JP2018504469A - シロップポリマー組成物及び同組成物からの接着剤 - Google Patents
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Abstract
アクリル系シロップポリマー組成物が提供され、それは、(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して低分子量の溶質(メタ)アクリル系コポリマー及び溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造すること、この連鎖移動剤をクエンチすること、第1のシロップポリマー組成物を更に重合して、低分子量の溶質アクリル系コポリマー、高分子量の溶質アクリル系コポリマー、及び任意選択の未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造すること、任意選択で、架橋剤及び光開始剤を加えること、並びにシロップポリマー組成物を更に光重合して感圧接着剤を製造することによって提供される。【選択図】なし
Description
[背景]
感圧テープは、家庭及び職場の実質上至る所に存在する。その最も簡単な構成において、感圧テープは、接着剤及び裏材を備え、全体的な構造は、使用温度において粘着性があり、固着を形成するための適度な圧力のみで、各種の基材に接着する。この様式で、感圧テープは、完全で自己完結的な固着システムを構成する。
感圧テープは、家庭及び職場の実質上至る所に存在する。その最も簡単な構成において、感圧テープは、接着剤及び裏材を備え、全体的な構造は、使用温度において粘着性があり、固着を形成するための適度な圧力のみで、各種の基材に接着する。この様式で、感圧テープは、完全で自己完結的な固着システムを構成する。
感圧テープ協議会によると、接着剤は、以下の特性を有することが知られている:(1)指圧以下での接着性、(2)被着体上への十分な保持力、及び(3)被着体からきれいに除去されるのに十分な凝集力。接着剤として良好に機能することが分かっている材料としては、必須の粘弾性特性を示し、粘着性、剥離接着性及び剪断保持力の所望のバランスをもたらすように設計及び配合されたポリマーが挙げられる。
これらの要件は、一般に、A.V.Pocius in Adhesion and Adhesives Technology:An Introduction,2ndEd.,Hanser Gardner Publication,Cincinnati,OH,2002に述べられているように、粘着性、接着性(剥離強度)及び凝集性(剪断保持力)を個々に測定するように設計されている試験手段により評価される。これらの測定値が一緒になって、接着剤を特徴付ける上で用いられることが多い特性のバランスを構成する。
アクリル系接着剤は、良好な性能を提供することが知られているが、凝集力の向上のために分子量を増加させる努力がなされている。しかしながら、分子量の増加によって、接着剤の粘着性は減少する。
[概要]
本開示は、アクリル系接着剤組成物を製造する新規な方法を提供し、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオールをアミンでクエンチするステップと、
c)高Mwコポリマーを提供して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップを提供するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)又はd)のシロップポリマー組成物を光重合するステップと、を含む。
本開示は、アクリル系接着剤組成物を製造する新規な方法を提供し、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオールをアミンでクエンチするステップと、
c)高Mwコポリマーを提供して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップを提供するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)又はd)のシロップポリマー組成物を光重合するステップと、を含む。
いくつかの実施形態では、高Mwコポリマーは、連鎖移動剤をクエンチした後に、別個で調製されて第1のシロップコポリマーと合わされる。
他の実施形態では、高Mwコポリマーは、連鎖移動剤をクエンチした後に、シロップの更なる重合によってin situで生成される。そのような実施形態では、この方法は、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低分子量の溶質(メタ)アクリル系コポリマー及び溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)この連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)第1のシロップポリマー組成物を更に重合して、低分子量の溶質アクリル系コポリマー、高分子量の溶質アクリル系コポリマー及び任意選択の未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤を加えるステップと、
e)ステップd)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップと、を含む。
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低分子量の溶質(メタ)アクリル系コポリマー及び溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)この連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)第1のシロップポリマー組成物を更に重合して、低分子量の溶質アクリル系コポリマー、高分子量の溶質アクリル系コポリマー及び任意選択の未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤を加えるステップと、
e)ステップd)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップと、を含む。
本開示はまた、本明細書に記載される架橋性組成物(例えばシロップ組成物)から調製される感圧接着剤、並びに例えばそのような接着剤のコーティングを備える感圧接着剤物品も提供する。本開示の感圧接着剤、すなわち架橋組成物は、粘着性、剥離接着性及び剪断保持力の所望のバランスを提供し、更にダルキスト基準に準拠しており、すなわち、適用温度、典型的には室温での接着剤の弾性率は、1Hzの周波数で3×106dynes/cm未満である。
比較的狭い分子分布のポリマーが、一定の、より良好な性能の適用を有することが広く知られているが、多分散性が広いと、それらが接着性と凝集性との良好なバランスを有するため、加工しやすさ及び適用しやすさにとって有益である。低分子量のポリマーは、ベースのポリマーと類似の組成及びガラス転移温度を有するため、相溶性は問題ではない。更に、接着剤マトリックスから移行する傾向は、ポリマーの濃度及び分子量が一定の閾値に保たれている限り、生じにくい。接着剤中に低分子量物が存在すると、優れた伸展性が付与され、粗くて多孔質で曲線で結合困難な基材へ結合するのに特に有用である。そのようなPSA系は、厳しいエージング条件下であっても安定となり得る。
本出願では、「プレ接着剤」は、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー、モノマー混合物及び架橋剤を含むシロップポリマー組成物を指す。プレ接着剤は、更に重合されて感圧接着剤が形成され得る。プレ接着剤は、ステップa)〜e)のうちの任意のシロップポリマー組成物を指すことができる。普通、ステップd)のプレ接着剤は、好適な基材にコーティングされ、更に硬化されて、その表面上に基材及び硬化接着剤層を備える接着剤物品が製造される。
「シロップ組成物」は、1種以上の溶媒モノマー中の溶質コポリマーの溶液を指し、この組成物は、粘度が22℃にて500〜20,000cPsである。
本明細書では、「(メタ)アクリロイル」には、(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリルアミドが含まれる。
本明細書では、「(メタ)アクリル系」は、メタクリル系とアクリル系との双方を含む。
本明細書では、「(メタ)アクリレート」は、メタクリレートとアクリレートとの双方を含む。
本明細書では、「アルキル」は、直鎖、分岐状及び環状アルキル基を含み、非置換と置換との双方のアルキル基を含む。別段の指示がない限り、アルキル基は、典型的には1〜20個の炭素原子を含有する。本明細書で使用するとき、「アルキル」の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、イソブチル、t−ブチル、イソプロピル、n−オクチル、2−オクチル、n−ヘプチル、エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、アダマンチル及びノルボルニル、並びにこれらに類するものが挙げられるが、これらに限定されない。別段の注記がない限り、アルキル基は、一価であっても多価であってもよい。
(メタ)アクリルモノマー混合物は、少なくとも1つの(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含み、更には、記載されているように、酸官能性モノマー、非酸官能性極性モノマー及び他のモノマーを含む。いくつかの実施形態では、モノマー混合物は、共重合されたときに、光重合のステップにおいて使用され得るペンダント光開始基を有するコポリマーを生成する、光開始基を有する重合性モノマーを含む。
別の実施形態では、ステップa)から得られた溶質コポリマーは、光開始基で官能化されて、光重合のステップにおいて使用され得るペンダント光開始基を有するコポリマーを生成する。
別の実施形態では、(メタ)アクリルモノマー混合物は、加水分解されて酸基を生成し得るペンダントt−ブチル基を有するコポリマーを生成するために、t−ブチルアクリレートモノマーを含む。
クエンチするステップにおいて、チオール連鎖移動剤は、いくつかの手段によってクエンチされてもよく、一般には、第三級アミンの添加によって、又はモノマー混合物への、アミン官能性モノマーの組み入れ、例えばジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの組み入れによって、クエンチされてもよい。
[詳細な説明]
本開示は、(メタ)アクリレート接着剤を作製する方法を提供し、この方法は、(メタ)アクリレートモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低分子量の溶質コポリマーを有するシロップポリマー組成物を提供することを含む。この連鎖移動剤は、クエンチされ、第1のシロップ組成物は再び重合されて、高分子量の溶質コポリマーを有する第2のシロップポリマー組成物を提供する。第2のシロップポリマー組成物には架橋剤が提供され、更に重合されて接着剤組成物を提供する。一般に、低Mwコポリマーは3,000〜300,000のMwを有し、高Mwコポリマーは300,000〜3,000,000のMwを有する。
本開示は、(メタ)アクリレート接着剤を作製する方法を提供し、この方法は、(メタ)アクリレートモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低分子量の溶質コポリマーを有するシロップポリマー組成物を提供することを含む。この連鎖移動剤は、クエンチされ、第1のシロップ組成物は再び重合されて、高分子量の溶質コポリマーを有する第2のシロップポリマー組成物を提供する。第2のシロップポリマー組成物には架橋剤が提供され、更に重合されて接着剤組成物を提供する。一般に、低Mwコポリマーは3,000〜300,000のMwを有し、高Mwコポリマーは300,000〜3,000,000のMwを有する。
シロップ重合法が、初期のフリーラジカル重合において、「デッドポリマー」、すなわち、重合された、フリーラジカル重合性ではないポリマーを製造することが理解されよう。シロップ法は、溶媒又は溶液重合法を上回る利点、すなわちシロップ法が高分子量を(連鎖移動剤の不存在下で)生じさせるという利点をもたらす。重合の第2のステップの、より高いこうした分子量は、鎖の絡み合いの量を増加させ、そのため凝集力を高める。その後、溶媒モノマーは、存在する溶質コポリマーへフリーラジカル重合しない。しかしながら、シロップコポリマーが光開始基又は重合性基で更に官能化される場合、得られた官能化コポリマーは、重合反応に更に加わることができる。
シロップ重合はデッドポリマーを産生するため、この方法は、ステップa)において、明確に異なる低Mwコポリマーを、ステップc)において、高Mwコポリマーを、かつステップe)において、第3の架橋コポリマーを製造する。最後の光重合の前に加えられる架橋剤のタイプに応じて、高及び/又は低Mwコポリマーもまた、最後の重合において架橋され得る。
一実施形態では、接着剤組成物は、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップとによって調製され得る。
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップとによって調製され得る。
上記の方法による生成物は、高及び低Mwコポリマーと、最後の重合のステップにおいて製造される第3の架橋コポリマーとの混合物となる。マルチアクリレート架橋剤が使用される場合、第3のポリマーのみが架橋され得る。ハロトリアジン又は水素引き抜き型架橋剤が使用される場合、そうであれば、高Mwコポリマー及び/又は低Mwコポリマーが、同様に架橋され得る。一般に、シロップポリマーは、最後の光重合のステップの前に、好適な基材にコーティングされる。
連鎖移動のステップがa)において加えられて低Mw溶質ポリマーを製造するため、その後のアミンの添加による重合のステップの前に、残りの連鎖移動剤をクエンチすることが必要であり、これが、チオールの、未反応アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒する。この連鎖移動剤をクエンチすると、高Mwコポリマーの調製が可能になる。アミンは、溶媒モノマー及び溶質コポリマー中の酸(例えばアクリル系の酸)のモル等価を超える量で使用される。
初期のモノマー混合物は、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の、酸官能性モノマーを含む極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の、酸官能性モノマーを含む極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
酸官能性モノマーは極性モノマーとは別に考慮され説明されて占められることが多いため、初期のモノマー混合物は、一般に、
c)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
d)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
e)0〜50重量部の非酸官能性極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
c)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
d)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
e)0〜50重量部の非酸官能性極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
アミンは、チオール連鎖移動剤の、溶媒の(メタ)アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒し、それを不活性にする。アクリル系接着剤は一般にアクリル酸の含量が最大約15重量部であるため、酸基は、クエンチするステップの間に、チオールの未反応アクリレートモノマーへのマイケル付加を、アミンが触媒することを阻止する。アミンは酸のモル等価を超えた量で加えることができるが、出願人は、潜在的な酸基として役立たせるためのt−ブチルアクリレートの使用を発見した。チオール連鎖移動剤をクエンチした後、酸の添加が、t−ブチルアクリレート基を酸基へと加水分解する。
第2の実施形態では、方法は、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、ペンダントt−ブチルエステル基を有する低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップであって、ここで、モノマー混合物が1重量部未満の酸官能性モノマー及び0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含むステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をアミンの添加によってクエンチするステップと、
c)シロップポリマー組成物を更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び第3の架橋コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、を含み、
ここで、トリフルオロ酢酸などの酸の触媒量がステップc)、d)又はe)のうちの任意のシロップポリマー組成物へ加えられて、t−ブチル基が酸基へ加水分解される。
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、ペンダントt−ブチルエステル基を有する低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップであって、ここで、モノマー混合物が1重量部未満の酸官能性モノマー及び0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含むステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をアミンの添加によってクエンチするステップと、
c)シロップポリマー組成物を更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び第3の架橋コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、を含み、
ここで、トリフルオロ酢酸などの酸の触媒量がステップc)、d)又はe)のうちの任意のシロップポリマー組成物へ加えられて、t−ブチル基が酸基へ加水分解される。
第2の実施形態では、初期のモノマー混合物は、
a)0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含む50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1重量部未満の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の(他の)極性モノマーと、を含んでもよく、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
a)0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含む50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1重量部未満の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の(他の)極性モノマーと、を含んでもよく、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
別の実施形態では、フリーラジカル重合性光開始剤が、初期のモノマー混合物へ加えられる。第1のシロップ溶質コポリマー中にペンダント光開始基が存在すると、その中に分岐点が組み込まれることによって、チオール連鎖移動剤の存在を制する。第2の重合のステップにおける照射の際に、ペンダント光開始基は、光分解し、新しい分岐が始まる。初期のモノマー混合物は、100重量部の総モノマーに対して0.1〜5重量部のフリーラジカル重合性光開始剤を含む。
本方法は、
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤及び重合性光開始剤の存在下で部分的に熱的に重合して、ペンダント光開始基及び未反応溶媒モノマーを有する低Mw溶質コポリマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)ステップb)のシロップポリマー組成物を更に熱重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤を加えるステップと、
e)ステップd)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー及び架橋された高Mw溶質コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、を含む。
a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤及び重合性光開始剤の存在下で部分的に熱的に重合して、ペンダント光開始基及び未反応溶媒モノマーを有する低Mw溶質コポリマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)ステップb)のシロップポリマー組成物を更に熱重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤を加えるステップと、
e)ステップd)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー及び架橋された高Mw溶質コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、を含む。
先の方法のように、シロップは、ステップc)の後に好適な基材にコーティングされて更に光重合され得る。低Mw溶質ポリマーがステップa)で製造されるため、高Mw溶質ポリマーが形成し得るように、ステップc)の前に任意の未反応の連鎖移動剤をクエンチすることが必要である。しかしながら、重合性光開始剤が水素引き抜き型重合性光開始剤である実施形態では、それは、第2の高Mwポリマーが製造され得るように、連鎖移動剤の効果を弱める又は打ち消す分岐剤として役立つ。そのため、ステップb)は、反応、酸化若しくは揮発によってクエンチされてもよく、又はチオールが分岐剤として役立つ光開始剤によって効果的にクエンチされるため省かれてもよい。
この方法による生成物は、高及び低Mwデッドポリマーと、最後の重合のステップにおいて製造される、Mwが100,000〜1,000,000である第3の架橋ポリマーとの混合物となる。マルチアクリレートが架橋剤として使用される場合、第3のポリマーのみが架橋され得る。ハロトリアジン又は水素引き抜き型架橋剤が使用される場合には、高Mwポリマー及び/又は低Mwポリマーも、同様に架橋され得る。
別の実施形態では、分岐剤が、第1のシロップポリマー組成物へ加えられる。分岐剤は、第2の溶質コポリマー中に多数の分岐点を提供することによって、チオール連鎖移動剤を制する。この方法は、
a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)分岐剤及び任意選択の光開始剤を加えるステップと、
d)更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw架橋溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む組成物を製造するステップと、を含む。
a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)分岐剤及び任意選択の光開始剤を加えるステップと、
d)更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw架橋溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む組成物を製造するステップと、を含む。
いくつかの実施形態では、架橋剤がステップd)のシロップポリマーへ加えられ、更に光重合される。
別の実施形態では、重合性光開始剤が第1のシロップポリマー組成物へ加えられる。重合性光開始剤は、第2の溶質コポリマー中に、分岐剤の添加と同様に多数の分岐点を提供することによって、チオール連鎖移動剤を制する。この方法は、
a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)重合性光開始剤をステップb)のシロップポリマーへ加えるステップと、
d)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー、ペンダント光開始基を有する高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
e)任意選択で、架橋剤をステップd)のシロップポリマー組成物へ加えるステップと、
f)更に光重合するステップと、を含む。
a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)このチオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)重合性光開始剤をステップb)のシロップポリマーへ加えるステップと、
d)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合して、低Mw溶質コポリマー、ペンダント光開始基を有する高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
e)任意選択で、架橋剤をステップd)のシロップポリマー組成物へ加えるステップと、
f)更に光重合するステップと、を含む。
重合性光開始剤は、総モノマー100重量部に対して0.1〜5重量部の量でステップc)のシロップポリマー組成物へ加えられる。任意選択で、ステップc)のシロップは、ステップd)において完全に光重合されてもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、水素引き抜き型重合性光開始剤が第1のシロップへ加えられ、これは次いで更に光重合されることがあり、低Mw(メタ)アクリレート溶質ポリマー、高Mw(メタ)アクリレート溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップコポリマーを製造する。
別の実施形態では、ジメチルアミノエチルアクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートが追加のモノマー混合物へ加えられて、ペンダントジアルキルアミノアルキル基を有する第1の溶質コポリマーを製造する。ペンダントアミノ基は、チオール連鎖移動剤の、未反応溶媒モノマーへのマイケル付加を触媒する。先に記載したように、酸官能性モノマー単位が存在すると、アミノアルキル含有モノマー単位中のアミン基の量を制することがあり、かつ先に記載したt−ブチルアクリレートモノマーが使用され得る。(メタ)アクリレートモノマー混合物は、
a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部を超える、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートモノマーを含む(他の)極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部を超える、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートモノマーを含む(他の)極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
モノマー混合物は、1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートモノマーを含み、第1のシロップコポリマーは、連鎖移動剤をクエンチするために、チオール連鎖移動剤の、未反応アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒する、ペンダントアミノアルキル基を含む。
いくつかの実施形態では、モノマー混合物は、上に記載したt−ブチルアクリレートモノマーを更に含む。このモノマー混合物は、0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマー、及び1重量部未満の酸官能性モノマーを含む。
いくつかの実施形態では、モノマー混合物は、求電子性又は求核性ペンダント官能基を有する第1の溶質コポリマーを製造するために、求核性又は求電子性官能基を含有する官能性アクリレートモノマーを含む。これらのペンダント官能基は、共反応性官能性を有する化合物との反応によって更に官能化され得る。例えば、第1又は第2の溶質コポリマーは、ペンダント光開始基、エチレン性不飽和基又はアルコキシシラン基を備え得る。
いくつかの実施形態では、1)第1の溶質コポリマーの官能基が、共反応性官能基を有する光開始剤と反応して、ペンダント光開始基を有する溶媒コポリマーを製造する、2)第1の溶質コポリマーの官能基が、共反応性官能基を有する不飽和化合物と反応して、ペンダント不飽和基を有する溶質コポリマーを製造する、又は3)第1の溶質コポリマーの官能基が、共反応性官能基を有するアルコキシシラン化合物と反応して、ペンダントアルコキシシラン基を有する溶質コポリマーを製造する。
これらの方法のそれぞれで、第2の溶質コポリマーは架橋剤と合わされ、基材にコーティングされ、更には硬化されて感圧接着剤物品が製造され得る。
これらの方法のためのモノマー混合物としては、(メタ)アクリレートエステルモノマー、酸官能性モノマー及び任意選択の非酸官能性極性モノマーが挙げられる。一般に、モノマーは、得られた(コ)ポリマーのTgが、フォックスの式で見積もって≦20℃、好ましくは≦0℃であるように選ばれる。
架橋剤は、本明細書に記載されるように、ヘキサンジオールジアクリレート、ハロトリアジン又は水素引き抜き型架橋剤などの多官能性(メタ)アクリレートであってもよい。
モノマー混合物の調製に有用な(メタ)アクリレートエステルモノマーは、非第三級アルコールの単量体(メタ)アクリル酸エステルであり、このアルコールは、1〜14個の炭素原子、好ましくは平均して4〜12個の炭素原子を含有する。
(メタ)アクリレートエステルモノマーとして使用するのに好適なモノマーの例としては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、イソオクチルアルコール、2−フェニルエタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−デカノール、2−プロピルヘプタノール、(イソ)ボルネオール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロール及びこれらに類するものなどの非第三級アルコールと、アクリル酸又はメタクリル酸のいずれかとのエステルが挙げられる。いくつかの実施形態では、2つ以上の異なる(メタ)アクリレートエステルモノマーの組み合わせが好適であるが、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、ブチルアルコール又はイソオクチルアルコール、又はこれらの組み合わせと、(メタ)アクリル酸とのエステルである。いくつかの実施形態では、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、2−オクタノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロールなどの再生可能な源に由来するアルコールと、(メタ)アクリル酸とのエステルである。
いくつかの実施形態では、最終コポリマーが低Tgモノマーを含むことが望ましい。好適な低Tgモノマーとしては、1つのエチレン性不飽和基を有してガラス転移温度が0℃未満である(フォックスの式により見積もる)ものが挙げられ、これらは本発明において好適であり、例えばn−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチル−ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、ラウリルメタクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコール−モノメタクリレート、ラウリルアクリレート、テトラヒドロフルフリル−アクリレート、エトキシ−エトキシエチルアクリレート及びエトキシル化−ノニルアクリレートが挙げられる。特に好ましいのは、2−エチル−ヘキシルアクリレート、エトキシ−エトキシエチルアクリレート、トリデシルアクリレート及びエトキシル化ノニルアクリレートである。
いくつかの実施形態では、最終コポリマーが、Tgが少なくとも25℃、好ましくは少なくとも50℃である高Tgモノマーを含むことが望ましい。好適な高Tgモノマーとしては、本発明において有用な好適なモノマーの例が挙げられ、t−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、s−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、3,3,5トリメチルシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、N−オクチルアクリルアミド及びプロピルメタクリレート、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
(メタ)アクリレートエステルモノマーは、コポリマーを調製するのに使用される100部の総モノマー含量を基準として50〜99.9重量部の量で存在する。好ましくは、(メタ)アクリレートエステルモノマーは、100部の総モノマー含量を基準として、70〜99重量部、最も好ましくは80〜95重量部の量で存在する。いくつかの実施形態では、コポリマーは、得られたポリマーが、フォックスの式で見積もって所望のTgを有するように選択される場合、100%の(メタ)アクリレートエステルモノマーを含み得る。
(メタ)アクリロイルコポリマーは、酸官能性モノマーを更に含み、酸性官能基それ自体はカルボン酸などの酸であってもよく、又は一部分がアルカリ金属カルボン酸塩などの塩であってもよい。有用な酸官能性モノマーとしては、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、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。このような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、オレイン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−スルホエチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。
酸官能性コポリマーの酸官能性モノマーは一般に、入手しやすさに起因して、エチレン性不飽和カルボン酸類、すなわち(メタ)アクリル酸類から選択される。更により強酸を所望する場合、酸性モノマーとしては、エチレン性不飽和スルホン酸類及びエチレン性不飽和ホスホン酸類が挙げられる。酸官能性モノマーは、存在する場合、一般に、100重量部の総モノマーを基準として、0.1〜15重量部、好ましくは1〜10重量部の量で使用される。
本発明の方法では、連鎖移動剤は、第1の重合の後にクエンチされて、低Mwコポリマーを含む第1のシロップポリマー組成物が調製される。チオール連鎖移動剤がアミンの添加によってクエンチされる(これがマイケル付加反応を触媒する)実施形態では、初期のモノマー混合物中の酸官能性モノマーの量を最小化することが望ましい。マイケル付加を触媒してチオール連鎖移動剤をクエンチするのに十分なアミンを提供するために、アミンの量は、酸官能性モノマーのモル過剰量で使用され得る。望ましくは、チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするとき、酸官能性モノマーの量は、総モノマー100重量部に対して1重量部未満である。
そのような実施形態では、アクリレートエステルモノマー混合物中にt−ブチルアクリレートを含ませることが有利である。t−ブチル基は、その後に酸の添加によって放出され得る、保護されたアクリル酸基として役立つ。そのため、t−ブチルアクリレートは、この方法のうちの任意のものにおいて使用されて、ペンダントt−ブチルエステル基を有するコポリマーが製造され得る。触媒量のトリフルオロ酢酸などの酸は、t−ブチル基を加水分解して、ペンダント酸基を有するコポリマーを生じさせる。t−ブチルアクリレートは、コポリマー中のアクリル酸モノマー単位の所望の量が実現されるような量、すなわち0.1〜15重量部で使用され得る。
別法では、初期のモノマー混合物中の酸官能性モノマーの量は1重量部未満であり、その混合物はチオール連鎖移動剤の存在下で重合され、チオール連鎖移動剤はクエンチされ、第2の重合のステップにおいて、追加の酸官能性モノマーが総計0.1〜15重量部になるように使用される。
別の実施形態では、酸官能性モノマーは0.1〜15重量部の量で使用され、部分的に重合されて第1のシロップポリマー組成物が製造され、かつチオール連鎖移動剤は、アミンで触媒されるマイケル付加反応の開始以外の手段によってクエンチされる。例えば、分岐剤が、第1のシロップポリマー組成物へ導入されてもよい。
コポリマーの調製に有用な極性モノマーは、油溶性と水溶性との双方の性質をある程度有する。本明細書で使用されるとき、用語「極性モノマー」には、酸官能性モノマーが含まれる。用語「非酸官能性極性モノマー」は、酸官能性モノマーを除外する。
好適な極性モノマーの代表例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート;N−ビニルピロリドン;N−ビニルカプロラクタム;アクリルアミド;モノ−又はジ−N−アルキル置換アクリルアミド;t−ブチルアクリルアミド;ジメチルアミノエチルアクリルアミド;N−オクチルアクリルアミド;2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートを含むポリ(アルコキシアルキル)(メタ)アクリレート;ビニルメチルエーテルを含むアルキルビニルエーテル;並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい極性モノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びN−ビニルピロリドンからなる群から選択されるものが挙げられる。極性モノマーは、100重量部の総モノマーを基準として、0〜40重量部、好ましくは0.5〜30重量部の量で存在し得る。
モノマー混合物は、他のビニルモノマーを更に含み得る。使用されるとき、(メタ)アクリレートポリマー中で有用なビニルモノマーとしては、ビニルエステル(例えば酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル)、スチレン、置換スチレン(例えばα−メチルスチレン)、ビニルハロゲン化物、並びにこれらの混合物が挙げられる。本明細書で使用するとき、ビニルモノマーは、酸官能性モノマー、アクリレートエステルモノマー及び極性モノマーを除外する。そのようなビニルモノマーは、一般に、100重量部の総モノマーを基準として、0〜5重量部、好ましくは1〜5重量部で使用される。
まとめると、モノマー混合物は、一般に、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の、酸官能性モノマーを含む極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の、酸官能性モノマーを含む極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
酸官能性モノマーが存在するとき、モノマー混合物は、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の非酸官能性極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の非酸官能性極性モノマーと、を含み、
ここで、これらのモノマーの合計は100重量部である。
この方法の第1の重合のステップにおいて、開始剤がモノマー混合物に付加され、5〜40%の変換率まで重合されて、Mwが300〜300,000、好ましくはMwが5,000〜250,000のコポリマーが製造される。変換率とは、重合されるモノマーの重量%を指す。モノマー混合物の、シロップポリマーへの変換の程度は、重合媒体の屈折率を測定することによって照射中にモニターされ得る。より高い程度の変換が利用されることが多く、得られたシロップポリマー組成物は、追加のモノマーによって希釈される。加えられるモノマーは、同じモノマー混合物であっても異なるモノマー混合物であってもよい。
第1の重合のステップにおいて、別段の限定がない限り、熱又は光開始剤が使用され得る。VAZPIAなどの重合性光開始剤が初期のモノマー混合物中で使用される場合、熱開始剤が、第1の重合のステップにおいて使用される。
本発明において使用されるポリマーを調製するのに有用な熱開始剤は、熱への曝露時に、モノマー混合物の(共)重合を開始するフリーラジカルを発生させる開始剤である。好適な開始剤としては、アゾ化合物、例えば双方がE.I.du Pont de Nemours CO.から入手可能なVAZO(商標)64(2,2’−(アゾビス(イソブチロニトリル))及びVAZO(商標)52(2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタンニトリル))、過酸化ベンゾイル及び過酸化ラウロイルなどの過酸化物、並びにこれらの混合物からなる群から選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい油溶性熱反応開始剤は、(2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル))である。
別法では、光開始剤は、第1の重合のステップにおいて使用され得る。好適であるフリーラジカル光開始剤としては、好ましくは、I型と好ましくはII型との双方の光開始剤が挙げられる。
I型光開始剤は、照射時に単分子結合開裂反応を本質的に受けて、それによってフリーラジカルを生じさせると定義される。好適なI型光開始剤は、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、α−ジアルコキシアセトフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノン及びアシルホスフィンオキシドからなる群から選択される。好適なI型光開始剤は、例えば、Lamberti Spa,Gallarate,ItalyからのEsacure(商標)KIP 100、又はCiba−Geigy,Lautertal,GermanyからのIrgacure(商標)651として市販されている。
II型光開始剤は、励起状態の光開始剤と、共開始剤として作用する第2の化合物とが相互作用する二分子反応を本質的に受けて、フリーラジカルを発生させると定義される。好適なII型光開始剤は、ベンゾフェノン、チオキサントン及びチタノセンを含む群から選択される。好適な共開始剤は、好ましくは、アミン官能性モノマー、オリゴマー又はポリマーを含む群から選択され、アミン官能性モノマー及びオリゴマーが好ましい。第一級、第二級及び第三級アミンが使用されることができ、第三級アミンが好ましい。好適なII型光開始剤は、例えばLamberti Spa.,Gallarate,ItalyからのEsacure(商標)TZT、又はAldrich Co.,Milwaukee,Wis.からの2−若しくは3−メチルベンゾフェノンとして市販されている。好適なアミン共開始剤は、例えばRahn AG,Zurich,SwitzerlandからのGENOMER(商標)5275として市販されている。
反応開始剤は、感圧接着剤中に、100重量部のモノマー成分を基準として、約0.001〜0.1重量部、好ましくは約0.01〜0.1重量部で含まれ得る。開始剤の量は、部分的に、モノマーの反応性に依存する。低Mwポリマーは、より多量の開始剤を必要とする。
チオール連鎖移動剤は、シロップポリマー組成物中の溶質コポリマーの分子量を減少させるために、モノマー混合物又はシロップポリマー組成物へ加えられる。好ましい連鎖移動剤は、イソオクチルチオグリコレート又はエチルヘキシルメルカプトプロピオネートである。連鎖移動剤は、低Mwコポリマーが、300,000未満、好ましくは100,000未満のMwを有するような量で使用され得る。モノマー混合物は、使用される場合、100重量部の総モノマー混合物を基準として、最大で約5重量部、典型的に約0.05〜約3重量部、好ましくは約0.15重量部〜約2重量部の連鎖移動剤を更に含み得る。
連鎖移動剤を使用するとき、シロップポリマー組成物は、一般に、連鎖移動剤が存在しない場合よりも高い変換度まで重合される。変換度は、50重量%まで高くてもよいが、低Mwコポリマーを調製するときは一般に5〜40重量%である。これによって、一般に低分子量を有するコポリマーが得られる。連鎖移動剤の存在下で熱重合から得られる低Mwコポリマーはデッドコポリマーであり、その後の重合のステップにおいて追加のモノマーと共重合しない。0.1〜25%の変換度が、高Mwコポリマーを調製するときに用いられる。
シロップポリマー組成物は、アミンで処理されて、残っている任意の連鎖移動剤がクエンチされる。一般に、連鎖移動剤が低Mwコポリマーを製造するのに使用されるとき、連鎖移動剤は、高Mwコポリマーの調製を可能にするためにクエンチされなければならない。チオール連鎖移動剤は、第三級アミンの添加によってクエンチされ、これは、チオールの未反応溶媒アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒する。いくつかの好ましい実施形態では、出発モノマー混合物は、アミノアルキル(メタ)アクリレートを含み、これは、ペンダントアミノアルキル基を有するコポリマーを製造するために重合され得る。重合速度は、ペンダントアミノアルキル基が、チオールの未反応溶媒アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒する速度に対して速いことが見出された。したがって、第1の重合のステップは、連鎖移動剤の存在下で起きて、低Mw溶質コポリマー、溶媒モノマー及びチオール連鎖移動剤を含む第1のシロップ組成物を製造し得る。放置時に、マイケル付加が起き、チオール中の第1のシロップポリマー組成物が使い尽くされる。この使い尽くされたシロップポリマー組成物は、次いで架橋剤と合わされて更に光重合され得る。
いくつかの実施形態では、分岐剤が、連鎖移動剤をクエンチするために使用され得る。分岐は、完全に架橋させるのには十分でない量の多官能性モノマーの使用を通じて達成され得る。そのようなモノマーの使用が架橋ポリマーを典型的に導き得る一方で、そのような低濃度にあるモノマーの使用は、連鎖移動剤をクエンチして、十分に高Mwの、高度に分岐状のポリマーをと導くことができる。分岐は、VAZPIAなどの、α開裂を起こす重合性光開始剤の使用によっても影響され得る。SherringtionらのFacile,versatile and cost effective route to branched polymers,Polymer 41(2000)6027−31が参照され得る。
分岐剤としては、等しくない活性の2種以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、例えばアルケニル(メタ)アクリレート、例えばアリル(メタ)アクリレート、クロチル(メタ)アクリレート、1−ヘキシル(メタ)アクリレート、ウンデセノイル(メタ)アクリレート、アリルオキシフェニル(メタ)アクリレート、2−アリルオキシエチル(メタ)アクリレート及びこれらに類するものを挙げることができる。好ましい分岐剤は、アリルオキシ(メタ)アクリレートである。
分岐剤としてはまた、多官能性エチレン性不飽和モノマーも挙げられる。そのような多官能エチレン性不飽和モノマーの例としては、例えば、多官能性(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。多官能性(メタ)アクリレートとしては、トリ(メタ)アクリレート及びジ(メタ)アクリレート(すなわち、3つ又は2つの(メタ)アクリレート基を含む化合物)が挙げられる。典型的には、ジ(メタ)アクリレートモノマー(すなわち、2つの(メタ)アクリレート基を含む化合物)が使用される。有用なトリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート及びペンタエリスリトールトリアクリレートが挙げられる。有用なジ(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アルコキシル化1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられる。分岐剤1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)が特に好適である。典型的には、ジ(メタ)アクリレート分岐剤は、(メタ)アクリレートモノマー100重量部当たり、0.001〜0.05重量部の範囲の量で使用される。
記載した方法のうちのいくつかでは、モノマー混合物は、連鎖移動剤の存在下で重合されて、低Mw溶質コポリマー及び未反応モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物が製造される。このシロップへ、重合性光開始剤が加えられ、次いで更に重合されて、低及び高の双方のMw溶質コポリマー並びに未反応モノマーを含む第2のシロップが製造される。架橋剤が加えられてもよく、このシロップは更に光重合される。
記載した方法のうちのいくつかでは、初期のモノマー混合物は、ペンダント光開始基を有する第1の溶質コポリマーを製造するために、重合性光開始剤を含む。第1又は第2のシロップ組成物のモノマー混合物は、100重量部の総モノマーに対して0.1〜5重量部のフリーラジカル重合性光開始剤を含み得る。
光開始剤モノマー又は重合性光開始剤は、アクリロイル基及び光開始基を含み、これは、水素引き抜き型又はα開裂型光開始基であってよく、以下の式で表され得る。
[式中、
X1は、−O−又は−NR3であり、R3は、それぞれ独立に、H又はC1〜C4アルキルであり、
R6は、アクリレート基をPI基と結び付ける二価の結合基であり、PIは、以下の構造:
(式中、R8は、
であり、式中、R7は、H又はC1〜C4アルキル基であり、各R9は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、フェニル基、C1〜C6アルキル基又はC1〜C6アルコキシ基である。)によって表される光開始剤である。]そのような光開始剤モノマーは、例えば、米国特許第5,902,836号(Babuら)及び第5,506,279号(Babuら)に記載されている。結合基R6に関する更なる詳細は、本明細書の光開始剤グラフトモノマーの調製方法を参照すると見出すことができ、また引用文献において見出すことができる。
[式中、
X1は、−O−又は−NR3であり、R3は、それぞれ独立に、H又はC1〜C4アルキルであり、
R6は、アクリレート基をPI基と結び付ける二価の結合基であり、PIは、以下の構造:
(式中、R8は、
であり、式中、R7は、H又はC1〜C4アルキル基であり、各R9は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、フェニル基、C1〜C6アルキル基又はC1〜C6アルコキシ基である。)によって表される光開始剤である。]そのような光開始剤モノマーは、例えば、米国特許第5,902,836号(Babuら)及び第5,506,279号(Babuら)に記載されている。結合基R6に関する更なる詳細は、本明細書の光開始剤グラフトモノマーの調製方法を参照すると見出すことができ、また引用文献において見出すことができる。
特定の好ましい実施形態では、光開始剤モノマーは、以下の一般式
[式中、X1は、O又はNHであり、
pは、0又は1であり、
oは、0、又は1〜5の整数であり、
a、b、及びcは、それぞれ独立に、0又は1であり、
M1は、CH2又はSi(R1)2であり、
M2は、C(R1)2又はSi(R1)2であり、
M3は、−O−、−NH−、−C(O)−、−C(O)O−、−C(O)NH−又は−OC(O)NH−であり、
各R1は、それぞれ独立に、H又はC1〜C4アルキル基であり、
Gは、共有結合、−(CH2)d−又は−(CH2)dO−であり、式中、dは、1〜4、好ましくは1〜2の整数であり、
PI1は、以下の一般式:
(式中、Arは、6〜12個の炭素原子を有する置換アレーン、好ましくはベンゼントリイル基であり、
R12は、水素、C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシ基又はフェニル基であり、R13は、C1〜C6アルキル基、3〜14個の炭素原子を有するシクロアルキル基である。)、又は
(式中、R14及びR15は、それぞれ独立に、水素、C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシ基及びフェニル基から選択される。)を有する放射線感受性水素引き抜き基である。]で表される水素引き抜き型のものであってよい。
[式中、X1は、O又はNHであり、
pは、0又は1であり、
oは、0、又は1〜5の整数であり、
a、b、及びcは、それぞれ独立に、0又は1であり、
M1は、CH2又はSi(R1)2であり、
M2は、C(R1)2又はSi(R1)2であり、
M3は、−O−、−NH−、−C(O)−、−C(O)O−、−C(O)NH−又は−OC(O)NH−であり、
各R1は、それぞれ独立に、H又はC1〜C4アルキル基であり、
Gは、共有結合、−(CH2)d−又は−(CH2)dO−であり、式中、dは、1〜4、好ましくは1〜2の整数であり、
PI1は、以下の一般式:
(式中、Arは、6〜12個の炭素原子を有する置換アレーン、好ましくはベンゼントリイル基であり、
R12は、水素、C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシ基又はフェニル基であり、R13は、C1〜C6アルキル基、3〜14個の炭素原子を有するシクロアルキル基である。)、又は
(式中、R14及びR15は、それぞれ独立に、水素、C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシ基及びフェニル基から選択される。)を有する放射線感受性水素引き抜き基である。]で表される水素引き抜き型のものであってよい。
式XIIIに包含されるこれらの水素引き抜き型光開始剤モノマーに含まれるものには、PI1が、以下の化合物(又はその置換誘導体):ベンゾフェノン、アントラキノン、5,12−ナフタセンキノン、アセアントラセンキノン、ベンゾ(A)アントラセン−7,12−ジオン、1,4−クリセンキノン、6,13−ペンタセンキノン、5,7,12,14−ペンタセンテトロン、9−フルオレノン、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、アセトフェノン及びクロモンのうちの1種から誘導される部分であるものがあり、Gへの結合は、架橋カルボニル基に対して好ましくはパラに位置する。式XIIIのモノマーの合成は、米国特許第5,773,485号(Bennettら)に記載されている。
好ましい光開始剤モノマーは、2−プロペノイルアミノエタン酸2−(4−(2−ヒドロキシ−2メチルプロパノイル)フェノキシ)エチルエステル、米国特許第5,506,279号(Babuら)の実施例1に従って調製される「VAZPIA」である。
光開始剤モノマーは、反応性官能基を有する重合性モノマーと、共反応性官能基を有する光開始剤化合物との間の反応によって調製され得る。
反応性官能基を有する有用な重合性モノマーの代表例としては、アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート;アミノアルキル(メタ)アクリレート、例えば3−アミノプロピル(メタ)アクリレート及び4−アミノスチレン;オキサゾリニル化合物、例えば2−エテニル−1,3−オキサゾリン−5−オン及び2−プロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;カルボキシ置換化合物、例えば、(メタ)アクリル酸及び4−カルボキシベンジル(メタ)アクリレート;イソシアナト置換化合物、例えば、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及び4−イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート;エポキシ置換化合物、例えばグリシジル(メタ)アクリレート;アジリジニル置換化合物、例えばN−アクリロイルアジリジン及び1−(2−プロペニル)−アジリジン、並びにアクリロイルハロゲン化物、例えば(メタ)アクリロイルクロリドが挙げられる。
共反応性官能基を有する光開始剤化合物の代表例としては、1−(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジメトキシエタノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル]−2,2−ジメトキシエタノン、(4−イソシアナトフェニル)−2,2−ジメトキシ−2−フェニルエタノン、1−{4−[2−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]}−2,2−ジメチル−2−ヒドロキシエタノン、1−[4−(2−アミノエトキシ)フェニル]−2,2−ジメトキシエタノン及び1−[4−(カルボメトキシ)フェニル]−2,2−ジメトキシエタノンなどの化合物が挙げられる。そのような光開始剤モノマー(及びこれらから誘導された重合性光開始剤)は、例えば米国特許第5,902,836号(Babuら)及び米国特許第5,506,279号(Babuら)に記載されており、それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
好ましい光開始剤は、ノリッシュI開裂を受けて、アクリル系二重結合への添加によって開始することができるフリーラジカルを発生させる光活性化合物である。ノリッシュ1型光架橋剤、特にα開裂型光開始剤が好ましい。
重合性光開始剤の使用の代替として、モノマー混合物は、重合されて続いて光開始基で官能化されて、ペンダント光開始基を有する低Mw溶質コポリマーを生じさせ得る官能性モノマーを含むことができる。例えば、初期のモノマー混合物は、ヒドロキシアルキル又はアミノアルキル(メタ)アクリレートモノマーを含有し得る。その部分的重合は、ペンダントヒドロキシアルキルを有するコポリマー、又は光開始基及びそのコポリマーのペンダント官能基と共反応性である官能基を有する化合物によって続いて官能化され得るアミノアルキルコポリマーを生じさせる。
シロップ組成物中の光開始剤モノマーの重量百分率は、モノマーと低Mw溶質コポリマーとの総計100重量部に対して、少なくとも約0.1重量部、一般に約10重量部未満であってもよい。
記載されたように、第1の溶質コポリマーは、溶質コポリマーの官能化によって、ペンダント光開始基を備え得る。溶質コポリマーにペンダント官能基を提供するため、モノマー混合物は、求電子性又は求核性官能基を有するモノマーを備える。これは、次いで、共反応性官能基を有する光開始剤と反応する。同様に、溶質コポリマーは、重合性のエチレン性不飽和基、例えばアルケニル基又は(メタ)アクリレート基で提供されてもよく、又はアルコキシシラン基で提供されてもよい。
ペンダント不飽和を提供するために、有用な共反応性化合物の代表例としては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート;アミノアルキル(メタ)アクリレート、例えば3−アミノプロピル(メタ)アクリレート及び4−アミノスチレン;オキサゾリニル化合物、例えば2−エテニル−1,3−オキサゾリン−5−オン及び2−プロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;カルボキシ置換化合物、例えば(メタ)アクリル酸及び4−カルボキシベンジル(メタ)アクリレート;イソシアナト置換化合物、例えばイソシアナトエチル(メタ)アクリレート及び4−イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート;エポキシ置換化合物、例えばグリシジル(メタ)アクリレート;アジリジニル置換化合物、例えばN−アクリロイルアジリジン及び1−(2−プロペニル)−アジリジン;並びにアクリロイルハロゲン化物、例えば(メタ)アクリロイルクロリドが挙げられる。同様に、溶質コポリマーは、アルコキシシラン基で、イソシアナトエチルトリメトキシシランとの反応によって提供され得る。
アクリレートコポリマーの官能化に関する更なる記載については、米国特許第7,838,110号(Kavanaghら)、米国特許第8,507,612号(Zhuら)、米国特許第6,448,301号(Babuら)及び米国特許第7,459,489号(Lewandowskiら)を参照されたく、それぞれが、参照により本明細書に組み込まれる。
これらの方法では、シロップポリマー組成物は、架橋剤、典型的には感光性架橋剤と、更に混ぜ合わされる。架橋剤は、一般に、ハロメチルトリアジン、水素引き抜き型架橋剤又は多官能性アクリレートである。
ハロメチル−1,3,5−トリアジン架橋剤は、非常に有効かつ信頼のおけるUV架橋剤であることが見出されている。それらは、酸素に耐性であり、掃気性を有し、低強度光照射の下で本組成物を硬化することが見出されている。理論に束縛されるものではないが、ハロメチルトリアジン架橋剤は、コポリマーの水素引き抜きによって機能し、ラジカル−ラジカル結合が続くと考えられる。別法では、ハロメチル−1,3,5−トリアジン自体が架橋剤として機能し、それによってハロメチルラジカルが発生され、コポリマーからプロトンを引き抜くか、又はコポリマー上のラジカルと結合し得る。その結果、以下の一般式の架橋アクリレートコポリマーとなり得る。
アクリレートコポリマー−CX2−トリアジン−CX2−アクリレートコポリマー、式中、Xは、以下に記載するハロゲンである。
水素引き抜きは非選択的であるため、ハロメチルトリアジンは、第1の高Mwコポリマー、第2の低Mwコポリマー、及び第2のシロップ組成物の残りのモノマーから得られたコポリマーを架橋する。
ハロメチル−1,3,5−トリアジンは、以下の式のものである。
式中、Aは、モノ−、ジ−又はトリハロメチル、好ましくはトリクロロメチルであり、
Bは、A、−N(R1)2、−OR1、R1、−L−R増感剤又は−L−RPIであり、式中、R1は、Hであり、又は好ましくはアルキル又はアリールであり、
Zは、共役された発色団、L−R増感剤又は−L−RPIであり、
Lは、共有結合又は(ヘテロ)ヒドロカルビル結合基である。好ましくは、A及びBは、トリハロメチルであり、より好ましくはトリクロロメチルである。
式中、Aは、モノ−、ジ−又はトリハロメチル、好ましくはトリクロロメチルであり、
Bは、A、−N(R1)2、−OR1、R1、−L−R増感剤又は−L−RPIであり、式中、R1は、Hであり、又は好ましくはアルキル又はアリールであり、
Zは、共役された発色団、L−R増感剤又は−L−RPIであり、
Lは、共有結合又は(ヘテロ)ヒドロカルビル結合基である。好ましくは、A及びBは、トリハロメチルであり、より好ましくはトリクロロメチルである。
1つの実施形態では、ハロメチル−1,3,5−トリアジンは、米国特許第4,330,590号(Vesley)に記載されているものであり、かつ以下の式:
(式中、各R8は、それぞれ独立に、水素、アルキル又はアルコキシであり、R8基のうちの1〜3つは、水素である。)のものである。好ましくは、アルキル及びアルコキシ基は、12個以下の炭素原子を有し、しばしば4個以下の炭素原子を有する。好ましくは、反応時間を短くする傾向があるため、メタ−及び/又はパラ−R8基のうちの1つ又は2つは、アルコキシである。隣り合ったアルコキシ置換基は、相互接続されて環が形成されてもよい。トリアジン成分は、アリールニトリルの、トリクロロアセトニトリルでの、HCLガス及びルイス酸、例えばAlCl3、AlBr3などでの存在下での共三量体形成によって調製されてもよく、Bull.Chem.Soc.Japan,Vol.42,page 2924(1969)に記載されている通りである。
(式中、各R8は、それぞれ独立に、水素、アルキル又はアルコキシであり、R8基のうちの1〜3つは、水素である。)のものである。好ましくは、アルキル及びアルコキシ基は、12個以下の炭素原子を有し、しばしば4個以下の炭素原子を有する。好ましくは、反応時間を短くする傾向があるため、メタ−及び/又はパラ−R8基のうちの1つ又は2つは、アルコキシである。隣り合ったアルコキシ置換基は、相互接続されて環が形成されてもよい。トリアジン成分は、アリールニトリルの、トリクロロアセトニトリルでの、HCLガス及びルイス酸、例えばAlCl3、AlBr3などでの存在下での共三量体形成によって調製されてもよく、Bull.Chem.Soc.Japan,Vol.42,page 2924(1969)に記載されている通りである。
別の実施形態では、ハロメチル−1,3,5−トリアジンは、米国特許第4,329,384号(Vesley)に記載されているものであり、かつ以下の式:
(式中、各R9は、それぞれ独立に、水素、アルキル又はアルコキシである。)のものである。この式では、R9基は、どちらの縮合環であってもよいことを意味する。好ましくは、光学活性s−トリアジン成分の任意のアルキル又はアルコキシ基は、12個以下の炭素原子を有し、2つ以下のアルキル及びアルコキシ基は、6個を超える炭素原子を有する。特定の実施形態では、これらは、4個以下の炭素原子を有し、アルキルは、多くの場合メチル又はエチルであり、アルコキシは、多くの場合メトキシ又はエトキシである。隣り合ったアルコキシ置換基は、相互接続されて環が形成されてもよい。ハロメチルトリアジン成分は、多核ニトリルの、トリクロロアセトニトリルでの、HClガス及びルイス酸、例えばAlCl3、AlBr3などでの存在下での共−三量体形成によって調製されてもよく、Bull.Chem.Soc.Jap.,Vol.42,pages 2924−2930(1969)に記載されている通りである。
(式中、各R9は、それぞれ独立に、水素、アルキル又はアルコキシである。)のものである。この式では、R9基は、どちらの縮合環であってもよいことを意味する。好ましくは、光学活性s−トリアジン成分の任意のアルキル又はアルコキシ基は、12個以下の炭素原子を有し、2つ以下のアルキル及びアルコキシ基は、6個を超える炭素原子を有する。特定の実施形態では、これらは、4個以下の炭素原子を有し、アルキルは、多くの場合メチル又はエチルであり、アルコキシは、多くの場合メトキシ又はエトキシである。隣り合ったアルコキシ置換基は、相互接続されて環が形成されてもよい。ハロメチルトリアジン成分は、多核ニトリルの、トリクロロアセトニトリルでの、HClガス及びルイス酸、例えばAlCl3、AlBr3などでの存在下での共−三量体形成によって調製されてもよく、Bull.Chem.Soc.Jap.,Vol.42,pages 2924−2930(1969)に記載されている通りである。
好適なハロメチル−1,3,5−トリアジン剤の例としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシ)フェニル)−s−トリアジン;2,4−ビス(トリクロロメチル)−6(3,4−ジメトキシ)フェニル)−s−トリアジン;2,4−ビス(トリクロロメチル)−6(3,4,5−トリメトキシ)フェニル)−s−トリアジン;2,4−ビス(トリクロロメチル)−6(2,4−ジメトキシ)フェニル)−s−トリアジン;米国特許第4,330,590号(Vesley)に記載されている2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(3−メトキシ)フェニル)−s−トリアジン、並びに米国特許第4,329,384号(Vesley)に記載されている2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ナフテニル−s−トリアジン及び2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシ)ナフテニル−s−トリアジンが挙げられるが、これらに限定されない。
ハロメチルトリアジンは、未反応溶媒モノマーの重合から得られるポリマーを更に架橋し、かつ高Mw溶質ポリマーを更に架橋する。トリアジンは、低Mw溶質ポリマーを更に架橋し得るが、架橋の程度は、Mwの関数であり、Mwが約200,000未満であるポリマーは最小限に架橋される。ハロメチルトリアジンを使用するとき、接着性ポリマーは混合物として説明されてもよく、高Mwポリマー、Mwが100,000〜1,000,000である第3のポリマー、及び任意選択の低Mwポリマーは、全て架橋される。
ハロメチルトリアジンの代わりとして、多官能性アクリレートが、ステップ(c)において使用され得る。多官能性アクリレートは、シロップ重合にとって特に有用である。架橋反応が選択的であるため、多官能性アクリレートは、第2のシロップ組成物の残りのモノマーから生じるコポリマーのみを架橋するが、第1の高Mwコポリマー及び第2の低Mwコポリマーは未架橋のままである。
有用な多官能性(メタ)アクリレートの例としては、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、及びテトラ(メタ)アクリレート、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート及びプロポキシル化グリセリントリ(メタ)アクリレート、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。多官能性(メタ)アクリレートの量及び同一性は、接着剤組成物の用途に応じて調整される。
ハロメチルトリアジン及び水素引き抜き型架橋剤とは異なり、多官能性アクリレートは、シロップの高及び低Mwデッドポリマーを架橋しない。接着性ポリマーは、高Mwポリマーと、低Mwポリマーと、100,000〜1,000,000のMwを有する中間Mwポリマーである第3のポリマーとの混合物として説明されてもよく、ここで、第3のポリマーのみが架橋される。
架橋剤としてはまた、ベンゾフェノン光架橋剤を含む水素引き抜き型架橋剤、及びアントラキノン光架橋剤若しくはチオキサントン光架橋剤のいずれか、又はアントラキノン光架橋剤とチオキサントン光架橋剤との双方が挙げられる。
ベンゾフェノン光架橋剤は、以下の一般式:
(式中、
Wは、−O−、−NH−又は−S−であり、
Zは、(ヘテロ)ヒドロカルビル有機スペーサー基を表し、好ましくは、アルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールからなる群から選択され、任意選択で、エステル、アミド、ウレタン及びウレア官能基を含有し、
xは、少なくとも2、好ましくは2〜6であり、
各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは、0〜4である。1つの実施形態では、Wは、−O−であり、Zは、−(CH2)2〜12−であり、nは、2である。)の多官能性ベンゾフェノンであってもよい。
(式中、
Wは、−O−、−NH−又は−S−であり、
Zは、(ヘテロ)ヒドロカルビル有機スペーサー基を表し、好ましくは、アルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールからなる群から選択され、任意選択で、エステル、アミド、ウレタン及びウレア官能基を含有し、
xは、少なくとも2、好ましくは2〜6であり、
各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは、0〜4である。1つの実施形態では、Wは、−O−であり、Zは、−(CH2)2〜12−であり、nは、2である。)の多官能性ベンゾフェノンであってもよい。
多官能性ベンゾフェノンの特定の例としては、1,5−ビス(4−ベンゾイルフェノキシ)ペンタン、1,9−ビス(4−ベンゾイルフェノキシ)ノナン及び1,11−ビス(4−ベンゾイルフェノキシ)ウンデカンが挙げられる。
代替的な実施形態では、ベンゾフェノン光架橋剤は、以下の式:
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択される。)のモノベンゾフェノンである。
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択される。)のモノベンゾフェノンである。
一官能性ベンゾフェノンの特定の例としては、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−(2−ヒドロキシエチルチオ)−ベンゾフェノン及び4−(4−トリルチオ)−ベンゾフェノンが挙げられる。
アントラキノン光架橋剤は、以下の式:
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは0〜4である。)のものである。
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは0〜4である。)のものである。
有用なアントラキノン光架橋剤の代表例としては、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2,3−ジメチルアントラキノン、1,2−ジメチルアントラキノン、1−メトキシ−2−メチルアントラキノン、2−アセチルアントラキノン及び2,6−ジ−t−ブチルアントラキノンが挙げられる。
チオキサントン光架橋剤は、以下の式:
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは、0〜4である。)のものである。
(式中、各R1は、それぞれ独立に、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルキルオキシ、C1〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハロゲン化物から選択され、nは、0〜4である。)のものである。
有用なチオキサントン光架橋剤の代表例としては、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシエトキシカルボニル)−チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)−チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチルチオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)−チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モリホリノメチルチオキサントン、N−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−オクチルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−チオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン及び6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントンが挙げられる。特に好ましいのは、2−イソプロピルチオキサントンである。他の好ましいチオキサントンとしては、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−プロポキシチオキサントン及び4−プロポキシチオキサントンが挙げられる。
他の有用なベンゾフェノン、チオキサントン及びアントラキノン発色団は、米国特許第6,235,922号(Heilmannら)に記載されている。そのような架橋剤を伴うシロップポリマー組成物の架橋は、低Mw、高Mw、及びMwが100,000〜1,000,000である第3のポリマーのうちのそれぞれが架橋されている、架橋接着性ポリマーを生じさせる。
架橋剤の量及び同一性は、接着剤組成物の用途に応じて調整される。典型的に、架橋剤は、接着剤組成物の乾燥総重量を基準として5部未満の量で存在する。より具体的には、架橋剤は、使用される100部の総モノマーを基準として、0.01〜5部、好ましくは0.05〜1部の量で存在し得る。
感圧接着剤はまた、1種以上の従来の添加剤を含有し得る。好ましい添加剤としては、粘着付与剤、可塑剤、染料、抗酸化剤及びUV安定剤が挙げられる。そのような添加剤は、それらが感圧接着剤の優れた特性に影響を及ぼさない場合に使用することができる。そのような接着剤は、一般に、最後の光重合のステップの前に加えられる。
粘着付与剤が使用される場合、総ての接着性ポリマーの乾燥重量を基準として、最大約40重量%、好ましくは30重量%未満、より好ましくは5重量%未満が好適となり得る。
しかしながら、いくつかの基材のために、特に低表面エネルギーの基材のために、アクリレートコポリマーは高度に粘着付与されてもよい。低エネルギー基材は、表面エネルギーが1メートル当たり40ミリニュートン(mN/m)未満、例えば35mN/m未満のものである。例示的な低表面エネルギー材料としては、ポリプロピレン及びポリエチレン(例えば高密度ポリエチレン)などのポリオレフィンが挙げられる。
そのような低エネルギー基材のための組成物において、接着剤は、全ての粘着付与剤の総重量を、アクリルコポリマーと全ての粘着付与剤との総重量で割ったものを基準として、40〜60重量%の粘着付与剤総含量を占めてもよい。
(メタ)アクリレートポリマー組成物で使用するのに好適な粘着付与剤としては、ロジン酸、ロジンエステル、テルペンフェノール樹脂、炭化水素樹脂及びクマロンインデン樹脂が挙げられる。粘着付与剤の種類及び量は、接触性、固着範囲、固着強度、耐熱性及び固有接着などの特性に影響を及ぼし得る。
接着剤コポリマーのための市販の粘着付与剤としては、HerculesからのForal(商標)85LB、Exxon Chemical Co.,Houston,TX.から入手可能なEscorez(商標)2520 Liquid脂肪族/芳香族で修飾された粘着付与樹脂、Exxon Chemical Co.から入手可能なEscorez(商標)2101脂肪族/芳香族炭化水素粘着付与樹脂、Goodyear Chemical,Akron,OHから入手可能なWingtack Plus(商標)C5脂肪族の芳香族で修飾された粘着付与樹脂、Wingtack Extra(商標)C5脂肪族の芳香族で修飾された粘着付与樹脂、及びWingtack 10(商標)Liquid C5脂肪族の粘着付与樹脂、Hercules,Inc.からのForal 85(商標)ロジンエステル、双方ともにHercules,Inc.からのPiccotex(商標)LC−55wk芳香族の樹脂及びPiccotac(商標)95脂肪族の樹脂、双方ともにArizona Chemical Co.からのPiccolyte(商標)A−115及びZonarez(商標)B−100テルペン樹脂、Exxon Chemical Co.からのECR−180(商標)炭化水素樹脂、及びSchenectady InternationalからのSP 553(商標)テルペンフェノールの粘着付与樹脂が挙げられる。
水性分散体のために好適である市販の粘着付与剤としては、Hercules Inc.からのTacolyn(商標)1070、5001及び5002(Hercules Inc.から入手可能な、低分子量の熱可塑性樹脂に基づく、水性の55%固体合成樹脂分散体)、SE1055(商標)(Hercules Inc.から入手可能なロジンエステルの水性分散体)、Escorez(商標)9271(Exxonから入手可能な脂肪族炭化水素樹脂エマルション)、Dermulsene(商標)82、Dermulsene(商標)92、Dermulsene(商標)DT又はDermulsene(商標)DT50(DRTから入手可能な、修飾テルペンフェノール樹脂の水性分散体)、及びAquatak(商標)4188(Arizona Chemical Companyから入手可能な修飾ロジンエステル)が挙げられる。
本発明の接着剤組成物は、所望であれば、可塑剤を含有し得る。可塑剤は接着剤を軟化させるので、結果として基材は、接着剤によって、より濡れやすくなる。更に、可塑剤の使用は、剥離性及び剪断性を含む接着剤特性を改善し得る。可塑剤は、疎水性の油、親水性の油又はこれらの組み合わせであってもよい。可塑剤は、接着剤組成物の約0.1〜約20重量%、好ましくは約0.5〜約10重量%の範囲の量で加えられ得る。
有用な可塑剤は、一旦、可塑剤がアクリル系感圧接着剤へ混合されると可塑剤が感圧接着剤から相分離しないように、アクリル系感圧接着剤と相溶性である。「相分離」又は「相分離する」とは、可塑剤化接着剤組成物中の純粋な可塑剤に対し、示差走査熱量計(differential scanning calorimetry、DSC)によって検知可能な、溶融又はガラス転移温度などの熱遷移が全く見つからないことを意味する。可塑化接着剤からの又は可塑化接着剤中での可塑剤のいくらかの移動、例えば組成物の平衡又は温度作用に起因する軽度の分離などは許容され得るが、可塑剤は、接着剤と可塑剤との間に相分離が起きる程度までは移動しない。可塑剤と接着剤との相溶性はまた、可塑剤の化学的性質、及び接着剤のモノマー含量にも依存し得る。
有用な可塑剤としては、重量平均分子量が150〜5,000、又は150〜1,500である酸化ポリアルキレン、例えば酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、ポリエチレングリコール及びこれらのコポリマー;アルキル又はアリール官能化酸化ポリアルキレン、例えばPYCAL(商標)94(ICI Chemicalsから市販されている酸化ポリエチレンのフェニルエーテル);ベンゾイル官能化ポリエーテル、例えばBenzoflex(商標)400(Velsicol Chemicalsから市販されているポリプロピレングリコールジベンゾエート);酸化ポリエチレンのモノメチルエーテル、Ucon(商標)50−HB−400(Dow Chemicalから市販されているポリエチレンプロピレングリコールブチルエーテル)、及びこれらの混合物が挙げられる。他の有用な可塑剤の例としては、分子量がおよそ550でありUnion Carbide Corp.から入手可能なCarbowax(商標)MPEG 550、メトキシポリエチレングリコール可塑剤;分子量がおよそ1025でありLyondell Chemical Worldwide,Inc.から入手可能なPolyol PPG(商標)1025、ポリプロピレングリコール可塑剤;分子量がおよそ425でありLyondell Chemical Worldwide,Inc.から入手可能なPolyol(商標)PPG 425、ポリプロピレングリコール可塑剤;及びBASF Companyから入手可能なPluronic(商標)25R4、酸化エチレン/酸化プロピレンブロックコポリマー可塑剤が挙げられる。
非水性組成物のためには、油溶性種、例えばフタル酸エステル(例えばアジピン酸ジオクチル及びアジピン酸ビス2−エチルヘキシル)、クエン酸エステル(例えばクエン酸トリヘキシル及びクエン酸トリオクチル)、アジピン酸エステル(例えばフタル酸ジオクチル及びフタル酸ビス2−エチルヘキシル)並びにマレイン酸エステル(例えばマレイン酸ジブチル)が挙げられる。
シロップポリマー組成物、及び光開始剤を、UV線により活性化させて、モノマー構成成分を重合することができる。UV光源は、1)280〜400ナノメートルの波長範囲にわたって一般に10mW/cm2以下(米国標準技術局に承認されている手順に沿って、例えばElectronic Instrumentation & Technology,Inc.(Sterling,VA)製のUvimap(商標)UM 365 L−Sラジオメーターを用いて測定される)の強度を提供するブラックライトなどの比較的低い強度の光源、及び2)一般に10mW/cm2を超え、好ましくは15〜450mW/cm2の強度を提供する中圧水銀ランプなどの比較的高い強度の光源の、2つのタイプのものであり得る。化学線をシロップポリマー組成物を完全に又は部分的に重合させるために用いる場合、高強度で短い時間、曝露することが好ましい。例えば、600mW/cm2の強度と約1秒の曝露時間とを首尾よく用いることができる。強度は、約0.1〜約150mW/cm2、好ましくは約0.5〜約100mW/cm2、より好ましくは約0.5〜約50mW/cm2の範囲とすることができる。これらの光開始剤は、好ましくはシロップポリマー組成物100pbw当たり0.1〜1.0pbwの量で存在する。
したがって、光開始剤の消光係数が低い場合は、比較的厚いコーティング(例えば少なくとも約1mil又は25.4マイクロメートル)を達成することができる。
変換の程度は、照射中に、前述のように重合媒質の屈折率を測定することによって監視することができる。有用なコーティング粘度は、最大50%までの範囲の変換度(すなわち利用可能なモノマーが重合された百分率)、好ましくは低Mwコポリマーを製造するための第1の部分的重合のためには5〜40%の範囲の変換度によって達成される。低Mw溶質ポリマーの分子量(重量平均)は、少なくとも3,000〜300,000である。最後の光重合の前の、高いMwコポリマーを製造する第2の重合のステップにおいて、変換の程度は約0.1〜25%である。
感圧接着剤を調製するとき、光開始重合反応を、温度約70℃未満(好ましくは50℃以下)にて、反応時間24時間未満、好ましくは12時間未満、より好ましくは6時間未満で、実質的に完了させる、すなわちモノマー構成成分を使い尽くすことが得策である。これらの温度範囲及び反応速度により、望ましくない未熟な重合及びゲル化を安定化させるためにアクリルの系へ加えられることが多いフリーラジカル重合阻害剤は、必要とされなくなる。更に、阻害剤の添加は、その系に残留することになる外来材料を加えることになり、シロップポリマーに望まれる重合及び本発明の架橋感圧接着剤の形成を阻害する。
接着剤組成物を、最後の光重合の前にコーティングすることが好ましい。シロップとしての接着性ポリマー組成物は、従来のコーティング技術によって好適な可撓性裏材材料に容易にコーティングされ、次いで更に重合され、硬化又は乾燥されて、接着剤でコーティングされたシート材料を製造する。可撓性裏材材料は、テープ裏材、光学フィルム又は任意の他の可撓性材料として従来利用されている任意の材料であってもよい。
可撓性の支持体に含ませ得る材料の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン(アイソタクチックポリプロピレンを含む)、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(カプロラクタム)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリラクチド類、セルロースアセテート及びエチルセルロース並びにこれらに類するものなどのポリオレフィン類が挙げられる。本発明で有用な市販の裏材材料としては、クラフト紙(Monadnock Paper,Inc.から入手可能);セロハン(Flexel Corp.から入手可能);スパンボンドポリ(エチレン)及びポリ(プロピレン)、例えばTyvek(商標)及びTypar(商標)(DuPont,Inc.から入手可能);並びにポリ(エチレン)及びポリ(プロピレン)から得られる多孔質フィルム、例えばTeslin(商標)(PPG Industries,Inc.から入手可能)及びCellguard(商標)(Hoechst−Celaneseから入手可能)が挙げられる。
裏材はまた、綿、ナイロン、レーヨン、ガラス、セラミック材料及びこれらに類するものなどの合成若しくは天然材料などの糸から形成される織布、又は天然、合成繊維若しくはこれらのブレンドのエアレイドウェブなどの不織布などの布地から調製されてもよい。裏材はまた、金属、金属化ポリマーフィルム又はセラミックシート材料から形成されてもよく、ラベル、テープ、記号、カバー、マーキングのしるし及びこれらに類するものなどの、感圧接着剤組成物が利用されていることが従来から知られている任意の物品の形態を取ってもよい。
上記組成物は、特定の基材に適するように改変された従来のコーティング技術を用いて基材にコーティングされる。例えば、これらの組成物は、ローラーコーティング、フローコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、ナイフコーティング及びダイコーティングなどの方法によって、様々な固体基材に塗布することができる。これらの種々のコーティング法は、組成物を可変の厚さで基材上に定置することを可能にし、それにより組成物をより広い範囲で使用することを可能にする。コーティングの厚さは、前述のように、様々であってもよい。シロップポリマーは、その後のコーティングのために所望の任意の濃度のものであってもよいが、典型的には、コーティング可能な粘度が22℃にて500〜10,000cPs(センチポーズ)の粘度を有することに到達させる変換度にある。コーティング組成物を更に希釈又は部分乾燥させることにより、所望の濃度を達成することができる。
可撓性の支持体はまた、剥離コーティング基材を含んでもよい。このような基材は、典型的には、接着転写テープを提供される場合に利用される。剥離コーティング基材の例は、当技術分野において周知であり、例としてはシリコーンコーティングクラフト紙及びこれに類するものが挙げられる。本発明のテープはまた、当該技術分野において既知の低接着性バックサイズ(low adhesion backsize、LAB)などを取り入れてもよい。
シロップコポリマーなどを備えるいくつかの実施形態では、シロップ剤は、コーティングされたシロップコポリマーの層を、そのうちの少なくとも1つのライナーが剥離材料でコーティングされた2つのライナーの間に含む構成体を用いて、コーティングされ硬化され得る。剥離ライナーは、典型的には、紫外線を透過するようにポリエステルなどの透明な高分子材料から構成される。好ましくは、各剥離ライナーは、最初に、アクリレート接着剤コポリマーとは不相溶性の剥離材料でコーティングされるか、又は下塗りされる。接着剤組成物は、剥離ライナーを透過した紫外線への曝露により硬化させることができる。
本明細書で使用するとき、「pph」は、非修飾酸官能性(メタ)アクリル系コポリマーであり得るモノマーの100部(例えばIOAとAAとの合計の100部)当たりの部を指す。
試験方法
剥離接着性試験(ASTM D 3330/D 3330M−041)
この試験は、テープをガラスから180度の角度で剥離するのに必要な力を測定する。この試験は、ASTM D 3330/D 3330M−041に記載の手順を用い、実施例において調製したコンディショニングしたテープで行った。試験する接着剤配合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上にコーティングした。試験サンプルを、12.7ミリメートル(12.7mm)幅のテープをガラス(「剥離ガラス」)、ステンレス鋼プレート又は高密度ポリエチレンクーポン(「剥離PP」)へ接着して2キログラム(2kg)のローラーをテープ上で4回転がすことによって、用意した。剥離及び剪断試験の前に、テープを、制御した環境の室内(23℃/相対湿度50%)で24時間、コンディショニングした。このテープを、引張力試験機で、プラテン速度12インチ/分(305ミリメートル/分(mm/分))にて試験した。各実施例につき、3つのサンプルを試験した。平均値を、デシメートル当たりのニュートン(N/dm)で表した。
剥離接着性試験(ASTM D 3330/D 3330M−041)
この試験は、テープをガラスから180度の角度で剥離するのに必要な力を測定する。この試験は、ASTM D 3330/D 3330M−041に記載の手順を用い、実施例において調製したコンディショニングしたテープで行った。試験する接着剤配合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上にコーティングした。試験サンプルを、12.7ミリメートル(12.7mm)幅のテープをガラス(「剥離ガラス」)、ステンレス鋼プレート又は高密度ポリエチレンクーポン(「剥離PP」)へ接着して2キログラム(2kg)のローラーをテープ上で4回転がすことによって、用意した。剥離及び剪断試験の前に、テープを、制御した環境の室内(23℃/相対湿度50%)で24時間、コンディショニングした。このテープを、引張力試験機で、プラテン速度12インチ/分(305ミリメートル/分(mm/分))にて試験した。各実施例につき、3つのサンプルを試験した。平均値を、デシメートル当たりのニュートン(N/dm)で表した。
剪断力試験(ASTM D−3654/D 3654M 061)
この試験では、すぐ下に記載するように、テープの一端をステンレス鋼プレートに接着し、垂直に吊るし、おもりをテープの自由端へ取り付けたときの、室温(RT)又は昇温(70℃)での、接着剤テープの静的剪断力を分で測定する。テープがパネルから落ちる時間を分で測定し、破壊までの時間を記録した。
この試験では、すぐ下に記載するように、テープの一端をステンレス鋼プレートに接着し、垂直に吊るし、おもりをテープの自由端へ取り付けたときの、室温(RT)又は昇温(70℃)での、接着剤テープの静的剪断力を分で測定する。テープがパネルから落ちる時間を分で測定し、破壊までの時間を記録した。
剪断70℃
試験サンプルを、実施例において用意した、コンディショニングしたテープから調製した。幅12.7mm×長さ25.4mmのテープを、ステンレス鋼プレートの一端へ、それがパネルを12.7mmオーバーラップするように接着させ、2kgのローラーを、そのパネルへ接着させたテープの一部の上で4回転がした。0.5kgのおもりをテープの自由端に取り付け、パネルを、70℃に設定したオーブン中に垂直に吊るした。テープがパネルから落ちる時間を分で測定し、破壊までの時間及び破壊のモードを記録した。破壊モードは、接着剤テープがパネルからきれいに離層するのをポップオフ(「p」)、接着剤テープがキャリア裏材から離層するのを2者固着(「2b」)破壊、又は接着剤が割れて接着剤の一部がテープ上に残って一部がテープ裏材上に残るのを凝集(「c」)破壊とした。この試験は、破壊が10,000分間起こらなかった場合に終了させ、結果を記録した。報告したデータは、3回の測定値を計算した平均とした。
試験サンプルを、実施例において用意した、コンディショニングしたテープから調製した。幅12.7mm×長さ25.4mmのテープを、ステンレス鋼プレートの一端へ、それがパネルを12.7mmオーバーラップするように接着させ、2kgのローラーを、そのパネルへ接着させたテープの一部の上で4回転がした。0.5kgのおもりをテープの自由端に取り付け、パネルを、70℃に設定したオーブン中に垂直に吊るした。テープがパネルから落ちる時間を分で測定し、破壊までの時間及び破壊のモードを記録した。破壊モードは、接着剤テープがパネルからきれいに離層するのをポップオフ(「p」)、接着剤テープがキャリア裏材から離層するのを2者固着(「2b」)破壊、又は接着剤が割れて接着剤の一部がテープ上に残って一部がテープ裏材上に残るのを凝集(「c」)破壊とした。この試験は、破壊が10,000分間起こらなかった場合に終了させ、結果を記録した。報告したデータは、3回の測定値を計算した平均とした。
低分子量(Low Molecular Weight、LMW)シロップAの調製
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、その混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えて、表1に示す総量を得た。
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、その混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えて、表1に示す総量を得た。
高分子量(High Molecular Weight、HMW)シロップBの調製
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRG651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えて、表1に示す総量を得た。
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRG651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えて、表1に示す総量を得た。
シロップA及びシロップBからの実施例1〜6並びに比較例C1及びC2の調製
表2にまとめたように、シロップAとシロップBとを異なる比にて、いくつかの事例では追加のAAと一緒に、ブレンドした。次いで、この混合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
表2にまとめたように、シロップAとシロップBとを異なる比にて、いくつかの事例では追加のAAと一緒に、ブレンドした。次いで、この混合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
低分子量(LMW)シロップCの調製
1クォートのジャーに、270グラム(90pph)のIOA、54グラム(18pph)のt−BA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、その混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した(量は、表3にまとめたものとした)。
1クォートのジャーに、270グラム(90pph)のIOA、54グラム(18pph)のt−BA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、その混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した(量は、表3にまとめたものとした)。
高分子量(HMW)シロップDの調製
1クォートのジャーに、表3にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、54グラム(18pph)のt−BA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、表3にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、54グラム(18pph)のt−BA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
シロップC及びシロップDからの実施例7及び比較例C3の調製
シロップCとシロップDとを比40/60にて一緒にブレンドし、数滴のTFAを加えて、t−ブチル基をAAへ変換した。次いで、追加の0.16pphのIRG651を加え、続いて、表4に示すように、0.08pphのHDDA、及び0.1pphのBTMPTを加えた。次いで、このシロップを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2.4mil(〜60マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップCとシロップDとを比40/60にて一緒にブレンドし、数滴のTFAを加えて、t−ブチル基をAAへ変換した。次いで、追加の0.16pphのIRG651を加え、続いて、表4に示すように、0.08pphのHDDA、及び0.1pphのBTMPTを加えた。次いで、このシロップを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2.4mil(〜60マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップA及びシロップBからの実施例8〜10並びに比較例C1及びC2の調製
表5に示すように、シロップA及びシロップBを異なる比にて、追加の成分と一緒にブレンドし、次いで、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
表5に示すように、シロップA及びシロップBを異なる比にて、追加の成分と一緒にブレンドし、次いで、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップA及びシロップBからの実施例11〜13並びに比較例C1及びC2の調製
表6に示すように、シロップA及びシロップBを異なる比にて、追加の成分と一緒にブレンドし、次いで、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
表6に示すように、シロップA及びシロップBを異なる比にて、追加の成分と一緒にブレンドし、次いで、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
3−トリメトキシシリルプロピル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(「AZSi」)の調製
丸底フラスコへ、n−ヘキサン(5.9g)と酢酸エチル(9g)との混合物中3−トリメトキシシリルプロピルプロプ−2−エノエート(10g、42.677mmol、1.0当量)を加えた。2−メチルアジリジン(3.249g、51.2mmol、1.2当量)を滴下で速やかに加えた。この反応混合物を、室温にて一晩撹拌し、TLC及びNMRによって監視した。完了時に、溶媒を減圧下で除去して、生成物3−トリメトキシシリルプロピル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(「AZSi」)を得た。
丸底フラスコへ、n−ヘキサン(5.9g)と酢酸エチル(9g)との混合物中3−トリメトキシシリルプロピルプロプ−2−エノエート(10g、42.677mmol、1.0当量)を加えた。2−メチルアジリジン(3.249g、51.2mmol、1.2当量)を滴下で速やかに加えた。この反応混合物を、室温にて一晩撹拌し、TLC及びNMRによって監視した。完了時に、溶媒を減圧下で除去して、生成物3−トリメトキシシリルプロピル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(「AZSi」)を得た。
(4−ベンゾイルフェニル)3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(「AZBP」)の調製
100mLのフラスコへ、n−ヘキサン(5.9g、69mmol)及び酢酸エチル(5.4g、61mmol)中4−アクリルオキシベンゾフェノン(6.00g、23.8mmol、1.00当量)を加えた。2−メチルアジリジン(1.70g、26.9mmol、1.2当量)を加えた。わずかな発熱を観察した。この反応混合物を、室温にて20時間撹拌し、その時点で、13C NMRは、アルケンのピークが残っていることを示した。追加の酢酸エチル(12.0g)中の2−メチルアジリジン(1.7g、1.2当量)を加え、この反応物を、出発材料の完全な消費がTLC及び13C NMRによって観察されるまで、更に20時間撹拌した。
100mLのフラスコへ、n−ヘキサン(5.9g、69mmol)及び酢酸エチル(5.4g、61mmol)中4−アクリルオキシベンゾフェノン(6.00g、23.8mmol、1.00当量)を加えた。2−メチルアジリジン(1.70g、26.9mmol、1.2当量)を加えた。わずかな発熱を観察した。この反応混合物を、室温にて20時間撹拌し、その時点で、13C NMRは、アルケンのピークが残っていることを示した。追加の酢酸エチル(12.0g)中の2−メチルアジリジン(1.7g、1.2当量)を加え、この反応物を、出発材料の完全な消費がTLC及び13C NMRによって観察されるまで、更に20時間撹拌した。
低分子量(LMW)シロップEの調製
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、57グラム(19pph)のIBOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。量は、表7にまとめたものとした。
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、57グラム(19pph)のIBOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。量は、表7にまとめたものとした。
高分子量(HMW)シロップFの調製
1クォートのジャーに、表7にまとめたように、240グラム(80pph)のIOA、57グラム(19pph)のIBOA、3グラム(1pph)のAA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、表7にまとめたように、240グラム(80pph)のIOA、57グラム(19pph)のIBOA、3グラム(1pph)のAA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
シロップE及びシロップFからの実施例14及び比較例C4の調製
シロップEとシロップFとを比50/50にて一緒にブレンドし、その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えた。表8に示すように、追加の成分を加え、次いでその混合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(約50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップEとシロップFとを比50/50にて一緒にブレンドし、その後、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651を加えた。表8に示すように、追加の成分を加え、次いでその混合物を、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(約50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップE及びシロップFからの実施例15及び16の調製
シロップEへ、0.2pph(シロップEに関してのみ)のAZBPを加え、2時間、一緒に混合し、次いで0.32pph(シロップEに関してのみ)のIRG651を加えた。その後、シロップFを、比50/50でブレンドし、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。次いで、実施例16のための接着剤フィルムを、追加の200mJ/cm2のUVCへ曝露した。
シロップEへ、0.2pph(シロップEに関してのみ)のAZBPを加え、2時間、一緒に混合し、次いで0.32pph(シロップEに関してのみ)のIRG651を加えた。その後、シロップFを、比50/50でブレンドし、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。次いで、実施例16のための接着剤フィルムを、追加の200mJ/cm2のUVCへ曝露した。
低分子量(LMW)シロップGの調製
1クォートのジャーに、表9にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、表9にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
高分子量(HMW)シロップHの調製
1クォートのジャーに、表9にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、30グラム(30pph)のAA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、表9にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、30グラム(30pph)のAA、及び0.12グラム(0.04pph)のIRGACURE 651を仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで10重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
シロップG及びシロップHからの実施例17〜18及び比較例C5の調製
シロップGへ、9pphのAAをシロップHと、表10にまとめた比にてブレンドし、続いて0.16pphのIRG651を加えた。コーティングする前に、表10に示すように、0.15pphのBTMPTを加え、次いでその混合物をHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップGへ、9pphのAAをシロップHと、表10にまとめた比にてブレンドし、続いて0.16pphのIRG651を加えた。コーティングする前に、表10に示すように、0.15pphのBTMPTを加え、次いでその混合物をHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
低分子量(LMW)シロップIの調製
1クォートのジャーに、270グラム(90pph)のIOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで、表11にまとめたように、40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、270グラム(90pph)のIOA、3グラム(1pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。モノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで、表11にまとめたように、40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
シロップI及びシロップHからの実施例19〜20及び比較例C6の調製
シロップIへ、3.0グラム(1pph)のTEAを加え、一晩振とうしてIOTGを完全に消費した。次いで9pphのAAを加え、特定の比にてシロップHと、追加の0.16pphのIRG651と一緒にブレンドした。コーティングする前に、表12に示すように、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
シロップIへ、3.0グラム(1pph)のTEAを加え、一晩振とうしてIOTGを完全に消費した。次いで9pphのAAを加え、特定の比にてシロップHと、追加の0.16pphのIRG651と一緒にブレンドした。コーティングする前に、表12に示すように、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
N−[1,1−ジメチル−2−(2−メチルアジリジン−1−イル)−2−オキソ−エチル]プロプ−2−エンアミド(「AZA」)の調製
酢酸エチル(10g、200mmol)及びn−ヘキサン(23.0g、267mmol)中4,4−ジメチル−2−ビニル−オキサゾリジン−5−オン(13.9g、98.5mmol、1.00当量)の撹拌溶液へ、2−メチルアジリジン(6.75g、118mmol、1.20当量)を、滴下で速やかに加えた。この反応混合物を一晩撹拌し、白色の固体が形成された。この固体をろ過して除き、50mLのヘキサンで洗浄し、乾燥させて所望の生成物を得た。NMR及びIRスペクトル解析によって、この生成物の構造を確認した。
酢酸エチル(10g、200mmol)及びn−ヘキサン(23.0g、267mmol)中4,4−ジメチル−2−ビニル−オキサゾリジン−5−オン(13.9g、98.5mmol、1.00当量)の撹拌溶液へ、2−メチルアジリジン(6.75g、118mmol、1.20当量)を、滴下で速やかに加えた。この反応混合物を一晩撹拌し、白色の固体が形成された。この固体をろ過して除き、50mLのヘキサンで洗浄し、乾燥させて所望の生成物を得た。NMR及びIRスペクトル解析によって、この生成物の構造を確認した。
2−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパノイル)フェノキシ]エチル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(「AZPIA」)の調製
100mLのフラスコへ、n−ヘキサン(5.92g、68.7mmol)及び酢酸エチル(4g、40mmol)中2−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパノイル)フェノキシ]エチルプロプ−2−エノエート(6g、21.56mmol、1.00当量)を加えた。2−メチルアジリジン(1.391g、24.36mmol、1.12当量)を加えた。この反応混合物を、室温にて一晩撹拌するままにし、溶媒を減圧下で除去して所望の生成物(「AZPIA」)を得、これを、NMR及びIR解析によって確認した。
100mLのフラスコへ、n−ヘキサン(5.92g、68.7mmol)及び酢酸エチル(4g、40mmol)中2−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパノイル)フェノキシ]エチルプロプ−2−エノエート(6g、21.56mmol、1.00当量)を加えた。2−メチルアジリジン(1.391g、24.36mmol、1.12当量)を加えた。この反応混合物を、室温にて一晩撹拌するままにし、溶媒を減圧下で除去して所望の生成物(「AZPIA」)を得、これを、NMR及びIR解析によって確認した。
低分子量(LMW)シロップJの調製
1クォートのジャーに、表13にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、30g(10pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、表13にまとめたように、270グラム(90pph)のIOA、30g(10pph)のAA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで40重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。
シロップJ及びシロップHからの実施例21〜29の調製
実施例21〜23を、最初に、シロップJを、N−[1,1−ジメチル−2−(2−メチルアジリジン−1−イル)−2−オキソ−エチル]プロプ−2−エンアミド(AZA)と反応させる(1モル当量のアジリジンからAAへ)ことによって調製した。この反応物を室温で撹拌し、1H NMRによって、完了するまで監視した。溶媒を、減圧下で除去した。その後、表14に示すように、シロップHを追加の0.16pphのIRG651と特定の比にてブレンドした。コーティングする前に、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
実施例21〜23を、最初に、シロップJを、N−[1,1−ジメチル−2−(2−メチルアジリジン−1−イル)−2−オキソ−エチル]プロプ−2−エンアミド(AZA)と反応させる(1モル当量のアジリジンからAAへ)ことによって調製した。この反応物を室温で撹拌し、1H NMRによって、完了するまで監視した。溶媒を、減圧下で除去した。その後、表14に示すように、シロップHを追加の0.16pphのIRG651と特定の比にてブレンドした。コーティングする前に、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
実施例24及び25を、最初に、シロップJを、2−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパノイル)フェノキシ]エチル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(AZPIA)と反応させる(1モル当量のアジリジンからAAへ)ことによって調製した。この反応物を室温で撹拌し、1H NMRによって、完了するまで監視した。溶媒を、減圧下で除去した。その後、シロップHを、表14に示す特定の比にてブレンドした。コーティングする前に、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
実施例26及び27を、最初に、シロップJを、N−[1,1−ジメチル−2−(2−メチルアジリジン−1−イル)−2−オキソ−エチル]プロプ−2−エンアミド(AZA)と反応させる(1モル当量のアジリジンからAAへ)ことによって調製した。この反応物を室温で撹拌し、1H NMRによって、完了するまで監視した。溶媒を、減圧下で除去した。その後、シロップH及びJを追加の0.16pphのIRG651と、表14に示す特定の比にてブレンドした。コーティングする前に、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
実施例28及び29を、最初に、シロップJを、2−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパノイル)フェノキシ]エチル3−(2−メチルアジリジン−1−イル)プロパノエート(AZPIA)と反応させる(1モル当量のアジリジンからAAへ)ことによって調製した。この反応物を室温で撹拌し、1H NMRによって、完了するまで監視した。溶媒を、減圧下で除去した。その後、シロップH及びJを追加の0.16pphのIRG651と、表14に示す特定の比にてブレンドした。コーティングする前に、0.15pphのBTMPTを加え、次いでHOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
熱ラジカル重合を介したシロップの調製
シロップK
250mLのアンバーのジャーに、90グラム(90pph)のIOA、10グラム(10pph)のAA、0.2グラム(0.2pph)のIRGACURE 2959アクリレート(PIA)、及び0.2グラム(0.2pph)の熱ラジカル開始剤VAZO 67を仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で15分間パージし、次いでボトルをしっかりとキャップしてATLAS M228AA LAUNDER−OMETERに70℃にて1時間入れた。形成されたコポリマーを、次いで90/10のIOA/AAモノマー混合物で、22重量%のポリマーへ希釈し、その後、表15にまとめたように、0.2グラム(0.2pph)のIRG651、及び0.15グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
シロップK
250mLのアンバーのジャーに、90グラム(90pph)のIOA、10グラム(10pph)のAA、0.2グラム(0.2pph)のIRGACURE 2959アクリレート(PIA)、及び0.2グラム(0.2pph)の熱ラジカル開始剤VAZO 67を仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で15分間パージし、次いでボトルをしっかりとキャップしてATLAS M228AA LAUNDER−OMETERに70℃にて1時間入れた。形成されたコポリマーを、次いで90/10のIOA/AAモノマー混合物で、22重量%のポリマーへ希釈し、その後、表15にまとめたように、0.2グラム(0.2pph)のIRG651、及び0.15グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
シロップL
250mLのアンバーのジャーに、90グラム(90pph)のIOA、10グラム(10pph)のAA、0.4グラム(0.4pph)のABP、及び0.2グラム(0.2pph)の熱ラジカル開始剤VAZO 67を仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で15分間パージし、次いでボトルをしっかりとキャップしてATLAS M228AA LAUNDER−OMETERに70℃にて1時間入れた。形成されたコポリマーを、次いで90/10のIOA/AAモノマー混合物で、22重量%のポリマーへ希釈し、その後、表15にまとめたように、0.2グラム(0.2pph)のIRG651、及び0.15グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
250mLのアンバーのジャーに、90グラム(90pph)のIOA、10グラム(10pph)のAA、0.4グラム(0.4pph)のABP、及び0.2グラム(0.2pph)の熱ラジカル開始剤VAZO 67を仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で15分間パージし、次いでボトルをしっかりとキャップしてATLAS M228AA LAUNDER−OMETERに70℃にて1時間入れた。形成されたコポリマーを、次いで90/10のIOA/AAモノマー混合物で、22重量%のポリマーへ希釈し、その後、表15にまとめたように、0.2グラム(0.2pph)のIRG651、及び0.15グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
シロップ状にする間、混合物は、LMWポリマー、反応性LMWポリマー及びモノマーを含有していた。次いで、最後のウェブ上のUV曝露の間に、反応性LMWポリマーを高HMWポリマーへ変換した。
シロップK及びLからの実施例30〜31の調製
個別に、シロップK及びLを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)又はUVA(500mJ/cm2)によって、かつ続いてUVC(200mJ/cm2)で硬化した。相対的な量及び試験結果を表16にまとめた。
個別に、シロップK及びLを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)又はUVA(500mJ/cm2)によって、かつ続いてUVC(200mJ/cm2)で硬化した。相対的な量及び試験結果を表16にまとめた。
低分子量(LMW)シロップMの調製
1クォートのジャーに、285グラム(95pph)のIOA、15g(5pph)の4−HBA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで24重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、この混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
1クォートのジャーに、285グラム(95pph)のIOA、15g(5pph)の4−HBA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで24重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、この混合物を一晩振とうして、IOTGを完全に消費した。その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
低分子量(LMW)シロップNの調製
1クォートのジャーに、294グラム(98pph)のIOA、6グラム(2pph)のDMAEA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで22重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、一晩転がしてIOTGを完全に消費した。その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
1クォートのジャーに、294グラム(98pph)のIOA、6グラム(2pph)のDMAEA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6g(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで22重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、0.6グラム(0.2pph)のTEAを加え、一晩転がしてIOTGを完全に消費した。その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
低分子量(LMW)シロップOの調製
1クォートのジャーに、294グラム(98pph)のIOA、6グラム(2pph)のDMAEA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで22重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
1クォートのジャーに、294グラム(98pph)のIOA、6グラム(2pph)のDMAEA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで22重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露し、その後、表17にまとめたように、追加の0.48グラム(0.16pph)のIRG651、及び0.45グラム(0.15pph)のトリアジンBTMPTを加えた。
シロップM、N及びOからの実施例32〜34の調製
個別に、シロップM、N及びOを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
個別に、シロップM、N及びOを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。
LMW/HMWシロップPの調製
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで54重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。次いで、シロップを、最終混合物中、80/20のIOA/IBOAブレンドで18.5重量%のコポリマーへ希釈し、その後、0.2pph(元のシロップに基づく)のTEAを加え、この混合物を一晩振とうしてIOTGを完全に消費した。その後、追加の0.04pph(希釈ブレンドに基づく)のIRG651を加え、シロップを窒素で15分間パージし、次いで、コポリマーレベルが総混合物の25.5重量%へ増加するまで低強度の紫外線へ曝露した。
1クォートのジャーに、240グラム(80pph)のIOA、60グラム(20pph)のIBOA、0.12グラム(0.04pph)のIRG651、及び0.6グラム(0.2pph)のIOTGを仕込んだ。このモノマー混合物を窒素で5分間パージし、次いで54重量%のコポリマーが形成されるまで、低強度の紫外線へ曝露した。次いで、シロップを、最終混合物中、80/20のIOA/IBOAブレンドで18.5重量%のコポリマーへ希釈し、その後、0.2pph(元のシロップに基づく)のTEAを加え、この混合物を一晩振とうしてIOTGを完全に消費した。その後、追加の0.04pph(希釈ブレンドに基づく)のIRG651を加え、シロップを窒素で15分間パージし、次いで、コポリマーレベルが総混合物の25.5重量%へ増加するまで低強度の紫外線へ曝露した。
シロップPからの実施例35〜38並びに比較例C7及びC8の調製
実施例35〜37のために、シロップPを、表19のエントリーによる追加の成分と、異なる比にて一緒にブレンドした。次いで、このサンプルを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。実施例38のための接着剤フィルムを、実施例35〜37と同様に調製したが、剪断測定の試験前に追加の300mJのUVCに曝露した。
実施例35〜37のために、シロップPを、表19のエントリーによる追加の成分と、異なる比にて一緒にブレンドした。次いで、このサンプルを、HOSTAPHAN 3SAB下塗りポリエステルフィルム上に厚さ2mil(〜50マイクロメートル)でコーティングし、UVA光(500mJ/cm2)で硬化した。実施例38のための接着剤フィルムを、実施例35〜37と同様に調製したが、剪断測定の試験前に追加の300mJのUVCに曝露した。
Claims (53)
- a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするステップと、
c)高Mwコポリマーを提供して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップを提供するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップと、を含む、(メタ)アクリレート接着剤を調製する方法。 - 第2の高Mwコポリマーが、in situで調製される、請求項1に記載の方法。
- a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするステップと、
c)更に重合して、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)の前記シロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合するステップと、を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記シロップポリマー組成物が、最後の光重合のステップの前に、基材にコーティングされる、請求項3に記載の方法。
- ステップa)が、(メタ)アクリレートモノマー混合物を、3,000〜300,000のMwを有する低Mw溶質コポリマーへ、5〜40%の変換度まで部分的に重合するステップである、請求項3に記載の方法。
- ステップc)が、少なくとも1〜25%の変換度まで部分的に重合して、300,000〜3,000,000のMwを有する前記高Mw溶質コポリマーを含む第2のシロップポリマーを製造するステップである、請求項3に記載の方法。
- ステップa)の前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の極性モノマーと、を含み、極性モノマーは酸官能性モノマーを含み、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項3に記載の方法。 - ステップa)の前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の極性モノマーと、を含み、極性モノマーには酸官能性モノマーを含まず、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項3に記載の方法。 - 前記架橋剤が、多官能性アクリレートである、請求項3に記載の方法。
- 前記架橋剤が、ハロトリアジンである、請求項3に記載の方法。
- 前記架橋剤が、未反応モノマー100重量部に対して0.05〜1重量部の量である、請求項3に記載の方法。
- 前記架橋剤が、水素引き抜き型架橋剤である、請求項3に記載の方法。
- ステップd)の接着剤コポリマーが、架橋された高Mwコポリマー、及び低Mwコポリマーを含む、請求項3に記載の方法。
- ステップd)の接着剤コポリマー生成物が、5〜20重量%の高Mwコポリマー、5〜30重量%の低Mwコポリマー、及び50〜90重量%の架橋アクリレートコポリマーを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記架橋剤が、未反応モノマー100重量部に対して0.05〜1重量部の量である、請求項3に記載の方法。
- 前記モノマー混合物が、1重量部未満の酸官能性モノマー、及び0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマーを含む50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1重量部未満の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の(他の)極性モノマーと、を含み、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項16に記載の方法。 - a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、ペンダントt−ブチルエステル基を有する低Mw溶質コポリマー、及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンの添加によってクエンチするステップと、
c)ステップd)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合して、前記低Mw溶質コポリマー、高Mw架橋溶質コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合して、前記低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー、及び第3の架橋コポリマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、を含み、
触媒量の酸が、ステップc)、d)及びe)のうちのいずれかのシロップポリマー組成物へ加えられて、t−ブチル基を酸基へと加水分解する、請求項16に記載の方法。 - 前記モノマー混合物が、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートモノマーを更に含み、
第1の溶質コポリマーが、ペンダントジアルキルアミノアルキル基を有する、請求項16に記載の方法。 - ステップa)の前記モノマー混合物が、フリーラジカル重合性光開始剤を含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- a)前記(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤及び重合性光開始剤の存在下で部分的に熱重合して、ペンダント光開始基を有する低Mw溶質コポリマー、及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするステップと、
c)ステップb)の前記シロップポリマー組成物を更に熱重合して、前記低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
d)架橋剤を加えるステップと、
e)ステップd)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合して、前記低Mwコポリマー及び架橋された高Mwコポリマーを含む組成物を製造するステップと、を含む、請求項20に記載の方法。 - a)前記(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤及び重合性光開始剤の存在下で部分的に熱的に重合して、ペンダント光開始基を有する低Mw溶質コポリマー、及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするステップと、
c)架橋剤を加えるステップと、
d)ステップc)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合して、前記低Mw溶質コポリマー及び架橋された高Mw溶質コポリマーを含むポリマー組成物を製造するステップと、を含む、請求項20に記載の方法。 - 前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、100重量部の総モノマーに対して0.1〜5重量部のフリーラジカル重合性光開始剤を含む、請求項20に記載の方法。
- a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)分岐剤及び任意選択の光開始剤を加えるステップと、
d)更に重合して、低Mwコポリマー及び高Mw架橋コポリマーを含むポリマー組成物を製造するステップと、を含む、アクリレート接着剤を調製する方法。 - 前記分岐剤が、多官能性アクリレート又はアリルアクリレートである、請求項24に記載の方法。
- a)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をクエンチするステップと、
c)重合性光開始剤をステップb)のシロップポリマーへ加えるステップと、
d)ステップc)の前記シロップポリマー組成物を更に光重合して、前記低Mw溶質コポリマー、ペンダント光開始基を有する高Mw溶質コポリマー、及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
e)任意選択で、架橋剤をステップd)の前記シロップポリマー組成物へ加え、更に光重合するステップと、を含む、アクリレート接着剤を調製する方法。 - 前記重合性光開始剤が、総モノマー100重量部に対して0.1〜5重量部の量で、ステップc)の前記シロップポリマー組成物へ加えられる、請求項26に記載の方法。
- 前記モノマー混合物が、ジアルキルアミノアルキルアクリレートモノマーを含み、
前記第1のシロップコポリマーが、ペンダントアミノアルキル基を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ペンダントジアルキルアミノアルキル基が、前記チオール連鎖移動剤の、未反応アクリレートモノマーへのマイケル付加を触媒して、前記連鎖移動剤をクエンチする、請求項28に記載の方法。
- 前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部を超える(他の)極性モノマーと、を含み、前記極性モノマーはアミノアルキルアクリレートモノマーを含み、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項28に記載の方法。 - 前記モノマー混合物が、100重量部の総モノマーに対して、1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部のアミノアルキルアクリレートモノマーを含む、請求項28に記載の方法。
- 0.1〜15重量部のt−ブチルアクリレートモノマー、及び1重量部未満の酸官能性モノマーを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記モノマー混合物が、求核性又は求電子性官能基を有する官能性アクリレートモノマーを含む、請求項1〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の溶質コポリマーが、ペンダント求電子性又は求核性官能基を有する、請求項33に記載の方法。
- 前記第1の溶質コポリマーの前記官能基が、共反応性官能基を有する光開始剤と反応して、ペンダント光開始基を有する溶質コポリマーを生成する、請求項33に記載の方法。
- 前記第1の溶質コポリマーの前記官能基が、共反応性官能基を有する不飽和化合物と反応して、ペンダント不飽和基を有する溶質コポリマーを生成する、請求項33に記載の方法。
- 前記第1の溶質コポリマーの前記官能基が、共反応性官能基を有するアルコキシシラン化合物と反応して、ペンダントアルコキシシラン基を有する溶質コポリマーを生成する、請求項33に記載の方法。
- a)(メタ)アクリルモノマー混合物をチオール連鎖移動剤の存在下で部分的に重合して、低Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第1のシロップポリマー組成物を製造するステップと、
b)前記チオール連鎖移動剤をアミンでクエンチするステップと、
c)高Mwコポリマーを別個で調製し、ステップb)の前記シロップ組成物と合わせて、低Mw溶質コポリマー、高Mw溶質コポリマー及び未反応溶媒モノマーを含む第2のシロップを提供するステップと、
d)任意選択で、架橋剤及び光開始剤をステップc)のシロップポリマーへ加えるステップと、
e)ステップc)又はd)のシロップポリマー組成物を更に光重合するステップと、を含む、請求項1に記載の方法。 - ステップa)が、(メタ)アクリレートモノマー混合物を、3,000〜300,000のMwを有する低Mw溶質コポリマーへ、5〜40%の変換度まで部分的に重合するステップである、請求項38に記載の方法。
- ステップc)が、少なくとも1〜25%の変換度まで部分的に重合して、300,000〜3,000,000のMwを有する前記高Mw溶質コポリマーを含む第2のシロップポリマーを製造する、請求項38に記載の方法。
- ステップa)の前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の極性モノマーと、を含み、極性モノマーは酸官能性モノマーを含み、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項38に記載の方法。 - ステップa)の前記(メタ)アクリレートモノマー混合物が、
a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部の極性モノマーと、を含み、極性モノマーには酸官能性モノマーを含まず、
これらのモノマーの合計が100重量部である、請求項38に記載の方法。 - 前記架橋剤が、多官能性アクリレートである、請求項38に記載の方法。
- 前記架橋剤が、ハロトリアジンである、請求項38に記載の方法。
- 前記架橋剤が、未反応モノマー100重量部に対して0.05〜1重量部の量である、請求項38に記載の方法。
- 前記架橋剤が、水素引き抜き型架橋剤である、請求項38に記載の方法。
- ステップd)の接着剤コポリマーが、架橋された高Mwコポリマー、及び低Mwコポリマーを含む、請求項38に記載の方法。
- ステップd)の接着剤コポリマー生成物が、5〜20重量%の高Mwコポリマー、5〜30重量%の低Mwコポリマー、及び50〜90重量%の架橋アクリレートコポリマーを含む、請求項38に記載の方法。
- 前記架橋剤が、未反応モノマー100重量部に対して0.05〜1重量部の量である、請求項38に記載の方法。
- 前記シロップポリマー組成物が、最後の光重合のステップの前に、基材にコーティングされる、請求項38に記載の方法。
- 粘着付与剤が、第2の光重合の前に加えられる、請求項1〜50のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜51のいずれか一項に記載の方法によって調製される、接着剤組成物。
- 裏材上に請求項52に記載の接着剤組成物の層を備える、接着剤物品。
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