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包括高和低光泽度区的其上叠加有物理微观结构的基材.pdf

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包括 光泽 叠加 物理 微观 结构 基材
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摘要
申请专利号:

CN201380011227.X

申请日:

2013.01.30

公开号:

CN104203555A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B32B 3/30申请日:20130130授权公告日:20160713终止日期:20180130|||授权|||?#25269;?#23457;查的生效IPC(主分类):B32B 3/30申请日:20130130|||公开
IPC分类号: B32B3/30; G02B1/04 主分类号: B32B3/30
申请人: 3M创新有限公司
发明人: G·M·克拉克; J·T·巴图西亚克
地址: 美国明尼苏达州
优?#28909;ǎ?/td> 2012.02.28 US 61/604,124
专利代理机构: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 陈长会;马慧
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380011227.X

授权公告号:

|||||||||

法律状态公告日:

2019.01.15|||2016.07.13|||2015.01.07|||2014.12.10

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||?#25269;?#23457;查的生效|||公开

摘要

本文公开?#21496;?#21512;物基材,所述聚合物基材具有第一主侧面,所述第一主侧面包括第一高光泽度区并?#19968;?#21253;括具有模塑纹理化表面的第二低光泽度区,所述第一区和所述第二区以预?#28909;?#23450;的图案设置在所述第一主表面上;并且其中所述基材的所述第一主侧面还包括叠加在所述第一高光泽度区上和所述第二低光泽度区上的至少一个物理微观结构。

权利要求书

权利要求书
1.  一种聚合物基材,所述聚合物基材包括具有第一主表面的第一主侧面,所述第一主侧面包括:
第一高光泽度区;和
第二低光泽度区,所述第二低光泽度区包括导?#28388;?#36848;第二低光泽度区具有的光泽度低于所述第一高光泽度区的光泽度的模塑纹理化表面,
所述第一区和所述第二区以预?#28909;?#23450;的图案设置在所述第一主表面上;
并且,
其中所述基材的所述第一主侧面还包括叠加在所述第一高光泽度区上和所述第二低光泽度区上的至少一个物理微观结构。

2.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括小于约10光泽度单位的85度光泽度。

3.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括大于约40光泽度单位的85度光泽度。

4.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括?#20154;?#36848;第一高光泽度区的光泽度低至少约10光泽度单位的85度光泽度。

5.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括小于0.05微米的表面粗糙度Ra。

6.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括大于0.8微米的表面粗糙度Ra。

7.  根据权利要求1所述的基材,其中所述第一高光泽度区在所述基材的所述第一侧面上共同形成第一高光泽度宏观区域,并且其中所述第二低光泽度区在所述基材的所述第一侧面上共同形成第二低光泽度宏观区域;
并且
其?#26800;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够在视觉上观察到的图案。

8.  根据权利要求7所述的基材,其?#26800;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够观察到的信息标记。

9.  根据权利要求8所述的基材,其中所述标记包括徽标。

10.  根据权利要求9所述的基材,其中所述基材具有纵向轴线并且其中所述标记包括至少一个具有长轴线的文本串,所述长轴线相对于所述基材的所述纵向轴线以约20至约70度的角度取向。

11.  根据权利要求7所述的基材,其?#26800;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够观察到的装饰性图案。

12.  根据权利要求1所述的基材,其中所述基材包括小于约10%的可见光透射率。

13.  根据权利要求1所述的基材,其中所述聚合物基材的所述聚合物材料包含至少2重量%的遮光剂。

14.  根据权利要求1所述的基材,其中所述聚合物基材的所述聚合物材料包含有效量的至少一种着色剂,使得当可见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述基材显示出易于识别的非白色的颜色。

15.  根据权利要求1所述的基材,其中所述聚合物基材的所述聚合物材料为半结晶?#20154;?#24615;聚合物。

16.  根据权利要求1所述的基材,其中所述基材为带材背衬。

17.  根据权利要求16所述的基材,所述基材还包含设置在所述带材背衬的所述第二主侧面上的压敏粘合剂。

18.  根据权利要求1所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构为微结构化的手?#21644;?#26696;。

19.  根据权利要求1所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构为微结构化的液体保持图案。

20.  根据权利要求1所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构包括微结构化的手?#21644;?#26696;和微结构化的液体保持图案,其中所述微结构化的手?#21644;?#26696;和所述微结构化的液体保持图案是共延的且相交的。

21.  一种制备聚合物基材的方法,所述聚合物基材具有第一主侧面,所述第一主侧面具有第一高光泽度区并具有第二模塑纹理化低光泽度区且具有叠加在所述第一区和所述第二区上的至少一个物理微观结构,所述方法包括:
使熔融聚合物挤出物的第一主表面与包括所述第一区和所述第二区的阴面以及所述物理微观结构的阴面的第一模具表面接触,使得所述挤出物的所述第一主表面抵?#20811;?#36848;第一模具表面来模塑,从而形成具有第一主侧面的聚合物基材,所述第一主侧面具有第一高光泽度区并具有第二模塑纹理化低光泽度区且具有叠加在所述第一区和所述第二区上的至少一个物理微观结构。

说明书

说明书包括高和低光泽度区的其上叠加有物理微观结构的基材
背景?#38469;?
其上具有物理微观结构的基材已用于各种用途。
发明内容
本文公开?#21496;?#21512;物基材,所述基材具有第一主侧面,所述第一主侧面包括第一高光泽度区并?#19968;?#21253;括具有模塑纹理化表面的第二低光泽度区,所述第一区和所述第二区以预?#28909;?#23450;的图案设置在所述第一主表面上;并且其中所述基材的第一主侧面还包括叠加在所述第一高光泽度区上和所述第二低光泽度区上的至少一个物理微观结构。本发明?#26500;?#24320;了制备此类聚合物基材的方法。
在以下具体实施方式中,本发明的这些方面和其他方面将显而易见。然而,在任何情况下,都不应将上述发明内容视为是对可受权利要求书保护的主题的限制,无论此主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中给出,或者是在申请过程中给出。
附图说明
图1为示例性基材的一部分的示意性侧视剖视图,所述部分包括第一高光泽度区和第二低光泽度区,并?#19968;?#21253;括叠加在所述第一区和所述第二区上的示例性物理微观结构。
图2为示例性基材的一部分的示意性侧视剖视图,所述部分包括第一高光泽度区和第二低光泽度区,并?#19968;?#21253;括叠加在所述第一区和所述第二区上的另一示例性物理微观结构。
图3为示例性基材的第一主侧面的俯视平面图,所述第一主侧面包括第一高光泽度区和第二低光泽度区,并?#19968;?#21253;括叠加在所述第一区和所述第二区上的示例性物理微观结构。
图4为另一示例性基材的第一主侧面的俯视平面图,所述第一主侧面包括第一高光泽度宏观区域和第二低光泽度宏观区域,并?#19968;?#21253;括叠加在所述第一区域和所述第二区域上的示例性物理微观结构。
图5为示例性物理微观结构的透视图,所述物理微观结构包括叠加在第一高光泽度区域和第二低光泽度区域上的手?#21644;?#26696;。
图6为示例性物理微观结构的透视图,所述物理微观结构包括叠加在第一高光泽度区域和第二低光泽度区域上的液体保持图案。
图7为示例性物理微观结构的透视图,所述物理微观结构包括叠加在第一高光泽度区域和第二低光泽度区域上的共延的相交手撕液体保持图案。
图8为用于制备微结构化的带材背衬和带材的示例性方法的图解视图。
在多张图中,类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可能以相同或相等的倍数存在;在此类情况下,参考标号可能仅标出一个或多个代表性元件,但应当理解,此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明,否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制,并?#20918;?#36873;择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲,除非另外指明,否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸,并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管本发明中可能使用了诸如顶部、底部、上部、下部、下方、上方、正面、背面、向上和向下以及第一和第二的术语,但应当理解,除非另外指明,否则这些术语仅?#36816;?#20204;的相对意义使用。术语向外和向内分别指大致远离基材1的内部的方向和朝向基材1的内部的方向。除非另外特别限定,否则诸如相同、相?#21462;?#22343;一、恒定等等的术语在应用于可定量性质或属性?#24065;?#25351;在+/-5%内。如本文中用作性质或属性的修饰语,除非另外特别限定,否则术语“大致?#24065;?#25351;性质或属性可易于由普通?#38469;?#20154;员识别,而不需要绝对精确或完全匹配(例如对于可定量特性在+/-520%内);术语“基本上?#24065;?#25351;高度近似(例如对于可定量特性在+/-510%内),但同样不需要绝对精确或完全匹配。关于光泽度所使用的术语,如高/较高以及低/较低,在下文进行具体定义。
具体实施方式
图1和图2中示出各自包括第一主侧面100和第二主侧面400的示例性基材1的侧剖视透视图,第一主侧面100和第二主侧面400分别包括第一和第二朝向相反的主表面101和401。第一主侧面100的第一主表面101包括高光泽度的第一区110。第一主表面101还包括低光泽度的第二区130。所谓高光泽度和低光泽度具体地是指区130的光泽度低于区110的光泽度。区130可通过包括模塑表面纹理而表现出?#31169;?#20302;的光泽度。由此而论,具有模 塑表面纹理的区130是指具有特征结构的区域,所述特征结构以将区130的光泽度从平表面所表现出的光泽度降低的方式从平坦表面偏离(沿着基材1的z轴,如图1中所示),如稍后在本文中详细论述。所谓模塑纹理化表面是指通过模塑基材1或在其模塑期间获得基材1的主表面101的纹理赋予特征结构。因此,模塑纹理化表面可区别于从对现有表面进行处理所获得(例如,从?#28304;?#31867;表面进行研磨、消融或物理?#21482;?#25110;从将纹理赋予材料沉积其上所获得)的纹理化表面。第一区110和第二区130提供有预?#28909;?#23450;的图案。
基材1的第一主侧面100还包括叠加在第一区110和第二区130上的至少一个物理微观结构200。所谓叠加是指此一个或多个微观结构200延伸进入和/或穿过第一高光泽度区110中的至少一些,并?#19968;?#24310;伸进入和/或穿过第二低光泽度区130中的至少一些(最容易地可从例如图3的代表性图示中看出)。
在各实施例中,具有模塑纹理化表面的低光泽度区130可表现出小于约40、20、10、5或2光泽度单位的光泽度。在一些实施例中,低光泽度区130可表现出表面打毛(外观),如普通?#38469;?#20154;员将能够识别的。在各实施例中,高光泽度区110可表现出至少20、40、60或80光泽度单位的光泽度。在各实施例中,低光泽度区130可表现出的光泽度比高光泽度区110的光泽度低至少5、10、20、40或60光泽度单位(与相应区域的光泽度单位的绝对值无关)例如以便提供足够的光泽度对比,使得观察者可感知从高光泽度区和低光泽度区反射的可见光所展现的差异。
此类光泽度测量可例如通过可在局部规模上提供光泽度测量或可提供可与光泽度单?#36824;?#32852;的参数的无论什么方法和设备来局部进行(此类方法可包括例如轮廓测定法、共焦显微镜法等)。或此类光泽度测量可在共同由高光泽度区所形成的宏观区域上进行或相似地可在共同由低光泽度区所形成的宏观区域上进行(此类宏观区域稍后在本文?#26032;?#36848;)。此类测量可用常规光泽度计进行,例如可以商品名MICRO-TRI GLOSS?#31859;?#39532;里兰州哥伦比亚市的毕克助剂及仪器公司(BYK Additives and Instruments,Columbia,MD)的光泽度计(并且可例如按照与存在于ASTM测试方法D2457-08和D523-08(均规定于2008年)中的工序大致类似的方式进行)。应当理解,此类光泽度测?#23458;?#24120;在60度入射角下进行;然而(例如,在物理微观结构200的特定设计可(例如通过遮蔽效应)不当地妨碍以60度的光泽度测量的情况下), 可以使得物理微观结构的任何效应最小化的角度例如85度进行光泽度测量)。还将认识到,根据区表面纹理的性质和/或叠加在该特定区上的任何微观结构200的性质,区/区域的光泽度可取决于入射光相对于纹理和/或微观结构(即,相对于基材x-y轴,如图1-3中所示)的任何取向的取向。在此类情况下,可获得平均光泽度,该平均光泽度源自以相对于基材x-y轴的各种取向所进行的光泽度测量。
区110和区130的表面纹理可通过轮廓测定法来表征,如普通?#38469;?#20154;员所理解。如果表面纹理具有取向依赖性,则此类轮廓测定法可沿着相对于基材1的x-y轴的若干取向进?#23567;?此表面纹理的此类轮廓测定法测量可忽略物理微观结构200的任何?#27605;?。此类轮廓测定表征的结果通常以表面粗糙度表示,例如Ra,其为公认的平均表面粗糙度参数。在各实施例中,高光泽度区110可具有的Ra小于0.2μm、0.1μm、0.05μm或0.02μm。在各实施例中,低光泽度区130可具有的Ra大于0.2μm、0.4μm、0.8μm、2μm或4μm。(应当理解,以上提出的低光泽度和高光泽度的定义仅需区130具有低于区110的光泽度,而无需相应的区表现出光泽度或Ra的任何绝对值。因此,不应推断例如0.2μm的Ra为“高”光泽度与“低”光泽度之间的定义边界。相反,表面粗糙度Ra仅为可用于表征高和低光泽度区的附加参数。
另外,可参照图3来论述基材1的?#38468;冢?#22270;3示出基材1的第一主表面101的平面图,所述主表面101包括第一高光泽度区110(其通过不含任何表面阴影?#31895;?#31034;)和其中低光泽度(即,低于区110的光泽度)由模塑纹理化表面(所述纹理化表面通过图3中的表面点画?#31895;?#31034;)赋予的第二区130。
第一高光泽度区110和第二低光泽度区130可以任何所需图案设置在基材1的第一主表面101上。由此而论,术语区涵盖任何尺寸的表面部分,包括微观区(例如,过小(例如尺寸小至几平方微米)而不能被肉眼看见的区)。在一些实施例中,高光泽度区110可布置为共同包括具有高光泽度的宏观区域111(即,大于约2mm2的区),无论形成区域111的区110是否呈邻接布置或无论它们是否彼此被例如区130的一些部分和/或被微观结构200分离。相似地,低光泽度区130可布置为共同包括具有低光泽度的宏观区域131(例如,具有表面打毛),无论区130是否呈邻接布置或无论它们是否彼此被例如区110的一些部分和/或被微观结构200分离。
在各实施例中,具有模塑纹理化表面的低光泽度宏观区域131可表现出小于约40、20、10、5或2光泽度单位的光泽度。在一些实施例中,低光泽度区宏观区131可表现出表面打毛(外观),如普通?#38469;?#20154;员可识别的。在各实施例中,高光泽度宏观区域111可表现出至少20、40、60或80光泽度单位的光泽度。在各实施例中,低光泽度宏观区域131可表现出比高光泽度宏观区域111低至少5、10、20、40或60光泽度单位的光泽度(例如,与相应宏观区域的光泽度单位的绝对值无关),从而提供足够的光泽度对比以可观察到例如反射光标记。可使用高光泽度区和低光泽度区的任何合适的布置。应理解,例如,高光泽度宏观区域111可包括一些数量的低光泽度(例如,微观)区130;然而,只要宏观区域111由高光泽度区110占主导地位以便表现出宏观高光泽度,则仍然认为区域111是高光泽度区域。类似的考虑对于低光泽度宏观区域131也适用。
在一些实施例中,此类宏观区域111和131可组合布置以共同提供任何合适的装饰性图案。此类装饰性图案可包括对象或场景的表示、抽象图案、随机图案、规则图案,等?#21462;?棋盘图案在图3的示例性实施例中示出)。
在一些实施例中,高光泽度区/区域和低光泽度区/区域可组合布置为共同提供如图4示例性方式中所示的至少一个信息标记600。此类信息标记可包括例如徽标、商品名等(无论此类标记的形式为文本或符号或图片或两者的混合形式)。应当理解,这些特征结构可?#24066;?#22522;材1显示出未印刷的信息标记(类似于例如水印),所述标记至少当可见光照射到基材1的第一主侧面上或从该第一主侧面反射时能够被观察到,并且所述标记在无需将任何颜料、墨、标签等沉积到基材1上的情况下获得。在一些实施例中,信息标记可包括文本串(无论是单独的或是与其他视觉元件组合),如图4的文本串601所例示。在另外的实施例中,基材1可具有纵向轴线“L?#20445;?#32780;文本串可具有长轴线“l?#20445;?#22914;图4所示。在具体实施例中,文本串的长轴线可以相对于基材1的纵向轴线约20度至约70度的角度取向,如图4中所示。在另外的实施例中,文本串的长轴线可以相对于基材1的纵向轴线约35度至约60度的角度取向。
在这些实施例的?#25105;?#20010;中,低光泽度区域131可单独或共同提供背景,其中某些高光泽度区域111单独或共同在所述背景上提供特定的能够观察到的特征结构(例如,图像或字母)。或者,?#31895;?#20134;然。或者,可采用两?#22336;?#24335;的组合。
任何合适的模塑特征结构可用于降低区130相对于区110的光泽度。由此而论,特征结构可为表示从平坦表面(沿着基材1的z轴)离开或偏离的任何事物,该偏离处在某个程度上适于用以散射可见光并从而减少了来自表面的镜面反射。此类特征结构可随机提供或可包括预?#28909;?#23450;的图案。区130的此类特征结构可包括例如相对于区130内的主表面101的平均水平(沿着垂直于基材1的主平面的轴线(z轴))向外突出的那些(例如,如针对区130进行测量和平均,并且不包括来自物理微观结构200的任何?#27605;?。此类特征结构还可包括相对于此平均水平向内凹陷的那些。此类突出特征结构可表征为例如突出部、小丘、节结、锥体、杆、柱?#21360;?#38534;起块、脊等;此类凹陷特征结构可表征为例如凹陷、空穴、凹?#21360;?#35010;隙、垄沟、裂缝、凹口?#21462;?#32441;理化表面可具有突出和凹陷特征结构的组合(例如,垄沟和脊、突出和凹陷锥体、两者间具有凹坑的节结等)。
应当理解,以足以散射光的大小?#27573;?例如,在约0.2微米至约30微米的?#27573;?#20869;)存在的此类特征结构可提供此类功能。此类特征结构可包括例如可为局部平坦的(即,在几微米或更小的?#27573;?#19978;)但具有此类小尺寸和/或被布置为共同提供低光泽度的表面。此一般类型的基材的实例在例如美国专利申请公布2010/0302479中有所描述。或者,此类特征结构可包括例如在几微米或更小的尺寸?#27573;?#19978;为非平面的(弯曲的)平面(例如,?#24335;?#32467;等形式的那些)。此一般类型的基材的实例在例如美国专利申请公布2007/0014997中有所描述。可使用具有两种类型的特征结构和/或具有局部平坦和/或局部弧形表面的任何组合的特征结构的基材。(应注意的是其中存在表面纹理,可将邻近物理微观结构的区中的主表面101的平均z轴水平用作参考基准平面以表征物理微观结构的高度)。
虽然未排除第一高光泽度区110具有一些模塑表面纹理,但此类区将具有少于第二区130的表面纹理,使得其表现出的光泽度高于区130表现出的光泽度,如上文所述。在一些实施例中,高光泽度区110可不含表面纹理,例如其可为平表面(例如,在0.2μm或更大尺寸?#27573;?#19978;)。在一些实施例中,此类表面可为例如光学?#20132;?#34920;面(例如,诸如在通过抵靠非常?#20132;?#30340;模具表面(诸如抛光的金属辊等)而模塑熔融聚合物的材料来形成基材1的过程中获得)。
通常采用高透光性基材来控制光泽度,例如以使?#32654;?#33258;基材的镜面反射可妨碍透射穿过基材的光的程度最小化。此类问题往往产生于例如显示器中 或其中透射光和反射光之间的互相作用较重要的类似应用中。相比之下,本申请涉及光泽度的控制例如以便增强可包括物理微观结构的基材的外观。可用于例如带材等的此类基材可能往往透光性不良(例如,半透明或甚至不透明)。因此,至今未知其可用于以本文所公开的方式调控此类基材的光泽度。然而,发明人现已发现特别是在某些应用中(例如,遮?#35859;?#24102;,其在历史上已采用具有糙面外观的纸基材),最终用户可注意到相对高光泽度的基材(即,例如未经受本文所公开的赋予基材较低光泽度的方法而制备的塑性膜)具有发光外观,该发光外观可被一些用户感知为有些“塑性”并因此是不太可取的。因此,提供如本文所公开的具有低光泽度(例如,表面打毛)的区可为有利的。此外,提供具有高和低光泽度的区以共同形成图案(例如装饰性图案)可进一步提高基材的吸引力。另外,此类光泽度对比图案可被构造用于提供在制备基材时形成的信息标记,使得无需后形成印刷、压印或标记操作来提供标记。所有这些可提供显著的优点并?#19968;?#21487;使生产包括所述基材的伪造产品变?#32654;选?#24182;且,所有这些可在光泽度对比图案不妨碍叠加在其上的微观结构的性能的情况下进行,?#31895;?#20134;然。
微观结构200可包括任何所需的物理微观结构。所谓物理微观结构是指用于基材1的正常使用中以对物质提供物理效应(例如,流体调控和/或撕裂透过基材1传播以及如?#28388;?#36848;的其他情况)的微观结构。因此,在正常使用中实?#20013;?#36136;方面的光学效应(即,其调控所需的光学效应的电磁辐射例如可见光)的微观结构被明确地从此定义中排除。(然而以上定义事实上是指任何微观结构,包括物理微观结构,?#27604;?#21487;表现出一些偶然的光学效应,如果仅根据在一些条件下可见的话)。
物理微观结构的概念同时涵盖突出高于基材1的主表面101的结构(如图2的突出部201所例示);和凹陷在基材1的主表面101以下(如图3的凹陷部202所例示)的“结构”(即,特征结构)。?#27604;?#21487;存在这两种的组合。所谓微观结构还指结构为预?#28909;?#23450;的模塑结构(例如,通过抵靠模具表面模塑聚合物型?#20154;?#24615;树脂获得,所述模具表面包括期望设置在基材1的第一主侧面100上的微观结构的阴面),其沿着至少两个正交方向的尺寸在约5至约400微米的?#27573;?#20869;。这些正交方向中的一者常常可垂直于背衬1的平面(即,沿z轴),因此该尺寸可包括例如突出高度或凹陷深度。作为一个具体实例,对于如果凹陷微观结构包括例如细长凹槽的情况,此类方向为凹槽深度。通常,此类凹槽的侧向宽度(侧向是指沿着横跨凹槽宽度的方向) 可包括第二正交方向。因此,如果凹槽的深度和凹槽的侧向宽度二者在沿着凹槽的长度的任何位置在约5微米和约400微米之间,则凹槽根据定义为微结构化的特征结构,而与其长度可为极长的事实无关。同样的考虑适用于例如呈细长肋形式(关于肋的高度、宽度和长度)的突出微观结构。
在各实施例中,至少一个物理微观结构200的表面可包括纹理(如低光泽度区130所包括的类似或相同类型);或此类表面可根据需要为平的,例如光学光滑的。将认识到,物理微观结构200可对基材1的宏观区域的光泽度施加至少一些轻微的效应,如上所述。然而,?#21271;?#24449;区110和130的性质,例如这些区的表面特征结构相对于所述区中表面的平均水平的高度、表面粗糙度Ra等时,可省略物理微观结构200。(就这一点而言,应注意的是区的任何特定特征结构关于其提供降低光泽度的纹理的能力的高度或深度应相对于所述区中的主表面的平均水平进行测量,这一点会在区130相对于区110垂直偏离(沿着基材1的z轴)的情况下发挥作用)。
如所提及的,物理微观结构200可具有对物质提供任何所需物理效应的预期功能。在各实施例中,物理微观结构200因此可用于研磨物件(即,提供所谓的结构化研磨剂)以建立至物件的导电通路(即,提供所谓的z轴导体),以建立至对物件的导热通路,以过滤固体粒子,以机械附接至物件(即,提供机械紧固件,诸如配合表面紧固件或钩?#26041;?#22266;件的钩组件),以粘结性地附接至物件(即,提供所谓的结构化粘合剂)?#21462;?
在一些实施例中,物理微观结构可用于促进和/或传播沿着基材1的撕裂(例如,以?#24066;?#22522;材1的一部分与基材1的另一部?#22336;?#31163;)。在一些实施例中,物理微观结构200可因此包括微结构化的手?#21644;?#26696;,其可使基材1更易于撕裂(例如,横跨基材1的横向宽度,通常沿着如图5所示的横向轴线“T”),从而使得基材1可用作例如手撕胶带的背衬。图5中示出示例性手?#21644;?#26696;203,其中物理微观结构200/手?#21644;?#26696;203包括多个弱线210。每个单独的弱线210可为通过基材1的第一主侧面100中的凹陷?#20811;?#25552;供的不连续弱线或可为由基材1的第一主侧面100中的多个凹陷部共同提供的不连续弱线。所谓“凹陷部”是指这样的特征结构,其表面的至少一些凹陷至基材1的第一主侧面100的第一主表面101的下方(即,向内朝基材1的内部),以包括开放式向外表面腔体。在一些实施例中,提供弱线210的凹陷部可包括例如横跨基材1的横向宽度连续延伸的细长凹槽211(即,从基材1的一个?#21271;咴档?#22522;材1的另一个?#21271;?#32536;)。在一些实施例中,弱线210可通过由 横跨第一侧面100的横向宽度间隔开的凹陷部共同构成而成为不连续的。在各实施例中,弱线210可沿着基材1的纵向?#27573;?#38388;隔开,在另外的实施例中,每个弱线可在与基材1的横向轴线T为加或减45、20、10或5度内取向。
在一些实施例中,物理微观结构200可用于调控流体(无论?#19988;?#20307;或气体)。在这种类型的各实施例中,物理微观结构200可用于促进液体的芯吸,过滤来自液体或气体的固体粒子,加热或冷却液体或气体,递送治疗性药物,获得生物样品,改变气体运动以改变其声学特性?#21462;?#22312;特定实施例中,物理微观结构200可包括液体保持微观结构(例如,?#25512;?#20445;持微观结构),所述液体保持微观结构用于?#37117;?#21644;保持液体以延迟或降低液体沿着基材1的主侧面100流动的能力。此类性质可使基材1用作例如遮?#35859;?#24102;的背衬。此类型的流体调控微观结构可包括由呈微结构化的液体保持图案103形式的物理微观结构200界定(即,限定,无论是连续还是不连续)的多个微接收槽107,其包括微结构化的分隔部102(例如,如图6中的示例性方式所示)。在一些实施例中,微结构化的分隔部102可包括彼此不会物理性相交的多个第一细长分隔部104,和彼此不会物理性相交的多个第二细长分隔部106。第一分隔部104的至少一些可与第二分隔部106的至少一些在相交部150处相交,从而界定微接收槽107。(在各实施例中,分隔部104和/或106可为连续的或不连续的;因此,在包括不连续分隔部的实施例中,相交部150可包括分隔部104和106的长轴线相交的空间点,而非分隔部104和106的实际物理性相交部)。在各实施例中,微结构化的分隔部102可包括沿着其长度在某处的?#27573;?#32422;10微米至约200微米的高度。在另外的实施例中,微结构化的分隔部102可包括沿着其长度在某处的?#27573;?#32422;20微米至约80微米的高度。在另外的实施例中,微结构化的分隔部102可包括沿着其长度在某处的?#27573;?#22312;约30微米至约50微米的高度。在一些实施例中,细长分隔部104和106可包括细长肋(如图6的示例性设计)。
微结构化的手?#21644;?#26696;和微结构化的液体保持图案的其他?#38468;?#21487;见于2011年3月8日提交的标题为Microstructured Tape(微结构化带)的美国专利申请13/042536,该申请的全文以引用方式并入本文。
如上所述,在一些实施例中,基材1可包括多个物理微观结构200;例如以便对物质提供多于一种的物理效应。例如上述示例性物理微观结构的任?#26410;?#31867;组合均涵盖在本文的公开内容中。
在特定实施例中,基材1的第一主侧面100的至少一个物理微观结构200可同时包括液体保持图案103和手?#21644;?#26696;203,所述图案可为共延的且相交的。所谓共延的是指两个图案重叠;即,它们同时存在于第一主侧面100的至少一些宏观区(即,大于约2mm2的区)中。所谓相交的是指液体保持图案的至少一些分隔部的长轴线与手?#21644;?#26696;的至少一些弱线的长轴线在分隔部和弱线的细长长度内的某个位置处相交。每个图案的微观结构可但并非必须与其他图案的微观结构物理性相交。在图7中以示例性方式示出包括呈微结构化的手?#21644;?#26696;和微结构化的液体保持图案的至少一个物理微观结构的基材1,所述图案是共延的且相交的。每个图案的各种结构和特征结构可具有如上所述的属性和性质。
例如结合光泽度受控区使用共延、相交的物理微观结构,在与本申请同日提交的标题为Microstructured Tape Comprising Coextensive,Intersecting Paint-Retention and Hand-Tear Patterns(包括共延、相交的?#25512;?#20445;持和手?#21644;?#26696;的微结构化带)美国临时专利申请No.xx/xxxxxx中有更加详细的描述,该申请的全文以引用方式并入本文。
基材1及其主表面101,包括第一区110和第二区130以及物理微观结构200,被定义为构成由单一塑性材料制成的单一塑性单元。这是指主表面101及其第一区110和第二区130(包括第二区130的纹理化特征结构)以及物理微观结构200(无论微观结构200是否包括突出特征结构、凹陷特征结构或两者)整体连接至基材1并且通过与其模塑而形成。此类单一塑性单元可例如通过如下方式来便利地形成:提供聚合物?#20154;?#24615;膜或熔融聚合物的?#20154;芐约?#20986;物并且模塑第一主表面,以在同一时间将基材1及其主表面101的第一区110和第二区130和物理微观结构200全部形成为整体单元。在各实施例中,从第二主侧面400的第二主表面401到物理微观结构200的最外侧部分的基材1的整体厚度可为至少约25微米、至少约50微米、至少约60微米或至少约70微米。在另外的实施例中,基材1的整体厚度可为至多约1000微米、500微米、250微米、150微米、100微米或50微米。在一些实施例中,包括基材1及其第二主表面401的材料、包括区130的纹理化特征结构的材料以及包括物理微观结构200的材料均具有相同的组成。
基材1的塑性材料可为例如可模塑聚合物?#20154;?#24615;材料并且根据定义为非泡沫或多孔材料的。在一些实施例中,塑性材料可为非?#23435;?#36136;的,这意味着其含有小于约5重量%的?#23435;?#32032;材料(例如,?#23435;?#32032;、纸、再生?#23435;?#32032;、木 质?#23435;?#26408;屑等,由此而论,醋酸?#23435;?#32032;等不被视为?#23435;?#32032;材料)。在一些特定实施例中,塑性材料可为可熔融加工的,例如可挤出的。可模压聚合物?#20154;?#24615;材料可由多种材料中的?#25105;?#31181;构成或包括多种材料中的?#25105;?#31181;。均聚物、共聚物和聚合物的共混物可为可用的,并可含有多种添加剂。合适的?#20154;?#24615;聚合物可包括例如聚烯烃(诸如聚丙烯或聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物、丙烯酸酯改性的乙烯醋酸乙烯基酯聚合物、乙烯-丙烯酸共聚物、尼龙、聚氯乙烯)和工程聚合物(诸如聚酮或聚甲基戊烷)。还可使用这类聚合物的混合物。
在一些实施例中,塑性材料可为多烯属材料,在本文中定义为任何烯属聚合物(例如,聚乙烯、聚丙烯等)的任何均聚物、共聚物、共混物?#21462;?#22312;一些实施例中,多烯属材料可含有至少约90重量%、至少约95重量%或至少约98重量%的聚乙烯,不计可能存在的任何矿物填料的重量。(由此而论,“聚乙烯?#24065;?#25351;由至少95%的乙烯单元构成的聚合物。在另外的实施例中,聚乙烯?#19988;?#28911;均聚物。)在一些实施例中,多烯属材料可主要由乙烯均聚物构成,注意这个要求(除了不包括任何矿物填料的重量之外)不排除存在加工助剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂、颜料等,其中的至少一些可含有一些较少含量的非聚乙烯聚合物。
在各实施例中,基材1可由至少20、40、60、80、90、95或99重量%的半结晶聚合物构成,所述半结晶聚合物具有的结晶百分比(如通过例如差示扫描量热法所测量)可为至少约20、40、60或80%。应当理解基材例如包含显著量的半结晶聚合物的那些,可表现出高的光散射程度。因此在各实施例中,基材1可表现出至少约20、40、80或95%的雾度(如例如以与ASTM测试方法D-1033-11e1中所概述工序类似的方式测量(注意?#20309;?#24230;可至少略受表面纹理化的影响,因此基材1的测量雾度可代表来自区110和130两者的?#27605;?。
在各实施例中,基材1可包含降低透过基材1的透光率的一?#21482;?#22810;种遮光剂。此类?#32422;?#21487;包括不透明填料(例如,矿物填料诸如碳酸钙、二氧化钛或高岭土、填料诸如炭黑等)。基材1还可包含有效量的向基材赋予易于识别的颜色或色调的一?#21482;?#22810;种着色剂(例如,墨、染料、颜料等)(即,除白色之外的明显颜色)。将认识到,许多此类着色剂还可起到遮光功能,这取决于例如关于它们的浓度。在各种实施例中,基材1可包括小于约40%、20%、10%、5%、2%、1%、0.5%或0.1%的可见光透射率,例如以与ASTM 测试方法D-1033-11e1(规定于2011年)中所述工序类似的方式测试。(此类透光率是由半结晶聚合物的光散射域效应、遮光?#21015;?#24212;或两者所导致的透光率降低所引起)。
图8中示出用于制备基材1的示例性设备和方法400以及?#31859;?#20854;的产物。挤出机430可用于挤出熔融聚合物的?#20154;芐约?#20986;物431,其一个主表面随后接触模具辊410,所述辊在其表面上带有将赋予基材1的第一主侧面100的所需特征结构的阴面。另外,挤出物431的反向主表面接触背衬辊420,所述辊可具有特定的纹理化特征结构和/或微观结构(除非希望向基材1的第二主侧面400赋予特定纹理化特征结构和/或特定微观结构)。例如,背衬辊420的表面可包括例如常规的表面打毛表面或常规的抛光表面,其任?#25105;徽?#22343;为更加所需的(例如,以提高压敏粘合剂到如此形成的基材1表面上的可涂敷性和可粘附性)。方便的是,可例如通过将熔化的挤出物431挤入辊410和420之间的窄间隙(辊隙)来基本同时实现挤出物与两个模塑表面的接触。普通?#38469;?#20154;员将理解,除了辊410和/或辊420之外,如果需要可使用由带、台板等提供的此类表面。模具表面可为金属(例如,形式为如图8的示例性构造中的金属辊),或可包括较软的材料,例如设置在金属背衬辊上的聚合物带或套管或涂层。例如通过本领域的?#38469;?#20154;员所熟悉的雕刻、?#22815;?#32441;、金刚石车削、激光刻蚀、电镀或电极沉积等可获得其上带有期望特征结构的阴面的此类模具表面。
更详细地讲,为了在基材1的第一主侧面100的第一主表面101的区130上提供(降低光泽度的)模塑表面纹理化特征结构,可对模具主表面的各部分进行处理以包括此类纹理的阴面。这可通过任何合适的方法(例如,雕刻、?#22815;?#32441;、电镀、无电沉积、化学蚀刻、激光刻蚀、喷砂等)进?#23567;?#25110;者,联接到快速工具伺服的加工工具可用于以在所需区产生无序或无规纹理化结构的方式来加工所选主表面区,如美国专利申请公布2008/0049341的实施例8和9中所述。
?#24310;?#27169;具表面接触以将上述特征结构和结构赋予其上的熔化的挤出物432可硬化以形成基材1。可方便的是,模塑挤出物例如通过沿循围绕如图8中的背衬辊420所示的相当大部分的路径保持与背衬辊接触,以?#24066;?#27492;类硬化。(或者,如果希望熔融的挤出物保持与模具表面尽可能长时间的接触,则模塑挤出物可沿循围绕模具辊410的相当大部分的路径)。如果需要,可提供退绕辊425以有助于在模塑的硬化基材1从模具辊或背衬辊移出时对其 进行处理。基材1可随后用于任何用途。任选地,可例如通过使用涂布机433将压敏粘合剂300设置在例如基材1的第二主侧面400上(以形成图7的示例性图示中所示的产品,例如胶带)。压敏粘合剂300的沉积可在线上与模塑在同一工序进行,如图8的示例性构造所示。或者,可以在线下在单独工序中进?#23567;?
任何合适的压敏粘合剂材料或组合物可用于压敏粘合剂300中。压敏粘合剂在室温下通常发粘并且可通过施加至多轻微的指压粘附到表面,并且因此可与非压敏粘合剂的其它类型的粘合剂区别开。对可用的压敏粘合剂的一般性描述可在如下文献中?#19994;劍?#32858;合物科学和工程百科全书(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering),第13卷,国际科学出版社(美国纽约,1988年)(Wiley-Interscience Publishers(New York,1988))。可用的压敏粘合剂的其它描述可在如下文献中?#19994;劍?#32858;合物科学和?#38469;?#30334;科全书(Encyclopedia of Polymer Science and Technology),第1卷,国际科学出版社(美国纽约,1964年)(Interscience Publishers(New York,1964))。可能方便的是,选择粘合剂材料以给表面提供良好的粘附力,同时可以用适度的力去除而无残留(例如可见的残留)。
无论是通过图8中所示一般类型的方法或通过其他合适的方法制备,如此形成的胶带可便利地以卷的形式提供。在一些实施例中,此类胶带及其卷可不包括任何类型的隔离衬片(例如,带有隔离表面的纸或塑性膜,所述隔离表面通过膜本身或者通过其上的低能涂层提供,此类隔离衬片在粘合剂领域是公知的)。即,在此类实施例中,卷是自卷绕卷,这意味着其依靠其本身直接卷绕,压敏粘合剂300的向外表面301与物理微观结构200的最外表面和/或与基材1的第一主侧面100的主表面101可剥离地接触。此类带材可用作例如遮?#35859;?#24102;,这将是普通?#38469;?#20154;?#27604;?#26131;理解的。应当理解,在基材1成型为带材的这种情况中,上述方法?#24066;?#33021;够在视觉上观察到的图案,例如待设置在带材向外侧(即,当带材?#31034;?#30340;形式?#24065;约?#22312;其粘附于表面之后可见的一侧)上的信息标记。此类标记等可这样提供,而无需将墨、颜料、标签等沉积到带材上并且不会无法接受地妨碍物理微观结构200起作用。
可在基材1的第一主侧面100上进行或施加任何涂层、处理等,只要其不会无法接受地妨碍物理微观结构200起作用且不会无法接受地改变区130或110的光泽度。此类处理可包括例如金属涂层、涂底漆层、处理物(例如,电晕、等离子体等)?#21462;?#28982;而,在一些实施例中,基材1的主侧面100 上不存在涂层、处理或任何类型的附加层。在一些实施例中,基材1在其?#25105;?#20027;侧面内/上不包括任何类型的光学微观结构(即,物理微观结构200仅为存在于基材1上的微观结构,而与区130中表面纹理的存在无关)。在一些实施例中,基材1在基材1的内部内包含任何类型的赋予糙面的粒?#21360;?#22312;各实施例中,基材1不包括具有粘性附接功能、非粘性附接功能、研磨功能或液体芯吸功能的物理微观结构。
示例性实施例的列表
实施例1:一种聚合物基材,所述聚合物基材包括具有第一主表面的第一主侧面,所述第一主侧面包括:第一高光泽度区;和第二低光泽度区,所述第二低光泽度区包括导?#28388;?#36848;第二低光泽度区具有的光泽度低于所述第一高光泽度区的光泽度的模塑纹理化表面,所述第一区和所述第二区以预?#28909;?#23450;的图案设置在所述第一主表面上;并且其中所述基材的所述第一主侧面还包括叠加在所述第一高光泽度区上和所述第二低光泽度区上的至少一个物理微观结构。
实施例2:根据实施例1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括小于约10光泽度单位的85度光泽度。
实施例3:根据实施例1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括小于约20光泽度单位的85度光泽度。
实施例4:根据实施例1所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括小于约5光泽度单位的85度光泽度。
实施例5:根据实施例1至4中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括大于约40光泽度单位的85度光泽度。
实施例6:根据实施例1至4中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括大于约30光泽度单位的85度光泽度。
实施例7:根据实施例1至4中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括大于约60光泽度单位的85度光泽度。
实施例8:根据实施例1至7中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括?#20154;?#36848;第一高光泽度区的光泽度低至少约10光泽度单位的85度光泽度。
实施例9:根据实施例1至7中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括?#20154;?#36848;第一高光泽度区的光泽度低至少约20光泽度单位的85度光泽度。
实施例10:根据实施例1至7中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括?#20154;?#36848;第一高光泽度区的光泽度低至少约40光泽度单位的85度光泽度。
实施例11:根据实施例1至10中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第一高光泽度区包括小于0.05微米的表面粗糙度Ra。
实施例12:根据实施例1至11中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第二低光泽度区包括大于0.8微米的表面粗糙度Ra。
实施例13:根据实施例1至12中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述第一高光泽度区在所述基材的所述第一侧面上共同形成第一高光泽度宏观区域,并且其中所述第二低光泽度区在所述基材的所述第一侧面上共同形成第二低光泽度宏观区域;并?#19994;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,其中所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够在视觉上观察到的图案。
实施例14:根据实施例13所述的基材,其?#26800;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够观察到的信息标记。
实施例15:根据实施例14所述的基材,其中所述标记包括徽标。
实施例16:根据实施例14所述的基材,其中所述基材具有纵向轴线并且其中所述标记包括至少一个具有长轴线的文本串,所述长轴线相对于所述基材的所述纵向轴线以约20度至约70度的角度取向。
实施例17:根据实施例13所述的基材,其?#26800;?#21487;见光照射到所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述第一高光泽度宏观区域和所述第二低光泽度宏观区域组合以共同形成能够观察到的装饰性图案。
实施例18:根据实施例1至17中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述基材包括小于约10%的可见光透射率。
实施例19:根据实施例1至17中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述基材选自包括小于约4%、2%、1%和0.5%的可见光透射率的基材。
实施例20:根据实施例1至19中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述聚合物基材的所述聚合物材料包含至少2重量%的遮光剂。
实施例21:根据实施例1至20中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述聚合物基材的所述聚合物材料包含有效量的至少一种着色剂,使得当可见光照射到 所述基材的所述第一主侧面上并从所述第一主侧面反射时,所述基材显示出易于识别的非白色的颜色。
实施例22:根据实施例1至21中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述基材的所述聚合物材料为半结晶?#20154;?#24615;聚合物。
实施例23:根据实施例1至22中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述基材为带材背衬。
实施例24:根据实施例23所述的基材,所述基材还包含设置在所述带材背衬的所述第二主侧面上的压敏粘合剂。
实施例25:根据实施例1至24中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构为微结构化的手?#21644;?#26696;。
实施例26:根据实施例1至24中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构为微结构化的液体保持图案。
实施例27:根据实施例1至24中?#25105;?#39033;所述的基材,其中所述至少一个物理微观结构包括微结构化的手?#21644;?#26696;和微结构化的液体保持图案,其中所述微结构化的手?#21644;?#26696;和所述微结构化的液体保持图案是共延的且相交的。
实施例28:一种制备聚合物基材的方法,所述聚合物基材具有第一主侧面,所述第一主侧面具有第一高光泽度区并具有第二模塑纹理化低光泽度区且具有叠加在所述第一区和所述第二区上的至少一个物理微观结构,所述方法包括:使熔融聚合物挤出物的第一主表面与包括所述第一区和所述第二区的阴面以及所述物理微观结构的阴面的第一模具表面接触,使得所述挤出物的所述第一主表面抵?#20811;?#36848;第一模具表面模塑,从而形成具有第一主侧面的聚合物基材,所述第一主侧面具有第一高光泽度区并具有第二模塑纹理化低光泽度区且具有叠加在所述第一区和所述第二区上的至少一个物理微观结构。
本领域的?#38469;?#20154;员将显而易见,本文所公开的具体示例性结构、特征、?#38468;凇?#37197;置等在许多实施例中可修改和/或组合。发明人所设想的所有此类变型和组合均在所构思的发明的?#27573;?#20869;。因此,本发明的?#27573;?#19981;应限于本文所述的特定说明性结构,而应至少扩展至由权利要求的语?#36816;?#25551;述的结构以及这些结构的等同形式。如果在本说明书和通过引用而并入本文的任何文件中的公开内容之间存在冲突或矛盾之处,则以本说明书为准。

关于本文
本文标题:包括高和低光泽度区的其上叠加有物理微观结构的基材.pdf
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