JP2018095884A - 感圧性接着剤フォーム及びそれからなる物品 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い耐衝撃性を有する、ガス発泡された薄い感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、及び感圧性接着剤フォームテープを提供する。
【解決手段】スチレンブロックコポリマー及びアクリルコポリマーの非シンタクチックフォームブレンドを含むフォームを含む感圧性接着剤フォームであって、600%を超える伸びを有し、前記非シンタクチックフォームブレンドがホットメルト形成フォームである、感圧性接着剤フォーム。
【選択図】なし

Description

本開示は、薄い感圧性接着剤(PSA)フォームに関する。本開示は更に、スチレンブロックポリマー及びアクリルコポリマーのホットメルトフォームブレンドを有するPSAを提供する。
移動携帯電子機器、ディスプレイなどの様々な市場において、より薄い製品を目指す現在の傾向がある。従来のフォームテープは、一般に、比較的厚い。より薄いフォームテープは、中空ミクロスフィアを使用して調製され、該ミクロスフェアは、発泡剤により発泡された同様の材料のものと比較して、一般に低い圧縮性及び柔軟性を有するシンタクチックフォームの生成をもたらす。ガス発泡された(gas-blown)薄いフォームの圧縮性及び柔軟性を向上させることは、圧縮力に供された際の耐衝撃性の向上に寄与し得る。
圧縮力に供された際に、より高い耐衝撃性を提供する、薄い、ガス発泡された感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、及び感圧性接着剤フォームテープが必要とされている。
本開示は、圧縮力及び引張力に供された際に、より高い耐衝撃性を提供する、薄いホットメルト感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、及び感圧性接着剤フォームテープを提供する。
それ故、一態様では、本開示は、スチレンブロックコポリマー及びアクリルコポリマーの非シンタクチックフォームブレンドを含むフォームを含む感圧性接着剤フォームを提供し、感圧性接着剤フォームは、600%を超える伸びを有し、非シンタクチックフォームブレンドは、ホットメルト形成フォームである。いくつかの実施形態では、本明細書に開示した感圧性接着剤フォームは更に、0.51mm(25mils)未満の全厚を含む。
いくつかの実施形態では、非シンタクチックフォームブレンドは、0.6g/cmを超える密度を有する。いくつかの実施形態では、非シンタクチックフォームブレンドは、0.7g/cmを超える密度を有する。いくつかの実施形態では、フォームは、意図的に、ハロゲン化合物を実質的に含まない無ハロゲンフォームである。いくつかの実施形態では、感圧性接着剤フォームは、更に着色添加剤を含む。
別の態様では、本開示は、本明細書に開示した感圧性接着剤フォームを含み、更に、該フォームの第1の主表面の上に少なくとも1つの感圧性接着剤層を含む、多層感圧性接着剤フォームを提供する。いくつかの実施形態では、多層感圧性接着剤フォームは更に、フォームの第1の主表面の反対側の、フォームの第2の主表面の上に第2の感圧性接着剤層を含む。
別の態様では、本開示は、本明細書に開示した感圧性接着剤フォーム又は本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォームを含み、更にバッキング層を含む感圧性接着剤フォームテープを提供する。いくつかの実施形態では、各感圧性接着剤層は、独立して、アクリルコポリマー、スチレンブロックコポリマー、及びこれらのブレンドのうちの少なくとも1つを含む感圧性接着剤から選択される。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォーム又は感圧性接着剤フォームテープは、更に粘着付与剤を含む。いくつかの実施形態では、感圧性接着剤層は、更に着色添加剤を含む。いくつかの実施形態では、着色添加剤は黒色着色添加剤である。
別の態様では、本開示は、本明細書に開示した感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、又は感圧性接着剤フォームテープのうちの少なくとも1つを含む物品を提供する。
以上が本開示の代表的実施形態の様々な様態及び効果の概要である。前述の課題を解決するための手段は、本開示の例示されたそれぞれの実施形態又は全ての実施を記載するものではない。更なる特徴及び利点は、以下の実施形態で開示される。図及び以下の詳細な説明は、本明細書に開示された原理を使用する特定の実施形態を更に具体的に例示する。
本開示の様々な実施形態についての以降の詳細な説明を添付の図面と共に検討することで、本開示はより完全に理解され得る。
引張耐落下衝撃性を試験するための、本開示に従って作製された試験パネルの前方斜視図である。 2つの異なる試験条件での実施例1〜5及び比較例1〜3に関する引張伸び及び引張耐落下衝撃性に関するデータのグラフである。
上記の図面(一定の縮尺で描かれているわけではない)は、本開示の様々な実施態様を示すが、「発明を実施するための形態」において記載されるように、他の実施態様もまた考えられる。いかなる場合も、本開示は、本開示の発明を例示的実施形態の代表として記述するものであって、限定を表すものではない。当然のことながら、当業者であれば、本開示の範囲及び趣旨に含まれる他の多くの変更及び実施形態を考案することができる。
本明細書で使用するとき、端点による数範囲の詳細説明は、その範囲内に包含される全ての数を含む(例えば、1〜5には、1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及び5などが包含される)。
特に指示がない限り、明細書及び実施形態に使用されている成分の量、性質の測定値などを表す全ての数は、全ての例において、用語「約」により修飾されていることを理解されたい。したがって、特に指示がない限り、先行の本明細書及び添付の実施形態の列挙に記載の数値的パラメーターは、本開示の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。少なくとも特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数的パラメーターは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、通常の四捨五入を適用することによって解釈されなければならない。
以降で定義される用語について、これらの定義は、次の用語集中の使用用語の変更への具体的な言及に基づいて請求項又は明細書中の他の場所に別の定義が提示されている場合を除き、請求項を含む明細書全体に適用されるものとする。
用語
単語「a」、「an」、及び「the」は、「少なくとも1つの」と同じ意味で用いられ、記載された要素の1以上を意味する。
用語「層」は、基材上の若しくは基材を覆っている任意の材料又は材料の組み合わせを指す。
様々な層の位置を説明するための単語、例えば「頂上に」、「上に」、「被覆する」、「最も高い」、「覆う」、「下層の」などは、水平方向に配置された上向きの基材に対する層の相対位置を指す。基材、層、又は基材と層を含む物品は、製造中又は製造後に任意の特別な空間方向性を有さなければならないというわけではない。
別の層と基材に対する又は2枚の他の層に対するある層の位置を説明する用語「によって分離された」とは、説明されている層が他の層及び/又は基材の間にあることを意味するが、必ずしも他の層及び/又は基材と接触していることを意味するものではない。
「(コ)ポリマー」又は「(コ)ポリマーの」という用語には、ホモポリマー及びコポリマー、並びに例えば、同時押出成形によって又は例えば、エステル交換を含む反応によって混和性混合物中で形成され得るホモポリマー又はコポリマーが含まれる。「コポリマー」という用語には、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、及び星型コポリマーが挙げられる。
本開示は、非シンタクチックフォームコポリマーブレンドを含むフォームを有する感圧性接着剤フォームを提供し、非シンタクチックフォームブレンドは、ホットメルト形成フォームである。本開示はまた、以前述べたフォームと、該フォームの主表面の上に配置された少なくとも1つの感圧性接着剤層とを有する多層感圧性接着剤フォームを提供する。本開示はまた、感圧性接着剤フォーム又は多層感圧性接着剤フォーム及びバッキング層を有する感圧性接着剤フォームテープを提供する。
フォーム
本開示のフォームは、非シンタクチックフォームブレンドを含む。シンタクチックフォームは、中空の粒子をマトリックスに組み込むことにより作製されたフォームであり、「シンタクチック」は「構築する」ことを意味する。本明細書で使用するとき、用語「非シンタクチックフォーム」は、本質的にセルラー材料を意味し、マイクロセルラー構造がマトリックス材料中で、安定化した気泡(即ち、発泡剤から形成された)により作製されている。発泡剤は、様々な方法で導入することができる。例えば、発泡剤は、化学的発泡剤又は物理的発泡剤として導入されてもよい。
本開示に有用な物理的発泡剤は、フォームがダイから退出する温度及び圧力にてガスである、天然に存在する任意の大気材料である。物理的発泡剤(1種又は複数種)は、ポリマーブレンド材料中に、気体、超臨界流体、又は液体として導入、即ち注入されてもよい。使用される物理的発泡剤は、得られるフォーム物品に模索される特性に依存するであろう。発泡剤の選択にて考慮される他の因子は、その毒性、蒸気圧プロファイル、取り扱いの容易さ、及び使用する高分子材料に対する溶解度である。ペンタン、ブタン、及び、ヒドロフルオロカーボン(HFC)及びヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)などの他の有機材料のような可燃性発泡剤を使用することができるが、使用が容易であり、例えば環境的懸念が殆どないことなどから、非可燃性、非毒性、非オゾン枯渇発泡剤が好ましい。好適な物理的発泡剤としては、例えば二酸化炭素、窒素、SF、亜酸化窒素、Cなどのペルフルオロ流体、ヘリウム、アルゴン及びキセノンなどの貴ガス、空気(殆どが窒素及び酸素のブレンド)、並びにこれらの材料のブレンドが挙げられる。
化学的発泡剤も、フォームポリマーブレンド中に使用することができる。好適な化学的発泡剤としては、重炭酸ナトリウム及びクエン酸のブレンド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p−トルエンスルホニルヒドラジド、4−4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミド(1,1’−アゾビスホルムアミド)、p−トルエンスルホニルセミカルバジド、5−フェニルテトラゾール、5−フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、5−フェニル−3,6−ジヒドロ−1,3,4−オキサジアジン−2−オン、及び水素化ホウ素ナトリウムが挙げられる。
本開示のフォームは、スチレンブロックコポリマー(例えば、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックポリマー(SEBS))及びアクリルコポリマーのブレンドを含む。本明細書に開示したコポリマーブレンドに添加できる他のポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、そのコポリマー、及び高衝撃ポリスチレンなどのスチレン樹脂;ポリカーボネート類;ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)などのポリ(メタ)アクリル樹脂;エラストマー類;ポリブタジエン;ポリイソプレン;ポリクロロプレン;天然ゴム;スチレン及びジエン類のランダム及びブロックポリマー(例えば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR));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、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、及びエチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴムなどのオレフィン樹脂;無定形ポリオレフィン類;ビニルアセテート樹脂;ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポリ(エチレンナフタレート)(PEN)、及びポリ(ブチレンテレフタレート)、及び無定形ポリエステルなどのポリエステル樹脂が挙げられる。ポリマーの他の例としては、例えばポリスチレン−ポリエチレンコポリマー;ポリビニルシクロヘキサン;ポリアクリロニトリル;ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル樹脂;熱可塑性ポリウレタン類を含むウレタン樹脂;芳香族エポキシ類;ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド類(アラミド類)、及び無定形ポリアミド類などのポリアミド樹脂;ポリイミド類;ポリエーテルイミド類;ポリ(エーテルエーテルケトン)(PEEK);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)コポリマー;フッ素化エラストマー類;無定形フルオロポリマー;ポリジメチルシロキサン;ポリ(フェニレンスルフィド);ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンオキシド−ポリスチレンなどのポリフェニレンオキシドブレンド;少なくとも1つの無定形構成成分を含むコポリマー;並びにこれらの混合物が挙げられる。
また、本開示のフォームの上に又は該フォームの上方に配置される、フォームの1つ以上の追加の層が存在して、多層フォーム構造を与えてもよい。フォームの追加の層は、フォーム層と同一の組成のものであってもよく、又は、上記に列挙した材料から選択され、かつスチレンブロックコポリマー若しくはアクリルコポリマーのいずれか、若しくは両方を含まなくてもよい。1つを超える追加のフォーム層が使用される場合、それらは両方ともフォームの同一の側又はフォームの反対側に配置され得る。フォーム及び追加のフォーム層の1つ以上の表面は、それらの間の層間接着を向上させるよう処理されてもよい。表面処理は当業者に周知であり、例えば、コロナ処理、クロメート処理、オゾンに対する暴露、火炎に対する暴露、高電圧電気ショックに対する暴露、電離放射線による処理、及び化学的又は物理的手順による他の酸化処理が挙げられる。代替的に又はこれに加えて、表面は、一般に、プライマーを用いたコーティング処理を受けていてもよい。]
フォームの伸びは、典型的には、機械方向(MD)に、600%を超え、いくつかの実施形態では601%〜1600%である。フォームの「伸び」は、本明細書ではD412−06a,Test Method A,Die Aに特定された方法に従って測定される。
本開示は、タンデム又は二軸押出システムを使用してポリマーブレンドフォームを生成する連続プロセスを提供する。このプロセスは、2種以上のポリマーを、例えば二酸化炭素及び/又は窒素などの物理的発泡構成成分と共に混合することを含み、発泡剤構成成分はポリマーブレンドに溶解してメルト溶液を形成することができる。押出システムにおける温度及び圧力条件は、ポリマーブレンド及び発泡剤を均質の溶液として維持するのに十分なように選択される。
物理的発泡剤を添加することにより、ポリマーブレンドは、発泡剤が添加されない場合に必要であり得る温度及び圧力よりも低い温度及び圧力で、より効率的に加工及び発泡され得ることが見出された。ポリマーメルト溶液が成形ダイを通して押出機を退出するとき、該溶液は遙かに低い大気圧に暴露されて、発泡剤が膨張し、メルト溶液から外へ出される。それにより核生成及びセル形成が生じ、メルト溶液の形成をもたらす。それにより、高分子材料中に小さい、かつ均一のセルの形成がもたらされ得る。
核生成及びセル膨張を増大させることに加えて、発泡剤が膨張するときにフォームの断熱冷却が生じ得る。メルト溶液が周囲気圧及び温度に暴露された際、一般にダイの出口においてフォームが完全に形成される。メルト溶液がダイを退出し、周囲温度に暴露された際、メルトの粘度が急速に増大し、流れが低下し、これは次いでフォームセルの成長及び融合を数秒以内に、又はより一般的には、ほんの一瞬で停止させる。ダイの退出後、発泡したポリマーブレンドは、セルラー構造を維持し、ガス放出を妨害する温度で急速に冷却される。
いくつかの実施形態では、フォームポリマーブレンドは、架橋剤系も含む。架橋剤系としては、光架橋剤、熱架橋剤などの様々な架橋剤を挙げることができる。好適な重合性光架橋剤は、光開始剤基、及び、(メタ)アクリロイル基などの重合性のエチレン性不飽和基を含む。
光架橋剤モノマーは、下記の構造で示される官能基を有するエチレン性不飽和化合物を含む。
Figure 2018095884
式中、Rは、
Figure 2018095884
であり、
式中、Rは、H又はC〜Cアルキル基であり、
各Rは、独立して、ヒドロキシル基、フェニル基、C〜Cアルキル基又はC〜Cアルコキシ基である。
光開始剤基を有する光架橋剤化合物は、下記の一般式のものであってもよい。
Figure 2018095884
Xは、−O−又は−NR−であり;
は、H又はC〜Cアルキル基であり;a、b及びcは、独立して0又は1であり;
は、C(R又はSi(Rであり、各Rは、独立してH又はC〜Cアルキル基であり;
は、O、NR、C(O)、C(O)O、C(O)NR、又はOC(O)NRであり、各Rは、独立してH又はC〜Cアルキル基であり;
Gは、共有結合、(CH、又は(CHOであり、dは、1〜4、いくつかの実施形態では1〜2の整数であり;
は、放射線感受性α−切断基などの光開始剤基である(前出)。
いくつかの実施形態では、Pを誘導し得る様々な化合物は、芳香族ケトン類である。そのようなケトン類は、「水素引き抜き剤」として既知である。紫外線の吸収により活性化された際、これらのP基は、発泡したポリマーブレンドを架橋するように作用し得る。それ故、Pは、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、9−フルオレン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、ベンジル、又はクロモンから誘導された部分である。それ故、光開始剤基を有するモノアクリル化合物は、水素引き抜き基を含み得る。いくつかの実施形態では、好ましいP基は、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサントン、クロモン、及びベンジルから誘導されたものを含む。ベンゾフェノン及びアントラキノンが特に好ましい。
特に有用な重合性光架橋剤としては、以下の化合物、又は類似したアミド類が挙げられる。
Figure 2018095884
架橋剤系が熱的に敏感な構成成分及び熱的に不感な構成成分から構成され;例えば、架橋剤自体は熱的に不感であり得るが、架橋剤促進剤が熱的に敏感であってもよく、又はその逆であることも可能である。熱誘導化学的架橋の目的のために、エポキシ化ポリエステル樹脂、アクリレート樹脂、加速硫黄系(accelerated sulfur system)又は硫黄ドナー系、イソシアネート系、反応性メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂及び(場合によりハロゲン化された)フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及び/又は反応性フェノール樹脂、又は対応する活性剤を有するジイソシアネート架橋系、並びにまたこれらの組み合わせなどの、現存する熱活性化可能な全ての化学的架橋剤を使用することも可能である。
いくつかの実施形態では、架橋剤は、50℃を超える温度で、例えば100℃〜160℃、いくつかの実施形態では110℃〜140℃の温度で活性化可能な架橋剤が有利である。架橋剤の熱的励起は、例えばプロセス中の熱(能動的な加熱、剪断熱)、IR放射線又は高エネルギー交番磁界により行うことができる。
いくつかの実施形態では、添加される熱架橋剤は、イソシアネート、好ましくは三量化イソシアネートである。一実施形態において、三量化イソシアネート類は、脂肪族イソシアネート類、及び/又は、アミン類で非活性化されたイソシアネート類である。好適なイソシアネート類の例としては、MDI[4,4−メチレンジ(フェニルイソシアネート)]、HDI[1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート]及び/又はIPDI[イソホロンジイソシアネート、5−イソシアナト−1−イソシアナトメチル−1,3,3トリメチルシクロヘキサン]の三量化誘導体、並びに三量化ポリイソシアネート類及び/又は多官能性イソシアネート類も挙げられる。特に国際公開第2006/027387 A1号にて有利であると強調されている熱架橋剤も、本明細書で参照することができる。
一実施形態において、架橋剤−促進剤系をポリアクリレート類の熱架橋に使用することができる。例えば、架橋剤としてエポキシド基を含む少なくとも1つの構成成分と、ポリアクリレートの融点未満の温度、例えば室温で架橋反応に促進効果を有する少なくとも1つの構成成分(促進剤)と、を含む系を使用してもよい。好適な促進剤化合物の例は、多官能性アミン類である。そのような架橋剤−促進剤系の使用は、ポリアクリレート構成成分が、例えば付加又は置換反応などにより、エポキシド基との架橋反応に進入可能な官能基を含む場合、特に好適である。熱架橋の過程で、ポリアクリレートの上の官能基と、エポキシド含有構成成分のエポキシド基との架橋が存在する。「促進効果を有する構成成分」とは、その構成成分が十分な反応速度を確実にする限りにおいて、該構成成分が架橋反応を支持する一方、例えばポリアクリレート構成成分の融点未満の温度などの、選択された反応パラメーターを有する架橋反応が、促進剤の不在下で、全く進行しないか又は不十分な速度でのみ進行するであろうことを意味する。したがって、促進剤は、架橋反応の反応速度の実質的な改善を確実にする。これは触媒的又は化学量論的に行われ得る。特にドイツ特許第10 2007 016 950 A1号に提示されている架橋剤−促進剤系を参照することができる。
PSAフォームの厚さは、感圧性接着剤フォームの全厚が3mmを超えない限り、一般にその強度及び可撓性、並びに意図する感圧性接着剤フォームの使用に従って設定されてもよい。厚さは、典型的には0.6mm未満、いくつかの実施形態では0.50mm未満、いくつかの実施形態では0.30mm未満、いくつかの実施形態では0.20mm未満、いくつかの実施形態では0.15mm未満である。PSAフォームは、単層構造又は多層構造を有してもよい。
フォームはポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックス自体の密度よりも低い密度により特徴付けられる。一般に、密度の低下は、マトリックス中でのガス入り空隙の形成(例えば、発泡剤を用いて)、又は高分子ミクロスフィア(例えば、膨張性ミクロスフィア)若しくは非高分子ミクロスフィア(例えば、ガラスミクロスフィア)の包含を含む多数の方法で達成することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示したフォームの密度は0.6g/cmを超える。いくつかの実施形態では、本明細書に開示したフォームの密度は0.7g/cmを超える。いくつかの実施形態では、フォームの密度は、0.3g/cm以上である。別の実施形態では、フォームの密度は、0.3g/cm〜0.6g/cmである。いくつかの実施形態では、フォームの密度は、0.3g/cm〜0.7g/cmである。
セルの形態、セルのサイズ、セル壁の厚さ、及びフォームを構成しているセルの他の特性は、特に限定されず、既知のフォーム材料のセル特性から選択又は設定されてもよい。例えば、フォームを構成しているセルは、開放セル、閉鎖セル、又はそれらの任意の混合物であってもよい。
PSAフォームは、必要に応じて添加剤を含んでもよい。代表的な添加剤としては、粘着付与剤(例えば、ロジンエステル類、テルペン類、フェノール類、及び脂肪族、芳香族、又は脂肪族及び芳香族の混合物の合成炭化水素樹脂)、界面活性剤、可塑剤(物理的発泡剤以外の)、成核剤(例えば、タルク、シリカ、又はTiO)、充填剤(例えば、無機充填剤及び有機充填剤)、繊維、老化防止剤、抗酸化剤、紫外線−吸収剤、帯電防止剤、潤滑剤、色素、染料、補強剤、疎水性又は親水性シリカ、炭酸カルシウム、強化剤(toughening agent)、難燃剤、微細に粉砕された高分子粒子(例えば、ポリエステル、ナイロン又はポリプロピレン)、安定剤(例えば、UV安定剤)、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。添加剤は、生成されるフォームに関する所望の特性を得るのに十分な量で添加されてもよい。所望の特性は、主として、フォーム又はフォーム物品の意図する用途によって決定される。
本開示に有用な成核剤としては、任意の従来の成核剤が挙げられる。添加される成核剤の量は、所望のセルサイズ、選択された発泡剤、及びフォームポリマーブレンドの密度に依存する。小微粒子形態の無機成核剤の例としては、粘土、タルク、シリカナノ粒子を含むシリカ、ナノ粘度、カーボンナノチューブ及び珪藻土が挙げられる。所定の温度で分解又は反応する有機成核剤を使用してもよい。そのような成核剤は、核生成の速度及び程度を向上させ、得られたフォームからの拡散の速度を低下させ得る。
有機成核剤の一例は、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩と、炭酸塩及び重炭酸塩との組み合わせである。有用なポリカルボン酸のアルカリ金属塩の例としては、2,3−ジヒドロキシ−ブタン二酸の一ナトリウム塩(即ち、酒石酸水素ナトリウム)、ブタン二酸の一カリウム塩(即ち、コハク酸水素カリウム)、2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボン酸の三ナトリウム及び三カリウム塩(即ち、それぞれクエン酸ナトリウム及びカリウム)、並びにエタン二酸(即ち、シュウ酸ナトリウム)及び2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボン酸などのポリカルボン酸の二ナトリウム塩、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。炭酸塩及び重炭酸塩の例としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸カリウム及び炭酸カルシウム、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。想定される1つの組み合わせは、クエン酸一ナトリウム又は酒石酸一ナトリウムなどのポリカルボン酸の一アルカリ金属塩と、炭酸塩及び重炭酸塩との組み合わせである。異なる成核剤の混合物をフォームポリマーブレンドに添加し得ることが想定される。
本開示における有用な界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、又は非イオン性の性質を有し得る極性及び非極性界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、ポリマーブレンドと発泡剤との間の表面張力を低下させ、泡の核生成を促進し、薄化セル壁内の応力集中を低減して、増大するフォームを安定化させ、フォーム中の任意の固体の消泡効果を弱め、基材上への湿潤を促進する。特に有用な界面活性剤としては、AEROSOL WA−300 Surfactant(Cytec Industries,Woodland Park,NJ)、及びFC 430(3M Company,St.Paul,MN)などのフッ素化界面活性剤が挙げられる。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、100重量部の重合性モノマー当たり約10重量部以下の量で、別の実施形態では、約5重量部以下、別の実施形態では、100重量部の重合性モノマー当たり0.5〜3重量部の範囲内の量で、混合物中に存在してもよい。フッ素系界面活性剤、アルキルフェノキシポリグリシドール類などが特に有用である。
フッ素系界面活性剤は既知であり、概してE.Kissa,Surfactants Science Series,Vol.50(Marcel Dekker,New York 1994)による「Fluorinated Surfactants」に記載されている。またC4ペルフルオロアルキル基から誘導されたものを含むフッ素系界面活性剤が、米国特許第4,167,639号、同第3,906,027号、同第5,342,986号及び同第5,502,251号に記載されている。特に、より最近になって、ノナフルオロブタンスルホニルフロリド(PBSF)から誘導されたフッ素系界面活性剤が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,664,354号(Savu et al.)に記載されている。
いくつかの実施形態において、他の有用なフッ素化界面活性剤としては、式X(C2n+2)COOH(式中、nは、3〜20の範囲内の整数であり、Xは、水素又はフッ素である)の酸類が挙げられる。そのような酸類のアルカリ金属塩も有効な界面活性剤である。加えて、そのような酸類のアンモニウム、アミン、及び第四級アンモニウム塩も有用である。そのような組成物の例としては、ペルフルオロブタン酸アンモニウムが挙げられる。他の有用なカルボキシレートタイプの界面活性剤は、一般式RCHCHSCHCHCOOM、(式中、R=F(CFCFであり、X=1〜約9、Mは、アンモニウム、リチウム、ナトリウム又はカリウムである)により記載され;そのリチウム塩がE.I.du Pontde Nemours and Co.から商品名「ZONYL FSA」フッ素化界面活性剤で入手可能である。式(RCHCHO)P(O)(ONH(式中、R=F(CFCFであり、x=1又は2、y=2又は1、x+y=3、及びz=1〜約7である)のペルフルオロアルカノール類のリン酸エステルは、商品名「ZONYL FSP」フッ素系界面活性剤で入手可能である。このタイプの界面活性剤は、酸形態(即ち、(ONH基が(OH)基で置き換えられている)でも、商品名「ZONY LUR」フッ素系界面活性剤で入手可能であり、そこからアンモニウム、リチウム、ナトリウム及びカリウム塩が、対応する塩基との中和により調製され得る。
式RCHCHSOX(式中、R=F(CFCF、y=1〜約9、X=H又はNH)のポリフルオロアルカノール類の硫酸エステル、リチウム、ナトリウム、又はカリウムも、フッ素系界面活性剤として使用することができる。式中、XがH又はNHであるそのようなフッ素系界面活性剤の例は、商品名「ZONYL TBS」フッ素系界面活性剤でE.I.du Pont de Nemours and Co.から販売されている。
いくつかの実施形態では、微粒子添加剤は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,586,483号(Kolb et al.)に開示されているものなどの表面改質ナノ粒子である。そのような添加剤において、個々のナノ粒子は、約50ナノメートル以下の粒径を有し、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、バナジア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミニウム/シリカ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。ポリマーブレンドの場合、ナノ粒子は、イソオクチル又はデシル基などの疎水基で官能化されることが望ましい。そのような表面改質ナノ粒子は、フォームを安定できることが見出されており、モノマー組成物の0.5重量%〜10重量%で含まれ得る。ナノ粒子は、モノマー混合物に添加される。
半結晶性材料も、混合物の50体積%の量でフォームポリマーブレンドに添加され得る。好適な半結晶性材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイソブチレン、ポリオレフィンコポリマー、ナイロン6、ナイロン66、ポリエステル、ポリエステルコポリマー、フルオロポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、官能化ポリオレフィン、エチレンビニルアセテートコポリマー、商品名「SURLYN」でE.I.Du Pont de Nemours,Wilmington,Del.から入手可能な金属中和ポリオレフィンイオノマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリビニルブチラール、及び少なくとも1つの半結晶性化合物を有するコポリマーが挙げられる。
PSAフォームは、意図的に、ハロゲン化合物を実質的に含まない無ハロゲンフォームである。これは、金属の腐食を避けることを目的とする。より詳細には、感圧性接着剤フォームテープが電気/電子構成要素の固定に使用される場合、ハロゲン化合物の存在に起因する金属の腐食は避ける必要がある。それらのハロゲン化合物は、一般に、ハロゲン含有難燃剤、ハロゲン含有架橋剤、及び/又はハロゲン含有可塑剤として感圧性接着剤に組み込まれている。
PSAフォームは、感圧性接着剤フォームテープに図式設計機能、並びに/又は、遮光特性及び光反射特性などの光学的特性を開発可能なように着色されてもよい。異なる着色剤のそれぞれは、本明細書にて単独で又は組み合わせで使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、PSAフォームは黒色着色添加剤を含ませることにより黒色に着色されてもよい。本明細書で有用な代表的な黒色着色添加剤としては、カーボンブラック(例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック及びランプブラック)、グラファイト、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、シアニンブラック、活性炭、フェライト(例えば、非磁性フェライト及び磁性フェライト)、マグネタイト、酸化クロム、酸化鉄、二硫化モリブデン、クロム錯体、多構成成分オキシド系黒色着色剤、及びアントラキノン系有機黒色着色剤が挙げられる。その中でも、カーボンブラックが、容易に入手でき、かつ安価であることから有用である。
いくつかの実施形態では、PSAフォームは白色着色添加剤を含ませることにより白色に着色されてもよい。代表的な白色着色添加剤としては、酸化チタン類(例えば、ルチル二酸化チタン及びアナターゼ二酸化チタンなどの二酸化チタン)、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化イットリウム、炭酸マグネシウム、炭素カルシウム(沈殿炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウム)、炭酸バリウム、炭酸亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、亜鉛ホワイト、硫化亜鉛、タルク、シリカ、アルミナ、粘土、カオリン、リン酸チタン、雲母、せっこう、白色炭素、珪藻土、ベントナイト、リトポン、ゼオライト、セリサイト、及び水和ハロイサイトなどの無機白色着色剤;並びにアクリル樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子、アミド樹脂粒子、カーボネート樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、尿素−ホルムアルデヒド樹脂粒子、及びメラミン樹脂粒子などの有機白色着色剤が挙げられる。
当業者は、フォームに他の着色添加剤を含ませることにより、他の色も達成できることを認識し得る。着色添加剤の量は、特に限定されず、感圧性接着剤テープが所望の光学的特性を有することができるような量であり得る。
一般に感圧性接着剤層に対する高い接着力のために、PSAフォームの表面は、1つ以上の一般的な表面処理を受けていてもよい。代表的な表面処理としては、コロナ処理、クロメート処理、プラズマ処理、オゾンに対する暴露、火炎に対する暴露、高電圧電気ショックに対する暴露、電離放射線による処理、及び化学的又は物理的手順による他の酸化処理が挙げられる。代替的に又はこれに加えて、表面は、一般に、プライマーを用いたコーティング処理を受けていてもよい。
感圧性接着剤層
いくつかの実施形態では、本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォームは、PSAフォームの第1の主表面を覆う又は該主表面の上に配置された少なくとも1つの感圧性接着剤層を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォームは、PSAフォームの第1の主表面の反対側の、PSAフォームの第2の主表面を覆う又は該主表面の上に配置された第2の感圧性接着剤層を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォームは、PSAフォームの一方又は両方の主表面の上に、1つを超える感圧性接着剤層、又は更には多数の感圧性接着剤層を含む。本明細書に開示した多層感圧性接着剤フォームは、フォームと任意の感圧性接着剤層との間、及び更には様々な感圧性接着剤層の間に配置された補強層、不浸透性層などの他のタイプの材料の層を含んでもよい。
本開示の感圧性接着剤層は、圧力接着剤を含む。感圧性接着剤(PSAs)は、接着剤の区別されるカテゴリー及び熱可塑材の区別されるカテゴリーであり、乾燥(無溶媒)形態で、室温で積極的かつ永久に粘着性である。感圧性接着剤は、指又は手の圧力以外の必要性を有することなく、接触のみで多様な異種の表面に堅く接着する。感圧性接着剤は、紙、セロファン、ガラス、プラスチック、木材及び金属などの材料に対して強力な接着保持力を及ぼすための水、溶媒又は熱による活性化の必要がない。感圧性接着剤はそれらの積極的な粘着性にも係わらず、十分な凝集性及び弾性の性質を有するため、指で取り扱い、残留物を残すことなく滑らかな表面から除去されることができる。PSAsは、これらの材料の弾性率が、室温で10ダイン/cm(10Pa)未満であることを維持する、「ダルキスト(Dahlquist)基準」を使用して定量的に記載することができる。Pocius,A.V.,Adhesion & Adhesives:An Introduction,Hanser Publishers,New York N.Y.,First Edition,1997を参照されたい。
本明細書に開示した感圧性接着剤層に有用な代表的な感圧性接着剤としては、アクリル感圧性接着剤、ゴム感圧性接着剤、ビニルアルキルエーテル感圧性接着剤、シリコーン感圧性接着剤、ポリエステル感圧性接着剤、ポリアミド感圧性接着剤、ウレタン感圧性接着剤、フッ素化感圧性接着剤、エポキシ感圧性接着剤、及び他の既知の感圧性接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、アクリル感圧性接着剤が使用される。異なる感圧性接着剤のそれぞれは、単独で又は組み合わせで使用されてもよい。本明細書で使用される感圧性接着剤のタイプ(形態)は、重要ではなく、その例としては、エマルション感圧性接着剤、溶剤型感圧性接着剤、光重合性感圧性接着剤及びホットメルト感圧性接着剤(即ち、ホットメルト押出感圧性接着剤)が挙げられる。
アクリル感圧性接着剤類は、それぞれがベースポリマー(ベース樹脂)としてアクリルポリマーを含む感圧性接着剤であり得る。特に限定しないが、アクリルポリマーは、必須のモノマー構成成分(主要モノマー構成成分)としての1つ以上のアルキル(メタ)アクリレート類と、必要な場合、アルキル(メタ)アクリレート類と共重合可能な1つ以上のモノマーとを重合(又は共重合)に供することにより調製され得る。代表的な共重合性モノマーとしては、極性基含有モノマー及び多官能性モノマーが挙げられる。重合は、非限定的に、紫外線(UV)重合、溶液重合、又はエマルション重合などの、当技術分野にて既知の又は一般的な任意の技術に従って行うことができる。
本明細書のアクリルポリマーの主要モノマー構成成分として使用されるアルキル(メタ)アクリレート類は、それぞれ直鎖又は分岐鎖アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類であり、その例としては、アルキル部分が1〜20個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート類、例えばメチル(メタ)アクリレート類、エチル(メタ)アクリレート類、プロピル(メタ)アクリレート類、イソプロピル(メタ)アクリレート類、ブチル(メタ)アクリレート類、イソブチル(メタ)アクリレート類、s−ブチル(メタ)アクリレート類、t−ブチル(メタ)アクリレート類、ペンチル(メタ)アクリレート類、イソペンチル(メタ)アクリレート類、ヘキシル(メタ)アクリレート類、ヘプチル(メタ)アクリレート類、オクチル(メタ)アクリレート類、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート類、イソオクチル(メタ)アクリレート類、ノニル(メタ)アクリレート類、イソノニル(メタ)アクリレート類、デシル(メタ)アクリレート類、イソデシル(メタ)アクリレート類、ウンデシル(メタ)アクリレート類、ドデシル(メタ)アクリレート類、トリデシル(メタ)アクリレート類、テトラデシル(メタ)アクリレート類、ペンタデシル(メタ)アクリレート類、ヘキサデシル(メタ)アクリレート類、ヘプタデシル(メタ)アクリレート類、オクタデシル(メタ)アクリレート類、ノナデシル(メタ)アクリレート類、及びエイコシル(メタ)アクリレート類が挙げられる。その中でも、アルキル部分が2〜14個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート類が好ましく、アルキル部分が2〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート類がより好ましい。
アクリルポリマーの主要モノマー構成成分として存在するため、アルキル(メタ)アクリレート類の量は、例えば、いくつかの実施形態では、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて、60重量パーセント以上、別の実施形態では、80重量パーセント以上である。アクリルポリマーは、更に、モノマー構成成分として、極性基含有モノマー及び多官能性モノマーなどの1つ以上の共重合性モノマーを含んでもよい。モノマー構成成分として共重合性モノマーが存在することは、感圧性接着剤が被着体に対する改善された接着強度、及び/又はより高い凝集力を有することを助ける。異なる共重合性モノマーのそれぞれは、単独で又は組み合わせで使用されてもよい。
代表的な極性基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、及びイソクロトン酸などのカルボキシル含有モノマー、並びに無水マレイン酸などのそれらの無水物;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート類、及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート類などのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類を含むヒドロキシル含有モノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド類、N−メチロール(メタ)アクリルアミド類、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド類、及びN−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド類などのアミド含有モノマー;アミノエチル(メタ)アクリレート類、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート類、及びt−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート類などのアミノ含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート類及びメチルグリシジル(メタ)アクリレート類などのグリシジル含有モノマー;アクリロニトリル及びメタクリロニトリルなどのシアノ含有モノマー;N−ビニル−2−ピロリドン、(メタ)アクリロイルモルホリン類、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、及びN−ビニルオキサゾールなどの複素環含有ビニルモノマー;メトキシエチル(メタ)アクリレート類及びエトキシエチル(メタ)アクリレート類などのアルコキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー;ビニルスルホン酸ナトリウムなどのスルホ含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのホスフェート含有モノマー;シクロヘキシルマレイミド及びイソプロピルマレイニドなどのイミド含有モノマー;並びに2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート含有モノマーが挙げられる。これらの極性基含有モノマーの中でも、アクリル酸及び他のカルボキシル含有モノマー、及びそれらの無水物が好ましい。極性基含有モノマーの量は、典型的には、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて、30重量パーセント以下(例えば、0.1〜30重量パーセント)、好ましくは0.1〜15重量パーセントである。極性基含有モノマーは、30重量パーセントを超える量で使用された場合、アクリル感圧性接着剤が過剰に高い凝集力を有することにより、不十分な粘着性を示すこととなり得る。極性基含有モノマーは、過剰に少ない量(例えば、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて、1重量パーセント未満)で使用された場合、アクリル感圧性接着剤が十分な凝集力及び高い剪断力を有することを、充分に補助できない可能性がある。
多官能性モノマーの例としては、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート類、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート類、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート類、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート類、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート類、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート類、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート類、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート類、トリメチロイプロパン(trimethyloipropane)トリ(メタ)アクリレート類、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート類、アリル(メタ)アクリレート類、ビニル(メタ)アクリレート類、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、及びウレタンアクリレート類が挙げられる。多官能性モノマーの量は、典型的には、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて、2重量パーセント以下(例えば、0.01〜2重量パーセント)、好ましくは0.02〜1重量パーセントである。多官能性モノマーは、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて2重量パーセントを超える量で使用された場合、アクリル感圧性接着剤が過剰に高い凝集力を有することにより、不十分な粘着性をもたらすこととなり得る。多官能性モノマーは、過剰に少ない量(例えば、アクリルポリマーを構成するモノマー構成成分の総量に基づいて、0.01重量パーセント未満)で使用された場合、アクリル感圧性接着剤が十分な凝集力を有することを充分に補助しない可能性がある。
極性基含有モノマー及び多官能性モノマーに加えて、本明細書で有用な代表的な共重合性モノマーは、更に、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;スチレン及びビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;エチレン、ブタジエン、イソプレン及びイソブチレンなどのオレフィン類又はジエン類;ビニルアルキルエーテル類などのビニルエーテル類;並びに塩化ビニルを含む。代表的な共重合性モノマーとしては、更に、シクロペンチル(メタ)アクリレート類、シクロヘキシル(メタ)アクリレート類及びイソボルニル(メタ)アクリレート類などの、それぞれ脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレート類が挙げられる。
感圧性接着剤層は、意図する使用に応じて、好適な添加剤を含んでもよい。本明細書で有用な代表的な添加剤としては、粘着付与剤(例えば、ロジンエステル類、テルペン類、フェノール類、及び脂肪族、芳香族、又は脂肪族及び芳香族の混合物の合成炭化水素樹脂)、架橋剤(例えば、ポリイソシアネート化合物、シリコーン化合物、エポキシ化合物、及びアルキル−エーテル化メラミン化合物)、界面活性剤、可塑剤(物理的発泡剤以外の)、成核剤(例えば、タルク、シリカ、又はTiO)、充填剤(例えば、無機充填剤及び有機充填剤)、繊維、老化防止剤、抗酸化剤、紫外線−吸収剤、帯電防止剤、潤滑剤、色素、染料、補強剤、疎水性又は親水性シリカ、炭酸カルシウム、強化剤、難燃剤、微細に粉砕された高分子粒子(例えば、ポリエステル、ナイロン、又はポリプロピレン)、安定剤(例えば、UV安定剤)、着色剤(例えば、カーボンブラックなどの染料スタッフ及び色素)、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。そのような添加剤は、感圧性接着剤のタイプに従って適宜選択され得る。
感圧性接着剤層の形成のための樹脂組成物(感圧性接着剤組成物)は、ベースポリマー、添加剤、及び他の構成成分を既知の技術に従って混合することにより調製されてもよく、それらの添加剤及び他の構成成分は、意図する使用に従って組み込まれ得る。
限定するものではないが、感圧性接着剤層は、例えば、感圧性接着剤組成物を剥離ライナー又はベース材料などの好適な支持体(キャリア)に適用して層を形成することにより形成されてもよい。必要な場合、加熱及び/又は乾燥などの任意の他のプロセスを行ってもよい。
感圧性接着剤層の少なくとも1つの全厚(PSAフォームの片面又は両面の上に、又は該片面又は両面の上方に配置された感圧性接着剤層の全厚)は、一般に約5〜約200μmであり、いくつかの実施形態では10〜170μm、別の実施形態では20〜150μm、別の実施形態では25〜100μmであるが、感圧性接着剤層のタイプに応じて変動してもよく、多層感圧性接着剤フォームの全厚が0.6mmを超えず、またいくつかの実施形態では0.51mmを超えない限り重要ではない。フォームの両面の上に、又は該両面の上方に配置された感圧性接着剤層のそれぞれの厚さは、互いに同一又は異なってもよい。重要ではないが、1つの感圧性接着剤層の厚さは、一般に、5〜100μm、いくつかの実施形態では15〜75μm、別の実施形態では20〜65μmである。感圧性接着剤層のそれぞれは、独立して単層構造又は多層構造を有してもよい。
バッキング層
本明細書に開示した感圧性接着剤フォームテープは、いくつかの実施形態では、少なくとも1つのバッキング層も含む。バッキング層は、PSAフォーム及び/又は感圧性接着剤層(1つ又は複数)の主表面の1つに沿って配置されてもよい。バッキング層は、紙、プラスチックフィルム、布又は金属箔などの任意の好適なバッキング材料から構成されてもよい。いくつかの実施形態では、バッキング層に好適な材料としては、例えば、平坦又は滑らかな紙及びクレープ紙などの織地状表面の紙の両方を含む紙、天然又は合成ポリマーフィルム、天然及び/又は合成繊維、並びにこれらの組み合わせで製造される不織布、織布強化ポリマーフィルム、繊維又は糸強化ポリマーフィルム又は不織布、並びに複数層積層構造が挙げられる。
本明細書に開示した感圧性接着剤フォームテープは、取り外し可能な剥離ライナーを有してもよく、該ライナーは、単層又は多層感圧性接着剤フォームを、それらと共に使用されたライナーが取り外されるまで保護する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示した感圧性接着剤フォームテープは、該感圧性接着剤フォームテープが作製された用途に応じて、追加の接着剤、プライマー、離型容易性(easy release)材料、フィラメント、印刷物などの層を有する。
用途
用途は、非平坦表面などの不規則なトポグラフィーを有する表面に対する結合が必要な様々な用途、並びに衝撃減衰及び/又は振動減衰が重要な性能基準である用途を含む。例えば、本明細書に開示した図2は、本開示に従って作製した感圧性接着剤フォームテープに関する引張伸び及び引張耐落下衝撃性データを示す。いくつかの用途としては、移動携帯デバイス上のレンズ結合、電子機器結合、快適マスキングテープ用途、自動車ダッシュトリム結合、ソーラーパネル結合、窓装着及び密封、箱密封用途、パーソナルケア製品、ガスケット材料、保護カバー、ラベル、滑り止め製品、絶縁製品、及び引裂強度が低下された製品(即ち、包帯、医療用テープなど)が挙げられるが、これらに限定されない。加えて、高い伸び特性を所有する感圧性接着剤フォームは、フォームを引っ張り及び伸張させることにより、該フォームを基材からより容易に除去できるようにする伸長離型(stretch-release)特性を呈し得る。この能力により、フォームが複雑な基材に不正確に適用された場合、該フォームのきれいな、かつ容易な除去が可能となる。この再加工性の態様は、移動携帯デバイスのディスプレイ画面、及びより大きいLCDディスプレイを含む用途における、それらのフォームの価値を高める。
本開示にて想定される物品は、これらの任意の用途タイプに有用な任意の物品を含む。
以下は、様々な非限定的な代表的実施形態と、実施形態の組み合わせである。
実施形態1.スチレンブロックコポリマー及びアクリルコポリマーの非シンタクチックフォームブレンドを含むフォームを含む感圧性接着剤フォームであって、600%を超える伸びを有し、非シンタクチックフォームブレンドがホットメルト形成フォームである、感圧性接着剤フォーム。
実施形態2.更に、0.51mm(25mils)未満の全厚を含む、実施形態1に記載の感圧性接着剤フォーム。
実施形態3.非シンタクチックフォームブレンドが0.6g/cmを超える密度を有する、実施形態1又は2に記載の感圧性接着剤フォーム。
実施形態4.非シンタクチックフォームブレンドが0.7g/cmを超える密度を有する、実施形態1又は2に記載の感圧性接着剤フォーム。
実施形態5.フォームが、意図的に、ハロゲン化合物を実質的に含まない無ハロゲンフォームである、実施形態1〜4のいずれか1つに記載の感圧性接着剤フォーム。
実施形態6.フォームが更に着色添加剤を含む、実施形態1〜5のいずれか1つに記載の感圧性接着剤フォーム。
実施形態7.実施形態1〜6のいずれか1つに記載の感圧性接着剤フォームを含み、更にフォームの第1の主表面の上に少なくとも1つの感圧性接着剤層を含む、多層感圧性接着剤フォーム。
実施形態8.更に、フォームの第1の主表面の反対側の、フォームの第2の主表面の上に第2の感圧性接着剤層を含む、実施形態7に記載の多層感圧性接着剤フォーム。
実施形態9.実施形態1〜8のいずれか1つに記載の感圧性接着剤フォーム又は多層感圧性接着剤フォームを含み、更にバッキング層を含む、感圧性接着剤フォームテープ。
実施形態10.各感圧性接着剤層が、独立して、アクリルコポリマー、スチレンブロックコポリマー、及びこれらのブレンドの少なくとも1つを含む感圧性接着剤から選択される、実施形態7又は8による多層感圧性接着剤フォーム、又は実施形態9による感圧性接着剤フォームテープ。
実施形態11.感圧性接着剤が更に粘着付与剤を含む、実施形態10による多層感圧性接着剤フォーム又は感圧性接着剤フォームテープ。
実施形態12.感圧性接着剤層の少なくとも1つが更に着色添加剤を含む、実施形態7、8、10又は11による多層感圧性接着剤フォーム、又は請求項9による感圧性接着剤フォームテープ。
実施形態13.着色添加剤が黒色着色添加剤である、実施形態6の感圧性接着剤フォーム、又は請求項12による多層感圧性接着剤フォーム又は感圧性接着剤フォームテープ。
実施形態14.実施形態1〜13のいずれかの感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、又は感圧性接着剤フォームテープを含む物品。
以上、本開示の典型的な実施形態について説明してきたが、以下の実施例によって以下に更に例示すが、実施例は、本開示の範囲に限定を課すものと決して解釈すべきではない。それとは逆に、本明細書中の説明を読むことによって、本開示の趣旨及び/又は添付の請求項の範囲を逸脱することなく当業者に示唆され得る様々な他の実施形態、修正、及びそれらの等価物が考えられることは明確に理解されるはずである。
以下の実施例は、本開示の範囲内の例示の実施形態を示すことを目的とする。更に、本開示の広範囲で示す数値的範囲及びパラメーターは、近似値であるにも関わらず、具体的な実施例に記載される数値は可能な限り正確に報告する。しかしながら、いずれの数値も、それらのそれぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本来有している。少なくとも特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメーターは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、通常の四捨五入を適用することによって解釈されなければならない。
使用材料
以下の専門用語、略語、及び商標名を実施例で使用する。
Figure 2018095884
試験方法
圧縮落下試験
圧縮ガスを使用してPMMAパネルを噴霧清浄した後、窓フィルム、CR90を、ゴムローラーを使用して手により、30.5×12.7×0.95cm(2×5×0.38インチ)及び重量33グラムの該PMMAパネルに積層した。プラスチックハンドアプリケーターを使用して、捕捉された任意の気泡を除去した。窓フィルムは、PMMAパネルと同一の寸法を有し、重量0.5グラムであった。PMMAパネルの上のハードコート層として機能した窓フィルムの表面をイソプロパノールで2回洗浄した。携帯ゴニオメータを使用して、清浄した窓フィルムの表面エネルギーを測定し、およそ36〜37ダイン/cmであると見出した。2mm×51mmの接着剤フォームの2個のストリップを、フォームストリップがアルミニウムパネルの幅を横切って長さ方向に配置され、パネルの末端部から各24.4mm(0.96インチ)であるように、5.1×10.2×0.79cm(2×4×0.312インチ)、重量122グラムのアルミニウムパネルに適用した。次に、アルミニウムパネルをPMMAパネルの窓フィルム表面の上に、アルミニウムパネルが窓フィルムの中心に置かれるように配置し、フォームストリップがアルミニウムパネルを窓フィルムの表面に結合した。9kg(20lb.)重しを、結合した物品(アルミニウムパネルが底部)の頂部に2分間配置した後、除去し、その後、結合物品を23℃及び50%相対湿度(RH)にて18時間滞留させた。次いで、結合物品を落下試験機(DT 202、America,New York,NYのShinyei Corporationから入手可能)を使用して、耐落下衝撃性に関して圧縮モードで評価し、結合物品は底部にPMMA基材を有する水平配向であった。結合物品を厚さ9.5cmのセメントタイル上に200cm落下させた。3つのサンプルを試験し、破壊に至ったそれぞれの落下回数を記録し、破壊に至った落下の平均回数を報告した。加えて、破壊モードを記録した。飛び出し(pop-off)(即ち、ハードコート/窓フィルムからフォームストリップが剥離した)の場合はPO、又はフォーム割れ(即ち、フォームが割れた)の場合はFS。
引張落下試験−室温コンディショニング
5.1×10.2×0.30cm(2×4×0.118インチ)及び重量17.6グラムのACRYLITE ARIIのパネルを、イソプロパノールで3回洗浄した。携帯ゴニオメータを使用して、洗浄した表面の表面エネルギーを測定し、およそ39〜40ダイン/cmであると見出した。2mm×51mmの接着剤フォームの2つのストリップを、図1に示すように、重量143グラムを有する特注のアルミニウム試験材料固定具の下面空洞の幅を横切って長さ方向に、空洞の末端壁から11.5mmであるように適用した。ARIIパネルを空洞内の中心に、接着剤フォームストリップと接触させて置いた。次いで、結合した物品を空洞が上方を向くように配置し、4kg(8.8lb.)重しをARIIパネルの露出表面の上に15秒間配置した後、重しを除去し、結合物品を23℃及び50% RHにて24時間滞留させた。次いで、結合物品を落下試験機(DT 202、America,New York,NYのShinyei Corporationから入手可能)を使用して、耐落下衝撃性に関して引張モードで評価し、結合物品はARII基材が下方に向いた水平配向であった。結合物品を厚さ1.2cmの鋼板上に70cm落下させた。3つのサンプルを試験し、破壊に至ったそれぞれの落下回数を記録し、破壊に至った落下の平均回数を報告した。加えて、破壊モードを記録した。飛び出し(即ち、ARIIパネルからフォームストリップが剥離した)の場合はPO、又はフォーム割れ(即ち、フォームが割れた)の場合はFS。
引張落下試験−高温コンディショニング
「引張落下試験−室温コンディショニング」に記載したものと同一の手順を用いたが、以下の変更を有した。耐落下衝撃性を評価する前に、結合物品を65℃及び80% RHにて18時間滞留させた後、23℃及び50% RHにて1時間滞留させた。
感圧性接着剤フォームテープサンプルの調製
注記した場合を除いて、手持ちゴムローラーを使用して感圧性接着剤フォームをHPPET上に積層することにより、剥離試験用の感圧性接着剤フォームテープのサンプルを調製した。得られた感圧性接着剤フォームテープを、剥離接着力に関して評価する前に、23℃及び50% RHにて少なくとも18時間コンディショニングした。
ポリプロピレン(PP)に対する90°角度の剥離接着強度(室温)
幅12.5mm(0.5インチ)の感圧性接着剤フォームテープのストリップを、2.0kg(4.5lb)ゴムローラーを使用して、厚さ0.95mm(0.38in.)を有するポリプロピレン(PP)パネル上に積層して結合物品を与えた。23℃及び50% RHでの24時間の滞留時間後、ASTM Designation D3330/D330M−04の試験方法に従って、Model 3M90 Slip/Peel Tester(Instrumentors,Inc.,Strongville,OHにより製造)を使用して、30.5cm/分(12in./分)で90°角度の剥離試験を行い、データを収集し、10秒間に亘って平均した。観察された破壊モードは、全サンプルに関して、きれいな剥離(CP)であった。
PPに対する90°角度の剥離接着強度(高温)
「PPに対する90°角度の剥離接着強度(室温)」に記載したものと同一の手順を使用したが、以下の変更を有した。23℃で24時間滞留させる代わりに、剥離接着力を評価する前に、結合物品を強制空気炉内にて70℃で7日間寝かせた。
ステンレス鋼(SS)に対する90°角度の剥離接着強度(室温)
「PPに対する90°角度の剥離接着強度(室温)」に記載したものと同一の手順を使用したが、以下の変更を有した。厚さ0.13mm(0.005in.)の陽極酸化アルミニウム箔をHP PETに代わって使用した。破壊モードを以下の記号を使用して書きとめ、記録した:FS:フォーム割れ;CP:きれいな剥離;AL:膜(skin)接着剤と陽極酸化アルミニウムバッキングとの間の界面接着破壊。
SSに対する90°角度の剥離接着強度(高温)
「SSに対する90°角度の剥離接着強度(室温)」に記載したものと同一の手順を使用したが、以下の変更を有した。23℃で24時間滞留させる代わりに、剥離接着力を評価する前に、結合物品を強制空気炉内にて70℃で7日間寝かせた。
引張強度及び破断点伸び
ASTM Designation D412−06a,Test Method Aに従って、2.27kg(5lb)ロードセルを備えた引張試験機を使用して、Die A亜鈴型サンプルを用いて、破断点伸びと最終的な引張強度とを測定した。掴み具分離速度は、50.8cm/分(20in/分)であった。3つのサンプルを試験し、平均値を報告した。
アクリルコポリマー1の調製
VA−24の2つのシートを、液体形成、充填及び密封機械上で、側方縁部及び底部上で熱溶着して矩形パウチを形成した。パウチを100部の総モノマー当たり(「phr」)94部の2EHA、6部のAA、0.15部のI−651、0.4phrのI−1076、及び0.006phrのHDDAを有する感圧性接着剤前駆体組成物で充填した。次いで、充填されたパッケージを上部で横断方向にモノマー全体にわたって熱溶着して、27グラム(g)の組成物の入った13.4cm×4.3cmで厚さ約0.4cmのパウチを形成した。次いで、パウチを、約16℃〜32℃(61°F〜90°F)に維持された水浴に入れ、紫外線(300〜400ナノメートル(nm)でそれらの放射の約90%を有し、351nmにピーク放射を有するランプにより供給)に強度4.55mW/cmで21分間、暴露した。
フォーム1の調製
それぞれスクリューの長さの1/12に対応する12ゾーンを有し、長さ対直径の比が36:1である、直径30mmの共回転二軸スクリューを、以下の温度プロファイルを用いて300rpmで作動させた。ゾーン1、2:400°F(204℃);ゾーン3〜4:350°F(177℃);ゾーン5〜12:325°F(163℃)。2つの異なるスチレン系ブロックポリマー(D1161及びD1340)を重量式フィーダーにより28g/分(3.7lb/hr)の速度で2軸押出機のゾーン1内に供給した。REM黒色を定量フィーダーにより0.9g/分の速度でゾーン1内に供給した。TALCRONも定量フィーダーにより0.76g/分の速度でゾーン1内に供給した。I−1726をホットメルト供給ユニットにより0.5g/分の速度でゾーン2内に供給した。アクリルコポリマー1のパウチを2インチ(5.1cm)の単一包装機内に供給し、単一包装機は、パウチを噛み砕き、それらを18.9g/分(2.5lb/hr)の速度で2軸押出機のゾーン4内に供給した。F85を、300°F(149℃)に設定したホットメルト供給ユニットから18.9g/分の速度で押出機のゾーン6内に供給した。窒素及び酸素(70:30/w:w)の予混合したガスブレンドを含む物理的発泡剤を、圧力調節器を使用して350psi(2.4MPa)でゾーン8内に注入した。メルト混合物を押出機から、300°F(149℃)に設定し、2.92cc/回転のスループット速度を有するポリマーメルトポンプ内に通過させ、加熱した(149℃)ネック管を通して300°F(149℃)に設定した回転ロッドダイ内に通過させ、そこから該メルト混合物がシリコーン被覆され、ポリエステル剥離ライナー上に堆積された。メルト混合物がダイを退出するとき、メルト混合物中の物理的発泡剤が膨張して、発泡物品を提供した。得られた発泡物品の厚さ及び密度を、表2に提供する。
フォーム2及びフォーム3の調製
フォーム2及びフォーム3を、以下の変更と共に、フォーム1に記載されたように調製した。材料の量を表1に示したように変更し、I−1726に代わってI−1076を使用した。得られた発泡物品の厚さ及び密度を、表2に提供する。
フォーム4の調製
フォームム4を、以下の変更と共に、フォーム1に記載されたように調製した。D1340は省略した。D1161の供給速度を6.8g/分(7.5lb/hr)に増大させた。加えて、F85に代わってWT Plusを使用し、30.3g/分の速度で添加した。表2に示す厚さ及び密度を有する発泡物品が得られた。次いで、発泡物品を、その露出されたフォーム表面側上で、加速電圧220kボルト及び線量6MRadの電子ビーム放射により照射して、感圧性接着剤フォームを提供した。
フォーム5の調製
フォームム5を、以下の変更と共に、フォーム4に記載されたように調製した。材料の量を表1に示したように変更し、WT Plusを速度37.8g/分で加えた。表2に示す厚さ及び密度を有する発泡物品が得られた。次いで、発泡物品を、加速電圧220kボルト及び線量6MRadの電子ビーム放射により照射して、感圧性接着剤フォームを提供した。
Figure 2018095884
(実施例1)
3M−9458接着剤フィルムを、ゴムローラーを使用して、手によりフォーム1の両面の上に積層して多層フォーム物品を与えた。片面から剥離ライナーを除去した後、多層感圧性接着剤フォーム物品を、その露出された表面側上で、加速電圧220kボルト及び線量6MRadの電子ビーム放射により照射して、全厚0.15mm(0.006インチ)の多層感圧性接着剤フォームを与えた。得られた多層感圧性接着剤フォーム物品を、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
(実施例2)
多層感圧性接着剤フォーム物品を、以下の変更と共に、実施例1に記載されたように調製した。フォーム1に代わってフォーム2を使用し、得られた多層感圧性接着剤フォーム物品を加速電圧300kボルト及び線量8.5MRadの電子ビーム放射により照射して、全厚0.20mm(0.008インチ)の多層感圧性接着剤フォーム物品を与えた。得られた多層感圧性接着剤フォーム物品を、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
(実施例3)
多層感圧性接着剤フォームを、以下の変更と共に、実施例2に記載されたように調製した。フォーム2に代わってフォーム3を使用して、全厚0.30mm(0.012インチ)の多層感圧性接着剤フォーム物品を与えた。得られた多層感圧性接着剤フォーム物品を、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
(実施例4)
上述したように調製したフォーム4を、更に変更することなく使用した。得られた感圧性接着剤フォームを、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
(実施例5)
上述したように調製したフォーム5を、更に変更することなく使用した。得られた感圧性接着剤フォームを、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
比較例1
PEフォーム1を比較例1として使用した。PEフォーム1を耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
比較例2
PEフォーム2を比較例2として使用した。PEフォーム2を耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
比較例3
シンタクチックフォームテープを比較例3として使用した。このシンタクチックフォームテープを、耐落下衝撃性、剥離接着力、及び引張特性に関して評価した。結果を表2に示す。
表2及び図2から明らかなように、より高い引張伸び特性が、一般に、より高い耐落下衝撃性と相関した。
Figure 2018095884
ND:測定せず。
本明細書は、特定の例示的実施形態に関して詳細を述べているが、当業者は、上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び均等物を容易に想起することができるであろう。したがって、本開示は本明細書で前述の例示の実施形態に不当に限定されるべきではないと理解すべきである。更に、本明細書にて参照される全ての出版物、公開特許出願、及び発行された特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示したかのごとく、それらの全体が同じ範囲で、参照により本明細書に援用される。様々な例示的実施形態が上述されている。これらの及び他の実施形態は、開示される実施形態の以下の一覧の範囲に含まれる。

Claims (14)

  1. スチレンブロックコポリマー及びアクリルコポリマーの非シンタクチックフォームブレンドを含むフォームを含む感圧性接着剤フォームであって、600%を超える伸びを有し、前記非シンタクチックフォームブレンドがホットメルト形成フォームである、感圧性接着剤フォーム。
  2. 更に、0.51mm(25mils)未満の全厚を含む、請求項1に記載の感圧性接着剤フォーム。
  3. 前記非シンタクチックフォームブレンドが0.6g/cmを超える密度を有する、請求項1又は2に記載の感圧性接着剤フォーム。
  4. 前記非シンタクチックフォームブレンドが、0.7g/cmを超える密度を有する、請求項1又は2に記載の感圧性接着剤フォーム。
  5. 前記フォームが、意図的に、ハロゲン化合物を実質的に含まない無ハロゲンフォームである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の感圧性接着剤フォーム。
  6. 前記フォームが、更に着色添加剤を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感圧性接着剤フォーム。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の感圧性接着剤フォームを含み、更に前記フォームの第1の主表面の上に少なくとも1つの感圧性接着剤層を含む、多層感圧性接着剤フォーム。
  8. 前記フォームの前記第1の主表面の反対側の、前記フォームの第2の主表面の上に第2の感圧性接着剤層を更に含む、請求項7に記載の多層感圧性接着剤フォーム。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の感圧性接着剤フォーム又は多層感圧性接着剤フォームを含み、更にバッキング層を含む、感圧性接着剤フォームテープ。
  10. 各感圧性接着剤層が、独立して、アクリルコポリマー、スチレンブロックコポリマー、及びこれらのブレンドの少なくとも1つを含む感圧性接着剤から選択される、請求項7又は8に記載の多層感圧性接着剤フォーム、又は請求項9に記載の感圧性接着剤フォームテープ。
  11. 前記感圧性接着剤が更に粘着付与剤を含む、請求項10に記載の多層感圧性接着剤フォーム又は感圧性接着剤フォームテープ。
  12. 前記感圧性接着剤層の少なくとも1つが更に着色添加剤を含む、請求項7、8、10又は11に記載の多層感圧性接着剤フォーム。
  13. 前記着色添加剤が黒色着色添加剤である、請求項6に記載の感圧性接着剤フォーム又は請求項12に記載の多層感圧性接着剤フォーム若しくは感圧性接着剤フォームテープ。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の感圧性接着剤フォーム、多層感圧性接着剤フォーム、又は感圧性接着剤フォームテープを含む物品。
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