JP5068922B2 - ホットメルトアクリル感圧接着剤の使用方法 - Google Patents
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Description
(a)(i)0.5重量%〜10重量%のアクリル酸および/またはメタクリル酸、上で定義された式(I)による10重量%と70重量%の間の一種以上のビニルエステル、アクリル酸またはメタクリル酸の30重量%〜90重量%の間の一種以上のC1〜C20アルキルエステルおよび0〜20重量%の間の任意の別のコモノマーからなるモノマー混合物、(ii)任意に一種以上のラジカル開始剤および(iii)任意に一種以上の連鎖移動剤を含むプレ接着剤組成物を提供する工程と、
(b)前記プレ接着剤組成物を熱および/または化学線に暴露することにより前記プレ接着剤組成物を重合させる工程と
を含む方法に関する。
(i)0.5重量%〜10重量%のアクリル酸および/またはメタクリル酸、上で定義された式(I)による10重量%と70重量%の間の一種以上のビニルエステル、アクリル酸またはメタクリル酸の30重量%〜90重量%の間の一種以上のC1〜C20アルキルエステルおよび0〜20重量%の間の任意の別のコモノマーからなるモノマー混合物、
(ii)任意に一種以上のラジカル開始剤、および
(iii)任意に一種以上の連鎖移動剤
を含む。
ゲル含有率、%
包装済み接着剤の部分を秤量し、包装フィルムの計算重量を差し引いて、接着剤ポリマーの正味重量(W1)を決定した。その後、包装済み接着剤を数片に切断し、160gのテトラヒドロフラン(THF)を含む広開口のガラス瓶中に入れた。瓶を2日にわたり攪拌した。前もって秤量したシルクスクリーン(W2)を通して、得られたポリマー溶液を濾過し、強制空気炉内で105℃において48時間にわたり乾燥させた。乾燥させたTHF不溶性ゲル粒子を保持するシルクスクリーンおよび包装フィルムを秤量し、その後、包装フィルムの計算重量を差し引いて、乾燥ゲル粒子およびスクリーンの重量(W3)を得た。
ゲル含有率(%)=((W3−W2)/W1)×100
300MHz計器を用いる標準C−13核磁気共鳴(C13 NMR)技術によってモノマーシーケンストライアッドを決定した。所定の一切のビニルエステルモノマー単位がアクリレート基によって各側に配置される(AVAトライアッドと呼ぶ)、アクリレート基によって一方側に且つもう一つのビニルエステルモノマーによって他方側に配置される(AVVトライアッドと呼ぶ)またはビニルエステルモノマーによって両側に配置される(VVVトライアッドと呼ぶ)のいずれかを特に決定するためにNMRを用いた。所定のビニルエステルの主鎖CHのC13共鳴は、その隣接物の性質の関数として異なる。73〜70ppmの化学シフトはAVAトライアッドのために用い、70〜68ppmの化学シフトはAVVトライアッドのために用い、68〜65.6ppmの化学シフトはVVVトライアッドのために用いた。トライアッド含有率の結果をモル分率で示している。
12.7cm×2.54cmの寸法の感圧接着剤転写テープの帯の保護ライナーの一方を除去した。その後、サンプル上にゴムロールを通すことにより、露出した感圧接着剤をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム(厚さ25μm、ドイツ国フライブルクのトリコン・ベレデルング(Tricon Veredelungs GmbH(Freiburg,Germany))からID−Nr.7KF002R0250.023.001として入手できる)のアルミニウム側に積層した。その後、第2の保護ライナーを除去し、イソプロパノールおよびイソプロパノールと水50:50混合物でそれぞれ洗浄されていた12cm×5cmの試験表面パネルに、テープの接着剤面を接着させた。積層された接着剤フィルムを2.05kgの硬質ゴムロールを2回通してロール掛けした。このようにして調製された試験片を21℃で、それぞれ20分、24時間または3日にわたり状態調節した。
PSTC−2(米国イリノイ州シカゴの感圧テープ協議会(Pressure−Sensitive Tape Council(Chicago,IL)))に記載された一般方法によって、90度引き剥がし粘着力試験を行った。
感圧接着剤のより薄い層に積層された厚いアクリル発泡体を含むテープ試験片のための裏地として、厚さ0.135mmのアルマイトシート(イリノイ州ストリームウッドのローレンス・アンド・フレデリック(Lawrence & Frederick Inc.(Streamwood,IL))によって販売されている)を用いた。その後、他のライナーを除去し、イソプロパノールおよびイソプロパノールと水50:50混合物でそれぞれ洗浄されていた12cm×5cmの試験表面パネルに、テープを接着させた。積層された接着剤フィルムを2.05kgの硬質ゴムロールを2回通してロール掛けした。パネルを室温(約21℃)で、それぞれ20分、24時間または3日にわたり状態調節し、その後、テープを90度の角度で30cm/分の速度で引き離すように剥離試験器に取り付けた。結果はニュートン/センチメートル(N/cm)で表において報告した。その値は3回の試験の平均である。
12.7cm×2.54cmの寸法の感圧接着剤転写テープの帯から保護ライナーの一方を除去した。その後、サンプル上にゴムロールを通すことにより、露出した感圧接着剤をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム(厚さ25μm、ドイツ国フライブルクのトリコン・ベレデルング(Tricon Veredelungs GmbH(Freiburg,Germany))からID−Nr.7KF002R0250.023.001として入手できる)のアルミニウム側に積層した。その後、第2の保護ライナーを除去し、イソプロパノールおよびイソプロパノールと水50:50混合物でそれぞれ洗浄されていた12cm×5cmの試験表面パネルに、テープの接着剤面を接着させた。積層された接着剤フィルムを2.05kgの硬質ゴムロールを2回通してロール掛けした。試験片を21℃で、それぞれ20分、24時間または3日にわたり状態調節した。
静的剪断試験は、一般に、PSTC−7(米国イリノイ州シカゴの感圧テープ協議会(Pressure−Sensitive Tape Council(Chicago,IL)))に記載された方法に準拠して行った。感圧接着剤転写テープをアルミニウム蒸着ポリエステルの厚さ0.025mm片に積層し、12.7cm×1.27cmの寸法に切断した。サンプルの一端を前述したようにそれぞれ前もって洗浄されたステンレススチールパネルまたは粉末透明塗料パネルに接着させた。接着部分は2.54cm×1.27cmであった。23℃で20分状態調節した後、1000gの分銅をサンプルの他端に取り付けた。その後、剪断様式破壊を確実にするためにパネルを垂直から約2度傾斜で吊り下げ、サンプルをパネルから引き離す時間を分(min)で測定した。試験を10,000分後に中止した。報告値は3回の試験の平均を表す。
1)試験温度を70℃に上げ、
2)試験テープと垂直試験パネルとの間の接着剤で接着した部分が2.54×2.54cmであった
ことを除き、23℃静的剪断試験を繰り返した。
この試験をアクリル発泡体テープのために用いた。
1)試験温度を90℃に上げ、
2)接着剤で接着した部分が0.5cm×0.5cmであり、
3)用いた分銅は250gであった
ことを除き、23℃静的剪断試験を繰り返した。
A.試験パネルをイソプロパノールに浸漬したティッシュで一回綺麗に拭き、イソプロパノール/水の1:1混合物で2回拭いた。
B.a)メチルエチルケトン(MEK)で飽和したティッシュで拭くことにより、b)ジアセトンアルコール中で飽和したティッシュで拭くことにより、および最後に(c)水とイソプロパノールの体積による1:1混合物で飽和したティッシュで拭くことにより、ステンレススチール基材を洗浄した。
C.基材として用いたフロートガラスの側は空気側であり、イソプロパノール中で飽和したティッシュで拭くことにより洗浄した。
ビニルエステルモノマー
「ベオバ(VeoVa)」(商標)9−ベルサチック(Versatic)酸9のビニルエステル、炭素原子数11の高度分岐第三構造の合成飽和モノカルボン酸。「ベオバ(VeoVa)」(商標)9のホモポリマーのTg=70℃。レゾリューション・パフォーマンス・プロダクツ(Resolution Performance Products)(オランダ国ロッテルダム(Rotterdam、The Netherlands))によって販売されている。
「ベオバ(VeoVa)」(商標)10−ベルサチック(Versatic)酸10のビニルエステル、炭素原子数11の高度分岐第三構造の合成飽和モノカルボン酸。「ベオバ(VeoVa)」(商標)10のホモポリマーのTg=−3℃。レゾリューション・パフォーマンス・プロダクツ(Resolution Performance Products)(オランダ国ロッテルダム(Rotterdam、The Netherlands))によって販売されている。ネオデカン酸としても知られている。
「ベオバ(VeoVa)」(商標)11−ベルサチック(Versatic)酸11のビニルエステル、炭素原子数11の高度分岐第三構造の合成飽和モノカルボン酸。「ベオバ(VeoVa)」(商標)11のホモポリマーのTg=−40℃。レゾリューション・パフォーマンス・プロダクツ(Resolution Performance Products)(オランダ国ロッテルダム(Rotterdam、The Netherlands))によって販売されている。
「フォラル(Foral)」(商標)105−E−イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)(米国テネシー州キングスポート(Kingsport、TN))によって販売されている105℃の軟化点を有する高度水素添加ペンタエリトリトール(ロジン)エステル。
「フォラル(Foral)」(商標)85−E−イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)(米国テネシー州キングスポート(Kingsport、TN))によって販売されている85℃の軟化点を有する高度水素添加グリセロール(ロジン)エステル。
「フォラリン(Foralyn)」(商標)90−イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)(米国テネシー州キングスポート(Kingsport、TN))によって販売されている89℃の軟化点を有する高度水素添加グリセロール(ロジン)エステル。
「レガライト(Regalite)」(商標)R7100−イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)(米国テネシー州キングスポート(Kingsport、TN))によって販売されている102℃の軟化点を有する部分水素添加炭化水素樹脂。
「ピコ(Picco)」HM100−イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)(米国テネシー州キングスポート(Kingsport、TN))によって販売されている100℃の軟化点を有する変性芳香族炭化水素樹脂。
「ウィングタック(Wingtack)」(商標)プラス−グッドイヤー・ケミカル(Goodyear Chemical)(米国オハイオ州アクロン(Akron、OH))によって販売されている94℃の軟化点を有する変性ポリテルペン炭化水素樹脂。
「シルバレス(Sylvares)」TP2019−アリゾナ・ケミカルズ(Arizona Chemicals S.A.)(フランス国ニオールコーデックス(Niort Cedex、France))によって販売されている123℃の軟化点を有するテルペンフェノール樹脂。
SP−553は、スケネクタディ(Schenectady)によって販売されている112℃〜118℃の間の軟化点を有するテルペンフェノール樹脂である。
スリーエム(3M Co.)(米国ミネソタ州セントポール(St.Paul、MN))によってXL−353として販売されている(2,3−ジ(トリクロロメチル)−4−(4メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)。
IOTG−イソオクチルチオグリコレート。
酢酸ビニル6%のエチレン酢酸ビニルポリマーを含む厚さ25μmのフィルム(ハンツマン・パッケージング(Huntsman Packaging Corp.)からVA−24として得ることができる)の単一シートの二つの側端を合わせてヒートシールして、チューブを形成させた。チューブの一端をヒートシールして、幅4.5cmの寸法の平らな矩形パウチを形成させた。これらの運転は液状充填・シール機を用いて行った。
重合混合物のモノマー組成を第1表に表したように変えたことを除き、実施例1を繰り返した。
酢酸ビニル(VA)およびN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)を含めるようにモノマー組成を変えたことを除き、実施例1を繰り返した。押出機の温度分布も実施例1と比べて変えた。第1の温度域を120℃に設定し、ダイの温度は140℃に達した。
ベルサチック酸(versatic)のビニルエステルを等量の酢酸ビニルで置き換えたことを除き、比較例1〜3をそれぞれ実施例1、2および3と実質的に同じ方式で調製した。化学的組成を第1表にまとめている。
ビニルエステルモノマーが存在しなかったことを除き、比較例4を実施例1によって調製した。ビニルエステルモノマーを等量の2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)によって置き換えた。ブチルアクリレートも2−EHAによって置き換えた。重合温度で重合を誘発させるために実施例1と同じ開始剤を用い、開始剤レベルは第4表で表した通りであった。
比較例7および8もビニルエステルモノマーを用いずに実施例1の方法によって調製した。重合温度で重合を誘発させるために実施例1と同じ開始剤を用い、開始剤レベルは第4表で表した通りであった。
モノマーが90重量%のイソオクチルアクリレート(IOA)と10重量%のアクリル酸(AA)を含んでいたこと除き、比較例9を実施例1と実質的に同じ方式で調製した。比較例9の組成物は、製造されるポリマーの分子量を下げるために、連鎖移動剤であるイソオクチルチオグリコレート(IOTG)を含有していた。
それぞれ実施例1および2で調製された接着剤組成物を押出プロセス中に粘着性付与剤(「フォラル(Foral)」(商標)105E、米国テネシー州キングスポートのイーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company(Kingsport,TN))によって販売されている水素添加ロジンエステル)と混合し、感圧接着剤フィルムに押出した。
それぞれ実施例1または2の感圧接着剤コポリマーを取り、それらを他の粘着性付与剤と混合することにより追加の実施例を調製した。コポリマーを100部の量で取り、粘着性付与剤を第8表に示した量で添加した。
接着剤重合工程を通して実施例1を繰り返した。その後、重合させた接着剤を含有するパウチを押出機にフィードし、UV架橋剤(ベンゾフェノン)をポリマー/パウチ100部当たり0.15部の量で添加し、ポリマーと混合した。最初にベンゾフェノンを固形物25%でTHFに溶解させ、その後、ポンプにより押出機にフィードした。真空開口を通してTHFおよび一切の揮発性残留モノマーを除去した。
UB架橋剤(ベンゾフェノン)を実施例34〜35のように押出中に添加したことを除き、実施例2を繰り返した。接着剤フィルムの架橋も実施例34〜35のように行った。実施例36および37の得られた感圧接着剤フィルムの厚さはそれぞれ50および100μmであった。
UB架橋剤(ベンゾフェノン)を実施例34〜35のように押出中に添加したことを除き、実施例3も繰り返した。接着剤フィルムの架橋もUV線を用いて実施例34〜35のように行った。実施例38の得られた感圧接着剤フィルムの厚さは50μmであった。
重合工程を通して実施例1を繰り返した。その後、こうした作った包装済み接着剤パウチを実施例1のように押出機にフィードした。UV架橋剤(スリーエム(3M)によってXL−353として販売されている(2,3−ジ(トリクロロメチル)−4−(4メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン))を包装済み接着剤100部当たりそれぞれ0.3部および0.7部の量で添加した。UV架橋剤XL−353を固形物含有率25重量%でテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた。その後、レーゲンスブルグ(Regensburg)(ドイツ国)のERC製のERC64.00HPLCポンプを用いて、この溶液をフィードした。
UV架橋剤(トリアジン)を実施例39〜40のように押出中に添加したことを除き、実施例2を繰り返した。接着剤フィルムの架橋も実施例39〜40のように行った。得られた感圧接着剤フィルムの厚さは50μmであった。
実施例1で調製された接着剤組成物(100重量部)を押出プロセス中に40重量部の水素添加ロジンエステル粘着性付与剤(イーストマン・ケミカル・カンパニー(Eastman Chemical Company)によって「フォラル(Foral)」105Eとして販売されている)と混合した。スクリュー速度を500rpmに上げ、粘着性付与剤の量を二部分に分割し、異なる二位置(10pphを開口2および30pphを開口3)で二軸スクリュー押出機にフィードした。
実質的に米国特許第4,181,752号(マーテンス(Mertens)ら)に記載された通りオンウェブUV重合によってアクリル感圧接着剤発泡体の厚い層を調製した。アクリル発泡体は、92.5/7.5の重量比のイソオクチルアクリレート(IOA)とアクリル酸(AA)のコポリマーであった。アクリルモノマー100部を基準にして0.12重量部のレベルで、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)を架橋剤として用いた。さらに、115μm未満の直径を有する4pphの中空ガラスバブル、6pphの疎水性ヒュームドシリカ(デグッサ(Degussa)から「アエロジル(Aerosil)」R972として入手できる)および0.3pphのカーボンブラックがオンウェブ重合中に存在した。アクリル発泡体感圧接着剤層の厚さは約840μmであった。
実施例25の薄い接着剤フィルムをアクリル発泡体感圧接着剤層に積層して、二層接着剤テープを製造したことを除き、実施例43を繰り返した。
実施例1の接着剤転写テープを12μmのポリエステルフィルムの両側に積層して、厚さ約125μmの両面接着剤テープを製造した。E−ビーム条件は、接着剤層ごとに加速電圧175kVで5.5MRadであった。
e−ビーム条件を175kVで6MRadに変更したことを除き、実施例15を用いて12μmのポリエステルフィルムの両側に積層して、両面接着剤テープを製造した。
Claims (6)
- R1、R2およびR3の少なくとも一個はメチル基を表す、請求項1に記載の方法。
- 前記低表面エネルギー基材は、ポリオレフィン基材、塗装された金属基材または塗装されたプラスチック基材からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記物体はシート材料を含む、請求項1に記載の方法。
- アクリル酸またはメタクリル酸の前記C1〜C20アルキルエステルから誘導された単位の量は30重量%〜90重量%の間であり、式(I)の前記ビニルエステルの量は10重量%〜70重量%の間である、請求項1に記載の方法。
- 前記アクリルポリマーは、0.5重量%〜10重量%の量のアクリル酸および/またはメタクリル酸から誘導された単位および0〜20重量%の間の別のコモノマーを更に含む、請求項4に記載の方法。
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