專利名稱：背面有粘合劑的制品的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及背面有粘合劑的制品，更具體地說(shuō)，涉及這樣的背面有粘合劑的制品，所述粘合劑具有微結(jié)構(gòu)表面，粘合到貼合膜上，甚至更具體地涉及具有單位面積比容的溝槽，它由粘合劑內(nèi)的微結(jié)構(gòu)表面形成，該溝槽使制品施加到基材上后，具有所要求的可定位和使流體排到制品周邊的性能，而不對(duì)膜的表面外觀有不良影響。
發(fā)明的背景膜常常采用壓敏粘合劑粘合到基材上。膜通?？烧澈系蕉喾N不同的基材上，包括例如汽車(chē)上的表面。粘合劑與基材的接觸表面之間的界面對(duì)膜性能很重要。粘合劑與基材之間的界面受到幾種因素的影響。例如，應(yīng)用會(huì)受所用的粘合劑類型、采用的膜的尺寸和類型、要施加制品的基材表面、采用的施加技術(shù)或它們的組合的影響。
背面有粘合劑的膜常常用于裝飾。在粘合劑與基材間形成粘合之前，將膜放到特定位置常常很難，但是對(duì)于審美又很重要。一些背面有粘合劑的制品不能在基材表面上滑移，而且在基材表面上由最輕的接觸就會(huì)粘合。這樣的制品如果不注意粘合到了基材上，就很難重新粘合。在粘合后試圖重新定位時(shí)，就位的背面有粘合劑的制品不能滑移，會(huì)妨害制品的定位，或損害制品。
裝飾制品也要求背面有粘合劑的制品能夠在粘合步驟中，排出封入粘合劑下面的空氣或其他流體。能從制品下排出流體和氣泡，會(huì)改善制品的總外觀。另外，膜下的氣泡也會(huì)妨害制品的粘合性能。
表面上常常應(yīng)用薄膜，使粘合劑膜與施加膜的基材混合。另外，較薄的膜通常較軟，由此適用于施加在有輪廓的表面。但是，使用薄膜會(huì)有外觀上的問(wèn)題，較薄的膜往往會(huì)顯示粘合劑或施加背面有粘合劑的制品的基材的所有表面的異?；虿黄降牟糠帧?br> 發(fā)明的概述本發(fā)明涉及一種背面有粘合劑的制品。該制品包括有壓敏粘合劑的貼合膜，該粘合劑粘合到膜的下表面。所述壓敏粘合劑包括在貼合膜背面上的微結(jié)構(gòu)表面。
根據(jù)本發(fā)明，微結(jié)構(gòu)表面限定了壓敏粘合劑內(nèi)的溝槽。在粘合劑內(nèi)，對(duì)于任意500微米直徑的圓面積，所述溝槽有至少1×103微米3容積。當(dāng)制品施加到基材上時(shí)，所述溝槽用于形成使流體排到制品周邊的通道。如至少85％的濕潤(rùn)率所示，背面有粘合劑的制品與基材充分粘合。制品最終施加到基材上后，在上表面基本看不出溝槽。
通常，將制品用力施加到基材上之前，本發(fā)明背面有粘合劑的制品可以在基材上定位。粘合劑的微結(jié)構(gòu)表面可使制品在基材表面上滑移，或易于從基材表面上取下，直至施加足夠的壓力，使粘合劑與基材表面之間形成粘合。當(dāng)粘合力施加到制品上時(shí)，本發(fā)明制品也提高從粘合劑與基材之間的界面排出流體的性能。微結(jié)構(gòu)部件尤其適用于使用薄膜的場(chǎng)合，即小于300微米。
本發(fā)明的溝槽能夠呈多種形狀或圖案。溝槽通常由形成微結(jié)構(gòu)表面的粘合劑內(nèi)的結(jié)構(gòu)形成。所述結(jié)構(gòu)可以無(wú)規(guī)地位于粘合劑表面上，或是以規(guī)則圖案位于粘合劑表面上。
微結(jié)構(gòu)表面能夠直接壓花帶有結(jié)構(gòu)的壓敏粘合劑層而形成。另外，襯里或背襯也能夠首先壓花，接著，用壓敏粘合劑涂布，使粘合劑具有結(jié)構(gòu)。所述膜一般疊壓或粘合到粘合劑層具有微結(jié)構(gòu)部件的背面上。
有利的是提供背面有粘合劑的制品，它在粘合劑內(nèi)有通道，以便排出流體，并能使制品定位，而不對(duì)制品外觀有不良影響。溝槽限定通向制品周邊的使封入粘合劑與基材表面之間的流體流出的通道。另外，本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)表面使制品能夠在基材上定位。此外，制品施加到基材上后，具有微結(jié)構(gòu)的粘合劑不會(huì)在膜露出的表面上形成可看見(jiàn)的重復(fù)圖案。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)的定義如下所述“微觀”指結(jié)構(gòu)的尺寸足夠小，裸眼從任意平面觀察以確定其形狀時(shí)，都需要借助于光學(xué)儀器。在W.J.Smith的Modern Optic Engineering，McGraw-Hill，1966，第104-105頁(yè)，可找到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，視覺(jué)的敏銳度“根據(jù)能夠辨認(rèn)出的最小字母的角尺寸確定和測(cè)得”。當(dāng)可認(rèn)出的最小字母在視網(wǎng)膜上對(duì)著5′弧度的角高度時(shí)，被認(rèn)為是正常的視覺(jué)敏銳度。在一般的250mm(10英寸)的工作距離下，這得出該安母的0.36mm(0.0145英寸)的橫向尺寸。
“微結(jié)構(gòu)”指這樣的結(jié)構(gòu)形態(tài)，其中結(jié)構(gòu)的至少2個(gè)方向是微觀的。結(jié)構(gòu)的上視圖和/或剖面圖必須是微觀的。
“可壓花”指壓敏粘合劑層或襯里能夠使其表面部分顯著凸起的能力，尤其可由機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。
“濕”或“濕潤(rùn)”指在表面上擴(kuò)展和緊密接觸表面。
“可定位”或“定位能力”指不用力背面有粘合劑的制品就能容易地在基材上滑移，而不會(huì)抓住或粘合到基材上，或背面有粘合劑的制品在輕微力作用下就能夠可剝離地粘合到基材上，而且取下時(shí)仍保持初始微結(jié)構(gòu)表面的至少部分形式的。
“剝離襯里”可與“襯里”互換使用，指這樣的柔軟片，它放到壓敏粘合劑表面上與之緊密接觸后，隨后可取下，而不會(huì)損壞粘合劑涂層。
“微結(jié)構(gòu)襯里”指具有至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)表面的襯里，它適于與粘合劑接觸。
“背襯”指軟薄片，它放到壓敏粘合劑上并與之緊密接觸后，隨后不能在不損害粘合劑涂層的情形下取下。
“微結(jié)構(gòu)背襯”指具有微結(jié)構(gòu)表面的背襯。
“基材”指為了預(yù)定目的，施加壓敏粘合劑涂層的表面。
“帶”指施加到背襯上的壓敏粘合劑涂層。
“非彈性變形”指膜在張力下被拉伸至15％并撤去張力而形成的給定應(yīng)變下的永久變形。
“貼合”指柔軟和柔性的聚合物膜，它拉伸后具有足夠的非彈性形變，使得一旦拉伸，膜就不會(huì)回復(fù)到其初始長(zhǎng)度。
“可流出性”或“可流出空氣性”指可從粘合劑與基材表面之間的界面排出流體，尤其是空氣。
“外觀”指制品的視覺(jué)特性，在制品施加到基材之后從膜的露出表面所看到的一種特性。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明下面參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，附圖中相同的編號(hào)表示相同或相似的組件，其中

圖1是本發(fā)明背面有粘合劑的制品的部分的放大剖面圖；圖2a是本發(fā)明微結(jié)構(gòu)粘合劑表面的一部分平面圖；圖2b是本發(fā)明背面有粘合劑的制品的部分視圖，突出顯示了本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)部件；圖3a是本發(fā)明微結(jié)構(gòu)部件的一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；圖3b是本發(fā)明一個(gè)截去頂部的微結(jié)構(gòu)部件的實(shí)施方式的透視圖；圖4a是顯示本發(fā)明雙部件的微結(jié)構(gòu)元件的一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；圖4b是顯示本發(fā)明雙部件的微結(jié)構(gòu)元件的另一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；圖5是顯示粘合劑層的微結(jié)構(gòu)表面的形態(tài)的剖面圖；圖6是顯示粘合劑層的微結(jié)構(gòu)表面的第二形態(tài)的剖面圖；圖7是顯示粘合劑層的微結(jié)構(gòu)表面的其他形態(tài)的剖面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明適于在粘合劑內(nèi)形成微結(jié)構(gòu)表面的剝離襯里的透視圖；圖9是說(shuō)明本發(fā)明制品施加到基材上后的表面粗糙度的圖；圖10是說(shuō)明對(duì)比制品施加到基材上后的表面粗糙度的圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，本發(fā)明的制品10包括具有相反的表面14和16的貼合膜12。壓敏粘合劑18粘合到貼合膜12的表面16上。壓敏粘合劑18包括一個(gè)能夠粘合到基材(未示出)上的表面20。壓敏粘合劑18包括限定溝槽24的結(jié)構(gòu)22。剝離襯里26可剝離地粘附到壓敏粘合劑18上。剝離襯里26包括用來(lái)在壓敏粘合劑18內(nèi)形成相應(yīng)的溝槽24和結(jié)構(gòu)22的凸起28。以部分取下?tīng)顟B(tài)示出的剝離襯26是可以全部取下的，在制品10施加到基材上之前，用來(lái)保護(hù)壓敏粘合劑。
本發(fā)明的制品比在某種程度上可排出封入的空氣的有結(jié)構(gòu)的粘合劑有改進(jìn)。但是一些結(jié)構(gòu)粘合劑不容易在基材上定位。此外，常常在用力將制品施加到基材上后，結(jié)構(gòu)常會(huì)顯示在整個(gè)膜的外表面上。用薄膜時(shí)尤其是這樣，薄膜會(huì)清楚地顯示下方表面的不同之處。本發(fā)明可形成在具有特定流變性能的壓敏粘合劑內(nèi)限定溝槽的微結(jié)構(gòu)表面，解決3-5常規(guī)背面有粘合劑的制品有關(guān)的問(wèn)題。本發(fā)明的粘合劑內(nèi)的溝槽具有特定的尺寸和特征，以提高可定位性和使流體排到制品周邊的性能。此外，施加后從制品露出的表面看時(shí)，溝槽的特性也使粘合劑的微結(jié)構(gòu)表面人眼基本不能看到。
用于本發(fā)明制品的貼合膜通常由本行業(yè)內(nèi)普通技術(shù)人員常規(guī)使用的各種塑料制成。合適的膜包括例如聚氯乙烯膜、聚氯乙烯、增塑聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、氟樹(shù)脂等。根據(jù)所要求的用途，膜厚度可以變化很大，但是通常在這樣的范圍內(nèi)，從約300微米或以下，優(yōu)選約25-100微米。
合適貼合層的具體例子是增塑的聚氯乙烯膜，而且拉伸后具有足夠的非彈性形變，使拉伸時(shí)，膜不會(huì)回復(fù)到其初始長(zhǎng)度。膜優(yōu)選一次拉伸至其初始長(zhǎng)度的115％后，具有至少5％的非彈性形變。聚氯乙烯膜的一般配方包括聚氯乙烯樹(shù)脂、光和/或熱穩(wěn)定劑(一種或多種)、增塑劑和任選的顏料。增塑劑量通常低于約40％(重量)，優(yōu)選含有與聚氯乙烯膜相容并提供必需的柔性和耐久性的不可遷移聚合物增塑劑。合適的增塑劑是聚酯聚合物彈性體與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(例如杜邦公司生產(chǎn)的Elvaloy742)的組合物，可溶于芳族溶劑，而且在100份氯乙烯樹(shù)脂中的含量各為約26份和10份。
可以任選使用底漆，提高膜與粘合劑之間的粘合性。底漆的類型隨使用的膜和粘合劑的類型變化，本行業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠選擇合適的底漆。底漆的合適例子包括氯化聚烯烴、聚酰胺和改性聚合物，如美國(guó)專利№5677376、5623010和如WO98/15601和WO99/03907所述，和其他的改性丙烯酸類聚合物。底漆一般以很低的濃度分散于合適的溶劑內(nèi)，例如低于約5％固體，并涂布到膜上，室溫或高溫下干燥，形成很薄的膜。使用的一般溶劑可以包括水、庚烷、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、異丙醇等，單獨(dú)使用或組合使用。
根據(jù)本發(fā)明，有用的壓敏粘合劑包括用微結(jié)構(gòu)模具、背襯或襯里壓花后，或涂布到微結(jié)構(gòu)模具、背襯或襯里并隨后取下之后，能夠在露出的表面上保持微結(jié)構(gòu)特征的粘合劑。對(duì)于給定的用途，根據(jù)要施加制品的基材的類型和用于制造背面有粘合劑的制品的微結(jié)構(gòu)化方法，選擇具體的壓敏粘合劑。此外，有用的微結(jié)構(gòu)壓敏粘合劑也應(yīng)當(dāng)能夠保持其微結(jié)構(gòu)表面，到足以使達(dá)背面有粘合劑的制品可使用的一段時(shí)間。
任何壓敏粘合劑都適用于本發(fā)明。粘合劑一般根據(jù)它們要粘合的基材類型進(jìn)行選擇。壓敏粘合劑的類型包括丙烯酸類、增粘橡膠、增粘合成橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯、硅氧烷等。合適的丙烯酸類粘合劑在例如美國(guó)專利№3239478、3935338、5169727、RE24906、4952650和4181752有說(shuō)明。一類優(yōu)選的壓敏粘合劑是至少丙烯酸烷基酯與至少一種增強(qiáng)的共聚單體的反應(yīng)產(chǎn)物。合適的丙烯酸烷基酯具有低于約-10℃2的均聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，包括例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸十八烷基酯等。合適的增強(qiáng)單體具有約-10℃的均聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，包括例如丙烯酸、衣康酸、丙烯酸異冰片酯、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等。
粘合劑可以是這樣的聚合物，它分散于溶劑或水中，并涂布到剝離襯里上，干燥，并任選交聯(lián)。如果使用溶劑基或水基壓敏粘合劑組合物，那么粘合劑層必須進(jìn)行干燥步驟，脫除全部或大部分載體液體。要得到光滑表面，也必需其他的涂布步驟。所述粘合劑也可以熱熔涂布到襯里或微結(jié)構(gòu)背襯上。另外，也能夠?qū)㈩A(yù)粘合劑的單體組合物涂布到襯里上，并用能源例如熱、UV照射、e電子輻射進(jìn)行聚合。
粘合劑的厚度依賴于幾種因素，包括例如粘合劑組成、用來(lái)形成微結(jié)構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)類型、基材的類型和膜的厚度。本行業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠調(diào)節(jié)厚度，以符合具體用途的要求。通常，粘合劑層的厚度大于包含微結(jié)構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)的高度。粘合劑層的厚度優(yōu)選在約10-50微米的范圍內(nèi)。
壓敏粘合劑能夠任選包含一種或多種添加劑。根據(jù)聚合方法、涂布方法、最終用途等，能夠使用選自引發(fā)劑、填料、增塑劑、增粘劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、纖維狀增強(qiáng)劑、織造或非織造織物、發(fā)泡劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、粘度提高劑、著色劑及其混合物的添加劑。
本發(fā)明的壓敏粘合劑包含微結(jié)構(gòu)表面，它在貼合膜背面上露出的粘合劑表面上。微結(jié)構(gòu)表面限定粘合劑內(nèi)的溝槽。溝槽是從露出表面伸入粘合劑內(nèi)的敞開(kāi)的連續(xù)通道或凹槽。溝槽或終止于粘合劑層的周邊部位，或與終止于制品周邊部位的其他溝槽連通。制品施加到基材上時(shí)，通道可以使封入粘合劑與基材之間界面內(nèi)的流體排到制品的周邊。
對(duì)于任何給定的粘合劑微結(jié)構(gòu)表面的單位面積，形成的溝槽都具有比容。單位面積粘合劑的最小容積可保證基材與粘合劑界面處的流體充分排出。在兩維的粘合劑平面內(nèi)，對(duì)于任意500微米直徑的圓面積，溝槽優(yōu)選具有至少1×103微米3的容積。在任意500微米直徑的圓面積上，溝槽最優(yōu)選具有1.0×103微米3以上至約1×107微米3的容積。
為了對(duì)露出的膜表面提供所要求的粘合性，當(dāng)最終施加制品時(shí)，本發(fā)明的溝槽至少部分消失。溝槽至少部分消失的能力依賴于溝槽形狀和粘合劑的流變性。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于特定的壓敏粘合劑組合物，根據(jù)在下面“實(shí)施例”部分討論的濕潤(rùn)百分率測(cè)試，選擇溝槽的尺寸以獲得至少85％的結(jié)果。合適的濕潤(rùn)能夠在制品與基材之間充分密封。
溝槽的形狀能夠根據(jù)加工方法變化很大，但是沿橫向觀察，每個(gè)都優(yōu)選具有V形、U形、矩形或梯形剖面。圖2A和2B顯示了本發(fā)明制品30的部分視圖，它主要顯示了粘合劑38內(nèi)的梯形溝槽34。背面有粘合劑的制品30包括膜32和粘合劑38。梯形溝槽34和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)36形成于粘合劑38內(nèi)。結(jié)構(gòu)36的側(cè)壁35限定溝槽34的側(cè)壁。
溝槽的尺寸限值能夠使用寬高比描述。寬高比定義為溝槽平行于連續(xù)粘合劑層的平面的最大微觀尺寸與溝槽垂直于連續(xù)粘合劑層的平面的最大微觀尺寸之比。以垂直于溝槽壁的角度取溝槽的剖面尺寸來(lái)測(cè)量寬高比。根據(jù)溝槽的特定類型，寬高比的限值約為0.1-20。例如，圖7的結(jié)構(gòu)形成的溝槽具有優(yōu)選的寬高比，約為10-15。
通常向粘合劑內(nèi)壓花或形成許多結(jié)構(gòu)，來(lái)形成溝槽。結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)為無(wú)規(guī)排列的形式或規(guī)則圖案。每個(gè)結(jié)構(gòu)至少部分形成粘合劑內(nèi)溝槽的一部分。所選的圖案可以包括直線性圖案、極坐標(biāo)圖案和其他常規(guī)的規(guī)則圖案。許多結(jié)構(gòu)可以組合，在粘合劑表面上形成連續(xù)溝槽。
在形成于壓敏粘合劑內(nèi)以形成微結(jié)構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)的形狀能夠變化。結(jié)構(gòu)形狀的例子包括而不局限于選自半球形、棱柱(例如正方形棱柱、矩形棱柱、圓柱棱柱和其他相似的多邊形部件)、棱錐或橢圓體。能夠采用不同結(jié)構(gòu)形狀的組合。優(yōu)選的形狀包括選自半球形、棱柱和棱錐。每個(gè)結(jié)構(gòu)的高度都應(yīng)當(dāng)一般高于約3微米，但是低于粘合劑層的總厚度，優(yōu)選約3微米-50微米。另外，部分結(jié)構(gòu)可以截去頂部，以形成其他結(jié)構(gòu)的表面，以便控制粘合劑的接觸表面，并提高粘合劑的濕潤(rùn)率。圖3A示出了四邊形棱錐40，它說(shuō)明了一個(gè)適用于本發(fā)明的實(shí)施方式。圖3B示出了一個(gè)截去頂部的四邊形棱錐41，它也可以在本發(fā)明壓敏粘合劑內(nèi)壓花。
在本發(fā)明的背面有粘合劑的制品中，結(jié)構(gòu)的規(guī)則圖案或組合具有特定形狀和尺寸，以便得到所要求的性能參數(shù)。因此，結(jié)構(gòu)以約400微米或以下，優(yōu)選約300微米或以下的間距排列(相鄰結(jié)構(gòu)的相似結(jié)構(gòu)點(diǎn)的間距平均值)。大于400微米的間距會(huì)不利地形成這樣的圖案，它具有施加后顯示在膜表面上的特征，由此使制品外觀質(zhì)量下降。
雙部件結(jié)構(gòu)是適用于本發(fā)明制品的另一實(shí)施方式。疊加或使用兩種結(jié)構(gòu)通過(guò)進(jìn)一步減少粘合劑的起始接觸表面，可提高制品的可定位性。圖4A示出了截去頂部的具有露出表面43的四邊形棱錐42。具有底部45的第二四邊形棱錐44置于露出表面43上。圖4B示出了另一個(gè)實(shí)施方式，主要顯示了本發(fā)明的雙部件。長(zhǎng)方體部件46有底部47，接受第二個(gè)更小的長(zhǎng)方體部件48的底部49。通常，第二個(gè)結(jié)構(gòu)的底部表面小于第一結(jié)構(gòu)露出的表面。另外，可以將不同的外形或形狀與底部結(jié)構(gòu)組合，以便獲得本發(fā)明所要求的定位性能。
制品的可定位性受起始接觸基材的粘合劑面積的影響。微結(jié)構(gòu)部件起始形成的表面接觸面積，優(yōu)選約為平行于連續(xù)粘合劑層的平面內(nèi)的粘合劑總面積的60％或以下。本發(fā)明的可定位性由“實(shí)施例”部分所述的測(cè)試測(cè)得。本發(fā)明制品優(yōu)選的可定位性測(cè)試等級(jí)為2或更好。
圖5-7用來(lái)說(shuō)明壓敏粘合劑微結(jié)構(gòu)表面的各種尺寸和特性。這些圖示出了對(duì)應(yīng)于襯里的理想形狀。本行業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)明白壓敏粘合劑不能與本發(fā)明中使用的結(jié)構(gòu)的尺度保持精確公差。圖5是本發(fā)明使用的壓敏粘合劑的部分的透視圖。粘合劑50具有許多結(jié)構(gòu)52。部件52的間距P不超過(guò)400微米。每個(gè)部件52自溝槽54的高度在3-30微米的范圍內(nèi)，溝槽54的上邊長(zhǎng)度W1在自1微米至間距P的范圍內(nèi)，此外，溝槽54的底部長(zhǎng)度W2在自0微米至這樣的尺寸范圍內(nèi)即該尺寸足以使部件的底角α達(dá)到1-90°的范圍內(nèi)的一個(gè)值。相應(yīng)溝槽的寬高比不超過(guò)20。
圖6是粘合劑60的示意圖，它具有頂部截去的結(jié)構(gòu)62，第二結(jié)構(gòu)64放在頂部截去的結(jié)構(gòu)62的上表面63上。從第二結(jié)構(gòu)64的相應(yīng)邊測(cè)得的間距P不超過(guò)400微米。每個(gè)結(jié)構(gòu)自溝槽66底部的高度約為1-30微米。溝槽66的上邊長(zhǎng)度W1在自1微米至間距P的范圍內(nèi)，此外，溝槽66的底部長(zhǎng)度W2在自0微米至這樣的尺寸范圍內(nèi)即該尺寸足以使結(jié)構(gòu)62的底角α1達(dá)到1-90°的范圍內(nèi)的一個(gè)值。第二結(jié)構(gòu)64的底角α2在1-90°的范圍內(nèi)。
圖7對(duì)應(yīng)于具有四邊形棱錐形狀的微結(jié)構(gòu)表面72的粘合劑層70。結(jié)構(gòu)72的間距P等于溝槽74的上邊長(zhǎng)度W1，不超過(guò)400微米。每個(gè)結(jié)構(gòu)72自溝槽74底部的高度h在3-30微米的范圍內(nèi)。溝槽74的底部長(zhǎng)度W2是0微米。
使用剝離襯里或背襯是一種適于形成本發(fā)明微結(jié)構(gòu)粘合劑的方法。該剝離襯里能夠有利地由多種材料制成。微結(jié)構(gòu)襯里的優(yōu)選材料可以包括而不局限于塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、纖維素乙酸酯、聚氯乙烯和聚(1，1-二氟乙烯)，還有用這些塑料涂層或疊層的紙或其他基材。這些可壓花的涂覆紙或熱塑性膜經(jīng)常硅化處理，或用其他方式處理，以提高剝離性能。剝離襯里的厚度根據(jù)所要求的效果，能夠變化很大。此外，還可以使用各種技術(shù)，給結(jié)構(gòu)提供剝離襯里，例如美國(guó)專利№5650215(Mazurek)所述，其內(nèi)容結(jié)合參考于此。
圖8示出了適于在粘合劑表面上形成結(jié)構(gòu)的襯里80。襯里80包括凸起82，當(dāng)粘合劑澆鑄到襯里上時(shí)，凸起82在粘合劑內(nèi)形成溝槽。
本發(fā)明的制品通過(guò)用本行業(yè)內(nèi)已知的常規(guī)操作，使粘合劑上形成本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)表面而制成。采用模具直接將粘合劑壓花，或?qū)⒄澈蟿┩坎嫉筋A(yù)先用本發(fā)明部件壓花的襯里或背襯上，就形成了部件。這些方法和操作在美國(guó)專利№5650215中有全面描述，其內(nèi)容已經(jīng)在前面結(jié)合參考。
上述制品能夠施加到多種基材上，包括光滑的氣密表面。為了獲得所要求等級(jí)的粘合，重要的是使特定的壓敏粘合劑與基材相配。合適基材的例子包括玻璃、金屬、塑料、木材和陶瓷基材和這些基材的油漆表面。代表性的塑料基材包括聚氯乙烯、乙烯-丙烯-二烯單體橡膠、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、熱塑性工程塑料(例如聚苯醚、聚醚醚酮、聚碳酸酯)和熱塑性彈性體?；耐ǔＪ侵破分匦枰懦隽黧w的光滑基材。表面粗糙的基材本來(lái)就可使排出封入施加制品的界面的流體排出，因?yàn)榇植诒砻婵墒沽黧w流動(dòng)。
施加制品需要制品在基材上定位。本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)表面能夠使背面有粘合劑的制品在基材表面上移動(dòng)，直至施加壓力，使粘合劑接觸并使粘合劑濕潤(rùn)基材表面。合適的壓力值和形成的濕潤(rùn)會(huì)在粘合劑與基材之間形成粘合。
用力施加制品時(shí)，溝槽可使任何封入的流體從制品周邊排出，由此消除氣泡。此外，施加制品的過(guò)程中，本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)部件至少部分會(huì)塌倒，由此增大與基材接觸的粘合劑量。溝槽的至少部分消失可由下面“實(shí)施例”所述的濕潤(rùn)率測(cè)試結(jié)果說(shuō)明。本發(fā)明表明濕潤(rùn)測(cè)試結(jié)果至少為85％，優(yōu)選至少95％。溝槽的至少部分消失可保證制品對(duì)基材具有較好的粘合等級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明，制品的微結(jié)構(gòu)表面從膜表面上基本看不出，由此改善了制品的總外觀。測(cè)量外觀的一種方法包括使用在“實(shí)施例”部分有全面描述的表面粗糙度測(cè)試步驟。本發(fā)明表明，將制品施加到基材上后，從貼合膜的上表面，顯現(xiàn)不出周期性或重復(fù)圖案的外觀。另外，本發(fā)明的表面粗糙度不大于膜本身的粗糙度。
下面用非限制性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例表面粗糙度測(cè)試膜的表面形態(tài)采用購(gòu)自Wyko Corporation的RST Plus表面輪廓系統(tǒng)測(cè)量，用垂直掃描干涉儀類型(VSI)，采用1.2倍的放大倍數(shù)，和13.64微米的像素尺寸。
該系統(tǒng)采用干涉顯微鏡和計(jì)算機(jī)算法來(lái)分析表面。在該系統(tǒng)中，白光束通過(guò)顯微鏡物鏡到達(dá)樣品表面。分光鏡將入射光束的一半反射到參照表面。來(lái)自于樣品和參照表面的光束在分光鏡再匯合，形成表面聚焦時(shí)可以看到的亮帶和暗帶交替的干涉條紋。包含干涉物鏡的參考臂垂直移動(dòng)，以掃描不同高度的表面，采用線性化的壓電轉(zhuǎn)換器控制移動(dòng)。對(duì)于每個(gè)焦點(diǎn)位置，白光的干涉條紋處處僅以很淺的深度存在，這樣當(dāng)一個(gè)樣品點(diǎn)聚焦時(shí)，在該點(diǎn)處的條紋反差就達(dá)到峰值。在攝像機(jī)捕獲含有表面上每點(diǎn)的干涉信號(hào)的干涉數(shù)據(jù)圖像的情況下，該系統(tǒng)從焦點(diǎn)上方開(kāi)始，并以均勻的間隔掃描表面。計(jì)算機(jī)運(yùn)算法則處理數(shù)據(jù)，計(jì)算表面的高度。
例如圖9和10所示的表面的單線分析提供了沿樣品單線的表面高度曲線圖。曲線上的峰說(shuō)明表面是否有周期性，即峰的重復(fù)圖案。在除去傾斜項(xiàng)情況下進(jìn)行分析，以排除由于干涉儀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的外來(lái)數(shù)據(jù)。放大倍數(shù)是1.2，像素尺寸是13.64微米。當(dāng)背面有粘合劑的膜的表面粗糙度大于未涂布膜時(shí)，背面有粘合劑的膜的周期性的證據(jù)通常很明顯。表面粗糙度(Ra)是樣品表面粗糙度的算術(shù)平均值。
濕潤(rùn)百分率測(cè)試該技術(shù)用來(lái)研究具有微結(jié)構(gòu)表面的粘合劑在光滑透明基材上的濕潤(rùn)。該技術(shù)使用的硬件由下述器件組成立體顯微鏡(Olympus SZH-ZB型)、裝在顯微鏡上的視頻攝像機(jī)(Cohu 4815型)、同軸的立式照明器(Olympus TL2型)和裝有視頻數(shù)字化板(Imaging Technologies PCVISIONplus)的計(jì)算機(jī)(Hewlett-Packard Vectra QS/20)，它使計(jì)算機(jī)能夠捕獲圖像并數(shù)字化。隨后，這樣的圖像能夠儲(chǔ)存起來(lái)，并用買(mǎi)到的軟件包(Jandel JAVA)分析。同軸的立式照明器提供光，光透過(guò)透鏡(即光軸)，照亮物體。光經(jīng)過(guò)裝在顯微鏡的平面物鏡末端的圓形偏振器。在操作中，步驟如下所述1.用2kg輥滾壓一次將粘合帶貼到玻璃(或其他光學(xué)透明并平坦的)表面；2.將疊層物定位，使粘合劑/玻璃界面可透過(guò)玻璃由立體顯微鏡看到；3.調(diào)節(jié)樣品，使玻璃垂直于光軸；4.調(diào)節(jié)圓形偏振器，優(yōu)化光強(qiáng)度和反差；5.使用圖像分析軟件，捕獲圖像并數(shù)字化；6.設(shè)置接收的軟件灰值窗，僅接收對(duì)應(yīng)于濕潤(rùn)面積的灰值(即亮度值)；7.施加帶時(shí)，分析總濕潤(rùn)面積，它為總圖像面積的百分率。
可定位性的滑移測(cè)試在約23℃溫度，用甲基乙基酮(MEK)清潔水平玻璃板。約2.5cm×7.5cm的測(cè)試樣品(即壓敏粘合劑在規(guī)定的背襯上)以壓敏粘合劑的面向下的平鋪到玻璃板上約10秒。提起樣品末端并側(cè)向拉。測(cè)試級(jí)別如下所述1.樣品自由移動(dòng)；2.樣品容易移動(dòng)，有一定阻力；3.由于粘合到板上，樣品移動(dòng)的阻力相當(dāng)大，但是能夠提起而沒(méi)有破壞；4.樣品粘到板上，不能重新定位，除非破壞。
空氣溝槽的容積根據(jù)襯里內(nèi)500微米直徑圓內(nèi)微結(jié)構(gòu)的尺寸，計(jì)算空氣溝槽的容積。結(jié)果以每500微米圓的微米3表示?？諝鉁喜鄣娜莘e的計(jì)算和結(jié)果如表1所示。
實(shí)施例1-11和對(duì)比例C1-C5用金剛石車(chē)刀切削或激光機(jī)械加工壓花輥，形成溝槽的間距、深度、頂部和底部寬度和底角變化的圖案。在聚乙烯上具有硅氧烷涂層的聚乙烯涂覆紙剝離襯里，(例如購(gòu)自Rexam或Inncoat)，在加熱的橡膠輥與每個(gè)壓花輥之間進(jìn)行壓花，形成具有脊的微結(jié)構(gòu)襯里。在進(jìn)入橡膠輥與壓花輥的輥隙之前，將橡膠輥加熱至110℃溫度，將聚合物涂覆的紙加熱至表面溫度達(dá)110℃。襯里繞著約半個(gè)壓花輥行進(jìn)，接著，到達(dá)一個(gè)冷卻襯里的冷罐上。襯里上的微結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示，具有反的正方棱錐形狀。間距是從一個(gè)微結(jié)構(gòu)到相鄰微結(jié)構(gòu)上同一點(diǎn)的距離，高度是微結(jié)構(gòu)自溝槽底部的高度，W1是梯形溝槽頂部的長(zhǎng)度，W2是梯形溝槽底部的長(zhǎng)度。
根據(jù)美國(guó)專利№4737577所述的壓敏粘合劑(PSA)共聚物工序，制備溶劑基丙烯酸類壓敏粘合劑，其內(nèi)容結(jié)合參考于此，使用90份丙烯酸異辛酯和10份丙烯酸。用氮丙啶交聯(lián)劑將PSA稀釋至約25％固體含量，例如美國(guó)專利№5648425所述。
將壓敏粘合劑溶液涂布到微結(jié)構(gòu)襯里上，至干涂層厚度約30微米。每個(gè)襯里上的溶液都100℃干燥10分鐘，形成具有微結(jié)構(gòu)表面的粘合劑膜，該微結(jié)構(gòu)表面限定梯形溝槽，其近似尺寸從襯里算得，如表1所示。
接著，在室溫下將每個(gè)樣品露出的粘合劑面疊壓到50微米厚的涂底漆的白色增塑的柔軟和貼合聚氯乙烯(PVC)膜，該膜用由2-甲基氮丙啶改性的丙烯酸類聚合物涂底漆。底漆是乙酸乙酯中的胺官能丙烯酸聚合物。使用雙輥的輥隙制成疊層物，形成平整的壓敏粘合劑涂布的PVC膜。根據(jù)上述測(cè)試方法，測(cè)試該膜的外觀、排出空氣的能力、可滑移性和濕潤(rùn)率。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1
*包括底角為60°的第二部件；**在給定的500微米圓內(nèi)的容積無(wú)法確定。
根據(jù)本發(fā)明制成的實(shí)施例1-11表現(xiàn)出良好的外觀、排出空氣的能力和至少合適的可滑移性。用裸眼目力檢測(cè)外觀。良好的外觀結(jié)果表明看不到下面的結(jié)構(gòu)。如果圖案能夠看到，表明外觀結(jié)果差。關(guān)于實(shí)施例C1-C3，對(duì)于任何500微米直徑的圓面積的平均比容無(wú)法確定，因?yàn)椴糠?00微米直徑圓面積沒(méi)有溝槽。另外，實(shí)施例C1-C3的外觀差，表明施加后人眼能夠看到溝槽形成的圖案。
接著，使用塑料刮板將每個(gè)實(shí)施例的測(cè)得尺寸約2.54cm×2.54cm的樣品疊壓到清潔的玻璃板上。然后，根據(jù)上述步驟，分析樣品的表面粗糙度和周期性。實(shí)施例C4是聚氯乙烯膜，它沒(méi)有疊加粘合劑；C5是聚氯乙烯膜，它疊壓有非結(jié)構(gòu)性PSA，結(jié)果如表2所示。
表2
實(shí)施例1、2、5和6具有與聚氯乙烯膜(實(shí)施例C5)粗糙度相類似的算術(shù)平均值。如圖9所示的實(shí)施例2沒(méi)有顯示周期性或重復(fù)圖案。實(shí)施例C2的粗糙度算術(shù)平均值較高，但是具有更重要的重復(fù)圖案或周期性，由干涉儀數(shù)據(jù)證明。如圖10所示的實(shí)施例C2的周期性，對(duì)應(yīng)于粘合劑的結(jié)構(gòu)表面內(nèi)溝槽的間距。C2中的圖案用人眼可測(cè)出。由于微泡存在于粘合劑內(nèi)，實(shí)施例C4的粗糙度大于聚氯乙烯膜(實(shí)施例C5)。因?yàn)檎澈蟿](méi)有結(jié)構(gòu)，所以實(shí)施例C4不顯示周期性。
從上述本發(fā)明的總原理和詳細(xì)說(shuō)明，本行業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)容易明白，容易對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅受所附權(quán)利要求書(shū)及其等效內(nèi)容的限制。
權(quán)利要求
1.一種背面有粘合劑的制品，它包括(a)貼合膜，該膜有上表面和下表面；和(b)壓敏粘合劑，該粘合劑粘合在所述膜的下表面，所述壓敏粘合劑在所述膜的背面上具有微結(jié)構(gòu)表面，形成溝槽，對(duì)于任意500微米直徑的粘合劑圓面積，所述溝槽有至少1×103微米3的容積，當(dāng)所述制品施加到基材上時(shí)，所述溝槽形成使流體排到制品周邊的通道，由測(cè)試濕潤(rùn)百分率得到的至少85％的濕潤(rùn)率結(jié)果說(shuō)明，所述背面有粘合劑的制品能夠密封，所述制品最終施加到基材上后，在所述貼合膜的上表面基本看不出溝槽。
2.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中所述背面有粘合劑的制品能夠在基材表面上定位。
3.如權(quán)利要求2所述背面有粘合劑的制品，其中當(dāng)開(kāi)始接觸時(shí)，所述制品的起始接觸表面積約為所述粘合劑總面積的60％或以下。
4.如權(quán)利要求2所述背面有粘合劑的制品，其中所述的膜根據(jù)可定位性的滑移測(cè)試得到的結(jié)果等級(jí)為2或更高。
5.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中所述溝槽的寬高比約為0.1-20。
6.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中所述溝槽的剖面形狀具有V型、U型、矩形、梯形或它們的組合。
7.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中所述的微結(jié)構(gòu)表面有許多結(jié)構(gòu)，它們至少部分限定溝槽。
8.如權(quán)利要求7所述背面有粘合劑的制品，其中所述的結(jié)構(gòu)選自半球形、棱柱、棱錐形、橢圓體或它們的組合。
9.如權(quán)利要求7所述背面有粘合劑的制品，其中所述的結(jié)構(gòu)是截去頂部的。
10.如權(quán)利要求9所述背面有粘合劑的膜，其中所述的截去頂部的結(jié)構(gòu)具有第二結(jié)構(gòu)，所述粘合劑形成在第二結(jié)構(gòu)上。
11.如權(quán)利要求7所述背面有粘合劑的制品，其中所述的結(jié)構(gòu)無(wú)規(guī)地排布在所述粘合劑的微結(jié)構(gòu)表面上。
12.如權(quán)利要求7所述背面有粘合劑的制品，其中所述的結(jié)構(gòu)規(guī)則地排布在所述粘合劑的微結(jié)構(gòu)表面上。
13.如權(quán)利要求12所述背面有粘合劑的制品，其中所述的結(jié)構(gòu)的定位間距約為400微米或以下。
14.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中當(dāng)所述壓敏粘合劑施加到基材表面上時(shí)，從所述貼合膜的上表面，所述制品顯示不出周期性的外觀，而且根據(jù)表面粗糙度測(cè)試得到的表面粗糙度不超過(guò)膜自身的表面粗糙度。
15.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，它還含有將所述膜粘合到所述壓敏粘合劑上的底涂層。
16.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，它還含有剝離襯里，該襯里粘合到所述壓敏粘合劑的微結(jié)構(gòu)表面上。
17.如權(quán)利要求1所述背面有粘合劑的制品，其中所述背面有粘合劑的制品是施加到基材上的。
18.一種背面有粘合劑的制品，它包括(a)貼合膜，該膜有上表面和下表面；(b)壓敏粘合劑，它具有第一表面和第二表面，所述第一表面粘合在所述膜的下表面；和(c)剝離襯里，它粘合在所述壓敏粘合劑的第二表面上，所述剝離襯里具有微結(jié)構(gòu)表面，該微結(jié)構(gòu)表面限定在所述壓敏粘合劑的第二表面內(nèi)的微結(jié)構(gòu)表面，微結(jié)構(gòu)表面在所述粘合劑內(nèi)形成溝槽，對(duì)于任意500微米直徑的粘合劑圓面積，該溝槽有至少1×103微米3的容積，當(dāng)取下所述剝離襯里，將所述制品施加到基材上時(shí)，所述溝槽形成使流體排到制品周邊的通道，由測(cè)試濕潤(rùn)百分率得到的至少85％的濕潤(rùn)率結(jié)果說(shuō)明，所述背面有粘合劑的制品能夠密封，取下剝離襯里并將制品最終施加到基材上后，在所述貼合膜的上表面基本看不出溝槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有貼合膜的背面有粘合劑的制品,壓敏粘合劑粘合到該膜的一面上。該壓敏粘合劑包含在貼合膜背面上的微結(jié)構(gòu)表面。所述微結(jié)構(gòu)表面限定了粘合劑內(nèi)的溝槽。溝槽形成液體流出的通道。施加到基材上時(shí),溝槽和結(jié)構(gòu)濕潤(rùn),使得從制品露出的表面基本看不出微結(jié)構(gòu)表面。
文檔編號(hào)B32B27/00GK1352674SQ99816640
公開(kāi)日2002年6月5日 申請(qǐng)日期1999年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月13日
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