JP4098303B2 - 改良された高速エンボス加工及び接着剤転写方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄いフィルムウェブに接着剤を塗布する改良された方法に関する。

不注意による接触から保護された感圧接着剤の薄層を含む三次元の材料シート、並びにこれらを製造する方法及び装置が開発されてきており、米国特許第５，６６２，７５８号、名称「対象表面に押し付けたときに、対象表面に開放可能に封止可能な複合材料及び製造方法（Composite Material Releasably Sealable to a Target Surface When Pressed Thereagainst and Method of Making）」（ハミルトン（Hamilton）及びマクガイア（McGuire）、１９９７年９月２日発行）；米国特許第５，８７１，６０７号、名称「変形性のスタンドオフにより保護される物質を有する材料及び製造方法（Material Having A Substance Protected by Deformable Standoffs and Method of Making）」（ハミルトン（Hamilton）及びマクガイア（McGuire）、１９９９年２月１６日発行）；米国特許第５，９６５，２３５号、名称「三次元ネスティング抵抗性シート、並びにその製造方法及び装置（Three-Dimensional,Nesting-Resistant Sheet Materials and Method and Apparatus for Making Same）」（マクガイア（McGuire）、トゥエッデル（Tweddell）及びハミルトン（Hamilton）、１９９９年１０月１２日発行）；並びに米国特許第６，１９４，０６２号、名称「改善された貯蔵包み材料（Improved Storage Wrap Materials）」（ハミルトン（Hamilton）及びマクガイア（McGuire）、２００１年２月２７日発行）に詳細に記載されている。このような材料を製造するための高速プロセスが、米国特許第６，１９３，９１８号（マクガイア（McGuire）及びブッシュ（Bush）、２００１年２月２７日発行）に記載されている。

これらの特許に記載された、このような材料を製造するための方法及び設備は、このような材料の製造に好適であるが、本質的に速度が制限されるか、又は大規模な生産に使用するには非効率な方法である。米国特許第６，１６３，９１８号に記載されている方法は、教示された製品を上手く製造できるが、長時間にわたる生産で接着剤が雌型エンボスロールから完全に剥離しない場合に問題が発生する。この不完全な転移の問題は、材料の不適合性又は以前適合性のあった材料の摩耗の問題によって生じる場合がある。この結果、ロール上に接着剤が徐々に蓄積し、それが次には材料ウェブ上への接着剤の置き違え、又はさらに悪くは、転移ロールからのウェブの剥離不良を生じる。そのような方法及び装置を作動できる速度は、そのような材料を商業規模で生産する経済性において主要な要因である。

それ故に、転写ロールからの接着剤の剥離が改良される高速での、このような三次元シート材料の形成及び接着剤の塗布に好適な方法及び装置を提供することが望まれる。

本発明は、ａ）約０．２５ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満の剥離剤を転移面に塗布する工程と、ここで該剥離剤が、前記剥離剤の臨界表面張力濃度以上の濃度を有する剥離剤の試験試料が、約５０ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力を有するか、又は転移面の材料と約１２０°未満の接触角を形成するように、選択され、ｂ）接着剤を転移面に塗布する工程と、ｃ）該接着剤を該転移面から材料ウェブに転移する工程と、を含む方法を提供する。好ましい実施形態は、転移面が、金属、ポリマー、エラストマー、セラミック、若しくは木材、又はこれらの組み合わせから成る群から選択される材料でできており、剥離剤が次の式を有する場合に提供される。

Ｘ−ＣＦ₂Ｏ−（Ｃ₂Ｆ₄Ｏ）_p−（ＣＦ₂Ｏ）_q−ＣＦ₂−Ｘ
追加の実施形態が、連続及び断続的な方法に提供される。

本明細書は、本発明を特定して指摘して明確に請求する請求項で結論とするが、本発明は、添付図面と併せて好ましい実施形態の次の説明によってより良く理解されると考えられ、図面中において、同じ参照番号は同一要素を表わす。

本発明は、接着剤が塗布された材料ウェブ組成物を提供する方法に関する。

本明細書で使用するとき、「材料ウェブ」とは、その上に転写されるいかなる薄い、浸透性又は非浸透性の基材も指す。ウェブは、紙、高分子又はプラスチックフィルム、布又はファブリック、織物、不織布、積層体、アルミニウム箔のような金属箔、ろう紙又は耐油紙のようなコート紙、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されないいかなる材料も含んでもよい。

本明細書で使用するとき、「転移面」とは、制御された方法で材料ウェブに後で転移される目的でその上に物質が置かれる表面である。該制御は、送出の厚さ又はウェブの特定の領域における物質の選択的転写に関してであってもよい。転移面は、美観又は機能の目的のため材料ウェブを三次元構造に成形するなど、他の目的に役立ててもよい。本明細書で使用するとき、用語「成形」とは、エンボス加工、真空引抜き等のような、材料ウェブ上に三次元パターンを作り出すために該産業で使用されるすべての一般的な方法を包含する。好ましくは、転移面もエンボス加工構造である。より好ましくは、転移面はエンボス加工面であり、物質をエンボス間の領域に転写するために使用される。

本明細書で使用するとき、「臨界表面張力濃度」（ＣＳＴＣ）とは、それを超えると表面張力のさらなる実質的な低下がない、液体中の剥離剤の濃度である。界面活性剤については、この点は該剤の臨界ミセル濃度又はＣＭＣに対応する。臨界ミセル濃度は、その濃度を超えると表面張力のさらなる実質的な低下がない界面活性剤の濃度を記述するために当業者に一般的に使用される用語である。

本明細書で使用するとき、「正味の物質」とは、ビヒクル又は溶媒を実質的に含まない物質を指す。

本明細書で使用するとき、「液体混合物」とは、その中に化合物が溶解している（溶液）か又は分散している（エマルション又は懸濁液）ビヒクルを含む液体組成物を指す。

本明細書で使用するとき、「試験試料」は剥離剤の試料を指し、本発明の剥離剤の選択に使用され、その臨界表面張力濃度以上である。試料は、臨界表面張力濃度以上の剥離剤の液体混合物、又は正味の剥離剤自体の試料であって、定義上未希釈であり、したがって該材のＣＳＴＣより高い濃度を有する試料のいずれかであってもよい。

本明細書で使用するとき、液体の「表面張力」とは、液体／空気表面での凝集力の結果であり、及び長さ１ｃｍの流体の表面被膜を破断するのに必要な、ｄｙｎ単位の力である。例えば、水の表面張力は２５℃で７２ｄｙｎ／ｃｍである。

本明細書で使用するとき、「接触角」とは、転移面を含む材料と、液滴が該材料の平面固体表面上に静止しているときに三相点での液滴表面に引いた接線との間の角度として定義される。

本明細書で使用するとき、用語「活性剤」とは、実際の機能的効果を提供する化合物、又は液体混合物中の該化学物質の量を意味する。

すべての引用された文書は、関連の部分において参考として本明細書に組み込まれ、いずれの文書の引用も、それが本発明に関して先行技術であるということの承認として解釈されるべきではない。

本発明の方法は、一般に３つの工程：１）転移面への剥離剤の塗布、２）転移面への接着剤の塗布、及び３）転移面から材料ウェブへの接着剤の転移、を含む。

（剥離剤の塗布）
剥離剤は、浸透性又は非浸透性塗布ローラー、噴霧機、押出し、吸収パッド、又はブラシが挙げられるが、これらに限定されない、該方法に好都合のいかなる方法でも転移面に塗布されてもよい。剥離剤混合物又は正味の物質は、好ましくは塗布機ロールによって又は噴霧機によって塗布される。剥離剤は、連続方式又は断続方式のいずれかで塗布されてもよく、断続方式では転移面への剥離剤の送出が接着剤を材料ウェブに転移している時間の一部のみで実施される。必要な時間の最適な比率は個々の方法に依存し、生産時に決定される。

剥離剤の塗布が連続的である場合、剥離剤の添加速度は、添加された剥離剤がウェブに転移される剥離剤の量とほぼ等しくなる場合に平衡が確立されるような速度である。連続塗布の場合、本発明の剥離剤は、１平方メートル当たりの剥離剤が約０．２５ｇ（ｇｓｍ（ｇ／ｍ²））未満、好ましくは約０．１０ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、より好ましくは約０．０５ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、一層さらに好ましくは約０．０１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、最も好ましくは約０．００５ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満の割合で転移面に送出される。剥離剤は、約０．００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きい、好ましくは約０．０００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きい速度で転移面に送出される。

転移面への剥離剤の添加速度は数種類の方法で測定できるが、好ましい方法は、塗布プロセス前後での剥離剤の質量収支による。測定は、プロセスが運転条件で安定した後に実施されるべきであり、この場合、ある時間にわたってプロセスに添加された物質すべてがウェブに転移され、ロール上の剥離剤に長時間の蓄積又は不足を生じない。添加速度は、剥離剤の質量流量を、プロセスによる損失（スプレーしぶき、あふれたニップからのオーバーフロー、こぼれ、拭き取り等）を補正し、幅及びラインスピード（塗布面積）で除したものである。例えば、４５０ｍ／分で移動する幅０．５ｍのウェブに接触して転移面に塗布される剥離剤の０．２％活性剤溶液の１１２ｇ／ｍｉｎは、プロセスに損失がないと仮定すると、約０．００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）の活性剥離剤を送出する。この「安定化されたプロセス」とは、即時の平衡を意味しない。安定なプロセスは、比較的大量の剥離剤を塗布し、剥離剤の塗布を停止し、プロセスをリフレッシュしなければならなくなるまで長期間及びプロセス運転を続行するプロセスを包含してもよい。

実際に使用される剥離剤の送出速度は、使用される接着剤、転移面の材料及び接着剤をウェブに接触する転移面の比率に依存する。例えば、全面積の４０％しか接着剤をウェブに接触しないエンボス加工転移面は、材料ウェブ全体（１００％）に接着剤を接触する転移面よりも、効率的に運転するのに必要な剥離剤がはるかに少ない。

剥離剤の塗布が断続的である場合、「デュ−ティサイクル」は、剥離剤が塗布されている時間にそうでない時間が続くときとして決定される。剥離剤が塗布されているとき、添加速度は約５ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、好ましくは約１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、より好ましくは０．１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、最も好ましくは約０．０１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満である。剥離剤は、約０．００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きい、好ましくは約０．０００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きい速度で転移面に送出される。平均デューティサイクル送出速度は、平均デューティサイクルにわたって測定したとき、平均デューティサイクルの間に添加された剥離剤の質量を、プロセスによる損失（スプレーしぶき、あふれたニップからのオーバーフロー、こぼれ、拭き取り等）について補正し、平均デューティサイクル中に処理される材料ウェブの幅及び全長（塗布面積）で除したものである。平均デューティサイクル送出速度は、約０．１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、好ましくは約０．０１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満、最も好ましくは約０．００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）未満である。平均デューティサイクル送出速度は、０．０００００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きく、好ましくは約０．００００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きく、より好ましくは０．０００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きく、より一層好ましくは０．００００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きく、最も好ましくは０．０００１ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）より大きい。

剥離剤は、液体混合物の形態で又は正味の物質として、転移面に塗布されてもよい。剥離剤が正味の物質として塗布される場合、剥離剤は転移面に直接塗布される。剥離剤は、押出し、噴霧、若しくはミスト化によって、又は塗布機ロールを使って塗布されてもよく、任意に低レベルの物質を送出するローラースタックによって供給されてもよい。好ましくは、剥離剤物質又は混合物は剥離剤を転移面に転移する塗布機ロールを用いて塗布される。これらの塗布機ローラーは、高分子材料又はゴム若しくはウレタンのようなエラストマー材料、又はクロム若しくは鋼のような金属など、該産業で既知のいかなるローラー材料を含んでもよい。好ましくは、この塗布機ローラーは、金属酸化物粒子が埋め込まれた高分子材料又はエラストマー材料を含む。さらに、転移面に接触する塗布機ローラーは、１又はそれ以上の添加の計量ローラーによって供給されてもよく、これは転移面に塗布される剥離剤の量の制御を補助してもよい。計量ロールは、このような用途に一般的に使用されるいかなる材料も含んでもよく、及びいかなる構成でもよい。図１を参照すると、好ましい構成は、すべて高分子／エラストマーであってもよく、又は高分子／エラストマー−金属−高分子／エラストマー構成であってもよいロール７２−７１−７０を包含する。さらに、計量ロール７１及び７２はまた、好ましくは金属酸化物粒子が埋め込まれた高分子材料又はエラストマー材料も含んでもよい。

液体混合物が使用される場合、ビヒクルは選択された剥離剤を分散又は溶解する能力のあるいかなる溶媒でもあることができる。好ましくは、混合物のビヒクルは、水、Ｃ₂〜Ｃ₄アルコール、揮発性炭化水素、エステル、ケトン、エーテル、及びこれらの混合物から成る群から選択される。最も好ましくは、ビヒクルは水である。本方法で使用される混合物は、所望量の剥離剤が転移面に供出される限り、流体の取扱いを最適化するいかなる濃度であってもよい。好ましくは、前記混合物は約０．０１％〜約２０％、好ましくは約０．０５％〜約１％の範囲の濃度である。

本発明の剥離剤は、剥離剤の濃度がその臨界表面張力濃度以上である、選択されたビヒクル中の剥離剤の試験試料が、転移面の材料と約１２０°未満、好ましくは約９０°未満、より好ましくは約７５°未満、より一層好ましくは約５０°未満、最も好ましくは約２０°未満の接触角を形成するように、選択される。剥離剤はまた、試験試料が約５０ｄｙｎ／ｃｍ未満、好ましくは約４０ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力を有するように選択されてもよい。好ましくは、剥離剤は、試験試料が約１２０°未満、好ましくは約９０°未満、より好ましくは約７５°未満、より一層好ましくは約５０°未満、最も好ましくは約２０°未満の接触角を形成し、及び表面張力が５０ｄｙｎ／ｃｍ、約４０ｄｙｎ／ｃｍを有するように選択される。最適な剥離剤（ＣＳＴＣを超える）の決定に使用される試験試料は、本方法の塗布工程で使用される液体混合物濃度と必ずしも同一であるとは限らないことに注意する。理論に束縛されるものではないが、プロセス混合物中のビヒクルは転移面への塗布後に蒸発し、そのため接着剤塗布点での濃度は塗布される濃度よりもＣＳＴＣにはるかに近いと考えられる。

剥離剤は、好ましくは次の物質から選択される：
− フルオロカーボン、例えばオーシモント（Ausimont）からのＦＥ−２０ＡＧ（登録商標）のエマルション形態に見出されるもの、
− 過フルオロポリエーテル、例えばすべてオーシモント（Ausimont）からのフルオロリンク（Fluorolink）Ｆ−１０（登録商標）、フォンブリン（Fomblin）（登録商標）ＰＦＰＥ、ガルデン（Galden）（登録商標）ＰＦＰＥ、
− フッ素系界面活性剤、例えばチバスペシャルティケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）からのロジン（Lodyne）（登録商標）、サイトニクス社（Cytonix Corp.）からのフルオロＮ（FluorN）（登録商標）、３Ｍからのフルオラド（Fluorad）（登録商標）ＦＣ−４４３０及びＦＣ−４４３２、並びにデュポン（DuPont）からのアゾニル（AZonyl）（登録商標）ＦＳＰ、
− 界面活性剤（陰イオン性界面活性剤（プロクター・アンド・ギャンブル社（Procter & Gamble Company）からのシンチ（Cinch）（登録商標）及びドーン（Dawn）（登録商標）に見出されるようなもの）、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、及びこれらの組み合わせを包含する）、
− シリコーンオイル、正味で使用される、例えばゼネラル・エレクトリック（General Electric）からのＳＦ１８−３５０（登録商標）、又はエマルションとして見出される、例えばゼネラル・エレクトリック（General Electric）からのＳＭ２１２８（登録商標）、
− 鉱油、正味で使用される、例えばクロンプトン社（Crompton Corp.）からのカイドール（Kaydol）（登録商標）又はエマルションとして、
− ポリエーテル−シリコーン共重合体、例えば、ダウ・コーニング（Dow Corning）からのＱ４−３６６７、
− ブロックコポリマー界面活性剤、例えばＢＡＳＦからのＰ１２３（登録商標）、Ｌ−６２（登録商標）、Ｌ−６４（登録商標）、Ｌ−４４（登録商標）、１７Ｒ４（登録商標）、及び１０Ｒ−５（登録商標）、
− ホスファチジルコリン（phosphotidylcholines）、溶液で見出される、例えばルーカス・メイヤー（Lucas Meyer）からのレシチン（Lecithin）、（登録商標）、及びセントラル・ソーヤ（Central Soya）からのプレセプト（Precept）８１６０（登録商標）、
− ろう、例えばエマルションで見出される、ワックス・エマルション（Wax Emulsion）のポリゲン（Polygen）（登録商標）、
並びにこれらの混合物。好ましい剥離剤は、次の式を有する過フルオロポリマーから成る群から選択される：
Ｘ−ＣＦ₂Ｏ−（Ｃ₂Ｆ₄Ｏ）_p−（ＣＦ₂Ｏ）_q−ＣＦ₂−Ｘ
式中、末端基Ｘは、亜リン酸部分、アルキルアミド部分、シラン部分、又はこれらの混合物から成る群から選択され；ｐ：ｑの比は約０．５〜約１．５、好ましくは約０．８〜約１．１、より好ましくは約０．９〜約１．０５の範囲であり；ポリマーはが約１５００〜約５０００、好ましくは約２０００〜約３５００、より好ましくは約２４００〜約３１００の範囲の重量平均分子量を有する。特に好ましいのは、オーシモント社（Ausimont,Inc.）のフルオロリンク（Fluorolink）７００６（登録商標）、フルオロリンク（Fluorolink）７００７（登録商標）、フルオロリンク（Fluorolink）Ａ１０（登録商標）、フルオロリンク（Fluorolink）Ｆ１０（登録商標）、フルオロリンク（Fluorolink）Ｓ１０（登録商標）である。最も好ましいのはフルオロリンク（Fluorolink）Ｆ１０（登録商標）である。

上記に示すように、剥離剤の選択は、転移面に選択された材料に基づいて最適化されてもよい。転移面は、鋼、クロム、アルミニウム、又はニッケルのような金属；プラスチック、ゴム又はポリウレタンのようなポリマー又はエラストマー；セラミック又は木材に及ぶ広範な材料でできていてもよい。転移面は、ニッケル又はクロムめっきされた鋼のロールのような、金属めっきされたロールを含んでもよい。転移面はまた、金属酸化物粒子が埋め込まれた高分子材料又はエラストマー材料を含む表面のような、材料の組み合わせでできていてもよい。このような組み合わせの一例は、酸化鉄粒子が埋め込まれた水素添加ニトリルゴムである。

本発明の方法は、ある好ましい剥離剤がある転移面材料と共に使用された場合に最適化されることが見出された。好ましくは、本発明の方法は、次の式を有する過フルオロポリエーテル剥離剤を使用する：
Ｘ−ＣＦ₂Ｏ−（Ｃ₂Ｆ₄Ｏ）_p−（ＣＦ₂Ｏ）_q−ＣＦ₂−Ｘ
式中、末端基Ｘは、選択された転移面に基づいて選択される。最も好ましくは、転移面が金属、好ましくは鋼であり、及びＸが亜リン酸部分であり；又は転移面がプラスチック、ポリマー、若しくはエラストマーから成る群から選択され、及びＸがシランであり；又は転移面が木材であり、及びＸがアルキルアミドであり；又は転移面が埋め込まれた金属酸化物粒子を含み、及びＸがホスフェートである。

（接着剤の塗布）
本発明の方法はまた、接着剤を転移面に塗布する工程も含む。本発明の方法は、いかなる接着性物質の転移にも使用されてもよい。接着性物質は、１つの材料（本明細書で材料ウェブ）を、目標面へ接着するための使用が一般的に考慮されるすべての物質を包含する。これには、のり及びホットメルト感圧接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。

接着剤は、該産業で既知のいかなる従来の塗布方法によっても転移面に塗布されてもよい。これには、ローラー塗布、押出し、ブラシ、又はパッドが挙げられる。本発明の方法は、連続運転でも又は個別シート運転でもよい。

本発明の好ましい実施形態は、転移面が、その回転の一点で接着剤塗布プロセスから接着剤を連続的に受け取り、該接着剤を第二点で材料ウェブに転移するローラーである、連続プロセスを含む。本発明の剥離剤は、好ましくは、回転の第三点で、好ましくは接着剤が塗布される前の点で、連続的に又は断続的に転移ロール面に塗布される。

（材料ウェブへの物質の転移）
本発明の方法はまた、接着剤を転移面から材料ウェブに転移する工程も含む。ここでも、転移は該産業で既知のいかなる手段によって達成されてもよい。好ましくは、接着剤は、材料ウェブを本方法の転移ロールの上に通すことによって転移される。

図１及び図２は、概略の形で、接着剤が、同時にエンボス加工される材料ウェブ５０の上に転写される物質である、本発明の方法及び装置１０の実施形態を例示している。本発明の方法を実行するための装置は、２つの噛み合うエンボスロール１５及び１６、並びに液体塗布機ロール７２及び複数の接着剤計量／塗布ロール１２〜１４を具備してもよい。該装置は、任意に計量ロール７０〜７１、冷却Ｓラップ１９、加圧ロール１７又は剥ぎ取りロール１８を具備してもよい。エンボスロール１５及び１６は、連動してその間を通る材料シートのウェブにエンボス加工する、ロールにエッチングされた一致したエンボスパターンを任意に有してもよい。ポケット及び隆起したランドを備えるロールは、雌型エンボスロール１５と呼ばれ、隆起した主要部（nubs）及び窪んだランドを備えるロールは、雄型エンボスロール１６と呼ばれる。剥離剤液体塗布／計量ロール７０〜７２は、剥離剤７５を転移面に送出する。剥離剤液体塗布／計量ロールは、一般的に、鋼又はクロムのような金属、又はゴムコーティングされた鋼のいずれかである。同様に、接着剤塗布／計量ロール１２〜１４も、金属又はゴムコーティングされた鋼であってもよい。１つの実施形態では、塗布機ロールの両方の組が通常の鋼又はゴムコーティングされた鋼の間で交替する。塗布ロール１４及び７２（それぞれの送出システムでの最終ロール）の材料は、転移面に選択された材料に基づいて選択される。転移材料が金属の場合、好ましい最終塗布ロールは、ゴムコーティングされた鋼であることが見出された。あるいは、転移材料が高分子又はエラストマーである場合、金属の塗布ローラーが好ましい。放射加熱器８０又は何らかの他の熱源を、剥離剤の塗布後に転移面を加熱するために任意に使用してもよい。

任意の加圧ロール１７及び剥ぎ取りロール１８は、ゴムコーティングされた鋼又はその他の好適な材料であってもよい。任意の冷却Ｓラップを使用してもよく、これは外面上に剥離剤がコーティングされ、ロール内を冷却剤が流れる中空鋼ロール１９を含んでもよい。ロールの回転方向は、図２に矢印で示されている。

図１に示すように、接着剤（ホットメルト感圧接着剤のような）は、スロットダイ９を介して第一の回転ロール１２の表面上に押出されてもよい。スロットダイは、ホットメルト供給装置（加熱ホッパー及び可変速ギアポンプ（図示せず）を伴う）によって加熱ホースを通して供給されてもよい。第一の接着剤計量ロール１１の表面速度は、エンボス加工されて接着剤コーティングされる材料シートのウェブ５０の公称接線速度よりもかなり遅くてもよい。計量ニップが、図１でステーション１、２、及び３として示されている。残りの接着剤計量ロール１２〜１４は、接着剤塗布ニップ、ステーション４の表面速度が一致するよう徐々に高速で回転してもよい。接着剤４０は、ステーション４で接着剤塗布ロール１４から雌型エンボスロール１５に転移される。接着剤４０は、雌型エンボスロール表面と共にステーション５へ移動し、ここで接着剤は雄型エンボスロール１６を介してステーション５に運ばれるポリマーウェブ５０と組み合わされる。

図１に示す実施形態では、ステーション５において、ポリマーウェブ５０がエンボス加工され、同時に接着剤４０と共に転写されて接着剤コーティングされたウェブ６０を形成する。依然として雌型エンボスロール１５に接着されているウェブ６０は、ステーション７に移動し、そこで剥ぎ取りロール１８により雌型エンボスロール１５から剥がされる。該プロセスは、エンボスと剥ぎ取りロールとの間のウェブの接着された部分に圧力を加える任意の加圧ロール１７も包含してもよい。完成した接着剤コーティングされたウェブ６０は、ステーション８の任意の冷却Ｓラップ１９に移動してもよく、そこで冷却されて強度を増す。

ある実施形態では、接着剤４０は、雌型エンボスロール１５のランド領域にのみ塗布される。これは、ステーション４において雌型エンボスロールと接着剤塗布ロールのクリアランス及び振れを慎重に制御することにより達成される。これらのロール間のニップは、接着剤で覆われたゴムロール１４が、接着剤をランド間の窪み又はポケットに押し込むことなく、接着剤をランドのみに塗布するように制御される。

これらの実施形態において、雌型ロールが金属であるとき、接着剤塗布ロール１４はゴムコートされた鋼のロールであってもよい。ゴムコーティングは、好ましくは０．００２５ｃｍ（０．００１ｉｎ）全指示振れ（total indicated runout）（ＴＩＲ）公差を達成するために研磨される。ニップは、精密ウェッジブロックで機械内で制御されてもよい。ゴムコーティングは、（１）雌型エンボスロール１５上のコーティングが金属対金属の接触によって損傷するのを防ぐため、及び（２）接着剤塗布ロールを雌型エンボスロールに対して非常に軽く押し付けて、ゴムのたわみがエンボスロール及び接着剤塗布ロールの実振れを補えるようにし、接着剤が雌型エンボスロールのランド上のいたる所で均一に塗布されることを可能にするために利用されてもよい。

雌型エンボスロールが使用される場合、ゴム表面のたわみがエンボスロール及び接着剤塗布ロールの振れを補うように、接着剤塗布ロール１４を雌型エンボスロール１５に対して非常に軽く押し付けてもよいが、該たわみは接着剤を雌型エンボスロール１５の表面のポケットに押し込むほど高くない。ある実施形態において、雌型エンボスロール１５のランド上にのみ接着剤を付着させることは、ウェブ内のエンボスの頂部上に接着剤が転移することを防ぐために不可欠である。接着剤がエンボスの頂部に存在すると、エンボスを押し潰すことにより接着剤がウェブの活性化の前に接着剤特性を示すことがある。

利用する接着剤は、高弾性な性質であってもよく、静止スロットダイ９から全接線速度への推移により、接着剤が引き伸ばされて断裂するか、又は第一の計量ロールに付着しなくなり得る。接着剤の延長率を低減するため、接着剤を最初に低速運動のロールに塗布し、その後一連の計量ギャップ（ステーション１、２、及び３）を通じて非常に薄い接着剤フィルムに圧延し、所望の接線速度で加速してもよい。

接着剤塗布装置及び計量ロールは、接着剤計量及び加速に必要な精密なロール間ニップ寸法を維持するために、直径及び振れに対して厳しい公差に研磨してもよい。典型的な公差は、０．００１２ｃｍ（０．０００５ｉｎ）ＴＩＲであってもよい。

ある実施形態においては、鮮明な、高キャリパーのエンボスを促進し、接着されたフィルムウェブを少ない剥ぎ取り力で雌型エンボスロールから取り外すことができるよう、高いエンボス加工温度でフィルムをエンボス加工することが望ましい場合がある。しかし、最終的な接着剤コーティングされたウェブが雌型エンボスロールから取り外すための十分な引張り強度を有するため、エンボスロールの温度をフィルムウェブの軟化点以下に保つことが望ましい場合がある。剥離温度とフィルム軟化点との間のバランスが、高速運転のために望ましい運転条件の定義における１つのパラメータであることが見出された。

任意の剥ぎ取りロールは、フィルムを破損することなく最終製品を雌型エンボスロールから取り外すのを補助する。製品（材料ウェブ）は雌型エンボスロールの表面に接着しているので、剥ぎ取り点において非常に大きな力が発生し得る。剥ぎ取りロールはこれらの大きな力を非常に短い長さのウェブに局在させ、ウェブの歪みをより少なくし及び剥ぎ取り角に対する制御をより大きくする場合がある。最終製品の歪みを防止することは、一貫したフィルム特性を提供し、フィルムが早期に活性化して接着特性を示す領域を持つのを防止するのに役立つ。

雄及び雌型のエンボスロールの間の係合の量又は程度は、ロール又はフィルムウェブの損傷防止に役立てるために、制御できる。ある好ましい実施形態において、エンボスロールの外側表面は、０．００１２ｃｍ（０．０００５ｉｎ）ＴＩＲ振れ公差に研磨される。係合は、精密ウェッジブロックで機械内で制御されてもよい。エンボスロールの係合は、一般に、フィルムの最終キャリパー（即ち、エンボスの最終高さ）を支配する。

ウェブ材料にエンボス加工及び接着剤転写の両方がなされる場合の実施形態の作製においてもう１つの重要な基準は、雄型と雌型のエンボスロール間のはめ合い又は一致である。金属ロールに使用される有用な技術の１つは、フォトエッチングプロセスによって１つのロールを成形し、このロールを、他のロールをネガ画像として成形するための「マスター」として利用することである。装置はまた、噛み合うエンボスロールの精密な同期を維持するようにも設計できる。エラストマーロールを使用するとき、パターンはレーザー彫刻によって転移面に塗布される。

エンボス加工及び接着剤ロールは、接着剤転移温度及びエンボスロール剥離温度を精密に制御できるよう、個別に加熱及び制御されてもよい。

ある好ましい実施形態において、相補的なパターン形状の噛み合わされた雄及び雌型エンボスロールを使用すると、エンボス加工及び接着剤加工工程の間、薄いフィルムウェブを完全に支持して、力がフィルム材料内に適切に分布されることを確実とする。孔あきベルト又はドラムのようなオープン支持構造によるフィルムの熱成形又は真空成形では、開口部又は窪み内に変形されているウェブの一部分が支持されていないのとは反対に、ウェブの完全な支持は、ウェブを損傷することなくウェブにひずみを与える速度を上昇させることができ、したがってより高い生産速度が可能になると考えられる。エンボス加工工程中のフィルムへの接着剤の同時塗布は、エンボス間のウェブの非変形部分に接着剤をより精密に位置合わせする場合がある。

接着剤の正確な制御、特に雌型エンボスロールに塗布する接着剤層の厚さ及び均一性の正確な制御は、製品を高速度で生産する一要因である。特に、接着剤が非常に低い添加濃度である実施形態の場合には、ロールからロールへ移動する間の接着剤の厚さの僅かな変動でさえも、接着剤がエンボスロールに塗布されるときまでには、塗布量の差になり得る。同時に、そのような変動は、エンボスロールのある領域での接着剤の過剰につながることがあり、これは、ロールの窪みを汚染するか、又はウェブへの接着剤の不完全な転移及びエンボスロール上の接着剤の蓄積という結果となり得る。

図３は、剥離剤が噴霧機７０によって転移面に塗布される、本発明の別の好ましい方法を例証する。

本発明の方法は、本明細書に記載される本発明の必須成分及び限定、並びに本明細書に記載されるいずれかの追加成分又は任意成分、構成成分を含み、それから構成され、又は実質的にそれらから構成され得る。

すべての百分率、部及び比は、特に明記しないかぎり、全組成物の重量に基づく。特に明記しない限り、列挙した成分に関係する重量はすべて特定の成分のレベルに基づくものであり、したがって市販物質に含有される可能性のある溶媒、担体、副産物、充填剤、又はその他の微量成分を含まない。

本発明の特定の実施形態を図示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形及び変更をなし得ることが当業者には明らかあり、本発明の範囲内にある全てのそのような変更を付随する請求項に含めることを意図する。

（試験方法）
本明細書で使用するとき、液体の「表面張力」は、液体／空気表面での凝集力の結果であり、及び長さ１ｃｍの流体の表面被膜を破断するのに必要な、ｄｙｎ単位の力である。例えば、水の表面張力は２５℃で７２ｄｙｎ／ｃｍである。表面張力は、本発明における塗布について、フィッシャー・サイエンティフィク・サーフェス・テンションマット（Fisher Scientific Surface Tensionmat）モデル２１のような張力計を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ９７１に記載されている標準試験方法を用いて測定され、この場合、油／水流体が剥離剤の試験試料で置換される。

本明細書で使用するとき、「接触角」は、転移面を含む材料と、液滴が該材料の平面固体表面上に静止しているときに三相点での液滴表面に引いた接線との間の角度として定義される。接触角は、例えばＡＳＴプロダクツ（AST Products）（マサチューセッツ州ビルリカ）からのＶＣＡ２５０００ＸＥビデオ接触角システム（Video Contact Angle System）のような自動接触角ゴニオメーターを用いて測定される。接触角は、１μｌの公称体積を有する５つの液滴の平均である。標準試験方法ＡＳＴＭ５９４６は、水及び処理されたフィルムを使用する試験手順を記載している。本発明の転移面上の剥離剤試験試料の接触角は、水を剥離剤試料で置換し、処理されたフィルムを転移面材料で置換するこの方法によって測定される。

剥離剤が塗布ロールによって塗布される本発明による方法及び装置の模式図。 剥離剤が３本ローラー塗布システムの一部としての塗布ロールによって塗布される本発明による別の方法及び装置の模式図。 剥離剤が噴霧機又はミスト機によって塗布される本発明による方法及び装置の模式図。

Claims (20)

1. ａ）０．２５ｇ／ｍ²未満の剥離剤を転移面に塗布する工程と、
   ここで該剥離剤が、前記剥離剤の臨界表面張力濃度以上の濃度を有する前記剥離剤の試験試料が、５０ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力を有するように、選択され、
   ｂ）接着剤を該転移面に塗布する工程と、
   ｃ）該接着剤を前記転移面から材料ウェブに転移する工程と、を含む方法。
2. ａ）０．２５ｇ／ｍ²未満の剥離剤を転移面に塗布する工程と、
   ここで該剥離剤が、前記剥離剤の臨界表面張力濃度以上の濃度を有する前記剥離剤の試験試料が、前記転移面の材料と１２０°未満の接触角を形成するように、選択され、
   ｂ）接着剤を該転移面に塗布する工程と、
   ｃ）該接着剤を前記転移面から材料ウェブに転移する工程と、を含む方法。
3. 前記剥離剤が、前記試験試料が前記剥離剤の臨界表面張力濃度以上の濃度でも５０ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力も有するように、選択される、請求項２に記載の方法。
4. 前記剥離剤が、正味の物質として塗布される、請求項３に記載の方法。
5. 前記剥離剤が、水、Ｃ₂〜Ｃ₄アルコール類、揮発性炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、及びこれらの混合物からなる群から選択されるビヒクルを追加的に含む液体混合物の形態で前記転移面に塗布される、請求項３に記載の方法。
6. 前記転移面が、金属類、高分子類、エラストマー類、セラミック類、木材、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される材料でできている、請求項１に記載の方法。
7. 前記剥離剤が、フルオロカーボン類、過フルオロポリエーテル類、陰イオン性界面活性剤類、シリコーンオイル類、ポリエーテル−シリコーン共重合体類、ブロックコポリマー界面活性剤類、ホスファチジルコリン類、ワックス類、エステル類、鉱油類、これらのエマルション及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
8. 前記転移面が、成形面でもある、請求項３に記載の方法。
9. 前記転移面が、金属類、高分子類、エラストマー類、セラミック類、木材およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料からつくられ、かつ前記剥離剤が、フルオロカーボン類、過フルオロポリエーテル類、陰イオン性界面活性剤類、シリコーンオイル類、ポリエーテル−シリコーン共重合体類、ブロックコポリマー界面活性剤類、ホスファチジルコリン類、ワックス類、エステル類、鉱油類、これらのエマルション及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
10. 前記剥離剤が、
    次の式を有し、
    Ｘ−ＣＦ₂Ｏ−（Ｃ₂Ｆ₄Ｏ）_p−（ＣＦ₂Ｏ）_q−ＣＦ₂−Ｘ
    式中、末端基Ｘが、亜リン酸部分、アルキルアミド部分、シラン部分及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｐ：ｑの比が、０．５〜１．５の範囲であり、
    １５００〜５０００の範囲の重量平均分子量を有する、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記転移面とＸとの組み合わせが、金属と亜リン酸部分と；高分子材料またはエラストマー材料とシラン部分と；木材とアルキルアミド部分と；および、埋め込まれた金属酸化物粒子と亜リン酸部分と；からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記転移面が、鋼であり、Ｘが、亜リン酸部分である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記転移面が、高分子又はエラストマーに埋め込まれた金属酸化物粒子を含み、Ｘが、亜リン酸部分である、請求項１０に記載の方法。
14. 前記剥離剤の前記転移面への塗布が、連続的である、請求項３に記載の方法。
15. 剥離剤の塗布の工程、接着剤の塗布の工程、及び接着剤の転移の工程が、前記方法中の異なる位置で同時に及び連続的に発生する、請求項３に記載の方法。
16. 前記剥離剤が、浸透性塗布ローラー、非浸透性塗布ローラー、噴霧機、押出機、吸収パッド、又はブラシからなる群から選択される塗布機によって転移面に塗布される、請求項３に記載の方法。
17. 前記塗布機が、金属酸化物粒子が埋め込まれた高分子材料またはエラストマー材料を有する非浸透性塗布ローラーである、請求項１６に記載の方法。
18. 前記塗布機ローラーが、１つ又は２つの計量ローラーによって剥離剤を供給される、請求項１７に記載の方法。
19. 前記塗布機ローラーが、金属酸化物粒子が埋め込まれた高分子材料又はエラストマー材料を含む、請求項１８に記載の方法。
20. ａ）材料ウェブに付与される平均デューティサイクル送出量が０．１ｇ／ｍ²未満及び０．０００００００１ｇ／ｍ²を超えるように５．０ｇ／ｍ²未満の剥離剤を転移面に断続的に塗布する工程と、
    ここで該剥離剤が、前記剥離剤の臨界表面張力濃度以上の濃度を有する剥離剤の試験試料が５０ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力を有し、且つ前記転移面の材料と１２０°未満の接触角を形成するように選択され、
    ｂ）接着剤を前記転移面に塗布する工程と、
    ｃ）該接着剤を前記転移面から材料ウェブに転移する工程と、を含む方法。

Images