JP2007521362A - ライナレス両面感圧接着剤フォームテープ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に従って作製される両面テープのフォームコアは、通常はイオン架橋ポリマー網状構造を形成する少なくとも1種の酸性ポリマーと少なくとも1種の塩基性ポリマーのブレンドを含む。熱可逆的な化学架橋によって、酸性ポリマーと塩基性ポリマーとのポリマーイオン架橋の網状構造の一部分が形成され、フォームコアを形成する組成物を容易にホットメルト処理することが可能になるが、架橋剤を含有するフォームを塗布し冷却した後に、改善された凝集力がもたらされる。
aは、0または1であり、
Rは、H−およびCH3−から選択され、
Xは、−O−および−NH−から選択され、
Yは、入手の容易さのため好ましくは約1〜約5個の炭素原子を含む2価のリンキング基であり、
Amは、以下の基などの第3級アミン断片であり、
両面感圧テープは、通常はテープの両側に異なる感圧接着剤を含む。本発明に有用な感圧接着剤組成物(本明細書では、第1PSA(PSA−1)、および第2PSA(PSA−2)と呼ぶ)は、溶液、乳濁液、または分散液の形、あるいは無溶媒接着剤組成物とすることができる。第1PSAには、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを含まないアクリレートおよびメタクリレートポリマーまたはコポリマーが含まれる。このようなポリマーは、アルキル基が1〜20個の炭素原子(例えば、3〜18個の炭素原子)を有する第3級でないアルキルアルコールの1種または複数のアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー50〜100質量部を重合することによって形成することができる。適切なアクリレートモノマーには、例えばアクリル酸メチル、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、アクリル酸イソボルニル、およびアクリル酸ドデシルが含まれる。芳香族アクリレート、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。場合によっては、1種または複数のモノエチレン性不飽和コモノマーを、アクリレートまたはメタクリレートモノマーと重合してもよい。コモノマーの具体的な量は、ポリマーの所望の特性に応じて選択する。有用なコモノマーの一群には、ホモポリマーガラス転移温度がアクリレートホモポリマーのガラス転移温度より高いものが含まれる。この群に包含される適切な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、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、ヒドロキシアルキルアクリレート、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、N,N−ジエチルアクリルアミド、β−カルボキシエチルアクリレート;ネオデカン酸、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のビニルエステル(例えば、米国コネチカット州ダンベリーのユニオンカーバイド(Union Carbide Corp. of Danbury, CT)から登録名「Vynates」で市販)、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含まれるが、これらに限定されない。
追加の材料を添加して、感圧接着剤フォームの特性を向上させることができる。これらには、例えばフォームを剛性化することができる比較的に高いモジュラスのポリマーが含まれる。適切なポリマーには、例えばポリアミドやポリエステルなどの半結晶質ポリマー、および物品、例えば可塑化ポリ塩化ビニルの柔軟性を向上することができる比較的に低いモジュラスのポリマー組成物が含まれる。比較的に不混和性のポリマー組成物は、繊維質網状構造を形成するように働いて、さらに不混和性相が延伸力の下に伸びる場合に物品の凝集力を強化することができる。繊維様補強網状構造を含むこのような構造の例は、国際公開第97/23577号パンフレット、「ブレンド型感圧接着剤(Blended Pressure−Sensitive Adhesives)」に開示されている。
密度
本発明のフォームの密度は、以下の手順を使用して測定した。フォームの試料を13mm×25mm片に切断し、メトラー(Mettler)高精密天びんで計量し、次いで水中に入れた。変位した質量を測定した。水温は、約25℃であった。水の密度1g/cm3を使用して、変位した水の質量を水の密度で割ると、試料の体積が得られる。次いで、試料の質量を試料の体積で割って、試料の密度を生成する。2個の複製を測定し、合わせて平均を求めた。
標準アルミニウムパネルへの本発明のテープの結合強さ(せん断様式)は、以下の手順を使用して測定した。片面に剥離ライナを有し、もう一方の面に接着剤を露出させたテープの1.3cm(0.5インチ)幅片を、厚さ0.127mmのアルミニウム箔の1.6cm幅細片(細片)に付着させた。次いで、剥離ライナを非付着側から除去し、次いでテープの1.3cm×2.5cmの部分がパネルにしっかりと接触するように2kg(4.5lb)硬質ゴムローラに4回通過させて、テープを清浄で硬質の陽極酸化アルミニウムパネルに付着させた。テープの非付着端部分は、パネルを越えて延びた。次いで、パネルを一定の温度および湿度のチャンバ(22℃;相対湿度50%)に吊るした。剥離様式の破壊を防ぐためにパネルを垂直線から2度に配置した。次いで、1000グラムの重りをテープ試料の非付着端部から吊るし、重りが落下するのに必要とされた時間を分単位で記録した。10,000分以内で破壊がまったく起こらなかった場合、試験を中断し、結果をその時間が実際には10,000+分と記録した。テープが10,000分よりも前に落下した場合、時間を記録し、破壊のモードを、接着剤内の凝集破壊、あるいは接着剤がパネルからきれいに引っ張られる場合、接着破壊と記した。実施例はすべて、接着破壊を示した。3個の複製を測定し、合わせて平均を求めた。
フォームコアへの感圧接着剤層の結合強さは、以下の手順を使用して測定した。両面フォームテープを、23℃、湿度50%に48時間状態調節した。2.3キログラムの硬質ゴムローラを30.5cm/分で回転させて2回通過させて、陽極酸化アルミニウム箔の細片をフォームテープの両面の両側に積層し、続いて23℃、湿度50%で24時間状態調節した。アルミニウム細片をフォームテープから剥離角180度で剥離した。アルミニウム細片によって接着剤がフォームコアから引き離された場合、試験結果は、箔への接着剤の結合がフォームコアへの接着剤の結合より強かったことを示唆する不合格(FAIL)と記録した。フォームコアそれ自体が凝集破壊を被った場合、試験結果は、合格(PASS)と記録した。
フォームコアの機械的特性は、ASTM D−638に従って、インストロン引張試験機(INS(登録商標)TRON Tensile Tester)(米国マサチューセッツ州カントンのインストロン(Instron Corp., Canton, MA))を使用して測定した。フォームコアを23℃、湿度50%で48時間状態調節した。細い試験区分の2.54cm×1.27cmの寸法のIV型ドッグボーン形状試験片をフォームコアから打ち抜いた。細い試験区間の試験片の厚さを測定し、記録した。試験片を引張試験機に搭載し、その区切り点までクロスヘッド速度25.4cm/分で伸ばした。最大応力および最大応力時の伸びを記録した。3個の複製を測定し、あわせて平均を求めた。
両面感圧接着剤テープは、まずアクリル酸イソオクチル90部、アクリル酸10部、2,2’ アゾビス(2,4−ジメチルペンタンニトリル)(VAZO 52、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン(Dupont, Wilmington, DE))0.006部、2,2’ アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン(Dupont, Wilmington, DE))0.0028部、ジ−t−アミルパーオキサイド0.004部、四臭化炭素0.11部、酢酸エチル中固形分26%の4−アクリルオキシベンゾフェノン混合物0.75部、イルガノックス(IRGANOX)1010(テトラキス(メチレン(3,5 ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマート))メタン)(米国ニューヨーク州タリタウンのチバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY))0.097部のブレンドからなるフォームコア層を押出すことによって生成した。このコア材料を、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,753,768号明細書の実施例1に記載されているのと同様にして重合した。得られたブレンドは、固有粘度が約0.61デシリットル/グラム、Mwが2.7×105g/モル、Mnが1.5×104g/モルであった。このブレンドを、いくつかの順回転混練(forward kneading)、逆回転混練(reverse kneading)、および自掃式のスクリュー要素を装備した18mmの同方向回転二軸押出機で、さらに発泡性ミクロスフェア(F80D、米国ニューヨーク州バッファローのピアース−スティーブンス(Pierce−Stevens Co., Buffalo, NY))と混合した。スクリュー速度100RPMを用いると、流量は約2.3kg/hrになった。ホースおよびダイの温度を177℃に設定して、フラットバレルプロファイル107℃を使用した。177℃に設定したダイナテックグリッドメルター(Dynatec Gridmelter)を使用して、このアクリル組成物を軟化させ、次いで押出機の第1ゾーンに送り込んだ。67%フタル酸n−ブチルベンジル可塑剤(サンティサイザー(Santicizer)160、米国ニュージャージー州ブリッジポートのフェロ(Ferro Corp., Bridgeport, NJ))溶液中の2−エチルヘキシルアクリレート/ジメチルアミノエチルメタクリレート(2EHA/DMAEMA 40/60)(本明細書では、「PIC」と呼ぶ)のコポリマーを、ゼニス(Zenith)歯車ポンプを使用してアクリル組成物100部当たりPIC2部の比率で、押出機の第2ゾーンに計量供給した。発泡性ミクロスフェアを、Ktron T20フィーダーを使用して45g/時間の速度で、押出機の第4ゾーンに計量供給した。押出物は、177℃で操作された回転棒押出ダイを経由してポンプ輸送して、厚さ約635ミクロンのフォームを、7℃のチルロールに巻きつけられたシリコーン被覆紙ライナ上に約0.6〜0.9メートル/分の速度で流延した。(米国ペンシルベニア州フィラデルフィアのローム&ハース(Rohm & Haas Co., Philadelphia, PA))。
PICを、アクリル組成物100部当たりPIC4部の比率で押出機に計量供給して、フォームの架橋度および引張り強さを向上させた点以外は実施例1と同様にして、両面感圧接着剤テープを生成した。
PICを、アクリル組成物100部当たりPIC6部の比率で押出機に計量供給して、フォームの架橋度および引張り強さを向上させた点以外は実施例1と同様にして、両面感圧接着剤テープを生成した。
PICを使用しなかった点以外は実施例1と同様にして、両面感圧接着剤テープを生成した。フォームは、引張り強さが比較的に低く、PSA−2への定着が不十分であった。
Claims (28)
- 少なくとも1種の酸性モノマーを含むモノマーの第1群から誘導された酸性ポリマー、および少なくとも1種の塩基性モノマーを含むモノマーの第2群から誘導された塩基性ポリマーを含む、第1および第2の対向する表面を有するフォームコアと、
前記フォームコアの前記第1表面に塗布された第1の感圧接着剤と、
前記フォームコアの前記第2表面に塗布された第2の感圧接着剤と、
を含む両面フォームテープ。 - 前記酸性ポリマーがホモポリマーであり、前記塩基性ポリマーがコポリマーである、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記酸性ポリマーがコポリマーであり、前記塩基性ポリマーがホモポリマーである、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記酸性ポリマーがコポリマーであり、前記塩基性ポリマーがコポリマーである、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記第1および第2の感圧接着剤が実質的に互いに付着しない、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群および第2群の少なくとも1群が、少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群および第2群のそれぞれが、少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群が、少なくとも1種の塩基性モノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第2群が、少なくとも1種の酸性モノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群が塩基性モノマーを本質的に含まない、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第2群が酸性モノマーを本質的に含まない、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記塩基性モノマーが、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMAm)、N,N−ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド(DEAPMAm)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEA)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノプロピル(DMAPA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノプロピル(DEAPA)、メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAEMA)、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEMA)、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド(DMAEAm)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド(DMAEMAm)、N,N−ジエチルアミノエチルアクリルアミド(DEAEAm)、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド(DEAEMAm)、4−(N,N−ジメチルアミノ)−スチレン(DMAS)、4−(N,N−ジエチルアミノ)−スチレン(DEAS)、N,N−ジメチルアミノエチルビニルエーテル(DMAEVE)、N,N−ジエチルアミノエチルビニルエーテル(DEAEVE)、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、およびその混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記酸性モノマーが、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、およびその混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群および第2群の少なくとも1群が、ビニルモノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第2群が、15質量%を超える塩基性モノマーを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記酸性コポリマーおよび前記塩基性コポリマーの一方が、ブレンドの約5質量%までを構成する、請求項4に記載の両面フォームテープ。
- 前記第1の感圧接着剤がアクリル酸を含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 前記第2の感圧接着剤がアクリル酸およびアクリロニトリルを含む、請求項1に記載の両面フォームテープ。
- 第1または第2の対向する表面を有するフォームコアと、
アクリル酸を含む、前記フォームコアの前記第1表面に塗布された第1の感圧接着剤と、
アクリル酸およびアクリロニトリルを含む、前記フォームコアの前記第2表面に塗布された第2の感圧接着剤とを含み、
前記第1および第2の感圧接着剤が実質的に互いに付着せず、前記フォームコアが前記第1の感圧接着剤および前記第2の感圧接着剤に結合するように設計されている両面フォームテープ。 - 前記フォームコアが、少なくとも1種の酸性モノマーを含むモノマーの第1群から誘導された酸性コポリマー、および少なくとも1種の塩基性モノマーを含むモノマーの第2群から誘導された塩基性コポリマーを含む、請求項16に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群および第2群の少なくとも1群が、ビニルモノマーを含む、請求項16に記載の両面フォームテープ。
- 前記モノマーの第1群および第2群のそれぞれが、少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーを含む、請求項16に記載の両面フォームテープ。
- 前記酸性モノマーが、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、およびその混合物からなる群から選択される、請求項17に記載の両面フォームテープ。
- 前記塩基性モノマーが、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMAm)、N,N−ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド(DEAPMAm)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEA)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノプロピル(DMAPA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノプロピル(DEAPA)、メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAEMA)、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEMA)、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド(DMAEAm)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド(DMAEMAm)、N,N−ジエチルアミノエチルアクリルアミド(DEAEAm)、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド(DEAEMAm)、4−(N,N−ジメチルアミノ)−スチレン(DMAS)、4−(N,N−ジエチルアミノ)−スチレン(DEAS)、N,N−ジメチルアミノエチルビニルエーテル(DMAEVE)、N,N−ジエチルアミノエチルビニルエーテル(DEAEVE)、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、およびその混合物からなる群から選択される、請求項17に記載の両面フォームテープ。
- 前記第1および第2の感圧接着剤が実質的に互いに付着しない、請求項17に記載の両面フォームテープ。
- 少なくとも1種の酸性モノマーを含むモノマーの第1群から誘導された酸性コポリマー、および少なくとも1種の塩基性モノマーを含むモノマーの第2群から誘導された塩基性コポリマーを含む、第1または第2の対向する表面を有するフォームコアと、
アクリル酸を含む、前記フォームコアの前記第1表面に塗布された第1の感圧接着剤と、
アクリル酸およびアクリロニトリルを含む、前記フォームコアの前記第2表面に塗布された第2の感圧接着剤とを含み、
前記第1および第2の感圧接着剤が実質的に互いに付着しない両面フォームテープ。 - 前記酸性モノマーが、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、およびその混合物からなる群から選択される、請求項23に記載の両面フォームテープ。
- 前記塩基性モノマーが、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMAm)、N,N−ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド(DEAPMAm)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEA)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノプロピル(DMAPA)、アクリル酸N,N−ジエチルアミノプロピル(DEAPA)、メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル(DMAEMA)、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル(DEAEMA)、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド(DMAEAm)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド(DMAEMAm)、N,N−ジエチルアミノエチルアクリルアミド(DEAEAm)、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド(DEAEMAm)、4−(N,N−ジメチルアミノ)−スチレン(DMAS)、4−(N,N−ジエチルアミノ)−スチレン(DEAS)、N,N−ジメチルアミノエチルビニルエーテル(DMAEVE)、N,N−ジエチルアミノエチルビニルエーテル(DEAEVE)、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、およびその混合物からなる群から選択される、請求項23に記載の両面フォームテープ。
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