包含压敏粘合剂条带的制品的制作方法
【专利说明】包含压敏粘合剂条带的制品
【背景技术】
[0001] 压敏粘合剂（PSA)广泛用于各种粘结应用。具体地，可拉伸剥离的压敏粘合剂胶 带常用于将物品粘结到例如建筑部件的表面。通过拉伸粘合剂胶带可将该物品从表面剥 离，仅留下很少粘合剂残留或没有粘合剂残留。
【发明内容】
[0002] 概括地讲，本文公开了一种制品，该制品包括其上设置有粘合剂层的剥离衬垫，该 粘合剂层包括以大致交替的模式布置的第一压敏粘合剂的多个条带和第二压敏粘合剂的 多个条带。第一压敏粘合剂为基于有机硅的压敏粘合剂，该基于有机硅的压敏粘合剂包含 具有硬链段的有机硅嵌段共聚物弹性体，每个硬链段包含至少一个极性部分，并且第二压 敏粘合剂为有机聚合物压敏粘合剂。本发明还公开了制备此类制品的方法。根据以下具体 实施方式，本发明的这些方面和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应将该概 括的
【发明内容】
视为是对可受权利要求书保护的主题的限制，无论此主题是在最初提交的专 利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中给出还是以其他方式 在申请过程中给出。
【附图说明】
[0003] 图1为如本文所公开的示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0004] 图2为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0005] 图3为如本文所公开的另一个示例性制品的顶部透视图。
[0006] 图4为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0007] 图5为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0008] 图6为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0009] 图7为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0010] 图8为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0011] 图9为如本文所公开的另一个示例性制品的一部分的示意性剖视图。
[0012] 在各个附图中，类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可能以相同或等同形 式的倍数出现；在此类情况下，参考标号可能仅标出一个或多个代表性元件，但应当理解， 此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有附图均未 按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，否则各 种部件的尺寸仅用于示例性目的，并且不应根据图示推断介于各种部件的尺寸之间的关 系。
[0013] 尽管本发明中可能使用了"顶部"、"底部"、"上部"、"下部"、"下方"、"上方"、"正 面"、"背面"、"向上"和"向下"以及"第一"和"第二"等术语，但应当理解，除非另外指明， 否则这些术语仅以它们的相对意义使用。术语"向内"、"向外"和"侧向"具有如下文所定义 的特定意义。如本文所用，术语"粘合剂"意指压敏粘合剂。如本文所用，作为对性质或属 性的修饰语，除非另外具体地定义，否则术语"大致"意指该性质或属性将能容易被普通技 术人员识别，而不需要绝对精确或完美匹配（例如，对于可计量性质，在+/-20%内）。除非 另外具体地定义，否则术语"基本上"意指高逼近程度（如，在可量化性能的+/-10%内）， 但同样不需要绝对精确或完全匹配。术语如相同、相等、均匀、恒定、严格等应理解成是在普 通容差或适用于特定情况的测量误差内，而不需要绝对精确或完美匹配。
【具体实施方式】
[0014] 术语表
[0015] 粘合剂层中特定粘合剂的所谓"总面积分数"是指由该特定粘合剂的条带共同提 供的粘合剂层的总面积（该总面积包括所有间隙）的分数。
[0016] 所谓"间隙面积分数"是指由粘合剂层中的任何不含粘合剂的间隙共同提供的粘 合剂层总面积分数。
[0017] 粘合剂层中特定粘合剂的所谓"体积分数"是指由该特定粘合剂的条带共同提供 的粘合剂层的总体积（该总体积包括所有间隙）的分数。
[0018] 图1示出了如本文所公开的示例性制品的一部分的示意性剖视图（沿条带20和 40的长轴观察）。该制品包括剥离衬垫10,该剥离衬垫具有第一主表面11和与第一主表 面11相背对面向的第二主表面12。剥离衬垫10包括位于第一主表面11上的氟代有机硅 剥离表面，如本文稍后详细讨论。剥离衬垫10可任选地包括位于第二主表面12上的剥离 表面，例如氟代有机硅剥离表面。主要粘合剂层5设置在剥离衬垫10的第一主表面11上。 粘合剂层5包括在剥离衬垫10的侧向范围" 1 "上以大致交替的模式布置的第一压敏粘合 剂20的多个条带和第二压敏粘合剂40的多个条带，如图1中的示例性方式所示。（所谓侧 向方向和所得侧向范围是指基本垂直于条带长轴的方向；即，条带沿着其进行布置例如间 隔开的方向。）。第一压敏粘合剂20为基于有机硅的压敏粘合剂，该基于有机硅的压敏粘 合剂包含具有硬链段的有机硅嵌段共聚物弹性体，每个硬链段包含至少一个极性部分，如 本文稍后详细讨论。第二压敏粘合剂40为有机聚合物压敏粘合剂，如本文稍后详细讨论。
[0019] 如上文所述，压敏粘合剂20和40的条带以大致交替的模式布置。这种布置的示 例性版本示于例如图1至图3中，其中可见以下模式：[40/20/40/20···]。然而，大致交替的 概念还包括其中任何所选择的条带（无论是粘合剂20的还是粘合剂40的）可以两个或更 多个子条带的形式提供的模式。例如，条带20或40中的一者可以提供为在两者间具有间 隙的两个子条带，而不是如图1所示的单个条带。因此，例如，大致交替的模式包括诸如以 下的模式：[2(V(40/40)/2(V(40/40)…]，即，其中两个40子条带后接单个20条带的模式； 以及[(20/20)八40/40/40)…]，即，其中两个20子条带后接三个40子条带的模式），等等。 在许多实施例中，压敏粘合剂20和40的条带将是细长的（例如，如图3所示），以便包括长 轴，但此类长轴不一定是严格线性的。
[0020] 在一些实施例中，本发明所公开的制品可包括基底（例如，背衬，诸如胶带背 衬）80，如图2和图3中的示例性实施例所示。在此类实施例中，多个条带中的至少所选择 的条带可以各自包括与剥离衬垫10的氟代有机硅剥离表面11接触的第一主表面，并且多 个条带中的至少所选择的条带可以各自包括相背对面向的第二主表面，该相背对面向的第 二主表面压敏粘合地粘结到基底80的第一主侧面/表面81。在图2示出的实施例中，条带 20和40包括与剥离衬垫10的剥离表面11接触的第一主表面（分别是21和41);并且条 带20和40包括粘结到基底80的第一主侧面/表面81的第二主表面（分别是22和42)。 然而，这可能并不总是如此，如通过下文的论述将会知道。
[0021] 基底80可包括例如可适用于形成任何所需类型的制品（例如，胶带）的任何类型 的背衬。在具体实施例中，背衬80可包括如本文稍后详细论述的可高度延展的背衬，使得 所提供的制品可用作可拉伸剥离的胶带。在一些实施例中，可以在胶带背衬80的相对于主 要压敏粘合剂层5的次要（相背对）侧面上设置次要压敏粘合剂层115。这种布置方式可 提供所谓的双面粘合剂胶带。如果需要，可以在胶带背衬80的次要侧面82上设置次要剥 离衬垫110,如图2的示例性实施例中所示。
[0022] 在一些实施例中，胶带背衬80以及主要粘合剂层5和次要粘合剂层115可共同提 供双面可拉伸剥离的胶带。此类制品常用于将物品可移除地附接到例如建筑部件，诸如墙 壁等。因此图3示出了示例性可拉伸剥离的制品90,该制品包括可高度延展背衬80,该背 衬具有以大致交替的模式设置在其一部分上的第一粘合剂的条带20和第二粘合剂的条带 40。制品90还包括突片部分83 (例如，背衬80上未设置任何粘合剂的部分），可抓住并拉 动突片部分83以激活该制品的拉伸剥离性质。在许多实施例中，此类可拉伸剥离的制品可 包括具有长轴Lsr的伸长的长度，该长轴充当可沿其牵引制品以激活拉伸剥离性质的轴线。 如图3中可以看到，在一些实施例中，第一粘合剂的单个条带20和第二粘合剂的单个条带 40可各自具有长轴，该长轴被取向为大致、基本上或甚至严格垂直于可拉伸剥离的制品90 的伸长长度的长轴L sr(后一种情况示于图3中）。应当理解，这种可拉伸剥离的制品通常 安装到墙壁上，以使得制品的长轴（相对于地球引力）垂直对齐，以便最有利地承受待制品 支撑的物品的重量。因此应当注意，即使当粘合剂的单个条带被取向为垂直于制品的长轴 并因此垂直于所支撑对象赋予的重力载荷时，也可以获得本文所述的功能。然而，在各种实 施例中，条带20和40的长轴可取向为相对于可拉伸剥离的制品90的长轴L sr成任何方便 的角度（例如，平行或偏离平行30度、45度、60度或90度）。并且，如上所述，单个条带不 一定纯粹以直线延伸；即，它们可以至少轻微起伏、弯曲、成正弦等。
[0023] 如根据本文稍后的公开内容将知道，主要粘合剂层5可以有利地粘结到例如建筑 部件的安装表面，具体地讲粘结到此类部件的某些涂漆表面。因此，在一些实施例中，第一 剥离衬垫10的可见表面12可包括标记13,其指示第一剥离衬垫10设置在双面可拉伸剥离 的胶带制品90的主侧面上，该剥离衬垫被构造成能够（在移除剥离衬垫10之后）粘结到 建筑部件的安装表面。此类布置方式示于图3的示例性实施例中。
[0024] 如果需要，次要粘合剂层115可以具有与主要粘合剂层5相同的（例如条带）布 置方式和/或组成。然而，在许多实施例中（由于粘合剂层115通常可粘结到例如待安装 到墙壁上的物品，而非粘结到墙壁本身的涂漆表面），次要粘合剂层115可包括任何合适的 粘合剂，例如本文稍后所述的一般类型的有机聚合物粘合剂。
[0025] 粘合剂层5的粘合剂20和40的单个条带可以具有任何所需的（侧向）宽度。在 各种实施例中，单个条带可具有至少约〇. lmm、〇. 2mm或0. 4mm的平均宽度（注意，条带宽度 可以偶尔沿条带的长轴在一定程度上改变）。在另外的实施例中，单个条带可具有至多约 2mm、Imm或约0· 6mm的平均侧向宽度。特定类型的（例如粘合剂20的或粘合剂40的）条 带不一定全都具有相同宽度；此外，条带20不一定与条带40宽度相同。如本文所述，面向 剥离衬垫10的条带侧上的一些条带20(和40)的宽度可不同于相背对侧上的宽度。对于 此类条带，平均宽度是指条带两侧的宽度的平均值。
[0026] 单个条带20和40可具有任何合适的平均厚度（在相对于剥离衬垫10的内外方 向上，如图1所示）。在各种实施例中，条带20和/或40可具有至少约10微米、20微米、 40微米或60微米的平均厚度。在另外的实施例中，条带20和/或40可具有至多140微 米、100微米、80微米或70微米的平均厚度。在一些实施例中，所有特定类型的条带可以在 厚度上类似和/或条带40可具有与条带20的平均厚度大致相同的平均厚度（如图1、2、4 和5所示的一般设计）。然而，可能不需要所有条带均具有相同厚度或甚至类似厚度，如从 本文稍后的讨论将显而易见。一些条带20(和/或40)的厚度可以在条带的整个侧向宽度 上变化。就此类条带而言，可在条带的侧向中心处或附近测量平均厚度（例如，如图6所示 的厚度T 1J。
[0027] 条带20和40可以按任何所需的间距（即，相邻条带之间的中心至中心距离）提 供。可能有利的是间距相对较小，例如，从而可以获得相对平滑和连续的移除过程（例如， 当剥离常规胶带时，或者当拉伸可拉伸剥离的胶带时）。因此，在各种实施例中，相邻条带之 间的中心至中心间距可为至多约4mm、2. 5mm、2mm、I. 5mm或1mm。在其他实施例中，这种中心 至中心间距可为至少约0· 5mm、1mm、I. 5mm或2mm。间距不一定恒定，但如果需要可以是恒 定的。单个条带20和/或40通常可以是沿着其长轴连续的，但如果需要可以是不连续的 (间断的）。然而，在任何情况下，此类条带将不同于例如通过例如凹印涂布、丝网印刷等在 表面上沉积为点阵列的粘合剂（即，每个条带由片段组成，所述片段各自包括与条带的长 轴重合的长轴）。在一些实施例中，条带20的面向衬垫的主表面21可与条带40的面向衬 垫的主表面41共面。
[0028] 而积分数
[0029] 在一些实施例中，条带20和条带40中的至少一些条带可以在剥离衬垫10的整个 侧向范围上间隔开，使得两个相邻条带20和条带40之间存在间隙30,在该间隙30中存在 第一（氟代有机硅）剥离表面11的暴露表面11 M，如图4所示。因此，应当理解，主要粘合 剂层5不需要包括侧向连续（不间断）粘合剂层。也就是说，粘合剂层5可由条带20和条 带40共同提供，不管各个条带之间可能散布任何间隙。在图4所示的一般类型的布置方式 中，至少一些第一粘合剂条带20可以各自包括侧向边缘23,该侧向边缘包括侧向边缘次表 面24。相似地，至少一些第二粘合剂条带40可以各自包括侧向边缘43,该侧向边缘包括侧 向边缘次表面44。在此类"间隔"布置方式中，相邻条带20和条带40的边缘23和43 (具 体地讲，它们的表面24和44)彼此不接触。
[0030] 为有助于表征例如其中至少一些条带之间存在间隙的一般类型的设计，对于第一 粘合剂20和第二粘合剂40中的每一粘合剂而言，总面积分数可定义为被该粘合剂的条带 共同占据的粘合剂层5的总面积的分数（百分比）。由任何间隙共同提供的粘合剂层5的 间隙面积分数可类似定义。有关面积分数的测量和计算（例如通过光学方法）的详细内容， 参见实例的测试工序部分。除非另外具体说明，否则本文此处和别处的面积分数将是相对 于与剥离衬垫10相背对的粘合剂层5的表面而言（应当注意，在一些情况下，例如，在不存 在本文所述的有机硅表面富集效应的情况下，粘合剂的剥离衬垫侧面积分数将与该粘合剂 的相背对侧面积分数基本上相等，如本文稍后所讨论）。
[0031] 作为具体示例，工作实例1-1(表1)具有大约23%的第一基于有机硅的粘合剂总 面积分数、大约33%的第二有机聚合物粘合剂总面积分数，以及大约44%的间隙面积分数 (这三个参数相加为大约100 %的粘合剂层5总面积）。因此，在各种实施例中，第一基于有 机硅的粘合剂20可以提供至少约20 %、25 %、30 %、35 %或40 %的粘合剂层5总面积分数。 在另外的实施例中，第一基于有机硅的粘合剂20可以提供至多约70%、60%、50%或40% 的粘合剂层5总面积分数。
[0032] 工作实例（参见例如表1)显示，在一些情况下，可以存在至多例如46%或更多的 间隙面积分数。即，在一些情况下，多达如总面积的46%或更多的粘合剂层5可以不含粘合 剂（即，将被剥离衬垫10的暴露表面IU占据），同时仍然提供优异的例如抗剥离力和抗剪 切力（当剥离衬垫10与层5分离后，粘合剂层5粘结到物品时）。事实上，即使处于其中粘 合剂层的单个粘合剂条带取向为其长轴垂直于作用于粘合剂层上的剪切力（重力载荷）的 布置方式中（上文结合图3所述），也可保持优异的性能。这是意料之外的，因为预期沿着 粘合剂条带之间的剪切路径存在如此大和/或众多的间隙可能显著降低条带承受高剪切 力的总体能力。因此，在各种实施例中，粘合剂层5可具有至少约10 %、20 %、30 %或40 %的 间隙面积分数。在另外的实施例中，粘合剂层5可具有至多约60 %、50 %、45 %、40 %、35 % 或30%的间隙面积分数。（如下文所述，在一些实施例中，间隙面积分数可低于10% ;在特 定实施例中，完全不存在间隙。）
[0033] 对于每种粘合剂而言，还可定义仅粘合剂的面积分数，该参数表示被粘合剂条带 占据的总面积的分数，即由该特定粘合剂条带提供的总面积的分数。因此仅粘合剂的面积 分数指示基于只有粘合剂的第一粘合剂和第二粘合剂所占据的相对面积，不考虑其中不存 在粘合剂的间隙所占据的任何面积。例如，工作实例1_2(表1)的第一基于有机硅的粘合 剂的仅粘合剂面积分数为大约38% ;工作实例1-2的第二有机聚合物粘合剂的仅粘合剂面 积分数为大约62%。
[0034] 在一些实施例中，第一粘合剂20和第二粘合剂40的相邻条带的至少所选择的对 可以被构造成使得第一压敏粘合剂条带20的侧向边缘23的次表面24与第二压敏粘合剂 条带40的侧向边缘43的次表面44大致侧向接触。此类布置方式以示例性方式示于图5 中。应当理解，所谓"大致侧向接触"意指表面24和44之间的接合部的大部分大致垂直于 (即，在垂直的±20度内）剥离衬垫10的主平面对齐。此类布置方式可不同于例如本文 稍后论述的诸如图6的那些布置方式。应当理解，在诸如图5所示的布置方式中，特定的第 一条带20与侧向相邻于（即，侧向相接于）该条带20的一个或两个第二条带40之间可能 没有间隙。在具体实施例中，任何条带20与侧向相邻条带40之间可能没有间隙（反之亦 然）。在这种情况下，粘合剂层5的总面积的大致100%将包含粘合剂（即，上述间隙面积分 数将大约为零，并且给定粘合剂的总面积分数通常将密切对应于该粘合剂的仅粘合剂面积 分数）。以实例来讲，工作实例2-1 (表2)具有大约33%的基于有机硅的粘合剂面积分数， 和大约67%的有机聚合物粘合剂面积分数（其中可测量的间隙面积分数不明显，并且其中 每种粘合剂的仅粘合剂面积分数基本上等于其总面积分数）。在各种实施例中，第一基于有 机硅的粘合剂20可具有至少约30%、35%、40%、45 %或50 %的仅粘合剂面积分数。在另 外的实施例中，第一基于有机硅的粘合剂20可具有至多约70 %、65 %、60 %、55 %或50 %的 仅粘合剂面积分数（其中在这两种情况下，剩余部分由第二有机聚合物粘合剂40提供）。
[0035] 具有有机硅表而富集的条带
[0036] 在一些实施例中，第一粘合剂20和第二粘合剂40的相邻条带的至少所选择的对 可以被构造成（如图6的示例性实施例所示）使得第一压敏粘合剂条带20的侧向边缘部 分25向内位于第二压敏粘合剂条带40的侧向边缘部分45之下。（许多这种一般类型的 条带将包括两个此类侧向边缘部分25,如图6所示）。如通过图6的示例性例证可认识到， 所谓"向内位于……之下"意指以外一内方向穿过第二粘合剂条带40的部分45的直线在 到达剥离衬垫10之前，将穿过第一粘合剂条带20的部分25。因此在此类布置方式中，条 带20和40的相邻的边缘表面之间的接合部48不是基本上垂直于基底80的主平面（如图 5的设计中），而是接合部48 (在相邻的边缘表面28和47之间）可以以如图6所示远离垂 直的角度行进。此外，接合部48的角度不一定是恒定的，又如图6中的示例性实施例所示。 (在一些此类实施例中，接合部48的角度可以随着接合部接近条带20的表面21而减小，使 得部分25可以例如包括如图6所示的侧向伸长的凸缘部。）
[0037] 在此类实施例中，第一压敏粘合剂条带20的侧向边缘部分25可因此包括与衬垫 10的剥离表面11接触的第一表面27 ;并且，边缘部分25的至少一些部分还可包括大致相 背对面向的第二表面28,该表面28与第二压敏粘合剂条带40的侧向边缘部分45的表面 47接触。通过对图6的观察将知道，表面28 (其接触第二粘合剂40)与主表面27 (其接触 剥离衬垫10) "大致相背对面向"的状态不需要（边缘部分25的）这两个表面必须正相反 地远离彼此，也不需要这两个表面的取向在条带20的侧向边缘部分25的侧向范围上保持 不变。相反，仅仅意味着在第二粘合剂条带40的侧向边缘部分45中，第二粘合剂条带40 的向内主表面41的表面区域47 (该区域47通常将被预期为接触剥离衬垫10)与第一粘合 剂条带20的侧向边缘部分25的向外表面28接触（在接合部48处）。
[0038] 可通过此类设计赋予显著的优点。具体地讲，在一些具体应用中，第一基于有机硅 的粘合剂2