JPH11504367A - ポリオレフィン表面用感圧接着剤 - Google Patents

ポリオレフィン表面用感圧接着剤

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、(a)アルキル基の炭素数が4乃至20である非第三級アルコールの少なくとも1個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの50乃至100重量部と、(b)成分(a)と共重合可能で、(a)と(b)との合計が100重量部になる、少なくとも1種の補強モノマーを0乃至50重量部と、(c)実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンを、成分(a)と(b)との合計の100重量部あたり0.1乃至15重量部とを含有し、実質的に無溶剤の開始材料から成る重合反応生成物を含有する感圧接着剤を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリオレフィン表面用感圧接着剤技術分野 本発明は、低エネルギー表面と、感圧接着剤を用いて製造したテープとの接着 に有用な感圧接着剤に関する。背景技術 金属製表面、塗面等の極性基材との接着用のアクリル感圧接着剤は技術上周知 である。溶剤に溶解したアクリル感圧接着剤は、米国再発行特許第24,906 号(アルリッチ(Ulrich))に開示されている。環境的な影響を考慮して 実質的に無溶剤の接着剤が使用されるようになるにつれて、技術は、例えば米国 特許第4,181,752号(マーテンズ(Martens)ら)に開示されて いる紫外線を用いて製造する感圧接着剤に発展してきた。しかしながら、従来よ りも新規なポリマーは、性質が非極性で、従来の感圧接着剤を使用しても接着が 困難なエンジニアリングプラスティックスとして開発されている。特に、ポリプ ロピレン、エチレン−プロピレン−ジェンゴム(EPDM)、熱可塑性ウレタン (TPU)およびポリプロピレンと、ポリエチレンのブレンドである熱可塑性オ レフィン(TPOs)およびゴムは、車体側面成形部および目詰め材として自動 車構成物において有用な材料であることがわかっているが、一般に接着は困難で ある。また、目詰めは、自身よりも極性が強い表面に接着されることが多い。極 性表面用に配合した感圧接着剤は、目詰めの非極性表面とはうまく接着しないこ とがある。 粘着付与樹脂は、接着材と非極性基材との接着性を向上させるため の手段として、感圧接着剤に添加されている。粘着付与樹脂の用途は別の明細書 、米国特許第4,988,742号(ムーン(Moon)ら)、同第4,726 ,982号(トレイノア(Traynor)ら)および同第5,028,484 号(マーチン(Martin)ら)に記載されている。しかしながら、一般に、 粘着付与した接着剤は、自動車業界が要求するいくつかの高性能が必要な用途に おいて動作するために必要なせん断強度を有しない。また、粘着付与した接着剤 は、高温、すなわち約25℃を超える温度に暴露させたとき、非極性表面との接 着性が低下する傾向がある。 製造業者は、溶剤に溶解した下塗り剤で一部を下塗りすることも実施している が、これは環境的に好ましくなく、また、下塗りステップと乾燥ステップをそれ ぞれ実施しなければならないので、経済的にも好ましくない。溶剤に溶解した塩 素化ポリオレフィンを含む種々の材料がこのような下塗り剤の主剤として使用さ れている。 コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、化学的エッチング等のその他の下塗り 手法も産業界では使用される。しかしながら、これらの手法には制限があり、ま た、これらの手法の使用は別の工程ステップを必要とする。 米国特許第4,880,849号は、放射線硬化ペイント下塗り剤として、ア クリルポリマーと溶剤を組み合わせた塩素化ポリオレフィンの用途を記載してい る。 欧州特許第344,756号は、塩化パラフィンを芳香族系溶剤に溶解した低 固溶体にポリオレフィン生成物を浸漬させ、同物体を乾燥させ、紫外線に暴露さ せてアクリルペイントとの接着性を向上させた表面を提供することによって、同 物体を下塗りする方法について記載している。 日本特許第01/242,676号は、塩素化ポリオレフィン、特 に塩素化ポリエチレンとともに溶剤に溶解したアクリル感圧接着剤組成物につい て記載している。 英国特許第2,018,805号は、ポリビニルエーテル、ポリエステルおよ びシリコン接着剤、クロロスルホン化ポリエチレン並びに重合可能なモノマーま たは不飽和オリゴマーからなる群から選択されるポリマーを含有する感圧接着剤 組成物について記載している。クロロスルホン化ポリエチレンは相対的に大量の 溶剤に溶解される。 高温でも接着値が低下することなく、非極性基材に十分に接着し、好ましくは 金属等の基材にも十分に接着する環境にやさしい感圧接着剤の必要性は常に存在 している。発明の開示 本発明は、(a)アルキル基の炭素数が4乃至20である非第三級アルコール の少なくとも1個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを50乃至 100重量部と、 (b)成分(a)と共重合可能で、(a)と(b)との合計が100重 量部になる、少なくとも1種の補強モノマーを0乃至50重量部と、 (c)実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンを、成分(a)と(b) との合計の100重量部あたり0.1乃至15重量部 含有し、実質的に無溶剤の開始材料から成る重合反応生成物を含有する感圧接着 剤を提供する。 本発明のさらに付記すべき特徴と利点は、以下に記載され、一部は記載からあ きらかになるか、または本発明の実施によって開示される。本発明の目的と他の 利点は、本願明細書中の記載と請求の範囲において特に指摘した方法および項目 によって実現および達成される。 上記の概略的な記載および以下の詳細な記載は、例示的かつ説明的 で、請求の範囲で限定される本発明をさらに説明する目的のものであることが理 解される。発明の詳細な説明 本願発明の感圧接着剤は、アクリルポリマーと塩素化ポリオレフィンを含有し ており、該接着剤を製造する際に溶剤の添加を必要としない工程によって、実質 的に無溶剤接着剤組成物から製造される。該接着剤は、表面に下塗りをさらに施 す必要なく、オレフィン表面およびいくつかの自動車ペイントなどの無極性基材 または低エネルギー基材との接着に特に好適である。該接着剤はまた、室温にお けるエージングの結果、このような基材との接着強度が増加する。該接着剤は、 数多の従来の自動車ペイント、鋼、ステンレス鋼および他の金属製表面などの極 性の強い基材ともよく接着する。本発明の好ましい実施態様は、高温に暴露させ ると接着性が低下する傾向がある一般的な粘着付与した接着剤と比較して高温で 試験したとき、無極性オレフィン基材に対する接着性も示す。 本願明細書中で使用する“実質的に無溶剤の”は、大量の溶剤を使用すること なしに、すなわちコーティング組成物の5パーセント未満、好ましくは約2パー セント未満、さらに好ましくは溶剤をさらに添加しないで、製造した感圧接着剤 をいう。感圧接着剤の製造には、接着剤として使用するモノマーの重合に使用す る工程と、完成物品、例えば感圧接着剤テープなどを製造するコーティング工程 に使用する工程が挙げられる。“溶剤”という用語は、例えばトルエン、ヘプタ ン、エチルアセテート、メチルエチルケトン、アセトン、キシレン、テトラヒド ロフラン、トリクロロエチレンおよびそれらの混合物を含む、産業において使用 される従来の有機溶剤を言う。 本発明の接着剤は、アルキル基の炭素数が4乃至20である非第三 級アルコールの少なくとも1個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステ ルを50乃至100重量部と、成分(a)と共重合可能で、(a)と(b)との 合計が100重量部になる、少なくとも1種の補強モノマーのを0乃至50重量 部と、実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンを、成分(a)と(b)との合計 の100重量部あたり0.1乃至15重量部を含有する感圧接着剤から製造され る。開始材料は実質的に無溶剤である。 本発明の実施にあたり有用なモノマーは、単独ポリマーのガラス転移温度が約 0℃未満のモノマーである。好ましいアルキルアクリレートは、アルキル部分が 炭素数4乃至20、さらに好ましくは炭素数4乃至18の非第三級アルキルアル コールの不飽和単官能(メタ)アクリル酸エステルである。有用なアルキルアク リレートモノマーの例には、n−ブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレー ト、n−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、2−エチルヘキシ ルアクリレート、イソノニルアクリレート、n−デシルアクリレート、n−ドデ シルアクリレート、オクタデシルアクリレートおよびそれらの混合物が挙げられ るが、これらに制限されない。 好ましくは、1個のエチレン基が不飽和で、単独ポリマーのガラス転移温度が 約0℃を超える補強用共重合体用モノマーとアクリレートモノマーを共重合させ る。有用な補強用共重合可能モノマーの例には、メタ(アクリル)酸、N−ビニ ルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N−ジメチルアクリルアミドな どの置換(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、イソボルニルアクリレー ト、C1−C3アクリレート、カルボキシエチルアクリレートおよびそれらの混合 物が挙げられるが、これらに制限されない。好ましい実施態様において、イソボ ルニルアクリレートとアクリル酸の組み合わせが共重合可能なモノマーとして使 用される。共重合可能モノマーを使用するとき、ア ルキルアクリレートは約50乃至99重量部で、共重合可能モノマー(類)は5 0乃至1重量部で、合計量が100である量を組成物中に含有させる。本願明細 書中で使用する“共重合体”という用語は、三元共重合体、四元共重合体等を含 むことを意図している。 本発明の実施にあたり好適な塩素化ポリオレフィンは、アクリレートシロップ またはモノマーに実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンである。アクリレート モノマーのシロップは、アクリレートモノマーを部分的に重合させることによっ て、またはモノマー組成物に増粘剤を添加することによって製造され得る。塩素 化ポリオレフィンをモノマー混合物に添加して、部分的に重合させてシロップを 製造することもできる。好適な塩素化ポリオレフィンは化学的に作用して溶解性 を変化させるか、および/または接着剤の接着性能を改良することができる。有 用な官能基には、アミン基、ニトロ基、アセタール基およびビニル基などの不飽 和基が挙げられるが、これらに制限されない。 本願明細書中で使用する“実質的に可溶性の”という用語は、塩素化ポリオレ フィンを上記のアクリレートモノマーまたはシロップに溶解して実質的に透明ま たは濁った溶液を形成し、室温で少なくとも24時間撹拌しないで放置したとき 、分離して層を形成したり、沈殿を形成することがないことをいう。好ましい実 施態様においては、塩素化ポリオレフィンを上記アクリレートまたはモノマーに 溶解して、室温で少なくとも1週間撹拌しないで放置したとき、分離して層を形 成したり、沈殿を形成することがない、実質的に透明または濁った溶液を形成す ることが可能である。モノマーまたはシロップを例えば、約70Cにまで加熱し て塩素化ポリオレフィンを溶解してもよい。室温で24時間ローラーミル上で撹 拌することが塩素化ポリオレフィンを溶解するのに十分なこともある。モノマー またはシロップを加熱して、従来よりも高い温度でコーテイングしてもよい。 アクリレート、すなわちアクリル酸エステルと共重合体用モノマーの100重 量部あたり(pph)、約0.1乃至15重量部となる量の塩素化ポリオレフィ ンを使用することができる。好ましくは、0.1乃至10pphの範囲の量、さ らに好ましくは約0.2乃至7pphの範囲の量、極めて好ましくは0.5乃至 5pphの範囲の量の塩素化ポリオレフィンを使用する。 好ましくは、塩素化ポリオレフィンの塩素含量は、約10パーセント乃至50 パーセントで、さらに好ましくは、10パーセント乃至40パーセントである。 極めて好ましい実施態様において、塩素化ポリオレフィンは塩素化ポリプロピレ ンである。さらに、好ましくは塩素化ポリオレフィンの塩素含量は約20パーセ ント乃至35パーセントである。 購入可能な好適な塩素化ポリオレフィンの例には、イーストマンケミカルプロ ダクツ社(Eastman Chemical Prod 化成工業社(Toyo Kasei Kogyo Co.,Ltd.)製の商品名 Hardlenの塩素化ポリオレフィン、デュポン社(DuPont Co.) から購入可能なHypalonTM塩素化ポリオレフィンが挙げられる。 本発明の組成物は、好ましくは、成分(a)と(b)を重合させるのに効果的 な種類且つ量の重合開始剤、特に加熱開始剤または光開始剤を含有する。好まし い実施態様において、開始剤は光開始剤で、例には2,2−ジメトキシ−2−2 −フェニルアセトフェノンなどの置換アセトフェノン、ベンゾインメチルエーテ ルなどのベンゾインエーテル、アニソインメチルエーテルなどの置換ベンゾイン エーテル、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトー ル、共重合可能な光開始剤が挙げられるが、これらに制限されない。光開 始剤は、IrgacureTM184、IrgacureTM651、Irgacu reTM369、 IrgacureTM907などのIrgacureTM商標名で 販売中のチバガイギー社(Ciba Geigy)、EscacureTMの商標 名で販売中のザルトマー社(Sartomer)などの業者から購入可能である 。 光開始剤については、その種類と分子量に応じて約0.001pph乃至約5 pphの量で使用することができる。一般に、低分子量材については約0.00 1pph乃至約2pphの量で使用するが、高分子量光重合開始剤については約 0.1pph乃至約5pphの量で使用する。 感圧接着剤を架橋して、せん断応力を強くすることも可能である。有用な架橋 剤には、米国特許第4,379,201号(ハイルマン(Heilman))に 開示される、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパ ントリアクリレート、1,2−エチレングリコールジアクリレート、ペンタエリ スリトールテトラアクリレートおよびこれらの混合物を含むがこれらに制限され ない架橋剤、米国特許第4,737,559号(ケレン(Kellen))に開 示される架橋剤などの重合可能な芳香族ケトン共重合体用モノマー、米国特許第 4,329,384号(ベスリー(Vesley)ら)、同第4,330,59 0号(ベスリー(Vesley))および同第4,391,687号(ベスリー (Vesley))に開示される架橋剤などの光活性トリアジン、有機シラン、 ベンゾフェノンおよびイソシアネートなどの多官能アクリレートが挙げられる。 架橋剤は、約0.002pph(アクリレートモノマー、すなわちアルキルア クリレートおよび任意の共重合用モノマーの100重量部あたりの重量部)乃至 約2pph、好ましくは約0.01pph乃至 0.5pphの量を含有させる。使用量は、架橋剤の官能基および分子量、並び に接着剤の所望の性質に依存する。 米国特許第4,554,324号(ハスマン(Husman)ら)に開示され る共重合用マクロモノマーなどの物理的架橋剤を使用することも可能である。マ クロモノマーの有用な量は約1pph乃至約20pphの範囲であり、好ましく は約2pph乃至約10pphの範囲である。好ましくは、感圧接着剤は粘着付 与樹脂、すなわち粘着付与剤も含有する。多種多様な粘着付与樹脂を使用するこ とが可能である。このような樹脂には、炭化水素樹脂、水素化炭化水素樹脂、フ ェノール修飾テルペン、ポリ−(t−ブチル)スチレン、ロジンエステル、ビニ ルクロロヘキサン等が挙げられる。好適な粘着付与樹脂は購入可能で、例えばR egalrezTM1085、RegalrezTM1094、RegalrezTM 6108、GegalrezTM3102およびForalTM85などのヘルカル ス社(Hercules)製のRegalrezTMおよびForalTMという商 標名で販売されている粘着付与樹脂が挙げられる。 原料中のモノマーの量に基づいて、芳香族性が50パーセントより多く、好ま しくは70パーセントより多く、さらに好ましくは80パーセントより多く保持 されている、水性白色水素化芳香族炭化水素粘着付与樹脂も有用である。芳香族 性保持の好ましい範囲は70乃至96パーセントで、さらに好ましくは80乃至 96パーセントである。 水性白色粘着付与性樹脂のZ平均分子量の範囲は、約500乃至1800で、 好ましくは約600乃至1500で、極めて好ましくは約650乃至1200で ある。本発明の極めて好ましい実施態様において、粘着付与樹脂のz平均分子量 は約700乃至1100である。z平均分子量はさらには1500未満が好まし く、さらに好ましくは1200未満で、さらに好ましくは1000未満である。 粘着付与樹脂も分子量分布も狭く、多分散性(Mw/Mn)は2.5未満で、 好ましくは約2.1未満で、極めて好ましくは1.9未満である。分子量特性値 は、ポリスチレン較正基準を用い、以下の式によってポリイソブチレン較正基準 に変換してゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される: (1)log(Mwホ゜リイソフ゛チレン)=1.1×log(Mwホ゜リスチレン)−0.517 この手順は、WO−A−91−07472(Luvinh)に詳細に記載されて いる。 このような粘着付与樹脂の軟化温度(ASTM E−28によって測定される 環球軟化温度)は、一般に約40C乃至120Cの範囲内、好ましくは約65C 乃至約100Cの範囲にある。 水素化後、樹脂は水性白色である。“水性白色”樹脂については、融解ガード ナー色度が約2未満の樹脂と定義する。特に好ましい樹脂は、融解ガードナー色 度が1未満である。 好ましくは、樹脂は、水素化後の初期色度が24セイボルトより大きい(10 %トルエン溶液)。 水性白色粘着付与樹脂は水素化石油炭化水素樹脂で、原則として芳香族モノマ ーの触媒重合によって製造され得る。重合と水素化の後、核磁気共鳴(NMR) で測定したとき、これらの芳香族モノマーは少なくとも20%の芳香族プロトン を、好ましくは少なくとも24%の芳香族プロトンを保持する。芳香族性は一般 に認められている手順によって、プロトンNMR(1H−NMR)によって測定 される。“芳香族性の保持”は、重合後で水素化前の樹脂のプロトンNMRによ る芳香族性に対する水素化後の樹脂のプロトンNMRによる芳香族性の比である 。この手順は、WO−A−91−07472(Luvinh)に詳細に記載され ている。 好ましい水性白色粘着付与樹脂は、炭化水素原料から製造され、(i)原料中 のモノマーの重量パーセントに基づいて芳香族性の保持が50%を超え;(ii )軟化温度が65C乃至120Cで;Mzが1800未満で;(iv)7000 を超える分子量分画が実質的に存在しない。さらに好ましい水性白色粘着付与樹 脂は、軟化温度が65乃至100Cである。 水性白色粘着付与樹脂は以下の手順によって製造され得る: (a)フリーデル−クラフト重合条件下で、沸点が約135C乃至220Cで 、0乃至40重量%の連鎖移動剤の重合混合物の存在下でビニル芳香族モノマー 含量が少なくとも40%の水蒸気分解蒸留物またはその分画を重合させ、 (b)芳香族性が少なくとも75%保持されるように(a)の生成物を触媒に よって水素下させる。 水性白色粘着付与樹脂は、好ましくはハートカット流出物(Heartcut Distillates)、すなわちHCDとして同定される石油分画と0乃 至40重量%の連鎖移動剤との触媒重合によって製造される。一般に、樹脂は以 下の成分を含有するビニル芳香族流出物から製造される: このような流出物は、十分なビニル芳香族含量である場合または十分なビニル 芳香族含量であるように改質される場合には、沸点が約135C乃至220Cの 水蒸気分解石油流出物またはその分画から誘導され得る。例えば、本質的に純粋 なスチレン成分を、スチレンを除いた性状に適合する、市販の石油蒸留生成物に 添加してもよい。このように、スチレンを11.4重量%と、スチレンのアルキ ル誘導体を31.6重量%と、インデンを17.1重量%と、インデンのアルキ ル誘導体を5重量%と、無反応成分を34.9重量%とを含有するビニル芳香族 流出物は、好適な樹脂原料であることが確認されている。 炭化水素樹脂の重合は、一般に米国特許第4,078,132号(レパート( Lepert))の開示によって達成される。この開示によれば、分岐鎖脂肪族 オレフィンを重合時に連鎖移動剤として添加して、従来より低い軟化温度と従来 より狭い分子量分布の両者を獲得する。この明細書は実質的に非芳香族不飽和熱 可塑性樹脂の製造を扱っているが、その明細書中の開示は、水素化したとき、本 願明細書中に記載の芳香族粘着付与樹脂を産生することが可能な芳香族性の高い 樹脂前 駆体を産生するための、ハートカット流出物を含有する供給流出物またはビニル 芳香族モノマー(類)を含有する供給流出物に適用可能である。供給流出物は、 ビニル芳香族モノマーを、総重合可能モノマーの少なくとも40重量%、好まし くは少なくとも50重量%含有するべきである。 米国特許第4,078,132号の重合工程は、塩化アルミニウム(AlCl3 )などのフリーデル−クラフト触媒の存在下および好ましくはイソアミレン、 ジメートまたはこれらの混合物である分岐鎖反応性オレフィン連鎖移動剤の存在 下で−20C乃至100C、好ましくは30C乃至80Cの重合温度において実 施するとき、特に好適である。米国特許第4,078,132号に記載の適切な 量で使用するとき、分岐鎖反応性オレフィン化合物のほとんどは効果的である。 イソアミレンなどのいくつかの化合物は、従来よりも反応性が高く、従来よりも 少量で有利に使用されて、軟化温度と分子量分布とを制御することが可能である 。反応性連鎖移動剤の有用量は、一般にハートカット流出物またはビニル芳香族 供給流出物の総重量に対して10乃至20重量%の範囲内にあり、好ましくは1 0乃至15重量%の範囲内にある。米国特許第4,514,554号(ヒュージ ェス(Hughes)ら)に記載の工程条件も、イソアミレンを含む石油分画原 料の重合に関する記載を含んでいる。 水素化は一般に米国特許第4,629,766号(マラテスタ(Malate sta)ら)の開示によって達成され得るが、他の従来の水素化手段を使用して もよい。一般に、圧力10乃至300kg/cm2での温度200C乃至300 Cと、ニッケル、パラジウム、コバルト、ルテニウム、プラチナおよびロジウム などのVIII族金属、タングステン、クロムおよびモリブデンなどのVI族金属、並 びにマンガンおよび銅などのVII族金属のような水素化または水素化処理触媒 とを使用する。これらの金属は、単独または2種以上を組み合わせて、金属体ま たは活性化体で使用することが可能で、直接またはアルミナまたはシリカ−アル ミナなどの固体支持体上で使用してもよい。好ましい触媒は、米国特許第4,6 29,766号に記載の、新鮮な触媒表面積が120乃至300メーター2/グ ラムで、ニッケルを2乃至10重量%とタングステンを10乃至25重量%とを 含有する硫化ニッケル−タングステンをγ−アルミナ支持体上に備える触媒であ る。水素化は一般に、水素圧を20乃至300気圧(2.03×105乃至3. 09×107ニュートン/平方メーター)、好ましくは150乃至250気圧( 1.52×107乃至2.53×107ニュートン/平方メーター)として実施さ れる。芳香族樹脂の水素化については、米国特許第3,926,878号および WO−A−91/07472にさらに記載されている。 水素化は、好ましくは芳香族性を少なくとも75%、好ましくは少なくとも8 0%、さらに好ましくは少なくとも85%、極めて好ましくは少なくとも90% 保持するような、温度、圧力および時間において効果的な触媒を用いて実施され る。水素化工程の最適化は上記の工程によって経験的に達成され得る。 使用時には、約1乃至50pph、好ましくは約4乃至25pphの量の粘着 付与樹脂を使用する。 本発明の好ましい実施において、溶剤を使用することなしにアクリレートモノ マーまたはアクリルシロップに塩素化ポリオレフィンを溶解する。本願明細書中 で使用するシロップは、コーティング可能な粘度、すなわち好ましくは使用する コーティング方法に応じて約300乃至10,000センチポアズ以上にまで増 稠させた光硬化可能な材料の混合物をいい、モノマーが部分的に重合されてシロ ップを形成する混合物と、シリカ等などのフィラーを用いて増稠させたモノマー 混 合物とを含有する。シロップを製造する前または後のどちらの混合物に塩素化ポ リオレフィンを添加してもよい。好ましくは、本発明のシロップは、技術上周知 なフリーラジカル重合開始剤によるモノマーの部分的重合によって製造され、熱 エネルギーまたは紫外線などの放射線によって活性化され得る。少なくとも1種 のフリーラジカル開始剤、好ましくは光開始剤の効果的な量を塩素化ポリオレフ ィンを含有するアクリレートモノマーまたはシロップに添加する。次いで、任意 には剥離コーティングでコーティングしてあってもよいポリエステルフィルムな どの基材上にコーティングし、窒素が豊富な媒体ガス中で紫外線に暴露させて感 圧接着剤を製造する。別の方法として、コーティングした接着剤の上に、紫外線 を十分に透過して接着剤組成物の硬化を可能にする第2の剥離コーティングを被 覆することによって、酸素を排除してもよい。好ましくは、紫外線は、照射スペ クトルの大部分が約280乃至400ナノメーター(nm)の間にあり、最大照 射が約350nmであり、強度が約20ミリワット/平方センチメーター(mW /cm2)未満であるランプによって提供される。接着剤を第2のエネルギー源 へ引き続き暴露させることによって、接着剤を架橋し、さらに硬化させることが できる。このようなエネルギー源には、加熱、電子ビーム、γ線および水銀燈な どの高輝度紫外線ランプが挙げられる。 別の実施態様において、接着剤組成物は熱活性開始剤を使用する。VAZOの 商品名でデュポン社(DuPont Company)から購入可能な開始剤な どの好適な熱フリーラジカル開始剤は購入可能である。特定の例には、VazoTM 64(2,2’−アゾビス(イソブトリオニトリル))およびVazoTM52 開始剤が挙げられる。好適な開始剤には、第三ブチルヒドロペルオキシドなどの ヒドロペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドおよびシクロヘキサンペルオキシ ドなどのペルオキシドも挙げられる。剥離処理フィルム上に組成物をコーティン グし、第2の剥離処理フィルムで被覆して、得られた複合物を伝熱流体中に収容 し、重合を効果的に実施させるのに十分な温度にまで加熱する。 他の補助剤については、接着剤の所望の最終特性を大きく低下させない限りは 、所望の特性を効果的にするのに必要な量を組成物に含有させてもよい。有用な 補助剤には、染料、顔料、シリカ、繊維、ガラスまたはポリマービーズ、ポリマ ー粒子、伝熱粒子および導電粒子が挙げられる。 文献は一般に塩素化ポリオレフィンは、トルエン、エチルアセテート等などの 有機溶剤にまず溶解されてから、配合物に添加されることを示しているので、塩 素化ポリオレフィンは溶剤を使用することなしにアクリル接着剤に添加され得る とは予測されていない。使用される溶剤の量は実質的であることが多い。塩素化 ポリオレフィンは一般に約5乃至50%が固体で、残りが溶剤である、すなわち 約50乃至95%が溶剤である溶剤に溶解される。また、周知の塩素化ポリオレ フィンは、1994年6月付のイーストマンケミカル社(Eastman Ch emical Co.)製の技術用パンフレット、“塩素化ポリオレフィンCP 343−1”中に示されるようなアクリル材料と特に相溶性でもない。 感圧接着剤は、接着剤塊が剥離ライナー上に帯状に提供される接着剤トランス ファーテープ、キャリア層が2層の接着剤の層の間に配置される両面コーティン グテープまたは接着剤が永久的な支持体上に提供される感圧接着剤テープとして 供給されることが可能である。剥離ライナーには、例えば紙、ポリマーフィルム 、少なくとも一方の側の主要面に、好ましくは両側の主要面に、シリコン、ペル フルオロポリエーテル、TEFLONTM等などの剥離剤で処理されている織布ま たは不織布が挙げられる。永久的なテープ支持体には、紙、アクリルフォーム、 ポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォームなどのフ ォームシート、ポリエステル、ポリプロピレン、可塑化ビニル、ポリエチレン、 超高分子量ポリオレフィンから製造されるフィルムなどのポリマーフィルム、天 然および合成ゴム、シート、金属箔並びに織布および不織布が挙げられるが、こ れらに制限されない。両面コーティングテープ用のキャリア層には、永久的なテ ープ支持体に有用なものが挙げられ、テープの各側には異なる接着剤がコーティ ングされていてもよい。例えば、本発明の感圧接着剤は、キャリア層の一方の側 に配置され、第2の接着剤がキャリア層のもう一方の側に配置されている。第2 の接着剤は、同じ種類の接着剤であっても、または異なる種類の接着剤、例えば アクリル感圧接着剤、エチレンビニルアセテート感圧接着剤、合成ゴム感圧接着 剤、天然ゴム感圧接着剤、またはシリコン感圧接着剤、ホットメルト接着剤また は熱硬化可能な接着剤であってもよい。好ましいフォームキャリア層には、アク リルフォーム、不連続ポリウレタンフォーム、不連続ポリエチレンフォームおよ びエチレンビニルアセテート修飾ポリエチレンフォームが挙げられる。 本発明の接着剤を永久的な支持体またはキャリア層に重ね合わせてもよいし、 または接着剤組成物を永久的な支持体またはキャリア層に直接コーティングして 、その状態のままで硬化してもよい。 別の方法として、本発明の感圧接着剤を使用したテープを、米国特許第4,8 94,259号(クラー(Kuller))、同第4,818,610号(チマ ーマン(Zimmerman)ら)および同第4,895,738号(チマーマ ン(Zimmerman)ら)に開示されている方法などの方法によって、多層 に形成してもよい。 フォーム様感圧接着剤テープが所望の場合には、モノマーまたはシ ロップは微小球状体を含有してもよい。有用な微小球状体は大きさが直径約5乃 至200マイクロメーターで、好ましくは約10乃至80マイクロメーターの範 囲にある。好適な市販の微小球状体には、ケマノードプラスティックス(Kem a Nord Plastics)社製の商品名“イクスパンセル(Expan cel)”で販売されている発泡性微小球状体および松本油脂製薬(Matsu moto Yushi Seiyaku)社製の商品名“マイクロパール(Mi cropeal)”で販売されている微小球状体が挙げられる。微小球状体は加 熱によって発泡し、発泡した形状で添加してもよいし、発泡しない形状で接着剤 組成物に添加してから加熱し、フォーム様テープを得てもよい。ガラス製または セラミック製微小球状体も使用できる。微小球状体の有用な量は、感圧接着剤組 成物の約2容量パーセント乃至約75容量パーセントの範囲である。 フォーム様テープは、米国特許第4,415,615号(エスメイ(Esma y)ら)に開示されるように、感圧接着剤組成物を発泡させることによっても得 られる。別の方法として、本発明のテープを米国特許第4,415,615号に 開示されるフォーム様テープに重ね合わせることによってテープを製造してもよ い。 本発明の感圧接着剤は室温で熱可塑性オレフィン表面との接着性を示す。本発 明の感圧接着剤はさらに好ましくは70Cで熱可塑性オレフィン表面との接着性 を示す。本発明の感圧接着剤は好ましくは透明で、本質的に無色である。 本発明は、第1の基材と第2の基材に上記の感圧接着剤を塗布することを含む 、第1の基材と第2の基材とを接着するための方法も提供する。好ましい実施態 様において、少なくとも1つの基材は熱可塑性オレフィンポリマーである。 本発明は、(a)アルキル基の炭素数が2乃至20である非第三 級アルコールの少なくとも1個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステ ルを50乃至100重量部と、 (b)成分(a)と共重合可能で、(a)と(b)との合計が100重 量部になる、少なくとも1種の補強モノマーを0乃至50重量部と、 (c)実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンを、成分(a)と(b) との合計の100重量部あたり0.1乃至15重量部を含有し、 実質的に無溶剤の開始材料を提供し、 該開始材料を重合させることを含む感圧接着剤を製造するための方法も 提供する。 本発明の接着剤は、熱可塑性オレフィン、熱硬化性オレフィン、目詰め、自動 車車体側面成形部、自動車ペイント面、熱可塑性ウレタン、他のプラスチック面 および金属などの低エネルギー面を含む多種多様な面と十分に接着するために有 用である。 以下の実施例は本発明の実施態様をさらに説明するためのものであるが、これ らに制限されない。 試験方法せん断強度 幅1.27cm、長さ2.54cmの感圧接着剤テープの帯状物を、幅約2. 54cm、長さ5.08cm、厚さ20mil(0.051mm)の陽極酸化し たアルミニウムパネルに重ね合わせる。同じ大きさの第2のパネルを、接着剤の 上面側で2.54cm重なり、両パネルの両端が互いに反対方向に延在するよう にテープの上面に配置する。次いで両パネルの間に挟まれた接着剤の総接触面積 が幅1.27cm、長さ2.54cmであるように、6.8kgの鋼製ローラー で試料を 圧着する。第2のパネルに使用した基材は、ステンレス鋼(SS)または以下の 剥離接着性試験で記載するペイントの種類でペイントしたペイントパネルまたは 熱可塑性ポリオレフィン(ETA−3131 TPOヒモント(Himont) 社製)のいずれかであった。TPO面をイソプロパノール/水の50/50混合 物で一度拭いた。調製したパネルは室温、すなわち約21Cで少なくとも1時間 放置した。次いで、パネルを70Cのオーブンに収容し、垂直から2°の位置に 位置決めして剥離様の接着破壊を防ぎ、試料の自由端に重りを吊るした。重りを 付けた試料がパネルから落下するのに必要な時間を分単位で記録する。接着破壊 が10,000分以内に生じない場合には、試験を中止し、結果は10,000 分と記録する。90°剥離接着強さ 感圧接着剤シートまたはテープを、厚さ5mil(0.127mm)の陽極酸 化したアルミニウムのシートに重ね合わせる。幅1.27cm、長さ11.4c mの帯状のテープをシートから切り取り、試験基材に貼り付ける。使用した試験 基材はヒモント(Himont)社製ETA−3131熱可塑性オレフィンをイ ソプロパノール/水の50/50混合物で一度拭いたもの、ポリプロピレン(P P)、またはデュポン社(DuPont Co.)製ベースコート/クリアコー ト自動車ペイント組成物(RK8010)でペイントした金属製パネルであった 。 次いで、6.8kg金属製ローラーを合計4回通過させて帯状物を圧着させた 。次いで、使用を試験前に以下の条件でエージングする: 20MinRT−室温で20分 3DaysRT−室温で3日(72時間) 7Days70C−70Cで7日 試料を70Cでエージングしたとき、試験前に試料を室温にまで冷却した。エ ージング後、テープが角度90°で、30.5cm/分の速度およびまたは1. 27cm/分の速度で剥離されるように、パネルをInstronTM引張り強さ テスターに固定する。結果をポンド/0.5インチ単位で測定し、ニュートン/ デシメーター(N/dm)に変化する。塩素化ポリオレフィン CP343-1 - 塩素含量が18乃至22%、重量平均分子量(Mw)が約9,0 00乃至12,000、イーストマンケミカル社(Eastman Chemi cal Co.)製のポリプロピレン 17-LP - 塩素含量が約34乃至36%で、分子量約115,000、トーヨ ー化成工業社(Toyo Kasei Kogyo Co.Ltd)製ポリプロピ レン 16-LP - 塩素含量が約31乃至33%で、分子量約115,000、トーヨ ー化成工業社(Toyo Kasei Kogyo Co.Ltd)製ポリプロピ レン 15-LP - 塩素含量が約29乃至31%で、分子量約115,000、トーヨ ー化成工業社(Toyo Kasei Ko gyo Co.Ltd)製ポリプロピレン 13-LP - 塩素含量が約25乃至27%で、分子量約120,000、トーヨ ー成工業社(Toyo Kasei Kogyo Co.Ltd)製ポリプロピレ ンベース HypalonTMCP 827B - 塩素含量が約30%で、Mw約10,000、デュポ ン社(DuPont Co.)製ポリプロピレン HypalonTMCP 163 - 塩素含量が約52%、ビニルアセテート含量が6%で、 デュポン社(DuPont Co.)製エチレン/ビニルアセテート共重合体 HypalonTMCP 183 - 塩素含量が約58%、ビニルアセテート含量が7%で、 デュポン社(DuPont Co.)製エチレン/ビニルアセテート共重合体 TyrinTMCPE 4211P -塩素含量約42%、ダウケミカル社(Dow Chem ical Co.)製ポリエチレン TyrinTMCPE 3623A - 塩素含量約36%、ダウケミカル社(Dow Che mical Co.)製ポリエチレン TyrinTMCPE 3615P - 塩素含量約36%、ダウケミカル社(Dow C hemical Co.)製ポリエチレン粘着付与樹脂 炭化水素粘着付与樹脂 炭化水素粘着付与樹脂I、上記開示により芳香族水素化炭化水素粘着付与樹脂 を製造し、以下の表1に示す特性値によって特徴づけた。 RegalrezTM1085 - スチレン/ビニルトルエン比1:7.7の組成物で、水素 化97%、第三級水素原子18%、Tg=38C、Mn=610、 Mw=780、 Mz=1010、 Mw/Mn=1.28(ヘルカルス社(Hercules,Inc.製 )の芳香族炭化水素樹脂 RegalrezTM3102 - スチレン/α−メチルスチレン比2.6:1の組成物で、 水素化34%、第三級水素原子10%、 Tg=54C、Mn=780、 Mw=1210、,Mz =1810、,Mw/Mn=1.56(ヘルカルス社(Hercules,Inc.製 )の芳香族炭化水 素樹脂 ForalTM85 - ロジンエステル(ヘルカルス社(Hercules,Inc.製)) アラカワ KE311 -(アラカワ化学(Arakawa Chemical)社製) 実施例1 イソオクチルアクリレート(IOA)を68部と、イソボルニルアクリレート (IBA)28部と、アクリル酸を4部と、ベンジルジメチルケタール光開始剤 (EscacureTMKB−1 サルトマー社(Sartomer Co.)製) を0.04pphとを密閉ガラス容器中で混合することによって組成物を製造し た。窒素で容器を清浄 し、窒素清浄を継続中に、黒色のテープを一部に巻き付けて、工業基準G単位に よって測定したとき、強度が約0.15ミリワット/平方センチメーター(mW /cm2)である紫外線黒色光線(GE F15T8 BL ゼネラルエレクトリッ ク社(General Electric Co.) 製)で組成物を照射し、コ ーティング可能粘度が推定約3000センチポアズであるシロップを製造した。 シロップに塩素化ポリオレフィン(CP343−1 イーストマンケミカル社( Eastman Chemical Co.)製)を1pph添加し、混合物を約 70Cで約30分間加熱し、室温にまで冷却して、わずかに濁った安定したシロ ップを製造した。次いで以下をシロップに添加し、成分の全てが溶解されるまで 混合した:炭化水素粘着付与剤(RegalrezTM1085)を7pphと、 ベンジルジメチルケタールを追加分として0.16部と、2,4−ビス(トリク ロロメチル)−6−(4−メチオキシフェニル)−s−トリアジンを0.1pp h。混合後、シリコン剥離コーティングをコーティングしておいたポリエステル フィルム上に約0.076ミリメーターの厚さまで混合物をナイフコーティング し、次いで、窒素が豊富な媒体ガス(酸素50ppm)中で5分間蛍光黒色ラン プに暴露し、感圧接着剤トランスファーテープを製造した。全米基準単位(Na tional Institute Standards units(NIST ))によって測定したとき、強度は1.5ミリワット/平方センチメーター(m W/cm2)で1.7分、4.2mW/cm2で3.3分であった。蛍光黒色ラン プは、照射スペクトルの約90%が約300乃至400ナノメーター(nm)の 間にあり、最大照射が約350nmにあった。 IOAを87.5部と、AAを12.5部と、ベンジルジメチルケタールを0 .04部とからなる混合物を使用して、米国特許第4,4 15,615号(エスメイ(Esmay)ら)に開示されるようにフォームシー ト材を製造し、上記のようにシロップを製造した。シロップに、ベンジルジメチ ルケタールを追加分として0.1部と、疎水性シリカ(R−972 デグサ(D eGussa)社製)を2.0部と、ガラス微小気泡(C15−250 ミネソ タ マイニング アンド マニュファクチャリング社(Minnesota Min ing&Manufacturing Co.)製)を8部とを添加した。組成 物を窒素と、米国特許第4,415,615号(エスメイ(Esmay)ら)の 界面活性剤B/界面活性剤Cの60/40混合物で覆い、次いで厚さ約1ミリメ ーターまでコーティングし、硬化させてシート材を製造した。次いでポリアミド 樹脂(マクロメルト(Macromelt)6240 ヘンケル社(Henke l Inc.)を、イソプロパノールを50部と、n−プロパノールを50部と の溶剤ブレンド中に溶解した10%固溶液でシートをコーティングし、121C のオーブンで15分間乾燥した。次いで、感圧接着剤トランスファーテープをコ ーティングに加熱積層した。 感圧接着剤をコーティングしたシート材について、上記の手順により、TPO またはステンレス鋼に対する本願発明の感圧接着剤面の90°剥離接着性を試験 し、結果を表3に示す。揮発量(Vol)も示してある。 実施例2乃至7およびC1乃至C4 実施例2乃至4およびC1乃至C4については、表2に示すような異なる塩素 化ポリオレフィンを使用した以外は実施例1のように製造した。実施例5につい ては、粘着付与剤を使用しなかった以外は、実施例1のように製造した。塩素化 ポリオレフィンのアクリレートシロップに対する溶解度(Sol)についても、 表2に、実質的に可溶性 で実質的に透明な容積を形成する(可)、実質的に可溶性で濁った溶液を形成す る(中等度)および不溶(不)として特徴づけてある。塩素化ポリオレフィンが 可溶性でない試料についてはコーティングしなかった。 表2のデータは、本発明の好ましい実施態様は加熱エージング後にオレフィン 基材との接着性が増加することを示している。 実施例8−12 感圧接着剤シート材については、粘着付与樹脂を4pphの量で使用し、表3 による種々の粘着付与樹脂を使用した以外は、実施例1のように製造した。 表3のデータは、種々の粘着付与樹脂と可溶性の塩素化ポリオレフィンとを含 有する感圧接着剤は、TPO面上で試験するとき接着性を維持することを示して いる。実施例13 感圧接着剤シート材については、ブチルアクリレートを60部と、アクリル酸 を10部と、ベンジルジメチルケタールを0.04pphとを含有する混合物を 予め重合させることによってシロップを製造し た以外は実施例1のように製造した。この混合物に、IOAを30部と、ハード レン(Hardlen)LP−16を5pphと、炭化水素粘着付与樹脂Iを5 pphと、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを0.1pphと、トリア クリレート(OTA−480 ラドキュア(Radcure)社製)を0.1p phと、ベンジルジメチルケタールを0.16pphとを添加し、混合物をロー ラーミル上で約20時間混合した。コーティング直前に、0.4pphのSnC l2/ポリプロピレングリコール溶液を添加し、ローラーミル上で30分間混合 した。コーティング混合物を透明なシリコンコーティングポリエステルフィルム の間にコーティングし、0.75mW/cm2(G単位)の強度で2.43分間 、1.6mW/cm2の強度で2.43分間、および2.8mW/cm2の強度で 2.44分間硬化させた。 剥離接着性についてシート材を試験し、結果を表4に示す。 実施例14乃至16および比較実施例C5 実施例1に詳細に示したように、IOAを97部と、AAを3部と、ベンジル ジメチルケタールを0.04pphとを含有する組成物を部分的に重合させるこ とによってシロップを製造し、シリコンをコーティングした2枚の透明ポリエス テルフィルムの間にコーティングして硬化させた。実施例14乃至16について は、以下を添加した:ベン ジルジメチルケタールを追加分として0.1pphと、2,4−ビス(トリクロ ロメチル)−6−(4−メチオキシフェニル)−s−トリアジンを0.1pph と、塩素化ポリオレフィンを5pph。使用した塩素化ポリオレフィンは以下で あった:実施例14−−15−Lp;実施例15−−16−LP;実施例16− −17−LP。実施例13に記載したように感圧接着剤トランスファーテープ( 厚さ0.28mm)を製造した。比較実施例C5については、塩素化ポリオレフ ィンを使用しなかった以外は、同じ方法で製造した。感圧接着剤トランスファー テープを用いた剥離接着試験試料については、上記のように製造した。試料の1 組を室温で72時間エージングした。同じ試料の第2の組を室温で72時間エー ジングし、次いで120Cで1時間加熱エージングし、試験前に24時間室温に まで冷却した。試験結果を表5に示す。 実施例17乃至21 感圧接着剤組成物およびトランスファーテープについては、実施例1のように 製造した。実施例17では、感圧接着剤トランスファーテープを、実施例1のよ うにコーティングしたポリウレタンフォーム(545フォーム ノートン社(N orton Co.)製)に重ね合わせた。実施例18では、テープを厚さ0. 8mmのエチレンビニルアセテート修飾ポリエチレンフォーム(0.096g/ cm3)(ボルテック(Voltek)ポリエチレンフォーム ボルテック(V oltek)社製)に、下塗りシステムを使用することなしに重ね合わせた。実 施例19では、感圧接着剤をセンチネルプロダクト社(Sentinel Pr oducts Corp.)製の1.6mmのポリエチレンフォーム(T−Ce llTM架橋エチレンビニルアセテート修飾ポリエチレンフォーム(0.064g /cm3)に、下塗りシステムを使用することなしに重ね合わせた。実施例20 および21では、アクリルシロップ組成物をそれぞれ実施例18および19のフ ォーム上に直接コーティングし、実施例1のように硬化させた。試験結果を表6 に示す。 実施例17乃至21は、種々の種類のフォーム基材上での本発明の感圧接着剤 の実用性を示す。 数多の改良と変形とを本願発明の精神または範囲から逸脱することなく本願発 明に対して行うことが出来ることは当業者の当然とするところである。従って、 本発明の改良と変形が以下の特許請求の範囲の内容およびこれと等価なものの範 囲内で実施される限り、本願発明は該改良と該変形とを含むものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハッタム,ポール アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 パーゲット,マーク・ディ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 イブレアーツ,アルバート・アイ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 カゾレク,ケビン アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)アルキル基の炭素数が4乃至20である非第三級アルコールの少な くとも1個のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを50乃至100 重量部と、 (b)成分(a)と共重合可能で、(a)と(b)との合計が100重量 部になる、少なくとも1種の補強モノマーを0乃至50重量部と、 (c)実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンを、成分(a)と(b)と の合計の100重量部あたり0.1乃至15重量部 を含有し、 実質的に無溶剤の、 開始材料から成る重合反応生成物を含有する感圧接着剤。 2.前記開始材料がさらに粘着付与剤を含有する請求項1記載の接着剤。 3.前記実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンが塩素化ポリプロピレンであ る請求項1記載の接着剤。 4.前記実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンが、塩素含量が20乃至35 %の塩素化ポリプロピレンである請求項1記載の接着剤。 5.前記実質的に可溶性の塩素化ポリオレフィンが、0.1乃至10重量部の 量で含有される請求項1記載の接着剤。 6.前記接着剤が、室温で熱可塑性オレフィン表面に対して接着性を示す請求 項2記載の接着剤。 7.熱可塑性オレフィンポリマー、熱可塑性ウレタンポリマー、自動車ペイン ト、または金属である基材と請求項1記載の接着剤とを備える構成物。 8.フォーム様材料の層と請求項1記載の接着剤の層とを備える シート材。 9.フォームポリマー材の層と請求項1記載の接着剤の層とを備えるシート材 。 10.請求項1記載の接着剤を第1の基材と第2の基材とに塗布することを含 む、第1の基材と第2の基材とを接着するための方法。
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