不同的雙功能泡沫帶的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年9月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/882,422;2013年12月9 日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/913,520;和2013年3月5日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?61/772，742的權(quán)益，其全部通過(guò)引用W其全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開(kāi)內(nèi)容設(shè)及膠帶結(jié)構(gòu)，并且具體地設(shè)及雙面膠帶結(jié)構(gòu)。該粘合劑結(jié)構(gòu)可用于 將物品粘附至目標(biāo)襯底并且適合于包括粘合物品至低表面能表面的各種應(yīng)用，并且在許多 情況下在低表面能襯底上不使用底膠。
【背景技術(shù)】
[0004] 壓敏粘合劑（"PSA")是典型粘彈性材料，其通過(guò)施加輕微壓力立即粘附至大部分 襯底并且永久地保持粘性。隨著PSA變得更強(qiáng)并且更易于施加，它們正被應(yīng)用在更具挑戰(zhàn)性 的環(huán)境中。運(yùn)樣的用途包括包含家用器具的工業(yè)應(yīng)用和比如用于在汽車(chē)上安裝各種零 件一一包括儀表盤(pán)零件、車(chē)體面板等一一的汽車(chē)應(yīng)用。
[0005] 低表面能（"LSE")材料比如聚丙締和涂覆有LSE涂料的鋼越來(lái)越多地用在汽車(chē)中。 LSE材料也越來(lái)越多地使用在消費(fèi)電子應(yīng)用和家用器具的制造中。在汽車(chē)工業(yè)中，例如，通 過(guò)使用運(yùn)種PSA，零件比如車(chē)身側(cè)嵌條、不受天氣影響的密封泡沫(weather seal化am)、標(biāo) 牌或廠牌(例如，制造商的標(biāo)志或標(biāo)簽)被粘合至各種襯底，通常地聚丙締和涂漆鋼。運(yùn)種應(yīng) 用需要對(duì)LSE/非極性表面的高粘結(jié)強(qiáng)度和高粘附力W及對(duì)高溫的耐性和良好的紫外 ("UV")線耐性和老化性能。
[0006] 不幸地，由LSE材料比如聚丙締、聚乙締和新一代汽車(chē)涂料W及透明涂層組成的襯 底極其難W粘附，特別是利用PSA粘附。導(dǎo)致此困難的關(guān)鍵因素是：（1)常規(guī)PSA(比如丙締酸 類(lèi)樹(shù)脂）的表面能比目標(biāo)襯底的表面能高(運(yùn)限制了PSA和襯底表面之間的接觸面積，因?yàn)?PSA不能容易地濕潤(rùn)襯底的表面），和（2)通常缺乏在表面上的共價(jià)和強(qiáng)的非共價(jià)結(jié)合(例 如，氨或離子鍵合）的特定位置（loci),運(yùn)意味著粘附力必須主要通過(guò)較弱的范德華力出 現(xiàn)。
[0007] 用于獲得對(duì)LSE襯底的令人滿意的粘附的常見(jiàn)策略包括通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇聚合物組 合物或添加劑比如增粘劑降低PSA的表面能，通過(guò)減小的交聯(lián)和/或大量使用增粘劑減少組 合物的模量，和通過(guò)使用相對(duì)更多的底膠改變LSE襯底的表面的性質(zhì)。前兩個(gè)策略通常導(dǎo)致 不令人滿意的結(jié)果，因?yàn)镻SA的粘結(jié)強(qiáng)度通常由于增粘和減小的交聯(lián)二者而降低，并且存在 對(duì)同時(shí)具有高粘結(jié)強(qiáng)度和高粘附力的PSA的日益增加的市場(chǎng)需求。更多極性底膠的使用可 W關(guān)于PSA性能產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，但是需要將額外的底膠涂覆和干燥步驟加入到方法 中。
[000引解決粘附力問(wèn)題的另一種途徑包括使用底膠。由于它們的低表面能，向表面涂底 膠可顯著地提高許多材料比如塑料和涂料的最初和最終的粘附力。然而，在許多情況下，由 于額外的處理和設(shè)及的時(shí)間，向表面涂底膠是不期望的，并且在某些情況下，由于當(dāng)?shù)乜諝?質(zhì)量條例，需要許可使用基于溶劑的底膠。
[0009] 解決粘附力問(wèn)題的另一種途徑包括丙締酸類(lèi)樹(shù)脂的增粘W提高至低能表面比如 聚丙締或聚乙締的粘附力。公開(kāi)運(yùn)種PSA的專利包括美國(guó)專利號(hào)4,418，120、4,726,982、4， 988，742和5，028，484，和歐洲公開(kāi)號(hào)303430，其每一個(gè)通過(guò)引用W其全部并入本文。為了提 高粘附力性能，運(yùn)些專利設(shè)及丙締酸相的增粘。許多運(yùn)些專利使UV、網(wǎng)絡(luò)聚合過(guò)程的使用成 為必要。因?yàn)橐恍┦褂盟上愦最?lèi)增粘劑，所W它們將被預(yù)期具有差的UV和氧化穩(wěn)定性。
[0010] 提高粘附的另一種途徑利用兩相系統(tǒng)中丙締酸聚合物和彈性體。有代表性的專利 包括美國(guó)專利號(hào)4,243，500、5,024，880、5,143,972和歐洲公開(kāi)號(hào)349216和352901，其每一 個(gè)通過(guò)引用W其全部并入本文。運(yùn)些專利包括使用UV聚合過(guò)程來(lái)獲得兩相網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樽贤?光對(duì)實(shí)現(xiàn)聚丙締和彈性體中的不飽和性之間的交聯(lián)是必要的。
[0011] 將飽和控大分子單體接枝在丙締酸骨架上將得到由接枝(梳狀)共聚物組成的表 明所有上面提及的期望特性的兩相化合物。運(yùn)些化合物在美國(guó)專利號(hào)5,625,005中描述，其 通過(guò)W其全部引用并入本文。美國(guó)專利號(hào)6，670，417和6，642，298--其通過(guò)引用W其全部 并入本文一一描述了對(duì)在美國(guó)專利號(hào)5,625,005中公開(kāi)的化合物進(jìn)行改進(jìn)。
[0012] 在汽車(chē)制造和類(lèi)似應(yīng)用的背景下，PSA的特別流行的應(yīng)用是用于將車(chē)身側(cè)嵌條、不 受天氣影響的密封橡膠粘合至涂漆表面。待被粘合的材料一一即，熱塑性聚締控ΓΤΡ爐）、 橡膠和汽車(chē)涂料一一是LSE材料。用于粘合運(yùn)些材料的PSA因此通常被增粘和/或增塑。大多 數(shù)情況下，增粘劑和增塑劑(調(diào)節(jié)劑)是不共價(jià)地粘合至PSA聚合物的低分子量材料。調(diào)節(jié)劑 具有對(duì)PSA材料特性的雙倍有益影響，運(yùn)是因?yàn)樗鼈冊(cè)黾恿死肞SA可獲得的粘合強(qiáng)度。
[0013] 在一方面，調(diào)節(jié)劑降低PSA的表面能使得PSA的表面能更好的與襯底的表面能匹 配。表面能的運(yùn)種匹配確保PSA將自發(fā)地傾向于浸濕襯底，從而增加接觸面積。PSA性能調(diào)節(jié) 劑總是由具有類(lèi)似于襯底的溶度參數(shù)的溶度參數(shù)的材料組成。因?yàn)榇徽澈系囊r底由LSE 材料比如?Τ0和涂漆表面組成，所WPSA調(diào)節(jié)劑通常由低溶度參數(shù)材料比如純的控類(lèi)和娃樹(shù) 脂組成。調(diào)節(jié)劑也改變PSA的流變學(xué)或粘彈性特性。它們降低PSA的模量，因此材料傾向于更 好的流動(dòng)，運(yùn)增加了給定量時(shí)間的接觸面積。
[0014] 在泡沫結(jié)構(gòu)的背景下，在泡沫材料的溶度參數(shù)類(lèi)似于PSA性能調(diào)節(jié)劑的溶度參數(shù) 的情況下，PSA性能調(diào)節(jié)劑的使用可具有負(fù)面結(jié)果。PSA添加劑傾向于遷移進(jìn)入泡沫，因?yàn)樵?粘劑和/或增塑劑分子不共價(jià)地粘合至PSA，調(diào)節(jié)劑具有相對(duì)低的分子量，并且調(diào)節(jié)劑具有 類(lèi)似于泡沫的溶度參數(shù)的溶度參數(shù)。該遷移具有W下兩個(gè)負(fù)面結(jié)果:它耗盡性能增強(qiáng)的添 加劑的PSA并且改變泡沫性能特性(即，它使泡沫增粘和/或增塑）。此外，加工助劑和發(fā)泡劑 (起泡劑)常常用在泡沫的制造中。運(yùn)些通常是非共價(jià)結(jié)合的低分子量材料。在粘合劑-泡沫 粘合劑結(jié)構(gòu)中，加工助劑和發(fā)泡劑可從泡沫遷移進(jìn)入粘合劑，在粘合劑中，它們可W通過(guò)W 化學(xué)方法改性材料或者通過(guò)噴霜至粘合劑和襯底的界面從而形成弱的邊界層而潛在地誘 導(dǎo)粘合劑特性的有害的改變。
[0015] 對(duì)于許多應(yīng)用而言，期望在許多先前提及的應(yīng)用中利用雙功能帶。將特別期望提 供包括用于LSE襯底的LSE粘合劑和用于其他襯底的聚丙締壓敏粘合劑二者的雙功能帶。理 想地，運(yùn)種帶和粘合劑結(jié)構(gòu)將解決和/或克服許多或所有提到的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 在一方面，本主題提供了適合用于將物品粘附至目標(biāo)襯底的膠帶。該膠帶可用于 各種應(yīng)用中，包括例如用于將物品粘合至汽車(chē)內(nèi)部或外表面的汽車(chē)應(yīng)用。粘合劑可提供物 品和目標(biāo)襯底之間的大體上永久性粘合。
[0017] 在一方面，本主題提供了當(dāng)粘合至具有低表面能表面的目標(biāo)襯底時(shí)顯示優(yōu)越性能 的膠帶結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)粘附至涂覆有丙締酸基組合物(例如，丙締酸基涂料)的 目標(biāo)襯底時(shí)，膠帶顯示優(yōu)越的粘合性能。
[0018] 在另一方面，本主題提供了當(dāng)不使用底膠粘合至具有低表面能表面的目標(biāo)襯底時(shí) 顯示優(yōu)越性能的膠帶結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)粘附至涂覆有丙締酸基組合物(例如，丙 締酸基涂料)的目標(biāo)襯底時(shí)，膠帶顯示優(yōu)越的粘合性能。
[0019] 在另一方面，本主題提供了雙面的膠帶，即，具有每個(gè)相對(duì)地指向彼此的兩個(gè)暴露 面。膠帶可用于粘附或粘合物品至目標(biāo)襯底。該帶可適合用于將物品粘合至顯示低表面能 的目標(biāo)襯底，其中物品顯示普通的或較高的表面能襯底。因此，帶的一個(gè)粘合面粘合至顯示 普通的或較高的表面能的物品，并且?guī)У牧硪粋€(gè)粘合面粘合至顯示低表面能的襯底。
[0020] 在又另一方面，本主題提供了膠帶，其包括具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第 二表面的忍層(core),布置在第一表面的至少一部分上的第一粘合劑層，和布置在第二表 面的至少一部分上的第二粘合劑層，其中第一和第二粘合劑層的至少一個(gè)包括福射可固化 橡膠基壓敏粘合劑。
[0021] 在某些實(shí)施方式中，第一粘合劑層包括福射可固化橡膠基壓敏粘合劑，并且第二 粘合劑層包括丙締酸壓敏粘合劑。
[0022] 在某些實(shí)施方式中，忍層包括泡沫材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，忍層包括聚締控基泡 沫。在另一實(shí)施方式中，忍層包括丙締酸泡沫。
[0023] 在仍另外的實(shí)施方式中，提供了用于形成膠帶的各種方法。
[0024] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括福射可固化橡膠基粘合劑的泡沫帶粘合至目標(biāo)襯底時(shí)顯示優(yōu)越 的粘合性能。具體而言，當(dāng)具有福射可固化橡膠基粘合劑的帶的側(cè)面粘附至具有低表面能 的表面時(shí)顯示優(yōu)于常規(guī)丙締酸粘合劑的粘附力。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二粘合劑層二者均包括福射可固化的橡膠基壓敏粘 合劑。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施方式中，忍層包括泡沫材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，忍層包括聚締控基泡 沫。在一個(gè)實(shí)施方式中，忍層包括聚乙締泡沫。
[0027] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括福射可固化橡膠基粘合劑的泡沫塑料帶粘合至目標(biāo)襯底時(shí)顯示 優(yōu)越的粘合性能。具體而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)帶結(jié)構(gòu)粘附至具有低表面能的表面時(shí)具有優(yōu)于常 規(guī)丙締酸粘合劑組合物的粘合性能。
[0028] 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本文描述的主題能夠?qū)崿F(xiàn)其它和不同的實(shí)施方式并且其若干細(xì)節(jié)能 夠在不同的方面改變，所有都不背離所要求保護(hù)的主題。因此，附圖和描述將被視為說(shuō)明性 的而不是限制性的。
[0029] 附圖簡(jiǎn)述
[0030] 圖1是根據(jù)本主題的實(shí)施方式的膠帶結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖。
[0031] 圖2是根據(jù)本主題的另一實(shí)施方式的包括膠帶結(jié)構(gòu)的粘合劑物品的示意性側(cè)視 圖。
[0032] 圖3是根據(jù)本主題的另一實(shí)施方式的另