JP2017524045A - 平坦でない基材への結合に適した感圧性接着剤アセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、概して、接着剤の分野、より詳細には、感圧性接着剤(PSA)の分野に関する。本開示はまた、かかる感圧性接着剤を適用する方法及びその使用方法に関する。
接着剤は、様々なマーキング、保持、保護、封止、及び遮蔽目的のために使用されている。接着テープは、一般に、裏材又は基材、及び接着剤を含む。多くの用途に特に好まれる1つのタイプの接着剤は、感圧性接着剤に代表されるものである。
一態様によれば、本開示は、平坦でない表面を備える基材への結合に適した感圧性接着剤アセンブリに関し、この感圧性接着剤(PSA)組立体は、ポリマーベース材料を含み、かつ実験の項に記載される試験方法に従って120℃にて測定したとき、2,000Pa・s〜80,000Pa・sの複素粘度を有するポリマー発泡体層を含む。
a)上述のポリマー発泡体層を加熱工程に供する工程と、
b)工程a)にて得られた加熱済みポリマー発泡体層を、基材の平坦でない表面に接触させる工程と、
c)基材上のポリマー発泡体層を冷却する工程と、を含む。
第1の態様によれば、本開示は、平坦でない表面を備える基材への結合に適した感圧性接着剤アセンブリに関し、この感圧性接着剤(PSA)組立体は、ポリマーベース材料を含み、かつ実験の項に記載される試験方法に従って120℃にて測定したとき、2,000Pa・s〜80,000Pa・sの複素粘度を有するポリマー発泡体層を含む。
a)60〜100重量部、70〜95重量部、80〜95重量部又は85〜95重量部の(フリーラジカル)重合性モノマー、特に、(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)所望により、0〜40重量部、5〜30重量部、5〜20重量部又は5〜15重量部の、エチレン系不飽和基を有するコモノマー、特に、アクリル酸モノマーと、を含む。
(a)イソ−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、2−プロピルヘプチル(メタ)アクリレート、ブチルアクリレートからなる群から好ましくは選択される主モノマーとして、直鎖又は分枝鎖アルキル(メタ)アクリレートエステルと、
(b)所望により、アクリレート主モノマーと共重合可能な、エチレン性不飽和基を有する第2のモノマー、好ましくは強化用モノエチレン性不飽和モノマーと、を含む。
a)上述のポリマー発泡体層を加熱工程に供する工程と、
b)工程a)にて得られた加熱済みポリマー発泡体層を、基材の平坦でない表面に接触させる工程と、
c)基材上のポリマー発泡体層を冷却する工程と、を含む。
a)事項1〜33のいずれか一項に記載のポリマー発泡体層を加熱工程に供する工程と、
b)工程a)にて得られた加熱済みポリマー発泡体層を、基材の平坦でない表面に接触させる工程と、
c)基材上のポリマー発泡体層を冷却する工程と、を含む。
120℃での複素粘度
複素粘度の全ての測定は、標準レオメータRDAII(Rheoservice,Germany)をプレート−プレートジオメトリ(プレート直径8mm)で用いて実施する。温度制御は、オーブンを20K/分(20℃/分)の加熱速度で用いることによって達成される。1Hzの振動周波数で1%の変形を加える。粘度は、室温から最大160℃までの測定中、連続してモニターする。更なる評価のために、20℃及び120℃での粘度値を特定し、記録する。
寸法4×4cmの試験サンプルを切り出し、これをオーブン(Hereausから市販)中に120℃±2℃で120分±5分間、置く。熱処理の前と後に、試料の重さを精密はかり(Sartoriusから市販)で量る。試験結果(重量損失)をwt%の単位で表し、2回の測定値の平均値を示す。
平坦でない表面上のウェッティング(又は適用)性能について、自製のスポット溶接したTプラグ試験にて決定する。自動車用クリア塗料(CC5.3)をコーティングしたアルミニウムパネルを機械的に処理して、不連続なトポロジーを模するスポット溶接を含む平坦でない表面を作る。
a)アルミニウムT−Block:幅10mmのドリル穴のある寸法25mm×25mm及び高さ25mmのAlMg3、T−Profile、材料厚さ3mm。
実施例では、以下の原材料を使用する。
2−エチルヘキシルアクリレート(C8−アクリレート、2−EHA)は、2−エチルアルコールとアクリル酸のエステルであり、BASF SE(Germany)から入手可能である。
アクリル酸(AA)は、Arkema(Italy)から入手可能である。
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)は、BASF SE(Germany)から入手した速硬化性ジアクリレートである。
Omnirad BDK 2,2−ジメトキシ−2ーフェニルアセトフェノンは、ラジカル重合用UV反応開始剤であり、iGm resins(Waalwijk Netherlands)から市販されている。
MagniF25(F25)は、LKAB Minerals(Sweden)から市販されている酸化鉄磁性粒子である。
低密度ポリエチレン(LDPE)は、微粒子充填材料であり、商標名ICORENE N2170でA.Schulmann Inc.(The Netherlands)から市販されている。
3M Glass bubbles(K15)は、直径115μmの中空ガラスバブルであり、3M(Germany)から入手可能である。
Aerosil R−972は、疎水性ヒュームドシリカ粒子であり、Evonik(Germany)から入手可能である。
ポリマー発泡体層PF1〜PF8の作製は、まず、ガラス容器中でC8アクリレート(2−EHA)及び光開始剤であるOmnirad BDK(0.04pph)をプレ重合することによって行う。UV曝露を開始する前に、混合物に10分間窒素を流す。窒素はまた、ポリマー前駆体に空気を添加することによって重合プロセスが停止されるまで、混合物中に常時バブリングする。混合物を常にプロペラ攪拌器(300U/分)で攪拌し、約4500mPasの粘度に達したら、反応を停止する(Brookfield粘度計で測定したとき、T=25℃、スピンドル4、12rpm)。加えて、残りの量の0.36pphのOmnirad BDK、0.1pphのHDDA架橋剤、選択した量のガラスバブルK15、選択した量のAerosil 972、選択した量のアクリル酸、並びに場合により選択した量のF25磁性粒子及び選択した量のLDPE熱可塑性充填材をポリマー前駆体組成物に添加し、機械攪拌器を15分間用いて均質化し、デシケータを減圧下で15を超えて用いて脱気する。
ポリマー発泡体層PF1〜PF8を作製するために使用した硬化性前駆体の配合を以下の表2に示す。
a)SW−Tプラグ試験、600μmスポット溶接、オーブン加熱
ポリマー発泡体層PF1〜PF4(それぞれ実施例E1〜E4)から作製した感圧性接着剤アセンブリの剥離結果を以下の表4に示す。結果は、ポリマー発泡体ストリップの従来のオーブン中120℃での加熱処理の前(室温)及び後の感圧性接着剤アセンブリについて示す。
ポリマー発泡体層PF5〜PF8(それぞれ実施例E5〜E8)から作製した感圧性接着剤アセンブリの剥離結果を以下の表5に示す。結果は、ポリマー発泡体ストリップの120℃での誘導加熱処理の前(室温)及び後の感圧性接着剤アセンブリについて示す。試験のために、本明細書に記載されているアルミニウムT−Blockを従来のオーブン中で120℃にて予め加熱してから、誘導加熱したポリマー発泡体試験ストリップ上に適用した。
Claims (17)
- ポリマーベース材料を含有し、かつ、実験の項に記載される試験方法に従って120℃にて測定したとき、2,000Pa・s〜80,000Pa・sの複素粘度を有するポリマー発泡体層を含む、
平坦でない表面を備える基材への結合に適した、感圧性接着剤アセンブリ。 - 実験の項に記載される試験方法に従って120℃にて測定したとき、2,000Pa・s〜60,000Pa・s、2,500Pa・s〜50,000Pa・s、3,000Pa・s〜40,000Pa・s、3,500Pa・s〜35,000Pa・s、4,000Pa・s〜30,000Pa・s、4,000Pa・s〜20,000Pa・s、4,000Pa・s〜15,000Pa・s、又は4,000Pa・s〜10,000Pa・sの複素粘度を有する、請求項1に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記ポリマー発泡体層が、実験の項に記載される試験方法に従って測定したとき、少なくとも90%、少なくとも95%、又は少なくとも98%の反応率を有する、請求項1又は2に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記平坦でない表面が、空洞、孔、開口、オリフィス、へこみ、穴、間隙、溝、エッジ、くぼみ及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの構造を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記構造が、スポット溶接、レーザビーム溶接、リベット、パンチリベット、クリンチポイント、ラウンド接合、ポイント接合及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項4に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記平坦でない表面が、曲線状の表面、湾曲した表面、ねじれた表面、傾斜した表面、弓状の表面、弧状の表面及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記基材が、金属、プラスチック、強化プラスチック、複合材料、ガラス材料、クリア塗料、木材、コーティング材及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される主材料を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記ポリマー発泡体層を加熱工程に供することによって得ることができる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記加熱工程が、少なくとも5K/s、少なくとも10K/s、少なくとも30K/s、少なくとも40K/s、少なくとも50K/s、少なくとも60K/s、少なくとも80K/s、少なくとも100K/s、少なくとも120K/s、少なくとも140K/s、少なくとも160K/s、少なくとも180K/s、少なくとも200K/s、少なくとも220K/s、少なくとも240K/s、又は少なくとも250K/sの加熱速度で実施される、請求項8に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記加熱工程が、前記ポリマー発泡体層を、熱的加熱、輻射加熱、対流加熱、誘導加熱、超音波振動加熱及びこれらの任意の組み合わせのうちのいずれかに供することによって実施される、請求項8又は9に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記加熱工程が、前記ポリマー発泡体層を、誘導加熱、超音波振動加熱及びこれらの任意の組み合わせのうちのいずれかに供することによって実施される、請求項10に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 前記ポリマーベース材料が、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリアミン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリビニル、ポリビニルピロリドン、天然ゴム、合成ゴム、ハロゲン化ポリマー、及びこれらの任意の、組み合わせ、コポリマー又は混合物からなる群から選択される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 実験の項に記載されるTプラグ試験法に従って室温で測定したとき、150N超、180N超、200N超、220N超、240N超、250N超、260N超、280N超、又は300N超の粘着強度値を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリ。
- 平坦でない表面を備えた基材に感圧性接着剤アセンブリを適用する方法であって、
a)請求項1〜13のいずれか一項に記載のポリマー発泡体層を加熱工程に供する工程と、
b)工程a)で得られた加熱されたポリマー発泡体層を、前記基材の平坦でない表面に接触させる工程と、
c)前記ポリマー発泡体層を、前記基材上で冷却する工程と、
を含む方法。 - 前記加熱工程が、少なくとも5K/s、少なくとも10K/s、少なくとも30K/s、少なくとも40K/s、少なくとも50K/s、少なくとも60K/s、少なくとも80K/s、少なくとも100K/s、少なくとも120K/s、少なくとも140K/s、少なくとも160K/s、少なくとも180K/s、少なくとも200K/s、少なくとも220K/s、少なくとも240K/s、又は少なくとも250K/sの加熱速度で実施される、請求項14に記載の方法。
- 前記加熱工程が、前記ポリマー発泡体層を、熱的加熱、輻射加熱、対流加熱、誘導加熱、超音波振動加熱及びこれらの任意の組み合わせのうちのいずれかに供することによって実施される、請求項14又は15に記載の方法。
- 工業用途、特に、建築用途及び自動車用途、より具体的には、自動車産業向けのボディ用テープ式シール、ドア、エクステリア及びインテリア部品の取り付け用テープ式シール、並びにウェザーストリップテープ用途のための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の感圧性接着剤アセンブリの使用又は請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法の使用。
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