專利名稱：熱活化粘附的平面元件的制作方法
熱活化粘附的平面元件
本發(fā)明涉及基本上二維的元件("2D元件")，其在熱活化下毫無氣泡地 粘結(jié)并且具有至少一種可熱活化的粘合劑，所述2D元件具有至少一個側(cè) 面，該側(cè)面平行于該2D元件的主要尺寸取向并且適合用于該2D元件和基 材的粘結(jié)，本發(fā)明還涉及制備這種在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件的 方法。本發(fā)明進一步涉及借助于這種在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件 產(chǎn)生無氣泡結(jié)合的方法。
常常使用產(chǎn)生接合的粘合劑粘結(jié)(adhesive bond)來接合工件，該接合的
性能可以通過選擇所用的粘合劑進行調(diào)整。這些應用的典型是使用單面或
雙面粘合的2D元件，例如粘合標簽、膠帶、粘合片等。這種粘合制品在一
個側(cè)面或兩個側(cè)面上均具有粘合劑層，換句話說，為二維粘合劑涂層或粘
合劑膜，它們擬將粘合制品附著至基材，即附著至基底或結(jié)合面。然而，
使用非常特定的粘合劑的后果是，為了獲得實際可得的期望的結(jié)合，許多 作為粘合劑使用的體系需要專門的處理措施。.
例如，對于暴露于高負荷下的接合，包括那些在高溫暴露于高負荷下 的接合，優(yōu)選使用在室溫不具有固有粘性而僅在加熱時逐步顯示出與基材 的結(jié)合強度(這是粘結(jié)所需的)的這些粘合劑。這種可熱活化的粘合劑在室溫 下常常是固體形式，在結(jié)合過程中，由于溫度接觸且在適當時還有附加壓 力，它們可以可逆或不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)楦呓Y(jié)合強度的狀態(tài)。例如，可逆的可 熱活化的粘合劑為基于熱塑性聚合物的那些，而使用的不可逆的粘合劑包 括，例如反應性粘合劑，其中發(fā)生可熱活化的化學反應如交聯(lián)反應，結(jié)果 這些粘合劑特別適合用于基材的永久性高強度結(jié)合。
所有這些可熱活化的粘合劑體系的共同特征是，為了粘結(jié)它們必須被 強烈加熱。然而，在這些條件下，粘合劑層內(nèi)常常釋放出氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì), 例如，水(例如包括水蒸汽)或者空氣)，它們例如可能在縮合反應期間作為 交聯(lián)反應的副產(chǎn)物產(chǎn)生，或者在室溫下吸附在聚合物基質(zhì)中并在加熱時經(jīng) 歷解吸。以這種方式釋放的氣態(tài)或液態(tài)流體的量在一些情況下相當可觀
4水吸附在大分子網(wǎng)絡上并可在加熱時逸出。
由于每種情況下在平衡反應過程中均釋放流體，因此流體不能立即全
部逸出，而是在整個粘結(jié)過程中在粘合劑內(nèi)產(chǎn)生，然后集中在粘合劑和基 材之間的粘結(jié)平面處，換言之，在結(jié)合面處。出現(xiàn)在那里的聚集流體主要
為氣泡狀內(nèi)含物(inclusions)的形式，由此導致粘結(jié)的強度在整體上下降。施
用至基材的粘合劑層越厚，則在活化時由此產(chǎn)生的流體量越大，當然對結(jié) 合穩(wěn)定性的損害也越顯著。
因此，在大部分粘結(jié)中這種流體內(nèi)含物和流體氣泡是不想要的。在那 些工藝上要求高度均勻的結(jié)合的情況中(因為其中結(jié)合的直觀品質(zhì)十分重 要)，或者那些在負荷下要求一致高度穩(wěn)定的結(jié)合的情況中，無氣泡(即，整 面)接合尤其重要。然而，至今也沒有已知的允許以簡單方式、高強度無氣
泡粘結(jié)的并且即使在高溫下也會如此的熱活化結(jié)合的2D元件。
因此，本發(fā)明的目的是提供熱活化粘結(jié)的2D元件，其消除了這些缺點 并且尤其確保以筒單方式進行無氣泡粘結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，通過在一開始就指出的那類2D元件實現(xiàn)了這一目的，其 中所述側(cè)面具有溝槽元件，該溝槽元件包括至少 一個適合輸送流體的溝槽， 所述至少一個溝槽置于所述側(cè)面內(nèi)，其方式使得它朝該側(cè)面敞開并連續(xù)地 從該側(cè)面的 一 個邊緣部分延伸到該側(cè)面的另 一 邊緣部分。
所述2D元件具有平面設計，這是指它的高度尺寸相對于 一個或兩個側(cè) 面的尺寸小。例如，在絲狀(filamentform)2D元件的情形中，它的長度顯著 大于其高度和寬度；在帶狀2D元件的情形中，其長度和寬度顯著大于其高 度，另外其長度大于其寬度；以及在片狀或標簽狀2D元件的情形中，其長 度和寬度顯著大于其高度，且長度和寬度的數(shù)量級大致相同。本發(fā)明的2D 元件的平面在其長度和寬度上對應于該2D元件的主要尺寸。因此，這種 2D元件通常具有平行于該2D元件的主要尺寸取向的兩個側(cè)面。
在這兩個側(cè)面的至少一個上，存在具有粘合劑層的可粘結(jié)的2D元件， 該粘合劑層的外側(cè)與基材接合。所述粘合劑層包括至少一種可熱活化的粘 合劑，其在活化溫度下、在高于室溫的溫度下處于活化狀態(tài)，能夠逐漸顯 示出與基材表面的高結(jié)合強度，并且在活化之后，即使在低于低于活化溫 度的溫度(例如，室溫)下也保持這一高結(jié)合強度。在該2D元件和基材的結(jié) 合中，所述側(cè)面然后與基材表面直接接觸并和這部分基材一起形成粘結(jié)區(qū)域，即結(jié)合面。
根據(jù)本發(fā)明，提供的是2D元件的一個側(cè)面的一種特殊設計，其特征在 于，其上布置有至少一個溝槽元件。如果氣態(tài)或液態(tài)流體位于粘合劑層和 基材之間并形成氣泡，則該溝槽元件可以將該流體從結(jié)合面的內(nèi)部移向其 邊緣。通過充滿流體的氣泡的內(nèi)外部產(chǎn)生壓差實現(xiàn)流體從結(jié)合面中的輸送 (即，除去該流體)，該壓差為，例如因粘合劑層或附加襯背的內(nèi)在張力，或 者當對氣泡外部的體積施真空時而導致的在傳播過程中的外部壓力的形 式。由于此壓差，在溝槽元件內(nèi)的氣泡中存在的流體在具有較低總壓的位 置方向被除去。
為此，溝槽元件包括至少一個溝槽，在結(jié)合面中，該至少一個溝槽平
行于主要尺寸延伸，且適合于經(jīng)由該溝槽輸送流體，因此，即使當2D元件 已與基材結(jié)合時，流體也可以經(jīng)由溝槽輸送，2D元件不會起皺(lifting)，也 不存在該處的結(jié)合的局部分離。為此，設定該至少一個溝槽朝該側(cè)面敞開 并由此暴露于該側(cè)面，使得位于基材和2D元件之間的邊界區(qū)的任何聚集流 體流入溝槽并因而可以經(jīng)由溝槽輸送到2D元件的邊緣。此外，該至少一個 溝槽連續(xù)地從所述側(cè)面的 一個邊緣部分延伸到該側(cè)面的另 一邊緣部分，使 得輸送到2D元件邊緣的流體能夠在溝槽的一個邊緣區(qū)域離開并以此方式 簡單地并永久地從結(jié)合面中除去。
在一種有利實施方式中，溝槽元件具有多個溝槽。這樣可以在2D元件 邊緣處將大量流體快速并特別簡單地從粘合劑和基材之間的結(jié)合面中排 出。例如，當較大量的流體短時間內(nèi)形成或集中在結(jié)合面內(nèi)，且必須快速 除去從而不會持久損害總體結(jié)合強度時，這是有利的。
此時，有利的是這些溝槽經(jīng)由一個或多個交叉點彼此連接。從而可以 確保在每種情況中使用最短的輸送路徑，極其有效地從結(jié)合面輸送流體， 這些路徑在結(jié)合擴大時成為具有較低流動阻力的路徑。
另外，有利的是溝槽具有基本上相同的深度和基本上相同的寬度。這 得到了特別均勻地承受負荷的熱活化粘結(jié)的2D元件，由此防止在2D元件 不均勻承載時優(yōu)先在一個位置撕開。
相反，如果承受均勻負荷的能力不是主要關(guān)注的，溝槽當然也可以具 有不同的深度和/或不同的寬度，從而2D元件包含例如非常小的、小的、 中等尺寸的、大的和非常大的溝槽。引入具有非常大尺寸的溝槽確實對2D元件產(chǎn)生力學上承載較小的部分，在該部分2D元件在不均勻負荷下優(yōu)先撕
開，在中等尺寸的溝槽均勻排列的情形中并非如此。然而，這樣可以獲得
最終穩(wěn)定的2D元件，因為可以整體上使中等尺寸、大尺寸和非常大尺寸的 溝槽的數(shù)量降至最低。例如，可以采用溝槽元件的樹枝狀設計，其中大量 非常小的溝槽將來自粘合劑的流體除去到較少量的小溝槽中，這些較少量 的小溝槽敞開通到(open out into)甚至更少數(shù)量的中等尺寸的溝槽中，該中等 尺寸的溝槽進而允許流體排入少量大的溝槽中，然后流體經(jīng)由該大的溝槽 能夠通到單個的非常大的溝槽，從該非常大的溝槽在邊緣部分離開2D元 件。
另外，在溝槽的寬度為至少100nm且不大于2mm時是有利的。使用 寬度大于2mm的溝槽極其損害粘結(jié)的承載能力，即使對于具有幾個平方米 的結(jié)合區(qū)域的大的2D元件也是如此，而在寬度小于100 nm的溝槽中，流 體輸送所需的壓力不相稱地上升到高的程度。在這種體系中，由于與溝槽 壁的相互作用(該作用在小溝槽截面中相當大)，不可能發(fā)展為層狀流分布 (laminar flow profile)。此外，采用常規(guī)的制造技術(shù)形成這種小結(jié)構(gòu)非常復雜， 因此并非經(jīng)濟合理的。
當側(cè)面中溝槽元件的總面積大于該側(cè)面總面積的2%且至多為該側(cè)面 總面積的65%,優(yōu)選大于該側(cè)面總面積的5%時，該熱活化粘結(jié)的2D元件 特別合適。如果溝槽元件的總面積小于側(cè)面總面積的2%,則整體上僅有少 量寬度小的溝槽，因此溝槽元件的輸送能力總的來說非常低并且流體不能 從結(jié)合面快速排出。在溝槽元件的總面積大于該側(cè)面總面積的5%時，觀察 到為輸送流體所施加的壓力顯著下降。然而，如果溝槽元件的總面積大于 側(cè)面總面積的65%,則2D元件和基材的粘附力非常低。
而且，2D元件可包括永久性襯背。這賦予2D元件在面臨機械接觸時 整體上具有高的牢固性水平。
另外，2D元件可具有第二側(cè)面，該第二側(cè)面與上述側(cè)面相對布置并平 行于2D元件的主要尺寸取向，而且適合用于該2D元件和第二基材的粘結(jié)。 此第二側(cè)面可具有第二溝槽元件，該第二溝槽元件包括至少一個適合輸送 流體的溝槽，其置于第二側(cè)面內(nèi)，使得它朝第二側(cè)面敞開并連續(xù)地從該第 二側(cè)面的一個邊緣部分延伸到該第二側(cè)面的另一邊緣部分。這樣，獲得雙 面可粘結(jié)的2D元件，其中兩個粘合劑層各自具有用于從結(jié)合面中除去流體
7的溝槽元件，因此，如此可以獲得在兩個面均無氣泡地粘結(jié)的2D元件。
此外，在2D元件包括如下的臨時襯背時是有利的，該臨時襯背具有凸 起的背脊元件(ridge element),該凸起的背脊元件與所述至少一個溝槽以互 補方式成形并嚙合到(engage into)該至少一個溝槽中。當2D元件以一致具 有這種類型的互補襯背的方式存放時，這種設計確保了粘合劑層中的溝槽 元件的功能即使在較高溫度下也得以保留。在臨時襯背存在下，沒有粘合 劑流入溝槽內(nèi)，由此溝槽元件保持連續(xù)。
另外，此設計具有簡化制備粘合劑層中的溝槽元件的作用，使得該溝 槽元件在臨時襯背的輔助下在成形步驟中得以制備。因此，此設計也提供 了制備在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件的特別簡單的方法，其中將可 熱活化的粘合劑施用到臨時襯背的 一個頂面，其方式使得當該粘合劑施用 至所述臨時襯背時，該臨時襯背頂面上的背脊元件在該粘合劑中以與該背 脊元件互補的方式形成溝槽元件，并如此嚙合到所述溝槽元件的至少一個 溝槽中。這樣，使用臨時襯背和置于其上的背脊元件作為流延模具或壓花
劑層上進行單獨的結(jié)構(gòu)化步驟。
特別有利的是，在制備雙面可粘結(jié)的2D元件中，使用同樣雙面配置有 背脊元件的臨時襯背，因為這樣可以更加簡化上述制備方法。此時，可以 將第二溝槽元件壓印在2D元件的第二個面上，再次不需要單獨的結(jié)構(gòu)化步 驟，最后將臨時接合在臨時襯背一個面上的2D元件巻繞成巻以便于存放， 這樣在2D元件的第二側(cè)面上，將可熱活化的粘合劑壓向臨時襯背的第二頂 面的第二背脊元件，與上述頂面相對布置，使得與第二背脊元件以互補方 式成形的第二溝槽元件壓印到粘合劑中并嚙合到該第二溝槽元件的至少一 個溝槽中。
因此本發(fā)明的另一方面提出通過上述在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的 2D元件來產(chǎn)生無氣泡粘結(jié)的方法。至今為止，通常將聚集在結(jié)合面的流體 在強壓下輸送到2D元件的邊緣。此方法具有大量實際缺點，由于為輸送流 體不得不施加的壓力必須足夠大，從而在流體流過期間在短暫的熱狀態(tài)下 將粘結(jié)局部分開，然后再形成(re-form)結(jié)合，因此2D元件和基質(zhì)的粘合力 常常較弱。所以，本發(fā)明的另一目標是提供一種方法，該方法消除所述缺 點并允許，特別是，沿結(jié)合平面簡單輸送流體而不伴隨結(jié)合強度的降低。
8通過以下方法實現(xiàn)該目的，其中在熱層壓步驟中，在壓力下將2D元件 施用至基材，使得封閉在2D元件和基材之間的結(jié)合區(qū)中的流體經(jīng)由溝槽元 件排出該結(jié)合區(qū)。使用溝槽元件使得流體即使在微小壓力下也能離開。不 再必須局部分分開已經(jīng)得到的粘結(jié)。
應理解，在本申請中在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件為設計用于
熱活化結(jié)合并且還適合無氣泡接合的任何片狀結(jié)構(gòu)。在本申請中，無氣泡 接合是任何與基材的整面粘結(jié)，其中在結(jié)合面不存在氣泡，無需后處理
(aftertreatment)或者最多用非常簡單的后處理就可以獲得這種情形。
本發(fā)明的2D元件適合在設置平行于該2D元件主要尺寸的兩個側(cè)面的 至少一個上粘結(jié)基材和2D元件，在適當時在兩個側(cè)面均可粘結(jié)。這種方案 包括粘結(jié)所需的任何措施例如，在該側(cè)面直接和容易達到地布置粘合劑， 還選擇適合特定基材的粘合劑和粘合劑涂層，通過以下物質(zhì)可以獲得的一 些措施，如相對于基材表面粗糙度而言厚度充分的粘合劑層，或者適合與 基材形成高結(jié)合強度的粘合劑組合物。
劑。這種粘合劑可具有不同的聚合物結(jié)構(gòu)。下文僅僅舉例描述的是許多典 型可熱活化的粘合劑體系，發(fā)現(xiàn)它們特別有利于本發(fā)明，尤其是那些基于 聚丙烯酸酯、基于聚烯烴、和基于彈性體類聚合物和至少一種改性樹脂的 那些粘合劑體系。
基于聚丙烯酸酯和/或聚曱基丙烯酸酯(下文簡稱為聚(曱基)丙烯酸酯) 的可熱活化的粘合劑包括70% 100%重量作為主要單體的、具有通式 CH產(chǎn)C(R1 )(COOR2)的丙烯酸酯和/或曱基丙烯酸酯和/或這些化合物的游離 酸，其中R'選自H和CH3， R"選自包含H和/或具有1 30個^f友原子的烷基 鏈的基團。這類單體例如為丙烯酸類單體，包括具有1 14個碳原子的烷基 的丙烯酸酯和曱基丙烯酸酯。不希望受該列舉限制地，這類單體的具體實 例可以包括丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸乙酯、 丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、曱基丙烯酸正丁酯、丙烯 酸正戊酯、丙烯酸正己酯、曱基丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正 辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、曱基丙烯酸硬脂酯、 丙烯酸二十二烷基酯，及其支化的異構(gòu)體，例如丙烯酸2-乙基己酯。還適 合少量添加到該主要單體的其他有用的單體為曱基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片基酯或曱基丙烯酸異冰片基酯。
這類聚合物可任選含有不大于30%重量的作為其他單體的烯屬不飽和
單體，其具有另外的官能團且通式為CH2=C(R3)(COOR4)，其中W選自包括 H和/或CH3的基團，和OR2為官能團或至少含有支持粘合劑后面交聯(lián)的官 能團，粘合劑在暴露于紫外光時通過該官能團(例如具有給H效應)進行交聯(lián)。
其他這類單體的實例為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、曱基丙烯酸羥 乙酯、曱基丙烯酸羥丙酯、烯丙基醇、馬來酸酐、衣康酸酐、衣康酸、丙 烯酰胺和曱基丙烯酸縮水甘油基酯、丙烯酸苯曱酯、甲基丙烯酸苯曱酯和 丙烯酸苯酯、曱基丙烯酸苯酯、叔丁基苯基丙烯酸酯、叔丁基苯基曱基丙 烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、曱基丙烯酸苯氧基乙酯、曱基丙烯酸2-丁氧 基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、二曱基氨乙基曱基丙烯酸酯、二曱基氨基 乙基丙烯酸酯、二乙基氨乙基曱基丙埽酸酯、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、 曱基丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基乙酯、曱基丙烯酸甘油酯、曱基丙烯酸 6-輕基己酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羥曱基-曱基丙烯酰胺、N-(丁氧基曱基) 曱基丙烯酰胺、N-羥甲基-丙烯酰胺、N-(乙氧基曱基)丙烯酰胺、N-異丙基 丙烯酰胺、乙烯基乙酸、丙烯酸四氫糠基酯、P-丙烯酰氧基丙酸、三氯代丙 烯酸、富馬酸、巴豆酸、烏頭酸和二曱基丙烯酸，該列舉并非窮舉。
該其他這類單體另外的實例為，例如，芳族乙烯基化合物，芳環(huán)可以 優(yōu)選由C4 C18單元構(gòu)成且也可以含有雜原子，該芳族乙烯基化合物例如為 苯乙烯、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基苯鄰二曱酰亞胺、曱基苯乙烯、3，4-二曱 氧基苯乙烯或4-乙烯基苯甲酸，該列舉并非窮舉。
選擇用于聚合的單體，使得所得的聚合物可以用作可熱活化的粘合劑。
對于本發(fā)明的要求，例如，得到的聚合物的靜態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,A大于
30。C。
根據(jù)前述說明，這種至少30。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,A通過選擇單體和 單體混合物的定量組成以便得到符合類似于如下Fox表示的方程式(參考 T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1(1956)123)的方程式(E1)的期望的聚合物Tg,A 值而獲得<formula>formula see original document page 11</formula>
(El).
在式中，n是所用單體的序號，Wn是各個單體n的質(zhì)量分數(shù)(以wt。/。計)， Tg,n是各單體n的均聚物的相應的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(以K計)。
也可以使用基于聚烯烴的粘合劑，特別是基于軟化范圍位于30。C以上 并且在結(jié)合之后的冷卻過程中再次凝固的聚-a-烯烴的粘合劑代替這種基于 丙烯酸酯的粘合劑。這種基于聚烯烴的粘合劑的靜態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，A 或熔點Tm,A例如為35。C 180。C。通過#4居目標加入添加劑還可以進一步增 加這些聚合物的結(jié)合強度。因而，為此可以使用例如聚酰亞胺共聚物或聚 乙酸乙烯酯共聚物作為結(jié)合強度促進添加物。
為了獲得期望的靜態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,A或熔點Tm，A，這里再次選擇
所用的單體、還有它們的量，從而得到符合類似于Fox表示的方程式的方 程式(E 1)的期望的聚合物的溫度值。
為了更易于處理，還進一步限制可熱活化的粘合劑的靜態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變
溫度Tg,A或熔點Tm,A。如果所述溫度過低，則存在2D元件在傳遞或輸送期
間在高溫下變軟并熔合到底層網(wǎng)幅(underlying web)上的風險，結(jié)果2D元件
不再可拆分。
為此為了確定最佳溫度范圍，可以改變共聚單體的分子量，還有其組
成。為了設定低靜態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,A或低熔點Tm,A,例如可以使用具有
中等分子量或低分子量的聚合物。在本申請中還可以將低分子量聚合物與 高分子量聚合物共混。在此意義上，發(fā)現(xiàn)使用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、 聚己烯或這些聚合物的共聚物是有利的。
例如，可以以層的形式施涂聚乙烯和聚乙烯共聚物的含水分散體。欲 使用的特定共混物的組成進而取決于所得到可熱活化的粘合劑的期望的靜
態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg,A或期望的熔點Tm,A。
聚-oc-烯烴形式的各種可熱活化的聚合物可得自Degussa公司，商品名 為VestoplastTM。才是供名稱為Vestoplast 703, 704, 708, 750， 751, 792, 828, 888和891的富含丙烯的聚合物。它們的熔點的Tm，A范圍為99~162°C。提 供名稱為VestoplastTM 308, 408, 508, 520和608的富含丁烯的聚合物。它們 具有84 157°C范圍的熔點TmA。
ii在美國專利3,326,741、 3,639,500、 4,404,246、 4,452,955、 4,404,345、 4,545,843、 4,880,683和5,593,759中公開了其他可熱活化的壓敏粘合劑的實 例。這些文獻還描述了其他可高溫活化的壓敏粘合劑體系。
作為替代，可以根據(jù)彈性體基礎聚合物和至少一種改性劑樹脂設計可 熱活化的粘合劑。對于彈性體基礎聚合物，可以采用所有合適的彈性體聚 合物，實例為橡膠、丁腈橡膠、環(huán)氧化丁腈橡膠、聚氯異戊二烯和聚丙烯 酸酯。橡膠可以是合成橡膠或天然橡膠。合適的合成橡膠為所有常規(guī)的合 成橡膠體系，如那些基于聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇縮曱醛、腈橡膠、丁 腈橡膠、氳化的丁腈橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠、曱基-乙烯基-有機硅橡膠、氟代有機硅橡膠、四氟乙烯-丙烯共 聚物橡膠、丁基橡膠或苯乙烯-丁二烯橡膠。通常選擇合成橡膠，使得它們 具有溫度范圍為-80。C 0。C的軟化溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
丁腈橡膠市售的常見實例為，例如，Eni Chem的Europrene , Bayer 的Krynac ，或者Zeon的BreonTM和Nipol NTM。聚乙烯醇縮曱醛可以為例 如Ladd Research的FormvarTM。聚乙烯醇縮丁醛可為得自Solutia的 ButvarTM，得自Wacker的PioloformTM和得自Kuraray的MowitalTM?？傻玫?的氫化的丁腈橡膠包括，例如Bayer的TherbanTM產(chǎn)品和Zeon的ZetpoFM產(chǎn) 品。市售的聚丙烯酸酯橡膠例如為Zeon的Nipol ARTM。可得到的氯丁二烯 的一個例子為Bayer的Baypren ?？梢垣@得乙烯-丙烯-二烯橡膠，例如， 為DSM的Keltan , Exxon Mobil的Vistalon — Bayer的Buna EPTM。曱 基-乙烯基-有機硅橡膠可得自，例如Dow Corning的SilasticTM和GE Silicones 的SiloprenTM。以及合適的氟代有機硅橡膠為，例如GE Silicones的 Silastic 。 丁基橡月交可得自，例如Exxon Mobil的Esso ButylTM?？捎米鞅?乙烯-丁二烯橡月交的例如為Bayer的Buna STM， Eni Chem的EuropreneTM和 Bayer的Polysar STM。
除了純彈性體聚合物，還可以使用熱塑性聚合物和彈性體基礎聚合物 的共混物。優(yōu)選從以下聚合物中選擇熱塑性材料聚氨酯、聚苯乙烯、丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酯、未增塑聚氯乙烯、增塑聚氯乙烯、 聚曱醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、氟化聚合物如聚四氟乙烯、 聚酰胺、乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯、聚酰亞胺、聚醚、共聚酰胺、 共聚酯、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯)和聚(曱基)丙烯
12酸酯。該例舉也不是全面的。通常選擇熱塑性聚合物使得軟化溫度或玻璃
化轉(zhuǎn)變溫度的溫度范圍為60。C 125。C。
可擔當改性劑樹脂的樹脂是所有那些影響粘合劑的粘合性質(zhì)的樹脂，尤其是增加結(jié)合強度的樹脂和反應性樹脂。作為增加結(jié)合強度的樹脂，可以使用所有已知的增粘樹脂。作為粘合劑的一部分，改性劑樹脂的分率通常為25% 75%重量，基于彈性體聚合物和改性劑樹脂全部共混物的重量。
作為增加結(jié)合強度的樹脂或增粘樹脂 一 也稱為增粘劑樹脂，可以毫無例外地使用所有文獻中已知的和描述的增粘劑樹脂，實例為蒗烯樹脂、茚樹脂和松香，它們的歧化(disproportionated)、氫化、聚合以及酯化衍生物及鹽，以及脂肪族或芳族烴樹脂，薛烯樹脂和辟烯酚醛樹脂，以及C5樹脂、C9樹脂和其它烴樹脂?？蓡为毷褂没蛞匀魏纹谕慕M合使用這些樹脂和其它樹脂，以根據(jù)要求調(diào)節(jié)得到的粘合劑的性質(zhì)。 一般而言，可以使用與熱塑性材料相容(溶解)的所有樹脂；特別是脂族、芳族或烷基芳族烴樹脂，基于單一單體的烴樹脂，氫化烴樹脂，功能烴樹脂以及天然樹脂。可以明確地參考在Donatas Satas的"壓敏膠粘劑技術(shù)手冊(Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology)，，(van Nostrand， 1989)中對現(xiàn)有知識狀態(tài)的描述。
粘合劑可以進一步包括反應性樹脂，該反應性樹脂能夠自身交聯(lián)、與粘合劑中的其他反應性樹脂和/或至少一種丁腈橡膠交聯(lián)。在粘合劑內(nèi)，由于化學反應，反應性樹脂影響所述粘合劑的粘合性質(zhì)。在本申請中可以使用所有常規(guī)的反應性樹脂作為反應性樹脂，實例為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、
碎烯-酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、具有異氰酸酯基團的樹脂、或者這些樹脂的共混物。
環(huán)氧樹脂包括全部環(huán)氧化物的集合。因此，環(huán)氧樹脂可以為單體、低聚物和聚合物。聚合的環(huán)氧樹脂在種類上可以為脂族、脂環(huán)族、芳族或雜環(huán)的。環(huán)氧樹脂通常具有至少兩個可以用于交聯(lián)的環(huán)氧基團。
對于聚合的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂的分子量在100 g/mo1至最大10000g/mo1的范圍變化。
環(huán)氧樹脂包括所有常規(guī)的環(huán)氧化物，例如雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的反應產(chǎn)物、苯酚和曱醛(稱為線型酚醛清漆樹脂)與環(huán)氧氯丙烷的反應產(chǎn)物，環(huán)氧氯丙烷與對-氨基苯酚的反應產(chǎn)物或縮水甘油基酯。
13這種類型的環(huán)氧樹脂例如可以如下形式購買來自Ciba Geigy的 Araldite 6010, CY-281TM, ECN 1273, ECN 1280, MY 720, RD-2;來自 Dow Chemical的DER 331, DER 732, DER 736， DENTM 432, DENTM 438, DENTM 485; EponTM 812， 825， 826， 828， 830, 834， 836, 871， 872, 1001， 1004, 1031等;以及來自Shell Chemical的HPT 1071, HPT 1079。
市售的脂族環(huán)氧樹脂的實例例如為乙烯基環(huán)己烷二氧化物如來自 Union Carbide Corp.的ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289或 ERL-0400。
可以使用的線型酚醛清漆樹脂的實例包括Celanese的Epi-RezTM 5132; Sumitomo Chemical的ESCN-001; Ciba Geigy的CY-281; Dow Chemical的 DEN 431， DENTM 438, Quatrex 5010; Nippon Kayaku的RE 305S; DaiNippon Ink Chemistry的Epiclon N673或Shell Chemical的Epikote 152。
可以使用常規(guī)的酚醛樹脂作為酚醛樹脂，例如Toto Kasei的YP 50; Union Carbide Corp.的PKHC或者Showa Union Gosei Corp.的BKR 2620。也 可以單獨使用或與其他酚醛樹脂一起使用曱階段酚醛樹脂作為反應性樹 脂。對于萜烯-酚醛樹脂，可以使用所有常規(guī)的萜烯-酚醛樹脂，例如Arizona Chemical的NIREZ 2019。對于三聚氰胺樹脂，可以使用所有常規(guī)的三聚 氰胺樹脂，例如來自Cytec的CymeFM 327和323。對于含有異氰酸酯基團 的樹脂，可以使用用異氰酸酯基團官能化的常規(guī)樹脂，例如來自Nippon Polyurethane Ind.的Coronate L，來自Bayer的Desmodur N3300或 Mondur 489。
為了加速兩種組分之間的反應，粘合劑還可以任選包括交聯(lián)劑和促進 劑。合適的促進劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適的促進劑，例如，可 以如下形式購買的咪峻類來自Shikoku Chem, Corp.的2M7， 2E4MN， 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505和L07N，及來自Air Products的Curezol 2MZ;以 及還有胺，特別是叔胺。合適的交聯(lián)劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合 適的交聯(lián)劑，例如六亞曱基四胺(HMTA)。
此外，粘合劑還可以任選包括其他組分，例如增塑劑、填料、成核劑、 膨脹劑、結(jié)合強度增強添加劑和熱塑性塑料添加劑、配合劑和/或老化抑制 劑?？梢允褂玫脑鏊軇┦潜绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適的增塑劑，例如，
基于如下物質(zhì)的那些增塑劑聚二醇醚、聚氧化乙烯、磷酸酯、脂族羧酸
酯和苯曱酸酯、芳族羧酸酯、較高分子量的二元醇、磺酰胺和己二酸酯。對于填料，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適的填料，例如纖
維，炭黑，金屬氧化物如氧化鋅和二氧化鈦，白堊，硅石，硅酸鹽，由玻
璃或其他材料制得的實心珠、空心珠或微珠。
對于老化抑制劑，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適的老化抑
制劑，例如基于主抗氧化劑或輔助抗氧化劑或光穩(wěn)定劑的那些。
對于結(jié)合強度增強添加劑，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適
的結(jié)合強度增強添加劑，例如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯
酸酯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-丙蹄-二烯橡膠、曱基-乙烯基-有機硅橡膠、
氟有機硅橡膠、四氟乙烯-丙烯共聚物橡膠、丁基橡膠或苯乙烯-丁二烯橡膠。
例如，聚乙烯醇縮甲醛可以為Ladd Research的FormvarTM 。聚乙烯醇縮丁醛可以為得自Solutia的Butvar , Wacker的PioloformTM和Kuraray的Mowital 。聚丙烯酸酯橡膠可以為得自Zeon的Nipol ARtm。氯丁二烯橡膠可以為得自Bayer的BayprenTM。乙烯-丙烯-二烯橡膠可以為得自DSM的Keltan ,得自ExxonMobil的VistalonTM和得自Bayer的BunaEPTM。曱基-乙烯基-有機硅橡膠可以為得自Dow Corning的SilasticTM和得自GESilicones的Silopren 。氟有機硅橡膠可以為得自GE Silicones的Silastic 。丁基橡膠可以為得自ExxonMobil的Esso Butyl 。苯乙烯-丁二烯橡膠可以為得自Bayer的Buna STM,得自Eni Chem的EuropreneTM和得自Bayer的Polysar STM。
對于熱塑性塑料添加劑，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有合適的熱塑性塑料，實例為選自以下的熱塑性塑料材料聚氨酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酯、未增塑的聚氯乙烯，增塑的聚氯乙烯，聚曱醛，聚對苯二曱酸丁二醇酯，聚碳酸酯，氟化聚合物如聚四氟乙烯，聚酰胺，乙烯-乙酸乙烯酯，聚乙酸乙烯酯，聚酰亞胺，聚醚，共聚酰胺，共聚酯，聚(曱基)丙烯酸酯，以及還有聚烯烴如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚異丁烯。
此外，熱活化粘結(jié)的2D元件的結(jié)合強度可以通過進一步根據(jù)目標添加添加劑而增加，例如通過使用聚亞胺共聚物和/或聚乙酸乙烯酯共聚物作為結(jié)合強度-促進添加物。
根據(jù)本發(fā)明，2D元件包括在所述側(cè)面上的至少一個溝槽元件。此溝槽 元件具有 一個溝槽或者兩個或更多個溝槽，該溝槽可以具有任何期望的有 利排列，因此在其最簡單的形式下該溝槽元件僅僅由單個溝槽組成。溝槽 是指適合排出流體的基本上為延長設計的任意渠道狀凹陷。因此，溝槽的
橫截面可以具有任何常見的輪廓，例如半圓形、半橢圓形、三角形、長方 形或正方形、不等邊四邊形、不規(guī)則形狀等等。
本申請將一個或多個溝槽設置在粘合劑層中，使得各溝槽的內(nèi)腔在所 述側(cè)面敞開并易于/人該側(cè)面中進入。如此，在該側(cè)面的粘合劑和基材表面 之間的結(jié)合中存在的任何流體能夠從此處通過，直接進入該至少一個溝槽 中。
該至少 一 個溝槽連續(xù)地從該側(cè)面的 一 個邊緣部分延伸到該側(cè)面的另一
邊緣部分。所述側(cè)面的邊緣部分是2D元件外部邊緣側(cè)面中的任意區(qū)域，該 外部邊緣側(cè)面的布置與2D元件的主要尺寸基本上垂直。這種溝槽面對這些 邊緣側(cè)面不是通過壁來關(guān)閉，而是敞開的。因此，任何流體可以經(jīng)由該邊 緣側(cè)面中的開孔從溝槽空間中排出，并由此永久性地離開2D元件和結(jié)合 面，所述溝槽空間是在結(jié)合過程中由溝槽和基材表面形成的。此布置從側(cè) 面的一個邊緣部分至該側(cè)面的另 一端部是連續(xù)的，因此在相同的外部邊緣 側(cè)面或在不同的外部邊緣側(cè)面可以布置所述一個邊緣部分和另 一個邊緣部 分。
如果在溝槽中流體可以從溝槽的一端輸送至該溝槽的另 一端，則對于 本發(fā)明的目的而言，該溝槽看作是連續(xù)的。然后在該另一端流體可以直接 離開2D元件，或者輸送到與該溝槽連接的其他溝槽中并且經(jīng)由該其他溝槽 離開2D元件。術(shù)語"連續(xù)的"也包括彼此不連接且具有尾部封閉的(ending blindly)末端部分的兩個或更多個溝槽，在每種情況下通過該溝槽的流體輸 送僅可以允許發(fā)生在各溝槽的敞開端，但是其中2D元件的外部邊緣側(cè)面的 至少兩個不同的邊緣部分具有這樣的開孔。此時，所述至少一個溝槽僅為 連續(xù)的，直到2D元件和基材的結(jié)合中的任何流體從結(jié)合面中除去，并且獲 得了無氣泡的結(jié)合。之后，該溝槽可以是連續(xù)的或者可以是不能通行的， 因此，由于隨后粘合劑的粘性流動而遭遇完全或局部堵塞。
對于兩個或更多個溝槽的布置，這些溝槽可以具有任何期望的合適的
16幾何結(jié)構(gòu)。例如，彼此平行延伸而非彼此連接的兩個或更多個溝槽可以形成溝槽元件?；蛘?，溝槽元件可以由形成樹狀或有分支的溝槽體系的多重分支的溝槽構(gòu)成。另外，溝槽的其他排列也是可行的，由此，例如網(wǎng)狀或格子狀的溝槽排列也可以形成本發(fā)明的溝槽體系。在后一情況中，溝槽可以通過一個或多個交叉點彼此連接，使得經(jīng)由該溝槽元件輸送的流體可以由一個溝槽進入另一溝槽。當然溝槽元件也可以具有相互并排布置的兩個
或更多個溝槽體系。
在

圖1 4中圖示說明了根據(jù)本發(fā)明溝槽元件的結(jié)構(gòu)的多個典型例子。
在這些圖中
圖1顯示了溝槽元件的第一結(jié)構(gòu)，
圖2顯示了溝槽元件的第二結(jié)構(gòu)，圖3顯示了溝槽元件的第三結(jié)構(gòu)，和圖4顯示了溝槽元件的第四結(jié)構(gòu)。
在每種情況中，2D元件的主要尺寸平行于圖示平面，長方形的2D元件的外部邊緣側(cè)面如細的外邊界線所示。在每種情況中較粗的黑線顯示溝槽元件內(nèi)溝槽的排列，因此白色區(qū)域顯示與基材接觸的2D元件的那個側(cè)面的結(jié)合區(qū)域。
在圖1中，顯示了連貫的格子狀結(jié)構(gòu)，其由多個在交叉點彼此以直角匯合的相互連接的溝槽構(gòu)成。在此結(jié)構(gòu)中所有溝槽的寬度相同。
圖2再次描述了由多個相互連接的溝槽構(gòu)成的連貫的格子狀結(jié)構(gòu)。此處顯示的結(jié)構(gòu)與圖1相比為不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，因此在交叉點溝槽相互匯合的角度和距離彼此不同。同樣在此結(jié)構(gòu)中，所有溝槽的寬度相同。
圖3表示由在一個優(yōu)先方向布置的多個單個溝槽構(gòu)成的非連貫結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)同樣是不規(guī)則構(gòu)造，因此溝槽區(qū)域性地具有曲率半徑不同的部分曲線。同樣在此結(jié)構(gòu)中，所有溝槽的寬度相同。
圖4表示的是由多個在交叉點彼此以直角匯合的相互連接的溝槽構(gòu)成的連貫的格子狀結(jié)構(gòu)。然而，與圖1的結(jié)構(gòu)相比，在該結(jié)構(gòu)中的溝槽具有不同寬度。
僅僅通過說明的方式選擇這些實例，并不意圖限制本發(fā)明的范圍。例如，本發(fā)明的溝槽元件當然也可以為梯形、三角形或類似結(jié)構(gòu)。
溝槽可以具有任何期望的合適尺寸；例如，溝槽可以具有基本上相同
17的深度和基本上相同的寬度，或者不同的溝槽可以具有不同深度和/或不同 寬度。后一設計包括具有雙峰、三峰或多峰溝槽尺寸的體系，其中存在兩 種不同的、三種不同的或多種不同的溝槽4黃截面。例如，可以制備如下的
溝槽體系，此體系具有具有大的橫截面的主溝槽；多個橫截面較小的小 一些的次級溝槽，此次級溝槽敞開通到主溝槽；此次級溝槽進而通向具有 更小橫截面的次級溝槽；等等，以制備橫截面朝著所述外邊緣側(cè)面中的相 應開孔擴張或逐漸縮'J、的溝槽體系。溝槽的最大深度受到粘合劑層的厚度 限制，而溝槽的寬度為至少100nm且不大于2mm。對于2D元件的側(cè)面總 面積和設入其中的溝槽元件的總面積的相對比例，位于所述側(cè)面的溝槽元 件的總面積應該大于2D元件的側(cè)面總面積的2%且不大于2D元件的側(cè)面 總面積的65%,〗尤選大于該側(cè)面總面積的5%。
溝槽必須還要適合用于輸送流體。此適應性包括允許或改進流體通過 溝槽元件的溝槽輸送所需要的和/或有效的任何措施。該措施可以為，例如 適應溝槽的幾何結(jié)構(gòu)，如適應溝槽的尺寸或適應溝槽橫截面的形狀，以及 還適應溝槽壁的特性。后者是需要的，例如，當為了活化時需要將粘合劑 加熱到如此高的溫度，以至于粘合劑的粘度急劇下降。在這些情況中，沒 有將溝槽壁的適應性單獨考慮，例如，僅在溝槽壁區(qū)域中的粘合劑為涂層 形式或局部預交聯(lián)的形式中，溝槽截面積將經(jīng)歷急劇下降，因為在這些溫 度下，不可能不考慮粘合劑的粘性流動，這使得流體通過溝槽元件輸送更 加困難，如果不是真的不可能的話。
取決于要求的具體性質(zhì)，2D元件可包括永久性襯背或可以是無村背設 計。如果2D元件整體上具有極低高度(例如，在微小范圍內(nèi)粘結(jié)的情況中)， 無襯背設計，例如為具有兩種不同的粘合劑或僅具有一種粘合劑的轉(zhuǎn)移膠 帶(adhesive transfer tape)的形式，是明智的。相反，例如如果需要具有特別 高機械穩(wěn)定性的2D元件(例如，在高載荷結(jié)合的情況中)，和2D元件用作 沖切物(diecut)時為了改進沖切性能，則具有附加襯背的設計特別有利。
這種永久性襯背可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的任何材料構(gòu)成，例如， 由聚合物構(gòu)成，如聚酯、聚乙烯、聚丙烯(包括改性聚丙烯如雙軸取向的聚 丙烯(BOPP))、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氯乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯；或 者由天然物質(zhì)構(gòu)成；這些材料可以釆取4幾織物、編織物或無綿織物、無紡 布、紙、泡沫材料、膜等，或其組合，如層合體或機織膜的形式。
18當使用永久性襯背時，為了改善粘合性，可以在該村背的一面或兩面 配置助粘劑，稱為"底漆"。對于這種類型的助粘劑，可以使用典型的底漆 體系，如基于聚合物如乙基-乙酸乙烯酯或官能化乙基-乙酸乙烯酯，或其他 反應性聚合物的熱密封粘合劑?？梢允褂玫墓倌軋F是所有典型的粘合性-增 強基團，如環(huán)氧基團、吖丙。定基團、異氰酸酯基團或馬來酸酐基團。而且， 還可以將額外的交聯(lián)組分加入助粘劑，實例為三聚氰胺樹脂或三聚氰胺-曱 醛樹脂。因此，高度合適的助粘劑包括基于聚偏二氯乙烯和偏二氯乙烯共
聚物的那些，特別是與氯乙烯的共聚物(例如，得自Dow Chemical Company 的Saran)。
此外，2D元件可以在一個面或在兩個面上均具有粘合劑；換言之， <又 在與2D元件的主要尺寸平行布置的一個側(cè)面上配置粘合劑層，或者在第二 側(cè)面上也配置粘合劑層，該第二側(cè)面位于2D元件中，在與所述一個側(cè)面相 反的那面上。在后一情況中，取決于應用和欲結(jié)合的基材，在兩個側(cè)面上 的粘合劑層的粘合劑可以相同或不同。因此，本發(fā)明的2D元件也可以代表 無背襯的轉(zhuǎn)移膠帶，在粘合劑層中包括單一的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明，第二 粘合劑同樣可以具有合適的溝槽元件，其中第二溝槽元件的設計可以與第 一溝槽元件的設計相同或不同。
為了制備2D元件，將共混的粘合劑施用至襯背?？梢詫⒄澈蟿┲苯邮?用至2D元件，例如施用至永久性襯背或另一平坦鋪開的粘合劑層。或者， 也可以進行間接施用，例如使用臨時襯背，例如加工用襯里(in-process liner) 或者防粘襯里。
對于臨時襯背，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有臨時襯背，如防 粘膜、防粘清漆或防粘紙。例如，防粘膜是基于聚乙烯、聚丙烯(例如，包 括取向的聚丙烯如雙軸取向聚丙烯)、聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚萘二曱酸 乙二醇酯、聚氯乙烯、聚酯、聚酰亞胺或這些材料的共混物的降粘膜。防 粘清漆可通常是用于降低粘附性的有機硅清漆或氟化清漆。防粘紙是本領(lǐng) 域技術(shù)人員已知的所有合適的防粘紙，如基于以下物質(zhì)的那些高壓法制 備的聚乙烯(LDPE)、低壓法制備的聚乙烯(HDPE)、蠟光防油紙(glazed greaseproofpaper)或玻璃紙。為了進一步降低粘性，還可以額外地為脫模劑 配置防粘層。適合用于防粘層的材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有常規(guī)材 料，如有機硅防粘清漆或氟化的防粘清漆。在選擇合適的臨時襯背材料中，應該考慮足夠的耐熱性，使得在任何 進一步的加工步驟如熱層壓中，對臨時襯背沒有^5皮壞。
此時，這種防粘襯里上的兩個面中， 一個面的剝離力(rdease force)比另 一個面低，使得粘合劑更有效地附著在該所述的一個面上，也是合理的。 用這種方法，在將存放在巻上的2D元件退繞時，可以防止粘合劑轉(zhuǎn)移，因 為相比于該所述的一個面粘合劑更容易與另 一面分開。
通過常規(guī)方法和使用常規(guī)裝置，例如經(jīng)由熔體模頭或擠出模頭對2D元 件施涂粘合劑。在施涂期間，在每種情況中2D元件均在一側(cè)涂覆粘合劑。 如此由施涂的粘合劑獲得的二維粘合劑涂層可以覆蓋2D元件一個面的整 個區(qū)域或者可以僅局部施涂。
例如，可以由溶液施涂粘合劑。為了溶解，優(yōu)選使用對粘合劑的至少 一種組分具有良好溶解性的那些溶劑。
對于從熔體施涂粘合劑，例如可以在減壓下在濃縮擠出機中除去任何 存在的溶劑。這可以使用例如單螺桿或雙螺桿擠出機進行，其中在相同真 空段或在不同真空段蒸出溶劑，并且如果合適的話，還有進料預熱器。
為了以直接法制備2D元件，例如可以在第一步在襯背的一面施涂粘合 劑，以及在第二步在襯背的另一面施涂相同粘合劑或不同粘合劑?；蛘撸?在直接涂布操作中，例如在第一步也可以將一種粘合劑施涂至脫模劑，并 且在第二涂布步驟中由溶液或熔體直接施涂相同的粘合劑或另 一粘合劑至 該一種粘合劑，具體地施涂至該一種粘合劑不被脫模劑覆蓋的那面上。在 后一方式中，獲得無襯背的2D元件，例如轉(zhuǎn)移膠帶。
在間接施涂的情況中，首先將兩種粘合劑彼此獨立地施涂至臨時襯背 或脫模劑，僅在隨后的步驟中將它們彼此相接合。為了獲得兩個粘合劑涂 層彼此特別有效的粘合，可以在最后步驟中，例如借助具有一個或兩個加 熱輥的熱輥層合機，將施加到臨時襯背上的兩個粘合劑涂層在壓力和溫度 下、在熱層壓法中直接彼此層壓在一起。
當然也可以將粘合劑的兩個涂層在接合工藝步驟中如在共擠出工序中 直接彼此接合在 一起或者接合到共用襯背上。
另外，為了制備更大的層厚，也可以將兩個或更多個粘合劑層在層壓 步驟中相互接合。這種層壓步驟通常在加熱和加壓下進行。然后進一步將 產(chǎn)物加工成雙村里產(chǎn)品，換言之，在兩個面上均具有臨時襯背的產(chǎn)品。或者，可以將兩個臨時襯背中的一個再分層。
在上述方法中，可以在最后步驟中在2D元件側(cè)面上的粘合劑表面中通
過常規(guī)結(jié)構(gòu)化方法(stmcturing technique)制得溝槽元件，例如經(jīng)由平版印刷 操作、濕法-化學蝕刻(wet-chemicaletching)、激光燒蝕、電鍍步驟或機械操 作(如通過外模頭或壓花輥的壓花法或研磨法)進行。
然而，特別有利的是，將溝槽元件經(jīng)由相應的臨時襯背的反轉(zhuǎn)或互補 設計轉(zhuǎn)印到可熱活化的粘合劑中。這種類型的臨時襯背具有與至少 一個溝 槽互補設計的凸起的背脊元件并嚙合到該至少一個溝槽中。通過將該互補 設計的臨時襯背壓在平坦的未結(jié)構(gòu)化的粘合劑層上，則將溝槽元件印在2D 元件的所述側(cè)面上?；蛘?，也可以以至少部分液體物質(zhì)的形式一換言之， 以熔融狀態(tài)或以單體形式或者以交聯(lián)之前的僅僅部分聚合的前體形式一將 粘合劑施涂至結(jié)構(gòu)化的臨時襯背，然后可以轉(zhuǎn)變成更加堅固的狀態(tài)(例如通 過冷卻或后交聯(lián))，從而在該成型流延步驟中，隨著粘合劑固化，溝槽元件 形成在所述側(cè)面中。
此時臨時襯背的構(gòu)形(topography)可以對應于上迷溝槽體系形成，并且 可以具有和背脊元件一樣的連貫的高地(elevation),它可能是任何期望的結(jié) 構(gòu)，例如為圓滑的或有角的。這些高地占臨時襯背整個區(qū)域的至少2%且不 大于65%,優(yōu)選大于5%。臨時襯背未凸起的區(qū)域可具有任何常見的結(jié)構(gòu)，
對于大部分應用平面形式是實用的。然而，依照粘合劑層期望的表面特性 或者與臨時襯背和粘合劑層更加容易的可分開能力，該平坦區(qū)域也可以具
有微小尺寸的粗糙度，但粗糙度應低于背脊元件的高度。
可以通過任何期望的成形或變形方法將所述至少 一個背脊元件施加到 臨時襯背的表面。例如，可以將背脊元件的結(jié)構(gòu)通過壓花輥印入臨時襯背 的表面，在適當時該壓花過程在高溫下進行。或者，可以通過其他方法， 例如平版印刷操作、濕法-化學蝕刻或激光燒蝕、電鍍步驟或^L械操作(如通 過研磨裝置)制備所述至少一個背脊元件。如果打算對臨時村背施涂防粘清 漆，為了使該襯背更容易與粘合劑分開以便使用，則可以在得到背脊元件 結(jié)構(gòu)之前或者在得到該結(jié)構(gòu)之后施涂防粘清漆。當然，也可以利用該防粘 清漆制備背脊元件，例如根據(jù)其應用通過清漆本身形成背脊元件。
此時臨時襯背可在 一 面具有這樣的背脊元件，使得對于雙面可粘結(jié)的 2D元件，需要在2D元件的每個側(cè)面配置其自己的臨時襯背(所謂的雙襯里
21產(chǎn)品)。當然也可以使臨時襯背的兩個面各自具有一個或多個背脊元件，使 得對于雙面粘結(jié)的2D元件僅僅需要單個雙面結(jié)構(gòu)化的臨時襯背(所謂的單 襯里產(chǎn)品)。
經(jīng)由配置有至少一個背脊元件的臨時襯背制備溝槽元件可以以任何合 適的方式進行。例如，粘合劑可以直接施涂至臨時村背的表面并在該過程 中形成溝槽元件。粘合劑可以由水溶液或有才幾溶液施涂，在干燥部分例如
加熱通道或IR通道中可以除去任何殘留溶劑。干燥之后，可熱活化的粘合 劑呈現(xiàn)與背脊元件的結(jié)構(gòu)互補的溝槽元件結(jié)構(gòu)。
在沒有其他措施下，當熔融的粘合劑的粘度很低時，此時溝槽元件僅可以 形成在粘合劑中。在高粘度的情況中，這會額外要求例如通過壓輥或壓力 輥將背脊元件印入粘合劑中并隨后將臨時襯背加壓施加到粘合劑上。
不同的是，可熱活化的粘合劑也可以轉(zhuǎn)移-層壓到結(jié)構(gòu)化的臨時村背 上。為了在這些條件下將背脊元件的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到粘合劑上，必須使用例如 一個或多個層壓輥、橡皮輥在壓力下進行轉(zhuǎn)移復合(transfer lamination)。
與之不同或除此之外，在2D元件以巻的形式巻繞或存放期間也可以例 如通過以下方式將背脊元件的結(jié)構(gòu)引入粘合劑中將配置有臨時襯背的2D 元件在高巻繞張力下巻繞到巻筒芯，使得在高效水平下背脊元件的結(jié)構(gòu)互 補地模制到粘合劑中。此方法也同樣適合在存放過程中加強粘合劑弱的結(jié) 構(gòu)化。
當然，與其他方法一樣，上述方法也相應地適合將溝槽元件施加到2D 元件的第二側(cè)面上。為此首先通過上述方法之一將臨時襯背與2D元件的一 個面接合，然后將其巻繞到巻筒上用于存放，如此將2D元件第二側(cè)面上的 可熱活化的粘合劑以這樣的強度壓向臨時襯背第二頂面上的第二背脊元 件，此強度使得第二溝槽元件因外加壓力印入粘合劑中，并由此互補地形 成該第二溝槽元件。
方法得到期望的形狀，例如環(huán)、片或帶。熱活化粘結(jié)的2D元件的總厚度取 決于最終用途，通常的范圍為約10pm至約1 mm,更確切地為25 )um~l mm。 借助這樣制備的本發(fā)明的2D元件，可以簡單的方式獲得無氣泡粘結(jié)，使用可熱活化的粘合劑，通過熱層壓法可以進行(平面)粘結(jié)。例如，如果第 一基材欲與第二基材接合，則在第 一 步中可以使用輥壓層合機(rolllaminator)將可熱活化的粘合劑層和結(jié)構(gòu)化的臨時村背一起壓到第 一基材上。隨后，除去臨時襯背并將如此暴露的2D元件的第二粘合劑與第二基材接觸。最后，還通過輥壓層合機產(chǎn)生第二結(jié)合。此時，使移動的方向與各溝槽元件的溝槽方向平行是合理的，其中在每種情況下在由基材和2D元件構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)上引導輥壓層合機移動，從而在層壓的同時任何聚集的流體可以從結(jié)合區(qū)經(jīng)由溝槽元件排出并由此去除掉。
這些單個的步驟也可以不同的順序進行。例如，首先可以除去臨時襯背并以相對于彼此的所需位置布置第一基材、2D元件和第二基材，最后，為了結(jié)合兩個粘合劑面，將該組裝體以較松散的類似層狀結(jié)構(gòu)的組裝體形式通過熱輥壓層合機。
根據(jù)粘合劑的組成和它們的活化溫度，在這種熱層壓操作中典型的條件是，熱輥壓層合機的外加壓力為1 10巴，溫度為40 250°C。輸送速度為0.5 50m/min,常常為2 10 m/min?？梢詮膬?nèi)部或者通過外部加熱源加熱輥壓層合機的熱輥。作為選擇由一種基材或多種基材與2D元件制得的組裝體可以在第一步驟一例如在加熱部分一無壓力地進行加熱，然后僅通過本身未加熱的輥壓層合機在壓力下接合。另一種其他的可行方式是組合使用兩個或更多個熱輥壓層合機。
從以下工作實施例中其他優(yōu)點和應用可能性是顯而易見的。對于這些實施例，如下制備兩種不同的可熱活化的粘合劑在混料機中，制備在曱乙酮中的聚合物共混物的溶液。該聚合物共混物包括50 wt。/。丁腈橡膠(實施例1:來自Zeon的Breon N36 C80;實施例2:來自Zeon的Nipol N1094-80)和40 wt。/o線型酚醛清漆樹脂(Durez 33040)，該共混物與8 wt。/。六亞曱基四胺(Rohm and Haas)及10 wt。/。曱階段酚醛樹脂(Bakelite的9610 LW)共混。在20小時的捏合時間之后，得到含有30 wt。/。聚合物共混物的溶液。
使用具有三層構(gòu)造的結(jié)構(gòu)化的臨時襯背在粘合劑中形成溝槽元件。該臨時襯背含有定量為100 g/n^的玻璃紙作為其紙芯。在一面上，直接用低壓法聚乙烯(HDPE)涂布紙芯，層厚為20(am。由于可熱活化的粘合劑和臨時襯背的結(jié)合強度在室溫非常低，因此用基于有機硅的增粘劑涂布襯背，涂布重量為1.9 g/m2,其含有20wt。/。充分"鈍化的(blunt)"的有機硅作為受
23控脫模劑。
最后，在臨時襯背的一個面上，通過壓花步驟產(chǎn)生凸起的背脊元件。為此，引導臨時襯背通過由結(jié)構(gòu)化金屬壓花輥和橡膠輥形成的輥隙，以這樣的 一種方式使襯背上涂布聚乙烯的那面與金屬壓花輥接觸。兩個輥的溫
度為160。C，此刻花-輥壓層合機的外加壓力為8bar/cm。
在此布置中的金屬輥具有磨制菱形(milled-in diamond-shape)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的菱形的邊長為4mm。結(jié)果，在壓花輥上形成溝槽體系，該體系的溝槽連續(xù)成形且兩個邊均被菱形限定。溝槽的寬度為50 ium且溝槽的深度為25^tm。在未結(jié)構(gòu)化的臨時襯背以0.1m/min的速度通過輥隙之后，有一個面具有期望的有凸起印花的背脊元件。
使用上述粘合劑制備雙面粘合的2D元件，在兩個面均配置轉(zhuǎn)移膠帶形式的溝槽元件，該轉(zhuǎn)移膠帶沒有永久性襯背并且它的兩個側(cè)面攜帶相同的粘合劑。為此，將上述可熱活化的粘合劑的30。/。的濃度(strength)溶液涂布到臨時襯背的結(jié)構(gòu)化的側(cè)面上并在100。C干燥10分鐘。干燥后得到的粘合劑層的厚度為200 |Lim。
隨后，使用熱輥壓層合機在120°C以2巴的外加壓力和1 m/min的轉(zhuǎn)動速度類對似于第一臨時襯背所形成的第二臨時襯背進行層壓，以這樣的一種方式使得第二臨時村背的第二結(jié)構(gòu)化側(cè)面朝向粘合劑的暴露且未結(jié)構(gòu)化的那面。這得到配置有兩個臨時襯背的熱活化粘結(jié)的2D元件，為雙襯里產(chǎn)品形式。
作為參考實施例，制備含有相同粘合劑的熱活化粘結(jié)的2D元件(參考實施例1的粘合劑與實施例1相同，參考實施例2的粘合劑與實施例2相同)，但在任一面使用常規(guī)未結(jié)構(gòu)化的玻璃防粘紙(得自Laufenberg公司，定量為78 g/m，乍為臨時襯背。
為了測定所得熱活化粘結(jié)的2D元件的粘合性能，使本發(fā)明的實施例和參考實施例進行多種4企驗方法。
為此，將臨時襯背從邊長為50cm的方形熱活化粘結(jié)的2D元件的一面取下，并將結(jié)合元件放置在相應基材的預先清潔過的表面上，由此暴露粘合劑面。隨后將第二臨時襯背用手剝下并將第二基材放在現(xiàn)已暴露的2D元件的第二側(cè)面上。將這樣獲得的夾層結(jié)構(gòu)形式的松散的組裝體在110。C的層壓溫度、1.5巴的外加壓力和3 m/min的層壓速度下通過熱輥壓層合機延
24為了定性評價用這些2D元件獲得的粘結(jié)，將SKC公司的50 pm厚的透明的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜和0.15mm厚的鋁板通過熱活化粘結(jié)的2D元件層壓在一起得到組裝體樣品(specimen assembly)。熱層壓之后，透過透明膜檢察結(jié)合物外觀，看結(jié)合平面中是否出現(xiàn)流體內(nèi)含物。
在兩個聚酰亞胺-銅層合體的組裝體樣品上考察剝離強度。為此將2D元件通過它的兩個側(cè)面之一與聚酰亞胺膜和銅箔所形成的層合體的聚酰亞胺面層壓在一起。隨后將由聚酰亞胺膜和銅箔構(gòu)成的第二層合體的聚酰亞胺面層壓到2D元件的第二暴露的側(cè)面上。如此獲得由通過包括熱活化粘結(jié)的2D元件的連接相互接合的兩個聚酰亞胺-銅層合體構(gòu)成的組裝體樣品。
隨后將該組裝體樣品置于23。C的測量溫度下并在50。/。的濕度下進行平衡。為了測量剝離性質(zhì)，通過拉伸載荷試驗機(得自ZwickGmbH&Co.KG)以50 mm/min的前進速度和180°的牽引角度將組裝體樣品拉開。得到的結(jié)果是為了將結(jié)合分開進而將測試樣品彼此分離所需要的每單位面積的能量(以N/cm計)。在每種情況下在此溫度的最大拉伸載荷的相應數(shù)值為三次單個測量結(jié)果的平均值。
最后，類似于DIN EN 1465，使用厚度各為0.1 mm的兩片鋁片，以動態(tài)剪切強度的形式測定結(jié)合強度。得到的結(jié)合強度為每單位面積的最大力(以N/mm2計)。
在這些考察過程中，證實參考實施例1和2在層壓之后在結(jié)合面中總有明顯可見的流體內(nèi)含物。相反，在本發(fā)明的實施例1和2中，同樣的粘合劑得到了沒有這樣的流體氣泡的平滑的層合圖案。
剝離強度和結(jié)合強度的測定結(jié)果示于表1.
表1
剝離強度動態(tài)剪切強度[N/mm2〗
本發(fā)明實施例11.21.5
參考實施例10.91.3
本發(fā)明實施例21.41.7
參考實施例21.11.3
25根據(jù)這些結(jié)果，發(fā)現(xiàn)參考實施例1和2的粘合性質(zhì)始終低于來自本發(fā)明實施例1和2的體系。這歸因于在參考實施例中在結(jié)合區(qū)內(nèi)出現(xiàn)流體聚集，在任何本發(fā)明的實施例中均沒有觀察到相同的聚集。因此在根據(jù)本發(fā)明具有溝槽元件的體系中結(jié)合強度整體上總是較高。這些考察中發(fā)現(xiàn)的本發(fā)明實施例和參考實施例之間的結(jié)合強度差異總體上無可否認是低的，因為流體內(nèi)含物僅少量減少結(jié)合區(qū)。然而，使用溝槽元件獲得的效果是明顯的，并且整體上提高了粘結(jié)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.基本上二維的元件(“2D元件”)，其在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)并且具有至少一種可熱活化的粘合劑，所述2D元件具有至少一個側(cè)面，該側(cè)面平行于該2D元件的主要尺寸取向并且適合用于該2D元件和基材的粘結(jié)，其特征在于，所述側(cè)面具有溝槽元件，該溝槽元件包括至少一個適合輸送流體的溝槽，該至少一個溝槽置于所述側(cè)面內(nèi)，其方式使得它朝該側(cè)面敞開并連續(xù)地從該側(cè)面的一個邊緣部分延伸到該側(cè)面的另一邊緣部分。
2. 權(quán)利要求1的2D元件，其特征在于，所述溝槽元件具有多個溝槽。
3. 權(quán)利要求2的2D元件，其特征在于，所述多個溝槽經(jīng)由一個或多 個交叉點彼此連接。
4. 權(quán)利要求2或3的2D元件，其特征在于，所述多個溝槽具有基本 上相同的深度和基本上相同的寬度。
5. 權(quán)利要求2或3的2D元件，其特征在于，所述多個溝槽具有不同 的深度和/或不同的寬度。
6. 前述權(quán)利要求任一項的2D元件，其特征在于，所述溝槽的寬度為 至少100 nm且不大于2 mm。
7. 前述權(quán)利要求任一項的2D元件，其特征在于，在所述側(cè)面中所述 溝槽元件的總面積大于該側(cè)面總面積的2%且至多為該側(cè)面總面積的65%， 優(yōu)選大于該側(cè)面總面積的5%。
8. 前述權(quán)利要求任一項的2D元件，其特征在于，所述2D元件包括永 久性襯背。
9. 前述權(quán)利要求任一項的2D元件，其特征在于，所述2D元件具有第 二側(cè)面，該第二側(cè)面與上述側(cè)面相對布置，平行于該2D元件的主要尺寸取 向，并且適合用于該2D元件和第二基材的粘結(jié)，該第二側(cè)面具有第二溝槽 元件，該第二溝槽元件包括至少一個適合輸送流體的溝槽，該溝槽置于該 第二側(cè)面內(nèi)，其方式使得它朝該第二側(cè)面敞開并連續(xù)地從該第二側(cè)面的一 個邊緣部分延伸到該第二側(cè)面的另 一邊緣部分。
10. 前述權(quán)利要求任一項的2D元件，其特征在于，所述2D元件包括 具有凸起的背脊元件的臨時襯背，該凸起的背脊元件與所述至少一個溝槽以互補方式成形并嚙合到該至少 一個溝槽中。
11. 制備權(quán)利要求10的在熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件的方法，其特征在于，在所述臨時襯背的一個頂面施用可熱活化的粘合劑，其方式 使得當該粘合劑施用至所述臨時襯背時，該臨時襯背頂面上的背脊元件在 該粘合劑中以與該背脊元件互補的方式形成溝槽元件，并同時嚙合到所述 溝槽元件的至少 一個溝槽中。
12. 從屬于權(quán)利要求9和IO的權(quán)利要求11的方法，其特征在于，最后 將臨時接合在所述臨時襯背一個面上的2D元件巻繞成巻以便存放，使得在 2D元件的第二側(cè)面上，所述可熱活化的粘合劑被壓到臨時襯背第二頂面的 第二背脊元件上，所述第二頂面與上述頂面相對布置，使得與第二背脊元 件以互補方式成形的第二溝槽元件壓印到粘合劑中并嚙合到該第二溝槽元 件的至少一個溝槽中。
13. 產(chǎn)生無氣泡粘結(jié)的方法，該方法借助于權(quán)利要求l-10任一項的在 熱活化下毫無氣泡地粘結(jié)的2D元件，其特征在于，在熱層壓步驟中，在壓 力下將所述2D元件施加到基材，使得封閉在所述2D元件和基材之間的結(jié) 合區(qū)中的流體經(jīng)由所述溝槽元件從所述結(jié)合區(qū)排出。
全文摘要
本發(fā)明涉及無空隙粘附的熱活化的平面元件，其包括至少一種可熱活化的粘合劑物質(zhì)，該元件的一個側(cè)面具有溝槽元件，該溝槽元件包括至少一個適合輸送流體的溝槽。該溝槽凹進該平面元件的所述側(cè)面內(nèi)，使得它朝該側(cè)面敞開。該溝槽連續(xù)地從該側(cè)面的一個邊緣部分延長到該側(cè)面的另一邊緣部分。通過由該至少一個溝槽形成的溝槽結(jié)構(gòu)，在粘合劑表面形成或集中的液態(tài)或氣態(tài)流體可以從粘結(jié)平面除去，由此提高粘結(jié)的強度。本發(fā)明進一步涉及制備和應用所述平面元件的方法。
文檔編號C09J7/00GK101668824SQ200880013843
公開日2010年3月10日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者弗蘭克·漢尼曼, 馬克·休斯曼 申請人:蒂薩公司