JP2004501764A - ポリマーコーティングを適用するコーティング装置および方法 - Google Patents

Abstract

基材にポリマーコーティングを適用する方法を開示する。ポリマー前駆体のバンク（８）を破壊することにより、基材に、速硬化ポリマーの滑らかなコーティングを適用できる。ポリマーコーティングを適用するための装置（５）も、開示する。一実施形態において、分散表面（３０）上にポリマー前駆体を適用するために、振動型ディスペンサーを用いる。ポリマー前駆体が、表面（３０）に流れ落ち、移動ウェブ（５０）に移送される。ディスペンサーを通って下方へ流れる溶剤は、分解の必要性も製造の遅れもなく、効率の良い洗浄を提供することができる。

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、基材にポリマーコーティングを適用する方法および装置に関する。
【０００２】
発明の背景
移動ウェブ上にポリマーコーティングを適用したプロセスおよび装置は、絨毯、布帛（防水性布帛など）、磁器、可撓性複合材料、および多くの他の市販の重要な製品の製造に長い間使用されている。ウェブ型の基材上のコーティングポリマー層は、長くにわたって、技術的関心が大きい領域である。一般的なコーティング方法には、浸漬塗布、ロッド塗布、ナイフ塗布、ブレード塗布、エアーナイフ塗布、グラビア塗布、往復ロール塗布、スロットおよび押出コーティング、スライド塗布、およびカーテン塗布が挙げられる。Ｃｏｈｅｎ，Ｅ．著「現代のコーティングと乾燥技術（Ｍｏｄｅｒｎ　Ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｒｙｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」第１章、ＶＣＨ出版社、ＩＳＢＮ　１−５６０８１−０９７−１を参照のこと。
【０００３】
コーティング装置およびプロセスに関する特許のうち数例について簡単な書評を以下に提供する。
【０００４】
１９７５年に交付された米国特許第３，８９１，７８５号において、Ｚｅｍｌｉｎは、ポリウレタンコーティングの形成に関して、無溶剤、二部系を開示する。Ｚｅｍｌｉｎのプロセスでは、可動布帛上に、迅速に混合した組成物が被着する。布帛は、運ばれる組成物の量を制限するナイフ部材の下に組成物を運び、表面上に層として組成物を広げる。ローリングバンクを、ナイフ部材の前に設ける。せん断力を低減させることは、Ｚｅｍｌｉｎの反応混合物の重要な特性である。可動表面上に被着するにつれて、せん断力は、非常に低減し、混合物の粘度は、高い値に達する。ローリングバンクでせん断力が増加し、へら付けプロセス中に最大値に達する。
【０００５】
米国特許第３，８９３，４１０号において、Ｈｅｒｚｈｏｆｆらは、各コーティング液の送達間隙によって、遮断される傾斜流面を有するカスケードコーティング機を開示する。液体は流れ落ちて、コーティングメニスカスを形成し、上方にある可動シート上をコーティングする。同様に、Ｒｕｓｓｅｌｌは、米国特許第２，７６１，７９１号に、コーティング組成物が重力によって落ちて、コーティングビーズに向かって流れ落ちる別々の層を形成するスライド表面上に、４種の別個のコーティング組成物を吐出するプロセスを記載する。上向きに移動するウェブによって、４種の層を取り出し、ウェブ上に積層を形成する。
【０００６】
Ｓｉｔｌｅｒは、米国特許第４，１３９，６６２号に、２種の組成物をミキシングヘッドで混合し、ホースを介して分配するコーティング装置を開示する。ホースの開口部が溝槽の端間を往復する従来のピストン式デバイスに、ホースを取り付ける。溝槽は、その下を移動するシート材料の垂直上方に位置する。ねじ込みロッドは、溝槽内に位置し、溝槽からスロットを通って、シート材料の移動ウェブ上の高速反応含浸剤を計量する。
【０００７】
速硬化型化学物質は、ポリマーコーティングを適用するのに有利であるが、コーティング装置内でのポリマー硬化に重要な問題がある。Ｍｕｔｃｈは、米国特許第３，８３２，４２７号において、はけ塗りやきさげ仕上げなどの手動洗浄に好都合なように開口可能な装置を設計する必要性を検討する。Ｍｕｔｃｈの装置において、稼動終了時に、制御が作動して、テーブルからアプリケーター金型クリアを持ち上げ、ミキサーおよびアプリケーター金型に溶剤および清掃用空気を吹き付ける。この処理後でさえ、金型の内面通路は、金型を開口して、手動洗浄が必要だとＭｕｔｃｈｃは認める。
【０００８】
Ｐｉｐｋｅｎは、米国特許第４，３４５，５４３号に、移動ウェブをコーティングする方法および装置を開示する。この方法において、開渠から直接コーティングバンクにコーティング材料を供給する。ウェブは、コーティングバンクの片側を通過する。ウェブ表面と、曲げやすい膜によって裏打ちされた滑らかな薄膜の表面の間に、コーティング材料を引き下げる。曲げやすい膜によって生じた力は、コーティングの厚みを制御する。
【０００９】
特許および科学文献から、さらに効果的で、さらに高速で、ほとんど財源を必要としない（つまり高価でない）新規なプロセスに対する継続した願望があることは、明らかである。速硬化型混合物を取り扱うことが可能であり、洗浄が簡単な装置の必要性を認めてきた。さらに、（結果として空中浮揚汚染となる）溶剤を減らすかまたは除去する願望や、スプレイ処理を回避する願望などの環境への関心が、過去３０年を越えて、高まってきている。
【００１０】
発明の要約
一態様において、本発明は、分散表面と、分散表面と反対側の表面を有する受入れ支持体と、稼動中に、ディスペンサーが分散表面にポリマー前駆体組成物を分配することが可能であるように配置された少なくとも１つの化学ディスペンサーと、分散表面と受入れ支持体と間の領域に配置されたバンクディスラプターとを備えるコーティング装置を提供する。分散表面および受入れ支持体は、稼動中、ポリマー前駆体組成物が間隙に向かって分散表面に沿って流れるように、間隙の範囲を画定するのが好ましい。稼動中、分散表面と受入れ支持体間の領域を占めるコーティングバンクは、バンクディスラプターによって、破壊される。
【００１１】
別の態様において、本発明は、分散表面と、分散表面と反対側の第一表面を有するウェブと、稼動中、ディスペンサーが、ポリマー前駆体組成物を、ウェブまたはコーティングバンク上で直接分配しないで、分散表面上で分配することが可能であるように配置された少なくとも１つの振動化学物質ディスペンサーと、を備えるコーティング装置を提供する。分散表面とウェブは、稼動中、ポリマー前駆体組成物が間隙に向かって分散表面に沿って流れるように、間隙の範囲を画定している。
【００１２】
さらなる別の態様において、本発明は、稼動中、ウェブがローラーの回転によって移動するようにローラー上に配置された、上面、下面、および幅を有するウェブと、ウェブの上面上にポリマー前駆体組成物を分配することが可能なように配置された化学ディスペンサーと、ウェブの上面の一部に反対になるように配置された第二表面とを備えるコーティング装置を提供し、第二表面とウェブの上面は、互いから間隔を置いて配置され、第二表面がウェブの上面への最接近が間隙を画定し、稼動中に、プローブがポリマー前駆体組成物のバンクに伸び、ウェブの幅に平行に動くように、可動バンクディスラプタープローブを配置する。稼動中、ポリマー前駆体組成物のバンクは、間隙に隣接して成形される。ディスラプターが、「キャリアシートの幅に平行に動く」ことは、この方向にだけに動くようにプローブを制約するものではなく、例えば、プローブは、ジグザグまたは波紋状に動き得る。しかしながら、好適な実施形態において、プローブは、シート幅に平行に一直線に動く。この配置は、組み立てるのが簡単で、稼動が確実であり、その上、コーティングバンクの効果的な破壊を提供する。
【００１３】
別の態様において、本発明は、基材にポリマーを適用するプロセスを提供する。そのプロセスは、ポリマー前駆体組成物のバンクを成形し、そこでのバンクの一部が基材表面と接触する工程；ポリマー前駆体組成物のバンクを破壊する工程；ポリマー前駆体組成物のバンクを通過して基材を動かす工程を備える。
【００１４】
本発明は、ポリマーを基材に適用したコーティング装置を用いたプロセスを提供する。コーティング装置は、分散表面；分散表面の反対側に表面を有する受入れ支持体；稼動中に、ディスペンサーが、分散表面上でポリマー前駆体組成物を分配できるように配置された少なくとも１つの化学ディスペンサー；を備える。分散表面と受入れ支持体は、稼動中に、ポリマー前駆体組成物が間隙に向かって分散表面に沿って流れるように、間隙の範囲を画定する。稼動中、重力がポリマー前駆体組成物を分散表面の傾斜の下方へ、間隙に向かって引っ張るように、間隙を配置するのが好ましい。プロセスは、コーティング装置を介して、ポリマー前駆体組成物を通し、分散表面上に、化学ディスペンサーからポリマー前駆体組成物を下方へ分配すること；ポリマー前駆体組成物を分配するのと同時にウェブを移動すること；および続いての分配、ディスペンサーと分散表面から残留ポリマー前駆体組成物を除去する洗浄液をディスペンサーに下方へ向かってフラッシングして、化学ディスペンサーと分散表面を洗浄すること、を備える。
【００１５】
本発明は、さらに、ジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン対トリエトキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランのモル分率が、約１：３〜約３：１の範囲である、ジアルコキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランとトリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランの混合物を含んでなる組成物と、およびこの組成物から製造される製品を提供する。この組成物から製造される製品は、熟成後、驚くべく良好な洗濯耐久性を呈することがわかっている。
【００１６】
多くの開示された実施形態が、以下のような非常に多くの利点を提供し得る；溶剤も非反応性の希釈液も無使用で作用する能力、経済的で確実な処理、ダマを生じないで速硬化反応性の化学物質を使用する能力、中断が可能な処理および十分な休止時間がないでも洗浄が可能な装置、化学成分をすばやく変えて同一生産工程中でさえ生産特性を変えることが可能であること、単一の大きな口径のディスペンサーで稼動する能力、高生産率、広い基材全体を高速ウェブで稼動する能力、非常に様々な基材との適合性、リブ、ゲルまたは縞のない滑らかなポリマーコーティングを形成する能力、および／または優れた密着性および洗濯性などの望ましい特性を呈する最終製品。
【００１７】
上記および他の利点は、さらに十分に、本発明の図面や詳細な説明に示されおよび記載され、そこでの同じ引用数字は、同様の部分を表すのに使用される。しかしながら、図面および説明は、例証の為だけであって、本発明の範囲を不当に限定するような方法で、読むべきでないことを理解すべきである。
【００１８】
用語解説
「バンクディスラプター」は、コーティングバンク内での回転流を破壊させる静止型ディスラプターである場合もあり、或いは、移動プローブなどの能動型ディスラプターであるのがさらに好ましい。能動型ディスラプターは、通常、コーティングバンク内の流れを破壊するが、流れの分析は、能動型ディスラプターを定義するための必要条件ではない。
「コーティングバンク」は、ウェブと分散表面に接触するポリマー前駆体組成物のバンクであり、コーティングウェブ上のコーティングの厚みよりも厚い厚みを有する。
「分散表面」は、ポリマーコーティング組成物が流動可能であるすべての表面を意味する。
「担体支持体」は、ウェブ材料用の支持体である。
「間隙」は、コーティングの厚みを制御するナイフ要素と受入れ表面（ウェブ表面など）間の間隔である。多くの実施形態において、この間隔の距離は異なり、この（最も典型的な）場合において、ナイフ要素と受入れ表面の最接近が、間隙を画定する。多くの好適な実施形態において、分散表面もまた、ナイフ要素である。
「可動基材」は、コーティングバンクを通って移動可能であるウェブまたは他の材料を意味する。
「ポリマー」は、規則的または不規則的に配列された少なくとも５つの繰り返し単位からなる分子を意味する。
「ポリマー的」は、ポリマーを含有することを意味する。
「ポリマー前駆体組成物」は、処理中に、反応して高分子量のポリマー材料を生成する反応性モノマー、オリゴマー、および／またはポリマー、を含有する組成物を意味する。
「受入れ支持体」は、担体支持体か、もしくは可動基材である。
【００１９】
例証的な実施態様の詳細な説明
本発明の例証的な実施形態の記述において、明確にするために、特定の用語を用いる。しかしながら、本発明は、そのようにして選択された特定の用語に限定することを意図したものではなく、またそのようにして選択された各用語は、同様の意味を有する技術的同義語の全てを含むと解釈するべきものである。
【００２０】
稼動中、任意のバッフル２５および分散表面３０上に、ポリマー前駆体組成物２０を分配しながら往復する、振動化学物質ディスペンサー１０を含むコーティング装置５の実施形態を図に示す。図示する実施形態において、分散表面３０は、コーティングバー３２の表面である。ポリマー前駆体組成物２０は、重力によって、コーティングバンク４０へ流れ落ちる。ウェブ材料５０はコーティングバンク４０を通過して下方へ移動（図１では反時計回り）し、ポリマー前駆体組成物でコーティングされて、コーティングウェブ５２となってキャリヤロール６０を離れる。稼動中、ディスラプター７０は、コーティング材料をコーティングウェブ５２上の、凸凹に分配してしまう原因となるポリマーのダマの形成を防ぐために、コーティングバンク４０を破壊する。ウェブ上のコーティングの厚みは、ウェブ５０の表面と分散表面３０の間の間隙６２（すなわち、最短距離）を制御することによって調整することが可能である。
【００２１】
振動化学物質ディスペンサー１０は、ポリマー前駆体組成物を分散表面上に分配することが可能である。当技術分野では周知のように、様々な方法で振動を達成することが可能である。ディスペンサーをトラック上に取り付け、前後に往復させるのが好ましい。適切な商用振動機の一例は、Ｈｏｅｒｂｉｇｅｒ−Ｏｒｉｇａ　Ｃｏｒｐ．Ｇｌｅｎｄａｌｅ　Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＩＬ（棒なしシリンダー、部品番号２５−２０２１／２０ｘ　２６−Ｂ−Ｍ，ＲＳ、制限スイッチ、部品番号２６７６−０２０１／５）より入手できる。振幅は、いかなる所望の幅にも設定可能で、例えば、狭い幅であればストライプに適用でき、様々な幅でパターンに適用できる。通常、振動の振幅は、ウェブの幅全体に凹凸のないコーティングを達成するように、ウェブ５０の幅に対応する。ウェブの全幅をコーティングするための実施形態では、振動の振幅は、ウェブ幅の約８５〜１００％が好ましく、さらに好ましくは、約９０〜９５％である。分散表面全体に凹凸のないように組成物を分配するために、振動率および振動期間を制御するのが好ましい。これを達成するための技術は、当技術分野では周知であり、例えば、米国特許第４，２０９，５５７号を参照のこと。好適な実施形態において、ディスペンサーは、またミキサーでもある。反応成分は、別々のラインによって運ばれ、ミキサーで混合される。ミキサー例には、制限するわけではないが、ギアミキサー、静止型ミキサー、媒体ミキサーが挙げられる。ミキサーが、シャフトと、シャフトから外へ伸びるピンとを有する装置であるピンミキサーであるのが好ましく、シャフトは、チャンバの内周囲に位置するピンを有するチャンバ（チャンバは回転軸に向かって内側に向いている）内で、シャフト上にあるピンの位置と交互になるようにチャンバ上に配置されたピンと共に、回転する。適切なピンミキサーは、市販されている。適切なピンミキサーの一例は、Ｍａｘ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社（Ｈｅａｌｄｓｂｕｒｇ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）から入手でき、その例は、「ウレタン加工システム（Ｕｒｅｔｈａｎｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）、説明書（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍａｎｕａｌ）出版番号、ＭＭ　６００−０００−３５０（Ｒｅｖ．１／９８）Ｍａｘ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社」の４６〜４７頁に記載とほぼ同様である。図に示す構成要素１４は、ミキシングディスペンサーの温度を制御するために使用することが可能である、任意選択の熱交換構成要素である。
【００２２】
ミキサー１０から分散表面３０近くに、ポリマー前駆体組成物を移送するために、排出管１２を用いる。装置は、単一ディスペンサーと共に作動するのが好ましい。複式ディスペンサーが、同一、或いは異なる組成物を分配できる実施形態は、好ましくない。例えば、２種以上の反応成分を、別々のディスペンサーから分配することが可能である。排出管は、相対的に簡単に目詰まりして洗浄するのが困難であるスロット、シャワーヘッド、または噴霧式排出管の構成であるよりもむしろ大きな口径を有する方が好ましい。口径が大きいと、菅壁に増加するゲルを減らす。しかしながら、大きすぎる口径を用いると、乱流に達するまで、ゲル化によって、口径のサイズが細くなり、遂には、ゲル化が進んでしまう恐れがある。小さすぎる口径を用いると、不必要な圧力が生じ、菅を出ようとする流量が、分散表面全体をあまりに迅速に流れることによって、コーティングプロセスに悪影響を与えるような過度な速度を有するようになる。好適な排出管の断面積は、約０．３〜約２０ｃｍ^２であり、さらに好ましくは１〜５ｃｍ^２である。本発明の装置を、実験室規模の稼動に用いることはできるが、工業規模の稼動に適用するのが好ましい。従って、ディスペンサーは、高処理量を有するべきであり、（つまり、溶剤も反応希釈液も存在しない状態で）反応成分が１分当り３０００グラム（ｇ／分）を上回るのが好ましい。
【００２３】
分散表面３０上で、ポリマー前駆体組成物２０を分配する。ポリマー前駆体組成物を、任意のバッフル２５上で（または少なくとも一部の任意のバッフル上で）、最初に分配してもよい。通常、任意のバッフルは、振動の長さと少なくとも同じ長さである。材料がバンクに到達するのにより時間がかかり、破裂の際よりもむしろもっと連続的にバンクに入るので、供給材料とバンク中の流体との粘度の差が大きいほど、良好なコーティングのために、それだけ広い分散表面を必要とすると思われている。バッフルは、さらなる分散表面積を提供することが可能であり、分散表面３０上に落下する材料２０のカーテンを形成するのを助長することが可能である。バッフルなしで、非常に優れたコーティングが獲得できることを発見した系があるので、バッフルは任意選択である。
【００２４】
分散表面３０は、コーティングバンク４０中へのポリマー前駆体組成物の流れを制御するのを助長する。分散表面は、限定するわけではないが、弓形、直線ランプおよび曲線ランプをはじめとして、様々な形状を有することが可能である。好適な実施形態において、分散表面は、表面を保護し、洗浄を容易にする表面コーティング（Ｔｅｆｌｏｎ（商標）など）を有する。別の好適な実施形態において、ポリエチレンフィルムなどのフィルムで、分散表面を覆うが、フィルムを、使用後、洗浄するか、或いは、廃棄して新しいフィルムと取り替える。分散表面３０に最初に通過させないで、直接、コーティングバンク中に、組成物を分配すると、排出管１２と対応して跡が残る縞などの望ましくない影響をもたらすと思われている。分散表面があると、小さいコーティングバンクでも、コーティングバンクへ連続的に流れることができるので、分散表面はまた有利である。
【００２５】
図に示す実施形態において、分散表面は、コーティングバー３２の表面の一部である。例証された実施形態において、コーティングバーは、リブなどの凸凹のコーティング効果の回避を助長することを可能にする切れ込み３４を有すが、切れ込みがなくても、凹凸のないコーティングを獲得することが可能である状況は沢山ある。コーティングバーの温度が変化することにより、コーティングバーに、コーティングの厚みが変化する原因となる歪曲および／またはたわみが生じる。従って、コーティングバーに、温めた液体または冷却した液体を通過させることなどで、分散表面の温度を積極的に制御することは好ましい。表面３０上でのポリマー硬化のポケットを回避するために、表面３０は滑らかであるのが好ましい。
【００２６】
コーティングバンク４０は、分散表面３０と片側の境界面を接し、もう一方の面をウェブ５０の面と境界面を接する。コーティングバンクの底は、分散表面３０とウェブ５０の最も接近した所（図１の間隙６２）と定める。コーティングバンク上面４８の幅は、間隙６２の少なくとも３倍であるのが好ましく、約１００〜約４０００倍大きいことがさらに好ましい。工業規模の製造用に有用な一実施形態において、上面の幅は、約１ｃｍ〜約４ｃｍの範囲が好ましい。コーティングバンクの長さを、コーティングバー３２またはキャリヤロール６０の軸に平行な寸法として定義し、高さは、間隙６２とコーティングバンク上面４８間の最短距離であって、幅に垂直な方向であり、幅は、高さと長さに垂直な方向である。コーティングバンクの高さ４４は、約１〜約１２ｃｍであるのが好ましく、さらに好ましくは、約２〜約５ｃｍである。高さが低すぎる（かさが小さすぎる）と、凸凹のあるコーティングが生じる。高さが高すぎると、コーティングバンク内にゲル形成の原因となり、結果として、目詰まり、縞、または塊の多いコーティングを生じる。好適な実施形態において、コーティングバンクの少なくとも一面が、反転した弓形であり、二面が反転した弓形であるのがさらに好ましい。通常、コーティングバンクの各端は、せき板（表示していない）と境界を接している。せき板は、ウェブ５０の表面と分散表面３０に合致するように成形され、位置付けられているのが好ましい。最小限の接触を許容できる場合もあるが、好ましくは、せき板がウェブの表面に接するべきではない。この方法において、コーティングバンクの長さは、正確に制御することが可能である。
【００２７】
例証された実施形態において、間隙６２は、コーティングの厚みを制御する。ポリマー前駆体組成物が無溶剤である場合、コーティングの厚みは、間隙幅の約５０〜１００％であり、硬化中に、収縮がほとんどおこらない。所望のコーティングの厚みを達成するために、間隙の幅を調節できる。好適な実施形態において、間隙幅は、約２５マイクロメーター（μｍ）〜１０００μｍであり、約１００〜５００μｍがさらに好ましい。均一なコーティングを望むならば、間隙が、所望のコーティング幅全体にわたる一定幅を有することが重要である。従って、好適な実施形態において、分散表面はまた、コーティングの厚みを制御するナイフ部材として作用する。他の実施形態（図に示していない）において、別々のナイフ部材によって、コーティングの厚みを制御する場合もある。例えば、ウェブ５０の移動方向が逆ならば、ウェブの表面上に配置したナイフ部材（図示していない）を用いて、コーティングの厚みを制御することもできる。
【００２８】
ウェブ５０が、コーティングバンク４０を通過して、コーティングウェブ５２を形成して、ウェブ５０がコーティングされる。ウェブ５０は、ロールツウロール・ウェブ−ラインの一部であるのが好ましい。本発明は、非常に様々なウェブ材料をコーティングすることが可能である。限定するわけではないが、例には、紙、剥離紙、合成および天然布帛、革、織布、不織布、コーティング用材材料、ウェブ発泡材料、連続可撓ベルト、プラスチックフィルム、複合材料、可撓性モールド（例、成形した形状のシリコーンゴム）が挙げられる。ウェブを大きな巻きで購入する実施形態もあるが、コーティング装置での処理の前に、ウェブをつくることができる他の実施形態もある（例えば、溶融式吹込成形法によって、不織布ウェブを作製することができる）。好適な実施形態において、ウェブは、紙担体上のポリエチレン層に埋込まれた金属被覆のガラスビーズを備える。ポリマー前駆体組成物を適用し、乾燥した後、紙担体およびポリエチレン層を剥離して、逆反射コーティング用材が現れることが可能である。上記の逆反射コーティング用材製品は、米国特許第５，１２８，８０４号および同５，２００，２６２号などの３Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙに交付された先の特許に記載されている。
【００２９】
キャリヤロール６０は、凹凸のないコーティングのために、滑らかで均一であるのが好ましいが、パターンキャリヤロールを用いて、様々なコーティングの厚みを獲得するのが望ましい例もある。キャリヤロール上のバンプまたはデブリは、コーティングに欠陥を生じる原因となり得る。また、キャリヤロールの温度制御および熱伝導が、キャリヤロールの熱膨張に影響を及ぼし、その結果コーティング間隙が均一となることもあり得る。コーティングの及ぼす力による機械的な曲がりが許容範囲内であるために、キャリヤロールは十分に大きいのが好ましい。大型サイズのコーティングロールはまた、洗浄するのが容易であるので、ロール上に増加するデブリによって生じるコーティングの欠陥を回避できる。キャリヤロールは、機械的に動くか、或いはウェブと接触摩擦によって自由に回転するかの回転ロールが好ましい。キャリヤロールが平台または静止型ロール、或いは曲面などの形状を有するのは好ましくない。
【００３０】
コーティングバンク４０は、ディスラプター７０によって、破壊される。ディスラプターは、静止型でも能動型ディスラプターでもよい。静止型ディスラプターは、非可動のプレート形状、箔形状、静止型ディスラプターの周りで乱流を生み出しバンク内のゲルの形成を破壊するコーティングバンク内に配置されるらせん形状ロッドなどの複合形状である。乱流を生み出すらせん形状ロッドなどの複合形状は、一般的に、静止型ディスラプターとして好ましい。複合形状は、コーティングバンク内に回転流を単純に発生させるだけのコーティングバンクの片側面上のプレートとは区別されるべきである。本発明の静止型ディスラプターは、単に、回転流を発生させ、回転しているコーティングバンクの一方の面上のナイフ部材であるだけではない。コーティングバンク内の回転流は、バンクの中心内の比較的に静止領域に生じ、上記バンクに形成される一連の固体材料となる。
【００３１】
ディスラプターは、能動型ディスラプターが好ましい。能動型ディスラプターが、コーティングバンク内にエネルギーを噴出して、固体の形成を破壊できる場合もある。一例に、コーティングバンクに浸されるサウンド・ビーム・プロジェクター（トランスデューサー・ヘッドなど）がある。能動型ディスラプターは、物理的に作動してコーティングバンクを破壊することによって、固体の形成を阻害する可動プローブ７０であるのがさらに好ましい。プローブは、様々な形状を呈することが可能である。適切な形状の例には、まっすぐな棒、ミキシングパドル、先のとがった先端、平らな先端、コーティングバーに平行な方向に引き延ばされ帯状または舟形が挙げられる。多股のディスラプターのほうが、良好な混練を提供するので、一箇所だけ分岐のディスラプターより好ましい。プローブは、一直線に、ジグザグに、波紋または別の経路に、コーティングバンクを通って動く。プローブが複数の方向に動くことができる実施形態もある。例えば、好適な実施形態において、プローブは、回転中にコーティングバンクの長さに沿って動く回転パドルである。
【００３２】
異なる２種の能動型ディスラプターのデザインを、図２の右側に図示する。垂直パドル５１あるいはノッブバーまたはピンバー５３は、コーティングバンクの中に、またはコーティングバンクの長さに沿って配備され、長さの周りを回転する。
【００３３】
好適な構成において、プローブ７０は、振動ディスペンサー１０に取り付けられている。この構成は、経済的であり、振動の全長における混練を保証する。ねじ込みプローブマウント７８または他の適切な手段によって、取り付けが可能である。別法としての実施形態において、振動ディスペンサーと別々に、プローブを駆動する。
【００３４】
好適なプローブ組立て部品７１を図４に示す。空気シリンダー７４は、プローブホルダ７３を上向きまたは下向きに動かすことが可能である。上向きの位置は待機位置であり、下向きの位置は稼動位置である。多軸ステージ７６は、プローブ７０（その他に、パーツ７３、７４、７７、および７８）の稼動位置を、前後、左右に動かすためにノブ（図示していない）を有する（この調節は、空気シリンダーの上下の動きよりもかなり細かい）。マウンティングプレート７７によって、多軸ステージに、空気シリンダーを取り付ける。プローブホルダ７３の形状によって、プローブ間の間隔を決める。プローブホルダの形状を変えることにより、プローブ間の間隔を狭くしたり、広くしたりすることが可能である。
【００３５】
図５に、振動装置の実施形態の正面図を示す。支持シリンダー８３によって、ディスペンサートロリー組立て部品８２に、ディスペンサー１０とディスペンサーモーター８１を取り付ける。ディスペンサートロリー組立て部品８２を連結して、ベルト８４を駆動させ、軸受ホイール８８上にメインレール８６を引き寄せる。メインレール８６上に、駆動ホイール９０を取り付ける。電動機（図示していない）によって、駆動ホイールを作動し、駆動ホイールの動きが、レール８６および９８に沿って、ロリー組立て部品８２を前後に引っ張る。ロリー組立て部品は、１セット１２の軸受ホイール８８（メインレール８６に８、保持レール９８に４）を有する。供給ライン９２は、貯蔵タンク（図示していない）から化学物質をディスペンサー１０に運ぶ。供給ラインは、供給ラインがディスペンサートロリー組立て部品８２と共に往復するように、上面の保持レール９８を往復する。
【００３６】
ポリマー前駆体組成物２０は、反応して高分子量種を生成する反応性化学成分を含有する。反応が進行するにつれて、組成物の粘度が増す。本発明の装置およびプロセスは、高分子化学の非常に広範囲に、広義に適用できる。通常、ポリマー前駆体組成物は、熱反応する（室温以下での熱反応を含む）。「熱反応性」組成物は、光子エネルギーを必要としないで反応し、低せん断率で、高い粘度を有する組成物を生成する組成物である（この粘度の変化は、組成物中に高分子量種が生成されるためである）。しかしながら、組成物は、さらに、或いは、場合によっては、光子エネルギーの存在下で反応して、粘度を増す化合物を生成する光化学反応系を含有する。例えば、組成物は、光子にさらされた場合に、ルイス酸を生じて、重合に触媒作用を及ぼす市販の触媒を含有することが可能である。好ましくは、上記化学系は、温度３００ＥＣ未満での、熱反応であり、さらに好ましくは、２００ＥＣ未満であり、もっとさらに好ましくは、約８０ＥＣ〜約１２０ＥＣである。
【００３７】
制限するわけではないが、化学系の例には、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアクリル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ尿素、ポリビニル、ネオプレン、ブロック共重合体、規則性共重合体とランダム共重合体、およびポリマーの混合物、などを生成するための系が含まれる。例えば、周知のように、ポロヨールとイソシアネートを反応させてポリウレタンを生成可能であり、ジアミンとイソシアネートを反応させてポリ尿素を生成可能であり、エポキシドはジアミンまたはジオールと反応してエポキシ樹脂を生成可能であり、アクリルモノマーまたはアクリルオリゴマーを重合させてポリアクリルを生成することが可能であり、二塩基酸をジオールまたはジアミンと反応させてポリエステルまたはポリアミドを生成することが可能である。適切な系の例は、（Ｃｒａｎｄａｌｌ）米国特許第５，６４５，９３８号、国際特許第９９／０６８５８号、および国際特許第９６／１６３４３号、米国特許出願第０８／７９７，０６２号、（Ｍｅｌｂｙ）米国特許第４，８７６，３０８号、（Ｍｏｒｅｎ）米国特許第５，５８７，５０２号、および（Ｆｌｅｍｉｎｇ）米国特許第５，９７６，６６９号および米国特許出願第０９／３３５，０６８号に見つけることができる。
【００３８】
ポリマー前駆体組成物は、また、定着剤（ポリマーを、シリカ、アルミニウム、または他のヒドロキシを含有する表面に結合するシラン定着剤など）、分散剤、表面均染剤、染料、遅燃剤、充填材、溶剤、架橋剤、可塑剤、反応希釈液（アクリルモノマーなど）、フレーク、顔料、熱安定剤、紫外線安定剤などの改質剤、反射性粒子、球体（ガラス球体など）、および触媒を含有してもよい。
【００３９】
ポリマー前駆体組成物は、溶剤を本質的に含有しないのが好ましい。他の好適な実施形態において、ポリマー前駆体組成物は、１０重量％未満の非反応性の成分を含有し、５重量％未満がさらに好ましく、ポリマー前駆体組成物が、いかなる非反応性の成分をも含有しないのがなおさらに好ましい。つまり、触媒以外の成分は、反応して共有結合を形成する。
【００４０】
各タンクからの供給ライン備える複合貯蔵タンクを有する装置を用いると、選択されたタンクからの様々な流量、流れの開始または停止、および／またはタンクの交換によって、コーティング組成物の化学的性質を急速に変えることができる。単独運転中、組成物を変えることができる。例えば、プロセスは、最初、防水着用のコーティング布を製造後、流量を調節して、即座に履物用のコーティング布製造に変換できる。
【００４１】
開示された実施形態の利点は、比較的に速硬化する化学的性質を利用して滑らかなコーティングを形成する能力である。従って、ポリマー前駆体組成物は、硬化時間の点で特徴をなすことが可能である。本発明において、以下の試験によって、硬化時間を定める。ポリマー前駆体組成物のサンプルを、混合後、直ちに捕集する。これは、組成物がディスペンサー菅を出る場合か、或いはコーティングバンクで混合されたならば、コーティングバンク中で混練のすぐ後、のどちらかである。捕集されたポリマー前駆体組成物は、直ちに移送され、１分間に０．３回転で、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　Ｓｐｉｎｄｌｅ　Ｎｏ．３を用い、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒで試験した。好適な実施形態において、ポリマー前駆体組成物は、３０分以下で、少なくとも３００，０００センチポアズ（ＣＰ）の粘度に達し（つまり硬化時間が３０分以下）、ポリマー前駆体組成物が２〜２０分内に、少なくとも３００，０００（ＣＰ）の粘度に達するのがさらに好ましく、４〜１０分内がまたさらに好ましい。非常に速い硬化時間は、縞が生じるので、望ましくない。ポリマー前駆体組成物が、せん断減粘性を有する必要がないことは、本発明の別の利点である。従って、個々の実施形態において、ポリマー前駆体組成物は、せん断減粘性を有するか、またはせん断減粘性をほとんど有しない物質かを選択可能である。
【００４２】
別の態様において、組成物は、（ジイソシアネート：ジオール）のモル分率が約２：１〜約１０：１、さらに好ましくは約３：１〜約５：１、もっとさらに好ましくは約４：１の範囲でのジイソシアネート（ＯＣＮ−Ｘ−ＮＣＯ）とジオールの混合物から生成されたプリポリマーを含有するか、或いは上記プリポリマーから生成されるかどちらかの条件である。好適なジオールは、１０００〜１０，０００の範囲の分子量（平均重量）を有する。ジイソシアネートは、ポリウレタンまたはウレタン含有ポリマーの生成用として知られているいかなるジイソシアネートでもよい。好適なジイソシアネートの例は、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）であり、好適なジオールの例は、分子量（平均重量）２０００のジオールである市販のジオールＣａｐａ７２０（商標）である。ジイソシアネートとジオールの上記比率から生成されるプリポリマーは、安定性や安全性などの利点を提供する。ジイソシアネート：ジオールの非常に低い比率を有するプリポリマーは、容認し難いことに、高い粘度を生じる可能性があり、貯蔵または吐出には不適切である。反対に、プリポリマーに転化していないイソシアネート（例えば、ジオールと反応しない）は、揮発性であり、呼吸刺激などの環境および安全性に関する問題を提示する。好適な実施形態において、プリポリマーと他の物質とを反応させる前に、１時間を越えて、さらに好ましくは１日を上回って、プリポリマーを貯蔵する。プリポリマーの粘度が、１０日間で１０％未満しか変化しないようにプリポリマーを貯蔵するのが好ましい。上記プリポリマーの望ましい特性は、非常に様々なプロセスに適用されるので、上記プリポリマーの使用は、本明細書に記載されたコーティングプロセスに限定するわけではない。
【００４３】
最終コーティング組成物を生成するには、プリポリマーを追加のポリオールと反応させる。プリポリマー組成物中の全イソシアネートと反応するのに十分な量のポリオールと、プリポリマーを反応させるのが好ましい。ポリオールは、（英国、Ｓｏｌｖａｙ　Ｉｎｔｅｒｏｘ　ｏｆ　Ｃｈｅｓｉｒｅから販売されている「純正」Ｃａｐａ７２０（商標）などの）１種のポリオールから生成可能であり、（ジオールとトリオールの混合物などの）数種のポリオールから生成するのがさらに好ましい。トリオールを添加すると、コーティングはさらに強化され、可撓性のないコーティングとなる。数週間、或いは、数ヶ月間、プリポリマーを貯蔵することが可能であるが、追加のポリオールを添加後に生成された組成物は、コーティングに不適切であるほど高い粘度状態にまで、直ちに乾燥する傾向がある。従って、混合後すぐに基材上で、組成物をコーティングするのが好ましく、追加のポリオールと混合後２０分未満内に、基材上でコーティング組成物をコーティングするのが好ましく、さらに好ましくは、約１０分未満である。好適な実施形態において、分配に先立って、ミキシングヘッド１０中で、プリポリマーと追加のポリオールとを混合する。別の実施形態において、プリポリマーと追加のポリオールを、別々に、異なるディスペンサーで分配し、コーティングバンク中で混合する。
【００４４】
定着剤の混合物を用いると、驚くべきことに、非常に優れたコーティングが達成できることを発見した。さらに具体的には、純ジアルコキシまたはトリアルコキシ定着剤だけを含有する組成物より優れたコーティングが、ジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランとトリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランの混合物を含有する組成物から獲得することが可能であることは、驚くべきことである。ヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランは、米国特許第５，５８７，５０２号（Ｍｏｒｅｎ等）に記載の構造を有するのが好ましい。上記構造は、（ＨＯ）−ＣＲ^１Ｒ^２−ＣＲ^３Ｒ^４−［ＣＲ^５Ｒ^６］_ｍ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ^７−Ｒ^８−ＳｉＲ^９ _{（３−ｎ）}（ＯＲ^１０）_ｎであるのが好ましい［式中、各Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６およびＲ^９は、独立して、水素、炭素数１〜１８（好ましくは１〜６）の直鎖、分岐または環状アルキル基であり、場合によっては、アルキル基の炭化水素主鎖に、１〜３種の末端基でない酸素、硫黄、窒素、カルボニル基を含んでなり、また場合によっては、ハロ、ニトロ、シアン基、或いは、各々炭素数１〜１８（好ましくは１〜６）を有するアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、ジアルキルアミノまたはカルボアルコキシ基で置換され、Ｒ^７は、水素、或いは、炭素数１〜１８（好ましくは１〜６）の直鎖、分岐または環状アルキル基であり、場合によっては、アルキル基の炭化水素主鎖に、１〜３種の末端基でない酸素、硫黄、窒素、カルボニル基を含んでなり、Ｒ^８は、少なくとも炭素数２（２〜１０が好ましい）を有する直鎖、分岐または環状アルキレン基であり、Ｒ^１０は、少なくとも炭素数２（２〜６が好ましい）を有する直鎖、分岐、または環状アルキル基であり、場合によっては、アルキル基の炭化水素主鎖に、１〜３種の末端基でない酸素、硫黄、窒素、またはカルボニル基を含んでなり、ｍは、０、１、または２であり、ｎは１、２、または３である］。定義ジアルコキシは、末端ケイ素（Ｓｉ−（ＯＲ）_２）に結合する２種のアルコキシ基を有する構造と解釈し、トリアルコキシは、末端ケイ素（Ｓｉ−（ＯＲ）_３）に結合する２種のアルコキシ基を有する構造と解釈する。トリアルコキシ定着剤だけで施されたコーティングは、熟成するにつれて脆化するが、一方、ジアルコキシ定着剤だけで施されたコーティングは、低い弾性率を呈することが可能である。実験を通して、ジアルコキシ定着剤とトリアルコキシ定着剤を混合すると、良好な密着性および強度を呈し、相対的にほとんど熟成による脆化のないコーティングを獲得することが可能であることがわかった。ジアルコキシ、トリアルコキシ、およびジアルコキシ定着剤とトリアルコキシ定着剤の一連の実験は、実施例に記載する。
【００４５】
ヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランは、特に、ヒドロキシ基を有する表面、或いは、ヒドロキシ基を有するように改質することが可能である表面への密着性を高めるのに有用である。ポリウレタン生成用の組成物は、ヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤約０．１〜約１０重量％を含んでなるのが好ましく、さらに好ましくは、２〜６％である。好適な組成物において、ヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤は、約１：３〜約３：１、さらに好ましくは約１：２〜２：１、またさらに好ましくは約１：１の範囲のモル分率（ジアルコキシのモル数：トリアルコキシのモル数）で、添加されたジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤とトリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤とを含んでなる。好適な定着剤の混合物の一つは、２−ヒドロキシ１−メチルエチルＮ−［３−（１，１−ジエトキシ−１−メチルシリル）プロピル］カルバメート（ＨＰＤＥＭＳＣ）と２−ヒドロキシ１−メチルエチルＮ−［３−（１，１，１−トリエトキシ−１−メチルシリル）プロピル）カルバメート（ＨＰＴＥＳＣ）を含有する。ＨＰＤＥＭＳＣおよびＨＰＴＥＳＣは、図７に図示する通りに調製することが可能である。
【００４６】
利用する特有の化学物質に適合するように、コーティングプロセスを実行するプロセス条件を制御することが可能である。装置の各要素は、各要素の温度制御を有することが可能である。従来のプロセスにおいて、コーティング混合物は、粘度を低くするために溶剤を含有することが多い。一般的に、高温になるほど粘度が低くなる。しかしながら、高温になると、重合速度が速くなり、望ましくないことに、高粘度や器具の目詰まり、および／または凸凹のあるコーティングの原因となる高速反応を引き起こす。開示された実施形態の利点は、コーティングバンクディスラプターの使用によって、ほとんど溶剤がない状態で、或いは無溶剤で、また非破壊プロセスでは不適切と思われる温度条件でも、稼動できることである。振動速度は、コーティングバンクのどの部分でも不足のないように、十分速いのが好ましいが、装置が揺れるほど速いのは好ましくない。従って、振動は、各サイクルが約０．５〜約３ｍ（１サイクルは、完全な往復循環である）である場合、約１０〜約４０サイクル／分であるのが好ましい。ウェブ速度は、少なくとも３ｍ／分が好ましく、約１０〜５０ｍ／分がさらに好ましい。
【００４７】
図６に、本発明の装置を包含する生産ライン６００の概略図を示す。巻出６１０は、ローラー６１２を動かす一巻きのウェブ５０を含み、ローラー６１５によって、頭上に運ばれる。その後、ウェブは、ローラー６１７を通過し、下方へコーティングバー３２とキャリヤロール６０間を移動する。コーティングウェブ５２は、ローラー６１９を通過して再び上方向へ、乾燥オーブン６２０に運ばれる。第二ウェブ材料６４０は、ロール６４２から巻出され、ローラー６４４を通って、積層ステーション６５０で、ローラー６４５によって加えられた圧力によって、コーティングされるウェブ５２のコーティング表面に積層する。その後、積層した材料（ウェブ６４０／ポリマーコーティング／ウェブ５０）は、第二乾燥オーブン６６０を通って、ローラー６６５を通り、ロール６７０に巻取られる。
【００４８】
本発明の装置およびプロセスを用いて製造した製品は、非常に多い。これらの製品は、耐久性、可撓性、耐摩擦性、洗濯耐久性などの様々な望ましい特性をはっきり示すことが可能である。本発明のプロセスはまた、発泡層を形成するのに利用することが可能である。
【００４９】
図８に、剥離シート８３０上に積層する一巻きのテープ８００を図示する。テープは、片側の表面にビーズ、もう一方の表面に感圧性接着剤を有する逆反射コーティング用材であり得る。この場合、コーティングバンク４０を通過する際に、逆反射コーティング用材（紙／ポリエチレン／ガラスビーズ／気体状のコーティングアルミニウムなどの積層）を、接着剤層８４０でコーティングするプロセスにおいて、製品を製造することが可能であろう。図６に概略的に図示する装置において、逆反射コーティング用材を、オーブン６２０で部分的に乾燥される接着剤層で積層し、６５０において不織布で積層し、オーブン６６０で乾燥することができる。紙／ポリエチレン層を剥離することは可能であり、感圧性接着剤によって、不織布の裏面に剥離層を適用することが可能である。特に逆反射体であるテープを組み入れた製品には、ヘルメット、オートバイ、靴、衣類が挙げられる。
【００５０】
図９に、本発明の装置およびプロセスによって製造した布帛から作ったレインコート９００を図示する。布帛９１０の全体が、本発明のプロセスによってコーティングされるのが好ましい。さらに、または別法として、本発明のプロセスで、逆反射ストライプ９２０などのストライプを作製することが可能であり、衣類製品上に縫製または接着することが可能である。
【００５１】
開示された実施形態の利点の一つは、簡単な洗浄が達成できることである。コーティングプロセスを停止する場合（例、ウェブを変えたり、または修理したりする間、或いは、他の休止時間中）に、ディスペンサー内または分散表面上で、反応成分が硬化される潜在的な問題が生じる。本発明において、化学ディスペンサーを介して洗浄液を通ることによって、この問題を緩和できることは好都合である。ディスペンサーを介して洗浄液を通過する間、ディスペンサーは、分散表面全体を往復することが可能であるので、分散表面３０およびキャリヤロール６０の影響を受ける部分を包含する装置をすばやく自動的に洗浄する。化学ディスペンサー内の別々の洗浄液の供給ラインによって、実施されるのが好ましい。好適な洗浄液には、温められた二塩基エステル（ＤＢＥ）および有機溶剤（メチルエチルケトンなど）が挙げられる。休止時間中に、下の配水管（図示していない）を有するホルスター（図示していない）に、化学ディスペンサーを移動させて、洗浄液が配水管を通るようにすることが可能である。
【００５２】
以下の実施例は、本発明の特徴、利点、他の詳細をさらに例証するために選択された。実施例はこの目的を果たすが、特有の含有成分や使用量、さらに他の条件や詳細は、本発明の範囲を不当に限定する意味では解釈されないことをはっきりと理解すべきである。
【００５３】
実施例
実施例１
ウレタン加工機を、Ｍａｘ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社（Ｈｅａｌｄｓｂｕｒｇ，ＣＡ）から入手した。この機械は、ブレンドカート、メインカート、流体移送ライン、およびミキサーがレール上で振動するレールに取り付けられたピンミキサーからなる。この機械の数種の態様は、Ｍａｘ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙのウェブサイトｗｗｗ．ｍａｘｍａｃｈｉｎｅｒｙ．ｃｏｍに示す態様に類似している（例、Ｌｉｎｅａｒ　Ｇｕｉｄｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）。上記機械に関するさらなる情報を、「ウレタン加工システム（Ｕｒｅｔｈａｎｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）、説明書（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍａｎｕａｌ）出版番号、ＭＭ　６００−０００−３５０（Ｒｅｖ．１／９８）Ｍａｘ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社」、で見つけることができる。コーティングウェブ作製に用いた様々な構成要素を、図１〜６に図示する。ピンミキサーは、Ａ〜Ｅタンクからの５つの別々の流体移送ラインに連結した注入口を有した。ラインＡとＢを単一インゼクタと合体し、ラインＣ、Ｄ、およびＥを、ピンミキサーへの注入直前まで、単一インゼクタと合体する。
【００５４】
ブレンドカートは、タンクＦ、Ｇ、Ｈ、およびＩを含む（表１参照）。４つのタンクの成分および配合される材料を計量および配合するブレンドカートが、単一ラインを通って、メインカート上のタンクＤに供給された。タンクＡ〜Ｅを包含し、振動ピンミキサーへの個々のラインの成分を、吐出、計量するメインカートは、表１および２に示す通りである。Ｖｉｂｒａｔｈａｎｅ　９０４１は、Ｍｏｎｄｕｒ　ＭＬ（ＭＤＩ）とＣａｐａ７２０（商標）を、４：１のモル分率で反応させて、調製したイソシアネートプリポリマーである。シランカルバメートは、図７に図示する通りに調製した２−ヒドロキシ１−メチルエチルＮ−［３−（１，１−ジエトキシ−１−メチルシリル）プロピル）カルバメート（ＨＰＤＥＭＳＣ）と、２−ヒドロキシ１−メチルエチルＮ−［３−（１，１，１−トリエトキシ−１−メチルシリル）プロピル）カルバメート（ＨＰＴＥＳＣ）との重量比５０／５０の溶液である。ＨＰＤＥＭＳＣを以下の手順で、合成した。３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン１９５．６ポンド（４３０ｋｇ）を、洗浄乾燥した５０ガロンの反応器に加えた。反応器を５０℃まで加熱した。プロピレンカーボネート１０４．４ポンド（２３０ｋｇ）を、一滴ずつ加え、攪拌しながら反応器を４８〜５２℃に保った。全てのプロピレンカーボネートを添加後、５０℃で、５時間、反応物を攪拌した。反応混合物を３０℃まで冷却後、ガスクロマトグラフィーで純度を試験した。ＨＰＴＥＳＣを、以下の手順で合成した。３−アミノプロピルトリエトキシシラン２０５．３ポンド（４５２ｋｇ）を、洗浄乾燥した５０ガロンの反応器に加えた。反応器を５０℃まで加熱した。プロピレンカーボネート９４．７ポンド（２０８ｋｇ）を、一滴ずつ加え、攪拌しながら反応器を４８〜５２℃に保った。プロピレンカーボネートを添加後、５０℃で、５時間、反応物を攪拌した。反応混合物を３０℃まで冷却後、ガスクロマトグラフィーで純度を試験した。
【００５５】
【表１】
表１：ウレタン前駆体成分

^＊タンクＤが一杯になるまで、タンクＦ〜Ｉからの成分を、上記の率で、タンクＤに吸入し、タンクＤが一杯になった時点で、タンクＤがほぼ空になるまで、タンクＦ〜Ｉからの流れを切断し、タンクＤがほぼ空になった時点で、吸入を再開する。
^＊＊ジブチルチンジラウラート
【００５６】
【表２】
表２：温度条件

【００５７】
分配した材料の総流量は、４，６９２ｇ／分だった。前記の分配した組成物は、７分のゲル時間を有し、それは、１０ｍＬをバイアル中に分配するならば７分後と言う意味であり、サンプルを水平に傾けるならば、３０秒間に５ｍｍ未満の溶液が流れる。キャリアウエブの速度は、８０フィート／分であり、コーティングバーとウェブの間隙は、およそ１０ミル（０．２５ｍｍ）であった。
【００５８】
組成物がコーティングバンク中のコーティングバーへ流れ落ちるような振動方法で、コーティングバンク真上のコーティングバー上に、溶液を分配した。５０インチ／秒（１２５ｃｍ／秒）の速度で、ピンミキサーを振動させた。５２インチ（１３１ｃｍ）ウェブ上で、約５１インチ（１２９ｃｍ）幅をコーティングするために、せき板を所定の場所に置き、振動子が、ウェブの中央部分で、およそ４６インチ（１２０ｃｍ）移動した。振動子は、ウェブ中央右または左に約７．５インチ間に交互に止まった。この停止の回数は１．５サイクル毎に１回であったが、均一なバンクを維持するために必要に応じて、０．５〜５．０サイクル毎に１回、調節することが可能である。断続停止を除いて、停止点から速度を上昇および下降させ、先端近くで遅くし、方向を変えて、ピンミキサーがウェブ幅全体を、一定速度で往復移動した。２又のプローブは、ピンミキサーからローリングバンクの中央に達し、調製液と共に振動する。プローブは、ローリングバンク中で溶液を攪拌し、ゲル粒子の形成を回避した。
【００５９】
コーティングバーをまっすぐに保持するために（コーティング圧および熱膨張のため、バーは曲がるだろう）、コーティングバーの中心を通るように６６ＥＣグリコール／水を流して、コーティングバーを温度１５０ＥＦ（６６ＥＣ）に維持した。
【００６０】
キャリアウエブは、片面をポリエチレンでコーティングしたクラフト紙だった。およそ２００オングストロームのアルミニウムで蒸気コーティングされた直径６０ミクロンの高屈折率ガラスビーズで、ポリエチレンをコーティングした。この種のウェブは、米国特許第５，１２８，８０４号および同５，２００，２６２号などの非常に多くの先の特許に、記載されている。
【００６１】
温度２２０ＥＦ（１０４ＥＣ）、１８０フィートの気胞浮選オーブンに、コーティングウェブを通過させた後、１００％ポリエステル布帛（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ　＆　Ｃｏ．）をコーティングに積層させた。５００フィートのウェブ経路を有する２２０ＥＦ（１０４ＥＣ）オーブンに、ウェブを通過させた。その後、およそ１０００ヤード（９００ｍ）ウェブの大きな一巻きを巻取った。
【００６２】
実施例２および比較例３と４
実施例２および比較例３と４は、ジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤と、トリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤との混合物を含有する組成物を使用した結果の利点を示す。
【００６３】
使用した上記試験サンプルを作製するための手順は以下の通りである。
Ｃａｐａ７２０、ＳｙｎＦａｃ８００９、Ｖｏｒａｎｏｌ２３４−６３０（現在、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ　ＴＰ３０）、ＤＢＴＤＬ、および２，２’ジモルホリノジエチルエーテル（ＤＭＤＥＥ）を、８オンスガラス瓶に加え、攪拌し、５分間に１トール未満で、ガスを抜いた。その後、Ｖｉｂｒａｔｈａｎｅ９０４１およびシランカルバメートを添加し、混合物を攪拌した。ミル間隙６に設定された切れ込みのあるバー塗布機を用いて、逆反射コーティング用材（紙／ポリエチレン／ガラスビーズ／アルミニウム蒸気の被膜）上に、接着剤をコーティングした。接着剤被膜の担体をオーブン中に配置し、２２０°Ｆで２分乾燥後、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ　＆　Ｃｏｍｐａｎｙ製１００％のポリエステル布帛を、粘着性の接着剤に適用後、サンプルを、オーブン中に戻し、２２０°Ｆ（１０４ＥＣ）で１０分乾燥した。１〜２週間後、担体を剥ぎ取った。
【００６４】
【表３】

【００６５】
結果として得られた製品を布帛に縫い付けて、米国特許第５，９７６，６６９号に記載の手順に従って、工業用洗濯耐久性（“ＩＷ”）を試験した。１０サイクルの洗濯と乾燥（Ｍａｙｔａｇ回転式乾燥機か或いはトンネル式乾燥機で）を用い、時間の関数として、サンプルの洗濯耐久性試験を行ない、逆方向反射率（カンデラ／ルクス／ｍ^２）を測定した。初期（洗濯前）の各サンプルは、約５５０の逆方向反射率を有した。比較例のサンプルは、同時に洗濯乾燥した。６週（比較例は８週）で始め、実施例２のサンプルを、比較例と共に洗濯乾燥した。その結果を以下の表に示す。
【００６６】
【表４】

【００６７】
望ましい性能レベルであるためには、逆方向反射性布帛は、少なくとも１００の逆方向反射率を維持しなければならない。少なくとも約８０週間の熟成後、逆反射布帛は、十分な洗濯耐久性を維持し、その後、１０サイクルの工業用の洗濯乾燥後、布帛は少なくとも１００の逆方向反射率を維持するのが好ましい。データからわかるように、ジエトキシ定着剤だけ含有する組成物を重合して作製するコーティング布は、不良な洗濯耐久性を示す。比較例４は、トリエトキシ定着剤だけを含有する組成物から作製され、かなり良好な初期の洗濯耐久性を呈する。しかしながら、洗濯耐久性は時間と共に劣化し、８１週後、製品は１０回の洗濯サイクル後、不適格な逆方向反射率を有することがわかった。この劣化は、時間が経つと材料を脆化する遅い架橋反応のためであると思われている。反対に、ジエトキシ定着剤とトリエトキシ定着剤の混合物を含有する組成物から作製された逆反射布帛は、２、３週間熟成後、７８週後でさえも、驚くほどの良好な洗濯耐久性を呈した。同様に、良好な結果が、上記記載の破壊コーティングバンクプロセスを用いて作られたコーティング布において、観察された。
【００６８】
また、驚くべきことに、先行試験の結果は、ジエトキシ定着剤とトリエトキシ定着剤の混合物から作られた材料は、ジアルコキシだけか或いはトリアルコキシだけのどちらかから作られた材料と比較すると、低いヤング率を呈することを示す。
【００６９】
本発明は、その範囲を逸脱することなく、様々な変更態様および訂正を取り入れてもよい。従って、本発明は、上記記載事項を限定するものではないと理解されるが、以下の請求項および対応特許に記載する限定によって制御される。本発明は、本明細書に具体的に開示されていない事項がない場合には、適切に実施されると理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】開示されたコーティング装置の側面図を示す。
【図２】図１の装置の、正面と側面からの立面図である。ポリマー前駆体組成物バンクをより見やすくするために、ウェブとキャリヤロールを除去した。図の右側は、能動型ディスラプターの二種類のデザインを示す。
【図３】ウェブとキャリヤロールを除去した、コーティング装置の正面と側面からの図である。液体の流れる向きを、矢印で示す。
【図４】格納式プローブ組立て部品を示す。
【図５】ディスペンサーとバンクディスラプタープローブを振動させるための振動装置を示す。
【図６】ウェブにコーティングを適用するための生産ラインを図示する略側面図である。
【図７】ジアルコキシおよびトリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン定着剤を調整するための、合成図式を示す。
【図８】テープ一巻を示す。
【図９】防水性の衣類の一種を示す。

Claims (71)

1. コーティング装置であって、
   分散表面と、
   前記分散表面の反対側に表面を有する受入れ支持体と、
   稼動中に、前記分散表面上に、ポリマー前駆体組成物を分配することが可能であるように配置された少なくとも１つの化学ディスペンサーと、
   前記分散表面と前記受入れ支持体の間の領域に配置されたバンクディスラプターとを備えるコーティング装置。
2. 前記分散表面と前記受入れ支持体が、稼動中に、前記ポリマー前駆体組成物が間隙に向かって前記分散表面に沿って流れるように、前記分散表面と前記受入れ支持体の間に前記間隙の範囲を画定し、
   前記化学ディスペンサーが、前記分散表面上の少なくとも一部に配置され、重力により、ポリマー前駆体組成物が前記間隙に向かって分散表面に引っ張られる請求項１に記載のコーティング装置。
3. 前記バンクディスラプターが、静止型ディスラプターを含んでなり、前記バンクディスラプターが、対向する面を少なくとも２面有し、稼動中、ポリマー前駆体組成物が、前記の少なくとも２つの対向する両面の上を通過する請求項２に記載のコーティング装置。
4. 前記ディスペンサーが、振動ディスペンサーを含んでなる請求項３に記載のコーティング装置。
5. 前記受入れ支持体が、ウェブを含んでなる請求項３に記載のコーティング装置。
6. 前記バンクディスラプターが、能動型ディスラプターを含んでなる請求項２に記載のコーティング装置。
7. 前記バンクディスラプターが、可動ディスラプターを含んでなる請求項１に記載のコーティング装置。
8. 前記受入れ支持体が、ウェブを含んでなる請求項７に記載のコーティング装置。
9. 前記受入れ支持体が、キャリヤロールを含んでなる請求項６に記載のコーティング装置。
10. 前記分散表面が、弓形または垂直傾斜の形状を有し、前記能動型ディスラプターが、可動プローブを含んでなる請求項６に記載のコーティング装置。
11. 前記ディスペンサーが、振動ディスペンサーである請求項１０に記載のコーティング装置。
12. 前記ディスペンサーが、ピンミキサーを含んでなる請求項１１に記載のコーティング装置。
13. 前記ディスペンサーが、排出管を有し、
    前記排出管が約０．３〜約２０ｃｍ^２の断面積の口径を有する請求項１１に記載のコーティング装置。
14. 前記ディスラプターが、機械的に、振動ディスペンサーに連結されている請求項１１に記載のコーティング装置。
15. 前記ディスラプターが、垂直バー、平頭バー、多股、ミキシングパドル、帯状、刻み目のある円柱、舟形からなる群から選択される形状を有するプローブを含んでなる請求項６に記載のコーティング装置。
16. 前記ディスペンサーと前記分散表面の間に配置されるバッフルをさらに含んでなる請求項６に記載のコーティング装置。
17. 前記ウェブ表面に接触しないで合致するように成形され、位置する２つのせき板を含んでなる請求項８に記載のコーティング装置。
18. 前記間隙が、約２５〜約１０００マイクロメーターの幅を有する請求項２に記載のコーティング装置。
19. 剥離紙、布帛、および紙担体上のポリエチレン層に埋込まれた金属被覆ガラスビーズからなる群から選択される請求項８に記載のコーティング装置。
20. コーティング装置であって、
    分散表面と、
    前記分散表面の反対側に第一表面を有するウェブと、
    稼動中に、前記ウェブやコーティングバンク上で直接分配しないで、前記分散表面上に、ポリマー前駆体組成物を分配することが可能であるように配置された少なくとも１つの振動化学ディスペンサーを備え、
    稼動中、前記ポリマー前駆体組成物が、間隙に向かって前記分散表面に沿って流れるように、前記分散表面と前記ウェブが、前記分散表面と前記ウェブの間に前記間隙を画定するコーティング装置。
21. 稼動中、重力が、前記ポリマー前駆体組成物を前記間隙に向かって前記分散表面を下に引っ張る請求項２０に記載のコーティング装置。
22. 前記ウェブが、前記第一表面の反対側上に第二表面を有し、
    前記第二表面が、前記間隙で、平台、回転キャリヤロールおよび非可動ロールからなる群から選択される担体表面に接触する請求項２１に記載のコーティング装置。
23. 前記振動ディスペンサーと前記分散表面の間に位置するバッフルをさらに備える請求項２１に記載のコーティング装置。
24. 前記分散表面と前記ウェブの間の領域に配置されるバンクディスラプターをさらに備える請求項２１に記載のコーティング装置。
25. 前記バンクディスラプターが、前記振動ディスペンサーに連結されている請求項２４に記載のコーティング装置。
26. 前記ウェブが、布帛を含んでなる請求項２０に記載のコーティング装置。
27. 前記ウェブと前記分散表面の表面に合致するように成形され、配置された２つのせき板をさらに備え、前記せき板が、稼動中、コーティングバンク内の材料の前記せき板を通っての漏出を防ぐ請求項２０に記載のコーティング装置。
28. 前記間隙が２５〜１０００マイクロメーターの幅を有する請求項２０に記載のコーティング装置。
29. 稼動中、ウェブがローラーの回転によって、移動するように前記ローラー上に配置された、上面、下面、および幅を有するウェブと、
    前記ウェブの前記上面上にポリマー前駆体組成物を分配できるように配置された化学ディスペンサーと、
    前記ウェブの前記上面の一部の反対に配置された第二表面と、
    稼動中、前記プローブが、ポリマー前駆体組成物のバンクに伸び、前記ウェブの幅に平行に移動するように配置された、可動バンクディスラプタープローブとを備えるコーティング装置であって、
    前記ウェブの前記第二表面と前記上面が、互いから間隔を置いて配置され、前記第二表面が前記ウェブの前記上面への最接近が、間隙を画定し、稼動中に、ポリマー前駆体組成物のバンクが、前記間隙に隣接して形を作るコーティング装置。
30. ポリマー前駆体組成物の前記バンクが、前記間隙の上に成形され、前記第二表面が分散表面であり、前記ウェブが、剥離紙、プラスチックフィルムまたは布帛を含んでなる請求項２９に記載のコーティング装置。
31. 前記ディスペンサーと前記分散表面との間に位置するバッフルを備える請求項２９に記載のコーティング装置。
32. 前記ディスペンサーが、振動ディスペンサーである請求項２９に記載のコーティング装置。
33. 前記バンクディスラプターが、前記振動ディスペンサーに連結されている請求項３２に記載のコーティング装置。
34. 前記バンクディスラプターが一直線に動く請求項２９に記載のコーティング装置。
35. 前記バンクディスラプターが、多股のディスラプターを含んでなる請求項２９に記載のコーティング装置。
36. 前記第二表面が、テフロンコーティングを有する請求項２９に記載のコーティング装置。
37. 基材にポリマーを適用する方法であって、
    一部が前記基材の表面と接触している前記ポリマー前駆体組成物のバンクを形成する工程、
    ポリマー前駆体組成物の前記バンクを破壊する工程、
    ポリマー前駆体組成物の前記バンクを通って前記基材を可動させる工程
    を含む方法。
38. 前記基材がウェブである請求項３７に記載の方法。
39. ポリマー前駆体組成物の前記バンクが、前記バンクを進むプローブによって破壊される請求項３８に記載の方法。
40. 前記ポリマー前駆体組成物が熱反応性物質であり、２〜２０分の硬化時間を有する請求項３９に記載の方法。
41. 前記ポリマー前駆体組成物が、せん断減粘性を有する請求項４０に記載の方法。
42. 前記ポリマー前駆体組成物が、５重量％未満の非反応性成分を含有する請求項３９に記載の方法。
43. 前記ポリマー前駆体組成物が、本質的に溶剤を含有しない請求項３７に記載の方法。
44. ポリマー前駆体組成物の前記バンクが、約８０〜約１２０℃の温度を有する請求項４３に記載の方法。
45. ポリマー前駆体組成物の前記バンクが、１〜１２ｃｍの高さを有する請求項３７に記載の方法。
46. 前記ウェブが、約１０〜約５０ｍ／分の速度で移動する請求項３９に記載の方法。
47. 前記ウェブが、約０．５〜約３ｍの幅を有する請求項４６に記載の方法。
48. 前記ウェブが、逆反射シートである請求項４７に記載の方法。
49. 前記ポリマー前駆体組成物が熱反応性物質であり、４〜１０分の硬化時間を有する請求項４３に記載の方法。
50. 前記ウェブが、ポリマー前駆体組成物の前記バンクの下で、重力に引っ張られて下方に移動する請求項３８に記載の方法。
51. ポリマー前駆体組成物の前記バンクが、分散表面と前記ウェブの間に形成され、
    前記ウェブと前記分散表面が最も接近することよって、間隙が成形され、
    ポリマー前駆体組成物の前記バンクの底が、前記間隙と接触しており、ポリマー前駆体組成物の前記バンクの反対面が、ポリマー前駆体組成物の前記バンクの上面であり、
    ポリマー前駆体組成物の前記バンクの前記上面の幅が、前記間隙の幅の約１００〜約４０００倍である請求項５０に記載の方法。
52. 請求項３７に記載の方法によって形成されるコーティングを含んでなる製品。
53. 請求項３７に記載の方法によってコーティングされる布帛を含んでなる衣類製品。
54. 前記布帛が、１０サイクルの工業用の洗濯乾燥後、少なくとも１００カンデラ／ルクス／ｍ^２の逆方向反射率を呈する逆反射布帛を含んでなる請求項５３に記載の製品。
55. 前記ポリマー前駆体組成物が、イソシアネートとジオールとの混合物から生成されたプリポリマーを含んでなる請求項３７に記載の方法。
56. ジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシラン対トリエトキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランのモル分率が約１：３〜約３：１であるジアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランとトリアルコキシヒドロキシアルキレンカルバモイルアルキレン−アルコキシシランの混合物を含有する組成物。
57. ２００℃未満の温度で熱反応が可能であるポリオールとイソシアネートを含んでなる請求項５６に記載の組成物。
58. １０重量％未満の非反応性成分を含んでなる請求項５６に記載の組成物。
59. ５重量％未満の非反応性成分を含んでなる請求項５８に記載の組成物。
60. 本質的に溶剤を含有しない請求項５９に記載の組成物。
61. 約２〜約２０分の硬化時間を有する請求項５９に記載の組成物。
62. ジイソシアネート：ジオールのモル分率が、約３：１〜約５：１の範囲で、ジイソシアネートとジオールを含んでなる混合物を反応させて生成されるプリポリマーを含んでなる請求項５６に記載の組成物。
63. ジイソシアネート：ジオールのモル分率が、約４：１で、ジイソシアネートとジオールを含んでなる混合物を反応させて生成されるプリポリマーを含んでなる請求項６２に記載の組成物。
64. 前記プリポリマーが、前記プリポリマーの粘度が、１０日を越えても１０％未満までしか変化しないような、室温貯蔵安定性を有する請求項６２に記載の組成物。
65. 前記ジアルコキシ定着剤およびトリアルコキシ定着剤のアルコキシ基が、独立して、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、およびヘキソキシからなる群から選択される請求項５６に記載の組成物。
66. 前記組成物が、せん断減粘性を有する請求項５６に記載の組成物。
67. 前記定着剤が、２−ヒドロキシ−１−メチルエチルＮ−［３−（１，１−ジエトキシ−１−メチルシリル）プロピル］カルバメート（ＨＰＤＥＭＳＣ）と２−ヒドロキシ−１−メチルエチルＮ−［３−（１，１，１−トリエトキシ−１−メチルシリル）プロピル］カルバメート（ＨＰＴＥＳＣ）を含有する請求項５６に記載の組成物。
68. ポリマーコーティングを含んでなる製品であって、前記ポリマーコーティングが、請求項５６に記載の組成物から生成される製品。
69. 前記ポリマーが、ポリウレタンを含んでなる請求項６８に記載の製品。
70. 前記コーティングが、逆反射シート材上に配置される請求項６８に記載の製品。
71. 前記製品が、少なくとも約８０週間の熟成後、１０サイクルの工業用の洗濯乾燥後、少なくとも１００カンデラ／ルクス／ｍ^２の逆方向反射率を呈する逆反射布帛を含んでなる請求項６９に記載の製品。

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