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表面保護膜的制作方法

文檔序號:11285084閱讀:401來源:國知局
表面保護膜的制造方法與工藝
相關申請的交叉參考本申請要求2014年12月19日提交的美國臨時申請no.62/094,463的優(yōu)先權,其全部公開內容在本文中通過參考引入。發(fā)明背景本申請一般地涉及表面保護膜,和更特別地涉及這樣的表面保護膜,它具有改進的從加有膜的基底上釋放膜,和在使用過程中從輥上移除表面保護膜時降低的退繞張力。典型地使用表面保護膜,也稱為掩蔽膜,提供物理阻擋,以防止它們粘附到其上的基底的損壞,污染,劃傷,刮傷或其他損害??稍谥圃欤\輸,或儲存過程中,在使用基底之前,使用表面保護膜,提供這種保護。作為電視,計算機顯示器和其他顯示器的光學組件而使用的基底要求表面保護膜,所述表面保護膜被粘附到基底表面上,隨后從基底表面上移除且沒有損壞基底或在基底表面上留下殘渣,污點或其他缺陷。通常通過從表面保護膜的輥中退繞單一層的表面保護膜,發(fā)生表面保護膜施加到待保護的基底上。當膜從輥中牽拉出來時,在輥上表面保護膜的螺旋取向可使粘合層從剝離層中分開(disengage),當該膜從膜輥上移除時。在膜退繞時,分開可導致較高的退繞張力或剝離力。在退繞過程中,較高的退繞張力或剝離力可提供膜的最終使用者包括在膜中斷裂和/或變形在內的問題,當轉化膜時較低的功效,更加難以層壓膜到最終使用者的基底上(例如,包括在層壓膜到基底上的過程中,和對最終使用者的基底的損壞)等等。正因為如此,仍需要最終使用者提供具有改進的退繞張力或剝離力的表面保護膜,使得可在轉化過程中,在膜的斷裂,功效方面具有改進,在沒有引起損壞的情況下容易層壓膜到基底上,和/或類似情況。發(fā)明概述本發(fā)明的示意性方面提供一種膜,它包括界定第一外部膜表面的剝離層和與第一外部膜表面相對的界定第二外部膜表面的粘合層。該粘合層包括苯乙烯含量范圍為約30wt%至40wt%的氫化苯乙烯嵌段共聚物。在一些實施方案中,粘合層可進一步包括低密度聚乙烯(ldpe)。在一些實施方案中,粘合層可進一步包括ldpe和高密度聚乙烯(hdpe)。附圖簡述圖1闡述了本文中描述的退繞膜輥的實施例工藝和工藝構造。圖2闡述了可使用圖1的工藝和工藝構造退繞的卷的實例,它在不同部分或點處標記,以便可在本文描述的這樣的部分或點處進行測量。圖3是表面保護膜退繞張力試驗結果的示意圖。圖4示出了含80%苯乙烯嵌段共聚物和20%ldpe的樣品的殘留試驗的圖像結果。圖5示出了含80%苯乙烯嵌段共聚物和20%ldpe的樣品的殘留試驗的增強圖像結果。圖6示出了含100%苯乙烯嵌段共聚物的殘留試驗的圖像結果。圖7示出了含100%苯乙烯嵌段共聚物的樣品的殘留試驗的增強圖像結果。發(fā)明詳述本申請涉及改進的表面保護膜,它配有改進的從基底上釋放的膜,以減少殘渣并且當在使用過程中從輥中移除表面保護膜時提供退繞完好無損的抑制(soundabatement)。表面保護膜的粘合層包括具有增加的熔體流動速率(mfr)的改進的苯乙烯嵌段共聚物。結合粘合層與剝離層和任選的含聚烯烴聚合物的芯層。通過從表面保護膜輥中退繞表面保護膜,將表面保護膜施加到基底表面上。隨后可從基底表面上移除表面保護膜,從而在基底表面上留下最小的殘渣。也可微調表面保護膜,提供對不同表面所需的粘合程度。表面保護膜可包括粘合層,任選的芯層和剝離層。粘合層是與基底表面接觸放置的層。粘合層的組成影響不僅膜對待保護的基底的粘合,而且當在輥上纏繞時,粘合膜到自身上,和進而影響從輥上退繞單一層表面保護膜的張力(或在退繞過程中的剝離力)。粘合層粘合是指在非常光滑表面和另一光滑表面之間借助極性鍵、離子鍵和在一些情況下氫鍵和/或范德華輔助鍵而存在的自然的模塊化粘合(blockingadhesion),通過緊密接觸,對待保護的基底表面的粘附性。本文中描述的較少粘合劑的粘合是可剝離的粘合,其中粘合是可逆的,使得膜或者它施加到其上的基底都沒有被改性或損壞。粘合不包括稱為壓敏粘合劑的材料,粘合劑的熱粘結或交聯(lián)官能度,因為當粘合劑的熱粘結或交聯(lián)官能度升高到其中剝離強度需要除去這一膜的點時,基底表面和具有壓敏粘合劑的膜之間的粘合力將超過這一膜本身的拉伸強度,進而在它從基底上剝離掉之前,引起這一膜撕裂或斷裂。本發(fā)明的表面保護膜中粘合層的厚度為約1至約20微米,例如約3微米至約15微米,如6,7,8,9,10,11,12,13,14或15微米。氫化苯乙烯嵌段共聚物-粘合層包括基本上氫化苯乙烯嵌段共聚物,當在使用過程中表面保護膜從輥中移除時,實現(xiàn)所需的退繞完好無損的抑制,和在施加表面保護膜之后,隨后從基底上移除,實現(xiàn)在基底上的殘渣減少。具有聚苯乙烯嵌段的氫化嵌段共聚物-在氫化之前的聚二烯烴嵌段共聚物結構。該氫化嵌段共聚物在氫化之前可以是直鏈或徑向的。合適的聚二烯烴包括聚丁二烯(1,3-丁二烯),聚異戊二烯及其混合物。聚苯乙烯嵌段-聚二烯烴嵌段結構的氫化導致苯乙烯乙烯-(丁烯/異戊二烯)-苯乙烯聚合物結構,在其他情況下稱為"sebs"。關于進一步的描述,參見us7439301(參見,例如第4欄第8行至第8欄第4行),us7348376(參見例如第3欄第9行至第6欄第19行),us20130225020(參見[0030]-[0051]段),wo2014/087814,和wo302014/087815,所有這些和它們的內容在本文中通過參考引入。苯乙烯含量-氫化苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯含量小于共聚物重量的40wt%,例如為約30至約40wt%,如34wt%。緊跟在聚苯乙烯嵌段-聚二烯烴嵌段聚合物的氫化之后,在該聚苯乙烯嵌段內0-10%的苯乙烯雙鍵被氫化。熔體流動速率(mfr)-氫化苯乙烯嵌段共聚物的mfr與該氫化苯乙烯嵌段共聚物的粘度成反比。高的熔體流動速率意味著苯乙烯嵌段共聚物具有低的粘度和反之亦然。除非另有說明,本文,包括權利要求中所使用的“熔體流動”應當是指根據(jù)astmd-1238,在230℃,2.16kg質量下測定的熔體流動值。在一個實施方案中,本發(fā)明的氫化苯乙烯嵌段共聚物的熔體指數(shù)大于或等于12。在另一實施方案中,氫化苯乙烯嵌段共聚物的熔體指數(shù)大于或等于20。在再一實施方案中,氫化苯乙烯嵌段共聚物的熔體指數(shù)大于或等于40。在另一實施方案中,氫化苯乙烯嵌段共聚物的熔體指數(shù)為約20至約100。關于進一步的描述,參見us7439301,us7348376,us20130225020,wo2014/087814,和wo2014/087815(通過參考引入)。合適的氫化苯乙烯嵌段共聚物包括由kratonperformancepolymersinc.制造的kratonmd6951,其苯乙烯含量為約34wt%和mfr為48。粘合層可包括一種或多種其他聚合物或共聚物。例如,粘合層可包括低密度聚乙烯(lpde)??晒不煲环N或多種其他聚合物或共聚物與該氫化苯乙烯嵌段共聚物。例如,粘合層可包括氫化苯乙烯嵌段共聚物和其他聚合物或共聚物,如lpde。根據(jù)實施例,粘合層可包括10%至100wt%的氫化苯乙烯嵌段共聚物和0%至50wt%lpde。在特別的實例中,粘合層可包括約60wt%氫化苯乙烯嵌段或約40wt%ldpe或約80wt%氫化苯乙烯嵌段共聚物,和20wt%lpde。正因為如此,粘合層可包括以重量計的比值范圍為約100:0至51:49,其中包括比值為例如約80:20和約60:40的氫化苯乙烯嵌段共聚物和ldpe的混合物。在各種實施方案中,粘合層可包括10%至90wt%的氫化苯乙烯嵌段共聚物。在特別的實施方案中,粘合層可包括70%至90wt%的氫化苯乙烯嵌段共聚物。在這樣的實施方案中,粘合層也可包括10%至30wt%的ldpe。在特別的實施方案中,粘合層可基本上單獨由氫化苯乙烯嵌段共聚物組成。在備選的實施方案中,粘合層可包括15%至90wt%苯乙烯嵌段共聚物和10%至50wt%的ldpe,和任選地10%至35wt%的hdpe。粘合層包括光滑度測量值在約0ra至60ra,例如約0ra至約4ra,例如約4ra至約30ra的操作范圍內的外表面(與基底表面接觸的表面)。注意,表面保護膜施加到其上的基底的粗糙度范圍通常為0ra至150ra。本文或者所討論的光滑度和粗糙度定義為表面的微峰和微谷相對于這一表面的中心線的算術平均高度(ra),這通過表面光度儀來測量。按照這一方式定義的光滑度和粗糙度典型地以單位微英寸(10-6英寸)表達。根據(jù)ansi/asmetestmethodb46.1-1985,進行表面紋理(相對光滑度和粗糙度)的所有測試。可存在額外的組分,但當在使用過程中從卷上移除表面保護膜時,不應當實質上影響所需的退繞完好無損抑制的基本和新型特征,和在施加表面保護膜之后,隨后從基底上移除時,在基底上的殘渣減少。芯層表面保護膜可包括任選的芯層。芯層若存在的話,可連續(xù)位于粘合層和剝離層之間。芯層若存在的話,包括一種或多種聚烯烴,例如低密度聚乙烯,線性低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,中密度聚乙烯,聚丙烯,無規(guī)共聚物聚丙烯,聚丙烯抗沖擊共聚物,茂金屬線性低密度聚乙烯,塑性體,聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯),聚(乙烯-共-丙烯酸),聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯),環(huán)烯烴聚合物,聚酰胺,或聚(乙烯-共-丙烯酸正丁酯)。合適的聚烯烴包括低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,聚丙烯,聚丙烯抗沖擊共聚物及其混合物。一種合適的聚烯烴混合物是比例范圍以重量計,為60:40至40:60的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。本發(fā)明的表面保護膜中芯層(若存在的話)的厚度為10至50微米,例如12至40微米,例如20至40微米,例如30,31,32,33,34,35,36,37,38,39和40微米。剝離層表面保護膜可包括剝離層。剝離層可與粘合層,或者(若存在的話)芯層相鄰布置。剝離層包括一種或多種聚烯烴,例如低密度聚乙烯,線性低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,中密度聚乙烯,聚丙烯,無規(guī)共聚物聚丙烯,聚丙烯抗沖擊共聚物,茂金屬線性低密度聚乙烯,塑性體,聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯),聚(乙烯-共-丙烯酸),聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯),環(huán)烯烴聚合物,聚酰胺或聚(乙烯-共-丙烯酸正丁酯)。合適的聚烯烴包括低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,聚丙烯,聚丙烯抗沖擊共聚物及其混合物。一種合適的聚烯烴混合物是以重量計比值為60:40至40:60的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。本發(fā)明的表面保護膜中剝離層的厚度為約1至約20微米,例如約1微米至約10微米,例如2,3,4,5,6,7,8,9或10微米。剝離層的相對粗糙的表面一般地擁有12ra至600ra,和更具體地30ra至300ra的粗糙度測量值。本文中所使用的術語“膜”是指通過流延擠塑或吹塑工藝生產(chǎn)的薄的片材或網(wǎng)狀物。本發(fā)明公開內容的膜由聚合物制造。該聚合物可在輥之間進一步加工,并冷卻形成網(wǎng)狀物??赏ㄟ^在共擠出工藝中同時擠出不同層,或者通過獨立地形成每一膜層,然后一起粘結或層壓單獨的膜,生產(chǎn)多層膜。在優(yōu)選的實施方案中,可使用本領域已知的任何共擠出工藝,共擠出掩蔽膜的多層。使用共擠出提供由不同層組成的相對簡單且容易地制造的多層掩蔽膜,其中每一膜行使特定的功能?;妆M管本發(fā)明的膜可施加到任何基底上,但僅僅作為闡述,典型的基底包括聚碳酸酯,丙烯酸樹脂,聚氯乙烯,pet,petg,玻璃,陶瓷和金屬。這些基底的典型的表面光滑度范圍為0至150ra。施加到基底上可使用任何各種常規(guī)的方法,施加多層掩蔽膜到基底上,并對著基底的光滑表面擠壓所施加的掩蔽膜。一般而言,從卷中取下多層膜,并借助輥隙或多層膜和基底經(jīng)過其中的類似系統(tǒng)直接施加到基底上。當膜牽引離開卷時,在卷上表面保護膜的螺旋取向使粘合層從剝離層中分開,當從膜卷中移除膜時。分開導致可引起膜斷裂的退繞張力或剝離力,在其中施加膜到基底上的進一步加工過程中較低的功效,和在層壓到基底上的過程中更加困難(例如對基底損壞),等等。實施例表1列出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的例舉的保護膜的成分含量。對比例1和2以及實施例1和2的總膜厚為約50微米(47gsm)。剝離層的厚度為約7.5微米(15%的總膜厚)。粘合層的厚度為約10微米(20%的總膜厚)。芯層的厚度為約32.5微米(65%的總膜厚)。所測試的實施例在粘合劑層內苯乙烯嵌段共聚物的相對百分比方面不同。對于每一變化來說,主要實施例和“對比例”之間的差別是在粘合層中所使用的氫化苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯含量不同。例如,在對比例1-2的粘合層內氫化苯乙烯嵌段共聚物g1657中的苯乙烯含量為12.3%-14.3%,例如約13%,和在實施例1-2的粘合層內氫化苯乙烯嵌段共聚物md6951中的苯乙烯含量較高,為約34%。表1-對比的退繞試驗用膜測試-退繞張力或剝離力通過纏繞各膜到輥,即輥1-4上,測試對比例1-2和實施例1-2的膜的退繞張力或剝離力。用于對比例1-2和實施例1-2的卷1-4各自的長度為1200米和寬度為9英寸。圖1闡述了測試退繞張力或剝離力的實施例工藝和工藝裝置100或結構。正如所示的,將表面保護膜102的纏繞卷104與接觸膠皮輥106接觸放置并以所示的退繞方向進料到載荷傳感器輥108上。在退繞之前,每一輥1-4用記號在輥的不同位置或點處標記,其中包括圖2中所示的外面部分112,中心部分114和芯部分116。外面部分112位于離待測試的輥104的外徑1/16英寸處(在退繞裝置100內拉緊之后),中心部分114位于待測試的輥的半徑的一半處(在退繞裝置100內拉緊之后),和芯部分位于膜卷中心處離紙張或紙板芯1181/4英寸處。從退繞輥104中以60ft/min的速率退繞輥1-4。當退繞輥104時,在載荷傳感器輥108處記錄或者采用張力計(fms張力計)獲取張力讀數(shù),其中在每一標記處,在圖2中所示的輥104的不同位置或點112、114,116處連接張力計。圖3中的圖表闡述了對比例1-2和實施例1-2的退繞張力或剝離力的結果。如圖3所示,在每一標記處,包括具有md-6951的粘合層的實施例1-2的輥2和4具有在每一標記處比包括具有g1657的粘合層的對比例1-2的輥1和3低的退繞張力或剝離力(單位lb-f,其中1lb-f等于4.448牛頓)。圖3闡述了當用作粘合層時,md6951及其共混物可改進在進一步的加工,例如施加膜到基底上的過程中可以退繞輥的容易程度,這最終轉化為最終使用者轉變膜的容易程度(即可存在較小的膜斷裂,在轉化過程中較高的功效,和/或比較容易層壓膜到基底上且沒有損壞,等等)。表2中示出了粘合試驗結果。粘合基于本申請的膜,采用10磅硅橡膠輥,且在膜的粘合側與光學基底接觸的情況下,將所述膜層壓到從3m以3mtmqdef(量子點強化膜)形式獲得的商業(yè)無規(guī)織構的光學基底上,形成層壓體。允許該層壓體分別在室溫下靜置1小時,和在60℃下5分鐘,之后在textureanalyzertaxt+上測試。然后切割1英寸寬的層壓體長條。在根據(jù)astm標準d3330-90的改性變體進行的180°剝離或粘合試驗中,使用層壓體的1英寸的長條。使用instron拉伸測試機,測量從光學基底上剝離1英寸寬的4-6英寸膜長條所要求的力。試驗速度或牽拉方向選擇為5mm/sec。表2-老化粘合結果樣品id在室溫下的粘合(g/in)在60℃下的老化粘合(g/in)輥4(實施例2)1.842.908輥3(對比例2)0.5960.168在聚碳酸酯基底上額外的粘合測試通過采用10lb硅橡膠輥,在聚碳酸酯基底上層壓1英寸的膜長條,實現(xiàn)額外的基底粘合測試。在環(huán)境條件("rt")下60℃和90℃下調節(jié)層壓體5分鐘。在完成剝離測試之前,允許該層壓體在室溫下靜置2小時。在12英寸/分鐘的速率下,和在180度構造中,在textureanalyzer機器型號taxt+中進行剝離測試。在表3中示出了結果。表3粘合試驗結果自-粘合測試可通過自-粘合測試,評估特定膜的預期退繞行為。本文中所使用的自-粘合是指在膜的粘合層的自由表面對同一膜的剝離層的自由表面之間的粘合性。通過在carverpress內,在2000psi下擠壓兩片層壓體膜1小時,測試根據(jù)本發(fā)明某些實施方案的膜的自-粘合。放置膜層壓體,以便一片層壓體中的粘合層與其他層壓體片材中的剝離層或表皮層接觸。然后在12英寸/分鐘的速率下,和在textureanalyzer機器型號taxt+中,在180度構造中進行剝離測試。將表3中實施例7,9和10置于carverpress內。在表4中示出了結果。表4自-粘合試驗結果測試-殘渣在層壓到清潔的聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)基底上(溫熱到60℃)之后,使用暗視野檢測和圖像分析,測試表3中實施例10的殘渣。在三個粘合條件每一個下,測試實施例10材料的9個樣品和具有由100%md6951形成的粘合層的對比材料:(a)在室溫下粘合18小時,(b)60℃下粘合18小時,和(c)在90℃下粘合5分鐘。圖4示出了對于粘合條件(a),(b),和(c)來說,由實施例10的殘渣試驗產(chǎn)生的暗視野圖像。圖5示出了由圖4的圖像得到的強化圖像。使用類似的圖像,測定在每一條件下材料的殘渣百分比。在表5中列出了結果。平均來說,在室溫下18小時測試的實施例10的樣品僅僅留下1.8%的殘渣,在60℃下18小時測試的樣品具有僅僅0.8%的殘渣,和在90℃下5分鐘測試的樣品具有僅僅1.8%的殘渣。表5殘渣試驗結果圖6示出了在相同條件下,由具有100%md6951的粘合層的對比材料的殘渣試驗產(chǎn)生的暗視野圖像。圖7示出了由圖6的圖像得到的強化圖像。使用類似的圖像,測定在每一條件下材料的殘渣百分比。在表6中列出了結果。平均來說,在室溫下18小時測試的對比樣品具有1.7%的殘渣,在60℃下18小時測試的樣品具有1.5%的殘渣,和在90℃下5分鐘測試的樣品具有1.7%的殘渣。表6殘渣試驗結果圖4和5中的殘留圖像證明與對于含100%md6951的樣品來說,在60℃下18小時的殘留平均結果相比,對于實施例10來說,在60℃下18小時的殘留平均結果下降。本文中公開的尺寸和數(shù)值不要理解為嚴格限制到所引述的確切數(shù)值上。相反,除非另有說明,每一這樣的尺寸擬指代所引述的數(shù)值和在該數(shù)值周圍的功能上相當?shù)姆秶@二者。例如,以“40mm”形式公開的尺寸擬指代“約40mm”。本文中引述的每一文獻,其中包括任何交叉參考的或相關的專利或申請在本文中通過參考全文引入,除非另外明確地排除或者另外限制。任何文獻的引述并不承認它相對于本文公開或要求保護的任何發(fā)明是現(xiàn)有技術,或者它單獨或者與任何其他一篇或多篇參考文獻結合、教導、建議或公開了任何這樣的發(fā)明。進一步地,在這一文獻中術語的任何含義或定義與在通過參考引入的文獻中相同術語的任何含義或定義沖突的情況下,歸因于這一文獻內該術語的含義或定義將占主導。盡管闡述并描述了本發(fā)明的特定實施方案,但對本領域技術人員來說顯而易見的可在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,做出各種其他變化和改性。因此打算在所附權利要求中覆蓋在本發(fā)明范圍內的所有這種變化和改性。當前第1頁12
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