可热脱粘的光学制品的制作方法

可热脱粘的光学制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及可包含粘结的光学制品，可通过热使所述粘结脱粘。
【背景技术】
[0002] 粘合剂已用于各种标记、固定、保护、密封和掩蔽用途。粘合带材通常包括背衬 (也称基底）以及粘合剂。一种类型的粘合剂一一压敏粘合剂（PSA)对许多应用而言是尤 其优选的。
[0003] PSA为本领域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：（1)有力而持久的粘着力；（2)不超过指压的附着性；（3)具有足够固定到粘合体上的 能力；以及（4)从粘合体被干净地移除的足够的内聚强度。已发现能够作为PSA良好地发 挥作用的材料为聚合物，该聚合物被设计并配制成表现出所需的粘弹性，从而使得粘着性、 剥离粘合性以及剪切强度达到所需的平衡。用于制备PSA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）、和各种（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（其为固有发粘的）之外，这些聚合物通常与适当增粘树脂共混以使它们为 压敏的。
[0004] 描述了具有热响应性的各种粘合剂制品。这意味着，在向粘合剂制品施加热时，产 生响应。在一些制品中，响应将形成粘结，在其它情形下，响应将粘结断开。一般来讲，描述 了四种类型的这种制品。第一组是应用向粘合剂制品施加热以形成粘结的制品。引用的第 二组是所谓的加工带材，其中带材被施用于基底以进行一个或多个加工步骤，然后被去除。 第三组包括引用粘合剂制品，其中在粘合剂中存在添加剂，该粘合剂为热响应性的。第四组 包括包含热响应材料（聚合物材料或金属材料）的制品。
[0005] 第一组的例子是欧洲专利公布No. 1，130, 070,其描述了用于容器的可热收缩膜 或标签，其中通过以下方法来附连标签或膜：a)用辐射固化性粘合剂涂布可热收缩膜或标 签；b)将膜或标签施用于容器；c)辐射固化所述粘合剂；以及d)加热容器以收缩膜或标 签，以将它永久性地附连到容器。
[0006] 第二组加工带材的例子包括一系列美国专利公布No. 2008/0131634、 No. 2010/0252185和No. 2010/0279491 (均授予Kiuchi等人）。这些参考文献描述了自卷的 被粘合剂涂覆的片材和带材。这些片材和带材包括可收缩膜层，可收缩膜层在将卷收缩于 自身时造成剥离地脱离片材和带材所粘附的基底。美国专利No. 7, 063, 765 (Kudo等人）描 述了用于晶片切片的加工带材，在该加工带材中存在粘合剂层，其中可通过化学反应降低 粘合剂层的粘附性。描述了加工晶片制品的方法，该晶片制品包括片材，该片材顺序地包含 第一基底、第一粘合剂层、第二基底和第二粘合剂层，其中将片材附连到晶片，将晶片切片， 通过降低第一粘合剂层的粘附性来去除第一基底和第一粘合剂层，将晶片划分成多个芯片 并且通过降低第二粘合剂层的粘附性来去除第二基底和第二粘合剂层。PCT公开No. TO 98/55280描述了饰面带材，该带材可用于在层合过程之前和期间保持多个木质饰面基底相 互是固定关系并且在层合过程之后能被干净地从基底去除。带材背衬可包括可热收缩膜。
[0007] 其中粘合剂包含热响应添加剂的第三组粘合剂制品的例子包括美国专利公布 No. 2009/0053478 (Sakashita)，该公布描述了在膜形成基底上形成的功能膜。制备该功能 膜的方法包括：a)在基底上形成电磁波吸收层；b)通过使用在加热时形成气体的无机材 料，在电磁波吸收层上形成分离层；c)形成包含功能膜的将被剥离的层；以及d)向电磁波 吸收层施加电磁波，以降低将被剥离的层和基底之间的粘结强度。另一个例子是PCT公开 No. W0 00/40648,该公开描述了可热脱粘的粘合剂组合物。可热脱粘的粘合剂组合物包括 可固化树脂和可热膨胀无机材料。
[0008] 第四组粘合剂制品的例子包括热响应材料。美国专利公布 No. 2011/0281045 (Goubard等人）描述了例如标签的多层制品，该多层制品包括热熔融压 敏粘合剂层、可包含可热收缩材料的可印刷支撑层、和保护层。标签可通过浸没在热碱性水 性溶液中而被去除。美国专利No. 5,441，810(Aizawa等人）描述了粘合剂片材，该片材包 括带有橡胶状弹性层、可热膨胀层和粘合剂层的基底。热响应制品中的一些包含被描述为 形状记忆聚合物的材料。形状记忆聚合物是形成为一个形状，变形成第二形状并且在施加 热时恢复其原始形状的材料。美国专利No. 5, 888, 650 (Calhoun等人）描述了带有以下物 质的温度响应粘合剂制品：a)温度响应载体；和b)涂布在载体的至少一部分上的热形态压 敏粘合剂。所述制品具有宽泛的粘结和脱粘特性范围。美国专利No. 6, 773, 535 (Wetzel) 描述了分离粘结系统，该系统包括两个相对的刚性粘合体和变形的形状记忆合金元件，形 状记忆合金元件设置在两个刚性粘合体的面向表面之间并且粘结于两个刚性粘合体的面 向表面。形状记忆合金构件发生机械应变，以形成变形后的形状记忆合金构件。温度被升 高至足以将变形后的形状记忆合金构件转化为复原形状，从而减弱与两个刚性粘合体的粘 结。美国专利公布No. 2010/0316845 (Rule等人）描述了粘合剂制品，该制品包含形状记忆 聚合物背衬并且在施加热的情况下能与基底或粘合体脱粘。2011年7月19日提交的、名称 为"DEB0NDABLE ADHESIVE ARTICLE AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME"（可脱 粘粘合剂制品及其制备和使用方法）的美国专利申请序列号61/509250描述了可脱粘粘合 剂制品，该制品在其中包括多个狭缝的形状记忆聚合物片材的相对面上包括粘合剂层。可 以通过将制品加热至等于或高于形状记忆聚合物片材的转变温度的温度使制品脱粘。

【发明内容】

[0009] 本文公开了可热脱粘的粘合剂制品、由这些可热脱粘的粘合剂制品制成的光学制 品以及制备并加热脱粘光学制品的方法。
[0010] 在一些实施例中，制品包括第一光学基底、第二光学基底和粘合剂制品，所述第一 光学基底具有第一主表面、第二主表面和至少一个边缘，所述第二光学基底具有第一主表 面和第二主表面以及至少一个边缘，所述粘合剂制品设置在第一光学基底和第二光学基底 之间。粘合剂制品包括第一光学透明的粘合剂和可热收缩基底，第一光学透明的粘合剂具 有第一主表面和第二主表面，可热收缩基底具有第一主表面和第二主表面，其中可热收缩 基底邻近第一光学透明的粘合剂，并且还邻近第一光学基底的第二主表面的边缘并邻近第 二光学基底的第一主表面的边缘。第一光学透明的粘合剂的第一主表面设置在第一光学基 底的第二主表面上，使得第一光学透明的粘合剂设置在第一光学基底的第二主表面的大部 分表面区域上，并且设置在第二光学基底的第一主表面上，使得第一光学透明的粘合剂设 置在第二光学基底的第一主表面的大部分表面区域上。第一光学透明的粘合剂具有每英寸 〇? 1克至85克（0? 039-3. 3N/dm)的失效力，其中失效力通过以下方法来测定：测量制品对 玻璃基底在室温下的90°剥离粘结强度或在100°C下的180°剥离粘附力，所述制品包括 第一光学透明的粘合剂和可热收缩基底。可热收缩基底并非设置在第一光学基底或第二光 学基底的大部分表面区域上。可热收缩基底的至少一部分具有每英寸至少100克（3. 85N/ dm)的阈值收缩力。
[0011] 另外描述了制备和使用光学制品的方法。在一些实施例中，该方法包括制备多层 制品。制备多层制品包括提供第一光学基底、提供第二光学基底、在第一光学透明的基底 的第二主表面上形成粘合剂制品、以及在粘合剂制品上设置第二光学基底，所述第一光学 基底具有第一主表面和第二主表面以及至少一个边缘，所述第二光学基底具有第一主表面 和第二主表面以及至少一个边缘。形成粘合剂制品包括在第一光学基底的第二主表面上 邻近第一光学基底的边缘设置可热收缩基底、以及在第一光学基底的第二主表面的大部分 表面区域上邻近可热收缩基底设置第一光学透明的粘合剂，使得第一光学透明的粘合剂 形成与第一光学基底的粘结。可热收缩基底具有第一主表面和第二主表面以及每英寸至 少100克（3. 85N/dm)的阈值收缩力。第一光学透明的粘合剂具有每英寸0. 1克至85克 (0. 039-3. 3N/dm)的失效力，其中所述失效力通过以下方法来测定：测量制品对玻璃基底 在室温下的90°剥离粘附力或在100°C下的180°剥离粘附力，所述制品包括所述第二粘 合剂或所述第三粘合剂、以及所述可热收缩基底。第二光学基底设置在粘合剂制品上，使得 第二主基底的边缘邻近可热收缩基底的第二主表面，并且第一光学透明的粘合剂设置在第 二光学基底的第一主表面的大部分表面区域上，使得第一光学透明的粘合剂与第二光学基 底形成粘结。在一些实施例中，该方法还包括向所制得的多层制品施加足以引起可热收缩 基底中发生收缩的热。在一些实施例中，此收缩造成第一光学透明的粘合剂与第一光学基 底的粘结的失效、第一光学透明的粘合剂与第二光学基底的粘结的失效、或这两个粘结的 失效。
【附图说明】
[0012] 参照以下结合附图对本发明各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本专利申 请。
[0013] 图1示出根据本公开的一个实施例的可热收缩制品的剖视图。
[0014] 图2A示出根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0015] 图2B示出热收缩之后图2A的多层光学制品的剖视图。
[0016] 图3A示出根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0017] 图3B示出热收缩之后图3A的多层光学制品的剖视图。
[0018] 图4A示出根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0019] 图4B示出热收缩之后图4A的多层光学制品的剖视图。
[0020] 图5示出根据本公开的一个实施例的光学制品的顶视图。
[0021] 图6示出根据本公开的一个实施例的光学制品的顶视图。
[0022] 图7示出根据本公开的一个实施例的光学制品的顶视图。
[0023] 图8示出根据本公开的一个实施例的光学制品的顶视图。
[0024] 在以下对图示实施例的描述中，参照了附图，并通过举例说明的方式在这些附图 中示出在其中可以实施本发明的多种实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下， 可以利用实施例并且可以进行结构上的改变。附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标 号是指类似组件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的组件并非意图限制在另一 附图中以相同标号标记的组件。
【具体实施方式】
[0025] 通常，粘合剂制品包括通过粘合剂层而粘结的两个粘合体。粘合体可以是各式各 样的基底，包括膜、板、制品表面、墙壁、地板、窗户等。粘合体可以是柔性的、刚性的、半刚性 的、连续的或不连续的。类似地，粘合剂层可以是压敏粘合剂层、固化性粘合剂层等，可以相 对厚或薄以及连续或不连续。
[0026] 传统上，仅仅利用粘合剂层在两个粘合体之间形成粘结。在这些情形下，粘着力、 剥离粘附力和剪切强度的典型粘合性能是这些粘合剂的关键参数。然而，粘合剂（特别是 压敏粘合剂）在例如医学、电子和光学行业的领域中的使用正不断增加。除了常规的粘着 力、剥离粘附力和剪切强度之外，这些行业的需求对压敏粘合剂寄予了额外的要求。例如， 光学行业对粘合剂寄予了光学透明度和稳定性要求（例如随时间推移且暴露于温度时不 黄变），尤其是如果粘合剂层处于光学路径中。已经开发出各种粘合剂来解决这些日益增加 的性能要求。通常，这些努力已经导致粘合剂与各式各样的基底形成非常强的粘结。
[0027]虽然为了开发提供较强粘结、与更宽泛范围的基底的粘结并且具有各种额外特性 (例如耐候性、光学透明度等）的粘合剂付出了很大的努力，但对于脱粘粘合剂的开发付出 的努力相对极小。提供强力耐用粘结的粘合剂的有利特征中的许多还可使得难以且代价 高地分开这些粘结。由于粘合剂被设计成将粘合体有效地彼此粘结，因此在期望分开粘结 (例如，更换或修复粘结的粘合体）的情形下，粘合剂自然会抵抗其去除。非刚性粘合体可 经常通过将粘合体与粘合剂剥离或者通过将粘合体/粘合剂层与它们所粘结的粘合体剥 离来去除。然而，对于刚性或半刚性基底，通过剥离机构进行这种去除会受到阻挠。考虑 例如安全玻璃的典型面板。在许多情形下，这个相对简单的光学透明制品实际上是多层制 品，该制品包括两个玻璃片、两个光学透明的粘合剂层和光学透明膜。通常，制品具有以下 构造：玻璃/粘合剂/膜/粘合剂/玻璃。如果需要分开这个制品以修复或更换基底中的 一个或多个，则无法将玻璃基底从粘合剂剥离或将粘合剂/玻璃制品从膜剥离。不管粘合 剂层的粘合强度如何，都造成这个困难，因为整个制品抵抗剥离。例如在生物学课堂中将水 滴滴在两个显微镜载玻片之间的任一个学生都观察到了这个效应的例子。尝试剥离两个载 玻片（即使它们只因水的表面张力而保持在一起）通常是无效的，并且载玻片必须得滑开 (剪切力）。当使用粘合剂将两个刚性或半刚性基底粘附在一起时，这个效应更强得多。
[0028] 因此，期望得到可热脱粘的粘合剂制品。如本文所用，术语"可热脱粘"是指粘合剂 制品在施加热时经受粘结的变化，使得可从粘合剂层去除粘合体之一或二者。可热脱粘的 粘合剂层允许粘合剂层具有将粘合体保持在一起的可用使用期限并且还允许去除粘合体， 以允许被粘附基底在受损时或者在制品的可用使用寿命结束时被回收或修复。
[0029] 在本公开中，表现了一种粘合剂制品，该粘合剂制品可被放置在构造内，尤其是光 学构造内，并且虽然只存在于构造的一小部分上，却可赋予这些构造可热脱粘性。粘合剂制 品利用可热收缩基底和一个或多个具有所需特性的邻近粘合剂层的组合，以实现可热脱粘 制品。另外，在可热收缩基底上可存在一个或多个粘合剂层，以将可热收缩基底粘附到构造 的其它组件。在这些制品中，可热收缩基底的收缩力为构造提供热脱粘力。
[0030] 本公开的可热脱粘制品的附加优点是，通过使用可热收缩基底在制品中引起脱 粘，通过加热造成制品中的永久改变。换句话讲，一旦制品被加热并且可热收缩基底已经收 缩，制品在冷却时就不返回其预热状态。这允许制品例如在烘箱中被加热，然后被冷却和拆 开。制品不一定趁热被拆开。这与例如以下系统相反，在这种系统中，粘合剂层为热敏的， 并且在加热时丧失其粘附强度，但在冷却后恢复其粘附强度。具有这种类型的粘合剂系统 的制品趁热一定被拆开。趁热拆开制品的步骤不仅是不方便的，而且对于进行拆开的人员 有可能是危险的，甚至会是不可能的。例如，如果制品被放在传送带上并且通过烘箱，则可 能不可以触及制品并且在它们冷却之间拆开它们。相比之下，本公开的制品通常可被热脱 粘，然后在冷却之后被拆开。
[0031] 除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物 理特性的数值均应理解成由术语"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内容所寻求获得的所需特性而改变。通过端值表示的数值范围包括该 范围内的所有数字（如，1到5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5)以及该范围内的任何范 围。
[0032] 如本说明书以及所附权利要求中所用，单数形式"一个/ 一种"和"所述"都涵盖具 有多个指代物的实施例，除非该内容另外明确指出。例如，提及"一层"涵盖了具有一层、两 层或更多层的实施例。如本说明书以及所附权利要求书中所用，术语"或"一般以包含"和 /或"的含义使用，除非该内容有另外清楚的表述。
[0033] 如本文所用，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。粘合剂的例子为热活化粘合剂和压敏粘合剂。
[0034]热活化粘合剂在室温下是非发粘的，但在高温下将变得发粘且能够粘合至基底。 这些粘合剂的Tg (玻璃化转变温度）或熔点（Tm)通常高于室温。当温度升高超过Tg或Tm 时，储能模量通常会降低并且粘合剂变成发粘的。玻璃化转变温度（Tg)通常使用差示扫描 量热法（DSC)进行测量。
[0035] 本领域中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在内的特 性：（1)有力而持久的粘着力；（2)不超过指压的附着性；（3)固定到粘合体上的足够的能 力；以及（4)从粘合体被干净地移除的足够的内聚强度。已经发现适于用作压敏粘合剂的 材料为这样的聚合物，其经过设计和配制以表现出必需的粘弹性，从而导致粘着力、剥离粘 附力和剪切保持力之间达到所需的平衡。得到适当的性质平衡的过程不是一个简单的过 程。
[0036] 术语"烷基"是指烷烃的一价基团，所述烷烃为饱和烃。烷基可以是直链的、支链 的、环状的或其组合，并且通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，烷基含有1至18 个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。烷基的例子包括但不限于： 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。
[0037] 术语"芳基"是指芳族的和碳环的一价基团。芳基可以具有一至五个连接到 或稠合到芳环的环。其他环结构可以是芳香性的、非芳香性的、或其组合。芳基的例子 包括但不限于：苯基、联苯基、三联苯基、蒽基（anthryl)、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基 (anthracenyl)、花基、花基和荷基。
[0038] 术语"亚烷基"是指作为烷烃基团的二价基团。亚烷基可以是直链的、支链的、环 状的或其组合。亚烷基经常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，亚烷基包含1至18 个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。亚烷基的基团中心可以在 同一碳原子（即烷叉基）上或不同碳原子上。
[0039] 术语"杂亚烷基"是指包含至少两个通过硫基、氧基或-NR-连接的亚烷基的二价 基团，其中R为烷基。杂亚烷基可以是直链的、支链的、环状的、由烷基取代或其组合。某些 杂亚烷基为聚氧化烯，其中杂原子为氧，例如_CH2CH2 (0CH2CH2)n0CH2CH2-。
[0040] 术语"亚芳基"是指呈碳环和芳环的二价基团。这种基团具有一至五个相连、稠合 或其组合的环。其他环可以是