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CN1219950A - 压敏粘合结构 - Google Patents

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CN1219950A
CN1219950A CN97194675A CN97194675A CN1219950A CN 1219950 A CN1219950 A CN 1219950A CN 97194675 A CN97194675 A CN 97194675A CN 97194675 A CN97194675 A CN 97194675A CN 1219950 A CN1219950 A CN 1219950A
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Abstract

一种无底料的可除去压敏粘合结构,它包括:无底料的面料、与此面料接触的第一粘合剂层、与此第一粘合剂层接触的第二可除去压敏粘合剂层,以及与此第二粘合剂层接触的释脱面。有利的是,这种设计的结构与传统的乳剂底料的可除去压敏粘合结构相比,改进了摊平性。

Description

压敏粘合结构
发明领域
本发明涉及可除去压敏粘合带与标签结构。
发明背景
压敏粘合标签是众所周知的，它是一种叠层件，包括：一面料或背料、一压敏粘合剂层以及为此压敏粘合剂提供释脱面的释脱衬里。
在带状结构中，是将释脱剂涂敷到此面料或背料的与接触于压敏粘合剂相反的一侧上来提供这样的释脱面的，使上述面料与压敏粘合剂层能从它们的相邻层剥离开。
压敏粘合剂层(PSA)通常分为永久的和可除去的两类。
永久性压敏粘合剂所具有的粘合力不允许将标签从它已粘附到的基底上除下而没有显著地损伤，例如在纸质的面料情形将其撕裂；或在较结实的面料如聚酯的情形，使得在面料上导致粘合失效，在粘合剂本身内导致内聚力失效，或是在转印过程中于基底上留下明显数量的粘合剂。
可除去压敏粘合剂的粘合力明显地低，允许将带有它的面料或标签从基底上除下，即使是在长时间的接触之后。除下时不会显著地损伤面料或基底。一般，可除去压敏粘合剂相对于不锈钢所具有的粘合力从约50～约300N/M。
应用可除去压敏粘合剂于带状或标签结构上的限制是，需用一种能适当地固定到面料上的底料，并在某些可除去压敏粘合剂情形中用来防止沾污纸质面料。
传统上，这种底料是由聚合物在有机溶剂例为甲苯中的溶液作为阻挡层沉积而成。采用了填充和未填充的乙烯乙酸乙烯酯和苯乙烯聚合物。
但是，出于环境的考虑，需减少这类溶剂的工业用量。
已尝试对面料改用水性的乳剂基的底料，但这会使纸质面料卷曲。通过对纸作除湿处理虽可消除卷曲，但却加大了成本，而且许多纸具有光泽面，除湿处理则会减少光泽而不利于这类纸制器的质量，工业上是不可取的。
此外，许多涂层设备并不具有底料涂层工段或是底料层烘干炉。因此，最好另辟路径来提供可除去压敏粘合结构，它们既不需采用溶剂基的底料系统，又能改进摊平持性。
于基底上作双层与多层的模具涂层工艺在本技术领域中属众所周知的，例如已描述于综合在本申请中作为参考的美国专利第3573965号中。
综合于此供参考的授予Gobran的美国专利第4260659号描述了一种多层压敏粘合带，它由许多叠置的压敏粘合剂层形成，其中的外层比紧邻其下的层更柔软。
综合于此供参考的授予Kuller的美国专利第4854259号描述了一种用来生产压敏粘合带的方法。这种带包括许多同时涂敷上的叠置层，其中的至少一个外层是压敏粘合剂层，其与邻接的层之间界定出一内部，各个层包括光聚合的聚合物键基质，它从一层的基质通过界面延伸到邻接层的基质。结果使得这些层不能分离。
可除去压敏粘合标签件当前的制造方法示明于图1。这里涉及的面料或背片涂有来自溶剂并由炉子烘干的底料，以形成有底料的背层。同时，将涂有可除去压敏粘合剂层的释脱衬里层片于炉中烘干。此可除去压敏粘合剂层与释脱衬里层的叠层件和所形成的有底料的面料结合，构成由面料、底料、可除去压敏粘合剂层与释脱衬里层形成的最终的叠层件。同样能把可除去的PSA直接涂布在组合到释脱衬里层的底料与叠层件上。对于带状的结构，可不用释脱衬里而是把释脱剂涂布到与可除去压敏粘合剂层相接触的表面相反的背料表面上。
这是一种多工序的和高成本的方法，因而希望能由较少的费用且不损害其性能的方法来构造可除去压敏粘合剂制品，这便是本发明的主题。
本发明涉及无底料的可除去粘合结构，它与传统的其面料已由水基底料处理过的粘合结构相比，显著地改进了摊平性。
在本技术领域业已周知，其面料已用水性乳剂作为上底料步骤处理过的传统的可除去粘合剂结构，由于此上底料步骤的结果，使得此纸质的面料增加了变形。这种变形对纸质面料的“摊平性”带来了不利影响，由于这会干扰纸张的输送或是此种粘合结构的其它后期制造部门的使用，它是不希望有的现象。
纸张朝向或脱离开面料的方向卷曲所表现出的变形也是这种乳剂底料化过程及其影响到此粘合结构的结果。在传统的处理方法中，首先是将面料底料化、干燥、再湿化，然后叠置到粘合剂层上。衬里的表面经释脱涂层、干燥，然后再湿化、涂以粘合剂层、再进行第二次干燥与湿化，这些都是在它叠置到面料上之前进行的。作为比较，在永久性压敏粘合结构中，面料是直接叠置到粘合剂层与衬里之上的。这样，对于可除去压敏粘合结构而言，与制备永久性压敏粘合结构相比，此面料层便增加了濡湿化和干燥的步骤。这些应用到面料上的附加的濡湿化和干燥步骤相对于衬里来说改变了它的水膨胀性，使得在允许PSA结构在某个特定环境达到平衡水分时，于叠层之后会发生不同的膨胀，从而导致卷曲。
发明概述
业已发现，基于使用可除去粘敏粘合剂的带状或标签结构，能够通过采用一种永久性压敏粘合剂来取代作为固定层与阻挡层的底料将可除去的压敏粘合剂层固定到背层上形成，而且这样的结构改进了摊平特性。上述组合形式可以用来在永久性压敏粘合剂层的粘合力与可除去压敏粘合剂层的粘合力之间，将粘合力调节到任何水平。
本发明允许将可除去压敏粘合结构不需另加乳剂底料化步骤来构制成。于是，有利的是，所述面料不需再进行湿润/干燥循环，而且面料的水膨胀性能更好地与衬里的平衡，其结果能获得优越的平整性。为此，本发明中所谓的“无底料化的”或“无底料”是指附有粘合剂的面料或背料未曾由用来将粘合剂固定到面料或背料上的底料处理。
本发明在其一个实施例中提供了一种改进了摊平性的可除去压敏粘合结构，它包括：
无底料的面料；
与上述面料接触的第一粘合剂层；
与上述第一粘合剂层接触的第二粘合剂层，此第二粘合剂层包括可除去的压敏粘合剂；以及
与此第二粘合剂层接触的释税面。
本发明在其另一实施例中提供了一种改进了摊平性的可除去的压敏粘合结构，它包括：背料；
与此背料的一面接触的永久性压敏粘合剂层；
与此永久性压敏粘合剂层接触的可除去压敏粘合剂层；以及
与此可除去压敏粘合剂层接触的释脱面，
上述可除去压敏粘合剂层按重量计其涂层占总涂层重量的至少约50％，且其中可除去压敏粘合剂层对永久性压敏粘合剂层的比至少为1∶1。
最好，本发明的结构所具有的摊平度能表征为：此结构横幅部上的曲率半径能从无穷大到14英寸例如从11至14英寸。
最好，本发明的结构所具有的摊平度能表征为：此结构下幅部上的曲率半径能从无穷大到11英寸。
本发明的结构一般包括一幅背料或面料与一永久性压敏粘合剂层接触，后者又与一可除去压敏粘合剂层接触。上述可除去压敏粘合剂层则再同一种释脱衬里的释脱面或是上述背料的相对面上的释脱面接触。
为了保持可除去的压敏性质，必须限制所用永久性压敏粘合剂的数量。对于每平米18～25克(克/米2以后记作gsm)的典型的总压敏粘合涂层重量，此可除去压敏粘合涂层的重量至少约为上述gsm的50％，而此可除去压敏粘合剂层对永久性压敏粘合剂层的涂层重量比至少约为1比1，更好是约为3比1，而最好是约4比1或更高。在较高的永久性粘合剂的涂层重量等级，例如约为此涂层厚度的50％时，这时的粘合力接近于永久性压敏粘合剂的。这种可除去的和永久性的压敏粘合剂层可从双层模具中，分别来自乳液的可除去的和永久性的压敏粘合剂逐渐共挤压到释脱衬里或背料上，将这些层干燥并将此小结构叠层到背料或释脱面上。这种同时的双层或涂层免除了许多操作步骤并显著地减少了带料和片料结构的费用。总的涂层厚度和各层的厚度可通过对其计量分别从此双层模具各个口排出的永久性和可除去的压敏粘合剂量来控制。
本发明还包括制造具有改进了摊平性的粘合结构的方法：
这样，本发明的又一实施例则提供生产具有改进了摊平性的可除去压敏粘合结构的方法，此方法包括下述步骤：
提供一释脱面；
将第一粘合剂层涂布到上述释脱面上，此第一粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上；以及
将无底料的面料叠置到此第二粘合剂层上。
另有一实施例包括生产具有改进了摊平性的可除去压敏粘合剂结构的方法，此方法包括下述步骤：
提供无底料的面料或背料层；
将第一粘合剂层涂布到此面料或背料上，此粘合剂层包括永久性压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上，此第二粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；以及
将上述面料或背料与此两粘合剂层所形成的结构叠置到一释脱面上。
在一优选实施例中，本发明提供了用来生产改进了摊平性的可除去的压敏粘合结构的方法，此方法包括：
在由支承件提供的释脱面上从双层模具沉积出一层可除去压敏粘合剂，和同时共同沉积到此可除去压敏粘合剂层上的相邻接的永久性压敏粘合剂层；
将此永久性压敏粘合剂层与可除去压敏粘合剂层固化到所述支承件的释脱面上；以及
将此永久压敏粘合剂层、可除去压敏粘合剂层与提供释脱面的支承件三者所形成的叠层件叠置到一背衬结构上，
上述可除去压敏粘合剂层所涂布的涂层重量占压敏粘合剂总的涂层重量的至少约50％，而此可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约1比1。
本发明还提供了使粘合结构的卷曲最小化的方法，此方法包括：
提供释脱面；
将第一粘合剂层涂布到此释脱面上，此第一粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上；以及
将一层无底料的面料叠置到上述第二粘合剂层上。
在又一实施例中，本发明提供了使粘合结构的卷曲最小化的方法，此方法包括：
提供无底料的面料或背料层；
将第一粘合剂层涂布到此面料或背料层上；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上，此第二粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；以及
将上述面料或背料层与粘合剂层所形成的结构叠置到一释脱面上。
本发明还包括把一种无底料的面料用作粘合结构制备中的平整化剂来形成摊平的粘合结构。
另一实施例则包括把无底料的面料用来制备多层式压敏结构以减少其卷曲。
附图的简要描述
图1以框图表明了制造可除去压敏粘合标签件结构的现有方法，
图2以框图示明本发明的制造可除去压敏粘合标签件结构的方法，
图3是本发明的用来涂布粘合料的双层模具的示意图；
图4是示明图3中所示的双层模具在其用来涂布两层粘合剂时其唇部结构的示意性横剖图；
图5是示明此双层模具在其用来涂布两层粘合剂时其弯曲的唇部结构的示意性横剖图；
图6是具有倾斜唇部结构的双层模具的示意横剖图；
图7示明采用本发明的组成对玻璃、高密度聚乙烯(HDPE)与再利用的纸板进行快速粘合试验的情形以及对照例1～5；
图8～12示明本发明的组成与对照例1～5相比较时，作为时间函数的相对于仿羊皮纸、玻璃、高密度聚乙烯(HDPE)、纸板与聚氯乙烯(PVC)作90°剥离粘合的情形；
图13与14分别表明与对照例9中市售产品相比较的，作为相对涂层重量函数的，不锈钢90°剥离粘合与循环粘合值；
图15表明例4中组成与对照例9的作为时间函数的，相对于钢材的90°剥离粘合试验；
图16是图15中所含信息的另一图解形式。
优选实施例的详细说明
本发明是针对采用了可除去压敏粘合剂的带状与标签结构，其中将可除去压敏粘合剂层粘合到永久性压敏粘合剂层上，后者再粘合到面料或背料上。
本发明的压敏粘合剂结构在用于标签时，参看图2所示，最好采用双层模具通过将永久性的和可除去的压敏粘合剂(PSA)涂层到硅树脂释脱衬里上来制备。这里所采用的粘合剂是乳液压敏粘合剂，将其通过双层模具的相邻孔同时泵吸出而涂层到此释脱衬里上。但有关的原理可以用到溶剂基的和热溶体粘合剂上，后者采用使此热熔体冷却而不是使其干燥来固化这些压敏粘合剂层的方法。如图所示，此释脱衬里、可除去压敏粘合剂层与永久性粘合剂层的叠层件然后在需要时通过烘炉来干燥这些涂布层。炉温约180°F。干燥之后，释脱衬里、可除去压敏粘合剂层与永久性粘合剂层的叠层件三者的叠层件便叠置到一幅面料或背料上。
尽管没有示明，要是如同在制造带的情形中除掉了释脱衬里后，则可将永久性压敏粘合剂层与可除去压敏粘合剂层经双层模具涂层到待裁切的纸幅的一侧，而使纸幅的另一侧涂敷以适当的释脱材料以形成释脱面。此纸幅、永久性压敏粘合剂层以及可除去压敏粘合剂层所形成的叠层件然后绕成卷用来裁切成带。依照图2形成的结构按通常方法处理并切割成带有或不带有可除去基质的标签。还可以看到，图2的整个过程可以反过来，而此可除去的和永久性的压敏粘合剂层可以通过双层模具直接涂布到面料上，粘合剂层经干燥或冷却固化，然后叠层到释脱衬里上。用来实施本发明的这两种乳液的可除去压敏粘合剂和乳液永久性压敏粘合剂，它们所具有的粘度应足以使可除去的和永久性的压敏粘合剂的浇注层能在它们的界面上不会显著地扩展。这样就保证了此永久性压敏粘合剂层的性质除非在需要时将不会有害于该可除去压敏粘合剂层的性质。但是它们必须相互匹配，允许共浇注这些离散的层，而且它们将不会分层。
一般，为了获得可除去压敏粘合剂层，此永久性与可除去压敏粘合剂层组合件的涂层重量(约为18～25gsm)最好约为20～23gsm，而此涂层重量的至少50％则是可除去压敏粘合剂层。但最好是使可除去压敏粘合剂对永久性的压敏粘合剂以gsm表示的相对涂层重量至少约为1∶1，更好约为3∶1，而最好约为4∶1或更高。这样就能允许采用最少量的永久性压敏粘合涂层并提供与永久性的压敏粘合涂层接触的可除去压敏粘合涂层，由此使永久性压敏粘合涂层对可除去压敏粘合涂层的性质的影响减至最小限度。
当永久性压敏粘合剂层的厚度大于总厚度的约50％时，此永久性压敏粘合剂层的影响便会变得显著，同时粘合的程度也显著增强。这样就能允许有效地利用可除去的与永久的粘合剂层的相对厚度来控制对基底的粘合力。
用在本发明的压敏粘合剂可以是任何乳液丙烯酸或橡胶树脂的可除去与永久性压敏粘合剂，它们要能充分地匹配以形成两个离散层并且在这两层之间的扩散要最少。目前，最好使用乳化基的压敏粘合剂。在这种结构中，永久性压敏粘合剂就会对面料有足够的粘侵性，使可除去压敏粘合剂与允许粘合剂转移到通常基底上的情形相反，而优先地使可除去压敏粘合剂与面料结合。上述基底包括纸、可回收的纸板、聚烯烃、聚氯乙烯、玻璃、不锈钢、有油漆的面，等等。总之，此永久性压敏粘合剂层用来以粘侵性方式将可除去压敏粘合剂固定于背料上，而当此背料是纸时，能形成防止纸受污染的阻挡层。
将连续的永久性压敏粘合剂层来设于连续的可除去压敏粘合剂层和面料之间，可以用来形成种种结构。例如，此永久性压敏粘合剂层可以是能再调浆的压敏粘合剂，而此可除去压敏粘合剂层可以是能够或不能够再调浆的。不论哪种情形下采用了可再调浆压敏粘合剂层，就能从纸质面料上作为此复原材料的一部分分离开。更有意义的是，此永久性压敏粘合剂层能够使其适合于面料的性质，而可除去压敏粘合剂层则能使之适应于此结构将用在其上的基底的性质。
优选的可除去压敏粘合组分包括丙烯酸基的乳液聚合物，它显示出低的剥离粘合强度，在不锈钢上最好可达约50～30N/M的量级。
丙烯酸基乳液的用于可除去和永久性压敏粘合剂的聚合物，按重量计包括约75～98％的，面最好是约85～约98％丙烯酸酯单体。低于85％的烷基丙烯酸酯单体就不理想，除非是把它作为部分的可再调浆的压敏粘合剂，这是因为此种粘合剂的最终玻璃转变温度有可能太高而使其损失粘性。高于约98％烷基丙烯酸酯单体也是不理想的，因为这时的聚合物常显示出不充分的粘合强度，并在从基底上剥离下时留有应力或残余物。对于可除去压敏粘合剂来说，烷基丙烯酸酯单体按重量计理想的量为约85％至约98％。
这种烷基丙烯酸酯单体最好在烷基链中含有1至约12个而优先为最好是含有约4至约8个碳原子。
α-,β-不饱和二羧酸的二酯特别是用于永久性压敏粘合剂时，同样会有帮助的。
对于可除去性，至少在烷基链中具有从约4个至约8个碳原子的烷基丙烯酸酯单体占绝大部分的聚合物是合乎理想的，因为这能在硬度、粘合性与可除去性之间提供最佳平衡。适用于本发明的典型的烷基丙烯酸酯包括2-乙基己基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、庚基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯、异辛基丙烯酸酯、异丁基丙烯酸酯，等等。丁基丙烯酸酯与2-乙基己基丙烯酸酯则最为理想。
形成这种聚合物的单体中可以有高达约15％的为硬单体。理想的硬单体包括醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基吡咯烷酮，等等。
这种聚合物组分可以包括高达约25％的一种极性单体或是多种极性单体的混合物，以给此聚合物提供机械稳定性与粘合强度或可再调浆性。所谓“极性”单体是指有机羧酸、酰胺、醇，等等。极性单体的例子包括甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2羟基丙烯酸，等等。
这种聚合物可以包括按重量计高达约1％的内交联剂。所谓“内交联剂”是指包括这样的多官能化合物，它们具有每个分子至少两个不共轭的碳-碳双键，而这样的交联剂在聚合过程中成为此聚合物的一部分。业已发现，内交联剂的数量不应超过约1％，因为大于1％的量会减少制备此聚合物的丙烯酸酯乳液的稳定性，而会导致乳胶粒在制备过程中凝结。一般观察到，不希望有高于0.3％的内交联剂的数量，因为这不会另外增添什么好处。适用的内交联剂的例子包括顺丁烯=酸=烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯与多官能的丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯类，后者包括聚二丙烯酸乙二醇酯、己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇二丙酸酯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，等等。
此种聚合物系统还包括导致后聚化交联的按重量计高达约2％而最好是从约0.1％至约0.7％的外交联剂。这些外交联剂包括金属盐，例如锆铵碳酸盐、锌铵碳酸盐、醋酸铝、醋酸锌与醋酸铬。外交联剂的数量一般在使用中不超过约2％，不然会损失粘合力。
目前最佳的可除去丙烯酸压敏粘合剂中所含粘合性聚合物是由按重量计约98％的2-乙基己基丙烯酸酯或异辛基丙烯酸酯以及约2％的羧酸，特别是丙烯酸与甲基丙烯酸的混合物形成的。
上述用作可除去压敏粘合剂层与背料或面料之间的固定剂的永久性压敏粘合剂，最好是高性能丙烯酸基的含有较大量极性单体的压敏粘合剂。通过采用胶粘剂可以提高粘侵性。某些这类压敏粘合剂已描述综合于此供参考的美国专利第5164444号中，按重量计一般含有从约35～60％的至少一种烷基丙烯酸酸酯、约15～35％的至少一种乙烯醚、约20～40％的二羧酸二酯而最好是二-2-辛基马来酸酯或二-2-乙基己基富马酸酯，以及约30％的不饱和羧酸。
当前最好的制造方法采用如图3所示的多层或双层模具10，把两层相邻的粘合剂，即可除去的和永久性的，涂敷到一幅释脱衬里基底12的释脱面上。基底幅12在其通过多层模具10的后端的绕过一支承辊14。如图3所示，应当理解模具10与幅12的宽度基本相等，使得此基底的整个宽度在一次涂层行程中由自模具10中流出而到幅12上的流体涂布到基底上。在此情形下，由模具中形成的歧管16中流出两个分离的流体层，它们沿着此模具的远端面22所限定的各自的槽20流动。各个槽20与幅12和模具10的最远端的梢18之间的界面连通。这些梢部称作“模具唇”18，并将在下面结合图4作更详细的说明。
多层模具10是组合式的，允许各个槽20和唇18的构型变动时而不需改变其它的槽与唇。这样，它们的几何结构可以调整来实现良好的涂层。其它一些有关的变量包括模具的“涂层间隙(cg)”与“次角”(α)。如图3所示，涂层间隙是唇18从幅退回的距离。攻角(α)如图5所示是唇面与整个模具相对于幅12的处定位法线的角度调节度。另一个变量则是幅速，它可以在50～100英尺/分之间或更大的范围内变化。
可以采用一种或两种涂层方法：干涉涂层或邻近涂层。
在前一情形，模具的唇18实际上是在幅12的方向上向前压，但并不与幅12接触，因而也在会对它造成任何损害，因为它们是在一薄层粘合涂料上掠过。但是，这时的压力则在实际上可使支承辊14(通常由硬橡胶材料制成)变形以便松驰模具对唇18的压力。
在邻近涂层中，模具10的唇18定位成与幅12分开精确的距离并不压向纸幅。这种情形下的支承辊14一般是由不锈钢制成，这样可使辊的周边精密并使其偏转最小。
在涂层过程中，是以较高的幅速来涂敷上很薄的高粘度乳液粘合成分的薄层。此过程受到仔细地控制。
上述控制在这种多层模具涂层技术中是部分地通过模具唇18的几何结构与构型来控制。参看图4，其中，示明有图3中的多层模具中的最远端稍部22的放大图，其包括与各个槽相关联的唇18，表明了相对于幅12的界面或涂层气体。在图4中应注意到，为便于说明，所示的模具10已从图3所示位置转过90°。此外，所示的幅12是取水平布置状态，实际的情形，幅12与支承辊14可以稍为弯转的；但由于涉及的距离很短，通过假定幅12取水平状态可以取得流体动力学的良好近似结果。
为使基准一致，多层模具10的各个唇18是相对于辐12的行进方向来描述的。例如，图4中左方所示的唇18a称之为“上游唇”，而最右边的唇18c则称之为“下游唇”。这样，“中间唇”18b也具有相同的基准。因此，上游与中间唇18a、18b限定出一个上游供料间隙24，而乳液粘合材料26便经此间隙流到幅12上，形成多层粘合制品的底部可除去压敏粘合剂层28。同样，中间唇18b与下游唇18c在一起形成了有槽的供料间隙30，乳液粘合料32在幅12从左到右行进时便通过此间隙流到下层28的顶面上。这样就形成了此多层粘合产品的顶部永久性压敏粘合剂层34。此外，为便于说明，顶层34是以较暗的色料表明，但在实际生产中的情形这是不必的；可以利用例如各种颜色或标记，如紫外荧光染料，来简化各层厚度的测量。
在前述的辐的速率下来涂层粘性粘合剂时将涉及到许多问题。例如，底部或顶部粘合剂层的再循环流动就会在最终的多层产品中造成某种缺陷。要是这两层中的任何一种液体粘合剂相对于模具唇18的分离点发生在不适当的位置。就会发生这种再循环。此外，极大的压力梯度会导致液体在上游从涂层限制入区漏泄出，由于会形成不均匀的粘合剂层厚度等，同样会在最终产品中造成缺陷。此外，上述的或其它的缺陷会从一层中扩散到另一层内，这是因为它们是同时，以液态涂层的。这种扩散破坏了最终产品的完整性与性能。
这样，对于上述的多层模具涂层而言，控制各个唇下的粘合剂压力梯度非常重要。特别是顶层应与中间唇在此唇下游角隅处分开。为了实现这种涂层控制要求，从图4中应注意到，各个模具段的唇18应在下游方向上与幅12成阶梯状或间隔开。这样可使唇产生合适的压力梯度，并保证粘合剂平稳流动而取得均匀的层厚。为实现这一目标，需要调整许多运行参数。例如，唇部18b与18c处的涂层间隙应近似为从此唇部的上游馈送的复合的湿膜厚度的1～3倍。在上游唇18a之下，净流率必须为，而唯一可能的是折返流动。这样，在此唇下的涂层间隙便只能设定成避免涂层液在上游方向上从涂层间隙流出。此外，图4中尺寸A所确定的上游阶差和尺寸B所确定的下游阶差，其范围在任何地方可以是0～约4密耳(mil)(0～0.004英寸)。供料间隙(由图4中的尺寸C与D确定)在任何地方也可在约1～约15密耳(mil)(0.001～0.015英寸)之间调节，而最好不超过它们对应层的湿膜厚度的5倍。此外，唇18在幅12行进方向的长度在获取合适的压力梯度时起到重要作用。例如，此上游唇18a应近似2mm长或更长。这如以上所述，是为密封上游头部所必须的。下游唇18c和中间唇18b的长度则可在0.1～3mm之间。
熟悉本技术的技术人员应知，为了实现均匀涂层的合适的流体动量，可以调整上述各参数值。当然，更内行的技术人员可以更精确地调节模具与运行参数来取得良好的结果。但是在设备装配过程中并非总有这样的内行的技术人员参与。为此，最好是提供这样的模具几何结构，它可以放大为成功地进行涂层作业的窗口，而这能通过对模具唇的取向作某种调节来实现。
图5示明图4中的模具10按顺时针走向稍稍转过代表“攻角α”的角度时的情形。为使基准一致，图4中所示攻角(α)表示一负攻角或是下注重唇18c相对于幅12的“会聚”取向。这种会聚的唇取向沿着下游唇18c形成了负的压力梯度(在纸幅行进方向上)，这有利于防止通称之为“起棱”的涂层缺陷，即在幅的行进方向中于膜内出现的规则条纹图案。事实上，中间与上游唇18a和18c也取会聚取向则并不特别有利。为了获得上述优点，模具的攻角虽可在很广的范围内变化，但已证明，此角度的变化率以在0～-5°适当。
由其它一些唇的改型甚至可以获得更为成功的操作窗。图6所示为图5中唇构型的一种变更形式，表明了“斜削的”唇。在这种构型中，下游唇18c相对于幅12成某个角度或倾斜，呈会聚的轮廓，类似于图5所示。但是中唇18b则取平置的位置或相对于幅12平行。另一方面，上游唇18a则倾斜成于下游方向从幅12发散出。这样的构型再次在各个唇之下提供了适当的压力梯度来避免再循环与上游漏泄。此外，要是在涂层情形下发生扰动(例如由于辊距偏，幅上有异物，环境压力变化，等等)。图6所示上游唇18a的会聚构型将在流动状态下产生缓冲效应，以使涂层中不产生缺陷。在这种方式下，此多层涂层沿口起到非线性弹簧的作用，减弱了这类不希望有的事件的出现机会以返回到稳定态。这时的模具10可以按照标准的攻角变化来实现有利的涂层条件。由于唇18预配置或倾斜成有利的取向，从而攻角的调节以及涂层的间隙可不必那么精确。这样，对此有一般知识甚至所知较少的人士也能成功地取得良好的涂层结果。
在随后的对照例如，R-1是可除去压敏粘合剂层，由按重量计98％的2-乙基己基丙烯酸酯与2％的丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物形成的丙烯酸共聚物的高粘度乳液沉积成。这种乳液利用了一种阴离子表面活化剂。固体含量是66～65％，而这种乳液是用一种有机增稠剂增稠的。R-2是与R-1相同的乳液，但未使用增稠剂。R-3是按重量计98％的2-乙基己基丙烯酸酯与20％的丙烯酸与甲基丙烯酸的混合物形成的塑化共聚物的61～63％的固体乳液。P-1是存在阴离子表面活性剂时形成的增稠丙烯酯乳液共聚物。P-2是由2-乙基己基丙烯酸酯/二-2辛基马来酸酯/乙烯酯酸酯/丙烯酸/甲基丙烯酸，按相对重量比48/29/21/1.5/0.5并存在于十二烷硫醇的条件下形成的乳液聚合物。
进行了基本试验来评价粘合性能，即快粘试验与90°剥离试验。快粘试验根据FINAT试验法NO.9(FTM9)进行，而90°剥离试验依据FINAT试验法NO.2(FTM2)进行。
FTM9测量压敏粘合剂的粘性，允许与粘合剂的“初期粘附力”或“使用粘性”。此快粘值表示为“在规定速度下，将一周朝外一面有粘合剂而已与标准面或试验面中的规定区域接触的材料，拉离开时所需的每米以牛顿表示的力(N/M)。应用拉力试验机，可使约25mm宽的一圈试样由试验面上落下然后立刻脱离。此速率为300mm/分。接触的面积约25mm×25mm。
FTM2也采用25mm宽的试样。它的粘合剂涂层面施加到以轻微的指压并由标准的FINAT试验辊滚压的一选定试验表面上，以在粘合物质与基底面之间形成密切接触。经过预定的记录时间后，按垂直于此试试基底面的方向以300mm/分的速度将试验带剥离，并按N/M记录下。
以上两种试验都是在温度为23°±2℃，相对温度50％±5％RH下进行的。
例1与例2和对照例1～5
为评价本发明提供了水久性压敏粘合剂的乳液P-1和可除去压敏粘合剂乳液R-1与R-2。用双层模具将上述各粘合剂浇以仿羊皮纸上，经干燥形成仿羊皮纸、永久性压敏粘合剂与可除去压敏粘合剂的叠层件。这些叠层件是例1(Ex-1)与例2(Ex-2)。将这种叠层件结构与市售的可除去结构(对照例1)、由P-2浇注于有底料的仿羊皮纸上的两种结构(对照例2与3)、由R-1浇注于无底料的仿羊皮纸上的一种结构(对照例4)以及由R 2浇注于无底料的仿羊皮纸上的一种结构(对照例5)。各种结构的涂层重量示明于表1。表1涂层重量，g/m2(95M)
    P1     R1     R2  R100(c) 底料
对照例1   -    -   -     20     N/A
对照例2    -     -     20   -     N/A
对照例3    -     -     20   -     N/A
对照例4   -     20     -   -      -
对照例5    -   -     20  -   -
例1     4     16     0    -   -
例2     4     -     1 6     -    -
R100(a)是市售溶剂基的可除去压敏粘合剂N/A=未知
评价了上述各结构的粘合性能：快速试验，对各种基底(见图7)；90°制备粘合试验，对仿羊皮纸(见图8)；90°剥离粘合试验，对玻璃(见图9)；90°剥离粘合试验，对高密度聚乙烯(见图10)；90°剥离粘合试验，对纸板(见图11)；和90°剥离粘合试验，对聚氯乙烯(PVC)(见图12)。在自然陈化条件(23℃)50％相对湿度，长达1个月，对各种基片)下评价了可除去性。在仿羊皮纸与纸板(见图9-11)上，有对照例4与6和例2三种结构失败，粘合剂的转移差不多是紧接使用后(20分)便发生。这是在以R-2粘合剂涂层而未采用底料时以及在把R-2叠层到P-1上时发生的。在玻璃、高密度聚乙烯与PVC上，对于无底料的结构(对照例4与5)，两周后观察到有粘合剂转移。其它的R-1结构给出了良好的可除去性。最佳性能出现于在P1的薄(4gsm)层上采用R-1制备的双层模具涂层料的，预施加有底料的仿羊皮纸基件上。这项研究的结果肯定了能够按下述方法制成所除去的粘合剂层：采用双层模具涂层系统，将底料涂层代换为永久性压敏粘合剂涂层，后者是同时沉积到在一释脱面上的可除去压敏粘合剂层的顶面上，然后转移到仿羊皮纸上。这就是例1与例2中的结构。还可以清楚看到，R-2粘合剂在不用底料涂层时，以及在用双层模具由能给出过大粘侵性的永久性粘合剂进行浇注时，产生了不合要求的性质，这可能是由于在用双层模具绕注时永久性粘合剂与可除去粘合剂有了某种程度的混合，也可能是由于这种永久性粘合剂形成了太高的有效厚度。上述差异也可能由于所用设备不用于用来浇注例1中的组成料的。总之，这项研究肯定了，能够用双层模具技术来浇注出永久性压敏粘合剂与可除去压敏粘合剂的叠层件。来合适地结合到面料或背料上并保持着可除去压敏粘合剂的性质及其对背料的粘侵结合。
对照例6、7、8与9和例3与4
进行了一项研究来揭示永久性压敏粘合剂对可除去压敏粘合剂的涂层重量比的影响，两者的总涂层重量为21gsm。为便于评价，采用了Rhinelander制造与出售的硅树脂涂层的释脱衬里。参看表2，为此目的制备了对照例6，这里唯一用到的粘合剂是永久性粘合剂P-2。用双层模具，以低涂层重量的可除去压敏粘合剂构成对照例7。此永久性压敏粘合剂对可除去压敏粘合剂的涂层重量比为14∶7。这里的可除去压敏粘合剂的厚度对此产品而言薄到不能取下，但这也表明了能够通过改变可除去的与永久性的压敏粘合剂的涂层重量比来选择粘合力。对于对照例8，只是将永久压敏粘合剂涂布到高光泽的纸上。对照例9是由市售的可卸式单层模具将可除去的压敏粘合剂涂层到有底料的高光泽的纸上。例3与例4给出了粘合剂R-3在永久性压敏粘合剂P-2上的涂层以相对涂层比10.5对10.5gsm和17对4gsm应用到高光泽纸上的情形。表2表明了对不锈钢的剥离值与循环粘合试验值。图13以框图表明了对照例7、例3与例4以及对照例9的双层模具涂层地不锈钢的相对粘合性，此试验为10分钟90°剥离，而图14则表明相同结构的环形粘性。显然，这种最接近对照例9的结构是在总体上可除去压敏粘合剂为17gsm而永久性的为4gsm的情形，即例4。表4表明了与对照例9相比较时，例4中的组成料在不锈钢上陈化40天后的90°剥离结果。这些相同的数据也于图15和图16中标绘出。显然，例4中的结构与对照例9的结构在试验结果上相当一致。
表2 10分钟剥离试验与循环粘合试验不锈钢衬底
试样#     结构     试验结果
R-3(涂层重量gsm) P-2(涂层重量gsm) 10分钟剥离力(N/M) 循环粘性试验(N/M)
对照例6     0     23    -     497
对照例7     7     14     125     278
例3     10.5     10.5     79.9     198
例4     17     4     53     0.7798
对照例8     21     0     44       -
对照例9 市售可除去粘合剂     44     142
尽管本发明业已用单层永久性压敏粘合剂与单层可除性压敏粘合剂作了说明，但应认识到，任何给定的层都可以由乳液式聚合物的混合物的多层的组分组成，只要其中一层能有效地用作永久性压敏粘合剂而另一层可用作可除去压敏粘合剂即可。
表4
    陈化时间(天)
结构 (10分)     1     2     7     40
    剥离强度(N/M)
例4对照例9     5980     82114     97106     113124     108140
摊平性
所述结构的曲率半径可以用来测量纸的卷曲程度。参表表5，“卷曲”是指发生在横幅上的粘合剂结构卷曲，而“下垂”是指发生于幅下的粘合剂结构卷曲。表中的值是以英寸表示的曲率半径，而无穷大则表示完善的平坦(无卷曲)结构。作为比较，表示从无穷大到14英寸或更大曲率半径的卷曲认为是合格的。同样，作为比较，从无穷大到11英寸或更大的“下垂”是合格的。本发明人注意到，本发明的无底料的可除去粘合结构显示的弯曲为11～14英寸，而传统的有底料的可除去粘合结构显示的弯曲最好为8英寸。于是，与传统加相比，这种无底料的可除去粘合结构的摊平性有了改进。
表5
测量性质(合格范围) 曲率半径(英寸)
    下垂     ∝～10.94
    卷曲     ∝～13.81
应该指出，对内行的技术人员说，本发明的某些变动是显然的。以上的描述由图示给出是为了有更清楚地理解，本发明的精神与范围只受后附权利要求书的限制。

Claims (34)

1．一种摊平性改进了的可除去压敏粘合结构，它包括：
无底料的面料；
与上述面料接触的第一粘合剂层；
与上述第一粘合剂层接触的第二粘合剂层，此第二粘合剂层包括可除去的压敏粘合剂；以及
与此第二粘合剂层接触的释脱面。
2．一种摊平性改进了的可除去压敏粘合结构，它包括；
背料；
与此背料表面接触的永久性压敏粘合剂层；
与此永久性压敏粘合剂层接触的可除去压敏粘合剂层；以及
与此可除去压敏粘合剂层接触松释脱面，
上述可除去压敏粘合剂层按重量占总涂层重量的至少约50％，而其中可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少是1∶1。
3．如权利要求1或2所述的可除去压敏粘合剂结构，所述释脱面是由释脱衬里提供。
4．如权利要求1或2所述的可除去压敏粘合剂结构，所述释脱面是设在上述背料的与永久性压敏粘合剂层接触一面相对的表面上。
5．如权利要求2至4所述的可除去压敏粘合剂结构，所述可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约为3∶1。
6．如权利要求5所述的可除去压敏粘合剂结构，所述可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约为4∶1。
7．如权利要求2至6所述的可除去压敏粘合剂结构，所述永久性的和可除去的压敏粘合剂层是共同沉积的丙烯酸压敏粘合剂层。
8．如权利要求2至6所述的可除去压敏粘合剂结构，所述永久性的和可除去的压敏粘合剂层是由水性乳液共同沉积的丙烯酸压敏粘合剂层。
9．如权利要求1至8所述的可除去压敏粘合剂结构，所述结构横幅的曲率半径是从无穷大到14英寸。
10．如权利要求9所述的可除去压敏粘合剂结构，所述结构横幅的曲率半径是从11至14英寸。
11．如权利要求1至10所述的可除去压敏粘合剂结构，所述结构下幅的曲率半径是从无穷大到11英寸。
12．一种生产摊平性改进了的可除去压敏粘合结构的方法，它包括下述步骤：
提供释脱面；
将第一粘合剂层涂布到此释脱面上，此第一粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到上述第一粘合剂层上；以及
将无底料的面料叠置到此第二粘合剂层上。
13．一种生产摊平性改进了的可除去压敏粘合结构的方法，它包括下述步骤：
提供无底料的面料或背料层；
将第一粘合剂层涂布到上述面料或背料层上，所述第一粘合剂层包括永久性压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到第一粘合剂层上，所述第二粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；以及
将上述面料或背料层和两个粘合剂层所形成的结构叠置到释脱面上。
14．一种生产摊平性改进了的可除去压敏粘合结构的方法，它包括：
从双层模具中在由支承件提供的释脱面上沉积可除去压敏粘合剂层和同时沉积到此可除去压敏粘合剂层上的相邻接的永久性压敏粘合剂层；
在上述支承件的释脱面上使所述永久性的和可除去的压敏粘合剂层固化；以及
将此永久性压敏粘合剂层、可除去压敏粘合剂层和提供了前述释脱面的支承件三者形成的叠层件叠置到背料结构上。
上述可除去压敏粘合剂按重量计的涂层重量是压敏粘合剂总的涂层重量的至少约50％，而此可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约1∶1。
15．如权利要求14所述的方法，所述用于释脱面的支承件是所述背料。
16．如权利要求14所述的方法，所述用于释脱面的支承件是由一幅释脱衬里提供，其中所述永久性压敏粘合剂层、可除去压敏粘合剂层与释脱衬里渚的叠层件是叠置到相分开的一幅背料上。
17．如权利要求14至16所述的方法，所述永久性与可除去压敏粘合剂层都是从乳液沉积的。
18．如权利要求17所述的方法，所述永久性与可除去压敏粘合剂都是丙烯酸压敏粘合剂。
19．一种生产摊平性改进了的可除去压敏粘合结构的方法，它包括：
从双层模具于一幅背料上沉积乳液丙烯酸永久性压敏粘合剂和同时共同沉积其上的乳液丙烯酸可除去压敏粘合剂的两相邻层；
在上述背料上使此永久性的与可除去的压敏粘合剂层固化；以及
将此永久性的与可除去的压敏粘合剂层和所述背料三者的叠层件叠置到释脱面上，
上述可除去压敏粘合剂层按重量计，所涂布的涂层重量占总涂层总量的至少约50％，且其对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约1∶1。
20．如权利要求19所述的方法，所述背里提供了上述释脱面。
21．如权利要求19所述的方法，所述释脱面是由一幅释脱衬里提供。
22．如权利要求13至21所述的方法，所述可除去压敏粘合剂对永久性压敏粘合剂的涂层重量比至少约为3∶1。
23．如权利要求22所述的方法，所述涂层重量比至少约为4∶1。
24．一种使粘合结构中的卷曲最小化的方法，此方法包括：
提供释脱面；
将第一粘合剂层涂布到此释脱面上，此第一粘合涂层包括可除去压敏粘合剂；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上，以及
将无底料的面料叠置到此第二粘合剂层上。
25．一种使粘合结构中的卷曲最小化的方法，此方法包括：
提供无底料的面料或背料层；
将第一粘合剂层涂布到上述面料或背料层上；
将第二粘合剂层涂布到此第一粘合剂层上，此第二粘合剂层包括可除去压敏粘合剂；以及
将上述面料或背料层和这两种粘合剂层所形成的结构叠置到释脱面上。
26．如权利要求12至25所述的方法，所述结构横幅的曲率半径是从无穷大到14英寸。
27．如权利要求26所述的方法，所述结构横幅的曲率半径是从11到14英寸。
28．如权利要求12至27所述的方法，所述结构下幅的曲率半径是从无穷大到11英寸。
29．将无底料的面料用于粘合结构的制备中，作为摊平剂来形成摊平的粘合结构。
30．将无底料的面料用于制备多层压敏结构以减少其卷曲。
31．如权利要求29或39所述的用法，其中所述结构横幅的曲率半径是从无穷大到14英寸。
32．如权利要求31所述的用法，其中所述结构横幅的曲率半径是从11到14英寸。
33．如权利要求29至32中任一项所述的用法，其中所述结构下幅的曲率半径是从无穷大到11英寸。
34．一种在制备可除去压敏结构中保持面料水膨胀性的方法，此方法包括形成具有下述部分的叠层件：
无底料的面料或背料层；
与上述面料或背料层接触的永久性压敏粘合剂层；
与上述永久性压敏粘合剂层接触的可除去压敏粘合剂层；以及
与上述可除去压敏粘合剂层接触的释脱面。
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