JP2003522249A - 低界面エネルギー表面に結合するための接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
接着剤、さらに詳細には、低界面エネルギー表面に対する高強度結合剤を形成す
るためのこうした接着剤、なおさらに詳細には、接着テープを含むこうした接着
剤により作製される物品に関する。
に取外せる除去可能テープ用途における使用を含む多様な用途に対して知られる
。例えば、米国特許第5,393,787号および第5,296,547号、こ
れらは両方共本指定譲受人に譲渡されているが、これらを参照すること。こうし
たブロックコポリマーは、除去可能テープを含む多様な各種タイプのテープを作
製するために用いることが可能である感圧接着剤中に配合することができる。作
製可能である種々のテープの特定例には、保護テープ、ガムテープ、医用テープ
およびオートクレーブ表示テープが挙げられる。加えて、感圧接着剤は保護シー
ティング、ラベル、およびフェースストック(facestock)を作製するために用
いることが可能である。
リクスを含み、ポリマーマトリクスそれ自体の密度よりも低い密度であることを
特徴とする。密度低減は、ガス充填空洞の生成(例えば、発泡剤により)、また
はポリマーミクロスフェア(例えば、発泡性ミクロスフェア)または非ポリマー
ミクロスフェア(例えば、ガラスミクロスフェア)の包含によることを含め数多
くの方法において達成される。
に、特に有用である。本明細書において用いられる低界面エネルギー基材は、約
45ダイン/センチメートル未満、さらに一般的には約40ダイン/センチメー
トル未満、最も一般的には約35ダイン/センチメートル未満の界面エネルギー
を有するものである。
ーブロックコポリマー、および接着剤のゴム相の計算フォックスTgを少なくと
も245°Kに上げるために十分な量の少なくとも一つの粘着付与剤または粘着
強化樹脂を含む粘着剤が、提供される。用いられる粘着付与剤の量は、粘着付与
剤の添加によってもたらされる接着剤ゴム相の得られるTgに応じて決まる。そ
こで、望ましいTgを得るためにより多くの粘着付与剤を添加することができる
。接着剤組成物は、また、0〜約50重量部の架橋剤および0〜約300重量部
の可塑剤を含むことが可能である。一般に、粘着付与剤および可塑剤間の差は、
粘着付与剤の添加が接着剤ゴム相のTgを増大させるが一方可塑剤の添加は接着
剤ゴム相のTgを減少させることにある。多重モード非対称のエラストマーブロ
ックコポリマーは、式QnYを有し、約4〜約40重量%の重合モノビニル芳香
族化合物および約96〜約60重量%の重合共役ジエンを含む。Qはブロックコ
ポリマーの個々の腕を表すと共に式S−Bを有し;nはブロックコポリマー中の
腕Qの数を表すと共に少なくとも3の整数であり;およびYは多官能カップリン
グ剤の残基である。Sは重合モノビニル芳香族ホモポリマーの非エラストマーポ
リマーセグメントの末端ブロックであり、コポリマー中にはより高分子量の末端
ブロックおよびより低分子量の末端ブロックの少なくとも二つの異なる分子量の
末端ブロックがある。より高分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Hは
約5,000〜約50,000の範囲にある。より低分子量の末端ブロックの数
平均分子量(Mn)Lは約1,000〜約10,000の範囲にある。(Mn)H /(Mn)Lの比率は少なくとも1.25である。Bは、それぞれの腕を多官能
カップリング剤(Y)の残基に連結するエラストマーポリマーセグメントの中間
ブロックであり、重合共役ジエンまたは共役ジエンの組合せを含む。
着剤は低界面エネルギー表面に対して高強力結合を形成する。本明細書において
用いられる低界面エネルギー表面または基材は、45ダイン/cm未満、さらに
一般的には40ダイン/cm未満、またはさらに一般的に35ダイン/cm未満
の界面エネルギーを示す。好ましくは、接着剤のゴム相は少なくとも250°K
、さらに好ましくは255°Kの計算フォックスTgを有する。加えて、接着剤
のゴム相は、好ましくは、300°K未満の上限値、さらに好ましくは285°
Kの上限値を持つ計算フォックスTgを有する。一般に、低界面エネルギー表面
に結合するための本発明の接着剤能力は、ゴム相のTgが増加するにつれて増大
する。ゴム相のTgは、接着剤の種々の成分それぞれの重量分率(すなわち、濃
度)およびTg、およびコポリマーのゴム部分の重量分率およびTgに応じて決
まる。
例えばフィルムの形態(例えば、転写テープ)を取る場合、少なくとも約20N
/dm、好ましくは少なくとも約60N/dm、さらに好ましくは少なくとも約
80N/dm、最も好ましくは少なくとも約100N/dmの、低界面エネルギ
ー基材(例えば、HDPE)上での180°剥離付着力を示すことができる。
第1および第2主表面を有する裏当て(例えば、フォーム・コア、ビニル細片ま
たはシート、など)と組合せて用いることができる。裏当ては、剥離表面(例え
ば、テープロール用)を含む。裏当ては、同じかまたは異なる多重モード非対称
のエラストマーブロックコポリマーから作製されるフォーム・テープコアである
ことも可能であり、接着剤は少なくとも一つのフォーム・テープコア上の共押出
し層の形態を取ることができる。裏当てはアクリルフォーム・テープコアである
ことも可能であり、接着剤は少なくとも一つのフォーム・テープコア上の共押出
し層の形態を取ることができる。裏当ては発泡体の形態を取ることが可能であり
、その主表面の一つまたは両方は、レーザー三角測定側面法の測定により約75
ミクロメートル未満のRa値を有して実質的に平滑であると共に、それらの少な
くとも一つ、好ましくは複数が発泡性ポリマーミクロスフェアである複数のミク
ロスフェアを含む。一般に、この発泡体は実質的に壊れたポリマーミクロスフェ
アを含まない。本接着剤は、発泡体に結合されたまたは発泡体中に埋め込まれた
複数の個別の構造の形態を取る少なくとも一つの他のポリマー組成物と組合せて
用いることもできる。
クコポリマーを含む組成物から形成される発泡体であり、接着剤が感圧、非感圧
、またはそれらの配合物であり得る2以上のポリマーの配合物を含む接着テープ
が提供される。適する配合物の例には、ブロックコポリマーおよびアクリル感圧
接着剤、ブロックコポリマー感圧接着剤およびアクリルポリマー、熱可塑性ポリ
マーおよびブロックコポリマー感圧接着剤、または熱可塑性ポリマーおよびブロ
ックコポリマーが挙げられる。好ましくは、ブロックコポリマーは多重モード非
対称のエラストマーブロックコポリマーである。テープ上の接着剤は感圧型であ
ることが可能である。
置された感圧接着剤が多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマー感圧
接着剤およびアクリル感圧接着剤の配合物を含むことは望ましいことであり得る
。
方が2以上のポリマー配合物を含む、主表面を有する発泡体裏当ておよび1以上
の主表面の少なくとも1部分上に塗布された感圧接着剤を含む感圧接着テープを
包含することができる。ポリマーの少なくとも一つは、 (a)100重量部の多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマー、 (b)少なくとも一つの粘着付与剤、 (c)0〜約50重量部の架橋剤、および (d)0〜約300重量部の可塑剤 を含み: 前記多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーは式QnYを有し、
約4〜約40重量%の重合モノビニル芳香族化合物および約96〜約60重量%
の重合共役ジエンを含み:式中、 Qは前記ブロックコポリマーの個々の腕を表すと共に式S−Bを有し; nは前記ブロックコポリマー中の腕Qの数を表すと共に少なくとも3の整数であ
り;および Yは多官能カップリング剤の残基であり;およびさらに式中、 (a)Sは重合モノビニル芳香族ホモポリマーの非エラストマーポリマーセグメ
ントの末端ブロックであり、前記コポリマー中にはより高分子量の末端ブロック
およびより低分子量の末端ブロックの少なくとも二つの異なる分子量の末端ブロ
ックがあり: (i)前記より高分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Hは約5,00
0〜約50,000の範囲にあり; (ii)前記より低分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Lは約1,0
00〜約10,000の範囲にあり;および (iii)(Mn)H/(Mn)Lの比率は少なくとも1.25であり;および (b)Bは、それぞれの腕を多官能カップリング剤(Y)の残基に連結するエラ
ストマーポリマーセグメントの中間ブロックであり、重合共役ジエンまたは共役
ジエンの組合せを含む。
5μm)の厚さを有し、例えば約1mmの厚さを有する接着性または非接着性フ
ォーム・テープコア上に表面積層されるかまたは一緒に共押出しされた接着剤の
形態を取る場合、少なくとも約50N/dm、好ましくは少なくとも約75N/
dm、さらに好ましくは少なくとも約100N/dm、最も好ましくは少なくと
も約150N/dmの、低界面エネルギー基材(例えば、HDPE)上での90
°剥離付着力を示すことができる。一般に、フォーム・コアがあってもなくても
、接着剤が厚くなればなるほど、発泡体の凝集強さなど接着剤により限界まで示
されるように結合強度はますます高くなる。
粘着付与剤である。本明細書において用いられる低酸性または中性の粘着付与剤
は、AMS360.25試験方法により試験される通りに、約1mgKOH/g
以下の酸価を有するものである。加えて、粘着付与剤は、好ましくは、示差走査
熱量計(DSC)により測定されるように、約−50℃〜約200℃、さらに好
ましくは約−30℃〜約150℃の範囲にあるTgを有する。接着剤のゴム相の
Tgは、かなりの部分において、粘着付与剤のTgに依存する。一般に、所定の
粘着付与剤重量に対して、粘着付与剤のTgが増大するにつれて接着剤のTgも
増大する。粘着付与剤が80℃を超え、さらに好ましくは90℃以上の軟化点を
有することは、また好ましい。好ましくは、本接着剤は、水素化混合芳香族粘着
付与剤、脂肪族/芳香族炭化水素液体粘着付与剤;ナフテン系油、鉱油、および
それらの1以上の混合物からなる群から選択される少なくとも一つの粘着付与剤
を含む。接着剤が約50重量部〜約350重量部、好ましくは約70重量部〜約
300重量部、さらに好ましくは約90重量部〜約265重量部の範囲の1以上
の粘着付与剤を含むことは望ましいことであり得る。
造するために、例えば、電子線放射、紫外線放射、などによるような放射線架橋
性組成物であることができる。
含む物品が提供される。発泡体は、ロッド、円筒、シートなどを含む多様な形状
において提供することが可能である。いくつかの実施形態において、例えば、発
泡体がシートの形態において提供される場合、発泡体はそれらの一つまたは両方
が実質的に平滑である対の主表面を有する。発泡体は、それらの少なくとも一つ
が発泡性ポリマーミクロスフェアである複数のミクロスフェアを含む。
トリクス単独の密度よりも小さいポリマーマトリクスを含む物品を意味する。
ーザー三角測定側面法により測定される通りに、約75ミクロメートル未満のR
a値を有する表面を意味する。好ましくは、表面は約50ミクロメートル未満、
さらに好ましくは約25ミクロメートル未満のRa値を有する。表面は、また、
皺、ひだおよび折り目などの視覚的に観察可能な肉眼的欠陥が実質的にないこと
を特徴とする。加えて、接着剤表面の場合に、それが適切な接触、およびそれに
よる対象基材に対する接着を示すように、表面は十分に平滑である。接着剤の望
ましい閾値は、そのために物品が用いられる特定の用途に応じて決まる。
るガス、液体、またはそれらの組合せの形態を取る芯材料を含むミクロスフェア
である。芯材料の発泡は、次に、殻が少なくとも加熱温度で膨張することを引起
す。発泡性ミクロスフェアは、殻が初期に膨張するかまたはさらに破裂すること
なく膨張することができるものである。いくつかのミクロスフェアは、それらの
みによって芯材料が加熱温度またはその近くで膨張することを可能とするポリマ
ー殻を有することが可能である。
性となる(すなわち、熱活性化接着物品)かのいずれでも結合のために利用でき
る表面を有する場合に、物品は感圧接着物品である。粘着性物品の例は、それ自
体が接着性である発泡体であるか、または発泡体に結合された1以上の別個の接
着性組成物を含む物品、例えば、その場合において発泡体それ自体が接着剤であ
る必要はない連続層または個別の構造(例えば、筋、ロッド、フィラメント、な
ど)の形態を取る物品である。非接着性物品の例には、非接着性発泡体、および
結合のために利用できるすべての表面上で、例えば、層、基材、などの形態を取
る非接着性組成物を与えられた接着性発泡体が挙げられる。
成物中のイソシアネートの必要性を排除できる。こうしたポリマー発泡体用の材
料の例はアクリルポリマーまたはコポリマーである。いくつかの場合に、例えば
、高凝集強度および/または高モジュラスが必要とされる場合に、発泡体は架橋
することが可能である。
。発泡体は、また、ポリマーまたは非ポリマーミクロスフェア(例えば、ガラス
ミクロスフェア)であり得る1以上の非発泡性ミクロスフェアを含むことが可能
である。
ン単位を含まないものが挙げられる。好ましい芯材料は加熱すると膨張する空気
以外の材料である。
、ミクロスフェアに加えての薬剤を含有することが可能である。適する薬剤の例
には、粘着付与剤、可塑剤、顔料、染料、固形充填剤、およびそれらの組合せか
らなる群から選択されるものが挙げられる。発泡体は、また、ポリマーマトリク
ス中にガス充填空洞を含むことが可能である。こうした空洞は、一般に、ポリマ
ーマトリクス材料中に発泡剤を含ませ、次に、発泡剤を活性化すること、例えば
、ポリマーマトリクス材料を熱または放射線にさらすことにより形成される。
は発泡体中に共押出しすること(例えば、連続層または筋、ロッド、フィラメン
ト、などの個別の構造の形態において)により調整することが可能である。発泡
体化および非発泡体化組成物の両方を用いることが可能である。組成物は、直接
発泡体に、または例えば、別の接着剤を通して間接的に結合することが可能であ
る。
品が所期の位置に置かれた後に、発泡しようとする、またはさらに発泡しようと
する物品の能力を意味する。こうした物品はある大きさに作られ、陥凹部の中ま
たは蓋なしの表面上に置き、次に、熱エネルギー(例えば、赤外線、超音波、マ
イクロ波、抵抗、誘導、対流、など)にさらして発泡性ミクロスフェアまたは発
泡剤を活性化、またはさらに活性化する。こうした陥凹部は、例えば、2以上の
対向した空間的に離れた基材の間に見られるような2以上表面(例えば、平行ま
たは非平行な表面)間の空間、通り穴または空洞を含むことができる。こうした
開放表面は、物品が表面に塗布された後にその上で発泡することが望ましい平ら
なまたは平らでない表面を含むことができる。活性化すると、発泡体はミクロス
フェアおよび/または発泡剤の膨張のせいで発泡し、それによって部分的または
完全に陥凹部または空間部を充填するか、またはそれによって開放表面上の物品
の体積(例えば、高さ)を増大させる。
は、望ましくあり得る。発泡体のマトリクスポリマーがある程度の架橋を示すこ
とは、また、望ましくあり得る。いかなる架橋も発泡体の望ましい程度までの膨
張を有意に抑制したり妨げたりすべきではない。こうした架橋に対する一つの潜
在的な利点は、発泡体が架橋のより少ないまたはない同一の発泡体に比較して改
善された機械的性質(例えば、凝集強度の増加)を示すと思われることである。
硬化性ポリマーマトリクスを有する発泡体の場合、熱への暴露はマトリクスの硬
化を開始することもできる。
よび以下のそれらの検討を参照すること)を含み、それが配置場所で発泡する方
法の違い(例えば、発泡性ミクロスフェア、発泡剤またはそれらの組合せを用い
る)、それが配置場所で発泡できる程度の差、またはそれらの組合せをそれぞれ
の層および個別の構造体が有することは、さらに望ましくあり得る。例えば、発
泡性ミクロスフェアおよび/または発泡剤の濃度は異なることがあり得て、発泡
性ミクロスフェアおよび/または発泡剤のタイプは異なることがあり得て、また
はそれらの組合せを用いることができる。加えて、例えば、1以上の層および個
別の構造体は、配置場所において発泡できるが、一方で1以上の他の層および個
別の構造体は配置場所において発泡できない。
ロスフェア(上に定義されたような)である複数のミクロスフェア、および(b
)実質的にウレタン架橋および尿素架橋がないポリマーマトリクスを包含するポ
リマー発泡体(上に定義されたような)を含む物品(例えば、上に定義されたよ
うな接着剤物品)が提供される。マトリクスは、配合物中の少なくとも一つのポ
リマーが感圧接着ポリマー(すなわち、粘着性組成物を形成するために粘着付与
剤と組合せなければならないポリマーとは対照的に本来粘着性であるポリマー)
であり、少なくとも一つのポリマーが飽和熱可塑性エラストマー、不飽和熱可塑
性エラストマー、および非粘着性熱可塑性ポリマーからなる群から選択される2
以上のポリマー配合物を包含できる。用いられる飽和熱可塑性エラストマーがア
クリレート−不溶性飽和熱可塑性エラストマーであることは望ましくあり得る。
る。いくつかの実施形態において、発泡体は、それらの一つまたは両方が実質的
に平滑であることが可能である一対の主表面を有する。発泡体それ自体は接着剤
であり得る。物品は、また、例えば層の形態を取る発泡体に結合された1以上の
個別の接着剤組成物を包含することが可能である。必要なら、発泡体は架橋する
ことが可能である。
。それは、また、ポリマーまたは非ポリマーミクロスフェア(例えば、ガラスミ
クロスフェア)であり得る非発泡性ミクロスフェアを含むことが可能である。物
品の特性は、1以上の発泡化または非発泡化ポリマー組成物を直接または間接に
発泡体に結合することにより調整することが可能である。
まれる上述の発泡体物品を含む多層物品を特徴とする。適する基材の例には、木
材基材、合成ポリマー基材、および金属基材(例えば、金属箔)が挙げられる。
形成するために選択された温度、圧力および剪断速度を含む運転条件下で、ポリ
マー組成物およびそれらの1以上が発泡性ポリマーミクロスフェア(上に定義さ
れたような)である複数のミクロスフェアを融解混合し、(b)ダイを通して組
成物を押出してポリマー発泡体(上に定義されたような)を形成し、および(c
)少なくとも部分的に1以上の発泡性ポリマーミクロスフェアを、ポリマー組成
物がダイを出る前に発泡させることを含む、物品を調製するための方法が提供さ
れる。発泡性ミクロスフェアの全部でないとしても大部分が、少なくとも部分的
にポリマー組成物がダイを出る前に発泡することは好ましくあり得る。組成物が
ダイを出る前に発泡性ポリマーミクロスフェアの発泡を生じることにより、得ら
れる押出された発泡体は、以下の詳細な説明に記載されるように、より厳しい許
容範囲内で製造することができる。
ー組成物が20重量%未満の溶媒、さらに好ましくは実質的に0〜約10重量%
以下の溶媒、なおさらに好ましくは約5重量%以下の溶媒を含有することは好ま
しい。
選択された温度、圧力および剪断速度を含む運転条件下で、ポリマー組成物およ
び1以上が発泡性ポリマーミクロスフェアである複数のミクロスフェア(上に定
義されたような)を融解混合し、および(b)ダイを通して組成物を押出してポ
リマー発泡体(上に定義されたような)を形成することを含む、物品を調製する
ための別の方法が提供される。ポリマー発泡体がダイを出た後、発泡しないか、
またはせいぜいポリマー発泡体が現場発泡用途に用いられることを可能にするた
めに部分的に発泡しただけで、発泡体中には十分な発泡性ポリマーミクロスフェ
アが残ったままである。すなわち、押出された発泡体は、いくらか後の時間の適
用時において実質的な規模でなおさらに発泡することができる。好ましくは、押
出された発泡体中の発泡性ミクロスフェアはそれらの発泡性の全部でないとして
も大部分を保持する。
選択された温度、圧力および剪断速度を含む運転条件下で、ポリマー組成物およ
び1以上が発泡性ポリマーミクロスフェアである複数のミクロスフェア(上に定
義されたような)を融解混合し、および(b)ダイを通して組成物を押出して実
質的に平滑な表面(上に定義されたような)を有するポリマー発泡体(上に定義
されたような)を形成することを含む、物品を調製するための別の方法が提供さ
れる。一つまたは両方の主表面が実質的に平滑である対の主表面を有する発泡体
を調製することも可能である。
/モル、さらに好ましくは少なくとも約50,000g/モルの重量平均分子量
を有することができる。本発明により用いられるポリマーが、少なくとも約30
パスカル−秒(Pa−s)、さらに好ましくは少なくとも約100Pa−s、な
おさらに好ましくは少なくとも約200Pa−sの、175℃および剪断速度1
00秒-1で測定される剪断粘度を示すことは、また、好ましくあり得る。
熱活性化接着性物品であることが可能である。いくつかの実施形態において、発
泡体それ自体が接着性である。
数の発泡性ポリマーミクロスフェア(上に定義されたような)を含む。押出され
た発泡体および発泡性押出し可能組成物は、また、ポリマーまたは非ポリマーミ
クロスフェア(例えば、ガラスミクロスフェア)であり得る1以上の非発泡性ミ
クロスフェアを含むことが可能である。
と一緒に共押出しをして、例えば、得られる発泡体の表面上にポリマー層を形成
することが可能である。例えば、追加の押出し可能ポリマー組成物は接着性組成
物であることが可能である。他の適する追加の押出し可能ポリマー組成物には、
追加のミクロスフェア含有組成物が挙げられる。
、発泡体は熱、化学線、またはイオン化線またはそれらの組合せにさらされ、続
いて押出されて、発泡体を架橋することが可能である。架橋は、また、イオン相
互作用に基づく化学架橋法を用いることにより達成することが可能である。
の特性を示すように設計できる、発泡体含有物およびこうした物品を調製するた
めの方法を提供する。例えば、発泡体芯は単独に製造するか、または1以上のポ
リマー組成物と組合せて製造し、例えば、層の形態をとって多層物品を形成する
ことが可能である。発泡体を追加のポリマー組成物と組合せる能力は、接着性組
成物、追加の発泡体組成物、除去可能組成物、各種の機械的性質を有する層、な
どを含む多様な各種ポリマー組成物を用いることが可能であるので、有意な設計
の融通性を提供する。加えて、発泡操作の注意深い制御を通して、各種密度を有
する領域の型を有する発泡体を製造することは可能である。
および非接着性両方の発泡体を製造することができる。後者の場合、発泡体は1
以上の別な接着性組成物と組合せて接着性物品を形成することが可能である。加
えて、ミクロスフェア含有光重合性組成物の化学線照射誘導重合による発泡体調
製方法とは不適合となるポリマーマトリクスを含む多くの各種ポリマーマトリク
スから発泡体を調製することが可能である。こうしたポリマーマトリクス組成物
の例には、不飽和熱可塑性エラストマーおよびアクリレート−不溶性飽和熱可塑
性エラストマーが挙げられる。同様に、光化学照射系発泡プロセスにおいては有
効に用いることができない紫外線吸収顔料(例えば、黒顔料)、染料、および粘
着付与剤などの添加剤を含むことは可能である。溶媒系および化学線照射系発泡
プロセスに対して、実質的に均一なミクロスフェアの分散を有する発泡体を調製
することはさらに可能である。加えて、発泡した発泡体(すなわち、少なくとも
部分的に発泡したミクロスフェアを含有する発泡体)は、表面から発泡体中心ま
での発泡ミクロスフェアの均一なサイズ分布を有することができる。すなわち、
例えば、プレスまたは型において作製される発泡した発泡体に見られるような、
表面から発泡体中心までの発泡ミクロスフェアサイズの変化度は全くない。それ
らの発泡ミクロスフェアのこうしたサイズ分布変化度を示す発泡した発泡体は、
発泡ミクロスフェアの均一なサイズ分布を有するこうした発泡体よりも弱い機械
的性質を示すことができる。これらの発泡体組成物のオーブン発泡は、発泡体の
不良熱伝導度のために高温オーブン中で長い滞留時間を必要とする。高温におけ
る長い滞留時間はポリマーおよび担体(例えば、剥離ライナー)の分解を招き得
る。加えて、不良熱伝達は、非均一発泡を含有する発泡体の密度勾配をも招き得
る。こうした密度勾配は有意に強度を減少させるか、さもなければ発泡体の特性
に悪影響を及ぼすことができる。オーブン発泡に関係する方法はまた複雑であり
、通常、平面シートの大規模な皺および座屈を排除するために独特の工程装置を
必要とする。オーブン発泡に関する文献としては、例えば、Handbook
of Polymeric Foams & Foam Technology
,eds:D.Klempner & K.C.Frisch,Hanser
Publishers,New York,NY,1991を参照すること。
、平滑表面物品を達成するために追加の層を発泡体に結合することは必要ない。
実質的に平滑な表面発泡体は多くの理由により望ましい。例えば、発泡体が別の
基材に対して積層される場合、実質的に平滑な表面は発泡体と基材間の空気取込
みを最小化する。さらに、接着性発泡体の場合に、実質的に平滑な表面は、発泡
体が塗布される基材との接触を最大化し良好な接着性をもたらす。
を可能とする。加えて、発泡が押出しの間に起こる場合、望ましいなら、別個の
製造後の発泡工程を排除することは可能である。さらに、押出しダイの設計(す
なわち、ダイの開きの形状)を操作することにより、多様な形状を有する発泡体
を製造することは可能である。
とが可能である。追加の発泡はミクロスフェア発泡、発泡剤の活性化、またはそ
れらの組合せによることが可能である。
体調製の間に工程温度を制御することにより、「現場発泡」物品を調製すること
は、また、可能である。次に、物品は使用または適用する場所(例えば、陥凹部
の中または開放表面上)に置くと共に加熱するか、または高温にさらしてミクロ
スフェア発泡を引起すことができる。「現場発泡」物品は、また、発泡性押出し
可能組成物における発泡剤を含み、発泡剤を活性化するには不十分な条件下で押
出し工程を導くことにより調製することができる。発泡体調製に続き、発泡剤は
活性化して追加の発泡を引起すことができる。
びクレームから明らかになる。
。本明細書において用いられる低界面エネルギー基材は、約45ダイン/センチ
メートル未満、さらに一般的には約40ダイン/センチメートル未満、最も一般
的には約35ダイン/センチメートル未満の界面エネルギーを有するものである
。こうした材料の中には、ポリプロピレン、ポリエチレン(例えば、高密度ポリ
エチレンすなわちHDPE)、ポリスチレンおよびポリメタクリル酸メチルが挙
げられる。他の基材は、また、基材表面上に存在する、油残分または塗料などの
膜のような残留物のせいで低界面エネルギー特性を有することが可能である。し
かし、たとえ本接着剤が低界面エネルギー表面に良好に結合したとしても、本発
明接着剤が例えば他のプラスチック、セラミクス(例えば、ガラス)、金属など
の高界面エネルギー基材にも良好に結合できることが見いだされてきたので、本
発明は低界面エネルギー基材に結合されることに限定されない。
接着剤はシーティング製品(例えば、装飾グラフィックスおよび反射性製品)、
ラベルストック、およびテープ裏当てに適用することができる。加えて、接着剤
は、別な基材または対象がパネルまたはウインドウに取り付けることができるよ
うに、自動車パネルまたはガラスのウインドウなどの基材上に直接塗布すること
が可能である。
材に対する塗布のために剥離ライナー上に配置される感圧接着性転写テープの形
態を取って提供することができる。接着剤は、また、接着剤が恒久的な裏当て上
に配置される一回被覆または二重被覆テープとして提供することができる。裏当
ては、プラスチック(例えば、2軸延伸ポリプロピレンを含むポリプロピレン、
ビニル、ポリエチレン、テレフタル酸ポリエチレンなどのポリエステル)、不織
布(例えば、紙、布地、不織スクリム)、金属箔、および発泡体(例えば、ポリ
アクリル、ポリエチレン、ポリウレタン、ネオプレン)から作製することができ
る。発泡体は、3M社、Voltek、セキスイ、および他などの種々の供給業
者から市販されている。発泡体は、発泡体の一つまたは両側上の接着剤と一緒に
共押出しされるシートとして形成することが可能であるか、または接着剤はそれ
に積層することが可能である。接着剤が発泡体に積層される場合、接着剤の発泡
体へのまたはあらゆるタイプの裏当てへの接着性を改善するように表面を処理す
ることが望ましくあり得る。こうした処理は、一般に、接着剤のおよび発泡体ま
たは裏当ての材料の性質に基づき選択され、プライマーおよび表面改質剤(例え
ば、コロナ処理、表面磨耗)を含む。
に、適する剥離材料により被覆される。剥離材料は知られており、例えば、シリ
コーン、ポリエチレン、ポリカルバメート、およびポリアクリル酸などの材料を
含む。二重被覆テープに対して、本発明の接着剤が配置される側とは反対の裏当
て表面上に別な層の接着剤が配置される。接着剤の他層は本発明の接着剤、例え
ば、ポリアクリル酸接着剤とは異なることができるか、またはそれは同じかまた
は異なる式を持つ本発明と同じ接着剤であることができる。二重被覆テープは一
般に剥離ライナー上で保持される。
日1999年7月30日および優先日1998年7月31日を有する、ARTI
CLES THAT INCLUDE A POLYMER FOAM AND
METHOD FOR PREPARING SAME標題のPCT特許出願
第PCT/US99/17344号に開示されている方法により発泡体中に形成
することができる。こうした発泡体およびそれらを作製する方法の好ましい実施
形態は、以下に記載され、図面において説明される。一つの好ましい実施形態に
おいて、本発明の接着剤は、PCT特許出願第PCT/US99/17344号
に開示されている方法により作製されるポリマー発泡体の一つまたは両方の表面
に付着する。
る。それらは、ブロックコポリマー、適する粘着付与剤(複数を含む)、あらゆ
る可塑剤(複数を含む)、およびあらゆる他の添加剤を適する溶媒中に溶解し、
従来の手段(例えば、ナイフ・コーティング、ロール塗布、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、吹き付け塗装、エア・
ナイフ・コーティング)を用いて基材(例えば、剥離ライナー、テープ裏当て、
パネル)上に被覆することにより作製することができる。好ましい実施形態にお
いて、感圧接着剤は溶媒フリーの方法において調製される(すなわち、実質的に
溶媒なしである)。すなわち、接着剤が20重量%未満の溶媒、さらに好ましく
は実質的に0〜約10重量%以下の溶媒、なおさらに好ましくは約5重量%以下
の溶媒を含有することは好ましい。これらの方法は知られており、カレンダ加工
またはロールミリング、および押出加工(例えば、1軸スクリュー、2軸スクリ
ュー、ディスクスクリュー、往復1軸スクリュー、ピンバレル1軸スクリュー、
など)による配合を含む。BRABENDER(商標)またはBANBURY(
商標)密閉式混合機などの市販されている装置は、また、接着剤組成物をバッチ
混合するために利用可能である。配合後、接着剤はダイを通して接着剤層などの
望ましい形態中に被覆することが可能であるか、または、それはその後になって
形成のために集めることが可能である。
第5,296,547号に開示されている。コポリマーは、アニオン重合により
形成された多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーである。コポリ
マーが形成されて後に、それは、コポリマーの取扱いを容易にする従来の装置を
用いて小ペレットに形成することが可能である。
の多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーのゴム相Tgよりも高い
Tgを有するものであり、粘着付与剤の添加は接着剤組成物のゴム相のTgを増
大させる。加えて、本明細書において用いられる可塑剤は、一般に、用いられよ
うとする特定の多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーのゴム相T
gよりも低いTgを有するものであり、可塑剤の添加は接着剤組成物のゴム相の
Tgを減少させる。
相が約245°K(ケルビン)を超え、好ましくは約250°Kを超え、さらに
好ましくは約255°Kを超え、約300°K未満、好ましくは約285°K未
満の計算フォックス式ガラス転移温度(Tg)を有するように、感圧接着剤を製
造するために十分な量の従来型粘着付与樹脂および/または可塑剤により配合さ
れる。これらの要求事項に合致する感圧接着剤は、ポリエチレンおよびポリプロ
ピレンなどの低エネルギー表面に対する高接着性を有することが見出される。ガ
ラス転移温度を計算することにおいて、すべての添加粘着付与剤(複数を含む)
がゴム相に入って行き、その中で混和性であることが推定される。得られる感圧
接着剤のガラス転移温度、ケルビン度(°K)でのTgは、以下に示されるフォ
ックスの式により計算される: 〔式1〕 1/Tg=wc/Tg,c+ws/Tg,s+wl/Tg,l 式中、Tg,c、Tg,s、およびTg,lはそれぞれコポリマー、固形粘着付
与剤、および液体粘着付与剤におけるゴム相のガラス転移温度を示し、wc、w
s、およびwlはそれぞれ接着剤中のコポリマー、固形粘着付与剤、および液体
粘着付与剤のゴム相の重量分率を示す。本明細書において用いられる用語液体粘
着付与剤は、上述の粘着付与剤定義に合致する油などの可塑剤を含むことを意味
する。コポリマー中のゴム相の重量は添加されるエラストマー成分の量により決
定される。
または望まれない場合に適用する接着剤の弾性率を変えるために変更することが
できる。粘着付与剤の量は以下の式により得られる感圧接着剤のプラトー弾性率
、G0,PSAを変更するために添加することが可能である: 〔式2〕 G0,PSA=vc2G0,C 式中、vcはゴム成分および粘着付与剤を含む柔かいマトリクス相中のゴム相成
分の体積分率を示し、G0,Cはコポリマーそのもの(エラストマー)の弾性率で
ある。コポリマーの弾性率は動的機械測定から測定することができる。本接着剤
組成物は、一般に、3x106ダイン/cm2(0.3MPa)未満、好ましくは
106ダイン/cm2(0.1MPa)未満の計算プラトー弾性率を有する。
ポリマー感圧接着剤とアクリル感圧接着剤の配合物を含む感圧接着剤は発泡体裏
当ての一つまたは両方の主表面上に配置されて、感圧接着剤テープを形成する。
適する発泡体裏当てには、上述の物および以下に開示される新規の発泡体材料が
挙げられる。
ラストマーブロックコポリマーを含む組成物から形成される発泡体であり、接着
剤が感圧、非感圧、またはそれらの配合物であり得る2以上のポリマーの配合物
を含む接着テープが提供される。適する配合物の例には、ブロックコポリマーお
よびアクリル感圧接着剤、ブロックコポリマー感圧接着剤およびアクリルポリマ
ー、熱可塑性ポリマーおよびブロックコポリマー感圧接着剤、または熱可塑性ポ
リマーおよびブロックコポリマーが挙げられる。ブロックコポリマー組成物は、
好ましくは、粘着付与剤を含み、感圧接着剤である。好ましくは、ブロックコポ
リマーは多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーである。適するア
クリルポリマー、アクリル感圧接着剤、ブロックコポリマー、および熱可塑性ポ
リマーには、以下に一覧されるものが挙げられるが、しかし、それらに限定され
ない。
るようなポリマーマトリクスおよび1以上の発泡性ポリマーミクロスフェアを特
徴とするポリマー発泡体を含む物品を特徴とすることができる。電子顕微鏡検査
による発泡体の試験により、発泡体微構造はポリマーマトリクスを通して分配さ
れた複数の増大したポリマーミクロスフェア(それらの元々のサイズに比べて)
を特徴とすることが示される。少なくとも一つのミクロスフェア(および好まし
くはさらに多くの)はなお発泡性である。すなわち、熱をかけるとそれは破裂す
ることなくさらに膨張する。これは、発泡体を熱処理にさらし、電子顕微鏡検査
により得られるミクロスフェアのサイズをそれらの加熱処理前のサイズ(また電
子顕微鏡検査により得られる)と比較することにより実証することができる。
である表面を特徴とする。レーザー三角測定側面法結果および走査型電子顕微鏡
写真は、以下にさらに詳しく説明する、それぞれ実施例12および58に記載さ
れるように調製した実質的に平滑な表面を有する代表的なアクリル発泡体に対し
て図1および2に示す。図1(b)および図2(b)の各顕微鏡写真は100マ
イクロメートル長測定バーBを含む。図1(b)および図2(b)の各試料は切
断され、表面部分は明るく、切断部分は暗くなっている。
とが可能である。加えて、発泡体の表面はパターン化することが可能である。こ
うした発泡体の例は図3に示す。発泡体100は、発泡体表面上に配列された隆
起102の均一パターンを有するシートの形態を取る。こうした物品は、以下に
さらに詳しく説明されるように差動発泡により調製される。差動発泡法は周囲部
分104の密度とは異なる密度を有する隆起102を生成する。
する限りはポリマーマトリクス用に用いることが可能である。例えば、異なる組
成物を有する2以上のアクリルポリマーを配合することは望ましくあり得る。広
範囲の発泡体の物理的特性は、配合物成分のタイプおよび濃度の操作により得る
ことができる。特定の樹脂は、最終の発泡体含有物品の必要特性に基づき選択さ
れる。発泡体マトリクスを含む非混和ポリマー配合物の形態学からは、得られる
発泡体物品の性能は強化され得る。配合物形態は、例えば、球状、長方形、細繊
維、共連続またはそれらの組合せであることができる。これらの形態は、単一成
分発泡体系によっては得られない独特の組合せの特性をもたらすことができる。
こうした独特の特性には、例えば、異方性機械的性質、強化された凝集強度を挙
げることが可能である。非混和ポリマー配合物の形態(形状およびサイズ)は、
ポリマー系の自由エネルギーへの考慮、成分の相対粘度、および最も顕著には加
工および塗装特性により制御することができる。これら変数の適正な制御により
、発泡体の形態は所期の物品に対する優れた特性を提供するように操作すること
ができる。
重量%のホットメルト組成物1および20重量%のKraton(商標)D11
07)の微構造のSEM顕微鏡写真を示す。この相を見ることができ白色となる
ように、Kraton(商標)D1107をOsO4で染色した。これらの図は
、Kraton(商標)D1107相が約1μmのサイズを持つ細繊維および球
状の微構造からなる複雑な形態であることを実証する。図13aにおいて、Kr
aton(商標)D1107細繊維相が断面図に示され、球状に見える。
リマーおよびコポリマーが挙げられる。こうしたポリマーは、アルキル基が1〜
20個の炭素原子数(例えば、3〜18炭素原子数)を有する非第3アルキルア
ルコールの1以上のモノマーアクリル酸またはメタクリル酸エステルを重合させ
ることにより形成することができる。適するアクリレートモノマーには、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、
アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソ−
オクチル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、お
よびアクリル酸ドデシルが挙げられる。対応するメタクリレートもまた有用であ
る。また、芳香族アクリレートおよびメタクリレート、例えば、アクリル酸ベン
ジルおよびアクリル酸シクロベンジルも有用である。
メタクリレートモノマーと重合することが可能である;コモノマーの特定量はポ
リマーの所期の特性に基づき選択される。一つの組の有用なコモノマーには、ア
クリレートホモポリマーのガラス転移温度よりも大きなホモポリマーガラス転移
温度を有するものが挙げられる。この組の中に入る適するコモノマーの例には、
アクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルア
ミドなどの置換アクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリロニトリル
、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、アクリル酸イソボ
ルニル、シアノアクリル酸エチル、N−ビニルカプロラクタム、無水マレイン酸
、ヒドロキシアクリル酸アルキル、N,N−ジメチルアミノエチル(メト)アク
リレート、N,N−ジエチルアクリルアミド、アクリル酸ベータ−カルボキシエ
チル、ネオデカン酸のビニルエステル、ネオノナン酸、ネオペンタン酸、2−エ
チルヘキサン酸、またはプロピオン酸(例えば、コネチカット州ダンベリーのユ
ニオンカーバイド社から「Vynates」の表示で市販されている)、塩化ビ
ニリデン、スチレン、ビニルトルエン、およびアルキルビニルエーテルが挙げら
れる。
組のモノエチレン性不飽和コモノマーには、アクリレートホモポリマーのガラス
転移温度よりも低いホモポリマーガラス転移温度を有するものが挙げられる。こ
の組の中に入る、適するコモノマーの例には、アクリル酸エチルオキシエトキシ
エチル(Tg=−71℃)およびアクリル酸メトキシポリエチレングリコール4
00(Tg=−65℃:シンナカムラケミカル社から「NK Ester AM
−90G」の表示で市販されている)が挙げられる。
溶性ポリマーが挙げられる。例として、ポリオレフィンおよびポリオレフィンコ
ポリマーなどの半結晶性ポリマー樹脂(例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、などの2〜8
炭素原子数を有するモノマーに基づく)、ポリエステルおよびコポリエステル、
ポリアミドおよびコポリアミド、フッ素化ホモポリマーおよびコポリマー、ポリ
アルキレンオキシド(例えば、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキ
シド)、ポリビニルアルコール、アイオノマー(例えば、塩基で中和されたエチ
レン−メタクリル酸コポリマー)、および酢酸セルロースが挙げられる。アクリ
レート不溶性ポリマーの他の例には、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、
熱可塑性ポリウレタン、芳香族エポキシ、ポリカーボネート、非晶質ポリエステ
ル、非晶質ポリアミド、ABSコポリマー、ポリフェニレンオキシドアロイ、ア
イオノマー(例えば、塩で中和されたエチレン−メタクリル酸コポリマー)、フ
ッ素系エラストマー、およびポリジメチルシロキサンなどの8未満または11を
超える溶解度定数(Fedorsの技術により測定される)を有する非晶質ポリ
マーが挙げられる。
基を含有するエラストマーが挙げられる。例としては、ポリブタジエン、ポリイ
ソプレン、ポリクロロプレン、スチレンおよびジエンのランダムおよびブロック
コポリマー(例えば、SBR)、およびエチレン−プロピレン−ジエンモノマー
ゴムが挙げられる。第3組はこれを行うための最も効率的な手段ではない。
ノマーから調製される感圧およびホットメルト接着剤が挙げられる。こうしたポ
リマーは、接着性ポリマー(すなわち、本来接着性であるポリマー)、または本
来接着性でないが、しかし粘着付与剤と配合される場合に接着性組成物を形成す
ることができるポリマーであることができる。特定の例には、ポリ−アルファ−
オレフィン(例えば、ポリオクテン、ポリヘキセン、およびアタクチックポリプ
ロピレン)、ブロックコポリマー系接着剤(例えば、ジ−ブロック、トリ−ブロ
ック、スターブロックおよびそれらの組合せ)、多重モード非対称のエラストマ
ーブロックコポリマー、天然および合成ゴム、シリコーン接着剤、エチレン−酢
酸ビニル、およびエポキシ含有構造性接着剤配合物(例えば、エポキシ−アクリ
レートおよびエポキシ−ポリエステル配合物)が挙げられる。
する液体および/またはガスを含む芯を特徴とする。好ましくは、芯材料はポリ
マー殻の軟化温度よりも低い沸点を有する有機物質である。適する芯材料の例に
は、プロパン、ブタン、ペンタン、イソブタン、ネオペンタン、およびそれらの
組合せが挙げられる。
す。従って、発泡体の特性は、ミクロスフェアの適切な選択を通して、または異
なるタイプのミクロスフェアの混合物を用いることにより調整することが可能で
ある。例えば、アクリロニトリル含有樹脂は、高引張強度および凝集強度が望ま
れる場合、特にアクリロニトリル含量が少なくとも樹脂の50重量%、さらに好
ましくは少なくとも60重量%、なおさらに好ましくは少なくとも70重量%で
ある場合に有用である。一般に、引張強度および凝集強度は両方ともアクリロニ
トリル含量が増えるにつれて増大する。いくつかの場合において、たとえ発泡体
がマトリクスよりも低い密度を持つとしても、ポリマーマトリクス単独よりも高
い引張強度および凝集強度を有する発泡体を調製することは可能である。これは
高強度、低密度物品を調製する可能性を提示する。
ートなどのアクリル酸およびメタクリル酸エステル、アクリレート−アクリロニ
トリルコポリマー、およびメタクリレート−アクリル酸コポリマーが挙げられる
。塩化ビニリデン−メタクリレートコポリマー、塩化ビニリデン−アクリロニト
リルコポリマー、アクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタクリロニトリル−メ
チルアクリレートコポリマー、およびアクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタ
クリロニトリル−メチルメタクリレートコポリマーなどの塩化ビニリデン含有ポ
リマーも用いることが可能であるが、しかし、高強度が望ましい場合には好まし
くない。一般に、高強度が必要とされる場合、ミクロスフェア殻は、好ましくは
、20重量%以下の塩化ビニリデン、さらに好ましくは15重量%以下の塩化ビ
ニリデンを有する。高強度用途になおさらに好ましいものは、本質的に塩化ビニ
リデン単位を持たないミクロスフェアである。
vens(バッファロー、ニューヨーク)から「F30D」、「F80SD」、
および「F100D」の表示で市販されているものが挙げられる。Akzo−N
obelから「Expancel551」、「Expancel461」、およ
び「Expancel091」の表示で市販されている発泡性ポリマーミクロス
フェアも適する。これらミクロスフェアは、それぞれ、アクリロニトリル含有殻
を特徴としている。加えて、F80SD、F100D、およびExpancel
091ミクロスフェアは本質的に殻中には塩化ビニリデン単位を持たない。
般に、ミクロスフェア濃度が高くなればなるほど、発泡体の密度はより低くなる
。一般に、ミクロスフェアの量は、約0.1重量部〜約50重量部(ポリマー樹
脂100部に対して)、さらに好ましくは約0.5重量部〜約20重量部の範囲
にある。
、粘着付与剤(例えば、ロジンエステル、テルペン、フェノール、および脂肪族
、芳香族、または脂肪族および芳香族合成炭化水素樹脂の混合物)、可塑剤、顔
料、染料、非発泡性ポリマーまたはガラスミクロスフェア、強化剤、疎水性また
は親水性シリカ、炭酸カルシウム、強靭化剤、難燃剤、抗酸化剤、ポリエステル
、ナイロン、またはポリプロピレンなどの微細砕ポリマー粒子、安定剤、および
それらの組合せが挙げられる。化学発泡剤もまた添加することが可能である。薬
剤は所期の目的の特性を得るために十分な量で添加される。
ることが可能である。これらの追加組成物は、層、縞、などを含むいくつかの形
態を取ることが可能である。発泡化および非発泡化組成物の両方を用いることが
可能である。組成物は、直接発泡体に、または間接的に、例えば、別の接着剤を
通して結合することが可能である。いくつかの実施形態において、追加のポリマ
ー組成物は除去できるように発泡体に結合される;こうした組成物は次に発泡体
から剥がすことができる。
4〜6に示す。図4に関して、パターン化配列され別のポリマー層204の中に
組合せられた複数の発泡縞202を特徴とする物品200を示す。縞202の密
度は縞を取囲むポリマー層204の密度とは異なる。
の中に組合せられる別の物品300を示す。次に、層304はその反対側の面上
でなお別のポリマー層306に結合される。縞302の密度は縞を取囲む層30
4の密度とは異なる。
を特徴とする多層構造体内に埋め込まれる別の物品400を示す。縞402の密
度は層404、406、および408の密度とは異なる。
上の押出し可能ポリマー組成物とともに押出し可能ミクロスフェア含有組成物を
共押出しすることにより発泡体芯に結合される。ポリマー組成物の数およびタイ
プは最終の発泡体含有物品の所期の特性に基づき選択される。例えば、非接着性
発泡体芯の場合に、芯を1以上の接着性ポリマー組成物と組合せて接着性物品を
形成することは望ましくあり得る。共押出しにより調製されるポリマー組成物の
他の例には、物品を堅くするための比較的高弾性率のポリマー組成物(ポリアミ
ドおよびポリエステルなどの半結晶性ポリマー)、物品の可撓性を増大させるた
めの比較的低弾性率ポリマー組成物(例えば、可塑化ポリ塩化ビニル)、および
追加の発泡体組成物が挙げられる。
ェアを特徴とするポリマー発泡体を含む物品を調製するための押出し工程が示さ
れる。工程に従い、ポリマー樹脂は、最初に、樹脂を軟化し押出しに適する小粒
子に粉砕する第1押出し機10(一般に単軸スクリュー押出し機)の中に供給さ
れる。ポリマー樹脂は最終的に発泡体のポリマーマトリクスを形成する。ポリマ
ー樹脂は、ペレット、ビレット、パッケージ、ストランド、およびロープを含む
あらゆる便利な形態を取って、押出し機10に添加することが可能である。
出し機12(例えば、単軸または2軸スクリュー押出し機)に押出し機混練部の
直前の位置で供給する。組合せるとすぐに、樹脂粒子および添加剤を、それらが
よく混ざる押出し機12の混練域に供給する。混合条件(例えば、スクリュー速
度、スクリュー長、および温度)は最適混合を達成するために選択される。好ま
しくは、混合はミクロスフェア発泡を起こすには不十分な温度で行われる。ミク
ロスフェア発泡温度を超える温度を用いることも可能であるが、この場合には温
度を混合後、ミクロスフェアの添加前に下げる。
可能である。加えて、ポリマー樹脂が既に押出し用に適する形態を取っている場
合、第1押出し段階は省略することが可能であり、樹脂は直接押出し機12に添
加することが可能である。
フェアを得られた混合物に添加し、融解混合して発泡性押出し可能組成物を形成
する。融解混合段階の目的は、発泡性ポリマーミクロスフェアおよび他の添加剤
が融解ポリマー樹脂を通して存在する限り実質的に均質に分配される発泡性押出
し可能組成物を調製することである。一般に、融解混合操作は、簡単な運搬要素
も用いることも可能であるが、適切な混合を得るために1混練区画を用いる。融
解混合の間に用いられる温度、圧力、剪断速度、および混合時間は、ミクロスフ
ェアの発泡または破裂が起こることなくこの発泡性押出し可能組成物を調製する
ために選択される;一度破れると、ミクロスフェアは膨張して発泡体を生成する
ことはできない。特定の温度、圧力、剪断速度、および混合時間は、処理される
特定の組成物に基づき選択される。
のミクロスフェア発泡を防止するための弁として作用するギアポンプ16を用い
、移送配管18長を通して、計量されて押出しダイ14(例えば、接触またはド
ロップダイ)に注入される。ダイ14内の温度は、好ましくは、実質的に移送配
管18内の温度と同じ温度に維持され、それが発泡性ミクロスフェアの発泡を引
き起こすために必要とされる温度であるかまたはそれを超える温度になるように
選択される。しかし、配管18内の温度がミクロスフェア発泡を引き起こすため
に十分高いとしても、移送配管内の比較的高い圧力はそれらが発泡することを防
止する。一旦組成物がダイ14に入ると、しかし圧力は低下する。ダイからの熱
移動に加えて、圧力低下が、ダイ内でミクロスフェアの発泡および組成物の発泡
体化を引き起こす。ダイ内の圧力は、組成物が出口に近づくにつれて、さらに低
下し続け、ダイ内のミクロスフェア発泡にさらに寄与する。押出し機およびダイ
出口開口部を通してのポリマーの流量は、ポリマー組成物がダイを通して加工さ
れてきても、ダイキャビティーにおける圧力はポリマー組成物がダイの出口開口
部に達する前に発泡性ミクロスフェアの発泡を可能とするために十分な低さのま
まであるように維持される。
製造することは可能であるが、発泡体は一般に連続または非連続シートの形態で
製造される。押出しダイは、例えば、Extrusion Dies:Desi
gn & Engineering Computation,Walter
Michaelis,Hanser Publishers,New York
,NY,1984に記載されているようなドロップダイ、接触ダイ、プロフィル
ダイ、環状ダイ、またはキャスティングダイであることが可能である。
イを出る前に部分的か全面的に発泡することは好ましいことであり得る。組成物
がダイを出る前に発泡性ポリマーミクロスフェアの発泡を引き起こすことにより
、得られる押出し発泡体は、より厳しい密度および厚さ(キャリパー)の許容範
囲に入れて製造することができる。より厳しい許容範囲は、機械(または縦の)
方向およびクロスウエブ(または横の)方向のそれぞれ平均密度または厚さに対
する密度または厚さの標準偏差(σ/x)として定義される。本発明により得ら
れるσ/xは、約0.2未満、約0.1未満、約0.05未満、なお約0.02
5未満であり得る。そのように限定しようとのいかなる意図もなしに、本発明に
より得られるより厳しい許容範囲は以下の実施例により実証される。
0と組合せることが可能である。ライナー20に適する材料には、シリコーン剥
離ライナー、ポリエステルフィルム(例えば、テレフタル酸ポリエチレンフィル
ム)、およびポリオレフィンフィルム(例えば、ポリエチレンフィルム)が挙げ
られる。次に、ライナーおよび発泡体は対のニップローラー24の間で一緒に積
層される。積層後、または押出し後しかし積層前に、発泡体は場合により電子線
源26からの照射にさらして、発泡体を架橋する;他の照射源(例えば、イオン
線、熱および紫外線照射)もまた用いることが可能である。架橋は発泡体の凝集
強度を改善する。暴露後、積層板は取上げロール28上に巻き取られる。
を出た後にチル・ロールに対して発泡体をプレスするニップロールを用いること
により増大させることができる。例えば、米国特許第5,897,930号(C
alhoun et al.)、第5,650,215号(Mazurek e
t al.)およびPCT特許広報第WO98/29516A号(Calhou
n et al.)に開示されているような従来の微細複製技術を用いて、それ
がダイ14を出た後に発泡体をパターン化ロールに接触させることにより、発泡
体の一つまたは両方の表面上にパターンを浮き彫り加工することも可能である。
複製パターンは、発泡体の所期の用途に応じて、広範囲の幾何学的形状およびサ
イズから選択することができる。押出された発泡体の実質的に平滑な表面は、発
泡体表面の微細複製にとってより高度な精密さと正確さを可能にする。本発泡体
表面のこうした高品質微細複製は、また、微細複製加工の間に発泡体上にかかる
圧力により潰れることに抵抗する発泡体の能力によって容易になる。微細複製技
術は、発泡体がガスのような発泡剤に比べて微細複製ロールの圧力下で潰れない
発泡性ミクロスフェアを含むので、発泡体を有意に押し潰すことなしに用いるこ
とができる。
。こうした物品には、例えば、ガスケットまたは他のギャップシール物品、振動
緩和物品、テープ裏当て、逆反射シート裏当て、抗疲労マット、磨耗物品裏当て
、隆起した舗装道路標識の接着剤パッド、などのような用途が見出される。配置
済み物品は、ダイ14および移送配管18内の圧力および温度を、ミクロスフェ
ア発泡がどのようにも感知し得る程度には起こらないように、注意深く制御する
ことにより調製することが可能である。次に、得られる物品を望ましい場所、例
えば、陥凹部または開放表面に置き、ミクロスフェア発泡を引き起こすために十
分高い温度で加熱するか、またはその温度にさらす。
ベンゼンスルホニルヒドラジド)などの化学発泡剤を組み込むことにより調製す
ることができる。発泡剤は、押出し後に活性化されてさらに発泡を起こし、それ
によって、物品が置かれていた場所を充填することを可能にすることができる。
するために用いることができる。例えば、物品がダイを出るポイントよりも下流
では、物品は、例えば、パターン化ロールまたは赤外線マスクを用いて選択的に
加熱されて物品の指定場所でのミクロスフェア発泡を起こすことができる。
追加の押出し可能ポリマー組成物をミクロスフェア含有押出し可能組成物と共押
出しすることにより、1以上の追加ポリマー組成物と組合せることが可能である
。図7において、1対のポリマー層の間に挟まれた発泡体を特徴とする物品を製
造するための一つの好ましい共押出しプロセスが記載される。図7に示すように
、ポリマー樹脂は、それが軟化され融解混合される第1押出し機30(例えば、
単軸スクリュー押出し機)に任意に添加される。次に、融解混合樹脂は、それら
があらゆる望ましい添加剤と混合される第2押出し機32(例えば、単軸または
2軸スクリュー押出し機)に供給される。次に、得られた押出し可能組成物を、
ギアポンプ36を用いて移送配管34を通してダイ14の適切な室に計量して入
れる。得られた物品は、その主要面それぞれの上にポリマー層を有する発泡体芯
を特徴とする3層物品である。
ニホールドダイを用いることにより、2層物品が製造されるように、または3を
超える層(例えば、10〜100層以上)を有する物品が製造されるように共押
出しプロセスを導くことも可能である。連携層、プライマー層または遮断層も、
また、中間層接着を強化するかまたは構築を通しての拡散を減少させるために包
含することができる。加えて、我々は、また、異なる組成物の多層(例えば、A
/B)を有する構造物の中間接着を、A材料の一部をB層中に配合する(A/A
B)ことにより改善することができる。中間層接着の程度に応じてB層中のAの
濃度が決められる。多層発泡体物品は、また、追加のポリマー層を発泡体芯に、
または物品がダイ14を出た後に共押出しされたポリマー層に積層することによ
り調製することができる。用いることができる他の技術には、押出された発泡体
(すなわち、押出し物)を縞または他の個別の構造物で被覆することが挙げられ
る。
工技術は、優れた特性を付与するために発泡体上に実施することが可能である。
発泡体は1軸配向または多軸に配向されて(すなわち、1方向または多方向に延
伸されて)、発泡体マトリクスおよび発泡性ミクロスフェア間の微小空隙または
それらの剥離を含有する発泡構造体を生成することが可能である(実施例85〜
92を参照すること)。図12a〜12dは、実施例86の発泡体の微細構造の
SEM顕微鏡写真であり、1軸配向の前(図12aおよび12b)および後(図
12cおよび12d)を示す。図12aおよび12cは機械方向(MD)に見た
発泡体微細構造の横断面図である。すなわち、図12aおよび12cに対して、
発泡体は、それがダイを出る時に流れる方向に垂直に切断され、流れの方向から
見られた。図12bおよび12dはクロスウエブ方向(CD)に見た発泡体微細
構造の横断面図である。すなわち、図12bおよび12dに対して、発泡体は、
それがダイを出る時に流れる方向に平行に切断され、流れの方向に垂直な方向か
ら見られた。
は、微小空隙化発泡体材料を生成するための能力に影響を及ぼすことができる。
配向条件には、温度、延伸方向(複数を含む)、延伸速度、および延伸の程度(
すなわち、配向率)が挙げられる。発泡体マトリクスと発泡性ミクロスフェア間
の界面接着は、少なくともいくらかの脱結合が延伸(すなわち、配向)の際にミ
クロスフェアの周りで起こることを可能とするようなものであることが好ましい
ことは信じられる。また、不良性の界面接着は好ましくあり得ることも信じられ
る。さらに、発泡体マトリクスが相対的に高い伸び(例えば、少なくとも100
%)を受けることができることは望ましいと見出されてきた。発泡体試料の配向
は、配向の間に形成する発泡体マトリクスとミクロスフェア間の微小空隙形成の
せいで発泡体密度の減少(例えば、約50%までの)を引き起こすことができる
。微小空隙は延伸(配向)加工後もそのまま残ることができるか、または、それ
らは消えることができる(すなわち、潰れるが、しかし界面は脱結合のままで残
る)。加えて、顕著な密度減少を伴うか、または伴わない、発泡体マトリクスと
ミクロスフェア間の層間剥離は、発泡体の機械的性質の有意な変化(例えば、可
撓性の増大、堅さの減少、発泡体の柔かさの増加、など)をもたらすことができ
る。最終的な発泡体用途に応じて、材料選択および配向条件を選択して所期の特
性を生み出すことができる。
られる発泡体の凝集強度を改善することができる。押出し可能ポリマーの架橋が
、少なくとも融解混合段階とダイ開口部を通してのポリマーの流出の間で、熱エ
ネルギーの使用(すなわち、熱活性硬化)によるなどの発泡の前、間または後に
、始まることは望ましくあり得る。代替的にまたは追加的に、押出し可能ポリマ
ー組成物は、ダイを出る際に、例えば、熱、化学線、またはイオン化照射または
それらの組合せへの暴露によるなどで架橋することができる。架橋は、また、イ
オン相互作用に基づく化学架橋法を用いることにより達成することが可能である
。架橋の程度は、最終的な発泡体物品の特性に影響を与えるために制御すること
ができる。本明細書において記載されるように押出されたポリマーが積層される
場合、ポリマー押出し物は積層の前か後に架橋することができる。発泡体用の適
する熱架橋剤にはエポキシおよびアミンを挙げることができる。好ましくは、濃
度は、組成物がダイを出る前に過度な架橋またはゲル形成を避けるために十分に
低くある。
用用途を含む多様な用途において有用である。物品の特性は所期の用途の要求に
合致するように調整される。用途の特定の例には、振動緩衝物品、包帯、テープ
裏当て、逆反射シート裏当て、抗疲労マット、磨耗物品裏当て、隆起した舗装道
路標識接着剤パッド、ガスケット、封止剤、看板、表札、額、電気器具、などが
挙げられる。
つ。すべての材料は重量部(部)で報告される。
CTH)室(22℃;50%相対湿度)の中で保護ライナーなしで調整した。す
べての室温剥離付着力試験および室温静的剪断測定もまたCTH室内で行われた
。高温静的剪断(70℃)静的剪断試験は予熱化対流式オーブン中で行った。
35マイクロメートル厚さの2軸配向させたポリエチレンテレフタレートフィル
ムに付着させて、試験テープを形成した。e−線照射に向いたテープの側をポリ
エチレンテレフタレートフィルムに積層させた。試験テープを1.27cmの幅
に細く切り、2kg(4.5lb)硬質ゴムローラーの二つの全通過を用いて試
験パネルに付着させた。試験パネルをイソプロパノールで浸漬させたティッシュ
により2度拭くことにより洗浄した。用いたパネルは、ガラス(GL)、ポリプ
ロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(PE)、ステンレス鋼(SS)、およ
びヂュポン社から入手したRK−7072自動車塗料で塗装した金属パネル(P
aint)であった。プラスチックパネルはミネソタ州バーンズヴィルのアエロ
マットプラスチックス(Aeromat Plastics)から入手し、ステ
ンレス鋼パネルはミネソタ州ミネアポリスのアシュアランス(Assuranc
e)Mfgから入手した。接着された組立て品をCTH室で少なくとも24時間
にわたる調整後に、IMASS滑り/引き剥がしテスター(オハイオ州、ストロ
ングズヴィルのインストルメンターズ(Instrumentors Inc.
,)から市販されているModel3M90)を用いて、10秒のデータ収集時
間にわたり30.5cm/分(12in/分)の速度で、組立て品について18
0°引き剥がし粘着力の試験を行う。試験結果はニュートン/デシメートル(N
/dm)において報告される。
を、0.127mm厚さアルミニウム箔の1.6cm幅の一片に積層した。次に
、剥離ライナーを除去し、テープを2kg(4.5lb)硬質ゴムローラーの四
つの全通過を用いて清浄試験パネル(上述のパネルのタイプ)に塗布して試験組
立て品を形成する。テープが両面塗布テープまたは発泡テープである場合、試験
接着剤を有するテープの側を試験パネルに付着させた。各試験組立て品を試験前
に以下の条件の一つで熟成した: 室温(22℃)および50%相対湿度で1時間(1H−RT) 室温(22℃)および50%相対湿度で24時間(24H−RT) 室温(22℃)および50%相対湿度で3日(3D−RT) 70℃で3日(3D−70℃) 室温(22℃)および50%相対湿度で5日(5D−RT) 70℃で5日(5D−70℃) 室温(22℃)および50%相対湿度で7日(7D−RT) 70℃で7日(7D−70℃) 100℃および100%湿度で5日−5D−100/100
て外せるように、パネルをインストロン(Instron)(商標)引張試験機
中に組み込んだ。結果をポンド/0.5インチで測定し、ニュートン/デシメー
トル(N/dm)に換算した。
ルミニウム箔の1.6cm幅の一片に積層した。剥離ライナーを除去し、テープ
を、1.27cmx2.54cm部分のテープがパネルと固い接触状態にあると
共にテープの片側端の部分がパネルを超えて延びているように、2kg(4.5
lb)硬質ゴムローラーの四つの通路を用いて清浄な堅いアルマイトパネルに付
着させた。準備したパネルを室温、すなわち、22℃で少なくとも1時間にわた
り調整した。次に、パネルをRT剪断試験用に一定の温度および湿度環境(22
℃;50%相対湿度)中か、または70℃に維持された空気循環オーブン中(7
0℃)かのいずれかに吊るす。試料を剥離様式破壊を防ぐために垂直線から2度
に位置づけた。RT静的剪断試験の場合に1000g重量を試料の自由端から吊
るし、70℃静的剪断試験に対しては500g重りを吊るした。70℃静的剪断
試験に対して、500g重りをテープの自由端から吊るす前に、パネルをオーブ
ン中で10分間にわたり釣り合わせた。重りが落ちるのに必要な時間を分単位で
記録した。10,000分以内で何の破壊も起こらない場合、試験は中断され、
結果はその時間が実際には10,000分を超えることを示す10000と記録
された。テープが10,000分よりも少ない内に落下する場合、破壊の様式は
接着剤内の凝集破壊と記され、表中では「C」と記されるか、または接着剤がパ
ネルからきれいに引離される場合、接着破壊と記され、表中では「P」と記され
た。
cules Inc.,から市販されている水素化混合芳香族粘着付与剤樹脂 Regalite(商標)R125−デラウエア州、ウイルミントンのHer
cules Inc.,から市販されている水素化混合芳香族粘着付与剤樹脂 Escorez(商標)2520−テキサス州、ヒューストンのExxon
Chemical Companyから市販されている脂肪族/芳香族(混合)
炭化水素液体粘着付与剤 Escorez(商標)1310−テキサス州、ヒューストンのExxon
Chemical Companyから市販されている炭化水素脂肪族粘着付与
剤 Shellflex(商標)371−テキサス州、ヒューストンのShell
Chemical Companyから市販されているナフテン系油 Wingtack Plus(商標)−オハイオ州、アクロンのGoodye
ar Tire & Rubber Companyから市販されている芳香族
変性石油樹脂 Zonarez(商標)A−25−フロリダ州、パナマシティのArizon
a Chemical Companyから市販されているポリアルファ−ピネ
ン樹脂 Irganox(商標)1010−ニューヨーク州、タリタウンのCiba
Speciality Chemicals Corporationから市販
されている抗酸化剤/安定剤 Tinuvin(商標)328−ニューヨーク州、タリタウンのCiba S
peciality Chemicals Corporationから市販さ
れている紫外線(UV)安定剤
3,787号に記載されるポリマーBに対する方法により調製した。ポリマーは
数平均分子量が、二つの末端ブロックに対して4,000及び21,500、ア
ームに対して135,400、およびスターに対して1,087,000であっ
た。数平均分子量は、米国特許第5,296,547号に記載される試験方法を
用い、二つの2峰性ZorbaxPSMキット(60−Sオングストロームで2
カラム、1000−Sオングストロームで2カラム)を備えたヒューレットパッ
カード(Hewlett Packard)Model1082Bサイズ除外ク
ロマトグラフを使用して測定した。高分子量アーム(腕)の%は約40%である
と推定され、スチレンの重量%はスチレンの充填比率から決定され、イソプレン
は6%であった。コポリマーは押出しまたは他の加工に適するペレットに加工し
た。
2部、UV安定剤(Tinuvin328)2部のドライ混合物を、3供給口を
有する30mmWerner & Pfleiderer(ZSK−30)同時
回転2軸スクリュー押出し機の第1領域に供給することにより、ホットメルト感
圧接着剤(PSA)組成物を調製した。押出し機スクリューは区域2、4、6お
よび8の前進混連を含む12区域を有し、残りの区域では運搬を行った。ペレッ
ト混合物を約2.06kg/時間の速度で押出し機に供給した。163℃の温度
での融解粘着付与剤(Regalite(商標)S101)をポンプにより2.
31kg/時間の供給速度で区域5中に供給し、油(Escorez(商標)2
520)をポンプにより0.24kg/時間の供給速度で区域7中に供給した。
スクリュー速度は約275RPMであり、結果として運転圧は約3.4MPa(
500psi)となった。押出し機の全吐出量は約4.54kg/時間であった
。温度は領域1および2で121℃、領域3および4で163℃、領域5および
6で179℃、および領域7〜12で188℃であった。出口ホースは188℃
に保持され、融解組成物をそれが室温条件下に冷却されるシリコーン剥離ライン
化ボックスに運搬した。
(商標)S101粘着付与剤、およびEscorez(商標)2520油の供給
速度がそれぞれ1.53kg/時間、2.35kg/時間、および0.66kg
/時間であることを除いて、ホットメルト組成物Aに対する手順に従って調製し
た。
(商標)S101粘着付与剤、およびEscorez(商標)2520油の供給
速度がそれぞれ1.53kg/時間、2.71kg/時間、および0.29kg
/時間であることを除いて、ホットメルト組成物Aに対する上記手順に従って調
製した。
酸3部、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(チバガイギー(C
iba Geigy)から市販されているIrgacure(商標)651)0
.15部およびIOTG(イソオクチルチオグリコレート)0.03部を混合す
ることにより調製した。組成物を米国特許第5,804,610号に開示されて
いるように約10cmx5cmx0.5cm厚さの包みと測定されるフィルム包
装品の中に置いた。包装フィルムは0.0635厚さのエチレン酢酸ビニルコポ
リマー(テキサス州、ダラスのCTFilmから市販されているVA−24Fi
lm)であった。包装された組成物を水浴中に浸漬し、同時に3.5ミリワット
/cm2の強度で、およびNIST単位で測定される1795ミリジュール/c
m2の全エネルギーで紫外線照射にさらして、包装感圧接着剤を形成した。
クリル酸10部が用いられることを除いて、ホットメルト組成物Dに対する手順
に従って調製した。
部、アクリル酸7部であり、NIST単位で測定される全エネルギーが1627
ミリジュール/cm2であることを除いて、ホットメルト組成物Dに対する手順
に従って調製した。
部、およびアクリル酸10部であることを除いて、ホットメルト組成物Dに対す
る手順に従って調製した。
部、アクリル酸5部であることを除いて、ホットメルト組成物Dに対する手順に
従って調製した。
101粘着付与剤、およびEscorez(商標)2520油の供給速度がそれ
ぞれ1.52kg/時間、2.48kg/時間、および0.5kg/時間である
ことを除いて、ホットメルト組成物Aに対する手順に従って調製した。
部、アクリル酸3部であることを除いて、ホットメルト組成物Dに対する手順に
従って調製した。
Aに対する手順に従って調製した:ホットメルト組成物Jを51mm単軸スクリ
ュー押出し機により3.9Kg/時間の速度で区域#2の自由な引き込み口に供
給した。ホットメルト組成物Aに記載されているブロックコポリマーペレット混
合物を1.2Kg/時間で供給した。Regalite(商標)1125および
Escorez(商標)180(Exxonにより生産された)の4対1重量配
合物をRegalite(商標)S101の代わりに用い、2Kg/時間で供給
した。また、Escorez(商標)2520油は全く添加しなかった。
着付与剤(Regalite(商標)S101)、油(Escorez(商標)
2520)、および抗酸化剤(Irganox1010)の量をガラス・ジャー
に添加することにより調製した。十分なトルエンを各ガラス・ジャーに添加して
40重量%溶液を形成した。シエーカー上で一夜にわたり振動しながらドライ材
料をトルエン中に溶解した後、溶液をそれぞれ50マイクロメートル(2ミル)
シリコーン被覆ポリエチレンテレフタレート(PET)剥離ライナー上にナイフ
コートして約312マイクロメートルの厚さとした。塗膜を70℃に設定された
予熱空気循環オーブンの中で15分間にわたり乾燥して溶媒を除去し、127マ
イクロメートル厚さ接着剤が残って接着転送テープを形成した。次に、接着テー
プを保護シリコーン被覆紙剥離ライナーで覆い次の加工に備えた。
−300電子線システム(マサチューセッツ州、ウイルミントンのエナージーサ
イエンシズ(Energy Sciences Inc.,)から市販されてい
る)を用いて4Mradの照射量および175kVでの電子線放射により、各試
料を照射して接着剤を架橋した。テープを上記の試験手順により180°剥離付
着力および静的剪断の試験に供した。試験結果、Fox式ガラス転移温度(Tg
)、およびプラトー弾性率を各試料に対して表1に示す。
リプロピレン)および高エネルギー界面(ガラス)に対して優れた接着力を有す
ると共に、高温での優れた剪断強度を有するように配合することができることを
示す。加えて、実施例6、7、および9のデータは、試験前の試料の高温熟成は
接着特性に有害な影響を及ぼさなかったことを示す。
れることを除いて、実施例1に対する手順に従って調製した。接着テープを22
5kVにおける4Mradの照射量で照射した。180°剥離付着力(24H−
RT)および静的剪断試験結果を表2に示す。
つUV安定剤(Tinuvin328)2部を抗酸化剤に加えて添加したことを
除いて、実施例1に対する手順に従って調製した。テープを175kVにおける
8Mradの照射量で照射し、180°剥離付着力(24H−RT)および静的
剪断の試験に供した。結果をまた表3に示す。
010(商標)抗酸化剤2部、およびTinuvin(商標)328UV安定剤
2部を混合することにより組成物を調製した(フィードI)。混合物を、区域2
、4、6および8の前進混連を含む12区域スクリューを有し、残りの区域で運
搬を行う30mmWerner & Pfleiderer同時回転2軸スクリ
ュー押出し機(ModelZSK−30)の領域1に供給した。約177℃に加
熱された融解粘着付与剤(Regalite(商標)S101)をヘリコン(H
elicon)ポンプを用いて領域5の中に供給し(フィードII)、油(Es
corez(商標)2520)を領域7の中に供給した(フィードIII)。各
試料に対する流量は表4に示される。スクリュー速度は約300RPMであり、
結果として運転圧は約3.4〜5.5MPa(500〜800psi)、全流量
は約2.72〜3.62kg/時間であった。温度は領域1および2で149℃
、領域3および4で157℃、領域5および6で160℃、および領域7〜12
で163℃であった。165.5℃に保持された出口ホースは、融解感圧接着剤
組成物を、押出し物が二つのシリコーン塗布紙剥離ライナーの間に125マイク
ロメートル厚さ感圧接着転送テープとして集められる、165.5℃に保持され
た0.5mm(20ミル)シム15.24cm幅のドロップダイに運搬した。
−300電子線システム(マサチューセッツ州、ウイルミントンのエナージーサ
イエンシズ(Energy Sciences Inc.,)から市販されてい
る)を用いる電子線放射により、照射した。実施例25〜28を225kVおよ
び6Mradの照射量で照射した。
(商標)1310LCであり、用いる油がShellflex(商標)371で
あることを除いて、実施例1に対する手順に従って調製した。供給流量を表4に
示す。試料を225kVにおける4Mradの照射量で照射して接着剤を架橋し
た。
を表4に示す。
性を説明する。
部および可塑剤(Zonarex(商標)A−25)30部を有する感圧接着剤
を実施例1の手順に従って調製した。接着剤のフォックスガラス転移温度(Tg
)は240.5°Kであった。接着剤の部分を表5に示す電圧および照射量での
電子線照射により照射した。次に、接着剤を180°剥離付着力および静剪断の
試験に供した;結果を表5に示す。
で有する優れた接着力を説明する。
れを、電子線照射に面する側が発泡体の主表面の一つに対しているように2kg
(4.5lb)硬質ゴムローラーの四つの通路を用いて、感圧接着テープ構造物
(ミネソタ州、セントポールの3M社から市販されているVHB4941)の芯
である1mm厚さのアクリル発泡体に積層させることにより調製した。テープを
、指示された基板に関する上述の試験手順に従って静剪断および90°剥離付着
力の試験に供した。試験結果を表6に示す。
で90°剥離付着力の試験に供せられる。基板は上述のように洗浄し、ミネソタ
州バーンズヴィルのアエロマットプラスチックス(Aeromat Plast
ics)から入手した。試験組立て品を3D−RTおよび3D−70℃に調整し
た。試験結果を表7に示す。
101粘着付与剤33部、Irganox(商標)1010:1.34部、およ
びTinuvin(商標):1.3部を有するドライ配合混合物を供給流量が2
.29kg/時間になるようにK−トロン重量測定フィーダー(ModelF−
1、S/N:930601、Pitman、NJ)を用いて25mmBerst
orff2軸スクリュー押出し機(ModelZE−25、L/D=36:1、
Florence、KY)の領域1中に供給することにより組成物を調製した。
グリッド溶解装置(ITW Dynatech Model O22S、Bur
lington、MA)を用いて、融解Regalite(商標)S101:1
.57kg/時間を温度182℃で領域3中に供給した。Zenithギアポン
プ(ノースカロライナ州、サンフォードのパーカーハニフィン(Parker
Hannifin Corp.,)から入手した1.2cm3/回転Zenit
hギアポンプ)を用いて、加熱Escorez(商標)2520油0.66kg
/時間(25℃)を領域7中に供給した。アクリロニトリルおよびメタクリロニ
トリル(ニューヨーク州、バッファローのピアス−スチーブンス(Pierce
−Stevens Inc.,)から市販されているF100D)を含有する殻
組成物を有するカプセル化ミクロスフェアを、K−トロン重量測定フィーダー(
ModelKCLKT20、Pitman、NJ)を用いて、供給流量0.07
7kg/時間で領域8に添加した。 多くの混練および運搬区域を有するスクリューは275RPMで運転した。押
出し領域を以下のように低下した温度プロフィルで設定した:領域2および3で
160℃、領域5〜7で120℃、および領域8〜10で110℃。次に、発泡
性接着剤組成物を、25mm押出し機の出口で5cm3/回転Zenithギア
ポンプ中に供給し、149℃で運転している1.27cmODステンレス鋼移送
配管を用いてCloeren3層フィードブロック(Model96−1501
、Orange、Texas)に輸送し、次に、1.52mm(60ミル)のダ
イ・ギャップを有し177℃で運転している25.4cm幅のダイ(ウイスコン
州、チベワフォールのEDIから入手したUltraflex40)を通して輸
送される。ダイを離れる押出された材料は発泡接着シートの形態を取った。シー
トを10℃に設定されたチル・ロール上で成形し、約25℃まで冷却し、次に、
0.127mm厚さのポリエチレン剥離ライナー上に移される。ウエブ速度を修
正することにより制御される発泡シートの厚さは、実施例38に対して0.5m
mであった。冷却後、発泡体シートを別の0.127mm厚さのポリエチレン剥
離ライナーで覆い、加速電圧300kVおよび測定照射量6メガラド(Mrad
s)で運転している電子線加工単位(ElectrocurtainCB300
)を用いて架橋させた。シートを2主表面のそれぞれからの電子線にさらした。
得られた発泡接着シートは粘着性であった。実施例39を、厚さが1mm(40
ミル)であることを除いて、実施例38に対する手順に従って調製した。
果を表8に示す。
て共押出しされるように、3層フィードブロックが融解ホットメルト組成物Bを
供給されることを除いて、実施例39に対する手順に従って調製した。組成物B
を5cm3/回転Zenithギアポンプを備えた5.08cmボノット単軸ス
クリュー押出し機(Model2’’WPKR、Green、OH)中で融解し
、27cm加熱ODステンレス鋼移送配管を用いてフィードブロックに輸送した
。単軸スクリュー押出し機、ギアポンプ、および配管は177℃で運転した。表
面薄層およびミクロスフェア含有層をフィードブロックの中で組合せ、次に、そ
れが接着性表面薄層を有する発泡シートとして出てくる単層ダイを通過させた。
シートを上述のようなやり方で集めた。 実施例40〜46は、多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマー接
着性薄層により作製された共押出し多重モード非対称のエラストマーブロックコ
ポリマー接着発泡テープであった。ホットメルト組成物Bの表面薄層の各厚さは
、実施例40に対して75マクロメートル(3ミル)、実施例41に対して12
5マクロメートル(5ミル)であった。実施例42を、ミクロスフェア供給量が
押出し機の領域8の中で0.154kg/時間であることを除いて、実施例41
に対する手順に従って調製した。実施例43を、ミクロスフェア供給量が押出し
機の領域8の中で0.231kg/時間であることを除いて、実施例41に対す
る手順に従って調製した。実施例44を、共押出し薄層をホットメルト組成物A
から作製したことを除いて、実施例41に対する手順に従って調製した。実施例
45を、共押出し薄層をホットメルト組成物Cから作製したことを除いて、実施
例41に対する手順に従って調製した。実施例46を、共押出し薄層がホットメ
ルト組成物Cであり、成分の供給量が以下のように変わることを除いて、実施例
41に対する手順に従って調製した。コポリマー64部、Regalite(商
標)S101粘着付与剤36部、Irganox(商標)1010:1.28部
、およびTinuvin(商標):1.28部のドライ配合混合物を供給流量2
.422kg/時間で領域1中に供給した;グリッド溶解装置は融解Regal
ite(商標)S101:1.819kg/時間を領域3中に供給し、Zeni
thギアポンプはEscorez(商標)2520油0.295kg/時間を押
出し機の領域7の中に供給した。発泡性ミクロスフェアを0.077kg/時間
で領域8に添加した。
間および温度175℃で運転される5.08cmボノット単軸スクリュー押出し
機(Model2’’WPKR、Green、OH)からの2軸スクリュー押出
し機の領域1中へのホットメルト組成物Dの単一フィードにより置換されたこと
を除いて、実施例44に対する手順に従って調製した。包装材料を含む接着剤(
ホットメルト組成物D)の包装品は、軟化され、単軸スクリュー押出し機中で混
合される。F100D発泡性ミクロスフェアを流量0.091kg/時間で押出
し機の領域8に添加し、共押出し薄層はホットメルト組成物Cであった。押出し
後、発泡体は、発泡体の両側からの加速電圧300kVでの照射量6MRadを
用いて電子線架橋を行った。実施例48を、領域1におけるフィードをホットメ
ルト組成物Eで置き換えたことを除いて、実施例47に対する手順に従って調製
した。
州、セントポールの3M社から市販されている9471LE)を2kg(4.5
lb)硬質ゴムローラーの四つの通路を用いて実施例2の発泡体のそれぞれの側
に積層することにより調製した。これらの代表的な接着剤およびテープを90°
剥離付着力および静剪断強度の試験に供した。試験結果を表8に示す。
Bonnot)中に配合した。押出し機および押出し機の出口末端でのフレキシ
ブルホース中の温度はすべて93.3℃に設定され、流量はZenithギアポ
ンプにより制御された。次に、配合された接着剤を、流量約15ポンド/時間(
6.8キログラム/時間)、スクリュー速度200rpmで運転している3添加
ポートを有する30mm同時回転2軸スクリュー押出し機(Werner Pf
leider)に供給した。2軸スクリュー押出し機におけるすべての領域に対
する温度を93.3℃に設定した。アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル
(ニューヨーク州、バッファローのピエススチーブンス(Pierce Ste
vens)から市販されているF80SD)を含有する殻組成物を有する発泡性
ポリマーミクロスフェアを、ホットメルト組成物の100部当り1.4重量部の
流量で押出し機バレルの下側約3/4の所の第3フィードポートの下流側に添加
した。ホースおよびダイ温度は193.3℃に設定した。ミクロスフェアを含有
する発泡押出し物を、3層構造物の中心層として3層共押出しフィードブロック
にポンプ吐出した。フィードブロック温度を160℃に設定した。ホットメルト
組成物Cを第2の51mm単軸スクリュー押出し機(Bonnot)に供給し配
合した。押出し機および押出し機の出口末端でのフレキシブルホース中の温度を
すべて150℃に設定し、流量はZenithギアポンプにより制御した。次に
、配合組成物を、ホットメルト組成物の層を提供するために流入する流れを、1
.016mm厚さにシムされた20.32cm幅ドロップダイを通して次に供給
される発泡シートの各面に分配するフィードブロックに供給した。ダイ温度を1
82℃に設定した。接着剤の発泡シートの各面に76マイクロメートル厚さの層
を提供するようにギアポンプを設定した。得られた接着性外層を有する発泡体ア
クリルシートは約1145マイクロメートルの厚さを有した。押出されたシート
を7.2℃に設定されたチル・ロール上で成型し、約25℃に冷却し、次に、0
.127mm厚さポリエチレン剥離ライナー上に移した。次に、シートを測定照
射量6MRadおよび両側からの加速電圧300kVでの電子線照射にさらすこ
とにより架橋を行った。
ト組成物Kが接着性薄層として用いられることを除いて、実施例50に対する手
順に従って調製した。実施例52を、ホットメルト組成物Hが発泡体層として用
いられ、ホットメルト組成物Iが接着性薄層として用いられることを除いて、実
施例50に対する手順に従って調製した。実施例53を、ホットメルト組成物H
が発泡体層として用いられ、ホットメルト組成物Aが接着性薄層として用いられ
ることを除いて、実施例50に対する手順に従って調製した。
に供した。試験結果を表9に示す。
する(約1分)ことを可能とすることにより、市販されているポリエチレン発泡
体(Voltekから市販されている0.16cm厚さの6E発泡体)を、スコ
ッチマウント4298接着プロモーター(3M社から市販されている)で下塗り
した。次に、手圧を用いてポリエチレン発泡体のそれぞれの側に転写テープを積
層した。実施例57〜59を、発泡体が545ポリウレタン発泡体(ノートン(
Norton)から市販されている)であることを除いて、同じやり方で調製し
た。
5kVであったことを除いて実施例7からのテープ;実施例55および58−実
施例14からのテープ;実施例56および59−実施例28からのテープであっ
た。 積層テープに対する試験結果は表9に示す。
トメルト組成物Jを6.3Kg/時間の率で発泡体層の中で用いた。また、Es
corez(商標)180を、Zenithポンプおよび加熱ホース(150℃
)を介して、ホットメルト組成物Jの100重量部当り7.5部の率で発泡体層
に添加した。F80SD発泡性ポリマーミクロスフェアを、発泡体層中の全ポリ
マーの100重量部当り1.0部で添加した。ホットメルト組成物Kを、発泡体
層のそれぞれの主表面上に塗布し、接着性表面薄層として用いた。
となく前述の開示から、変化および修正は可能である。
Ra値を示すプロットである。
れる顕微鏡写真である。
Ra値を示すプロットである。
。
。
行な方向(MD)にかけられた剥離力を示すプロットである。
直な方向(CD)にかけられた剥離力を示すプロットである。
向に平行な方向(MD)にかけられた剥離力を示すプロットである。
向に垂直な方向(CD)にかけられた剥離力を示すプロットである。
び交差ウエブ方向(CD)で見た断面のSEM顕微鏡写真である。
よび交差ウエブ方向(CD)で見た断面のSEM顕微鏡写真である。
および交差ウエブ方向(CD)で見た断面のSEM顕微鏡写真である。
Claims (29)
- 【請求項1】 ゴム相を有する感圧接着剤であり、該接着剤は、 (a)100重量部の多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマー、 (b)前記接着剤のゴム相の計算フォックスTgを少なくとも245°Kに上
げるために十分な量にある、少なくとも一つの粘着付与剤、 (c)0〜約50重量部の架橋剤、および (d)0〜約300重量部の可塑剤 を含み、 前記多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーは式QnYを有し、約
4〜約40重量%の重合モノビニル芳香族化合物および約96〜約60重量%の
重合共役ジエンを含み:式中、 Qは前記ブロックコポリマーの個々の腕を表すと共に式S−Bを有し; nは前記ブロックコポリマー中の腕Qの数を表すと共に少なくとも3の整数であ
り;および Yは多官能カップリング剤の残基であり;およびさらに式中、 (a)Sは重合モノビニル芳香族ホモポリマーの非エラストマーポリマーセグメ
ントの末端ブロックであり、前記コポリマー中にはより高分子量の末端ブロック
およびより低分子量の末端ブロックの少なくとも二つの異なる分子量の末端ブロ
ックがあり: (i)前記より高分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Hは約5,00
0〜約50,000の範囲にあり; (ii)前記より低分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Lは約1,0
00〜約10,000の範囲にあり;および (iii)(Mn)H/(Mn)Lの比率は少なくとも1.25であり;および (b)Bは、それぞれの腕を多官能カップリング剤(Y)の残基に連結するエラ
ストマーポリマーセグメントの中間ブロックであり、重合共役ジエンまたは共役
ジエンの組合せを含み、および 前記接着剤は少なくとも245°Kの計算フォックスTgを示すゴム相を有する
と共に、前記接着剤は低界面エネルギー表面に対する高強度結合を形成する、感
圧接着剤。 - 【請求項2】 前記接着剤が溶媒フリーであり、せいぜい溶媒含量20%ま
でである請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項3】 前記接着剤のゴム相が少なくとも250°Kの計算フォック
スTgを有する請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項4】 前記接着剤のゴム相が300°K未満の上限の計算フォック
スTgを有する請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項5】 前記接着剤が少なくとも約20N/dmの低界面エネルギー
基材上の180°剥離付着力を示す請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項6】 前記接着剤が少なくとも約60N/dmの低界面エネルギー
基材上の180°剥離付着力を示す請求項5に記載の感圧接着剤。 - 【請求項7】 前記接着剤がフィルムの形態を取る請求項1に記載の感圧接
着剤。 - 【請求項8】 第1および第2の主表面を有する裏当てと組合せられ、前記
接着剤が少なくとも一つの主表面の少なくとも一部に被覆される請求項1に記載
の感圧接着剤。 - 【請求項9】 前記裏当てがフォームコアである請求項8に記載の感圧接着
剤。 - 【請求項10】 前記裏当てがさらに剥離表面を含む請求項8に記載の感圧
接着剤。 - 【請求項11】 前記裏当てが同じかまたは異なる多重モード非対称のエラ
ストマーブロックコポリマーから作製された発泡テープコアであり、前記接着剤
が前記発泡テープコア上に少なくとも一つの共押出し層の形態を取る請求項8に
記載の感圧接着剤。 - 【請求項12】 前記裏当てがアクリル発泡テープコアであり、前記接着剤
が前記発泡テープコア上に少なくとも一つの共押出し層の形態を取る請求項8に
記載の感圧接着剤。 - 【請求項13】 前記裏当てが発泡体の形態を取り、その主表面の少なくと
も一つがレーザー三角測定側面法の測定により約75ミクロメートル未満のRa
値を有して実質的に平滑であり、前記発泡体が複数のミクロスフェアを含みその
内の少なくとも一つが発泡性ポリマーミクロスフェアである、請求項8に記載の
感圧接着剤。 - 【請求項14】 前記接着剤が、レーザー三角測定側面法の測定により約7
5ミクロメートル未満のRa値を有する少なくとも一つの実質的に平滑な主表面
を有する発泡体の形態を取り、前記発泡体が複数のミクロスフェアを含みその内
の少なくとも一つが発泡性ポリマーミクロスフェアである、請求項1に記載の感
圧接着剤。 - 【請求項15】 前記接着剤が、レーザー三角測定側面法の測定により約7
5ミクロメートル未満のRa値を有する少なくとも一つの実質的に平滑な主表面
を有する発泡体の形態を取り、前記発泡体が複数の前記発泡性ポリマーミクロス
フェアを含む、請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項16】 前記発泡体が実質的に破壊されたポリマーミクロスフェア
を含まない請求項15に記載の感圧接着剤。 - 【請求項17】 前記発泡体に結合されたまたは埋め込まれた複数の個別構
造体の形態を取る少なくとも一つの他のポリマー組成物と組合せた、請求項15
に記載の感圧接着剤。 - 【請求項18】 前記接着剤が少なくとも約50N/dmの低界面エネルギ
ー基材上の90°剥離付着力を示す請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項19】 前記接着剤が少なくとも約75N/dmの低界面エネルギ
ー基材上の90°剥離付着力を示す請求項18に記載の感圧接着剤。 - 【請求項20】 前記粘着付与剤が低酸性または中性の粘着付与剤である、
請求項1記載の感圧接着剤。 - 【請求項21】 前記粘着付与剤が約−50℃〜約200℃の範囲にあるT
gを有する請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項22】 前記粘着付与剤が80℃を超える軟化点を有する請求項1
に記載の感圧接着剤。 - 【請求項23】 前記の少なくとも一つの粘着付与剤が水素化混合芳香族粘
着付与剤、脂肪族/芳香族炭化水素液体粘着付与剤;ナフテン油、鉱油、および
それらの1以上の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の感圧接着
剤。 - 【請求項24】 前記接着剤が約50重量部〜約350重量部の範囲で前記
の少なくとも一つの粘着付与剤を含む請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項25】 前記接着剤が約70重量部〜約300重量部の範囲で前記
の少なくとも一つの粘着付与剤を含む請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項26】 多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーが架
橋されている請求項1に記載の感圧接着剤。 - 【請求項27】 前記接着剤が放射線架橋性組成物である請求項26に記載
の感圧接着剤。 - 【請求項28】 感圧接着テープであり、該テープは、 二つの主表面を有する発泡体裏当て、および 少なくとも一つの主表面の少なくとも1部分上に塗布された感圧接着剤を含み
、発泡体裏当ておよび前記接着剤の少なくとも一つは2以上のポリマーのブレン
ドを含み、前記ポリマーの一つは: (a)100重量部の多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマー、 (b)少なくとも一つの粘着付与剤、 (c)0〜約50重量部の架橋剤、および (d)0〜約300重量部の可塑剤 を含み、前記多重モード非対称のエラストマーブロックコポリマーは式QnYを
有し、約4〜約40重量%の重合モノビニル芳香族化合物および約96〜約60
重量%の重合共役ジエンを含み:式中、 Qは前記ブロックコポリマーの個々の腕を表すと共に式S−Bを有し; nは前記ブロックコポリマー中の腕Qの数を表すと共に少なくとも3の整数であ
り;および Yは多官能カップリング剤の残基であり;およびさらに式中、 (a)Sは重合モノビニル芳香族ホモポリマーの非エラストマーポリマーセグメ
ントの末端ブロックであり、前記コポリマー中にはより高分子量の末端ブロック
およびより低分子量の末端ブロックの少なくとも二つの異なる分子量の末端ブロ
ックがあり: (i)前記より高分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Hは約5,00
0〜約50,000の範囲にあり; (ii)前記より低分子量の末端ブロックの数平均分子量(Mn)Lは約1,0
00〜約10,000の範囲にあり;および (iii)(Mn)H/(Mn)Lの比率は少なくとも1.25であり;および (b)Bは、それぞれの腕を多官能カップリング剤(Y)の残基に連結するエラ
ストマーポリマーセグメントの中間ブロックであり、重合共役ジエンまたは共役
ジエンの組合せを含む、感圧接着テープ。 - 【請求項29】 前記接着剤が低界面エネルギー表面に対して高強度結合を
形成する請求項28に記載の接着テープ。
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