JP2024503231A - 多峰性粒子径分布を有する水性感圧接着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

本開示は、水性接着剤組成物を対象とする。一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、多峰性粒子径分布を有する複数の粒子を含む。粒子は、(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される。粒子は、450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する。(C)組成物は、65.5重量%以上の固形分含有量を有する。更に、水性感圧接着剤組成物を有する物品が開示される。

Description

感圧接着剤(「pressure sensitive adhesive、PSA」)は、圧力が加えられたときに被着体と結合する接着剤である。PSAは、例えば、熱、照射、又は化学反応によって活性化される接着剤とは異なる。典型的には、水性PSAは、エマルション又は分散液として基材に塗布され、次いで、液体キャリアを除去するために乾燥される。
感圧接着剤は、典型的には、その接着性及びその凝集力によって特徴付けられる。接着性は、PSAの剥離強度及び/又は基材への粘着性によって示される。凝集力は、PSAの剪断抵抗によって示される。接着性と凝集力との間には逆の関係が存在し、それによって、高い接着性を有するPSAは低い凝集力を有し、低い接着性を有するPSAは高い凝集力を有する。
例えばカーテンコーティングなどのコーティング技術では、(i)輸送コストを減少させ、(ii)コーティングレオロジーを改善し、(iii)乾燥エネルギーを最小限に抑えるために、65重量%を超える固形分含有量を有する水性アクリル系感圧接着剤分散液を用いることが望ましい。しかしながら、水性PSA組成物中の固形分含有量が増加するにつれて、PSAの粘度も増加する。水性PSA組成物中の固形分含有量が増加するにつれて、ポリマー粒子の凝固のリスクも同様に増加する。得られたPSA乾燥層におけるビットネス(bittiness)も、固形分含有量の増加とともに増加する。
その結果として、当該技術分野では、65重量%を超える固形分含有量及び低粘度を有する水性アクリル系感圧接着剤組成物の必要性が認識されている。
本開示は、水性接着剤組成物を対象とする。一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、多峰性粒子径分布を有する複数の粒子を含む。粒子は、(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される。粒子は、450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する。(C)組成物は、65.5重量%以上の固形分含有量を有する。
本開示は、物品を提供する。一実施形態では、物品は、第1の基材と、第1の基材上の乾燥した水性感圧接着剤組成物の層と、を含む。水性感圧接着剤組成物は、多峰性粒子径分布を有する複数の粒子を含む。粒子は、(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される。粒子は、450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する。(C)組成物は、65.5重量%以上の固形分含有量を有する。
比較試料1の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 比較試料2の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例1の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例2の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例3の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例4の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例5の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例6の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例7の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。 発明例8の水性感圧接着剤組成物の粒子径分布を示すグラフである。
定義
元素周期表へのいずれの参照も、CRC Press,Inc.,1990-1991によって出版されたものへの参照である。この表での元素群への参照は、群に番号を付けるための新しい表記法によるものである。
米国特許実務の目的のために、任意の参照される特許、特許出願又は公開の内容は、特に定義の開示(具体的に本開示で提供されるいずれの定義とも矛盾しない範囲)及び当該技術分野での一般知識に関して、参照によりそれらの全体が組み込まれる(又はその同等の米国版がそのように参照により組み込まれる)。
本明細書に開示される数値範囲は、下限値及び上限値を含む、下限値から上限値までの全ての値を含む。明示的な値(例えば、1又は2、又は3~5、又は6、又は7)を含有する範囲の場合、任意の2つの明示的な値の間のあらゆるサブ範囲(例えば、上記の1~7の範囲には、1~2、2~6、5~7、3~7、5~6、等の部分範囲が含まれる)。
特に反対の記載がないか、文脈から暗示されるか、又は当該技術分野で慣習的でない限り、全ての部及びパーセントは、重量に基づき、全ての試験方法は、本開示の出願日時点で最新のものである。
本明細書で使用するとき、「アクリル系モノマー」は、以下の構造(I):

[式中、Rは、ヒドロキシル基又はC~C18アルコキシ基であり、Rは、H又はCHである]を含有するモノマーである。アクリル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリレート、及びメタクリレートが挙げられる。
本明細書で使用される「ブレンド」又は「ポリマーブレンド」という用語は、2つ以上のポリマーのブレンドである。そのようなブレンドは、混和性(分子レベルで相分離しない)であっても、そうでなくてもよい。このようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。このようなブレンドは、例えば、透過電子分光法、光散乱、X線散乱から決定される1つ以上のドメイン構成を含有し得るか、又は含有し得ない。
「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、並びに組成物の材料から形成された反応生成物及び分解生成物を指す。
「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する」という用語、及びそれらの派生語は、それが具体的に開示されているかどうかにかかわらず、任意の追加の成分、ステップ、又は手順の存在を除外することを意図しない。疑義を回避するために、「含む(comprising)」という用語の使用を通じて特許請求される全ての組成物は、特に反対の記載がない限り、ポリマーであるかその他であるかによらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる続く記述の範囲からあらゆる他の成分、ステップ、又は手順を除く。「からなる」という用語は、明確に描写又は列挙されていない任意の成分、ステップ、又は手順を除外する。「又は」という用語は、特に明記しない限り、列挙されたメンバーを個別に、並びに任意の組み合わせで指す。単数形の使用は複数形の使用を含み、その逆もまた同様である。
「ポリマー」は、同じタイプであるか又は異なるタイプであるかに関わらず、重合形態でポリマーを構成する複数の及び/若しくは繰り返しの「単位」又は「mer単位」を提供するモノマーを重合することによって調製される化合物である。したがって、一般的なポリマーという用語は、ただ1つの種類のモノマーのみから調製されるポリマーを指すために通常用いられるホモポリマーという用語と、少なくとも2つの種類のモノマーから調製されるポリマーを指すために通常用いられるコポリマーという用語と、を包含する。それはまた、例えば、ランダム、ブロックなどの全ての形態のコポリマーを包含する。「エチレン/α-オレフィンポリマー」及び「プロピレン/α-オレフィンポリマー」という用語は、それぞれ、エチレン又はプロピレンと、1つ以上の追加の重合性α-オレフィンモノマーとを重合することから調製された上述のコポリマーを示す。ポリマーは、多くの場合、1つ以上の特定のモノマー「で作製され」、特定のモノマー又はモノマータイプに「基づいて」、特定のモノマー含量を「含有する」などと称されるが、この文脈では、「モノマー」という用語は、特定のモノマーの重合残基を指し、非重合種を指すものではないと理解されることに留意されたい。一般に、本明細書におけるポリマーは、対応するモノマーの重合形態である「単位」に基づくものとして言及される。
試験方法
接着性試験(剥離/タック)。試料を、Federation Internationale des fabricants et transformateurs d’Adhesifs et Thermocollants(「FINAT」)試験方法No.2に従って、ステンレス鋼(「stainless steel、SS」)及び高密度ポリエチレン(「high density polyethylene、HDPE」)試験プレートの両方で試験する。凝集/剪断試験:ステンレス鋼板の剪断抵抗試験には、FINAT試験方法No.8を使用する。不良態様は、試験値の後に記録される:「AF」は接着不良を示す。「AFB」は、裏材、すなわち剥離ライナーからの接着不良を示す。「CF」は凝集不良を示す。「MF」は混合不良を示す。FINATは、自己接着ラベル産業の欧州協会である(Laan van Nieuw-Oost Indie 131-G,2593BM The Hague,P.O.Box 85612,2508CH The Hague,The Netherlands)。試験前に、試料ストリップを、20分又は24時間の滞留時間で試験プレートに適用した。
ループタック(PSTC試験方法16)(Pressure Sensitive Tape Council、One Parkview Plaza,Suite 800,Oakbrook Terrace,IL60101,USA)を以下のとおりに実施する。ループタック試験では、接着剤が基材に接触したときの初期接着性を測定する。接着剤ラミネートを、制御された環境(22.2~23.3℃(72~74°F)、相対湿度50%)にて少なくとも1日間コンディショニングした後に、試験を行う。幅2.54cm(1インチ)のストリップを切断し、折り返してループを形成し、接着面を露出させる。次に、それをINSTRON(商標)引張試験機のジョーの間に取り付け、下のジョーを基材に対して12インチ/分の速度で下げ、2.54cm×2.54cm(1インチ×1インチ)の接着剤の正方形領域が基材に1秒間接触するようにする。次に、接着剤を引き離し、接着剤を基材から引き離すピーク力を記録する。
示差走査熱量測定(DSC)。示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を使用して、広範囲にわたる温度のポリマーの溶融、結晶化、及びガラス転移挙動を測定し得る。例えば、RCS(refrigerated cooling system、冷蔵冷却システム)及びオートサンプラを備えたTA Instruments Q1000DSCを使用して、この分析を実行する。試験中、使用する窒素パージガス流量は50ml/分である。試料3~10mgを、ポリマーラテックスを50℃で24時間オーブン乾燥させることによって軽量アルミニウムパン(約50mg)中で調製し、圧着して閉じる。次に、その熱特性を決定するために分析を実行する。
試料の熱挙動は、試料温度を昇降させて熱流対温度のプロファイルを創出することにより決定する。まず、その熱履歴を除去するために、試料を150℃まで急速に加熱し、5分間等温で保持する。次に、試料を10℃/分の冷却速度で-90℃まで冷却し、-90℃で5分間等温で保持する。次いで、試料を3℃/分の加熱速度で150℃まで加熱する(これは、「第2の加熱」勾配である)。冷却曲線及び第2の加熱曲線を記録する。
ガラス転移温度Tgは、Bernhard Wunderlich,The Basis of Thermal Analysis,in Thermal Characterization of Polymeric Materials92,278-279(Edith A.Turi ed.,2d ed.1997)に記載されているとおり、試料の半分が液体の熱容量を獲得したDSC加熱曲線から求められる。ガラス転移領域の下及び上からベースラインを引き、Tg領域を通して外挿する。試料の熱容量がこれらのベースラインの中間となる温度が、Tgである。
分子量を、以下の方法に従って、ゲル浸透クロマトグラフィー(gel permeation chromatography、GPC)によって決定する。試料を、テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran、THF)(Fisherからの高速液体クロマトグラフィー(High Performance Liquid Chromatography、HPLC))グレード)中で、1グラム当たり約2ミリグラム(mg/g)のポリマー固体の濃度で調製した。試料を、機械的振盪器上で周囲温度(約25℃)で一晩平衡化させた。試料溶液をSEC(size exclusion chromatography、サイズ排除クロマトグラフィー)法に供する前に、0.45ミクロン(μm)のポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene、PTFE)フィルターを使用して試料溶液を濾過した。
SEC分離の設定
SEC分離は、Agilent 1100モデルのアイソクラティックポンプ、真空デガッサ、可変注入サイズオートサンプラ、及びAgilent 1100 HPLC G1362A屈折率検出器からなる液体クロマトグラフで行った。Agilent ChemStation、バージョンB.04.03を、Agilent GPC-Addon、バージョンB.01.01とともに使用してデータを処理した。
SEC分離は、一次フィッティング較正曲線にフィットさせた580ダルトン~371,000ダルトンの狭い画分のポリスチレン標準を用いて、ニートなTHF中の2つのPLgel MIXED-Dカラム(Agilentから入手可能)からなるSECカラムセットを使用して、THF(FisherのHPLCグレード)中、1ミリリットル/分(mL/分)で行った。100マイクロリットル(μL)の試料をSEC分離に供した。
SEC分離条件
カラム:PLgel MIXED-Dカラム(300×7.5ミリメートル(mm)の内径(ID))及びガード(50mm×7.5mmのID)、粒子径5μm
溶離液:THF(HPLCグレード、Fisher)
流量:1.0mL/分、
試料溶媒:THF
試料濃度:約2mg/g(0.2%)
試料溶液の注入量:100μL
較正:THF中約0.5ミリグラム/ミリリットル(mg/mL)の濃度の、580ダルトン~371,000ダルトンの範囲のピーク分子量を有する狭い画分のポリスチレン標準を用いて、10ポイントの較正曲線を構築し(1次フィッティング)、分析した試料の相対分子量を評価するために使用した。検出方法は、屈折率(refractive index、RI)である。
ポリマーの数平均分子量Mnは、分子量に対する各分子量範囲内の分子数のプロットの第1のモーメントとして表される。実際には、これは全ての分子の総分子量を分子数で割ったものであり、以下の式に従って通常の方法で計算される。
Mn=Σn /Σn=Σw/Σ(w/M
式中、
=分子量Mを有する分子の数
=分子量Mを有する材料の重量分率、及び
Σn=分子の総数。
重量平均分子量であるMは、式:M=Σw に従って通常の様式で計算され、式中、w及びMは、それぞれ、GPCカラムから溶出するi番目の画分の重量分率及び分子量である。これら2つの平均の比である分子量分布(MWD又はM/M)は、分子量分布の幅を定義するために本明細書で使用される。
本明細書で使用するとき、「多峰性粒子径分布」という用語は、多分散性指数Q(又は「polydispersity index、PDi」)によって特徴付けられる質量分率に従って識別される粒子径の分布を有する複数の粒子であり、

式中、
10は、ポリマー粒子の10重量%がそれより下にある粒径であり、
50は、ポリマー粒子の50重量%がそれより下にある粒径であり、
90は、ポリマー粒子の90重量%がそれより下にある粒径である。
多峰性粒子径分布は、単峰性粒子径分布(すなわち、単一分布、又はガウス分布)とは異なり、多峰性粒子径分布は、少なくとも50nm異なる、又は少なくとも100nm異なる、少なくとも2つの顕著な極大値を有する。単峰性粒子径分布は、0.3未満のPDi(若しくはQ値)、又は0.05~0.3のPDiによって特徴付けられるが、多峰性粒子径分布は、0.3を超えるPDi(若しくはQ値)、又は0.4、若しくは0.5、若しくは0.6~1.2、若しくは1.5、若しくは2.0のPDi値を有する。別の言い方をすれば、多峰性粒子径分布は、0.4~2.0、又は0.5~1.5、又は0.6~1.2のPDi(若しくはQ値)を有する。
粒子径分布は、粒子の流体力学的半径(R)を測定するために光学的に透明な回転ディスク内で差動遠心沈降の技術を用いるCPS Disc Centrifuge Photosedimentometer24000(DCP)Particle Size Analyzerを用いて測定される。沈降は、ディスク内のスクロース勾配(密度勾配)によって安定化される。回転ディスクは、沈降を促進し、検出器は、一度に分布の一部又は「差分」のみを測定する。エマルション試料は、0.1%のラウリル硫酸ナトリウムを含有するDI水で希釈される。これらの希釈試料は、回転ディスクに注入され、粒子のバンドが分離され、検出器ビームを通過する際に測定される。ディスクの外側縁部付近の流体の濁度が測定され、Mie Theory光散乱計算によって重量分布に変換される。報告される粒子径モードは、粒子密度(又はポリマー密度)及び屈折率、較正標準粒子密度及び直径、並びにスクロース勾配及びディスク速度に依存する。ディスク遠心分離機は、20nm~20ミクロンの範囲のエマルション生成物の粒子径を決定し得る。試料分析時間は、粒子径及び密度に依存する。
2枚のディスクがこれらの分析に使用された。試料がディスクの中心に導入され、粒子がディスクの縁部に向かって外向きに沈降する標準ディスク。
標準ディスクは、通常、1.03g/cmを超える密度を有する粒子に使用される。低密度ディスクは、通常、粒子密度が1.03g/cm未満である場合に使用される。試料は、低密度ディスクの外側縁部に導入され、粒子は、検出器に向かって浮遊する。
低密度ディスク及び方法1を使用する具体的な条件:
試料希釈SLSを含む32%のスクロース10mL中に3滴。
勾配溶液16%~28%のスクロース。
最大直径:3.0
最小直径:0.09
ディスク速度:24000RPM
較正標準直径:0.882ミクロン
較正標準密度:1.022g/ml
粒子密度:1.029g/ml
粒子屈折率:1.49
粒子吸収:0.0
粒子非真球度:1.0
流体密度:1.086g/ml
流体屈折率:1.366
標準ディスク及び方法2を使用する具体的な条件:
試料希釈SLSを含むDI水10mL中に1滴。
勾配溶液2%~8%のスクロース
最大直径:3.0ミクロン
最小直径:0.05ミクロン
ディスク速度:22000RPM
較正標準直径:0.596ミクロン
較正標準密度:1.052g/ml
粒子密度:1.06g/ml
粒子屈折率:1.47
粒子吸収:0.0
粒子非真球度:1.0
流体密度:1.015g/ml
流体屈折率:1.341
分散液固形分含有量は、秤量されたアルミニウムパン上に分散液約1gを秤量し、この初期重量を記録し、パン内の分散液を150℃のオーブン内で30分間加熱し、最終重量について試料を再秤量することによって測定される。固形分含有量は、以下のように定義される。
例えば65.5重量%の固形分での分散液の粘度は、水浴を使用して分散液試料を25℃にした後、ブルックフィールド粘度計モデル、及びブルックフィールドRV-DV-II-Pro粘度計スピンドル#3を使用して25℃で測定される。試料を広口カップに注ぎ、粘度計装置が下げられたときにスピンドルが分散液中に完全に沈むように十分な体積を注ぐ。粘度計のスイッチを入れ、30RPMの剪断速度で動作するように設定される。15分の間、読み取り値を監視するか、又は値が安定するまで読み取り値を監視し、その時点での最終読み取り値を記録する。
本開示は、水性感圧接着剤組成物を対象とする。一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、多峰性粒子径分布を有する複数の粒子を含む。粒子は、(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される。粒子は、450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する。組成物(C)は、65.5重量%以上の固形分含有量を有する。
一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、増粘剤を含まないか、又はさもなければ増粘剤を除外し、組成物は、65.5重量%の固形分含有量で650cps未満の粘度を有する。
水性感圧接着剤組成物は、複数の粒子と、界面活性剤と、水と、を含む。粒子は、多峰性粒子径分布を有する。粒子は、(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される。第1のポリマー(A)は、-20℃未満のガラス転移温度(Tg)を有するアクリル系ポリマーである。第2のポリマー(B)は、-20℃を超えるガラス転移温度(Tg)を有するアクリル系ポリマーである。第2のポリマーは、第1のポリマーと比較した場合、(i)異なるモノマー種類、及び/又は(ii)異なるモノマー重量パーセント、及び/又は(iii)異なるMn、及び/又は(iv)異なるMw、及び/又は(v)異なるTgを有することによって、第1のポリマーと「異なる」。本明細書で使用するとき、「アクリル系ポリマー」は、アクリル系ポリマーの総重量に基づいて、主要量の1つ以上のアクリル系モノマーを有するポリマーである。
界面活性剤は、乳化剤として作用し、疎水性であるアクリル系モノマーの液滴を、水性媒体全体に形成することを可能にする。次いで、開始剤が乳化混合物中に導入される。開始剤は、アクリル系モノマーの全て又は実質的に全てが重合するまで、水性媒体全体に分散したアクリル系モノマーと反応する。最終結果は、水性媒体中のアクリル系ポリマー粒子の分散液から構成されるアクリル分散液であり、アクリル系ポリマー粒子は、1つ以上のアクリル系モノマーサブ単位から構成される。
第1のアクリル系ポリマーは、-20℃未満、又は-80℃~-20℃、又は-70℃~-30℃、又は-60℃~-35℃のTgを有する。第2のアクリル系ポリマーは、-20℃を超える、又は-20℃~80℃、又は-20℃~60℃、又は-20℃~50℃のTgを有する。
第1のアクリル系ポリマー及び第2のアクリル系ポリマーは各々、2つ以上のアクリル系モノマーから構成される。好適なアクリル系モノマーの非限定的な例としては、アクリル酸(acrylic acid、AA)、ブチルアクリレート(butyl acrylate、BA)、エチルヘキシルアクリレート(ethylhexyl acrylate、2-EHA)、エチルアクリレート(ethyl acrylate、EA)、メチルアクリレート(methyl acrylate、MA)、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート(methyl methacrylate、MMA)、イソブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ペンタデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、C12~C18アルキルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、及びこれらの組み合わせが挙げられる。アクリル系モノマーに加えて、第1のアクリル系ポリマー及び第2のアクリル系ポリマーは各々、他の不飽和モノマーも含み得る。不飽和モノマーは、3~6個の炭素原子のα,β-モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、例えばイタコン酸、フマル酸、及びマレイン酸、並びにモノオレフィン性不飽和ジカルボン酸の無水物、例えば無水マレイン酸、及び無水イタコン酸、又はモノエチレン性不飽和スルホン酸、例えばビニルスルホン酸、メタリルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸を含み得る。一実施形態では、第2のアクリル系ポリマーは、アクリル酸及びメタクリル酸などの不飽和酸コモノマーの5%未満のモノマー単位を含む。別の実施形態では、第2のアクリル系ポリマーは、不飽和酸コモノマーを除外する。第2のアクリル系ポリマー中の不飽和酸コモノマーのモノマー単位が5%を超えると、分散液が中和された場合、増粘効果がもたらされる可能性があり、これは、分散液の取り扱い及びプロセスを困難にする可能性がある。不飽和モノマーは、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、4-n-ブチルスチレン、及び4-tert-ブチルスチレンなどのビニル芳香族モノマー、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニルなどの脂肪族C~C10カルボン酸のビニルエステル、又はアクリロニトリル及びメタクリロニトリルなどのモノエチレン性不飽和ニトリルを含み得る。不飽和モノマーは、アクリルアミド及びメタクリルアミドなどのモノエチレン性不飽和C~Cモノカルボン酸のアミド、並びにモノエチレン性不飽和C~Cモノカルボン酸のヒドロキシ-C~Cアルキルエステル、より具体的には、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、及び4-ヒドロキシブチルメタクリレートなどのC~Cヒドロキシアルキルアクリレート及びメタクリレートを含み得る。いくつかの実施形態では、不飽和モノマーは、スチレン、酢酸ビニル、及びこれらの組み合わせである。
一実施形態では、第1のアクリル系ポリマーは、前述のモノマーに加えて、少量のポリエチレン性不飽和モノマーを含み、これは、ポリマーが調製される場合、架橋をもたらす。ポリエチレン性不飽和モノマーの非限定的な例としては、エチレン性不飽和カルボン酸のジエステル及びトリエステル、より具体的には、3つ以上のOH基を有するジオール又はポリオールのビス-及びトリアクリレートが挙げられ、非限定的な例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、又はポリエチレングリコールのビスアクリレート及びビスメタクリレート、飽和又は不飽和ジカルボン酸のビニル及びアリルエステル、モノエチレン性不飽和モノカルボン酸のビニル及びアリルエステル、並びにジビニルベンゼンなどのポリエチレン性不飽和芳香族モノマーである。ポリエチレン性不飽和モノマーの分率は、モノマー混合物中のモノマーの総重量に基づいて、1重量パーセント、又は0.5重量パーセント、又は0.1重量パーセントを超えない。
第1のアクリル系ポリマーは、50,000ダルトン~5,000,000ダルトン、又は50,000ダルトン~1,000,000ダルトン、又は50,000ダルトン~500,000ダルトン、又は50,000ダルトン~250,000ダルトン、又は75,000ダルトン~125,000ダルトンの数平均分子量Mn、及び100,000ダルトン~5,000,000ダルトン、又は250,000ダルトン~2,000,000ダルトン、又は300,000ダルトン~750,000ダルトンの重量平均分子量Mwを有する。第2のアクリル系ポリマーは、1,000ダルトン~35,000ダルトン、又は1,000ダルトン~25,000ダルトン、又は2,000ダルトン~10,000ダルトン、又は3,000ダルトン~7500ダルトンの数平均分子量Mn、及び1,000ダルトン~50,000ダルトン、又は2,000ダルトン~20,000ダルトン、又は3,000ダルトン~10,000ダルトンの重量平均分子量Mwを有する。
一実施形態では、第1のポリマーの重量と第2のポリマーの重量との比は、95:5~50:50、又は93:7~60:40、又は92:8~70:30、又は90:10~75:25であり、ここで、第1のポリマーの重量は、第1のポリマーのモノマー単位の重量の合計から計算され、第2のポリマーの重量は、第2のポリマーのモノマー単位の重量の合計から計算される。
水性ポリマー分散液を調製するために、多峰性粒子径分布を有するポリマー分散液を調製するためのプロセスを使用することが可能である。好適なプロセスの非限定的な例としては、平均粒子径が異なる固有の単峰性又は多峰性の粒子径分布を有する2つ以上の異なるポリマー分散液の混合が挙げられる。別の好適なプロセスは、平均粒子径が異なる2つ以上の異なるシードラテックスの存在下でのエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル水性乳化重合によってポリマー分散液を調製することである。ポリマー分散液を調製するために用いられ得る別の好適なプロセスは、供給プロセスによってモノマーのフリーラジカル水性乳化重合を実施し、重合の過程中にモノマーの一部が既に重合を受けた場合、より大量の乳化剤が添加され(例えば、界面活性剤のインターセプト)、これが新しい粒子生成の形成を開始することである。ポリマー分散液を調製するために用いられ得る別の好適なプロセスは、供給プロセスによってモノマーのフリーラジカル水性乳化重合を実施し、重合の過程中に過剰量の乳化剤を重合反応器に供給して、その結果、重合全体を通して新しい粒子が形成されて、多峰性粒子径分布を得ることである。
一実施形態では、本水性感圧接着剤組成物は、ポリマーを含むモノマーのフリーラジカル水性乳化重合によって提供される。このプロセスでは、エチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル水性乳化重合は、少なくとも1つのシードラテックスAが重合反応器への初期充填物中に含まれ、少なくとも1つの更なるシードラテックスBが水性分散液の形態で重合の過程中に添加されるモノマー供給プロセスに従って実施される。シードラテックスBは、モノマー供給の間、重合反応器に連続的に添加される。あるいは、シードラテックスBは、モノマー供給の間の所定の時点で、個別の間隔の間に重合反応器に添加される。一実施形態では、シードラテックスBは、モノマーの総量の20%~60%が重合反応器に添加された所定の時点で重合反応器に添加される。シードラテックスBが重合反応器に添加される間隔は、15分未満、又は10分未満、又は5分未満である。
「シードラテックス」という用語は、水性ポリマー分散液を指すと理解される。本発明のプロセスにおいて使用されるシードラテックスの重量平均粒子径(重量平均、d50)は、500nm未満、又は10~400nm、又は30~250nmである。重合の開始時に重合反応器内に位置する初期のシードラテックス又はラテックスAは、30~400nmの重量平均粒子径を有する。重合の過程において添加される更なるシードラテックスBに関しては、重量平均粒子径は、30~400nm、又は30~100nmである。
一実施形態では、シードポリマーは、主にビニル芳香族モノマーから、より具体的にはスチレンから(いわゆるスチレンシード)、又は主にC~C10アルキルアクリレート及び/若しくはC~C10アルキルメタクリレートから、例えばブチルアクリレートとメチルメタクリレートとの混合物などから構成される。典型的にはシードポリマーの少なくとも80重量%、より具体的には少なくとも90重量%を占めるこれらの主要モノマーに加えて、シードポリマーは、これらとは異なるモノマー、より具体的には高められた水溶性を有するモノマーを共重合形態で含み得、非限定的な例は、少なくとも1つの酸官能基を有するモノマー及び/又は増大した水溶性を有する中性モノマーである。このようなモノマーの分率は、シードポリマーを構成するモノマーの総量に基づいて、一般に20重量%、より具体的には10重量%を超えず、それらが存在する場合、典型的には0.1重量%~10重量%の範囲に位置する。
第1のシードポリマーAは、典型的には、重合されるモノマーの量に対するシードポリマーの総固形分含有量に基づいて、0.05重量%~4重量%、又は0.2重量%~2重量%の量で使用される。
重合反応の過程において添加されるシードポリマーBは、重合されるモノマーの総量に対するシードポリマーの総固形分含有量に基づいて、0.05重量%~2重量%、又は0.1重量%~1重量%の量で使用される。
シードラテックスAの量を通して、かつ/又はシードラテックスAとモノマーとの比を通して、分散液中のポリマー粒子の最大粒子径を調整することが可能である。モノマーに基づくシードラテックスAの小さい分率は、一般により大きなポリマー粒子をもたらし、一方、シードラテックスAのより多い量は、一般により小さなポリマー粒子をもたらす。第2のシードラテックスの添加時間、及びシードラテックスBとモノマーとの重量比は、特に、分散液中のより小さいポリマー粒子の粒子径及び重量分率を調整するために使用される。第2のシードラテックスBがより早く添加されると、ポリマー分散液中のより小さいポリマー粒子の分率がより高くなる。しかしながら、同時に、より小さい粒子の径の増加が存在し、したがって、シードラテックスBの初期添加時のd10値は、後期添加の場合よりも大きい。同様の考察がシードラテックスBの量に適用される。シードラテックスBと重合されるモノマーとの比がより大きいと、より小さいポリマー粒子の分率がより大きくなり、粒子径分布のd10値がより大きくなる。
(A)第1のアクリル系ポリマーと、(B)第2のアクリル系ポリマーと、から構成される粒子は、多峰性粒子径分布、450nmを超えるd50、及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する。一実施形態では、(A)第1のアクリル系ポリマーと、(B)第2のアクリル系ポリマーと、から構成される粒子は、以下の特性のうちの1つ、いくつか、又は全てを有する。
(i)455nm~1.0ミクロン、若しくは455nm~800nmのd50、及び/又は
(ii)0.5~2.0、若しくは0.5~1.8のPDi、及び/又は
(iii)2.5~20.0、若しくは2.5~10.0のd90/d10
水性感圧接着剤組成物は、界面活性剤を含む。好適な界面活性剤の非限定的な例としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、双極性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及びそれらの組み合わせが挙げられる。アニオン性界面活性剤の例としては、スルホネート、カルボキシレート、及びホスフェートが挙げられるが、これらに限定されない。カチオン性界面活性剤の例としては、四級アミンが挙げられるが、これらに限定されない。非イオン性界面活性剤の例としては、エチレンオキシドを含むブロックコポリマー、及びエトキシル化アルコール、エトキシル化脂肪酸、ソルビタン誘導体、ラノリン誘導体、エトキシル化ノニルフェノール、又はアルコキシル化ポリシロキサンなどのシリコーン界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されない。好適な界面活性剤の市販の例としては、The Dow Chemical Companyによって、TERGITOL(商標)及びDOWFAX(商標)の商品名で販売されている界面活性剤、例えば、TERGITOL(商標)15-S-9及びDOWFAX(商標)2A1、BASF SEによって、DISPONILの商品名で販売されている製品、例えば、DISPONIL FES 77 IS及びDISPONIL FES 993、並びにSolvayによって、AEROSOLの商品名で販売されている製品、例えば、AEROSOL A-102及びAEROSOL OT-75が挙げられるが、これらに限定されない。界面活性剤の量は、典型的には、ポリマー100重量%又はポリマーを構成するモノマー100重量%に基づいて、0.1重量%~10重量%、好ましくは0.2重量%~5重量%の範囲である。
乳化重合に使用される開始剤は、典型的には、フリーラジカルを形成する水溶性物質である。乳化重合のための水溶性開始剤は、有機又は無機ペルオキシド化合物、すなわち、少なくとも1つのペルオキシド基又はヒドロペルオキシド基を有する化合物であり得、例としては、ペルオキソ二硫酸のアンモニウム塩及びアルカリ金属塩、例えば、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、過酸化水素、又はtert-ブチルヒドロペルオキシドなどの有機ペルオキシドが挙げられる。開始剤はまた、還元-酸化(レドックス)開始剤系であり得る。レドックス開始剤系は、少なくとも1つの、通常は無機の還元剤、及び1つの有機又は無機の酸化剤から構成される。酸化成分は、例えば、上述のペルオキシド化合物から構成され得る。還元成分は、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどの、亜硫酸のアルカリ金属塩、二亜硫酸ナトリウムなどの、二亜硫酸のアルカリ金属塩、アセトン重亜硫酸塩などの、脂肪族アルデヒド及びケトンとの重亜硫酸塩付加化合物、又はヒドロキシメタンスルフィン酸及びその塩、BRUGGOLITE FF6(Bruggeman)、又はアスコルビン酸などの、還元剤から構成される。次いで、レドックス開始剤系が、可溶性金属化合物との組み合わせで使用され得る。典型的なレドックス開始剤の対は、例えば、アスコルビン酸/硫酸鉄(II)/ペルオキソ二硫酸ナトリウム、tert-ブチルヒドロペルオキシド/二亜硫酸ナトリウム、tert-ブチルヒドロペルオキシド/ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムである。
開始剤の量は、重合されるモノマーに基づいて、一般に0.1重量%~10重量%、又は0.3~5重量%である。同じ乳化重合において、2つ以上の異なる開始剤を使用することも可能である。
分子調節剤又は連鎖移動剤を、重合において、例えば重合されるモノマーに基づいて、0重量%~5重量%の量で使用することも可能である。この方法を用いて、ポリマーの分子量が低減され得る。モノマーと調節剤との比を制御することによって、ポリマー分散液の特定の分子量を目標とすることができ、調節剤の量が多いと、より低分子量のポリマーがもたらされる。好適な化学調節剤としては、チオール基を有する化合物、例えばtert-ブチルメルカプタン、メルカプトエタノール、チオグリコール酸、チオグリコール酸エチルエステル、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及びtert-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン(n-dodecyl mercaptan、n-DDM)、3-メルカプトプロピオン酸、及びそのエステル、例えばメチル3-メルカプトプロピオネート(methyl 3-mercaptopropionate、MMP)、及びブチル3-メルカプトプロピオネートが挙げられる。一実施形態では、調節剤は、コバルト(II)又は(III)のキレート錯体などの遷移金属キレート錯体である。調節剤は、例えば、反応器に連続的に供給されるモノマーエマルションにそれを添加することによって、重合の全過程を通して添加され得る。あるいは、それは、連続的又は可変速度で供給される反応中の任意の時点で別々に添加され得る。好ましい実施形態では、調節剤は、第2の段階のモノマーエマルション(B)に添加されて、モノマーエマルション(A)から得られるポリマーAの組成物が、ポリマーBの分子量よりも大きい分子量を有する最終組成物を生成する。好ましい実施形態では、調節剤は、第1の段階のモノマーエマルション(A)及び第2の段階のモノマーエマルション(B)に添加されて、モノマーエマルション(A)から得られる第1のポリマーAの組成物が、第2のポリマーBの分子量よりも大きい分子量を有する最終組成物を生成する。
ポリマーA又はポリマーBを作製するために使用される調節剤の量は、使用される特定の調節剤及び重合における他の成分の量に依存し得る。しかしながら、例示的な実施形態として、それによって限定されるものではないが、ポリマーBの重合工程において使用される調節剤が、例えば、n-DDMである場合、調節剤の量は、0.5重量%~20重量%であり得るか、又は本発明で使用される調節剤が、例えば、MMPである場合、連鎖移動剤の量は、調節剤とポリマーBを構成するモノマーとの総重量の分率として、調節剤の重量に基づいて、0.3重量%~12重量%であり得る。調節剤がn-DDM又はMMPである場合の実施形態では、調節剤とポリマーBを構成するモノマーとの総重量の分率として、目標とするMnを達成するために用いる調節剤の量(w調節剤)は、以下の式に従って推定され得、式中、z調節剤は、調節剤の分子量である:
本プロセスは、供給プロセスとして実施され、すなわち、重合されるモノマーの少なくとも95%が、重合中に重合条件下で重合反応器に添加される。添加は、連続的に又は段階的に行われ得る。第1のポリマーA及び第2のポリマーBを調製するために、重合の過程において、モノマー組成を少なくとも1回変更し得る。
好ましい手順は、重合反応器中に初期充填物として水を提供し、重合開始剤の一部を添加し、次いで、水性分散液の形態の第1のシードラテックス又はラテックスAを、任意選択的に水と一緒に充填することである。これに続いて、重合されるモノマーを重合条件下で重合反応器に添加する。添加は、典型的には、少なくとも30分、又は30分~10時間、又は1時間~6時間の時間にわたって行われる。既に記載されたように、添加は、一定の添加速度、増加する添加速度、又は減少する添加速度で行われ得る。一実施形態では、添加は、供給速度を増加させながら、重合の開始時に行われる。あるいは、添加は、一定の添加速度で行われる。モノマーは、そのまま添加され得る。好ましくは、モノマーは、水性モノマーエマルションの形態で添加され、このエマルションは、乳化重合において使用される界面活性物質の少なくとも一部、少なくとも70重量%を含む。このモノマーエマルションは、通常、60%~90%の範囲のモノマー含有量を有する。モノマー又はモノマーエマルションを2つ以上の供給流を介して重合反応器に添加することが可能であり、個々の供給流のモノマー組成は、互いに異なることが可能である。しかしながら、一般に、モノマーを混合物として1つの供給流を介して重合反応器に添加することで十分である。モノマーが水性エマルションの形態で重合反応器に添加される場合、例えば、連続法によって、モノマーの添加の直前及び重合反応器へのモノマーの添加と並行してモノマーの新鮮な乳化を提供することが有益である。最初にモノマーエマルションを調製し、次いで、それを所望の添加速度で重合反応器に導入することも可能である。
典型的には、モノマーの添加と並行して、重合開始剤全体の少なくとも一部が添加される。重合開始剤は、例えば、一定速度で、又は減少する速度で、又は増加する速度で添加され得る。
一実施形態では、粒子が(A)第1のポリマーと、(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成される接着剤組成物は、2段階プロセスを使用して調製される。第1のモノマー溶液が提供され、重合されて、第1の段階において、任意選択的に調節剤の存在下でポリマーAを形成する。第2の段階では、第2のモノマー溶液が提供され、調節剤の存在下で重合されて、ポリマーBを提供する。あるいは、第1のモノマー溶液が提供され、調節剤の存在下で重合されて、第1の段階において、ポリマーBを形成する。第2の段階では、第2のモノマー溶液が提供され、任意選択的に調節剤の存在下で重合されて、ポリマーAを提供する。各重合において使用される開始剤は、同じであり得るか、又は異なり得る。ポリマーAを形成するための重合は、開始剤としてペルオキソ二硫酸のアンモニウム塩又はアルカリ金属塩を使用して実施される。あるいは、ポリマーBを形成するための重合は、レドックス開始剤系を使用して実施される。効率化のために、これらの2つの段階は、単一の容器内で実施されて、ポリマー分散液を調製し得る。
乳化重合は、30~130℃、又は50~90℃の温度で行われる。重合圧力は、典型的には大気圧の範囲、すなわち周囲圧力に位置するが、これよりわずかに上又は下、例えば、800~1500mbarの範囲でもあり得る。
重合されるモノマーの添加の終わりに、又は重合反応器中に所在するモノマーの少なくとも95%の変換後に、未重合モノマーを除去する目的で、化学的及び/又は物理的脱臭が実施される。化学的脱臭は、少なくとも1つの更なる重合開始剤の添加によって、より具体的には前述のレドックス開始剤系のうちの1つによって開始される後重合段階である。一実施形態では、化学的脱臭工程は、開始剤の供給が、化学的脱臭を達成するために、モノマーの供給後に継続するように、第2の重合段階と組み合わされ得る。残留モノマーの減少はまた、化学的脱臭と物理的脱臭とを組み合わせた手段を通して行われ得、この場合、物理的脱臭は、好ましくは化学的脱臭の後に実施される。このようにして得られたポリマー分散液は、1500ppm未満、又は1000ppm未満、又は500ppm未満の残留モノマー種を含む。
ポリマー分散液が使用される前に、典型的には塩基が添加されて、pHを所望の範囲に調整する。使用される塩基の例としては、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエタノールアミンが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい塩基は、アンモニアである。
A.粘着付与剤
一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、第1のポリマー及び第2のポリマーとは異なる粘着付与剤を含む。好適な粘着付与剤には、ロジン酸をアルコール又はエポキシ化合物及び/又はその混合物でエステル化することにより得られるロジン酸及び/又はロジンエステルを含むロジン樹脂、非水素化脂肪族C樹脂、水素化脂肪族C樹脂、芳香族変性C樹脂、テルペン樹脂、水素化C樹脂、(メタ)アクリル樹脂、並びにこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。粘着付与剤として好適な(メタ)アクリル樹脂は、参考文献米国特許第4,912,169号、米国特許出願公開第2002/055587号、及び米国特許第9,605,188号に記載されている。水性感圧接着剤組成物は、水性感圧接着剤組成物の総乾燥重量に基づいて、0重量%超~50重量%、又は5重量%~40重量%、又は7重量%~30重量%、又は8重量%~15重量%の粘着付与剤を含有する。
B.添加剤
水性感圧接着剤組成物は、1つ以上の任意選択の添加剤を更に含んでもよい。添加剤が存在する場合、好適な添加剤の非限定的な例としては、増粘剤、消泡剤、湿潤剤、機械的安定剤、顔料、充填剤、凍結融解剤、中和剤、可塑剤、接着促進剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、水性感圧接着剤組成物の総乾燥重量に基づいて、0重量%超~5重量%の増粘剤を含む。好適な増粘剤には、ミシガン州ミッドランドのThe Dow Chemical Companyからの市場で入手可能なACRYSOL(商標)、UCAR(商標)及びCELLOSIZE(商標)が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、増粘剤を含み、水性感圧接着剤組成物は、500cP~3000cPの粘度を有する。
C.PSA組成物
水性感圧接着剤組成物は、
多峰性粒子径分布を有する複数の粒子であって、
(A)第1のポリマーと、
(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成され、
450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する、粒子を含み、
(C)組成物は、(i)65.5重量%以上の固形分含有量を有する。更なる実施形態では、組成物は、増粘剤を含まないか、又はさもなければ増粘剤を除外し、組成物は、(ii)650cps未満の粘度を有する。
一実施形態では、水性感圧接着剤組成物は、
(A)アクリル系ポリマーである第1のポリマーあって、
(i)-80℃~-20℃のTg、
(ii)50,000ダルトン~5,000,000ダルトン、又は50,000ダルトン~250,000ダルトンのMn、
(iii)100,000ダルトン~5,000,000ダルトン、又は300,000ダルトン~750,000ダルトンのMwを有する、第1のポリマーと、
(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーであって、第2のポリマーは、アクリル系ポリマーであり、
(i)-20℃~80℃のTg、
(ii)1,000ダルトン~35,000ダルトン、又は2,000ダルトン~10,000ダルトンのMn、
(iii)1,000ダルトン~50,000ダルトン、又は3,000ダルトン~10,000ダルトンのMwを有する、第2のポリマーと、を含み、
第1のポリマーの重量と、第2のポリマーの重量との比は、95:5~50:50又は90:10~75:25であり、
粒子は、
(i)455nm~1.0ミクロン、又は455nm~800nmのd50、及び0.5~2.0、又は0.5~1.8のPDi、並びに
(ii)2.5~20.0、又は2.5~10.0のd90/d10を有し、
(C)組成物は、(i)65.5重量%以上~75重量%の固形分含有量を有する。更なる実施形態では、組成物は、増粘剤を含まないか、又はさもなければ増粘剤を除外し、組成物は、(ii)650cps未満の粘度を有する。
D.物品
本開示は、物品を提供する。物品は、第1の基材と、第1の基材上の乾燥した水性PSA組成物の層(以下、PSA層)と、を含む。水性PSA組成物は、本明細書において先に開示されているような任意の水性PSA組成物であり、多峰性粒子径分布を有する複数の粒子を含み、粒子は
(A)第1のポリマーと、
(B)第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成され、
粒子は、450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有し、
(C)組成物は、(i)65.5重量%以上の固形分含有量を有する。一実施形態では、組成物は、増粘剤を含まないか、又はさもなければ増粘剤を除外し、組成物(ii)は、65.5重量%の固形分含有量で650cps未満の粘度を有する。
一実施形態では、物品は、感圧接着剤物品である。本明細書で使用するとき、「感圧接着剤物品」は、感圧接着剤(PSA)が第1の基材に接着された物品であり、PSAは、「有効表面」を有し、有効表面は、第2の基材と接触するのに有効な露出表面である。PSAの利用可能な表面は、剥離材料と接触してもよいし、又は接触しなくてもよい。本明細書で使用するとき、「剥離材料」は、PSAが手で容易に除去されて有効表面を露出させることができるように、PSAと弱い結合を形成する材料である。
物品は第1の基材を含む。第1の基材は、フィルム、セルロース系材料、織布、テープ、又は剥離ライナー、及びこれらの組み合わせである。
一実施形態では、第1の基材はフィルムである。第1の基材に好適なフィルムの非限定的な例としては、プロピレン系ポリマーフィルム、エチレン系ポリマーフィルム、エチレン/プロピレンコポリマーフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ(塩化ビニル)フィルム、金属化フィルム、ポリウレタンフォーム及びポリエチレンフォームなどのフォーム基材などのプラスチックフィルム(未延伸フィルム、又は一軸延伸フィルム、又は二軸延伸フィルム)、並びにアルミニウム箔又は銅箔などの金属箔が挙げられる。
一実施形態では、第1の基材はセルロース系材料である。基材に好適なセルロース系材料の非限定的な例としては、紙(クラフト紙、クレープ紙、及び和紙など)、ラベル、並びに厚紙が挙げられる。
一実施形態では、第1の基材は織布である。基材に好適な織布の非限定的な例としては、綿織布、短繊維織布、不織布(ポリエステル不織布など)、不織布上のビニル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
一実施形態では、第1の基材は剥離ライナーである。剥離ライナーに好適な材料の非限定的な例としては、フルオロカーボンポリマー(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロ-エチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、クロロフルオロエチレン-フッ化ビニリデンコポリマーなど)、シリコーン処理された紙又はフィルム、並びに非極性ポリマー(例えば、エチレン系ポリマー及びプロピレン系ポリマーなどのオレフィン系樹脂などが挙げられる。
一実施形態では、第1の基材(フィルム、セルロース系材料、織布、テープ、又は剥離ライナー)の厚さは、10ミクロン~10000ミクロン、又は10ミクロン~1000ミクロン、又は20ミクロン~500ミクロン、又は50ミクロン~100ミクロン、又は100ミクロン~200ミクロン、又は200ミクロン~500ミクロンである。
PSA層は、水性PSA組成物を第1の基材の片面又は両面に塗布し、乾燥又は硬化させることにより形成される。水性PSA組成物は、本明細書で先に開示した任意の水性PSA組成物であり得る。PSA組成物の塗布には、コーター、例えば、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、コンマコーター、ナイフコーターなどを用いることができる。一実施形態では、感圧接着剤層が塗布される基材の表面は、表面処理に供される。好適な表面処理の非限定的な例としては、プライマーコーティング、及び基材表面上へのPSA層の塗布前のコロナ放電処理が挙げられる。
一実施形態では、基材表面上のPSA層の厚さは、1ミクロン~500ミクロン、又は10ミクロン~110ミクロン、又は30ミクロン~90ミクロン、又は1ミクロン~10ミクロン、又は10ミクロン~50ミクロンである。
一実施形態では、物品は、多層PSA物品である。本明細書で使用するとき、「多層PSA物品」は、第1のPSA層が基材と接触し、第2のPSA層が第1のPSA層と接触するように、基材及び2つ以上のPSA層を含む。多層PSA物品は、追加のPSA層を含んでもよく、各追加のPSA層は、先行するPSA層と接触しており、PSA層は積み重ねられた様式で配置される。例えば、多層PSA物品は、第3のPSA層を含むことができ、第3のPSA層は、第2のPSA層と接触し、その上に積み重ねられている。多層PSA物品は、第4のPSA層を含むことができ、第4のPSA層は、第3のPSA層と接触し、その上に積み重ねられている。多層PSA物品は、第5のPSA層を含むことができ、第5のPSA層は、第4のPSA層と接触し、その上に積み重ねられている。多層PSA物品のPSA層のうちの少なくとも1つは、本明細書において先に開示されているような任意の乾燥した水性PSA組成物から構成される。
限定ではなく例として、ここで、本開示のいくつかの実施形態を、以下の実施例で詳細に説明する。
1.推定ポリマーTgの計算
35,000Daを超えるMnを有するポリマー:nのモノマー単位から調製された35,000Daを超えるMnを有するコポリマーのポリマーTg(ケルビン)は、以下のようなFox式を使用して推定され得る:

式中、wは、ポリマー中のi番目のモノマー単位の重量分率であり(連鎖移動剤又は開始剤残基を含まない)、Tgは、ポリマー中のi番目のモノマー単位のホモポリマーTg(ケルビン)である。
35,000Da以下のMnを有するポリマー:nのモノマー単位から調製された35,000Da以下のMnを有するコポリマーのポリマーTg(ケルビン)は、以下のようなFlory-Fox式を使用して推定され得る:

式中、Kは、85,000Daに等しい定数であり、Mnは、ポリマーの数平均分子量であり、TgFoxは、上記のFox式を使用して計算されたTg(ケルビン)である。
以下の表Aにおける以下の「ポリマーTg」値を使用して、第1のポリマー及び/又は第2のポリマー中に存在するモノマー単位の推定ポリマーTg値を計算し得る。
2.比較試料の調製
比較試料1:ポリマー組成物:80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)
水25g中の炭酸ナトリウム(0.01%のBOM、0.57g)を緩衝剤として、オーバーヘッド撹拌機、温度計、及び還流冷却器を備えた、窒素で掃引された水(259g)の96℃のケトル充填物に添加した。これに続いて、開始剤としての水25g中の過硫酸アンモニウム(0.217%のBOM、5.85g)、及びプレフォームシード充填物(100nmの出発粒子径、1.251%のBOM、32.8g)を、初期粒子径を設定するために水82.8gに添加した。モノマーエマルションの供給及び共供給を開始した。モノマーエマルションは、炭酸ナトリウム(0.02%のBOM、1.4g)、イタコン酸(0.2%、5.2g)、アクリル酸(0.8%のBOM、21.0g)、水中強度30%のスルホコハク酸のエトキシ化アルコール半エステル二ナトリウム(0.17%、14.7g)、水中強度22.5%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(0.21%のBOM、24.8g)、ブチルアクリレート(71.1%のBOM、1870.8g)、メチルメタクリレート(6.0%のBOM、157.2g)、スチレン(1.6%のBOM、41.93g)、及び水(全モノマーエマルションの16.8%、423g)からなり、75分間供給した。水66.5g中の過硫酸アンモニウム(0.173%のBOM、4.6g)の共供給物を75分間供給した。反応の温度を88~90℃に制御した。モノマーエマルションの供給物の50%を添加した場合、水16g中のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(0.235%のBOM、26.5g)のインターセプトをケトルに添加した。重合反応混合物の高い粘度は、反応混合物の撹拌が維持され得るように、モノマー供給開始から60分後に追加の水62.5gを添加して、希釈することを必要とした。モノマーエマルションの添加が終了したら、水40gを反応器に添加し、反応混合物をその温度に保持した。15分後、ケトルを75℃に冷却し、希硫酸鉄(0.001%のBOM、0.03g)、及び水8g中のエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム(0.001%のBOM、0.03g)をケトルに添加した。続いて、モノマーエマルションの供給及び共供給を開始した。モノマーエマルションは、水中強度33%の1,1-ジホスホナトエタノール四ナトリウム(0.002%、0.1g)、酢酸(0.03%のBOM、0.7g)、強度22.5%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(0.05%のBOM、5.5g)、ブチルアクリレート(5%のBOM、131.4g)、ブチルメタクリレート(15%のBOM、394.3g)、メチル3-メルカプトプロピオネート(0.38%のBOM、10.1g)、及び水(105.8g)から20分間でなる。1つの共供給物は、水中強度12.6%のt-ブチルヒドロペルオキシド(0.4%のBOM、85.5g)からなり、50分間供給した。他の共供給物は、水90gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム二水和物(0.24%のBOM、8.3g)からなり、50分間供給した。モノマーエマルションの供給の間、温度を74~76℃で制御した。モノマーエマルションが終了したら、水30gを添加し、共供給を続けた。共供給の終了後、水20gを添加し、バッチを65℃に冷却させた。次いで、分散液を、水24g中強度28%の水酸化アンモニウム(17.2g)で中和した。中和後、バッチを35℃未満に冷却し、100メッシュを通して濾過した。最大反応器撹拌は、450RPMであった。最終固形分含有量は、64.9%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=0.84及び比D90/D10=4.0となるように、D10=101.5nm、D50=362.8nm、及びD90=405.5nmを有していた。
比較試料2:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:235nmのシードをモノマーに対して2.5%固形分(水83.2g中シード65.5g)で初期充填物に添加し、60nmのシードをモノマーに対して0.04%固形分(水16.6g中シード1.0g)で初期充填物に添加した。インターセプト充填物を添加しなかった。重合反応混合物の高い粘度は、反応混合物の撹拌が維持され得るように、モノマー供給の60分で追加の水62.5g、モノマー供給の70分で追加の水62.5g(合計125g)を添加して、希釈することを必要とした。反応器の最大撹拌は、500RPMであった。最終固形分含有量は、64.6重量%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=0.47及び比D90/D10=1.8となるように、D10=374.5nm、D50=620.7nm、及びD90=666.1nmを有していた。
3.発明例の調製
発明例1:モノマー組成:80(80.9 EHA/8.3 VA/8.0 MMA/2.1 Sty/0.5 AA/0.2 SVS)//20(97 IBMA/3 MMP)。機械的撹拌器を備えたフラスコを使用して、ピロリン酸四ナトリウム1.68g、脱イオン水255g、及びアスコルビン酸0.68gで構成される充填物を86℃に温める。次に、水中濃度6.6%の過硫酸ナトリウム39gをフラスコに注ぐ。次いで、水中濃度25%の直径235nmを有するポリマーシード26.1g、続いて水中濃度10%の直径100nmを有するポリマーシード16.3gをフラスコに注ぐ。4時間かけて、強度10%の水酸化ナトリウム水溶液24.5g、水中で25モルのエチレンオキシドによってエトキシル化されたイソ-オクチルフェノールの硫酸エステルナトリウム塩の濃度35%の溶液42.6g、濃度25.0%のビニルスルホン酸ナトリウム水溶液10.6g、強度30%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液19.2g、水68g、スチレン27.6g、2-エチルヘキシルアクリレート1,079.2g、酢酸ビニル110.4g、メチルメタクリレート106.8g、及びアクリル酸7.2gから作製されたモノマーエマルションをフラスコ中に徐々に分配する。開始時、最初の6分間の添加速度は1.37g/分である。次いで、添加速度を、40分間にわたって6.83g/分に着実に上昇させる。エマルション供給開始から、強度6.6%のペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液101.1gを5時間にわたって一定速度で添加し、反応媒体を85~87℃に維持する。モノマーエマルション(第1の段階及び第2の段階の両方)の総量の52%をフラスコに添加した後、水中濃度26%の直径60nmを有するポリマーシード50gをフラスコに注ぐ。
上記の供給の完了後、反応媒体を75℃に冷却する。次に、以下の3つの混合物をフラスコに供給する:60分間かけて強度11%の重亜硫酸ナトリウム水溶液93.8g、55分間かけて濃度11%のtert-ブチルヒドロペルオキシド水溶液88.8g、並びに15分間かけて酢酸0.8g、水32.5g、強度22%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液4g、メチル3-メルカプトプロピオネート10.1g、及びイソ-ブチルメタクリレート322.7gのモノマーエマルション。モノマーエマルション添加の完了後、反応媒体を45分の過程にわたって55℃に冷却する。
67.0%の固形分含有量及び1512cP(#3/30RPM)の粘度を有するアクリルエマルションが得られる。粒子径分布(方法1による測定)は、多分散性指数=1.60及び比D90/D10=6.4となるように、D10=152.6nm、D50=515.7nm、及びD90=976.2nmを有していた。反応器の最大撹拌は、500RPMであった。
発明例2:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:100nmのシードをモノマーに対して0.3%の固形分(水19.6g中シード7.9g)で初期充填物に添加し、60nmのシードインターセプトをモノマーに対して0.8%の固形分(水41.1g中シード21g)で第1のモノマーエマルションの供給物の40%(全体の32%)で反応器に添加した。撹拌を維持するための重合反応混合物への追加の水を添加する必要はなかった。反応器内の最大撹拌速度は、350RPMであった。最終固形分含有量は、66.8%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=0.76及び比D90/D10=3.3となるように、D10=175.3nm、D50=527.0nm、及びD90=575.2nmを有していた。
発明例3:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:100nmのシードをモノマーに対して0.45%の固形分(水44.4g中シード11.8g)で初期充填物に添加し、60nmのシードインターセプトをモノマーに対して1%の固形分(水47.7g中シード26.2g)で第1のモノマーエマルションの供給物の40%(全体の32%)で反応器に添加した。撹拌を維持するための重合反応混合物への追加の水を添加する必要はなかった。反応器内の最大撹拌速度は、400RPMであった。最終固形分含有量は、66.8重量%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=0.74及び比D90/D10=3.1となるように、D10=161.8nm、D50=458.0nm、及びD90=501.7nmを有していた。
発明例4:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:235nmのシードをモノマーに対して0.4%固形分(水19.9g中シード10.5g)で初期充填物に添加し、60nmのシードをモノマーに対して0.06%固形分(水13.4g中シード1.6g)で初期充填物に添加した。第1の段階のモノマーの50%が反応器に供給された時点で、モノマーに対して0.4%の固形分(水31.3g中シード10.5g)で40nmの直径のシードの充填物を反応器に添加した。撹拌を維持するための重合反応混合物への追加の水を添加する必要はなかった。反応器内の最大撹拌速度は、450RPMであった。最終固形分含有量は、66.8重量%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=1.06及び比D90/D10=3.9となるように、D10=193.1nm、D50=535.3nm、及びD90=760.6nmを有していた。
発明例5:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:370nmのシードをモノマーに対して2.0%固形分(水51.8g中シード52.4g)で初期充填物に添加し、60nmのシードをモノマーに対して0.06%固形分(水13.4g中シード1.6g)で初期充填物に添加した。第1の段階のモノマーの50%が反応器に供給された時点で、モノマーに対して0.4%の固形分(水31.3g中シード10.5g)で40nmの直径のシードの充填物を反応器に添加した。撹拌を維持するための重合反応混合物への追加の水を添加する必要はなかった。反応器内の最大撹拌速度は、400RPMであった。最終固形分含有量は、66.2重量%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=1.72及び比D90/D10=9.6となるように、D10=92.9nm、D50=462.9nm、及びD90=887.8nmを有していた。
発明例6:モノマー組成80(89.2 BA/7.5 MMA/1 AA/0.3IA/2 STY)//20(73.6 BMA/24.5 BA/1.9 MMP)。100nmプレフォームシード充填物及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのインターセプトの代わりに以下の充填物を用いて、比較試料1のプロセスに従って分散液を作製した:235nmのシードをモノマーに対して2.0%固形分(水74.5g中シード52.4g)で初期充填物に添加した。第1の段階のモノマーの25%が反応器に供給された時点で、モノマーに対して0.6%の固形分(水30.0g中シード15.7g)で100nmのシードの充填物を添加した。撹拌を維持するための重合反応混合物への追加の水を添加する必要はなかった。反応器の最大撹拌は、400RPMであった。最終固形分含有量は、66.4重量%であった。方法2によって測定された粒子径分布は、多分散性指数=0.68及び比D90/D10=2.8となるように、D10=248.0nm、D50=645.7nm、及びD90=684.9nmを有していた。
発明例7:モノマー組成90(80.7 EHA/8.0 MMA/8.3 VA/0.5 AA/0.2 SVS/2.1 STY/0.17 nDDM)//10(91 IBMA/5 MMA/4 MMP)。発明例1のプロセスに従って、以下の変更された充填物を用いて分散液を作製した。初期充填物は、アスコルビン酸0.68gの代わりにアスコルビン酸0.77gを含有していた。予備重合過硫酸塩充填物は、水中濃度7.5%の過硫酸ナトリウム39gであった。第1のポリマーを調製するためのモノマーエマルションを、強度50%の水酸化ナトリウム水溶液5.5g、水中で25モルのエチレンオキシドによってエトキシル化されたイソ-オクチルフェノールの硫酸エステルナトリウム塩の濃度35%の溶液47.9g、濃度25.0%のビニルスルホン酸ナトリウム水溶液11.9g、強度30%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液21.6g、水87.5g、STY31.1g、EHA1,0241.1g、VA124.2g、MMA120.2g、n-DDM2.48g、及びAA8.1gから作製した。モノマーエマルションを4時間かけて供給した。最初の6分間の初期添加速度は、1.53g/分であった。その後、添加速度を、40分間にわたって7.64g/分に一定に上昇させた。エマルション供給開始から、強度4.9%のペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液152.1gを5時間にわたって一定速度で添加した。第2のポリマーを調製するためのモノマーエマルションを、酢酸0.8g、水32.5g、強度22%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液2g、MMP3.92g、MMA8.12g、及びIBMA154.4gから作製した。
66.2%の固形分含有量及び972cP(#3/30RPM)の粘度を有するアクリルエマルションが得られる。粒子径分布(方法1による測定)は、多分散性指数=1.11及び比D90/D10=5.2となるように、D10=194.4nm、D50=732.0nm、及びD90=1005nmを有していた。反応器の最大撹拌は、450 RPMであった。
発明例8:モノマー組成75(80.9 EHA/6.0 MMA/8.3 VA/0.5 AA/0.2 SVS/2.1 STY/2.0 HEA/0.01 MMP)//25(61.9 BMA/22 IBMA/12.5 BA/1.5 MMA/0.5 STY/0.5 MAA/1.3 MMP)。発明例1のプロセスに従って、以下の変更された充填物を用いて分散液を作製した。初期充填物は、アスコルビン酸0.68gの代わりにアスコルビン酸0.64gを含有していた。予備重合過硫酸塩充填物は、水中濃度6.2%の過硫酸ナトリウム39gであった。235nmのシード及び100nmのシード充填物の代わりに、水中濃度26.5%の235nmのプレフォームシード充填物のみの充填物56.3gに置き換えた。第1のポリマーを調製するためのモノマーエマルションを、強度50%の水酸化ナトリウム水溶液4.6g、水中30モルのエチレンオキシドでエトキシ化された33%濃度のラウリルアルコールの硫酸エステルナトリウム塩溶液33.8g、濃度25.0%のビニルスルホン酸ナトリウム水溶液9.9g、DOWFAX(商標)2A1を5.63g、Lutensol TO 6を2.1g、水87.5g、STY25.9g、EHA1,011.8g、VA103.5g、MMA75.1g、HEA24.8g、及びAA6.8gから作製した。モノマーエマルションを4時間かけて供給した。最初の6分間の初期添加速度は、1.29g/分であった。その後、添加速度を、40分間にわたって6.44g/分に一定に上昇させた。第1の段階のモノマーの60%が反応器に供給された時点で、MMP0.124gの充填物をモノマーエマルションに混合した。エマルション供給開始から、強度6.2%のペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液101.1gを5時間にわたって一定速度で添加した。第2のポリマーを調製するためのモノマーエマルションを、メタクリル酸2.05g、水32.5g、強度22%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液5g、MMP5.55g、MMA6.16g、STY2.05g、BA51.3g、BMA257.4g、及びIBMA91.5gから作製した。
67.6%の固形分含有量及び2788cP(#3/30RPM)の粘度を有するアクリルエマルションが得られる。粒子径分布(方法1による測定)は、多分散性指数=1.27及び比D90/D10=5.9となるように、D10=222.8nm、D50=850.9nm、及びD90=1305nmを有していた。反応器の最大撹拌は、425 RPMであった。最終固形分含有量は、67.6重量%であった。
以下の表2は、比較試料(CS1~2)及び発明例(IE1~8)の特性を要約したものであり、成分量は、感圧接着剤組成物の乾燥重量に基づく重量パーセントとして示される。65.5%を超える固形分で作製された分散液を、標準化固形分レベルでそれらの粘度を測定するために、水で65.5%に希釈した。
他の全ての要因が等しい場合、水性分散液の粘度は、一般に、固形分含有量が増加するにつれて、特に65重量%を超える固形分含有量で増加する。(i)高分子量で低Tgの感圧接着剤ポリマー分散液と、(ii)低分子量で高Tgの粘着付与剤分散液とをブレンドして、最終分散液の固形分含有量を下げることが知られている。更に、二峰性粒子径分布(2つの異なる粒子径モード)を作り出すことによって、水性分散液の粘度が減少し得ることが知られている。CS1及びCS2並びにIE1~IE8は各々、(i)高分子量で低Tgの感圧接着剤ポリマーと、(ii)低分子量で高Tgの粘着付与剤ポリマーとの両方から構成され、(iii)各々が二峰性粒子径分布を有する。しかしながら、65重量%の固形分含有量(それぞれの固形分含有量は、64.9重量%、64.6重量%)であっても650cP未満の粘度を達成することができないCS1/CS2と比較して、(i)低粘度(650cP未満)、(ii)より高い固形分含有量(65.5重量%)を示すIE1~IE8の能力は、直感に反しており、予想外である。
PSA物品の調製
水性PSA組成物の試料をポリエチレンテレフタレート(「polyethylene terephthalate、PET」)フィルム(厚さ60ミクロン)上に直接コーティングし、80℃で5分間乾燥させて、1平方メートル当たり19~20グラムの乾燥したコーティング重量を達成した。シリコーン処理された剥離紙を水性感圧接着剤コーティングフィルムと積層して、「接着剤積層体」を調製した。
接着剤積層体を制御された環境(22.2~23.3℃(72~74°F)、相対湿度50%)で、12kgの重量下で、少なくとも1日間(24時間)コンディショニングした後、性能試験を実施した。
Cheminstruments(510Commercial Dr.,West Chester Township,OH45014)から購入した高密度ポリエチレン(high density polyethylene、HDPE)パネルを、接着剤試験に使用する前に洗浄し、コンディショニングする。イソプロパノールに浸したリントフリーの非研磨布でパネルを拭き取って、前の試験からの接着剤残留物を除去する。表面を傷つけないように注意する。パネル表面がきれいに見えたら、イソプロパノールを使用して追加の拭き取りを行う。HDPEパネルを、22.2~23.3℃(72~74°F)、相対湿度50%で最低4時間であるが24時間以下にわたってコンディショニングする。
4.PSA適用試験
接着剤積層体中の水性PSA組成物を完全に乾燥させ、制御された環境(22.2~23.3℃、相対湿度50%)の試験室でコンディショニングした後、性能試験を実施した。
選択された乾燥したPSAの組成を表3に提供する。乾燥したPSAを有する接着剤積層体についての剥離接着力、ループタック、及び剪断データを表3に提供する。
表3:乾燥したPSA組成物を用いた接着剤積層体についての剥離接着力、ループタック、及び剪断データ。

AF-接着破壊、CF-凝集破壊、IE-発明例
本開示は、本明細書に含まれる実施形態及び例示に限定されず、実施形態の一部、及び異なる実施形態の要素の組み合わせを含むそれらの実施形態の変更された形態を、以下の特許請求の範囲に該当する範囲で含むことが特に意図されている。

Claims (15)

  1. 水性感圧接着剤組成物であって、
    多峰性粒子径分布を有する複数の粒子であって、前記粒子が、
    (A)第1のポリマーと、
    (B)前記第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成され、
    450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する、粒子を含み、
    (C)前記組成物が、65.5重量%以上の固形分含有量を有する、水性感圧接着剤組成物。
  2. 粒子が、455nm~1.0ミクロンのd50を有する、請求項1に記載の水性感圧接着剤組成物。
  3. 前記粒子が、2.5~20.0のd90/d10を有する、請求項1又は2に記載の水性感圧接着剤組成物。
  4. 前記第1のポリマー(A)が、50,000ダルトン~5,000,000ダルトンの数平均分子量Mnを有し、
    前記第2のポリマー(B)が、1,000ダルトン~35,000ダルトンの数平均分子量Mnを有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  5. 前記第1のポリマー(A)が、-20℃未満のガラス転移温度(Tg)を有するアクリル系ポリマーであり、
    前記第2のポリマー(B)が、-20℃を超えるガラス転移温度(Tg)を有するアクリル系ポリマーである、請求項1~4のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  6. 前記第1のポリマーが、アクリル酸(AA)、ブチルアクリレート(BA)、2-エチルヘキシルアクリレート(2-EHA)、エチルアクリレート(EA)、メチルアクリレート(MA)、オクチルアクリレート、イソ-オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート(MMA)、イソブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ペンタデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、C12~C18アルキルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上のアクリル系モノマーを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  7. 前記第2のポリマーが、アクリル酸(AA)、ブチルアクリレート(BA)、エチルヘキシルアクリレート(2-EHA)、エチルアクリレート(EA)、メチルアクリレート(MA)、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート(MMA)、イソブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ペンタデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、C12~C18アルキルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上のアクリル系モノマーを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  8. 前記第2のポリマーが、-15℃を超えるTgを有する50重量%を超える1つ以上のモノマー単位を5含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  9. 前記水性感圧接着剤組成物が、65.5重量%の固形分含有量で650cps未満の粘度を有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  10. 前記水性感圧接着剤組成物が、増粘剤を含まず、前記水性感圧接着剤組成物が、65.5重量%の固形分含有量で650cps未満の粘度を有する、請求項9に記載の水性感圧接着剤組成物。
  11. 前記水性感圧接着剤組成物が、増粘剤を含み、前記水性感圧接着剤組成物が、500cP~3000cPの粘度を有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  12. アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、酸官能性を有するポリエチレン、酸官能性を有するポリプロピレン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される界面活性剤を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  13. 中和剤を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の水性感圧接着剤組成物。
  14. 物品であって、
    第1の基材と、
    前記第1の基材上の乾燥した水性感圧接着剤組成物の層と、を含み、前記水性感圧接着剤組成物が、
    多峰性粒子径分布を有する複数の粒子であって、前記粒子が、
    (A)第1のポリマーと、
    (B)前記第1のポリマーとは異なる第2のポリマーと、から構成され、
    450nmを超えるd50及び0.5~2.0の多分散性指数PDiを有する、粒子を含み、
    (C)前記組成物が、65.5重量%以上の固形分含有量を有する、物品。
  15. 前記組成物が、65.5重量%の固形分含有量で650cps未満の粘度を有する、請求項14に記載の物品。
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