CN102822300A - 水分散型粘合剂组合物及粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对于粗糙面粘接性高、且粗糙面粘接性与其他特性的平衡也优异的粘合片的制造及其他用途而言有用的水分散型粘合剂组合物。水分散型粘合剂组合物以100:6~35的质量比含有丙烯酸类聚合物pAX和Mw为1×103~50×103的丙烯酸类聚合物pAY。pAX中共聚有60~99.5质量%的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯M1X和0.5~12质量%的含官能团单体M2X,pAY中共聚有60~95质量%的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯M1Y和5~40质量%的含官能团单体M2Y。设由M1X、M1Y的组成算出的溶解度参数为SPX、SPY时,以│SPY-SPX│定义的溶解度差ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上。
Description
技术领域
本发明涉及在水系溶剂中分散有丙烯酸类聚合物的粘合剂(也称为压敏粘接剂。以下同。)组合物和具有由该粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。本申请基于2011年3月9日提交的日本特许出愿2011-052076号要求优先权,该申请的全部内容作为参考并入本说明书。
背景技术
使用水性溶剂作为主要的分散介质或溶剂的水性粘合剂组合物与以有机溶剂为介质的溶剂型粘合剂组合物相比,从减小对环境的负荷的角度来看是理想的。因此,在制造粘合片时也同样,减小溶剂型粘合剂组合物的用量、形成以水性粘合剂组合物为主体的粘合剂层是理想的。作为所述水性粘合剂组合物,例如已知有在水性介质中含有作为粘合成分的丙烯酸类聚合物的粘合剂组合物(例如粘合成分分散在水性介质中的乳液型的粘合剂组合物)等。作为涉及水分散型丙烯酸类粘合剂的技术文献,可列举出专利文献1和2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-18689号公报
专利文献2:日本特开昭56-8476号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,具有以水性粘合剂组合物为主体所形成的粘合剂层的粘合片与使用溶剂型粘合剂组合物的粘合片相比,对于如发泡体这样表面具有微细凹凸(主要由气泡引起)的被粘物(例如聚氨酯泡沫等)的粘接性(粗糙面粘接性)容易不足。此外,在所述粘合片中,难以以良好的平衡实现粗糙面粘接性与其他特性(保持力、防末端剥离性、耐回弹性等)。
本发明的主要目的在于提供对于粗糙面粘接性高、且粗糙面粘接性与其他特性的平衡也优异的粘合片的制造及其他用途而言有用的水分散型粘合剂组合物。相关的其他目的在于提供具有由所述水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。
用于解决问题的方案
由本发明提供的水分散型粘合剂组合物以质量比(pAX:pAY)100:6~100:35含有丙烯酸类聚合物pAX和丙烯酸类聚合物pAY。上述聚合物pAX具有如下共聚组成:按构成该聚合物的单体的总量为100质量%计,含有60~99.5质量%的烷基的碳原子数为2~18的(甲基)丙烯酸烷基酯M1X、0.5~12质量%的含官能团单体M2X。上述聚合物pAY的重均分子量Mw(是指基于凝胶渗透色谱(GPC)的、标准聚苯乙烯基准的重均分子量。)为1×103~50×103,具有如下共聚组成:按构成该聚合物的单体的总量为100质量%计,含有60~95质量%的烷基的碳原子数为2~18的(甲基)丙烯酸烷基酯M1Y、5~40质量%的含官能团单体M2Y。进而,设由构成上述聚合物pAX的(甲基)丙烯酸烷基酯M1X的组成算出的溶解度参数为SPX、由构成上述聚合物pAY的(甲基)丙烯酸烷基酯M1Y的组成算出的溶解度参数为SPY时,以SPY与SPX之差的绝对值│SPY-SPX│定义的溶解度差ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上(约0.5(J/cm3)1/2以上)。
另外,在以下说明中,有时将碳原子数为a~b的范围表达为“Ca-b”。例如,有时将烷基的碳原子数为2~18的(甲基)丙烯酸烷基酯表示为“(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯”。
作为各聚合物的SP值(SPX、SPY),可以采用用Fedors式算出的值。
SP=(Ev/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
在这里,Ev为蒸发能量,v为摩尔体积,Δei为各原子或原子团的蒸发能量,Δvi为各原子或原子团的摩尔体积。对于为含有2种以上(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的共聚组成的丙烯酸类聚合物,通过用各(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的均聚物的SP值乘以该(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的摩尔分数(即该(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的摩尔数在全部(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的总摩尔数中所占的比率)并对这些值求和,可以算出该丙烯酸类聚合物的SP值。
由于所述水分散型粘合剂组合物以上述规定的比例含有2种聚合物pAX、pAY,且聚合物pAY的重均分子量Mw为1×103~50×103,较小,进而ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上,因此具有由该组合物形成的粘合剂层的粘合片在被贴到表面具有凹凸的难粘接性的被粘物(例如聚氨酯泡沫等发泡体)上时,也能对该被粘物发挥良好的粘接性(粘接可靠性)。此外,上述粘合片由于具有由水性粘合剂组合物形成的粘合剂层,因此在环境卫生上是优选的。此外,该粘合片能够兼具充分的保持力、防末端剥离性和耐回弹性。
作为上述单体M2Y,可以优选采用含羧基单体中的至少一种。根据含有所述共聚组成的聚合物pAY的粘合剂组合物,可以获得显示更优异的性能的粘合片。作为M2Y的优选例子,可列举出丙烯酸和丙烯酸二聚体。可以含有其中一方,也可以含有双方。
上述聚合物pAX优选四氢呋喃(THF)可溶成分的重均分子量Mw(是指基于GPC的、标准聚苯乙烯基准的重均分子量。)为30×104~100×104。根据含有所述Mw的聚合物pAX的粘合剂组合物,可以获得显示更优异的性能的粘合片。
在一个优选的方案中,上述粘合剂组合物相对于100质量份聚合物pAX,还含有5~40质量份赋粘剂。根据所述粘合剂组合物,可以获得显示更良好的粘合特性的粘合片(例如粗糙面粘接性、保持力、防末端剥离性和耐回弹性中的一个或两个以上特性得到进一步改善的粘合片)。作为特别优选的赋粘剂,可例示出松香类树脂。
根据本发明,还提供具有由这里所公开的任一种粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。所述粘合片能够具有优异的粗糙面粘接性,且保持力、防末端剥离性、耐回弹性均良好。
附图说明
图1是示意性示出粘合片的一个构成例的剖视图。
图2是示意性示出粘合片的另一构成例的剖视图。
图3是示意性示出粘合片的另一构成例的剖视图。
图4是示意性示出粘合片的另一构成例的剖视图。
图5是示意性示出粘合片的另一构成例的剖视图。
图6是示意性示出粘合片的另一构成例的剖视图。
图7是示出耐回弹性试验的方法的说明图。
图8是示出耐回弹性试验的方法的说明图。
具体实施方式
以下说明本发明的优选的实施方式。另外,对于在本说明书中特别提到的内容以外的、实施本发明所必需的技术内容,可以作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的常规选择来把握。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的公知常识来实施。此外,在以下说明中,对发挥同样作用的部件或部位标以相同的附图标记,有时会省略或简化重复的说明。
这里所公开的粘合剂组合物是在水性溶剂中含有以(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯为主要共聚成分的2种丙烯酸类聚合物pAX、pAY的水分散液(典型的是水性乳液)。这些pAX、pAY的总量优选占上述粘合剂组合物中含有的不挥发成分(粘合剂层形成成分,以下也称为“粘合剂”。)中的40质量%以上,更优选占50质量%以上。如果丙烯酸类聚合物在粘合剂中所占的质量比率过少,则有时粘合特性会变得容易失衡。pAX、pAY的总量在粘合剂中所占的比率可以实质上为100质量%,典型的是为95质量%以下,一般优选设定为90质量%以下(例如为85质量%以下)。如果丙烯酸类聚合物在粘合剂中所占的质量比率过多,则有可能粘合特性会变得容易失衡。
聚合物pAX与聚合物pAY的配混比(pAX:pAY)按质量基准计设定为100:6~100:35(优选为100:10~100:35,例如为100:10~100:30)左右。如果pAY的量相对于pAX过少,则有时会无法实现充分的粗糙面粘接性。如果pAY的量过多,则有时保持力、防末端剥离性会降低。
这里所公开的粘合剂组合物的特征在于,设由构成聚合物pAY的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯M1x的组成算出的溶解度参数为SPX、由构成聚合物pAY的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯M1Y的组成算出的溶解度参数为SPY时,以SPY与SPX之差的绝对值定义的溶解度差ΔSP(即ΔSP=│SPY-SPX│)为0.25(cal/cm3)1/2以上(约0.5(J/cm3)1/2以上)。ΔSP优选为0.30(cal/cm3)1/2以上(约0.6(J/cm3)1/2以上)。如果ΔSP过小,则具有由该粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片有时无法获得充分的粗糙面粘接性。进而,有时耐回弹性和防末端剥离性中的至少一方会降低。
对ΔSP的上限没有特别限定,一般适宜为0.70(cal/cm3)1/2以下(约1.4(J/cm3)1/2以下),典型的是为0.60(cal/cm3)1/2以下(约1.2(J/cm3)1/2以下)。在一个优选的方案中,ΔSP为0.50(cal/cm3)1/2以下(约1.0(J/cm3)1/2以下)。此外,SPX与SPY可以是任一方较大,例如可以优选采用SPX<SPY的方式。另外,作为各聚合物的SP值,采用基于该聚合物中的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的共聚组成用上述Fedors式算出的值。
通过使ΔSP为上述所期望的值而发挥这里所公开的效果的理由尚不明确,例如可以考虑以下原因。即,由具有所述ΔSP特性的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层由于聚合物pAX和聚合物pAY相互缺乏相容性,因此容易构成低分子量的聚合物pAY在具有较高的分子量的聚合物pAX的基体中形成结构域(domain)的结构。因此,低分子量的聚合物pAY容易集中分布于粘合片的表面(粘合面),而实现优异的粗糙面粘接性。此外,由于聚合物pAY中共聚有含官能团单体(典型的是为含羧基单体),因此由所述官能团与聚氨酯等发泡体以及聚合物pAX的相互作用使得可以实现更优异的粗糙面粘接性、保持力(内聚性)。
作为用于计算SP值的各原子或原子团的蒸发能量、摩尔体积等值,使用日本粘接学会志,Vol.22,No.10(1986),p566等中记载的值即可。对于各种(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物的SP值,例如,丙烯酸丁酯的均聚物为9.77(cal/cm3)1/2,丙烯酸2-乙基己酯的均聚物为9.22(cal/cm3)1/2,丙烯酸乙酯的均聚物为10.20(cal/cm3)1/2,丙烯酸月桂酯的均聚物为9.15(cal/cm3)1/2,丙烯酸异辛酯的均聚物为9.22(cal/cm3)1/2。另外,作为SP值的单位,一般使用(cal/cm3)1/2,可以使其乘以2.045而将SP值的单位转换成作为SI单位的(J/cm3)1/2。
作为聚合物pAX,可以适宜采用SPX在9.1~10.0(典型的是9.2~9.8,例如是9.3~9.7)(cal/cm3)1/2的范围的聚合物。作为聚合物pAY,可以适宜采用SPY在9.1~10.0(典型的是9.2~9.8)(cal/cm3)1/2的范围、且ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上的聚合物。在SPX<SPY的方式中,例如优选以SPX在9.2~9.5(优选9.3~9.5)(cal/cm3)1/2的范围、SPY在9.5~9.8(典型的是9.6~9.8)(cal/cm3)1/2的范围、且ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上的方式决定单体M1X和单体M1Y的组成。
以下对聚合物pAX进行更详细的说明。该聚合物pAX典型的是具有如下共聚组成:(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯(单体M1X)在构成该聚合物pAX的单体的总量(以下有时也称为“总单体成分”。)中所占的比率为60质量%以上(典型的是为60~99.5质量%)。在一个优选的方案中,单体M1X的含有比率为总单体成分的70质量%以上(典型的是为70~99.5质量%),例如为80质量%以上(典型的是为80~99.5质量%)。此外,单体M1X的含有比率可以为总单体成分的90质量%以上(典型的是为90~99质量%)。所述丙烯酸类聚合物可以通过将规定的单体原料聚合(典型的是为乳液聚合)而合成。一般上述单体原料中的单体组成大致对应于将该单体原料聚合而得到的丙烯酸类聚合物的共聚组成(共聚比率)。
另外,在本说明书中“(甲基)丙烯酸酯”涵盖性地表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。同样,“(甲基)丙烯酰基”涵盖性地表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基,“(甲基)丙烯酸”涵盖性地表示丙烯酸和甲基丙烯酸。
作为单体M1X,可以使用选自以式(I)所表示的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯中的一种或两种以上。
CH2=C(R1)COOR2 (I)
(式中,R1为氢原子或甲基,R2为C2-18的烷基。)
作为(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯的具体例子,可列举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(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、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等。
在这里所公开的技术的一个方案中,构成聚合物pAX的总单体成分中的70质量%以上(典型的是为70~99.5质量%)为(甲基)丙烯酸C2-14烷基酯,优选为(甲基)丙烯酸C2-10烷基酯(例如丙烯酸C4-10烷基酯)。例如可以优选采用如下单体组成:按总和计含有总单体成分的70质量%以上(典型的是为70~99质量%)、更优选为80质量%以上(典型的是为80~98质量%)的丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)中的一方或双方。将BA和2EHA组合使用时,对它们的使用比率没有特别限制。在一个优选的方案中,单体M1X实质上由BA和2EHA中的一方或双方构成。
另外,单体M1X的90质量%为BA、10质量%为2EHA时,如上所述,BA的均聚物的SP值为9.77(cal/cm3)1/2、2EHA的均聚物的SP值为9.22(cal/cm3)1/2,且BA的摩尔分数为0.93、2EHA的摩尔分数为0.07,因此算出聚合物pAX的SP值(SPX)为9.77×0.93+9.22×0.07=9.73(cal/cm3)1/2。此外,单体M1X的30质量%为BA、70质量%为2EHA时,BA的摩尔分数为0.38、2EHA的摩尔分数为0.62,因此算出聚合物pAX的SP值(SPX)为9.77×0.38+9.22×0.62=9.43(cal/cm3)1/2。
在聚合物pAX中共聚有一种或两种以上含官能团单体M2X。所述含官能团单体M2X的共聚比率按总和计适宜设定为总单体成分的12质量%以下(典型的是为0.1~12质量%,例如为0.5~12质量%),一般优选设定为10质量%以下(典型的是为0.5~10质量%)。如果含官能团单体的用量过少,则有可能内聚力(保持力)会容易变得不足。如果含官能团单体的用量过多,则有可能会内聚力过高而粘合特性(例如粘接力)趋于降低。
作为上述含官能团单体,可以优选使用一分子中具有自由基聚合性官能团(典型的是(甲基)丙烯酰基、乙烯基等烯属不饱和基团)和其他官能团各至少一个的各种单体。
作为所述含官能团单体的代表例子,可列举出含羧基单体及其酸酐。作为含羧基单体的具体例子,可列举出丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、巴豆酸、肉桂酸等不饱和单羧酸;衣康酸单甲酯、衣康酸单丁酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧乙酯等不饱和二羧酸单酯;衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸等不饱和二羧酸;偏苯三酸2-甲基丙烯酰氧乙酯、均苯四酸2-甲基丙烯酰氧乙酯等不饱和三羧酸单酯;丙烯酸羧乙酯(丙烯酸β-羧乙酯等)、丙烯酸羧戊酯等丙烯酸羧基烷基酯;丙烯酸的二聚体(dimer)、三聚体(trimer)等丙烯酸低聚物;衣康酸酐、马来酸酐、富马酸酐等不饱和二羧酸酐等。
作为含官能团单体的其他例子,可列举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基羧酸酰胺等含酰胺基单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁氨基乙酯等含氨基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯等含缩水甘油基单体;(甲基)丙烯腈等含氰基单体;N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等含马来酰亚胺基单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等含衣康酰亚胺基单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧八亚甲基琥珀酰亚胺等含琥珀酰亚胺基单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯等含异氰酸酯基单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等含烷氧基单体等。作为其他例子,可列举出环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等。
作为含官能团单体的其他的例子,可列举出有机硅类(甲基)丙烯酸酯单体、有机硅类乙烯基单体等含烷氧基甲硅烷基的单体。
作为有机硅类(甲基)丙烯酸酯单体的具体例子,可列举出(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三丁氧基硅烷等(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷;(甲基)丙烯酰氧基甲基甲基二甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基甲基甲基二乙氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二异丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二丁氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基乙基二丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基乙基二异丙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基乙基二丁氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基丙基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基丙基二乙氧基硅烷等(甲基)丙烯酰氧基烷基烷基二烷氧基硅烷、对应于它们的(甲基)丙烯酰氧基烷基二烷基(单)烷氧基硅烷等。
作为有机硅类乙烯基单体的具体例子,可列举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷等乙烯基三烷氧基硅烷;对应于它们的乙烯基烷基二烷氧基硅烷、乙烯基二烷基烷氧基硅烷;乙烯基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基三乙氧基硅烷、β-乙烯基乙基三甲氧基硅烷、β-乙烯基乙基三乙氧基硅烷、γ-乙烯基丙基三甲氧基硅烷、γ-乙烯基丙基三乙氧基硅烷、γ-乙烯基丙基三丙氧基硅烷、γ-乙烯基丙基三异丙氧基硅烷、γ-乙烯基丙基三丁氧基硅烷等乙烯基烷基三烷氧基硅烷;对应于它们的(乙烯基烷基)烷基二烷氧基硅烷、(乙烯基烷基)二烷基(单)烷氧基硅烷等。
在这种含官能团单体中,作为用作聚合物pAX的构成成分的含官能团单体M2X,例如可以优选使用选自含有羧基的单体或其酸酐中的一种或两种以上。含官能团单体M2X可以实质上全部为含羧基单体。作为其中尤其优选的含羧基单体,可例示出AA和MAA。可以单独使用它们中的一方,也可以将AA与MAA以任意比例组合使用。
在这里所公开的技术的一个优选的方案中,聚合物pAX中共聚有AA和MAA。根据含有所述共聚组成的丙烯酸类聚合物的粘合剂组合物,可以实现耐回弹性更优异的粘合片。AA与MAA的质量比(AA:MAA)例如可以设定为大约1:10~10:1的范围,一般优选设定为大约1:4~4:1(例如1:2~2:1)的范围。使含羧基单体共聚时,其共聚量(在使用多种含羧基单体时为它们的总量)适宜设定为总单体成分的例如12质量%以下(典型的是为0.1~12质量%,例如为0.5~12质量%),一般适宜设定为10质量%以下(典型的是为0.5~10质量%,例如为0.5~5质量%左右)。
在这里所公开的技术的另一优选的方案中,构成聚合物pAX的含官能团单体M2X含有含烷氧基甲硅烷基的单体。由此在聚合物链中导入烷氧基甲硅烷基而可以通过彼此之间的反应而形成交联结构。使这种含烷氧基甲硅烷基的单体共聚对于实现以较高水平兼顾粗糙面粘接性与内聚力(保持力)的粘合片而言可以作为有利的手法。使含烷氧基甲硅烷基的单体共聚时,其共聚量(在使用多种含烷氧基甲硅烷基的单体时为它们的总量)适宜设定为总单体成分的例如0.2质量%以下(典型的是为0.001~0.2质量%),一般适宜设定为0.1质量%以下(典型的是为0.005~0.1质量%,例如为0.01~0.05质量%)。
在一个优选的方案中,聚合物pAX中的含官能团单体M2X至少含有:选自含有羧基的单体或其酸酐中的一种或两种以上、以及选自含烷氧基甲硅烷基的单体中的一种或两种以上。含官能团单体M2X可以实质上全部为由AA和MAA中的一方或双方以及有机硅类(甲基)丙烯酸酯单体构成的聚合物pAX。
在聚合物pAX中,除了上述单体以外,可以作为任选成分共聚有可与单体M1X共聚的其他单体(共聚性单体)M3X。作为所述共聚性单体,例如可列举出碳原子数为1或19以上的(甲基)丙烯酸烷基酯;醋酸乙烯酯等乙烯基酯;苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族不饱和单体;(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环式醇的(甲基)丙烯酸酯;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯、异丁烯等烯烃类单体;乙烯基醚等乙烯基醚类单体;N-乙烯基吡咯烷酮、N-(1-甲基乙烯基)吡咯烷酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑、N-乙烯基吗啉、(甲基)丙烯酰基吗啉、(甲基)丙烯酸四氢糠酯等含乙烯基的杂环化合物;氯乙烯、(甲基)丙烯酸氟化烷基酯等含卤素原子单体等。
作为再他的可使用的共聚性单体,可列举出一分子中含有两个以上自由基聚合性官能团(典型的是为(甲基)丙烯酰基、乙烯基等烯属不饱和基团)的多官能性单体。作为所述多官能性单体的具体例子,可列举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等(单或多)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等(单或多)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等(单或多)亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,此外可列举出新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸环戊酯、二乙烯基苯等。
聚合物pAX中的共聚性单体M3X的共聚比率按总和计,适宜设定为总单体成分的39.5质量%以下(典型的是为30质量%以下,例如为20质量%以下),一般优选设定为10质量%以下(例如为5质量%以下)。可以是实质上不含共聚性单体M3X(例如M3X的共聚比率低于0.5质量%)的共聚组成。
作为使所述单体聚合形成聚合物pAX的方法,可以采用公知或惯用的聚合方法,其中可以尤其优选使用乳液聚合法。通过所述方法得到的聚合物pAX的水性乳液可以直接用于形成水分散型粘合剂组合物。作为进行乳液聚合时的单体供给方法,可以适当采用一次供给全部单体原料的一次性投加方式、连续供给(滴加)方式、分批供给(滴加)方式等。预先将一部分或全部(典型的是全部)单体与水(典型的是与水一起使用适量的乳化剂。)混合进行乳化,将其乳化液(单体乳液)一次性、连续或者分批供给至反应容器内。聚合温度可以根据所使用的单体的种类、聚合引发剂的种类等而适当选择,例如可以设定为20℃~100℃(典型的是为40℃~80℃)左右。
聚合时使用的聚合引发剂可以根据聚合方法的种类而从公知或惯用的聚合引发剂中适当选择。例如,在乳液聚合法中,可以优选使用偶氮类聚合引发剂。作为偶氮类聚合引发剂的具体例子,可列举出2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二硫酸盐、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双(N,N’-二亚甲基异丁基脒)、2,2’-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)等。
作为聚合引发剂的其他例子,可列举出过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐;过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二枯基、1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔丁基过氧基)环十二烷、过氧化氢等过氧化物类引发剂;苯基取代乙烷等取代乙烷类引发剂;芳香族羰基化合物等羰基类引发剂等。作为聚合引发剂的其他的例子,可列举出基于过氧化物与还原剂的组合的氧化还原类引发剂。作为所述氧化还原类引发剂的例子,可列举出过氧化物(双氧水等)与抗坏血酸的组合、过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合等。
这种聚合引发剂可以单独使用或将两种以上组合使用。对于聚合引发剂的用量,例如,相对于pAX的合成所使用的总单体成分100质量份,可以从0.005~1质量份(典型的是0.01~1质量份)左右的范围选择。
在上述聚合中可以根据需要而使用现有公知的各种链转移剂(也可以作为分子量调节剂或者聚合度调节剂来把握。)。所述链转移剂例如可以是选自正月桂基硫醇、叔月桂基硫醇、缩水甘油基硫醇、2-巯基乙醇等硫醇类中的一种或两种以上。其中尤其优选使用正月桂基硫醇。对于链转移剂的用量,相对于pAX的合成所使用的总单体成分100质量份,例如可以设定为大约0.001~0.5质量份左右。该用量可以为大约0.02~0.05质量份左右。
根据所述乳液聚合,可得到丙烯酸类聚合物pAX分散在水中的乳液形态的聚合反应液。作为这里所公开的技术中的聚合物pAX的水性乳液,可以优选使用上述聚合反应液或实施了适当的后处理的该反应液。或者也可以使用通过乳液聚合方法以外的聚合方法(例如溶液聚合、光聚合、本体聚合等)合成聚合物pAX并将该聚合物分散在水中来制备的聚合物pAX的水性乳液。在上述后处理中,例如可以包括通过碱(氨水等)、酸将乳液的液相的pH调整至7~9左右(例如7~8左右)的操作等。
在聚合物pAX的水性乳液的制备中,可以根据需要而使用乳化剂。作为乳化剂,可以使用阴离子类、非离子类、阳离子类中的任一种。一般优选使用阴离子类或非离子类的乳化剂。这种乳化剂例如可以优选在使单体原料进行乳液聚合来合成聚合物pAX时、在将用其他方法得到的丙烯酸类聚合物pAX分散在水中时等使用。作为阴离子类乳化剂,可例示出月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、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等。作为非离子类乳化剂,可例示出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等。此外,可以使用在这些阴离子类或非离子类乳化剂中导入了自由基聚合性基团(丙烯基等)的结构的自由基聚合性乳化剂(反应性乳化剂)。或者,可以仅使用不具有所述自由基聚合性基团的乳化剂。
这种乳化剂可以单独使用一种或将两种以上组合使用。乳化剂的用量只要为可以将丙烯酸类聚合物制备成乳液的形态的用量即可,没有特别限制。一般相对于100质量份丙烯酸类聚合物,按固体成分基准计例如适合从0.2~10质量份(优选0.5~5质量份)左右的范围选择。
聚合物pAX优选其THF可溶成分的重均分子量Mw在大约30×104~100×104的范围。如果Mw过小,则有可能所得粘合剂层的内聚力倾向于降低。此外,有可能变得难以实现在聚合物pAX的基体中低分子量的聚合物pAY形成结构域的结构而粗糙面粘接性降低。
作为聚合物pAX的重均分子量Mw,采用按照以下方法测得的值。
<测定聚合物pAX的Mw的方法>
将作为测定对象的丙烯酸类聚合物pAX的样品在23℃下在THF中浸渍7天使THF可溶成分溶出。通过过滤去除THF不溶成分,根据需要而浓缩或者用THF稀释所得滤液,制备以0.1~0.3质量%左右的浓度含有THF可溶成分的THF溶液。对于用平均孔径0.45μm的过滤器过滤该THF溶液而得到的滤液,通过凝胶渗透色谱(GPC)装置求出标准聚苯乙烯基准的重均分子量Mw。作为GPC装置,例如可以使用东曹株式会社制造的型号“HLC-8320GPC”(柱:TSKgel GMH-H(S))或精度以此为准的装置。作为上述丙烯酸类聚合物pAX的样品,可以使用干燥(例如在130℃下干燥2小时左右)了的通过乳液聚合得到的聚合物pAX。
接着,对聚合物pAY进行更详细的说明。该聚合物pAY是分子量较低(具体是重均分子量Mw在大约1×103~50×103的范围)的丙烯酸类聚合物,具有含有(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯M1Y和含官能团单体M2Y的共聚组成。另外,在本说明书中,“含官能团单体M2Y”不仅涵盖单体,而且还涵盖低聚物(典型的是为二聚体(dimer)、三聚体(trimer))。聚合物pAY的Mw优选为1.5×103~9×103左右,更优选为2×103~8×103左右,进一步优选为2×103~5×103左右。如果聚合物pAY的Mw过小,则有时所得粘合剂层的内聚力会降低。如果Mw过大,则有时会无法充分提高粗糙面粘接性。
作为低分子量丙烯酸类聚合物pAY的重均分子量Mw,采用按照以下方法测得的值。
<测定聚合物pAY的Mw的方法>
制备在10mM-LiBr+10mM磷酸/DMF(稀释液)中以0.1~0.3质量%左右(例如0.2质量%)的浓度含有作为测定对象的丙烯酸类聚合物pAY的测定用溶液。对于用平均孔径0.45μm的过滤器过滤该溶液而得到的滤液,通过GPC装置求出标准聚苯乙烯基准的重均分子量Mw。作为GPC装置,例如可以使用东曹株式会社制造的型号“HLC-8120GPC”或精度以此为准的装置。具体而言,可以应用后述的实施例中记载的Mw测定条件来测定聚合物pAY的Mw。另外,通过溶液聚合合成聚合物pAY时,作为上述测定用溶液,例如可以使用将聚合反应液(典型的是以20质量%以上的浓度含有聚合物pAY的溶液)用上述稀释液稀释而制备的溶液。此外,在一部分聚合物pAY不溶于THF时,与聚合物pAX的情况同样,对将聚合物pAY在23℃下在THF中浸渍7天后萃取的可溶成分,求出标准聚苯乙烯基准的重均分子量Mw。
M1Y在构成聚合物pAY的总单体成分中所占的比率设定为60~95质量%左右(优选为70~95质量%左右,例如为70~92质量%左右)。M2Y在构成聚合物pAY的总单体成分中所占的比率设定为5~40质量%左右(优选为7~37质量%左右,例如为7~35质量%左右)。进一步优选设定为5~30质量%(典型的是为8~30质量%)。如果M2Y的量过少,则在具有由含有该聚合物pAY的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片中,有时粗糙面粘接性、耐回弹性、保持力、防末端剥离性中的至少一个会不充分。如果M2Y的量过多,则有时会无法实现充分的粗糙面粘接性。
在作为聚合物pAY中的主要单体M1Y的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯中,可以使用与作为可以用于制备聚合物pAX的单体M1X所例示的(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯(优选为(甲基)丙烯酸C2-14烷基酯,例如为(甲基)丙烯酸C2-10烷基酯)同样的单体。所述(甲基)丙烯酸C2-18烷基酯可以单独使用一种或将两种以上组合使用。单体M1Y的组成可以考虑单体M1X的组成(即SPX),以可实现所期望的ΔSP的方式确定。同样,单体M1X的组成可以考虑单体M1Y的组成(即SPY),以可实现所期望的ΔSP的方式确定。
在这里所公开的技术的一个方案中,构成聚合物pAY的总单体成分中的70~95质量%(例如70~92质量%)为(甲基)丙烯酸C2-14烷基酯,优选为(甲基)丙烯酸C2-10烷基酯(例如为丙烯酸C4-10烷基酯)。在一个优选的方案中,单体M1Y实质上由BA和2EHA中的一方或双方构成。对BA与2EHA的使用比率没有特别限制。
这里所公开的技术可以优选以如下方式实施:聚合物pAX具有至少含有50质量%(典型的是70~95质量%,例如是70~92质量%)的C7-18的烷基(甲基)丙烯酸酯(优选为(甲基)丙烯酸C7-14烷基酯,例如为丙烯酸C7-10烷基酯)的共聚组成,且聚合物pAY具有含有至少50质量%(典型的是70~95质量%,例如是70~92质量%)的C2-6的烷基(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸C3-6烷基酯,典型的是为丙烯酸C4-6烷基酯)的共聚组成。根据所述方式,可以实现显示尤其良好的粗糙面粘接性、且耐回弹性优异的粘合片和可形成该粘合片的粘合剂组合物。作为上述方式的一个例子,可列举出单体M1X实质上为2EHA、单体M1Y实质上为BA的方式。
这里所公开的技术还可以优选以如下方式实施:聚合物pAX具有至少含有50质量%(典型的是为70~95质量%,例如为70~92质量%)的C2-6的烷基(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸C3-6烷基酯,典型的是为丙烯酸C4-6烷基酯)的共聚组成,且聚合物pAY具有至少含有50质量%(典型的是为70~95质量%,例如为70~92质量%)的C7-18的烷基(甲基)丙烯酸酯(优选为(甲基)丙烯酸C7-14烷基酯,例如为丙烯酸C7-10烷基酯)的共聚组成。根据所述方式,可以实现显示良好的粗糙面粘接性、且内聚力优异的粘合片和可形成该粘合片的粘合剂组合物。作为上述方式的一个例子,可列举出单体M1X实质上为BA、单体M1Y实质上为2EHA的方式。
对于作为聚合物pAY的次要构成成分的含官能团单体M2Y,可以使用与作为可以用于制备聚合物pAX的单体M2X所例示的单体同样的含官能团单体。这种含官能团单体可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
在一个优选的方案中,单体M2Y至少包括含羧基单体。例如,在作为可以用于制备聚合物pAX的单体M2X所例示的含羧基单体中,作为单体M2Y,可以优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸低聚物(典型的是二聚体)等。作为其中尤其优选的含羧基单体,可例示出丙烯酸和丙烯酸二聚体(例如东亚合成株式会社制造的商品名“ARONIX M5600”或其等同品)。这些含羧基不饱和化合物可以仅单独使用一种或将两种以上一起使用。
在聚合物pAY中,除了上述单体以外,可以共聚有可与单体M1X共聚的其他单体(共聚性单体)M3Y作为任选成分。作为所述共聚性单体,可以使用与作为可以用于制备聚合物pAX的单体M3X所例示的单体同样的共聚性单体。这种含官能团单体可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
聚合物pAY中的共聚性单体M3Y的共聚比率按总和计,适宜设定为总单体成分的35质量%以下(典型的是为30质量%以下,例如为20质量%以下),一般优选设定为10质量%以下(例如为5质量%以下)。可以为实质上不含共聚性单体M3Y(例如M3Y的共聚比率低于0.5质量%)的共聚组成。
作为聚合物pAY,可以优选采用Tg为-15℃以下(典型的是为-70℃~-15℃,优选为-60℃~-15℃,例如为-50℃~-20℃左右)的聚合物,而没有特别限定。根据具有所述Tg的聚合物pAY,可以进一步发挥提高粗糙面粘接力的效果。
在这里,Tg是指基于构成聚合物pAY的各单体的均聚物(homopolymer)的Tg和该单体的质量分率(质量基准的共聚比率)由福克斯(Fox)公式求得的值。作为均聚物的Tg,采用公知资料中记载的值。在这里所公开的技术中,作为上述均聚物的Tg,具体使用以下值。
此外,对于在后述的实施例中使用的丙烯酸二聚体(东亚合成株式会社制造的商品名“ARONIX M5600”),使用均聚物的Tg为12℃的二聚体。进而,对于为上述以外的单体且均聚物的Tg未记载在公知资料中的单体,采用以以下方法求得的值作为均聚物的Tg。即使作为对象的单体进行溶液聚合来合成重均分子量5×104~10×104的均聚物,将所得均聚物溶液流延在剥离衬垫上并干燥而制作试验样品。对于该试验样品,使用SIINanoTechnology Inc.的差示扫描量热计(DSC)、型号“DSC6220”,以10℃/分钟的升温速度使温度从-80℃变化至280℃来进行差示扫描热量测定,以初始的吸热开始温度为该均聚物的Tg。
作为将这些单体聚合(典型的是在氮气等非活性气体气氛下聚合)形成聚合物pAY的方法,可以使用公知或惯用的聚合方法(乳液聚合、本体聚合(bulk polymerization)、光聚合、溶液聚合等)。作为从减小环境负荷等角度来看优选的聚合方法,可列举出乳液聚合和本体聚合。根据乳液聚合,聚合物pAY以乳液的形态得到,所述形态的pAY容易与聚合物pAX的水性乳液混合,故优选。此外,溶液聚合具有容易以良好的精度调整聚合物pAY的分子量的优点。
作为进行聚合时的单体供给方法,可以适当采用上述一次性投加方式、连续供给(滴加)方式、分批供给(滴加)方式等。可以预先将一部分或全部(典型的是全部)单体溶解或分散在溶剂中,将该溶液一次性、连续或者分批供给至反应容器内。聚合温度可以根据所使用的单体的种类、聚合引发剂的种类等而适当选择,例如可以设定为20℃~100℃(典型的是为40℃~80℃)左右。聚合时间(反应时间)例如可以设定为1~12小时(典型的是为4~12小时)。
作为聚合引发剂,可以没有特别限制地使用公知或惯用的聚合引发剂,例如可以适当选择使用上述聚合引发剂。聚合引发剂可以仅使用一种或将两种以上组合使用。聚合引发剂的用量可以适当调节以得到具有所期望的Mw的聚合物pAY。例如,相对于聚合物pAY的合成所使用的总单体成分100质量份,可以从0.01~10质量份(典型的是0.05~5质量份)左右的范围选择。
在上述聚合中可以根据需要而使用现有公知的各种链转移剂(可以作为分子量调节剂或者聚合度调节剂来把握。)。对于所述链转移剂例,例如可以是选自正月桂基硫醇、叔月桂基硫醇、缩水甘油基硫醇、2-巯基乙醇等硫醇类中的一种或两种以上。其中尤其优选使用叔月桂基硫醇。链转移剂的用量可以适当调节以得到具有所期望的Mw的聚合物pAY。相对于pAY的合成所使用的总单体成分100质量份,链转移剂的用量例如可以设定为0.1~30质量份左右,没有特别限定。该用量可以为1~30质量份左右,也可以为5~30质量份(例如为10~30质量份)左右。
另外,在将如此合成的丙烯酸类聚合物pAY从反应容器中取出时,为了降低内容物的粘度以容易取出,可以向该反应容器中添加少量合适的有机溶剂(例如甲苯、二甲苯、苯等)。该手法例如可以优选在通过本体聚合进行丙烯酸类聚合物pAY的合成时采用。
通过所述聚合得到的丙烯酸类聚合物pAY在根据需要而实施合适的后处理之后,可以添加到上述聚合物pAX的水性乳液中。由此可以制备含有pAX和pAY的水性乳液。例如,在通过本体聚合、光聚合等得到实质上不含挥发成分的形态的聚合物pAY时,除了(1)将该聚合物pAY直接添加到pAX的水性乳液中进行搅拌混合的方法以外,还可以采用(2)进行将该聚合物pAY与水和乳化剂一起强力搅拌来制备pAY的水性乳液的后处理,并将其添加到pAX的水性乳液中的方法等。此外,在通过溶液聚合合成聚合物pAY的情况、在如上所述为了在本体聚合后使内容物容易取出等而添加少量的有机溶剂的情况等得到含有有机溶剂的形态的pAY的情况下,除了(3)将该聚合物pAY直接添加到pAX的水性乳液中进行搅拌混合的方法以外,还可以采用(4)进行将该聚合物pAY与水和乳化剂一起强力搅拌来制备pAY的水性乳液的后处理,并将其添加到pAX的水性乳液中的方法,(5)对上述(4)中制备的pAY的水性乳液,进一步进行将该乳液减压来去除有机溶剂的后处理,并将其添加到pAX的水性乳液中的方法等。在通过乳液聚合得到聚合物pAY时,可以优选采用将其直接添加到pAX的水性乳液中的方法。
在上述粘合剂组合物中,可以根据需要而添加常规的交联剂,例如添加选自碳二亚胺类交联剂、肼类交联剂、环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、噁唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、金属螯合物类交联剂、硅烷偶联剂等中的交联剂(后添加,即在丙烯酸类聚合物的合成后添加该交联剂)。所述交联剂可以单独使用或将两种以上组合使用。或者,可以为实质上未进行这种交联剂的后添加的粘合剂组合物。例如,在丙烯酸类聚合物pAX、pAY中的一方或双方(典型的是只有聚合物pAX)共聚有含烷氧基甲硅烷基的单体时,可以优选采用实质上不使用后添加的交联剂的方案。对于这些交联剂,例如相对于丙烯酸类聚合物pAX、pAY的总量100质量份,例如可以以0.01~10质量份的比例添加。
这里所公开的水分散型粘合剂组合物还可以含有赋粘剂。作为赋粘剂,可以使用选自松香类树脂、松香衍生物树脂、石油类树脂、萜烯类树脂、酚醛类树脂、酮类树脂等各种赋粘剂树脂中的一种或两种以上。其中尤其优选使用松香类树脂。作为赋粘剂的市售品,可列举出荒川化学工业(株)制造的商品名“SUPER ESTER E-865”(软化点160℃)、“SUPER ESTERE-865NT”(软化点160℃)、“SUPER ESTER E-650NT”(软化点160℃)、“TAMANOL E-100”(软化点150℃)、“TAMANOL E-200”(软化点150℃)、“TAMANOL 803L”(软化点145~160℃)、“PENSEL D-160”(软化点150℃)、“PENSEL KK”(软化点165℃),YASUHARA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的“YSポリスタ一S シリ一ズ”、“YSポリスタ一T シリ一ズ”、“マイティエースG系列”等,但不限定于这些。这种赋粘剂可以单独使用一种或将两种以上组合使用。从提高在高温环境下的内聚性的角度等来看,例如优选软化点140℃以上的赋粘剂。通过使用软化点大约160℃以上的赋粘剂,可以形成特性更优异的粘合剂层。对赋粘剂的添加方式没有特别限定。典型的是以该赋粘剂分散在水中的水分散液(赋粘剂乳液)的形态添加。
对于赋粘剂的用量,相对于100质量份丙烯酸类聚合物pAX,例如可以设定为5质量份以上,一般通过设定为10质量份以上(例如为15质量份以上)可获得良好的效果。从与其他粘合特性(例如耐回弹性和保持力中的一方或双方)的平衡的角度来看,适宜将赋粘剂的用量设定为40质量份以下,一般优选设定为30质量份以下(例如为25质量份以下)。如果赋粘剂的量过少,则有时所得粘合片的耐回弹性、保持力、防末端剥离性中的至少一种会降低。如果赋粘剂的量过多,则有时粗糙面粘接性会降低。
上述粘合剂组合物还可以含有除聚合物pAX、pAY以外的聚合物成分。作为所述聚合物成分,可例示出具有橡胶或弹性体的性质的聚合物。作为具体例子,可列举出乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸橡胶、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、乙丙橡胶(EPM,EPDM)、聚异丁烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、聚乙烯基烷基醚(例如聚乙烯基异丁基醚)等。这些聚合物成分可以单独使用一种或将两种以上组合使用。这种聚合物成分例如可以以该聚合物成分分散在水中的乳液的形态与其他成分混合。对于该聚合物成分的含量(配混比例),按不挥发成分(固体成分)基准,相对于100质量份丙烯酸类聚合物,一般适宜设定为50质量份以下(例如为5~50质量份)。可以将所述聚合物成分的配混比例设定为5质量份以下,也可以是实质上不含该聚合物成分的组成的粘合剂组合物。
由这里所公开的粘合剂组合物形成的粘合剂层优选其粘合剂的凝胶率为例如大约20~55%左右。可以适当设定单体组成、粘合剂组合物中的单体成分的聚合率、所形成的共聚物的分子量、粘合剂层的形成条件(干燥条件、光照射条件等)、交联剂的种类和用量等条件以形成具有所述凝胶率的粘合剂(对于含有交联剂的组成是指交联后的粘合剂)。如果粘合剂的凝胶率过低,则会容易变得保持力、防末端剥离性不足。而如果凝胶率过高,则粘合力、粘性会降低,会容易变得粗糙面粘接性不足。
在这里“粘合剂的凝胶率”是指通过下述方法测得的值。该凝胶率可以作为粘合剂中醋酸乙酯不溶成分的质量比率来把握。
<凝胶率测定方法>
将粘合剂样品(质量Wg1)用平均孔径0.2μm的多孔聚四氟乙烯膜(质量Wg2)包成束口袋状,袋口用风筝线(质量Wg3)绑住。将该小包浸渍在50mL醋酸乙酯中,在室温(典型的是23℃)下保持7天来仅使粘合剂层中的溶胶成分溶出至上述膜外,然后取出上述小包,拭去附着于外表面的醋酸乙酯,将该小包在130℃下干燥2小时,测定该小包的质量(Wg4)。粘合剂的凝胶率通过将各值带入以下式子来求出。
凝胶率(%)=[(Wg4-Wg2-Wg3)/Wg1]×100
另外,作为上述多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜,理想的是使用可以从日东电工株式会社得到的商品名“NITOFLON(注册商标)NTF1122”(平均孔径0.2μm、孔隙率75%、厚度85μm)或其等同品。
上述粘合剂组合物可以根据需要含有为了调节pH等而使用的酸或碱(氨水等)。作为该组合物中可以含有的其他任选成分,可例示出粘度调节剂、流平剂、增塑剂、填充剂、颜料、染料等着色剂、稳定剂、防腐剂、防老剂等在水性粘合剂组合物的领域中常见的各种添加剂。对于这样的各种添加剂,可以通过常法使用现有公知的物质,并不会赋予本发明以特征,因此省略详细说明。
由本发明所提供的粘合片具有由这里所公开的任一种粘合剂组合物形成的粘合剂层。可以是在基材(支撑体)的单面或两面具有所述粘合剂层的形态的带基材的粘合片,也可以是上述粘合剂层被剥离衬垫(也可以作为具有剥离面的基材来把握。)所保持的形态等的无基材的粘合片。这里所说的粘合片的概念可以涵盖被称为粘合带、粘合标签、粘合薄膜等的物品。另外,上述粘合剂层典型的是连续形成的,但并不限定于所述形态,例如可以是形成为点状、条纹状等规则的或者无规的图案的粘合剂层。此外,由本发明所提供的粘合片可以是卷状,也可以是单片状。或者,可以为进一步加工成各种形状的形态的粘合片。
这里所公开的粘合片例如可以具有如图1~图6所示意性示出的剖视结构。其中,图1、图2是双面粘合型的带基材的粘合片的构成例。图1所示的粘合片1具有如下构成:在基材10的各面(均为非剥离性)分别设置有粘合剂层21、22,这些粘合剂层分别被至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31、32所保护。图2所示的粘合片2具有如下构成:在基材10的各面(均为非剥离性)分别设置有粘合剂层21、22,其中一侧的粘合剂层21被两面为剥离面的剥离衬垫31所保护。这种粘合片2可以形成如下构成:将该粘合片卷起使另一侧的粘合剂层22与剥离衬垫31的背面抵接,从而粘合剂层22也被剥离衬垫31所保护。
图3、图4是无基材的双面粘合片的构成例。图3所示的粘合片3具有如下构成:无基材的粘合剂层21的两面21A、21B分别被至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31、32所保护。图4所示的粘合片4具有如下构成:无基材的粘合剂层21的一侧的表面(粘合面)21A被两面为剥离面的剥离衬垫31所保护;其可以形成如下构成:将其卷起时,粘合剂层21的另一侧的表面(粘合面)21B与剥离衬垫31的背面抵接,从而另一面21B也被剥离衬垫31所保护。
图5、图6是单面粘合型的带基材的粘合片的构成例。图5所示的粘合片5具有如下构成:在基材10的一面10A(非剥离性)上设置有粘合剂层21,该粘合剂层21的表面(粘合面)21A被至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31所保护。图6所示的粘合片6具有如下构成:在基材10的一面10A(非剥离性)上设置有粘合剂层21。基材10的另一面10B为剥离面,将粘合片6卷起时粘合剂层21与该另一面10B抵接,从而该粘合剂层的表面(粘合面)21B被基材的另一面10B所保护。
在单面粘合型或双面粘合型的带基材的粘合片中,作为支撑(背面支撑)粘合剂层的基材,可以使用各种树脂薄膜类(聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯丙烯共聚物等聚烯烃制薄膜;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯薄膜;聚氯乙烯等)、纸类(牛皮纸、和纸、优质纸等)、各种纤维状物质所单独或混纺等形成的织物、无纺布等布类(棉布、短纤布等、PE无纺布、维尼纶无纺布等)、橡胶片类(天然橡胶片等)、由发泡聚氯丁橡胶等发泡体构成的发泡体片类(发泡聚氨酯片等)、金属箔类(铝箔等)、它们的复合体等。基材可以具有单层的形态,也可以具有层叠的形态。基材的厚度可以根据目的而适当选择,通常为10μm~500μm(优选为10μm~200μm)。从耐回弹性的角度来看,使用厚度10μm~50μm的基材是有利的。另外,这里所说的“无纺布”主要指粘合带以外的在粘合片的领域中使用的粘合片用无纺布,典型的是指如使用常规的造纸机所制作的无纺布(有时会被称为所谓的“纸”。)
上述树脂薄膜类可以是无拉伸薄膜、单轴拉伸薄膜、双轴拉伸薄膜中的任一种。此外,该基材的设置粘合剂层的表面可以实施底涂剂的涂敷、电晕放电处理、等离子处理等表面处理。
粘合剂层的厚度例如可以为5μm~500μm(优选为5μm~200μm)左右。这里所说的粘合剂层的厚度是指在基材的两面设置有粘合剂层的双面粘合片时,其每一面的粘合剂层的厚度。对于可以贴附在软质聚氨酯等弹性发泡体上来使用的粘合片,为了获得对该发泡体的良好的粗糙面粘接性,将贴附至该发泡体的粘合剂层的厚度设定为30μm以上(优选为40μm以上)是有利的。而从与其他粘合物性的平衡、粘合片的生产率等角度来看,优选将粘合剂层的厚度设定为100μm以下。在这里所公开的粘合片的一个优选的方案中,该粘合片满足后述的特性(A)、(B)、(C)和(D)中的至少任一个(更优选满足这些中的2个以上)特性。粘合剂层的厚度优选为大约40μm~100μm(典型的是为50μm~90μm左右,例如为80μm前后)。例如可以为将上述厚度的粘合剂层设置在无纺布的两面而成的双面粘合片,由上述厚度的粘合剂层构成的无基材双面粘合片,在基材的单面具有上述厚度的粘合剂层的单面粘合片等。
作为剥离衬垫,可以适当选择使用在粘合片的领域中公知或惯用的物质。例如可以适宜地使用如下构成的剥离衬垫:对由各种树脂薄膜类、纸类、布类、橡胶片类、发泡体片类、金属箔、这些复合体(例如在纸的两面层压有烯烃树脂的层叠结构的片)等构成的基材的表面根据需要实施了剥离处理。
在这里所公开的粘合片的一个优选的方案中,该粘合片满足以下的特性(A)。即满足:在23℃下,在自由状态(未施加外力的状态)下的厚度为10mm的软质聚氨酯泡沫上以将该聚氨酯泡沫压缩至厚2mm(即以上述自由状态为基准的其20%的厚度)的按压力压合粘合片,测定自压合起30分钟后的180°剥离粘合力(作为粗糙面粘接性的指标的、粗糙面粘接力)时,该粘合力为3.0N/20mm以上(更优选为3.5N/20mm以上)。作为上述软质聚氨酯泡沫,使用INOAC CORPORATION的商品名“ECS”(灰色)(以下有时也简称为“ECS泡沫”。)。该ECS泡沫是密度22±2kg·m3、硬度(根据JIS K6400-2(2004)所规定的D法测定。)107.9±22.6N的聚醚聚氨酯泡沫。对粗糙面粘接力的上限没有特别限制,考虑到ECS泡沫自身的强度,一般为10N/20mm以下。
更具体而言,上述粗糙面粘接力例如可以如下测定。首先,将作为性能评价的对象的粘合片切成规定宽度的带状(典型的是长条状)来制作试样片。此时,在上述粘合片为无基材或带基材的双面粘合片的形态时,为了提高操作性和增强粘合片,优选预先在一侧的粘合面上贴附合适的背面支撑材料。作为背面支撑材料,例如可以优选采用厚度20μm~30μm左右(典型的是25μm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。试样片的宽度(粘合面的宽度)一般优选设定为20mm,而在使用不同的宽度Xmm的试样片时,通过将使用该试样片所得到的测定结果乘以20/X,可以将其测定结果换算成每20mm宽的粘合力。在以下的说明中,使用20mm宽的试样片。试样片的长度以能够确保对被粘物的充分的贴附长度的方式设定即可。一般适宜将上述贴附长度(粘合面的长度)设定为20mm以上,更优选设定为50mm以上。
在23℃的环境下,对于作为被粘物的厚10mm的ECS泡沫,以隔着厚2mm的隔片用0.2m/分钟的速度将上述试样片压合在该被粘物上的方式进行贴附。此时,上述隔片发挥防止被粘物被过度压缩、或者防止压缩不足的作用。
将如此贴附在被粘物上的试样片自压合起在23℃的环境下保持30分钟后,依据JIS Z 0237(2004),在23℃、50%RH的测定环境下以拉伸速度300mm/分钟的条件测定180°剥离粘合力。该测定可以使用市售的拉伸试验机进行。测定长度(剥离长度)优选设定为10mm以上,更优选设定为20mm以上。优选使用不同的试样片进行2次以上(更优选3次以上)的测定,采用它们的测定结果的平均值。另外,在刚开始剥离时或剥离过程中,为粘合片并非在与被粘物的界面发生剥离而是一部分被粘物与粘合片一起从其剩余部分剥离的剥离方式时,可以推测其粗糙面粘接力至少为3.0N/20mm以上。
此外,对于可以用于将软质聚氨酯泡沫等弹性发泡体贴合在被粘物上的用途的粘合片(典型的是双面粘合片),有时要求其具有如下的性能:使该发泡体沿着被粘物的表面形状(可以是有曲面、台阶差的表面等。)发生弹性变形、并对抗该发泡体要恢复原来的形状的回弹力而将该发泡体保持上述弹性变形后的形状的性能(耐回弹性,即抗发泡体的回弹力的性能)。具有这种耐回弹性对于以发泡片为基材(支撑体)的单面粘合片也是优选的。
在这里所公开的粘合片的一个优选的方案中,该粘合片满足以下的特性(B)。即,在如下的耐回弹性试验中:使用由厚10mm的ECS泡沫进行背面支撑的宽10mm、长50mm的粘合片作为试样片,将该试样片的从长边方向的一端起至10mm的部分压合在厚2mm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂板(ABS板)上,将剩余部分自ABS板的端部弯折而压合在其另一面上,将其在23℃、50%RH的环境下保持24小时之后,测定上述试样片的长边方向的一端从ABS板表面浮起的距离(浮起距离);上述浮起距离为3.5mm以下(更优选为3.0mm以下,特别优选为1.0mm以下)。
更具体而言,上述耐回弹性试验例如可以如下实施。首先,在粘合片的背面(与作为性能评价的对象的粘合面处于相反侧的表面)贴合厚10mm的ECS泡沫。在上述粘合片为无基材或带基材的双面粘合片的形态时,在与作为性能评价的对象的粘合面处于相反侧的粘合面上压合上述ECS泡沫即可。在上述粘合片为单面粘合片的形态时,可以使用合适的双面粘合带(例如日东电工株式会社的双面粘合带、商品名“No.512”)将上述ECS泡沫固定在上述粘合片的背面。将该带ECS泡沫的粘合片裁断成宽10mm、长度50mm的长条状来制作试样片。使用该试样片按照后述的实施例中记载的步骤来实施耐回弹性试验。
在这里所公开的粘合片的一个优选方案中,该粘合片满足以下的特性(C):在按后述的实施例中记载的方法实施的保持力试验中,保持时间为1小时以上。该保持力试验使用2个以上(更优选3个以上)的不同的试样片进行,在1小时之内只要有1个试样片落下时便判定为保持力不足(保持时间少于1小时)。在上述保持试验中1小时后试样片仍被保持、其1小时后的偏移宽度(各试样片的平均值)为5mm以下的粘合片是更优选的,为4mm以下的粘合片是进一步优选的。
在这里所公开的粘合片的另一优选的方案中,该粘合片满足以下的特性(D):在按后述的实施例中记载的方法实施的防末端剥离性试验中,浮起距离为5mm以下。该防末端剥离性试验使用2个以上(更优选为3个以上)的不同的试样片进行,分别测定各试样片的两端与被粘物的距离,以它们的平均值为上述浮起距离。上述浮起距离为4mm以下的粘合片是更优选的,为3mm以下的粘合片是进一步优选的。
以下说明本发明相关的数个实施例,但并不意味着将本发明限定为实施例所示的方案。另外,在以下的说明中“份”和“%”在没有特别声明的情况下为质量基准。
<丙烯酸类聚合物乳液emll的制备>
向装有冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌机的反应容器中加入40份离子交换水,边通氮气边在室温下搅拌1小时以上。接着,将体系升温至60℃,向该反应容器中投入0.1份2,2’-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物(聚合引发剂)(和光纯药工业株式会社制造,商品名“VA-057”),边将体系保持在60℃边用3小时向其中缓慢滴加单体乳液。作为单体乳液,使用将70份2EHA、30份BA、1.5份AA、2.5份MAA、0.02份3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社,商品名“KBM-503”)、0.033份正月桂基硫醇(链转移剂)和2份聚氧乙烯月桂基硫酸钠(乳化剂)添加到30份离子交换水中进行乳化而得到的乳液。单体乳液的滴加结束后,进一步将所得反应混合物在60℃保持3小时。将体系冷却至常温之后,通过添加10%氨水调整至pH7.5,得到丙烯酸类聚合物(pAX)的水性乳液(水分散液)eml1。
该乳液eml1中含有的丙烯酸类聚合物的凝胶率为40%。该凝胶率通过对将乳液eml1在130℃下干燥2小时得到的样品应用上述凝胶率测定方法求出。此外,按照上述方法测定上述丙烯酸类聚合物的THF可溶成分的Mw,结果为80×104。
<丙烯酸类聚合物乳液eml2的制备>
向装有冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌机的反应容器中加入40份离子交换水,边通氮气边在室温下搅拌1小时以上。接着,将体系升温至60℃,向该反应容器中投入0.1份2,2’-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物(聚合引发剂)(和光纯药工业株式会社制造,商品名“VA-057”),边将体系保持在60℃边用3小时向其中缓慢滴加单体乳液。作为单体乳液,使用将90份BA、10份2EHA、4份AA、0.07份3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社,商品名“KBM-503”)、0.05份正月桂基硫醇(链转移剂)和2份聚氧乙烯月桂基硫酸钠(乳化剂)添加到30份离子交换水中进行乳化而得到的乳液。单体乳液的滴加结束后,进一步将所得反应混合物在60℃保持3小时。将体系冷却至常温之后,通过添加10%氨水调整至pH7.5,得到丙烯酸类聚合物(pAX)的水性乳液eml2。
对于该乳液eml2中含有的丙烯酸类聚合物,与上述同样测定凝胶率和THF可溶成分的Mw,结果凝胶率为55%、Mw为35×104。
<例1>
向装有冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌机的反应容器中加入100份BA、10份AA、23份叔月桂基硫醇、0.2份AIBN、200份醋酸乙酯,边通氮气边在室温下搅拌1小时之后,边继续搅拌边升温至60℃,在该温度保持3小时,接着在75℃保持3小时。如此制备以BA为主要单体(占总单体成分中的50质量%以上的成分)、并共聚有AA作为含官能团单体的丙烯酸类聚合物(pAY)的溶液。该丙烯酸类聚合物(pAY)具有如下共聚组成:按总单体成分为100%计,含有91%的BA、9%的AA。
按固体成分基准,相对于100份聚合物乳液eml1,加入20份上述丙烯酸类聚合物溶液和20份赋粘剂(软化点170℃的聚合松香酯),得到水分散型粘合剂组合物。将向其中适当加入作为增稠剂的聚丙烯酸(东亚合成株式会社制造,商品名“AronB-500”)来调整了粘度的组合物赋予到剥离衬垫(三菱树脂株式会社制造,商品名“DIAFOIL MRF-38”)的一侧的表面(剥离面),在100℃下干燥3分钟形成厚度80μm的粘合剂层,得到本例的粘合片。
<例2>
除了将AA的量设定为20份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液。该丙烯酸类聚合物(pAY)的共聚组成为BA 83%、AA 17%。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例3>
除了将AA的量设定为35份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物(共聚组成:BA 74%、AA 26%)溶液。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例4>
除了将AA的量设定为50份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物(共聚组成:BA 67%、AA 33%)溶液。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例5>
除了使用30份东亚合成株式会社制造的商品名“ARONIXM5600”(丙烯酸二聚体)代替10份AA以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物(共聚组成:BA 77%、M560023%)溶液。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例6>
除了将M5600的量设定为40份以外,与例5同样制备丙烯酸类聚合物溶液(共聚组成:BA 71%、M5600 29%)。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例7>
除了使用100份2EHA代替100份BA以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液(共聚组成:2EHA 91%、AA 9%)。除了使用该聚合物溶液并且使用聚合物乳液eml2代替聚合物乳液eml1以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例8>
按固体成分基准,相对于100份聚合物乳液eml1,加入作为赋粘剂的20份松香类树脂(荒川工业株式会社制造,商品名“KE-802”),得到水分散型粘合剂组合物。除了使用该水分散型粘合剂组合物以外,与例1同样得到本例的粘合片。
<例9>
除了使用聚合物乳液eml2代替聚合物乳液eml1以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例10>
除了将AA的量设定为20份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液。除了使用该聚合物溶液、并进一步使用聚合物乳液eml2代替聚合物乳液eml1以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例11>
除了使用30份东亚合成株式会社制造的商品名“ARONIXM5600”(丙烯酸二聚体)代替10份AA以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液。除了使用该聚合物溶液、并进一步使用聚合物乳液eml2代替聚合物乳液eml1以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例12>
除了将M5600的量设定为40份以外,与例11同样制备丙烯酸类聚合物溶液。除了使用该聚合物溶液、并进一步使用聚合物乳液eml2代替聚合物乳液eml1以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例13>
除了相对于100份聚合物乳液eml1将丙烯酸类聚合物溶液的配混量设定为5份(均为固体成分基准)以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例14>
除了相对于100份聚合物乳液eml1将丙烯酸类聚合物溶液的配混量设定为40份(均为固体成分基准)以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例15>
除了将AA的量设定为20份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液。除了相对于100份聚合物乳液eml1将丙烯酸类聚合物溶液的配混量设定为5份(均为固体成分基准)以外,与例1同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例16>
除了相对于100份聚合物乳液eml1将丙烯酸类聚合物溶液的配混量设定为40份(均为固体成分基准)以外,与例15同样制备水分散型粘合剂组合物,并使用该粘合剂组合物得到本例的粘合片。
<例17>
除了将AA的量设定为20份、并将叔月桂基硫醇的量从23份变更为0.5份以外,与例1同样制备丙烯酸类聚合物溶液。除了使用该聚合物溶液以外,与例1同样得到本例的粘合片。
对于例1~17的水分散型粘合剂组合物,各组合物中含有的聚合物的特性示于表1。另外,按照上述方法测定例1~17的粘合剂的凝胶率,结果均在20~55%的范围。
<SP值>
对于各例的丙烯酸类聚合物乳液中的聚合物和丙烯酸类溶液中的聚合物,按照上述方法算出SP值(cal/cm3)1/2。其结果示于表1,这些SP值之差的绝对值ΔSP(cal/cm3)1/2示于表2。
<重均分子量Mw的测定>
对于在各例中使用的丙烯酸类聚合物溶液中含有的丙烯酸类聚合物(pAY),制备在10mM-LiBr+10mM磷酸/DMF中以0.2%的浓度含有该聚合物的测定用溶液,按照凝胶渗透色谱(GPC)法在下述条件下算出基于聚苯乙烯校准曲线的重均分子量(Mw)。
洗脱液:10mM-LiBr+10mM磷酸/DMF溶液
装置:TOSOH公司制造的型号“HLC-8120GPC”
柱:连接TSKgel superAWM-H,
TSKgel superAW4000,
TSKgel superAW2500这3根
柱温:40℃
流量:0.4mL/分钟
<粗糙面粘接性评价>
作为被粘物,准备切成宽30mm、长100mm的尺寸的厚10mm的软质聚氨酯泡沫(INOAC CORPORATION的商品名“ECS”(灰色))。
在23℃的环境下,在例1~17中制作的各粘合片的一侧的粘合面上贴附厚25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行背面支撑。将切成宽20mm、长100mm的尺寸的该进行了背面支撑的粘合片作为试样片。从该试样片剥离剥离衬垫,隔着厚2mm的隔片,使用层压机以0.2m/分钟的速度将其压合在上述被粘物上。将其在23℃保持30分钟之后,依据JIS Z 0237(2004),使用拉伸试验机,在23℃、50%RH的测定环境下以拉伸速度300mm/分钟的条件测定180°剥离粘合力(粗糙面粘接力)。测定长度设定为至少10mm以上。分别由各例的粘合片制作3个试样片,算出使用它们的3次测定结果的平均值。
<耐回弹性试验>
在23℃的环境下,使1kg的辊往返一次来将各粘合片的一侧的粘合面压合在厚10mm的软质聚氨酯泡沫(INOACCORPORATION的商品名“ECS”(灰色))上。将其在23℃保持1天之后,裁断成宽10mm、长50mm来制作试样片。
如图7所示,从该试样片50的另一侧的粘合面剥离剥离衬垫,使2kg的辊往返一次来将由此所露出的粘合面的从长边方向的一端50A起至10mm的部分(即宽10mm、长10mm的粘接面积)压合在厚2mm的ABS板52的一侧的面52A的外缘部。此时,以如下方式配置试样片50:将距试样片50的一端50A 10mm的位置与ABS板52的外周端对齐,使试样片50的剩余部分沿自ABS板52向外的方向垂直延伸。接着,如图8所示,将试样片50的剩余部分(宽10mm、长40mm)自ABS板52的端部弯折而贴合在其另一面52B上。另外,在图8中,附图标记502表示粘合片,附图标记504表示压合在该粘合片的一侧的粘合面上的聚氨酯泡沫。将其在23℃、50%RH的环境下放置24小时之后,测定试样片50的一端50A的浮起距离。分别由各例的粘合片制作3个试样片,算出这些试样片的浮起距离的平均值。另外,在试样片50从面52A完全剥离时,在表2中表示为“剥离”。
<保持力试验>
依据JIS Z 0237(2004)进行保持力试验。即,在23℃的环境下,将厚25μm的PET薄膜贴附在各粘合片的一侧的粘合面上进行背面支撑。将该进行了背面支撑的粘合片切成宽10mm来制作试样片。从该试样片的另一侧的粘合面剥离剥离衬垫,将由此所露出的粘合面以宽10mm、长20mm的粘接面积贴附在作为被粘物的酚醛树脂板上。将其在40℃的环境下放置30分钟之后,将酚醛树脂板垂下,对试样片的自由端(下端)施加500g的负荷。以施加了上述负荷的状态在40℃的环境下放置1小时。测定试样片自最初的贴附位置的偏移距离(mm)。分别由各例的粘合片制作3个试样片,对各个试样片进行该保持力试验。经过1小时后,只要在3个试样片中有1个试样片落下时便判定为保持时间少于1小时(在表2中表示为“落下”。)。在除此以外的情况下,对于3个试样片分别测定试样片自最初的贴附位置的偏移距离(mm),算出它们的平均值。
<防末端剥离性评价>
将各粘合片切成宽10mm、长90mm的尺寸,将其粘合面贴附在切成了相同尺寸的铝片(厚0.4mm、宽10mm、长90mm)上来制作试样片。以使铝片侧为内侧的方式将该试样片的长边方向卷在直径50mm的圆柱上,按压约10秒钟,由此使其成圆弧状翘曲。从该试样片剥离剥离衬垫,用层压机将所露出的粘合面压合在PP板(厚2mm)上。将其在23℃、RH50%的环境下保持24小时之后,对于该试样片的长边方向的两端部,分别测定各端部自PP板表面浮起的高度(从PP板表面至试样片端部的距离)(mm)。分别由各例的粘合片制作3个试样片,算出这些试样片的两端、共6处的测定结果的平均值。将其结果(浮起距离)作为表示防末端剥离性的特性值示于表2。另外,在上述平均值为超过5mm的值时,在表2中表示为“剥离”。
这些评价试验的结果同pAX与pAY的配混比一并示于表2。
[表1]
※示出相对于100份主要单体的含官能团单体的共聚量(质量份)。
[表2]
如表2所示,使用在相当于pAX的聚合物的基础上还含有相当于pAY的聚合物、且ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上(约0.5(J/cm3)1/2以上)的粘合剂组合物而成的例1~7的粘合片均显示超过3.5N/20mm的粗糙面粘接力,且耐回弹性、保持力、防末端剥离性也同时优异。
而使用不含相当于pAY的聚合物的粘合剂组合物而成的例8的粘合片的粗糙面粘接力为0.3N/20mm,是极低的。此外,含有相当于pAY的聚合物但ΔSP不足0.25(cal/cm3)1/2的(更详细而言为低至0.04(cal/cm3)1/2的)例9~12的粘合片与例1~7相比,粗糙面粘接性均较差,耐回弹性和防末端剥离性也较低。对于使用相当于pAY的聚合物的配混量过少的粘合剂组合物而成的例13、15的粘合片,提高粗糙面粘接性的效果不充分。使用相当于pAY的聚合物的配混量过多的粘合剂组合物而成的例14、16的粘合片结果保持力和防末端剥离性降低。
附图标记说明
1、2、3、4、5、6:粘合片
10:基材
10A:基材的表面(非剥离性)
21、22:粘合剂层
21A、21B:粘合面
31、32:剥离衬垫
50:试样片
50A:一端
502:粘合片
504:聚氨酯泡沫
52:AB S板
52A:一侧的表面
52B:另一侧的表面
Claims (7)
1.一种水分散型粘合剂组合物,该水分散型粘合剂组合物在水性溶剂中含有丙烯酸类聚合物pAX和丙烯酸类聚合物pAY,
其中所述聚合物pAX与所述聚合物pAY的质量比为100:6~100:35,
所述聚合物pAX具有如下共聚组成:按构成该聚合物的单体的总量为100质量%计,含有60~99.5质量%的烷基的碳原子数为2~18的(甲基)丙烯酸烷基酯M1X、0.5~12质量%的含官能团单体M2X,
所述聚合物pAY的重均分子量Mw为1×103~50×103,具有如下共聚组成:按构成该聚合物的单体的总量为100质量%计,含有60~95质量%的烷基的碳原子数为2~18的(甲基)丙烯酸烷基酯M1Y、5~40质量%的含官能团单体M2Y,
设由构成所述聚合物pAX的(甲基)丙烯酸烷基酯M1X的组成算出的溶解度参数为SPX、由构成所述聚合物pAY的(甲基)丙烯酸烷基酯M1Y的组成算出的溶解度参数为SPY时,以SPY与SPX之差的绝对值│SPY-SPX│定义的溶解度差ΔSP为0.25(cal/cm3)1/2以上。
2.根据权利要求1所述的水分散型粘合剂组合物,其中,所述单体M2Y包括含羧基单体中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的水分散型粘合剂组合物,其中,所述单体M2Y包括丙烯酸和丙烯酸二聚体中的至少一种。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的水分散型粘合剂组合物,其中,所述聚合物pAX的四氢呋喃可溶成分的重均分子量Mw为30×104~100×104。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的水分散型粘合剂组合物,其中,相对于100质量份所述聚合物pAX,还含有5~40质量份赋粘剂。
6.根据权利要求5所述的水分散型粘合剂组合物,其中,所述赋粘剂为松香类树脂。
7.一种粘合片,其具有由权利要求1~6中任一项所述的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层。
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