TWI511879B - 塗有黏合劑之熱敏聚合物基材、其製造方法及其用途 - Google Patents

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Description

塗有黏合劑之熱敏聚合物基材、其製造方法及其用途
本發明係關於一種塗有黏合劑之熱敏聚合物基材、一種熱敏聚合物基材之製造方法及該熱敏聚合物基材之用途。本發明尤其係關於：一種塗有黏合劑之熱敏聚合物基材，其中該熱敏聚合物基材含有根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之VICAT A50軟化點的熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成；一種該熱敏聚合物基材之較佳製造方法及該熱敏聚合物基材之用途。
迄今為止，通常由熱塑性聚合物製成之熱敏膜不可直接用UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)(下文中稱為「熱熔PSA」)塗佈且交聯。在用非UV可固化熱熔PSA塗佈基材之過程中，膜常常早已在約160℃-180℃之通常所施加的溫度下受到熱損傷。更重要地，在固化或交聯步驟之最後期，當UV可固化熱熔PSA在用一般UV源之UV光照射後發生交聯時，膜受到嚴重熱損傷或甚至燃燒。詳言之，已用碳黑著色之膜遭燒穿，這是由於碳黑之紅外吸收及在用慣用中壓UV汞燈執行交聯時的劇烈放熱。因此直 到現在仍不可能產生例如塗有經UV固化之熱熔PSA的黑色PVC絕緣帶。
因此，已做出多種嘗試來應對在使用熱敏基材、諸如由軟PVC製成之彼等者時的此等熱相關問題。
EP 1 693 428 B1係關於用於基於雙取向聚丙烯(BOPP)之熱熔型膠帶的背襯膜，該背襯膜依次包含：包含聚丙烯或聚丙烯樹脂混合物之至少一個層、不透明層及基於聚醯胺樹脂之清漆層。該發明關注以下問題：熱熔技術所需之相對高溫要求使用足夠耐熱之背襯膜，例如基於雙取向聚丙烯之背襯膜，而排除使用適於該目的之迄今最常用材料-聚氯乙烯(PVC)。
EP 1 528 091 B1描述一種壓敏膠帶，其包含支撐件及位於該支撐件之單一表面上或位於該支撐件之該表面及另一表面上的由包含基礎聚合物及交聯劑之黏合劑製成的一或多個黏合劑層，其中該支撐件包含含有塑化劑之軟聚氯乙烯，且至少位於該單一表面上之該黏合劑包含作為基礎聚合物的具有羧基之丙烯酸共聚物，且進一步包含作為交聯劑的交聯劑混合物，該等交聯劑包含異氰酸酯型交聯劑、縮水甘油胺型交聯劑及三聚氰胺型交聯劑。
因此，本發明之一目標為提供一種塗有黏合劑之熱敏聚合物基材，其中該黏合劑為經UV固化或UV可固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)(「熱熔PSA」)。本發明之另一目標為提供一種用於製造此種塗有黏合劑之溫度敏感性 聚合物基材之方法，及該塗有黏合劑之熱敏聚合物基材之用途。
因此，本發明係針對一種塗有黏合劑之聚合物基材，其包含：(a)聚合物基材，其含有根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之Vicat A50軟化點的熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成，以及(b)黏合劑組合物，其直接塗佈於該聚合物基材之至少一側上，其中該黏合劑組合物(b)為UV可固化或經UV固化之熱熔壓敏黏合劑。
在本發明之塗有黏合劑之聚合物基材中，聚合物基材含有上述熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成。即使聚合物基材由上述熱塑性聚合物組成，不排除存在如(例如)單體或聚合物塑化劑之添加劑來獲得聚合物基材之所要性質。
聚合物基材的根據DIN EN ISO 306具有至多220℃、較佳至多200℃、甚至更佳至多170℃之Vicat A50軟化點的熱塑性聚合物較佳選自由以下組成之熱塑性聚合物群：聚丙烯，尤其雙取向聚丙烯(BOPP)；聚氯乙烯(PVC)，尤其軟PVC(根據DIN 7728之縮寫語：PVC-P)；聚乙烯(PE)；乙烯1-烯烴共聚物；再生纖維素(賽璐玢® )及聚乳酸(PLA)。因此，本文使用Vicat A50軟化點指示基材之溫度敏感行為。
此等熱塑性聚合物中，BOPP及軟PVC(根據DIN 7728 之縮寫語：PVC-P)更佳。
相應於已固化UV可固化黏合劑組合物的經UV固化之黏合劑組合物之熔化溫度通常由於UV固化而高得多，且因此，對較高分子量聚合物之交聯在將UV可固化黏合劑組合物塗佈於基材上之後進行。
在本發明之塗有黏合劑之基材中，基材僅顯示微小熱損傷。詳言之，此意謂基材之本體組成基本上不會與表面上之組成相異。
基材可為由來自一或多種熱塑性聚合物之纖維製成之緻密膜或織物。基材可另外為緻密膜與織物之積層。此外，基材可含有若干膜及/或織物。
基材可包含各種添加劑，包括但不限於塑化劑、染料及/或顏料，例如碳黑。
對於本發明之塗有黏合劑之基材，用於基材之最佳熱塑性聚合物為PVC，尤其為已用單體及/或聚合物塑化劑塑化之軟PVC。適合單體塑化劑為例如己二酸二正丁酯、己二酸二辛酯(DOA)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、己二酸苄基(2-乙基-己基)酯、烷基磺酸苯酯之混合物及甘油乙酸酯之混合物。用於PVC之適合聚合塑化劑尤其為己二酸聚酯。後者可以商標名Ultramoll® (Lanxess)或Palamoll® (BASF)購得。
較佳地，在UV可固化熱熔壓敏黏合劑中，UV可固化共聚物(例如UV可固化聚丙烯酸酯或UV可固化合成橡膠共聚物)之含量以UV可固化熱熔PSA之總重量計為至 少30重量%，更佳至少70重量%。UV可固化熱熔PSA中的剩餘者將為包括增黏劑之添加劑，以便為PSA提供所要特性。
用於本發明之塗有黏合劑之基材的UV可固化熱熔壓敏黏合劑，特別為含有UV可固化丙烯酸共聚物之此種黏合劑，較佳具有如在140℃下用Anton Paar公司之流變儀MCR 300於D=92.7s-1 處量測之黏度，其在10.000mPa*s至50.000mPa*s之範圍內，較佳在20.000mPa*s至35.000mPa*s之範圍內。
在塗有黏合劑之聚合物基材之較佳實施例中，熱熔PSA為經UV固化之PSA，其可藉由以下方式自相應UV可固化熱熔PSA獲得：用UV光源照射以使接近基材上UV可固化熱熔壓敏黏合劑之塗層表面15mm至50mm距離處的溫度不超過120℃之上限溫度Tmax 。更佳地，在接近基材上UV可固化熱熔壓敏黏合劑之塗層表面15mm至50mm之範圍內，溫度Tmax 不超過上限溫度100℃。
本文中「相應UV可固化熱熔PSA」通常不同於「經UV固化之熱熔PSA」，因為後者為前者UV固化之產物。
黏合劑組合物(b)之UV可固化或經UV固化之熱熔PSA的化學類型無特定限制。然而，尤其適合的UV可固化或經UV固化之熱熔PSA為UV可固化聚丙烯酸酯，尤其為丙烯酸共聚物或合成橡膠共聚物，其視情況與作為增黏劑之適合樹脂及/或常用於PSA之其他添加劑組合。
較佳丙烯酸共聚物包含(甲基)丙烯酸烷基酯之混合 物。較佳地，(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物包含以該混合物計的0.1重量%至30重量%之(甲基)丙烯酸甲酯。
在較佳實施例中，(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物包含以該混合物計的70重量%至99.9重量%之C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯。此等C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯中，例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯及/或丙烯酸2-乙基己基酯之C2 -C10 (甲基)丙烯酸烷基酯較佳。
丙烯酸共聚物可進一步包括其他烯系不飽和單體。適合的其他烯系不飽和單體可例如為含有至多20個碳原子之羧酸的乙烯酯、具有至多20個碳原子之乙烯基芳族化合物、烯系不飽和腈、乙烯基鹵化物、含有1至10個碳原子之醇的乙烯基醚、具有2至8個碳原子及1或2個雙鍵之脂族烴，或此等單體之混合物。
具有1至20個碳原子之羧酸的乙烯酯的實例為月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、新癸酸(versatic acid)乙烯酯及乙酸乙烯酯。適合的乙烯基芳族化合物為苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯及對甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯。腈之實例為丙烯腈及甲基丙烯腈。乙烯基鹵化物為氯基、氟基或溴基取代之烯系不飽和化合物，較佳為氯乙烯及氯化亞乙烯。乙烯基醚之實例為乙烯基甲基醚及乙烯基異丁基醚。適合的烴類尤其具有2至8個碳原子及兩個烯屬雙鍵，且例如為丁二烯、異戊二烯及氯丁二烯。
丙烯酸共聚物可進一步含有具有羧酸基、磺酸基或膦 酸基之烯系不飽和單體。此等烯系不飽和單體中，具有羧酸基之單體較佳。適合的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、順丁烯二酸及反丁烯二酸。共聚物亦可含有其他單體，例如含有羥基之單體。
較佳合成橡膠共聚物係基於經修飾SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)嵌段共聚物。
為允許藉由UV光之交聯，黏合劑組合物(b)通常含有光起始劑。應指出，本文使用之術語「可固化」及「可交聯」表示相同含義。光起始劑可作為經添加之低分子化合物及/或共聚光起始劑來存在於黏合劑組合物中。
可與丙烯酸酯共聚物或合成橡膠共聚物一起使用之慣用光起始劑例如為苯乙酮、安息香醚、苄基二烷基縮酮或其衍生物。每100重量份共聚物中混合之光起始劑的量較佳為0.05至10重量份，尤其為0.1至2重量份。
在本發明中，使用共聚光起始劑較佳。在共聚光起始劑之狀況下，例如，丙烯酸酯共聚物或合成橡膠共聚物進一步含有以共聚物之重量計的0.05重量%至10重量%，較佳0.1重量%至2重量%，且甚至更佳0.1重量%至1重量%之具有光起始劑基團的烯系不飽和化合物。具有光起始劑基團之烯系不飽和化合物較佳為苯乙酮衍生物或尤其較佳為二苯基酮衍生物。適合的化合物為含有至少一個(較佳一個)烯系不飽和基團之苯乙酮或二苯基酮衍生物。烯系不飽和基團較佳為丙烯酸或甲基丙烯酸基團。烯系不飽 和基團可直接連接至苯乙酮或二苯基酮衍生物之苯環。一般而言，具有至多100個碳原子之間隔基團位於苯環與烯系不飽和基團之間。
光起始劑通常經由光起始劑基團與空間相鄰聚合鏈之化學接枝反應來在UV光作用後實現共聚物之交聯。可尤其藉由將光起始劑之羰基插入相鄰C-H鍵以形成-C-C-O-H基團來實現交聯。
在較佳實施例中，可藉由照射且因此藉由UV-C輻射源使UV可固化熱熔壓敏黏合劑交聯而獲得本發明之塗有黏合劑之聚合物基材，該UV-C輻射源選自由以下組成之群：中壓汞燈或低壓汞燈、準分子燈及至少一個LED。較佳地，UV-C輻射源為低壓汞燈。更特定言之，低壓汞(汞齊(amalgam))燈基本上僅發射在約254nm處具有峰最大值之光。可避免會導致熱敏膜之熱損傷的紅外輻射。由於術語「汞」及「汞齊」二者均相對於此等燈使用，故本文有時使用術語「汞(汞齊)燈」。
在本發明之塗有黏合劑之聚合物基材中，熱塑性聚合物較佳選自由以下組成之群：聚丙烯，尤其雙取向聚丙烯(BOPP)；聚氯乙烯(PVC)，尤其軟PVC；聚乙烯(PE)；乙烯1-烯烴共聚物；再生纖維素(賽璐玢® )及聚乳酸(PLA)。更佳地，熱塑性聚合物為軟PVC且基材含有塑化劑。塑化劑較佳選自以下者中：己二酸二正丁酯、己二酸二辛酯(DOA)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、己二酸苄基(2-乙基-己基)酯、烷基磺酸苯酯之混合物、甘油 乙酸酯之混合物及己二酸聚酯。
在較佳實施例中，在本發明中用作較佳基材之軟PVC(根據DIN 7728之縮寫語：PVC-P)具有在50℃至80℃範圍內之Vicat A50值。此外，在拉伸試驗中，在施加10N/cm之拉伸強度後，較佳使用之PVC-P通常顯示5%至100%，較佳10%至50%之應變。
在本發明之較佳實施例中，在塗有黏合劑之聚合物基材中，UV可固化或經UV固化之熱熔PSA含有丙烯酸共聚物或合成橡膠共聚物。在本文中，丙烯酸共聚物較佳包含(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物，該(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物包含以該混合物計的0.1重量%至30重量%之(甲基)丙烯酸甲酯。
在較佳實施例中，(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物包含以該混合物計的70重量%至99.9重量%之C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯。在此等C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯中，例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯及/或丙烯酸2-乙基己基酯之C2 -C10 (甲基)丙烯酸烷基酯較佳。
可藉由自由基共聚合自烯系不飽和單體獲得丙烯酸共聚物。在光起始劑連接至聚合物之較佳狀況下，具有光起始劑基團之烯系不飽和化合物較佳藉由共聚合來併入。可藉由使用慣用聚合起始劑且必要時使用調節劑使單體組分共聚來製備UV可交聯共聚物。共聚合可在慣用溫度下以乳液--例如以水或液態烴--或以溶液來整體進行。較佳藉由在具有50℃至150℃之沸程的溶劑中，使用慣用量 之聚合起始劑使單體聚合來製備共聚物，該等聚合起始劑之量以單體之總重量計通常為0.01重量%至10重量%，尤其為0.1重量%至4重量%。適合的溶劑包括：醇，諸如甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇、正丁醇及異丁醇，較佳為異丙醇及/或異丁醇；烴，諸如甲苯及尤其具有60℃至120℃之沸程的石油精；酮，諸如丙酮及甲基乙基酮，較佳為甲基乙基酮；及酯，諸如乙酸乙酯；以及此等溶劑之混合物。
在溶液聚合之狀況下，適當的聚合起始劑包括例如偶氮化合物或過氧化酮。
繼溶液聚合之後，通常在減壓下且在例如100℃至150℃範圍內之高溫下移除溶劑。因此，丙烯酸共聚物可在無溶劑狀態下(亦即，呈熔體)使用。在許多狀況下，藉由以整體聚合(亦即，不使用溶劑)來製備UV可交聯丙烯共聚物亦為有利的。
含有丙烯酸共聚物之黏合劑組合物較佳係以熔體形式(亦即以基本上不含溶劑之形式)用以製造塗有黏合劑之熱敏聚合物基材。「基本上不含溶劑」此處意謂溶劑含量以丙烯酸共聚物之重量計較佳為小於2重量%，更佳小於1重量%。
為獲得本發明之經塗佈之基材，含有丙烯酸共聚物之黏合劑組合物可藉由諸如刷塗、輥塗、流動塗佈、壓模塗佈或刮刀塗佈之常用技術自熔體塗覆於基材。熱熔壓敏黏合劑通常用塊體熔化器或鼓式卸載機熔化。塗佈通常在150℃至180℃下，取決於特定應用而在標準輥塗或槽模 (slot-die)塗佈機上進行。
為使PSA組合物中具有充足的PSA共聚物流動性，通常在至多180℃之溫度下將已知PSA組合物塗佈在基材上。然而，該溫度可導致膜表面之損傷。相反，在本發明之實施例中所使用的UV可交聯或UV可固化丙烯酸共聚物或合成橡膠共聚物允許使用在室溫下具有高黏度之預聚物或低分子量聚合物來塗佈基材。因此，UV可交聯或UV可固化丙烯酸共聚物可在極低溫度(通常在90℃-120℃之範圍內)下塗覆，且流動性極佳。
經塗佈黏合劑組合物之膜厚度(亦即基材之經部分或完全塗佈之至少一側上的黏合劑層之厚度)在25℃下量測為較佳在1μm至100μm之範圍內，更佳在1μm至30μm之範圍內，且最佳在1μm至25μm之範圍內。
聚合物基材之厚度通常在30μm至1000μm之範圍內，較佳在30μm至300μm之範圍內(0.03mm-0.3mm)。令人驚訝地發現，利用本發明，基材之厚度可相當低，尤其在軟PVC之狀況下可為30μm至130μm(0.03mm-0.13mm)。
此外，本發明係針對一種用於製造塗有黏合劑之聚合物基材之方法，該塗有黏合劑之聚合物基材包含：(a)聚合物基材，其含有根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之Vicat A50軟化點的熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成，以及(b)黏合劑組合物，其直接塗佈於聚合物基材之至少 一側上，其中黏合劑組合物(b)為UV可固化或經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，該方法包含以下步驟：(i)提供含有熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成之聚合物基材，該熱塑性聚合物根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之Vicat A50軟化點；(ii)將UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)直接塗佈於基材之至少一側上；(iii)以及，若黏合劑組合物(b)為經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，則藉由用UV光照射使黏合劑組合物(b)固化。
在一更佳方法中，用UV光源照射UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)且使其交聯，以使接近基材上UV可固化熱熔壓敏黏合劑之塗層表面15mm至50mm距離處之溫度不超過120℃之上限溫度Tmax 。
在本發明之較佳實施例中，聚合物基材由軟PVC製成，且UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)為丙烯酸共聚物，該丙烯酸共聚物含有作為單體的0.1重量%至30重量%之丙烯酸(甲基)甲酯。
在該方法之較佳實施例中，UV可固化或經UV固化之熱熔PSA含有丙烯酸酯共聚物，該丙烯酸酯共聚物為(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物，該(甲基)丙烯酸烷基酯之混合物包含以該混合物計的70重量%至99.9重量%之C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯。此等C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯中，例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯及/或丙烯酸2-乙基己基酯之C2 -C10 (甲基)丙烯酸烷基酯較佳。
在本發明之方法中，較佳藉由使用槽模塗佈機來進行基材之塗佈。塗佈速度可例如至多60m/min。
在基材已用黏合劑組合物(b)於該基材之兩個表面中的至少一者之至少一部分上塗佈之後，通常藉由用來自適合UV源之UV光照射使UV可固化熱熔PSA中的UV可交聯共聚物交聯。待使用之UV光的波長範圍較佳在200nm至450nm之範圍內，更佳在200nm至350nm之範圍內。所使用UV光最佳在200nm至280nm之UV-C區域中。儘管如此，用較長波單色光補充此UV光可為有利的。 作為UV源，可使用各種燈。適合的燈例如為汞(汞齊)燈、準分子燈或LED。適合的汞(汞齊)燈例如為中壓及低壓燈。關於該等燈之使用，重要的是應注意：該等燈之表面溫度係不同的。中壓汞燈之表面溫度相當高，例如，對於可購自Heraeus公司之中壓汞燈，表面溫度約為900℃。在此等情況下，不僅燈與基材上黏合劑塗層表面之間的距離必須為大的。此外，必須保證基材足夠冷卻。儘管如此，在低壓燈之情況下，低壓汞燈表面上之溫度在約90℃至120℃之範圍內。此外，中壓汞燈之功率消耗約為180W/cm-240W/cm，且低壓汞燈之功率消耗約為4W/cm。
因此，在本發明之方法中，使用低壓汞燈較佳。因此， 本發明之塗有黏合劑之基材較佳可藉由一種方法獲得，在該方法中，UV可固化熱熔壓敏黏合劑之交聯藉由使用低壓汞燈來實現。
可單獨使用或組合使用不同類型之UV燈。在一較佳實施例中，中壓汞燈及/或低壓汞燈之UV-C光與來自UV LED之較長UV光組合，以便獲得改良固化結果。
此外，UV光可作為寬帶光譜傳遞，該寬帶光譜例如在200nm至300nm之完整範圍內(中壓汞燈)，或處於一特定波長下，例如具有約254nm之峰值波長(低壓汞燈)。
另一適合的UV源為準分子燈。準分子燈為不含汞之UV燈，其傳遞由準分子(激發錯合體)分子之自發發射產生的具有單色特性之UV輻射。準分子燈輻射波長之最大值係根據工作準分子分子來指定，例如，KrCl*波長最大值在222nm、KrF*波長最大值在248nm、XeI*波長最大值在253nm、Cl2 *波長最大值在259nm處或XeBr*波長最大值在282nm。此外，由於準分子UV燈不產生紅外輻射，故不產生熱。
此外，LED亦為可能在UV-C區域中用作UV源。
為獲得本發明之塗有黏合劑之基材，使用低壓汞燈較佳。極適合的UV光源為來自Heraeus Noblelight GmbH的具有名稱Soluva® UV-C固化模組之低壓汞燈。該模組高效地發射極強的短波光。整合於模組中的特定反射器亦有助於模組之高效率。UV光源表面處之溫度為90℃至120℃。
已發現，利用該低壓汞燈，UV可固化熱熔PSA尤其可有利地交聯於軟PVC(根據DIN 7728之縮寫語：PVC-P)上。在PVC-P之Vicat A50值在50℃至80℃之範圍內時尤其如此。在拉伸試驗中，在施加10N/cm之拉伸強度後，所使用之PVC-P通常顯示5%至100%，較佳10%至50%之應變。
來自低壓汞(汞齊)燈之所需UV劑量取決於黏合劑組合物而定，且需要針對每一所要UV可固化或經UV固化之熱熔PSA建立該所需UV劑量。即，PSA性質取決於所施加之UV劑量(mJ/cm2 )而定。但是已發現，當使用4個燈時，在1,300mm之工作寬度下，適合的功率消耗在2.5W/cm至16W/cm之範圍內。該等UV燈通常以具有若干UV燈之卡盒模組來使用。所需固化常以基材上黏合劑組合物表面與UV燈之表面之間的介於15mm與50mm之間的工作距離來達成。使用該等燈，已發現基材上僅有低的熱應力，即在距燈30mm距離處之表面溫度常為35℃。
取決於待用於特定基材之UV可固化熱熔壓敏黏合劑及此種塗有黏合劑之基材之所欲用途及/或特性，UV光之特性(尤其UV光之劑量與波長)可不同。因此，只要可獲得本發明之塗有黏合劑之基材，即可使用不同UV光源。舉例而言，可使用汞燈(低壓及中壓汞燈)及LED燈。在汞燈之狀況下，低壓燈較佳，原因在於其不要求如同中壓燈一樣小心控制交聯以避免溫度敏感基材之嚴重損傷或甚至燒穿。
經塗佈且較佳經固化之黏合劑組合物之特性亦將尤其取決於基材而定。即，取決於基材之性質，提供具有特定特性之經塗佈之黏合劑組合物可為有用的。舉例而言，若基材為含有塑化劑之軟PVC基材，則需要製備減輕塑化劑自軟PVC至經塗佈黏合劑之遷移的黏合劑塗層。
以上已關於軟PVC提及適合的軟化劑。已令人驚訝地發現，若使用至少一個Soluva® UV-C燈，則可獲得對含有30重量%之己二酸聚酯作為塑化劑的軟PVC尤其有利的黏著性經UV固化之熱熔PSA塗層。較佳使用兩個或兩個以上的燈。最佳使用6個燈。此外，塗層量以丙烯酸共聚物計較佳在10g/m2 至30g/m2 、更佳在15g/m2 至25g/m2 、且最佳在18g/m2 至22g/m2 之UV可固化熱熔PSA範圍內。
就此而言，當以5m/min至15m/min範圍內之塗佈速度使用槽模塗佈機時較佳。
對於交聯步驟，塗有黏合劑組合物(亦即熱熔PSA)之基材通常置放在傳送帶上且傳送帶經引導經過適合的UV燈。共聚物之交聯度取決於照射強度及持續時間。藉由UV-C Power Puck II(EIT)所量測，受照射表面之輻射UV-C劑量通常在20mJ/cm2 至150mJ/cm2 之範圍內。當所施加UV-C劑量在30mJ/cm2 至50mJ/cm2 之範圍內時可為較佳的。
此外，本發明係針對本文所述之塗有黏合劑之聚合物基材用於製造壓敏膠帶或自黏標貼或自黏標籤之用途。
本發明具有眾多優點。本發明提供塗有黏合劑之基 材，其中溫度敏感基材塗有熱熔PSA。因此，當使用熱敏基材時，亦可獲得熱熔PSA之優點。即，所塗覆之黏合劑組合物實際上不含水或有機溶劑。因此，不需要溶劑再循環或剩餘溶劑之燒耗。由於不需要長乾燥室，故此亦允許塗有黏合劑之基材的更緻密製造。此外，由於既不需要運輸水又不需要運輸有機溶劑，故可降低運輸成本。
此外，可能獲得塗有黏合劑之基材，其中可產生具有高內聚性之黏合劑層。因UV交聯之程度受控，故尤其亦可能控制所要內聚度。藉由增加交聯，增大PSA之聚合物重量。當交聯之後，PSA之分子量高時，黏合劑層通常更耐熱。此外，交聯產生極高程度之永久內聚性，且因此使得黏合劑層能抵抗可存在於基材中且可遷移至黏合劑層中從而導致內聚性失效且對黏合劑造成破壞之塑化劑。此在通常含有大量塑化劑之軟PVC之狀況下尤其重要。經由對待用於交聯之UV劑量的恰當個別選擇，可根據需要設定塗有黏合劑之基材的黏著性質。
此外，可避免在使用基於水溶液或有機溶劑之黏合劑組合物時常需要的底塗層之形成。即使無此底塗層，由於黏合劑組合物中分子量相當高的聚合物，故可利用本發明來達成塑化劑遷移之減少，且因此當使用UV可固化熱熔PSA時，可達成黏合劑層中之較高內聚性。
實例
使用槽模塗佈機，以10m/min之機速、以20g/m2 之UV可固化熱熔PSA塗佈具有0.12mm之厚度、以PVC膜計含有30重量%之聚合塑化劑(己二酸、1,3-丁二醇及1,4-丁二醇與2-乙基己基酯之聚合物)之黑色軟PVC箔，該UV可固化熱熔PSA含有98重量%之UV可固化聚丙烯酸酯，該UV可固化聚丙烯酸酯含有94重量%丙烯酸正丁酯、5重量%丙烯酸及1重量%之來自Evonics的Visiomer® 6976(甲基丙烯醯基二苯基酮衍生物於甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸混合物中的溶液)及2重量%之塑化劑(BASF SE之Palamoll® 654；脂族二羧酸之聚酯)。然後藉由使用來自Heraeus之Soluva® UV-C模組(6個燈)使經塗佈之UV可固化熱熔PSA固化。UV交聯劑量為40mJ/cm2 ，如用UV-C Power Puck II(EIT)所量測。
對鋼之剝離黏著力係根據FINAT方法FTM 1(在300mm/min速度下之剝離黏著力(180°))在室溫下量測。結果，對鋼之黏著力在12.7N/吋(5N/cm)下失效。
將塗有經UV固化之熱熔PSA的軟PVC基材捲疊成一滾筒。然後，將捲材在烘箱中在70℃下存放5小時以模擬老化。隨後，在展開捲材後評估由存在於基材內之塑化劑至黏合劑組合物(此為黏合劑層)中之可能遷移(在高溫下加速)對內聚性造成的潛在損傷。結果，在展開滾筒之後，未發生黏合劑層之內聚性失效。此外，根據FINAT方法FTM 1在室溫下在180°下量測對鋼之黏著力，得到4.8 N/吋(1,89N/cm)之結果，亦無內聚性失效。
因此，此種塗有黏合劑之基材可用作例如用於電氣絕緣之軟PVC膠帶。

Claims (16)

  1. 一種塗有黏合劑之聚合物基材，其包含：(a)一聚合物基材，其含有根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之一Vicat A50軟化點的一熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成；以及(b)一黏合劑組合物，其直接塗佈於該聚合物基材之至少一側上；該黏合劑組合物(b)為一UV可固化或經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，其中UV可固化或經UV固化之該熱熔壓敏黏合劑含有一丙烯酸共聚物或一合成橡膠共聚物；該丙烯酸共聚物包含(甲基)丙烯酸烷基酯之一混合物，(甲基)丙烯酸烷基酯之該混合物包含以該混合物計的70重量%至99.9重量%之C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯。
  2. 如請求項1所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該熱熔壓敏黏合劑為一經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，該經UV固化之熱熔壓敏黏合劑可藉由用一UV光源照射以使接近該基材上該UV可固化熱熔壓敏黏合劑之塗層表面15mm至50mm之一距離處的溫度不超過120℃之上限溫度Tmax 而自相應UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)獲得。
  3. 如請求項2所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中在接近該基材上該UV可固化熱熔壓敏黏合劑之該塗 層表面15mm至50mm之一距離處的該溫度不超過100℃之上限溫度Tmax 。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其可藉由一UV-C輻射源、藉由照射該UV可固化熱熔壓敏黏合劑且因此使其交聯來獲得，該UV-C輻射源係選自由以下組成之群：一中壓汞燈或一低壓汞燈、一準分子燈及至少一個LED。
  5. 如請求項4所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該UV-C輻射源為一低壓汞燈。
  6. 如請求項5所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該低壓汞燈基本上僅發射在約254nm處具有一峰最大值之光。
  7. 如請求項1所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該熱塑性聚合物係選自由以下組成之群：聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯1-鏈烯共聚物、再生纖維素(賽璐玢® )及聚乳酸(PLA)，該聚丙烯包含雙取向聚丙烯(BOPP)且該聚氯乙烯為軟聚氯乙烯。
  8. 如請求項7所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該熱塑性聚合物為軟聚氯乙烯且該基材含有一塑化劑。
  9. 如請求項8所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該塑化劑係選自以下者中：己二酸二正丁酯、己二酸二辛酯(DOA)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、己二酸 (2-乙基-己基)苄基酯、烷基磺酸苯酯之混合物、甘油乙酸酯之混合物及己二酸聚酯。
  10. 如請求項1所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中(甲基)丙烯酸烷基酯之該混合物包含以該混合物計的0.1重量%至30重量%之(甲基)丙烯酸甲酯。
  11. 如請求項1所記載之塗有黏合劑之聚合物基材，其中該C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯係C2 -C10 (甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸2-乙基己基酯。
  12. 一種用於製造塗有黏合劑之聚合物基材之方法，該塗有黏合劑之聚合物基材包含：(a)一聚合物基材，其含有根據DIN EN ISO 306具有至多220℃之一Vicat A50軟化點的一熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成；以及(b)一黏合劑組合物，其直接塗佈於該聚合物基材之至少一側上；該黏合劑組合物(b)為一UV可固化或經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，其中UV可固化或經UV固化之該熱熔壓敏黏合劑含有一丙烯酸共聚物或一合成橡膠共聚物；該丙烯酸共聚物包含(甲基)丙烯酸烷基酯之一混合物，(甲基)丙烯酸烷基酯之該混合物包含以該混合物計的70重量%至99.9重量%之C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯； 該方法包含以下步驟：(i)提供含有一熱塑性聚合物或由該熱塑性聚合物組成之一聚合物基材，該熱塑性聚合物具有根據DIN EN ISO 306至多220℃之一Vicat A50軟化點；(ii)將一UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)直接塗佈於該基材之至少一側上；以及(iii)若該黏合劑組合物(b)為一經UV固化之熱熔壓敏黏合劑(PSA)，則藉由用UV光照射使該黏合劑組合物(b)固化。
  13. 如請求項12所記載之方法，其中用一UV光源照射該UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)且使其交聯，以使接近該基材上該UV可固化熱熔壓敏黏合劑之塗層表面15mm至50mm之一距離處的溫度不超過120℃之上限溫度Tmax 。
  14. 如請求項12或13所記載之方法，其中該聚合物基材由軟聚氯乙烯製成且該UV可固化熱熔壓敏黏合劑(PSA)為丙烯酸共聚物，該丙烯酸共聚物含有作為單體的0.1重量%至30重量%之(甲基)丙烯酸甲酯。
  15. 如請求項12所記載之方法，其中該C2 至C18 (甲基)丙烯酸烷基酯係C2 -C10 (甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸2-乙基己基酯。
  16. 一種如請求項1至11中任一項所記載之塗有黏合劑之聚合物基材用於製造壓敏膠帶或自黏標貼或自黏標籤之用途。
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