IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ステイト オブ オレゴン アクティング バイ アンド スルー ザ ステイト ボード オブ ハイヤー エデュケーション オン ビハーフ オブ オレゴン ステイト ユニバーシティーの特許一覧

特表2022-535379植物油ベースのポリエステルのUV硬化から作られた感圧接着剤
<>
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-08
(54)【発明の名称】植物油ベースのポリエステルのUV硬化から作られた感圧接着剤
(51)【国際特許分類】
   C08G 59/14 20060101AFI20220801BHJP
   C09J 167/06 20060101ALI20220801BHJP
   C09J 7/38 20180101ALI20220801BHJP
【FI】
C08G59/14
C09J167/06
C09J7/38
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021571380
(86)(22)【出願日】2020-05-29
(85)【翻訳文提出日】2022-01-24
(86)【国際出願番号】 US2020035305
(87)【国際公開番号】W WO2020243559
(87)【国際公開日】2020-12-03
(31)【優先権主張番号】62/855,596
(32)【優先日】2019-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506253388
【氏名又は名称】オレゴン ステイト ユニバーシティー
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179866
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 正樹
(72)【発明者】
【氏名】カイチャン リー
(72)【発明者】
【氏名】アンローン リー
【テーマコード(参考)】
4J004
4J036
4J040
【Fターム(参考)】
4J004AA15
4J004AB01
4J004AB06
4J004CA04
4J004CA06
4J004CC02
4J004CE01
4J004FA08
4J036AK19
4J036CA13
4J036CA18
4J036CA19
4J036CA20
4J036CA25
4J036CB05
4J036CB26
4J036HA02
4J036JA06
4J036KA01
4J040ED111
4J040JB07
4J040JB09
(57)【要約】
ポリエステルに共有結合した少なくとも1つのペンダント紫外線硬化性部分を有するポリエステルを含む紫外線硬化性組成物であって、ポリエステルは、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエステルを含む紫外線硬化性組成物であって、前記ポリエステルは、当該ポリエステルに共有結合した少なくとも1つのペンダント紫外線硬化性部分を有し、前記ポリエステルは、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない、紫外線硬化性組成物。
【請求項2】
前記組成物が、
(i)前記共有結合した紫外線硬化性部分を含む少なくとも1つの修飾エポキシ化植物油を、
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と、
反応させることから作られる、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記少なくとも1つの修飾エポキシ化植物油(i)が、
(a)少なくとも1つのエポキシ化植物油を、
(b)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(前記UV活性部分が、ベンゾフェノンまたはチオキサントンである);
少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(前記UV活性部分が、ベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);
フェニルグリオキシル酸;または
それらの混合物と、
反応させることから作られる、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
前記化合物(b)が、-COOH含有ベンゾフェノンまたは-COOH含有チオキサントンである、請求項3に記載の組成物。
【請求項5】
前記化合物(b)が、2-ベンゾイル安息香酸、4-ベンゾイル安息香酸または2-(4-ベンゾイルフェノキシ)酢酸である、請求項3に記載の組成物。
【請求項6】
前記化合物(b)が、チオキサントン-2-カルボン酸またはチオキサントン-4-カルボン酸である、請求項3に記載の組成物。
【請求項7】
前記化合物(b)が、フェニルグリオキシル酸である、請求項3に記載の組成物。
【請求項8】
前記化合物(b)が、-OH含有ベンゾフェノン、-OH含有チオキサントンまたは-OH含有アセトフェノンである、請求項3に記載の組成物。
【請求項9】
前記化合物(b)が、4-ヒドロキシベンゾフェノンまたは3-ヒドロキシベンゾフェノンである、請求項3に記載の組成物。
【請求項10】
前記化合物(b)が、2-ヒドロキシチオキサンテン-9-オンである、請求項3に記載の組成物。
【請求項11】
前記化合物(b)が、4’-ヒドロキシアセトフェノンまたは3’-ヒドロキシアセトフェノンである、請求項3に記載の組成物。
【請求項12】
前記化合物(a)が、モノカルボン酸修飾エポキシ化大豆油である、請求項3に記載の組成物。
【請求項13】
前記モノカルボン酸修飾剤が、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラチャイルド酸、ヘネイコシル酸、ベヘン酸、トリコシル酸、リグノセリン酸、ナフタレン酸、オレイン酸、リノール酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、ドコサヘキサン酸、アビエチン酸またはアビエチン酸を含むトール油ロジン、安息香酸、フェニル酢酸、1-ナフタレン酢酸、2-ナフタレン酢酸、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、2-フロ酸、3-メチルピリジン-2-カルボン酸、1-メチルピロール-2-カルボン酸、ピリミジン-2-カルボン酸またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、請求項12に記載の組成物。
【請求項14】
前記エポキシ化植物油が、エポキシ化大豆油である、請求項1に記載の組成物。
【請求項15】
成分(ii)が、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ酸、セバシン酸、およびブラシル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量体酸、三量体酸またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、請求項2に記載の組成物。
【請求項16】
成分(ii)が、二量体酸を含む、請求項2に記載の組成物。
【請求項17】
紫外線硬化性部分が、ベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである、請求項1に記載の組成物。
【請求項18】
成分(ii)が、ポリアミドの鎖末端が-COOH基でキャップされたポリアミドを含む、請求項2に記載の組成物。
【請求項19】
前記-COOHでキャップされたポリアミドが、
少なくとも1つのジカルボン酸またはポリカルボン酸と、
少なくとも1つのジアミンまたは少なくとも1つのポリアミンとを、
前記ジカルボン酸またはポリカルボン酸の-COOH基と前記ジアミンまたはポリアミンのアミン基とのモル比が1.0より大きい反応条件下で重合させることから作られる、請求項18に記載の組成物。
【請求項20】
請求項1に記載の組成物の紫外線硬化によって作られた、感圧接着剤組成物。
【請求項21】
(A)裏打ち基板と;
(B)前記裏打ち基板上に配置された請求項20に記載の感圧接着剤組成物と、
を含む、感圧接着剤構造物。
【請求項22】
(a)少なくとも1つのエポキシ化植物油を、
(b)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(前記UV活性部分が、ベンゾフェノンまたはチオキサントンである);
少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(前記UV活性部分が、ベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);
フェニルグリオキシル酸;または
それらの混合物と、反応させて前記少なくとも1つのUV活性部分を前記エポキシ化植物油に共有結合させることと;
少なくとも1つの共有結合したUV活性部分を含む得られた修飾エポキシ化植物油を、
(c)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と、反応させて樹脂を形成することと、
を含む、方法。
【請求項23】
前記修飾エポキシ化植物油が、植物油分子1モルあたり平均0.01モル~1.8モルのUV活性部分を有する、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記樹脂を紫外線に供して架橋ポリマーを形成することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記少なくとも1つのエポキシ化植物油を、少なくとも1つのモノカルボン酸で修飾することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項26】
前記少なくとも1つのエポキシ化植物油の修飾が、少なくとも1つのモノカルボン酸、少なくとも1つのエポキシ化植物油(a)および化合物(b)を一緒に混合することを含む、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記少なくとも1つの共有結合したUV活性部分を含む前記修飾エポキシ化植物油と、UV活性部分を含まないモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油との混合物を形成することと;
得られた混合物を、前記少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と反応させることと、
を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項28】
前記樹脂を紫外線に供する間、酸素の排除が必要ではない、請求項24に記載の方法。
【請求項29】
前記少なくとも1つのエポキシ化植物油が、エポキシ化大豆油である、請求項22に記載の方法。
【請求項30】
成分(c)が、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ酸、セバシン酸、およびブラシル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量体酸、三量体酸またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、請求項22に記載の方法。
【請求項31】
少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と、
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油を、
前記少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物の-COOH基と、前記少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油のエポキシ基とのモル比が1.0より大きい反応条件下で反応させて鎖末端が-COOHでキャップされたポリエステルを形成することと;
得られた前記ポリエステルを、少なくとも1つの共有結合したUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油と反応させることと、
を含む、方法。
【請求項32】
請求項1に記載の組成物を裏打ち基板に塗布することと;
前記組成物を紫外線に供して、前記組成物から感圧接着剤を形成することと、
を含む、構造物を作る方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
この出願は、2019年5月31日に出願された米国仮特許出願第62/855,596号の利益を主張し、この出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
感圧接着剤(PSA)は、永久に粘着性であり、せん断に耐えるのに十分な凝集力を有する接着剤である。それは、軽い圧力を加えると、様々な被着体と接着結合を容易に形成することができる。PSAをアクティブにするために、溶媒、熱または放射は必要ない。したがって、PSAは使いやすく、そのため、PSAテープ、ラベルおよび保護フィルムなどのさまざまな製品に使用可能である。
【0003】
現在、市販のPSAの大部分は、2-エチルヘキシルアクリレートおよびブチルアクリレートなどの再生不可能な石油化学物質から作られている。最近、以下のアプローチで調製された再生可能な植物油からのPSAが報告または開示されている。1つのアプローチは、フリーラジカル重合に基づいている(米国特許第8,796,351号;Bunkerら、Miniemulsion polymerization of acrylated methyl oleate for pressure sensitive adhesives、International Journal of Adhesion&Adhesives 23(2003)29~38、Bunkerら、Synthesis and Characterization of Monomers and Polymers for Adhesives from Methyl Oleate、Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry 40(2002)451~458)。このアプローチでは、ラジカル重合可能なアクリレート基が最初に植物油、脂肪酸または脂肪酸エステルに導入される。次に、得られたアクリレート生成物を、溶液または乳化重合法によってアクリル酸および/またはアクリルモノマーと共重合させて、ポリアクリレートを得る。次に、得られた溶液またはエマルションを、それぞれ溶媒または水を除去することによって乾燥させて、PSAを得るが、この処理は、高エネルギーを必要とし、生産速度を制限する可能性がある。溶液ベースの配合の場合、有機溶媒の除去は、大気汚染も引き起こし得る。別のアプローチでは、エポキシ化植物油およびジカルボン酸からのポリエステルを熱硬化させてPSAを作製し、これは米国特許第9,315,704号および第9,556,368号に開示されている。ポリエステルの熱硬化は、通常、長い硬化時間を必要とし(例えば、硬化温度に応じて数分から数時間)、したがって、生産速度を制限する可能性がある。
【0004】
PSAは、紫外(UV)光でポリマーを硬化させることで製造することができる。UV硬化は、通常非常に効率的であるため、PSAの高速生産が可能になる。米国特許第8,796,351号は、エポキシ化植物油およびエポキシ基を含むアクリルコポリマーのUV開始カチオン重合からのPSAを開示している。その配合は、溶媒ベースであり;したがって、UV硬化ステップの前に有機溶媒を除去するための予熱ステップが必要であり、これはエネルギーを消費し、大気汚染を引き起こし得る。さらに、その配合物は、重合を開始するためのカチオン種を生成する光開始剤を使用する。カチオン種は通常、水に敏感であるため、UV硬化には水を含む水分を排除する必要がある。
【0005】
米国特許第8,796,351号はまた、アクリレート基を含むアクリレート化エポキシ化大豆油と他のアクリルモノマーとのUV開始フリーラジカル重合からのPSAを開示している。米国仮特許出願第62/770,091号はまた、アクリレート基などの重合性活性化C=C基を含む植物油ベースの配合物からのUV硬化PSAを開示している。上記配合物の硬化は、UV線で生成されるラジカルによって開始される、アクリレート基のフリーラジカル重合を伴う。フリーラジカル重合は、空気環境からの酸素によって容易に阻害される。したがって、例えば、窒素ガスをパージすることによって、UV硬化工程で配合物を酸素から排除する必要があり、これはPSAの製造コストをかなり増加させる。
【発明の概要】
【0006】
本明細書に開示されるのは、ポリエステルに共有結合した少なくとも1つのペンダント紫外線硬化性部分を有するポリエステルを含む、紫外線硬化性組成物であり、そのポリエステルは、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない。
【0007】
組成物は、紫外線硬化して、感圧接着剤組成物を形成することができる。
【0008】
感圧接着剤組成物が配置される裏打ち基板を有する構造(例えば、テープ)も開示される。
【0009】
本明細書では方法も開示され、その方法は、
(a)少なくとも1つのエポキシ化植物油を(b)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物であって、UV活性部分がベンゾフェノンまたはチオキサントンである化合物;少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物であって、UV活性部分がベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである化合物;フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と反応させて少なくとも1つのUV活性部分をエポキシ化植物油に共有結合させることと、
少なくとも1つの共有結合したUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油を(c)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と反応させて樹脂を形成することと、を含む。
【0010】
本明細書にさらに開示されるのは、方法であり、その方法は、
少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物を、(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油と、少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物の-COOH基と少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油のエポキシ基とのモル比が、1.0より大きい反応条件下で反応させて鎖末端が-COOH基でキャップされているポリエステルを形成することと、
得られたポリエステルを、少なくとも1つの共有結合したUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油と反応させることと、を含む。
【0011】
上記は、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【発明の詳細な説明】
【0012】
本明細書で使用する用語「感圧接着剤」は、以下を含む特性を有する接着剤を指す:(1)強烈かつ永続的な粘着性、(2)指の圧力以下での付着、(3)被着体を保持するのに十分な能力および(4)被着体からきれいに除去できる十分な凝集力。PSAとして適切に機能することがわかっている材料は、必要な粘弾性特性を示すように設計および配合されたポリマーであり、粘着性、剥離接着性およびせん断保持力の望ましいバランスをもたらす。
【0013】
「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、t-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコシル、テトラコシルなどの1~24個の炭素原子の分岐または非分岐飽和炭化水素基を指す。「低級アルキル」基は、1~6個の炭素原子を有する飽和の分岐または非分岐炭化水素である。好ましいアルキル基は、1~4個の炭素原子を有する。アルキル基は、1つ以上の水素原子が、ハロゲン、シクロアルキル、アルコキシ、アミノ、ヒドロキシル、アリール、アルケニルまたはカルボキシルなどの置換基で置換されている「置換アルキル」であってもよい。例えば、低級アルキルまたは(C-C)アルキルは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、ペンチル、3-ペンチルまたはヘキシルであり得る;(C-C)シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルまたはシクロヘキシルであり得る;(C-C)シクロアルキル(C-C)アルキルは、シクロプロピルメチル、シクロブチルメチル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、2-シクロプロピルエチル、2-シクロブチルエチル、2-シクロペンチルエチルまたは2-シクロヘキシルエチルであり得る;(C-C)アルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、ペントキシ、3-ペントキシまたはヘキシルオキシであり得る;(C-C)アルケニルは、ビニル、アリル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニルまたは5-ヘキセニルであり得る;(C-C)アルキニルは、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-ペンチニル、2-ペンチニル、3-ペンチニル、4-ペンチニル、1-ヘキシニル、2-ヘキシニル、3-ヘキシニル、4-ヘキシニルまたは5-ヘキシニルであり得る;(C-C)アルカノイルは、アセチル、プロパノイルまたはブタノイルであり得る;ハロ(C-C)アルキルは、ヨードメチル、ブロモメチル、クロロメチル、フルオロメチル、トリフルオロメチル、2-クロロエチル、2-フルオロエチル、2,2,2-トリフルオロエチルまたはペンタフルオロエチルであり得る;ヒドロキシ(C-C)アルキルは、ヒドロキシメチル、1-ヒドロキシエチル、2-ヒドロキシエチル、1-ヒドロキシプロピル、2-ヒドロキシプロピル、3-ヒドロキシプロピル、1-ヒドロキシブチル、4-ヒドロキシブチル、1-ヒドロキシペンチル、5-ヒドロキシペンチル、1-ヒドロキシヘキシルまたは6-ヒドロキシヘキシルであり得る;(C-C)アルコキシカルボニルは、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニルまたはヘキシルオキシカルボニルであり得る;(C-C)アルキルチオは、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、ペンチルチオまたはヘキシルチオであり得る;(C-C)アルカノイルオキシは、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、イソブタノイルオキシ、ペンタノイルオキシまたはヘキサノイルオキシであり得る。
【0014】
本明細書に開示されるのは、再生可能な植物油から調製された新規なポリエステルであり、これは、容易にコーティングおよび紫外(UV)放射で硬化されて、感圧接着剤(PSA)を与えることができる。本発明はまた、そのポリエステルおよびUV硬化PSAを製造する方法に関する。
【0015】
UV硬化性ポリエステルは、UV活性部分を含む。特定の実施形態において、UV硬化性ポリエステルは、(a)少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油、(b)少なくとも1つのジカルボン酸および/またはポリカルボン酸および(c)UV活性化合物から作られる。UV活性化合物は、共有結合を介してそのポリエステルのポリマー鎖に結合する。UV活性部分を含むポリエステルは、容易にコーティングおよび紫外線UV放射で硬化されて、感圧接着剤を与えることができる。
【0016】
ここで開示されるUV硬化性ポリエステルは、ラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない。重合可能な活性化C=C基を含まないにもかかわらず、UV硬化性ポリエステルがUV硬化して十分な凝集力を有するPSAを与えることができることは予想外である。特定の実施形態において、PSAは、それらが少なくとも168時間のせん断接着を有する場合、十分な凝集力を有すると見なされる(せん断接着の測定の詳細については、以下の「PSAのせん断接着の測定」セクションを参照)。さらに、ポリエステルは、かなり低いUVエネルギー量で硬化することができ、すなわち、それらは、文献に開示または報告されている配合物と比べて、より速い速度およびより高い効率で硬化することができる。特定の実施形態において、0.1J/cmという低いUVエネルギー線量は、ポリエステルを硬化させるのに十分である。比較として、その文献(例えば、米国特許第9,453,151号および第8,796,351号を参照)に開示されている典型的な配合物は、約2J/cm~6J/cmのUV線量を必要とする。さらに、ポリエステルのUV硬化は優れた耐酸素性を示し、これは、周囲空気中での硬化が無酸素環境中での硬化と同じ速度と効率で行われるという事実によって証明されており;したがって、UV硬化に酸素を排除する必要はない。
【0017】
エポキシ化植物油
エポキシ化植物油(EPO)は、一般に、産業で広く使用されているin-situ過ギ酸プロセスなどの既知のエポキシ化方法を使用して、その二重結合が完全にまたは部分的にエポキシ化された植物油の誘導体である。エポキシ化植物油を作るために使用される植物油には、大豆油、キャノーラ油、ヤシ油、オリーブ油、トウモロコシ油、綿実油、亜麻仁油、菜種油、ヒマシ油、ココナッツ油、ヤシ核油、米ぬか油、サフラワー油、ゴマ油、ヒマワリ油もしくは他の多不飽和植物油またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、植物油に由来する不飽和脂肪酸のモノグリセリドおよびジグリセリドもまた、エポキシ化植物油の調製のために使用することができる。大豆油は、最も安価な植物油の1つであり、そのエポキシ化物であるエポキシ化大豆油(ESO)は、例えば、サプライヤーCHS Inc.(Inver Grove Heights、MN)から市販されている。ESOは、本明細書に開示される組成物および方法で好ましく使用される。特定の実施形態では、必要に応じて、2つ以上のエポキシ化植物油および/またはエポキシ化動物性脂肪を単一の反応混合物で利用することができる。
【0018】
モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油
特定のエポキシ化植物油(EPO)は、トリグリセリド1分子あたり2つより多いエポキシ基を有し、これは、それらがジカルボン酸および/またはポリカルボン酸と重合すると、架橋ポリマーを生じ得るが、その架橋ポリマーは熱可塑性ではないため、裏打ち材に均一にコーティングすることができない。したがって、いくつかの実施形態において、高いエポキシ官能性を有するEPOは、それらのエポキシ官能性を低下させるために、少なくとも1つのモノカルボン酸またはその無水物誘導体(「修飾剤」)と反応させることによって修飾される。本明細書で使用できるモノカルボン酸には、これらに限定されないが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラチャイルド酸、ヘネイコシル酸、ベヘン酸、トリコシル酸、リグノセリン酸、ナフタレン酸、オレイン酸、リノール酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、ドコサヘキサン酸、安息香酸、フェニル酢酸、1-ナフタレン酢酸、2-ナフタレン酢酸、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、2-フロ酸、3-メチルピリジン-2-カルボン酸、1-メチルピロール-2-カルボン酸、ピリミジン-2-カルボン酸およびそれらの混合物が挙げられる。モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油(MEPO)のエポキシ官能性は、修飾反応で使用されるモノカルボン酸の量を変えることによって調整することができる。MEPOのエポキシ官能性および他の重合パラメーターは、MEPOとジカルボン酸/ポリカルボン酸との重合から形成されるPSAの分子量および架橋(存在する場合)密度を決定する。言い換えれば、PSAの分子量と架橋密度は、PSA用途のさまざまなニーズを満たすためにMEPOのエポキシ官能性を変更することによって調整することができる。例えば、取り外し可能または超取り外し可能なPSAの場合、PSAポリマーの分子量と架橋密度は、恒久的なPSAの場合よりも高くなるように設計および調整し得る。
【0019】
モノカルボン酸によるEPOの修飾は、EPOのエポキシ基とモノカルボン酸のカルボン酸基との間の反応を経て起こり、これは、触媒の存在下で容易に加速することができる。本明細書で使用される触媒は、(1)トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、2-メチルピリジン、1-メチルイミダゾール、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エンおよび1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エンなどのアミン;(2)クロム(III)トリス(アセチルアセトナート)、クロム(III)2-エチルヘキサノエート、AFCアクセラレータAMC-2(Ampac Fine Chemical LLC(ランチョ コルドヴァ、カリフォルニア)製のクロム(III)錯体の溶液)、アセチルアセトナート亜鉛、オクトアート亜鉛、第一スズオクトアート、アセチルアセトナートチタン、オクトアートジルコニウム、アセチルアセトナートニッケル、ナフテナートマンガン、オクトアート鉄、アセチルアセトナート鉄、オクトアートコバルト、アセチルアセトナートコバルト、アセチルアセトナートアルミニウム、ジブチルスズジラウラート、ジブチルスズオキシド、ナフテナートセリウム、オクトアートカルシウム、オクトアートビスマス、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム水和物、酢酸無水マグネシウムおよび酸化マグネシウムなどの金属塩または錯体;(3)ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、テトラ(n-ブチル)アンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムクロリドなどの第四級アンモニウム化合物;(4)テトラ(n-ブチル)ホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、テトラフェニルホスホニウムブロミドおよびn-ブチルトリフェニルホスホニウムクロリドなどの第四級ホスホニウム化合物;(5)トリフェニルホスフィンなどのホスフィン;(6)水酸化マグネシウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムなどの金属水酸化物、のいずれかまたはそれらの混合物であり得る。触媒は、反応混合物の総質量に対して、0.02重量%~5.0重量%、好ましくは0.1重量%~1.0重量%の量で使用することができる。触媒の存在下では、EPOとモノカルボン酸の間の反応は、典型的には30℃~300℃の温度で0.5時間~8時間、より典型的には90℃~180℃の温度で1時間~5時間で完了することができる。
【0020】
ジカルボン酸および/またはポリカルボン酸
PSAの調製に使用されるジカルボン酸および/またはポリカルボン酸(DA/PA)は、少なくとも2つのカルボン酸(-COOH)基を含む任意の有機化合物であればよく、それは、これらに限定されないが、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ酸、セバシン酸、およびブラシル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量体酸、三量体酸、またはそれらの混合物が挙げられる。二量体酸は、不飽和脂肪酸の二量体であり、三量体酸は、不飽和脂肪酸の三量体である。二量体酸および三量体酸の調製および分離は、当技術分野で周知であり、例えば、米国特許第3,287,273号を参照されたい。典型的には、不飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸の混合物、例えば、主にオレイン酸およびリノール酸からなるトール油脂肪酸は、粘土触媒(例えば、モンモリロナイト粘土)の存在下で高温で加熱されて、二量体酸と三量体酸、および少量の高分子脂肪酸と未反応脂肪酸を与える。反応混合物を分離すると、純粋な二量体酸または主に二量体酸および/または三量体酸からなる生成物が得られる。生成物をさらに水素化して、飽和形態の二量体酸または三量体酸を得ることができる。二量体酸、三量体酸およびそれらの飽和形態は、例えば、UNIDYME(Arizona Chemical、LLC(フロリダ州ジャクソンビル)によって供給される)およびPRIPOL(Croda International Plc(英国、スネイス)によって供給される)のブランド名で市販されている。例えば、UNIDYME 18は、約80重量%の二量体酸および約17重量%の三量体酸を含む。UNIDYME 14は、約95重量%の二量体酸と約5重量%の三量体酸を含む。UNIDYME 60は、約60重量%の三量体酸と40重量%の二量体酸を含む。UNIDYME M15は、約77重量%の二量体酸、15重量%の三量体酸および8重量%の未反応脂肪酸を含む。PRIPOL 1009は、約99重量%の水素化二量体酸を含む。PRIPOL 1025は、約80重量%の水素化二量体酸と20重量%の水素化三量体酸を含む。
【0021】
いくつかの実施形態において、鎖末端で-COOH基でキャップされたポリマー/オリゴマーは、EPOまたはMEPOを重合するためのジカルボン酸またはポリカルボン酸として使用される。COOHでキャップされたポリマー/オリゴマーは、-COOH基とジアミン/ポリアミンのアミン基のモル比が1.0より大きい、好ましくは1.2より大きい反応条件下で、少なくとも1つの前述のDA/PAと少なくとも1つのジアミン/ポリアミンとの重合から調製することができる。重合は、-COOHとアミン基の間の反応を経て進行し;すべてのアミン基が消費されると、鎖末端が-COOH基でキャップされたポリアミドが得られる。反応物を選択し、-COOH/アミンのモル比を調整することによって、鎖末端が-COOH基でキャップされた熱可塑性ポリマー/オリゴマーのアレイを得ることができる。本明細書で使用できる例示的なジアミン/ポリアミンとしては、これらに限定されないが、1,2-エチレンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,3-プロピレンジアミン、1,2-プロピレンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、ジフェニルエチレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,5-ジアミノトルエン、ジメチル-4-フェニレンジアミン、N、N’-ジ-2-ブチル-1,4-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノビフェニル、1,8-ジアミノナフタレン、およびブランド名ジェファミン(Huntsman Corp.(Woodlands、TX)から供給)で販売されているジアミンまたはポリアミンが挙げられる。ジアミン/ポリアミンを用いたDA/PAの重合は、100℃~300℃の適切な温度で0.5時間~7時間、好ましくは130℃~200℃で1時間~4時間で行うことができる。好ましくは、真空または窒素パージが、反応の後の段階で反応混合物に適用されて、副生成物である水を除去する。
【0022】
COOHでキャップされたポリマー/オリゴマーは、-COOH基とエポキシ化合物のエポキシ基のモル比が1.0より大きい、好ましくは1.2より大きい反応条件下で、少なくとも1つの前述のDA/PAと少なくとも2つのエポキシ官能基を有する少なくとも1つのエポキシ化合物との重合から調製することもできる。重合は、-COOHとエポキシ基の間の反応を経て進行し;すべてのエポキシ基が消費されると、鎖末端が-COOH基でキャップされたポリエステルが得られる。本明細書で使用できるエポキシ化合物としては、これらに限定されないが、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAエトキシレートジグリシジルエーテル、ビスフェノールAプロポキシレートジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールFエトキシレートジグリシジルエーテル、ビスフェノールFプロポキシレートジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリ(エチレングリコール)ジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)ジグリシジルエーテル、1,3-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ジグリシジル1,2,3,6-テトラヒドロフタレート、1,2-シクロヘキサンジカルボキシレートジグリシジルエーテル、二量体酸ジグリシジルエステル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテルで終端したポリ(ジメチルシロキサン)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、N,N-ジグリシジル-4-グリシジルオキシアニリン、4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、トリス(2,3-エポキシプロピル)シアヌレート、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化植物油、エポキシ化動物性脂肪およびそれらの混合物が挙げられる。エポキシ化合物を用いたDA/PAの重合は、80℃~250℃の適切な温度で0.5時間~8時間、好ましくは130℃~160℃で1時間~4時間で行うことができる。
【0023】
さらに、COOHでキャップされたポリマー/オリゴマーは、-COOH基とジオール/ポリオールのヒドロキシル基とのモル比が1.0より大きい、好ましくは1.2より大きい反応条件下で、少なくとも1つの前述のDA/PAと少なくとも1つのジオール/ポリオールの重合から調製することもできる。重合は、-COOHとヒドロキシル基の間の反応を経て進行し;すべてのヒドロキシル基が消費されると、鎖末端が-COOH基でキャップされたポリエステルが得られる。本明細書で使用することができるジオール/ポリオールは、これらに限定されないが、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,8-オクタンジオール、エトヘキサジオール、p-メンタン-3,8-ジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、イソマルトおよびそれらの混合物が挙げられる。ジオール/ポリオールを用いたDA/PAの重合は、110℃~280℃の適切な温度で0.5時間~8時間、好ましくは140℃~200℃で1.5時間~5時間で行うことができる。
【0024】
共有結合したUV活性部分を含む修飾ESO
エポキシ化大豆油(ESO)は、(a)UV活性部分を含む少量の少なくとも1つの化合物および任意に(b)少なくとも1つのモノカルボン酸と反応して、共有結合したUV活性部分を含む修飾ESOを与える。
【0025】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(a)が使用され、これには、2-ベンゾイル安息香酸、4-ベンゾイル安息香酸および2-(4-ベンゾイルフェノキシ)酢酸などのベンゾフェノン誘導体、ならびにチオキサントン-2-カルボン酸およびチオキサントン-4-カルボン酸などのチオキサントン誘導体ならびにフェニルグリオキシル酸が含まれるが、これらに限定されない(上記の化合物の構造を以下に示す)。
【化1】
【0026】
化合物(a)は、ESOと反応して、化合物(a)の-COOH基とESOのエポキシ基の間の反応を経てUV活性部分を含む修飾ESOを与える。その反応スキームを以下に示す。得られる修飾ESOは、平均でESO分子1モルあたり0.01モル~1.8モル、好ましくは0.05~1.0モルのUV活性部分を有し得る。
【化2】
【0027】
特定の実施形態では、UV活性部分を含まない少なくとも1つのモノカルボン酸(b)(例えば、酢酸)が、ESOと化合物(a)との反応混合物に任意に添加され、その結果、得られる修飾ESOは、減少したエポキシ官能性を有し、そのため、DA/PAによる修飾ESOのその後の重合における潜在的なゲル形成を回避する。モノカルボン酸(b)の例は、上記の「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」というタイトルのセクションに記載されている。ESOと化合物(a)とのおよび任意のモノカルボン酸(b)との反応は、触媒の存在下で容易に起こる。エポキシ基と-COOH基の間の反応を触媒するために通常使用される触媒は、本明細書で使用することができ;上記の「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」というタイトルのセクションで説明されている例を参照されたい。好ましくは、酢酸マグネシウムおよび水酸化マグネシウムなどのマグネシウム系触媒が本明細書で使用される。触媒は、反応混合物の総質量に基づいて、0.01重量%~5.0重量%、好ましくは0.1重量%~1.5重量%の量で使用することができる。触媒の存在下で、反応は、30℃~300℃の温度で0.5時間~7時間の典型的な時間で、より典型的には、90℃~180℃の温度で1時間~5時間で完了することができる。
【0028】
他の実施形態では、ヒドロキシル(-OH)基とUV活性部分の両方を含む化合物(a)が使用される。例示的な化合物には、これらに限定されないが、4-ヒドロキシベンゾフェノンおよび3-ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体、2-ヒドロキシチオキサンテン-9-オンなどのチオキサントン誘導体、ならびに4’-ヒドロキシアセトフェノンおよび3’-ヒドロキシアセトフェノンなどのアセトフェノン誘導体が挙げられる(上記の化合物の構造を以下に示す)。
【化3】
【0029】
化合物(a)は、ESOと反応して、化合物(a)の-OHとESOのエポキシ基の間の反応を経てUV活性部分を含む修飾ESOを与える。その反応スキームを以下に示す。得られる修飾ESOは、平均でESO分子1モルあたり0.01モル~1.8モル、好ましくは0.05~1.0モルのUV活性部分を有することができる。
【化4】
【0030】
特定の実施形態において、UV活性部分を含まない少なくとも1つのモノカルボン酸(b)(例えば、酢酸)は、ESOと化合物(a)の反応混合物に任意に添加され、得られる修飾ESOは減少したエポキシ官能性を有し、そのため、DA/PAによる修飾ESOのその後の重合における潜在的なゲル形成を回避する。モノカルボン酸(b)の例は、上記の「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」というタイトルのセクションに記載されている。ESOと化合物(a)とのおよび任意のモノカルボン酸(b)との反応は、触媒の存在下で容易に起こり、その触媒としては、これらに限定されないが、テトラ(n-ブチル)アンモニウムクロリドおよびベンジルトリエチルアンモニウムクロリドなどの第四級アンモニウム化合物ならびにテトラ(n-ブチル)ホスホニウムクロリドなどの第四級ホスホニウム化合物が挙げられる。触媒は、反応混合物の総質量に基づいて、0.02重量%~5.0重量%、好ましくは0.1重量%~1.5重量%の量で使用することができる。触媒の存在下で、反応は、80℃~300℃の温度で0.5時間~6時間の典型的な時間で、より典型的には、120℃~180℃の温度で1時間~4時間の完了することができる。
【0031】
UV活性化合物(a)は、最終的なポリエステルの総質量に基づいて、0.01重量%~10重量%、好ましくは0.1重量%~5.0重量%の量で使用することができる。
【0032】
ポリマー鎖に沿ってペンダントUV活性部分を有するポリエステルからのPSA
いくつかの実施形態(例えば、以下の実施例1、2、3、4および5を参照)において、UV活性部分を含む修飾ESOは、DA/PAと重合されて、ポリマー鎖に沿ってペンダントUV活性部分を有するポリエステルを与える。重合スキームと代表的なポリエステル構造を以下に示す。
【化5】
【0033】
重合は、触媒の存在下で、DA/PAの-COOH基と修飾ESOのエポキシ基との間の反応を経て容易に行うことができる(「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」のセクションに示した例を参照)。重合は、50℃~250℃の適切な温度で1.5時間~15時間、好ましくは100℃~180℃で2.5時間~10時間で行うことができる。
【0034】
他の実施形態では(例えば、以下の実施例6、7、8、9および10を参照)、DA/PAは、(a)UV活性部分を含む修飾ESOと(b)UV活性部分を含まないモノカルボン酸修飾修飾ESO(MA-ESO)との混合物と重合される。重合スキームと代表的なポリエステル構造を以下に示す。
【化6】
【0035】
MA-ESOは、ESOをモノカルボン酸と反応させることで簡単に調製できる;調製の詳細については、前のセクション「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」を参照されたい。これらの場合、MA-ESOおよびUV活性部分を含む修飾ESOを反応混合物に一度に添加して、DA/PAを重合し、得られるポリエステルは「ランダムコポリマー」であるため、ペンダントUV活性部分がポリマー鎖に沿ってランダムに分散する。重合は、触媒(「モノカルボン酸修飾エポキシ化植物油」のセクションに示されている例を参照)の存在下で、50℃~250℃の適切な温度で1.5時間~15時間、好ましくは100℃~180℃で2.5時間~10時間で行うことができる。
【0036】
特定の実施形態(例えば、以下の実施例11、12、13、14、15および16を参照)では、UV活性部分は、以下に示すように、得られるポリエステル鎖のペンダント位置に主に分布している。
【化7】
【0037】
簡単に説明すると、DA/PAの-COOH基とESOまたはモノカルボン酸修飾ESO(MA-ESO)のエポキシ基のモル比が1.0より大きい、好ましくは1.05より大きい反応条件下で、DA/PAは最初にESOまたはMA-ESOと重合する。ESOまたはMA-ESOのすべてのエポキシ基がDA/PAの-COOHによって消費されると、鎖末端が-COOH基でキャップされたポリエステルが得られる。重合は、触媒(「モノカルボン酸で修飾されたエポキシ化植物油」のセクションに示されている例を参照されたい)の存在下で、50℃~250℃の適切な温度で1時間~10時間、好ましくは100℃~180℃で2時間~8時間で行うことができる。次に、そのポリエステルは、UV活性部分を含む修飾ESOとさらに反応し、これは、50℃~250℃の適切な温度で1.5時間~10時間、好ましくは100℃~180℃で2.5時間~8時間で行うことができる。得られたポリエステルでは、UV活性部分は、ポリマー鎖の外側部分に主に分布しているため、高度に露出しており、その後のUV硬化における架橋反応に関与する高い効率を有する。
【0038】
共有結合したUV活性部分を含むポリエステルは、UV線で急速に硬化して、PSAを与える。本明細書で硬化に使用されるUV源は、波長が320~400nmである紫外線Aバンド(UVA)、波長が280~315nmである紫外線Bバンド(UVB)、および波長が100~280nmである紫外線Cバンド(UVC)であり得る。例えば、硬化目的で、UVB電球、UVC電球(両方とも、例えば、サンキョー電機株式会社、東京、日本から市販されている)、主にUVBおよびUVCを放射する低圧水銀蒸気ランプ、ならびにUVA、UVBおよびUVCを放射する中圧水銀蒸気ランプを本明細書では使用することができる。ベンゾフェノン誘導体およびアセトフェノン誘導体などのUV活性部分がポリエステルに使用される場合、そのUV活性部分の吸収帯に最もよく一致するUVBおよび/またはUVCがUV硬化に好ましく使用される。チオキサントン誘導体などのUV活性部分がそのポリエステルに使用される場合、UVA源またはUVAを放出する他のUV源をこれらのポリエステルの硬化に使用することができる。これは、チオキサントンがUVAを吸収し、したがって効率的に活性化されてその硬化に作用し得るためである。
【0039】
通常、0.01~3.0J/cm、より一般的には0.1~1.5J/cmのUVエネルギー量が、ポリエステルを硬化させて十分な凝集力を有するPSAを得るのに十分である。UV硬化のために、例えば、窒素ガスをパージすることによって、酸素を含む周囲空気からポリエステルを排除する必要はない。
【0040】
考えられる硬化反応は次のように提案されている。ベンゾフェノン誘導体などのUV活性部分は、励起され、その後、適切なUV線下でジラジカル(以下の式(1))に変換される。そのジラジカルは、比較的弱いC-H結合を含むポリエステル鎖から脂肪族水素を容易に引き抜いてケチルラジカルに変換し、同時に脂肪族炭素中心ラジカル(以下の式(2))を生成する。
【化8】
【0041】
ケチルラジカルおよび脂肪族炭素中心ラジカルを含む生成したラジカルは、以下のカップリング反応に関与する可能性がある:(a)2つのケチルラジカル間のカップリング反応;(b)ケチルラジカルと脂肪族炭素中心ラジカルとの間のカップリング反応;および(c)2つの脂肪族炭素中心ラジカル間のカップリング反応。これらのカップリング反応はすべて、架橋を引き起こす。言い換えると、ポリエステル鎖に沿ったすべてのラジカル(ポリマーラジカル)は、結合してポリエステル鎖間の架橋として機能する新しい炭素-炭素結合を形成し得、その結果、ポリエステル鎖の分子量および/または架橋が増大するため、硬化したポリエステルの凝集力の向上に寄与する。生成したラジカルはすべて、架橋反応に関与できるため、UV硬化効率が高い。
【0042】
架橋および硬化の提案されたメカニズムに基づいて、架橋密度、すなわち硬化したポリエステルのPSA特性は、UV活性部分の使用量によって調整することができる。一般に、少量のUV活性部分がポリエステルに使用される場合、これらのポリエステルのUV硬化は、低い架橋密度を有する硬化ポリマーをもたらし、これは通常、高いループタックおよび高い剥離強度を有するPSAである。これらのPSAは、低温でも強烈に粘着性であるディープフリーズラベルなど、高い粘着性を必要とする用途に適している。一方、比較的大量のUV活性部分がポリエステルに使用される場合、得られるPSAは、比較的高い架橋密度を有するため、優れた凝集力を有し、これは、きれいに取り除く必要がある除去または超除去PSAラベルに望ましい。
【0043】
所定量のUV活性部分を有するポリエステルの場合、架橋密度、すなわち硬化ポリエステルのPSA特性もまた、UVエネルギー量によって調整することができる;例えば、実施例6対7を参照されたい。一般に、低UV量が使用される場合、UV活性部分の変換は高くなく、この時点での硬化ポリエステルは低い架橋密度を有するため、高い粘着性と高い剥離強度を示す。一方、比較的高いUV量が使用される場合、硬化ポリエステルは、比較的高い架橋密度を有するため、優れた凝集力を示す。
【0044】
特定の特定のニーズを満たすために、ポリエステルをフィラーや、粘着付与剤、着色顔料、乳白剤、加工油、可塑剤、溶媒などの他の添加剤と混合して、UV硬化性配合物を得ることができる。次に、配合物はコーティングされ、UV硬化されPSAになる。充填剤および添加剤は、PSAの総質量に基づいて、1重量%~60重量%、好ましくは10重量%~40重量%の量で使用することができる。
【0045】
ポリエステルのコーティングとUV硬化
ここで開示されているUV硬化性ポリエステルは、それらが強力なUV源に曝されない限り、粘度および化学的性質において安定である。それらは加熱すると容易に溶けて液体になり;液体の粘度は、加熱温度によって調整できるため、様々なコーティング技術の要件を満たすように調整できる。通常、コーティングに便利な粘度には、23℃~150℃、好ましくは60℃~130℃の温度で十分である。
【0046】
いくつかの実施形態(例えば、実施例1、2および3を参照)では、ポリエステルを裏打ち/表面基材上に直接コーティングし、コーティング直後にUV線に曝露して、PSA構造を得ることができる。他の実施形態(例えば、実施例4を参照)では、ポリエステルを剥離ライナー上にコーティングし、次いでUV線に曝すことができる。UV曝露後、硬化ポリエステルを裏打ち/表面基材に移すことができる。このプロセスは、ポリエステル成分の一部が、硬化しないと紙に染み込むため、紙を表面基材として使用する用途に特に適している。このプロセスは、裏打ち/表面基材が熱および/またはUV線に敏感であるため、熱および/またはUVへの直接の曝露を回避する必要がある場合にも望ましい。さらなる実施形態において、ポリエステルは、剥離ライナー上にコーティングされ、次いで、UV線に曝され、続いて、別の剥離ライナーと積層されて、ライナー/ポリエステル/ライナー構造を与える;硬化したポリエステル層は、転写接着剤として使用し得る。
【0047】
さらに別の実施形態(例えば、実施例5を参照)では、ポリエステルは、UV露光の前にコーティングされ、ライナーまたは裏打ち材ですぐにラミネートされて、裏打ち材/ポリエステル/ライナー構造を与える。得られた構造物をローラーでプレスして、滑らかで均一なポリエステル層を得ることができ、これを次にUV露光に供する。硬化にUVBおよび/またはUVCを使用する場合、ポリプロピレン(PP)およびPPベースのライナー(例えば、シリコン処理PP)などの透明な裏打ち/ライナーは、それらがUVBとUVCをほとんどブロックしないため、上記の構造の裏打ち材またはライナーとして好ましく使用される。
【0048】
さらに別の実施形態(例えば、実施例4および10を参照)では、UV硬化のための特別な手順が使用される。ポリエステルは、透明な裏打ち(例えば、PPフィルム)にコーティングされ、ポリエステル/透明裏打ち構造を与える。次に、その構造は、両側からのUV線、すなわち、ポリエステル側からの1つのUV線源および透明裏打ち側からの別のUV線源に曝される。硬化にUVBおよび/またはUVCを使用する場合は、UVB/UVC線を大幅に遮断しない透明なPPフィルムを使用する。好ましくは、透明なPPフィルムの片面は、接着剤への接着性を高めるためにコロナで表面処理され;反対側は、処理されない。PPフィルムの処理面にポリエステルをコーティングして、ポリエステル/PPフィルムラミネートを与える。次に、そのラミネートを両側からのUV線に曝し、その後、コアに巻き付けて粘着テープロールを与え得る。この特別なUV硬化手順の目的は、UV遮断の問題を回避することである。より詳細には、いくつかの接着剤配合物は、特にそれらが厚くコーティングされている場合、UVB/UVC線を遮断するかもしれず、これは悪い貫通硬化をもたらす。このUV遮断の問題は、ポリエステル/PPフィルムラミネートが両側からUVB線にさらされると解消でき、これにより、UV露光時間が短縮され、硬化速度が向上する。
【0049】
本明細書に開示されるUV硬化性ポリエステルおよび得られるPSA(「本PSA」)、ならびにそれらを製造する方法は、文献に開示または報告されたものと比較して、いくつかの独特の特徴およびメリットを有する。
【0050】
(1)新しいポリマー組成と異なる硬化反応
そのポリエステルは、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない;そのため、その硬化反応の化学は、C=C基の重合に基づかない。硬化工程において、UV線が、後に結合して架橋を形成するラジカルの生成を誘発し、これは、ポリエステルの分子量および/または架橋の増大をもたらし、そのため、得られるPSAの凝集力の増大に寄与することが提案される。
【0051】
(2)UV硬化性ポリエステルは安定である
そのポリエステルは、高温および/または長い保存時間で安定でない活性化C=C部分を含まない。したがって、本開示のポリエステルは、強いUV線に曝されない限り非常に安定であり、そのため、長い貯蔵寿命(例えば、少なくとも18か月)を有する。
【0052】
(3)硬化反応の高い効率とそのための速い硬化速度
ポリエステルの硬化反応は、非常に効率的であるため、硬化には低いUVエネルギー量が必要である。言い換えれば、ポリエステルは、硬化速度が速いため、PSAの高速製造が可能になり;これは工業生産において望ましい。
【0053】
(4)優れた耐酸素性
UV硬化では、ポリエステルがUV線に曝されるとポリマーラジカルが生成し、これは酸素を含む空気環境でも効率的に結合して架橋を形成する。言い換えれば、酸素を排除する必要がないため、PSAの製造コストを大幅に削減できる。
【0054】
(5)ガス放出または移動がない
そのポリエステルは、エポキシ化大豆油および二量体酸などの比較的高分子量の化学物質から出発して調製することができ;アクリル酸などの揮発性有機化合物の使用を回避することができる。また、ポリエステルは共有結合を介してポリマー鎖に結合しているUV活性部分を含むため、UV硬化のためにポリエステルに低分子量の光開始剤を添加する必要がない。さらに、ベンゾフェノン誘導体などのUV活性部分は、UV露光後に小さな断片に分解しない。したがって、硬化ポリエステルは、低分子量の化合物または断片を含まないため、臭い、ガス放出および移動がなく、これは、除去可能および超除去可能なPSA、皮膚接触、その他の医療用途に非常に適している。
【0055】
例示的な実施形態は、以下の番号が付けられた条項で以下に説明される:
【0056】
1.感圧接着剤構造物であって、
(A)裏打ち基板と;
(B)裏打ち基板上に配置された感圧接着剤組成物と、を含み、
感圧接着剤組成物は、
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分が、ベンゾフェノンまたはチオキサントンである);少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と
から作製された紫外線硬化したポリマーを含む、感圧接着剤構造物。
【0057】
2.感圧接着剤構造物であって、
(A)裏打ち基板と;
(B)裏打ち基板上に配置された感圧接着剤組成物と、を含み、
感圧接着剤組成物は、
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と(化合物(iii)は、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない)
から作製された紫外線硬化したポリマーを含む、感圧接着剤構造物。
【0058】
3.化合物(iii)が、-COOH含有ベンゾフェノンまたは-COOH含有チオキサントンである、条項1または2に記載の構造物。
【0059】
4.化合物(iii)が、2-ベンゾイル安息香酸、4-ベンゾイル安息香酸または2-(4-ベンゾイルフェノキシ)酢酸である、条項1または2の構造物。
【0060】
5.化合物(iii)が、チオキサントン-2-カルボン酸またはチオキサントン-4-カルボン酸である、条項1または2に記載の構造物。
【0061】
6.化合物(iii)がフェニルグリオキシル酸である、条項1または2の構造物。
【0062】
7.化合物(iii)が、-OH含有ベンゾフェノン、-OH含有チオキサントンまたは-OH含有アセトフェノンである、条項1または2に記載の構造物。
【0063】
8.化合物(iii)が、4-ヒドロキシベンゾフェノンまたは3-ヒドロキシベンゾフェノンである、条項1または2の構造物。
【0064】
9.化合物(iii)が、2-ヒドロキシチオキサンテン-9-オンである、条項1または2に記載の構造物。
【0065】
10.化合物(iii)が、4’-ヒドロキシアセトフェノンまたは3’-ヒドロキシアセトフェノンである、条項1または2の構造物。
【0066】
11.成分(i)が、モノカルボン酸修飾エポキシ化大豆油である、条項1~10のいずれか一項に記載の構造物。
【0067】
12.モノカルボン酸修飾剤が、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラチャイルド酸、ヘネイコシル酸、ベヘン酸、トリコシル酸、リグノセリン酸、ナフタレン酸、オレイン酸、リノール酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、ドコサヘキサン酸、アビエチン酸またはアビエチン酸を含むトール油ロジン、安息香酸、フェニル酢酸、1-ナフタレン酢酸、2-ナフタレン酢酸、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、2-フロ酸、3-メチルピリジン-2-カルボン酸、1-メチルピロール-2-カルボン酸、ピリミジン-2-カルボン酸またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、条項11に記載の構造物。
【0068】
13.成分(i)が、エポキシ化大豆油である、条項1~10のいずれか一項に記載の構造物。
【0069】
14.成分(ii)が、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ酸、セバシン酸、およびブラシル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量体酸、三量体酸またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、条項1~13のいずれか一項に記載の構造物。
【0070】
15.成分(ii)が、二量体酸を含む、条項1~13のいずれか一項に記載の構造物。
【0071】
16.
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノンまたはチオキサントンである);少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と
から作られた紫外線硬化したポリマーを含む、感圧接着剤組成物。
【0072】
17.
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と(化合物(iii)は、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない)
から作られた紫外線硬化したポリマーを含む、感圧接着剤組成物。
【0073】
18.
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノンまたはチオキサントンである);少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と
を含む、紫外線硬化性組成物。
【0074】
19.
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;
(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;
(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物;フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物と(化合物(iii)は、フリーラジカル重合可能な活性化C=C基を含まない)
を含む、紫外線硬化性組成物。
【0075】
20.
(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油と;(ii)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と;(iii)少なくとも1つの-COOH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノンまたはチオキサントンである);少なくとも1つの-OH基および少なくとも1つのUV活性部分を含む化合物(UV活性部分がベンゾフェノン、チオキサントンまたはアセトフェノンである);フェニルグリオキシル酸;またはそれらの混合物とを重合することと;
得られた樹脂を紫外線に供して架橋ポリマーを形成することと
を含む、方法。
【0076】
21.少なくとも1つのエポキシ化植物油を少なくとも1つのモノカルボン酸で修飾することをさらに含む、条項20に記載の方法。
【0077】
22.修飾が重合の前に行われる、条項21に記載の方法。
【0078】
23.
少なくとも1つのエポキシ化植物油、少なくとも1つのモノカルボン酸および化合物(iii)を一緒に反応させて、少なくとも1つのUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油を形成することと;
(a)少なくとも1つのUV活性部分を含む得られた修飾エポキシ化植物を(b)少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と反応させることと
を含む、条項20に記載の方法。
【0079】
24.
(a)少なくとも1つのUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油と(b)UV活性部分を含まないモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油との混合物を形成することと;
得られた混合物を、少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物と反応させることと、
を含む、条項20に記載の方法。
【0080】
25.
少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物を、少なくとも1つのジカルボン酸、少なくとも1つのポリカルボン酸またはそれらの混合物の-COOH基と少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油のエポキシ基とのモル比が1.0より大きい反応条件下で、(i)少なくとも1つのエポキシ化植物油またはモノカルボン酸修飾エポキシ化植物油と反応させて、鎖末端が-COOH基でキャップされたポリエステルを形成することと;
得られたポリエステルを、少なくとも1つのUV活性部分を含む修飾エポキシ化植物油と反応させることと、
を含む、条項20に記載の方法。
【0081】
26.得られた樹脂を紫外線に曝している間、酸素が排除されない、条項20~25のいずれか一項に記載の方法。
【0082】
27.成分(i)がエポキシ化大豆油である、条項20~26のいずれか一項に記載の方法。
【0083】
28.成分(ii)が、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラン酸、セバシン酸、ブラシル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、二量体酸、三量体酸、またはそれらの無水物またはそれらの混合物である、条項20~27のいずれか一項に記載の方法。
【0084】
試験方法
PSAの剥離強度の測定
剥離強度の測定は、ASTM D3330/D3330M-04の試験方法A(感圧テープの剥離接着の標準試験方法、2010年に再承認)に従って、ステンレス鋼パネル(明るい焼きなまし仕上げのタイプ302)上で行う。簡単に説明すると、測定は、Instron Testing Machine(モデル5582、Instron、マサチューセッツ州ノーウッド)を使用して23±1℃および40±5%RHで行う。PSA試験片テープ(24mm×200mm)の一端を鋼パネルに貼り付け、2040gの重量のローラーで長さ方向に2回プレスする。テープのもう一方の自由端を、試験機のロードセルに接続されているグリップに取り付ける。1時間後、テープを5mm/sの速度で180°の角度で上向きに剥がす。その試験パネルからテープを剥がすのに必要な力を記録する。各PSAサンプルについて3つの試験片をテストし、N/cmでの平均値を剥離強度として報告する。特に明記しない限り、失敗モードは接着不良であり、つまり、サンプルがきれいに除去され、試験パネルに接着剤の残留物が残らない。
【0085】
PSAのせん断接着力の測定
せん断接着力は、ASTM D3654/D3654M-06(感圧テープのせん断接着力の標準試験方法)の手順Aに従って、ステンレス鋼の試験パネル(明るい焼きなまし仕上げのタイプ302)上で測定する。簡単に説明すると、測定は、23±1℃および40±5%RHで行う。幅24mm、長さ130mmのPSAテープのストリップを、その一端を24×24mmの接触面積で試験パネルに貼り付ける;次に、パネル上のテープを、重量2040gのローラーで長さ方向に2回プレスする。PSAテープのもう一方の端を、1000gの一定の塊に取り付ける。その質量から試験パネルまでの距離は、約50mmである。20分後、貼り付けたPSAテープおよび塊とともに試験パネルを垂直方向に対して2°の角度でスタンドに吊るし、塊を空中に吊るす。タイミングシステムを使用してテープがパネルから離れた時間を記録する。テープをスタンドに吊したところからテープが試験パネルから完全に離れるまでの時間をせん断接着の指標として記録する。各PSAサンプルについて3つの試験片をテストし、時間での平均値をPSAサンプルのせん断接着力として報告する。
【0086】
60℃での加速劣化試験
PSAの劣化試験は、規格PSTC-2(12版)およびASTMD1000-93に従って行う。簡単に説明すると、剥離ライナーでラミネートしたPSAテープを、Isotemp 625Dインキュベーター(Thermo Fisher Scientific Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)中に60℃で配置する。2週間後、テープを取り出し、23±1℃および40±5%RHで24時間コンディショニングする。次に、PSA試験片を劣化させたテープから準備し、前述の方法に従って剥離強度とせん断接着力を測定する。60℃の温度での2週間の加速劣化は、一般的な市販のPSA製品の18か月の自然劣化に相当する。
【実施例
【0087】
例1.ESO、二量体酸、酢酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
ESO(16.01g)、酢酸(0.78g)、4-ヒドロキシベンゾフェノン(0.96g)およびベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.071g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、115℃で2.5時間、次に145℃でさらに2時間加熱する。この時点で、酢酸のカルボン酸基と4-ヒドロベンゾフェノンのヒドロキシル基の両方が消費される(これは、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)分析で証明される)。続いて、UNIDYME 18(15.98g)および酢酸マグネシウム水和物(0.34g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0088】
次に、そのポリマーを85℃でポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルム上に、HLCL-1000ホットメルトコーター/ラミネーター(ChemInstruments,Inc.(Fairfield、OH))を使用してコーティング厚さ約0.025mmでコーティングする。次いでそのコーティング層を0.4J/cmのUVエネルギー線量を使用するまでUVB線に曝す。硬化した接着剤層をFTIRで分析すると、硬化した接着剤のFTIRスペクトルで、1660cm-1のベンゾフェノン部分のC=Oのピークが消え、3500cm-1のヒドロキシル基のピークが増大することがわかる。これは、ケチルのヒドロキシル基の形成を示し(式(2)を参照)、したがって、前述のようにベンゾフェノン部分の変換に関して提案されたメカニズムを支持する。硬化した接着剤は、PSAとしてその剥離強度とせん断接着力を測定する(詳細については、それぞれ「PSAの剥離強度の測定」および「PSAのせん断接着力の測定」のセクションを参照)。接着剤の特性に関する結果を表1にまとめる。そのPSAは、少なくとも168時間のせん断接着力を有し、これはそれが十分な凝集力を有することを示す。
【0089】
【表1】
【0090】
例2.ESO、二量体酸、酢酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
この例は、使用する4-ヒドロキシベンゾフェノンの量が少なく、最終的なPSA層の厚さがより薄いこと以外は、例1と同じである。
【0091】
ESO(12.64g)、酢酸(0.78g)、4-ヒドロキシベンゾフェノン(0.65g)およびベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.057g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、115℃で2.5時間、次に145℃でさらに2時間加熱する。その時点で酢酸のカルボン酸基と4-ヒドロベンゾフェノンのヒドロキシル基の両方が消費される。続いて、UNIDYME 18(11.81g)および酢酸マグネシウム水和物(0.21g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0092】
次に、そのポリマーを85℃で二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルム上に、コーターでコーティング厚さ約0.012mmでコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。0.4J/cmのUVエネルギー線量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0093】
例3.ESO、アジピン酸、安息香酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
ESO(12.85g)、安息香酸(1.745g)、4-ヒドロキシベンゾフェノン(0.52g)およびベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.075g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、150℃で2.5時間加熱する。この時点で、安息香酸のカルボン酸基と4-ヒドロベンゾフェノンのヒドロキシル基の両方が消費される。続いて、アジピン酸(2.94g)および1-メチルイミダゾール(0.072g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0094】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に90℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。1.5J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0095】
例4.ESO、アジピン酸、安息香酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
この例は、異なるUV硬化手順を使用すること以外は、例3と同じである。簡単に説明すると、例5からのポリマーを、コーターで約0.025mmのコーティング厚さでシリコン処理されたPETフィルム(Si-PTET)上に90℃でコーティングする。次いで、得られたSi-PET/ポリマーラミネートのポリマー側をUV光源にして、UVB放射に曝す。0.4J/cmのUVエネルギー量を使用した後、そのラミネートを透明なPPフィルムでラミネートして、Si-PET/ポリマー/PPラミネートを得る。次に、その新しいラミネートのPP側をUV光源にして、UVB線に曝す。0.35J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0096】
例5.ESO、二量体酸、リノール酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
ESO(15.85g)、リノール酸(2.71g)、4-ヒドロキシベンゾフェノン(1.10g)およびベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.05g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、リノール酸のカルボン酸基と4-ヒドロベンゾフェノンのヒドロキシル基の両方が消費されるまで150℃で加熱し、これは約2.5時間かかる。続いて、UNIDYME 18(16.41g)および酢酸マグネシウム水和物(0.17g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0097】
次に、そのポリマーを85℃でPETフィルム上に、コーターで約0.025mmのコーティング厚でコーティングする。次に、コーティング層をシリコン処理ポリプロピレン(Si-PP)フィルム(Loparex,Inc.(Cary、NC)から入手)でラミネートして、PET/接着性ポリマー/Si-PPラミネートを作成する。次に、そのラミネートのSi-PP側をUV光源にして、UVB線に曝す。0.3J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0098】
例6.ESO、二量体酸、酢酸、4-ベンゾイル安息香酸からのPSA
酢酸(2.03g)、テトラ(n-ブチル)アンモニウムブロミド(0.20g)およびESO(25.66g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、115℃で1.5時間加熱し、次に130℃でさらに1時間加熱する。この時点で、酢酸のすべてのカルボン酸基が消費される。得られた生成物をAA-ESOと呼ぶ。
【0099】
別のフラスコに、ESO(8.64g)、酢酸マグネシウム水和物(0.012g)および4-ベンゾイル安息香酸(2.11g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、4-ベンゾイル安息香酸のカルボン酸基が消費されるまで150℃で加熱する。これは約2時間かかる。次に、UNIDYME 18(31.12g)とAA-ESO(27.88g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で9時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0100】
次に、そのポリマーを85℃でPETフィルム上に、コーターで約0.025mmのコーティング厚でコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。0.4J/cmのUVエネルギー線量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0101】
例7.ESO、二量体酸、酢酸および4-ベンゾイル安息香酸からのPSA
この例は、0.9J/cmのより高いUVエネルギー線量を使用すること以外は、例6と同じである。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0102】
例8.ESO、二量体酸、酢酸、4-ベンゾイル安息香酸および1,2-エチレンジアミンからのPSA
酢酸(1.34g)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.08g)およびESO(16.88g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、115℃で1.5時間加熱し、次に130℃でさらに1時間加熱する。この時点で、酢酸のすべてのカルボン酸基が消費される。得られた生成物をAA-ESOと呼ぶ。
【0103】
別のフラスコに、ESO(9.75g)、酢酸マグネシウム水和物(0.013g)および4-ベンゾイル安息香酸(2.38g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、150℃で2時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESOと呼ぶ。
【0104】
さらに別のフラスコに、UNIDYME 18(44.00g)を入れ、90℃に加熱する。次に、1,2-エチレンジアミン(2.08g)を約5分間かけて滴下する。得られた混合物を撹拌し、120℃で0.5時間、次に155℃で2時間加熱する。続いて、反応混合物を、撹拌しながら窒素ガスでパージし、同じ温度でさらに0.5時間加熱する。その後、AA-ESO(18.26g)とBBA-ESO(12.13g)を加え、得られた混合物を撹拌し、150℃で10時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0105】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に95℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。0.25J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0106】
例9.ESO、二量体酸、酢酸、2-ベンゾイル安息香酸および1,2-エチレンジアミンからのPSA
ESO(66.67g)、酢酸(5.24g)およびトリエチルアミン(0.56g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、酢酸のカルボン酸基が消費されるまで115℃で加熱する。これは約4時間かかる。得られた生成物をAA-ESOと呼ぶ。
【0107】
別のフラスコに、ESO(21.66g)、酢酸マグネシウム水和物(0.025g)および2-ベンゾイル安息香酸(5.38g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、150℃で2時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESOと呼ぶ。
【0108】
反応容器に、UNIDYME 18(142.93g)を入れ、90℃に加熱する。次に、1,2-エチレンジアミン(6.76g)を約5分間かけて滴下する。得られた混合物を撹拌し、120℃で0.5時間、次に155℃で2時間加熱する。続いて、反応混合物を、撹拌しながら窒素ガスでパージし、同じ温度でさらに0.5時間加熱する。その後、AA-ESO(72.47g)およびBBA-ESO(27.06g)を添加し、得られた混合物を150℃で10時間撹拌および加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0109】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に95℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVC線に曝す。1.2J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0110】
例10.ESO、二量体酸、酢酸、2-ベンゾイル安息香酸および1,2-エチレンジアミンからのPSA
この例は、異なるUV硬化手順が使用されること以外は、例9と同じである。簡単に説明すると、例9からのポリマーを、コーターで約0.025mmのコーティング厚さでシリコン処理PETフィルム(Si-PTET)上に95℃でコーティングする。得られたSi-PET/ポリマーラミネートのポリマー側をUV光源にして、UVB線に曝す。0.5J/cmのUVエネルギー量を使用した後、ラミネートを透明なPPフィルムでラミネートして、Si-PET/ポリマー/PPラミネートを得る。次に、その新しいラミネートのPP側をUV光源にして、UVB線に曝す。0.4J/cmのUVエネルギー線量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0111】
例11.ESO、二量体酸、酢酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
ESO(6.83g)、4-ヒドロキシベンゾフェノン(2.48g)およびベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.047g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、4-ヒドロベンゾフェノンのヒドロキシル基が消費されるまで150℃で加熱する。これは約2時間かかる。得られた生成物をHBP-ESOと呼ぶ。
【0112】
別のフラスコに、酢酸(2.98g)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド(0.14g)およびESO(44.86g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、115℃で1.5時間加熱し、次に130℃でさらに1時間加熱する。この時点で、酢酸のすべてのカルボン酸基が消費される。次に、UNIDYME 18(48.06g)および酢酸マグネシウム水和物(0.96g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で5時間加熱する。その後、HBP-ESO(9.35g)を加え、得られた混合物を撹拌し、150℃で9時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0113】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に90℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。0.25J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0114】
例12.ESO、二量体酸、酢酸および4-ヒドロキシベンゾフェノンからのPSA
この例は、0.6J/cmのより高いUVエネルギー線量を使用すること以外は、例11と同じである。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0115】
例13.ESO、二量体酸、アジピン酸、酢酸および2-ベンゾイル安息香酸からのPSA
ESO(11.09g)、酢酸マグネシウム水和物(0.018g)および2-ベンゾイル安息香酸(2.81g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、2-ベンゾイル安息香酸のカルボン酸基が消費されるまで150℃で加熱する。これは約2時間かかる。次に、UNIDYME 18(3.81g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESO-UNIDYMEと呼ぶ。
【0116】
別のフラスコに、ESO(20.98g)、酢酸(1.65g)およびトリエチルアミン(0.30g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、酢酸のカルボン酸基が消費されるまで115℃で加熱する。これは約4時間かかる。次に、アジピン酸(3.68g)とUNIDYME 18(3.91g)を加える。得られた混合物を撹拌し、130℃で2時間加熱し、次に145℃でさらに3時間加熱する。続いて、BBA-ESO-UNIDYME(17.73g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0117】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に95℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。0.6J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0118】
例14.ESO、二量体酸、リノール酸および2-ベンゾイル安息香酸からのPSA
ESO(9.36g)、酢酸マグネシウム水和物(0.015g)および2-ベンゾイル安息香酸(2.37g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、2-ベンゾイル安息香酸のカルボン酸基が消費されるまで150℃で加熱する。これは約2時間かかる。次に、UNIDYME 18(3.21g)を添加する。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESO-UNIDYMEと呼ぶ。
【0119】
別のフラスコに、リノール酸(4.16g)、酢酸マグネシウム水和物(0.028g)およびESO(13.38g)を入れる。得られた混合物を撹拌し、150℃で2時間加熱する。次に、二量体酸(12.39g;Sigma-Aldrich,Corp.製(ミズーリ州セントルイス);数平均分子量~570)を反応混合物に加え、得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱する。その後、BBA-ESO-UNIDYME(14.97g)を添加し、得られた混合物を撹拌し、155℃で4時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0120】
次に、そのポリマーを85℃でBOPPフィルム上にコーターで約0.025mmのコーティング厚さでコーティングする。次に、コーティング層をUVB線に曝す。1.0J/cmのUVエネルギー線量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0121】
例15.ESO、二量体酸、酢酸、2-ベンゾイル安息香酸および1,6-ヘキサンジアミンからのPSA
ESO(18.05g)、酢酸(1.42g)およびトリエチルアミン(0.15g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、酢酸のカルボン酸基が消費されるまで115℃で加熱する。これは約4時間かかる。得られた生成物をAA-ESOと呼ぶ。
【0122】
別のフラスコに、ESO(11.09g)、酢酸マグネシウム水和物(0.018g)および2-ベンゾイル安息香酸(2.81g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で2時間加熱する。次に、UNIDYME 18(3.81g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESO-UNIDYMEと呼ぶ。
【0123】
さらに別のフラスコに、UNIDYME 18(30.31g)を加え、110℃に加熱する。次に、1,6-ヘキサンジアミン(2.82g)を加える。得られた混合物を撹拌し、120℃で0.5時間、次に160℃で2時間加熱する。続いて、反応混合物を撹拌しながら窒素ガスでパージし、160℃で15分間加熱する。その後、AA-ESO(19.62g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で5時間加熱し、次に160℃で2.5時間加熱する。最後に、BBA-ESO-UNIDYME(17.73g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱し、次に160℃で1.5時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0124】
次に、そのポリマーを85℃でBOPPフィルム上にコーターで約0.025mmのコーティング厚さでコーティングする。次に、コーティング層を中圧水銀灯下で紫外線に曝す。1.0J/cmのUVエネルギー線量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0125】
例16.ESO、二量体酸、リノール酸、2-ベンゾイル安息香酸および1,2-エチレンジアミンからのPSA
ESO(7.98g)、リノール酸(2.48g)および酢酸マグネシウム(0.012g)をフラスコに入れる。得られた混合物を撹拌し、リノール酸のカルボン酸基が消費されるまで150℃で加熱する。これは約2時間かかる。得られた生成物をLA-ESOと呼ぶ。
【0126】
別のフラスコに、ESO(5.05g)、酢酸マグネシウム水和物(0.01g)および2-ベンゾイル安息香酸(1.28g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で2時間加熱する。次に、UNIDYME 18(1.74g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱する。得られた生成物をBBA-ESO-UNIDYMEと呼ぶ。
【0127】
さらに別のフラスコに、UNIDYME 18(14.29g)を入れ、90℃に加熱する。次に、1,2-エチレンジアミン(0.68g)を約5分間かけて滴下する。得られた混合物を撹拌し、120℃で0.5時間、次に155℃で2時間加熱する。続いて、反応混合物を、撹拌しながら窒素ガスでパージし、同じ温度でさらに0.5時間加熱する。その後、LA-ESO(10.47g)を加え、得られた混合物を撹拌し、150℃で8時間加熱する。最後に、BBA-ESO-UNIDYME(8.08g)を加える。得られた混合物を撹拌し、150℃で3時間加熱し、次に160℃で1.5時間加熱して粘稠なポリマーを得る。
【0128】
次に、そのポリマーをコーターで約0.025mmのコーティング厚さでPETフィルム上に95℃でコーティングする。次に、コーティング層をUVC線に曝す。0.3J/cmのUVエネルギー量を使用すると、十分な凝集力を持つPSAが得られる。PSAの剥離強度とせん断接着力を測定する。PSAの特性に関する結果を表1にまとめる。
【0129】
開示された組成物、物品および方法の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例示された実施形態は本発明の好ましい例にすぎず、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことを認識すべきである。
【国際調査報告】