具有角錐體結構的膠粘劑層與可剝離襯里的制作方法

專利名稱：具有角錐體結構的膠粘劑層與可剝離襯里的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有一定結構的膠粘劑層的制品。該膠粘劑層的表面幾何結構經改進，提高了該制品施加到一基底時氣體的外逸性能。與膠粘劑層鄰近的可用的可剝離襯里的相應表面幾何構形，使得當該器件施加于基底上時操縱更容易地粘合到襯里上。
背景技術：
在美國專利No.5,897,930，WO 98/29516，WO 00/69985和美國系列號09/311,101，09/638,346和09/639,244中描述的背膠式圖案制品包括許多互相連接的微型凹槽的膠粘劑層。

圖1所示為這類典型的制品10，它包括具有相背表面14和16的薄膜12。在薄膜12的一個表面14上成像，生成圖案13。在薄膜12的另一表面16上粘合上一層壓敏膠18。該壓敏膠層18有一個能與基底粘合的表面20。壓敏膠層18的結構22為網絡狀凹槽24?？蓜冸x襯里26可剝離地附著在壓敏膠層18上，可剝離襯里26上有一些隆起物28，它們構成了壓敏膠層18中相應的凹槽24和結構22。圖1中表示了部分被揭開的可剝離襯里26在沿箭頭A方向提拉時，是完全可以被揭去的。它是用來在基底上粘結制品10之前保護壓敏膠不受損傷。
襯里26上的隆起物28的幾何圖形與間距的選擇，應能減少或防止制造期間在襯里上快速涂膠時氣體夾帶在膠粘劑下面。氣體夾帶會造成涂敷的膠粘劑性能的下降和膜層的外觀與印刷性能下降，特別對于那些高分辨率圖像更為如此。由夾帶空氣造成的缺陷減損了背膠式制品一類產品的整個外觀，并且為了防止空氣夾帶還降低了涂覆速度，提高了生產成本。
襯里26上隆起物28和膠粘劑層18上相應凹槽24的形狀的選擇，應能維持當制品粘結到基底上后的外觀，并且要使其放在并粘結到基底上時夾陷在制品下面的氣體外逸。氣體外逸才可使背膠式制品調整位置而平整地粘結在基底上。
如果襯里上有一組網絡狀緊挨一起的連續(xù)脊(見圖1中28)，則在脊的頂部僅有一小塊面積能用來粘結到預掩膜的、預置的或粘接的膠帶上。緊密排列的脊也使得膠帶難以跟脊之間相對平坦區(qū)接觸與粘結。脊28的形狀與間距的選擇應能讓那些預掩膜的、預留空間的或粘接的膠帶能充分粘結在襯里上，使得圖案制品能合適對準與基底粘合。
一種結構網絡是一種在襯里上正方角錐形凹陷的圖案，而在相應被覆蓋的膠粘劑層上是一些凸起的圖案。角錐體側壁與襯里或膠粘劑層的平面的標稱夾角為10°。在襯里下的深度或膠粘劑層上的高度最多達15μm。在室溫下，這樣一種膠粘劑層，其氣體外逸是不充分的。這種外逸不充分性在當膠粘劑層高溫下粘合到基底上時尤為突出。在室溫到40℃或更高溫度采用塑料刮板將背膠式貼整合的薄膜制品在一般條件下施加在膠粘劑層壓向基底時會造成角錐體的過度變形，這種變形過早地堵塞了氣體從膠粘劑層外逸的通道，造成氣體夾帶和氣泡形成，結果施加效果不充分。
發(fā)明簡述本發(fā)明的襯里有凹下的結構，它在鄰近膠粘劑層上會生成上凸的鏡像結構。襯里上凹陷結構的形狀和間距為操縱膠帶(handling tape)增強了可涂性和粘合強度。而膠粘劑層上相應上凸結構的形狀與間距改善了當膠粘劑層粘合到基底上時，特別在高溫下粘合時氣體的外逸，又不會影響最終制品的外觀。
本發(fā)明的第一實施方式中，襯里有一個其上具有一組角錐形凹陷的表面。按照這里所述的操縱膠帶與襯里剝離測試法，這些角錐形凹陷與操縱膠帶的剝離強度(rate)大于10克力(g)/2英寸寬，角錐形凹陷從襯里平面向下凹的深度最好大于15μm，小于35μm。角錐形凹陷至少有一側壁與襯里平面的夾角最好大于5°，小于40°。
本發(fā)明的第二實施方式中，背膠式制品上的襯里有個具有角錐形凹陷的表面，凹陷從襯里平面向下凹的深度大于15μm，小于35μm。該凹槽至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。背膠式制品還包括襯里表面上的膠粘劑層。
本發(fā)明的第三實施方式中，膠粘劑層上有一組角錐形隆起物。這些角錐形隆起物在23℃，40英寸水壓下氣體外逸量大于20ml/min，在35℃，40英寸水壓下的氣體外逸量大于10ml/min，上述數據是按照這里所述空氣流動測試法測得。隆起物從膠粘劑層平面向上伸的高度最好大于15μm，小于35μm。該隆起物最好至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°。
本發(fā)明的第四實施方式中，帶有膠粘劑層的圖案制品，這些膠粘劑層有個具有角錐形隆起物的表面。這些隆起物從膠粘劑層平面向上伸的高度大于15μm，小于35μm。該隆起物至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°。該圖案制品還可以與在膠粘劑層的該薄膜相背的表面上有個可選用的襯里。
本發(fā)明的第五實施方式是圖案制品與基底的接觸方法。該方法包括提供一個圖案器件，它有個其表面上具有角錐形隆起物的膠粘劑層。這些隆起物從膠粘劑層平面向上伸的高度大于15μm，小于35μm。這些隆起物至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°。該圖案制品包括在膠粘劑層表面上的可成像薄膜，膠粘劑層與基底接觸。
本發(fā)明的第六實施方式是提高膠帶與可剝離襯里粘合強度的方法。該襯里有個具有許多角錐形凹陷的表面。這些凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm。角錐形凹陷至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。
本發(fā)明的第七實施方式是帶襯里和襯里上膠粘劑層的背膠器件的轉移方法。該方法包括將膠帶附著到襯里上，襯里表面上具有角錐形凹陷。該凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm。角錐形凹陷至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。
本發(fā)明的第八實施方式是轉移圖案制品的方法，該方法包括提供一個圖案器件，它有個具有第一表面和第二表面的薄膜(圖像至少占據部分第一表面)、薄膜第二表面上的膠粘劑層、以及膠粘劑層上的襯里。襯里有個具有許多角錐形凹陷的表面。這些凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm。角錐形凹陷至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。此方法還包括未被圖像占據的第一面下的薄膜與膠粘劑層的揭除，使得襯里一部分表面外露，將一條操縱膠帶附著在圖像和襯里的外露部分上，且將該制品轉移重合到基底上。在一可用的附加步驟中，將操縱膠帶從基底和圖案制品上揭除下來。
有關本發(fā)明一個或多個實施方式的細節(jié)，將在下面附圖和敘述中闡明。從這些附圖、敘述以及權利要求中可以清楚地了解本發(fā)明的所有特點、目的和優(yōu)點。
附圖簡要說明圖1所示為一個常規(guī)背膠式圖案制品的截面圖；圖2所示為適合于在膠粘劑層上形成結構表面的可剝離襯里的透視圖；圖3所示為由圖2襯里所形成的結構表面膠粘劑層的透視圖；圖4a所示為本發(fā)明膠粘劑層上隆起物的的透視圖；圖4b所示為本發(fā)明膠粘劑層上截頭隆起物的透視圖；圖5所示為沿圖3中A-a線的面圖，顯示了本發(fā)明膠粘劑層上隆起物的尺寸；圖6a所示為圖案制品在起初與基底接觸時的截面圖；圖6b所示為圖案制品在其與基底充分粘合后的截面圖；圖7所示為圖6中的背膠式制品，部分膜層和膠粘劑層被切后露出襯里時的截面圖；圖8所示為圖7中的背膠式制品其上施加有第二保護膜或轉移膜時的截面；各圖上相同的數字表示相同或相似的部分。
詳細說明參見圖2，可剝離襯里126上有一些角錐形凹陷128，它們從襯里平面123向下延伸。襯里126上的這些凹陷128可以用WO 98/29516和美國PatentNo.5,650,215所述方法制作，此方法參考結合于此。襯里126上的形貌可以通過接觸技術，諸如澆注、涂覆或壓縮等形成。形貌至少可通過下述方法之一形成(1)在有壓花圖案的模具中澆注出襯里；(2)將襯里覆蓋到有壓花圖案的模具上；(3)讓襯里通過壓輥，使其在具有凹凸圖案模具上受到壓縮?？梢圆捎萌魏我阎夹g生成在襯里126上產生凹凸圖案的模具的形貌，諸如化學蝕刻、機械蝕刻、激光燒蝕、照相平版印刷、立體平版印刷、微切削加工、滾花、切刻或劃痕等。
襯里126可以是本行業(yè)技術人員所知的可以如上制成有圖案形貌的任何可剝離襯里或轉移襯里。襯里126還應該能夠與壓敏膠粘劑層緊密接觸，而在隨后揭去時無損于膠粘劑層。襯里的非限制性例子包括來自于明尼蘇達州圣保羅的明尼蘇達礦業(yè)與制造業(yè)公司(3M)(Minnesota Mining and ManufacturingCompany)、愛荷華州愛荷華城的Rexam公司(Rexam Corporation)或伊利諾州Westchester的Daubert涂制品公司(Daubert Coated Products)的材料。襯里126通常是帶有可剝離硅酮涂層的涂有聚合物的紙、帶有可剝離硅酮涂層的涂有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚乙烯薄膜或帶有可剝離硅酮涂層的澆注的聚乙烯薄膜。襯里126也可以帶有提高膠粘制品可定位性的結構，諸如3M公司有售的商品名為Controtac的產品，其中有一些玻璃小珠。
膠粘劑層可以復蓋和/或層壓到圖2所示有凹凸圖案的襯里126上。一旦揭去襯里126后，露出的膠粘劑層表面就有跟襯里126表面形貌正好相反的形貌。圖3所示的是如此而成的膠粘劑層218，其表面上有與襯里126角錐形凹陷128相對應的角錐形隆起物228。角錐形隆起物從膠粘劑層平面223向上伸。膠粘劑層也可以有諸如專利美國No.5,296,277；5,362,516；和5,141,790所述的非膠粘結構。這些非膠粘結構在明尼蘇達圣保羅3M公司有售，商品名為Controltac。
膠粘劑層218上的角錐形隆起物228(以及襯里128上對應的凹陷)最好至少在二個方向，即頂視圖和/或截面圖上是極其細微的。這里所述的細微二字意指如果不借助顯微鏡，人眼無法分辨出其大小。角錐形隆起物/凹陷可以是隨機排列或按規(guī)則圖案排列，所選圖案可以為直線圖案，極線圖案以及其它常規(guī)規(guī)則圖案。
從粘合層218表面向上伸的角錐形隆起物228(以及從襯里126平面向下延伸的相應凹陷128)的形狀變化范圍可以很大，取決于膠粘劑層218的預期用途。直立角錐體、三角錐、四方角錐以及長方錐是特別優(yōu)選的。角錐形結構可以有角錐頂也可以是截頭角錐頂的，也可以采用各種不同角錐形的組合。
在襯里中，角錐形凹陷可與操縱膠帶以大于10克力/2英寸寬的強度粘合，系按照操縱膠帶與襯里剝離測試法進行測試的。如果每2英寸(5cm)寬少于10g，與襯里粘合強度太低會造成膠帶在襯里上卷曲，如處理不當，還會從襯里上脫落。
在膠粘劑層上，角錐形隆起物具有在23℃，40英寸水壓下氣體外逸量大于20ml/min，最好大于20ml/min；而在35℃，40英寸水壓下的氣體外逸量大于10ml/min，最好大于20ml/min，系按照空氣流動測試法進行測試的。在襯里126上，這些角錐形凹陷與操縱膠帶的剝離強度為每2英寸寬大于10g，且較佳每2英寸寬大于20g，最佳每2英寸寬大于50g，按照這里所述的操縱膠帶與襯里剝離測試法進行測量的。
圖4A所示為四方角錐150，作為可用作膠粘劑層218上隆起物228的一個實施方式。圖4B所示為截頭的角錐體151，它也可以用作膠粘劑層218上的隆起物。
膠粘劑層218上的隆起物228(以及襯里126上相應的凹陷)最好是有規(guī)則排列。該有規(guī)則排列或者在膠粘劑層218(或襯里216)的周邊部分結束或者與其他在周邊部分結束的結構連通。所謂有規(guī)則排列意指膠粘劑層(或襯里)至少一部分表面，最好整個表面上是有重復規(guī)律的排列圖案。
如專利WO 98/295,116(參考結合于此)所述的角錐形隆起物228(參見圖3)應根據如下一般設計考慮來決定其尺寸。首先，隆起物應足夠大，使得氣體能外逸到膠粘劑層的周邊而排出到周圍大氣中，但又不要過大，以致不需要的流體進入膠粘劑層下面。第二，隆起物228不應過大以免損害粘合到膠粘劑層的薄膜裸露面的外觀，特別當該薄膜被成像以后。第三，隆起物228不應過大以免影響膠粘劑層的粘合性能。
參見圖5，它是沿圖3中A-A線的膠粘劑層218的截面圖，有許多從膠粘劑層平面223向上伸的隆起物228。該隆起物的尺寸變化范圍可以很大，取決于膠粘劑層和襯里的預期用途，應根據與基底的粘合要求、氣體的外逸量、以及襯里上相應凹陷與連接膠帶的粘合要求平衡平衡地進行選擇。隆起物228之間的間距P可以達到400μm，最好在150μm-350μm之間。各隆起物228離膠粘劑層218平面223的高度較佳大于15μm，直至大約35μm，最好在17-30μm之間。隆起物228在基部的寬度W1通常大于150μm。距離W2的變化范圍很大，取決于與基底的粘合要求、氣體的外逸量、以及襯里與連接膠帶的粘合要求平衡地選擇，通常小于W1基寬的50％。W2較佳在0(尖頂角錐)-10μm(截頭角錐)之間，最好在2-5μm之間。角錐形隆起物228之間的間隙W3較佳在1-10μm之間，最佳在2-6μm之間。角錐形隆起物228至少有一個側壁232，其與膠粘劑層218表面的平面223的夾角為α。α角較佳為大于5°，小于40°，最好在10°-17°之間。
參見圖6A和6B，一旦揭除掉襯里126(未在圖6中表示)后，結構膠粘劑層218的裸露面可以粘合到各種基底250上。膠粘劑層的與結構表面相背的表面上通常有個薄膜層260，它還包含一個圖案層262。參見圖6A，膠粘劑層218與基底250起始接觸時，隆起物228接觸基底表面，而隆起物228之間的區(qū)域235起著氣體外逸通道的作用，它能使膠粘劑層和基底之間所夾帶的空氣輕易去除。參見圖6B，采用本行業(yè)的已知技術施加上去以之后，膠粘劑浸透度有所提高，區(qū)域235將縮小甚至完全消失。合適基底250的例子包括玻璃、金屬、塑料、木材和陶瓷等基底，這些基底上了漆的表面、成為像的膜、標志牌之類物品。典型的塑料基底包括聚氯乙烯、乙烯-丙烯-二烯烴單體橡膠、聚氨酯、有機玻璃、工程熱塑料(如聚苯撐氧、聚醚醚酮、聚碳酸酯)、以及熱塑性彈性體。
再參見圖6，薄膜260用的材料變化范圍很大，取決于其預期用途用，它可以用各種材料制作，諸如聚合物、金屬箔、金屬片、陶瓷片、泡沫材料片及反光片等。薄膜260最好用本行業(yè)技術人員通常采用的聚合物材料制作。較合適的聚合物膜包括諸如乙烯樹脂、聚氯乙烯、增塑聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、含氟樹脂等類材料。根據所要求的用途，薄膜260的厚度變化范圍很大，但通常小于300μm，最好在25-100μm之間。
任何壓敏膠都適合作膠粘劑層218。壓敏膠種類包括丙烯酸類、增粘橡膠、增粘合成橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、硅酮等類。如美國PatentNo.3,239,478；3,935,338；5,169,727；RE24,906；4,952,650和4,181,752中公開的是合適的丙烯酸類粘合劑。合適的壓敏膠是至少一種烷基丙烯酸酯與至少一種增強共聚單體的反應產物。合適的烷基丙烯酸酯是那些均聚物玻璃轉變溫度低于-10℃的烷基丙烯酸酯，如丙烯酸正丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸異壬酯，丙烯酸十八烷基酯一類。合適的增強單體包括例如丙烯酸，衣康酸，丙烯酸異冰片酯，N，N-二甲基丙烯酰胺，N-乙烯基己內酰胺，N-乙烯基吡咯烷酮一類。
在選擇膠粘劑組合物和膠粘劑層218的流變特性中，要使它能提供膠粘劑層218和基底250之間達到要求的浸透程度，并能保留氣體的外逸通道235。膠粘劑可以是聚合物，分散在溶劑或水中，然后涂覆在襯里上經干燥，有時還要交聯。如果采用的是溶劑分散型或水分散型壓敏膠組合物，則該膠粘劑層須經歷干燥階段，以驅除所有或大部載體液體?？赡苓€需要附加的涂覆步驟才能獲得平滑表面。膠粘劑也可熱熔后涂覆在襯里或其它微結構背襯上。此外，單體型預膠粘劑組合物也可以預涂在襯里上，然后經熱、紫外輻射、電子束等能量處理聚合之。膠粘劑厚度各不相同，取決于其預期用途，通常在10-50μm范圍之內。
壓敏膠還可以添加下列一個或多個物質，諸如引發(fā)劑、填料、增塑劑、增粘劑、鏈轉移劑、纖維增強劑、機織或非織造織物纖維、起泡劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、增稠劑、著色劑以及上述這些物質的混合物。
參見圖7，所示為圖案制品370，它包括成像在膜層360的第一表面314上的圖案362。膜層360的第二表面316緊靠結構膠粘劑層318。該膠粘劑層318上有許多角錐形隆起物328，膠粘劑層318受可剝離式結構襯里316的保護，該襯里上有與隆起物328相對應的凹陷329。在圖7中，膜層360和膠粘劑層318沿圖象362已仔細切去。膜層360和膠粘劑層318未被圖362覆蓋的區(qū)域已被去除，露出襯里326結構表面的一部分330。
如圖8所示，膜層和膠粘劑層未被圖362覆蓋的部分被去除后，可以將第二膠帶400覆蓋在圖案362和/或襯里326上。膠帶400可以用來保護圖案362在處理期間不受損傷，也可以作為預掩膜膠帶或預置膠帶，便于結構370的轉移與基底的重合。膠帶400也可以是條拼接帶，用來將襯里326與另一襯里(未在圖中表示)臨時連接。膠帶400通常包含膜層402和膠粘劑層404。膠帶也可以包含其它層，取決于它的預期用途，這里不予詳述。當膠帶400與襯里326接觸時，膜層402通常很粘稠，使得膠粘劑層404不能充分貼合于襯里326的形貌，造成膠帶400與襯里326之間粘合強度不夠。要選擇好襯里326上凹陷329的形狀與間距，以提高襯里326與操縱膠帶400之間的粘合強度。
現在將結合下面非限制性實施例詳細說明本發(fā)明。
實施例樣品檢查襯里與膠粘劑樣品采用德國Jena公司產的JENA JENAVERT入射光顯微鏡式Rochester，NY的博士侖(Ba美國ch & Lomb)公司產的立體顯微鏡或Tucson，AZ的WYKO公司產的采用WYKORST表面輪廓掃描器的干涉顯微鏡進行檢查。
測試方法操縱膠帶與襯里剝離強度測試將3M SCPS-55施涂膠帶的一些2英寸寬條帶采用壓輥式層壓機(RobertL.Greig公司)，具有直徑為3英寸(7.6cm)，寬為32英寸(81cm)，硬度為60D的壓輥和直徑為5/8英寸(1.6cm)的沖錘在壓力60psi下層壓到襯里的可剝離或微結構表面。經溫度在22℃和相對濕度50％下保壓1小時之后，采用IMASS粘合強度測試儀以90英寸/分鐘速率，以恒定180°度膠帶進行剝離。膠帶與襯里的粘合強度以克力/英寸寬或克力/2英寸寬表示。
圖案制品與基底剝離強度測試圖案制品與基底粘合強度測試采用的是ASTM方法D3330(1992)和壓敏膠委員會方法PSTC-1(1989)經修改的方法進行。將漆過的鋁測試板(印第安那州印第安那波利斯的Fruehauf產)經一溶劑(德拉韋州Wilmington的E.I.DuPont公司產，商品名為PrepSol)清洗、干燥。將襯里上的壓敏膠和薄膜樣品切割成2.54cm寬的條帶。除去襯里，用PA-1手動敷貼器(明尼蘇達州圣保羅的3M公司售)，施力450g，以2.5cm/秒速度，將樣品條帶粘貼到鋁板上。再用2.54cm寬膠粘膜(3M公司有售，商品名為Scotchcal系列3650)的背襯帶對準樣品條帶層壓上去。此背襯帶可防止樣品膜和壓敏膠在剝離試驗期間過度延伸。在恒溫22℃，恒定相對濕度50％(CTH，恒溫恒濕)條件下放置24小時后，或者66℃下放置7天后再經CTH平衡24小時后，以十字頭速度30.5cm/min，采用Instron5564拉伸試驗機(麻省Canton的Instron公司)測試90°反向剝離強度。
凹坑板測試先采用半球形落錘(其端部直徑為2.5cm)在厚度為0.7mm鋁測試板上形成圓形凹坑。結果在鋁板平面上產生一個凹坑，其直徑約為2.8cm，深度為0.6cm。將一塊7.5cm×7.5cm測樣品置于凹坑的中心，且平整地繃緊在凹坑口上。采用帶有保護套管PA-1手動敷貼器(SA-1，3M公司有售)，以約1kg力將樣品壓向面板。然后再用拇指將樣品壓向凹坑(至少用力3kg)陷入進去，按樣品貼合進入凹坑，并與其均勻接觸的程度分等級如下0樣品不能明顯貼合陷入凹坑而頂住截留的氣體1樣品不能壓入凹坑達到50％程度2樣品能很多地壓入凹坑，僅在凹坑中留下小的一些空氣泡3樣品能緩慢(長于5秒)壓入，并與凹坑完全貼合4樣品能快速(短于5秒)壓入，并與凹坑完全貼合具有平整或稍顯粗糙的壓敏膠面通常被劃定為等級0。
鉚釘板試驗在一塊鉚接的Fruehauf平板上有個直徑為12mm，高度為2.5mm的園頭鉚釘。將測試樣品壓在此板的鉚釘上。施壓時從離鉚釘中心3.8cm的樣品邊緣開始。用兩個拇指下壓樣品，每個拇指約施壓750g力，并在周邊處采用圓周運動方式施壓，目的是在樣品下截留一個大的氣囊。然后從氣囊邊緣處朝鉚釘方向擠壓樣品，保持兩個拇指在鉚釘的反方向作半圓周運動，收攏氣囊直徑，保持拇指沿氣囊邊緣向鉚釘中心擠壓(每個拇指用力約750g力)。用力要加以限制，不至于損壞樣品。此過程要確保在樣品下先形成大的氣囊，并防止在樣品下由于壓敏膠脫膠而讓氣囊被擠向樣品邊緣。測出排空氣囊并將薄膜貼合在鉚釘中心2mm內所需的時間。如果操作樣品5分鐘后仍留有大的氣囊，則測定該氣囊直徑。重復測試數次，得到的是一組范圍值。最佳排空樣品并將其貼合于鉚釘的時間一般為30-60秒。若需時2-5分鐘，則其外逸氣體流量太小，會限制它的某些用途。最差的樣品操作5分鐘后仍有約35mm(或更大些)直徑的氣囊。那些有平坦或稍嫌粗糙的壓敏膠面的樣品通常留有較大的氣囊。
熱涂/重涂試驗將一塊玻璃板加熱至40-43℃，用丁酮(MEK)清洗之。將一片待試壓敏膠片(約2.5cm×7.5cm)平鋪在此玻璃板上，膠面朝下，放置約10秒鐘，用手指以約500g力壓膠片的邊緣，使膠片的周邊(沿邊緣向里約0.5cm)均勻一致接觸玻璃板。然后用手指沿周邊朝樣品中心壓樣品，以防壓敏膠(PSA)脫落，并防整個氣囊向樣品邊緣轉移。以這種方式施涂樣品，檢驗其截留的氣泡存在與否。然后慢慢從玻璃板上將樣品剝離下來，并用相同步驟再重涂。再第三次重涂。按下面等級劃分試驗結果0樣品在第一次施涂后就顯示有氣泡(表明沒有可檢測的氣體外逸性能)1樣品在第一次施涂后無氣泡，但在第二次或第三次施涂后顯示有氣泡2樣品在第二次施涂后無氣泡，但在第三次施涂后顯示有氣泡3樣品施涂三次且多次重涂后均無氣泡(表明第一次施涂的有氣體外逸性能，而在隨后多次重涂仍保留氣體外逸性能。再有，說明壓敏膠層中的通道甚至三次揭除后仍存在)。
劃定等級為3的材料被認為性能最佳，劃定為0的材料最差。劃定為1的材料表示雖可有氣體外逸，但在高溫下多次施涂和重復施涂到表面上外逸太慢。具有平坦或稍嫌粗糙的壓敏膠面的樣品通常劃定為0。
空氣流動測試按下面方法測量結構制品中施涂到基底后供氣體外逸的能力(也稱之為氣體流動)。測試裝置是個不銹鋼基底，其上有兩個車制出的同心圓通道，一個在另一個之內。兩個圓通道的直徑分別為2英寸(5.1cm)和2.5英寸(6.4cm)。每個通道寬為0.030英寸(0.76cm)，深為0.060英寸(1.52cm)，每個通道有一對開口，開口直徑為0.030英寸(0.76cm)，相互間距為0.25英寸(0.64cm)。內通道開口連接壓力源，而外通道/開口連至氣流測量裝置。采用寬為3英寸，直徑為2.4英寸，1235g重，肖氏硬度為60A的橡膠輥筒將樣品覆蓋在此不銹鋼基底的同心通道上。0-100英寸的水壓通過開口連至內通道，測量通過外通道開口處的氣體流量，測量結果以ml/分鐘表示。
浸透度和通道密封測試膠面朝下，仔細將壓敏膠片樣品平放在清潔平坦光滑的丙烯酸樹脂板上。用一端附有一塊氈墊的手柄在樣品表面上施壓。樣品面積大于氈墊，氈墊直徑為15mm。手握手柄，以497g的力在樣品表面同一點上壓10秒鐘。用顯微鏡觀察膠粘劑浸透面積以及通道的密封程度。
實施例1-5和比較例C1-C6可剝離襯里在其正面經細微壓花形成凹陷圖案。襯里通常有125μm厚紙芯，其背面有一層厚為25μm無光聚乙烯涂層，正面有一層厚為25μm光亮聚乙烯涂層，在光亮聚乙烯層上有一層商用硅酮涂層。采用壓花模，在熱壓條件下在襯里正面上形成圖案。每組圖案均為一組間距相等的反四方角錐形凹陷，凹陷四壁與襯里垂直方向呈45°夾角，表1所列為實施例1-5和比較例C1-C4中各圖案尺寸。
另外兩個比較例C5和C6的圖案為連續(xù)交叉平行脊的網絡。網絡取向偏離襯里方向45°，脊的側壁斜度呈54°。該脊的截面呈梯形。比較例C5的梯形脊的底部寬43μm，頂部寬11μm，高度22μm，間距290μm。比較例C6的梯形脊的底部寬41μm，頂部寬12μm，高度20μm，間距203μm。
各背襯樣品上的圖案在距離10英寸(25cm)的地方，肉眼實際上是看不清的。
表1
實施例6-10和比較例C7-C12取丙烯酸壓敏膠溶液(美國專利美國Patent 5,296,277中稱為膠粘劑溶液1)，用18.5phr樹脂(亞利桑那化學品公司有售，商品名為Nirez 2019)調整。將該溶液涂覆在實施例1-5和比較例C1-C6的襯里上，然后在66℃干燥10分鐘，形成厚度為32μm的膠粘劑膜。在室溫下將外露的膠粘劑面層壓到厚度為46μm增塑的白色柔性可貼合的聚乙烯膜上，該膜與3M公司在制造膜結構中使用的相同，其商品名為Controltac Pl美國Graphic Marking Film系列180-10。層壓時采用Vanquisher輥壓機(威斯康星州Stoughton的Stoughton機械制造公司生產)，在200kPa(30psi)表壓下，速度為2.5cm/秒，層壓平整的結構。揭去襯里，在連續(xù)膠粘劑層上露出與襯里相反的形貌。該形貌是規(guī)則排列的等距間隔的四方錐形隆起物。
各樣品上的圖案在距離10英寸的地方，肉眼實際上是看不清的。
用凹坑板測試法、鉚釘板測試法、熱涂/重涂測試法和空氣流動測試法，檢測上述所得背膠膜樣品的性能?？諝饬鲃訙y試在23℃和35℃，40英寸水壓的空氣壓力下進行。襯里要作膠帶與襯里的剝離強度測試，測試結果列于表2。結果顯示了一組圖案制品施加與氣體外逸性能和一組操縱膠帶與襯里的剝離強度。這些實施例表明，只有在角錐體高度(深度)和側壁角度組合的一定范圍之內才能獲得最佳試驗結果。在那些制備的樣品中，角錐體高在10μm，側壁角度在15°-40°之間，或角錐體高在15μm，側壁度度小于10°的試樣，施涂后氣體外逸性能較差。操縱膠帶與具有角錐形結構的襯里的剝離強度，隨較小的側壁角度，較淺角錐形體深度而增大。
表2
實施例11用細微壓花法制得一可剝離襯里，其結構類似于實施例1的襯里，角錐體間隙約7μm，截頭頂寬為9-12μm或更大，間距為190μm，長短徑之比為8.6。該襯里以及比較例C3，C5和C6的襯里，采用實施例13-23的膠粘劑，以80-120fpm(呎/分)速度涂覆上去。實施例1和比較例C3的襯里涂覆時順利，在涂覆過程中幾無或完全沒有形成或夾帶氣泡。比較例C5和C6的襯里在涂覆膠粘劑時，在膠粘劑層中形成許多夾帶氣泡，造成起伏不平的膠粘劑表面。
實施例12-14和比較例C13采用圖案制品與基底剝離測試法測試實施例3，4和5的樣品。
按實施例6-10中方法制備另一個比較例C13的樣品，它的襯里具有連續(xù)相互平行交叉脊的網絡，網絡取向與背襯方向偏差45°，脊的側壁角度與襯里平面呈90°，脊的截面形狀為圓形，底寬約90μm，高度至少25μm，間距1270μm。
表3表明，本發(fā)明的結構顯示出很好的粘合性能。
表3
實施例15-17和比較例C14實施例8，9，10和比較例C9的樣品，進行浸透度測試，表4為測試結果。比較例在測試條件下浸透率較高，并且通道密封性較好，這在制品施涂時對有效的氣體排空是必需的。
表4
雖然本發(fā)明已參照一些實施方式進行了說明，然而，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，顯然可以作各種改進。因此，其它一些實施方式也均在下述權利要求范圍之內。
權利要求
1.表面上有一組角錐形凹陷陣列的可剝離襯里，其特征為按照操縱膠帶與襯里剝離測試法進行的測試，有這些凹陷的襯里與操縱膠帶的剝離強度大于10克力/2英寸寬。2.如權利要求1所述的可剝離襯里，其特征為所述凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm，這種結構至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。
3.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為至少有一個側壁與襯里平面的夾角在10°-40°之間。
4.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為至少有一個側壁與襯里平面的夾角在10°-17°之間。
5.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為該凹陷底部是截頭的。
6.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為該凹陷的深度大于20μm。
7.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為凹陷之間間隙為0-10μm。
8.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為凹陷之間間隙為5-10μm。
9.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為凹陷在襯里表面上形成基本上有規(guī)則的圖案。
10.如權利要求2所述的可剝離襯里，其特征為凹陷之間的間距達到400μm。
11.背膠式制品，它包括(a)其表面上有許多角錐形凹陷的可剝離襯里，其凹陷從可剝離襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm，該凹槽至少有一個側壁與可剝離襯里平面的夾角大于5°，小于40°；(b)位于襯里表面上的膠粘劑層。
12.如權利要求11所述的背膠式制品，其特征為按照空氣流動測試法進行測試，該膠粘劑層在23℃，40英寸水壓下的氣體外逸量大于20ml/min，而在35℃，40英寸水壓下氣體外逸量大于10ml/min。
13.具有一組角錐形隆起物陣列的膠粘劑層，其特征為按照空氣流動測試法進行測試，該膠粘劑層在23℃，40英寸水壓下的氣體外逸量大于20ml/min。
14.如權利要求13所述的膠粘劑層，其特征為按照空氣流動測試法進行測試，該膠粘劑層具有在35℃，40英寸水壓下的氣體外逸量大于10ml/min。
15.如權利要求13所述的膠粘劑層，其特征為所述隆起物從膠粘劑層平面向上延伸的高度大于15μm，小于35μm，這些隆起物最好至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°。
16.圖案制品，它包括(a)其表面上有許多角錐形隆起物的膠粘劑層，其特征為這些隆起物從膠粘劑層平面向上延伸的高度大于15μm，小于35μm，且這些隆起物最好至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°；(b)位于膠粘劑層表面上的可成像膜。
17.如權利要求16所述的圖案制品，它還包括在膠粘劑層的與膜相背的表面上的可剝離襯里。
18.一種方法，它包括(a)提供具有膠粘劑層的圖案制品，該膠粘劑層一個表面上有許多角錐形隆起物，其特征為隆起物從膠粘劑層平面向上延伸的高度大于15μm，小于35μm，且隆起物最好至少有一個側壁與膠粘劑層平面的夾角大于5°，小于40°，在膠粘劑層一個表面上有可成像薄膜；(b)將所述膠粘劑層與基底接觸。
19.提高膠帶與可剝離襯里粘合強度的方法，它包括將膠帶粘合到具有角錐形凹陷的可剝離襯里上，該凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm，且凹陷至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。
20.將帶有襯里和襯里上的膠粘劑層的背膠式制品轉移的方法，它包括將膠帶附著在可剝離襯里上，該襯里表面上具有許多角錐形凹陷，其特征為凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm，且凹陷至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°。
21.圖案制品的轉移方法，它包括(a)提供的圖案制品有一個具有第一表面和第二表面的薄膜，其特征為其中圖像至少占據一部分第一表面，薄膜的第二表面上有膠粘劑層，膠粘劑層上有襯里；襯里具有其上面有角錐形凹陷的表面，這些凹陷從襯里平面向下延伸的深度大于15μm，小于35μm，且至少有一個側壁與襯里平面的夾角大于5°，小于40°；(b)除去第一表面未被圖像占據的部分下面的薄膜與膠粘劑層，使得至少裸露出一部分襯里表面；(c)將操縱膠帶附著到圖案上與襯里外露裸部分上；(d)將該制品轉移到基底對準固定起來。
22.如權利要求21所述的方法，其特征為該操縱膜選自預掩膜、預置膜以及拼接膜。
23.如權利要求21所述的方法，其特征為所述凹陷在表面上形成基本上規(guī)則的陣列。
24.如權利要求21所述的方法，它還包括從基底和圖案制品上除去操縱膜。
全文摘要
其表面有一組角錐形凹陷陣列的可剝離襯里，按照操縱膠帶與襯里剝離測試法測量，有這些凹陷的襯里與操縱膠帶的剝離強度為10克力/2英寸寬。
文檔編號B32B27/00GK1514863SQ02806520
公開日2004年7月21日 申請日期2002年1月8日 優(yōu)先權日2001年3月14日
發(fā)明者D·L·弗萊明, F·T·謝爾, D L 弗萊明, 謝爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司