CN1319635A - 压敏转移粘合带 - Google Patents

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Abstract

只将粘合剂层转移给粘合物的压敏转移粘合带是普遍为人所知的,在此情况下,在涂布在基材上的所述粘合剂层被转移到粘合物以后必须切断粘合剂层。然而,这种带的缺点是,由于粘合剂层是连续涂布的,此粘合剂层会引起粘连的问题,不能够光滑地切割。在本发明中,通过以不连续的岛状花纹涂布粘合剂层,或者将粘合剂层的表面制成凹凸的形状就克服了上述的缺点。

Description

压敏转移粘合带
本发明涉及在基底带上成形粘合剂层而制备的压敏转移(pressure sensitive transferring)粘合带。
作为一种双面粘合带，不具有基材(核心材料)和只用于粘合物的转移粘合剂层的无基材双面粘合带是公知的，并被广泛用于各个领域，如压敏转移粘合带。下面说明一下所述压敏转移粘合带的通常结构特征。这就是，在一种可剥离衬底或可剥离基底的一个表面上形成一层粘合剂层，然后卷成象卷的样子。开发出来的最新型转移装置的特征是，把此卷绕型的带辊附着到转移工具上，以“带式粘合剂”的名称投放办公室用的市场中。
该转移装置包括：
一个进料轮，上面缠绕着压敏转移粘合带；
一个转移头，它通过从基底上剥离，而将由进料轮上提供的压敏转移粘合带的粘合剂层转移到粘合物上；以及
一个卷起轮，用来卷起转移后的废基底。
这些装置安装在一个可以用一只手把握的壳中。
图1说明该转移装置。在图1中，进料轮2上面卷绕并储存着压敏转移粘合带5并处于卷绕状态，卷起轮3上面卷绕并储存着转移后的废基底，它们一起装在壳1中。所述壳1是此压敏转移装置的主体，它可以用一只手把握，而且从壳的端部露出部分压敏转移粘合带，使得转移头4与粘合物接触，将粘合剂层从基底上剥离转移到粘合物上。
当所述压敏转移粘合带用作纸张的粘合用具时，与传统的液体粘合剂或固体粘合剂相比，它显示出如下很突出的优点。这就是，粘合剂能够很容易转移到粘合物表面，不会粘到操作者的手，无须完成粘合过程的干透时间，而作为粘合物的纸张不会变皱。再有，在将必需长度的粘合带转移到粘合物表面上以后，可以向上提起转移装置离开粘合物表面，或者在水平方向移开该装置就很容易切断粘合剂层。因此，与传统的带基材双面粘合带相比，无须事先将粘合带切成所需长度，因为剥离下粘合剂层的可剥离基底卷到卷起轮上，在实际使用时没有废边。这就是说，它可以认为是一种很方便的粘合器具。
然而，因为粘合剂层上的粘合剂是连续涂布在可剥离基底的表面上的，在切割操作时，粘合剂会引起粘性不能平整地切断，这被认为是粘合剂撕裂性能不良的问题。
为了避免此问题，提出过一种方法，将粘合剂层的形状制成点状，或者将粘合剂层排布成小块状，在各小块之间保持一定距离，然而这些建议的方法具有粘合强度低于连续涂布法的问题。
本发明人为解决上述的问题进行深入的研究并完成了本发明，本发明的目的就是提供一种压敏转移粘合带，它具有优异的粘合剂撕裂能力并保持足够的粘合强度。
按照一种压敏转移粘合带可以实现上述的目的，该粘合带包括一个基底，在其表面上提供一种粘合剂层，所述粘合剂层的特征在于，它被涂布在基底的表面上使得形成间断的岛状花纹，而所述一个岛的面积是1～100mm2，相邻岛间的距离是0.1～4mm。
再有，按照一种压敏转移粘合带也可以实现上述目的，该粘合带包括一个基底，在其表面上提供一种粘合剂层，所述粘合剂层表面的特征在于，具有凹凸的形状，而且凹陷部分的厚度是凸起部分厚度的80％以内，而且所述粘合剂层的凝胶含量大于15wt％。
再有，在涂布过程中希望粘合剂组合物在25℃的粘度是0.1～50Pa·s，而在所述粘合剂组合物中不挥发组分的含量为10～80％。
图1(a)是使用本发明压敏转移粘合带的压敏转移装置一个实施例的正剖面视图，而图1(b)是其侧视图。此转移装置提供一个进料轮2，它卷绕并储存着辊状的上述压敏转移粘合带5，一个卷起轮3，它卷起并储存着转移后的废基底，它们一起安装在壳体1中，该壳体是压敏转移装置的主体，可以用一只手把握。所述壳体从其端部露出一部分压敏转移粘合带，使得转移头4与粘合物接触，通过从基底上剥离粘合剂层而将其转移到粘合物上。
图2是一个说明磨耗撕裂能力(abrasive tearing ability)的测试方法的图。
将更详细地说明本发明。
首先，说明涂布本发明粘合剂层的粘合剂形成不连续岛状花纹的情况。形成岛状花纹所涂布的所述粘合剂层上单个岛的表面积是1～100mm2，希望3～36mm2，相邻岛间的距离是0.1～4mm，希望0.3～2.5mm。如果单个岛的面积大于100mm2，则选择粘合剂层切割部位的自由度受到限制，反之，如果单个岛的面积小于1mm2，则粘合剂与粘合物的接触就不是靠“面”，而是靠“点”，不可能得到足够的粘合力。再有，当相邻岛之间的距离大于4mm时，有效的粘合剂区就变小，不能得到足够的粘合强度。而且，当此距离窄于0.1mm时，相邻的粘合剂层由于粘合剂具有的流动性而互相接触。因此很难以设想的花纹在基底上涂布粘合剂，就不能得到足够的粘合剂撕裂能力。
本发明的岛状花纹意味着这样一种花纹，粘合剂分散地随机分布，或者规律地分布形成花纹。单个岛的形状可以自由地选择，希望单个的岛是完全分开的。粘合剂层的厚度一般是1～50μm，希望是2～30μm。通过改变粘合剂的种类或涂层厚度，可以得到满足各种要求的具有不同性能的各种粘合剂层，比如永久粘合型或可重新剥离型。
本发明压敏转移粘合带的粘合剂层是一个通过在可剥离基底表面上以岛状花纹涂布了粘合剂而制备的层。
作为粘合剂层可以使用任何一种通常的粘合剂。比如可以提到丙烯酸类、橡胶类、聚硅氧烷类或松香类粘合剂，当有需要时，可以使用任何一种添加剂，比如填料、防腐剂或颜料。
作为基底，可以自由地使用对粘合剂具有剥离效果的任何一种材料。比如可以提到塑料薄膜，如聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚氯乙烯、纸张，如玻璃纸或金属箔。在此基底的一面或两面可以形成由硅树脂或氟碳树脂组成的可剥离层，当需要时提供剥离效果。基底的适当厚度是10～60μm。而且，作为涂布粘合剂形成不连续岛状花纹的方法，可以使用任何方法，比如丝网法、凹版印刷法或喷墨法。
其次，说明粘合剂层表面具有凹凸形状的情况。涉及到此凹凸形状，凹陷部分的厚度小于凸起部分厚度的80％。当凹陷部分比凸起部分厚度的80％更厚时，不能得到优异的粘合剂撕裂能力。希望凹陷部分的厚度小于凸起部分厚度的60％。凸起部分实质性的厚度是2～200μm，希望是5～60μm。在粘合剂层中，较厚的部分是凸起部分的厚度处，而较薄的部分是凹陷部分的厚度处。
通过如下方法测量粘合剂层的厚度。这就是用液氮冷冻试样并用尖刃的工具切成片，然后用光学显微镜或电子显微镜观察，就测量出粘合剂层凹陷部分和凸起部分的厚度。
作为可以在其表面形成具有凹凸形状的粘合剂层的基底A的材料，可以自由地使用任何对粘合剂具有剥离效果的材料。比如可以提到塑料薄膜，如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)，纸张如玻璃纸或金属箔。在此基底的一面或两面可以形成由硅树脂或氟碳树脂组成的可剥离层，当需要时提供剥离效果。基底A的适当厚度是10～60μm。
再有，在本发明中，所述粘合剂层的凝胶含量必须高于15wt％，希望高于30wt％。当凝胶含量过低时，粘合剂层的凝结力太弱，当除去压花隔离纸(embossed separator)并被(可剥离)基底卷起时，由于卷绕的压力使粘合剂层流出。引起凹凸形状变得不清晰的问题。因此，在本发明中，粘合剂层的凝胶含量被设定高于15％，希望高于30％。即使提高交联度到最高值，丙烯酸类粘合剂层的实际凝胶含量也不可能达到100％，最大值基本在98％左右。
用下面的方法测量凝胶含量。
这就是，将压敏粘合带切割成规定的尺寸，剥离基底，这就制备了粘合剂层的试样。第一步是称量试样。然后将试样溶解于醋酸乙酯，在23和65％的相对湿度下放置2天。以后，用200目的金属筛过滤出不溶物并称重。计算出不溶物与试样初始重量之比(％)，计算的结果就是凝胶含量。
叙述其粘合剂层的形状是凹凸形状的压敏粘合带的制备方法。作为形成在粘合剂层上形成凹凸形状的方法，可以使用任何方法，如丝网法、凹版印刷法或压花隔离纸法，然而在这些发中，希望使用压花隔离纸法。
压花隔离纸法是一种使用剥离基底作为“模具”的方法，借助于压花处理在所述剥离基底上提供有凹凸形状(这种剥离基底被称作压花隔离纸或简单地简称为基底B)，这是一种喷砂处理(sandbrushing)或化学处理。将粘合剂组合物涂布在压花隔离纸的表面，干燥，在压花隔离纸的表面形成粘合剂层。然后，将基底A贴到这上面，使所述粘合剂层转移到基底A的表面上。在这之后，剥离所述压花隔离纸，这样就得到了压敏粘合带。
为了给压花隔离纸确定剥离时间，当形成的凹凸形状不偏离其形状的时候，可以选择任何时间剥离。甚至于在需要陈化期的情况下，可以在陈化过程之前剥离压花隔离纸。当然，可以在整个成形期都贴着压花隔离纸。或者可以制造不用剥离压花隔离纸的商品，在这种情况下，应该在实际使用时剥离压花隔离纸。再有，压花隔离纸本身可以当作压敏粘合带的基底A使用，不用将基底A贴在粘合剂层上。
压花隔离纸法不同于丝网法或凹版印刷法，粘合剂组合物容易形成凹凸形状，因为涂布以后，直到其由于干燥过程而失去流动性，粘合剂组合物一直停留在作为形成凹凸形状模具的压花隔离纸上。再有，在丝网法或凹版印刷法的情况下，因为辊或丝网(花纹)必须按照所需的凹凸形状来制造，不容易改变花纹，而在使用压花隔离纸法的情况下，一个很大的优点就是，使用通常在平板涂布时使用的涂布机就能够得到凹凸形状的粘合剂层。
作为可以用于压花隔离纸法的压花隔离纸，可以提到任何一种具有剥离性能材料，或者其表面经受处理后具有剥离性能的基底比如薄膜。作为这种材料的具体例子，可以提到塑料薄膜，如聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)，纸张如玻璃纸或金属箔，但并不限于这些。当需要时，在压花隔离纸(基底B)的一面或两面上，涂布剥离剂如硅树脂或氟碳树脂，进行提供剥离效果的处理。可以在给压花隔离纸(基底B)提供凹凸形状以前或以后进行此剥离处理。优选的压花隔离纸的厚度大约是20～300μm。
作为要提供给压花隔离纸的凹凸形状的花纹，可以自由地使用各种形状，包括圆形、比三角形大的多角形、波纹形或其它随机的形状，在这些形状中，希望使用圆形、规则的三角形、完美的正方形、菱形、规则的五角形、规则的六角形和规则的八角形。每cm2上的岛数为0.25～1,000个，希望2～400个。
作为在压花隔离纸上涂布粘合剂组合物的手段，可以使用任何一种在通常的涂布方法中使用的涂布机械，比如辊式涂布机、模板涂布机(die coater)、凹版印刷机、绕线棒刮涂器或刮涂机。
作为构成本发明粘合剂层的粘合剂，可以使用任何一种在这类粘合带中通常使用的粘合剂。比如可以提到如丙烯酸类、橡胶类、聚硅氧烷类、松香类、氨基甲酸酯类、聚乙烯基醚类等粘合剂，这些类型可以使用其溶剂状态、乳液状态或非溶剂状态。希望在粘合剂中混入硬化剂，如果需要，可以进一步混入其它添加剂，如填料、防腐剂或颜料。
当在本发明中使用的粘合剂组合物的粘度比较低时，会在压花隔离纸表面引起粘合剂组合物的流淌现象，不能得到涂布良好的表面。而当粘度太高时，会引起涂层不平整或条纹等缺陷，破坏了涂布表面的平整性。这可能是引起形成不良的凹凸形状和粘合性能恶化的场所。在本发明中，使用其在25℃的粘度为0.1～50Pa·s，希望为2.0～20Pa·s的粘合剂组合物。另外，所述粘合剂组合物中不挥发组分的含量是10～80％，当低于10％时，凹凸形状的成形不足。而当不挥发组分的含量超过80％时，形成的凹凸形状会更好，但是在涂布过程中，必须使涂布机头部零件的公隙更窄，引起制造过程中的问题，使压花隔离纸更容易破裂。
在JIS K6 833 6.3所叙述方法的基础上，在25±2℃测量本发明使用的粘合剂组合物的粘度，使用的粘度计是东京计器株式会社的BM型或BL型粘度计。
另外，在本发明中使用的所述粘合剂组合物的不挥发组分含量是10～80％。用基于在JIS K5404 4中叙述的方法测量不挥发组分含量，即将作为试样的1～1.5g粘合剂组合物装入一个直径60mm，高40mm的玻璃容器中，不加盖而在105～110℃的干燥器中加热3hr，使挥发组分挥发。计算残留重量与试样初始重量之比(％)，得到的比值是不挥发组分的含量。
按照下面的实施例更容易地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
用丝网印刷法在其双面进行过剥离处理的PET基底带的表面上涂布丙烯酸类粘合剂。涂布的粘合剂层形成了岛状花纹，其中一个岛的面积是20mm2，相邻岛之间的距离是1mm。这样就得到了压敏转移粘合带。
对照实施例1
用与实施例1相同的方法得到压敏转移粘合带，只是一个岛的面积是105mm2。
对照实施例2
用与实施例1相同的方法得到压敏转移粘合带，只是一个岛的面积是0.8mm2。
对照实施例3
用与实施例1相同的方法得到压敏转移粘合带，只是相邻岛间的距离是5mm。
对照实施例4
用与实施例1相同的方法得到压敏转移粘合带，只是相邻岛间的距离是0.05mm。因为相邻岛间的距离太窄，岛互相接触，不能得到设想的岛状花纹。
将得到的压敏转移粘合剂的试样安装到转移装置中，用○△×评价其粘合撕裂能力和粘合强度。得到的结果汇总在表1中。
在评估粘合撕裂能力时，包括“在预期点被切断”的因素。
按照从上述实施例和对照实施例得到的结果，很明显，是粘合剂层的黏着性引起了不良切割，该粘合剂层的特征在于，在基底的表面上将要涂布的粘合剂层形成了不连续的岛状花纹，所述一个岛的面积是1～100mm2，相邻岛间的距离是0.1～4mm。
表1
 实施例              对照实施例
    1     1     2     3     4
粘合剂层 岛尺寸     20     105     0.8     20     20
岛间间隙     1     1     1     5     0.05
能力评价 粘合撕裂能力     ○     ×     ○     ○     △
粘合强度     ○     ○     ×     ○
涂层性能     ○     ○     △     ○     ×
岛面积单位是mm2，相邻岛间距的单位是mm
实施例2～7
按照下面的方法将如表2所示的丙烯酸类聚合物和硬化剂在一起混合，得到粘合剂组合物。
A．制备粘合剂组合物
(1)丙烯酸类聚合物
将100份丙烯酸类聚合物与溶剂混合，倒入烧瓶中，然后在氮气流下加热到65，加入引发剂进行聚合。
(2)硬化剂
在由(1)得到的聚合物溶液加入2份固体份的硬化剂CoronateL(日本聚氨酯公司的产品)。
(3)粘合剂组合物
该粘合剂组合物的粘度和不挥发物含量如表2所示。
B．制备粘合剂组合物
用装有微型棒用于粘合剂涂布的涂布机制备试样，用此微型棒任意调节支撑辊的间距。这就是，将有上述方法得到的粘合剂组合物涂布在压花隔离纸的可剥离处理表面上，然后贴上双面进行了剥离处理的PET薄膜，将其卷起使粘合剂陈化。
在陈化以后，除去压花隔离纸，切成1cm宽，制备背缠绕型带。用在C中叙述的测试方法对制备好的带进行评估。
用压花辊制造上面使用的压花隔离纸，凸起部分和凹陷部分的距离是30μm，使用的PET的厚度是38μm，用可剥离处理来处理其凹陷的表面。
对照实施例5～9
用如表2中所述含不同组成、不同不挥发物含量和不同粘度的粘合剂组合物，按照与实施例1相同的方法制备试样，不同之处是使用与各个实施例具有相同压花高度(30μm)的同样压花隔离纸。测量对不含磨木浆(woodfree)的纸张的粘合性能和粘合撕裂能力。
B．测量方法
测量由实施例2～7和对照实施例5～9的试样的对不含磨木浆的纸张的粘合性能和粘合撕裂能力。
(1)对不含磨木浆的纸的粘合性能
将由上述方法得到的带贴到切成2cm宽的不含磨木浆的纸张上。除去PET可剥离薄膜，再贴上不含磨木浆的纸张，用1kg的辊来回滚动加压。在刚刚加压完毕，除去不含磨木浆的纸张，观察除去的状态。
○：在整个表面上观察到不含磨木浆的纸张被揭掉；
×：没有观察到不含磨木浆的纸张被揭掉；
(2)粘合撕裂能力
在离用上述方法得到的带端部5cm的一点做上一个记号。将带展开到此记号并贴到2cm宽的不含磨木浆的纸张上。向着不含磨木浆的纸张的垂直方向剥离可剥离PET薄膜的粘合部分的端部，观察离端部5cm处的撕开状态(参见图2)
撕开○：在离标记粘合层小于3mm处被撕开；
撕开×：需要离标记5mm以上才能撕开
得到的结果汇总在表2和表3中。
                                  表2
                            实施例
    2     3     4     5     6     7
丙烯酸类聚合物 混合量    份数     100     100     100     100     100     100
硬化剂*1 对固体份数混合量    份数     2     2     2     2     2     2
粘合剂组合物 不挥发组分粘度     ％Pa·s/25℃     501     5010     5030     1510     7010     7030
压花高度     μm     30     30     30     30     30     30
涂布机间隙     μm     90     90     90     170     75     75
粘合剂层 凸起*2凹陷*2比*3凝胶含量     μmμm％％     25114440     22115045     20105048     20157560     2541630     2331335
粘合撕裂能力     ○     ○     ○     ○     ○     ○
对不含磨木浆的纸张粘合性     ○     ○     ○     ○     ○     ○
*1Coronate L,*2厚度，*3凸起/凹陷部分厚度比
                              表3
                    对照实施例
    5     6     7     8     9
丙烯酸类聚合物 混合量    份数     100     100     100     100     100
硬化剂*1 对固体份数混合量    份数     0     2     2     2     2
粘合剂组合物 不挥发组分粘度     ％Pa·s/25℃     5010     510     500.05     5070     9010
压花高度     μm     30     30     30     30     30
涂布机间隙     μm     90     440     90     90     60
粘合剂层 凸起*2凹陷*2比*3凝胶含量     μmμm％％     2018900     20189070     不能涂布*4    不能涂布*5    不能涂布*6
粘合撕裂能力     ×     ×
对不含磨木浆的纸张粘合性     ○     ×
*1Coronate L，*2厚度
*3凸起部分/凹陷部分厚度比
*4因为在涂层表面引起流淌而不能涂布
*5因为在涂层表面引起不平整的涂布而不能涂布
*6因为引起压花隔离纸撕裂而不能涂布
正如从上述结果中可以清除地理解，由包括其表面上提供粘合剂层的基底的压敏转移粘合带可以提供具有优异粘合撕裂能力的压敏转移粘合带，所述粘合剂层表面的特征在于，它具有凹凸的形状，而且凹陷部分的厚度小于凸起部分厚度的80％，所述粘合剂层的凝胶含量大于15wt％。
如上所述，通过以不连续的岛状花纹的方式涂布粘合剂层，或者涂布粘合剂层使其具有凹凸的形状，都可以提供本发明具有优异粘合撕裂能力，而又保持足够优异粘合强度的压敏转移粘合带。

Claims (3)

1．包括在其表面上提供粘合剂层的基底的一种压敏转移粘合带，所述粘合剂层的特征在于，它涂布在基底表面上，使得形成不连续的岛状花纹，所述粘合剂的所述一个岛状花纹的面积是1～100mm2，相邻岛间的距离是0.1～4mm。
2．包括在其表面上提供粘合剂层的基底的一种压敏转移粘合带，所述粘合剂层表面的特征在于，它具有凹凸的形状，凹陷部分的厚度小于凸起部分厚度的80％，而且所述粘合剂层的凝胶含量大于15wt％。
3．如权利要求2的压敏转移粘合带，其中在涂布过程中粘合剂组合物在25℃下的粘度是0.1～50Pa·s，而所述粘合剂组合物中不挥发组分含量是10～80％。
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