JP2019536859A - 低表面エネルギーを有する基材の結合のための接着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は以下に関する:− 特定の含有量で、シリル化ポリマー、粘着付与樹脂及び触媒の混合物を含み、特に水で架橋した後に自己接着性を有する触媒を含む、ホットメルト接着剤組成物;− 支持層と本発明による接着剤組成物中の水で架橋した後に得られる少なくとも一つの自己接着性層とを含む自己接着性物品;並びに− 低エネルギー基材、特にプラスチック基材、とりわけ低表面エネルギーを有する熱可塑性基材を結合するためのそれらの使用。【選択図】なし

Description

本発明は、シリル化ポリマー、粘着付与樹脂及び触媒の混合物を特定の割合で含む、水分での架橋後に自己接着性を有するホットメルト接着剤組成物に関する。
本発明は、支持層及び本発明による接着剤組成物の水分への架橋後に得られる少なくとも一つの自己接着層を含む自己接着多層システムのような自己接着性物品にも関する。
本発明は、架橋状態の本発明による接着剤組成物及び低表面エネルギー基材、特に低表面エネルギーを有するプラスチック、とりわけ熱可塑性基材を結合するための本発明による自己接着性物品にも関する。
ホットメルト(HM)接着剤は、室温で固体であり、水も溶媒も含有しない物質である。それらは溶融状態で塗布され、冷却時に凝固し、それにより、組み立てられる基材の結合を保証するシールを形成する。いくつかのホットメルトは、溶融物でコーティングされた担体に比較的硬く粘着力のない特性を付与するために配合される。他のホットメルトは、担体に比較的柔軟な特徴及び実質的な粘着性を付与し、これらは、自己接着ラベルの製造に広く使用されているPSAであり、「ホットメルト感圧接着剤」(あるいはHMPSA)と称される。
感圧接着剤(自己接着剤又はPSAとも称される)は、接着剤でコーティングされた支持層に室温で瞬間粘着力を提供し、このことは、わずかで短い圧力を施される場合に基材への瞬間接着を可能にする。PSAは、情報(例えばバーコード、名前、価格)を提示する目的及び/又は装飾目的のために物品に一時的又は永久的に接着されるラベル又は自己接着性フィルムを製造するために広く使用されている。PSAはまた、情報が長期間、数年間にわたって、及び/又は人間又は機械による通常又は偶発的な動き及び変形を伴う溶媒、化学物質、自然光又は人口光、及び放射線を含む困難な使用条件において付着する必要がある電気、電子又は機械部品の耐久性のあるラベリングを保証するためにも使用されている。それらは、様々な用途のための自己接着テープの製造にも使用される。日常生活に広く使用されている透明な接着テープに加えて、PSAは、例えば、厚紙包装の成形及び組み立てなどの様々な産業用途において;建設分野での塗装作業で表面を保護するため;輸送業界で電気ケーブルを支持するため;カーペットを固定するために使用される両面粘着テープにおいて;自動車、建設、繊維、木材及びプラスチック産業における部品又は設備を組み立てるため;並びに専門家又は一般の人々により使用される電気又は電子機器、工具及び設備を組み立てるために物体や建物の建設に使用される。
多層システム、特にラベル及び/又は自己接着テープの製造において、PSAは、通常、g/m(以降、「単位面積当たりの重量」と称される)と表される量で、大きな支持層の表面全体に、継続的なコーティング方法によって、しばしば塗布される。支持層は、ポリマー材料製の紙又はフィルムの一又は複数の層で構成されている。支持層をカバーする接着剤層は、それ自体、保護用の非粘着性層(しばしば「剥離ライナー」と称される)でカバーすることができ、例えばシリコーンフィルムで構成されている。得られる多層システムは、一般的に、最大で幅2メートル、直径1メートルの大きなリールに巻くことによって包装されて、保管及び輸送することができる。
続いて、これらの多層システムは、エンドユーザによる使用のために、所望の情報及び/又は装飾の構成要素を支持層の印刷可能な側面に印刷し、所望の形及びサイズに切断することを含む変換方法により、自己接着ラベルに変換することができる。保護用剥離ライナーは、支持層に固定されたままになる接着剤層を改質することなく、容易に除去することができる。保護用剥離ライナーからの分離後、ラベルは、手作業で又は自動化包装ライン上でラベル付け機械を使用して貼付されるべき基材表面に貼付される。
これらの多層システムは、所定の幅及び長さのロールに切断及び包装することによって、自己接着テープに変換することもできる。
PSAは、室温でのその高い粘着性により、一般的に、ラベル及び/又は自己接着テープの、その貼付されるべき基材への迅速な結合又は接着を可能にし、このことは、高い工業生産率を得るのに適している。
基材表面の性質は、その表面エネルギーにより特徴づけることができる。これは、接触角度の測定から当業者によく知られている方法で数値化することができ、Owens&Wendtモデルに従って計算することができる。
同程度の表面積については、無機極性基材であるガラス又は金属のような高表面エネルギー(又は表面張力)を有する基材上に結合するのに適したPSA組成物は、必ずしも極性有機基材である、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)基材としてそれぞれ一般に知られている、エチレン型又はプロピレン型のモノマー及びコモノマーに基づくポリマー材料を含むもののような低表面エネルギーを有する基材上に結合するのに適していない。低表面エネルギー基材のカテゴリーには、他のオレフィンモノマーに基づくポリマー材料と、一般にPSAでの結合が困難なフィルム又は物体上のすべてのコーティングも含まれる。
上で参照されるような低表面エネルギーは、結合するのが困難であり、ラベル又は接着剤テープの自己接着性部分をラミネートする前に、前記表面の特定の処理をしばしば必要とすることが知られている。これらの処理は、当業者によく知られており、基材表面を化学的に且つ/又は物理的に修正して表面エネルギー及び/又は前記表面の粗さを増加させて、それにより基材への接着剤の接着を改善することからなる。例えば、基材表面は、基材の表面エネルギーを有利に改質するために、プラズマ又はコロナプロセスにより、摩耗により、又は化学的接着剤(プライマーとも呼ばれる)を処理されるべき表面に塗布することにより処理することができる。
そのような表面処理をしないと、この種類の基材への接着剤の接着は、前記基材の表面へラベル又は接着剤テープを効果的に結合するのにしばしば不十分である。そのような結合の有効性は、意図される使用のタイプによって考慮されるべきである。典型的には、二つの物体の付着を保証する接着ボンドは、以下の応力:剥離、引張、又はせん断に供されるときに最小限の抵抗を有することが望ましい。特に接着ボンド(及び結果としてラベル及び/又は接着剤テープを有する製品)が例えば輸送、保管及び使用中に温度変化に供されやすい場合、広範な温度下で、これらの特性が一貫性を保つことも望ましい。これらの有利な特性が、例えば自己接着性物品又は前記自己接着性物品が付着する製品の使用又は耐用年数に関して、経時的に悪化しないか、又は少なくとも十分に長い時間維持されることも望ましい。いくつかの用途では、基材表面に関して接着ボンドの特定の破壊プロファイルが求められている。優先的には、間欠的な破壊よりもむしろ、接着ボンドの均一な破壊が求められている。
例えば、特許出願FR3015984は、ポリエーテル又はシリル化ポリウレタンに基づくか又は特定のシリル化ポリエーテル又はポリウレタンの混合物に基づく接着剤組成物から得ることができる順応性のある発泡体タイプの支持層を含む自己接着性物品を記載している。
これらの自己接着性物品は、基材層に匹敵する特性を有するプラスチック材料又は表面を含む多くの表面に結合可能であるとして記載されている。
しかしながら、これらの出願に記載されている接着剤組成物は、完全には満足のいくものではなく、低表面エネルギー表面上の接着剤の性能又は結合の有効性に関して改善される余地があることが分かった。
しかしながら、PSAの用途のいくつかの領域では、これらの基材に関しては接着剤組成物の劣った接着性能を相殺するために上記の表面処理を使用することは望ましくない。実際、これらの処理の欠点の一つは、それらが自己接着性物品が付着する製品を製造する方法に追加の工程を必要とし、それにより追加の費用を生み出し、これらの製品の製造ラインを制限することである。加えて、基材表面の物理化学的性質を改質することによって、これらの処理は基材表面を弱めるか、又は透明性の喪失若しくは基材の表面色の変化のような審美的に望ましくない効果を誘発することがあり、これは、自己接着性物品の支持層が例えば透明又は半透明であるとき、基材表面は目に見えるので、問題となることがある。これらの処理はまた、不均一な表面及び再現性の乏しい短寿命の結合をもたらす可能性があり、これは自己接着性物品の接着部分を固定する前に基材表面の繰り返し処理を必要とする可能性がある。
よって、近年、低表面エネルギー基材への結合に適して自己接着ラベルの製造に適合した新たな自己接着結合溶液が出現してきた。
例えば、3Mの特許出願EP2310470に記載されるもののようなアクリレートポリマー(又はコポリマー)ベースの感圧接着剤組成物が知られている。
しかしながら、これらのポリマーの調製及び接着剤組成物の配合におけるそれらの使用は、大量の溶媒の使用を必要とし、このことは、自己接着性物品の製造が、溶媒の除去及び/又は場合によっては専用の設備の設置を必要とするため、負担であると分かった。加えて、アクリルポリマーの使用は、残留モノマー又は残留溶媒の存在による好ましくない臭いを生み出す欠点も有する。
よって、先行技術のありとあらゆる欠点を示すことなく、結合が困難であると知られる低表面エネルギー基材を含むあらゆる表面に結合することができる新たな感圧接着剤組成物を開発する必要がある。
本出願による組成物は、表面条件にかかわらず、低表面エネルギー基材を含むあらゆるタイプの表面へのより効果的な結合を可能にすることが発見されている。
特に、本発明による接着剤組成物は、架橋状態の、ジシリル化ポリマー単独(すなわちモノシリル化ポリマーを含まない)に基づく先行技術の感圧接着剤組成物に関して、比較可能な表面条件で、低表面エネルギー基材表面上で特に凝集に関して改善された接着性能を有する。
特に、本発明による接着剤組成物は、架橋状態の、低表面エネルギープラスチックに基づく基材の表面の結合について優れた接着性能、好ましくは現在のアクリルタイプの自己接着性溶液について測定された性能に少なくとも匹敵する性能を有する。
特に、本発明による接着剤組成物は、架橋状態の、40mN/m以下の表面エネルギーを有する基材、とりわけHDPE及びPPのようなポリオレフィンタイプのプラスチック基材上、180°で少なくとも3N/cm、好ましくは少なくとも3.5N/cm、より好ましくは少なくとも4N/cmの剥離試験に従って測定された接着剤強度を有する。
特に、本発明による接着剤組成物は、そのような表面に迅速に且つ永久的に結合することが可能な自己接着性物品の製造を可能にする。
特に、本発明による接着剤組成物は、使用するのが容易であり、高速製造ライン上で自己接着性物品を製造することも可能にする。
本出願では、低表面エネルギー基材という用語は、空気中1barの大気圧下、23℃で50%の相対湿度で測定され、1メートル当たり40ミリニュートン(mN/m)又は1平方メートル当たり40ミリジュール(mJ/m2)以下の表面エネルギーを有する少なくとも一つの表面を含む基材を意味する。基材の表面エネルギーは、接触角度の測定から当業者によく知られている方法で数値化することができ、Owens&Wendtモデルに従って計算することができる。
本発明の接着剤の塗布が意図される低表面エネルギー基材は、好ましくは23から38mN/m(又はmJ/m2)、より優先的には25から35mN/mの表面エネルギーを有する。
よって、本発明は、第一に、
A.1)ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基によってポリマー主鎖に結合している少なくとも二つの加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも6000g/molの数平均分子量(Mn)を有する少なくとも4重量%の一又は複数のポリシリル化ポリマー、
A.2)ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基によってポリマー主鎖に結合している加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも1000g/molの平均分子量(Mn)を有する少なくとも13重量%の一又は複数のモノシリル化ポリマー、
B)100以下、好ましくは50以下、より好ましくはゼロに等しいヒドロキシル指数を含む、少なくとも25重量%の一又は複数の粘着付与樹脂、
C)少なくとも0.2%の架橋触媒、
を含む接着剤組成物に関し、
重量%での含有量は、接着剤組成物の総重量に対して表され、接着剤組成物の全ての原料の含有量の合計は100%である。
一実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、以下の式(I)若しくは(II)又はそれらの混合物に相当し、好ましくは式(II)に相当する。
一実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、以下の式(Ibis)若しくは(IIbis)又はそれらの混合物に相当し、好ましくは式(IIbis)に相当する。
より好ましい実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、式(II)に相当し、モノシリル化ポリマーA.2)は式(IIbis)に相当する。
一実施態様によれば、連結基はウレタン基である。
一実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、6000から55,000g/mol、好ましくは15,000から50,000g/mol、より好ましくは25,000から45,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する。
一実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、1000から55,000g/mol、好ましくは2,000から45,000g/mol、より好ましくは3,000から35,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する。
一実施態様によれば、粘着付与樹脂は、実質的にゼロに近い、好ましくはゼロに等しいヒドロキシル指数を有する。
一実施態様によれば、粘着付与樹脂は、0℃から140℃、より好ましくは50℃から130℃、より好ましくは70℃から120℃の範囲の軟化点を有する。
一実施態様によれば、粘着付与樹脂は、100から6000g/mol、より好ましくは300から4000g/molの範囲の数平均分子量を有する。
一実施態様によれば、粘着付与樹脂は以下から選択される:
(i)不飽和脂肪族及び/又は石油留分に由来するおよそ5、9又は10個の炭素原子を含む芳香族炭化水素の混合物の重合又は共重合により、任意選択的に水素化により得られる樹脂;
(ii)アルファメチルスチレンの重合又はアルファメチルスチレンと他の炭化水素モノマーとの共重合を含む方法により得られる樹脂;
(iii)天然起源のロジン又は改質ロジン、例えば松脂から抽出されたロジン、木の根から抽出されたウッドロジン、及び水素化、二量化、重合化又はモノアルコール若しくはポリアルコール、例えばグリセロール若しくはペンタエリスリトールでエステル化されたそれらの誘導体;並びに
(iv)それらの混合物。
一実施態様によれば、本発明の接着剤組成物は、
A.1)5から59.8重量%の、上に規定されるような一又は複数のポリシリル化ポリマー;
A.2)15から69.8重量%の、上に規定されるような一又は複数のモノシリル化ポリマー;
B)25から79.8重量%の、上に規定されるような一又は複数の粘着付与樹脂;及び
C)0.2から4%の架橋触媒
を含み、
重量%での含有量は、接着剤組成物の総重量に対して表され、接着剤組成物の全ての原料の含有量の合計は100%に等しい。
本発明は、第二に、架橋状態の本発明による接着剤組物を含む自己接着性層でコーティングされた支持層を含む自己接着性物品に関する。
一実施態様によれば、自己接着性物品は、自己接着性多層システム、特にラベル又は自己接着テープである。
本発明は、第三に、本発明による自己接着性物品が、空気中23℃、50%の相対湿度、1barの大気圧で測定された40mN/m以下、好ましくは23から38mN/mの範囲、より好ましくは25から35mN/mの表面エネルギーを有する表面に付着している製品に関する。
一実施態様によれば、本発明による自己接着性物品が付着した製品の表面は、プラスチック、好ましくはポリオレフィン、例えばポリイソプレン(PI)、ポリイソブチレン(PIB)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びそれらのコポリマー、特にHDPE及びPPに基づく。
本発明による自己接着性物品が付着した製品の表面は、開環メタセシス重合(ROMP)により得られるもののような環状オレフィンポリマーにも基づくことができる。
好ましくは本出願に記載されるような、少なくとも一つのポリシリル化ポリマー、少なくとも一つの粘着付与樹脂及び少なくとも一つの架橋触媒を含む接着剤組成物における、本発明によって使用される少なくとも一つのモノシリル化ポリマーの使用は、架橋後に、低表面エネルギー基材上、特にPE及びPPのような上記のようなプラスチックベースのもの上で少なくとも3N/cmの180°での剥離試験(FINAT規格No.1に従って実施される)に従って測定された接着剤強度を有する接着剤をもたらす。
特に、好ましくは本出願に記載されるような、少なくとも一つのポリシリル化ポリマー、少なくとも一つの粘着付与樹脂及び少なくとも一つの架橋触媒を含む接着剤組成物における、本発明によって使用される少なくとも一つのモノシリル化ポリマーの使用は、架橋後に、PP上で少なくとも4N/cmの180°での剥離試験(FINAT規格No.1に従って実施される)に従って測定された接着剤強度を有する接着剤を得ることを可能にする。
本特許出願では、別段の記載がない限り、
− 粘度は、針及びセンサ感度に適した回転速度を有するBrookfield RTV粘度計を使用して23℃で測定された。
− 粘着付与樹脂の平均分子量(g/モル又はダルトンで表される)は、当業者によく知られる方法、例えばポリスチレン基準を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により決定することができる。
− シリル化ポリマーの平均分子量(g/モル又はダルトンで表される)は、当業者によく知られる方法、例えばNMR 1H/13Cにより、且つ/又は使用される試薬のモル量に基づく計算により、且つ/又は例えばポリスチレン基準を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により決定することができる。
− ヒドロキシル指数は、粘着付与樹脂1グラム当たりのヒドロキシル官能基の数であり、本出願では、ヒドロキシル官能基のアッセイのために粘着付与樹脂1グラム当たりのカリウムのミリグラムの当量数(mg KOH/g)として表される。
− 材料又は基材の表面エネルギーは、空気中23℃、50%の相対湿度、1barの大気圧で測定された。
− 接着強度(又は剥離強度)は、実施例に記載される180°での剥離試験により測定された。参照試験はFINAT規格No.1であり、試験される担体上のアイテムの曝露時間は20分であり、堆積した接着剤の坪量は50g/mである。
− ポリシリル化ポリマーA.1)は、少なくとも二つの加水分解性シリル基を有する以下のようなポリマーである。
− モノシリル化ポリマーA.2)は、単一の加水分解性シリル基を有する以下のようなポリマーである。
− 用語「又は〜に等しい」が後に続かない「未満(less)」又は「超(greater)」は、それぞれ「厳密に〜より少ない」及び「厳密に〜より多い」を意味する。
− 本明細書に記載される様々な実施態様は、単独で使用されることも、組み合わせて使用されることもできる。
接着剤組成物
ポリシリル化ポリマーA.1)
本発明による接着剤組成物は、ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基によってポリマー主鎖に結合している少なくとも二つの加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも6000g/molの数平均分子量(Mn)を有する少なくとも一つのポリシリル化ポリマーA.1)を含む。
ポリシリル化ポリマーA.1)の第1の実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、それぞれがエーテル官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合している少なくとも二つの末端基を含むポリエーテル型である。この実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、以下を含む調製方法によって得ることができる:
− 第1の工程において、少なくとも二つのアリルエーテル末端基(−O−CH−CH EC)でポリエーテルを調製すること;その後
− 第2の工程において、第1の工程の最後に得られる前記ポリエーテルを、ポリエーテルの−O−CH−CH=CH末端基のそれぞれを白金触媒の存在下でヒドロシリル化によるシランのSiH基と反応させるのに十分な量でSiH基を有する少なくとも一つのシランと反応させること;ここで、第1の工程後に得られるポリエーテルの数平均分子量(Mn)は、シラン化合物との反応後に、所望のMnのポリシリル化ポリマーA.1)を得るのに十分高くなければならない。
ポリシリル化ポリマーA.1)の第2の実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、それぞれがウレタン官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合している少なくとも二つの末端基を含むポリウレタン型である。この実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、以下を含む調製方法によって得ることができる:
− 第1の工程において、少なくとも二つのOH末端基を有するポリウレタンを調整すること;その後
− 第2の工程において、前記ポリウレタンを、ポリウレタンのOH末端基のそれぞれをイソシアネートシランのNCO基と反応させるのに十分な量でNCO基を有する少なくとも一つのイソシアネートシランと反応させること;ここで、第1の工程後に得られるポリウレタンの数平均分子量(Mn)は、イソシアネートシラン化合物との反応後に、所望のMnのポリシリル化ポリマーA.1)を得るのに十分高くなければならない。
少なくとも二つのOH末端基を有するポリウレタンは、化学量論的に余剰の少なくとも一つのポリエーテルポリオールと少なくとも一つのジイソシアネートの重付加により、当業者によく知られる方法で得ることができる。好ましくは、ポリエーテルポリオールは、ポリエーテルジオールである。
第1の工程では、それぞれOHと第一級及び第二級アミンから別個に選択される二つの基を有する少なくとも一つの鎖延長剤をポリエーテルポリオールと混合することも可能である。鎖延長剤は、ポリウレタンを調製するために使用されるポリエーテルポリオールとは異なり、一般的に、300g/mol未満の分子量を有する。
使用される、ポリエーテルポリオール、ジイソシアネート、及び場合によっては鎖延長剤の量は、第1の工程の最後で二つのOH末端基を有するポリウレタンを得るために、当業者によく知られる方法で調整される。さらに、これらの量は、NCO官能基の数対存在し得る第一級及び第二級アミン官能基が添加されるOH官能基の総数(r2.1と表される)のモル比が厳密に1より少ないようなものである。
使用されるイソシアネートシランの量は、第2の工程の最後で、ポリシリル化ポリマーA.1)を得るために、当業者によく知られる方法で調整される。さらに、この量は、NCO官能基の数対第一級及び第二級アミン官能基が存在する可能性のあるOH官能基の総数(r2.2と表す)のモル比が1に近い、すなわち0.95から1.05であるようなものである。
ポリシリル化ポリマーA.1)の調製は、好ましくは、少なくとも一つの反応触媒の存在下で行われる。特に、上記の反応の速度を早め、第1の工程及び/又は第2の工程で上記の調製プロセスを生じさせることができるあらゆる触媒を使用することが可能である。
ポリシリル化ポリマーA.1)の第3の実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、それぞれがウレタン官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合している少なくとも二つの末端基を含むポリエーテル型である。この実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、少なくとも一つのポリエーテルポリオールを、ポリエーテルポリオールのOH末端基のそれぞれをイソシアネートシランのNCO基と反応させるのに十分な量でNCO基を有する少なくとも一つのイソシアネートシランと反応させることによって得ることができ;ここで、使用されるポリエーテルポリオールの数平均分子量(Mn)は、イソシアネートシランとの反応後に、所望のMnのポリシリル化ポリマーA.1)を得るのに十分高くなければならない。
上記の少なくとも一つの鎖延長剤をポリエーテルポリオールと混合することも可能である。
使用されるイソシアネートシランの量は、ポリシリル化ポリマーA.1)を得るために、当業者によく知られる方法で調整される。この量は、NCO官能基の数対第一級及び第二級アミン官能基が存在する可能性のあるOH官能基の総数(r3と表す)のモル比が1に近い、すなわち0.95から1.05であるようなものである。
ポリシリル化ポリマーA.1)の調製は、好ましくは、少なくとも一つの反応触媒の存在下で行われる。特に、反応の速度を早め、上記の調製プロセスを生じさせることができるあらゆる触媒を使用することが可能である。
好ましくは、ポリシリル化ポリマーA.1)は、以下の式:
− 式(I):
Figure 2019536859
[式中、
− Bは、2から66個の炭素原子を含有し、任意選択的に一又は複数のヘテロ原子、例えばO、Nを含む二価(f=2)又は三価(f=3)の直鎖状、分岐状、環状、脂環式又は芳香族の飽和又は不飽和炭化水素基を表し、
− Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R’は、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
− n’’は、式−[OR’n’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が150g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロではない整数であり、
− pは、0又は1に等しい整数であり、
− fは、2又は3に等しい整数であり、
− 指数n”及びfは、ポリマーA.1)の数平均分子量が少なくとも6000g/molであるようなものである]
− 式(II):
Figure 2019536859
[式中、
− Bは、2から66個の炭素原子を含有し、任意選択的に一又は複数のヘテロ原子、例えばO、Nを含む二価(f=2)又は三価(f=3)の直鎖状、分岐状、環状、脂環式又は芳香族の飽和又は不飽和炭化水素基を表し、
− Rは、脂肪族又は芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、5から15個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
− Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びR’は、同一であるか又は異なり、それぞれ、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
− nは、式−[OR−のポリエーテルブロックの数平均分子量が300g/molから40,000g/molの範囲であるようなゼロではない整数であり、
− n’は、式−[OR’n’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
− mは、ゼロ又はゼロではない整数であり、
− pは、0又は1に等しい整数であり、
− fは、2又は3に等しい整数であり、
− 指数m、n、n’及びfは、ポリマーA.1)の数平均分子量が少なくとも6000g/molであるようなものである]
の一つ、又はそれらの混合物に相当する。
式(I)及び/又は(II)において、好ましくは、
− R及び/又はR’は、同一であるか又は異なり、それぞれ、直鎖状又は分岐状の二価のプロピレン基、例えば二価のイソプロピレン基を表し、
− nは、式−[OR−のポリエーテルブロックの数平均分子量が6000g/molから25,000g/molの範囲であるような整数であり、
− n’は、式−[OR’n’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから12,500g/molの範囲であるような整数である。
より優先的には、
− R及び/又はR’は、同一であり、それぞれ二価のイソプロピレン基を表し、
− nは、式−[OR−のポリエーテルブロックの数平均分子量が8000g/molから20,000g/molの範囲であるような整数であり、且つ
− n’は、式−[OR’n’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから10,000g/molの範囲であるような整数である。
好ましくは、Rは、1から3個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、より優先的には、二価のメチレン又はn−プロピレン基を表す。
好ましくは、pが1に等しいとき、Rは、メチル基を表す。
好ましくは、Rは、メチル又はエチル基を表す。
一実施態様によれば、接着剤組成物は、式(I)及び/又は(II)のポリシリル化ポリマーA.1)のブレンドを含む。好ましくは、接着剤組成物は、p=0であるような式(I)又は(II)の少なくとも一つのポリシリル化ポリマーと、p=1であるような式(I)又は(II)の少なくとも一つのポリシリル化ポリマーとを含むポリシリル化ポリマーA.1)のブレンドを含む。より優先的には、接着剤組成物は、p=0であるような式(II)の少なくとも一つのポリシリル化ポリマーと、p=1であるような式(II)の少なくとも一つのポリシリル化ポリマーとを含むポリシリル化ポリマーA.1)のブレンドを含む。
好ましくは、シリル化ポリマーA.1)は、ジシリル化されている。
好ましくは、シリル化ポリマーA.1)は、式(II)に相当する。
好ましい実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、式(II)[式中、f=2且つmはゼロではない]に相当するジシリル化ポリマーである。本実施形態による式(II)のジシリル化ポリマーA.1)の使用は、特にPE及びPPに対して改善された接着性能をもたらすことが発見された。
さらにより好ましい実施態様によれば、ポリシリル化ポリマーA.1)は、式(II)[式中、f=2、mはゼロではなく、且つp=1]に相当するジシリル化ポリマーである。特に、本実施形態による式(II)のジシリル化ポリマーA.1)の使用は、特にPPに対して改善された接着性能をもたらすことが発見された。
好ましくは、ポリシリル化ポリマーA.1)は、6000から55,000g/mol、より好ましくは15,000から50,000g/mol、さらにより好ましくは25,000から45,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する。上記の式(I)及び(II)の指数は、好ましくは、ポリシリル化ポリマーA.1)の数平均分子量(Mn)がこれらの値の範囲内で変化するようなものである。
特に、ポリマーA.1)及びA.2)の混合物中のより高いMnのジシリル化ポリマーA.1)の使用は、同じ型のポリマーについて、PE及びPPに対して改善された接着性能をもたらすことが観察された。
ポリシリル化ポリマーA.1)は、本発明による接着剤組成物の重量の少なくとも4重量%であり、接着剤組成物の総重量について、好ましくは5から59.8重量%、より好ましくは15から54.8重量%、さらにより好ましくは20から44.8重量%である。
モノシリル化ポリマーA.2)
本発明による接着剤組成物は、ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基(「連結基」)によってポリマー主鎖に結合している加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも1000g/molの数平均分子量(Mn)を有する少なくとも一つのモノシリル化ポリマーA.2)を含む。
モノシリル化ポリマーA.2)の第1の実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、二つの末端基のうちの一つがエーテル官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合しているポリエーテル型である。
この実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、以下を含む調製方法によって得ることができる:
− 第1の工程において、構造(IIIa):
Figure 2019536859
[式中、
− Rは、脂肪族、芳香族又はアルキル芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、1から60個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
− n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、且つ
− R’は、前述のとおりである]
のアリルエーテル末端基を有するアルキル(ポリ)エーテル基を調製すること;
− 第2の工程において、前記式(IIIa)の化合物を、ポリエーテルモノアリルエーテルの−O−CH−CH=CH末端基のそれぞれをヒドロシリル化によるシランのSiH基と反応させるのに十分な量でSiH基を有する少なくとも一つのシランと反応させること;ここで、第1の工程後に得られるポリエーテルモノアリルエーテルの数平均分子量(Mn)は、シラン化合物との反応後に、所望のMnのモノシリル化ポリマーA.2)を得るのに十分高くなければならない。
モノシリル化ポリマーA.2)の第2の実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、二つの末端基のうちの一つがウレタン官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合しているポリウレタンである。この実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、以下を含む調製方法により、ポリシリル化ポリマーA.1)の合成中にin−situで得ることができる:
− 第1の工程において、単一OH末端基を有するポリウレタン及び二つのOH末端基を含むポリウレタンを含む混合物を調製すること;その後、
− 第2の工程において、第1の工程で得られる前記ポリウレタン混合物を、ポリウレタン混合物のOH末端基のすべてをイソシアネートシランのNCO基と反応させるのに十分な量でNCO基を有する少なくとも一つのイソシアネートシランと反応させること;ここで、第1の工程後に得られるポリウレタンの数平均分子量(Mn)は、シラン化合物との反応後に、所望のMnのポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)を得るのに十分高くなければならない。
それぞれ二つのOH末端基及び単一OH末端基を有するポリウレタン混合物は、ポリエーテルジオール及びモノオールと少なくとも一つのジイソシアネートの化学量論的に余剰の混合物の重付加により、当業者によく知られる方法で得ることができる。
二つのOH末端基を含むポリウレタンを調製するために使用することができるポリエーテルジオール及びジイソシアネートは、ポリシリル化ポリマーA.1)の第2の実施態様に記載されているものから選択することができる。
単一のOH末端基を含むポリウレタンのin−situ合成に使用することができるモノオールは、以下の構造(IIIb):
Figure 2019536859
の化合物から選択されて、十分な数平均分子量の単一のOH末端基を含むポリウレタンを得ることができる。式(IIIb)では、R及びR’は、式(IIIa)に規定されている通りであり、n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数である。
鎖延長剤は、ポリエーテルジオール及びモノオールとの混合物中、第1の工程で添加することができる。
鎖延長剤は、第1の実施態様に記載されるものから選択することができる。
使用される、ポリエーテルジオール、モノオール、及び場合によっては鎖延長剤の量は、第1の工程の最後で単一のOH末端基を有するポリウレタン及び二つのOH末端基を有するポリウレタンを含む混合物を得るために、当業者によく知られる方法で調整される。さらに、これらの量は、NCO官能基の数対存在し得る第一級及び第二級アミン官能基が添加されるOH官能基の総数(r2.1と表される)のモル比が厳密に1より少ないようなものである。
使用されるイソシアネートシランの量は、第2の工程の最後で、ポリシリル化ポリマーA.1)とモノシリル化ポリマーA.2)の混合物を得るために、当業者によく知られる方法で調整される。さらに、この量は、NCO官能基の数対第一級及び第二級アミン官能基が存在する可能性のあるOH官能基の総数(r2.2と表す)のモル比が1に近い、すなわち0.95から1.05であるようなものである。
ポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)の混合物の調製は、好ましくは、少なくとも一つの反応触媒の存在下で行われる。特に、上記の反応の速度を早め、第1の工程及び/又は第2の工程で上記の調製プロセスを生じさせることができるあらゆる触媒を使用することが可能である。
モノシリル化ポリマーA.2)の第3の実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、二つの末端基のうちの一つがウレタン官能基によって加水分解性シリル化末端基に結合しているポリエーテルである。この実施態様によれば、モノシリル化ポリマーA.2)は、以下に規定される構造(IIIb)
Figure 2019536859
の少なくとも一つの化合物を、化合物(IIIb)のそれぞれのOH基をイソシアネートシランのNCOと反応させるのに十分な量のNCO基を有する少なくとも一つのイソシアネートシランと反応させることにより得ることができ、使用されるポリエーテルモノオールの数平均分子量は、所望のMnのモノシリル化ポリマーA.2)を得るように選択される。式(IIIb)では、R及びR’は、式(IIIa)に規定されている通りであり、n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数である。
使用されるイソシアネートシランの量は、モノシリル化ポリマーA.2)を得るために、当業者によく知られる方法で調整される。この量は、NCO官能基の数対第一級及び第二級アミン官能基が存在する可能性のあるOH官能基の総数(r2.2と表す)のモル比が1に近い、すなわち0.95から1.05であるようなものである。
ポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)の混合物の調製は、好ましくは、少なくとも一つの反応触媒の存在下で行われる。特に、上記の反応の速度を早め、第1の工程及び/又は第2の工程で上記の調製プロセスを生じさせることができるあらゆる触媒を使用することが可能である。
好ましくは、モノシリル化ポリマーA.2)は、以下の式:
− 式(Ibis):
Figure 2019536859
[式中、
− Rは、脂肪族、芳香族又はアルキル芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、1から60個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
− Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R’は、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
− n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
− pは、0、1又は2に等しい整数であり、
− R及びn’’’は、ポリマーA.2)の数平均分子量が少なくとも1000g/molであるようなものである]
− 式(IIbis):
Figure 2019536859
[式中、
− Rは、脂肪族、芳香族又はアルキル芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、1から60個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
− Rは、脂肪族又は芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、5から15個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
− Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びR’は、同一であるか又は異なり、それぞれ、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
− R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
− nは、式−[OR’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が300g/molから40,000g/molの範囲であるような整数であり、
− n’’’は、式−[OR’n’’’−ポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
− mは、ゼロ又はゼロではない整数であり、
− pは、0、1又は2に等しい整数であり、
− R並びに指数m、n及びn’’’は、ポリマーA.2)の数平均分子量が少なくとも1000g/molであるようなものである]
の一つ、又はそれらの混合物に相当する。
好ましくは、pは、0又は1に等しい整数であり、より好ましくは、pは1に等しい。
好ましくは、モノシリル化ポリマーA.2)は式(IIbis)に相当する。
好ましくは、モノシリル化ポリマーA.2)は、p=1である式(IIbis)に相当する。
好ましくは、モノシリル化ポリマーA.2)は、1000から55,000g/mol、好ましくは2,000から45,000g/mol、より好ましくは3,000から35,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する。R並びに上記の式(Ibis)及び(IIbis)の指数は、好ましくは、モノシリル化ポリマーA.2)の数平均分子量(Mn)がこれらの値の範囲内で変化するようなものである。
モノシリル化ポリマーA.2)は、本発明による接着剤組成物の総重量の少なくとも13重量%であり、接着剤組成物の総重量について、好ましくは15から69.8重量%、より好ましくは15から54.8重量%、さらにより好ましくは20から44.8重量%である。
特に、ポリマーA.1)及びA.2)の混合物中のより高含有量のモノシリル化ポリマーA.2)の使用は、PE及びPPに対して改善された接着性能をもたらすことが観察された。
上記のようなポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)の別のブレンドについては、式(II)及び(IIbis)の混合物が好ましい。
これらの代替形による接着剤組成物は、ポリオレフィン型基材、例えばPE及びPP、特にHDPE及びPP、より好ましくはPPに対してより良好な接着性能をもたらす。
これらの代替形による接着剤組成物の180°(FINAT規格No.1に従う)での剥離試験により測定された接着強度は、PE、特にHDPE上で3N/cm以上、より好ましくは3.5N/cm以上、さらにより好ましくは4N/cmである。
これらの代替形による接着剤組成物の180°(FINAT規格No.1に従う)での剥離試験により測定された接着強度は、PP上で4N/cm又は好ましくは5N/cm以上、より好ましくは6N/cm以上、さらにより好ましくは7N/cmである。
ポリシリル化ポリマーA.1及びモノシリル化ポリマーA.2のための上記の調製方法は、加水分解性シリル基の加水分解を回避するために、無水条件で実施された。同様に、これらのポリマーの使用は、好ましくはそのような条件下で行われる。
粘着付与樹脂B)
本発明による接着剤組成物に使用される粘着付与樹脂B)は、ポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)に適合する。
「適合性粘着付与樹脂」とは、50/50重量%の割合のポリシリル化ポリマーA.1)及びモノシリル化ポリマーA.2)と混合されたときに、実質的に均一なブレンドをもたらす粘着付与樹脂を意味する。
粘着付与樹脂B)は(それぞれ)、好ましくは、50以下、又は好ましくは実質的にゼロに近い、さらにより好ましくはゼロのヒドロキシル指数を有する。
好ましくは、粘着付与樹脂は(それぞれ)、0℃から140℃、より好ましくは50℃から130℃、より好ましくは70℃から120℃の範囲の軟化点を有する。
好ましくは、粘着付与樹脂は、100から6000g/mol、より好ましくは300から4000g/molの範囲の数平均分子量を有する。
好ましくは、粘着付与樹脂は以下から選択される:
(i)石油留分に由来するおよそ5、9又は10個の炭素原子を含む、不飽和脂肪族及び/又は芳香族炭化水素の混合物の重合又は共重合により、任意選択的に水素化により得られる樹脂;
(ii)アルファメチルスチレンの重合又はアルファメチルスチレンと他の炭化水素モノマーとの共重合を含む方法により得られる樹脂;
(iii)天然起源のロジン又は改質ロジン、例えば松脂から抽出されたロジン、木の根から抽出されたウッドロジン、及び水素化、二量化、重合化又はモノアルコール若しくはポリアルコール、例えばグリセロール若しくはペンタエリスリトールでエステル化されたそれらの誘導体;並びに
(iv)それらの混合物。
好ましい実施態様によれば、粘着付与樹脂B)は、タイプ(i)の粘着付与樹脂、又はタイプ(i)及び/又は(ii)の少なくとも一つの粘着付与樹脂を含む粘着付与樹脂の混合物である。さらにより好ましくは、粘着付与樹脂B)は、タイプ(i)及び(ii)の少なくとも一つの粘着付与樹脂を含む粘着付与樹脂の混合物である。特に、本実施態様による、少なくとも一つのタイプ(i)の樹脂を含む粘着付与樹脂の混合物、好ましくはタイプ(i)及び(ii)の少なくとも一つの樹脂を含む混合物の使用は、特に少なくともPPに対して改善された接着性能をもたらすことが発見された。
そのような樹脂は市販されている。これらには、例えば以下の製品が含まれる:
− タイプ(i)の樹脂:ゼロのOHI、600g/molの数平均分子量及び100℃の軟化点を有する、主に石油留分由来の9個の炭素原子を含む芳香族炭化水素混合物の重合により得られるPICCO(登録商標)−AR−100(Eastmanから入手可能);又はゼロのOHI、520g/molの数平均分子量及び85℃の軟化点を有する、主に9個の炭素原子を含む芳香族炭化水素混合物の重合により得られるPICCO(登録商標)AR−85(Eastmanから入手可能);ゼロのOHI及び90℃の軟化点を有する改質芳香族脂肪族樹脂であるNORSOLENE(登録商標)M1090(Cray Valleyから入手可能);又は420g/molの数平均分子量を有し、室温で液体であるPICCO(登録商標)A−10(Eastmanから入手可能);
− タイプ(ii)の樹脂:ゼロのOHI、750g/molの数平均分子量及び110℃の軟化点を有する、フェノールの作用なしでのアルファメチルスチレンの重合により得られるNORSOLENE(登録商標)W110(Cray Valleyから入手可能);ゼロのOHI、600g/molの数平均分子量及び85℃の軟化点を有するアルファメチルスチレン樹脂であるNORSOLENE(登録商標)W85(Cray Valleyから入手可能);
− タイプ(iii)の樹脂:50mg KOH/gのOHI、974g/molの数平均分子量及び100℃の軟化点を有する、ロジンでありペンタエリスリトールエステルであるSylvalite(登録商標)RE 100(Arizona Chemicalから入手可能)。
粘着付与樹脂B)の含有量は、本発明による接着剤組成物の総重量の少なくとも25重量%であり、接着剤組成物の総重量について、好ましくは15から79.8重量%、より好ましくは30から69.8重量%、さらにより好ましくは35から59.8重量%である。
架橋触媒
本発明による組成物に使用することができる架橋触媒は、シラノールの縮合に関して、当業者に知られるあらゆる触媒であり得る。そのような触媒の例には、アセチルアセトナートチタンなどの有機チタン誘導体(DuPontからTYZOR(登録商標)AA75の商品名で市販されている)、アルミニウムキレートなどのアルミニウム(KING INDUSTRIESからK−KAT(登録商標)5218の商品名で市販されている)、又は1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7若しくはDBUなどのアミンが含まれる。
架橋触媒の含有量C)は、接着剤組成物の総重量に対して、0.2から4重量%の範囲である。
一実施態様によれば、本発明の接着剤組成物は、
− 少なくとも5重量%の一又は複数のポリシリル化ポリマーA.1);
− 少なくとも15重量%の一又は複数のモノシリル化ポリマーA.2);
− 25から79.8重量%の一又は複数の粘着付与樹脂;及び
− C)0.2から4重量%の少なくとも一つの架橋触媒
を含み、
シリル化ポリマーA.1)及びA.2)の含有量は、接着剤組成物の総重量に対して、20から74.8重量%を占める。
さらにより好ましい一実施態様では、本発明による組成物は、
− 少なくとも15重量%の一又は複数のジシリル化ポリマーA.1);
− 少なくとも15重量%の一又は複数のモノシリル化ポリマーA.2);
− 30から69.8重量%の一又は複数の粘着付与樹脂;及び
− C)0.2から4重量%の少なくとも一つの架橋触媒
を含み、
シリル化ポリマーA.1)及びA.2)の含有量は、接着剤組成物の総重量に対して、30から69.8重量%を占める。
さらにより好ましい一実施態様では、本発明による接着剤組成物は、
− 少なくとも20重量%の一又は複数のジシリル化ポリマーA.1);
− 少なくとも20重量%の一又は複数のモノシリル化ポリマーA.2);
− 35から59.8重量%の一又は複数の粘着付与樹脂;及び
− C)0.2から4重量%の少なくとも一つの架橋触媒
を含み、
シリル化ポリマーA.1)及びA.2)の含有量は、接着剤組成物の総重量に対して、40から64.8重量%を占める。
本発明による接着剤組成物は、ポリシリル化A.1)及びモノシリル化A.2)ポリマーのブレンドと組み合わせて、HMPSA、例えばエチレンビニルアセテート(EVA)、又はスチレンブロックコポリマー(例えばSIS、SBS、SIBS、SEBS、SEPS及びグラフト無水マレイン酸を含むそれらの誘導体)の調製に使用されるものから選択される少なくとも一つの熱可塑性ポリマーを含んでもよく、含まなくてもよい。これらの熱可塑性ポリマーはシリル化されていない。
本発明による接着剤組成物は、乾燥剤として、500g/mol未満のモル質量を有する少なくとも一つの非ポリマー加水分解性アルコキシシラン誘導体、好ましくはトリメトキシシランの誘導体を含んでもよく、含まなくてもよい。そのような薬剤は、使用前の保管及び輸送中の本発明による接着剤組成物の保存期間を有利に延長する。そのような薬剤には、例えば、Momentive社からSILQUEST(登録商標)A−174の商品名で市販されているガンマ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランが含まれる。乾燥剤の量は、接着剤組成物の重量に対して、最大3重量%可能である。
本発明による組成物は、少なくとも一つの可塑剤、例えばフタレート若しくはベンゾエート、パラフィン及びナフテン油(例えばESSOのPrimol(登録商標)352)又はポリエチレンワックスのホモポリマー(例えばHONEYWELLのA−C(登録商標)617)、又はポリエチレン及びビニルアセテートのコポリマーのワックス、又は顔料若しくは染料、又はこれらの化合物の混合物を含んでもよく、含まなくてもよい。
本発明による接着剤組成物は、充填剤を含んでもよく、含まなくてもよい。充填剤の含有量は、接着剤組成物の重量に対して、好ましくは15重量%未満、より好ましくは10重量%未満、さらにより好ましくは1重量%未満である。
最後に、好ましくは、0.1から2%の一又は複数の安定剤(又は酸化防止剤)が、本発明による接着剤組成物に含まれる。これらの化合物は、熱又は光の作用により形成されている酸素との反応により生じる分解に対して組成物を保護するために添加される。これらの化合物は、フリーラジカルを捕捉し、一般的に置換フェノールである一次酸化防止剤、例えばCibaのIrganox(登録商標)1076を含むことができる。一次酸化防止剤は、単独で又は他の二次酸化防止剤若しくはUV安定剤と組み合わせて使用することができる。
本発明による接着剤組成物は、以下を含む方法によって調製することができる:
− ポリシリル化A.1)及びモノシリル化A.2)ポリマーが、40から170℃、好ましくは70から150℃の範囲の温度で粘着付与樹脂B)とブレンドされる、気密条件下、好ましくは不活性又は減圧大気中で実施される混合工程;とその後の
− 少なくとも一つの架橋触媒C)及び、必要に応じて、少なくとも一つの乾燥材及び上記のような一又は複数の他の光学構成要素が、40から90℃の範囲の温度で、前記混合物中に取り込まれる工程。
本発明による接着剤組成物は、一次的又は永久的な支持層及び接着剤組成物を架橋することにより得られる接着剤層を含む自己接着性物品の製造のために使用することができる。
本発明による接着剤組成物から得られる自己接着性物品の支持層は、一次的又は永久的な支持層であり得る。
支持層が一時的担体である場合、該支持層は、好ましくは、プラスチックフィルム又は保護用非粘着性ライナー(「剥離ライナー」)である。この場合、アイテムが表面に付着すると、接着されたアイテムは、接着剤層のみを含み、一時的支持層は除去されるように設計されている。
「非粘着性」とは、架橋状態の本発明による接着剤組成物が、1センチメートル当たり200センチニュートン(cN/cm)未満、好ましくは50cN/cm未満、さらにより好ましくは30cN/cm未満、さらにより好ましくは10cN/cm未満の接着強度を有する材料を意味する。この値は、300mm/分の引張速度及び180°の引き角度で行われるFINAT 3試験に従って測定される。
剥離ライナーは、一般的に、22mN/m未満、より好ましくは20mN/m未満の表面エネルギーを有する。
支持層が永久的なものである場合、該支持層は、感圧アイテム又はPSAアイテムを製造するために使用することができる材料から作製することができる。
自己接着性物品
本発明は、架橋状態の本発明による接着剤組物を含む自己接着性層でコーティングされた支持層を含む自己接着性物品にも関する。
本発明の意味内では、用語「自己接着性物品」は、追加の接着剤(glue)又は接着剤を使用することなく、手で圧力をかけるか又は機器を使用することによってのみ表面に接着することができる任意の物品を含む。用語「自己接着性物品」は、用語「感圧接着剤アイテム」又は「PSAアイテム」も含む。これらのアイテムは、それを閉じる、支持する、付着させる、又は単に固定するか、又は形、ロゴ、絵若しくは情報を掲示するために、接着されるべき表面に付着することが意図される。これらのアイテムは、医療、服飾、包装、自動車及び建設業界などの多くの分野で使用することができる。それらは、それらの最終用途に応じて、例えば工業用テープ若しくはDIYテープのようなテープの形態で、又は片面若しくは両面テープとして、あるいはラベル、バンデージ、ドレッシング、パッチ若しくはグラフィックフィルムとして、作業場所に物体を付着させるために製造することができる。
一実施態様によれば、自己接着性物品は、自己接着性多層システム、特に、片面又は両面であり得るラベル又は自己接着テープである。
支持層は、例えば上記のように、ロールに巻きつけられ、包装されるのに十分に柔軟である。
好ましくは、支持層は、ゼロより大きく、厳密に100%未満の破断点伸びを有する。より好ましくは、支持層は、50%以下、さらにより好ましくは40%以下の破断点伸びを有する。さらにより好ましくは、支持層は30%以下の破断点伸びを有する。
破断点伸びは、長さ又は幅の方向において、23℃でISO1926に従って測定することができる。好ましくは、破断点伸びは、長さの方向において測定される。
支持層は、例えば、アクリルポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、配向、非配向又は二軸配向のポリイミド、ポリウレタン、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)又は紙に基づくことができる。
好ましくは、支持層は、厳密に300MPaより大きい、より好ましくは400MPa以上、さらにより好ましくは500MPa以上のヤング係数を有する。
一実施態様によれば、本発明による接着剤組成物から得られる自己接着性物品は、接着剤層でコーティングされた永久的な支持層を含む。好ましくは、接着剤層はまた、好ましくはシリコン処理されたプラスチック又はフィルムライナーを有している。
あるいは、剥離ライナー、接着剤層でコーティングされていない永久的な支持層の後面は、非粘着性表面、例えば保護用シリコーン層を有し得る。
上記の二つの実施態様は、自己接着性物品を巻き上げ、その後、接着剤層と永久的な支持層との間の接着剤の移動にいかなる問題もなく、解くことを可能にする。
一実施態様によれば、永久的な支持層は、同一であるか又は異なっていてもよい接着剤組成物で両面コーティングされており、二つの接着剤組成物のうち少なくとも一つは本発明によるものである。
好ましくは、支持層は、10ミクロンから50mm、より好ましくは10ミクロンから20mm、より好ましくは20ミクロンから10mm、より好ましくは20ミクロンから1mmの範囲の厚さを有する。
いくつかの場合において、バッキング層の表面処理は、それにコーティングを塗布するとき、特に、支持層及び結合されるべき基材の表面が同一の表面エネルギーを有するとき、接着剤層の結合を増強することが必要である。
本発明による自己接着性物品は、予備処理されていない低表面エネルギー基材の表面に付着し得る。これらの予備処理は、表面エネルギー及び/又は前記表面の粗さを増加させるために、前記表面を化学的且つ/又は物理的に改質し、よって、前記表面への接着剤層の接着を改善するよう意図されている。既知の表面処理の例には、プラズマ若しくはコロナ処理、研磨、又は塗布される基材の表面エネルギーを増強することができる化学接着剤(プライマーとしても知られる)での表面のコーティングが含まれる。
したがって、本発明による自己接着性物品は、二つの基材を結合することができ、その基材の少なくとも一つは低表面エネルギーを有する。
自己接着性物品が付着されるべき基材(「結合されるべき基材」とも称される)は、柔軟であっても硬くてもよい。
特に、それは上述の支持層と同じ可撓性を有することができ、その結果、それは例えば上述のようにロールの形態で巻かれ、包装され得る。
あるいは、結合されるべき基材は、硬くてもよい。この場合、基材は、弱化せずには、例えば上記のようなロールの形態に巻き上げること及び包装することはできない。
結合されるべき基材は、有機非極性基材であるか、又はワニス、インク若しくはペンキのような有機極性コーティングである、ポリオレフィン基材のような低表面エネルギー基材から選択することができ、前記基材は、40mN/m未満、好ましくは23から38mN/m、より好ましくは25から35mN/mの表面エネルギーを有する。
ポリオレフィン型基材は、例えば、モノマー及びコモノマー、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソプレン(PI)、ポリイソブチレン(PIB)及びそれらのコポリマー(ブロック又はランダム)に基づくか、又は環状オレフィンモノマー、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)により得られるようなものに基づくポリマー材料であり得る。
ポリエチレン(PE)の例には、特に、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン及び直鎖状超低密度ポリエチレンが含まれる。
本発明による接着剤組成物を架橋することによって得られる接着剤の結合特性により、本発明による自己接着性物品は、少なくとも3N/cmの接着強度を有する、低表面エネルギー基材、特にプラスチックベースのもの、好ましくはPE及びPP、特にHDPEのようなポリオレフィンを有するものを結合することができる。
特に、本発明による自己接着性物品は、少なくとも4N/cmの接着強度を有するPPベースの基材を結合することができる。
本発明による一実施態様によれば、自己接着性物品はまた、保護用剥離ライナーを含む。
一実施態様によれば、前記剥離ライナーは、接着剤組成物の架橋後に、接着剤層に塗布される。
支持層は、その二つの表面の一方、接着層でコーティングされていない裏面を、保護剥離ライナー、例えばシリコーンフィルムでカバーすることができる。このようにして、自己接着性物品をそれ自体の上に巻き上げ、その後シリコーン側への接着剤層の接着力の欠如のために容易に広げることができる。
本発明による自己接着性物品は、以下の工程を含む方法によって得ることができる:
(a)20から130℃の範囲の温度で、上記の通りに本発明による接着剤組成物を包装する工程;次いで、
(b)工程(a)で得られた接着剤組成物で担体表面をコーティングする工程;次いで、
(c)気体1m当たり10から200mgの水分子を含む気体環境で、20から200℃の範囲の温度に加熱することにより、コーティングされた接着剤組成物を架橋する工程;
(d)架橋された接着剤層を、支持層又は非粘着性剥離ライナー上に積層するか又は移動させる工程であって、前記支持層又は非粘着性剥離ライナーが担体表面の後側に存在し得る、工程。
本発明で規定される「担体表面」とは、非粘着性保護用フィルムによりカバーされる担体ストリップ、又は剥離ライナー、又は支持層であると理解されるべきである。したがって、担体表面は、剥離ライナー又は支持層のいずれかとして、自己接着性部分の一部になることが意図される。
担体表面が支持層ではない場合、本発明による自己接着性物品を製造するための方法は、架橋接着剤層が支持層上へ移される工程(d)を含む。
担体表面が支持層である場合、本発明による自己接着性物品を製造するための方法は、架橋接着剤層が支持層上へ移される工程(d)を含むことができる。
本発明による好ましい代替形によれば、上記の方法の工程(d)は、支持層を含む材料の分解又は軟化温度未満の温度に架橋接着剤層を冷却した後に、架橋接着剤層を可撓性支持層(プラスチックフィルムであってもよい)上に移すことからなる。この代替形によれば、温度感受性材料、例えば上記のようなポリオレフィンベースの材料でできた支持層を含む自己接着性物品を製造することが可能である。
一実施態様では、本発明による自己接着性物品は、支持層の表面の予備処理工程を用いずに、上記の方法を使用して得ることができる。これらの予備処理の目的は、表面エネルギー及び/又は前記表面の粗さを増加させるために、前記表面を化学的且つ/又は物理的に改質し、よって、前記表面への接着剤層の接着を改善することである。既知の表面処理の例には、プラズマ、コロナ若しくは研磨処理、又は塗布される基材の表面エネルギーを増強することができる化学接着剤(プライマーとしても知られる)での表面のコーティングが含まれる。
本発明の一実施態様によれば、上記の接着剤層は、少なくとも3N/cm、好ましくは少なくとも3.5N/cm、より好ましくは少なくとも4N/cmの異なる表面エネルギーの基材上の接着強度を有する。
特に、50g/mの坪量の、本発明による接着剤層でコーティングされた50μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの支持層で構成される自己接着性物品は、HDPE又はPPに永久的に結合することができ、これは、好ましくは3から15N/cmの範囲の接着強度(180°での剥離試験(FINAT規格No.1に従って実施)により測定)に相当する。
自己接着性物品が特定の低表面エネルギーに実施例に特に示されるように数分から数時間又は数日間の特定の時間にわたって曝露された後に、前記接着強度を測定することができる。
一実施態様によれば、本発明による自己接着性物品を製造する方法はまた、本発明による接着剤組成物の第2のコーティング剤が支持層に塗布される工程(e)と、工程(e)で塗布された接着剤組成物を、20から200℃の範囲の温度に加熱することにより、架橋する後続の工程(f)も含む。この実施態様によれば、両面自己接着性物品が得られる。
工程(b)でのコーティングは、既知のコーター、例えばスロットノズル又はカーテンコーター又はローラーを使用して実施することができる。接着剤組成物に使用される坪量は、3から2000g/m2、好ましくは5から1000g/m2、より好ましくは10から500g/m2、さらにより好ましくは12から250g/m2の範囲である。
自己接着ラベルの製造に必要な接着剤組成物の重量は、10から100g/m、好ましくは20から50g/mの範囲であり得る。自己接着テープを製造するために必要な接着剤組成物の重量は、一面当たり3から500g/m、好ましくは15から250g/mとはるかに広範囲で変化し得る。
一実施態様によれば、接着剤組成物のコーティングは、工程(c)で、水分含有量により特徴づけられる湿気のある多湿雰囲気での処理をさらに施される。好ましくは、多湿雰囲気とは、2から100%の分子が水分子であり、好ましくは4から50%、より好ましくは5から10%の分子が水分子である雰囲気である。
水分含有量は、単位体積当たりの水の百分率で表され、これは、単位体積中の分子に総数で割った水分子の数に相当する。このスケールの線形性により、水分含有量は、例えばPID(比例積分偏差)モニターにより容易に測定及び制御される。重量百分率は、分子の総数に対する水分子の数の割合に0.622の係数を掛けることにより計算することができる。様々な環境での水分についての一般的な情報は、W. Wagner等による、International Steam Tables - Properties of Water and Steam based on Industrial Formulation IAPWS-IF97に記載されている。
架橋工程(c)に必要とされる時間は、担体表面に堆積する接着剤組成物の重量、加熱温度及び水分含有量に応じて、例えば1秒から30分の間で、広く変化し得る。
この熱架橋工程は、上記のポリシリル化A.1)及びA.2)モノシリル化ポリマーの混合物のポリマー鎖間及び水分含有量の作用下で、三次元ポリマーネットワークの形成をもたらすシロキサン結合を作成する効果を有する。このように架橋した接着剤組成物は、接着剤でコーティングされた支持層に接着強度及び所望の粘度をもたらす感圧接着剤である。
好ましくは、コーティングは、支持層又は剥離ライナー上で均一に行われるが、コーティングはまた自己接着性物品に望ましい最終形状に適合され得る。
一実施態様によれば、接着剤組成物でのコーティングは、支持層の両面の少なくとも一部上でなされる。支持層の両面がコーティングされる場合、接着剤組成物は、両面で同一であっても、異なっていてもよく、重量は両面で同一であっても、異なっていてもよい。
本発明の一実施態様によれば、自己接着性物品は、支持層の一表面の少なくとも一部上又は両面の少なくとも一部上に接着剤層を含み、前記一又は複数の接着剤層は、任意選択的に非粘着性保護層でコーティングされる。一実施態様によれば、自己接着性物品は、二つの接着剤層のそれぞれに二つの抗接着性保護層を含む。この場合、両方の保護層は、同一若しくは異なる材料でできていてもよく、且つ/又は同一若しくは異なる厚さを有してもよい。
本発明による自己接着性物品は、以下の工程を含む結合方法に使用することができる:
a)剥離ライナーが存在する場合、そのようなライナーを除去する工程;
b)自己接着性物品を製品の表面上に付着させる工程;及び
c)前記アイテムに圧力を加える工程。
工程b)において、自己接着性物品は、アイテムの自己接着性部分(自己接着性層により形成される)が製品の表面に面するように、塗布される。
自己接着性物品が両面アイテムである一実施態様によれば、結合方法は、製品の第二の表面が製品の第一の表面に結合されているアイテムに付着されるか、又は製品の第一の表面に結合されている物品が製品の第二の表面に付着されるいずれかの工程も含む。
抗接着性アイテムでコーティングされた製品
本発明は、第三に、表面が本発明による自己接着性物品でコーティングされている製品に関する。
好ましくは、前記表面は、先述の表面事前処理を施されていない。
好ましくは、前記表面は、40mN/m以下、好ましくは23から38mN/m、より好ましくは25から35mN/mの表面エネルギーを有する。
好ましくは、前記表面はなめらかで均一である。
本発明による自己接着性アイテムでコーティングされた製品の表面は、有機非極性基材であるか、又はワニス、インク若しくはペンキのような有機無極性コーティングである、ポリオレフィン基材のような低表面エネルギー基材から作製することができ、前記基材は、40mN/m未満、好ましくは23から38mN/m、より好ましくは25から35mN/mの表面エネルギーを有する。
ポリオレフィン型基材は、例えば、モノマー及びコモノマー、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソプレン(PI)、ポリイソブチレン(PIB)及びそれらのコポリマー(ブロック又はランダム)に基づくか、又は環状オレフィンモノマー、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)により得られるようなものに基づくポリマー材料であり得る。
ポリエチレン(PE)の例には、特に、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン及び直鎖状超低密度ポリエチレンが含まれる。
本発明による自己接着性物品でコーティングされた製品は、柔軟であっても硬くてもよい。
特に、コーティングされるべき製品は上述の支持層と同じ可撓性を有することができ、その結果、それは例えば上述のようにロールの形態で巻かれ、包装され得る。
あるいは、コーティングされるべき製品は、その硬さ、形状又は厚さのために、例えば上記のようなロールの形態に巻かれ包装することができない。
以下の実施例は、純粋に本発明の説明のために提供されるものであり、その範囲を限定すると解釈されるべきではない。
実施例では以下の原料を使用した。
ジシリル化ポリマーとして:
− PDS 1:ポリウレタン主鎖及び二つの加水分解性プロピレントリメトキシシラン末端基を含む、約16,000g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は20kDa及びおよそ1.6のPI)を有するジシリル化ポリマーであって、前記シリル化末端基がウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している、ジシリル化ポリマー。このポリマーは、特に式(I)に相当する。
− PDS2:ポリウレタン主鎖及び二つの加水分解性プロピレントリメトキシシラン末端基を含む、約37,000g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は38kDa及びおよそ1.9のPI)を有するジシリル化ポリマーであって、前記シリル化末端基がウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している、ジシリル化ポリマー。このポリマーは、特に式(I)に相当する。
− PDS3:GENIOSIL(登録商標)STP−E 30(Wackerから入手可能):ポリウレタン主鎖及び二つの加水分解性メチレントリメトキシシラン末端基を含む、約18,500g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は22kDa及びおよそ1.2のPI)を有するジシリル化ポリマーであって、前記シリル化末端基がウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している、ジシリル化ポリマー。このポリマーは、特に式(I)に相当する。
− PDS4:GENIOSIL(登録商標)STP−E 35(Wackerから入手可能):ポリウレタン主鎖及び二つの加水分解性プロピレントリメトキシシラン末端基を含む、約18,600g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は22kDa及びおよそ1.2のPI)を有するジシリル化ポリマーであって、前記シリル化末端基がウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している、ジシリル化ポリマー。このポリマーは、特に式(I)に相当する。
モノシリル化ポリマーとして:
− PMS1 GENIOSIL(登録商標)XM20(Wackerから入手可能):6000g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は8kDa)、及びおよそ1.1のPIを有するモノシリル化ポリマー。これは、ポリエーテル主鎖及び加水分解性メチレン−メチルジメトキシシラン末端基を含み、前記シリル化末端基は、ウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している。このポリマーは、特に、m=0且つp=1である式(IIbis)に相当する。
− PMS2:GENIOSIL(登録商標)XM25(Wackerから入手可能):6000g/molの数平均分子量(又はGPCにより決定された場合は8kDa)、及びおよそ1.1のPIを有するモノシリル化ポリマー。これは、ポリエーテル主鎖及び加水分解性メチレン−メチルトリメトキシシラン末端基を含み、前記シリル化末端基は、ウレタン官能基によってポリマー主鎖に結合している。このポリマーは、特に、m=0且つp=0である式(IIbis)に相当する。
粘着付与樹脂として:
− T1:約50mg KOH/gのOHI、約974g/molの数平均分子量及び100℃の軟化点を有する、ロジンでありペンタエリスリトール樹脂であるSylvalite(登録商標)RE 100(Arizona Chemicalから入手可能)(タイプ(iii)の粘着付与樹脂);
− T2:DERTOPHENE(登録商標)H 150(DRTから入手可能):約150mg KOG/gのOHI、約700g/molの数平均分子量及び120℃の軟化点を有するテルペンフェノール樹脂;
− T3:NORSOLENE(登録商標)W85(CRAY VALLEYから入手可能):0のOHI、約600g/molの数平均分子量及び85℃の軟化点を有するアルファメチルスチレン樹脂(タイプ(ii)の粘着付与樹脂);
− T4:NORSOLENE(登録商標)W110(CRAY VALLEYから入手可能):0のOHI、約750g/molの数平均分子量及び110℃の軟化点を有するアルファメチルスチレン樹脂(タイプ(ii)の粘着付与樹脂);
− T5:PICCO(登録商標)AR 100(EASTMANから入手可能):主に9個の炭素原子を有し、0のOHI、550g/molの数平均分子量及び100℃の軟化点を有する芳香族炭化水素の混合物の重合により得られる樹脂(タイプ(i)の粘着付与樹脂)。
架橋触媒として:
− K−KAT(登録商標)5218(King Industriesにより入手可能):アルミニウムキレートを含有。
I−ジシリル化ポリマーA.1)の調製
PDS1の合成:
以下をガラス反応器中に置いた:
− 961.2g(0.1199mol)のACCLAIM(登録商標)8200、ポリ(オキシプロピレン)ジオール;
− 12.99g(0.0582mol)のイソホロンジイソシアネート(IPDI);
0.5に等しいNCO/OH官能基のモル比に相当する;及び
− 0.29g(300ppmに相当する)のネオデカノエートビスマス及び亜鉛触媒(BorchersからBorchi Kat VP 0244の商品名で市販されている)。
IPDIのNCO官能基の反応が完了するまで、この混合物を窒素下3時間にわたって85℃で絶えず混合した。
このように得られたヒドロキシル末端ポリウレタンに、その後、26.05g(0.1269mol)のガンマ−イソシアネート−n−プロピル−トリメトキシシランを添加し、NCO官能基が完全に消失するまで混合物を85℃に維持した。
得られたポリウレタンは、約55Pa・s.(20rpmで回転するNo.7の針を用いて、23℃でBrookfield粘度計で測定された)の粘度、及び約16,000g/mol(又は20kDa。GPCにより決定された約1.6の多分子性指数)の平均分子量を有した。
PDS2の合成:
以下をガラス反応器中に置いた:
− 884.63g(0.0457mol)のACCLAIM(登録商標)18200ポリ(オキシプロピレン)ジオール;
− 5.10g(0.0229mol)のイソホロンジイソシアネート(IPDI);
0.5に等しいNCO/OH官能基数のモル比に相当する;及び
− 300ppmのネオデカノエートビスマス及び亜鉛触媒(BorchersからBorchi Kat VP 0244の商品名で市販されている)。
IPDIのNCO官能基の反応が完了するまで、この混合物を窒素下3時間にわたって85℃で絶えず混合した。
このように得られたヒドロキシル末端ポリウレタンに、その後、10g(0.0474mol)のガンマ−イソシアネート−n−プロピル−トリメトキシシランを添加し、NCO官能基が完全に消失するまで混合物を85℃に維持した。
得られたポリウレタンは、約510Pa・s.(20rpmで回転するNo.7の針を用いて、23℃でBrookfield粘度計で測定された)の粘度、及び約37,000g/mol(又は38kDa。GPCにより決定された約1.9の多分子性指数)の平均分子量を有した。
II − 接着剤組成物の調製
接着剤組成物1から14及びCE1からCE8を、以下の表1に列挙される原料を使用して、以下に記載される同じ手順に従って調製した。使用される各原料の量は、接着剤組成物の総重量に対する重量パーセントで示される。
組成物1から14は、本発明による接着剤組成物に相当する。
組成物CE1からCE8は、比較接着剤組成物に相当する。特に:
− 組成物CE1及びCE2は、それぞれ、単一のジシリル化ポリマーA.1及び100mg KOH/g超のOH値を有する粘着付与樹脂を含む、国際公開第09/106699号及びEP2336208の実施例Aの組成物に相当する。
− 組成物CE3からCE6は、単一のジシリル化ポリマーA.1)を含む比較組成物に相当する。
− 組成物CE7からCE8は、単一のモノシリル化ポリマーA.2)を含む比較組成物に相当する。
操作手順:
初めに粘着付与樹脂を減圧ガラス反応器に置き、約140℃に加熱することにより、接着剤組成物を調製した。その後、樹脂が溶融したとき、シリル化ポリマーA.1)若しくはA.2)又はシリル化ポリマーA.1)及びA.2)の混合物を添加した。
混合物を減圧下で15分間混合し、その後80℃に冷却した。その後、触媒を導入した。混合物を減圧下に保ち、さらに10分間混合した。
その後、センサの感度に適した速度で回転するA28針を備えたBrookfield型粘度計(高温粘度測定用のThermoselシステムを搭載)を使用して、100℃で混合物の粘度を決定した。本発明による実施例1から14及び比較例について、混合物は、100℃で測定された0.5Pas.から40Pa・sの範囲の粘度を有した。
II−自己接着性物品の調製
接着剤組成物1から14及びCS1からCE8のそれぞれを、以下の操作手順に従って使用し、自己接着性物品を製造した。
操作手順:
支持層として、50μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの20cm×40cmの長方形のシートを使用した。
接着剤組成物を90℃に近い温度に予熱し、その幅に平行にシートの端部近くに付着させたビーズを押し出すカートリッジ中に入れた。
その後、実質的に一定した厚さの均一層を得るために、このコードに含有される接着剤組成物をシート表面全体に広げた。これは、シートの一端から他端へ動かされるフィルム引出具(フィルムアプリケータとも称される)を使用して行った。こうして、50g/mの坪量に相当し、およそ50μmの厚さを表す接着剤組成物の層が堆積させた。
このようにコーティングしたPETシートを、その後、架橋のために120℃のオーブンに600秒間置き、その後、同じサイズの長方形の非粘着性表面としての使用のために表面がシリコーンで処理されたPETフィルムの別のシート上に重ねた。
PET基材上架橋感圧接着剤層を含む、このように得られた自己接着性物品に以下の試験を施した。
III−自己接着性物品の結合試験
上記で調製した自己接着性物品を、二種類のポリオレフィン基材:HDPE及びPPについての結合試験後に同じ条件に供した。試験された接着剤に接触している基材の表面エネルギーは、HDPE及びPPについて、それぞれ27及び29mN/mであった。これらの値は、以下に記載される測定方法を使用して決定した。
基材の表面エネルギーの決定:
各基材の表面エネルギーを、前記基材の表面上の標準溶液の接触角度を測定して、決定した。試験した基材は、なめらかで均一な、15cmの長さで2.5cmの幅の、HDPEプレート又は平面PPであった。三つの標準溶液(ジヨードメタン、エチレングリコール及び水)に関して、標準溶液を堆積させるためのシリンジのセットを備えたDigidrop装置を用いて、接触角度を測定した。接触角度を測定するために使用された装置を、測定された接触角度からの基材の表面エネルギーを計算するためのGBX Scientific Instrumentにより、Windrop++ソフトウェアに接続した。1barの大気圧下、23℃及び50%の相対湿度で室内で開放空気中で、測定を実施した。
基材の調製:基材と同じ寸法の両面接着テープを用いて、基材を長さ15cm及び幅5cmのガラスプレートに付着させ、前記基材の表面全体をカバーし、基材、接着テープ及びガラスプレートでできた層の角の少なくとも一つをそろえた。このように形成された試料をなめらかにし、滑らかな気泡のない表面を得た。Digidrop装置下に試料を置き、充填針を試料基材の表面に向け、試料の端部に可能な限りそろえた。
接触角度の測定:Windrop++ソフトウェアは、標準溶液の液滴の堆積を同時に引き起こし、基材の表面と接触している液滴の画像を自動的に撮影する液滴プログラムを開始する。プログラム開始後、画像を、水及びエチレングリコールについては13,000ミリ秒(ms)で、ジヨードメタンについては2000msで撮影する。各標準溶液について、3滴を堆積させる。各液滴の間に、液滴が基板の表面上、試料端部近くで互いに近くに堆積するように試料を手動で移動させる。液滴順序は以下の通りである:3滴の水、3滴のエチレングリコール、3滴のジヨードメタン。
接触角度の計算及び基材表面エネルギーの決定:取られた各画像から、「マニュアル(Manual)2」法を用いて接触角度を計算する。よって、各標準溶液について、三つの接触角度値が得られる。Owen&Wendtモデルを適用して基材の表面エネルギー(EN1)を計算し、接触角度値を発見した。
第二シリーズの接触角度の測定を、各標準溶液について実施した。前と同様に、上記の順序で3滴の各標準溶液について接触角度を測定し、その後第二の表面エネルギー値(EN2)を得た。
第三シリーズの接触角度の測定を、各標準溶液について実施し、その後、第二の表面エネルギー値(EN3)を得た。
三つの値EN1、EN2及びEN3を平均して、基材の表面エネルギーを得た。
ポリオレフィン(HDPE、PP)上180°での剥離試験:
FINAT Technical Handbook, 6th edition, 2001で発表されたFINAT法No.1に記載の180°での剥離試験により、ポリオレフィンへの接着性を評価する。FINATは、自己接着ラベルの製造者の国際的な協会である。試験の原則は以下の通りである。
長方形のストリップの形態の試験片(25mm×175mm)を、上記で得られた自己接着性物品を構成する架橋組成物でコーティングされたPET支持層から切り取る。調製後、この試験片を23℃の温度及び50%の相対湿度の大気中で24時間保管する。その後、試験片の2/3以上の長さを(保護用剥離ライナーに相当する部分の除去後)、HDPE又はPPプレートからなる基材へ付着させる。得られたアセンブリを室温(23℃)で20分間置く。その後、それを、長方形ストリップの残りの自由端から180°の角度及び300mm/分の分離速度でストリップを剥離又は分離することが可能なけん引装置に置く。この装置は、これらの条件下でテープを剥離するのに必要な力を測定する。
結果:
測定結果をN/cmで表し、以下の表2に列挙する。本発明による実施例1から14の接着剤組成物は、例CE1からCE6の比較接着剤組成物よりも優れた接着強度を自己接着性物品に提供することが発見された。組成物CE7及びCE8は、架橋された自己接着性物品を所望の分野で得ることを可能にせず、ジシリル化ポリマーをモノシリル化ポリマーと組み合わせる必要性を実証した。
試験される低表面エネルギー基材のセットに対する本発明による接着剤組成物の優れた接着性能は、異なる原料間の相乗効果の結果である。
特に、以下の一連の比較は以下を示した:
1)ポリマーA.1)及びA.2)の混合物の使用は、ポリマーA.1)単独の使用と比較して、試験された全ての低表面エネルギー基材に対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(1.1):比較組成物CE3と本発明による実施例3、4、6、9及び10の組成物のそれぞれとの比較;
− シリーズ(1.2):比較組成物CE5と本発明による実施例13の組成物との比較;
− シリーズ(1.3):比較組成物CE6と本発明による実施例14の組成物との比較,
2)ポリマーA.1)及びA.2)の混合物の使用は、ポリマーA.2)単独の使用と比較して、試験された全ての低表面エネルギー基材に対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(2.1):比較組成物CE7と本発明による実施例4、10、12、13及び14の組成物のそれぞれとの比較;
− シリーズ(2.2):比較組成物CE8と本発明による実施例3、6、9及び11の組成物のそれぞれとの比較;
3)ポリマーA.1)及びA.2)の混合物中のモノシリル化ポリマーA.2)のより高い含有量の使用は、試験された全ての低表面エネルギー基材に対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(3.1):実施例12及び実施例11の組成物の比較;
− シリーズ(3.2):実施例3及び実施例9の組成物の比較;
4)ポリマーA.1)及びA.2)の混合物中のジシリル化ポリマーA.1)のより高い含有量の使用は、同じ種類のポリマーについて、試験された全ての低表面エネルギー基材に対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(4.1):実施例12及び実施例3の組成物の比較;
− シリーズ(4.2):実施例11及び実施例9の組成物の比較;
5)式(II)[式中、mはゼロではない]のジシリル化ポリマーA.1)のより高い含有量の使用は、式(II)[式中、mはゼロである]のジシリル化ポリマーA.1)と比較して、同等の数平均分子量及び末端基を有するシリレートについて、試験された全ての低表面エネルギー基材に対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(5.1):実施例4及び実施例13の組成物の比較;
6)ジアルコキシシラン末端基を含むジシリル化ポリマーA.1)の使用は、同様のジアルコキシシリル化モノシリル化ポリマーA.2)との混合物中で、トリアルコキシシラン末端基を含むジシリル化ポリマーA.1)と比較して、PPに対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(6.1):実施例14及び実施例13の組成物の比較;
7)ジアルコキシシリル化末端基を含むモノシリル化ポリマーA.2)の使用は、同様のジシリル化ポリマーA.1)との混合物中で、トリアルコキシシリル化末端基を含むモノシリル化ポリマーA.2)と比較して、少なくともPPに対する改善された接着性能をもたらす:
− シリーズ(7.1):実施例10及び実施例9の組成物の比較:ジアルコキシシラン末端基を含むA.2)ポリマーの使用は、トリアルコキシシラン末端基を含むA.2)ポリマーの使用と比較して、HDPE及びPPに対する接着性を改善する;
− シリーズ(7.2):本発明による実施例4及び実施例3の組成物の比較:ジアルコキシシラン末端基を含むA.2)ポリマーの使用は、トリアルコキシシラン末端基を含むA.2)ポリマーの使用と比較して、PPに対する接着性を改善する;
8)少なくとも一つのタイプ(i)樹脂(T5)、及び好ましくは少なくとも一つのタイプ(i)及びタイプ(ii)樹脂(T5+T4又はT5+T3)の使用は、上記のタイプを含まない粘着付与樹脂の混合物の使用と比較して、少なくともPPに対する改善された接着性能をもたらす;
− シリーズ(7.1):本発明による実施例1及び実施例9の組成物の比較:T5及びT4の混合物は、T1及びT4の混合物に対して、PP及びHDPEを改善する;
− シリーズ(7.2):本発明による実施例2及び実施例4の組成物の比較:T5及びT4の混合物は、T1及びT4の混合物に対して、PP及びHDPEを改善する;
− シリーズ(7.3):本発明による実施例2及び実施例5の組成物の比較:T5及びT3の混合物は、T1及びT3の混合物に対して、PP及びHDPEを改善する;
表1:
Figure 2019536859
表2
Figure 2019536859

Claims (15)

  1. A.1)ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基(「連結基」)によってポリマー主鎖に結合している少なくとも二つの加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも6000g/molの数平均分子量(Mn)を有する少なくとも4重量%の一又は複数のポリシリル化ポリマー;
    A.2)ポリエーテル及び/又はポリウレタン主鎖と、ウレタン又はエーテル官能基(「連結基」)によってポリマー主鎖に結合している加水分解性シリル化末端基とを含むポリマーから選択される、少なくとも1000g/molの平均分子量(Mn)を有する少なくとも13重量%の一又は複数のモノシリル化ポリマー、
    B)100以下のヒドロキシル指数を含む、少なくとも25重量%の一又は複数の粘着付与樹脂;並びに
    C)少なくとも0.2%の一又は複数の架橋触媒;
    を含む接着剤組成物であって、
    重量%での含有量が、接着剤組成物の総重量に対して表され、接着剤組成物の全ての原料の含有量の合計が100%である、組成物。
  2. ポリシリル化ポリマーA.1)又はポリシリル化ポリマーA.1)の少なくとも一つ、好ましくはポリシリル化ポリマーA.1)又はポリシリル化ポリマーA.1)の全てが、以下の式:
    − 式(I):
    Figure 2019536859
    [式中、
    − Bは、2から66個の炭素原子を含有し、任意選択的に一又は複数のヘテロ原子、例えばO、Nを含む二価(f=2)又は三価(f=3)の直鎖状、分岐状、環状、脂環式又は芳香族の飽和又は不飽和炭化水素基を表し、
    − Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R’は、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
    − n’’は、式−[OR’n’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が150g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロではない整数であり、
    − pは、0又は1に等しい整数であり、
    − fは、2又は3に等しい整数であり、
    − n”及びf指数は、ポリシリル化ポリマーA.1)の数平均分子量が請求項1に記載されるようなものである]
    − 式(II):
    Figure 2019536859
    [式中、
    − Bは、2から66個の炭素原子を含有し、任意選択的に一又は複数のヘテロ原子、例えばO、Nを含む二価(f=2)又は三価(f=3)の直鎖状、分岐状、環状、脂環式又は芳香族の飽和又は不飽和炭化水素基を表し、
    − Rは、脂肪族又は芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、5から15個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
    − Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びR’は、同一であるか又は異なり、それぞれ、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
    − nは、式−[OR−のポリエーテルブロックの数平均分子量が300g/molから40,000g/molの範囲であるようなゼロではない整数であり、
    − n’は、式−[OR’n’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
    − mは、ゼロ又はゼロではない整数であり、
    − pは、0又は1に等しい整数であり、
    − fは、2又は3に等しい整数であり、
    − m、n、n’及びf指数は、ポリシリル化ポリマーA.1)の数平均分子量が請求項1に記載されるようなものである]
    又はそれらの混合物に相当する、請求項1に記載の組成物。
  3. モノシリル化ポリマーA.2)又はモノシリル化ポリマーA.2)の少なくとも一つ、好ましくはモノシリル化ポリマーA.2)又はモノシリル化ポリマーA.2)の全てが、以下の式
    − 式(Ibis):
    Figure 2019536859
    [式中、
    − Rは、脂肪族、芳香族又はアルキル芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、1から60個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
    − Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R’は、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
    − n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
    − pは、0、1又は2に等しい整数であり、
    − R及びn’’’は、モノシリル化ポリマーA.2)の数平均分子量が請求項1に記載されるようなものである]
    − 式(IIbis):
    Figure 2019536859
    [式中、
    − Rは、脂肪族、芳香族又はアルキル芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、1から60個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
    − Rは、脂肪族又は芳香族の、直鎖状、分岐状又は環状であり得る、5から15個の炭素原子を含む二価の炭化水素基を表し、
    − Rは、1から6個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びR’は、同一であるか又は異なり、それぞれ、2から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状の二価のアルキレン基を表し、
    − R及びRは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1から4個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、Rは、任意選択的に環に係合されてもよく、好ましくはRはメチル基であり、
    − nは、式−[OR’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が300g/molから40,000g/molの範囲であるような整数であり、
    − n’’’は、式−[OR’n’’’−のポリエーテルブロックの数平均分子量が0g/molから20,000g/molの範囲であるようなゼロ又はゼロではない整数であり、
    − mは、ゼロ又はゼロではない整数であり、
    − pは、0、1又は2に等しい整数であり、
    − R、m、n、及びn’’’指数は、モノシリル化ポリマーA.2)の数平均分子量が請求項1に記載されるようなものである]
    又はそれらの混合物に相当する、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. ポリシリル化ポリマーA.1)が、式(II)[式中、mは好ましくはゼロではない]に相当する、請求項2又は3に記載の組成物。
  5. モノシリル化ポリマーA.2)が式(IIbis)[式中、mは好ましくはゼロである]に相当する、請求項3又は4に記載の組成物。
  6. p=0である、請求項2から5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. p=1である、請求項2から5のいずれか一項に記載の組成物。
  8. ポリシリル化ポリマーA.1)がジシリル化されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. − ポリシリル化ポリマーA.1)が、6000から55,000g/mol、好ましくは15,000から50,000g/mol、より好ましくは25,000から45,000g/molの数平均分子量(Mn)を有し、
    − モノシリル化ポリマーA.2)が、1000から55,000g/mol、好ましくは2,000から45,000g/mol、より好ましくは3,000から35,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 粘着付与樹脂が(それぞれ)、50以下、より好ましくはゼロに等しいヒドロキシル指数を含み、100から6000g/mol、好ましくは300から4000g/molの数平均分子量を含み、
    (i)石油留分に由来するおよそ5、9又は10個の炭素原子を含む、不飽和脂肪族及び/又は芳香族炭化水素の混合物の重合又は共重合により、任意選択的に水素化により得られる樹脂;
    (ii)アルファメチルスチレンの重合又はアルファメチルスチレンと他の炭化水素モノマーとの共重合を含む方法により得られる樹脂;
    (iii)天然起源のロジン又は改質ロジン、例えば松脂から抽出されたロジン、木の根から抽出されたウッドロジン、及び水素化、二量化、重合化又はモノアルコール若しくはポリオール、例えばグリセロール若しくはペンタエリスリトールでエステル化されたそれらの誘導体;並びに
    (iv)それらの混合物
    の中から選択される、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. − ポリシリル化ポリマーA.1)の含有量が、接着剤組成物の重量に対して、5から59.8重量%、より好ましくは15から54.8重量%、さらにより好ましくは20から44.8重量%であり、
    − モノシリル化ポリマーA.2)の含有量が、接着剤組成物の重量に対して、15から69.8重量%、より好ましくは15から54.8重量%、さらにより好ましくは20から44.8重量%であり、
    − 粘着付与樹脂B)の含有量が、接着剤組成物の重量に対して、25から79.8重量%、より好ましくは30から69.8重量%、さらにより好ましくは35から59.8重量%であり、且つ
    − 架橋触媒C)の含有量が、接着剤組成物の重量の0.2から4重量%の範囲である、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 自己接着性層でコーティングされた支持層を含む自己接着性物品であって、前記自己接着性層が、架橋状態の請求項1から11のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる、自己接着性物品。
  13. 以下の工程:
    (a)20から130℃の範囲の温度で、上に定義した本発明による接着剤組成物を包装する工程;次いで、
    (b)工程(a)で得られた接着剤組成物で担体表面をコーティングする工程;次いで、
    (c)コーティングされた接着剤組成物を、気体1m当たり10から200mgの水分子を含む気体環境中で、20から200℃の範囲の温度に加熱することにより、架橋する工程;
    (d)架橋された接着剤層を、支持層又は非粘着性剥離フィルム上に積層するか又は移動させる工程であって、前記支持層又は剥離フィルムが担体表面の裏側に存在し得る、工程
    を含む方法によって得ることができる、請求項12に記載の自己接着性物品。
  14. 支持層が、厳密に100%未満の破断点伸びを有し、且つアクリルポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、配向、非配向若しくは二軸配向ポリイミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、又は紙に基づいていることを特徴とする、請求項12又は13に記載の自己接着性物品。
  15. 表面に請求項12から14のいずれか一項に記載の自己接着性物品が付着している製品であって、前記表面が、空気中、23℃、50%の相対湿度、1barの大気圧で測定された、40mN/m以下、好ましくは23から38mN/mの範囲、より好ましくは25から35mN/mの表面エネルギーを有する、製品。
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