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1、10申请公布号CN101952047A43申请公布日20110119CN101952047ACN101952047A21申请号200880126971322申请日2008120861/018,06220071231USB05D1/00200601B05D3/00200601B05D5/0020060171申请人3M创新有限公司地址美国明尼苏达州72发明人罗伯特A亚佩尔托马斯J吕德曼拉里D伯德曼景乃勇74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人张爽樊卫民54发明名称施用可涂覆型材料的方法57摘要本发明描述了一种用于将可涂覆型材料施加于基底的方法。此外，描述了一种处理涂覆设备的。
2、方法。用具有小于5微米厚度的低表面能材料来涂覆至少一个处理过的表面。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010081786PCT申请的申请数据PCT/US2008/0858292008120887PCT申请的公布数据WO2009/088604EN2009071651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书6页附图1页CN101952052A1/3页21一种将可涂覆型材料施加于基底的方法，所述方法包括提供涂覆设备用于将所述可涂覆型材料分配到所述基底上，所述涂覆设备包括至少一个处理过的表面，所述处理过的表面涂覆有具有小于5微米厚度的低表面能材料；将所述。
3、可涂覆型材料导向所述涂覆设备的处理过的表面上方，使得所述可涂覆型材料流过所述低表面能材料的上方或附近；以及将所述可涂覆型材料从所述涂覆设备分配到所述基底上。2根据权利要求1所述的方法，其中提供涂覆设备包括槽膜涂布机，所述槽膜涂布机包括模头入口，通过所述模头入口将所述可涂覆型材料引入所述涂覆设备；由内壁限定的内部通道，所述内部通道自所述模头入口延伸，可涂覆型材料通过所述模头入口进入所述内部通道；以及模头出口，所述可涂覆型材料通过所述模头出口离开所述内部通道以沉积到所述基底上，所述模头出口由至少一个模唇来限定，其中，所述处理过的表面为所述模头入口、所述内部通道或所述模头出口中的至少一个的表面；以及。
4、将所述可涂覆型材料导向包括将所述可涂覆型材料从所述模头入口通过所述内部通道和通过所述模头出口来导向，使得所述可涂覆型材料流过所述处理过的表面的上方或附近；以及将所述可涂覆型材料分配包括将所述可涂覆型材料从所述模头出口分配到所述基底上。3根据权利要求1所述的方法，其中提供涂覆设备包括滑动式涂布机，所述滑动式涂布机包括具有第一滑动表面的第一滑块；以及具有第二滑动表面的第二滑块，其相对于所述第一滑块放置以在它们之间形成第一狭槽，所述可涂覆型材料可以通过所述第一狭槽流动，其中所述处理过的表面为所述第一滑动表面或所述第二滑动表面；以及将所述可涂覆型材料导向包括将所述可涂覆型材料从所述第一狭槽导向到所述第。
5、一滑动表面上，而不是将所述可涂覆型材料直接从所述第一狭槽导向到所述第二滑动表面上方，使得所述可涂覆型材料流过所述第一滑动表面上方或附近；以及将所述可涂覆型材料分配包括将所述可涂覆材料从所述第二滑块分配到所述基底上。4根据权利要求1所述的方法，其中所述基底为材料的连续卷。5根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆设备选自幕帘式涂布机、滑动式涂布机、槽膜涂布机、液压轴承涂布机和狭缝式进料刮刀涂布机。6根据权利要求2所述的方法，其中所述模唇包含所述低表面能材料。7根据权利要求2所述的方法，其中邻近所述模唇的表面包含所述低表面能材料。8根据权利要求2所述的方法，其中所述内部通道包含所述低表面能材料，所述。
6、内部通道在将所述可涂覆型材料导向期间被清除所夹带的空气。9根据权利要求5所述的方法，其中所述涂覆设备为槽膜涂布机。10根据权利要求9所述的方法，其中所述模唇包含所述低表面能材料。权利要求书CN101952047ACN101952052A2/3页311根据权利要求2所述的方法，该方法还包括提供包含所述可涂覆型材料的所述基底，所述基底以第一速度移动经过所述模头出口。12根据权利要求11所述的方法，其中包含所述可涂覆型材料的所述基底以第二速度移动经过所述模头出口，所述第二速度比所述第一速度大至少5。13根据权利要求1所述的方法，其中所述低表面能材料包括选自以下的材料氟化有机膦酸、氟化苯并三唑、氟化磷。
7、膦酸化物、膦酸官能化的含氟聚合物、苯并三唑官能化的含氟聚合物以及上述两种或更多种的组合。14根据权利要求13所述的方法，其中所述氟化苯并三唑还包括全氟聚醚烷氧基硅烷。15根据权利要求13所述的方法，其中所述膦酸官能化的含氟聚合物还包括多官能丙烯酸酯。16根据权利要求15所述的方法，其中将所述低表面能材料在被分配到所述基底上之后交联。17一种处理涂覆设备的方法，所述方法包括提供具有至少一个表面的涂覆设备；以及将低表面能材料施加于所述涂覆设备的至少一个表面，所述低表面能材料具有小于5微米的厚度，以提供处理过的涂覆设备。18根据权利要求17所述的方法，其中提供涂覆设备包括槽膜涂布机，所述槽膜涂布机包。
8、括模头进口，由内壁限定的内部通道和由至少一个模唇限定的模头出口；以及将具有小于5微米厚度的低表面能材料施加于所述模头入口、所述内部通道或所述模头出口的至少一个表面，以提供处理过的槽膜涂布机。19根据权利要求17所述的方法，其中提供涂覆设备包括滑动式涂布机，所述滑动式涂布机包括第一滑块和第二滑块；以及将具有小于5微米厚度的低表面能材料施加于所述第一滑块或所述第二滑块的至少一个表面，以提供处理过的滑动式涂布机。20根据权利要求17所述的方法，其中所述涂覆设备选自幕帘式涂布机、滑动式涂布机、槽膜涂布机、液压轴承涂布机和狭缝式进料刮刀涂布机。21根据权利要求18所述的方法，其中所述模唇包含所述低表面能。
9、材料。22根据权利要求18所述的方法，其中邻近所述模唇的表面包含所述低表面能材料。23根据权利要求20所述的方法，其中所述涂覆设备为槽膜涂布机。24根据权利要求23所述的方法，其中所述模唇包含所述低表面能材料。25根据权利要求17所述的方法，其中所述低表面能材料包括选自以下的材料氟化有机膦酸、氟化苯并三唑、氟化磷膦酸化物、膦酸官能化的含氟聚合物、苯并三唑官能化的含氟聚合物以及上述两种或更多种的组合。26根据权利要求25所述的方法，其中所述氟化苯并三唑还包括全氟聚醚烷氧基硅烷。27根据权利要求25所述的方法，其中所述膦酸官能化的含氟聚合物还包括多官能丙权利要求书CN101952047ACN101。
10、952052A3/3页4烯酸酯。28根据权利要求27所述的方法，其中所述低表面能材料包括固化。29根据权利要求17所述的方法，其中所述低表面能材料具有小于2微米的厚度。30一种用于将可涂覆型材料施加于基底的涂覆设备，所述涂覆设备包括至少一个处理过的表面；其中至少一个处理过的表面包含具有小于5微米厚度的低表面能材料。31根据权利要求30所述的涂覆型设备，其中所述涂覆设备包括槽膜涂布机，所述槽膜涂布机包括模头进口；由内壁限定的内部通道，所述内部通道从所述模头进口延伸；以及模头出口，其中所述处理过的表面为所述模头进口、所述内部通道或所述模头出口中的至少一个的表面。32根据权利要求30所述的涂覆设备，。
11、其中所述涂覆设备包括滑动式涂布机，所述滑动式涂布机包括第一滑块；以及第二滑块，其中所述处理过的表面为所述第一滑块或所述第二滑块中至少一个的表面。33根据权利要求30所述的涂覆设备，其中所述低表面能材料包括选自以下的材料氟化有机膦酸、氟化苯并三唑、氟化磷膦酸化物、膦酸官能化的含氟聚合物、苯并三唑官能化的含氟聚合物以及上述两种或更多种的组合。34根据权利要求33所述的方法，其中所述氟化苯并三唑还包括全氟聚醚烷氧基硅烷。权利要求书CN101952047ACN101952052A1/6页5施用可涂覆型材料的方法技术领域0001本发明涉及一种涂覆设备，用于处理涂覆设备的方法以及施用可涂覆材料的方法。背景。
12、技术0002已知将液体施用或涂覆到基底或网的方法。然而，视所使用的液体和基底、最终产品的性能目标以及该方法本身而定，该方法可较为复杂。已经开发了许多涂覆设备和涂覆方法的变形以解决特定的涂覆需要。0003低表面能的涂层已经被施加于制品。具有低表面能涂层的涂覆设备和施用方法已经被描述在美国专利NO5,998,549MILBOURN等人和美国专利NO6,231,929MILBOURN中。将低表面能涂层施加于涂覆设备的表面的技术包括磨削、研磨和高温固化操作。发明内容0004本发明描述了一种将可涂覆型材料施加于基底的方法。还描述了一种处理涂覆设备的方法和一种涂覆设备。用具有小于5微米厚度的低表面能材料来。
13、涂覆涂覆设备的至少一个处理过的表面。0005在第一方面，提供了一种将可涂覆型材料施加于基底的方法。所述方法包括，提供涂覆设备用于将可涂覆型材料分配到基底上。所述涂覆设备包括至少一个处理过的表面。用具有小于5微米厚度的低表面能材料来涂覆处理过的表面。所述方法包括，将可涂覆型材料导向涂覆设备的处理过的表面上方，并且将可涂覆型材料从所述涂覆设备分配到基底上。0006在第二方面，提供了一种用于处理涂覆设备的方法。所述方法包括，提供具有至少一个表面的涂覆设备以及将低表面能涂层施加于涂覆设备的至少一个表面。所述低表面能涂层具有小于5微米的厚度。0007在第三方面，提供了一种将可涂覆型材料施加于基底的涂覆设。
14、备。所述涂覆设备包括至少一个处理过的表面。所述处理过的表面包含具有小于5微米厚度的低表面能涂层。附图说明0008图1示出槽膜涂布机的截面图。0009图2示出滑动式涂布机的截面图。具体实施方式0010虽然本文以具体的实施例来描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，可以在不脱离本发明的精神的情况下做出各种修改、重组和替换。0011由端点表述的数值范围包括包含在该范围内的所有数值例如，1至5包括1、说明书CN101952047ACN101952052A2/6页615、2、275、3、38、4和5。0012如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，。
15、除非所述内容另外明确指出。因此，例如，包含“化合物”的组合物这一表达方式包括两种或更多种化合物的混合物。除非所述内容另外明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”的含义通常包括其“和/或”的含义。0013除非另外说明，否则在所有的情况下，说明书以及权利要求中所用的表示量或成分、性质的量度等等的所有数字都应理解为受词语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书以及所附权利要求中给出的数字参数是近似值，其可利用本发明的教导，随本领域的技术人员想要达到的理想性能而变化。至少，各数值参数至少应当根据报道的有效位数并应用惯常的四舍五入法来理解。虽然，阐述本发明广义范围的数值范围和。
16、参数是近似值，但是在具体实例中所列出的数值则尽可能精确地报告。然而，任何数值均固有地包含因在其各自的测试测量值中存在的标准偏差而必然造成的误差。0014本发明描述了一种具有至少一个处理过的表面的涂覆设备。将低表面能的材料涂覆到涂覆设备的至少一个表面上以提供处理过的表面。用具有小于5微米厚度的低表面能材料来涂覆处理过的表面。0015在本领域中已知用于将可涂覆型材料或液体施加于基底的涂覆设备。涂覆设备的一些实例包括幕帘式涂布机、滑动式涂布机、槽膜涂布机、液压轴承涂布机、缝形进料刀涂布机以及上述两个或更多个的组合。涂覆设备的其它实例可见于COHEN，EANDGUTOFF，E，MODERNCOATIN。
17、GANDDRYINGTECHNOLOGY，VCHPUBLISHERS，NEWYORK1992ANDGUTOFF，EANDCOHEN，E，COATINGANDDRYINGDEFECTSTROUBLESHOOTINGOPERATINGPROBLEMS，WILEYINTERSCIENCE，NEWYORK。0016在一些实施例中，可以将低表面能材料施加于具有一个或多个部件的涂覆设备如，槽膜涂布机，所述部件包括，但不限于，模头入口、内部通道和模头出口、或其组合。涂覆设备的未列出的其它部件，可以用低表面能材料来涂覆，使得可涂覆型材料被导向低表面能材料的上方或附近。在涂覆设备上形成低表面能涂层所施用的低表面。
18、能材料可以提供相对于增加的涂覆速度的涂覆设备增强的性能。低表面能涂层可以通过可涂覆型材料将涂覆设备表面的润湿最小化。在一个实施例中，施加于涂覆设备表面的氟化材料可以在将可涂覆型材料施加于基底期间提供降低拖影和涂层缺陷的方法。0017图1示出以挤出模头或槽膜涂布机形式的涂覆设备。10所述槽膜涂布机10相对于支撑辊12来放置。所述槽膜涂布机10包括模头顶部14、和可由例如155不锈钢制成的模头主体16。模具入口18、模头歧管或内部通道20和模头出口22在模头顶部14和模头主体16之间形成。可以将低表面能材料施加于模头入口18、内部通道20和模头出口22中的至少一个。0018液体或可涂覆型材料，如溶。
19、液、混合物、分散液、或乳状液，可以由泵或其它装置来提供至槽膜涂布机10用于施加于网或基底28EG，非织造网。可涂覆型材料可以通过模头入口18流入并通过内部通道20并且随后通过模头出口22流出，以分布到基底28上。0019在利用槽膜涂布机10施用可涂覆型材料期间，所述可涂覆型材料穿过模头出口22并且沿模头主体16的上游模唇，模头顶部14的下游模唇，和基底28形成连续的涂覆珠。可涂覆型材料或液体可以是众多可涂覆型材料中的一种，其包括液体，如基于水的液体、基说明书CN101952047ACN101952052A3/6页7于有机溶剂的液体、和100的固流体。0020模头主体16和模头顶部14的上游或下。
20、游的凸缘，例如，可以成形成锋利边缘，或可以是更圆的，例如，作为抛光的结果，使得上游和下游的凸缘是光洁的且相对没有刻痕和毛刺。0021用低表面能材料涂覆涂覆设备的一个或多个内表面以将涂覆设备的不锈钢或金属部分上的可涂覆型材料的润湿最小化。一些内部表面，例如，包括部分模头入口、部分内部通道和部分模头出口。低表面能涂层可以在将可涂覆型材料分配到网或基底28上期间减少条痕和缺陷的形成。低表面能涂层还可以抵挡使用中发生的磨损和冲击。0022图2示出以滑动式涂布机80形式的涂覆设备。滑动式涂覆机80包括滑动组件82和滑动支撑辊84。滑动组件82包括许多滑动滑块86，88，90，92，94，它们可以同时将多。
21、层液体24传送到基底28。可以将低表面能材料施加于最后滑动滑块94的顶表面上来提供低表面能涂层，以通过沿滑动式涂覆设备流动的液体24而将顶表面的润湿最小化。还可以将低表面能材料施加于第一滑块86的表面。0023可以定位以将液体向支撑辊84和网28导向的滑动滑块86，88，90，92的部分边缘导向可以用低表面能涂层来处理。如果边缘导向是由不锈钢制成，那么边缘导向可以在不对表面进行加固或灌注的情况下来涂覆。可以将低表面能材料直接施加于塑性材料。在与涂层流体24相接触的部分边缘导向上的低表面能涂层的存在还可以将边缘导向或其一部分的润湿最小化。0024在一些实施例中，可以将低表面能材料施加于涂覆设备的。
22、至少一个表面以提供处理过的表面。在一些实施例中，低表面能涂层具有涂覆在涂覆设备上的一个分子厚如，自组装单分子层的或25埃至100埃数量级的厚度。在其它的实施例中，涂覆设备上的低表面能涂层的厚度为单分子层。通常，施加于涂覆设备的低表面能材料的厚度不足以中断可涂覆型材料向基底的运送，或不足以妨碍当可涂覆型材料进出涂覆设备时的流动。用于本发明的低表面能材料通常还可以例如，在不需要明显的表面制备如在施用涂层前削磨表面的情况下，被直接施加于涂覆设备的表面。涂覆设备的至少一个部件上的涂层厚度的范围可以是25埃至4微米，100纳米至3微米、200纳米至2微米、或250纳米至1微米。0025已经将低表面能材料。
23、施加于基底和其它制品。用于处理涂覆设备的低表面能材料的一些实例包括氟化有机膦酸、氟化磷膦酸化物、氟化苯并三唑、膦酸官能化的含氟聚合物、苯并三唑官能化的含氟聚合物的材料以及上述两种或更多种的组合。0026在一些实施例中，氟化苯并三唑与全氟聚醚烷氧基硅烷组合以提供低表面能涂层。全氟聚醚烷氧基硅烷被描述在美国专利NO6,231,929MILBOURN和美国专利NO5,980,992KISTNER等人中。在另一个实施例中，膦酸官能化的氟化聚合物与在被分配到涂覆设备上之后交联的多官能化聚丙烯酸酯组合。0027在一个实施例中，氟化的无机膦酸被施加于涂覆设备上的一个或多个表面。氟化的有机膦酸可以通过许多方法。
24、来制备如，MICHAELISARBUZOV反应在相应的烷基氯化物、烷基溴化物、或烷基碘化物上，然后水解例如，如BHATACHARYA等人，在CHEMICALREVIEWS，81，4154301981中所描述的，或者向具有CH2CHCH2MPO3H结构的烯烃或其酯中加入全氟烷基碘化物，然后是根据RONG等人在TETRAHEDRONLETTERS，31，561556161990中的一般方法来还原。式I的氟化有机膦酸已经在美国专利说明书CN101952047ACN101952052A4/6页86,824,882BOARDMAN等人中被描述。00280029在式I中，R1为具有大约3至大约21个碳原子。
25、的直链亚烷基基团、具有大约2至大约20个碳原子的氧杂基取代的直链亚烷基基团、或具有大约2至大约20个碳原子的噻基取代的直链亚烷基基团。有利地，R1为大约5至大约21个碳原子的直链亚烷基基团。两种可用的直链亚烷基为癸烷1，10二基和二十一烷1，21二基。在不希望受到理论的束缚的情况下，据信，具有与亚甲基即，CH2相似的空间大小的氧原子和/或硫原子，可以在不明显干扰氟化膦酸的自组装性质和/或性能特性的情况下，从亚烷基链的亚甲基基团上被取代。因此，氧杂基取代或噻基取代即，由O或S原子来置换可以沿亚烷基链发生在单个位置上、或多个位置上，而不会有不利影响。0030式I的R2为具有大约4至大约10个碳原子。
26、的全氟烷基基团，前提条件是如果R1为未取代的直链亚烷基基团，那么R1和R2组合起来的碳原子总数至少为10。示例性的全氟烷基基团包括全氟丁基、全氟戊基、全氟己基的异构体，及其混合物。有利地，R2为全氟正丁基基团。0031式I的R3为氢、碱金属阳离子如，锂、钠、钾，或具有大约1至大约6个碳原子的烷基基团如，甲基、乙基、丁基、己基。有利地，R3为氢或碱金属。0032式I的M为氢或碱金属阳离子。0033可以将式I的氟化膦酸施加于涂覆设备上的一个或多个表面，在所述涂覆设备上它们可以形成覆盖涂覆设备的部件包括，但不限于，模头入口、内部通道、或模头出口中的一个的至少一部分的单分子层。可以通过用足以涂覆涂覆设。
27、备的至少一个表面或部件的量与表面相接触来施用氟化膦酸。可以将氟化膦酸溶解于适当的溶剂中，并且将其施加于表面，并且使其干燥以形成单分子层。一些施用方法包括，但不限于，喷射、浸涂、涂搽和旋涂。形成的单层通常是有取向的，使得膦酰基基团与涂覆设备的表面相接触，其中全氟烷基基团远离基底表面延伸。可以将氟化膦酸施加于许多金属基底的固有的氧化物表面层，尽管其它基底也是可用的。金属的一些实例包括铬、铝、铜、镍、钛、银和合金，及其混合物。其它材料包括金属氧化物和混合的金属氧化物和氮化物包括氧化铝、氧化钛、氮化钛、和氧化铟锡。在一个实施例中，涂覆设备包括钴、铝、铜、和/或镍。0034在另一个实施例中，可以将氟化磷。
28、膦酸化物施加于涂覆设备。式IIIV的氟化磷膦酸化物已经被描述于美国专利7,189,479LU等人中。0035说明书CN101952047ACN101952052A5/6页90036在另一实施例中，可以将式V和VI的氟化苯并三唑施加于涂覆设备。氟化苯并三唑可以通过简单地将苯并三唑与要处理的表面相接触来在涂覆设备的金属或准金属表面上形成连续的单层膜。单独的分子可以其分子结构所允许的紧密程度堆积在一起。据信，在一些实例中，膜可以自身组装，因为分子的三唑基团结合到金属/准金属表面的可利用区域并且因为侧氟碳链实质上朝向外表面对齐。氟化苯并三唑被描述在美国专利6,376,065KORBA等人和US7,14。
29、8,360FLYNN等人中。00370038单层膜和单层膜在涂覆设备的表面上形成的度的作用通常取决于氟化苯并三唑与涂覆设备的特定的金属或准金属表面之间的键强度以及使用膜涂覆的表面的条件。在一些实例中，一些金属或准金属表面可以需要高粘性的单层膜，而其它这样的表面需要具有较低的键强度的单层膜。涂覆设备的可用金属和准金属表面包括将与所描述的氟化苯并三唑形成键合以涂覆涂覆设备的模头入口、内部通道和模头出口中至少一个的表面的任何表面。可用于形成单层膜的涂覆设备的适合表面的一些实例包括包含铜、镍、钴、锌、银、锗和它们的合金的表面。0039可通过使氟化苯并三唑以足以涂覆部分或全部要被涂覆的表面的量与表面相接。
30、触来将氟化苯并三唑施加于涂覆设备。氟化苯并三唑可以溶解在适当的溶剂中，将组合物施加于表面，并使其干燥。一些适合的溶剂包括乙酸乙酯、2丙醇、丙酮、水、及其混合物。作说明书CN101952047ACN101952052A6/6页10为另外一种选择，可将氟化苯并三唑从蒸汽相沉积于涂覆设备的表面上。任何过量的氟化苯并三唑可以通过用溶剂冲洗涂覆设备的部件和/或通过使用处理过的涂覆设备来去除。0040在一些实施例中，施加于涂覆设备的低表面能材料可以提高将可涂覆型材料施加于基底或网的速度。基底可以以第一速度移动穿过模头出口。当使用含有低表面能涂层的涂覆设备时，可以将可涂覆型材料施加于以第二速度移动穿过模头出。
31、口的基底。可以观察到第二速度以至少5来增长。0041在一个实施例中，用低表面能材料来涂覆楔形模头涂布机的模唇。在施用可涂覆型材料期间，流出模头出口的可涂覆型材料与基底之间的接触角可出现增大，这可有助于提高涂覆速度。增大的接触角还可以有助于以较大的涂覆间隙来分配可涂覆型材料，因此导致增大的涂覆速度。涂覆间隙对涂覆厚度的比率可以随具有低表面能涂层的涂覆设备的增大而增大。0042在另一实施例中，对于具有低表面能涂层的槽膜涂布机的内部通道的处理可以导致进入内部通道或模头歧管的气泡的减少或近乎于去除。在内部通道中气泡的减少可以改进拖影性能如，减少基底上涂层的拖影/缺陷。0043在不机械改造涂覆设备的情况下，可以施用施加于涂覆设备的低表面能涂层。本发明处理涂覆设备的方法消除了研磨、磨削、和抛光涂覆设备的需要，以允许施用低表面能材料如聚偏二氟乙烯PVDF。另外，在高温下对低表面能材料如，PVDF的固化可以用本文所述的低表面能涂层来简化。任选的底漆如，烷氧基硅烷，可以在施用低表面能材料之前，被施加于涂覆设备的表面。说明书CN101952047ACN101952052A1/1页11图1图2说明书附图CN101952047A。