АКРИЛОВЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ АДГЕЗИИ НА СУБСТРАТЫ С НИЗКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C09J7/00 C09J7/02 C09J9/00 C09J133/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА К РОДСТВЕННОЙ ЗАЯВКЕ

Настоящая заявка устанавливает приоритет от предварительной заявки US № 61/245437, зарегистрированной 24 сентября 2009 года, которая вставлена здесь посредством ссылки по всему объему.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к чувствительным к давлению адгезивам. В частности, настоящее изобретение относится к чувствительным к давлению адгезивам, которые прилипают к субстратам, имеющим низкую энергию поверхностного натяжения и/или высокую энергию поверхностного натяжения.

ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Акрилатные чувствительные к давлению адгезивы хорошо известны в данной области техники. Многие из данных адгезивов являются сополимерами алкилового эфира акриловой кислоты и минорной частью полярного сомономера. В силу присутствия полярного сомономера данные адгезивы, как правило, хорошо не прилипают к поверхностям с низкой энергией поверхностного натяжения и масляным поверхностям (например, поверхностям, имеющим критическую энергию поверхностного натяжения при намокании не более чем около 35 дин/см (СИ: 3,5×10⁴ н/м)).

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как правило, отличительные особенности чувствительного к давлению адгезива, который содержит продукт реакции:

(а) от около 25 до около 95 частиц по весу по меньшей мере одного моногидратного спирта эфира акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°C;

(b) от 0 до около 75 частиц по весу по меньшей мере одного неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости не более чем 10,50 и T_g более чем 15°C; и

(c) от около 5 до около 35 частиц по весу по меньшей мере одного полярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости более чем 10,50 и T_g более чем 15°C.

В дальнейшем варианте выполнения изобретения чувствительный к давлению адгезив содержит продукт реакции:

(а) от около 25 до около 95 частиц по весу по меньшей мере одного моногидридного спирта эфира акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°C;

(b) от 0 до около 75 частиц по весу по меньшей мере одного неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости не более чем 10,50 и T_g более чем 15°C; и

(с) от около 5 до около 35 частиц по весу по меньшей мере одного полярного эителенненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости от более чем 10,50 до около 13,5 и T_g более чем 15°C.

В другом варианте выполнения изобретения чувствительный к давлению адгезив содержит продукт реакции:

(а) от около 25 до около 95 частиц по весу по меньшей мере одного моногидратного спирта эфира акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°C;

(b) от 0 до около 75 частиц по весу по меньшей мере одного неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимость не более чем 10,50 и T_g более чем 15°C; и

(с) от около 5 до около 35 частиц по весу по меньшей мере одного полярного этиленненасыщенного мономера с общей структурной формулой I:

где в структурной формуле I

R₁ = H или C₁-C₄ алкил,

X = N или O,

R₂ = фенил или C₃-C₆ циклоалкил.

В последующем варианте выполнения изобретения чувствительный к давлению адгезив содержит продукт реакции (a) от около 25 до около 95 частиц по весу по меньшей мере одного моногидратного спирта эфира акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°C, (b) от 0 до около 75 частиц по весу по меньшей мере одного дополнительного этиленненасыщенного мономера, (c) от около 5 до около 35 частиц по весу по меньшей мере одного полярного этиленненасыщенного мономера с общей структурной формулой I:

где в структурной формуле I

R₁ = H или CH₃,

X = O или N,

R₂ = формула II

где R₄ является членом, выбранным из группы, состоящей из водорода, метила, этила, хлорметила, метилола, фенила, метоксифенила и метоксиаллила. P является целым числом от около 0-3, q является целым числом от 1-3; R₃ является ненасыщенным дизамещенным алкилом или замещенной алкильной группой от 2-4 атомов углерода или насыщенным или ненасыщенным дизамещенным карбоциклическим алифатическим кольцом от 4-9 атомов углерода и преимущественно 5-6 атомов углерода; и A является членом, выбранным из группы, состоящей из O, NH или NR₁, где R₁ изначально определен.

Параметр растворимости, приведенные здесь, вычисляют, в соответствии с техникой, описанной в Fedors, Polym. Eng. and Sci., 14:147 (1974). Мономер, гомополимер которого имеет параметр растворимости более чем 10,50, при измерении, в соответствие с Fedor техникой, упоминается здесь как полярный мономер, тогда как мономер, гомополимер которого имеет параметр растворимости 10,50 или меньше, при измерениях, проводимых в соответствии с техникой Fedor, упоминается здесь как неполярный мономер.

Настоящее изобретение предоставляет чувствительные к давлению адгезивы, которые посредством действия включенного неполярного этиленненасыщенного мономера (компонент (b)) наравне с полярным этиленненасыщенным мономером в количестве от около 3-35 частей (компонент (c)) демонстрирует хорошую адгезию к поверхностям с низкой энергией поверхностного натяжения (например, пластики, такие как полиолефиновые пластики). Кроме того, данные адгезивы демонстрируют хорошую адгезию к поверхностям с высоким поверхностным натяжением, таким как нержавеющая сталь.

Данные адгезивы менее токсичны, чем другие традиционные адгезивы, содержащие, например, полярные гетероатомные акрилаты. Адгезивы в дальнейшем демонстрируют хорошие свойства на сдвиг как при низких, так и при высоких температурах, в частности, когда включено небольшое количество полярного сомономера.

Дынные адгезивы приводят к следующему преимуществу, уменьшая чувствительность к влаге и уменьшая тенденцию к коррозии металлов, таких как медь.

Другие свойства и преимущества данного изобретения будут очевидными из следующего описания предпочтительного варианта выполнения изобретения и из формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изначально PSA требует деликатного баланса вязкостных и эластичных свойств, который приводит к четырехкратному балансу адгезии, когезии, эластичности и упругости. В основном продукты PSA имеют достаточные когезию и упругость так, что, несмотря на их сильную вязкость, с ними можно работать пальцами и удалять с гладких поверхностей без потери остатков. Использование в торговом обороте не предполагает распространение термина PSA к обхватывающим лентам и адгезивам всего лишь потому, что они «липкие» или потому что они прилипают к особым типам поверхности.

Чувствительные к давлению адгезивы данного изобретения демонстрируют хорошую адгезию как к поверхностям с низкой энергией поверхностного натяжения, таким как полипропилен, так и к поверхностям с высокой энергией поверхностного натяжения, такими как нержавеющая сталь. В обоих случаях 90° прочность на отрыв после 72 часов (259000 с) выдержки составляла по меньшей мере 2 фунта/0,5 дюйма (СИ: 0,91 кг/1,27×10^-2 м), измеренная в соответствии с Тестом Процедуры B, выше. Адгезивы также демонстрируют хорошую силу когезивных свойств, измеренных посредством прочности на сдвиг. Предпочтительно прочность на сдвиг как при комнатной температуре, так и при 70°С составляет больше чем 50 минут (3000 с), более предпочтительно более чем 1000 минут (60000 с) и даже более предпочтительно больше чем 10000 минут (600000 с), измеренных в соответствие с тестом процедуры С, выше. Данные свойства достигаются посредством контроля состава мономера для того, чтобы достигнуть соответствующую полярность (измеряемую посредством параметра растворимости гомополимеров индивидуальных мономеров, определяемую в соответствие с техникой Fedor) и реологические свойства (T_g, измеренные при 1 радиан/секунду тангенс дельта к максимальной температуре адгезивного полимера). Список нескольких типичных мономеров и их соответствующих параметров растворимости Fedor изображено в таблице 1. Таблица 1 подразделена на 4 сектора: акрилатные мономеры с низким T_g, акрилатные мономеры с высоким T_g, метакрилатные мономеры с высоким T_g и виниловые мономеры.

Таблица 1 Параметры растворимости Fedor Повторяющиеся остатки Параметр растворимости повторяющегося остатка (калл/см³)^0,5 Октадецилакрилат (ОДА) 8,99 Лаурилакрилат (ЛА) 9,15 Изооктилакрилат (ИОА) 9,22 2-этилгексилакрилат (2-ЭГА) 9,22 Бутилакрилат (БА) 9,77 Пропилакрилат (ПА) 9,95 Этилакрилат (ЭА) 10,20 3,3,5-триметилциклогексил акрилат (ТМЦА) 9,35

Изоборнилакрилат (ИБА) 9,71 Циклогексилакрилат (ЦГА) 10,16 N-октилакриламид (НОА) 10,33 Тетрагидрофурфурилакрилат (ТГФА) 10,53 Метилакрилат (МА) 10,56 Глицидилакрилат (ГА) 11,32 2-феноксиэтилакрилат (2-ФЭА) 11,79 N-винилкапролактам (НВК) 12,10 N,N-диметилакрилатамид (ДМА) 12,32 N-винил-2-пирролидон (НВП) 13,38 Акриловая кислота (АК) 14,04 Метилметакрилат (ММА) 9,93 Этилметакрилат (ЭМА) 9,72 Пропилметаакрилпт (ПМА) 9,57 Винилацетат 10,56 Стирол 11,87

Реологическая характеристика адгезивного полимера может быть частично, но удобно описываться посредством T_g, измеряемого при 1 радиан/секунд на тангенс дельта к максимуму температуры. T_g предпочтительно измеряют при 1 радиан/секунд на тангенс дельта к максимуму температуры полимера, имеющей значение между -45°С и 15°С, более предпочтительно между -25°С и 0°С и даже более предпочтительно между -20°С и -5°С.

Адгезивы в соответствие с настоящим изобретением, имеющие требующуюся полярность и реологические свойства от около 25 до около 95 частиц (более предпочтительно от около 40 до около 85 частиц) эфира акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°С (более предпочтительно менее чем -20°С); от 0 до около 75 частиц (более предпочтительно от около 15 до около 60 частей) неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет T_g более чем 15°С и от около 5 до около 35 частиц полярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет T_g более чем 15°С.

Эфир акриловой кислоты является монофункциональным моногидратного спирта эфиром акриловой кислоты, имеющем от около 4 до около 18 атомов углеродов в спиртовом остатке, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°С. Включенные в этот класс эфиров акриловой кислоты являются изооктилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изононилакрилат, изодецилакрилат, децилакрилат, лаурилакрилат, гексилакрилат, бутилакрилат и октадецилакрилат, 2-пропилгептилакрилат или их комбинация. В случае октадецилакрилата, количество выбирают так, что кристаллизация боковой цепи не происходит при комнатной температуре.

Неполярный этилененасыщенный мономер является мономером, гомополимер которого имеет параметр растворимости, измеренный посредством метода Fedor не более чем 10,50 и T_g более чем 15°С. Неполярная природа данного мономера улучшает адгезию к поверхности низкой энергией поверхностного натяжения. Это также улучшает структурные свойства адгезива (например, когезивную силу) по отношению к гомополимеру эфира акриловой кислоты, описанном выше. Примеры подходящих неполярных мономеров включают 3,3,5-триметилциклогексилакрилат, циклогексилакрилат, изоборнилакрилат, N-октилакриламид, трет-бутилакрилат, метилметаакрилат, этилметакрилат и пропилметакрилат или их сочетание.

Далее адгезив содержит полярный этиленненасыщенный мономер, гомополимер которого имеет параметр растворимости, измеренный посредством метода Fedor более чем 10,50 и T_g более чем 15°С для того, чтобы улучшить структурные свойства (т.е. когезивную силу). Примеры подходящих полярных мономеров включают акриловую кислоту, метиленянтарную кислоту, определенные замещенные акриламиды, такие как N,N-диметакриламид, N-винил-2-пирролидон, N-винилкапролактам, акрилонитрил, тетрагидрофурфурилакрилат, глицидилакрилат, 2-феноксиэтилакрилат и бензилакрилат или их сочетания.

Смесь мономеров может быть полимеризована различными техниками, посредством фотоинициируемой полимеризацией в объеме, которая является предпочтительной. Инициатор предпочтительно добавляют для содействия полимеризации мономеров. Использующийся тип инициатора зависит от процесса полимеризации. Фотоинициаторы, которые пригодны для полимеризации акрилатных мономеров акрилатов включают бензоилэфиры, такие как эфирметилбензойной кислоты или эфир изопропилбензойной кислоты, эфиры замещенного бензоила, такие как 2-метил-2-гидроксипропиофенон, ароматические сульфонилхлориды, такие как 2-нафталенсульфонил хлорид и фотоактивные оксиды, такие как 1-фенил-1,2-пропандион-2-(о-этоксикарбонил)оксим. Примером коммерчески доступного фотоинициатора является Irgacure^TM 651 доступный от Ciba-Geigy Corporation, имеющий формулу 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-он. Как правило, фотоинициатор 11

присутствует в количестве от около 0,005 до 1 процента по весу, основываясь на весе мономеров. Примеры подходящих терминальных инициаторов включают АИБН и пероксиды.

Смеси способных к полимеризации мономеров могут также содержать сшивающий агент или сочетание сшивающих агентов, для увеличения прочности на сдвиг адгезива. Ниже показан список типов сшивающих агентов, пригодных для использования в настоящем изобретении.

Эпоксиамин Амин, карбоновая кислота, фосфорная кислота, гидроксил, меркаптан, изоцианат, меламинформальдегид, ангидрид, эпокси, ацетоацетат. Меркаптоацетоацетат Изоцианат, меламин формальдегид, ангидрид, эпоксиакрилат, амин.

В более детальном описании варианта выполнения изобретения, пригодные сшивающие агенты включают замещенные триазины, такие как 2,4-бис(трихлорметил)-6-(-4-метоксифенил)-s-триазин, 2,4-бис(трихлорметил)-6-(3,4-диметоксифенил)-s-триазин и специфично хромофор-замещенные гало-s-триазины, рассмотренные в патенте США № 4329384 и 4330590 (Vesley), включенные сюда посредством ссылки. Другие пригодные сшивающие агенты включают многофункциональные алкилакрилатные мономеры, такие как триметилпропан, триакрилат, пентаэритритолтетраакрилат, 1,2-этиленгликольдиакрилат, 1,4-бутандиол диакрилат, 1,6-гександиол диакрилат и 1,12-додеканол диакрилат. Различные другие сшивающие агенты, такие как описанные в публикации США № 2010/0120931А1, включенной сюда посредством ссылки по всему объему, также будет пригодно использование различных молекулярных наполнений между метакрилатными функциональными остатками. Как правило, кросслинкер присутствует в количестве от около 0,005 до 1 процента по весу, основываясь на общем весе мономеров.

Чувствительные к давлению адгезивы могут быть использованы в адгезивных предметах, таких как лейблы, ленты, листы, декоративные аппликации и подобное этому. Подходящие субстраты, служащие в качестве носителей адгезивов или рабочих поверхностей на которые данные адгезивы могут быть нанесены включают нетканый материал, такое как, например, бумага, пластик, металл или поролон; тканые материалы, такие как, например, тканый хлопок или тканый синтетический полимер. Неограниченные примерами синтетические полимеры включают полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиэфир и полиамид. Адгезивы могут быть нанесены на субстрат посредством любого стандартного способа, включая выдавливание, распыление, нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия поливом и т.д.

В добавлении к чувствительным к давлению адгезивам, состав может быть использован для образования поролоновых покрытий, таких как поролоновые покрытия и ленты и поролоновые адгезивы. В одном варианте выполнения изобретения, поролоновое покрытие формуют из смеси, состоящей из (a) акрилатного полимера, (b) жидкого олигомера и (d) расширяющихся сферических частиц или пенообразователя, где по меньшей мере один (a) или (b) сшивают в присутствии другого.

Там где желателен пропеленподобный чувствительный к давлению адгезив, может быть использована смесь мономеров, содержащая сферические частицы. Подходящими сферическими частицами являются коммерчески доступные от Kema Nord Plastics под торговой маркой “Expancel” и от Matsumoto Yushi Seiyaku под торговой маркой “Micropearl”, где расширяющиеся сферические частицы имеют особую плотность приблизительно 0,02-0,036 г/см³. Можно включать нерасширяющиеся сферические частицы в чувствительный к давлению адгезивный состав и последующий их нагрев приводит к расширению, когда они соответствующим образом обрабатываются, но, как правило, предпочтительно подмешивать расширяющиеся частицы в адгезив. Данный процесс позволяет гарантировать то, что полые сферические частицы соответственно покрываются по меньшей мере тонким слоем адгезива.

Полимерные сферические частицы, имеющие средний диаметр от 10 до 200 микрометров могут смешиваться в способный к полимеризации состав в количествах от около 15% до около 75% по объему перед нанесением. Также подходящими являются стеклянные сферические частицы, имеющие средний диаметр от 5 до 200 микрометров, предпочтительно от около 20 до 80 микрометров. Такие сферические частицы могут содержать от 5% до 65% по объему чувствительного к давлению адгезива. Как полимерные, так и стеклянные сферические частицы известны в данной области техники. Слой адгезива, чувствительного к давлению, на ленте должен иметь по меньшей мере трехкратную толщину диаметра сферических частиц, предпочтительно по меньшей мере 7-кратный.

Другие конструкции для лент, в которых чувствительные к давлению адгезивы в соответствии с настоящим изобретением являются пригодными, включают механические скрепки, такие как Dual-Lock^TM скрепочный брэнд (Minnesota Mining и Manufacturing Co., St. Paul, Minn.) и Scotchmate^TM скрепочный брэнд (Minnesota Mining и Manufacturing Co., St. Paul, Minn.). Чувствительный к давлению адгезивы также являются пригодными при демпфированных нанесениях.

Другие материалы, которые могут быть смешены с полимеризующимся мономерам перед покрытием, включают пластификаторы, придающие клейкость реагент, окрашивающие агенты, упрочняющие агенты, огнезащитные составы, вспенивающий агент, термически стабильные агенты, проводящие электричество агенты, агенты для дополнительного отверждения и их ускорители и подобные им. Примеры данных типов материалов могут быть найдены в публикациях США № 2010/0120931А1, отображение которого включено сюда посредством ссылки по всему объему.

Придающие клейкость реагенты, которые пригодны для использования с адгезивом изобретения, по сути совместимы с акриловым полимером. Придающие клейкость реагенты являются по сути совместимыми с акриловыми полимерами. Использующийся здесь «по сути сопоставимы» означает, что когда придающий клейкость реагент и акриловый полимер смешиваются, получающаяся комбинация по сути прозрачна в форме сухой пленки, в то же время противоположна непрозрачности для нормального зрения. Широкое разнообразие скрепок может использоваться для увеличения клейкости и отслаивания адгезива и может быть использоваться в одиночестве или в сочетании. Это включает смолы и производные смол, включая резиноподобные материалы, которые имеют природное происхождение в олеосмоле сосен, так же как и их производные включая эфиры смол, модифицированные смолы, такие как фракционированные, гидрогенированные, дегидрогенированные и полимеризованные смолы, модифицированные эфиры смол и подобные им.

Также могут использоваться терпеновые смолы, которые являются углеводородами формулой C₁₀H₁₆, существующие в большинстве важных масел и олеосмол растений и модифицированные фенолом терпеновые смолы подобные альфа-пинену, бета-пинену, дипентену, лимонену, мирцену, борнилену, камфену и подобные им. Различные алифатические углеводородные смолы подобные Escorez 1304, производимой Exxon Chemical Co., и ароматические углеводородные смолы на основе C₉, C₅, дициклопентадиена, кумарона, индена, стирола, замещенные стиролы и производные стирола и подобные им также могут быть использованы.

Гидрогенизированные и частично гидрогенизированные смолы, такие как Regalrez 1018, Regalrez 1078, Regalrez 1094, Regalrez 1126, Regalrez 3102, Regalrez 6108 и т.п., выпускаемые Eastman Chemical Company могут быть использованы. Различные терпеновые фенольные смолы типа SP 560 и SP 553, выпускаемые и продаваемые Schenectady Chemical Inc., Nirez 1100, производимые и продаваемые Reichold Chemical Inc., и Piccolyte S-100, производимые и продаваемые Hercules Corporation являются частично пригодными придающими клейкость агентами для настоящего изобретения. Различные смешенные алифатические и ароматические смолы, так же как и Hercotex AD 1100, производимые и продаваемые Hercules Corporation могут использоваться.

Отдельная повышающая клейкость смола и/или количество, выбранное для соответствующего состава, может зависеть от типа акрилового полимера, использующегося для повышения клейкости. Много смол, которые известны в данной области техники, пригодны для клейких акриловых чувствительных к давлению адгезивах могут быть эффективно использованы в практике настоящего изобретения, хотя границы данного изобретения не ограничены только такими смолами. Смолы, описанные в Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Von Nostrand Reinhold, Co, Гл.20, страницы 527-584 (1989) (включенные сюда посредством ссылок) могу использоваться.

Количество использующегося в настоящем изобретении склеющегося агента зависит от акрилат/олигомерной смеси и использующегося склеющего агента. Обычно чувствительные к давлению адгезивы, приготовленные в соответствии с настоящим изобретением будут содержать от 5 до около 60% общего веса один или более склеивающих агентов.

Чувствительные к давлению адгезивы в соответствии с настоящим изобретением преимущественно приготавливают посредством фотоинициируемой полимеризации в объеме в соответствии с техникой, описанной в Martens et al., патент США № 4181752, включен сюда посредством ссылки. Способные к полимеризации мономеры и фотоинициатор смешивают вместе в отсутствие растворителя и частично полимеризуют до вязкости в ряду от около 500 ед/сек до около 50000 ед/сек до достижения пригодного для покрытия сиропа. Альтернативно, мономеры могут смешиваться с тиксотропным агентом, таким как гидрофильный силикат, до достижения пригодной для покрытия толщины. Сшивающий агент и любые другие ингридиенты затем добавляются в предварительно полимеризованный сироп. Альтернативно, данные ингредиенты (за исключением сшивающего агента) могут быть добавлены непосредственно в мономерную смесь перед предварительной полимеризацией.

Получающийся состав наносят на субстрат (который может пропускать ультрафиолетовое облучение) и полимеризуют в инертной (т.е. бескислородной) атмосфере, например атмосфере азота действуя ультрафиолетовым облучением. Примеры подходящих субстратов включают подложки (к примеру, силиконовые подложки) и ленточные основы (которыми могут быть предварительно обработанная или предварительно необработанная бумага или пластик). Соответствующая инертная атмосфера также может достигаться посредством покрывающего слоя способного к полимеризации покрытия с пленкой из пластика, которая по сути прозрачна для ультрафиолетового облучения и облучения сквозь эту пленку в воздухе, как описано в вышеупомянутом патенте Martens et al., используя ультрафиолетовые лампы. Альтернативно, несмотря на покрывающее способное к полимеризации покрытие, способное к окислению оловянное соединение может быть добавлено в полимеризующийся сироп для возрастания толерантности сиропа к кислороду как описано в патенте США № 4303485 (Levens). Источник ультрафиолетового света имеет 90% эмиссию между 280 и 400 нм (более предпочтительно между 300 и 400 нм) с максимумом при 351 нм.

Там, где предпочтительна многослойная ленточная конструкция, способом конструкции является многослойное нанесение, использующие традиционную технику. Например, покрытия могут быть нанесены параллельно (например, на уже нанесенное покрытие), после чего полная многослойная структура сушится за раз. Покрытия также могут быть последовательно нанесены, в соответствии с чем каждый индивидуальный слой частично или полностью высыхает перед нанесением следующего слоя.

Тестовые процедуры

Тестовые процедуры, использующиеся для оценки чувствительных к давлению адгезивов, включают следующее:

Тест на конверсию мономера (тестовая процедура А)

Конверсия мономера определяется гравиметрически. Образец адгезива взвешивают после его нанесения и последующей сушки при 120°С в течение 3 часов и затем взвешивание повторяют. Процент летучих веществ брался для определения конверсии мономера.

90° тест на отслаивание адгезива (тестовая процедура В)

Ленты шириной полтора дюйма образца адгезива аккуратно обрезали и помещали на интересующий субстрат. Толщина адгезива была 5 мил. 5 мил анодированную алюминиевую основу (0,625 дюйма шириной) затем покрывают слоями адгезива, которые приблизительно длиной 5 дюймов. Интересующие тестовые субстраты включают поверхности с низкой энергией поверхностного натяжения, такие как полипропилен (2”×5”×3/16 натуральные полипропиленовые панели от Precision Punch и Plastic, Minneapolis, Minn., с временным защитным покрытием по обеим сторонам, которые удаляют перед очисткой и тестированием) и поликарбонат (Lexan^TM от General Electric Co.) и поверхности с высокой энергией поверхностного натяжения, такие как нержавеющая сталь (304-2ВА 28 шаблон нержавеющей стали с шероховатостью поверхности от 2,0±1,0 микродюймов (СИ: 5,08×10^-8 м)). Свободный конец основы, к которой адгезив наносится слоями, протягивают за пределы тестируемого субстрата так, что его можно закрепить в загруженную ячейку для определения прочности на отрыв.

Образец прокатывают туда-обратно дважды 2-кг тяжелым резиновым валиком для того, чтобы быть уверенными в контакте между адгезивом и тестируемым субстратом. Адгезив затем удаляют после данного времени выдержки (обычно 72 часа (259200 с), если не отмечено иного, при 12”/минуту в 90°С печи на отрыв.

Субстраты из нержавеющей стали промываются один раз ацетоном и 3 раза смесью 50/50 изопропанол/вода перед тестированием. Пластиковые субстраты промываются 3 раза гептаном перед тестированием. Результаты обычно приводят в фунтах/0,5 кв. дюйм как среднее за 2 теста. Все тесты проводят при комнатной температуре.

Испытание на сдвиг (тестируемая процедура С)

0,5 дюймовую полоску ленты наносят на кусочек нержавеющей стали (304-2ВА 28 шаблон нержавеющей стали с шероховатостью поверхности от 2,0±1,0 микродюймов (СИ: 5,08×10^-8 м)), который очищают один раз ацетоном и 3 раза с помощью смеси 50/50 изопропанол/вода так, что достигается полтора квадратных дюйма при совпадении. Кусочек 5 мил (СИ: 12,7×10^-5 м) анодированного алюминия (0,625 дюймов (СИ: 1,59×10^-2 м) шириной) затем покрывают слоями по полной поверхности чувствительного к давлению адгезива, избегая дополнительную площадь, на которую покрытие может быть нанесено. Адгезив толщиной 5 мил (СИ: 12,7×10^-5 м). Образец затем прокатывают туда и обратно с 15 фунтовым валиком и оставляют подсыхать в течение четырех часов. 70°С образцы позволяют досохнуть дополнительных 10 минут (600 с). После сушки образец тестируют либо при комнатной температуре, либо при 70°С. При комнатной температуре 1 кг загрузки наносится на адгезив и фиксируют время перед нанесением. При 70°С 500-г загрузку наносят на адгезив и фиксируют время перед нанесением. Результаты обычно записывают как среднее за 2 теста.

Очевидно, множество модификаций и вариаций изобретения, как изложено выше, может быть сделано без отклонения от идеи и границ, вследствие чего и для чего только такие ограничения должны налагаться, которые продемонстрированы в прилагаемых формулах изобретения.

Настоящее изобретение относится к чувствительному к давлению адгезиву, лейблу, содержащему рабочую поверхность и указанный адгезив, а также к ленте, содержащей основной материал и адгезив. Адгезив содержит продукт реакции (а),(b),(c) и (d). Продукт реакции содержит в качестве (a) от около 25 до около 95 частей по весу по меньшей мере один монофункционального сложного эфира одноатомного спирта и акриловой кислоты, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°С. Продукт реакции содержит в качестве (b) от 0 до около 75 частей по весу по меньшей мере одного неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости не более чем 10,50 и T_g более чем 15°С. В качестве (с) продукт содержит от около 5 до около 35 частей по весу по меньшей мере одного полярного этиленненасыщенного мономера с общей структурной формулой (1). В качестве (d) продукт реакции содержит от 0,005 до 1 процента по весу, основываясь на общем весе мономеров, сшивающего агента. Лейбл, в частности, наносят на полиолефиновые и металлические поверхности. При получении ленты с использованием адгезива основным материалом, в частности, является пенопласт, нетканый материал. Чувствительные к давлению адгезивы прилипают к субстратам, имеющим низкую энергию поверхностного натяжения и/или высокую энергию поверхностного натяжения.3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Чувствительный к давлению адгезив, содержащий продукт реакции:
(a) от около 25 до около 95 частей по весу монофункционального сложного эфира одноатомного спирта и акриловой кислоты, содержащего от около 4 до около 18 атомов углерода в спиртовом остатке, гомополимер которого имеет T_g менее чем 0°C;
(b) от 0 до около 75 частей по весу по меньшей мере одного дополнительного неполярного этиленненасыщенного мономера, гомополимер которого имеет параметр растворимости не более чем 10,50 и T_g более чем 15°C;
(c) от около 5 до около 35 частей по весу по меньшей мере одного полярного этиленненасыщенного мономера с общей структурой формулы I:

где в структурной формуле I
R₁ = Н или СН₃,
X = О или N,
R₂ = формула II

где R₄ является членом, выбранным из группы, состоящей из водорода, метила, этила, хлорметила, метилола, фенила, метоксифенила, метоксибутила и метоксиаллила; Р является целым числом от около 0 до 3, q является целым числом от 1 до 3; R₃ является ненасыщенным дизамещенным алкилом или замещенной алкильной группой от 2-4 атомов углерода или насыщенным или ненасыщенным дизамещенным карбоциклическим алифатическим кольцом из 4-9 атомов углерода и преимущественно 5-6 атомов углерода; и А является членом, выбранным из группы, состоящей из О, NH или NR₁, где R₁ определен ранее; и
(d) от 0, 005 до 1 процента по весу, основываясь на общем весе мономеров, сшивающего агента, выбранного из одного или нескольких следующих веществ: изоцианата, меламинформальдегида, ангидрида, эпоксида, титанового эфира, хелата, азиридина, карбодиимида, металхелата, титанового эфира, оксазолина, карбоновой кислоты, амина, реакции восстановительного присоединения с гидридом кремния амина, меркаптана, ацетоацетата, фосфорной кислоты, гидроксил или эпоксиакрилата, предпочтительно выбранного из триазинов и мультуфункциональных алкилакрилатных мономеров.

2. Чувствительный к давлению адгезив по п. 1, где компонент
(a) выбирают из изооктилакрилата, 2-этилгексилакрилата, изононилакрилата, изодецилакрилата, децилакрилата, лаурилакрилата, гексилакрилата, бутилакрилата и октадецилакрилата, 2-пропилгептил акрилат или их комбинации.

3. Чувствительный к давлению адгезив по п. 1, где компонент
(b) выбирают из акриловой кислоты, метиленянтарной кислоты, замещенных акриламидов, акрилатов, N,N-диметакриламида, N-винил-2-пирролидона, N-винилкапролактама, акрилонитрила, тетрагидрофурфурилакрилата, глицидилакрилата, 2-феноксиэтилакрилата и бензилакрилата или их сочетания.

4. Чувствительный к давлению адгезив по п. 1, где компонент (b) выбирают из 3,3,5-триметилциклогексилакрилата, циклогексилакрилата, изоборнилакрилата, N-октилакриламида, трет-бутилакрилата, метилметакрилата, этилметакрилата и пропилметакрилата или их комбинации.

5. Чувствительный к давлению адгезив по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один склеивающий агент.

6. Чувствительный к давлению адгезив по п. 5, где склеивающий агент выбирают из углеводородных смол, смол деревьев, смол, производных смол и комбинаций, состоящих из 2 или более из них.

7. Лейбл, содержащий рабочую поверхность и чувствительный к давлению адгезив по любому из пп. 1-6.

8. Лейбл по п. 7, который наносят на поверхности, имеющие энергию поверхностного натяжения не более чем около 35 дин/см.

9. Лейбл по п. 7, который наносят на полиолефиновые поверхности и металлические поверхности.

10. Лейбл по п. 7, который наносят на полипропилен и нержавеющую сталь.

11. Лента, содержащая основной материал и чувствительный к давлению адгезив по любому из пп. 1-6.

12. Лента по п. 11, где основным материалом является пенопласт.

13. Лента по п. 12, где основным материалом является пенопласт с микропорами.

14. Лента по п. 11, где основным материалом является нетканый материал.