JPH07500368A - 輻射線硬化性イソオレフィンコポリマー - Google Patents

輻射線硬化性イソオレフィンコポリマー

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 輻射線硬化性イソオレフィンコポリマー本発明は、イソオレフィンとパラ−アル キルスチレンとの輻射線反応性の官能化されたコポリマーに関する。さらに詳細 に述べると、本発明は、オフリレート及び所望により感光性及びその他の官能性 を含むものによって官能化されているそのようなコポリマーに関する。
発明の背景 ポリマー物質の架橋を引起こすため輻射線感受性の官能基を用いる技術は発展中 の技術である。輻射線架橋性官能基をゴム弾性ポリマーに組込むことも望ましい 。なぜなら、そのような官能基を持つエラストマーは溶媒を含まない生成物及び プロセスを生成するために利用できるからであり、感圧接着剤、コーティング、 ラミネート、膜、シーラント、及びリソグラフィーの用途に限定されない。その ような輻射線硬化されたポリマーは、凝集強さ、温度、磨耗、溶媒、及びオゾン に対する強化された抵抗性を示す。
外部から添加又はブレンドされた架橋剤を用いる方法には生来の困難さがいくつ か伴う。添加される反応体は毒性及び/又は揮発性である可能性があり、さらに 製造上の困難さ及び危険を生じるかもしれない。また、エラストマー性の主鎖と 非相溶性の架橋剤は効果的な架橋を妨害するかもしれない。ポリマーの主鎖内に 反応性不飽和部位は、ポリマーにより異なるが、外部的なラジカル架橋を容易に でき、不飽和はまた、主鎖がラジカルの関与する反応によって切断され得る部位 を提供する。
これらの添加剤化合物を使用することなく硬化でき、ラジカルを含む反応中に分 解しない飽和ポリマー主鎖を有する感圧接着剤及びコーティングを得ることが望 ましい。この目的のために、別法として、例えば、輻射線感応性ビニル重合性コ モノマーと共重合させることによって、輻射線反応性架橋剤をポリマー主鎖に組 み入れることができる。しかしながら、このようなコモノマーを大規模に製造す ることは一般に難しい。輻射線反応性官能基を後重合工程においてポリマー主鎖 にグラフト化させることもできるが、所望の反応部位において適切な分子の接触 を達成するのは困難であるため、得られるポリマーは一般に低収率の不均一生成 物である。ポリマーにおける光化学反応のメカニズム及び光開始剤の例が、本書 に引用によって組み入れられている、J、F、 ラデク(Radek)の[メカ ニズムズ・オブ・ホトフィジカル・プロセスズ・アンド・ホトケミカル・リアク ションズ・インーポリマーズ・セオリー・アンド・アプリケイションズ(lle chanis量Sof Photophysical Processes a nd Photochemical Reactions in Polym■ 窒■ Theory and Aplications)J 、第11及び12章、J 、ワイリ・アンド・サンズ(J。
1i1ey & 5ons) 、1987、において適切に説明されている。
サト−(Sato)ほかに与えられた米国特許第4.188.215号、フクタ ニ(Fukutani)ほかに与えられた第3.923.703号、ニシクボ( Nishikubo)ほかに与えられた第3,867.318号、アザミ(Az ami)ほかに与えられた3、 694.383号、及びレイノルズ(Reyn olds)に与えられた第3.560.465号、及び英国特許第1.341. 004号は全て、感光性の官能基を持つポリマー樹脂及び/又はそれらの樹脂の 製造方法に関する。これらの感光性樹脂は一般的に写真のフィルムに有用である 。
ポリマーと感光性架橋剤のブレンドを含む感光性コーティングはマラテスタ(M alatesta)らの米国特許第3.867、271号に開示されている。こ の特許においては、共役ジエン含有ブチルゴムを特定の感光剤の助けにより紫外 線で硬化させる。ガラス支持体用のコーティングとして有用であると言われる同 様な組成物が、トビアス(Tobias)らの米国特許第4.086.373号 に、少なくともゴム状熱可塑性有機ポリマーと有機感光剤を含むものとして開示 されている。
感光性ビニルモノマーは、スコールッチ(Skoultchi)の米国特許第3 .429.852号及び第3.574.617号に開示されているが、ここでは 、置換ベンゾフェノンのエチレン性不飽和誘導体を、置換ベンゾフェノンをグリ ジルアクリレート又はグリジルメタクリレートのようなエチレン性不飽和反応体 と反応させることを含む方法によって製造する。得られるモノマーをその後単独 重合するか又は様々な従来的エチレン性不飽和モノマー、即ち、ビニルモノマー と共重合することができる。感光性コーティング系は、有機溶媒又はエマルジョ ンから支持体上に固体ポリマーを付着させることによって製造される。この感光 性コーティングは、例えば、リソグラフィー及び蝕刻(chemical Il lilling)を含む種々の用途に使用するのに特に適していると記載されて いる。
同様な概念がワイニー(finey)の米国特許第4.148.987号に開示 されているが、ここでは、置換ベンゾフェノン又はアセトフェノンのモノエチレ ン性不飽和誘導体を、ベンゾフェノン又はアセトフェノンをビニルベンジルクロ リドと反応させることによって製造している。これらの誘導体を重合してホモポ リマー又は広範囲の従来的エチレン性不飽和モノマーとのコポリマーを形成する 。得られるポリマーは、2.000乃至5.000オングストロームの波長を有 する紫外線のような輻射線に対して感応性であり、そのような輻射線に暴露され ると容易に架橋又は硬化する。接着剤、結合剤、コーティング、及び含浸組成物 がこれらのポリマーから製造される。
輻射線感応性官能基は印刷産業においてポリマー物質の架橋を誘導するために使 用されてきたが、ここでは、印刷板は初めに感光性を有するポリマーでコーティ ングされる。このような輻射線架橋性ポリマーは半導体又はその他の彫刻物品の 製造においてもフォトレジストとして広く使用されてきた。
ポリ (ビニルベンジルクロリド)のp−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒド ロキシフルオレノン、カルバゾールカリウム、及び類似物を含む感光性化合物に よる改質が、ベイゾー(Bai Iy)らのジャーナル・オブ・アプライド・ポ リマー・サイ玉ヱ五上災隻ヱニニヱ旦各上ユニニ五1工乞二ヱ■包凹匹り妊」圧 旦封」恒庄肛5cience; Polymer Chemistry Ed、 )q第17巻、777〜782頁(1980) +こ開示されている。
共に譲渡されている、1989年11月22日出願の米国出願第441,575 号は、また、共に出願中の、1989年10月3日出願、米国出願第416,5 03号の一部継続であり、第416.503号は、共に出願中の、1988年5 月27日出願、米国出願第199.665号及びそれの一部継続の、共に出願中 の、1989年lO月3日出願、米国出願第416、713号との一部継続であ り、これらの開示は本書に引用済みであるが、この中で、次のことが理論付けら れた・すなわち、望ましい特定の官能基の制御された量をペンダント基として飽 和炭化水素主鎖上に導入すると、これらのポリマーが他の表面に接着し、及び/ 又は「グラフト化」又は架橋反応により他の官能性ポリマーと共に反応するか又 はそれらと相溶化されるので、用途が大幅に拡大する。さらに次ぎのことも理論 づけられた。すなわち、正しい種類と量のペンダントの官能基を導入することに より、これらの飽和炭化水素ポリマーが「塗装」又は被覆(コーティング)可能 となり、又はこれらのポリマーを他の物質に被覆でき、及び/又は他の物質と積 層するか、これらの物質中に分散させ、性質の望ましい組合わせを持つ複合物質 を生成できる。
共に譲渡されている、1989年11月27日出願の米国出願第442.028 号は、及び1990年12月20日出願の米国出願第631.610号及び第6 33.645号の開示は全て本書に引用によって組み入れられているが、これら は約2乃至約7の炭素原子を有するイソオレフィンとパラアルキルスチレンを含 む輻射線反応性官能化コポリマーを開示しており、ここで輻射線反応性官能基は バラアルキルスチレンのパラアルキル基に結合している。
以前の研究者は、用途が広く、熱的に安定で、輻射線硬化性であり、実質的に主 鎖が飽和されており、ペンダント(側鎖)アクリレート/感光剤官能化された、 可溶性のコポリマーを製造するために請求核置換反応をイソブチレン/パラ−メ チルスチレン/パラ−ブロモメチルスチレンのターポリマーに適用していなかっ た。
発明の概要 本発明は、一つの面において、アクリレート官能基を有する輻射線硬化性コポリ マーの発見である。これらのコポリマーは、とりわけ、接着剤、フィルム、ラミ ネート、膜、及び成形品に形成できる。「輻射線硬化性」という用語は、紫外線 (UV)、電子ビーム(EB)、ガンマ線、可視光線、マイクロ波及び類似の輻 射線にコポリマーを暴露することによるコポリマーの架橋を意味する。この輻射 線硬化性コポリマーは、4乃至7の炭素原子数のイソオレフィンとパラ−アルキ ルスチレンとのコポリマーを含み、アクリレート官能基がパラ−アルキル基上に おいて置換されている。好ましい実施態様において、インオレフィンはイソブチ レンを含み、そしてパラ−アルキルスチレンは、パラ−メチルスチレン及び/又 は輻射線硬化性の官能化されたパラ−メチルスチレンを含む。このコポリマーは 、UV又はEB輻射線を用いて内部的に架橋できる。極めて驚くべきことに、ア クリレート官能化されたコポリマーは、光開始剤又は感光剤を使用することなく 、非常に低い輻射線レベルで架橋できることが判明した。このようなアクリレー ト官能化されたコポリマーの保存寿命と開放状態での可使時間(open po ttime)は短い。この時間を延長するためには、一般に、BHTのような酸 化防止剤を添加することが必要である。残念ながら、酸化防止剤の存在は輻射線 応答を低下させる可能性がある。しかしながら、コポリマーとブレンドされてか 又はコポリマーにグラフト結合して、水素引抜き光開始剤が存在する場合、コポ リマーはまた驚くべきほど熱的に安定であり、輻射線硬化された後強化された接 着特性を有する。特に、追加的にグラフトされた感光性基を有するコポリマーは 80℃より高温でも熱的に安定であり、好ましくは130℃まで少なくとも2力 月、好ましくは3力月間安定である。
従って、本発明は輻射線反応性のアクリレートで官能化されたコポリマーを提供 する。このコポリマーは、4乃至7の炭素原子数のイソオレフィン及びパラ−ア ルキルスチレンを含み、このコポリマーの数平均分子量(Mn)は約5000以 上であり、好ましくは約5000乃至約500.000又はそれ以上であり、よ り好ましくは約50.000乃至約300.000である。輻射線反応性の官能 化されたコポリマーはまた、重量平均分子量(Mw)のMnに対する比が約6以 下であるのが好ましいが、約4以下がより好ましく、約2.5以下が非常に好ま しい。好ましいコポリマーは、コポリマーの約80乃至99.5重量%のイソオ レフィン及びコポリマーの約0.5乃至20重量%のパラ−アルキルスチレンと を含む弾性の、輻射線反応性アクリレートで官能化されたコポリマーであり、こ こで、アクリレートで官能化されたパラ−アルキルスチレンはパラ−アルキルス チレンの約0.5乃至55モル%を構成する。
しかしながら、ガラス質又は可塑性の物質が同様に製造される別の実施態様によ れば、輻射線反応性官能化コポリマーは、コポリマーの約10乃至99.5重量 %のイソオレフィン、コポリマーの約0.5乃至90重量%のパラ−アルキルス チレン、及びコポリマーの約0.5乃至55重量%のアクリレートで官能化され たパラ−アルキルスチレンを含む。
本発明の好ましい実施態様によれば、輻射線反応性アクリレート官能化コポリマ ーは、次のようなアルキル基に結合したアクリレート官能基を有するパラ−アル キルスチレンを含む: −C−Y R′ 式中、R及びR′は、水素、アルキル、及び第1及び第2アルキルハリドから独 立に選ばれ、そして、Yは式。
0−C(0)−CR’ =CR’ R”’のアクリレート基であり、式中、R′ は水素又は1乃至約20の炭素原子のアルキルであり、R″′はR′又は1乃至 約20の不飽和炭素原子のアルキルである。Yが3乃至8の炭素原子を有するア クリレート部分であるのが好ましい。これらの輻射線反応性官能化コポリマーは 、それ以外は、環の官能基又はポリマーの主鎖上の官能基(すなわち、イソオレ フィンの炭素上のもの)の形態の別の官能基を実質的に含まないのが好ましい。
前述の輻射線反応性官能化コポリマーの製造に用いる、4乃至7の炭素原子を有 するイソオレフィンとパラ−アルキルスチレンとの前駆コポリマーは、イソオレ フィン及びパラ−アルキルスチレンを、共重合反応器において、希釈剤及びルイ ス酸触媒の存在における共重合反応条件の下で混合すること、及び触媒と錯体を 生成するか、又はイソオレフィン又はパラ−アルキルスチレンと共重合する可能 性のある不純物が共重合反応器内に実質的に含まれないように維持することによ り製造される。この方法により、前述の輻射線反応性官能化コポリマーを製造す るための前駆コポリマーが、直接反応生成物として製造される。そしてこのもの は、重合されたままの状態において、実質的に均一な組成分布を持ち、そしてま たイソオレフィン及びパラ−アルキルスチレンから成ることができ、そして約5 000より大きい数平均分子量を持つ。このイソブチレン/パラ−メチルスチレ ン前駆コポリマー[本明細書の残りの部分を通じて、本願の好ましい実施態様で あるイソブチレンとパラ−メチルスチレンの使用は、(既述の)種々のイソオレ フィンとパラ−アルキルスチレンの潜在的使用も包含するものである]は、好ま しい希釈剤に溶解しないので、方法はスラリー重合プロセスである。しかし、イ ソブチレン/パラ−メチルスチレン前駆コポリマーが希釈剤に溶解する別の実施 態様においては溶液重合プロセスを説明する。
イソオレフィン及びパラ−アルキルスチレンの前駆コポリマーは次に一部選択的 に臭素化されて、ベンジル臭素官能基を含む[ベースターポリマー(baset erpolymer)Jを生成する。ベースターポリマーは、4乃至7の炭素原 子数を有するイソオレフィンと次ぎの式で表されるパラ−アルキルスチレン:− C−Y R′ からなるコポリマーのベンジル水素の一つを、臭素及びラジカル開始剤の存在の 下で選択的に臭素化し、イソオレフィンとパラ−アルキルスチレンの臭素化コポ リマーを生成することにより製造される。そしてこのコポリマーはパラ−アルキ ルスチレンを: R′ として、又は R′ として、或いは、(1)及び(2)の混合物として含み、式中、R及びR′は、 水素、アルキル、及び第1及び第2アルキルハリドから独立に選択され、そして 、コポリマーはそれ以外には、環の臭素又はポリマーの主鎖上の臭素を実質的に 含まない。選択的臭素化方法の一つの実施態様によれば、ラジカル開始剤は光又 は熱である。別の実施態様によれば、ラジカル開始剤は約5乃至2500分の半 減期を持ち、そしてビス・アゾ化合物を含むのが好ましい。
非常に活性の高い、そして用途の広い親電子物質であるベンジル臭素に対する輻 射線反応性のアクリレート官能基の置換は核置換反応により達成され、所望のア クリレート官能基及び、所望により、一種以上のその他の官能基が導入される。
ペンダント輻射線反応性アクリレート官能化コポリマーは、イソオレフィン及び パラ−アルキルスチレンからなる、輻射線反応性の核置換されたハロゲン化コポ リマーとして特徴付けられ、このコポリマーは、パラ−アルキルスチレンを以下 R′ として、又は −f−CH2−C[l −+− 畷 R’ として、又は 一トCH2−CB−子一 R′ として、又は →CH2−CH−’3−− R’ として、又は(1)、(2)、及び/又は(3)及び/又は(4)の混合物とし て含み、式中、R及びR′は、水素、アルキル、好ましくはC2乃至C6のアル キル、そして第1または第2アルキルハリド、好ましくは、第1又は第2のC3 乃至C1のアルキルスチレンから成る群から独立に選択され、Xは塩素及び臭素 から成る群から選択され、好ましくは臭素であり、Yは、好ましくはベンジルハ ロゲンの一つの核置換を経由してポリマーに結合した新規の−又は複数のアクリ レート官能基を表し、そして2は、輻射線反応性又は輻射線非反応性の、アクリ レート基以外の、選択的に加えられる−又は複数の官能基であって、ベンジルの ハロゲンの一つの核置換を経由してポリマーに結合されたものを表す。好ましい 実施態様において、コポリマーは、水素引抜き光開始剤又は感光剤を比較的小割 合、例えば、1 ppmのような少量から3重量%まで、好ましくは約100乃 至約5000 ppm、そして特に約1000乃至約2500 ppmの量で含 む。光開始剤はコポリマーと単純に親密にブレンドすることができるが、感光性 Z基としてコポリマーにグラフトさせるのが好ましい。
別の面において、本発明はアクリレートで官能化されたコポリマーを含む組成物 を提供する。接着剤組成物はアクリレート官能化コポリマーと粘着付与剤のブレ ンドを含むのが好ましい。接着剤は感圧接着剤(PSA)でもよく、即ち、組成 物は環境温度で粘着性である。これらのPSA組成物はUV又はEB輻射線によ って内部的に又はそれ自体として硬化性であり、好ましくは添加された光開始剤 及び架橋促進剤を本質的に含まない。添加された光開始剤及び架橋促進剤の存在 は、従来技術のPSAの製造において共通の問題である。本発明のPSAはホッ トメルトコーティングとして使用でき、これはその後輻射線架橋により架橋する と凝集強さ、靭性、耐熱性、耐溶剤性、磨耗抵抗、及び耐オゾン分解性を与える 。
さらに別の面において、本発明は、イソブチレンのような4乃至7の炭素原子を 有するイソオレフィンとパラ−メチルスチレンのような輻射線反応性アクリレー ト官能化パラ−アルキルスチレンとのコポリマー、及び所望により粘着付与剤を 含む輻射線硬化性PSA組成物で少なくとも部分的に被覆された表面を有する被 覆物を提供する。
さらに別の面において、本発明は、輻射線硬化性PSAで被覆された製品の製造 方法であって、製品の表面の少なくとも一部を上述の輻射線硬化性PSAで被覆 する工程、及び被覆された製品の表面に輻射線を照射してポリマー接着剤の架橋 を行なわせる工程を含む方法が提供される。
本発明の別の実施態様によれば、リソグラフィー、腐食防止、又はその他のコー ティングの製造方法は、物品の表面の少なくとも一部を上述の輻射線反応性コポ リマーを含む組成物でコーティングする工程、及び前記コーティングを電磁線輻 射に暴露してそこに架橋を導入する工程を含む。この方法は、さらに、暴露工程 の前にコーティング上に特定のパターンの像を形成して輻射線の貫通を選択的に ブロックする工程、及び暴露工程の後未架橋のコーティングを除去して架橋され たコーティングとして形成された像を発現させる工程を含むことができる。この 方法は、さらに、パターンマスクが架橋されたコーティング中に形成されている 除去工程の後物品の表面をエツチングする工程を含むことができる。
本発明のさらに別の実施態様においては、輻射線架橋されたコーティング組成物 は、少なくとも一部が電磁線輻射によって架橋されている上述の架橋性輻射線反 応性アクリレート官能化組成物を含む。この架橋されたコーティングは、印刷要 素及びエツチングマスク又は耐腐食性、耐溶媒性、破砕防止用、及びその他の種 類のコーティングとして有用である。
本発明の別の実施態様は、上述の本発明の輻射線架橋したコーティング組成物を その少なくとも一部に含む種々の物品を包含する。
図面の簡単な説明 図A−1は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−1のアクリル酸官能化ターポリマー(ポリマー:樹脂=50 + 50) に関する、UV照射量(J/amりに対する、接着性能特性、5AFT (℃) (1’ X1’ X 1 kg) 、180°剥離(ポンド/インチ)(12イ ンチ/分)、及びループタック(Loop Tack) (ポンド/インチ)の グラフである。
図A−2は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−1のアクリル酸官能化ターポリマーに関する。EB照射量(Mrad)に 対する、接着性能特性、5AFT (’C) 、180°剥離(ポンド/インチ )、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−3は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−2のメタクリル酸官能化ターポリマーに関する、UV照射量(J /cm 2)に対する、接着性能特性、5AFT (’C) 、180°剥離(ポンド/ インチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−4は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−2のメタクリル酸官能化ターポリマーに関する、EB照射量(Mrad) に対する、接着性能特性、5AFT(℃)、180°剥離(ポンド/インチ)、 及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−5は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−3のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーに関する、UV照射 量(J/cmりに対する、接着性能特性、5AFT (℃) 、180°剥離( ポンド/インチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−6は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−3のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーに関する、EB照射 量(Mrad)に対する、接着性能特性、5AFT (℃) 、180°剥離( ポンド/インチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−7は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−4のメタクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーに関する、UV照 射量(J/cmりに対する、接着性能特性、5AFT (℃) 、180°剥離 (ポンド/インチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−8は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−4のメタクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーに関する、EB照 射量(Mrad)に対する、接着性能特性、5AFT (℃) 、180°剥離 (ポンド/インチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−9は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−6のベンゾフェノン官能化ターポリマーに関する、EB照射量(llra d)に対する、接着性能特性、5AFT (℃) 、180°剥離(ポンド/イ ンチ)、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図Bは、ベンゾフェノン/1−ヒドロキシシクロヘキサンフェニルケトン添加剤 (IRGACIIRE 500)を使用する場合と使用しない場合である、未配 合の実施例B−1とB−2のアクリル酸官能化ターポリマー誘導体のUVゲル化 応答を比較するグラフである。
図C−1は、実施例A−1からA−4及びA−6のターポリマー誘導体のUVゲ ル化応答を比較するグラフである。
図C−2は、実施例A−1からA−4のターポリマー誘導体のEBゲル化応答を 比較するグラフである。
図りは、実施例A−1、A−2及びアミン急冷A−6ターポリマー誘導体のシェ ル(Shell)の輻射線硬化性KRATON 1320Xブロツクコポリマー に対するUVゲル化応答を比較するグラフである。
図E−1は、実施例A−5のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーと ECR−143H粘着付与剤との1・1のブレンドから製造された接着剤に関す る、接着性能特性、5AFT (°F) 、180°剥離(ポンド/インチ)、 及び90°クイック粘着(Quick 5tfck) (ボンド/インチ)のグ ラフである。
図E−2は、実施例1−5のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーと ECR−143H及びECR−111粘着付与剤との1.0 : 0.6 :  0.4のブレンドから製造された接着剤に関する、接着性能特性、5AFT ( ’F) 、180°剥離(ポンド/インチ)、及び90°クイック粘着(Qui ck 5tick) (ボンド/インチ)のグラフである。
図Fは、本発明の好ましい接着剤ブレンド中で使用したECR−143H及びE CR−111粘着付与剤のEBに対する不活性さをグラフにより表している。
図G及びHは、高温のブラヘンダー中で混合することによる促進された熱履歴に さらされた、実施例A−4のメタクリレート/ベンゾフェノン官能化コポリマー の、配合されたものと配合されていないもののそれぞれについての熱安定性をグ ラフにより表している。
発明の詳細な説明 本発明の組成物、好ましくはリソグラフィー、腐食防止、又はシーラントコーテ ィングとしての組成物は、少なくとも1つの輻射線反応性のアクリレート官能基 により官能化された、イソブチレン/パラ−メチルスチレン/パラ−ブロモメチ ルスチレンベースターポリマーを含み、ブレンドされた粘着付与剤を含むことが できる。
約0.5モル%以下、最も好ましくは約0.1モル%以下、そして特に約0.0 2モル%以A、輻射線反応性コポリマー コーティングは、イソオレフィンと、次の式で表されるパラ−アルキルスチレン を含むバラ−アルキルスチレンの輻射線反応性コポリマーを含む・It’ 式中、Wは少なくともYを含み、そして、所望によりYと水素、Xl及び2の1 つ以上との混合物を含んでよく、ただし、R,R’ 、XSY及び2は既に定義 した通りである。輻射線反応性のアクリレート置換パラ−アルキルスチレン(W がYであるもの)は、官能化コポリマーの約0.05乃至約5モル%を構成して よいが、約025乃至約1モル%が好ましい。アクリレートの量が多すぎる場合 、その後の架橋によって形成される架橋の網状構造が接着剤の用途に対しては緻 密すぎるかもしれないが、コーティング又はリソグラフィーの用途には適してい るかもしれない。また、多すぎるアクリレートは高い熱反応性と低い熱安定性を もたらし、これは速すぎる架橋を生じるかもしれない。十分なアクリレートが存 在しない場合、十分な架橋が得られない可能性がある。
未置換のバラ−アルキルスチレン(Wが水素である)は、官能化コポリマーの約 0.5乃至約90重量%を構成してよいが、約1乃至約20重量%が好ましく、 そして約2乃至約10重量%が特に好ましい。
ラジカルによりハロゲン化されたバラ−アルキルスチレン(WがXである)は、 コポリマーの約55重量%までを構成してよいが、約20重量%以下が好ましく 、約15重量%以下がより好ましい。好ましい実施態様において、ハロゲン化さ れたバラ−アルキルスチレンは、例えば、Y及び/又はZ基による核置換により 実質的に完全に転化され、その結果、輻射線反応性コポリマーはハロゲン化パラ −アルキルスチレンを本質的に含まず、好ましくは約1モル%以下、より好まし くは7f′Iはアク+1ル鯵そのtlのl−加テア7々If LπJの酸12佃 今ナスー下のハロゲン化パラ−アルキルスチレンしか含まない。官能化されたバ ラ−アルキルスチレン(WがZである)は、官能化コポリマーの0乃至約55重 量%を構成してよいが、0乃至約20重量%が好ましく、0乃至約15重量%が より好ましい。
Zが水素引抜き光開始剤部分である場合、WがZである官能化パラ−メチルスチ レンは、光開始剤置換体が官能化コポリマーの約11)IJ乃至約3重量%、よ り好ましくは約100乃至約5000 ppm、特に約1000乃至約2500  ppmを構成するように存在するのが好ましい。
輻射線反応性コポリマーの残りの成分は、一般的に、通常輻射線反応性コポリマ ーの約10乃至約99.5重量%、好ましくは約80乃至約99重量%、より好 ましくは約90乃至約98重量%の範囲内のイソオレフィンを含む。輻射線反応 性コポリマーのMnは約5000乃至約500.000であり、好ましくは約5 0.000乃至約300.000であり、最も好ましくは、約50.000乃至 約150.000である。
アクリレート官能基は、式。
C=C−C−0)1 R″′ のアルファ、ベーターエチレン性不飽和カルボン酸から誘導され、式中、R′は 独立して水素又は約20までの炭素原子のアルキルであり、水素、メチル、又は エチルが好ましく、そしてR″′は水素、アルキル、又は約20までの炭素原子 の不飽和アルキルであり、水素又はC!〜C4のアルキル又はアルケニルが好ま しい。このカルボン酸は約8からの炭素原子を有するのが好ましい。アクリレー ト官能基を誘導するのに適するカルボン酸の代表的な例には、アクリル酸、メタ クリル酸、メチルメタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、 チグリン酸、アンゲリカ酸、セネシオ酸、ソルビン酸などが含まれる。アクリル 酸そのものとメタクリル酸が好ましい。分かりやすくかつ簡単にするために、不 飽和カルボン酸から誘導された官能基をひとまとめにして「アクリレート」官能 基と呼ぶが、選択的にグラフトされる水素引抜き光開始剤は、化学線又は電子ビ ーム照射によって種々の化合物から誘導できる。これらには、ベンジルハロゲン 放出基と光開始剤部分を含む核化合物との間の核置換反応によってアクリレート 官能化されたイソブチレン/パラ−メチルスチレン/パラ−ブロモメチルスチレ ンベースターポリマーに組み入れられる光開始剤が含まれる。代表的光開始剤は 次のものを含む。
(a)芳香族のアルデヒド及びケトン、例えば、ベンゾフェノン、4−クロロベ ンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、ベンゾキノン、ナツタキノン、 アントラキノン、2−クロロアントラキノン、ベンジリデン、アセトフェノン、 プロピオフェノン、シクロプロピルフェニルケトン、ベンズアルデヒド、β−ナ フチルフェニルケトン、β−ナフトアルデヒド、β−アセトナフトン、2.3− ペンタンジオン、ベンジル(benzil) 、フルオレノン、ベンズアントロ ン、ミヒラーズケトン(Michler’s ketone) 、ビス(パラヒ ドロキシベンジリデン)アセトン、ベンゾイノ、デオキシヘンジイン、クロロデ オキシベンゾイン及び類似物のようなもの、 (b)アルコキン及びアシル置換芳香族化合物、例えば、2.2−ジメチルオキ シ−2−フェニル、1.3.5−トリアセチルベンゼン、2,5−ジェトキシス チルベン、及び類似物のようなもの、 (C)へテロ芳香族化合物、例えば、チオキサントン及び類似物のようなもの、 (d)縮合環多環式芳香族化合物、例えば、アントラセン、ピレン及び類似物の ようなもの、 (e)ニトロ芳香族化合物、例えば、ピクラミド、ニトロナフタレン、5−ニト ロアセナフチレン(litroace−naphthlene) 、2−1−ト ロフルオレン及び類似物のようなもの、 (f)染料化合物、例えば、ローズベンガル、アクリジンオレンジ、クロロフィ リン、クリスタルヴアイオレット、エオシンY1フルオレセイン、フラヴインモ ノヌクレオチド、ヘマトポルフィリン、ヘミン、マラカイトグリーン、メチレン フルー、ローダミンB1クロロフイル、コシン(cosine) 、エルトロシ ン(erthrosine) 、メチレングリーン、トルイジンブルー、チオニ ン及び類似物のようなもの、 (g)アジド含有化合物、例えば、アジドベンゼン、p−フ二二しンビスアシト 、p−アンドベンゾフェノン、4,4−ジアジドベンゾフェノン、4.4’−ジ アジドジフェニルメタン、4.4’−ジアジドスチルベン、4.4’−ジアジド カルコン、3.6−ジ(4゛−アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ジ (4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロベキサノン及び類似物のようなも の、(h)ジアゾニウム塩ラジカル、例えば、p−ジアゾジフェニルアミンパラ ホルムアルデヒド縮合物、l−ジアゾ−4−ジメチルアミノベンゼンヒドロフル オロボレート、1−ジアゾ−3−メチル−4−ジメチルアニリンスルフェート及 び類似物のようなもの、及び (1)上記の感光性基を含む多官能性化合物、例えば、1.2−ナフトキノンジ アジド、2.3.4−)リヒドロキシベンゾフェノン、ビス−(ナフトキノン− 1,2−ジアド−5−スルホネート)、2−(ナフトキノン−1,2−ジアジド −5−スルホニルオキシ)−3−ヒドロキシナフタレン、ナフトキノン−1,2 −ジアジド−5−スルホン酸ノヴオラックエステル、ナフトキノン−1,2−ジ アジド−5−スルフアニリド、アジド安息香酸、アジドフタール酸、及び類似物 のようなもの、及び(])金属キレート化合物、例えば、ベンゼンクロムトリカ ルボニル及び類似物のようなもの。
光開始剤に関する広範な説明が、前述のラブツクの刊行物に記載されている。
これらの化合物は、一般に、ハロゲン化されたイソオレフィン/パラ−アルキル スチレンベースターポリマーを核置換を経由して官能化するための適切な反応性 の部分を含有するか、又はヒドロキシ又はカルボキシル基又はカルボキシレート 基又はエステルのような適切な反応性の部分を組み込むために容易に改質できる 。
本発明のさらに別の実施態様において、第3の官能基をスチレンのパラ−アルキ ル基上にグラフトさせることができる。複数の追加の側鎖種(例えば、非パラ− アルキルスチレンに基づく側鎖)を主鎖にグラフトさせることができ、ここでこ の側鎖はオリゴマー又はマクロモノマー(M w > 1000)を含む。オリ ゴマー及び/又はマクロモノマーはその構造中に適切な官能基を含み、この官能 基は適切に官能化されている主鎖ポリマーとのグラフト反応において使用するこ とができる。グラフトされた側鎖がマクロモノマーを含む場合、官能基は末端官 能基であるのが好ましい。グラフト反応の例には、エステル交換、求核置換、縮 合などが含まれる。例えば、エチレン−プロピレン−アクリル酸−ポリ(パラ− アルキルスチレン)ポリマーのようなペンダントカルボン酸官能基も含むポリマ ーにおいては、カルボン酸基は末端ヒドロキシル官能基を有する分子(例えば、 1−ブタノール)とのエステル交換反応を経て分子状の核をペンダントエステル 側鎖として組み込む。或いは請求核置換反応を使用してペンダント側鎖をグラフ ト化することができる。ハロゲンのような適当な電子放出基をハリド含有モノマ ー(例えば、塩化ビニル)として主鎖中に共重合させるか、又はポリマー主鎖を 後重合反応(例えば、選択的ハロゲン化)において官能化することができる。ハ リド官能基含有主鎖ポリマーは核置換反応において核末端マクロ分子(例えば、 アニオン重合によって製造されたもの)と反応することができる。
その他のポリマーのコンフィギユレーションの態様の代表的例には、ブロック構 造、例えば、ポリ(パラ−アルキルスチレン)ブロックと交互に変化するポリオ レフィンエラストマーブロック;代表的グラフト反応のいずれかによってランダ ム又は非ランダム配列に結合された1つ以上のポリ(パラ−アルキルスチレン) 側鎖を有するポリオレフィンエラストマー主鎖;ランダム又は非ランダム配列に 結合された1つ以上のエラストマー性ポリオレフィン側鎖を有する熱可塑性ポリ (パラ−アルキルスチレン)主鎖、及び類似物が含まれる。
接着剤、コーティング、又はシーラントの性能は、アクリレート及び/又は光開 始剤官能化コポリマー又はコポリマーブレンドの含有率及び種類、並びに架橋密 度に依存する。架橋密度は、輻射線暴露及びアクリレートと輻射線反応性官能基 の種類と濃度の直接の関数である。官能基の種類を決定する重要な変数は、化学 線暴露に対する所望の官能化の程度及びエネルギー吸収の波長を含む。また、感 光性ポリマー又はEB硬化性ポリマーは、添加剤及び/又はエキステンダーを含 むコーティング組成物に含まれる別の成分の存在の下で照射されたとき、良好な 架橋応答を一般的に示さなければならない。
本発明の驚くべき特徴は、アクリレート官能化イソブチレン/パラ−メチルスチ レンコポリマーが、光開始剤が存在しなくても、少量のUV照射又はEB暴露に よって容易に架橋しゲル形成することの発見である。一般に、炭素−炭素二重結 合の反応による架橋はラジカル源を必要とし、これは一般に感光性ラジカル開始 化合物の形態で供給される。従って、本発明のアクリレート官能化コポリマーが 、光開始剤を使用しなくても、輻射線、特にUV又は化学線硬化性であることは 予想されなかった。
しかしながら、選択的光開始剤が存在した場合、驚くべきことに、架橋されたア クリレート官能化コポリマーの接着特性を改善する。剥離強度、剪断強さ、及び 架橋網状構造の密度を含む接着特性は、アクリレート官能基に加えて、光開始剤 がコポリマーにグラフト化されているか又はコポリマーとブレンドされているか 、或いはアクリレート官能化コポリマーとブレンドされる第2のコポリマーグラ フト化されている場合、相乗的に改善される。光開始剤とアクリレート官能基が 一緒に使用されたとき、光開始剤及び/又はアクリレート官能基のいずれかを単 独の架橋剤として等量で使用したときよりも、接着特性とゲル化が良好であると いう点で相乗的改善が存在する。例えば、ベンゾフェノン光開始剤はUv架橋に 対するアクリレートの感受性を高め、ざらにEB開始架橋を改善する。
さらに、光開始剤部分の存在はアクリレート官能化イソブチレン/Xシーメチル スチレンコポリマーを熱的に安定にする。アクリレート官能化コポリマーは、予 想されるように、高温にさらされた場合ゲル化又は架橋する傾向があるが、光開 始剤部分、例えば、ヘンシフエノンが比較的小割合で存在する場合熱によって引 き起こされる架橋又はゲル形成が実質的に禁止されることが判明した。従って、 例えば、ホットメルト接着剤の用途のように、アクリレート官能化コポリマーカ (高温にさらされる場合には、ヒンダードフェノール(例えば、BHT、イルガ ノックス(IRGANOX) 1010など)のような追加の熱安定剤の使用を 省くことができる0イソブチレン/パラ−メチルスチレンコポリマー上に光開始 剤部分を直接グラフト化することによって、揮発性であるか又はコポリマー組成 物から浸出する可能性のある低分子量化合物の存在を除去することができる。
コーティングの性能、例えば、種々の支持体への接着はまた、分子量、構造、及 びパラ−メチルスチレンの濃度を含むポリマーの主鎖の組成、すなわち、輻射線 反応性コポリマーがゴム弾性状である度合(イソブチレンが多いと、Tgが低い )に対する熱可塑性状である度合(パラーメチルスチレが多いと、Tgが高い) に依存する。ポリマーの主鎖中のパラ−メチルスチレン濃度を増すことは一般的 にTgの全体的な増加に貢献し、それ故、これは最適化における変数である。分 子構造、即ち、枝別れ分子対直鎖分子の最適化も同じく関連する。輻射線硬化性 コーティング系内に他の官能基を組込むことは、新しい変数を造りだし、種々の 異なる支持体に対するポリマーの構造及びその性質の最適化の制御をより大きく さえしている。
輻射線反応性の架橋の取る経路は、アクリレートに加えて組込まれた光開始剤及 びその他の官能基の種類に依存する。例えば、シンナメート誘導体コポリマー、 例えば、シンナモイル(CI(=CI(−C(0)−)はUV開始時2+2の光 源化付加を行うであろう。
連鎖A中の部分 連鎖B中の部分 CH2C[l! 0〇 一方、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体では、Uv暴露の下で、遊離ラジカル架 橋が行われる。組込まれたベンゾフェノン部分は、ベンゾフェノン部分力<UV 輻射線によって反応し、水素引き抜き機構を経由して結合状態のベンゾフェノン 官能基において遊離ラジカルを生成することで知られている光開始剤である。
その他の官能基は存在は任意であり、それらを複数の官能基(その中の少な(と も一つは輻射線反応性である)を含む単一の官能化されたペースコポリマー上に 互いに分散させるか、又は二種類以上の官能化されたコポリマーを互−)(こブ レンドしてもよい。官能基を追加することにより接着又はコーティング系に別の 望ましい性質を組込むことができる。例えば、輻射線硬化性の官能基に加えてア ミンの官能基を存在させることにより、輻射線硬化性リソグラフィー用コーティ ングの乳化が容易にできる。また、アミン誘導体は、ベンゾフェノン光開始剤と 併用して、引き抜きの容易なプロトンを提供することができる。
官能基の混合の別の例として、特定種類の輻射線反応性官能基は他の輻射線反応 性の基に対するエネルギー増幅器及び移動剤として作用し、そのため、周波数範 囲がより広く、エネルギー吸収度のより低い場合に、選択された接着剤及びコー ティングの感応性を増進できる。コーティング組成物中に存在する光励起性のア クロレイニウム(acroleinium)塩官能基は、通常、高いUV吸光度 、低1,1UV透過率及び狭いUV周波数の光開始範囲を持つシンナメート基に 対するエネルギー増幅器及び移動剤として作用する。シンナメート基の吸収ピー クと異なる波長で選択的に励起される場合、光励起性官能基を加えることにより 、シンナメート系において硬化深さを増加させ及び/又はコーティングをより厚 くできる。
輻射線反応性コポリマーは、少なくとも1種のアクリレート官能基を含み、好ま しくは少なくとも1種の感光性官能基を含むので、このコポリマー及びこれ力( 配合されている接着剤及びコーティング組成物は化学線又は電磁輻射線↓こより 硬化できる。ポリイソブチレンの主鎖内にランダムに分散しているペンダントの )ぐラーメチルスチレン基に直接アクリレート及び/又は光開始剤を組込むこと Iこより、ポリマーを化学線又は電磁輻射線により直接硬化できる。さらIこ、 少なくとも1種のアクリレート官能基、輻射線硬化性官能基、及び/又はその他 の官能基を有する、単一誘導コポリマー又は数種類のコポリマーのブレンドを用 I+)で、極性及び非極性のいずれに分類されるものであっても、特定の支持体 1こ対する接着を増強することができる。例えば、カルボン酸官能基の存在はア ルミニウムへの接着を増進でき、一方、シラン官能基はガラスへの接着を増進で きる。さら?こ、シラン官能基は、有機珪素ポリマーフォトレジストコーティン グを必要とする半導体製造プロセス、即ち、多層リソグラフィーにおいて有用で ある。
当業者は通常、前述の官能基以外の有用な多くの官能基を組込んで、1ノ゛ノグ ラフイー用又は腐食防止用コーティングの系の実施態様を決定できるhAら、前 述の説明のための例を制限のためのものと考えるべきでないことは明ら力)であ る。
B、粘着付与剤及びその他の樹脂成分 本発明の接着剤用、リソグラフィー用、又は腐食防止用コーティング組成物の選 択的成分は、LIV又はEB反応性コポリマーとの併用に適切な粘着付与剤であ る。適切な粘着付与剤には、コポリマー又はコポリマーブレンドと相溶性のある 樹脂が含まれる。粘着付与剤は、実質的な接着強度を与え、支持体の濡れを促進 し、そしてコーティングの性能を一般的に強化するように、例えば、適用可能な 場合硬化された組成物の粘着性能対温度性能を最適化するように選ばれる。粘着 付与剤は、UV又はEB反応性の1種又は複数種のポリマーの感光性及びゲル転 化能力を実質的に妨げてはならないのが一般的である。
本発明における使用に適切な粘着付与剤成分は、ESCOREZ又はWINGT ACK95のような脂肪族又は芳香族の炭化水素樹脂を含む。WINGTACK  95は、軟化点が95℃の、ピペリレンと2−メチル−2−ブテンのジエン− オレフィンコポリマーに対する商品名である。この樹脂は、60重量%のピペリ レン、10重量%のイソプレン、5重量%のシクロペンタジェン、15重量%の 2−メチルブテン、及び約10重量%のダイマーのカチオン重合により製造され る。米国特許第3.577.398号を参照されたい。樹脂状コポリマーが20 〜80重量%のビペ17レン及び80〜20重量%の2−メチル−2−ブテンを 含む、同じ一般的種類の他の粘着付与樹脂を用いてよい。本発明の組成物におい ても有用なその他の接着促進樹脂jこは、水素化ロジン、ロジンエステル、ポリ テルペン、テルペンフェノール樹脂、及び混合オレフィンの重合体が含まれる。
ESCOREZ5380及びECR−143Hの商品名の下に入手される水素化 炭化水素樹脂が好ましい。何故なら、粘着付与剤に存在する不飽和は、コーティ ングが硬化するとき、輻射エネルギーの吸収によって、又は粘着付与剤が架橋反 応に参加するため、ポリマーのゲルへの転イヒを減少させるからである。これら の粘着付与剤の環球式軟化点は一般的に約10℃乃至約180℃であり、好まし くは約15℃乃至約75℃である。商品名ECR−111及びECR−327の 下にエクソン・ケミカル・カンバ= −(Exxon Chemical Co 、)から入手できる他の炭化水素粘着付与剤も特に好ましいことも判明した。例 えl11ECR−143H樹脂は、本書に引用済みの米国特許第4.916.1 92号に開示されているように、C1のオレフィン/ジオレフィン供給物流れの カチオン重合Iこより製造される。5 Mradのように多量のEB照射にさら されたときに分子量力(実質的変化しなかったことによって示されるように(図 Fを参照のこと)、ECR−327とECR−143H粘着付与剤は輻射線に対 して不活性なので特に好まし0゜PSAの性質は粘着付与剤樹脂の選択により異 なる。特に重要なのは粘着付与剤のTgと混和性である。最適化についての研究 の示すところによれば、通常架橋密度に逆比例する粘着性に関連する性質が、P SA系のTgを最適化することにより改善できる。この点に関し粘着付与剤の選 択は重要な変数である。例えば、ECR−143H及びECR−111粘着付与 剤を等量ずつブレンドすると、それぞれ単独の粘着付与剤樹脂を組込んだPSA 系より、ブレンドした粘着付与剤を組込んだPSA系のほうが幾つかの粘着特性 において改善が見られる。粘着付与剤の一般的な組成もPSAの特性の最適化に おける有力な変数である。
本発明のコーティング組成物のその他の選択的成分は輻射線不活性ポリマーであ って、その添加によって必要な輻射線感応性が妨害されないものである。輻射線 不活性樹脂は低価格のエキステンダーとして作用するか又はその他の所望の官能 基を導入するのに使用できる。
C,コーティング(塗膜)組成物の製造及び使用法本発明の実施態様の1つであ るPSA系は、約5乃至約95重量部の粘着付与剤樹脂及び、粘着付与剤樹脂に 対して相対的に、約5乃至約95重量部の、少なくとも1つのアクリレート官能 基を有する1種以上の官能化ポリマーを含むことができる。好ましいPSA系は 、約30乃至約70重量部の粘着付与剤及び約30乃至約70重量部の、少なく とも1つのアクリレート/輻射線反応性官能基を有する1種以上の官能化ポリマ ーを含む。
接着剤組成物は比較的少量の成分、例えば、油、充填剤、カップリング剤、着色 剤、酸化防止剤、及びその他の安定剤をさらに含むことができる。これらの成分 は、例えば、架橋又は支持体表面への接着を妨害することによって接着剤系に悪 影響を与えることが実質的にないものである。配合物は溶媒及びその他の揮発性 成分を含まないホットメルトであるのが好ましい。揮発性成分はホットメルトか ら配合物の特徴、例えば、乾燥又は溶媒の除去の必要性がないこと、を損なう。
本発明の実施態様の1つであるコーティング系は、選択的に、粘着付与剤樹脂及 びポリマーの両方を含む約50重量部までの量でブレンドされた非輻射線反応性 樹脂及び50重量部以上の少なくとも1つののアクリレート官能基を含む官能化 ポリマーを含み、ここで輻射線反応性成分の重量部と非輻射線反応性成分の重量 部の合計は100である。
本発明の重要な特徴は、アクリレートと輻射線反応性官能基の混合物がイソブチ レン/パラ−メチルスチレンコポリマーのメチルスチレンにグラフトしたとき安 定剤に対する必要性がないということである。従って、混合された官能基の配合 物は低分子量のグラフトされていない添加剤を本質的に含まないのが好ましく、 より安定性を得るために、窒素、アルゴンなどのような不活性雰囲気下に保持す ることができる。しかしながら、酸化防止剤又は安定剤が使用される場合には、 約0,1乃至約3重量%、好ましくは約0.1乃至約1.5重量%、より好まし くは約0.1乃至約1重量%、そして典型的には約0.5重量%の量で加えるこ とができる。
挙げることのできる選択的油には、接着剤中に一般に存在する精製炭化水素油が 含まれ、このような油には、パラフィン系、芳香族系、及びナフテン系が含まれ 、KAYDOL (WITCO製) 、TUFFLO(ARCO製)などの商品 名で市販されている。精製油は粘度を低下させ、表面粘着特性を改善する。
増粘及び価格低下のために使用できる微粒状充填剤には、ガラス、シリカ、非晶 質5in2、ヒユームドアルミナ、炭酸カルシウム、繊維及び類似品が含まれる 。適切な市販充填剤は、商品名、CAB−0−3I L、ZEO8IL35、A ERO8I L R972、DUCRALIOなどのちとに入手できる。
適切なカップリング剤には、例えば、シラン系化合物、有機チタン酸塩、有機ジ ルコニウム酸塩、有機ジルコアルミン酸塩、クロム錯体及び類似物のような有機 金属化合物が含まれる(しかし、これらに限定されない)。これらは一般的に、 特定の用途において関与する支持体及び/又は充填剤に基づいて、接着を促進す るために選ばれる。
適する染料には、Fuchsine (CI 42510) 、Ca1coci d Green S (C144090) 、5olvent Yellow( CI4100B) 、及び類似物が含まれる。
適する顔料には、二酸化チタン、コロイド炭素、グラファイト、セラミック、ク レー、燐光物質粒子、及び金属粒子、例えば、アルミニウム、磁性鉄、銅、及び 類似物が含まれる。
本発明のコーティング組成物は、所望によりコポリマーエマルジョン及びホット メルトも使用できるが、輻射線反応性コポリマーとその他の成分の有機溶媒溶液 として調製するのが好ましい。このコーティング組成物は、トルエンのような溶 媒中の約40重量%までの固体成分を含む溶液から支持体上に塗布することがで き、溶媒は輻射線暴露による架橋の前に蒸発により除去される。或いは、別の方 法として、成分を溶媒中に混合し、混合物を乳化させ、そして溶媒を蒸発させ、 接着剤を50〜60重量%固体のエマルションとして支持体に塗布することがで きる。
架橋の前に、従来の乾燥装置及び技術を用いて蒸発により水を除く。
ホットメルトとしての使用のために、コーティング組成物は、均一なブレンドが 得られるまで溶融状態で輻射線反応性コポリマーをその他の成分とブレンドする ことによって製造できる。この種の物質をブレンドする各種の方法は当業界で公 知である。そして、均一なブレンドを製造できる方法であればどれでも使用でき る。代表的なブレンド装置には、例えば、混合押出し機、練りロール機、バンバ リーミキサ−、ブラベンダーなどが含まれる。一般的に述べると、ブレンド成分 は溶融状態で容易に混合し、そして攪拌機を備えた加熱容器があればそれだけで 十分である。成分を加える順序は特にないが、一般的には、ポリマー樹脂をまず 加え、そして容器内で溶融するまで加熱する。その後、選択的成分を加える。
ホットメルト接着剤を冷却し使用時に再加熱するか、又は、例えば、溝型ダイか らポンプ又は加圧押出しのための従来の装置を使用して、受器又はメルトポット から供給するなどして直接使用することができる。本発明の重要な特色は、アク リレート官能化及び/又は光開始剤官能化されたイソブチレン/パラ−メチルス チレンコポリマーに基づくホットメルト配合物が改善されたメルトポット安定性 を有することであり、その結果、例えば、約60乃℃至約140℃のような一般 的なホットメルト条件においては速すぎる硬化が殆ど生じない。150.000  c p sのような高粘度も通常許容されるが、一般的に、約100.000  c p sの目標粘度に対して十分であるようにホットメルトは加熱される。
適するポット安定性に対しては、ホットメルトの粘度は、ポット温度に8時間維 持したとき20%より多く増加してはならない。
フィルム、シート、板、及び成形物のようなコーティングされた物品の調製は、 選択された物品の表面の少なくとも一部を、輻射線反応性組成物の溶液、エマル ジョン、又はホットメルトでコーティングする初期工程を含む。どのような適す るコーティング(被覆)方法でも使用することができ、一方、複合体を含む適用 可能な支持体は、紙及び板紙:繊維ガラス;木;グラファイト;導電性金属、例 えば、銅、アルミニウム、亜鉛、及び鋼、その他;及びヒ化珪素又はヒ化ガリウ ムのような半導体支持体;ガラス及びセラミック;織物、天然及び合成の織布又 は不織布;エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、 スチレン、イソブチレン、及びアクリロニトリルのホモポリマー及びコポリマー を含む合成樹脂;ポリ(ビニルアセタール):ポリ(エチレンテレフタレート) :ポリアミド:及びセルロースアセテート及びセルロースブチレートのようなセ ルロースエステルから成ることができる。後者のポリマー支持体は、種々の合成 、天然、又は改質繊維のような充填剤又は補強材、例えば、綿、セルロースアセ テート、ビスコースレーヨン、及び紙;ガラス、及びポリアミド繊維のようなも のを含むことができる。これらの補強された支持体は、積層又は複合形態でもよ い。
輻射線反応性コポリマー組成物のコーティングは、乾燥時にその厚さが約0.0 5乃至約10ミル(mil)の範囲になるように塗布される。1.5ミルが好ま しい(0,00254ctn= 1 ミル)。湿ったポリマーコーティングの乾 燥は、空気乾燥によって、又は実施者によって好まれるその他の特定の乾燥方法 を使用することによって行うことができる。輻射線反応性コーティングを含む支 持体は最終的に使用する前に長期間貯蔵することができる。
架橋反応を行うのに使用される化学線の適する源には、カーボンアーク、水銀蒸 気アーク、及び蛍光太陽灯が含まれる。電子ビーム放射又は高エネルギー電離放 射線は、原子炉、共振変圧加速機、ヴアンドグラーフ電子加速機、リナク(Li naC)電子加速機、電子カーテン、ペタートロン、シンクロトロン、サイクロ トロン、又は類似物ような適切な発生源から得られる。これらの発生源からの放 射は、電子、陽子、中性子、重陽子、ガンマ線、X線、α粒子、及びβ粒子のよ うな電離放射線を生成する。
架橋は室温で行うのが好都合であるが、必要に応じ低温または高温で行うことも できる。架橋反応が空気により阻止されることを防止し、そしてポリマーの酸化 による分解を防止するため、架橋反応を不活性な雰囲気の囲いの中で行うことも 本発明の精神及び範囲内である。必要な輻射線の量と種類は主として使用するア クリレート及び/又は輻射線感受性官能基の種類と量、コーティングの厚さ及び 望まれる硬化の水準に依存する。EB輻射の適切な線量は、約1 kGy (0 ,1メガラド)乃至約100 kGy (10メガラド)、好ましくは約1kG y(0,1メガラド)乃至約50 kcy (5メガラド)、より好ましくは3 0 kGy (3メガラド)未満を含む。適切なUV輻射線量は、約0.01乃 至約2 J/a11.好ましくは約0.05乃至約0.50J/Ci、より好ま しくは約0.25J/e11!未満を含む。
本発明を、感圧接着テープの製造又はラベルの製造に使用するのが好ましい。
感圧接着テープは、柔軟なバッキングシート及びバッキングシートの一方の主要 面上にコーティングされた新規なPSA化合物の接着組成物層から成る。パッキ ンンートはプラスチックのフィルム、紙又はその他の適切な物質でよく、テープ は、感圧テープ製造に使用される下塗り、剥離塗料及び類似物のようなその他の 各種の層又はコーティングを含むことができる。
UV又はEB暴露により架橋されたPSA配合物の利点は、凝集力、剪断接着破 損温度及び摩耗及び溶媒に対する抵抗性が改善されることである。シーラント又 はコーキング材はより改善された耐候性及び耐温度性を必要とする。
フェニル環を組み込んだポリイソブチンポリマーを含むPSA物質の利点は、ポ リマーの主鎖が不飽和を含まないことである。これらの不飽和は、イソプレンを 含むエラストマーにおいて一般的に生じるオゾン分解に対して一般的に反応性の 高い部位である。不飽和部位は、また、遊離ラジカル架橋硬化処理時に弱点とな りやすい。さらに、フェニル環の存在は、ポリイソブチン主鎖の分解に対するU V及びEB低抵抗増進させる。天然ゴム又はクラトン(Kraton)1320 Xのような他の輻射線架橋エラストマーと比較して、一般的な老化性及び耐候性 が改善されている。
本発明の実施態様の1つであるUV反応性PSA系の利点は、光源付加又は遊離 ラジカル架橋反応機構のための光開始剤をポリマー分子に内在させていることに 由来する。この革新により、特にアクリルモノマー又は官能基で架橋されるPS A系に対して、通常遊離ラジカル反応によりPSA系を硬化させるため必要な光 開始剤及び架橋促進剤のような添加物が不要になる。添加される光開始剤及び促 進剤の揮発性及び毒性は輻射線処理に一般的にまつわる共通の問題である。
架橋性組成物は、リソグラフィー、腐食防止、バリヤー、及び油、グリース、及 び溶媒に対する高い抵抗性、並びに架橋された母材に由来する強化された堅さを 必要とするその他の用途を含む広範囲の用途で使用できる。具体的に述べると、 写真、光化学的複写、平版印刷、及び凹版印刷のような光学的複写プロセスにお いて;微細電子回路のような複雑な形及び/又はデザインをバイトを使用するこ となく彫刻又はエツチングすることが望ましいフォトエツチング−レジストマス クを必要とするプロセスにおいて;金属上の腐食防止フィルムとして;紙、板紙 、織物、プラスチック、ゴムを含む物品の耐水、耐油、及び/又は耐溶媒コーテ ィングとしてニガラス上の破砕防止コーティングとして;コーキング及びシーラ ントとして:及びその他において使用できる。
リソグラフィーは、一般に、種々の媒体間でパターンを転写するプロセスを意味 する。リソグラフィー用コーティングは、一般に、対象となるパターンの投射さ れた像を受けるのに適する輻射線感応性コーティングである。一旦投射されると 、コーティング中に消去できない像が形成される。この投射される像は、対象と なる像のネガでもボンでもよい。典型的には、「投射」輻射線に対して選択的に 透明又は不透明の領域を有するそのパータンの「透明画(transparen cy) Jが作られる。その透明画を通してコーティングを暴露することによっ て、像の領域が選択的に架橋し、その結果、特定の溶媒現像液中において(コー ティングにもよるカりより溶解性が大きくなるか又は小さくなる。より溶解性が 大きい、即ち、未架橋の領域は現像プロセス中に除去され、コーティング中には パターンの像がより溶解性の小さい架橋したポリマーとして残る。
適する現像溶媒には、ペルクロロエチレン、塩化メチレン、二塩化エチレン、メ チルエチルケトン、n−プロパツール、トルエン、ベンゼン、酢酸エチル、及び 適用可能であれば水が含まれる。この操作に使用される溶媒液体は注意して選択 しなければならない。なぜならば、溶媒液体は未暴露の領域に対する良好な溶媒 作用を有していなければならないが、不溶化されたコポリマー又は支持体に対し てはほとんど作用してはならないからである。現像溶媒は、使用される特定の溶 媒にもよるが、約30秒乃至10分間コーティングと接触させておくべきである 。このようにして現像されたポリマーコーティングは次ぎに新しい溶媒で洗浄さ れ、乾燥される。
現像プロセスは、特に印刷の用途においては、下敷きの支持体をエツチングして 浮き彫りの像の領域の高さを増加させる工程、未架橋のコーティングを除去する 工程、及び支持体の親水性特性を変える工程を含む幾つかの異なる工程をさらに 含む。
本発明は、架橋されたコーティングが一般にプレート上で一段高くなった印刷要 素として残る光化学的複写プロセスにおいて有用性を有する。インクは、乾式オ フセット印刷及び通常の活版印刷のように、プレートの一段高くなった部分によ って運ばれるか、又は凹版印刷、例えば、線及び逆網目版のように窪んだ部分に よって運ばれる。輻射線反応性層の厚さは、浮き彫りの像において望まれる厚さ の直接の関数であり、これは複写される対象、特に、非印刷領域の広がりに依存 する。そのような利用の別の例には、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、 複写パッド(duplicating pad)、マニホールドステンシルシー トコーティング(manifold 5tencil sheet−ing c oating)、平版印刷版、レリーフ版、グラビア版、写真製版、コロタイプ 及び平版印刷型要素、マゼンタスクリーン(magentascreen)、ス クリーンステンシル、網目版及び連続型の着色可能な像、ジアゾニウム塩とカッ プリング剤を含む蒸気の現像系において色形成体とカップリング剤を含む湿式現 像を使用する直接的ポジ及びネガ系が含まれるにれらのリソグラフィー用コーテ ィング組成物は、化学的及びその他のタイプのエツチング又は彫刻操作を行うた めのレジスト層(即ち、フォトレジスト)としても有用である。パターンの転写 と未架橋コーティングの除去の後、架橋したコーティングはエツチング工程用の マスクを構成する。応用には、装飾用飾り板の製造又は装飾的効果を作ること: 自動彫刻機用のパターン、鋳造型、裁断及び打抜きダイス、ネームスタンプ、点 字用のレリーフマツプ、例えばフィルムベース上の速硬性コーティング、テレビ の燐光物質光結合剤、フィルム上の可変領域サウンドトラック、例えば輻射線感 応性コーティングから製造されたダイによる板及び紙のエンボス化、そして特に 印刷回路、その他のプラスチック製品及びマイクロチップの製造におれるフォト レジストが含まれる。
本発明の輻射線硬化性コーティング組成物は、フィルム、シート、及びその他の 成形物に容易に成形することができ、その後、可視光、紫外線、又は高エネルギ ー輻射線のような活性な輻射線に暴露してポリマーを架橋させ、それによって、 耐腐食性、耐溶媒性、及びその他の保護用コーティングとして使用するために非 溶融性及び非溶解性にすることができる。
本発明のコーティング組成物は、水、海水、高pH及び低pH液体、及び類似物 を含む腐食を生じる液体又は気体と密着しているか、又は腐食性の環境に暴露さ れている種々の金属表面上の耐腐食性保護コーティングとして有用である。例に は、食物及び飲料容器の内張:製造工場、船、及び類似物中で使用される容器、 パイプ、種々雑多な装置の内張又は外装;及び自動車用の防錆コーティング、そ の他が含まれる。
その他の有用なコーティングとして、未架橋のコポリマーをフィルム形成結合剤 又は紙及び織物に使用するための種々のコーティング及び/又は含浸組成物の製 造における接着剤として使用でき、輻射後、これらは熱又は溶媒による除去に対 して抵抗性を持たせることができる。これらのコポリマーは不織布又はウェブ用 の結合剤として有用である。これらは不織ウェブの全領域にわたって均一に、又 は所定のパターン、例えば、規則的又は幾分不規則な列の直線又は曲線の平行線 の交差した組み合わせに沿って塗布できる。含浸させた不織ウェブはその後、例 えば、化学線にさらして存在するポリマーを架橋させ、それによって、処理され た不織ウェブに水又は溶媒による分解に対する抵抗性を多かれ少なかれ与えるこ とができる。
ウェブのコーティングとして、本発明のコーティングをウェブの領域全体にわた って均一に塗布し、その後、光フィルター又は不透明スクリーンを通してウェブ を所定のパターンに架橋させ、それによって選択された領域のポリマーフィルム コーティングのみを架橋させることができる。スクリーンがけしだ暴露の後、コ ーティングの暴露されなかった部分を除去できる。
このような方法において、本発明のコーティングは、「ウェットワイプ(wet wipe)J 、使い捨ておしめ、及び/又はおしめのカバークロスを製造する のに使用できる。スクリーン又はフィルターの使用によって、結合したおしめ又 はおしめのカバークロスの種々の領域における架橋の程度を選択的に制御でき、 それによって、例えば、股の部分には水濡れによる分解に対する抵抗性を持たせ 、一方、周辺部分は30秒乃至2分間かそこら水に濡らすと分解できるようにす ることができる。
さらに、本発明のコーティング組成物は、低粘度でシーラント及びコーキングと して使用でき、UV又はEB放射に暴露してガラス及びその他の脆い物質からな る物品の破砕防止保護コーティングとして硬化させることができる。
C−1,アクリレート官能化コポリマーを含むその他の組成物の製造と使用本発 明のアクリレート及び選択的光開始剤基がグラフトしたポリマーは、輻射反応性 架橋剤としてその他の組成物中にブレンドすることもできる。例えば、光開始剤 基をともなうか又はともなわずにアクリレートのグラフトしたコポリマーは約3 0phrまでの量、好ましくは約15phrまでの量で1種以上のエラストマー とブレンドすることができる。このエラストマー組成物は、さらに、1o。
phrまで、好ましくは60phrまでの量のカーボンブラックを含むことがで きる。これらの組成物はさらにエラストマーエ業において公知のその他の充填剤 及び転化剤とブレンドすることができる。これらの組成物はその後輻射線に暴露 してエラストマー組成物を硬化させることができる。これらのエラストマー組成 物は成形品、フィルム、ラミネート、コーティング、タイヤトレッドベルト、ホ ース、通気遮断壁、成形自動車部品、トリム、及び類似物に形成することができ る。本発明のコポリマーとブレンドできるエラストマーには、天然ゴム、エチレ ンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジェンターポジマー、ネオプレンコム、 ニトリルゴム、ブタジェンゴム、ブチルゴム、タロロブチルゴム、ブロモブチル ゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジェンゴ ム、アクリロニトリルクロロプレンゴム、アクリロニトリルイソプレンゴム、ス チレンブタジェンゴム、ビニルビリデンスチレンブタジェンゴム、スチレンブタ ジエンスチレンブロックコポリマー、スチレンクロロプレンゴム、及びスチレン イソプレンゴムが含まれるが、これらに限定されない。
同様に、本発明のアクリレートグラフト化コポリマーをエラストマーと「可塑性 」ポリマーのブレンド中に含有させて熱可塑性エラストマーを形成することもで きる。上述のエラストマーのいずれかとブレンドできる可塑性ポリマーには、エ チレン、プロピレン、ブテン、及びスチレンのホモポリマー及びコポリマーが含 まれるが、これらに限定されない。これらのポリマー中においてコモノマーが存 在する場合、それはコポリマーの重量に基づいて約10重量%まで、好ましくは 約5重量%までのオレフィンである。本明細書中で使用されるコポリマーという 用語は、2種以上の異なるモノマーのポリマー並びにブロックコポリマーを包含 するように定義される。ターポリマー及びテトラポリマーは明らかにこの定義に 含まれる。「可塑性」ポリマーの具体例には、高密度ポリエチレン、プロピレン 、プロピレンの(5重量%までのエチレン又はその他のアルファオレフィンモノ マーとの)ランダムコポリマー、ポリスチレンなどのような熱可塑性及び熱硬化 性ポリマーが含まれる。これらの組成物中において、グラフトコポリマーは約3 0phrまで、好ましくは約15phrまでの量で存在することができ、「可塑 性ポリマーは、コポリマーの重量に基づいて、約50重量%まで、好ましくは約 30重量%までの量で存在できる。これらの組成物も、成形品、フィルム、繊維 、コーティング、ラミネート、バンパー、自動車の内装トリム、自動車の外装ト リム、及び類似物に形成することができる。成形の前又は後に、これらの組成物 を輻射線に暴露して架橋させることができる。
D、アクリレート官能化されたコポリマーの製造1、コポリマー前駆体の製造 本発明は、特定の重合条件下におけるイソオレフィン及びパラ−アルキルスチレ ンの重合により、直接反応生成物(即ち、重合時のままの状態の)を含み、そし て、予想外に均一な組成分布を有する、(臭素化及び核置換を経由して)輻射線 官能化され得る前駆コポリマーを製造できるという発見に一部基づいている。
それ故、本明細書に記載する重合手順を用いることにより、本発明のコーティン グ組成物に使用される新規な官能化されたコポリマーのポリマー主鎖、即ち、先 駆コポリマーが製造できる。これらのコポリマーは、輻射線反応性コポリマーも 含め、ゲルパーミェーションクロマトグラフィー(G P C)で評価したとこ ろ、狭い分子量分布及び実質的に均一な組成分布、即ち、全範囲に亘り組成が均 一であることを示した。別の方法で述べると、前駆コポリマー生成物の約95重 量%以上が、組成物全体に対する平均のパラ−アルキルスチレン含有量の約10 重量%以内、そして好ましくは約7重量%以内のパラ−アルキルスチレンを含有 し、そして好ましくはコポリマー生成物の約97重量%以上が、組成物全体に対 する平均のパラ−アルキルスチレン含有量の約10重量%以内、好ましくは約7 重量%以内のパラ−アルキルスチレン含有量を有する。非常に好ましい実施態様 において、このことは、これらの官能化コポリマーのGPCにより得られた規格 化された示差屈折率(DRI)と紫外線(UV)曲線が殆どの場合互いに重なり 合い、実質的に単一な曲線に合流するという事実によって示される。この実質的 に均質な組成の一様さは特に組成物間の分布と関係する。即ち、本発明の前駆コ ポリマーの場合、どのような分子量の画分を選び出しても、その中のパラ−アル キルスチレンの百分率又はパラ−アルキルスチレンのイソオレフィンに対する比 は前述のように実質的に同じであろう。パラ−アルキルスチレンとイソブチンの ようなイソオレフィンとの反応性比は1.0に近いから、これらのコポリマーの 組成物内分布も均質であろう。即ち、これらの前駆コポリマーは本質的にランダ ムコポリマーであり、どの特定のポリマー連鎖においてもパラ−アルキルスチレ ン及びインオレフィンの単位はその連鎖全体に亘り本質的にランダムに分布する であろう。
これらの前駆コポリマーの性質により、従来のものより著しく優れた点が多くも たらされ、その中には、数平均分子量が一般的に約5000より大きい有用な官 能化されたコポリマーが製造できることも含まれる。本発明のコーティング、方 法、及び物品において輻射線反応性に官能化するのに有用な前駆コポリマーは、 数平均分子量(Mn)が約5000乃至約500.000、好ましくは約50. 000乃至約300.000、より好ましくは約50.000乃至約150.0 00の組成的に均質なコポリマーを含む。これらの生成物は比較的狭い分子量分 布を示す。特に、これらの官能化コポリマーは約6以下のMw/Mn値を示すが 、約4以下が好ましく、約2.5以下がより好ましい。そして同時にこれらは最 終目的の用途により異なる。
このように、パラ−メチルスチレン単位が前駆コポリマー全体に亘り分布するニ ー+−CH2−CH−)− □ R−C−■ R′ 式中、R及びR′は水素、アルキル、好ましくはC1乃至C5アルキル、及び第 1及び第2アルキルハリド好ましくは、第1及び第2の01乃至C5アルキルハ リドから成る群から独立に選択される。
求核反応により輻射線架橋性コポリマーに官能化するために使用する前駆コポリ マーの製造に用いるモノマーの比に関して、このモノマー比の非常に広い範囲が 本発明に基づいて使用できることは本発明の著しい利点である。それ故、例えば 、約10乃至約99.5重量%、好ましくは約80乃至約99重量%、そして最 も好ましくは約90乃至約98重量%のイソオレフィン又はイソブチレン、及び 約0.5乃至約90重量%、好ましくは約1乃至約20重量%、より好ましくは 約2乃至約10重量%のパラ−アルキルスチレン、好ましくはパラ−メチルスチ レンを実際に含む前駆コポリマーを製造できる。一方、より高い濃度のパラ−ア ルキルスチレンを含む熱可塑性物質を製造することも可能であり、それ故、コポ リマーは約10乃至約99.5重量にのイソオレフィン、好ましくはイソブチレ ン、及び約0.5乃至約90重量%、好ましくは約1乃至約90重量%のパラ− アルキルスチレン、好ましくは/(ラーメチルスチレンを含むことが可能である 。
2、ハロゲン化されたベースターポリマーの製造本発明のイソオレフィン/パラ −アルキルスチレンコポリマーはその後ハロゲン化されて、その部位でのその他 の官能基の置換により官能化が可能になる。ポリマーは、1990年7月2日に 出願された米国特許出願番号547.480に開示されている方法によってハロ ゲン化できる。この特許出願は引用によって本明細書中に組み入れられている。
ハロゲン化コポリマーはまたBRABOXP−50の商標の下にエクソン・ケミ カル・カンパニーから購入することもできる。
3、ベースターポリマーの核置換 ベンジルの臭素(ハロゲン)官能基をベースとして、本発明の用途の広いアクリ レート官能化コポリマーを製造することは極めて適切である。何故なら、この官 能基を、広い範囲の核分子との選択的求核置換に用いることができ、そのため、 所望の種類と量の官能基の殆どが、望ましくない副反応を伴うことなく、そして 所望の種類と量のほとんどすべてを、ペンダントのベンジルハロゲン官能基を含 有する飽和コポリマーの主鎖の分解及び/又は架橋を回避するのに十分な緩和な 条件の下で、望ましくない副反応をともなうことなく導入できるからである。
さラニ、多くの場合、ペンダントのベンジルハロゲンを一部分だけ所望のアクリ レート官能基に転化し、残りを保持するか、或いは同時に又は後程残りのベンジ ルハロゲン官能基の部分をまた光開始剤官能基又は別の新しい官能基に転化して 混合されたアクリレート基と光開始剤官能基とを含むコポリマーを製造できる。
官能基の混合は、熱安定性、架橋性能、剪断強さ、及び剥離接着性のような性質 の独特な組合わせを与えるのに有利である。
ラジカルハロゲン化されたイソブチレン/パラ−メチルスチレンコポリマーがア クリレート/光開始剤官能化コポリマーを製造するための「理想的な」ベースコ ポリマーであるが、その根源であるベンジルハロゲン官能基の特性の一つは、こ のベンジルハロゲン官能基の受ける核置換反応の範囲が広いこと、及びこれらの 核置換反応の進行する条件が比較的緩和なことである。ベンジルハロゲン官能基 は、電子を提供できる核分子と適切な条件の下で反応できる非常に活性の高い親 電子物質を構成する。適切な核物質には、酸素、硫黄、窒素、燐、炭素、ケイ素 、及び特に、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、及びカリウムを含む各種の 金属を含む核物質が含まれる。適切な請求核物質には、例えば、カルボキシレー トエステル、テトラアルキルアンモニウムアクリレートのような塩、及び類似物 が含まれる。ベンジルハロゲン官能基と反応する核分子の種類がこのように多い のと同じく重要なことは、これらの核置換反応が比較的緩和な条件で進行するこ とであり、その結果、イソブチレン/パラーメチルスチレンコポリマーの飽和さ れた炭化水素主鎖が関与する開裂又は架橋反応を伴うことなく所望の新しい官能 基を導入するための置換反応を終りまで実行することができる。
ベンジルハロゲン官能基の別の特性は、所望の置換反応が望ましくない副反応な しに進行することを可能にする選択性である。ベンジルハロゲン官能基は複雑な 脱離反応を伴わないクリーン(clean)な置換反応を受ける。カップリング (coupling)をもたらす副反応は僅かな量といえどもゲル化に繋がるか ら、この特性は可溶性の高分子ポリマーの関与する反応において極めて重要であ る。簡単な分子(通常は単官能のものである)の関与する反応においては、所望 の生成物の僅かに70%の収率でも、精製及び望ましくない生成物の分離が比較 的容易であるから容認できる。既に架橋しているポリマー(例えば、「スチラゲ ル」)の関与する反応においては、所望の生成物に対するより低い収率も、出発 ポリマーが既に不溶性であるから、容認できる。しかし、分子あたり多くの官能 基を含む本発明の可溶性高分子ポリマーの反応においては、反応及び回収の間に 溶解度を維持するため、望まれる置換反応の99%以上を達成する必要がある。
僅かな、(他の反応においては)殆ど問題にならない量のゲル生成副反応が有用 性を損なう。
さらに、置換されたポリマーを精製し有害な副生物を除くことは通常非常に難し いか又は不可能である。このため、制御された条件の下でベンジルハロゲン官能 基を用いて高い収率の核置換反応を選択的な単一経路で達成できることが重要で ある。改質のための「ベース」ポリマーとして、イソブチレン/パラ−メチルス チレン/パラ−ブロモメチルスチレンターポリマーを使用すること、及び適正で 、そして制御された条件の下で核置換反応を行うことにより、有用なペンダント の官能基を含有する可溶性の主鎖の飽和したコポリマーが製造された。例には以 下のものが含まれる。
(1)エステル(アセテート、ステアレート、リル−ト、エレオステアレート、 シンナメート、その他のような他の基を含む多くのもの)、(2)ヒドロキシル (ベンジルハロゲンの代わりに直接結合したもの、又は別の結合を介して結合し たもの)、 (3)カルボキシ、 (4)ニトリル、 (5)第四アンモニウム塩、 (6)第四ホスホニウム塩 (7)S−イソチウロニウム塩 (8)ジチオカルボキシレートエステル(9)メルカプタン (10)カルボキシレートエステル及びフェルレートであって、ベンゾイルベン ゾエート、シンナメート、キリ油脂肪酸エステル、及びアントラキノン−2−カ ルボキシレート、で例証される輻射線反応性の官能基を含有するもの、(11)  UV反応性のジチオカルバメートエステル、(12)求核的に停止されたマク ロモノマーであって、ポリスチリルリチウム、ポリスチリルカルボキシレート、 その他で例示されるもの。
イソブチレン/パラ−メチルスチレン/パラ−ブロモメチルスチレンターポリマ ー上での核置換反応により製造できる、広くは反応性誘導体、詳細には、輻射線 反応性誘導体のすべてを製造したわけではないが、当業者には、アクリレートと 輻射線反応性を持つ官能基及び官能基の混合物を含む所望のペンダントの官能基 の大部分を本書に開示する原理を用いて各種の目的に合うように結合できること は明らかである。二種以上の異なる種類の官能基の結合させることにより、輻射 線架橋性、乳化性になることが可能であり、及び/又は特定の支持体に対し優れ た接着性を持っポリマーを製造できるが、それは適正な官能基の賢明な選択によ りこれらの特性の各々力居1き出されたときである。
本発明の用途の広い、ペンダント型の、輻射線感受性の、主鎖の飽和した、可溶 性ポリマーを、選択的求核置換反応を経由して製造するための、「最重要」の要 件は次ぎの通りである: (1)イソブチレン/パラ−ハロメチルスチレン/パラ−メチルスチレンベース ターポリマーを適正な制御された条件の下で核置換に使用すること。ターポリマ ーの組成を必要に応じ変更して、特性(即ち、Tg、堅さ、柔軟性、衝撃強さ、 官能基の濃度、その他)の望ましい組合わせを生成できる。
(2)求核物質及び反応媒体を、ベースターポリマーに結合したベンジルハロゲ ンと核物質間の緊密な接触が達成できるように選ぶこと。場合により、この接触 が、ポリマー及び核分子に対し異なる溶媒、即ち、反応媒体を使用して、反応を 促進するための適正な相移動触媒を採用することにより達成できることも認識す べきである。
(3)所望の核置換反応が緩和な条件において促進されるように反応部位におい て特定の溶媒和を達成すること。
(4)反応の特異性を喪失させ、そして副反応を重大問題とし、及び/又は架橋 又は分解反応を起こさせる、強い「硬い」塩基又は高温のような「激しい」又は 「過酷な」反応体又は反応条件を避けること。
(5)所望の置換反応が緩和な条件の下で迅速に起こり、望ましくない副反応の 可能性を避けるように核反応体及び促進剤を適正に選ぶこと。例えば、イソブチ レン/パラ−メチルスチレン/パラ−ブロモメチルスチレンベースターポリマー のベンジル臭素を置換するためのエステル化反応においてカルボン酸の核物質を 用いるとき、カルボン酸の「硬い」イオン性の塩を核反応体として使用しようと せず、むしろ核反応体としてのカルボン酸のカリウム塩と同時にカリウムイオン を溶媒和するために18クラウン−6を選び、そして望まれるエステル化置換反 応を促進できるか、又は適切な溶媒中のテトラブチルアンモニウム対イオンを敏 感な「柔らかいJ酸として選び反応を促進できるであろう。
(6)実施している核置換反応がそれ自身でベースコポリマーの主鎖に結合した 状態のペンダントの核反応体を形成できること、及びこれらの結合済みの核反応 体がベースターポリマー上の他の未反応のベンジル臭素を逐次に核的に「攻撃」 し、その結果所望の既に結合済みの新しい官能基が消費されると同時に望ましく ない架橋及びゲル化が生成する可能性があることを認識することによって、逐次 反応を最少にするような反応条件を選ぶこと。
それ故、反応条件は請求核置換反応に用いられている未反応の核反応体が、非常 により強いか、又はより反応性の核分子であるか、又は置換反応で生成される結 合済み核官能基より非常に過剰に存在するように反応条件を選ばなければならな い。例えば、結合済みの塩基性の基は、塩基性の条件の下でベンジル臭素とさら に反応できる核部分となることを認識しなければならない。これらのポリマー内 の基は他のベンジル臭素と反応することができ、その結果既に結合済みのペンダ ントの官能基が消費され、望ましくないポリマー間架橋が生成する。
その結果は、本発明の所望のペンダント官能化ポリマーでなく、ゲル化したポリ マーである。本発明のベースターポリマーのベンジル臭素をメルカプタン基で置 換する試みにおいて、結合済みのSH(メルカプタン)基は塩基性の条件におい て組み込まれた請求核反応体を形成し、そしてこれらの組み込まれたメルカプチ ド基は他のベンジル臭素と反応し、その結果既に組込み済みのペンダントメルカ プタン官能基が消費され、望ましくないチオエーテル架橋が生成し、本発明の所 望のペンダント官能化ポリマーではなくゲル化されたポリマーを生成することを 認識しなければならない。
同様に、本発明のペンダントヒドロキシ官能化ポリマーの製造時には、結合済み のヒドロキシ基は強い塩基性の条件において請求核反応体を形成し、そしてこれ らの結合済みアルコキシド基は逐次的にベースターポリマーの他の未反応のベン ジル臭素と反応し、その結果既に結合済みのペンダントのヒドロキシ官能基が消 費され、エーテル架橋が生成し、本発明の所望のペンダント官能化ポリマーでな くゲル化されたポリマーを生成することを認識しなければならない。
逐次反応の可能性を認識し、それらを最少にする条件を選ぶという最重要の要件 は、混合ペンダント官能基を持つ本発明のペンダント型のアクリレート/感光性 官能化飽和ポリマーの製造が望まれる場合特に重要である。これらの混合官能基 ポリマーにおいては、所望のペンダント官能基を保護し、そして逐次反応を避け るように官能基及び条件を選ぶことが極めて重要である。
イソブチレン/パラ−メチルスチレン及びパラ−ブロモメチルスチレンを含むベ ースターポリマー上の選択的求核置換反応を経由して誘導される本発明の新規な 、用途の広い、ペンダント官能化された、主鎖の飽和した、可溶性コポリマーを 、特定のペンダント官能基を取扱う実施例中においてさらに説明されているよう に広い範囲で有用である。これらは、イソブチレンの豊富な低Tgエラストマー からパラ−メチルスチレンの豊富な高Tgプラスチック類まで、ならびにイソブ チレノ含a率の中間程度の強靭な高衝撃組成物を含む広い範囲の性質を包含する 。適正なペンダントの官能基の存在により、この全範囲の生成物が、自動車及び 電気製品などの外装用に「塗装可能」となり、そして接着性となり、そして他の 支持体へのコーティングとして使用できるようになり、そして特に主鎖の飽和し たコポリマーの優れた耐環境性が利点となる屋外での用途に使用できる。さらに 、これらの組成物は適正な官能基の存在により、他の官能性ポリマー又は充填剤 又は繊維と反応するか又は助けを借りて反応し、性質の望ましい組合わせを備え た複合構造物(すなわち、積層物、分散体、など)を形成することができる。
本発明によれば、本明細書中に開示し例証した、新規な、ペンダント型アクリレ ート/感光性官能化飽和コポリマーは、先ず、ペンダント結合した親電子部分を 一つ以上持つ飽和した炭化水素主鎖を含むベースターポリマーを製造すること、 つぎにペンダント結合した親電子部分との選択的求核置換反応を経由して所望の 新しいアクリレート及び/又は感光性官能基を結合させることにより、簡単にそ して実用的に製造できることが判明した。本発明ペンダント官能化コポリマー成 分を製造するとき、選択的求核置換反応を経由して他の官能基と置換されるペン ダント結合した親電子部分はベンジルハロゲン部分であることが望ましくかつ重 要であることが明らかになった。これらのペンダント結合した親電子性のベンジ ルハロゲン部分が、前述したようにラジカルハロゲン化によりランダムイソブチ レン/パラ−メチルスチレンコポリマーに容易に挿入され、イソブチレン/パラ −メチルスチレン/及び臭素化パラ−メチルスチレンを含むランダムな単位から なるベースターポリマーを生成する。親電子性のベンジルハロゲン部分を含有す るこのベースターポリマーが「親ポリマー」となり、このものから本発明の新規 なペンダント官能化飽和コポリマーが選択的求核置換反応を経由して製造される 。
本発明のこれらの新規なペンダントの官能化されたポリマーは次ぎの「マー(“ 配r”)」単位を含む: a)結合されたイソブチレン単位 −CH2−C− H3 b)結合されたp−アルキルスチレン単位R′ C)結合された臭素化p−アルキル−スチレン単位(親電子性部分)R’ d)結合されたペンダント型のアクリレート官能基、ベンジルハロゲンに対する 核置換により生成する R’ e)結合されたペンダントの感光性及び/又は非輻射線反応性官能基、ベンジル ハロゲンに対する核置換により生成する一←Cth−CI−十一 R′ 式中、R及びR′は、水素、アルキル、及び第1及び第2アルキルノ\リドカ1 ら成る群から独立に選択され、Xはハロゲン原子(臭素及び塩素が好ましく、臭 素力(最も好ましい)であり、Yは1つのペンジルハロゲンの核置換を経由して 、結合された「マー」単位Cが「マー」単位dになるように、ポリマー(こ結合 した新しいアクリレート基を表し、そしてZは一つのベンジルハロゲンの核置換 を経由して、結合された「マー」単位Cが「マー」単位eになるように、ポーツ マ−に結合した新しい感光性及び/又は非輻射線反応性基を表す。実際上、混合 アクリレート及び/又は感光性官能基を導入する場合、同じポリマー内に数種の 異なるY及び/又は2種が存在する可能性がある。Y及びZは、ベンジル/%l Jド(こ電子を与え得る核反応体が本発明によるベースターポリマーと反応する とき、ポーツマ−に結合されていた「マー」単位Cの〕10ゲンの代わりに結合 されて残るものである。
四種類(数種類の異なるY及び/又はZ官能基が存在する場合1よさら(こ多1 −))の「マー」単位がランダムに結合して本発明の組成物の中:こおける新規 なペンダントアク1ルート/感光性官能化主鎖飽和ポリマー成分を生成する。ポ 1ツマー全体の数平均分子量は、〈500から> 100.000まで変化でき る。各種の「マー」の量は次ぎのとおり変化できる。
a)(イソブチレン)「マー」単位 約10乃至約99.5重量%、b)(p− アルキルスチレン)「マー」単位 約0.5乃至約90重量%、C)(ラジカル で臭素化されたp−アルキルスチレン)「マー」単位 約0乃至約55重量%、 d) (ペンダントアクリレート官能性p−アルキルスチレン)「マー」単位  約0.05乃至約5モル%、 e)(ペンダント感光性官能性p−アルキルスチレン)「マー」単位 感光性部 分がコポリマーの約1 ppm乃至約5重量%を構成するように。
実際には、混合アクリレート及び/又は感光性官能基を導入する場合、数種類の 異なるY及び/又は2種が同じポリマー内に存在する可能性がある。Y及び、所 望により、Zはペンジルハリドに電子を与えることのできる核反応体が本発明に よるベースターポリマーと反応するときハロゲンの代わりにポリマーに結合して 残るものであり、a)は約10乃至約99.5重量%、より好ましくは約65乃 至約99重量%、そして最も好ましくは約80乃至約95重量%であり、b)は 約0.5乃至約90.0重量%、より好ましくは約1乃至約20重量%、そして 最も好ましくは約2乃至約10重量%であり、d)は約0.05乃至約5モル% 、より好ましくは約0.1乃至約2モル%、そして最も好ましくは約0.25乃 至約1モル%であり、c)は約0乃至約55重量%、より好ましくは約0乃至約 20重量%、そして最も好ましくは0乃至約15重量%であり、そしてe)は0 乃至約55.0重量%、より好ましくはO乃至約20重量%、そして最も好まし くは0乃至約15重量%である。e)が感光性官能基である場合、感光性部分( それに結合しているベンジル基の重量を除く)は、コポリマーの約11)I)f fi乃至約5重量%であり、好ましくは約100 pp園乃至約5000 pp m。
特に約1000 ppm乃至約2500 ppmである。官能化されたポリマー の数平均分子量は、約5000乃至約500.000、より好ましくは約50. 000乃至約300.000、そし最も好ましくは約50.000乃至約175 .000である。
本発明の実施態様の1つによれば、ペンジルハリドに電子を与え、そして核置換 反応を経由してハリトイオンを取除き、そしてアクリレート官能基Y及び、所望 により、感光性及び/又は非輻射線反応性官能基Zをハロゲンの除かれたベンジ ルの位置に結合させることの可能な核反応体は、Y又はYM又は2又はZMで表 される(式中、Mは水素、金属イオン又はアンモニウムイオンであり、そして、 Y及び/又はZは酸素、硫黄、ケイ素、炭素、窒素、燐又は各種の金属を含む簡 単な核分子か、或いはY及び/又は2は分子量が< 1000の小分子であって 請求核置換反応においてベンジルの位置に結合する簡単な核分子に加えてその他 の官能基を含んでいてもよい小分子である)。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に一〇−の結合をもたらす、酸素を含 む簡単な核物質の例は次ぎのちのを含むが、これに限らないニーORアルコキシ ド又はフェノキシトにおけるもの“03S スルホネート塩におけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に−S−の結合をもたらす、硫黄を含 む簡単な核物質の例は次ぎのちのを含むにカル、これに限らない)ニーS−Rチ オレート及びチオフェルレートにおけるもの一3b チオエーテルにおけるもの S S 一3CN チオシアネートにおけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に一8i−の結合をもたらす、珪素を 含み、n、=1.2、又は3である簡単な核物質の例は次ぎのちのを含む(しか し、これに限らない): H−3iR3シランにおけるもの H−3iXnR3−n ハロシランにおけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に−C−の結合をもたらす、炭素を含 む簡単な核物質の例は次ぎのちのを含む(しかし、これに限らない)ニーCN  シアニドにおけるもの −C13有機リチウム(又はその他のアルカリ又はアルカリ土類金属)化合物に おけるもの HC−(R)−(CO2R)z マロネート及び一般的には、塩基条件の下で置 換基がメタンの炭素を活性化し、炭素アルキル化反応を行わせる、二又は三置換 のメタン誘導体におけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に−N−の結合をもたらす、窒素を含 み、n=1.2、又は3である簡単な核物質の例は次ぎのちのを含む(しかし、 これに限らない): NR1R2−1各種のアミンにおけるもの。)122 官能基であるもの −N=C=Oシアネートにおけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に−P−の結合をもたらす、燐を含み 、n=1.2、又は3である簡単な核物質の例は次ぎのものを含む(しかし、こ れに限らない)。
P[IJ3−n 各種のホスフィンにおけるもの。
ハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に−M−の結合をもたらす、金属を含 む簡単な核物質の例は次ぎのちのを含む(しかし、これに限らない)。
Mg−(THF中のアントラセン錯体)Ll−(適当に錯体化されたもの) Y及び/又はZが、< 1000のの分子量の小分子であって請求核置換反応に おいてハリトイオンの取除かれたベンジルの位置に結合される簡単な核部分に加 えて他の官能基を含む小分子である例には、・トリエタノールアミン、イミノニ 酢酸、イミノジアセトニトリル、イミノジエタノール、ビニルピリジン、シンナ メート、エレオステアレート、リルアート、アクリレート、メタクリレート、ベ ンゾイルベンゾエート、ペンゾイルフエル−ト、ジヒドロキシベンゾフェノン、 クラウンエーテル誘導体、クリプタンド誘導体、セルロース誘導体、糖誘導体、 末端の核基を持つ低分子量のポリエチレンオキシド連鎖又はポリプロピレンオキ シド連鎖などが含まれるが、これらに限定されない。Y及び/又は2が、ハリト イオンの取除かれたベンジルの位置に結合される簡単な核物質に加えて他の官能 基を含む条件で行われるこれらの反応は、選択的求核置換反応により製造される 本発明の新規なペンダント官能化主鎖飽和コポリマーに組込み可能な官能基の種 類及び範囲を大幅に広げることに注目すべきである。この、多官能基のY及び/ 又は2基を結合する能力により、各種の分散剤(すなわち、潤滑油分散剤)にお いて望まれているように、極性基のクラスターを結合でき請求核置換反応では容 易に達成できない官能基が結合でき;そしてキラル化合物又はクリプタンドのク ラウン化合物のような非常に複雑で特殊な官能基を結合させ、触媒などのような 非常に特殊化された用途に対し独特の性質を備えた本発明の新規なペンダント官 能化ポリマーを製造できる。
しかし、その他の官能基を含むY及び/又は2基の結合においては、Y及び/又 はZ基が結合される核置換反応時lこより以上の注意を払い、新しい官能基が保 護され、意図しない架橋又はゲル化を生成する逐次反応により消費されないこと を保証する必要があることにも注意すべきである。ある場合には請求核置換反応 が完了するまで、保存されなければならない官能基を保護するのが望ましいこと がある。
この種の核置換反応の殆どは、本発明のペンダント官能化された可溶性コポリマ ーの製造に極めて有害な副反応にある程度悩まされる。それは、高分子のポリマ ーにおいては少量の副反応と言えども望ましくないゲル化を生じ製品の有用性を 大幅に減少させるからである請求核置換反応に本発明の独特なベースポリマーを 用いることの利点の一つは、望まれない副反応を殆ど消滅できることである請求 核置換反応は、幾つかの異なる機構により進行し、そして殆どの親電子物質の場 合、これらの異なる機構が異なる生成物又は異なる量の副反応をもたらすことが 知られている。
調和したSN2型機構で進行する反応は、SN、型の機構で進行する反応よりも 望まれる生成物を多く産出するのが一般的である。本発明の結合されたベンジル のハロゲンを核置換の親電子部位として使用することの利点は、脱離反応が完全 に防止され、その結果、S N r型の機構で進行する核置換反応でさえ望まし くない副反応を伴うことなく選択的に所望の生成物をもたらすことである。
本発明の好ましいベンジル臭素を核置換の部位として用いることの別の利点は、 置換反応が緩和な条件の下で進行するため(ベンジル臭素は非常に不安定である から)、ポリマー主鎖の分解、又は反応体又は生成物の熱的再結合又は分解が回 避できることである。本発明におけるように請求核置換のための結合された親電 子部位として、ベンジルハロゲン特にベンジル臭素を用いることにより、別の機 構で進行するようなその他の副反応又は逐次反応が大幅に消滅され、その結果本 発明の可溶性のペンダント官能化コポリマーが選択的なSN、型の核置換反応に より製造できるように反応体及び条件を選ぶこともできる。本発明のアクリレー ト官能化された主鎖の飽和した可溶性ポリマーを製造するためには、既述の6項 目の「最重要」要件を注意深く守る必要がある。
本発明に基づく各種の、ペンダント型アクリレート/感光性官能化された、可溶 性飽和コポリマーを製造するのに適切な正確かつ特定の条件は、導入する新しい 官能基、並びにベースコポリマーの組成及びその他の要因に依存し、そして各々 の場合について実際の条件を決めるために実験が必要なこともあるが、本明細書 に既述の最重要事項を常に考慮し守らなければならない。このことは、以下の特 定の実施例においてより明確になるが、一般的な反応条件の幾つかは最初に決め ることができる。
求核置換反応は、ベースポリマー及び核反応体の両方が可溶性である溶媒系を用 いる溶液中において行うことができ、ベースポリマーが一つの相に溶解し核反応 体が別の相に溶解する二相の液体系において行うことができ、二相の固体/液体 系(すなわち、ベースポリマーが核反応体を含有する液相中に分散している系) において行うことができ、又は反応体がベースポリマー中に溶解又は分散してい る凝集状態において行うことができる。共通溶液の場合が非常に制御しやすく好 ましい場合である。しかし、凝集反応は適切な反応体及び反応条件が見出せると き経済的に有利なことがある。
中間的な二相系はある状況の下では有利であり、そしてベースポリマー(親電子 物質を含む)及び核反応体の溶解度パラメータが異なり過ぎて共通の溶媒が存在 しない場合には必要である。これらの二相系の場合、相間の境界面において核置 換反応を促進するため、又は核反応体をベースポリマー内の親電子部位に運ぶた め相移動触媒を使用することはしばしば又は通常望ましい。本発明のペンダント 官能化ポリマーを製造する非常に好ましい方法は、前述したように、イソブチレ ン/パラ−メチルスチレンのランダムコポリマーをラジカルによりハロゲン化し てベンジルハロゲンの親電子部分を導入し、そして次にベースのハロゲン化ポリ マーを別途に回収することなく、同じ媒体において逐次反応(ハロゲン化とその 後のハロゲンの核置換)を行って所望の新しい官能基を導入する方法である。
使用される核反応体の反応性及び反応条件により異なるが請求核置換反応は約0 ℃乃至約200℃の温度で行えるが、この温度は請求核反応体、ベースポリマー 及び官能化された生成ポリマーの熱安定性によって制限される。通常、約0℃乃 至約150℃の温度が好ましい。反応時間は通常(しかし、そうでない場合もあ る請求核置換反応を完結させる(すなわち、親電子物質又は核反応体を使い果た す)ように選ばれ、そして数秒乃至2〜3日である。通常、2〜3分乃至数時間 の反応時間が好ましい。反応温度及びその他の条件は都合の良い反応時間が可能 なように設定される。
広い範囲の溶媒/又は溶媒混合物を核置換反応用の媒体として使用することがで き、そして、溶液、分散、又は凝集反応のいずれかを決めるのがこの要素である 。溶媒の選択にあたっては多くの要素が重要である。反応条件の下で不活性であ ること、生成物から容易に除去できること、プロセスにおける再使用のため容易 に再循環できること、使用条件において毒性の低いこと、環境に対する健康上の 問題が最小であること、使用するのに経済的であることなどが必要である。
さらに、溶媒は行われる反応に有利な反応環境を提供する必要がある。すなわち 、溶媒は、反応体を必要なだけ緊密に溶液接触させなければならず、そして所望 の反応経路に沿う中間状態のため溶媒和安定性を提供しなければならない。要求 される種々の妥協を最も有効に達成するため溶媒混合物を用いるのが必要である か又は望ましい場合が多く、この場合、1つの溶媒は取扱いの容易なベースポリ マーに対する良溶媒であり、他の溶媒は核反応体に対する良溶媒であるか、及び /又は反応の中間体に対し溶媒和を安定にするような溶媒である。ランダムなイ ソブチレン/パラ−メチルスチレンコポリマーにベンジルハロゲンの親電子物質 を導入するためのラジカルハロゲン化反応、ならびに新しいペンダントの官能基 を導入するための核置換反応の両方に適切な溶媒系を選び、その結果ハロゲン化 されたベースポリマーを別途に回収する必要なしに逐次反応を可能にするのが非 常に好ましい。
この逐次反応経路に特に適切な溶媒はベースポリマーの組成にある程度依存する が、イソブチレンの多いゴム弾性のベースポリマーの場合、低沸点の飽和炭化水 素(04〜C7)又はハロゲン化された炭化水素(C+〜C7)である。(っぎ の請求核置換反応のとき請求核反応体を溶解し持ち込むため、ならびに核置換反 応のために溶媒和を安定にするためには、低沸点のアルコール(C+〜C4)の ようなより極性の補助溶媒を加えることが望ましい場合が多い。ベンゼン、トル エン、及びクロロベンゼンのような芳香族の溶媒は一般的にベースポリマーの全 組成範囲に対し良い溶媒であり、多くの核置換反応に有利な反応媒体であるが、 他の問題をもたらすことが多い(すなわち、ベンゼンの毒性或いはラジカルハロ ゲン化時のトルエンの高い反応性のために、逐次反応経路のこの第一段階におけ る反応媒体として、これらは適さなくなる)。好ましい溶媒組成はベースポリマ ーの組成が変わると変化し、そして反応を溶液中で又は分散体中で行いたいかに より異なる。一般的に述べると、パラ−メチルスチレンをより多く含み、より強 靭な、Tgのより高い本発明のベースポリマーの場合、ある程度の芳香族性又は ハロゲンを含む溶解度パラメータのより高い溶媒が溶液反応に対して要求される 。
求核置換反応を別途に考慮する場合も、同様な注意が必要である。この反応を溶 液中で行うためには、ベースポリマー(その組成により異なるカリに対する良溶 媒が必要であり、モして核反応体に対する補助溶媒も望ましいか又は必要である 。ベースポリマーに対する良溶媒は、逐次反応に適切であるとして記載した溶媒 と同様であるが、ラジカルハロゲン化時の不活性さは要求されないからより広い 範囲の溶媒を考慮してよい。低沸点の飽和炭化水素(C4〜C7)又はハロゲン 化炭化水素(C,−c、)及び芳香族炭化水素又はナフテン類が好ましい。溶媒 の極性を強くしたい場合、テトラヒドロフランを使用してよく、或いはジメチル ホルムアミド又はジメチルスルフィドのような良好な溶媒和剤を添加してもよい 。
後者の溶媒はまた、多くの核反応体に対する良溶媒であり請求核反応体を溶解し てベースポリマーの溶液に加えるため、アルコール又はケトンと共に用いてよい 請求核反応体の溶液(ベースポリマーに用いた溶媒と混和性のある溶媒中のもの )を急速に攪拌しながらベースポリマー溶液に加えるこの方法は、しばしば、求 核反応体の微細な分散体を生じ、その結果求核反応体が添加後に生成する混合溶 媒中で完全に溶解しない場合でもなお本質的な溶液の核置換反応が起こり得る。
なぜならば請求核反応体は反応の進行とともに溶液濃度を補充するため反応中に 溶解するからである。
より極端な場合、即ち請求核反応体がベースポリマーの溶媒と混和性のある補助 溶媒に溶解しない場合、又は混合溶媒(ベースポリマーを溶液状態に保持する) 中の核反応体の溶解度が低すぎる場合、二相反応を行うことができ、ベースポリ マーは1つの相に溶解され請求核反応体は別の相に溶解される。このような場合 、反応体間の境界面接触を十分に与えるため良好な攪拌が不可欠であり、そして ベースポリマー上のベンジルハロゲン親電子部位に核反応体を運ぶのを援助する ため、相移動触媒が一般的に望ましい。例は、シアン化カリウム、亜硫酸ナトリ ウム、又はニトリロ三酢酸のような極性の高い水溶性求核反応体である。
これらの二相反応において有用な相移動触媒の例には、テトラブチルアンモニウ ムプロミド、テトラブチルアンモニウムビスルフエート、テトラブチルアンモニ ウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルホ スホニウムプロミド、クラウンエーテル、シプタンド(cyptands) 、 アドゲン(^dogen) 464、その他が含まれるが、これらに限定されな い。これらと同じ種類の物質が、反応部位で特定の溶媒和を与えることにより、 −相の溶液反応において速度を上昇させるため有益であることがある。
最も都合の良い反応条件は、凝集反応を行うことであり、その時求核反応体はベ ースポリマー中に溶解されるか又は分散される。高い固体含有率における作業は 、溶媒の取扱い及び再循環のコストを消滅させる。しかし、凝集反応は、押出し 機のような高価な効率の悪い反応器の使用を必要とする。押出し機は非常に高粘 度の系において混合が可能であるが、反応媒体を制限し、そのため極限られた核 置換反応のみが可能であり、そして、これらの反応であっても、反応中は制限さ れた条件及び不十分な混合状態が生じがちであるから、副反応がより含まれ易い 。
本発明のペンダント官能化ポリマーの製造において、すでに説明した一般的な反 応の考察に加え請求核置換反応に影響すると(当業者に)知られている要素が、 本発明に実質的に影響することなく適用される。このように、反応の経路及び活 性化エネルギーは特定の溶媒和又は触媒により制御でき、そして望ましくない反 応はブロッキング、その他により防ぐことができる。
!寒撚 これらの実施例では、幾つかのベンジル臭化物系共重合体誘導体の具体的調製法 並びに接着剤その他のコーティング用途へのそれらの使用について説明する。
ゲルとは、還流トルエン又はキシレン中で約72時間にわたって可溶性重合体を 徹底的に溶媒抽出し、その残渣を乾燥し秤量してめた接着剤中の不溶性ゴム残渣 のことをいう。
コーティングは、ポリマー又は配合物をトルエン中に溶解しく固形分30重量% ) 、MYLAR又は剥離紙上にナイフ塗布することによって調製した。コーテ ィング層を乾燥し、照射した。コーティングの厚さは通常1.5ミルであった。
UV照射はAmerican Ultraviolet Mini−Conve yorized Curing Systemで行った。UV線量は、EIT製 のUVA硬化放射計を用いて測定した。EB架橋は、Energy 5cien ces CB−150Electrocurtain電子ビーム加速器を用いて 行った。
実施例1 臭素化基体ポリマーの調製 イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチレン基体(ベース) ターポリマー試料を次のようにして調製した。
温度計と撹拌機と滴下漏斗を取り付けた500IIIA’反応フラスコを無酸素 ・無水の窒素雰囲気のグローブボックス内で組み立て、温度調節された液体窒素 冷却伝熱浴に上記フラスコを浸して一98℃まで冷却した。この反応容器に、3 86.6gの精製乾燥塩化メチル(純度99.8%)、47.4gの精製・乾燥 ・蒸留済みの重合用グレートのイソブチレン(純度99.9%)、及び2.6g の精製・乾燥・真空蒸留済みのp−メチルスチレン(全モノマー成分の2.5モ ル%)を入れた。塩化メチル中0.19重量%のエチルアルミニウムジクロリド (EADC)からなる触媒溶液17m1を滴下漏斗から12分間にわたってゆっ くりと上記原料混合物中に滴下した。その間、撹拌を行い、かつ反応容器を伝熱 浴に浸して温度を維持するよう心掛けた。冷却に努めたにもかかわらず、反応容 器の温度は発熱重合反応のために一98℃から一80℃に上がり、僅かに黄褐色 がかった液体中でポリマースラリーが生じた。若干のポリマーが撹拌機及び反応 容器壁土で凝集した。25m1の冷メタノールを加えて反応容器を急冷して、無 色透明の液体中で白色ポリマーの凝塊を得た。塩化メチルを蒸発させてポリマー を回収し、メタノール中でポリマーを混線・洗浄した。0.2重量%のブチル化 ヒドロキシトルエン(BHT)を酸化防止剤として添加して80℃の真空オーブ ン中でポリマーを乾燥した。50gの乾燥した白色の不透明な靭性ゴム状ポリマ ーが回収された。変換率は100%で、ポリマーは定量的に回収された。触媒効 率は約1550gポリマー/ g E D A Cであった。回収ポリマーは粘 度平均分子1 (M、) 458000で、5.2重量%(2,5モル%)のp −メチルスチレンを含んでいた。紫外線(U V)検出器及び屈折率(R1)検 出器を用いたゲル透過クロマトグラフィー(G P C)分析の結果、p−メチ ルスチレンは全分子量範囲にわたって均一に分布していることが分かり、組成の 均一な共重合体が生成したことを示していた。
GPCは、faters Lambda−Max Model 481 LC型 UV分光器とオンラインで結んだWaters 150−CALC/GPC(M illipore Corporation社製)を用いて実施した。
データノ集積と分析は、Beckman Inc、の−事業部であるCompu ter InquirySystemsと共に開発したカストマイズされたソフ トウェアを用いて行った。様々な流速のテトラヒドロフランを移動相として用い たが、流速は通常1.0ml/minであった。装置は30℃で操作し、UVに 対しては約254nmに波長をセットした。この波長では、ポリイソブチレン骨 格の吸光度は芳香環の吸光度に比べると無視できる。使用したカラムはo St yragel (laters)又は5hadex (昭和電工)であった。
分子量103から4X10″の、分子量分布幅の狭い基準ポリスチレンを用いて 、空隙率の種々異なる幾組ものカラムの検量線を作成した。分子量は、一つの汎 用検量線を用いて、ポリイソブチレン骨格として報告する。UV検出器と示差屈 折率検出器からの出力を定量的に比較すれば、平均値からの組成上の偏差を算出 することができる。粘度平均分子量は、一般に、20℃のジイソブチレン中での 個別の測定結果に基づく。
日前樹脂フラスコ頭部をもつバッフル及びジャケット付きの臭素化用2A’樹脂 フラスコ装置の中で、上述の通り調製したp−メチルスチレンとイソブチレンの 高分子量ランダム均一コポリマーを乾燥n−ヘキサン中に溶解した。効率的に撹 拌するため空気駆動式タービンミキサーを用い、温度の測定・調節のために温度 計と熱電対を用い、下記に述べる通り温度調節された伝熱液をジャケットを通し て循環させることによって温度を調節した。日前の一つは、臭素溶液の入った滴 下漏斗を取り付けるのに用い、臭素溶液を反応容器中に滴下した。滴下漏斗と反 応容器は遮光のためホイルで覆った。管の端に焼結ガラスフリットの付いた窒素 通気管を日前の一つに取り付け、上記フリットを反応容器中の溶液に浸して窒素 を細かい気泡に分解して通気した。窒素の流量はロトメーターで調節した。フラ スコの四番目の首には、反応中に数水柱インチの正圧を維持し、かつ反応中に発 生する如何なるHBr及び臭素蒸気をも吸収し中和できるように、突出し形トラ ップ(knock−out trap)と苛性スクラバーにプラスチック管で連 結した。
臭素溶液は、上記滴下漏斗中で、モレキュラーシーブで乾燥した純粋なn−へキ サン(オレフィンを実質的に含まない)中に30%未満の溶液が生じるように所 定量の臭素を加えて混合することによって調製した。撹拌され、温度制御され、 かつ窒素を通気した反応容器に、(遮光のため)ホイルで覆った臭素滴下漏斗を 取り付けて、500Wのタングステンランプを反応容器の直ぐ隣に設置した。反 応容器を40℃に加熱して臭素溶液を滴下した。臭素投与量はコポリマー重量の 5重量%であり、反応は臭素の添加とともに急激に起こったが、このことはHB rの急激な発生と溶液の急激な退色から明らかであった。臭素は2分間にわたっ て添加し、臭素を添加して10分後に過剰の苛性アルカリを加えて反応を止めた 。反応を止めた後、溶液を水洗し、前述の通りアルコール沈殿と真空オーブン乾 燥によって臭素化コポリマーを回収した。乾燥前に、コポリマーに安定化剤とし てBHTとテトラメチルチウラムジスルフィドを0.1重量%混入した。回収さ れた臭素化コポリマーはジイソブチレン中に可溶性で、Mvは254000であ り、Dietert分析でめた臭素含有量は1.26重量%であった。400  MHzのMNRを用いて分析した結果、09モル%のヘンシル臭化物基が存在し ていたが、その他の臭素化構造は検出されなかった。UV検出器及びR1検出器 を用いたGPC分析から、この臭素化コポリマーが一様で均一な組成分布と狭い 分子量分布(M、7M、=約2)をもつ官能化コポリマーであることが分かった 。
実施例2 種々のエステル官能基を含有する側鎖(ペンダント)官能化イソブチレン/p− メこの実施例では、桂皮酸塩を核試薬として用いる核置換反応により、ランダム イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチレン基体ターポリマ ーに側鎖として桂皮酸エステル官能基をくっつけた。この実施例で使用した基体 ターポリマーは実施例4Aで使用したものと同一であり、0,9モル%の臭素化 p−メチルスチレン、1.4モル%のp−メチルスチレン及び97.7モル%の イソブチレンを含んでおり、そのM、は135000であった。
求核置換反応に際しては、750gの基体ターポリマーを、空冷コンデンサーを 取り付けた51樹脂フラスコ中においてN2気流下で撹拌しながら3000gの トルエン中に溶解して、20重重量溶液とした。次に、35.4gの桂皮酸(1 5モル1モル臭素)、メタノール中の40重量%水酸化テトラブチルアンモニウ ム溶液77、3g (0,5モル1モル酸)及び50重量%水酸化ナトリウム水 溶液9.6g(0,5モル1モル酸)を撹拌しながら加え、生成エマルジョンを 撹拌し続けながら86℃の還流温度に加熱した。還流開始時と還流して0.5時 間後及び1.5時間後に試料を採取して反応の進行度をモニターしながら、この 溶液を86℃で3時間還流して反応を終えた。反応中、溶液は徐々に透明になっ ていった。3時間後、溶液は半透明で薄いベージュ色をしていた。最終的に得ら れた溶液と試料は、酸性洗浄、塩基性洗浄及び中性洗浄を施した。次いで、前実 施例のようにイソプロパツール中での沈殿及び混練によってポリマーを回収し、 0.2重量%のBHTを酸化防止剤として混入して70℃の真空オーブン中で乾 燥した。Princeton−Gamma Tech臭素分析機を用いて分析を 行い、反応の進行に伴う原料ポリマー中の残留臭素量を以下の表にまとめた。
この結果から請求核置換反応がゆっくりと進行し、還流を3時間行った後も完全 には進行していないことが分かる。
反応の進行度 臭素重量% 原料基体ターポリマー 1.60 還流開始時 1.37 0.5時間後 1.08 1.5時間後 0.91 3時間後(終了時) 0.54 3時間還流した後の最終生成物は0.8モル%の桂皮酸エステルと0,1モル% のベンジル臭素を含んでいた請求核置換反応は約90%完結していた。
H2 Br −* −+−CHz−CH−)−” NaBr□ H2 プロトンNMRスペクトル法を用いて、桂皮酸エステル官能基の導入量を定量し た。
ただし、上記スペクトルチャート中に新たな芳香族プロトンによるシグナルも存 在することはいうまでもない。
この実験から、適切な条件下での核置換反応によって本発明の基体ターポリマー 中に側鎖カルボン酸エステル官能基を導入できることが分かる。桂皮酸エステル 官能基は、ポリマーを化学線照射したときに架橋反応を起こすことができる。
実施例2B この実施例では、リルン酸形の市販C18脂肪酸(litco Co rpor ation社製のIndustrene 120)を脂肪酸として用いる核置換 反応により、ランダムイソブチレン/p−メチルスチレン/′p−ブロモメチル スチレン基体ターポリマーに側鎖脂肪酸エステル官能基をくっつけた。使用した 基体ターポリマーはムーニー粘度30で、2モル%のp−ブロモメチルスチレン 、5モル%のp−メチルスチレン及び93モル%のイソブチレンを含んでいた。
求核置換反応に際しては、500gの基体ターポリマーを、空冷コンデンサーを 取り付けた51樹脂フラスコ中においてN2気流下で2833gのトルエン中に 溶解して、15 重、i %m 液トL タ。次ニ、63.3gノINDUST REEN 12077=油脂肪酸(1,2モル/′モル臭素)ヲ、メタノール中 の40重量%水酸化テトラブチルアンモニウム溶液72.8g C0,5モル1 モル酸)及び50重量%NaOH水溶液9g(0,5モル1モル酸)と共に加え た。生成したエマルジョンは不透明で僅かに黄色ががっていた。次に、エマル/ コンを撹拌し続けながら窒素気流下で87℃の還流温度に加熱した。還流開始時 と還流して0.5時間後及び1時間後に試料を採取して反応の進行度をモニター しながら、エマルジョンを2時間還流した。反応中、蒸留された水滴がコンデン サー中で凝縮するとともに反応溶液は徐々に透明になっていった。溶液は最終的 に半透明で薄い黄色をしていた。反応試料と最終的に得られた反応流出液は、酸 性洗浄、塩基性洗浄、次いで中性洗浄を施した後、前出のようにイソプロパツー ル中で沈殿させ、真空オーブン中で乾燥した。実施例2Aと同様にして原料ポリ マー中の残留臭素量を分析したところ、C,R脂肪酸による核置換反応は桂皮酸 塩を用いた場合よりも速やかに進行し、反応は1時間で実質的に完了することが 分かった。基体ターポリマーに結合したベンジル臭素求電子基との密接な接触は 、このC47炭化水素に結合したカルボン酸エステル求核基のほうがより短いア リール基に結合したカルボン酸エステル基よりも容易であったことは明ら原料基 体ターポリマー 3.0 還流開始時 1.06 0.5時間後 0,45 1.5時間後 0.29 3時間後(終了時) 0.23 NMR分析の結果から、最終生成物は2モル%のエステルを含んでいるがベンジ ル臭素は実質的に含んでいないことが分かり請求核置換反応が完結していること が示唆された。(臭素分析機で測定すると僅かな痕跡量の臭素が含まれているの が検出されたが、これは回収段階で洗浄しきれなかった無機臭化物によるものと 思われる)。NMRスペクトル(下記)は、ベンジルエステルのプロトンによる 共鳴シグナルを5.O8ppmに、並びにC1e鎖中のオレフィン性プロトンに よる幅の広い複雑な共鳴シグナルを5.3〜5.5pp+oに示した。
対照的に、実施例2Aの桂皮酸エステルのベンジルエステルのプロトンは、桂皮 酸エステル中の共役結合の存在によって、高磁場側の5.2ppffiに共鳴シ グナルを示す。
この実施例の完全に変換されたアマニ油酸エステル誘導体は完全に可溶性のまま であり、通常の加硫条件下で酸化亜鉛又は促進剤入り酸化亜鉛加硫系(これらは 原料とした臭素化「基体」ターポリマーに対しては有効である)を用(1て配合 及び加熱した場合にも加硫架橋が起こった徴候は全くみられず、このことからも 残留ヘンシル臭素が存在していないことが確認できる。ただし、この官能化ポリ マーは下記の一般的イオウ加硫系を配合して硬化すると優れた加硫ゴムを与える 。
ポリマー −100 M、 Tudds −1,50 Altax −1゜00 酸化亜鉛 −3,00 脂肪酸側鎖に不飽和結合が存在するので、この実施例の官能化エステル誘導体を 加硫するのに従来のイオウ加硫系を用いることができる。側鎖内の不飽和結合は 、天然ゴムやSBHなどの高度不飽和汎用ゴムと一緒に共加硫できるようになる という点でも役立つ。このエステル誘導体のイオウ加硫供試品を標準的耐オゾン 性試験でテストしたところ、飽和基体ターポリマーの加硫物に特徴的な卓越した 耐オゾン性を保持していることが分かった。側鎖中の不飽和結合はこのように耐 オゾン性を劣化させることなく、従来通りのイオウ加硫活性を付与する。
実施例3 この実施例では、側鎖脂肪酸エステル官能基(当該脂肪酸は共役不飽和結合を含 む)を基体ターポリマーにくっつける。使用した脂肪酸はキリ油由来の、エレオ ステアリン酸を多量に含むものであった。使用した基体ターポリマーはムーニー 粘度32て、3.6重合%の臭素、2.2モル%のp−ブロモメチルスチレン、 2.7モル%のp−メチルスチレン及び95.1モル%のイソブチレンを含んで いた請求核置換反応に際しては、666gの「湿性」基体ターポリマー(500 gの乾燥重量)を、空冷コンデンサーを取り付けた5I樹脂フラスコ中で283 gのトルエン中に溶解して、分散水を含有した15重量%ポリマー溶液を得た。
このように「湿性1片を核置換反応に使用すると、臭素化「基体」ターポリマー を側鎖官能化ポリマーに変換する前にその基体ターポリマーを仕上作業する必要 がなくなるという利点がある。
このポリマー溶液に、76gのキリ油酸(約1.2モル1モル臭素)、メタノー ル中の40重量%水酸化テトラブチルアンモニウム溶液87.4g (0,5モ ル1モル酸)及び50重量%水酸化ナトリウム水溶液43g(0,2モル1モル 酸)を加えて乳白色のエマルジョンとし、このエマルジョンを約84℃の還流温 度に加熱した。この反応混合液を撹拌し続けながら1時間還流させた後、前記で 概説した通り冷却し、洗浄し、回収した。還流開始時と0.5時間後に採取した 試料も同様に回収した。
この置換反応は下記の臭素分析結果に示す通り上記条件下で速やかに進行した。
反応の進行度 臭素重量% 原料基体ターポリマー 3.6 還流開始時 0.78 0.5時間後 0.56 3時間後(終了時) 0.4O NMRは、ベンジルエステルのプロトンによる共鳴シグナルを5.O8ppmに 、若干の残留ベンジル臭化物による共鳴シグナルを4.47 ppmに、並びに C1M酸のオレフィン性プロトンによる一連の共鳴シグナルを5.3〜6.4p I)IIIに(>5.4ippmの高磁場側にある共役不飽和結合による共鳴シ グナルと共に)示した。最終生成物は1.9モル%のエステルと0.2モル%の 残留ベンジル臭素を含んでいた。この生成物はトルエン中に完全に溶解し、その ムーニー粘度は原料基体ターポリマーと同じり31であった。
側鎖共役不飽和結合の高い反応性にもかかわらず、この官能化ポリマーは良好な 安定性を示し、乾燥や貯蔵に際して架橋する徴候は全くみられなかった。ただし 、共役不飽和結合がくっついているために、イオウ加硫系を用いた加硫及び不飽 和ゴムとの共加硫を容易に行うことができるようになる。この共役不飽和結合に よって、さらに、電子ビーム照射下での良好な架橋性並びに野外での日光照射に よる酸化的表面硬化性が付与される。このような性質は、屋根の塗装のような外 観塗装において極めて望ましい性質である。この共役不飽和結合はラジカル反応 に対しても高い活性を有するので、ラジカル重合可能なモノマー類とのグラフト 反応か可能になる。このような活性の高いキリ油酸エステル誘導体(よ広範な用 途に対して有用である。
リシノール酸などを用いてヒドロキシなどその他多くの官能化側鎖をくっつける のに、様々なカルボン酸との核置換反応を利用することができるのは自明である 。
実施例4 下記の実施例では、イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチ レン基体ターポリマーのメタクリル酸誘導体を次の手順で同様に調製した。
オーバーヘット式撹拌機、連結ホース及びセプタムを取り付けた5000 ta lガラス製ジャケット付き反応容器に窒素をパージした。窒素気流下の上記容器 に室温でトルエン(2500mj! )と、ムーニー粘度32 (1+ 8 m in、 125℃)の基体イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチ ルスチレンターポリマー(p−ブロモメチルスチレン含量1.10モル%を含む p−メチルスチレン総含量2.4モル%)450gを投入した。室温で一晩撹拌 して上記基体ポリマーを溶解させた。二番目のフラスコ中に101.3tnlの 水酸化テトラブチルアンモニウム(メタノール中1.0M)と8.7(8,6m 1)メタクリル酸を投入し、室温でフラスコ内容液をかき混ぜて無色透明の溶液 を得ることによって、そのフラスコ内でメタクリル酸のテトラブチルアンモニウ ム塩を調製した。この溶液を、次に、溶解した基体ターポリマーの入った循環浴 温度83℃のフラスコに加えた。45分後に浴温度を95℃に上げて7.5時間 処理を続けた。次に浴温度を70℃に下げ、2.5時間後に反応を鎮めた。黄色 がかっ ゛た粘稠溶液を100100O脱イオン水中のlQmA’ HCIで冷 却・洗浄した後、H20/IPA(70:30)で5〜6回洗浄した。イソプロ パツール(IPA)中の0,1%BHTの中て上記ポリマーを沈殿させて単離し 、lmmHg、80℃で48時間真空乾燥した。回収された物質の溶液粘度は原 材料と同じであり、メタクリレート官能化ポリマーの’H−NMR(400MH z、 CDCI3)分析結果はグラフト化された化学種への定量的変換が起きた ことを示していた。NMR分析の結果を表Aに示す。
実施例5 下記の実施例では、イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチ レン基体ターポリマーのアクリル酸誘導体を次の手順で同様に調製した。
オーバーヘッド式撹拌機、連結ホース及びセプタムを取り付けた5000mAガ ラス製ジャケット付き反応容器に窒素をパージした。窒素気流下の上記容器に室 温でトルエン(2500m/ )と、ムーニー粘度32 (1+ 8 win、  125℃)の基体イソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチ レンターポリマー(p−メチルスチレン総含量2.4モル%、p−ブロモメチル スチレン含量1.1θモル%を含む) 450gを投入した。室温で一晩撹拌し て上記基体ポリマーを溶解させた。二番目のフラスコ中に]、0]、3mlの水 酸化テトラブチルアンモニウム(メタノール中1.0M)と7.3 <7.0t nl )メタクリル酸と30thlのメタノールを投入し、室温で撹拌して無色 透明の溶液を得ることによって、そのフラスコ内でアクリル酸のテトラブチルア ンモニウム塩を調製した。この溶液を、次に、溶解した基体ターポリマーの入っ た循環浴温度83℃のフラスコに加えた。45分後に浴温度を95℃に上げて7 .5時間処理を続けた。次に浴温度を70℃に下げ、2.5時間後に反応を鎮め た。黄色がかった粘稠溶液を10100O’脱イオン水中のIh1HC+で冷却 ・洗浄した後、H20/I PA (70:30) ’r5〜6回洗浄した。イ ソプロパ) −L (I P A)中の0.1%BHTの中で上記ポリマーを沈 殿させて単離し、1a++oHg、 80℃で48時間真空乾燥した。回収され た物質の溶液粘度は原材料と同じであり、アクiルート官能化ポリマーの’HN MR(400MHz、CD CI り 分析M果1.t り57 h 化すhf =化学種への定量的変換が起きたことを示していた。NMR分析の結果を表Aに 示す。実施例6 下記の実施例では、二番目のフラスコに101.3mAの水酸化テトラブチルア ンモ二’)ム(,19/−4中1.0M)と6.9g (6,3m/ ) 7ク リル酸と1.01gノ4ノビ−ロキシベンゾフェノンと200m1のイソプロパ ツールを投入し、室温で撹拌して白色溶液を得ることによって、テトラブチルア ンモニウム塩を調製した点以外は実施例24と同様の手順で、PMS上で置換さ れた0、73モル%のアクリレートと0.06モル%のベンゾフェノンを有する ターポリマー誘導体(アクリレート:ベンゾフェノングラフト比92.4%=7 .6%)を調製した。上記混合液を実施例24と同様にポリマーセメント中に加 えた。所望により0.1%BHT安定化剤安定化石、イソプロパツール中で沈殿 させてポリマーを単離した。’H−NMR(40011tlz。
CDCIJ分析結果からベンジル臭化物がグラフト化化学種に92.7%変換さ れたことを確認した。NMR分析の結果を表Aに示す。
実施例7 下記の実施例では、二番目のフラスコに101.3m7Iの水酸化テトラブチル アンモニウム(メタノール中1..OM) ト8.3g (8,2m1) メ9  り’J ル酸ト1.01gノ4−ヒドロキシベンゾフェノンと100111I のイソプロパツールを投入し、室温で撹拌して半透明の黄色がかった溶液を得る ことによって、テトラブチルアンモニウム塩を調製した点以外は実施例23と同 様の手順で、0.88モル%のメタクリレートと0.07モル%のベンゾフェノ ンを有するターポリマー誘導体(メタクリレート:ベンゾフェノングラフト比9 2.7%ニア3%)を調製した。上記混合液を実施例23と同様にポリマーセメ ント中に加えた。所望により0.1%BHT安定化剤安定化石、イソプロパツー ル中で沈殿させてポリマーを単離した。’ H−N M R(400MHz。
CDCl5)分析結果からベンジル臭化物がグラフト化化学種に97.3%変換 されたことを確認した。NMR分析の結果を表Aに示す。
表A 注 BZ=4−ヒドロキシベンゾフェノン鮎=メタクリル酸 AA=アクリル酸 (1)モル%エーテル=1、に 実施例A−1〜A−9 実施例1に記載したイソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチ レン基体ターポリマーを原料として、実施例10、実施例23〜26と同様の工 程で、4−ヒドロキシベンゾフェノン、アクリレート、メタクリレート及びこれ らの組み合わせの誘導体を製造した。
次に、ターポリマー誘導体を重量比60/40のECR−143HとECR−I IIからなる粘着付与剤ブレンドと1.0 : 0.6 : 0.4の割合でブ レンドすることにより、各誘導体をPS八に配合した。各種誘導体の基体ターポ リマーはp−メチルスチレン含有@2.4モル%でムーニー粘度32のp−メチ ルスチレン/イソブチレンコポリマーからなるもので、粘着付与剤と固形分30 重量%のトルエン溶液中でブレンドした。ターポリマー誘導体の組成は表Aに記 載されている。ターポリマー誘導体の固形分30重量%トルエン溶液から、1. 5ミル厚のMYLAR基村上で塗膜(1,5ミル)を調製した。塗膜試料を室温 の真空オーブン中で24時間乾燥し、次いで不活性雰囲気下でEB又はUV線を 用いて架橋させた。
実施例A−3及びA−4のターポリマーは、熱安定剤を全く用いなくても、通実 ゛施例の取扱い及び加工条件下において熱安定性であり、真空下80℃で72時 間貯蔵しても全熱ゲル化しなかった。さらに、実施例A−4のターポリマー誘導 体を6Orpmのブラベンダーミキサー内で、最初は130℃で30分間、次い て150℃で60分間素練りした。図G及びHに図示したデータから分かるよう に、この官能化コポリマーは優れた熱安定性を示し、剪断条件下での促進熱履歴 の最初の約1時間にわたって分解や架橋の徴候は何等みられなかった。
ゲル化の程度及び接着/′粘着強度特性と照射線量及びターポリマー組成との関 係を調べるための試験を行った。性能データを表A−1から表A−7に示す。表 A−1からA−5までのデータを図A−1から図A−9に図示する。図A−1〜 A−4と図A−9とを比較すると、アクリル酸エステルグラフトとヘンシフエノ ン光反応開始剤グラフトを共に有するターポリマー誘導体(実施例A−3)の5 AFTは低UV線量で最大値をとり、その値は照射線量を上げた場合にも、アク リレート又はへンゾフエノングラフトのいずれか一つを有する誘導体に比べ、高 いまま維持された。ヘンシフエノンを追加すると、照射線量の増加に伴って接着 性能が安定化もしくは増大するという傾向がみられた。図A−5〜A−8と図A −9とを比較すると、メック1ルート誘導体ターポリマーにベンゾフェノングラ フトを追加すると、低EB線量での全体的性能に優れた接着剤が得られ、UV線 量の増加に伴う5AFTと剥離性の間のトレードオフも微々たるものにすぎなか った。図へ−3と図A−7とを比較すると、アク1ルート又はメック1ルートタ ーポリマー誘導体のいずれがへにベンゾフェノングラフトの追加すると、UV照 射線量の増加に伴って向上するような性能特性をもつ接着剤が得られた。
表A−1 100phr実施例A−1 60内・ECR−143H 40phr ECR−111 100phr実施例A−2 60phr ECR−1438 40phr ECR−111 表A−3 100phr実施例A−3 60向ECR−143H 40phrECR−111 100phr実施例A−4 60phrECR−143H 40phr ECR−111 表A−5 100向”実施例A−6 60phr ECR−143H 40phr ECR−111 100phr実施例A−11 60mr ECR−143H 40phr ECR−111 表A−7 100phr実施例A−8 60phr ECR−1438 40phr ECR−111 実施例B−1〜B−4 下記の実施例では、3重量%のlrgacure 500光反応開始剤を含有す るアクリレートターポリマー誘導体とメタクリレートターポリマー誘導体のUV レスポンスを、Irgacure 5QQを含まない同一誘導体と比較した。I rgacure 500は50重量%のベンゾフェノンと50重量%1−ヒドロ キシシクロヘキサンフェニルケトンからなり、安定化用の化合物は含んでいない 。
アクリレート及びメタクリレートターポリマー誘導体は実施例23〜24と同様 にして製造したが、基体ポリマー(臭素化前)がPMS含有量(400MHzN  M Rて測定)7モル%てムーニー粘度が34のp−メチルスチレン/イソブ チレンコポリマーであった点て異なる。アクリレート誘導体(実施例B−1)は 4.5モル%のPMS、0.3モル%のBrPMS及び3.5モル%のアクリル 酸エステルを含んでいた。メタクリレート誘導体は42モル%のPMS、0.4 0モル%のBrPMS及び3.1モル%のメタクリル酸エステルを含んでいた。
塗膜試料(1,5ミル)を前記剥離紙系村上で調製し、様々な線量のUVで照射 した。図BにUV線量に対するゲル化%をプロットした。ベンゾフェノン光反応 開始剤お添加によって、BHTのような酸化防止剤を使用しなくても、アクリレ ート及びメタクリレートターポリマー誘導体の熱安定性が増大したことが分かる 。
実施例C−1〜C−2 下記の実施例では、各種アクリレート/ベンゾフェノンターポリマー誘導体のE B及びUVゲルレスポンスを試験した。実施例A−1〜A−4及びA−6(UV レスポンスのみ)のターポリマー誘導体を粘着付与剤なしで30重量%トルエン 溶液からシリコーン剥離紙上にコーティング(1,5ミル)シ、様々な線量のE B又はUVを照射した。ソックスレー抽出器中でキシレン溶媒を用いて48時間 徹底的に還流することによってゲル化レスポンスを測定し、そのデータを図C− 1及びC−2にプロットした。ベンゾフェノングラフトとアクリル酸又はメタク リル酸エステル官能基とを共に有するターポリマー誘導体がUV又はEB照射の いずれに関しても最良のゲルレスポンスを示した。
実施例り 下記の実施例では、実施例A−1及びA−2並びにアミンで不活性化したA−6 のターポリマー誘導体のEBレスポンスを、5hel1社製のKraton 1 320X放射線硬化性ブロツクコポリマーのEBレスポンスと比較した。実施例 A−1及びA−2並びにアミン不活性化A−6のターポリマー誘導体を粘着付与 剤なしで30重量%トルエン溶液からシリコーン剥離紙上にコーティング(厚さ 1.5ミル)シ、様々な線量のEBを照射した。実施例C−1〜C−2に記載の 方法でゲル化レスポンスをめた。実施例A−5のベンゾフェノンターポリマー誘 導体は、メタノールを溶媒とするジェタノールアミン溶液を過剰量用いてアミン 不活性化した。データは図りにプロットした。これらの結果は、本発明のアクリ レート及びメタクリレート誘導体が、Kraton 13200Xやアミン不活 性化ターポリマー誘導体よりも大きいEBレスポンスを有することを示している 。
実施例E−1〜E−7 下記の実施例では、PSA性能に与える粘着付与組成物の効果を調べた。実施例 A−5のベンゾフェノンターポリマー誘導体を、粘着付与剤ECR−143H又 は粘着付与剤ECR−143HとECR−111の重量比60/40のブレンド のいずれかと、1・1の割合でブレンドしてPSA配合物とした。30重量%ト ルエン溶液から厚さ1,5ミルのPSA試料塗膜をMYLAR基村上で調製し、 様々な線量のUVを照射した。表Eとそれに対応する図E−1及び1,2にみら れる通り、粘着付与剤ブレンドを使用することによって、接着性能、特に接着強 度が向上した。
(a)脂肪族の水素添加樹脂Tg 〜−25℃S、P、 〜1g(b)脂肪族の 水素添加樹脂Tg〜+15℃S、 P、〜66(C) EIT放射計て測定 本発明についてのこれまでの説明は例示的なものであり、これらに鑑みて様々な 変更を加えることができるのは当業者には自明であろう。請求の範囲に記載され た技術的範囲及び技術的思想の範囲内でのかかる変更はすべて本発明の範囲に含 まれるべきである。
実施例 A−2/ECFI 143H/ECR−jiiUV中のアク1ルートの 反応性はペンゾフヱノンを添加されるとより安定する4Bh ソックスレー抽出 48ハ、還流キシレンによるソックスレー抽出KRATON 1320X([射 線硬化性グレード)よりも補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の 8)1 特許出願の表示 PCT/US92108930 2 発明の名称 輻射線硬化性イソオレフィンコポリマー3 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国、テキサス州 77520、ペイタウン、ペイウェイ・ ドライブ 5200 名 称 エクソン・ケミカル・パテンツ・インク6 添付書類の目録 (1) 補正書の写しく翻訳文) を頑能性ポリマーと共に反応するか又はそれ らと相溶化されるので、用途が大幅に拡大する。さらに次ぎのことも理論づけら れた。すなわち、正しい種類と量のペンダントの官能基を導入することにより、 これらの飽和炭化水素ポリマーが「塗装」又は被覆(コーティング)可能となり 、又はこれらのポリマーを他の物質に被覆でき、及び/又は他の物質と積層する か、これらの物質中に分散させ、性質の望ましい組合わせを持つ複合物質を生成 できる。
共に譲渡されている、1989年11月27日出願の米国出願第442.028 号は、及び1990年12月20日出願の米国出願第631.610号及び第6 33.645号の開示は全て本書に引用によって組み入れられているが、これら は約2乃至約7の炭素原子を有するイソオレフィンとパラアルキルスチレンを含 む輻射線反応性官能化コポリマーを開示しており、ここで輻射線反応性官能基は バラアルキルスチレンのパラアルキル基に結合している。
以前の研究者は、用途が広く、熱的に安定で、輻射線硬化性であり、実質的に主 鎖が飽和されており、ペンダント(側鎖)アクリレート/感光剤官能化された、 可溶性のコポリマーを製造するために請求核置換反応をイソブチレン/パラ−メ チルスチレン/′パラーブロモメチルスチレンのターポリマーに適用していなか った。
発明の概要 本発明は、一つの面において、アクリレート官能基と感光性官能基を有する輻射 線硬化性コポリマーの発見である。これらのコポリマーは、とりわけ、接着剤、 フィルム、ラミネート、膜、及び成形品に形成できる。「輻射線硬化性」という 用語は、紫外線(UV) 、電子ビーム(EB)、ガンマ線、可視光線、マイク ロ波及び類似の輻射線にコポリマーを暴露することによるコポリマーの架橋を意 味する。この輻射線硬化性コポリマーは、4乃至7の炭素原子数のイソオレフィ ンとパラ−アルキルスチレンとのコポリマーを含み、アクリレート及び感光性官 能基がパラ−アルキル基上において置換されている。好ましい実施態様において 、イソオレフィンはイソブチレンを含み、そしてパラ−アルキルスチレンは、パ ラ−メチルスチレン及び/又は輻射線硬化性の官能化されたパラ−メチルスチレ ンを含む。このコポリマーは、UV又はEB輻射線を用いて内部的に架橋できる 。
極めて驚くべきことに、アクリレート官能化されたコポリマーは、光開始剤又は 感光剤を使用することなく、非常に低い輻射線レベルで架橋できることが判明し た。このようなアクリレート官能化されたコポリマーの保存寿命と開放状態での 可使時間(open pot tiffie)は短い。この時間を延長するため には、一般に、BHTのような酸化防止剤を添加することが必要である。残念な がら、酸化防止剤の存在は輻射線応答を低下させる可能性がある。しかしながら 、コポリマーとブレンドされてか又はコポリマーにグラフト結合して、水素引抜 き光開始剤が存在する場合、コポリマーはまた驚くべきほど熱的に安定であり、 輻射線硬化された後強化された接着特性を有する。特に、追加的にグラフトされ た感光性基を有するコポリマーは80℃より高温でも熱的に安定であり、好まし くは130℃まで少なくとも2力月、好ましくは3力月間安定である。
従って、本発明は輻射線反応性のアクリレート及び感光性基で官能化されたコポ リマーを提供する。このコポリマーは、4乃至7の炭素原子数のイソオレフィン 及びパラ−アルキルスチレンを含み、このコポリマーの数平均分子量(Mn)は 約5000以上であり、好ましくは約5000乃至約500.000又はそれ以 上であり、より好ましくは約50.000乃至約300.000である。輻射線 反応性の官能化されたコポリマーはまた、重量平均分子量(Mw)のMnに対す る比が約6以下であるのが好ましいが、約4以下がより好ましく、約2,5以下 が非常に好ましい。好ましいコポリマーは、コポリマーの約80乃至99.5重 量%のイソオレフィン及びコポリマーの約0.5乃至20重量%のパラ−アルキ ルスチレンとを含む弾性の、輻射線反応性アクリレートで官能化されたコポリマ ーであり、ここで、アクリレートで官能化されたパラ−アルキルスチレンはパラ −アルキルスチレンの約0.5乃至55モル%を構成する。しかしながら、ガラ ス質又は可塑性の物質が同様に製造される別の実施態様によれば、輻射線反応性 官能化コポリマーは、コポリマーの約10乃至99.5重量%のイソオレフィン 、コポリマーの約0.5乃至90重量%のパラ−アルキルスチレン、及びコポリ マーの約0.5乃至55重重量のアクリレートで官能化されたパラ−アルキルス チレンを含む。
本発明の好ましい実施態様によれば、輻射線反応性アクリレート及び感光性官能 化コポリマーは、次のようなアルキル基に結合したアクリレート官能基を有する パラ−アルキルスチレンを含む。
□ −C−Y R′ 式中、R及びR′は、水素、アルキル、及び第1及び第2アルキルハリドから独 立に選ばれ、そして、Yは式: %式% のアクリレート基であり、式中、R′は水素又は1乃至約20の炭素原子のアル キルであり、R″′はR′又は1乃至約20の不飽和炭素原子のアルキルである 。Yが3乃至8の炭素原子を有するアクリレート部分であるのが好ましい。これ らの輻射線反応性官能化コポリマーは、それ以外は、環の官能基又はポリマーの 主鎖上の官能基(すなわち、イソオレフィンの炭素上のもの)の形態の別の官能 基を実質的に含まないのが好ましい。
前述の輻射線反応性官能化コポリマーの製造に用いる、4乃至7の炭素原子を有 するイソオレフィンとパラ−アルキルスチレンとの前駆コポリマーは、イソオレ フィン及びパラ−アルキルスチレンを、共重合反応器において、希釈剤及びルイ ス酸触媒の存在における共重合反応条件の下で混合すること、及び触媒と錯体を 生成するか、又はイソオレフィン又はパラ−アルキルスチレンと共重合する可能 性のある不純物が共重合反応器内に実質的に含まれないように維持することによ り製造される。この方法により、前述の輻射線反応性官能化コポリマーを製造す るための前駆コポリマーが、直接反応生成物として製造される。そしてこのもの は、重合されたままの状態において、実質的に均一な組成分布を持ち、そしてま たイソオレフィン及びパラ−アルキルスチレンから成ることができ、そして約5 000より大きい数平均分子量を持つ。このイソブチレン/パラ−メチルスチレ ン前駆コポリマー[本明細書の残りの部分を通じて、本願の好ましい実施態様で れ、好ましくは臭素であり、Yは、好ましくはベンジルハロゲンの一つの核置換 を経由してポリマーに結合した新規の−又は複数のアクリレート官能基を表し、 そしてZは、輻射線反応性又は輻射線非反応性の、アクリレート基以外の、選択 的に加えられる−又は複数の官能基であって、ベンジルのハロゲンの一つの核置 換を経由してポリマーに結合されたものを表す。好ましい実施態様において、コ ポリマーは、水素引抜き光開始剤又は感光剤を比較的小割合、例えば、t pp mのような少量から3重量%まて、好ましくは約100乃至約5000 ppm 、そして特に約1000乃至約2500 ppmの量で含む。光開始剤はコポリ マーと単純に親密にブレンドすることができるが、感光性Z基としてコポリマー にグラフトさせるのが好ましい。
別の面において、本発明はアクリレート及び感光性基で官能化されたコポリマー を含む組成物を提供する。接着剤組成物はアクリレート及び感光性基官能化コポ リマーと粘着付与剤のブレンドを含むのが好ましい。接着剤は感圧接着剤(PS A)でもよく、即ち、組成物は環境温度で粘着性である。これらのPSA組成物 はUV又はEB輻射線によって内部的に又はそれ自体として硬化性であり、好ま しくは添加された光開始剤及び架橋促進剤を本質的に含まない。添加された光開 始剤及び架橋促進剤の存在は、従来技術のPSAの製造において共通の問題であ る。本発明のPSAはホットメルトコーティングとして使用でき、これはその後 輻射線架橋により架橋すると凝集強さ、靭性、耐熱性、耐溶剤性、磨耗抵抗、及 び耐オゾン分解性を与える。
さらに別の面において、本発明は、イソブチレンのような4乃至7の炭素原子を 有するイソオレフィンとパラ−メチルスチレンのような輻射線反応性アクリレー ト官能化パラ−アルキルスチレンとのコポリマー、及び所望により粘着付与剤を 含む輻射線硬化性PSA組成物で少な(とも部分的に被覆された表面を有する被 覆物を提供する。
さらに別の面において、本発明は、輻射線硬化性PSAで被覆された製品の製造 方法であって、製品の表面の少なくとも一部を上述の輻射線硬化性PSAで被覆 する工程、及び被覆された製品の表面に輻射線を照射してポリマー接着剤の架橋 を行なわせる工程を含む方法が提供される。
本発明の別の実施態様によれば、リソグラフィー、腐食防止、又はその他のコー ティングの製造方法は、物品の表面の少なくとも一部を上述の輻射線反応性コポ リマーを含む組成物でコーティングする工程、及び前記コーティングを電磁線輻 射に暴露してそこに架橋を導入する工程を含む。この方法は、さらに、暴露工程 の前にコーティング上に特定のパターンの像を形成して輻射線の貫通を選択的に ブロックする工程、及び暴露工程の後未架橋のコーティングを除去して架橋され たコーティングとして形成された像を発現させる工程を含むことができる。この 方法は、さらに、パターンマスクが架橋されたコーティング中に形成されている 除去工程の後物品の表面をエツチングする工程を含むことができる。
本発明のさらに別の実施態様においては、輻射線架橋されたコーティング組成物 は、少なくとも一部が電磁線輻射によって架橋されている上述の架橋性輻射線反 応性アクリレート及び感光性基官能化組成物を含む。この架橋されたコーティン グは、印刷要素及びエツチングマスク又は耐腐食性、耐溶媒性、破砕防止用、及 びその他の種類のコーティングとして有用である。
本発明の別の実施態様は、上述の本発明の輻射線架橋したコーティング組成物を その少なくとも一部に含む種々の物品を包含する。
図面の簡単な説明 図A−1は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−1のアクリル酸官能化ターポリマー(ポリマー:樹脂=50 : 50) に関する、UV照射量(J/cmりに対する、接着性能特性、5AFT (℃) (1’ X1’ x 1kg) 、180°剥離(ポンド/インチ)(12イン チ/分)、及びループタック(Loop Tack) (ボンド/インチ)のグ ラフである。
図A−2は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−1のアクリル酸官能化ターポリマーに関する、EB照射量(Mrad)に 対する、接着性能特性、5AFT (”C) 、180°剥離(ボンド/インチ )、及びループタック(ポンド/インチ)のグラフである。
図A−3は、ECR−143H及びECR−111粘着付与剤と配合された実施 例A−2のメタクリル酸官能化ターポリマーに関する、UV照射量(J/cm2 )グラフである。
図C−1は、実施例A−1から八−4及びA−6のターポリマー誘導体のUVゲ ル化応答を比較するグラフである。
図C−2は、実施例A−1からA−4のターポリマー誘導体のEBゲル化応答を 比較するグラフである。
図りは、実施例A−1、A、−2及びアミン急冷A−6ターポリマー誘導体のン エル(Shell)の輻射線硬化性KRATON 1320Xブロツクコポリマ ーに対するUVゲル化応答を比較するグラフである。
図E−1は、実施例A−5のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーと ECR−143H粘着付与剤との1.1のブレンドから製造された接着剤に関す る、接着性能特性、SA FT (°F) 、180°剥離(ボンド/インチ) 、及び90’ クイック粘着(Quick 5tick) (ボンド/インチ) のグラフである。
図E−2は、実施例A5のアクリル酸/ベンゾフェノン官能化ターポリマーとE CR−143H及びECR−111粘着付与剤との1.0・0.6:0.4のブ レンドから製造された接着剤に関する、接着性能特性、5AFT (’F) 、 180°剥離(ポンド/インチ)、及び90°クイック粘着(Quick 5t ick) (ポンド/インチ)のグラフである。
図Fは、本発明の好ましい接着剤ブレンド中で使用したECR−143H及びE CR−111粘着付与剤のEBに対する不活性さをグラフにより表している。
図G及びHは、高温のブラヘンダー中で混合することによる促進された熱履歴に さらされた、実施例A−4のメタクリレート/ベンゾフェノン官能化コポリマー の、配合されたものと配合されていないもののそれぞれについての熱安定性をグ ラフにより表している。
発明の詳細な説明 本発明の組成物、好ましくはリソグラフィー、腐食防止、又はシーラントコーテ ィングとしての組成物は、少なくとも1つの輻射線反応性のアクリレート官能基 と1つの感光性基により官能化された、イソブチレン/パラ−メチルスチレン/ パラーブロモメチルスチレンヘースターポジマーを含み、ブレンドされた粘着付 与剤を含むことができる。
本発明の驚くべき特徴は、アクリレート官能化イソブチレン/パラ−メチルスチ レンコポリマーが、光開始剤が存在しなくても、少量のUv照射又はEB暴露に よって容易に架橋しゲル形成することの発見である。一般に、炭素−炭素二重結 合の反応による架橋はラジカル源を必要とし、これは一般に感光性ラジカル開始 化合物の形態で供給される。従って、本発明のアクリレート官能化コポリマーが 、光開始剤を使用しなくても、輻射線、特にUV又は化学線硬化性であることは 予想されなかった。
選択的光開始剤は、驚くべきことに、架橋されたアクリレート官能化コポリマー の接着特性を改善する。剥離強度、剪断強さ、及び架橋網状構造の密度を含む接 着特性は、アクリレート官能基に加えて、光開始剤がコポリマーにグラフト化さ れているか又はコポリマーとブレンドされているか、或いはアクリレート官能化 コポリマーとブレンドされる第2のコポリマーグラフト化されている場合、相乗 的に改善される。光開始剤とアクリレート官能基が一緒に使用されたとき、光開 始剤及び/又はアクリレート官能基のいずれかを単独の架橋剤として等量で使用 したときよりも、接着特性とゲル化が良好であるという点で相乗的改善が存在す る。例えば、ヘンシフエノン光開始剤はUV架橋に対するアクリレートの感受性 を高め、さらにEB開始架橋を改善する。
さらに、光開始剤部分の存在はアクリレート官能化イソブチレン/パラ−メチル スチレンコポリマーを熱的に安定にする。アクリレート官能化コポリマーは、予 想されるように、高温にさらされた場合ゲル化又は架橋する傾向があるが、光開 始剤部分、例えば、ベンゾフェノンが比較的小割合で存在する場合熱によって引 き起こされる架橋又はゲル形成が実質的に禁止されることが判明した。従って、 例えば、ホットメルト接着剤の用途のように、アクリレート官能化コポリマーが 高温にさらされる場合には、ヒンダードフェノール(例えば、BHT、イルガノ ックス(IRGANOX) 1010など)のような追加の熱安定剤の使用を省 くことができる。イソブチレン/パラ−メチルスチレンコポリマー上に光開始剤 部分を直接グラフト化することによって、揮発性であるか又はコポリマー組成物 から浸出する可能性のある低分子量化合物の存在を除去することができる。
と7.3 (7,0m1)メタクリル酸と30m1のメタノールを投入し、室温 で撹拌して無色透明の溶液を得ることによって、そのフラスコ内でアクリル酸の テトラブチルアンモニウム塩を調製した。この溶液を、次に、溶解した基体ター ポリマーの入った循環浴温度83℃のフラスコに加えた。45分後に浴温度を9 5℃に上げて7.5時間処理を続けた。次に浴温度を70℃に下げ、2.5時間 後に反応を鎮めた。黄色がかった粘稠溶液を10100O脱イオン水中の10m IHClで冷却・洗浄した後、H,O/ I P A (70: 30)で5〜 6回洗浄した。イソプロパツール(IPA)中の0.1%B HTの中て上記ポ リマーを沈殿させて単離し、l mfl]l(g、 80℃で48時間真空乾燥 した。回収された物質の溶液粘度は原材料と同してあり、アクリレート官能化ポ リマーの’HNMR(400MHz、CD CI J分析結果はグラフト化され た化学種への定量的変換が起きたことを示していた。NMR分析の結果を表A下 記の実施例では、二番目のフラスコに101.3mlの水酸化テトラブチルアン モニウム(メタノール中l、OM)と6.9g(6,3m1)アクリル酸とt、 otgの4−ヒドロキシヘンシフエノンと200m1のイソプロパツールを投入 し、室温で撹拌して白色溶液を得ることによって、テトラブチルアンモニウム塩 を調製した点以外は実施例5と同様の手順で、PMS上で置換された0、73モ ル%のアクリレートと0.06モル%のヘンシフエノンを有するターポリマー誘 導体(アクリレート:ヘンソフエノングラフト比92.4%、7.6%)を調製 した。上記混合液を実施例24と同様にポリマーセメント中に加えた。所望によ り0.1%BHT安定化剤を加えて、イソプロパツール中で沈殿させてポリマー を単離した。’ H−N M R(40011Hz。
CDC1+)分析結果からベンジル臭化物がグラフト化化学種に92.7%変換 されたことを確認した。NMR分析の結果を表Aに示す。
本発明の実施例7 下記の実施例では、二番目のフラスコに101.3rnlの水酸化テトラブチル アンモニウム(メタノール中1.0M)と8.3g (8,2m1)メタクリル 酸と1. Olgの4−ヒドロキシベンゾフェノンと100m1’のイソプロパ ツールを投入し、室温で撹拌して半透明の黄色がかった溶液を得ることによって 、テトラブチルアンモニウム塩を調製した点以外は実施例4と同様の手順て、0 .88モル%のメタクリレートと0.07モル%のベンゾフェノンを有するター ポリマー誘導体(メタクリレート:ベンゾフエソングラフト比92.7%・7. 3%)を調製した。上記混合液を実施例23と同様にポリマーセメント中に加え た。所望により0.1%BHT安定化剤を加えて、イソプロパツール中で沈殿さ せてポリマーを単離した。’H−NMR(400M)Iz。
CDC1,)分析結果からヘンシル臭化物がグラフト化化学種に97.3%変換 されたことを確認した。NMR分析の結果を表Aに示す。
* 本発明 実施例A−1〜A−9 実施例1に記載したイソブチレン/p−メチルスチレン/p−ブロモメチルスチ レン基体ターポリマーを原料として、実施例4〜7と同様の工程で、4−ヒドロ キシベンゾフェノン、アクリレート、メタクリレート及びこれらの組み合わせの 誘導体を製造した。
次に、ターポリマー誘導体を重量比60/40のECR−143HとECR−1 11からなる粘着付与剤ブレンドと1.0 : 0.6 : 0.4の割合でブ レンドすることにより、各誘導体をPSAに配合した。各種誘導体の基体ターポ リマーはp−メチルスチレン含有量2.4モル%でムーニー粘度32のp−メチ ルスチレン/イソブチレンコポリマーからなるもので、粘着付与剤と固形分30 重量%のトルエン溶液中でブレンドした。ターポリマー誘導体の組成は表Aに記 載されている。ターポリマー誘導体の固形分30重量%トルエン溶液から、1. 5ミル厚のMYLAR基村上で塗膜(1,5ミル)を調製した。塗膜試料を室温 の真空オーブン中で24時間乾燥し、次いで不活性雰囲気下でEB又はUV線を 用いて架橋させた。
本発明の実施例A−3及びA−4のターポリマーは、熱安定剤を全く用いなくて も、通実施例の取扱い及び加工条件下において熱安定性であり、真空下80℃で 72時間貯蔵しても全熱ゲル化しなかった。さらに、実施例A−4のターポリマ ー誘導体を5Q rpmのブラベンダーミキサー内で、最初は130℃で30分 間、次いで150℃で60分間素練りした。図G及びHに図示したデータから分 かるように、この官能化コポリマーは優れた熱安定性を示し、剪断条件下での促 進熱履歴の最初の約1時間にわたって分解や架橋の徴候は何等みられなかった。
ゲル化の程度及び接着/粘着強度特性と照射線量及びターポリマー組成との関係 を調べるための試験を行った。性能データを表A−1から表A−7に示す。表A −1からA−5までのデータを図A、−1から図A−9に図示する。図A−1〜 A−4と図A−9とを比較すると、アクリル酸エステルグラフトとベンゾフェノ ン光反応開始剤グラフトを共に有するターポリマー誘導体(本発明の実施例A− 3)の5AFTは低UV線量で最大値をとり、その値は照射線量を上げた場合に も、アクリレート又はベンゾフェノングラフトのいずれか一つを有する誘導体に 比べ、高いまま維持された。ヘンシフエノンを追加すると、照射線量の増加に伴 って接着性能が安定化もしくは増大するという傾向がみられた。図A−5〜A− 8と図A−9とを比較すると、メタクリレート誘導体ターポリマーにベンゾフェ ノングラフトを追加すると、低EB線量での全体的性能に優れた接着剤が得られ 、UV線量の増加に伴う5AFTと剥離性の間のトレードオフも微々たるものに すぎなかった。図A−3と図A−7とを比較すると、アクリレート又はメタクリ レートターポリマー誘導体のいずれかへにベンゾフェノングラフトの追加すると 、Uv照射線量の増加に伴って向上するような性能特性をもつ接着剤が得られた 。
表A−1 100phr実施例A−1 60phr ECR−143)1 40 phr ECR−111 100phr実施例A−2 60向ECR−143H 40肉・ECR−111 本発明の実施例C−1〜C−2 下記の実施例では、各種アクリレート/ベンゾフェノンターポリマー誘導体のE B及びUVゲルレスポンスを試験した。実施例A−1〜A−4及びA−6(UV レスポンスのみ)のターポリマー誘導体を粘着付与剤なしで30重量%トルエン 溶液からシリコーン剥離紙上にコーティング(1゜5ミル)腰様々な線量のEB 又はUVを照射した。ソックスレー抽出器中でキシレン溶媒を用いて48時間徹 底的に還流することによってゲル化レスポンスを測定し、そのデータを図C−1 及びC−2にプロットした。ベンゾフェノングラフトとアクリル酸又はメタクリ ル酸エステル官能基とを共に有するターポリマー誘導体がUV又はEB照射のい ずれに関しても最良のゲルレスポンスを示した。
実施例り 下記の実施例では、実施例A−1及びA−2並びにアミンで不活性化した八−6 のターポリマー誘導体のEBレスポンスを、5hel1社製のKraton 1 320X放射線硬化性ブロツクコポリマーのEBレスポンスと比較した。実施例 A−1及びA−2並びにアミン不活性化A−6のターポリマー誘導体を粘着付与 剤なしで30重量%トルエン溶液からシリコーン剥離紙上にコーティング(厚さ 1.5ミル)し、様々な線量のEBを照射した。実施例C−1〜C−2に記載の 方法でゲル化レスポンスをめた。実施例A−6のベンゾフェノンターポリマー誘 導体は、メタノールを溶媒とするジェタノールアミン溶液を過剰量用いてアミン 不活性化した。データは図りにプロットした。これらの結果は、本発明のアクリ レート及びメタクリレート誘導体が、Kraton 13200Xやアミン不活 性化ターポリマー誘導体よりも大きいEBレスポンスを有することを示している 。
実施例E−1〜E−7 下記の実施例では、PSA性能に与える粘着付与組成物の効果を調べた。実施例 A−5のベンゾフェノンターポリマー誘導体を、粘着付与剤ECR−143H又 は粘着付与剤ECR−143HとECR−111の重量比60/40のブレンド のいずれかと、1・1の割合でブレンドしてPSA配合物とした。30重量%ト ルエン溶液から厚さ1.5ミルのPSA試料塗膜をMYLAR基村上で調製し、 様々な線量のUVを照射した。表Eとそれに対応する図E−1及びE−2にみら れる請求の範囲 1.4乃至7個の炭素原子のイソオレフィンとパラ−アルキルスチレンコモノマ ーを含む輻射線硬化性官能化コポリマーであって、前記コポリマーはコポリマー のパラ−アルキル基の0.5乃至55モル%の上にランダムにグラフトされたア クリレート官能基を有し、ここで、アクリレートは式: %式% によって表され、式中 R1及びR2は独立に水素又は01〜C20のアルキル であり、R3は水素又はC1〜C2Qのアルキル又は不飽和Cl−C20のアル キルであり、 前記コポリマーは、コポリマーの重量に基づいて1 pIJ乃至3重量%の、コ ポリマーのパラ−アルキル基の部分上にランダムにグラフトされた感光性官能基 を有する、輻射線硬化性官能化コポリマー。
2、アクリレート官能基が、3乃至8の炭素原子のアルファ、ベーターエチレン 性不飽和カルボン酸から誘導される、請求項1のポリマー。
3、アクリレートが式: %式% [) によって表され、式中、R1及びR2は独立に水素又は01〜CIoのアルキル であり、R3は水素、01〜CIOのアルキル、又は不飽和C7〜CIOのアル キルである、請求項1のポリマー。
4、アクリレート官能基がアクリロイル又はメタクリロイルを含む、請求項1の ポリマー。
5、アクリレート官能基がメタクリレートである、請求項1のポリマー。
6、感光性官能基がヒドロキシベンゾフェノンから誘導される、請求項1のポリ マー0 7、感光性官能基が4−ヒドロキシベンゾフェノンから誘導される、請求項1の ポリマー。
8、イソオレフィンがイソブチレンである、請求項1のポリマー。
9、請求項1のポリマーを含む組成物。
10.1種以上の粘着付与剤をさらに含む、請求項9の組成物。
比バラーアルキルスチレンがパラ−メチルスチレンである、請求項1のポリマー 。
12、ポリマーが本質的にその他の光増感剤を含まない、請求項9の組成物。
13、ホットメルト感圧接着剤に形成された、請求項10の組成物。
14、シーラント、バリヤー、腐食防止バリヤー、コーティング、ネガレジスト 、フィルム、ラミネート、ライナー、成形物、又は膜に形成された、請求項9の 組成物。
15、コモノマーが式: %式% で表され、式中、R及びR′は、独立に、水素、アルキル、第1アルキルノ1リ ド、又は第2アルキルハリドであり、 各Wは、独立して、架橋性官能基及び感光性官能基から成る群から選択される官 能基であり、前記コモノマーは50モル%までの量で存在できる、請求項1のポ リマー。
16、Wは約95%までのアクリレートと約10%までのベンゾフェノンを含む 、請求項15のポリマー。
17、感光性官能基がコポリマーに基づいて約1 ppm乃至約0.3重量%の 量で存在し、アクリレートが約0.5乃至約55重量%の量で存在する、請求項 15のポリマー。
18、コポリマーが約80乃至約170℃の温度で熱的に安定である、請求項1 のポリマー0 19、パラ−アルキル基の少なくとも一部にランダムにグラフトした第3の官能 基を含む、請求項1のポリマー。
20、支持体の表面を請求項1のコポリマーを含む組成物でコーティングするこ と、及び コーティングを輻射線に暴露してコポリマーを架橋させること、を含む、支持体 表面にコポリマーをコーティングする方法。
21、組成物が1種以上の粘着付与剤を含む、請求項20の方法。
22、 (a)請求項1のコポリマー、(b)1種以上のエラストマー、及び (C)所望により、カーボンブラック を含む、組成物。
23、エラストマーが、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレ ンジェンターポリマー、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジェンゴム、ブチ ルゴム、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプ レンゴム、アクリロニトリルブタジェンゴム、アクリロニトリルクロロプレンゴ ム、アクリロニトリルイソプレンゴム、スチレンブタジェンゴム、ビニルビリデ ンスチレンブタジェンゴム、スチレンブタジェンスチレンブロックコポリマー、 スチレンクロロプレンゴム、及びスチレンイソプレンゴムから成る群から選択さ れる、請求項22の組成物。
24、請求項1のコポリマーが約15 phrまでの量で存在する、請求項22 の組成物。
25、成形品、フィルム、繊維、コーティング、タイヤトレッド、バンパー、通 気遮蔽壁、又はラミネートに形成された、請求項22の組成物。
26、 (a)請求項1のコポリマー、(b)1種以上のエラストマー、及び (C)エチレン、プロピレン、及びスチレンのホモポリマー及びコポリマーから 成る群から選択される1種以上の可塑性ポリマー、を含む組成物であって、コモ ノマーが、組成物の重量に基づいて、約10重量%までの量で可塑性ポリマー中 に存在する、組成物。
27、請求項1のコポリマーが約15 phrまでの量で存在する、請求項26 の組成物。
28、成形品、フィルム、繊維、コーティング、外部トリム、内部トリム、又は ラミネートに形成された、請求項26の組成物。
29、輻射線によってさらに硬化された、請求項25又は28の組成物。
30、 (a)請求項1のコポリマーを(b)1種以上のエラストマーとブレン ドすること、(C)その後ブレンドを輻射線に暴露することを含む、エラストマ ー及びエラストマーブレンドを硬化する方法。
31、輻射線暴露の前に、ブレンドを成形品、フィルム、繊維、コーティング、 又はラミネートに形成する、請求項30の方法。
32、ブレンドを紫外線又は電子ビームの輻射線に暴露する、請求項30の方法 。
33、組成物の重量に基づいて、可塑性ポリマーが約20重量%未満の量で存在 する、請求項26の組成物。
34、第3の官能基がアミンである、請求項19のコポリマー。
35、請求項1で定義されたコポリマーを2種以上含む組成物であって、各々の コポリマーがお互いに異なるアクリレート又は感光性官能基を有する、組成物。
36.4乃至7個の炭素原子のイソオレフィンと/ぐラーアルキルスチレンコモ ノマーのコポリマーを含む射線硬化性官能化ブレンドであって、前記コポリマー はコポリマーの1(ラーアルキル基の0.5乃至55モル%の上(二ランダムに グラフトされたアクリレート官能基を有し、ここで、アク1ル−トは式: によって表され、式中、RI及びR2は独立に水素又はC3〜C20のアルキル あり R3は水素又はC,〜C20のアルキル又は不飽和CI−C20のアルキ ルであり、 コポリマーの重量に基づいて1 ppm乃至3重量%の感光性官能基とブレンド されている、輻射線硬化性官能化ブレンド。
国111m査報告 PCT/US 92708930 フロントページの続き (72)発明者 ディアス、アンソニー・ジェイアメリカ合衆国、テキサス州  77062、ヒユーストン、クワイエツト・グリーン・コート 1411

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.4乃至7個の炭素原子のイソオレフィンとパラ−アルキルスチレンコモノマ ーとのコポリマー、 前記コポリマーのパラ−アルキル基の少なくとも第1の部分上にランダムにグラ フトされたアタリレート官能基、及び所望により、前記コポリマーのパラ−アル キル基の少なくとも第2の部分上にランダムにグラフトされた感光性官能基、を 含む輻射線硬化性官能化コポリマー。
  2. 2.アタリレート官能基が、3乃至8の炭素原子のアルファ、ベーターエチレン 性不飽和カルボン酸から誘導される、請求項1のポリマー。
  3. 3.アタリレートが式: ▲数式、化学式、表等があります▼ によって表され、式中、R1及びR2は独立に水素又はC1〜C20のアルキル であり、R3は水素、C1〜C20のアルキル、又は不飽和C1〜C20のアル キルである、請求項1のポリマー。
  4. 4.アタリレート官能基がアクリロイル又はメタクリロイルを含む、請求項1の ポリマー。
  5. 5.アタリレート官能基がメタクリレートである、請求項1のポリマー。
  6. 6.感光性官能基がヒドロキシベンゾフェノンから誘導される、請求項1のポリ マー。
  7. 7.感光性官能基が4−ヒドロキシベンゾフェノンから誘導される、請求項1の ポリマー。
  8. 8.イソオレフィンがイソブチレンである、請求項1のポリマー。
  9. 9.請求項1のポリマーを含む組成物。
  10. 10.1種以上の粘着付与剤をさらに含む、請求項9の組成物。
  11. 11.パラ−アルキルスチレンがパラ−メチルスチレンである、請求項1のポリ マー。
  12. 12.ポリマーが本質的にその他の光増感剤を含まない、請求項9の組成物。
  13. 13.ホットメルト感圧接着剤に形成された、請求項10の組成物。
  14. 14.シーラント、バリヤー、腐食防止バリヤー、コーティング、ネガレジスト 、フィルム、ラミネート、ライナー、成形物、又は膜に形成された、請求項9の 組成物。
  15. 15.モノマーが式: ▲数式、化学式、表等があります▼ で表され、式中、R及びR′は、独立に、水素、アルキル、第1アルキルハリド 、又は第2アルキルハリドであり、Aはイソオレフィンであり、各Wは、架橋性 官能基及び感光性官能基から成る群から選択され、前記モノマーは50モル%ま での量で存在できる、請求項1のポリマー。
  16. 16.Wは約95%までのアタリレートと約10%までのべンゾフェノンを含む 、請求項15のポリマー。
  17. 17.感光性官能基がコポリマーに基づいて約1ppm乃至約0.3重量%の量 で存在し、アタリレートが約0.5乃至約55重量%の量で存在する、請求項1 5のポリマー。
  18. 18.コポリマーが約80乃至約170℃の温度で熱的に安定である、請求項1 のポリマー.
  19. 19.パラ−アルキル基の少なくとも一部にランダムにグラフトした第3の官能 基を含む、請求項1のポリマー。
  20. 20.支持体の表面を請求項1のコポリマーを含む組成物でコーティングするこ と、及び コーティングを輻射線に暴露してコポリマーを架橋させること、を含む、支持体 表面にコポリマーをコーティングする方法。
  21. 21.組成物が1種以上の粘着付与剤を含む、請求項20の方法。
  22. 22.(a)請求項1のコポリマー、 (b)1種以上のエラストマー、及び (c)所望により、カーボンブラック を含む、組成物。
  23. 23.エラストマーが、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレ ンジエンターポリマー、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、ブチ ルゴム、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプ レンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルクロロプレンゴ ム、アクリロニトリルイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ビニルピリデ ンスチレンブタジエンゴム、スチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー、 スチレンクロロプレンゴム、及びスチレンイソプレンゴムから成る群がら選択さ れる、請求項22の組成物。
  24. 24.請求項1のコポリマーが約15phrまでの量で存在する、請求項22の 組成物。
  25. 25.成形品、フィルム、繊維、コーティング、タイヤトレッド、バンパー、通 気遮蔽壁、又はラミネートに形成された、請求項22の組成物。
  26. 26.(a)請求項1のコポリマー、 (b)1種以上のエラストマー、及び (c)エチレン、プロピレン、及びスチレンのホモポリマー及びコポリマーから 成る群から選択される1種以上の可塑性ポリマー、を含む組成物であって、コモ ノマーが、組成物の重量に基づいて、約10重量%までの量で可塑性ポリマー中 に存在する、組成物。
  27. 27.請求項1のコポリマーが約15phrまでの量で存在する、請求項26の 組成物。
  28. 28.成形品、フィルム、繊維、コーティング、外部トリム、内部トリム、又は ラミネートに形成された、請求項26の組成物。
  29. 29.輻射線によってさらに硬化された、請求項25又は28の組成物。
  30. 30.(a)請求項1のコポリマーを (b)1種以上のエラストマーとブレンドすること、(c)その後ブレンドを幅 射線に暴露することを含む、エラストマー及びエラストマーブレンドを硬化する 方法。
  31. 31.輻射線暴露の前に、ブレンドを成形品、フィルム、繊維、コーティング、 又はラミネートに形成する、請求項30の方法。
  32. 32.ブレンドを紫外線又は電子ビームの輻射線に暴露する、請求項30の方法 。
  33. 33.組成物の重量に基づいて、可塑性ポリマーが約20重量%未満の量で存在 する、請求項26の組成物。
  34. 34.第3の官能基がアミンである、請求項19のコポリマー。
  35. 35.請求項1で定義されたコポリマーを2種以上含む組成物であって、各々の コポリマーがお互いに異なるアタリレート又は感光性官能基を有する、組成物。
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