粘合片和施加有粘合片的結構的制作方法

專利名稱：粘合片和施加有粘合片的結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及要粘合在粗糙表面(具有微小不平整的表面)上的粘合片。具體地說，本發明涉及要粘合在多孔材料粗糙表面上的粘合片。
發明的背景砂漿、混凝土等是多孔材料，其表面是具有微小不平整的粗糙表面。當在戶外使用這種材料時，雨水容易滲入該材料內部。滲入該多孔材料中的雨水隨后逐漸從該多孔材料表面上蒸發并以含水氣體的形式釋放。
當將非透氣性粘合片置于這種多孔材料的表面上以后，多孔材料表面上逸出的氣體不能從該表面上揮發。結果，氣體滯留在多孔材料表面與粘合片的粘合劑層之間，使粘合片發生溶脹。
日本待審查專利申請(JP-A)平2-32180公開了一種用于砂漿板、石板和混凝土表面的粘合片。這種粘合片具有優良的減震性能并具有優良的與粗糙表面的粘合性。


圖1是現有技術粘合片的剖面圖。這種粘合片的結構中著色層101、液體阻擋層102、非織造織物層103和粘合劑層104層壓在一起。使用時，將粘合劑層104粘合在多孔材料(如砂漿板等)的表面上，在該粘合劑層上層壓有非織造織物層103、液體阻擋層102和著色層101。
在這種粘合片結構中，非織造織物層103是透氣性的，但是粘合劑層104和液體阻擋層102的透氣性差。因此，在這種結構中，當多孔材料被粘物產生含水氣體時，這種氣體滯留在被粘物表面和粘合劑層104之間，使粘合片發生溶脹。
日本未審查專利申請(JP-A)平6-287,525、平B-113,768、平9-157,606和登記的實用新型2,503,717公開了一種粘合片，在粘合劑層表面置有許多大致等高的突起部分，使粘合劑層具有透氣性。使用時這種粘合片能容易地使吸收在被粘物和粘合片之間的空氣逸出。
圖2是這種常規粘合片的一個例子的剖面圖。這種粘合片的結構中膜基片層201以及粘合劑層層壓在一起，該粘合劑層的表面部分上具有許多大致等高的突起部分203,203’。使用時，粘合劑層202的突起部分203、203’粘附在被粘物的表面上，并在該層上層壓膜基片層201。
粘合劑層202的表面部分是不平整的。因此，突起203、203’形成的凹陷204、204’不能粘附在被粘物的表面，并留有間隙。在被粘物和粘合劑層之間的界面上留出的空隙與外界形成連續相通的通道。這種連續的通道能有效地使被粘物產生的氣體逸出粘合片。因此，在這種結構中，即使多孔材料被粘物產生含水氣體，粘合片也不會發生溶脹。
但是，當粘合劑層表面形成不平整時，粘合劑層與被粘物表面的接觸面積下降。因此，與不平整形成在另一個表面上的粘合劑層相比，使這種粘合劑層粘附在被粘物上的粘合力下降。具體地說，當將粘合片施加在具有微小不平整的粗糙表面上時，表面上具有不平整的粘合劑層不能獲得高的粘合力。
另外，還將一種在基片層和粘合劑層之間放置一層鋁箔來抑制膜的機械溶脹的粘合片作為用于混凝土表面的粘合片(即作為標記膜)。這種標記膜的一個例子是美國3M公司制造的CQ-001“ScotchcalTM”膜。
但是，這種粘合片不具有使混凝土表面產生的氣體逸出的功能。
發明的概述本發明解決了上述常見問題，提供一種能使多孔材料被粘物表面產生的氣體逸出粘合片而不會發生溶脹的粘合片，并且這種粘合片與粗糙表面具有高的粘合力。
本發明提供一種粘合片，它包括依次層壓的膜基片層；在表面部分具有許多突起部分的通道透氣層，所述突起部分之間形成的凹陷部分構成與外界連接的連續通道；和透氣粘合劑層。
附圖簡述圖1是上述現有技術結構的剖面圖；圖2是上述第二種現有技術結構的剖面圖；圖3是本發明結構的剖面圖；圖4是第二種本發明結構的剖面圖。
本發明的實例在本說明書中，術語“粗糙表面”是指具有許多微小不平整的表面。例如，上述粗糙表面包括多孔材料(如砂漿、混凝土等)的表面。表面的不平整度定義為表面粗糙度，例如，在JIS B 0601(1994)中規定，當截止值(cut off value)為8mm，估算長度(evaluation length)為40mm時，算術平均粗糙度(Ra)約為20-100微米可算作“粗糙表面”。
本發明較好的粗糙表面是能滯留水份并以氣體的形式放出水份的粗糙表面。例如，它包括多孔材料(如砂漿、混凝土等)的表面。
圖3是本發明粘合片一個實例的剖面圖。在該粘合片中，膜基片層301、通道透氣層302和透氣粘合劑層303依次層壓在一起，其中所述通道透氣層的表面部分上具有大致等高的許多突起部分，突起部分之間的凹陷部分構成間隙，這些間隙形成與外界相連的連續通道。
膜基片層膜基片層是在粘合片粘貼在被粘物上時構成粘合片表面的層。該粘合片表面可具有色彩，并帶有圖象，如文字，圖案等。
膜基片層通常通過通道透氣層本身的粘合性而與通道透氣層相粘，也可以通過膜基片層和通道透氣層之間的單獨的粘合劑層而與通道透氣層相粘。
膜基片層可由用作常規粘合片的基片的任何材料制成，其例子包括金屬膜、塑料膜等。適用的塑料的例子包括合成聚合物，如聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。膜的厚度通常為10-1500微米。
通道透氣層通道透氣層具有兩個主表面。此時，與膜基片層相接觸的主表面是平坦的，與透氣粘合劑層相接觸的主表面具有許多大致等高的突起部分。一般來說，通道透氣層是由聚合物材料制成的。
可用對聚合物材料進行壓紋的方法、用將許多小球置于液態樹脂組合物中隨后涂覆并固化該混合物的方法等制成通道透氣層一個主表面上的突起部分。
較好用含小球和粘合劑的漿料進行涂覆，隨后固化該漿料制得通道透氣層。一般來說，通道透氣層是一種涂覆膜，它是將含具有特定粒徑和特定彈性模量的小球及具有特定彈性模量的粘合劑的漿料涂覆在膜基片層上，隨后干燥制得的。用這種方法可容易地形成通道，其尺寸和大小能有效地獲得優良的透氣性。
這種漿料通常是用混合裝置(如均相混合機、行星式攪拌機等)混合小球、粘合劑、溶劑和任選的各種添加劑，將各種材料均勻分散而成的。對于添加劑，可使用常用的已知添加劑，但是其不能影響本發明的效果。例如，可使用粘度調節劑、交聯劑、助溶劑、消泡劑、勻涂劑、紫外光吸收劑、抗氧劑、顏料等。
小球的彈性模量通常為1×108-1×1013達因/cm2，較好為1×109-1×1012達因/厘米2。如果彈性模量太低，粘貼粘合片時或者粘貼后隨時間的推移，通道會消失并且透氣性能變差；另一方面，如果彈性模量太高，制造粘合片時小球會滲入透氣粘合劑層，并且難以形成大小和尺寸能進行透氣的通道。
小球的彈性模量通常是壓縮彈性模量，該壓縮彈性模量是在20℃用購自Rheometrics Corp.的RSAⅡ粘彈性能譜儀測定的。也就是說，在-80℃至150℃的范圍內改變溫度并使頻率壓縮應變值為lrad/sec來測定彈性模量與溫度的關系，在20℃測得的值即為壓縮彈性模量。
對于用作小球的材料，有玻璃、丙烯酸類樹脂等。小球的粒徑通常為50-3000微米，較好為100-2000微米。當粒徑太小時，難以形成尺寸和大小能透氣的通道，另一方面，當粒徑太大時，難以進行涂覆并且整個粘合片變重。小球的粒徑(直徑)通常是用光學顯微鏡成象裝置測得的值。對于小球，可使用實心球或具有一個或多個空心孔的空心球。
小球的具體例子包括Gakunan Kouki Corp.制造的玻璃球“#120”、SekisuiPalstics Co.,Ltd.制造的交聯聚甲基丙烯酸甲酯球“MBX-100”等。
對于粘合劑，可使用合成樹脂，如丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂等。粘合劑的彈性模量通常為1×109-1×1012達因/厘米2。在該范圍內，能有利地形成并保持透氣通道并將整個粘合片的撓性保持在較好的水平。這種粘合劑的具體例子包括Hitachi Kasei Co.,Ltd.制造的丙烯酸類樹脂HITALOID 5099、NipponPolyurethane Corp.制造的聚氨酯樹脂SH-1011等。較好的是，使用交聯劑(Nippon Polyurethane Corp制造的Coronate HX)對這種樹脂進行交聯，產物用作粘合劑。
另一方面，小球和粘合劑的重量混合比((小球重量)/(粘合劑固體組分的重量))通常為0.1G-4.0G，較好為0.5G-1.2G。G為小球的比重。當通道透氣層中小球的比例太低時，由于突起部分間距太寬而使透氣通道會壓碎，另一方面，當其比例太高時，由于突起部分太密集而一開始就難以形成通道。
當混合漿料的各組分后，當將粘合劑樹脂溶液中的固體組分的濃度預先控制在20-40重量％時，形成的漿料具有優良的涂覆性能。如此得到的漿料適合于用帶凹口刮棒、圓棒等進行涂覆(因為它含有小球)。
漿料的最大涂覆量隨小球原料等的不同而不同，例如在上述條件下制得的漿料的情況下，當帶凹口刮棒的間隙設定在約為小球最大粒徑的1.2-1.3倍時，涂覆漿料并干燥后，能容易地得到干涂層重量為0.6-3.0g/150×100mm的通道透氣層。在具有這種涂覆重量的通道透氣層中，可有效地增強透氣性能。從這個觀點看，更好的涂覆重量范圍為0.8-1.5g/150×100mm。
為改進通道透氣層和多孔粘合劑層之間的粘合性，較好在漿料中加入鋁鰲合劑。鋁鰲合劑的具體例子包括Souken Kagaku Corp.制造的AD-5A。鋁鰲合劑的加入量通常為例如每100重量份粘合劑0.4-20.0份。
通道透氣層一個主表面上的突起部分可由聚合物材料壓紋而成。在這種方法中，較好將聚烯烴、聚氯乙烯、聚酯、聚硅氧烷、丙烯酸類樹脂、聚氨酯、合成橡膠(NBR、SBR等)等用作聚合物材料。例如，也可對這種聚合物材料的片材進行壓紋加工，形成具有不平整結構的不平整片材，將形成的不平整片材作為膜基片層并同時作為通道透氣層。
在這種情況下，突起部分的高度可例如為0.1-5mm，突起部分的間距為0.1-10mm，并且突起部分的垂直截面的形狀可以是多邊形，如梯形和矩形或半圓。
透氣粘合劑層透氣粘合劑層較好是浸漬粘合劑的抹布組成的層。用這種粘合劑層可有效地增強與多孔材料(如混凝土、砂漿等)的粗糙表面的粘合性。抹布通常是指非織造織物、織造織物或針織織物。抹布的密度通常為5-50g/m2。抹布的纖維(材料)通常是人造絲、聚酯、丙烯酸類等。
粘合劑是例如合成聚合物(如丙烯酸類聚合物、聚氨酯、聚烯烴、聚酯等)基粘合劑；或者是橡膠(如天然橡膠等)基粘合劑。粘合劑的浸漬量通常為10-400g/m2，較好為20-200g/m2。當浸漬量太小時，粘合力會下降；另一方面，當浸漬量太高時，透氣性會下降。粘合劑的粘合劑聚合物的分子量較好在能顯示一定粘合性能的范圍內，其重均分子量通常為10,000-100,000。
也可使用市售的雙面涂覆粘合劑的粘合帶或片作為這種由浸漬粘合劑的抹布形成的層。這種市售產品的具體例子包括美國3M公司制造的雙面涂覆壓敏粘合劑的粘合帶Y9448H、Y9448S。這兩種產品均是密度為14g/m2的人造絲非織造織物以70g/m2的比例浸漬丙烯酸類粘合劑制得的，厚度約為160微米。
多孔粘合劑層的厚度通常為10-500微米，較好為40-250微米。當厚度太小時，粘合力會下降；另一方面，當厚度太大時，透氣性會下降。
制造粘合片本發明粗糙表面粘合片是如下制得的在膜基片層的一個主表面上形成通道透氣層，并在通道透氣層的表面上放置透氣粘合劑層。
當使用上述含小球和粘合劑的漿料時，可在膜基片層的主表面上容易地形成通道透氣層。也就是說，將漿料涂覆在膜基片層上，干燥后形成通道透氣層。對于涂覆方法，可使用已知的方法，如刮刀涂覆機、輥涂機、口模涂覆機、刮條涂覆機等。干燥通常是在60-180℃下進行的，干燥時間通常為數十秒鐘至數分鐘。
隨后將透氣粘合劑層置于通道透氣層的表面上，并粘合。由于在通道透氣層的表面上形成許多大致等高的突起部分，因此透氣粘合劑層粘結在這種突起部分上，突起部分之間的凹陷保留成空隙。結果，在通道透氣層的表面上形成透氣粘合劑層之后，這種空隙構成與外界相連的連續通道。
另外，為保護粘合劑層，通常在透氣粘合劑層上放置經硅氧烷處理的襯里。
作用圖4是施加粘合片結構的一個實例的剖面圖，它包括由具有粗糙表面的多孔材料組成的被粘物405，以及用于該粗糙表面的本發明粘合片400。用于粗糙表面的粘合片400包括膜基片層401、通道透氣層402和透氣粘合劑層403。
在本發明用于粗糙表面的粘合片400中，粘合片中與外界相連的通道位于透氣粘合劑層403和通道透氣層402之間的界面上。因此，當被粘物(如混凝土、砂漿等)產生氣體時，這種氣體能容易地穿過透氣粘合劑層到達通道，并通過該通道容易地逸出至外界。
在圖4中，虛線箭頭表示被粘物產生的氣體逸出粘合片的路徑。因此，本發明用于粗糙表面的粘合片400中，即使被粘物產生氣體，該氣體也不會滯留在被粘物和粘合劑層之間，不會由于粘合片溶脹而改變外觀。
另一方面，由于粘合劑層是具有平的粘合表面的透氣粘合劑層，因此不會阻止被粘物產生的氣體流向通道，并可確保足夠的與被粘物的粘合面積。因此該粘合片適用于在常規條件下需要相對高粘合力(如3kgf/25mm或更高)的場合。
術語“常規條件下的粘合力”是指如下測得的剝離力在20℃和65％RH的條件下將粘合片粘貼在被粘物表面上，在該條件下放置48小時后，以300mm/min的剝離速度和180°的剝離角測得的剝離力。在本發明粘合結構中，在常規條件下粘合片與混凝土或砂漿被粘物表面形成的粘合力通常為3-7kgf/25mm。
實施例下列實施例進一步說明本發明，但不限制本發明的范圍。
實施例1將Hitachi Kasei Co.,Ltd.制的丙烯酸類樹脂HITALOID 5099溶解在Exxon Corp.制造的溶劑Solvesso#100中，得到25重量％樹脂溶液，向該溶液中加入Gakunan Kouki Corp.制造的噴砂用玻璃球#120(粒徑125-149微米，比重2.5)，用均相混合機攪拌該混合物后得到漿料。調節混合量使得玻璃球和丙烯酸類樹脂具有表1所示的重量混合比。
使用帶凹口刮棒將形成的漿料涂覆在厚度為100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。將帶凹口刮棒的間隙設定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃將涂覆的漿料干燥2分鐘，并在155℃再干燥5分鐘，形成通道透氣層。在該層上層壓美國3M公司制造的壓敏粘合劑雙面涂覆帶Y9448H，得到粘合片。
用下列方法評價形成的粘合片的性能。結果列于表2。
在常規條件下的粘合力在20℃和65％RH下將切割成150×25mm的粘合片粘貼在Nippon TestPanel Corp.制造的砂漿板(150×70×10mm)上，在同樣的條件下將其放置48小時，隨后測定剝離力。剝離速度為300mm/min，剝離角為180°。
透氣性在20℃和65％RH下將切割成150×50mm的粘合片粘貼在Nippon TestPanel Corp.制造的砂漿板上，根據下列條件觀察其外觀是否由于溶脹而發生變化。評價標準如下●(好)將試樣在室溫放置24小時，隨后在40℃的水中浸泡7天，未發生溶脹；◆(合格)將試樣在室溫放置24小時，隨后在20℃的水中浸泡7天，未發生溶脹，但是將試樣在室溫放置24小時，隨后在40℃的水中浸泡7天后發生溶脹；×(不合格)在上述條件下均發生溶脹。
與粗糙表面的貼合性制得帶有寬10mm、深60微米凹進部分的透明丙烯酸類板作為被粘物，在該被粘物上粘貼切割成150×25mm的粘合片，從而覆蓋被粘物的凹進部分。粘貼時，使用2kg的壓輥并將其來回壓制一次以將兩者粘合在一起。評價時，測定被粘物凹進部分周圍的不平整之處透氣粘合劑層未與被粘物接觸的長度。該長度的較小值表示較優良的與粗糙表面的貼合性，較好是0.5mm。
實施例2-4用與實施例1相同的方法制得粘合片，但是將小球與粘合劑的混合量和漿料的涂覆量改成表1所示的量，評價其性能。結果列于表2。
實施例5將Hitachi Kasei Co.,Ltd制的丙烯酸類樹脂HITALOID 5099溶解在ExxonCorp.制造的溶劑Solvesso#100中，得到25重量％樹脂溶液，向該溶液中加入Gakunan Kouki Corp制造的噴砂用玻璃球#180(粒徑88-105微米，比重2.5)，用均相混合機攪拌該混合物后得到漿料。調節混合量使得玻璃球和丙烯酸類樹脂具有表1所示的重量混合比。
使用帶凹口刮棒將形成的漿料涂覆在厚度為100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。將帶凹口刮棒的間隙設定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃將涂覆的漿料干燥2分鐘，并在155℃再干燥5分鐘，形成通道透氣層。在該層上層壓美國3M公司制造的壓敏粘合劑雙面涂覆帶Y9448H，得到粘合片。
用與實施例1相同的方法評價形成的粘合片的性能。結果列于表2。
實施例6用與實施例5相同的方法制得粘合片，但是將小球與粘合劑的混合量和漿料的涂覆量改成表1所示的量，將帶凹口刮棒的間隙設定在130微米，評價其性能。結果列于表2。
實施例7將Hitachi Kasei Co.,Ltd.制的丙烯酸類樹脂HITALOID 5099溶解在Exxon Corp.制造的溶劑Solvesso #100中，得到25重量％樹脂溶液，向該溶液中加入Sekisui Plastics Co.,Ltd.制造的交聯聚甲基丙烯酸甲酯小球MBX-100(粒徑102-142微米，比重1.2)，用均相混合機攪拌該混合物后得到漿料。調節混合量使得玻璃球和丙烯酸類樹脂具有表1所示的重量混合比。
使用帶凹口刮棒將形成的漿料涂覆在厚度為100微米的聚氯乙烯(PVC)膜表面上。將帶凹口刮棒的間隙設定在180微米。涂覆量如表1所示。在65℃將涂覆的漿料干燥2分鐘，并在155℃再干燥5分鐘，形成通道透氣層。在該層上層壓美國3M公司制造的壓敏粘合劑雙面涂覆帶Y9448H，得到粘合片。
用與實施例1相同的方法評價形成的粘合片的性能。結果列于表2。
比較例1使用常規的標記膜(Scotchcal膜CQ-001，美國3M公司制)，該膜結構中，含丙烯酸類粘合劑聚合物作為主要組分的粘合劑層直接緊粘在膜基片層(厚100微米的PVC膜)上。用與實施例1相同的方法評價形成的粘合片的性能。結果列于表2。
表1小球粒徑 混合比 涂覆量(微米)(固體組分的重量比)(g/150×100mm)實施例1125-1491.50 0.81實施例2125-1492.00 1.06實施例3125-1492.50 1.30實施例4125-1491.00 0.60實施例588-105 1.00 0.67實施例688-105 1.50 0.60實施例7102-1420.96 0.74表2常規條件下的粘合力透氣性與表面的貼合性(kgf/25mm) (mm)實施例1 3.9 ●0.2實施例2 4.1 ●0.2實施例3 4.3 ●0.2實施例4 5.1 ◆0.2實施例5 5.2 ◆0.2實施例6 4.7 ◆0.2實施例7 4.0 ◆0.2比較例1 2.5 ×1.0在各實施例中，通過通道透氣層(形成通道)的作用獲得了優良的透氣性能。此外，還發現實施例1-3的粘合片具有特別優良的透氣性，可承受比實施例4-7粘合片更嚴酷的條件。
兼顧小球粒徑、小球與粘合劑的混合比和涂覆重量是重要的。作為獲得優良透氣性的一個標準，漿料的涂覆量較好為0.8g/150×100mm或更高。另外，當粘貼在粗糙表面上時，實施例的粘合片能有效地粘貼在被粘物的不平整突起部分上，由于與常規標記膜相比該粘合片更具有撓性并更厚，因此具有優良的與粗糙表面的貼合性。
實施例 8將由NRB橡膠組成的片材在177℃、50kg/cm3條件下先壓紋3分鐘，形成具有不平整結構的不平整片材。用與實施例1相同的方法制得本實施例的粘合片，但是用這種不平整片作為膜基片層并且同時作為通道透氣層，省去了表層膜。
該不平整膜具有(ⅰ)膜基片層(厚度0.5mm)和(ⅱ)整體連接在該膜基片層上的許多突起部分。突起部分的高度為1.0mm，突起部分之間的間距為0.5mm，突起部分的垂直截面形狀為梯形(與透氣粘合劑層相粘的一側相當于梯形的下底)。突起部分的總粘合面積約為44％。
用與實施例1相同的方法評價本實施例的粘合片。結果，在常規條件下的粘合力、透氣性評價值和與粗糙表面的貼合性與實施例1的相同。
本發明的實用性由于由多孔材料組成的被粘物產生的氣體可被導出粘合片，因此本發明粘合片不會發生溶脹，并顯示出高的與粗糙表面的粘合性。
權利要求
1．一種粘合片，它包括依次層壓的膜基片層，在表面部分具有許多突起部分的通道透氣層，和透氣粘合劑層；所述通道透氣層的突起部分之間形成的凹陷部分構成與外界連接的連續通道。
2．如權利要求1所述的粘合片，其特征在于所述通道透氣層是由含許多小球的粘合劑材料制成的。
3．一種施加有粘合片的結構，它包括由具有粗糙表面的多孔材料制成的被粘物，以及粘合在該粗糙表面上的如權利要求1所述的粘合片。
全文摘要
問題:提供一種能使由多孔材料組成的被粘物產生的氣體逸出粘合片而不會發生溶脹的粘合片,并且這種粘合片與粗糙表面具有高的粘合力。解決問題的方法:一種粘合片,它包括依次層壓的膜基片層;在表面部分具有許多突起部分的通道透氣層,所述突起部分之間形成的凹陷部分構成與外界連接的連續通道;和透氣粘合劑層。
文檔編號C09J11/00GK1300311SQ99806081
公開日2001年6月20日 申請日期1999年4月30日 優先權日1998年5月14日
發明者阿部淳二, 阿部秀俊 申請人:美國3M公司