不同的雙功能泡沫帶的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年9月25日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/882,422;2013年12月9 日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/913,520;和2013年3月5日提交的美國臨時專利申請?zhí)?61/772，742的權(quán)益，其全部通過引用W其全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容設(shè)及膠帶結(jié)構(gòu)，并且具體地設(shè)及雙面膠帶結(jié)構(gòu)。該粘合劑結(jié)構(gòu)可用于 將物品粘附至目標(biāo)襯底并且適合于包括粘合物品至低表面能表面的各種應(yīng)用，并且在許多 情況下在低表面能襯底上不使用底膠。
【背景技術(shù)】
[0004] 壓敏粘合劑（"PSA")是典型粘彈性材料，其通過施加輕微壓力立即粘附至大部分 襯底并且永久地保持粘性。隨著PSA變得更強并且更易于施加，它們正被應(yīng)用在更具挑戰(zhàn)性 的環(huán)境中。運樣的用途包括包含家用器具的工業(yè)應(yīng)用和比如用于在汽車上安裝各種零 件一一包括儀表盤零件、車體面板等一一的汽車應(yīng)用。
[0005] 低表面能（"LSE")材料比如聚丙締和涂覆有LSE涂料的鋼越來越多地用在汽車中。 LSE材料也越來越多地使用在消費電子應(yīng)用和家用器具的制造中。在汽車工業(yè)中，例如，通 過使用運種PSA，零件比如車身側(cè)嵌條、不受天氣影響的密封泡沫(weather seal化am)、標(biāo) 牌或廠牌(例如，制造商的標(biāo)志或標(biāo)簽)被粘合至各種襯底，通常地聚丙締和涂漆鋼。運種應(yīng) 用需要對LSE/非極性表面的高粘結(jié)強度和高粘附力W及對高溫的耐性和良好的紫外 ("UV")線耐性和老化性能。
[0006] 不幸地，由LSE材料比如聚丙締、聚乙締和新一代汽車涂料W及透明涂層組成的襯 底極其難W粘附，特別是利用PSA粘附。導(dǎo)致此困難的關(guān)鍵因素是：（1)常規(guī)PSA(比如丙締酸 類樹脂）的表面能比目標(biāo)襯底的表面能高(運限制了PSA和襯底表面之間的接觸面積，因為 PSA不能容易地濕潤襯底的表面），和（2)通常缺乏在表面上的共價和強的非共價結(jié)合(例 如，氨或離子鍵合）的特定位置（loci),運意味著粘附力必須主要通過較弱的范德華力出 現(xiàn)。
[0007] 用于獲得對LSE襯底的令人滿意的粘附的常見策略包括通過適當(dāng)?shù)倪x擇聚合物組 合物或添加劑比如增粘劑降低PSA的表面能，通過減小的交聯(lián)和/或大量使用增粘劑減少組 合物的模量，和通過使用相對更多的底膠改變LSE襯底的表面的性質(zhì)。前兩個策略通常導(dǎo)致 不令人滿意的結(jié)果，因為PSA的粘結(jié)強度通常由于增粘和減小的交聯(lián)二者而降低，并且存在 對同時具有高粘結(jié)強度和高粘附力的PSA的日益增加的市場需求。更多極性底膠的使用可 W關(guān)于PSA性能產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，但是需要將額外的底膠涂覆和干燥步驟加入到方法 中。
[000引解決粘附力問題的另一種途徑包括使用底膠。由于它們的低表面能，向表面涂底 膠可顯著地提高許多材料比如塑料和涂料的最初和最終的粘附力。然而，在許多情況下，由 于額外的處理和設(shè)及的時間，向表面涂底膠是不期望的，并且在某些情況下，由于當(dāng)?shù)乜諝?質(zhì)量條例，需要許可使用基于溶劑的底膠。
[0009] 解決粘附力問題的另一種途徑包括丙締酸類樹脂的增粘W提高至低能表面比如 聚丙締或聚乙締的粘附力。公開運種PSA的專利包括美國專利號4,418，120、4,726,982、4， 988，742和5，028，484，和歐洲公開號303430，其每一個通過引用W其全部并入本文。為了提 高粘附力性能，運些專利設(shè)及丙締酸相的增粘。許多運些專利使UV、網(wǎng)絡(luò)聚合過程的使用成 為必要。因為一些使用松香醋類增粘劑，所W它們將被預(yù)期具有差的UV和氧化穩(wěn)定性。
[0010] 提高粘附的另一種途徑利用兩相系統(tǒng)中丙締酸聚合物和彈性體。有代表性的專利 包括美國專利號4,243，500、5,024，880、5,143,972和歐洲公開號349216和352901，其每一 個通過引用W其全部并入本文。運些專利包括使用UV聚合過程來獲得兩相網(wǎng)絡(luò)，因為紫外 光對實現(xiàn)聚丙締和彈性體中的不飽和性之間的交聯(lián)是必要的。
[0011] 將飽和控大分子單體接枝在丙締酸骨架上將得到由接枝(梳狀)共聚物組成的表 明所有上面提及的期望特性的兩相化合物。運些化合物在美國專利號5,625,005中描述，其 通過W其全部引用并入本文。美國專利號6，670，417和6，642，298--其通過引用W其全部 并入本文一一描述了對在美國專利號5,625,005中公開的化合物進行改進。
[0012] 在汽車制造和類似應(yīng)用的背景下，PSA的特別流行的應(yīng)用是用于將車身側(cè)嵌條、不 受天氣影響的密封橡膠粘合至涂漆表面。待被粘合的材料一一即，熱塑性聚締控ΓΤΡ爐）、 橡膠和汽車涂料一一是LSE材料。用于粘合運些材料的PSA因此通常被增粘和/或增塑。大多 數(shù)情況下，增粘劑和增塑劑(調(diào)節(jié)劑)是不共價地粘合至PSA聚合物的低分子量材料。調(diào)節(jié)劑 具有對PSA材料特性的雙倍有益影響，運是因為它們增加了利用PSA可獲得的粘合強度。
[0013] 在一方面，調(diào)節(jié)劑降低PSA的表面能使得PSA的表面能更好的與襯底的表面能匹 配。表面能的運種匹配確保PSA將自發(fā)地傾向于浸濕襯底，從而增加接觸面積。PSA性能調(diào)節(jié) 劑總是由具有類似于襯底的溶度參數(shù)的溶度參數(shù)的材料組成。因為待被粘合的襯底由LSE 材料比如?Τ0和涂漆表面組成，所WPSA調(diào)節(jié)劑通常由低溶度參數(shù)材料比如純的控類和娃樹 脂組成。調(diào)節(jié)劑也改變PSA的流變學(xué)或粘彈性特性。它們降低PSA的模量，因此材料傾向于更 好的流動，運增加了給定量時間的接觸面積。
[0014] 在泡沫結(jié)構(gòu)的背景下，在泡沫材料的溶度參數(shù)類似于PSA性能調(diào)節(jié)劑的溶度參數(shù) 的情況下，PSA性能調(diào)節(jié)劑的使用可具有負面結(jié)果。PSA添加劑傾向于遷移進入泡沫，因為增 粘劑和/或增塑劑分子不共價地粘合至PSA，調(diào)節(jié)劑具有相對低的分子量，并且調(diào)節(jié)劑具有 類似于泡沫的溶度參數(shù)的溶度參數(shù)。該遷移具有W下兩個負面結(jié)果:它耗盡性能增強的添 加劑的PSA并且改變泡沫性能特性(即，它使泡沫增粘和/或增塑）。此外，加工助劑和發(fā)泡劑 (起泡劑)常常用在泡沫的制造中。運些通常是非共價結(jié)合的低分子量材料。在粘合劑-泡沫 粘合劑結(jié)構(gòu)中，加工助劑和發(fā)泡劑可從泡沫遷移進入粘合劑，在粘合劑中，它們可W通過W 化學(xué)方法改性材料或者通過噴霜至粘合劑和襯底的界面從而形成弱的邊界層而潛在地誘 導(dǎo)粘合劑特性的有害的改變。
[0015] 對于許多應(yīng)用而言，期望在許多先前提及的應(yīng)用中利用雙功能帶。將特別期望提 供包括用于LSE襯底的LSE粘合劑和用于其他襯底的聚丙締壓敏粘合劑二者的雙功能帶。理 想地，運種帶和粘合劑結(jié)構(gòu)將解決和/或克服許多或所有提到的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 在一方面，本主題提供了適合用于將物品粘附至目標(biāo)襯底的膠帶。該膠帶可用于 各種應(yīng)用中，包括例如用于將物品粘合至汽車內(nèi)部或外表面的汽車應(yīng)用。粘合劑可提供物 品和目標(biāo)襯底之間的大體上永久性粘合。
[0017] 在一方面，本主題提供了當(dāng)粘合至具有低表面能表面的目標(biāo)襯底時顯示優(yōu)越性能 的膠帶結(jié)構(gòu)。在一個實施方式中，當(dāng)粘附至涂覆有丙締酸基組合物(例如，丙締酸基涂料)的 目標(biāo)襯底時，膠帶顯示優(yōu)越的粘合性能。
[0018] 在另一方面，本主題提供了當(dāng)不使用底膠粘合至具有低表面能表面的目標(biāo)襯底時 顯示優(yōu)越性能的膠帶結(jié)構(gòu)。在一個實施方式中，當(dāng)粘附至涂覆有丙締酸基組合物(例如，丙 締酸基涂料)的目標(biāo)襯底時，膠帶顯示優(yōu)越的粘合性能。
[0019] 在另一方面，本主題提供了雙面的膠帶，即，具有每個相對地指向彼此的兩個暴露 面。膠帶可用于粘附或粘合物品至目標(biāo)襯底。該帶可適合用于將物品粘合至顯示低表面能 的目標(biāo)襯底，其中物品顯示普通的或較高的表面能襯底。因此，帶的一個粘合面粘合至顯示 普通的或較高的表面能的物品，并且?guī)У牧硪粋€粘合面粘合至顯示低表面能的襯底。
[0020] 在又另一方面，本主題提供了膠帶，其包括具有第一表面和與第一表面相對的第 二表面的忍層(core),布置在第一表面的至少一部分上的第一粘合劑層，和布置在第二表 面的至少一部分上的第二粘合劑層，其中第一和第二粘合劑層的至少一個包括福射可固化 橡膠基壓敏粘合劑。
[0021] 在某些實施方式中，第一粘合劑層包括福射可固化橡膠基壓敏粘合劑，并且第二 粘合劑層包括丙締酸壓敏粘合劑。
[0022] 在某些實施方式中，忍層包括泡沫材料。在一個實施方式中，忍層包括聚締控基泡 沫。在另一實施方式中，忍層包括丙締酸泡沫。
[0023] 在仍另外的實施方式中，提供了用于形成膠帶的各種方法。
[0024] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括福射可固化橡膠基粘合劑的泡沫帶粘合至目標(biāo)襯底時顯示優(yōu)越 的粘合性能。具體而言，當(dāng)具有福射可固化橡膠基粘合劑的帶的側(cè)面粘附至具有低表面能 的表面時顯示優(yōu)于常規(guī)丙締酸粘合劑的粘附力。
[0025] 在一個實施方式中，第一和第二粘合劑層二者均包括福射可固化的橡膠基壓敏粘 合劑。
[0026] 在一個實施方式中，忍層包括泡沫材料。在一個實施方式中，忍層包括聚締控基泡 沫。在一個實施方式中，忍層包括聚乙締泡沫。
[0027] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括福射可固化橡膠基粘合劑的泡沫塑料帶粘合至目標(biāo)襯底時顯示 優(yōu)越的粘合性能。具體而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)帶結(jié)構(gòu)粘附至具有低表面能的表面時具有優(yōu)于常 規(guī)丙締酸粘合劑組合物的粘合性能。
[0028] 應(yīng)當(dāng)認識到，本文描述的主題能夠?qū)崿F(xiàn)其它和不同的實施方式并且其若干細節(jié)能 夠在不同的方面改變，所有都不背離所要求保護的主題。因此，附圖和描述將被視為說明性 的而不是限制性的。
[0029] 附圖簡述
[0030] 圖1是根據(jù)本主題的實施方式的膠帶結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖。
[0031] 圖2是根據(jù)本主題的另一實施方式的包括膠帶結(jié)構(gòu)的粘合劑物品的示意性側(cè)視 圖。
[0032] 圖3是根據(jù)本主題的另一實施方式的另