专利名称：施加真空将粘合膜贴合在基底上的方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及将软粘合膜粘合并贴合到基底上的材料、方法和装置。
2.相关技术的描述粘合膜在现代商业中有许多用途。例如将用于广告和其它公共告示的巨大图形印制于粘合膜上。这种粘合膜可用压力激活粘合剂或其它粘合手段粘贴在墙壁和其它表面上。本申请所用的术语“粘合膜”是指与表面接触后能与该表面粘合的膜。粘合膜可包括粘合表面、静电粘着表面或其它粘合手段，优选包括与表面紧密接触的粘合手段。一种常见的粘合表面由压力激活的粘合层制成。本申请所用的术语“压力激活粘合剂”包括常用的粘性压敏粘合剂以及这样一些粘合剂，它们可能含有颗粒，粘性微球，微复制形貌(microreplicatedtopographies)或者其它类似的粘合系统，其粘合性是由施加于粘合剂和被粘合基底之间的压力所引发。
因为粘合膜所要粘贴的许多表面上有凸起、凹陷和其它不平整区域，所以需要将这些粘合膜贴合于这些表面。贴合性可来自室温下粘合膜的固有挠性或因加热产生，如粘合膜是热塑性粘合膜的那样。粘贴此类材料的通常做法是首先妥善地小心将热塑性粘合膜层压成表面上形成没有褶皱的平滑层，允许粘合膜帐蓬状覆盖在凸起上和悬架在凹陷上。为了让粘合膜贴合于表面，初步层压后，需要用软垫和刷子之类弹性工具一边施加压力，一边需要在表面不平整区域选择性地加热粘合膜。本申请中所用的术语“帐蓬状覆盖”是指粘合膜与环绕基底凸起的区域不接触，导致粘合膜帐蓬状盖在凸起上。类似地，术语“悬架”是指粘合膜拉紧在基底的凹陷上面而不与其接触。通常的做法是对不接触区(如起泡区、帐蓬状覆盖区或悬架区)刺孔，以便释放出所俘获的空气，同时在这些不接触区上施加压力，使该区域贴合并粘合。美国专利6,311,399揭示了一种能产生孔以释放出空气的有用工具。该工具安装了有回弹性能的针，它压向所层压的粘合膜并刺穿含有空气区域的粘合膜以提供能释放所俘获空气的通道。在分离区俘获的空气也可能通过粘合剂层内部的通道逸出。诸如从3M公司买到的3M″Scotchcal″brand Marking Film with ″Comply″brandperformancer的粘合膜使用粘合剂层中的微结构通道或微通道逸出所俘获的空气。这种粘合膜揭示在共同转让的美国专利6,197,397中。
尽管发现了各种粘合膜的广泛商业应用，但仍需要更容易和更快速的方法将粘合膜贴合于不平整的基底上，例如常常出现在半拖车和货运卡车体上的铆接构件。因为铆接构件有着大量的铆钉头，它们需要采取措施以改善贴合，完成这些操作的速度变得尤其重要。还需要一种将粘合膜贴合于不平整表面的方法，这种方法对粘合膜表面的损伤风险很小。这种损伤例如由常用于将加热软化的热塑性粘合膜压贴到不平整表面上的刷子或软垫造成的。而且，把粘合膜贴合在不平整表面的现有方法常常有体力上的要求，它们不仅要求技巧，还要求高的体力强度和耐心。此外，现有方法有人类工程学上的要求，它们常常要求同时使用一个加热源和另外几种工具，例如一个空气释放工具以便在粘合膜上形成空气释放孔，同时还要有一把刷子或一块软垫施加压力使粘合膜与表面相接触。这种工作要在诸如站立在半拖车或其它大垂直表面的边上、在脚手架或地面上方的其它升降装置上。在这种环境下进行操作就更加困难了。
发明概述本发明提供一种通过将粘合膜的至少一部分粘合到基底上并把粘合膜和基底表面之间界面空间中的空气压力降低到大气压力之下，来将粘合膜贴合到基底上的方法。上述的粘合膜优选包括基本上不透空气的柔软薄背衬。本申请中所用的术语“界面空间”是指粘合膜和基底表面之间未接触部分中的空间。界面空间包括泡状、帐状、波状或起皱薄膜之类的缺陷以及在粘合膜表面或基底中由沟槽、粗糙部分或表面形貌产生的气流通道之类的有用特征。界面空间也可由常用基底中存在的凹陷、叠缝和其它类似特征产生。
按照本发明的一个实施方式，将粘合膜贴合在基底上的方法包括以下行为提供具有粘合层的薄膜以及把至少一部分粘合层敷贴到基底上，其中粘合层和基底中的至少一个包括至少一个气流通道。该方法还包括如下行为把至少一个气流通道中的空气压力降低到足以从粘合层和基底之间的一个或多个界面空间中除去空气的负压(subatmospheric pressure)，并使上述的薄膜与基底相互贴合。
本发明中的气流通道用于使界面空间与粘合膜的至少一个边缘连通。不论这些气流通道是在粘合膜的粘合层中还是在基底中，它们最终都应通向粘合膜的至少一个边缘。本申请中所用的术语“边缘”是指薄膜片材的周边或由切割、穿刺或从周边的某个部位切除一部分薄膜而产生的内边。任何给定的气流通道没有必要仅在粘合层中或仅在基底中。粘合层通道和基底通道可以相互连接形成通向薄膜边缘的完整气流通道。
在本发明的优选实施方式中，先将粘合膜部分地粘合到待贴合的基底上，然后通过封边条(edge enclosure)将界面气流通道连接到真空源。该封边条优选以基本上气密封的方式封住粘合膜至少一个边缘的至少一部分，使封边条的内部与界面空间中的气流通道相连通，同时也与真空源连通，从而使界面空间与真空源连通。封边条的部件可包括密封带、真空密封膜、隔离材料(spacermaterial)、油灰、真空连接件以及其它封盖材料和密封材料。
把粘合膜贴合到基底上的上述方法可通过对封边条抽真空的同时任选地加热粘合膜来进行。某些粘合膜是足够柔软的，可以在室温下贴合，但另一些粘合膜(如热塑性图形标志膜)需要在抽真空时加热才能进行充分的贴合。本文中所用的术语“抽真空”和“真空”是指把空气压力降低到大气压力以下，尽管可以是轻微的降低，且不限于特定的真空度。
本发明的方法特别适用于有许多大的凸起、凹陷、皱纹或其它机械特征的场合，因为该方法对每个不平整部位或不接触区域不需要单独的贴合操作。本发明的另一个优点是以前曾不适用于层压到不平整表面上的粘合膜材料也可用于上述目的，因为消除了在贴合过程中与粘合膜的物理接触。在贴合操作过程中消除了与加热薄膜的物理接触可以在更大的范围内把粘合膜加热到更高的温度，从而改善了贴合性，且没有对薄膜表面产生损坏的危险。否则，这种薄膜可能在高温下易碎或易损坏的。
在本发明的另一个实施方式中，把粘合膜放在紧靠基底的地方，没有明显的粘合，且粘合膜一个边缘的至少一部分与封边条连通。与封边条不连通的薄膜边缘例如用压敏胶带密封，防止漏气，对封边条抽真空，从而对粘合膜和基底之间的界面空间抽真空，产生粘合膜和基底之间的紧密接触。加热粘合膜可提高该粘合膜与基底之间的贴合性。
本发明的其它细节用权利要求书中的特征进行限定。
附图的简要说明
图1是说明本发明一个实施方式中把薄膜贴合到基底上的方法的横截面示意图2是说明本发明另一个实施方式中把薄膜贴合到基底上的方法的示意性俯视图；图3是表明本发明方法所用的典型薄膜的示意性放大截面图；图4是表明本发明再一个实施方式中把薄膜贴合到基底上的方法的示意性俯视图；图5-8是与图1有点相似的图，所不同的是表明本发明其它实施方式中把薄膜贴合到基底上的其它方法；图9是说明本发明方法中所用的典型真空连接件的放大横截面图；图10是说明本发明方法中所用的另一种真空连接件的放大横截面图，未按比例；图11是说明本发明方法所用的可移动真空层压机的示意性横截面图；图12是表明演示本发明方法所用的测试板的俯视图，未按比例；图13是敷贴到铆接基底上的薄膜的放大俯视图，说明用于演示本发明方法的测量技术。
优选实施方式的详细描述在图1中横截面示意图所描述的本发明一个实施方式中，粘合膜8包括背衬11和粘合在上面的粘合层13。粘合膜8又层压在基底16的表面161上，形成铆钉12头10上面的帐篷状区域，从而产生由不接触的粘合膜部分18、基底表面161和铆钉头10表面确定的不接触空间14。粘合膜8对基底表面161的层压可以用任何合适的机械方法进行，例如用柔性滚筒滚压或挤压型薄膜敷贴器挤压。粘合层13具有至少一个可以让空气从不接触空间14流向粘合膜8边缘80的气流通道。边缘80用封边条123覆盖，从而形成了与气流通道相连通的空气流路(airflow passageway)。封边条123的例子可以是一段压敏胶带，如3M牌第471号胶带。封边条123也可以由软粘合膜制成，如厚度为0.1毫米的增塑聚氯乙烯薄膜。现已发现，这种薄膜具有足够的贴合性，当对与边缘80相邻的封闭区域施加真空时可以形成足够的真空密封。封边条123也可以是静电粘着膜。用油灰或其它类似的封闭材料可以提高封边条123在基底表面161以及其它表面上的密封性。优选的是，封边条并不密封薄膜边缘中存在的任何气流通道。通过产生孔81，并用真空连接件覆盖孔81，然后将真空连接件与真空源连接，可以使封边条123封闭的区域与真空源连通。任选地，真空连接件可以置于粘合膜边缘的上面，同时使用真空连接件和封边条。
在另一个实施方式中，仅将薄膜8的边缘层压在基底16上，进行密封基本上防止进入空气，然后对界面空间进行抽真空来进行余下的层压和贴合过程，如有需要，加热薄膜的不接触区域。在再一个实施方式中，无需将薄膜8层压在基底16上，仅将其放在基底上面，边缘用胶带贴粘或用其它方式密封，基本上防止空气的进入。然后对界面空间进行抽真空，如有需要，进行加热。
在边缘9上敷贴密封带或密封材料，可以密封其它气流通道，如从不接触空间14延伸到边缘9的气流通道，从而将不接触空间14和其它界面空间与周围空气隔绝。这样能让真空源17将区域14中的空气压力降低至足以沿粘合膜8产生压差的负压，使粘合膜与铆钉头贴合。应当理解，没有必要将粘合层13中通向大气的所有可能缝隙完全密封。例如，如果与从不接触空间14到边缘80的通道相比，从边缘9到不接触空间14的通道长而截面积小，则空气从边缘流到区域14的压差可能相当大。这样，如果由真空源17产生的空气流量足够大，则缝隙对区域14中产生的真空的不利影响较小。同样，当存在其它缝隙时，例如存在由松动铆钉产生的缝隙时，粘合层13的气流通道中存在的压差可以隔离这些缝隙，从而能够在离这些缝隙足够远的粘合界面区内获得可以接受的真空度。
在本发明的一些实施方式中，可以将具有缝隙的界面空间与其余界面空间进一步隔离。例如，如果粘合层中存在气流通道，则本发明的一些实施方式可以在缝隙周围的气流通道上施加集中的机械压力，使至少一部分气流通道坍陷，从而减少这些缝隙相通的气流通道中可流动空气的横截面。这样可以将缝隙周围的区域与界面空间的其它部分隔离，至少部分隔离。施加这种压力例如可以通过在小面积内施加窄辊或圆珠笔之类的机械器件或可施加足够力的其它机械器件进行，以产生高的压缩应力。例如，这种技术对于侧板上为机械连接标志或其它连接部件而钻孔的半拖车特别有用。应当理解，使气流通道坍陷而密封缝隙的技术也可以用在薄膜的周边处。
在另一个实施方式中，隔离缝隙的方法可以是按区域排列设计气流通道，即仅让有限区域内的气流通道相互连接，而将每个区域内的气流通道与其它区域内的气流通道相互隔离。当使用区域排列时，本领域的普通技术人员清楚，真空源与粘合膜的连接应考虑特定的区域排列情况。
视粘合膜8的大小不同，可能需要一个以上的孔和真空连接件。参见图2中所示的实施例，真空连接件19可以方便地放在粘合膜8的角上，或放在沿封边条123的不同部位。真空连接件的最有效位置取决于气流通道的构造以及基底表面不平整部分的位置。例如，气流通道是平行的槽沟时，则仅粘合膜8的有限数目的边缘是真空连接件的有效部位。在凸起或其它不平整部分出现在特定位置的应用中，如在具有成排铆钉的半拖挂车上，将真空连接件尽可能放在这些部位附近是有用的。
适用作粘合膜背衬11的材料包括在室温或高温下足够柔软能在对界面空间施加真空时贴合到基底上凸起或凹陷中的聚合物粘合膜。粘合膜的厚度没有特别限定，但不能厚到粘合膜柔软性太小，从而不能贴合到不平整基底上的程度。也可以使用多层膜，例如图形层上覆盖了保护膜的薄膜，条件是这种复合膜的厚度不能大到妨碍该薄膜与基底进行适当贴合的程度。
可以在室温下进行贴合的薄膜包括软化温度为室温或低于室温的薄膜。某些情况下，使用较低分子量的聚合物可以获得较低的软化温度。或者，加入溶剂、增塑剂或其它单体材料可以把许多聚合物材料的软化温度降低到所需的程度。然而，由于低的软化温度而在室温下具有所需贴合性的薄膜材料敷贴后具有不良耐久性的缺点。可以预料，如果加入反应性物质、合适引发剂和其它反应试剂，就可以在敷贴后的薄膜中用太阳光之类的能量发生聚合、交联或其它反应，这样可以提高这些材料的耐久性。在某些情况下，反应性溶剂或反应性增塑剂可用于敷贴过程中降低薄膜材料软化温度和在敷贴后用作聚合或交联反应剂的双重功能。如果溶剂能软化薄膜材料，则可以在薄膜材料敷贴到基底上后通过蒸发溶剂来显著提高软化温度，从而获得令人满意的耐久性。
在贴合过程中加热粘合膜可以扩大可用粘合膜的范围。常用的热塑性粘合膜材料，如增塑的聚氯乙烯、聚烯烃聚合物和共聚物以及许多聚酯，在它们的软化点以上具有可以使用本发明方法的温度范围。合适的粘合膜可购自3M公司，通常称为粘合标记膜。这种膜的例子包括购自3M Company，St.Paul，MN的3M″Scotchal″牌标记膜和同样购自3M公司的3M“Scotchlite”牌反射片。
在薄膜材料的软化点高于室温的本发明实施方式中，在贴合过程中加热可以提高薄膜的贴合性。适用热源的类型没有特别的限制，只要选择的热源能提供足够的热量，又不致烧坏、损坏或污损所敷贴的薄膜。合适的热源包括电加热枪和燃料燃烧装置，如燃烧丙烷和其它烃的气焊枪。现已发现，具有空气温度传感器和空气温度控制器的电加热枪特别有用。这些装置的具体使用方式，特别是加热时间和加热器在薄膜表面上方的移动是本领域中普通技术人员容易掌握的。
在贴合过程中没有必要加热粘合膜的每一部分。通常只需加热粘合膜与基底不接触的那些部分就足够了，例如铆钉头上的帐篷状粘合膜。为了达到薄膜与基底的贴合，周围空气与界面空间之间的压差不必很大。现已发现，周围空气和界面空间之间50毫米汞柱左右(约2英寸汞柱)的压差就可以使热塑性粘合膜贴合到基底上，例如只要通过加热能使粘合膜具有足够的贴合性。然而，依据粘合膜贴合部分与真空连接件之间气流通道中的压差情况，在真空连接件中可能需要相当高的真空度，以补偿上述压差并在可接受的时间内获得所需的局部压差。
在一个优选的实施方式中，粘合膜13是加入了气流通道的压力激活粘合层。参见图3，标明为粘合剂层(adhesive layer)140的粘合层(adherent layer)13的一个例子配有槽144。背衬层11的一个例子标明为背衬146，它与粘合剂层140相粘连。槽144的横截面形状不是关键的，但现已发现图3中所示的具有开口侧宽度141、底边宽度143和高度145的梯形是合适的，且容易制造。具有弯曲横截面的槽也是有用的。使用时，粘合剂层140在表面142(下文中称为平台)处与基底贴合。对于单位面积粘合膜来说，较大的平台面积有利于提供对粘合剂层140的更大接触面积，但不利于限制槽144的横截面总面积，从而妨碍空气的流动。相反，如果减少平台面积，则槽144可以有更大的横截面积，从而增大给定压力梯度下的气流流量，但减少了可用于粘合接触的平台面积。优选的槽结构也取决于所用特定粘合剂的流变性。虽然合适的槽深取决于粘合剂层140的厚度，但15-45微米的槽深和90微米左右的平均槽宽一般是有用的。
在压敏粘合剂层中具有微结构通道形式的气流通道的具体情况中，现已发现由于在真空下具有较高的空气流量，所以某些类型的通道结构是优选的。然而，真空下的空气流量并不随粘合剂中气流通道横截面大小而连续增加。这种性能是在界面空间中的部分真空和作用在薄膜表面上的大气压力之间压差力的作用下粘合剂层和背衬变形的结果。因此，真空下气流通道的大小可能远远小于没有真空的情况下。如果槽没有适宜的结构，则界面气流通道在压差力的作用下可能坍陷。
有限的单元模拟和实验结果表明，真空下通过气流通道的空气流速在以下几方面取决于气流通道的结构(1)即使气流通道所占的初始横截面积分数相同，但较宽的气流通道比较窄的气流通道能更有效地维持真空下的气体流量；(2)当气流通道比薄膜总厚度宽且薄膜较软时，薄膜下陷会导致气流通道在真空下坍陷；(3)当气流通道比粘合剂厚度窄且粘合剂的接触面积较小时，如果沿气流通道侧向挤压压敏粘合剂，则会使气流通道在真空下封闭；(4)在朝向背衬层的方向上使粘合剂层的厚度最小化，可以维持气流通道中的空气流动。就一种涂有压敏粘合剂的典型聚氯乙烯图形薄膜而言，粘合剂层在基底上的初始接触面积优选占40-90％。如果接触面积较小，就没有足够的粘合剂平台支撑压差力，粘合剂会不适当地变形，从而减少气流通道的面积。如果接触面积较大，则气流通道的横截面尺寸在真空作用下变化较小，但气流通道面积也较小。
涂有压敏粘合剂的薄膜中在朝向背衬层的方向上气流通道的深度优选为15-40微米，气流通道的横截面积优选为1000-10000平方微米。在靠近基底处的气流通道宽度优选为70-250微米，更优选为100-200微米。在没有抽真空的情况下，粘合剂与基底的接触面积约为40--90％，优选为50-80％，最优选为60-70％。气流通道的横截面构造可以是矩形、三角形、梯形、拱形、它们的近似形状、或不规则形状。
槽144可按各种图案排列，包括规则图案，如矩形格图案、菱形格图案、平行槽图案和它们的i混合。混合槽图案的一个例子是两个或多个槽组被十字槽连接的平行槽图案。在一些实施方式中，同样优选的是，在一个粘合层区域内提供一种槽图案，而在另一个粘合层区域内提供另一种槽图案，或者在一个粘合层区域内提供连续变化的槽图案。区域型槽图案也是可以设想的。一种特别有用的区域排列的例子是规则槽图案，例如被无槽区域周期性地中断的平行槽图案或格子槽图案，其中无槽区域将每个有槽区域与相邻的有槽区域隔离。
另外，柱形或球形颗粒之类的表面形貌也可加入到粘合剂层140中。现已发现，每厘米6个槽的槽密度(槽间距为1667微米)对于按格子形排列的槽来说是有用的，而每厘米71个槽的槽密度(槽间距为141微米)对于按平行槽图案排列的槽来说是有用的。在粘合剂层中形成槽图案的方法揭示在同时转让的美国专利6197397中。
压敏粘合剂对于本发明来说是特别有用的。按照压敏胶带协会的定义，压敏粘合剂是指仅靠接触而不需要手指或手压力以上的压力就能牢固粘合到各种不相似表面上的粘合剂。压敏粘合剂的非限制性例子包括美国专利4968562(Delgado)、EPO公开说明书0570515、EPO公开说明书0617708、美国专利5296277和Statas等人编著的压敏粘合剂技术手册(第二版，VanNostrand Reinhold，N.Y.1989)中揭示的压敏粘合剂。
除了槽图案以外，粘合层中的气流通道也可由不连续的粘合剂层提供，例如通过以带状、点状或其它类似图案敷贴粘合剂材料来提供。气流通道也可以用加入到粘合剂层中的粘合性微球或非粘合性颗粒来提供。粘合剂表面含有不规则的隆起部分(bump)或其它粘合剂材料凸起的粗糙粘合剂层也可以提供气流通道。通过把粘合性或非粘合性材料印刷或沉积到已形成的粘合剂层上或者把粘合剂涂覆在粘合性或非粘合性材料(可以点状、线状或其它类型的凸起)上，也可以将这些隆起部分或其它凸起加入到粘合剂层中。
粘合层中也可以用疏松结构材料(如疏松结构粘合剂和疏松结构粘合剂底层)提供气流通道。本申请中所用的术语“疏松结构材料”是指当放在两个表面之间时能保持上述表面隔开同时提供适于在这两个隔开表面之间空气流动的疏松通道的材料。疏松结构例如可由纤维状或多孔粘合剂提供。以喷射微纤维形式提供的粘合剂可用于提供具有显著量空气流动空隙的疏松结构粘合剂层。多层粘合剂体系也是可以设想的。例如，可以将疏松结构底层粘接到薄膜背衬的一个主表面上，然后把多孔或透气粘合剂层粘接到该底层上。这样可以界面空间中的空气通过粘合剂层流入疏松结构底层中，然后沿该底层流到薄膜边缘处。适用作该底层的材料包括喷射微纤维结构和开孔泡沫材料。VV气流通道可以是永久性的，也可以是临时性的，但一般优选的是将气流通道继续保持空气流通，直到已令人满意地完成薄膜与基底的层压和贴合为止。然而在本发明的一些实施方式中，同样有用的是用高度集中的外来物理压力使气流通道坍陷，从而通过闭塞与其相通的气流通道来隔离特定区域的界面空间。
当敷贴到基底上的粘合膜具有很大的尺寸时，在界面空间中提供横截面较大的附加气流通道可能是有用的。参见图4，在敷贴粘合膜52以前，已将流动通路62和64敷贴到基底50上。流动通路62和64例如可以是将粘合膜52敷贴到基底50上之前已连接在基底50上的带条。现已发现，由于粘合膜52通过这些带子时稍微成帐蓬状，所以与带子62和64相邻的区域提供有效的气流通道。通过提供这些增加的气流通道，可以提高远离真空连接件1 9的区域内抽真空的速度，从而可以让施加在真空连接件19上的真空在较大面积内有效。另外，通过增加可用流动通路的横截面来减少空气流动限制可以提高流量，从而缩短将较远薄膜区抽真空所需的时间。
现已发现，在粘合膜和基底之间放置一个或多个长(优选是连续)的材料(如钓鱼丝或带)，在这些材料的侧面形成小的帐蓬状通路，也可以提供附加的气流通道。这些材料可在敷贴薄膜之前敷贴到粘合层上，也可以在敷贴薄膜之前敷贴到基底上，或者同时敷贴到粘合层和基底上。
也可以用疏松结构隔离材料产生附加的气流通道。疏松结构材料的例子包括微复制结构和纤维状或非织造材料。适用作粘合膜和基底之间气流通道的疏松结构隔离材料除了要求对粘合膜保持足够的支承和粘合力、提供对敷贴粘合膜合适的可见外观和有效提高空气流量以外没有特别的限制。
界面空间中的气流通道并不局限于粘合层中的气流通道。某些基底，如混凝土块和其它有纹理或粗糙的表面，也可以提供气流通道。在粗糙或有纹理的基底情况下，粘合层13不需要提供气流通道，它可以是相当光滑的常规压敏粘合剂层，因为这些基底本身提供了必需的气流通道。在粗糙或有纹理的基底情况下，密封缝隙可能需要较大量的贴合性更好的密封剂来获得足够的性能。可用于提供附加气流通道的另一种基底特征是半拖车中常用的搭接板型基底中常有的台阶。现已发现，当粘合膜在搭接板之间台阶上通过时稍微成帐蓬状就会产生有用的气流通道。
虽然图1中所示的封边条通常为与粘合膜边缘平行的气流提供了足够的横截面，但有时为了增加空气流量需要增加封边条的横截面。例如当敷贴较大面积的粘合膜时，就发生这种情况，因为在这种情况下在封边条内空气流到真空连接件的距离相当长，从而明显阻碍了空气流动。在一个实施方式中，用隔离材料增大封边条的横截面。
参见图5，隔离材料150放在封边条23表面的下面，以扩大封边条23所包围的横截面。隔离材料可以是用于增加封边条23和基底表面161之间空间的同时提供让空气以适当高速度流动的疏松结构的任何构形。用真空连接件19将封边条23的内部连接到真空源17上。如图5所示，在某些情况下为了让由封边条23产生的内腔与真空连接件19之间通气，需要提供一个或多个孔，如隔离材料150中的孔151。在某些情况下，也可以将真空源17直接连接到隔离材料150上，而不使用真空连接件19。
参见图6，也可以将隔离材料150放在粘合膜8的边缘下面。就该实施方式而言，隔离材料150较好薄得足以让其放在粘合膜8边缘下面时不会引起粘合膜8的过度变形。将隔离材料150放在粘合膜8边缘下面而不放在粘合膜8边缘上面的优点是避免了与隔离材料接触而使粘合膜表面损坏。
在图5和图6所示的实施方式中，合适的隔离材料是由衬底156和从其上面突出的蘑菇状连接结构154构成的机械接合件阵列150。适于提供这种构形的市售材料是机械接合件阵列，如通常称为可重闭合接合件(reclosable fastener)的蘑茹型接合件。这种接合件公开在同时转让的美国专利4894060。其它合适的隔离材料包括可钩圈式可重新闭合的接合件片段。
一般来说，任何大小合适的疏松结构材料都可用作封边条隔离材料。合适封边条隔离材料的例子包括纤维状结构(如织造和非织造纤维材料)、微复制结构、颗粒状结构(如砂纸)和其它疏松结构材料。
也已发明了预制的封边条支架材料(stock material)。一种方便的预制封边条支架材料可按如下方法制备，即将粘合膜或胶带粘合到一段可重闭合接合件阵列150的光滑面上，使得粘接的粘合膜或胶带超出该接合件阵列的边缘。如图5所示，这种形成的支架材料把隔离材料150和封边条材料23结合成单条材料，从而可方便地将其连接到已敷贴到基底上的粘合膜边缘上。封边条材料23可以是压敏胶带、软薄膜、软静电粘合膜或其它合适的密封材料。合适的软薄膜是厚度为0.1毫米增塑聚氯乙烯薄膜。
敷贴粘合膜的基底结构也可用作封边条的一部分或气流通道。例如，参见图7，板72和搭接板74形成半拖车上发现的壁结构。一种特别有用的气流通道的形成方法是在把薄膜8敷贴到上述结构之前，把隔离材料750敷贴到板72和74上，形成通道75。适用作隔离材料750的材料是多孔材料，例如是购自3M公司的″Micropore″牌多孔材料。这种多孔材料可以让空气按箭头所示的方向流入通道75。另外，粘合膜8以帐蓬状覆盖在多孔带750边缘上形成的通道73也可提供额外的气流通道。
参见图8，缓冲材料850也可以对空气从不接触空间14流入通道77产生有利作用。为了提供这种空气流动增强作用，缓冲材料850不一定是多孔或疏松结构的。虽然不想受具体理论的束缚，本发明人认为缓冲材料850通过防止粘合层13中气流通道的堵塞来获得有益效果。如进行贴合时抽真空的低效率表明的那样，当包含气流通道的层顶压在坚硬材料的锐边或锐角时有时会发生气流通道堵塞。也已发现，例如用磨具将搭接板的边缘磨圆可以减少边缘堵塞。据推测，边缘70的磨圆和缓冲材料850获得有益效果的原理都是增加了粘合膜的弯曲半径，减少了粘合膜的局部压缩应力和粘合层13中气流通道的变形压缩量，从而有利于空气按图8中箭头所示的方向流动。
把封边条连接到真空源的真空连接件可以是能将真空施加到封边条内部的任何合适的结构。参见图9，真空连接件19由密封到板190上的可贴合接合垫构成。管装连接器194也密封到板190上，并与空间196相通。接合垫191例如可以是闭孔泡沫材料，如图8所示，将其贴合到与封边条有关的带、基底和其它表面上的表面不平整处可形成真空密封。真空连接件19的其它结构也是可能的。例如，真空连接件19可以是适合粘合片特定结构的伸长形或其它形状和尺寸。对于特定的用途，也可提供真空连接管194相对于板190的其它位置。在某些用途中，具有孔和真空连接管的的简单橡胶吸盖应可提供封边条与真空源之间足够的连接。
接合垫191可以是任何基本上气密封的可贴合材料，如具有足够厚度和合适弹性体性能的闭孔聚合物泡沫材料。对外表面193提供较小接触面积的接合垫具有对所接触表面施加过大压力的危险，例如可能会损坏粘合膜的表面。太硬的接合垫材料可能缺少所需的贴合性。
其它的真空连接件也是可以设想的。参见图10，真空连接件100具有管状部分102和平坦部分104。平坦部分104适于放在封边条薄膜106下面。这种封边条薄膜的例子可以是压敏胶带或其它可贴合薄膜。在一个优选的实施方式中，平坦部分104可以是适于薄膜106贴合在其周围形成可接受真空密封的材料和形状。
在一个替代的实施方式中，本发明的封边条相对于基底和敷贴的薄膜无需放在固定位置，而当薄膜敷贴在基底上时，它可以与薄膜一起相对于基底移动。这种封边条公开在WO00/43196中，并表示在图11中。参见图11，组合的层压机和封边条由滚筒112、114和116构成。按箭头11所示，它从左到右整体移动。开始时包括连接在粘合膜120上的保护性可剥离衬里的粘合膜113由滚筒112供给。当粘合膜离开滚筒112时，可剥离衬里115分离，被滚筒114除去，它由一个未画出的装置卷起进行处理。粘合膜120被层合滚筒116敷贴到基底16上。滚筒112、114和116以及这些滚筒每个末端处的端板(未画出)形成一个包围区117。通过一个位于端板中的真空孔(也未画出)对包围区117抽真空。粘合膜120具有一个带气流通道的粘合层。这些气流通道可以将粘合膜120与基底16之间的界面空间抽真空到包围区117中。这些气流通道优选是粘合膜120的平行槽，从而可以让空气朝包围区流动，同时将边缘密封，以防止垂直方向漏气。
用热源118加热，可以提高粘合膜120在凸起(如铆钉头119)上的贴合性。热源118例如可以是吹热风机。热源优选尽可能接近于层压滚筒116，因为界面空间中的空气压力在包围区117附近最低，且在外界与界面空间之间压力差最大区域中加热软化粘合膜120可能会使粘合膜与基底之间达到最大程度的贴合。
适用于本发明的真空源包括真空泵、真空吸气器和真空吸尘器，特别是木器加工和其它工场中常用的重型真空吸尘器。当使用真空吸尘器时，从中除去滤气元件会提高性能。真空源所需的压力和流动性能取决于特定的待贴合粘合膜、薄膜加热量和所需的贴合速度。例如，为了在充分加热的条件下产生足够的贴合性，特定的粘合膜在特定的未粘合区域仅需50毫米汞柱的局部真空度，但由于漏气而产生的粘合层气流通道中的潜在压力损失，真空源可能需要在真空连接件处产生相当高的真空度，以在所需的时间段内获得所需的局部真空度。缝隙的密封度也可能影响到所需的真空源流量。例如，如果需要将粘合膜贴合到没有充分密封的铆钉周围时，可能需要真空源提供较高的流量，以补偿漏气。
实施例真空泵在几个实施例中使用1/6马力电动机驱动的旋转式叶片真空泵(Gast Mfg，aUnit of IDEX Corp.，of Benton Harbor，MI制造)，并指定为“泵1”。该泵按如下顺序装有空气过滤器、排气阀、真空压力计和软真空管。通过让有限量的环境空气进入真空系统，排气阀可以调节所需的真空度。当关闭排气阀时，可获得630毫米汞柱左右的最大真空度。如果没有另作说明，实施例中记录的真空度是指用安装在真空泵上压力计测得的真空度。
在实施例中也使用压缩空气驱动的真空泵(购自PIAB(Rockland，MA)，部件号L28A6-B2N)，并指定为“泵2”。将该真空泵连接到一个压力调节器、空气过滤器和压缩空气管。调节进气压力，可以控制由该泵产生的真空度。真空压力计和真空软管被连接到该泵的抽真空侧。
加热器在实施例中使用如下手持加热器。
“1号加热枪”购自McMaster-Carr(Atlanta，GA，目录编号3433K21)的重型加热枪。这种加热枪具有可调节的空气温度控制器以及测量加热枪喷嘴附近空气温度的数字显示器。
“2号加热枪”购自Master Appliance Corporation，Racine，WI的HG-501A型电加热枪。“高”和“低”位相当于399℃和260℃。
“小型丙烷气焊枪”购自Smith Equipment，Watertown，SD并配有NE-182-41装置的“HANDI-HEET”牌焊接加热枪。上述装置提供的最大热量输出约为41000BTU。
真空连接件实施例中所用的真空连接件按如下方法制备。在一块10厘米×10厘米×0.32y毫米厚的透明聚丙烯酸酯板的中心攻出一个0.9毫米直径的孔。在一块9.5厘米×9.5厘米×1.3厘米厚、衬有压敏粘合剂的灰色闭孔聚氯乙烯泡沫材料(购自McMaster-Carr，目录编号为86025K68)上切出4.5厘米直径的孔。将该泡沫材料粘接到聚丙烯酸酯板的一个表面上。从该聚丙烯酸酯板的另一表面将一个管接头装入上述的孔中。用真空软管把该真空连接件连接到真空源上。
测量铆钉周围的薄膜贴合性在一些实施例中，可以目测评价薄膜贴合性，即贴合度、是否夹入气泡、是否存在皱纹、以及在贴合过程中是否损坏薄膜。在表面凸起物上贴合薄膜的情况下，贴合性的一个有用量度是升高距离d，即从凸起物上不接触点到不接触薄膜与被粘表面接触点的距离。在没有帐蓬状不接触的完全贴合的情况下，薄膜完全连接到凸起物的边缘上，如铆钉头的边缘上。结果升高距离为0。如图13所示，不接触薄膜部分21具有外不接触边界171和内不接触边界173，其中薄膜连接到边界171以外的表面23上，并连接到边界173内的铆钉头11上。视铆钉头11的形状和不接触薄膜部分21的角度而异，边界173的大小可以等于或小于铆钉头11的周边。薄膜部分21在位于边界171以内和边界173以外的区域172内不接触。在几个试样点处测量升高距离d，例如得到距离d1、d2、d3和d4。然后可将d1-d4的平均测量值记载为平均升高距离D。由于薄膜的不接触效果基本上是可见的，所以可以通过目测方式确定边界171和173的位置，而且用毫米尺通常可以得到足够精确的测量值。或者，根据帐蓬状不接触的总体视觉效果，选择一个典型的位置，只取一个测量值d。现已发现，在许多情况下，该方法(称为目测平均法)能正确评价铆钉周围区域内的薄膜贴合度。
实施例中所用的粘合膜如表1所示，实施例中使用购自3M公司的图形标志膜，如具有Comply牌性能的Controltac Plus牌图形标志膜。也使用用美国专利6197397B1实施例1所述的方法制备的如下实验膜。薄膜51C、53C和59C的结构类似于具有Comply牌性能的薄膜No.180C和160C的市售Controltac Plus牌图形标志膜，所不同的是表1中所示的粘合剂槽图案。实验膜4-10、90b和92-3b的粘合剂与no.3500C中所用的粘合剂相似，但具有不同的背衬。
表1.实施例中所用粘合膜的描述
通过选择各种粘合膜并将其层压在油漆铝试验板上，制备实施例1-12。上述油漆铝试验板的尺寸为10.2厘米×30.4厘米。以7.7厘米的间隔插入四个试验铆钉。离试验板端最近的铆钉位于板端3.5厘米处。选择铆钉的间隔，以把铆钉放在相距足够远的地方，防止层压过程中相互干扰。上述试验板涂有半拖车上常用的标准白色车辆漆。所用的铆钉是制造铝质半拖车体时常用的那种铆钉。铆钉头的直径为12毫米，铆钉头的高度约为1.5毫米。铆钉被紧压入试验板中，使铆钉头与油漆表面牢固密封。
在每个实施例中，用购自3M公司的PA-1号刮墨型敷贴器将一张7.6厘米×24厘米的粘合膜粘贴在试验板上。要小心避免皱褶，但让薄膜20光滑地帐蓬状覆盖在铆钉头11上，形成不接触薄膜部分21。参见图13，初步粘贴后，帐蓬状薄膜的典型距离d为8-10毫米。粘贴粘合膜时，使该粘合膜的一端离板端在1.3厘米内，且没有覆盖板另一端的铆钉。被粘合膜覆盖的铆钉标明为“R1”、“R2”和“R3”。与真空连接件最接近的铆钉是R1。粘贴粘合剂层中有平行气流通道的粘合膜时，使气流通道沿试验板的纵长方向取向。在表2所示的大多数实施例中，粘合膜边缘部分用3M公司的471胶带覆盖，以密封向大气敞开的粘合剂气流通道。对于具有按相交格子图案排列的气流通道的粘合膜来说，将没有被真空连接件覆盖的膜周边密封。对于具有平行通道的粘合膜来说，一般将与真空连接件相反的薄膜边缘密封。为了尽可能地进行气密封，沿覆盖薄膜的边缘用圆珠笔压紧3M公司的471胶带。
用一根真空软管把真空连接件连接到1号泵上，并开动真空泵。通过把真空连接件密封在光滑的平基底上并调节排气阀，把真空度调节到目标值。关掉真空泵。把真空连接件放在暴露铆钉附近的薄膜边缘的中心，并打开真空泵，以把真空连接件密封在表面上。观察到粘合膜向下贴合到铆钉的周围。60秒钟后，测量每个铆钉周围的不接触薄膜量d。然后用设定在目标温度的1号加热枪对铆钉R3周围的不接触薄膜加热。加热枪嘴在离薄膜表面2.5厘米左右的地方停留2-10秒钟。然后把加热枪移开5秒钟，然后返回到2.5厘米的距离处，进行再一次的同样加热。一般按5秒钟的间隔调节加热时间，以避免薄膜损坏或评价较低温度下的较长加热时间。一般来说，为了避免损坏薄膜，在较高的加热枪温度下和/或存在较大量不接触膜时必须减少加热持续时间。如果不小心损坏了显著量的薄膜，则将该试样丢弃，并用新的薄膜和较短的加热时间重复该实施例。对铆钉R2，然后对铆钉R1重复加热过程。除去真空室，然后在室温下将试样调理24小时。然后测量每个铆钉周围存在的不接触薄膜量d。
也用常规的敷贴工具(如3M铆钉刷敷贴器RBA-3、3M MPP-1多针穿孔机(参见美国专利6311399)和3M铆钉精整垫CMP-1，均购自3M公司)进行对比例。对比例用3M MPP-1多针穿孔机结合3M铆钉刷敷贴器RBA-3或3M铆钉精整垫CMP-1进行。先用MPP-1多针穿孔机穿透薄膜，在铆钉周围的不接触薄膜中产生几个小孔(直径约为0.2毫米)，然后用设定在所需空气温度的1号加热枪将薄膜加热2秒钟。接着用合适的精整工具用力压不接触薄膜。用铆钉刷敷贴器RBA-3作圆周刷运动，同时用铆钉精整垫CMP-1向下操作一次。
实施例1-12和对比例C1-C6的结果列于表2中。实施例1-6表明，与8910加贴膜层合的3M“Scotchcal”牌3500C号图形标志膜可以用30-500毫米汞柱的真空度贴合到铆钉周围。3500C薄膜具有可变的粘合剂以及在粘合剂表面上按格子图案排列的粘合剂通道。这些实施例中选择上述薄膜和加贴膜组合的部分原因是由于薄膜背衬的刚性和粘合剂的较低粘合程度，当使用可变粘合剂时，在不损坏这种较厚薄膜背衬的情况下一般难于获得良好的贴合程度。
实施例1表明，加热薄膜后在铆钉R1周围达到了极好的贴合性。与之相反，在R2和R3周围没有达到贴合。实施例2除了用471胶带密封没有被真空连接件覆盖的三个薄膜边缘以外与实施例1相同。在这种情况下，加热前已在R1周围获得了一定程度的贴合。而在加热后在每个铆钉周围获得了优异的贴合。因此，实施例2表明，471胶带能有效地减少空气通过粘合剂槽从薄膜边缘进入不接触薄膜下面的区域，实施例3-4表明，在真空度约为100毫米汞柱的情况下在3个铆钉周围都获得了优异的贴合。实施例5表明，在真空度约为50毫米汞柱的情况下贴合度较低。实施例6表明，在加热枪温度为260℃(500F)时也获得了优异的贴合性。据认为，每一种薄膜都有一个最佳温度范围，它取决于多种因素，如薄膜类型和厚度、真空度、抽真空时间，不接触薄膜的数量和体积。合适的温度可以方便地通过实验确定。
实施例7表明，当使用没有加贴膜的较薄180-10C薄膜时，加热以前就获得了良好的贴合性。
实施例8表明，粘合剂槽的图案很重要的，会影响贴合度和贴合速率。实施例8评价的51C薄膜具有与180-10C基本相似的结构，所不同的是粘合剂槽按纵向平行槽方式排列，而不是按格子图案排列。与180-10C相比，在加热前后51C薄膜都获得了更好的贴合度。改善贴合性的原因可以是对于51C薄膜来说每个单位面积内具有较多数目的粘合剂槽，和/或横向上没有漏气。
实施例9-12表明，可以使用各种粘合膜背衬。实施例9表明，对于3M粘合膜之一，即具有聚烯烃背衬的3540C而言，低达260℃的温度就可获得优异的贴合性。实施例10和11表明，如果使用具有适当低软化温度的背衬时，在121℃就可获得优异的贴合性。粘合膜4-10具有含有Bostik Vitel 3300/BostikVitel 1070/Clariant Renol White CTX 488(购自Bostik Finley(Middleton，MA)和Clariant(Muttenz，Switzerland))的80/20/54混合物的挤出膜背衬、3500C中所用的类似粘合剂、和平行粘合剂槽。粘合膜92-3B具有与180C-10相似的结构，所不同的是它具有溶剂流延在光滑可剥离衬里上的聚己内酸酯薄膜。实施例12表明，用厚达0.38毫米的薄膜可以获得优异的贴合性。薄膜90B的结构与180C-10相似，所不同的是背衬由类似于OxyChem 1810(购自OccidentalChemical Corporation，Dallas，TX)的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物构成。
对比例C1表明，当按粘合剂槽与铝板的纵向垂直取向敷贴51C薄膜时，没有获得贴合性。没有获得贴合性的原因是将真空连接件放在没有暴露粘合剂槽的薄膜边缘上。
对比例2表明，当使用没有粘合剂槽或足够不连续部位的粘合膜时，没有获得粘合性。
对比例C3-C6表明，由于薄膜损坏和/或较差的贴合性，3M铆钉刷RBA-3和3M铆钉精整垫CMP-1之类传统铆钉精整工具提供了较差的总体效果。
表2
a)加热时不接触薄膜下的夹入气体膨胀而使不接触区膨胀(象一个气球)。
b)在R3周围有大的皱褶，R2和R3周围有CMP-1泡沫垫引起的表面印痕。
c)每个铆钉周围有CMP-1泡沫垫引起的表面印痕。
d)每个铆钉周围有严重的薄膜损坏和皱褶。
e)每个铆钉周围有严重的薄膜皱褶。
实施例13本实施例表明(a)包含粘合剂微球的不连续压敏粘合剂涂层可用于提供背衬和基底之间的气流通道，和(b)乙酸纤维素薄膜可以贴合到小的表面特征周围，如十美分硬币中的标志。将一个十美分硬币放在玻璃板上，然后用1.9厘米宽8厘米长的3M牌811号办公胶带覆盖。811号办公胶带的背衬是乙酸纤维素薄膜，它的粘合剂层是粘合剂微球和乳液压敏粘合剂混合物的不连续涂层。该微球粘合剂类似于美国专利5166152中揭示的粘合剂。用3M牌471号带将811办公胶带的三个边密封到玻璃板上。把一个真空连接件放在该811号办公胶带的未密封一边，并获得300毫米汞柱左右的真空度。用温度为538℃的1号加热枪加热该十美分硬币上面和周围的不接触薄膜，直到不接触薄膜牢固地贴合在该十美分硬币周围，且不留不接触薄膜为止。待该十美分硬币冷却后，除去811号办公胶带，并进行观察。该胶带除去得很干净，该十美分硬币的表面特征非常清晰地留在811号胶带上。
对比例C7重复实施例13，所不同的是使用3M牌810号胶带。该胶带具有与811号胶带相似的结构，所不同的是粘合剂是较光滑的乳液压敏粘合剂涂层。没有观察到贴合。
实施例14本实施例表明含有粘结非织造纤维网的多孔粘合剂可用于提供背衬和基底之间足够的气流通道。含有丙烯酸异辛酯、丙烯酸和苯乙烯的92/4/4三元共聚物的压敏粘合剂用23重量％Escorez2393增粘剂(购自Exxon ChemicalCompany)增粘。在一个Brabender公司制造的双螺杆挤出机中将该混合物与Exact 4023聚乙烯(购自Exxon Chemical Company)混合，然后加入到钻孔熔体喷出模头中。该模头每2.5厘米(英寸)有15个孔，且保持在190℃的温度。该粘合剂供料装置保持在190℃，而丸状的聚乙烯以足以保持20重量％加入量的速度加入挤出机中。用熔体喷出法制备基重为每平方米75克的粘性熔融喷出网状物。类似的熔体喷出法记载在Wente，Van A.撰写的“超细热塑性纤维”一文中(《工业技术化学》，第48卷第1342页开始(1956))或Wente，VanA.；Boone，C.D.和Fluharty，E.L撰写、1954年5月25日出版和题目为“超细有机纤维的制造”的海军研究实验室第4364号报告中，所不同的是该装置使用把熔体流供入控制聚合物熔体流的齿轮泵中的双螺杆挤出机。该齿轮泵向进料头装置供料，该进料头装置连接在一个具有长径比为5∶1的圆形光滑表面孔的熔体喷出模头上。上述模头和进料头装置保持在190℃，而且该模头以178克/小时/厘米模宽的速度进行操作。网状物以约17.5厘米的收集器距离收集在剥离衬里上。然后将该纤维状粘合剂层压在100微米(4密耳)厚的挤出聚氯乙烯薄膜上，并修整到15厘米×25厘米的最终尺寸。除去剥离衬里后，将涂有粘合剂的薄膜敷贴在30厘米×30厘米的金属试验平板上，使得小的凸起和皱褶状区域仍未粘合。用2.5厘米宽的3M 471号胶带条敷贴到该薄膜的周边上，仅剩一厘米区域未覆盖。把真空连接件放在露出的薄膜边缘上，然后抽真空。该薄膜被紧紧地吸附到金属板上，消除了凸起和皱褶。用设定温度为370℃的1号加热枪加热薄膜表面。冷却薄膜和解除真空后，涂有粘合剂的聚氯乙烯膜仍保持与金属试验板紧密接触。
实施例15-19表明本发明方法可用于有效地贴合分布在大片粘合膜上的不接触区域。在这些实施例中，大片的粘合膜敷贴在16.2米长2.5米高(53′×8′)的白色半拖车(Trailmobile Trailer Corporation制造)上。半拖车的外部由1.2米长、2.5米高(4′×8′)和1毫米厚的垂直铝漆平板构成。这种铝板在拖车板接缝处用铆钉相互连接，并铆接到内部的垂直支持梁上。铆钉是垂直排列的，一般位于离搭接的拖车板上边的如下距离处1.3、10.2、16和71厘米(0.5、4、24和28″)。除了离板边1.3厘米(0.5″)的铆钉间隔5厘米以外，铆钉在垂直方向上的间隔为10.2厘米(4″)。铆钉头是圆顶形的，直径为12毫米，高度为1.5毫米，具有平顶区直径为6毫米的平顶。
实施例15本实施例表明，把合适的封边条放在整个薄膜周边上后抽真空可以有效地对大约覆盖半拖车半个侧面的大片粘合膜进行“精整”。用″Scotchprint″牌2000印刷机在两片1.2米(4′)×7.6米(25′)的3M VCC8198薄膜上印刷图形，与8910保护加贴膜层合，然后用3M″Scotchprint″牌图形敷贴器(SGA)敷贴到半拖车的一个侧面上。第一片薄膜敷贴在半拖车的下半部，第二片薄膜与第一片薄膜的顶边重叠3厘米左右。SGA是真空层压机，购自3M公司，并公开在WO01/89806A1和WO00/432196中。薄膜和衬里以图11中所示的相似方式通过真空层压机。SGA真空层压机敷贴粘合膜，使得每个铆钉周围的不接触薄膜量一般为8-10毫米。封边条由被471号胶带覆盖的隔离材料构成，并安装整个薄膜周边上。三种不同的材料用作隔离材料(a)14.5米长2.5厘米宽的″Scotchmate″牌钩圈可重闭合接合件(产品目录号为XMH-00-190，购自3M公司)，每平方厘米接合件约有90个0.5毫米高的钩；(b)3米长5厘米宽的″DualLock″牌可重闭合接合件(产品目录号为SJ-3441，购自3M公司)，每6.45平方厘米接合件约有400个2毫米高的柱；(c)3米长2.54厘米宽的″Dual Lock″牌接合件(产品目录号为SJ-3442，购自3M公司)，每6.45平方厘米接合件约有170个2毫米高的柱。在封边条上两个部位切出大小约为1平方厘米的孔一个在薄膜的顶边上，另一个在薄膜的底边上。将两个真空连接件连接到2号泵上，然后放在这两个孔上，对粘合膜和卡车表面之间的界面空间进行抽真空。获得约为430毫米汞柱的真空度。观察到整个粘合膜表面上铆钉周围的不接触薄膜减少到约为6-8毫米的距离。然后用小型丙烷气焊枪或设定温度为593℃的1号加热枪加热不接触薄膜区。加热时，不接触薄膜紧贴到铆钉周围0-2毫米处。在两片粘合膜重叠的半拖车中心附近，精整速度稍慢。据认为，重叠处露出的粘合剂气流通道降低该区域中的精整速度。第二天，检查薄膜，并测得0-3毫米的d值。
实施例16本实施例表明可以用各种加热器加热不接触薄膜，而且如果提供合适的气流通道的话，仅需沿薄膜底边抽真空。按与实施例15相似的方式将VCC8198薄膜敷贴到半拖车侧面上。敷贴薄膜之前，将一条1.3厘米宽、2.4米长的″Micropore″牌纸质急救带(购自3M公司)放在垂直拖车板缝上，使该急救带横跨在上下两个板上。封边条由3M 471号胶带和″Dual Lock″牌接合件(产品目录号SJ-3441，购自3M公司)构成。将该封边条敷贴在薄膜底边上。其余的薄膜周边以及两片薄膜之间的重叠部分用3M 471号胶带密封。将真空连接件连接到2号真空泵上，并放在封边条中的一个孔上。开动真空泵。如有需要，用管工油灰密封拖车板缝处的小漏洞。获得约250毫米汞柱的真空度。然后用30厘米宽的带状丙烷燃烧器加热上面一片粘合膜。该燃烧器购自Flynn BurnerCorporation(New Rochelle，NY)，且安装在一个order picker平台上。该orderpicker以每秒15厘米左右的速度沿半拖车一侧移动。为了评价整个上片薄膜，以3个不同的高度作三次上下运动，并且将每个区域加热两遍。一次上下运动时，火焰长度为2.5厘米，燃烧器离半拖车表面15-20厘米。两次上下运动时，火焰长度和燃烧器-拖车距离都为7.5厘米。该燃烧器提供约8000BTU/2.54厘米。然后用不同的手持加热器加热下面一片粘合膜部分。第二天测量不接触薄膜量以及用每一种加热器加热的铆钉区数目。下表中的结果表明用每一种加热器都得到了良好贴合性。
实施例17本实施例表明通过将拖车板缝用作横向高速气流通道，本发明方法可以有效地将粘合剂层中具有纵向平行槽的大片粘合膜上的不接触区贴合。将1.3厘米宽的″Micropore″牌纸质急救带(购自3M公司)横跨在六条相邻的拖车板缝上。按与实施例15相似的方式用SGA将两片已与8910保护加贴膜层合的1.2米×7.6米大小的59C薄膜敷贴到拖车和上述带条上。薄膜的垂直边用3M 483带密封，拖车板缝处沿薄膜顶边的缝隙用管工油灰密封。将三个真空连接件连接到一个常规歧管上，然后将该歧管连接到2号泵上。安装另一组三个真空连接件、常规歧管和2号泵。开动两个泵，沿薄膜底边将六个真空连接件放在六个不同的拖车板缝处。观察到不接触薄膜贴合到每个铆钉周围。用设定在“低”档的小型丙烷气焊枪加热不接触区域。在130-380毫米汞柱范围内改变真空度。取下真空连接件，第二天测量每个铆钉周围的不接触薄膜数量d。平均d值测定为小于1.5毫米。
实施例18本实施例表明，用与WO 00/43196和WO 01/89806A1相似的真空层压机敷贴粘合膜，并在层压后立即加热，可以将薄膜的敷贴和不接触薄膜的贴合结合在一个步骤中。按与实施例15相似的方式，用″Scotchprint″牌图形敷贴器(SGA)将几米的8620C薄膜敷贴到半拖车的侧面。敷贴薄膜后马上用手持1号加热枪和/或小型丙烷气焊枪跟在SGA后面加热铆钉周围的不接触薄膜。加热时，观察到不接触薄膜贴合在铆钉周围。发生贴合的原因是真空层压机在敷贴薄膜前沿处将粘合剂层中的气流通道抽真空。在将薄膜敷贴到几个垂直排列的铆钉后马上降低SGA敷贴速度和/或停止SGA敷贴，以便有时间用手持加热器仔细检查所有铆钉以及有额外的时间将不接触薄膜下面的气隙空气抽真空。加热后每个铆钉周围的不接触薄膜量明显减少，某些区域的d值小于1毫米。这样一个综合步骤可以优化得到一个快速而不接触薄膜量最小的粘合膜敷贴系统。这些改进包括更大的粘合剂槽结构、优化SGA敷贴速度以及优化热源和加热部位。
实施例19本实施例表明，可以有效地精整覆盖半拖车整个侧面的粘合膜。按与实施例15相似的方式，用″Scotchprint″牌2000印刷机在两片1.2米(4′)×15.2米(50′)的3M 8620C薄膜上印刷图形，与8910保护加贴膜层合，然后用3M″Scotchprint″牌图形敷贴器(SGA)敷贴到半拖车的一个侧面上。将封边条安装在整个薄膜周边上。该封边条是覆盖了3M 483号胶带的″Scotchmate″牌钩圈可重闭合薄接合件(产品目录号为XMH-00-190，购自3M公司)。两片薄膜间重叠部位用3M483号胶带密封。沿薄膜的底边在13根拖车板缝处的封边条上都切一个小孔。将真空连接件放在封边条孔上。将13个真空连接件按5个、5个和3个一组连接在三个不同的歧管和三个2号泵。沿上封边条用管工油灰将拖车板缝处的小漏洞密封。得到300毫米汞柱左右的真空度。据观察，每个铆钉周围的薄膜贴合到4-6毫米的d值。用小型丙烷气焊枪对每个铆钉周围和拖车板缝上的不接触薄膜进行加热。加热后，薄膜贴合在铆钉周围。d值小于1毫米。
实施例20-22表明这些方法可以用于把粘合膜贴合到粗糙表面上，如油漆的水泥块壁和油漆的岩板。
实施例20用手将一片0.8米×1.2米的51C薄膜敷贴到油漆的混凝土块壁上。由于混凝土块壁表面是非常粗糙，所以压敏粘合剂与该表面之间的接触实际上很少。大部分的薄膜悬跨在不同的表面凹陷上。将由2.5厘米宽和1.2米长的“DualLock″牌接合件(产品目录号为SJ-3441，购自3M公司)和3M 471号胶带构成的封边条放在两个薄膜边缘上，把薄膜粘贴混凝土块壁表面上。另两个薄膜边缘用3M 471号胶带密封。用1号加热枪加热3M 471号胶带，使其粘接到混凝土块壁上。趁热时，用柔性橡胶滚筒滚压上述的胶带，以将该胶带贴合在混凝土块壁表面上，并改善密封性。真空连接件连接到2号泵上，并放在封边条上的小孔上，得到250-380毫米范围内的真空度。真空使薄膜贴合到混凝土块壁表面上。然后用设定在538℃的加热枪加热该薄膜。加热每一个区域时，薄膜紧贴在表面凹陷中。加热后，仍有很小的不接触薄膜，而且覆盖的混凝土块壁具有讨人喜欢的油漆状外观。老化一个月后检查试样。薄膜从表面上的隆起很少。用手可容易地剥离薄膜小碎片，这表明容易剥离。
实施例21重复实施例20的步骤，所不同的是使用薄膜180-10。获得与实施例20相似的结果。本实施例表明如果表面形貌提供了粘合膜和表面间足够的气流通道，则不需要粘合剂中的槽。
实施例22本实施例表明这些方法可用于把粘合膜贴合到较深的凹陷中，如波纹状拖车板上的凹陷。获得60厘米×60厘米的油漆波纹拖车板。该拖车板具有纵向延伸的凸起波纹(脊)。每个脊的宽度为1.8厘米，高度为5毫米，脊的间距为4厘米。在脊间的波谷中存在铆钉。把一片53C薄膜敷贴到上述拖车板上，使该薄膜仅与脊顶接触，且粘合剂层中的平行槽与脊垂直取向。用手把薄膜边缘压到波谷中，使其与拖车板粘合。如有需要，用3M 471号胶带密封薄膜边缘。把由471号胶带和XMH-00-190构成的封边条放在53C薄膜的一个边缘上。把真空连接件放在上述封边条的一个孔上，然后抽真空达到250毫米汞柱的真空度。用设定在316℃的1号加热枪温和加热不接触的薄膜。该薄膜贴合到波谷中和铆钉的周围。
权利要求
1.把粘合膜贴合到基底上的方法，它包括提供具有粘合层的薄膜；把至少一部分粘合层敷贴到基底上，所述粘合层和基底中至少一个包括至少一个气流通道；以及把至少一个气流通道中的空气压力降低到足以从所述粘合层和基底之间的一个或多个界面空间中除去空气的负压，并使所述的薄膜贴合到基底上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括在界面空间中空气压力为负压时加热至少一部分所述薄膜的行为。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括在所述薄膜的至少一个边缘上提供封边条的行为。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于降低空气压力的行为是通过所述封边条上的孔抽出空气进行的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括密封所述薄膜的至少一个边缘防止空气流动的行为。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的薄膜还包括连接在粘合层上的背衬。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述的背衬包括热塑性材料。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述的背衬选自聚氯乙烯、聚烯烃聚合物和共聚物、聚酯聚合物和共聚物以及聚氨酯聚合物和共聚物。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述的背衬在室温下是可贴合的。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括至少一个槽。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括许多槽，且至少一个槽与另一个槽相交。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括许多基本上平行的槽。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的薄膜还包括背衬和粘合到所述背衬主表面上的疏松结构底层，而且所述的粘合层包括粘合在所述底层上的能流动空气的粘合层。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括粘性微球。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括喷射粘合剂微纤维。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘合层具有静电粘着性。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的基底包括具有铆钉头、搭接板、波纹或凹陷的至少一个表面。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的基底包括至少一个气流通道。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的基底是混凝土。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的基底包括能形成与所述薄膜的至少一个边缘通气的气流通道的至少一个表面不平整部位。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述的基底包括压敏胶带、隔离材料或线条。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于它包括沿所述薄膜的至少一个边缘提供至少一个封边条的行为，所述的封边条包括选自压敏胶带、聚合物软膜和静电粘合膜的材料。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于它包括沿所述薄膜的至少一个边缘提供至少一个封边条的行为，所述的封边条包括隔离材料。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于所述的隔离材料选自可重闭合接合件阵列、微结构材料、多孔材料、非织造材料、织造材料和喷射微纤维材料。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个气流通道的高度为15-40微米。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个气流通道的宽度为70-250微米。
27.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个气流通道的横截面积为1000-10000平方微米。
28.如权利要求1所述的方法，其特征在于把至少一部分粘合层敷贴到基底上的行为包括在约占所述薄膜总面积40-90％的面积内使所述粘合层与所述基底接触的行为。
29.如权利要求1所述的方法，其特征在于把至少一部分所述粘合层敷贴到基底上的行为用滚筒型真空层压机进行，所述的滚筒型真空层压机包括层压滚筒和预层压真空室。
30.一种组合件，它包括基底和敷贴在所述基底上的薄膜，所述的薄膜用权利要求1所述的方法贴合到所述基底上。
31.如权利要求30所述的组合件，其特征在于所述的基底是半拖车壁部分。
32.如权利要求30所述的组合件，其特征在于所述的基底是混凝土壁部分。
33.如权利要求30所述的组合件，其特征在于所述的粘合层包括许多槽。
34.一种把可贴合粘合层敷贴到基底上的方法，它包括如下步骤a)提供包括粘合层的可贴合薄膜；b)提供基底；c)用滚筒型真空层压机使所述的粘合层与所述的基底接触，所述的滚筒型真空层压机包括层压滚筒和预层压真空室；d)在接近于层压滚筒的区域内加热软化所述薄膜的层压部分。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括许多平行的槽。
36.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述的薄膜还包括连接在粘合层上的背衬。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于所述的背衬包括热塑性材料。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于所述的背衬选自聚氯乙烯、聚烯烃聚合物和共聚物、聚酯聚合物和共聚物以及聚氨酯聚合物和共聚物。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括许多槽，且至少一个槽与另一个槽相交。
40.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述的薄膜还包括背衬和粘合到所述背衬主表面上的疏松结构底层，而且所述的粘合层包括粘合在所述底层上的能流动空气的粘合层。
41.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述的粘合层包括粘性微球。
42.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述粘合层的至少一个气流通道的高度为15-40微米。
43.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述粘合层的至少一个气流通道的宽度为70-250微米。
44.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述粘合层的至少一个气流通道的横截面积为1000-10000平方微米。
45.如权利要求34所述的方法，其特征在于把至少一部分粘合层敷贴到基底上的行为包括在约占所述薄膜总面积40-90％的面积内使所述粘合层与所述基底接触的行为。
46.一个组合件，它包括基底和敷贴在所述基底上的薄膜，所述的薄膜用权利要求34所述的方法贴合到所述基底上。
47.如权利要求46所述的组合件，其特征在于所述的基底是半拖车壁部分。
全文摘要
通过将粘合膜或基底中存在的至少一个气流通道中的空气压力减少到大气压力以下，将粘合膜紧贴于基底。降低的空气压力可以让粘合膜在凹陷或凸起部位紧密接触基底。本发明方法特别适用于把包含图形的粘合膜贴合到各种基底上，如半拖车的侧面或混凝土块壁上，即使上述半拖车侧面包括铆钉和/或槽沟和混凝土块壁是较粗糙的。
文档编号C09J7/02GK1658981SQ03813677
公开日2005年8月24日 申请日期2003年5月9日 优先权日2002年6月11日
发明者J·R·戴维, J·O·埃姆斯兰德, D·L·弗莱明, M·R·凯斯廷, L·A·迈克斯纳, F·T·谢尔, R·S·斯蒂尔曼, D·J·亚鲁索 申请人:3M创新有限公司