JP2019509367A - 感圧性接着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

複数のモノマーを重合させることにより形成されるポリマーを含む感圧性接着剤組成物が提供される。ここで、モノマーは、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上、並びにｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上を含む。感圧性接着剤組成物は、高い接着強度及び撥水性を有し、特に、優れた耐薬品性を示し、薬品と接触しても一定の接着強度を維持する。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
（発明の分野）
本発明は、感圧性接着剤組成物に関し、より詳細には、耐薬品性を有する感圧性接着剤組成物に関する。
（発明の背景技術）
感圧性接着剤（Pressure−Sensitive Adhesive：ＰＳＡ）テープは、家庭用、工業用に実質上至る所に存在する。感圧性接着テープは、一般に、基材上に配置された感圧性接着剤層を含む。感圧性接着剤は、感圧性接着テープを使用する温度で感圧性接着特性を示し、様々な物品に適当な圧力のみで付着して接着性結合を形成する。
感圧テープ評議会（Pressure SensitiveTape Council）によれば、感圧性接着剤（ＰＳＡ）は、（１）強力で永久的な感圧性接着特性、（２）指圧以下の圧力を用いた接着、（３）対象物における十分な残留性、及び（４）対象物からきれいに除去できる十分な凝集力という特徴を有することが知られている。感圧性接着剤（ＰＳＡ）として優れた機能を有することが知られている材料としては、所望の粘弾性特性を示すように設計及び配合され、これにより、感圧性接着特性、剥離接着特性及び剪断保持力の所望のバランスが得られるポリマーが挙げられる。一般に、感圧性接着剤は、室温（例えば２０℃）で感圧性接着特性を示すという特徴を有する。感圧性接着剤は、組成物が単に表面に接着又は付着していても、組成物を含まないという点に留意すべきである。
この要件は、一般に、Ａ．Ｖ．Ｐｏｃｉｕｓ ｉｎ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ａｎｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２ｎｄ Ｅｄ．，Ｈａｎｓｅｒ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ，２００２で開示されるように、感圧性接着特性、接着特性（剥離強度）、及び凝集特性（剪断保持力）を別個に測定するように設計された試験を用いて評価される。これらの測定値を組み合わせて、ＰＳＡを特徴付けるために広く用いられる特徴のバランスをとる。
この感圧性接着テープは長年広く使用されているため、性能要件の要求はますます大きくなっている。例えば、高い接着強度、撥水性及び耐薬品性を有する感圧性接着剤を提供する必要がある。
従来の感圧性接着剤は、薬品と接触すると接着強度が低下するという課題を持つ。特に、ウェアラブルデバイスなどで使用される感圧性接着剤は、その寿命の間、オレイン酸などの家庭用薬品に容易に暴露されるため、耐薬品性が要求される。
（発明の詳細な説明）
本発明は、優れた接着強度を有し、撥水性及び耐薬品性を示し、薬品と接触しても一定の接着強度を維持する感圧性接着剤組成物を対象とする。
（課題を解決するための手段）
上述の従来技術の課題を解決するためには、本発明の一態様によれば、複数のモノマーを重合させることにより形成されるポリマーを含む感圧性接着剤組成物が提供される。ここで、モノマーは、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上、並びにｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上を含む。
モノマーは、開始剤を用いて溶媒中で重合されてもよい。
ポリマーの総重量に基づいて、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上の含有量は、６３〜８４重量％の範囲であってよく、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上の含有量は１０〜３０重量％の範囲であってよく、ｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上の含有量は３〜１５重量％の範囲であってよい。
感圧性接着剤組成物は、架橋剤を更に含むことができ、架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、ビスアミド系架橋剤、キレート系架橋剤、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤、及び尿素系架橋剤からなる群から選択される１種以上を含むことができる。
本発明の別の態様によれば、基材と、基材上に配置された感圧性接着剤層とを備えた感圧性接着物品が提供される。ここで、感圧性接着剤層は、本発明の感圧性接着剤組成物を含む。
（発明の効果）
本発明による感圧性接着剤組成物は、優れた接着強度を有し、撥水性及び耐薬品性を示す。即ち、本発明による感圧性接着剤組成物は、薬品と接触しても接着強度を維持することができる。
（実施形態の詳細な説明）
本発明のこれら及び他の利点及び特徴並びにそれらを達成する方法は、以下の実施例の詳細な説明から明らかになる。しかし、本発明は、以下の実施例に限定されず、様々な形態で例示することができる。即ち、本発明の実施例は本発明の開示を完全にするために役立つものであり、本発明が属する技術分野の当業者に本発明の全範囲を知らしめるために提供される。本発明は、添付の特許請求の範囲に基づいて定義されるべきである。
本明細書を通して用語「含む、備える（comprising、including）」、「有する」及び「からなる」が使用されるが、用語「のみ」が使用されなければ特定の要素を除く他の要素を包含することが意図され得る。単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途明確に文脈が指示しない限り、複数形も包含することを意図している。要素を記述するにあたり、別途明確に文脈が指示しない限り、要素の記述がその誤差の範囲を包含することが意図されていることも理解されるべきである。
本発明の実施例においては、その各特徴は部分的に又は全体的に組み合わされるか又は統合され、更に技術的にも様々な方法で結合及び精緻化され得る。
以下、本発明の例示的実施形態を詳細に説明する。
本発明による感圧性接着剤組成物は、アクリル系感圧性接着剤組成物である。本発明の１つの例示的実施形態による感圧性接着剤組成物は、複数のモノマーを重合させることにより形成されるポリマーを含む。好ましくは、ポリマーはアクリルポリマーである。
このようなモノマーは、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上、並びにｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上を含む。
ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上の含有量は、ポリマーの総重量に基づいて約６３〜約８４重量％の範囲、好ましくは約６４〜約７９重量％の範囲、より好ましくは約６３〜約６９重量％の範囲である。
また、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上の含有量は、ポリマーの総重量に基づいて約１０〜約３０重量％の範囲、好ましくは約１５〜約２８重量％の範囲、より好ましくは約１８〜約２５重量％の範囲である。
更に、ｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上の含有量は、ポリマーの総重量に基づいて約３〜約１５重量％の範囲、好ましくは約５〜約１３重量％の範囲、より好ましくは約５〜約８重量％の範囲である。
感圧性接着剤組成物は、ポリマーに加えて、架橋剤を更に含んでいてもよい。架橋剤は、ポリマー鎖をポリマーに連結するように機能でき、更に接着強度及び保持力を制御するように機能できる。例えば、架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、ビスアミド系架橋剤、キレート系架橋剤、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤及び尿素系架橋剤からなる群から選択される１種以上を含んでいてもよい。架橋剤は、イソシアネート系架橋剤であることが好ましい。架橋剤の含有量は更に、感圧性接着剤組成物の総重量に基づいて約０．０５〜１．００重量％の範囲であることが好ましい。
本発明による感圧性接着剤組成物は、溶媒系感圧性接着剤組成物であり、溶媒中でモノマーを重合させることによりポリマーが形成される。その後、架橋剤をポリマーと混合でき、得られた混合物を基材上に適用して接着物品を形成し、好ましくはテープ形態の接着物品を形成できる。
このような溶媒系感圧性接着剤は、水系感圧性接着剤に比べ、優れた耐水性、耐熱性、保持力及び接着強度を有する。また、溶媒系感圧性接着剤は、水系感圧性接着剤に比べて、分散媒である溶媒の揮発温度が低いため、乾燥設備コストが低減するという利点がある。したがって、溶媒系感圧性接着剤は、高い接着強度を必要とする工業製品での使用、特に電子製品での使用に好ましい。
本発明による溶媒系感圧性接着剤組成物の調製方法は、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上、並びにｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上と共に、溶媒に開始剤を添加し、モノマーを重合することによってポリマーを合成することを含む。また、本方法は、ポリマーを合成した後、更に溶媒及び架橋剤を添加することを更に含むことができる。
この場合、溶媒は、酢酸エチル及びトルエンからなる群から選択される１種以上を含んでいてもよい。重合後に添加される溶媒は、ポリマー合成後に更に添加された機能性材料を溶解するために用いることができ、感圧性接着剤組成物を基材上にコーティングした際に、感圧性接着剤組成物の乾燥揮発性を調整することにより感圧性接着剤組成物の表面を平滑化する効果を有する。
また、開始剤は、熱により反応性ラジカルを形成し、反応性ラジカルによるモノマーの連鎖反応をトリガーしてポリマーを形成する熱開始剤である。例えば、開始剤は、２−（２−シアノブタン−２−イルジアゼニル）−２−メチルブタンニトリルであってもよい。開始剤は、感圧性接着剤組成物の総重量に基づいて０．１〜１．０重量％の含有量で存在することが好ましい。
本発明の感圧性接着剤組成物を基材の片面又は両面にコーティングし、感圧性接着剤組成物を乾燥させることにより、基材上に配置された感圧性接着剤層を備える感圧性接着物品を形成することができる。このような感圧性接着物品は、感圧性接着テープであることが好ましい。
基材が配置された感圧性接着剤層の反対側の面には、剥離ライナーが配置され得る。このような剥離ライナーを感圧性接着物品から取り外した後、感圧性接着物品を使用してもよい。
基材としては、好ましくは、フィルム、紙、金属箔、布地からなる群から選択されるもの、より好ましくはポリエステルフィルムが挙げられる。しかし、感圧性接着剤層を支持するように機能できる任意の材料であれば十分であるが、本発明はそれらに限定されない。
このような感圧性接着剤組成物は、高い接着強度、撥水性及び耐薬品性を有する。特に、本発明の感圧性接着剤組成物は、油類（オリーブオイルなど）、化粧品などの家庭用薬品に暴露されたときに優れた耐薬品性を示し、接着強度を維持することができる。
このような感圧性接着剤組成物の耐薬品性は、次のように定義できる。
レベル１：薬品に浸漬した後、完全な剥離が起こる。
レベル３：薬品に浸漬した後、部分的な剥離が起こる。
レベル５：薬品に浸漬した後、剥離が起こらない。
本発明による感圧性接着剤組成物は、感圧性接着剤組成物を薬品に浸漬した後であっても、レベル３以上の抵抗値を有する。
本発明による感圧性接着剤組成物を含む感圧性接着物品は、家庭及び工業用途に使用することができる。このような感圧性接着物品、好ましくは感圧性接着テープは、ウェアラブルデバイス用の感圧性接着テープであることが好ましい。使用中、ウェアラブルデバイスは、化粧品、キッチン用品、洗面用品などの各種薬品に容易に暴露され得る。したがって、耐薬品性を有する本発明の感圧性接着剤組成物及びそれを含む感圧性接着物品は特にウェアラブルデバイスに使用する場合に望ましい。
以下、本発明をその実験例を参照して更に詳細に説明する。しかし、本明細書で提示されている説明は、例示のみを目的とした好ましい実施例にすぎず、本発明の範囲を制限することは意図されていないことが理解されるべきである。したがって、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の実験例に様々な変更及び修正を行えることが明らかであるため、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内であれば、そのような変更及び修正をすべて包含することが理解されるべきである。
下記の実験例を記述するのに使用される略語及び商標名の意味を下表１に示す。
Figure 2019509367
感圧性接着剤組成物の調製
実施例１、２及び５〜１８並びに比較例１〜１０
１Ｌフラスコに、モノマー、１ｇのＶＡＺＯ６７（酢酸エチル中原液２０重量％）及び酢酸エチル９９．２ｇを充填し、密閉した。密閉されたフラスコは、水槽内で６０℃で２４時間保持され、モノマーを重合させた。重合後、フラスコに酢酸エチル６３．３ｇ及びトルエン７０ｇを添加し、酢酸エチルとトルエンが７０：３０の割合で存在する感圧性接着剤溶液を調製する。更に、感圧性接着剤組成物の総重量に基づいて、感圧性接着剤溶液に０．５５重量％の架橋剤（ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｌ７５）を添加した後、３０分間混合して感圧性接着剤組成物を調製した。
実施例３及び４
酢酸エチルとトルエンとが７０：３０の割合で存在する感圧性接着剤溶液を調製した。その後、感圧性接着剤組成物の総重量に基づいて、０．２５重量％又は１．００重量％の架橋剤（ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｌ７５）を更に感圧性接着剤溶液に添加した後、３０分間混合して感圧性接着剤組成物を調製した。
比較例１１及び１２
酢酸エチルとトルエンとを１：１の体積比で混合した溶媒に、モノマー及び０．２重量％のＶＡＺＯ６７を添加し、６５℃の一定の反応温度で７時間反応させて感圧性接着剤組成物を調製した。更に、感圧性接着剤組成物の総重量に基づいて、感圧性接着剤溶液に０．５５重量％の架橋剤（ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｌ７５）を添加した後、３０分間混合して感圧性接着剤組成物を調製した。
下表２に、使用するモノマー及び架橋剤の構成成分及び含有量と、感圧性接着剤溶液中の固形分の含有量とを示す。下表２において、モノマーの含有量は、モノマーから構成されるポリマーの総重量に基づくものであり、固形分の含有量及び架橋剤の含有量は、感圧性接着剤組成物の総重量に基づく。
Figure 2019509367
片面コーティング接着テープの調製
感圧性接着剤組成物を、ノッチバーコーティング技術を用いてコロナ処理された５０μｍ厚のポリエステル系フィルム（ＳＰ６３Ｂ）にコーティングした。その後、３つの領域がそれぞれ５０℃、８０℃及び１１０℃に設定されたオーブンを１つの領域当たり約１分間ずつ、合計で約３分間通過させて、コーティングされたベースフィルム各々を乾燥させた。感圧性接着剤層の厚さは約５０μｍであった。剥離ライナーとして、乾燥した感圧性接着剤層上にシリコーン処理ポリエステルフィルム（ＳＧ−３１）を積層した後、加熱オーブン内で５０℃で７２時間保管して安定化させた。
両面コーティング接着テープの調製
上述したように、片面コーティング接着テープを調製し、感圧性接着剤層が形成されていない片面コーティング接着テープの片面に感圧性接着剤組成物をコーティングし、上記と同様に乾燥させた。その後、乾燥した感圧性接着剤層上に剥離ライナーを積層した後、安定化させた。
感圧接着強度試験
試料を薬品に浸漬し、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０／Ｄ３３３０Ｍ−０４（２０１０年）（「感圧テープの剥離接着性の標準試験法」）により試料の感圧接着強度を測定した。
より具体的には、調製した各感圧性接着剤組成物を厚さ５０μｍのＰＥＴに積層して、試験用試料を作製した。試験用試料を幅５ｍｍの小片に切断し、３０３−ステンレス鋼に付着させて試験用パネルを作製した。次いで、試験用パネルを室温で２４時間保持した。
次に、試験用パネルを６５℃／９０％ＲＨの条件で７２時間保持し、試験用パネルの剥離強度（感圧接着強度）を１８０°の角度で３００ｍｍ／分の速度で剥離して測定した。
耐薬品性試験
表２に示す感圧性接着剤組成物から調製した両面コーティング接着テープそれぞれを０．５インチ×０．５インチ（１．２７ｃｍ×１．２７ｃｍ）の大きさの小片に切断して、試験用試料を作製した。各試験用試料の片面から剥離ライナーを除去した後、試験用試料をペトリ皿の底部に付着させた。その後、各試験用試料の他方の面から剥離ライナーを除去し、試験用試料を付着させたペトリ皿を室温（約２３℃）で１５分間保持した。
次に、試験用試料を、オレイン酸又はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と水（Ｈ２Ｏ）が７０：３０の割合で存在する薬品中に、７０℃で８時間浸漬させた。
下表３に、感圧接着強度試験及び耐薬品性試験の結果を示す。耐薬品性を次のように定義した。
レベル１：薬品に浸漬した後、完全な剥離が起こる。
レベル３：薬品に浸漬した後、部分的な剥離が起こる。
レベル５：薬品に浸漬した後、剥離が起こらない。
下表３に示すように、本発明の実施例で調製した感圧性接着剤組成物は、感圧性接着剤組成物を薬品に浸漬した後であっても、レベル３以上の抵抗値を有することが明らかとなった。
一方、ＡＮに代えてＮＶＣ又はＮＮＤＭＡを添加した比較例１〜７の感圧性接着剤組成物、ＡＡに代えて２−ＨＥＡを添加した比較例８〜１０の感圧性接着剤組成物、及びＡＮ又はＡＡに代えてＭＭ若しくはＭＡを添加したか、又はＩＭ若しくはＣＡを添加した比較例１１及び１２の感圧性接着剤組成物は、少なくともいずれか１種の薬品に浸漬したときにレベル１の抵抗値を有する。特に、比較例１〜１２の感圧性接着剤組成物のほとんどは、オレイン酸に浸漬したときにレベル１の抵抗値を有することが明らかになった。
Figure 2019509367
本発明の好ましい実施形態は、上記のように詳細に記述されているが、上記した説明は単に例示にすぎず、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の上記の例示的実施形態に様々な修正が可能であることが当業者には明白である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内となるのであれば、そのような修正すべてを包含することが意図される。

Claims (6)

  1. 複数のモノマーを重合することにより形成されるポリマーを含む感圧性接着剤組成物であって、
    前記モノマーは、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上、並びにｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上を含む、感圧性接着剤組成物。
  2. 前記モノマーは、開始剤を用いて溶媒中で重合される、請求項１に記載の感圧性接着剤組成物。
  3. 前記ポリマーの総重量に基づいて、ｉ）２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−プロピルヘプチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、２−プロピルヘプチルメタクリレート及びｎ−オクチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上の含有量は、６３〜８４重量％の範囲であり、ｉｉ）アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群から選択される１種以上の含有量は１０〜３０重量％の範囲であり、ｉｉｉ）アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選択される１種以上の含有量は３〜１５重量％の範囲である、請求項１に記載の感圧性接着剤組成物。
  4. 架橋剤を更に含む、請求項１に記載の感圧性接着剤組成物。
  5. 前記架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、ビスアミド系架橋剤、キレート系架橋剤、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤及び尿素系架橋剤からなる群から選択される１種以上を含む、請求項４に記載の感圧性接着剤組成物。
  6. 基材と、
    前記基材上に配置された感圧性接着剤層と
    を備え、
    前記感圧性接着剤層は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の感圧性接着剤組成物を含む、感圧性接着物品。
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