JP2003518153A - 酸性ポリマーをベースとする熱硬化性psa、その使用方法、およびそれによる熱硬化性接着剤 - Google Patents

酸性ポリマーをベースとする熱硬化性psa、その使用方法、およびそれによる熱硬化性接着剤

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Abstract

(57)【要約】 本発明の熱硬化性PSA組成物は、大部分を占める少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成分と、酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬化性接着剤を形成することが可能である少なくとも1つのアミン含有化合物とを含む。熱硬化性PSA組成物は、半構造接着または構造接着を形成するために特に有用である。それによる熱硬化接着剤および熱硬化接着剤を形成する方法も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の技術分野 本発明は一般に半構造接着剤または構造接着剤を提供する熱硬化性の酸性ポリ
マーをベースとするPSAに関する。
【0002】 発明の背景 特に高い接着強さを必要とする用途の基材を結合するとき、硬化されて高強度
の接着、または半構造接着または構造接着を形成することができるPSA(PS
A)を用いることが望ましいと考えられる。一般的に、このようなPSAは熱硬
化性PSAと呼ばれる。熱硬化性PSAの利点は、クランプする必要なしに表面
を結合するために、またはPSAが硬化されるまで基材を保持するために用いる
ことができることである。
【0003】 例えば、構造用接着剤のコア層で構成されたテープがPSA層(例えばアクリ
ルPSA)で被覆されている米国特許第5,593,759号(バーガスら)を
参照のこと。次に多層結合テープが結合される部分間に粘着性に適用される。次
にテープは硬化され構造接着を形成する。コア層は、部分的に硬化されたB段階
構造接着剤またはアクリレートエステル樹脂と硬化剤とともにエポキシ含有物質
の混合物など各種の構造接着剤で製造することができる。硬化剤の例として挙げ
られるのは、三塩化アミン錯体、三フッ化ホウ素錯体、モノエチルアミン、ブロ
ック化アミン、またはジシアンジアミド等である。硬化剤は室温で樹脂と不適合
性であることが好ましい。しかし、結合するときに多層接着剤を用いることがつ
ねに望ましいわけではない。PSAで被覆されたコア層を含むものなど多層接着
剤は、例えば単層結合接着剤に比べて、しばしばより複雑な調製法をしばしば必
要とする。
【0004】 エポキシ含有物質とアクリレート樹脂の組み合わせに依拠した他の接着剤系も
知られている。同様に、これらの系では、一般的にエポキシ硬化剤と呼ばれるア
ミン含有化合物など硬化剤が使用される。例えば、PCT公開番号第WO96/
21,704号(ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社
)および米国特許第4,612,209号(フォルゴら);第5,011,56
0号(ナカイら);第5,086,088号(キタノら);第5,686,50
9号(ナカヤマら);および第5,883,193号(カリム)を参照のこと。
【0005】 しかし、エポキシ含有物質を含む結合接着剤を用いることがつねに望ましいと
は言えない。エポキシをベースとする接着剤系(すなわち接着剤の主要成分とし
てエポキシ含有物質を含む系)は一般に、例えば、(メタ)アクリレートをベー
スとする接着剤系(すなわち接着剤の主要成分として(メタ)アクリレートを含
有する系)に比べて、そのガラス転移温度を超える温度でその接着強さを急速に
失う。さらに、エポキシ含有物質を含む既知の接着剤系はしばしば脆性であり、
したがって、例えば、不規則な(例えば非平面の)表面の効率的な結合またはあ
る程度の柔軟性が必要または望ましい適用における使用、結果として生じる結合
において特に困難であることが判明しうる。例えば、振動減衰物品において用い
られる接着剤は、物品上の振動イベントを接着剤が吸収できるためにある程度の
柔軟性から利益が得られるとみられる。他のエポキシをベースとする既知の接着
剤系は、特定の適用に望ましい、または必要な耐水性、衝撃強さ、または貯蔵安
定性も欠くとみられる。
【0006】 エポキシをベースとする接着剤系の代替として、一部の引例は、エポキシをベ
ースとする接着剤系における使用のために記載されたものと同様のアミン含有化
合物を用いた(メタ)アクリレートポリマーの架橋を記載している。例えば、米
国特許第2,925,174号(ストー)は、一部の多官能性ポリマーアミンを
用いたアクリレートPSAの架橋を記載している。しかし、架橋組成物は、半構
造接着強さまたは構造接着強さを必要とする適用のために十分な接着強さを有す
ることがないPSAである。
【0007】 米国特許第5,596,039号(オオイシら)は、アクリル樹脂を含む熱硬
化性組成物のためのジシアンジアミドから調製される一部のジグアナミンの使用
を記載している。樹脂は接着剤適用において有用であると言われている。
【0008】 米国特許第4,404,246号(シャルボノーら)はアクリル酸アクリルの
コポリマーおよび酸の接着剤層、および潜在的な架橋剤として少量の低アルコキ
シル化アミノホルムアルデヒド縮合物を有するPSAテープを記載している。テ
ープが適用され、加熱されて接着剤を架橋した後、結果として生じる結合剤は、
特に高温では、剪断力に対する十分な耐性と併せて剥離力に対する著明な耐性を
有する。
【0009】 しかし、同引例に記載された低アルコキシル化アミノホルムアルデヒドは三級
アミンを含み、低アルコキシル化アミノホルムアルデヒドはコポリマーの約0.
1〜0.8重量%範囲内の量で用いられる。さらに、接着剤は、120℃下に3
0分間など、中等度に加熱して接着剤を架橋(すなわち硬化)しなければならな
い。
【0010】 同様に、米国特許第4,396,675号(グロフ)を参照のこと。また、ア
ルコキシル化架橋剤は三級アミンを含む。この架橋剤はコポリマーの約0.1乃
至約10重量パーセント、好ましくは1乃至5パーセントの量で用いられる。グ
ロフは、10パーセントを超える量は架橋を増強せず、接着剤からテープの特性
を減じうると述べている。
【0011】 結合される基材の適用および種類によって、接着剤を硬化するための中等度の
温度乃至高温の使用も問題となりうる。これは、例えば、感熱基材が結合される
場合に当てはまる。感熱基材として、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタ
レートポリエステル、メタクリル酸ポリメチルなど比較的低い軟化点または融解
温度のプラスチック、および一部のポリオレフィンのほか、それらに付着される
感熱成分を有する電子回路ボードなど基材が挙げられる。
【0012】 (メタ)アクリレートおよびアミン含有化合物を含む他の組成物も知られてい
る。例えば、不飽和カルボキル酸モノマーおよびヒドロキシルアルキル(メタ)
アクリレートモノマーのコポリマーの塩の水溶液中に溶解したジシアンジアミド
を含む水性被膜組成物が、米国特許第4,045,399号(スズキら)に開示
されている。ドイツ国特許公開番号第DE3634780号および第DE372
6956号(いずれもクルーガーへ)も参照のこと。さらに、チェコスロバキア
国特許番号第227514号も参照のこと。しかし、水性被膜組成物を乾燥させ
系から水を除去する場合、被覆組成物は硬化しうる。したがって、このような水
性系およびその中に記載された被覆法を用いる場合、中間の熱硬化性接着剤は可
能ではありえない。さらに、水性系において用いられる成分の種類および量は、
水中で可溶性となり、調製許容度を制限するために注意深く選択しなければなら
ない。
【0013】 ジシアンジアミドを含む加硫可能なアクリルゴム化合物は日本国特許公開番号
第JP61−076542号;第JP61−278554号;および第JP61
−1103957号に記載されている。アクリルポリマーおよびジシアンジアミ
ドを含む粉末被覆組成物は日本国特許公開番号第51−057723号に記載さ
れている。
【0014】 代替の熱硬化性PSAが望ましい。このような組成物は、クランプする必要な
しに基材を結合するために、またはPSAが硬化されるまで基材を保持するため
に特に有用であろう。また、PSAが硬化され、半構造結合接着剤または構造結
合接着剤など高い接着強さの接着剤を形成することが可能であることも望ましい
【0015】 発明の要約 本発明の熱硬化性PSA組成物は、酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱
硬化性PSA組成物を硬化して熱硬化性接着剤を形成することが可能である少な
くとも1つのアミン含有化合物との大部分を占める少なくとも1つの酸性ポリマ
ーの接着剤成分を含む。熱硬化性PSA組成物は、半構造接着または構造接着を
形成するために特に有用である。
【0016】 一実施態様において、熱硬化性PSAは、少なくとも約50重量パーセントの
少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成分と、任意に、約10重量パーセント
以下の少なくとも1つのエポキシ含有物質の接着剤成分を含む100重量部の接
着剤成分と、酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を硬
化して熱硬化接着剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少なく
とも1つのアミン含有化合物と、を含む。
【0017】 別の実施態様において、少なくとも約50重量パーセントの少なくとも1つの
酸性ポリマーの接着剤成分と、任意に、約25重量パーセント以下の少なくとも
1つのエポキシ含有物質の接着剤成分を含み、酸性ポリマーが少なくとも約2モ
ノマー重量%の少なくとも1つの酸性モノマーから誘導される、100重量部の
接着剤成分と、酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を
硬化して熱硬化接着剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少な
くとも1つのアミン含有化合物と、を含む
【0018】 最適な硬化可能性のために、アミン含有化合物は約150℃未満の温度で、さ
らに好ましくは約120℃未満の温度で熱硬化性PSA組成物の硬化が可能であ
ることが好ましく、約100℃未満の温度であることがいっそう好ましい。また
、アミン含有化合物は室温およびアミン含有化合物が熱硬化性PSA組成物の硬
化が可能である温度で固体であることも好ましい。同様に、アミン含有化合物は
、室温およびアミン含有化合物がPSA組成物の硬化が可能である温度までの温
度で酸性ポリマーと実質的に不溶性または不混和性であることも好ましい。
【0019】 一部の実施態様において、アミン含有化合物は約5乃至約20重量部の熱硬化
性PSA組成物を含む。アミン含有化合物は、一級アミン、二級アミン、および
その混合物から選択される少なくとも2つのアミンを含むことが好ましい。非芳
香族アミン含有化合物および約500グラム/モル以下の分子量を有するアミン
含有化合物が特に有用である。特に有用なアミン含有化合物の一例がジシアンジ
アミドである。
【0020】 多種多様な酸性ポリマーを用いることができる。酸性ポリマーは、アクリル酸
など少なくとも1つのカルボン酸から誘導されるコポリマーを含むことが好まし
い。酸性ポリマーは、アクリル酸イソオクチルやアクリル酸から誘導されるポリ
マーなど、酸性(メタ)アクリレートポリマーを含むことが好ましい。
【0021】 一部の実施態様において、酸性ポリマーは約25モノマー重量パーセントまで
の少なくとも1つの酸性モノマーから誘導されるポリマーを含む。さらに別の実
施態様において、酸性ポリマーは約2乃至約15モノマー重量パーセントの少な
くとも1つの酸性モノマーを含む。
【0022】 在来のエポキシをベースとする接着剤と付随した不利な点により、接着剤成分
は0以下乃至約5重量パーセントの少なくとも1つのエポキシ含有物質を含むこ
とが好ましい。接着剤成分はエポキシ含有物質を実質的に含まないことが最も好
ましい。
【0023】 一実施態様において、本発明の熱硬化接着剤は半構造接着剤として使用可能で
ある。さらに別の実施態様において、本発明の熱硬化接着剤は構造用接着剤とし
て使用可能である。熱硬化接着剤組成物は本発明の熱硬化性PSA組成物を硬化
することにより調製可能である。
【0024】 例えば、一実施態様において、本発明の熱硬化接着剤は、少なくとも約50重
量パーセントの少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成分と、任意に、約10
重量パーセント以下の少なくとも1つのエポキシ含有物質の接着剤成分を含み、
酸性ポリマーが少なくとも約2モノマー重量%の少なくとも1つの酸性モノマー
から誘導される、100重量部の接着剤成分と、酸性ポリマーの酸性官能基と反
応して、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬化接着剤を形成することが可能な
約1乃至約50重量部未満の少なくとも1つのアミン含有化合物と、の反応生成
物を含む。
【0025】 別の実施態様において、本発明の熱硬化接着剤は、少なくとも約50重量パー
セントの少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成分と、任意に、約25重量パ
ーセント以下の少なくとも1つのエポキシ含有物質の接着剤成分を含み、酸性ポ
リマーが少なくとも約2モノマー重量%の少なくとも1つの酸性モノマーから誘
導される、100重量部の接着剤成分と、酸性ポリマーの酸性官能基と反応して
、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬化接着剤を形成することが可能な約1乃
至約50重量部未満の少なくとも1つのアミン含有化合物と、の反応生成物を含
む。
【0026】 本発明の熱硬化性PSA組成物は、適切な基材の少なくとも部分上に被覆する
ことができる。例えば、第1基材、第2基材、およびそれらの間に配置された熱
硬化性PSA組成物を含む複合材を調製することができる。いったん硬化される
と、基材は本発明の熱硬化接着剤組成物で少なくとも部分的に被覆される。複合
材の場合、いったん硬化されると、複合材は第1基材と第2基材との間に配置さ
れた熱硬化接着剤組成物を含む。
【0027】 本発明の熱硬化性PSA組成物および熱硬化接着剤組成物を含む物品として、
例えばテープが挙げられる。一実施態様において、本発明のテープは裏材と、裏
材の少なくとも片側の少なくとも一部分上の熱硬化性PSA組成物の層とを含む
。別の実施態様において、本発明の転写テープは剥離ライナーと、剥離ライナー
の少なくとも一部分上の熱硬化性PSA組成物の層とを含む。
【0028】 基材を結合するための方法は、結合される基材を提供するステップと、基材の
少なくとも片側に請求項1の熱硬化性PSAの層を接着するステップと、熱硬化
性PSAの層を結合される表面に接着するステップと、熱硬化性PSAの層を硬
化させ、基材と表面との間に熱硬化接着剤を形成するステップと、を含む。熱硬
化性PSAを硬化するステップは、約150℃未満の温度で、さらに好ましくは
約120℃未満の温度で、およびさらに好ましくは約100℃未満の温度で熱硬
化性PSAを加熱することを含むことが好ましい。
【0029】 好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は代替の熱硬化性PSAを提供する。本発明の熱硬化性PSAは、米国
特許第5,593,759号(バーガスら)に記載されたものなど、多層構造結
合テープ構成の必要を取り除く。多層は本発明の熱硬化性PSAの層を含むテー
プ内に含みうるが、このような層は必ずしも構造結合テープを提供するとは限ら
ない。
【0030】 以下の記述では以下のとおり定義される用語を言及する。
【0031】 「感圧接着剤(PSA)」は、以下を含む特性を有することが通常当業者には
公知である:(1)積極的および永続的粘着、(2)指圧にすぎない粘着性、(
3)被接着面上への十分な保持能、および(4)被接着面から明らかに除去され
る十分な皮膜引張強さ。
【0032】 本発明のPSAは、半構造接着強さまたは構造接着強さを有する熱硬化(すな
わち硬化)接着剤に熱硬化可能である。接着強さは接着が望まれる基材に対して
計算される。
【0033】 「熱硬化接着剤」は、不可逆的に架橋される(すなわち、例えば熱または熱放
射により誘導される化学反応により架橋される)接着剤である。本発明の熱硬化
接着剤は、粘着など熱硬化性PSAが有するPDT特性の一部を保持しうるが、
熱硬化接着剤の変換時に本発明のPSAの必要なすべての特性を有することはな
い。
【0034】 「熱硬化性PSA」は、例えば熱または熱放射または化学線などエネルギー源
への曝露により硬化(すなわち架橋)が可能であり、熱硬化(すなわち硬化)組
成物を提供するものである。ホットメルト加工可能な接着剤と区別されるように
、熱放射への曝露により硬化する本発明の熱硬化性PSAは、熱硬化性PSAは
加熱すると時期を早めて硬化し、所望の基材にPSAを送達する前にホットメル
ト加工装置内で潜在的に熱硬化となるため、ホットメルト加工法を用いて効率的
に被覆されない。同様に、大部分の水性をベースとするPSAは、系から水を除
去してPSAを形成するために必要な熱または熱放射への曝露によっても硬化す
るため、本発明の熱硬化性PSAとみなすことはない。したがって、水性をベー
スとする系から熱硬化性PSAを得ることは困難または不可能であるとみられる
【0035】 「半構造接着剤」は、少なくとも約0.5MPa、さらに好ましくは少なくと
も約1.0MPa、および最も好ましくは少なくとも約1.5MPaのオーバー
ラップ剪断強さを有する硬化接着剤である。しかし、特に高いオーバーラップ剪
断強さを有する硬化接着剤は、構造用接着剤と呼ばれる。
【0036】 「構造接着剤」は、少なくとも約3.5MPa、さらに好ましくは少なくとも
約5MPa、および最も好ましくは少なくとも約7MPaのオーバーラップ剪断
強さを有する硬化接着剤である。
【0037】 「ポリマー」は、その単量体単位が同一である場合も同一でない場合もありう
る少なくとも5つの反復単量体単位を有する高分子物質である。本明細書中で用
いられるポリマーという用語は、ホモポリマーとコポリマーの両方を包含する。
本発明のポリマーは酸性モノマーから誘導されたものであり、任意に、(メタ)
アクリレートモノマー、他のビニルモノマー、塩基性モノマー、およびその組み
合わせなど非酸性モノマーから誘導される。
【0038】 「酸性モノマー」は、塩基で滴定することができるモノマーである。
【0039】 「塩基性モノマー」は、酸で滴定することができるモノマーである。
【0040】 「酸性ポリマー」は、塩基で滴定することができるポリマーである。本明細書
中で用いられる酸性ポリマーという用語は、酸性ホモポリマーと酸性コポリマー
の両方を含む。
【0041】 「酸性コポリマー」は、少なくとも1つの酸性モノマーおよび少なくとも1つ
の非酸性の共重合可能なモノマー(すなわち塩基で滴定することができないモノ
マー)から誘導されるポリマーである。好ましい実施態様において、少なくとも
1つの共重合可能なモノマーは(メタ)アクリレートモノマー(例えばメタクリ
ル酸アルキルモノマーまたはアクリル酸アルキルモノマー)である。酸性コポリ
マーは任意に、コポリマーが依然として塩基で滴定できる限り、他のビニルモノ
マーや塩基性モノマーなど他の共重合可能なモノマーであってもよい。通常、さ
らに塩基性モノマーよりも酸性のモノマーを利用して酸性コポリマーを調製する
。しかし、接着剤への皮膜引張強さを効率的に与えるために、基本的に非塩基性
モノマーを利用し(すなわち、共重合可能なモノマーは約5重量%以下の塩基性
モノマーを含むが、最も好ましくは、共重合可能なモノマーは塩基性モノマーを
含まない)、本発明の酸性コポリマーを調製することが好ましい。
【0042】 さらに、本発明の酸性ポリマーは、約室温(すなわち22℃〜25℃)以下、
さらに好ましくは10℃以下、および最も好ましくは約0℃以下のガラス転移温
度(Tg)を有することが好ましい。この範囲のTgを有する酸性ポリマーに基
づく熱硬化PSAは一般に、高いTgを有する酸性ポリマーに基づく熱硬化接着
剤よりも優れた衝撃抵抗度および破壊靱性を有するほか、一般に脆性ではない。
【0043】 本発明の熱硬化性PSAは、酸性ポリマーを硬化するために少なくとも1つの
酸性ポリマーおよび少なくとも1つのアミン含有化合物を含む接着剤成分(すな
わち、任意の添加剤を含まず、表面付着により他の基材を共に結合するために必
要なポリマー)を含む。一般的に、酸性ポリマーは酸性コポリマーであり、好ま
しくは酸性(メタ)アクリレートコポリマーである。
【0044】 エポキシをベースとする系と付随した潜在的問題は、発明の背景において上述
されている。
【0045】 エポキシ含有物質は酸性ポリマー上の酸性官能基と反応し、組成物の早期のゲ
ル化およびPSA特性の潜在的喪失を誘発する傾向がある。酸性官能基とのエポ
キシ含有物質の反応により、アミン含有化合物による硬化のために利用可能な酸
性官能基の数も減少する。さらに、酸性官能基は潜在的にエポキシ含有物質の単
独重合を誘発し、これが早期に組成物をゲル化しうる。
【0046】 したがって、本発明の熱硬化性PSAはエポキシをベースとする接着剤系では
ないことが好ましい。すなわち、エポキシ含有物質は、用いられる場合は、大き
な割合未満の接着剤成分(重量で計算)を含む。存在する場合、エポキシ含有物
質は、接着剤成分の総量に基づき約25重量パーセント未満、さらに好ましくは
約10重量パーセント未満、および最も好ましくは約5重量パーセント未満を含
むことが好ましい。熱硬化性PSAは基本的にエポキシ含有物質を含まないこと
が最も好ましい。
【0047】 一実施態様において、本発明の熱硬化性PSAは基本的にエポキシ含有物質を
含まない(すなわち熱硬化性PSAは約0重量パーセントのエポキシ含有物質を
含む)。それ自体として、本発明の熱硬化性PSAはおよびそれによる硬化接着
剤はしばしばエポキシをベースとする在来の接着剤系に比べて改善された特性を
有する。例えば、好ましい硬化接着剤は、エポキシをベースとする多くの在来の
接着剤系よりも一般により柔軟であり、高いパーセントの伸びを有する。これに
より、例えば、ある程度の柔軟性が必要であり、または望まれる適用において、
不規則な表面が結合されるときのように結果として生じる結合において、本発明
の硬化接着剤をより効率的に用いることができる。柔軟性の改善は、大部分の接
着剤が一般的により剛性となる低温に曝される硬化接着剤においても注目される
【0048】 さらに、本発明の好ましい硬化接着剤は、エポキシをベースとする多くの在来
の接着剤系に比べて改善された耐湿性を有する。これにより、例えば、湿性表面
(例えば、海や医学的適用)が必要であり、または望まれる適用において、本発
明の硬化接着剤をより効率的に用いることができる。改善された耐湿性を有する
接着剤は比較的高い湿度を示す気候においても効率的に用いられる。
【0049】 酸性ポリマー 酸性ポリマーの1つまたは組み合わせが本発明において用いられる。酸性ポリ
マーは上に定義されている。
【0050】 酸性ポリマーに容易に転換しうるポリマーも本発明の使用に適している。例え
ば、無水物をベースとするポリマーを加水分解し、対応する酸性官能基を提供し
てポリマー上の無水物成分を置換することができる。無水マレイン酸をベースと
するポリマーが、GANTREZおよびOMNIREZの商標でインターナショ
ナル・スペシャリティーズ・プロダクツ(ニュージャージー州、ウェーン)から
入手可能である。これらのポリマーは加水分解または加アルコール分解のいずれ
かにより酸性ポリマーを形成しうる。異例ではあるが、光触媒を用いて熱的(t
−ブチルエステルの場合)または光化学的(2−ピラニルエステルの場合)のい
ずれかにより酸性官能成分に転換しうる基を含有する他のポリマーも存在する。
そのポリマーが熱硬化性接着剤の硬化前に本発明の酸性ポリマーに転換される限
り、いかなるポリマーも用いることができる。
【0051】 また、用いられる場合、酸性ポリマーに容易に転換されるポリマーは熱硬化性
接着剤の硬化前に対応する酸性ポリマーに転換される。しかし、一般に、その形
成のためにさらに別の加工ステップを必要としない酸性ポリマーを用いることが
好ましい。
【0052】 一部の酸性ポリマーは市販されている。例えば、アクリル酸をベースとするポ
リマーが、CARBOPOLの商標でB.F.グッドリッチ・カンパニー(サウ
スカロライナ州、グリーンビル)から、およびPOLYBOND(例えばアクリ
ル酸ポリプロピレンコポリマー)の商標でユニロイヤル・ケミカル(コネチカッ
ト州、ミドルベリ)から入手可能である。アクリル酸ポリプロピレンは、PRI
MACORの商標でダウ・ケミカル・カンパニー(ミシガン州、ミッドランド)
から入手可能である。カルボキシメチルセルロースをベースとするポリマーは、
アクゾ・ノーベル・ケミカルズ株式会社(イリノイ州、シカゴ)から入手可能で
ある。
【0053】 あるいは、酸性モノマーおよび任意に(メタ)アクリレートモノマー、塩基性
モノマー、および他のビニルモノマーなど、非酸性モノマーの1つまたは組み合
わせを用いて酸性ポリマーを調製することができる。
【0054】 酸性モノマー 本発明の酸性モノマーは一般にエチレン性不飽和カルボン酸、酸無水物、およ
びその混合物である。カルボン酸モノマーは一般に以下の一般式(I)に従う: R−COOH (I) [式中Rは、分岐または直鎖であり、炭化水素鎖中で1個またはそれ以上のヘテ
ロ原子で置換され、または置換されないエチレン性不飽和炭化水素基を表す]。
【0055】 適切なモノマーの例として、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、アル
ファ−クロロアクリル酸、アルファ−シアノアクリル酸、イタコン酸、フマル酸
、ベータ−メチル−アクリル酸(クロトン酸)、アルファ−フェニルアクリル酸
、ベータ−アクリルオキシプロピオン酸、ソルビン酸、アルファ−クロロソルビ
ン酸、アンゲリカ酸、桂皮酸、p−クロロ桂皮酸、ベータ−スチリルアクリル酸
(1−カルボキシ−4−フェニルブタジン−1,3)、メサコン酸、グルタコン
酸、アコニット酸、トリカルボキシエチレン、ビニル安息香酸、ビニルフェニル
酢酸、モノアリルフタル酸、シトラコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、オレ
イン酸、アクリル酸β−カルボキシエチル等、および上記の二塩基性酸のモノエ
ステル、およびその混合物が挙げられる。特に好ましいのが、(メタ)アクリル
酸(すなわちアクリル酸およびメタクリル酸)である。
【0056】 酸性ポリマーがコポリマーである場合、酸性モノマーと非酸性の共重合可能な
モノマーとの比は、結果として生じる熱硬化性PSAおよびそれによる硬化接着
剤の所望の特性によって変動する。これらの特性は組成物における酸性ポリマー
および/またはアミン含有化合物の量を変化させることにより調節することもで
きる。しかし、本発明の組成物を調製する場合に追加の程度の自由を提供するた
めに本発明における酸性コポリマーを用いることが好ましい。
【0057】 一般に、酸性コポリマーの調製において用いられる酸性モノマーの割合が増大
すると、結果として生じるPSAおよび硬化接着剤の皮膜引張強さが増大する。
酸性モノマーの割合は通常、本発明の組成物中に存在する酸性コポリマーも割合
によって調節される。一部の好ましい実施態様において、酸性モノマーの割合は
約1乃至約25重量%であり、好ましくは約2乃至18重量%であり、さらに好
ましくは約5乃至15重量%であり、最も好ましくは約10乃至15重量%であ
る。他の実施態様において、酸性モノマーの割合は約25重量%よりも大きいが
、一般的に比較的柔軟な結合を必要とする適用または非極性基材(例えば、一般
的に低い表面張力の基材でもあるポリマーまたは塗装表面)に結合する場合に酸
性の低いモノマーが用いられる。
【0058】 非酸性モノマー 酸性ポリマーがコポリマーである場合、(メタ)アクリレートコポリマーであ
ることが好ましい。したがって、(メタ)アクリレートコポリマーは少なくとも
1つの(メタ)アクリレートモノマーおよび少なくとも1つの酸性モノマーから
誘導される。
【0059】 (メタ)アクリレートモノマー 本発明において有用な(メタ)アクリレートコポリマーは、そのアルキル基が
約1乃至約20個、好ましくは約1乃至約18個の炭素原子を含む非四級アルキ
ルアルコールの(メタ)アクリレートエステルからなる群から選択される少なく
とも1つの単官能不飽和モノマー;およびその混合物を含む。好ましい(メタ)
アクリレートモノマーは以下の一般式(II)を有する:
【化1】 式(II) [式中RはHまたはCHであり、後者は(メタ)アクリレートモノマーがメ
タクリレートモノマーであることに対応する。Rは、直鎖、分岐、または環状
の炭化水素基から広く選択される。Rは、直鎖または分岐炭化水素基であるこ
とが好ましい。炭化水素基の炭素原子の数は約1乃至約20個、さらに好ましく
は約1乃至約18個である。Rが炭化水素基である場合、炭化水素鎖中にはヘ
テロ原子(例えば酸素またはイオウ)も含むことができる]。
【0060】 本発明において有用な適切な(メタ)アクリレートモノマーの例として、メタ
クリル酸ベンジル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル
酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル
酸2−エトキシエチル、メタクリル酸2−エトキシエチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−ヘキサデ
シル、メタクリル酸n−ヘキサデシル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸イソア
ミル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸イソブ
チル、アクリル酸イソデシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル
、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソトリデ
シル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸2−メトキシエ
チル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸2−メチルブチル、
アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、メタクリル酸1−メチルシクロヘキシル
、メタクリル酸2−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸3−メチルシクロヘキ
シル、メタクリル酸4−メチルシクロヘキシル、アクリル酸オクタデシル、メタ
クリル酸オクタデシル、アクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−オクチル、
メタクリル酸2−フェノキシエチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−テト
ラデシル、メタクリル酸n−テトラデシル、およびその混合物が挙げられるが、
これらに限定されない。アクリル(メタ)アクリレートモノマーが特に好ましい
【0061】 さらに、所望の適用によって、他の官能基を含有する(メタ)アクリレートモ
ノマーも有用でありうる。例えば、本発明において用いることができるフッ素系
(メタ)アクリレートモノマーが米国特許第4,582,882号;第5,34
4,956号;および第2,839,513号に記載されている。
【0062】 塩基性モノマー 用いられる場合、酸性コポリマーにおける使用に適切な塩基性モノマーとして
、例えば、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート(例えば、ジメチル
アミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート等)およびその混合物が挙げられる。結果として生じるポリマーが本発明の
酸性ポリマーの定義に依然として合致しているという条件で、すべての塩基性モ
ノマーをいかなる量でも用いることができる。しかし、アミノプラストが硬化す
ると生じる副産物(例えばアルデヒド)のため本発明において、メチロールアク
リルアミドなどアミノプラストが用いられないことが好ましい。さらに、アミノ
プラストは他のアミノプラストの存在下にきわめて急速に硬化する傾向があり、
これが組成物の早期のゲル化の原因となりうる。
【0063】 ビニルモノマー 用いられる場合、酸性コポリマーにおいて有用な他のビニルモノマーとして挙
げられるのは、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリロニ
トリル、N−ビニルホルムアミド、ビニルエステル(例えば酢酸ビニル)、(メ
タ)アクリルアミド、スチレン、置換スチレン(例えばα−メチルスチレン)、
ビニルトルエン、塩化ビニル、プロピオン酸ビニル、およびその混合物である。
【0064】 さらに、二官能性ビニルモノマーを本発明の酸性ポリマーの中に組み入れても
よい。これはウェブ上の重合の場合(すなわち重合組成物が重合後に被覆される
ことが意図されていない場合)に有用とみられる。例えば、ジ(メタ)アクリレ
ート(例えば、へキサンジオールジ(メタ)アクリレート)が、アミン含有化合
物による硬化前にある程度、最初に架橋される酸性ポリマーの提供において有用
でありうる。一般に、二官能性ビニルモノマーは、総熱硬化性PSA組成物の約
1重量%未満、一般的には約0.1重量%未満、最も一般的には0.001重量
%未満で組み入れられる。最初の架橋により、基本的に架橋を含まないPSAに
比べて改善された皮膜引張強さを有する熱硬化性PSAが提供される。同様に、
熱硬化性PSAが多少の初期架橋密度を有すると剪断強さや剥離接着など熱硬化
接着剤の特性も改善される。
【0065】 特に好ましい酸性ポリマーは(メタ)アクリレート酸性コポリマーである。こ
のようなコポリマーは一般的に、ホモポリマーなど、約0℃未満のTgを有する
約75重量%乃至約99重量%、好ましくは少なくとも80重量%、最も好まし
くは少なくとも85重量%の少なくとも1つのアルキル(メタ)アクリレートモ
ノマーを含有するモノマーから誘導される。このようなコポリマーは一般的に、
約1重量%乃至約25重量%、好ましくは約2重量%乃至約15重量%の共重合
可能な酸性モノマーからも誘導される。
【0066】 重合法 酸性ポリマーは、例えば溶液、放射線、バルク、分散、乳剤、および懸濁法を
含む在来の遊離基重合法により調製することができる。
【0067】 1つの溶液重合法において、モノマーは適切な不活性有機溶媒とともに、スタ
ーラー、温度計、コンデンサ、追加の漏斗、およびサーモウォッチを装備した4
ネック反応槽の中に詰める。濃縮した温熱性遊離基開始溶液を追加の漏斗に添加
する。次に、反応槽の全体、追加の漏斗、およびその内容物を窒素で浄化し、不
活性雰囲気を生成する。浄化したら、槽内の溶液を適切な温度に加熱して添加さ
れる遊離基開始剤を活性化したのち、開始剤を添加し、反応の経過中、混合物を
攪拌する。98%乃至99%の転換が約20時間内に得られるとみられる。
【0068】 別の重合法は、米国特許第4,181,752号(マーテンら)および米国特
許第5,741,543号(ウィンズローら)に記載された方法など、モノマー
混合物の紫外(UV)線開始光重合である。被覆可能な粘性への予備重合後、モ
ノマー混合物は、適切な光開始剤および最適な二官能性ビニルモノマーとともに
柔軟な担体ウェブ上に被覆され、十分に不活性な(すなわち基本的に酸素を含ま
ない)雰囲気(例えば窒素雰囲気)に重合化される。十分に不活性な雰囲気は、
紫外線に対して実質的に透明であるプラスチック膜で光活性コーティングの層を
覆い、一般に平方センチメートル当り約500ミリジュールの総放射量を与える
低強度の蛍光型紫外灯を用いて空気中でプラスチック膜を通じて放射することに
より達成することができる。
【0069】 米国特許第4,619,979号および第4,843,134号においてコト
ヌールらにより記載された連続遊離基重合などバルク重合法;米国特許第5,6
37,646号においてエリスにより記載されたバッチ反応器を用いた基本的に
断熱性の重合;米国特許第4,833,179号においてヤングらにより記載さ
れた懸濁重合法;およびPCT公開番号第WO97/33,945号においてハ
マーらにより記載されたパッケージ予備接着剤組成物を重合するために記載され
た方法も利用して酸性ポリマーを調製しうる。
【0070】 利用しうる適切な温熱性遊離基開始剤として、2,2’−アゾビス(イソブチ
ロニトリル)などアゾ化合物;三級−ブチルヒドロぺロキシドなどヒドロペルオ
キシド;および過酸化ベンゾイルや過酸化シクロヘキサノンなど過酸化物が挙げ
られるが、これらに限定されない。本発明に従い有用である光開始材として、ベ
ンゾインメチルエーテルまたはベンゾインイソプロピルエーテルなどベンゾイン
エーテル;アニソールメチルエーテルなど置換ベンゾインエーテル;2,2−ジ
エトキシアセトフェノンおよび2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトンなど
置換アセトフェノン;2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノンなど置換ア
ルファ−ケトール;塩化2−ナフタリンスルホニルなど芳香族スルホニル塩化物
;および、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(エトキシカルボニル
)オキシムなど光活性オキシムが挙げられるが、これらに限定されない。熱およ
び放射誘発重合のために、開始剤はモノマーの総量に基づき約0.05重量パー
セント乃至約5.0重量パーセントの量で存在する。
【0071】 ポリマーは溶剤なしに重合されることが好ましい。しかし、必要に応じて、適
切な不活性有機溶剤は、溶剤がその他の場合に反応に対して有害に影響すること
がないように、反応物および生成物に対して十分に不活性である有機液体であっ
てもよい。このような溶剤として酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、
およびその混合物が挙げられる。用いられる場合は、溶剤の量は反応物(モノマ
ーおよび開始剤)および溶剤の総重量に基づき一般に約30〜80重量%である
【0072】 本明細書中に記載されたポリマーを重合する場合に連鎖移動剤を利用し、ポリ
マーの分子量をコントロールすることもできる。適切な連鎖移動剤としてハロゲ
ン化炭化水素(例えば四臭化炭素)およびイオウ化合物(例えばラウリルメルカ
プタン、ブチルメルカプタン、エタンチオール、および2−メルカプトエーテル
)が挙げられる。
【0073】 有用である連鎖移動剤の量は、所望の分子量および連鎖移動剤の種類に左右さ
れる。有機溶剤(例えばトルエン、イソプロパノール、および酢酸エチル)を連
鎖移動剤として用いることもできるが、それらは一般に、例えばイオウ化合物ほ
ど活性ではない。連鎖移動剤は一般的に、モノマーの総重量に基づき約0.00
1部乃至10部;好ましくは0.01乃至約0.5部;最も好ましくは約0.0
2部乃至約0.20部の量で用いられる。
【0074】 アミン含有化合物 少なくとも1つのアミン含有化合物が本発明の組成物中に含まれている。アミ
ン含有化合物は酸性ポリマー上の酸性官能基と反応し、熱硬化性PSAを硬化し
て半構造または構造接着剤にすることが可能である。一般に、適切なアミン含有
化合物は、本発明の酸性ポリマーと反応性である少なくとも2つの一級または二
級アミン官能基を含む。このようにして、アミン含有化合物は高強度の共有結合
で酸性ポリマーを架橋することが可能である。
【0075】 一実施態様において、アミン含有化合物は非芳香族である。芳香族のアミン含
有化合物は脂肪族のアミン含有化合物よりも塩基性でない。したがって、芳香族
のアミン含有化合物を用いて接着剤を硬化するには一般に高温が必要である。高
温の必要は、熱硬化性PSAの加工の効率を低くし、高価にする。
【0076】 アミン含有化合物は比較的低い温度の硬化剤であることが好ましい。すなわち
、アミン含有化合物は約150℃未満の温度、さらに好ましくは約120℃未満
の温度、最も好ましくは100℃未満で、比較的短い時間(すなわち在来の強制
空気加熱オーブンを用いて約30分以内)に熱硬化性PSAの硬化が可能である
ことが好ましい。硬化は、特に急速加熱機構を用いた場合に数秒ほどの短い時間
でも達成することができる。急速加熱機構として挙げられるのは、例えば、レー
ザー、マイクロ波、誘導加熱装置、および赤外加熱装置である。低温硬化は、感
熱性基材が本発明のPSAおよび構造用接着剤を用いて接着される場合に特に望
ましい。この利点は、低温を用いて得られる加工の利点に加えられる。
【0077】 本発明の酸性ポリマーを硬化するために有用であることが見出された低温硬化
剤の例がジシアンジアミドである。ジシアンジアミドは、例えば、AMICUR
Eの商標でペンシルベニア州、アレンタウンのエアー・プロダクツ社およびDY
HARD 100SFの商標でニューヨーク州、アマーストのSKWアメリカン
ズ株式会社から市販されている。ジシアンジアミドを用いる場合、熱硬化性PS
Aのゲル化は一般的ではない。ゲル化は、例えば、熱硬化性PSAを基材上に被
覆する場合に問題となりうる。熱硬化性PSAの基材への所望の被覆厚さを効率
的に適用するために熱硬化性PSAのゲル化を減少させるゲルブレーカーが必要
の場合もある。しかし、ジシアンジアミドをアミン含有化合物として用いる場合
にゲルブレーカー添加剤は不要である。
【0078】 一実施態様において、アミン含有化合物はポリマーではなく、比較的低い分子
量の化合物である。すなわち、アミン含有化合物は約500グラム/モル以下の
分子量を有する。アミン含有化合物の分子量は約70グラム/モル乃至約300
グラム/モルであることが好ましい。比較的低い分子量のアミン含有化合物の使
用が、好ましい低温下に本発明の熱硬化性PSAを硬化する本発明のアミン含有
化合物の能力に寄与すると考えられている。
【0079】 別の実施態様において、アミン含有化合物は室温および硬化温度で固体である
。アミン含有化合物は約150℃以下の温度で固体であることが好ましい。固体
のアミン含有化合物は一般に使用により安全で容易であり、匂いが少ない。
【0080】 さらに別の実施態様において、アミン含有化合物は、室温および硬化温度まで
の温度で酸性ポリマーと基本的に不混和性または不溶性である(すなわち巨視的
相分離はヒトの裸眼で可視である)。アミン含有化合物のこの実施態様は組成物
の貯蔵安定性の増大に寄与すると考えられている。すなわち、酸性ポリマーとの
アミン含有化合物の不混和性または不溶性は熱硬化性PSAの硬化時の2つの成
分間の反応時間を増大させ、この特質は長い有効期間を有する数年もの長い有効
期間を有する熱硬化性PSAに寄与する。アミン含有化合物のこの好ましい態様
は、熱硬化性PSAの所望の硬化に先立つ加工ステップ(例えば、PSAを基材
上に被覆してテープを形成する)時の早期架橋から熱硬化性PSAを防ぐことも
考えらている。
【0081】 アミン含有化合物が微細な粒子サイズで供給された場合は、酸性ポリマーとア
ミン含有化合物との間の反応時間が減少しうる。さらに、微細な粒子サイズは熱
硬化性PSAの全体を通じてアミン含有化合物のより均質な分散を提供し、した
がって、結果として生じる熱硬化接着剤のより均一な架橋を提供する。
【0082】 本発明の接着剤成分およびアミン含有化合物を含む熱硬化性PSAの調製にお
いて用いられる成分の量および種類は変動し、最終用途に望まれる接着剤特性の
範囲を提供しうる。一般に、接着剤成分は接着剤成分およびアミン含有化合物の
総重量の少なくとも約50重量%、さらに一般的には約60重量%乃至約99重
量%、最も一般的には約80重量%乃至95重量%を含む。
【0083】 アミン含有化合物は接着剤成分およびアミン含有化合物の総重量の約50重量
%まで含みうる。しかし、硬化接着剤の十分な接着強さのために、アミン含有化
合物は接着剤成分およびアミン含有化合物に総重量の少なくとも約1重量%、さ
らに好ましくは少なくとも約5重量%、またさらに好ましくは少なくとも約10
重量%、最も好ましくは好くなくとも約12重量%含むことが好ましい。
【0084】 熱硬化性PSAの調製 熱硬化性PSAの成分は、硬化されていない組成物が熱硬化性PSAであるよ
うに適切な方法を用いて混合される。成分はさまざまな方法を用いて、PSAの
加工時に何回でも混合することができる。例えば、アミン含有化合物は酸性ポリ
マーを調製するために用いられる反応物と混合することができる。次に酸性ポリ
マーはアミン含有化合物の存在下に形成(すなわち重合)される。このシークエ
ンスを用いた混合に関する詳細については、例えば米国特許第5,028,48
4号を参照のこと。成分は、酸性ポリマーが形成された後、溶剤混合により、ま
たは適切な物理手段を用いて混合することもできる。
【0085】 分散的混合、配分的混合、または分散的および配分的混合の組み合わせ提供す
る物理的混合装置は均質の混合の調製において有用である。物理混合のバッチ法
と連続法の両方を用いることができる。バッチ法の例として、BRABENDE
R(ニュージャージー州、ハッケンサックのC.W.ブラベンダー・インスツル
メンツ株式会社から入手可能なBRABENDER PREP CENTERを
使用)またはBANBURY内部混合およびロール製粉(コネチカット州、アン
ソニックのファレル・カンパニーから入手可能な装置を使用)が挙げられる。連
続法の例として、シングルスクリュー押し出し、ツインスクリュー押し出し、デ
ィスク押し出し、往復シングルスクリュー押し出し、およびピンバレルシングル
スクリュー押し出しが挙げられる。連続法は、キャビティ移動要素(例えば、英
国、シュルーズベリーのRAPRAテクノロジー株式会社から入手可能なCTM
)、ピン混合要素、静的混合要素など配分的要素と分散的要素(例えば、クリス
・ラウヴェンダール編集の『シングルスクリュー押し出しにおける混合』に記載
されたMADDOCK混合要素またはSAXTON混合要素(マーセル・デッカ
ー株式会社、ニューヨーク(1991)、129、176〜177、および18
5〜186ページ)の両方を利用することを含みうる。
【0086】 熱硬化性PSAは、酸性ポリマーの重合と組み合わせて成分を混合することに
より調製される。単に酸性ポリマーの重合のほか、米国特許第4,181,75
2号(マーテンら)に記載された方法を用いて、本発明の「ウェブ上」の熱硬化
性PSAを混合し被覆することができる。被覆可能な粘性への前重合の後、モノ
マーの混合は、適切な光開始剤、アミン含有化合物、任意の二官能性ビニルモノ
マーおよび添加剤とともに、柔軟な担体ウェブ上に被覆され、十分に不活性(す
なわち基本的に酸素を含まない)雰囲気(例えば窒素雰囲気)で重合される。さ
らに、米国特許第5,741,542号(ウィリアムズら)に記載された方法を
用いて「ウェブ上」の熱硬化性PSAを重合することができる。
【0087】 「ウェブ上」の重合を用いる利点として、PSAに皮膜引張強さを加える少な
くとも部分的に架橋される熱硬化性PSAを得る能力が挙げられる。さらに、厚
いコーティング/膜が「ウェブ上」を重合すると容易に得ることができる。これ
らの利点は、環境的立場から有利である溶剤を含まない加工を用いても得ること
ができる。
【0088】 熱硬化性PSAおよびそれによる硬化接着剤の所望の特性によって、その硬化
の前に添加剤を熱硬化性PSAの中に混合することもできる。添加剤は、通常当
業者には認識可能であるように、熱硬化性PSAの調製時の適切な時点で添加さ
れる。
【0089】 粘着付与剤は本発明の組成物において用いることができる添加剤の非限定的な
例である。低い表面張力の基材に結合するために熱硬化性PSAを調製する場合
に酸性ポリマーと適合性である粘着付与剤を用いることが特に好ましい。相対的
に非極性である低い表面張力の基材は、酸性ポリマーが一般的に十分な結合性能
のために極性基材を必要とするため、酸性ポリマーと接着させることが一般的に
より困難である。粘着付与剤は、本発明の熱硬化性PSAおよび熱硬化接着剤の
流体力学(例えば、故障モード、エネルギー散逸特性等)を修正することにより
、このような基材への熱硬化性PSAの接着を改善することがわかった。例えば
、ポリカーボネートやメタクリル酸ポリメチルへの結合に用いられる熱硬化性P
SA組成物への粘着付与剤の添加後、それによる熱硬化接着剤において少なくと
も約1.7MPaのオーバーラップ剪断強さが得られた。
【0090】 この目的のために用いられる場合、粘着付与剤は熱硬化性PSA組成物の約5
0重量%まで、さらに好ましくは、約5重量%乃至約30重量%の量で添加され
ることが好ましい。この目的のために特に好ましい粘着付与剤として、FORA
L85(デラウェア州、ウィルミントンのハーキュリーズ株式会社から入手可能
な硬化グリセリン松脂エステル粘着付与剤)およびECR−180(テキサス州
、ヒューストンのエクソン・ケミカル社から入手可能な芳香族炭化水素粘着付与
剤)の商品名で入手可能なものが挙げられる。
【0091】 可塑剤も熱硬化性PSAに添加することができる。他の可能な添加剤として非
反応性顔料、充填剤(例えばカーボンブラック、中空ガラス/セラミックビーズ
、シリカ、二酸化チタン、固体ガラス/セラミック球、およびチョーク)、ポリ
マー物資(例えば熱可塑性物質およびエラストマー)等が挙げられる。熱硬化性
PSAはシリカ、中空ガラス/セラミックビーズ、およびその混合物を含むこと
が好ましい。これらの添加剤は一般に熱硬化性PSAの物理特性を改善する。シ
リカは皮膜引張強さを改善する傾向があると同時に、優れた剥離接着バランスを
提供するとともに、中空ガラス/セラミックビーズは熱硬化性PSAの物理的強
化を改善する傾向がある。
【0092】 さまざまな任意の添加剤はいかなる量でも使用されるが、一般に熱硬化性PS
Aおよびそれによる熱硬化接着剤の所望の特性に大きく有害な影響を及ぼすこと
がない量で使用される。一般的に、このような添加剤の総重量は組成物の約30
重量%以下に限定される。一般に、用いられる場合は、シリカは組成物の総重量
の約10重量%以下、好ましくは約5重量%以下の量で存在する。一般に、用い
られる場合、中空ガラス/セラミックビーズは組成物の総重量の約2重量%以下
、好ましくは約1重量%以下、さらに好ましくは約0.5重量%以下の量で存在
する。
【0093】 熱硬化性PSAの適用 熱硬化性PSAおよびそれによる熱硬化接着剤は適切な基材または基材を結合
するために用いることができる。本発明の熱硬化性PSAおよび熱硬化接着剤は
、比較的低い温度で軟化する基材(例えば低表面張力基材)を結合するために特
に有用である。「低表面張力基材」は、45ダイン/センチメートル未満、さら
に一般的には40ダイン/センチメートル未満または35ダイン/センチメート
ル未満の表面エネルギーを有する基材である。このような物質の中には、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジン−スチレン、およびポリ
アミドが含まれる。他の基材も、油残留物など、基材の表面上の残留物または膜
のため低表面張力基材の特性を有しうる。本発明の組成物と有用に結合しうるわ
ずかに高い表面エネルギーの他のポリマーとして、ポリカーボネートおよびメタ
クリル酸ポリメチルが挙げられる。しかし、本発明はこれには限定されない。す
べてのプラスチックのほか、木、セラミックス(例えばガラス)、凝結物、金属
(下塗りまたは塗装金属)等を接着する組成物を用いることができる。多種多様
の基材に結合する能力が与えられると、これらの組成物は2つの異なる基材を結
合(例えばガラス基材を金属基材へ)するときに特に有用である。
【0094】 基材は用いられるべき特定の適用によって選択される。例えば、熱硬化性PS
Aは、板金製品(例えば装飾的、反射的、およびグラフィカル)、ラベルストッ
ク、およびテープ裏材に適用することができる。本発明のよる熱硬化性PSAを
利用して、例えばテープを形成することができる。テープを形成するには、熱硬
化性PSAを適切な裏材の少なくとも一部分上に被覆する。剥離物質(例えば低
い接着裏面サイズ)を裏材の反対側に必要に応じて適用することができる。両面
テープを形成する場合、熱硬化性PSAは裏材の両面の少なくとも一部分上に被
覆される。転写テープを形成する場合、熱硬化性PSAは剥離ライナーの少なく
とも一部分上に被覆される。
【0095】 基材物質は所望の適用に基づき選択される。一般的に、基材は不織布、紙、ポ
リプロピレン(例えば二軸延伸ポリプロピレン(BOPP))、ポリエチレン、
ポリエステル(例えばテレフタル酸ポリエチレン)、または剥離ライナー(シリ
コン化ライナー)である。
【0096】 2つの基材を共に結合する場合、熱硬化性PSAは結合される片面または両面
に適用される。次に、結合される表面は一致し、熱硬化性PSAを硬化させて本
発明の熱硬化接着剤を形成することができる。熱硬化性PSAは熱硬化性PSA
の有用な有効期間までのいつでも(すなわち熱硬化性PSAが熱硬化接着剤を形
成する硬化可能な未硬化PSAである間の時間)硬化することができる。したが
って、基材を一致させ、互い対して基材の正確な位置決めが得られるまで一致さ
せることにより連続的に不一致させることができることが有利である。いったん
得られると、熱硬化性PSAを硬化することにより基材をさらに持続的にまたは
さらに積極的に結合することができる。
【0097】 熱硬化性PSAは通常当業者に公知の方法を用いて基材に適用することができ
る。例えば、溶剤をベースとする方法を用いて組成物を被覆することができる。
すなわち、ナイフコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、
ロッドコーティング、カーテンコーティング、およびエアナイフコーティングな
どの方法により組成物を被覆することができる。次に被覆された溶剤をベースと
するPSAを乾燥させて溶剤を除去する。一般的に、被覆された溶剤をベースと
するPSAは、オーブンにより供給されるなど、上昇温度にさらされ、接着剤の
乾燥を促進させる。しかし、PSAを直ちに硬化することが望ましくない場合は
、アミン含有化合物のために温度は硬化温度を超えてはならない。
【0098】 組成物は溶剤を含まない方法を用いて被覆することもできる。溶剤を含まない
方法は好ましい。例えば、その中の酸性ポリマーの重合前に組成物を基材上に直
接、被覆することができる。このような方法の記述について米国特許第5,02
8,484号を参照のこと。
【0099】 本発明の熱硬化性PSA組成物を基材上に被覆する場合、組成物は適切な厚さ
に被覆される。しかし、転写テープ、または単層熱硬化性PSAを形成する場合
、熱硬化性PSAの厚さは、熱硬化性PSAに対して構造的完全性を提供し、使
い易さを促進するために少なくとも約25μmであり、さらに好ましくは少なく
とも約125μmであり、最も好ましくは少なくとも約0.5mmである。
【0100】 本発明の組成物は、在来の強制空気加熱オーブンを用いて、一実施態様におい
ては約80℃乃至約150℃、好ましくは約80℃乃至約110℃の温度で、お
よびさらに好ましくは約80℃乃至約95℃の温度で加熱することにより硬化す
ることができる。一部の実施態様における硬化は、特に以上の範囲の高温下に1
分未満に達成することができる。硬化が実質的に完了した後、硬化生成物の物理
特性(例えばオーバーラップ剪断強さまたは引張り強さ)を改善するために加熱
を任意に継続することができる。
【0101】 本発明の組成物を硬化する適切な熱源として誘導加熱コイル、オーブン、ホッ
トプレート、ヒートガン、赤外(IR)源、レーザー、およびマイクロ波源等が
挙げられる。例えば自動車部品の結合または密閉において急速硬化が必要な場合
、誘導加熱が使用する有利な加熱手段でありうる。
【0102】 本明細書中の熱硬化性PSA、半構造接着剤、および構造接着剤は、以下の実
施例において例示されている。これらの実施例は単に例示する目的だけのための
ものであり、添付の請求の範囲の範囲に対する限定が意味されてはいない。
【0103】 実施例 以下の用語が下記実施例において用いられる。
【0104】
【表1】
【0105】 他に特に規定がなければ、以下の実施例において用いられる薬品は、ウィスコ
ンシン州、ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル社など標準の薬品製造供給
元から入手可能であった。
【0106】 90°剥離接着試験手順 試験すべき熱硬化性PSAの1.27センチメートル×15.2センチメート
ルのストリップ(厚さ0.5ミリメートル)を厚さ0.13ミリメートルの陽極
酸化アルミのストリップに積層した。次にアルミにウムストリップを冷間圧延ス
テンレス鋼パネル(ミネソタ州、ミネアポリスのアシュアランス・マニュファク
チュアリングから入手可能な商品名304−BA)に積層し、重量部に基づく5
0:50の水とイソプロパノールの混合物により3回拭いて洗浄し、6.8キロ
グラムのローラーを2回通過させてプレスした。次にパネルをINSRON張力
テスター(マサチューセッツ州、カントンのインストロン社から入手可能なモデ
ル番号4501)の1つの入口の取付具に付着し、アルミニウムストリップを9
0°の角度および30.48センチメートル/分の速度で接着剤から引っ張れる
ようにした。こうして得られる剥離接着値を2分の1インチ当りポンドで記録し
、デシメートル当りニュートン(N/dm)に変換した。
【0107】 オーバーラップ剪断強さ試験手順 試験される熱硬化性接着剤のオーバーラップ剪断強さを、パネルの自由端が反
対方向に伸びるように、2.54センチメートル×7.5センチメートルで測っ
たED−5100、E被覆パネル(ミシガン州、ヒルスデールのアドバンスト・
コーティング・テクノロジーから入手可能)の重複端間に接着剤の1.27セン
チメートル×2.54センチメートルのストリップ(厚さ0.5ミリメートル)
を接着することにより測定した。2.54センチメートルの寸法の接着剤をパネ
ルの幅(2.54センチメートル)上に配置した。複合材を6.8キログラムの
ローラーを2回通過させてプレスし、以下の実施例に示したとおりオーブン内で
硬化した。次に試料を室温に冷却し、パネルの自由端をINSRON張力テスタ
ー(マサチューセッツ州、カントンのインストロン社から入手可能なモデル番号
4501)の1つの入口に伸ばし、入口を5センチメートル/分の速度で分離す
ることにより試験した。こうして得られる硬化接着剤のオーバーラップ剪断強さ
を平方インチ当りポンドで記録し、メガパスカル(MPa)に変換した。
【0108】 最終硬化後の張力強さと伸長の試験手順 熱硬化性PSAを以下の実際に示したとおりオーブンにおいて熱的に硬化し、
室温に冷却した。硬化接着剤のダンベル状試料(ASTM D−412により調
製)をINSRON張力テスター(マサチューセッツ州、カントンのインストロ
ン社から入手可能なモデル番号4501)の入口に固定し、入口を毎分50.8
センチメートルの速度で分離した。試料を破断するために必要な張力をメガパス
カル(MPa)で記録した。破断時の伸長を最初の長さのパーセントで破断時の
試料の長さとして記録した。
【0109】 動的機械分析(DMA)試験手順 実施例8(A)および8(B)の調製物から調製した試料についてDMAを用
いて試験した。厚さ0.5ミリメートルのPSAを有するPSA膜の試料を直径
25ミリメートルの円板に切断した。次に、RDA IIレオメーター(ニュー
ジャージー州、ピスカタウェイのレオメトリックス・サイエンティフィック株式
会社から市販)上の25ミリメートルの平行プレートジオメトリを用いて剪断モ
ードで円板で行った。
【0110】 試料温度を2℃の増加で増大し、30秒の浸漬時間を用いながら5%のひずみ
振幅および1ラド/秒の頻度を用いて測定を行った。加熱時の小さな温度範囲に
わたる弾性率、G’の増大は試料における硬化の開始と一致している。
【0111】 一般手順A:アクリル酸イソオクチル/アクリル酸シロップの調製 アクリル酸イソオクチル(IOA)およびアクリル酸(AA)をIOAおよび
AAの100重量当り0.04グラムのKB−1光開始剤と併用して余混合物を
調製した。40ワットの蛍光ブラックライト(マサチューセッツ州、ダンバーズ
のオスラム・シルバニアから入手可能なシルバニアモデル番号F48T12/2
2011/40)のバンクを用いて不活性窒素雰囲気中で混合物を部分的に重合
し、米国特許第5,028,484号に記載された被覆可能なシロップを得た。
被覆可能なシロップにおけるモノマー変換は約10〜15%であった。このよう
にして、IOA:AAの重量比が100:0、98:2、95:5、90:10
、および85:15であるシロップを調製した。
【0112】 一般手順B:結合テープの調製 他に特に規定がなければ、実施例で調製されたすべてのPSAは、二軸方向、
厚さ0.05ミリメートル、シリコン化ポリエチレンテレフタラート(PET)
フィルム上にナイフコーティングされ、第2のPETフィルムにより覆った。ナ
イフコーティングために、ナイフを調節し、約0.5ミリメートルの厚さを有す
るPSAの均一のコーティングを得た。こうして形成された複合材を不活性雰囲
気中で商標SYLVANIAの40ワット紫外蛍光ランプ(マサチューセッツ州
、ダンバーズのオスラム・シルバニアから入手可能)のバンクに曝し、複合材の
1つの表面に対して平方センチメートル当り760ミリジュール(総エネルギー
)および平方センチメートル当り3ミリワット(総強度)および複合材の対向面
に対して平方センチメートル当り750ミリジュール(総エネルギー)および平
方センチメートル当り3ミリワット(総強度)の一定の(すなわち平らな)光プ
ロフィールで紫外線を供給し、NIST(国立標準技術研究所)の基準による結
合テープを形成した。
【0113】 一般手順C:基材へのテープの結合 他に特に規定がなければ、以下の実施例において基材を結合するために用いら
れた熱硬化性PSAは、特定の実施例に示したとおり清浄な基材に積層し、2.
2キログラムのローラーを2回通過させ、規定温度で強制空気乾燥器中に配置し
、熱硬化性PSAを硬化して半構造または構造接着剤にした。
【0114】 実施例1(A) 部分的に重合した予混合物(一般手順Aにより調製された重量比90:10を
有する)をIOA:AAの最終重量比が87.5:12.5になるようにアクリ
ル酸で希釈した。こうして調製された87.5:12.5のシロップ100グラ
ムに、混合しながら、AMICURE CG−1400を9グラム、HDDAと
IOAの重量比が1:1の混合液を200マイクロリットル、AEROSIL
R−972を4.9グラム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、および
KB−1を0.15グラム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照
射した。結果として生じる結合テープを一般手順Cによるさまざまな基材に適用
したが、特定の基材は表1に示されている。各アセンブリを25分間、110℃
下に硬化した。
【0115】 実施例1(B) コーティング前にFORAL85粘着付与剤を追加的に10グラム混合物に添
加することを除き、実施例1(A)の手順を反復した。
【0116】 実施例1(C) コーティング前にECR−180粘着付与剤を追加的に10グラム混合物に添
加することを除き、実施例1(A)の手順を反復した。
【0117】
【表2】 表1 (1)サウスカロライナ州、スパータンバーグのミリケン&カンパニーから入手
可能なコーティングされていない420デニールナイロンの織物 (2)PLEXIGALSの商品名でペンシルベリア州、フィラデルフィアのロ
ーム&ハース・カンパニーから入手可能な2.5センチメートル×5.1センチ
メートル×1.3センチメートルのMC級の清浄なアクリル試片(試片は積層前
に50%の水性イソプロパノールで洗浄した) (3)2.5センチメートル×5.1センチメートル×1.3センチメートルの
清浄なポリカーボネート試片(LEXANの商品名で、ニューヨーク州、スケネ
クタディのジェネラル・エレクトリック・オブ・カンパニーから入手可能;試片
は試片は積層前に50%の水性イソプロパノールで洗浄した)
【0118】 実施例2(A) 重量比90:10を有し、一般手順Aにより調製された部分的に重合した予混
合物をIOA:AAの最終重量比が85:15になるようにアクリル酸で希釈し
た。こうして調製された85:15のシロップ100グラムに、混合しながら、
AMICURE CG−1200を18グラム、HDDAとIOAの重量比が1
:1の混合液を200マイクロリットル、AEROSIL R−972を5グラ
ム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびKB−1を0.15グラ
ム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。結果として生じ
る結合テープを一般手順CによるED−5100e被覆鋼試片に適用した。各ア
センブリを5分間、110℃下に硬化した。
【0119】 実施例2(B) 積層硬化条件が125℃下に10分であったことを除き実施例2(A)の手順
を反復した。
【0120】 実施例2(C) 積層硬化条件が110.5℃下に20.5分であったことを除き実施例2(A
)の手順を反復した。
【0121】 実施例2(D) 積層硬化条件が90℃下に20.5分であったことを除き実施例2(A)の手
順を反復した。
【0122】 実施例2(E) 積層硬化条件が96℃下に10分であったことを除き実施例2(A)の手順を
反復した。
【0123】 実施例2(F) 積層硬化条件が96℃下に31分であったことを除き実施例2(A)の手順を
反復した。
【0124】
【表3】 表2
【0125】 実施例3(A) 重量比90:10を有し、一般手順Aにより調製された部分的に重合した予混
合物をIOA:AAの最終重量比が85:15になるようにアクリル酸で希釈し
た。こうして調製された85:15のシロップ100グラムに、混合しながら、
AMICURE CG−1200を18グラム、HDDAとIOAの重量比が1
:1の混合液を200マイクロリットル、AEROSIL R−972を5グラ
ム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびKB−1を0.15グラ
ム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。結果として生じ
る結合テープを一般手順Cによる表3に示したさまざまな基材に適用し、25分
間、110℃下に硬化した。
【0126】 実施例3(B) AMICURE CG−1200の代わりに小さな粒子サイズを有するアミン
含有化合物であるAMICURE CG−1400を用いたことを除き実施例3
(A)の手順を反復した。
【0127】
【表4】 表3
【0128】 実施例4(A) 重量比100:0を有し、一般手順Aにより調製された部分的に重合した予混
合物をIOA:AAの最終重量比が85:15になるようにアクリル酸で希釈し
た。こうして調製された85:15のシロップ100グラムに、混合しながら、
AMICURE CG−1200を18グラム、HDDAとIOAの重量比が1
:1の混合液を200マイクロリットル、AEROSIL R−972を5グラ
ム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびKB−1を0.15グラ
ム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。結果として生じ
る結合テープを一般手順Cによる表4に示したさまざまな基材に適用し、25分
間、110℃下に硬化した。
【0129】 実施例4(B) 用いた部分的に重合した予混合物のIOA:AAの重量比が98:2であった
ことを除き実施例4(A)の手順を反復した。
【0130】 実施例4(C) 用いた部分的に重合した予混合物のIOA:AAの重量比が95:5であった
ことを除き実施例4(A)の手順を反復した。
【0131】 実施例4(D) 用いた部分的に重合した予混合物のIOA:AAの重量比が90:10であっ
たことを除き実施例4(A)の手順を反復した。
【0132】 実施例4(E) 用いた部分的に重合した予混合物のIOA:AAの重量比が85:15であっ
たことを除き実施例4(A)の手順を反復した。
【0133】
【表5】 表4
【0134】 実施例5(A) 重量比90:10を有し、一般手順Aにより調製された部分的に重合した予混
合シロップ100グラムに、混合しながら、AMICURE CG−1400を
5グラム、HDDAとIOAの重量比が1:1の混合液を200マイクロリット
ル、AEROSIL R−972を8.6グラム、C15/250ガラス気泡を
0.5グラム、およびKB−1を0.15グラム添加した。次に、一般手順Bに
より混合物を被覆し照射した。結果として生じる結合テープを一般手順Cによる
表5に示したさまざまな基材に適用し、20分間、110℃下に硬化した。
【0135】 実施例5(B) 8グラムのAMICURE CG−1400を用いたことを除き実施例5(A
)の手順を反復した。
【0136】
【表6】 表5
【0137】 実施例6 IOA:AAの重量比85:15を有する部分的に重合した予混合物100グ
ラムに、混合しながら、AMICURE CG−1200を18グラム、HDD
AとIOAの重量比が1:1の混合液を200マイクロリットル、CAB−O−
SIL M5を5グラム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびK
B−1を0.15グラム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射
した。結果として生じる結合テープを一般手順CによるED−5100試片に適
用し、25分間、110℃下に硬化した。
【0138】
【表7】 表6
【0139】 実施例7(A)〜7(F) これらの実施例は、高品質の市販の構造結合テープと比べた本発明の結合テー
プの性能を示す。実施例7(A)は、140℃の製品推奨硬化温度で硬化された
。試料7(B)〜7(F)は110℃で硬化された。表7に示した試験結果は、
他の利点に加えて、本発明の結合テープの低温硬化結合能力の改善を示している
【0140】 比較例7(A) 3M(登録商標)の自動車構造結合テープ(製品番号9245を有するエポキ
シ/アクリレートテープ)をミネソタ州、セントポールのミネソタ・マイニング
・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニーから得た。結合テープを一般
手順CによるED−5100試片に適用した。各アセンブリを25分間、140
℃下に硬化した。
【0141】 比較例7(B) 各アセンブリを25分間、110℃下に硬化したことを除き実施例7(A)と
同じ手順に従った。
【0142】 実施例7(C) IOA:AAの重量比90:10を有する部分的に重合した予混合物を一般手
順Aにより調製し、IOA:AAの最終重量比が85:15になるようにアクリ
ル酸で希釈した。こうして調製されたIOA:AAが85:15の100グラム
に、混合しながら、AEROSIL R−972シリカを10グラム、C15/
250ガラス気泡を0.75グラム、およびKB−1を0.15グラム添加した
。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。結果として生じる結合テー
プを一般手順CによるED−5100e被覆鋼試片に適用した。各アセンブリを
25分間、110℃下に硬化した。
【0143】 実施例7(D) 18グラムのAMICURE CG−1200を、混合しながら、硬化前に接
着剤調製物の中へ添加したことを除き実施例7(C)の手順を反復した。
【0144】 実施例7(E) 100マイクロリットルのHDDAを、混合しながら、硬化前に接着剤調製物
の中へ添加したことを除き実施例7(D)の手順を反復した。
【0145】 実施例7(F) 前記の量の代わりにAEROSIL R−972シリカを5グラムおよびC1
5/250ガラス気泡を0.50グラム添加したことを除き実施例7(D)の手
順を反復した。さらに、200マイクロリットルのHDDAを、混合しながら、
硬化前に接着剤調製物の中へ添加した
【0146】
【表8】 表7 * FRPはISO 4578:1990Eによるフローティングローラー剥離
試験を意味する ** ASTM D950−82による、2.54センチメートル×2.54セ
ンチメートル×2.54センチメートルの2024t351アルミニウム立方体
を用いたブロック衝撃;試料が破断しなかった場合は、値は「DNB」で示した
;各実施例の調製物について複数の試験値が得られ、表に報告された範囲の高値
および低値を示した。
【0147】 実施例8(A) IOA:AAの重量比90:10を有し、部分的に重合した予混合物を一般手
順Aにより調製し、IOA:AAの最終重量比が85:15になるようにアクリ
ル酸で希釈した。こうして調製された85:15のシロップ100グラムに、混
合しながら、AMICURE CG−1400を18グラム、HDDAとIOA
の1:1の重量混合物を200マイクロリットル、AEROSIL R−972
を5グラム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびKB−1を0.
15グラム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。
【0148】 試料のDMA分析の結果は、図1の線10に示されている。図1に示されてい
るように、実施例8(A)により調製された試料の弾性率の急な増大は、約90
℃で開始した試料の架橋形成、または硬化示していた。
【0149】 実施例8(B) IOA:AAの重量比90:10を有する部分的に重合した予混合物を一般手
順Aにより調製した。こうして調製された90:10のシロップ100グラムに
、混合しながら、メラミン粉末(メラミンを添加した場合に形成されるゲルであ
り、ゲルを破断するために氷酢酸10ミリリットルの添加が必要であった)5グ
ラム、HDDAとIOAの1:1の重量混合物を200マイクロリットル、AE
ROSIL R−972を8.6グラム、C15/250ガラス気泡を0.5グ
ラム、およびKB−1を0.15グラム添加した。次に、一般手順Bにより混合
物を被覆し照射した。
【0150】 試料のDMA分析の結果は、図1の線12に示されている。図1に示されてい
るように、実施例8(B)により調製された試料は弾性率の増大を示すことはな
く、170℃まで加熱した場合でも架橋、または硬化の非存在を示した。
【0151】 実施例9 部分的に重合した予混合物(一般手順Aにより調製された重量比90:10の
97.2グラム)をIOA:AAの最終重量比が87.5:12.5になるよう
にアクリル酸2.8グラムで希釈した。こうして調製された87.5:12.5
のシロップ100グラムに、混合しながら、AMICURE CG−1400を
9グラム、HDDAを100マイクロリットル、AEROSIL R−972を
4.9グラム、C15/250ガラス気泡を0.5グラム、およびKB−1を0
.15グラム添加した。次に、一般手順Bにより混合物を被覆し照射した。
【0152】 1.27センチメートル×2.54センチメートルの接着剤ストリップ(厚さ
0.5ミリメートル)を、パネルの自由端が反対方向に伸びるように、2.54
センチメートル×7.5センチメートルで測ったステンレス鋼パネル(ミネソタ
州、ミネアポリスのアシュアランス・マニュファクチュアリングから入手可能な
商品名304−BA)の重複端間に配置した。2.54センチメートルの寸法の
接着剤をパネルの幅(2.54センチメートル)上に配置した。複合材を6.8
キログラムのローラーを2回通過させてプレスし、以下に示した所要時間、オハ
イオ州、ウォレンのマグネフォース株式会社から入手可能な誘導加熱装置モデル
HS600Pを用いて硬化した。30分間の待機後(試料は室温に冷却されてい
た)、パネルの自由端をINSRON張力テスター(マサチューセッツ州、カン
トンのインストロン社から入手可能なモデル番号4501)の1つの入口に伸ば
し、入口を5センチメートル/分の速度で分離することにより試験し、硬化接着
剤のオーバーラップ剪断強さを得た。
【0153】 硬化接着剤の剪断強さはメガパスカル(MPa)で報告されている。ダイヤル
出力設定「9」(約54ワット)では、10秒の硬化後に2.6メガパスカルの
オーバーラップ剪断強さ(付着故障モード)が得られた。ダイヤル出力設定「9
」では12秒後に2.8メガパスカルのオーバーラップ剪断強さ(付着故障モー
ド)が得られた。
【0154】 添付の請求の範囲により規定された本発明の精神および範囲を逸脱せずに本発
明のさまざまな変更および改変が当業者には明らかとなろう。添付の請求の範囲
に開示された方法におけるステップは、請求の範囲に示された順に必ずしも実施
される必要がないことに注意されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例8(A)および8(B)に記載された温度対弾性率を示す
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ディミートリ・サルニコフ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 Fターム(参考) 4J004 AA02 AA10 AA13 AB01 CA04 CA06 CB01 CC02 DB02 4J040 DF011 DF031 EC002 GA07 HC01 HC16 JA09 JB02 JB09 KA16 MA02 MA10 MB03 MB09

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化性PSA組成物であって、 少なくとも約50重量パーセントの少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成
    分と、任意に、約10重量パーセント以下の少なくとも1つのエポキシ含有物質
    の接着剤成分を含む100重量部の接着剤成分と、 酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬
    化接着剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少なくとも1つの
    アミン含有化合物と、 を含む熱硬化性PSA組成物。
  2. 【請求項2】 アミン含有化合物が非芳香族である請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】 アミン含有化合物が一級アミン、二級アミン、およびその混
    合物から選択される少なくとも2つのアミンを含む請求項1の組成物。
  4. 【請求項4】 アミン含有化合物が約500グラム/モル以下の分子量を有
    する請求項1の組成物。
  5. 【請求項5】 アミン含有化合物が約150℃未満の温度で熱硬化性PSA
    組成物を硬化することが可能である請求項1の組成物。
  6. 【請求項6】 アミン含有化合物が約120℃未満の温度で熱硬化性PSA
    組成物を硬化することが可能である請求項1の組成物。
  7. 【請求項7】 アミン含有化合物が約100℃未満の温度で熱硬化性PSA
    組成物を硬化することが可能である請求項1の組成物。
  8. 【請求項8】 アミン含有化合物が室温およびアミン含有化合物が熱硬化性
    PSA組成物を硬化することが可能である温度で固体である請求項1の組成物。
  9. 【請求項9】 アミン含有化合物が室温およびアミン含有化合物が熱硬化性
    PSA組成物を硬化することが可能である温度までの温度で酸性ポリマーと不混
    和性または不溶性である請求項1の組成物。
  10. 【請求項10】 アミン含有化合物がジシアンジアミドを含む請求項1の組
    成物。
  11. 【請求項11】 酸性ポリマーが少なくとも1つのカルボン酸から誘導され
    るコポリマーを含む請求項1の組成物。
  12. 【請求項12】 酸性ポリマーがアクリル酸から誘導されるコポリマーを含
    む請求項1の組成物。
  13. 【請求項13】 酸性ポリマーがアクリル酸イソオクチルおよびアクリル酸
    から誘導されるコポリマーである請求項1の組成物。
  14. 【請求項14】 酸性ポリマーが約25モノマー重量パーセントまでの少な
    くとも1つの酸性モノマーから誘導されるポリマーを含む請求項1の組成物。
  15. 【請求項15】 酸性ポリマーが約2乃至約15モノマー重量パーセントの
    少なくとも1つの酸性モノマーから誘導されるポリマーを含む請求項1の組成物
  16. 【請求項16】 酸性ポリマーが酸性(メタ)アクリレートポリマーである
    請求項1の組成物。
  17. 【請求項17】 接着剤組成物が0乃至約5重量パーセントの少なくとも1
    つのエポキシ含有物質を含む請求項1の組成物。
  18. 【請求項18】 接着剤組成物が本質的にエポキシ含有物質を含まない請求
    項1の組成物。
  19. 【請求項19】 熱硬化接着剤が半構造接着剤である請求項1の組成物。
  20. 【請求項20】 熱硬化接着剤が構造接着剤である請求項1の組成物。
  21. 【請求項21】 アミン含有化合物が約5乃至約20重量部の熱硬化性PS
    A組成物を含む請求項1の組成物。
  22. 【請求項22】 熱硬化性PSA組成物であって、 少なくとも約50重量パーセントの少なくとも1つの酸性ポリマーの接着剤成
    分と、任意に、約25重量パーセント以下の少なくとも1つのエポキシ含有物質
    の接着剤成分を含み、酸性ポリマーが少なくとも約2モノマー重量%の少なくと
    も1つの酸性モノマーから誘導される、100重量部の接着剤成分と、 酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬
    化接着剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少なくとも1つの
    アミン含有化合物と、 を含む熱硬化性PSA組成物。
  23. 【請求項23】 請求項1に記載の熱硬化性PSA組成物を硬化することに
    より調製された熱硬化接着剤組成物。
  24. 【請求項24】 請求項1に記載の熱硬化性PSA組成物を硬化することに
    より調製可能である熱硬化接着剤組成物。
  25. 【請求項25】 請求項1に記載の熱硬化性PSA組成物で少なくとも部分
    的に被覆された基材。
  26. 【請求項26】 請求項1に記載の熱硬化性PSA組成物を硬化することに
    より調製された熱硬化接着剤組成物で少なくとも部分的に被覆された基材。
  27. 【請求項27】 第1基材と、 第2基材と、 第1基材と第2基材との間に配置された請求項1に記載の熱硬化性PSA組成
    物と、 を含む複合材。
  28. 【請求項28】 第1基材と、 第2基材と、 第1基材と第2基材との間に配置された請求項1に記載の熱硬化性PSA組成
    物を硬化することにより調製された熱硬化接着剤組成物と、 を含む複合材。
  29. 【請求項29】 第1基材と第2基材との少なくとも1つがポリカーボネー
    トとポリメチルメタクリレートから選択された基材を含み、熱硬化接着剤が基材
    に対する少なくとも約1.7MPaのオーバーラップ剪断強さを有する請求項2
    8に記載の複合材。
  30. 【請求項30】 裏材と、 裏材の少なくとも片側の少なくとも一部分上に請求項1に記載の熱硬化性接着
    剤組成物の層と、 を含むテープ。
  31. 【請求項31】 剥離ライナーと、 剥離ライナーの少なくとも一部分上に請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物
    の層と、 を含む転写テープ。
  32. 【請求項32】 基材を結合するための方法であって、 結合される基材を提供するステップと、 基材の少なくとも片側に請求項1に記載の熱硬化性PSAの層を接着するステ
    ップと、 熱硬化性PSA層を結合される表面に接着するステップと、 熱硬化性PSA層を硬化させ、基材と表面との間に熱硬化接着剤を形成するス
    テップと、 を含む方法。
  33. 【請求項33】 熱硬化性PSAを硬化するステップが約150℃未満の温
    度で熱硬化性PSAを加熱することを含む請求項32に記載の方法。
  34. 【請求項34】 熱硬化性PSAを硬化するステップが約120℃未満の温
    度で熱硬化性PSAを加熱することを含む請求項32に記載の方法。
  35. 【請求項35】 熱硬化性PSAを硬化するステップが約100℃未満の温
    度で熱硬化性PSAを加熱することを含む請求項32に記載の方法。
  36. 【請求項36】 少なくとも約50重量パーセントの少なくとも1つの酸性
    ポリマーの接着剤成分と、任意に、約10重量パーセント以下の少なくとも1つ
    のエポキシ含有物質の接着剤成分とを含む100重量部の接着剤成分と、 酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSAを硬化して熱硬化接着
    剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少なくとも1つのアミン
    含有化合物と、 の反応生成物を含む熱硬化接着剤。
  37. 【請求項37】 熱硬化接着剤であって、 少なくとも約2モノマー重量パーセントの少なくとも1つの酸性モノマーから
    誘導される少なくとも約50重量パーセントの少なくとも1つの酸性ポリマーの
    接着剤成分と、任意に、約25重量パーセント未満の少なくとも1つのエポキシ
    含有物質の接着剤成分を含む100重量部の接着剤成分と、 酸性ポリマーの酸性官能基と反応して、熱硬化性PSA組成物を硬化して熱硬
    化接着剤を形成することが可能な約1乃至約50重量部未満の少なくとも1つの
    アミン含有化合物と、 の反応生成物を含む熱硬化接着剤。
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