專利名稱：涂有粘合劑薄膜的粘貼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將涂有粘合劑的薄膜粘貼到底材、特別是具有不規(guī)則表面的底材表面上的節(jié)省人力和改善粘結(jié)質(zhì)量的制品和方法。
(2)背景技術(shù)今天，涂有粘合劑的塑料薄膜，特別是涂有壓敏粘合劑和壓力激活粘合劑的聚氯乙烯薄膜，出于多種原因如廣告、裝飾、保護等被貼到各種表面上。那些表面中有許多都有鉚釘和其它的凸起或凹陷，如載重拖車側(cè)壁。當薄膜貼到或粘到這些不規(guī)則表面時，薄膜會變形使粘合劑與不規(guī)則表面接觸。薄膜在這種不規(guī)則部位的殘余應(yīng)力通常超過粘合劑的握力，從而導(dǎo)致薄膜從所粘處表面隆起，特別是不規(guī)則表面如載重拖車的鉚釘周圍或加固載重拖車側(cè)壁的肋板。
粘貼不規(guī)則表面的現(xiàn)有技術(shù)包括，用小的塑料刮板貼大多數(shù)薄膜，在凸起或凹陷周圍留出一塊小區(qū)域。薄膜基本粘到不規(guī)則表面后，用一種熱源、通常是熱氣槍或噴燈來加熱薄膜，以將鉚釘處的隆起處理到最小，粘貼就完成了。一般當薄膜架在各種表面不規(guī)則部位(概稱為凸起或凹陷)周圍區(qū)域時對薄膜加熱。薄膜不與現(xiàn)有工具接觸，因為它十分柔軟，并稍有粘性。如果接觸了就會受到損壞。由于薄膜質(zhì)量低而熱源溫度高，加熱速率為每秒幾百攝氏度。也產(chǎn)生了相似的冷卻速率。當用一種工具，一般為用于肋板的刮板或用于鉚釘?shù)你T釘刷將薄膜貼進位置時，溫度只略高于室溫。這的確提供并改善了不加熱壓貼薄膜的方法，因為延遲薄膜結(jié)晶時間使薄膜更服貼。鉚釘刷通常是一種硬刷，其直徑通常為2.54厘米，有1.25厘米長的硬毛固定在短木柄上。如果由于加熱使薄膜太柔軟，那么在用鉚釘刷作圓周運動與薄膜接觸時薄膜就很可能損壞。如果薄膜太冷，就不能消去足夠的應(yīng)力，最后會導(dǎo)致隆起。為了試圖減輕殘余應(yīng)力，薄膜通常在粘貼后加熱，但是薄膜所能上升的溫度會受到薄膜下金屬表面導(dǎo)熱性的限制。因此本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很難有把握在不損傷薄膜結(jié)構(gòu)或外觀的情況下充分軟化薄膜，將涂有粘合劑的薄膜粘到不規(guī)則表面上。如果受到損傷，該部位的薄膜強度就會削弱，并降低了薄膜的耐久性。如果薄膜上有圖象，圖象會在損壞部位扭曲或破壞。即使圖象有載重拖車側(cè)壁壁畫那么大，圖象的變形對拖車車主、拖車壁畫上顯示的產(chǎn)品銷售商、以及投入大量勞力和精力將圖象薄膜貼到拖車側(cè)壁上的圖形粘貼者來說，還是十分醒目和令人不悅的。
如果由于殘余應(yīng)力使薄膜隆起，薄膜會破裂、剝離或損壞，或者不能符合表面本應(yīng)具有的類似噴漆外觀的期望。
(3)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種將涂有粘合劑的薄膜粘貼到底材的方法，它通過將薄膜加熱至薄膜軟化點，并用“熱壓力源(Heat Neutral Pressure Source)”提供的壓力將軟化薄膜貼到底材上。
本發(fā)明還提供了一種軟化薄膜和將薄膜粘貼到底材上表面的制品，該制品包括一個熱源和“熱中性壓力源”，其中熱源和“熱中性壓力源”把熱量和壓力導(dǎo)向表面上薄膜和表面的接觸相交部位。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明制品的透視圖。
圖2是本發(fā)明制品第二個實施方式的透視圖。
圖3是本發(fā)明制品第三個實施方式的透視圖。
圖4是本發(fā)明制品另一個實施方式的圖。
圖5是本發(fā)明制品另一個實施方式的圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明考慮了貼到平整及不規(guī)則表面上的涂有粘合劑的塑料薄膜、特別是聚氯乙烯薄膜的粘合問題，從而改善外觀和耐久性等。對于本發(fā)明來說，“不規(guī)則表面，，是指由于凸起、凹陷或其它非平面幾何部位的存在，不能使涂有粘合劑的薄膜與之完全貼合的表面。因為薄膜在粘貼時，特別是貼到不規(guī)則表面時通常會被拉伸，壓敏粘合劑必須在不同應(yīng)力下使薄膜緊貼表面。以前，只有涂高性能粘合劑的薄膜能成功地用于這種應(yīng)用。一些最為普遍的難粘貼表面包括波紋狀和有鉚釘?shù)目ㄜ噦?cè)壁、彎曲的汽車面板、容器中的槽和車輛等。
令人驚訝的是，本發(fā)明為熱塑性薄膜提供了優(yōu)良粘合性，使其能粘貼到高度不規(guī)則或有高度紋理的表面如混凝土、水泥塊、灰泥、磚、織物表面、地毯表面等。不用本發(fā)明的方法貼到這種表面上的薄膜有明顯部位未與底材表面接觸，特別是薄膜邊緣。用本發(fā)明的方法貼到這種表面上的薄膜具有在表面上噴漆的外觀，這是因為薄膜和底材緊密貼合。此外，薄膜邊緣更好地和底材緊密貼合，因此減少了路人剝?nèi)ケ∧さ恼T惑。
對于本發(fā)明來說，“有高度紋理的表面”是指非常不均勻的表面，4密爾薄膜用4千克輥壓物貼到該表面時，薄膜與表面的接觸面積少于其表面積的90％。
對于嘗試過粘貼壁紙的任何人都很容易了解，將涂有粘合劑的薄膜貼到垂直表面是極其繁重和花費時間的。將這種材料貼到難以粘貼的表面如載重拖車就更困難了。至少墻壁通常是平整的且不含復(fù)雜幾何表面或不規(guī)則表面。通常壁紙部分尺寸約為70厘米寬和2.5米長。在本發(fā)明的有關(guān)領(lǐng)域中，涂有粘合劑的薄膜是在大為不同的環(huán)境下粘貼到載重拖車垂直側(cè)壁上的底材遍布外形不規(guī)則部位，且薄膜部分尺寸約120厘米寬及約3米長。該粘貼過程需要技術(shù)十分熟練的人員，且該過程需要極長的時間每部載重拖車大約要用22小時。
本領(lǐng)域的先前方法需要對每個鉚釘區(qū)域進行個別處理，包括先在薄膜上打孔以排出空氣，加熱薄膜至薄膜略微軟化，最后用刷子作圓周運動并施加固定壓力將薄膜壓貼在底材上。由于這種粘貼過程中需要壓力和作圓周運動，薄膜在刷到位置上時不可能十分柔軟。薄膜必須要冷卻到薄膜的結(jié)構(gòu)完整性能承受刷子在上面施加力的溫度。用本領(lǐng)域的先前方法粘貼每部至少幾個鉚釘?shù)耐宪?，鉚釘上出現(xiàn)薄膜損壞或錯位并不是罕見的。與之相反的是，本發(fā)明允許將薄膜單道粘貼到每個鉚釘?shù)牡撞纳希挥脫你T釘刷打旋的貼涂力會使薄膜撕裂或其它損傷。這種粘涂技術(shù)的差異能將薄膜貼到有鉚釘載重拖車的粘貼時間減少約50％。
實際上完全軟化薄膜以消去全部殘余應(yīng)力，并仍用傳統(tǒng)工具粘貼薄膜而不損傷薄膜是不可能的。此外，缺乏對加熱過程的控制以及加熱后薄膜的高速冷卻，即使使用了高性能粘合劑并由熟練粘貼工操作，通常也會導(dǎo)致不一致的結(jié)果。
短期廣告市場，即約少于12個月的展示，很希望使用涂有可除去粘合劑的薄膜。涂有可除去粘合劑的薄膜主要用于平整表面，這是因為粘合劑不足以承受用先前本領(lǐng)域技術(shù)粘貼到不平整表面留下的殘余應(yīng)力。用來完全松弛薄膜所需的熱量比只用標準刮板和鉚釘刷粘貼所能施加的熱量高很多。
對于本發(fā)明來說，“熱中性壓力源(Heat Neutral Pressure Source)”是一種在薄膜接觸點具有導(dǎo)熱特性和表面特性的壓力源，這樣在按照本發(fā)明方法將薄膜粘貼到表面期間，薄膜在幾乎熔化時就不會粘到熱中性壓力源了。
至于說到導(dǎo)熱特性，薄膜在壓力下粘貼到底材表面上時，“熱中性壓力源”的薄膜接觸部位的組合物不會明顯地將熱量傳導(dǎo)到或傳導(dǎo)出薄膜表面。換句話說，該組合物具有低導(dǎo)熱率，但卻能承受高溫。優(yōu)選的壓力源導(dǎo)熱率用ASTM C-518測得小于1.8 BTU/hr-in-ft2-°F。
至于說到“熱中性壓力源”的表面特性，裝置的薄膜接觸部位具有一種幾何形狀，這樣軟化或熔化的薄膜就不會變形或粘到薄膜上，從而導(dǎo)致薄膜撕裂或其它損傷。因此，例如，雖然棉花是低導(dǎo)熱性的材料，但棉手套作為“熱中性壓力源”用于某些薄膜材料卻不合適，這是因為其表面存在纖維和其它這樣的不規(guī)則物會提供高度軟化或熔化的薄膜在其中流動的縫隙，而且還會粘到高度軟化的薄膜上。所以棉手套的表面特性在試圖進行本發(fā)明過程時會造成薄膜外觀破壞。
對任何用作“熱中性壓力源”的特定材料符合特定薄膜的適用性的快速和慣用的確定方法是，將適于貼到預(yù)定底材的涂有粘合劑的薄膜貼到不規(guī)則表面(如載重拖車車壁的鉚釘部位)上，加熱未接觸部位的薄膜直至接近其熔點，用要測試的材料立即將薄膜基本垂直地壓貼到底材上(不施加旋轉(zhuǎn)力)。如果薄膜粘到材料上，或因為材料而受到損壞，該材料就不適于用作“熱中性壓力源”。
優(yōu)選壓力源具有的壓縮性使要粘貼的薄膜和要被粘貼的底材能完全接觸。所以，如果預(yù)定底材含有伸出底材平面的鉚釘，不具有壓縮性的壓力源就不能使突出的鉚釘周圍貼合，并因此使鉚釘基部的薄膜未接觸或“隆起”。優(yōu)選的壓力源使壓力源在預(yù)定應(yīng)用會遇到的任何不規(guī)則部位周圍都能完全服貼或貼合。優(yōu)選材料的泊松比小于1，更優(yōu)選的是小于0.9。
優(yōu)選的壓力源是泡沫材料。這種材料在適當選擇時能提供高度的貼合性，另外還有很低的導(dǎo)熱性。更優(yōu)選的壓力源是一種開孔泡沫材料。最優(yōu)選的壓力源具有均一的表面結(jié)構(gòu)，這樣在放到熔化的薄膜材料上時，薄膜不會顯現(xiàn)壓力源產(chǎn)生的可見結(jié)構(gòu)印記。本發(fā)明特別優(yōu)選的壓力源是手提式涂抹型器件，它能在底材表面的特定不規(guī)則部位周圍提供局部的壓力。涂抹工具的優(yōu)選表面積為略大于卡車常見鉚釘?shù)拿娣e。因此，優(yōu)選的壓力施加器件的施壓表面直徑約7厘米?；蛘撸盁嶂行詨毫υ础币暂伒男问?，很像涂漆輥。輥的優(yōu)選寬度取決于粘貼應(yīng)用。對于要將薄膜貼到波紋表面或有鉚釘?shù)谋砻娴恼迟N過程，通常優(yōu)選寬度為2-15厘米的輥。所以“熱中性壓力源”優(yōu)選設(shè)計成在粘貼過程中能對底材施加基本垂直力以及對薄膜很少或幾乎沒有橫向力。
最優(yōu)選的壓力源是一種開孔發(fā)泡有機硅材料。
在本發(fā)明的方法中，要貼到底材的薄膜被加熱到軟化溫度，也就是說，與室溫下薄膜行為相比薄膜具有高度的撓曲性和柔軟性。更優(yōu)選的是，薄膜被加熱到接近其熔融溫度——剛好低于薄膜會脫色或產(chǎn)生孔洞的溫度。
在本發(fā)明的一個方面中，將涂有粘合劑的薄膜貼到底材上的方法是通過加熱薄膜至薄膜軟化點，并用“熱中性壓力源”施加壓力將軟化的薄膜貼到底材上。可選的是，整張薄膜可同時加熱和粘貼?；蛘?，薄膜不加熱就貼到不規(guī)則表面上，使薄膜和底材的接觸達到最大。這樣的粘貼過程第一步會留下一些實際上并未和底材接觸、但在粘合的接觸部位之間“隆起”的薄膜部位。然后將薄膜的這些未與底材接觸的部位加熱至薄膜軟化點，并用“熱中性壓力源”施加壓力貼到底材上。所以，“熱中性壓力源”實際上用于移動軟化薄膜使之和底材接觸。令人驚奇的是，由于“壓力源”的熱導(dǎo)性和表面特性，薄膜會完全貼合在表面上而不會損傷薄膜。
優(yōu)選的加熱和施壓方式如前所述，是用熱源和獨立的壓力源進行的。這是一項二個人的操作，其中一個人操作熱源，另一個人使用壓力源緊隨其后。更為優(yōu)選的是，一個人一手用手提式熱源(很像吹風機，單手)，另一手用手提式壓力源(很像涂抹工具)實施該方法。因此，該方法先用一手加熱，然后立即用另一手施壓，沿著一排鉚釘或相似物向下，以一種節(jié)奏性的動作進行。
在本發(fā)明的方法中，通常希望先立即在表面不規(guī)則部位周圍的薄膜上打好氣孔，該部位薄膜在加熱前未與底材接觸。這種氣孔為薄膜和底材間封閉的空氣提供了排出的途徑。優(yōu)選的壓力源向薄膜施壓時允許空氣排出，這樣壓力源施壓就不會妨礙空氣從氣孔排出了。最優(yōu)選的泡沫材料是一種開孔泡沫材料，它易于使空氣傳輸。優(yōu)選的壓力源泡沫材料的泡孔不是很大，所以不會把泡孔圖案印在軟化薄膜上。因此，優(yōu)選的壓力源泡孔直徑約不大于0.5毫米，更優(yōu)選的不大于0.2毫米。
本發(fā)明特別優(yōu)選的壓力源具有一種在粘貼薄膜時和軟化薄膜接觸的低能量表面。這種低能量表面包括有機硅材料或涂有有機硅的材料。其它這種低能量表面包括含有全氟化材料或涂料或低粘性背膠領(lǐng)域中已知的其它這種材料。
本發(fā)明的另一個方面是，所提供的加熱和施壓全套工具包括一個適用于加熱薄膜的熱源和一個熱中性的壓力源，壓力源與熱源結(jié)合使用將薄膜貼到預(yù)定底材上。本發(fā)明的另一個方面是提供了一種對涂有粘合劑的薄膜既能加熱又能施壓的單一制品。
本發(fā)明的另一個方面是，將涂有粘合劑的薄膜貼到具有表面的底材上的方法，包括用本發(fā)明制品在表面加熱和施壓以將薄膜貼到底材上的步驟，其中制品上的壓力源是熱中性的。
本發(fā)明的另一個方面是，將涂有粘合劑的薄膜貼到具有表面的底材上的節(jié)省勞力的方法，其包括的步驟有(a)將薄膜分配給學會使用本發(fā)明敷貼器和本發(fā)明方法的團體；(b)可任選地讓該團體在薄膜上印制圖象；(c)讓該團體用粘貼全套工具或敷貼器以及運用粘貼方法將薄膜貼到底材上。
本發(fā)明的一項特色是，制品以一種提供薄膜在表面不規(guī)則部位或復(fù)雜幾何形狀的熱作用和機械作用的時空方式，且以壓力源是熱中性的方式，對底材上的表面不規(guī)則部位既能加熱又能施壓。
本發(fā)明的另一項特色是，制品在粘貼時以在粘貼前將貼到平整表面的薄膜的微小應(yīng)力消除的方式在大塊平整表面某一部位提供這樣的熱量和壓力。
本發(fā)明使勞力得到了極大的節(jié)省，將圖象薄膜貼到有復(fù)雜幾何形狀或不規(guī)則表面的大塊垂直底材所需的全部總花費充分降低。即使薄膜的成本是固定的，勞力節(jié)省也能將未印刷薄膜貼到波紋狀和有鉚釘拖車上所需的總花費削減50％。此外，本發(fā)明能將薄膜以相對較低的應(yīng)力和/或薄膜復(fù)原性貼到拖車和其它難貼的環(huán)境區(qū)域上，這樣不太強力的粘合劑就可用于這些難貼環(huán)境。因此就更易于使用可除去或可重定位的粘合劑了。這是一項重要的優(yōu)點，因為由于現(xiàn)在可以使用強度較低的粘合劑，最終使用者現(xiàn)在就可更容易地揭去本發(fā)明的薄膜。揭除這種薄膜的花費可降低約50％。
優(yōu)選的本發(fā)明敷敷貼器和方法幾乎無需培訓(xùn)就能使用，這樣即使不太熟練的職工或顧客都能操作該敷貼器，將薄膜正確貼到底材上。
預(yù)計本發(fā)明能提供更大的選擇范圍粘合劑將薄膜貼到表面，包括任何壓敏粘合劑，壓力激活粘合劑和熱活化粘合劑。
此外，預(yù)計現(xiàn)在有更大選擇范圍的的薄膜可用于將圖象貼到各種底材上，如一般無法用于圖象粘貼的彈性薄膜。這些薄膜在粘貼到不平整底材上時通常表現(xiàn)出很大的彈性復(fù)原性，現(xiàn)在就能在粘貼過程中用加熱松弛以消除殘余應(yīng)力。這使得許多不同類型的彈性薄膜，即無法用于圖象粘貼的薄膜也能用貼到不平整表面上，如未取向聚烯烴薄膜、聚氨酯薄膜、離聚物樹脂薄膜、丙烯酸類薄膜、氟彈性薄膜和類似薄膜。
另外，本發(fā)明可以使用顯示出良好操作性和耐久性的剛性薄膜，因為這種薄膜現(xiàn)在能在貼到不規(guī)則或復(fù)雜曲面時軟化以貼合了。剛性薄膜的例子有聚(甲基)丙烯酸酯薄膜、剛性聚氯乙烯薄片、聚酯薄膜、取向聚烯烴薄膜、聚碳酸酯薄片、苯乙烯薄片等。
附圖詳述圖1是本發(fā)明制品圖。敷貼器10有一個熱源12和一個壓力源14，其中壓力源由熱中性材料構(gòu)成。薄膜30貼到底材50的表面40上，薄膜30已貼在位置52上，而薄膜30還未貼在位置54上。敷貼器沿著方向60移動。熱源12有一個噴嘴70，用于把熱量直接施加在位置54處的薄膜30上，然后用輥形式的壓力源14接觸薄膜30，輥的構(gòu)成材料能貼合底材50的表面40上的各種表面不規(guī)則和復(fù)雜幾何部位。位置54處的薄膜30承受熱和壓力的交匯，而不是在壓力源14內(nèi)部兼有熱量和壓力。因此，薄膜30在和表面40接觸前加熱，但任何熱散逸都通過底材50而不是壓力源14。這樣，出人意料地，熱和壓力在薄膜30的交匯就不會損害薄膜30的結(jié)構(gòu)或損壞可能印有圖案的表面了。
圖2顯示了表面敷貼器110，用于被設(shè)計成具有鉚釘和/或波紋曲線的表面不規(guī)則部位的底材(例如，多用途運載車如載重拖車或廂式送貨車)，敷貼器110有一個熱源112和一個貼合表面的壓力源114，通過機座116連到主手柄118。任選的，但是優(yōu)選的敷貼器110還有次手柄120用于控制敷貼器110的方向，感溫器122用于測量熱源112的溫度。溫度控制器124用于控制和任選地顯示感溫器122測出的溫度。機座116應(yīng)能堅固地支承敷貼器的其它元件，但要份量輕，并可由像輕金屬或剛性聚合物這樣的材料制成。
熱源112可以是任何能產(chǎn)生溫度的熱源，它使薄膜保持在薄膜軟化點直至被壓力源114壓貼到不規(guī)則或復(fù)雜表面上。在該溫度下，薄膜是軟化的，并且表現(xiàn)出很少或沒有恢復(fù)的傾向，從而使薄膜能服帖地粘貼到不規(guī)則表面或復(fù)雜表面上。優(yōu)選的溫度范圍約從150℃到350℃，取決于要軟化的薄膜組成。這種熱源的非限制性例子包括產(chǎn)生熱氣的熱氣槍；產(chǎn)生紅外輻射的石英加熱器；丙烷；以及類似物。這種熱源112的電源、帶有風扇的電或燃料熱元件或壓縮氣源可連到機座116，或遠離機座116。優(yōu)選的熱源112是至少300瓦特功率的電熱元件，帶有感溫器122和溫度控制器124。如圖2所示，用熱源112加熱的氣源可以是連到機座116的遠程吹風機125。
敷貼器110有一個壓力源114，它具有低導(dǎo)熱性的貼合表面。壓力源114一般是一種用來將薄膜壓入位置的表面，它應(yīng)貼合底材表面的不規(guī)則部位，并應(yīng)保持來自于熱源112的熱量直至薄膜被壓到與底材表面接觸。在圖2的實施方式中，用輥114以裝在機座116上的軸126為中心滾動。既有貼合表面又有低導(dǎo)熱性的非限制性例子包括天然或合成橡膠；聚氨酯聚合物；有機硅聚合物(如Rogers 800PoronTM有機硅泡沫材料，英寸厚)；氟彈性體；以及這些材料的特殊泡沫形式等。
通過沿軸線調(diào)整機座116上次手柄120的位置，使之處于熱源112和壓力源114在貼到底材的薄膜上的交匯點附近，敷貼器的使用被加強了。次手柄的這種前進位置，隨著主手柄118跟蹤熱源112和壓力源114的相交點，產(chǎn)生敷貼器110沿底材粘貼的軸X-X。該軸X-X有助于使人控制敷貼器的方向，從而省力、單道地使用敷貼器110。
敷貼器110的構(gòu)造能將熱量繞偏轉(zhuǎn)板128傳輸給噴嘴130或噴嘴132。熱量流向通過擋板134分配，擋板帶有活動翼用來阻止熱氣流入噴嘴130或噴嘴132。通過連到手柄120的鍵136來控制擋板134，手柄能沿軸X-X向前或向后轉(zhuǎn)動。因此，用敷貼器110的人員只需輕微動作就可移動手柄120來控制到達薄膜的熱量流向了。這種流向控制使敷貼器在沿軸X-X的兩個方向上都能被使用，因為在用壓力將薄膜貼到底材之前加熱薄膜是本發(fā)明的特色。
圖3顯示了圖1所示實施方式的另一實施方式。圖中，敷貼器310有一個熱源312和一個壓力源314來將薄膜330貼到底材350的表面340上。熱源312以輻射形式如紅外線對薄膜330加熱。這種方式不像圖1和圖2所示的實施方式那樣用對流來傳熱給薄膜。
圖4顯示了圖1和圖3所示實施方式的另一個實施方式。該實施方式中，敷貼器410有一個熱源412和一個壓力源414，但熱源412加熱方向的薄膜430在貼到底材450的表面440上之前是繞在壓力源414上的。該實施方式證明，壓力源將薄膜貼到底材時薄膜的加熱位置可以出現(xiàn)在壓力源上。
圖5顯示的實施方式用于圖象底材表面上的不同類型表面不規(guī)則部位或復(fù)雜表面用于在底材反面將表面連到加強板的鉚釘。載重拖車或廂式送貨車上的鉚釘數(shù)量極多，而且要花很多時間確保薄膜粘在該處。在該實施方式中，敷貼器510有一個熱源512和一個壓力源514，壓力源514是環(huán)繞熱源512的環(huán)。環(huán)狀壓力源514的尺寸設(shè)計成適合鉚釘拱起的復(fù)雜曲面。壓力源514能改變成適合任何其它不規(guī)則表面形狀，如槽、溝、凹陷和其它突起和壓痕。熱源512在環(huán)狀壓力源514內(nèi)部與之同心或不同心，這樣與鉚釘拱起的復(fù)雜曲面接觸的薄膜或整個鉚釘周圍的薄膜，或兩者都能在施加壓力源514的同時加熱。熱源512和壓力源514都安裝在帶有手柄518的機座516上。機座516還包括排氣孔520，在壓力源環(huán)面514接觸鉚釘周圍底材表面后，使空氣從熱源排出。
用于熱源512、壓力源514和機座516的材料可以是和圖2所示的熱源112、壓力源114和機殼116相同的材料。出于上文描述的圖2所示實施方式的相同目的，敷貼器510也可任選地在圖5所示位置安裝感溫器522和溫度控制測量儀524。
由于典型的印有圖象的薄膜的加熱速率和冷卻速率為每秒幾百度，所以用傳統(tǒng)粘貼工藝時，薄膜通常在成形/粘貼完成之前就冷卻到接近室溫了。當薄膜未適當軟化時所貼薄膜就會顯示出能導(dǎo)致粘合劑粘合失效的應(yīng)力。失效會造成薄膜從表面隆起，從而導(dǎo)致不良的外觀和薄膜損壞。對接近薄膜熔點的所貼薄膜進行施壓粘貼，可減少隆起的失效現(xiàn)象。
一位本領(lǐng)域技術(shù)人員用敷貼器10、110、310、410或510中任何一種就能粘貼處于或接近其熔點的薄膜，而不會損壞薄膜。使用熱源和壓力源同時相交于薄膜受力的不規(guī)則或復(fù)雜表面部位，能出人意料地將薄膜損傷減至最少。薄膜熱時，用不散逸熱量的輥14、114、314、414或環(huán)514可將其壓入就位。當熱薄膜和接受表面接觸時，立即驟冷。該過程將薄膜殘余應(yīng)力減少到能被許多粘合劑克服的程度，包括那些被認為性能不高的或可除去的粘合劑。
任何涂有粘合劑的薄膜都可從本發(fā)明的敷貼器中受益。這種薄膜的非限制性例子包括St.Paul，MN，USA的明尼蘇達采礦和制造公司(3M)現(xiàn)售的牌號ScotachcalTM；ControltacTM等的任何薄膜。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)稱為ControltacTM180的涂有粘合劑的薄膜用本發(fā)明敷貼器，在約從200℃到400℃的氣溫下能成功地粘貼，但實際的薄膜溫度最好上升到170到200℃。還發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)熱源在和壓力源在不同的時間和位置的使用雖然會產(chǎn)生所需的溫度，但是使用鉚釘刷需要薄膜冷卻到大約100℃，這對于貼在底材表面不規(guī)則部位周圍的薄膜的永久定形是不夠的。揭示于PCT專利公報WO98/29516的有粘合劑的ControltacTM180薄膜(市購于明尼蘇達采礦和制造公司)應(yīng)用于有大量鉚釘?shù)陌咨珖娖岵y金屬板，以模擬載重拖車的外表面。揭去薄膜內(nèi)襯，將薄膜沿波紋頂部放置，施加輕壓來提供初始粘合。然后用如圖2所示組裝的敷貼器機在加熱到不同溫度的同時滾壓進波紋間的波谷，在該處壓力源為軟聚氨酯泡沫輥。溫度的記錄顯示在市購于McMaster Carr的Steinel熱氣槍上。接著將波紋板連同粘合薄膜放在老化烘箱里6天，并加熱到79℃。隨后將波紋板從烘箱里取出，并靜置三周不接觸，然后測量薄膜從鉚釘周圍的自然隆起。結(jié)果如下述表1所示。
表1
這些結(jié)果顯示，熱氣溫高于200℃的聚氯乙烯薄膜在鉚釘周圍的自然隆起大大降低。本發(fā)明制品能提供這種熱量和獨立的熱中性壓力源，該壓力源貼合表面不規(guī)則部位或復(fù)雜曲面，從而使薄膜與底材有耐久的粘合性。
還發(fā)現(xiàn)能把薄膜貼到有波紋和有鉚釘?shù)撞纳贤ǔＫ璧臅r間節(jié)省80％，粘貼該薄膜的總花費減少了50％。
在薄膜上使用可除去或可重定位粘合劑，揭去該薄膜的花費也能大大降低。涂有可除去或可重定位粘合劑的薄膜包括市購于St.Paul，MN，USA的明尼蘇達采礦和制造公司的ScotchcalTM系列3500薄膜，由其商業(yè)繪圖部門(CommercialGraphics Division)銷售。
對于本發(fā)明來說，如果粘到預(yù)定底材的產(chǎn)品能以超過25英尺/小時(7.62米/小時)的速度、同時可任選地加熱用手揭去，而不損傷底材，該粘合劑就認為是“可除去的”。
使用本發(fā)明的敷貼器和方法建立了一種全新的業(yè)務(wù)方法。該業(yè)務(wù)方法包括，與圖象業(yè)主簽定合同將該圖象印到圖象印制薄膜上，其中圖象印制薄膜的承包者印制圖象，并用本發(fā)明敷貼器和方法將圖象印制薄膜貼到底材上?；蛘撸∧ぶ圃煺呖梢赞D(zhuǎn)包敷貼器的使用和方法來使遠程分包者(一個或多個)能將圖象薄膜(一張或多張)貼到底材(一個或多個)上用于更進一步的分配和使用。優(yōu)選的，圖象被分配到多個遠程位置，并用同一技術(shù)印制和粘貼所有位置，它們都可從本發(fā)明的敷貼器和方法提供的勞力節(jié)省中獲益。
所附的權(quán)利要求書確定了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種將涂有粘合劑的薄膜粘貼到具有表面的底材上的方法，包括a)加熱薄膜至薄膜軟化點，b)用“熱中性壓力源”施加壓力將軟化薄膜貼到底材上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于底材表面是不規(guī)則的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于a)在不加熱的條件下將薄膜貼到底材上，使薄膜與底材的接觸達到最大，b)對未與底材接觸的薄膜部位加熱至薄膜軟化點，c)用“熱中性壓力源”施加壓力將軟化薄膜貼到底材上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于粘合劑是可除去的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于粘合劑是熱活化的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于薄膜是聚氯乙烯薄膜。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于薄膜加熱到約350和400℃之間的溫度并立即和底材接觸。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于薄膜是聚烯烴薄膜。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征聚烯烴薄膜選自聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于薄膜加熱到300和500℃之間的溫度并立即和底材接觸。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于薄膜用能產(chǎn)生輻射能的熱源加熱。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于薄膜用能產(chǎn)生熱氣的熱源加熱。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”的泊松比小于1。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”的泊松比小于0.9。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”為泡沫材料。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”是泡孔直徑不大于0.5毫米的開孔泡沫材料。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”是泡孔不大于0.2毫米的開孔泡沫材料。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”是施壓表面直徑7厘米的涂抹器。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于“熱中性壓力源”是開孔發(fā)泡有機硅材料。
20一種軟化薄膜并將薄膜貼到底材表面的制品，該制品包括a)熱源和b)壓力源；其特征在于壓力源為熱中性的，且熱源和壓力源把熱量和壓力導(dǎo)向表面上薄膜和表面接觸的相交部位。
21.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于熱源至少有一個噴嘴對薄膜加熱。
22.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于熱源在高于150℃的溫度下操作。
23.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于熱源產(chǎn)生輻射能。
24.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于熱源產(chǎn)生熱氣。
25.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于壓力源為輥。
26.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于壓力源是環(huán)繞熱源的環(huán)面。
27.如權(quán)利要求24所述的制品，其特征在于還包括在熱氣管線中的偏轉(zhuǎn)板和擋板，用來將熱氣方向從一個沿偏轉(zhuǎn)板的位置改變?yōu)榱硪粋€沿偏轉(zhuǎn)板的位置。
28.如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于壓力源是輥，薄膜在貼到表面之前繞在輥上。
29.一種將涂有粘合劑的薄膜貼到具有表面的底材上的省力方法，包括的步驟有(a)將薄膜分配給學會使用如權(quán)利要求1所述方法的團隊。(b)可任選地讓該團隊在薄膜上印制圖形；并且(c)讓該團隊運用所述方法將薄膜貼到底材表面上。
30.將薄膜貼到底材上的整套敷貼器，包括a)熱中性壓力源，以及b)適于在貼到底材期間對涂有粘合劑薄膜加熱的熱源。
31.如權(quán)利要求30所述的整套敷貼器，其特征在于還包括上面涂有可除去粘合劑的薄膜。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于底材表面是有高度紋理的表面。
33.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于底材選自混凝土、水泥、石塊、灰泥、磚、織物表面和地毯表面。
全文摘要
使用熱源和熱中性的壓力源將涂有粘合劑的薄膜貼到表面,特別是不規(guī)則表面上。該薄膜經(jīng)軟化能重新形成和表面貼合的形狀,而不會損害粘貼處的薄膜。還揭示了敷貼器,它能獲得大大超過傳統(tǒng)技術(shù)的人力節(jié)省和質(zhì)量改善。
文檔編號B29C65/14GK1341057SQ00804327
公開日2002年3月20日 申請日期2000年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者R·S·斯蒂爾曼, J·R·戴維, P·A·雅各布斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司