專利名稱：低粘合性的背膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及那種與涂有通常粘性的壓敏粘合劑的制品一起使用的低粘合性背膠和剝離涂料，更具體是涉及自締合的低粘合性背膠涂料。
背景技術(shù)：
通常粘性的壓敏粘合劑(PSA)材料已被使用了大半個世紀(jì)。這類產(chǎn)品的形式有膠帶、標(biāo)簽和其它各種涂有粘合劑的制品，必須保護這些產(chǎn)品使其避免與其它表面發(fā)生非預(yù)定的粘合。因此，膠帶通常卷繞在其自身的背襯上形成卷筒，而標(biāo)簽和片材通常層壓在剝離片上，或者一張疊在另一張上面，以防與其它表面發(fā)生意外粘合，還防止被空氣中的灰塵和其它污染物所沾污。為了使膠帶卷展開而粘合劑不會不合需要地轉(zhuǎn)移到膠帶背襯上，或者為了使涂有粘合劑的片材從類似涂覆的片材疊上剝離取下，通常在膠帶背襯或逐層片材的表面上施涂低粘合性背膠(LAB)。類似地，涂有粘合劑的制品通常層壓在上面的剝離片或襯墊具有剝離涂層，以使襯墊容易從被涂覆的制品上剝離。
希望該LAB或剝離涂料能重現(xiàn)性好地從相關(guān)粘合劑上以恰當(dāng)程度剝離而不對粘合劑產(chǎn)生不利影響，且抗老化以使剝離水平對時間保持較好的穩(wěn)定性。近年來，隨著PSA工業(yè)競爭的擴大，需要區(qū)別產(chǎn)品性能和更高的產(chǎn)品要求，這使得剝離程度的重要性受到重視。D.Satas編寫的壓敏粘合劑工藝手冊(第二版)，Van Nostrand Reinhold，1989的第23章“剝離涂料”(D.Satas)中確定了7種不同的剝離程度，從“超低剝離”(0.15-0.30 N/dm)到“非常困難的剝離”(20-80N/dm)。重要的是，在許多情況下LAB除了剝離劑的功能外還具有其它性能。例如，掩模膠帶上的剝離涂層除了提供涂料可粘合的表面以外，還必須具有良好的耐溶劑性。
剝離涂料和LAB通常以約1克/米2的涂覆重量施涂到底材上。為了獲得如此之薄的涂層，通常使用涂料組合物在有機溶劑中的稀溶液(固體含量2-5％)。近來人們致力于提供高固體含量或100％固體含量或由水性介質(zhì)制得的涂料，從而減少對環(huán)境有害的烴類物質(zhì)的排放，保護珍貴的自然資源，并降低了經(jīng)濟成本。盡管在制造高固體含量或100％固體含量或由水性介質(zhì)制得的剝離涂料方面作出了許多努力，但這類涂料仍需要復(fù)雜的組分組合，并要求相關(guān)聚合過程能確保足夠的剝離程度，以及剝離涂料的轉(zhuǎn)移最小。
例如，揭示了一種剝離涂料，它包含可交聯(lián)的成膜乙烯基聚合物(其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0-60℃)和占乳液聚合物固體含量0.5-2重量％的剝離促進化合物的水膠體穩(wěn)定的水乳液，該化合物包括硅氧烷共聚多元醇(silicone copolyol)、烴類或氟烴類Werner復(fù)合物或者有機官能的硅氧烷。然而遺憾的是，該涂料需要交聯(lián)。
另一個例子揭示了涂有剝離涂料組合物的底材，該組合物基本上由聚乙烯醇、可遷移的剝離促進劑、配位金屬的水溶性鹽和水溶性硼化合物組成。剝離促進劑在功能上被定義為一種表面活性劑，當(dāng)它以5％的含量配制到聚乙烯醇中時，對于掩模膠帶的剝離值低于約162.5克/厘米。該例不僅需要交聯(lián)，而且還需使用配位金屬的鹽，這是有毒性的。
一種常規(guī)方法通過施涂聚合物(較好是具有酸官能度)和具有至少一種脂肪酸酯和至少一種季銨(如卵磷脂)的有機化合物水溶液或分散體的混合物來提高背襯層的可剝離性。然而，利用離子相互作用來產(chǎn)生對底材的錨定會有助于濕敏性。
另一種用于壓敏粘合劑膠帶的水性剝離涂料試圖提供包含膠乳成膜用聚合物材料、剝離促進添加劑和微分散的聚酰胺樹脂(其軟化點高于70℃)的剝離涂料。如上所述，較佳的剝離促進添加劑包括磺化琥珀酰胺酸N-烷基酯、磺基丁二酸烷基酯、烷基芳基聚環(huán)氧烷、長鏈硫酸烷基酯的鹽，和胺-多元醇縮合物。已觀察到最初剝離涂料轉(zhuǎn)移到粘合劑上，這一觀察得到熱老化數(shù)據(jù)的支持，所述數(shù)據(jù)揭示了粘性的下降(用滾球試驗測得)。
適用于可重置粘合劑的水基剝離涂料組合物的另一個例子包含約10-80濕重量份磺化琥珀酰胺酸酯表面活性劑和約20-90濕重量份丙烯酸類共聚物。這些組合物看來僅依賴于離子相互作用，這往往會對濕度敏感。
因此，需要一種水性剝離涂料組合物，它可通過混合市售材料制得，因而無需聚合過程；它可對永久和可重置的壓敏粘合劑提供寬范圍的剝離程度，該剝離程度取決于各組分的用量和性質(zhì)；它無需涂覆后的交聯(lián)反應(yīng)來提供穩(wěn)定的剝離性能和使再粘合值的損失最??；它對濕度環(huán)境不敏感。還需要一種剝離涂料，它由水基材料制得而無需有機助溶劑在涂覆和干燥時提供可接受的剝離性能。還需要一種剝離涂料，該涂料由水制得，具有上述性質(zhì)，能夠用水基鋼筆在上面書寫，且牢固地錨定在涂料和油墨上。
發(fā)明概述簡而言之，本發(fā)明的一個方面是提供低粘合性的背膠涂料，該涂料包含(1)占固體含量25-75重量％的官能聚合物，該官能聚合物(a)具有官能部分，(b)于室溫?zé)o粘性，(c)是水分散性的、水基的或膠乳乳液，(d)任選地可以是共聚物，(e)任選地可以是經(jīng)交聯(lián)的，(2)占固體含量75-25重量％的剝離促進添加劑，其分子量為10,000或更低，該剝離促進添加劑是(a)雙官能材料，所述雙官能材料具有(i)位于一端的剝離部分，和(ii)位于另一端的錨定部分(anchoring moiety)，具有與官能聚合物的官能部分互補的官能，和(b)是水分散性的或水混溶性的。
官能聚合物與剝離促進添加劑的組合有利地使表面能和內(nèi)聚破壞降至最小。對官能聚合物的官能團加以選擇，以能促進離子相互作用，酸堿相互作用，和/或氫鍵作用。較好是官能聚合物和剝離促進添加劑的組合的工作方式使得各組分的每個分子提供一個以上的相互作用，例如多個氫鍵作用或酸堿相互作用。盡管在官能聚合物和剝離促進添加劑之間可以有一些共價鍵合，較好是不存在共價鍵合，而存在如上所述的較弱的相互作用。
較佳實施方案的說明本發(fā)明揭示一種低粘合性背膠(LAB)材料，它通過各材料混合在一起制得，是自締合的。該混合物可以是水基的，且固體含量高。通過諸如硅氧烷、氟烴或長鏈烴這些官能團提供剝離性能。剝離程度可以定制，對于微球粘合劑，剝離程度可低至0.5克/厘米。
由于使用市售材料而不必進行聚合過程，因此LAB的成本就是各組分的成本。如此制得的樣品不僅顯示低剝離程度，而且顯示高度的可書寫性和高度的平板印刷密度。本發(fā)明通過離子、酸堿或氫鍵的相互作用使還具有一個供相互作用的部分的低至中等分子量的表面活性材料(硅氧烷、氟烴、長鏈烴)與成膜用聚合物結(jié)合，提供良好的錨定。在干燥期間，認(rèn)為表面活性材料由于其低分子量而容易在錨定之前遷移至界面。
或者，這兩種組分可以層狀涂覆，而不是混合起來再涂覆。例如，可以將官能基聚合物涂在底材上并干燥，然后涂覆剝離促進添加劑并干燥。較好的是，可將涂料中的一種施涂到底材上，然后可再施涂第二層。例如，在制造底材時可以施涂官能聚合物層。在使用時再在該底材上涂覆剝離促進添加劑材料，由此獲得本發(fā)明的組合。這例如在底材所需的涂料中已包括官能基聚合物時是有利的，例如膜底材上的無光涂層。官能基聚合物有用的官能基聚合物是那些水分散性的、水基的或膠乳乳液材料?？傮w物理性能包括室溫以上的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和一旦干燥即成膜。此外，聚合物可以是共聚物，可以是交聯(lián)的。從化學(xué)性質(zhì)來看，聚合物單元包括與剝離組分上的官能團互補的官能部分。這些官能團包括氫鍵給體，如羧酸或醇；氫鍵受體，如取代的酰胺或醚；酸性基團；堿性基團；陰離子基團；陽離子基團或其組合。特別有用的含這些官能團的聚合物包括但不限于(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、聚氨酯、纖維素等。較好是聚合物是(甲基)丙烯酸酯。最好是羧基(甲基)丙烯酸酯(carboxylic(meth)acrylates)，它可從市場上購得。具體例子包括Rohm & Haas Acusol或Acrysol系列的羧基膠乳(carboxyliclatice)和B.F.Goodrich Carboset系列。剝離促進添加劑用于本發(fā)明的剝離促進添加劑材料是雙官能的?！半p官能”是指剝離促進添加劑材料具有至少兩種部分，一個部分具有剝離部分，另一個部分具有錨定部分。有用材料的分子量通常低于10,000，較好是低于5,000，這是因為分子量較低被認(rèn)為能使該材料在干燥時向空氣界面運動。同樣，該添加劑應(yīng)是水分散性的或水混溶性的。此外，剝離部分可以是長鏈烴，含氟化合物或硅氧烷。較好是使用聚(二甲基硅氧烷)基團，因為它能以最少含量提供最低程度的剝離。
錨定部分包括氫鍵給體，如羧酸或醇；氫鍵受體，如取代的酰胺，或醚；酸性基團；堿性基團；陰離子基團或陽離子基團。選擇該錨定基團以使其具有與官能基聚合物的官能團互補的官能團。
這些具有雙官能團的的剝離促進添加劑材料的例子包括非離子表面活性劑、長鏈烷基羧酸及其鹽；硅氧烷共聚多元醇和含氟化合物表面活性劑。市售的水分散性或水溶性材料的例子包括但不限于購自ICI Chemicals的Brij和Tween表面活性劑；購自Witco Corp的Silwet硅氧烷表面活性劑；購自DowCorning的硅氧烷表面活性劑系列；以及購自Du Pont的含氟化合物表面活性劑的Zonyl系列。官能基聚合物和剝離促進添加劑的組合選擇官能基聚合物和剝離促進添加劑的組合以使剝離促進添加劑的錨定部分和官能基聚合物的官能部分互補。這是為了提供相互作用，如氫鍵鍵合、酸堿相互作用，或離子相互作用。較好是官能聚合物和剝離促進添加劑的組合的工作方式能提供每個分子一個以上的相互作用。例如，聚醚鏈與聚丙烯酸鏈在兩種鏈之間形成多個氫鍵。
通過恰當(dāng)?shù)剡x擇組分，所得剝離表面將具有最小的表面能和良好的粘結(jié)強度。為了保持這種平衡，官能聚合物通常占組合物的25-75重量％，剝離促進添加劑占組合物的75-25重量％。
本發(fā)明低粘合性的背膠涂料可以是一種以上官能聚合物與一種剝離促進添加劑的組合，一種官能聚合物與一種以上剝離促進添加劑的組合，一種以上官能聚合物與一種以上剝離促進添加劑的組合。此外，每種官能聚合物和每種剝離促進添加劑可具有一個以上的官能部分。粘合劑本發(fā)明的剝離涂料通?？膳c各種各樣的壓敏粘合劑一起使用。粘合劑的類型包括但不限于丙烯酸類聚合物、增粘的橡膠樹脂、增粘的嵌段共聚物，其粘合強度在永久性至可剝除性的范圍內(nèi)。底材如上所述的剝離涂料最好用作固體底材用涂料，所述底材可以是片材、纖維或成形物品。然而，較佳的底材是固定的(fixed)柔性底材，如用于壓敏粘合劑制品的底材。合適的底材包括紙、經(jīng)涂覆的紙(如經(jīng)聚合物涂覆或浸潤的紙(例如涂有聚乙烯的牛皮紙))、金屬片材和箔、非織造織物，以及熱塑性樹脂(如聚酯、聚酰胺、聚烯烴、聚碳酸酯、聚氯乙烯等)的膜，盡管可使用任何要求對粘合劑剝離的表面?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的底涂層，以有助于涂層與底材的粘合，但這通常不是必需的。涂覆方法本發(fā)明的剝離涂料組合物可用常規(guī)涂覆技術(shù)施涂到合適的底材上，所述技術(shù)例如繞線棒涂布、直接凹版涂布、轉(zhuǎn)移式槽輥涂布、逆向輥涂、氣刀涂布和拖刀涂布，也可用熱熔涂布。
經(jīng)涂覆片材的剝離涂料和LAB通常以約0.2-2.0克/米2進行涂覆，這取決于柔性底材的性質(zhì)和經(jīng)涂覆片材的預(yù)定用途。制品可用本發(fā)明剝離涂料組合物制備的制品包括但不限于膠帶卷、具有剝離襯墊的膠帶和轉(zhuǎn)移膠帶。膠帶卷包含柔性背襯、在該背襯一個主表面上的壓敏粘合劑涂層和在背襯另一個主表面上的剝離涂層，該剝離涂層是上述的低粘合性背膠。此外，具有剝離襯墊的膠帶包含柔性背襯、在背襯一個主表面上的壓敏粘合劑涂層和剝離襯墊，該襯墊是柔性片材，其與壓敏粘合劑涂層粘合的主表面上涂覆有上述低粘合性背膠。轉(zhuǎn)移膠帶包含位于兩個剝離襯墊之間的壓敏粘合劑膜，至少一個剝離襯墊涂有本發(fā)明的低粘合性背膠。
其它制品包括但不限于單個經(jīng)涂覆的片材、經(jīng)涂覆片材疊、經(jīng)涂覆片材的扇狀折疊片(fan folded web)和經(jīng)涂覆片材的卷。所述經(jīng)涂覆片材通常包含位于該片材一面至少一部分上的本發(fā)明剝離涂料組合物的涂層和位于另一面至少一部分上的粘合劑。一般來說，該粘合劑是通常粘性的壓敏粘合劑。經(jīng)涂覆片材的疊加片材疊包含一系列涂有壓敏粘合劑的片材，它與緊鄰片材的剝離涂料組合物部分發(fā)生接觸。
或者，疊加片材疊可以形成由經(jīng)涂覆片材形成的扇狀折疊片，該片的每段上均有粘合劑涂層，它與緊鄰段上的低粘合性背膠接觸。
其它制品包括但不限于(a)經(jīng)涂覆的片材，其一面上具有低粘合性背膠，另一面上具有粘合劑，所述經(jīng)涂覆片材可以繞芯軸自身卷繞形成卷筒；(b)經(jīng)涂覆的片材，其一面的第一部分覆蓋有低粘合性背膠，同一面的第二部分覆蓋有任何通常粘性的壓敏粘合劑；(c)經(jīng)涂覆的片材，該片材是具有交替間隔的低粘合性背膠區(qū)和粘合劑區(qū)的細長條；(d)經(jīng)涂覆的片材，該片材通常是矩形的，在片材一邊的附近區(qū)域是低粘合性背膠，在另一邊的附近區(qū)域是壓敏粘合劑。
或者，兩種組分可以層狀形式涂覆，以代替混合后再涂覆。例如，可以在底材上涂覆官能基聚合物并干燥，然后涂覆剝離促進添加劑并干燥。這例如在底材所需的涂料中已包括官能基聚合物時是有利的，例如膜底材上的無光涂層。
本發(fā)明還通過以下實施例加以說明，這些實施例并不限制本發(fā)明范圍。在實施例中，除非另有說明，所有份數(shù)、比例和百分?jǐn)?shù)都是以重量計的。用以下試驗方法來評定和表征實施例中制得的自締合的低粘合性背膠。
實施例試驗方法剝離試驗剝離試驗用來測量從涂有剝離涂料的底材上以特定剝離角度和剝離速率除去涂有粘合劑的片材所需的力。
用雙面膠帶將試驗樣品(21.8cm×21.8cm)粘合到拉伸試驗機(InstronModel #1122，購自Instron Corp.，Canton，MA)的試驗板上，涂有剝離涂料的一面朝上。將一條寬2.54cm的涂有粘合劑的片材貼在試驗樣品涂有剝離涂料的表面上，留下一自由端。用2千克硬質(zhì)橡膠輥手工輥壓樣品兩次，使涂有粘合劑的片材牢固地粘在試驗樣品上。將涂有粘合劑片材的自由端連在拉伸試驗機的測力傳感器上，使剝離角度保持90°。然后，將試驗板夾在拉伸試驗機的夾頭中，以30.8厘米/分鐘的恒定剝離速率記錄剝離力(克)。表中所示剝離值是三次試驗的平均值。剝離試驗后，將涂有粘合劑的片材放著留待用于下述的再粘合試驗。除非另外指出，試驗用涂有粘合劑的片材是得自美國3M公司的ScotchTMMagicTMTape 810和Post-itNotes。再粘合試驗再粘合試驗用來測量從涂有粘合劑的片材的粘合劑表面上剝除厚1密耳(0.025毫米)的光滑聚酯膜所需的力，所述涂有粘合劑的片材是在上述剝離試驗中從涂有剝離涂料的試驗樣品上剝除下來的。該試驗用來表示是否有剝離涂料轉(zhuǎn)移到粘合劑上，這會影響粘合劑的粘性和粘合性能。
用雙面膠帶將涂有粘合劑的片材粘合到拉伸試驗機(InstronModel#1122，購自Instron Corp.，Canton，MA)的試驗板上，涂有粘合劑的一面朝上。將一條寬3.18cm的聚酯膜貼在涂有粘合劑片材的粘合表面上，留下一自由端。用2千克硬質(zhì)橡膠輥手工輥壓樣品兩次，使聚酯膜條牢固地粘在涂有粘合劑的片材上。將聚酯膜條的自由端連在拉伸試驗機的測力傳感器上，使剝離角度保持90°。然后，將試驗板夾在拉伸試驗機的夾頭中，以30.8厘米/分鐘的恒定剝離速率記錄剝離力(克)。表中所示再粘合值是三次試驗的平均值。Post-itNotes的粘合力通常為24-28克/厘米，ScotchTMMagicTMTape的粘合力通常為157-197克/厘米，該值用于參考。
材料Acrysol ASE-60是購自Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA的固體含量為29％的羧基膠乳。
Dow Corning 193是購自Dow Corning，Midland MI的固體含量為100％的硅氧烷環(huán)氧乙烷共聚物。
Brij 76是購自ICI Surfactants，Wilmington，DE的固體含量為100％的聚氧乙烯十八烷基醚。
Tween 61是購自ICI Surfactants，Wilmington，DE的固體含量為100％的聚氧乙烯失水山梨糖醇單硬脂酸酯醚。
Unithox D-100是購自Petrolite Corp.，Tulas，OK的固體含量為25％的聚氧乙烯正C40醚的分散體。
Acusol 810A是購自Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA的固體含量為18％的羧基膠乳。
Acusol 820是購自Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA的固體含量為30％的羧基膠乳。
Acusol 842是購自Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA的固體含量為18％的羧基膠乳。
T-Det N-10.5是購自Harcos Chemicals，Kansas City，KS的固體含量為100％的乙氧基化壬基苯酚。
Rhodacal DS-10是購自Rhone-Poulenc，Cranbury，NJ的固體含量為100％的十二烷基苯磺酸鈉。
1-乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯共聚物購自Aldrich Chemical，Milwaukee，WI。
聚(氯化二烯丙基二甲基銨)購自Aldrich Chemical，Milwaukee，WI。
FC-120是購自美國3M公司的含氟化合物表面活性劑。
實施例1在燒杯中用刮刀攪拌5.0克Dow Corning 193和8.0克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的10.0克Acrysol ASE-60，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物1分鐘。然后用#18Meyer棒在20磅證券紙紙坯的金屬線一面上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的紙20分鐘。
實施例2按照實施例1的方法制備實施例2，不同的是用#12 Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自AMTOPP Corp.，Livingston，NJ)上涂覆所得混合物。
實施例3在燒杯中用刮刀攪拌3.0克Dow Corning 193和4.8克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的10.0克Acrysol ASE-60，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物1分鐘。然后用#12Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自AMTOPP Corp.，Livingston，NJ)上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜20分鐘。
實施例4在燒杯中用刮刀攪拌1.0克硬脂酸和5.0克氫氧化銨(5％溶液)與5.0克去離子水1分鐘使其預(yù)混合。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的1.5克1-乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯共聚物，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物1分鐘。然后用#6 Meyer棒在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自Luxus Pack Packaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
實施例5邊用磁力攪拌器攪拌位于燒杯中的5.64克聚(氯化二烯丙基二甲基銨)，邊將0.50克FC-120氟烴表面活性劑加入其中。攪拌該混合物1分鐘。然后用#6 Meyer棒在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自Luxus PackPackaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
實施例6用#6 Meyer棒在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自LuxusPack Packaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上涂覆AcrysolASE-60。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
在燒杯中用刮刀攪拌2.50克十八烷基胺和22.50克異丙醇使其預(yù)混合。攪拌該混合物并稍微加熱，直至形成澄清溶液。然后用#6 Meyer棒在上述雙軸取向聚丙烯膜的涂有Acrysol ASE-60的面上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥所得經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
實施例7用#6 Meyer棒在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自LuxusPack Packaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上涂覆AcrysolASE-60。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
在燒杯中用刮刀攪拌0.50克Dow Corning 193和9.50克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后用#6 Meyer棒將該溶液涂覆在上述雙軸取向聚丙烯膜的涂有Acrysol ASE-60的面上。然后在65℃的烘箱中干燥所得經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
比較例C8膠乳聚合物制備在2升配有氮氣吹掃、槳葉攪拌器、熱電偶和水夾套冷凝器的多頸樹脂燒瓶中將4.80克T-Det N-105和4.80克Rhodacal DS-10溶解在488.9克去離子水中。將攪拌器設(shè)定至300rpm，開始氮氣吹掃。攪拌混合物直至所有乳化劑均溶解。在攪拌該溶液時，在用漏斗加入400克丙烯酸乙酯。然后加入引發(fā)劑(0.30克過硫酸鉀和0.08克偏亞硫酸氫鈉(metabisulfate))。攪拌反應(yīng)混合物，并用紅外燈和溫度控制器加熱至32℃。于32℃加熱56分鐘后，將溫度升至37℃并于37℃保持5分鐘。然后將溫度升至42℃，并于42℃保持6分鐘。再加入附加引發(fā)劑(0.15克過硫酸鉀和0.15克偏亞硫酸氫鈉)。在加入附加引發(fā)劑約2分鐘后觀察到放熱現(xiàn)象，反應(yīng)混合物的溫度升至89℃。使該溫度冷卻至65℃，并于65℃保持1小時。使產(chǎn)品溶液冷卻至室溫，然后用兩層粗濾布進行過濾。
然后用#6 Meyer棒在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自Luxus Pack Packaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上涂覆膠乳。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
在燒杯中用刮刀攪拌0.50克Dow Corning 193和9.50克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后用#6 Meyer棒將該溶液涂覆在上述雙軸取向的聚丙烯膜涂有膠乳的面上。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
比較例C9在燒杯中用刮刀攪拌3.40克Dow Corning 193和8.00克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的4.40克膠乳聚合物溶液(由上述比較例C8制得)，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物1分鐘。然后用#6 Meyer棒將該溶液涂覆在厚1.8密耳(0.046毫米)的雙軸取向聚丙烯膜(得自Luxus Pack Packaging Quan Yin Hsiang，Taouan Hsien，Taiwan)的無光面上。再在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜15分鐘。
如上所述對實施例1-3進行剝離性試驗。結(jié)果示于表1。如上所述對實施例4-7、C8和C9進行剝離試驗和再粘合試驗。結(jié)果示于表2。
表 1
表 2
**Post-it Note不能粘合在表面上，表面粘性喪失。
實施例10在燒杯中用刮刀攪拌0.9克Brij 76和3.6克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的5.0克Acusol810A，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物20分鐘。然后用#12 Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的聚酯膜(得自3M Specialty Film Division，St Paul，MN)上涂覆所得混合物。再在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜5分鐘。
定性地看來，當(dāng)ScotchTMMagicTMTape 810和ScotchTMMasking Tape No.232(兩者得自美國3M公司)層疊到該涂層上然后用手剝除時，觀察到剝離較容易。
實施例11邊用磁力攪拌器攪拌位于燒杯中的5.0克Acrysol 810A，邊將3.6克UnithoxD-100加入其中。攪拌該混合物20分鐘。然后用#12 Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的聚酯膜(得自3M Specialty Film Division，St Paul，MN)上涂覆所得混合物。然后在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜5分鐘。
實施例12在燒杯中用刮刀攪拌1.5克Tween 61和6.0克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的5.0克Acusol820，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物20分鐘。然后用#12 Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的聚酯膜(得自3M Specialty Film Division，St Paul，MN)上涂覆所得混合物。再在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜5分鐘。
定性地看來，當(dāng)ScotchTMMagicTMTape 810和ScotchTMMasking Tape No.232(兩者得自美國3M公司)層疊到該涂層上然后用手剝除時，觀察到剝離較容易。
實施例13在燒杯中用刮刀攪拌0.9克Tween 61和3.6克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的5.0克Acusol842，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物20分鐘。然后用#12 Meyer棒在厚1.6密耳(0.041毫米)的聚酯膜(得自3M Specialty Film Division，St Paul，MN)上涂覆所得混合物。再在65℃的烘箱中干燥經(jīng)涂覆的膜5分鐘。
定性地看來，當(dāng)ScotchTMMagicTMTape 810和ScotchTMMasking Tape No.232(兩者得自美國3M公司)層疊到該涂層上然后用手剝除時，觀察到剝離較容易。
實施例14在燒杯中用刮刀攪拌43.5克Dow Corning 193和70.0克去離子水使其預(yù)混合，直至獲得澄清溶液。然后邊用磁力攪拌器攪拌位于另一個燒杯中的87.0克Acrysol ASE-60，邊將該溶液加入其中。攪拌該混合物2分鐘。然后用口模式涂布機在20磅證券紙的金屬線一面上涂覆所得混合物。用輻射熱干燥該涂層至濕含量約為3.5％。剝離涂料的干涂層重量為0.26克/英尺2。
用Post-itNote作為試驗用涂有粘合劑的片材對涂有剝離涂料的材料進行如上所述的剝離試驗和再粘合試驗。在制備剝離試驗用的樣品時，以4.5×105N/m2的壓力將Post-itNote層壓在涂有剝離涂料的表面上30秒，以代替使用2千克的硬質(zhì)橡膠輥。表3示出了初始數(shù)據(jù)和老化后測得的數(shù)據(jù)。
表 3
在不偏離本發(fā)明范圍和原理的情況下，對本發(fā)明的各種改動和變化是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的。應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于上述說明性實施方案。本文包括的所有出版物和專利引為參考，就象各篇出版物或?qū)＠粏为毦唧w地引為參考一樣。
權(quán)利要求
1.一種低粘合性的背膠涂料，該涂料包含(1)占固體含量25-75重量％的官能聚合物，該官能聚合物(a)具有官能部分，(b)于室溫?zé)o粘性，(c)是水分散性的、水基的或膠乳乳液懸浮體，(d)任選地可以是共聚物，(e)任選地可以是經(jīng)交聯(lián)的，(2)占固體含量75-25重量％的剝離促進添加劑，其分子量為10,000或更低，該剝離促進添加劑是(a)雙官能材料，所述雙官能材料具有(i)位于一端的剝離部分，和(ii)位于另一端的錨定部分，具有與所述官能聚合物的官能部分互補的官能，和(b)是水相容性的或水混溶性的。
2.如權(quán)利要求1所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于對所述官能聚合物的官能部分加以選擇，以促進與雙官能材料錨定部分的離子相互作用，酸堿相互作用，氫鍵鍵合，及其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述官能聚合物和剝離促進添加劑提供各組分的每個分子一個以上的相互作用。
4.如權(quán)利要求1所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述官能聚合物的官能部分是氫鍵給體、氫鍵受體、酸性基團、堿性基團、陰離子基團、陽離子基團或其組合。
5.如權(quán)利要求4所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述氫鍵給體是羧酸、醇或其組合。
6.如權(quán)利要求4所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于氫鍵受體是取代的酰胺、醚或其組合。
7.如權(quán)利要求4所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述官能聚合物是(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、聚氨酯、纖維素及其組合。
8.如權(quán)利要求7所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述官能聚合物是羧基(甲基)丙烯酸酯。
9.如權(quán)利要求1所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述剝離促進添加劑的錨定部分是氫鍵給體、氫鍵受體、酸性基團、堿性基團、陰離子基團、陽離子基團或其組合，以使該錨定部分與所述官能聚合物的官能部分互補。
10.如權(quán)利要求9所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述氫鍵給體是羧酸、醇或其組合。
11.如權(quán)利要求9所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于氫鍵受體是取代的酰胺、醚或其組合。
12.如權(quán)利要求9所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述剝離促進添加劑是非離子表面活性劑、長鏈烷基羧酸及其鹽、硅氧烷共聚多元醇、含氟化合物表面活性劑及其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述剝離促進添加劑的剝離部分是長鏈烴、含氟化合物或硅氧烷。
14.如權(quán)利要求13所述的低粘合性的背膠涂料，其特征在于所述剝離促進添加劑的剝離部分是聚(二甲基硅氧烷)基團。
15.一種經(jīng)涂覆片材，該片材包含具有兩個主表面的底材，在該底材一面的至少一部分上涂有一層低粘合性的背膠涂料，其中所述低粘合性的背膠涂料包含(1)占固體含量25-75重量％的官能聚合物，該官能聚合物(a)具有官能部分，(b)于室溫?zé)o粘性，(c)是水分散性的、水基的或膠乳乳液懸浮體，(d)任選地可以是共聚物，(e)任選地可以是經(jīng)交聯(lián)的，(2)占固體含量75-25重量％的剝離促進添加劑，其分子量為10,000或更低，該剝離促進添加劑是(a)雙官能材料，所述雙官能材料具有(i)位于一端的剝離部分，和(ii)位于另一端的錨定部分，具有與所述官能聚合物的官能部分互補的官能，和(b)是水相容性的或水混溶性的。
16.如權(quán)利要求15所述的經(jīng)涂覆片材，其特征在于所述低粘合性的背膠涂料約為0.2-2.0克/米2。
17.如權(quán)利要求15所述的經(jīng)涂覆片材，其特征在于該片材還包含在底材另一面至少一部分上的通常粘性的壓敏粘合劑。
18.如權(quán)利要求17所述的經(jīng)涂覆片材，其特征在于該片材還包括經(jīng)涂覆片材的疊加片材疊，所述片材涂有壓敏粘合劑的一面與緊鄰片材的低粘合性背膠涂層一面接觸。
19.如權(quán)利要求18所述的經(jīng)涂覆片材，其特征在于疊加片材形成由經(jīng)涂覆片材形成的扇狀折疊片，該片的每段上均有粘合劑涂層，與緊鄰經(jīng)涂覆片材上的低粘合性背膠涂層接觸。
全文摘要
公開了一種低粘合性背膠(LAB)材料,它通過各材料混合在一起制得,是自締合的。該混合物可以是水基的,且固體含量高。通過諸如硅氧烷、氟烴或長鏈烴這些官能團提供剝離性能。剝離程度可以定制,對于微球粘合劑,剝離程度可低至0.5克/厘米。
文檔編號C08J7/04GK1348487SQ99816549
公開日2002年5月8日 申請日期1999年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月9日
發(fā)明者M·D·克蘭德爾, S·S·坎特納 申請人:3M創(chuàng)新有限公司