可热脱粘的光学制品的制作方法_3

文档序号:8501034阅读:来源:国知局
剂制品的失效力直接进行测量,但通过以下方法,针对 测试样品的玻璃基底进行建模,所述测试样品包括设置在可热收缩基底上的粘合剂层:使 用测试方法ASTM D3330-90(如在实例部分中所述)的改编版,在室温下使用90°剥离粘 附力,或者使用测试方法ASTM D3330-90(如在实例部分中所述)的改进型式,在100°C下 使用180°剥离粘附力。换句话讲,使用可热收缩基底作为背衬,用粘合剂层制备测试"带 材"。接着,使用玻璃基底进行常规的90°剥离粘附力测试(在室温下)或常规的180°剥 离粘附力测试(在l〇〇°C下)以测量失效力值。通常在室温下进行测试,但也可以在升高的 温度(通常为l〇〇°C )下进行测试。可在升高的温度下进行测试,以在实施过程中模仿粘合 剂制品的失效,因为粘合剂制品的失效是在升高的温度下。使用升高的温度允许粘合剂被 表征为可在室温下没有所需的失效力值,但在更接近实际制品的使用条件(例如在升高的 温度下)下的确具有合适的失效力。这种粘合剂的例子可以是热熔融型粘合剂。这些粘合 剂在室温下可以内聚得相当强力,但在加热时内聚强度显著下降,从而允许在升高的温度 剥离粘附力测试期间发生粘合剂的内聚失效(以下更详细描述的)。
[0070] 正如阈值收缩力是可热收缩膜的特征和可测量物理特性,失效力是粘合剂的特征 和可测量物理特性。应该注意,失效力是只与粘合剂相关联的值,并且是通过上述的剥离粘 附力测试测量的,而不是指由可热收缩基底和粘合剂形成的制品的失效。虽然已发现包含 具有所需阈值收缩力的可热收缩基底和具有所需失效力的粘合剂的构造将根据需要在加 热时脱粘,但失效力测试仅仅是用于表征粘合剂的模型测试。
[0071] 失效力被用作模型测试,因为测试本公开的实际构造要么是非常困难的要么是不 可能的。因为该制品中的一些包含刚性或半刚性的基底,所以常规的剥离粘附力测试无法 直接在这些制品上进行。因此,使用失效力(结合阈值收缩力)确定哪些粘合剂(以及粘 合剂和可热收缩基底的哪些组合)适用于本公开的构造。
[0072] 失效力剥离粘附力值的测定是可用的筛选方法,因为它们与构造中实际观察到的 失效关联,如实例部分中将示出的。然而,必须注意,失效力值只是用于确定粘合剂制品是 否将在加热时脱粘的一个因素。要考虑的其它因素包括可热收缩基底的阈值收缩力、失效 模式(以下更详细讨论的)、以及例如粘合剂制品大小的其它因素。
[0073] 使用失效力值来表征第一粘合剂,因为它是粘合剂制品所需的进而本公开的构造 所需的组合的粘合剂/可热收缩基底的失效,并且各种不同失效模式是可能的。对于通过 本公开的测试方案建模的光学基底/第一粘结而言,主要存在两种失效模式。存在粘合剂 的内聚失效和光学基底/第一粘结的粘附失效。通过下述的失效模式场景对这些失效模式 进行建模。
[0074] 失效力的第一失效模式场景是粘合剂层的内聚失效。在这种失效模式下,当使用 玻璃基底进行标准的90°剥离粘附力测试时,粘合剂内聚地分开,一些粘合剂留在玻璃基 底上,而另一些粘合剂留在可热收缩基底上。这样对以下场景进行建模:在该场景中,构造 中的第一粘合剂在加热期间以内聚方式失效,并且一些粘合剂留在每个光学基底上。
[0075] 失效力的第二失效模式场景是粘结的粘附失效。这意味着,第一粘合剂层的失效 力包括第一粘合剂层与玻璃基底的粘附失效。此失效模式是针对压敏粘合剂的剥离测试中 通常观察到的失效模式。在此失效模式下,没有粘合剂(或基本上没有粘合剂)留在玻璃 基底上,粘合剂存在于可热收缩基底上。这样对以下场景进行建模:在该场景中,构造中的 第一粘合剂在加热期间以粘接方式失效,并且粘合剂中的所有或基本上所有都留在一个光 学基底上,或者在一些实施例中,与光学基底二者的粘附失效并且留下作为没有粘结任一 光学基底的单独层。
[0076] 失效力还应用于第二粘合剂和第三粘合剂(当存在时)。这些粘合剂位于可热收 缩基底的主表面上,因此没有这些粘合剂的失效将抑制可热收缩基底的收缩力。正如第一 粘合剂,对于这些粘合剂,各种失效模式是可能的。至少四种不同的失效模式场景可能用于 产生本公开的粘合剂/可热收缩基底制品的所需失效力值。失效力应用于第一粘合剂层和 第二粘合剂层二者。如果粘合剂层是相同的,则只需要进行一个测试,但如果粘合剂层是不 同的,则测定针对这两个粘合剂层的失效力。因为可变失效模式,所以宽泛范围的粘合剂/ 可热收缩基底组合物是可能的。
[0077] 失效力的第一失效模式场景是粘合剂层的内聚失效。在此失效模式下,当使用玻 璃基底进行标准的90°剥离粘附力测试时,粘合剂以内聚方式分开,并且一些粘合剂留在 玻璃基底上,而另一些粘合剂留在可热收缩基底上。
[0078] 失效力的第二失效模式场景是粘结的粘附失效。这意味着,第一粘合剂层的失效 力包括第一粘合剂层与玻璃基底的粘附失效,第二粘合剂层的失效力包括第二粘合剂层与 玻璃基底的粘附失效。此失效模式是针对压敏粘合剂的剥离测试中通常观察到的失效模 式。在此失效模式下,没有粘合剂(或基本上没有粘合剂)留在玻璃基底上,粘合剂存在于 可热收缩基底上。
[0079] 失效力的第三失效模式场景涉及使用多层可热收缩基底(如上所述)。在此失效 模式场景下,第一粘合剂层的失效力包括剥离多层基底的一些层并且将多层基底的至少一 层保持到第一粘合剂层,第二粘合剂层的失效力包括剥离多层基底的一些层并且将多层基 底的至少一层保持到第二粘合剂层。在此失效模式下,在可热收缩基底的层之间出现失效, 粘合剂保持粘附到玻璃基底连同可热收缩基底的至少一层。
[0080] 失效力的第四失效模式场景是粘合剂/可热收缩基底粘结的失效。在此失效模式 场景下,可热收缩基底被从粘合剂层剥离,从而将粘合剂层留在玻璃基底上。此情况与上述 第三失效模式场景的不同之处在于,在此失效模式场景中,可热收缩基底保持基本上完整。
[0081] 如上所述,这些失效模式场景中的每个是针对实际构造的模型。该模型可用于描 述实际构造,因为模型的失效模式模仿实际粘合剂制品在被加热以引起脱粘时的失效模 式。当加热粘合剂制品时,可热收缩基底的收缩力提供力的输入以引起所需的脱粘。此脱 粘是由失效模式场景之一引起的或者可以是这些失效模式场景的组合。类似地,第一粘合 剂、第二粘合剂和第三粘合剂的失效模式可以是相同或不同的。
[0082]因为失效力可包括各种失效模式,所以根据可热收缩基底的选择和构造脱粘的所 需失效模式,用于第一粘合剂、第二粘合剂和第三粘合剂的广泛的粘合剂选择是合适的。以 下描述几个例示性例子以表明一定范围的可能性,但这些例示性例子绝不是详尽的可能性 列表,提出这些例子是出于例证的目的并且不应该被视为不当地限制本公开。另外,这些例 证描述了第一粘合剂,但类似的例证应用于第二粘合剂和第三粘合剂。
[0083]例如,如果构造的所需失效模式是粘合剂层的内聚失效,则所需粘合剂是内聚性 差的粘合剂。这种粘合剂的例子包括凝胶粘合剂和一些内聚性差的压敏粘合剂和热活化粘 合剂,尤其是热熔融粘合剂。可按各种方法(除了上述的90°剥离粘附力测试外)例如通 过测定粘合剂的剪切保持力来测定内聚强度。另外,如上所述,热熔融粘合剂虽然它们可在 室温下具有高内聚强度,但在升高的温度下具有低内聚强度。粘合剂在升高的温度下流动 必须在升高的温度下具有此内聚强度。
[0084]在一些实施例中,粘合剂制品的所需失效模式是粘合剂-基底粘结的粘附失 效。由于如以下将更详细描述地,粘合剂制品中的许多合适的基底是玻璃基底或其它类 似基底,但通过对玻璃基底的剥离粘附力测试对此失效模式很好地进行建模。通常,针对 此失效模式的合适的粘合剂将对基底具有低粘附性。此低粘附性可以是粘合剂本身的特 征,或者它可通过在基底上使用涂层来制备,以限制粘合剂层对基底的粘附性。这种涂 层更常常与膜基底(如下所述)一起使用,但还可以与刚性和半刚性基底一起使用。例 如,基底可被涂覆有低表面能材料,以降低基底_粘结的粘附性。这种低表面能材料的例 子包括各种防粘涂层。防粘涂层可只应用于基底的部分,以允许在施用和使用粘合剂制 品期间粘合剂有足够的粘附性,但在施加热以及可热收缩基底收缩时,基底-粘结可失 效。另外,防粘涂层可以是例如用在卷制带材产品背面上的材料,以允许带材被卷起并且 保持完整,接着在使用时退绕。这种材料有时被称为低粘附背胶层或LAB。已经开发出 各式各样的LAB与各式各样的粘合剂一起使用。合适的LAB或合适的防粘涂层的例子包 括在美国专利No. 7, 411,020 (Carlson等人)中描述的水基含氟化合物材料、美国专利 No. 5, 753, 346 (Leir等人)中描述的聚硅氧烷防粘涂层、美国专利No. 7, 229, 687 (Kinning 等人)中描述的剥离组合物、美国专利No. 2, 532, Oil (Dalquist等人)中描述的聚乙烯正 烷基氨基甲酸酯、美国专利No. 6, 204, 350 (Liu等人)中描述的水分-可固化材料、和美国 专利No. 5, 290, 615 (Tushaus等人)中描述的有机聚硅氧烷-聚脲共聚物剥离剂。
[0085]可使用的涂层的另一个例子是热敏底漆涂层。这些底漆涂层当应用于基底时可提 供与粘合剂层强力粘附的表面。然而,在施加热时,底漆涂层改变成粘合剂层没有强力粘附 的表面,从而允许基底-粘结失效。例如,因底漆涂层的热降解,可能出现这个情况。
[0086] 如以上讨论的,宽泛范围的光学透明的粘合剂适用作本公开的第一粘合剂。合适 的光学透明的粘合剂的例子包括热活化粘合剂、压敏粘合剂、凝胶粘合剂、固化性粘合剂和 热熔融粘合剂。以下描述了每种粘合剂的例子。
[0087]合适的光学透明热活化粘合剂的例子包括聚乙烯丁缩醛、离聚物、聚烯烃或其组 合。
[0088] 在一些实施例中,粘合剂层至少部分地由聚乙烯醇缩丁醛形成。聚乙烯醇缩丁醛 层可以通过已知的水基或溶剂基缩醛化工艺来形成,在此工艺中,在酸性催化剂存在下,使 聚乙烯醇与丁醛进行反应。在一些情况下,聚乙烯醇缩丁醛层可以包括聚乙烯缩丁醛或者 由聚乙烯缩丁醛形成,所述聚乙烯缩丁醛可以商品名"BUTVAR"树脂从密苏里州圣路易斯的 首诺有限公司(SolutiaIncorporated,ofSt.Louis,M0)商购获得。
[0089]在一些情况下,可以通过将树脂和(任选的)增塑剂混合并使混合的制剂通过片 材模具挤出而制备聚乙烯醇缩丁醛层。如果包括增塑剂的话,聚乙烯缩丁醛树脂可以包括 每百份树脂约20至80份、或者可能约25至60份增塑剂。适用的增塑剂的例子包括多元酸 酯或多元醇酯。适合的增塑剂为二(2-乙基丁酸)三甘醇酯、二(2-乙基己酸)三甘醇酯、三 甘醇二庚酸酯、四甘醇二庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯环己酯、己二酸 庚酯和己二酸壬酯的混合物、己二酸二异壬酯、己二酸庚酯壬酯、癸二酸二丁酯、如油改性 的癸二酸醇酸树脂(sebacic alkyd)之类的聚合物增塑剂、以及如美国专利No. 3,841,890 所公开的磷酸酯和己二酸酯的混合物以及如美国专利No. 4, 144, 217所公开的己二酸酯。 [0090]合适的离聚物粘合剂的例子是"离子性树脂"。离子性树脂是乙烯和不饱和羧酸的 共聚物,其中共聚物中的酸性基团的至少一部分被中和成酸的盐形式。适用于本公开的离 子性树脂的挤出片材可以商品名" SENTRYGLASS PLUS"从特拉华州威尔明顿的杜邦化学公 司(DuPont Chemicals, Wilmington, DE)商购获得。
[0091]合适的聚烯烃粘合剂的例子包括乙烯/a_烯烃共聚物。如本文所用,术语"乙烯/a-烯烃共聚物"是指包含通过乙烯与直链a-烯烃单体的催化低聚反应(即聚合成低分 子量产物)而制得的一类烃的聚合物。乙烯/a_烯烃共聚物可例如用例如茂金属催化剂的 单中心催化剂或例如齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂和菲利普(Phillips)催化剂 的多中心催化剂制备。直链a-烯烃单体通常为1-丁烯或1-辛烯,但可在C3至C20直链、 支链或环状a-烯烃的范围内。a-烯烃可以为支链的,但是只有在支链至少处于双键的a 位时方可,例如3-甲基-1-戊烯。C3-C20a-烯烃的例子包括丙烯、1- 丁烯、4-甲基-1- 丁 稀、1-己稀、1-辛稀、1-十二碳稀、1-十四碳稀、1-十六碳稀和1-十八碳稀。a-稀径还 可以含有环状结构,例如环己烷或环戊烷,从而产生例如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己 烷)和乙烯基环己烷的a-烯烃。尽管不是该术语的经典意义内的a-烯烃,但是出于本 发明的目的,例如降冰片烯及相关烯烃的某些环状烯烃为a-烯烃并且可以使用。类似地, 出于本发明的目的,苯乙烯及其相关烯烃(例如a-甲基苯乙烯)为a-烯烃。然而,出于 本发明的目的,丙烯酸和甲基丙烯酸及其各自的离聚物以及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯不是 a-烯烃。示例性的乙烯/a-烯烃共聚物包括乙烯/I- 丁烯、乙烯/I-辛烯、乙烯/I- 丁 烯/I-辛烯、乙烯/苯乙烯。聚合物可以为嵌段聚合物或无规聚合物。示例性的可商购获 得的低结晶乙烯/a_烯烃共聚物包括按以下商品名销售的树脂:购自陶氏化学公司0)〇w ChemicalCo.)的"ENGAGE"乙烯/I-丁烯和乙烯/I-辛烯共聚物以及"FLEX0MER"乙烯 /I-己烯共聚物;以及均匀支链的、基本上直链的乙烯/a-烯烃共聚物,例如购自三井石化 有限公司(MitsuiPetrochemicalsCompanyLimited)的 "TAFMER" 和购自埃克森美孚公 司(ExxonMobilCorp.)的"EXACT"。如本文所用,术语"共聚物"是指由至少2个单体制成 的聚合物。
[0092]在这些实施例中的一些中,乙烯/a-烯烃共聚物的a-烯烃部分包含四个或更多 个碳。在一些实施例中,乙烯/a_烯烃共聚物为低结晶乙烯/a_烯烃共聚物。如本文所 用,术语"低结晶"意指小于50重量%的结晶度(根据ASTMF2625-07中所公开的方法)。 在一些实施例中,低结晶乙烯/a-烯烃共聚物为丁烯a-烯烃。在一些实施例中,低结晶 乙烯/ a -烯烃共聚物的a-烯烃具有4个或更多个碳。
[0093] 在一些实施例中,低结晶乙烯/a-烯烃共聚物的DSC峰值熔点为小于或等于 50°C。如本文所用,术语"DSC峰值熔点"是指在氮气吹扫下通过DSC测定为在DSC曲线下 具有最大面积的峰值的熔点(10° /min)。
[0094] 合适的光学透明压敏粘合剂的例子包括基于天然橡胶、合成橡胶、苯乙烯嵌段共 聚物、聚乙烯醚、丙烯酸类树脂、聚a-烯烃、氨基甲酸酯或脲的那些。
[0095] 可用的天然橡胶压敏粘合剂通常含有素炼天然橡胶、每100份天然橡胶25份至 300份的一种或多种增粘树脂以及通常有0. 5至2. 0份一种或多种抗氧化剂。天然橡胶 的等级范围可以从浅色苍铍胶等级到颜色较深的棱形烟胶片,并且此类实例包括(例如) CV-60 ( -种可控粘度的橡胶等级)和SMR-5 ( -种棱形烟胶片橡胶等级)。
[0096] 与天然橡胶一起使用的增粘树脂通常包括但不限于木松香及其氢化衍生物;各 种软化点的萜烯树脂和基于石油的树脂,例如得自埃克森(Exxon)的"ESC0REZ 1300"系 列的C5脂族烯烃衍生树脂,以及得自赫尔克里公司(Hercules,Inc.)的"PICCOLYTE S" 系列的聚萜烯。可使用抗氧化剂来延迟对天然橡胶的氧化侵蚀,氧化侵蚀可能导致天然 橡胶粘合剂的内聚强度损失。可用的抗氧化剂包括但不限于胺类,例如N-N'二-0-萘 基-1,4-苯二胺,以商品名"AGERITE D"购得;酚类,例如2,5_二-(叔戊基)对苯二酚, 以商品名"SANTOVAR A"从孟山都化学公司(Monsanto Chemical Co.)购得;四[亚甲 基-3-(3',5' -二-叔丁基-4' -羟基苯基)丙酸酯]甲烧,以商品名"IRGAN0X 1010"从汽 巴-嘉基公司(Ciba-Geigy Corp.)购得;以及2-2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚), 以商品名抗氧化剂2246购得;以及二硫代氨基甲酸酯,例如二硫代二丁基氨基甲酸锌。可 针对特殊用途向天然橡胶粘合剂中添加其他材料,其中添加物可包括增塑剂、颜料和用于 部分地硫化压敏粘合剂的固化剂。
[0097] 另一类可用的压敏粘合剂是包括合成橡胶的那些。这种粘合剂通常为橡胶状弹性 体,其为自发粘或非发粘的,并且需要增粘剂。
[0098]自发粘合成橡胶压敏粘合剂包括,例如丁基橡胶(异丁烯和小于3 %的异戊二烯 的共聚物)、聚异丁烯(一种异戊二烯均聚物)、聚丁二烯(例如"TAKTENE 220 BAYER")或 苯乙烯/ 丁二烯橡胶。丁基橡胶压敏粘合剂通常包含抗氧化剂,例如二丁基二硫代氨基甲 酸锌。聚异丁烯压敏粘合剂通常不含抗氧化剂。合成橡胶压敏粘合剂(通常需要增粘剂) 也通常更容易进行熔融加工。它们包含聚丁二烯或苯乙烯/ 丁二烯橡胶、从10份至200份 增粘剂和通常从〇. 5至2. 0份/100份橡胶的抗氧化剂,例如" IRGAN0X 1010"。合成橡胶的 实例是"AMERIP0L 1011A",一种购自古力德公司(BF Goodrich)的苯乙烯/ 丁二烯橡胶。 可用的增粘剂包括松香衍生物如"F0RAL 85"(一种得自赫尔克里公司(Hercules, Inc.)的 稳定化松香酯)、得自天纳克公司(Tenneco)的"SN0WTACK"系列松香,以及得自塞尔瓦化 学公司(Sylvachem)的"AQUATAC"系列妥尔油松香;以及合成烃树脂,如得自赫尔克里公司 (Hercules, Inc.)的"PICC0LYTE A"系列聚萜烯、"ESC0REZ 1300"系列CJ旨族烯烃衍生的树 脂、"ESC0REZ 2000"系列C9芳族/脂族烯烃衍生的树脂和聚芳族C9树脂,如得自赫尔克里 公司(Hercules, Inc.)的"PICC0 5000"系列芳香烃树脂。可针对特殊用途添加其他材料, 包括氢化丁基橡胶、颜料、增塑剂、液体橡胶(例如购自埃克森公司(Exxon)的"VISTANEX LMMH"聚异丁烯液体橡胶)和部分地硫化粘合剂的固化剂。
[0099] 苯乙烯嵌段共聚物压敏粘合剂通常包括A-B或A-B-A型弹性体,其中A表示热 塑性聚苯乙烯嵌段,B表示聚异戊二烯、聚丁二烯或聚(乙烯/ 丁烯)的橡胶态嵌段。可 用于嵌段共聚物压敏粘合剂中的各种嵌段共聚物的例子包括直链、放射状、星形和递变苯 乙烯-异戊二烯嵌段共聚物,例如购自壳牌化学公司(Shell C
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