TW200932361A - Methods and systems for coating substrates - Google Patents

Description

200932361 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於塗覆基材之方法及設備。 【先前技術】 含有木材表面之物件（例如傢具及櫥櫃）通常塗覆有一或 多個塗層。通常使用含有染料及/或顏料之調色劑與染色 劑為S亥專表面提供顏色。其他表面層（例如密封層及頂面 ❹

塗層）可單獨使用或與此等著色層一同使用。通常，若不 存在著色層，則將密封層直接施加至木材表面上，或若使 用調色劑及/或染色劑，則將密封層直接施加至此等層 上。若使用頂面塗層，則通常將其施加至密封層上。 通常期望輻射可固化之塗覆組合物，尤其用於木材塗裝 應用時。在木材塗裝應用中’因木材之熱敏感性而通常期 望採用輻射可固化塗層（例如彼等藉由曝露於紫外線 ("UV”）輻射而固化的塗層），乃因木材之熱敏感性通常會 形成某些不期望之熱固性塗層。丙烯酸酯樹脂係輻射可固 化的且通常用於木材塗裝塗層中。 通常期望基本上無溶劑之塗層，此乃因溶劑尤其是有機 溶劑係昂貴的、具有危險性、且會破壞環境。因健康及環 境原因，尤其不期望喷塗塗層中存在大量有機溶劑。含有 水或：機溶劑之塗層亦係低效且昂貴的，&乃因在固化完 成之前通常必須從塗層中將此等稀釋劑蒸發掉。 通常亦期望可喷塗塗層。 時，通常尤其期望可喷塗性 當所塗覆之物件為不規則形狀 ，此乃因很難有效地用其他方 135407.doc 200932361 法（例如輥塗）塗覆此等物件。可噴塗塗層係可藉助諸如噴 射搶等裝置藉由霧化而均勻施加之塗層，且其隨塗層之流 變分佈而變化。通常，吾人認為在25〇c(77(>F)下具有2至 300 CP之黏度的塗覆組合物為可噴塗的。過去，在輻射可 - 固化塗層中需要溶劑（例如水或有機溶劑）才能達到此等黏 • 度。然而，最近，已使用反應性稀釋劑（例如相對低分子 量的丙烯酸醋單體，尤其係單官能丙烯酸酿單體）來達成 魯 可噴塗性。 過去’在佈置於輸送系統中之水平定向木#基材之塗層 的應用中，係藉由噴射或輥塗將密封層與頂面塗層施加I 木材表面上。該系統之一實例描述於美國專利第6,746,535 號中。在此佈置中，該塗層係沈積於物件之—側並隨後固 化。然後’若需要塗覆該物件之另一側，則將該物件翻轉 並重複該製程。明顯可見，該製程係繁瑣的。 因此，期望使用可循環利用的、實質上1〇〇%固體、輻 ❿ 射可固化塗覆組合物來提供塗覆基材之改進方法。 【發明内容】 在某些態樣中，本發明係關於塗覆基材之方法。該等方 . &包括：⑷將基材垂直定向於垂直定向擋板與噴射搶之 •間：⑻使用實質上麵固體、輻射可固化液體塗覆組合 物藉由使該組合物通過其中霧化該組合物之噴射搶以至少 部分地塗覆垂直定向基材；由此’一部分經霧化塗覆組合 物沈積於垂直定向基材上且另一部分經霧化塗覆組合物沈 積於垂直定向撞板上；⑷將經塗覆基材曝露於電離轄射及/ 135407.doc 200932361 或光化輻射以固化沈積於其上之塗覆組合物；及（d)移除並 再使用至少一部分沈積於垂直定向擋板上之塗覆組合物。 在其他態樣中’本發明係關於塗覆基材之系統。該系統 包括：（a)佈置於垂直定向擋板與噴射搶之間的垂直定向基 材；（b)實質上100%固體、輻射可固化液體塗覆組合物， 其與噴射搶連通，以便該塗覆組合物通過其中霧化該組合 物之喷射槍；由此，霧化時一部分經霧化塗覆組合物沈積 於垂直定向基材上且另一部分霧化塗覆組合物沈積於垂直 疋向播板上，（c)用於將經塗覆基材曝露於電離輻射及/或 光化輻射以固化沈積於其上之塗覆組合物的構件；及（句用 於移除並再使用至少_部分沈積於垂直定向擋板上之塗覆 組合物的構件。 【實施方式】 ❹ 出於下文詳細闡述之目的，應理解本發明可採取各種替 代變更形式及步驟順序’但其中明確有相反說明之情況除 外。此外，除任何操作性實例或另外闡述之情況外，在說 明書及申請專利㈣中表示（例如）所用成份之量之所有數 字應理解為在所有情況中皆經詞語"約，，修飾。因此，除非 闞述相反含義，否則列於以下說明書及隨附中請專利_ 中之數字參數皆係近似值，其可根據欲藉由本發明獲得之 期望特性而變化。無論如< ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 非相㈣巾請專利範 ，合之原則的應用’每一數字參數皆應至少根據 所報告有效位的位數且藉由使用f通捨人技術來解釋。 而且，應瞭解本文所述之任一數值範圍皆意欲包含其中 I35407.doc 200932361 所包括之所有子筋圊。m 含介料且勺人、言，”至1〇"之範圍意欲包 (且包含）所述最小值1與所述最大值Π)間之全部子範

圍’即該等子範圍具有等於或大於α最小值及等於或小 於之最大值。 J 、在此中請案中，㈣另有明確說明，否則使用單數包含 複數複數涵蓋單數。另外，除非另有明確說明’在該申 月案中使肖丨係指"及/或"，但在某些情況下可明確使 "及/或"〇

、、如上文所述’本發明之某些實施例係關於塗覆基材之方 法。適宜基材包含含纖維素之材料，該等材料包含紙、紙 板硬紙板、膠合板及壓縮纖維板、硬木、軟木、木飾面 板微粒板、创花板、定向木片板、及纖維板。該等材料 可完全由諸如松木、橡木、楓木、紅木、櫻木、及諸如此 類等木材製得。然而’在—些情況下，該等材料可包括木 材與另一材料之組合，例如樹脂性材料，即，木材/樹脂 複合物，例如酚醛複合物、木材纖維與熱塑性聚合物之複 合物，及用接合劑、纖維或塑性覆層增強的木材複合物。 在某些實施例中，人們在施加本發明組合物之前已使用木 材染色劑及/或調色劑將基材塗覆或處理。 適且金屬基材包含（但不限於）：箔片、薄片或加工件， 其由冷軋鋼、不銹鋼及表面經以下任一種材質處理的鋼構 k而成·鋅金屬、鋅化合物及鋅合金（包含電鍍鋼、熱浸 電鑛鋼、GALVANNEAL鋼及鍍辞合金鋼）、銅、鎂、及其 合金、紹合金、鋅-鋁合金（例如GALFAN、 135407.doc 200932361 GALVALUME)，亦可使用鍍鋁鋼及鍍鋁合金鋼基材。塗 覆有可銲接、富鋅或富磷化鐵之有機塗層的鋼基材（例如 冷軋鋼或上面所列任一鋼基材）亦係適用於本發明之製程 中。該等可銲接塗覆組合物揭示於美國專利第4，丨57,924號 與第4,1 8 6,036號中。當用（例如）選自由金屬鱗酸鹽溶液、 含有至少一種ΠΙΒ或IVB族金屬之水溶液、有機磷酸鹽溶 液、有機膦酸鹽溶液及其組合組成之群的溶液預處理時，

❹ 冷軋鋼亦係適宜的。另外’適宜金屬基材包含銀、金、及 其合金。 適宜矽酸鹽基材之實例為玻璃、瓷及陶基材。 適宜聚合物基材之實例係聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚 乙烯、聚丙烯、二聚氰胺樹脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、 聚胺基曱酸醋、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯 乙酸酯、聚乙烯吡咯啶_及相應共聚物與嵌段共聚物、生 物可降解聚合物與天然聚合物（例如明膠）。 適宜紡織品基材之實例係纖維、紗線、絲線、針織物、 織物、不織物及衣物，其係由聚酯、改性聚酯、聚酯摻合 織物、耐綸、棉、棉摻合織物、黃麻、亞麻、大麻及学 麻、黏膠、羊毛、絲綢、聚醯胺、聚醯胺摻合織物、聚丙 烯腈、三醋酸、醋酸醋、聚碳酸醋、聚丙烯、聚氣乙烯、 聚酯微纖維及玻璃纖維織物構成。 適宜皮革基材之實例係粒面皮革（例如得自綿羊、山羊 或母牛之納帕革（卿pa)及得自牛犢或母牛之方格粒紋 革）、絨面皮革（例如得自綿羊、山羊或牛犢之絲絨及粗賊 135407.doc 200932361

面革）、分層絲賊（例如得自母牛或牛積皮者）、鹿皮及牛巴 戈（nubuk)皮革；以及羊皮及毛皮⑽如毛皮絨面皮革）。可 使用任—習用韓製方法鞣製皮革，具體而言係植物材_ 製礦物材料鞣製、合成材料鞣製或組合鞣製“列如鉻鞣 製、氧錯基鞣製、鋁鞣製或半鉻鞣製若需*，亦可將 皮革複鞣製；對於複鞣製而t，可使用習用於複縣製之任 何轉製劑，例如礦物材料、植物材料或合成縣製劑，例 如，鉻、氧錯基或紹衍生物；白雀樹、栗木或含羞草提取 物；芳香族合成標劑；㈣基甲_ ;(甲基）丙稀酸化合 物或二聚氰胺/、雙氰胺/及/或尿素/甲醛樹脂之（共）聚合 物。 適宜可壓縮基材之實例包含發泡體基材、填充液體之聚 合囊袋、填充空氣及/或氣體之聚合囊袋、及/或填充電漿 之聚合囊袋。本文所用術語”發泡體基材"意指包括開孔發 /包體及/或閉孔發泡體之聚合或天然材料。本文所用術語 "開孔發泡體"意指該發泡體包括複數個互連氣室。本文所 用術語”閉孔發泡體"意指該發泡體包括一系列離散的閉合 孔。發泡體基材之實例包含聚苯乙烯發泡體、聚甲基丙烯 醯亞胺發泡體、聚氣乙烯發泡體、聚胺基曱酸酯發泡體、 聚丙烯發泡體、聚乙烯發泡體、及聚烯烴發泡體。聚烯烴 發泡體之實例包含聚丙烯發泡體、聚乙烯發泡體及/或乙 烯-乙酸乙烯酯（EVA)發泡體。EVA發泡體可包含平薄板或 平板或模製EVA發泡體，例如鞋底夾層。不同類型之EVA 發泡體可具有不同類型之表面孔隙。模製EVA可包括緻密 135407.doc 200932361 表面或"表皮"’而平薄板或平板可展示多孔表面β 本發明方法包括將基材垂直定向於垂直定向擋板與噴射 搶之間。 本文所用術語”垂直定向”意指所將塗覆之基材表面更偏 於垂直定向而非水平定向，即，其具有大體呈上/下之側 面圖而非呈橫向之側面圖。在某些實施例中，π垂直定向" 意指將所將塗覆之基材表面定向為與水平線形成介於85與 ❹ 95度之間的角度，例如87.5與92.5度。 本文所用術語”擋板”係指用於阻止發自喷射搶之並不沈 積於垂直疋向基材上之塗覆組合物部分進一步前進的任何 結構元件。 在本發明方法中可使用熟習本項技術者所習知的任何喷 射槍，包含（例如）氣助、無空氣、及高速低壓（HVLp)喷射 搶。 根據本發明方法，垂直定向基材係使用實質上1〇〇。/0固 〇 體輻射可固化液體塗覆組合物至少部分地塗覆》本文所 用術語"實質上100%固體"意指組合物體現為實質上無溶劑 且無水之液體塗覆組合物。換言之，該塗覆組合物實質上 不含有揮發性有機溶劑（”v〇c”），且基本上具有v〇c零排 放且實質上不含水。在某些實施例中，本發明之實質上 〇〇固體塗層包括佔塗覆組合物之5重量％以下的VOc與 尺在些情況下，v〇c與水佔塗覆組合物之2重量％以 下’在另一些情況下，佔塗覆組合物之1重量％以下，且 在又一些情況下，v〇c與水根本不存在於塗覆組合物中。 135407.doc 200932361 本發明方法中使用的液體塗覆組合物係可循環利用的。 本文所用術語”可循環利用"係指喷塗後保持均勻且再循環 後可再次喷塗同時能維持性能特性（例如抗到傷性、韌 性、及内塗附著力）之組合物。例如，在某些實施例中， 本發明方法中使用的液體塗覆組合物在120卞（49。(：）下保持 12小時後藉由熱重分析（TGA)量測展示少於丨〇%之重量損 失，或在一些情況下少於7%，或在另一些情況下少於 φ 2%。本文所報告之TGA重量損失可以熟習本項技術者所瞭 解的方式確定且意欲模擬用於某些喷塗應用條件之喷塗與 再循環溫度。 此外’在某些實施例中，藉由ASTM D5403方法a量 測，本發明方法中使用的液體塗覆組合物展示少於4%之 重量損失，或在一些情況下少於2%，或在另一些情況下 少於1%，其指定用以在UV固化及隨後最終產品陳化期間 模擬UV可固化塗層之潛在重量損失。 Φ 本發明方法中所用的液體塗覆組合物係輻射可固化的。 本文所用術語"輻射可固化"係指包括藉由曝露於電離輻射 及/或光化輻射而可聚合之反應性組份的組合物。 * 因此，本發明某些方法中所使用的塗覆組合物包括在曝 . 露於光化輕射後可固化的材料’例如具有轄射可固化官能 基之化合物，該等官能基包括（例如）不飽和基團，其包含 乙稀基、乙烯驗基、環氧基、馬來酿亞胺基、富馬酸根基 及上述之組合。在某些實施例中’輻射可固化基團係藉由 曝露於紫外線輻射而可固化且可包含諸如丙烯酸酯基、馬 135407.doc 200932361 來酿亞胺、宜„ ^馬酸鹽、及乙烯醚。適宜乙烯基包含彼等具 有不飽和酯基及乙烯醚基者。 在某二實施例中’本發明方法中所使用的輻射可固化組 物匕括下列之混合物：（a)環氧丙烯酸酯、及（b)多官能 丙烯酸知、及在某些實施例中(c)光起始劑。在某些實施例 中本發月方法中所使用的輻射可固化組合物包括含有胺 基之材料。 φ 在某些實施例中，本發明方法中所使用的組合物實質上 不含單B能反應性稀釋劑，例如單官能丙烯酸酯單體。據 信，本發明方法中所使用的塗覆組合物之再循環性至少部 分地係由於不存在大量的單官能反應性稀釋劑。實際上， 據信’單官能丙烯酸酯單體在固化期間不僅反應生成並成 為塗層之一部分，而且其在固化期間之蒸發程度大於多官 能丙稀酸酯。 環氧丙烯酸酿係藉由使環氧樹脂與（甲基）丙烯酸反應製 ❹ 得。本文所用"（曱基）丙烯酸酯的"及源於其之術語意欲包 含丙婦酸酯的及甲基丙稀酸酯的二者。在某些實施例中， 本發明方法中所使用的液體組合物包括環氧丙烯酸酯，其 • 在25°c (77°F )下具有小於10,000厘泊的黏度，或在一些情 . 況下小於5,000厘泊’或在其他情況下約ι,οοο厘泊。在某 些實施例中’環氧丙烯酸酯具有小於50°c (122°F )之Tg(玻 璃態轉變溫度），或在某些情況下小於25°c (77°F )，或另一 些情況下小於〇°C (32°F) ’或另一些情況下小於_ 1 〇°c (14°F)。 本發明方法中可使用的適宜環氧丙烯酸酯包含（但不限 135407.doc 200932361 於）彼等作為具有至少一個環氧基的化合物與每分子具有 至少一個α，β·乙烯系不飽和雙鍵及至少一個對於環氧基呈 反應陡之基團的化合物之反應產物者。在某些實施例中， 環氧丙烯酸®旨可包括多官能環氧丙婦酸S旨。本文所用術語 "多官能環氧丙烯酸酯”係指具有大於1〇之丙烯酸酯官能度 的環氧丙烯酸畴。 適用於本發明方法中所使用的組合物之市售環氧丙烯酸 φ ⑽的一些特定實例包含（但*限於）得自UCB Chemicals公 司（Smyrna，Ge〇rgia)2EBECRYL 32〇〇、3川與 付自 Cognis 公司（Cincinnati，Ohio)之 ph〇TOMER 4025 ’ 得自 BASF 公司（Charlotte，North Carolina)之 LAROMER 8765 ;及得自 Sart〇me 公司（Εχ_，

Pennsylvania)之 CN115。 在某些實施例中，本發明方法中所使用的組合物基於該 1射可固化組合物之總重量包括至少1〇重量％之環氧丙稀 Φ ㈣’或在某些實施例中至少15重量％之環氧丙烤酸酿， 或在另一些情況下20-80重量％、或在又一些實施例令35_ 65重量％之環氧丙烯酸酯。在某些實施 於塗覆組合物之總重量包括i㈣重量％之環氧丙賴2 • 冑覆組合物中存在之環氧丙烯酸醋的量可介於該等值的任 一組合（包含所述值）之間。 在某些實施例中’本發明方法中所使用的塗覆組合物包 括多官能丙烯酸酯。本文所用術語"多官能丙烯酸酯"係指 具有大於).0(例如至少2_0)之丙烯酸醋官能度的化合物： 135407.doc 15 200932361 適用於本發明中之多官能丙烯酸酯包含（例如）彼等具有17〇 至5000克/莫耳（例如17〇至15〇〇克/莫耳）之相對分子 者。 適用於本發明方法中所使用的塗覆組合物之多官能丙烯 酸酯包含（但不限於）雙官能、三官能、四官能、五官能、 六官能（曱基）丙烯酸酯及其混合物。本文所用"（甲基）丙烯 酸酯"及源自其之術語意欲包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯 二者。 ❹ 適宜多官能丙烯酸酯之代表性實例包含（但不限於）乙二 醇二（甲基）丙烯酸酯、1，3-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、丨，4_ 丁二醇二丙烯綾酯、2,3_二曱基丙烷丨，3_二丙烯酸酯、丨，… 己二醇二（甲基）丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基 化己二醇二（曱基）丙烯酸酯、丙氧基化己二醇二（曱基）丙 烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇 二（甲基）丙烯酸酯、己二醇二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇 _ 二（甲基）丙烯酸酯、三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、硫代二 乙二醇二丙稀酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、異戊四醇三 (甲基）丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、二三 ’ 羥甲基丙烷四（甲基）丙烯酸酯、丙三醇丙氧基三（甲基）丙 •烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、及四 乙二醇二（甲基）丙烯酸酯，包含其混合物。 在某些實施例中’本發明方法中所使用的塗覆組合物基 於該塗覆組合物之總重量包括小於9〇重量。之多官能丙烯 酸酯，或在一些實施例中小於85重量〇/◦、或在另一些實施 135407.doc •16- 200932361 例中20-80重量％、+、+ 或在又一些實施例中35-65重量％之多 g能丙烯酸酉曰。塗覆組合物中存在之多官能丙烯酸酯的量 可介於該等值的任—組合(包含所述值)之間。

在某二實施例中，尤其當塗覆組合物欲藉由輻射固 化時’該組合物亦包括光起始劑。如熟習此項技術者所瞭 解光起始劑在固化期間吸收輕射並將其轉化為用於聚合 之化學能。光起始劑基於作㈣式分為兩大類，其任何一 者或二者皆可應用於本發明之組合物中。裂解型光起始劑 包含苯乙酮、（X-胺基烷基苯酮、安息香醚、苯曱醯基肟、 醯基氧化膦及雙醯基氧化膦及其混合物。奪取型光起始劑 包含二苯曱酮、米蚩（Michler)酮、噻噸酮、蒽醌、樟腦 酿 '螢光_、香豆素酮及其混合物。 可用光起始劑之特定非限制實例包含聯笨醯、安息香、 安息香甲基醚、安息香異丁基醚二苯甲酮（benz〇phenQl)、 笨乙酮、二苯基酮、4,4，-二氣二苯曱酮、4,4'-雙（n，M，-二 甲胺基）二苯曱酮、二乙氧基苯乙酮、螢光酮（例如，得自

Spectra集團有限公司之H-Nu系列光起始劑）、2-經基_2_甲 基-1-苯基丙-1-酮、1_羥基環己基苯基酮、2-異丙基β塞嘲 酮、α-胺基烷基苯酮（例如，2-苄基-2-二曱胺基-^4·嗎琳 基苯基）-U 丁酮）、醯基氧化膦（例如，2,6-二曱基苯曱醯基 二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯曱醯基二苯基氧化膦、雙 (2,4,6-三曱基苯甲醯基）苯基氧化膦、2,6-二氣苯曱酿基_二 笨基氧化膦、及2,6-二曱氧基苯甲醯基二笨基氧化膦）、雙 醯基氧化膦（例如，雙（2,6-二甲氧基苯曱醯基）·2,4,4-三甲 135407.doc -17- 200932361 基戊基氧化鱗、等〇& _ 氧化鱗、雙(2“ ::基苯甲酿基)·2,4,三甲基戍基 鱗、及雙(2氣甲酿基咖 及其混=氣本甲酿基一甲基戊基氧㈣、 在某些實施例中，t胃 « .^ΠΛ1 坌覆組合物基於該塗覆組合物之始重 量包括0.01_15重量%之光 物重 0.0Μ0重量％，或在另此： =實施例中包括 〇 在另—些實施例令包括0.01-5重晉％。

❿ 塗覆組合物甲存在夕伞如^ )室量/〇。 入 在之先起始劑的量可介於該等值的任一组 合（包含所述值）之間。 、、 在某些實施例中’本發明方法中所使用的塗覆組合物亦 匕括3有胺基之材料，該材料可作為前述環氧丙稀酸醋之 一部分，或作為前述多官能丙烯酸醋之一部分，或作為該 組合物之一單獨組份。 在某些實施例中，本發明方法中所使用的塗覆組合物包 括經胺修飾的（曱基）丙稀酸醋。適用於本發明中經胺修飾 的（甲基）丙烯酸醋已為業内所熟知且包含（但不限於）經胺 修飾的聚醚丙烯酸酯、經胺修飾的聚酯丙烯酸酯、經胺修 飾的環氧丙烯酸酯、及經胺修飾的胺基甲酸酯丙稀酸酯、 包含其混合物。 適用於本發明中之市售經胺修飾的（甲基）丙烯酸酯的特 定代表性實例包含（但不限於）得自BASF公司（Charlotte， North Carolina)之LAR0MER系列經胺修飾的（曱基）丙烯酸 酯（例如 LAROMER P077F、P094F 與 LR8996);得自 Sartomer 公司（Exton，Pennsylvania)之 CN501、CN502、 135407.doc • 18- 200932361 CN550 與 CN55l ;及得自 Akcros Chemicals Brunswick，New Jersey)之 ACTILANE 525、584與 587 在某些實施例中’本發明方法中所使用的塗覆組合物基 於該塗覆組合物之縛重量包括至少5重量％、或在一些情 況下至少1 〇重量。/。、或在另一些情況下至少2〇重量％之含 有胺基的材料。在一些實施例中，塗覆組合物基於其總重 罝包括5-50重量。/◦、或在—些情況下1〇_3〇重量％之含有胺 基的材料。塗覆組合物中存在之含有胺基之材料的量可介 於該等值的任一組合（包含所述值）之間。 如上文所述，在某些實施例中，本發明方法中所使用的 組合物實質上不含單官能反應性稀釋劑(例如單官能丙烯 酸酯單體）。本文所用術語”實質上不含，，當用於此上下文中 時係指單官能反應性稀釋劑（若存在）作為附帶雜質存在於 s ’ 口物中。才奐吕之，其並非有意添加至該組合物中但 可以微量或微不足道量存在，乃因其係包含於意欲添加之 組合物組份中之雜質’被攜帶於組合物中。在一此實施例 中，組合物中完全不含單官能反應性稀釋劑。 ^某2實施例中，本發明方法中所使用的塗覆組合物包 比：：性改質劑。許多流變性改質劑(單獨或呈組合形式） 白可用於製備適用於本發 流變性改質劑尤…“ ^例如’適宜 劑尤，、包3(但不限於)煙霧狀二氧化石夕、有機 …尿素、奈米氧化銘、非締合型增稠劑、以 L 及可使用之流變性改質劑係得自㈣： 咖陶邮。—。赠㈣以商品名byk_41〇 135407.doc 19 200932361 出售之經改良之較低分子量聚合尿素。在某些實施例中， 流變性改質劑可提高塗覆組合物之再循環性。 在某些實施例卡，本發明方法中所用的塗覆組合物包括 0.01-5重量％之流變性改質劑，在一些實施例中包括01·2 重量％，或在另一些實施例中包括0.1-1重量％之流變性改 質劑。塗覆組合物中存在之流變性改質劑的量可介於該等 值的任一組合（包含所述值）之間。 Φ 在某些實施例中，本發明方法中所用的塗覆組合物包括 一或多種用以降低表面張力的適宜表面活性劑。表面活性 劑包含另稱為潤濕劑、消泡劑、乳化劑、分散劑、勻平劑 等之材料。表面活性劑可為陰離子、陽離子及非離子表面 活性劑，且每一類型中之許多表面活性劑皆市面有售。一 些塗覆組合物至少包含潤濕劑。另一些塗覆組合物可具有 額外表面活性劑以達成額外效果。可用於本發明轄射可固 化組合物中之某些具體潤濕劑主要包含得自OSI ❹ Speciahies&司的矽氧烷基snwet®乙_77潤濕劑、得自Βγκ

Chemie的ΒΥΚ®_3_濕/勻平劑、及得自d〇w的 Dow Coming #57流動控制劑。 亦可選擇其他適宜的表面活性劑。添加至塗覆組合物中 表面活性劑的用量及種類數將取決於該（等）所選特定表 面活性劑，但應限制於達成基材湖濕而不損害乾塗層性能 所需的最小表面活性劑用量。在某些實施例中，塗覆組合 物包括o.oi-io重詈〇/n夕本；$ α 篁/〇之表面活性劑，在一些實施例中包括 5重量/〇’或在另一些實施例中包括·3重量％。塗 135407.doc -20- 200932361 覆組合物中存在之表面活性劑的量可介於該等值的任一組 合（包含所述值）之間。 在某些實施例中’本發明方法中所用的塗覆組合物包括 UV光安定劑，例如’適宜受阻胺或UV吸收劑，例如經取 代之苯并三唑或三嗪。可使用許多此等材料中之任一種。 例如，適宜UV光安定劑包含以商品名TINUVIN 292出售之

❹ 受阻胺及以商品名TINUVIN 328與TINUVIN 400出售之UV 吸收劑，其皆得自 Ciba Specialty Chemicals。 在某些實施例中，塗覆組合物包括〇〇1_1〇重量％《υν 光安定劑及/或uv吸收劑，在一些實施例中包括〇 〇1_5重 量％，或在另一些實施例中包括〇.〇1_2 5重量％2Uv光安 定劑及/或UV吸收劑。塗覆組合物中存在iUV光安定劑及/ 或UV吸收劑的量可介於該等值的任一組合（包含所述值）之 間。 本發明方法中所用的塗覆組合物亦可包含其他添加劑， 例如，染料、顏料、磨砂添加劑、抗氧化劑、及消光劑 (例如塗㈣未塗壌二氧切或其他無機材料）及其他材 料。 .、& m亂才物逋過其中 霧化該組合物之噴射搶。因此，本發明方法中所用的塗覆 組合物係可喷塗的。本文所用術語"可喷塗的，，係指能夠藉 由霧化經由諸如喷射搶等裝置被均勻施加之組合物。如熟 習此項技術者所瞭解’可噴塗性隨材料的點度而變 某些實施例中，本發明方法中所使用的組合物在卿 135407.doc 21 200932361 °F )及高速剪切下具有2至300厘泊之間的黏度，或在其他 實施例中具有20至150厘泊之間的黏度，或在另一些實施 例中具有20至120厘泊之間的黏度。如熟習此項技術者所 瞭解，本文所報告之黏度可使用錐板黏度計在別⑽週/秒 下測定。 在本發明方法中，自發射搶發出的一部分經霧化塗覆組 合物沈積於垂直定向基材上而自發射搶發出的一部分經霧 化塗覆組合物沈積於垂直定向擋板上。 根據本發明方法，經塗覆基材（如下文更詳細閣述）係曝 露於電離輻射或光化輻射以固化沈積於其上之塗覆組合 物。 根據本發明方法，可將至少—部分沈積於垂直定向擋板 上的塗覆組合物移除並再利用。”再利用"係指隨後使用本 發月方法將至J 一部分從垂直定向撐板上移除的塗覆組合 物用於塗覆基材。 ® 現在參見圖1，該圖顯示根據本發明之某些實施例塗覆 ^材之系統，其亦進一步闡釋本發明方法。明顯可見，該 施為塗覆連續前進之垂直定向物件iq(例如木質 二二、他物件)的系統’該物件在圖1中在箭頭"A”的方 :二！。明顯可見，垂直定向物件1〇係佈置於垂直定向 用 施例中）複數個水平定向噴射搶之間。本 文所用水平定向”音少 噴嘴斑^ S塗覆組合物從喷射搶發出之喷射槍 92.5度 成85與95度之間的角度，例如㈣ 135407.doc -22- 200932361 在圖1所不的實施例中，垂直定向物件⑽懸掛於循環 頂置輸送帶40上，該輸送帶將物件1〇傳送經過噴射 進入並經過佈置於其後之輕射固化爐(未圖示)。在 施例中’該循環頂置輸送帶以1〇至⑽英尺纷鐘之速^ 動以提供不同的塗層厚度。 ' 在某些實施例t，如^1所示，喷射槍30係安裝於往復 部件45上。在某些實施财，該純料係垂直往復運動 ❹ e 設備，其在垂直定向物件1〇移動通過時使噴射搶3〇上下垂 直運動。 如圖所示，垂直定向物件10係佈置於噴射搶3〇與擋板2〇 之間。當物件10沿箭頭A之方向移動經過噴射搶3〇時，噴 射搶30發射上述類型的塗覆組合物。在本發明方法及設備 中’一些發射塗覆組合物沈積於物件1〇上，而—些經發射 塗覆組合物未沈積到物件1 〇上而代之以沈積於擋板2〇上。 如上所述’將沈積於擋板20上之至少一些塗覆組合物從擋 板20上移除且再利用。 在某些實施例中，擔板20係（在某些實施例中）在箭頭”b" 之大致方向上移動的循環輸送帶。此外，擋板20係可攜 式，如圖1所示，其中展示該擋板安裝於輪80上。另外， 在某些實施例中，空氣過濾器60係佈置於擋板20後方以捕 獲發自噴射槍30之未能沈積於垂直定向物件10或擋板20上 的極細過量喷霧。 可使用任何方法從檔板上移除塗覆組合物。在某些實施 例中，帶狀刮板70大體垂直地佈置於擋板20上。當循環輸 135407.doc -23- 200932361 送帶通過帶狀到板時’將沈積於擋板輸送帶20上之至少一 些塗覆組合物自其移除並儲存以供將來使用或藉由直接供 給而直接返回至該過程中，例如通過幫浦返回至噴射搶3〇 的入口處。 應注意，因本發明方法中所使用的塗覆組合物係輻射可 固化的，因此將擋板20佈置於其中該擋板不會曝露於將固 化該組合物之條件中的區域係非常重要的。此使得可在尚 ❹ 未固化時將該塗覆組合物從擋板上移除。此外，因本發明 方法中所用的塗覆組合物係可循環利用的，因此可將該組 合物從檔板上移除且再利用而不會對塗層性能產生不利影 響。 如上文所述，在圖〗所示的實施例中，垂直定向物件1〇 係懸掛於循環頂置輸送帶4〇上，該輸送帶傳送物件1〇通過 噴射搶30並進入並經過佈置於其後之輻射固化爐（未圖 示）。在某些實施例中，在將該物件傳送進入並經過輻射 φ 固化爐之前，循環輸送帶40首先使該垂直佈置之物件經過 第二複數個噴射搶（未示於圖丨中）。 此佈置使得垂直定向物件10之兩側在進入並經過輻射固 -化爐之前皆經塗覆。在某些實施例中’第二複數個嘴射搶 .係、以與圖!所示大體相同之構造佈置，其中垂直定向物件 在通過喷射搶之前簡單地旋轉18〇度，由此確保該物件反 面的塗覆。在其他實施例中，該物件並不旋轉，而是第二 複數個喷射搶以與圖丨所示大體相反之構造佈置。 — 纟該等實施例令，可使用第二擋板，或（若需要）^所 135407.doc •24· 200932361 示之相同擋板在垂直定向物件通過第二複數個喷射搶時可 隨垂直定向物件一起移動。在任—情況下，亦可如本文所 述將沈積於第二擋板或來自第二複數個噴射槍之行進之第 一擔板上的塗覆組合物移除並再利用。 當垂直定向物件10按需要塗覆後，然後將該物件輸送至 並經過輻射固化爐，其中該物件經受電離輻射或光化輻射 以固化輻射可固化組合物》本文所用術語"電離輻射"係指 φ 高能輻射及7或來自將電子或其他粒子轉化為X射線或γ輻 射之二次能量。儘管各種類型的輻射皆適用於此目的，例 如X射線與γ射線，但有時藉由加速高能電子產生的輻射尤 其適宜。然而，不管用於其產生或應用之輻射類型及設備 類型如何，只要該電離輻射等效於至少1〇〇,〇〇〇電子伏 特，則其在本發明實踐中之使用（如本文所述）即涵蓋於本 發明範圍中。 ^ 儘管對可如此有利地應用之電子能沒有上限，但據信， ❷ 無需達到20,〇〇〇,〇〇〇電子伏特以上即可實現本發明實踐中 之期望效果。通常，所用電子能愈高，穿透所處理材料之 整塊結構的深度就越大。對於諸如γ射線與χ射線等其他類 . ^的輻射而言，等效於上述電子伏特範圍的能量系統通常 • 較為合意。 本文所用術語"輻射，，包含在先前技術中稱為”電離 之定義為具有至少足以產生離子或打破化學鍵的能量之輕 射並因此亦包含諸如"電離粒子輻射，，及命名為"電離電磁 轄射”類型之轄射。術語”電離粒子轄射"用於表示電子或 135407.doc •25· 200932361 經高度加速之核粒子（例如質子、中子、α粒子、氘核子、 β粒子、或其類似物）以使得粒子可投射至欲受輻照團塊的 方式受到引導之發射。可藉助電壓梯度使用諸如帶有共振 室之加速器、Van der Graaff發生器、電子感應加速器、同 步超聲發生器、回旋加速器等裝置加速帶電粒子。可藉由 轟擊所選輕金屬（例如，具有高能量正電粒子的鈹）產生中 子輻射亦可使用原子堆、放射性同位素或其他天然或合 φ 成之放射性材料獲得粒子輻射。 電離電磁輻射”係產生於用適宜能量之電子轟擊諸如鎢 #金屬時。此能量藉由高於十萬電子伏特之電位加迷 器施予電子。除通常稱為χ射線之此類型的輻射外，適用 於本發明之實踐的電離電磁輻射可藉由核反應器（堆）或藉 由使用諸如姑6 〇等天然或合成放射性材料獲得。 多種類型之高能量電子線性加速器係市面有售並閣述於 (例如）美國專利第2,763,6G9號及英國專利第762,953號中。' © 所使用電離輻射之量在（例如）150至300千電子伏特（例如 〇至250千電子伏特）下可介於（例如）〇.2兆拉德（megarad) 、匕拉德（例如〇 2兆拉德與1〇兆拉德）之間。"拉德（rad)n 疋義為向每克受處理材料供給100爾格（erg)所需的輻射 、 里，且一"兆拉德”為1〇6爾格。總劑量為材料所接收的輻射 總量。 本文所用術語"光化輻射"係指光化光，例如紫外光。任 何發射具有18〇至4〇〇奈米波長之紫外光的適宜源皆可用於 本發明實踐Φ 、在 週宜源係汞蒸氣燈、碳弧燈、低壓汞蒸氣 135407.doc -26 - 200932361 燈、中壓汞蒸氣燈、高壓汞蒸氣燈、渦流電漿弧燈、紫外 發光二極體及紫外發光雷射。 塗覆組合物曝露於紫外光之時間及紫外光之強度可變化 很大。通常’對紫外光之曝露應持續到直至膜完全熱固化 或至少固化至隨後反應導致膜完全熱固化之程度。合適之 曝露時間及所用紫外光的強度可藉由熟習此項技術者確 定。 藉由上述說明應瞭解，本發明亦係關於塗覆基材之系 統。該系統包括：（a)佈置於垂直定向擋板與噴射搶之間的 垂直定向基材；（b)實質上1〇〇%固體、輻射可固化液體塗 覆組合物，其與喷射搶連通，以使該塗覆組合物通過其中 霧化該組合物之喷射搶，由此，霧化時一部分經霧化塗覆 組合物沈積於垂直定向基材上且另一部分霧化塗覆組合物 沈積於垂直定向擋板上；（c)用於將經塗覆基材曝露於電離 輻射及/或光化輻射以固化沈積於其上之塗覆組合物的構 〇 件，及（句用於移除並再使用至少一部分沈積於垂直定向擋 板上之塗覆組合物的構件。 雖然出於闡釋之目的已在上文中闡述了本發明之特定實 施《丨彳一彼等熟習此項技術者將會明瞭，可對本發明細節 作出多種改變’此並不背離隨附申請專利範圍所界定之 發明。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明某些實施例塗覆基材之系統的透視 135407.doc -27- 200932361 【主要元件符號說明】 10 垂直定向物件 20 擋板 30 喷射槍 40 循環頂置輸送帶 45 往復部件 60 空氣過遽器 70 帶狀刮板 ❹ 80 輪 A 箭頭 B 箭頭 135407.doc -28-

Claims (1)

1. 200932361 十、申請專利範圍： 1. 一種塗覆基材之方法，其包括： (a) 將該基材垂直定向於垂直定向擋板與噴射搶之間； (b) 使用實質上1〇0%固體、輻射可固化液體塗覆組合 物’藉由使該組合物通過該喷射搶，以至少部分地塗覆 該垂直定向基材，其中該組合物在該喷射槍中被霧化； 由此’ 一部分該經霧化之塗覆組合物沈積於該垂直定向 基材上’且一部分該經霧化之塗覆組合物沈積於該垂直 定向擋板上； (c) 將該經塗覆基材曝露於電離化輻射及/或光化輻射 以固化沈積於其上之該塗覆組合物；及 (d) 移除並再使用至少一部分沈積於該垂直定向擋板之 該塗覆組合物。 2 如請求項1之方法，其中該基材包括含纖維素之材料。 3·如請求項1之方法，其中該垂直定向基材係以與水平線 呈85與95度之間之角度配置。 4·如請求項丨之方法，其中該塗覆組合物係可循環利用 的。 5. 如清求項1之方法’其中該塗覆組合物在12〇卞下經過 】時’藉由熱重分析量測顯示少於10%之重量損失。 6. 如請求項1之方法，其甲該塗覆組合物包括下 物： ί〈屁& (a) 環氧丙烯酸酯，及 (b) 至少一種多官能丙烯酸酯。 135407.doc 200932361 7. 如請求項6之方法，其中該塗覆組合物包括含有胺基之 材料。 8. 如請求項1之方法，其中該塗覆組合物實質上不含單官 能反應性稀釋劑。 9. 如請求項6之方法，其中該環氧丙烯酸酯在25。〇下具有 小於10,000厘泊之黏度。 « 10. 如請求項7之方法，其中該塗覆組合物包括經胺修飾之 (曱基）丙烯酸酯。 響 u如請求項1之方法，其中該塗覆組合物在高速剪切及25 °C下具有2至300厘泊之黏度。 12. 如請求項1之方法，其中該垂直定向基材係連續前進 的。 13. 如請求項1之方法，其中該基材係藉由將該基材懸掛於 循環頂置輸送帶上來垂直定向。 14. 如請求項13之方法，其中該循環輸送帶將該物件傳送通 φ 過該噴射槍並進入且經過輻射固化爐，在其中該基材曝 露於電離化輻射或光化輻射。 15. 如請求項丨之方法，其中該垂直定向擋板包括循環輸送 ' 帶，且當該循環輸送帶通過帶狀刮板時，沈積於該輪送 ' 帶上之至少一些該塗覆組合物被自其移除。 16. 如請求項丨之方法，其中該垂直定向基材通過第二噴射 搶，以在將該基材曝露於電離化輻射或光化輻射之前塗 覆該基材的反面。 17. —種塗覆基材之系統，其包括： 135407.doc 200932361 (a) 佈置於垂直定向擋板與噴射搶之間的垂直定向基 材； (b) 實質上100%固體、輻射可固化液體塗覆組合物， 其與該喷射搶連通，以使該塗覆組合物通過該喷射搶， 在其中該組合物被霧化’由此，在霧化後一部分該經霧 化之塗覆組合物沈積於該垂直定向基材上，且一部分該 經霧化之塗覆組合物沈積於該垂直定向擋板上； e (C)用於將該經塗覆基材曝露於電離化輻射及/或光化 轄射以固化沈積於其上之該塗覆組合物的構件；及 (d)用於移除並再使用至少—部分沈積於該垂直定向擔 之該塗覆組合物的構件。 135407.doc