar de la cinta 311.
Las fuerzas de resistencia al desprendimiento se
midieron sobre montajes de plato de acero/ película
microestructurada/cinta adhesiva que se prepararon tal como se ha
descrito anteriormente en "Fuerza de Resistencia al
Desprendimiento (Inicial)" y se envejeció tal como sigue. Los
montajes se envejecieron a 150ºF (66ºC) durante 24 horas luego se
equilibraron durante 24 horas a 77ºF (25ºC) y 50% de humedad
relativa antes de ensayarlos para fuerza de resistencia al
desprendimiento tal como se ha descrito previamente.
Ejemplo
1
(Comparativo)
Se preparó una película microestructurada que
exhibía una altura esencialmente uniforme por ambas paredes y
puntos de intersección de las paredes colocadas perpendicular a la
otra. Más específicamente, una mezcla 83: 17 (p: p) de una resina
de polipropileno claro (FINA 3376, una resina de homopolímero de
polipropileno que contenía estearato de calcio que tenía una
relación de flujo de fundido (por ASTM D1238,230C/2,16 kg de carga)
de entre aproximadamente 2,5 y aproximadamente 3,1 g/10 minutos, un
Color Hunter "b" de 2,0 o menos, y solubles xileno de entre
aproximadamente 3,5 y 4,5%, obtenido a partir de ATOFINA
Petrochemical Company, Dallas, TX) y una resina de polipropileno
pigmentada blanca (una 1: 1 mezcla en peso de dióxido de titanio y
PP4792 El, una resina de polipropileno que tenía un caudal de
fundido de 2,7 g/10 minutos (230ºC/2,16 kg), disponible en
ExxonMobil Chemical, Houston, TX) se extruyeron en dos rodillos de
agarre calientes localizados cerca del troquel usando una extrusora
monohusillo Killion (disponible en Davis Standard Killion,
Pawcatuck, CT). La extrusora tenía un diámetro de 3,18 centímetros
(cm) (1,25 pulgadas), una relación longitud/diámetro de 30:I, y
cinco zonas calientes que estaban fijadas como sigue: Zona 1, 124ºC
(255ºF); Zona 2, 177ºC (350ºF); Zona 3, 235ºC (455ºF); Zona 4,
243ºC (470ºF); y Zona 5, 249ºC (480ºF); La temperatura del troquel
se estableció en 249ºC (480ºF). La resina fundida salía del troquel
y era atraída hacia los rodillos de agarre cerrados bajo presión.
El rodillo de agarre superior era un rodillo recubierto de caucho y
el rodillo de agarre más bajo era un rodillo con herramienta de
metal que tenía un dibujo microestructurado grabado en su
superficie. Ambos rodillos de agarre tenían un diámetro de
aproximadamente 30,5 cm (12 pulgadas) y estaban huecos para
permitir calentar o enfriar los rodillos al pasar un fluido a través
de sus interiores. El valor de referencia del rodillo superior era
38ºC (100ºF) y el valor de referencia del rodillo inferior era 110ºC
(230ºF). La velocidad de la banda estaba entre aproximadamente 3,0
y 3,7 metros/minuto (9,8 a 12,1 pies/minuto).
\newpage
El rodillo con herramienta de metal se grabó con
tres conjuntos de surcos. Había dos conjuntos de surcos paralelos,
que estaban perpendiculares el uno al otro y referido de aquí en
adelante como los surcos principales. Estos dos conjuntos
perpendiculares de surcos helicoidales corrían con un ángulo de
aproximadamente 45º al eje del rodillo, y tenían una profundidad de
aproximadamente 75 micrómetros (micras, o \mum), una anchura de
aproximadamente 18 \mum en el fondo y 38 \mum arriba, y estaban
separados aproximadamente por 125 \mum. El tercer conjunto de
surcos, de aquí en adelante referidos como los surcos menores,
corrían con un ángulo de aproximadamente 90º al eje del rodillo (es
decir, paralelo a la dirección de la banda) y tenía una profundidad
de entre aproximadamente 8 y aproximadamente 10 micrómetros, una
anchura de aproximadamente 8 micrómetros en el fondo y
aproximadamente 11 micrómetros arriba, y estaban separados
aproximadamente por 35 \mum.
La superficie microestructurada del rodillo con
herramienta grababa la resina de polipropileno extruída para
proporcionar un película de polipropileno que tenía una primera
superficie principal con un dibujo microestructurado encima, y una
segunda superficie principal. La película grabada así obtenida,
tenía un espesor total de aproximadamente 0,0056 pulgadas (142
micrómetros), se enfriaba antes de alcanzar un rodillo de enrolle.
El dibujo grabado sobre la película comprendía pozos o huecos
separados por paredes. Los huecos eran rombohédricos en forma con
una profundidad nominal de 75 \mum y las paredes estaban situadas
a 45º de la dirección de la máquina (dirección de la banda) de la
película microestructurada. Además, el fondo de los huecos contenían
crestas que corrían con un ángulo de 45º de la dirección de las
paredes de los huecos (esto es, corrían paralelos a la dirección de
la banda) y que tenían una altura nominal de entre 8 y 10 \mum,
una profundidad arriba de aproximadamente 8 micrómetros y en el
fondo de aproximadamente 11 micrómetros, y que estaban separados
aproximadamente por 35 \mum. La inspección con un microscopio con
interferómetro Wyco (Modelo RST, obtenido en Veeco Metrology Group,
Tucson, AZ) reveló esencialmente alturas de paredes uniformes a lo
largo de sus longitudes incluidos los puntos de intersección donde
las paredes corrían perpendiculares a cada uno cruzado. Las alturas
de las crestas también aparecían uniformes.
El Ejemplo 1 se repitió con la siguiente
modificación. El rodillo con herramienta de metal tenía una
temperatura de referencia de 99º (210ºF). La película
microestructurada así obtenida, tenía un espesor total de 0,0050
pulgadas (127 micrómetros), examinada mediante el interferómetro. Se
observó que las paredes poseían una forma de silla de montar con
respecto a su altura. Había un mínimo en la altura de la pared en
una posición entre los puntos de intersección y un máximo en la
región de los puntos de intersección, siendo el diferencial de
altura aproximadamente de 14 \mum. Las crestas en el fondo de los
huecos exhibían una altura uniforme.
Ejemplos 3 (Comparativo) y
4-7
Las películas microestructuradas se prepararon
para exhibir grados variados de diferencial de altura entre los
puntos de intersección de las paredes que corrían perpendicular a la
otra y un punto a lo largo de la longitud de la pared entre los
puntos de intersección. Estos se evaluaron por sus características
de liberación de cintas adhesivas ambas inicialmente y después
envejecidas a temperatura elevada y para diferencial de altura de
pared. Más específicamente, la resina de polipropileno clara (Resina
de moldeo por inyección de Homopolímero 4018 tenía un caudal de
fundido de 13,5 g/10 minutos (230ºC/2,16 kg), disponible en BP Amoco
Polymers, Naperville, IL) fue extruída entre dos rodillos de agarre
calientes localizados cerca de la salida del troquel usando una
extrusora monohusillo Davis Standard (disponible en Davis Standard
Killion, Pawcatuck, CT). La extrusora tenía un diámetro de 6,35
centímetros cm (2,50 pulgadas), una relación longitud/diámetro de
38/1, y seis zonas calientes que estaban situadas tal como muestra
la Tabla 1 a continuación.También se muestran en la Tabla 1 el
actual bloque de alimentación y temperaturas del troquel.
La resina fundida que salía del troquel era
atraída entre dos rodillos de agarre cerrados bajo presión. El
rodillo de agarre superior era un rodillo recubierto de caucho y el
rodillo de agarre más bajo era un rodillo con herramienta de metal
que tenía un dibujo microestructurado grabado en su superficie. Este
dibujo comprendía dos surcos menores como se describe en el Ejemplo
1 con la siguiente modificación. El conjunto de surcos menores
tenía un profundidad entre aproximadamente 4 y aproximadamente 5
micrómetros, una anchura de aproximadamente 8 \mum en el fondo y
aproximadamente 11 \mum arriba, y estaban separados por
aproximadamente 35 \mum. Ambos rodillos de agarre tenían un
diámetro de aproximadamente 45,7 cm (18 pulgadas) y estaban huecos
para permitir calentar o enfriar los rodillos al pasar un fluido a
través de sus interiores. Las temperaturas del rodillo de caucho
superior y el metal inferior, al igual que las velocidades de la
banda, se dan para cada ejemplo en la Tabla 1 a continuación.
El espesor de la película total para los
Ejemplos 1-10 se muestra en la Tabla 3 a
continuación. Las películas resultantes microestructuradas se
evaluaron para su diferencial de altura de pared y sus
características de liberación a partir de una cinta adhesiva ambos
inicialmente y después de envejecer a elevada temperatura tal como
se describe en los métodos de ensayo anteriores. Los resultados se
muestran en la Tabla 4 a continuación.
Ejemplo
8-10
Las películas microestructuradas se prepararon
para exhibir grados variados de diferencial de altura entre los
puntos de intersección de las paredes que corrían perpendicular a la
otra y un punto a lo largo de la longitud de la pared entre los
puntos de intersección. Estos se evaluaron para sus características
de liberación de cintas adhesivas ambas inicialmente y después
envejecidas a temperatura elevada y para diferencial de altura de
pared. Más específicamente, una mezcla 83: 17 (p: p) de una resina
de polipropileno clara (Resina de moldeo por inyección de
Homopolímero 4018, disponible en BP Amoco Polymers, Naperville, IL)
y una resina de polipropileno pigmentada blanca tal como se usa en
el en el Ejemplo 1 fue extruída en una película microestructurada
usando el procedimiento descrito para los Ejemplos 3 (Comparativo)
y 4-7 anteriores. Las temperaturas de zona, bloque
de alimentación, troquel, rodillo de caucho, y del rodillo de metal,
al igual que las velocidades de la banda, se muestran en la Tabla 2
a continuación.
Las películas resultantes microestructuradas así
obtenidas, que tenían un espesor total de aproximadamente 0,0055
pulgadas (140 micrómetros), se evaluaron su diferencial de altura de
pared y sus características de liberación de cinta adhesiva ambas
inicialmente y después envejecidas a temperatura elevada tal como se
describe en los métodos de ensayo anteriores. Los resultados se
muestran en la Tabla 4 a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Varias modificaciones y alteraciones de la
presente invención serán evidentes al experto en la técnica sin
desviarse del espíritu y alcance de la invención.
Claims (2)
1. Un método de preparación de una película
microestructurada que comprende
extruir una resina entre una rodillo de agarre
y un rodillo de moldeo bajo presión, teniendo dicho rodillo de
moldeo un diseño microestructurado, en el que la temperatura del
rodillo de moldeo durante el método (T_{Proceso}) es más baja que
la temperatura requerida para la replicación del diseño en la
herramienta de la película de resina (T_{FR}).
2. El método de la reivindicación 1, en el que
T_{Proceso} es al menos 5ºC más baja que T_{FR}.
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