IT8049321A1 - Adesivo sensibile a pressione, suscettibile di perdita controllata dell'adesivita' per irraggiamento ultravioletto, e materiale in fogli che lo comprende. - Google Patents
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Description
D ESCRIZIONE.
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione avente per titolo:
"Adesivo sensibile a pressione, suscettibile di perdita controllata dell'adesivit? per irraggiamento ultravioletto, e materiale in fogli che lo comprende"
RIASSUNTO
La presente invenzione si riferisce ad un adesive normalmente appiccicoso e sensibile a pressione,.che include anelli ossiranici, ed un fotoiniziatore ionico? caratterizzato dal fatto che il valore dello equivalente epossidico dell'adesivo ? da 400 a 900 ed il fotoiniziatore ionico viene scelto dal gruppo formato da sali di "onio" aromatici, sensibili alla radiazione, del gruppo Va oppure V?a; i catalizzatori di onio del gruppo Va, VI oppure Vlla, sali di diarii aionio contenenti esafluoruri di me talli del gruppo Va e sali complessi di triaril solionio , ed ? presente in quantit? efficiente a promuovere la polimerizzazione degli anelli ossiranici per cui detto adesivo ? facilmente privato dell'appiccicosit? per esposizione a radiazione attinica.
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
presente invenzione si riferisce ad un adesivo [normalmente appiccicoso sensibile a ptressione e ad un nastro prodotto con tale adesivo.
I nastri adesivi sensibili a pressione formano una famiglia grande Versatile, usata in diversi settori come ad esempio il mascheramento, il montaggio, il trattenimentoi la riparazione, ecc.. In molti casi, si desidera che il nastro rimanga permanentemente aderente al posto voluto. Tuttavia in altri casi ? molto desiderabile poter avere un nastro che rimanga saldamente legato ad un substrato soltanto fin quando esso ha cessato di effettuare la sua funzione alla quale esso era destinato, per esempio propositi di mascheramento durante una operazione di pitturazione, il sostegno di un wafer di silicio durante operazioni specifiche di finitura, protezione di superfici molto lucide di vetro o di metallo, ecc.. Parlando in generale tuttavia quanto pi? lungo ? il tempo di contatto del nastro con un dato substrato , tanto pi? saldamente esso aderisce al substrato. Si ritiene che non siano mai esistiti in precedenza nastri che potessero restare saldamente legati ad una qualunque di una ampia variet? di substrati per lunghi periodi di tempo ed essere tuttavia capaci di perdere in parte la adesione al substrato in ma-; niera rapida, quando fosse desiderato rimuovere il nastro. La presente invenzione fornisce tale prodotto.
La presente invenzione che comprende un adesivo normalmente appiccicoso e sensibile a pressione che include anelli ossiranici ed un fotoiniziatore ionico, ? caratterizzata dal fatto che il v a lo -re equivalente epossidico dell'adesivo ? da 400a
900 (preferibilmente da 450 a 700) ed il fotoinizia t o re ionico viene scelto dal gruppo formato da sali di onio aromatici, sensibili alla radiazione, del gruppo Va oppure VIa; i catalizzatori di onio del gruppo' Va, VI oppure Vlla, i sali di diaril aionio contenenti esafluoruri di metallo del gruppo Va e sali com-: plessi di triaril solfonio, ed ? presente in quantit? efficiente a promuovere la polimerizzazione degli anelli ossiranici, per cui detto adesivo ? facilmente privato dell?appiccicosit? per esposizione alla radiazione attinica. La funzionalit? epossidica pu? essere introdotta nell'adesivo mediante una di due tecniche o entrambe le dette tecniche, la maniera preferita essendo quella di formare un polimero gommoso appiccicoso di monomeri essenzialmente costutuiti da (1) circa65-80% In peso di un polimero di un sistema monomerico che pu? essere polimerizzato di per se fino a dare uno stato gommoso appiccicoso e (2)
corrispondentemente circa 35-20% peso di monomeri contenenti anelli ossiranici scelti dalla classe formata da acrilato di gliddile , metacrilato di glicidile ed l'etere allil glicidilico. la seconda maniera in cui si pu? introdurre la funzionalit? epossidica ? quella di miscelare quantit? appropriate di una qualunque resina epossidica in un adesivo sensibile a pressione altrimenti di tipo convenzionale. Il primo procedimento in generale preferito poich? l?'adesivo rimane stabile per periodi considerevoli di tempo; in contrasto, miscele di resine epossidiche ed adesivi sensibili a pressione non sono usualmente compatibili e tendono a separarsi per riposo. Dove l'adesivo deve essere posto come rivestimento su di un foglio dorsale appena dopo la sua formulazione, tuttavia, il problema della incompatibilit? viene minimizzato. E' stato inoltre trovato che l'irraggiamento attinico di uno strato adesivo sensibile a pressione diminuisce il valore di adesione in misura maggiore quando l'adesivo contiene un monomero epossidico co-reagito rispetto a quando il materiale epossidico ? semplice- , mente introdotto per miscelazione nell'adesivo stesso.
Sono noti molti fotoiniziatori i quali pr?muovono la polimerizzazione degli epossidi. Tra i pi? efficienti vi sono i sali di onio aromatici sensibili alla radiarione, del gruppo Va e Via come rispettivamente descritto nei brevetti statunitensi N?. 4.069.055 e No.'4.058.401, alcuni sali di diaril alonio contenendo esafluoruri di metalli del gruppo Va come descritto nel brevetto statunitense No. 3.981.897, alcimi catalizzatori di onio dei gruppi Va, VIa e Vlla quali sono descritti nel brevetto statunitense No.
4.101.513 e i sali complessi di triaril solfonio corrispondenti alla formula:
dove X ? F oppure OH e R1, R2, R3 e R4 sono ciascuno scelti da H, gruppo alchilico inferiore, alcossilico oppure idrogeno.
Sorgenti di raggi ultravioletti sono naturalmente gi? ben noti con inclusione per esempio di lampade germicide e di lampade nere di bassa intensit?; una discussone dettagliata delle sorgenti di luce adatte per porre in pratica la presente inven-; zione ? inclusa nel brevetto statunitense No. 4.058.401. Mentre i fotoiniziatori di sali di onio utili nell'ambito della presente invenzione sono di per se
fotosensibili soltanto nella porzione ultravioletta dello spettro elettromagnetico, essi possono essere resi efficienti nelle porzioni dello ultravioletto vicino e del visibile dello spettro mediante incorporazione di agenti sensibilizzanti come ad esempio 2-etil 9,10-dimetossinantracene e 9,10-dietossiantracene; si vedaad esempio il brevetto statunitense No. 4.069.054.
E' ben riconosciuto che altri hanno incorporato la funzionalit? epossidica negliadesivi sensibili a pressione facendo reagire una quantit? da 0,1 a 15% in peso di acrilato di glicidile, glicidil metacrilato oppure etere allil glicidilico negli adesivi sensibili a pressione; si vedano ad esempio i brevetti statunitensi No. 3.284.423, 3.563.953, 3.579.490, 3.729.338, 3.893.982, e 3.998.997. Un'altra maniera di esprimersi, questo ramo suggerisce la preparazione di adesivi sensibili a pressione che hanno valori equivalenti epossidici dell'ordine di 950-150.000. In molti casi, il proposito fissato per incorporare la funzionalit? epossidica nell'adesivo sensibile a pressione era quello di rendere gli adesivi di maggiore efficienza^nel legarsi ad un substrato, imo scopo che ? essenzialmente diametralmente opposto a quello della presente invenzione. In ogni caso, nes
suno di questi brevetti suggerisce il livello insolinamente elevato di funzionalit? epossidica utilizzatonell 'ambito dellapresente invenzione (in realt? essendo insegnato che si dovrebbero evitare gli alti livelli si veda ad esempio il brevetto statunitense No. 3.563.953) oppure la cessione controllata dell 'adesione per esposizione a raggi ultravioletti.
Allo scopo di semplificare la presentarlo ne degli esempi riportati in tabella, sono state adottate le seguenti abbreviazioni:
Sostanze contenenti anelli ossiranici
Monomeri co-reagenti
Foto iniziatori
t
Resina di appiccicosit?
(segue tabella)
La comprensione della presente invenzione sar? migliorata facendo riferimento agli esempi che seguono nei quali tutte le parti sono in peso a meno che non sia diversamente notato.
Per preparare l'adesivo per ciascun esempio mostrato nella tabella I, si caricava una bottiglia di vetro con le quantit? indicate negli svariati componenti, spurgati bene con azoto, poi si tappava la bottiglia, e questa veniva posta in un bagno di acqua ruotante e sottoposta alla barilatura,Negli esempi 1 e 2 il tempo di reazione era di 24 ore; in tutti gli altri esempi il tempo di reazione era di 18 ore. La temperatura dellbagno dell'acqua era di 58?C nell'esempio 1, 53?C negli.esempi 2 e 3, e 54?C in tutti gli altri casi. La miscela di reazione dell'esempio 14 conteneva 0,4 parti di perossido di benzoile come iniziatore di polimerizzazione; tutti, gli altri esempi in tabella 1 includevano una quanti t? di 0,25 parti di 2,2'-azobis(isobutirro-nitrile) per questo pr?posito. La miscela di reazione degli esempi 2, 4, 6, 7 e.15 inclu?va anche da 0,5 ad 1,0 parti di dodecilmercaptano e, come lo isopropanolo, funziona come agente trasferitore di catena.
In ciascuno degli adesivi della tabella I,1 si miscelavano poi 3 parti in pesoj?i composti
nel rapporto 45/50/5^ come miscela di fotoinnesco, in generale come soluzioni al 10-50% di solidi in acetato di etile, metiletil chetone, cloruro di metilene oppure altro solvente in modo da facilitare lo sviluppo della miscela uniforme (per ulteriori dettagli che riguardano i sistemi i di fotoinnesco di questo tipo, si veda la domanda in corso No. di serie 876.114 depositata in data 8 Febbraio, 1978). Ciascun adesivo era poi post? come rivestimento su di una faccia di una pellicola di polietilentereftalato biassialmente orientato dello spessore di 38 micron, e poi il solvente veniva scacciato per evaporazione in modo da lasciare un prodotto di deposizione essiccata del peso approssimato di 33 g/m2
Il risultante nastro adesivo sensibile a pressione veniva stimato applicando una striscia di 25,4 mm x 12,7 mm ai pannello desiderato, doppiando poi un capo della striscia adesiva su se stessa a 180? e misurando la forza richiesta per allontanare mediante spellatura il nastro dal substrato con la velocit? di 30,5 cm per minuto (ulteriori dettagli di questa prova sono mostrati in "Test Methods for Pressure Sensitive Tapes" Specifications and Technical Committee of th? Pressure-Sensitive Tape Council? 1201 Waukegan Road, Glenview, IL 60025, con la designazione di prova PSTC-1) . Un campione preparato in maniera identica veniva quindi esposto, attraverso la parte dorsale del foglio, ad un flusso totale variante da 0,2 a 1 ,5 joules di radiazione ultravioletta (185-400 nano metri) -emessa da uria lampada a vapore di mercurio drogata con alogenuro di ferro, da 118 watt/cm. Nella tabella gli adesivi che sono stati esposti in questo modo sono indicati col termine di "induriti".
(segue tabella IA)?
TABELLA IA
(segue tabella IB)
* Lo strato adesivo si staccava durante la prova; il valore ' riportato ? in effetti la forza di coesio ne dell'adesivo stesso.
La seguente tabella mostra l?importanza del peso equivalente epossidico del copo1imerq adesivo. Tutti gli esempi sono formati da copolimeri IOA/GMA, preparati nello stesso modo gi? in precedenza descritto impiegando svariate miscele EtOAc/iPrOH, come sistema solvente. Nell?adesivo inoltre si introduceva ? e si miscelava il medesimo tipo e la medesima quantit? di fotoiniziatore usato negli.esempi precedenti. L'adesione a ciascuno dei seguenti substrati veniva la seguente tabella mostra l'importanza del peso equivalente epossidico del copolimero adesivo. Tutti gli esempi sono formati da copolimeri IOA/ GMA; preparati nello stesso modo gi? in precedenza descritto impiegando svariate miscele EtOAc/lPrOH, come sistema solvente. Nell'adesivo inoltre si introduceva e si miscelava il medesimo tipo e la medesima quantit? di fotoiniziatore usato negli esempi precedenti. L'adesione a ciscuno dei seguenti substrati veniva misurata sostanzialmente come nellaprova gi? in precedenza descritta
(segue tabella)
TABELLA IIA
(segue tabella IIB)
TABELLA II
TABELLA IIB
Adesione a variati substrati in g/cm di larghezza
La tabella II mostra che alcuni adesivi sensibili a pressione riportatiiella tecnica precedente possono essere adeguatamente privati della loro appiccicosit? quando siano posti in contatto con vetro e con alluminio ma non quando siano posti in contatto con gli altri substrati sottoposti alla prova.
Il copolimero 85/15 di IOA/GMA dell?esempio 15 di paragone era preparato al 40% di solidi in solvente EtOAc/iPrOH nel rapporto 90/10, e quindi sottoposto a polimerizzazione per 18 ore a temperartura di 54?C. Quando si faceva un tentativo per pro-!durre il polimero identico nello stesso modo insegnato nel brevetto statunitense No. 3?579?490, si trovava La tabella II mostra che alcuni adesivi sensibili a pressione riportati nella tecnicaprecedente possono essere adeguaismente privati della loro appiccicosit? quando siano posti in contatto con vetro e con alluminio ma non quando siano posti in contatto con gli altri substrati sottoposti alla prova.
Il copolimero 85/15 di I0A/GMA dell'esempio 15 di paragone era preparato al 40% di solidi in solvente EtOAc/iPrOH nel rapporto 90/10, e quindi sottoposto a polimerizzazione per 18 ore a temperatura di 54?C Quando si faceva un tentativo per pr?durre il polimero identico nello stesso modo insegnato nel brevetto statunitense No. 5.579.490, si trovava che la miscela di reazione gelificava alla conversione di circa 50-70%. Si ritiene che la presente invenzione descriva la prima preparazione di successo di un adesivo sensibile a pressione che in realt? contiene anche il 15% di GMA.
Gli esempi 23 e 24 di paragone dimostrano il fatto secondo il quale,quando la quantit? di GMA supera il 35% (cio? quando il peso equivalente epossidico dell'adesivo supera circa 400) l'adesivo manca delle propriet? di sensibilit? alla pressione anche prima della esposizione alla radiazione attinica.
che la miscela di reazione gelificava alla conversione di circa 50-70%. Si ritiene che la presente invenzione descriva la prima preparazione di successo . di un adesivo sensibile a pressione che in realt? contiene anche il 15% di GMA.
Gli esempi 23 e 24 di paragone dimostrano il fatto secondo il quale quando la quantit? di GMA supera il 35% (cio? quando il peso equivalente epossidico dell'adesivo supera circa 400) l'adesivo manca delle propriet? di sensibilit? alla pressione anche prima della esposizione alla radiazione attiniea.
I seguenti esempi sono sostanzialmente identici all'esempio 20 eccetto che il foto-iniziatore in ciascun caso era quello indicato in tabella, la quantit? essendo identica a quella mostrata negli esempi precedenti .
TABELLA III
I seguenti esempi dimostrano la pratica della presente invenzione miscelando un componente epossidico ed un fotoiniziatore in un adesivo sensiI seguenti esempi sono sostanzialmente identici all'esempio 20 eccetto che il foto- iniziatore in ciascun caso era quello indicato in tabella, la quantit? essendo identica a quella mostrata negli esempi precedenti.
TABELLA III
I seguenti esempi dimostrano la pratica della presente invenzione miscelando un componente epossidico ed un fotoiniziatore in un adesivo sensibile a pressione, convenzionale normalmente appiccicoso . Poich? i sistemi solventi per l'adesivo e per il componente eposs?dico differiscono, ordinariamente non ? possibile ottenere una misceIa che rimanga uniforme in maniera prevedibile , perperiodi estesi di tempo per esempio di un mese o anche pi?. Se la composizione miscelata viene posta come rivestimento su un foglio di sostegno dorsale in modo da formare nastro entro due o tre sett?mane dopo la preparaziobile a pressione, convenzionale normalmente appiccicoso. Poich? ? sistemi solventi per l'adesivo e per il componente epossidico differiscono, ordinariamente non ? possibile ottenere una miscela che rimanga unif?rme in maniera prevedibile, per periodi estesi di tempo per esempio di un mese o anche pi?. Se la composizione miscelata viene posta come rivestimento su un foglio di sostegno dorsale in modo da formare nastro entro due o tre settimane dopo la preparazione, tuttavia, si possono ottenere risultati soddisfacenti. Parlando in termini generali, ? pi? difficile ottenere lo stesso grado di eliminazione dell'appiccicosit? per esposizione a raggi ultravioletti, come ? stato dimostrato negli esempi precedenti, dove il componente epossidico era fatto reagire entro l'adesivo stesso. Inoltre, non tutte le resine epossidiche sono egualmente efficienti nell'allontanare l'appiccicosit? da un dato adesivo sensibile a pressione , e neppure tutti gli adesivi sensibili a pressione sono influenzati allo stesso grado da una data resina epossidica.Come risultato, l'impiego pi? efficiente delfe tecniche di miscelazione richiede :un:? certo grado di sperimentazione di una data situazione. Tuttavia, per molti propositi, la miscelazione fornisce una maniera semplice e conveniente di profittane, tuttavia, si possono ottenere risultatisoddisfacenti Parlando in termini generali, ? pi? difficile ottenere lo stesso grado di eliminazione dell'appiccicosit? per esposizione a raggi ultravioletti, come ? stato dimostrato negli esempi precedenti, dove il componente epossidico era fatto reagire entro l'adesivo stesso. Inoltre, nontutte le resine epossidiche so no ugualmente efficienti nell'allontanare l'appiccicosit? da un dato adesivo sensibile a pressione, eneppure tutti gli adesivi sensibili a pressione sono influenzati allo stesso grado dauna data resina epossidica. Come risultato, l'impiego pi? efficiente delle tecniche di miscelazione richiede un certo grado di sperimentazione di una data situazione, Tuttavia, per molti propositi lamiscelazione fornisce unamaniera semplice e conveniente di profittare del concetto fondamentale della presente invenzione. Naturalmente ? anche possibile miscelare una resina epossidica entro un adesivo in cui il manomero epossidico ? gi? stato fatto reagire nelsistema.
In ciascuno degli esempi di miscelazione qui sotto esposti int?bella, il fotoiniziatore era identico a quello degli esempi da 1 a 15, la quantit? impiegata essendo del 3%sulla base dei solidi a desivi totali. Il prodotto costituito dal nastro fi re del concetto fondamentale della presente invenzione.
Naturalm?nte ? anche possibile miscelare una resina epossidica entro un adesivo in cui il monomero epossidico ? gi? stato fatto reagire nel sistema.
In ciascuno degli esempi di miscelazione. qui sotto esposti in tabella? il fotoiniziatore era identico a quello degli esempi da 1 a 15,la quantit? impiegata essendo del 3% sulla base dei solidi adesivi totali. Il prodotto costituito dal nastro finito, preparato in accordo con le tecniche in precedenza discusse di rivestimenti e di essiccazione, veniva provato per stabilire l'adesione ad un substrato di vetro.
TABELLA IVA
(segue tabella IVB)
nito, preparato in accordo con le tecniche in prece-
niva provato perst?bilire l'adesione ad un substrato di vetro
Claims (7)
1. Adesivo normalmente appiccicoso sensibile a pressione il quale include anelli ossiranici ed un fotoiniziatore ionico caratterizzato dal fatto che il valore equivalente epossidico dell?adesivo ? da 400 a 900 ed il fotoiniziatore ionico viene scelto ; dal gruppo formato da sali di onio aromatici senisibili alla radiazione del gruppo Va ovvero VIa; caializzatori di onio del gruppo Va, VI oppure Vlla, sali di diaril aionio contenenti esafluoruri di metalli del gruppo Va e sali complessi di triarilsolfonio ed ? presente in quantit? efficiente a promuovere la polimerizzazione degli anelli ossiranici, per cui detto adesivo ? facilmente privato dell?appiocicosit? per esposizione alla radiazione attinica.
2. Prodotto della rivendicazione 1 che ? ulteriormente caratterizzato dal fatto che il fotoiniziatore ? un sale di onio.
3. Prodotto della rivendicazione 2 che ? ; ulteriormente caratterizzato dal fatto che i l sale di onio e un sale dl triarilsolfonio.
4. Prodotto della rivendicazione 3 che ? ulteriormente caratterizzato dal fatto che i sali di triarilsolf onio ? un complesso sale di triarilsolf0-nio della formula
dove X ? F oppure OH e R1, R2, R3 e R4 sono scelti ciascuno da H , gruppo alchilico inferiore oppure alogeno .
5. Strato del prodotto delle rivendicazioni 2, 3 oppure 4, caratterizzato dal fatto di essere saldamente legato ad una faccia del materiale in foglio.
6. Strato del prodotto delle rivendicazioni 2, 3 oppure 4 legato ad una faccia del materiale in foglio ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che l'adesivo sensibile a pressione comprende una miscela di:
(?) un polimero appiccicoso gommoso di monomeri formato essenzialmente da:
i) circa 65-80% in peso di un sistema monomerico che pu? essere polimerizzato di per se fino a dare uno stato appiccicoso e gommoso, e
ii) circa 35-20% in peso di monomeri contenenti anelli ossiranici scelti dalla classe formata; da glicidil acrilato, glicidil metacrilato, ed etere allil glicidilico, e
(b) un catalizzatore fotoiniziatore ionico capace di promuovere la polimerizzazione degli anelli ossiranici?
per cui detto materiale in foglio pu? essere applicato al substrato desiderato, facendo aderire saldamente il foglio a questo in condizioni normali, ma tale foglio essendo poi facilmente allontanabile dal substrato,dopo irraggiamento con luce ultravioletta, che innesca ionicamente la polimerizzazione degli anelli ossiranici, cos? alterando la struttura dell'adesivo del polimero e riducendone l'adesiohe al detto substrato
7. Prodotto della rivendicazione 6 che ? ulteriormente caratterizzato dal fatto che il sistema polimerico consiste essenzialmente di monomeri scelti dalla classe formata da acrilati e metacrilati.
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