CN102757751A - 水性分散型压敏粘合剂组合物和压敏粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性分散型压敏粘合剂组合物和压敏粘合片。本发明涉及水性分散型压敏粘合剂组合物,其包含:丙烯酸类乳液聚合物(A);和化合物(B),其中所述化合物(B)具有1g/100g以上的在水中的溶解度(25℃),并且在分子中具有至少一个氮原子和两个以上由下式(1)表示并键合至所述氮原子的取代基:
Description
技术领域
本发明涉及水性分散型压敏粘合剂组合物。更具体地,本发明涉及能够形成实质上不包含有机溶剂、外观特性优良和能够长期维持压敏粘合特性的压敏粘合剂层的水性分散型压敏粘合剂组合物。本发明还涉及具有由该水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的压敏粘合片。
背景技术
常规来说,已将溶剂型压敏粘合剂用作压敏粘合剂。然而,由于溶剂型压敏粘合剂包含有机溶剂,在涂布期间溶剂的挥发带来在全球环境或作业环境方面的问题。因此,尝试转换为不使用有机溶剂的水性分散型压敏粘合剂。
[作为水性分散型压敏粘合剂(或水性分散型压敏粘合剂组合物),已知考虑到交联剂溶液的反应性或适用期而使用油溶性交联剂(非水溶性交联剂)的压敏粘合剂组合物。例如,已知包含油溶性交联剂的再分离(re-detachment)用水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物(参见,专利文献1和2)。然而,在添加少量油溶性交联组分至水性分散型压敏粘合剂时,当油溶性交联化合物在不稀释的情况下直接添加并混合至水性分散型压敏粘合剂以生产水性分散型压敏粘合剂组合物,并且使用该水性分散型压敏粘合剂组合物生产压敏粘合剂层时,有时在压敏粘合剂层的表面上产生凹陷或凝胶(凝胶材料)。凹陷或凝胶的存在会不利地引起最终产物的外观缺陷。此外,在通过添加油溶性交联组分至水性分散型压敏粘合剂而生产水性分散型压敏粘合剂组合物时,当油溶性交联组分用有机溶剂稀释然后添加时,在生产水性分散型压敏粘合剂组合物中可以容易地进行与水性分散型压敏粘合剂的混合,但是具有通过涂布和干燥该水性分散型压敏粘合剂组合物而获得的压敏粘合剂层的压敏粘合片有时不利地遭受有机溶剂会残留在压敏粘合剂层中的可能性。另外,在油溶性交联组分是微溶于水中的组分的情况下,在通过添加该组分至水性分散型压敏粘合剂来生产水性分散型压敏粘合剂组合物时,当交联组分用水稀释然后添加至水性分散型压敏粘合剂时,由于交联组分在水中的低溶解度而使待添加的稀释液变为薄稀释液,因此,获得的水性分散型压敏粘合剂组合物的粘度降低。当作为涂布液的水性分散型压敏粘合剂组合物的粘度降低时,在生产压敏粘合片时,会出现排斥(例如,涂布液在基材上不漫延且涂布液受到基材排斥)从而在一些情况下劣化涂层外观。
专利文献1:JP-A-2004-91563
专利文献2:JP-A-2006-169496
发明内容
本发明的目的在于提供水性分散型压敏粘合剂组合物,其能够形成实质上不包含有机溶剂、外观特性优良(外观缺陷减少)和能够长期维持压敏粘合特性的压敏粘合剂层。本发明的另一目的在于提供具有由该压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的压敏粘合片。
作为深入研究以达到上述目的的结果,本发明人已经发现当丙烯酸类乳液聚合物和特定化合物用作构成组分时,能够获得水性分散型压敏粘合剂组合物,其能够形成实质上不包含有机溶剂、外观特性优良(外观缺陷减少)和能够长期维持压敏粘合特性的压敏粘合剂层。基于该发现而完成了本发明。
即,本发明提供水性分散型压敏粘合剂组合物,其包括:
丙烯酸类乳液聚合物(A);和
化合物(B),
其中所述化合物(B)在水中的溶解度(25℃)为1g/100g以上,并且在分子中具有至少一个氮原子和两个以上由下式(1)表示并键合至所述氮原子的取代基:
(其中R表示选自由碳数为1-10的线性或支化亚烷基、亚苯基、烷基取代的亚苯基、卤素取代的亚苯基和含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团)。
基于每摩尔在丙烯酸类乳液聚合物(A)中能够与所述化合物(B)中的环氧基团反应的官能团,所述化合物(B)的环氧基团的摩尔比优选为0.003-3.10,和更优选0.015-0.922。
所述式(1)中R优选为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基、亚苯基、烷基取代的亚苯基、卤素取代的亚苯基和含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团;更优选为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基和碳数为1-5的含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团;进一步优选为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基组成的组中的二价基团;和特别优选亚甲基。
所述式(1)中R优选为选自由碳数为1-10的线性或支化亚烷基组成的组中的二价基团。
所述化合物(B)中包含的环氧基团数优选为3-5,和更优选3。
所述化合物(B)具有优选10g/100g以上,和更优选30g/100g以上的在水中的溶解度(25℃)。
所述丙烯酸类乳液聚合物(A)优选由包括(甲基)丙烯酸烷基酯和含羧基的不饱和单体的原料单体的混合物形成,其中(甲基)丙烯酸烷基酯的含量优选为70-99.5wt%和含羧基的不饱和单体的含量优选为0.5-20wt%,基于构成所述丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体的总重量。
所述化合物(B)优选为N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺。
此外,本发明提供压敏粘合片,其具有由上述水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层。
本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物是水分散型,并具有上述构成,因此由该水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层和具有该压敏粘合剂层的压敏粘合片实质上不包含有机溶剂、外观特性优良和能够长期维持压敏粘合特性。作为本文使用的词组“实质上不包含有机溶剂的压敏粘合剂层”指有机溶剂在压敏粘合剂层中的含量为3wt%以下,优选2wt%以下,并进一步优选1wt%以下。
具体实施方式
(水性分散型压敏粘合剂组合物)
本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物至少包含丙烯酸类乳液聚合物(A)和化合物(B)。在此使用的术语″水性乳液″是指可分散于水性介质中。即,本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物是在水性介质中可分散的压敏粘合剂组合物。水性介质是包含水作为基本组分的介质(分散介质)并且可以单独为水或可以为水和水溶性有机溶剂的混合物。本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物优选为使用水的分散液。
丙烯酸类乳液聚合物(A)是通过使用丙烯酸类单体作为基本原料单体(原料单体组分)构成的聚合物,其中,优选为通过使用(甲基)丙烯酸烷基酯和含羧基的不饱和单体作为基本原料单体而构成的聚合物。如果需要,丙烯酸类乳液聚合物(A)可以包括除了上述那些之外的为赋予官能度的目的而使用的单体组分(除了(甲基)丙烯酸烷基酯和含羧基的不饱和单体之外的单体组分)作为原料单体组分。即,丙烯酸类乳液聚合物(A)优选为由包含(甲基)丙烯酸烷基酯和含羧基的不饱和单体的单体混合物作为基本组分而获得的聚合物。关于丙烯酸类乳液聚合物(A),可以单独使用一种聚合物,或可以组合使用两种以上聚合物。这里,″(甲基)丙烯酸类″是指″丙烯酸类″和/或″甲基丙烯酸类″(″丙烯酸类″和″甲基丙烯酸类″中之一或两者)。
在上述原料单体中,(甲基)丙烯酸烷基酯用作主要单体组分,并起主要显示作为压敏粘合剂(或压敏粘合剂层)的基本特性如粘合性和可剥离性(再分离性(re-detachability))的作用。(甲基)丙烯酸烷基酯不特别限定,但其实例包括具有碳数为2-16(优选2-10和更优选4-8)的线性、支化或环状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
丙烯酸烷基酯优选为具有碳数为2-14(更优选4-9)的烷基的丙烯酸烷基酯。其具体优选的实例包括具有线性或支化烷基的丙烯酸烷基酯,如丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸壬酯和丙烯酸异壬酯;和脂环族丙烯酸烷基酯如丙烯酸环己酯、丙烯酸冰片酯和丙烯酸异冰片酯。其中,丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸正丁酯是特别优选的。
甲基丙烯酸烷基酯优选为具有碳数为2-16(更优选2-10)的烷基的甲基丙烯酸烷基酯。其具体实例包括具有线性或支化烷基的甲基丙烯酸烷基酯,如甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯;和脂环族甲基丙烯酸烷基酯如甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯。
(甲基)丙烯酸烷基酯可根据预期的粘附性(adherence)等而适当选择。可以单独使用这些(甲基)丙烯酸烷基酯中之一,或可以组合使用其两种以上。
(甲基)丙烯酸烷基酯在构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体中的含量为70-99.5wt%,优选85-99.5wt%,基于构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量(全部量,100wt%)。如果含量超过99.5wt%,则含羧基的不饱和单体在原料单体中的含量减少,并且其引起由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的锚固性和低污染性的降低,或者引起乳液稳定性的降低,而如果含量小于70wt%,则由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的粘合性和再分离性在一些情况下会降低。在(甲基)丙烯酸烷基酯中的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯之间的含量比(丙烯酸烷基酯的含量:甲基丙烯酸烷基酯的含量)不特别限定,但优选为100∶0至30∶70(重量比)和更优选100∶0至50∶50。
在原料单体中,含羧基的不饱和单体在由丙烯酸类乳液聚合物(A)形成的乳液颗粒表面上形成保护层并防止乳液颗粒的剪切断裂。通过用碱中和羧基而进一步增强该效果。此外,乳液颗粒对剪切断裂的稳定性更通常地称为机械稳定性。此外,当能够与羧基反应的多官能化合物(多官能环氧化合物,特别是化合物(B))以单液体或双液体形式混和时,在通过除去水形成压敏粘合剂层的步骤期间含羧基的不饱和单体可起到交联点的-作用。另外,压敏粘合剂层和基材之间的粘附性(锚固性)可通过作为多官能化合物的化合物(B)来提高。
含羧基的不饱和单体不特别限定,其实例包括(甲基)丙烯酸(丙烯酸和甲基丙烯酸)、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、丙烯酸羧乙酯和丙烯酸羧戊酯。在此使用的含羧基的不饱和单体还包括含酸酐基团的不饱和单体如马来酸酐和衣康酸酐。其中,优选(甲基)丙烯酸,和更优选丙烯酸,这是因为在乳液颗粒表面上的相对浓度高并且容易形成具有更高密度的保护层。单独使用这些含羧基的不饱和单体之一,或组合使用其两种以上。
含羧基的不饱和单体的含量不特别限定,但优选为0.5-20wt%和更优选1-5wt%,基于构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量(100wt%)。如果含量超过20wt%,则由于含羧基的不饱和单体(例如,丙烯酸)通常是水溶性的,因此该单体有时在水中聚合从而导致变稠(粘度增加)。另外,在形成压敏粘合剂层之后,会增加压敏粘合剂层与被粘物的相互作用从而在老化时强化粘合力并使得在一些情况下分离困难。另一方面,如果含量小于0.5wt%,则乳液颗粒的机械稳定性会降低或者压敏粘合剂层和基材之间的粘附性(锚固性)会降低,引起粘合剂附着(adhesive deposit)。
作为构成用于本发明的丙烯酸类乳液聚合物(A)的单体,为了赋予特定功能的目的,可以组合使用除了那些基本组分以外的单体组分。
例如,含氨基的不饱和单体可以包含在构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体中。含氨基的不饱和单体变为与交联组分反应的反应点,并且提高乳液颗粒的内聚力。此类含氨基的不饱和单体的实例包括(甲基)丙烯酸氨乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨乙酯和(甲基)丙烯酸叔丁基氨乙酯。单独使用一种这些含氨基的不饱和单体,或组合使用其两种以上。
含氨基的不饱和单体的含量不特别限定,但优选为0.1-10wt%和更优选0.1-5wt%,基于构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量(100wt%)。如果含量超过10wt%,则内聚力会变得过高从而劣化由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的粘合性(adhesive property)。
另外,作为此类单体组分,例如,为了提高内聚力的目的可以以0.1-10wt%的量添加含酰胺基的单体如N,N-二乙基丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺。为了折射率调节或再次加工的目的,可以各自以0.1-5wt%的量添加(甲基)丙烯酸芳基酯如(甲基)丙烯酸苯酯;乙烯基酯如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯;和苯乙烯类单体如苯乙烯。另外,为了提高乳液颗粒内的交联和提高内聚力的目的,可以各自以0.01-2.0wt%的量添加含环氧基团的单体如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚;和多官能单体如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和二乙烯基苯。这里的添加量是指基于构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体组分的总量(100wt%)的含量。
从进一步减少自污染的观点,优选更少量添加的含羟基的不饱和单体作为其他单体组分,如丙烯酸2-羟乙酯和丙烯酸2-羟丙酯。具体地,含羟基的不饱和单体的添加量优选小于1wt%,更优选小于0.1wt%,和仍更优选实质上不包含该单体(例如,小于0.05wt%),基于构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量(100wt%)。然而,在意欲引入交联如羟基和异氰酸酯基之间的交联或金属交联的交联点的情况下,可以以0.01-10wt%的量添加该单体。
特别地,从调节由水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的溶剂不溶部分(凝胶部分)从而获得优良的涂层外观和优良的压敏粘合特性的观点,构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体优选至少包含作为主要组分的(甲基)丙烯酸烷基酯,含羧基的不饱和单体和含氨基的不饱和单体。在这方面,优选在构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体的总重量中,(甲基)丙烯酸烷基酯的含量为70-99.5wt%,含羧基的不饱和单体的含量为0.5-20wt%,和含氨基的不饱和单体的含量为0-10wt%。此外,在构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体中,可以包含或可以不包含含氨基的不饱和单体。
丙烯酸类乳液聚合物(A)借助于使用乳化剂或聚合引发剂通过上述原料单体(单体混合物)的乳液聚合而获得。
在丙烯酸类乳液聚合物(A)的乳液聚合中使用的乳化剂不特别限定,但包括不包含自由基可聚合官能团的乳化剂(下文中,有时称为″非反应性乳化剂″)和包含自由基可聚合官能团的乳化剂(下文中,有时称为″反应性乳化剂″)。此外,可以单独使用一种乳化剂,或可以组合使用其两种以上。此外,作为乳化剂,非反应性乳化剂和反应性乳化剂可以组合使用。
首先,乳化剂优选为非反应性乳化剂。这里,可以单独使用一种非反应性乳化剂,或可以组合使用其两种以上。
非反应性乳化剂的实例包括阴离子乳化剂如烷基硫酸盐,烷基磺酸盐,二烷基磺基琥珀酸盐和聚氧乙烯烷基醚硫酸盐;和非离子乳化剂如聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧化烷基醚和聚氧乙烯羧酸酯。
另外,作为非反应性乳化剂,阴离子型的实例包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸钠和烷基磺酸钠,和非离子型的实例包括聚氧乙烯烷基型、聚氧乙烯烷基醚型、聚氧乙烯二醇型和聚氧乙烯丙二醇型。
在丙烯酸类乳液聚合物(A)的乳液聚合中使用的乳化剂优选上述非反应性乳化剂,但是可以为包含自由基可聚合官能团的反应性乳化剂。
反应性乳化剂为在分子(每一分子)中具有至少一个自由基可聚合官能团的乳化剂。作为反应性乳化剂,例如,使用选自具有自由基可聚合官能团如乙烯基、丙烯基、异丙烯基、乙烯基醚基团(乙烯氧基)和烯丙基醚基团(烯丙基氧基)的各种反应性乳化剂的一种成分或两种以上成分。在丙烯酸类乳液聚合物(A)的乳液聚合中使用的乳化剂为反应性乳化剂的情况下,将乳液并入聚合物,并且在形成的压敏粘合剂中减少源自乳化剂的污染。
反应性乳化剂的实例包括具有其中将自由基可聚合官能团(自由基反应性基团)如丙烯基和烯丙基醚基团引入至非离子型阴离子乳化剂(具有非离子型亲水基的阴离子乳化剂)的构造的反应性乳化剂(或对应于该构造的反应性乳化剂),如聚氧乙烯烷基醚硫酸钠、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸铵、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠和聚氧乙烯烷基磺基琥珀酸钠。在下文中,具有其中将自由基可聚合官能团引入至阴离子乳化剂的构造的反应性乳化剂称为″阴离子反应性乳化剂″。此外,具有其中将自由基可聚合官能团引入至非离子型阴离子乳化剂的构造的反应性乳化剂称为″非离子型阴离子反应性乳化剂″。
乳化剂的共混量(用量)优选为0.1-5重量份和更优选0.5-3重量份,基于每100重量份作为构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量。如果共混量超过5重量份,则形成的压敏粘合剂层的内聚力会降低从而增加在被粘物上的污染量,或者由于乳化剂而引起的污染会出现在形成的压敏粘合剂层中。另外,压敏粘合剂层的粘合力会降低,或者会引起起泡从而产生缺陷并由此在一些情况下劣化涂层外观。另一方面,如果共混量小于0.1重量份,则在一些情况下不会维持稳定的乳化。
丙烯酸类乳液聚合物(A)的乳液聚合中使用的聚合引发剂不特别限定,但其实例包括偶氮类聚合引发剂如2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2′-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮二(2-甲基丙脒)二硫酸盐、2,2′-偶氮二(N,N′-二亚甲基异丁脒);过硫酸盐如过硫酸钾和过硫酸铵;过氧化物类聚合引发剂如过氧化苯甲酰、过氧化氢叔丁基和过氧化氢;通过过氧化物和还原剂组合的氧化还原类引发剂,如过氧化物和抗坏血酸的组合(例如,水性过氧化氢和抗坏血酸的组合)、过氧化物和铁(II)盐的组合(例如,水性过氧化氢和铁(II)盐的组合)和过硫酸盐和亚硫酸氢钠的组合。
聚合引发剂的共混量(用量)可以根据引发剂或原料单体的种类而适当确定且不特别限定,但是例如,共混量优选为0.01-1重量份和更优选0.02-0.5重量份,基于每100重量份作为构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量。
在丙烯酸类乳液聚合物(A)的聚合中,可以使用链转移剂以调节丙烯酸类乳液聚合物(A)的分子量。作为链转移剂,可以使用常规已知的或通常采用的链转移剂。其实例包括月桂基硫醇、缩水甘油基硫醇、巯基乙酸(mercaptoacetic acid)、2-巯基乙醇、巯基乙酸(thioglycolic acid)、巯基乙酸2-乙基己酯、2,3-二巯基-1-丙醇、1-十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇。可以单独使用一种链转移剂,或者可以组合使用两种以上的链转移剂。链转移剂的共混量(用量)不特别限定,但优选为0.001-0.5重量份,基于每100重量份作为构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(所有原料单体)的总重量。
丙烯酸类乳液聚合物(A)的乳液聚合的聚合方法不特别限定,其实例包括通常的间歇聚合、连续滴加聚合(continuousdropping polymerization)和部分滴加聚合(portionwise droppingpolymerization)。
丙烯酸类乳液聚合物(A)在本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物中的含量不特别限定,但由于这是基本组分,其含量优选为90wt%以上和更优选为95wt%以上,基于本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物的总重量(100wt%)。
在本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物中作为基本组分包含的化合物(B)起到交联组分的作用。化合物(B)是在分子中具有至少一个氮原子和两个以上由下式(1)表示并键合至所述氮原子的取代基,并且在水中的溶解度(25℃)为1g/100g以上的化合物。关于化合物(B),可以单独使用一种化合物,或者可以组合使用两种以上化合物。
(其中R表示选自由碳数为1-10的线性或支化亚烷基、亚苯基、烷基取代的亚苯基、卤素取代的亚苯基和含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团)。
含杂原子的亚烷基中包含的杂原子不特别限定,但优选为氮或氧。
考虑到化合物(B)的反应性,化合物(B)的式(1)中的R优选为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基、亚苯基、烷基取代的亚苯基、卤素取代的亚苯基和含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团;更优选为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基和碳数为1-5的含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团;和仍更优选为选自碳数为1-5的线性或支化亚烷基的一种二价基团。
优选的化合物(B)中由式(1)表示的取代基包括其中R为亚甲基的缩水甘油基。当化合物(B)中由式(1)表示的取代基是缩水甘油基时,化合物(B)的反应性特别地变高。
化合物(B)中,所有由式(1)表示的取代基可以具有相同结构,或者部分由式(1)表示的取代基或所有由式(1)表示的取代基可以具有不同结构,但是优选所有由式(1)表示的取代基具有相同结构。此外,化合物(B)中,当两个以上由式(1)表示的取代基键合至一个氮原子时,键合至相同氮原子的由式(1)表示的取代基优选具有相同结构。
化合物(B)中包含的″由式(1)表示的取代基键合的氮原子″的数量不特别限定,但是,考虑到化合物(B)的反应性和水溶性,数量优选为1-5,更优选1-3,和仍更优选1。
化合物(B)中,由式(1)表示的取代基键合的氮原子可以由除了由式(1)表示的取代基以外的官能团如羰基、亚甲基、醚基和(叔)氨基取代。首先,考虑到在水中的溶解度和反应性,该官能团优选为羰基或(叔)氨基。
此外,化合物(B)是在每一分子中具有至少两个以上环氧基团的化合物。每一分子化合物(B)的环氧基团数不特别限定,但优选2-10,更优选3-5,和仍更优选3。即,化合物(B)中由式(1)表示的取代基数优选2-10,更优选3-5,和仍更优选3。随着每一分子化合物(B)的环氧基团数变得更大,压敏粘合剂组合物的交联变得更稠密(即,形成压敏粘合剂层的聚合物的交联结构变得更稠密),这使其可以在压敏粘合剂层形成之后防止压敏粘合剂层的润湿扩展或由于压敏粘合剂层中的官能团(例如,在上述含羧基的不饱和单体用作丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体的情况下的羧基)而引起的粘合力的增加。如果每一分子化合物(B)的环氧基团数过大,例如,超过10,则在形成的压敏粘合剂层中会产生胶凝化产物(凝胶材料)从而损害外观特性。此外,由于环氧基团彼此之间的距离减少,因此会残留未反应的环氧基团从而导致在一些情况下随着老化而粘合力增加。
另外,化合物(B)是水溶性化合物。在此使用的术语″水溶性″是指在100g 25℃下的水中的溶解度(每100重量份水能够溶解的化合物的重量份)为1g以上(1g/100g以上),优选10g以上(10g/100g以上),和更优选30g以上(30g/100g以上)。化合物(B)在水中的溶解度可例如如下测量。
(在水中的溶解度的测量方法)
通过使用搅拌器在旋转速度为300rpm和10分钟的条件下混合具有相同重量的水(25℃)和化合物(B),并且将该混合物通过离心分离为水相和油相。然后收集水相并在120℃下干燥1小时,由干燥时的重量损失来确定水相中的非挥发物的含量(每100重量份水中的非挥发性组分的重量份)。
当化合物(B)的反应性高时,这是有利的,因为能够防止由于压敏粘合剂层中的官能团(特别地,用作丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体的上述含羧基的不饱和单体的羧基)引起的对被粘物的粘合力随着老化而增加。另外,当化合物(B)的反应性高时,即使化合物(B)的掺入量减少,也可通过调节溶剂不溶物在形成的压敏粘合剂层中的含量来实现良好的外观特性和良好的压敏粘合特性。另外,当化合物(B)的反应性高时,可减少化合物(B)的掺入量,因此,可以有利地避免在掺入大量交联组分的情况下易于发生的问题,更具体地,形成的压敏粘合剂层随着老化而改变其压敏粘合特性并且不能长期维持压敏粘合特性的问题。
化合物(B)在水中的溶解度高,因此,化合物(B)能够在生产水性分散型压敏粘合剂组合物时容易共混。此外,由于化合物(B)具有在水中的高溶解度,容易获得具有高浓度的水稀释液。该水稀释液使其可以在生产水性分散型压敏粘合剂组合物时防止与化合物(B)的共混相关的粘度降低。相反,本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物在涂布期间受到涂布部分的排斥减少,并且容易湿润涂布部分,结果,改进涂层外观(抑制在涂布期间的外观缺陷)。另外,由于化合物(B)具有在水中的高溶解度,可容易获得具有高浓度的水稀释液,以致能够获得实质上不包含有机溶剂的水性分散型压敏粘合剂组合物。另外,由于化合物(B)具有在水中的高溶解度,因此甚至当生产具有高浓度的水稀释液时,也不产生由于分散不良而引起的聚集体。因此,由本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层的外观特性优良。
考虑到其反应性,化合物(B)优选具有包含两个以上的其中R是碳数为1的亚烷基的由式(1)表示的取代基(在分子中键合至一个氮原子)的结构,即,在分子中包含两个以上的键合至一个氮原子的缩水甘油基的结构。化合物(B)更优选具有包含三个其中R是碳数为1的亚烷基的由式(1)表示的取代基(在分子中键合至一个氮原子)的结构,即,在分子中包含三个键合至一个氮原子的缩水甘油基的结构。
此外,考虑到在水中的溶解度和反应性,化合物(B)优选具有包含键合至一个氮原子的缩水甘油基和羰基的结构,或者包含键合至一个氮原子的缩水甘油基和亚甲基的结构。
具体地,化合物(B)优选为N,N-双(2,3-环氧丙基)胺(别名:二缩水甘油胺)、N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺(别名:三缩水甘油胺)、多缩水甘油胺或阿那昔酮(anaxirone),更优选N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺或阿那昔酮。此外,N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺是由下式(2)表示的化合物,和阿那昔酮是由下式(3)表示的化合物。
化合物(B)在本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物中的含量不特别限定,但是优选为0.01-10重量份,和更优选0.05-3重量份,基于每100重量份丙烯酸类乳液聚合物(A)。如果含量小于0.01重量份,则由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层会缺乏内聚力,并且在一些情况下在压敏粘合剂层中引起内聚失效,而如果含量超过10重量份,则由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层会变得过硬从而在一些情况下带来压敏粘合特性的降低。
在丙烯酸类乳液聚合物(A)中化合物(B)的环氧基团基于每摩尔能够与化合物(B)的环氧基团反应的官能团的摩尔比(摩尔数的比)不特别限定,但是优选为0.003-3.10,和更优选0.015-0.922。如果化合物(B)的环氧基团的摩尔比小于0.003,则由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层会缺乏内聚力,并且在一些情况下在压敏粘合剂层中引起内聚失效,而如果化合物(B)的环氧基团的摩尔比超过3.10,则由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层会变得过硬从而在一些情况下带来压敏粘合特性的显著降低。
此外,化合物(B)的环氧基团的摩尔数,例如,在添加4g具有环氧当量100(g/eq)的化合物(B)的情况下例如如下计算。
化合物(B)的环氧基团的摩尔数=[化合物(B)的含量(添加量)]/[环氧当量]=4/100
与(甲基)丙烯酸烷基酯一起的构成丙烯酸类乳液聚合物(A)的单体组分(原料单体),优选包含提供能够与化合物(B)的环氧基团反应的官能团(例如,羧基、氨基或羟基,特别是羧基)的共聚单体,从而使丙烯酸类乳液聚合物(A)可具有能够与化合物(B)的环氧基团反应的官能团。当丙烯酸类乳液聚合物(A)具有能够与化合物(B)的环氧基团反应的官能团时,该官能团在形成压敏粘合剂层的阶段期间产生与化合物(B)的反应点,因此,能够提高乳液颗粒的内聚力。
提供能够与化合物(B)的环氧基团反应的官能团的可共聚单体的实例包括含羧基的不饱和单体、含氨基的不饱和单体和含羟基的不饱和单体,其中,优选含羧基的不饱和单体。
本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物可包含各种添加剂,只要不损害本发明的效果即可。各种添加剂的实例包括颜料、填料、流平剂、分散剂、增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗老剂和防腐剂。可以单独使用一种添加剂,或可以组合使用其两种以上。
添加剂也可以包括增粘组分(增粘剂)。增粘组分的实例包括松香类树脂、萜烯类树脂、脂肪族石油树脂、芳香族石油树脂、共聚物类石油树脂、脂环族石油树脂、二甲苯类树脂和弹性体。可以单独使用一种增粘组分,或可以组合使用其两种以上。
本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物通过混合上述丙烯酸类乳液聚合物(A)和上述化合物(B)来生产。另外,必要时,可以共混各种添加剂。混合方法不特别限定,使用常规已知的或通常采用的乳液用混合方法,例如,优选用搅拌器的搅拌。搅拌条件不特别限定,但是例如,温度优选为10-50℃和更优选20-35℃,搅拌时间优选为5-30分钟和更优选10-20分钟,和搅拌时旋转速度优选为10-2,000rpm和更优选30-1,000rpm。
在生产本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物中混合丙烯酸类乳液聚合物(A)和化合物(B)时,从环境以及水性分散型压敏粘合剂组合物的粘度的观点,还有考虑到残余的有机溶剂,化合物(B)优选以水溶液形式添加(共混)。
化合物(B)在化合物(B)的水溶液中的浓度不特别限定,但是优选为1-80wt%,更优选5-60wt%,和仍更优选10-50wt%。如果浓度小于1wt%,则其中化合物(B)以化合物(B)的水溶液形式混合的水性分散型压敏粘合剂组合物的粘度会降低从而在一些情况下损害涂层外观,而如果浓度超过80wt%,则化合物(B)的水溶液的粘度会变得过高,使得在一些情况下难以混合丙烯酸类乳液聚合物(A)和化合物(B)。
(压敏粘合片)
本发明的压敏粘合片至少具有由本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层。此外,本发明的压敏粘合片中,″压敏粘合片″包括带形式,即,″压敏粘合带″。此外,″由本发明的水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层″有时称为″本发明的压敏粘合剂层″。
本发明的压敏粘合片可以是不具有基材(基材层)的所谓的″无基材型″的压敏粘合片(下文中,有时称为″无基材压敏粘合片″),或者可以是具有基材的类型的压敏粘合片(下文中,有时称为″粘贴基材的压敏粘合片″)。在本发明的压敏粘合片是无基材型的情况下,其构造的具体实例包括仅由本发明的压敏粘合剂层构成的双面涂布的压敏粘合片,和包括本发明的压敏粘合剂层和除了本发明的压敏粘合剂层以外的压敏粘合剂层(下文中,有时称为″其他压敏粘合剂层″)的双面涂布的压敏粘合片。此外,在本发明的压敏粘合片是粘贴基材类型的情况下,其构造的具体实例包括在基材的一侧上具有本发明的压敏粘合剂层的单面涂布的压敏粘合片,在基材的两侧上具有本发明的压敏粘合剂层的双面涂布的压敏粘合片,和在基材的一侧上具有本发明的压敏粘合剂层且在基材的另一侧上具有其他压敏粘合剂层的双面涂布的压敏粘合片。
本发明的压敏粘合片中,本发明的压敏粘合剂层的溶剂不溶物含量(溶剂不溶组分的比例;有时称为″胶凝分数″)不特别限定,但是优选为20wt%以上,更优选25wt%以上,和仍更优选30wt%以上。溶剂不溶物含量的上限不特别限定,但是例如为90wt%。如果溶剂不溶物含量小于20wt%,则在压敏粘合剂层中,不会获得充分的压敏粘合特性,或者由于包含大量的低分子量组分,在一些情况下压敏粘合剂层会缺乏内聚力,并且引起被粘物上的污染。此外,压敏粘合特性在一些情况下不会长期维持。
本发明的压敏粘合剂层的溶剂不溶物含量是根据以下″溶剂不溶物含量的测量方法″计算的值。
(溶剂不溶物含量的测量方法)
取约0.1g压敏粘合剂层样品,包裹在平均孔径为0.2μm的多孔四氟乙烯片(商品名,″NTF1122″,由Nitto DenkoCorporation生产)中,然后用风筝线系上,测量此时的重量。将该重量作为浸渍前重量。浸渍前重量是压敏粘合剂层(上述取样)、四氟乙烯片和风筝线的总重量。此外,测量四氟乙烯片和风筝线的总重量并作为皮重(tare weight)。
接下来,通过将压敏粘合剂层包裹于四氟乙烯片中并用风筝线系上而获得的制品(称为″样品″)放入用乙酸乙酯填充的50-ml容器并使其在23℃下静置7天。其后,从容器中取出样品(用乙酸乙酯处理之后),转移至铝制杯中,在130℃下在干燥器中干燥2小时,从而除去乙酸乙酯,并测量重量。将该重量作为浸渍后重量。
根据下式计算溶剂不溶物含量:
溶剂不溶物含量(wt%)=(a-b)/(c-b)×100
(其中a是浸渍后重量,b是皮重,和c是浸渍前重量)。
形成本发明的压敏粘合剂层的丙烯酸类聚合物(交联后)的玻璃化转变温度不特别限定,但是优选为-70至-10℃,和更优选-55至-20℃。如果玻璃化转变温度超过-10℃,则压敏粘合剂层会缺乏粘合力并在一些情况下在加工等期间导致浮起或从被粘物的分离,而如果其小于-70℃,在较高剥离速度(拉伸速度)区域中会出现严重剥离从而降低加工效率。构成本发明的压敏粘合剂层的聚合物组分的玻璃化转变温度也可以例如,通过丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体(原料单体组分)的配制来调节。
本发明的压敏粘合片中的本发明的压敏粘合剂层可以具有单层构造或层压构造。压敏粘合剂层的厚度不特别限定,但是优选5-1,000μm和更优选10-200μm。在本发明的压敏粘合片是在基材两侧上具有本发明的压敏粘合剂层的粘贴基材的双面涂布的压敏粘合片的情况下,压敏粘合剂层可以具有相同厚度,或者可以具有不同厚度。此外,在粘贴基材的双面涂布压敏粘合片的情况下,在上述范围内的压敏粘合剂层的厚度是在一侧上的压敏粘合剂层的厚度。
本发明的压敏粘合片可以具有其他层(例如,中间层和底涂层),只要不损害本发明的效果即可。
基材不特别限定,但其实例包括由塑料如聚烯烃树脂(例如,聚乙烯和聚丙烯)、聚酯树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二酯(PET))、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂和玻璃纸形成的塑料薄膜;纸类如牛皮纸和日本纸(Japanesepaper);由纤维性物质(例如,天然纤维、半合成纤维、合成纤维)形成的纺织品如单纱或混合纱等的织物或无纺布,所述纤维性物质如马尼拉麻、纸浆、人造丝、乙酸酯纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维和聚烯烃纤维;由天然橡胶或丁基橡胶等形成的橡胶片材;由聚氨酯或聚氯丁橡胶等形成的泡沫制造的发泡材;金属箔如铝箔和铜箔;和其复合物。首先,基材优选为聚烯烃树脂制造的膜如聚丙烯制造的膜或聚乙烯制造的膜,或聚酯树脂制造的膜如聚对苯二甲酸乙二酯制造的膜。基材可以为透明、半透明或不透明中任一种。此外,基材的表面可以进行适当的常规已知的或通常采用的表面处理,例如,电晕放电处理和等离子体处理等物理处理,或底漆处理和背面处理等化学处理。
基材的厚度不特别限定,可以适当地选择,只要不损害可操作性等即可。例如,厚度优选10-1,000μm和更优选20-500μm。
在本发明的压敏粘合片中,为了保护压敏粘合剂层的目的,剥离衬垫(隔离膜)可以堆叠在压敏粘合剂层上。剥离衬垫不特别限定,包括已知的剥离衬垫。优选其中脱模层形成在剥离衬垫基材的至少一个表面上的剥离衬垫。
剥离衬垫基材不特别限定,其实例包括塑料薄膜、纸类、泡沫和金属箔。首先,剥离衬垫基材优选塑料薄膜。剥离衬垫基材的厚度不特别限定,可以根据目的适当地选择。作为剥离衬垫基材的塑料薄膜的材料的实例包括聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃如聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物和热塑性树脂如聚氯乙烯。塑料薄膜可以为未拉伸膜或拉伸(单轴拉伸或双轴拉伸)的膜。
剥离衬垫基材上形成的脱模层不特别限定,其实例包括由硅酮类脱模剂形成的脱模层、由氟类脱模剂形成的脱模层和由长链烷基类脱模剂形成的脱模层。脱模层可以形成在剥离衬垫基材的仅一个表面上,或可以形成在剥离衬垫基材的两个表面上。
本发明的压敏粘合片通过在支承体如上述基材(用于粘贴基材的压敏粘合片的基材)或剥离衬垫上由上述水性分散型压敏粘合剂组合物形成压敏粘合剂层来生产。
由水性分散型压敏粘合剂组合物形成本发明的压敏粘合剂层通过将水性分散型压敏粘合剂组合物涂布在基材上以形成涂层,并且干燥和加热涂层来进行。通过化合物(B)的交联在干燥和加热期间实现。例如,通过在干燥步骤中脱水和干燥之后加热压敏粘合片来实现交联。此外,在涂布水性分散型压敏粘合剂组合物于剥离衬垫上时,要用水性分散型压敏粘合剂组合物涂布的剥离衬垫表面是其上设置脱模层的表面。
在涂布水性分散型压敏粘合剂组合物时,可以使用通常采用的涂布机。涂布机的实例包括凹版辊涂布机、反转辊涂布机、吻合辊涂布机、浸轧辊涂布机、棒涂机、刮刀涂布机和喷涂机。
例如,在本发明的压敏粘合片是粘贴基材的压敏粘合片的情况下,粘贴基材的压敏粘合片例如通过以下方法来生产:将水性分散型压敏粘合剂组合物直接涂布在基材的至少一个表面(一个表面或两个表面)上以便在干燥后具有预定厚度的方法,或者将水性分散型压敏粘合剂组合物涂布在剥离衬垫上以便在干燥后具有预定厚度,由此形成压敏粘合剂层,然后转移压敏粘合剂层至基材上的方法。另外,在脱模处理层(剥离处理层)形成于基材背面上的情况下,粘贴基材的压敏粘合片可以通过卷绕片材为辊形同时将形成在基材一个表面上的压敏粘合剂层和基材背面上的脱模处理层叠置而作为辊卷绕的压敏粘合带来生产。
本发明的压敏粘合片至少具有由水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层,因此,压敏粘合片实质上不包含有机溶剂,具有优良的外观特性,另外,长期维持压敏粘合特性。
本发明的压敏粘合片对各种被粘物的粘合力优良并用作通用的压敏粘合片。本发明的压敏粘合片施用至例如,被粘物如塑料(例如,丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂)或玻璃。
实施例
通过参考实施例更详细地描述本发明,但本发明不限于这些实施例。
实施例1:
(水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物的制备)
借助于乳化机通过乳化和分散96.2重量份丙烯酸丁酯、3.8重量份丙烯酸、7.7重量份醚硫酸盐型非反应性阴离子表面活性剂(商品名,″LATEMUL E118-B″,由Kao Corporation生产,活性成分:26wt%)、0.05重量份叔十二烷基硫醇(由Wako PureChemical Industries,Ltd.生产)和24.9重量份水来制备单体乳液。
向安装有冷凝器、氮气入口管、温度计和搅拌装置的反应容器中,称量入45.0重量份水和0.10重量份水溶性偶氮类聚合引发剂(商品名,″VA-057″,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产),并在氮气吹扫下经4小时逐滴添加上述获得的单体乳液。内浴温度在聚合期间保持在60±1℃下。在聚合开始4小时后,在保持内浴温度为60±1℃下的同时通过进一步继续反应3小时来实现熟化。其后,将反应产物用浓度为10wt%的氨水中和以制备丙烯酸类乳液聚合物的分散液。
随后,向上述分散液中,基于每100重量份丙烯酸类乳液聚合物添加0.06重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺(水溶性交联剂,多官能环氧类交联剂,官能团数:约3,在水中的溶解度(25℃):100g/100g)以制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺至分散液时,使用具有50wt%浓度的其水稀释液。
(压敏粘合剂层的形成和压敏粘合片的生产)
另外,将上述获得的水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物通过使用由Tester Sangyo Co,.Ltd.制造的涂布器施涂(涂布)到PET膜(商品名,″LUMIRROR S10-25″,由Toray Industries,Inc.生产,厚度:25μm)上,以使干燥后的厚度为60μm,并将涂层在120℃下在循环热风炉中干燥2分钟,然后在50℃下老化3天以获得压敏粘合片。
实施例2:
除了添加0.1重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺至分散液时,使用具有50wt%浓度的其水稀释液。
使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例1相同的方式获得压敏粘合片。
实施例3:
(水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物的制备)
借助于乳化机通过乳化和分散95.4重量份丙烯酸丁酯、4.6重量份甲基丙烯酸、7.7重量份醚硫酸盐型非反应性阴离子表面活性剂(商品名,″LATEMUL E118-B″,由Kao Corporation生产,活性成分:26wt%)、0.05重量份叔十二烷基硫醇(由Wako PureChemical Industries,Ltd.生产)和24.9重量份水来制备单体乳液。
向安装有冷凝器、氮气入口管、温度计和搅拌装置的反应容器中,称量入45.0重量份水和0.10重量份水溶性偶氮类聚合引发剂(商品名,″VA-057″,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产),并在氮气吹扫下经4小时逐滴添加上述获得的单体乳液。内浴温度在聚合期间保持在60±1℃下。在聚合开始4小时后,在保持内浴温度在60±1℃下的同时通过进一步继续反应3小时来实现熟化。其后,将反应产物用浓度为10wt%的氨水中和以制备丙烯酸类乳液聚合物的分散液。
随后,向上述分散液中,基于每100重量份丙烯酸类乳液聚合物添加0.05重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺至分散液时,使用具有50wt%浓度的其水稀释液。
(压敏粘合剂层的形成和压敏粘合片的生产)
随后,使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例1相同的方式获得压敏粘合片。
比较例1:
(水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物的制备)
除了使用商品名,″DENACOL EX-614B″(水溶性交联剂,山梨糖醇多缩水甘油醚,由Nagase ChemteX Corporation生产,环氧当量:191,官能团数:约4,在水中的溶解度(25℃):10g/100g)代替N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″DENACOL EX-614B″至分散液时,使用浓度为1wt%的其水稀释液。
(压敏粘合剂层的形成和压敏粘合片的生产)
另外,将上述获得的水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物通过使用由Tester Sangyo Co,.Ltd.制造的涂布器施涂(涂布)到PET膜(商品名,″LUMIRROR S10-25″,由Toray Industries,Inc.生产,厚度:25μm)上以使干燥后的厚度为60μm,并将涂层在120℃下在循环热风炉中干燥2分钟,然后在50℃下老化3天以获得压敏粘合片。
比较例2:
(水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物的制备)
除了使用0.6重量份商品名,″DENACOL EX-614B″(水溶性交联剂,山梨糖醇多缩水甘油醚,由Nagase ChemteXCorporation生产,环氧当量:191,官能团数:约4,在水中的溶解度(25℃):10g/100g)代替0.06重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″DENACOL EX-614B″至分散液时,使用浓度为1wt%的其水稀释液。
(压敏粘合剂层的形成和压敏粘合片的生产)
另外,将上述获得的水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物通过使用由Te ster S angyo C o,.Ltd.制造的涂布器施涂(涂布)到PET膜(商品名,″LUMIRROR S 10-25″,由Toray Industries,Inc.生产,厚度:25μm)上以使干燥后的厚度为60μm,并将涂层在120℃下在循环热风炉中干燥2分钟,然后在50℃下老化3天以获得压敏粘合片。
比较例3:
除了使用0.1重量份商品名,″TETRAD-C″(油溶性交联剂,1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨乙基)环己烷,环氧当量:110,不溶于水,官能团数:约4)代替0.06重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″TETRAD-C″至分散液时,使用用乙酸乙酯稀释以具有50wt%浓度的其稀释液。
使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例1相同的方式获得压敏粘合片。
比较例4:
除了使用商品名,″TETRAD-C″(油溶性交联剂,1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨乙基)环己烷,环氧当量:110,不溶于水,官能团数:约4)代替N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例3相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″TETRAD-C″至分散液时,使用用乙酸乙酯稀释以具有50wt%浓度的其稀释液。
使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例3相同的方式获得压敏粘合片。
比较例5:
除了使用0.6重量份商品名,″TEPIC-G″(水溶性交联剂,三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯,环氧当量:110,官能团数:约3,在水中的溶解度(25℃):0.9g/100g)代替0.06重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″TEPIC-G″至分散液时,使用浓度为2wt%的其水稀释液。
使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例1相同的方式获得压敏粘合片。
比较例6:
除了使用0.05重量份商品名,″TETRAD-C″(油溶性交联剂,1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨乙基)环己烷,环氧当量:110,不溶于水,官能团数:约4)代替0.06重量份N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺以外,以与实施例1相同的方式制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物。
此外,在添加商品名″TETRAD-C″至分散液时,将其直接添加而没有稀释(浓度:100wt%)。
使用上述水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物,以与实施例1相同的方式获得压敏粘合片。
(评价)
实施例和比较例中获得的水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物和压敏粘合片通过以下测量方法或评价方法来评价。评价结果示于表1中。
(1)粘合力(对于SUS板,180°剥离,拉伸速度300mm/min)
将压敏粘合片(样品尺寸:20mm(宽)×100mm(长))在2-kg橡胶辊的一个往复的条件下压接至SUS板(SUS不锈钢板)从而制备测量样品。
使得测量样品在23℃和50%RH的环境中静置30分钟,然后在拉伸速度为300mm/min的条件下进行180°剥离试验,测量压敏粘合片对于SUS板的粘合力(N/20mm)并用作粘合力。
(2)保持力(对于胶木板,在500g载荷、60℃温度下在大气中保持2小时)
将10mm宽的压敏粘合片在室温(23℃)的环境中在2-kg辊和一个往复的压接条件下层压至胶木板(酚醛树脂板),以致接触面积变为10mm(宽)×20mm(长),从而制备测量样品。使得测量样品在室温下从制备开始静置30分钟,并进一步在60℃的温度下在大气中静置30分钟。
其后,通过沿纵向配置长度方向的压敏粘合片而垂挂胶木板,并且将500g载荷施加至压敏粘合片的自由端,以使载荷均匀地施加到压敏粘合片的宽度方向上。在60℃的温度下在大气中加载所述载荷2小时。
在经过2小时后,测量压敏粘合片位移的距离(位移距离)并根据以下评价标准评价。
评价标准:
良好(A):位移距离在0.3mm内。
差(B):位移距离超过0.3mm。
(3)有机溶剂的包含
这是通过在生产压敏粘合片时是否使用有机溶剂来判断的。在制备用于生产压敏粘合片的水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物中,在添加交联剂(交联组分)至分散液时,交联剂在不使用通过有机溶剂稀释的交联剂溶液的情况下不能掺入至分散液并且有机溶剂不可避免地共混入压敏粘合片中的情况下,被评为″包含有机溶剂(包含)″。另一方面,在添加交联剂(交联组分)至分散液时,即使不通过有机溶剂稀释交联剂也能将交联剂掺入分散液并且能够获得实质上不包含有机溶剂的压敏粘合片的情况下,被评为″不包含有机溶剂(无)″。
(4)外观(凹陷或凝胶材料的存在与否)
通过目视检查来观察压敏粘合片的压敏粘合剂层表面的情况。测量在10cm(长)×10cm(宽)的观察范围中的缺陷(凹陷和凝胶材料(聚集体))数,并且根据以下标准来评价外观。
缺陷数为0-100:外观良好(A)
缺陷数为101以上:外观差(B)
(5)长期贮存稳定性
压敏粘合片在室温下从制备开始贮存半年,然后评价其各种特性(溶剂不溶物含量、粘合力、保持力、拉伸弹性模量),并证实是否发生物理和压敏粘合特性的变化。将特性不改变或很少改变的情况评为长期贮存稳定性良好(A);并将特性改变很大的情况评为差(B)。
表1
表1中使用的缩写如下。
BA:丙烯酸丁酯
AA:丙烯酸
MAA:甲基丙烯酸
VA-057:水溶性偶氮类聚合引发剂(商品名,″VA-057″,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)
t-L SH:(叔十二烷基硫醇,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)
E118B:醚硫酸盐型非反应性阴离子表面活性剂(商品名,″LATEMUL E118-B″,由Kao Corporation生产)
DENACOL EX-614B:商品名,″DENACOL EX-614B″(水溶性交联剂,山梨糖醇多缩水甘油醚,由Nagase ChemteXCorporation生产,环氧当量:191,官能团数:约4,在水中的溶解度(25℃):10g/100g)
TEPIC-G:商品名,″TEPIC-G″(水溶性交联剂,三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯,环氧当量:110,官能团数:约3,在水中的溶解度(25℃):0.9g/100g)
TETRAD-C:商品名,″TETRAD-C″(油溶性交联剂,1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨乙基)环己烷,环氧当量:110,不溶于水,官能团数:约4)
实施例1中,使用具有在水中的溶解度高的N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺,因此,能够进一步增加N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺在添加至分散液的水稀释液中的浓度,结果,能够抑制水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物作为涂布液的粘度降低。出于该原因,实施例1中,能够改进水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物在涂布期间的排斥且获得良好的涂层外观。另一方面,比较例5中,使用尽管包含三个具有键合至氮原子的缩水甘油基的结构但具有在水中的低溶解度的化合物(商品名,″TEPIC-G″)代替N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺,因此,不能增加在添加至分散液的水稀释液中交联剂的浓度,结果,不能抑制水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物作为涂布液的粘度降低。出于该原因,比较例5中,水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物在涂布期间产生排斥且不能获得涂层外观优良的压敏粘合片。
实施例1中,使用包含具有键合至氮原子的缩水甘油基的结构的N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺。由于在N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺中具有键合至氮原子的缩水甘油基的结构具有高反应性,尽管N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺的量少,但是实施例1的压敏粘合片具有发挥良好带特性(压敏粘合特性)所必需的溶剂不溶物含量(凝胶含量)。另一方面,比较例1和2中,使用包含具有键合至氧原子的缩水甘油基的结构的化合物(商品名,″DENACOLEX-614B″)代替N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺,与具有键合至氮原子的缩水甘油基的结构的反应性相比,具有键合至氧原子的缩水甘油基的结构的反应性低。出于该原因,比较例1中,虽然以与实施例1中N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺的用量相同的量使用包含具有键合至氧原子的缩水甘油基的结构的化合物,但是压敏粘合片达不到发挥良好带特性(压敏粘合特性)所必需的溶剂不溶物含量(凝胶含量)。此外,比较例2中,大量使用包含具有键合至氧原子的缩水甘油基的结构的化合物,和压敏粘合片达到发挥良好带特性(压敏粘合特性)所必需的溶剂不溶物含量(凝胶含量),但是由于大量使用包含具有键合至氧原子的缩水甘油基的结构的化合物,因此带特性(压敏粘合特性)随着老化而变化,并且带性能不能长期维持。
当比较实施例2和比较例3时,它们在带特性方面是类似的。此外,当比较实施例3和比较例4时,它们在带特性方面是类似的。然而,在实施例2和3中,由于在水性分散型压敏粘合剂组合物中的N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺是水溶性的,因此在制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物时使用水稀释液。因此,在实施例2和3中,不发生有机溶剂的残留并且压敏粘合片中实质上不包含有机溶剂。另一方面,比较例3和4中,由于商品名″TETRAD-C″是油溶性的,因此在制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物时使用用有机溶剂稀释的溶液。出于该原因,比较例3和4中,通过涂布和干燥步骤生产的压敏粘合片具有使得有机溶剂残留在压敏粘合剂层中的可能性。此外,比较例3和4中,由于在生产时使用有机溶剂,所以压敏粘合片不能被评为环境友好型真正脱溶剂(desolvented)的带(实质上不包含有机溶剂的压敏粘合带)。
此外,尽管在生产水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物时可以直接添加而不通过有机溶剂稀释油溶性商品名,″TETRAD-C″,但是在该情况下,产生由于分散不良而引起的聚集体并且损害外观特性(比较例3和6)。另一方面,实施例2中,由于在制备水性分散型丙烯酸类压敏粘合剂组合物时使用N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺的水稀释液,因此未观察到聚集体如不溶性物质并且外观特性优良。
虽然已经参考具体实施方案详细描述了本发明,但是对本领域熟练技术人员来说显然的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以在此做出各种变化和改进。
本申请基于2011年4月28日提交的日本专利申请2011-101801,在此将其全部内容引入作为参考。此处引用的所有参考以其全部内容引入。
Claims (15)
2.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中基于每摩尔在所述丙烯酸类乳液聚合物(A)中能够与所述化合物(B)中的环氧基团反应的官能团,所述化合物(B)的环氧基团的摩尔比为0.003-3.10。
3.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中基于每摩尔在所述丙烯酸类乳液聚合物(A)中能够与所述化合物(B)中的环氧基团反应的官能团,所述化合物(B)的环氧基团的摩尔比为0.015-0.922。
4.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中式(1)中的所述R为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基、亚苯基、烷基取代的亚苯基、卤素取代的亚苯基和含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团。
5.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中式(1)中的所述R为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基和碳数为1-5的含杂原子的亚烷基组成的组中的二价基团。
6.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中式(1)中的所述R为选自由碳数为1-5的线性或支化亚烷基组成的组中的二价基团。
7.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中式(1)中的所述R为亚甲基。
8.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中式(1)中的所述R为选自碳数为1-10的线性或支化亚烷基的二价基团。
9.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中所述化合物(B)中包含的环氧基团数为3-5。
10.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中所述化合物(B)中包含的环氧基团数为3。
11.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中所述化合物(B)具有10g/100g以上的在水中的溶解度(25℃)。
12.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中所述化合物(B)具有30g/100g以上的在水中的溶解度(25℃)。
13.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,
其中所述丙烯酸类乳液聚合物(A)由包括(甲基)丙烯酸烷基酯和含羧基的不饱和单体的原料单体的混合物形成,和
其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯的含量为70-99.5wt%和所述含羧基的不饱和单体的含量为0.5-20wt%,基于构成所述丙烯酸类乳液聚合物(A)的原料单体的总重量。
14.根据权利要求1所述的水性分散型压敏粘合剂组合物,其中所述化合物(B)为N,N,N-三(2,3-环氧丙基)胺。
15.一种压敏粘合片,其具有由根据权利要求1-14任一项所述的水性分散型压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层。
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