KR0151796B1 - 가교결합가능한 감압성 접착제 구조물을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 감압성 접착제 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통상의 감압성 접착제(PSA) 및 아미도실리콘 화합물을 포함하는 제1 성분을, 동일한 감압성 접착제 및 아미도실리콘 화합물을 포함하는 제2 성분과 2성분 접촉시켜 감압성 접착제 구조물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 개질되지 않은 감압성 접착제 구조물에 비해 개선된 접착 결합 강도를 제공한다.

Description

가교결합가능한 감압성 접착제 구조물을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 감압성 접착제 구조물

본 발명은 가교결합가능한 감압성 접착제(pressure-sensitive adhesive) 및 감압성 접착제 구조물을 형성하는 개선된 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 탁월한 감압성 접착제 성분 2개를 접촉시킴으로써, 아민옥시실리콘 화합물이 제1성분에 혼입되고 아미도실리콘 화합물이 제2성분에 혼입된 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다.

각종 접착 촉진제를 접착제 조성물에 혼입시키거나 지지체 피복용 하도 조성물(primer composition)에 이러한 접착 촉진제를 사용함으로써 접착성이 상당히 향상된다는 사실은 접착제 분야에 공지되어 있다. 이러한 접착성 개선방법 및 접착 촉진제로서 통상적으로 사용되어온 각종 오가노실란에 기인하여 광범위한 접착제 분야의 개선이 이루어져 왔다.

상기 적용에 유용한 오가노실란은 일반적으로 주위 수분과 접촉되면 실란올 그룹을 생성하는 이의 규소원자에 결합된 가수분해가능한 그룹(예: 할로겐 및 알콕시 그룹)을 함유하여 광물 및 금속 표면과 화학적 및/또는 물리적 결합을 쉽게 형성한다. 또한, 접착제 성분(일반적으로 중합체) 중의 하나와 반응하거나 이것과 적어도 약간의 친화성을 나타내는 유기 잔기도 오가노실란 접착 촉진제의 규소에 결합된다. 후자의 요건, 즉 접착제 성분 중의 하나와 적어도 약간의 친화성을 나타내는 것은 특별한 오가노실란의 실질적인 유용성을 특별한 접착제- 지지체 조합물로 한정한다. 이때에, 화학적 또는 물리적 분자 가교(molecular bridge)가 접착제와 지지체 사이에 형성되어 접착력의 거시적인 향상이 관찰되는 것으로 믿어진다.

천연 또는 합성 고무 및 수지 점착성 부여제(tackifier)를 포함하는 탁월한 범주의 접착제는 당해 분야에서 감압성 접착제(PSA)로서 공지되어 있다. PSA는 다른 표면과 접촉되는 즉시 측정가능한 강도의 결합을 제공하는 영구적인 점성을 일정하게 유지한다. PSA 조성물 자체의 응집 강도는 물론, 지지체에 대한 접착력은 PSA를 경화시킴으로써 향상시킬 수 있다.

접착 촉진제 또는 조성물[여기서, 반응성 실리콘 그룹은 유기 분자에 화학적으로 결합되어 이들 사이의 경화를 촉진시킨다]로서 실란을 사용하는 실리콘계 PSA와는 별도로, 실리콘은 접착제 물질(즉, 이들은 접착제에 우수한 이형성을 부여한다)로서 당해 분야에 일반적으로 공지되어 있으며 실제로 감압성 테이프용 이형 라이너(release liner)에 광범위하게 사용된다. 놀랍게도, 블리자드(Blizzard) 및 스위하트(Swihart)의 3개의 계류중인 특허원[미합중국 특허원 제181,763호(1988.4.14.), 제189,004호(1988.5.2.) 및 제216,609호(1988.7.8.)]에는 두 성분을 접촉시켜 감압성 접착제(PSA) 구조물[여기서, 제1성분은 통상적인 PSA 및 반응성 오가노폴리실록산을 포함하고 제2성분은 PSA 및 오가노폴리실록산용 경화제를 포함한다]을 제조하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법은, 시간이 경과함에 따라, 비개질 PSA에 비해 개선된 접착력을 제공한다.

본 발명에 이르러, 특정한 아민옥시실리콘 화합물과 아미도실란은 전술한 블리자드 및 스위하트의 방법에 대해서도 사용될 수 있음이 추가로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명은 감압성 접착제(I)과 분자당 1 내지 100개의 규소원자, 3 내지 10개의 화학식 -OX의 아민옥시 그룹[여기서, X는 -NR₂및 헤테로사이클릭 아민(여기서, R은 1가 탄화수소 라디칼이다) 중에서 선택된다] 및 규소원자당 1가 탄화수소 라디칼 및 할로겐화 1가 탄화수소 라디칼 중에서 선택되는 하나 이상의 라디칼을 갖는 아민옥시실리콘 화합물(II)를 포함하는 제1성분을 추가 부분의 감압성 접착제(III)과 필수적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬 라디칼을 갖는 알킬메틸실록산 단위 및 페닐메틸실록산 단위로 이루어진 그룹으로부터 선택된 실록산 단위로 이루어지며 분자중에 2개 이상의 화학식의 아미도 그룹[여기서, R'는 메틸, 에틸 및 페닐 중에서 선택되는 유기 라디칼을 나타내고, Me는 메틸 라디칼을 나타낸다]을 갖는 중합체(a) 및 화학식의 아미도실란(b)[여기서, R는 메틸, 비닐 및 페닐 중에서 선택되는 유기 라디칼이고, R 및 Me는 위에서 정의한 바와 같다]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미도실리콘 화합물(IV)를 포함하는 제2성분과 접촉시킴을 포함하여, 가교결합 가능한 감압성 접착제 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 위에서 기술한 방법에 사용되는 감압성 접착제 및 아민옥시실리콘 화합물을 포함하는 조성물 및 감압성 접착제와 아미도실리콘 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 방법에서, 감압성 접착제(I)과 아민옥시실리콘 화합물(II)를 포함하는 제1성분을, 동일한 감압성 접착제(III)과 아미도실리콘 화합물(IV)를 포함하는 제2성분과 접촉시켜 PSA 구조물을 형성시킨다. 특정한 메카니즘에 의해 한정하고자 하는 것은 아니지만 PSA 구조물을 형성시킨 후에, 아민옥시 실리콘 화합물과 아미도실리콘 화합물을 대기 수분과 상호 반응시키면 접착 시스템에 대한 영구적인 고정을 제공하는 것으로 믿어진다. 본원에서 사용되는 영구적인 고정이라는 용어는 제1성분과 제2성분 사이의 접착 결합의 시간에 따른 비가역적인 증가를 의미한다. 물론, 이러한 상호작용은 승온에서 촉진될 수 있다. 그러나, 개개의 성분은 이들이 서로 접촉되지 않는 한 주위 조건(예를 들면, 실온 및 50% 미만의 상대습도)하에서 연장된 장기간 동안 저장할 수 있다.

지금까지 알려진 바로는, 본 발명의 방법 및 조성물에 사용되는 감압성 접착제(I)의 정확한 성질은 실제 사용에 있어서 별로 중요하지 않다. 이러한 일반적인 실제 사용에 대한 유일한 제한은 PSA가 하기에 각각 기술된 아민옥시실리콘 화합물(II) 및 아미도실리콘 화합물(IV)과 상당한 정도의 혼화성을 갖는다는 것이다. 혼화성이란 PSA 성분이 정치시에 상 분리되지 않고 균질한 분산액 또는 용액으로서 잔류하는 것을 의미한다. 따라서, 당해 분야에 공지된 PSA는 본원에서 만족할 만한 작용을 할 것이라는 사실이 믿어진다. 이들 PSA는 점착성 부여제 수지와 임의로는 각종 충전제, 가소제, 촉매, 방부제, 산화방지제, 안정화제 또는 PSA의 제조시에 통상적으로 사용되는 다른 성분과 혼합된 천연 고무 또는 합성 고무를 기본으로 한다. 본 발명의 방법 및 조성물에 사용하기에 적합한 PSA는 천연 고무 및/또는 하나 이상의 합성 고무[예: 부틸, 실리콘, 아크릴, 스티렌-부타디엔, 아크릴로니트릴-부타디엔, 폴리이소부틸렌, 이소프렌, 이소프렌-이소부틸렌, 클로로프렌, 폴리비닐에테르, 염소화 및 폴리우레탄 등의 고무]일 수 있다. 이들 고무와 함께 사용하는 전형적인 수지 점착성 부여제는 로신, 탄화수소 수지, 테르펜 수지, 실록산 수지 등이다. 특히 바람직한 PSA는 스티렌-부타디엔 및 아크릴산 중합체를 기본으로 한 것들을 포함한다.

감압성 접착제의 성분(I)은 당해 분야에 공지되어 있으며 이에 대한 추가의 설명은 불필요하다. 이들 물질 대부분은 시판되고 있다.

본 발명의 성분(II)는 분자당 1 내지 100개의 규소원자, 3 내지 10개의 아민옥시 그룹 및 규소원자당 탄화수소 라디칼 또는 할로겐화 1가 탄화수소 라디칼을 하나 이상 보유하는 아민옥시실리콘 화합물이다. 아민옥시실리콘 화합물은 실란 또는 실록산일 수 있다. 규소-산소 결합을 통해 규소원자에 결합된 아민옥시 그룹은 일반식 -OX[여기서, X는 -NR₂및 헤테로사이클릭 아민(여기서, R은 1가 탄화수소 라디칼을 나타낸다) 중에서 선택된 1가 아민 라디칼이다]로 나타낼 수 있다. -NR₂그룹의 특정한 예는 N,N-디에틸아미노, N,N-에틸메틸아미노, N,N-디메틸아미노, N,N-디이소프로필아미노, N,N-디프로필아미노, N,N-디부틸아미노, N,N-디펜틸아미노, N,N-디헥실아미노, N,N-디사이클로헥실아미노, N,N-메틸프로필아미노, N,N-메틸부틸아미노, N,N-디페닐아미노, N,N-디톨릴아미노, N,N-메틸페닐아미노 및 N,N-메틸나프틸아미노를 포함한다. 헤테로사이클릭 아민으로는 에틸렌이미노, 피롤리디노, 피페리디노 및 모르폴리노와 같은 그룹을 언급할 수 있다.

아민옥시실리콘 화합물이 하나의 규소원자를 갖는 경우, 이는 일반식 R'Si(OX)₃[여기서, R'는 1가 탄화수소 라디칼 또는 할로겐화 1가 탄화수소 라디칼일 수 있다]로 나타낼 수 있다. R'는 메틸, 에틸, 페닐, 비닐, 헥실, 옥타데실, 사이클로헥실, 부틸, 헵틸, 옥틸, 벤질, 페닐에틸, 나프틸, 프로필, 이소프로필, 클로로 페닐, 3,3,3-트리플루오로프로필, β-(퍼플루오로펜틸)에틸, 요오도나프틸, 브로모헵틸 등으로 나타낼 수 있다.

분자당 하나 이상의 규소원자를 갖는 아민옥시실리콘 화합물은 선형 폴리실록산 및 사이클릭 폴리실록산일 수 있다. 이들은 실록산과 실란과의 혼합물은 물론 실록산의 단독중합체, 공중합체 또는 혼합물일 수 있다. 실록산의 규소원자는 규소-산소-규소 결합을 통해서, 위에서 R'로 정의한 1가 라디칼에 결합된 아민옥시 그룹에 결합되지 않은 규소원자의 나머지 원자가와 함께 결합된다. 이들 아민옥시실록산은 토포커(Toporcer) 등의 미합중국 특허 제3,817,909호에 기술된 아민옥시실리콘 화합물로 설명될 수 있다.

화학식 1의 폴리디메틸실록산의 공중합체 중에서 선택된 아민옥시실리콘 화합물이 바람직하다.

상기 화학식 1에서,

Me는 메틸 라디칼을 나타내고,

R는 독립적으로 메틸 또는 에틸 라디칼 중에서 선택되며,

m은 1 내지 약 5,000, 바람직하게는 1 내지 100의 범위일 수 있으며,

n은 2 내지 약 50, 바람직하게는 2 내지 10의 범위일 수 있다.

평균 구조의 화학식 2아민옥시실리콘 화합물이 특히 바람직하다.

상기 화학식 2에서,

Et는 에틸 라디칼을 나타낸다.

본 발명의 아민옥시실리콘 화합물은 당해 분야에 공지되어 있으며 미합중국 특허 제3,441,583호에 기재된 방법으로 제조할 수 있다.

본 발명의 성분(III)은 성분(I)과 동일한 PSA의 추가 부분이다.

아미도실리콘 화합물(IV)은 필수적으로 알킬메틸 실록산 단위 또는 페닐메틸실록산 단위로 이루어진 단독 중합체 또는 공중합체 중에서 선택될 수 있다. 알킬메틸 실록산 단위의 알킬 라디칼은 1 내지 8개의 탄소원자를 함유할 수 있으며, 알킬 그룹은 메틸 라디칼인 것이 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해서, 각각의 중합체 또는 공중합체 분자에 2개 이상의 아미도 그룹이 존재해야 한다. 아미도 그룹은 주쇄 규소원자 또는 말단 규소원자에 결합될 수 있으며 일반식 -N(R')C=O[여기서,는 메틸, 에틸 및 페닐 중에서 선택되는 유기 라디칼을 나타낸다]를 갖는다. 위에서 기술한 바와 같이, 성분(IV)는 감압성 접착제(III)와 혼합되는 경우 혼화성 시스템을 형성해야 한다. 따라서, 아미도 그룹을 함유하는 중합체 또는 공중합체의 중합도는 이러한 필요조건과 관련된 값을 초과할 수 없다. 이러한 단독중합체의 예는 일반식 Me₂(A)SiO(Me₂SiO)_XSi(A)Me₂[여기서, A는 그룹를 나타내고, x는 중합체가 특정한 PSA와 적당한 혼화성인 값이다]로 표시된다.

또한, 일반식의 아미도실란[여기서, R 는 메틸, 비닐 및 페닐 중에서 선택되는 유기 라디칼을 나타내고, R는 위에서 정의한 바와 같다]중에서 선택되는 아미도실리콘 화합물이 바람직하다. 실란은, 예를 들면, 메틸비닐디-(N-메틸아세트아미도) 실란, 디메틸디-(N-메틸아세트아미도) 실란, 메틸페닐디-(N-메틸아세트아미도) 실란, 메틸비닐디-(N-에틸아세트아미도) 실란, 디메틸디-(N- 에틸아세트아미도) 실란, 메틸페닐디-(N-에틸아세트아미도) 실란, 메틸비닐디-(N-페닐아세트아미도) 실란, 디메틸디(N-페닐아세트아미도) 실란 및 메틸페닐디-(N-페닐아세트아미도) 실란을 포함한다. 본 발명의 바람직한 아미도실리콘 화합물은 메틸비닐디-(N-메틸아세트아미도) 실란이다.

아미도실란은 당해 분야에 공지되어 있으며 클로로실란을 적합한 N-오가노아세트아미드의 알칼리 금속염과 반응시켜 제조할 수 있다. 이어서, 아미도 그룹을 함유하는 중합체는 이 화합물 과량을 실란올 작용성 실록산 중합체와 반응[여기서, 중합체를 아미도실란에 가한다]시킴으로써 아미도실란으로부터 제조할 수 있다.

위에서 기술한 아민옥시실리콘 화합물 및 아미도실란은 일반적으로 본 발명의 방법에 사용할 수 있지만, 특정한 PSA는 이들 자체가 이들 화합물 일부와 비혼화성이라는 사실을 발견하였다. 당해 분야의 전문가라면 이들 화합물이, 제공된 PSA와 혼화성이라는 사실을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 조성물은, 경우에 따라, 감압성 접착제의 제조시에 사용되는 전형적인 보조제[예: 촉매, 충전제, 안료, 염료, 살균제, 살충제, 안정화제, 산화방지제 및 경화 조절 첨가제]를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명을 실시하기 위해서, 아민옥시실리콘 화합물이, 고체 상태를 기준으로 하여, (I)+(II)의 전체 중량의 약 1 내지 20%를 구성하도록 아민옥시실리콘 화합물(II)와 PSA(I)을 골고루 혼합하여 본 발명의 제1성분을 제조한다. 바람직하게는, 아민옥시실리콘 화합물은 (I)+(II)의 전체 중량의 1 내지 10%를 구성한다.

유사한 방법으로, 경화량의 아미도실리콘 화합물(IV)와 PSA(III)을 골고루 혼합하여 본 발명의 제2성분을 제조한다. 경화량이라는 용어는 변형되지 않은 PSA에 대한 증가된 응집 실패 및/또는 결합 강도의 증가로 나타내어지는 두 성분 사이의 접착력을 증가시키기에 충분한 양 이상의 양을 나타낸다. 따라서, 사용되는 아미도실리콘 화합물의 양은 PSA의 성질, 이들중에 혼입된 아민옥시실리콘 화합물의 양 및 선택된 특정한 아미도실리콘 화합물에 따라 변할 수 있다. 전형적으로, 아미도실란은, 고체 상태를 기준으로 하여, 아미도실리콘 화합물(IV)+PSA(III)의 전체 중량의 약 0.1 내지 약10중량%로 변화될 것이다.

아민옥시실리콘 화합물(II)가 PSA(I)에 혼입되고 아미도실리콘 화합물(IV)가 PSA(III)에 혼입된 본 발명의 조성물은 본 발명의 방법에서 중간체로서 사용된다.

당해 분야의 전문가들은 통상적인 실험에 의해 최적의 제형에 쉽게 도달할 것이다. 예를 들면, PSA를 아크릴 또는 스티렌-부타디엔 고무를 기본으로 하는 바람직한 시스템에서 선택하는 경우, 약 1 내지 10중량%의 일반식(ii)의 바람직한 아민옥시실리콘 화합물은 제1 PSA성분에 효과적으로 사용하고 약 0.1 내지 10중량%의 메틸비닐디-(N-메틸아세트아미도) 실란은 제2 PSA성분에 사용한다. 그러나, 위에서 기술한 바와 같이, 두 성분중의 아민옥시실리콘 화합물의 최대 함량과 및 아미도실리콘 화합물의 최대 함량은 혼화성 여부에 의해 제한되며 이들 성분들은 PSA 매트릭스로부터 분리되어 이들 자신의 거시적 상을 형성해서는 안된다. 물론, 분리상이 미시적인 수준으로 나타날 수 있다는 사실은 인지된다.

본 발명의 PSA가 불활성 유기 용매중에 용액 또는 분산액으로서 공급될 수 있다는 사실은 당해 분야의 전문가들에게는 쉽게 인지될 것이다. 불활성이라는 용어는 용매가 본 발명의 다른 어떤 성분과도 반응하지 않는 것을 의미한다. 특정한 용매는 일반적으로 사용된 PSA에 따라 선택될 것이다. 따라서, 실리콘 또는 부틸 고무와 같은 비극성 PSA, 톨루엔, 헥산, 사이클로헥산, 광물성 주정 또는 크실렌과 같은 비극성 용매가 적합하다. 우레탄 또는 아크릴로니트릴과 같은 극성 PSA에 대하여, 아세톤, 에틸 아세테이트, 테트라하이드로푸란 또는 디메틸포름아미드와 같은 극성 용매가 사용될 수 있다. 일반적으로, 본 발명에서 고려되는 PSA는 이러한 용매 형태로 제조되어 시판되고 있으며 당해 분야에 공지되어 있다.

통상적인 혼합방법을 사용하여 위에서 기술한 성분들을 혼합할 수 있다. 예를 들면, PSA를 용액에 제공하는 경우, 저속 블레이드 혼합기 또는 파우들러(Pfaudler)와 같은 비교적 저전단 혼합기를 사용할 수 있다. 본 발명의 발명에 따라 사용되는 PSA가 모두 고체인 경우, 밴버리 또는 롤 분쇄기와 같은 고강도 혼합기를 사용하여 성분들을 우수하게 분산시켜야 한다. 지금까지 공지된 바로는, 아민옥시실리콘 화합물과 아미도실리콘 화합물이 각각의 PSA에 골고루 분산되어 있는 한, 혼합 순서는 본 발명의 실시가능성에 중요하지 않다.

위에서 기술한 제1성분과 제2성분을 제조한 후, 성분들을 본 발명의 방법으로 접촉시켜 감압성 접착제 구조물을 형성시킨다. 접촉 단계를 수행하기 전에 각각의 성분을 지지체 위에 피복한다. 따라서, 당해 분야에 공지된 이 방법은 먼저 가소성 또는 금속성 막 또는 테이프와 같은 지지체를 본 발명의 제1성분으로 피복하고 생성된 복합체를 본 발명의 제2성분으로 미리 피복된 금속 또는 플라스틱과 같은 고체 지지체의 표면과 접촉시킴으로써 본원에 기술된 성분들을 사용하여 실시할 수 있다. 본 발명의 제1성분 및 제2성분의 유리 막(free film)은 특정한 결합조작 분야에서 일반적으로 실시되는 바와 같이 이형 라이너 위에 각각의 성분을 피복함으로써 제조할 수 있다는 사실도 인지된다.

지지체 위에 이러한 막을 형성시키기 위해서, 본 발명의 용매계 조성물을 충분한 양의 각각의 성분용으로 우수한 용매로 희석하여 목적하는 도료 조도를 제공할 수 있다. 위에서 기술한 바와 같이, 헥산, 헵탄, 톨루엔, 크실렌, 광물성 주정 또는 케톤과 같은 용매가 이러한 목적을 위해서 적합하며, 정확한 선택은 당해 분야에서 통상적으로 실시되는 바와 같이, 포함된 PSA의 성질에 좌우된다. 이러한 용매계 제1성분 및 제2성분의 도료는 도료 분야에서 통상적으로 실시되는 방법으로 지지체에 도포할 수 있다. 예를 들면, 이들은 지지체위에 침지, 브러슁, 유동피복, 블레이드 피복(blade coating) 또는 그라비아 피복(gravure coating)할 수 있다. 지지체 또는 고체 지지체를 PSA 조성물로 피복한 후, 용매는 일반적으로 당해 분야에서 통상적으로 실시하는 바와 같이 주위 온도에서 증발시키거나 또는 가열시켜 제거한다. 또한, 100% 고체 도료가 본원에서 고려된다. 이들은, 예를 들면, 캘린더링 조작 또는 점도가 충분히 낮은 경우 위에서 언급된 기술 중의 하나를 사용하여 지지체에 도포할 수 있다.

당해 분야의 전문가들은 아민옥시실리콘 화합물(II) 및 아미도실리콘 화합물(IV) 모두가 물과 반응한다는 사실을 인지할 것이다. 따라서, 이들 성분을 함유하는 PSA 성분은 이들이 본 발명의 방법에 의해 접촉되기 전까지 건조(예를 들면, 기밀 밀봉된) 상태로 저장하는 것이 바람직하다.

하기 실시예는 본 발명의 조성물 및 방법을 추가로 설명하기 위해서 제공한 것으로서, 첨부한 특허청구의 범위에서 기술된, 본 발명을 제한하고자 의도하는 것은 아니다. 실시예에서의 모든 부 및 백분율은 달리 언급하지 않는 한 중량 기준이며 고체를 기준으로 하여 기록한다.

다음의 물질들은 본 발명의 구조물 및 비교용 구조물을 제조하기 위해서 사용한다:

가교결합제 A는 필수적으로 화학식[여기서, Me 및 Et는 각각 메틸 및 에틸 라디칼을 나타낸다]의 N,N-디에틸아민옥시폴리실록산으로 이루어지는 아민옥시 작용성 실리콘이다.

실란 Bu는 필수적으로 화학식의 메틸비닐디-N-메틸아세트아미도실란으로 이루어지는 실란이다.

MTO는 화학식의 메틸 트리옥시모실란이다.

PDMS는 25˚C에서의 점도가 약 40cS인 하이드록실 말단 차단된 폴리디메틸실록산 유체이다.

DBTDA는 디부틸틴 디아세테이트이다.

실시예 1 및 2

아크릴산 감압성 접착제(PSA) 용액인 76 RES 9105를 개질시켜 본 발명의 구조물을 형성시킨다. 76 RES 9105[제조원: 미합중국 일리노이주 샴버그(Schamburg) 소재의 유노칼 케미칼즈 디비젼(Unocal Chemicals Division)]는 산화된 탄화수소 용매 블렌드 중의 아크릴 수지 중합체의 45% 고형 용액인 고성능의 자체 가교결합성 감압성 접착제이다. 언급된 양의 가교결합제 A와 PSA(표 1 참조)를 골고루 혼합하여 제1성분을 제조한다. 실란 B와 또 다른 부분의 PSA 용액 (표 1에 나타냄)을 골고루 혼합하여 제2성분을 제조한다. 이어서, 이들 성분 각각을 5mil 알루미늄 박에 도포시키고, 건조시켜 그 위에 2mil 두께의 막을 형성시킨 후, 피복된 박을 1in 너비의 조각으로 절단한다. 제1 및 제2 PSA 접착제 막을 함유하는 박 조각을 실온에서 10lb 강철 롤러를 사용하여 함께 압착시켜 1/2in가 겹쳐지는[즉, 총 1/2in²표면과 접촉됨] 랩 접합부(lap joint)를 형성시킨다. 동일한 공정을 (비교) 실시예 1의 제조시에도 수행하여, PSA층에 접착제가 함유되지 않은 대조용 구조물을 제공한다. 랩 접합부를 여러 기간동안 실온에서 노화시킨 다음, 전단 접착강도를 측정한다[실온에서 1/2in/min 의 최고 속도를 사용함]. 결과를 표 1에 나타내었는데, 여기서 전단강도는 lb/in²(psi)로 나타낸다.

* 알루미늄 박이 박리됨; 실제 전단강도는 기재된 것보다 크다.

실시예 3 및 4

스티렌-부타디엔 고무계 PSA 용액 DURO-TAK 36-6045를 개질시키고, 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2의 방법에 따라 시험한다. DURO-TAK 36-6045[미합중국 뉴 저지주 브릿지워터(Bridgewater) 소재의 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corp.)]는 25˚C에서의 점도가 약 5,500cP인 톨루엔, 헵탄 및 이소프로필 알콜중의 48% 고형 용액이다. 또한, 개질되지 않은 변형된 스티렌-부타디엔 PSA를 설명하기 위해서 대조용 구조물(비교 실시예 3)을 제조한다. 전단 접착력 결과는 표 2에 나타내었는데, 여기서 대조용 구조물의 경우에는 1in 오버랩(overlap)이 사용되었다.

* 알루미늄 박이 박리됨; 실제 전단강도는 기재된 것보다 크다.

실시예 5 내지 9

76 RES 9105 아크릴산 감압성 접착제 용액을 개질시켜 표 3에 기재된 PSA 구조물을 형성시킨다. 이들 구조물은 알루미늄 박 대신에 5mil 두께의 스테인레스강 박을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 2에 기술된 바와 같이 시험한다.

표 3중의 (비교) 실시예 5는 이러한 특정한 아크릴산 PSA에 대하여 가교결합제 A와 실란 B 사이의 균형이 부적절한 경우에 접착강도가 감소되는 것을 보여준다.

실시예 10

위에서 기술한 DURO-TAK 36-6045 스티렌-부타티엔고 무 PSA를 표 4에 나타낸 바와 같이 개질시키고, 지지체로서 5mil 두께의 스테인레스강 박을 사용한 전단 접착력 시험 결과를 기록한다.

위에서 기술한 표들로부터 본 발명의 PSA 구조물은 개질되지 않은 아크릴산 및 스티렌-부타디엔 시스템과 비교하여 개선된 전단 접착 강도를 제공한다는 사실을 알 수 있다.

(비교)실시예 11

DURO-TAK 36-6045 스티렌-부타디엔 고무 PSA의 제1 성분은 5.0%의 MTO를 사용하여 개질시키고 이 PSA의 제2성분은 9.0%의 폴리디메틸실록산과 위에서 기술한 공정에 따른 1.0%의 DBTDA의 혼합물을 사용하여 개질시킨다. 지지체로서 5mil 두께의 알루미늄 박을 사용한 전단 접착력 시험 결과를 표 5에 나타내었다.

위에서 기술한 성분[예: MTO, PDMS 및 DBTDA]을 함유하는 조성물이 실에서 경화된다는 사실은 실리콘 밀봉제 분야에 공지되어 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 물질을 사용하여 위에서 기술한 PSA를 변형시키면 본 발명에 따라 변형시킨 경우에서와 같이 전단강도를 향상시키지 못한다.

제1성분중에 MTO를 사용하고 제2성분중에 PDMS 및 DBTDA를 사용하여 아크릴산 PSA에 대하여 유사한 변형을 시도하였지만 역시 효과적이지 못하였다.

실시예 12

위에서 기술한 스티렌-부타디엔 고무 PSA를 실시예 10에 기술한 바와 같이, 제1성분중에 6.7%의 가교결합제 A를 혼입시키고 제2성분중에 4.2%의 실란 B를 혼입시켜 개질시킨다. 개질된 PSA 성분을 5mil두께의 스테인레스강 박 위에 피복한다. 피복된 강철 박을 (a) 60˚C에서 100% 상대습도 (R.H.), (b) 실온에서 필수적으로 0% R.H. 및 (c) 주위 상태에 노출시켜 접착 성능에 대한 상대습도의 영향을 평가한다. 표 6에 기재된 시간동안 저장시킨 후에, 성분들을 1시간 동안 함께 압착시키고 1in 오버랩을 사용하여 전단시험한다.

표 6으로부터, 높은 습도에서 피복된 본 발명의 PSA 박은 궁극적인 전단 접착력을 감소시키지만, 결합 강도는 여전히 매우 높게 유지된다는 사실을 알 수 있다. 또한, 피복된 박은 높은 습도에서 저장후에도 이들의 점성을 유지한다.

본 발명의 구조물은 위에서 기술한 PSA[예: 본 발명의 성분(I)]에 의해 제공되는 많은 용도에 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 구조물을 사용함으로써 접착력이 향상되고, 시간이 경과함에 따라 일반적으로 제1성분과 제2성분 사이에 형성된 접착결합의 강도가 증가될 것이다. 본 발명의 이러한 영구적인 고정양태는 이들의 가역성보다 강한 결합이 1 차적으로 중요한 많은 적용에서의 이점이다. 이러한 적용은 자동차 및 장식용 트림(decorative trim), 영구적인 고정장치[예: 픽쳐 훅, 접착 페이퍼 및 라벨], 전자 부품 조립체, 지지체 적층물[예: 금속, 종이, 플라스틱 바닥 타일, 카페트] 등의 결합을 포함한다.

Claims (2)

1. (I) 감압성 접착제와

   (II) 분자당 1 내지 100개의 규소원자, 분자당 3 내지 10개의 화학식 -OX의 아민옥시 그룹[여기서, X는 -NR₂(여기서, R은 1가 탄화수소 라디칼이다) 및 헤테로사이클릭 아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다] 및 규소원자당 1가 탄화수소 라디칼 및 할로겐화 1가 탄화수소 라디칼로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 라디칼을 포함하는 아민옥시실리콘 화합물[여기서, 아민옥시실리콘 화합물은 성분(I) 및 (II)의 전체 중량의 약 1 내지 20%를 차지한다]을 포함하는 조성물인 제1성분을,

   (III) 추가 부분의, 상기 감압성 접착제(I)과 동일한 감압성 접착제와

   (IV) (a) 필수적으로 알킬 라디칼의 탄소수가 1 내지 8인 알킬메틸실록산 단위 및 페닐메틸실록산 단위로 이루어진 그룹으로부터 선택된 실록산 단위로 이루어져 있으며 분자내에 화학식의 아미도 그룹[여기서, R'는 메틸, 에틸 및 페닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 라디칼을 나타내고, Me는 메틸 라디칼을 나타낸다]을 2개 이상 포함하는 중합체 및 (b) 화학식의 아미도실란[여기서, R는 메틸, 비닐 및 페닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 라디칼이고, R' 및 Me는 위에서 정의한 바와 동일하다]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미도실리콘 화합물을 포함하는 제2성분과 접촉시킴을 포함하여, 가교결합가능한 감압성 접착제 구조물을 제조하는 방법.
2. 제1항에 따르는 방법으로 제조된 감압성 접착제 구조물.