專利名稱：層壓方法及其所制產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓制品。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種制作層壓制品的方法，并涉及該方法所制備的產(chǎn)品，即一種提高了剝離強(qiáng)度并改善了耐溶劑性的層壓制品。
層壓制品用于各種各樣的產(chǎn)品，包括工業(yè)用抹布、工作服、醫(yī)用織物等。這樣的層壓制品典型地包含兩層或多層用某種方法粘結(jié)在一起的片材。在一些情況下，構(gòu)成該層壓制品的各層是用加熱點(diǎn)粘結(jié)的。在另一些情況下，各層用粘合劑粘結(jié)在一起。例如，一些一次性工業(yè)用抹布由一個(gè)聚丙烯紡粘織物內(nèi)層和兩個(gè)外薄紙層組成。這些外薄紙層用一種以乳液形式施用和熱固化的粘合劑粘結(jié)到內(nèi)層上。然而，這樣的抹布層壓制品顯示出如低剝離強(qiáng)度所指出的不良層間粘合力，以及很小或沒(méi)有耐受有機(jī)溶劑的能力。雖然粘合性能可以通過(guò)增加粘合劑數(shù)量和/或通過(guò)使用輻射固化加以改善，但所形成的層壓制品會(huì)不太柔順也不太軟，也會(huì)喪失其它理想性能，例如水可濕性這樣的表面特征。因此，需要一種能克服這些問(wèn)題的、改進(jìn)的粘合劑基粘結(jié)方法。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制備層壓制品的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)性能的層壓制品。
這些目的及其它目的，對(duì)于本技術(shù)中具有一般技能的人來(lái)說(shuō)，從本說(shuō)明書(shū)和隨后的權(quán)利要求書(shū)的考慮將能一目了然。
因此，本發(fā)明提供一種由至少2層片材組成的層壓制品的制備方法，包括(A)把一種粘合劑組合物涂到第一片材的表面;
(B)使第一片材表面上的粘合劑組合物暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式紫外輻射;
(C)使第二片材的表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的表面接觸;和(D)使粘合劑組合物固化;
其中(1)所述不相干脈沖式紫外輻射具有一個(gè)單一狹窄波段，其范圍在約260-約360毫微米內(nèi);和(2)粘合劑組合物含有約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物，約1-約10%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑和約5-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
本發(fā)明也提供一種由三層片材組成的層壓制品的制備方法，包括(A)提供一種有第一表面和第二表面的第一片材;
(B)所述第一片材的第一表面和第二表面都涂上一種粘合劑組合物;
(C)使所述第一片材的第一表面和第二表面上的粘合劑組合物都暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式窄波段紫外輻射;
(D)使第二片材的一個(gè)表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的第一表面接觸;
(E)使第三片材的一個(gè)表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的第二表面接觸;和(F)使粘合劑組合物固化;
其中(1)不相干脈沖式紫外輻射具有一個(gè)單一狹窄波段，其范圍在約260-約360毫微米內(nèi);和(2)粘合劑組合物含有約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物、約1-約10%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑和約5-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
在某些較好實(shí)施方案中，這些片材是薄膜或纖維狀片材。在其它較好實(shí)施方案中，薄膜是聚烯烴薄膜。在另一些較好實(shí)施方案中，纖維狀片材由纖維素纖維、聚烯烴纖維或纖維素纖維與聚烯烴纖維的組合組成。


圖1是實(shí)例1、2、5、6、9和10中所采用的裝置的示意圖。
圖2-7(包括2和7)是按照本發(fā)明制備的層壓制品與用熔化燈制備的層壓制品的剝離強(qiáng)度對(duì)比柱狀圖，在圖2-5(包括2和5)中，也與用熱固化粘合劑制作的層壓制品進(jìn)行比較。
本文中所使用的“片材”這一術(shù)語(yǔ)，系指任何一種呈片狀的材料?！捌边@一術(shù)語(yǔ)僅指該材料的厚度比該材料的寬度或長(zhǎng)度小得多。片材可以是剛性的也可以是撓性的，較好是后者。
理想的是，片材是一種薄膜材料或一種纖維狀片材。較好的薄膜是從聚烯烴制備的。較好的纖維狀片材包括由纖維素纖維、聚烯烴纖維或纖維素纖維與聚烯烴纖維的混合物制成的非織造織物。這一類較好的纖維狀片材典型地選自由薄紙織物(tissuewebs)熔噴法非織造織物、共成形織物(Coformedwebs)和紡粘織物組成的這一組。
薄紙織物是按照眾所周知的造紙技術(shù)制備的。熔噴法非織造織物、共成形織物和紡粘織物制備的典型參考文獻(xiàn)給出如下。
(a)熔噴法參考文獻(xiàn)包括，例如，美國(guó)專利Perry，Jr的3，016，599;Prentice的3，704，198;Keller等人的3，755，527;Butin等人的3，849，241;Butin等人的3，978，185;和Wisneski等人的4，663，220。也請(qǐng)參閱V.A.Wente，“SuperfineThermoplasticFibers”，IndustrialandEngineeringChemistry，Vol.48，No.8，pp.1342-1346(1956);V.A.Wente等人，“ManufactureofSuperfineOrganicFibers，”NavyResearchLaboratory，Washington，D.C，NRLReport4364(111437)，datedMay25，1954，UnitedStatesDepartmentofCommerce，OfficeofTechnicalServices;和RobertR.ButionandDwightT.Lohkamp，“MeltBlowing-AOne-stepWebProcessforNewNonwovenProducts”，JournaloftheTechnicalAssociationofthePulpandPaperIndustry，Vol.56，NO.4，pp.74-77(1973);
(b)共成形法參考文獻(xiàn)包括美國(guó)專利NO.4，100，324(Andersonetal)和4，118，531(Hauser);
(c)紡粘法參考文獻(xiàn)，除其它外，還包括美國(guó)專利NO.3，341，394(Kinney)，3，655，862(Dorschner等人)，3，692，618(Dorschner等人)，3，705，068(Dobo等人)，3，802，817(Matsukl等人)3，853，651(Porte)，4，064，605(Akiyama等人)，4，091，140(Harmon)，4，100，319(Schwartz)，4，340，563(AppelandMorman)，4，405，297(AppelandMorman)，4，434，204(Hartman等人)，4，627，811(GreiserandWagner)，和4，644，045(Fowells)。
“聚烯烴”這一術(shù)語(yǔ)在此用來(lái)指任何一種可用于非織造織物制備的熱塑性聚烯烴。熱塑性聚烯烴的實(shí)例，除其它外，還包括聚乙烯、聚丙烯、聚(1-丁烯)、聚(2-丁烯)、聚(1-戊烯)、聚(2-戊烯)、聚(3-甲基-1-戊烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、1，2-聚-1、3-丁二烯、1，4-聚-1，3-丁二烯、聚異戊二烯、聚苯乙烯等。此外，這一術(shù)語(yǔ)還意味著包括兩種或多種聚烯烴的摻合物以及從兩種或多種不同的不飽和單體制備的無(wú)規(guī)和嵌段共聚物。由于其商業(yè)上的重要性，最好的聚烯烴是聚乙烯和聚丙烯。
任何一種給定片材的厚度或基重不是非知道不可。事實(shí)上，本發(fā)明的方法與片材的厚度無(wú)關(guān)。然而，作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，更理想的撓性薄膜和纖維狀片材將典型地具有約10-約115克/平方米(g/m2)這一范圍內(nèi)的基重。
“不相干脈沖式紫外輻射”這一術(shù)語(yǔ)以介電柵放電準(zhǔn)分子(激發(fā)物)燈(以下簡(jiǎn)稱“準(zhǔn)分子燈”)所產(chǎn)生的輻射為參照。這樣一種燈的描述可參閱，例如，U.Kogelschatz，“silentdischargesforthegenerationofultravioletandvacuumultravioletexcimerradiation”，Pure&Appl.Chem.，62，NO.9，pp.1667-1674(1990);和E.EliassonandU.Kogelschatz，“UVExcimerRadiationfromDielectric-BarrierDischarges”，Appl.Phys.B，46，pp，299-303(1988)。準(zhǔn)分子燈是由ABBInfocomLtd.(瑞士倫茨堡)開(kāi)發(fā)的。
這種準(zhǔn)分子燈發(fā)射頻帶寬度非常窄的輻射，即其半寬度具有5-15毫微米量級(jí)的輻射。這樣發(fā)射的輻射是不相干的和脈沖式的，脈沖頻率取決于交流電源的頻率，典型地在約20-約300KHz(千赫)的范圍。一盞準(zhǔn)分子燈典型地用該輻射最大強(qiáng)度發(fā)生時(shí)的波長(zhǎng)來(lái)標(biāo)識(shí)或稱謂，本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)全部遵循這一慣例。因此，與典型地發(fā)射全紫外光譜范圍甚至進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)的多數(shù)其它商業(yè)上可用的紫外輻射源相比，準(zhǔn)分子燈輻射基本上是單色的。
激發(fā)物是只在極端條件下才發(fā)生的不穩(wěn)定分子復(fù)合物，例如在特殊類型的氣體放電中暫時(shí)存在的那些復(fù)合物。典型的實(shí)例是2個(gè)稀有氣體原子之間或一個(gè)稀有氣體原子與一個(gè)鹵素原子之間的分子鍵。激發(fā)物復(fù)合物在不到1微秒的時(shí)間內(nèi)離解，并在它們發(fā)生離解的同時(shí)以紫外輻射形式釋放其結(jié)合能。
雖然激發(fā)物一般在約125-約360毫微米這一范圍內(nèi)發(fā)射(因激發(fā)物氣體混合物而異)，但只有那些在約260-約360毫微米這一范圍內(nèi)發(fā)射的激發(fā)物才對(duì)本發(fā)明有用。例如，在本發(fā)明中有效用的不相干脈沖式紫外輻射具有一個(gè)在約260-約360毫微米這一范圍內(nèi)的單一狹窄波段。粘合劑組合物，尤其環(huán)脂族雙環(huán)氧化物成分，在約260毫微米的波長(zhǎng)開(kāi)始吸收。因此，在低于約260毫微的波長(zhǎng)，粘合劑組合物的吸收度使光子的有效性降低到不可接受的低水平，作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，已發(fā)現(xiàn)能在308毫微米波長(zhǎng)發(fā)射的氯化氙激發(fā)物特別好地適用于本發(fā)明。然而，如果希望的話，也可以使用能在約260-約360毫微米這一范圍內(nèi)發(fā)射的其它激發(fā)物。
粘合劑組合物一般包含約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物，約1-約10%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑，和約5-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
這里所使用的“環(huán)脂族雙環(huán)氧化物”這一術(shù)語(yǔ)系指每個(gè)分子中有兩個(gè)環(huán)氧乙烷環(huán)的一種有機(jī)化合物或材料，該環(huán)氧乙烷環(huán)必須是環(huán)脂族基的組成部分。雖然兩個(gè)這樣的環(huán)氧乙烷環(huán)在理論上都可以是同一環(huán)脂族基的組成部分，但在立體效果上更好的是每個(gè)環(huán)氧乙烷環(huán)各是一個(gè)獨(dú)立環(huán)脂族基的組成部分。雖然這種環(huán)脂族基不是非知道不可，但它最經(jīng)常地是一個(gè)C5-C8環(huán)脂族基，尤其理想的是環(huán)己基(C6)和環(huán)庚基(C7)。環(huán)己基雙環(huán)氧化物尤其適用于本發(fā)明。尤其理想的環(huán)己基雙環(huán)氧化物的實(shí)例包括(僅供說(shuō)明)羧酸3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烷酯和己二酸二(3，4-環(huán)氧環(huán)己酯)。這樣的材料可購(gòu)自Uarion Carbide Chemicals and Plastics，Company，Inc.(康涅狄格州丹伯里)，商品牌號(hào)分別為CYRACURE
UVR-6100.UVR-6105與UVR-6110，和CYRACURE
UVR-6128。這一術(shù)語(yǔ)系指既包括單一的環(huán)脂族雙環(huán)氧化物，也包括兩種或多種不同環(huán)脂族雙環(huán)氧化物的混合物。
粘合劑組合物也必須含有重量為約1-約10%(重量)(以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算)的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。盡管這種陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的性質(zhì)不是非知道不可，但芳基锍鹽較好，而三芳基锍鹽尤其好。與這種陽(yáng)離子型光引發(fā)劑締合的陰離子一般可以是任何一種能生成過(guò)量酸的陰離子，即質(zhì)子化陰離子。當(dāng)這種光引發(fā)劑是一種三芳基锍鹽時(shí)，更常見(jiàn)的陰離子是六氟銻酸根和六氟磷酸根離子。特別有用的陽(yáng)離子型光引發(fā)引是CYRACURE
UVI-6974和UVI-6990光引發(fā)劑(Union Caebide Chemicals and Plastics Company，Inc.)。
這種粘合劑組合物還必須含有約5-約30%(重量)(以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物。當(dāng)三元共聚物存在時(shí)，環(huán)脂族雙環(huán)氧化物在粘合劑組合物中的存在量典型地在約94-約60%(重量)(以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算)的范圍。三元聚合物可以購(gòu)自Union Carbide Chemicals and Plastics Company，Inc.，其商品名為UCAR
Solution Vinyl Resins。
這種三元共聚物一般將以氯乙烯為主要成分;即，乙酸乙烯酯和乙烯醇在三元共聚物中的存在量通常各少于10%(重量)(以三元共聚物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算)。典型的組成是90%(重量)氯乙烯，4%(重量)乙酸乙烯酯，和6%(重量)乙烯醇(全部都以三元共聚物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算)，例如，UCAR
VAGH樹(shù)脂，其數(shù)均分子量為27，000，和UCAR
VAGD樹(shù)脂，其數(shù)均分子量為22，000。這種三元共聚物既起到鏈轉(zhuǎn)移劑的作用又起到增粘劑的作用。它既提高了粘合劑的撓曲性，又加速了固化過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。
盡管不特別需要，但粘合劑組合物可以含有少量其它材料或成分，例如稀釋劑、增韌劑、表面活性劑、固化加速劑、顏料、填料等，但應(yīng)當(dāng)避免堿性物質(zhì)。一些這樣的材料的實(shí)例包括(僅供說(shuō)明)醇類、二醇類、二醇醚、環(huán)脂族環(huán)氧化物，長(zhǎng)鏈環(huán)氧鏈烷、已內(nèi)酯二醇、已內(nèi)酯三醇等。
按照本發(fā)明涂到片材表面上的粘合劑組合物數(shù)量一般是所需要的粘合程度和所形成層壓制品的性質(zhì)的函數(shù)。這樣涂布的粘合劑組合物數(shù)量需要足以達(dá)到一種片材對(duì)另一種片材的恰當(dāng)粘合。然而，大量粘合劑組合物會(huì)對(duì)層壓制品的手感產(chǎn)生有害影響。作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，涂布到一種片材的任何給定表面上的粘合劑組合物數(shù)量將在約1-約15g/m2這一范圍。較好的是，這樣的粘合劑數(shù)量范圍將是約2-約10g/m2，更好的是在約4-約8g/m2這一范圍。
粘合劑組合物涂布到一個(gè)表面上的方法并不重要。例如，這種粘合劑組合物可以用噴霧、刮刀、印刷、絲網(wǎng)印刷等方法涂布。由于本發(fā)明中所采用的粘合劑組合物遠(yuǎn)優(yōu)于以前所使用的粘合劑，所以涂布較少的數(shù)量就能達(dá)到令人滿意的粘合。
把這種粘合劑組合物涂布到一種片材的一個(gè)表面上的一種特別理想的方法是印刷法。適用的印刷機(jī)的典型實(shí)例是直接的和膠印的凹版印刷機(jī)或涂布機(jī)。膠印凹版涂布機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于能更好地控制涂布的粘合劑組合物數(shù)量，尤其當(dāng)希望進(jìn)行低水平涂布時(shí)更是如此。在兩者中任意一種情況下，粘合劑組合物都是由一個(gè)刻蝕或鏤雕的凹版或供給輥汲取上去。在直接凹版涂布機(jī)中，粘合劑組合物直接轉(zhuǎn)移到一種片材的一個(gè)表面上。在膠印凹版涂布機(jī)中，由凹版輥汲取的粘合劑組合物轉(zhuǎn)移到一個(gè)覆蓋了橡膠的涂布輥或膠印輥上，然后再把粘合劑組合物轉(zhuǎn)移到一種片材的一個(gè)表面上。此外，還可以在供給輥和膠印輥之間安裝一個(gè)滾花輥，在這種情況下，供給輥和膠印輥兩者都覆蓋了橡膠。滾花輥上凹進(jìn)的表面積和深度決定了要轉(zhuǎn)移到一種片材的一個(gè)表面上的粘合劑組合物數(shù)量，并確保在整個(gè)涂布機(jī)上的均勻分布。
已發(fā)現(xiàn)膠印凹版涂布工藝特別適用于把粘合劑組合物涂布到片材的表面上，采用一種鏤雕的供給輥。特別有用的鏤雕是螺旋形雕花。當(dāng)粘合劑組合物要涂布到一給定片材的兩個(gè)表面上時(shí)，較好是以這樣一種方式使這樣的螺旋形雕花取向使涂布到一種片材的一面上的粘合劑組合物線不平行于涂布到同一片材的另一面上的粘合劑組合物線。理想的是，涂布到一種片材的一面上的粘合劑組合物線與涂布到同一片材的另一面上的粘合劑組合物線成一個(gè)約45°-90°角。當(dāng)然，如果希望的話，也可以采用其它圖案而不受限制，此外，還可以采用光滑的供給輥。
當(dāng)一種片材無(wú)論是薄膜還是纖維狀片材主要由聚烯烴組成時(shí)，較好是使其表面氧化，以更好地被粘合劑組合物潤(rùn)濕。盡管這樣的氧化一般可以用任何一種適用的方法進(jìn)行，但特別方便的是對(duì)這樣的片材進(jìn)行電暈放電。一般地說(shuō)，電暈放電功率密度應(yīng)足以使一種聚烯烴片材的表面氧化到能確保粘合劑組合物對(duì)其表面的可潤(rùn)濕性。作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，約2-約10千瓦/平方米(kw/m2)的電暈放電功率密度已證明是令人滿意的。
一旦粘合劑組合物已涂布到一種片材的一個(gè)表面上，就讓它暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式紫外輻射。然后，把要形成該層壓制品的片材合在一起，典型地用夾具夾住。在這些片材合在一起之前照射粘合劑組合物旨在避免外層片材對(duì)紫外輻射的散射。
每個(gè)表面上不相干脈沖式紫外輻射的功率密度典型地在約4-約20焦耳/平方米(j/m2)這一范圍。然而，這樣的范圍實(shí)際上只反映目前準(zhǔn)分子燈電源的能力;今后，更高的功率密度也許是實(shí)際的。
具有本技術(shù)中一般技能的人會(huì)預(yù)料到，對(duì)于一定紫外輻射暴露期，更高的紫外輻射功率密度源應(yīng)給出更高的固化速度，從而導(dǎo)致更好的粘合。然而，與這一預(yù)料相反，發(fā)現(xiàn)其反面才是本發(fā)明的情況。例如，如高剝離強(qiáng)度所證實(shí)的，本發(fā)明可以達(dá)到的片材之間的優(yōu)異粘合是出乎人們預(yù)料的。即使更為理想的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑即三芳基锍鹽在308毫微米有吸收度最大值，這種情況也依然真實(shí)。必須記住的是，引發(fā)效率與高吸收度無(wú)關(guān)，而更確切地說(shuō)，與該吸收率乘以該波長(zhǎng)的量子產(chǎn)率之積有關(guān)。
一種片材的任何一個(gè)給定的涂有粘合劑的表面所暴露的不相干脈沖式紫外輻射量大體上是線速度的函數(shù)。雖然準(zhǔn)分子燈所發(fā)射的輻射強(qiáng)度可以通過(guò)改變燈的電源功率來(lái)改變，但這不是控制照射量的實(shí)際方法，因?yàn)榧词乖谧畲蠊斎霑r(shí)燈的出力也相當(dāng)?shù)?。因此，作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，借助于線速度能更好地控制照射水平。例如，降低線速度就增加了片材在準(zhǔn)分子燈下的時(shí)間，因而增加了單位面積片材接受的不相干脈沖式紫外輻射量。
另一個(gè)重要因素是準(zhǔn)分子燈到夾具的距離，以下簡(jiǎn)燈-夾具距離。如同在粘合劑技術(shù)上已知的，含有環(huán)氧乙烷環(huán)和多羥基化合物的陽(yáng)離子型可紫外固化粘合劑的固化在最初暴露于紫外輻射之后還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。這就是說(shuō)，在紫外曝光期間從陽(yáng)離子型光引發(fā)劑產(chǎn)生的過(guò)量酸在曝光之后繼續(xù)有活性。例如，原來(lái)不粘的粘合劑組合物在曝光之后繼續(xù)變粘，可以利用改變燈-夾具距離這一簡(jiǎn)單辦法，把夾持處的粘性程度控制到某一程度。例如，增大這樣的距離可提高夾持處粘合劑組合物的粘性。這種至少部分控制夾持處粘性程度的能力顯著有利于本發(fā)明方法和所形成層壓制品質(zhì)量的控制。
作為一般規(guī)則，準(zhǔn)分子燈與片材的距離具有1cm的量級(jí)，盡管這個(gè)距離不是非知道不可。燈-夾具距離很大程度上取決于裝置;然而，如同在實(shí)例中所說(shuō)明的，準(zhǔn)分子燈最接近于夾具的距離是大約12-15cm。
準(zhǔn)分子燈方便地組織成數(shù)排各4根的圓柱狀燈，它們可以具有任何方便的長(zhǎng)度，目前可長(zhǎng)達(dá)約1米。然而，燈的幾何形狀不限于圓柱狀。這些燈是讓水通過(guò)燈的中心管或內(nèi)管循環(huán)來(lái)冷卻的，因此，它們?cè)谙喈?dāng)?shù)偷臏囟燃醇s50℃工作。不過(guò)，這些燈是小巧緊湊的，容易安裝在一臺(tái)裝置中幾乎任何方便的點(diǎn)上。理想的是，這樣的燈應(yīng)是可調(diào)的，從而可以改變燈到一種片材中涂有粘合劑的表面的距離而且在兩種或多種片材合在一起形成層壓制品的情況下也可以改變燈到夾具的距離。
本發(fā)明用以下實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明。然而，這樣的實(shí)例無(wú)論如何不能理解成對(duì)本發(fā)明的精神或范圍的限制。在實(shí)例中，所有溫度都用攝氏度表示，所有份額均以重量份額表示，除非另有說(shuō)明。
實(shí)例1-13制備一批層壓制品，其中每一種都有一個(gè)中心層或內(nèi)層片材，其每一個(gè)表面上都粘結(jié)一個(gè)外層薄紙片材。雖然中心層各異，但每個(gè)外層片材都是一種基重為約23g/m2的薄紙非織造織物。
采用兩種不同中心層片材。中心層片材A是一種基重為約15g/m2的聚丙烯紡粘織物。中心層片材B是一種基重為約37g/m2的聚丙烯薄膜。
在每種情況下，粘合劑組合物均由下列成分組成(a)82%(重量)以上所述CYRACURE
UVR-6110環(huán)脂族雙環(huán)氧化物;
(b)3%(重量)以上所述光引發(fā)劑CYRACURE
UVI-6990六氟磷酸三芳基锍鹽;和(c)15%(重量)以上所述，數(shù)均分子量為27，000的UCARVAGH氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物。
粘合劑組合物是通過(guò)把環(huán)脂族雙環(huán)氧化物加熱到約50℃并邊攪拌邊添加陽(yáng)離子型光引發(fā)劑制備的，攪拌混合物直至陽(yáng)離子型光引發(fā)劑溶解，此時(shí)添加三元共聚物，也是邊攪拌邊添加。
為了說(shuō)明準(zhǔn)分子燈在本發(fā)明中的重要性，替代地用一種微波放電汞熔化燈系統(tǒng)，尤其是FusionUVCuringSystems公司(馬里蘭州羅克維爾)制造的H-BulbF-300System提供紫外輻射。
采用了準(zhǔn)分子燈的裝置如圖1所示。參照?qǐng)D1，具有第一表面102和第二表面104的第一片材100從供給輥106松開(kāi)，并繞過(guò)導(dǎo)輥108導(dǎo)向上方。供給槽110和112中的粘合劑組合物被鏤雕凹版輥114和116所汲取。然后，粘合劑組合物從凹版輥114轉(zhuǎn)移到膠印輥118上，后者再把粘合劑組合物轉(zhuǎn)移到第一片材100的第一表面102上。類似地，同時(shí)粘合劑組合從凹版輥116轉(zhuǎn)移到膠印輥120上，后者再把粘合劑組合物轉(zhuǎn)移到第一片材100的第二表面104上。凹版輥118和120各自鏤雕了如上所述的螺旋形雕花。第一表面和第二表面涂布了粘合劑組合物的第一片材100從兩個(gè)準(zhǔn)分子燈組件122和124之間通過(guò)。每個(gè)組件均由如以上所述的4根圓柱狀燈組成。這些準(zhǔn)分子燈發(fā)射波長(zhǎng)為308毫微米的不相干脈沖式紫外輻射。準(zhǔn)分子燈組件122和124以這樣一種方式安裝，以致它們既能移近和遠(yuǎn)離第一片材100，也能移近和遠(yuǎn)離夾持輥138和140。燈-夾具距離一般在約12-約15cm這一范圍，盡管可以使用更小或更大的距離。
第二片材126從供給輥128松開(kāi)，并繞過(guò)導(dǎo)輥130導(dǎo)向上方。類似地，第三片材132從供給輥134松開(kāi)，并繞過(guò)導(dǎo)輥136導(dǎo)向上方。第二片材126壓在第一片材100中涂有粘合劑組合物的第一表面102上，而第三片材132壓在第一片材100中涂有粘合劑組合物的第二表面104上，借助于夾持輥138和140形成層壓制品142。所形成的層壓制品142由導(dǎo)輥146引導(dǎo)通過(guò)爐144，并在它離開(kāi)爐144時(shí)由導(dǎo)輥148導(dǎo)向下方。層壓制品142隨后繞過(guò)導(dǎo)輥150并引導(dǎo)到纏繞輥152上。爐144是不用的(leftoff)。這就是說(shuō)，不給該層壓制品加任何熱量來(lái)幫助粘合劑組合物固化。線速度典型地從約10至約30米/分鐘不等，每種片材的寬度均為約30cm。
對(duì)于熔化燈系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，利用一臺(tái)EuclidToolCompany膠印機(jī)(EuclidToolCompany，密執(zhí)安州貝市)把粘合劑組合物涂布到一個(gè)10cm見(jiàn)方樣品(每邊10cm)的一個(gè)表面或一面上。樣品涂有粘合劑組合物的一面朝上，放在一臺(tái)以30米/分鐘的速度移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)輸送帶設(shè)備的帶上。然后讓涂有粘合劑的表面暴露于該熔化燈發(fā)出的輻射，該燈裝在輸送帶設(shè)備上，位于輸送帶上方3cm處。用手工加上一層同樣大小的薄紙，所形成的層壓制品通過(guò)一臺(tái)有4.5kg夾持壓力的AtlasWringer(圖冊(cè)壓榨機(jī))。對(duì)樣品的另一面重復(fù)以上步驟，以便獲得預(yù)期的三層層壓制品。
每個(gè)層壓制品都進(jìn)行剝離強(qiáng)度和耐溶劑性測(cè)試。剝離強(qiáng)度是用一臺(tái)InstronModel1122通用測(cè)試儀(InstronCorporation，馬薩諸塞州坎頓)測(cè)定的。每個(gè)樣品都是76mm寬和約130mm長(zhǎng)。在樣品的整個(gè)寬度上，用手工小心地把一個(gè)外層與中心層剝離開(kāi)，剝到一段足以使Instron的夾具能抓住剝離層的距離。把已經(jīng)剝掉了一個(gè)外層的這一端用Instron的下夾具夾緊，然后再用上夾具把剝離層夾緊。兩夾具之間的距離是100mm。這一層與該層壓制品分離所需的力用克量度，并按照表1給出數(shù)值等級(jí)。
表1剝離測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)力等級(jí)說(shuō)明<80g5失敗>80g但<160g4及格(剛夠)>160g但<240g3滿意>240g但<320g2良好>320g1很好(優(yōu)異)耐溶劑性試驗(yàn)只是把層壓制品的樣品在以下4種溶劑中各浸沒(méi)5分鐘水，柴油，異丙醇和松節(jié)油(石油溶劑)。柴油是一種C9-C14烴類混合物。然后按照表2對(duì)每個(gè)樣品給出一個(gè)數(shù)值等級(jí)。
表2耐溶劑性標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)說(shuō)明5在粘合劑中仍無(wú)粘性層壓制品各層自發(fā)分離4在粘合劑中仍有一定粘性(使用時(shí)各層不會(huì)彼此滑脫)3溶劑只有微小影響2或1粘合劑完全能耐受溶劑這樣制備的層壓制品綜合于下面表3中(為方便起見(jiàn)，在表中用“EL”標(biāo)識(shí)準(zhǔn)分子燈)。在表中，粘合劑添加欄給出涂布到中心層片材兩個(gè)表面上的粘合劑總量。實(shí)例13是一種對(duì)照層壓制品，其中粘合劑是一種熱固化的乳液粘合劑(在表中，“N/A”意味著“不適用”)。剝離試驗(yàn)和耐溶劑性試驗(yàn)的結(jié)果綜合在表4中，其中i-PrOH代表異丙醇，Turp.代表松節(jié)油(“-”表示未做測(cè)定)。表4中剝離試驗(yàn)結(jié)果的范圍代表多次試驗(yàn)的低值和高值;等級(jí)是根據(jù)該范圍的高值劃分的。
表3實(shí)例1-13的層壓制品總結(jié)粘合劑功率中心層添加密度曝光時(shí)間實(shí)例織物 (g/m2) 紫外源 (J/m2) (秒)1A5EL40.32A5EL40.83A5熔化燈150.34A5熔化燈150.85A10EL40.36A10EL40.87A10熔化燈150.38A10熔化燈150.89B5EL40.310B10EL40.311B5熔化燈150.312B10熔化燈150.313A15N/AN/AN/A
表4實(shí)例1-13層壓制品測(cè)試結(jié)果總結(jié)剝離強(qiáng)度耐溶劑性實(shí)例(g)等級(jí)水柴油異丙醇松節(jié)油1175-2253----2200-4001----3<1004----4<1004----5340-410112436325-400112437190-2203----8175-2103----9280-3202----10>6001114311140-1654----12255-2852----13175-22535555從表3和4中的數(shù)據(jù)來(lái)看，顯然，本發(fā)明的方法導(dǎo)致在粘合劑組合物和功率密度兩者均較低水平時(shí)剝離強(qiáng)度和耐溶劑性均有顯著改善。如已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的，鑒于其它市售紫外輻射射源的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)結(jié)果是出乎意外。
為了更好地說(shuō)明本發(fā)明所導(dǎo)致的剝離強(qiáng)度改善，表4中的數(shù)據(jù)作成如圖2-7(包括2和7)中所示的柱狀圖。圖2對(duì)比了實(shí)例1中制備的層壓制品與實(shí)例3和13的層壓制品的剝離強(qiáng)度。實(shí)例1是準(zhǔn)分子燈制備的，而實(shí)例3則是熔化燈制備的。實(shí)例13(還將重提)是一種用熱固化粘合劑制備的層壓制品。圖3對(duì)比了實(shí)例2、4和13的層壓制品的剝離強(qiáng)度;實(shí)例2的層壓制品是用準(zhǔn)分子燈制備的，而實(shí)例4的層壓制品則是用熔化燈制備的。圖4中對(duì)比了實(shí)例5、7和13的層壓制品的剝離強(qiáng)度。實(shí)例5和7的層壓制品是分別用準(zhǔn)分子燈和用熔化燈制備的。圖5中對(duì)比了實(shí)例6、8和13的層壓制品的剝離強(qiáng)度。實(shí)例6和8的層壓制品是分別用準(zhǔn)分子燈和用熔化燈制備的。圖6對(duì)比了實(shí)例9和11的層壓制品的剝離強(qiáng)度，其中實(shí)例9的層壓制品用準(zhǔn)分子燈制備，實(shí)例11的層壓制品用熔化燈制備。最后，圖7對(duì)比了實(shí)例10層壓制品的剝離強(qiáng)度與實(shí)例12層壓制品的剝離強(qiáng)度。實(shí)例10和12的層壓制品分別用準(zhǔn)分子燈和熔化燈制備。
實(shí)例1-8(包括1和8)及實(shí)例13的層壓制品各由一個(gè)中心層聚丙烯紡粘織物夾在兩個(gè)薄紙織物層之間組成。在每種情況下，用準(zhǔn)分子燈生產(chǎn)的層壓制品的剝離強(qiáng)度比用熔化燈生產(chǎn)的層壓制品大，典型把大大約50-大約100%。此外，用準(zhǔn)分子燈生產(chǎn)的層壓制品的剝離強(qiáng)度等于或大于用熱固化粘合劑生產(chǎn)的層壓制品的剝離強(qiáng)度。請(qǐng)注意，本發(fā)明的方法能生產(chǎn)剝離強(qiáng)度提高了多達(dá)約100%的層壓制品。無(wú)疑，本發(fā)明方法的優(yōu)化將產(chǎn)生甚至更大的改善。當(dāng)中心層紡粘織物用聚丙烯薄膜代替時(shí)，用準(zhǔn)分子燈生產(chǎn)的層壓制品的剝離強(qiáng)度比用熔化燈生產(chǎn)生的層壓制品的剝離強(qiáng)度大得多，即大100%左右。
重復(fù)以上對(duì)準(zhǔn)分子燈所述的步驟，所不同的是，第一片材是Exxair10-B-04聚乙烯微孔薄膜(由ExxonCorporation(得克薩斯州休斯敦)供給)，第二片材是實(shí)例1-8和13中使用的紡粘織物(即中心層片材A)，沒(méi)有采用第三片材，因而給出一種雙層層壓制品。得到了類似結(jié)果。
本發(fā)明就說(shuō)明到這里，對(duì)于具有本門(mén)技術(shù)一般技能的人來(lái)說(shuō)，在不違背本發(fā)明的精神或范圍的情況下，其眾多的變化和改良將是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種由至少兩層片材組成的層壓制品的制備方法，包括(A)把一種粘合劑組合物涂到第一片材的表面；(B)使第一片材表面上的粘合劑組合物暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式紫外輻射；(C)使第二片材的表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的表面接觸；和(D)使粘合劑組合物固化；其中(1)所述不相干脈沖式紫外輻射具有一個(gè)單一狹窄波段，其范圍在約260-約360毫微米內(nèi)；和(2)粘合劑組合物含有約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物，約1-約10%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑和約5-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一片材和第二片材各自獨(dú)立地是一種薄膜或纖維狀片材。
3.權(quán)利要求2的方法，其中纖維狀片材選自由含有纖維素纖維，聚烯烴纖維或纖維素纖維與聚烯烴纖維的混合物的非織造織物組成的這一組。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述非織造織物選自由薄紙織物、熔噴法織物、共成形織物和紡粘織物組成的這一組。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑選自由芳基锍鹽組成的這一組。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑是一種三芳基锍鹽。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述三元共聚物的分子量范圍為約15，000-約30，000。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述不相干脈沖式紫外輻射的單一狹窄波段在308毫微米。
9.權(quán)利要求2的方法，其中所述層壓制品基本由第一片材和第二片材組成。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述第一片材是一種薄膜，所述第二片材是一種非織造織物。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述薄膜是一種微孔聚乙烯薄膜，所述第二片材是一種薄紙織物。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述第一片材是一種聚丙烯薄膜，所述第二片材是一種聚丙烯紡粘織物。
13.一種三片層壓制品的制備方法，包括(A)提供一種有第一表面和第二表面的第一片材;(B)所述第一片材的第一表面和第二表面都涂上一種粘合劑組合物;(C)使所述第一片材的第一表面和第二表面上的粘合劑組合物都暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式窄波段紫外輻射;(D)使第二片材的一個(gè)表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的第一表面接觸;(E)使第三片材的一個(gè)表面與第一片材中涂有粘合劑組合物的第二表面接觸;和(F)使粘合劑組合物固化;其中(1)不相干脈沖式紫外輻射具有一個(gè)單一狹窄波段，其范圍在約260-約360毫微米內(nèi);和(2)粘合劑組合物含有約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物、約1-約10%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑和約5-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述第一、第二和第三片材各自獨(dú)立地是一種薄膜或纖維狀片材。
15.權(quán)利要求14的方法，其中纖維狀片材選自由含有纖維素纖維、聚烯烴纖維或纖維狀纖維與聚烯烴纖維的混合物的非織造織物組成這一組。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述非織造織物選自由薄紙織物、熔噴法織物，共成形織物和紡粘織物組成的這一組。
17.權(quán)利要求13的方法，其中所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑選自芳基锍鹽組成的這一組。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑是一種三芳基锍鹽。
19.權(quán)利要求13的方法，其中所述三元共聚物的分子量范圍為約15，000約30，000。
20.權(quán)利要求13的方法，其中所述不相干脈沖式紫外輻射的單一狹窄波段在308毫微米。
21.權(quán)利要求15的方法，其中所述第一片材是一種聚丙烯紡粘織物，所述第二和第三片材各是一種薄紙片材。
22.用權(quán)利要求2的方法所制備的層壓制品。
23.用權(quán)利要求3的方法所制備的層壓制品。
24.用權(quán)利要求13的方法所制備的層壓制品。
25.用權(quán)利要求14的方法所制備的層壓制品。
26.含有獨(dú)立選自如下一組中的兩種或多種片材的層壓制品薄膜和含有纖維素纖維、聚烯烴纖維及纖維素纖維與聚烯烴纖維的混合物的非織造織物;其中(1)所述片材由一種含有如下成分的粘合劑組合物粘結(jié)在一起約94-約60%(重量)環(huán)脂族雙環(huán)氧化物，約1-約5%(重量)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑，和約10-約30%(重量)氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇三元共聚物，全部都以所述粘合劑組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)算;(2)所述粘合劑組合物的固化是通過(guò)暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式紫外輻射而活化的，該輻射具有在約260-約360毫微米這一范圍內(nèi)的單一狹窄波段;(3)所述層壓制品在常溫下至少5分鐘時(shí)間內(nèi)不受脂族烴類溶劑的顯著有害影響;和(4)所述層壓制品的剝離強(qiáng)度大于約200g。
全文摘要
一種提高了剝離強(qiáng)度和耐溶劑性的層壓制品的制備方法，包括(A)把一種粘合劑組合物涂布到第一片材的一個(gè)表面上；(B)使第一片材這一表面上的粘合劑組合物暴露于來(lái)自介電柵放電準(zhǔn)分子燈的不相干脈沖式紫外輻射；(C)使第二片材的一個(gè)表面與第一物品中涂有粘合劑組合物的表面接觸；和(D)使粘合劑組合物固化。這些片材理想地是薄膜和含有纖維素纖維、聚烯烴纖維或纖維素纖維與聚烯烴纖維的混合物的非織造織物。本方法尤其適用于制備工業(yè)用抹布、工作服、醫(yī)用織物等類層壓制品。
文檔編號(hào)B32B27/28GK1090813SQ9312150
公開(kāi)日1994年8月17日 申請(qǐng)日期1993年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月29日
發(fā)明者R·S·諾爾, J·G·麥克唐納德 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克公司