KR102549992B1 - 다층 접착 테이프 - Google Patents

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KR102549992B1
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

본 발명은 상이한 표면 에너지를 갖는 거친 및/또는 구부러진 표면을 빠르게 코팅하고 이에 의해 높은 접착력을 형성하는, 강력한 접착 테이프에 관한 것이다. 이러한 방식으로 형성된 접착 조인트는 또한, 심지어 상승된 온도에서도, 양호한 전단 강도를 갖는다. 마지막으로, 접착 조인트에서 기계적 하중을 견디면서, 표면에서 접착 테이프가 박리되지 않는다. 본 발명에 따르면, 이는 적어도 하나의 발포된 층 및 적어도 하나의 접착제 화합물 층을 포함하는 접착 테이프로 달성되며, 여기서, 접착제 화합물 층은 적어도 하나의 폴리(메트)아크릴레이트를 함유하며, 폴리(메트)아크릴레이트는 적어도 하나의 공유 가교제 및 적어도 하나의 배위 가교제와 가교된다.

Description

다층 접착 테이프
본 발명은 구조 부품 및 디바이스 요소의 접합에 널리 사용되는 접착 테이프의 기술 분야에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게, 특수하게 가교된 감압 접착제를 특징으로 하는 발포된 접착 테이프에 관한 것이다.
본 발명의 주제들 중 하나는 "습윤화(wetting)"의 관련 접착-기술 파라미터이다. 습윤화는 하기에서 감압 접착제와 접합되는 기판 사이의 계면의 발달을 지칭하는 것으로 이해된다. 이에 따라, 용어 "습윤화"는 표면의 요철 및/또는 곡률을 보상하고 감압 접착제 자체와 기판 사이의 공기를 이동시키는 감압 접착제의 능력을 기술한다. 습윤화가 클수록, 감압 접착제와 기판 간의 상호작용이 더 효과적으로 발달할 수 있으며, 점착성(sticking)과 접착력(adhesion)이 더 양호하다. 특히, 거친 표면 또는 생산-관련 요철 또는 곡률 또는 주름을 갖는 표면에서 자주 관찰되는 것은 일단 달성된 습윤화가 기계적 하중의 결과로서 다시 더 약해지며, 다시 말해서, 탈습윤화가 일어난다는 것이다. 통상적으로, 필름, 플라스틱 또는 금속판/또는 포움 필름/플레이트 형태의 가요성 물품을 유지하는 능력은 가해진 반발력에 대해 접합 면적의 표면 윤곽(구부러지거나, 거칠 수도 있음)과 일치하도록 탄성적으로 변형되며, 이의 본래 형성으로 돌아는 경우(즉, 물품의 반발력을 견디는 능력) 종종 "반발 저항"으로도 지칭된다.
또한, 습윤화는 시간에 따른 박리 점착력의 발달과 구별되어야 한다. 심지어, 초기 습윤화가 양호할 때에도, 박리 점착력은 시간에 따라 더욱 증가할 수 있는데, 왜냐하면, 표면과 상호작용할 수 있는 작용기 수의 증가가 표면 쪽으로 배향될 수 있기 때문이다.
구성 섹터, 기술 제품의 산업 제조에서, 또는 어셈블리 목적과 같은 다양한 적용 분야의 경우, 예를 들어, 점점 더 두꺼워지고 또한 강력하게 접합하는 접착 테이프("접착 어셈블리 테이프"로 지칭됨)에 대한 요건이 존재한다. 접합이 흔히 옥외에서 일어나고/나거나 접합된 제품이 외부 풍화 영향을 받기 때문에, 이러한 접착 테이프의 특성의 기대는 종종 높다. 이에 따라, 접합은 강력하고, 내구성 있고, 내후성이 있어야 한다. 여러 경우에, 높은 내습성, 내열성, 및 조합된 열 및 습도에 대한 저항이 필요하다. 또한, 접착 테이프는 빠르게 습윤화되고, 이렇게 함으로써, 접합선에 및/또는 접합되는 기판 상에서 요철을 보상하고, 출발(초기 박리 점착력)로부터 높은 박리 점착력을 나타낸다. 발포되지 않은 접착 테이프를 사용할 때, 효과적인 습윤화의 추가 장점은 심지어 두꺼운 접착 테이프에 대해 점점 더 요망되는 바와 같이, 투명 물질(예를 들어, 접합에서, 예를 들어, 투명 물질, 예를 들어, 유리 또는 투명 플라스틱)이 광학적 결함이 없이 접합될 수 있게 한다는 것이다.
이러한 목적을 위해 사용되는 접착 테이프는 일반적으로, 기술적인 접착 특성이 서로 매우 잘 매칭되어야 하는 접착제로 제공된다. 예를 들어, 응집력, 초기 점착력, 흐름 거동 및 다른 특성은 매우 미세하게 조정되어야 한다. 이러한 특성에 영향을 미치는 감압 접착제의 기술적 형태가 개개 특성에 대한 여러 효과를 가짐을 고려하면, 미세 조정이 일반적으로 어렵거나, 결과에 있어서 절충이 허용되어야 한다.
또한, 매우 두꺼운 접착 테이프에 대하여, 특히, 종종 고도로 균질한 제품을 실현시키기 어렵다. 가공의 결과로서, 매우 두꺼운 접착 테이프는 흔히 층이 걸쳐 균질하지 않다. 이것은 이의 층 두께 및 이의 생산과는 무관하게, 잘 규정된 특성을 갖는 접착 테이프에 대한 빈번한 요건을 고려할 때 대개 바람직하지 않다.
감압 접착제 적용에 적합한 점탄성 특성을 갖는 물질은 점성 흐름 및 탄성 회복력 둘 모두를 갖는 기계적 변형에 반응하는 것이 주목할 만하다. 이의 개개 비율의 측면에서, 2가지 공정은 정확한 조성, 고려되는 물질의 구조 및 가교도뿐만 아니라 변형의 속도 및 기간, 및 온도에 따라 서로 특정 관계를 갖는다.
접착력의 달성을 위해 비례 점성 흐름이 필요하다. 비교적 높은 이동성을 갖는 거대 분자에 의해 생성된 점성 성분만이 접합되는 기판 상에서 효과적인 습윤 및 효과적인 흐름을 가능하게 한다. 고점성 흐름 성분은 높은 고유 접착력(감압 접착성 또는 점착성으로도 지칭됨)을 야기시키고, 이에 따라, 종종 높은 박리 점착력을 야기시킨다. 고도로 가교된 시스템, 결정질 폴리머 또는 유리와 같이 고형화된 폴리머는 일반적으로, 유동성 성분의 부족으로 고유 접착성이 부족하다.
응집을 달성하기 위해 비례하는 탄성 회복력이 필요하다. 이러한 것은 예를 들어, 매우 장쇄 및 고도로 얽힌 거대 분자에 의해, 및 또한 물리적으로 또는 화학적으로 가교된 거대 분자에 의해 형성되며, 이는 접착 접합에 작용하는 힘의 전달을 가능하게 한다. 이러한 것은 장기 전단 하중의 형태의, 그 위에 작용하는 지속된 하중을 견디는 능력을 예를 들어, 충분한 크기로 및 비교적 긴 기간에 걸쳐 갖는 접착 접합을 부여하는 책임이 있다.
발포된 다층 접착 테이프에서, 지속된 하중은 응력의 불균일한 분포를 초래할 수 있으며, 이는 힘이 표면에 대한 감압 접착제 층의 접착력보다 더 큰 경우에, 감압 접착제 층의 부분 탈착을 나타낸다. 이에 따라 습윤화된 면적의 비율은 더 작아진다.
이에 따라, 기판으로부터 감압 접착제가 흘러 나오는 것(아래로 진행하는 것)을 방지하고 접합된 어셈블리에서 감압 접착제의 충분한 안정성을 보장하기 위해, 감압 접착제의 충분한 응집력이 필요하다. 그러나, 양호한 접착 특성을 위해, 감압 접착제는 추가적으로, 기판 상에서 흐르고, 경계층에서의 표면과의 상호작용을 충분히 발달시키고, 기판 표면의 효과적이고 내구성있는 습윤을 보장할 수 있어야 한다. 또한, 접합선 내(감압 접착제 층 내)에서의 균열을 방지하기 위해, 특정 탄력성은 감압 접착제의 일부 상에 필요하다.
감압 접착제의 부분에 충분한 응집력을 달성하기 위해, 이러한 것은 일반적으로 가교되며, 즉, 개개 거대 분자는 브릿징 결합에 의해 서로 연결된다. 가교는 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 및 화학적(열적) 가교 방법이 있다.
화학적 가교 방법은 대개, 비가역적이고, 빈번한 공유 네트워크를 야기시키는데, 이는 특히 고온에서 충분한 응집을 보장한다. 그러나, 네트워크의 비가역성으로 인해, 기계적 변형에 의해 야기된 것과 같은 응력은 감소되거나 소멸될 수 없으며, 접착력은 폴리머 사슬의 이동성 감소의 결과로서 떨어진다. 이는 지속적인 하중 하에서 접착제의 분리(탈습윤화)를 초래할 수 있다.
균질한 접착 테이프를 생산하기 위해, 폴리머를 열 가교하는 것이 유리하며, 심지어 두꺼운 층에 열 에너지가 균일하게 공급하는 것이 용이하게 가능하다. 상반되게, 화학 방사선(예를 들어, 자외선 또는 전자빔)에 의해 가교된 조성물의 층은 가교된 층을 통한 가교의 프로파일을 나타낸다. 이러한 가교 프로파일은 흡수 공정으로 인해 방사선의 강도가 침투 깊이에 따라 감소하면서, 층으로의 이의 침투 깊이에서 제한된다는 사실에서 비롯된다. 결과적으로, 조성물의 방사선-가교된 층의 외부 영역은 내부에 더 많이 위치된 영역보다 더 큰 정도로 가교되며, 가교의 강도는 전체적으로 내부로 갈수록 감소한다. 특히 두꺼운 층의 경우, 이러한 효과는 매우 중요하다.
EP 2 305 389 A2호 및 EP 2 617 789 A1호에는, 예를 들어, 양호한 접착 및 응집 특성을 갖는 열적으로 가교된, 발포된, 비발포된 접착 어셈블리 테이프가 기술되어 있다. 그러나, 이러한 접착 테이프는 이의 습윤화 거동에 및 또한, 낮은 표면 에너지를 갖는 경우에, 구부러진 기판에 대한 접합과 관련하여 약점을 나타낸다.
WO 2013/048985 A2호 및 WO 2013/048945 A1호에는 특히, 자동차 마감재와 같은 비극성 표면에 접합하는 데 적합한 다층 접착 어셈블리 테이프가 기술되어 있다. WO 2013/048985 A2호의 접착 테이프는 외부 PSA(감압 접착제) 층이 12 내지 32개의 탄소 원자를 갖는 2-알킬알칸올 잔기, 및 선택적으로, C1-12 알칸올 잔기를 갖는 (메트)아크릴 에스테르를 포함함을 특징으로 한다. WO 2013/048945 A1호에서, 외부 PSA 층은 특히, 14 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 1차 알코올 잔기 및 적어도 2 내지 최대 4의 이소 지수(iso index)를 갖는 아크릴 에스테르를 포함한다. 여기에 기술된 제품이 UV 방사선을 사용하여 가교된다는 단점 외에도, 하중 하에서, 초기에 양호한 습윤화가 저하되며, 이에 따라, 탈습윤화가 발생하는 것으로 밝혀졌다.
US 2011/0244230 A1호에는 특히 일치하고 불균일한 기판 상에 접합하는 데 매우 적합한 아크릴레이트-기반 포움 접착 테이프가 기술되어 있다. 그러나, 기술된 접착 테이프는 UV 방사선에 의해 가교되며, 이에 따라, 얻어진 가교 구배는 비교적 불량한 습윤 거동을 초래한다.
EP 2 226 372 A1호에는 8 내지 15 중량%의 아크릴산 농도를 갖는 폴리아크릴레이트를 포함하고 선형 대 분지형 아크릴 에스테르의 비가 1:6 내지 10:1 질량 분율임을 특징으로 하는, 열 가교된 PSA가 기술되어 있다. 이러한 발명에 따른 모든 예에서, 가역적 네트워크를 야기시키는 알루미늄(III) 아세틸아세토네이트와 같은 열적, 배위 가교제가 사용된다. 그러나, 조성물은 접착 어셈블리 테이프로서 사용하기에 적절치 않은 온도 안정성을 나타낸다.
본 발명의 목적은 금속, ABS 또는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱의 표면, 및 자동차 마감재와 같은 다른 표면 에너지를 갖는 거친 및/또는 구부러진 표면을 빠르게 습윤화시켜 높은 접착력을 형성시키는 강력한 접착 테이프를 기술하는 것이다. 또한, 이로 형성된 접합부는 심지어 상승된 온도에서도 양호한 전단 강도, 열 및 습도에 대한 높은 저항, 및 동적 하중 하에서 높은 접합 강도, 특히, 저온에서 동적 하중 하에서의 높은 접합 강도를 가져야 한다. 마지막으로, 접합부 상에 지속적인 기계적 하중은 표면에서 접착 테이프의 탈습윤화를 야기시키지 않는다.
이러한 목적의 달성은 발포된 캐리어에 이중-가교된 폴리(메트)아크릴레이트 PSA를 제공한다는 발상을 기초로 한 것이다. 이에 따라, 본 발명의 제1 및 일반적인 주제는
적어도 하나의 발포된 층, 및
적어도 하나의 감압 접착제 층을 포함하는 접착 테이프로서,
여기서, 감압 접착제 층은 적어도 하나의 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하며, 폴리(메트)아크릴레이트는 적어도 하나의 공유 가교제 및 적어도 하나의 배위 가교제로 가교된다.
본 발명의 접착 테이프는 특히, 접합부 상의 지속적인 기계적 하중 하에서도, 저-에너지 표면에 대한 빠른 습윤화 및 높은 탈습윤화 저항(반발 저항), 및 또한, 그 밖의 양호한 기술적 접착 특성으로 주목할 만하다.
발포된 층은 바람직하게는, 각 경우에 발포된 층의 총 중량을 기준으로, 적어도 50 중량%, 더욱 바람직하게는, 적어도 70 중량%, 매우 바람직하게는, 적어도 80 중량%, 보다 특히, 적어도 90 중량% 크기의 고무, 보다 특히, 천연 고무, 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트 및 스티렌 블록 코폴리머, 및 또한, 기술된 폴리머들의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리머를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 발포된 층은 각 경우에 발포된 층의 총 중량을 기준으로, 적어도 50 중량%, 더욱 바람직하게는, 적어도 70 중량%, 매우 바람직하게는, 적어도 80 중량%, 보다 특히, 적어도 90 중량% 크기의 하나 이상의 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.
"폴리(메트)아크릴레이트"는 아크릴 및/또는 메타크릴 모노머, 및 또한, 선택적으로, 추가의 공중합 가능한 모노머의 라디칼 중합에 의해 얻어질 수 있는 폴리머이다. 보다 특히, "폴리(메트)아크릴레이트"는 모노머 기초가 적어도 50 중량% 크기의 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴 에스테르 및/또는 메타크릴 에스테르로 이루어진 폴리머이며, 아크릴 에스테르 및/또는 메타크릴 에스테르는 적어도 비례해서, 바람직하게는, 고려되는 폴리머의 전체 모노머 기초를 기준으로, 적어도 30 중량% 크기로 존재한다.
보다 특히, 발포된 층은 각 경우에 발포된 층의 총 중량을 기준으로, 적어도 50 중량%, 더욱 바람직하게는, 적어도 70 중량%, 매우 바람직하게는, 적어도 80 중량%, 보다 특히, 적어도 90 중량% 크기의, 하기 모노머 조성물로부터 유도 가능한 적어도 하나의 폴리(메트)아크릴레이트 A를 포함한다:
a1) 40 내지 77 중량%의, -40℃ 이하의 호모폴리머 유리전이온도 및 분지된, 1차 알코올을 기반으로 한 알코올 성분을 갖는 적어도 하나의 (메트)아크릴 에스테르;
a2) 20 내지 40 중량%의, 알코올 성분이 선형 C1-C18 알코올을 기반으로 한 적어도 하나의 (메트)아크릴 에스테르;
a3) 0 내지 20 중량%의, 알코올 성분이 환형 알코올을 기반으로 한 적어도 하나의 (메트)아크릴 에스테르;
a4) 3 내지 20 중량%의 아크릴산.
발포된 층에 존재하는 폴리머, 특히, 이에 따라, 폴리머 A는 바람직하게는, 적어도 500,000 g/mol, 더욱 바람직하게는, 적어도 700,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw를 갖는다. 마찬가지로, 바람직하게는, 발포된 층에 존재하는 폴리머는 1,700,000 g/mol 이하의 중량-평균 분자량 Mw를 갖는다. 몰 질량 분포의 범위인 다분산도 PD는 수-평균 분자량 Mn에 대한 중량-평균 분자량 Mw의 비율로서 결정되며, 발포된 층에 존재하는 폴리머의 경우에, 바람직하게는, 10 ≤ PD ≤ 100, 더욱 바람직하게는, 20 ≤ PD ≤ 80이다.
발포된 층은 바람직하게는, 열적으로 가교되어, 이러한 층을 매우 균질하게 발달시킨다. 특히 바람직하게는, 발포된 층은 적어도 하나의 글리시딜 에테르, 보다 특히, 적어도 하나의 3-글리시딜옥시프로필트리알콕시실란 및/또는 폴리글리시딜 에테르, 매우 바람직하게는, 적어도, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란 및/또는 펜타에리스리톨 테트라글리시딜 에테르에 의해 열적으로 가교된다. 발포된 층은 가속화제로서, 바람직하게는, 아민, 더욱 바람직하게는, 3-아미노프로필트리에톡시실란 및/또는 이소포론디아민과 조합하여 가교된다.
가교를 위한 발포된 층 중 가교제 전체의 분율은 각 경우에 가교를 위한 폴리머의 총량을 기준으로, 바람직하게는, 최대 1 중량%, 더욱 바람직하게는, 최대 0.8 중량%, 보다 특히, 0.05 내지 0.6 중량%, 및 매우 바람직하게는, 0.1 내지 0.5 중량%이다.
가교를 위한 발포된 층 중 가속화제 전체의 분율은 각 경우에 가교를 위한 폴리머의 총량을 기준으로, 바람직하게는, 0.1 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는, 0.15 내지 1.2 중량%이다.
발포된 층에 아민 가속화제의 존재는 특히, 3층 또는 다층 구성의 경우에 중요하지 않은데, 왜냐하면, 이러한 구성에서, 발포된 층이 캐리어 층으로서 작용하고, 이에 따라, 예를 들어, 접착제/PSA의 외부에 놓인 층(outer-lying layer)에 의해, 대기 산소와 같은 산화 물질의 효과로부터 대체로 보호되기 때문이다.
발포된 층은 원칙적으로 임의의 원하는 방식으로 발포될 수 있다. 예를 들어, 발포된 층은 이러한 층에 도입되거나 이러한 층 내로 방출되는 추진제 가스에 의해 발포될 수 있다. 도입된 추진제 가스는 예를 들어, CO2 또는 N2, 가능하게, 또한, 초임계 유체 형태의 CO2 또는 N2를 포함한다.
대안적으로, 추진제 가스의 방출은 본 공정에서 열적으로 분해하고 가스를 방출시키는 블로잉제(blowing agent)에 의해 달성될 수 있으며, 이의 예는 NaHCO3, 시트르산, 아스코르브산, 푸마르산, 글루콘산, 또는 락트산의 자유산 또는 유도체, 또는 발열 블로잉제, 예를 들어, 아조디카본아미드이다.
또한, 기계적 발포(거품 형성(frothing))가 적합하다.
발포된 층은 바람직하게는, 중공 폴리머 구체, 중질 폴리머 구체, 중공 유리 구체, 중질 유리 구체, 중공 세라믹 구체, 중질 세라믹 구체, 및 중질 탄소 구체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 발포제를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 발포된 층은 적어도 일부 팽창된 중공 마이크로구체를 포함한다. 이러한 것들은 이의 기본 상태에서, 탄성이고, 팽창 가능하고, 열가소성 폴리머 쉘을 갖는 적어도 일부 팽창된 마이크로구체이다. 이러한 구체에는, 기본 상태에서, 저-비등 액체 또는 액화 가스로 충전된다. 사용되는 쉘 물질에는 특히, 폴리아크릴로니트릴, PVDC, PVC 또는 폴리아크릴레이트가 있다. 일반적인 저비등 액체에는 특히, 저급 알칸의 탄화수소, 예를 들어, 이소부탄 또는 이소펜탄이 있으며, 이는 폴리머 쉘 중에 압력 하에서 액화 가스의 형태로 둘러싸여진다. 이러한 부류의 마이크로구체에 대하여, 용어 "마이크로벌룬"이 또한 통상적이다.
열에 대한 마이크로벌룬의 노출은 외부 폴리머 쉘을 연화시킨다. 동시에, 쉘 내의 액체 형태의 추진제 가스는 이의 가스 상태로 전환된다. 이러한 것이 발생할 때, 마이크로벌룬은 비가역적으로 늘어나고, 3차원적으로 팽창한다. 팽창은 내부 압력 및 외부 압력이 서로 일치할 때 종료된다. 폴리머 쉘이 유지되기 때문에, 결과는 폐쇄형 셀 포움이다.
다양한 타입의 마이크로벌룬은 상업적으로 입수 가능하고, 본질적으로 이의 크기(팽창되지 않은 상태에서 직경은 6 내지 45 ㎛) 및 팽창을 위해 필요한 개시 온도(75 내지 220℃)가 상이하다. 팽창되지 않은 마이크로벌룬 타입은 또한, 대략 40 내지 45 중량%의 고형물 분율 또는 마이크로벌룬 분율을 갖는 수성 분산액 형태, 및 추가적으로, 예를 들어, 대략 65 중량%의 마이크로벌룬 농도를 갖는 에틸렌-비닐 아세테이트 중 폴리머-결합된 마이크로벌룬(마스터배치) 형태로 이용 가능하다. 팽창되지 않은 마이크로벌룬과 같이, 마이크로벌룬 분산액과 마스터배치 둘 모두는 발포된 층을 생산하는 데 적합하다.
발포된 층은 또한, 소위 사전팽창된 중공 마이크로구체를 이용하여 생성될 수 있다. 이러한 그룹을 이용하면, 팽창은 폴리머 매트릭스 내에 도입하기 전에 일어난다.
용어 "적어도 일부 팽창된 중공 마이크로구체"는 본 발명에서, 중공 마이크로구체가 적어도 고려되는 층의 밀도를 팽창되지 않은 중공 마이크로구체를 함유한 동일한 층과 기교하여 기술적으로 의미가 있는 크기까지 감소시키는 것과 같은 정도까지 팽창됨을 의미하는 것으로 이해된다. 이는 마이크로벌룬이 반드시 완전히 팽창될 필요가 없음을 의미한다. "적어도 일부 팽창된 중공 마이크로구체"는 바람직하게는, 각 경우에, 팽창되지 않은 상태의 최대 크기의 적어도 2배까지 팽창된다.
표현 "적어도 일부 팽창된"은 개별 중공 마이크로구체의 팽창 상태에 관한 것이고, 고려되는 중공 마이크로구체의 일부만이 (초기) 팽창을 일으켜야 한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 이에 따라, 발포된 층에 존재하는 "적어도 일부 팽창된 중공 마이크로구체" 및 비팽창된 중공 마이크로구체가 존재하는 경우에, 이는 비팽창된(완전히 비팽창된, 다시 말해서, 심지어 초기 팽창을 일으키지 않은) 중공 마이크로구체가 "적어도 일부 팽창된 중공 마이크로구체"에 속하지 않는 것을 의미한다.
발포된 층은 실리카, 바람직하게는, 디메틸디클로로실란으로 표면-개질된 침강 실리카를 포함할 수 있다. 이는, 층의 열적 전단 강도가 조정되고, 보다 특히, 증가될 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 실리카는 투명한 층에 탁월하게 사용될 수 있다. 실리카는 발포된 층에, 발포된 층에 존재하는 모든 폴리머 전체를 기준으로, 바람직하게는, 최대 15 중량%까지 존재한다.
발포된 층은 또한, 적어도 하나의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는, 바람직하게는, (메트)아크릴레이트 올리고머, 프탈레이트, 사이클로헥산디카복실 에스테르(예를 들어, BASF로부터의 Hexamoll® DINCH), 수용성 가소제, 가소화 수지, 포스페이트(예를 들어, Lanxess로부터의 Levagard® DMPP) 및 폴리포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
감압 접착제는 본 발명에서, 일반적인 사용에서 통상적인 바와 같이, 특히 실온에서, 영구적으로 점착성을 나타내고 또한 접착성을 나타내는 물질로서 이해된다. 감압 접착제의 특징은 기판에 압력에 의해 적용될 수 있고, 여기에 접착성을 남길 수 있다는 것이며, 가해지는 압력 또는 이러한 압력에 대한 노출 기간에 대해 추가로 정의하지 않는다. 일부 경우에, 감압 접착제의 정확한 특성 및 또한 기판, 온도 및 대기 습도에 따라, 단시간 동안 부드러운 접촉을 벗어나지 않는, 단시간의 최소 압력의 영향은 접착 효과를 달성하기에 충분하며, 다른 경우에, 고압에 대한 장기간의 노출이 또한 필요할 수 있다.
감압 접착제는, 영구 점착력과 접착력을 야기시키는 특별한 특정 점탄성 특성을 갖는다. 이러한 접착제의 특징은 이러한 것이 기계적으로 변형될 때, 점성 흐름 공정을 지니고, 또한, 회복 탄성력을 나타낸다는 것이다. 두 공정은 정확한 조성, 감압 접착제의 가교 구조 및 정도뿐만 아니라 변형 속도 및 기간, 및 온도에 따라 이의 개개 비율의 측면에서 서로 특정 관계를 갖는다.
접착력을 달성하기 위해 비례 점성 흐름이 필요하다. 비교적 높은 이동성을 갖는 거대분자에 의해 생성된 점성 성분만이 접합이 일어나는 기판 상에서 효과적인 습윤화 및 효과적인 흐름을 허용한다. 고점성의 흐름 성분은 높은 감압 접착성(점착성 또는 표면 점착성으로 지칭됨) 및 이에 따라, 종종 또한 높은 접착력을 초래한다. 고도로 가교된 시스템, 결정질 폴리머, 또는 유리-유사 고형화를 갖는 폴리머는 유동성 성분이 부족하고, 일반적으로, 점착성이 없거나 적어도 점착성이 거의 지니지 않는다.
응집력을 달성하기 위해 비례 회복 탄성력이 필요하다. 이러한 것은 예를 들어, 높은 정도의 코일링(coiling)을 갖는 매우 장쇄 거대 분자에 의해, 및 또한, 물리적으로 또는 화학적으로 가교된, 특히, 비가역적으로 가교된 거대 분자에 의해 발생되며, 이러한 것은 접착 접합에 작용하는 힘의 전달을 허용한다. 이러한 회복력의 결과로서, 접착 접합은 예를 들어, 비교적 긴 시간에 걸쳐 충분한 정도까지 지속적인 전단 하중 형태의, 그 위에 작용하는 장기 하중을 견딜 수 있다.
탄성 성분 및 점성 성분의 크기 및 또한, 이러한 성분들 간의 관계의 더욱 정확한 설명 및 정량화를 위해, 저장 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G")의 변수가 사용되고, 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 결정될 수 있다. G'는 물질의 탄성 성분의 척도이며, G"는 물질의 점성 성분의 척도이다. 두 변수 모두는 변형 빈도 및 온도에 따라 달라진다.
변수는 레오미터를 이용하여 결정될 수 있다. 그러한 경우에, 예를 들어, 조사 중인 물질은 플레이트/플레이트 배열에서 사인형으로 진동하는 전단 응력에 노출된다. 전단 응력을 제어하면서 작동하는 기기의 경우에, 변형은 시간에 따라 측정되며, 이러한 변형의 시간 오프셋은 전단 응력의 도입과 관련하여 측정된다. 이러한 시간 오프셋은 위상각 δ로 지칭된다.
저장 탄성률 G'는 하기와 같이 정의된다: G' = (τ/γ)·cos(δ)(τ = 전단 응력, γ = 변형, δ = 위상각 = 전단 응력 벡터와 변형 벡터 사이의 위상 이동). 손실 탄성률 G"의 정의는 하기와 같다: G" = (τ/γ)·sin(δ)(τ = 전단 응력, γ = 변형, δ = 위상각 = 전단 응력 벡터와 변형 벡터 사이의 위상 이동).
조성물은 일반적으로, 감압 접착제인 것으로 간주되고, 실온(이러한 경우에, 23℃로 정의됨)에서, 100 내지 101 rad/초의 변형 빈도 범위에서 G' 및 G" 둘 모두가 적어도 일부 103 내지 107 Pa 범위로 위치되었을 때, 본 발명의 목적을 위해 정의되어 있다. "일부"는 G' 곡선의 적어도 한 섹션이 100(경계값 포함) 내지 최대 101(경계값 포함) rad/초의 변형 빈도 범위(가로 좌표) 및 103(경계값 포함) 내지 107(경계값 포함) Pa의 G' 값 범위(세로 좌표)에 대한 윈도우 내에 놓여 있으며, G" 곡선의 적어도 한 섹션이 마찬가지로 상응하는 윈도우 내에 위치되어 있음을 의미한다.
본 발명의 접착 테이프의 PSA 층은 바람직하게는, 하기 모노머 조성물로부터 유도 가능한 적어도 하나의 폴리(메트)아크릴레이트 B를 포함한다:
b1) 55 내지 75 중량%의, -40℃ 이하의 호모폴리머 유리전이온도 및 분지형, 1차 알코올을 기반으로 한 알코올 성분을 갖는 적어도 하나의 (메트)아크릴 에스테르;
b2) 20 내지 40 중량%의, 알코올 성분이 선형 C1-C18 알코올을 기반으로 한 적어도 하나의 (메트)아크릴 에스테르;
b3) 5 내지 15 중량%의 아크릴산.
PSA 층의 폴리(메트)아크릴레이트는 바람직하게는, 적어도 500,000 g/mol, 더욱 바람직하게는, 적어도 700,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw를 갖는다. 마찬가지로, 바람직하게는, PSA 층의 폴리(메트)아크릴레이트는 1,700,000 g/mol 이하의 중량-평균 분자량 Mw를 갖는다. 분산도 PD는 수평균 분자량 Mn에 대한 중량-평균 분자량 Mw의 비율로서 결정된, 몰 질량 분포의 폭으로서, PSA 층의 폴리(메트)아크릴레이트에 대하여, 바람직하게는, 10 ≤ PD ≤ 100, 더욱 바람직하게는, 20 ≤ PD ≤ 80이다.
폴리머의 가교는 특히, 다소 분지된 네트워크를 형성하기 위해, 개개 거대 분자들 사이에 브릿징의 형성에 의해 초기에 여러 선형 또는 분지형 거대 분자를 연결시키는 반응을 지칭한다. 여기에서, 브릿징은 특히, 가교제 또는 가교제 물질로 공지된 적합한 화학 분자와 거대 분자, 예를 들어, 개개 가교제 분자에 의해 특히 공격받기 쉬운 거대 분자의 특정 작용기의 반응에 의해 달성된다. 거대 분자를 공격하는 가교제 분자의 사이트는 일반적으로 "반응성 중심"으로서 지칭된다. 가교제 분자는 2개의 상이한 거대 분자를 반응시키는 단일 가교제 분자에 의해 서로 2개의 거대 분자를 연결시키고, 이에 따라, 특히, 적어도 2개의 반응성 중심을 가질 수 있다. 대안적으로, 이러한 것은 2개 초과의 반응성 중심을 가질 수 있으며, 이러한 경우에, 단일 가교제 분자는 또한, 서로 3개 이상의 거대분자를 연결시킬 수 있다. 가능한 2차 반응은 단일 가교제 분자가 이의 반응성 중심 중 적어도 2개와 단일 거대 분자를 공격할 때 분자내 반응을 포함한다. 폴리머와의 효과적인 가교의 측면에서, 이러한 2차 반응은 일반적으로 원치 않는다.
본 발명의 접착 테이프의 PSA 층의 폴리(메트)아크릴레이트는 2가지 상이한 부류의 가교제, 즉, 하기 가교제로 가교된다:
1) 적어도 하나의 공유 가교제와 관련하여, 이러한 것은 공유 공격에 대해 연결하기 위한 거대 분자로서, 이에 따라, 거대 분자 상에서, 공격 부위, 특히, 작용기와 이의 상응하는 반응 중심 간의 공유 화학 결합을 형성한다. 원칙적으로 이러한 목적을 위해 공유 결합을 형성하는 모든 고려 가능한 화학 반응이 적합하다.
2) 적어도 하나의 배위 가교제와 관련하여, 이러한 것은 배위 공격에 대해 연결하기 위한 거대 분자로서, 이에 따라, 거대 분자 상에서, 공격 부위, 특히, 작용기와 이의 상응하는 반응 중심 간의 배위 결합을 형성한다. 원칙적으로 이러한 목적을 위해 배위 결합을 형성하는 모든 고려 가능한 화학 반응이 적합하다.
본 발명의 접착 테이프의 PSA 층의 공유 가교제는 바람직하게는, 각 경우에, 다작용성 글리시딜아민, 특히 에폭사이드-작용화된 유기실란을 포함하는 에폭사이드, 아지리딘, 및 이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 다작용성 글리시딜아민에는 N,N,N',N'-테트라키스(2,3-에폭시프로필)사이클로헥산-1,3-디메틸아민(예를 들어, syna 에폭시 S610, synasia) 및 N,N,N',N'-테트라키스(2,3-에폭시프로필)-m-자일렌-a,a'-디아민(예를 들어, Erisys GA-240, CVC)이 있다.
바람직한 다작용성 에폭사이드에는 에폭시사이클로헥실카복실레이트-2,2-비스(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올 및 (3,4-에폭시사이클로헥산)메틸 3,4-에폭시사이클로헥실카복실레이트, 및 또한 에폭사이드-작용화된 유기실란, 특히, (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란(GLYMO) 및 (3-글리시딜옥시프로필)트리에톡시실란(GLYEO)이 있다.
바람직한 다작용성 아지리딘은 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트)이다.
바람직한 이소시아네이트에는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 다이머, 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), o-톨루엔 디이소시아네이트(TODI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 트리스(p-이소시아네이트페닐)티오포스파이트, 및 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트가 있다.
더욱 바람직하게는, 공유 가교제는 적어도 하나의 환형 에테르 작용기, 보다 특히, 적어도 두 개의 환형 에테르 작용기를 함유한 적어도 하나의 화합물을 포함한다.
본 발명은 적어도 하나의 공유 가교제를 사용하지만, 둘 이상의 공유 가교제의 사용이 또한 가능하며, 즉, 한 부류의 화합물로부터의 둘 이상의 가교제뿐만 아니라 상이한 부류의 화합물로부터의 공유 가교제의 조합의 사용이 가능하다.
본 발명의 접착 테이프의 PSA 층의 배위 가교제는 바람직하게는, 킬레이트 화합물로부터, 보다 특히 다가 금속 킬레이트 화합물로부터 선택된다. 용어 "다가 금속 킬레이트 화합물"은 다가 금속이 하나 이상의 유기 화합물에 배위 결합된 화합물을 지칭한다. 더욱 바람직하게는, 배위 가교제는 다가 금속 이온이 Al(III), Zr(IV), Co(II), Cu(I), Cu(II), Fe(II), Fe(III), Ni(II), V(II), V(III), V(IV), V(V), Zn(II), In(III), Ca(II), Mg(II), Mn(II), Y(III), Ce(II), Ce(IV), St(II), Ba(II), Mo(II), Mo(IV), Mo(VI), La(III), Sn(II) Sn(IV) 및 Ti(IV)로 이루어진 군으로부터, 보다 특히, Al(III), Zr(IV) 및 Ti(IV)로 이루어진 군으로부터 선택된 다가 금속 킬레이트 화합물이다.
배위 가교제의 리간드는 원칙적으로, 모든 공지된 리간드일 수 있다. 그러나, 유기 화합물의 배위 결합을 위해 사용되는 원자는 보다 특히, 자유 전자쌍, 예를 들어, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 등을 갖는 원자이다. 배위 가교제의 유기 화합물 또는 화합물들은 바람직하게는, 알킬 에스테르, 알코올, 카복실산, 에테르, 및 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 접착 테이프의 PSA 층의 배위 가교제는 티탄 디프로폭사이드 비스(아세틸아세토네이트), 티탄 디부톡사이드 비스(옥틸렌 글리콜레이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(에틸 아세토아세테이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(락테이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(트리에탄올아미네이트), 티탄 디-n-부톡사이드 비스(트리에탄올아미네이트), 티탄 트리-n-부톡사이드 모노스테아레이트, 부틸 티타네이트 다이머, 폴리(티탄 아세틸아세토네이트), 알루미늄 디이소프로폭사이드 모노에틸 아세테이트, 알루미늄 디-n-부톡사이드 모노메틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디이소부톡사이드 모노메틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디-n-부톡사이드 모노에틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디-2차-부톡사이드 모노에틸 아세토아세테이트, 알루미늄 트리아세틸아세토네이트, 알루미늄 모노아세틸아세토네이트 비스(에틸 아세토아세토네이트), 및 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트로 이루어진 군으로부터; 보다 특히, 알루미늄 트리아세틸아세토네이트 및 알루미늄 디이소프로폭사이드 모노에틸 아세테이트로부터 선택된다.
본 발명에서, 적어도 하나의 배위 가교제가 사용된다. 그러나, 또한, 둘 이상의 배위 가교제, 상세하게는, 하나의 화합물 부류로부터의 둘 이상의 가교제뿐만 아니라 다른 화합물 부류로부터의 배위 가교제의 조합을 사용하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 가교 개시 전에, 공유 가교제 및 배위 가교제는 PSA 층에, 공유 가교제의 작용기가 배위 가교제의 결합 사이트를 기준으로, 몰 과량으로 존재하는 비율로 존재한다. 더욱 바람직하게는, 공유 가교제의 작용기 대 배위 가교제의 결합 사이트의 몰비, 즉, 공유 가교제의 작용기의 사용되는 물질 n공유의 양 대 배위 가교제의 결합 사이트의 사용되는 물질 n배위의 양의 비는 3:1 내지 9:1이며, 이에 따라, 3 ≤ n공유/n배위 ≤ 9, 보다 특히, 4.5:1 내지 8.5:1이다.
본 발명의 접착 테이프의 PSA 층은 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 바람직하게는, (메트)아크릴레이트 올리고머, 프탈레이트, 사이클로헥산디카복실 에스테르(예를 들어, BASF로부터의 Hexamoll® DINCH), 수용성 가소제, 가소화 수지, 포스페이트(예를 들어, Lanxess로부터의 Levagard® DMPP), 및 폴리포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 접착 테이프의 구조에서, 바람직하게는, 발포된 층의 양면 상에 PSA 층이 존재하며, PSA 층 중 적어도 하나는 본 발명에 따라 가교된다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따라 가교된 PSA 층은 발포된 층의 양면 상에 배치된다. 이는 이러한 경우에, 접착 테이프의 양면이 본 발명의 가교된 PSA 층의 매우 양호한 기술적 접착 특성을 갖기 때문에 유리하다. 보다 특히 이러한 경우에, 2개의 PSA 층은 동일한 농도의 동일한 부가물, 즉, 예를 들어, 기능성 부가물 및/또는 충전제를 포함한다. 또한, 두 PSA 층 모두에는 기능성 부가물 및/또는 충전제가 존재하지 않는 것이 가능하다.
일 구체예에서, 발포된 층의 양면 상에 본 발명의 가교된 PSA 층이 배치되며, PSA 층은 화학적으로, 물리적으로, 및/또는 이의 치수에서 동일하다. 더욱 구체적으로, 두 PSA 층 모두는 예를 들어, 보편적 농도 내의 불순물, 생산-관련 부정확성, 및 다른 유사한 소스에서 발생할 수 있는 부류에 있어서, 미미한 불일치를 무시하고, 완전히 동일하다.
발포된 층(단, 이의 표면 중 하나가 노출됨)뿐만 아니라 하나 또는 두 PSA 층은 이형 라이너로 또는 달리 기존 필름 물질로 안정화되고/되거나 보호될 수 있다. 그러나, 이형 라이너 또는 다른 필름 물질은 본 발명의 접착 테이프의 부분으로 고려되지 않으며, 이는 단지 이러한 테이프의 저장, 수송, 등에 대한 보조물로서 간주된다.
발포된 층의 하나의 표면이 노출된 본 발명의 접착 테이프의 구체예에서, 발포된 층의 충분한 두께를 고려하면, PSA 층으로부터 떨어지고 이에 따라 노출되는 이러한 발포된 층의 측면이 낮은 침투 깊이로 가교 공정을 이용하여 강한 가교에 의해 안정화되는 것이 가능하며, 이에 따라, 발포된 층의 부분만이 강력하게 가교되는 반면, 포움의 다른 측면, 즉, PSA 층을 향하는 측면 상에, 본래 존재하는 특성, 보다 특히, 점탄성 특성이 보유된다.
PSA 층에 함유된 폴리(메트)아크릴레이트뿐만 아니라 본 발명의 접착 테이프의 발포된 층에 함유된 것은 종래 기술에 따라, 바람직하게는, 자유 라디칼 중합, 더욱 바람직하게는, 용액 중에서 제조될 수 있다. 용융물로부터 임의의 후속 가공의 경우에, 용매는 중합 후 제거된다.
발포된 층은 바람직하게는, 용융물로부터 층으로 형상화된다. 이러한 경우에, 바람직하게는, 발포된 층이 열 가교된다. PSA 층은 또한, 용융물로부터 형상화될 수 있다. 그러나, 이러한 층이 통상적으로 최대 약 100 ㎛의 두께로만 생산된다는 점을 고려하면, 이러한 것은 또한, 용액으로부터 탁월하게 코팅되고, 이후에 건조될 수 있다.
기술적 공정 측면에서, 본 발명의 접착 테이프의 매우 두꺼운 폴리머 층, 예를 들어, 발포된 층은 폴리머 용액보다 용융물(소위 핫멜트 공정)로부터 훨씬 더 효과적으로 생산될 수 있다. 예를 들어, 폴리아크릴레이트와 같은 비정질 폴리머의 용융의 정의와 관련하여, 본 발명은 문헌[F.　R.　Schwarzl, Polymermechanik: Struktur und mechanisches Verhalten von Polymeren [Polymer mechanics: Structure and mechanical behavior of polymers], Springer Verlag, Berlin, 1990]에서 특정된 기준을 이용하며, 이러한 문헌에 따르면, 점도는 최대 η
Figure 112021078878780-pct00001
104 Pa.s의 크기 정도를 가지며, 내부 감쇠는 ≥ 1의 tan δ 값을 달성한다.
발포된 층 및 또한, 적절한 경우, 본 발명의 접착 테이프의 PSA 층이 용융물로부터의 코팅에 의해 생성되는 경우에, 바람직한 열적 가교로 인한 문제가 발생한다. 한편으로, 후속 열 가교를 개시하기 위해, 코팅 전에 열 가교제가 첨가되어야 하며, 다른 한편으로, 그러한 경우에, 가교제는 이후에, 폴리머 용융물을 생성하고 유지시키기 위해 고온에 노출된다. 제어된 가교의 개시 전에라도, 이는 폴리머의 제어되지 않은 가교(겔화로서 지칭됨)를 초래할 수 있다. 이러한 겔화를 가능한 한 억제하기 위해, 핫멜트 공정은 통상적으로, 매우 느리게 반응하는 가교제를 사용하고, 코팅 직전에만 이를 사용한다. 그럼에도 불구하고, 또한, 코팅 후 만족스러운 가교 결과를 달성하기 위해, 가속화제가 알려진 것이 종종 혼합된다.
용액으로부터 코팅되고 열적으로 가교되는 폴리머 시스템에 대하여, 또한, 가속화제의 사용은 타당할 수 있고, 자주 실행된다. 열적으로 개시된 가교 절차는 통상적으로, 적용된 층으로부터 용매의 열 제거(즉, 조성물의 층의 건조)와 관련이 있다. 여기에서, 과도하게 빠른 용매 제거는 예를 들어, 블리스터링(blistering)의 결과로서, 불량하게 형성되고, 불균일하고, 불균질한 층을 초래한다. 이러한 이유로, 건조는 바람직하게는, 적당한 온도에서 수행된다. 그럼에도 불구하고, 충분한 충분한 속도로 효과적인 가교 진행을 보장하기 위해, 가속화제는 통상적으로 용매 시스템에도 추가된다.
용액으로부터의 코팅은 얻어진 층의 두께가 매우 크지 않을 때 종종 바람직하며, 이는 폴리머 용액과 비교하여 적용되는 폴리머 용융물의 점도 증가와 관련된 중요한 문제가 존재함을 의미한다.
본 발명에서, 발포된 층은 바람직하게는, 가속화제의 도움으로, 가교된다. 가속화제 또는 가속 효과를 갖는 다른 물질로서, 특히 양성자 수용체, 전자쌍 공여체(루이스 염기) 및/또는 전자쌍 수용체(루이스 산)가 사용된다. 가속화제는 기술적 목적에 따라 충분한 반응 속도를 보정함으로써 가교 반응을 지지하는 화합물 또는 화학물질이다. 이는 특히, 촉매적으로(가교 반응의 활성화에 의해) 및/또는 서로(브릿징, 네트워크 형성) 또는 가교제 물질을 통해 다른 작용기에 연결시키는 방식으로 반응할 수 있는 작용기에 가교되도록 가교제 물질 또는 거대분자에서의 작용기를 거대 분자의 전환에 의해 달성된다.
가속화제 자체는 이러한 부류의 연결 반응에 참여하지 않으며, 즉, 이러한 것 자체는 가교하지 않지만, 반응 생성물 또는 단편의 형태로, 네트워크에 도입되거나 여기에 부착될 수 있다. 이에 따라, 가속화제는 가교 반응의 반응 역학에서 실질적인 개선을 보장한다.
선택된 반응 파라미터, 본 발명에 따르면, 특히, 발포된 층에서 폴리머의 가공 온도 미만의 온도를 고려하여, 가교 반응은 가속화제의 부재 하에서, 진행되지 않거나, 불충분한 속도로만 진행될 것이다. 예를 들어, 폴리아크릴레이트를 위한 가교제로서 사용되는 여러 에폭사이드는 본질적으로 비교적 느리게 반응하며, 이에 따라, 가속화제 없는 경우에, 만족스러운 가교 결과를 형성하지 못한다.
양성자 공여체, 특히, 카복실산 및/또는 카복실산 기 및/또는 이의 탈양성자화된 유도체는 본 발명의 측면에서 가속화제로서 간주되지 않는다.
실제로, PSA 층에 가속화제의 존재는 또한, 단점도 갖는다. 예를 들어, 질소-함유 가속화제, 특히, 예를 들어, 아민은 예를 들어, 산화 공정의 결과로서 시간에 따라 황변화되는 경향이 있는데, 이는 이러한 부류의 가속화제 시스템에 특히, 광학적 목적을 위해 사용되는 특히 투명한 PSA 또는 다층 감압 접착 테이프에 저조하게 적합하거나 적합하지 않음을 의미한다. 또한, 염기성 또는 산성 가속화제는 또한, 시간에 따라 접합 기판의 부식을 야기시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서, 목적은 PSA 층, 특히, 공기와 접촉하는 층을, 임의의 가속화제를 혼합할 필요가 없게 만들기에 충분히 반응성인 상기 언급된 공유 가교제 및 배위 가교제와 함께 열적 가교를 달성하는 것이다. 이에 따라, 바람직하게는, 본 발명의 접착 테이프의 PSA 층 또는 층들은 가속화제 없이 가교되고/되거나 가교를 촉진하는 물질이 존재하지 않는다. 여기에서 가속화제의 부재는 특히 외부에서 추가되는 가속화제, 다시 말해서, 폴리머 프레임워크에 공중합되고/되거나 도입되지 않는 가속화제에 관한 것이다. 그러나, 더욱 바람직하게는, PSA 층 또는 층들은 외부에서 추가되거나 공중합된 가속화제를 함유하지 않으며, 특히, 이러한 것은 가속화제를 전혀 함유하지 않는다.
발포된 층 및 하나 또는 두 개의 PSA 층은 예를 들어, PSA 층이 아직 가교되지 않은 발포된 층에 적용되거나 층이 특정 공정에서 공동으로 형상화되는 경우에 동시에 열적으로 가교될 수 있다.
그러나, 또한, 예를 들어, PSA가 이미 열적으로 가교된 발포된 층 상에 코팅되고 이후에 열적으로 가교된 경우, 또는 PSA가 예를 들어, 임시 캐리어 물질 상에서, 형상화되고 다른 곳에서 열적으로 가교되고, 이후에 이미 가교된 발포된 층 상에 라미네이션되는 경우에, 개별 층들이 별도의 공정에서 열적으로 가교되는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위해, 특히, 발포된 층 및/또는 PSA 층(들)이 화학적 및/또는 물리적 사전처리, 예를 들어, 질소, 산소, 불소 및/또는 다른 것들과 같은 가스를 이용한, 코로나 및/또는 플라즈마 처리 및/또는 반응성 코로나 및/또는 반응성 플라즈마 처리, 및/또는 화염 처리로 처리되는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 단일 또는 양면, 특히, 3층 접착 테이프는 EP 1 802 722 A1호에서 3층/다층 시스템에 대해 기술된 바와 같이 생산될 수 있다. 이러한 문헌에 기술된 생산 및 코팅 방법이 또한, 본 명세서에 기술된 접착 테이프에 대한 것과 유사하게 사용될 수 있다. 이에 따라, EP 1 802 722 A1호의 개시 내용은 본 개시 내용에 명시적으로 포함된다. EP 1 802 722 A1호의 제품 구성의 설명에도 동일하게 적용된다.
발포된 층을 생산하기 위해 마이크로벌룬을 사용한 발포는 바람직하게는, EP 2 414 143 A1호 및 DE 10 2009 015 233 A1호에 기술된 방법들에 따라, 이루어진다.
본 발명의 접착 테이프의 발포된 층은 압축 하중 하에서 흐름 거동("크리프(creep)"로도 지칭됨)을 나타낸다. 점탄성 조성물은 일반적으로, 단순하게 중력의 힘을 통해, 다시 말해서, 이의 고유 중량으로 인해 형성되는 하중 하에서, 다소 느리게 흐르고, 및 특히 기판 상으로 흐르고/기판을 습윤화시키는 능력을 갖는다. 그러나, 적어도, 이러한 효과는 추가 외부 압력 하에서 발생한다. 예를 들어, 기판 상으로 가압되는 접착 테이프로부터 발생하는 압력의 임의의 증가는 이러한 거동을 크게 가속화할 수 있다.
힘에 대한 느린 노출 하에서, 점탄성 조성물이 지닌 추가 능력은 조성물 상에서 작용하는 힘을 완화시킨다는 것이다. 이에 따라, 이러한 것은 힘을 진동 및/또는 변형으로 분산시킬 수 있고, 이는 또한, 적어도 부분적으로, 가역적일 수 있으며, 이에 따라, 작용하는 힘을 "완충"할 수 있으며, 종종 기계적 파괴를 방지하거나, 적어도 이러한 파괴를 감소시키거나 파괴의 개시 시간을 지연시킬 수 있다. 매우 빠르게 작용하는 힘의 경우에, 점탄성 조성물은 통상적으로, 탄성 거동, 다시 말해서, 완전 가역적 변형의 거동을 나타내며, 조성물의 탄성을 초과하는 힘은 파단을 초래할 수 있다.
이와는 대조적으로, 탄성 재료는 힘에 대한 느린 노출 하에서도 기술된 탄성 거동을 나타낸다. 탄성 거동은 근본적으로, 습윤화에 대한 부정적인 결과를 갖는다. 본 발명의 PSA 층은 또한, 명백한 탄성 거동에도 불구하고, 전반적으로, 대개, 힘에 대한 빠른 노출 하에서 명백한 점탄성 거동을 나타내며, 특히, 오랜 시간 스케일에 걸쳐, 이의 거동은 유체와 같이, 점성인 경향이 있으며, 이에 따라, 최적이며, 특히, 빠른 습윤화가 달성된다.
본 발명의 접착 테이프, 특히, 양면 테이프는 일반적으로 및 상술된 구체예에서 일련의 특정한 장점을 갖는다:
열적 가교의 결과로서, 접착 테이프는 이의 층을 통한 가교 프로파일을 갖지 않는다. 화학선(자외선, 전자빔)에 의해 가교된 점탄성 층 또는 PSA 층은 개개 가교된 층을 통한 가교 프로파일을 나타낸다. 조성물의 열적으로 가교된 층은 이러한 거동을 나타내지 않는데, 왜냐하면 열이 층을 균일하게 침투할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 공유 가교제와 배위 가교제의 조합으로 인해, 열적으로 가교된 PSA는 다른 가교제를 사용하여 가교된 시스템보다, 더 높은 박리 점착력 및/또는 더 빠른 최종 박리 점착력의 달성, 및 또한 더 양호한 열적 전단 강도를 갖는다. 이러한 발견은 본 발명의 접착 테이프에 대해 매우 중요하다. 발포된, 폴리(메트)아크릴레이트-기반 캐리어가 사용되고 적어도 하나의 측면 상에 본 발명에 따른 가교된 PSA가 제공될 때, 하기 시스템의 경우에서보다 이러한 접착 테이프 측면 상에서 박리 점착력뿐만 아니라 습윤화 거동이 더욱 양호하다:
- 이는 더욱 탄성의 폴리머 캐리어(예를 들어, PE를 기반으로 한 것과 같은 기존 포움 캐리어) 상에 상응하는 PSA를 가짐, 또는
- 동일한 발포된 캐리어를 갖지만, 훨씬 더 점착성이지만 상이한 PSA를 가짐.
본 발명의 접착 테이프의 박리 점착력은 PSA의 외부 층뿐만 아니라 동일하게 발포된 층에 의해 결정되며, 이에 따라, 전체 시스템은 우수한 접착 특성에 있어 중요하다. 이에 따라, 본 발명의 접착 테이프의 기초가 되는 개념은 비교적 소프트 포움 층과 공유 및 배위적 둘 모두로 가교된 PSA 층의 조합을 포함한다. 결과적으로, 2개의 층의 상호작용을 통해, 접착 성능은 상이하게 가교된 PSA 층 또는 탄성 캐리어를 갖는 접착 테이프의 경우에서보다 더 현저히 양호하다.
지금까지 기술된 층들을 넘어서, 본 발명의 접착 테이프는 추가 층들을 포함할 수 있고, 이에 따라, 3개 초과의 층 시퀀스를 갖는 다층 시스템을 형성할 수 있다. 이러한 경우에, 발포된 층에는 직접적으로 또는 적어도 간접적으로, 본 발명의 PSA 층이 제공되는 것이 유리한데, 왜냐하면, 그러한 경우에, 상술된 기술적 접착제 장점들이 실현되기 때문이다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 접착 테이프는 본 발명에 따라 가교된 발포된 층 및 하나 또는 두 개의 PSA 층으로 이루어진다.
본 발명의 접착 테이프의 특징은 이러한 것이 매우 높은 박리 점착력도 지닌 매우 두꺼운 제품으로서 생산될 수 있다는 것이다. 이러한 제품은 예를 들어, 빌딩 섹션 또는 자동차 산업에서, 요철 또는 공동을 보상하는 데 필요한 접착 접합에 적용된다.
발포된 층의 양호한 이와 거동으로 인하여, 본 발명의 접착 테이프는 기계적 응력, 충격, 등과 같은 힘을 흡수하고, 이러한 힘의 에너지를 소멸시키는 데 적합하다. 이에 따라, 본 발명의 접착 테이프는 예를 들어, 전자 제품의 깨지기 쉬운 물품의 접합에서와 같이, 충격-감쇠 및/또는 진동-감쇠 효과를 필요로 하는 적용에 특히 적합하다. 특별한 장점은, 상이한 열팽창 계수를 갖는 물질들이 서로 접합될 때 본 발명의 접착 테이프를 사용하는 것인데, 왜냐하면, 본 발명의 접착 테이프가 이의 이완 능력으로 인해, 서로 접합된 표면들 또는 물품들의 상이한 팽창 거동으로 인해 발생하는 응력을 분산시킬 수 있기 때문이다. 반면, 통상적인 접착 테이프는 접합되는 물품들이 이의 팽창 거동에 있어서 크게 상이할 때 종종 실패하는 데, 그 결과, 접합 사이트가 약해지거나 심지어 파열된다.
본 발명의 접착 테이프는 수 내지 수백 마이크로미터의 통상적인 접착 테이프 두께로, 그러나, 더욱 유리하게는, 300 ㎛ 초과, 예를 들어, 500 ㎛ 이상, 1000 ㎛ 이상, 1500 ㎛ 이상, 2000 ㎛ 이상, 또는 심지어 3000 ㎛ 이상의 두께로 생산될 수 있다. 더 두꺼운 제품도 실현될 수 있다.
본 발명의 접착 테이프에서, 발포된 층은 바람직하게는, 300 내지 2500 ㎛, 더욱 바람직하게는, 400 내지 2400 ㎛의 층 두께를 가지며, 적어도 하나의 PSA 층은 바람직하게는, 40 내지 150 ㎛, 더욱 바람직하게는, 50 내지 100 ㎛의 층 두께를 갖는다.
본 발명의 접착 테이프는 또한, 차량의 장식용 트림, 배지 및 펜더의 접합 및 고정에 특히 적합하다. 필요한 경우에, 이러한 표면은 또한, 접합 강도를 더욱 높이기 위해, 접합 전에 프라이머로 처리될 수 있다.
본 발명의 접착 테이프가 매우 적합한 추가 적용 분야에는 예를 들어, 빌딩의 구조물 또는 확장부, 빌딩의 장착부, 및 건축 섹터(내부 및 외부 둘 모두), DIY 섹터, 모델 구성, 가구 제작, 선박 건조 및 항공기 구성, 전자 및 전기 산업(소비재 전자기기, 백색 가전, 소형 가전(brown goods), 및 레드 상품(red goods)용뿐만 아니라 예를 들어, 높은 열적 안정성의 측면에서), 및 교통(도로 표지판, 등)용이 있다.
실시예
측정 방법:
고형물 함량(측정 방법 A1):
고형물 함량은 폴리머 용액에서 기화 가능하지 않은 구성성분들의 분율의 척도이다. 이는, 용액을 계량하고, 이후에 건조 캐비넷에서 120℃에서 2시간 동안 기화 가능한 분획을 증발시키고, 잔부를 다시 계량하여, 중량 측정으로 결정된다.
K 값(FIKENTSCHER에 따름)(측정 방법 A2):
K 값은 고-폴리머 화합물에서 평균 분자 크기의 척도이다. 측정을 위해, 1% 농도(1 g/100 ml)의 톨루엔성 폴리머 용액을 제조하고, 이의 동점도를 VOGEL-OSSAG 점도계를 이용하여 결정하였다. 톨루엔의 점도에 대해 표준화 후에, 상대 점도를 획득하고, 이를 사용하여 FIKENTSCHER(Polymer 8/1967, 381 ff.)에 따라 K 값을 계산할 수 있다.
겔 투과 크로마토그래피 GPC(측정 방법 A3):
본 명세서에서 중량-평균 분자량 Mw 및 다분산도 PD에 대한 데이터는 겔 투과 크로마토개르피에 의한 결정을 기초로 한 것이다. 이러한 결정은 정화 여과된 100 ㎕의 샘플(샘플 농도 4 g/ℓ)에서 수행한다. 사용된 용리액은 0.1 부피%의 트리플루오로아세트산을 함유한 테트라하이드로푸란이다. 측정은 25℃에서 수행된다. 사용된 프리컬럼(precolumn)은 PSS-SDV 컬럼(5 μ, 103 Å, ID 8.0 mm·50 mm)이다. 분리는 컬럼 PSS-SDV(5 μ, 103 Å 및 또한 105 Å 및 106 Å, 각각 ID 8.0 mm × 300 mm)(Polymer Standards Service로부터의 컬럼; Shodex RI71 시차 굴절계를 이용한 검출)를 이용하여 수행한다. 유량은 분당 1.0 ml이다. 교정은 PMMA 표준물(폴리메틸 메타크릴레이트 교정)에 대해 수행된다.
코트중량 및 층 두께로부터의 밀도 결정(측정 방법 A4):
코팅된 자가-접착제 조성물의 단위 부피 당 중량 또는 밀도는 개개 층 두께에 대한 표면 중량의 비율에 의해 결정된다:
Figure 112021078878780-pct00002
MA = [kg/m2] 단위의 코트중량/표면 중량(라이너 중량 제외)
d = [m] 단위의 층 두께(라이너 두께 제외)
이러한 방법은 조정되지 않은 밀도를 생성한다.
이러한 밀도 결정은 특히, 다층 제품을 포함하는, 최종 제품의 전체 밀도를 결정하는 데 적합하다.
강철, 즉, 개방 및 라이닝된 측면에 대한 90°박리 점착력(측정 방법 M1):
강철에 대한 박리 점착력은 23℃ +/- 1℃ 온도 및 50% +/- 5% 상대 습도의 시험 조건 하에서 결정된다. 시편을 20 mm의 폭으로 절단하고, 강철 플레이트에 부착하였다. 측정 전에, 강철 플레이트를 세정하고, 컨디셔닝하였다. 먼저 플레이트를 아세톤으로 닦고 이후에 이를 공기 중에서 5분 동안 정치시켜 용매를 증발시킴으로써 이를 수행하였다.
시험 기판에서 멀리 떨어져 있는 3층 어셈블리의 측면을 이후에 50 ㎛ 알루미늄 호일로 라이닝하고, 이에 따라, 측정 동안 시편이 늘어나는 것을 방지하였다. 시험 시편을 후속하여 강철 기판 상에 롤링하였다. 2 kg 롤러를 테이프 위에서 10 m/분의 롤링 속도로 앞뒤로 5회 진행시킴으로써 이를 수행하였다. 롤링된 적용 직후에, 강철 플레이트를, 시편을 90°의 각도에서 위로 당길 수 있는 특수 마운트에 삽입하였다. 박리 점착력을 Zwick 인장 시험 기계를 이용하여 측정하였다. 라이닝된 측면을 강철 플레이트에 적용하였을 때, 3층 어셈블리의 개방된 측면을 먼저 50 ㎛ 알루미늄 호일에 라미네이션하고, 이형 물질을 제거하고, 시편을 강철 플레이트에 부착시키고, 유사하게 롤 다운하고, 측정을 수행하였다.
개방 및 라이닝된 측면의 양면 모두에 대한 측정 결과는 N/cm 단위의 3회 측정의 평균치로서 보고된다.
유지력(holding power) - 개방 측면 및 라이닝된 측면(측정 방법 M2):
시편을 23℃ +/- 1℃ 온도 및 50% +/- 5% 상대 습도의 시험 조건 하에서 제조하였다. 시험 시편을 13 mm까지 절단하고, 강철 플레이트에 접착하였다. 접합 면적은 20 mm·13 mm(길이·폭)이었다. 측정 전에, 강철 플레이트를 세정하고, 컨디셔닝하였다. 먼저 플레이트를 아세톤으로 닦고, 이후에 이를 공기 중에서 5분 동안 정치시켜 용매를 증발시킴으로써 이를 수행하였다. 접합 후에, 개방된 측면을 50 ㎛ 알루미늄 호일로 보강시키고, 2 kg 롤러를 이용하여 앞뒤로 2회 롤링하였다. 이후에, 벨트 루프를 3층 어셈블리의 돌출 단부 상에 마운팅하였다. 구조물을 후속하여 적합한 장치에 매달고, 규정된 추를 적재하였다. 추는 실시예 각각에 기술된다. 서스펜션 장치는 추가 179° +/- 1°의 각도로 샘플에 적재되게 하였다. 이는 3층 어셈블리가 플레이트의 하부 에지에서 박리되지 않도록 하였다. 측정된 유지력은 시편이 매달려 있는 것과 떨어지는 것 사이의 시간으로서, 이는 분 단위로 보고되고, 3회 측정의 평균 값에 해당하는 것이다. 라이닝된 측면의 측정을 위해, 먼저 개방된 측면을 50 ㎛ 알루미늄 호일로 강화시키고, 이형 물질을 제거하고, 시험 플레이트에 대한 접착을 기술된 방식과 유사하게 수행하였다. 이러한 측정을 표준 조건(23℃, 55% 습도) 하에서 수행하였다.
명판 시험(NPT)(측정 방법 M3):
2 cm 폭, 15 cm 길이 및 0.5 mm 두께의 알루미늄 시험 스트립을 아세톤으로 세척하고, 5분 동안 23℃ +/- 1℃ 온도 및 50% +/- 5% 상대 습도의 조건 하에서 정치시켰다. 이후에, 알루미늄 스트립을 접착 테이프 시편에 길이방향으로 적용하였다. 이후에, 돌출한 접착 테이프를 절단하고, 이에 따라, 테이프를 알루미늄 플레이트와 같은 높이로 종료되게 하였다. 20 cm 길이, 2.5 cm 폭, 및 3 mm 두께의 폴리카보네이트 플레이트(PC 플레이트)를 에탄올로 세척하고, 120분 동안 23℃ +/- 1℃ 온도 및 50% +/- 5% 상대 습도의 조건 하에서 정치시켰다. 알루미늄 플레이트 및 접착 테이프로부터 형성된 어셈블리를 PC 플레이트의 중심에 접합시켜 시험 시편을 생산하였다. 4 kg 롤러를 이용하여 어셈블리 위에 5회 앞뒤로 롤링하고, 이후에 이를 72시간 동안 정치시킴으로서 규정된 접합이 보장된다.
접착 테이프 시편/알루미늄 스트립 어셈블리가 위에 접합된 PC 플레이트를 33° NPT 프레임에 클램핑하였으며, 이의 구성은 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 구부러진 금속판(40)을 지닌, 프레임의 단면을 도시한 것이다. a, b 및 c로 식별되는 치수의 정의는 하기와 같다:
a = 211 mm;
b = 28 mm;
c = 6 mm.
각도 α의 크기는 33°이다.
도 2가 추가적으로 예시된 바와 같이, 프레임은 실질적으로, 아치형 금속판(40) 이외에, 측면 상에 마운팅된 고정 레일(50), 및 조정 스크류(60)를 포함한다.
이후에, PC 플레이트를, 고정 없이 접합된 알루미늄 플레이트가 시각적으로 위를 향하게 하면서, 이의 단부들이 고정 레일에 의해 프레임 상에 수평으로 고정되는 방식으로 가로 방향으로 프레임에 클램핑하였다. 프레임을 오븐에서 50℃에서 저장하였다. 1, 24 및 48시간 후에, 알루미늄 시험 스트립의 2 단부들 사이의 거리를 PC 플레이트에 대해 90°각도에서 측정하였다. 측정 결과는 측정된 두 거리 모두의 총계이고, mm 단위로 보고된다. 2회 결정을 수행하였으며, 평균치를 계산하였다.
측정 결과는 하기와 같이 해석된다:
≤ 5 mm: 유리함
< 10 mm: 만족스러움
10 내지 16 mm: 여전히 적절함
≥ 17 mm: 적절하지 않음.
사용된 상업적으로 입수 가능한 화학물질
Figure 112021078878780-pct00003
I. 감압 접착제 PA1 내지 PA4의 제조
출발 폴리머의 제조는 하기에 기술된다. 조사되는 폴리머는 용액 중에서 자유 라디칼 중합을 통해 통상적으로 제조된다.
폴리아크릴레이트 PSA 1(PA1):
라디칼 중합을 위해 통상적인 300 L 반응기를 11.0 kg의 아크릴산, 27.0 kg의 부틸 아크릴레이트(BA), 62.0 kg의 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 및 또한 72.4 kg의 아세톤/이소프로판올(94:6)로 채웠다. 교반하면서 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에, 반응기를 58℃까지 가열하고, 50 g의 Vazo® 67을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 추가 50 g의 Vazo® 67을 첨가하였다. 3시간 후에, 배치를 20 kg의 아세톤/이소프로판올(94:6)로 희석하고, 6시간 후에, 10.0 kg의 아세톤/이소프로판올(94:6)로 희석하였다. 잔류 개시제를 감소시키기 위해, 0.15 kg 부분의 Perkadox® 16을 5.5시간 후 및 이후에 7시간 후에 첨가하였다. 반응을 24시간의 시간 후에 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트를 이후에 가교제와 블렌딩하고, 아세톤으로 30%의 고형물 함량까지 희석하고, 실리콘처리된 이형 필름(50 ㎛ 폴리에스테르) 상에 용액으로부터 코팅하였다. (코팅 속도 2.5 m/분, 건조 터널 15 m, 온도 구역 1: 40℃, 구역 2: 70℃, 구역 3: 90℃, 구역 4: 100℃). 코트중량은 50 g/㎡이었다. GPC에 의한 몰질량(측정 방법 A3): Mn = 28,000 g/mol; Mw = 1,050,000 g/mol. K 값: 50.5.
폴리아크릴레이트 PSA 2 (PA2):
라디칼 중합을 위해 통상적인 100 L 유리 반응기를 4.0 kg의 아크릴산, 12.0 kg의 BA, 24.0 kg의 2-프로필헵틸 아크릴레이트 PHA 및 또한 26.7 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1)으로 채웠다. 교반하면서 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에 반응기를 58℃까지 가열하고, 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 추가 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 4시간 및 8시간 후에, 배치를 1회 10.0 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1) 혼합물로 희석하였다. 잔류 개시제를 감소시키기 위해, 90 g 부분의 Perkadox® 16을 8시간 후 및 다시 10시간 후에 첨가하였다. 반응을 24시간의 시간 후에 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트를 이후에 가교제와 블렌딩하고, 아세톤으로 30%의 고형물 함량까지 희석하고, 이후에, PA1과 동일한 방식으로 코팅하고, 건조하였다. 코트중량은 50 g/㎡이다. GPC에 의한 몰질량(측정 방법 A3): Mn = 25,700 g/mol; Mw = 891,000 g/mol. K 값: 49.8.
폴리아크릴레이트 PSA 3(PA3):
라디칼 중합을 위해 통상적인 100 L 유리 반응기를 3.2 kg의 아크릴산, 4.8 kg의 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA), 17.0 kg의 EHA, 15.0 kg의 BA 및 또한 26.7 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1)로 채웠다. 교반하면서 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에 반응기를 58℃까지 가열하고, 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 추가 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 4시간 및 8시간 후에, 배치를 1회 10.0 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1) 혼합물로 희석하였다. 잔류 개시제를 감소시키기 위해, 90 g 부분의 비스(4-3차-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트를 8시간 후 및 다시 10시간 후에 첨가하였다. 반응을 24시간의 시간 후에 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트를 이후에 가교제와 블렌딩하고, 아세톤으로 30%의 고형물 함량까지 희석하고, 이후에 PA1과 동일한 방식으로 코팅하고, 건조하였다. 코트중량은 50 g/㎡이었다. GPC에 의한 몰질량(측정 방법 A3): Mn = 25,100 g/mol; Mw = 1,080,000 g/mol. K 값: 51.1.
폴리아크릴레이트 PSA 4(PA4):
라디칼 중합을 위해 통상적인 100 L 유리 반응기를 4.0 kg의 아크릴산, 18.0 kg의 EHA, 18.0 kg의 BA 및 또한 26.7 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1)로 채웠다. 교반하면서 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에 반응기를 58℃까지 가열하고, 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 추가 30 g의 AIBN을 첨가하였다. 4시간 및 8시간 후에, 배치를 1회 10.0 kg의 아세톤/벤진 60/95(1:1) 혼합물로 희석하였다. 잔류 개시제를 감소시키기 위해, 90 g 부분의 비스(4-3차-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트를 8시간 후 및 다시 10시간 후에 첨가하였다. 반응을 24시간의 시간 후에 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트를 이후에 가교제와 블렌딩하고, 아세톤으로 30%의 고형물 함량까지 희석하고, 이후에 PA1과 동일한 방식으로 코팅하고, 건조하였다. 코트중량은 50 g/㎡이었다. GPC에 의한 몰질량(측정 방법 A3): Mn = 21,000 g/mol; Mw = 1,050,000 g/mol. K 값: 50.0.
표 1은 본 발명의 실시예 B1 내지 B6 및 비교예 VB7 내지 VB11의 조성을 기술한 것이다.
표 1: 실시예 B1 내지 B6, B11, B12 및 비교예 VB7 내지 VB10
Figure 112021078878780-pct00004
II. 폴리아크릴레이트 포움 VT1 및 VT2 및 또한 PSA 테이프 실시예 MT1 내지 MT14에 대한 출발 폴리머의 제조
하기에는 출발 폴리머의 제조가 기술되어 있으며,이러한 출발 폴리머는 용액 중 자유 라디칼 중합에 의해 통상적으로 제조되었다.
베이스 폴리머 P1
라디칼 중합을 위해 통상적인 반응기를 3.0 kg의 아크릴산, 30.0 kg의 EHA, 67.0 kg의 BA 및 66 kg의 아세톤/이소프로판올(96:4)로 채웠다. 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에, 교반하면서, 반응기를 58℃까지 가열하고, 50 g의 Vazo® 67을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간 후에, 추가 50 g의 Vazo® 67을 첨가하고, 4시간 후에, 배치를 20 kg의 아세톤/이소프로판올 혼합물(96:4)로 희석하였다. 5시간 및 다시 7시간 후에, 1회에 150 g의 Perkadox® 16으로 재개시하고, 23 kg의 아세톤/이소프로판올 혼합물(96:4)로 희석하였다. 22시간의 반응 시간 후에, 중합을 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트는 75.1의 K 값, 50.2%의 고형물 함량, 및 Mn = 91,900 g/mol 및 Mw = 1,480,000 g/mol의 평균 분자량을 갖는다.
베이스 폴리머 P2
라디칼 중합을 위해 통상적인 반응기를 10.0 kg의 아크릴산, 45.0 kg의 EHA, 45.0 kg의 BA 및 66 kg의 아세톤/이소프로판올(94:6)로 채웠다. 질소 가스를 반응기로 45분 동안 통과시킨 후에, 교반하면서, 반응기를 58℃까지 가열하고, 50 g의 Vazo® 67을 첨가하였다. 이후에, 외부 가열 배쓰를 70℃까지 가열하고, 반응을 이러한 외부 온도에서 일정하게 수행하였다. 1시간 후에, 추가 50 g의 Vazo® 67을 첨가하고, 4시간 후에, 배치를 25 kg의 아세톤/이소프로판올 혼합물(94:6)로 희석하였다. 5시간 및 다시 7시간 후에, 1회에 150 g의 Perkadox® 16으로 재개시하고, 23 kg의 아세톤/이소프로판올 혼합물(94:6)로 희석하였다. 22시간의 반응 시간 후에, 중합을 중단시키고, 배치를 실온까지 냉각하였다. 폴리아크릴레이트는 49.1의 K 값, 49.5%의 고형물 함량, 및 Mn = 21,900 g/mol 및 Mw = 890,000 g/mol의 평균 분자량을 갖는다.
공정 1: 핫멜트 PSA의 농축/제조:
베이스 폴리머 P에서는 단일 스크류 압출기(농축 압출기, Berstorff GmbH, Germany)를 이용하여 거의 제거하였다(잔류 용매 함량 ≤ 0.3 중량%). 베이스 폴리머의 농축에 대한 파라미터는 하기와 같다: 스크류 속도는 150 rpm이었으며, 모터 전류는 15 A이며, 58.0 kg/h 액체의 처리량이 실현되었다. 농축을 위해, 3개의 상이한 돔에서 진공을 적용하였다. 감소된 압력은 각각 20 mbar 내지 300 mbar이었다. 농축된 핫멜트 P의 배출구 온도는 대략 110℃이었다. 이러한 농축 단계 후 고형물 함량은 99.8%이었다.
공정 2: 본 발명의 접착 테이프의 생산, 열 가교를 위한 가교제-가속화제 시스템과의 블렌딩, 및 코팅
도 3의 예시에 상응하는 실험 유닛에서 발포를 수행한다.
농축된 베이스 폴리머 P를 피더 압출기(feeder extruder) 1에서 공정 1에 의해 용융시키고, 이러한 압출기에 의해 폴리머 용융물의 형태로, 가열 가능한 호스(11)를 통해 ENTEX(Bochum)로부터의 유성형 롤러 압출기 2(PRE)로 이송하였다(사용되는 PRE는 특히 4개의 모듈 T1, T2, T3 및 T4를 가지며, 이들은 서로 독립적으로 가열 가능함). 계량 지점(22)을 통해, 예를 들어, 칼라 페이스트와 같은 추가 첨가제 또는 충전제를 공급하는 것이 가능하다. 지점(23)에서 가교제를 첨가하였다. 모든 성분들을 혼합하여 균질한 폴리머 용융물을 형성하였다.
용융 펌프(24a)에 의해, 폴리머 용융물을 트윈-스크류 압출기(3)(BERSTORFF로부터)(공급 위치(33))로 전달하였다. 지점(34)에서, 가속화제 성분을 첨가하였다. 후속하여 175 mbar의 압력에서의 진공 돔(V)에서 전체적으로 혼합물 중에 포함된 모든 가스를 제거하였다(가스부재 상태에 대한 기준은 상기 참조). 진공 구역의 다운스트림에서, 스크류 상에 블리스터(B)가 존재하며, 이는 후속 세그먼트(S)에 압력의 축적을 가능하게 한다. 압출기 속도 및 용융 펌프(37a)의 적절한 제어를 통해, 8 bar보다 큰 압력이 블리스터(B)와 용융 펌프(37a) 사이의 세그먼트(S)에서 축적된다. 계량 사이트(35)에서, 마이크로벌룬 혼합물(표 2의 세부사항에 따라 분산 보조제에 임베딩된 마이크로벌룬)을 첨가하고, 혼합 요소에 의해 프리믹스에 균질하게 도입하였다. 얻어진 용융 혼합물을 다이(5)로 전달하였다.
다이(5)로부터 배출한 후에, 다시 말해서, 압력이 강하된 후에, 도입된 마이크로벌룬은 팽창하며, 압력을 강하시켜, 폴리머 조성물의 저-전단, 보다 특히, 전단-부재 냉각을 수행하였다. 이는 발포된 PSA를 형성하며, 이는 후속하여 2개의 이형 물질 사이에 코팅되며, 이는 다시 제거(공정 라이너)된 후에 사용될 수 있으며, PSA를 롤링된 캘린더(4)에 의해 웹으로 형성화하였다.
형상화된 폴리아크릴레이트 포움 상에 본 발명의 실시예 및 비교예로부터의 PSA의 고정을 개선시키기 위해, PSA뿐만 아니라 포움을 코로나-사전처리하였다(VITAPHONE, Denmark로부터의 코로나 유닛, 70 W·분/㎡). 3층 어셈블리의 생산 후에, 이러한 처리는 폴리아크릴레이트 포움 캐리어 층에 대한 개선된 화학적 부착을 형성하였다.
코팅 유닛을 통한 통과 동안 벨트 속도는 30 m/분이었다.
롤 닙의 다운스트림에, 접착방지 캐리어를 제거하고, 완성된 3층 제품을 나머지 제2 접착방지 캐리어와 함께 권취하였다.
표 2: 폴리아크릴레이트 포움 VT1 및 VT2
Figure 112021078878780-pct00005
밀도: 측정 방법 A4
하기에는 양면 코트 중량이 50 g/㎡인 본 발명의 PSA 실시예 B1 내지 B6, B11 및 B12와 함께 폴리아크릴레이트 포움 캐리어 VT1 및 VT2를 포함하는 본 발명의 접착 테이프, 및 마찬가지로 양면 코트 중량이 50 g/㎡인 본 발명이 아닌 PSA 실시예 VB7 내지 VB10과 함께 폴리아크릴레이트 포움 캐리어 VT1 및 VT2를 포함하는 비교예의 생산의 구체적인 예가 제시되어 있다.
표 3: 총 두께가 1000 ㎛인 폴리아크릴레이트 포움 캐리어 VT1 또는 VT2를 포함하는 3층 PSA 테이프 MT1 내지 MT14의 강철 및 ABS에 대한 박리 점착력 및 또한 박리 증가
Figure 112021078878780-pct00006
표 3에서 박리 점착력 측정으로부터, 본 발명의 PSA 테이프가 강철에 매우 빠르게 부착되고, 이의 최대 박리 점착력을 달성하거나, 폴리아크릴레이트 포움 캐리어의 분할을 야기시킨다. 또한, 모든 실시예는 마찬가지로, ABS 상에서의 양호한 박리 점착력 값을 나타낸다.
반대로, 단지 공유 가교제 또는 배위 가교제만이 사용되는 경우에, 평형 상태에서 박리 점착력 값이 달성되는 데 종종 더 긴 시간이 소요되며, ABS 상에서의 박리 점착력 값은 다소 낮다. 실시예 MT8에서, 폴리머 및 공유 가교제의 양은 예를 들어, MT1과 동일하다. 가역적 배위 가교제의 생략이 박리 증가를 손상시킨다는 것이 확인된다. 유사하게, 실시예 MT10에서, 배위 가교제 중 결합 사이트의 총수는 실싱?? MT1과 유사하였다. 박리 점착력 값이 감소하는 것은 명백하다. 실시예 MT12 내지 14에서, 배위 가교제의 결합 사이트에 대한 공유 기의 비율은 바람직한 비율보다 낮거나 높다. 이는 박리 증가 또는 박리 점착력의 수준에 악영향을 미치지 않는다.
표 4: 총 두께가 1000 ㎛인 3층 PSA 테이프 MT1 내지 MT14에 대한 유지력 시간 및 명판 시험 결과
Figure 112021078878780-pct00007
감압 접착 테이프들 간의 차이는 명판 시험에서 가장 잘 보인다(표 4). 여기에서, 공유 가교제의 단독 사용이 특히, 평편 시험에서 현저한 에지 리프팅(edge lifting)을 야기시킬 수 있다는 것이 명백하다(MT8, MT9). 공유 가교제와 배위 가교제의 조합이 결합 사이트에 대한 작용기의 덜 바람직한 비율로 사용될 때(MT12 내지 MT14) 유사하거나, 더 적은 정도의 거동이 명백하며, 여기서, 추가적으로, 발포된 캐리어의 영향은 명백하다. 캐리어 VT2(MT13)는 더 큰 아크릴산 농도로 인해 더 뻣뻣하며, 이는 다소 더 연질의 캐리어 VT1(MT12)과 비교하여 1시간 후에 비교적 불량한 초기 값을 나타낸다. 다시 말해서, 배위 가교제만이 사용되는 경우(MT10, MT11), 얻어진 명판 시험 결과는 본 발명의 가교제 시스템에 대한 것과 대략적으로 유사하다. 그러나, 열 전단 강도는 크게 더 불량하다.

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 발포된 층 및
    적어도 하나의 감압 접착제 층을 포함하는, 접착 테이프로서,
    상기 감압 접착제 층이 상기 발포된 층의 양면 상에 배치되며,
    상기 감압 접착제 층은 각 경우에 적어도 하나의 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하며, 상기 폴리(메트)아크릴레이트는 적어도 하나의 공유 가교제 및 적어도 하나의 배위 가교제와 가교되는, 접착 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 공유 가교제가 적어도 하나의 환형 에테르 작용기를 함유한 적어도 하나의 화합물을 포함함을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배위 가교제가 티탄 디프로폭사이드 비스(아세틸아세토네이트), 티탄 디부톡사이드 비스(옥틸렌 글리콜레이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(에틸 아세토아세테이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(락테이트), 티탄 디프로폭사이드 비스(트리에탄올아미네이트), 티탄 디-n-부톡사이드 비스(트리에탄올아미네이트), 티탄 트리-n-부톡사이드 모노스테아레이트, 부틸 티타네이트 다이머, 폴리(티탄 아세틸아세토네이트), 알루미늄 디이소프로폭사이드 모노에틸 아세테이트, 알루미늄 디-n-부톡사이드 모노메틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디이소부톡사이드 모노메틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디-n-부톡사이드 모노에틸 아세토아세테이트, 알루미늄 디-2차-부톡사이드 모노에틸 아세토아세테이트, 알루미늄 트리아세틸아세토네이트, 알루미늄 모노아세틸아세토네이트 비스(에틸 아세토아세토네이트), 및 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공유 가교제의 작용기의 사용되는 물질의 양 n공유 대 배위 가교제의 결합 사이트의 사용되는 물질의 양 n배위의 비가 3:1 내지 9:1임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 두 감압 접착제 층 모두가 완전히 동일함을 특징으로 하는, 접착 테이프.
KR1020217021461A 2018-12-10 2019-12-10 다층 접착 테이프 KR102549992B1 (ko)

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