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CN107109145A - 双面多层粘合剂 - Google Patents

双面多层粘合剂 Download PDF

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CN107109145A
CN107109145A CN201580070308.6A CN201580070308A CN107109145A CN 107109145 A CN107109145 A CN 107109145A CN 201580070308 A CN201580070308 A CN 201580070308A CN 107109145 A CN107109145 A CN 107109145A
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CN
China
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sensitive adhesive
silicone
adhesive layer
pressure sensitive
microstructured
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Application number
CN201580070308.6A
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奥德蕾·A·舍曼
埃里克·D·肖基
琼·M·努瓦拉
克里斯塔尔·K·亨特
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Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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Publication date
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Abstract

本发明公开了双面粘合剂制品,其包括具有第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层、具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,由此使得第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触。制品也包括具有微结构化表面的剥离衬件,该微结构化表面具有微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面的微观结构在不与微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与基材接触时随着时间的推移消失。

Description

双面多层粘合剂
技术领域
本公开整体涉及粘合剂领域,尤其涉及双面多层压敏粘合剂和胶带以及由其制得的制品的领域。
背景技术
粘合剂已用于多种标记、固定、保护、密封和掩蔽用途。粘合带通常包括背衬或基材以及粘合剂。一种类型的粘合剂,压敏粘合剂,对于许多应用而言是尤其优选的。
压敏粘合剂为本领域中的普通技术人员所熟知,其在室温下具有某些特性,这些特性包括以下项:(1)有力而持久的粘着力;(2)用不超过指压的压力即可粘附;(3)足以保持到粘合体上的能力;以及(4)足够的内聚强度以便使其从粘合体干净地去除。已发现可很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性,从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切强度达到所需平衡的聚合物。用于制备压敏粘合剂最常用的聚合物为天然橡胶、合成橡胶(例如,苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)和苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、各种(甲基)丙烯酸酯(例如,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)共聚物和有机硅。这些类型的材料各有优点和缺点。
已经开发了多种具有不同特性的不同压敏粘合剂制品。在包括单层压敏粘合剂的压敏粘合剂之中为美国专利No.7,927,703(Xia等人)和美国专利No.8,765,881(Hays等人),美国专利No.7,927,703(Xia等人)包括包含压敏粘合剂、高Tg聚合物和交联剂的混合物以形成光学清晰的相容化共混物的粘合剂组合物,美国专利No.8,765,881(Hays等人)描述了制备具有至少一个聚二有机硅氧烷链段和至少两个氨基乙二酰氨基基团的聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物的方法。
在单层压敏粘合剂制品之中为具有结构化或微结构化表面的那些。此类制品的示例包括美国专利公布No.2007/0212535(Sherman等人),其描述了制备微结构化粘合剂制品的方法,该方法包括(a)提供包括设置在背衬上的交联压敏粘合剂层的制品;以及(b)压印交联压敏粘合剂层的表面以形成具有微结构化粘合剂表面的交联压敏粘合剂层,以及于2013年6月6日提交的代理人案号72396US002和74022US002的未决申请,其描述了形成层压粘合剂制品的方法,该方法包括提供多层制品以及具有结构化表面的工具。多层制品包括基材、粘合剂层和衬件,或可只包括粘合剂层和衬件。多层制品放置在工具的结构化表面与支撑表面之间,并且工具通过施加压力或压力与热量的组合来贴靠衬件压印。压印使得工具的表面上的结构使衬件和粘合剂层变形,但不使基材变形。衬件中的变形在释放施加的压力时保持。在从粘合剂层去除衬件时,粘合剂层上的结构不稳定,但不立即塌缩。
在包括多层压敏粘合剂的压敏粘合剂制品之中为美国专利公布No.2009/0110861(Sherman),其描述了包括基材、邻近基材的第一层以及邻近第一层并与基材相对的第二层的制品,第一层具有含有机硅的压敏粘合剂并且厚度小于约5微米,第二层具有压敏粘合剂。含有机硅的压敏粘合剂可包含具有接枝到其上的聚硅氧烷部分的乙烯基聚合物主链的共聚物,以及描述了用于制备双面多层粘合剂的方法的美国专利公布号(Dudley等人)。该方法包括:提供第一流体,该第一流体包括聚合物粘合剂组合物溶液或分散体,提供第二流体,该第二流体包括可固化组合物,将第一流体和第二流体涂覆到基材上,以及使可固化组合物固化以形成双面多层粘合剂。将第一流体和第二流体涂覆到基材上可包括同时狭槽模涂两种流体或相继涂覆两种流体。可固化组合物层被固化以形成多层粘合剂制品。
发明内容
本文公开了双面粘合剂制品以及制备和使用它们的方法。在一些实施方案中,双面粘合剂制品包括具有第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层、具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,由此使得第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触。制品也包括具有至少一个表面的剥离衬件,该表面包括微结构化表面,微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。第一交联压敏粘合剂具有第一表面能,并且第二硅氧烷基压敏粘合剂具有第二表面能,并且第一表面能低于第二表面能。第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面的微观结构在不与微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与基材接触时随着时间的推移消失。
还公开了制备粘合剂层压体的方法。在一些实施方案中,该方法包括提供双面粘合剂制品,其中双面粘合剂制品如上所述,从第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面去除微结构化剥离衬件,以及使包括微结构化表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层的暴露的第二主表面与第一基材接触。如上所述,第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面的微观结构在不与微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与第一基材接触时随着时间的推移消失。
在一些实施方案中,提供双面粘合剂制品的方法包括形成包括第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层、将包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物涂覆到第一交联压敏粘合剂层的第二主表面上、干燥包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物以形成包括第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,由此使得第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触,以及使剥离衬件与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。在一些实施方案中,剥离衬件包括以下微结构化剥离衬件,其包括至少一个包含微观结构阵列的微结构化表面,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。在其它实施方案中,剥离衬件包括第一主表面和第二主表面,其中第一主表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且第一主表面和第二主表面两者均为平坦的,并且使剥离衬件的第二主表面与微结构化工具接触,该微结构化工具将微结构化图案印刻穿过剥离衬件并且印刻到至少第二硅氧烷基压敏粘合剂层中。
在其它实施方案中,提供双面粘合剂制品的方法包括多层涂覆法,该多层涂覆法包括提供第一涂覆流体、提供第二涂覆流体、沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位、使第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动、使第二涂覆流体流动到连续流动层上从而形成复合流动层、使基材与复合流动层接触由此使得第二涂覆流体介于连续流动层与基材之间,以及在复合流动层接触基材之后使复合流动层形成为膜。该膜包括由第一涂覆流体形成的第一涂覆层和由第二涂覆流体形成的第二涂覆层,其中第一涂覆层包括交联压敏粘合剂层,并且第二涂覆层包括硅氧烷基压敏粘合剂层。在膜形成之后,使剥离衬件的暴露表面与微结构化工具接触,并且将微结构化工具的微结构化图案压入穿过剥离衬件且压入到至少第二涂覆层中。
附图说明
参照以下结合附图对本公开的各种实施方案的详细说明,可更全面地理解本申请。
图1A和图1B示出了本公开的双面多层粘合剂制品的实施方案的剖视图。
图2示出了本公开的层压体制品的剖视图。
图3示出了稍后时间的图2的层压体制品的剖视图。
图4示出了本公开的示例性多层涂覆法的示意图。
在所示实施方案的以下描述中,参考了附图,并通过举例说明的方式在这些附图中示出其中可实践本公开的各种实施方案。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可利用实施方案并且可进行结构上的改变。附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似的数字是指类似的部件。然而,应当理解,在给定附图中使用数字指示部件并非旨在限制另一附图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
双面胶带,也称为“转移带”,是在两个暴露表面上均具有粘合剂的粘合带。在一些转移带中,暴露表面只是单个粘合剂层的两个表面。其它转移带为具有至少两个可相同或不同的粘合剂层,以及在某些情况下可不为粘合剂层的中间层的多层转移带。例如,多层转移带可为具有粘合剂层、膜层以及另一个粘合剂层的3层构造。该膜层可提供抓握和/或抗撕强度或其它期望的特性。在本公开中,制备了包括至少两层压敏粘合剂的多层双面粘合剂。两层压敏粘合剂为不同的,并且不存在中间层。该层中的一个为交联压敏粘合剂层,并且另一层为硅氧烷基压敏粘合剂层。
在转移带中具有两种不同类型的压敏粘合剂层提供了多种优点以及多种挑战。在具有两种不同类型的压敏粘合剂层的转移带的优点之中为用单个转移带粘结到包括非常不同类型的表面的不同类型的表面的能力。例如,如果希望使用转移带将相对低表面能的基材(诸如聚烯烃基材)粘结到相对较高表面能的基材(诸如玻璃)上,则使用仅带有一种类型的压敏粘合剂的转移带可不产生坚固的粘合剂粘结。然而,在一个层中使用具有相对高表面能的压敏粘合剂和在另一层中使用相对低表面能的压敏粘合剂的转移带可提供对这两个基材的牢固粘合剂粘结。
在转移带中具有两种不同类型的压敏粘合剂层的挑战之中可包括在两个压敏粘合剂层之间的弱界面层的可能性。这意指由于两个压敏粘合剂层不同,所以它们可能不彼此很好地粘结,从而在两个压敏粘合剂层之间产生弱粘结(常常称为“弱界面层”)。该弱界面层可为有问题的,因为当转移带用于形成粘合剂粘结时,它可成为失效所在点。
转移带的另一个困难为它们与刚性基材一起使用。如果要粘结的一个或多个基材为刚性基材,则可难于形成无缺陷粘结,因为当形成对刚性基材的粘结时常常可在粘结线中形成气泡。使用热和/或压力将气泡挤出粘结线对转印带可为有问题的,因为施加压力的表面为压敏粘合剂表面,并且它可以或可以不粘附到基材。
在本公开中,呈现了具有两种不同压敏粘合剂的多层转移带。转移带为双面粘合剂制品的一部分,其包括具有第一主表面和第二主表面以及第一表面能的第一交联压敏粘合剂层;具有第一主表面和第二主表面,第二表面能的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触;以及剥离衬件,其具有至少一个包括微结构化表面的表面,该微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。第一表面能低于第二表面能。
微结构化表面通过压印表面来制备。如本文所用,术语“压印”意指在压力下变形。通过使表面与微结构化剥离衬件或微结构化模制工具接触来压印粘合剂表面。美国专利公布No.2007/0212535(Sherman等人)公开了压印平坦的交联粘合剂层以产生在不与微结构化衬件或微结构化模制工具接触时不稳定的微结构化粘合剂表面。压印平坦的交联粘合剂层以产生微结构化表面最小化了层压后粘合剂内应力的形成,因为粘合剂的预结构化状态和最终状态均为大体上平面的。因此,该结构在不与微结构化衬件或模制工具接触时是不稳定的。这与通过将可流动粘合剂涂覆到微结构化剥离衬件或微结构化模制工具上而产生的微结构化粘合剂形成对比,其中粘合剂试图恢复到的初始状态为微结构化构型的初始状态,而最终状态为大体上平面的。在本公开中,为了产生当不与微结构化剥离衬件或微结构化模制工具接触时不稳定的微结构化表面,不是压印交联粘合剂层而是压印涂覆在交联粘合剂层上的非交联粘合剂层。惊人地,即使粘合剂层不交联,也观察到相同的回弹现象。所谓回弹意指其中已经压印的平面表面在去除压印剂(微结构化剥离衬件或微结构化模制工具)时压印结构不稳定并且在没有施加外力诸如热和/或施加的压力的情况下自发地开始复原到平面状态的效应。该回弹效应在光学应用中是特别需要的,因为粘合剂层中微观结构的存在可引起有害的光学效应。因此,非常需要来自粘结线的微结构化特征结构的迅速和完全损失。显示该回弹效应的粘合剂层可需要一些时间使微观结构完全消失,并且如果需要,可使用诸如施加热和/或施加的压力的外力的使用,但通常此类外力不是必要的。如上所述,非常惊人地观察到,即使粘合剂层本身不是交联的,涂覆在交联粘合剂层上的粘合剂层也显示出该回弹效应。该回弹效应允许压印非交联粘合剂层以获得期望的微结构化效应(例如,诸如从粘结线排出的空气),以及在去除微结构化剂(微结构化剥离衬件或微结构化模制工具)时微结构化特征结构迅速消失的另外的期望效应。
本文所公开的是双面粘合剂制品,其包括具有第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层,和具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触,以及剥离衬件,其具有至少一个包括与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触的微结构化表面的表面,并且其中第一表面能低于第二表面能。第一交联压敏粘合剂层具有不同于硅氧烷基压敏粘合剂层的表面能(称作第二表面能)的第一表面能。本发明还公开了用于制备和使用这些双面粘合剂制品的方法。
除非另外指明,否则说明书和权利要求书中使用的表达特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导来寻求获得的期望特性而变化。通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)和该范围内的任何范围。
除非本文内容另外明确指定,否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有复数指代对象的实施方案。例如,对“一层”的引用涵盖了具有一层、两层或更多层的实施方案。除非本文内容另外明确指定,否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。
如本文所用的术语“粘合剂”是指可用于将两个粘合体粘附在一起的聚合物组合物。粘合剂的示例为压敏粘合剂。
本领域的普通技术人员熟知,压敏粘合剂组合物具有包括以下特性的特性:(1)有力而持久的粘着力;(2)用不超过指压的压力即可粘附;(3)足以保持到粘合体上的能力;以及(4)足够的内聚强度以便使其从粘合体干净地去除。已发现可很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性,从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切保持力达到所需平衡的聚合物。获得特性的适当平衡不是简单的过程。
术语“Tg”和“玻璃化转变温度”可互换使用。如果测量,除非另外指明,否则Tg值通过差示扫描量热法(DSC)以10℃/分钟的扫描速率来确定。通常,不测量共聚物的Tg值,而是使用熟知的Fox公式,使用由单体供应商提供的单体Tg值来计算Tg值,如本领域技术人员所理解的。
如本文所用的术语“硅氧烷基”是指包含硅氧烷单元的聚合物或聚合物单元。术语有机硅或硅氧烷可互换使用,并且是指具有二烷基或二芳基硅氧烷(-SiR2O-)重复单元的单元。
如本文所用的术语“烃基基团”是指主要包含或只包含碳原子和氢原子的任何一价基团。烃基基团的示例为烷基和芳基。
术语“烷基”是指为烷烃的基团的一价基团,所述烷烃为饱和烃。烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合,并且通常具有1个碳原子至20个碳原子。在一些实施方案中,烷基基团包含1个碳原子至18个碳原子、1个碳原子至12个碳原子、1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至8个碳原子、1个碳原子至6个碳原子,或1个碳原子至4个碳原子。烷基基团的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正已基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。
术语“芳基”是指为芳族和碳环的一价基团。芳基可具有一个至五个与芳环连接或稠合的环。其它环结构可为芳族的、非芳族的或它们的组合。芳基基团的示例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、蒽基、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基、芘基、苝基和芴基。
术语“亚烷基”是指为烷烃的基团的二价基团。亚烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。亚烷基常常具有1个碳原子至20个碳原子。在一些实施方案中,亚烷基包含1个碳原子至18个碳原子、1个碳原子至12个碳原子、1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至8个碳原子、1个碳原子至6个碳原子,或1个碳原子至4个碳原子。亚烷基的基团中心可在相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。
术语“杂亚烷基”是指包含至少两个通过硫基、氧基或-NR-连接的亚烷基基团的二价基团,其中R为烷基。杂亚烷基可为直链的、支链的、环状的、被烷基基团取代的或它们的组合。一些杂亚烷基为聚亚烷氧基,其中杂原子为氧,诸如例如,
-CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-。
术语“亚芳基”是指为碳环和芳族的二价基团。该基团具有一个至五个连接的、稠合的或它们的组合的环。其它环可为芳族的、非芳族的、或它们的组合。在一些实施方案中,亚芳基基团具有至多5个环、至多4个环、至多3个环、至多2个环或一个芳环。例如,亚芳基基团可为亚苯基。
术语“杂亚芳基”是指为碳环和芳族的并且包含杂原子诸如硫、氧、氮或卤素诸如氟、氯、溴或碘的二价基团。
术语“亚芳烷基”是指式–Ra-Ara-的二价基团,其中Ra为亚烷基,并且Ara为亚芳基(即,亚烷基键合到亚芳基)。
术语“(甲基)丙烯酸酯”是指醇的单体丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体或低聚物在本文中统称为“(甲基)丙烯酸酯”。
术语“可自由基聚合的”和“烯键式不饱和的”可互换使用,并且是指包含能够经由自由基聚合机制聚合的碳-碳双键的反应性基团。
除非另外指明,否则“光学透明的”是指制品、膜或粘合剂在可见光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分上具有高透光率。光学透明的制品的可见光透射率可为90%或以上。术语“透明膜”是指具有一定的厚度的膜,并且当该膜设置在基材上时,图像(设置在基材上或邻近基材)透过该透明膜的厚度可见。在许多实施方案中,透明膜使可在基本上不损失图像清晰度的情况下透过膜的厚度看到图像。在一些实施方案中,透明膜具有无光表面或光泽表面。
除非另外指明,否则“光学清晰的”是指在可见光光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分的范围内具有高透光率并表现出低雾度的粘合剂或制品。光学清晰制品的可见光透射率为至少95%,并且在一些情况下高达98%或甚至更高。
本文所公开的是双面粘合剂制品,其包括具有第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层,和具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触,以及剥离衬件,其具有至少一个包括与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触的微结构化表面的表面,并且其中第一表面能低于第二表面能。第一交联压敏粘合剂层具有不同于硅氧烷基压敏粘合剂层的表面能(称作第二表面能)的第一表面能。表面能上的该差异允许双面粘合剂制品以不同的表面能粘附到两个不同的基材。
在一些实施方案中,双面粘合剂制品具有期望的光学特性。在一些实施方案中,第一交联压敏粘合剂层和第二硅氧烷基压敏粘合剂层为光学透明的,或甚至光学清晰的。
双面粘合剂制品包括第一交联压敏粘合剂层。交联压敏粘合剂层可包含单一聚合物材料或可包含聚合物材料的共混物。交联压敏粘合剂层可包含离子交联、共价交联或它们的组合。所谓离子交联意指压敏粘合剂包含至少两种聚合物的聚合共混物,该至少两种聚合物包含形成离子相互作用的互补离子基团,如在下文所说明的。通常,离子交联压敏粘合剂组合物包含至少一种带有酸官能团或碱官能团的聚合物,该聚合物为压敏粘合剂聚合物,以及具有酸官能团或碱官能团的高Tg聚合物,其中压敏粘合剂聚合物和高Tg聚合物上的官能引起形成相容化共混物的酸碱相互作用。所谓术语“压敏粘合剂聚合物”意指聚合物本身可用作压敏粘合剂,但该术语不排除聚合物的共混物或一种或多种聚合物与添加剂诸如增粘剂或增塑剂的共混物。所谓共价交联意指在聚合物之间存在共价化学键以形成聚合物基体。
包含单一聚合物材料的交联压敏粘合剂的示例包括(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂和橡胶基压敏粘合剂。特别合适的交联压敏粘合剂为(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂。一般来讲,两种一般类别的交联(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂是可用的包含共价交联的那些以及包含离子交联且还可具有共价交联的那些。以下描述了这些一般类别中的每种。
特别合适的共价交联(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂包括衍生自以下项的共聚物:(A)至少一种单烯键不饱和(甲基)丙烯酸烷基酯单体(即,丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯单体);以及(B)至少一种单烯键不饱和可自由基共聚的增强单体。增强单体的均聚物玻璃化转变温度(Tg)高于(甲基)丙烯酸烷基酯单体的均聚物玻璃化转变温度,并且是提高所得共聚物的玻璃化转变温度和内聚强度的单体。本文中,“共聚物”是指包含两种或更多种不同单体的聚合物,包括三元共聚物、四元共聚物等。
为单烯键不饱和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯(即,(甲基)丙烯酸酯)的单体A有助于共聚物的柔韧性和粘着力。一般来讲,单体A的均聚物Tg不大于约0℃。通常,(甲基)丙烯酸酯的烷基基团具有平均约4个碳原子至约20个碳原子或平均约4个碳原子至约14个碳原子。烷基基团可任选地在链中包含氧原子,从而形成例如醚或烷氧基醚。单体A的示例包括但不限于丙烯酸-2-甲基丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-4-甲基-2-戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯以及丙烯酸异壬酯。其它示例包括但不限于聚乙氧基化的或聚丙氧基化的甲氧基(甲基)丙烯酸酯,诸如CARBOWAX(可从联合碳化物公司(Union Carbide)商购获得)和NK酯AM90G(可从日本的新中村化学股份有限公司(Shin Nakamura Chemical,Ltd.,Japan)商购获得)的丙烯酸酯。可以用作单体A的合适的单烯键不饱和(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯以及丙烯酸正丁酯。可使用被归类为A单体的各种单体的组合来制备共聚物。
为单烯键不饱和可自由基共聚的增强单体的单体B增加了共聚物的玻璃化转变温度和内聚强度。一般来讲,单体B的均聚物Tg为至少约10℃。通常,单体B为(甲基)丙烯酸类增强单体,包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯。单体B的示例包括但不限于丙烯酰胺类,例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-氨基乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-羟乙基丙烯酰胺、N,N-二羟乙基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺以及N-辛基丙烯酰胺。单体B的其它示例包括衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、丙烯酸-2,2-(二乙氧基)乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯或甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-3-羟丙酯或甲基丙烯酸-3-羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-(苯氧基)乙酯或甲基丙烯酸-2-(苯氧基)乙酯、丙烯酸联苯酯、丙烯酸叔丁基苯酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸二甲基金刚烷酯、丙烯酸-2-萘酯、丙烯酸苯酯、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮以及N-乙烯基己内酰胺。特别合适的可用作单体B的丙烯酸类增强单体包含丙烯酸和丙烯酰胺。可使用被归类为B单体的各种单烯键不饱和增强单体的组合来制备共聚物。
一般来讲,(甲基)丙烯酸酯共聚物被配制成所得的Tg小于约0℃,并且更典型地小于约-10℃。此类(甲基)丙烯酸酯共聚物通常包含每100份约60份至约98份的至少一种单体A和每100份约2份至约40份的至少一种单体B。在一些实施方案中,(甲基)丙烯酸酯共聚物具有每100份约85份至约98份的至少一种单体A和约2份至约15份的至少一种单体B。
交联剂用于构建(甲基)丙烯酸酯共聚物的分子量和强度。一般来讲,交联剂为与单体A和单体B共聚的交联剂。合适的交联剂公开于美国专利号4,737,559(Kellen)、5,506,279(Babu等人)和6,083,856(Joseph等人)中。交联剂可为光交联剂,当其暴露于紫外线辐射(例如,波长为约250纳米至约400纳米的辐射)时引起共聚物交联。
交联剂以有效量使用,所谓有效量意指足以引起压敏粘合剂交联以提供足够的内聚强度而对所感兴趣的基材产生期望的最终粘附特性的量。一般来讲,交联剂的用量基于单体的总量为约0.1份至约10份。
一类可用的交联剂包含多官能(甲基)丙烯酸酯物质。多官能(甲基)丙烯酸酯包含三(甲基)丙烯酸酯和二(甲基)丙烯酸酯(即,包含三个或两个(甲基)丙烯酸酯基团的化合物)。通常,使用二(甲基)丙烯酸酯交联剂(即,包含两个(甲基)丙烯酸酯基团的化合物)。可用的三(甲基)丙烯酸酯包含例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯。可用的二(甲基)丙烯酸酯包括例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯和氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。
另一种可用类别的交联剂包含在存在羧酸基团时与丙烯酸类共聚物上的羧酸基团反应的官能团。此类交联剂的示例包含多官能氮丙啶、异氰酸酯、环氧树脂和碳二亚胺化合物。氮丙啶型交联剂的示例包含例如1,4-双(乙撑亚胺基羰基氨基)苯、4,4'-双(乙撑亚胺基羰基氨基)二苯甲烷、1,8-双(乙撑亚胺基羰基氨基)辛烷和1,1'-(1,3-亚苯基二羰基)-双-(2-甲基氮丙啶)。常被称为“双酰胺”的氮丙啶交联剂1,1'-(1,3-亚苯基二羰基)-双-(2-甲基氮丙啶)(CAS No.7652-64-4)尤其可用。常见的多官能异氰酸酯交联剂包含例如三羟甲基丙烷甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。
在另一个实施方案中,当第一交联压敏粘合剂层为单一聚合物材料时,它为橡胶基聚合物材料。橡胶基压敏粘合剂通常有2类,即天然橡胶基压敏粘合剂或合成橡胶基压敏粘合剂。
可用的天然橡胶压敏粘合剂一般包含塑炼天然橡胶、相对于100份天然橡胶为25份至300份的一种或多种增粘树脂,以及通常为0.5份至2.0份的一种或多种抗氧化剂。天然橡胶的等级范围可从浅苍绉级到更深的皱纹烟胶片,并且包括如粘度受控橡胶级的CV-60和皱纹烟胶片橡胶级的SMR-5的此类示例。与天然橡胶一起使用的增粘树脂通常包括但不限于木松香及其氢化衍生物;具有不同软化点的萜烯树脂,以及石油基树脂,诸如得自埃尔森公司(Exxon)的ESCOREZ 1300系列的C5脂族烯烃衍生树脂。抗氧化剂用于延缓对于天然橡胶的氧化侵蚀,氧化侵蚀可以导致天然橡胶粘合剂丧失内聚强度。可用的抗氧化剂包括但不限于胺,诸如以AgeRite D购得的N-N'二-β-萘基-1,4-苯二胺;酚,诸如以Santovar A购自孟山都化学公司(Monsanto Chemical Co.)的2,5-二-(叔-戊基)对苯二酚、以IRGANOX1010购自汽巴-嘉基股份有限公司(Ciba-Geigy Corp.)的四[亚甲基3-(3',5'-二-叔-丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷以及以抗氧化剂2246购得的2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚);以及二硫代氨基甲酸酯,诸如二硫代二丁基氨基甲酸锌。固化剂用于部分硫化(交联)该压敏粘合剂。
另一种可用类别的压敏粘合剂是包含合成橡胶的那些。此类粘合剂通常为橡胶状弹性体,它们是自粘性的或非粘性的并且需要增粘剂的。
自粘性合成橡胶压敏粘合剂包含,例如丁基橡胶,异丁烯与小于3%的异戊二烯的共聚物;聚异丁烯,异戊二烯的均聚物;聚丁二烯或苯乙烯/丁二烯橡胶。丁基橡胶压敏粘合剂常常包含抗氧化剂,诸如二丁基二硫代氨基甲酸锌。聚异丁烯压敏粘合剂通常不含抗氧化剂。通常需要增粘剂的合成橡胶压敏粘合剂也通常更容易熔融加工。它们包含聚丁二烯或苯乙烯/丁二烯橡胶、每100份橡胶10份至200份的增粘剂,以及通常每100份橡胶0.5份至2.0份的抗氧化剂,诸如IRGANOX 1010。合成橡胶的示例为AMERIPOL 101 1A,其为购自百路驰公司(BF Goodrich)的苯乙烯/丁二烯橡胶。可用的增粘剂包含松香的衍生物,诸如来自赫拉克勒斯有限公司(Hercules,Inc.)的稳定化的松香酯FORAL 85、来自天纳克公司(Tenneco)的SNOWTACK系列的胶松香和来自席瓦尔化学公司(Sylvachem)的AQUATAC系列的妥尔油松香;以及合成烃树脂,诸如PICCOLYTE A系列、来自赫拉克勒斯有限公司(Hercules,Inc.)的聚萜烯、ESCOREZ 1300系列的C5脂族烯烃衍生树脂以及ESCOREZ 2000系列的C9芳族/脂族烯烃衍生树脂。固化剂用于部分硫化(交联)粘合剂。
为聚合物材料的共混物的交联的第一压敏粘合剂层的示例为包括离子交联并且也可具有共价交联的那些。特别合适的为粘合剂组合物,该粘合剂组合物包含由至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体和至少一种含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的混合物制备的至少一种共聚物、玻璃化转变温度大于20℃并且数均分子量大于约100,000道尔顿的高Tg聚合物,其中高Tg聚合物为包含至少一种含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的(甲基)丙烯酸酯共聚物,以及交联剂,其中当混合时压敏粘合剂组分和高Tg聚合物的官能来自酸-碱相互作用。此类粘合剂组合物在美国专利No.7,927,703(Xia等人)中有所描述。
Xia等人的粘合剂组合物为相容化组合物,其包含:大部分压敏粘合剂组分、高Tg聚合物和交联剂。如本文所用,术语“相容化”意指构成粘合剂组合物的材料形成稳定的多相形态,其中所述相在处于或高于材料的玻璃化转变温度(Tg)的温度下老化时,不显著地聚结和/或增大尺寸。如本文所用,高Tg聚合物意指玻璃化转变温度比用于形成压敏粘合剂的聚合物高的聚合物,例如温度通常超过20℃。
使用相容化方案使PSA组分和高Tg聚合物相容化。如本文所用,术语“相容化方案”是指使PSA组分和高Tg聚合物因它们的界面相互作用的改性而彼此相容的方法。相容化方案包括使PSA中的至少一种聚合物和高Tg聚合物官能化,使得在两种材料之间存在酸-碱相互作用。存在于本文所述的聚合物之间的酸-碱相互作用可被描述为路易斯酸-碱型相互作用。路易斯酸-碱相互作用需要一种化学组分为电子受体(酸)并且另一种化学组分为电子供体(碱)。电子供体提供未共享的电子对,并且电子受体供应可容纳另外的未共享的电子对的轨道体系。下面的一般方程描述了路易斯酸-碱相互作用:
A(酸)+:B(碱)→A:B(酸-碱络合物)。
PSA中的聚合物与高Tg聚合物之间的酸-碱相互作用降低了它们的界面张力,进而导致分散相粒度的减小和多相形态的稳定。材料间的界面张力减小了高Tg聚合物的域尺寸。在一些实施方案中,尤其是在光学应用的那些实施方案中,分散在压敏粘合剂内的高Tg聚合物的域尺寸小于光的波长,以产生光学清晰度。在一些实施方案中,高Tg聚合物的域尺寸小于100nm。在其它实施方案中,高Tg聚合物的域尺寸小于50nm。
相容化方案与各聚合物上的特定官能团无关。也就是说,PSA组分或高Tg聚合物的任一方可含有酸官能团或碱官能团。例如,PSA组分中的酸官能化聚合物可与碱官能化的高Tg聚合物配对。或者,PSA组分的碱官能化聚合物可与酸官能化的高Tg聚合物配对。
如本发明中所用,“酸性共聚物”为衍生自至少一种酸性单体和至少一种非酸性可共聚单体(即,不可用碱滴定的单体)的聚合物。在一个实施方案中,至少一种可共聚单体为(甲基)丙烯酸酯单体,诸如(甲基)丙烯酸烷基酯单体。酸性共聚物可任选地衍生自其它可共聚单体,诸如乙烯基单体和碱性单体,只要所得的共聚物仍可用碱滴定即可。因此,较碱性单体,更常利用酸性单体来制备酸性共聚物。
“碱性共聚物”为衍生自至少一种碱性单体和至少一种非碱性可共聚单体(即,不可用酸滴定的单体)的聚合物。其它单体(例如,酸性单体、乙烯基单体和(甲基)丙烯酸酯单体)可与碱性单体共聚,只要碱性共聚物保持其碱性(即,其仍可用酸滴定)即可。在一个实施方案中,至少一种可共聚单体为(甲基)丙烯酸酯单体,诸如(甲基)丙烯酸烷基酯单体。
粘合剂共混组合物的压敏粘合剂组分包含酸性或碱性共聚物。当PSA组分包含酸性共聚物时,所用的酸性单体与非酸性可共聚单体的比率根据所得粘合剂的期望特性变化。
为了实现压敏粘合剂特性,相应的共聚物的所得玻璃化转变温度(Tg)通常小于约0℃。特别合适的压敏粘合剂共聚物为(甲基)丙烯酸酯共聚物。此类共聚物通常衍生自包含约40重量%至约98重量%、常常至少70重量%、更典型地至少85重量%或甚至约90重量%的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体的单体,该至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体作为均聚物具有小于约0℃的Tg。
此类(甲基)丙烯酸烷基酯单体的示例为其中烷基基团包含约4至约12个碳原子的那些,并且包括但不限于丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯以及它们的混合物。任选地,作为均聚物Tg大于0℃的其它乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体,诸如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯等,可与低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体和可共聚碱性或酸性单体中的一种或多种结合使用,前提条件是所得的(甲基)丙烯酸酯共聚物的Tg为小于约0℃。
在一些实施方案中,PSA组分为碱性(甲基)丙烯酸酯共聚物。碱性共聚物通常衍生自包含约2重量%至约50重量%、或5重量%至约30重量%的可共聚碱性单体的碱性单体。
粘合剂共混组合物也包含高Tg聚合物添加剂,该高Tg聚合物添加剂包含酸性或碱性共聚物,这取决于压敏粘合剂组分所选择的官能团。例如,如果压敏粘合剂组分包含酸性共聚物,则高Tg聚合物添加剂将为碱性共聚物,以形成相容化共混物。
为实现聚合物添加剂的高Tg特性,可将相应的共聚物调控为所得的玻璃化转变温度(Tg)大于约20℃。在一些实施方案中,高Tg聚合物添加剂的Tg大于40℃、50℃或60℃。在示例性实施方案中,共聚物为(甲基)丙烯酸酯共聚物。此类共聚物通常衍生自包含约40重量%至约98重量%、优选至少70重量%、更优选至少85重量%、最优选约90重量%的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体的单体,该至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体作为均聚物具有大于约20℃的Tg。示例包括作为均聚物Tg大于20℃的乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体,诸如甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯等。
Tg小于0℃的(甲基)丙烯酸烷基酯单体,诸如具有包含约4个碳原子至约12个碳原子的烷基基团的单体,包括丙烯酸正丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯以及它们的混合物,可与高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体和可共聚碱性或酸性单体中的一种或多种结合使用,前提条件是所得的(甲基)丙烯酸酯共聚物的Tg大于约20℃。
当高Tg聚合物添加剂为碱性共聚物时,其通常为碱性(甲基)丙烯酸酯共聚物。碱性(甲基)丙烯酸酯共聚物通常衍生自包含约2重量%至约50重量%、优选约5重量%至约30重量%的可共聚碱性单体的碱性单体。
当高Tg聚合物添加剂为酸性共聚物时,其通常为酸性(甲基)丙烯酸酯共聚物。酸性(甲基)丙烯酸酯共聚物通常衍生自包含约2重量%至约30重量%、优选约2重量%至约15重量%的可共聚酸性单体的酸性单体。
在一些实施方案中,高Tg聚合物添加剂的共聚物的重均分子量通常大于100,000。较高分子量的高Tg聚合物是期望的,因为它增强了相容化共混物的热稳定性,尤其是在升高的温度和极端条件下。为了利用高分子量的高Tg聚合物添加剂,改变高Tg聚合物添加剂的其它属性(诸如单体选择)和相容化共混物的其它属性(诸如酸-碱相互作用水平)以保持相容性。
通常高Tg聚合物添加剂由至少一种高Tg单体制备。高Tg单体一般为那些作为均聚物,玻璃化转变温度(Tg)大于约20℃的单烯键不饱和单体。通常,高Tg聚合物衍生自作为均聚物Tg大于20℃的单烯键不饱和单体。通常,高Tg聚合物独立地衍生自选自非叔烷醇的(甲基)丙烯酸酯;如以上所定义的酸性或碱性单体;乙烯基封端的单体;以及它们的组合的单烯键不饱和单体,该非叔烷醇的烷基基团包含约1个碳原子至约20个碳原子、优选约1个碳原子至约18个碳原子。
在大多数实施方案中,高Tg聚合物独立地衍生自(甲基)丙烯酸酯单体,但对于某些配方来说,乙烯基封端的单体诸如苯乙烯可示出能与之相比的或更优异的结果。合适的单体的示例包括但不限于丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸溴乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯。
如以下将更详细描述的,可使用多种不同的方法来形成交联压敏粘合剂层。可将单体和/或低聚物以及交联剂的混合物涂覆在基材诸如剥离衬件上并且使其固化以形成交联粘合剂层,或者可与包含硅氧烷基压敏粘合剂层的流体层一起同时涂覆包含单体和交联剂的混合物的流体层,之后进行干燥和固化。
双面多层粘合剂还包括第二硅氧烷基压敏粘合剂层。在一些实施方案中,第二压敏粘合剂包含硅氧烷压敏粘合剂。合适的硅氧烷压敏粘合剂包括例如在美国专利No.5,527,578和No.5,858,545;以及PCT公开No.WO 00/02966中描述的那些。具体示例包括聚二有机硅氧烷聚脲共聚物及其共混物,诸如在美国专利No.6,007,914中描述的那些,以及聚硅氧烷-聚亚烷基嵌段共聚物。硅氧烷压敏粘合剂的其它示例包括由硅烷醇、有机硅氢化物、硅氧烷、环氧化物以及(甲基)丙烯酸酯形成的那些。当硅氧烷压敏粘合剂由(甲基)丙烯酸酯官能化的硅氧烷制备时,该粘合剂有时称为硅氧烷(甲基)丙烯酸酯。
硅氧烷基粘合剂组合物包含至少一种硅氧烷弹性体聚合物,并且可包含其它组分诸如增粘树脂。弹性体聚合物包括例如脲基硅氧烷共聚物、草酰胺基硅氧烷共聚物、酰胺基硅氧烷共聚物、氨基甲酸酯基硅氧烷共聚物以及它们的混合物。
可用类型的硅氧烷弹性体聚合物的一个示例为脲基有机硅聚合物,诸如有机硅聚脲嵌段共聚物。有机硅聚脲嵌段共聚物包含聚二有机硅氧烷二胺(也称为有机硅二胺)、二异氰酸酯和任选的有机多胺的反应产物。合适的有机硅聚脲嵌段共聚物由以下重复单元表示:
其中
每个R为部分,该部分独立地为烷基部分、环烷基部分或芳基部分,该烷基部分具有约1个碳原子至12个碳原子,并且可被例如三氟烷基或乙烯基基团、由式-Rd(CH2)aCH=CH2表示的乙烯基或更高级的烯基取代,其中Rd基团为-(CH2)b-或-(CH2)cCH=CH-并且a为1、2或3;b为0、3或6;并且c为3、4或5,该环烷基部分具有约6个碳原子至12个碳原子并且可被烷基、氟代烷基和乙烯基取代,该芳基部分具有约6个碳原子至20个碳原子并且可被例如烷基、环烷基、氟代烷基和乙烯基基团取代,或者R为如美国专利No.5,028,679中所述的全氟烷基基团、或如美国专利No.5,236,997中所述的含氟基团、或如美国专利No.4,900,474和5,118,775中所述的含全氟醚基团;通常,至少50%的R部分为甲基,其余的为具有1个碳原子至12个碳原子的一价烷基或取代的烷基、烯基、苯基或取代的苯基;
每个Z为多价基团,该多价基为具有约6个碳原子至20个碳原子的亚芳基或亚芳烷基、具有约6个碳原子至20个碳原子的亚烷基或亚环烷基,在一些实施方案中,Z为2,6-甲苯基、4,4'-亚甲基二亚苯基、3,3'-二甲氧基-4,4'-亚联苯基、四甲基-间-亚二甲苯基、4,4'-亚甲基二亚环己基、3,5,5-三甲基-3-亚甲基亚环己基、1,6-六亚甲基、1,4-亚环己基、2,2,4-三甲基亚己基以及它们的混合物;
每个Y为多价基团,该多价基独立地为具有1个碳原子至10个碳原子的亚烷基、具有6个碳原子至20个碳原子的亚芳烷基或亚芳基;
每个D选自由以下项组成的组:氢、具有1个碳原子至10个碳原子的烷基、苯基和完成包含B或Y的环结构以形成杂环的基团;
其中B为选自由以下项组成的组的多价基团:亚烷基、亚芳烷基、亚环烷基、亚苯基、杂亚烷基,包括例如聚氧化亚乙基、聚氧化亚丙基、聚氧化四亚甲基以及它们的共聚物和混合物;
m为0至约1000的数字;
n为至少为1的数字;并且
p为至少为10的数字,在一些实施方案中,为15至约2000,或甚至为30至1500。
可用的有机硅聚脲嵌段共聚物在例如以下项中有所公开:美国专利No.5,512,650、5,214,119、5,461,134和7,153,924,以及PCT公开No.WO 96/35458、WO 98/17726、WO96/34028、WO 96/34030和WO 97/40103。
另一种可用类别的有机硅弹性体聚合物为草酰胺基聚合物,诸如聚二有机硅氧烷-聚草酰胺嵌段共聚物。聚二有机硅氧烷-聚草酰胺嵌段共聚物的示例例如在美国专利公布No.2007-0148475中呈现。聚二有机硅氧烷-聚草酰胺嵌段共聚物包含至少两个式II的重复单元。
在该式中,每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基,或被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基,其中至少50%的R1基团为甲基。每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基或它们的组合。下标n独立地为40至1500的整数,并且下标p为1至10的整数。基团G为二价基团,其为等于式R3HN-G-NHR3的二胺减去两个–NHR3基团的残基单元。基团R3为氢或烷基(例如,具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子的烷基)或者R3与G并与它们两者所连接的氮一起形成杂环基团(例如,R3HN-G-NHR3为哌嗪等)。每个星号(*)指示共聚物中重复单元附接到另一个基团例如由式II的另一个重复单元的位点。
适合于式II中的R1的烷基基团通常具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子。示例性烷基基团包括但不限于甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基和异丁基。适合于R1的卤代烷基基团常常在对应烷基基团中只有一部分氢原子被卤素取代。示例性卤代烷基基团包括具有1个卤素原子至3个卤素原子和3个碳原子至10个碳原子的氯代烷基和氟代烷基基团。适合于R1的烯基基团常常具有2个碳原子至10个碳原子。示例性烯基基团常常具有2个碳原子至8个碳原子、2个碳原子至6个碳原子或2个碳原子至4个碳原子,诸如乙烯基、正丙烯基和正丁烯基。适合于R1的芳基基团常常具有6个碳原子至12个碳原子。苯基为示例性芳基基团。芳基基团可以是未取代的,或被烷基(例如具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子的烷基)、烷氧基(例如具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子的烷氧基)或卤素(例如氯、溴或氟)取代。适合于R1的芳烷基基团通常包含具有1个碳原子至10个碳原子的亚烷基基团和具有6个碳原子至12个碳原子的芳基基团。在一些示例性芳烷基基团中,芳基基团为苯基,并且亚烷基基团具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子(即芳烷基的结构为亚烷基-苯基,其中亚烷基键合到苯基基团)。
至少50%的R1基团为甲基。例如,至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的R1基团可为甲基。其余的R1基团可选自具有至少两个碳原子的烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基或者被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基。
式II中的每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基或它们的组合。合适的亚烷基基团通常具有至多10个碳原子、至多8个碳原子、至多6个碳原子或至多4个碳原子。示例性亚烷基基团包含亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等。合适的亚芳烷基基团通常包含与具有1个碳原子至10个碳原子的亚烷基基团键合的具有6个碳原子至12个碳原子的亚芳基基团。在一些示例性亚芳烷基基团中,亚芳基部分为亚苯基。也就是说,二价亚芳烷基基团为亚苯基-亚烷基,其中亚苯基键合到具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至8个碳原子、1个碳原子至6个碳原子、或1个碳原子至4个碳原子的亚烷基。如本文中相对于基团Y所用的“它们的组合”是指选自亚烷基基团和亚芳烷基基团的两个或更多个基团的组合。组合可以是例如键合到单个亚烷基的单个亚芳烷基(例如亚烷基-亚芳基-亚烷基)。在一个示例性亚烷基-亚芳基-亚烷基组合中,亚芳基为亚苯基,并且每个亚烷基具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子。
式II中的每个下标n独立地为40至1500的整数。例如,下标n可为至多1000、至多500、至多400、至多300、至多200、至多100、至多80或至多60的整数。n的值常常为至少40、至少45、至少50或至少55。例如,下标n可以在40至1000、40至500、50至500、50至400、50至300、50至200、50至100、50至80或50至60的范围内。
下标p为1至10的整数。例如,p的值常常为至多9、至多8、至多7、至多6、至多5、至多4、至多3或至多2的整数。p的值可以在1至8、1至6或1至4的范围内。
式II中的基团G为残基单元,该残基单元等于式R3HN-G-NHR3的二胺化合物减去两个氨基基团(即,-NHR3基团)。基团R3为氢或烷基(例如,具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子的烷基)或者R3与G并与它们两者所连接的氮一起形成杂环基团(例如,R3HN-G-NHR3为哌嗪)。二胺可具有伯氨基或仲氨基基团。在大多数实施方案中,R3为氢或烷基。在许多实施方案中,二胺的两个氨基基团均为伯氨基基团(即,两个R3基团均为氢),并且二胺具有式H2N-G-NH2
在一些实施方案中,G为亚烷基、杂亚烷基、聚二有机硅氧烷、亚芳基、亚芳烷基或者它们的组合。合适的亚烷基常常具有2个碳原子至10个碳原子、2个碳原子至6个碳原子或2个碳原子至4个碳原子。示例性的亚烷基基团包括亚乙基、亚丙基、亚丁基等。合适的杂亚烷基常常为聚氧化亚烷基,诸如具有至少2个亚乙基单元的聚氧化亚乙基、具有至少2个亚丙基单元的聚氧化亚丙基或它们的共聚物。合适的聚二有机硅氧烷包括减去了两个氨基基团的上述式II的聚二有机硅氧烷二胺。示例性聚二有机硅氧烷包括但不限于具有亚烷基Y基团的聚二甲基硅氧烷。合适的亚芳烷基基团通常包含具有与具有1个碳原子至10个碳原子的亚烷基基团键合的6个碳原子至12个碳原子的亚芳基基团。一些示例性亚芳烷基基团为亚苯基-亚烷基,其中亚苯基键合到具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至8个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子的亚烷基。如本文中相对于基团G所使用的“它们的组合”是指选自亚烷基、杂亚烷基、聚二有机硅氧烷、亚芳基和亚芳烷基中的两个或更多个基团的组合。组合可为例如键合到亚烷基的亚芳烷基(例如亚烷基-亚芳基-亚烷基)。在一个示例性亚烷基-亚芳基-亚烷基组合中,亚芳基为亚苯基,并且每个亚烷基具有1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至6个碳原子或1个碳原子至4个碳原子。
聚二有机硅氧烷-聚草酰胺往往不含具有式–Ra-(CO)-NH-的基团,其中Ra是亚烷基。沿共聚物材料的主链的所有羰基氨基基团都为草酰胺基团(即-(CO)-(CO)-NH-基团)的一部分。也就是说,沿共聚材料的主链的任何羰基基团键合到另一个羰基基团,并且为乙二酰基基团的一部分。更具体地讲,聚二有机硅氧烷-聚草酰胺具有多个氨基乙二酰氨基基团。
聚二有机硅氧烷-聚草酰胺为直链嵌段共聚物,并且为弹性体材料。与许多通常被配制为易碎固体或硬质塑料的已知聚二有机硅氧烷-聚酰胺不同,聚二有机硅氧烷-聚草酰胺可被配制成基于共聚物的重量包含大于50重量%的聚二有机硅氧烷链段。聚二有机硅氧烷-聚草酰胺中二有机基硅氧烷的重量%可通过使用较高分子量的聚二有机硅氧烷链段来增加,以在聚二有机硅氧烷-聚草酰胺中提供大于60重量%、大于70重量%、大于80重量%、大于90重量%、大于95重量%或大于98重量%的聚二有机硅氧烷链段。可使用较高量的聚二有机硅氧烷来制备模量较低、同时保持适当强度的弹性体材料。
聚二有机硅氧烷-聚草酰胺中的一些可被加热至最高200℃、最高225℃、最高250℃、最高275℃或最高300o℃的温度而没有显著的材料降解。例如,当在空气存在下于热重量分析仪中加热时,在20℃至约350℃范围内以50℃/分钟的速率扫描时,该共聚物常常具有小于10%的重量损失。另外,共聚物常常可在空气中在诸如250℃的温度下加热1小时而没有明显的降解,如由冷却时没有可检测的机械强度损失所确定的。
聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物具有聚硅氧烷的许多期望特征,诸如低的玻璃化转变温度、热稳定性和氧化稳定性、抗紫外线辐射、低表面能和疏水性,以及对多种气体的高渗透性。另外,该共聚物表现出良好至极佳的机械强度。
另一种可用类别的有机硅弹性体聚合物为酰胺基有机硅聚合物。此类聚合物与脲基聚合物类似,包含酰胺键(-N(D)-C(O)-)而不是脲键(-N(D)-C(O)-N(D)-),其中C(O)表示羰基,并且D为氢或烷基基团。
此类聚合物可以多种不同的方式制备。从上文在式II中描述的聚二有机硅氧烷二胺开始,通过与聚羧酸或聚羧酸衍生物(例如二酯)反应来制备基于酰胺的聚合物。在一些实施方案中,酰胺基有机硅弹性体通过聚二有机硅氧烷二胺与己二酸的二甲基水杨酸酯的反应来制备。
酰胺基有机硅弹性体的另选反应途径利用有机硅二羧酸衍生物诸如羧酸酯。有机硅羧酸酯可通过有机硅氢化物(即用硅-氢(Si-H)键封端的有机硅)与烯键式不饱和酯的硅氢化反应来制备。例如,有机硅二氢化物可与烯键式不饱和酯诸如例如CH2=CH-(CH2)n-C(O)-OR反应,其中C(O)表示羰基基团并且n为至多15的整数,并且R为烷基、芳基或取代的芳基基团,以产生以-Si-(CH2)n+2-C(O)-OR封端的有机硅链。-C(O)-OR基团是可与有机硅二胺、多胺或它们的组合反应的羧酸衍生物。合适的有机硅二胺和多胺已在上面进行了讨论,并且包括脂族二胺、芳族二胺或低聚二胺(诸如乙二胺、苯二胺、二甲苯二胺、聚氧化烯二胺等)。
另一种可用类型的有机硅弹性体聚合物为氨基甲酸酯基有机硅聚合物,诸如有机硅聚脲-氨基甲酸酯嵌段共聚物。有机硅聚脲-氨基甲酸酯嵌段共聚物包含聚二有机硅氧烷二胺(也称为有机硅二胺)、二异氰酸酯和有机多元醇的反应产物。此类材料在结构上与式I的结构非常类似,不同的是-N(D)-B-N(D)-键被-O-B-O-键替代。示例为在例如美国专利No.5,214,119中呈现的此类聚合物。
这些氨基甲酸酯基有机硅聚合物以与脲基有机硅聚合物相同的方式制备,不同的是有机多元醇取代有机多胺。通常,由于醇基团与异氰酸酯基团之间的反应比胺基团与异氰酸酯基团之间的反应慢,所以使用通常用于聚氨酯化学中的催化剂诸如锡催化剂。
在特别合适的硅氧烷基压敏粘合剂层之中为包含通过美国专利No.8,765,881(Hays等人)中所述的方法制备的聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物的那些。该方法包括提供含乙二酰氨基的化合物,并且然后使含乙二酰氨基的化合物与有机硅基胺反应。含乙二酰氨基的化合物具有式III。
在该式中,每个R1基团独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、取代的芳烷基、烯基、芳基、取代的芳基或式-N=CR4R5的亚氨基。
每个R4为氢、烷基、芳烷基、取代的芳烷基、芳基或取代的芳基。每个R5为烷基、芳烷基、取代的芳烷基、芳基或取代的芳基。每个R8独立地为氢、烷基、芳烷基、芳基或包含Q和R2所连接的氮的杂环基团的一部分。基团Q为(a)亚烷基、(b)亚芳基、(c)将第一基团联接到第二基团的羰基氨基基团,其中第一基团和第二基团各自独立地为亚烷基、亚芳基或它们的组合、(d)包含R2和R2所连接的氮的杂环基团的一部分,或(e)它们的组合;变量p为等于至少1的整数。与含草酰胺基的化合物反应的有机硅基胺具有聚二有机硅氧烷链段以及至少两个伯氨基基团、至少两个仲氨基基团或至少一个伯氨基基团加至少一个仲氨基基团。所得的聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物具有与以上式II相同的通式,其中式II中的G基团对应于式III中的Q基团。
双面粘合剂制品可具有宽泛的厚度范围。通常,第一交联压敏粘合剂层具有第一厚度,并且第二硅氧烷基粘合剂层具有第二厚度,其中第一厚度大于第二厚度,并且制品的总粘合剂厚度包括第一厚度与第二厚度之和。
在一些实施方案中,第一厚度与第二厚度之比在2:1至10:1的范围内。换句话讲,厚度的范围贯穿从为第二厚度的两倍厚的第一厚度到为第二厚度的十倍厚的第一厚度的全范围。
宽泛的层厚度范围为合适的。通常,硅氧烷基压敏粘合剂层的厚度(第二厚度)在2.5微米至60微米的范围内。第一厚度(交联压敏粘合剂层)的厚度比第二厚度层厚,厚度由以上给出的厚度比范围确定。
双面粘合剂制品还包括微结构化剥离衬件,剥离衬件的微结构化表面与硅氧烷基压敏粘合剂层接触。微结构化剥离衬件将结构化表面赋予硅氧烷基压敏粘合剂衬件。该结构化表面特征结构为临时特征结构,意指结构被设计成最终消失。使用具有临时结构化表面的粘合剂制品存在多个优点。有时,这些粘合剂制品被描述为“层压粘合剂制品”,因为在层压时,结构至少部分地消失。临时结构化表面的一个此类优点为空气从粘结线中排出。当形成粘合剂粘结时,粘合剂表面与粘合体表面接触。当进行该接触时,空气可变得被捕获在粘合剂层与粘合体表面之间,导致在粘结线中形成气泡或其它缺陷,两个表面所沿的线连接在一起。当处理为刚性和半刚性基材的粘合体时尤其如此,而当处理柔性基材时也是如此。对于手动层压的制品尤其如此,因为层压经受基于操作者经验和技能的变化。这些缺陷不仅影响粘合剂层到粘合体表面的粘附力,而且影响粘结线的美学外观,并且在光学制品的情况下可毁坏形成的制品。在其中光行进通过粘合剂层的光学制品中,气泡和类似缺陷的存在可极大地影响光学特性诸如透光率、清晰度和雾度,并且可使粘结线无法接受,并且可影响观看体验。为了防止这些缺陷,常常使用结构化粘合剂表面。一般来讲,这些结构为微观结构。在层压期间,微结构特征变平,从而润湿粘合体表面,并且形成对粘合体表面的粘结。在层压过程中,空气穿过微结构特征放出,以最小化或防止粘结缺陷的形成。在处理到为刚性基材的粘合体的层压时,尤其是刚性对刚性层压或其中待层压的物体相当大时,空气排出特征结构尤为重要。目前用于防止此类层压中的缺陷的方法包括诸如用水或水-洗涤剂溶液涂覆粘合剂层来防止在层压期间形成气泡的技术。这些技术需要通过蒸发来去除水。在光学应用中,尤其无法接受气泡形成。
两种类型的微结构化剥离衬件适用于本公开的制品。一种类型的剥离衬件为当剥离衬件与硅氧烷基压敏粘合剂层的表面接触时其中存在剥离衬件表面的结构化图案的剥离衬件。第二可用类型的剥离衬件为当剥离衬件与硅氧烷基压敏粘合剂层的表面接触时具有平坦表面或非结构化表面,并且然后在衬件和硅氧烷基压敏粘合剂层彼此接触时一起被压印的剥离衬件。以下更详细地描述了该过程。
多种具有存在于其表面上的结构化图案的宽范围的剥离衬件(通常称为微结构化剥离衬件)为合适的。通常,通过压印制备微结构化剥离衬件。这意指剥离衬件具有可压印表面,在施加压力和/或热的情况下,可压印表面与结构化工具接触以形成压印表面。该压印表面为结构化表面。压印表面上的结构是工具表面上结构的反转,也就是说,工具表面上的突出部将在压印表面上形成凹陷,并且工具表面上的凹陷将在压印表面上形成突出部。
在第二类型的剥离衬件中,接触粘合剂层的表面不是结构化表面,即它是平坦的,并且结构化表面通过压印穿过衬件而形成于粘合剂层和衬件中。因此,不是将结构化衬件与粘合剂层接触,而是将平坦衬垫与粘合剂层接触,并且用结构化工具压印衬件/粘合剂层压体,以将结构赋予衬件和粘合剂层。这样,在无需预成形结构化衬件的情况下实现了具有在使用以前受结构化衬件保护的结构化粘合剂层的结构的优点。
在剥离衬件的微结构化表面的表面中可存在多种图案和形状。如果在接触粘合剂层之前将图案预压印到剥离衬件表面中,或者如果结构通过当剥离衬件与粘合剂层接触时压印穿过剥离衬件而被赋予剥离衬件表面,则结构的形状或图案无关紧要。该结构可具有多种形状和尺寸。一般来讲,结构为微观结构,意指它们为具有至少2个维度的微观尺寸结构的微结构特征。微结构特征可呈现多种形状。代表性的示例包括半球、棱柱(诸如正方形棱柱、矩形棱柱、圆柱形棱柱以及其它类似的多边形特征结构)、锥体、椭圆、沟槽(例如,V形沟槽)、槽等。一般来讲,期望包括当粘合剂层层压至粘合体时促进空气在粘结界面处排出的形貌特征结构。就这一点而言,延伸到制品边缘的V形沟槽和槽尤其可用。表征微结构特征的特定维度和图案是基于制品预期的具体应用来选择的。
通常,在剥离衬件表面的基部之上的剥离衬件上的微结构化特征的高度小于或等于硅氧烷基压敏粘合剂层的厚度。通常,期望微结构化特征没有突出到双层粘合剂制品的交联压敏粘合剂层中。
双面粘合剂制品还可包括附加的任选元件。在一些实施方案中,双面粘合剂制品还可包括与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触的第二剥离衬件。该第二剥离衬件可为平坦的剥离衬件,或者其可为微结构化剥离衬件。如果第二剥离衬件为微结构化剥离衬件,则其一般包括至少一个包含微观结构阵列的微结构化表面,其中微结构化表面与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触。因此,当该第二衬件被去除时,它将微结构化表面赋予第一交联压敏粘合剂层。该微结构化表面具有微结构化粘合剂表面的所有优点(诸如空气排出),并且因为将微观结构赋予交联压敏粘合剂层中,所以一旦去除衬件,由于上述回弹效应,结构就不稳定。
可使用多种方法来制备本公开的双面粘合剂制品,并且使用它们来制备粘合剂层压体。一旦形成双面粘合剂制品,制品就包括具有第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层和具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层。第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且剥离衬件具有至少一个包括微结构化表面的表面,该微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。制品还可任选地具有与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触的第二剥离衬件,第二剥离衬件为平坦的(也就是说未结构化的)或结构化剥离衬件。将微结构化剥离衬件从第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面去除,并且包括微结构化表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层的暴露的第二主表面与第一基材接触。如果在第一交联压敏粘合剂层的第一主表面上存在第二任选的剥离衬件,则可将其去除,并且暴露的交联压敏粘合剂层可与第二基材接触。
如上所述,第一交联压敏粘合剂层和第二硅氧烷基压敏粘合剂层具有不同的表面能,并且因此适用于粘结不同类型的基材。在许多实施方案中,第一压敏粘合剂层和第二压敏粘合剂层为光学透明或光学清晰的压敏粘合剂。另外,第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面在不与结构化剥离衬件接触时是不稳定的,导致微观结构迅速减弱并且最终完全消失。如果第二任选的剥离物也为微结构化剥离衬件,则当第一交联压敏粘合剂层与第二基材接触时,发生类似的回弹响应,其中微观结构不稳定并且迅速减弱并最终完全消失。如果基材为光学基材并且形成的层压体为光学制品,则这是特别期望的。所谓结构不稳定意指粘合剂结构自发地塌缩并且湿透粘合剂层所接触的表面而无需施加压力或热。通常,结构的塌缩足够慢以给处理者将粘合剂层层压至粘合体的时间,但也足够快使得粘附强度在层压时构建而无需施加压力。通常,结构的完全塌缩在30天内被观察到,更典型地在10天内,或甚至在更短的时间内。
宽范围的基材适于制备本公开的层压体。基材可为刚性或非刚性的。合适的基材的示例包括常规胶带背衬,诸如聚酯、聚烯烃等的膜;玻璃或聚合物材料诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)的刚性板;幅材诸如非织造幅材、织物或泡沫;宽范围的光学膜;或者制品或器件的外表面。
在一些实施方案中,所得的制品可为光学元件或可用于制备光学元件。如本文所用,术语“光学元件”是指具有光学效应或光学应用的制品。光学元件可用于例如电子显示器、建筑应用、运输应用、投影应用、光子学应用和图形应用。合适的光学元件包括但不限于屏幕或显示器、阴极射线管、偏振器、反射器、灯光元件、日光元件、窗、保护膜等。
任何合适的光学膜都可用于制品中。如本文所用,术语“光学膜”是指可用于产生光学效应的膜。光学膜通常为含聚合物的膜,其可为单层或多层的。光学膜为柔性的并且可具有任何合适的厚度。光学膜相对于电磁波谱的某些波长(例如,电磁波谱的可见区域、紫外区域或红外区域中的波长)常常为至少部分透射的、反射的、抗反射的、偏振的、光学清晰的或漫射的。示例性光学膜包括但不限于可见光镜膜、着色镜膜、日光反射膜、红外反射膜、紫外反射膜、反射偏振膜诸如增亮膜和双重增亮膜)、吸收偏振膜、光学清晰膜、有色膜和抗反射膜。
在一些实施方案中,光学膜具有涂层。一般来讲,涂层用于增强膜的功能,或为膜提供附加的功能性。涂层的示例包括例如硬质涂膜、防雾涂层、防刮涂层、防窥涂层或它们的组合。在诸如例如触摸屏传感器、显示屏幕、图形应用等的应用中,诸如硬质涂膜、防雾涂层和提供增强的耐久性的防刮涂层的涂层是期望的。防窥涂层的示例包括例如模糊涂层或雾状涂层,以得到遮蔽视线的或百叶式的膜来限制视角。
一些光学膜具有多个层,诸如多个含聚合物材料(例如,含有或不含有染料的聚合物)的层,或多个含金属材料和聚合物材料的层。一些光学膜具有折射率不同的聚合物材料的交替的层。其它光学膜具有交替的聚合物层和含金属层。示例性光学膜在以下专利中有所描述:美国专利No.6,049,419(Wheatley等人);美国专利No.5,223,465(Wheatley等人);美国专利No.5,882,774(Jonza等人);美国专利No.6,049,419(Wheatley等人);美国专利No.RE 34,605(Schrenk等人);美国专利No.5,579,162(Bjornard等人),和美国专利No.5,360,659(Arends等人)。
如上所述,可使用多种不同的方法来形成双面粘合剂制品。在第一种一般方法中,第一粘合剂层和第二粘合剂层以顺序过程制备,在第二种一般方法中,第一粘合剂和第二粘合剂同时制备。下面将描述这些方法中的每种。
在第一种方法中,形成包括第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层。该第一交联压敏粘合剂层可以以多种方式形成,其可为具有基材层和第一交联压敏粘合剂层的涂层的预制胶带制品。该基材层可为胶带背衬或膜层,或者它可为剥离衬件,或微结构化剥离衬件或平坦的(非结构化)剥离衬件。向第一交联压敏粘合剂层的第二主表面涂覆包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物。将包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物干燥以形成具有第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触。使剥离衬件与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触。剥离衬件包括微结构化剥离衬件,该微结构化剥离衬件包括至少一个具有微观结构阵列的微结构化表面,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,或者包括第一主表面和第二主表面的剥离衬件,其中第一主表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且其中第一主表面和第二主表面两者均为平坦的。
当剥离衬件为平坦的剥离衬件时,压印剥离衬件以在剥离衬件和第二硅氧烷基压敏粘合剂层中形成微结构化图案。该压印以类似于2013年6月6日提交的代理人案卷号72396US002和74022US002的未决申请中所述的方式进行。在该过程中,剥离衬件的第二主表面与结构化工具接触,该结构化工具将微结构化图案印刻穿过剥离衬件并且印刻到至少第二硅氧烷基压敏粘合剂层中。
结构化工具为用于将结构或修饰赋予表面的工具并且其可在过程中连续重复使用。通常,结构化工具为模制工具。结构化模制工具可以为平面冲压机、柔性或非柔性带或辊的形式。此外,模制工具一般被认为是通过压印、涂覆、浇铸或平压由其在表面中生成结构化图案并且不成为成品的一部分的工具。在许多实施方案中,结构化工具为微结构化工具,意指工具在其表面上具有微结构化图案。
对于本领域的技术人员,多种用于生成微结构化模制工具的方法是已知的。这些方法的示例包括但不限于:照相平版印刷、蚀刻、放电加工、离子铣削、显微机械加工和电铸。微结构化模制工具也可通过以下方法制备:用可模制材料复制包括不规则形状和图案的各种微结构化表面,或通过电铸复制各种微观结构,以生成阴模复制品中间物或阳模复制品中间物或者最终压印工具模具,该可模制材料诸如选自可交联的液体有机硅橡胶、可辐射固化的氨基甲酸酯等的那些。另外,具有随机和不规则形状和图案的微结构化模具可通过化学蚀刻、喷砂、喷丸或下沉可模制材料中的离散结构化粒子而生成。另外,任何微结构化模制工具均可根据在美国专利No.5,122,902(Benson)中教导的工序来改变或修改。工具可以由宽范围的材料制得,所述材料包括诸如镍、铜、钢或金属合金的金属,或者聚合物材料。
将多层制品(基材/第一交联压敏粘合剂层/第二硅氧烷基压敏粘合剂层/剥离衬件)放置在工具的结构化表面与支撑表面之间以形成构造。在该构造中,支撑表面与基材接触,并且衬件与工具的结构化表面接触。在许多实施方案中,可期望支撑表面为不影响其所接触的基材表面的基本上平滑的表面。然而,在一些实施方案中,可期望支撑表面包含图案。该图案可改变基材表面的表面特征,但与工具的结构化表面上的压印图案不同,该图案仅设计来改变基材表面的特征而不影响其它层。例如,如果支撑表面包含纹理化表面,则它可将磨砂型修饰赋予基材表面。
压力被施加到包括支撑表面的构造、多层构造和结构化工具,并且然后被释放。施加的压力致使工具表面上的至少一些结构使衬件和粘合剂层变形,但不使基材的第二主表面变形。另外,衬件中的变形在释放施加的压力时保持,由此使得在衬件中做出持久改变。在一些实施方案中,可期望施加热和压力的组合。
包括支撑表面、多层构造和结构化工具的构造可在一起达相对长的时间或相对短的时间。例如,如果使用平压机制备制品,则支撑表面可以是压机的支撑床,并且结构化工具可以是台板,或者工具可以附接到台板。在其它实施方案中,支撑表面可为平坦的辊,并且工具可为具有结构化表面的辊,并且多层制品可在辊之间穿过。因此,可以以分批过程、半连续过程或连续过程进行同时将图案压印到粘合剂层和衬件上的过程。在分批过程中,将多层制品放置在诸如平压机的设备中,通过为结构化工具或具有附接到其的结构化工具的台板来施加压力,释放压力并取出压印的多层制品。在半连续过程中,多层制品是连续的幅材而非离散的多层制品。然后可将幅材拖入压机中、压制,并且然后拖出压机。另外,可使用一系列压机以同时压制幅材的多个区域。连续过程的示例为使用辊。可将多层制品送入一对辊之间,一个辊为平滑的,并且另一个辊包括结构化表面。在该过程中,通过使多层制品的幅材穿过两个辊之间来施加压力。一对此类辊常常被称之为辊隙。
在第二种一般方法中,使用多层涂覆法同时形成两个压敏粘合剂层。该涂覆法在美国专利公布No.2013-0316076中有所描述。该方法包括提供第一涂覆流体、提供第二涂覆流体、沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位、使第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动、使第二涂覆流体流到连续流动层上从而形成复合流动层、使基材与复合流动层接触由此使得第二涂覆流体介于连续流动层与基材之间、在复合流动层接触基材之后使复合流动层形成为膜,第二涂覆流体的表面张力小于第一涂覆流体的表面张力。由复合流动层形成的膜为多层膜,也就是说其为双面粘合剂制品。
在一些实施方案中,第一涂覆层形成交联压敏粘合剂层,并且第二涂覆层形成硅氧烷基压敏粘合剂层。在由复合流动层形成多层膜之后,使剥离衬件的暴露表面与微结构化工具接触,并且使用上述过程将微结构化图案压入穿过剥离衬件且压入到至少第二涂覆层中。
通常,在这些实施方案中,第一涂覆流体包含可交联的压敏粘合剂,并且第二涂覆流体包含硅氧烷基压敏粘合剂。常常,第一涂覆流体和第二涂覆流体中的一者或两者包含至少一种溶剂,并且使复合流动层形成为膜包括进行干燥和/或固化。
在其它实施方案中,第一涂覆层形成硅氧烷基压敏粘合剂层,并且第二涂覆层形成交联压敏粘合剂层。在由复合流动层形成多层膜之后,使硅氧烷基压敏粘合剂层的暴露表面与剥离衬件接触。剥离衬件可为微结构化剥离衬件,或者其可为平坦的剥离衬件。如果使用平坦的剥离衬件,则使外部剥离衬件与微结构化工具接触,并且使用上述过程将微结构化图案压入穿过剥离衬件且压入到至少第二涂覆层中。
示例性制品以及制备和使用本公开的制品的方法示于附图中。图1A和图1B公开了通过上述两种方法制备的本公开的示例性制品。图2示出了通过去除剥离衬件并且层压至基材来制备的制品,并且图3示出了在经过足以允许微观结构消失的时间之后的图的制品。图4示出了可用于制备本公开的制品的多层涂覆法。
图1A示出了已经使用上述第一种方法制备的制品。在图1A中,第一交联压敏粘合剂层100与第二硅氧烷基压敏粘合剂层200接触。微结构化衬件300与第二硅氧烷基压敏粘合剂层200接触,其中微观结构310压入到第二硅氧烷基压敏粘合剂层200的表面中。还示出了可为膜或剥离衬件(结构化的或非结构化的)的任选基材层400。
图1B示出了已经使用上述第二种方法制备的制品。在图1B中,第一交联压敏粘合剂层100与第二硅氧烷基压敏粘合剂层200接触。衬件300与第二硅氧烷基压敏粘合剂层200接触,并且已经用微观结构320压印穿过衬件300和第二硅氧烷基压敏粘合剂层200。还示出了可为膜或剥离衬件(结构化的或非结构化的)的任选基材层400。
图2示出了图1A或图1B的制品,其中已经去除了衬件300并且第二硅氧烷基压敏粘合剂层200已经被层压至基材500。气隙330为形成于第二硅氧烷基压敏粘合剂层200中的微观结构310或微观结构320的结果。
图3示出了在经过足以使气隙330从第二硅氧烷基压敏粘合剂层200与基材500之间的粘结线中消失的时间之后的图2的制品。
图4示出了为可用于本公开的示例性多层涂覆法的示意图。多层涂料涂覆器410包括上游条412、楔形条414,以及下游条416,并且三者并置以在涂覆器内形成腔,诸如狭槽或槽。第一涂覆流体418和第二涂覆流体420分别由单独的泵(未图示)供应给涂覆器以施加至基材422。在一些实施方案中,基材422为剥离基材,诸如剥离衬件或剥离膜。第一涂覆流体418形成连续流动层424。第二涂覆流体从涂覆器流动并且在连续的第一流动层424的表面上形成连续流动层426。基材在支撑辊428的周向表面上通过传输装置(未图示)在按照箭头所示的方向上连续移动通过涂覆工位。在剥离基材422上的第一涂覆层430和第二涂覆层432分别构成多层涂覆制品434。
图4中所示的多层涂料涂覆器是一类挤出涂覆器,特别称之为狭槽模具涂覆器或涂覆机,其中流体以预计量的方式通过可调狭槽送入。狭槽模具涂覆机通常具有用于涂覆流体的一个狭槽,其处于用于涂覆第二流体的第二狭槽附近并且大约平行于该第二狭槽,该第二狭槽具有位于移动的基材附近的孔口。通过各自狭槽的每种流体的流速可用垫片来控制。该类涂覆器的使用例如在US 5,759,274;5,639,305;5,741,549;6,720,025 B2;和7,097,673 B2中有所公开。
本公开包括以下实施方案:
在实施方案之中的为双面粘合剂制品。第一实施方案包括双面粘合剂制品,该双面粘合剂制品包括:具有第一主表面和第二主表面以及第一表面能的第一交联压敏粘合剂层;具有第一主表面和第二主表面,第二表面能的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触;以及剥离衬件,其具有至少一个包括微结构化表面的表面,该微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且其中第一表面能低于第二表面能。
实施方案2为根据实施方案1所述的双面粘合剂制品,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面的微观结构在不与微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与基材接触时随着时间的推移消失。
实施方案3为根据实施方案1或实施方案2所述的双面粘合剂制品,其中第一交联压敏粘合剂层和第二硅氧烷基压敏粘合剂层为光学清晰的。
实施方案4为根据实施方案1至实施方案3中任一项所述的双面粘合剂制品,其中第一交联压敏粘合剂层包含离子交联、化学交联或它们的组合。
实施方案5为根据实施方案1至实施方案4中任一项所述的双面粘合剂制品,其中第一交联压敏粘合剂层包含(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂、橡胶基压敏粘合剂或它们的组合。
实施方案6为根据实施方案1至实施方案5中任一项所述的双面粘合剂制品,其中第一交联压敏粘合剂层由粘合剂组合物形成,该粘合剂组合物包含:压敏粘合剂组分,其包含至少一种由至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体和至少一种含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的混合物制备的共聚物;玻璃化转变温度大于20℃并且数均分子量大于约100,000道尔顿的高Tg聚合物,其中高Tg聚合物为包含至少一种含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的(甲基)丙烯酸酯共聚物;以及交联剂;其中当混合时压敏粘合剂组分和高Tg聚合物的官能来自酸-碱相互作用。
实施方案7为根据实施方案1至实施方案6中任一项所述的双面粘合剂制品,其中硅氧烷基压敏粘合剂层包含聚二有机硅氧烷嵌段共聚物,该聚二有机硅氧烷嵌段共聚物包含脲键、氨基甲酸酯键、酰胺键、草酰胺键或它们的组合。
实施方案8为根据实施方案7所述的双面粘合剂制品,其中聚二有机硅氧烷嵌段共聚物包括聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物。
实施方案9为根据实施方案1至实施方案8中任一项所述的双面粘合剂制品,其中第一交联压敏粘合剂层具有第一厚度,并且第二硅氧烷基粘合剂层具有第二厚度,其中第一厚度大于第二厚度,并且其中制品的总粘合剂厚度包括第一厚度与第二厚度之和。
实施方案10为根据实施方案9所述的双面粘合剂制品,其中第一厚度与第二厚度之比在2:1至10:1的范围内。
实施方案11为根据实施方案9至实施方案10中任一项所述的双面粘合剂制品,其中第二厚度的范围是从2.5微米到60微米。
实施方案12为根据实施方案1至实施方案11中任一项所述的双面粘合剂制品,其中微结构化表面上的微观结构的高度等于或小于第二硅氧烷基压敏粘合剂层的厚度。
实施方案13为根据实施方案1至实施方案12中任一项所述的双面粘合剂制品,该双面粘合剂制品还包括与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触的第二剥离衬件。
实施方案14为根据实施方案13所述的双面粘合剂制品,其中第二剥离衬件包括微结构化剥离衬件,其包括至少一个包含微观结构阵列的微结构化表面,其中微结构化表面与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触。
还公开了制备粘合剂层压体的方法的实施方案。实施方案15包括制备粘合剂层压体的方法,该方法包括:提供双面粘合剂制品,该双面粘合剂制品包括:具有第一主表面和第二主表面以及第一表面能的第一交联压敏粘合剂层;具有第一主表面和第二主表面,第二表面能的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触;以及剥离衬件,其具有至少一个包括微结构化表面的表面,该微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且其中第一表面能低于第二表面能;将微结构化剥离衬件从第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面去除;以及使包括微结构化表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层的暴露的第二主表面与第一基材接触。
实施方案16为根据实施方案15所述的方法,其中第二硅氧烷基压敏粘合剂层的微结构化表面的微观结构在不与微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与第一基材接触时随着时间的推移消失。
实施方案17为根据实施方案15至实施方案16中任一项所述的方法,该方法还包括使第二基材与第一交联压敏粘合剂层的第一主表面接触。
实施方案18为根据实施方案15至实施方案17中任一项所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括:形成包括第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层;将包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物涂覆到第一交联压敏粘合剂层的第二主表面上;使包含第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的混合物干燥,以形成包括第一主表面和第二主表面的第二硅氧烷基压敏粘合剂层,其中第一主表面与第一交联压敏粘合剂层的第二主表面接触;以及使剥离衬件与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,其中剥离衬件包括:包括至少一个微结构化表面的微结构化剥离衬件,该微结构化表面包含微观结构阵列,其中微结构化表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触;或者包括第一主表面和第二主表面的剥离衬件,其中第一主表面与第二硅氧烷基压敏粘合剂层的第二主表面接触,并且其中第一主表面和第二主表面两者均为平坦的,以及使剥离衬件的第二主表面与微结构化工具接触,该微结构化工具将微结构化图案印刻穿过剥离衬件并且印刻到至少第二硅氧烷基压敏粘合剂层中。
实施方案19为根据实施方案15至实施方案16中任一项所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括多层涂覆法,该多层涂覆法包括:提供第一涂覆流体;提供第二涂覆流体;沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位;使第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动;使第二涂覆流体流到连续流动层上从而形成复合流动层;使基材与复合流动层接触由此使得第二涂覆流体介于连续流动层与基材之间;在复合流动层接触基材之后使复合流动层形成为膜,该膜包括由第一涂覆流体形成的第一涂覆层和由第二涂覆流体形成的第二涂覆层,其中第一涂覆层包括交联压敏粘合剂层,并且第二涂覆层包括硅氧烷基压敏粘合剂层;以及使剥离衬件的暴露表面与微结构化工具接触并且将微结构化工具的微结构化图案压入穿过剥离衬件并且压入到至少第二涂覆层中。
实施方案20为根据实施方案19所述的方法,其中第二涂覆流体的表面张力小于第一涂覆流体的表面张力。
实施方案21为根据实施方案19至实施方案20中任一项所述的方法,其中第一涂覆流体包含可交联的压敏粘合剂。
实施方案22为根据实施方案19至实施方案21中任一项所述的方法,其中第二涂覆流体包含硅氧烷基压敏粘合剂。
实施方案23为根据实施方案19至实施方案22中任一项所述的方法,其中第一涂覆流体和第二涂覆流体中的一者或两者包含至少一种溶剂。
实施方案24为根据实施方案19至实施方案23中任一项所述的方法,其中使复合流动层形成为膜包括进行干燥和/或固化。
实施方案25为根据实施方案15至实施方案16中任一项所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括多层涂覆法,该多层涂覆法包括:提供第一涂覆流体;提供第二涂覆流体;沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位;使第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动;使第二涂覆流体流到连续流动层上从而形成复合流动层;使基材与复合流动层接触由此使得第二涂覆流体介于连续流动层与基材之间;在复合流动层接触基材之后使复合流动层形成为膜,该膜包括由第一涂覆流体形成的涂覆层和由第二涂覆流体形成的第二涂覆层,其中第一涂覆层包括硅氧烷基压敏粘合剂层,并且第二涂覆层包括交联压敏粘合剂层;以及将第二剥离衬件层压至第一涂覆层的暴露表面上,其中第二剥离衬件包括具有微结构化表面的剥离衬件,其中微结构化表面与第一涂覆层的表面接触,或者第二剥离衬件包括平坦的剥离衬件,层压后的该平坦的剥离衬件与微结构化工具接触并且微结构化工具的图案被压入穿过剥离衬件并且压入到至少第一涂覆层中。
实施方案26为根据实施方案25所述的方法,其中第二涂覆流体的表面张力大于第一涂覆流体的表面张力。
实施例
这些实施例仅用于示意性目的,并非意在限制所附权利要求书的范围。除非另外指明,否则实施例以及说明书的余下部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除非另外指明,否则所用的溶剂和其它试剂均购自美国威斯康星州密尔沃基的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company;Milwaukee,Wisconsin)。使用以下缩写:lb=磅;Pa=帕斯卡;fpm=英尺每分钟。术语“重量%”、“%重量”和“wt%”可互换使用。
缩写表
制备例P-1:有机硅弹性体涂覆溶液
根据在美国专利公布No.2012/0271025中的方法制备由分子量为25,000道尔顿的聚二甲基硅氧烷二胺制备的聚二甲基硅氧烷草酰胺弹性体。将10重量%的增粘剂加入到硅氧烷弹性体中。将合并的硅氧烷弹性体和增粘剂溶解在重量比为70份甲苯和30份2-丙醇的甲苯和2-丙醇的混合物中,以得到15重量%的最终固体含量。
实施例1
获得粘合剂层压体-1的样品,并去除一个衬件。使用#11Mayer棒用SE涂覆溶液涂覆暴露表面。通过将样品放置在70℃下的烘箱中10分钟来去除溶剂。在样品从烘箱中取出之后,两个层为平坦、清晰且无色的。使用层压机将衬件-2层压至经涂覆的表面。然后去除衬件-2并且观察到粘合剂表面结构,其是衬件的图案的反转。在暴露于实验室中的环境条件24小时之后,压印表面结构不再可见,并且粘合剂层已经恢复到其初始的平坦、清晰且无色的状态。
实施例2
获得粘合剂层压体-1的样品,并去除一个衬件。使用#18Mayer棒用SE涂覆溶液涂覆暴露表面。通过将样品放置在70℃下的烘箱中10分钟来去除溶剂。在从烘箱中取出之后,两个层为平坦、清晰且无色的。使用层压机将衬件-2层压至经涂覆的表面。然后去除衬件-2并且观察到粘合剂表面结构,其是衬件的图案的反转。在暴露于实验室中的环境条件24小时之后,压印表面结构不再可见,并且粘合剂层已经恢复到其初始的平坦、清晰且无色的状态。
实施例3
获得粘合剂层压体-1的样品,并去除一个衬件。使用#22Mayer棒用SE涂覆溶液涂覆暴露表面。通过将样品放置在70℃下的烘箱中10分钟来去除溶剂。在从烘箱中取出之后,两个层为平坦、清晰且无色的。使用层压机将衬件-2层压至经涂覆的表面。然后去除衬件-2并且观察到粘合剂表面结构,其是衬件的图案的反转。在暴露于实验室中的环境条件24小时之后,压印表面结构不再可见,并且粘合剂层已经恢复到其初始的平坦、清晰且无色的状态。
实施例4
获得粘合剂层压体-2的样品。使用#11Mayer棒用SE涂覆溶液涂覆暴露表面。通过将样品放置在70℃下的烘箱中10分钟来去除溶剂。在从烘箱中取出之后,两个层为平坦、清晰且无色的。使用层压机将衬件-2层压至经涂覆的表面。然后去除衬件-2并且观察到粘合剂表面结构,其是衬件的图案的反转。在暴露于实验室中的环境条件24小时之后,压印表面结构不再可见,并且粘合剂层已经恢复到其初始的平坦、清晰且无色的状态。
实施例5
获得粘合剂层压体-2的样品。使用#18Mayer棒用有机硅弹性体涂覆溶液涂覆暴露表面。通过将样品放置在70℃下的烘箱中10分钟来去除溶剂。在从烘箱中取出之后,两个层为平坦、清晰且无色的。使用层压机将衬件-2层压至经涂覆的表面。然后去除衬件-2并且观察到粘合剂表面结构,其是衬件的图案的反转。在暴露于实验室中的环境条件24小时之后,压印表面结构不再可见,并且粘合剂层已经恢复到其初始的平坦、清晰且无色的状态。
实施例6
制备两种涂覆溶液,溶液A和溶液B。选择衬件1作为基材。溶液经由多层狭缝型涂覆模具以8英寸的宽度和30fpm的速度同时施加,其中溶液A对应于底部模具狭槽和底部涂覆层,并且溶液B对应于顶部模具狭槽和顶部涂覆。调节溶液流速以维持顶层干燥厚度为6.7微米并且底层干燥厚度为20微米。随后,经涂覆的膜横向穿过15英尺的露天幅材跨度(webspan)到常规的空气浮动3区烘箱,其中区温度分别设定在180℉、200℉和220℉(82℃、93℃和104℃)。在离开烘箱时,经干燥和固化的涂层进入层压机,其中剥离衬件-1在整个制品被卷绕到贮料辊之前施加。
该构造在具有13.8MPa(2,000lbs)的压力的加热辊隙中被压印穿过PET衬件,并且其中工具辊的温度保持在127℃(260℉)。工具辊为镀镍的铜工具辊,其中结构的高度为203微米(8密耳);结构的宽度为102微米(4密耳);结构的间距,其为一个结构的中心与其最近邻的中心之间的距离),为每2.54厘米70行(每英寸70行);并且拔模角为10°。支撑辊为黑色有机硅辊,硬度计(伊利诺伊州达连湾的诺丹公司(RotaDyne,Darien,IL))硬度为90-95,温度保持在16℃。然后将样品层压至iPad表面。一组样品已经手压(摩擦)施加,并且另一组样品在没有压力的情况下(非摩擦)施加。在施加后1小时和24小时拍摄图像,以显示图案随着时间和应用耗散的程度。然后针对结构的存在将图像分级为1到5级,其中1指示结构完全存在,5指示没有结构可见。数据汇总于表1中。
表1

Claims (23)

1.一种双面粘合剂制品,所述双面粘合剂制品包括:
第一交联压敏粘合剂层,所述第一交联压敏粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,以及第一表面能;
第二硅氧烷基压敏粘合剂层,所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,第二表面能,其中
所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第一主表面与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第二主表面接触;以及
剥离衬件,所述剥离衬件具有至少一个包括微结构化表面的表面,
所述微结构化表面包含微观结构阵列,其中所述微结构化表面与
所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面接触,
并且其中所述第一表面能低于所述第二表面能。
2.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述第一交联压敏粘合剂层和所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层为光学清晰的。
3.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述第一交联压敏粘合剂层包含离子交联、化学交联或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述第一交联压敏粘合剂层包含(甲基)丙烯酸酯基压敏粘合剂、橡胶基压敏粘合剂或它们的组合。
5.根据权利要求4所述的双面粘合剂制品,其中所述第一交联压敏粘合剂层由粘合剂组合物形成,所述粘合剂组合物包含:
压敏粘合剂组分,所述压敏粘合剂组分包含至少一种
由至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体和至少一种
含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的混合物制备的共聚物;
高Tg聚合物,所述高Tg聚合物的玻璃化转变温度大于20℃并且
数均分子量大于约100,000道尔顿,其中所述
高Tg聚合物为包含至少一种
含有酸官能团或碱官能团的可自由基聚合单体的(甲基)丙烯酸酯共聚物;以及
交联剂;
其中当混合时所述压敏粘合剂组分和所述高
Tg聚合物的官能来自酸-碱相互作用。
6.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述硅氧烷基压敏粘合剂层包含聚二有机硅氧烷嵌段共聚物,所述聚二有机硅氧烷嵌段共聚物包含脲键、氨基甲酸酯键、酰胺键、草酰胺键或它们的组合。
7.根据权利要求6所述的双面粘合剂制品,其中所述聚二有机硅氧烷嵌段共聚物包括聚二有机硅氧烷-聚草酰胺共聚物。
8.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述第一交联压敏粘合剂层具有第一厚度,并且所述第二硅氧烷基粘合剂层具有第二厚度,其中所述第一厚度大于所述第二厚度,并且其中所述制品的总粘合剂厚度包括所述第一厚度与所述第二厚度之和。
9.根据权利要求8所述的双面粘合剂制品,其中所述第一厚度与所述第二厚度之比在2:1至10:1的范围内。
10.根据权利要求8所述的双面粘合剂制品,其中所述第二厚度的范围是从2.5微米到60微米。
11.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,其中所述微结构化表面上的所述微观结构的高度等于或小于所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的厚度。
12.根据权利要求1所述的双面粘合剂制品,所述双面粘合剂制品还包括与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第一主表面接触的第二剥离衬件。
13.根据权利要求12所述的双面粘合剂制品,其中所述第二剥离衬件包括微结构化剥离衬件,所述微结构化剥离衬件包括至少一个包含微观结构阵列的微结构化表面,其中所述微结构化表面与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第一主表面接触。
14.一种制备粘合剂层压体的方法,所述方法包括:
提供双面粘合剂制品,所述双面粘合剂制品包括:
第一交联压敏粘合剂层,所述第一交联压敏粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,以及第一表面能;
第二硅氧烷基压敏粘合剂层,所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,第二表面能,其中所述
第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第一主表面
与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第二主表面接触;以及
剥离衬件,所述剥离衬件具有至少一个包括微结构化表面的表面,
所述微结构化表面包含微观结构阵列,其中所述微结构化表面与
所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面接触,
并且其中所述第一表面能低于
所述第二表面能;
将所述微结构化剥离衬件从所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面去除;以及
使包括微结构化表面的所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的暴露的第二主表面与第一基材接触。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述微结构化表面的所述微观结构在不与所述微结构化剥离衬件接触时是不稳定的,并且当与所述第一基材接触时随着时间的推移消失。
16.根据权利要求14所述的方法,所述方法还包括使第二基材与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第一主表面接触。
17.根据权利要求14所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括:
形成包括第一主表面和第二主表面的第一交联压敏粘合剂层;
将包含所述第二硅氧烷基压敏粘合剂
和至少一种溶剂的混合物涂覆到所述第一交联压敏粘合剂层的所述第二主表面上;
使包含所述第二硅氧烷基压敏粘合剂和至少一种溶剂的所述混合物干燥,
以形成包括第一主表面和第二主表面的所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层,
其中所述第一主表面与所述第一交联压敏粘合剂层的所述第二主表面接触;以及
使剥离衬件与所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面接触,其中所述剥离衬件包括:
包括至少一个微结构化表面的微结构化剥离衬件,
所述微结构化表面包含微观结构阵列,其中所述微结构化表面与所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面接触;或者
包括第一主表面和第二主表面的剥离衬件,其中所述第一主表面与所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层的所述第二主表面接触,
并且其中所述
第一主表面和所述第二主表面两者均为平坦的,以及使所述剥离衬件的所述第二主表面与
微结构化工具接触,所述微结构化工具将微结构化图案印刻穿过所述剥离衬件并且印刻到至少所述第二硅氧烷基压敏粘合剂层中。
18.根据权利要求14所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括多层涂覆法,所述多层涂覆法包括:
提供第一涂覆流体;
提供第二涂覆流体;
沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位;
使所述第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动;
使所述第二涂覆流体流到所述连续流动层上从而形成复合流动层;
使所述基材与所述复合流动层接触,由此使得所述第二涂覆流体介于所述连续流动层与所述基材之间;
在所述复合流动层接触所述基材之后使所述复合流动层形成为膜,所述膜包括由所述第一涂覆流体形成的第一涂覆层和由所述第二涂覆流体形成的第二涂覆层,其中所述第一涂覆层包括交联压敏粘合剂层,并且所述第二涂覆层包括硅氧烷基压敏粘合剂层;以及
使所述剥离衬件的暴露的表面与微结构化工具接触并且将所述微结构化工具的所述微结构化图案压入穿过所述剥离衬件并且压入到至少所述第二涂覆层中。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述第一涂覆流体包含可交联的压敏粘合剂。
20.根据权利要求18所述的方法,其中所述第二涂覆流体包含硅氧烷基压敏粘合剂。
21.根据权利要求18所述的方法,其中所述第一涂覆流体和所述第二涂覆流体中的一者或两者包含至少一种溶剂。
22.根据权利要求18所述的方法,其中使所述复合流动层形成为膜包括进行干燥和/或固化。
23.根据权利要求14所述的方法,其中提供双面粘合剂制品包括多层涂覆法,所述多层涂覆法包括:
提供第一涂覆流体;
提供第二涂覆流体;
沿路线移动剥离衬件通过涂覆工位;
使所述第一涂覆流体以足以形成连续流动层的速率朝向基材流动;
使所述第二涂覆流体流到所述连续流动层上从而形成复合流动层;
使所述基材与所述复合流动层接触,由此使得所述第二涂覆流体介于所述连续流动层与所述基材之间;
在所述复合流动层接触所述基材之后使所述复合流动层形成为膜,所述膜包括由所述第一涂覆流体形成的涂覆层和由所述第二涂覆流体形成的第二涂覆层,其中所述第一涂覆层包括硅氧烷基压敏粘合剂层,并且所述第二涂覆层包括交联压敏粘合剂层;以及
将第二剥离衬件层压至所述第一涂覆层的暴露的表面上,其中所述第二剥离衬件包括具有微结构化表面的剥离衬件,其中所述微结构化表面与所述第一涂覆层的所述表面接触,或者所述第二剥离衬件包括平坦的剥离衬件,层压后的所述平坦的剥离衬件与微结构化工具接触并且所述微结构化工具的图案被压入穿过所述剥离衬件并且压入到至少所述第一涂覆层中。
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