JP2022521103A - 押出可能な感圧接着剤 - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
Abstract
Description
本明細書で使用される場合、
「周囲条件」は、摂氏25度の温度及び1気圧(約100キロパスカル)の圧力を意味する。
1.感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有する、提供することと、
接着剤溶融組成物を混錬することと、
接着剤溶融組成物を、ハードセグメントブロックのガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、基材上に供給することであって、基材が非フィルム基材である、供給することと、
接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。
2.スチレンブロックコポリマー組成物が、スチレンブロックコポリマーのコアと、周囲温度で非粘着性であるシースと、を含むコアシースフィラメントで提供される、実施形態1に記載の方法。
3.感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有し、スチレンブロックコポリマー組成物が、スチレンブロックコポリマーのコアと、周囲温度で非粘着性のシースと、を含むコアシースフィラメントで提供される、提供することと、
接着剤溶融組成物を混錬することと、
接着剤溶融組成物を、ハードセグメントブロックのガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、基材上に供給することと、
接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。
4.基材が、非フィルム基材である、実施形態3に記載の方法。
5.ハードセグメントブロックが、90℃~185℃の範囲のガラス転移温度を有する、実施形態1~4のいずれか1つに記載の方法。
6.ハードセグメントブロックが120℃~180℃の範囲のガラス転移温度を有する、実施形態5に記載の方法。
7.スチレンブロックコポリマー組成物が、1つ以上の粘着付与剤を含む、実施形態1~6のいずれか1つに記載の方法。
8.接着剤溶融組成物が、ハードセグメントブロックのガラス転移温度よりも20℃~115℃高い温度で供給される、実施形態1~7のいずれか1つに記載の方法。
9.接着剤溶融組成物が、ハードセグメントブロックのガラス転移温度よりも20℃~75℃高い温度で供給される、実施形態8に記載の方法。
10.接着された感圧接着剤が、0.5g/cm3~2g/cm3の範囲の密度を有する、実施形態1~9のいずれか1つに記載の方法。
11.接着された感圧接着剤が、0.6g/cm3~1.1g/cm3の範囲の密度を有する、実施形態10に記載の方法。
12.接着された感圧接着剤が、0.8g/cm3~1g/cm3の範囲の密度を有する、実施形態11に記載の方法。
13.接着剤溶融組成物が、基材上に供給されるときに発泡される、実施形態1~12のいずれか1つに記載の方法。
14.接着剤溶融組成物が物理的発泡剤を含む、実施形態13に記載の方法。
15.接着剤溶融組成物が化学的発泡剤を含む、実施形態13に記載の方法。
16.接着剤溶融組成物が中空ガラスバブルを含む、実施形態13に記載の方法。
17.シースが、スチレンブロックコポリマー、ポリオレフィン、エチレンアクリレートコポリマー、エチレンビニルアセテート、ポリウレタン、スチレンブタジエンコポリマー、又はこれらのブレンド若しくはコポリマーを含む、実施形態2~16のいずれか1つに記載の方法。
18.接着剤溶融組成物が混錬されるときに、シース及びコアが互いに均質に混合される、実施形態2~17に記載の方法。
19.コアシースフィラメントが、分配ヘッドによって供給され、分配ヘッドが、1つ以上の加熱要素を含むバレルと、コアシースフィラメントを受容するためにバレルの側面を通って延びる入口であって、バレル内にコアシースフィラメントが引き込まれる際にコアシースフィラメントの破断を防止するための傾斜ニップポイントを含む、入口と、接着剤溶融組成物を分配するためのバレルの遠位端にある出口と、バレル内に受容された回転可能なスクリューであって、接着剤溶融組成物を混錬するための少なくとも1つの混合要素を含む、回転可能なスクリューと、を備える、実施形態2~18のいずれか1つに記載の方法。
20.基材が、非平面である接着表面を有する、実施形態1~19のいずれか1つに記載の方法。
21.基材が1つ以上の空洞を含み、接着剤溶融組成物が、供給されると1つ以上の空洞を少なくとも部分的に充填する、実施形態20に記載の方法。
22.基材が、1つ以上の空洞を横切って延びる複数のリブを更に備え、接着剤溶融組成物が、供給されると複数のリブの間の空間を少なくとも部分的に充填する、実施形態21に記載の方法。
23.複数のリブが、0.5ミリメートル~2ミリメートルの平均厚さを有する、実施形態22に記載の方法。
24.複数のリブが、0.6ミリメートル~1.5ミリメートルの平均厚さを有する、実施形態23に記載の方法。
25.複数のリブが、0.7ミリメートル~1.0ミリメートルの平均厚さを有する、実施形態24に記載の方法。
26.複数のリブが、0.5ミリメートル~8ミリメートルの平均中心間間隔を有する、実施形態22~25のいずれか1つに記載の方法。
27.複数のリブが、0.75ミリメートル~6ミリメートルの平均中心間間隔を有する、実施形態26に記載の方法。
28.複数のリブが、2ミリメートル~4ミリメートルの平均中心間間隔を有する、実施形態27に記載の方法。
29.接着された感圧接着剤が、10N/cm~100N/cmの90°剥離強度を示す、実施形態22~28のいずれか1つに記載の方法。
30.接着された感圧接着剤が、15N/cm~70N/cmの90°剥離強度を示す、実施形態29に記載の方法。
31.接着された感圧接着剤が、20N/cm~55N/cmの90°剥離強度を示す、実施形態30に記載の方法。
32.基材が、20mJ/m2~37mJ/m2の表面エネルギーを有する低表面エネルギー基材を含む、実施形態1~31のいずれか1つに記載の方法。
33.低表面エネルギー基材が、熱可塑性オレフィンを含む、実施形態32に記載の方法。
34.熱可塑性オレフィンが、熱可塑性エラストマーを含む、実施形態33に記載の方法。
35.熱可塑性エラストマーが、エチレン-プロピレン-ジエンモノマー(EPDM)ゴムを含む、実施形態34に記載の方法。
36.低表面エネルギー基材が多結晶ポリマーを含み、この多結晶ポリマーが20℃~200℃の融解温度を有する、実施形態32~35のいずれか1つに記載の方法。
37.多結晶ポリマーが、80℃~200℃の融解温度を有する、実施形態36に記載の方法。
38.多結晶ポリマーが、120℃~190℃の融解温度を有する、実施形態37に記載の方法。
39.低表面エネルギー基材が、下塗りされていない、実施形態32~38のいずれか1つに記載の方法。
40.低表面エネルギー基材が、接着剤溶融組成物を供給する前に表面処理も洗浄もされない、実施形態39に記載の方法。
41.低表面エネルギー基材上に接着剤溶融組成物を供給しながら、低表面エネルギー基材を溶融形態で押し出す工程を更に含み、溶融形態の低表面エネルギー基材は、接着剤溶融組成物と接触する際に150℃~260℃の温度である、実施形態32~38のいずれか1つに記載の方法。
42.溶融形態の低表面エネルギー基材が、接着剤溶融組成物と接触するとき、160℃~250℃の温度である、実施形態41に記載の方法。
43.溶融形態の低表面エネルギー基材が、接着剤溶融組成物と接触するとき、170℃~220℃の温度である、実施形態42に記載の方法。
44.低表面エネルギー基材は、架橋ゴムを含む、実施形態41~43のいずれか1つに記載の方法。
45 上記基材がガラス又はセラミックエナメルを含む、実施形態1~44のいずれか1つに記載の方法。
46.基材が、自動車用グレージング用の取り付けブラケットである、実施形態1~44のいずれか1つに記載の方法。
47.取り付けブラケットを自動車用グレージングに固定するために、接着された感圧接着剤を自動車用グレージングと接触させて配置することを更に含む、実施形態46に記載の方法。
48.自動車用グレージングが、ガラスを含む、実施形態47に記載の方法。
49.基材が、多孔質基材を含む、実施形態1~44のいずれか1つに記載の方法。
50.多孔質基材が、熱可塑性発泡体を含む、実施形態49に記載の方法。
51.熱可塑性発泡体が、ポリスチレン、ポリウレタン、スチレン-無水マレイン酸ポリマー、スチレン-アクリロニトリルポリマー、又はコポリマー若しくはこれらのブレンドを含む、実施形態50に記載の方法。
52.多孔質基材が、繊維基材を含む、実施形態51に記載の方法。
53.繊維基材が、複数のポリマー繊維を含む、実施形態52に記載の方法。
54.複数のポリマー繊維が、ナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態53に記載の方法。
55.多孔質基材が、自動車用ヘッドライナーの一部である、実施形態49~54のいずれか1つに記載の方法。
56.接着された感圧接着剤と接触している電気ワイヤハーネスを配置することを更に含む、実施形態55に記載の方法。
57.接着剤溶融組成物中に電気ワイヤハーネスを少なくとも部分的に埋め込むことを更に含む、実施形態56に記載の方法。
58.接着剤溶融組成物が、供給又は冷却されるときに成形される、実施形態1~57のいずれか1つに記載の方法。
59.接着剤溶融組成物が、異形押出成形によって成形される、実施形態58に記載の方法。
60.接着剤溶融組成物が、基材上に配置された剥離面に対して成形することによって成形される、実施形態58に記載の方法。
61.基材が第1の基材であり、接着された感圧接着剤を第1の基材から第2の基材に転写することを更に含む、実施形態60に記載の方法。
62.接着された感圧接着剤が、第2の基材の形状と相補的な形状を有する、実施形態61に記載の方法。
63.感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有する、提供することと、
接着剤溶融組成物を混錬することと、
接着剤溶融組成物を、ハードセグメントブロックのガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、基材上に供給することであって、基材が剥離面を含む、供給することと、
接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。
64.基材が、剥離ライナーである、実施形態63に記載の方法。
65.基材が、第1の基材であり、接着された感圧接着剤を第1の基材から第2の基材に転写することを更に含む、実施形態64に記載の方法。
66.実施形態1~65のいずれか1つに記載の方法を使用して作製された、接着アセンブリ。
90°剥離強度試験方法:試験標準に続いて、周囲条件でわずかな改質を有するASTM D6862であった。基材を1.59cm×16.5cm(0.63インチ×6.5インチ)のストリップに切断し、基材の半分は、スポンジ先端適用ツールを使用して適用される接着促進剤4298UV(3M Company,St.Paul、MN、米国)の薄膜を有した。EPDMに試験するために、2つの剥離ライナーの間に配置された透明なコート及びリブ付きLSEプラスチック接着剤サンプルを、1.27cm×12.7cm(0.5インチ×5.0インチのストリップ)に切断し、次いで手の圧力のみを用いるゴムローラーを使用して、接着促進剤及びコーティングされていない基材でコーティングされた両方に積層した。試料を、力空気オーブン中で、190℃で5分間基材にエージングし、剥離ライナーを除去する前に、室温まで少なくとも30分間冷却した。これらを、厚さ0.81mm(32ミル)のアルミニウム(AI)パネル又は自動車用塗料パネルRK8211(ACT Test Panels of Hillsdale、MI、米国)に手の圧力を用いるゴムローラーを使用して積層し、その後、接着剤を4回通した4.54kg(10lb.)のローラーで圧縮した。リブ付きLSE基材及びヘッドライナー材料に試験するために、接着剤を基材上に直接押し出した。薄い(10ミル)Alリボン0.75インチ幅及び6インチ長を接着剤上に置き、手の圧力を利用してゴムローラーで手動で圧延した。50キロニュートンロードセル(Instron、Norwood、MA、米国)を装備した3300 Universal Testing Systemロードフレームで試料試験を実施した。試料を、上部クランプ及びパネル内の基材の自由端でロードフレームにクランプし、接着剤を貼り付けて、剥離中90°角度を維持した固定具に設置した。試料を30.5cm/分(12インチ/分)で剥離した。試料を、117mmのヘッド運動のために伸張させた。最初の25mmの剥離データを廃棄し、次の89mmにわたる平均剥離力を記録した。特に断りがない限り、試料を第2の基材として陽極酸化アルミニウムに積層した。
比較例1及び2(CE1及びCE2)
コアシースフィラメントを、以下の表2に重量パーセント(wt%)で記載されている組成例で、内側PSAコアの周囲に非粘着性の外側シース層を共押出することにより作製した。全ての試料について、PSAコアを、18ミリメートルの共回転二軸押出機(Coperian GmbH(Stuttgart、ドイツ)から入手可能)を使用して、全てのゾーンを160℃~170℃の範囲で加熱して、PSAコアを1分当たり200回転で配合した。PSAコアを配合した後、3cc/revギアポンプ(Colfax Corporation(Annapolis Junction、MD、米国)から入手可能)を使用して溶融流を計量した。非粘着性外側シースを溶融し、19.1ミリメートルの単軸押出機(HAAKEブランド、Thermo Fisher Scientific(Waltham、MA、米国)から入手可能)を使用して押出成形した。両方の溶融物ストリームを、米国特許第7,773,834号(Ouderkirkら)に記載されている、約3.50ミリメートルの出口直径を有する同軸ダイに供給した。PSAを同軸ダイの内側コア層に供給し、非粘着性シース材料をダイの外側シースに供給して、最終的にコアシースフィラメントを作製した。フィラメントを、室温(22℃)の水浴を介して、最終直径6又は12ミリメートルのいずれかに引き伸ばした。フィラメントを、保存のために直径75ミリメートルの管に巻き取った。EPDM及び透明なコーティングに対する接着試験のために試料を作成した。これらのフィラメントを、加熱された40mm TSEに供給することによって均質に混合されるまで更に加工し、180℃のギアポンプで、15.2cm(6インチ)のフィルムダイを通して押し出し、シリコーン処理したPETライナー上に堆積させた。これを直径7.6cm(3インチ)のコア上に巻き取った。リブ付きLSEプラスチック及びヘッドライナ材料上の例の接着試験のために、実施例のフィラメントを、加熱された40mm TSEに供給し、180℃で12.5mm×1mmスロットノズルを通してポンプ注入し、1秒当たり25.4mmの速度で直接基材上に分配した。
比較例3(CE3)
90°剥離強度試験は、Chrysler(Auburn Hills、MI、米国)から入手したリブ付き熱可塑性ポリオレフィン(TPO)上で実施した。リブ付き試験片は、幅40mm及び長さ153mmであった。リブは、3mmの中実基部の上に5mm延びる。リブ先端部は丸みを帯びており、リブはテーパ状であり、基部で幅8mm、頂部で幅6mmであった。リブは、2mmの中心間間隔を有するクーポンの長さを、中心30mmのクーポンの中央に架け渡させる。1.27cm(0.5インチ)幅の試料を、リブ上に直接配置された0.89mm(35ミル)の接着剤層を用い、続いて190℃まで5分間加熱する(EX12)か、又はリブ付き部分上に直接分配する(EX13)。結果を表6に示す。5074(CE3)を、4298UVでプライミングした後、リブ付きTPO上に置いた。EX12及びEX13の接着剤組成物は、EX1と同一であった。
比較例9及び10(CE9及びCE10)
組成物EX1のコアシースフィラメントを、加熱された40mm TSEを介してフィルムに変換し、180℃で15.2cm(6インチ)のフィルムダイを通してポンプ圧送し、シリコーン処理PETライナー上に堆積させた。変換されたフィルム接着剤を、C520(Ford Motor Company(Dearborn、MI、米国)から入手)ウィンドシールドセンサブラケットの形状に切断した。C520は、ガラス充填ポリブチレンテレフタレート(PBT)ウィンドシールドブラケットであった。これは、最長長さ162ミリメートル、最短幅160ミリメートル、表面被覆率約150cm2の多角形形状を有した。これ(EX14)をブラケットの後部に接着し、次いで、ブラケットを180℃のオーブンに入れた。5分後、ブラケットを取り外し、加温した、前処理されていない積層ガラス片に押し付けた。試料を24時間静置した後、6kgの重りを均等に掛けた。ガラス表面が地面に平行であるように、ガラスブラケットアセンブリを吊るした。損傷は、最大40日目に見られなかった。
比較例11~13(CE11~CE13):
組成物EX1のコアシースフィラメントを、加熱された40mm TSEを介してフィルムに変換し、180℃で15.2cm(6インチ)のフィルムダイを通してポンプ圧送し、シリコーン処理PETライナー上に堆積させた。変換されたフィルム接着剤を、25.4mm×25.4mm×0.9mmの形状に切断した。続いて試験標準はわずかな修正を伴うASTM D3654であった。4つの代表的なヘッドライナーを選択し、それぞれ繊維性不織布B側(非表示面)を有する。ヘッドライナーは、自動車産業に典型的な様々な独自の組成物の軽量複合構造からなる。試験のために、ヘッドライナー材料を150mm×100mmのクーポンに切断した。接着剤の正方形を、ヘッドライナー材料のB側に置き、176.7℃(350°F)で3分間完全に閉じることなく、これらを2枚のホットプレートの間に配置した。即時除去すると、アルミニウムシートを露出した接着剤上に押し付けた。アルミニウムリボンをループ状にし、反対側の端部にステープル留めした。500グラムの重量を有する80℃のオーブンに試料を吊るし、静置した。試料が500グラムに保持された時間量を記録した。3つの代表的な同等の接着剤の性能:5074(CE11)、6111T(CE12)、及び3794(CE13)も、比較例として試験した。結果を表7に示す。
Claims (15)
- 感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、前記スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有する、提供することと、
前記接着剤溶融組成物を混錬することと、
前記接着剤溶融組成物を、前記ハードセグメントブロックの前記ガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、前記基材上に供給することであって、前記基材が非フィルム基材である、供給することと、
前記接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。 - 前記スチレンブロックコポリマー組成物が、スチレンブロックコポリマーのコアと、周囲温度で非粘着性であるシースと、を含むコアシースフィラメントで提供される、請求項1に記載の方法。
- 感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、前記スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有し、前記スチレンブロックコポリマー組成物が、スチレンブロックコポリマーのコアと、周囲温度で非粘着性のシースと、を含むコアシースフィラメントで提供される、提供することと、
前記接着剤溶融組成物を混錬することと、
前記接着剤溶融組成物を、前記ハードセグメントブロックの前記ガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、前記基材上に供給することと、
前記接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。 - 前記基材が、非フィルム基材である、請求項3に記載の方法。
- 前記スチレンブロックコポリマー組成物が、1つ以上の粘着付与剤を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コアシースフィラメントが、分配ヘッドによって供給され、前記分配ヘッドが、
1つ以上の加熱要素を含むバレルと、
前記コアシースフィラメントを受容するために前記バレルの側面を通って延びる入口であって、前記バレル内に前記コアシースフィラメントが引き込まれる際に前記コアシースフィラメントの破断を防止するための傾斜ニップポイントを含む、入口と、
前記接着剤溶融組成物を分配するための、前記バレルの遠位端にある出口と、
前記バレル内に受容された回転可能なスクリューであって、前記接着剤溶融組成物を混錬するための少なくとも1つの混合要素を含む、回転可能なスクリューと、を備える、請求項2~5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記基材が1つ以上の空洞を含み、前記接着剤溶融組成物が、供給されると前記1つ以上の空洞を少なくとも部分的に充填する、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基材が、前記1つ以上の空洞を横切って延びる複数のリブを更に備え、前記接着剤溶融組成物が、供給されると前記複数のリブの間の空間を少なくとも部分的に充填する、請求項7に記載の方法。
- 前記基材が、20mJ/m2~37mJ/m2の表面エネルギーを有する低表面エネルギー基材を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低表面エネルギー基材が、熱可塑性オレフィンを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記低表面エネルギー基材が、下塗りされておらず、前記接着剤溶融組成物を供給する前に表面処理も洗浄もされない、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記基材が、多孔質基材を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着剤溶融組成物が、供給又は冷却されるときに成形され、前記接着剤溶融組成物が、異形押出によって、又は前記基材上に配置された剥離面に対して成形することによってのいずれかで成形される、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 感圧接着剤を基材に接着する方法であって、
スチレンブロックコポリマー組成物を加熱して接着剤溶融組成物を提供することであって、前記スチレンブロックコポリマー組成物が、90℃~220℃のガラス転移温度を有するハードセグメントブロックを含有する、提供することと、
前記接着剤溶融組成物を混錬することと、
前記接着剤溶融組成物を、前記ハードセグメントブロックの前記ガラス転移温度を20℃~150℃上回る温度で、前記基材上に供給することであって、前記基材が剥離面を含む、供給することと、
前記接着剤溶融組成物を冷却して、接着された感圧接着剤を得ることと、を含む、方法。 - 請求項1~14のいずれか一項に記載の方法を使用して作製された、接着アセンブリ。
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