可熱脫粘的粘合劑制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開涉及可通過加熱脫粘的粘合劑制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 粘合劑已用于各種標記、固定、保護、密封和掩蔽用途。粘合帶通常包括背襯或基 材以及粘合劑。一種類型的粘合劑，壓敏粘合劑（PSA)對于許多應用是特別優(yōu)選的。
[0003] PSA為本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員熟知，其在室溫下具有某些特性，這些特性包括以 下：（1)有力而持久的粘附力；（2)用不超過指壓的壓力即可粘附；(3)具有足夠固定在粘 合體上的能力；以及（4)足夠的內(nèi)聚強度以便使其從粘合體干凈地移除。已發(fā)現(xiàn)能夠作為 PSA良好地發(fā)揮作用的材料為聚合物，該聚合物被設(shè)計并配制成表現(xiàn)出所需的粘彈性，從而 使得粘著性、剝離粘合性以及剪切強度達到所需的平衡。制備PSA最常用的聚合物為天然 橡膠、合成橡膠（例如，苯乙烯/ 丁二烯共聚物（SBR)和苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯（SIS) 嵌段共聚物）、各種（甲基）丙烯酸酯（例如，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯）共聚物。除了一 些（甲基）丙烯酸酯（其為固有粘性的）之外，這些聚合物通常與適當增粘樹脂共混以使 它們?yōu)閴好舻摹?br>[0004] 為熱響應性的多種粘合劑制品已得到描述。熱響應性意指在對粘合劑制品施加熱 后，廣生響應。在一些制品中，響應是形成粘合，在其他情況下，響應是破壞粘合。一般而目， 四種類型的此類制品已得到描述。第一組是其中對粘合劑制品施加熱以形成粘合的制品。 提及的第二組是所謂的加工膠帶，其中將膠帶施加于基材用于一個或多個加工步驟并且隨 后去除。第三組包括提及其中為熱響應性的粘合劑中存在添加劑的粘合劑制品。第四組包 括含有熱響應性材料（聚合物材料或金屬材料）的制品。
[0005] 第一組的例子是歐洲專利公布No. 1，130, 070,其描述了用于容器的可熱收縮的膜 或標簽，其中所述標簽或膜通過下述過程附著：a)用可輻射固化的粘合劑涂布可熱收縮的 膜或標簽，b)將膜或標簽施加于容器，c)輻射固化粘合劑，以及d)加熱容器以使膜或標簽 收縮，以使膜或標簽與容器永久附著。
[0006] 第二組加工膠帶的例子包括一系列美國專利公布No. 2008/0131634、 2010/0252185和2010/0279491(全部授予Kiuchi等人）。這些參考文獻描述了其為自 卷起的被粘合劑涂布的片材和膠帶。片材或膠帶包括可收縮的膜層，所述可收縮的膜層 經(jīng)收縮在自身上卷起，從而引起從片材或膠帶對其粘附的基材的剝離釋放。美國專利 No. 7, 063, 765 (Kudo等人）描述了其中存在粘合劑層的用于晶片切片的加工膠帶，其中粘 合劑層的粘附可通過化學反應降低。描述了加工晶片制品的方法，所述晶片制品包括序貫 含有第一基材、第一粘合劑層、第二基材和第二粘合劑層的片材，其中該片材附接到晶片， 該晶片是切片的，通過降低第一粘合劑層的粘附而去除該第一基材和第一粘合劑層，將晶 片分成多個芯片，并且通過降低第二粘合劑層的粘附而去除該第二基材和第二粘合劑層。 PCT公布No. WO 98/55280描述了鑲面膠帶，所述鑲面膠帶在層合過程之前以及在層合過程 期間可用于使多個木材鑲面基材彼此維持固定關(guān)系，并且在層合過程之后可干凈地從基材 去除。膠帶背襯可包括可熱收縮的膜。
[0007] 其中粘合劑含有熱響應性添加劑的第三組粘合劑制品的例子包括美國專利公布 No. 2009/0053478 (Sakashita)，所述專利描述了在膜形成基材上形成的功能膜。制備功能 膜的方法包括：a)在基材上形成電磁波吸收層；b)通過使用經(jīng)加熱形成氣體的無機材料， 在電磁波吸收層上形成分離層；c)形成含有功能膜的待剝離的層；以及d)對電磁波吸收 層施加電磁波，以降低待剝離的層和基材之間的粘合強度。另一個例子是PCT公布No. WO 00/40648,其描述了可熱脫粘的粘合劑組合物?？蔁崦撜车恼澈蟿┙M合物包含可固化的樹 脂和可熱膨脹的無機材料。
[0008] 第四組粘合劑制品的例子包括為熱響應性的材料。美國專利公布 No. 2011/0281045 (Goubard等人）描述了多層制品，例如包括熱熔融壓敏粘合劑層、可印刷 的支持層和保護層的標簽，所述可印刷的支持層可包含可熱收縮的材料。標簽可通過浸入 熱的堿性水性溶液中去除。美國專利No. 5, 441，810 (Aizawa等人）描述了粘合片，所述粘 合片包含具有橡膠樣彈性層、可熱膨脹的層和粘合劑層的基材。熱響應性制品中的一些包 括描述為形狀記憶聚合物的材料。形狀記憶聚合物是這樣的材料，所述材料以一個形狀形 成，變形至第二形狀，并且經(jīng)施加熱恢復至其初始形狀。美國專利No. 5, 888, 650 (Calhoun 等人）描述了具有下述的溫度響應性粘合劑制品：a)溫度響應性載體；和b)涂布在載體的 至少一部分上的熱形變（thermomorphic)壓敏粘合劑。制品具有廣泛范圍的粘合和脫粘 特性。美國專利No. 6, 773, 535 (Wetzel)描述了可分離的粘合系統(tǒng)，所述可分離的粘合系 統(tǒng)包括兩個相對的剛性粘合體和變形的形狀記憶合金元件，所述變形的形狀記憶合金元件 設(shè)置在兩個剛性粘合體的面對表面之間并且以粘合方式粘合至兩個剛性粘合體的面對表 面。使形狀記憶合金構(gòu)件機械應變，以形成變形的形狀記憶合金構(gòu)件。將溫度升高足以將 變形的形狀記憶合金構(gòu)件轉(zhuǎn)化為恢復的形狀，由此減弱對兩個剛性粘合體的粘著性粘合。 美國專利公布No. 2010/0316845 (Rule等人）描述了粘合劑制品，所述粘合劑制品包含形狀 記憶聚合物背襯并且可通過施加熱與基材或粘合體脫粘。2011年7月19日提交、名稱為 "DEB0NDABLE ADHESIVE ARTICLE AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME (可脫粘的 粘合劑制品及其制備和使用方法）"的美國專利申請序列號61/509250描述了可脫粘的粘 合劑制品，所述可脫粘的粘合劑制品包括在形狀記憶聚合物片的相對側(cè)上的粘合劑層，所 述形狀記憶聚合物片在其中包括多個狹縫?？梢酝ㄟ^將所述制品加熱至等于或高于所述形 狀記憶聚合物片的轉(zhuǎn)變溫度的溫度使所述制品脫粘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本文公開的是可熱脫粘的粘合劑制品，由這些可熱脫粘的粘合劑制品制成的光學 制品，以及制備光學制品且使光學制品加熱脫粘的方法。
[0010] 在一些實施例中，粘合劑制品包括具有第一主表面和第二主表面的第一光學透明 的粘合劑層，具有第一主表面和第二主表面的可熱收縮的光學基材，以及具有第一主表面 和第二主表面的第二光學透明的粘合劑層，其中所述可熱收縮的基材的第一主表面設(shè)置在 所述第一光學透明的粘合劑層的第二主表面上，所述第二光學透明的粘合劑層的第一主表 面設(shè)置在可熱收縮的基材的第二主表面上?？蔁崾湛s的基材的至少一部分具有至少100克 /英寸（3. 85N/dm)的閾值收縮力。第一粘合劑層和第二粘合劑層各自具有0. 1至85克/ 英寸（0.039 - 3. 3N/dm)的失效力。失效力不是描述實際粘合劑制品的失效，而是通過測試 模型制品進行測定，其中該模型制品或由第一粘合劑層和可熱收縮的基材或由第二粘合劑 層和可熱收縮的基材制備。失效力是通過測量對模型制品的玻璃基材在室溫下的90°剝離 粘附力或在l〇〇°C下的180°剝離粘附力進行測定的。
[0011] 本發(fā)明還描述的是光學制品。在一些實施例中，該制品包括具有第一主表面和第 二主表面的第一光學基材，具有第一主表面和第二主表面的第二光學基材，以及設(shè)置在所 述兩個光學基材之間的粘合劑制品。粘合劑制品在上文描述。光學制品被這樣布置，使得 第一光學透明的粘合劑層的第一主表面設(shè)置在第一光學基材的第二主表面上，并且第二光 學透明的粘合劑層的第二主表面設(shè)置在第二光學基材的第一主表面上。
[0012] 光學制品的其他實施例包括具有第一主表面和第二主表面的第一光學基材，以及 設(shè)置在第一光學基材的第二主表面上的粘合劑制品。粘合劑制品包括具有第一主表面和第 二主表面的可熱收縮的光學基材，以及設(shè)置在可熱收縮的光學基材的第二主表面上的第一 光學透明的粘合劑層。光學制品被這樣布置，使得第一光學透明的粘合劑層的第一主表面 設(shè)置在第一光學基材的第二主表面上。如同上文描述的粘合劑制品，可熱收縮的基材具有 至少100克/英寸（3. 85N/dm)的閾值收縮力，并且第一粘合劑層具有0. 1至400克/英寸 (0· 039 - 15. 4N/dm)的失效力。失效力如上是通過測量對制品的玻璃基材在室溫下的90° 剝離粘附力或在l〇〇°C下的180°剝離粘附力進行測定的，所述制品包括第一粘合劑層和 可熱收縮的光學基材。
[0013] 本發(fā)明還描述的是制備和使用光學制品的方法。在一些實施例中，該方法包括制 備多層制品。制備多層制品包括提供粘合劑制品，并且將該粘合劑制品設(shè)置在具有第一主 表面和第二主表面的第一光學基材與具有第一主表面和第二主表面的第二光學基材之間。 粘合劑制品包括具有第一主表面和第二主表面的第一光學透明的粘合劑層，具有第一主表 面和第二主表面的可熱收縮的光學基材，以及具有第一主表面和第二主表面的第二光學透 明的粘合劑層，其中所述可熱收縮的基材的第一主表面設(shè)置在所述第一光學透明的粘合劑 層的第二主表面上，所述第二光學透明的粘合劑層的第一主表面設(shè)置在可熱收縮的基材的 第二主表面上。可熱收縮的基材的至少一部分具有至少100克/英寸（3. 85N/dm)的閾值收 縮力。第一粘合劑層和第二粘合劑層各自具有〇. 1至85克/英寸（0. 039 - 3. 3N/dm)的失 效力。失效力不是描述實際粘合劑制品的失效，而是通過測試模型制品進行測定，其中該模 型制品或由第一粘合劑層和可熱收縮的基材或由第二粘合劑層和可熱收縮的基材制備。失 效力是通過測量對模型制品的玻璃基材在室溫下的90°剝離粘附力或在KKTC下的180° 剝離粘附力進行測定的。第一光學基材設(shè)置在第一光學透明的粘合劑層的第一主表面上， 而第二光學基材設(shè)置在第二光學透明的粘合劑層的第二主表面上。在一些實施例中，該方 法還包括向所制備的多層制品施加足夠誘導可熱收縮的基材中發(fā)生收縮的熱。在一些實施 例中，這種收縮引起第一光學透明的粘合劑層和第二光學透明的粘合劑層的失效。
【附圖說明】
[0014] 參照以下結(jié)合附圖對本發(fā)明各種實施例的詳細說明，可以更全面地理解本專利申 請。
[0015] 圖IA和IB顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的粘合劑制品的剖視圖。
[0016] 圖2A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0017] 圖2B顯示了在熱收縮后2A的多層光學制品的剖視圖。
[0018] 圖3A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0019] 圖3B顯示了在熱收縮后3A的多層光學制品的剖視圖。
[0020] 圖4A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0021] 圖4B顯示了在熱收縮后4A的多層光學制品的剖視圖。
[0022] 圖5A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0023] 圖5B顯示了在熱收縮后5A的多層光學制品的剖視圖。
[0024] 圖6A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0025] 圖6B顯示了在熱收縮后6A的多層光學制品的剖視圖。
[0026] 圖7A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0027] 圖7B顯示了在熱收縮后7A的多層光學制品的剖視圖。
[0028] 圖8A顯示了根據(jù)本公開的一個實施例的多層光學制品的剖視圖。
[0029] 圖8B顯示了在熱收縮后8A的多層光學制品的剖視圖。
[0030] 在以下對圖示實施例的描述中，參照了附圖，并通過舉例說明的方式在這些附圖 中示出在其中可以實施本發(fā)明的多種實施例。應當理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下， 可以利用實施例并且可以進行結(jié)構(gòu)上的改變。附圖未必按比例繪制。附圖中使用的類似標 號是指類似組件。然而，應當理解，使用標號來指代給定附圖中的組件并非意圖限制在另一 附圖中以相同標號標記的組件。
【具體實施方式】
[0031] 通常，粘合劑制品包括兩個粘合體，所述兩個粘合體通過粘合劑層以粘合方式粘 合。粘合體可為廣泛多樣的基材，包括膜、板、制品表面、壁、底板、窗等等。粘合體可為柔 性、剛性、半剛性、連續(xù)或不連續(xù)的。類似地，粘合劑層可為壓敏粘合劑層、固化性粘合劑層 等等，并且可為相對厚或薄的并且為連續(xù)或不連續(xù)的。
[0032] 常規(guī)地，粘合劑層單獨用于形成在兩個粘合體之間的粘著性粘合。在這些情況下， 粘附力、剝離粘附力和剪切強度的典型粘合特性是這些粘合劑的關(guān)鍵參數(shù)。然而，粘合劑尤 其是壓敏粘合劑在諸如醫(yī)學、電子和光學行業(yè)的領(lǐng)域中的使用正在增加。除了傳統(tǒng)的粘著 性、剝離粘附力和剪切強度之外，這些行業(yè)的需求寄予了壓敏粘合劑額外的要求。例如，尤 其當粘合劑層處于光路中時，光學行業(yè)對粘合劑層有光學透明度和穩(wěn)定性需求（例如隨時 間推移和在溫度暴露后不變黃）。已開發(fā)了多種粘合劑，以解決這些漸增的特性需求。一般 地，這些努力已導致與廣泛多樣的基材形成極強粘著性粘合的粘合劑。
[0033] 雖然許多努力已消耗在開發(fā)提供更強的粘著性粘合、與更廣泛多樣的基材粘合、 以及具有多種額外的特性例如耐氣候性、光學透明度等的粘合劑中，但相對少的努力已花 費在開發(fā)可脫粘的粘合劑上。提供強且可脫粘的粘著性粘合的粘合劑的許多有利特點也可 使得將這些粘合拆開困難且昂貴。因為粘合劑設(shè)計為使粘合體彼此有效粘合，所以在其中 期望將粘合拆開例如以替換或修復粘著性粘合的粘合體的情況下，粘合劑天然抵抗這種移 除。非剛性粘合體通?？赏ㄟ^使粘合體從粘合劑剝離或通過使粘合體/粘合劑層從它們對 其粘合的粘合體剝離來移除。然而，對于剛性或半剛性粘合體基材，這種通過剝離機制的移 除是受挫的。例如，考慮安全玻璃的典型面板。在許多情況下，這種相對簡單的光學透明的 制品實際上是多層制品，所述多層制品包括兩個玻璃面板、兩個光學透明的粘合劑層和光 學透明的膜。通常，該制品具有下述配置：玻璃/粘合劑/膜/粘合劑/玻璃。如果這種制 品需要拆開以修復或替換基材中的一個或多個，則沒有辦法使玻璃基材從粘合劑剝離或使 粘合劑/玻璃制品從膜剝離。這種困難的產(chǎn)生與粘合劑層的粘附強度無關(guān)，因為總體制品 抵抗剝離。這種效應的例子已通過例如在生物學課上將一滴水放置在兩個顯微鏡載玻片之 間的任何學生觀察到。即使兩個載玻片僅通過水的表面張力而保持在一起，將它們剝離開 的嘗試一般是徒勞的，并且載玻片不得不被滑動分開（剪切力）。當粘合劑用于將兩個剛性 或半剛性基材粘附在一起時，這種效應要強得多。
[0034] 因此，可熱脫粘的粘合劑制品是期望的。如本文所用的術(shù)語"可熱脫粘的"指的是 施加熱后經(jīng)歷粘著性粘合的變化使得粘合體之一或兩者可從粘合劑層移除的粘合劑制品。 可熱脫粘的粘合劑層允許粘合劑層具有使粘合體保持在一起的有效壽命，并且還允許移除 粘合體，以允許在損壞后或在制品的使用壽命結(jié)束時再循環(huán)或修復粘附的基材。
[0035] 本公開的可熱脫粘的制品的另外優(yōu)點是：通過使用可熱收縮的基材誘導脫粘，加 熱引起制品中的永久變化。換言之，一旦該制品已被加熱，并且可熱收縮的基材已收縮，該 制品在冷卻后就不回到其加熱前狀態(tài)。這允許該制品例如在烘箱中進行加熱，并且隨后冷 卻且拆除。該制品無需進行熱拆除。這與例如這樣的系統(tǒng)形成對比，在所述系統(tǒng)中，粘合劑 層是熱敏的并且在加熱后喪失其粘附強度，但在冷卻后再獲得其粘附強度。具有這類粘合 劑系統(tǒng)的制品必須在熱的時候進行拆除。在熱的時候拆除制品不僅對進行拆除的人是不方 便且潛在危險的，它甚至還是不可能的。例如，如果制品被放置在傳送帶上并且經(jīng)過烘箱， 則不可能在制品冷卻前接近制品并且將它們拆除。相比之下，本公開的制品一般可為熱脫 粘的并且隨后在冷卻后拆除。
[0036] 在本公開中，呈現(xiàn)了粘合劑制品，其利用可熱收縮的基材和具有所需特性的一個 或多個粘合劑層的組合，以實現(xiàn)可熱脫粘的制品。粘合劑制品可與基材以粘合方式粘合，以 形成粘合劑構(gòu)造。本發(fā)明還公開了制備可熱脫粘的制品的方法以及使用熱使這些制品脫粘 的方法。
[0037] 除非另外指明，否則說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表達特征尺寸、量和物 理特性的數(shù)值均應理解成由術(shù)語"約"修飾。因此，除非有相反的說明，否則在上述說明書 和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員利 用本文所公開的教導內(nèi)容所尋求獲得的所需特性而改變。通過端值表示的數(shù)值范圍包括該 范圍內(nèi)的所有數(shù)字（如，1到5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5)以及該范圍內(nèi)的任何范 圍。
[0038] 如本說明書以及所附權(quán)利要求中所用，所有的非復數(shù)形式涵蓋具有多個指代物的 實施例，除非該內(nèi)容另外明確指出。例如，提及"一層"可涵蓋具有一層、兩層或多層的實施 例。如本說明書以及附加的權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語"或"一般以包含"和/或"的意思 使用，除非內(nèi)容有另外清楚的表述。
[0039] 如本文所用，術(shù)語"粘合劑"指可用于將兩個粘合體粘附在一起的聚合物組合物。 粘合劑的例子為熱活化粘合劑和壓敏粘合劑。
[0040] 熱活化粘合劑在室溫下是非粘性的，但在高溫下將變得發(fā)粘且能夠粘合至基材。 這些粘合劑的Tg (玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）或熔點（Tm)通常高于室溫。當溫度升高超過Tg或Tm 時，儲能模量通常會降低并且粘合劑將變成粘性的。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)通常是用差示掃 描量熱法（DSC)進行測量。
[0041] 本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員熟知，壓敏粘合劑組合物具有包括以下特性在內(nèi)的特 性：（1)有力且持久的粘附力；（2)用不超過指壓的壓力即可粘附；(3)具有足夠固定在粘 合體上的能力；以及（4)足夠的內(nèi)聚強度，以便干凈地從粘合體上可移去。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適于用 作壓敏粘合劑的材料為這樣的聚合物，其經(jīng)過設(shè)計和配制以表現(xiàn)必需的粘彈性，導致粘著 性、剝離粘附力和剪切保持力之間所需的平衡。得到適當?shù)男再|(zhì)平衡不是一個簡單的過程。
[0042] 術(shù)語"烷基"指烷烴的一價基團，所述烷烴為飽和烴。烷基可以是直鏈的、支化的、 環(huán)狀的或其組合，并且通常具有1至20個碳原子。在一些實施例中，烷基含有1至18個、 1至1