CN101195730A - 光屏蔽性压敏粘合剂片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括可通过将含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要成分以及着色剂的压敏粘合剂组合物成型为片形状获得的光屏蔽性压敏粘合剂层,其中所述压敏粘合剂层的透光率为1%或更低。所述的光屏蔽性压敏粘合剂片具有高的光屏蔽性。

Description

光屏蔽性压敏粘合剂片
技术领域
本发明涉及光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括具有光屏蔽性的水可分散的丙烯酸系压敏粘合剂组合物。
背景技术
丙烯酸系聚合物广泛用作压敏粘合剂材料的基础成份,因为它们具有广泛选择的单体物质,并且由此获得的压敏粘合剂材料具有各种优异特性。然而,溶剂基丙烯酸系压敏粘合剂不是环境友好的,因为使用了有机溶剂,并且最近越来越被认为是新屋症候群(sick housesyndrome)的起因。因此,非常希望消除溶剂。另一方面,水可分散的丙烯酸系压敏粘合剂材料使用水作为溶剂,对环境和人体具有很少的危害。基于这种背景,已经开发了具有各种功能和特征的水可分散的压敏粘合剂材料。
关于使用水可分散的丙烯酸系压敏粘合剂材料的压敏粘合剂胶带(tape),对于某些应用可能需要光屏蔽性。通常,作为具有光屏蔽性的压敏粘合剂胶带,已经公开了通过将光屏蔽基材与光透性压敏胶粘剂层组合制备压敏粘合剂胶带,和通过进一步与光屏蔽层组合制备压敏粘合剂胶带(参见专利文献1)。还试图提供自身具有光屏蔽性的压敏粘合剂材料。然而,在通过添加着色剂等到粘合剂组合物提供自身具有光屏蔽性的压敏粘合剂材料中,牵涉到将在后面描述的各种困难并且着色剂对压敏粘合剂材料的粘性不利。因此,尚未获得自身具有足够光屏蔽性的压敏粘合剂材料,并且只能通过组合有色的压敏粘合剂材料和有色基材才能获得具有足够光屏蔽性的压敏粘合剂片。
对于为压敏粘合剂材料提供光屏蔽性的着色剂,通常使用黑色的着色剂如碳黑。然而,在包括水可分散的丙烯酸系聚合物作为基础成份的压敏粘合剂材料中,很难加入能够达到足够光屏蔽性的量的着色剂,并且很难获得还可能满足其它性质诸如粘结力和挠性的压敏粘合剂材料。例如,当添加大量着色剂用于获得足够的光屏蔽性时,添加的着色剂自身容易妨碍粘性,并使压敏粘合剂更硬,从而减少粘性。
在包括各专利文献(例如专利文献3)的涉及水可分散的丙烯酸系压敏粘合剂材料的各种文献中,描述了可加入着色剂或颜料,但是这些文献意在添加极少量,目的是使压敏粘合剂材料是可见的或部分地截断特定波长的光,还没有添加大量着色剂到水可分散的丙烯酸系压敏粘合剂材料中用于光屏蔽目的的技术。另外,尽管公开了通过添加碳黑到聚氨酯粘合剂中制备压敏粘合剂材料(专利文献4),但是该公开仅仅包括添加少量着色剂用于使粘合剂可见,并未提及添加大量着色剂能够实现足够的光屏蔽性并且进一步获得具有优异粘性的压敏粘合剂的技术。
专利文献1:JP-A-8-6229。
专利文献2:JP-A-5-43846。
专利文献3:JP-A-2003-82302。
专利文献4:JP-T-3-501132。
发明内容
本发明提供了压敏粘合剂片,该压敏粘合剂片使用含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要组分以及着色剂的压敏粘合剂组合物制备并具有优异的光屏蔽性和粘性。
本发明人为获得上述目的进行卓越的研究后发现,通过在混合含有水可分散的丙烯酸系聚合物和着色剂的水分散体中设计混合方法,着色剂可以令人满意的分散稳定性分散在压敏粘合剂组合物中。另外,发现,通过添加足够量的着色剂,可以获得包括具有优异光屏蔽性和粘性的压敏粘合剂层的光屏蔽性压敏粘合剂片。因此,完成了本发明。
也就是说,本发明提供了光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括光屏蔽性压敏粘合剂层,该层可通过将含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要组分以及着色剂的压敏粘合剂组合物成型为片形状而获得,其中压敏粘合剂层的透光率为1%或更低。
本发明还公开了光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括光透性基材;和光屏蔽性压敏粘合剂层,所述光屏蔽性压敏粘合剂层包括含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要组分以及着色剂的压敏粘合剂组合物,所述光屏蔽性压敏粘合剂层布置在所述基材的至少一侧上,其中压敏粘合剂片的透光率为1%或更低。
可通过在含有丙烯酸系聚合物的分散液中混合处在固体浓度为20-50重量%的水分散体状态下的着色剂获得光屏蔽性压敏粘合剂层。
对于上述着色剂,优选使用平均粒度为0.5μm或更小的着色剂。
对于上述着色剂,例如,可使用碳黑。
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可以优选用于固定例如汽车材料、住宅材料、电子元件等。
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可以构建为不包括基材的光屏蔽性压敏粘合剂片,因为,压敏粘合剂层通过自身具有足够光屏蔽性的光屏蔽性压敏粘合剂材料形成。另外,当本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片构建为是包括基材的光屏蔽性压敏粘合剂片时,可以广泛选择基材,因为可使用无光屏蔽性的基材生产所述光屏蔽性压敏粘合剂片。另外,因为没必要层叠多个光屏蔽层以确保光屏蔽性,所述光屏蔽性压敏粘合剂片可以简单的生产过程被生产并具有优异的经济性。另外,因为可以使用不含有机溶剂作为溶剂的压敏粘合剂组合物生产压敏粘合剂层,因此,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片没有由残留有机溶剂导致的污染,并且优选用于固定汽车材料、住宅材料、电子元件等。
附图说明
图1A和1B是分别表示本发明的不含基材的双侧光屏蔽性压敏粘合剂片的剖视图。
图2A和2B是分别表示本发明的含基材的双侧光屏蔽性压敏粘合剂片的剖视图。
图3A和3B是分别表示本发明的含基材的单侧光屏蔽性压敏粘合剂片的剖视图。
附图标记说明
1光透性基材
2光屏蔽性压敏粘合剂层
3隔离衬里
具体实施方式
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片包括可通过将含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要组分以及着色剂的压敏粘合剂组合物成型为片形状获得的光屏蔽性压敏粘合剂层。所述光屏蔽性压敏粘合剂片可以只由所述的光屏蔽性压敏粘合剂层构成,或者可包括在光透性基材的至少一侧上的所述光屏蔽性压敏粘合剂层。本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片的结构将参考附图进行说明。图1A到3B分别是示例性表示本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片的透视图。在图1A到3B中,分别示出了光透性基材1、光屏蔽性压敏粘合剂层2和隔离衬里3。本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可构建为如图1A和1B所示的不包括基材的双侧粘合剂片,或者构建为如图2A和2B所示的包括基材的双侧粘合剂片。另外,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可构建为如图3A和3B所示的包括基材的单侧粘合剂片。本文中,隔离衬里不包括在压敏粘合剂片的构件中。
如图1A、2A和3A所示,可通过用隔离衬里3覆盖光屏蔽性压敏粘合剂层2的表面(压敏粘合剂表面)构建片形状的光屏蔽性压敏粘合剂片。在如图1B和2B所示的双侧光屏蔽性压敏粘合剂片中,通过使用隔离衬里3覆盖一个压敏粘合剂表面而另一粘合剂表面处在暴露状态下,或在如图3B所示的单侧光屏蔽性压敏粘合剂片中,不使用隔离衬里,还可将光屏蔽性压敏粘合剂片卷成筒状。在这一点上,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可以成型为具有带型的光屏蔽性压敏粘合剂胶带。
因为构成本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片的光屏蔽性压敏粘合剂层2具有光屏蔽性,因此,所述压敏粘合剂片的透光率为1%或更低,优选为0.5%或更低,特别优选为0%,在如图1A和1B中所示的没有基材的压敏粘合剂片以及在如图2A、2B、3A和3B所示的包括基材的压敏粘合剂片中都是如此。在如图1A和1B中所示的没有基材的压敏粘合剂胶带中,压敏粘合剂片的透光率测量为是光屏蔽性压敏粘合剂层2的透光率(例如,在光屏蔽性压敏粘合剂层2的两侧都被没有光屏蔽性的隔离衬里3覆盖时测量的透光率)。在如图2A、2B、3A和3B所示的包括基材的压敏粘合剂片中,压敏粘合剂片的透光率测量为是光透性基材1和光屏蔽性压敏粘合剂层2的层叠件(或者是光透性基材1、光屏蔽性压敏粘合剂层2和隔离衬里3的层叠件)的透光率。可使用由Suga Test Instrument Co.Ltd.生产的浊度级(Haze Meter)(商品名:HZ-1)测量透光率。
可使用光屏蔽性压敏粘合剂组合物制备光屏蔽性压敏粘合剂层2,所述屏蔽式压敏粘合剂组合物通过在含有丙烯酸系聚合物的分散液中添加处在固体浓度为20-50重量%的水分散体状态下的着色剂而制备。
上述水可分散的丙烯酸系聚合物为乳液形式的丙烯酸系组合物,其中丙烯酸系聚合物分散在水中。丙烯酸系聚合物的例子包括含有由下式(1)表示的(甲基)丙烯酸烷基酯作为基础单体组分(单体组分)的聚合物:
Figure A20061016473000091
其中R1表示氢原子和甲基;R2表示含2-14个碳原子的烷基。
R2(含2-14个碳原子的烷基)的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、辛基、异辛基、2-乙基己基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基和十二烷基。由R2表示的烷基优选是含2-10个碳原子的烷基,特别优选是丁基和2-乙基己基。
(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例子包括(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸仲丁基酯、(甲基)丙烯酸叔丁基酯、(甲基)丙烯酸戊基酯、(甲基)丙烯酸异戊基酯、(甲基)丙烯酸己基酯、(甲基)丙烯酸庚基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸辛基酯、(甲基)丙烯酸异辛基酯、(甲基)丙烯酸壬基酯、(甲基)丙烯酸异壬基酯、(甲基)丙烯酸癸基酯、(甲基)丙烯酸异癸基酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯和(甲基)丙烯酸十二烷基酯。
(甲基)丙烯酸烷基酯可单独使用或以两种和多种的组合使用。例如,对于(甲基)丙烯酸烷基酯,可使用单独的丙烯酸丁基酯,或使用丙烯酸丁基酯和丙烯酸-2-乙基己基酯的组合。当使用单独的丙烯酸丁基酯或使用丙烯酸丁基酯和丙烯酸-2-乙基己基酯的组合作为(甲基)丙烯酸烷基酯时,对丙烯酸丁基酯和丙烯酸-2-乙基己基酯的比例没有特别限制,丙烯酸-2-乙基己基酯/烯酸丁基酯可以选择的范围(重量%)为0/100到55/45,优选5/95到60/40。
构成丙烯酸系聚合物的单体组分,除了(甲基)丙烯酸烷基酯作为基础组分之外,还可包括其它能与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚合的单体组分,其还可称作“可共聚合的单体组分”。(甲基)丙烯酸烷基酯与构成丙烯酸系聚合物的全部单体组分的比例为80重量%或更高(例如,80-99.8重量%),优选为85重量%或更高(例如,85-99.5重量%),更优选为90重量%或更高(例如,90-99重量%)。
可使用可共聚合的单体组分用于在丙烯酸系聚合物中引入交联点或增加丙烯酸系聚合物的凝结力(coagulation force)。可共聚合的单体组分可单独使用或以两种或多种的组合使用。
更具体地,为了在丙烯酸系聚合物中引入交联点,可使用含有官能团的单体组分,特别是含有可热交联的官能团用于在丙烯酸系聚合物中引入可热交联点的单体组分作为可共聚合的单体组分。含官能团的单体组分可提高与待粘结物体的粘结。不特别限制所述含官能团的单体组分,只要其可与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚合并且还具有构成交联点的官能团即可,并且所述的含官能团的单体组分的例子包括含羧基的单体,如(甲基)丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸和异衣康酸,及其酸酐,包括马来酸酐和衣康酸酐;含羟基的单体,如(甲基)丙烯酸羟烷基酯,包括(甲基)丙烯酸-2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙基酯和(甲基)丙烯酸-2-羟丁基酯、乙烯基醇和烯丙基醇;酰胺单体,如(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基-(甲基)丙烯酰胺、N-丁基-(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基-(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷-(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基-(甲基)丙烯酰胺和N-甲氧基丁基-(甲基)丙烯酰胺;含氨基的单体,如(甲基)丙烯酸-氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙基酯和(甲基)丙烯酸-叔丁基氨基乙基酯;含环氧基的单体,如缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯和甲基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯;含氰基的单体,如丙烯腈和甲基丙烯腈;和具有含氮原子环的单体,如N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基己内酰胺和N-(甲基)丙烯酰基吗啉。对于含官能团的单体组分,优选使用含羧基的单体如丙烯酸及其酸酐。可使用单独的或两种或多种组合的所述含官能团的单体组分。
所述含官能团的单体组分的量可选择为,相对于100重量份的作为基础单体组分的(甲基)丙烯酸烷基酯为12重量份或更低,例如0.5到12重量份,优选1到8重量份。
另外,可使用其它可共聚合的单体组分用于增加丙烯酸系聚合物的凝结力。所述的其它可共聚合的单体组分的例子包括乙烯基酯单体如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯;芳族乙烯基单体如苯乙烯、取代的苯乙烯(包括α-甲基苯乙烯)和乙烯基甲苯;含有非芳香环的(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸环烷基酯(包括(甲基)丙烯酸环己基酯和二(甲基)丙烯酸环戊基酯)以及(甲基)丙烯酸异冰片基酯;含有芳香环的(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸芳基酯(包括(甲基)丙烯酸苯酯)、(甲基)丙烯酸芳氧基烷基酯(包括(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯)以及(甲基)丙烯酸芳烷基酯(包括(甲基)丙烯酸苄基酯);烯烃单体,如乙烯、丙烯、异丙烯、丁二烯和异丁烯;氯乙烯,偏二氯乙烯;含异氰酸酯基团的单体,如2-(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯;含烷氧基的单体,如(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯和(甲基)丙烯酸乙氧基乙基酯;乙烯基醚单体,如甲基乙烯基醚和乙基乙烯基醚;和多官能单体,如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、一缩二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯丙烯酸、聚氨酯丙烯酸酯、二乙烯基苯、丁基二(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸己酯。可使用单独的或两种或多种组合的所述其它的可共聚合的单体组分。
对于聚合水可分散的丙烯酸系聚合物,可使用常规或通常使用的聚合方法。对于聚合,可采用各种聚合方法,如共同集体装料方法(集体聚合(collective polymerization))或单体滴加方法(连续添加法或分开添加法)。可根据单体类型和聚合引发剂的类型适当地选择聚合温度,例如,可选择在20-100℃范围内的温度。
聚合使用的聚合引发剂可选自常规或通常使用的那些。聚合引发剂的例子包括偶氮型聚合引发剂如2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二硫酸盐、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双(N,N’-二亚甲基异丁基脒)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)和二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯);过硫酸盐如过硫酸钾和过硫酸铵;过氧化物聚合引发剂如过氧化苯甲酰、叔丁基氢过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁基酯、过氧化二枯烯、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环十二烷和过氧化氢;取代的乙烷聚合引发剂如苯基取代的乙烷;芳族羰基化合物;和由过氧化物和还原剂的组合形成的氧化还原引发剂,如包括过氧化氢水和抗坏血酸的组合的过氧化物和还原剂的组合、包括氧化氢水和铁(II)盐的组合的过氧化物和铁(II)盐的组合、和过硫酸盐和亚硫酸氢钠的组合。可使用单独的或两种或多种组合的聚合引发剂。
可使用常用量的聚合引发剂,该量可选自例如,相对于100重量份的所有单体组分为0.005到1重量份。
另外,在聚合时,可使用链转移剂用于调节分子量。可使用常规或通常使用的链转移剂,其例子包括但不限于硫醇如十二烷基硫醇(月桂基硫醇),缩水甘油基硫醇(glycidylmercaptan),2-巯基乙醇,巯基乙酸,2-乙基己基巯基乙酸和2,3-二甲基巯基-1-丙醇;和α-甲基苯乙烯二聚体。可使用单独的或两种或多种组合的链转移剂。可以常用量使用链转移剂,该量例如可选自相对于100重量份的所有单体组分为0.001-0.5重量份。
因为水可分散的丙烯酸系聚合物具有乳液形式,其可通过由乳液聚合法制备的乳液形式的聚合物质制备,或者可通过将丙烯酸系聚合物(其通过不同于乳液聚合法的聚合法制备)分散在水中制备。可在乳液聚合时或在将丙烯酸系聚合物分散在水中时使用乳化剂。可使用单独的或两种或多种组合的乳化剂。
乳化剂可为任何类型,但是优选阴离子型乳化剂或非离子型乳化剂。阴离子型乳化剂的例子包括烷基硫酸盐阴离子型乳化剂如十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵和十二烷基硫酸钾;聚氧乙烯烷基醚硫酸盐型阴离子型乳化剂如聚氧乙烯十二烷基醚硫酸钠;聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐型阴离子型乳化剂如聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠;硫酸盐型阴离子型乳化剂如十二烷基苯磺酸钠;和磺基琥珀酸盐型阴离子型乳化剂如十二烷基磺基琥珀酸二钠和十二烷基聚氧乙烯磺基琥珀酸二钠。另外,非离子型乳化剂的例子包括聚氧乙烯烷基醚非离子型乳化剂如聚氧乙烯十二烷基醚;聚氧乙烯烷基苯基醚类型非离子型乳化剂如聚氧乙烯十二烷基苯基醚;聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。可使用单独的或两种或多种组合的乳化剂。
不特别限制乳化剂的量,只要能够将丙烯酸系聚合物制成乳液形式即可,其量可例如选择是,相对于丙烯酸系聚合物或全部单体组分在0.2到10重量%的范围内,优选在0.5到5重量%的范围内。
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂组合物包括为化合物提供光屏蔽性的着色剂。
当添加着色剂到含丙烯酸系聚合物的分散液中时,优选通过预先混合着色剂、水和任选的适当的分散剂制备着色剂的水分散体,然后将该着色剂的水分散体添加到含丙烯酸系聚合物的分散液中。通常很难使着色剂如颜料均一分散在水分散体中。因此,已经试图通过使用对其表面进行了亲水性改性处理的着色剂、通过使用高速搅拌或通过长时间搅拌来实现均一分散。然而,前述的包括添加含着色剂的水分散体的方法即使在使用具有疏水性表面的着色剂中,也可使着色剂迅速地和容易地以优异的分散稳定性分散在含丙烯酸系聚合物的水分散体中。
在水分散体中,着色剂优选具有的固体浓度为20-50重量%,特别是25-45重量%,优选固体浓度不超过50重量%,因为这时水分散体的粘度变高,从而在一些情况中在制备水分散体时通过搅拌产生的气泡不能容易地被除去或者着色剂不能容易地分散在含有丙烯酸系聚合物的水分散体中。不优选固体浓度小于20重量%,因为,对于着色剂的水分散体,大量的水被添加到含丙烯酸系聚合物的水分散体中,降低了压敏粘合剂组合物的固体浓度,从而使随后的用于制备压敏粘合剂层的操作变得困难。
不特别限制着色剂的量,并且可根据着色剂的类型和所需的光屏蔽水平进行调节。例如,该量可选自,相对于100重量份的在光屏蔽性压敏粘合剂组合物中的所有固体,在如0.2-5重量份的5重量份或更低的范围内,特别是在如0.2-3重量份的5重量份或更低的范围内。当着色剂的量大于5重量份时,压敏粘合剂材料变得较硬,可能导致粘性降低。关于这点,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂组合物除了丙烯酸系聚合物和着色剂之外可含有其它组分如各种添加剂,这些将在后面描述。在这种情况下,在光屏蔽性压敏粘合剂组合物中的固体包括这些其它组分。
在光屏蔽性压敏粘合剂组合物中,光屏蔽性(透光率)基本上由待添加着色剂的类型和量来决定,但是着色剂的粒度也影响光屏蔽性压敏粘合剂组合物的光屏蔽性。对于相同重量,具有更小粒度的着色剂与具有更大粒度的着色剂相比具有更大的总表面积,从而表现出更高的着色能力。因此,对于以相同量添加的相同类型的着色剂,具有更小粒度的着色剂与使用具有更大粒度的着色剂的情况相比,为压敏粘合剂组合物提供更高的光屏蔽性。换句话说,为了用相同类型的着色剂获得相同的光屏蔽性,与使用具有更大粒度的着色剂的情况相比,通过使用具有更小粒度的着色剂,使用更小的添加量(重量)既可获得所需的光屏蔽性。因此,着色剂的优选粒度为平均粒度为0.5μm或更小如0.05-0.5μm,更优选0.3μm或更小如0.05-0.3μm。着色剂的粒度可通过由Beckman Coulter Co.生产的“LS 13320”通过光散射法测得。
着色剂的例子包括碳黑,炉黑、热碳黑、乙炔黑、槽黑、灯黑和科琴黑;氧化物如氧化铁、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化钴、氧化铜、氧化铬和氧化铝;硫酸盐如硫酸钙、硫酸钡、硫酸铁和硫酸汞;碳酸盐如碳酸钙、碳酸镁和白云石;金属粉末如铁粉、铜粉、锡粉、铅粉和铝粉;有机颜料如偶氮颜料、]酞菁颜料和二噁嗪颜料;和石墨。考虑到对光屏蔽性压敏粘合剂组合物的粘性和其它性质的影响,着色剂可选自常规的着色剂。
在这些着色剂中,因为优异的光屏蔽性优选黑色着色剂如氧化铁、石墨或碳黑,特别优选碳黑,因为其具有优异的耐光性和耐气候性,并且对光屏蔽性压敏粘合剂组合物的粘性具有很少的影响。
在通过混合着色剂和水制备着色剂的水分散体时,可使用适当的分散剂。在不使用分散剂来制备稳定的分散液的情况中,例如,当着色剂表明经过亲水性处理时,不需要使用分散剂。例如,可使用表面活性剂作为分散剂。
表面活性剂的例子包括非离子型表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯苄基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸二苯基醚和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物;阴离子型表面活性剂如烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯苄基苯基醚硫酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯烷基醚磺基琥珀酸半酯、脂肪酸盐(皂类)、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐和苯乙烯-马来酸树脂半酯;和阳离子型表面活性剂如甲基化氯化铵和烷基三甲基氯化铵。可使用单独的或两种或多种组合的分散剂。
不特别限制分散剂的量,该量可选自,相对于100重量份的着色剂,在约2-30重量份的范围内,优选4-20重量份。在制备着色剂的水分散体中使用的分散剂可以是乳化剂,该乳化剂与在制备水可分散的丙烯酸系聚合物中所用的乳化剂相同或不同。
可通过混合或搅动水、着色剂和任选的分散剂获得着色剂的水分散体。可以常规或常用方法进行分散操作并且不特别限制,但是通过使用分散机在约1000-4000rpm的速度下搅动约2-20分钟可获得均一的分散液。搅动范围可选择为,根据待用着色剂和分散剂的类型获得均一的分散液。
光屏蔽性压敏粘合剂组合物可以通过混合含有丙烯酸系聚合物(其制备如上所述)的分散液和含有着色剂的水分散体制备。可通过将含有着色剂的水分散体添加到含有丙烯酸系聚合物的分散液中的方法、或通过将含有丙烯酸系聚合物的分散液添加到含有着色剂的水分散体中的方法进行混合,但是通常通过将含有着色剂的水分散体添加到含有丙烯酸系聚合物的分散液中的方法进行混合。在这种情况中,含有丙烯酸系聚合物的分散液的固体浓度可选自,例如,45-80重量%,优选50-70重量%。可考虑到粘性和待用着色剂的水分散体及可操作性之间的平衡进行选择。
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂组合物除了丙烯酸系聚合物和着色剂之外还可含有其它组分。在这种情况中,可通过混合丙烯酸系聚合物和所述的其它组分(不同于着色剂的组分)以制备不含着色剂的压敏粘合剂组合物(光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体),然后添加着色剂的水分散体到光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体中并混合或通过将光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体添加到着色剂的水分散体中并混合而制备光屏蔽性压敏粘合剂组合物。即使在这种情况下,含有丙烯酸系聚合物的分散液(光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体)的固体浓度可选自,例如,约45-80重量%,优选50-70重量%。关于这点,有可能将部分或全部的所述其它单体添加到有丙烯酸系聚合物的分散液和着色剂的水分散体的混合物中,或有可能将水可分散的丙烯酸系聚合物和其它组分连续地添加到着色剂的水分散体中并混合。
根据需要,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂组合物除了丙烯酸系聚合物和着色剂之外还可含有其它组分用于所述压敏粘合剂组合物的改性,如改善其粘性。这种其它组分的例子包括交联剂和提供粘性的树脂。
交联剂的例子包括异氰酸酯交联剂、环氧树脂交联剂、噁唑啉交联剂、氮杂环丙烷交联剂、三聚氰胺交联剂、过氧化物交联剂、脲交联剂、金属醇盐交联剂、金属螯合物交联剂、金属盐交联剂、碳二亚胺交联剂、胺交联剂和硅烷偶联剂。交联剂可以是油溶性或水溶性的交联剂。可使用单独的或两种或多种组合的交联剂。不特别限制交联剂的量,并且该量可选自,例如,相对于100重量份的丙烯酸系聚合物,为10重量份或更低的范围,如0.005-10重量份,优选0.01-5重量份。
提供粘性的树脂的例子包括能够提供粘性的松香树脂、能够提供粘性的萜烯树脂、能够提供粘性的烃树脂、能够提供粘性的环氧树脂、能够提供粘性的弹性体树脂、能够提供粘性的酚醛树脂和能够提供粘性的酮树脂。可使用单独的或两种或多种组合的能够提供粘性的树脂。
能够提供粘性的松香树脂的具体例子包括未改性松香(粗松香)如脂松香、木松香和妥尔油松香,通过氢化、歧化或聚合对这些未改性松香进行改性获得的改性松香,包括氢化松香、歧化松香、聚合松香或进行其它化学改性的松香、和各种的松香衍生物。这种松香衍生物的例子包括松香酯类,例如,通过用醇酯化未改性松香形成的松香酯化合物、和通过用醇对改性松香如氢化松香、歧化松香或聚合松香进行酯化形成的改性松香的酯化合物;通过用不饱和脂肪酸对未改性松香或改性松香(包括氢化松香、歧化松香或聚合松香)进行改性形成的不饱和脂肪酸改性松香;通过用不饱和脂肪酸对松香酯改性形成的不饱和脂肪酸改性松香酯;通过将未改性松香、改性松香(包括氢化松香、歧化松香或聚合松香)、不饱和脂肪酸改性松香或不饱和脂肪酸改性松香酯中的羧基进行还原形成的松香醇;以及松香如未改性松香、改性松香和松香衍生物特别是松香酯的金属盐。对于松香衍生物,还可通过使用酸催化剂将酚添加到诸如未改性松香、改性松香或松香衍生物中然后进行热聚合获得的松香酚树脂。
提供粘性的萜烯树脂的例子包括萜烯树脂如α-蒎烯聚合物、β-蒎烯聚合物和二戊烯聚合物,和通过对这些萜烯树脂进行改性(如酚改性、芳香改性、氢化改性或烃改性)形成的改性萜烯树脂。
提供粘性的烃类树脂的例子包括各种烃系树脂,即脂肪族烃树脂,例如,诸如具有4到5个碳原子的烯烃或二烯的脂肪族烃的聚合物,例如,烯烃为诸如1-丁烯、异丁烯或1-戊烯,或者二烯为诸如丁二烯、1,3-戊二烯或异戊二烯;芳族族烃树脂,例如具有8到10个碳原子的含有乙烯基的芳族烃的聚合物,所述含有乙烯基的芳族烃为诸如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、茚和甲基茚;脂环烃树脂,如通过所谓的C4石油馏分或C5石油馏分的环化二聚作用然后聚合形成的脂环烃树脂,环状二烯化合物如环戊二烯、二环戊二烯、亚乙基降冰片烯或二戊烯的聚合物及其加氢产品,和通过将上述的芳族烃树脂和脂肪芳族石油树脂的芳环进行氢化形成的脂环烃树脂;脂肪族/芳族石油树脂如苯乙烯-烯烃共聚物;氢化烃类树脂;香豆酮树脂和香豆酮-茚树脂。
不特别限制提供粘性的树脂的量,并且该量可适当地根据所需的粘合力进行选择。例如,可选择相对于100重量份(固体含量)的水可分散的丙烯酸系聚合物为10-100重量份,优选为15-80重量份,更优选20-60重量份。
另外,根据需要,光屏蔽性压敏粘合剂组合物可能含有其它添加剂,如抗老化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、隔离调节剂、增塑剂、软化剂、填料和抗静电剂,并且还可含有用于调节pH的碱如氨水或酸。
在本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片中,可例如通过借助于常用的涂布机在光透性基材1或隔离衬里3上涂覆如上所述制备的光屏蔽性压敏粘合剂组合物然后通过任选的加热干燥形成光屏蔽性压敏粘合剂层2。例如,在图2A、2B、3A和3B所示的光屏蔽性压敏粘合剂片中,可通过直接在光透性基材1上涂覆光屏蔽性压敏粘合剂组合物形成光屏蔽性压敏粘合剂层2,或者通过在隔离衬里3上涂覆光屏蔽性压敏粘合剂组合物以形成光屏蔽性压敏粘合剂层2、然后将光屏蔽性压敏粘合剂层2附着到光透性基材1上从而获得包括隔离衬里的光屏蔽性压敏粘合剂片。
不特别限制光屏蔽性压敏粘合剂层2的厚度,并且其干燥后的厚度可选自,例如,2-150μm的范围内,优选5-100μm的范围内。在如图1A和1B所示的不含基材的压敏粘合剂片的情况下,可以这样的方式调节所述厚度,即使得光屏蔽性压敏粘合剂层2的透光率为1%或更低,并且在如图2A、2B、3A和3B所示的含有基材的压敏粘合剂片的情况下,可以这样的方式调节所述厚度,即由光屏蔽性压敏粘合剂层2和光透性基材1形成的层叠体的透光率为1%或更低,从而根据压敏粘合剂片的目的适当地调节厚度。常用的涂布机的例子包括凹板辊式涂布机、反向辊式涂布机、辊式吻涂机、浸渍辊式涂布机、刮棒涂布机、刮刀涂布机和喷雾涂布机。
可通过具有半透明性的基材形成光透性基材1。其例子包括透明的或半透明的塑料薄膜,如聚丙烯薄膜、乙烯-丙烯共聚物薄膜、聚酯薄膜和聚氯乙烯薄膜;具有半透明性的纸如日本纸张(Japanese paper)或牛皮纸;具有半透明性的布如棉布或人造纤维布(staple fiber cloth);和具有半透明性的无纺布如聚酯无纺布或维尼纶无纺布。塑料膜可以是非拉伸薄膜或拉伸薄膜,包括单轴拉伸薄膜或双轴拉伸薄膜。另外,基材的将施用压敏粘合剂层的一侧可经历普通的表面处理,例如用底涂层剂或电晕放电处理。光透性基材的厚度可根据目的适当地选择并且为例如约20到200μm。另外,对于不具有半透明性的基材,可使用例如透光率低于1%的基材代替光透性基材1。
不特别限制隔离衬里3,并且其可适当地选自常用的那些。作为隔离衬里,可优选使用在其至少一侧具有经过隔离处理的层(该层通过诸如硅氧烷型隔离剂、氟化型隔离剂或长链烷基型隔离剂形成)的基材,并且还可以使用由氟化聚合物如聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物或氯氟乙烯-偏二氟乙烯共聚物形成的低粘性基材。其中,可特别优先使用在其一侧或两侧具有硅氧烷型隔离剂的隔离层的常用薄基材。不特别限制隔离衬里的厚度,并且该厚度可选择,例如,在15-500μm的范围内,优选在25-500μm的范围内。
本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可优选用在不特别限制光屏蔽性的各种应用中,例如,用在需要光屏蔽性的应用中。例如,本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可以用于固定汽车材料如门内饰、车底板垫和吸声材料;固定住宅材料如外部面板、踢脚板或地板;和固定电子元件如液晶显示仪器中背部照明组件和液晶组件的固定。
如上获得的本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片具有光屏蔽性和优异的粘结力。另外,因为压敏粘合剂本身具有高的光屏蔽性,没有必要如常规的光屏蔽性压敏粘合剂片中那样使用光屏蔽基材或提供其它光屏蔽层,从而可在宽泛的范围内选择基材,并且本发明的光屏蔽性压敏粘合剂片可成型为不含基材的光屏蔽性压敏粘合剂片。另外,因为可通过采用水可分散的丙烯酸烯聚合物作为基础聚合物的光屏蔽性压敏粘合剂组合物生产所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,很少引起污染,例如由残留有机溶剂所致的污染,并且其可有利地用在固定汽车材料、住宅材料、电子元件等中。
实施例
在下文中,将通过实施例进一步阐述本发明,但是本发明不受这些实施例的限制。在以下描述中。“份数”是指“重量份”,“%”是指“重量%”。
水可分散的丙烯酸系聚合物的制备
在单独的配备有冷却管、氮导入管、温度计和搅拌器的烧瓶中,在引入氮气条件下加入0.1份的2,2′-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物(商品名:VA-057,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)和40份的离子交换水并搅拌1小时,然后,在4小时内滴加乳液(该乳液通过添加68份的丙烯酸丁酯、29份的丙烯酸-2-乙基己基酯、2.9份的丙烯酸和8份的26%的聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠水溶液到24.3份的水中制备),进一步使混合物熟化3小时,聚合后,加入氨水调节pH8,从而获得水可分散的丙烯酸系聚合物。
光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体的制备
在100份(固体)上述的水可分散的丙烯酸系聚合物中添加0.7份的溶于水中的水溶性噁唑啉交联剂(商品名:Epocross WS-700,由Nippon Shokubai Co.生产),加入以固体计算为30份的量的提供压敏粘合性的松香酚醛树脂的水分散体(商品名:Tamanol E-200-NT,由Arakawa Chemical Industries,Ltd.生产),从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体(含有丙烯酸系聚合物和提供压敏粘合性的树脂的水分散体)。
实施例1
通过分散机,在3000rpm条件下搅拌25g的平均粒度为0.353μm的碳黑(商品名:SEAST SO FEF,由Tokai Carbon Co.生产)、8.3g(2.5g的固体含量)的分散剂(商品名:Arastar 7035,30重量%的水溶液,由Arakawa Chemical Industries,Ltd.生产)和66.7g的离子交换水10分钟,以获得具有25%固体浓度的碳黑的水分散体。将该碳黑水分散体以相对于100份(固体含量)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体为1份固体含量的量添加,使用3-1马达(Three-one Motor)搅拌混合物以获得均一水分散体,从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物。相对于100份的碳黑加入10份固体含量的分散剂。
实施例2
相对于100份(固体含量)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体添加1份(固体含量)的具有平均粒度为0.096μm的碳黑的水分散体(AQUA BLACK 162,由Tokai Carbon Co.,LTD.生产),使用3-1马达搅拌混合物得到均一水分散体,从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物。
实施例3
相对于100份(固体含量)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体添加1份(固体含量)的具有平均粒度为0.082μm的碳黑的水分散体(商品名:UNISFERSE Black C-S,由Ciba Ltd.生产),使用3-1马达搅拌混合物得到均一水分散体,从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物。
比较例1
向100份(固体含量)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体中添加1份的具有平均粒度为0.809μm的碳黑(商品名:AQUA BLACK HA3,由Tokai Carbon Co.,Ltd.生产),使用3-1马达搅拌混合物,从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物。
比较例2
向100份(固体含量)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物前体中添加1份的具有平均粒度为8.197μm的有色粒子(商品名:CHEMISNOWCMX-6OORBK(W),具有66%固体含量的水分散体,由Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.生产),使用3-1马达搅拌混合物,从而获得光屏蔽性压敏粘合剂组合物。
光屏蔽性压敏粘合剂片的制备
在具有由硅氧烷隔离剂(商品名:SLB-80W3D,由Kaito ChemicalIndustry Co.,Ltd.生产)形成的隔离层的隔离衬里上,在隔离层表面上涂覆在各个实施例和比较例中获得的光屏蔽性压敏粘合剂组合物并在100℃干燥2分钟,获得厚度为70μm的压敏粘合剂层。然后将该压敏粘合剂层附着到光透性非织造基材(商品名:SP base paper-14,由DaifukuPaper M.F.G Co.,Ltd.生产)的两侧上,从而获得包括光透性基材、光屏蔽性压敏粘合剂层和隔离衬里的双侧光屏蔽性压敏粘合剂片。
评价试验
对各个实施例和比较例中制备的光屏蔽性压敏粘合剂组合物和使用这些组合物制备的光屏蔽性压敏粘合剂片进行以下评价试验。结果如表1所示。
着色剂的可分散性
在隔离纸上涂覆预定量(约20g)的光屏蔽性压敏粘合剂组合物,通过目视观察判断着色的均一性。
透光率
通过将获得的光屏蔽性压敏粘合剂片切割成面积为25平方厘米的正方形制备样品并通过浊度计(商品名:HZ-1,由Suga Test InstrumentsCo.生产)测量透光率。
粘结力
通过来回滚动2kg的辊一个周期将在各个实施例和比较例中获得的光屏蔽性压敏粘合剂片附着到不锈钢(SUS)板上,在23℃放置20分钟后,在拉伸速度为300mm/mim和剥离角度为180°的条件下通过拉伸试验机剥离,从而测定粘结力(23℃,50%RH;N/20mm)。
防止端部剥落的性质
将各个实施例和比较例中获得的光屏蔽性压敏粘合剂片附着到厚度为0.5mm、纵向尺寸为100mm和横向尺寸为10mm的铝板上,附着方式为压敏粘合剂层的一侧接触铝板,然后将压敏粘合剂片的另一侧附着到直径为50mm的ABS树脂的筒状杆的侧表面,附着方式为压敏粘合剂片的纵向长度位于ABS树脂筒状杆的纵向方向上。将片在70℃的环境中放置2小时,筒状杆保持竖立状态,测量铝板端部的剥离强度(高度,单位:mm)。
表1
  可分散性   透光率[%]   粘结力[N/20mm]   端部剥离强度[mm]
  实施例1   满意   0   16.6   2.0
  实施例2   满意   0   15.6   2.0
  实施例3   满意   0   16.1   2.0
  比较例1   有缺陷   1.6   15.5   2.0
  比较例2   有缺陷   13.2   13.3   6.0
尽管已经详细并参考具体方案描述了本发明,对于本领域的技术人员显而易见的是,可对其进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围。
本申请要求2005年12月6日提交的日本专利申请2005-352768的优先权,其以全文并入本文作为参考。

Claims (8)

1.光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括可通过将含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要成分以及着色剂的压敏粘合剂组合物成型为片形状获得的光屏蔽性压敏粘合剂层,
其中所述压敏粘合剂层的透光率为1%或更低。
2.光屏蔽性压敏粘合剂片,其包括:
光透性基材;和
包括压敏粘合剂组合物的光屏蔽性压敏粘合剂层,所述压敏粘合剂组合物含有水可分散的丙烯酸系聚合物作为主要成分以及着色剂,所述光屏蔽性压敏粘合剂层布置在所述基材的至少一侧上,
其中所述压敏粘合剂片的透光率为1%或更低。
3.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其中所述压敏粘合剂组合物可通过在含有丙烯酸系聚合物的分散液中混合处在固体浓度为20-50重量%的水分散体状态下的着色剂获得。
4.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其中着色剂的平均粒度为0.5μm或更低。
5.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其中着色剂是碳黑。
6.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其用于固定汽车材料。
7.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其用于固定住宅材料。
8.权利要求1或2所述的光屏蔽性压敏粘合剂片,其用于固定电子元件。
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