(57)【要約】  優れた接着性及び減衰特性を有する感圧接着性組成物及び積層体を提供する。接着性積層体は、アクリル骨格及びマクロモノマー側鎖を有するグラフト共重合体を含むアクリル減衰組成物を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の拘束層；
第2の拘束層；及び
第1の拘束層と第2の拘束層との間にアクリル振動減衰組成物の層を含む減衰積層体であって、
前記アクリル減衰組成物は、アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及び
フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含み、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上であるマクロモノマーを含む、前記アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含むことを特徴とする減衰積層体。
【請求項２】
前記水素結合官能性は、カルボキシル、アミド、ヒドロキシル、アミノ、ピリジル、オキシ及びカルバモイルから選ばれることを特徴とする請求項1に記載の減衰積層体。
【請求項３】
前記アルキルアクリレートエステルは、n-アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート及びイソオクチルアクリレートから選ばれることを特徴とする先行する項のうち何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項４】
前記アルキルアクリレートエステルは、2-エチルヘキシルアクリレートを含むことを特徴とする先行する項のうち何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項５】
前記アクリレート骨格は、2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸の重合単位を含むことを特徴とする先行する項のうち何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項６】
前記アクリレート骨格は、ビニルエステルを更に含むことを特徴とする先行する項のうち何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項７】
前記アクリル減衰組成物は、架橋剤を更に含むことを特徴とする先行する項のうち何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項８】
前記架橋剤は、乾燥ポリマーの約2重量％以下の量でアルミニウムアセチルアセトネートを含むことを特徴とする請求項7に記載の減衰積層体。
【請求項９】
前記アクリル減衰組成物は、少なくとも1つの添加剤を更に含み、前記添加剤は、顔料、充填剤、硬化剤、増粘剤、湿潤剤、粘着剤、殺生剤、接着促進剤、難燃剤、消泡剤、着色剤、UV安定剤、導電性顔料または酸化防止剤であることを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１０】
前記少なくとも1つの添加剤は充填剤であり、前記充填剤は高表面積の無機充填剤であることを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１１】
前記高表面積の無機充填剤は、カーボンブラック、シリカ、マイカ、タルクまたはカオリンであることを特徴とする請求項10に記載の減衰積層体。
【請求項１２】
前記アクリル骨格は、アクリル骨格の全重量に対し、約80〜約85重量％の2-エチルヘキシルアクリレート；約15〜約20重量％のビニルピロリドン；及び約0〜約5重量％のアクリル酸を含むことを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体 。
【請求項１３】
前記マクロモノマーは、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、及びエポキシから選ばれた少なくとも1つの官能基を有する少なくとも1つのモノマーを含むことを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体 。
【請求項１４】
前記マクロモノマーは、一般式を有することを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の減衰積層体。
【化１】
2014529525.tif 000018
[R1は、重合開始剤の残基であるラジカルであり、R2は、HまたはCH3であり；Xは、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、アリル、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル、イソシアネート、及びアミン官能基から選ばれた官能基を含み；且つn=20〜300である。]
【請求項１５】
前記マクロモノマーは、重合性末端基または官能性末端基を有するポリメチルメタクリレート単位を含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１６】
前記グラフト共重合体は、少なくとも2種の異なるマクロモノマーを含むことを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１７】
前記グラフト共重合体は、ポリスチレン側鎖とポリメチルメタクリレート側鎖の両方を含むことを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１８】
前記マクロモノマーは、イソオクチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート及びポリメチルメタクリレートの共重合体を含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１９】
前記組成物は、エネルギー源としての熱、紫外線、赤外線または電子線の照射により硬化されることを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２０】
約-10℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２１】
約5℃〜約125℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする請求項1〜19の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２２】
約-10℃〜約80℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする請求項1〜19の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２３】
約5℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項1〜19の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２４】
約10℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項1〜19の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２５】
約0℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項1〜19の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２６】
前記アクリル振動減衰組成物は、少なくとも2.5N/mm2の動的せん断力を有する感圧接着剤を含むことを特徴とする先行する項の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項２７】
ベーキング層；及び
ベーキング層に接着するアクリル振動減衰組成物の層を含む接着式振動減衰テープであって、
前記アクリル減衰組成物は、アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及び
フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または前記骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含み、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上であるマクロモノマーを含む、アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含むことを特徴とする接着式振動減衰テープ。
【請求項２８】
前記水素結合官能性は、カルボキシル、アミド、ヒドロキシル、アミノ、ピリジル、オキシ及びカルバモイルから選ばれることを特徴とする請求項27に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項２９】
前記アルキルアクリレートエステルは、n-アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート及びイソオクチルアクリレートから選ばれることを特徴とする請求項27または28に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３０】
前記アルキルアクリレートエステルは、2-エチルヘキシルアクリレートを含むことを特徴とする請求項27〜29の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３１】
前記アクリレート骨格は、2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸の重合単位を含むことを特徴とする請求項27〜30の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３２】
前記アクリレート骨格は、ビニルエステルを更に含むことを特徴とする請求項27〜31の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３３】
前記アクリル減衰組成物は、架橋剤を更に含むことを特徴とする請求項27〜32の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３４】
前記架橋剤は、乾燥ポリマーの約2重量％以下の量でアルミニウムアセチルアセトネートを含むことを特徴とする請求項33に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３５】
前記アクリル減衰組成物は、少なくとも1つの添加剤を更に含み、前記添加剤は、顔料、充填剤、硬化剤、増粘剤、湿潤剤、粘着剤、殺生剤、接着促進剤、難燃剤、消泡剤、着色剤、UV安定剤、導電性顔料または酸化防止剤であることを特徴とする請求項27〜34の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３６】
前記少なくとも1つの添加剤は充填剤であり、前記充填剤は高表面積の無機充填剤であることを特徴とする請求項27〜35の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３７】
前記高表面積の無機充填剤は、カーボンブラック、シリカ、マイカ、タルクまたはカオリンであることを特徴とする請求項36に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項３８】
前記アクリル骨格は、アクリル骨格の全重量に対し、約80〜約85重量％の2-エチルヘキシルアクリレート；約15〜約20重量％のビニルピロリドン；及び約0〜約5重量％のアクリル酸を含むことを特徴とする請求項27〜37の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ 。
【請求項３９】
前記マクロモノマーは、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、及びエポキシから選ばれた少なくとも1つの官能基を有する少なくとも1つのモノマーを含むことを特徴とする請求項27〜38の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４０】
前記マクロモノマーは、一般式を有することを特徴とする請求項27〜38の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【化２】
2014529525.tif 000019
[R1は、重合開始剤の残基であるラジカルであり、R2は、HまたはCH3であり；Xは、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、アリル、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル、イソシアネート、及びアミン官能基から選ばれた官能基を含み；且つn=20〜300である。]
【請求項４１】
前記マクロモノマーは、重合性末端基または官能性末端基を有するポリメチルメタクリレート単位を含むことを特徴とする請求項27〜38の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４２】
前記グラフト共重合体は、少なくとも2種の異なるマクロモノマーを含むことを特徴とする請求項27〜41の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４３】
前記グラフト共重合体は、ポリスチレン側鎖とポリメチルメタクリレート側鎖の両方を含むことを特徴とする請求項27〜42の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４４】
前記マクロモノマーは、イソオクチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート及びポリメチルメタクリレートの共重合体を含むことを特徴とする請求項27〜38の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４５】
前記組成物は、エネルギー源としての熱、紫外線、赤外線または電子線の照射により硬化されることを特徴とする請求項27〜44の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４６】
約-5℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４７】
約5℃〜約125℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４８】
約-10℃〜約80℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項４９】
約5℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項５０】
約10℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項５１】
約0℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項27〜45の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項５２】
前記アクリル振動減衰組成物は、少なくとも2.5N/mm2の動的せん断力を有する感圧接着剤を含むことを特徴とする請求項27〜51の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【請求項５３】
厚さが約1mil(0.025mm)〜約4mil(0.10mm)であることを特徴とする請求項27〜52の何れか1項に記載の接着式振動減衰テープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、2つの拘束層との間に適用される場合および/または振動減衰テープに使用される場合、優れた接着性及び減衰特性を提供する接着性組成物に関するものである。また、接着性組成物は、良好なエージング特性と共に優れた形成性及び補強性を提供する。
【背景技術】
【０００２】
振動減衰材料は、自動車、航空機、また、洗濯機、乾燥機及び冷蔵庫等の家電製品のような機械システムのノイズ及び振動を減衰させるために、当業界で広く使用されている。減衰の解決：自由層型減衰(FLD)及び拘束層型減衰(CLD)を達成するために、主に2つの異なるアプローチがある。自由層型減衰は、減衰される表面又は被接着剤上に直接粘弾性層を適用することを含む。拘束層型減衰は、2つの固い(高弾性率)材料、例えば、金属板との間に減衰材料を付着することを含む。一般に、拘束は、減衰材料の与えられた厚さに対して優れた減衰効率を許容するので、与えられた適用に対し、CLD構造体がFLD構造体に比べて、より薄く、より軽く、また、よりコンパクトな傾向がある。また、例えば、車体の底面または側部パネルセクションへの減衰適用の多くは、構造的に強い影響を与える。こうした多くの場合において、自由層型減衰材をうまく使用することができない。また、粘弾性減衰層が良好な物理的特徴及び接着特徴を幅広い減衰プロファイルと共に有する場合、拘束層型減衰材はかかる適用に有用である。
【０００３】
自動車、家庭用品及びその他適用のために、広範囲の温度で減衰性能を良好にする粘弾性材料への要求が増加している。自由層型減衰は、拘束層型減衰ほど与えられた材料に効率的でない。また、このような減衰材の構造的特性への要求が増加している。例えば、粘弾性減衰材料が2つの金属層との間に挟まれる場合、積層体は、スタンピング及びその他の部分の形成段階を許容するために、シート金属原板と同様の形成性及びスポット溶接性を有すると期待される。また、ほとんどの適用は、高温(180〜200℃)の塗装ベーク周期を必ず要求するので、積層体が金属原板と同様の熱及び老化安定性を有すると期待される。しかも、積層体は、興味ある特定の適用において良好な減衰挙動を有する。例えば、自動車への適用において、エンジンオイルパンに対する減衰要件は主に高温であるのに対し、車台シート金属に対する減衰要件は周囲の温度である。減衰の範囲にかかわらず、2つの適用ともに優れた挙動補強性及び形成性を要求する。
【０００４】
従来の拘束減衰材は、各システムの良好な減衰性能を提供することに重点をおいていたのに対し、幅広い範囲で減衰を適用できるように粘弾性減衰材料に求められる接着性及び物理的特性を同時に評価することはできない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態において、第1の拘束層；第2の拘束層；及び第1の拘束層と第2の拘束層との間にアクリル振動減衰組成物の層を含む減衰積層体を提供する。前記アクリル減衰組成物は、(a)アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及び(b)アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含む。前記側鎖は、フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含む少なくとも1つのマクロモノマーを含む。前記マクロモノマーは、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上である。
【０００６】
一実施形態において、前記グラフト共重合体のアクリル骨格は、2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸の重合単位を含む。一実施形態において、前記マクロモノマーの末端反応性基は、アクリレートまたはメタクリレートを含む。
【０００７】
本発明のまた別の実施形態において、ベーキング層；及びベーキング層に接着するアクリル振動減衰組成物の層を含む接着式振動減衰テープを提供する。前記アクリル減衰組成物は、(a)アクリル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75％〜約90重量％；及び(b)アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含む。前記側鎖は、フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含む少なくとも1つのマクロモノマーを含む。前記マクロモノマーは、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上である。
【０００８】
1つの適切な実施形態において、前記水素結合官能性は、カルボキシル、アミド、ヒドロキシル、アミノ、ピリジル、オキシ及びカルバモイルから選ばれる。他の適切な実施形態において、前記アルキルアクリレートエステルは、n-アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート及びイソオクチルアクリレートから選ばれる。また別の実施形態において、前記アルキルアクリレートエステルは、2-エチルヘキシルアクリレートを含む。
【０００９】
一実施形態において、アクリレート骨格は、2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸の重合単位を含む。適切には、アクリル骨格は、アクリル骨格の全重量に対し、約80〜約85重量％の2-エチルヘキシルアクリレート；約15〜約20重量％のビニルピロリドン；及び約0〜約5重量％のアクリル酸を含む。必要に応じて、アクリレート骨格は、ビニルエステルを更に含む。
【００１０】
適切な一実施形態において、アクリル減衰組成物は、架橋剤を更に含む。必要に応じて、架橋剤は、乾燥ポリマーの約2重量％以下の量でアルミニウムアセチルアセトネートを含む。
【００１１】
また別の実施形態において、アクリル減衰組成物は、少なくとも1つの添加剤を更に含み、前記添加剤は、顔料、充填剤、硬化剤、増粘剤、湿潤剤、粘着剤、殺生剤、接着促進剤、難燃剤、消泡剤、着色剤、UV安定剤、導電性顔料または酸化防止剤である。また別の実施形態において、少なくとも1つの添加剤は充填剤であり、前記充填剤は高表面的の無機充填剤である。必要に応じて、高表面的の無機充填剤は、カーボンブラック、シリカ、マイカ、タルクまたはカオリンである。
【００１２】
一実施形態において、マクロモノマーは、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、及びエポキシから選ばれた少なくとも1つの官能基を有する少なくとも1つのモノマーを含む。他の実施形態において、マクロモノマーは一般式を有する。
【００１３】
【化１】
2014529525.tif 000002
【００１４】
R1は、重合開始剤の残基であるラジカルであり、R2は、HまたはCH3であり；Xは、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、アリル、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル、イソシアネート、及びアミン官能基から選ばれた官能基を含み；且つn=20〜300である。また別の実施形態において、前記マクロモノマーは、重合性末端基または官能性末端基を有するポリメチルメタクリレート単位を含む。また別の実施形態において、前記マクロモノマーは、イソオクチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート及びポリメチルメタクリレートの共重合体を含む。
【００１５】
1つの適切な実施形態において、前記グラフト共重合体は、少なくとも2種の異なるマクロモノマーを含む。必要に応じて、前記グラフト共重合体は、ポリスチレン側鎖とポリメチルメタクリレート側鎖の両方を含む。
【００１６】
他の実施形態において、前記組成物は、エネルギー源としての熱、紫外線、赤外線または電子線の照射により硬化される。
【００１７】
一実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約-10℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。他の実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約5℃〜約125℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。また別の実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約-10℃〜約80℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。また別の実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約5℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。また別の実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約10℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。また別の実施形態において、前記減衰積層体および/または振動減衰テープは、約0℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。
【００１８】
一実施形態において、前記振動減衰組成物は、少なくとも2.5N/mm2の動的せん断力を有する感圧接着剤を含む。
【００１９】
一実施形態において、前記マクロモノマーの末端反応性基は、アクリレートまたはメタクリレートを含む。一実施形態において、前記振動減衰テープは、厚さが約1mil(0.025mm)〜約80mil(2.0mm)、または約1mil(0.025mm)〜25mil(0.625mm)、または約1mil(0.025mm)〜約4mil(0.10mm)の範囲内である。
【００２０】
本発明の一実施形態において、アクリル減衰組成物は、2つのスチールプレートの間に拘束され、25〜35℃の範囲で優れた減衰特性(ピーク)を有するだけでなく、高い動的せん断、T-引張及び高温依存的なT-引張により表れた優れた形成特性を有する構造を形成する。さらに、減衰組成物は、2つのスチールシートの間に積層される場合、優れた耐溶接性及びその他好ましい金属形成特性を有する。1時間の間、190℃程度の温度で積層が行われる場合、減衰組成物は、優れた物理的特性及び減衰特性の保存により示しているように、優れた熱老化特性を更に提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
一実施形態において、本発明は、第1の拘束層；第2の拘束層；及び第1の拘束層と第2の拘束層との間にアクリル粘弾性振動減衰組成物の層を含む減衰積層体に関するものである。グラフト共重合体を含むアクリル減衰組成物は、(a)アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及び(b)アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含む。側鎖は、フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含む少なくとも1つのマクロモノマーを含む。マクロモノマーは、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上であってもよい。アクリル減衰層は、180℃〜200℃におけるエージング時に安定的であり、良好な周囲温度減衰性と共に優れた物理的特性を表す。
【００２２】
ここで使用される用語「グラフト共重合体」は、ポリマー鎖または共重合体鎖が化学的に重合性骨格に側鎖として結合される場合に形成された高分子をいう。一般に、側鎖は骨格と相違する重合体組成物である。グラフト共重合体は、通常、1つの分子内で重合体セグメントとは違って化学的に結合するので、これらの共重合体は、それぞれ任意の類似体に比べて独特な特性を有する。
【００２３】
ここで使用される用語「コブ型共重合体」は、グラフト共重合体の重合性骨格が線形であり、グラフト共重合体の側鎖がそれぞれ重合性骨格に分岐された「マクロモノマー」により形成される場合の一種のグラフト共重合体をいう。ここで使用される用語「マクロモノマー」及び「マクロマー」は、その他モノマーと更に重合してコブ型共重合体を得ることができるポリマー鎖の末端に少なくとも1つの官能基を有する低分子量ポリマーである。例えば、「Encyclopedia of Polymer Science and Engineering」、Vol. 9、195〜204頁、John Wiley & Sons、New York、1987におけるKawakamiを参照する。ここで使用される用語「線形」は、通常、フリーラジカル重合で観察される水素抽出で少量の分岐が発生する場合のポリマーを含むことを意味する。コブ型共重合体は、通常、従来のモノマー(例えば、エチレン性不飽和モノマー)とマクロモノマーのフリーラジカル共重合により製造される。
【００２４】
一実施形態において、本発明は、アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個の少なくとも1つの混成重合されたアルキルアクリレートエステルを含み、個別に分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、ガラス転移が約50℃を超え、架橋性部位を提供する側鎖ペンダントを有するアクリル骨格からなる「コブ型」グラフト共重合体を指す。グラフト共重合体は、架橋可能な高Tg反応性のマクロモノマーの存在下で、アルキルアクリレートモノマーのシステムを重合することで形成され、接着性骨格を形成してもよく、または、骨格を予め形成して骨格と高Tg側鎖を結合することで、形成されてもよい。
【００２５】
グラフト重合は、溶液重合、懸濁重合または乳化重合の技術として実施され得る。一実施形態において、アクリル減衰組成物は、フリーラジカル重合技術を使用して酢酸エチルのような適切な溶媒内で少なくとも1つのマクロモノマーの存在下でアクリレートエステルモノマーのシステムを共重合することで形成される。
【００２６】
組成物の主鎖、即ち、骨格は、低Tgである少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマー及び水素結合可能な少なくとも1つのモノマー(極性モノマーともいう)の重合単位を含む。低Tgモノマーは、一般にTg<0℃のモノマーをいう。かかるモノマーの例としては、アルキル基の炭素原子約4個〜約8個を含むアクリレートエステルを挙げることができる。有用なアルキルアクリレートエステルは、n-アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレートを含む。
【００２７】
水素結合能を有する官能基はよく公知となっており、カルボキシル、アミド、ヒドロキシル、アミノ、ピリジル、オキシ及びカルバモイル並びにその混合物を含む。一実施形態において、アクリルポリマー骨格は、極性コモノマーのビニルピロリドン及びアクリル酸を含む。水素結合官能性を有するその他モノマーの例としては、メタクリル酸、ビニルアルコール、カプロラクトン、 エチレンオキシド、エチレングリコール、プロピレングリコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、N-ビニルカプロラクタム、アセトアセトキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
【００２８】
一実施形態において、アクリルエステルモノマーは、酢酸ビニル、酪酸ブチル、プロピオン酸ビニル、ビニルイソブチレート、吉草酸ビニル、ビニルベルシテート等のようなビニルエステルの存在下で重合される。ビニルエステルは、アクリレート主鎖を形成するモノマーの全重量に対して約35重量％以下の合計量で存在してもよい。
【００２９】
一実施形態において、アクリルエステルモノマーは、アクリル骨格ポリマーの全重量に対して5.0重量％以下の量で不飽和カルボン酸と共重合される。不飽和カルボン酸は、その中でもアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、βカルボキシエチルアクリレート等を含む。
【００３０】
一実施形態において、コモノマーのうち1つは、更に架橋できる官能性を有する。架橋性コモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸、2-ヒドロキシエチルアクリレート、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸、アリルグリシジルエーテル等、及びその混合物が挙げられる。上記のような官能部位は、ポリマー鎖を架橋したり、高Tg側鎖を骨格または両方に結合するのに使用できる。
【００３１】
一実施形態において、アクリル主鎖ポリマーは、約85重量％〜約80重量％の量で存在する2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸のような約15〜約20重量％の極性水素結合コモノマーの共重合体を含み、前記アクリル酸は、5重量％以下の量で存在する。一実施形態において、分岐された共重合体において、全体の主鎖アクリルコモノマーは、75〜90重量％の量で存在してもよいが、マクロモノマー側鎖は、グラフト共重合体の全重量パーセントに対し、約10〜25重量％の量で存在する。
【００３２】
「高Tgマクロモノマー」という用語は、Tg>50℃であるマクロモノマーをいう。マクロモノマーの分子量は、約4,000〜約25,000g/モルの範囲内であってもよい。一実施形態において、マクロモノマーの分子量は、約10,000〜約15,000g/モルの範囲内である。
【００３３】
一実施形態において、マクロモノマーは、反応性アミノ基、エポキシ基、水酸基および/またはカルボキシル基、及び末端ビニル基を提供するモノマーとメタクリル酸メチル等のメタクリル酸アルキルの共重合体を含む。適切なマクロモノマーの例としては、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエーテルイミド、ポリメチルメタクリレート/ヒドロキシエチルアクリレート等に基づいたマクロモノマーが挙げられる。
【００３４】
一実施形態において、マクロモノマーは、一般式を有するものから選ばれてもよい。
【００３５】
【化２】
2014529525.tif 000003
【００３６】
例えば、R1は、重合開始剤の残基であるラジカルであり、
【００３７】
【化３】
2014529525.tif 000004
【００３８】
R2は、HまたはCH3であり；Xは、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、アリル、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル、イソシアネート、及びアミン官能基から選ばれた官能基を含み；且つn=20〜300である。
【００３９】
骨格上に適切な官能基と結合できるマクロモノマー末端基は、以下の末端基のうち1つから選ばれてもよい。選ばれた末端基と結合される骨格の官能基は、以下に挙げられたものから1つ以上を含んでもよい。
【００４０】
【表１】
2014529525.tif 000005
【００４１】
一実施形態において、マクロモノマーは、重合性末端基または官能性末端基を有するポリメチルメタクリレート単位を含む。
【００４２】
一実施形態において、グラフト共重合体は、少なくとも2種の異なるマクロモノマーを含む。一実施形態において、グラフト共重合体は、ポリスチレン側鎖とポリメチルメタクリレート側鎖の両方を含む。
【００４３】
市販の高Tgマクロモノマーの例としては、例えば、 Polymer Chemistry Innovations社のマクロモノマーPS12、Elvacite1020及びElvacite1010、Lucite社のポリ(メチルメタクリレート)が挙げられる。
【００４４】
グラフト重合は、溶液重合、懸濁重合または乳化重合の技術により実施され得る。また、必要に応じて、UV放射に混合物を露出することにより、光開始剤の存在下でモノマー及びマクロモノマーの重合が実施され得る(オンウェブ(on web)重合)。
【００４５】
ここに記載されたアクリルポリマー組成物は、化学的手段またはエネルギー/放射線硬化を通じて達成され得る架橋を更に行ってもよい。化学的架橋剤の選択は、ポリマーのアクリルセグメントに導入される架橋性部位の化学的性質による。使用されてもよい化学的架橋剤の例としては、触媒(ジブチル錫ジラウレート等)があるか又は無しで、ジ、トリまたはポリイソシアネート(PAPIまたはVoronate等)；イオン性架橋剤(Tyzor GBA等、アルミニウムアセチルアセトネート等)；及びジ、トリまたは多官能性アジリジン(Dynamar HX-752、XAMA等)が挙げられるが、これに限られるのではない。例示的に、市販の化学的架橋剤の限定されない例としては、NOAH Technologies(テキサス州サンアントニオ)から入手可能なアルミニウムアセチルアセトネート(AAA)、DuPont(デラウエア州ウィルミントン)から入手可能なTyzor、Bayer(ペンシルベニア州ピッツバーグ)から入手可能なXAMA、及びDow Chemicalから入手可能なPAPI及びVoronate等が挙げられる。一実施形態において、アクリルポリマー組成物は、乾燥ポリマーの約2重量％以下の量で架橋剤を含む。
【００４６】
エネルギー/放射線誘導架橋は、前記の化学的架橋工程、特に、アクリルポリマー組成物がホットメルトとしてコーティングされる場合において、多用途で魅力的な代案として存在する。適切なエネルギー/放射線は、紫外光(UV)及び高エネルギー電子(EB)を照射することを含む。UV放射線を用いて架橋する場合、グラフトポリマーは、UV感応/反応部位と共重合されてもよい。これらの部位は、全モノマー含有量の0.1重量％〜10重量％の量で存在し得る。アクリルポリマー組成物は、ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーを含有し、架橋を促進できる。これらの多官能モノマーは、例えば、組成物の0重量％〜5重量％の量で存在してもよい。
【００４７】
架橋のためにEBを適用する場合、グラフトポリマーは、EB感応/反応部位を含む、即ち、EB感応/反応部位と共重合され得る。これらの部位は、全モノマー含有量の約0.1重量％〜約10重量％の量で存在してもよい。アクリルポリマー組成物は、ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーを含有し、架橋を促進してもよい。これらの多官能モノマーは、組成物の約0〜約5重量％の量で存在してもよい。EB架橋性組成物は、共重合されたEB感応部位または多官能架橋剤を含むことを必要としないことがある。
【００４８】
グラフト共重合体は、エネルギー源としての熱、紫外線、赤外線または電子線の照射により硬化され得る。
【００４９】
一実施形態において、アクリルポリマー組成物は、ポリマーの30乾燥重量％以下の量で、スチレン-イソプレン-スチレン(SIS)、スチレン-エチレンブチレン-スチレン(SEBS)等のようなマルチブロック共重合体と配合される。有用なトリブロックの例としては、Kraton Polymer Inc.(テキサス州ヒューストン)から入手可能である。マルチブロックポリマーは、アクリル組成物の減衰ピーク及び物理的特性を変更するのに有用である。
【００５０】
一実施形態において、アクリル減衰組成物は、1つ以上の添加剤を更に含む。かかる添加剤の限定されない例としては、顔料、充填剤、硬化剤、増粘剤、湿潤剤、粘着剤、殺生剤、接着促進剤、難燃剤、消泡剤、着色剤、UV安定剤、導電性顔料及び酸化防止剤が挙げられる。
【００５１】
一実施形態において、アクリル減衰組成物は、カーボンブラック、シリカ(親水性及び疎水性改質された)、マイカ、タルク、カオリン等のような高表面積の無機充填剤を含む。かかる充填剤は、乾燥ポリマーの15重量％未満の量で用いられる場合に最も効果的である。市販の高表面積無機充填剤の例としては、 Evonik Degussa GmbH(ドイツ)から入手可能なものが挙げられる。上記例を含む無機充填剤は、アクリル組成物の減衰特性及び物理的特性を調節するのに用いられ得る。
【００５２】
一実施形態において、接着式振動減衰テープを提供する。テープは、ベーキング層；及びベーキング層に接着するアクリル振動減衰組成物の層を含む。 アクリル減衰組成物は、アクリル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及びアクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含む。側鎖は、フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含む少なくとも1つのマクロモノマーを含む。マクロモノマーは、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上である。
【００５３】
振動減衰テープは、テープの少なくとも1つの主表面上に剥離ライナーを含んでもよい。一実施形態において、金属層は、テープの少なくとも1つの主表面に積層されてもよい。
【００５４】
一実施形態において、第1の拘束層；第2の拘束層；及び第1の拘束層と第2の拘束層との間にアクリル振動減衰組成物の層を含む減衰積層体を提供する。前記アクリル減衰組成物は、(a)アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格の約75重量％〜約90重量％；及び(b)フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含む少なくとも1つのマクロモノマーを含み、アクリル骨格由来の側鎖ペンダントの約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含む。マクロモノマーは、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上である。一実施形態において、第1の拘束層及び第2の拘束層は金属層である。
【００５５】
一実施形態において、減衰積層体は、約10℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。他の実施形態において、 減衰積層体は、約15℃〜約60℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約17℃〜約55℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。
【００５６】
一実施形態において、減衰積層体は、約5℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。他の実施形態において、減衰積層体は、約7℃〜約60℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約10℃〜約55℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。
【００５７】
一実施形態において、減衰積層体は、約0℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。他の実施形態において、減衰積層体は、約5℃〜約55℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約7℃〜約50℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1である。
【００５８】
一実施形態において、減衰積層体は、約5℃〜約125℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。他の実施形態において、減衰積層体は、約7℃〜約120℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約15℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。
【００５９】
一実施形態において、減衰積層体は、約-10℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。他の実施形態において、減衰積層体は、約-5℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約-3℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。
【００６０】
一実施形態において、減衰積層体は、約-10℃〜約80℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。他の実施形態において、減衰積層体は、約-7℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。また別の実施形態において、減衰積層体は、約-5℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05である。
【００６１】
新規な組成物の物理的特性は、以下のように基準感圧接着性テープの実験手続きにより測定された。接着剤実験は、5kNロードセルを用いたインストロン4301モデルの万能実験機を用いて測定された(何れもインストロン社(マサチューセッツ州ノーウッド)製)。
【００６２】
積層体サンプルの製造
基板は、寸法12.7cm(5インチ)×12.7cm(5インチ)のスチールプレート上に アクリル減衰組成物を直接コーティングすることで製造される。次いで、サンプルは70℃で10分間硬化された後、室温に冷却する。次いで、プレートは、PETライナーで覆われ(汚染防止のため)、寸法12.7cm(5インチ)×2.54cm(1インチ)のサンプルに切り取る。2.54cm(1インチ)×2.54cm(1インチ)の面積は、パネルの裏面上に表示される。一方はアクリル減衰組成物でコーティングされ、他方はコーティングされていない、2つの12.7cm(5インチ)×2.54(1インチ)パネルを強制空気オーブンにて200℃で5分間維持するようにした。その直後、パネルはオーブンの外に出され、次いで、空気圧620kN/cm2(90psi)下でスチールローラーを用いた積層が行われた。
【００６３】
動的せん断接着実験
動的せん断の測定のために、基板は以下のように製造された積層体から製作された。積層体の中央部を把持するための道具を用いて、パネルを強制的に開放して積層体の中央部に2.54cm(1インチ)×2.54cm(1インチ)の面積を得る。2つの非平行(対向)端部をインストロン装置のジョーで把持し、引張速度 1.25mm/minで実験する。サンプル(625mm2)の面積で分けた力で結果を示す。また、コーティング/積層された面に対する接着剤の破損モードも記録する。
【００６４】
動的T-引張
積層体のサンプルは、更に広い積層体面積(40mm×125mm)を用いることを除いては、上述のように製造する。積層体は一端部を強制的に開放し、各パネルを直角に曲げて40mm×25mmの把持面積及び40mm×100mmの実験面積を形成する。次いで、両端部をインストロン装置のジョーで把持し、引張速度100mm/minで実験する。変位曲線に対する力は、力が曲線の線形部分で少なくとも35mmの線形変位で平均化する方法により読み出す。また、破損モード及び原表面(コーティングまたは積層された)も記録する。
【００６５】
静的T-引張
サンプルの製造及び寸法は、下記を除いては、上述のように動的T-引張の部分と同様である。製造するとすぐに、積層体を45°の角度を形成するように強制的に開放し、積層体に垂直な把持面積を形成する。カラムに一端部を維持する間、重量500gを他端部に付着する。全体機構が160℃のオーブン内で維持するようにする。1時間の維持後、オーブンの温度を10℃刻みで増加させ、各温度段階において30分間維持させる。230℃で実験をストップする。パネルの破損温度及び破損モードをサンプルに対してそれぞれ記録する。
【００６６】
熱老化安定性
サンプルの熱老化安定性は、190℃で1時間の間オーブンで(空気中で)加熱した積層体に前記それぞれの実験、即ち、動的せん断、動的/静的T-引張を行うことで評価された。
【００６７】
振動ビーム実験
感圧接着剤は、寸法(25.4cm(10インチ)×1.27cm(0.5インチ)×1.65mm(0.065インチ))のスチールビームの間に挟む。拘束層サンドイッチは、 Damping Technologies Incorporated(インディアナ州ミシャワカ)により提供された設備及び分析ソフトウェアを使用して、異なる温度及び周波数の範囲でその減衰特性について評価される。0.05または1の損失係数値は、接着のための減衰適用温度の範囲を決定するための限界点として使用される。
【００６８】
材料及び略語
明示されない限り、全ての材料は、Sigma-Aldrich Corporation(ミズーリ州セントルイス)から入手できる。
【００６９】
【表２】
2014529525.tif 000006
【００７０】
実施例
ポリマー合成の実施例A1〜A3
アクリルポリマー組成物A1〜A3
350mlの圧力容器(Chemglass Inc.(ニュージャージー州ヴァインランド))にPS12 10.2gと酢酸エチル50グラムを入れた。溶液は、全ての固形分がなくなるまでテフロン（登録商標）コーティングされた攪拌子により攪拌された。この混合物に、2-EHA 41.6グラムをVP 7.5グラム及びAA 0.78グラムとともに添加した。ここに、V-64溶液(酢酸エチル10グラムにおける0.08グラム)を充填した。更に、酢酸エチル20グラムを容器に添加した。窒素気流は、少なくとも10分間溶液を通じて泡立てられ、溶存酸素を除去した。次いで、容器は密封され、回転式振とう機(wrist-action rotary shaker)を使用して混合される間、70℃で少なくとも6時間の間オイルバスで保存させた。反応容器はバスから出され、溶液を冷却させた後、吐出排出した。
【００７１】
実施例A2及びA3：2-EHA、VP及びAAモノマーの量が表1に示したように異なることを除いては、実施例A2及びA3は、実質的に実施例A1により合成された。
【００７２】
【表３】
2014529525.tif 000007
【００７３】
ポリマー合成の実施例B1〜B3
アクリルポリマー組成物B1〜B3
実施例B1〜B3は、PS12 14wt％を使用したことを除いては、実質的に上述した方法により合成された。以下の表2は、ポリマーB1〜B3のモノマー組成物を表す。
【００７４】
【表４】
2014529525.tif 000008
【００７５】
ポリマー合成の実施例C1〜C3
比較用アクリルポリマー組成物C1〜C3
比較例のC1〜C3は、上述のように、同一の一般的な方法を使用して容器反応器内で合成された。これらの組成物は、追加されたマクロモノマーを有さなかった。表3は、使用されたモノマー組成物を表す。
【００７６】
【表５】
2014529525.tif 000009
【００７７】
ポリマー合成の実施例D1及びD2
アクリルポリマー組成物D1及びD2
実施例D1及びD2は、2つのマクロモノマーPS12及びElvacite 1020を使用したことを除いては、実質的に実施例A1の方法により製造された。2つのマクロモノマーは、酢酸エチル50gで溶解させた後、2-EHA、VP、AA及びV-64並びに残余溶媒を添加した。次いで、10分間溶液を通じて窒素ガスを泡立てた。次いで、溶液は、70℃で少なくとも6時間オイルバスで重合されるようにした。表4は、これらの実施例を製作するのに使用された組成物を表す。
【００７８】
【表６】
2014529525.tif 000010
【００７９】
PSA配合及びコーティング
上記のように合成されたアクリルポリマー組成物は、酸化防止剤、導電性顔料及び架橋剤と配合され、接着性溶液を得た後、コーティング、硬化され、物理的特性及び減衰性能を評価できる。以下、接着性配合の実施形態を表5に記載する。
【００８０】
【表７】
2014529525.tif 000011
【００８１】
コーティング及び実験のための一般的な配合は、約20gのスケールで行われる。一般的な塩基性ポリマーは、酢酸エチルで40〜45％の固形混合物として存在するであろう。先ず、Ferrophos 2131及びIrganox 1010を添加した後、1時間混錬する。次に、NOAH Technologies Corporationから入手可能な0.5wt％のアルミニウム(III)アセチルアセトネート(AAA)(99.9％純度)を添加する。最後に、酢酸エチルまたはトルエンを添加し、配合物を35％の固形分(初期ポリマー重量に対して)とし、コーティングのためによく混合されるまで、配合物を1〜2時間ローラ上に積載する。
【００８２】
全ての動的せん断、静的及び動的T-引張実験のためのコーティングは、呼び厚さが0.8mm(0.3インチ)である亜鉛めっきされたスチール(DC06)上で実施される。スチールシートは、ヘプタン、次いで、MEKのうち1つ、次いで、その他ヘプタンで洗浄し、乾燥されるようにする。次いで、スチールシートを平らに置いて、＃150 Meyer Rodを使用して接着剤でコーティングする。コーティングは、70℃で10分間乾燥されてから、他の洗浄されたスチールのシートを切り取って積層されるまで、マイラー剥離ライナーのシートで保護される。
【００８３】
サンプルを振動ビームの実験用に製作する場合、約10gの接着剤のみが必要となるので、それに応じて前記配合を変更する。湿式接着剤の厚さが10mil(0.25mm)となるように設定されたブルノーズドローダウン(bull nose drawdown)を使用し、その後、剥離ライナーペーパー上にこれをコーティングした。これを70℃で10分間上記のように乾燥し、マイラー剥離ライナーのシートで保護する。一般的なコーティング重量は、平方メートル(gsm)当たり90〜110グラムの範囲内である。
【００８４】
物理的特性及び接着特性
減衰接着性の実施例1〜6
ポリマーA1、A2及びA3を含むマクロモノマーは、PS12 マクロモノマー17wt％、導電性顔料、架橋剤及び酸化防止剤と配合され、接着性配合A1-F、A2-F及びA3-Fをそれぞれ得た。前記配合は、亜鉛めっきされたスチール上にコーティングされ、接着性能について実験した。表6は、前記サンプルの接着性能を表す。結果は少なくとも2回の読み出しの平均を表す。
【００８５】
【表８】
2014529525.tif 000012
【００８６】
減衰接着性の実施例7〜12
PS12 マクロモノマー14wt％と多様な主鎖モノマー組成物からなる実施例B1、B2及びB3のアクリルポリマー組成物を配合し、コーティングし、また、上記のように実験した。表7は、多様な接着剤及び物理的実験下で、これらの配合(B1-F、B2-F及びB3-F)の性能を表す。結果は少なくとも2回の読み出しの平均を表す。
【００８７】
【表９】
2014529525.tif 000013
【００８８】
比較例13〜18
マクロモノマーを含まない比較例C1、C2及びC3のアクリルポリマー組成物を酸化防止剤、導電性顔料及び架橋剤と配合した後、上記のようにコーティングしてパネルを製造した。表8は、これらのポリマーで行われた多様な物理的実験の結果を表す。
【００８９】
【表１０】
2014529525.tif 000014
【００９０】
減衰接着性の実施例19〜22
混合されたマクロモノマーポリマーを含むアクリルポリマー組成物D1及びD2は、酸化防止剤、架橋剤及び導電性顔料と配合され、配合D1-F及びD2-Fをそれぞれ得た。表9は、これらのポリマーから製造された積層体上の接着性能の実験結果を表す。
【００９１】
【表１１】
2014529525.tif 000015
【００９２】
比較例23〜26
比較例として、3M Company(ミネソタ州セントポール)社の2つの市販の2mil(0.05mm)転写テープを上記のように接着性及び物理的特性について実験した。特に、3M VHB F9460PC及び467 MP転写テープを使用した。サンプルの製造は、亜鉛めっきされたスチール表面上に転写積層を開始したという事実を除いては、その他溶液ポリマー系配合と同一であった。
【００９３】
【表１２】
2014529525.tif 000016
【００９４】
減衰特性
サンプルの減衰温度範囲は、上記のように拘束層のジオメトリーから得た。2つの異なる変数が適用され、データ：(a)複合材料損失係数(LF)>0.1及び(b)LF>0.05を示した。表11は、ここで提供されたように多くのポリマーサンプルに対する減衰プロファイルだけでなく、比較例も表す。
【００９５】
【表１３】
2014529525.tif 000017
【００９６】
一般的に、良好な減衰性及び物理的特性を有する感圧接着剤に対する考案指針は、以下のようにガラス転移温度(Tg)に関するものであり得る。
(a)動的せん断特性 ∝ Tg
(b)T-引張 ∝ 1/Tg
(c)減衰(ピーク) ∝ Tg
一方、共重合システムのガラス転移を増加させることは、減衰温度(ピーク)及びせん断挙動を増加させるだろうが、T-引張実験には悪影響を与えるであろう。室温減衰材料に対して、一般に、これらの矛盾した要求はバランスを取るのが難しい。
【００９７】
実験進行中、驚いたことに、任意の割合でマクロモノマーを使用した共重合性感圧接着性組成物において、このTg依存的パラダイムを打破するということを見つけた。この発見は、優れた動的せん断、T-引張及び良好な室温減衰性能を同時に提供するポリマーを製造することを可能にする。上記の実施例は本発明を表している。
【００９８】
マクロモノマーを有さないポリマーに基づいた比較例13〜18は、所望の特性のバランスを取るのに困難がある。具体的に、実施例13〜16が良好なせん断及びT-引張特性を示すのに対し、実施例13、15及び17の500Hz(LF>0.1)での減衰ピークは、室温以下で良好である。ポリマー組成物(比較例17参照)を変更することでTgを増加させるほどに減衰温度をほとんど増加させることはできないが、エージング(表8)時に静的T-引張挙動及び動的測定に悪影響を与える。
【００９９】
実施例7〜12のアクリル減衰組成物は、マクロモノマーの添加(14wt％)の効果を示す。具体的に、実施例7、9及び11のアクリル減衰組成物は、良好な物理的特性、及び主鎖のTgを変更することで調節可能な、室温で良好に調節された減衰(500Hz、LF>0.1、表11)を示す。
【０１００】
実施例1〜6で例示された実施形態は、17wt％の濃度でマクロモノマーを含み、優れた初期の動的せん断、T-引張及び静的T-引張を示す。ポリマーがエージング時に優れた物理的特性を示すだけでなく、動的せん断及びT-引張値がエージングにより増加することは、長期間安定性に対して非常に好ましい属性である。これらのポリマーは、優れた物理的特性を有することに加えて、優れた室温減衰性能を示す。例えば、減衰ピーク及び温度範囲LF>0.1、500Hz(表11)を参照する。しかも、これらのポリマー(表11の実施例1、3及び5)は、優れた接着性及び物理的特性を維持するとともに、減衰ピークの良好に制御された調節も可能にする。
【０１０１】
比較例23〜26は、2つの市販のテープ：一方は減衰用途用の市販品(実施例23)、他方は高温用途用の市販品(実施例25)を示す。これらのサンプルは、良好な減衰特性及び初期の動的せん断及びT-引張を示すのに対し、接着特性は、エージング時に著しく劣化した。これらの実施例は、良好な減衰挙動と良好な物理的特性及び接着特性を組み合わせるのに困難性を示す。
【０１０２】
実施例19〜22で表される実施形態において、2つの異なるマクロモノマーは、割合70/30(表9の実施例19、20)及び割合30/70(表9の実施例21、22)で組み合わされた。前記の2つの場合ともに、主鎖組成物は、2-EHA/VP/AA(83/15/2)で保存された。これらのポリマーは、異例の初期及びエージングの動的せん断及びT-引張値を示す。これらのサンプルは、実施例21のアクリル減衰組成物が少し高い温度に転換される減衰ピークを有するとともに、優れた室温減衰挙動を示す。
【０１０３】
前記実施形態及び実施例は、優れた物理的特性及び室温減衰挙動を得る相分離システムを製作するために、マクロモノマーの有益な用途を示す。
【０１０４】
本発明は多様な実施形態に関して説明されているが、多様な変形が明細書を読むことによって当業界の熟練者に明白になることを理解すべきである。本明細書に記載の物品の多様な実施形態の特徴は物品内で組み合わせられ得る。それゆえ、本明細書に記載の本発明が添付の特許請求範囲に属するように、かかる変形を含ませることが意図されていることを理解しなければならない。
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月21日(2014.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の拘束層；
第2の拘束層；及び
第1の拘束層と第2の拘束層との間にアクリル振動減衰組成物の層を含む減衰積層体であって、
前記アクリル減衰組成物は、アルキル基の炭素原子が約4個〜約8個であり、Tgが0℃未満であるアルキルアクリレートエステルの重合単位及び水素結合官能性を有する少なくとも1つのモノマーを含むアクリル骨格約75重量％〜約90重量％；及び
フリーラジカル共重合が可能な末端反応性基または骨格上に適切な官能基と結合できる末端基を含み、数平均分子量が約4,000〜約25,000g/モルであり、Tgが50℃以上であるマクロモノマーを含む、前記アクリル骨格由来の側鎖ペンダント約10重量％〜約25重量％を含むグラフト共重合体を含むことを特徴とする減衰積層体。
【請求項２】
前記水素結合官能性は、カルボキシル、アミド、ヒドロキシル、アミノ、ピリジル、オキシ及びカルバモイルから選ばれることを特徴とする請求項1に記載の減衰積層体。
【請求項３】
前記アルキルアクリレートエステルは、n-アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート及びイソオクチルアクリレートから選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の減衰積層体。
【請求項４】
前記アクリレート骨格は、2-エチルヘキシルアクリレート、ビニルピロリドン及びアクリル酸の重合単位を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の減衰積層
体。
【請求項５】
前記アクリレート骨格は、ビニルエステルを更に含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項６】
前記アクリル減衰組成物は、架橋剤を更に含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項７】
前記アクリル減衰組成物は、少なくとも1つの添加剤を更に含み、前記添加剤は、顔料、充填剤、硬化剤、増粘剤、湿潤剤、粘着剤、殺生剤、接着促進剤、難燃剤、消泡剤、着色剤、UV安定剤、導電性顔料または酸化防止剤であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項８】
前記アクリル骨格は、アクリル骨格の全重量に対し、約80〜約85重量％の2-エチルヘキシルアクリレート；約15〜約20重量％のビニルピロリドン；及び約0〜約5重量％のアクリル酸を含むことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項９】
前記マクロモノマーは、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、及びエポキシから選ばれた少なくとも1つの官能基を有する少なくとも1つのモノマーを含むことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の減衰積層体 。
【請求項１０】
前記マクロモノマーは、重合性末端基または官能性末端基を有するポリメチルメタクリレート単位を含むことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１１】
前記グラフト共重合体は、少なくとも2種の異なるマクロモノマーを含むことを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１２】
前記グラフト共重合体は、ポリスチレン側鎖とポリメチルメタクリレート側鎖の両方を含むことを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１３】
約-10℃〜約85℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数、約5℃〜約125℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数、及び約-10℃〜約80℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.05でああることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１４】
約5℃〜約70℃の温度範囲及び共振周波数500Hzにおける最小複合損失係数、約10℃〜約75℃の温度範囲及び共振周波数100Hzにおける最小複合損失係数、及び約0℃〜約65℃の温度範囲及び共振周波数1000Hzにおける最小複合損失係数が0.1であることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の減衰積層体。
【請求項１５】
前記アクリル振動減衰組成物は、少なくとも2.5N/mm2の動的せん断力を有する感圧接着剤を含むことを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の減衰積層体。
【国際調査報告】
2014529525.tif 000020
2014529525.tif 000021