TW202219202A - 用於壓敏性黏著劑物品之離型塗層組成物及方法 - Google Patents
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Abstract
描述一種製造經離型塗佈物品之方法,其包含:提供離型塗層組成物,離型塗層組成物包含以總乙烯系不飽和組分計,至少50wt.%的乙烯系不飽和單體之混合物;其中混合物包含:具有直鏈烷基之(多種)單體,直鏈烷基具有至少18個碳原子;及具有支鏈烷基之(多種)單體,支鏈烷基具有7至31個碳原子;及包含至少兩個乙烯系不飽和基團之(多種)交聯組分。該方法包含:將離型塗層施加至基材之主表面;及使離型塗層之(多種)單體及(多種)交聯組分聚合。具有直鏈烷基之(多種)單體及具有支鏈烷基之(多種)單體一般係以使得離型塗層在25℃下係液體之重量比存在。亦描述離型塗層組成物及物品。
Description
雖然已描述各種離型塗層組成物;但產業界會在適於無溶劑製造方法之新組成物中發現優勢。
在一個實施例中,描述一種製造經離型塗佈物品之方法,其包含:提供離型塗層組成物,該離型塗層組成物包含:以總乙烯系不飽和組分計,至少50wt.%的乙烯系不飽和單體之混合物,其中該混合物包含
具有直鏈烷基之(多種)單體,該直鏈烷基具有至少18個碳原子、及
具有支鏈烷基之(多種)單體,該支鏈烷基具有7至31個碳原子;包含至少兩個乙烯系不飽和基團之(多種)交聯組分;及
聚合起始劑;其中該離型塗層組成物包含不大於1wt.%的不可聚合有機溶劑;將該離型塗層施加至基材之主表面;及在將該離型塗層施加至該基材後,使該離型塗層之該(等)單體及該(等)交聯組分聚合。
在有利實施例中,具有直鏈烷基之(多種)單體及具有支鏈烷基之(多種)單體係以使得離型塗層在25℃下係液體之重量比存在。
亦描述一種離型塗層組成物,其包含:以總乙烯系不飽和組分計,至少50wt.%的乙烯系不飽和單體之混合物,其中該混合物包含
具有直鏈烷基之(多種)單體,該直鏈烷基具有至少18個碳原子;及
具有支鏈烷基之(多種)單體,該支鏈烷基具有7至31個碳原子;包含至少兩個乙烯系不飽和基團之(多種)交聯組分;及聚合起始劑;及不大於1wt.%的不可聚合有機溶劑。
在一些實施例中,(多種)單體及(多種)交聯組分經聚合(例如在將離型塗層施加至基材後)。
亦描述一種壓敏性黏著劑物品,其包含:
基材;離型塗層組成物(如本文所述),其係設置在該基材之主表面上;及壓敏性黏著劑層,其與該離型塗層接觸。
100:PSA物品
110:離型塗層
120:基材
130:壓敏性黏著劑
200:PSA物品
210:離型塗層
220:基材
221:第二基材
230:壓敏性黏著劑
300:PSA物品
310:離型塗層
311:離型塗層
320:基材
330:壓敏性黏著劑
〔圖1〕係物品之側視圖,該物品包括背襯、在主表面上之離型塗層、及在背襯之相對主表面上的壓敏性黏著劑;
〔圖2〕係另一物品之側視圖,該物品包含經離型塗佈背襯及分開的經壓敏性黏著劑塗佈基材;
〔圖3〕係另一物品之側視圖,該物品包含具有離型塗層在兩個主表面上之背襯及在兩個經離型塗佈表面之間的壓敏性黏著劑;
離型塗層包含一或多種(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體,單體包含具有至少7個碳原子之支鏈(例如末端)烷基。(甲基)丙烯酸酯基團之碳原子不包括在烷基之碳原子數目中。支鏈烷基一般包含不多於50個碳原子。在一些實施例中,支鏈烷基具有不多於45、40、35、34、33、32、31、或30個碳原子。
包含具有至少7個碳原子之支鏈(例如末端)烷基的(多種)(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體可由下式I代表:
R1及R2各獨立地係C1至C30飽和直鏈烷基(將理解,在此式中,R1與R2並未連接在一起而形成環);
R1及R2中之碳數目總和係7至31;且
R3係H或CH3。
在一些實施例中,R1及R2中之碳數目總和係至少18。當R1及R2中之碳數目總和係18時,可將單體描述為丙烯酸異硬脂酯或丙烯酸異十八酯。如本文中所使用,前綴「異(iso-)」係指具有相同分子式、但具有一或多種不同(例如支鏈、非直鏈)結構的異構物。
在一些實施例中,包含具有至少7個碳原子之支鏈(例如末端)烷基的(多種)乙烯系不飽和單體係異構物,其中所有碳(除了一個外)形成連續鏈。此種異構物在鏈末端具有異丙基。例如,用語「丙烯酸異硬脂酯」亦已用於描述下列化合物:
在其他實施例中,離型塗層包含至少兩種異構物之混合物。例如,用語「丙烯酸異硬脂酯」已用於描述下列化合物之混合物:
在一些實施例中,包含支鏈(例如末端)烷基的(多種)(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體包括式(I)之至少三種結構異構物,如US 9,102,774中所述;該案以引用方式併入本文中。在一些實施例中,式(I)之(甲基)丙烯酸烷酯可包含15至85莫耳%的(甲基)丙烯酸2-烷酯異構物;5至50莫耳%的(甲基)丙烯酸3-烷酯異構物;0.5至40莫耳%的(甲基)丙烯酸4-烷酯異構物;及0至50莫耳%的(甲基)丙烯酸5-至15-烷酯中至少一者。在一些實施例中,以具有含7至31個碳原子之支鏈烷基的(多種)單體總莫耳數計,(甲基)丙烯酸2-烷酯異構物一般少於35莫耳%。
在一些實施例中,包含支鏈(例如末端)烷基的(多種)(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體包括式(I)之一或多種結構異構物,其中R1及R2中之碳數目總和係7至17或換言之具有比(甲基)丙烯酸異硬脂酯少的碳原子。在一些實施例中,R1及R2中之碳數目總和係8、9、10、11、12、13、14、15、或16。
在有利實施例中,包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的(多種)乙烯系不飽和單體在25℃下係液體。
離型塗層進一步包含一或多種(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體,單體包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基。烷基可描述為「正(n-)」烷基,意指所有碳均來自連續、非支鏈之直鏈。
代表性實例包括(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸十九酯、丙烯酸(甲基)二十酯、丙烯酸(甲基)二十二酯、及類似者。此類單體一般具有不大於1000、900、800、700、600、或500g/莫耳之分子量。一個代表性單體丙烯酸硬脂酯(STA)係描繪如下:
包含具有至少18個(例如鄰接)碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體在室溫下一般係固體,且具有至少20、25、30、35、40、45、或50℃之熔點。在不意欲受理論束縛下,推測此熔融溫度與(例如C18)結晶側鏈之熔融相關聯。在一些實施例中,經聚合離型塗層之(例如側鏈)熔融溫度一般不大於100、95、90、85、80、75、70、65、或60℃。熔融溫度可藉由微差掃描熱量法(DSC)根據ASTM D3418-15在氮氣氛下以10℃/分鐘之加熱/冷卻速率測量。
支鏈及直鏈單體兩者之乙烯系不飽和基團CH2=CH-一般係透過酯鍵聯基-(CO)O-鍵結至烷基。然而,可存在其他二價或更高價數的有機鍵聯基而不是酯鍵聯,前提是該有機鍵聯基不會減損支鏈
烷基部份(moiety)之液體性質或減損具有至少18個碳原子之直鏈烷基部份的結晶性質。支鏈及直鏈單體兩者之烷基一般係鄰接的。然而,烷基可選地可以雜原子或其他二價有機鍵聯基間隔,前提是此類雜原子之存在不會減損支鏈烷基部份之液體性質或減損具有至少18個碳原子之直鏈烷基部份的結晶性質。在一般實施例中,(多種)丙烯酸酯自由基可聚合乙烯系不飽和單體優於甲基丙烯酸酯,尤其是對於無溶劑製造而言。
以離型塗層組成物之總(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體計,離型塗層組成物以至少50wt.%之總量包含:包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體、及包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的乙烯系不飽和單體。包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體、及包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的乙烯系不飽和單體之總量一般等於或大於混合物之其他可聚合組分的總和。在一些有利實施例中,包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體、及包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的乙烯系不飽和單體之總量係離型塗層之總乙烯系不飽和組分的至少55、60、65、70、75、80、85、90、或95wt.%。
包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體與包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的乙烯系不飽和單體之重量比可在5:95至95:5之範圍內,其係以此等乙烯系不飽和單體之總重量計。在一些實施例中,包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體與包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的乙烯系不飽和
單體之重量比可在10:90至90:10或20:80至80:20之範圍內。在一些實施例中,較佳的是最大化
包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體之濃度,此可改善改善烷基鏈之結晶及排列,從而提供較佳的離型力(例如較低的離型力值)。然而,當離型組成物包含重量比為80丙烯酸正硬脂酯對20丙烯酸異硬脂酯時;離型組成物在25℃下可係固體,而非液體。
在有利實施例中,包含具有至少7個碳原子之烷基的一或多種支鏈乙烯系不飽和單體之濃度、以及交聯單體及可選的其他組分(例如單體)之種類及量經選擇,使得經聚合離型塗層在25℃下係液體。
因此,在一般有利實施例中,其中離型組成物在25℃下係液體,具有直鏈(C18+)烷基之(多種)單體及具有支鏈(C7+)烷基之(多種)單體係以小於80:20、75:25、70:30、65:35、60:40、55:45之重量比存在。此外,在一些實施例中,具有直鏈(C18+)烷基之(多種)單體及具有支鏈(C7+)烷基之(多種)單體係以小於50:50、45:55、40:60、35:65、30:70之重量比存在。
在其他實施例中,諸如當離型組成物所含有之(多種)直鏈單體實質上比包含具有至少18個碳原子之烷基的支鏈乙烯系不飽和單體多時,離型組成物可具有至少30、35、40、45、或50℃之熔融溫度。在不意欲受理論束縛下,推測此熔融溫度與(例如C18)結晶側鏈之熔融相關聯。在一些實施例中,經聚合離型塗層之(例如側
鏈)熔融溫度一般不大於100、95、90、85、80、75、70、65、或60℃。熔融溫度可藉由微差掃描熱量法(DSC)根據實例中所述之測試方法測量。
在一些實施例中,離型塗層可選地進一步包含其他(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和單體、寡聚物、或聚合物。此包括例如包含其他烷基、極性單體、芳族單體、及聚矽氧組分之乙烯系不飽和單體。
在一些實施例中,離型塗層可選地進一步包含:包含含有5至17個碳原子之直鏈烷基的乙烯系不飽和單體。此類(多種)可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體一般係單官能性的,具有單一個乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團。
在一些實施例中,可選的乙烯系不飽和單體包含至少10、11、或12個碳原子。代表性實例包括例如(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸十四酯、(甲基)丙烯酸十五酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十七酯。
在一些實施例中,可選的乙烯系不飽和單體包含少於10個碳原子。代表性實例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、及(甲基)丙烯酸壬酯。離型塗層可包含此類可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體之各種混合物。
此類可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體之濃度可視(甲基)丙烯酸烷酯單體之鏈長度而有所變化。在有利實施例中,(甲基)丙烯酸
烷酯單體之種類及量一般經選擇,使得其存在不會減損未聚合離型塗層之液體性質。可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體之濃度一般小於包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的(多種)乙烯系不飽和單體及包含具有至少7個碳原子之支鏈烷基的(多種)乙烯系不飽和單體之總和。因此,以乙烯系不飽和組分之總量計,可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體之濃度一般小於50、45、40、35、30、25、20、或15wt.%。在一些實施例中,可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體之濃度不大於10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1wt.%。
在一些實施例中,包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基或具有至少7個碳原子之支鏈烷基的(多種)乙烯系不飽和單體可購自供應商,且由於純度小於100%,其可含有低濃度的可選的(甲基)丙烯酸烷酯單體。
在一些實施例中,離型塗層之單體的混合物可選地可進一步包含極性單體,諸如丙烯腈、n-乙烯基吡咯啶酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸之C1-C4烷基酯、及/或(甲基)丙烯酸之羥基官能性C1-C4烷基酯。在一些實施例中,離型塗層之單體的混合物可選地可進一步包含芳族單體,諸如苯乙烯。當存在時,此類單體一般係以不大於離型塗層之總乙烯系不飽和組分的10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1wt.%之量存在。
離型塗層組成物進一步包含至少一種交聯組分,交聯組分包含至少兩個(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和基團。交聯組分可係單體、寡聚物、或聚合物。在一些實施例中,交聯組分缺乏聚二
有機矽氧烷部份。在其他實施例中,交聯組分包含聚二有機矽氧烷部份。
在一些實施例中,交聯組分係多官能性乙烯系不飽和單體。在一些實施例中,交聯單體包含至少3、4、5、或6個(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和基團。此類交聯單體一般具有不大於1000g/莫耳之分子量。
在一些實施例中,交聯單體不是聚矽氧單體、寡聚物、或聚合物。在此實施例中,離型塗層可不含聚矽氧。可用的(即不含聚矽氧的)多(甲基)丙烯酸酯單體及寡聚物包括例如:
(a)含二(甲基)丙烯醯基之單體,諸如1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇單丙烯酸酯單甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化脂族二丙烯酸酯、烷氧基化環己烷二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、經己內酯改質之新戊二醇羥基三甲基乙酸酯二丙烯酸酯、經己內酯改質之新戊二醇羥基三甲基乙酸酯二丙烯酸酯、環己烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、經羥基三甲基乙醛改質之三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯;
(b)含三(甲基)丙烯醯基之單體,諸如甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三丙烯酸酯(例如,乙氧基化三羥甲基丙
烷三丙烯酸酯)、丙氧基化三丙烯酸酯(例如,丙氧基化甘油三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、參(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯(可以商標名稱「SR444」商購自Sartomer)、及乙氧基化新戊四醇三丙烯酸酯(來自Sartomer,商標名稱為「SR494」)
(c)較高官能性(甲基)丙烯醯基單體,諸如新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯(可以商標名稱「SR399」商購自Sartomer)、乙氧基化新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、及參(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯(來自Sartomer,商標名稱為「SR368」)。
在一些實施例中,交聯組分係寡聚(甲基)丙烯醯基單體,諸如例如胺甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、及環氧丙烯酸酯。此類(甲基)丙烯酸酯單體可購自供應商,諸如例如Sartomer Company,Exton,Pennsylvania;Cytec Industries,Woodland Park,NY;及Aldrich Chemical Company,Milwaukee,Wisconsin。此類寡聚物(甲基)丙烯醯基組分可具有在至多5000至10,000g/莫耳之範圍內之分子量。在一些實施例中,離型組成物包含極少量或不包含寡聚(甲基)丙烯醯基組分。在此實施例中,寡聚(甲基)丙烯醯基組分之濃度不大於離型塗層之總乙烯系不飽和組分的10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1wt.%。
在一些實施例中,交聯組分之均聚物的玻璃轉移溫度(Tg)係至少50、55、60、65、70、或75℃。在一些實施例中,交聯組分之Tg不大於200℃、175℃、150℃、或100℃。
在一些實施例中,交聯單體在末端乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯基團)之間包含一或多個乙氧基化基團-(CH2O)n-。
在一些實施例中,交聯組分係聚矽氧寡聚物或聚合物。聚矽氧交聯組分一般係流體,其具有不大於10,000;5,000;2,500;或1,000mPas之黏度(在25℃下)。例如,可以TEGOTM RC 902商購之聚矽氧交聯組分據報告在25℃下具有420mPas之黏度。此外,可以TEGOTM RC 711商購之聚矽氧交聯組分在25℃下具有600mPas之黏度。這兩種聚矽氧丙烯酸酯皆具有小於1%之揮發物含量,因此黏度會隨著分子量而變動,而不是隨著用有機溶劑稀釋。
聚矽氧交聯組分包含聚矽氧烷主鏈。鑑於包含(例如側接及/或末端)乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團,此類聚矽氧組分可表徵為「官能性的」。
在一些實施例中,聚矽氧交聯組分可由下式表示:
在一些實施例中,R1及R2係(例如甲基)烷基且n係1,即材料係聚(二烷基矽氧烷)。在一些實施例中,烷基係甲基,即聚(二甲基矽氧烷)(「PDMS」)。在一些實施例中,R1係烷基,R2係芳基,且n係零,即材料係聚(烷基芳基矽氧烷)。在一些實施例中,R1係甲基,且R2係苯基,即材料係聚(甲基苯基矽氧烷)。在一些實施例中,R1及R2係烷基,且R3及R4係芳基,即材料係聚(二烷基二芳基矽氧烷)。在一些實施例中,R1及R2係甲基,且R3及R4係苯基,即材料係聚(二甲基二苯基矽氧烷)。
在一些實施例中,R5及R’4係甲基,即聚二有機矽氧烷交聯組分係由三甲基矽氧基封端。在此實施例中,n係至少一,且R4包含乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團。因此,此類聚矽氧交聯組分包含側接乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團。
在其他實施例中,R4係甲基,且R’4包含乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團。因此,此類聚矽氧交聯組分包含末端乙烯系不飽和(例如(甲基)丙烯酸酯)基團。
R4或R’4基團可具有式CH2=CH(CO)O-L-,其中L係共價鍵、伸烷基、伸芳基、伸烷芳基、或伸芳烷基。
所屬技術領域中具有通常知識者會理解,二甲基矽氧烷重複基團之數目(以上代表性結構之「m」)及側接丙烯酸酯官能基
(以上代表性結構之「n」)亦可用分子量表示,如可用凝膠滲透層析術(GPC)使用聚苯乙烯標準品判定。聚有機矽氧烷交聯組分之數量平均分子量一般係至少200g/莫耳、300g/莫耳、或400g/莫耳。在一般實施例中,數量平均分子量係至少500g/莫耳、700g/莫耳、700g/莫耳、800g/莫耳、900g/莫耳、或1000g/莫耳。在一些實施例中,聚有機矽氧烷交聯組分之數量分子量係至少2000g/莫耳、3000g/莫耳、4000g/莫耳、或5,000g/莫耳。在一些實施例中,聚有機矽氧烷交聯組分之數量分子量係至少10,000g/莫耳或15,000g/莫耳。
在一些實施例中,聚有機矽氧烷交聯組分之重量平均分子量係至少1,000;2,000;3,000;4,000;或5,000g/莫耳。在一些實施例中,聚有機矽氧烷交聯組分之重量平均分子量不大於50,000g/莫耳;45,000g/莫耳;40,000g/莫耳;35,000g/莫耳;30,000g/莫耳;25,000g/莫耳;或20,000g/莫耳。
在一些實施例中,聚有機矽氧烷交聯組分之多分散性一般在2至3之範圍內。
聚矽氧交聯組分不是巰基官能性聚矽氧巨分子單體,諸如US2014/0287642中所述。所屬技術領域中具有通常知識者會理解,雖然巰基是自由基可聚合的,但此類基團不是乙烯系不飽和的且會透過鏈轉移而終止聚合。
在一些實施例中,離型塗層組成物可選地可進一步包含具有通式X-(Y)nSiR(3-m)Zm之聚矽氧巨分子單體,其中
X係(甲基)丙烯酸酯基團,
Y係二價鍵聯基,其中n係零或1,
m係1至3之整數;
R係氫、低級烷基(例如,甲基、乙基、或丙基)、芳基(例如,苯基或經取代苯基)、或烷氧基;且
Z係具有高於約1,000g/莫耳之數量平均分子量的單價矽氧烷聚合部份。矽氧烷聚合部分缺乏與離型塗層之(多種)單體及(多種)交聯組分的(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和基團共聚合的官能基。
較佳的聚矽氧巨分子單體(如實例中所採用)具有下式:
且R係H或烷基。
亦可使用聚矽氧巨分子單體之組合。
此類聚矽氧巨分子單體係單官能的,且因而不是交聯組分。當存在時,此類聚矽氧巨分子單體一般係以不大於離型塗層之總(例如自由基可聚合)乙烯系不飽和組分的10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1wt.%之量存在。
在一些實施例中,(例如離型)組成物可選地進一步包含一或多種添加劑。添加劑包括例如一或多種抗氧化劑、光(例如
UV)穩定劑、調平劑、熱穩定劑、流變改質劑、著色劑、UV或螢光染料、抗微生物組成物、塑化劑、及類似者。以總組成物計,一或多種添加劑一般可以約0.01wt%至10wt%之範圍內的量存在於組成物中,且可取決於添加劑之類型及離型塗層之最終性質。在一些實施例中,添加劑之總量不大於總固體(即排除任何可能存在之溶劑)組成物的9、8、7、6、5、4、3、2、或1wt.%。
在一些實施例中,離型塗層可選地可進一步包含填料。可使用填料以降低成本或改變離型塗層之顏色及/或不透明度。可用的填料包括例如黏土、滑石、染料及顏料粒子及著色劑(例如,TiO2或碳黑)、玻璃珠、金屬氧化物粒子、二氧化矽粒子、及經表面處理之二氧化矽粒子(諸如,可購自Degussa Corporation,Parsippany,NJ之Aerosil R-972)。一般而言,以離型塗層之總固體計,填料將以約1或2wt.%至至多25wt.%(以重量計)之範圍內的濃度添加。
典型溶液聚合方法係藉由以下進行:將包含具有至少18個碳原子之直鏈烷基的(多種)單體預熱至高於(多種)單體之熔點,將包含具有至少18個碳原子之支鏈烷基的(多種)單體、(多種)交聯組分、及可選的單體、合適溶劑、及可選的鏈轉移劑添加至反應容器中,添加自由基起始劑,用氮氣吹掃,及將反應容器維持在升高溫度(例如約40至100℃)下直到反應完成,一般在約1至20小時內,取決於批次大小及溫度。
合適溶劑之實例包括烷烴(例如庚烷)及酮類(諸如丙酮及甲基乙基酮)。該等溶劑可單獨使用或以其混合物使用。以溶液之總重量計,有機溶劑之量一般係約30至98重量百分比(wt.%)。
不同於習知溶液聚合,製造經離型塗佈物品之一種實施方法包含將(多種)未聚合單體及(多種)交聯組分、可選的溶劑(且較佳的是無溶劑)、及自由基起始劑之混合物施加至基材之主表面。該方法進一步包含在將離型塗層施加至基材後,使離型塗層之(多種)單體及(多種)交聯組分聚合(而非在反應容器中聚合)。
因此,離型組成物之(多種)單體及(多種)交聯組分可藉由各種技術在基材上聚合,包括溶劑聚合及無溶劑總體聚合,包括使用輻射聚合之程序。離型組成物一般包含一種類型之聚合起始劑(諸如熱起始劑或光起始劑)且以有效使共單體及(多種)交聯組分聚合之量包含。
本文中所述之離型組成物可藉由習知塗佈技術施加至基材(例如膠帶背襯),諸如繞線棒、(例如直接、吻式(kiss)、反向)凹版、3輥及5輥塗佈、氣刀、噴塗、切口棒塗佈、刮刀塗佈、狹縫模具塗佈(包括施加至經張拉之帶材)、浸漬浸塗、簾式塗佈、及拖刀塗佈(trailing blade coating)。在一些實施例中,離型塗層係用凹版塗佈機以在每平方吋約0.5至5、6、7、8、9、10、15、20、25、或30十億立方微米之範圍內的體積係數施加。塗佈設備可經加熱,使得離型組成物保持高於其熔點。此可包括用於遞送之經加熱容器的任何組合,例如經加熱管路、經加熱泵送元件、經加熱塗佈模具/流體施用
器、及經加熱輥(例如,用於輸送基材)。可在整個塗佈程序中將溫度控制至相同溫度或不同溫度。可藉由任何可接受的方式來控制溫度,即電阻式加熱帶、再循環流體(例如水、油)、紅外線等。在較佳實施例中,在將離型組成物施配至基材上時,離型組成物保持高於其熔點。塗佈設備所維持的溫度一般係室溫(大約25℃)、30℃、40℃、50℃、60℃、或70℃。
取決於塗佈方法,塗層可係連續或不連續塗層。離型塗層之厚度或單位面積質量可有所變化。在一些實施例中,塗層具有至少0.0025微米(2.5奈米)至至多25微米之範圍內之厚度。在一些實施例中,不連續塗層具有至少每平方公尺0.0025克(gsm)至25gsm之範圍內之單位面積質量。在一些實施例中,厚度/單位面積質量係至少0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、或0.5微米/gsm。在一些實施例中,厚度/單位面積質量不大於10、9、8、7、6、或5微米/gsm。
在有利實施例中,聚合係於(不可聚合)有機溶劑不存在下且於氧不存在下(一般藉由氮氣惰化達成)進行。即使溶劑可能不會影響經交聯聚合物網絡之形成,側鏈晶體之形成可能受到影響,因而產生具有不同離型力性質的塗層。
在又另一實施例中,離型塗層之(多種)單體及(多種)交聯組分可經部分聚合以產生漿料組成物,該漿料組成物包含溶解於(多種)(例如未聚合)單體中之溶質(甲基)丙烯酸聚合物。部分聚合提供(甲基)丙烯酸溶質聚合物於一或多種自由基可聚合單體中之較高黏度可塗佈溶液。在一些實施例中,可進行聚合以達成可塗佈
之黏度,使得單體至聚合物之轉化率至多約30%。然後將經部分聚合組成物塗佈在合適基材上並使其進一步聚合。在此實施例中,在添加(多種)交聯組分前,可先使包含具有至少18個碳原子之末端烷基的(多種)單體部分聚合。
可用的聚合(例如自由基)起始劑包括在暴露於熱或光時會產生自由基者,該等自由基起始(多種)單體與(多種)交聯組分之混合物的(共)聚合。起始劑一般係以在總可聚合組分的約0.0001至約3.0重量份、較佳地約0.001至約1.0重量份、且更佳地約0.005至約0.5重量份之範圍內的濃度採用。
合適的熱起始劑包括:各種偶氮化合物,諸如可以商標名稱VAZO購自Chemours Co.(Wilmington,DE,USA)者,包括VAZO 67(其係2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈))、VAZO 64(其係2,2’-偶氮雙(異丁腈))、VAZO 52(其係2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈))、及VAZO 88(其係1,1’-偶氮雙(環己烷甲腈));各種過氧化物,諸如過氧化苯甲醯、過氧化環己烷、過氧化月桂醯、二-三級戊基過氧化物、過氧苯甲酸三級丁酯、過氧化二異丙苯、及可以商標名稱LUPERSOL購自Atofina Chemical,Inc.(Philadelphia,PA,USA)之過氧化物(例如,LUPERSOL 101,其係2,5-雙(三級丁過氧)-2,5-二甲基己烷、及LUPERSOL 130,其係2,5-二甲基-2,5-二-(三級丁過氧)-3-己炔);各種氫過氧化物,諸如氫過氧化三級戊基及氫過氧化三級丁基;及其混合物。
可用的光起始劑包括苯偶姻醚,例如苯偶姻甲基醚及苯偶姻異丙基醚;經取代苯乙酮;經取代α-酮醇,諸如2-甲基-2-羥基丙醯苯;芳族磺醯氯,諸如2-萘-磺醯氯;及光活性肟,諸如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基-羰基)肟。
例示性經取代苯乙酮包括2,2-二乙氧基苯乙酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(可以商標名稱IRGACURE 651商購自BASF Corp.(Florham Park,NJ,USA)或以商標名稱ESACURE KB-1商購自Sartomer(Exton,PA,USA))、二甲基羥基苯乙酮、及2-羥基-2-甲基-苯基-1-丙烷(TEGOTM光起始劑A18)。又另其他例示性光起始劑係經取代α-酮醇諸如2-甲基-2-羥基苯丙酮、芳族磺醯氯諸如2-萘磺醯氯、及光活性肟諸如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟。其他合適的光起始劑包括例如1-羥環己基苯基酮(可以商標名稱IRGACURE 184商購得)、氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦(可以商標名稱IRGACURE 819商購得)、1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(可以商標名稱IRGACURE 2959商購得)、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮(可以商標名標IRGACURE 369商購得)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮(可以商標名稱IRGACURE 907商購得)、及2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(可以商標名稱DAROCUR 1173商購自Ciba Specialty Chemicals Corp.(Tarrytown,NY,USA))。
在將可聚合混合物施加至基材後,(多種)乙烯系不飽和單體及(多種)交聯組分之聚合可藉由使(含除水溶劑(dried
solvent-containing)、無溶劑、或漿料)離型組成物暴露於輻射能(一般於光起始劑存在下)來達成。
在一些實施例中,離型組成物係暴露於UV輻射。UV光源可為各種類型,包括相對低強度的光源,諸如背光,其通常在波長範圍280至400奈米內提供10mW/cm2或更低(如根據美國國家標準暨技術研究院(United States National Institute of Standards and Technology)所核准之程序所測量,例如使用Electronic Instrumentation & Technology,Inc.,Sterling,Va.所製造之UVIMAP UM 365 L-S輻射計);及相對高強度的光源,諸如中壓汞燈,其提供通常大於10mW/cm2、一般15至450mW/cm2之強度。單體及(多種)交聯組分亦可用高強度光源(如可購自Fusion UV Systems Inc.)聚合。用來聚合單體及(多種)交聯組分之UV光可藉由發光二極體、背光、中壓汞燈等、或其組合提供。
可將離型塗層施加至廣泛各種基材(例如膠帶背襯)。在一些實施例中,基材係有機聚合膜、經金屬塗佈膜、金屬箔、紙、發泡體、或(織造或非織造)纖維帶材。在一些實施例中,基材係織造(包括針織)或(紡黏或熔噴)非織造纖維帶材,諸如一般用於醫療膠帶及敷料之背襯者。在一些實施例中,基材係紙,其可包括塗層,諸如用於離型襯墊、遮蔽膠帶、及自黏性記事簿之紙。
合適的聚合膜包括例如聚酯膜,諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、及聚萘二甲酸乙二酯(PEN);聚烯烴膜,諸如聚乙烯及聚丙烯(雙軸定向聚丙烯,BOPP);聚醯胺膜,例如尼
龍;聚醯亞胺膜,諸如KAPTON(可購自DuPont deNemours Corp.,Wilmington,Del.);乙酸纖維素;聚氯乙烯;聚四氟乙烯及類似者。
在一些實施例中,基材之厚度係至少0.5、1、或2密耳且一般不大於5、10、或15密耳。
基材(例如背襯)之一或兩個主表面可進一步包含底漆層或經表面處理(例如經電暈處理),如所屬技術領域中已知用於促進離型塗層、黏著劑、或兩者之黏著性者。
所得PSA物品可係膠帶、標籤、或傷口敷料。黏著劑物品可呈片材、多層片材、或片材堆疊(例如記事簿、掛板簿(easel pad)、標籤簿、膠帶堆疊)之形式,或呈卷之形式,諸如膠帶卷。
一個說明性PSA物品100係示於圖1中。此經實施(例如膠帶)物品包含設置於基材(例如背襯)120之主表面上的離型塗層110及設置在120之相對主表面上的壓敏性黏著劑130。
圖2繪示另一PSA物品200。此經實施物品包含設置在基材(例如背襯)220之主表面上的離型塗層210。壓敏性黏著劑230係可釋離地接合至離型塗層210。壓敏性黏著劑係設置在第二基材221之主表面上。
圖3繪示另一PSA物品300。此經實施(例如膠帶)物品包含設置於基材(例如背襯)320之兩個主表面上的離型塗層310及311及可離型地接合至離型塗層311的壓敏性黏著劑330。離型塗層310及311中之一者或兩者係如本文中所述之離型塗層。
本文中所述之離型塗層適用於與廣泛各種壓敏性黏著劑組成物搭配使用。合適的(例如壓敏性)黏著劑包括基於天然或合成橡膠之壓敏性黏著劑、丙烯酸壓敏性黏著劑、乙烯基烷基醚壓敏性黏著劑、聚矽氧壓敏性黏著劑、聚酯壓敏性黏著劑、聚醯胺壓敏性黏著劑、聚α-烯烴、聚胺甲酸酯壓敏性黏著劑、及基於苯乙烯嵌段共聚物之壓敏性黏著劑。壓敏性黏著劑通常在室溫(25℃)下在1Hz之頻率下具有小於3×106達因/cm之儲存模數(E’),如可藉由動態機械分析所測量。
壓敏性黏著劑可係基於有機溶劑的、基於水之乳液、熱熔融的(諸如US 6,294,249中所述)、可熱活化的、以及光化輻射(例如電子束、紫外線)可固化的壓敏性黏著劑。可熱活化的黏著劑可製備自與先前針對壓敏性黏著劑所述之同類別。然而,其組分及其濃度經選擇,使得黏著劑係可熱活化的而非壓敏性的,或係其組合。
在一些實施例中,在使黏著劑與本文中所述之離型塗層接觸前,將有機溶劑自壓敏性黏著劑移除。在一些實施例中,使熱熔融的黏著劑在低於離型塗層組成物之熔融溫度的溫度下與離型塗層接觸。暴露於有機溶劑或熱可破壞側鏈的結晶,從而改變離型性質。例如,在暴露後塗層可作用為底漆或助黏劑,而非離型塗層。
壓敏性黏著劑可視需要進一步包括一或多種合適添加劑。添加劑之實例係交聯劑(例如多官能性(甲基)丙烯酸酯交聯劑(例如TMPTA)、環氧交聯劑、異氰酸酯交聯劑、三聚氰胺交聯劑、氮丙啶交聯劑等)、增黏劑(例如,經酚改質之萜及松香酯,諸如松
香之甘油酯及松香之新戊四醇酯,以及C5及C9烴增黏劑)、增稠劑、塑化劑、填料、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑、調平劑、著色劑、阻燃劑、及矽烷偶合劑。
利用市售可得的膠帶之各種不同黏著劑組成物,離型組成物可展現出良好的離型性質。在一些實施例中,本文中所述之離型性質係使用測試膠帶1判定,該測試膠帶具有一層25微米厚的熱熔融黏著劑,該熱熔融黏著劑包含100份的SIS嵌段共聚物(具有14.3%之苯乙烯含量、88%之偶合效率、及9g/10min(條件G)之熔融指數)、85份的增黏樹脂(經C9改質之C5,其具有87℃之軟化點)、及2份的抗氧化劑之混合物,該熱熔融黏著劑係設置於50微米厚的經電暈處理之BOPP膜上。
在90吋(228.6cm)/min之剝離速率下,離型塗層之平均(在23℃及50%濕度下或在50℃下老化7天)離型力通常可在1盎司/吋(11.2g/cm)至25盎司/吋(280g/cm)之範圍內。
在一些實施例中,在90吋(228.6cm)/min之剝離速率下,平均離型力係至少2、3、4、5、6、或7(22.3,33.5,44.6,55.8,78.1g/cm)盎司/吋。在較慢的剝離速率下有較高的平均初始離型力在一些實施例中可係較佳的,以防止膠帶卷自我展開或在重疊黏貼發生時提供較大的固持力(諸如用於封裝膠帶及醫療膠帶)。
在一些實施例中,在90吋(228.6cm)/min之剝離速率下,平均離型力不大於15(168g/cm)或10(112g/cm)且在一些實施例中不大於9(100.8g/cm)、8(89.6g/cm)、7(78.1g/cm)、6(67g/cm)、
5(55.8g/cm)、4(44.6g/cm)、或3(33.5g/cm)盎司/吋。在一些實施例中,7天之間的平均離型力差異在23℃及50%濕度下或在50℃下不大於平均CTH值的25、20、15、或10%。
再黏著力一般係在10至60盎司/吋之範圍內。在一些實施例中,再黏著力不大於50、40、或30盎司/吋。在一些實施例中,7天之間的再黏著力差異在23℃及50%濕度下或在50℃下不大於平均CTH值的25、20、15、或10%。
在一些實施例中,離型組成物可用作為膠帶之低黏著性背膠(LAB)。
應理解,離型力值及再黏著力值可視黏著劑組成物而有所變化。亦應理解,較佳的離型力值及再黏著力值可視膠帶而有所變化。
實例
除非另有說明或從上下文中顯而易見,否則本說明書中之實例及其餘部分中的份數、百分率、比率等皆依重量計。
測試膠帶1係藉由以下製備:將基於合成橡膠之黏著劑混合物以約25微米厚度熱熔融連續塗佈至50微米厚的經電暈處理之BOPP膜上,該黏著劑混合物包含100份的Q3620、85份的W86、及
2份的抗氧化劑。接著將BOPP膜之相對側用基於溶劑之比較性離型塗層塗佈然後乾燥。
製備經塗佈且UV可固化之LAB實例的方法
在與其他單體及光起始劑混合前,將STA在65℃下加熱直到成為液體。除非另有指明,否則各混合物在25℃下係液體。
將大約2至3毫升置於一片15.2公分寬的聚酯膜上,然後經由#3RDS塗佈棒擦塗出薄膜以施加薄(6.8微米)塗層,從而給出一片大約75公分長的經塗佈聚酯膜。接著立即使經塗佈膜以12.2公尺/分鐘通過UV室兩次來進行處理,UV室係用氮氣惰化至小於35ppm氧之程度,且裝有劑量為400毫焦耳/公分2 UVB之H燈泡。
經塗佈經UV固化之LAB樣本的測試
用2kg輥以大約230cm/分鐘掃壓2次,將各種黏著劑膠帶條(大約2.5×20公分)層壓在聚酯膜上之經UV固化經塗佈之LAB樣本,然後儲存在23℃及50%濕度之恆定溫度及濕度(CTH)下或50℃下,在這兩者下均儲存7天。
離型力係藉由以下測量:在IMASS機上使用5kg荷重元以180度剝離角使用228.6cm/分鐘剝離速率在5秒內將測試樣品剝離。
在用2kg輥以大約230cm/分鐘掃壓2次以將來自離型力剝離測試之樣品再層壓在玻璃表面上後,測量再黏著力。將樣品立
即以180度剝離角使用228.6cm/分鐘剝離速率在5秒內自玻璃剝離,以判定再黏著力值。所有值均以3重複之平均記述,並以克/公分記述。
Ex.1.重量比為40/60之STA/ISA 4.8g、1g Tego 711、4g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.2.重量比為40/60之STA/ISA 6.8g、1g Tego 711、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.3.重量比為50/50之STA/ISA 4.8g、1g Tego 711、4g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.4.重量比為40/60之STA/ISA 8.8g、1g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.5.重量比為40/60之STA/ISA 3g、0.5g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.6.重量比為30/70之STA/ISA 7.8g、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.7.重量比為60/40之STA/ISA 9g、0.8g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.8.重量比為40/60之STA/ISA 9g、0.8g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.9.重量比為40/60之STA/ISA 8g、1g Tego 711、0.8g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.10.重量比為40/60之STA/ISA 7.8g、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.11.重量比為30/70之STA/C8異構物摻合物8.8g、1g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.12.重量比為35/65之STA/ISA 8g、1g Tego 711、0.8g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.13.重量比為50/50之STA/ISA 6.8g、1g Tego 711、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.14.重量比為50/50之STA/ISA 7.8g、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。
Ex.15.重量比為80/20之STA/ISA 7.8g、2g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173。在固化前,此組成物在塗佈時在25℃下會變成蠟質半固體。
Ex.16.重量比為30/70之STA/C12異構物摻合物8.8g、1g TMPTA、及0.2g Omnirad 1173
測試膠帶1
810膠帶
845膠帶
232膠帶
亦使用基於環氧樹脂之黏著劑測試實例4,該黏著劑係描述於EP 3587526之第11頁表4,如下:
測試樣品係製備如上,且在CTH下3天後用180度剝離以30.5公分/分鐘之剝離速率測試如下:
該離型力值大於易離型襯墊(以商標名稱「3M NON-SILICONE/NON-FLUORINE POLYESTER LINER 5977」獲自3M,St.Paul,MN),但又低於EP 3587526之表5中所記述之其他離型配方,如下:
100:PSA物品
110:離型塗層
120:基材
130:壓敏性黏著劑
Claims (22)
- 一種製造經離型塗佈物品之方法,其包含:提供離型塗層組成物,該離型塗層組成物包含:以總乙烯系不飽和組分計,至少50wt.%的乙烯系不飽和單體之混合物,其中該混合物包含具有直鏈烷基之(多種)單體,該直鏈烷基具有至少18個碳原子,及具有支鏈烷基之(多種)單體,該支鏈烷基具有7至31個碳原子;包含至少兩個乙烯系不飽和基團之(多種)交聯組分;及聚合起始劑;其中該離型塗層組成物包含不大於1wt.%的不可聚合有機溶劑;將該離型塗層施加至基材之主表面;在將該離型塗層施加至該基材後,使該離型塗層之該(等)單體及該(等)交聯組分聚合。
- 如請求項1之方法,其中該聚合起始劑係自由基起始劑。
- 如請求項2之方法,其中該自由基起始劑係光起始劑。
- 如請求項1之方法,其中具有直鏈烷基之該(等)單體及具有支鏈烷基之該(等)單體係以使得該離型塗層在25℃下係液體之重量比存 在。
- 如請求項1之方法,其中具有直鏈烷基之該(等)單體及具有支鏈烷基之該(等)單體係以小於80:20、75:25、70:30、65:35、60:40、55:45之重量比存在。
- 如請求項1之方法,其中具有直鏈烷基之該(等)單體及具有支鏈烷基之該(等)單體係以小於50:50、45:55、40:60、35:65、30:70之重量比存在。
- 如請求項8之方法,其中R1及R2中之碳數目總和係7至17。
- 如請求項1之方法,其中該(等)交聯組分包含至少3、4、5、或6個乙烯系不飽和基團。
- 如請求項1之方法,其中該(等)交聯組分缺乏聚二有機矽氧烷部份。
- 如請求項1之方法,其中該(等)交聯組分包含聚二有機矽氧烷主鏈。
- 如請求項1之方法,其中該(等)交聯組分不是脂族胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
- 如請求項1之方法,其中該等乙烯系不飽和基團係自由基可聚合基團。
- 如請求項15之方法,其中該等自由基可聚合基團係(甲基)丙烯酸酯基團。
- 如請求項1之方法,其中該基材係選自有機聚合膜、經金屬塗佈膜、金屬箔、紙、或纖維帶材。
- 一種離型塗層組成物,其包含:以總乙烯系不飽和組分計,至少50wt.%的乙烯系不飽和單體之混合物,其中該混合物包含具有直鏈烷基之(多種)單體,該直鏈烷基具有至少18個碳原子;及具有支鏈烷基之(多種)單體,該支鏈烷基具有7至31個碳原子;包含至少兩個乙烯系不飽和基團之(多種)交聯組分;及聚合起始劑;及不大於1wt.%的不可聚合有機溶劑。
- 如請求項18之離型塗層組成物,其中該離型塗層組成物係由請求項2至16進一步表徵。
- 如請求項18之離型塗層組成物,其中該(等)單體及該(等)交聯組分經聚合。
- 一種壓敏性黏著劑物品,其包含:基材;如請求項1至20之離型塗層組成物,其係設置在該基材之主表面上;及壓敏性黏著劑層,其與該離型塗層接觸。
- 如請求項21之壓敏性黏著劑物品,其中該壓敏性黏著劑包含至少一種選自丙烯酸共聚物、天然橡膠、合成橡膠、或聚矽氧聚合物之聚合物。
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