TW201736148A - 連續積層製造設備 - Google Patents

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TW201736148A
TW201736148A TW105143489A TW105143489A TW201736148A TW 201736148 A TW201736148 A TW 201736148A TW 105143489 A TW105143489 A TW 105143489A TW 105143489 A TW105143489 A TW 105143489A TW 201736148 A TW201736148 A TW 201736148A
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actinic radiation
adhesive
transparent substrate
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卡斯頓 法蘭克
勞伯特 理藍 威 史密斯森
肯尼斯 林 史密斯
盧卡斯 度恩 克里斯迪克
傑西 羅伯特 班奇
歐斯特 二世 班森
亞歷山大 詹姆士 赫夫曼
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３Ｍ新設資產公司
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Abstract

提供連續積層製造設備。一種設備包括具有主表面之光化輻射透明基材及輻照源，該輻照源經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材。該設備進一步包括將組成物沉積在光化輻射透明基材之主表面上的構件、及將光化輻射透明基材或輻照源相對於彼此運送的構件。

Description

連續積層製造設備
本揭露係關於用於黏著劑之連續積層製造的設備。
在各種工業中，裝置之部件係使用黏著劑(諸如壓敏性黏著劑、熱熔性黏著劑、或結構性黏著劑)來接合在一起。隨著裝置小型化，對於黏著劑之更高精度輸送的需求增加。此外，有某些黏著劑形狀不能藉由黏著劑之模切來製備，比如楔形形狀。因此，存在對於製造黏著劑之額外設備及方法的需求，諸如黏著劑之連續製造。
本揭露係關於用於黏著劑之積層製造的設備。
在第一態樣中，提供一種設備，其包括一具有一主表面之光化輻射透明基材及一輻照源，該輻照源經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材。該設備進一步包括一將一組成物沉積在該光化輻射透明基材之該主表面上的構件、及一將該光化輻射透明基材或該輻照源相對於彼此運送的構件。
在第二態樣中，提供一種設備，其包括至少一個經組態以支撐一具有一主表面之光化輻射透明基材的輥軸、及一經組態以在 預定位置引導預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材的輻照源。該設備進一步包括一將一組成物沉積在該光化輻射透明基材之該主表面上的構件、及一將該光化輻射透明基材或該輻照源相對於彼此運送的構件。
本揭露之上述概述並非意欲描述本揭露之各個所揭露態樣或是每個實施方案。以下的描述更具體地例示說明性實施例。在本申請案全文的數個地方透過實例清單來提供指引，該等實例可以各種組合之方式使用。在各種情況下，所引述的清單僅作為代表性群組，且不應將其詮釋為排他性的清單。
10‧‧‧光化輻射透明基材/圓柱形基材/基材
11‧‧‧主表面
12‧‧‧輻照源
14‧‧‧沉積構件/容器
16‧‧‧組成物/過量組成物/容器
17‧‧‧黏著劑
18‧‧‧運送構件
19‧‧‧黏著劑
20‧‧‧氣動刮刀
22‧‧‧第二基材
23‧‧‧輥軸
24‧‧‧刮具
25‧‧‧主表面
26‧‧‧膠黏性輥軸
27‧‧‧黏著劑
29‧‧‧黏著劑
100‧‧‧設備
200‧‧‧設備
210‧‧‧光化輻射透明基材
211‧‧‧主表面
212‧‧‧輻照源
214‧‧‧沉積構件
216‧‧‧組成物
217‧‧‧黏著劑
218‧‧‧運送構件
219‧‧‧黏著劑
220‧‧‧氣動刮刀
222‧‧‧第二基材
223‧‧‧輥軸
225‧‧‧主表面
227‧‧‧黏著劑
229‧‧‧黏著劑
230‧‧‧光化輻射透明膜
231‧‧‧主表面
232‧‧‧第二輻照源
300‧‧‧設備
310‧‧‧光化輻射透明基材
311‧‧‧主表面
312‧‧‧輻照源
314‧‧‧沉積構件
316‧‧‧組成物
317‧‧‧黏著劑
318‧‧‧運送構件
319‧‧‧黏著劑
320‧‧‧氣動刮刀
322‧‧‧第二基材
323‧‧‧輥軸
324‧‧‧刮具
325‧‧‧主表面
326‧‧‧膠黏性輥軸
327‧‧‧黏著劑
329‧‧‧黏著劑
332‧‧‧第二輻照源
400‧‧‧設備
410‧‧‧光化輻射透明基材
411‧‧‧主表面
412‧‧‧輻照源
414‧‧‧沉積構件
416‧‧‧組成物
417‧‧‧黏著劑
418‧‧‧運送構件
419‧‧‧黏著劑
420‧‧‧氣動刮刀
422‧‧‧第二基材
424‧‧‧刮具
426‧‧‧膠黏性輥軸
427‧‧‧黏著劑
429‧‧‧黏著劑
440‧‧‧機構
442‧‧‧活動臂
444‧‧‧末端執行器
445‧‧‧主表面
500‧‧‧設備
510‧‧‧光化輻射透明基材
511‧‧‧主表面
512‧‧‧輻照源
514‧‧‧沉積構件
516‧‧‧組成物
517‧‧‧黏著劑
518‧‧‧輥軸/運送構件
519‧‧‧黏著劑
520‧‧‧氣動刮刀
527‧‧‧黏著劑
529‧‧‧黏著劑
550‧‧‧輥軸
552‧‧‧輥軸
600‧‧‧設備
610‧‧‧光化輻射透明基材
611‧‧‧主表面
612‧‧‧輻照源
614‧‧‧沉積構件
615‧‧‧漏斗
616‧‧‧組成物
618‧‧‧輥軸/運送構件
620‧‧‧氣動刮刀
627‧‧‧黏著劑
629‧‧‧黏著劑
645‧‧‧擋料輥軸
646‧‧‧鎮壓輥軸
647‧‧‧鎮壓輥軸
648‧‧‧鎮壓輥軸
649‧‧‧皮帶
652‧‧‧輥軸
700‧‧‧設備
710‧‧‧光化輻射透明基材
711‧‧‧主表面
712‧‧‧輻照源
714‧‧‧沉積構件
716‧‧‧組成物
718‧‧‧輥軸/運送構件
720‧‧‧氣動刮刀
727‧‧‧黏著劑
729‧‧‧黏著劑
745‧‧‧擋料輥軸
752‧‧‧輥軸
754‧‧‧張力輥軸
756‧‧‧張力輥軸
800‧‧‧設備
810‧‧‧光化輻射透明基材
811‧‧‧主表面
812‧‧‧輻照源
814‧‧‧沉積構件
816‧‧‧組成物
818‧‧‧輥軸/運送構件
820‧‧‧氣動刮刀
827‧‧‧黏著劑
829‧‧‧黏著劑
832‧‧‧第二輻照源
845‧‧‧擋料輥軸
852‧‧‧輥軸
854‧‧‧張力輥軸
856‧‧‧張力輥軸
900‧‧‧設備
910‧‧‧光化輻射透明基材
911‧‧‧主表面
912‧‧‧輻照源
914‧‧‧沉積構件/模頭
916‧‧‧組成物
917‧‧‧黏著劑
918‧‧‧輥軸/運送構件
919‧‧‧黏著劑
920‧‧‧氣動刮刀
927‧‧‧黏著劑
929‧‧‧黏著劑
952‧‧‧輥軸
958‧‧‧容器
960‧‧‧刀片
961‧‧‧堆疊
1000‧‧‧輻照源
1010‧‧‧光化輻射透明基材
1011‧‧‧主表面
1016‧‧‧組成物
1017‧‧‧黏著劑
1017a‧‧‧部分
1017b‧‧‧部分
1019‧‧‧黏著劑
1062‧‧‧第一反射器
1063‧‧‧第二反射器
1064‧‧‧第三反射器
1065‧‧‧DLP
1066‧‧‧LED/燈
1100‧‧‧輻照源
1110‧‧‧光化輻射透明基材
1111‧‧‧主表面
1116‧‧‧組成物
1117‧‧‧黏著劑
1117a‧‧‧部分
1117b‧‧‧部分
1119‧‧‧黏著劑
1166‧‧‧LED/燈
1167‧‧‧透鏡
1168‧‧‧凸表面
1170a‧‧‧光罩
1170b‧‧‧光罩
1171a‧‧‧部分
1171b‧‧‧部分
1200‧‧‧輻照源
1210‧‧‧基材
1211‧‧‧主表面
1216‧‧‧組成物
1217‧‧‧黏著劑
1217a‧‧‧部分
1217b‧‧‧部分
1219‧‧‧黏著劑
1266‧‧‧背光/LED/燈
1267‧‧‧透鏡
1268‧‧‧凸表面
1272‧‧‧數位光罩
1300‧‧‧輻照源
1310‧‧‧光化輻射透明基材
1311‧‧‧主表面
1316‧‧‧組成物
1317‧‧‧黏著劑
1317a‧‧‧部分
1317b‧‧‧部分
1319‧‧‧黏著劑
1362‧‧‧雷射掃描裝置
1366‧‧‧雷射
圖1係根據本揭露之一例示性設備的示意性剖面圖。
圖2係根據本揭露之另一例示性設備的示意性剖面圖。
圖3係根據本揭露之進一步例示性設備的示意性剖面圖。
圖4係根據本揭露之又另一例示性設備的示意性剖面圖。
圖5係根據本揭露之再進一步例示性設備的示意性剖面圖。
圖6係根據本揭露之額外例示性設備的示意性剖面圖。
圖7係根據本揭露之再另一例示性設備的示意性剖面圖。
圖8係根據本揭露之又進一步例示性設備的示意性剖面圖。
圖9係根據本揭露之另一額外例示性設備的示意性剖面圖。
圖10係根據本揭露之例示性輻照源的示意性剖面圖。
圖11a及11b係根據本揭露之另一例示性輻照源的示意性剖面圖。
圖12係根據本揭露之進一步例示性輻照源的示意性剖面圖。
圖13係根據本揭露之額外例示性輻照源的示意性剖面圖。
本揭露提供用於黏著劑之積層製造之設備，諸如黏著劑之連續製造。在某些實施例中，黏著劑係形成於設備上並自設備轉移至另一材料，而在其他實施例中，黏著劑係形成於其可暫時地或永久地黏附的材料上。
對於下文所定義用語的詞彙，這些定義應適用於整份申請書，除非在申請專利範圍或說明書中的別處提供不同定義。
詞彙
說明書及申請專利範圍中使用某些用語，雖然這些用語大多數已為人所熟知，但可能需要一些解釋。應了解的是，如本文中所使用者：如本說明書及隨附實施例中所用者，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數的指涉，除非內容另有清楚指定。如本說明書及所附實施例中所使用者，用語「或(or)」通常是用來包括「及/或(and/or)」的意思，除非內文明確地另有指示。
如本說明書中所使用，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字(例如，1至5包含1、1.5、2、2.75、3、3.8、4及5)。
除非另有所指，否則本說明書及實施例中所有表達量或成分的所有數字、屬性之測量及等等，在所有情形中都應予以理解成以用語「約(about)」進行修飾。因此，除非另有相反指示，在前述說明書及隨附實施例清單所提出的數值參數，可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本揭露的教示而欲獲得之理想特性而有所變化。起碼，至少應鑑於有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制所主張實施例範疇均等論之應用。
在本說明書及申請專利範圍中之用語「包含、組成(comprises)」及其變化形並不具限制意思。
在本揭露之實施例中之用語「較佳(preferred)」和「較佳地(preferably)」表示在某些情況下可能可以提供某些效益。然而，其他實施例在相同或其他情況下亦可為較佳的。此外，對於一個或多個較佳實施例之引述並不意味其他實施例非係有用的，也沒有意圖將其他實施例從本揭露之範疇中排除。
用語「光化輻射(actinic radiation)」係指可產生光化學反應的電磁輻射。
用語「劑量(dosage)」意指曝露於光化輻射之程度。
用語「整合式(integral)」意指由共同構成整體之多個部分組成。
用語「(共)聚合物(co)polymer」包括含有單一單體之均聚物及含有二或更多個不同單體之共聚物二者。
用語「(甲基)丙烯酸((meth)acrylic)」或「(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)」包括丙烯酸及甲基丙烯酸(或丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯)二者。丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體、寡聚物、或聚合物在本文中係統稱為「丙烯酸酯(acrylate)」。
用語「脂族基團(aliphatic group)」意指飽和或不飽和的直鏈或支鏈烴基。該用語係用以涵括例如烷基、烯基及炔基。
用語「烷基(alkyl group)」意指飽和烴基，其係直鏈、支鏈、環狀、或其組合，且一般具有1至20個碳原子。在一些實施例中，烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、異丙基、三級丁基、庚基、十二烷基、十八烷基、戊基、2-乙基己基、及類似者。用語「伸烷基(alkylene group)」係指二價烷基。
用語「脂環基(alicyclic group)」係指性質與脂族基團的性質相似的環烴基。用語「芳族基團(aromatic group)」或「芳基(aryl group)」係指單或多核芳族烴基。
有關黏著劑之用語「型樣(pattern)」係指在黏著劑中界定至少一個孔的黏著劑之設計。
用語「溶劑(solvent)」係指溶解另一物質以形成溶液的物質。
用語「總單體(total monomer)」係指在壓敏性黏著劑組成物中(包括在聚合反應產物中及在可選額外材料中二者)的所有單體之組合。
本說明書全文提及的「一個實施例(one embodiment)」、「某些實施例(certain embodiments)」、「一或多個實施例(one or more embodiments)」、或「一實施例(an embodiment)」，不論在用語「實施例(embodiment)」之前是否包括有用語「例示性(exemplary)」，皆意指與該實施例連結之所述特定特徵、結構、材料、或特性都包括在本揭露某些例示性實施例的至少一個實施例中。因此，在本說明書全文中各處出現的用語，諸如「在一或多個實施例中(in one or more embodiments)」、「在一些實施例中(in some embodiments)」、「在某些實施例中(in certain embodiments)」、「在一個實施例中(in one embodiment)」、「在許多實施例中(in many embodiments)」、或「在一實施例中(in an embodiment)」，並不必然參照本揭露某些例示性實施例的相同實施例。更進一步，該等特定特徵、結構、材料、或特性可在一或多個實施例中用任何合適的方式結合。
現將說明本揭露的各種例示性實施例。本揭露之例示性實施例可有各種修改及改變，而不悖離本揭露之精神及範疇。因此，應理解本揭露之該等實施例不受限於以下該等說明之例示性實施例，而是由該等申請專利範圍及任何其均等者所提限制所管制。
提供用於製造黏著劑之設備。設備包括具有主表面之光化輻射透明基材及輻照源，該輻照源經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材。該設備進一步包括將組成物沉積在光化輻射透明基材之主表面上的構件、及將光化輻射透明基材或輻照源相對於彼此運送的構件。
請參照圖1，其提供設備100之示意圖。該設備包括具有主表面11之光化輻射透明基材10及輻照源12，該輻照源12經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材10。設備100進一步包括將組成物16沉積在光化輻射透明基材10之主表面11上的構件14、及將光化輻射透明基材10或輻照源12相對於彼此運送的構件18。在圖1所繪示之設備中，將組成物16沉積在光化輻射透明基材10之主表面11上的構件14包含敞開容器，其容納一體積之與基材10相鄰定位的組成物16，以使得基材10之主表面11之一部分與組成物16接觸。此接觸將組成物16沉積在基材10之主表面11上，然後當用於運送基材10之構件18旋轉時，組成物16繼續在基材10之主表面11的與容納在容器14中之組成物16接觸的部分上沉積。
在某些實施例中，設備100進一步包含氣動刮刀(air knife)20，其經組態以將組成物自基材移除。氣動刮刀在所屬技術領域中為熟知的，且使用壓縮空氣以將污染物、過量材料等自產物或設備上吹掉。
設備可選地進一步包含第二基材22。基材不特別在材料或表面結構方面受到限制；例如圖1所繪示之第二基材22包含結構化片材，其中片材之至少一個主表面25係經結構化(而非平坦且無特徵的)。合適的薄片材料包括比如且不限於選自下列之聚合物材料：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環烯烴膜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或其組合。第二基材可為膜，諸如具有光滑表面或結構化表面之單層膜或多層膜。合適的結構化表面包括微結構化表面或壓紋表面。一般而言，第二基材係用於在光化輻射輻照之後將黏著劑自光化輻射透明基材移除。可使用輥軸23或其他合適的構件將第二基材22與光化輻射透明基材10相鄰固定及分開。
在某些實施例中，設備100進一步包含刮具24及/或膠黏性輥軸26，該刮具24經組態以鏟刮基材，該膠黏性輥軸26經組態以清潔基材。用於將黏著劑及/或未聚合的組成物自從基材移除之其他清潔機制可替代地用於製備基材以將額外的組成物沉積在其主表面上，例如，用溶劑來清洗。此外，在某些實施例中，基材包含離型材料，其塗佈在基材之主表面上以增強移除在基材上形成之黏著劑的簡易性。合適的離型材料包括比如且不限於聚矽氧材料及低黏附塗層。合適的低黏附塗層之一實例可以聚乙烯基N-十八烷基胺基甲酸酯之溶液及聚矽氧樹脂之摻合物的形式來塗佈，如美國專利第5,531,855號(Heinecke等人)所描述。
在許多實施例中，光化輻射透明基材10係呈圓柱之形式。將組成物16沉積在圓柱形基材10上的構件14可包含使圓柱(例 如，光化輻射透明基材)旋轉經過一體積之組成物16以將組成物16施加在基材10之主表面11上。有利地，不一定需要嚴格地控制沉積在基材上之組成物之厚度，因為可選擇來自輻照源之輻照劑量以使預定形狀及大小的組成物聚合，此情形與不管組成物之具體深度為何，在組成物之整個厚度中進行聚合的情況形成鮮明對比。
在某些實施例中，在使用中，圖1所示之設備係運作如下：用於運送光化輻射透明基材10的構件18使光化輻射透明基材10旋轉經過用於沉積組成物16的構件14，從而將組成物16沉積在與其接觸的基材10之主表面11上。輻照源12在一或多個預定位置引導一或多個預定劑量的輻射透過光化輻射透明基材10。經輻照之組成物16至少部分地聚合，形成至少一個黏著劑，諸如圖1所示之黏著劑17及黏著劑19。例如，由於輻照源12所提供的特定輻照而導致黏著劑17包含厚度變化。當基材10繼續旋轉(比如在箭頭方向上)時，氣動刮刀20將空氣朝向基材10之主表面11引導，以幫助移除剩餘在基材10之主表面11上的組成物16，其未聚合以形成黏著劑。一旦過量組成物16不再沉積在基材10上，過量組成物16較佳經由重力返回至容器14。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑27及黏著劑29)經由光化輻射透明基材10之旋轉而到達第二基材22，黏著劑(27、29)自基材10之主表面11轉移至第二基材22之主表面25。當基材10繼續旋轉時，刮具24接觸基材10之主表面11並將殘留的黏著劑自基材10移除。此外，膠黏性輥軸26接觸基材之主表面11並將殘留的黏著 劑自基材10移除。應理解並非每一個設備100皆會包括刮具24及膠黏性輥軸26二者或任一者，因此等可為可選部件。
現請參照圖2，其提供設備200之示意圖。該設備包括具有主表面211之光化輻射透明基材210及輻照源212，該輻照源212經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材210。設備200進一步包括將組成物216沉積在光化輻射透明基材210之主表面211上的構件214、及將光化輻射透明基材210或輻照源212相對於彼此運送的構件218。圖2所示之設備200之示意圖進一步包含氣動刮刀220，其經組態以將未聚合的組成物216自基材210移除。另外，某些實施例之設備200包括第二輻照源232，其經組態以在一或多個黏著劑(例如，黏著劑227及黏著劑229)從第二輻照源232旁經過時，透過第二基材222輻照該等一或多個黏著劑。一般而言，使用第二輻照源232可有效地對一或多個黏著劑進行後固化。第二基材222時常為與該設備分開地獲得的耗材，且在所說明之實施例中，包含結構化片材，其中片材之至少一個主表面225係經結構化(而非平坦並且無特徵的)。可使用輥軸223或其他合適的構件將第二基材222與光化輻射透明基材210相鄰固定及分開。圖2所示之設備200進一步包括具有主表面231之光化輻射透明膜230。光化輻射透明膜230至少部分地包裹在光化輻射透明基材210周圍，並用於保護基材210之主表面211以免受到難以清潔的殘留組成物216及黏著劑材料的影響。
在使用中，設備200以與如上所述之圖1之設備100類似的方式運作，包括經輻照之組成物216至少部分地聚合，從而形成至少一個黏著劑，諸如黏著劑217及黏著劑219。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑227及黏著劑229)經由光化輻射透明基材210之旋轉而到達第二基材222，黏著劑(227、229)自基材210之主表面211轉移至第二基材222之主表面225。此外，在某些實施例中，在自(第一)基材210轉移至第二基材222之前，所形成之黏著劑(227、229)由第二輻照源232輻照以後固化黏著劑。
請參照圖3，其提供設備300之示意圖。該設備包括具有主表面311之光化輻射透明基材310及輻照源312，該輻照源312經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材310。設備300進一步包括將組成物316沉積在光化輻射透明基材310之主表面311上的構件314、及將光化輻射透明基材310或輻照源312相對於彼此運送的構件318。圖3所示之設備300之示意圖進一步包含經組態以將未聚合的組成物316自基材310移除的氣動刮刀320、以及複數個第二輻照源332，其經組態以在一或多個黏著劑(例如，黏著劑327及黏著劑329)從第二輻照源332旁經過時，透過第二基材322輻照該等一或多個黏著劑。一般而言，使用至少一個第二輻照源332可有效地對一或多個黏著劑進行後固化。第二基材322時常為與該設備分開地獲得的耗材，且在所說明之實施例中，包含平滑片材。可使用輥軸323或其他合適的構件將第二基材322與光化輻射透明基材310相鄰固定及分開。在某些實施例中，設備300進一步包 含刮具324及/或膠黏性輥軸326，該刮具324經組態以鏟刮基材310，該膠黏性輥軸326經組態以清潔基材310。
在使用中，設備300以與如上所述之圖1之設備100類似的方式運作，包括經輻照之組成物316至少部分地聚合，從而形成至少一個黏著劑，諸如黏著劑317及黏著劑319。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑327及黏著劑329)經由光化輻射透明基材310之旋轉而到達第二基材322，黏著劑(327、329)自基材310之主表面311轉移至第二基材322之主表面325。此外，在某些實施例中，在自(第一)基材310轉移至第二基材322之前，所形成之黏著劑(327、329)由一或多個第二輻照源332輻照以後固化黏著劑。
請參照圖4，其提供設備400之示意圖。該設備包括具有主表面411之光化輻射透明基材410及輻照源412，該輻照源412經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材410。設備400進一步包括將組成物416沉積在光化輻射透明基材410之主表面411上的構件414、及將光化輻射透明基材410或輻照源412相對於彼此運送的構件418。可選地，該設備具備經組態以將未聚合的組成物416自基材410移除的氣動刮刀420。圖4所示之設備400之示意圖進一步包含機構440，其經組態以在一或多個黏著劑(例如，黏著劑429)從該機構旁經過時，透過第二基材422來移除該等一或多個黏著劑。比如，該機構可為機器人機構，其具有活動臂442及可置換的末端執行器(end effector)444，該末端執行器444經組態以將一或多個黏著劑429自光化輻射透明基材410分離。在圖4所示 之實施例中，末端執行器444包含主表面445，其經組態以成形為黏著劑429之上部主表面之形狀之倒型。機構440一般係經組態以將黏著劑429安置在與設備400分開的位置，諸如在另一基材上、在裝置上、在離型襯墊上、在儲存容器中等。在某些實施例中，設備400進一步包含刮具424及/或膠黏性輥軸426，該刮具424經組態以鏟刮基材410，該膠黏性輥軸426經組態以清潔基材410。
在使用中，設備400以與如上所述之圖1之設備100類似的方式運作，包括經輻照之組成物416至少部分地聚合，從而形成至少一個黏著劑，諸如黏著劑417及黏著劑419。然而，一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑427及黏著劑429)經由光化輻射透明基材410之旋轉而到達機構440，黏著劑(427、429)自基材410之主表面411轉移至機構440之末端執行器444之主表面445。
請參照圖5，其提供設備500之示意圖。該設備包括至少兩個輥軸552及518(其中之至少一者係經組態以運送光化輻射透明基材510)及輻照源512，該輻照源512經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材510。設備500進一步包括將組成物516沉積在光化輻射透明基材510之主表面511上的構件514、及將光化輻射透明基材510或輻照源512相對於彼此運送的構件518。沉積構件514包含容器，其經組態以將組成物516以池形式分配在基材510之主表面511上。光化輻射透明基材510時常為與該設備分開地獲得的耗材，而非該設備之部件。可選地，設備500具備經組 態以將未聚合的組成物516自基材510移除的氣動刮刀520，其中一或多個黏著劑517及519形成在該基材510上。
在某些實施例中，在使用中，圖5所示之設備運作如下：用於運送光化輻射透明基材510的構件518驅動光化輻射透明基材510之網片經過複數個輥軸550，該複數個輥軸550形成圍阻區域以容納組成物516，該組成物516係由在與其接觸的基材510之主表面511上沉積組成物516的構件514來供應。在此實施例中，沉積構件514係設置在光化輻射透明基材510上方之容器。輻照源512在一或多個預定位置引導一或多個預定劑量的輻射透過光化輻射透明基材510。經輻照之組成物516至少部分地聚合，形成至少一個黏著劑，諸如圖5所示之黏著劑517及黏著劑519。例如，由於由輻照源512所提供的特定輻照而導致與黏著劑519相比，黏著劑517包含寬度變化。當繼續將基材510自退繞(unwind)輥軸552驅動至運送構件518(例如，如圖5所示之捲繞輥軸)時，氣動刮刀520將空氣朝向基材510之主表面511引導，以幫助移除剩餘在基材510之主表面511上的組成物516，其未聚合以形成黏著劑。過量組成物516較佳返回至由複數個輥軸550所界定之圍阻區域。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑527及黏著劑529)到達捲繞輥軸518，光化輻射透明基材510之網片被捲繞起來。
請參照圖6，其提供設備600之示意圖。該設備包括至少兩個輥軸652及618(其中之至少一者係經組態以運送光化輻射透明基材610)及輻照源612，該輻照源612經組態以在預定位置引導 預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材610。設備600進一步包括將組成物616沉積在光化輻射透明基材610之主表面611上的構件614、及將光化輻射透明基材610或輻照源612相對於彼此運送的構件618。光化輻射透明基材610時常為與該設備分開地獲得的耗材，而非該設備之部件。沉積構件614包含容器，其經組態以將組成物616經由漏斗615並以池形式分配在基材611之主表面611上。該設備進一步包括擋料輥軸645，其包含一對間隔開之邊緣(未展示)，該等邊緣經組態以接觸光化輻射透明基材610，並在該等邊緣之間界定圍阻區域，以為設置在光化輻射透明基材610上之組成物616之池提供空間。
可提供進一步構件以使擋料輥軸645與光化輻射透明基材610接觸，以幫助最小化組成物616自光化輻射透明基材610洩漏。在圖6所示之設備中，此構件包括三個鎮壓輥軸646、647、及648及皮帶649，其中兩個鎮壓輥軸646、647係與擋料輥軸645相鄰設置，且第三個鎮壓輥軸648係設置在距前兩個鎮壓輥軸646、647的一定距離處。皮帶649係經組態圍繞三個鎮壓輥軸646、647、及648呈環形且係設置成與光化輻射透明基材610接觸。三個鎮壓輥軸646、647、及648係經組態以向皮帶施力以維持其與光化輻射透明基材610接觸。在運送光化輻射透明基材610時，皮帶649圍繞三個鎮壓輥軸646、647、及648來回移動。
在使用中，設備600以與如上所述之圖5之設備500類似的方式運作，包括當繼續將基材610自退繞輥軸652(以及在擋料 輥軸645下方)驅動至運送構件618(例如，如圖6所示之捲繞輥軸)時，氣動刮刀620將空氣朝向基材610之主表面611引導，以幫助移除剩餘在基材610之主表面611上的組成物616，其未藉由光化輻照源612之輻照來聚合以形成黏著劑。過量組成物616較佳返回至由擋料輥軸645所界定之圍阻區域。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑627及黏著劑629)到達捲繞輥軸618，光化輻射透明基材610之網片被捲繞起來。
請參照圖7，其提供設備700之示意圖。該設備包括經組態以運送光化輻射透明基材710的至少兩個輥軸752及718(其中之至少一者係經組態以運送光化輻射透明基材710)及輻照源712，該輻照源712經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材710。設備700進一步包括將組成物716沉積在光化輻射透明基材710之主表面711上的構件714、及將光化輻射透明基材710或輻照源712相對於彼此運送的構件718。光化輻射透明基材710時常為與該設備700分開地獲得的耗材，而非該設備之部件。該設備進一步包括擋料輥軸745，其包含一對間隔開之邊緣(未展示)，該等邊緣經組態以接觸光化輻射透明基材710，並在該等邊緣之間界定圍阻區域，以為設置在光化輻射透明基材710上之組成物716之池提供空間。沉積構件714包含容器，其經組態以將組成物716以薄層形式分配至擋料輥軸745之表面上，該組成物716圍繞擋料輥軸745流淌並在基材710之主表面711上形成池。
可提供進一步構件以使擋料輥軸745與光化輻射透明基材710接觸，以幫助最小化組成物716自光化輻射透明基材710洩漏。在圖7所示之設備中，此構件包括兩個張力輥軸754及756，其中光化輻射透明基材710被饋送從一個張力輥軸756上方越過，從擋料輥軸745下方經過，然後從另一個張力輥軸754上方越過。此組態允許將張力輥軸754及756加以組態以在運送光化輻射透明基材710穿過該設備時，向光化輻射透明基材710施力以維持基材710與擋料輥軸745接觸。
在使用中，設備700以與如上所述之圖5之設備500類似的方式運作，包括當繼續將基材710自退繞輥軸752(以及第一個張力輥軸756上方、擋料輥軸745下方、及第二個張力輥軸754上方)驅動至運送構件718(例如，如圖7所示之捲繞輥軸)時，氣動刮刀720將空氣朝向基材710之主表面711引導，以幫助移除剩餘在基材710之主表面711上的組成物716，其未藉由光化輻照源712之輻照來聚合以形成黏著劑。過量組成物716較佳返回至由擋料輥軸745所界定之圍阻區域。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑727及黏著劑729)到達捲繞輥軸718，光化輻射透明基材710之網片被捲繞起來。
請參照圖8，其提供設備800之示意圖。該設備包括經組態以運送光化輻射透明基材810的至少兩個輥軸852及818(其中之至少一者係經組態以運送光化輻射透明基材810)及輻照源812，該輻照源812經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化 輻射透明基材810。設備800進一步包括將組成物816沉積在光化輻射透明基材810之主表面811上的構件814、及將光化輻射透明基材810或輻照源812相對於彼此運送的構件818。光化輻射透明基材810時常為與該設備800分開地獲得的耗材，而非該設備之部件。該設備進一步包括擋料輥軸845，其包含一對間隔開之邊緣(未展示)，該等邊緣經組態以接觸光化輻射透明基材810，並在該等邊緣之間界定圍阻區域，以為設置在光化輻射透明基材810上之組成物816之池提供空間。沉積構件814包含容器，其經組態以將組成物816以薄層形式分配至擋料輥軸845之表面上，該組成物816圍繞擋料輥軸845流淌並在基材810之主表面811上形成池。
可提供進一步構件以使擋料輥軸845與光化輻射透明基材810接觸，以幫助最小化組成物816自光化輻射透明基材810洩漏。在圖8所示之設備中，此構件包括兩個張力輥軸854及856，其中光化輻射透明基材810被饋送從一個張力輥軸856上方越過，從擋料輥軸845下方經過，然後從另一個張力輥軸854上方越過。此組態允許將張力輥軸854及856加以組態以在運送光化輻射透明基材810穿過該設備時，向光化輻射透明基材810施力以維持基材810與擋料輥軸845接觸。在圖8所示之設備中，張力輥軸與擋料輥軸845相鄰設置，以使得光化輻射透明基材810與擋料輥軸845之超過50百分比的圓周接觸，以進一步幫助最小化組成物816自光化輻射透明基材810洩漏。
在使用中，設備800以與如上所述之圖5之設備500類似的方式運作，包括繼續將基材810自退繞輥軸852(以及第一個張力輥軸856上方、擋料輥軸845下方、及第二張力輥軸854上方)驅動至運送構件818(例如，如圖8中示出之捲繞輥軸)。此外，在某些實施例中，在捲繞基材810之前，所形成之黏著劑(例如，827、829)由一或多個第二輻照源832輻照以後固化黏著劑。氣動刮刀820可選地將空氣朝向基材810之主表面811引導，以幫助移除剩餘在基材810之主表面811上的組成物816，其未藉由光化輻照源812之輻照來聚合以形成黏著劑。過量組成物816較佳返回至由擋料輥軸845所界定之圍阻區域。一旦所形成之黏著劑(例如，黏著劑827及黏著劑829)到達捲繞輥軸818，光化輻射透明基材810之網片被捲繞起來。
請參照圖9，其提供設備900之示意圖。該設備包括至少兩個輥軸952及918(其中之至少一者係經組態以運送光化輻射透明基材910)及輻照源912，該輻照源912經組態以在預定位置引導預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材910。設備900進一步包括將組成物916沉積在光化輻射透明基材910之主表面911上的構件914、及將光化輻射透明基材910或輻照源912相對於彼此運送的構件918。沉積構件914包含模頭，其經組態以將組成物916分配在基材910之主表面911上。在此等實施例中，組成物916較佳具有足夠黏性以保留在基材910之主表面911上而不自基材910之側邊緣洩漏。光化輻射透明基材910時常為與該設備900分開地獲得的耗材，而非 該設備之部件。可選地，設備900具備經組態以將未聚合的組成物916自基材910移除的氣動刮刀920，其中一或多個黏著劑917及919形成在該基材910上。
設備900之進一步可選部件係刀片960，其切割基材910之部分，在該等部分上設置一或多個黏著劑(例如，927及/或929)。在圖9所示之實施例中，繪示包含一或多個所形成黏著劑的基材910之片段之堆疊961。在替代實施例中，在其上形成一或多個黏著劑(例如，927及/或929)的基材910在捲繞輥軸(未展示)上捲繞起來。
在某些實施例中，在使用中，圖9所示之設備運作如下：模頭914將組成物916沉積在光化輻射透明基材910之主表面911上。輻照源912在一或多個預定位置引導一或多個預定劑量的輻射透過光化輻射透明基材910。經輻照之組成物916至少部分地聚合，形成至少一個黏著劑，諸如圖9所示之黏著劑917及黏著劑919。例如，由於由輻照源912所提供的特定輻照而導致與黏著劑919相比，黏著劑917包含寬度變化。用於運送光化輻射透明基材910的構件918驅動光化輻射透明基材910之網片越過輥軸952上方，以允許重力開始將未聚合以形成黏著劑(例如，917及919)的組成物916加以分開。當繼續將基材910自第一個輥軸918驅動至第二個輥軸952時，氣動刮刀920將空氣朝向基材910之主表面911引導，以幫助移除剩餘在基材910之主表面911上的組成物916。過量組成物916較佳沉積在容器958中以便再循環或再使用。一旦基材910的容 納至少一個所形成黏著劑(例如，黏著劑927及/或黏著劑929)的特定區段到達刀片960，採用刀片960並將光化輻射透明基材910之此部分切掉，且可選地添加至基材910片段之堆疊961，該等片段各自包含至少一個所形成黏著劑927。
在大部分實施例中，(例如，整合式)黏著劑係壓敏性黏著劑(PSA)、結構性黏著劑、結構性混合物黏著劑(structural hybrid adhesive)、熱熔性黏著劑、或其組合。例如，黏著劑時常從光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物(包含丙烯酸酯、兩部分式丙烯酸酯及環氧系統、兩部分式丙烯酸酯及胺甲酸乙酯系統、或其組合)來製備。在某些實施例中，光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物係100%可聚合前驅物組成物，而在其他實施例中，光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物包含至少一種溶劑，諸如比如且不限於C4-C12烷烴(例如，庚烷)、醇(例如，甲醇、乙醇、或異丙醇)、醚、及酯。
丙烯酸聚合物可為例如具有1至18個碳原子的非三級醇之丙烯酸酯。在一些實施例中，丙烯酸酯包括具有4至12個碳原子之碳-碳鏈，且終止於羥基氧原子處，該鏈含有分子中之碳原子總數之至少一半。
某些適用的丙烯酸酯可聚合為膠黏性、可延伸、及彈性黏著劑。非三級醇之丙烯酸酯的實例包括但不限於丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸二級丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸 異癸酯、及丙烯酸異壬酯。合適的非三級醇之丙烯酸酯包括例如丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸異辛酯。
為了增強黏著劑之力度，丙烯酸酯可與具有高度極性基團之一或多個單烯不飽和單體共聚合。此單烯不飽和單體諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸(itaconic acid)、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、經N-取代之丙烯醯胺(例如，N,N-二甲基丙烯醯胺)、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸氰乙酯、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺、及順丁烯二酸酐。在一些實施例中，此等可共聚單體係以黏著劑基體之小於20重量%之量來使用，以使得黏著劑在普通室溫下呈膠黏性。在一些情況下，可在多達50重量%的N-乙烯基吡咯啶酮下保有膠黏性。
尤其適用者係丙烯酸酯共聚物，其包含至少6重量%丙烯酸，且在其他實施例中，至少8重量%、或至少10重量%丙烯酸，各者係基於丙烯酸酯共聚物中之單體之總重量。黏著劑亦可包括少量的其他適用可共聚單烯不飽和單體，諸如烷基乙烯基醚、氯化亞乙烯、苯乙烯、及乙烯基甲苯。
在某些實施例中，根據本揭露之黏著劑包含兩部分式丙烯酸酯及環氧系統。比如，合適的丙烯酸酯-環氧組成物係在美國申請公開案第2003/0236362號(Bluem等人)中詳細描述。在某些實施例中，根據本揭露之黏著劑包含兩部分式丙烯酸酯及胺甲酸乙酯系統。比如，合適的丙烯酸酯-胺甲酸乙酯組成物係在美國專利第4,950,696號(Palazotto等人)中詳細描述。
黏著劑之內聚強度(cohesive strength)之增強亦可經由使用下列者來達成：交聯劑諸如1,6-己二醇二丙烯酸酯、與光活性三交聯劑諸如在美國專利第4,330,590號(Vesley)及第4,329,384號(Vesley等人)中所教示、或與可熱活化交聯劑諸如具有C1-4烷基之低級烷氧基化胺基甲醛縮合物-例如，六甲氧基甲基三聚氰胺或四甲氧基甲基脲或四丁氧基甲基脲。交聯可藉由用電子束(或「e束(e-beam)」)輻射、γ輻射、或x射線輻射來輻照組成物而達成。雙醯胺交聯劑可與溶液中的丙烯酸黏著劑一起使用。
在一般光聚合方法中，單體混合物可在光聚合起始劑(即，光起始劑)存在下，用光化輻射(諸如例如紫外(UV)射線)來輻照。合適的例示性光起始劑係彼等可以商標名稱IRGACURE及DAROCUR下購自BASF(Ludwigshafen,Germany)者，且包括1-羥基環己基苯基酮(IRGACURE 184)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(IRGACURE 651)、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物(IRGACURE 819)、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(IRGACURE 2959)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮(IRGACURE 369)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮(IRGACURE 907)、寡[2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]ESACURE ONE(Lamberti S.p.A.,Gallarate,Italy)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(DAROCUR 1173)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物(IRGACURE TPO)、及2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基亞膦酸酯(IRGACURE TPO-L)。額外合適的光起始劑包括例如且不限於苄基二 甲基縮酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、苯偶姻甲基醚、苯偶姻異丙基醚、大茴香偶姻甲基醚、芳族磺醯基氯化物、光活性肟、及其組合。當使用時，光起始劑一般以每100重量份的總單體之約0.01至約5.0重量份、或0.1至1.5重量份之間的量存在。
參照圖1至9之各者，光化輻射透明基材包含玻璃(例如，圖1至4中之任一者)或聚合物材料(例如，圖1至9中之任一者)。當光化輻射透明基材包含聚合物材料，基材常包含選自下列之聚合物材料：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環烯烴膜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或其組合。當光化輻射透明基材包含玻璃時，基材常包含選自下列之玻璃：硼矽酸鈉玻璃、鈉鈣玻璃、及石英玻璃。在某些實施例中，基材包含多層構造，比如聚合物片材、黏著劑層、及襯墊。在黏著劑意欲自多層構造轉移至另一表面或基材的實施例中，多層構造包含塗層(例如，離型塗層)，在該塗層上設置整合式黏著劑。
圖1至9之各者涉及用於將光化輻射透明基材或輻照源相對於彼此運送之構件。運送構件通常包括如在製造技術領域中已知的機械構件，諸如馬達、伺服馬達、步進馬達、或其任何組合。時常，馬達最終驅動一或多個輥軸，其運送基材(例如，圓柱或不定長度之網片)及/或輻照源。
參照圖1至9之各者，光化輻射一般係由輻照源提供，該輻照源係具有發光二極體(LED)之數位光投射器(DLP)、具有燈之DLP、具有雷射之雷射掃描裝置、具有背光之液晶顯示(LCD)面板、 具有燈之光罩、或具有LED之光罩。更具體而言，在圖10中提供具有LED或燈之DLP的示意圖，在圖11a及11b中提供具有燈或LED之光罩的示意圖，在圖12中提供具有背光之LCD面板的示意圖，且在圖13中提供具有雷射之雷射掃描裝置的示意圖。
現請參照圖10，其提供輻照源1000的示意圖，其包含具有LED或燈1066(1066表示LED或燈)之DLP 1065。DLP 1065包括複數個個別地可移動的反射器，諸如第一反射器1062、第二反射器1063、及第三反射器1064。各反射器以特定角度定位，以將來自LED或燈1066之輻照引導朝向設置在光化輻射透明基材1010之主表面1011上的組成物1016之預定位置。在使用中，在形成一或多個黏著劑1017及1019時，來自LED或燈1066之輻照之強度及持續時間會影響在法向於基材1010之主表面1011之方向上的組成物1016之固化(例如，聚合)深度。比如，整合式黏著劑1017之一個部分1017b具有比相同整合式黏著劑1017之另一部分1017a更大的厚度。此可藉由使用比輻照部分1017a之劑量更大的劑量來輻照部分1017b而達成。相比之下，由於黏著劑1019在其寬度上接收相同劑量，故黏著劑1019在其寬度上具有單一厚度。採用DLP之益處係個別反射器可根據需要容易地調整(例如，使用電腦控制)以改變輻照位置及劑量，從而改變由此產生的所形成黏著劑之形狀，而不需要顯著裝備變更。DLP在所屬技術領域中係熟知的，比如且不限於美國專利第5,658,063號(Nasserbakht)、第5,905,545號(Poradish等人)、第6,587,159號(Dewald)、第7,164,397號(Pettitt等人)、第 7,360,905號(Davis等人)、第8,705,133號(Lieb等人)、及第8,820,944號(Vasquez)中所描述之設備。合適的DLP係市售可得的，諸如自Texas Instruments(Dallas,TX)。如上所指，LED或燈可與DLP一起採用。合適的燈可包括閃光燈、低壓汞燈、中壓汞燈、及/或微波驅動燈(microwave driven lamp)。具有通常知識之從業人士可選擇合適的LED或燈光源以提供起始特定可聚合組成物之聚合所需要的光化輻射，比如可購自Luminus Inc.(Sunnyvale,CA)之UV LED CBT-39-UV。
現請參照圖11a及11b，其等提供包括輻照源1100的示意圖，該輻照源1100包含具有LED或燈1166(1166表示LED或燈)之至少一個光罩1170a及1170b。具有凸表面1168之透鏡1167與LED或燈1166一起採用，以使輻照在一或多個光罩1170a及1170b之至少一部分上漫射。如圖11a所示，第一光罩1170a係用於將來自LED或燈1166之輻照引導朝向設置在光化輻射透明基材1110之主表面1111上的組成物1116之預定位置。在使用中，在形成一或多個黏著劑1117及1119時，來自LED或燈1166之輻照之強度及持續時間會影響在法向於基材1110之主表面1111之方向上的組成物1116之固化(例如，聚合)深度。比如，整合式黏著劑1117之一個部分1117b具有比相同整合式黏著劑1117之另一部分1017a更大的厚度。此可藉由採用多於一個的光罩來達成。比如，參照圖11a，示出光罩1170a，在其中提供複數個部分1171a，可引導輻照穿過該複數個部分1171a以固化組成物1116。現請參照圖11b，其示出第二光罩 1170b，在其中提供一個部分1171b，可引導輻照穿過該部分1171b以進一步固化組成物1116。在所說明之實施例中，部分1117b由於被輻照兩次而具有比部分1117a更大的厚度；一次使用第一光罩1170a且一次使用第二光罩1170b；導致使用比部分1117a更大的劑量來輻照部分1117b。相比之下，由於黏著劑1119曝露於僅透過第一光罩1170a之輻照而使得在其寬度上接收相同劑量，故黏著劑1119在其寬度上具有單一厚度。雖然圖11a及11b中之光罩展示為具有不透明及透明部分，但是具有通常知識之從業人士會瞭解包括灰度之光罩可用於在組成物之不同位置達成固化梯度。合適的光罩係市售可得的，比如自Infinite Graphics(Minneapolis,MN)之NanoSculpt Photomasks。類似於使用DLP，LED或燈可與光罩一起採用。
請參照圖12，其提供輻照源1200的示意圖，該輻照源1200包含數位光罩1272(例如，具有背光1266之LCD)，其中背光包含LED或燈1266(1266表示LED或燈)。具有凸表面1268之透鏡1267與背光1266一起採用，以使輻照在數位光罩1272之至少一部分上漫射。在使用中，在形成一或多個黏著劑1217及1219時，來自背光1266之輻照之強度及持續時間會影響在法向於基材1210之主表面1211之方向上的組成物1216之固化(例如，聚合)深度。比如，整合式黏著劑1217之一個部分1217b具有比相同整合式黏著劑1217之另一部分1217a更大的厚度。此可藉由使用比輻照部分1217a之劑量更大的劑量來輻照部分1217b而達成。相比之下，由於黏著劑1219在其寬度上接收相同劑量，故黏著劑1219在其寬度上具有單一厚度。採 用數位光罩之益處係個別像素可根據需要容易地調整(例如，使用電腦控制)以改變輻照位置及劑量，從而改變由此產生的所形成黏著劑之形狀，而不需要顯著裝備變更。合適的LCD係市售可得的，比如可購自Sharp Corporation(Osaka,Japan)之LCD LQ043T1DG28。
請參照圖13，其提供輻照源1300的示意圖，該輻照源1300包含具有雷射1366之雷射掃描裝置1362。雷射掃描裝置1362包括至少一個個別地可移動的鏡子。各鏡子以特定角度定位，以將來自雷射1366之輻照引導朝向設置在光化輻射透明基材1310之主表面1311上的組成物1316之預定位置。在使用中，在形成一或多個黏著劑1317及1319時，來自雷射1366之輻照之強度及持續時間會影響在法向於基材1310之主表面1311之方向上的組成物1316之固化(例如，聚合)深度。比如，整合式黏著劑1317之一個部分1317b具有比相同整合式黏著劑1317之另一部分1317a更大的厚度。此可藉由使用比輻照部分1317a之劑量更大的劑量來輻照部分1317b而達成。相比之下，由於黏著劑1319在其寬度上接收相同劑量，故黏著劑1319在其寬度上具有單一厚度。採用雷射掃描裝置之益處係個別鏡子可根據需要容易地調整(例如，使用電腦控制)以改變輻照位置及劑量，從而改變由此產生的所形成黏著劑之形狀，而不需要顯著裝備變更。合適的雷射掃描裝置係市售可得的，諸如JS2808電流計掃描器，其來自Sino-Galvo(Beijing)Technology Co.,LTD.(Beijing,China)。具有通常知識之從業人士可選擇合適的雷射以提供起始特定可聚合組成物之 聚合所需要的光化輻射，比如來自Coherent Inc.(Santa Clara,CA)之CUBE 405-100C二極體雷射系統。
因此，本揭露之上述輻照源中之任一者係適用於本文揭露之實施例之設備之各者中。此等輻照源之優勢係其容易經組態以在一或多個預定位置提供一或多個預定輻照劑量，從而允許製造在大小及形狀上具有變化之黏著劑，尤其是在法向於基材之厚度上。
採用本文揭露之一或多種設備的連續方法係可調的以用於製造各種黏著劑結構。比如，連續方法可形成一系列的個別黏著劑或個別黏著劑之陣列，其各自彼此分開大約為在不同黏著劑之輻照之間基材移動的距離。在一些實施例中，個別黏著劑具有彼此相同的高度、長度、及寬度之尺寸。相比之下，在其他實施例中，個別黏著劑在高度(即，自基材之主表面的z方向)、長度、及寬度中之至少一者彼此不同。有利地，本揭露之方法提供容易地製造個別黏著劑之能力，該等個別黏著劑由於採用可調式光化輻射源而具有數個獨特形狀，來自該等光化輻射源的光化輻射之界限及劑量判定個別黏著劑之特定形狀。比如，數位光投射器、雷射掃描裝置、及液晶顯示器皆可加以控制以改變光化輻射之區域及強度，該光化輻射造成光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物之固化。
如上所指明，黏著劑之模切不能輕易地形成具有楔形形狀的黏著劑。同樣地，模切不適合於形成具有高度梯度或其他獨特形狀的黏著劑。本揭露之(連續)方法不僅提供各式各樣的形狀及梯度，而且可在相同基材上製造多個不同形狀及高度。
因此，在某些實施例中，採用根據本揭露之設備的方法進一步包含在移動基材之前，透過光化輻射透明基材輻照光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物之第三部分，其中第一部分與第三部分彼此相鄰或重疊。當第一輻照劑量與第三輻照劑量不相同時，形成整合式黏著劑，其在法向於光化輻射透明基材之軸線上包含可變厚度。可選地，該方法進一步包含透過光化輻射透明基材輻照光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物之第四部分。當第二部分與第四部分彼此相鄰或重疊且第二輻照劑量與第四輻照劑量不相同時，在法向於光化輻射透明基材之主表面之軸線上包含可變厚度的第二整合式黏著劑。
或者，在某些實施例中，採用根據本揭露之設備的方法包含將相同輻照劑量施加至光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物之數個不同部分(例如，第一部分及第三部分兩者)，從而形成黏著劑之型樣，其在法向於光化輻射透明基材之主表面之軸線上具有相同厚度。型樣包括一或多個個別黏著劑，其可為整合式的或與相同高度的一或多個其他個別黏著劑分開。
如上所指明，在許多實施例中，採用根據本揭露之設備的方法包含後固化一或多種所形成的黏著劑(例如，第一黏著劑、第二黏著劑、整合式黏著劑等)，比如使用光化輻射或熱來進行後固化。在此等實施例中，由於不要求在最初輻照期間針對特定應用所需將黏著劑充分固化，故可將輻射變數聚焦於聚合以形成所欲形狀及大小。
黏著劑之後固化可選地使用熱起始劑來起始。合適的熱起始劑包括例如且不限於2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二異 丁腈(VAZO 64，可購自E.I.du Pont de Nemours Co.)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(VAZO 52，可購自E.I.du Pont de Nemours Co.)、2,2'-偶氮雙-2-甲基丁腈、(1,1'-偶氮雙(1-環己烷甲腈)、2,2'-偶氮雙(甲基異丁酸酯)、2,2'-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)及其可溶性鹽(例如，鈉、鉀)、過氧化苯甲醯、過氧化乙醯、過氧化月桂醯、過氧化癸醯、過氧化二碳酸二鯨蠟酯、二(4-三級丁基環己基)過氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基)過氧化二碳酸酯、過氧化新戊酸三級丁酯、過氧化-2-乙基己酸三級丁酯、過氧化二異丙苯、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鹽與偏亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鈉之組合、過氧化苯甲醯加上二甲苯胺、氫過氧化異丙苯加上環烷酸鈷、及其組合。當使用時，熱引發劑一般以每100重量份的總單體之約0.01至約5.0重量份、或0.1至0.5重量份的量存在。
採用根據本揭露之設備的方法時常進一步包含將依舊與黏著劑(例如，第一黏著劑、第二黏著劑、整合式黏著劑等)接觸的光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物移除。移除在輻照之後未聚合的前驅物組成物可涉及使用重力、氣體、真空、流體、或其任何組合。當對黏著劑進行後固化時，可能特別希望移除殘留的前驅物組成物以免與黏著劑接觸，以最小化或防止在進行後固化時在所欲形狀及大小的黏著劑中添加黏著劑材料。
在某些實施例中，該方法係在一種設備中執行，該設備係與在最終施用一或多種所形成之黏著劑時所使用的其他材料分開。 在此等實施例中，該方法進一步包含將第一整合式黏著劑自基材移除。
執行根據本揭露之方法之溫度不特別受到限制。對於採用在室溫(例如，攝氏20-25度)下呈液體形式之光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物的方法而言，出於簡單起見，該方法之各種步驟中之至少一些步驟一般係在室溫下執行。對於採用在室溫下呈固體形式之光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物的方法而言，該方法之各種步驟中之至少一些步驟可在高於室溫之高溫下執行，以使得光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物呈液體形式。高溫可在整個方法中使用，或在諸如以下之步驟中使用：黏著劑之形成、未聚合的光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物之移除、及/或可選的黏著劑之後固化。在一些實施例中，該方法之某些部分在不同溫度下執行，而在一些其他實施例中，整個方法在一個溫度下執行。合適的高溫包括比如且不限於高於攝氏25度及高達攝氏150度、高達攝氏130度、高達攝氏110度、高達攝氏100度、高達攝氏90度、高達攝氏80度、高達攝氏70度、高達攝氏60度、高達攝氏50度、或高達攝氏40度。在某些實施例中，該方法係在下列之溫度下執行：攝氏20度及攝氏150度之間(含)；攝氏30度及攝氏150度之間(含)；攝氏25度及攝氏100度之間(含)；或攝氏25度及攝氏70度之間(含)。所採用之溫度一般僅受到最低的最大溫度限制，在該最低的最大溫度下用於方法中之材料(例如，基材、設備部件等)保持熱穩定。
例示性實施例
實施例1係一種用於製造黏著劑之設備。該設備包括具有主表面之光化輻射透明基材及輻照源，該輻照源經組態以在多於一個預定位置引導多於一個預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材。該設備進一步包括將組成物沉積在光化輻射透明基材之主表面上的構件、及將光化輻射透明基材或輻照源相對於彼此運送的構件。
實施例2係實施例1之設備，其進一步包含氣動刮刀，其經組態以將組成物自基材移除。
實施例3係實施例1或實施例2中任一者之設備，其中該基材包含塗佈於該基材上的離型材料。
實施例4係實施例1至3中任一者之設備，其進一步包含第二基材。
實施例5係實施例4之設備，其中該第二基材包含結構化片材。
實施例6係實施例1至5中任一者之設備，其進一步包含機器人，其經組態以將黏著劑自該基材移除。
實施例7係實施例1至6中任一者之設備，其進一步包含刮具，其經組態以鏟刮該基材。
實施例8係實施例1至7中任一者之設備，其進一步包含膠黏性輥軸，其經組態以清潔該基材。
實施例9係實施例1至8中任一者之設備，其中該基材係呈圓柱之形式。
實施例10係實施例9之設備，其中該沉積構件包含使該圓柱旋轉經過一體積的該組成物以將該組成物施加在該基材上。
實施例11係實施例1至8中任一者之設備，其中該沉積構件包含容器，其經組態以將該組成物以池形式分配在該基材之該主表面上。
實施例12係實施例1至8中任一者之設備，其中該沉積構件包含模頭，其經組態以將該組成物分配在該基材之該主表面上。
實施例13係實施例1至12中任一者之設備，其中該基材包含玻璃或聚合物材料。
實施例14係實施例1至13中任一者之設備，其中該光化輻射透明基材包含選自下列之聚合物材料：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環烯烴膜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或其組合。
實施例15係實施例13之設備，其中該基材包含選自下列之玻璃：硼矽酸鈉玻璃、鈉鈣玻璃、及石英玻璃。
實施例16係實施例1至13中任一者之設備，其中該基材包含多層構造。
實施例17係實施例16之設備，其中該多層構造包含聚合物片材、黏著劑層、及襯墊。
實施例18係實施例16或實施例17之設備，其中該多層構造包含塗層，在其上設置該整合式黏著劑。
實施例19係實施例1至18中任一者之設備，其中該光化輻射係由具有發光二極體(LED)之數位光投射器(DLP)、具有燈之DLP、具有雷射之雷射掃描裝置、具有背光之液晶顯示(LCD)面板、具有燈之光罩、或具有LED之光罩提供。
實施例20係實施例1至19中任一者之設備，其中該運送構件係馬達、伺服馬達、步進馬達、或其組合。
實施例21係一種用於製造黏著劑之設備。該設備包括至少一個經組態以支撐具有主表面之光化輻射透明基材的輥軸、及經組態以在多於一個預定位置引導多於一個預定劑量的光化輻射透過光化輻射透明基材的輻照源。該設備進一步包括將組成物沉積在光化輻射透明基材之主表面上的構件、及將光化輻射透明基材或輻照源相對於彼此運送的構件。
實施例22係實施例21之設備，其進一步包含氣動刮刀，其經組態以將組成物自基材移除。
實施例23係實施例21或實施例22中任一者之設備，其中該基材包含塗佈於該基材上的離型材料。
實施例24係實施例21至23中任一者之設備，其中該沉積構件包含容器，其經組態以將該組成物以池形式分配在該基材之該主表面上。
實施例25係實施例21至24中任一者之設備，其中該沉積構件包含模頭，其經組態以將該組成物分配在該基材之該主表面上。
實施例26係實施例21至25中任一者之設備，其中該基材包含聚合物材料。
實施例27係實施例21至26中任一者之設備，其中該光化輻射透明基材包含選自下列之聚合物材料：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環烯烴膜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或其組合。
實施例28係實施例21至27中任一者之設備，其中該基材包含多層構造。
實施例29係實施例28之設備，其中該多層構造包含聚合物片材、黏著劑層、及襯墊。
實施例30係實施例28或實施例29之設備，其中該多層構造包含塗層，在其上設置該整合式黏著劑。
實施例31係實施例21至30中任一者之設備，其進一步包含刀片，其經組態以切斷該基材。
實施例32係實施例21至31中任一者之設備，其中該光化輻射係由具有發光二極體(LED)之數位光投射器(DLP)、具有燈之DLP、具有雷射之雷射掃描裝置、具有背光之液晶顯示(LCD)面板、具有燈之光罩、或具有LED之光罩提供。
實施例33係實施例21至32中任一者之設備，其中該運送構件係馬達、伺服馬達、步進馬達、或其組合。
實例
這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖過度限制隨附申請專利範圍的範疇。雖然本揭露之廣泛範疇內提出之數值範圍及參數係近似值，但盡可能準確地報告在特定實例中提出之數值。然而，任何數值本質上都含有其各自試驗測量時所發現的標準偏差必然導致的某些誤差。起碼，至少應鑑於有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制所主張申請專利範圍範疇均等者學說之應用。
材料概述
除非另有指明，本說明書中之實例及其餘部分中的份數、百分率、比率等皆依重量計。表1提供用於以下實例中的材料之作用及來源：
實驗設備
用於黏著劑之連續積層製造的設備係如圖1中大致上描繪的來構建。光化輻射透明基材10係用作為製品8486K735自McMaster-Carr,Chicago,IL獲得之光學清透澆鑄壓克力套管(Optically Clear Cast Acrylic Tube)來構建，該光學清透澆鑄壓克力套管具有8吋(20.32公分(cm))外徑x 7-3/4吋(19.7cm)內徑，被切成6吋(15.24cm)之長度，並用可購自SKC Haas,Seoul,Korea之RF12N型5密耳(127微米)厚度之清透PET聚矽氧離型襯墊來包裹。因此，離型襯墊之矽化側形成光化輻射透明基材10之主表面11。
將由具有2吋(5.08cm)中心孔及較小進入孔的平坦澆鑄壓克力片材製成之側壁插入清透澆鑄壓克力套管中。將具有2吋的外徑及1吋的內徑之軸承插入2吋(5.08cm)孔中，從而允許清透澆鑄壓克力套管圍繞1吋(2.54cm)直徑之固定的中空鋼管旋轉。將鋼管附接至由擠製鋁構建之框架。驅動系統係由附接至壓克力側壁之3D印刷嵌齒輪及安裝至擠製鋁框架之匹配嵌齒輪來構建，該匹配嵌齒輪係在由Wenzhou Zhengke Electromotor Co.,Ltd,Yueqing,China製造之ZGA25RP83i型號的12V DC齒輪馬達上。
在鋼管之中心鑽出10mm孔，並將具有40cm電纜引線及82歐姆電阻器之2個LED(型號為UV3TZ-390-15的一個LED 發射390nm紫外線，且型號為UV3TZ-405-15的一個LED發射405nm紫外線，二者皆可購自Bivar Inc,Irvine,CA)插入孔中，並藉助於小壓克力棒來安裝至固定的中空鋼管。LED在清透澆鑄壓克力套管內部正面朝下，與套管之內表面之距離為約5mm。
DC馬達及2個LED連接至可購自SparkFun Electronics,Niwot,CO之具有Arduino Motor Shield的Arduino R3微控制器。將微控制器程式規劃以將清透澆鑄壓克力套管旋轉大概30度，然後停止並點亮LED持續2秒，將程式加以設定以重複此程序總共10次。
容器16使用可以85635K471購自McMaster-Carr,Chicago,IL之3/32"厚的琥珀色的光學螢光澆鑄壓克力來構建，該容器16具有6.5吋(16.51cm)乘4.5吋(11.43cm)之底板尺寸及0.5吋(1.27cm)高之側壁，並安置在清透澆鑄壓克力套管下方的實驗室起重器(lab jack)上。
將可以製品6069K12購自McMaster-Carr,Chicago,IL之「鋁製的6"空氣槽寬的超高效壓縮空氣氣動刮刀(Super Efficient Compressed-Air Air Knife)」裝配至框架，以使得在轉鼓旋轉期間，該氣動刮刀將來自主表面11之過量組成物材料吹回到容器16中。
來自OAI Instruments,San Jose,CA之356型號之UV強度分析器係用於測量主表面11處之LED之強度及能量。將400nm寬頻帶感測器附接至分析器，並將感測器表面在LED下方對中安置，且感測器殼體碰觸主表面11。對於390nm LED而言，在2秒照明期 間，測量到39.3mW/cm2之強度及79.1mJ/cm2之能量劑量。對於405nm LED而言，在2秒照明期間，測量到31.3mW/cm2之強度及63.7mJ/cm2之能量劑量。
實例1
光化輻射可聚合組成物藉由將6.25g AA、21.9g iOA及21.9g iBOA、0.156g HDDA、0.05g TINOPAL OB CO、0.05g BHT、及0.75g IRGACURE TPO饋入100ml琥珀色玻璃罐來製備。將罐密封並在實驗台面輥軸MX-T6-S上以大概10RPM旋轉2小時。
將組成物傾倒至實驗設備之容器16中並藉助於實驗室起重器來提升容器，以使得組成物接觸正好在LED下方之主表面11。
開啟實驗設備並經歷旋轉轉鼓及開啟LED之程序。
觀察到在由LED照明之光斑處，形成固化黏著劑組成物之點。當轉鼓旋轉時，此等點在液體組成物中出現且過量液體組成物離開主表面11，回到容器16中。這些點具有大概3mm的直徑及0.5mm的厚度。
將顯微鏡載玻片在這些點上按壓，並觀察到這些點黏附至載玻片。然後，將這些點在可購自Asiga,Anaheim Hills,California,USA之Asiga Flash UV後固化腔室中後固化10分鐘。此後固化腔室含有四個具有365nm峰波長之9W螢光燈泡，其配置在距5.5吋(13.97cm)乘5.75吋(14.61cm)底板大概2吋(5.08cm)處。UV強度係 使用來自OAI Instruments,San Jose,CA的具有400nm寬頻帶感測器之356型號UV強度分析器來測量。在整個底板中發現大概5.3mW/cm2之UV強度。
在後固化之後，觸摸這些點，且這些點摸起來有黏性且像壓敏性黏著劑一樣黏附在手指上。將一張紙按壓在這些點上並觀察到紙及載玻片黏附在一起。
雖然本說明書已詳細描述某些例示性實施例，但將瞭解所屬技術領域中具有通常知識者在理解前文敘述後，可輕易設想出這些實施例的替代、變化、及等同物。更進一步地說，在本文中所提及的全部公開案與專利皆全文以引用方式併入本文中，其引用程度就如同將各個各別公開案或專利明確並且各別地指示以引用方式併入本文中。已描述各種例示性實施例。這些及其他實施例係在以下申請專利範圍的範疇之內。
100‧‧‧設備
10‧‧‧光化輻射透明基材
11‧‧‧主表面
12‧‧‧輻照源
14‧‧‧沉積構件/容器
16‧‧‧組成物/光化輻射可聚合黏著劑前驅物組成物
17‧‧‧黏著劑
18‧‧‧運送構件
19‧‧‧黏著劑/整合式黏著劑
20‧‧‧氣動刮刀
22‧‧‧第二基材
23‧‧‧輥軸
24‧‧‧刮具
25‧‧‧主表面
26‧‧‧膠黏性輥軸
27‧‧‧黏著劑
29‧‧‧黏著劑

Claims (13)

  1. 一種設備，其包含：一光化輻射透明基材，其具有一主表面；一輻照源，其經組態以在多於一個預定位置引導多於一個預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材；一將一組成物沉積在該光化輻射透明基材之該主表面上的構件；及一將該光化輻射透明基材或該輻照源相對於彼此運送的構件。
  2. 如請求項1之設備，其進一步包含一氣動刮刀，其經組態以將一組成物自該基材移除。
  3. 如請求項1或請求項2之設備，其中該基材包含一塗佈於該基材上的離型材料。
  4. 如請求項1至3中任一項之設備，其進一步包含一第二基材。
  5. 如請求項4之設備，其中該第二基材包含一結構化片材。
  6. 如請求項1至5中任一項之設備，其進一步包含一機器人，其經組態以將一黏著劑自該基材移除。
  7. 如請求項1至6中任一項之設備，其中該基材係呈一圓柱之形式，且該沉積構件包含使該圓柱旋轉經過一體積的該組成物，以將該組成物施加於該基材上。
  8. 如請求項1至6中任一項之設備，其中該沉積構件包含一容器，其經組態以將該組成物以一池形式分配在該基材之該主表面上。
  9. 如請求項1至6中任一項之設備，其中該沉積構件包含一模頭，其經組態以將該組成物分配在該基材之該主表面上。
  10. 如請求項1至9中任一項之設備，其中該基材包含玻璃或聚合物材料。
  11. 如請求項1至10中任一項之設備，其中該光化輻射透明基材包含選 自下列之聚合物材料：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環烯烴膜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或其組合。
  12. 如請求項1至11中任一項之設備，其中該光化輻射係由具有一發光二極體(LED)之一數位光投射器(DLP)、具有一燈之一DLP、具有一雷射之一雷射掃描裝置、具有一背光之一液晶顯示(LCD)面板、具有一燈之一光罩、或具有一LED之一光罩提供。
  13. 一種設備，其包含：一輥軸，其經組態以支撐一具有一主表面的光化輻射透明基材；一輻照源，其經組態以在多於一個預定位置引導多於一個預定劑量的光化輻射透過該光化輻射透明基材；一將一組成物沉積在該光化輻射透明基材之該主表面上的構件；及一將該光化輻射透明基材或該輻照源相對於彼此運送的構件。
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