JP6359199B2 - 保護された光架橋剤由来のアクリル系接着剤組成物 - Google Patents

保護された光架橋剤由来のアクリル系接着剤組成物 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
(背景)
感圧テープは、家庭及び職場の実質的には至る所に存在する。その最も簡単な構成において、感圧テープは接着剤及びバッキングを備え、その全体構造は使用温度で粘着性を有し、適度な圧力のみによって各種の基材に接着して結合を形成する。このようにして、感圧テープは、完全で自己完結型の接着系を構成する。
感圧接着剤テープ協会(Pressure−Sensitive Tape Council)によると、感圧接着剤(PSA)は以下の特性を有することが知られている。すなわち、(1)強力で永久的な粘着性、(2)指圧以下での接着、(3)被着体への充分な保持力及び(4)被着体からきれいに取り外すのに十分な凝集強度である。PSAとして良好に機能することが判明している材料としては、必要な粘弾性特性を呈し、粘着、剥離接着及び剪断保持力の所望のバランスをもたらすように設計及び配合されたポリマーが挙げられる。PSAは、室温(例えば、20℃)で通常の粘着性があることを特徴とする。PSAは、単に粘着性であること、又は表面に接着するという理由だけで組成物を包含するわけではない。
これらの要件は、一般に、A.V.Pocius in Adhesion and Adhesives Technology:An Introduction,2nd Ed.,Hanser Gardner Publication,Cincinnati,OH,2002に記述されているとおり、粘着性、接着性(剥離強度)及び凝集性(剪断保持力)を個々に測定するように設計された試験手段によって評価される。これらの測定値は総合的に、PSAの特徴づけに使用されることが多い特性のバランスを構成する。
溶媒処理されたアクリル系PSA組成物は、ポリマー中に存在する反応性基と反応する多官能性架橋化合物を加えることによって、架橋することができる。PSA組成物をホットメルトコーティングすることにより、溶媒処理の必要性がなくなる。接着剤組成物をホットメルト処理するためには、組成物は、コーティング処理前及びコーティング処理中に架橋されてはならないが、バランスがとれた特性(すなわち、剥離及び剪断保持力)のPSAを得るためには、組成物は、最終的には架橋されなくてはならない。ホットメルトコーティングプロセスにおいて、これは、通常、高エネルギー放射(例えば、電子線又は高強度紫外線)への曝露によって行われる。一般に、高強度紫外線を使用する場合、最初の熱重合の後、ベンゾフェノン等の光活性架橋種を組成物に加える。
(概要)
本開示は、モノマー混合物に加えることができ、生成するポリマー中に組み込まれる、新規の保護された光架橋剤を提供する。これらの保護された光架橋剤は、後に脱保護し、ポリマーを架橋することができる。
本開示は、保護された光架橋剤を含有するモノマー混合物を光重合し、光架橋剤を脱保護し、かつ光架橋することによって、アクリレート接着剤を製造する方法を提供する。
保護された光架橋剤により、第1段階の光重合と、それに続く第2段階の光架橋により、アクリレートモノマーを2段階で光硬化することができる。以前の方法では、ポリマーの光架橋及びゲル化を防止するために最初の熱重合工程が必要であったが、本方法はこれを克服する。本方法により、第1段階でモノマー混合物をコーティング可能な粘度に光重合し、基材にコーティングした後に光架橋し、架橋されたアクリル系接着剤の層を有する接着剤物品を提供することが、更に可能となる。
他の一態様において、本開示は、光架橋官能性(メタ)アクリレートコポリマーを含む、架橋性組成物を提供する。保護された光架橋官能性(メタ)アクリレートコポリマーを脱保護することによって、即時的な光架橋官能性(メタ)アクリレートコポリマーを調製することができる。なお、保護された光架橋官能性(メタ)アクリレートコポリマーは、カルボニルが保護された光架橋剤をコポリマーに組み込むことによって調製することができる。
本明細書で使用する場合、
「(メタ)アクリレート」又は「アクリル」は、アクリレート、メタクリレート又はこれらの組み合わせを簡略に指し、「(メタ)アクリル」は、アクリル、メタクリル又はこれらの組み合わせを簡略に指し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル、メタクリロイル又はこれらの組み合わせを簡略に指すものである。
「アクリロイル」は一般的な意味で用いられ、アクリル酸の誘導体だけでなく、アミン誘導体及びアルコール誘導体もそれぞれ意味する。
「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の両方を含み、すなわち、エステル及びアミドの両方を含む。
「アルキル」は、直鎖、分枝鎖及び環状アルキル基を含み、非置換及び置換アルキル基の両方を含む。別途記載がない限り、アルキル基は、典型的には1〜20個の炭素原子を含有する。本明細書で使用される「アルキル」の例としては、これらに限定されるものではないが、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、イソブチル、t−ブチル、イソプロピル、n−オクチル、n−ヘプチル、エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、アダマンチル及びノルボルニル等が挙げられる。別途断りがない限り、アルキル基は、一価又は多価、すなわち、一価アルキル又は多価アルキレンであってもよい。
「ヘテロアルキル」は、未置換及び置換アルキル基の両方と共にS、O及びNから独立して選択される1個以上のヘテロ原子を有する、直鎖、分枝鎖及び環状のアルキル基をいずれも包含する。別途記載がない限り、ヘテロアルキル基は、典型的には、1〜20個の炭素原子を含有する。「ヘテロアルキル」は、下記の「1つ以上のS、N、O、P又はSi原子を含有するヒドロカルビル」の部分集合である。本明細書で使用する場合、「ヘテロアルキル」の例としては、これらに限定されるものではないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、3,6−ジオキサヘプチル、3−(トリメチルシリル)−プロピル、4−ジメチルアミノブチル等が挙げられる。別途断りがない限り、ヘテロアルキル基は、一価又は多価、すなわち、一価ヘテロアルキル又は多価ヘテロアルキレンであってもよい。
「アリール」は、5〜18個の環原子を含有する芳香族基であり、任意の縮合環を含有してもよく、これは、飽和であっても、不飽和であっても、又は、芳香族であってもよい。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フェナンスリル及びアントラシルが挙げられる。ヘテロアリールは、窒素、酸素又は硫黄等の1〜3個のヘテロ原子を含有するアリールであり、かつ縮合環を含有してもよい。ヘテロアリール基のいくつかの例は、ピリジル、フラニル、ピロリル、チエニル、チアゾリル、オキサゾリル、イミダゾリル、インドリル、ベンゾフラニル及びベンズチアゾリル(benzthiazolyl)である。別途断りがない限り、アリール基及びヘテロアリール基は、一価又は多価、すなわち、一価アリール又は多価アリーレンであってもよい。
「ヒドロカルビル」は、アルキル基及びアリール基を含み、アルキル置換アリール基(アルカリール)及びアリール置換アルキル基(アラルキル)を含む。
「(ヘテロ)ヒドロカルビル」は、ヒドロカルビルアルキル及びアリール基、並びにヘテロヒドロカルビルヘテロアルキル及びヘテロアリール基を含み、後者は、エーテル基又はアミノ基等の1つ以上の懸垂型(鎖中)酸素ヘテロ原子を含む。ヘテロヒドロカルビルは、エステル官能基、アミド官能基、尿素官能基、ウレタン官能基及びカーボネート官能基等の、1つ以上の懸垂型(鎖中)官能基を任意に含有してもよい。別途記載がない限り、非重合性(ヘテロ)ヒドロカルビル基は、典型的には、1〜60個の炭素原子を含有する。本明細書で使用されるようなヘテロヒドロカルビルのいくつかの例としては、これらに限定されるものではないが、上記の「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」及び「ヘテロアリール」について記載されたものに加えて、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、4−ジフェニルアミノブチル、2−(2’−フェノキシエトキシ)エチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサヘキシル−6−フェニルが挙げられる。
(詳細な説明)
保護された光架橋剤は、式:
Figure 0006359199

(式中、
はH又はCHであり、
及びXのそれぞれは−O−又は−NR−であり、
は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
下付き文字aは0又は1であり、
Zは、脱保護された際にノリッシュI型又はII型開裂を受け、かつアクリル系ポリマーを架橋する、カルボニルが保護された発色団である)のものである。
保護基は、当該技術分野において既知の任意のものであってもよく、保護する際に、光架橋基を非光活性にする。P.G.M.Wuts,Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis,5th Edition,Wiley Interscience,NY,pp554〜684を参照されたい。有用なカルボニル保護基は、ケタール(環状ケタールを含む)、ジチオケタール、O−置換シアノヒドリン、置換ヒドラゾン、オキサゾリジン、イミダゾリジンアシラール、イミン(アニリン及びベンジルアミン等の第一級アミンから誘導される)及びチアゾリジンから選択され得る。最も好ましいのは、ケタール等の、水及び触媒の酸によって開裂され得る保護基である。光架橋剤の調製に次いで、カルボニル基を保護し、非光活性とする。
一実施形態において、Zを、ノリッシュI型開裂(α開裂)が可能な、保護された感放射線アリールケトン基とすることができる。このようなα開裂光開始基は、シロップポリマー組成物に特に好適である。アリールケトンの基本的な光化学については、J.G.Calvert及びJ.N.Pitts,Jr.によるテキスト「Photochemistry」John Wiley&Sons,Inc.,New York(1966)に論じられている。好ましくは、Zは、式:
Figure 0006359199

[式中、Arは、より低級の1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換され得る、5〜18個の炭素原子を有するアリーレン基であり、1〜3個のヘテロ原子を含んでもよく、Arは、好ましくは、フェニレン、ナフタレン及びビフェニレンから選択され、
Protは、ケタール等の、カルボニル上の保護基であり、
は、水素、C〜C12アルキル基、C〜C12アルコキシ基及びフェニル基からなる群から選択され、
、R及びRは、独立して、ヒドロキシル基、C〜C12アルキル基、C〜C12アルコキシ基、ジ(C〜C12アルキル置換)アミノ基及びアリール基からなる群から選択され、ただし、R、R及びRのうちの少なくとも1つは、ヒドロキシル基、C〜C12アルコキシ基若しくはジC〜C12アルキル置換アミノ基からなる群から選択される、又は、R、R及びRのうちのいずれか2つは、共に、アルキレン基、−(C2q)−、若しくはアルキレン−ジオキシ基、−O−(C2q)−O−(式中、qは2又は3の値である整数である)とすることができ、これらの基が結合した炭素原子と共に5員環若しくは6員環を形成し、又は、R、R及びRのうちのいずれか2つは、これらの基が結合した炭素原子と共にカルボニル基−CO−を形成することができ、ただし、残りのR、R及びRは、ヒドロキシル基、C〜C12アルコキシ基、ジC〜C12アルキル置換アミノ基及びアリール基からなる群から選択される]を有する、保護された光活性(感放射線)基から選択される。
Zに相当するα開裂光架橋基の例は、以下の構造によって表すことができる。このような基は、−(X−R−X−Hにより、空いた価数(open valence)で置換され、nは0又は1である。
Figure 0006359199
別の実施形態において、光開始基Zは、カルボニルが保護された、水素引き抜き型光開始基から選択してもよい。このような基は、ベンゾフェノン、アントラキノン、9−フルオレノン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、クロモン、フラボン、ベンジル、及び、求核性のH−X−(R−X−基により空いた価数で置換されたアセトフェノン化合物から誘導することができる。このような基は、以下によって表すことができる:
再描画
Figure 0006359199
好ましくは、Zは、保護された、好ましくは、ケタール保護された、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、9−フルオレノン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、ベンジル、クロモン、ベンゾイルシクロヘキサン、ベンゾイルピペリジン、ベンゾイルピペラジン、ベンゾイルモルホリン、ベンゾイルtert−アルキレン及びベンゾイル−tert−ヒドロキシアルキレンから誘導される。
概して、保護された光架橋剤は、求核基を有する光架橋化合物を(メタ)アクリル化した後、カルボニル基を保護して化合物を光重合性とし、しかし光活性とはしないことにより、調製することができる。あるいは、光架橋化合物は、カルボニルを保護した後にアシル化してもよい。
Figure 0006359199

式中、Xは、HX−によって置換され得る、ハライド又はアルコキシ等の脱離基であり、
及びXは、独立して、−O−又は−NH−であり、
は、2〜10個の炭素原子の二価のアルキレン又は−(RC(CH(CO)OR−(式中、mは0又は1であり、RはH又はC〜Cアルキル基であり、かつRはC〜Cアルキレンである)であり、
はH又はCHであり、かつ
Zは光架橋基である。
Z基のカルボニルは、アシル化の前に保護されても、又は後に保護されてもよい。置換ヒドラゾン等の、保護基を含有する特定のアミンの場合は、アクリレートへのマイケル付加がカルボニルの保護と競合するため、カルボニルはアシル化の前に保護する。ケタール等の他の保護基については、カルボニルは、好ましくはアシル化の後保護する。単純なケタールは、酸触媒を用いた、(MeO)CH等のオルト−エステルとの反応によって調製してもよく、その後で加水分解によって開裂してもよい。環状ケタールは、ジオールから調製することができる。
式Iの光活性架橋化合物は、求核性のH−X−(R−X−基で置換された光架橋化合物による、求電子性の2−アルケニルアズラクトン化合物の開環によって調製することができる。米国特許第5,505,279号(Gaddamら)を参照されたい。好適な求核基としては、ヒドロキシル基、第一級アミン基、第二級アミン基及びチオール基が挙げられる。2−アルケニルアズラクトン化合物から誘導された光架橋剤は、式I[式中、X−R−Xは−NH−C(CH−CO−O−(R10−O)−(式中、R10は、直鎖又は分枝鎖アルキレンであり、かつ下付き文字bは0又は1である)]の光架橋剤を生成する。
アシル化剤として塩化アクリロイルの代わりに2−アルケニルアズラクトンを使用する重大な利点は、アズラクトンの求核反応が開環付加を伴い、反応において、低分子副生成物(塩化水素等)が置換しない、又は、生成しないことである。
アルケニルアズラクトンは、当該技術分野で周知の方法によって調製することができる。例えば、Iwakura et al.,Tetrahedron,23,3363(1967)、Hubner et al.,Makromol.Chem.,11,109(1970)、Taylor et al.,J.Poly.Sci.,Poly.Let.Ed.,7,597(1969)、並びに米国特許第4,304,705号及び同第4,777,276号を参照されたい。これらの方法は、例えば、Kulkari et al.,J.Poly.Sci.,54,491(1961)に記載の方法を使用して、一般式HN(CHC(RCOOH(式中、m及びRは上記の定義のとおりである)を有するアミノ酸を、一般式HC=CRC(O)Cl(式中、Rは上記の定義のとおりである)を有するエチレン性不飽和アシル化剤によってアシル化することを伴い、上記の記載の方法では、アシル化剤(好ましくは、ヒドロキノン等の重合阻害剤を含有する)及び等量の酸吸収剤(例えば、NaOH水溶液)を、冷却し(例えば、0℃)、激しく撹拌された等モル量のアミノ酸のアルカリ金属塩に少量ずつ加えた後、酸水溶液(例えば、6N HCl)で中和し、不飽和ペプチドカルボン酸生成物を単離する。次に、この生成物を、脱水剤(例えば、無水酢酸、エチルクロロホルメート又はジシクロヘキシルカルボジイミド等)を導入して脱水し、2−アルケニルアズラクトンを得る。
本開示で使用できる求核置換された光架橋化合物としては、ベンゾフェノン、アントラキノン、9−フルオレノン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、クロモン、フラボン、ベンジル、及び、求核性のH−X−(R−X−基をその化合物上に有するアセトフェノン化合物が挙げられる。この例としては、以下のベンゾフェノン化合物を挙げることができる:
Figure 0006359199

ベンゾフェノン光架橋剤は、以下の式(式中、−X−(R−X−結合は示さず):
Figure 0006359199

(式中、各Rは、独立して、C〜C12アルキル、C〜C12アルキルオキシ、C〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハライドから選択される)のものであり得る。
一官能性ベンゾフェノンの具体例としては、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−(2−ヒドロキシエチルチオ)−ベンゾフェノン及び4−(4−トリルチオ)−ベンゾフェノンが挙げられる。
アントラキノン光架橋剤は、以下の式(式中、−X−(R−X−結合は示さず):
Figure 0006359199

(式中、各Rは、独立して、C〜C12アルキル、C〜C12アルキルオキシ、C〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハライドから選択され、かつnは0〜4である)のものである。
有用なアントラキノン光架橋剤の代表例としては、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2,3−ジメチルアントラキノン、1,2−ジメチルアントラキノン、1−メトキシ−2−メチルアントラキノン、2−アセチルアントラキノン及び2,6−ジ−t−ブチルアントラキノンが挙げられる。
チオキサントン光架橋剤は、以下の式(式中、−X−(R−X−結合は示さず):
Figure 0006359199

(式中、各Rは、独立して、C〜C12アルキル、C〜C12アルキルオキシ、C〜C12アルキルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ニトリル及びハライドから選択され、かつnは0〜4である)のものである。
有用なチオキサントン光架橋剤の代表例としては、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシカルボニル)−チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)−チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチルチオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)−チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モルホリノメチルチオキサントン、N−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−オクチルチオキサンタン−3,4−ジカルボキシイミド、N−(1,1,3,3−テトラメチル)−チオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン及び6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントンが挙げられる。特に好適であるのは、2−イソプロピルチオキサントンである。その他の好適なチオキサントンとしては、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−プロポキシチオキサントン及び4−プロポキシチオキサントンが挙げられる。
その他の有用なベンゾフェノン、チオキサントン及びアントラキノン発色団は、米国特許第6,235,922号(Heilmannら)に記載されている。
架橋剤の量及び本質は、コポリマー中に組み込まれた光架橋剤の量の関数であり、接着剤組成物の用途に応じて調整される。典型的には、光架橋剤は、接着剤組成物の総乾燥重量に基づいて5重量部未満の量で存在する。より具体的には、光架橋剤は、100重量部の使用された全てのモノマーに基づいて、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜1重量部の量で存在し得る。
架橋密度を変化させる能力により、前述の様々な用途に好適な特性を変更することができる。本発明の新規組成物は、剪断、剥離、取り外し、強度、硬度、弾性、吸光度及び強靱性等の、例えば、特定の構成要素の選択により、また、架橋密度の調整により調整可能な、特性を有する架橋された組成物を、硬化して形成する。例えば、医療用ゲルと可撓性コーティングとでは必要条件が異なるが、架橋された組成物を形成する同一の方法を依然として維持しながら、材料の構造及び結合の密度を変えることができる。最大の架橋密度は、架橋性組成物中に組み込まれた、重合性官能基及びペンダント光開始基の百分率によって、あらかじめ決められる。処理を改善するために、系を部分的に変換又は硬化し、後続の硬化段階を使用して最終的な特性を得るのが望ましい場合もある。
光架橋基が水素引き抜き型である場合、架橋化合物は、概して、0.01〜0.5重量部、好ましくは、0.05〜0.5重量部の量で使用される。光開始基がα開裂型である場合、架橋化合物は、100重量部の全モノマーに対し、概して、0.1〜3重量部、好ましくは、0.5〜2重量部の量で使用される。
本開示の保護された架橋剤は、ホットメルト接着剤及び感圧接着剤を含む、接着剤の調製に使用することができる。これは、100重量部の(メタ)アクリレートコポリマー又はこれらのモノマー混合物に対して、約0.01〜約5重量部(pbw)の光活性架橋化合物を混合することによって達成することができる。これは、現存のポリマー又は部分的に重合したモノマー−ポリマーシロップ剤のいずれかにおいて実施できる。
本開示は、式Iの保護された光架橋剤から誘導された、ペンダントの、保護された光架橋基を有する官能性(メタ)アクリレートコポリマーを含む、プレ接着剤組成物を提供する。ペンダントの、保護された光架橋基は、例えば、ケタール保護基及び架橋されているコポリマーの加水分解によって脱保護し、感圧接着剤及び感圧接着剤物品を提供することができる。
酸官能性(メタ)アクリレート接着剤コポリマーの調製に有用な(メタ)アクリレートエステルモノマーは、非第三級アルコールの(メタ)アクリルエステルモノマーであり、このアルコールは、1〜14個の炭素原子、好ましくは平均して4〜12個の炭素原子を含有する。
(メタ)アクリレートエステルモノマーとしての使用に好適なモノマーの例としては、アクリル酸又はメタクリル酸のいずれかの、エタノール、1−プロパノール、2−ブタノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、イソオクチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、3,7−ジメチルヘプタノール、3,7−ジメチルヘプト−3−エネオール、1−デカオール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロール等の非第三級アルコールとのエステルが挙げられる。いくつかの実施形態において、2つ以上の異なる(メタ)アクリレートエステルモノマーの組み合わせが好ましいが、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、ブチルアルコール若しくはイソオクチルアルコール又はこれらの組み合わせとの、(メタ)アクリル酸のエステルである。いくつかの実施形態において、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、2−オクタノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロール等の再生可能な供給源由来のアルコールとの、(メタ)アクリル酸のエステルである。
(メタ)アクリレートエステルモノマーは、ポリマーを調製するのに使用される100部の総モノマー含量に基づいて、85〜99重量部の量で存在する。好ましくは、(メタ)アクリレートエステルモノマーは、100部の総モノマー含量に基づいて、90〜95重量部の量で存在する。
ポリマーは、酸官能性モノマーを更に含み、ここで酸官能基は、カルボン酸等の、それ自体が酸であってもよい、又は、一部がアルカリ金属カルボン酸塩等の塩であってもよい。有用な酸官能性モノマーとしては、これらに限定されるものではないが、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。このような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、オレイン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−スルホエチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。
入手しやすいため、酸官能性コポリマーの酸官能性モノマーは、概して、エチレン性不飽和カルボン酸、すなわち(メタ)アクリル酸から選択される。更により強い酸を所望の場合、酸性モノマーとしてはエチレン性不飽和スルホン酸が挙げられ、また、エチレン性不飽和ホスホン酸を使用してもよい。酸官能性モノマーは、概して、100重量部の全モノマーに基づいて、1〜15重量部、好ましくは1〜10重量部の量で使用される。
好適な非酸官能性極性モノマーの代表例としては、これらに限定されるものではないが、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート;N−ビニルピロリドン;N−ビニルカプロラクタム;アクリルアミド;モノ−又はジ−N−アルキル置換アクリルアミド;t−ブチルアクリルアミド;ジメチルアミノエチルアクリルアミド;N−オクチルアクリルアミド;ポリ(アルコキシアルキル)(メタ)アクリレート、例えば、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート;ビニルメチルエーテル等のアルキルビニルエーテル;及びこれらの混合物が挙げられる。好ましい極性モノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びN−ビニルピロリドンからなる群から選択されるものが挙げられる。
極性モノマーは、100重量部の全モノマーに基づいて、0〜50重量部未満、好ましくは1〜5重量部の量で存在し得る。
モノマー混合物は、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜50重量部の極性モノマー(酸官能性モノマーを含む)と、を含み得、
モノマーの合計は100重量部である。
他の実施形態において、(メタ)アクリレートモノマーは、
a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
b)1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
c)0〜50重量部未満の極性モノマー(酸官能性モノマーを除く)と、を含み、
モノマーの合計は100重量部である。
使用される場合、(メタ)アクリレートポリマー中で有用なビニルモノマーとしては、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル)、スチレン、置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン)、ハロゲン化ビニル及びこれらの混合物が挙げられる。このようなビニルモノマーは、概して、100重量部の全モノマーに基づいて、0〜5重量部、好ましくは1〜5重量部で使用される。
コーティングされた接着剤組成物の凝集強度を高めるため、多官能性(メタ)アクリレートを重合性モノマーのブレンドに混合してもよい。多官能性アクリレートは、エマルション重合又はシロップ重合に特に有用である。有用な多官能性(メタ)アクリレートの例としては、これらに限定されるものではないが、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート及びプロポキシル化グリセリントリ(メタ)アクリレート、並びにこれらの混合物等の、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート及びテトラ(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能性(メタ)アクリレートの量及び本質は、接着剤組成物の用途に応じて調整される。典型的には、多官能性(メタ)アクリレートは、接着剤組成物の総乾燥重量に基づいて、5重量部未満の量で存在する。このような多官能性(メタ)アクリレートは、通常、第1段階の光重合後に加えられる。より具体的には、多官能性(メタ)アクリレートは、接着剤組成物の100部の全モノマーに基づいて、0.01部〜1部の量で存在し得る。
共重合性モノマー混合物は、得られるポリマーの分子量を調整するための連鎖移動剤を、任意に、更に含んでもよい。有用な連鎖移動剤の例としては、これらに限定されるものではないが、四臭化炭素、アルコール、メルカプタン及びこれらの混合物からなる群から選択されるものが挙げられる。存在する場合、好ましい連鎖移動剤は、イソオクチルチオグリコレート及び四臭化炭素である。エマルション混合物は、使用する場合、100重量部の全モノマー混合物に基づいて、連鎖移動剤を最大約0.5重量部、典型的には約0.01〜約0.5重量部、好ましくは約0.05重量部〜約0.2重量部、更に含んでもよい。
コポリマーは、概して、保護された光架橋剤と光開始剤とを含有するモノマー混合物の、第1段階の光重合によって、調製される。有用な光開始剤としては、ベンジルジメチルケタール及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等の置換アセトフェノン、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン等の置換α−ケトール、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等の置換ベンゾインエーテル、芳香族スルホニルクロリド、並びに光活性オキシムが挙げられる。光開始剤は、100重量部の全モノマー(又はポリマー)当たり約0.001〜約5.0重量部、好ましくは、100重量部の全モノマー当たり約0.01〜約5.0重量部、より好ましくは、100重量部の全モノマー当たり0.1〜0.5重量部の量で使用され得る。
得られる重合反応生成物は、保護された感放射線光架橋基を含む、ペンダントの、保護された光活性架橋側鎖を有する酸官能性(メタ)アクリレートコポリマーである。これらは、後に、紫外線によって脱保護し、活性化し、架橋された接着剤生成物をもたらすことができる。
第1段階の光重合により、架橋されていないコポリマーが生成される。モノマーは完全に、又は、部分的に変換され得る。第1段階の光重合工程におけるモノマーの変換率は、重合媒体の屈折率を測定することにより、照射中に監視することができる。いくつかの実施形態において、モノマー混合物は、基材のコーティングに好適な、有用なコーティング粘度へと変換される。有用なコーティング粘度は、最大50%、好ましくは2〜30%、より好ましくは5〜20%の範囲の変換(すなわち、利用可能な、重合されたモノマーの百分率)によって得られる。溶質コポリマー(複数可)の分子量(重量平均)は、少なくとも100,000、好ましくは少なくとも500,000である。
コポリマーは、以下の式によって表すことができる。後に、カルボニルが保護されたMPXモノマー単位は脱保護され、光活性MPXモノマー単位が得られる。
−(Mester−(Macid−(Mpolar−(MPX*− → −(Mester−(Macid−(Mpolar−(MPX
(式中、
esterは、(メタ)アクリレートモノマー由来の重合モノマー単位を表し、
acidは、酸官能性モノマー由来の重合モノマー単位を表し、
polarは、非酸官能性極性モノマー由来の重合モノマー単位を表し、
PX*は、保護された光架橋剤モノマー由来の重合モノマー単位を表し、
PXは、脱保護された光架橋剤モノマー由来の重合モノマー単位を表し、かつ
下付き文字b、c、d及びeは、前述のコポリマー中の各モノマーの重量部を表す。)
好ましい一実施形態において、MPX*モノマー単位は、ケタールで保護されたベンゾフェノンであってもよく、これは、加水分解によって脱保護し、光活性ベンゾフェノンとすることができる。
Figure 0006359199
一実施形態において、本開示は、部分的に重合したモノマーを含む感圧接着剤を調製し、保護された光架橋官能性(メタ)アクリレート溶質コポリマー及び非重合の溶媒モノマーを含むシロップポリマーを生成する方法を提供する。「Z」基のカルボニル基を脱保護し、シロップポリマーを更に重合及び架橋してもよい。
非架橋コポリマーを生成する第1段階の光重合工程は、最初の光重合において「死んだポリマー」(すなわち、完全に重合され、フリーラジカル重合性ポリマーではない)を生成することが理解されよう。2つのコポリマーが後で架橋される場合はあるが、溶媒モノマー混合物は、現存のコポリマー上にフリーラジカル重合することはない。
式Iの光開始基Zは、好ましくは、生成したコポリマーを効率的に架橋するためのα開裂型光架橋剤として選択され、残りのモノマーを光重合することができる。
部分的な重合により、保護された光架橋官能性(メタ)アクリレート溶質コポリマーを1種以上の溶媒モノマー中に含む、コーティング可能な溶液が提供される。シロップの適用処理については、好ましいモノマー混合物は、100重量部の全モノマーに基づいて、85〜99重量部の1種以上の(メタ)アクリレートエステルモノマー、1〜15重量部の酸官能性モノマー、0〜10重量部の1種以上の第2の非酸極性モノマー及び0〜約5重量部のその他のビニルモノマーを含む。
いくつかの実施形態において、最初の光重合の後、熱重合を実施してもよい。すなわち、本開示は、
1)モノマー混合物を光重合し、ペンダントの、保護された光架橋基を有する溶質コポリマーを含むシロップポリマー組成物を提供する工程と、
2)シロップを熱重合し、コポリマー組成物を生成する工程であり、光架橋基が脱保護される、工程と、
3)任意に実施される工程であり、工程2)のコポリマー組成物をコーティングする工程と、
4)コポリマー組成物を光架橋する工程と、を含む、接着剤を調製する方法を提供する。
第1工程の光重合は、前述のとおり、任意の所望の変換率とすることができる。
熱開始剤を、工程1)の最初のモノマー混合物に加えてもよいが、ただし、温度を制御して熱開始を防止する。好ましくは、熱開始剤が工程1)のシロップコポリマー組成物生成物に加えられ、かつ溶媒モノマーの少なくとも95重量%がコポリマーに変換される。未反応のモノマー及びその他の揮発物は、光架橋工程の前に、当該技術分野において既知の手段によって除去することができる。
好適な開始剤としては、これらに限定されるものではないが、VAZO(商標)64(2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル))及びVAZO(商標)52(2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタンニトリル))等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル及び過酸化ラウロイル等の過酸化物、
好ましい熱開始剤Vazo 88(1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル))、Lupersol 101(,2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン)及びLupersol 130(2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3−ヘキシンからなる群から選択されるものが挙げられる。
使用される場合、開始剤は、100重量部のシロップポリマー組成物に基づいて、約0.0005〜約1重量部、好ましくは約0.001〜約0.5重量部を占め得る。
第2段階の熱重合工程は、保護された光架橋基を脱保護するのに十分であることが確認された。コポリマーの酸官能性によって触媒された保護基を加水分解するには、周囲の水分及び/又は反応物質中に残留する水分で十分であると考えられる。
米国特許第4,619,979号及び同第4,843,134号(Kotnourら)に記載の、連続的なフリーラジカル重合法等の無溶媒重合法、米国特許第5,637,646号(Ellis)に記載の、バッチ反応器を使用する、本質的に断熱的な重合法、及び、米国特許第5,804,610号(Hamerら)に記載の、パッケージ化されたプレ接着剤組成物を重合するために記載された方法もまた、ポリマーの調製に利用してもよい。好ましくは、第1のコポリマーは、断熱的バッチ重合プロセスによって調製され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5637646号(Ellis)に記載のとおり、反応の過程で、バッチに、又は、バッチから交換されるいずれかのエネルギーの絶対値の合計は、重合が起こった期間に発生した重合に対応する量の反応によって放出された総エネルギーの約15%未満である。
好ましくは、構成成分は、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第9607522号(Hamerら)及び米国特許第5,804,610号(Hamerら)に記載の、パッケージ化されたプレ接着剤組成物を重合するために説明された方法において説明された方法を使用して組み合わされ、光重合される。
Hamerの方法において、反応槽又は容器を形成するために使用されるパッケージ材料は、好ましくは、接着剤組成物と組み合わされるとき、所望の接着剤特性に実質的に悪影響を及ぼさない材料で作製される。接着剤組成物及びパッケージ材料の混合物から生成されるホットメルトコーティングされた接着剤は、接着剤組成物単独から生成されるホットメルトコーティングされた接着剤と比較して、改善された接着剤特性を有し得る。
パッケージ材料の少なくとも1つの構成成分(より好ましくは、パッケージ材料全体)は、好ましくは、接着剤の処理温度(すなわち、接着剤組成物が流動し始める、ガラス転移温度T)以下で溶融する。パッケージ材料は、好ましくは、融点が200℃以下、好ましくは170℃以下である。好ましい一実施形態において、融点は90℃〜150℃の範囲である。
パッケージ材料は、使用する重合法にとって適切でなければならない。例えば、光重合による場合、重合をもたらすために必要な波長の紫外線を十分に通すフィルム材料を使用する必要がある。
本開示の別の実施形態において、反応混合物はキャリアウェブ上にコーティングされ、シート材料によって覆われて重合され、ここで、キャリアウェブ、シート材料又は両方が、接着剤によってホットメルトコーティング可能である。キャリアウェブ及びシート材料の両方がホットメルトコーティング可能である場合、得られる複合物は、ホットメルトコーターに直接供給することができる、又は、より小さい細片若しくは断片に切断し、ホットメルトコーターに供給することができる。キャリアウェブ又はシート材料のうちの1つのみが、接着剤によってホットメルトコーティング可能である場合、コーティング不可能な存在物は、接着剤がホットメルトコーティングされる前に除去される。コーティング不可能な存在物が除去された後の取り扱いを容易にするために、重合された接着剤は、コーティング可能な存在物が、コーティングされた接着剤の主表面を実質的に包囲するように、それ自体の上に折り畳むことができる。次いで、接着剤ウェブは、ホットメルトコーターの中へ供給することができる、又は、接着剤ウェブは、ホットメルトコーティングの前に、より小さい細片若しくは断片に切断することができる。
キャリアウェブ又はシート材料のいずれかが接着剤によってコーティング可能でない場合、接着剤が容易に除去できるように、必要に応じて、キャリアウェブ又はシート材料を処理しなくてはならない。このような処理としては、シリコーン剥離コーティング、ポリフルオロポリエーテルコーティング、及びTeflon(商標)等のポリフルオロエチレンコーティングが挙げられる。
キャリアウェブは、重合中に、コーティングされた反応混合物を支持するのに十分な強度を提供しなくてはならない、又は、キャリアウェブは、重合中に、圧盤によって支持することができる。キャリアウェブは、無端の搬送ベルトとすることができる、又は、接着剤によってロールに巻くことができる可撓性材料とすることができ、キャリアウェブは、それ自体がシート材料である。無端の搬送ベルトは、シリコーンエラストマー;ポリフルオロエチレン、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート等から作製されたもの等のポリマーフィルム;ステンレス鋼等の金属;ゴム;ガラス繊維等から作製することができる。有用な可撓性材料としては、紙、及び、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、エチレンアクリル酸、エチレン酢酸ビニル、アイオノマー等から作製されたもの等のポリマーフィルムが挙げられる。コーティング可能な可撓性材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリブタジエン等のポリオレフィン;エチレンアクリル酸;エチレン酢酸ビニル;並びにアイオノマーが挙げられる。
同様に、シート材料は、前述の可撓性材料、並びに、剥離材料で任意にコーティングされてもよい、ガラス、ポリマー又は金属で作製された非可撓性プレートから作製することができる。反応混合物がその後光重合される場合、キャリアウェブ、シート材料又は両方は、このような光重合をもたらすように、化学線を十分に通さなくてはならない。
好ましくは、パッケージ材料は、パッケージ材料と、反応混合物の重合から生成された接着剤との、ホットメルトコーティングされた混合物の接着剤の特性に対して実質的に悪影響を及ぼさず、また、接着剤とパッケージ材料とのホットメルトコーティングされた混合物は、25℃及び1ラジアン/秒のねじり剪断力で測定するとき、約10〜約10Paの貯蔵弾性率を好ましくは有する。
得られる重合ブレンドを更に溶融処理し、均質なブレンドを生成することができる。分散混合、分配混合、又は分散及び分配混合の組み合わせをもたらす物理的ブレンド装置が、均質なブレンドの調製に有用である。物理的ブレンドのうち、バッチ法及び連続法の両方を使用することができる。バッチ法の例としては、BRABENDER(C.W.Brabender Instruments,Inc.(South Hackensack,N.J.)より入手可能なBRABENDER PREP CENTERを使用)又はBANBURY内部混合及びロールミリング加工(FARREL COMPANY(Ansonia,Conn.)より入手可能な装置を使用)が挙げられる。連続法の例としては、単軸押出成形、二軸押出成形、ディスク押出成形、往復一軸押出成形及びピンバレル一軸押出成形が挙げられる。連続法は、空洞移動エレメント(例えば、RAPRA Technology,Ltd.(Shrewsbury,England)より入手可能なCTM)及びピン混合エレメント、静的混合エレメント等の分配エレメント、並びに分散エレメント(例えば、「Mixing in Single−Screw Extruders」,Mixing in Polymer Processing,edited by Chris Rauwendaal(Marcel Dekker Inc.:New York(1991),pp.129,176〜177及び185〜186に記載のMADDOCK混合エレメント又はSAXTON混合エレメント)の両方を利用することを含むことができる。
概して、溶融した押出可能な組成物は、計量されて押出ダイ(例えば、コンタクト又はドロップダイ)に入れられる。押し出された組成物の形状は、ダイの出口開口部の形状によって決定される。様々な形状が生成され得るが、押し出された組成物は、典型的には、連続的又は不連続的なシートの形態で生成される。押出ダイは、ドロップダイ、コンタクトダイ、プロファイルダイ、環状ダイ、又はキャスティングダイであってもよく、例えば、Extrusion Dies:Design&Engineering Computation,Walter Michaelis,Hanser Publishers,New York,N.Y.,1984に記載されており、この記載は、参照により、その全容が本明細書に組み込まれる。
所望であれば、押出物表面の一方又は両方の平滑さを高めることができ、厚さは、押し出された組成物がダイを出た後、ニップロールを使用して押出物をチルロールに押し付けることにより、低減することができる。押し出されたシートの厚さは、好ましくは約0.001mm〜約5mm、より好ましくは0.005〜0.5mmである。シートが薄すぎると、接着剤シートの取り扱いが困難となる傾向があり、一方、厚すぎると、架橋が厚さ方向に不均一となり、接着剤の信頼性を低下させる場合がある。
押し出されたコーティングは、典型的には、基材上に堆積される。このようにして、他の一態様において、物品が提供される。物品は、基材と、基材に隣接して配置された架橋性組成物のコーティングとを含む。架橋性組成物は、上記と同一である。本明細書で使用される場合、用語「隣接して」は、第2の層の近くに配置された第1の層を指す。第1の層及び第2の層は、接触することができる、又は、別の層によって相互に分離することができる。例えば、基材が架橋性組成物に接触する場合、又は、プライマー層、若しくは、架橋性組成物の基材への接着を高める表面改質層等の別の層によって架橋性組成物から分離される場合、基材を架橋性組成物に隣接して配置することができる。架橋性組成物は、典型的には、基材の主表面へのコーティングとして適用され、また、物品は、架橋性組成物によってコーティングされた基材である。
任意の好適な基材を、物品に使用することができる。例えば、基材は、可撓性又は非可撓性とすることができ、また、ポリマー材料、ガラス若しくはセラミック材料、金属、又はこれらの組み合わせから形成することができる。一部の基材は、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はこれらのコポリマー)、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレート)、ポリカーボネート、ポリメチル(メタ)アクリレート(PMMA)、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、及びセルロース材料(例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース及びエチルセルロース)から調製されるもの等のポリマーフィルムである。その他の基材は、金属箔、不織材料(例えば、紙、布、不織スクリム)、フォーム(ポリアクリリック、ポリエチレン、ポリウレタン、ネオプレン)等である。一部の基材については、表面を処理し、架橋された組成物、架橋された組成物、又は両方への接着を改善することが望ましい場合がある。このような処理としては、例えば、プライマー層、表面改質層(例えば、コロナ処理又は表面研磨)又は両方の適用が挙げられる。
いくつかの実施形態において、基材は剥離ライナーである。剥離ライナーは、典型的には、架橋性組成物又は架橋された組成物に対して低い親和性を有する。代表的な剥離ライナーは、紙(例えば、クラフト紙)又はその他の種類のポリマー材料から調製することができる。一部の剥離ライナーは、シリコーン含有材料又はフルオロカーボン含有材料等の剥離剤の外層によってコーティングされる。
架橋性組成物コーティングは、紫外線に暴露された際に効果的に架橋され得る、任意の所望の厚さを有することができる。多くの実施形態において、架橋性組成物コーティングの厚さは、20mil(500μm)以下、10mil(250μm)以下、5mil(125μm)以下、4mil(100μm)以下、3mil(75μm)以下又は2mil(50μm)以下である。厚さは、少なくとも0.5mil(12.5μm)又は少なくとも1mil(25μm)であることが多い。例えば、架橋性組成物コーティングの厚さは、0.5mil(2.5μm)〜20mil(500μm)の範囲、0.5mil(5μm)〜10mil(250μm)の範囲、0.5mil(12.5μm)〜5mil(125μm)の範囲、1mil(25μm)〜3mil(75μm)の範囲又は1mil(25μm)〜2mil(50μm)の範囲とすることができる。
他の態様において、架橋された組成物及び架橋された組成物を含む物品が提供される。架橋された組成物は、紫外線に暴露された架橋性組成物の反応生成物である。物品は、基材と、基材に隣接して配置された、架橋された組成物のコーティングとを含む。基材と、架橋された組成物を形成するのに使用される架橋性組成物は、上記と同一である。好適な紫外線源は、上記と同一である。
押し出された組成物は、ライナーと任意に組み合わせてもよい。ライナーのための好適な材料としては、シリコーン剥離ライナー、ポリエステルフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム)及びポリオレフィンフィルム(例えば、ポリエチレンフィルム)が挙げられる。ライナー及び押し出された組成物は、一対のニップローラー間に共に積層することができる。
前述の光架橋、Z基のカルボニルを脱保護する。後続の溶融処理により、ケタール保護基を加水分解するのに十分な温度及び周囲水分がもたらされ、そのため、別の加水分解工程が不要であることが判明している。コポリマー中のアクリル酸等の酸官能性モノマーは酸触媒の十分な供給源であり、そのため、加水分解用に追加の酸が不要であることが更に判明している。ケタールは、水及び酸触媒への暴露により、別々の工程で脱保護し、加水分解してもよい。その他の保護基は、上記のWutsの文献に記載のような、当該技術分野において既知の手段によって除去することができる。
即時的な方法には、紫外線によって開始される、第1工程の光重合及び第2工程の光架橋が必要である。紫外線光源は、2種類のものとすることができる:1)比較的低い光強度の光源、例えば、280〜400nmの波長範囲にわたり、概して10mW/cm以下(米国標準技術局により承認された手順に従い、例えば、Electronic Instrumentation&Technology,Inc.(Sterling,VA)製のUVIMAP(商標)UM 365 L−S放射計によって測定)をもたらすブラックライト、2)比較的高い光強度の光源、例えば、概して10mW/cm超、好ましくは15〜450mW/cmの強度をもたらす中圧水銀ランプ。シロップポリマー組成物を完全に又は部分的に重合させるために化学線を使用する場合、高い強度と短い曝露時間が好ましい。例えば、強度600mW/cm及び暴露時間約1秒を、首尾よく使用することができる。強度は、約0.1〜約150mW/cm、好ましくは約0.5〜約100mW/cm、より好ましくは約0.5〜約50mW/cmの範囲とすることができる。
紫外線源は、光重合工程と光架橋工程とで、同一でも異なってもよい。
接着剤はまた、1種以上の従来の添加剤を含んでもよい。好ましい添加剤としては、粘着付与剤、可塑剤、染料、抗酸化剤及び紫外線安定剤が挙げられる。このような添加剤は、これらが、接着剤の優れた特性に影響を及ぼさない場合に使用することができる。
いくつかの実施形態において、組成物は粘着付与剤を含む。固体粘着付与剤又は液体粘着付与剤のいずれかを、添加することができる。固体粘着付与剤は、概して、数平均分子量(Mn)が10,000グラム/モル以下、かつ軟化点が約70℃超である。液体粘着付与剤は、軟化点が約0℃〜約70℃の粘性の物質である。
好適な粘着付与樹脂としては、ロジン酸及びこれらの誘導体(例えば、ロジンエステル)等のロジン樹脂;ポリテルペン(例えば、αピネン系樹脂、βピネン系樹脂及びリモネン系樹脂)及び芳香族変性ポリテルペン樹脂(例えば、フェノール変性ポリテルペン樹脂)等のテルペン樹脂;クマロン−インデン樹脂;並びにC5系炭化水素樹脂、C9系炭化水素樹脂、C5/C9系炭化水素樹脂及びジシクロペンタジエン系樹脂等の石油系炭化水素樹脂を挙げることができる。これらの粘着付与樹脂は、添加されると、水素添加され、感圧接着剤組成物に対するこれらの色の寄与を低減することができる。所望であれば、様々な粘着付与剤の組み合わせを使用することができる。多くの実施形態では、粘着付与剤は、ロジンエステルである、又は、ロジンエステルを含む。
ロジンエステルである粘着付与剤は、様々なロジン酸とアルコールとの反応生成物である。これらの生成物としては、これらに限定されるものではないが、ロジン酸のメチルエステル、ロジン酸のトリエチレングリコールエステル、ロジン酸のグリセロールエステル及びロジン酸のペンタエリスリトールエステルが挙げられる。これらのロジンエステルは、部分的又は完全に水素添加し、安定性を改善し、かつ感圧接着剤組成物に対するこれらの色の寄与を低減することができる。ロジン樹脂粘着付与剤は、例えば、Eastman Chemical Company(Kingsport,TN,USA)より商標表記PERMALYN、STAYBELITE及びFORALで、並びにNewport Industries(London,England)より商標表記NUROZ及びNUTACで市販されている。完全水素添加ロジン樹脂は、例えば、Eastman Chemical Companyより商標表記FORAL AX−Eで市販されている。部分水素添加ロジン樹脂は、例えば、Eastman Chemical Companyより商標表記STAYBELITE−Eで市販されている。
炭化水素樹脂である粘着付与剤は、様々な石油系原料から調製することができる。これらの原料は、脂肪族炭化水素(主としてC5モノマーであり、若干のその他のモノマー、例えば、トランス−1,3−ペンタジエン、シス−1,3−ペンタジエン、2−メチル−2−ブテン、ジシクロペンタジエン、シクロペンタジエン及びシクロペンテンの混合物等が存在する)、芳香族炭化水素(主としてC9モノマーであり、若干のその他のモノマー、例えば、ビニルトルエン、ジシクロペンタジエン、インデン、メチルスチレン、スチレン及びメチルインデンの混合物等が存在する)又はこれらの混合物とすることができる。C5モノマー由来の粘着付与剤はC5系炭化水素樹脂と呼ばれ、C9モノマー由来のものはC9系炭化水素樹脂と呼ばれる。いくつかの粘着付与剤は、C5モノマーとC9モノマーとの混合物由来である、又はC5系炭化水素粘着付与剤とC9系炭化水素粘着付与剤とのブレンドである。これらの粘着付与剤は、C5/C9系炭化水素粘着付与剤と呼ぶことがある。これらの樹脂のうちのいずれかを、部分的又は完全に水素添加し、これらの色及び熱安定性を改良することができる。
C5系炭化水素樹脂は、Eastman Chemical Companyより商標表記PICCOTAC及びEASTOTACで、Cray Valley(Exton,PA,USA)より商標表記WINGTACKで、Neville Chemical Company(Pittsburg,PA,USA)より商標表記NEVTAC LXで、並びにKolon Industries,Inc.(South korea)より商標表記HIKOREZで市販されている。C5系炭化水素樹脂は、Eastman Chemicalより、様々な水素添加度のものが、商標表記EASTOTACKで市販されている。
C9系炭化水素樹脂は、Eastman Chemical Companyより商標表記PICCO、KRISTLEX、PLASTOLYN、PICCOTAC及びENDEXで、Cray Valley(Exton,PA,USA)より商標表記NORSOLENEで、Ruetgers N.V.(Belgium)より商標表記NOVAREZで、並びにKolon Industries,Inc.(South korea)より商標表記HIKOTACで市販されている。これらの樹脂は、部分的又は完全に水素添加することができる。水素添加の前には、C9系炭化水素樹脂は、プロトン核磁気共鳴による測定では、芳香族が約40%であることが多い。水素添加C9系炭化水素樹脂は、例えば、Eastman Chemicalより商標表記REGALITE及びREGALREXで市販されており、これらは50〜100%(例えば、50%、70%、90%及び100%)水素添加されている。部分的に水素添加された樹脂は、典型的にはいくつかの芳香環を有する。
様々なC5/C9系炭化水素粘着付与剤が、Arakawa(Germany)より商標表記ARKONで、Zeon Corporation(Japan)より商標表記QUINTONEで、Exxon Mobile Chemical(Houston,TX)より商標表記ESCOREZで、並びにNewport Industries(London,England)より商標表記NURES及びH−REZで市販されている。
粘着付与剤のいずれかを、組成物中の固体の総重量に基づいて少なくとも5重量%に等しい量で使用することができる。本明細書で使用する場合、用語「固体」は、架橋性組成物中の水及び有機溶媒以外の全ての材料を包含する。いくつかの実施形態において、粘着付与剤の量は、架橋性組成物中の固体の総重量に基づいて、少なくとも10重量%、少なくとも20重量%又は少なくとも40重量%である。粘着付与剤の量は、最大でモノマー/コポリマー構成成分と等量とすることができる。概して、粘着付与剤は、架橋性組成物中の固体の総重量に基づいて、60重量%以上、最大55重量%、最大50重量%、最大45重量%又は最大40重量%の量で加えてもよい。いくつかの実施形態において、粘着付与剤は、架橋性組成物中の固体の総重量に基づいて、20〜60重量%の範囲、30〜60重量%の範囲、20〜50重量%の範囲、30〜50重量%の範囲、20〜45重量%の範囲、20〜40重量%の範囲の量で存在する。
いくつかの実施形態において、組成物が粘着付与剤を含むような場合、架橋された組成物は、典型的には、感圧接着剤である。このように、架橋された組成物のコーティングを有する物品は感圧接着剤層を有し、このような物品の典型的な多くの用途に使用することができる。感圧接着剤層に隣接する基材は、特定の用途に応じて選択することができる。例えば、基材は、シート材料とすることができ、得られる物品は、装飾的なグラフィックを提供することができ、又は、反射性の製品とすることができる。他の実施例において、基材は、ラベル材料(得られる物品は、接着剤層を有するラベルである)又はテープバッキング(得られる物品は接着テープである)とすることができる。更に他の実施例において、基材は、剥離ライナーとすることができ、得られる物品は転写テープとすることができる。転写テープは、感圧接着剤層を別の基材又は表面に転写するのに使用することができる。その他の基材及び表面としては、例えば、パネル(例えば、自動車パネル等の金属パネル)又はガラス窓が挙げられる。
一部の物品は、接着テープである。接着テープは、架橋性組成物がテープバッキングの片面に付着された片面接着テープとすることができる、又は、テープバッキングの両主表面上に感圧接着剤層を有する両面接着テープとすることができる。2つの感圧接着剤層のうちの少なくとも1つは、上記の架橋性組成物である。両面接着テープは、剥離ライナー上に保持されることが多い。
試験方法
接着剤剪断強度の測定
剪断力試験は、実施例において調製された接着テープの12.7ミリメートル(mm)幅の試料を使用して実施した。ステンレス鋼パネルを、アセトンで拭き取ることによって洗浄し、空気乾燥させた。接着テープの試料を、各接着テープの25.4mm×25.4mm部分がパネルに密着し、各接着テープの1つの末端は解放されている(すなわち、パネルに付着されていない)ように、パネルに適用した。1000gの重りを接着テープ試料の解放末端に装着し、パネルが、伸長された解放末端及び重りと180°の角度を形成するように、パネルをラックに保持した。試験は約70℃で実施し、各接着テープが試験パネルから分離するまでの経過時間を分単位で、剪断強度として記録した。経過時間が10000分を超えた場合、経過時間は>10000分として記録した。2回の剪断力試験を各接着テープ試料について実施し、結果を平均化した。
剥離接着力の測定
剥離接着力は、実施例において調製された接着テープを使用して測定した。ステンレス鋼パネルを、アセトンで拭き取ることによって洗浄し、乾燥させた。幅12.7mm、長さ10〜12cmの大きさの接着テープを、2kgの硬質ゴムローラーで2回ローリングすることによって、パネルに接着した。接着テープの解放末端を、除去の角度が180°となり、接着試験スケール(SLIP/PEEL TESTER MODEL 3M90、Instrumentors Inc.(Strongsville,OH,USA)より入手)の水平アームに装着されるように、折り返した。ステンレス鋼プレートを、1分当たり12インチ(1分当たり30.5cm)の速度でスケールから遠ざかるプラットホームに装着した。剥離試験は、接着テープを試験パネルに適用した直後に開始した。試験中、スケールをオンス単位で、安定化された剥離力の平均として読み取った。続いて、数字を変換し、デシメーター当たりのニュートン(N/dm)として報告した。3回の剥離試験を各サンプルに対して実施し、平均値を求め、剥離力の報告値を得た。
ゲル含量の測定
ポリマーの試料(〜0.30g)を、あらかじめ重量を測定した矩形メッシュ(4インチ×2.5インチ(〜10cm×6.4cm))の中央に置いた。メッシュは、MCNICHOLS QUALITY WIRE MESH(平織り、ステンレス鋼304型、織布構成体、325mesh、0.0014インチ(〜36μm)のワイヤ、0.0017インチ(〜43μm)の開口部)であった。メッシュの突出部を内側に折り畳み、メッシュの内側にテープを包み込んで固定化した。ポリマーを包んで折り畳んだメッシュを、ガラス製広口瓶内のトルエン30mL中に24時間浸漬した。続いて接着剤を有するメッシュを広口瓶から取り出し、オーブン中で30分間、120℃で乾燥し、再度重量を測定し、試料の質量を算出した。ポリマーのゲル化した不溶性部分を、以下の式を使用し、ゲル重量パーセント(「ゲル重量%」)として算出した。
Figure 0006359199
固有粘度(IV)の測定
本明細書に報告した固有粘度(IV)は、当業者によって使用される、従来法によって得た。IVは、27℃に調整した水浴中でLauda粘度計を使用し、ポリマー溶液(酢酸エチル中のポリマー1デシリットル当たり0.3g)10mLの流速を測定して得た。準拠した試験手順及び使用した装置については、Textbook of Polymer Science,F.W.Billmeyer,Wiley−Interscience,Second Edition,1971、84及び85ページに詳述されている。
固形分率の測定
試験材料の試料(〜0.5〜2.0g)を小型のスズ製の開放容器にとり、対流オーブン中に約105℃で終夜保存した。蒸発したモノマーの重量減少の測定値により、ポリマーに変換されたモノマーの量を算出し、重量パーセント(重量%)として表示した。
Figure 0006359199

Figure 0006359199

Figure 0006359199
実施例1(EX−1):AEBP(「KAEBP」)のジメチルケタール
25等量のMeOH、1.5等量のオルトギ酸トリメチル及び20mMのTFAとの反応によってAEBPをケタール化し、対応するジメチルケタール(「KAEBP」)を生成した。反応混合物を24時間還流した後、ロータリーエバポレーターで乾燥状態まで留去した。粗生成物のH NMRは3.01ppmにメトキシ基のピークを示し、生成物における7.47ppmのピークに対する出発物質における7.85ppmの芳香族水素の組の比によって、ケトンからケタールへの93.9%の変換を示した。粗KAEBP生成物の一部をシリカゲルカラムで精製し、KAEBPを粘性の液体として得た。
比較例1(CE−1):
表2に示した相対量を使用して、IOA、AA、IOTG及びIRG651を広口瓶中でブレンドすることにより、溶液を調製した。広口瓶中の混合物に、磁気撹拌子を加え、混合物を撹拌プレート上に定置して混合し、硬化性組成物を形成した。EVAフィルムを熱融着し、それぞれが18cm×5cmの大きさの、開放型の受け部を形成した。各受け部に、約26gの硬化性組成物を充填した。空気を開放端から押し出した後、J.J.Elemer Corp.(St.Louis,MO,USA)の「MIDWEST PACIFIC IMPULSE SEALER」を使用して、開放端を熱融着した。EVAフィルム内に包まれた硬化性組成物を、一定温度の17℃の水浴中に浸漬し、紫外線(365nm、4mW/cm)で各面に対して8分間ずつ照射し、硬化性組成物を重合させた。
Figure 0006359199
比較例2(CE−2):
比較例2は、比較例2に使用した手順に従って作製した。ただし、材料の量は表2においてCE−2について示したとおりであり、0.25重量部のAEBPを含んだ。
実施例2(EX−2):
実施例2は、比較例1に使用した手順に従って作製した。ただし、材料の量は表2においてEX−2について示したとおりであり、0.25重量部のKAEBPを含んだ。プロトンNMRは、3.01ppmのメトキシのシグナルが依然として存在していることを示した。
実施例3(EX−3):
実施例3は、比較例1に使用した手順に従って作製した。ただし、材料の量は表2においてEX−3について示したとおりであり、0.35重量部のKAEBPを含んだ。
ゲル含量の測定を、CE−1、CE−2及びEX−2のそれぞれについて実施し、表3に要約したとおり、ゲル重量%の結果を得た。
Figure 0006359199
各ポリマー(CE−1、CE−2、EX−2)の約50gを個々にBrabender中で、160℃、100rpmで10分間ホットメルトブレンドした。
ホットメルトブレンド前後のEX−2の試料を、プロトンNMRによって分析した。スペクトラムは、ホットメルトブレンドされたポリマーにおいて、3.01ppmのケタールメトキシのピークの低下を示す。ホットメルトブレンド後のEX−2の材料のゲル重量%値は、80重量%であることが判明した。
ホットメルトブレンド後のEX−2の試料は、UV融合ランプを使用し、23mJ UVC(並びに200mJのUVB及び600mJのUVA)の照射で硬化し、試料を、ホットメルトブレンド前のCE−1、CE−2及びEX−2の材料の試料と共に、下記のとおり、タンデルタ値について分析した。
ホットメルトブレンド前のCE−1、CE−2、EX−2の材料、並びにホットメルトブレンド及びUV硬化後のEX−2材料の試料を押圧し、レオメトリー分析用に1.5mmのフィルムとした。試料を、試料の加熱及び冷却用の環境チャンバーアタッチメントを備えたDHR2−応力制御レオメーター(TA Instruments)中で試験した。温度変化実験を、試料について、25mmのプレートで、20℃から125℃まで1ラジアン/秒の振動数で、3℃/分の変化速度で実施した。レオメーターは振動トルクを角変位の関数として記録し、かつデータを処理して保存弾性率及び損失弾性率を得、これによって試料のタンデルタを得た。得られたタンデルタ値を、表4に要約した。
Figure 0006359199
粘着付与剤添加の有無による、EX−3の性能を検査した。実施例4及び5(EX−4及びEX−5)については、EX−3の試料を、押出成形機中で、表5に示した量の粘着付与剤(FORAL 3085)と、160℃で配合した。得られたホットメルトを、二軸押出機においてドロップダイを使用し、ライナー上にコーティングした。ダイ及び押出成形機の押出成形温度は、160℃に維持した。押出成形された試料を、厚さ3mil(〜76μm)でコーティングした。後に、試料をMitsubishi 3SAB PETフィルム上に積層し、UV融合ランプを使用し、23mJ UVC(並びに200mJのUVB及び600mJのUVA)の照射で硬化した。得られたテープの接着特性は、表5に要約したとおりである。
Figure 0006359199
実施例6及び7(EX−6及びEX−7)については、処理はEX−4及びEX−5と同様であり、ただし、最初の配合工程の前に、水を、表5に示した量で加えた。得られたテープの接着特性は、表5に要約したとおりである。
プレ接着剤組成物の代替の合成において、IOA(47.5g)をAA(2.5g)と混合し、この混合物に、IRG651(0.1重量部)、IOTG(0.04重量部)及びKAEBP(EX−1の粗製材料、0.5重量部)を加えた。混合物を澄明なガラス製広口瓶に移し、窒素ガスで60秒間パージした。続いて広口瓶を密封し、350nmを中心としたブラックライトに露出し、撹拌した。発熱反応が生じ、材料の粘度が上昇し、反応シロップが形成された。反応混合物は、固形分の百分率試験及びNMR分析に基づき、(ポリマーを形成するアクリレートモノマーの反応に関して)約35重量%変換されたことを測定した。
続いて、反応器中の反応シロップの38.2gの分量に、熱開始剤及びIOTG(0.016重量部)を酢酸エチル溶液として加えた(〜0.9重量部;熱反応開始剤の混合は、米国特許第7,968,661号の実施例に概説されている一般的な教示に従った)。反応器を密封し、酸素をパージした後、窒素の陽圧下で保存した。反応混合物を62℃に加熱すると、反応が断熱的に進行し、プレ接着剤組成物が生成された。プレ接着剤組成物の固有粘度値は〜0.57、モノマーのポリマーへの変換率は〜95重量%であり、また、NMR分析によると、ケタール保護基の脱離は完全であった。

Claims (12)

  1. アクリル系接着剤組成物用の光架橋剤であって、
    式:
    Figure 0006359199

    (式中、
    はH又はCHであり、
    及びXのそれぞれは−O−又は−NR−であり、
    は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
    下付き文字aは0又は1であり、
    Zは、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、9−フルオレノン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、ベンジル、クロモン、ベンゾイルシクロヘキサン、ベンゾイルピペリジン、ベンゾイルピペラジン、ベンゾイルモルホリン、ベンゾイルtert−アルキレン及びベンゾイル−tert−ヒドロキシアルキレン由来の、カルボニルが保護された基から選択される、カルボニルが保護された光架橋基である)の、保護された光架橋剤。
  2. 式:
    Figure 0006359199

    [式中、
    はH又はCHであり、
    及びXのそれぞれは−O−又は−NR−であり、
    は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
    下付き文字aは0又は1であり、
    Protはカルボニル保護基であり、
    は以下:
    Figure 0006359199

    (式中、R1はH又はC〜Cアルキル基であり、Rは、独立して、ヒドロキシル基、フェニル基、C〜Cアルキル基又はC〜Cアルコキシ基である)から選択される]の、請求項1に記載の保護された光架橋剤。
  3. Protが、環状若しくは非環状ケタール、ジチオケタール、O−置換シアノヒドリン、置換ヒドラゾン、オキサゾリジン、イミダゾリジン及びチアゾリジン保護基から選択される、請求項1に記載の保護された光架橋剤。
  4. アクリル系接着剤組成物用の重合性組成物であって、
    少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーと、光開始剤と、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保護された光架橋剤を含む、重合性組成物。
  5. a)50〜99重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
    b)1〜50重量部の極性モノマー(酸官能性モノマーを含む)と、を含み、
    前記モノマーの合計が100重量部である、請求項4に記載の重合性組成物。
  6. 前記(メタ)アクリレートモノマーが、
    a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
    b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
    c)0〜50重量部未満の極性モノマー(酸官能性モノマーを除く)と、を含み、
    前記モノマーの合計が100重量部である、請求項5に記載の重合性組成物。
  7. a)少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーと、光開始剤と、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保護された光開始剤と、のモノマー混合物を光重合する工程と、
    b)前記保護された光架橋剤を脱保護する工程と、
    c)得られたコポリマーを光架橋する工程と、を含む、アクリル系接着剤組成物を調製する方法。
  8. 第1の光重合工程の前記モノマー混合物が、非架橋コポリマーへと完全に変換される、請求項7に記載の方法。
  9. 第1の光重合工程の前記モノマー混合物が、非架橋コポリマーへと最大30%変換される、請求項7又は8に記載の方法。
  10. 工程a)の生成物が、ペンダントの、保護された光架橋基を有する(メタ)アクリレートコポリマーである、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 1)モノマー混合物を光重合し、ペンダントの、保護された光架橋基を有する溶質コポリマーを含むシロップポリマー組成物を提供する工程と、
    2)前記シロップポリマー組成物を熱重合し、コポリマー組成物を生成する工程であり、前記光架橋基が脱保護される、工程と、
    3)任意に実施される工程であり、工程2)の前記コポリマー組成物をコーティングする工程と、
    4)前記コポリマー組成物を、紫外線への露出によって光架橋する工程と、を含む、請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. アクリル系接着剤組成物用のコポリマーであって、
    式:
    −(Mester−(Macid−(Mpolar−(MPX*
    (式中、
    esterは、(メタ)アクリレートモノマー由来の重合モノマー単位を表し、
    acidは、酸官能性モノマー由来の重合モノマー単位を表し、
    polarは、非酸官能性極性モノマー由来の重合モノマー単位を表し、
    PX*は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保護された光架橋剤モノマー由来の重合モノマー単位を表し、かつ
    下付き文字b、c、d及びeは、コポリマー中の各モノマーの重量部を表す)のコポリマーであり、
    100重量部のモノマー混合物に対し、
    a)50〜99.9重量部の(メタ)アクリレートエステルモノマーと、
    b)0.1〜15重量部の酸官能性モノマーと、
    c)0〜50重量部未満の極性モノマー(酸官能性モノマーを除く)と、
    d)0.05〜0.5重量部の前記保護された光架橋剤と、
    を含む、コポリマー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102654342B1 (ko) * 2019-09-19 2024-04-02 주식회사 엘지화학 점착제 조성물 및 이를 이용한 임시고정용 점착시트

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4304705A (en) 1980-01-02 1981-12-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation-curable polymers containing pendant unsaturated peptide groups derived from azlactone polymers
US4777276A (en) 1981-10-29 1988-10-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acrylamidoacylated oligomers
US4619979A (en) 1984-03-28 1986-10-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Continuous free radial polymerization in a wiped-surface reactor
US4843134A (en) 1984-03-28 1989-06-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acrylate pressure-sensitive adhesives containing insolubles
US4847137A (en) 1986-05-19 1989-07-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Pressure-sensitive adhesive crosslinked by copolymerizable aromatic ketone monomers
US4903545A (en) 1989-03-03 1990-02-27 Sundstrand-Sauer Hydrostatic transmission center section
US5804610A (en) 1994-09-09 1998-09-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of making packaged viscoelastic compositions
DE69509537T2 (de) 1994-09-09 1999-09-23 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zur herstellung von verpacktem hei chmelzenden klebstoff
US5877313A (en) 1995-05-17 1999-03-02 Bristol-Myers Squibb Benzo-fused azepinone and piperidinone compounds useful in the inhibition of ACE and NEP
US5637646A (en) 1995-12-14 1997-06-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Bulk radical polymerization using a batch reactor
US7968661B2 (en) 2005-12-28 2011-06-28 3M Innovative Properties Company Method of free radically polymerizing vinyl monomers
US20120329898A1 (en) * 2008-04-14 2012-12-27 3M Innovative Properties Company 2-octyl (meth)acrylate adhesive composition
US20100151241A1 (en) * 2008-04-14 2010-06-17 3M Innovative Properties Company 2-Octyl (Meth)acrylate Adhesive Composition
US7838110B2 (en) 2008-12-02 2010-11-23 3M Innovative Properties Company Aziridine-functional photoactive crosslinking compounds
WO2012091817A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 3M Innovative Properties Company Pressure-sensitive adhesives with triazine-epoxy crosslinking system
KR20140030206A (ko) * 2011-04-26 2014-03-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 혼합 광가교결합 시스템을 갖는 감압 접착제
EP2733186A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-21 3M Innovative Properties Company Highly tackified acrylate pressure sensitive adhesives
JP6537118B2 (ja) * 2013-08-07 2019-07-03 東洋合成工業株式会社 化学増幅フォトレジスト組成物及び装置の製造方法

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