专利名称：粘合片和施加有粘合片的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及要粘合在粗糙表面(具有微小不平整的表面)上的粘合片。具体地说，本发明涉及要粘合在多孔材料粗糙表面上的粘合片。
发明的背景砂浆、混凝土等是多孔材料，其表面是具有微小不平整的粗糙表面。当在户外使用这种材料时，雨水容易渗入该材料内部。渗入该多孔材料中的雨水随后逐渐从该多孔材料表面上蒸发并以含水气体的形式释放。
当将非透气性粘合片置于这种多孔材料的表面上以后，多孔材料表面上逸出的气体不能从该表面上挥发。结果，气体滞留在多孔材料表面与粘合片的粘合剂层之间，使粘合片发生溶胀。
日本待审查专利申请(JP-A)平2-32180公开了一种用于砂浆板、石板和混凝土表面的粘合片。这种粘合片具有优良的减震性能并具有优良的与粗糙表面的粘合性。
图1是现有技术粘合片的剖面图。这种粘合片的结构中着色层101、液体阻挡层102、非织造织物层103和粘合剂层104层压在一起。使用时，将粘合剂层104粘合在多孔材料(如砂浆板等)的表面上，在该粘合剂层上层压有非织造织物层103、液体阻挡层102和着色层101。
在这种粘合片结构中，非织造织物层103是透气性的，但是粘合剂层104和液体阻挡层102的透气性差。因此，在这种结构中，当多孔材料被粘物产生含水气体时，这种气体滞留在被粘物表面和粘合剂层104之间，使粘合片发生溶胀。
日本未审查专利申请(JP-A)平6-287,525、平B-113,768、平9-157,606和登记的实用新型2,503,717公开了一种粘合片，在粘合剂层表面置有许多大致等高的突起部分，使粘合剂层具有透气性。使用时这种粘合片能容易地使吸收在被粘物和粘合片之间的空气逸出。
图2是这种常规粘合片的一个例子的剖面图。这种粘合片的结构中膜基片层201以及粘合剂层层压在一起，该粘合剂层的表面部分上具有许多大致等高的突起部分203,203’。使用时，粘合剂层202的突起部分203、203’粘附在被粘物的表面上，并在该层上层压膜基片层201。
粘合剂层202的表面部分是不平整的。因此，突起203、203’形成的凹陷204、204’不能粘附在被粘物的表面，并留有间隙。在被粘物和粘合剂层之间的界面上留出的空隙与外界形成连续相通的通道。这种连续的通道能有效地使被粘物产生的气体逸出粘合片。因此，在这种结构中，即使多孔材料被粘物产生含水气体，粘合片也不会发生溶胀。
但是，当粘合剂层表面形成不平整时，粘合剂层与被粘物表面的接触面积下降。因此，与不平整形成在另一个表面上的粘合剂层相比，使这种粘合剂层粘附在被粘物上的粘合力下降。具体地说，当将粘合片施加在具有微小不平整的粗糙表面上时，表面上具有不平整的粘合剂层不能获得高的粘合力。
另外，还将一种在基片层和粘合剂层之间放置一层铝箔来抑制膜的机械溶胀的粘合片作为用于混凝土表面的粘合片(即作为标记膜)。这种标记膜的一个例子是美国3M公司制造的CQ-001“ScotchcalTM”膜。
但是，这种粘合片不具有使混凝土表面产生的气体逸出的功能。
发明的概述本发明解决了上述常见问题，提供一种能使多孔材料被粘物表面产生的气体逸出粘合片而不会发生溶胀的粘合片，并且这种粘合片与粗糙表面具有高的粘合力。
本发明提供一种粘合片，它包括依次层压的膜基片层；在表面部分具有许多突起部分的通道透气层，所述突起部分之间形成的凹陷部分构成与外界连接的连续通道；和透气粘合剂层。
附图简述图1是上述现有技术结构的剖面图；图2是上述第二种现有技术结构的剖面图；图3是本发明结构的剖面图；图4是第二种本发明结构的剖面图。
本发明的实例在本说明书中，术语“粗糙表面”是指具有许多微小不平整的表面。例如，上述粗糙表面包括多孔材料(如砂浆、混凝土等)的表面。表面的不平整度定义为表面粗糙度，例如，在JIS B 0601(1994)中规定，当截止值(cut off value)为8mm，估算长度(evaluation length)为40mm时，算术平均粗糙度(Ra)约为20-100微米可算作“粗糙表面”。
本发明较好的粗糙表面是能滞留水份并以气体的形式放出水份的粗糙表面。例如，它包括多孔材料(如砂浆、混凝土等)的表面。
图3是本发明粘合片一个实例的剖面图。在该粘合片中，膜基片层301、通道透气层302和透气粘合剂层303依次层压在一起，其中所述通道透气层的表面部分上具有大致等高的许多突起部分，突起部分之间的凹陷部分构成间隙，这些间隙形成与外界相连的连续通道。
膜基片层膜基片层是在粘合片粘贴在被粘物上时构成粘合片表面的层。该粘合片表面可具有色彩，并带有图象，如文字，图案等。
膜基片层通常通过通道透气层本身的粘合性而与通道透气层相粘，也可以通过膜基片层和通道透气层之间的单独的粘合剂层而与通道透气层相粘。
膜基片层可由用作常规粘合片的基片的任何材料制成，其例子包括金属膜、塑料膜等。适用的塑料的例子包括合成聚合物，如聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。膜的厚度通常为10-1500微米。
通道透气层通道透气层具有两个主表面。此时，与膜基片层相接触的主表面是平坦的，与透气粘合剂层相接触的主表面具有许多大致等高的突起部分。一般来说，通道透气层是由聚合物材料制成的。
可用对聚合物材料进行压纹的方法、用将许多小球置于液态树脂组合物中随后涂覆并固化该混合物的方法等制成通道透气层一个主表面上的突起部分。
较好用含小球和粘合剂的浆料进行涂覆，随后固化该浆料制得通道透气层。一般来说，通道透气层是一种涂覆膜，它是将含具有特定粒径和特定弹性模量的小球及具有特定弹性模量的粘合剂的浆料涂覆在膜基片层上，随后干燥制得的。用这种方法可容易地形成通道，其尺寸和大小能有效地获得优良的透气性。
这种浆料通常是用混合装置(如均相混合机、行星式搅拌机等)混合小球、粘合剂、溶剂和任选的各种添加剂，将各种材料均匀分散而成的。对于添加剂，可使用常用的已知添加剂，但是其不能影响本发明的效果。例如，可使用粘度调节剂、交联剂、助溶剂、消泡剂、匀涂剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、颜料等。
小球的弹性模量通常为1×108-1×1013达因/cm2，较好为1×109-1×1012达因/厘米2。如果弹性模量太低，粘贴粘合片时或者粘贴后随时间的推移，通道会消失并且透气性能变差；另一方面，如果弹性模量太高，制造粘合片时小球会渗入透气粘合剂层，并且难以形成大小和尺寸能进行透气的通道。
小球的弹性模量通常是压缩弹性模量，该压缩弹性模量是在20℃用购自Rheometrics Corp.的RSAⅡ粘弹性能谱仪测定的。也就是说，在-80℃至150℃的范围内改变温度并使频率压缩应变值为lrad/sec来测定弹性模量与温度的关系，在20℃测得的值即为压缩弹性模量。
对于用作小球的材料，有玻璃、丙烯酸类树脂等。小球的粒径通常为50-3000微米，较好为100-2000微米。当粒径太小时，难以形成尺寸和大小能透气的通道，另一方面，当粒径太大时，难以进行涂覆并且整个粘合片变重。小球的粒径(直径)通常是用光学显微镜成象装置测得的值。对于小球，可使用实心球或具有一个或多个空心孔的空心球。
小球的具体例子包括Gakunan Kouki Corp.制造的玻璃球“#120”、SekisuiPalstics Co.,Ltd.制造的交联聚甲基丙烯酸甲酯球“MBX-100”等。
对于粘合剂，可使用合成树脂，如丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂等。粘合剂的弹性模量通常为1×109-1×1012达因/厘米2。在该范围内，能有利地形成并保持透气通道并将整个粘合片的挠性保持在较好的水平。这种粘合剂的具体例子包括Hitachi Kasei Co.,Ltd.制造的丙烯酸类树脂HITALOID 5099、NipponPolyurethane Corp.制造的聚氨酯树脂SH-1011等。较好的是，使用交联剂(Nippon Polyurethane Corp制造的Coronate HX)对这种树脂进行交联，产物用作粘合剂。
另一方面，小球和粘合剂的重量混合比((小球重量)/(粘合剂固体组分的重量))通常为0.1G-4.0G，较好为0.5G-1.2G。G为小球的比重。当通道透气层中小球的比例太低时，由于突起部分间距太宽而使透气通道会压碎，另一方面，当其比例太高时，由于突起部分太密集而一开始就难以形成通道。
当混合浆料的各组分后，当将粘合剂树脂溶液中的固体组分的浓度预先控制在20-40重量％时，形成的浆料具有优良的涂覆性能。如此得到的浆料适合于用带凹口刮棒、圆棒等进行涂覆(因为它含有小球)。
浆料的最大涂覆量随小球原料等的不同而不同，例如在上述条件下制得的浆料的情况下，当带凹口刮棒的间隙设定在约为小球最大粒径的1.2-1.3倍时，涂覆浆料并干燥后，能容易地得到干涂层重量为0.6-3.0g/150×100mm的通道透气层。在具有这种涂覆重量的通道透气层中，可有效地增强透气性能。从这个观点看，更好的涂覆重量范围为0.8-1.5g/150×100mm。
为改进通道透气层和多孔粘合剂层之间的粘合性，较好在浆料中加入铝鳌合剂。铝鳌合剂的具体例子包括Souken Kagaku Corp.制造的AD-5A。铝鳌合剂的加入量通常为例如每100重量份粘合剂0.4-20.0份。
通道透气层一个主表面上的突起部分可由聚合物材料压纹而成。在这种方法中，较好将聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚硅氧烷、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶(NBR、SBR等)等用作聚合物材料。例如，也可对这种聚合物材料的片材进行压纹加工，形成具有不平整结构的不平整片材，将形成的不平整片材作为膜基片层并同时作为通道透气层。
在这种情况下，突起部分的高度可例如为0.1-5mm，突起部分的间距为0.1-10mm，并且突起部分的垂直截面的形状可以是多边形，如梯形和矩形或半圆。
透气粘合剂层透气粘合剂层较好是浸渍粘合剂的抹布组成的层。用这种粘合剂层可有效地增强与多孔材料(如混凝土、砂浆等)的粗糙表面的粘合性。抹布通常是指非织造织物、织造织物或针织织物。抹布的密度通常为5-50g/m2。抹布的纤维(材料)通常是人造丝、聚酯、丙烯酸类等。
粘合剂是例如合成聚合物(如丙烯酸类聚合物、聚氨酯、聚烯烃、聚酯等)基粘合剂；或者是橡胶(如天然橡胶等)基粘合剂。粘合剂的浸渍量通常为10-400g/m2，较好为20-200g/m2。当浸渍量太小时，粘合力会下降；另一方面，当浸渍量太高时，透气性会下降。粘合剂的粘合剂聚合物的分子量较好在能显示一定粘合性能的范围内，其重均分子量通常为10,000-100,000。
也可使用市售的双面涂覆粘合剂的粘合带或片作为这种由浸渍粘合剂的抹布形成的层。这种市售产品的具体例子包括美国3M公司制造的双面涂覆压敏粘合剂的粘合带Y9448H、Y9448S。这两种产品均是密度为14g/m2的人造丝非织造织物以70g/m2的比例浸渍丙烯酸类粘合剂制得的，厚度约为160微米。
多孔粘合剂层的厚度通常为10-500微米，较好为40-250微米。当厚度太小时，粘合力会下降；另一方面，当厚度太大时，透气性会下降。
制造粘合片本发明粗糙表面粘合片是如下制得的在膜基片层的一个主表面上形成通道透气层，并在通道透气层的表面上放置透气粘合剂层。
当使用上述含小球和粘合剂的浆料时，可在膜基片层的主表面上容易地形成通道透气层。也就是说，将浆料涂覆在膜基片层上，干燥后形成通道透气层。对于涂覆方法，可使用已知的方法，如刮刀涂覆机、辊涂机、口模涂覆机、刮条涂覆机等。干燥通常是在60-180℃下进行的，干燥时间通常为数十秒钟至数分钟。
随后将透气粘合剂层置于通道透气层的表面上，并粘合。由于在通道透气层的表面上形成许多大致等高的突起部分，因此透气粘合剂层粘结在这种突起部分上，突起部分之间的凹陷保留成空隙。结果，在通道透气层的表面上形成透气粘合剂层之后，这种空隙构成与外界相连的连续通道。
另外，为保护粘合剂层，通常在透气粘合剂层上放置经硅氧烷处理的衬里。
作用图4是施加粘合片结构的一个实例的剖面图，它包括由具有粗糙表面的多孔材料组成的被粘物405，以及用于该粗糙表面的本发明粘合片400。用于粗糙表面的粘合片400包括膜基片层401、通道透气层402和透气粘合剂层403。
在本发明用于粗糙表面的粘合片400中，粘合片中与外界相连的通道位于透气粘合剂层403和通道透气层402之间的界面上。因此，当被粘物(如混凝土、砂浆等)产生气体时，这种气体能容易地穿过透气粘合剂层到达通道，并通过该通道容易地逸出至外界。
在图4中，虚线箭头表示被粘物产生的气体逸出粘合片的路径。因此，本发明用于粗糙表面的粘合片400中，即使被粘物产生气体，该气体也不会滞留在被粘物和粘合剂层之间，不会由于粘合片溶胀而改变外观。
另一方面，由于粘合剂层是具有平的粘合表面的透气粘合剂层，因此不会阻止被粘物产生的气体流向通道，并可确保足够的与被粘物的粘合面积。因此该粘合片适用于在常规条件下需要相对高粘合力(如3kgf/25mm或更高)的场合。
术语“常规条件下的粘合力”是指如下测得的剥离力在20℃和65％RH的条件下将粘合片粘贴在被粘物表面上，在该条件下放置48小时后，以300mm/min的剥离速度和180°的剥离角测得的剥离力。在本发明粘合结构中，在常规条件下粘合片与混凝土或砂浆被粘物表面形成的粘合力通常为3-7kgf/25mm。
实施例下列实施例进一步说明本发明，但不限制本发明的范围。
实施例1将Hitachi Kasei Co.,Ltd.制的丙烯酸类树脂HITALOID 5099溶解在Exxon Corp.制造的溶剂Solvesso#100中，得到25重量％树脂溶液，向该溶液中加入Gakunan Kouki Corp.制造的喷砂用玻璃球#120(粒径125-149微米，比重2.5)，用均相混合机搅拌该混合物后得到浆料。调节混合量使得玻璃球和丙烯酸类树脂具有表1所示的重量混合比。
使用带凹口刮棒将形成的浆料涂覆在厚度为100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。将带凹口刮棒的间隙设定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃将涂覆的浆料干燥2分钟，并在155℃再干燥5分钟，形成通道透气层。在该层上层压美国3M公司制造的压敏粘合剂双面涂覆带Y9448H，得到粘合片。
用下列方法评价形成的粘合片的性能。结果列于表2。
在常规条件下的粘合力在20℃和65％RH下将切割成150×25mm的粘合片粘贴在Nippon TestPanel Corp.制造的砂浆板(150×70×10mm)上，在同样的条件下将其放置48小时，随后测定剥离力。剥离速度为300mm/min，剥离角为180°。
透气性在20℃和65％RH下将切割成150×50mm的粘合片粘贴在Nippon TestPanel Corp.制造的砂浆板上，根据下列条件观察其外观是否由于溶胀而发生变化。评价标准如下●(好)将试样在室温放置24小时，随后在40℃的水中浸泡7天，未发生溶胀；◆(合格)将试样在室温放置24小时，随后在20℃的水中浸泡7天，未发生溶胀，但是将试样在室温放置24小时，随后在40℃的水中浸泡7天后发生溶胀；×(不合格)在上述条件下均发生溶胀。
与粗糙表面的贴合性制得带有宽10mm、深60微米凹进部分的透明丙烯酸类板作为被粘物，在该被粘物上粘贴切割成150×25mm的粘合片，从而覆盖被粘物的凹进部分。粘贴时，使用2kg的压辊并将其来回压制一次以将两者粘合在一起。评价时，测定被粘物凹进部分周围的不平整之处透气粘合剂层未与被粘物接触的长度。该长度的较小值表示较优良的与粗糙表面的贴合性，较好是0.5mm。
实施例2-4用与实施例1相同的方法制得粘合片，但是将小球与粘合剂的混合量和浆料的涂覆量改成表1所示的量，评价其性能。结果列于表2。
实施例5将Hitachi Kasei Co.,Ltd制的丙烯酸类树脂HITALOID 5099溶解在ExxonCorp.制造的溶剂Solvesso#100中，得到25重量％树脂溶液，向该溶液中加入Gakunan Kouki Corp制造的喷砂用玻璃球#180(粒径88-105微米，比重2.5)，用均相混合机搅拌该混合物后得到浆料。调节混合量使得玻璃球和丙烯酸类树脂具有表1所示的重量混合比。
使用带凹口刮棒将形成的浆料涂覆在厚度为100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。将带凹口刮棒的间隙设定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃将涂覆的浆料干燥2分钟，并在155℃再干燥5分钟，形成通道透气层。在该层上层压美国3M公司制造的压敏粘合剂双面涂覆带Y9448H，得到粘合片。
用与实施例1相同的方法评价形成的粘合片的性能。结果列于表2。
实施例6用与实施例5相同的方法制得粘合片，但是将小球与粘合剂的混合量和浆料的涂覆量改成表1所示的量，将带凹口刮棒的间隙设定在130微米，评价其性能。结果列于表2。
实施例7将Hitachi Kasei Co.,Ltd.制的丙烯酸类树脂HITALOID 5099溶解在Exxon Corp.制造的溶剂Solvesso #100中，得到25重量％树脂溶液，向该溶液中加入Sekisui Plastics Co.,Ltd.制造的交联聚甲基丙烯酸甲酯小球MBX-100(粒径102-142微米，比重1.2)，用均相混合机搅拌该混合物后得到浆料。调节混合量使得玻璃球和丙烯酸类树脂具有表1所示的重量混合比。
使用带凹口刮棒将形成的浆料涂覆在厚度为100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。将带凹口刮棒的间隙设定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃将涂覆的浆料干燥2分钟，并在155℃再干燥5分钟，形成通道透气层。在该层上层压美国3M公司制造的压敏粘合剂双面涂覆带Y9448H，得到粘合片。
用与实施例1相同的方法评价形成的粘合片的性能。结果列于表2。
比较例1使用常规的标记膜(Scotchcal膜CQ-001，美国3M公司制)，该膜结构中，含丙烯酸类粘合剂聚合物作为主要组分的粘合剂层直接紧粘在膜基片层(厚100微米的PVC膜)上。用与实施例1相同的方法评价形成的粘合片的性能。结果列于表2。
表1小球粒径 混合比 涂覆量(微米)(固体组分的重量比)(g/150×100mm)实施例1125-1491.50 0.81实施例2125-1492.00 1.06实施例3125-1492.50 1.30实施例4125-1491.00 0.60实施例588-105 1.00 0.67实施例688-105 1.50 0.60实施例7102-1420.96 0.74表2常规条件下的粘合力透气性与表面的贴合性(kgf/25mm) (mm)实施例1 3.9 ●0.2实施例2 4.1 ●0.2实施例3 4.3 ●0.2实施例4 5.1 ◆0.2实施例5 5.2 ◆0.2实施例6 4.7 ◆0.2实施例7 4.0 ◆0.2比较例1 2.5 ×1.0在各实施例中，通过通道透气层(形成通道)的作用获得了优良的透气性能。此外，还发现实施例1-3的粘合片具有特别优良的透气性，可承受比实施例4-7粘合片更严酷的条件。
兼顾小球粒径、小球与粘合剂的混合比和涂覆重量是重要的。作为获得优良透气性的一个标准，浆料的涂覆量较好为0.8g/150×100mm或更高。另外，当粘贴在粗糙表面上时，实施例的粘合片能有效地粘贴在被粘物的不平整突起部分上，由于与常规标记膜相比该粘合片更具有挠性并更厚，因此具有优良的与粗糙表面的贴合性。
实施例 8将由NRB橡胶组成的片材在177℃、50kg/cm3条件下先压纹3分钟，形成具有不平整结构的不平整片材。用与实施例1相同的方法制得本实施例的粘合片，但是用这种不平整片作为膜基片层并且同时作为通道透气层，省去了表层膜。
该不平整膜具有(ⅰ)膜基片层(厚度0.5mm)和(ⅱ)整体连接在该膜基片层上的许多突起部分。突起部分的高度为1.0mm，突起部分之间的间距为0.5mm，突起部分的垂直截面形状为梯形(与透气粘合剂层相粘的一侧相当于梯形的下底)。突起部分的总粘合面积约为44％。
用与实施例1相同的方法评价本实施例的粘合片。结果，在常规条件下的粘合力、透气性评价值和与粗糙表面的贴合性与实施例1的相同。
本发明的实用性由于由多孔材料组成的被粘物产生的气体可被导出粘合片，因此本发明粘合片不会发生溶胀，并显示出高的与粗糙表面的粘合性。
权利要求
1．一种粘合片，它包括依次层压的膜基片层，在表面部分具有许多突起部分的通道透气层，和透气粘合剂层；所述通道透气层的突起部分之间形成的凹陷部分构成与外界连接的连续通道。
2．如权利要求1所述的粘合片，其特征在于所述通道透气层是由含许多小球的粘合剂材料制成的。
3．一种施加有粘合片的结构，它包括由具有粗糙表面的多孔材料制成的被粘物，以及粘合在该粗糙表面上的如权利要求1所述的粘合片。
全文摘要
问题:提供一种能使由多孔材料组成的被粘物产生的气体逸出粘合片而不会发生溶胀的粘合片,并且这种粘合片与粗糙表面具有高的粘合力。解决问题的方法:一种粘合片,它包括依次层压的膜基片层;在表面部分具有许多突起部分的通道透气层,所述突起部分之间形成的凹陷部分构成与外界连接的连续通道;和透气粘合剂层。
文档编号C09J11/00GK1300311SQ99806081
公开日2001年6月20日 申请日期1999年4月30日 优先权日1998年5月14日
发明者阿部淳二, 阿部秀俊 申请人:美国3M公司