JP4866529B2

JP4866529B2 - Ｕｖ架橋可能なアクリル感圧接着剤の製造

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Publication number: JP4866529B2
Application number: JP2002283283A
Authority: JP
Inventors: マルク・フゼマン; シユテフアン・ツエルナー
Original assignee: テーザ・ソシエタス・ヨーロピア
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: DE50213074D1; US20030088031A1; JP2003119432A; US6831114B2; EP1300454A3; ES2316510T3; DE10149077A1; EP1300454A2; EP1300454B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＵＶ架橋可能なアクリル感圧接着剤（ＰＳＡ）の製造方法およびこの種類のアクリルＰＳＡの使用に関する。
【０００２】
ホットメルトＰＳＡはホットメルト接着剤の特性に感圧接着剤の特性を組合せた化合物である。ホットメルトＰＳＡは高温で融解し冷却すると基質に接触した際に粘着的に流動する永続的に粘着性のフィルムを形成する。例えば紙、繊維、金属、およびポリマーフィルムのような各種の基質と組合せれば、多数の異なった製品、特に感圧接着テープおよびラベルを製造することができる。これらの感圧接着性製品は自動車工業において例えば固定用またはシーリング用に、あるいは医薬工業において例えば活性物質のパッチ剤用に、広汎な応用分野を有する。
【０００３】
【従来の技術】
ホットメルトＰＳＡのための典型的被覆温度は８０〜１８０℃である。被覆および加工温度を最低限とするためには、塗布すべきホットメルトＰＳＡの分子量は出来るだけ低くすべきである。他方ＰＳＡは、感圧接着性テープが用いられる基質から離れないように一定の水準の粘着力をも持たなければならない。粘着力を増加するためには、それゆえ、高分子量が必須である。
【０００４】
アクリルＰＳＡの粘着力は原則として効率的な架橋によって増大しうる。ＵＳ第５，５３６，７５９号においては、水酸基またはカルボン酸基を含有するポリアクリレートを１−（１−イソシアナト−１−メチルエチル）−３−（１−メチルエテニル）ベンゼン（ｍ−ＴＭＩ）と反応させている。二重結合による官能性化によって、上述のポリアクリレートはＵＶ光線により非常に効率よく架橋することが可能であり、これにより高い粘着力を有するＰＳＡを生成する。この方法の欠点としては、用いられるイソシアネートの毒性が強いことおよび、一つの反応機中で第１段階において重合を実施し次に第２段階においてポリマー類似反応を実施しなけらばならないという、複雑な２段階工程が含まれる。さらに、二重結合官能化ポリアクリレートは高い熱安定性を持たず、せん断により損傷しやすい。結局、これらのポリマーは、ＵＶ光開始剤がポリマーに結合されず、そのためホットメルト加工としては通常の高温において揮散しやすいため、ホットメルト加工に不適である。
【０００５】
ＵＳ第５，７４１，５４３号においては、ポリマー類似反応によって製造された二重結合官能化されたポリアクリレートはＵＶ架橋される。ポリマーはＵＶ前重合技法により製造されるため、低い処理速度およびモノマーの自由循環のような公知の欠点を有する。
【０００６】
揮発性の光開始剤の欠点は、例えば、アクリル化ベンゾフェノン誘導体をＵＶ光開始剤として共重合させることにより避けることができる（ＵＳ第５，２６４，５３３号）。ＵＳ第５，２９４，６８８号においては、これらの共重合可能なＵＶ光開始剤はアクリルＰＳＡ用としても記述された。ＵＳ第４，１４４，１５７号においては、共重合可能なベンゾインＵＶ光開始剤がアクリルＰＳＡ用として記述された。しかしながら、これらすべての方法は、用いられる光開始剤が市販されておらず、まずそれらを複雑な工程により別途合成しなければならないという欠点を有する。さらに、アクリルＰＳＡは通常フリーラジカル重合により製造され、中間ラジカルが光開始剤と反応し得るので、ＵＶ光開始剤の共重合には問題が多い。その結果ゲル化の事例が起り、これは高比率の調節剤によってのみ防ぐことが可能なため、結果として平均分子量を下げることとなる。さらに、とりわけ、ＤＥ第２７４３９７９Ａ１号に記述された系をＵＶ照射した後には、ベンズアルデヒドが生成し、不快な臭気として知覚されうる。
【０００７】
ＵＳ第４，５６５，７６９号およびＵＳ第４，４５４，２１８号には、フォトレジスト技術における光重合用の光増感剤が記述されている。これらの光増感剤はポリマー類似反応においてポリマーと反応する。しかしながら記述されたポリマーは、アクリルＰＳＡには用いられない。代わりに光増感剤は重合用に用いられ、ＵＶ架橋には用いられない。さらに他の欠点は、非結合のＵＶ光増感剤も同様に添加されること、また連続法が可能でないことである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、上述の従来技術からみて、濃縮が容易で、ＵＶ架橋のためにＵＶ光開始剤によりポリマーが官能化され、被覆操作後、支持体上でアクリルホットメルトＰＳＡとして架橋される、ホットメルト加工で処理可能であり、ＵＶ架橋が可能なアクリルホットメルトＰＳＡの製造技術への需要が存在する。
【０００９】
【発明を解決するための手段】
当業者にとって驚くべきことに、この目的は主請求項に示される本発明の方法によって達成される。さらに他の請求項は本法の有利な展開に関する。
【００１０】
本発明は従って、ポリアクリレートがホットメルト加工において溶融物中で、照射エネルギーを吸収しそれを反応系に伝達しうるＵＶ光活性物質と反応する、ＵＶ架橋可能なアクリル感圧接着剤の製造法を提供する。
【００１１】
［発明の実施の形態］
本発明の方法の一つの特に好ましい展開においては、用いられるポリアクリレートは下記の組成物を有するものまたは下記の成分を包含するモノマー混合物を重合することによって製造可能なものである：
ａ）４５〜９９．５重量％の式
ＣＨ₂＝ＣＨ（Ｒ₁）（ＣＯＯＲ₂）
式中Ｒ₁はＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は１〜２０炭素原子を有するアルキル鎖である、
のアクリルおよび／またはメタクリル酸誘導体、
ｂ）０．５〜２５重量％の、ＵＶ光活性物質またはその部分と、特に下記により詳細に定義されるＵＶ光活性物質の基Ｘと、化学カップリング反応を起こすことができるように選ばれる官能基Ｙを含むビニル化合物。
【００１２】
この方法のさらに他の一つの有利な変形は、さらに他の成分として
ｃ）最大３０重量％までのオレフィン的に不飽和なモノマー、特に官能基を含むモノマー
が添加されるモノマー混合物から始まる。
【００１３】
一つの非常に有利な感圧接着剤の態様においては、成分（ａ）は１種またはそれ以上の、下記の一般式
【００１４】
【化１】

【００１５】
によって記述できる成分を包含する。
【００１６】
この式においてＲ₁はＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は４〜１４の炭素原子を有する分岐状および非分岐状飽和アルキル基からなる群から選ばれる。
【００１７】
本発明のＰＳＡのための成分（ａ）として好ましく用いられるアクリルモノマーは、４〜１４の炭素原子、好ましくは４〜９の炭素原子からなるアルキル基を有するアクリルおよびメタクリル酸エステルを包含する。本発明にいかなる不要な限定をも課す意図なしに挙げる、具体的例としては、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸ｎ−ヘプチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ノニル、および例えばアクリル酸２−エチルヘキシルのような、それらの分岐状異性体が含まれる。
【００１８】
成分（ｂ）として特にｔｙｐｅ（Ｉ）のＵＶ光開始剤との反応が可能な官能基を含む好適なビニル化合物の例としては、例えば無水マレイン酸または無水イタコン酸のような１種またはそれ以上のカルボン酸無水物、あるいは例えば４−（メタクリロイルオキシエチル）トリメリット酸無水物のようなアクリル化またはメタクリル化されたカルボン酸無水物、あるいは例えばアクリル酸ヒドロキシエチルまたはメタクリル酸ヒドロキシエチルのようなヒドロキシ官能化されたモノマー、あるいは例えばアクリル酸およびメタクリル酸のようなカルボキシル官能化されたモノマー、あるいは例えばジメチルホルムアミドのようなアミン官能化されたモノマー、例えばＭＯＩのようなイソシアネート官能化されたモノマー、あるいは例えばメタクリル酸グリシジルのようなエポキシ化されたモノマー、あるいは、一般に、ＵＶ光開始剤および／または光増感剤と化学カップリングを起すことが可能な官能基を含むすべてのモノマーが含まれる。
【００１９】
モノマー（ｂ）としては下記の一般式
【００２０】
【化２】

【００２１】
式中Ｒ₁はＨまたはＣＨ₃であり、基−ＯＲ₂は官能基を包含するかまたは示す、の化合物を用いることができる。成分（ｃ）の特に好ましい例は、例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸、メタクリル酸、アリルアルコール、イタコン酸、およびメタクリル酸グリシジルであるが、この列挙物は決定的なものではなく、完全であることを主張するものではない。
【００２２】
成分（ｃ）としては、例えば酢酸ビニル、アクリルアミド、スチレン、塩化ビニル、およびアクリル酸ベンジル、のようなビニル化合物を主として使用することができる。
【００２３】
さらに、下記の群からのビニルモノマーを場合により成分（ｃ）として用いる：ビニルエステル、ビニルエーテル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、α位置に芳香環およびヘテロ環を含むビニル化合物。
【００２４】
ここにおいても、若干の例を非限定的に挙げることができる：酢酸ビニル、ビニルホルムアミド、ビニルピリジン、エチルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル。さらに、成分（ｃ）のためのモノマーとして、スチレンまたは、一般に、ヘテロ環またはヘテロ原子をも含んでいてもよい、モノマー性アリール化合物が好ましく用いられる。
【００２５】
ＵＶ光活性物質としては、光開始剤および／または光増感剤を主として使用することができる。前者は適当な波長の光に暴露された際に分解してフリーラジカル（またはイオン）を生成し、かつそれにより、重合反応又は架橋反応を開始することができる。後者は照射エネルギーを吸収して、永続的な変化を受けることなく、それを反応系に伝達する。
【００２６】
特に化学カップリング反応が可能な官能基Ｘを有するＵＶ光活性物質が用いられる。この官能基Ｘは好ましくは下記の基の一つとして示すことができ、または下記の基および／または化合物の一つを包含することができる：水酸基（アルコール）、チオール、イソシアネート、カルボン酸無水物、アミン、アミド、アルデヒド、オキサゾリンおよび／またはエポキシド。
【００２７】
一般に、ＵＶ光開始剤はＮｏｒｒｉｓｈＴｙｐｅＩおよびＴｙｐｅＩＩ光開始剤に細別でき、両者の可能な例としてはベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、チオキサントン、トリアジン、またはフルオレノン誘導体があるが、この列挙物は、完全であることを主張するものではない。
【００２８】
ＮｏｒｒｉｓｈＴｙｐｅＩ光開始剤と呼ばれる化合物は、光に暴露された際にＮｏｒｒｉｓｈＴｙｐｅＩ反応に従って分解するものである。通常のカルボニル化合物の光分裂であり、その際カルボニル基に対するα炭素原子への結合がラジカル的に開裂し（α開裂）アシルラジカルおよびアルキルラジカルを生成する。
【００２９】
本発明の目的のためには、Ｎｏｒｒｉｓｈ光開始剤は、カルボニル基の代わりに他の官能基を有し、開裂がこの基とα炭素原子との間の結合に関するものをも含む。
【００３０】
ＮｏｒｒｉｓｈＴｙｐｅＩＩ光開始剤は光に暴露された際にＮｏｒｒｉｓｈＴｙｐｅＩＩ反応に従って水素脱離を伴い分解する；この反応は分子内反応である。
【００３１】
脂肪族ケトンの場合には、水素は上記の官能基に対応するものに対してγ位置から除去され得る。
【００３２】
本発明による両タイプのＮｏｒｒｉｓｈ光開始剤の例は、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシルアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、チオキサントン、トリアジン、またはフルオレノン誘導体であるが、この列挙物は本発明にいかなる不要な限定を課すものでもない。ＴｙｐｅＩ開始剤としては、特に、ベンゾイン誘導体、ベンジルケタール類、およびアセトフェノン誘導体のような、芳香族カルボニル化合物が含まれる。ＴｙｐｅＩＩ光開始剤は、特に、例えばベンゾフェノン、ベンジル、またはチオキサントンのような、芳香族ケトンである。
【００３３】
さらに他の詳細に関しては、例えば、ＲｏｅｍｐｐＬｅｘｉｋｏｎＣｈｅｍｉｅ−Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ／ＮｅｗＹｏｒｋ：ＧｅｏｒｇＴｈｉｅｍｅＶｅｒｌａｇ１９９９参照．
さらに、トリアジン、ヘキサアリールビスイミダゾール、および染料に基く光開始剤もまた存在する。これらに関するよい概説は、Ｄｏｗｌｉｎｇ，Ｐａｐｐａｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，Ｃａｒｒｏｙ，ＤｅｃｋｅｒによるＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＵＶ＆ＥＢＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＣｏａｔｉｎｇｓ，Ｉｎｋｓ＆Ｐａｉｎｔｓ，Ｖｏｌ．５，ｅｄ．ｂｙＰＫＴＯｌｄｒｉｎｇ，ＳｉｔａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄにみられる。
【００３４】
特に有利に用いられるものは、例えば一般式
【００３５】
【化３】

【００３６】
式中ＵＶ−ＰはＵＶ光活性物質である、
に該当する、成分（ｂ）に該当するコモノマーの官能基Ｙと化学反応しうる官能基Ｘを有するＵＶ光開始剤および／またはＵＶ光増感剤である。
【００３７】
官能基Ｘは下記の化合物中（この列挙物は、完全であることを主張するものではない）に存在しうる：水酸基（アルコール）、チオール、イソシアネート、カルボン酸無水物、アミン、アミド、アルデヒド、オキサゾリンおよびエポキシド。
【００３８】
ＵＶ−ＰはＵＶ光開始剤およびＵＶ光増感剤中に存在することができ、多数の可能な構造がすでに報告されている。本発明の好ましい態様の一つにおいては、アミンおよびヒドロキシ官能化された光開始剤および光増感剤が用いられる。非常に好ましい態様の一つにおいては、次の式の化合物が用いられる：１ａ［α−ベンジル−α−（ジメチルアミノ）−４−モルホリノブチロフェノン］、１ｂ［３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン］、１ｃ［ベンゾイン］、および１ｄ［１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン］。
【００３９】
【化４】

【００４０】
本発明の目的のために、成分（ａ），（ｂ）、および、それが適当な場合、（ｃ）のモノマーは重合により感圧接着性のポリアクリレートに転化される。重合のためにモノマーは、得られるポリマーが工業的なＰＳＡとして使用できるように、特に得られるポリマーがＤｏｎａｔａｓＳａｔａｓによる“ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎｓｉｔｉｖｅＡｄｈｅｓｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”（ｖａｎＮｏｓｔｒａｎｄ，ＮｅｗＹｏｒｋ１９８９）による感圧接着特性を有するように選ばれる。これらの用途のためには得られるポリマーの静的ガラス転移温度が２５℃より低い点にあることが有利であろう。
【００４１】
重合は１種またはそれ以上の有機溶媒の存在下および／または水の存在下行うことができる。本法の一つの有利な態様においては、グリコールまたは脂肪酸のアンモニウム塩のような追加的な共溶媒または表面活性剤がある。好ましい方法においては可能な限り少量の溶媒を用いる。好適な有機溶媒または溶媒混合物は、純アルカン（ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、キシレン、）、エステル（酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、または酢酸ヘプチル）、ハロゲン化炭化水素（クロロベンゼン）、アルカノール（メタノール，エタノール，エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル）、およびエーテル（ジエチルエーテル、ジブチルエーテル）またはそれらの混合物である。反応混合物がモノマーが転化する間一つの均質相の形で存在することを確保するために、水と相溶性のまたは親水性の共溶媒を水性重合反応に加えることもできる。本発明のために有利に使用できる共溶媒は、脂肪族アルコール、グリコール、エーテル、グリコールエーテル、ピロリジン、Ｎ−アルキルピロリジノン、Ｎ−アルキルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アミド、カルボン酸およびその塩、エステル、有機スルフィド、スルホキシド、スルホン、アルコール誘導体、ヒドロキシエーテル誘導体、アミノアルコール、ケトンなど、ならびにそれらの誘導体および混合物からなる群から選ばれる。
【００４２】
製造されるポリマーは好ましくは５００００〜１２０００００ｇ／モル、より好ましくは３０００００〜８０００００ｇ／モルの平均分子量Ｍｗ（重量平均）を有する。平均分子量Ｍｗはサイズ排除クロマトグラフィー（ゲル浸透クロマトフラフィー、ＧＰＣ）またはマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ−ＭＳ）により測定される。
【００４３】
非常に好ましくは、アクリルＰＳＡは溶媒を含まない。この目的で、上述のように製造されたポリアクリレートは、溶媒含有量が≦２重量％であるポリアクリレート組成物に濃縮される。この工程は好ましくは濃縮押出機中で行われる。一つの好ましい態様においては濃縮はベント押出機中または一軸スクリューまたは二軸スクリュー押出機中で行われ、二軸押出機は共回転または逆回転で運転可能である。本発明の方法にとって非常に有利な方式においては、濃縮工程後のポリアクリレート組成物中の溶媒の量は０．５重量％より低い。濃縮後、本発明の方法においては上述の官能化されたＵＶ光開始剤および／またはＵＶ光増感剤が添加される。この添加は好ましくは配合機または混練装置中で行われ、配合機としては再び二軸押出機を用いることができる。配合用に適した装置としてはさらに、例えばリング押出機を含む、当業者に公知のすべての混合装置が含まれる。
【００４４】
反応押出しに用いられる官能化したＵＶ光開始剤およびＵＶ光増感剤のモル分率は、共重合によってポリアクリレート鎖中に包含される成分（ｂ）に従がう官能化したモノマーのモル量に等しいかまたはそれより著しく少ない。一つの好ましい方法においては、反応性を増大させるために触媒が添加される。触媒の分率はＵＶ光開始剤およびＵＶ光増感剤の官能基（単数又は複数）のモル分率を基準として、０．０１〜１００モル％であるが、好ましくは０．１〜５モル％である。
【００４５】
さらに、Ｃ−Ｃ結合の生成を促進するカップリング試薬を用いることも可能である。この場合、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジシクロヘキシル尿素、Ｎ，Ｎ’−カルボニルジイミダゾール、およびアゾジカルボン酸ジエチルをトリフェニルホスフィンと共に用いることが可能であるが、この列挙物は、完全であることを主張するものではない。さらに他のカップリング試薬は、ＡｄｖａｎｃｅｄＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，ＭｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅ、４ｔｈｅｄ．，ＪｅｒｒｙＭａｒｃｈ，１９９２，ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓに列挙され引用される。
【００４６】
さらに、一つの好ましい変形においては、ポリマー類似反応は酸または塩基触媒作用下進行する。酸としては任意のルイス酸性化合物を用いることができる。反応は、好ましくはｐ−トルエンスルホン酸またはイタコン酸を用いて実施する。塩基としては任意のルイス塩基を用いることができる。反応は好ましくは４−ビニルアニリンまたは酢酸ナトリウムによる触媒を用いて実施する。
【００４７】
用いられるポリアクリレートの流動粘度および成分の反応性に応じて、反応押出しは高温下進行する。インライン工程（連続系）中の温度は６０〜１８０℃、非常に好ましくは１００〜１８０℃とすることができる。
【００４８】
本発明の方法により製造されるポリアクリレートをＰＳＡとして使用するためには、それらは場合により少くとも１種の樹脂とブレンドすることにより最適化される。添加すべき粘着性付与樹脂としては、文献に記述されている任意の公知の粘着性付与樹脂を用いることができる。代表的なものとしては、ピネン樹脂、インデン樹脂、およびロジン、それらの不均化、水素化、重合化，エステル化誘導体および塩、脂肪族および芳香族炭化水素樹脂、テルペン樹脂およびテルペン−フェノール樹脂、およびまたＣ５樹脂、Ｃ９樹脂およびその他の炭化水素樹脂を挙げることができる。得られる接着剤の特性を望まれるものに応じて調節するためには、これらの、およびさらに他の樹脂の任意の望まれる組合せを用いることができる。一般に、対応するポリアクリレートと両立できる（可溶性の）任意の樹脂を用いることができる；特にすべての脂肪族，芳香族、およびアルキル芳香族炭化水素樹脂、直鎖状モノマーに基づく炭化水素樹脂、水素化炭化水素樹脂、官能性炭化水素樹脂、および天然樹脂を挙げることができる。系統だった参照のためにはＤｏｎａｔａｓＳａｔａｓによる“ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎｓｉｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”（ＶａｎＮｏｓｔｒａｎｄ，１９８９）中の技術状態の記述が参照できる。
【００４９】
さらに他の有利な展開においては、１種またはそれ以上の、たとえば低分子量ポリアクリレート、フタレート、鯨油可塑剤、または可塑剤樹脂のような、可塑剤をＰＳＡに加える。
【００５０】
アクリルＰＳＡはさらに、１種またはそれ以上の、老化防止剤，光安定剤、オゾン劣化防止剤、脂肪酸、樹脂、造核剤、発泡剤、配合剤および／または促進剤のような、添加剤を有利にブレンドすることができる。それらはさらに１種又はそれ以上の、繊維、カーボンブラック、酸化亜鉛、二酸化チタン、中空または非中空のガラス（マイクロ）ビーズ、他の材質のマイクロビーズ、シリカ、シリケート、およびチョークのような充填材と混合することが可能であり、ブロッキングしていないイソシアネートの添加もまた可能である。
【００５１】
本発明の方法のためには、アクリルホットメルトに以後の架橋を促進する化合物を添加することがさらに有利であり得る。この目的で場合によりポリマーに架橋剤をブレンドすることもできる。適当な架橋剤の例は官能性アクリレートである。本発明に対応して照射下架橋する好ましい物質は、例えば、２官能性または３官能性のアクリレートあるいは２官能性または多官能性のウレタンアクリレートである。しかしながら、当業者に公知の任意のさらに他の、ポリアクリレートを架橋することができる２官能性または多官能性化合物を用いることもできる。場合により熱架橋を行うためには、ブロッキングした２官能性または多官能性イソシアネートを用いることができる。
【００５２】
これに加えてさらに他の共重合していない光開始剤を加えることもできる。用いるのに非常に好適で有用な光開始剤は、例えばベンゾインメチルエーテルおよびベンゾインイソプロピルエーテルのようなベンゾインエーテル、例えば２，２−ジエトキシアセトフェノン（チバガイギー社からＩｒｇａｃｕｒｅ６５１として市販されている）、２，２−ジメトキシ−２−フェニル−１−フェニルエタノン、およびジメトキシヒドロキシアセトフェノンのような置換アセトフェノン、例えば２−メトキシ−２−ヒドロキシプロピオフェノンのような置換α−ケトール、例えば塩化２−ナフチルスルホニルのような塩化芳香族スルホニル、ならびに１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシムのような光活性オキシムである。
【００５３】
本発明の方法を接着テープの製造のために特に有利にする一つのさらに他の展開は、例えば、ブレンドされた感圧接着剤が溶融物からさらに加工される点およびそれが特に支持体に塗布されるという点で注目に値する。
【００５４】
例えば接着テープ用の、支持体材料としては、フィルム（ポリエステル、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ，ＢＯＰＰ，ＰＶＣ）、不織布、発泡体、織物、および編んだシート、ならびにまた離型紙（グラシン、ＨＤＰＥ，ＬＤＰＥ）のような当業者に慣用のよく知られた材料をこれに用いることができる。この列挙物は最終的であることを意図していない。
【００５５】
本発明のホットメルトＰＳＡは、２００〜５００ｎｍの範囲の工業的に慣用の例えば８０〜２４０ｗ／ｃｍの出力の高または中圧水銀ランプを用いるＵＶの短時間照射により架橋される。ＵＶ架橋のためには、熱負荷を減ずるためにランプ出力をベルト速度に適合させるかまたはベルトを遅く走らせベルトを部分的に遮光するのが適当であり得る。照射時間は各ランプの型式および出力により導かれる。
【００５６】
非常に好ましくは、ＵＶ架橋は支持体に溶融物を塗布した後に行う。
【００５７】
本発明に記述されるアクリルＰＳＡはさらに電子線架橋処理することが適当であり得る。この型の架橋はまたＵＶ架橋に加えて実施することもできる。熱架橋は１００〜１８０℃の温度範囲で開始される。電子線硬化はイオン化照射を用いて実施される。
【００５８】
本発明はさらに得られる感圧接着剤の、該アクリル感圧接着剤が支持体の片面又は両面上のフィルムの形で存在する、接着テープ用への使用を提供する。
【００５９】
以下の記述の意図はいくつかの実例を用いて本発明を例示することであり、それにより本発明にいかなる不必要な限定をも課することを望むものではない。
【００６０】
【実施例】
試験法
せん断強さ（試験Ａ）
１３ｍｍ幅の粘着テープ片を滑らかで清浄な鋼の面に貼った。貼付範囲は２０ｍｍ×１３ｍｍ（長さ×幅）であった。
【００６１】
室温において、１ｋｇの錘を粘着テープに固着させ、錘が落ちるまでに経過した時間を測定した。
【００６２】
測定したせん断安定性時間は各々分単位で報告し、３回の測定の平均値に相当する。
ゲル分率の測定（試験Ｂ）
注意深く乾燥した、溶媒を含まない接着剤試料をポリエチレン不織布袋（Ｔｙｖｅｋ不織布）内に塗工した。トルエン抽出前後の試料重量差が、トルエン不溶ポリマーの重量分率を％表示したものとしての、ゲル指数を与える。
ＩＲ分光分析（試験Ｃ）
Ｂｒｕｋｅｒ社製ＦＴ−ＩＲＩＦＳ４５型分光計を測定に用いた。まず最初に、異なった濃度のアクリル酸および無水マレイン酸を用いて較正プロットを作成した。アクリル酸および／または無水マレイン酸に対応する分画の転化率を測定するために、対応するＣＯ帯の％低下を測定した。
ゲル浸透クロマトグラフィーＧＰＣ（試験Ｄ）
平均分子量Ｍｗをゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した。用いた溶離剤は０．１容量％のトリフルオロ酢酸を含むＴＨＦであった。測定は２５℃で実施した。用いたプレカラムはＰＳＳ−ＳＤＶ、５μ、１０³Å、内径８．０ｍｍ×５０ｍｍであった。分離は次の各カラムを用いて行った：ＰＳＳ−ＳＤＶ、５μ、１０³および１０⁵および１０⁶、各内径８．０ｍｍ×３００ｍｍ。試料濃度は４ｇ／ｌ、流速は１．０ｍｌ／分であった。測定はＰＭＭＡ標準に対して行った。
手順
記録押出機におけるホットメルト加工のための手順（方法１）
アクリル感圧接着剤と官能性光開始剤および／または光増感剤との配合をＨａａｋｅＲｈｅｏｍｉｘ６１０ｐ型記録押出機を用いて行った。利用した駆動装置はＲｈｅｏｃｏｒｄＲＣ３００ｐ型装置であった。この装置はＰｏｌｙＬａｂＳｙｓｔｅｍソフトウエアを用いて制御した。押出機には各々の場合とも５２ｇの純アクリルホットメルトＰＳＡ（〜８０％充填水準）を充填した。実験は１６０℃の混練温度、４０ｒｐｍの回転速度、および１５分の混練時間で実施した。続いて、２本の加熱可能なロールを備えるＬａｂｃｏａｔｅｒを用いて、試料を５０ｇ／ｍ²の被覆重量で支持体に塗布した。
ＵＶ架橋（方法２）
２５４ｎｍにおけるＵＶ照射のためにはＥｌｔｏｓｃｈ社製ＵＶ装置を用いた。装置は１２０ｗ／ｃｍの強度を有する中圧ＨＧＵＶランプを備えている。試料は各々２０ｍ／分の速度で装置を通し、照射用量を増すために試料はある回数通して照射した。記録されたＵＶ用量はＪ／ｃｍ²単位で報告した。
【００６３】
３２０〜４５０ｎｍにおけるＵＶ照射のためにはＡｒｃｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ＢＫ−１５０型装置を用いた。鉄ドープしたランプは２００ｗ／ｃｍの強度を有した。試料は各々２０ｍ／分の速度で装置を通し、照射用量を増すために試料はある回数通して照射した。記録されたＵＶ用量はＪ／ｃｍ²単位で報告された。
官能性ＵＶ光開始剤およびＵＶ光増感剤
化合物１ａ（α−ベンジル−α−（ジメチルアミノ）−４−モルホリノブチロフェノン）、１ｃ（ベンゾイン）および、１ｄ（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）はＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社からの市販品であった。化合物１ｂ（３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン）は実験室で合成した。
３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン
１５ｇの２−ブロモエタノール、１６．３ｇのｐ−ヒドロキシアセトフェノン、および５．３ｇの水酸化ナトリウムを１００ｍｌのジメチルホルムアミドに溶解した混合物を１５０℃で１５時間加熱した。混合物を次に水中に注ぎ、生成物をジクロロメタンで抽出した。続いて真空蒸留することにより１１．４ｇの白色固体（４−（２−ヒドロキシエトキシ）アセトフェノン）が得られた。
【００６４】
第２の反応においては８．３ｇのｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド、１０．０ｇの４−（２−ヒドロキシエトキシ）アセトフェノン、および２．５ｇの水酸化ナトリウムを１００ｍｌのメタノールに溶解した混合物を還流下１０時間加熱した。反応混合物を次に氷浴を用いて冷却し、ろ過し、ろ過によって単離された固形物を冷メタノールで洗った。生成物は次いで真空乾燥炉中で４０℃、１０ｔｏｒｒで乾燥した。１０．２ｇの白色固形物が得られた。
【００６５】
融点は１２８℃であった（ＵＳ第４，５６５，７６９号参照、融点：１２７〜１２８．５℃）。
【００６６】
実施例１
フリーラジカル重合用の慣用の反応器に７６０ｇのアクリル酸２−エチルヘキシル、４０ｇのアクリル酸、および５４０ｇのアセトン／イソプロパノール（９２／８）を装入した。反応器に４５分間窒素ガスを通し、２回脱ガスした後、反応器を攪拌しながら５８℃に加熱し、次に０．４ｇのα，α−アゾジイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を加えた。次に外部の加熱浴を７０℃に加熱し、この外部温度を一定に保って反応を実施した。１．５ｈの反応時間の後、さらに０．４ｇのＡＩＢＮを加えた。３ｈおよび６ｈ後、バッチを各回２５０ｇのアセトン／イソプロパノール（９２／８）で希釈した。４８ｈの反応時間後、反応を停止し系を室温に冷却した。真空／乾燥室において接着剤から溶剤を除いた。次に方法１の手順に移りホットメルトＰＳＡを０．５重量％の１ａ（α−ベンジル−α−（ジメチルアミノ）−４−モルホリノブチロフェノン）と記録押出機中で反応させた。光開始剤に基づく反応の転化率は９５％より大きかった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順に移った。架橋はＥｌｔｏｓｃｈ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００６７】
実施例２
実施例１と同様の手順に従った。アクリルホットメルトＰＳＡは０．５重量％の１ａ（α−ベンジル−α−（ジメチルアミノ）−４−モルホリノブチロフェノン）および０．５重量％の１ｂ（３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン）と記録押出機中で反応させた。用いた光開始剤に基づく反応の転化率は９５％より大きかった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順を実施した。架橋はＡｒｃｕｒｅ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００６８】
実施例３
実施例１と同様の手順に従った。アクリルホットメルトＰＳＡは０．５重量％の１ｂ（３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン）および０．５重量％の２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，１’−ビスイミダゾール（ＤｕＰｏｎｔ，ＵＳ第４，３１１，７８３号参照）と記録押出機中で反応させた。用いた光開始剤に基づく反応の転化率は９５％より大きかった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順を実施した。架橋はＡｒｃｕｒｅ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００６９】
実施例４
フリーラジカル重合用の慣用の反応器に３２０ｇのアクリル酸２−エチルヘキシル、３２０ｇのアクリル酸ｎ−ブチル、１２０ｇのアクリル酸メチル、４０ｇの無水マレイン酸、および２００ｇのアセトン／イソプロパノール（９７／３）を装入した。反応器に４５分間窒素ガスを通し、２回脱ガスした後、反応器を攪拌しながら５８℃に加熱し、次に０．６ｇのα，α−アゾジイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を加えた。次に外部の加熱浴を７０℃に加熱し、この外部温度を一定に保って反応を実施した。１．５ｈの反応時間の後、さらに０．６ｇのＡＩＢＮを加えた。６時間後、バッチを２５０ｇのアセトン／イソプロパノール（９７／３）で希釈した。４８ｈ後、さらに０．６ｇのＡＩＢＮを加え、バッチを２５０ｇのアセトン／イソプロパノール（９７／３）で希釈した。７２ｈの反応時間後、反応を停止し系を室温に冷却した。真空／乾燥室において接着剤から溶剤を除いた。次に方法１の手順に移りホットメルトＰＳＡは０．５重量％の１ｂ（３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オン）および０．５重量％の２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，１’−ビスイミダゾール（ＤｕＰｏｎｔ，ＵＳ第４，３１１，７８３号参照）と記録押出機中で反応させた。用いた光開始剤に基づく反応の転化率は９５％より大きかった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順に移った。架橋はＡｒｃｕｒｅ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００７０】
実施例５
実施例４と同様の手順に従った。アクリルホットメルトＰＳＡは０．５重量％の１ｃ（ベンゾイン）および０．２５重量％の酢酸ナトリウムと記録押出機中で反応させた。用いた光開始剤に基づく反応の転化率は約９０％であった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順を実施した。架橋はＥｌｔｏｓｃｈ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００７１】
実施例６
実施例４と同様の手順に従った。アクリルホットメルトＰＳＡは０．５重量％の１ｄ（１−（ヒドロキシシクロヘキシル）フェニルケトン）および０．２５重量％の酢酸ナトリウムと記録押出機中で反応させた。用いた光開始剤に基づく反応の転化率は約８０％であった。ＵＶ架橋のために、方法２の手順を実施した。架橋はＥｌｔｏｓｃｈ装置を用いて実施した。最後に、ＵＶ架橋後、試験法ＡおよびＢを実施した。
【００７２】
結果
実施例１〜６は反応押出しが起ったことを示した。すべての実施例において少くとも８０％の転化率がＩＲを通じて見出された。さらに、ゲル化の例は観察されなかった。ここでアクリレートホットメルトＰＳＡテープ製造のための本法の適性を調査するために、さらに他の試験法を実施した。表１はＵＶ照射の条件を示す。ＵＶ照射の効率を評価することが可能なように、各ＰＳＡのゲル指数を測定した。ゲル指数はポリマーの架橋された分率と相関がある。
【００７３】
ＵＶ用量はＵＶランプの光線通路を通過する回数によって設定した。用量は通過ごとに直線的に増加する。結果は表１に要約した。
【００７４】
【表１】

【００７５】
表１はゲル指数が４７〜５８％の間を変動することを示す。この範囲はアクリルＰＳＡにとって最適値以内にあり、これは最適の感圧接着特性を得るためには通常４０〜６０％の範囲に架橋される。
【００７６】
これらのＵＶ架橋可能なアクリルＰＳＡの技術的接着特性を評価することを可能にするため、せん断強さをせん断安定性時間測定によって測定した。せん断強さは感圧接着剤の架橋効率および技術的接着特性のもう一つの重要な判定基準である。ＵＶ架橋が効率的に進行する際にのみ、本発明により製造されるアクリルホットメルトＰＳＡについて良好なせん断強さを期待しうる。表２はそれゆえ測定したせん断強さを再び各実施例についてのＵＶ照射における通過回数と共に示す。
【００７７】
【表２】

【００７８】
実施例１〜６はすべて室温において顕著なせん断強さ――さらにＵＶ架橋成功の徴候――を示した。実施例１〜３についてはせん断強さは若干より高い水準にある。しかしながら、せん断強さは架橋の程度だけでなく、コモノマーの組成および平均分子量によっても影響される。
【００７９】
【発明の効果】
要約すれば、上述の方法は、ＵＶ架橋が可能なアクリルホットメルトＰＳＡ製造の容易な可能性を提供し、ポリマー鎖に結合した光開始剤および／または光増感剤は遊離した光開始剤を用いるアクリルホットメルトＰＳＡの場合より大きな架橋効率を達成する；さらに、官能基を含み従って反応押出しにより反応させることが可能な多数の光開始剤が入手可能である。共重合可能な光開始剤の製造およびそれに続く重合という現状の経路はそれゆえ避けることができる。さらに、アクリルＰＳＡおよび共重合可能な光開始剤のフリーラジカル重合はアクリルＰＳＡのゲル化に至る相互作用を伴ない得る。このことも本発明の方法によって避けることができる。
本発明の主な特徴及び態様を示せば以下のとおりである。
【００８０】
１．ホットメルト加工においてポリマー類似反応により溶融物中でポリアクリレートを、照射エネルギーを吸収しそれを反応系に伝達しうるＵＶ光活性物質と反応させること、
を包含するＵＶ架橋可能なアクリル感圧接着剤の製造方法。
【００８１】
２．光開始剤がＵＶ光活性物質として用いられる、上記１記載の方法。
【００８２】
３．光増感剤がＵＶ光活性物質として用いられる、上記１又は２項に記載の方法。
【００８３】
４．化学カップリング反応が可能であり、特に水酸基、チオール、イソシアネート、無水カルボン酸、アミン、アミド、アルデヒド、オキサゾリンおよび／またはエポキシ基のうちの一つが該官能基Ｘに相当するかまたはその構成要素である、
官能基Ｘを有するＵＶ光活性物質が用いられる、上記１〜３項の少くとも１項に記載の方法。
【００８４】
５．ＵＶ−ＰＮｏｒｒｉｓｈｔｙｐｅＩおよびｔｙｐｅＩＩ開始剤、特にベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、チオキサントン、トリアジンおよび／またはフルオレノン誘導体、がＵＶ光活性物質として用いられる、上記１〜４項のいずれか１項に記載の方法。
【００８５】
６．α−ベンジル−α−（ジメチルアミノ）−４−モルホリノブチロフェノン、ベンゾイン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、および／または３−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−プロペン−１−オンがＵＶ光活性物質として用いられる、上記１〜５項のいずれか１項に記載の方法。
【００８６】
７．ポリアクリレートが以下の成分
ａ）４５〜９９．５重量％の式
ＣＨ₂＝ＣＨ（Ｒ₁）（ＣＯＯＲ₂）（Ｉ）
式中Ｒ₁はＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は１〜２０炭素原子を有するアルキル鎖である、
のアクリルおよび／またはメタクリル酸誘導体、
ｂ）０．５〜２５重量％の、基Ｘと化学カップリング反応を起こすことができるように選ばれる官能基Ｙを含むビニル化合物、
を包含するモノマー混合物を用いて製造される、上記１〜６項のいずれか１項に記載の方法。
【００８７】
８．モノマー混合物がさらに成分
ｃ）最大３０重量％までのオレフィン的に不飽和なモノマー、特に官能基を含むモノマー、
を包含する、上記１〜７項の少くとも１項に記載の方法。
【００８８】
９．下記の群、
カルボン酸無水物、ヒドロキシ官能化モノマー、カルボキシル官能化モノマー、アミン官能化モノマー、イソシアネート官能化モノマー、およびエポキシ化モノマー
からの１種またはそれ以上の化合物が成分（ｂ）として選ばれる、第７および８項中の少くとも１項に記載の方法。
【００８９】
１０．溶融物中の溶剤含有量が≦２重量％である、上記１〜８項のいずれか１項に記載の方法。
【００９０】
１１．ポリマー類似反応が６０〜１８０℃、好ましくは１００〜１６０℃で、混練装置または配合機中において実施される、上記１〜１０項のいずれか１項に記載の方法。
【００９１】
１２．触媒、特にルイス酸またはルイス塩基、がポリマー類似反応以前又はその間に添加される、上記１〜１１項のいずれか１項に記載の方法。
【００９２】
１３．樹脂あるいは、老化防止剤，光安定剤、オゾン劣化防止剤、脂肪酸、可塑剤、造核剤、発泡剤、促進剤および／または充填材のようなその他の添加剤が、モノマー混合物にまたはアクリル感圧接着剤に添加される、上記１〜１２項のいずれか１項に記載の方法。
【００９３】
１４．感圧接着剤が溶融物からさらに加工され特に支持体に塗布される、上記１〜１３項のいずれか１項に記載の方法。
【００９４】
１５．感圧接着剤が、特に溶融物から支持材上への被覆の後に、ＵＶ照射により架橋される、上記１〜１４項のいずれか１項に記載の方法。
【００９５】
１６．上記１〜１５項の少くとも１項に記載の方法により製造されるアクリル感圧接着剤の、該接着剤が支持体の片面又は両面に塗布される、接着テープへの使用。

Claims

ホットメルト加工において、溶融状態のポリアクリレートを、照射エネルギーを吸収しそれを反応系に伝達しうるＵＶ光活性物質（ＵＶ（Ｐ）（Ｘ））と反応させることを包含するＵＶ架橋可能なアクリル感圧接着剤の製造方法であって、
ポリアクリレートが以下の成分
ａ）４５〜９９.５重量％の式（Ｉ）
ＣＨ ₂ ＝Ｃ（Ｒ ₁ ）（ＣＯＯＲ ₂ ）（Ｉ）
式中Ｒ ₁ はＨまたはＣＨ ₃ であり、Ｒ ₂ は４〜１４の炭素原子を有するアルキル鎖であ
る、
のアクリルおよび／またはメタクリル酸誘導体、
ｂ）０.５〜２５重量％の、ＵＶ光活性物質の官能基Ｘと化学カップリング反応を起こすことができるように選ばれる官能基Ｙを含むビニル化合物であって、ビニル含有カルボン酸無水物、ヒドロキシ官能化ビニル含有モノマー、カルボキシル官能化ビニル含有モノマー、アミン官能化ビニル含有モノマー、イソシアネート官能化ビニル含有モノマー、及び／又はエポキシ化ビニル含有モノマー、を包含するモノマー混合物を用いて製造され、
ＵＶ光活性物質が、成分ｂ）に該当するコモノマーの官能基Ｙと化学反応しうる官能基Ｘを有するベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ヒドロキシアルキルフェノン、フェニルシクロヘキシルケトン、アントラキノン、チオキサントン、トリアジン、及び／又はフルオレノン誘導体であって、官能基Ｘは、水酸基（アルコール）、チオール、イソシアネート、カルボン酸無水物、アミン、アミド、アルデヒド、オキサゾリン及びエポキシドである、
ＵＶ架橋可能なアクリル感圧接着剤の製造方法。
請求項１記載の方法により製造されるアクリル感圧接着剤の、該接着剤が支持体の片面又は両面に塗布される、接着テープへの使用方法。