專利名稱：真空助壓層壓裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓薄膜的裝置和方法，更具體地說，本發(fā)明提供利用真空來形成層壓壓力的裝置及其使用方法。
盡管在將一薄膜層壓到一基底上時要求采用壓力，但往往會難以提供足以有效地影響到層壓工藝過程的壓力。例如，當將兩薄膜層壓在一起時，諸如用輥式結(jié)構(gòu)，就必須對其輥子的偏差留出裕量，這是由于通常層壓力只能施加于輥子的端部。其結(jié)果就會使輥子及其支承結(jié)構(gòu)的尺寸和重量變得龐大和笨重，以補償輥子偏差同時在層壓處形成足夠強的均勻壓力。
在將涂有粘接劑的塑料薄膜、特別是聚乙烯薄膜層壓到用于多種原因的諸如廣告、裝璜、保護等等各種表面上的應(yīng)用場合中，還能找到另一例子。這些表面可能面積十分大，通常是大到3米×16米。這些薄膜粘接到諸如墻壁、載貨汽車掛車側(cè)面、廣告牌等非常大的水平或垂直表面上。這些薄膜很少大得足以用單張、整張的薄膜來復(fù)蓋整個表面，因此，通常就要采用多張薄膜。此外，試圖制出更大薄膜還會使得這些薄膜更加難以處置和與其它薄膜對齊。這些表面還具有很大的平整和不平整部分，諸如具有被波紋狀物或鉚釘或其兩者所隔斷的平整表面的載貨汽車掛車側(cè)面。這些帶有平面部分、突起部分和凹陷部分的表面要求熟練技術(shù)人員將薄膜粘貼到所述各表面上，并確保這種薄膜也粘接到突起物或凹槽或者其兩者上。
在敷貼這些薄膜的最普通的方法中，通常是采用一較小的、約長10厘米的塑料滾子而用手迫使薄膜貼靠于基底上。這是一個勞動強度極大的的工藝過程。而且，該敷貼裝置要求熟練的技術(shù)和耐心才能敷貼得好，無皺紋并且使所有薄膜都能對齊。
對鉚釘進行處理以減小隆起的現(xiàn)行技術(shù)包括(a)在鉚釘周圍對薄膜進行打孔；(b)用一熱源、通常是熱風(fēng)槍或噴燈來加熱薄膜；以及(c)用一硬刷子將薄膜刷平，該刷子通常是直徑約為2.54厘米并且在一稱為鉚釘刷的短木柄上附連有長為1.25厘米的硬毛的刷子。在將薄膜粘接到不規(guī)則的基底上之后，通常采用加熱后處理以增加粘接力并進一步減小薄膜中的應(yīng)力。在將薄膜搭擠在各種可歸納為突起物或凹槽的不規(guī)則表面區(qū)域時，通常將薄膜加熱。由于薄膜密度較低并且熱源溫度較高，故加熱速度會是每秒幾百度。還會有類似的冷卻速度。如果因加熱而使薄膜變得太軟，那么在它受到鉚釘刷的圓周運動時，薄膜易被損壞。如果薄膜太冷，則應(yīng)力未能充分消除，結(jié)果就會產(chǎn)生隆起。因此，當薄膜完全軟化時，本技術(shù)領(lǐng)域的一個熟練技術(shù)人員就極難將涂有粘接劑的薄膜可靠地粘接到一不規(guī)則表面上去而不損壞薄膜。如果有損壞，則在該位置處的薄膜其強度就會變?nèi)鯊亩贡∧さ氖褂脡勖s短。如果在該薄膜上有圖案，則在損壞位置處的圖形就會受損。即使該圖象如載貨汽車掛車側(cè)面的壁畫那樣大，圖像的崎變色差仍會十分顯眼，從而不能使掛車車主、拖車側(cè)壁上所示產(chǎn)品的營銷人員以及化了相當大的勞力以及其它努力將圖象薄膜粘貼到拖車側(cè)面的圖象制造者感到滿意。
所述裝置和方法特別有利于將涂有粘接劑的塑料薄膜、尤其是聚乙烯薄膜敷貼于大面積上，以提供更佳的外觀、更長的使用壽命等。其中一些最常用的表面包括載貨汽車側(cè)面、壁面、指示牌、建筑物的某些部分、車輛等等。對于薄膜敷貼來說，這些大表面要求花費很長的時間和很多的勞力。這樣就常常會使做此薄膜的項目本身增加較多成本。而且，許多敷貼作業(yè)是在包含復(fù)雜曲線、諸如溝槽、鉚釘或其它不規(guī)則物的凹凸部分的表面上進行的，這就加長了敷貼時間，并且經(jīng)常會產(chǎn)生皺紋。
本技術(shù)領(lǐng)域中的另一問題是，薄膜是采用一個較小的(約10厘米)的刷滾而敷貼在非常大的圖面上的。典型的，例如載貨汽車敷貼中的表面為3米高、16米長，而對建筑物的圖面可能還會大得多，這種薄膜敷貼就會很費時間。在表面上的小鉚釘或一系列凹口會使敷貼工作進一步復(fù)雜，并成為引起皺紋和其它類似缺陷的根源。
本發(fā)明采用一種完全不同的技術(shù)，即，利用局部真空在敷貼界面處所生成的力將涂有粘接劑的薄膜粘貼到大面積表面上，來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。此技術(shù)對較小的不規(guī)則表面上的敷貼也特別有效。
一方面，本發(fā)明提供了一種裝置，該裝置包括一第一端部和一第二端；一具有在第一端部和第二端部之間延伸的縱軸的第一輥子；一具有在第一端部和第二端部之間延伸的縱軸的第二輥子，其中，第二輥子與第一輥子相間隔分開，并且第一輥子和第二輥子的兩縱軸相互平行；一在第一、第二端部和第一、第二輥子之間延伸的密封機構(gòu)，其中，該密封機構(gòu)輥子與第一、第二輥子中的每一個都形成一密封；一形成在密封機構(gòu)與第一、第二輥子之間的真空腔；以及一與真空腔流體連通的真空口。
另一方面，本發(fā)明提供了一種裝置，它包括一第一端部和一第二端部；一對包括形成第一輥隙的第一上下輥子的第一輥子，各第一輥子都具有一在第一和第二端部之間延伸的縱軸；一對包括形成第二輥隙的第二上下輥子的第二輥子，各第二輥子都具有一在第一和第二端部之間延伸的縱軸，其中第二輥隙和第二輥子與第一輥隙和第一輥子相間隔分開，并且，第一和第二輥子的縱軸通常相互平行；一在第一和第二端部與第一和第二上輥子之間延伸的上部密封機構(gòu)，其中，該上部密封機構(gòu)與第一和第二上輥子中的每一個都形成一個密封；一在第一、第二端部與第一、第二下輥子之間延伸的下部密封機構(gòu)，其中，該下部密封機構(gòu)與第一、第二下輥子中的每一個都形成一個密封；一形成在上下部密封機構(gòu)、第一和第二輥子和第一和第二下輥子之間的真空腔；以及與真空腔連體連通的真空口。
本發(fā)明的另一方面提供了一種層壓薄膜的方法，它包括提供一種按照本發(fā)明的裝置；將該裝置放在一基底附近，其中，該基底也圍成該真空腔；將薄膜放在該基底與至少第一和第二輥子中的任一個之間；經(jīng)由真空口抽真空，其中，在真空腔中產(chǎn)生一個負壓，并且將第一和第二輥子向著基底拖曳；以及使此裝置沿著基底層壓方向移動。
本發(fā)明的另一方面提供了一種將至少兩個連續(xù)卷材層壓在一起的方法，它包括提供一種按照本發(fā)明的裝置；將第一卷材和第二卷材穿插經(jīng)過裝置中的第一輥隙；通過裝置中的真空口來抽真空，其中，在真空腔中產(chǎn)生一負壓，并且將形成第一輥隙的第一上下輥子相互對向拉曳，從而在第一輥隙處形成層壓壓力；以及使第一和第二卷材移動經(jīng)過第一輥隙。
本發(fā)明的另一方面是一種可將涂有粘接劑的薄膜粘貼到基底上的、節(jié)省勞力的方法，它包括(a)將一薄膜分布到要采用權(quán)利要求1的裝置和權(quán)利要求25的方法的對象物上；(b)可隨意供選地給該物象物在其薄膜上印刷一圖象；以及(c)可使該對象物采用此敷貼裝置和方法，以將一薄膜層敷貼到其基底的一表面上。
本發(fā)明的特點是層壓裝置利用其真空腔內(nèi)的一也稱為負壓的局部真空以在該層壓裝置和隨后要被層壓的一基底之間的界面處產(chǎn)生一壓力。由于該負壓在真空腔內(nèi)是大致相等的，因此，所形成的層壓壓力大致均勻。
在用來將例如兩個或兩個以上的薄膜相互層壓在一起時，本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，至少部分地借助于真空來產(chǎn)生層壓壓力，因此，無需通常與壓力層壓設(shè)備相關(guān)連的龐大笨重的構(gòu)件，即可獲得相當大的層壓壓力。
在用來將圖案和其它薄膜敷貼到諸如載貨汽車，其它類型車輛、指示牌表面、建筑物等上時，本發(fā)明的一個優(yōu)點在于可大量節(jié)省勞力，從而可使敷貼到巨大的垂直或水平基面、尤其是具有復(fù)合或不規(guī)表面的基面上的圖象薄膜的總成本大大下降。而且，可以顯著提高敷貼質(zhì)量，并且常常還可使用低粘性的粘接劑，這樣又能減少去除圖象用的時間。甚至在薄膜的成本保持不變的情況下，勞力節(jié)省會使薄膜敷貼的總成本下降80％之多，并使得將薄膜敷貼到載貨汽車掛車上的總成本下降40％之多。
結(jié)合采用本文所述的真空來加熱薄膜可提高在不規(guī)則的復(fù)合曲面上的薄膜的一致性，以致可使用侵蝕性低的粘接劑。這些常被稱為可拆卸或可改變的粘接劑能夠省去通常用于與卸除圖象薄膜相關(guān)的時間的80％。這就能進一步將薄膜的敷貼和卸除的總成本減去60％之多。
采用本發(fā)明的制品和方法可大量節(jié)省勞力，與薄膜物品的生產(chǎn)者和薄膜物品的安裝者為不相關(guān)公司目前所提供的價格相比，一個公司可用低得多的價格來提供包括薄膜物品和其安裝/卸除服務(wù)在內(nèi)的完整產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是能夠以較高的生產(chǎn)速度來將大張的薄膜層壓到表面上并可保證層壓牢固。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是該裝置和方法對側(cè)面為織物的載貨汽車和側(cè)面為金屬材料的載貨汽車都有效，從而能使圖象安裝人員通用一項技術(shù)?？椢锖徒饘俣寄茉诒景l(fā)明層壓裝置所施加的局部真空下彎曲，并可提高層壓壓力的均勻度。
本發(fā)明的另外一個優(yōu)點是層壓裝置能給基底表面提供接近100％的濕潤度的粘接區(qū)，而用普通的刷滾只能達到大約80％的濕潤度。局部真空利用了流體的功能從而可在薄膜與表面相接觸的每個接觸點處施加相等的壓力，這在用一個諸如刷滾之類的裝置來施加壓力時，即使可能，也是極難實現(xiàn)的。這一優(yōu)點對于布滿不規(guī)則或復(fù)合彎曲部或者二者皆有的表面而言將會更加明顯。
在本發(fā)明中，術(shù)語“真空”是用來表示與周圍壓力相比的負壓。雖然在.某些情況中可以和/或希望獲得本發(fā)明的較大負壓，但所述術(shù)語并不要求抽成或保持絕對的或極端的負壓力真空。
下面將結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明層壓裝置的前視略圖。
圖2是沿圖1中的線2-2剖取的圖1所示裝置剖視略圖。
圖3是本發(fā)明層壓裝置的一個應(yīng)用的側(cè)視略略圖。
圖4是本發(fā)明層壓裝置的另一個應(yīng)用的側(cè)視略圖。
圖5是本發(fā)明另一層壓裝置的側(cè)視略圖。
圖6是本發(fā)明另一層壓裝置的側(cè)視略圖。
具體實施例圖1和圖2示出了一種具有一框架11的層壓裝置10?？蚣?1的至少一端包括一與形成在輥子12、14和16之間的真空腔A流體連通的真空口13。輥子12、14和16共同圍成了所述真空腔A，以在薄膜上提供一層壓壓力。輥子12、14和16最好呈圓形、并且圍繞延伸通過其中心的縱軸旋轉(zhuǎn)。輥子的縱軸大體上彼此相互平行。
層壓裝置10還可以包括一在真空腔A內(nèi)產(chǎn)生部分真空(負壓)的真空或負壓源20。該真空將外輥子14和16吸抵在薄膜22和基底24上，以提供所需的層壓壓力。
其上安裝有外輥子14和16的基底24可以是平整的，或者可以是彎曲的，諸如一輥子。而且，基底24可以是位于一平整的或彎曲的表面上的另一薄膜，且其上將層壓上薄膜22。在其它應(yīng)用場合中，基底可以是柔性的，但處在張緊狀態(tài)下，諸如用于一載貨汽車掛車上的織物表面，盡管本文所述的幾個說明性實施例是依賴于密封輥子來進行說明的，但在本發(fā)明的層壓裝置中所用的密封機構(gòu)也可以用多個輥子或真空密封住外輥子14和16的硬殼來替代。
參見圖3，薄膜22可包括例如一由襯墊28加以保護的壓敏涂層或壓力作用式粘接涂層26。層壓裝置10可大大有助于例如將涂有壓敏粘接劑的薄膜層壓到諸如載貨汽車側(cè)面、指示牌等表面上。如以下所述，本發(fā)明還提供了一種可在連續(xù)卷材加工過程中用于將兩個片材或薄膜層壓在一起的真空助壓層壓裝置和方法。
層壓裝置的外輥子14和16是用來封壓基底表面24，并且可用來沿這些輥隙點提供所需的層壓壓力。外輥子14和16中的其中之一可以是較硬的或者具有較少的適從性，而另一可改善層壓作業(yè)。形成在外輥子14和16的之間的一個或兩個輥隙也可以包括一被層壓到基底24表面上的薄膜22。設(shè)有密封輥子12以圍成并密封外輥子14和16之間的真空腔A。密封輥子12與外輥子14和16中的每一個都形成一滾動密封。密封輥子12還可提供一輥隙點，在將其層壓到基底表面24上之前，一墊襯或其它層可在此輥隙點處從薄膜上剝離下來。
人們可能希望密封輥12的至少一部分是透明的，以在層壓過程中能觀察監(jiān)控真空腔A。在某些情況中，透明部分可在輥子12的整個長度上延伸，而在其它一些情況中，可以是只有部分長度透明。
參見圖2，來自真空源20(參見圖1)的負壓力在輥子12、14和16與基底24之間的真空腔A中產(chǎn)生部分真空。與真空腔A外部的大氣壓相比，在真空腔A中的次大氣壓力，就將輥子12、14和16與基底24吸緊在一起，這樣就在與基底表面相接觸的接觸界面B和C處的輥子14和16的表面上產(chǎn)生壓力。
分布在輥子整個長度上的該壓力至少部分地取決于(1)在界面B和C之間的距離乗以層壓裝置18的長度，(2)在真空腔A中所能得到的負壓力。例如，在界面B和C處的層壓壓力可以是大約175牛頓/米(1磅/英寸)或以上，更佳的是大約250牛頓/米或以上。在某些情況中，可能希望獲得大約1000牛頓/米或以上，甚至更佳的是大約2000牛頓/米或以上，最佳的是大約3000牛頓/米或以上。
該壓力的上限值取決于各種因素，諸如在層件裝置10中所用的各構(gòu)件的強度，真空源的能力以及待層壓表面24的強度等等。在某些情況中，可能希望提供一壓力釋放裝置，以在層壓壓力變得太大之前將過大的壓力釋放。30厘米的輥子間隔和真空腔內(nèi)空氣抽空到僅30％時壓力就有可能超過4500牛頓/米。
一組長為137厘米(約54英寸)并且界面B和C之間的距離為20.3厘米(8英寸)的輥子12、14和16，以及一臺可產(chǎn)生27.4千帕壓力的標準型市供真空源20可對每一輥子14和16在每一界面B和C處提供3818牛頓/輥子或2783牛頓/輥子的力(858磅/輥子或15.89磅/直線英寸/輥子)。采用普通的框架和安裝系統(tǒng)是很難為輥子提供那么大的壓力而又不使輥子或基底表面變形。這樣一種框架也是非常龐大、沉重并且極難被本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員所處理，尤其是抵靠在一垂直表面上進行處理操作。
可供選用的但卻較佳的是，圖1示出了位于框架11上、彼此相一致的密封件30和32，以有助于在真空腔A中沿著兩個垂直于界面B和C的方向形成負壓。
由于采用真空來提供層壓力并且將負壓大致均等地分布在輥子12、14和16的整個表面上，因此，輥子12、14和16就可要求相對較脆弱的結(jié)構(gòu)。在許多情況中，輥子結(jié)構(gòu)可以包括中空的芯部。這些重量較輕的結(jié)構(gòu)可與龐大笨重的金屬輥子形成鮮明對比，對于采用輥子進行正壓層壓作業(yè)而言，將需要龐大笨重的金屬輥子以對輥子中部附近的輥子變形加以限制。在某些情況中，用于本發(fā)明層壓裝置中的輥子，與需要提供3800牛頓以上的力的、具有類似長度的裝置的傳統(tǒng)金屬輥子相比，其重量比傳統(tǒng)金屬輥子重量的十分之一還要輕。
較佳的是，本發(fā)明裝置和方法所用的輥子可以包括足夠軟以適從基底表面的外表面。采用有適從性的輥子可以改善在輥子之間的輥隙處的密封狀況，它有利于在真空腔中形成和保持所要的負壓水平。此適從性還有利于在遇上表面上的不規(guī)則物或復(fù)合曲面時改善輥子和被層壓薄膜之間的接觸。這樣，如果基底表面含有諸如鉚釘或凹坑之類的突起或凹陷區(qū)域，就要采用較軟的輥子來確保薄膜與基底表面的完全貼合，具有對于壓敏薄膜來說高摩擦系數(shù)的軟橡膠輥子可在鉚接表面上很好地工作。另一種可用的輥子材料是發(fā)泡橡膠。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在敷貼裝置與基底的界面處，薄膜與輥子的緊密接觸有助于防止敷貼經(jīng)過鉚釘和在一不規(guī)則表面上進行敷貼時發(fā)生皺紋。高度卷緊也在薄膜支承中起好作用。
目前對具有不規(guī)則物的表面推薦采用具有肖氏硬度約從00 10至肖氏A硬度約為A60、更佳地是從約00 30至肖氏A硬度約A30的軟橡膠輥子。如果基底不具有不規(guī)則物，則可采用較硬的輥子表面(例如金屬表面)，并且還能進一步采用比輥子要高的壓力。
輥子12、14和16的直徑可根據(jù)各種因素而變化，諸如所需的層壓壓力、輥子的長度等。人們可以希望輥子的相對直徑具有給定的相互關(guān)系。例如，可能希望外輥子14和16具有大致相等的直徑。還可能是較佳的是，位于外輥子14和16之間的密封輥12具有一大于外輥子14和16的直徑，以增大外輥子14和16之間的間距，而不必將所有的輥子都制造得較大。在某些情況中，在外輥子14和16的中心之間的距離(D)可由以下公式來決定D=2AB+A2]]>式中，A是外輥子14和16的直徑(兩者是相等的)，B是密封輥子12的直徑，該密封輥子12用以減小或防止這些輥子在真空腔A里抽真空時發(fā)生彎曲變形。
在某些情況中，諸如在將帶有圖象的聚合薄膜敷貼到例如載貨汽車掛車上時，輥子14和16的直徑可在約4厘米至約23厘米的范圍內(nèi)，較佳地是在約5厘米至約13厘米的范圍內(nèi)。
還可能希望將輥子12、14和16的尺寸和結(jié)構(gòu)制造成在層壓過程中外輥子14和16朝著彼此的方向向內(nèi)偏斜或彎曲?；蛘撸赡芟Ｍ麅H僅是其上卷繞著薄膜的外輥子向內(nèi)偏斜或彎曲。這種偏斜有助于在層壓過程中通過將薄膜從偏斜的輥子中心伸展開去而起到有效地減少縐紋的作用?？赏ㄟ^改變卷繞在偏斜輥子上的薄膜的張力來控制該偏斜。也可通過改變真空腔A的負壓、改變輥子尺寸或改變外輥子14和16之間的間隙來控制該偏斜。在某些情況中，可能希望采用柔性輥子以在曲面上層壓薄膜。
對于寬卷材(寬度大于約60厘米)，可以將敷貼裝置10安裝在水平或垂直的軌道上或者其它任一種適合結(jié)構(gòu)上，或者對于窄卷材(寬度小于約30厘米)，可用手保持或安裝在一手握桿上。因此，敷貼裝置10的寬度可根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員的需要而變化，并可用來敷貼在美國3M公司經(jīng)銷的、以ControlfacTM和ScotchcalTM為商標的墻紙到圖標范圍內(nèi)的各種薄膜。
圖3示出了本發(fā)明層壓裝置10的一個用途。薄膜層22、粘接劑26和襯墊28(保護粘接層26)插裝在密封輥子12和輥子16之間，并在輥子12和輥子16之間分離開，并使襯墊28緊隨輥子12的周邊直至輥子14，使涂有粘接劑的薄膜緊隨輥子16直至一與基底24相接觸的、如真空腔A內(nèi)部的界面X所示之處。在真空腔A內(nèi)部，當輥子14和16逆時針旋轉(zhuǎn)并且密封輥子12順時針旋轉(zhuǎn)(如相應(yīng)的箭頭所示)以及界面X沿著運動方向M前進時，外輥子16在界面X處將薄膜22上的粘接劑26用力壓抵在基底24上。
圖4示出了薄膜/襯墊層壓片的另一種插裝情況，其中，薄膜22、粘接劑26和襯墊22自敷貼裝置10移動的方向(運動M)進入層壓裝置10的輥子12和輥子16之間。這樣，薄膜層22和襯墊28就與密封輥子12的周邊相接觸，但其分離點處是發(fā)生在輥子12和輥子14之間的Y點處，而襯墊28則朝著與運動方向M相同的方向返回。在該實施例中，薄膜22首先接觸到真空腔A外部的基底24，但是一旦運動M使薄膜22進入真空腔A中，薄膜22就在界面Z處被外輥子14壓在基底24上。外輥子16也能提供一將薄膜22和基底24壓緊的層壓力。
為了改進層壓作業(yè)，可將一個或兩個外輥子14和16加熱。參見圖5，在另一種方案中，可將一加熱裝置定位在層壓裝置10的外部，以在它進入真空腔5′之前加熱薄膜，或者，如圖5所示，也可以將一加熱裝置140置于真空腔A′之內(nèi)來加熱薄膜122。加熱裝置140可包括一可對熱能源行進方向進行部分控制的熱罩殼。合適的加熱裝置的例子可包括但并不限于紅外線加熱器、電阻加熱器、碳絲加熱器、晶體熱輻射器等等。如果加熱是在例如進入真空腔之前或之后、薄膜在真空腔外部時進行的，則可以采用熱空氣。
本發(fā)明的層壓裝置可以騎跨在一安裝架上或者使其橫向于基底表面運送。而且，由于基底表面是朝著輥子來吸引的，因此，與采用一壓力系統(tǒng)相比，任一種不平或柔性的薄膜可以更方便地使用本發(fā)明的敷貼裝置。本發(fā)明的有用性按照本發(fā)明所制成的層壓裝置可使本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員在低于大氣壓(圖3)或大氣壓力下(圖4)利用真空助壓層壓壓力來敷貼薄膜22，以快速且可靠地將薄膜22粘接到基底24上，即使該基底24具有表面畸變色差、復(fù)合曲面或不規(guī)則物(相對于平整的平面而言)也行?？蓪⒃摶状怪被蛩綄R。該裝置可沿任一所需方向，例如水平、垂直方向等移動。此外，該裝置還可在基底移動的同時保持靜止不動。
而且，可以得到的層壓壓力并不依賴于那些用來使層壓裝置移動至壓抵一表面的位置的力。例如，可將層壓裝置保持在一位于例如操作人員的頭頂之上的延伸桿上。在真空腔內(nèi)部抽真空之后，層壓裝置可提供所需的層壓力而與操作人員在裝置外框架上所提供的力無關(guān)。在另一例子中，層壓裝置可以懸掛在用以使其移動至基底之上的位置的繩子、纜索或其它結(jié)構(gòu)件上。然后，可以起動真空源使層壓裝置吸壓在基底上以提供所需的層壓壓力。
任何一種涂有粘接劑的薄膜都可從本發(fā)明敷貼裝置中得益，例如，可結(jié)合加熱來使用熱激活式粘接劑。這種薄膜的非限定性例子包括目前由明尼蘇達州St.Paul市的美國3M公司出售、以ScotchcalTM、ControltacTM為商標的任何一種薄膜和其它類似物。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的敷貼裝置能夠成功地粘貼一種涂有粘接劑的薄膜，也就是ScotchcalTM180薄膜。還已發(fā)現(xiàn)，可以節(jié)省下粘貼一普通圖標薄膜所需時間的80％之多的時間，從而可使粘接這種薄膜的總成本下降40％之多。
采用本發(fā)明的敷貼裝置和方法還能創(chuàng)立一種全新的經(jīng)營方法。該經(jīng)營方法包括與圖象用戶簽訂承包合同以將此圖象制在一圖標薄膜上，其中，該圖標薄膜制造商可采用本發(fā)明的敷貼裝置和方法來印刷圖象并將此圖象薄膜裝設(shè)到一基底之上?；蛘撸∧ぶ圃焐炭赊D(zhuǎn)包使用所述敷貼裝置和方法，以使遠地的轉(zhuǎn)包商可將圖象薄膜裝設(shè)到進一步流通或使用的底基之上。較佳的是，將圖象分布到多個遠距位置，并在所有位置都采用同樣的技術(shù)來裝配，從而可得到由本發(fā)明敷貼裝置和方法所提供的節(jié)省勞力的益處。
本發(fā)明的真空助壓敷貼裝置也可用來對一壓敏薄膜進行“精加工”，它是將所述壓敏薄膜輕輕地粘附于一表面上，在這種情況中，薄膜不會從輥子中間經(jīng)過，而輥子只提供高壓力。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種層壓裝置和方法。該裝置210對于在連續(xù)的卷材加工過程中將兩個或多個連續(xù)卷材相互層壓在一起是特別有用的。所用術(shù)語“連續(xù)的”指的是被層壓的卷材具有一比用來提供層壓壓力的最靠外的各輥子之間的間距長得多的長度。
裝置210將利用僅作為參考之用的術(shù)語“上”和“下”來描述。應(yīng)該理解的是，裝置210可以任意一種所需取向來使用，并且用來描述各構(gòu)件相對位置的術(shù)語不應(yīng)被視為限定性的。
再請參閱圖6，裝置200包括彼此相對取向的外部上輥子214和216以及上密封輥子212，這與上述裝置10中的輥子12、14和16相類似。裝置210包括外部下輥子314和316以及下密封輥子312。所有這些輥子通常最好大體上相互平行。外輥子214和314在它們之間形成一第一輥隙，外輥子216和316則形成一第二輥隙。各對外輥子所形成的各輥隙是間隔分開的。這些輥子結(jié)合在一起就界定圍成了真空腔A”，在真空腔“A”中可保持一負壓。
在由外輥子所形成的輥隙處的壓力也可通過將輥子封裝在一增壓室260中來提供，并且每一卷材均通過密封口而進入該增壓室中或者整個容納在該罩殼中。在此實施例中，腔室A”可保持在大氣壓下，或者它仍可被抽真空以進一步增大輥隙壓力。
外部上輥子214和216最好與外部下輥子314和315分開安裝，這樣，當真空腔A”中提供有一負壓時，外部上輥子214和216就可被吸壓在相應(yīng)的外部下輥子314和316上，從而在該對外輥子之間的輥隙處提供所需的層壓壓力。然后，裝置210就可根據(jù)真空腔A”中的負壓水平在上、下輥子之間的輥隙處提供各種數(shù)值的層壓壓力。
圖6示出了這樣一種加工過程，其中，一基連續(xù)卷材250移動經(jīng)過裝置210，同時將上連續(xù)卷材224和下連續(xù)卷材324層壓在基卷材252的對置側(cè)面上。圖6還示出了正分別自卷材224和324上除去的襯墊228和328。此三個卷材僅是用來說明。應(yīng)予理解的是，該裝置還可用來僅將所述三個卷材中的兩個卷材層壓在一起或者可以用來將三個以上的卷材層壓在一起。不需要除去襯墊的附加層壓可以在輥子216和316之間的輸入卷材250的上方或下方進行。而且，裝置210還可用來完成僅在一個卷材上的、基于壓力的加工過程，例如用其中一個外輥子將所需圖案壓印在一卷材。也可以通過一個或多個輥子來引入熱量，或者間接用熱空氣、紅外線輻射等來加熱。
上述特定實施例是用來說明本發(fā)明的實施。本發(fā)明也可以在缺少未在本文中具體所述的任一構(gòu)件或組件的情況下恰當實施。
對于那些本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員而言，顯然還可以對本發(fā)明作出種種不背離本發(fā)明保護范圍的改進和變化，還應(yīng)理解的是，本發(fā)明不應(yīng)該被不恰當?shù)叵拗朴诒疚乃龅母鲗嵤├?，相反，其范圍?yīng)由權(quán)利要求書及其等效物來來限定。
權(quán)利要求
1.一種裝置，它包括一第一端部和一第二端；一具有在所述第一端部和所述第二端部之間延伸的縱軸的第一輥子；一具有在所述第一端部和所述第二端部之間延伸的縱軸的第二輥子，其中，所述第二輥子與所述第一輥子相間隔分開，并且所述第一輥子和所述第二輥子的縱軸大體上相互平行；一在所述第一、第二端部與所述第一、第二輥子之間延伸的密封機構(gòu)，其中，所述密封機構(gòu)輥子與所述第一、第二輥子中的每一個都形成密封；一形成在所述密封機構(gòu)與所述第一、第二輥子之間的真空腔；以及一與所述真空腔流體連通的真空口。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，由所述密封機構(gòu)形成的密封包括滾動密封。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封機構(gòu)包括至少一個其縱軸大體上與所述第一、第二輥子的縱軸相平行的密封輥子，所述密封輥子的縱軸在所述第一和第二端部之間延伸。
4.如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括在所述第一和第二端部上的端部密封件，所述端部密封件在所述第一和第二端部附近圍成所述真空腔。
5.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述真空口位于所述第一和第二端部的其中一個端部內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括一與所述真空口流體連通的真空源。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二輥子均包括一個相一致的外表面。
8.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述密封輥子的至少一部分長度是透明的，并且可透過所述密封輥子來觀測監(jiān)控所述真空腔。
9.如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括一加熱裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置位于所述真空腔之內(nèi)。
11.如權(quán)利要求3-10中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括裝在所述第一輥子和所述密封輥子所形成的一輥隙間的一薄膜，所述薄膜卷繞在所述第一輥子的一部分上。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，它還包括一位于所述薄膜上的粘接層和一復(fù)蓋所述粘接層的襯墊，其中，所述墊襯層在所述薄膜通過由所述第一輥子和所述密封輥子所形成的輥隙時從所述薄膜和粘接層上除去。
13.如權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二輥子安裝在一輥子基底上。
14.如權(quán)利要求1-13中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括一與所述第一輥子相對的第一下輥子，其中，所述第一輥子和所述第一下輥子形成一第一輥隙，每一第一輥子均具有一在所述第一和第二端部之間延伸的縱軸；一與所述第二輥子相對向的第二下輥子，其中，所述第二輥子和所述第二下輥子形成一第二輥隙，所述第一第二輥子均具有一在所述第一和第二端部之間延伸的縱軸，并且，所述第二輥隙和所述第二輥子與第一輥隙和所述第一輥子相間隔分開，諸輥子的縱軸大體上相互平行；一在所述第一、第二端部和第一、第二下輥子之間延伸的下部密封機構(gòu)，其中，所述下部密封輥子與所述第一、第二下輥子中的每一個都形成一個密封；其中，所述真空腔形成在所述密封機構(gòu)、所述第一和第二輥子、下部密封機構(gòu)以及第一和第二下輥子之間；以及一與所述真空腔流體連通的真空口。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，由所述密封機構(gòu)和它們相應(yīng)的所述第一和第二輥子所形成的所述密封件包括滾動密封。
16.如權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，每個所述密封機構(gòu)包括至少一個其縱軸大體上與所述第一和第二輥子的縱軸相平行的密封輥子，所述密封輥子的縱軸在所述第一和第二端部之間延伸。
17.如權(quán)利要求14-16所述的裝置，其特征在于，它還包括在所述第一和第二端部上的端部密封件，其中，所述端部密封件在所述第一和第二端部附近圍成所述真空腔。
18.如權(quán)利要求14-17所述的裝置，其特征在于，所述真空口位于所述第一和第二端部的其中一個端部內(nèi)。
19.如權(quán)利要求14-18所述的裝置，其特征在于，它還包括一與所述真空口流體連通的真空源。
20.如權(quán)利要求14-19中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二輥子均包括一個相一致的外表面。
21.如權(quán)利要求14-20中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述密封輥子的至少一部分長度是透明的，并且可透過密封輥子來觀察監(jiān)控所述真空腔。
22.如權(quán)利要求14-21中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它還包括一加熱裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置位于所述真空腔之內(nèi)。
24.一種層壓薄膜的方法，它包括提供一種按照權(quán)利要求1-23中任一權(quán)利要求所述的裝置；將所述裝置定位在一基底附近，其中，所述基底進一步圍成所述真空腔；將一薄膜定位在所述基底與所述至少第一和第二輥子中的任一輥子之間；經(jīng)由所述真空口抽真空，其中，在所述真空腔中產(chǎn)生一負壓，并且將所述第一和第二輥子朝著基底拖曳；以及使所述裝置沿著基底層壓方向移動。
25.如權(quán)利要求24的方法，其特征在于，改變所述真空腔內(nèi)部的負壓以改變由所述第一和第二輥隙的至少其中之一所形成的壓力。
26.如權(quán)利要求24或25的方法，其特征在于，所述密封機構(gòu)包括至少一個其縱軸大體上與所述第一和第二輥子的縱軸相平行的密封輥子，所述密封輥子的縱軸在所述第一和第二端部之間延伸，并且，所述密封輥子與至少所述第一輥子形成一滾動密封；其特征還在于，所述薄膜延伸通過由所述密封輥子和第一輥子所形成的滾動密封。
27.如權(quán)利要求26的方法，其特征在于，它還包括在薄膜通過滾動密封后將襯墊從薄膜上除去。
28.一種將至少兩個連續(xù)的卷材層壓在一起的方法，它包括提供一種按照權(quán)利要求14-23中任一權(quán)利要求所述的裝置；將一第一卷材和第二卷材穿裝經(jīng)過所述第一輥隙；經(jīng)由所述真空口抽真空，其中，在所述真空腔中產(chǎn)生一負壓，并且將所述第一上輥子和所述第一下輥子相互相對拖曳，從而在所述第一輥隙處形成一層壓壓力；以及使所述第一和第二卷材移動經(jīng)過所述第一輥隙。
29.如權(quán)利要求28的方法，其特征在于，改變真空腔中的負壓，以改變形成在第一輥隙外的層壓壓力。
30.如權(quán)利要求28或29中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個密封機構(gòu)包括至少一個其縱軸大體上與第一和第二輥子的縱軸相平行的密封輥子，所述密封輥子的縱軸在所述第一和第二端部之間延伸，其特征還在于，所述第一連續(xù)卷材延伸經(jīng)過由所述密封輥子和所述第一輥子所形成的滾動密封。
31.如權(quán)利要求30的方法，其特征在于，它還包括在所述第一卷材經(jīng)過所述滾動密封件后將襯墊從所述第一連續(xù)卷材上除去。
32.一種將涂有粘接劑的薄膜層壓到一基底上去的、節(jié)省勞力的方法，它包括(a)將一薄膜分布到一采用權(quán)利要求1的裝置和權(quán)利要求25的方法的對象物上；(b)可隨意供選地給該物象物在其薄膜上印刷一圖象；以及(c)可使該對象物采用此敷貼裝置和方法，以將一薄膜層敷貼到其基底的一表面上。
33.一種采用權(quán)利要求1所述裝置而層壓到一基底上的薄膜。
34.一種采用權(quán)利要求14所述裝置而層壓到一基底上的薄膜。
全文摘要
揭示了一種真空助壓層壓裝置以及采用該裝置的方法,它可用于將一薄膜層壓到一基底上,或者將兩個或兩個以上的連續(xù)卷材層壓在一起。該裝置包括一系列輥子以及一用于在薄膜上形成壓力的局部真空源。
文檔編號B29L9/00GK1337907SQ00803037
公開日2002年2月27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)明者羅納德·S·斯蒂爾曼, 約翰·R·戴維 申請人:3M創(chuàng)新有限公司