制造结构化隔离衬片的方法.pdf

本发明公开了制造结构化隔离衬片的方法。所述方法包括提供可挤出的材料；通过具有轮廓的模具挤出所述可挤出的材料，从而形成基部和至少一条导轨。所述导轨具有超出所述基部小于100微米的高度。在其他实施例中，提供第一和第二可挤出的材料，并通过所述模具将其挤出以形成第一层和第二层。所述结构化隔离衬片也可通过挤出到现有基底上形成。本发明还公开了形成包括粘合剂层和背衬的层合构造的方法。

1.  一种形成结构化隔离衬片的方法，所述方法包括：
提供可挤出的材料；
通过具有轮廓的模具挤出所述可挤出的材料，从而形成基部和所述基部上的至少一条导轨，其中所述导轨具有超出所述基部小于100微米的高度。

2.  根据权利要求1所述的方法，所述方法包括提供第一和第二可挤出的材料，并通过所述模具挤出所述第一和第二可挤出的材料，从而形成第一层和第二层。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中每条导轨包括所述第一层和第二层，并且所述基部包括所述第一层。

4.  根据权利要求2所述的方法，其中每条导轨包括所述第二层，并且所述基部包括所述第一层和第二层。

5.  根据权利要求2所述的方法，其中每条导轨基本上包括所述第二层，并且所述基部基本上包括所述第一层。

6.  根据权利要求1所述的方法，其中每条导轨具有超出所述基部小于50微米的高度。

7.  根据权利要求1所述的方法，其中每条导轨具有超出所述基部小于30微米的高度。

8.  根据权利要求1所述的方法，其中所述可挤出的材料包含有机硅或碳氟化合物剥离材料。

9.  一种形成层合构造的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1所述的结构化隔离衬片，其中所述导轨形成结构化表面；以及
使粘合剂与所述结构化表面接触，从而在所述结构化表面上形成粘合剂层。

10.  根据权利要求9所述的方法，其中所述接触步骤包括将所述粘合剂涂覆到所述结构化表面上。

11.  根据权利要求9所述的方法，其中所述接触步骤包括将所述粘合剂层合到所述结构化表面上。

12.  根据权利要求9所述的方法，所述方法包括使背衬以与所述结构化表面相对的方式和所述粘合剂层接触。

13.  根据权利要求9所述的方法，所述方法包括使第二隔离衬片以与所述结构化表面相对的方式和所述粘合剂层接触。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中所述第二隔离衬片具有结构化表面。

15.  根据权利要求1所述的方法，其中所述导轨形成结构化表面，所述方法还包括：
将有机硅或碳氟化合物剥离材料涂覆并覆盖到所述结构化表面上，从而形成剥离层。

16.  一种形成结构化隔离衬片的方法，所述方法包括：
提供可挤出的材料；
提供现有基底；
通过具有轮廓的模具挤出所述可挤出的材料，从而在所述现有基底上形成基部和至少一条导轨，并且每条导轨具有超出所述基部小于100微米的高度。

17.  根据权利要求16所述的方法，所述方法包括提供第一和第二可挤出的材料，并通过所述模具挤出所述第一和第二可挤出的材料，从而形成第一层和第二层。

18.  根据权利要求17所述的方法，其中每条导轨包括所述第一层和第二层，并且所述基部包括所述第一层。

19.  根据权利要求17所述的方法，其中每条导轨包括所述第二层，并且所述基部包括所述第一层和第二层。

20.  根据权利要求17所述的方法，其中每条导轨基本上包括所述第二层，并且所述基部基本上包括所述第一层。

21.  根据权利要求16所述的方法，其中每条导轨具有超出所述基部小于50微米的高度。

22.  根据权利要求16所述的方法，其中每条导轨具有超出所述基部小于30微米的高度。

23.  根据权利要求16所述的方法，其中所述可挤出的材料包含有机硅或碳氟化合物剥离材料。

24.  一种形成层合构造的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求16所述的结构化隔离衬片，其中所述导轨形成结构化表面；以及
使粘合剂与所述结构化表面接触，从而形成粘合剂层。

25.  根据权利要求24所述的方法，其中所述接触步骤包括将所述粘合剂涂覆到所述结构化表面上。

26.  根据权利要求24所述的方法，其中所述接触步骤包括将所述粘合剂层合到所述结构化表面上。

27.  根据权利要求24所述的方法，所述方法包括使背衬以与所述结构化表面相对的方式和所述粘合剂层接触。

28.  根据权利要求24所述的方法，所述方法包括使第二隔离衬片以与所述结构化表面相对的方式和所述粘合剂层接触。

29.  根据权利要求28所述的方法，其中所述第二隔离衬片具有结构化表面。

30.  根据权利要求24所述的方法，其中所述导轨形成结构化表面，所述方法还包括：
将有机硅或碳氟化合物剥离材料涂覆并覆盖到所述结构化表面上，从而形成剥离层。

制造结构化隔离衬片的方法
技术领域
本专利申请涉及制造结构化隔离衬片的方法，具体地讲，涉及采用具有轮廓的模具形成结构化隔离衬片的挤出方法。
背景技术
压敏粘合剂可用于连接两种材料。而粘合剂和这两种材料之间的界面对于被连接的材料的性能来说极为重要。任一界面上的附着力损耗都可能导致材料失去用途。出于各种原因，人们在过去就对粘合剂进行过结构化处理。
用于使粘合剂结构化的多种方法是已知的，包括(例如)美国专利申请No.5,296,277和5,362,516(均属于Wilson等人)；5,141,790和5,897,930(均属于Calhoun等人)；以及6,197,397(Sher等人)中公开的方法。这些专利公开了如何从粘合剂和隔离衬片间的界面来构建该粘合剂中的结构。
这些隔离衬片通常是通过对衬片的热塑性聚合物表面进行结构化而制成的。制造具有微结构化图案的隔离衬片的现有方法包括将挤出物浇注到微结构化模具上，该模具将所需图案施加到衬片上，然后施用有机硅脱模涂层(根据需要)，或者是采用压花，即在结构化辊隙之间将图案压制到热塑性聚合物表面上(有或没有有机硅脱模涂层)来施加图案。这些制造步骤在衬片上形成一定的表面特征，该表面特征接下来用于为粘合剂赋予一定的表面特征。这些步骤需要适用于这些方法、可以为进一步加工和使用提供稳定外形的耐用图案化模具、适当设备和材料。
发明内容
本文公开了制造结构化隔离衬片的方法。该方法包括提供可挤出的材料；通过具有轮廓的模具挤出可挤出的材料，从而形成基部和至少一条导轨。导轨具有超出基部小于100微米的高度。在其他实施例中，提供第一和第二可挤出的材料，并通过模具将其挤出以形成第一层和第二层。
也可通过将基部和导轨挤出到现有基底上来形成结构化隔离衬片。也就是说，该结构化隔离衬片的制造方法可包括：提供可挤出的材料；提供基底；通过具有轮廓的模具挤出可挤出的材料，从而在基底上形成基部和至少一条导轨，并且每条导轨具有超出基部小于100微米的高度。
还描述了包含设置在结构化隔离衬片上的粘合剂层的层合构造。使用结构化的隔离衬片对粘合剂层进行结构化，然后可将由此形成的结构化粘合剂从结构化隔离衬片上分离。该结构化粘合剂可用于多种应用，包括采用微结构化粘合剂膜的应用。
在以下具体实施方式中，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的。然而，以上发明内容在任何情况下不应该被理解为是对所要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，在专利审查过程中可以对该权利要求书进行修改。
附图说明
图1a示出了示例性结构化隔离衬片的俯视图。
图1b至1d示出了示例性结构化隔离衬片的剖视图。
图2a-2c示出了示例性结构化隔离衬片的剖视图。
图3a和3b示出了使用图1a和1b的结构化隔离衬片形成的示例性层合构造的剖视图。
图4示出了由图3a或3b的层合构造形成的结构化粘合剂膜的剖视图。
具体实施方式
图1a示出了包括基部12和导轨14的示例性结构化隔离衬片10的俯视图。导轨形成结构化表面16。图1b示出了图1a中所示结构化隔离衬片的剖视图。本专利申请的结构化隔离衬片可通过以下方法进行制造：通过具有轮廓的模具挤出第一和第二可挤出的材料，从而分别形成第一层20和第二层22。一般来讲，第一和第二层为邻接的，并一起形成导轨和基部。一般来讲，在软化状态下挤出一层或多层，然后将其骤冷(例如在水浴中)，从而形成结构化隔离衬片。
在一些情况下，通过具有轮廓的模具将可挤出的材料挤出到现有基底上。在这类实施例中，基部和导轨在现有基底上形成。适合的现有基底的例子包括(例如)纸张、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚烯烃膜(例如聚乙烯或聚丙烯)。可对现有基底进行预先准备或处理，从而提高第一可挤出的材料与所得结构的粘合力。此类处理的例子包括(例如)电晕处理、火焰处理、等离子处理和化学处理。
结构化隔离衬片可包括单一材料，如基部和导轨为相同的可挤出的材料。结构化隔离衬片也可包括多种材料，每种材料各不相同，从而使得结构化隔离衬片具有多层结构。例如，结构化隔离衬片可包括不同的第一和第二可挤出的材料，从而使得基部具有多层结构。再例如，结构化隔离衬片可包括不同的第一和第二可挤出的材料，从而使得每条导轨具有多层结构。
如图1b和图1c的剖视图中所示，第一和第二层的厚度可使得每条导轨包括第一和第二层的一小部分，而基部则包括第一层。相似地，第二层的厚度可大于导轨高度，使得每条导轨仅包括第二层(如图1d中所示)，而基部则包括第一和第二层。另一个例子中，基部基本上包括第一层，而每条导轨基本上包括第二层(未示出)。在所有实施例中，可挤出的材料都可以挤出到现有基底上。
挤出方法通常会在挤出材料中产生分子取向。一般来讲，不论挤出材料为整个结构化隔离衬片或仅为导轨，其取向都为顺维的并且沿着导轨。例如，如果导轨为零(0)度，则挤出材料的聚合物主链轴大致取向为0-45度(顺维)对45-90度(横维)。
结构化隔离衬片可经受后挤出加工。后挤出加工可能涉及(例如)固化步骤，该步骤可包括一种或多种热、电磁辐射(例如紫外光、可见光和微波)以及粒子辐射(例如电子束曝光)。
导轨可具有超出基部小于约100微米的高度，例如超出基部小于约50微米、或超出基部小于约30微米的高度。一般来讲，导轨具有超出基部至少约3微米的高度。当从横截面观察时，导轨在最宽点的宽度小于约300微米，例如小于约200微米，或小于约150微米。导轨的宽度可大于约15微米，例如大于约25微米，或大于约50微米。导轨的宽度可大于其高度，或其宽度与高度基本相等。或者导轨的高度可大于其宽度。任何导轨的高度均为该导轨顶部与相邻导轨间表面的平均平面之间的差值。
结构化隔离衬片包括导轨，并且通常包括多条导轨，这些导轨沿着基部在单一方向上以基本平行的关系延伸。每条导轨沿着基部的整个长度直至基部的边缘都为基本上连续的。
结构化表面可为限定的图案，其包括至少一个从基部的一条边缘至基部第二边缘的连续结构。使用轮廓模具挤出法，该图案可形成可以制造的任何图形。
在具有多条导轨的实施例中，间距(其定义为相邻形状的中心点之间的距离)通常为大于约150微米，例如大于约170微米，或大于约200微米。间距通常为小于5100微米，例如小于约2500微米，或小于约1700微米。
当从横截面观察时，这些导轨可以具有任何形状，例如，正方形、三角形、矩形、菱形、六边形、半圆形、梯形等。图1a-1d示出了矩形导轨，而图2a-2c分别示出了不同形状的导轨26a-26c。
一般来讲，可挤出的材料为能够被挤出的热塑性材料。可挤出的材料的具体例子包括聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚氨酯、聚乙烯、以及聚丙烯。可挤出的材料也可以包括多种材料以形成共混物。在包括多个层的实施例中，可使用多种可挤出的材料以形成多个层。
如下所述，粘合剂(例如粘合剂层)可与结构化隔离衬片的结构化表面接触。在一些实施例中，接下来可以可选地将背衬涂敷到与结构化隔离衬片相对的粘合剂层上。在其他实施例中，接下来可以可选地将另一个隔离衬片(结构化的或非结构化的)、制品或基底涂敷到与结构化隔离衬片相对的粘合剂层上。在一些实施例中，使与结构化隔离衬片相对的粘合剂层表面暴露，然后可对粘合剂和隔离衬片进行滚压，从而使得与结构化隔离衬片相对的粘合剂表面随后和与粘合剂相对的结构化隔离衬片的表面接触。结构化隔离衬片上的这种表面可以为结构化的或非结构化的。然后将粘合剂层从结构化隔离衬片上分开，从而在粘合剂层上形成结构。该结构为结构化隔离衬片的结构化表面的结构的反相。形成于粘合剂层上的结构可以形成空气出口通道，从而使得在与基底接触时，该空气出口通道会限定结构化粘合表面，其中该结构化粘合表面具有出口路径，使得在将粘合剂层的结构化表面粘合到基底后，空气可以从粘合剂层下排出。结构化粘合剂层和可选背衬可以被称为结构化粘合剂膜。
图3a和图3b分别示出了示例性层合构造30和30b，可使用图1的结构化隔离衬片形成这些层合构造。在图3a中，粘合剂层32设置在结构化隔离衬片的结构化表面(如图1b所示)上，而背衬34设置在与衬片相对的粘合剂层上。在这种情况下，结构化隔离衬片可具有内在剥离特性，使所得的结构化粘合剂层可以从衬片上分开而几乎没有损坏或无损坏。在图3b中，隔离层38设置在衬片与粘合剂层之间。隔离层有利于剥离所得的结构化粘合剂层，并且几乎没有损坏或无损坏。
可挤出的材料可包括剥离材料，以便有利于将结构化隔离衬片从结构化粘合剂上分开。在包括至少两层的实施例中，剥离材料可以仅在将与粘合剂接触的第二层(即图1a-1d中的元件22)中。作为另外一种选择或除此之外，可以将剥离材料涂覆到结构化表面上，从而如上所述形成隔离层。
适合的剥离材料的例子包括硅树脂，其可以为可辐射固化的硅树脂，例如US 5,527,578和US 5,858,545中所描述的硅树脂，以及其他活性硅树脂，例如WO 00/02966中所描述的硅树脂，这些专利的公开内容以引用的方式并入本文。具体的例子包括聚二有机硅氧烷-聚脲共聚物及其共混物，例如U.S.6,007,914中所描述的物质，该专利的公开内容以引用的方式并入本文。脱模涂层的例子包括有机硅、溶剂和无溶剂型、热固化和辐射固化型、缩合固化型和加成固化型、环氧化物官能化、丙烯酸酯官能化、硅烷醇官能化型、有机硅氢化物官能化型和脱模改性剂，例如硅氧烷。适合的剥离材料的另一个例子为碳氟化合物材料，可将其掺入到可挤出的材料中或作为剥离材料进行涂覆。
可挤出的材料中的其他添加剂可包括分散剂、着色剂、催化剂以及表面张力改性剂。
在另一个实施例中，结构化隔离衬片在两侧都可包括剥离官能团，从而使得结构化隔离衬片和结构化粘合剂可卷绕成卷筒以形成转移条带。隔离衬片也可在两侧均进行结构化，从而以转移条带的形式使粘合剂在其两侧上均结构化。在两衬片之间包括粘合剂层的实施例中，一个衬片或两个衬片可在与粘合剂接触的侧面上结构化。
粘合剂层可通过以下方式制造：将溶解或分散在溶剂中的粘合剂涂覆到结构化表面上，或可以使用热熔粘合剂，以熔化状态将其涂覆到结构化表面上，然后使之冷却以形成粘合剂层。然后可将背衬涂覆到与结构化表面相对的粘合剂层上。还可将现有粘合剂层层合到微结构化衬片表面，从而形成粘合剂层。现有粘合剂层可以为粘合剂膜的形式，该粘合剂膜包括设置在背衬上的粘合剂层。粘合剂层可设置在隔离衬片、制品或基底上。该方法还可包括(例如)使用上述任何固化方法交联粘合剂，所用方法取决于粘合剂中的具体组分。
粘合剂通常为压敏粘合剂。压敏粘合剂通常通过其特性来表征。本领域中的普通技术人员熟知，压敏粘合剂具有包括以下特征在内的特征：(1)粘性持久，(2)能在不超过指压的压力下粘结到粘合体，(3)具有足够的能力保持在粘合体上，以及(4)具有足够的粘合强度以满足预期应用的需求。许多压敏粘合剂必须在一组不同应力率条件下满足这些特性。
压敏粘合剂可以为基于天然橡胶、合成橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚(甲基)丙烯酸酯(包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、聚烯烃和有机硅的任何压敏粘合剂。压敏粘合剂可以为水溶型或溶剂型、热熔融型或100％固体可涂覆型压敏粘合剂。此外，压敏粘合剂可以包括单种压敏粘合剂或两种或更多种压敏粘合剂的组合。
可用的聚(甲基)丙烯酸类压敏粘合剂衍生自(例如)至少一种烷基(甲基)丙烯酸盐酯单体，例如丙烯酸异辛酯、异壬基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸正丁酯；以及至少一种可选的共聚用单体成分，例如(甲基)丙烯酸、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基酯、延胡索酸盐、苯乙烯大分子单体、或它们的组合。优选地，聚(甲基)丙烯酸类压敏粘合剂衍生自约0重量％和约20重量％之间的丙烯酸，以及约100重量％和约80重量％之间的丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、或丙烯酸正丁酯中的至少一种。例如，聚(甲基)丙烯酸类压敏粘合剂可以衍生自约2重量％和约10重量％之间的丙烯酸，以及约90重量％和约98重量％之间的丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、或丙烯酸正丁酯中的至少一种。另一个例子包括从约2重量％至约10重量％的丙烯酸，以及约90重量％至约98重量％的丙烯酸异辛酯。对于另一个例子，粘合剂衍生自约94-98重量％的丙烯酸异辛酯、2-丙烯酸乙基己酯、丙烯酸正丁酯或2-甲基丙烯酸丁酯，以及2-6重量％的(甲基)丙烯酸丙烯酰胺。
压敏粘合剂的添加剂可用于对诸如粘著性和粘合强度的所需特性进行施加、控制、调整等。例如可以使用增粘剂和/或防粘剂；例如，可用的增粘剂包括松香酯树脂、芳香烃树脂、脂肪族烃树脂和萜烯树脂。可以出于特殊用途而添加其他材料，包括(例如)油类、增塑剂、填充剂、抗氧化剂、UV稳定剂、加氢丁基橡胶、颜料和固化剂。
粘合剂可溶于溶剂进行涂覆，例如溶于水或有机溶剂。在其他实施例中，粘合剂以热熔融态进行涂覆。在其他实施例中，粘合剂可以100％固体组合物的形式进行涂覆，然后再进行固化。
背衬可以为纸张或任何膜，例如，诸如聚氯乙烯的图形膜。可使用任何商业技术使背衬成像，包括电子摄影、静电印刷、喷墨印刷、丝网印刷、苯胺印刷、电子切割或其他成像或图形技术。使背衬与粘合剂层接触的操作可包括：将背衬层合到已在结构化隔离衬片上形成的粘合剂层，或可使粘合剂层在背衬上形成，然后使粘合剂层与结构化隔离衬片的结构化表面接触。在后一种情况中，已在其上形成粘合剂层的背衬可以为诸如条带之类的粘合剂膜。
图4示出了带有粘合剂层42和背衬44的示例性结构化粘合剂膜40，可通过将粘合剂层/背衬从图1a或1b的结构化隔离衬片上分开而形成该粘合剂膜。结构化粘合剂膜可通过手工方式并使用橡皮扫帚或辊，或其他常规技术层合到粘附体或表面上。
实例
这些实例仅仅是用于示例性目的，并且无意于限制所附权利要求书的范围。除非另外指明，否则实例以及说明书其余部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除非另外指明，否则所用溶剂和其他试剂均得自Sigma-Aldrich Chemical Company；Milwaukee，Wisconsin。
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