TWI582205B - 潛伏反應性黏著膜用於黏著陽極化鋁與塑膠之用途 - Google Patents

潛伏反應性黏著膜用於黏著陽極化鋁與塑膠之用途 Download PDF

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TWI582205B
TWI582205B TW102106189A TW102106189A TWI582205B TW I582205 B TWI582205 B TW I582205B TW 102106189 A TW102106189 A TW 102106189A TW 102106189 A TW102106189 A TW 102106189A TW I582205 B TWI582205 B TW I582205B
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斯溫 瑞特
席羅 多爾斯
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Description

潛伏反應性黏著膜用於黏著陽極化鋁與塑膠之用途
本發明涉及一種具有至少一層潛伏反應性黏著膜的製品之用途，其中該潛伏反應性黏著膜係含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，而該含異氰酸酯的成分係以分散於熱塑性成分內的微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的。本發明還涉及一種製造平面單元的方法，該平面單元係具有至少一層黏著層與至少一層一個暫時載體，或具有至少兩層黏著層與至少一層永久載體，其中該至少一層黏著層係潛伏反應性黏著膜，其係由含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分的潛伏反應性配方所構成，其中該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，而該含異氰酸酯的成分係以分散於熱塑性成分內的微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的。
現代化的消費性電子裝置經常必須在很小的接片寬度上將不同的構件彼此黏合在一起。壓敏性膠帶的黏著強度經常不足以實現這種黏合，因此在這同情況 通常會回頭使用反應性液態黏著劑。但由於液態黏著劑帶有很濃的異味，因此使用液態黏著劑會有若干缺點。此外液態黏著劑還很難處理。因此需要一種黏著系統，其蒸氣壓小，且容易被處理成平面狀。對此提出了熱活化性黏著膜(HAF)。由於需要將熱敏性基板黏合在一起，因此HAF要能夠在很低的溫度(T<100℃)被處理。
近年來，特別是在電子產品的領域(例如行動電話或所謂的膝上型電腦)對於陽極化鋁與塑膠的黏合的需求愈來愈高。作為電子裝置之裝飾材料用的陽極化鋁越來越重要。所謂的陽極化鋁或者也稱為陽極氧化鋁，也就是說以陽極化法加工過的鋁，是指表面上有鋁經過陽極氧化所形成的氧化保護層的鋁。陽極化法不是像電鍍覆蓋法在工件上沉積出保護層，而是將最上面的金屬層轉換成氧化物或氫氧化物。因此與鋁具有特別好的連接。這會形成一個厚度5至25μm的層，只要這個層未出現裂縫(例如因機械衝擊)，就能夠一直保護位於其下方的層免於受到侵蝕。陽極化鋁的缺點是其熱敏感性。由於氧化鋁的熱膨脹係數與鋁本身的熱膨脹係數不同，而且比較容易碎裂，因此氧化鋁層在溫度達到100℃時就會受到熱影響出現應力裂痕，也就是說保護層內會出現前面提及的不希望的裂縫。熱應力在這個溫度範圍就已經會造成外觀上的缺陷，這對於裝飾元件而言是很不利的。
在基板上的黏合強度係由基板，特別是由其化學及物理表面特性決定。因此陽極化鋁對於黏著層在 其表面上的錨定而言，就如同陶瓷(氧化鋁團及氫氧化鋁團)一般，而不是金屬，也就是說，其面對的挑戰比較接近黏著層錨定在陶瓷上面對的挑戰，而不是面對黏著層錨定在金屬上面對的挑戰。
現今HAF沖壓件的熱壓印已成為實務上常見的方法，並應用於例如黏合晶片卡內的晶片模組。申請人在DE 10 2005 035 905 A1中已描述過聚碳酸酯製的手機外殼與鋁製裝飾件的熱黏著。所使用的壓印溫度為180℃。陽極化鋁對180℃的黏著溫度過於熱敏性，因此在上述專利中未被明確提及。
申請人在DE 10 2009 006 935 A1中描述一種具有絨頭織物載體的熱活化黏著膜來用於黏合金屬及塑膠。此熱活化性黏著膜亦可用於黏合陽極氧化(陽極化)鋁。較佳是使用熔融溫度高於85℃的熱塑性材料。但是這個溫度對於陽極化鋁的黏合而言已經過高。該專利有提及熱塑性聚胺基甲酸酯，但並未明確指出是從水性分散液製造的熱塑性聚胺基甲酸酯。雖然能使用異氰酸酯作為反應性樹脂。但是並未提及對異氰酸酯有特別處理。還有提到以此反應性樹脂成分作為熱塑性聚胺基甲酸酯的添加成分，但熱塑性基質本身並非反應系統。
WO 93/25599 A1(Thomas Abend)揭示潛伏反應性聚胺基甲酸酯系統的配方，此系統含有在溫度高於55℃時具有反應性的去活性聚異氰酸酯，以及在溫度高於40℃時會熔融並能與異氰酸酯反應的聚合物。可以將這些配方塗布在基板上，然後就可以用於黏合。也可以 將這些配方成型為無載體的膜，然後就可以將其積層在待黏合的基板上。此黏著系統可用於木材、塑膠、金屬、玻璃、紡織品、合成平面構造物、硬紙板、紙張及金屬箔的連接、密封、層壓或塗布。該專利並未明確定義這些材料，亦未提及塑膠/金屬的組合。也沒有提及陽極化鋁。
J.Buechner,W.Hennig,Adhaesion，007,51(6)，16-21頁描述水性潛伏反應性聚胺基甲酸酯分散液的乾燥方法，以及黏合兩個基板的壓合要領。文中提及的基板的例子包括PVC、皮革及MDF(中等密度木質纖維板)。沒有提及金屬/塑膠組合的黏合，也沒有提及陽極化鋁。
DE 10 2010 013 145 A1(Lohmann)描述一種黏著劑，其能以熱活性化且為潛伏反應性。在室溫中，此黏著劑具有輕微的壓敏黏性，在經過第一次加熱並冷卻後，在一段時間內具有黏性。此黏著劑較佳係聚胺基甲酸酯系。文中提及的待黏合的基板包括金屬及塑膠，但沒有進一步特定是何種金屬及塑膠，但有提及特別適用於電子工業的熱敏塑膠的黏合。沒有說到塑膠/金屬的組合，也沒提及陽極化鋁。
WO 99/29755(Thomas Abend)描述一種基於水性聚胺基甲酸酯分散液之反應性聚胺基甲酸酯黏著系統。表面去活性的聚異氰酸酯微粒分散於帶有與異氰酸酯反應的官能基的熱塑性聚胺基甲酸酯基質內。熱塑性聚胺基甲酸酯在達到第一個溫度時熔融。當溫度超過第 一個溫度時，去活性的微粒表面會分解，同時異氰酸酯基能夠與熱塑性聚胺基甲酸酯的官能基反應。作為適於黏合的基板，文中提及一般的金屬、塑膠、玻璃、木材、木材複合物、硬紙板、金屬箔、合成平面構造物及紡織品等。但是並未提及這些材料的組合的黏合可能性，也沒有提及陽極化鋁。
以上提及的文獻都沒有提供黏合陽極化鋁與塑膠的解決方案。因此需要找出一種能夠將陽極化鋁與塑膠黏合的適當黏著介質，此黏著介質要能夠以平面形式塗布，以及能夠在略高於室溫(也就是說低於85℃)的溫度中塗布在基板(陽極化鋁或塑膠)上，並在與第二個基板(塑膠或陽極化鋁)加熱壓合後，能夠通過所謂的推出試驗(push-out test)，而且不論是在潮濕/溫暖的環境中存放之前或之後都能夠通過推出試驗。這些都是消費性電子產品對於黏合品質的典型要求。
極性塑膠(例如聚碳酸酯或PMMA)與不透濕基板(此處為陽極化鋁)的黏合會帶來特殊的困難。此黏合積層體在潮濕/溫暖的存放環境中會承受很大的負荷，因為極性塑膠能夠從環境中吸收大量的濕氣。這些濕氣會壓迫與塑膠基板接觸的黏著膜表面。而當這個壓力達到一定的程度，黏著膜可能會吸收塑膠中的水分，然後排放到環境中。但由於黏著膜的背面有一層不透濕的基板(陽極化鋁)，因此在塑膠/陽極化鋁的黏合中，並非所有的表面都可以排水，而是只能經由正面排水。因此黏著膜恐怕會局部從塑膠表面分開，而這是不被期望 的。由此可以得到一個結論，那就是即使是使用本身含濕量很少，而且不是得自水性分散液並經過乾燥處理的黏著劑作為黏著介質，仍可能實質上殘留有濕氣。
此外，經試驗證實，金屬上的濕氣(特別是陽極化鋁上的濕氣)具有在陽極化鋁的表面(也就是厚度通常在5μm至25μm之間的陶瓷層)及黏著膜表面之間緩摱流動的傾向，這可能導致原本良好的黏著效果被破壞。
因此陽極化鋁與塑膠的黏合對於吾人要尋找的黏合解決方案有很高的要求。由於陽極化鋁的表面層之氧化鋁具有與金屬鋁完全不同的特性(例如氧化鋁遠比金屬鋁容易脆裂)，因此適用於金屬鋁/塑膠系統的黏著介質並不必然可應用於陽極化鋁與塑膠的黏合。
一個令人訝異的發現是，具有至少一層潛伏反應性黏著膜的製品非常適於陽極化鋁與塑膠的黏合，其中該潛伏反應性黏著膜係含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且其熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，特別是40℃≦T(熔融)≦60℃，而該含異氰酸酯的成分是以特別特別分散於熱塑性成分內的微粒，特別是以極細的微粒(粒徑分佈d50<50μm，特別是<15μm)存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃、特別是45℃≦T(起動)≦90℃、最佳為45℃≦T(起動)≦75℃，而且T(起動) ≧T(熔融)。經過熱壓合後，不論是在潮濕/溫暖的環境中存放之前或之後，都能夠達到陽極化鋁與塑膠的所被要求的黏著強度。
其中，T(熔融)是熱塑性成分的熔融溫度，T(起動)是分散於熱塑性成分內的微粒中之異氰酸酯基移位到與熱塑性聚胺基甲酸酯的官能基反應之位置的溫度。
此潛伏反應性黏著膜較佳係基於所謂的1K潛伏反應性聚胺基甲酸酯，此潛伏反應性聚胺基甲酸酯得自水性聚胺基甲酸酯分散液(較佳是拜耳公司生產的Dispercoll U®)。潛伏反應性黏著膜含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分具有熔融溫度T(熔融)，且含有能與異氰酸酯反應的官能基，而該含異氰酸酯的成分係以特別特別分散於熱塑性成分內的微粒，特別是以極細的微粒(粒徑分佈d50<50μm，特別是<15μm)存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的。微粒具有起動溫度T(起動)，而且T(熔融)≦T(起動)。T(熔融)位於35℃至90℃之間，特別較佳為40℃至60℃之間。T(起動)位於40℃至100℃之間、較佳為45℃至90℃之間、或更佳為45℃至75℃之間。潛伏反應性黏著膜較佳在室溫中沒有壓敏黏性，以確保具有良好的(再)定位性，如其他的HAF系統已在加工過程中形成的(再)定位性。
特佳係T(熔融)<T(起動)，因為這樣就可以確實避免在製造帶狀黏著產品時引起不欲的交聯反應。
熱塑性成分較佳是以OH基及/或NH2基作用的 化合物。熱塑性成分更佳至少為半結晶的聚酯胺基甲酸酯。
潛伏反應性黏著膜所具有之熱塑性成分較佳為陰離子性高分子聚胺基甲酸酯分散液，其熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，特別是40℃≦T(熔融)≦60℃，且具有能與異氰酸酯反應的官能基，例如前面提及的可在市場上可購得的Dispercoll U系列製品，如：Dispercoll U53、Dispercoll U45、Dispercoll U56、Dispercoll U8755、Dispercoll U XP 2815、Dispercoll VP KA8758、Dispercoll U XP2682、Dispercoll U XP2701、Dispercoll U XP2702、Dispercoll U XP2710、及/或Dispercoll BL XP2578(Dispercoll是拜耳公司的註冊商標之一)。
此外，潛伏反應性黏著膜所具有之含有異氰酸酯的成分，較佳為甲苯二異氰酸酯化合物(TDI化合物)，例如Dispercoll BL XP2514(TDI二聚物)及/或Aqualink U(保護TDI二聚物(blocked TDI dimer)的分散液)及/或異佛酮二異氰酸酯(IPOI)，例如Aqualink D(阻斷的TDI三聚體的彌散液)，其係以特別分散於熱塑性成分內的微粒(特別是極細的微粒)存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的。所使用的二異氰酸酯可以是例如潛伏反應性固態異氰酸酯的水性懸浮液。Aqualink係由Aquaspersion公司供應。特別是組合陰離性高分子聚胺基甲酸酯分散液作為熱塑性成分(例如前面提及的Dispercoll U系列產品)時，可以用前面提及的二異氰酸酯製品作為交聯劑成分。
此外，潛伏反應性黏著膜還可以含有其他的配方成分。例如增稠劑、濕潤劑、除泡劑、填充物(例如導熱填料)、顏料、催化劑、抗氧化劑、光保護劑、以及其他用於調整特定黏著特性的聚合物。特定黏著特性能例如藉由混入非結晶性聚合物的水性分散液(例如聚醚胺基甲酸酯或聚丙烯酸酯)及/或藉由混入水性樹脂分散液(特別是松香酯系者)來調整。
具有至少一層如前面定義之潛伏反應性黏著膜(例如Disperoll U)的黏著製品出人意料的適於黏著陽極化鋁與塑膠，雖然聚胺基甲酸酯原料係得自水性分散液，並使系統可能含有不利於黏合的穩定性及持久性的額外的水。
本發明之製品具有至少一層潛伏反應性黏著膜，且潛伏反應性黏著膜的層厚度係介於最低10μm與最高500μm之間，較佳係介於最低20μm與最高250μm之間。
本發明之製品是雙面黏著的製品。此製品含有至少一層潛伏反應性黏著膜，在最簡單的情況下是將單層的製品置於可撕開的(暫時)載體材料上。先前技術已知的所有離型膜及離型紙，且於單面或雙面具有分離層者，均可作為暫時載體材料。較佳為矽化紙。紙的單面或雙面上也能塗布有聚乙烯或聚丙烯。也可以使用兩層可撕開的載體材料，這樣即使製品在未捲開時，黏著膜的頂面及底面也都會被蓋住。
此外，含有至少一個潛伏反應性黏著膜的製 品還可以具有另一個載體材料，這個載體材料在黏合後仍留在製品中(永久載體)。除了薄膜及紙外，編織物、紡織物及針織物亦可作為永久載體。這些載體材料之表面可各自獨立地接受化學處理(底漆、電漿)或物理處理(電暈、火焰、電漿)，以使潛伏反應性黏著膜能夠在載體材料上達到特別好的錨定。較佳為絨頭織物。一層永久載體可以降低黏著膜在熔融狀態下因受擠壓從側面流出黏合縫的傾向(參見DE 10 2009 006 935 A1)。
較佳係以單纖構成的平面構造物作為絨頭織物載體。DIN EN 29092定義的所有絨頭織物均可使用。絨頭織物是由鬆散靠攏但彼此尚未結合在一起的纖維構成。絨頭織物的強度來自於纖維本身的附著力。可以區分為強化的絨頭織物及未強化的絨頭織物。纖維呈統計學方式分佈。也可以按纖維材料區分絨頭織物。可能的纖維材料包括礦物纖維(例如玻璃、礦物棉、玄武岩)、動物纖維(例如蠶絲或羊毛)、植物纖維(例如棉、纖維素)、化學纖維(例如聚醯胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚丙烯腈、聚亞醯胺、聚四氟乙烯、聚芳醯胺、聚酯)、或是上述材料的混合。可以用力學方式(針刺、噴水)、化學方式(加入增稠劑)、或是熱學方式(在適當的氣流中軟化、在加熱的滾筒之間軟化、或是在蒸氣流中軟化)使纖維強化。
本發明的更佳實施例之一係使用纖維素系之絨頭織物。此絨頭織物的單位面積重量較佳在4至100g/m2之間，特佳係在10至70g/m2之間。此絨頭織物 在市面上可得自例如Glatfelter公司。此絨頭織物的厚度較佳在20至100μm之間，最佳是在30至60μm之間。
帶有永久載體的黏著製品的頂面及底面可以塗有不同厚度的潛伏反應性黏著膜及/或不同的潛伏反應性黏著膜。如果是使用不同的潛伏反應性黏著膜，則兩種潛伏反應性黏著膜都要符合如前面所述的對潛伏反應性黏著膜的要求。另一種可能性是，在此系統中，黏著層之一並非潛伏反應性，而是例如熱塑性、熱活化性、及/或壓敏黏著性。
含有至少一個潛伏反應性黏著膜的製品也可使用雙層或多層且沒有永久載體的形式。較佳係最上層為潛伏反應性黏著膜層，更佳最底層也是潛伏反應性黏著膜層，其中由厚度及/或種類來看，其可不同。而如果是使用不同的潛伏反應性黏著膜，則兩種潛伏反應性黏著膜都要符合如前面所述的對潛伏反應性黏著膜的要求。另一種可能性是，在此系統中，有一例如非潛伏反應性，而是例如熱塑性、熱活化性、及/或壓敏黏著性之外來黏著層，。
多層且含有永久載體的黏著製品的厚度可在50μm至1000μm之間，較佳是在75μm至300μm之間。
製品可以製作成帶狀，如捲筒狀製品、片狀製品或沖壓件。潛伏反應性黏著膜在室溫中較佳為非壓敏黏著性，因為這樣即使是沒有暫時載體也能對材料進行修整(例如沖壓)與進行一步加工。另外壓敏黏著性的態樣也是可以想像且具有優勢的。
製造潛伏反應性黏著膜之配方的方法係例如在WO 99/29755 A1及EP 1 172 390 A1均有描述。其難處在於必須為水性分散液選擇適當的乾燥條件，在此條件下潛伏反應性黏著系統尚不會起動。關於這個問題的進一步說明及建議的解決方案請見Adhaesion，2007，51(6)，16-21頁。製造潛伏反應性黏著膜的可行方法之一係WO 99/29755 A1提出的將水性分散液塗布在暫時載體或永久載體上。塗布可利用傳統方式藉由刮刀或噴嘴來進行。然後再使其乾燥。這個過程可以在循環系統或乾燥通道內進行。WO 99/29755 A1未提及的一種特別有利的方式是所謂的懸吊乾燥，其中設置的棒子行進的軌道係迂迴環繞排成兩排且一排在另一排之上，如此儘管塗布速度快且同時在乾燥器中的停留時間長，乾燥時還是能達到高空間利用率。關於懸吊乾燥的進一步說明請參見EP 2151484 A1。塗布溫度較佳是在室溫。乾燥溫度較佳不要高於T(溶化)。對水性分散液而言，45℃的溫度就已經能夠達到很好的乾燥效果，當然前提是乾燥過程中要有足夠的通風，以及在乾燥設備中要有足夠的停留時間。
如果是使用編織物、紡纖物、或針織物，特別是絨頭織物，作為永久載體，應在塗布完成後，將永久載體材料積層到由黏著層及暫時載體所構成的潛伏反應性黏著膜上。這個過程係在加熱下進行，而溫度係低於反應系統的起動溫度，且較佳係在大於或等於熱塑性材料的熔融溫度。因此在積層前可能需要先將潛伏反應 性黏著膜預熱。例如可藉由照射紅外線或熱滾壓來進行預熱。如果是使用載體絨頭織物，則可以藉由溫度及積層壓力之選擇來改變滲入載體絨頭織物的深度。
如果是使用永久載體，則載體的第二面也需要有黏著層，以製造雙面黏著的製品。第二個步驟是在載體材料的對面進行塗布。這個過程類似於第一個步驟的塗布，其中由暫時載體、潛伏反應性黏著膜及永久載體構成的第一層是在加熱的環境中被積層到第二層上。或是可將潛伏反應性黏著膜的第二層直接形成在第一層的永久載體的另一面上。同樣的，如果使用絨頭織物的話，可以透過溫度及積層壓力之選擇來改變滲入載體絨頭織物的深度。此處適用與第一積層相同的規則。
第二黏著層可以使用和第一黏著層相同的配方。同樣的，也可以使用另外一種潛伏反應性黏著系統，或是使用壓敏性黏著劑。可以根據要黏合的基板選擇適當的黏著劑。
在最簡單的情況下，本發明的製品是由一層具有暫時載體的黏著層構成。如果使用的是永久載體，則需要至少兩層黏著層。除了這種最簡單的構造外，還可以考慮額外的黏著層及/或載體層的任意組合。特別是可以為每一層黏著層都加上一層暫時載體，以保護其在運送至加工期間不致受損。
本發明之用途涉及陽極化鋁與塑膠的黏合。陽極化鋁可以是濃縮、未濃縮及/或有染色的。E6EV1是陽極化鋁的一個例子。消費性電子構件的塑膠部分較佳 係以能夠進行射出成型加工的塑膠為主要成分。以下是這種塑膠的若干例子：ABS、PC、ABS/PC摻合物、PMMA、聚醯胺、玻璃纖維強化聚醯胺、聚氯乙烯、聚氟乙烯、乙酸纖維素、環烯共聚物、液晶聚合物(LCP)、聚乳酸、聚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲基醯亞胺、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚鄰苯二甲醯胺、聚胺基甲酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯或聚酯(例如PBT，PET)。以上僅是若干例子，並不包括所有可能的塑膠。構件可以是製造消費性電子製品的構件或外殼所需的任意形狀。最簡單的形狀是平面狀。不過三維的構件也非常普遍。構件可以具有不同的功能，例如作為外殼、視窗或加固件。更佳所使用的塑膠係聚碳酸酯、PMMA或ABS。
本發明還包括一種積層體，其係由以下構成：■陽極化鋁元件；■雙面黏著製品，其具有至少一層潛伏反應性黏著膜，該潛伏反應性黏著膜係具有熱塑性成分與含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含能與異氰酸酯反應的官能基，且其熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，特別是40℃≦T(熔融)≦60℃，而該含異氰酸酯的分係以特別分散於熱塑性成分內之微粒、特別是以極細的微粒存在，且微粒的表面區域 為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃、特別為45℃≦T(起動)≦90℃、特佳為45℃≦T(起動)≦75℃，而且T(起動)≧T(熔融)；以及■塑膠基板。
塑膠部件可以有塗漆或具有其他的塗層。例如抗反射塗層、抗指印塗層、抗刮傷塗層、以及裝飾印刷(所謂的反面印刷)均為用於形成/改善塑膠之表面功能的漆的例子。此外，塑膠亦可具有(無機)層，例如導電層。此處的導電層特別係指銦錫氧化物。這些漆及層有部分顯示熱敏性，因此需要使用本身已經在較低溫度加工過的黏著製品。
以一個在消費性電子產品上的應用為例，通常是將含有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品加工成沖壓件。可以用雷射切割加工、平床模切或輪轉模切製成沖壓件。沖壓件的尺寸通常相當於陽極化鋁的尺寸，但也可以略小於陽極化鋁，以容許在黏合過程中出現輕微的擠壓過程。
最簡單的情況是以人工方式(例如用鑷子)將具有至少一層無暫時載體之潛伏反應性黏著膜的黏著製品的沖壓件定位在陽極化鋁上及/或定位在黏合的構件之間。
另一種實施方式是在將具有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品的沖壓件定位在陽極化鋁上之後，以熱源對沖壓件進行處理，以提高沖壓件對陽極化 鋁的附著力。最簡單的情況是以紅外線輻射器、熨斗或加熱板作為熱源。此過程中，較佳係沖壓件具有暫時載體材料，以防止黏著膜附著在工具或熱源上。
根據另一較佳組態例，陽極化鋁被定位在具有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品的沖壓件上。定位是在沖壓件的露出面上進行。沖壓件的背面還具有暫時載體材料。接著利用熱源將熱能透過陽極化鋁引入具有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品。藉此黏著製品會發黏，即變的有黏性，並比起黏在暫時載體會更緊黏在陽極化鋁上。透過陽極化鋁將黏著製品加熱。
較佳的設計係利用熱壓印引入熱能。熱壓印的衝頭是由例如鋁、黃銅或青銅製成，且通常金屬構件的輪廓或沖壓件的尺寸係與衝頭的形狀相符。為了確保沖壓件精確的定位在陽極化鋁上，通常會使用與待黏合之構件的輪廓相符的成型構件，以防止滑動。透過成型部件內的導銷及具有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品的暫時載體中的相應的導孔，可以確保沖壓件及陽極化鋁之間的精確的定位。除此之外當然還有其他可行的定位方法。經過熱活化後，將陽極化鋁及積層於其上之具有至少一層潛伏反應性黏著膜的黏著製品從成型部件中取出。這整個過程也可以用自動化的方式進行。
本發明還包括一種將陽極化鋁部件與塑膠部件黏合之方法，此方法包括以下的步驟：a)將塑膠構件固定在成型構件上；b)將待黏合的陽極化鋁部件與具有至少一層潛伏反 應性黏著膜的雙面黏著製品定位在塑膠購件上，其中該潛伏反應性黏著膜係含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且其熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，特別是40℃≦T(熔融)≦60℃，而該含異氰酸酯的成分係以分散於熱塑性成分內的微粒，特別是以極細微粒存在，且微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃、特別是45℃≦T(起動)≦90℃、特加為45℃≦T(起動)≦75℃，而且T(起動)≧T(熔融)；c)施加壓力及加熱，特別是利用熱壓印衝頭施加壓力及加熱；d)從成型構件中將黏合的構件取出。
其中在步驟c)及步驟d)之間還可以選擇性的進行再冷卻。
步驟c)是施加壓力及加熱。這個步驟是利用以具有良好導熱性的材料製成的熱壓印衝頭來進行。較佳的材料包括例如銅、黃銅、青銅或鋁，也可以使用其他的金屬或合金。此外，熱壓印衝頭較佳具有與金屬部件的頂面相同的形狀。這個形狀可以是2維或3維的形狀。較佳係經由氣壓缸施加壓力。但並不是一定必須藉由氣壓施加壓力。例如也可以使用液壓加壓裝置或電機致動器，例如轉軸(spindle)，施加壓力。此外，較佳係施加多次壓力及加熱，以透過串聯或輪轉原理(rotation principle)提高產量。在此情況下，不同的熱壓印衝頭不 必以相同的溫度及/或相同的壓力運轉。此外，衝頭的接觸時間也可以變不同。
關於所使用的試驗方法：
推出試驗：
推出試驗可用於判定雙面黏著製品在黏合層法線方向上的黏著強度。為此，係將直徑21mm的圓形塑膠基板與待檢驗的黏著製品黏合在金屬框上。金屬框帶有一個直徑9mm的圓形鑽孔。黏著製品的直徑同樣是21mm，並被剪裁或沖壓成相應的形狀。所使用的塑膠基板是聚碳酸酯(PC)板。金屬框的尺寸係超出塑膠板的尺寸，使黏合成的複合物能藉由的金屬框的伸出部分定位在支撐平台上。
使固定在拉力試驗機中的圓柱形衝頭(直徑7mm)穿過金屬鑽孔施壓在塑膠板上，因而產生一個作用在黏合接縫上的力。試驗速度為10mm/s。記錄將塑膠板從金屬框拉開的力。將這個力除以衝頭面積計算推出強度，因此推出試驗強度的單位是N/mm2。如果推出強度大於1N/mm2，則黏著製品試體通過推出試驗。試驗環境為溫度23℃及相對濕度50%。
存放之潮濕/溫暖的環境：
將黏合的積層體放在溫度60℃及相對濕度95%氣候室內(例如Weiss公司的氣候室)進行存放在潮濕/溫暖的環境中的試驗。放置時間為72小時。
達到以下的標準即代表塑膠與陽極化鋁的積層體滿足要求：
實施例1：以100份Dispercoll U XP2682、13份Dispercoll BL XP2514、以及1.5份Borchigel 0625製造出潛伏反應性黏著膜。讓配方組成物以水性分散液型態放在燒杯中，以錨式攪拌器(速度60 1/min)在室溫中攪拌15分鐘，使其充分混合。藉由加入軟化水將固體物含量調整為46wt%。
在實驗室塗布台上利用刮刀在雙面塗有聚乙烯的矽化紙上加上塗層。先將產生的樣品在室溫中通風30分鐘，然後放到循環空氣乾燥箱中以45℃乾燥20分鐘。樣品的層厚度為100μm。
利用衝頭將單層黏著膜製成直徑21mm的圓形膠帶沖壓件。在每個塑膠(聚碳酸酯-圓片)及基板之間放入陽極化鋁(E6EV1)，並在實驗室壓熱印裝置中以80℃的衝頭溫度及3bar的壓力加壓120秒。
推出試驗的結果為2.6N/mm2(剛黏合的樣品)及1.1N/mm2(在60℃及相對濕度95%的環境中存放過的樣品)。
實施例2：以100份Dispercoll U XP2702、11份Dispercoll BL XP2514、以及1.5份Borchigel 0625製造出潛伏反應性黏著膜。讓配方組成物以水性分散液 型態放在燒杯中，以錨式攪拌器(速度60 1/min，也就是每分鐘轉60圈)在室溫中攪拌15分鐘，使其充分混合。藉由加入軟化水將固體物含量調整為46wt%。
在實驗室塗布台上利用刮刀在雙面塗有聚乙烯的矽化紙上加上塗層。先將產生的樣品在室溫中通風30分鐘，然後放到循環空氣乾燥箱中以45℃乾燥20分鐘。樣品的層厚度為100μm。
利用衝頭將單層黏著膜製成直徑21mm的圓形膠帶沖壓件。在每個塑膠(聚碳酸酯-圓片)及基板之間放入陽極化鋁(E6EV1)，並在實驗室壓熱印裝置中以90℃的衝頭溫度及3bar的壓力加壓120秒。
推出試驗的結果為2.2N/mm2(剛黏合的樣品)及1.9N/mm2(在60℃及相對濕度95%的環境中存放的樣品)。
實施例3：以100份Dispercoll U 56、20份Aqualink D、以及1.5份Borchigel 0625製造出潛伏反應性黏著膜。讓配方組成物以水性分散液型態放在燒杯中，以錨式攪拌器(速度60 1/min)在室溫中攪拌15分鐘，使其充分混合。加入軟化水將固體物含量調整為46wt%。
在實驗室塗布台上利用刮刀在雙面塗有聚乙烯的矽化紙上加上塗層。先將產生的樣品在室溫中通風30分鐘，然後放到循環空氣乾燥箱中以45℃乾燥20分鐘。樣品的層厚度為100μm。
利用衝頭將單層黏著膜製成直徑21mm的圓形膠帶沖 壓件。在塑膠(聚碳酸酯-圓片)及基板之間放入陽極化鋁(E6EV1)，並在實驗室壓熱印裝置中以90℃的衝頭溫度及3bar的壓力加壓240秒。
推出試驗的結果為1.9N/mm2(剛黏合的樣品)及1.5N/mm2(在60℃及相對濕度95%的環境中存放的樣品)。

Claims (23)

  1. 一種具有至少一層潛伏反應性黏著膜的製品之用途，係用於將陽極化鋁與塑膠黏合，其中該潛伏反應性黏著膜係含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且係以OH基及/或NH2基作用之化合物，且該熱塑性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯的成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)。
  2. 一種具有至少一層潛伏反應性黏著膜的製品之用途，係用於將陽極化鋁與塑膠黏合，其中該潛伏反應性黏著膜係含有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且包含陰離子性聚胺基甲酸酯，且該熱塑性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯的成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該起動溫度T(起動)為45℃≦T(起動)≦90℃。
  4. 如申請專利範圍第3項之用途，其中該起動溫度T(起動)為45℃≦T(起動)≦75℃。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該熔融溫度T(熔融)為40℃≦T(熔融)≦60℃。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中T(起動)>T(熔融)。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該潛伏反應性黏著膜的厚度係在10至500μm之間。
  8. 如申請專利範圍第7項之用途，其中該潛伏反應性黏著膜的厚度係在30至60μm之間。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該製品還具有至少一個暫時載體及/或至少一個永久載體。
  10. 如申請專利範圍第9項之用途，其中該至少一個永久載體係薄膜、紙、編織物、紡織物或針織物，其中載體表面可經過化學及/或物理預處理。
  11. 如申請專利範圍第9項之用途，其中該至少一個暫時載體的單面或雙面上係具有離型膜。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該潛伏反應性黏著膜在室溫中具有壓敏黏性。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該潛伏反應性黏著膜在室溫中沒有壓敏黏性。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中該製品為多層及/或具有一個永久載體，而製品的厚度係在50μm至1000μm之間。
  15. 如申請專利範圍第14項之用途，其中該永久載體在塗布前係經過化學或物理預處理。
  16. 一種積層體，其係由以下部分構成： 陽極化鋁元件；具有至少一層潛伏反應性黏著膜之雙面黏著製品，該潛伏反應性黏著膜係係具有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係具有能與異氰酸酯反應之官能基，且係以OH基及/或NH2基作用之化合物，且該熱塑性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯之成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)；以及塑膠基板。
  17. 一種積層體，其係由以下部分構成：陽極化鋁元件；具有至少一層潛伏反應性黏著膜之雙面黏著製品，該潛伏反應性黏著膜係係具有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係具有能與異氰酸酯反應之官能基，且包含陰離子性聚胺基甲酸酯，且該熱塑性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯之成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)；以及塑膠基板。
  18. 如申請專利範圍第16或17項之積層體，其中該熔融溫度T(熔融)為40℃≦T(熔融)≦60℃。
  19. 一種將陽極化鋁部件與塑膠部件黏合之方法，其係包括以下步驟：a)將塑膠構件固定在成型構件上；b)將待黏合的陽極化鋁部件與具有至少一層潛伏反應性黏著膜的雙面黏著製品定位在該塑膠構件上，其中該潛伏反應性黏著膜係具有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且係以OH基及/或NH2基作用之化合物，且該熱塑性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯的成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)；c)施加壓力及加熱；d)從成型構件中將黏合的構件取出；其中在步驟c)及步驟d)之間還可以選擇性的進行再冷卻。
  20. 一種將陽極化鋁部件與塑膠部件黏合之方法，其係包括以下步驟：a)將塑膠構件固定在成型構件上；b)將待黏合的陽極化鋁部件與具有至少一層潛伏反應性黏著膜的雙面黏著製品定位在該塑膠構件上，其中該潛伏反應性黏著膜係具有熱塑性成分及含異氰酸酯的成分，該熱塑性成分係含有能與異氰酸酯反應的官能基，且包含陰離子性聚胺基甲酸酯，且該熱塑 性成分之熔融溫度T(熔融)為35℃≦T(熔融)≦90℃，而該含異氰酸酯的成分係以分散於該熱塑性成分內之微粒存在，且該微粒的表面區域為實質上去活性的，其中微粒的起動溫度T(起動)為40℃≦T(起動)≦100℃，而且T(起動)≧T(熔融)；c)施加壓力及加熱；d)從成型構件中將黏合的構件取出；其中在步驟c)及步驟d)之間還可以選擇性的進行再冷卻。
  21. 如申請專利範圍第19或20項之方法，其中該熔融溫度T(熔融)為40℃≦T(熔融)≦60℃，該起動溫度T(起動)為45℃≦T(起動)≦90℃。
  22. 如申請專利範圍第19或20項之方法，其中該起動溫度T(起動)為45℃≦T(起動)≦75℃。
  23. 如申請專利範圍第19或20項之方法，其中該步驟c)係利用熱壓印衝頭施加壓力及加熱。
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