KR20180101536A - 충전제를 갖는 감압 접착제 - Google Patents

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Abstract

감압 접착제를 위한 경화성 전구체 조성물, 및 관련 물품, 조립체 및 방법이 제공된다. 제공되는 조성물은 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 함유한다. 이러한 조성물 및 방법은, 충전제 입자가 경화성 수지 성분과 조합되는 시간 동안 또는 그 후에 충전제 입자의 원위치(in situ) 작용화를 가능하게 하여, 통상적인 제조 방법을 사용할 때보다 더 신속하고 더 효율적으로 감압 접착제 재료가 제조되게 한다.

Description

충전제를 갖는 감압 접착제
감압 접착제와 관련된 조성물, 물품, 조립체, 및 방법이 제공된다.
감압 접착제 (PSA)는 기재(substrate)들을 서로 접합하는 데 편리하게 사용될 수 있는 점탄성 재료이다. PSA는 다양한 상업적 및 산업적 영역에서 광범한 적용가능성을 갖는다. 전형적인 응용은 유지(holding), 마킹(marking), 보호, 밀봉, 및 마스킹 목적을 위해 보통 사용되는 테이프 제품에서의 응용이다.
유용한 PSA는, 강력하고 영구적인 점착성, 지압 이하로의 접착, 및 주어진 피착물(adherend)에 대한 충분한 계면 접합 강도 및 응집 접합 강도를 포함하는 소정의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다. PSA로서 잘 작용하는 재료는 점착성, 박리 접착력, 및 전단 강도가 적절히 균형을 이루도록 필요로 하는 점탄성 특성을 나타내게 가공된 중합체인 경향이 있다. 그러한 재료는, 예를 들어, (메트)아크릴레이트계 중합체 및 공중합체, 천연 고무, 합성 고무, 및 실리콘으로부터 제조되는 것이 일반적이다.
성능, 비용 및 중량을 둘 모두 고려하여, 소정의 미립자 첨가제 (또는 충전제)를 PSA 조성물에 혼입하는 것이 매우 바람직할 수 있다. 건식 실리카 입자와 같은 무기 충전제가 PSA 테이프의 물리적 특성을 개선할 수 있다. 국제특허 공개 WO 2014/186316호 (하이민크(Heimink) 등)에 앞서 기재된 바와 같이, 다른 충전제 재료, 예를 들어 중공 유리 미소구체(microsphere) 또는 다른 중공 비-다공성 충전제가 또한 구조 강화를 제공할 수 있고, 중량 및 비용을 감소시킬 수 있고, 또한 특히 중공 유리 미소구체가 소수성 표면을 포함하도록 개질되는 경우에 박리 강도 및 전단 강도를 향상시킬 수 있다. 중공 비-다공성 충전제의 비용은 PSA의 중합체 수지의 비용보다 낮아서, 테이프의 제조 비용이 감소될 수 있다. 테이프의 중량 단위에 대해서도 마찬가지인데, 이는 경질화된(hardened) (또는 경화된(cured)) 중합체 수지의 비밀도(specific density)보다 낮은 중공 비-다공성 충전제의 비밀도에 기초하여 또한 감소될 수 있다.
중공 비-다공성 충전제를 사용하여 작업하는 데 있어서의 한 가지 기술적 난제는 그의 극히 작은 그릿(grit) 크기와 관련된다. 이러한 충전제는 매우 작기 때문에, 쉽게 공기 운반될 수 있고 그러한 재료를 개질, 조작 및 함유하는 문제를 복잡하고 어렵게 만든다. 두 번째 문제는 충전제 입자에 표면 처리를 전달하는 데 필요로 하는 복잡한 장비인데, 이는 상당한 시간, 자본 및 다른 자원을 요구한다. 추가 처리 단계가 또한 충전제를 작용화하고, 세정하고, 헹구고, 건조시키는 데 보통 사용되며, 이는 추가적인 에너지 소비 및 용매의 사용을 수반할 수 있다.
충전제 입자가 경화성 수지 성분과 조합되는 시간 동안 또는 그 후에 충전제 입자의 원위치(in situ) 작용화를 제공함으로써 상기 기술적 문제를 없애거나 경감시키는 조성물 및 방법이 본 명세서에 기재된다. 이는 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 표면-개질제로서 갖는 조성물을 사용하여 달성될 수 있다. 이들 조성물 및 방법은 표면 개질된 충전제로부터 유래된 PSA가 통상적인 제조 방법을 사용할 때보다 더 신속하고 더 효율적으로 제조되게 한다.
제1 태양에서, 경화성 전구체 조성물이 제공된다. 경화성 전구체 조성물은 알킬 (메트)아크릴레이트; 중공 비-다공성 미립자 충전제; 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 포함한다.
제2 태양에서, 전술된 경화성 전구체 조성물을 경화시킴으로써 감압 접착제 조성물이 제공된다.
제3 태양에서, 배킹 층; 및 배킹 층 상에 배치된 전술된 감압 접착제 조성물을 포함하는 제1 감압 접착제 층을 포함하는 감압 접착제 조립체가 제공된다.
제4 태양에서, 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 혼합하여 경화성 전구체 조성물을 제공하는 단계; 및 경화성 전구체 조성물을 경화시켜 감압 접착제를 제공하는 단계를 포함하는 감압 접착제의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 PSA는 중공 비-다공성 미립자 충전제로부터 제조되는데, 그의 표면은 주로 실리카를 포함한다. 이러한 실리카 표면은 소수성 알콕시 실란 및/또는 소수성 유기작용성 폴리실록산으로 처리되는데, 이들은 실리카와 반응하여 소수성 표면 개질을 제공한다. 이러한 공정에서, 표면 개질은 경화성 전구체 조성물의 경화성 수지 성분 및 충전제를 함께 혼합하는 공정 동안 또는 그 후에 일어나지만, 그 전에는 일어나지 않는다.
그러한 감압 접착제는 다양한 유형의 기재 상에서 높은 박리 강도 및 높은 전단력 저항성을 겸비할 수 있다. 이러한 이점은 저 표면 에너지 (LSE), 중간 표면 에너지 (MSE) 및/또는 고 표면 에너지 (HSE) 기재를 포함하는 기재 상에서 얻어질 수 있다. 이는 특히 놀라운 발견인데, LSE, MSE 및 HSE 기재들은 전형적으로 완전히 상이한 표면 화학 특성 및 표면 에너지를 나타내기 때문이다.
"저 표면 에너지 기재"는 표면 에너지가 34 dyne/cm 미만인 기재를 지칭한다. 그러한 재료 중에는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 또는 HDPE), 및 폴리프로필렌의 블렌드 (예를 들어 폴리프로필렌/에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 (PP/EPDM), 열가소성 폴리올레핀 (TPO))가 포함된다.
"중간 표면 에너지 기재"는 표면 에너지가 34 내지 70 dyne/cm, 전형적으로 34 내지 60 dyne/cm, 더욱 전형적으로 34 내지 50 dyne/cm인 기재를 지칭한다. 그러한 재료 중에는 폴리아미드 6 (PA6), 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌 (ABS), 폴리카르보네이트 (PC)/ABS 블렌드, PC, 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리아미드 (PA), 폴리우레탄 (PUR), 열가소성 탄성중합체 (TPE), 폴리옥시메틸렌 (POM), 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 클리어 코트 표면, 특히 승용차와 같은 차량 및 산업 응용에서의 코팅된 표면을 위한 클리어 코트, 및 섬유 강화 플라스틱과 같은 복합 재료가 포함된다.
"고 표면 에너지 기재"는 표면 에너지가 350 dyne/cm 초과, 전형적으로 400 dyne/cm 초과인 기재, 더욱 전형적으로 표면 에너지가 400 내지 1100 dyne/cm인 기재를 지칭한다. 그러한 재료 중에는 금속 기재 (예를 들어, 알루미늄, 스테인리스 강), 및 유리가 포함된다.
표면 에너지는 전형적으로, 예를 들어 ASTM D7490-08에 기재된 바와 같은 접촉각 측정으로부터 결정된다.
"소수성 표면 개질"은, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면이 적합한 표면 개질 후에 극성 물질, 특히 물에 대해 현저히 감소된 친화성을 가짐을 나타낸다.
본 발명에 기초한 다층 PSA 조립체는, 예시적인 응용에서, 자동차 차체 사이드 몰딩(side molding), 웨더 스트립(weather strip), 도로 표지, 광고판(commercial sign), 건축물(Construction), 전기 캐비닛(electrical cabinet), 쉘 몰드(shell mould), 기계 부품, 접속함(junction box), 또는 광기전 모듈용 백시트 솔루션(backsheet solution)에 부착될 수 있다. 다층 PSA 조립체는 폴리올레핀 표면 및 클리어 코트 표면과 같은 저 에너지 표면에 접합하기에 특히 적합하다. 본 명세서에 개시된 다층 PSA 조립체는 자동차 클리어 코트 표면에 유리하게 접합될 수 있다.
일부 실시 형태에서, PSA 층 또는 층들은, 소수성 알콕시 실란, 소수성 유기작용성 폴리실록산, 또는 이들의 혼합물과 같은 표면-개질제를 통한 소수성 표면 개질이 제공된 표면을 갖는 중공 비-다공성 미립자 충전제를 포함하다.
PSA 조립체의 적어도 제1 PSA 층에서의 중공 비-다공성 미립자 충전제의 사용은, PSA 조립체의 전체 중량/밀도를 감소시키고 PSA 조립체의 적어도 제1 PSA 층을 형성하는 데 사용되는 전구체 조성물의 소모를 감소시켜서 비용 효과적 PSA 조립체를 생성하는 것을 가능하게 한다.
유리한 실시 형태에서, 중공 비-다공성 미립자 재료는, 전구체 조성물의 수지 성분이 적어도 제1 PSA 층에서 미립자 충전제 재료에 의해 생성되는 틈새 공간을, 예를 들어, 모세관 작용, 흡착 또는 흡수에 의해 충전하는 능력을 현저히 저해한다.
전술한 PSA 및 PSA 조립체의 특정 태양 ― 구성, 중공 충전제, 단량체, 점착부여제, 가소제, 가교결합제, 개시제, 사슬 전달제, 기타 선택적인 첨가제, 중합 방법, 제조 방법, 및 응용 ― 을 이제 하기 각각의 소제목 하에 더욱 구체적으로 설명할 것이다.
구성
본 발명에 따른 PSA 및 PSA 조립체는 의도된 응용 및 원하는 특성에 기초하여 다수의 적합한 구성 중 임의의 것을 가질 수 있다.
예를 들어, PSA는 단층 구조물의 형태를 취할 수 있으며, 제1 PSA 층으로 본질적으로 이루어진다. 그러한 단층 조립체는, 예를 들어, 전사 테이프 ― 즉, 배킹이 없는 양면 접착 테이프로서 유리하게 사용될 수 있다.
대안적인 태양에서, 본 발명의 PSA 조립체는 다층 구조물의 형태를 취할 수 있으며, 둘 이상의 중첩된 층 ― 예를 들어, 제1 PSA 층과 인접한 층, 예를 들어 배킹 층 및/또는 추가의 PSA 층을 포함할 수 있다. 접착제 다층 구조물 또는 테이프는 2층 접착 테이프로서 2개의 물체를 서로 접착하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 배킹 층은 적어도 부분적인 PSA 특징을 나타낼 수 있거나 나타내지 않을 수 있다.
배킹 층이 존재하는 경우, 일반적인 PSA 조립체는 배킹 층이 2개의 별개의 PSA 층들 사이에 개재된 3층 구성이다.
다층 PSA 조립체와 관련하여, 본 발명은 상기 실시 형태에 제한되지 않는다. 대안으로서, PSA 조립체는 배킹 층과 PSA 층(들) 사이에 적어도 하나의 중간 층을 포함할 수 있다. 배킹 층뿐만 아니라, 이러한 중간 층은, 예를 들어 다층 PSA 조립체의 내인열성, 또는 예를 들어, 광투과율, 반사율, 색상, 및 라벨링(labeling)과 같은 광학 기능성을 증가시키는 것과 같은 유리한 기계적 특성을 나타낼 수 있다.
특정 태양에서, 중간 층은 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리아미드, 천연 고무, 합성 고무, 및 폴리비닐피롤리돈과 함께 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함한다.
그러나, 중간 PSA 층(들)은 본 개시 내용에 기재된 바와 같은 경화성 전구체 조성물로부터 제조되는 것이 또한 가능하다. 중간 층(들)의 제형은 PSA 층과 비교하여 동일하거나 상이할 수 있다.
유용한 배킹 층은 플라스틱 (예를 들어, 이축 배향된 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 비닐, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르), 부직물 (예를 들어, 종이, 천, 부직 스크림(scrim)), 금속 포일(foil), 폼(foam) (예를 들어, 폴리아크릴, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 네오프렌) 등으로부터 제조될 수 있다.
특정 실시 형태에서, 본 발명의 PSA 조립체는 제1 PSA 층에 인접한 제2 PSA 층을 추가로 포함하는 다층 PSA 조립체의 형태이다.
다층 PSA 조립체가 제1 PSA 층에 인접한 제2 PSA 층을 추가로 포함하는 경우, 본 발명의 다층 PSA 조립체는 유리하게는 제1 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 코어 층이고 제2 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 스킨 층인 스킨/코어 유형 다층 PSA 조립체의 형태를 취할 수 있다. 스킨 층은 코어 층의 둘 모두의 주 표면을 가로질러 연장되고 그에 직접 접촉할 수 있다. 그러한 종류의 다층 PSA 조립체는 잘 알려져 있다.
일부 실시 형태에서, PSA 조립체는 중합체 폼인 제1 PSA 층을 포함한다. 용어 "중합체 폼"은 공극(void)을 전형적으로 5 부피% 이상, 10 부피% 내지 55 부피%, 또는 10 부피% 내지 45 부피%의 양으로 포함하는 중합체 재료를 지칭한다.
중합체 폼 층 내의 공극 또는 셀(cell)은 임의의 공지의 방법에 의해 생성될 수 있다. 그러한 방법은 가스 또는 다른 물리적 발포제를 사용하는 것 및/또는 중합체 폼 층을 위한 조성물에 중공 비-다공성 입자를 포함시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,415,615호에 기재된 중합체 폼을 생성하는 한 가지 방법에 따르면, (i) 아크릴레이트 단량체 및 선택적인 공단량체를 함유하는 조성물을 거품 발생(frothing)시키는 단계, (ii) 거품을 배킹 상에 코팅하는 단계, 및 (iii) 거품 발생된 조성물을 중합하는 단계에 의해 아크릴 폼을 얻을 수 있다. 아크릴레이트 단량체 및 선택적인 공단량체의 거품 발생되지 않은 조성물을 배킹에 코팅한 다음, 조성물을 동시에 발포 및 중합하는 것이 또한 가능하다. 조성물의 거품 발생은 중합성 조성물 내로 가스를 휘핑(whipping)함으로써 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위해 바람직한 가스는 질소 및 이산화탄소와 같은 불활성 가스이다.
본 발명에 사용하기 위한 중합체 폼 층은 예를 들어 두께가 100 □m 내지 6000 □m, 200 □m 내지 4000 □m, 500 □m 내지 2000 □m, 또는 800 □m 내지 1500 □m이다.
중합체 폼 층은 밀도가 0.45 g/㎤ 내지 1.5 g/㎤, 0.45 g/㎤ 내지 1.10 g/㎤, 0.50 g/㎤ 내지 0.95 g/㎤, 0.60 g/㎤ 내지 0.95 g/㎤, 또는 0.70 g/㎤ 내지 0.95 g/㎤일 수 있다. 이러한 밀도는 폼의 중합체 매트릭스에 공극 또는 셀을 혼입함으로써 달성된다. 전형적으로, 중합체 폼 층은 5 부피% 이상, 예를 들어 15 부피% 내지 45 부피%, 또는 20 부피% 내지 45 부피%의 공극을 포함할 것이다.
제1 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 코어 층이고 제2 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 스킨 층인 스킨/코어 유형 다층 PSA 조립체는 유리하게는 중합체 폼 층인 코어 층 (즉, 제1 PSA 층)을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 때때로 2층 중합체 폼 테이프 조립체로서 지칭된다.
본 발명에 따른 다층 PSA 조립체, 및 특히 2층 중합체 폼 테이프 조립체는 단층 PSA와 비교하여 유리할 수 있는데, 접착 특성은 제2 PSA 층 (보통 스킨 층으로 지칭됨)의 제형에 기초하여 조정될 수 있는 한편, 전체 조립체의 다른 특성/요건, 예를 들어 적용 문제, 변형 문제 및 에너지 분포는 중합체 폼 층 (보통 코어 층으로 지칭됨)의 제형에 의해 다루어질 수 있기 때문이다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다층 PSA 조립체는 매끄럽고, 균질하고, 서로 화학 결합된 층들로 이루어진다.
일부 경우에, 본 발명의 다층 PSA 조립체는 제2 PSA 층에 인접한 제1 PSA 층의 면의 반대편에 있는 제1 PSA 층의 면에서 제1 PSA 층에 인접한 제3 PSA 층을 추가로 포함하여, 3층의 다층 PSA 조립체를 형성하는 것이 유리할 수 있다.
추가적인 선택 사항으로서, 3층의 다층 PSA 조립체는, 제1 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 코어 층이고, 제2 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 제1 스킨 층이고, 제3 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 제2 스킨 층인, 스킨/코어/스킨 다층 PSA 조립체의 형태를 취할 수 있다.
PSA 조립체에 포함된 다양한 PSA 층(들) 및 다른 선택적인 층(들)의 두께는 원하는 실시 및 관련 특성에 따라 광범위하게 달라질 수 있다. 예로서, 두께는 각각의 층에 대해 독립적으로 25 μm 내지 6000 μm, 40 μm 내지 3000 μm, 50 μm 내지 3000 μm, 75 μm 내지 2000 μm, 또는 75 μm 내지 1500 μm로 선택될 수 있다. 달리 명시되지 않는다면, 본 개시 내용에서의 모든 범위는 그의 종점을 포함하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.
다층 PSA 조립체가 스킨/코어 유형 다층 PSA 조립체의 형태를 취하고, 제1 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 코어 층이고 제2 PSA 층이 다층 PSA 조립체의 스킨 층인 특정 실시에 따르면, 제2 PSA 층은 제1 PSA 층과 비교하여 더 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이는 제1 PSA 층이 중합체 폼 층이어서 중합체 폼 PSA 테이프를 형성하는 실시에서 특히 바람직하다. 예로서, 제2 PSA 층의 두께는 전형적으로 20 μm 내지 250 μm, 또는 40 μm 내지 200 μm의 범위일 수 있는 한편, 중합체 폼 층의 두께는 전형적으로 100 μm 내지 6000 μm, 400 μm 내지 3000 μm, 또는 800 μm 내지 2000 μm의 범위일 수 있다. 그러한 다층 PSA 조립체는 높은 박리 접착력을 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 제1 PSA 층과 비교하여 상대적으로 두꺼운 중합체 폼 층의 안정화 효과에 의해 박리 접착력이 개선될 수 있다.
취급 및 저장을 용이하게 하기 위해, 제공되는 PSA 조립체는 선택적으로 그의 주 표면 중 적어도 하나 상에 이형 라이너가 제공될 수 있다. 실리콘 처리된 종이 또는 실리콘 처리된 중합체 필름 재료, 특히 실리콘 처리된 PET-필름 또는 실리콘 처리된 PE 또는 PE/PP 블렌드 필름 재료와 같은, 당업자에게 공지된 임의의 적합한 재료가 이형 라이너로서 사용될 수 있다.
중공 충전제
제공되는 PSA 재료는 중공 비-다공성 미립자 충전제를 포함한다. 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 중공 비-다공성 미립자 충전제에는 중공 유리 미소구체, 중공 무기 비드(bead), 중공 무기 입자, 중공 실리카 입자, 중공 탄화물 입자 (예를 들어, 탄화규소 입자, 탄화붕소 입자), 중공 질화물 입자 (예를 들어, 질화탄소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 질화붕소 입자), 중공 중합체 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
바람직한 중공 비-다공성 미립자 충전제는 무기 재료로부터 제조된다. 더욱 더 바람직하게는, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 폐쇄 셀(closed-cell) 유형 미립자 무기 재료이다.
특정 태양에서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 중공 유리 미소구체, 중공 세라믹 입자, 중공 유리 벌룬(balloon), 중공 무기 비드, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 태양에서, 본 발명에 사용하기 위한 중공 비-다공성 미립자 충전제 재료는 중공 유리 미소구체로 이루어진다.
적합한 중공 비-다공성 미립자 충전제는 다양한 충전제 재료 공급처로부터 구매가능하다. 본 발명에 사용하기 위한 중공 유리 미소구체는, 예를 들어 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 쓰리엠 글래스 버블스(3M Glass Bubbles)로 구매가능한 것이다.
본 발명에 사용하기 위해 적합한 중공 비-다공성 미립자 충전제는 다양한 입자 크기, 입자 형상, 입자 크기 분포, 입자 종횡비를 가질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 그러한 파라미터의 선택은 제1 PSA 층 및/또는 PSA 조립체에 필요한 특정 특성에 따라 좌우된다.
적합한 중공 비-다공성 미립자 충전제는 평균 입자 크기가 1 □m 이상, 10 □m 이상, 30 □m 이상, 또는 50 □m 이상일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 평균 입자 크기는 500 □m 이하, 300 □m 이하, 200 □m 이하, 150 □m 이하, 또는 100 □m 이하일 수 있다.
중공 비-다공성 미립자 충전제는 실질적으로 구형 형상을 가질 수 있다. 상기에 기재된 바와 같은 평균 입자 크기는 중공 비-다공성 충전제 입자의 수 평균 직경에 상응할 것이다.
예시적인 실시 형태에서, 제공되는 PSA는 PSA 층의 전체 중량에 대해 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상의 중공 비-다공성 미립자 충전제를 함유한다. 예시적인 실시 형태에서, 제공되는 PSA는 PSA 층의 전체 중량에 대해 20 중량% 이하, 17 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 또는 12 중량% 이하의 중공 비-다공성 미립자 충전제를 함유한다.
원위치 소수성 표면 개질이 제공된 중공 비-다공성 미립자 충전제의 사용은, 다양한 기재 상의 개선된 박리 성능과 상관관계가 있는 유익한 (미세)기계적 특성을 갖는 PSA 조립체를 제공할 수 있는 것으로 여겨진다. 중공 비-다공성 미립자 충전제의 소수성 표면 개질은 충전제 입자와 제1 PSA 층의 주변의 수지 매트릭스, 및 특히 중합체 전구체 조성물 사이의 상호작용에 크게 영향을 줄 수 있다.
소수성 표면 개질이 제공된 중공 비-다공성 미립자 충전제의 사용은 수지 성분 매트릭스와 충전제 입자의 표면 사이의 탈층(delamination)을 가능하게 할 수 있다. 경질화된 수지 매트릭스와 충전제 입자 사이의 이러한 더 약한 상호작용, 및 따라서 생성되는 PSA 조립체의 개선된 변형가능성(deformability)은 PSA 조립체를 통한 더 우수한 응력 분포/소산을 가져오며, 이는 결국 다양한 기재 유형에서 개선된 박리 성능을 제공하는 것으로 여겨진다.
소수성 표면 개질은 화학적 처리에 의해, 그리고 특히, 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 포함하는 경화성 전구체 조성물에 의해 제공되는 원위치에서의 화학적 표면 작용화에 의해 얻어질 수 있다.
중공 비-다공성 미립자 충전제의 소수성 표면 개질은 비-극성 기 (바람직하게는, 알킬 기)와 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면 사이의 공유 결합을 통해 그리고 공유 실록산 결합을 통해 비-극성 기, 알킬 기를 사용하여 수행된다.
제공되는 PSA에서, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면은 중공 비-다공성 미립자 충전제를 표면-개질제와 화학 반응시킴으로서 소수성으로 된다.
더욱 바람직하게는, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면은 중공 비-다공성 미립자 충전제를 소수성 실란, 소수성 유기작용성 폴리실록산, 또는 이들의 조합 또는 혼합물과 화학 반응시킴으로써 소수성으로 된다. 유용한 소수성 실란은 알콕시 실란을 포함한다.
특히 유용한 알콕시 실란 및 유기작용성 폴리실록산은 하기 화학 구조를 갖는다:
(R1-O)m(R2)pSi-[(O-Si(OR1)q(R2)2-q)x-Si(O-R1)m(R2)3-m]r
여기서, R1은 독립적으로 알킬이고, R2는 독립적으로 포화, 불포화, 선형, 분지형, 및 환형 알킬, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소수성 모이어티(moiety)이고, m은 0 내지 3의 범위이고, p는 0 내지 3의 범위이고, q는 0 내지 2의 범위이고, r은 0 내지 4의 범위이고, x는 0 내지 9의 범위이고, 합계 m+p+r은 4이고, 적어도 하나의 R1 및 적어도 하나의 R2가 존재한다.
상기에 사용된 바와 같이, 용어 "독립적으로"는 R1 또는 R2의 각각의 표시(designation)가 화학 구조 내의 다른 곳에서 유사한 표시에 의해 표시되는 다른 것과 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있는 화학 기를 나타냄을 나타낸다.
선택적으로, R1은 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 더욱 바람직하게는, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. R1은 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸로 이루어진 군으로부터, 더욱 바람직하게는 메틸 및 에틸로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
선택적으로, m은 1 내지 3의 범위이거나, m은 2 또는 3이거나, m은 3이다.
선택적으로, R2는 1 내지 100개의 탄소 원자, 1 내지 50개의 탄소 원자, 1 내지 30개의 탄소 원자, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, R2는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실, 및 이들의 플루오르화된 유도체, 트라이데카플루오로-1,2,2,2-테트라하이드로옥틸로 이루어진 군으로부터 선택되고; 더 더욱 바람직하게는 R2는 메틸, 프로필, n-옥틸, 및 헥사데실로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
상기 화학 구조에서, 알콕시 실란에 대해 r은 0이고 유기작용성 폴리실록산에 대해 r은 1 내지 4의 범위임에 유의한다.
알콕시 실란 및 유기작용성 폴리실록산은, 예를 들어, 물 또는 규산질 재료와 반응 시에 알코올을 생성한다. R2가 에틸인 경우, 알콕시 실란 및 유기작용성 폴리실록산은 알코올 에탄올을 유리시킨다. 에탄올이 환경, 건강 및 안전성 관점에서 비교적 유익하기 때문에, R2는 바람직하게는 에틸 기이다.
유기작용성 폴리실록산의 사용은 추가적인 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 분자량이 증가함에 따라 알콕시 실란 및 유기작용성 폴리실록산의 휘발성은 일반적으로 감소한다. 휘발성 유기 화합물은 단리되거나 달리 재포획될 필요가 있을 수 있기 때문에, 이들은 제조 환경에서 취급하기가 성가신 것일 수 있다. 올리고머성인 유기작용성 폴리실록산은 그의 모(parent) 알콕시 실란과 비교하여 실질적으로 더 적은 정도로 휘발성 유기 화합물을 유리시킨다. 그러므로, r은 바람직하게는 1 내지 4의 범위이다.
유리하게는, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 소수성 표면 개질은 충전제가 경화성 전구체 조성물과 배합될 때 수행될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 이는 제조 공정에 있어서 상당한 기술적 이점을 나타내는데, 원위치 표면 개질은 배합 전에 충전제 입자를 개질할 때 필요한 공정 단계를 없앨 수 있기 때문이다. 그러한 공정 단계는, 실란화 단계 그 자체에 더하여, 예를 들어, 표면-처리된 충전제 입자를 세정, 헹굼, 및 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 이들 단계를 없애는 것은 용매 소비 및 폐기물을 감소시키면서 제조 효율성을 현저히 개선할 수 있다.
표면-개질제는 액체 매질 중에, 또는 바람직하게는 니트(neat) 알콕시 실란, 유기작용성 폴리실록산, 또는 이들의 조합 또는 혼합물로서 제공될 수 있다. 표면-개질제는 중공 비-다공성 미립자 충전제의 소수성 표면 개질을 제공하기에 충분한 양으로 존재할 수 있으며, 경화성 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.1% 이상, 0.2% 이상, 0.4% 이상, 0.6% 이상, 또는 0.8% 이상일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 표면-개질제는 경화성 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하, 또는 1.2% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
PSA 단량체
특정 태양에서, 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층은 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리아민, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아이소부틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐, 폴리비닐피롤리돈, 천연 고무, 및 합성 고무와 함께 이들의 공중합체 및 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 베이스 재료를 포함한다.
바람직하게는, 제공되는 PSA는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 및 폴리우레탄과 함께 이들의 공중합체 및 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 베이스 재료를 함유한다. 더욱 바람직하게는, 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층은 폴리아크릴레이트를 포함한다.
바람직한 폴리(메트)아크릴레이트는, 바람직하게는 1 내지 32개의 탄소 원자, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형 알킬 기를 갖는, 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르, 바람직하게는 비-극성 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르로 구성된 단량체 성분으로부터 중합될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "알킬 (메트)아크릴레이트" 및 "알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르"는 상호 교환가능하게 사용된다. 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 둘 모두를 지칭한다. 용어 "(메트)아크릴"은 메타크릴, 아크릴, 또는 둘 모두를 지칭한다. "(메트)아크릴계" 재료는 화학식 CH2=C(R)-(CO)-의 기인 (메트)아크릴로일 기를 갖는 하나 이상의 단량체로부터 제조되는 것을 지칭하며, 여기서, R은 수소 또는 메틸이다.
용어 "알킬"은 포화 탄화수소인 1가 기를 지칭한다. 알킬은 선형, 분지형, 환형, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 전형적으로 1 내지 32개의 탄소 원자를 갖는다. 주어진 알킬 기는 1 내지 25개의 탄소 원자, 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 18개의 탄소 원자, 1 내지 12개의 탄소 원자, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 8개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 알킬 기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 2-옥틸 및 2-프로필헵틸이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
용어 "유리 전이 온도" 및 "Tg"는 상호 교환가능하게 사용되며, 재료 또는 혼합물의 유리 전이 온도를 지칭한다. 달리 나타내지 않는 한, 유리 전이 온도 값은 시차 주사 열량법에 의해 결정된다.
유용한 알킬 (메트)아크릴레이트에는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-펜틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소-헥실 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-옥틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 및 아이소포릴 (메트)아크릴레이트와 함께 이들의 조합 또는 블렌드가 포함된다.
바람직한 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르에는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 2-옥틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 및 이들의 조합 또는 혼합물이 포함된다. 특히 바람직한 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르에는 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-옥틸 아크릴레이트 및 2-프로필헵틸 아크릴레이트가 포함된다.
예시적인 실시 형태에서, 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르는 2-옥틸(메트)아크릴레이트이다. 2-옥틸 (메트)아크릴레이트는, 제공되는 경화성 전구체 조성물에 사용될 때, n-옥틸 및 아이소옥틸과 같은 옥틸 (메트)아크릴레이트의 다른 이성체와 비교하여 필적하는 접착 특성을 제공한다. 유리하게는, 그러한 경화성 전구체 조성물은, 아이소옥틸 아크릴레이트와 같은 다른 옥틸 이성체로부터 유래된 접착제 조성물과 비교할 때, 동일한 농도에서 그리고 동일한 중합 조건 하에서, 더 낮은 고유 점도 및 용액 점도를 가질 수 있다.
2-옥틸 (메트)아크릴레이트는 2-옥탄올 및 (메트)아크릴로일 유도체, 예를 들어 에스테르, 산 및 아실 할라이드로부터 통상적인 기술에 의해 제조될 수 있다. 2-옥탄올은 피마자유로부터 유래된 리시놀레산 (또는 그의 에스테르 또는 아실 할라이드)을 수산화나트륨으로 처리한 후, 부산물 세바스산으로부터 증류하여 제조될 수 있다.
본 발명에 사용되는 (메트)아크릴계 중합체는 비교적 낮은 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는 하나 이상의 비-극성 아크릴레이트 단량체 (즉, 단량체의 Tg는 단량체로부터 제조된 단일중합체에서 측정됨) + 다양한 선택적인 단량체, 예를 들어, 하나 이상의 극성 단량체로부터 종종 제조된다. 극성 단량체는 산성 기, 하이드록실 기, 또는 질소-함유 기를 가질 수 있다.
통상적인 (메트)아크릴계 탄성중합체 재료 중의 비-극성 아크릴레이트 단량체는 2-에틸헥실 아크릴레이트 (2-EHA) 및 아이소옥틸 아크릴레이트 (IOA)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 중합체 베이스 재료는 극성 공단량체를 추가로 포함한다. 공단량체는, 예를 들어, 극성 아크릴레이트일 수 있다. 바람직한 공단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 하이드록시알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드 및 치환된 아크릴아미드, 아크릴아민 및 치환된 아크릴아민과 함께 이들의 조합 및 혼합물이 포함된다. 다른 극성 공단량체에는 n-치환된 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 하이드록시알킬 아크릴레이트, 시아노에틸 아크릴레이트, 말레산무수물, n-비닐-2-피롤리돈, n-비닐-카프로락탐과 함께 이들의 조합 및 혼합물이 포함된다.
예시적인 실시 형태에서, PSA 조립체에 사용하기 위한 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층은 하기를 포함하는 경화성 전구체 조성물의 반응 생성물을 포함하는 PSA 조성물을 포함한다:
(a) 주요 단량체로서의 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르 (주요 단량체는 바람직하게는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및
(b) 선택적으로, 아크릴레이트 주요 단량체와 공중합 가능한 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체, 바람직하게는 강화 모노에틸렌계 불포화 단량체.
일부 예시적인 태양에서, PSA 조립체의 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층을 생성하기 위해 사용되는 경화성 전구체 조성물은 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 제2 단량체를 포함한다. 에틸렌계 불포화 기를 갖는 임의의 적합한 제2 단량체는 PSA 조립체의 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층을 생성하기 위해 사용되는 경화성 전구체 조성물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에 사용하기 위해 적합한, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체는, 본 발명의 설명을 고려하여, 당업자에 의해 용이하게 확인될 것이다.
에틸렌계 불포화 기를 갖는 예시적인 제2 단량체에는 극성 및 비-극성 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르, 극성 단량체, 및 비-극성 비닐 단량체와 함께 이들의 조합 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 포함된다.
일 실시 형태에서, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체는, 바람직하게는 1 내지 32개의 탄소 원자, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 심지어 1 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 포함한다.
경화성 전구체 조성물은 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 비-극성 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 에틸렌계 불포화 기를 갖는 임의의 비-극성 단량체는 PSA 조립체의 제1 PSA 층 및/또는 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층을 생성하기 위해 사용되는 경화성 전구체 조성물을 제조하는 데 제2 단량체로서 사용될 수 있다. 본 발명에 사용하기 위해 적합한, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 비-극성 단량체는 본 기술 분야에 공지되어 있다.
에틸렌계 불포화 기를 갖는 적합한 제2 비-극성 단량체에는 비-극성 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 특히, 제2 단량체는, 1 내지 32개의 탄소 원자, 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 15개의 탄소 원자, 또는 1 내지 13개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기를 갖는 비-극성 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 포함한다.
본 발명에 사용하기 위한, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 갖는 비-극성 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르에는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, 아이소-펜틸 (메트)아크릴레이트 (즉, 아이소-아밀 (메트)아크릴레이트), 3-펜틸 (메트)아크릴레이트, 2-메틸-1-부틸 (메트)아크릴레이트, 3-메틸-1-부틸 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소-헥실 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 2-메틸-1-펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-메틸-1-펜틸 (메트)아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸-1-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-메티-1-헥실 (메트)아크릴레이트, 3,5,5-트라이메틸-1-헥실 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 3-헵틸 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸-1-헥실 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소포릴 (메트)아크릴레이트, n-도데실 (메트)아크릴레이트 (즉, 라우릴 (메트)아크릴레이트), n-트라이데실 (메트)아크릴레이트, 아이소-트라이데실 (메트)아크릴레이트, 3,7-다이메틸-옥틸 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 임의의 조합 또는 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
다른 적합한 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르에는, 14개 이상의 탄소 원자를 갖지만 선형이거나 또는 단일 분지점을 갖는 알킬 기를 갖는 것이 포함된다. 예에는 1-옥타데실 (메트)아크릴레이트, 17-메틸-1-헵타데실 (메트)아크릴레이트, 및 1-테트라데실 (메트)아크릴레이트가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 사용하기 위한 또 다른 적합한 비-극성 (메트)아크릴레이트 에스테르는, 예를 들어, 페닐 (메트)아크릴레이트 또는 벤질 (메트)아크릴레이트와 같은 아릴 (메트)아크릴레이트; 예를 들어, 3,7-다이메틸-6-옥테닐-1 (메트)아크릴레이트 및 알릴 (메트)아크릴레이트와 같은 알케닐 (메트)아크릴레이트; 및 예를 들어, 2-바이페닐헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 및 2-페녹시 에틸 (메트)아크릴레이트와 같은, 아릴 치환된 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 아릴옥시 치환된 알킬 (메트)아크릴레이트이다.
PSA 내의 제2 비-극성 단량체는 단일중합체 (즉, 단일 유형의 단량체를 사용하여 제조된 중합체)로 형성되었을 때 비교적 높은 Tg를 갖는 것이 유리할 수 있는데, 이들 단량체는 경화성 전구체 조성물의 Tg를 조절하여 향상된 접착 강도를 제공하는 능력을 갖기 때문이다. 단일중합체로 형성될 때, 이들 단량체는 유리 전이 온도 (Tg)가 20℃ 이상, 또는 25℃ 이상, 또는 30℃ 이상, 또는 40℃ 이상, 또는 50℃ 이상일 수 있다. 대안적으로, PSA 내의 제2 비-극성 단량체는 단일중합체로 형성될 때 비교적 낮은 Tg ― 예를 들어, 20℃ 미만의 Tg를 또한 가질 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체에는 산성 기 및 단일 에틸렌계 불포화 기를 갖는 단량체 (즉, 산성 단량체)가 포함될 수 있다. 이러한 단량체는 전형적으로 극성 또는 강한 극성이다. 극성 (또는 수소 결합 능력)은 종종 '강한', '중간', 및 '약한'과 같은 용어를 사용하여 설명된다. 이들 및 기타 용해도 용어를 설명하는 참고 문헌에는 문헌[Solvents, Paint Testing Manual, 3rd ed., G.G. Seward, Ed., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA], 및 문헌[A Three-Dimensional Approach to Solubility, Journal of Paint Technology, Vol. 38, No. 496, pp. 269-280]이 포함된다. 에틸렌계 불포화 기는, (메트)아크릴로일 기, 또는 (메트)아크릴로일 기가 아닌 비닐 기 (즉, CH2=CH2- 기)일 수 있다. 예시적인 산성 단량체는 카르복실산 기, 설폰산 기, 포스폰산 기, 또는 이들의 염을 가질 수 있다. 그들의 입수가능성으로 인하여, 카르복실산 기 또는 그의 염을 갖는 산성 단량체가 종종 선택된다. 더욱 강한 산성 기가 요구되는 경우에는, 포스폰산 기, 설폰산 기, 또는 이들의 염을 갖는 단량체가 사용될 수 있다. 산성 단량체의 예에는 (메트)아크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, μ, 올레산, 베타-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 스티렌 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 비닐포스폰산, 또는 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 산성 기의 임의의 적합한 염이 사용될 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 염의 양이온은 알칼리 금속 이온 (예를 들어, 나트륨, 칼륨, 또는 리튬 이온), 알칼리 토금속 이온 (예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 또는 스트론튬 이온), 암모늄 이온, 또는 하나 이상의 알킬 기 또는 아릴 기로 치환된 암모늄 이온이다.
강한 극성 단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 하이드록시알킬 아크릴레이트, 아크릴아미드 및 치환된 아크릴아미드가 포함되는 반면, 예컨대 n-비닐 피롤리돈, n-비닐 카프로락탐, 아크릴로니트릴, 비닐클로라이드, 다이알릴 프탈레이트 및 n,n-다이알킬아미노 (메트)아크릴레이트는 중간 극성 단량체의 전형적인 예이다. 극성 단량체의 추가적인 예에는 시아노 아크릴레이트, 푸마르산, 크로톤산, 시트론산, 말레산, β-카르복시에틸 아크릴레이트 또는 설포에틸 메타크릴레이트가 포함된다. 상기에 열거된 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는 비교적 약한 극성 단량체의 전형적인 예이다. 이들 예는 단지 예시를 위해 제공되며, 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 제2 단량체로서 사용하기 위한 극성 단량체의 군 중에서, 아크릴산 및 n-비닐 카프로락탐이 특히 바람직하다.
PSA 조립체가 LSE 기재에 대한 접착을 위한 것으로 의도되는 경우, 다층 PSA 조립체의 PSA 층(들)을 위한 경화성 전구체 조성물은 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 또는 0.1 내지 10 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 1.0 내지 10 중량%, 2.0 내지 8.0 중량%, 2.5 내지 6.0 중량%, 또는 3.0 내지 6.0 중량%의 강한 극성 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체에는 단일 에틸렌계 불포화 기 및 하이드록실 기를 갖는 것이 포함될 수 있다. 에틸렌계 불포화 기는 (메트)아크릴로일 기 또는 비닐 기 (즉, CH2=CH2- 기)일 수 있다. 하이드록실 기를 갖는 예시적인 단량체에는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 또는 3-하이드록시프로필 아크릴레이트), 하이드록시알킬 (메트)아크릴아미드 (예를 들어, 2-하이드록시에틸 아크릴아미드 또는 3-하이드록시프로필 아크릴아미드), 및 에톡실화 하이드록시에틸 메타크릴레이트 (예를 들어, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머(Sartomer)로부터 상표명 CD570, CD571, 및 CD572로 구매가능한 단량체)가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체는 단일 에틸렌계 불포화 기 및 질소-함유 기 또는 이의 염을 갖는 것을 추가로 포함한다. 에틸렌계 불포화 기는 (메트)아크릴로일 기 또는 비닐 기 (즉, CH2=CH2- 기)일 수 있다. 질소-함유 기의 예에는 2차 아미도 기 및 3차 아미도 기가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 2차 아미도 기를 갖는 예시적인 극성 단량체에는 n-알킬 (메트)아크릴아미드, 예를 들어, n-메틸 아크릴아미드, n-에틸 아크릴아미드, n-아이소프로필 아크릴아미드, tert-옥틸 아크릴아미드, 또는 n-옥틸 아크릴아미드가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 3차 아미도 기를 갖는 예시적인 극성 단량체에는 n-비닐 카프로락탐, n-비닐-2-피롤리돈, 아크릴로일 모르폴린, 및 n,n-다이알킬 아크릴아미드, 예를 들어, n,n-다이메틸 아크릴아미드, n,n-다이에틸 아크릴아미드, n,n-다이프로필 아크릴아미드, n,n-다이부틸 아크릴아미드와 함께 이들의 조합 및 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
에틸렌계 불포화 기를 갖는 극성 제2 단량체에는 단일 에틸렌계 불포화 기 및 에테르 기 (즉, 각각의 R은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌인 화학식 -R-O-R-의 적어도 하나의 알킬렌-옥시-알킬렌 기를 함유하는 기)를 갖는 것이 추가로 포함된다. 예시적인 단량체에는 알콕실화 알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 아크릴레이트, 및 2-에톡시에틸 아크릴레이트; 및 폴리(알킬렌 옥사이드) 아크릴레이트, 예를 들어, 폴리(에틸렌 옥사이드) 아크릴레이트, 및 폴리(프로필렌 옥사이드) 아크릴레이트가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 폴리(알킬렌 옥사이드) 아크릴레이트는 때때로 폴리(알킬렌 글리콜) 아크릴레이트로 지칭된다. 이들 단량체는 임의의 적합한 말단 기, 예컨대 하이드록실 기 또는 알콕시 기를 가질 수 있다. 예를 들어, 말단 기가 메톡시 기인 경우에, 단량체는 메톡시 폴리(에틸렌 글리콜) 아크릴레이트로 지칭될 수 있다.
극성 단량체는 인접한 층, 예를 들어, 기재 또는 배킹 층에 대한 PSA 조립체의 PSA 층(들)의 접착력을 증가시키거나, PSA의 응집 강도를 향상시키거나, 또는 둘 모두를 위해 첨가될 수 있다. 일부 예시적인 태양에서, 극성 단량체는, PSA 조립체의 특정 감압 접착제 층을 생성하는 데 사용되는 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로, 15 중량% 이하의 양으로 존재한다. 일부 경우에, 극성 단량체는 0.1 내지 15 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1.0 내지 10 중량%, 2.0 내지 8.0 중량%, 2.5 내지 6.0 중량%, 또는 3.0 내지 6.0 중량%의 범위의 제1 극성 단량체의 양으로 존재할 수 있다. 일부 다른 예시적인 태양에서, 이러한 양은 전형적으로 10 중량% 이하 또는 5 중량% 이하이다. 예를 들어, 극성 단량체는, PSA 조립체의 특정 감압 접착제 층을 생성하는 데 사용되는 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 내지 15 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 15 중량%, 0 내지 10 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 1 내지 10 중량%, 0 내지 5 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 또는 1 내지 5 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 경화성 전구체 조성물은, 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로, 50 중량% 이상의, 주요 단량체로서의 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르 및 15 중량% 이하 또는 10 중량% 이하의 극성 단량체, 바람직하게는 극성 아크릴레이트를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 경화성 전구체 조성물은, 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 또는 2 중량% 이상, 또는 3 중량% 이상의 극성 단량체, 바람직하게는 극성 아크릴레이트를 포함한다.
일부 실시 형태에서, PSA를 생성하는 데 사용되는 경화성 전구체 조성물은, a) 50 내지 99.5 중량%, 또는 60 내지 90 중량%의, 주요 단량체로서의 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르 (여기서, 주요 단량체는 바람직하게는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨); b) 0 내지 50 중량%, 3 내지 40 중량%, 5 내지 35 중량%, 또는 10 내지 30 중량%의, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체, 바람직하게는 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 비-극성 단량체; c) 0 내지 15 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 2 내지 8 중량%, 2 내지 6 중량%, 또는 3 내지 6 중량%의 극성 단량체, 바람직하게는 극성 아크릴레이트; 및 d) 선택적으로, 점착부여 수지(tackifying resin)를 함유하며, 여기서, 모든 중량 백분율은 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
일부 실시 형태에서, PSA를 생성하는 데 사용되는 경화성 전구체 조성물은, a) 주요 단량체로서의 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르 (여기서, 주요 단량체는 바람직하게는 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택됨); b) 0 내지 50 중량%, 3 내지 40 중량%, 5 내지 35 중량%, 또는 10 내지 30 중량%의, 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체, 바람직하게는 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 비-극성 단량체; c) 0 내지 15 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 2 내지 8 중량%, 2.5 내지 6 중량%, 또는 3 내지 6 중량%의 제1 극성 단량체, 바람직하게는 극성 아크릴레이트; d) 선택적으로, 제2 극성 단량체, 바람직하게는 극성 비-아크릴레이트 단량체; 및 e) 선택적으로, 점착부여 수지를 함유하며; 여기서, 모든 중량 백분율은 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
선택적으로, 경화성 전구체 조성물은 하나 이상의 다른 비닐 단량체, 예를 들어 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트); 스티렌 또는 그의 유도체, 예를 들어 알킬 치환된 스티렌 (예를 들어, □-메틸 스티렌); 비닐 할라이드; 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함한다. 그러한 단량체는 극성 또는 비극성일 수 있다. 존재한다면, 이들 비닐 단량체는 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 비닐 단량체는 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량부 이하의 양으로 존재한다. 예를 들어, 비닐 단량체는 4 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 2 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 비닐 단량체는 0 내지 5 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 1 내지 5 중량%, 0 내지 3 중량%, 또는 1 내지 3 중량% 범위의 양으로 존재한다.
점착부여제
경화성 전구체 조성물은 점착부여제 (점착부여 수지로도 칭해짐)를, 전형적으로 경화성 전구체 조성물의 2 내지 30 중량%, 4 내지 20 중량%, 또는 6 내지 12 중량%의 양으로 추가로 포함할 수 있다.
선택적으로, 하나 이상의 점착부여제, 하나 이상의 가소제, 또는 이들의 혼합물이 경화성 전구체 조성물과 조합될 수 있다. 점착부여제 및 가소제는 PSA의 Tg, 저장 모듈러스(storage modulus), 및 두께를 조절하기 위해 유리하게 사용될 수 있다.
경화성 전구체 조성물에 포함된 임의의 점착부여제는 바람직하게는 경화성 전구체 조성물 내의 다른 성분과 혼화성이다. 통상적인 PSA 조성물에 전형적으로 포함된 임의의 점착부여제가 사용될 수 있다. 고체 또는 액체 점착부여제가 첨가될 수 있다. 고체 점착부여제는 일반적으로 중량 평균 분자량 (또는 Mw)이 10,000 g/mol 이하이고 연화점이 약 70℃ 초과이다. 액체 점착부여제는 연화점이 약 0℃ 내지 약 70℃인 점성 재료이다.
점착부여제는 로진 수지, 예를 들어 로진산 및 이의 유도체 (예를 들어, 로진 에스테르); 테르펜 수지, 예를 들어 폴리테르펜 (예를 들어, 알파 피넨계 수지, 베타 피넨계 수지, 및 리모넨계 수지) 및 방향족-개질된 폴리테르펜 수지 (예를 들어, 페놀 개질된 폴리테르펜 수지); 쿠마론-인덴 수지; 및 석유계 탄화수소 수지, 예를 들어 C5-계 탄화수소 수지, C9-계 탄화수소 수지, C5/C9-계 탄화수소 수지 및 다이사이클로펜타다이엔계 수지를 포함한다. 점착부여 수지는, 첨가되는 경우, 수소화되어 특정 감압 접착제 조성물에 대한 그의 색상 기여를 줄일 수 있다. 원한다면, 다양한 점착부여제의 조합이 사용될 수 있다.
로진 에스테르인 점착부여제는 다양한 로진산과 알코올의 반응 생성물이다. 이들은 로진산의 메틸 에스테르, 로진산의 트라이에틸렌 글리콜 에스테르, 로진산의 글리세롤 에스테르, 및 로진산의 펜타에리트리톨 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이들 로진 에스테르는 부분적으로 또는 완전히 수소화되어, 안정성을 향상시키고 감압성 접착제 조성물에 대한 이들의 색상 기여를 줄일 수 있다. 로진 수지 점착부여제는, 예를 들어, 이스트만 케미칼 컴퍼니(Eastman Chemical Company)로부터 상표명 퍼말린(PERMALYN), 스테이벨라이트(STAYBELITE), 및 포랄(FORAL)로, 또한 뉴포트 인더스트리즈(Newport Industries)로부터 상표명 누로즈(NUROZ) 및 누택(NUTAC)으로 구매가능하다. 완전히 수소화된 로진 수지는, 예를 들어, 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 포랄 AX-E로 구매가능하다. 부분적으로 수소화된 로진 수지는, 예를 들어, 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 스테이벨라이트-E로 구매가능하다.
탄화수소 수지에 기초한 점착부여제는 다양한 석유계 공급원료로부터 제조될 수 있다. 이들 공급원료는 지방족 탄화수소 (일부 다른 단량체가 존재하는 주로 C5 단량체, 예를 들어, 트랜스-1,3-펜타다이엔, 시스-1,3-펜타다이엔, 2-메틸-2-부텐, 다이사이클로펜타다이엔, 사이클로펜타다이엔, 및 사이클로펜텐의 혼합물), 방향족 탄화수소 (일부 다른 단량체가 존재하는 주로 C9 단량체, 예를 들어, 비닐 톨루엔, 다이사이클로펜타다이엔, 인덴, 메틸스티렌, 스티렌, 및 메틸인덴의 혼합물), 또는 이들의 혼합물일 수 있다. C5 단량체로부터 유도되는 점착부여제는 C5-계 탄화수소 수지로 지칭되는 한편, C9 단량체로부터 유도되는 점착부여제는 C9-계 탄화수소 수지로 지칭된다. 일부 점착부여제는 C5 단량체와 C9 단량체의 혼합물로부터 유도되거나 C5-계 탄화수소 점착부여제와 C9-계 탄화수소 점착부여제의 블렌드이다. 임의의 이러한 수지를 부분적으로 또는 완전히 수소화하여 그의 색상, 그의 열 안정성, 또는 그의 공정 적합성(process compatibility)을 개선할 수 있다.
C5-계 탄화수소 수지는 미국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 피코택(PICCOTAC) 및 이스토택(EASTOTAC)으로, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 크레이 밸리(Cray Valley)로부터 상표명 윙택(WINGTACK)으로, 미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 네빌 케미칼 컴퍼니(Neville Chemical Company)로부터 상표명 네브택(NEVTAC) LX로, 그리고 대한민국 과천 소재의 코오롱 인더스트리즈 인크.(Kolon Industries, Inc.)로부터 상표명 히코레즈(HIKOREZ)로 구매가능하다. C5-계 탄화수소 수지는 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 이스토택으로 다양한 수소화도(degrees of hydrogenation)로 구매가능하다.
C9-계 탄화수소 수지는 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 피코(PICCO), 크리스트렉스(KRISTLEX), 플라스톨린(PLASTOLYN), 및 피코택, 및 엔덱스(ENDEX)로, 크레이 밸리로부터 상표명 노르솔렌(NORSOLENE)으로, 루트거스 엔.브이.(Ruetgers N.V.)로부터 상표명 노바레즈(NOVAREZ)로, 그리고 코오롱 인더스트리즈 인크.로부터 상표명 히코택(HIKOTAC)으로 구매가능하다. 이들 수지는 부분적으로 또는 완전히 수소화될 수 있다. 수소화 전에, C9-계 탄화수소 수지는 양성자 핵자기 공명에 의해 측정될 때 종종 약 40%가 방향족이다. 수소화된 C9-계 탄화수소 수지는, 예를 들어 이스트만 케미칼로부터 50 내지 100% (예를 들어, 50%, 70%, 90%, 및 100%) 수소화된 상표명 레갈라이트(REGALITE) 및 레갈레즈(REGALREZ)로 구매가능하다. 부분적으로 수소화된 수지는 전형적으로 일부 방향족 고리를 갖는다.
다양한 C5/C9-계 탄화수소 점착부여제가, 아라카와(Arakawa)로부터 상표명 아르콘(ARKON)으로, 제온(Zeon)으로부터 상표명 퀸톤(QUINTONE)으로, 미국 텍사스주 어빙 소재의 엑손 모빌 코포레이션(Exxon Mobile Corp.)으로부터 상표명 에스코레즈(ESCOREZ)로, 그리고 영국 서리 소재의 뉴포트 인더스트리즈로부터 상표명 누레스(NURES) 및 H-레즈(H-REZ)로 구매가능하다.
임의의 점착부여제가 경화성 전구체 조성물의 30 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있다. 점착부여제는 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 또는 12 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있다. 점착부여제의 양은, 예를 들어, 경화성 전구체 조성물의 2 내지 30 중량%의 범위, 3 내지 25 중량%의 범위, 4 내지 20 중량%의 범위, 5 내지 15중량%의 범위, 또는 6 내지 12 중량%의 범위일 수 있다.
가소제
유용한 경화성 전구체 조성물은 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 조성물의 Tg를 감소시키기 위해 사용되며, 바람직하게는 조성물 내의 다른 성분, 예를 들어 경화성 전구체 조성물 및 임의의 선택적인 점착부여제와 상용성이다 (즉, 혼화성이다). 적합한 가소제에는 다양한 폴리알킬렌 옥사이드 (예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드), 아디프산 에스테르, 포름산 에스테르, 인산 에스테르, 벤조산 에스테르, 프탈산 에스테르, 설폰아미드, 또는 나프텐계 오일이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
가교결합제
경화성 전구체 조성물은 가교결합제 (가교결합 제제로도 지칭됨)를 추가로 포함할 수 있다.
가교결합제는 에틸렌계 불포화 기를 갖는 제2 단량체로 간주될 수 있다. 유리하게는, 가교결합제는 제공되는 PSA의 응집 강도 및 인장 강도를 현저히 증가시킬 수 있다. 가교결합제는 일반적으로 제1 단량체 또는 다른 단량체와 공유 결합할 수 있는 적어도 2개의 작용기를 갖는다. 즉, 가교결합제는 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 가질 수 있다. 적합한 가교결합제는 종종 다수의 (메트)아크릴로일 기를 갖는다. 대안적으로, 가교결합제는 다른 단량체 상의 다양한 작용기 (즉, 에틸렌계 불포화 기가 아닌 작용기)와 반응할 수 있는 적어도 2개의 기를 가질 수 있다. 예를 들어, 가교결합제는 다른 단량체 상의 산성 기와 같은 작용기와 반응할 수 있는 다수의 기를 가질 수 있다.
다수의 (메트)아크릴로일 기를 갖는 가교결합제는 다이(메트)아크릴레이트, 트라이(메트)아크릴레이트, 테트라(메트)아크릴레이트, 및 펜타(메트)아크릴레이트를 포함한다. 이들 가교결합제는, 예를 들어 (메트)아크릴산을 다가 알코올 (즉, 적어도 2개의 하이드록실 기를 갖는 알코올)과 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 다가 알코올은 종종 2개, 3개, 4개, 또는 5개의 하이드록실 기를 갖는다. 가교결합제의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
선택적으로, 가교결합제는 적어도 2개의 (메트)아크릴로일 기를 함유한다. 2개의 아크릴로일 기를 갖는 예시적인 가교결합제에는 1,2-에탄다이올 다이아크릴레이트, 1,3-프로판다이올 다이아크릴레이트, 1,9-노난다이올 다이아크릴레이트, 1,12-도데칸다이올 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 부틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 공중합체 다이아크릴레이트, 폴리부타다이엔 다이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 글리세린 트라이(메트)아크릴레이트, 및 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트 개질된 카프로락톤이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
3개 또는 4개의 (메트)아크릴로일 기를 갖는 가교결합제에는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 미국 조지아주 스미르나 소재의 사이텍 인더스트리즈, 인크.(Cytec Industries, Inc.)로부터 상표명 TMPTA-N으로, 그리고 사토머로부터 상표명 SR-351로 구매가능함), 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-444로 구매가능함), 트리스(2-하이드록시에틸아이소시아누레이트) 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-368로 구매가능함), 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트와 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트의 혼합물 (예를 들어, 사이텍 인더스트리즈, 인크.로부터, 테트라아크릴레이트 대 트라이아크릴레이트의 대략 1:1 비를 갖는 상표명 페티아(PETIA)로, 그리고 테트라아크릴레이트 대 트라이아크릴레이트의 대략 3:1 비를 갖는 상표명 페타(PETA)-K로 구매가능함), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-295로 구매가능함), 다이-트라이메틸올프로판 테트라아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-355로 구매가능함) 및 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-494로 구매가능함)가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 5개의 (메트)아크릴로일 기를 갖는 예시적인 가교결합제에는 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 (예를 들어, 사토머로부터 상표명 SR-399로 구매가능함)가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 가교결합제는 중합체성이며 적어도 2개의 (메트)아크릴로일 기를 함유한다. 예를 들어, 가교결합제는 적어도 2개의 아크릴로일 기를 갖는 폴리(알킬렌 옥사이드) (예를 들어, SR210, SR252, 및 SR603과 같이 사토머로부터 구매가능한 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트) 또는 적어도 2개의 (메트)아크릴로일 기를 갖는 폴리(우레탄) (예를 들어, 사토머로부터의 CN9018과 같은 폴리우레탄 다이아크릴레이트)일 수 있다. 가교결합제의 분자량이 증가함에 따라, 생성되는 아크릴 공중합체는 파단 전의 연신율이 더 높은 경향이 있다.
다른 유형의 가교결합제가 이용가능하다. 가교결합제는, 예를 들어, 다른 제2 단량체 상의 산성 기와 같은 작용기와 반응하는 다수의 기를 가질 수 있다. 다수의 아지리디닐 기를 갖는 단량체가 사용될 수 있으며, 그러한 단량체는 카르복실 기와 반응성이다. 예를 들어, 가교결합제는 미국 특허 제6,777,079호 (조우(Zhou) 등)에 기재된 바와 같은 비스-아미드 가교결합제일 수 있다.
가교결합은, 자외광 또는 가시광과 같은 화학 방사선에 의해 작동되거나 촉진될 수 있다. 이러한 경우에, 광가교결합제 (예를 들어, UV 광가교결합제)가 첨가될 수 있다. 이러한 광가교결합제는 탄성중합체 재료 (예를 들어, 공중합성 벤조페논)를 형성하는 데 사용되는 다양한 단량체와 공중합가능할 수 있거나, 중합 후에 첨가될 수 있다. 중합 후에 첨가되는 적합한 광가교결합제에는, 예를 들어, 다작용성 벤조페논 및 트라이아진 (예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니로부터의 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-트라이아진인 XL-330)이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 열 가교결합제가 사용될 수 있다. 선택적으로 열 가교결합제는 가속제 또는 지연제와 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 열 가교결합제는 아이소시아네이트, 더 특히 블로킹제가 없는 삼량체화 아이소시아네이트 및/또는 입체 장애 아이소시아네이트, 또는 에폭사이드 화합물, 예를 들어 에폭사이드-아민 가교결합제 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 유리한 가교결합제 시스템 및 방법은, 예를 들어, 유럽 특허 공개 EP 2305389호 (프렌첼(Prenzel) 등), EP 2414143호 (체르워나티스(Czerwonatis) 등), EP 2192148호 (프렌첼 등), EP 2186869호 (그리트너(Grittner) 등), EP 0752435호 (부르마이스터(Burmeister) 등), EP1802722호 (조엘르너(Zoellner) 등), EP 1791921호 (조엘르너 등), EP 1791922호 (조엘르너 등), 및 EP 1978069호 (조엘르너 등)에 기재되어 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 가속제 및 지연제 시스템은, 예를 들어, 미국 특허 제9,200,129호 (체르워나티스 등)에 기재되어 있다. 열 가교결합제에는 에폭시사이클로헥실 유도체, 및 특히 에폭시사이클로헥실 카르복실레이트 유도체가 포함되며, 사이텍 인더스트리즈 인크.로부터 상표명 우바큐어(UVACURE) 1500으로 구매가능한 (3,4-에폭시사이클로헥산)메틸 3,4-에폭시사이클로헥실카르복실레이트가 특히 바람직하다.
존재한다면, 가교결합제는 임의의 적합한 양으로 사용될 수 있다. 일부 태양에서, 가교결합제는 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 양으로 존재한다. 가교결합제는, 예를 들어, 0.01 중량% 이상, 0.03 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.07 중량% 이상, 또는 0.09 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 일부 태양에서, 가교결합제는 0 내지 5 중량%, 0.01 내지 5 중량%, 0.05 내지 5 중량%, 0 내지 3 중량%, 0.01 내지 3 중량%, 0.05 내지 3 중량%, 0 내지 1 중량%, 0.01 내지 1 중량% 또는 0.05 내지 1 중량%의 범위의 양으로 존재한다.
열, 수분, 또는 감광성 가교결합제 이외에, 가교결합은 또한 감마 또는 전자 빔 방사선과 같은 고에너지 전자기 방사선을 사용하여 달성될 수 있다.
개시제
개시제는 전형적으로 경화성 전구체 조성물을 형성하는 데 사용되는 다양한 단량체에 첨가된다. 중합 개시제는 열 개시제, 광개시제 또는 둘 모두일 수 있다. 자유 라디칼 중합 반응에 대해 알려진 임의의 적합한 열 개시제 또는 광개시제가 사용될 수 있다. 개시제는 전형적으로 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 범위, 0.01 내지 2 중량%의 범위, 0.01 내지 1 중량%의 범위, 또는 0.01 내지 0.5 중량%의 범위의 양으로 존재한다.
일부 실시에서, 열 개시제가 사용된다. 열 개시제는, 사용되는 특정 중합 방법에 따라, 수용성 또는 수-불용성 (즉, 유용성(oil-soluble))일 수 있다. 적합한 수용성 개시제에는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨, 및 이들의 혼합물과 같은 과황산염; 산화환원 개시제, 예를 들어 과황산염과 환원제, 예를 들어 메타중아황산염 (예를 들어, 메타중아황산나트륨) 또는 중황산염 (예를 들어, 중황산나트륨)의 반응 생성물; 또는 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄산) 및 이의 가용성 염 (예를 들어, 나트륨, 칼륨)이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 적합한 유용성 개시제에는 2,2'-아조비스(2-메틸부탄 니트릴)인 바조(VAZO) 67, 2,2'-아조비스(아이소부티로니트릴)인 바조 64, 및 (2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴)인 바조 52를 포함하는, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 컴퍼니(E. I. DuPont de Nemours Co.)로부터 상표명 바조로 구매가능한 것과 같은 다양한 아조 화합물; 및 벤조일 퍼옥사이드, 사이클로헥산 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 및 이들의 혼합물과 같은 다양한 퍼옥사이드가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
대안적으로, 광개시제가 경화성 전구체 조성물을 경화시키기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 광개시제에는 벤조인 에테르 (예를 들어, 벤조인 메틸 에테르 또는 벤조인 아이소프로필 에테르) 또는 치환된 벤조인 에테르 (예를 들어, 아니소인 메틸 에테르)가 포함된다. 다른 예시적인 광개시제는 치환된 아세토페논, 예를 들어, 2,2-다이에톡시아세토페논 또는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논 (바스프 코포레이션 (BASF Corp.; 독일 루트비히스하펜 소재)으로부터 상표명 이르가큐어(IRGACURE) 651로 또는 사토머 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재)로부터 상표명 에사큐어(ESACURE) KB-1로 구매가능함)이다. 또 다른 예시적인 광개시제는 치환된 알파-케톨, 예를 들어 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 방향족 설포닐 클로라이드, 예를 들어 2-나프탈렌설포닐 클로라이드, 및 광활성 옥심, 예를 들어 1-페닐-1,2-프로판다이온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심이다. 다른 적합한 광개시제에는, 예를 들어, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 (이르가큐어 184), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 (이르가큐어 819), 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온 (이르가큐어 2959), 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄온 (이르가큐어 369), 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 (이르가큐어 907), 및 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온 (다로큐르(DAROCUR) 1173)이 포함된다.
사슬 전달제
선택적이지만, 경화성 전구체 조성물은 생성되는 탄성중합체 재료의 분자량을 제어하기 위해 사슬 전달제를 함유할 수 있다. 유용한 사슬 전달제의 예에는 사브롬화탄소, 알코올, 아이소옥틸티오글리콜레이트와 같은 메르캅탄, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 사용되는 경우, 중합성 혼합물은 경화성 전구체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 중량 이하의 사슬 전달제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합성 혼합물은 0.01 내지 0.5 중량%, 0.05 내지 0.5 중량%, 또는 0.05 내지 0.2 중량%의 사슬 전달제를 함유할 수 있다.
다른 선택적인 첨가제
제공된 PSA는 상기에 기재된 바와 같은 중공 비-다공성 미립자 충전제 재료 이외에 하나 이상의 추가적인 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 충전제 재료는 중공 비-다공성 미립자 충전제 재료와 배합하기 전에 또는 배합한 후에 경화성 전구체 조성물에 추가로 첨가될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 충전제 재료의 전형적인 예에는 팽창된 펄라이트, 미소구체, 팽창성 미소구체, 세라믹 구체, 제올라이트, 점토 충전제, 유리 비드, 중공 무기 비드, 실리카 유형 충전제, 소수성 실리카 유형 충전제, 친수성 실리카 유형 충전제, 건식 실리카, 섬유, 특히 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 실리카 섬유, 세라믹 섬유, 전기 및/또는 열 전도 입자, 및 이들의 임의의 조합이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 PSA 조립체의 특정 태양에서, 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층은 중공 비-다공성 미립자 충전제를 추가로 포함할 수 있는데, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면에는 바람직하게는 소수성 표면 개질이 제공된다. 그러한 충전제는 PSA 조립체의 기계적 안정성을 증가시키도록 유리하게 사용될 수 있으며 그의 전단 및 박리력 저항을 또한 증가시킬 수 있다.
건식 실리카 입자는 상기에 기재된 바와 같은 중공 비-다공성 미립자 충전제와 조합하여 유리하게 사용될 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 임의의 원하는 특성을 달성하도록 다른 첨가제가 선택적으로 PSA 조립체의 임의의 층에 포함될 수 있다. 그러한 첨가제에는 안료, 강인화제(toughening agent), 강화제, 난연제, 산화방지제, 및 다양한 안정제가 포함된다.
중합 방법
PSA 조성물은 용액, 벌크 (즉, 용매를 거의 또는 전혀 사용하지 않음), 분산, 유화, 및 현탁 공정을 포함하는 다양한 통상적인 자유 라디칼 중합 방법에 의해 제조될 수 있다. 사용되는 특정 방법은 최종 PSA 물품 또는 조립체의 사용에 따라 좌우될 수 있다. 경화성 전구체 조성물의 반응 생성물은 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 또는 일부 혼성 구조일 수 있다.
사용되는 중합 방법에 기초하여, 경화성 전구체 조성물은 유기 용매를 포함할 수 있거나, 또는 이 조성물에는 유기 용매가 없을 수 있거나 본질적으로 없을 수 있다. 문맥에 따라, "유기 용매가 본질적으로 없는"은 유기 용매가 경화성 전구체 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만의 양으로 존재함을 의미할 수 있다. 유기 용매가 경화성 전구체 조성물에 포함되는 경우, 그 양은 종종 원하는 점도를 제공하도록 선택된다. 적합한 유기 용매의 예에는 메탄올, 테트라하이드로푸란, 에탄올, 아이소프로판올, 헵탄, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 및 이들의 임의의 조합 또는 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 PSA 조립체의 PSA 층(들)을 위한 경화성 전구체 조성물(들)을 제조하는 일부 방법에서는, 단량체를 함유하는 경화성 전구체 조성물은 부분적으로 중합되어, 그의 점도를 점성 시럽의 점도로 증가시킨다. 일반적으로, 주요 단량체 및 다른 임의의 단량체는 자유 라디칼 중합 개시제의 일부분과 혼합된다. 첨가되는 개시제의 유형에 따라, 혼합물은 전형적으로 화학 방사선 또는 열에 노출되어 1가 단량체 (즉, 단일 에틸렌계 불포화 기를 갖는 단량체)를 부분적으로 중합한다. 이어서, 가교결합제 및 개시제의 임의의 잔여부를 부분적으로 중합된 시럽-유사 재료에 첨가할 수 있다. 이 단계에서, 미립자 충전제, 및 선택적으로, 점착부여제 및/또는 가소제가 또한 부분적으로 중합된 재료와 조합될 수 있다. 생성되는 혼합물은 지지체 (예를 들어, 이형 라이너) 또는 다른 층 (예를 들어, 중합체 폼 층) 상에 코팅 조성물로서 더욱 용이하게 적용될 수 있다. 이어서, 코팅 층을 (광개시제가 존재하는 경우) 화학 방사선에, 또는 (열 개시제가 존재하는 경우) 열에 노출시킬 수 있다. 화학 방사선 또는 열에 대한 노출은 전형적으로 코팅 조성물 내의 경화성 전구체 조성물의 추가의 반응을 야기한다.
제공되는 PSA는 저장 모듈러스가 25℃에서 300,000 파스칼 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, PSA의 저장 모듈러스는 25℃에서 200,000 파스칼 이하, 100,000 파스칼 이하, 50,000 파스칼 이하, 또는 25,000 파스칼 이하이다. 일부 실시 형태에서, 저장 모듈러스는 25℃에서 10,000 파스칼 이하, 9,000 파스칼 이하, 8,000 파스칼 이하, 또는 7,500 파스칼 이하일 수 있다.
제조 방법
본 발명은 또한 적어도 하나의 PSA 층을 포함하는 PSA 조립체의 제조 방법에 관한 것으로, 이 방법은
a) 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산 (또는 이들의 혼합물)을 포함하는 표면-개질제를 혼합하여 경화성 전구체 조성물을 제공하고, 중공 비-다공성 미립자 충전제의 표면에 소수성 표면 개질이 제공되게 하는 단계; 및
b) 경화성 전구체 조성물을 경화시켜 적어도 하나의 PSA 층을 제공하는 단계를 포함한다.
PSA 조립체의 이러한 제조 방법의 특정 태양에 따르면, 제1 PSA 층의 액체 전구체를 기재 상에 침착하고, 이어서, 바람직하게는 화학 방사선, e-빔 방사선을 사용하여, 또는 열 경화에 의해 경화시킨다.
이러한 방법의 예시적인 태양에 따르면, 제1 PSA 층 및 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층을 개별적으로 제조하고 후속하여 서로 라미네이팅한다.
이러한 방법의 대안적인 예시적인 태양에 따르면, 제2 PSA 층 및/또는 제3 PSA 층의 액체 전구체를 제1 PSA 층의 액체 전구체 상에 중첩한 후에, 특히 화학 방사선, 예를 들어, UV, γ (감마) 또는 e-빔 방사선을 사용하여, 또는 열 경화에 의해 경화시킨다. 이 방법은 국제특허 공개 WO 2011/094385호 (쿠에네베크(Kuehneweg) 등)에 충분히 상세하게 기재된다.
그러나, PSA 조립체의 제조는 상술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, PSA 조립체는 공압출, 용매계 방법 또는 또한 이들의 조합에 의해 생성될 수 있다.
응용
본 발명의 PSA 조립체를 임의의 다양한 기재 상에 코팅하거나 달리 적용하여 접착제-코팅된 물품을 생성할 수 있다. 잠재적인 기재는 특별히 제한되지 않는다. 기재는 가요성이거나 비가요성일 수 있으며, 중합체 재료, 유리 또는 세라믹 재료, 금속, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 적합한 중합체 기재에는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르 (폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리카르보네이트, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 및 에틸 셀룰로오스로부터 제조되는 것과 같은 중합체 필름이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 폼 배킹이 사용될 수 있다. 다른 기재의 예에는 금속, 예를 들어 스테인리스 강, 금속 또는 금속 산화물 코팅된 중합체 재료, 금속 또는 금속 산화물 코팅된 유리 등이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 PSA 조립체는 그러한 조립체를 사용하는 것으로 통상적으로 공지된 임의의 물품, 예를 들어, 라벨, 테이프, 사인(sign), 커버, 마킹 인덱스(marking index), 디스플레이 부품, 터치 패널 등에 사용될 수 있다. 미세복제된(microreplicated) 표면을 갖는 가요성 배킹 재료가 또한 고려된다.
PSA 조립체는 특정 기재에 적절하도록 변경된 임의의 통상적인 코팅 기술을 사용하여 기재 상에 코팅/적용될 수 있다. 예를 들어, PSA 조립체는 롤러 코팅, 유동 코팅, 딥(dip) 코팅, 스핀 코팅, 분무 코팅 나이프 코팅, 및 다이 코팅과 같은 방법에 의해 다양한 고체 기재에 적용/코팅될 수 있다. 이러한 다양한 코팅 방법은 PSA 조립체가 가변 두께로 기재 상에 배치되게 하므로, 조립체의 더욱 광범위한 용도를 가능하게 한다.
제공되는 PSA 조립체는 저 표면 에너지 (LSE) 기재에 대해 강한 접착 접합을 형성할 수 있다. 그러한 기재에는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 또는 HDPE), 폴리프로필렌의 블렌드 (예를 들어, PP/EPDM, TPO)가 포함된다. 상이한 기재의 표면 상에 배치된, 오일 잔류물과 같은 잔류물, 또는 페인트와 같은 필름으로 인해 다른 기재가 또한 저 표면 에너지의 특성을 가질 수 있다.
제공되는 PSA의 사용은 저 표면 에너지 기재에 한정되지 않는다. PSA 조립체는, 예를 들어, 폴리아미드 6 (PA6), ABS, PC/ABS 블렌드, PC, PVC, PA, PUR, TPE, POM, 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 클리어 코트 표면, 특히 승용차와 같은 차량 또는 산업 응용에서의 코팅 표면을 위한 클리어 코트, 및 섬유 강화 플라스틱과 같은 복합 재료와 같은 중간 표면 에너지 (MSE) 기재에 잘 접합할 수 있다.
제공되는 PSA 조립체는, 예를 들어, 세라믹, 유리, 및 금속과 같은 고 표면 에너지 (HSE) 기재에 대해 강력한 접착 접합을 또한 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 저 표면 에너지 기재, 중간 표면 에너지 기재 및/또는 고 표면 에너지 기재에 대한 접합을 위한, 상기에 기재된 바와 같은 PSA 조립체의 용도에 관한 것이다.
PSA 조립체가 적용될 수 있는 기재는 일반적으로 이용될 수 있는 응용에 따라 좌우된다. 예를 들어, PSA 조립체는, 특히 그의 제2 및/또는 제3 PSA 층을 통해, 시팅 제품 (예를 들어, 장식용 그래픽 및 반사 제품), 라벨 스톡(stock), 및 테이프 배킹에 적용될 수 있다. 부가적으로, PSA 조립체를 금속 패널 (예를 들어, 자동차 패널) 또는 유리창과 같은 다른 기재 상에 직접 적용하여, 또 다른 기재 또는 물체를 상기 패널 또는 창에 부착할 수 있다. 따라서, 본 발명의 PSA 조립체는 자동차 제조 산업 (예를 들어, 외장 트림 부품의 부착용 또는 웨더스트립(weatherstrip)용)에서, 건설 산업에서, 또는 태양 패널 제조 산업에서 특히 유용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 추가적으로 산업 응용을 위한, 특히 건설 및 자동차 응용에 사용되는 아크릴 폼 테이프로서의 상기에 기재된 바와 같은 PSA 조립체의 용도에 관한 것이다.
PSA 조립체는 또한 PSA 전사 테이프의 형태로 제공될 수 있는데, 여기서 PSA 조립체의 적어도 하나의 층은 추후에 영구적인 기재에 대한 적용을 위하여 이형 라이너 상에 배치된다. PSA 조립체는 또한 단면 코팅 또는 양면 코팅 테이프로서 제공될 수 있는데, 여기서 PSA 조립체는 배킹 상에 영구적으로 배치된다. 배킹은 플라스틱 (예를 들어, 이축 배향된 폴리프로필렌을 포함하는 폴리프로필렌, 비닐, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르), 부직물 (예를 들어, 종이, 천, 부직 스크림), 금속 포일, 폼 (예를 들어, 폴리아크릴, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 네오프렌)으로부터 제조될 수 있다. 중합체 폼은 쓰리엠 컴퍼니, 볼테크(Voltek), 세키스이(Sekisui)와 같은 다양한 공급처로부터 구매가능하다. 중합체 폼 층은 PSA 조립체가 중합체 폼 층의 일면 또는 양면 상에 있는 공압출된 시트로서 형성될 수 있거나, 또는 PSA 조립체가 중합체 폼 층에 라미네이팅될 수 있다.
PSA 조립체가 기재에 라미네이팅되는 경우, 접착력을 개선하도록 기재의 표면을 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 처리는 전형적으로 PSA 조립체 내의 재료의 속성 및 기재의 속성에 기초하여 선택되며 프라이머 및 표면 개질 (예를 들어, 코로나 처리 및 표면 연마)을 포함한다.
단면 테이프의 경우에, PSA 조립체는 배킹 재료의 한쪽 표면에 적용되고 적합한 이형 재료가 배킹 재료의 반대편 표면에 적용된다. 이형 재료는 공지되어 있으며, 예를 들어 실리콘, 폴리올레핀, 폴리카르바메이트, 및 폴리아크릴과 같은 재료를 포함한다. 양면 코팅 테이프의 경우에, PSA 조립체는 배킹 재료의 한쪽 표면에 적용되고 PSA 조립체가 배킹 재료의 반대편 표면 상에 배치된다. 양면 코팅 테이프는 종종 이형 라이너 상에 유지된다.
총망라하고자 의도됨이 없이, 추가의 비제한적인 실시 형태가 하기와 같이 열거된다:
1. 감압 접착제를 위한 경화성 전구체 조성물로서,
알킬 (메트)아크릴레이트; 중공 비-다공성 미립자 충전제; 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 포함하는, 경화성 전구체 조성물.
2. 실시 형태 1의 경화성 전구체 조성물로서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 중공 유리 미소구체로 이루어진다.
3. 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 경화성 전구체 조성물로서, 표면-개질제는 하기 화학 구조를 갖는다:
(R1-O)m(R2)pSi-[(O-Si(OR1)q(R2)2-q)x-Si(O-R1)m(R2)3-m]r
(여기서, R1은 독립적으로 알킬이고, R2는 독립적으로 소수성 모이어티이고, m은 0 내지 3의 범위이고, p는 0 내지 3의 범위이고, q는 0 내지 2의 범위이고, r은 0 내지 4의 범위이고, x는 0 내지 9의 범위이고, 합계 m+p+r은 4이고, 적어도 하나의 R1 및 적어도 하나의 R2가 존재함).
4. 실시 형태 3의 경화성 전구체 조성물로서, R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다.
5. 실시 형태 4의 경화성 전구체 조성물로서, R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다.
6. 실시 형태 5의 경화성 전구체 조성물로서, R1은 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖는다.
7. 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 경화성 전구체 조성물로서, 소수성 모이어티 R2는 포화, 불포화, 선형, 분지형 및 환형 알킬, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
8. 실시 형태 7의 경화성 전구체 조성물로서, 소수성 모이어티는 1 내지 100개의 탄소 원자를 갖는다.
9. 실시 형태 8의 경화성 전구체 조성물로서, 소수성 모이어티는 1 내지 50개의 탄소 원자를 갖는다.
10. 실시 형태 9의 경화성 전구체 조성물로서, 소수성 모이어티는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는다.
11. 실시 형태 10의 경화성 전구체 조성물로서, 소수성 모이어티는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는다.
12. 실시 형태 3 내지 실시 형태 11 중 어느 하나의 경화성 전구체 조성물로서, R2는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실, 이들의 플루오르화된 유도체, 및 트라이데카플루오로-1,2,2,2-테트라하이드로옥틸로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
13. 실시 형태 12의 경화성 전구체 조성물로서, R2는 메틸, 프로필, n-옥틸, 및 헥사데실로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
14. 실시 형태 1 내지 실시 형태 13 중 어느 하나의 경화성 전구체 조성물을 경화시켜 얻어지는, 감압 접착제 조성물.
15. 배킹 층; 및 배킹 층 상에 배치된 실시 형태 14의 감압 접착제 조성물을 포함하는 제1 감압 접착제 층
을 포함하는, 감압 접착제 조립체.
16. 실시 형태 15의 감압 접착제 조립체로서, 제1 감압 접착제 층은 중합체 폼 층이다.
17. 실시 형태 15 또는 실시 형태 16에 따른 감압 접착제 조립체로서, 제1 감압 접착제 층의 하나 또는 둘 모두의 주 표면 상에 배치된 제2 감압 접착제 층을 추가로 포함한다.
18. 실시 형태 17의 감압 접착제 조립체로서, 감압 접착제 조립체는 스킨/코어 다층 감압 접착제 조립체의 형태이며, 제1 감압 접착제 층은 다층 감압 접착제 조립체의 코어 층이고 제2 감압 접착제 층은 다층 감압 접착제 조립체의 스킨 층이다.
19. 실시 형태 15 내지 실시 형태 18 중 어느 하나의 감압 접착제 조립체로서, 제2 감압 접착제 층은 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리아민, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아이소부틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐, 폴리비닐피롤리돈, 천연 고무, 합성 고무, 및 이들의 공중합체 및 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 베이스 재료를 포함한다.
20. 실시 형태 19의 감압 접착제 조립체로서, 제2 감압 접착제 층은 폴리아크릴레이트를 포함하며, 폴리아크릴레이트의 주요 단량체 성분은 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 포함한다.
21. 실시 형태 20의 감압 접착제 조립체로서, 제2 감압 접착제 층은 선형 또는 분지형 알킬 기를 갖는 비-극성 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 포함한다.
22. 실시 형태 21의 감압 접착제 조립체로서, 선형 또는 분지형 알킬 기는 1 내지 32개의 탄소 원자를 갖는다.
23. 실시 형태 22의 감압 접착제 조립체로서, 선형 또는 분지형 알킬 기는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다.
24. 실시 형태 23의 감압 접착제 조립체로서, 선형 또는 분지형 알킬 기는 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다.
25. 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 혼합하여 경화성 전구체 조성물을 제공하는 단계; 및 경화성 전구체 조성물을 경화시켜 감압 접착제를 제공하는 단계를 포함하는, 감압 접착제의 제조 방법.
26. 실시 형태 25의 방법으로서, 표면-개질제는 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 3 중량%의 양으로 존재한다.
27. 실시 형태 26의 방법으로서, 표면-개질제는 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.
28. 실시 형태 27의 방법으로서, 표면-개질제는 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.3 중량% 내지 1.5 중량%의 양으로 존재한다.
29. 실시 형태 25 내지 실시 형태 28 중 어느 하나의 방법으로서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 경화성 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 6 중량% 내지 14 중량%의 양으로 존재한다.
30. 실시 형태 29의 방법으로서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 경화성 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 8 중량% 내지 13 중량%의 양으로 존재한다.
31. 실시 형태 30의 방법으로서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 경화성 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 10 중량% 내지 12 중량%의 양으로 존재한다.
실시예
본 발명의 목적 및 이점이 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에서 언급된 특정 재료 및 그의 양뿐만 아니라 다른 조건 및 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
달리 언급되지 않는 한, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.
[표 1]
Figure pct00001
시험 방법
테이프 접착 성능 ("90° 박리 시험")
기재를 아이소프로필 알코올 수용액 (50:50 vol/vol)으로 적신 서패스(SURPASS) 페이셜 티슈 (킴벌리-클라크(Kimberly-Clark))로 세정한 다음 건조되게 두었다. 각각의 감압 접착제 조립체로부터 테이프 스트립 (1 인치 × 4 인치, 약 2.5 cm × 약 10 cm)을 절단해 내고, 한 쪽 면을 양극산화된 알루미늄 포일로 배킹하고 다른 쪽 면을 프라이밍된 표면 상에 놓은 다음, 1분당 12 인치 (약 30 cm)로 움직이는 15 파운드 (6.8 ㎏) 롤러 아래에서 2번 하향 가압하였다. 실온에서 72시간 방치한 후에 90° 박리 강도를 평가하였는데, 이때 양극산화된 알루미늄 포일 배킹을 1분당 12 인치 (약 30 cm)로 기재에 대해 수직으로 잡아당긴다. 평균 박리력을 파괴 모드와 함께 기록하였다. 파괴 모드 "fs"는 시험 동안 폼 테이프 내의 응집 파괴를 나타내고, "cp"는 테이프가 표면으로부터 깨끗하게 박리되고 테이프가 시험 동안 응집 파괴되지 않은 것을 의미하고, "mix"는 시험 동안 fs 파괴 모드와 cp 파괴 모드의 혼합이 관찰됨을 나타낸다. 접착 성능 시험 기재의 목록이 다음과 같다:
접착 성능 시험 기재
Figure pct00002
테이프 유지력 ("정적 전단 시험")
스테인리스 강 패널을, 용매로 적신 서패스 페이셜 티슈(킴벌리-클라크)로 5회 - 먼저 에틸 아세테이트로, 이어서 아이소프로필 알코올 수용액 (50:50 vol/vol)으로, 그리고 이어서 3회 아세톤으로 - 세정하고; 이어서 건조되게 두었다. 각각의 감압 접착제 조립체로부터 테이프 스트립 (0.5 인치 × 1 인치, 약 1.3 cm × 약 2.5 cm)을 절단해 내고, 2개의 편평한 폴리싱된 스테인리스 강 패널 사이에 장착하고, 1 ㎏ 질량 하에서 15분 동안 가압하고, 이 조립체를 158°F (70℃) 오븐 내에서 하나의 스테인리스 강 패널에 매달고, 10분 동안 평형을 이루게 한 다음, 500 g 질량을 다른 패널에 부착하고 타이머를 시작하였다. 파괴까지의 시간 및 파괴 모드를 기록하였다. 10,000분 후에 여전히 남아 있는 접합을 손상되지 않은 것(intact)으로 기록하고 >10,000분으로 표시하였다.
제조예 1 (PE-1): 경화성 전구체 조성물의 제조를 위한 프리믹스
96부의 IOA, 4부의 AA, 및 0.04부의 IRG651을 혼합하고; 혼합물 및 헤드스페이스를 질소로 불활성화하고; 혼합물을 교반하고 약 2500 cP의 점도에 도달할 때까지 0.3 mW/㎠로 조사하고; 이어서 공기 퍼지(purge)로 켄칭(quenching)하여, IOA/AA 부분 중합된 시럽을 제조하였다. P-125를 등량의 EHA 중에 용해시켜, EHA 중 P-125의 50 중량% 용액을 별도로 제조하였다. 1부의 HDDA를 9부의 EHA 중에 희석하여, EHA 중 HDDA의 10 중량% 용액을 별도로 제조하였다. 표 2에 열거된 성분들을 조합하고 균질해질 때까지 부드럽게 혼합하였다. PE-1은 0.08 phr HDDA, 0.20 phr IRG651, 및 12.5 phr P-125를 포함한다. 용어 "phr"은 "IOA+EHA+AA 100 중량부당 총 부"를 지칭하며; 이 경우에, IOA+EHA+AA는 IOA/AA 시럽의 중량, EHA의 중량, AA의 중량, 0.5 * P-125 용액 중량, 및 0.9 * HDDA 용액의 중량의 합계이다.
[표 2]
Figure pct00003
제조예 2 (PE-2): 경화성 전구체 조성물의 제조를 위한 프리믹스
처음 3가지 성분 (IOA/AA 시럽, EHA, AA)을 등량 (188.12 그램)의 IOA/EHA/AA 부분 중합된 시럽으로 대체한 점을 제외하고는, PE-1에 따라 PE-2를 제조하였다. 부분 중합된 IOA/EHA/AA 시럽은 79.8부의 IOA, 15.6부의 EHA, 4.6부의 AA, 및 0.04부의 IRG651을 혼합하고; 혼합물 및 헤드스페이스를 질소로 불활성으로 만들고; 혼합물을 교반하고 약 2500 cP의 점도에 도달할 때까지 0.3 mW/㎠로 조사하고; 이어서 공기 퍼지로 켄칭하여 제조하였다.
제조예 3 (PE-3) 감압 접착제 스킨 제조용
미국 특허 출원 공개 제2014/0044457호 '고 Tg 공중합체 HTG1의 제조'에 따라 고 Tg 아크릴 공중합체를 제조하였다. 미국 특허 출원 공개 제2014/0044457호 '저 Tg 아크릴 시럽 (S1-S5)의 제조'에 따라 그러나 83.75부의 EHA, 3.75부의 AA, 및 12.50부의 IBOA를 사용하여 저 Tg 아크릴 시럽을 제조하였다. P140을 P-125로 대체하고 상기 고 Tg 아크릴 공중합체, 상기 저 Tg 아크릴 시럽, 및 P-125를 표 3에 나타낸 비로 사용한 점을 제외하고는, 미국 특허 출원 공개 제2015/0044457호, 실시예 6에 따라 PE-3 감압 접착제 스킨을 제조하였다.
[표 3]
Figure pct00004
실시예 1 (EX-1): 올리고실록산 개질제를 포함하는 경화성 전구체 조성물
성분들의 양이 표 4에 요약되어 있다. 따라서, PE-1의 56.85 그램 분량에 5.0 그램의 에어로실 R972 및 0.70 그램의 DS-9896을 첨가하고, 이 혼합물을 따뜻하고 (약 43℃) 균질해질 때까지 3분 동안 톱니형 블레이드로 격렬하게 교반하고, 이어서 부드럽게 혼합하면서 8.00 그램의 K15 유리 버블을 첨가하였다.
[표 4]
Figure pct00005
비교예 1 (CE-1)
성분들의 양이 표 4에 요약되어 있다. CE-1의 경우, 5.0 g의 에어로실 R972를 56.85 그램의 PE-1에 첨가하고, 이 혼합물을 따뜻하고 (약 43℃) 균질해질 때까지 3분 동안 톱니형 블레이드로 격렬하게 교반하고, 이어서 부드럽게 혼합하면서 8.00 그램의 실란 처리된 sK15 유리 버블을 첨가하였다.
비교예 2 (CE-2)
표 4에 요약된 바와 같이, K15 유리 버블을 sK15 실란 처리된 유리 버블 대신에 사용한 점을 제외하고는, CE-1에 대해서와 절차가 동일하였다.
실시예 2 (EX-2): K15 유리 버블 및 올리고실록산 개질제를 포함하는 경화된 조성물
EX-1로부터의 생성된 혼합물을 하룻밤 천천히 텀블링한 다음, 실리콘-코팅된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 이형 라이너 필름들 사이에 43 밀 (약 1.1 mm) 두께로 캐스팅하였다. 이어서, 캐스팅된 혼합물에 UV 광을 1.5 mW/㎠로 190초 동안 조사한 후에, 8.0 W/㎠로 230초 동안 조사하였다. 이어서, 생성된 경화된 코어를 (PET 이형 라이너의 제거 후에) PE-3 감압 접착제 스킨 (PET 이형 라이너 상에 제조됨)에 양면으로 라미네이팅하였다. 90° 박리 시험 결과가 표 5에 요약되어 있다. 정적 전단 시험 결과가 표 6에 요약되어 있다.
비교예 3 (CE-3): sK15 유리 버블을 포함하고 개질제가 없는 경화된 조성물
CE-1로부터 생성된 혼합물을 EX-1의 공정에 따라 처리하였다. 90° 박리 시험 결과가 표 5에 요약되어 있다.
비교예 4 (CE-4): K15 유리 버블을 포함하고 개질제가 없는 경화된 조성물
CE-2로부터 생성된 혼합물을 EX-1의 공정에 따라 처리하였다. 90° 박리 시험 결과 (3회 실행의 평균)가 표 5에 요약되어 있다.
[표 5]
Figure pct00006
[표 6]
Figure pct00007
EX-2의 90° 박리 시험을 추가 기재에서 평가하였고, 결과는 표 7에 요약된 바와 같다.
[표 7]
Figure pct00008
실시예 3 내지 실시예 5 (EX-3 내지 EX-5): 올리고실록산 개질제를 포함하는 경화성 전구체 조성물
EX-3 내지 EX-5의 각각의 경우, 프리믹스로서 PE-2를 사용하고 표 8에 열거된 재료의 상대적인 양에 따라 DS-9896의 양을 또한 변화시킨 점을 제외하고는, EX-1의 절차를 따랐다.
[표 8]
Figure pct00009
실시예 6 내지 실시예 8 (EX-6 내지 EX-8)
EX-3 내지 EX-5의 각각에 대해, EX-2의 절차를 따르게 하여 PSA 스킨을 갖는 경화된 라미네이팅된 샘플 EX-6 내지 EX-8을 얻었다. 따라서, EX-6은 EX-3으로부터 생성되었고, EX-7은 EX-4로부터 생성되었고, EX-8은 EX-5로부터 생성되었다. 90° 박리 시험 결과가 표 9에 요약되어 있다. 정적 전단 시험 결과가 표 10에 요약되어 있다.
[표 9]
Figure pct00010
[표 10]
Figure pct00011
실시예 9 (EX-9)
PE-3 감압 접착제 스킨을 동등한 접착제를 갖지만 실리콘-처리된 폴리에스테르 라이너 대신에 실리콘-처리된 폴리에틸렌-코팅된 크라프트지 (PCK) 라이너 상에 제조된 스킨으로 대체한 점을 제외하고는, (EX-4의 경화성 전구체 조성물에서 시작하여) EX-7을 반복하였다.
[표 11]
Figure pct00012
실시예 10 내지 실시예 14 (EX-10 내지 EX-14): 실란을 포함하는 경화성 전구체 조성물
프리믹스 PE-2를 PE-1 대신에 사용하고 실란 DS-OCTMO 또는 DS-9116을 DS-9896 대신에 사용한 점을 제외하고는, EX-1에 사용된 절차를 따르게 하여 경화성 전구체 조성물의 추가적인 예를 제조하였다. 양은 표 12에 요약되어 있다.
[표 12]
Figure pct00013
실시예 15 내지 실시예 19 (EX-15 내지 EX-19)
EX-10 내지 EX-14의 각각에 대해, EX-2의 절차를 따르게 하여, PSA 스킨을 갖는 경화된 라미네이팅된 샘플 EX-15 내지 EX-19를 얻었다. 따라서, EX-15는 EX-10으로부터 생성되었고, EX-16은 EX-11로부터 생성되었고, EX-17은 EX-12로부터 생성되었고, EX-18은 EX-13으로부터 생성되었고, EX-19는 EX-14로부터 생성되었다. 90° 박리 시험 결과가 표 13에 요약되어 있다. 전단 시험 결과가 표 14에 요약되어 있다.
[표 13]
Figure pct00014
[표 14]
Figure pct00015
특허증을 위한 상기 출원에서의 모든 인용된 참고 문헌, 특허, 및 특허 출원은 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 출원과 포함되는 참고 문헌의 부분들 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명에서의 정보가 우선할 것이다. 당업자가 청구되는 발명을 실시할 수 있게 하기 위해 주어진 전술한 설명은, 청구범위 및 그에 대한 모든 동등물에 의해 한정되는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 감압 접착제를 위한 경화성 전구체 조성물로서,
    알킬 (메트)아크릴레이트;
    중공 비-다공성 미립자 충전제; 및
    소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제
    를 포함하는, 경화성 전구체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 중공 비-다공성 미립자 충전제는 중공 유리 미소구체(microsphere)로 이루어지는, 경화성 전구체 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 표면-개질제는 하기 화학 구조를 갖는, 경화성 전구체 조성물:
    (R1-O)m(R2)pSi-[(O-Si(OR1)q(R2)2-q)x-Si(O-R1)m(R2)3-m]r
    (여기서, R1은 독립적으로 알킬이고, R2는 독립적으로 소수성 모이어티(moiety)이고, m은 0 내지 3의 범위이고, p는 0 내지 3의 범위이고, q는 0 내지 2의 범위이고, r은 0 내지 4의 범위이고, x는 0 내지 9의 범위이고, 합계 m+p+r은 4이고, 적어도 하나의 R1 및 적어도 하나의 R2가 존재함).
  4. 제3항에 있어서, R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는, 경화성 전구체 조성물.
  5. 제4항에 있어서, R1은 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖는, 경화성 전구체 조성물.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 모이어티는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 경화성 전구체 조성물.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, R2는 메틸, 프로필, n-옥틸, 및 헥사데실로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 경화성 전구체 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 경화성 전구체 조성물을 경화시켜 얻어지는, 감압 접착제 조성물.
  9. 배킹 층; 및
    배킹 층 상에 배치된 제8항의 감압 접착제 조성물을 포함하는 제1 감압 접착제 층
    을 포함하는, 감압 접착제 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 제1 감압 접착제 층은 중합체 폼(foam) 층인, 감압 접착제 조립체.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 제1 감압 접착제 층의 하나 또는 둘 모두의 주 표면 상에 배치된 제2 감압 접착제 층을 추가로 포함하는, 감압 접착제 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 스킨/코어 다층 감압 접착제 조립체의 형태이며, 제1 감압 접착제 층은 다층 감압 접착제 조립체의 코어 층이고 제2 감압 접착제 층은 다층 감압 접착제 조립체의 스킨 층인, 감압 접착제 조립체.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 제2 감압 접착제 층은 폴리아크릴레이트를 포함하며, 폴리아크릴레이트의 주요 단량체 성분은 선형 또는 분지형 알킬 기를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 포함하는, 감압 접착제 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 선형 또는 분지형 알킬 기는 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 감압 접착제 조립체.
  15. 알킬 (메트)아크릴레이트, 중공 비-다공성 미립자 충전제, 및 소수성 알콕시 실란 또는 소수성 유기작용성 폴리실록산을 포함하는 표면-개질제를 혼합하여 경화성 전구체 조성물을 제공하는 단계; 및
    경화성 전구체 조성물을 경화시켜 감압 접착제를 제공하는 단계
    를 포함하는, 감압 접착제의 제조 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108770358A (zh) 2015-12-31 2018-11-06 聚合物胶粘剂密封胶系统公司 用于具有密度改性剂的柔性密封剂的系统和方法
CN109868095B (zh) * 2019-03-28 2021-04-27 上海西怡新材料科技有限公司 原位聚合型具有光扩散功能的有机硅-丙烯酸酯胶粘剂制备方法及其产品和应用
US20220315807A1 (en) * 2019-09-09 2022-10-06 3M Innovative Properties Company Coextruded polymeric adhesive article
EP4361229A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-01 3M Innovative Properties Company Multilayer pre-crosslinked structural adhesive tape
EP4372061A1 (en) 2022-11-17 2024-05-22 Novatech International NV Pressure sensitive adhesive tape

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415615A (en) 1982-01-15 1983-11-15 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Cellular pressure-sensitive adhesive product and method of making
DE19524250C2 (de) 1995-07-04 1997-12-18 Beiersdorf Ag Verwendung von blockierungsmittelfreien Isocyanaten zur chemisch/thermischen Vernetzung von Acrylat-Schmelzhaftklebern sowie entsprechende Acrylatschmelzhaftkleber
AU2002233944A1 (en) 2000-12-01 2002-06-11 3M Innovative Properties Company Crosslinked pressure sensitive adhesive compositons, and adhesive articles based thereon, useful in high temperature applications
JP2003206458A (ja) * 2001-08-09 2003-07-22 Oji Paper Co Ltd 粘着シート
DE102004044086A1 (de) 2004-09-09 2006-03-16 Tesa Ag Thermisch vernetzte Acrylat-Hotmelts
DE102007016950A1 (de) 2007-04-05 2008-10-09 Tesa Ag Thermisch vernetzende Polyacrylate und Verfahren zu deren Herstellung
DE102008052625A1 (de) 2008-10-22 2010-04-29 Tesa Se Thermisch vernetzende Polyacrylate und Verfahren zu deren Herstellung
DE102008059050A1 (de) 2008-11-26 2010-05-27 Tesa Se Thermisch vernetzende Polyacrylate und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009015233A1 (de) 2009-04-01 2010-10-14 Tesa Se Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Massesystems
DE102009048036A1 (de) 2009-10-02 2011-04-07 Tesa Se Montageklebebänder
JP5568290B2 (ja) * 2009-11-30 2014-08-06 日東電工株式会社 粘着テープ
EP2353736A1 (en) 2010-01-29 2011-08-10 3M Innovative Properties Company Continuous process for forming a multilayer film and multilayer film prepared by such method
DE102010062669A1 (de) 2010-12-08 2012-06-14 Tesa Se Verfahren zur Herstellung geschäumter Polymermassen, geschäumte Polymermassen und Klebeband damit
EP2573149A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-27 3M Innovative Properties Company Multilayer pressure-sensitive adhesive films with a (meth)acrylic-based elastomeric material
EP2581423A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-17 3M Innovative Properties Company Primerless multilayer adhesive film for bonding glass substrates
KR101534898B1 (ko) * 2012-06-19 2015-07-07 (주)엘지하우시스 기포 안정성이 향상된 점착제 조성물 및 그의 제조방법
DE202013103593U1 (de) 2012-08-10 2013-10-09 Mitsubishi Chemical Corporation Endabschnittelement, fotosensitive Trommeleinheit und Prozesspatrone
EP2803711B1 (en) * 2013-05-17 2018-06-27 3M Innovative Properties Company Pressure sensitive adhesive assembly comprising filler material
CN105176455A (zh) * 2014-01-09 2015-12-23 苏州斯迪克新材料科技股份有限公司 压敏型雾面胶黏剂的制造工艺

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