用于细长基材的挤出涂布的方法和系统的制作方法
用于细长基材的挤出涂布的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于细长基材的挤出涂布的方法和系统 发明领域
[0001] 本发明涉及用于涂布基材的方法和系统。
[0002] 背景 在基材上涂敷涂层的各种方法是本领域中已知的。涂布基材的一种方法包括用热塑性 涂覆材料挤出涂布基材。这样的挤出涂布制品可用于多种多样的用途，包括例如家庭、建筑 物和家具的内部和外部结构材料。根据这种涂布方法，使包含木材、塑料、金属或其它合适 材料的基材通过挤出机并将涂覆材料涂敷到该基材的至少一部分表面上。一旦涂布，使该 制品冷却，最终的涂布基材优选表现出增强的美学(例如光泽度和表面光滑度）特征。
[0003] 随着涂布基材离开涂布模头并进入冷却区，基材内的水和其它挥发性材料可能汽 化，由此沿成品表面在涂层中造成不合意的气泡或泡疤（blisters)。尽管已经发现将涂布 基材至少部分浸没在急冷液中有助于将这种类型的起泡降至最低，但也已观察到急冷造成 一定的表面粗糙度，这降低了最终产品的视觉可接受性。即使不用急冷浴也几乎或完全不 表现出起泡的基材在暴露于急冷液冷却浴时也趋向于表现出不合意的表面纹理。
[0004] 因此，需要能够制造表现出可接受的表面纹理和外观的涂布基材的挤出涂布方法 和系统。还希望这种方法和系统可以经济地实施到现有挤出涂布系统中，同时使工艺时间 最小化并使生产率最大化。
[0005] 概述 本发明的一个实施方案涉及涂布基材的方法。该方法包括如下步骤：(a)将细长基材 和涂覆材料引入模头；(b)在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触，由此提供涂布 基材；（c)经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d)使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的绝热 构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；和（e)通过与急冷流体接触， 冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却的涂布基材。
[0006] 本发明的另一实施方案涉及用于将涂覆材料涂敷到基材上的系统。该系统包含用 于使细长基材与涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头。该模头包含入口壁、出口壁和至 少部分位于它们之间的涂布室。入口壁界定出用于将所述细长基材接收入所述模头中的模 头入口，且出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基材的模头出口。该系统进一步包 括附连到所述出口壁上的绝热构件。该绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率并且界 定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所述涂布 基材能够通过所述绝热构件。该系统还包含邻近所述绝热构件的急冷区，其用于冷却从所 述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材。
[0007] 本发明的再一实施方案涉及涂布细长基材的方法。该方法包括如下步骤：(a)将 细长基材推入挤出涂布模头的入口； (b)使所述细长基材沿基本水平的模头轴通过所述模 头；（C)将涂覆材料引入所述模头；(d)在所述通过过程的至少一部分期间，使所述基材 与引入所述模头中的所述涂覆材料接触，由此提供涂布基材；（e)经由界定在所述模头的 出口壁内的模头出口从所述模头取出所述涂布基材；和（f)通过与急冷液接触冷却从所 述模头出口取出的所述涂布基材，由此提供冷却的涂布基材，其中所述冷却的涂布基材具 有不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0008] 本发明的再一实施方案涉及一种涂布制品，其包含细长基材；和挤出涂布到所述 基材上的热塑性树脂涂层。该涂布制品是尚未经受急冷后处理步骤的水急冷制品，且具有 不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0009] 附图简述 下面参考附图详细描述本发明的各种实施方案，其中： 图1是根据本发明的一个实施方案构造的涂布系统的工艺流程图； 图2是能够根据本发明的一个实施方案挤出涂布细长基材的模头组装件的透视图； 图3是图2中描绘的模头组装件的分解透视图，其特别图解了附连到模头的出口壁上 的绝热构件； 图4a是图2和3中所示的模头组装件的模头出口壁和绝热构件的部分旋转的分解图； 图4b是附连到模头出口壁上的绝热构件的透视图，其特别图解了绝热构件与模头出 口之间的最小距离； 图5a是根据本发明的一个实施方案的挤出涂布制品； 图5b是根据本发明的另一实施方案的挤出涂布制品； 图5c是根据本发明的再一实施方案的挤出涂布制品； 图5d是根据本发明的又一实施方案的挤出涂布制品； 图6a是以250倍（250x)放大率沿实施例34中涂布的基材的一部分表面获取的扫描 电子显微镜（SEM)图像； 图6b是以250x放大率沿实施例35中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6c是以250x放大率沿实施例37中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6d是以250x放大率沿实施例39中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6e是以250x放大率沿实施例41中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6f是以250x放大率沿实施例36中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6g是以250x放大率沿实施例38中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6h是以250x放大率沿实施例40中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6i是以250x放大率沿实施例42中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图7a是以250x放大率沿实施例43中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图7b是以250x放大率沿实施例44中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像；且 图7c是以250x放大率沿实施例45中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像。
[0010] 详述 根据本发明的实施方案构造的方法和系统可用于将涂覆材料涂敷到基材的至少一部 分上。在一些实施方案中，本文所述的方法和系统可用于将聚合材料挤出涂布到细长基材 上，由此提供具有可接受的视觉外观的挤出涂布基材。特别地，该涂布基材可表现出基本无 气泡和无纹理的表面，这种组合是迄今使用常规涂布方法难以实现的。根据本发明的各种 实施方案制成的涂布基材可用于各种用途。在一个实施方案中，涂布基材或制品可选自内 部和外部结构材料，包括但不限于，门侧柱、窗边框、其它门或窗部件、平板搁架、拉挤成型 制品、外观嵌条（exterior molding)、外饰件和内壁板（siding)或外壁板。现在参考附图 详细论述关于本发明的实施方案的更多细节。
[0011] 首先参考图1，提供了根据本发明的一个实施方案构造的涂布系统12的示意性流 程图。涂布系统12包括预处理区14、干燥区16、任选的暂存区（staging area)18、模头20、 急冷区22和任选的后处理区24。如图1中所示，在引入模头20之前，基材可依序通过预处 理区14、干燥区16和任选的暂存区18。模头20构造成促进所述基材的至少一部分表面与 从涂料源30引入模头20中的涂覆材料之间的接触。所得涂布制品在急冷区22中冷却，然 后任选地在后处理区24中处理。如果没有在后处理区24中进一步加工，则可以如线路26 所示简单地从涂布系统12取出冷却的涂布基材。
[0012] 涂布系统12可构造成加工任何能够被挤出涂布的基材。在一些实施方案中，涂布 系统12中使用的基材可以是刚性或基本刚性的基材，且在相同实施方案或其它实施方案 中，不能是线、管或共挤出基材。在涂布系统12中涂布的基材也可以是具有任何合适的尺 寸的细长基材。根据一个实施方案，该基材可具有至少大约5英尺、至少大约6英尺、至少 大约8英尺、至少大约10英尺、至少大约12英尺和/或不大于大约25英尺、不大于大约20 英尺或不大于大约15英尺的长度或最大尺寸。在同一或另一实施方案中，该基材可具有在 大约5英尺至大约25英尺、大约8英尺至大约20英尺、或大约10英尺至大约15英尺范围 内的长度。该基材还可具有至少大约1英寸、至少大约2英寸或至少大约4英寸和/或不 大于大约10英寸、不大于大约8英寸或不大于大约6英寸，或者在大约1至大约10英寸、 大约2至大约8英寸、或大约4至大约6英寸范围内的宽度或第二大尺寸。在涂布系统12 中涂布的基材的厚度或最短尺寸可以是至少大约0. 10英寸、至少大约0. 25英寸、至少大 约〇. 5英寸和/或不大于大约4英寸、不大于大约2英寸或不大于大约1英寸，或者在大约 0. 10至大约4英寸、大约0. 25至大约2英寸、或大约0. 5至大约1英寸范围内。
[0013] 使用涂布系统12制造的涂布基材可具有多种多样的形状和/或尺寸并可以由各 种材料制成。在一个实施方案中，在涂布系统12中涂布的基材可包含选自天然木材、木复 合材料、包括多孔（cellularizecOPVC和其它泡沫材料的塑料、金属、玻璃纤维、陶瓷、水泥 及它们的各种组合的材料。在相同实施方案或其它实施方案中，该基材的材料包含中密度 纤维板（MDF)、刨花板、定向刨花板（OSB)及它们的各种组合。在一个实施方案中，在临引入 涂布系统12的模头20之前检测，该基材可具有以基材的总重量计为至少大约2重量％、至 少大约5重量％、至少大约8重量％和/或不大于大约15重量％、不大于大约12重量％或不 大于大约10重量％，或者在大约2重量％至大约15重量％、大约5重量％至大约12重量％、 或大约8重量％至大约10重量％范围内的平均初始水分含量。在另一些实施方案中，该基 材的初始水分含量以基材的总重量计可为小于大约5%、小于大约3%或小于大约2%。
[0014] 涂布系统12可以使用任何表现出充分的加工性能和对所选基材的粘附性的涂覆 材料。在一个实施方案中，该涂覆材料可包含一种或多种聚合物或树脂，例如能在模头20 的运行条件下以熔融或熔化形式涂敷到基材上的热塑性聚合物或树脂。在一个实施方案 中，该涂覆材料中所用的聚合物的玻璃化转变温度可为至少大约50°C、至少大约60°C、至 少大约65°C、至少大约70°C、至少大约75°C和/或不大于大约170°C、不大于大约160°C、不 大于大约150°C、不大于大约140°C。适合用在本文所述涂布系统的实施方案所用的涂覆材 料中的聚合物或聚合物树脂的实例包括，但不限于，聚酯和共聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇 酯或二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚碳酸酯；丙 烯酸树脂，如聚（甲基丙烯酸甲酯）；聚（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯）；聚（丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯）；聚（苯乙烯-丙烯腈）；纤维素酯；聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯；尼龙；和聚氯 乙烯（PVC)。
[0015] 该涂覆材料还可包含一种或多种选自如下的添加剂：彩色颜料、UV稳定剂、增 容剂、橡胶、光泽调节剂（gloss mo difiers)(例如碳酸1?)、不透明度调节剂（opacity modifiers)(例如二氧化钛)、冲击改性剂(例如苯乙稀-丁二稀-苯乙稀聚合物、丙稀腈-丁 二烯-苯乙烯聚合物或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物）和常用于确保涂敷到基材 上的涂层具有持久且有吸引力的表面光洁度（finish)的其它类型的稳定剂。在共同待审 的美国专利申请公开2010/0015456号中详细描述了几种合适的涂料组合物，其整个公开 内容经此引用以不与本公开冲突的程度并入本文。
[0016] 再参考图1，可首先将基材引入预处理区14,其可包含一个或多个构造成处理该 基材使其适于涂布的工段。例如，预处理区14可包括一个或多个用于通过将基材铣削和/ 或切削成所需轮廓和/或长度而将初始坯料基材成形为具有所需形状的基材的铣削工段。 示例性基材图示在图5a-5d中，稍后将详细论述它们，不过也预期有其它合适的形状。
[0017] 再参考图1，预处理区14还可包含至少一个用于在涂布前从基材表面除去污垢、 灰尘或其它碎肩的颗粒的清洗工段。该清洗工段可包含高压蒸汽清洗、高压空气清洗、溶剂 清洗、水浴清洗和/或适合涂布系统12中所用的特定类型的基材的任何其它清洗方法。在 一些实施方案中，预处理区14可包括用于在涂布前将所述基材的至少一部分染色的染色 浴。
[0018] 在预处理后，可将基材引入干燥区16。干燥区16可构造成加热所述基材的至少一 部分表面，由此促进除去基材内的至少一些挥发性材料。干燥区16还可操作用来从基材上 除去表面水分，由此有利于通过使湿溶胀效应最小化而更精确地控制基材尺寸。在一个实 施方案中，该基材可在干燥区16中干燥至少大约5秒、至少大约10秒、至少大约20秒和/ 或不多于大约15分钟、不多于大约10分钟、不多于大约5分钟，或者在大约5秒至大约15 分钟、大约10秒至大约10分钟、或大约20秒至大约5分钟的范围内。干燥区16可保持在 至少大约10°C、至少大约20°C、至少大约30°C、至少大约35°C和/或不大于80°C、不大于大 约70°C、不大于大约60°C、不大于大约50°C，或者在大约10°C至大约80°C、大约20°C至大 约70°C、或大约30°C至大约60°C范围内的温度。
[0019] 一旦从干燥区16中取出，可使基材通过任选的暂存区18,而后经过进料系统28引 入模头20。进料系统28可包含用于将基材推入并至少部分通过模头20的任何合适的设 备或装置。在一些实施方案中，进料系统28还可操作用来使基材与模头20的入口正确地 对准(未显示在图1中）。稍后将详细论述模头20的具体构造。在一些实施方案中，进料系 统28可包含位于基材上方和下方的多个辊(未显示)，它们构造成接合并推动基材进入模头 20。进料系统28可构造成以基本连续的方式将各基材件供入模头20,以便例如以首尾对接 的方式将各基材件送入模头20,其中在第一基材件的后端与在第一基材件之后送入的第二 基材件的前端之间保持接触。由此，模头20可以连续或半连续方式运行。
[0020] 在基材被引入模头20时，所述基材的至少一部分表面可与从涂料源30引入模头 20的涂覆材料接触。涂料源30可以是用于提供涂料的任何合适的系统或装置，并在一个实 施方案中可以是挤出机。涂布过程中模头20内的温度可以是足以使引入的涂覆材料保持 为液态或基本液态的任何温度。在一些实施方案中，涂布过程中模头20内的温度可为至少 大约50°C、至少大约100°C、至少大约200°C和/或不大于大约500°C、不大于大约400°C、 不大于大约300 °C，或者在大约50°C至大约500 °C、大约200 °C至大约400°C、或大约200 °C 至大约300°C的范围内。在涂布步骤的过程中模头20内的压力可为至少大约25镑/平方 英寸（psi)、至少大约50 psi、至少大约75 psi和/或不大于大约5,000 psi、不大于大约 3,500 ?81、不大于大约2,000 ?81、不大于大约1，500 ?81、不大于1，000 ?81，或者在大约 25至大约5, 000 psi、大约50至大约3, 500 psi、或大约100至大约2, 000 psi的范围内。
[0021] 现在参考图2和3,提供了适用于如上所述的涂布系统12的模头120的一个实施 方案。模头120可以是能使基材100的至少一部分与涂覆材料接触由此提供涂布基材102 的任何合适类型的模头。在一个实施方案中，模头120可以是按例如美国专利6, 660, 086和 7, 347, 795号或共同待审的美国专利申请公开2011/0223342号中所述构造和运行的十字 头（cross-head)模头，这些文献经此引用以不与本公开冲突的程度全文并入本文。在一个 实施方案中，模头120可构造成以均匀且受控的方式将涂覆材料涂敷到基材100的至少一 部分表面上，并且可以连续地和以至少大约25英尺/分钟（ft/min)、至少大约50 ft/min、 至少大约75 ft/min、至少大约100 ft/min或至少大约125 ft/min的平均线速度运行。
[0022] 如图2和3中所示，模头120包含模块（die block) 112和偶连到模块112的前 壁上或邻近模块112的前壁的模板（die plate) 114。本文所用的方向术语"正面"和"前" 在涉及模头时，是指基材在涂布后正常离开模头的一侧或方向。相反，本文所用的方向术语 "背面"和"后"是指基材要进入的模头侧。因此，如图2中所示，基材100通常沿大致如箭 头180和182所示的模头轴115从后向前通过模头120。根据图2中所示的一个实施方案， 模头轴115可以是基本水平的模头轴，使得它取向在水平方向的大约5°内。
[0023] 特别如图3中所示，模头120包含由模体112界定的入口壁122、由模板114界定 的出口壁124和至少部分位于它们之间的涂布室126。入口壁122界定出构造成将基材(未 显示在图3中）接收入模头120中的模头入口 132,且出口壁124界定出构造成从模头120 排出涂布基材的模头出口 134。在一个实施方案中，模头入口 132和模头出口 134各自界定 出各自的可能与稍后详细论述的基材横截面轮廓的形状对应或基本对应的内轮廓和外轮 廓。
[0024] 根据一个实施方案，模头120可进一步包含附连到模头120的至少一部分出口壁 124上的第一绝热构件150。在一些实施方案中，如图2中所示，模头120可包括位于模块 112和模板114之间的任选的第二绝热构件152。绝热构件150 (和绝热构件152,当其存 在时)，可由热导率低于模头120的出口壁124的热导率的任何合适的绝热材料构成。在一 个实施方案中，绝热构件150和，如果存在的话，绝热构件152可由根据ASTM C-177测得 的热导率为至少大约〇. 01瓦每米每开尔文（W/mK)、至少大约0. 05 W/mK、至少大约0.1 W/ mK和/或不大于大约2 W/mK、不大于大约I W/mK、不大于大约0. 5 W/mK，或者在大约0. 01 至大约2 W/mK、大约0. 05至大约I W/mK、或大约0. 1至0. 5 W/mK范围内的材料形成。合 适的绝热材料的实例可包括，但不限于，云母和硅酸钙。在一个实施方案中，绝热构件150， 152可具有至少大约1/8英寸、至少大约1/4英寸、至少大约1/2英寸和/或不大于大约3 英寸、不大于大约2英寸、不大于大约1英寸、不大于大约3/4英寸，或者在大约1/8英寸至 大约3英寸、大约1/4英寸至大约2英寸、或大约1/2英寸至大约1英寸范围内的如图3中 所不的厚度X。
[0025] 在另一实施方案中，替代绝热构件150或在它之外，模头120可包含能够产生流体 绝热体的装置或系统。根据这一实施方案，可以邻近模头出口 134构造空气、氮气或其它 加压流体的区域或"帘幕"，并且它可以起到与绝热构件150类似的功能。类似于绝热构件 150,可以使出口壁124的温度保持在如下文详述的类似温度范围内。
[0026] 现在参考图4a，提供了模头120的模板114和绝热构件150的分解旋转视图。如 图4a中所示，绝热构件150包含基材入口 154、基材出口 156和界定在它们之间的成型通 道158。此外，一个或多个金属支承板(未显示）可位于绝热构件150的任一侧上以进一步 加固和支承。可将绝热构件150附连到模头120的出口壁124上以使成型通道158至少部 分包围模头出口 134 (如图4b中所示)，并降低出口壁124暴露于下游急冷区（未显示)的表 面积。因此，可以使邻近模头出口 134的出口壁124的温度保持为更接近模头120内的涂 料熔体的温度，并且在一些实施方案中，可以比在模头120中与基材接触的涂覆材料的温 度低不多于大约60°C、不多于大约50°C、不多于大约40°C、不多于大约35°C或不多于大约 20°C。在另一些实施方案中，模头出口壁124的温度可以比在模头120内与基材接触的涂 覆材料的温度低不到5°C、不到2°C或不到1°C。
[0027] 根据图4b中所示的一个实施方案，当绝热构件150附连到模头120的出口壁124 上时(如图4b中所示)，在基材入口 154的内缘(显示为边缘162)与模头出口 134的外缘(显 示为边缘164)之间可形成小间隙180。在一个实施方案中，在基材入口 154的边缘162与 模头出口 134的边缘164之间形成的最小间隙180 (也称作最小距离）可以为至少1密尔、 至少2密尔、至少5密尔和/或不大于大约100密尔、不大于大约85密尔、不大于大约75 密尔、不大于大约65密尔、不大于大约50密尔、不大于大约45密尔、不大于大约35密尔、 不大于大约25密尔、不大于大约20密尔或不大于大约10密尔，或大约1密尔至大约30密 尔、大约1密尔至大约25密尔，或大约1密尔至大约20密尔。在一个实施方案中，成型通 道158和模头出口 134的截面的尺寸可以基本相同，以使成型通道158和模头出口 134的 截面积可在彼此的不大于大约25%、不大于大约20%、不大于大约15%、不大于大约10%、不大 于大约5%或不大于大约1%以内。
[0028] 成型通道158可以构造成具有任何合适的截面形状。优选地，成型通道158具有 恒定的截面形状和/或尺寸，以使成型通道158的尺寸和/或形状在其整个长度内保持基 本恒定。一般而言，模头出口 134的截面形状与成型通道158的基材入口 154的截面形状 可以彼此不同，而在一些实施方案中，所述截面形状可以基本相同。例如，在一个 实施方案 中，模头出口 134的截面形状与成型通道158的截面形状可以基本几何相似，而在另一些实 施方案中，成型通道158和模头出口 134可具有全等的截面形状。本文所用的术语"几何相 似"是指两个或更多个物体具有基本相同的形状，而术语"全等"是指两个物体具有相同的 形状和尺寸。此外，成型通道158和模头出口 134中的至少一者可具有与从中通过的涂布 基材的横截面形状几何相似的截面形状。稍后将详细论述涂布基材的横截面形状的具体实 例。
[0029] 再参考图2,在涂布基材102离开模头120的出口 134并通过绝热构件150时，基 材上的至少一部分涂层可与至少一部分成型通道158的壁保持接触。在一个实施方案中， 从涂布基材102上的单个点离开模头出口 134的时间直到同一点离开成型通道158的时间 所测得的涂布基材102在成型通道158内的停留时间可为至少大约0. 1秒、至少大约0. 25 秒、至少大约0. 5秒和/或不大于大约2秒、不大于大约1. 5秒、不大于大约1秒，或者在大 约0. 1秒至大约2秒、大约0. 25秒至大约1秒、或大约0. 5秒至大约1秒的范围内。
[0030] 再参考图1，离开模头20的涂布基材进入急冷区22,在此它可以通过与急冷流体 接触而至少部分冷却，由此提供冷却的涂布基材。在一个实施方案中，急冷区22中的急冷 流体的温度可以为至少大约2°C、至少大约4°C、至少大约8°C、至少大约10°C、至少大约 15°C和/或不大于大约65°C、不大于大约55°C、不大于大约45°C、不大于大约35°C，或者在 大约4°C至大约55°C、大约10°C至大约45°C、或大约15°C至大约35°C的范围内。合适的急 冷流体的实例可包括，但不限于，水、空气或氮气，或者适用于所用基材和涂覆材料的具体 类型的任何其它液体或气体。在一些实施方案中，急冷区22的压力可以低于250 kPa、低于 175 kPa、低于大约100 kPa、低于大约75 kPa、低于大约50 kPa或低于大约25 kPa。
[0031] 急冷区22可包括用于使涂布基材与急冷流体接触的任何合适的装置。在一个实 施方案中，急冷区22可包括用于将涂布基材至少部分浸没到急冷流体中的急冷浴。在另一 实施方案中，急冷区22可包括构造成保持加压环境以使涂覆材料在基材上冷却的压力箱。 当急冷区22使用压力箱(未显示)时，该压力箱可以构造成在至少大约20 psi、至少大约25 psi、至少大约30 psi和/或不大于大约100 psi、不大于大约80 psi、不大于大约60 psi， 或者在大约20至大约100 psi、大约25 psi至大约80 psi、或大约30 psi至大约60 psi 范围内的压力下冷却该涂布基材。在另一些实施方案中，急冷区22可采用任何其它合适 的冷却系统或方法，包括例如冷却辊(未显示)。在一些实施方案中，可以简单地使涂布基材 102在环境温度和/或压力下冷却。
[0032] 一旦冷却，从急冷区22中取出涂布基材，然后如果需要，使它通过任选的后处理 区24。合适的后处理方法的实例可包括，但不限于，通过一种或多种类型的介质处理研磨、 光泽增强处理、在线打底处理、上漆、染色及它们的各种组合。在图1中所示的另一实施方 案中，可以在没有急冷后处理的情况下从涂布系统12中取出冷却的涂布基材(如线路26所 示)。
[0033] 根据一个实施方案，通过根据本发明实施方案的系统和方法制成的冷却的涂布制 品可表现出高度合意的表面纹理和视觉外观。例如，在一个实施方案中，从涂布系统12取 出的冷却的涂布基材可基本无气泡。本文所用的术语"基本无气泡"是指通过视觉检测表 现出每100平方英尺少于10个气泡的涂布基材。在一个实施方案中，根据本发明的实施方 案的涂布基材可表现出每100平方英尺少于大约10个气泡、每100平方英尺少于大约5个 气泡、每100平方英尺少于大约2个气泡或每100平方英尺少于1个气泡。
[0034] 在相同实施方案或其它实施方案中，离开急冷区22的水急冷的挤出涂布基材可 具有相对光滑的无纹理表面。例如，在一个实施方案中，涂布基材的至少一部分表面可具 有不大于大约40、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大 约12或不大于大约10的平均Rmax表面粗糙度。本文所用的术语"平均Rmax表面粗糙度"是 指沿测量长度从最高点到最低点测得的最大粗糙度深度，对所进行的所有测量得出的平均 值。如以下实施例34-42中详细描述地，本文中提供的表面粗糙度参数值，包括Rmax，使用 具有5微米触针的Mitutoyo Surftest SJ-201 P粗糙度测试仪测得。在Rmax之外，对于几 个涂布基材，通过轮廓测定法测量了几个其它的粗糙度参数，并在以下实施例34-42中提 供了这些附加参数各自的数值和描述。在一些实施方案中，甚至在不存在急冷后处理，如砂 磨、抛光等的情况下也可以获得具有如上所述的表面纹理的涂布基材。不同于按常规制备 的水急冷制品，本发明的挤出涂布制品表现出意料不到的表面光滑度，同时保持了可接受 的视觉外观，包括更少出现气泡和表面泡疤。
[0035] 现在参考图5a_d，图解了根据本发明的各种实施方案构造的几个涂布基材 200a_d。如各图5a_d所示，各涂布基材200a_d包含细长基材210a_d和挤出涂布在其上的 至少一个涂层220a_d。尽管在图5a_d中显示为包括单个涂层，但预期根据本发明的一些实 施方案的涂布制品可包括两个或更多个涂层。如基于在基材的稳态涂布过程中消耗的涂覆 材料量所测定地，涂层(或如果适用，多个涂层)220a_d的平均厚度可以为至少大约2密尔、 至少大约4密尔、至少大约6密尔和/或不大于大约40密尔、不大于大约35密尔、不大于 大约25密尔或不大于大约15密尔。例如，可以通过将消耗的涂覆材料的总体积除以用该 体积的材料涂布的基材的总表面积来计算平均涂层厚度。
[0036] 涂层220a_d可以附着到基材210a_d上以使涂覆材料能充分直接地粘附到所述基 材的至少一部分上。不同于常规的"即剥即贴（peel-and-stick)"或其它类似的涂层，根据 本发明实施方案的涂布基材不包括位于基材表面与涂覆材料之间的胶水或其它粘合剂的 层。在一个实施方案中，该涂层可具有至少0. 10镑（Ib)、至少大约0. 25 lbs、至少大约0. 35 Ibs或至少0.40 Ibs和/或不大于大约2 lbs、不大于大约1.5 lbs、不大于大约I lb、不 大于大约0. 75 lbs、不大于大约0. 65 Ibs或不大于0. 50 lbs，或者在大约0. 10至大约2 lbs、大约0.35至大约1.5 lbs、或大约0.40至大约I Ib范围内的平均粘合剥离力，其借助 ASTM方法D3330、方法F中描述的90° T型剥离（T-Peel)试验测得。
[0037] 在一些实施方案中，该涂层可以如图5b和5d中所示仅涂敷到基材的一部分表面 上，以使基材200的总表面积的至少大约50%、至少大约65%、至少大约75%、至少大约85% 或至少大约95%被涂覆材料覆盖。在如图5b和5d中所示的一些实施方案中，具有η面（η sided)的基材(其中η是3至10的整数，包括3和10)的一个或多个面可以部分（图5b)或 完全（图5d)未涂布，以使n-1个面被所述材料完全涂布。在另一些实施方案中，特别是如图 5a和5c中所示，可以涂布整个基材210a，c以使该基材的所有面都被涂覆材料完全包封。
[0038] 此外，特别如图5a_d中的示例性涂布基材200a_d所示，本发明的涂布基材还可具 有任何所需的横截面形状。在一个实施方案中，该基材可具有对称的横截面，而在另一些实 施方案中，该基材可具有不对称的横截面。本文所用的术语"对称"是指沿穿过该形状的中 心点绘制的所有线都对称的任何形状。类似地，术语"不对称"是指沿穿过其中心点绘制的 至少一条线不对称的形状。在一个实施方案中，该基材可具有对称的圆形(如图5a中所示)， 而在另一些实施方案中，该基材可具有不对称的正方形（图5b)或矩形横截面(如图5c中所 示)。在另一实施方案中，如图5d中所示的实施方案中所描绘地，该基材可具有包括至少一 条既有凹段又有凸段的曲线侧边的不规则形状的不对称横截面。
[0039] 可通过以下实施例进一步例示和描述本发明的各个方面。但是，应该理解的是，除 非另行明确指示，这些实施例仅用于举例说明而无意限制本发明的范围。
[0040] 项目1.涂布基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材和涂覆材料引入模头； (b) 在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触由此提供涂布基材； (C)经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d) 使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的 绝热构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；和 (e) 通过与急冷流体接触，冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材。
[0041] 项目2.项目1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述模头出口的边缘之间的 最小距离小于100密尔。
[0042] 项目3.项目1的方法，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的截面 积在彼此的不大于大约25%以内。
[0043] 项目4.项目1的方法，其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rmax表面粗 糙度。
[0044] 项目5.项目1的方法，其中所述冷却的涂布基材的表面具有每100英尺少于10 个气泡。
[0045] 项目6.项目1的方法，其中在所述涂布基材通过所述绝热构件时，所述涂布基材 上的涂层与界定所述成型通道的所述绝热构件的至少一个壁保持接触。
[0046] 项目7.项目1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形 状中的至少一者与所述基材的截面形状几何相似。
[0047] 项目8.项目1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形 状全等。
[0048] 项目9.项目1的方法，其中所述涂布基材在所述成型通道中的停留时间为至少 大约0. 5秒且不大于大约2秒。
[0049] 项目10.项目1的方法，其中步骤（a)的所述引入包括将所述细长基材推入由所 述模头的入口壁界定的模头入口。
[0050] 项目11.项目1的方法，其中所述绝热构件由选自云母和硅酸钙的绝热材料形 成。
[0051] 项目12.项目1的方法，其中所述细长基材具有至少5 英尺的总长度。
[0052] 项目13.项目1的方法，其中所述涂布基材沿基本水平的轴通过所述绝热构件。
[0053] 项目14.项目1的方法，其中所述方法是连续方法且所述细长基材以至少25英尺 /分钟的线速度通过所述模头。
[0054] 项目15.项目1的方法，其中步骤（e)的所述冷却在小于大约100 kPa的压力下 进行。
[0055] 项目16.项目1的方法，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、 纤维素酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。
[0056] 项目17.项目1的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。
[0057] 项目18.通过项目1中描述的方法制成的制品。
[0058] 项目19.用于将涂覆材料涂敷到细长基材上的系统，所述系统包含： 用于使细长基材与所述涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头，其中所述模头包含入 口壁、出口壁和至少部分位于它们之间的涂布室，其中所述入口壁界定出用于将所述细长 基材接收入所述模头中的模头入口，且所述出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基 材的模头出口； 附连到所述出口壁上的绝热构件，其中所述绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导 率并界定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所 述涂布基材能够通过所述绝热构件；和 邻近所述绝热构件的用于冷却从所述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材 的急冷区。
[0059] 项目20.项目19的系统，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述 模头出口的边缘之间的最小距离小于100密尔。
[0060] 项目21.项目19的系统，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的最 小截面积在彼此的不大于大约25%以内。
[0061] 项目22.项目19的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状几何相似。
[0062] 项目23.项目19的系统，其中所述成型通道具有恒定的截面积。
[0063] 项目24.项目19的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状全等。
[0064] 项目25.项目19的系统，其中所述模头出口的截面形状和所述成型通道的截面 形状中的至少一者是不对称的。
[0065] 项目26.项目19的系统，其中所述模头出口和所述成型通道各自具有包括至少 一条既有凸段又有凹段的曲线侧边的不规则截面形状。
[0066] 项目27.项目19的系统，其中所述绝热构件的所述热导率为在25°C下至少0. 01 W/mK和/或不大于5 W/mK。
[0067] 项目28.项目19的系统，进一步包含位于所述涂布室和所述出口壁之间的第二 绝热构件，其中所述第二绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率。
[0068] 项目29.项目19的系统，进一步包含位于所述模头上游的用于将所述基材引入 所述模头入口的进料系统，其中进料系统包括可操作用来将所述基材推入所述模头入口的 推进装置。
[0069] 项目30.项目19的系统，其中所述系统是构造成以至少25板英尺/分钟的线速 度运行的连续系统。
[0070] 项目31.涂布细长基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材推入挤出涂布模头的入口； (b) 使所述细长基材沿基本水平的模头轴通过所述模头； (c) 将涂覆材料引入所述模头； (d) 在所述通过过程的至少一部分期间，使所述基材与引入所述模头的所述涂覆材料 接触由此提供涂布基材； (e) 经过界定在所述模头的出口壁中的模头出口从所述模头取出所述涂布基材；和 (f) 通过与急冷流体接触，冷却从所述模头出口取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材， 其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0071] 项目32.项目31的方法，其中步骤（d)的所述取出与步骤（e)的所述冷却之间的 时间为至少大约0. 5秒且不多于大约5秒。
[0072] 项目33.项目31的方法，进一步包括，在所述冷却之前且在所述取出之后，使所 述涂布基材通过界定在附连到界定所述模头出口的模头出口壁的至少一部分上的绝热构 件内的成型通道，其中所述绝热构件的热导率低于所述模头出口壁的热导率。
[0073] 项目34.项目33的方法，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述 模头出口的边缘之间的最小距离小于100密尔。
[0074] 项目35.项目33的方法，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的截 面积在彼此的不大于大约25%以内。
[0075] 项目36.项目35的方法，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状全等。
[0076] 项目37.项目31的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。
[0077] 项目38.项目37的方法，其中所述冷却的涂布基材的表面具有每100英尺少于 10个气泡。
[0078] 项目39. -种涂布制品，其包含： 细长基材；和 挤出涂布到所述基材上的热塑性树脂涂层，其中所述涂布制品是尚未经受急冷后处理 步骤的水急冷制品，且具有不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0079] 项目40.项目39的制品，其中所述基材包含天然木材基材或复合木材基材或者 PVC基材。
[0080] 项目41.项目40的制品，其中所述涂布基材的表面具有每100英尺少于10个气 泡。
[0081] 项目42.项目39的制品，其中将所述树脂涂层挤出涂布到所述表面上以使所述 细长基材的所有面都被所述树脂涂层完全包封。
[0082] 项目43.项目39的制品，其中所述树脂涂层具有至少2密尔且不大于40密尔的 平均厚度。
[0083] 项目44.项目39的制品，其中所述基材具有不对称的截面形状。
[0084] 项目45.项目39的制品，其中所述涂布基材具有至少5英尺的长度。
[0085] 项目46.项目39的制品，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树 月旨、纤维素酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。
[0086] 项目47.项目1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述绝热构件的边缘之间的 最大距离小于100密尔。 实施例
[0087] 实施例1 制备天然指接松木板的两个样品以在实验室规模的挤出涂布系统中涂布。第一个样 品具有测得为大约5/8英寸（1. 6厘米）X 7/8英寸（2. 2厘米）的矩形横截面，而第二个 样品具有类似于图5d中所描绘的复杂截面形状，其用于许多市售类型的顶冠饰条（crown molding)。这种样品称作El截面样品，具有测得为大约3. 25英寸（8. 3厘米）X 5/8英寸 (1.6厘米）的横截面尺寸。
[0088] 上述各样品在炉中预热至大约100°F (38°C)的温度并将加热的基材置于暂存区 中，接着分别通过连接到2 1/2英寸挤出机上的模头组装件。将包括二醇改性的聚（对苯 二甲酸乙二醇酯）、碳酸钙光泽调节剂、二氧化钛不透明度调节剂、UV稳定剂和冲击改性剂 的热塑性涂覆材料挤入模头组装件中并在500 T (260°C)的熔体温度下涂敷到各基材上。 在涂布过程中使模头组装件中的压力保持在300至500 psi (2070至3450 kPa)之间，且 目标涂层厚度在0. 006至0. 0012英寸（0. 015至0. 030厘米)之间。基材以25板英尺/分 钟（7. 6米/分钟）的线速度通过模头组装件。
[0089] 在此实施例中，在模头出口壁上未使用绝热构件并且未使用水浴。涂布的样品离 开模头组装件并使其在环境温度和压力下冷却。在目视检查冷却的涂布基材时，注意到该 样品具有高至不可接受的表面气泡和泡疤浓度。
[0090] 实施例2 制备了具有矩形和El截面的两个木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布，只是 离开模头组装件的涂布样品立即送入水浴以便冷却。水浴的温度保持在60°F至75 °F(16°C 至24°C)之间。模头组装件的出口壁未经绝热并直接与水浴接触。模头出口壁的温度比熔 体温度低大约100T至150 °F。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材基本无气泡，但表现 出不可接受的表面纹理。
[0091] 实施例3 制备了具有矩形和El截面的两个木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。离 开模头组装件的涂布样品如上文在实施例2中所述立即送入水浴以便冷却。此外，将具有 矩形开口的1/8英寸（0. 32厘米)厚的云母绝热构件附连到模头的出口壁上，并且涂布基材 在离开模头组装件时通过该绝热构件。该矩形开口比模头开口大，以致模头出口壁的一部 分仍暴露于急冷水。离开模头出口的涂布样品通过绝热构件并如实施例2中所述在水浴中 冷却。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材基本无气泡，但表现出不可接受的表面纹理。
[0092] 实施例4 制备了具有矩形截面的木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。离开模头组装 件的涂布样品通过如实施例3中所述附连到模头出口壁上的绝热构件，只是将该绝热构件 的开口切削至具有与涂布基材相同的尺寸和形状。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材 不仅基本无气泡，而且表现出光滑无纹理的表面。
[0093] 实施例5 制备了具有El截面的木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。类似于实施例4 中所述的工序，离开模头组装件的涂布样品通过附连到模头出口壁上的具有与涂布基材相 同的尺寸和形状的绝热构件。在目视检查时，注意到冷却的涂布El基材不仅基本无气泡， 而且表现出光滑无纹理的表面。
[0094] 实施例 6_18 制备了几个具有El截面的指接松木板样品并如实施例1中所述进行涂布。类似于实 施例5,各涂布样品通过附连到模头出口壁上并切削至具有与涂布基材相同尺寸和形状的 开口的1/8英寸厚的云母绝热体。使涂料的熔体温度保持在475 °F(246°C)，但改变了水浴 温度、基材预热温度和模头出口壁温度。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布基材 并注意了表面外观。各实施例6-18的操作条件和视觉外观结果概括在下表1中。
[0095] 表1 :实施例6-18中涂布的样品的操作条件和结果
[0096] 实施例 19-21
制备了几个具有El截面的指接松木板样品并如实施例1中所述进行涂布。各基材在 模头组装件中在475 °F (246°C)的熔体温度和500 °F (260°C)的 模头出口壁温度下涂布， 但改变了附连到模头出口壁上的云母绝热体的厚度。将绝热构件中的开口切削至匹配El 轮廓的尺寸和形状。使水浴温度保持在65°F至80°F(18°C至27°C)之间。目视评估从急 冷水浴中取出的各冷却的涂布基材并注意了表面外观。各实施例19-21的绝热体厚度和视 觉外观结果概括在下表2中。
[0097] 表2 :实施例19-21中涂布的样品的操作条件和结果
[0098] 实施例 22-30 制备了几个各自具有El截面形状的中密度纤维板（MDF)和指接松木板（FJP)的样品并 如上文在实施例1中所述进行涂布。涂料的熔体温度为500 °F并使样品以15英尺/分钟 的板速度通过模头。使实施例22中涂布的样品在环境条件下冷却，而实施例24-30中涂布 的样品在保持在大约70 °F的水急冷浴中冷却。在实施例22-24中未使用绝热构件。对于 实施例25-30,使用了具有El形状但不同尺寸的入口的1/8英寸厚的云母绝热体以改变绝 热体入口的内缘与模头出口的外缘之间的间隙。观察各行程（run)的冷却的涂布基材的表 面外观和纹理。各实施例22-30中测试的样品的最小绝热体间隙和视觉外观结果概括在下 表3中。
[0099] 表3 :实施例22-30中涂布的样品的操作条件和结果
[0100] 实施例 31-33 制备了几个具有El截面的中密度纤维板的样品并如实施例1中所述进行涂布。各基材 在模头组装件中在500 °F的熔体温度下涂布并通过具有1/8英寸厚度和100密尔间隙(从 模头出口的外缘到绝热体入口的内缘测得）的云母绝热体。改变了基材通过模头的速度。 将涂布基材在具有70°F温度的水浴中冷却。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布 基材并注意了表面外观。各实施例31-33的线速度和视觉外观结果概括在下表4中。
[0101] 表4 :实施例31-33中涂布的样品的操作条件和结果
[0102] 实施例 34-42 制备了几个各自具有El截面形状的中密度纤维板（MDF)和指接辐射松木板（FJP)的8 英尺长样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。使样品以15英尺/分钟的板速度通过 模头。使实施例34中涂布的样品在环境条件下冷却，而实施例35-42中涂布的样品在保持 在大约60 °F的水急冷浴中冷却。在实施例34-36中未使用绝热构件。对于实施例37-42， 使用了各自具有开口尺寸不同的El形状入口的各种1/4英寸厚的云母绝热体，以改变绝热 体入口的内缘与模头出口的外缘之间的间隙。观察各行程的冷却的涂布基材的表面外观和 纹理。各实施例34-42中测试的样品的最小绝热体间隙和视觉外观结果概括在下表5a中。
[0103] 表5a :实施例34-42中涂布的样品的目视检查结果
[0104] 在冷却后，将样品切割成3英尺片段，并在样品背面(平面)上的两个随机选择的位 置进行表面粗糙度测量。使用具有60度半径（60 degree radius)的2微米触针的Mitutoyo SJ-210测量各样品的表面粗糙度。根据粗糙度测试仪手册中描述的工序在1英寸样品长度 上进行测量。实施例34-42中各样品的表面粗糙度测量结果概括在下表5b中。
[0105] 在Rmax (其如上所述，是沿测量长度从最高点到最低点测得的最大粗糙度深度）之 外，在实施例34-42中还测量了各样品的下列表面粗糙度参数：艮、&、艮、1^、1^和Rpm。R a是 在整个测量阵列上计算的算术平均表面粗糙度，而Rq是在整个测量阵列上计算的高度偏差 与平均线或表面(mean line or surface)之间的均方根平均值。Rz是样品中的10个最大 的峰谷间距（peak-to-valley separation)的平均值，而Rmax是沿测量长度从最高峰到最 低值测得的最大粗糙度深度。Rv是在整个测量长度上的最大轮廓谷深度或均值(平均)高度 线与最低点之间的高度差，而&是在整个测量长度上的最大轮廓峰高度或平均高度线与最 高点之间的高度差。Rpm是作为测量长度上的多个相继的1^值的平均值测得的平均最大轮 廓峰高度。对实施例34-42中的各涂布基材获取的这些粗糙度参数各自的数值提供在下表 5b中。
[0106] 另外，在实施例34-42中，在5. 0 kV (实施例34和35 )或3. 0 kV (实施例36-42 ) 的SEM HV和250x的放大率下获取了各涂布基材的几张扫描电子显微镜（SEM)图像。对涂 布MDF基材所得的图像呈现为图6a-6e (实施例34、35、37、39和41)，而涂布FJP基材提供 为图6f-6i (实施例36、38、40和42)。
[0107] 表5b :实施例34-42通过轮廓测定法测得的表面粗糙度
O
[0108] 实施例 43-45 制备了几个具有El截面的中密度纤维板的样品并如实施例1中所述进行涂布。在离开 模头出口后，各基材通过具有1/4英寸厚度和100密尔间隙(从模头出口的外缘到绝热体入 口的内缘测得）的云母绝热体。改变了基材通过模头和绝热体的速度。将涂布基材在具有 60°F温度的水浴中冷却。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布基材并注意了表面 外观。另外，如上文在实施例34-42中所述，使用具有60度半径的2微米触针的Mitutoyo SJ-210测量各冷却基材的表面粗糙度。各实施例43-45的线速度和视觉外观结果概括在 下表6a中，而表面粗糙度测量结果提供在表6b中。另外，在实施例43-45中，在3. 0 kV的 SEM HV和250x的放大率下获取了各涂布基材的几张扫描电子显微镜（SEM)图像。所得图 像提供在图7a_7c中。
[0109] 表6a :实施例43-45中涂布的样品的操作条件和视觉结果
[0110] 表6b :实施例43-45通过轮廓测定法测得的表面粗糙度
[0111] 上述本发明的优选形式仅用于举例说明，并且不应在限制意义上用于解释本发明 的范围。本领域技术人员容易在不背离本发明精神的情况下对上述示例性实施方案作出显 而易见的修改。
[0112] 本发明人特此声明他们意图依据等同原则将本发明的公平合理的范围确定和评 定为涉及没有实质性背离但落在下列权利要求中限定的本发明的字面范围之外的任何装 置。
【主权项】
1. 涂布基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材和涂覆材料引入模头； (b) 在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触由此提供涂布基材； (c) 经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d) 使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的 绝热构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；以及 (e) 通过与急冷流体接触，冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材。2. 权利要求1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述模头出口的边缘之间的最小距 离小于100密尔。3. 权利要求1的方法，其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rniax表面粗糙度。4. 权利要求1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形状中的 至少一者与所述基材的截面形状几何相似。5. 权利要求1的方法，其中步骤（a)的所述引入包括将所述细长基材推入由所述模头 的入口壁界定的模头入口，且其中所述涂布基材沿基本水平的轴通过所述绝热构件。6. 权利要求1的方法，其中所述绝热构件由选自云母和硅酸钙的绝热材料形成。7. 权利要求1的方法，其中步骤（e)的所述冷却在小于大约100kPa的压力下进行。8. 权利要求1的方法，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、纤维素 酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。9. 权利要求1的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。10. 用于将涂覆材料涂敷到细长基材上的系统，所述系统包含： 用于使细长基材与所述涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头，其中所述模头包含入 口壁、出口壁和至少部分位于它们之间的涂布室，其中所述入口壁界定出用于将所述细长 基材接收入所述模头中的模头入口，且所述出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基 材的模头出口； 附连到所述出口壁上的绝热构件，其中所述绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导 率并界定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所 述涂布基材能够通过所述绝热构件；和 邻近所述绝热构件的用于冷却从所述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材 的急冷区。11. 权利要求10的系统，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述模头出 口的边缘之间的最小距离小于100密尔。12. 权利要求10的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面形状几 何相似。13. 权利要求10的系统，其中所述绝热构件的所述热导率为在25°C下至少0. 01W/mK 和/或不大于5W/mK。14. 权利要求10的系统，进一步包含位于所述涂布室和所述出口壁之间的第二绝热构 件，其中所述第二绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率。15. 权利要求1的方法，其中步骤⑷的所述取出与步骤（e)的所述冷却之间的时间为 至少大约0. 5秒且不多于大约5秒。16.权利要求1的方法，进一步包括，在所述冷却之前且在所述取出之后，使所述涂布 基材通过界定在附连到界定所述模头出口的模头出口壁的至少一部分上的绝热构件内的 成型通道，其中所述绝热构件的热导率低于所述模头出口壁的热导率。
【专利摘要】本公开涉及挤出涂布系统(120)、挤出涂布的基材及其制造方法。在一些方面中，本文所述的挤出涂布系统(120)可包括至少部分绝热的(150，152)外壁，这有助于制成表现出非常合意的表面纹理和外观的涂布基材。本发明的涂布基材可用于各种最终用途，包括但不限于，家庭、建筑物和家具的内部和外部结构材料。
【IPC分类】B29C47/88, B29C47/02, B05D1/26, B29C47/90
【公开号】CN104903069
【申请号】CN201380063699
【发明人】T.W.赫尔顿, S.L.斯塔福德, A.格里尔斯, S.E.艾尔
【申请人】伊士曼化工公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月2日
【公告号】CA2888497A1, EP2928663A1, US8865261, US20140162015, US20150004349, WO2014088924A1
【专利说明】用于细长基材的挤出涂布的方法和系统 发明领域
[0001] 本发明涉及用于涂布基材的方法和系统。
[0002] 背景 在基材上涂敷涂层的各种方法是本领域中已知的。涂布基材的一种方法包括用热塑性 涂覆材料挤出涂布基材。这样的挤出涂布制品可用于多种多样的用途，包括例如家庭、建筑 物和家具的内部和外部结构材料。根据这种涂布方法，使包含木材、塑料、金属或其它合适 材料的基材通过挤出机并将涂覆材料涂敷到该基材的至少一部分表面上。一旦涂布，使该 制品冷却，最终的涂布基材优选表现出增强的美学(例如光泽度和表面光滑度）特征。
[0003] 随着涂布基材离开涂布模头并进入冷却区，基材内的水和其它挥发性材料可能汽 化，由此沿成品表面在涂层中造成不合意的气泡或泡疤（blisters)。尽管已经发现将涂布 基材至少部分浸没在急冷液中有助于将这种类型的起泡降至最低，但也已观察到急冷造成 一定的表面粗糙度，这降低了最终产品的视觉可接受性。即使不用急冷浴也几乎或完全不 表现出起泡的基材在暴露于急冷液冷却浴时也趋向于表现出不合意的表面纹理。
[0004] 因此，需要能够制造表现出可接受的表面纹理和外观的涂布基材的挤出涂布方法 和系统。还希望这种方法和系统可以经济地实施到现有挤出涂布系统中，同时使工艺时间 最小化并使生产率最大化。
[0005] 概述 本发明的一个实施方案涉及涂布基材的方法。该方法包括如下步骤：(a)将细长基材 和涂覆材料引入模头；(b)在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触，由此提供涂布 基材；（c)经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d)使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的绝热 构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；和（e)通过与急冷流体接触， 冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却的涂布基材。
[0006] 本发明的另一实施方案涉及用于将涂覆材料涂敷到基材上的系统。该系统包含用 于使细长基材与涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头。该模头包含入口壁、出口壁和至 少部分位于它们之间的涂布室。入口壁界定出用于将所述细长基材接收入所述模头中的模 头入口，且出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基材的模头出口。该系统进一步包 括附连到所述出口壁上的绝热构件。该绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率并且界 定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所述涂布 基材能够通过所述绝热构件。该系统还包含邻近所述绝热构件的急冷区，其用于冷却从所 述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材。
[0007] 本发明的再一实施方案涉及涂布细长基材的方法。该方法包括如下步骤：(a)将 细长基材推入挤出涂布模头的入口； (b)使所述细长基材沿基本水平的模头轴通过所述模 头；（C)将涂覆材料引入所述模头；(d)在所述通过过程的至少一部分期间，使所述基材 与引入所述模头中的所述涂覆材料接触，由此提供涂布基材；（e)经由界定在所述模头的 出口壁内的模头出口从所述模头取出所述涂布基材；和（f)通过与急冷液接触冷却从所 述模头出口取出的所述涂布基材，由此提供冷却的涂布基材，其中所述冷却的涂布基材具 有不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0008] 本发明的再一实施方案涉及一种涂布制品，其包含细长基材；和挤出涂布到所述 基材上的热塑性树脂涂层。该涂布制品是尚未经受急冷后处理步骤的水急冷制品，且具有 不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0009] 附图简述 下面参考附图详细描述本发明的各种实施方案，其中： 图1是根据本发明的一个实施方案构造的涂布系统的工艺流程图； 图2是能够根据本发明的一个实施方案挤出涂布细长基材的模头组装件的透视图； 图3是图2中描绘的模头组装件的分解透视图，其特别图解了附连到模头的出口壁上 的绝热构件； 图4a是图2和3中所示的模头组装件的模头出口壁和绝热构件的部分旋转的分解图； 图4b是附连到模头出口壁上的绝热构件的透视图，其特别图解了绝热构件与模头出 口之间的最小距离； 图5a是根据本发明的一个实施方案的挤出涂布制品； 图5b是根据本发明的另一实施方案的挤出涂布制品； 图5c是根据本发明的再一实施方案的挤出涂布制品； 图5d是根据本发明的又一实施方案的挤出涂布制品； 图6a是以250倍（250x)放大率沿实施例34中涂布的基材的一部分表面获取的扫描 电子显微镜（SEM)图像； 图6b是以250x放大率沿实施例35中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6c是以250x放大率沿实施例37中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6d是以250x放大率沿实施例39中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6e是以250x放大率沿实施例41中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6f是以250x放大率沿实施例36中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6g是以250x放大率沿实施例38中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6h是以250x放大率沿实施例40中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图6i是以250x放大率沿实施例42中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图7a是以250x放大率沿实施例43中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像； 图7b是以250x放大率沿实施例44中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像；且 图7c是以250x放大率沿实施例45中涂布的基材的一部分表面获取的SEM图像。
[0010] 详述 根据本发明的实施方案构造的方法和系统可用于将涂覆材料涂敷到基材的至少一部 分上。在一些实施方案中，本文所述的方法和系统可用于将聚合材料挤出涂布到细长基材 上，由此提供具有可接受的视觉外观的挤出涂布基材。特别地，该涂布基材可表现出基本无 气泡和无纹理的表面，这种组合是迄今使用常规涂布方法难以实现的。根据本发明的各种 实施方案制成的涂布基材可用于各种用途。在一个实施方案中，涂布基材或制品可选自内 部和外部结构材料，包括但不限于，门侧柱、窗边框、其它门或窗部件、平板搁架、拉挤成型 制品、外观嵌条（exterior molding)、外饰件和内壁板（siding)或外壁板。现在参考附图 详细论述关于本发明的实施方案的更多细节。
[0011] 首先参考图1，提供了根据本发明的一个实施方案构造的涂布系统12的示意性流 程图。涂布系统12包括预处理区14、干燥区16、任选的暂存区（staging area)18、模头20、 急冷区22和任选的后处理区24。如图1中所示，在引入模头20之前，基材可依序通过预处 理区14、干燥区16和任选的暂存区18。模头20构造成促进所述基材的至少一部分表面与 从涂料源30引入模头20中的涂覆材料之间的接触。所得涂布制品在急冷区22中冷却，然 后任选地在后处理区24中处理。如果没有在后处理区24中进一步加工，则可以如线路26 所示简单地从涂布系统12取出冷却的涂布基材。
[0012] 涂布系统12可构造成加工任何能够被挤出涂布的基材。在一些实施方案中，涂布 系统12中使用的基材可以是刚性或基本刚性的基材，且在相同实施方案或其它实施方案 中，不能是线、管或共挤出基材。在涂布系统12中涂布的基材也可以是具有任何合适的尺 寸的细长基材。根据一个实施方案，该基材可具有至少大约5英尺、至少大约6英尺、至少 大约8英尺、至少大约10英尺、至少大约12英尺和/或不大于大约25英尺、不大于大约20 英尺或不大于大约15英尺的长度或最大尺寸。在同一或另一实施方案中，该基材可具有在 大约5英尺至大约25英尺、大约8英尺至大约20英尺、或大约10英尺至大约15英尺范围 内的长度。该基材还可具有至少大约1英寸、至少大约2英寸或至少大约4英寸和/或不 大于大约10英寸、不大于大约8英寸或不大于大约6英寸，或者在大约1至大约10英寸、 大约2至大约8英寸、或大约4至大约6英寸范围内的宽度或第二大尺寸。在涂布系统12 中涂布的基材的厚度或最短尺寸可以是至少大约0. 10英寸、至少大约0. 25英寸、至少大 约〇. 5英寸和/或不大于大约4英寸、不大于大约2英寸或不大于大约1英寸，或者在大约 0. 10至大约4英寸、大约0. 25至大约2英寸、或大约0. 5至大约1英寸范围内。
[0013] 使用涂布系统12制造的涂布基材可具有多种多样的形状和/或尺寸并可以由各 种材料制成。在一个实施方案中，在涂布系统12中涂布的基材可包含选自天然木材、木复 合材料、包括多孔（cellularizecOPVC和其它泡沫材料的塑料、金属、玻璃纤维、陶瓷、水泥 及它们的各种组合的材料。在相同实施方案或其它实施方案中，该基材的材料包含中密度 纤维板（MDF)、刨花板、定向刨花板（OSB)及它们的各种组合。在一个实施方案中，在临引入 涂布系统12的模头20之前检测，该基材可具有以基材的总重量计为至少大约2重量％、至 少大约5重量％、至少大约8重量％和/或不大于大约15重量％、不大于大约12重量％或不 大于大约10重量％，或者在大约2重量％至大约15重量％、大约5重量％至大约12重量％、 或大约8重量％至大约10重量％范围内的平均初始水分含量。在另一些实施方案中，该基 材的初始水分含量以基材的总重量计可为小于大约5%、小于大约3%或小于大约2%。
[0014] 涂布系统12可以使用任何表现出充分的加工性能和对所选基材的粘附性的涂覆 材料。在一个实施方案中，该涂覆材料可包含一种或多种聚合物或树脂，例如能在模头20 的运行条件下以熔融或熔化形式涂敷到基材上的热塑性聚合物或树脂。在一个实施方案 中，该涂覆材料中所用的聚合物的玻璃化转变温度可为至少大约50°C、至少大约60°C、至 少大约65°C、至少大约70°C、至少大约75°C和/或不大于大约170°C、不大于大约160°C、不 大于大约150°C、不大于大约140°C。适合用在本文所述涂布系统的实施方案所用的涂覆材 料中的聚合物或聚合物树脂的实例包括，但不限于，聚酯和共聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇 酯或二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚碳酸酯；丙 烯酸树脂，如聚（甲基丙烯酸甲酯）；聚（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯）；聚（丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯）；聚（苯乙烯-丙烯腈）；纤维素酯；聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯；尼龙；和聚氯 乙烯（PVC)。
[0015] 该涂覆材料还可包含一种或多种选自如下的添加剂：彩色颜料、UV稳定剂、增 容剂、橡胶、光泽调节剂（gloss mo difiers)(例如碳酸1?)、不透明度调节剂（opacity modifiers)(例如二氧化钛)、冲击改性剂(例如苯乙稀-丁二稀-苯乙稀聚合物、丙稀腈-丁 二烯-苯乙烯聚合物或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物）和常用于确保涂敷到基材 上的涂层具有持久且有吸引力的表面光洁度（finish)的其它类型的稳定剂。在共同待审 的美国专利申请公开2010/0015456号中详细描述了几种合适的涂料组合物，其整个公开 内容经此引用以不与本公开冲突的程度并入本文。
[0016] 再参考图1，可首先将基材引入预处理区14,其可包含一个或多个构造成处理该 基材使其适于涂布的工段。例如，预处理区14可包括一个或多个用于通过将基材铣削和/ 或切削成所需轮廓和/或长度而将初始坯料基材成形为具有所需形状的基材的铣削工段。 示例性基材图示在图5a-5d中，稍后将详细论述它们，不过也预期有其它合适的形状。
[0017] 再参考图1，预处理区14还可包含至少一个用于在涂布前从基材表面除去污垢、 灰尘或其它碎肩的颗粒的清洗工段。该清洗工段可包含高压蒸汽清洗、高压空气清洗、溶剂 清洗、水浴清洗和/或适合涂布系统12中所用的特定类型的基材的任何其它清洗方法。在 一些实施方案中，预处理区14可包括用于在涂布前将所述基材的至少一部分染色的染色 浴。
[0018] 在预处理后，可将基材引入干燥区16。干燥区16可构造成加热所述基材的至少一 部分表面，由此促进除去基材内的至少一些挥发性材料。干燥区16还可操作用来从基材上 除去表面水分，由此有利于通过使湿溶胀效应最小化而更精确地控制基材尺寸。在一个实 施方案中，该基材可在干燥区16中干燥至少大约5秒、至少大约10秒、至少大约20秒和/ 或不多于大约15分钟、不多于大约10分钟、不多于大约5分钟，或者在大约5秒至大约15 分钟、大约10秒至大约10分钟、或大约20秒至大约5分钟的范围内。干燥区16可保持在 至少大约10°C、至少大约20°C、至少大约30°C、至少大约35°C和/或不大于80°C、不大于大 约70°C、不大于大约60°C、不大于大约50°C，或者在大约10°C至大约80°C、大约20°C至大 约70°C、或大约30°C至大约60°C范围内的温度。
[0019] 一旦从干燥区16中取出，可使基材通过任选的暂存区18,而后经过进料系统28引 入模头20。进料系统28可包含用于将基材推入并至少部分通过模头20的任何合适的设 备或装置。在一些实施方案中，进料系统28还可操作用来使基材与模头20的入口正确地 对准(未显示在图1中）。稍后将详细论述模头20的具体构造。在一些实施方案中，进料系 统28可包含位于基材上方和下方的多个辊(未显示)，它们构造成接合并推动基材进入模头 20。进料系统28可构造成以基本连续的方式将各基材件供入模头20,以便例如以首尾对接 的方式将各基材件送入模头20,其中在第一基材件的后端与在第一基材件之后送入的第二 基材件的前端之间保持接触。由此，模头20可以连续或半连续方式运行。
[0020] 在基材被引入模头20时，所述基材的至少一部分表面可与从涂料源30引入模头 20的涂覆材料接触。涂料源30可以是用于提供涂料的任何合适的系统或装置，并在一个实 施方案中可以是挤出机。涂布过程中模头20内的温度可以是足以使引入的涂覆材料保持 为液态或基本液态的任何温度。在一些实施方案中，涂布过程中模头20内的温度可为至少 大约50°C、至少大约100°C、至少大约200°C和/或不大于大约500°C、不大于大约400°C、 不大于大约300 °C，或者在大约50°C至大约500 °C、大约200 °C至大约400°C、或大约200 °C 至大约300°C的范围内。在涂布步骤的过程中模头20内的压力可为至少大约25镑/平方 英寸（psi)、至少大约50 psi、至少大约75 psi和/或不大于大约5,000 psi、不大于大约 3,500 ?81、不大于大约2,000 ?81、不大于大约1，500 ?81、不大于1，000 ?81，或者在大约 25至大约5, 000 psi、大约50至大约3, 500 psi、或大约100至大约2, 000 psi的范围内。
[0021] 现在参考图2和3,提供了适用于如上所述的涂布系统12的模头120的一个实施 方案。模头120可以是能使基材100的至少一部分与涂覆材料接触由此提供涂布基材102 的任何合适类型的模头。在一个实施方案中，模头120可以是按例如美国专利6, 660, 086和 7, 347, 795号或共同待审的美国专利申请公开2011/0223342号中所述构造和运行的十字 头（cross-head)模头，这些文献经此引用以不与本公开冲突的程度全文并入本文。在一个 实施方案中，模头120可构造成以均匀且受控的方式将涂覆材料涂敷到基材100的至少一 部分表面上，并且可以连续地和以至少大约25英尺/分钟（ft/min)、至少大约50 ft/min、 至少大约75 ft/min、至少大约100 ft/min或至少大约125 ft/min的平均线速度运行。
[0022] 如图2和3中所示，模头120包含模块（die block) 112和偶连到模块112的前 壁上或邻近模块112的前壁的模板（die plate) 114。本文所用的方向术语"正面"和"前" 在涉及模头时，是指基材在涂布后正常离开模头的一侧或方向。相反，本文所用的方向术语 "背面"和"后"是指基材要进入的模头侧。因此，如图2中所示，基材100通常沿大致如箭 头180和182所示的模头轴115从后向前通过模头120。根据图2中所示的一个实施方案， 模头轴115可以是基本水平的模头轴，使得它取向在水平方向的大约5°内。
[0023] 特别如图3中所示，模头120包含由模体112界定的入口壁122、由模板114界定 的出口壁124和至少部分位于它们之间的涂布室126。入口壁122界定出构造成将基材(未 显示在图3中）接收入模头120中的模头入口 132,且出口壁124界定出构造成从模头120 排出涂布基材的模头出口 134。在一个实施方案中，模头入口 132和模头出口 134各自界定 出各自的可能与稍后详细论述的基材横截面轮廓的形状对应或基本对应的内轮廓和外轮 廓。
[0024] 根据一个实施方案，模头120可进一步包含附连到模头120的至少一部分出口壁 124上的第一绝热构件150。在一些实施方案中，如图2中所示，模头120可包括位于模块 112和模板114之间的任选的第二绝热构件152。绝热构件150 (和绝热构件152,当其存 在时)，可由热导率低于模头120的出口壁124的热导率的任何合适的绝热材料构成。在一 个实施方案中，绝热构件150和，如果存在的话，绝热构件152可由根据ASTM C-177测得 的热导率为至少大约〇. 01瓦每米每开尔文（W/mK)、至少大约0. 05 W/mK、至少大约0.1 W/ mK和/或不大于大约2 W/mK、不大于大约I W/mK、不大于大约0. 5 W/mK，或者在大约0. 01 至大约2 W/mK、大约0. 05至大约I W/mK、或大约0. 1至0. 5 W/mK范围内的材料形成。合 适的绝热材料的实例可包括，但不限于，云母和硅酸钙。在一个实施方案中，绝热构件150， 152可具有至少大约1/8英寸、至少大约1/4英寸、至少大约1/2英寸和/或不大于大约3 英寸、不大于大约2英寸、不大于大约1英寸、不大于大约3/4英寸，或者在大约1/8英寸至 大约3英寸、大约1/4英寸至大约2英寸、或大约1/2英寸至大约1英寸范围内的如图3中 所不的厚度X。
[0025] 在另一实施方案中，替代绝热构件150或在它之外，模头120可包含能够产生流体 绝热体的装置或系统。根据这一实施方案，可以邻近模头出口 134构造空气、氮气或其它 加压流体的区域或"帘幕"，并且它可以起到与绝热构件150类似的功能。类似于绝热构件 150,可以使出口壁124的温度保持在如下文详述的类似温度范围内。
[0026] 现在参考图4a，提供了模头120的模板114和绝热构件150的分解旋转视图。如 图4a中所示，绝热构件150包含基材入口 154、基材出口 156和界定在它们之间的成型通 道158。此外，一个或多个金属支承板(未显示）可位于绝热构件150的任一侧上以进一步 加固和支承。可将绝热构件150附连到模头120的出口壁124上以使成型通道158至少部 分包围模头出口 134 (如图4b中所示)，并降低出口壁124暴露于下游急冷区（未显示)的表 面积。因此，可以使邻近模头出口 134的出口壁124的温度保持为更接近模头120内的涂 料熔体的温度，并且在一些实施方案中，可以比在模头120中与基材接触的涂覆材料的温 度低不多于大约60°C、不多于大约50°C、不多于大约40°C、不多于大约35°C或不多于大约 20°C。在另一些实施方案中，模头出口壁124的温度可以比在模头120内与基材接触的涂 覆材料的温度低不到5°C、不到2°C或不到1°C。
[0027] 根据图4b中所示的一个实施方案，当绝热构件150附连到模头120的出口壁124 上时(如图4b中所示)，在基材入口 154的内缘(显示为边缘162)与模头出口 134的外缘(显 示为边缘164)之间可形成小间隙180。在一个实施方案中，在基材入口 154的边缘162与 模头出口 134的边缘164之间形成的最小间隙180 (也称作最小距离）可以为至少1密尔、 至少2密尔、至少5密尔和/或不大于大约100密尔、不大于大约85密尔、不大于大约75 密尔、不大于大约65密尔、不大于大约50密尔、不大于大约45密尔、不大于大约35密尔、 不大于大约25密尔、不大于大约20密尔或不大于大约10密尔，或大约1密尔至大约30密 尔、大约1密尔至大约25密尔，或大约1密尔至大约20密尔。在一个实施方案中，成型通 道158和模头出口 134的截面的尺寸可以基本相同，以使成型通道158和模头出口 134的 截面积可在彼此的不大于大约25%、不大于大约20%、不大于大约15%、不大于大约10%、不大 于大约5%或不大于大约1%以内。
[0028] 成型通道158可以构造成具有任何合适的截面形状。优选地，成型通道158具有 恒定的截面形状和/或尺寸，以使成型通道158的尺寸和/或形状在其整个长度内保持基 本恒定。一般而言，模头出口 134的截面形状与成型通道158的基材入口 154的截面形状 可以彼此不同，而在一些实施方案中，所述截面形状可以基本相同。例如，在一个 实施方案 中，模头出口 134的截面形状与成型通道158的截面形状可以基本几何相似，而在另一些实 施方案中，成型通道158和模头出口 134可具有全等的截面形状。本文所用的术语"几何相 似"是指两个或更多个物体具有基本相同的形状，而术语"全等"是指两个物体具有相同的 形状和尺寸。此外，成型通道158和模头出口 134中的至少一者可具有与从中通过的涂布 基材的横截面形状几何相似的截面形状。稍后将详细论述涂布基材的横截面形状的具体实 例。
[0029] 再参考图2,在涂布基材102离开模头120的出口 134并通过绝热构件150时，基 材上的至少一部分涂层可与至少一部分成型通道158的壁保持接触。在一个实施方案中， 从涂布基材102上的单个点离开模头出口 134的时间直到同一点离开成型通道158的时间 所测得的涂布基材102在成型通道158内的停留时间可为至少大约0. 1秒、至少大约0. 25 秒、至少大约0. 5秒和/或不大于大约2秒、不大于大约1. 5秒、不大于大约1秒，或者在大 约0. 1秒至大约2秒、大约0. 25秒至大约1秒、或大约0. 5秒至大约1秒的范围内。
[0030] 再参考图1，离开模头20的涂布基材进入急冷区22,在此它可以通过与急冷流体 接触而至少部分冷却，由此提供冷却的涂布基材。在一个实施方案中，急冷区22中的急冷 流体的温度可以为至少大约2°C、至少大约4°C、至少大约8°C、至少大约10°C、至少大约 15°C和/或不大于大约65°C、不大于大约55°C、不大于大约45°C、不大于大约35°C，或者在 大约4°C至大约55°C、大约10°C至大约45°C、或大约15°C至大约35°C的范围内。合适的急 冷流体的实例可包括，但不限于，水、空气或氮气，或者适用于所用基材和涂覆材料的具体 类型的任何其它液体或气体。在一些实施方案中，急冷区22的压力可以低于250 kPa、低于 175 kPa、低于大约100 kPa、低于大约75 kPa、低于大约50 kPa或低于大约25 kPa。
[0031] 急冷区22可包括用于使涂布基材与急冷流体接触的任何合适的装置。在一个实 施方案中，急冷区22可包括用于将涂布基材至少部分浸没到急冷流体中的急冷浴。在另一 实施方案中，急冷区22可包括构造成保持加压环境以使涂覆材料在基材上冷却的压力箱。 当急冷区22使用压力箱(未显示)时，该压力箱可以构造成在至少大约20 psi、至少大约25 psi、至少大约30 psi和/或不大于大约100 psi、不大于大约80 psi、不大于大约60 psi， 或者在大约20至大约100 psi、大约25 psi至大约80 psi、或大约30 psi至大约60 psi 范围内的压力下冷却该涂布基材。在另一些实施方案中，急冷区22可采用任何其它合适 的冷却系统或方法，包括例如冷却辊(未显示)。在一些实施方案中，可以简单地使涂布基材 102在环境温度和/或压力下冷却。
[0032] 一旦冷却，从急冷区22中取出涂布基材，然后如果需要，使它通过任选的后处理 区24。合适的后处理方法的实例可包括，但不限于，通过一种或多种类型的介质处理研磨、 光泽增强处理、在线打底处理、上漆、染色及它们的各种组合。在图1中所示的另一实施方 案中，可以在没有急冷后处理的情况下从涂布系统12中取出冷却的涂布基材(如线路26所 示)。
[0033] 根据一个实施方案，通过根据本发明实施方案的系统和方法制成的冷却的涂布制 品可表现出高度合意的表面纹理和视觉外观。例如，在一个实施方案中，从涂布系统12取 出的冷却的涂布基材可基本无气泡。本文所用的术语"基本无气泡"是指通过视觉检测表 现出每100平方英尺少于10个气泡的涂布基材。在一个实施方案中，根据本发明的实施方 案的涂布基材可表现出每100平方英尺少于大约10个气泡、每100平方英尺少于大约5个 气泡、每100平方英尺少于大约2个气泡或每100平方英尺少于1个气泡。
[0034] 在相同实施方案或其它实施方案中，离开急冷区22的水急冷的挤出涂布基材可 具有相对光滑的无纹理表面。例如，在一个实施方案中，涂布基材的至少一部分表面可具 有不大于大约40、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大 约12或不大于大约10的平均Rmax表面粗糙度。本文所用的术语"平均Rmax表面粗糙度"是 指沿测量长度从最高点到最低点测得的最大粗糙度深度，对所进行的所有测量得出的平均 值。如以下实施例34-42中详细描述地，本文中提供的表面粗糙度参数值，包括Rmax，使用 具有5微米触针的Mitutoyo Surftest SJ-201 P粗糙度测试仪测得。在Rmax之外，对于几 个涂布基材，通过轮廓测定法测量了几个其它的粗糙度参数，并在以下实施例34-42中提 供了这些附加参数各自的数值和描述。在一些实施方案中，甚至在不存在急冷后处理，如砂 磨、抛光等的情况下也可以获得具有如上所述的表面纹理的涂布基材。不同于按常规制备 的水急冷制品，本发明的挤出涂布制品表现出意料不到的表面光滑度，同时保持了可接受 的视觉外观，包括更少出现气泡和表面泡疤。
[0035] 现在参考图5a_d，图解了根据本发明的各种实施方案构造的几个涂布基材 200a_d。如各图5a_d所示，各涂布基材200a_d包含细长基材210a_d和挤出涂布在其上的 至少一个涂层220a_d。尽管在图5a_d中显示为包括单个涂层，但预期根据本发明的一些实 施方案的涂布制品可包括两个或更多个涂层。如基于在基材的稳态涂布过程中消耗的涂覆 材料量所测定地，涂层(或如果适用，多个涂层)220a_d的平均厚度可以为至少大约2密尔、 至少大约4密尔、至少大约6密尔和/或不大于大约40密尔、不大于大约35密尔、不大于 大约25密尔或不大于大约15密尔。例如，可以通过将消耗的涂覆材料的总体积除以用该 体积的材料涂布的基材的总表面积来计算平均涂层厚度。
[0036] 涂层220a_d可以附着到基材210a_d上以使涂覆材料能充分直接地粘附到所述基 材的至少一部分上。不同于常规的"即剥即贴（peel-and-stick)"或其它类似的涂层，根据 本发明实施方案的涂布基材不包括位于基材表面与涂覆材料之间的胶水或其它粘合剂的 层。在一个实施方案中，该涂层可具有至少0. 10镑（Ib)、至少大约0. 25 lbs、至少大约0. 35 Ibs或至少0.40 Ibs和/或不大于大约2 lbs、不大于大约1.5 lbs、不大于大约I lb、不 大于大约0. 75 lbs、不大于大约0. 65 Ibs或不大于0. 50 lbs，或者在大约0. 10至大约2 lbs、大约0.35至大约1.5 lbs、或大约0.40至大约I Ib范围内的平均粘合剥离力，其借助 ASTM方法D3330、方法F中描述的90° T型剥离（T-Peel)试验测得。
[0037] 在一些实施方案中，该涂层可以如图5b和5d中所示仅涂敷到基材的一部分表面 上，以使基材200的总表面积的至少大约50%、至少大约65%、至少大约75%、至少大约85% 或至少大约95%被涂覆材料覆盖。在如图5b和5d中所示的一些实施方案中，具有η面（η sided)的基材(其中η是3至10的整数，包括3和10)的一个或多个面可以部分（图5b)或 完全（图5d)未涂布，以使n-1个面被所述材料完全涂布。在另一些实施方案中，特别是如图 5a和5c中所示，可以涂布整个基材210a，c以使该基材的所有面都被涂覆材料完全包封。
[0038] 此外，特别如图5a_d中的示例性涂布基材200a_d所示，本发明的涂布基材还可具 有任何所需的横截面形状。在一个实施方案中，该基材可具有对称的横截面，而在另一些实 施方案中，该基材可具有不对称的横截面。本文所用的术语"对称"是指沿穿过该形状的中 心点绘制的所有线都对称的任何形状。类似地，术语"不对称"是指沿穿过其中心点绘制的 至少一条线不对称的形状。在一个实施方案中，该基材可具有对称的圆形(如图5a中所示)， 而在另一些实施方案中，该基材可具有不对称的正方形（图5b)或矩形横截面(如图5c中所 示)。在另一实施方案中，如图5d中所示的实施方案中所描绘地，该基材可具有包括至少一 条既有凹段又有凸段的曲线侧边的不规则形状的不对称横截面。
[0039] 可通过以下实施例进一步例示和描述本发明的各个方面。但是，应该理解的是，除 非另行明确指示，这些实施例仅用于举例说明而无意限制本发明的范围。
[0040] 项目1.涂布基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材和涂覆材料引入模头； (b) 在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触由此提供涂布基材； (C)经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d) 使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的 绝热构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；和 (e) 通过与急冷流体接触，冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材。
[0041] 项目2.项目1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述模头出口的边缘之间的 最小距离小于100密尔。
[0042] 项目3.项目1的方法，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的截面 积在彼此的不大于大约25%以内。
[0043] 项目4.项目1的方法，其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rmax表面粗 糙度。
[0044] 项目5.项目1的方法，其中所述冷却的涂布基材的表面具有每100英尺少于10 个气泡。
[0045] 项目6.项目1的方法，其中在所述涂布基材通过所述绝热构件时，所述涂布基材 上的涂层与界定所述成型通道的所述绝热构件的至少一个壁保持接触。
[0046] 项目7.项目1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形 状中的至少一者与所述基材的截面形状几何相似。
[0047] 项目8.项目1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形 状全等。
[0048] 项目9.项目1的方法，其中所述涂布基材在所述成型通道中的停留时间为至少 大约0. 5秒且不大于大约2秒。
[0049] 项目10.项目1的方法，其中步骤（a)的所述引入包括将所述细长基材推入由所 述模头的入口壁界定的模头入口。
[0050] 项目11.项目1的方法，其中所述绝热构件由选自云母和硅酸钙的绝热材料形 成。
[0051] 项目12.项目1的方法，其中所述细长基材具有至少5 英尺的总长度。
[0052] 项目13.项目1的方法，其中所述涂布基材沿基本水平的轴通过所述绝热构件。
[0053] 项目14.项目1的方法，其中所述方法是连续方法且所述细长基材以至少25英尺 /分钟的线速度通过所述模头。
[0054] 项目15.项目1的方法，其中步骤（e)的所述冷却在小于大约100 kPa的压力下 进行。
[0055] 项目16.项目1的方法，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、 纤维素酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。
[0056] 项目17.项目1的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。
[0057] 项目18.通过项目1中描述的方法制成的制品。
[0058] 项目19.用于将涂覆材料涂敷到细长基材上的系统，所述系统包含： 用于使细长基材与所述涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头，其中所述模头包含入 口壁、出口壁和至少部分位于它们之间的涂布室，其中所述入口壁界定出用于将所述细长 基材接收入所述模头中的模头入口，且所述出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基 材的模头出口； 附连到所述出口壁上的绝热构件，其中所述绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导 率并界定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所 述涂布基材能够通过所述绝热构件；和 邻近所述绝热构件的用于冷却从所述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材 的急冷区。
[0059] 项目20.项目19的系统，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述 模头出口的边缘之间的最小距离小于100密尔。
[0060] 项目21.项目19的系统，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的最 小截面积在彼此的不大于大约25%以内。
[0061] 项目22.项目19的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状几何相似。
[0062] 项目23.项目19的系统，其中所述成型通道具有恒定的截面积。
[0063] 项目24.项目19的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状全等。
[0064] 项目25.项目19的系统，其中所述模头出口的截面形状和所述成型通道的截面 形状中的至少一者是不对称的。
[0065] 项目26.项目19的系统，其中所述模头出口和所述成型通道各自具有包括至少 一条既有凸段又有凹段的曲线侧边的不规则截面形状。
[0066] 项目27.项目19的系统，其中所述绝热构件的所述热导率为在25°C下至少0. 01 W/mK和/或不大于5 W/mK。
[0067] 项目28.项目19的系统，进一步包含位于所述涂布室和所述出口壁之间的第二 绝热构件，其中所述第二绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率。
[0068] 项目29.项目19的系统，进一步包含位于所述模头上游的用于将所述基材引入 所述模头入口的进料系统，其中进料系统包括可操作用来将所述基材推入所述模头入口的 推进装置。
[0069] 项目30.项目19的系统，其中所述系统是构造成以至少25板英尺/分钟的线速 度运行的连续系统。
[0070] 项目31.涂布细长基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材推入挤出涂布模头的入口； (b) 使所述细长基材沿基本水平的模头轴通过所述模头； (c) 将涂覆材料引入所述模头； (d) 在所述通过过程的至少一部分期间，使所述基材与引入所述模头的所述涂覆材料 接触由此提供涂布基材； (e) 经过界定在所述模头的出口壁中的模头出口从所述模头取出所述涂布基材；和 (f) 通过与急冷流体接触，冷却从所述模头出口取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材， 其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0071] 项目32.项目31的方法，其中步骤（d)的所述取出与步骤（e)的所述冷却之间的 时间为至少大约0. 5秒且不多于大约5秒。
[0072] 项目33.项目31的方法，进一步包括，在所述冷却之前且在所述取出之后，使所 述涂布基材通过界定在附连到界定所述模头出口的模头出口壁的至少一部分上的绝热构 件内的成型通道，其中所述绝热构件的热导率低于所述模头出口壁的热导率。
[0073] 项目34.项目33的方法，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述 模头出口的边缘之间的最小距离小于100密尔。
[0074] 项目35.项目33的方法，其中所述成型通道的最小截面积和所述模头出口的截 面积在彼此的不大于大约25%以内。
[0075] 项目36.项目35的方法，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面 形状全等。
[0076] 项目37.项目31的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。
[0077] 项目38.项目37的方法，其中所述冷却的涂布基材的表面具有每100英尺少于 10个气泡。
[0078] 项目39. -种涂布制品，其包含： 细长基材；和 挤出涂布到所述基材上的热塑性树脂涂层，其中所述涂布制品是尚未经受急冷后处理 步骤的水急冷制品，且具有不大于30的平均Rmax表面粗糙度。
[0079] 项目40.项目39的制品，其中所述基材包含天然木材基材或复合木材基材或者 PVC基材。
[0080] 项目41.项目40的制品，其中所述涂布基材的表面具有每100英尺少于10个气 泡。
[0081] 项目42.项目39的制品，其中将所述树脂涂层挤出涂布到所述表面上以使所述 细长基材的所有面都被所述树脂涂层完全包封。
[0082] 项目43.项目39的制品，其中所述树脂涂层具有至少2密尔且不大于40密尔的 平均厚度。
[0083] 项目44.项目39的制品，其中所述基材具有不对称的截面形状。
[0084] 项目45.项目39的制品，其中所述涂布基材具有至少5英尺的长度。
[0085] 项目46.项目39的制品，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树 月旨、纤维素酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。
[0086] 项目47.项目1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述绝热构件的边缘之间的 最大距离小于100密尔。 实施例
[0087] 实施例1 制备天然指接松木板的两个样品以在实验室规模的挤出涂布系统中涂布。第一个样 品具有测得为大约5/8英寸（1. 6厘米）X 7/8英寸（2. 2厘米）的矩形横截面，而第二个 样品具有类似于图5d中所描绘的复杂截面形状，其用于许多市售类型的顶冠饰条（crown molding)。这种样品称作El截面样品，具有测得为大约3. 25英寸（8. 3厘米）X 5/8英寸 (1.6厘米）的横截面尺寸。
[0088] 上述各样品在炉中预热至大约100°F (38°C)的温度并将加热的基材置于暂存区 中，接着分别通过连接到2 1/2英寸挤出机上的模头组装件。将包括二醇改性的聚（对苯 二甲酸乙二醇酯）、碳酸钙光泽调节剂、二氧化钛不透明度调节剂、UV稳定剂和冲击改性剂 的热塑性涂覆材料挤入模头组装件中并在500 T (260°C)的熔体温度下涂敷到各基材上。 在涂布过程中使模头组装件中的压力保持在300至500 psi (2070至3450 kPa)之间，且 目标涂层厚度在0. 006至0. 0012英寸（0. 015至0. 030厘米)之间。基材以25板英尺/分 钟（7. 6米/分钟）的线速度通过模头组装件。
[0089] 在此实施例中，在模头出口壁上未使用绝热构件并且未使用水浴。涂布的样品离 开模头组装件并使其在环境温度和压力下冷却。在目视检查冷却的涂布基材时，注意到该 样品具有高至不可接受的表面气泡和泡疤浓度。
[0090] 实施例2 制备了具有矩形和El截面的两个木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布，只是 离开模头组装件的涂布样品立即送入水浴以便冷却。水浴的温度保持在60°F至75 °F(16°C 至24°C)之间。模头组装件的出口壁未经绝热并直接与水浴接触。模头出口壁的温度比熔 体温度低大约100T至150 °F。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材基本无气泡，但表现 出不可接受的表面纹理。
[0091] 实施例3 制备了具有矩形和El截面的两个木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。离 开模头组装件的涂布样品如上文在实施例2中所述立即送入水浴以便冷却。此外，将具有 矩形开口的1/8英寸（0. 32厘米)厚的云母绝热构件附连到模头的出口壁上，并且涂布基材 在离开模头组装件时通过该绝热构件。该矩形开口比模头开口大，以致模头出口壁的一部 分仍暴露于急冷水。离开模头出口的涂布样品通过绝热构件并如实施例2中所述在水浴中 冷却。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材基本无气泡，但表现出不可接受的表面纹理。
[0092] 实施例4 制备了具有矩形截面的木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。离开模头组装 件的涂布样品通过如实施例3中所述附连到模头出口壁上的绝热构件，只是将该绝热构件 的开口切削至具有与涂布基材相同的尺寸和形状。在目视检查时，注意到冷却的涂布基材 不仅基本无气泡，而且表现出光滑无纹理的表面。
[0093] 实施例5 制备了具有El截面的木材样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。类似于实施例4 中所述的工序，离开模头组装件的涂布样品通过附连到模头出口壁上的具有与涂布基材相 同的尺寸和形状的绝热构件。在目视检查时，注意到冷却的涂布El基材不仅基本无气泡， 而且表现出光滑无纹理的表面。
[0094] 实施例 6_18 制备了几个具有El截面的指接松木板样品并如实施例1中所述进行涂布。类似于实 施例5,各涂布样品通过附连到模头出口壁上并切削至具有与涂布基材相同尺寸和形状的 开口的1/8英寸厚的云母绝热体。使涂料的熔体温度保持在475 °F(246°C)，但改变了水浴 温度、基材预热温度和模头出口壁温度。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布基材 并注意了表面外观。各实施例6-18的操作条件和视觉外观结果概括在下表1中。
[0095] 表1 :实施例6-18中涂布的样品的操作条件和结果
[0096] 实施例 19-21
制备了几个具有El截面的指接松木板样品并如实施例1中所述进行涂布。各基材在 模头组装件中在475 °F (246°C)的熔体温度和500 °F (260°C)的 模头出口壁温度下涂布， 但改变了附连到模头出口壁上的云母绝热体的厚度。将绝热构件中的开口切削至匹配El 轮廓的尺寸和形状。使水浴温度保持在65°F至80°F(18°C至27°C)之间。目视评估从急 冷水浴中取出的各冷却的涂布基材并注意了表面外观。各实施例19-21的绝热体厚度和视 觉外观结果概括在下表2中。
[0097] 表2 :实施例19-21中涂布的样品的操作条件和结果
[0098] 实施例 22-30 制备了几个各自具有El截面形状的中密度纤维板（MDF)和指接松木板（FJP)的样品并 如上文在实施例1中所述进行涂布。涂料的熔体温度为500 °F并使样品以15英尺/分钟 的板速度通过模头。使实施例22中涂布的样品在环境条件下冷却，而实施例24-30中涂布 的样品在保持在大约70 °F的水急冷浴中冷却。在实施例22-24中未使用绝热构件。对于 实施例25-30,使用了具有El形状但不同尺寸的入口的1/8英寸厚的云母绝热体以改变绝 热体入口的内缘与模头出口的外缘之间的间隙。观察各行程（run)的冷却的涂布基材的表 面外观和纹理。各实施例22-30中测试的样品的最小绝热体间隙和视觉外观结果概括在下 表3中。
[0099] 表3 :实施例22-30中涂布的样品的操作条件和结果
[0100] 实施例 31-33 制备了几个具有El截面的中密度纤维板的样品并如实施例1中所述进行涂布。各基材 在模头组装件中在500 °F的熔体温度下涂布并通过具有1/8英寸厚度和100密尔间隙(从 模头出口的外缘到绝热体入口的内缘测得）的云母绝热体。改变了基材通过模头的速度。 将涂布基材在具有70°F温度的水浴中冷却。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布 基材并注意了表面外观。各实施例31-33的线速度和视觉外观结果概括在下表4中。
[0101] 表4 :实施例31-33中涂布的样品的操作条件和结果
[0102] 实施例 34-42 制备了几个各自具有El截面形状的中密度纤维板（MDF)和指接辐射松木板（FJP)的8 英尺长样品并如上文在实施例1中所述进行涂布。使样品以15英尺/分钟的板速度通过 模头。使实施例34中涂布的样品在环境条件下冷却，而实施例35-42中涂布的样品在保持 在大约60 °F的水急冷浴中冷却。在实施例34-36中未使用绝热构件。对于实施例37-42， 使用了各自具有开口尺寸不同的El形状入口的各种1/4英寸厚的云母绝热体，以改变绝热 体入口的内缘与模头出口的外缘之间的间隙。观察各行程的冷却的涂布基材的表面外观和 纹理。各实施例34-42中测试的样品的最小绝热体间隙和视觉外观结果概括在下表5a中。
[0103] 表5a :实施例34-42中涂布的样品的目视检查结果
[0104] 在冷却后，将样品切割成3英尺片段，并在样品背面(平面)上的两个随机选择的位 置进行表面粗糙度测量。使用具有60度半径（60 degree radius)的2微米触针的Mitutoyo SJ-210测量各样品的表面粗糙度。根据粗糙度测试仪手册中描述的工序在1英寸样品长度 上进行测量。实施例34-42中各样品的表面粗糙度测量结果概括在下表5b中。
[0105] 在Rmax (其如上所述，是沿测量长度从最高点到最低点测得的最大粗糙度深度）之 外，在实施例34-42中还测量了各样品的下列表面粗糙度参数：艮、&、艮、1^、1^和Rpm。R a是 在整个测量阵列上计算的算术平均表面粗糙度，而Rq是在整个测量阵列上计算的高度偏差 与平均线或表面(mean line or surface)之间的均方根平均值。Rz是样品中的10个最大 的峰谷间距（peak-to-valley separation)的平均值，而Rmax是沿测量长度从最高峰到最 低值测得的最大粗糙度深度。Rv是在整个测量长度上的最大轮廓谷深度或均值(平均)高度 线与最低点之间的高度差，而&是在整个测量长度上的最大轮廓峰高度或平均高度线与最 高点之间的高度差。Rpm是作为测量长度上的多个相继的1^值的平均值测得的平均最大轮 廓峰高度。对实施例34-42中的各涂布基材获取的这些粗糙度参数各自的数值提供在下表 5b中。
[0106] 另外，在实施例34-42中，在5. 0 kV (实施例34和35 )或3. 0 kV (实施例36-42 ) 的SEM HV和250x的放大率下获取了各涂布基材的几张扫描电子显微镜（SEM)图像。对涂 布MDF基材所得的图像呈现为图6a-6e (实施例34、35、37、39和41)，而涂布FJP基材提供 为图6f-6i (实施例36、38、40和42)。
[0107] 表5b :实施例34-42通过轮廓测定法测得的表面粗糙度
O
[0108] 实施例 43-45 制备了几个具有El截面的中密度纤维板的样品并如实施例1中所述进行涂布。在离开 模头出口后，各基材通过具有1/4英寸厚度和100密尔间隙(从模头出口的外缘到绝热体入 口的内缘测得）的云母绝热体。改变了基材通过模头和绝热体的速度。将涂布基材在具有 60°F温度的水浴中冷却。目视评估从急冷水浴中取出的各冷却的涂布基材并注意了表面 外观。另外，如上文在实施例34-42中所述，使用具有60度半径的2微米触针的Mitutoyo SJ-210测量各冷却基材的表面粗糙度。各实施例43-45的线速度和视觉外观结果概括在 下表6a中，而表面粗糙度测量结果提供在表6b中。另外，在实施例43-45中，在3. 0 kV的 SEM HV和250x的放大率下获取了各涂布基材的几张扫描电子显微镜（SEM)图像。所得图 像提供在图7a_7c中。
[0109] 表6a :实施例43-45中涂布的样品的操作条件和视觉结果
[0110] 表6b :实施例43-45通过轮廓测定法测得的表面粗糙度
[0111] 上述本发明的优选形式仅用于举例说明，并且不应在限制意义上用于解释本发明 的范围。本领域技术人员容易在不背离本发明精神的情况下对上述示例性实施方案作出显 而易见的修改。
[0112] 本发明人特此声明他们意图依据等同原则将本发明的公平合理的范围确定和评 定为涉及没有实质性背离但落在下列权利要求中限定的本发明的字面范围之外的任何装 置。
【主权项】
1. 涂布基材的方法，所述方法包括： (a) 将细长基材和涂覆材料引入模头； (b) 在所述模头中使所述基材与所述涂覆材料接触由此提供涂布基材； (c) 经过由所述模头的模头出口壁界定的模头出口从所述模头取出所述涂布基材； (d) 使从所述模头出口取出的所述涂布基材通过形成在附连到所述模头出口壁上的 绝热构件中且热导率低于所述模头出口壁的热导率的成型通道；以及 (e) 通过与急冷流体接触，冷却从所述绝热构件取出的所述涂布基材，由此提供冷却 的涂布基材。2. 权利要求1的方法，其中所述成型通道的边缘与所述模头出口的边缘之间的最小距 离小于100密尔。3. 权利要求1的方法，其中所述冷却的涂布基材具有小于30的平均Rniax表面粗糙度。4. 权利要求1的方法，其中所述成型通道的截面形状和所述模头出口的截面形状中的 至少一者与所述基材的截面形状几何相似。5. 权利要求1的方法，其中步骤（a)的所述引入包括将所述细长基材推入由所述模头 的入口壁界定的模头入口，且其中所述涂布基材沿基本水平的轴通过所述绝热构件。6. 权利要求1的方法，其中所述绝热构件由选自云母和硅酸钙的绝热材料形成。7. 权利要求1的方法，其中步骤（e)的所述冷却在小于大约100kPa的压力下进行。8. 权利要求1的方法，其中所述涂料选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、纤维素 酯、聚烯烃、尼龙、聚氯乙烯及它们的各种组合。9. 权利要求1的方法，其中所述细长基材包含天然木材或复合木材或者PVC。10. 用于将涂覆材料涂敷到细长基材上的系统，所述系统包含： 用于使细长基材与所述涂覆材料接触由此产生涂布基材的模头，其中所述模头包含入 口壁、出口壁和至少部分位于它们之间的涂布室，其中所述入口壁界定出用于将所述细长 基材接收入所述模头中的模头入口，且所述出口壁界定出用于从所述模头排出所述涂布基 材的模头出口； 附连到所述出口壁上的绝热构件，其中所述绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导 率并界定出构造成至少部分包围所述模头出口的成型通道，由此使离开所述模头出口的所 述涂布基材能够通过所述绝热构件；和 邻近所述绝热构件的用于冷却从所述绝热构件的所述成型通道排出的所述涂布基材 的急冷区。11. 权利要求10的系统，其中邻近所述模头出口的所述成型通道的边缘与所述模头出 口的边缘之间的最小距离小于100密尔。12. 权利要求10的系统，其中所述成型通道的截面形状与所述模头出口的截面形状几 何相似。13. 权利要求10的系统，其中所述绝热构件的所述热导率为在25°C下至少0. 01W/mK 和/或不大于5W/mK。14. 权利要求10的系统，进一步包含位于所述涂布室和所述出口壁之间的第二绝热构 件，其中所述第二绝热构件的热导率低于所述出口壁的热导率。15. 权利要求1的方法，其中步骤⑷的所述取出与步骤（e)的所述冷却之间的时间为 至少大约0. 5秒且不多于大约5秒。16.权利要求1的方法，进一步包括，在所述冷却之前且在所述取出之后，使所述涂布 基材通过界定在附连到界定所述模头出口的模头出口壁的至少一部分上的绝热构件内的 成型通道，其中所述绝热构件的热导率低于所述模头出口壁的热导率。
【专利摘要】本公开涉及挤出涂布系统(120)、挤出涂布的基材及其制造方法。在一些方面中，本文所述的挤出涂布系统(120)可包括至少部分绝热的(150，152)外壁，这有助于制成表现出非常合意的表面纹理和外观的涂布基材。本发明的涂布基材可用于各种最终用途，包括但不限于，家庭、建筑物和家具的内部和外部结构材料。
【IPC分类】B29C47/88, B29C47/02, B05D1/26, B29C47/90
【公开号】CN104903069
【申请号】CN201380063699
【发明人】T.W.赫尔顿, S.L.斯塔福德, A.格里尔斯, S.E.艾尔
【申请人】伊士曼化工公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月2日
【公告号】CA2888497A1, EP2928663A1, US8865261, US20140162015, US20150004349, WO2014088924A1
最新回复(0)