JP5202304B2 - 接着剤組成物及び方法 - Google Patents
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Description
(a)約10重量%〜約80重量%、好ましくは約25重量%〜約50重量%、より好ましくは30重量%〜約40重量%、例えば、約35重量%の、少なくとも1000ダルトン、好ましくは約1,000〜10,000ダルトン、より好ましくは約2,000〜約5,000ダルトン、例えば、3,000ダルトンの分子量を有する少なくとも1つのポリオール、
(b)約0.5重量%〜約20重量%、好ましくは約1.0重量%〜約10重量%、より好ましくは約1.0重量%〜約5重量%、例えば、約3重量%の少なくとも1つのポリ−イソシアネート、例えば、2〜4つの異なるポリ−イソシアネート、
(c)約0.1重量%〜約10重量%、好ましくは0.1重量%〜約5重量%、より好ましくは0.1重量%〜約1.0重量%、最も好ましくは約0.1重量%〜約0.5重量%、例えば、約0.2重量%の少なくとも1つのヒドロキシル(メタ)アクリレート、例えば、2〜6つの異なるヒドロキシル(メタ)アクリレート(好ましくはメタ(アクリレート)は、分子当たり平均約1.5〜約2.5、より好ましくは約2.0のヒドロキシ基を含む)、
(d)約10重量%〜約80重量%、好ましくは約15重量%〜約60重量%、より好ましくは約30重量%〜約60重量%、最も好ましくは約40重量%〜約60重量%、例えば、約50重量%〜約60重量%、例えば、約55重量%の、上記材料(上記オリゴマー/ポリマー等)と相溶性である1つ又は複数の粘着付与剤樹脂、例えば、炭化水素粘着付与剤、
(e)場合により、約0重量%〜約90重量%、好ましくは約1重量%〜約30重量%、より好ましくは約2重量%〜約25重量%、最も好ましくは約3重量%〜約10重量%、例えば、約5重量%の、上記材料(上記オリゴマー/ポリマー等)と相溶性である1つ又は複数の多官能(メタ)アクリレートモノマー、
(f)場合により、約0.1重量%〜約10.0重量%、好ましくは約0.5重量%〜約5重量%の光開始剤、好ましくは約0.5重量%〜約1.5重量%、例えば、約1.0重量%の光開始剤(場合により、光開始剤は、配合物が電子ビームで硬化される場合は使用されない)、及び
(g)場合により、約0重量%〜約10重量%の、抗酸化剤、UV−安定剤、湿潤剤、流動化剤及び任意のその他の添加剤等のその他の当業者に良く知られている添加剤
を、好ましくは溶媒の存在なしで重合することにより得ることのできる反応生成物を含む。
本発明における有用なポリオールは、少なくとも2つの末端ヒドロキシル基を有するオリゴマー、例えば、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ゴム誘導ポリオール、及びこれらの混合物等である。それらのポリオールの分子量範囲は、約500〜100,000、好ましくは1000〜10000ダルトンである。本発明にとって適当な市販のポリオールのいくつかの例としては、ヒドロキシル末端化ポリ(オキシアルキレン)(Arch Chemicals社のPoly−G 20−56、POLY−G 30−56、POLY−G−55−56、POLY−G 30−28)、ポリ(テトラヒドロフラン)ジオール(BASF社のPOLY−THF MW650、POLY−THF 2000及びPOLY−THF 4500)、アクリルポリオール(Lyondell Chemical社のAcryflow P−120)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(Dupont社のTerathane III)、へキサン二酸及び2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールからのポリエステルポリオール(Inolex Chemical社のLEXOREZ 1180−35)、ポリ(エチレン/ブチレン)ポリオール(Karton Polymers社のKRATON LIQUID L−2203)、及びポリブタジエンポリオール(Sartomer社のPOLY bd R−45HTLO)が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明の適当なポリイソシアネートは、1つ又は複数のポリ−イソシアネート、好ましくはジ−イソシアネート、より好ましくは脂肪族、環状脂肪族、複素環式及び/又は芳香族ジ−イソシアネートから得られてもよく及び/又は得ることができる。都合のよいジイソシアネートは、線状構造を有するポリマーを得るために使用されてもよいジイソシアネートである。
の3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート又はIPDI)、
の2,4−トルエンジイソシアネート、
の2,6−トルエンジイソシアネート及び/又はこれらの混合物(TDI)、
の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、
の2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
の4,4’−ジシクロヘキシルジイソシアネート又は還元されたMDI(また、ジクロヘキサンメタンジイソシアネートとしても知られている)、
のメタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート、
のパラ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TXMDI)及びこれらの混合物、
の水素化メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート[1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン]、
のヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、
のノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、
の2,2,4−及び2,4,4−トリメチレンヘキサメチレンジイソシアネート(R=H、R’=CH3;2,4,4−異性体;R=CH3、R’=H;2,2,4−異性体)及び/又はこれらの混合物(TMDI)、
の1,5−ナフチレンジイソシアネート(NDI)、
のジメトキシベンジジンジイソシアネート(ジアニシジンジイソシアネート)ジ(2−イソシアナトエチル)ビシクロ[2.2.1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシレート、
の2,4−ブロモトルエンジイソシアネート、
の2,6−ブロモトルエンジイソシアネート及び/又はこれらの混合物、
の4−ブロモ−メタ−フェニレンジイソシアネート、
の4,6−ジブロモ−メタ−フェニレンジイソシアネート、及び/又は同種及び/又は類似のジイソシアネート;これらのイソシアネート官能性ビウレット、これらのアロホネート、及び/又はこれらのイソシアヌレートを含むがこれらに限定されないジイソシアネート、及び/又はこれらの混合物から選択される。
任意の適当なヒドロキシル官能性エチレン系不飽和モノマーは本明細書で使用されてもよい。好ましいモノマーは、場合により1つ又は複数のアルコキシ基で置換されているモノヒドロキシ官能性アルキル(メタ)アクリレート;より好ましくは、ヒドロキシC1〜10アルキル(メタ)アクリレート;カプロラクトンを有するこれらのアダクト及び/又はこれらの混合物である。
本発明のための粘着付与樹脂は、
ロジン酸、重合ロジン酸、ロジンエステル及び混合物等のロジン粘着付与剤、好ましくは水素化ロジン樹脂;
脂肪族及び/又は環状脂肪族炭化水素粘着付与剤樹脂等の炭化水素樹脂、好ましくは水素化炭化水素樹脂;
芳香族/脂肪族粘着付与剤樹脂、好ましくは水素化芳香族/脂肪族粘着付与剤樹脂;
ポリテルペン及びテルペンフェノール樹脂;
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン及び混合物から重合された芳香族樹脂;
フェノール変性芳香族樹脂、ベンゾエート樹脂、クマロン−インデン
から成る群から選択することができる。
1つ又は複数の放射線硬化性ポリマー前駆体、好ましくは0%〜90%までの量で;
1つ又は複数の遊離基光開始剤、好ましくは1%〜約10%までの量で;
1つ又は複数の可塑剤、好ましくは0%〜約15%までの量で;
1つ又は複数の抗酸化剤、好ましくは1%〜約10%までの量で;
1つ又は複数の着色剤、好ましくは0%〜約40%までの量で;及び/又は
適当と思われる任意のその他の成分。
以下のテスト方法は、PSAの性質及び一般的な性質の両方を評価するためのものであった。PSAの性質を決定するために使用されるテスト方法は、参照として本明細書に組み込まれる、Test Methods for Pressure−Sensitive Tapes、13th Edition、2001年8月、Pressure−Sensitive Tape Council、Glenview、IIIに記載されている方法である。
引きはがし粘着力は、特定の角度及び除去速度で測定される、被覆された可撓性シート材料をテストパネルから除去するのに必要とされる力である。実施例では、この力は被覆されたシートのメートル幅当たりのキログラム(kg/m)(インチ幅当たりのポンド(lb/in))で表示される。接着剤のコーティングを、シリコーンリリースペーパーに適用した。接着剤コーティングを、UV照射を使用して硬化した後、2ミル厚のマイラーフィルムに結合した。1”×8”の試験片を、被覆したマイラーフィルムから切り出した。74°F及び50%相対湿度で24時間状態調節を行った後、リリースペーパーを除去し、試験片を清潔なステンレススチールテストパネルの水平表面に結合した。次いで、結合体を、自動ローラーを使用してロールに掛けた。結合体を特定の滞留時間で状態調節した後、結合体を、剥離試験機で180°の角度で、12”/分の一定剥離速度で剥離した。結果は、kg/m(lb/in)での平均荷重として報告される。
剪断抵抗は、接着剤の密着性又は内部強度の尺度である。剪断抵抗は、接着剤ストリップが一定の圧力で貼り付けられている表面に平行な方向で標準平滑表面から接着剤ストリップを引き離すのに必要とされる力の量に基づく。剪断抵抗は、一定荷重下でステンレススチールテストパネルから接着剤被覆シート材料の標準面積を引き離すのに必要とされる時間に関する測定である。
ループタックを、機械方向に沿ってマイラー被覆ラミネートの5”×1”の寸法の試験片を切り出して作られたループタックテスター(Loop Tack tester)を使用して測定した。74°F及び50%相対湿度で一晩中状態調節した後、ラミネートを、両端をテープで貼り付けてループ状にとじた。次いで、ループを、ループタックテスター及びテスターのベースに挟み付けたステンレススチールパネル上に載せた。テストを開始したら、ループをステンレススチールプレートと接触させ、次いで回収した。ループをプレートから回収するのに必要な荷重を、kg/m 2 (lb/in2 )でループタックとして記録した。
本明細書におけるPSAの結果についてすべてのテープを、接着剤トランスファーコーティングで作った。未硬化接着剤フィルムを、ChemInstruments社製のHLC−101ホットメルトコーターを使用してシリコーンリリースペーパー(RP−12、ChemInstruments社製)に塗布した。一般的な温度設定は、トップロールが130℃で、ボトムロールが100℃であった。
実施例1の合成
204.75gのKraton L−2203、ExxonMobil社からEscorez 2520の商標で市販されている芳香族変性脂肪族粘着付与剤樹脂56.16g、ExxonMobil社からEscorez 5380の商標で市販されている水素化環状脂肪族石油炭化水素粘着付与剤樹脂251.67gを2リットルの丸底フラスコに入れた。フラスコを90℃〜100℃のオーブンに置き、混合物を加熱して粘着付与剤を完全に溶融した。フラスコをオーブンから取り出し、フラスコを100〜110℃に加熱し続けながらポリオール及び溶融粘着付与剤を良く混合するためにゆっくりと攪拌を開始し、そしてフラスコを100〜110℃に保持した。攪拌しながら0.22gのBHT(ブチル化ヒドロキシトルエン、PMC Specialties社からCAO−3の商標名で市販されている抗酸化剤)を添加し、次いで、混合物の表面上への乾燥空気の連続的吹き付けを開始した。この乾燥工程は、ポリオール又は粘着付与剤から存在が考えられる水分を追い出すために2時間は続けるべきである。反応体を混合し乾燥しながら、0.93gのHEA/0.56gのDBTDL、ジブチル錫ジラウレート(Air Products社からDabco(登録商標)T−12の商標で市販されている)/0.11gのMeHQ(Aldrich Chemicals社から市販されているパラ−メトキシフェノール)の溶液及び15.63gのMDI/28.66gのHDODAの溶液を、それぞれフードにおいて作らなければならない。HDODA(ヘキサンジオールジアクリレート)は、Surface Specialties UCBの市販品である二官能反応性希釈剤である。穏やかに攪拌しながらポリオール及び粘着付与剤を加熱し、混合し、2時間乾燥した後、HEA/DBTDL/MeHQの溶液を反応器に添加し、良く混合した。次いで、MDI/HDODAの溶液を、添加漏斗を使用してゆっくりと添加した。添加時間は30〜40分であった。乾燥空気を吹き付け、穏やかに攪拌しながら、110℃で、少なくとも2時間反応を保った。反応の程度を、NCO%の水準が0.2%より下になるまでNCO%の水準をテストしてチェックした。次いで、必要な添加剤をそれぞれ後添加した。これらは、0.28gのBHT、0.11gのMeHQ、5.58gのIrgacure 184及び2.79gのIrganox 1010を含んでいた。ここで、Ciba Specialty Chemicals社のIrgacure 184は、化学的に不飽和のプレ−ポリマーの光重合を開始するために使用される高度に有効な黄ばみのない光開始剤である。Ciba Specialty Chemicals社のIrganox 1010は、方法及び長期熱安定性のためのフェノール系の主たる抗酸化剤である。阻害剤/抗酸化剤が完全に溶解し生成物において均質に分散することを確実にするために、内容物を110℃で少なくとも30分間攪拌した。ヒーター及び攪拌機を中止する。生成物を容器に注ぎ入れ、合成を終了する。
生成物は非常に粘稠な液体でその粘度は温度に依存した。粘度を、#28スピンドルを有するブルックフィールド粘度計を使用して決定し、結果は表1で示される。
2ミルの接着剤フィルムサンプルを毎分75フィートの速度(0.66J/cm2)で硬化した。接着剤の性能結果は表2で与えられる。
低表面エネルギー基体に対する優れた接着性;極性基体に対する良好な接着性;高粘着性;高温抵抗性;良好な可塑剤抵抗性;加温溶融加工処理温度90℃〜130℃。
実施例2の合成
204.75gのKraton L−2203、ExxonMobil社からEscorez 2520の商標で市販されている芳香族変性脂肪族粘着付与剤樹脂83.82g、ExxonMobil社からEscorez 5380の商標で市販されている水素化環状脂肪族石油炭化水素粘着付与剤樹脂223.29g及び0.22gのBHTを2リットルの丸底フラスコに入れた。フラスコを93℃のオーブンに置き、混合物を加熱して粘着付与剤を完全に溶融した。フラスコをオーブンから取り出し、フラスコを100〜110℃に加熱し続けながらポリオール、溶融粘着付与剤及びBHTを良く混合するためにゆっくりと攪拌を開始し、そしてフラスコを100〜110℃に保持した。攪拌しながら、混合物の表面上への乾燥空気の連続的吹き付けを開始した。この乾燥工程は、ポリオール又は粘着付与剤から存在が考えられる水分を追い出すために2時間は続けるべきである。反応体を混合し乾燥しながら、0.93gのHEA/0.56gのDBTDL、0.11gのMeHQの溶液及び15.63gのMDI/28.66gのHDODAの溶液を、それぞれフードにおいて作らなければならない。穏やかに攪拌しながらポリオール及び粘着付与剤を加熱し、混合し、2時間乾燥した後、HEA/DBTDL/MeHQの溶液を反応器に添加し、良く混合した。次いで、MDI/HDODAの溶液を、添加漏斗を使用してゆっくりと添加した。添加時間は30〜40分であった。乾燥空気を吹き付け、穏やかに攪拌しながら、110℃で、少なくとも2時間反応を保った。反応の程度を、NCO%の水準が0.2%より下になるまでNCO%の水準をテストしてチェックした。次いで、必要な添加剤をそれぞれ後添加した。これらは、0.28gのBHT、0.11gのMeHQ、5.57gのIrgacure 184及び2.79gのIrganox 1010を含んでいた。阻害剤/抗酸化剤が完全に溶解し生成物において均質に分散することを確実にするために、内容物を110℃で少なくとも30分間攪拌した。ヒーター及び攪拌機を中止する。生成物を容器に注ぎ入れ、合成を終了する。
生成物は非常に粘稠な液体でその粘度は温度に依存した。粘度を、#28スピンドルを有するブルックフィールド粘度計を使用して決定し、結果は表3で示される。
2ミルの接着剤フィルムサンプルを毎分75フィートの速度(0.66J/cm2)で硬化した。接着剤の性能結果は表4で与えられる。
実施例3の合成
204.75gのKraton L−2203、ExxonMobil社からEscorez 2520の商標で市販されている芳香族変性脂肪族粘着付与剤樹脂56.16g、ExxonMobil社からEscorez 5380の商標で市販されている水素化環状脂肪族石油炭化水素粘着付与剤樹脂251.67g及び0.22gのBHTを2リットルの丸底フラスコに入れた。フラスコを93℃のオーブンに置き、混合物を加熱して粘着付与剤を完全に溶融した。フラスコをオーブンから取り出し、フラスコを100〜110℃に加熱し続けながらポリオール、溶融粘着付与剤及びBHTを良く混合するためにゆっくりと攪拌を開始し、そしてフラスコを100〜110℃に保持した。攪拌しながら、混合物の表面上への乾燥空気の連続的吹き付けを開始した。この乾燥工程は、ポリオール又は粘着付与剤から存在が考えられる水分を追い出すために2時間は続けるべきである。反応体を混合し乾燥しながら、0.93gのHEA/0.56gのDBTDL、0.11gのMeHQの溶液及び15.63gのMDI/28.66gのHDODAの溶液を、それぞれフードにおいて作らなければならない。穏やかに攪拌しながらポリオール及び粘着付与剤を加熱し、混合し、2時間乾燥した後、HEA/DBTDL/MeHQの溶液を反応器に添加し、良く混合した。次いで、MDI/HDODAの溶液を、添加漏斗を使用してゆっくりと添加した。添加時間は30〜40分であった。乾燥空気を吹き付け、穏やかに攪拌しながら、110℃で、少なくとも2時間反応を保った。反応の程度を、NCO%の水準が0.2%より下になるまでNCO%の水準をテストしてチェックした。次いで、必要な添加剤をそれぞれ後添加した。これらは、0.28gのBHT、0.11gのMeHQ、5.57gのIrgacure 184を含んでいた。阻害剤/抗酸化剤が完全に溶解し生成物において均質に分散することを確実にするために、内容物を110℃で少なくとも30分間攪拌した。ヒーター及び攪拌機を中止する。生成物を容器に注ぎ入れ、合成を終了する。
生成物は非常に粘稠な液体でその粘度は温度に依存した。粘度を、#28スピンドルを有するブルックフィールド粘度計を使用して決定し、結果は表5で示される。
実施例4を、99.5部の実施例3及び0.5%部のIrganox 1010のホットメルトブレンドで作った。
2ミルの接着剤フィルムサンプルを毎分75フィートの速度(0.66J/cm2)で硬化した。感圧接着剤の性能結果は表6で与えられる。
Claims (9)
- 以下の材料、
(a)10重量%〜80重量%の、少なくとも1000ダルトンの分子量を有する少なくとも1つのポリオール、
(b)0.5重量%〜20重量%の少なくとも1つのポリ−イソシアネート、
(c)0.1重量%〜10重量%の少なくとも1つのヒドロキシル(メタ)アクリレート、
(d)10重量%〜80重量%の、上記材料と相溶性である1つ又は複数の粘着付与剤樹脂、
(e)1重量%〜30重量%の、上記材料と相溶性である1つ又は複数の多官能(メタ)アクリレートモノマー、
を、単一容器でかつ溶媒の存在なしで、かつホットメルト混合物で反応させる工程を含むアクリレートウレタンポリマーを調製する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、材料が
(a)25重量%〜50重量%の、1000〜10000ダルトンの分子量を有する少なくとも1つのポリオール、
(b)1重量%〜10重量%の少なくとも1つのポリ−イソシアネート、
(c)0.1重量%〜5重量%の少なくとも1つのヒドロキシル(メタ)アクリレート、
(d)30重量%〜60重量%の炭化水素樹脂から選択される1つ又は複数の粘着付与剤樹脂、
(e)2重量%〜25重量%の、上記材料と相溶性である1つ又は複数の多官能(メタ)アクリレートモノマー、
である、上記方法。 - 材料がさらに0.1重量%から10.0重量%の光開始剤(f)をさらに含む請求項1又は2に記載の方法。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載の方法から得ることのできるアクリレートウレタンポリマー。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法から得ることのできる及び/又は請求項4に記載のポリマーを含む、放射線硬化性接着剤
- 放射線硬化性感圧接着剤である、請求項5に記載の放射線硬化性接着剤。
- 少なくとも27kg/m(1.5lb/in)の力で低表面エネルギー基体に接着する、請求項5又は6に記載の接着剤。
- 低表面エネルギー基体がポリプロピレン基体である、請求項7に記載の接着剤。
- 請求項5又は6に記載の接着剤に被覆された基体。
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