KR20130130750A

KR20130130750A - 얇은 코팅 층을 도포하기 위한 이송 코팅의 사용

Info

Publication number: KR20130130750A
Application number: KR1020137015816A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 알 더들리; 윌리엄 블레이크 콜브
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-12-02
Also published as: US9333533B2; CN103228368A; SG190831A1; CN103228368B; EP2643098A4; WO2012071303A2; BR112013012573A2; EP2643098B1; WO2012071303A3; KR101850170B1; EP2643098A2; US20130230653A1

Abstract

이제, 제1 코팅 층이 통상적으로 허용될 수 있는 이의 유동학적 특성 및/또는 표면 특성보다 상당히 더 얇은 층으로 제1 코팅 다이에 의해 기재에 도포될 수 있는 것으로 결정되었다. 이는 제2 코팅 다이와 기재 사이의 간격을 변화시킴으로써 기재 상에 제1 코팅 층을 이송, 확산, 심지어 또는 계량하기 위하여 "동적 스퀴지"로서 작용하는 제2 코팅 다이로부터 분배된 제2 코팅 유체를 사용함으로써 달성된다.

Description

얇은 코팅 층을 도포하기 위한 이송 코팅의 사용{USE OF A TRANSPORT COATING TO APPLY A THIN COATED LAYER}

오늘날, 연속 웨브 상에 2개 이상의 유체 층들을 코팅하여 제조되는 고성능 코팅 용품에 대한 요구가 존재한다. 다음 층이 도포되기 전에 각각의 층이 건조되고 경화되는 등등이 되는 상태로 유체들이 연속적으로 코팅되도록 유체들이 단일층 코팅 공정을 이용해 코팅될 수 있다. 효율 및 비용과 같은 요인으로 인해, 유체들이 웨브 상에 동시에 또는 거의 동시에 코팅되는 다층 코팅 공정을 이용하는 것이 일반적으로 더 바람직하다.

다층 코팅 공정에 사용되는 어플리케이터는 광범위한 유체들을 전달하도록 설계될 수 있지만, 이는 전형적으로 유체들이 동시에 코팅되는 경우는 아니다. 즉, 동시에 코팅될 주어진 세트의 유체들에 대해, 다층 코팅 공정에 사용되는 특정 어플리케이터 및 공정 조건은 표면 장력, 점도 등과 같은 특정 특성과 관련하여 유체들이 얼마나 상이할 수 있는지를 종종 설명한다. 기재와 그 기재에 가장 근접하게 적층된 층 사이의 상호작용도 또한 고려사항이다. 따라서, 서로 매우 상이한 특성을 갖는 유체들을 동시에 코팅하는 것에 따를 수 있는 다층 코팅 공정에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 기재를 코팅하기 곤란함에 따라 사용될 수 있는 재료의 유형을 확장시키는 다층 코팅 공정에 대한 필요성이 있다.

이제, 코팅이 통상적으로 허용될 수 있는 이의 유동학적 특성 및/또는 표면 특성보다 상당히 더 얇은 층으로 기재에 도포될 수 있는 것으로 결정되었다. 이는 확산되는 "동적 스퀴지(dynamic squeegee)"로서 작용하도록 하나의 코팅 다이 슬롯으로부터 분배된 이송 층(transport layer) 및 심지어 상이한 코팅 다이 슬롯으로부터 기재 상으로 분배된 또 다른 코팅 층을 사용함으로써 달성된다. 이송 층의 유동학적 특성의 조작 및 또한 이송 층을 분배하는 코팅 다이 슬롯의 물리적 배치의 조작 모두는 특정 목적에 적합한 하부에 배치된 코팅 층의 확산의 정도를 달성하기 위하여 공정 파라미터로서 사용될 수 있다.

따라서, 일 실시 형태에서, 본 발명은 기재를 코팅하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 제1 슬롯 폭을 갖는 제1 코팅 다이를 제공하는 단계, 제2 슬롯 폭을 갖는 제2 코팅 다이를 제공하는 단계, 제1 코팅 층을 형성하는 기재 상으로 제1 코팅 다이로부터 제1 코팅 유체를 도포하는 단계, 제2 코팅 층을 형성하는 기재 상의 제1 코팅 층에 걸쳐서 제2 코팅 다이로부터 점탄성 제2 코팅 유체를 도포하는 단계, 및 기재 상의 제1 코팅 층의 두께를 감소시키고 폭을 증가시키기 위하여 제2 코팅 다이와 기재 사이의 간격을 변화시키는 단계를 포함한다.

본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자라면 본 개시 내용이 전형적인 실시 형태의 설명일뿐 본 개시 내용의 보다 넓은 태양들을 한정하려는 것은 아니며, 이 전형적인 구성에서 보다 넓은 태양들이 구현된다는 것을 이해할 것이다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 방법을 실시하기에 적합한 코팅 장치의 개략도.
<도 2>
도 2는 실시예 1, 2 및 3을 나타내는 코팅 웨브의 섹션의 평면도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 대안의 코팅 장치의 상면도.
<도 4>
도 4는 기재의 미세복제된 라이너가 박리된 후에 본 발명의 방법에 따라 제조된 기재에 라미네이팅된 접착제 코팅의 현미경 사진.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호를 반복하여 사용하는 것은 본 개시 내용의 동일 내지 유사한 특징이나 요소를 나타내려는 것이다.
정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하다", "갖다", 및 "포함되다"라는 단어의 형태는 법률적으로 동등하며 제한이 없다. 따라서, 열거한 요소, 작용, 단계 또는 한정 이외에도 추가의 열거되지 않은 요소, 작용, 단계 또는 한정이 제시될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "점탄성"은 변형이 이뤄질 때 점성 및 탄성 특성 모두를 나타내는 것을 의미한다.

표면 장력 및 표면 에너지는 코팅 작업에서의 중요한 두 가지 특성이다. 기재 상에 코팅되는 단일 유체 층의 경우, 유체의 표면 장력이 기재의 표면 에너지보다 작다면 기재 상에서의 유체의 적당한 습윤이 일어난다. 이 경우가 아니라면, 그 뒤 유체의 표면을 따라 가해지는 힘은 유체가 "구슬처럼 되게 하고" 소적(drop)으로 형성되게 할 가능성이 있을 것이다. 마찬가지로, 2개의 상이한 유체들이 동시에 또는 연속하여 기재 상에 코팅되는 전형적인 다층 코팅 공정에서, 상부 층을 형성하는 데 사용되는 유체가 우선 기재에 도포되는 유체의 표면 장력과 비교하여 더 작은 표면 장력을 가져야 한다는 것이 일반적으로 허용된다. 달리, 상부 층을 형성하는 데 사용되는 유체는 그 아래에 형성되는 층을 습윤시킬 수 없어야 할 것이다. 다층 코팅 작업과 관련한 표면 장력과 표면 에너지의 관계에 대한 추가 논의는 문헌 [Cohen, E. and Gutoff, E. Modern Coating and Drying Technology; VCH Publishers: New York, 1992; p. 122; and in Tricot Y-M. Surfactants: Static and Dynamic Surface Tension in Liquid Film Coating; Kistler, S. F. and Schweizer, P.M., Eds.; Chapman & Hall: London, 1997; p. 99]에서 찾을 수 있다.

놀랍게도, 전술된 교시에도 불구하고, 기재에 대해 습윤 층을 레벨링하고 균일하게 확산시키기 위하여 우선 습윤 층 그리고 그 후에 기재에 습윤 재료의 이송 및 전달을 종종 돕는 신장 층(이에 따라 "이송 층"으로 지칭됨)으로 기재를 코팅하고 "액체 스퀴즈"와 같이 이송 층을 사용함으로써, 제조자에 대해 코팅 및 기재 재료 그리고 예컨대 유량, 선속 및/또는 경화 조건과 같은 공정 조건 모두의 더 넓은 선택이 제공된다.

다른 응용들 중에, 본 발명은 세미-트럭 트레일러 또는 차량의 측면 패널을 위한 큰-스케일의 접착제 그래픽의 제조에 있어서 유용성을 갖는다. 이들 응용에서, 구조화된 라이너 및 접착제 내로 공기 제거 채널을 성형하는 패턴을 가짐에 따라 접착제 그래픽은 접착제 그래픽과 부착 표면 사이에 포집되는 큰 공기 포켓 없이 도포될 수 있다. 그러나, 이는 사용하려는 순간 구조화된 라이너로부터 접착제가 분리되는 능력의 밸런스를 유지하는 세심한 공정, 제조 중에 구조화된 라이너를 코팅하는 능력, 및 제2 코팅 층에 부착된 배킹 재료에 대한 접착제의 점착성을 요한다. 본 발명의 교시에 따라, 기재가 구조화된 라이너인 상태에서 습윤 층은 구조화된 라이너에 인접한 매우 얇은 컨포멀 층을 형성하고 구조화된 라이너와 습윤 층 사이에 미세한 기포의 포집이 최소화되도록 구조화된 라이너를 효과적으로 습윤하기 위하여 재부착가능성을 위해 선택될 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 코팅 장치(10)의 개략도가 도시된다. 코팅 장치(10)는 제1 슬롯 폭을 가지는 제1 슬롯(12a)을 갖는 제1 코팅 다이(12) 및 제2 슬롯 폭을 가지는 제2 슬롯(14a)을 갖는 제2 코팅 다이(14)를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제2 슬롯 폭(14a)은 제1 슬롯 폭(12a)보다 넓다. 제2 슬롯 폭은 제1 슬롯 폭보다 상당히 넓을 수 있으며, 일 실시 형태에서 제2 슬롯 폭은 제1 슬롯 폭의 폭보다 2.0배 컸다. 제2 슬롯 폭은 제1 슬롯 폭과 동일하거나 또는 이보다 클 수 있으며, 이는 최종 코팅 폭 및 습윤 층의 결과적인 건조 두께가 스퀴지로서 작용하는 코팅 재료의 롤링 뱅크에 전달되는 압력 및 허용가능한 재료의 양에 의해 결정되기 때문이다. 제1 슬롯 폭(12a)은 전형적으로 기재와 제2 코팅 다이 사이의 합당한 간격이 당면한 리올로지에 대해 가능하도록 선택된다. 원하는 최종 결과물이 습윤 층의 스트립에 걸친 연속적인 이송 층일 수 있는 경우에 다수의 개구를 갖는 제1 심(shim)이 사용될 수 있다.

기재(20)는 백-업 롤(back-up roll, 22)에 의해 이송 및 배치된다. 제2 코팅 다이(14)는 기재(20)와 제2 코팅 다이(14)의 슬롯(14a) 사이의 간격(25)을 변화 또는 가변시킬 수 있는 지지 기구(24)가 제공된다. 다양한 지지 기구가 기계 공학 분야의 당업자에게 알려졌으며, 이 기구는 제2 코팅 다이의 볼트고정된 위치를 가변시키기 위해 일련의 드릴링된 홀만큼 단순하거나, 슬라이딩 지지부를 갖는 나사산 로드 및 핸드 크랭크와 같이 개재적일 수 있거나, 또는 컴퓨터 제어식 리니어 서보 드라이브와 같이 복합적일 수 있다. 하기에서 보다 구체적으로 논의되는 바와 같이, 간격(25)의 가변은 기재(20) 상에서 제1 코팅 다이(12)에 의해 분배된 제1 코팅 층(27)(도 2)의 폭을 변화시키기 위해 제공된다.

제1 코팅 다이(12)에 의해 분배되는 재료는 제1 보유 용기(30) 내에 저장된다. 많은 실시 형태에서, 제1 보유 용기(30)로부터의 재료는 제1 펌프(32)에 의해 가압될 것이다. 유사하게, 제2 코팅 다이(14)에 의해 분배되는 재료는 제2 보유 용기(40) 내에 저장된다. 많은 실시 형태에서, 제2 보유 용기(40)로부터의 재료는 제2 펌프(42)에 의해 가압될 것이며, 유량계(44)에 의해 계량될 것이다. 코팅 웨브(20a)는 제2 코팅 다이(14) 이후 백-업 롤(22)로부터 분리된다.

일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 코팅 다이는 단일의 다이 몸체 내에 넣어질 수 있다. 이러한 장치는 이에 따라 참조로 인용되는 발명의 명칭이 "감압 접착제 용품"(쉐만(Sherman))인 동시계속 중이고 공동양도된 미국 출원 제2009/0110861 A1호에서 설명된다.

이제, 도 3을 참조하면, 대안의 코팅 장치(10')의 상면도가 도시된다. 코팅 장치(10')는 단일의 다이 몸체 내에 넣어진 제1 및 제2 다이(12', 14')를 갖는다. 이 도면에서, 본 발명에 관련하여, 제1 슬롯(12a)에 의해 분배되는 제1 코팅 유체는 제2 슬롯(14a)에 의해 분배되는 제2 코팅 유체를 완벽히 습윤하지 못하거나 또는 균일하게 확산시키지 못하는 것으로 보여진다. 제1 다이 슬롯(12a)으로부터의 유출물은 흩어지고 고르지 못할 수 있으며, 불규칙부는 제1 코팅 유체를 기재(20)에 이송함에 따라 매끄러워지고 제2 코팅 유체의 롤링 뱅크(50) 내에서 제거된다. 제1 코팅 유체의 줄무늬(streak) 또는 패치(patch)는 기계 방향, 교차 기계 방향, 또는 이 둘 모두의 방향일 수 있다.

"습윤 층"으로 불릴 수 있는, 제1 코팅 다이에 의해 분배된 재료는 많은 실시 형태에서 감압 접착제 및 제1 코팅 층의 원하는 특성에 따르는 선택적 추가 성분을 포함할 것이다. 제1 코팅 층의 특성은 제1 코팅 층이 기재로부터 용이하게 분리되도록 설계될 수 있어서 제2 코팅 층(29)(도 4)에 거의 또는 전혀 손상을 입히지 않으면서 기재로부터의 제1 코팅 층의 분리가 용이해진다. 제1 코팅 층의 특성은 또한 제2 코팅 층에 부착된 배킹을 갖는 용품(예를 들어, 접착제 그래픽)이 임시로 재부착가능하도록 설계될 수 있다. 실제로, 일단 접착제 용품과 물체가 접촉하면, 물체 상에서의 접착제 용품의 정확한 배치를 달성하는 것은 극히 어렵다. 이들 두 개가 부착될 때, 기포, 주름 등이 흔한 것이다. 이들 문제점을 바로잡기 위한 시도는 종종 용품 또는 적어도 접착제 층에 손상을 초래한다. 바람직하게는, 제1 코팅 층은 제2 코팅 층의 벌크 접착 특성에서 거의 또는 전혀 변화 없이 용품에 일시적인 재부착성을 부여하도록 설계된다. 이는 물체에 대한 용품의 낮은 초기 박리 접착력(접합 강도)에 의해, 이어서 시간의 경과에 따라 증가하는 박리 접착력에 의해 입증될 수 있다. 예를 들어, 용품이 제1 코팅 층이 없는 용품에 비해 약 20% 이상만큼 더 낮은 초기 박리 접착력을 나타내는 것이 유용할 수 있다. 제1 코팅 층은 또한, 일단 기재가 제거되면 제2 코팅 층이 그 자체에 들러붙는 것을 방지하도록 설계될 수 있다.

일반적으로, 감압 접착제는 다음을 포함하는 특성을 보유한다: (1) 영구적 점착성, (2) 지압 이하로 표면으로의 접착, (3) 표면 상에서의 충분한 보유력 및 (4) 표면으로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압성 접착제로서 충분히 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 보유력 간의 바람직한 밸런스를 가져오는 필요한 점탄성을 나타내도록 설계되어 제제된 중합체이다. 특성들의 적절한 밸런스을 얻는 것은 간단한 공정이 아니다.

습윤 층으로서 사용하기에 적합한 일부 감압 접착제는 하나 이상의 단량체를 중합함으로써 제조된 중합체 및/또는 올리고머 접착제를 포함할 수 있다. 일 예에서, 제1 코팅 층은 실리콘을 포함하는 제1 감압 접착제를 포함할 수 있다. 실리콘의 예에는 미국 특허 제5,527,578호, 미국 특허 제5,858,545호, 및 국제 특허 공개 제WO 00/02966호에 기재된 것들이 포함된다. 구체적인 예에는 미국 특허 제6,007,914호에 기재된 것들과 같은 폴리다이오가노실록산 폴리우레아 공중합체 및 이의 블렌드와 폴리실록산-폴리알킬렌 블록 공중합체가 포함된다. 실리콘의 다른 예에는 실라놀, 실리콘 수소화물, 실록산, 에폭사이드, 및 (메트)아크릴레이트가 포함된다. 제1 감압 접착제는 또한 불소화합물을 포함할 수 있다.

실리콘-함유 감압 접착제를 포함하는 습윤 층과 같이 작용하는 제1 코팅 층으로서 사용하기에 적합한 감압 접착제의 추가 예에는 미국 특허 제4,693,935호에 기재된 바와 같이 폴리실록산 부분이 이에 대해 그래프트된 비닐 중합체 골격을 포함하는 공중합체가 포함된다. 공중합체는 적어도 하나의 자유 라디칼 중합성 단량체를 포함하는 A 단량체; 하기 화학식: XYnSiR3-mZm(여기서, X는 A 단량체와 중합가능한 비닐 기이고, Y는 2가 결합 기이고, R은 수소 또는 저급 알킬 기, 아릴 기, 또는 알콕시 기이고, Z는 MWn이 적어도 약 500인 1가 실록산 부분이고 공중합 조건 하에서 본질적으로 비반응성이며 비닐 중합체 골격으로부터 펜던트이고, n = 0 또는 1이고, m = 1, 2, 또는 3임)을 갖는 C 단량체를 포함할 수 있다. 공중합체는 선택적으로 B 단량체를 포함할 수 있다.

A 단량체는 적어도 하나의 자유 라디칼 중합성 단량체를 포함할 수 있고, 점착성 또는 점착성 부여가능 재료가 A 단량체의 중합시, 또는 B 단량체가 사용되는 경우 A 단량체와 B 단량체의 중합시 얻어지도록 선택될 수 있다. A 단량체의 예에는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 1-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 1-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 사이클로헥산올, 2-에틸-1-부탄올, 3-헵탄올, 벤질 알코올, 2-옥탄올, 6-메틸-1-헵탄올, 2-에틸-1-헥산올, 3,5-다이메틸-1-헥산올, 3,5,5-트라이메틸-1-헥산올, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-헥사데칸올, 1-옥타데칸올 등과 같은 비-3차 알코올의 (메트)아크릴산 에스테르뿐만 아니라 스티렌, 비닐 에스테르, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드 등이 포함되며, 상기 알코올은 1 내지 18개 탄소 원자를 가지며 평균 탄소 원자수는 4 내지 12이다. A 단량체의 예에는 또한 아이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 및 에틸 (메트)아크릴레이트가 포함된다. 본 명세서에 기술된 A 단량체들 중 임의의 것의 조합이 또한 사용될 수 있다.

B 단량체는 보강 단량체로 지칭될 수 있으며, 일반적으로 약 20℃ 초과의 Tg 또는 Tm을 갖는 극성 단량체 및 거대단량체를 포함한다. 극성 단량체의 예에는 (메트)아크릴산, 이타콘산, (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴, 및 N-비닐 피롤리돈이 포함되고, 거대단량체의 예에는 폴리(스티렌), 폴리(a-메틸스티렌), 폴리(비닐 톨루엔), 및 폴리(메틸메타크릴레이트)가 포함된다.

C 단량체는 A 단량체 및 B 단량체와 중합가능하고, 일반적으로 그의 구조 내로 포함된 실리콘 작용기를 갖는다. X 기는 하기 화학식을 가질 수 있다:

(여기서, R1은 수소 또는 COOH 기이고; R2는 수소, 메틸 기, 또는 -CH₂COOH 기임). Y 기는 X 기를 실리콘 원자에 결합시킬 수 있는 임의의 2가 기일 수 있는데, 예를 들어 Y 기는 하기 화학식들 중 임의의 하나를 가질 수 있다:

(여기서, R4 및 R6은 독립적으로 저급 알킬, 아릴, 또는 플루오르알킬 - 저급 알킬 및 플루오르알킬 둘 모두는 1개 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 말하고, 아릴은 페닐 또는 치환된 페닐을 말함 - 이며; R5는 알킬, 알콕시, 알킬아미노, 아릴, 하이드록실, 또는 플루오로알킬일 수 있고; s는 약 5 내지 약 700의 정수임). C 단량체의 특정 예에는 미국 특허 제4,693,935호에 기재된 실리콘 거대단량체가 포함된다.

C 단량체의 분자량 및 양은 요구되는 재부착성이 얻어지게 하기에 충분히 크지만, A 단량체 및 선택적인 B 단량체와의 중합 동안에 상용성이 되게 하기에 충분히 낮아야 한다. 일반적으로, C 단량체의 분자량은 약 500 내지 약 50,000, 예를 들어, 약 5000 내지 약 25,000이다.

규소-함유 감압 접착제를 제조하는 데 필요한 A 단량체, B 단량체 및 C 단량체의 상대적 양은 전술된 바와 같이 제1 코팅 층에 대해 요구되는 특성에 좌우될 것이다. 따라서, 단량체들의 총 중량에 대해, A 단량체는 약 30 중량% 내지 약 99.99 중량%의 범위일 수 있고, C 단량체는 약 0.01 중량% 내지 약 50 중량%의 범위일 수 있고, B 단량체 및 C 단량체는 함께 약 0.01 중량% 내지 약 70 중량%의 범위일 수 있다. 전형적으로, C 단량체의 양은 초기 박리 접착력을 저하시키는 것에 가장 직접적인 영향을 미칠 것이고, 사용되는 양은, 적어도 부분적으로, 그의 분자량에 좌우될 것이다.

B 단량체의 양은 전형적으로, 규소-함유 감압 접착제의 과도한 경도(firmness)를 피하도록 모든 단량체들의 총 중량을 기준으로 약 20 중량%를 초과하지 않는다. 예를 들어, 약 2 내지 약 15 중량%의 B 단량체가 사용되면, 규소-함유 감압 접착제는 양호한 접착 특성을 유지하면서 높은 응집 및 내부 강도를 갖게 될 가능성이 있다.

특정 예에서, 제1 감압 접착제는 각각 약 91:4:5의 중량비로 아이소-옥틸 아크릴레이트, 아크릴아미드, 및 규소-함유 단량체를 중합하여 제조된 공중합체를 포함한다.

A 단량체, 선택적인 B 단량체, 및 C 단량체는 미국 특허 제4,693,935호에 기술된 바와 같은 종래의 자유 라디칼 중합 방법, 예를 들어 용액, 현탁, 유화, 또는 벌크 중합에 의해 중합될 수 있다. 용액 중합을 위해, 단량체들이 불활성 유기 용매 중에 용해되고, 열적으로 또는 광화학적으로 활성화될 수 있는 적합한 자유 라디칼 개시제를 사용하여 중합된다. 미국 특허 제4,693,935호에 중합체 그래프팅 기술들이 또한 기술되어 있는데, 각각은 최종 생성물의 특성에 대한 소정 정도의 예측가능성을 제공한다. 예를 들어, 비닐 중합체 골격이 형성되고, 이어서 환형 실록산 단량체와 함께 중합될 수 있다. 다른 예에서, 비닐 중합체 골격이 형성되고, 이어서 1작용성 실록산 중합체와 함께 중합될 수 있다.

다양한 추가 성분들이 습윤 또는 제1 코팅 유체에 포함될 수 있다. 예를 들어, 점착성 부여 수지 및 가소제가 제1 코팅 층의 점착 특성을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 점착성 부여 수지에는 폴리테르펜, 페놀계 물질, 및 쿠마론-인덴의 수지 및 로진(rosin)이 포함되며, 점착성 부여 수지는 전형적으로 100 중량부의 규소-함유 감압 접착제를 기준으로 최대 약 150 중량부의 양으로 사용된다.

가소제에는 방향족, 파라핀계, 및 나프탈렌계 증량제 오일이 포함되고, 가소제는 전형적으로 100 중량부의 규소-함유 감압 접착제를 기준으로 최대 약 50 중량부의 양으로 사용된다. 안료, 충전제, 유리 비드, 안정제, 가교결합제 등이 또한 첨가될 수 있다.

전술된 바와 같이, 제1 코팅 유체의 표면 장력은 제2 코팅 유체의 표면 장력보다 작을 수 있다. 더 낮은 표면 장력은 제1 감압 접착제의 존재에 의해, 즉 표면 장력을 낮추는 데 필요한 임의의 추가 성분들 없이 달성될 수 있다. 예를 들어, 제1 감압 접착제가 실리콘을 포함하거나 또는 규소-함유 감압 접착제이고 제2 감압 접착제가 이들 중 어느 것도 아니라면, 그 뒤에 제1 코팅 유체는 제2 코팅 유체보다 더 작은 표면 장력을 가질 가능성이 있을 것이다. 계면활성제와 같은 추가 성분들이 표면 장력을 낮추기 위해 사용될 수 있음이 또한 가능하다. 제2 코팅 유체보다 더 작은 표면 장력을 제1 코팅 유체에 제공하는 용매를 이용하는 것이 또한 가능하다. 제1 유체와 제2 유체 사이의 표면 장력의 차이는, 요구되는 정도의 습윤이 일어나는 한, 특별히 제한되지 않는다.

듀얼 슬롯 듀얼 공급 코팅 다이에 대해 전술된 바와 같이, 제1 코팅 유체는 제2 코팅 유체에 의해 형성된 연속 유동 층 상으로 유동한다. 이 제1 코팅 유체는 제1 코팅 층을 형성한다. 일반적으로, 제1 코팅 층은 생성되는 용품에 요구되는 특성을 부여하기에, 예를 들어, 바람직하다면 연속적인 제1 코팅 층을 형성하기에 충분히 두꺼워야 한다. 제1 코팅 층은 또한 제2 코팅 층 또는 필름의 특성에 부정적인 영향을 미치지 않도록 충분히 얇아야 한다. 제1 코팅 층의 두께는 전형적으로 약 25 ㎛ 미만이다. 제1 코팅 유체가 용매를 포함하는 경우, 용매가 제1 코팅 층으로부터 제2 코팅 층 내로 및/또는 기재 내로 이동한다면, 그 뒤 제1 코팅 층의 두께는 코팅된 두께 미만일 수 있다. 경화된 제1 코팅 층의 건조 두께는 또한 25 ㎛ 미만, 10 ㎛ 미만, 5 ㎛ 미만, 0.5 ㎛ 미만, 0.20 ㎛ 미만, 또는 0.15 ㎛ 미만, 또는 0.10 ㎛ 미만, 및 0 ㎛ 초과일 수 있다.

다른 다층 코팅 기술을 이용하는 것과 같이, 최상의 결과를 위해 공정 중에 그리고 이후에 개별 층들을 유지시키기 위하여 안정적인 계면이 요구된다. 이송 코팅에 대해 선호되는 제1 코팅 층 또는 "습윤 층"은 아주 종종 저 점도 및 저 표면 장력을 갖는다. 예컨대, pH 및 밀도와 같은 다른 파라미터는 코팅 층의 혼합이 방지되도록 선택된다. 구조화된 기재의 특성은 구조화된 기재 상에 균일한 컨포멀 코팅을 형성하는 허용가능한 리올로지를 어느 정도는 나타낼 것이다.

"습윤 층"이 제1 코팅 다이로부터 코팅되는 기재까지의 간격을 메울 수 있도록 도울 수 있기 때문에 "이송 층"으로 불릴 수 있는, 제2 코팅 다이에 의해 분배되는 재료는 일부 점탄성 속성을 가져야 한다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 이송 층의 점탄성이 습윤 층에 일시적인 전단 응력을 가하는 것으로 발명자는 믿었다. 제2 코팅 유체가 점탄성일지라도, 이는 접착제와 같이 점착성일 필요는 없다. 그 결과, 제1 코팅 유체는 다양한 특성을 가질 수 있으며, 심지어 유동 특성이 실질적으로 뉴토니언(Newtonian)일 수 있는 것으로 관찰된다.

많은 유리한 실시 형태에서, 제2 코팅 유체는 점탄성 감압 접착제 및 형성되는 코팅의 원하는 특성에 따른 선택적 추가 성분을 포함할 것이다. 제2 코팅 유체로부터의 코팅 층 또는 필름 형성은 제2 코팅 유체가 코팅된 후 제2 코팅 유체로부터의 용매의 증발을 포함할 수 있거나, 또는 제2 코팅 유체가 고온 용융 감압 접착제를 포함한다면 이는 냉각을 포함할 수 있다. 제2 코팅 유체로부터의 필름 형성은 또한 예컨대 가교결합제와 중합체 또는 올리고머 성분 사이의 반응을 개시하기 위해 열 또는 UV 또는 다른 방사 에너지원을 인가함으로써 유체 내의 성분들을 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 이들 중 임의의 것의 조합이 또한 사용될 수 있다.

필름, 또는 제2 코팅 층의 특성은 특정 종류의 물체와의 소정의 최소한의 박리 접착력을 형성하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도포는 제2 코팅 층이 소정 기간 후에 물체로부터 제거가능하지 않거나, 또는 층을 분해하는 용매 또는 높은 열과 같은 가혹한 조건 하에서 제거가능하기만 할 것을 요구할 수 있다. 이러한 용품은 자동차용 페인트 대체 필름을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도포는 필름이 창문 상에서의 페인트 마스킹 테이프를 위한 것과 같이 약간 짧은 기간 이후에, 또는 디스플레이 장치 상의 보호 필름을 위한 것과 같이 더 긴 기간 이후에 제거가능할 것을 요구할 수 있다.

유용한 제2 감압 접착제는 제1 감압 접착제에 대해 전술된 특성을 갖는 재료들을 포함한다. 예에는 약 30 중량% 내지 약 99.99 중량%의 A 단량체 및 약 0.01 중량% 내지 약 70 중량%의 B 단량체를 포함하는 공중합체가 포함된다. 예를 들어, 제2 감압 접착제는 약 90 내지 약 99.99 중량%의 아이소-옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 조합, 및 약 0.01 내지 약 10 중량%의 (메트)아크릴아미드 또는 (메트)아크릴산을 포함할 수 있다. 제2 감압 접착제는 또한 가교결합가능할 수 있다. 허용가능한 다이 간격으로 접촉하도록 제1 코팅 유체 "습윤 재료"에 대한 연속 필름 또는 플랫폼을 형성하고 점탄성을 유지하도록 제공되는 제1 코팅 유체에 대해 전술된 바와 같이 제2 코팅 유체 내에 다양한 추가 성분이 포함될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에서, 점탄성의 제2 코팅 유체는 동일한 전단률에서 각각 시험될 때 제1 코팅 유체보다 더 큰 점도를 가질 것이다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 점탄성의 제2 코팅 유체는 전단률이 증가됨에 따라 점도가 감소되고, 또한 각각의 유체가 동일한 전단률에서 시험될 때 더 높은 점도를 갖도록 전단 박화(shear thinning)될 것이지만 점탄성의 제2 코팅의 점도는 바람직하게는 심지어 전단 박화가 수행될 때에도 제1 코팅 유체의 점도보다 크다. 실시예들에서 사용된 바와 같이 일 실시 형태에서, 제2 코팅 유체는 0-1000 rpm의 회전 속도; 0 - 2x104s-1의 전단률 범위; 0-10m nm의 토크 범위; 0 Pa - 104Pa의 전단 응력 범위; 5mPa.s - 107mPa.s의 점도 범위; 및 -35℃- 150℃의 온도 범위가 가능할 수 있는 고점도 유체의 경우 원뿔 및 플레이트 옵션에 따라 설치된 보린(Bohlin) V88 점도계로 시험된 때 13.6 초^-1의 전단률에서 약 15.7 파스칼·초의 점도 및 498.5 초^-1의 전단률에서 약 1.6 파스칼·초의 점도를 가졌다.

제2 코팅 유체가 도포되는 동안에, 제2 코팅 유체가 제2 코터의 슬롯 오리피스로부터 짧은 시간 이후에 응력이 제거되는 기재로 이동하고 제2 코팅이 이완된 상태에서 기재와 함께 이동함에 따라 발생되는 전단 유동 및 변형을 견딜 때 내력 또는 신장력이 발생되는 것으로 여겨진다. 이 내력 또는 이의 벡터 성분은 적절한 재료와 조건이 준비될 때 제1 코팅 유체의 확산, 레벨링 또는 계량을 야기할 수 있다. 이들 신장력에 따라 개별적으로 코팅될 수 있는 것보다 더 얇게 제1 코팅 유체를 계량할 수 있을 뿐만 아니라 이는 코팅되는 이형 표면에서 발견될 수 있는 것과 같이 코팅되는 기재와 제1 코팅 유체 사이에 표면 장력/표면 에너지 불균형을 극복하는데 있어서 도움이 된다. 일부 경우에, 낮은 표면 장력으로 인해 구조화된 기재의 향상된 충전에 따라, 저 점도 제1 코팅 유체는 하중이 감소되고 더 높은 제조 속도로 향상된 건도 또는 구조물의 향상된 모사를 야기하며, 이는 웨브와 유체 사이에 거의 또는 전혀 공기가 포집되지 않기 때문이다.

기재(20)는 임의의 적합한 캐리어 웨브를 포함할 수 있고, 가요성일 수 있다. 예에는 점토-코팅된 종이 또는 폴리에틸렌-코팅된 종이와 같은 종이가 포함된다. 예에는 또한, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트; 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트; 셀룰로오스 트라이아세테이트; 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 폴리(메트)아크릴레이트; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 나프탈렌 다이카르복실산계 공중합체 또는 블렌드와 같은 폴리에스테르; 폴리에테르 설폰; 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리비닐 클로라이드; 신디오탁틱(syndiotactic) 폴리스티렌; 환형 올레핀 공중합체; 및 캐스팅되고 이축 배향된 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함한 폴리올레핀과 같은 하나 이상의 중합체를 포함하는 중합체 필름이 포함된다. 기재는 폴리에틸렌-코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 단일 층 또는 다수 층을 포함할 수 있다. 기재는 그의 표면들 중 하나 이상에 일부 요구되는 특성을 부여하기 위해 프라이밍되거나(primed) 처리될 수 있다. 이러한 처리의 예에는 코로나(corona), 화염, 플라즈마 및 화학적 처리가 포함된다.

기재는 당업자에게 공지된 임의의 이형 라이너일 수 있고 제1 및/또는 제2 코팅 층과 친밀하게 접촉하여 배치되어 층들의 성능에 영향을 미치지 않으면서 후속적으로 제거될 수 있는 이형 라이너를 포함할 수 있다. 이형 라이너는 전술된 종이 또는 중합체 필름 중 임의의 것일 수 있는데, 이들 중 어느 하나도 이형 코팅으로 코팅될 수 있다.

복합 유동 층이 상부에 코팅된 기재의 표면은 실질적으로 평탄할 수 있거나, 또는 텍스처 형성된(textured) 또는 구조화된 표면을 가질 수 있다. 텍스처 형성된 또는 구조화된 표면을 갖는 기재들이 사용되는 경우, 이들은 전형적으로 이형 라이너이다. 텍스처 형성된 또는 구조화된 표면은 제1 및/또는 제2 코팅 층에 소정 형상을 부여한다. 하나의 유용한 형상체는 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 요홈 또는 채널에 의해 분리된 둘 이상의 평면형 표면일 수 있다. 텍스처 형성된 표면에는 랜덤 거칠기, 형상체들의 랜덤 패턴, 질서정연한 거칠기, 형상체들의 질서정연한 패턴, 또는 이들의 조합을 갖는 것들이 포함된다. 구조화된 표면에는 미세구조화된 이형 라이너에 의해 제공되는 것들과 같은 미세구조화된 표면이 포함된다. 미세구조화된 표면은 일반적으로, 예를 들어 미국 특허 제6,197,397호; 미국 특허 제6,123,890호; 미국 특허 제6,838,142 B2호; 및 미국 특허 제6,838,150 B2호에 기재된 바와 같이 제조된, 1.4 ㎜(55 밀) 미만의 적어도 2개의 측방향 치수(즉, 필름의 평면 내 치수)를 갖는 미세구조물을 포함한다. 미세구조화된 표면은 예를 들어, 릿지(ridge), 기둥(post), 피라미드, 반구 및 원뿔을 포함한 일련의 형상체를 포함할 수 있고 및/또는 이들은 평평하거나, 뾰족하거나, 끝이 절단되거나, 둥글게 된 부분을 갖는 돌출부 또는 함몰부일 수 있는데, 이들 중 임의의 것은 상기 표면의 평면에 대해 각도를 이루거나 수직인 면을 가질 수 있다. 미세구조화된 표면은 선형 채널 또는 그리드를 형성하는 교차 채널과 같은 패턴을 갖거나, 랜덤하거나, 그 조합일 수 있다. 미세구조화된 표면은 제1 및/또는 제2 코팅 층 내로 실질적으로 연속적인 개방 통로 또는 요홈을 부여할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 방법은 기재를 포함하는 다층 코팅 용품과 같은 용품을 제조하기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 기재는 기재의 제1 주 표면 상에 제1 코팅 층 및 제1 코팅 층에 걸쳐 배치된 제2 코팅 층을 가지며, 상기 제1 코팅 층은 25 ㎛ 미만의 건조 두께를 가지며 제1 감압 접착제를 포함하고, 제2 코팅 층은 제2 감압 접착제를 포함한다.

층들이 충분히 건조되고, 경화되는 등등의 이후에, 배킹이 제1 코팅 층의 반대편인 제2 코팅 층에 도포될 수 있다. 배킹은 종이 또는 폴리비닐 클로라이드와 같은 중합체 필름을 포함할 수 있다. 많은 실시 형태에서, 배킹 및 제2 코팅 층은 기재에 대해 제1 코팅 층이 갖는 것보다 서로들 간에 휠씬 높은 박리 접착력을 갖는다. 제2 코팅 층에 대한 배킹의 접촉은 제2 코팅 층에 대한 배킹의 라미네이팅을 포함할 수 있다. 이형 라이너가 제거된 때, 생성된 접착제 용품은 배킹; 제2 감압 접착제를 포함하고 배킹의 제1 주 표면 상의 제2 코팅 층; 및 제1 감압 접착제를 포함하고 일부 실시 형태에서 25 ㎛ 미만의 두께를 가지며 배킹의 반대편에서 제2 코팅 층 상의 제1 코팅 층을 포함한다.

접착제 용품은 다양한 응용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 테이프 또는 라벨일 수 있다. 배킹은 접착제 용품이 표지(sign)와 같은 그래픽 아트 필름으로 사용될 수도 있도록 다양한 상업적 기술을 이용하여 이미지 형성될 수 있다. 배킹의 노출된 표면(제2 코팅 층의 반대편)은 접착제 용품이 자동차 부품 또는 광학 디스플레이와 같은 물체를 보호하기 위하여 사용될 수 있도록 충분히 경질일 수 있다. 배킹, 제2 코팅 층, 또는 제1 코팅 층 중 하나 이상은 접착제 용품이 장식 및/또는 사적 자유(privacy)를 제공하기 위해 페인트 대체 필름 또는 창문 필름으로서 사용될 수 있도록 불투명하고 및/또는 착색될 수 있다. 게다가, 배킹, 제2 코팅 층, 또는 제1 코팅 층 중 하나 이상은 접착제 용품이 빛 및/또는 열을 반사시키는 창문 필름으로서 사용될 수 있도록 흡수 및/또는 반사 성분들을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 형태에서, 기재는 미세구조화된 반사 재료일 수 있고, 습윤 층은 더 얇고 더욱 내구성 있는 반사기를 제공하기 위하여 저 굴절률 용액(low index solution)일 수 있다. 본 발명은 단지 2개의 코팅 층을 기재에 도포하는 것으로 한정되지 않는다. 추가 층이 습윤 층(제1 코팅 층)에 걸쳐 도포되는 이송 층(제2 코팅 층)의 상부에 걸쳐 도포될 수 있다. 코팅 재료는 기재 상에 둘 초과의 층을 형성하기 위하여 이송 층의 상부에서 부유할 수 있다. 게다가, 본 발명은 코팅 재료의 롤링 뱅크의 액체 스퀴즈 효과에 의해 더욱 균일하게 도포되는 제1 코팅 층 및 기재 상에서 제1 코팅 층을 얇게 만들고 퍼지게 하는 제2 코팅 다이에 의해 도포된 제2 코팅 층을 가압함으로써 기재와 제1 코팅 층 간의 표면 장력/표면 에너지 부조화를 적어도 부분적으로 극복하는데 적합할 수 있다.

실시예

본 개시 내용의 목적 및 이점들은 이후의 비제한적 실시예에 의해 더욱 예시된다. 이들 실시예에서 열거된 특정 재료 및 그 양과 그 외의 조건 및 상세 사항은 본 개시 내용을 부당하게 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 특별한 언급이 없는 한 , 본 실시예들 및 본 명세서의 나머지 부분에서 모든 부분, 퍼센트, 비율 등은 중량으로 나타낸다.

실시예 1

실험적 설정을 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 준비하였다. 제1 코팅 다이 슬롯 폭은 5.1 ㎝(2 인치)이었고, 제1 슬롯 높이는 0.05 ㎜(0.002 인치)이었다. 제2 코팅 다이 슬롯 폭은 10.2 ㎝(4 인치)이었고, 제2 슬롯 높이는 0.76 ㎜(0.030 인치)이었다. 백-업 롤은 직경이 25.4 ㎝(10 인치)이었다. 백-업 롤 주위에 쓰레드된 기재는 미국 미네소타 세인트. 폴 소재의 3M 컴퍼니(Company)로부터의 "3M 스카치칼(SCOTCHCAL)" 고성능 필름(High Performance Film)으로서 상용입수가능한 평평한 라이너(flat liner)이었다. 필름은 두께가 약 0.1 ㎜이었다. 이 기재를 7.62 m/분(25 피트/분)의 선속으로 제1 및 제2 다이에 인접한 백업 롤 주위에서 이송하였다.

제1 코팅 다이로부터 분배된 습윤 층(제1 코팅 층)에 대한 재료는 저 점도이었고, 저 퍼센트 고형 접착제 제제는 미국 특허 제4,693,935호의 실시예 2 내지 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조되었고 중량비가 91:4:5인 아이소-옥틸 아크릴레이트, 아크릴아미드, 및 실리콘 마크로머(Silicone Macromer)-1(SM-1)로부터 유도되었다. SM-1은 약 11,000 g/몰의 분자량을 가졌고, 미국 특허 제4,693,935호의 모노머(Monomer) "C 3b"에 대해 기재된 바와 같이 제조되었다. 습윤 재료를 메틸-에틸 케톤 내에서 1.6 중량%의 고형으로 희석하였다. 독일 루트비히스하펜 소재의 바스프 코포레이션(BASF Co)으로부터 유비텍스(Uvitex)로 상용입수가능한 소량의 UV 형광 염료를 제1 코팅 층의 습윤 두께가 광학적으로 평가가능할 수 있도록 첨가하였다.

제2 코팅 다이로부터 분배된 이송 층(제2 코팅 층)에 대한 재료는 미국 특허 제4,693,935호의 실시예 26에 기재된 바와 같이 제조되었고 중량비가 90/10인 아이소-옥틸 아크릴레이트와 아크릴산의 공중합체를 포함하는 더 높은 점도의 제제이었다. 이 재료를 메틸-에틸 케톤 내에서 14 중량%로 희석하였다.

제1 및 제2 코팅 유체를 보유 용기로부터 중력을 이용하여 공급하였다. 제1 코팅 유체를 미국 메사추세츠 홀리스톤 소재의 하바드 어퍼레터스(Harvard Apparatus)로부터 "모델(MODEL) 22"로 상용입수가능한 주사기 펌프(syringe pump)에 중력을 이용하여 공급하였다. 제2 코팅 유체를 미국 노스캐롤라이나 먼로 소재의 제니스 펌프스(Zenith Pumps)로부터 입수가능하고 회전당 11.2 입방 센티미터의 계량 용량(metering capacity)을 갖는 기어 펌프(gear pump)에 중력을 이용하여 공급하였다. 기어 펌프의 다운스트림에서, 제2 코팅 유체를 미국 미주리 퍼거슨 소재의 에머슨 일렉트릭(Emerson Electric)으로부터 "마이크로모션(MICROMOTION) CMF25"로 상용입수가능한 유량계에 의해 185 g/m의 속도에서 계량하였다.

제1 코팅 다이 슬롯과 백-업 롤 사이의 간격을 설정하여 일정한 코팅 비드를 형성하였고 제1 코팅 다이 슬롯 폭에 해당하는 공칭 5.1 ㎝(2 인치)의 폭으로 기재 상의 제1 코팅 층을 전달하였다. 제2 코팅 다이 슬롯과 백 업 롤 사이의 간격(25)을 0.64 ㎜(0.025 인치)로 설정하였고, 10.2 ㎝(4 인치) 폭의 제2 코팅 층을 제1 코팅 층의 상부에 적층하였다. 이들 조건 하에서, 제1 코팅 층의 폭은 이의 공칭 5.1 ㎝(2 인치)의 폭으로부터 확장되지 않았다. 전달 속도, 액체 밀도, 및 제1 코팅 폭을 인지함으로써, 습윤 층 두께가 약 11.7 ㎛인 것으로 추정하였다.

기재의 2개의 코팅 층을 갖는 기재를 그 뒤에 약 12.2 m의 길이에 걸쳐 49℃, 66℃, 66℃, 74℃, 및 82℃의 5가지의 온도 구역을 갖는 경화/건조 스테이션을 통해 이를 이송시킴으로써 건조하였다. 그 뒤에, 경화된/건조된 코팅을 라미네이팅 스테이션을 통과시켰으며, 상기 라미네이팅 스테이션에서 51 ㎛(2 밀)의 PET 배킹 재료가 건조된 제2 코팅 층에 라미네이팅되었다. 건조 이후에, 제1 코팅 층의 두께는 용액 특성에 따라 0.19 ㎛인 것으로 결정되었다.

실시예 2

제2 코팅 다이를 기재에 더 근접하게 보낸 것을 제외하고 실시예 1에서 기재된 바와 같이 일반적으로 실험을 수행하였고, 간격(25)은 0.38 ㎜(0.015 인치)로 감소되었다. 이들 조건 하에서, 제2 코팅 유체(액체 스퀴즈)에 따라 제1 코팅 유체가 공칭 5.1 ㎝(2 인치)로부터 80 ㎜(3.13 인치)로 제1 코팅 층의 폭을 증가시키는 기재 상에서 확산되고 얇게 펴지는 것으로 관찰되었다. 전달 속도, 액체 밀도, 및 제1 코팅 폭을 인지함으로써, 습윤 층 두께가 약 7.5 ㎛의 두께인 것으로 추정하였고, 이에 따라 건조 이후에 제1 코팅 층 두께는 0.12 ㎛일 것이다.

실시예 3

제2 코팅 다이를 기재에 더 근접하게 보낸 것을 제외하고, 일반적으로 실시예 1에서 기재된 바와 같이 실험을 수행하였고, 간격(25)은 0.25 ㎜(0.010 인치)로 감소되었다. 제2 코팅 유체에 따라 제1 코팅 층이 기재 상에서 더 확산되고 얇게 펴졌으며, 제1 코팅 층의 폭이 공칭 5.1 ㎝(2 인치)로부터 102 ㎜(4 인치)로 증가됨에 따라 제1 코팅 층의 습윤 층 두께가 약 5.9 ㎛이고 해당 건조 두께가 0.09 ㎛인 것으로 관찰되었다.

이제 도 2를 참조하면, 실시예 1, 2 및 3이 예시되는 코팅 기재(20a)의 평면도가 도시된다. 구역 "A"는 실시예 1에 대한 코팅 기재이다. 제1 코팅 층(습윤 층)(27)은 이 위에 놓인 제2 코팅 층(이송 층)(29)을 통하여 보인다. 제2 코팅 다이의 간격(25)이 실시예 1의 조건에 대해 설정됨에 따라, 제1 코팅 층(27)은 여전히 이 코팅 층이 배치되는 공칭 5.1 ㎝(2 인치)의 폭이다. 구역 "B"에서, 조작자는 제2 코팅 다이(14)를 백-업 롤(22)에 더 근접하게 이동시켰고, 제1 코팅 층(27)은 제2 코팅 유체가 간격(25)을 통과함에 따라 제2 코팅 유체에 의해 더 넓게 확산되었다. 구역 "C"에서, 제2 코팅 다이(14)는 실시예 2의 조건에 따라 고정 위치에 배치되고, 제1 코팅 층(27)은 80 ㎜(3.13 인치)의 폭으로 확산되었다. 구역 "D"에서, 조작자는 재차 제2 코팅 다이(14)를 백업 롤(22)에 더 근접하게 이동시켰고, 제1 코팅 층(27)은 제2 코팅 유체가 간격(25)을 통과함에 따라 제2 코팅 유체에 의해 더 넓게 확산되었다. 구역 "E"에서, 제2 코팅 다이(14)는 실시예 3의 조건에 따라 고정 위치에 배치되고, 제1 코팅 층(27)은 상기 실시예에서 언급된 바와 같이 102 ㎜(4 인치)의 제2 코팅 다이 슬롯의 폭으로 완전히 확산되었다. 도면이 기재의 바로 변부까지 연장되는 양 코팅을 도시할지라도, 이는 필수적이지 않고 종종 기재는 제2 코팅 슬롯 폭보다 다소 더 넓을 것이다.

실시예 3이 수행된 이후에, 간격(25)은 실시예 1의 조건으로 재차 증가되었고, 제1 코팅 층의 폭은 재차 공칭 5.1 ㎝(2 인치)의 폭으로 감소된 것으로 관찰되었다. 제2 코팅 다이가 내부 그리고 외부로 이동함에 따라 제1 코팅 층의 간격 거리 대 폭을 플로팅하는 작은 히스테리시스(hysteresis)가 관찰되었다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 방법에 따라 제조된 코팅 기재의 SEM 현미경사진이 도시된다. 이 경우에, 기재는 구조화된 이형 라이너이었고, 현미경사진은 구조화된 이형 라이너가 제1 코팅 층(27)으로부터 박리된 후에 찍혔다. 도 4에는, 제1 코팅 층이 실질적으로 컨포멀할 수 있으며 제1 코팅 층의 평균 두께가 제1 코팅 다이를 대향하는 이의 제1 주 표면 상에 해당 립을 갖는 구조화된 이형 라이너에 의하여 제1 코팅 층 내에 형성된 요홈 또는 채널보다 더 얇은 것으로 도시된다. 이 결과는 놀랍고, 간격(25)을 감소시킴으로써 "액체 스퀴즈"로서 제2 코팅 층을 사용하여 본 발명의 방법에 따라 제1 코팅 층이 제1 코팅 층의 습윤 필름 두께보다 더 큰 높이 변화를 갖는 구조화된 이형 라이너를 균일하게 코팅하는 것을 나타낸다. 다시 말해서, 제1 코팅 층은 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 이 층이 우선 도포되는 구조화된 이형 라이너의 윤곽을 따른다. 본 발명의 다양한 실시 형태에서, 제1 코팅 층은 채널의 높이의 90%, 80%, 70%, 60%, 또는 50% 미만 또는 구조화된 라이너에 의해 제1 코팅 층 내에 형성된 채널의 높이 미만의 건조 두께를 가질 수 있지만 여전히 실질적으로 균일하며 구조화된 이형 라이너에 의해 제1 코팅 층 내에 형성된 윤곽을 따른다.

실시예들에 도시된 바와 같이, 건조 제1 코팅 폭은 액체 스퀴즈로서 이송 코팅(제2 코팅 층)을 사용할 때 제1 코팅 다이 슬롯 폭보다 상당히 넓을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 형태에서, 건조 제1 코팅 폭은 적어도 제1 슬롯 폭의 50%, 100%, 150%, 또는 200%를 초과할 수 있다. 상기에 예시된 바와 같이, 최종 건조 제1 코팅 폭은 실시예 3에서 제1 슬롯 폭의 200%를 초과하였다.

실시예 4

제2 다이가 기재 상으로 제1 코팅 유체를 도포하기 위해 사용된 코팅 다이의 제1 슬롯과 제1 코팅 층에 걸쳐서 제2 코팅 유체를 도포하기 위하여 사용된 제2 슬롯을 갖는 듀얼 슬롯 코팅 다이를 포함한 것을 제외하고 일반적으로 실험을 실시예 1에 기재된 바와 같이 수행하였다. 양 슬롯은 10.16 ㎝(4 인치)의 공칭 슬롯 폭을 가졌고, 제1 슬롯 높이는 0.10 ㎜(0.004 인치)이었다. 제1 코팅 유체"습윤 층"는 소량의 실리카를 함유하였고 실시예 1에서 사용된 1.6%의 고형 이외에 5%의 고형으로 제제되었다. 제1 코팅 유체의 점도는 대략 7 cps이었고, 대략 51 미크론(2 밀)의 제1 코팅 층에 대한 습윤 층 두께를 형성하기 위하여 전달되었다. 이들 조건 하에서, 제2 코팅 유체가 제1 코팅 유체(습윤 층)와 혼합되어 접착제 거품을 형성하고 균일한 개별 층을 형성하지 못하는 것으로 관찰되었다. 이 실시예는 두 개의 코팅 층들 간의 계면 장력을 제어하기 위한 재료 선택이 도 4에 도시된 바와 같이 개별 층을 나타내는 코팅 실시예를 수득하는데 중요한 것을 보여준다.

본 개시 내용에 대한 다른 수정 및 변형은 첨부하는 특허청구의 범위에 보다 구체적으로 개시된 본 개시 내용의 정신 및 범위로부터 일탈함 없이 본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자에 의해 실시될 수 있다. 위의 다양한 실시예의 태양들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있거나 또는 다양한 실시예의 다른 태양과 결합될 수 있다. 특허증을 위한 상기 출원에서 열거한 모든 참고 문헌, 특허 또는 특허 출원들은 그 전체 내용을 일관된 방식으로 언급함으로써 본 명세서에 인용한다. 인용된 참고 문헌 부분들과 본 출원 사이에 불일치나 모순이 있는 경우, 앞의 설명의 정보가 지배하여야 한다. 본 기술 분야의 통상의 기량을 가진 자가 청구 범위의 개시 내용을 실시할 수 있도록 제공한 앞의 설명은 청구 범위 및 그 등가물에 의해 한정되는 본 개시 내용의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

기재를 코팅하는 방법으로서,
제1 슬롯 폭을 갖는 제1 코팅 다이를 제공하는 단계,
제2 슬롯 폭을 갖는 제2 코팅 다이를 제공하는 단계,
제1 코팅 다이로부터 제1 코팅 유체를 기재 상으로 도포하여 제1 코팅 층을 형성하는 단계,
제2 코팅 다이로부터 점탄성 제2 코팅 유체를 기재 상 제1 코팅 층에 도포하여 제2 코팅 층을 형성하는 단계, 및
제2 코팅 다이와 기재 사이의 간격을 변화시켜 기재 상의 제1 코팅 층의 두께를 감소시키고 폭을 증가시키는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 코팅 다이는 단일의 다이 몸체 내에서 조합되는 방법.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 코팅 다이는 기재의 길이를 따라 분리된 위치에서 기재 상으로 분배하는 개별 다이 몸체 내에 각각 배치되는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기재는 제1 코팅 다이를 대향하는 제1 주 표면 상에 하나 이상의 립을 갖는 구조화된 라이너를 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 플롯 폭은 제1 슬롯 폭보다 넓고, 제1 코팅 층의 폭이 증가되어 제2 코팅 층의 폭과 실질적으로 동일할 때까지 간격이 감소되는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 코팅 층은 채널을 포함하고, 제1 코팅 층의 평균 두께는 채널의 높이 미만인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 코팅 유체는 뉴턴 유동 특성(Newtonian flow characteristic)을 갖는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 코팅 층은 제2 코팅 층에 도포되는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 코팅 층은 건조 제1 코팅 폭을 포함하고, 건조 제1 코팅 폭은 제1 슬롯 폭보다 적어도 50% 넓은 방법.
제9항에 있어서, 건조 제1 코팅 폭은 제1 슬롯 폭보다 적어도 150% 넓은 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 점탄성 제2 코팅 유체는 동일한 전단률에서 제1 코팅 유체보다 더 높은 점도를 갖는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 점탄성 제2 코팅 유체는 더 높은 전단률에서 더 낮은 점도를 갖는 전단 박화 유체(shear thinning fluid)를 포함하는 방법.