具有光吸收性能的用于生产或粘结液晶显示器的双面压敏胶带的制作方法

专利名称：具有光吸收性能的用于生产或粘结液晶显示器的双面压敏胶带的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多层载体结构和吸光性能的、用于生产或粘结液晶显示器(LCD)的双面压敏胶带。
工业化时代中，压敏胶带是普遍使用的加工辅助物。特别是在计算机工业中的应用，对压敏胶带提出了非常严格的要求。除了具有低除气性之外，压敏胶带应当适合于应用在宽的温度范围内以及应当满足一定的光学性能。
应用领域之一是计算机、电视、膝上型电脑、PDA、手机、数字照相机等需要的液晶显示器领域。
在本领域，LC显示器中经常使用具有光吸收功能的称为隔离胶带(spacer tape)的那些胶带。在一方面，其目的是防止外来光进入显示器。另一方面，用于使来自LC显示器光源的光不透到外部。

图1示出了这类LC模块的一个实例。
主要附图标记如下1 LCD玻璃2 双面黑胶带3 压敏胶粘剂4 光源(LED)5 光束6 双面胶带7 光波导8 反射膜9 LCD框架10 胶带的黑色吸收面11 白色反射面12 可见区13 “盲”区目前，具有更高分辨率和更大LC显示器的更轻的电子装置是业界的发展趋势。与该趋势相关的是使用更强及更加有效的光源，这又对胶带的光吸收性能提出了更高要求。
通常，在该应用中使用双面黑色胶带。存在大量用于生产这些胶带和其所要载体的方法。
制备黑色双面压敏胶带的一种方法在于载体材料的着色。在电子工业中，由于其很好的可冲切性，非常优选使用具有聚酯膜载体(PET)的双面压敏胶带。为了实现光吸收，可以使PET载体用炭黑或其他黑色颜料着色。这类体系目前可以购买的为，例如tesaTM51965。
现有方法的缺点在于光吸收水平低。在很薄的载体层中，可能仅仅混入相对少量的炭黑或其他黑色颜料的颗粒，结果光的吸收不完全。用眼观察，以及在相对强的光源下(在大于600堪的亮度下)，则可以确定不足的吸收。
制备黑色双面压敏胶带的另一方法涉及借助于共挤出制备双层或三层载体材料。载体膜一般通过挤出制成。作为共挤出的结果，与常规的载体膜一起，共挤出另一黑色层以及还挤出任选第三黑色层，实现光吸收的功能。该方法也具有多种缺点。例如，为了挤出必须使用抗粘连剂，其在产物中造成称作针孔的情况。这些针孔是光学点缺陷(光穿过这些孔)而且不利地影响LCD中的机能。
层厚度造成另外的问题，因为两层或三层首先在模具中独立地成型，因此总的说来可能只是获得相对较厚的载体层，结果膜变得相对较厚和不易弯曲，因此其对有待粘合的表面的顺应性差。此外，黑色层同样必须相对较厚，因为否则不可能实现完全的吸收。另一缺点在于载体材料被改变的机械性能，因为至少一层黑色层是共挤出的，其机械性能与初始载体材料(如纯PET)的机械性能不同。双层形式的载体材料的另一缺点在于胶粘剂对共挤出载体材料的锚固不同。在这种形式的情况下，双面胶带中总是存在薄弱点。
另一种方法中，将黑色着色的涂层涂布到载体材料上，该涂布可以在该载体上单面或双面地进行。该方法也有多种缺点。一方面，这里也容易形成缺陷(针孔)，其在膜挤出操作期间由抗粘连剂引起，也不能外部涂覆。对于在液晶显示器中的最终应用，这些针孔是不能接受的。此外，最大吸收性能不符合要求，因为可能只是施加相对较薄的涂膜。这里同样地，对于层厚度存在上限，因为否则载体材料的机械性能会遭受改变。
在LC显示器的开发中有着一种发展趋势。一方面，液晶显示器要变得更轻以及更扁平，而且对于分辨率不断提高的日益增大的显示器有着增加的需求。
为此，显示器的设计已经改变，因此光源与LCD面板靠得越来越近，结果越来越多的光从外部穿透到LCD面板边缘区域(“盲区”)(参见图1)中的风险增加。因此，在这种发展下，对双面胶带的遮掩性能(遮蔽性能)所提出的要求也在提高，由此需要新的方法制备黑色胶带。
下面列出了现有技术中的另外一些专利。
JP 2002-350612描述了具有光防护性能的用于LCD面板的双面胶带。借助于施加在载体膜一面或两面上的金属层实现该功能，另外，载体膜也可以是已经着色的。然而，该发明仅仅试图通过载体膜的双面金属化来平衡针孔的成因。用该方法无法实现无针孔。
JP 2002-023663同样描述了具有光防护性能的用于LCD面板的双面胶带。这里同样地，借助于施加在载体膜一面或两面上的金属层实现该功能。此外，在该文献中还描述了有色的胶粘剂。与JP 2002-350612类似，该专利也仅仅试图通过载体膜的双面金属化来平衡针孔的成因。
因此，对于LCD的粘结以及对于其生产，仍然需要没有上述不足之处或者这些不足之处有所克服的双面PSA带。
由此本发明的目的在于提供一种双面压敏胶带，其能够尽可能避免针孔，能够完全吸收光线。
在本发明的范围内，已经意外地发现借助于黑色着色组合物、特别是借助于使用特定的炭黑，可以制成上述胶带。特别惊讶的是，即使在该组合物很低的施用水平下，也可实现完全的黑色着色，使得双面胶带不含针孔，同时保持工业粘合性能以及对于LCD模块生产的适用性。
因此，本发明涉及压敏胶带，特别是用于光学液晶显示器(LCD)的生产或粘结的压敏胶带，其具有顶面和底面，其进一步包含具有顶面和底面的载体膜，所述压敏胶带在顶面和底面上都布置有压敏胶粘剂层，以及使所述压敏胶带至少一面上的压敏胶粘剂层着色成黑色。
如果压敏胶带两面上的压敏胶粘剂层都着上黑色，这是特别有利的。
一层有色压敏胶粘剂层或两层有色压敏胶粘剂层的黑色着色优选是通过压敏胶粘剂组合物中存在的碳黑而获得的。
以下列出的是本发明特别有利的实施方案，不希望由于所述实例的选择而强加任何不必要的限制。
本发明的压敏(PSA)胶带特别包括多层载体材料和两种相同或不同的压敏胶粘剂组合物。
在图2的实施方案中，本发明的PSA带由以下组成载体膜层(a)，透明PSA层(b)，和不透明的黑色PSA层(b’)，特别是用炭黑着色。
在本发明的另一优选实施方案中，本发明的PSA带具有图3所示的产品构造。这里，该双面PSA带由以下组成载体膜(a)，和两个不透明的黑色PSA层(b’)，特别是用炭黑着色。
在图4显示的本发明的实施方案中，双面PSA带由以下组成载体膜(a)，金属反射层(c)，透明压敏胶粘剂层(c)，和两个不透明的黑色PSA层(b’)，特别是用炭黑着色。
图5显示本发明的另一实施方案，其中双面PSA带其由以下组成载体膜(a)、两个金属反射层(c)和两个不透明的黑色PSA层(b’)，特别是用炭黑着色。
本发明的PSA带可以进一步具有如下特征载体膜(a)优选为5-250μm，更优选8-50μm，非常优选12-36μm厚，非常优选为透明的或半透明的，或者由于例如着色而具有低的透光率。
层(c)有金属光泽而且反光。为制造层(c)，对膜(a)用金属在一面或两面上蒸汽涂布，诸如用铝或银。层(c)的厚度优选为5nm-200nm。
PSA层(b)和(b’)优选各自具有为5μm-250μm的厚度。双面PSA带中单个的层(b)、(b’)和(c)在厚度上可以不同，以使得例如可以施加厚度不同的PSA层，但是所述层中的一些或全部也可以具有相同厚度，以使得例如胶带的两面也可以有利地带有相等厚度的PSA层。
载体膜(a)作为膜载体，原则上可以使用所有的膜状聚合物载体，特别有利地使用透明的那些。对于提供金属反射层的实施方案，透明度是特别优选的。
例如，可以使用(透明或不透明的)聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸酯、氟化的聚合物膜等。在一种特别优选的形式中，使用聚酯膜，更优选PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜。所述膜可以是松弛形式或者可以具有一个或多个优先方向(preferential directions)。优先方向通过在一个或两个方向上拉伸获得。对于PET膜的制造过程，例如可以使用抗粘连剂如二氧化硅、二氧化硅白垩(silica chalk)或白垩、沸石。
特别地，对于非常薄的PET膜，特别是至多12μm厚的膜，可以有利地用金属涂布PE膜的一面或两面。此外，上述PET膜由于它们为双面胶带提供很好的粘结性能而是格外适宜的，因为在这种情况下膜非常柔软并且能够良好地适应于有待粘结的基材的表面粗糙度。
为了改善例如气相沉积金属的锚固，优选将膜进行预处理。所述膜可以进行蚀刻(例如用三氯乙酸或三氟乙酸)、电晕预处理或等离子体预处理、或涂布底漆(如Saran)。
此外，可以将彩色颜料或发色颗粒加入到膜材料中。例如，炭黑适于膜的黑色着色。然而，所述颜料或颗粒应当在直径上小于载体膜最终存在的层厚度。基于所述膜材料，以5-40wt％颗粒分数可以获得最佳的着色。
PSAs(b)和(b’)PSA带两面上的PSA(b)和(b’)优选是不同的。通常，可以将基于丙烯酸酯、天然橡胶、合成橡胶、有机硅或EVA胶粘剂的PSA体系用作原料基础。
当然原则上也可以使用技术人员已知的所有其他PSA，如同例如在Donatas Satas的“压敏胶粘剂技术手册(Handbook of Pressure SensitiveAdhesive Technology)”(van Nostrand，New York 1989)中提到的那样。
对于(b)和(b’)，例如可以使用天然橡胶胶粘剂。这里将天然橡胶研磨至不低于约100 000道尔顿的分子量(重均)，优选不低于500 000道尔顿，并加入添加剂(additized)。
在橡胶/合成橡胶作为胶粘剂原材料的情况下，存在广泛的变化可能性。可以使用天然橡胶或合成橡胶，或者可以使用天然橡胶和/或合成橡胶的任何期望的共混物，原则上按照所需的纯度等级和粘度等级，可以从所有现有的等级中选择一种或几种天然橡胶，例如绉片、RSS、ADS、TSR或CV级，以及可以从无规共聚的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤代丁基橡胶(XIIR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚氨酯和/或其共混物中选择一种或几种合成橡胶。
进一步优选地，为了改善橡胶的加工性能，可以向其中添加以弹性体总量计重量分数为10-50wt％的热塑性弹性体。作为代表，在这方面可以具体提及特别相容的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)类型。
在本发明的一种优选实施方案中，(b)和(b’)优选使用(甲基)丙烯酸酯PSA。
通过自由基加成聚合可获得的(甲基)丙烯酸酯PSA有利地包含至少50wt％来自下列通式化合物的至少一种丙烯酸系单体 其中R1为H或CH3以及基团R2为H或CH3或者选自支化或未支化的具有1-30个碳原子的饱和烷基。
优选地选择单体以使得所得到的聚合物能够在室温或更高温度下用作PSA，特别是使得所得到的聚合物具有按照Donatas Satas的“压敏胶粘剂技术手册(Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology)”(vanNostrand，New York 1989)的压敏粘合性。
在另一本发明实施方案中，选择共单体组成以使得该PSA能够用作可热活化的PSA。
可以优选通过使单体混合物聚合获得聚合物，该单体混合物由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和/或其游离酸组成，具有式CH2＝CH(R1)(COOR2)，其中R1为H或CH3以及R2为具有1-20个碳原子的烷基链或H。
所用聚丙烯酸酯的摩尔质量Mw优选达Mw≥200000g/mol。
在一种非常极优选的方案中，使用丙烯酸系或甲基丙烯酸系单体，其包括具有含4-14个碳原子、优选含4-9个碳原子的烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。不希望受该列举限制地，具体实例为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊基酯、丙烯酸正己基酯、丙烯酸正庚基酯、丙烯酸正辛基酯、甲基丙烯酸正辛基酯、丙烯酸正壬基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸二十二烷基酯，及其支化的异构体，例如丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯。
可以使用的其他类化合物为由至少6个碳原子组成的桥联环烷基醇的单官能丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。该环烷基醇也可以被例如C-1-6烷基、卤素原子或氰基取代。具体实例为甲基丙烯酸环己基酯、丙烯酸异冰片基酯、甲基丙烯酸异冰片基酯和丙烯酸3，5-二甲基金刚烷基酯。
在有利的方案中使用带有极性基团的单体，所述基团如羧基、磺酸和膦酸基、羟基、内酰胺和内酯、N-取代酰胺、N-取代胺、氨基甲酸酯、环氧、硫醇、烷氧基或氰基、醚等。
适度碱性的单体例如为N，N-二烷基-取代的酰胺，诸如N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-叔-丁基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基内酰胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺，该列举并非穷举。
其他优选的实例为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、烯丙基醇、马来酸酐、衣康酸酐、衣康酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯(glyceridyl methacrylate)、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸6-羟基己基酯、乙烯基乙酸、丙烯酸四氢糠基酯、β-丙烯酰氧基丙酸、三氯代丙烯酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸和二甲基丙烯酸，该列举并非穷举。
在一种进一步非常优选的方案中，使用乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基卤化物、亚乙烯基卤化物和α-位上具有芳环和杂环的乙烯基化合物作为单体。在此同样地，可以非排他性地提及一些实例乙酸乙烯酯、乙烯基甲酰胺、乙烯基吡啶、乙基乙烯基醚、氯乙烯、偏二氯乙烯和丙烯腈。
此外，在另一方案中，可以将具有可共聚双键的光引发剂用于PSA。适宜的光引发剂包括Norrish I和II光引发剂。实例包括产自UCB(Ebecryl P 36)的苯偶姻丙烯酸酯和丙烯酸酯化的二苯甲酮。原则上可以使技术人员已知的而且能够在UV照射下通过自由基机理交联聚合物的任何光引发剂共聚。在Fouassier“光引发、光聚合、光固化基础与应用(Photoinitiation，Photopolymerization and PhotocuringFundamentals and Applications)”，Hanser-Verlag，Munich 1995中给出了可以使用以及可以通过双键进行官能化的可能的光引发剂的综述。Carroy等在“Chemistry and Technology of UVand EB Formulation for Coatings，Inks and Paints”，Oldring(主编)，1994，SITA，London中的叙述可以用作补充。
在另一优选方案中，将所述共单体与静态玻璃化转变温度高的单体混合。适宜的组分包括芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯，其中该芳基核优选由C4-C18单元构成以及还可以包含杂原子。特别优选的实例为4-乙烯基吡啶、N-乙烯基苯邻二甲酰亚胺、甲基苯乙烯、3，4-二甲氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸叔丁基苯酯、甲基丙烯酸叔丁基苯酯、丙烯酸4-联苯基酯、甲基丙烯酸4-联苯基酯、丙烯酸2-萘基酯、甲基丙烯酸2-萘基酯及这些单体的混合物，该列举并非穷举。
由于芳族分数增加，PSA的折射率提高，结果使LCD玻璃与PSA之间的散射(例如外部光线)最小化。
为进一步改进，可以向PSA中混入树脂。作为添加的增粘树脂，可以使用文献中已知的和描述的增粘树脂。可以提及的代表包括蒎烯树脂、茚树脂和松香，它们的歧化、氢化、聚合和酯化衍生物及其盐，脂族和芳族烃树脂、萜烯树脂和萜烯-酚醛树脂，还包括C5、C9及其他烃树脂。为了按照要求调节所得胶粘剂的性能，可以使用这些以及其他树脂的任何所需的组合。通常来说，可以使用与所述聚丙烯酸酯相容(可溶)的任何树脂具体地说，可以提及所有脂族、芳族和烷基芳族烃树脂、基于单一单体的烃树脂、氢化烃树脂、官能烃树脂和天然树脂。特别可参照Donatas Satas的“压敏胶粘剂技术手册(Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology)”(vanNostrand，1989)中的技术状况的介绍。
此处同样地，优选使用与聚合物高度相容的透明树脂来改善PSA的透明度。氢化或部分氢化的树脂往往具有这些性能。
另外，可以任选地添加增塑剂、其他填料(例如纤维、炭黑、氧化锌、白垩、实心或空心玻璃珠、其他材料制成的微珠、二氧化硅、硅酸盐)、成核剂、导电材料如共轭聚合物、掺杂的共轭聚合物、金属颜料、金属颗粒、金属盐、石墨等、膨胀剂、配合剂和/或防老化剂，该防老化剂是以例如主抗氧化剂和辅助抗氧化剂的形式或以光稳定剂的形式。对于PSA，上述添加剂必须仅以不会影响所述金属层的反射的量添加。
在本发明的另一形式中，PSA(b)和(b’)仅在黑色颗粒添加方面不同。因而PSA(b’)包含优选2-30wt％炭黑，更优选5-20wt％炭黑，以及非常优选8-15wt％炭黑。炭黑具有光吸收功能。由于格外适宜而提及颜料炭黑(pigmentary carbon blacks)。在一种优选的实施方案中，采用来自Degussa公司的炭黑粉末。这些粉末以商标名PrintexTM可购得。为了在PSA中改善的分散性，特别优选使用经过氧化后处理的炭黑。对于PSA(c’)，如果除了炭黑以外加入彩色颜料的话，可能是更有利的。因而适宜的添加物包括例如蓝色颜料，如来自Degussa的Anilinschwarz BS890苯胺黑。另外，还可以将消光剂用作添加物。
在本发明的另一有利的实施方案中，PSA(c)和(c’)不仅在黑色颗粒添加方面有差异，而且在其化学组成上也不同。因而，例如可以使用不同的聚丙烯酸酯作为基础组成，这些聚丙烯酸酯在共单体方面和/或在加入添加剂方面有差别。另外还可以有利地将例如天然橡胶或合成橡胶胶粘剂用于所述层(c’)以及可以将它们与透明丙烯酸酯PSA(c)结合。对于这些实施方案，PSA(c’)同样优选地包含2-30wt％炭黑，更优选5-20wt％炭黑，以及非常优选8-15wt％炭黑。在这种情况下，前面部分中所述的具体的炭黑和/或彩色颜料也是非常有利的。
另外，为了交联可以将交联剂和交联促进剂混入所述PSA(c)和/或(c’)。用于电子束交联和UV交联的适宜交联剂的实例包括双官能或多官能的丙烯酸酯、双官能或多官能的异氰酸酯(包括封端形式的那些)以及双官能或多官能的环氧化物。另外还可以加入可热活化的交联剂，如路易斯酸、金属螯合物或多官能异氰酸酯。
对于任选的用UV光的交联，可以向PSA(b)和/或(b’)中添加尤其是吸收UV的光引发剂。其应用非常有效的可用光引发剂为苯偶姻醚、如苯偶姻甲基醚和苯偶姻异丙基醚，取代的苯乙酮、如2，2-二乙氧基苯乙酮(出自Ciba Geigy的Irgacure 651)、2，2-二甲氧基-2-苯基-1-苯乙酮、二甲氧基羟基苯乙酮，取代的α-酮醇如2-甲氧基-2-羟基苯丙酮，芳族磺酰氯如2-萘基磺酰氯、以及光敏肟如1-苯基-1，2-丙烷二酮2-(O-乙氧羰基)肟。
上述光引发剂和可以使用的其他光引发剂，以及Norrish I或Norrish II型的其他光引发剂，可以含有下列基团二苯甲酮、苯乙酮、联苯酰、苯偶姻、羟基烷基苯酮、苯基环己基酮、蒽醌、三甲基苯甲酰膦氧化物、甲基苯硫基吗啉酮、氨基酮、偶氮苯偶姻、噻吨酮、六芳基双咪唑、三嗪、或芴酮，这些基团中的每一个都可以另外被一个或多个卤素原子和/或一个或多个烷氧基和/或一个或多个氨基或羟基所取代。在Fouassier“光引发、光聚合、光固化基础与应用(Photoinitiation，Photopolymerization andPhotocuringFundamentals and Applications)”，Hanser-Verlag，Munich 1995中给出了代表性的综述。Carroy等在“Chemistry and Technology of UV andEB Formulation for Coatings，Inks and Paints”，Oldring(主编)，1994，SITA，London中的叙述可以用作补充。
丙烯酸酯PSA的制备方法对于聚合而言，有利地选择单体以使得所得到的聚合物能够在室温或更高温度下用作PSA，特别是使得所得到的聚合物具有按照Donatas Satas的“压敏胶粘剂技术手册(Handbook of Pressure Sensitive AdhesiveTechnology)”(van Nostrand，New York 1989)的压敏粘结性。
按照以上的论述，选择单体使PSA优选的聚合物玻璃化转变温度Tg≤25℃是非常优选的，并且有利地选择单体混合物的定量组成以便获得符合Fox方程式(E1)的期望的聚合物Tg(参考T.G.Fox，Bull.Am.Phys.Soc.1(1956)123)。
1Tg=ΣnWnTg,n---(E1)]]>该方程式中，n表示所用单体的序号，Wn为各单体n的质量分数(wt％)以及Tg，n为各单体n的均聚物相应的玻璃化转变温度，其单位为K。
对于聚(甲基)丙烯酸酯PSA的制备，进行常规的自由基聚合是有利的。对于自由基进行的聚合，优选使用还含有用于该聚合的其他自由基引发剂的引发剂体系，特别是热分解形成自由基的偶氮或过氧化引发剂。然而，原则上技术人员熟悉的用于丙烯酸酯的所有常规引发剂都是适宜的。在Houben Weyl，Methoden der Organischen Chemie，Vol.E 19a，第60-147页中对C-中心自由基的制备进行了描述。优选类似地采用这些方法。
自由基源的实例为过氧化物、氢过氧化物和偶氮化合物；在此可以提及的典型自由基引发剂的一些非限制性实例包括过氧化二硫酸钾、过氧化二苯甲酰、氢过氧化异丙苯、过氧化环己酮、过氧化二-叔丁基、偶氮二异丁腈、环己基磺酰基乙酰基过氧化物、过碳酸二异丙基酯、叔丁基过辛酸酯(t-butyl peroctoate)和苯频哪醇。在一种非常优选的实施方案中所用的自由基引发剂为1，1’-偶氮二(环己烷-腈)(产自DuPont的Vazo88TM)或偶氮二异丁腈(AIBN)。
非常优选选择自由基聚合中形成的PSA的平均分子量Mw以使得其处于200 000-4000 000g/mol的范围内；特别制得平均分子量Mw为400 000-1400 000g/mol的PSA。平均分子量由尺寸排阻色谱法(GPC)或矩阵-辅助激光解吸/电离质谱法(MALDI-MS)测定。
聚合可以在无溶剂下、在一种或多种有机溶剂存在下、在水存在下、或在有机溶剂和水的混合物中进行。其目的是使所用溶剂的量最小化。适宜的有机溶剂为直链烷烃(如己烷、庚烷、辛烷、异辛烷)，芳烃(如苯、甲苯、二甲苯)、酯(如乙基、丙基、丁基或己基乙酸酯)、卤代烃(例如氯苯)、烷醇(如甲醇、乙醇、乙二醇、乙二醇单甲基醚)和醚(例如二乙基醚、二丁基醚)或其混合物。为了确保单体转化期间反应混合物以均相的形式存在，可以将水可混溶的或亲水性的助溶剂加入到含水的聚合反应中。可以有利地用于本发明的助溶剂选自脂族醇、二元醇、醚、二元醇醚、吡咯烷、N-烷基吡咯烷二酮(pyrrolidinone)、N-烷基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙二醇、酰胺、羧酸及其盐、酯、有机硫化物、亚砜、砜、醇衍生物、羟基醚衍生物、氨基醇、酮等，以及它们的衍生物及混合物。
根据转化率和温度，聚合时间为2-72小时。可以选择的反应温度越高，即，反应混合物的热稳定性越高，所选的反应时间可以越短。
至于聚合的引发，对于热分解引发剂，引入热量是必要的。对于这些引发剂，根据引发剂类型，可以通过加热到50-160℃来引发聚合。
对于制备，不用溶剂而聚合(甲基)丙烯酸酯PSA也是有利的。用于这种情况下的特别适宜的技术是预聚合技术。用UV光引发聚合，然而仅达到约10-30％的低转化率。然后，将得到的聚合物浆熔接(weld)，例如成膜(在最简单的情况下，方块冰)，然后在水中聚合直到高转化率。可以将这些粒料随后用作丙烯酸酯热熔胶粘剂，对于熔融操作，特别优选使用与聚丙烯酸酯相容的膜材料。对于该制备方法，还可以在聚合之前或之后，添加导热材料。
另一种有利的制备聚(甲基)丙烯酸酯PSA的方法为阴离子聚合。在这种情况下，优选使用的反应介质含有惰性溶剂，如脂族和脂环族烃，或者如芳烃。
在这种情况下，活性聚合物通常由结构PL(A)-Me表示，其中Me是I族金属，如锂、钠或钾，以及PL(A)为来自丙烯酸酯单体的生长着的聚合物。制备时，通过引发剂浓度与单体浓度的比例来控制聚合物的摩尔质量。适宜的聚合引发剂的实例包括正丙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、2-萘基锂、环己基锂和辛基锂，然而该列举并非穷举。此外，基于钐络合物的引发剂已知用于丙烯酸酯的聚合(Macromolecules，1995，28，7886)而且可在此应用。
此外，还可以使用双官能的引发剂，如1，1，4，4-四苯基-1，4-二锂丁烷(dilithiobutane)或1，1，4，4-四苯基-1，4-二锂异丁烷(dilithioisobutane)。同样可以使用辅助引发剂。适宜的辅助引发剂包括锂卤化物、碱金属醇盐和烷基铝化合物。在一种非常优选的形式中，选择配体和辅助引发剂以使得丙烯酸酯单体如丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯可以直接聚合而不必通过与相应的醇进行酯交换以在聚合物中生成。
适于制备分子量分布窄的聚(甲基)丙烯酸酯PSA的方法还包括受控的自由基聚合法。在这种情况下，优选将下列通式的控制剂用于聚合 其中R和R1彼此独立地选择，或者相同，为-支化和未支化的C1-C18烷基；C3-C18烯基；C3-C18炔基；-C1-C18烷氧基；-被至少一个OH基团或卤素原子或甲硅烷基醚取代的C3-C18炔基；C3-C18烯基；C1-C18烷基；-碳链中具有至少一个氧原子和/或一个NR*基团的C2-C18杂烷基，R*为任意的基团(特别是有机基团)；-被至少一个酯基、胺基、碳酸酯基、氰基、异氰基和/或环氧基和/或被硫取代的C3-C18炔基；C3-C18烯基；C1-C18烷基；-C3-C12环烷基；
-C6-C18芳基或苄基；-氢。
(I)型控制剂优选由下列进一步限定的化合物组成卤素原子，在此优选F、Cl、Br或I，更优选Cl和Br。在各种取代基中，特别适宜的是烷基、烯基和炔基，包括直链和支链。
含有1-18个碳原子的烷基的实例为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、2-戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、叔辛基、壬基、癸基、十一烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基。
具有3-18个碳原子的烯基的实例为丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、异丁烯基、正-2，4-戊二烯基、3-甲基-2-丁烯基、正-2-辛烯基、正-2-十二碳烯基、异十二碳烯基、和油烯基。
具有3-18个碳原子的炔基的实例为丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、正-2-辛炔基和正-2-十八碳炔基。
羟基取代的烷基的实例为羟丙基、羟丁基和羟己基。
卤素-取代烷基的实例为二氯丁基、一溴丁基和三氯己基。
适宜的在碳链上具有至少一个氧原子的C2-C18杂烷基的实例为-CH2-CH2-O-CH2-CH3。
C3-C12环烷基的实例包括环丙基、环戊基、环己基和三甲基环己基。
C6-C18芳基的实例包括苯基、萘基、苄基、4-叔丁基苄基和其他取代的苯基，例如乙基、甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙基苯、二氯苯或溴甲苯。
上述列举只是作为各组化合物的实例，以及并非穷举。
还可以用作控制试剂的其他化合物包括下列类型的那些 R2又独立于R和R1可以选自这些基团的上述组中。
在常规‘RAFT’法的情况下，为了产生很窄的分子量分布，通常聚合只进行到低的转化率(参见WO 98/01478 A1)。然而，作为低转化率的结果，这些聚合物不能用作PSA，特别是不能用作热熔PSA，因为残留单体的高分数不利地影响工业粘结性；残留单体在浓缩操作中污染溶剂循环物；以及相应的自胶粘带会显示出很高的除气性。为了防止低转化率的这种缺点，在一种特别优选的方案中，两次或多次引发聚合。
作为进一步的受控自由基聚合方法，可以进行硝基氧-受控聚合。为了自由基稳定，在有利的方案中，使用(Va)或(Vb)型的硝基氧 其中R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10彼此独立地表示下列化合物或原子i)卤素，如氯、溴或碘，ii)具有1-20个碳原子的线性、支化、环状和杂环烃，其可以是饱和的、不饱和的或是芳族的，iii)酯-COOR11、醇盐-OR12和/或膦酸酯-PO(OR13)2，其中R11、R12或R13表示选自ii)的基团。
还可以将(Va)或(Vb)型化合物连到任意种类的聚合物链上(主要是使至少一种上述基团构成这种聚合物链)，以及因此可以用于聚丙烯酸酯PSA的合成。更优选地，将下列类型的化合物用作聚合的受控调节剂·2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷基氧基(PROXYL)，3-氨基甲酰基-PROXYL，2，2-二甲基-4，5-环己基-PROXYL，3-氧代-PROXYL，3-羟亚胺-PROXYL，3-氨甲基-PROXYL，3-甲氧基-PROXYL，3-叔丁基-PROXYL，3，4-二叔丁基-PROXYL·2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧基(TEMPO)，4-苯甲酰氧基-TEMPO，4-甲氧基-TEMPO，4-氯-TEMPO，4-羟基-TEMPO，4-氧代-TEMPO，4-氨基-TEMPO，2，2，6，6-四乙基-1-哌啶基氧基，2，2，6-三甲基-6-乙基-1-哌啶基氧基·N-叔丁基1-苯基-2-甲基丙基硝基氧·N-叔丁基1-(2-萘基)-2-甲基丙基硝基氧·N-叔丁基1-二乙基膦酰基-2，2-二甲基丙基硝基氧
·N-叔丁基1-二苄基膦酰基-2，2-二甲基丙基硝基氧·N-(1-苯基-2-甲基丙基)1-二乙基膦酰基-1-甲基乙基硝基氧·二-叔丁基硝基氧·二苯基硝基氧·叔丁基叔戊基硝基氧。
一系列其他聚合反应方法可以选自现有技术，按照这些方法可以通过另外的工艺制成PSAUS 4,581,429 A公开了一种受控生长自由基聚合方法，其使用式R’R”N-O-Y的化合物作为引发剂，其中Y是能够聚合不饱和单体的自由基物种。然而，通常该反应具有低转化速率。具体的问题在于丙烯酸酯的聚合只以很低的收率和摩尔质量进行。WO 98/13392 A1描述了具有对称取代形式的开链烷氧基胺化合物。EP 735 052 A1公开了一种用于制备摩尔质量分布窄的热塑性弹性体的方法。WO 96/24620 A1描述了一种聚合方法，其中使用非常特殊的自由基化合物，例如基于四氢咪唑的含磷硝基氧。WO98/44008 A1公开了特殊的基于吗啉、哌嗪酮和哌嗪二酮的硝酰基。DE 19949 352 A1描述了在受控生长自由基聚合中作为调节剂的杂环烷氧基胺。烷氧基胺或对应的游离硝基氧的相应进一步开发改善了聚丙烯酸酯的制备效率(Hawker，Contribution to the General Meeting of the American ChemicalSociety，Spring 1997；Husemann，Contribution to the IUPAC World PolymerMeeting 1998，Gold Coast)。
作为其他的受控聚合方法，可以有利地使用原子转移自由基聚合(ATRP)以合成聚丙烯酸酯PSA，在该情况下优选使用单官能或双官能的仲或叔卤化物以及用于夺取卤化物的Cu、Ni、Fe、Pd、Pt、Ru、Os、Rh、Co、Ir、Ag或Au的络合物(EP 0 824 111 A1；EP 826 698 A1；EP 824 110 A1；EP 841346 A1；EP 850 957 A1)作为引发剂。在US 5,945,491 A、US 5,854,364 A和US 5,789,487 A的说明书中对ATRP的各种可能性进行了进一步的描述。
涂布方法，载体材料的处理为了制备，在一种优选方案中，将压敏胶粘剂从溶液中涂布到载体材料上。为了提高PSA的锚固，可以任选地预处理层(a)和/或(b)。因而可以例如通过电晕或通过等离子体进行预处理，可以从熔体或溶液涂布底漆，或者可以用化学方法进行蚀刻。
对于从溶液涂布PSA，例如在烘道中施加热量以除去溶剂，以及适当的话，引发交联反应。
此外，上述聚合物也可以作为热熔体系(即从熔体)涂布。对于该制备方法，由此可能必须从PSA中除去溶剂。在这种情况下，原则上可以使用技术人员已知的任何技术。一种非常优选的技术是用单螺杆或双螺杆挤出机浓缩的技术。双螺杆挤出机可以同向或反向操作。优选在两个或多个真空段蒸馏出溶剂或水。根据溶剂的蒸馏温度还进行逆向加热。残余的溶剂分数总计优选＜1％，更优选＜0.5％，以及非常优选＜0.2％。
此外，双螺杆挤出机也可以用于与炭黑混配。以这种方式，可以使炭黑非常细微地分散在压敏胶粘剂基质中。
热熔体的进一步加工非常优选地从该熔体进行。
为了作为热熔体涂布，可以采用不同的涂布方法。在一种方式中，通过辊涂法涂布PSA。在Donatas Satas的“Handbook of Pressure SensitiveAdhesive Technology”(van Nostrand，New York 1989)中描述了不同的辊涂法。在另一种方式中，通过熔体模头来进行涂布。在进一步优选的方法中，通过挤出进行涂布。优选使用挤出模头来进行挤出涂布。所用的挤出模头有利地可以选自下列三种类型之一T-模头、鱼尾模头和衣架式模头。这些类型的区别在于其流道设计不同。通过涂布，还可以使PSA进行取向。
另外，PSA可能必须进行交联。在一种优选方式中，用电子和/或UV辐射进行交联。
根据所用的UV光引发剂，以波长为200-400nm的短波紫外照射进行UV交联照射；具体地，用输出功率为80-240W/cm的高压或中压水银灯进行照射。照射强度适应于UV光引发剂各自的量子产率以及所设定的交联程度。
此外，在一种实施方案中，可以用电子束来交联PSA。可以使用的典型的照射设备包括线型阴极系统、扫描器系统和分段阴极系统(segmentedcathode system)，其中使用电子束加速器。在Skelhorne，Electron BeamProcessing，in Chemistry and Technology of UV and EB formulation forCoatings，Inks and Paints，Vol.1，1991，SITA，London中给出了该技术领域的详细描述和最重要的工艺参数。典型的加速电压设定在50-500kV之间，优选80-300kV之间。所用的分散量(scatter dose)的范围在5-150kGy之间，具体地在20-100kGy之间。
也可以并用这两种交联方法或其他允许高能照射的方法。
金属层(c)在有利的方案中，对于光吸收膜的制备，例如，该膜层在一面或两面上用金属蒸气涂布，诸如铝或银。为了获得特别突出的光吸收性能，应控制用于气相沉积的溅射操作以使得铝或银得以非常均匀地施加。此外，在一种非常优选的方案中，在一个加工步骤中用铝蒸气涂布在经等离子体预处理的PET膜的一面或两面上。通过采用层(c)，进一步减少或防止了光透过载体材料，而且载体膜的表面粗糙度得以均衡。
本发明进一步提供本发明双面压敏胶带用于光学液晶显示器(LCD)的粘结或生产的用途，其用于LCD玻璃粘结的用途，以及在其构造中具有本发明压敏胶带的液晶显示器以及具有该液晶显示器的器件。为了用作压敏胶带，所述双面压敏胶带可以用一片或两片隔离膜或隔离纸衬里。优选地，使用硅化或氟化的膜或纸，如玻璃纸、HDPE或LDPE涂覆的纸，其又具有基于有机硅或氟化聚合物的剥离涂层。
实施例以下对本发明进行描述，不希望由实施例的选择造成任何不必要的限制。
采用下列测试方法。
测试方法A.透射率用来自Biotek Kontron的Uvikon 923，在190-900nm的波长范围内测量透射率。绝对透射率(absolute transmittance)值作为550nm处的值以％记录。
B.针孔给予商业上常用类型的极强光源(如Liesegangtrainer 400KC型649高射投影仪，36V卤素灯，400W)完全不透光的遮蔽。该遮蔽物在其中央含有直径5cm的圆孔。将双面LCD胶带放在所述圆孔的上面。在完全黑暗的环境中，用电子仪器或目测数出针孔的数目。接通光源时，这些针孔作为半透明点可见。
聚合物1将2400g丙烯酸、64kg丙烯酸2-乙基己酯、6.4kg N-异丙基丙烯酰胺和53.3kg丙酮/异丙醇(95∶5)加入到通常用于自由基聚合的200L反应器中。在搅拌下使反应器通氮气45分钟后，将反应器加热到58℃，并加入40g 2，2’-偶氮异丁腈(AIBN)。随后，将外部热浴加热到75℃，在该外部温度下持续进行反应。反应1小时后，再加入40g AIBN。在5小时和10小时后，每次用15kg的丙酮/异丙醇(95∶5)进行稀释。在6小时和8小时后，每次加入100g的二环己基过氧化二碳酸酯(Perkadox 16，Akzo Nobel)，在所有情况下其都是以800g丙酮中的溶液加入。在反应24小时后，终止反应并将反应混合物冷却到室温。
碳黑化合物I在鼓中，使用特定沸点的醇(special-boiling-point spirit)将聚合物1稀释至30％固含量。
然后，将以聚合物1计8％重量的碳黑(PrintexTM25，Degussa AG)剧烈搅拌混合。使用Ultraturrax将溶液匀化10分钟。
碳黑化合物2在鼓中，使用特定沸点的醇将聚合物1稀释至30％固含量。
然后，将以聚合物1计10％重量的碳黑(PrintexTM25，Degussa AG)剧烈搅拌混合。使用Ultraturrax将溶液匀化10分钟。
碳黑化合物3在鼓中，使用特定沸点的醇将聚合物1稀释至30％固含量。
然后，将以聚合物1计12％重量的碳黑(PrintexTM25，Degussa AG)剧烈搅拌混合。使用Ultraturrax将溶液匀化10分钟。
交联将碳黑组合物和聚合物1由溶液涂覆在用硅化隔离纸(得自Loparex的涂覆PE的隔离纸)上，在干燥箱中在100℃下干燥10分钟，然后以25kGy的剂量在200kV加速电压下进行交联。所有涂布重量为50g/m2。
膜1得自Mitsubishi的12μm PET膜(RNK 12μm)
膜2(Al蒸气涂层)将购买的出自Mitsubishi RNK 12μm的12μmPET膜的一面用铝蒸气涂布直至将完整的铝层施加到该面上为止。通过溅射法以300mm的宽度蒸气涂布该膜。在该方法中，使带正电荷的离子化的氩气通入高真空的室中。然后带电离子撞击在带负电荷的Al板上，在分子水平上使铝粒子分离，然后沉积在经过该板上方的聚酯膜上。
膜3(Al蒸气涂层)将购买的出自Mitsubishi RNK 12μm的标准12μmPET膜的两面用铝蒸气涂布直至将完整的铝层施加到两面上为止。通过溅射法以300mm的宽度蒸气涂布该膜。(参考膜2的方法)。
实施例1在每种情况下以50g/m2在一面用聚合物1而另一面用碳黑组合物1层叠涂覆膜1。
实施例2在每种情况下以50g/m2在一面用聚合物1而另一面用碳黑组合物2层叠涂覆膜1。
实施例3在每种情况下以50g/m2在一面用聚合物1而另一面用碳黑组合物3层叠涂覆膜1。
实施例4在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物1通过层叠涂覆膜2。
实施例5在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物2通过层叠涂覆膜2。
实施例6在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物3通过层叠涂覆膜2。
实施例7在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物1通过层叠涂覆膜3。
实施例8在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物2通过层叠涂覆膜3。
实施例9在每种情况下以50g/m2在两面上用碳黑组合物3通过层叠涂覆膜3。
结果按照测试方法A和B测试实施例1～9。结果列于表1中。
从表1的结果，显然测试(A)中，实施例1～9具有极低的透射率，即＜0.1％。
在测试(B)中确定针孔的数量。对于所有提及的实施例都没有发现针孔。
这些结果表明，本发明的胶带在LCD应用中可以获得高的光输出。
权利要求
1.一种压敏胶带，特别是用于生产或粘结光学液晶显示器(LCD)的敏胶带，其具有顶面和底面，且进一步包括具有顶面和底面的载体膜，该压敏胶带在顶面和底面都配置有压敏胶粘剂层，其特征在于在压敏胶带的至少一面上的压敏胶粘剂层是被着色成黑色的。
2.权利要求1的压敏胶带，其特征在于在压敏胶带的两面上的压敏胶粘剂层都是被着色成黑色的。
3.上述权利要求至少一项的压敏胶带，其特征在于通过碳黑，特别是通过颜料碳黑使压敏胶粘剂层着成黑色。
4.上述权利要求至少一项的压敏胶带，其特征在于具有下列层序的产品构造透明压敏胶粘剂层(b)-载体膜层(a)-黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色。
5.上述权利要求至少一项的压敏胶带，其特征在于具有下列层序的产品构造黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色-载体膜层(a)-黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色。
6.上述权利要求至少一项的压敏胶带，其特征在于具有下列层序的产品构造黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色-载体膜层(a)-金属反射层(c)-黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色。
7.上述权利要求至少一项的压敏胶带，其特征在于具有下列层序的产品构造黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色-金属反射层(c)-载体膜层(a)-金属反射层(c)-黑色着色的压敏胶粘剂层(b’)，特别是通过碳黑着色。
8.所述权利要求任一项的压敏胶带用于生产或粘合光学液晶显示器的用途。
9.权利要求8的用途，其用于粘结LCD玻璃。
10.一种液晶显示器件，其包括权利要求1-7至少一项的压敏胶带。
全文摘要
本发明涉及接触胶带，特别是用于生产或粘结光学液晶数据显示器(LCD)的压敏胶带，所述胶带包括顶面和底面。该胶带还包括具有顶面和底面的衬膜(a)。所述胶带的顶面和底面都配置有相应的压敏胶粘剂层(b，b’)。在所述接触胶带的至少一面上的压敏胶粘剂层是黑色的。
文档编号C09J7/02GK101069121SQ200580041623
公开日2007年11月7日 申请日期2005年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者马克·休斯曼, 莱因哈德·斯托贝克 申请人:蒂萨股份公司