TWI671373B - 熱固化性黏著膜 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種包括熱固化性黏著劑及第二黏著劑組成物的單層黏著膜。該熱固化性黏著劑包括表面鈍化固態異氰酸酯及包括可與異氰酸酯反應之官能基的聚合物。亦揭示一種製造包括該黏著膜之物件的方法及由此製得之物件。

Description

熱固化性黏著膜
本發明係關於一種單層黏著膜，其包括至少兩種不同黏著劑，其中一種黏著劑部分嵌入另一黏著劑中。
在一態樣中，本發明之特徵為一種黏著膜，其包括：第一熱固化性黏著劑組成物；及不同於第一黏著劑組成物的第二黏著劑組成物，該黏著膜係單層，且第一或第二黏著劑組成物中之一者係部分嵌入另一者中；該第一熱固化性黏著劑包括：表面鈍化固態異氰酸酯；及可與異氰酸酯官能性反應之聚合物。在一具體例中，經部分嵌入的黏著劑組成物係以離散域存在。在另一具體例中，離散域係呈點形式。
在一具體例中，可與異氰酸酯官能性反應之聚合物係聚胺基甲酸酯。在另一具體例中，基於熱固化性黏著劑之重量，第一熱固化性黏著劑包含至少約60重量%之聚胺基甲酸酯。在一不同具體例中，聚胺基甲酸酯具有不大於約100,000克/莫耳之重量平均分子量及至少約25焦耳/克之熔化焓。在另一具體例中，熱固化性黏著劑係衍生自包含衍生自芳族異氰酸酯、脂族異氰酸酯、或其組合之表面鈍化固態異氰酸酯、及具有至少約25焦耳/克之熔 化焓之聚胺基甲酸酯的水性組成物。在另一具體例中，聚胺基甲酸酯係衍生自結晶聚酯多元醇及異氰酸酯。在又另一具體例中，組成物進一步包含第二聚合物。
在一具體例中，第二黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物。在一具體例中，黏性黏著劑組成物包含聚胺基甲酸酯、聚丙烯酸酯、或其組合。在又另一具體例中，第二黏著劑組成物係第二熱固化性黏著劑組成物。
在一具體例中，黏著膜係於釋離襯墊上供應。在另一具體例中，黏著膜具有約10微米至約200微米之厚度。
在另一態樣中，本發明之特徵為一種藉由包括以下步驟之方法製得之黏著膜：將第二黏著劑組成物以離散域塗布於釋離襯墊上；及將第一熱固化性黏著劑直接塗布於第二黏著劑組成物上以形成為單層的黏著膜；第二黏著劑組成物及第一熱固化性黏著劑組成物係彼此不同且第一熱固化性黏著劑組成物包含表面鈍化固態異氰酸酯及可與異氰酸酯官能性反應之聚合物。
在一具體例中，可與異氰酸酯官能性反應之聚合物係聚胺基甲酸酯。在另一具體例中，第二黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物。在一具體例中，第二黏著劑係暴露於黏著膜之一主表面上。在一不同具體例中，第二黏著劑係暴露於黏著膜之兩主表面上。
在另一態樣中，本發明之特徵為一種製造具有第一基材及第二基材之物件的方法，該方法包括：使第一基材與黏著膜之黏性黏著劑組成物接觸；加熱黏著膜至足以使黏著膜之第一熱固化性黏著劑成為黏性之第一溫度；及使第二基材與黏著膜之第一熱固化性黏著劑接觸。在另一具體例中，方法另外包括將物件加熱至第 二溫度以使第一熱固化性黏著劑固化。在一具體例中，第一溫度係至少約30℃。在另一具體例中，第一基材及第二基材中之一者係剛性且第一基材及第二基材中之另一者係撓性。
在又另一態樣中，本發明之特徵為一種製造具有第一基材及第二基材之物件的方法，該方法包括：使第一基材與黏著膜之黏性黏著劑組成物接觸；使第二基材與黏著膜之第一熱固化性黏著劑接觸；及對總成施加壓力及熱以於基材之間形成永久黏著接合。
由於黏著膜為單層，因而其可相對於其中一種黏著劑以離散域沉積於另一黏著劑頂部之多層黏著膜以較低壓力形成接合。
詞彙表
術語「自持黏著膜」意指在不存在任何基材下維持其完整性的黏著膜。
術語「水性分散液」意指水性分散液、水性乳液、水性懸浮液、或水性溶液。
術語「永久黏著接合」意指當嘗試改變接合時無法被改變或使黏著劑或接合至黏著劑之基材呈現損傷的黏著接合。
其他特徵及優點將可由以下圖式、較佳具體例之說明、及由申請專利範圍而明白。
11‧‧‧部分嵌入黏著劑組成物
13‧‧‧主黏著劑
16‧‧‧黏著膜
17‧‧‧雙面黏著膜
21‧‧‧黏著膜
圖1係具有僅暴露於膜之一主表面上之部分嵌入黏著劑之黏著膜的側視圖。
圖2係具有暴露於膜之兩主表面上之部分嵌入黏著 劑之黏著膜的側視圖。
圖3係具有部分嵌入黏著劑之黏著膜之第一主表面的俯視圖。
黏著膜
黏著膜包括至少兩種黏著劑。其中一種黏著劑係第一熱固化性黏著劑。另一黏著劑係第二黏著劑。
其中一種黏著劑部分嵌入另一主黏著劑中。第二黏著劑可為該部分嵌入黏著劑及第一熱固化性黏著劑可為該主黏著劑。或者，第一熱固化性黏著劑可為該部分嵌入黏著劑及第二黏著劑可為該主黏著劑。
部分嵌入黏著劑組成物並非作為個別層存在，而係部分地被主黏著劑包圍。
部分嵌入黏著劑係暴露於黏著膜的至少一個主表面上。或者，部分嵌入黏著劑係暴露於黏著膜的兩個主表面上。
部分嵌入黏著劑可以包括(例如)無規、飛濺、點、長條(例如，平行線)、螺旋、虛線、不規則形狀、島、框及其組合的離散域存在。
第二黏著劑組成物可為黏性黏著劑組成物。或者，第二黏著劑組成物可為具有不同於第一黏著劑組成物之性質的第二熱固化性黏著劑。或者，第二黏著劑組成物可為不同於第一熱固化性黏著劑的任何黏著劑。
黏著膜可包括含有黏著劑複合物之層，其包括第一主表面、第一熱固化性黏著劑、配置於第一熱固化性黏著劑組成物中 之第二黏著劑組成物之離散域，使得第一熱固化性黏著劑組成物部分地包圍離散域且至少一部分的離散域暴露於第一主表面。
黏著膜可包括含有黏著劑複合物之層，其包括第一主表面、第二黏著劑、配置於第二黏著劑組成物中之第一熱固化性黏著劑組成物之離散域，使得第二黏著劑組成物部分地包圍離散域且至少一部分的離散域暴露於第一主表面。
黏著膜可於釋離襯墊上供應或者可作為自持黏著膜供應。
在一具體例中，第二黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物且嵌入於第一熱固化性黏著劑中。可使用黏性黏著劑來將第一基材維持於固定位置。或者，若黏性黏著劑暴露於膜之兩個主表面，則其可用來將兩基材維持於固定位置。較佳地，可使用黏著膜之黏性黏著劑來形成與第一基材的黏性黏著接合。熱固化性黏著劑當經加熱時可用來形成與第二基材的結合。由黏著膜所形成的接合可未經固化或經固化。
黏著膜可經加熱至(例如)至少60℃、或至少70℃、或約60℃至約180℃、或約70℃至約120℃、或約70℃至約110℃、或在一些具體例中約80℃至約110℃之溫度，以活化熱固化性黏著膜之固化，並形成與第二基材的固化接合。
或者，可隨後將黏著膜加熱至第一溫度(即高於室溫之溫度)使得熱固化性黏著膜呈現黏性，及接著，隨後加熱至第二溫度，以活化熱固化性黏著膜之固化。
第一溫度係至少30℃、至少40℃、約30℃至約60℃、或約40℃至約50℃。
第二溫度係高於第一溫度且足以活化熱固化性黏著膜之固化。第二溫度較佳係較第一溫度高至少20℃。第二溫度係約60℃至約180℃，或約70℃至約120℃，或在一些具體例中，約80℃至約110℃。
黏著膜係儲存穩定的且當儲存於室溫(即約22℃至約25℃)下時保持為熱固化性。
黏著膜可具有任何適宜厚度，包括(例如)至少10微米(μm)、至少25微米、至少50微米、約25微米至約200微米、或約25微米至約150微米。
第一熱固化性黏著劑
黏著膜包括第一熱固化性黏著劑。第一熱固化性黏著劑包括表面鈍化固態聚異氰酸酯、及包括可與異氰酸酯基反應之官能基的聚合物(文中亦稱為「可與異氰酸酯官能性反應之聚合物」)。
第一熱固化性黏著劑係衍生自包括含有可與異氰酸酯基反應之官能基之聚合物及表面鈍化固態聚異氰酸酯的水性組成物。聚合物及表面鈍化固態聚異氰酸酯可作為雙份系統分開供應，然後在形成膜之前摻合。或者，聚合物及表面鈍化固態聚異氰酸酯可作為包括聚合物及表面鈍化固態異氰酸酯之摻合物的單份系統供應。
可與異氰酸酯官能性反應之聚合物
基於乾燥熱固化性黏著劑之重量，第一熱固化性黏著劑包含至少30重量%、至少50重量%、至少70重量%、至少80重量%、約30重量%至約97重量%、約50重量%至約95重量%、約70重量%至約95重量%、或約80重量%至約95重量%之可與異 氰酸酯官能性反應之聚合物。
該聚合物係成膜性且可為單一類型之聚合物或至少兩種不同聚合物之摻合物。該聚合物包括可與異氰酸酯官能基反應之官能基。有用的官能基包括(例如)羥基、胺、羧基、醯胺、環氧、及硫醇、及其組合。
該聚合物可係聚胺基甲酸酯。該聚胺基甲酸酯較佳具有一結晶度及一足夠高以容許輸送及儲存熱固化性黏著膜及亦足夠低以容許熱活化及交聯熱固化性黏著膜的峰值熔融溫度。結晶度的一有用量度係熔化焓。聚胺基甲酸酯的熔化焓及峰值熔融溫度係使用聚胺基甲酸酯的乾燥膜來測量。有用的聚胺基甲酸酯當呈乾燥膜形式時展現至少15焦耳/克(J/g)、至少25焦耳/克、約15焦耳/克至約70焦耳/克、約25焦耳/克至約70焦耳/克、或約35焦耳/克至約70焦耳/克之熔化焓。有用的聚胺基甲酸酯當呈乾燥膜形式時亦較佳地展現至少30℃、至少40℃、約30℃至約80℃、或約40℃至約60℃之峰值熔融溫度。
聚胺基甲酸酯可具有相當低的分子量(Mw)。較佳地，聚胺基甲酸酯具有不大於120,000克/莫耳(g/mole)、不大於100,000克/莫耳、不大於90,000克/莫耳、或不大於80,000克/莫耳之重量平均分子量。
適當的聚胺基甲酸酯係衍生自多元醇及聚異氰酸酯。有用多元醇之實例包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、及其組合。有用的聚酯多元醇包括，例如，結晶聚酯多元醇及非晶聚酯多元醇。
適當的聚酯多元醇包括，例如，衍生自直鏈二羧酸、二羧酸之衍生物(包括環狀二羧酸(例如，酸酐、酯及醯氯))、脂族 多元醇、環脂族多元醇、直鏈多元醇、分支鏈多元醇、及其組合之聚酯多元醇。可衍生出聚酯多元醇之有用二羧酸的實例包括己二酸、琥珀酸、癸二酸、十二烷二酸、及其組合。可衍生出聚酯多元醇之有用脂族二醇的實例包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、及其組合。有用的聚酯多元醇包括，例如，衍生自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、及其組合之聚酯多元醇，包括，例如，衍生自己二酸及1,4-丁二醇、己二酸及1,6-己二醇、己二酸、1,6-己二醇、及新戊二醇、及其組合之聚酯多元醇。
適當的聚醚多元醇包括由環狀氧化物(例如，環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、及四氫呋喃)之聚合、或藉由加成一或多種該等氧化物至具有至少兩個活性氫之多官能引發劑(例如，水、多羥醇(例如，乙二醇、丙二醇、二甘醇、環己烷二甲醇、甘油、三羥甲基丙烷、新戊四醇及雙酚A)、乙二胺、丙二胺、三乙醇胺、及1,2-丙二硫醇)所獲得的產物。特別有用的聚醚多元醇包括，例如，聚氧伸丙基二醇及三醇、經由同時或依序將環氧乙烷及環氧丙烷加成至適當引發劑所獲得的聚(氧伸乙基-氧伸丙基)二醇及三醇及經由聚合四氫呋喃所獲得的聚四亞甲基醚二醇。
有用的聚異氰酸酯於各分子中具有至少兩個游離異氰酸酯基且包括(例如)二異氰酸酯、三異氰酸酯、更高級聚異氰酸酯、及其組合。有用聚異氰酸酯的實例包括，例如，脂族異氰酸酯(例如，六亞甲基二異氰酸酯(HDI))、四甲基伸二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI))、環脂族異氰酸酯(例如，1-異氰酸基-3,3,5-三甲基-5-異氰酸甲基-環己烷(IPDI)、氫化亞甲基二苯基二異氰酸酯(H12MDI))、雜環異氰酸酯、及芳族異氰酸酯(例如，亞甲基二苯基 二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI))、萘-1,5-二異氰酸酯(NDI)、3,3’-二甲基-聯苯-4,4’-二異氰酸酯(TODI)、二聚MDI、MDI之脲二酮(uretdione)(MDIU)、TDI之脲二酮(TDIU)、3,3’-二異氰酸酯-4,4’-二甲基-N,N’-二苯基脲(TDIH)、2莫耳1-甲基-2,4-伸苯基-二異氰酸酯與1莫耳1,2-乙二醇或1,4-丁二醇之加成產物；2莫耳MDI與1莫耳二甘醇之加成產物；及其組合。
聚胺基甲酸酯可呈水性聚胺基甲酸酯分散液，較佳陰離子聚胺基甲酸酯分散液之形式。有用市售聚胺基甲酸酯分散液的實例包括DISPERCOLL U53、DISPERCOLL U56、DISPERCOLL U XP 2682、DISPERCOLL U 8755、DISPERCOLL U 2824 XP、DISPERCOLL U 2815 XP、DISPERCOLL U54、DISPERCOLL U XP 2710、DISPERCOLL U 2849 XP、DISPERCOLL U42及DISPERCOLL U XP 2643，其皆可購自Bayer Material Science AG(德國)；WD4047，其可購自HB Fuller Company(St.Paul,MN)；及LUPHEN 585、LUPHEN 3615、LUPHEN D 207 E及LUPHEN D DS 3548，其皆可購自BASF。
基於水性組成物之重量，水性組成物較佳包含至少15重量%、至少25重量%、約15重量%至約60重量%、約25重量%至約60重量%、約40重量%至約60重量%、或甚至約40重量%至約50重量%之聚胺基甲酸酯。
表面鈍化固態異氰酸酯
基於乾燥熱固化性黏著膜之重量，膜之第一熱固化性黏著劑部分較佳包括至少1重量%、至少2重量%、至少4重量%、約4重量%至約25重量%、約4重量%至約20重量%、或甚至約4 重量%至約10重量%之表面鈍化固態異氰酸酯。
表面鈍化固態異氰酸酯係呈固體顆粒形態且充作交聯劑。有用的表面鈍化固態異氰酸酯可衍生自聚異氰酸酯及鈍化劑。
多種聚異氰酸酯係適當的，包括(例如)脂族、環脂族、雜環、及芳族異氰酸酯。有用聚異氰酸酯的明確實例包括二聚4,4’-MDI、MDI之脲二酮(MDIU)、TDI之脲二酮(TDIU)、3,3’-二異氰酸酯-4,4’-二甲基-N,N’-二苯基脲(TDIH)、2莫耳之1-甲基-2,4-伸苯基-二異氰酸酯與1莫耳之1,2-乙二醇或1,4-丁二醇之加成產物、2莫耳之MDI與1莫耳之二甘醇之加成產物、異佛爾酮二異氰酸酯之異氰尿酸酯(IPDI-T)、及其組合。
可經表面鈍化之市售固態異氰酸酯包括TDI之脲二酮(例如，可購自Rhein Chemie Rheinau GmBH(曼海姆(Mannheim),德國)之ADOLINK TT、可購自Danquinsa GmBH(德國)之DANCURE 999、THANECURE T9(TSE,Clearwater,Florida))；DESMODUR LP BUEJ 471，其係可購自Bayer Material Science AG(德國)之微粒化IPDI-異氰尿酸酯；MDI之脲二酮(可購自EMS-Griltech(瑞士)之GRILBOND A2BOND)及可購自Kautschuk-Gesellschaft(法蘭克福(Frankfurt)，德國)之ISOQURE TT。
表面鈍化固態異氰酸酯較佳係藉由存在鈍化劑來鈍化。有用的鈍化劑包括(例如)一級脂族胺、二級脂族胺、二胺、多胺、肼衍生物、脒、胍、及其組合。有用鈍化劑的實例包括乙二胺、1,3-丙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、2,5-二甲基-哌、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基-二環己基甲烷、甲基壬烷-二胺、異佛爾酮二 胺、4,4’-二胺基二環己基甲烷、二胺基聚伸丙基醚、三胺基聚伸丙基醚、聚醯胺基胺、揭示於US 6,348,548 B1中之鈍化劑、及其組合。
表面鈍化固態異氰酸酯可根據各種方法來製備，包括(例如)描述於US 6,348,548 B1中之方法(將其全文併入本文)。
表面鈍化固態異氰酸酯可呈包括(例如)水性懸浮液、微粒化顆粒、及其組合的各種形式。
有用的市售表面鈍化固態異氰酸酯包括(例如)可購自Bayer Material Science AG(德國)之DISPERCOLL BL XP 2514(含有大約40% TDI之脲二酮之表面鈍化異氰酸酯的水性懸浮液)及購自Aquaspersions Limited(UK)之AQUALINK U。
表面鈍化固態異氰酸酯可與聚胺基甲酸酯分散液摻混來形成穩定的水性組成物。
基於水性組成物之重量，水性組成物較佳包含至少0.25重量%、至少0.5重量%、至少1重量%、約0.25重量%至約10重量%、約0.5重量%至約8重量%、或甚至約1重量%至約5重量%之表面鈍化異氰酸酯。
額外組分
第一熱固化性黏著劑組成物及水性組成物視情況包括各種其他添加劑，包括(例如)其他聚合物、觸媒(例如，胺基)、防腐劑、pH調節劑(例如，氨水溶液)、黏著促進劑(例如，增黏劑、含矽烷化合物)、著色劑、表面活性劑、消泡劑、殺真菌劑、殺菌劑、增稠劑、封端劑及穩定劑(例如，胺)、填料(例如，碳酸鹽、滑石、澱粉)、幫助黏著膜形成障蔽之材料(例如，奈米黏土)、絕緣材 料(例如，礦物填料、玻璃微泡)、導電材料(例如，各種金屬(例如，銀))、及其組合。
可存在第二聚合物。可存在於水性組成物中之第二聚合物包括(例如)不可與異氰酸酯官能性反應之聚胺基甲酸酯；乙酸乙烯酯乙烯共聚物(VAE)；聚乙烯醇(PVOH)；聚乙酸乙烯酯(PVAc)；不可與異氰酸酯官能性反應之聚丙烯酸酯；丙烯腈(例如，丁二烯丙烯腈)；苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)；及其組合。
當第二聚合物存在於第一熱固化性黏著劑組成物中時，可與異氰酸酯官能性反應之聚胺基甲酸酯、表面鈍化固態異氰酸酯、及第二聚合物之總和達到乾燥、熱固化性黏著劑的至少90重量%、至少95重量%、或甚至至少98重量%。
有用穩定劑的一實例係可購自Huntsman Corporation (The Woodlands,Texas)的JEFFAMINE T-403 POLYETHERAMINE。
有用的增稠劑包括(例如)可購自OMG Borchers GmbH(Langenfeld，德國)之BORCHI®GEL A LA及可購自BASF Chemical Company(Ludwigshafen，德國)之STEROCOLL HT。
有用防腐劑的一實例係可購自Thor GmbH(Speyer，德國)之ACTICIDE MBS。
第二黏著劑組成物
第二黏著劑組成物可為不同於第一熱固化性黏著劑組成物的任何黏著劑組成物。
第二黏著劑組成物可選自由黏性黏著劑組成物、第二熱固化性黏著劑組成物、雙份環氧樹脂、UV可固化黏著劑、雙份室溫可固化胺基甲酸酯、水份固化黏著劑、熱熔膠、水基黏著劑及 溶劑基黏著劑所組成之群。
第二黏著劑組成物可為黏性黏著劑組成物。黏性黏著劑組成物係指在室溫(即，約22℃至約25℃)下具有黏性的黏著劑組成物。
合適黏性黏著劑組成物的類別包括(例如)水基、溶劑基、無溶劑、熱熔、反應性(例如，水份可固化、輻射可固化)、及其組合。就黏著劑中所含的基礎聚合物而言，合適黏性黏著劑組成物的實例包括(例如)橡膠基、聚丙烯酸酯基、乙烯基烷基醚基、聚氯乙烯基、聚胺基甲酸酯基、嵌段共聚物基、及其類似者。該等黏性黏著劑可單獨或以兩者或更多者的組合使用。
有用市售黏性黏著劑組成物的實例包括水基丙烯酸酯基分散液，例如，PD2056F、PD2656及ACRYLTAC SP405，水基聚胺基甲酸酯分散液，例如，WD 4051及WD 4007，及水份可固化聚胺基甲酸酯，例如，NP6231，其皆可購自H.B.Fuller Company(St.Paul,Minnesota(MN))；ACRONAL感壓黏著劑，包括(例如)ACRONAL N-CR3010(可購自BASF(Florham Park,NJ)之丙烯酸系聚合物)；ROBOND感壓黏著劑，包括(例如)ROBOND PS 7165及ROBOND PS-9908(The Dow Chemical Company,Midland,Michigan)；NACOR感壓黏著劑(例如，基於丙烯酸系單體及乙酸乙烯酯之乳液組成物)(Henkel Corporation,Düsseldorf,德國)；及AROSET乳液感壓黏著劑(Ashland Inc.,Covington,Kentucky)。
第二黏著劑組成物可替代地為不同於第一者的第二熱固化性黏著劑。
第二黏著劑組成物係不同於第一熱固化性黏著劑組 成物。可使用此差異來將不同性質引入至黏著膜中。第二黏著劑可在活化溫度、透氣性、透水性、黏著性、熱致變色性質、剛性、撓性、黏度、流動性質、色彩或任何其他性質方面不同於第一熱固化性黏著劑。
製造方法
可使用各種方法來製備黏著膜。
在一方法中，將嵌入黏著劑以離散域塗布於釋離襯墊上。該等離散域可呈任何形式，包括(例如)無規、飛濺、點、長條、螺旋、虛線、不規則形狀、島、框及其組合。
嵌入黏著劑可使用任何適當方法施加至釋離襯墊，包括(例如)噴霧、捲軸式(roll-to-roll)、狹縫式塗布、凹槽輥塗布、柔版塗布、絲網印刷及其組合。
隨後將主黏著劑以連續膜塗布於嵌入黏著劑之頂部上方。面向釋離襯墊側構成黏著膜之第一主表面。主黏著劑之面朝外的表面構成黏著膜之第二主表面。
若主黏著劑係以較不連續圖案之高度大的厚度塗布，則嵌入黏著劑將僅暴露於黏著膜之第一主表面上(圖1)。或者，若主黏著劑係以較不連續圖案之高度小的厚度塗布，則嵌入黏著劑將於黏著膜之第一主表面及第二主表面上暴露(圖2)。
在另一具體例中，可藉由使兩個具有暴露於一主表面上之嵌入黏著劑的膜匹配在一起來獲得具有暴露於兩主表面上之嵌入黏著劑的膜。
主黏著劑可使用各種塗覆技術來施用，包括(例如)噴霧(例如，螺旋及飛濺噴霧)、塗布(例如，輥塗、狹縫式塗布、凹槽 輥塗布、及圖案塗布)、及其組合。
如主黏著劑為水性，則一種有用的塗覆方法包括將水性組成物以期望的塗布重量直接輥塗於嵌入黏著劑之頂部及釋離襯墊上方，然後使黏著膜通過乾燥隧道以形成乾燥的黏著膜。隧道中的乾燥溫度可為任何適當溫度或溫度系列。
如主黏著劑係第一熱固化性黏著劑，則較佳將乾燥隧道溫度維持在足夠低以防止表面鈍化固態異氰酸酯活化(即交聯)的溫度下。在乾燥期間，較佳將隧道溫度維持在不超過約70℃、不超過約60℃、或甚至不超過約55℃之溫度下。熱固化性黏著膜視情況可經急冷(例如，經由使膜通過急冷輥上方)。可將安置於釋離襯墊上之熱固化性黏著膜捲繞為捲材，並儲存供稍後使用。
用途
黏著膜適用於各種應用，包括(例如)暫時接合至少一基材、永久接合至少一基材、保護一基材、抑制或防止第一基材相對於第二基材移動、及其組合。黏著膜亦可用於各種過程，包括(例如)製造過程(例如，在製造過程期間將物件的兩或更多個部分接合在一起及使兩部分相對彼此維持呈固定關係)、運送過程、堆疊過程、及其組合。
黏著膜可用於製造各種物件，包括(例如)鞋、汽車零件、車箱蓋、紡織層合物(例如，戶外服裝、女用貼身衣物、傢俱裝飾)、各種組裝物品(例如，嵌板、層合物、過濾器、地板等)、及電子元件(例如，金屬零件、塑膠零件、玻璃、玻璃纖維增強塑膠)。
在如圖1所說明的一具體例中，單層黏著膜(16)包括呈點形式暴露於主黏著劑(13)之第一主表面上之部分嵌入黏著劑組 成物(11)的離散域。
在如圖2所說明的另一具體例中，單層雙面黏著膜(17)包括呈點形式暴露於主黏著劑(13)之第一主表面及第二主表面上之部分嵌入黏著劑組成物(11)的離散域。
圖3係具有作為點圖案存在於主黏著劑(13)內之部分嵌入黏著劑(11)之單層黏著膜(21)之第一主表面的俯視圖。
可使用黏著膜來將兩基材接合在一起。
第一及第二基材可為相同或不同材料。在一具體例中，第一基材係撓性及第二基材係剛性。在另一具體例中，第一基材係剛性及第二基材係撓性。在其他具體例中，第一基材係撓性及第二基材係撓性。或者，兩基材皆為剛性。
有用的基材包括剛性基材及撓性基材。適宜剛性基材的實例包括磁磚、陶瓷、金屬(例如，鋁、不銹鋼)、合成聚合物(例如，聚醯胺(例如，耐綸)、聚醚碸、聚苯碸等)、再生纖維素(例如，黏液纖維、嫘縈、醋酸纖維素)、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸酯、聚烯烴(例如，聚丙烯、聚乙烯、及其組合)、乙烯乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及聚碳酸酯之摻合物、聚醚醚酮、及其組合)、複合物(例如，纖維增強聚合物)、玻璃、硬紙板、木材及含木材產品(例如，木材複合物、包括木漿及聚合物之複合物)、及其組合。剛性基材可呈單層或多層之形式。
有用的撓性基材包括(例如)編織及不織纖維(例如，微纖維、帆布)、皮革、人造皮革、毛皮、織物、膜、箔(例如，裝飾箔片)、紙、及其組合。撓性基材可自各種材料製備，包括(例如) 纖維素基材料(例如，再生纖維素、木漿、棉、嫘縈及黏液纖維)、合成聚合物(例如，耐綸、聚酯、丙烯酸酯、聚烯烴(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、及其組合)、乙烯乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯、及其組合)、及其組合。
基材可經前處理以改良黏著膜對基材之黏著。有用的前處理包括(例如)電暈、電漿、火焰、化學底漆、及其組合。
製造及使用方法
黏著膜可透過嵌入黏著劑組成物或透過熱固化性黏著膜黏著至第一基材。
在一具體例中，嵌入黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物及主黏著劑組成物係熱固化性黏著劑。使第一基材與黏著膜之黏性黏著劑組成物接觸以使第一基材固定至黏著膜。黏性黏著劑組成物幫助將第一基材相對於黏著膜維持在固定位置。或者，在加熱黏著膜之前，將第二基材放置成與黏著膜之第二主表面直接接觸，然後將黏著膜加熱至足以使黏著膜之熱固化性黏著劑內之表面鈍化固態異氰酸酯活化之溫度。
或者，若黏著膜已將黏著劑暴露於兩主表面上，則可使用黏性黏著劑組成物來將第一及第二基材固定位。可隨後將黏著膜加熱至足以活化黏著膜之熱固化性黏著劑內之表面鈍化固態異氰酸酯的溫度。
在另一具體例中，使第一基材與多個黏著膜之第二主表面直接接觸，及使釋離襯墊與黏著膜之第一黏性黏著劑直接接觸。隨後可將黏著膜加熱至足以活化黏著膜之熱固化性黏著劑內之表面鈍化固態異氰酸酯的溫度。
或者，可將黏著膜加熱至足以使熱固化性黏著膜成為黏性的第一溫度，以致第一基材可相對於黏著膜保持於固定位置而形成層合物。當冷卻至室溫時，可將層合物(若為撓性)捲繞成捲材且儲存以於稍後經進一步熱活化而固化(即交聯)。
或者，可使第二基材與黏著膜之黏性黏著劑接觸，且可將溫度提高至足以活化表面鈍化固態異氰酸酯的第二溫度，以使兩基材透過黏著膜接合在一起。
在另一具體例中，藉由以下步驟製備物件：使第一基材與黏著膜之黏性黏著劑組成物接觸，加熱黏著膜至足以使黏著膜之熱固化性黏著膜成為黏性的第一溫度，隨後使熱固化性黏著膜之黏性表面與第二基材接觸以形成熱固化性層合物件。熱固化性層合物件係儲存穩定的，以致可將其放置儲存至稍後，然後於最終使用者的設備中經歷固化過程。
或者，可將熱固化性層合物件加熱至足以活化表面鈍化固態異氰酸酯的第二溫度並開始熱固化性黏著膜的固化。
較佳地，在黏著膜與第一基材(及若存在之第二基材)間形成的接合係破壞性接合(即當嘗試將基材自黏著膜剝離開時，基材或多層黏著膜(或兩者)會損壞)。
本發明現將經由以下實施例作說明。除非另有指示，否則所有比例及百分比係以重量計。
實施例 試驗程序
除非另有說明，否則用於實施例及全篇說明書中之試驗程序包括下列。
分子量
使用連接至Waters 2414折射率(RI)偵測器的Waters 2695分離模組，使0.05體積莫耳濃度(M)溴化鋰二甲基甲醯胺(LiBr/DMF)流動相流過兩個Agilent Resipore GPC管柱來獲得各聚胺基甲酸酯樣本的凝膠滲透層析(GPC)分子量分佈曲線。重量平均分子量(Mw)數據係相對於聚甲基丙烯酸甲酯標準品來計算。
峰值熔融溫度及熔化焓試驗方法
乾燥聚胺基甲酸酯分散液的峰值熔融溫度及熔化焓(ΔH)係使用Perkin Elmer,Pyris 1示差掃描量熱儀(DSC)以10℃每分鐘之加熱速率在移除熱史後測得。
環狀初期力(Loop Tack)試驗方法
環狀初期力係使用Instron試驗儀型號5500R(Instron Corporation,-Norwood,MA)，根據ASTM D 6195-03試驗方法，標題「環狀初期力之標準試驗方法」，以克力(gf)為單位測量使黏著劑自316不銹鋼板分離之力(即脫黏強度)來測得。該方法涉及使用由5英吋(127毫米)試樣長條製備得之環圈。以克-力每25毫米(gf/25mm)單位報告最大接合負荷結果。
用於環狀初期力試驗方法中的樣本係經由沿縱向將一片黏著膜切割成1英吋×5英吋(25.4毫米×127毫米)試樣長條來製備得。隨後使該等長條於23℃ +/- 1℃及50% +/- 2%之相對濕度下調理24小時。
經固化180度剝離強度試驗方法
經固化180度(180°)剝離強度係使用Instron試驗儀型號5500R(Instron Corporation,Norwood,MA)，根據ASTM D903-98 試驗方法，標題「黏著接合之剝離或剝除強度之標準試驗方法」，在以下例外下測得：
1.動力致動抓手的試驗速度/行進速率：針對樣本測試使用300毫米/分鐘之速度替代305毫米/分鐘。
2.試驗基材之長度及接合：
- 使用8英吋(in)(203.2毫米)撓性基材進行測試來替代12英吋(304.8毫米)撓性基材
- 使用4英吋(101.6毫米)剛性基材進行測試來替代8英吋(203.2毫米)剛性基材
- 使用3.5英吋(88.9毫米)之接合長度進行測試來替代6英吋(152.4毫米)之接合長度；及
3.使樣本於23℃ +/- 1℃及50% +/- 2%相對濕度下調理24小時。
報告一組六個樣本之平均剝離強度的平均值。
經固化180度剝離強度試驗方法之樣本製備方法
針對包括至少部分嵌入熱固化性黏著劑內之黏性黏著劑組成物的單層熱固化性黏著膜，用異丙醇(IPA)清洗一片1英吋×4英吋×0.125英吋(25.4毫米×101.6毫米×3.2毫米)剛性聚碳酸酯(PC)基材(通用等級Makrolon，來自Bayer)並乾燥。然後將一片1英吋×3.5英吋(25.4毫米×88.9毫米)具有至少部分嵌入黏性黏著劑組成物之單層熱固化性黏著膜置於經IPA清洗之PC基材上，使得至少部分嵌入黏性組成物與PC基材接觸。然後將撓性耐綸基材置於PC基材/熱固化性黏著膜複合物之頂部上。然後使用加熱壓機在足以活化固化熱固化性反應性膜之溫度下將具有至少部分嵌入 黏性黏著劑/耐綸織物層狀構造之PC/熱固化性黏著膜接合在一起。
為測試包括至少部分嵌入下文所述實施例之熱固化性黏著劑中之黏性黏著劑組成物的熱固化性黏著膜，將加熱壓機設定至以下條件： 接合線溫度：90℃
於接合線溫度下之時間：60秒
壓力：22牛頓/平方公分(N/cm2)
實施例
可使用以下熱固化性黏著劑及黏性黏著劑組成物其皆係購自HB Fuller Company(St.Paul,MN)來形成單層多種黏著膜。
各種包括表面鈍化固態異氰酸酯之水性熱固化性聚胺基甲酸酯基黏著劑可以THERMONEX商品名稱購自HB Fuller Company。
WD4007係衍生自聚醚多元醇及異佛爾酮異氰酸酯且當乾燥時形成黏性黏著劑的水基聚胺基甲酸酯分散液。
WD4051係衍生自聚醚多元醇及異佛爾酮異氰酸酯且當乾燥時形成黏性黏著劑的水基聚胺基甲酸酯分散液。
ACRYLTAC SP405係當乾燥時形成黏性黏著劑的水基丙烯酸系共聚物。
NP 6231係當固化時形成黏性黏著劑的水份可固化聚胺基甲酸酯。
根據文中所述之經固化180度剝離強度試驗方法之樣本製備方法製備根據表1之對照1、對照2、實施例1及2之樣 本，然後於23℃ +/- 1℃及50% +/- 2%相對濕度下儲存大約24小時，隨後根據經固化180度剝離強度試驗方法進行測試。
˙對照1：EM9002-25(25微米厚度)，購自HB富勒公司
˙對照2：EM9002-50(50微米厚度)，購自HB富勒公司
˙黏著劑2141係由2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯及丙烯腈形成之水性分散液的乾燥形式，其具有約-44℃之Tg
˙實施例1：25微米厚的熱固化性黏著膜，其中黏性黏著劑2141至少部分嵌入EM9002中
˙實施例2：50微米厚的熱固化性黏著膜，其中黏性黏著劑2141至少部分嵌入EM9002中
其他具體例係在申請專利範圍中。將文中引用之所有公開案的全文以引用的方式併入本文。

Claims (12)

  1. 一種黏著膜，其包括：第一主表面；第二主表面；第一熱固化性黏著劑組成物；及不同於該第一熱固化性黏著劑組成物的第二黏著劑組成物，該黏著膜係單層，且該等第一及第二黏著劑組成物中之一者係以離散域形式部分嵌入該等第一及第二黏著劑組成物之另一者中，該部分嵌入黏著劑組成物係暴露於黏著膜的第一主表面上；該第一熱固化性黏著劑組成物包括：表面鈍化固態異氰酸酯，及可與異氰酸酯官能性反應之聚合物。
  2. 如請求項1之黏著膜，其中，該可與異氰酸酯官能性反應之聚合物係聚胺基甲酸酯。
  3. 如請求項1之黏著膜，其中，該第二黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物。
  4. 如請求項1之黏著膜，其中，該第二黏著劑組成物係第二熱固化性黏著劑組成物。
  5. 如請求項2之黏著膜，其中，該聚胺基甲酸酯具有不大於約100,000克/莫耳之重量平均分子量。
  6. 如請求項2之黏著膜，其中，該聚胺基甲酸酯具有至少約25焦耳/克之熔化焓。
  7. 如請求項3之黏著膜，其中，該黏性黏著劑組成物包含聚胺基甲酸酯、聚丙烯酸酯、或其組合。
  8. 如請求項1之黏著膜，其中，該第二黏著劑組成物係部分嵌入於第一熱固化性黏著劑組成物中。
  9. 如請求項8之黏著膜，其中，該第二黏著劑組成物係黏性黏著劑組成物。
  10. 如請求項8之黏著膜，其中，該第二黏著劑組成物係暴露於黏著膜的第一主表面及第二主表面上。
  11. 一種製造具有第一基材及第二基材之物件的方法，該方法包括：使第一基材與請求項3之黏著膜之黏性黏著劑組成物接觸；加熱該黏著膜至足以使黏著膜之第一熱固化性黏著劑成為黏性之第一溫度；及使第二基材與該黏著膜之第一熱固化性黏著劑組成物接觸。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括將該物件加熱至足以使該第一熱固化性黏著劑組成物固化之第二溫度。
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