可热脱粘的粘合剂制品的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开涉及可通过加热脱粘的粘合剂制品。
【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。粘合带通常包括背衬或基 材以及粘合剂。一种类型的粘合剂，压敏粘合剂（PSA)对于许多应用是特别优选的。
[0003] PSA为本领域中的普通技术人员熟知，其在室温下具有某些特性，这些特性包括以 下：（1)有力而持久的粘附力；（2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)具有足够固定在粘 合体上的能力；以及（4)足够的内聚强度以便使其从粘合体干净地移除。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。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）、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（其为固有粘性的）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] 为热响应性的多种粘合剂制品已得到描述。热响应性意指在对粘合剂制品施加热 后，广生响应。在一些制品中，响应是形成粘合，在其他情况下，响应是破坏粘合。一般而目， 四种类型的此类制品已得到描述。第一组是其中对粘合剂制品施加热以形成粘合的制品。 提及的第二组是所谓的加工胶带，其中将胶带施加于基材用于一个或多个加工步骤并且随 后去除。第三组包括提及其中为热响应性的粘合剂中存在添加剂的粘合剂制品。第四组包 括含有热响应性材料（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的膜 或标签，其中所述标签或膜通过下述过程附着：a)用可辐射固化的粘合剂涂布可热收缩的 膜或标签，b)将膜或标签施加于容器，c)辐射固化粘合剂，以及d)加热容器以使膜或标签 收缩，以使膜或标签与容器永久附着。
[0006] 第二组加工胶带的例子包括一系列美国专利公布No. 2008/0131634、 2010/0252185和2010/0279491(全部授予Kiuchi等人）。这些参考文献描述了其为自 卷起的被粘合剂涂布的片材和胶带。片材或胶带包括可收缩的膜层，所述可收缩的膜层 经收缩在自身上卷起，从而引起从片材或胶带对其粘附的基材的剥离释放。美国专利 No. 7, 063, 765 (Kudo等人）描述了其中存在粘合剂层的用于晶片切片的加工胶带，其中粘 合剂层的粘附可通过化学反应降低。描述了加工晶片制品的方法，所述晶片制品包括序贯 含有第一基材、第一粘合剂层、第二基材和第二粘合剂层的片材，其中该片材附接到晶片， 该晶片是切片的，通过降低第一粘合剂层的粘附而去除该第一基材和第一粘合剂层，将晶 片分成多个芯片，并且通过降低第二粘合剂层的粘附而去除该第二基材和第二粘合剂层。 PCT公布No. WO 98/55280描述了镶面胶带，所述镶面胶带在层合过程之前以及在层合过程 期间可用于使多个木材镶面基材彼此维持固定关系，并且在层合过程之后可干净地从基材 去除。胶带背衬可包括可热收缩的膜。
[0007] 其中粘合剂含有热响应性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)，所述专利描述了在膜形成基材上形成的功能膜。制备功能 膜的方法包括：a)在基材上形成电磁波吸收层；b)通过使用经加热形成气体的无机材料， 在电磁波吸收层上形成分离层；c)形成含有功能膜的待剥离的层；以及d)对电磁波吸收 层施加电磁波，以降低待剥离的层和基材之间的粘合强度。另一个例子是PCT公布No. WO 00/40648,其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含可固化的树 脂和可热膨胀的无机材料。
[0008] 第四组粘合剂制品的例子包括为热响应性的材料。美国专利公布 No. 2011/0281045 (Goubard等人）描述了多层制品，例如包括热熔融压敏粘合剂层、可印刷 的支持层和保护层的标签，所述可印刷的支持层可包含可热收缩的材料。标签可通过浸入 热的碱性水性溶液中去除。美国专利No. 5, 441，810 (Aizawa等人）描述了粘合片，所述粘 合片包含具有橡胶样弹性层、可热膨胀的层和粘合剂层的基材。热响应性制品中的一些包 括描述为形状记忆聚合物的材料。形状记忆聚合物是这样的材料，所述材料以一个形状形 成，变形至第二形状，并且经施加热恢复至其初始形状。美国专利No. 5, 888, 650 (Calhoun 等人）描述了具有下述的温度响应性粘合剂制品：a)温度响应性载体；和b)涂布在载体的 至少一部分上的热形变（thermomorphic)压敏粘合剂。制品具有广泛范围的粘合和脱粘 特性。美国专利No. 6, 773, 535 (Wetzel)描述了可分离的粘合系统，所述可分离的粘合系 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，所述变形的形状记忆合金元件 设置在两个刚性粘合体的面对表面之间并且以粘合方式粘合至两个刚性粘合体的面对表 面。使形状记忆合金构件机械应变，以形成变形的形状记忆合金构件。将温度升高足以将 变形的形状记忆合金构件转化为恢复的形状，由此减弱对两个刚性粘合体的粘着性粘合。 美国专利公布No. 2010/0316845 (Rule等人）描述了粘合剂制品，所述粘合剂制品包含形状 记忆聚合物背衬并且可通过施加热与基材或粘合体脱粘。2011年7月19日提交、名称为 "DEB0NDABLE ADHESIVE ARTICLE AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME (可脱粘的 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描述了可脱粘的粘 合剂制品，所述可脱粘的粘合剂制品包括在形状记忆聚合物片的相对侧上的粘合剂层，所 述形状记忆聚合物片在其中包括多个狭缝。可以通过将所述制品加热至等于或高于所述形 状记忆聚合物片的转变温度的温度使所述制品脱粘。
【发明内容】
[0009] 本文公开的是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，以及制备光学制品且使光学制品加热脱粘的方法。
[0010] 在一些实施例中，粘合剂制品包括具有第一主表面和第二主表面的第一光学透明 的粘合剂层，具有第一主表面和第二主表面的可热收缩的光学基材，以及具有第一主表面 和第二主表面的第二光学透明的粘合剂层，其中所述可热收缩的基材的第一主表面设置在 所述第一光学透明的粘合剂层的第二主表面上，所述第二光学透明的粘合剂层的第一主表 面设置在可热收缩的基材的第二主表面上。可热收缩的基材的至少一部分具有至少100克 /英寸（3. 85N/dm)的阈值收缩力。第一粘合剂层和第二粘合剂层各自具有0. 1至85克/ 英寸（0.039 - 3. 3N/dm)的失效力。失效力不是描述实际粘合剂制品的失效，而是通过测试 模型制品进行测定，其中该模型制品或由第一粘合剂层和可热收缩的基材或由第二粘合剂 层和可热收缩的基材制备。失效力是通过测量对模型制品的玻璃基材在室温下的90°剥离 粘附力或在l〇〇°C下的180°剥离粘附力进行测定的。
[0011] 本发明还描述的是光学制品。在一些实施例中，该制品包括具有第一主表面和第 二主表面的第一光学基材，具有第一主表面和第二主表面的第二光学基材，以及设置在所 述两个光学基材之间的粘合剂制品。粘合剂制品在上文描述。光学制品被这样布置，使得 第一光学透明的粘合剂层的第一主表面设置在第一光学基材的第二主表面上，并且第二光 学透明的粘合剂层的第二主表面设置在第二光学基材的第一主表面上。
[0012] 光学制品的其他实施例包括具有第一主表面和第二主表面的第一光学基材，以及 设置在第一光学基材的第二主表面上的粘合剂制品。粘合剂制品包括具有第一主表面和第 二主表面的可热收缩的光学基材，以及设置在可热收缩的光学基材的第二主表面上的第一 光学透明的粘合剂层。光学制品被这样布置，使得第一光学透明的粘合剂层的第一主表面 设置在第一光学基材的第二主表面上。如同上文描述的粘合剂制品，可热收缩的基材具有 至少100克/英寸（3. 85N/dm)的阈值收缩力，并且第一粘合剂层具有0. 1至400克/英寸 (0· 039 - 15. 4N/dm)的失效力。失效力如上是通过测量对制品的玻璃基材在室温下的90° 剥离粘附力或在l〇〇°C下的180°剥离粘附力进行测定的，所述制品包括第一粘合剂层和 可热收缩的光学基材。
[0013] 本发明还描述的是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粘合剂制品，并且将该粘合剂制品设置在具有第一主 表面和第二主表面的第一光学基材与具有第一主表面和第二主表面的第二光学基材之间。 粘合剂制品包括具有第一主表面和第二主表面的第一光学透明的粘合剂层，具有第一主表 面和第二主表面的可热收缩的光学基材，以及具有第一主表面和第二主表面的第二光学透 明的粘合剂层，其中所述可热收缩的基材的第一主表面设置在所述第一光学透明的粘合剂 层的第二主表面上，所述第二光学透明的粘合剂层的第一主表面设置在可热收缩的基材的 第二主表面上。可热收缩的基材的至少一部分具有至少100克/英寸（3. 85N/dm)的阈值收 缩力。第一粘合剂层和第二粘合剂层各自具有〇. 1至85克/英寸（0. 039 - 3. 3N/dm)的失 效力。失效力不是描述实际粘合剂制品的失效，而是通过测试模型制品进行测定，其中该模 型制品或由第一粘合剂层和可热收缩的基材或由第二粘合剂层和可热收缩的基材制备。失 效力是通过测量对模型制品的玻璃基材在室温下的90°剥离粘附力或在KKTC下的180° 剥离粘附力进行测定的。第一光学基材设置在第一光学透明的粘合剂层的第一主表面上， 而第二光学基材设置在第二光学透明的粘合剂层的第二主表面上。在一些实施例中，该方 法还包括向所制备的多层制品施加足够诱导可热收缩的基材中发生收缩的热。在一些实施 例中，这种收缩引起第一光学透明的粘合剂层和第二光学透明的粘合剂层的失效。
【附图说明】
[0014] 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。
[0015] 图IA和IB显示了根据本公开的一个实施例的粘合剂制品的剖视图。
[0016] 图2A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0017] 图2B显示了在热收缩后2A的多层光学制品的剖视图。
[0018] 图3A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0019] 图3B显示了在热收缩后3A的多层光学制品的剖视图。
[0020] 图4A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0021] 图4B显示了在热收缩后4A的多层光学制品的剖视图。
[0022] 图5A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0023] 图5B显示了在热收缩后5A的多层光学制品的剖视图。
[0024] 图6A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0025] 图6B显示了在热收缩后6A的多层光学制品的剖视图。
[0026] 图7A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0027] 图7B显示了在热收缩后7A的多层光学制品的剖视图。
[0028] 图8A显示了根据本公开的一个实施例的多层光学制品的剖视图。
[0029] 图8B显示了在热收缩后8A的多层光学制品的剖视图。
[0030] 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】
[0031] 通常，粘合剂制品包括两个粘合体，所述两个粘合体通过粘合剂层以粘合方式粘 合。粘合体可为广泛多样的基材，包括膜、板、制品表面、壁、底板、窗等等。粘合体可为柔 性、刚性、半刚性、连续或不连续的。类似地，粘合剂层可为压敏粘合剂层、固化性粘合剂层 等等，并且可为相对厚或薄的并且为连续或不连续的。
[0032] 常规地，粘合剂层单独用于形成在两个粘合体之间的粘着性粘合。在这些情况下， 粘附力、剥离粘附力和剪切强度的典型粘合特性是这些粘合剂的关键参数。然而，粘合剂尤 其是压敏粘合剂在诸如医学、电子和光学行业的领域中的使用正在增加。除了传统的粘着 性、剥离粘附力和剪切强度之外，这些行业的需求寄予了压敏粘合剂额外的要求。例如，尤 其当粘合剂层处于光路中时，光学行业对粘合剂层有光学透明度和稳定性需求（例如随时 间推移和在温度暴露后不变黄）。已开发了多种粘合剂，以解决这些渐增的特性需求。一般 地，这些努力已导致与广泛多样的基材形成极强粘着性粘合的粘合剂。
[0033] 虽然许多努力已消耗在开发提供更强的粘着性粘合、与更广泛多样的基材粘合、 以及具有多种额外的特性例如耐气候性、光学透明度等的粘合剂中，但相对少的努力已花 费在开发可脱粘的粘合剂上。提供强且可脱粘的粘着性粘合的粘合剂的许多有利特点也可 使得将这些粘合拆开困难且昂贵。因为粘合剂设计为使粘合体彼此有效粘合，所以在其中 期望将粘合拆开例如以替换或修复粘着性粘合的粘合体的情况下，粘合剂天然抵抗这种移 除。非刚性粘合体通常可通过使粘合体从粘合剂剥离或通过使粘合体/粘合剂层从它们对 其粘合的粘合体剥离来移除。然而，对于刚性或半刚性粘合体基材，这种通过剥离机制的移 除是受挫的。例如，考虑安全玻璃的典型面板。在许多情况下，这种相对简单的光学透明的 制品实际上是多层制品，所述多层制品包括两个玻璃面板、两个光学透明的粘合剂层和光 学透明的膜。通常，该制品具有下述配置：玻璃/粘合剂/膜/粘合剂/玻璃。如果这种制 品需要拆开以修复或替换基材中的一个或多个，则没有办法使玻璃基材从粘合剂剥离或使 粘合剂/玻璃制品从膜剥离。这种困难的产生与粘合剂层的粘附强度无关，因为总体制品 抵抗剥离。这种效应的例子已通过例如在生物学课上将一滴水放置在两个显微镜载玻片之 间的任何学生观察到。即使两个载玻片仅通过水的表面张力而保持在一起，将它们剥离开 的尝试一般是徒劳的，并且载玻片不得不被滑动分开（剪切力）。当粘合剂用于将两个刚性 或半刚性基材粘附在一起时，这种效应要强得多。
[0034] 因此，可热脱粘的粘合剂制品是期望的。如本文所用的术语"可热脱粘的"指的是 施加热后经历粘着性粘合的变化使得粘合体之一或两者可从粘合剂层移除的粘合剂制品。 可热脱粘的粘合剂层允许粘合剂层具有使粘合体保持在一起的有效寿命，并且还允许移除 粘合体，以允许在损坏后或在制品的使用寿命结束时再循环或修复粘附的基材。
[0035] 本公开的可热脱粘的制品的另外优点是：通过使用可热收缩的基材诱导脱粘，加 热引起制品中的永久变化。换言之，一旦该制品已被加热，并且可热收缩的基材已收缩，该 制品在冷却后就不回到其加热前状态。这允许该制品例如在烘箱中进行加热，并且随后冷 却且拆除。该制品无需进行热拆除。这与例如这样的系统形成对比，在所述系统中，粘合剂 层是热敏的并且在加热后丧失其粘附强度，但在冷却后再获得其粘附强度。具有这类粘合 剂系统的制品必须在热的时候进行拆除。在热的时候拆除制品不仅对进行拆除的人是不方 便且潜在危险的，它甚至还是不可能的。例如，如果制品被放置在传送带上并且经过烘箱， 则不可能在制品冷却前接近制品并且将它们拆除。相比之下，本公开的制品一般可为热脱 粘的并且随后在冷却后拆除。
[0036] 在本公开中，呈现了粘合剂制品，其利用可热收缩的基材和具有所需特性的一个 或多个粘合剂层的组合，以实现可热脱粘的制品。粘合剂制品可与基材以粘合方式粘合，以 形成粘合剂构造。本发明还公开了制备可热脱粘的制品的方法以及使用热使这些制品脱粘 的方法。
[0037] 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。
[0038] 如本说明书以及所附权利要求中所用，所有的非复数形式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"可涵盖具有一层、两层或多层的实施 例。如本说明书以及附加的权利要求书中所使用，术语"或"一般以包含"和/或"的意思 使用，除非内容有另外清楚的表述。
[0039] 如本文所用，术语"粘合剂"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。
[0040] 热活化粘合剂在室温下是非粘性的，但在高温下将变得发粘且能够粘合至基材。 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将变成粘性的。玻璃化转变温度（Tg)通常是用差示扫 描量热法（DSC)进行测量。
[0041] 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)有力且持久的粘附力；（2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)具有足够固定在粘 合体上的能力；以及（4)足够的内聚强度，以便干净地从粘合体上可移去。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必需的粘弹性，导致粘着 性、剥离粘附力和剪切保持力之间所需的平衡。得到适当的性质平衡不是一个简单的过程。
[0042] 术语"烷基"指烷烃的一价基团，所述烷烃为饱和烃。烷基可以是直链的、支化的、 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1