CN105555898A - 水分散型粘合剂组合物和粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以形成以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的粘合剂的水分散型粘合剂组合物。根据本发明,提供含有作为基础聚合物的粘合性聚合物和异氰酸酯类交联剂的水分散型粘合剂组合物。所述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%。而且,以使得由所述粘合性组合物形成的交联后的粘合剂中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB满足15%~45%的方式配合所述异氰酸酯类交联剂。
Description
技术领域
本发明涉及水分散型粘合剂组合物和使用该水分散型粘合剂组合物得到的粘合片。本申请要求基于2013年9月17日提出的日本专利申请2013-191582号的优先权,该申请的全部内容作为参考并入本说明书中。
背景技术
一般而言,粘合剂(也称为“压敏胶粘剂”。下同)在室温附近的温度范围内呈柔软的固体(粘弹性体)的状态,具有利用压力简单地与被粘物胶粘的性质。利用这样的粘合剂的性质,粘合剂例如以具有形成为薄膜状的粘合剂(粘合剂层)的粘合片的形态广泛地应用于各种领域。作为所述粘合剂层的代表性的形成方法,可以例示将在液态介质中含有粘合成分的粘合剂组合物涂敷到适当的表面上并干燥的方法。近年来,从环境卫生等观点考虑,具有相比于粘合成分溶解在有机溶剂中的形态的溶剂型粘合剂组合物,更优选使用水性溶剂作为液态介质的水分散型粘合剂组合物的倾向。作为与水分散型粘合剂组合物相关的技术文献,可以列举专利文献1~3。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-209086号公报
专利文献2:日本特开2006-265537号公报
专利文献3:日本特开2010-248465号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可是,对粘合剂根据用途要求各种特性。这些特性中,具有在想要改善一个特性时另一个特性下降的倾向等,有时难以以高水平兼顾。作为像这样难以兼顾的特性的一例,可以列举耐剥离性和耐回弹性。在此,再剥离性是指将粘合片粘贴在被粘物上使用规定的期间后,从被粘物上剥离时的剥离容易性。典型地,是指防止或抑制在该剥离(再剥离)时粘合剂残留在被粘物上的现象(胶糊残留)的性能。例如,在基材的表面形成有粘合剂层的粘合片中,粘合剂层与基材充分地粘附时,具有容易得到良好的再剥离性的倾向。另外,耐回弹性是指将弹性变形后的状态的构件经由粘合剂固定到被粘物上时,保持所述构件弹性变形后的形状的性能,换句话说,是指对抗所述构件想要从弹性变形后的形状恢复到原始形状的回弹力从而保持所述构件与所述被粘物的接合的性能。粘合剂的对于应力的结构变化的自由度(应力松弛性)不足时,难以实现优异的耐回弹性。如果提供能够形成以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的粘合剂的水分散型粘合剂组合物,则是有用的。
本发明鉴于这样的情况而作出,其一个目的在于提供能够形成以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的粘合剂的水分散型粘合剂组合物。相关的另一个目的在于提供使用这样的水分散型粘合剂组合物形成的粘合片。
用于解决问题的手段
根据本发明,提供一种水分散型粘合剂组合物,其含有作为基础聚合物的粘合性聚合物和异氰酸酯类交联剂。所述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%。而且,以使得由所述粘合性组合物形成的交联后的粘合剂中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB满足15%~45%的方式配合所述异氰酸酯类交联剂。根据具有这样的构成的水分散型粘合剂组合物,可以形成以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的粘合剂。
需要说明的是,在专利文献3中,通过降低未交联状态的粘合剂组合物的凝胶分数而提高对基材的锚固性,然后进行交联反应,由此实现良好的再剥离性,再剥离性的实现手段与在此所公开的技术不同。另外,专利文献3中公开的粘合剂的凝聚结构很大程度上依赖于利用交联剂形成的化学交联,因此推测例如应力松弛性比基于粘合性聚合物其自身的缠绕的凝聚结构低。因此,在专利文献3中,未暗示在此所公开的技术中的再剥离性和耐回弹性的兼顾。
在此所公开的技术中的粘合性聚合物优选为丙烯酸类聚合物。通过使用丙烯酸类聚合物作为基础聚合物,可以适当地实现以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的粘合剂。
在此所公开的技术中的粘合性聚合物的玻璃化转变温度优选为-60℃以下。通过使用这样的粘合性聚合物,可以形成粘合特性(例如粘合力、耐回弹性)更优异的粘合剂。含有上述粘合性聚合物的粘合片还可以成为耐冲击性优良的粘合片。
在此所公开的技术中的异氰酸酯类交联剂优选为水稳定性异氰酸酯类交联剂。通过使用水稳定性异氰酸酯类交联剂作为异氰酸酯类交联剂,可以在水分散型粘合剂组合物中适当地引入交联结构。需要说明的是,在本说明书中,水稳定性异氰酸酯类交联剂是指具有在水中异氰酸酯基残留规定时间以上的性质的异氰酸酯类交联剂,关于其详细情况如后所述。
另外,根据本发明,提供一种粘合片,其具有由含有作为基础聚合物的粘合性聚合物和异氰酸酯类交联剂的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层。所述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%。另外,所述粘合剂层的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GB为15%~45%。具有上述构成的粘合片可以以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性。另外,上述粘合片优选为具有树脂(例如聚酯)薄膜基材和配置在该树脂薄膜基材的至少一个表面上的粘合剂层的粘合片。具有该构成的粘合片,虽然粘合剂层为由水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层,但是对树脂薄膜的锚固性优异,因此可以与树脂薄膜更好地粘附,可以实现优异的再剥离性。
附图说明
图1是示意性地表示粘合片的一个构成例的剖视图。
图2是示意性地表示粘合片的另一个构成例的剖视图。
图3是示意性地表示粘合片的另一个构成例的剖视图。
图4是示意性地表示粘合片的另一个构成例的剖视图。
图5是示意性地表示粘合片的另一个构成例的剖视图。
图6是示意性地表示粘合片的另一个构成例的剖视图。
图7是说明锚固力测定试验的方法的剖视示意图。
图8(a)和(b)是示意性地表示耐回弹性试验的方法的说明图。
图9是表示锚固力测定试验的结果的图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是,本说明书中特别提及的事项以外的对于本发明的实施所需要的事项,可以理解为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项。本发明可以基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识来实施。
需要说明的是,以下的附图中,实现相同作用的构件、部位赋予相同的符号进行说明,有时省略或简化重复的说明。另外,附图中记载的实施方式为了清楚地说明本发明而进行了示意化,不一定准确地表示作为制品实际提供的本发明的粘合片的尺寸或缩尺。
在该说明书中,“粘合剂”如前所述是指在室温附近的温度范围内呈柔软的固体(粘弹性体)的状态,具有通过压力简单地与被粘物胶粘的性质的材料。在此所说的粘合剂,如“C.A.Dahlquist,“Adhesion:FundamentalandPractice”,McLaren&Sons,(1966),P.143”所定义,一般而言,是具有满足复数拉伸弹性模量E*(1Hz)<107达因/cm2的性质的材料(典型地,在25℃具有上述性质的材料)。
<粘合性聚合物>
(粘合性聚合物的特性)
在此所公开的水分散型粘合剂组合物含有粘合性聚合物作为基础聚合物。该粘合性聚合物的特征在于,乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA在10%~50%的范围内。该说明书中GA可以理解为表示粘合性聚合物其自身的缠绕程度的指标。因此,所述GA高表示粘合性聚合物具有良好地缠绕而形成的凝聚结构。基于这样的粘合性聚合物的缠绕的凝聚结构,与利用交联剂等形成的化学交联相比,具有更高的应力松弛性,因此有助于抑制耐回弹性的下降。另一方面,所述GA过高时,具有最终得到的交联后的粘合剂的粘合特性(典型地是粘合力)下降的倾向。耐回弹性也具有下降的倾向。另外,所述GA过高时,交联后的粘合剂的凝胶成分中化学交联(典型地是利用异氰酸酯类交联剂形成的化学交联)所占的贡献度相对较低,例如使用树脂薄膜等基材制作粘合片时,有时对基材的锚固性不足,再剥离性下降。所述GA优选为12%以上(例如15%以上,典型地为17%以上)。另外,所述GA优选为40%以下(例如30%以下,典型地为20%以下)。所述GA可以通过粘合性聚合物的分子量或单体组成、聚合引发剂的种类或量、表面活性剂的种类或量、链转移剂的种类或量等调节。所述GA可以通过以下的方法测定。对于后述的实施例中的GA也同样。
[粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA的测定方法]
将约0.1g的粘合性聚合物(重量W1)用平均孔径0.2μm的多孔聚四氟乙烯膜(重量W2)包裹成荷包状,并将口用风筝线(重量W3)扎紧。将该包裹浸渍到50mL的乙酸乙酯中,在室温(典型地为23℃)保持7天从而仅使粘合剂层中的溶胶成分溶出到上述膜外,然后将上述包裹取出并擦拭外表面上附着的乙酸乙酯,将该包裹在130℃干燥2小时,并测定该包裹的重量(W4)。GA通过将各值代入下式而求出。
GA(%)=[(W4-W2-W3)/W1]×100
需要说明的是,作为上述多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜,优选使用可以从日东电工株式会社获得的商品名“NITOFLON(注册商标)NTF1122”(平均孔径0.2μm、孔隙率75%、厚度85μm)或其同等产品。
另外,在此所公开的粘合性聚合物的乙酸乙酯可溶成分(溶胶成分)的重均分子量(Mw)没有特别限制,优选大于65×104(例如大于85×104,典型地大于100×104)。通过使用具有上述Mw的粘合性聚合物,具有改善再剥离性、耐回弹性的倾向。上述Mw的上限没有特别限制,优选为约200×104以下(例如约180×104以下)。上述粘合性聚合物的乙酸乙酯可溶成分(溶胶成分)的数均分子量(Mn)也没有特别限制,由于与上述Mw同样的理由,优选在约10×104~约40×104(例如约15×104~约30×104、典型地为约20×104~约25×104)的范围内。另外,从高度地兼顾再剥离性和耐回弹性的观点考虑,Mw/Mn优选为3以上(例如3.5以上,典型地为4以上)。Mw/Mn的上限没有特别限制,通常可以为约7以下。需要说明的是,在本说明书中,粘合性聚合物的乙酸乙酯可溶成分的Mw、Mn各自是指对于测定样品(典型地为上述溶胶成分)进行凝胶渗透色谱(GPC)测定而得到的标准聚苯乙烯基准的重均分子量、数均分子量。上述Mw和Mn具体地通过以下方法测定。对于后述的实施例中的Mw、Mn也同样。
[重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定方法]
将粘合性聚合物浸渍在乙酸乙酯中,在室温下浸渍7天而使可溶成分溶出,并将该可溶成分的提取液干燥而得到测定样品。测定样品例如可以通过将测定上述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA后的提取液(溶胶成分)在室温下干燥而得到。将该测定样品再溶解于四氢呋喃(THF)中,制备0.1重量%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(分子量测定用的试样溶液),利用GPC测定装置求出标准聚苯乙烯基准的Mw和Mn。作为GPC测定装置,可以使用东曹株式会社制造的型号“HLC-8220GPC”。测定条件可以如下所述。
[GPC测定条件]
柱:TSKgelGMHHR-H20
检测器:差示折射计
洗脱液:THF
流速:0.6mL/分钟
测定温度:40℃
样品注射量:100μL
在此所公开的粘合性聚合物(优选丙烯酸类聚合物)的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制,从粘合特性的观点考虑,通常优选为-10℃以下(例如-30℃以下)。从耐冲击性的观点考虑,所述Tg更优选为-50℃以下(例如-60℃以下,典型地为-65℃以下)。所述Tg的下限没有特别限制,从制造容易性、获得容易性的观点考虑,通常优选为-75℃以上。
需要说明的是,在本说明书中,粘合性聚合物的Tg是指对于与该聚合物对应的单体组成,基于各单体的均聚物(同聚物)的Tg和该单体的重量分数(重量基准的共聚比例)由Fox式计算的值。需要说明的是,在本说明书中表示Tg的数值的单位,如果没有特别说明为“℃”。
作为上述均聚物的Tg,采用公知资料中记载的值。在此所公开的技术中,作为上述均聚物的Tg,具体地采用以下的值。
关于上述例示的以外的均聚物的Tg,使用PolymerHandbook(聚合物手册)(第3版,JohnWiley&Sons,Inc,1989年)中记载的数值。
PolymerHandbook(第3版,JohnWiley&Sons,Inc,1989年)中也未记载时,使用通过以下的测定方法得到的值(参见日本特开2007-51271号公报)。
具体而言,在具有温度计、搅拌器、氮气引入管和回流冷凝管的反应器中,投入100重量份单体、0.2重量份偶氮二异丁腈和200重量份作为聚合溶剂的乙酸乙酯,在通入氮气的同时搅拌1小时。以这样的方式将聚合体系内的氧气除去后,升温到63℃并反应10小时。然后,冷却到室温,得到固体成分浓度33重量%的均聚物溶液。然后,将该均聚物溶液流延涂布到剥离衬垫上并干燥,从而制作厚度约2mm的试样(片状的均聚物)。将该试样冲裁为直径7.9mm的圆盘状,夹在平行板之间,使用粘弹性试验机(ARES,Rheometrics公司制造),在施加频率1Hz的剪切应变的同时以5℃/分钟的升温速度在-70℃~150℃的温度范围内通过剪切模式测定粘弹性,将损耗弹性模量G”的峰顶温度作为均聚物的Tg。
(粘合性聚合物的构成)
作为在此所公开的粘合性聚合物,可以使用粘合剂领域中公知的丙烯酸类聚合物、橡胶类聚合物、聚酯类聚合物、聚氨酯类聚合物、聚醚类聚合物、聚硅氧烷类聚合物、聚酰胺类聚合物、含氟聚合物等各种聚合物中的1种或2种以上。从粘合特性、成本等观点考虑,可以优选采用橡胶类聚合物或丙烯酸类聚合物作为粘合性聚合物。其中,特别优选丙烯酸类聚合物。
需要说明的是,粘合剂的“基础聚合物”是指该粘合剂中所含的橡胶状聚合物的主要成分。上述橡胶状聚合物是指在室温附近的温度范围内显示出橡胶弹性的聚合物。另外,本说明书中“主要成分”在没有特别说明的情况下是指含量超过50重量%的成分。
另外,“丙烯酸类聚合物”是指含有来源于一分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰基的单体的单体单元作为构成该聚合物的单体单元的聚合物。以下,将一分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰基的单体也称为“丙烯酸类单体”。该说明书中的丙烯酸类聚合物定义为含有来源于丙烯酸类单体的单元单元的聚合物。作为所述丙烯酸类聚合物的典型例,可以列举该丙烯酸类聚合物的单体组成中丙烯酸类单体的比例大于50重量%的丙烯酸类聚合物。
另外,“(甲基)丙烯酰基”是概括地表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基的含义。同样地,“(甲基)丙烯酸酯”是概括地表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的含义,“(甲基)丙烯酸”是概括地表示丙烯酸和甲基丙烯酸的含义。另外,“(环)烷基”是概括地表示链状烷基和环烷基的含义。
作为上述丙烯酸类聚合物,例如优选含有(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要单体、并且可以还含有与该主要单体具有共聚性的次要单体的单体原料的聚合物。在此,主要单体是指占上述单体原料中的单体组成的超过50重量%的成分。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可以优选使用例如下述式(1)表示的化合物。
CH2=C(R1)COOR2(1)
在此,上述式(1)中的R1为氢原子或甲基。另外,R2为碳原子数1~20的链状烷基(以下,有时将这样的碳原子数的范围表示为“C1-20”)。从粘合剂的储能弹性模量等观点考虑,优选R2为C1-14(例如C1-10、典型地为C4-10)的链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选R1为氢原子且R2为C5-10(例如C6-9,典型地为C8)的链状烷基的丙烯酸烷基酯(以下,有时简称为丙烯酸C5-10烷基酯)。
作为R2为C1-20的链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以列举例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(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、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(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、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等。这些(甲基)丙烯酸烷基酯可以单独使用一种或者两种以上组合使用。作为优选的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以列举丙烯酸正丁酯(BA)和丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)。其中,特别优选2EHA。
全部单体成分中的主要单体的配合比例优选为70重量%以上,更优选为90重量%以上,进一步优选为95重量%以上。主要单体的配合比例的上限没有特别限制,优选设定为99.5重量%以下(例如99重量%以下)。丙烯酸类聚合物可以为实质上仅将主要单体聚合而得到的丙烯酸类聚合物。另外,含有丙烯酸C5-10烷基酯作为主要单体时,该丙烯酸C5-10烷基酯在主要单体中的配合比例优选为70重量%以上,更优选为90重量%以上,进一步优选为95重量%以上(典型地为99~100重量%)。在此所公开的技术可以优选以上述单体原料的单体组成的50重量%以上(例如70重量%以上,典型地为95重量%以上)为2EHA的方式实施。
与作为主要单体的(甲基)丙烯酸烷基酯具有共聚性的次要单体,可以用来在丙烯酸类聚合物中引入交联点或者提高丙烯酸类聚合物的凝聚力。作为次要单体,例如可以单独仅使用一种或者组合使用两种以上的如下含官能团单体成分。
含羧基单体:例如烯属不饱和一元羧酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等;烯属不饱和二元羧酸,如马来酸、衣康酸、柠康酸等及其酸酐(马来酸酐、衣康酸酐等)。
含羟基单体:例如(甲基)丙烯酸羟烷基酯类,如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯等;不饱和醇类,如乙烯醇、烯丙醇等。
含酰胺基单体:例如(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(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-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺。
含氨基单体:例如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯。
含环氧基单体:例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚。
含氰基单体:例如丙烯腈、甲基丙烯腈。
含酮基单体:例如双丙酮(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酸酯、乙烯基甲基甲酮、乙烯基乙基甲酮、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰乙酸乙烯酯。
具有含氮原子环的单体:例如N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-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-乙烯基唑、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基己内酰胺、N-(甲基)丙烯酰吗啉。
含烷氧基甲硅烷基单体:例如3-(甲基)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
作为上述次要单体,优选使用含羧基单体,上述含羧基单体更优选为丙烯酸或甲基丙烯酸。另外,在此所公开的技术可以以即使以丙烯酸类聚合物的聚合中使用的单体原料不含有含羟基单体和/或含有氮原子的单体(例如具有含氮原子环的单体)的方式,也能够实现本发明所期望的效果的方式实施。
上述次要单体的量,只要适当选择以实现所期望的凝聚力即可,没有特别限制。通常,从均衡地兼顾凝聚力和其它粘合特性(例如粘合力)的观点考虑,次要单体的量设定为丙烯酸类聚合物的全部单体成分中的0.5重量%以上是适当的,优选为1重量%以上。另外,次要单体的量为全部单体成分中的30重量%以下是适当的,优选为10重量%以下(例如5重量%以下)。
另外,出于提高丙烯酸类聚合物的凝聚力等目的,可以使用上述次要单体以外的其它共聚成分。作为所述共聚成分,可以列举例如:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯类单体;苯乙烯、取代苯乙烯(α-甲基苯乙烯等)、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基化合物;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环戊酯等、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯;(甲基)丙烯酸芳基酯(例如(甲基)丙烯酸苯酯)、(甲基)丙烯酸芳氧基烷基酯(例如(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯)、(甲基)丙烯酸芳烷基酯(例如(甲基)丙烯酸苄酯)等含有芳环的(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;氯乙烯、偏二氯乙烯等含氯单体;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;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基醚类单体;等。所述其它共聚成分的量根据目的和用途适当选择即可,没有特别限制,例如,优选设定为丙烯酸类聚合物的单体组成的20重量%以下。
将上述单体或其混合物聚合的方法没有特别限制,可以采用现有公知的一般的聚合方法。作为这样的聚合方法,可以优选采用例如乳液聚合。聚合的方式没有特别限制,可以适当选择现有公知的单体供给方法、聚合条件(温度、时间、压力等)、单体以外的使用成分(聚合引发剂、表面活性剂(乳化剂)等)进行。例如,作为单体供给方法,可以将全部单体混合物一次性供给到反应容器(分批供给),也可以缓慢地滴加供给(连续供给),还可以分几次每隔规定时间供给各分量(分步供给)。上述单体或其混合物优选以将一部分或全部在水中乳化而得到的分散液的形式供给。
(聚合引发剂)
粘合性聚合物(优选丙烯酸类聚合物)的聚合中,可以根据聚合方法的种类等适当选择使用公知或惯用的聚合引发剂。从粘合剂的应力松弛性的观点考虑,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,可以列举: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-羧基乙基)-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-甲腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯等。
作为聚合引发剂的其它例子,可以列举:过硫酸盐,如过硫酸钾(KPS)、过硫酸铵(APS)等;过氧化物类引发剂,如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧化二枯基、1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧基)环十二烷、过氧化氢等;取代乙烷类引发剂,如苯基取代乙烷等;羰基类引发剂,如芳香族羰基化合物等;等。作为聚合引发剂的其它例子,可以列举:过氧化物与还原剂组合而成的氧化还原型引发剂。作为所述氧化还原型引发剂的例子,可以列举:过氧化物(过氧化氢水溶液等)与抗坏血酸的组合、过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合等。这样的聚合引发剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
聚合引发剂的使用量没有特别限制。例如,相对于单体原料100重量份,聚合引发剂的使用量可以从典型地约0.005~约1重量份、优选约0.01~约1重量份的范围内选择。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适当选择。通常,将聚合温度设定为约20℃~约100℃是适当的,优选设定为约40℃~约80℃。
(表面活性剂)
单体原料的乳液聚合通常在表面活性剂(乳化剂)的存在下进行。作为表面活性剂,可以使用公知的阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂等。也可以使用具有可自由基聚合官能团的表面活性剂。以下将具有可自由基聚合官能团的表面活性剂也称为反应性(可聚合)表面活性剂。与此相对,有时将不具有可自由基聚合官能团的一般的表面活性剂称为非反应性(非可聚合)表面活性剂。表面活性剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
作为非反应性的阴离子型表面活性剂的例子,可以列举:月桂基硫酸盐、十八烷基硫酸盐等烷基硫酸盐;脂肪酸盐;壬基苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐等烷基苯磺酸盐;十二烷基萘磺酸盐等萘磺酸盐;十二烷基二苯醚二磺酸盐等烷基二苯醚二磺酸盐;聚氧化乙烯十八烷基醚硫酸盐、聚氧化乙烯月桂基醚硫酸盐等聚氧化乙烯烷基醚硫酸盐;聚氧化乙烯月桂基苯基醚硫酸盐等聚氧化乙烯烷基苯基醚硫酸盐;聚氧化乙烯苯乙烯化苯基醚硫酸盐;月桂基磺基琥珀酸盐、聚氧化乙烯月桂基磺基琥珀酸盐等磺基琥珀酸盐;聚氧化乙烯烷基醚磷酸盐;聚氧化乙烯烷基醚乙酸盐;等。阴离子型表面活性剂形成盐时,该盐可以为例如钠盐、钾盐、钙盐、镁盐等金属盐(优选一价金属的盐)、铵盐、胺盐等。
作为非反应性的非离子型表面活性剂的例子,可以列举:聚氧化乙烯月桂基醚、聚氧化乙烯硬脂基醚等聚氧化乙烯烷基醚;聚氧化乙烯辛基苯基醚、聚氧化乙烯壬基苯基醚等聚氧化乙烯烷基苯基醚;失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧化乙烯失水山梨糖醇单月桂酸酯等失水山梨糖醇脂肪酸酯;聚氧化乙烯甘油基醚脂肪酸酯;聚氧化乙烯-聚氧化丙烯嵌段共聚物;等。
反应性表面活性剂只要是具有可自由基聚合官能团的表面活性剂即可,没有特别限制。例如,可以为在上述的阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂中引入了可自由基聚合官能团的结构的反应性表面活性剂。从乳化性能等观点考虑,可以优选采用阴离子型的反应性表面活性剂。可自由基聚合官能团的种类没有特别限制,可以为例如烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。作为烯基的具体例,可以列举丙烯基和异丙烯基(CH2=C(CH3)-)。在此所说的丙烯基的概念中包括1-丙烯基(CH3-CH=CH-)和2-丙烯基(CH2=CH-CH2-;有时也称为烯丙基)。可自由基聚合官能团优选为烯丙基。
作为阴离子型的反应性表面活性剂的例子,可以列举:聚氧化乙烯(烯丙氧基甲基)烷基醚硫酸铵、聚氧化乙烯壬基丙烯基苯基醚硫酸铵、烷基烯丙基磺基琥珀酸钠、甲基丙烯酰氧基聚氧化丙烯硫酸酯钠、聚氧化烯烯基醚硫酸铵(例如上述烯基的末端为异丙烯基的化合物)等。阴离子型的反应性表面活性剂形成盐时,该盐例如可以为钠盐等金属盐、铵盐、胺盐等。其中,从调节粘合性聚合物(例如丙烯酸类聚合物)的GA的观点考虑,优选烷基烯丙基磺基琥珀酸钠。
作为非离子型的反应性表面活性剂的例子,可以列举聚氧化乙烯壬基丙烯基苯基醚等。
作为反应性表面活性剂的市售品,可以列举第一工业制药公司制造的商品名“AqualonHS-10”、“AqualonHS-1025”、“AqualonHS20”、“AqualonKH-10”、“AqualonKH-1025”、“AqualonKH-05”、“AqualonBC-0515”、“AqualonBC-10”、“AqualonBC-1025”、“AqualonBC-20”、“AqualonBC-2020”、“AqualonRN-20”、“AqualonRN-30”、“AqualonRN-50”、ADEKA公司制造的商品名“ADEKAREASOAPSE-10N”、“ADEKAREASOAPSR-1025”、花王公司制造的商品名“LATEMULPD-104”、“LATEMULPD-420”、“LATEMULPD-430”、“LATEMULPD-450”、三洋化成公司制造的商品名“EleminolJS-20”、“EleminolRS-3000”、日本乳化剂公司制造的商品名“AntoxMS-60”等。
通过在具有可自由基聚合官能团的反应性表面活性剂的存在下使单体原料乳液聚合,上述反应性表面活性剂可以发生反应而纳入到丙烯酸类聚合物中。纳入到丙烯酸类聚合物中的反应性表面活性剂在粘合剂层内的迁移受到限制,因此不容易渗出到粘合剂层的表面。因此,通过使用反应性表面活性剂,可以抑制低分子量化合物渗出到粘合剂层的表面。这从抑制由乳化剂引起的粘合特性下降的观点考虑是优选的。从实现更优良的粘合特性的观点考虑,可以优选采用仅使用反应性表面活性剂作为乳液聚合时的表面活性剂的方式。
表面活性剂的使用量没有特别限制。考虑聚合稳定性、聚合反应物的分散稳定性、非污染性等,用于乳液聚合的表面活性剂的量通常相对于全部单体成分100重量份设定为约0.1~约5重量份是适当的,优选设定为约0.5~约4重量份。
上述聚合中可以根据需要使用现有公知的各种链转移剂(可以理解为分子量调节剂或聚合度调节剂)。所述链转移剂例如可以为选自正十二硫醇、叔十二硫醇、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,作为优选的链转移剂,可以列举正十二硫醇和叔十二硫醇。链转移剂的使用量没有特别限制,例如相对于单体原料100重量份可以设定为约0.001~约0.5重量份,通常优选设定为0.01~0.1重量份。
在此所公开的水分散型粘合剂组合物含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物时,除了丙烯酸类聚合物以外,可以还含有上述丙烯酸类聚合物以外的聚合物。作为上述丙烯酸类聚合物以外的聚合物,可以列举作为上述粘合性聚合物例示的各种聚合物中丙烯酸类聚合物以外的聚合物作为优选例。在此所公开的水分散型粘合剂组合物除了丙烯酸类聚合物以外还含有上述丙烯酸类聚合物以外的聚合物时,该丙烯酸类聚合物以外的聚合物的含量相对于丙烯酸类聚合物100重量份设定为100重量份以下是适当的,优选为50重量份以下,更优选为30重量份以下,进一步优选为10重量份以下。丙烯酸类聚合物以外的聚合物的含量相对于丙烯酸类聚合物100重量份可以为5重量份以下,也可以为1重量份以下。在此所公开的技术例如可以优选以粘合性聚合物的99.5~100重量%为丙烯酸类聚合物的方式实施。
<水分散型粘合剂组合物>
(交联剂)
在此所公开的水分散型粘合剂组合物的特征在于,除了上述粘合性聚合物以外还含有异氰酸酯类交联剂。关于这一点,本发明人进行了研究,结果可知,在由水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂中,通过以规定的比例引入利用异氰酸酯类交联剂形成的化学交联,可以显著改善再剥离性。特别是,通过对聚酯(典型地为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))等树脂薄膜基材施加在此所公开的水分散型粘合剂组合物而形成的粘合剂层显示出优异的锚固性(粘附性)。这样的锚固性的显著提高通过环氧类交联剂等其它交联剂不能实现。即,在此所公开的技术通过使用异氰酸酯类交联剂作为交联剂,可以实现优异的再剥离性,并且可以实现以高水平兼顾再剥离性与耐回弹性。另外,通过含有交联剂,具有粘合剂的保持力也提高的倾向。
作为上述异氰酸酯类交联剂,优选使用每一分子具有两个以上异氰酸酯基(可以为具有保护基的异氰酸酯基;例如,通过封端剂处理、低聚化等将异氰酸酯基暂时保护的形式的异氰酸酯再生型官能团)的多异氰酸酯类交联剂。多异氰酸酯类交联剂每一分子的异氰酸酯基的数目优选为2个~10个(例如2个~4个,典型地为2个或3个)。
作为上述多异氰酸酯类交联剂,可以例示:甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等芳香族多异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯。更具体而言,可以列举例如:亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类;亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族多异氰酸酯类;2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯类;三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚物加成产物(日本聚氨酯工业公司制造,商品名“CoronateL”)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚物加成产物(日本聚氨酯工业公司制造,商品名“CoronateHL”)、六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯形式(日本聚氨酯工业公司制造,商品名“CoronateHX”)等异氰酸酯加成产物;聚醚多异氰酸酯、聚酯多异氰酸酯等多异氰酸酯;这些多异氰酸酯与多元醇的加成产物;以及通过异氰脲酸酯键、缩二脲键、脲基甲酸酯键等将这些多异氰酸酯进行多官能团化而得到的多异氰酸酯;等。
在此所公开的技术使用水分散型粘合剂组合物,因此可以优选采用自乳化型多异氰酸酯、水分散性多异氰酸酯、水分散封端异氰酸酯等水性异氰酸酯类交联剂。通常,异氰酸酯基(NCO基)可以与水经时反应,因此在水中的稳定性低。但是,上述的水性异氰酸酯类交联剂,例如通过保护处理或使用分散剂等,异氰酸酯基在水中的稳定性良好,并且在水性溶剂中的分散性优异,因此优选作为用于水分散型粘合剂组合物的交联剂。
另外,上述水性异氰酸酯类交联剂中,进一步优选使用水稳定性异氰酸酯类交联剂。在本说明书中,“水稳定性异氰酸酯类交联剂”是指在通过下述的方法测定的异氰酸酯水稳定性评价试验中,具有即使从测定开始经过5小时后也残留异氰酸酯基的性质(水稳定性)的异氰酸酯类交联剂。异氰酸酯水稳定性评价试验如下进行:准备作为评价对象的异氰酸酯类交联剂的20重量%水溶液,在测定开始时以及从该测定开始经过规定时间后(例如1小时~5小时间隔)对该水溶液进行取样,测定该水溶液中的异氰酸酯基的量,并求出经过规定时间后的异氰酸酯基的量相对于上述测定开始时的异氰酸酯基的量之比(异氰酸酯基残留率(%))。需要说明的是,上述测定开始时设定为将异氰酸酯类交联剂与水(离子交换水)混合并搅拌5分钟的时刻。上述试验在温度25℃下进行即可。水溶液中的异氰酸酯基的定量可以使用现有公知的方法(例如红外线吸收光谱法)进行。
上述水稳定性异氰酸酯类交联剂,优选在上述异氰酸酯水稳定性评价试验中即使从测定开始经过10小时后(或者经过20小时后、进一步经过30小时后)也残留异氰酸酯基(典型地残留1%以上)的异氰酸酯类交联剂。另外,上述水稳定性异氰酸酯类交联剂优选在上述异氰酸酯水稳定性评价试验中,从测定开始经过5小时后(或者经过10小时后、进一步经过20小时后)的异氰酸酯基残留率为50%以上(例如80%以上,典型地为90%以上)。
作为水稳定性异氰酸酯类交联剂,可以列举:DIC公司制造的商品名“BURNOCKDNW-5000”、“BURNOCKDNW-5010”、“BURNOCKDNW-5100”、“BURNOCKDNW-5200”、“BURNOCKDNW-5500”;日本聚氨酯工业公司制造的商品名“AQUANATE100”、“AQUANATE105”、“AQUANATE110”、“AQUANATE120”、“AQUANATE130”、“AQUANATE200”、“AQUANATE210”;三井化学聚氨酯公司制造的商品名“TAKENATEWD-220”、“TAKENATEWD-240”、“TAKENATEWD-720”、“TAKENATEWD-725”、“TAKENATEWD-726”、“TAKENATEWD-730”、“TAKENATEWB-700”、“TAKENATEWB-720”、“TAKENATEWB-920”;第一工业制药公司制造的商品名“ELASTRONBN-04”、“ELASTRONBN-11”、“ELASTRONBN-27”、“ELASTRONBN-69”、“ELASTRONBN-77”;等。这些物质可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
在此所公开的异氰酸酯类交联剂只要以使得由在此所公开的水分散型粘合剂组合物形成的交联后的粘合剂中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB满足15%~45%的方式进行配合即可,异氰酸酯类交联剂的配合量没有限制。从将所述GB调节到规定的范围内从而以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性的观点考虑,异氰酸酯类交联剂的配合量相对于粘合性聚合物100重量份设定为0.001~10重量份是适当的,优选为0.01~5重量份(例如0.05~3重量份,典型地为0.1~2重量份)。
上述水分散型粘合剂组合物可以在不损害本发明效果的范围内含有异氰酸酯类交联剂以外的其它交联剂。作为上述其它交联剂,可以使用环氧类交联剂、唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、金属螯合物类交联剂等水分散型粘合剂组合物领域中通常使用的交联剂。在此所公开的技术可以优选以实质上不含异氰酸酯类交联剂以外的其它交联剂的方式实施。
在此所公开的水分散型粘合剂组合物可以还含有增粘剂。作为增粘剂,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、酚类树脂、酮类树脂等各种增粘树脂中的一种或两种以上。其中,作为优选的增粘剂,可以列举松香类树脂、松香衍生物树脂、萜烯-酚类树脂。
作为上述增粘剂的一个优选例,可以列举稳定化的松香酯树脂。作为所述松香酯树脂,可以使用例如通过对作为原料的松香进行歧化或加氢等稳定化处理和纯化处理而稳定化,再利用醇进行酯化而得到的松香酯。作为含有所述稳定化的松香酯树脂的水分散型增粘剂的市售品,可以列举例如:荒川化学株式会社制造的商品名“SUPERESTERE-720”、“SUPERESTERE-730-55”、哈利玛化成株式会社制造的商品名“HARIESTERSK-90D”、“HARIESTERSK-70D”、“HARIESTERSK-70E”、“NEOTALL115E”等。
作为上述增粘剂的其它优选例,可以列举将α-蒎烯聚合物、β-蒎烯聚合物、二萜聚合物等萜烯类树脂进行酚改性而得到的萜烯-酚类树脂。作为可以优选使用的萜烯-酚类增粘剂(可以为水性乳液的形态)的市售品,可以列举荒川化学工业株式会社制造的商品名“TAMANOLE-100”、“TAMANOLE-200”、“TAMANOLE-200NT”等。
在此所公开的增粘剂的软化点没有特别限制,例如可以优选使用软化点在80℃~180℃范围内的增粘剂。从以高水平兼顾粘合力、耐回弹性等粘合特性和凝聚性(例如高温环境下的保持力)的观点考虑,增粘剂的软化点优选为120℃以上(例如140℃以上)。
使用增粘剂时,其使用量没有特别限制。例如,相对于粘合性聚合物100重量份可以设定为1重量份以上,从更好地发挥增粘剂的使用效果的观点考虑,优选为5重量份以上(例如15重量份以上,典型地为25重量份以上)。另外,从抑制对耐回弹性的影响的观点考虑,相对于粘合性聚合物100重量份,增粘剂的使用量设定为100重量份以下是适当的,通常优选为60重量份以下(例如50重量份以下,典型地为40重量份以下)。
(水性溶剂)
在此所公开的水分散型粘合剂组合物含有水性溶剂作为溶剂。上述水分散型粘合剂组合物典型地为粘合性聚合物分散到水性溶剂中而得到的粘合剂组合物。在此所公开的水分散型粘合剂组合物中所含的水性溶剂是指水或者以水作为主要成分(含量超过50重量%的成分)的混合溶剂。构成该混合溶剂的水以外的溶剂可以为选自能够与水均匀混合的各种有机溶剂(低级醇等)中的一种或两种以上。本说明书中的水性溶剂中水的比例典型地为90重量%以上,优选为95重量%~100重量%。
上述粘合剂组合物可以根据需要含有用于调节pH等目的的酸或碱(氨水等)。作为该组合物中可以含有的其它可选成分,可以例示粘度调节剂、流平剂、增塑剂、填充剂、颜料或染料等着色剂、稳定剂、防腐剂、抗老化剂等水分散型粘合剂组合物领域中的普通的各种添加剂。关于这样的各种添加剂,可以通过常规方法使用现有公知的添加剂,并不特别地赋予本发明特征,因此省略详细的说明。
<粘合片>
(粘合片的构成)
根据本说明书,提供具有由在此所公开的任一种水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。可以为在基材(支撑体)的单面或两面具有上述粘合剂层的形态的带基材粘合片,也可以为上述粘合剂层保持在剥离衬垫(也可以理解为具有剥离面的基材)上的形态等的无基材粘合片。在此所说的粘合片的概念中,可以包括称为粘合带、粘合标签、粘合薄膜等的物品。需要说明的是,上述粘合剂层典型地为连续形成,但是不限于所述形态,也可以为形成为例如点状、条状等规则或不规则图案的粘合剂层。另外,由本发明提供的粘合片可以为卷筒状,也可以为薄片状。或者,也可以为进一步加工为各种形状的形态的粘合片。
在此所公开的粘合片可以具有例如图1~图6所示意性地显示的截面结构。其中,图1、图2为双面粘合型的带基材粘合片的构成例。图1所示的粘合片1具有以下构成:在基材10的各面(均为非剥离性)分别设置有粘合剂层21、22,并且这些粘合剂层分别由至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31、32保护。图2所示的粘合片2具有以下构成:在基材10的各面(均为非剥离性)分别设置有粘合剂层21、22,并且这些粘合剂层中的一个粘合剂层21由两面为剥离面的剥离衬垫31保护。对于这种粘合片2而言,通过将该粘合片卷绕而使另一个粘合剂层22与剥离衬垫31的背面接触,可以成为粘合剂层22也由剥离衬垫31保护的构成。
图3、图4是无基材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分别由至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31、32保护。图4所示的粘合片4具有无基材的粘合剂层21的一个表面(粘合面)21A由两面为剥离面的剥离衬垫31保护的构成,并且在将其卷绕时,粘合剂层21的另一个表面(粘合面)21B与剥离衬垫31的背面接触,由此可以成为另一个面21B也由剥离衬垫31保护的构成。
图5、图6是单面粘合型的带基材粘合片的构成例。图5所示的粘合片5具有如下构成:在基材10的一个面10A(非剥离性)设置有粘合剂层21,并且该粘合剂层21的表面(粘合面)21A由至少该粘合剂层侧为剥离面的剥离衬垫31保护。图6所示的粘合片6具有在基材10的一个面10A(非剥离性)设置有粘合剂层21的构成。基材10的另一个面10B为剥离面,将粘合片6卷绕时,该另一个面10B与粘合剂层21接触,从而该粘合剂层的表面(粘合面)21B由基材的另一个面10B保护。
(粘合剂层)
在此所公开的粘合剂层的特征在于,其为由水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层,该粘合剂层(交联后的粘合剂。具体而言,制作粘合片后的粘合剂层)中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB为15%~45%。除了该水分散型粘合剂组合物中所含的粘合性聚合物的GA在10%~50%的范围内以外,交联后的粘合剂还具有上述范围的GB,由此可以在将耐回弹性保持高水平的同时实现优异的再剥离性。在与GA的相对关系方面,上述GB低是指在粘合剂的凝聚结构中利用异氰酸酯类交联剂形成的交联结构的引入量低。因此,上述GB过低时,具有通过使用异氰酸酯类交联剂而实现的再剥离性下降的倾向。在树脂薄膜基材的表面具有粘合剂层的粘合片的情况下,具有树脂薄膜基材与粘合剂层的粘附性(锚固性)下降的倾向。另外,GB过高时,粘合剂的凝聚力变得过大,具有粘合力、耐回弹性等特性下降的倾向。上述GB优选为16%以上(例如18%以上,典型地为20%以上)。另外,上述GB优选为40%以下(例如35%以下,典型地为30%以下)。上述GB可以通过使用GA在10%~50%的范围内的粘合性聚合物、并且配合规定量的异氰酸酯类交联剂而实现。上述GB通过以下的方法测定。对于后述的实施例中的GB也同样。
[粘合剂的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GB的测定方法]
上述GB通过在上述GA的测定中使用约0.1g交联后的粘合剂代替约0.1g粘合性聚合物,除此以外与上述GA的测定同样的方法进行测定即可。交联后的粘合剂例如从粘合剂层(例如,通过将水分散型粘合剂组合物涂布到基材等上并在120℃加热30分钟而形成的粘合剂层)取即可。需要说明的是,在后述的实施例中,对于用甲苯除去第一粘合剂层而包含基材和第二粘合剂层的粘合片(重量WA),在与上述GA的测定同样的条件下浸渍到乙酸乙酯后测定包含乙酸乙酯不溶成分的包裹的重量(重量WB),从上述重量WA和WB各自中减去基材的重量(WC),由此求出GB。具体而言,GB可以通过将各值代入下式而求出。
GB(%)=[(WB–W2–W3–WC)/(WA–WC)]×100
需要说明的是,上式中,W2和W3分别表示上述GA中的多孔聚四氟乙烯膜的重量和风筝线的重量。
另外,在此所公开的粘合剂,从提高再剥离性的观点考虑,优选满足式:GB(%)-GA(%)×WP(%)×10-2>0。需要说明的是,GA(%)和GB(%)的定义如上所述,WP是指粘合剂组合物的固体成分(典型地是粘合剂层)中粘合性聚合物所占的重量比例(%)。上述GB(%)-GA(%)×WP(%)×10-2进一步优选大于1(例如大于3,典型地大于5)。另外,在此所公开的粘合剂,从抑制耐回弹性下降的观点考虑,优选满足式:GB(%)-GA(%)×WP(%)×10-2<35。上述GB(%)-GA(%)×WP(%)×10-2进一步优选为25以下(例如20以下,典型地为10以下)。
在此所公开的粘合剂层(具有第一粘合剂层和第二粘合剂层时各粘合剂层)的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择。通常,粘合剂层的厚度为约3μm~约200μm是适当的,优选为约5μm~约150μm。以小型的电子设备内部的接合等为目的,使用在此所公开的粘合片时,粘合剂层的厚度优选为10μm~100μm,更优选为12μm~80μm。另外,在此所公开的粘合片即使为具有厚度小于50μm(例如小于30μm,典型地小于20μm)的薄厚度的粘合剂层的构成,也可以实现优异的耐回弹性,可以以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性。需要说明的是,在此所公开的粘合片为在基材的两面具有粘合剂层(第一粘合剂层和第二粘合剂层)的双面粘合片时,第一粘合剂层和第二粘合剂层的厚度可以相同,也可以不同。
在此所公开的粘合剂层可以通过现有公知的方法形成。例如,可以优选采用将粘合剂组合物直接施加(典型地是涂布)到基材上并干燥由此形成粘合剂层的方法(直接法)。另外,也可以采用将粘合剂组合物施加到具有剥离性的表面(剥离面)上并干燥由此在该表面上形成粘合剂层,并将该粘合剂层转印到基材上的方法(转印法)。作为上述剥离面,可以利用剥离衬垫的表面、经剥离处理的基材背面等。粘合片为在基材的两面具有粘合剂层的双面粘合片时,可以将第一粘合剂层和第二粘合剂层双方设定为在此所公开的任一种粘合剂层,也可以将第一粘合剂层和第二粘合剂层中的仅一方设定为在此所公开的粘合剂层,并将另一方设定为现有公知的粘合剂层。在此所公开的粘合剂层,从提高对树脂薄膜基材的锚固性的观点考虑,优选为通过应用直接法直接涂布到树脂薄膜基材上而形成的粘合剂层。
粘合剂组合物的涂布可以使用例如凹版辊涂布机、反转辊涂布机、接触辊涂布机、浸入辊涂布机、口模式涂布机、刮棒式涂布机、刮刀涂布机、喷涂机等公知或惯用的涂布机进行。或者,可以通过浸渍或幕涂法等涂布粘合剂组合物。
从促进交联反应、提高制造效率等观点考虑,粘合剂组合物的干燥优选在加热下进行。干燥温度可以设定为例如约40℃~约150℃,通常优选设定为约60℃~约130℃。使粘合剂组合物干燥后,进一步为了粘合剂层内的成分迁移的调节、交联反应的进行、基材或粘合剂层内可能存在的应变的松弛等目的而可以进行老化。
(基材)
单面粘合型或双面粘合型的带基材粘合片中,可以使用各种片状基材作为支撑(加衬)粘合剂层的基材。作为上述基材,可以使用树脂薄膜、纸、布、橡胶片、发泡体片、金属箔、它们的复合物等。作为树脂薄膜的例子,可以列举:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯丙烯共聚物等聚烯烃制薄膜;PET、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的聚酯薄膜;氯乙烯树脂薄膜;乙酸乙烯酯树脂薄膜;聚酰亚胺树脂薄膜;聚酰胺树脂薄膜;含氟树脂薄膜;赛璐玢等。作为纸的例子,可以列举日本纸、牛皮纸、玻璃纸、高级纸(上質紙)、合成纸、面涂纸等。作为布的例子,可以列举通过各种纤维状物质的单独或者混纺等而得到的织布或无纺布等。作为上述纤维状物质,可以例示棉、人造短纤维、马尼拉麻、纸浆、人造丝、醋酯纤维、聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维等。作为橡胶片的例子,可以列举天然橡胶片、丁基橡胶片等。作为发泡体片的例子,可以列举发泡聚氨酯片、发泡聚氯丁二烯橡胶片等。作为金属箔的例子,可以列举铝箔、铜箔等。其中,从尺寸稳定性、厚度精度、经济性(成本)、加工性、拉伸强度等观点考虑,优选树脂薄膜。树脂薄膜中,特别优选聚酯薄膜。需要说明的是,本说明书中“树脂薄膜”典型地为非多孔性的薄膜,是与所谓的无纺布或织布相区别的概念。
上述基材(例如树脂薄膜、橡胶片、发泡体片等)的配置粘合剂层的面(粘合剂层侧表面)可以实施电晕放电处理、等离子体处理、紫外线照射处理、酸处理、碱处理、底涂剂涂布等公知或惯用的表面处理。这样的表面处理可以是用于提高基材与粘合剂层的粘附性、换句话说粘合剂层对基材的锚固性的处理。可以优选采用在基材的粘合剂层侧表面引入羟基(-OH基)等极性基团的表面处理。或者,上述基材可以为未在上述粘合剂层侧表面实施提高锚固性的表面处理的基材。通过采用由在此所公开的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层,即使对未实施上述表面处理的基材(未表面处理基材)也可以实现优异的锚固性。
另外,在上述基材中与配置粘合剂层的一侧的面相反侧的面(基材的背面),可以根据需要实施防静电处理、剥离处理、拒水处理等表面处理。通过在基材的背面实施剥离处理,可以得到使将粘合片卷绕为卷筒状而得到的物体的退卷变容易等效果。
在此所公开的技术可以优选以在聚酯薄膜基材等树脂薄膜基材的表面配置有粘合剂层的方式实施。一个优选方式的粘合片为具有树脂薄膜基材、配置在该基材的一个面的第一粘合剂层和配置在该基材的另一个面的第二粘合剂层的双面胶粘性的粘合片。一般而言,由水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂不容易得到对树脂薄膜基材、特别是PET等聚酯薄膜基材的锚固性。但是,由在此所公开的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂可以发挥对树脂薄膜基材、特别是聚酯薄膜基材优异的锚固性。因此,通过应用该粘合剂,可以对具有树脂(优选聚酯)薄膜基材和配置在该基材的至少一个表面的粘合剂层的粘合片赋予优异的再剥离性。另外,通过使用树脂薄膜作为基材,粘合片的加工性提高,并且可以得到厚度精度优异的粘合片。需要说明的是,上述树脂薄膜基材中可以根据需要配合填充剂(无机填充剂、有机填充剂等)、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、润滑剂、增塑剂、着色剂(颜料、染料等)等各种添加剂。
基材的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择,一般为1μm~500μm,优选为3μm~200μm。使用树脂薄膜作为基材时,从耐回弹性的观点考虑,例如可以优选采用厚度为5μm~50μm的基材。树脂薄膜为透明树脂薄膜时,通过设定为上述厚度,粘合片可以成为透明性也优异的粘合片。另外,通过将基材的厚度设定为小于30μm(例如小于20μm,典型地小于10μm)的薄厚度,可以以更高水平兼顾再剥离性和耐回弹性。
(剥离衬垫)
可以使用惯用的剥离纸等作为剥离衬垫,没有特别限制。例如,可以使用在树脂薄膜或纸等衬垫基材的表面上具有剥离处理层的剥离衬垫、包含含氟聚合物(聚四氟乙烯等)或聚烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)的低胶粘性材料的剥离衬垫等。上述剥离处理层例如可以通过利用聚硅氧烷类、长链烷基类、含氟型、硫化钼等剥离处理剂对上述衬垫基材进行表面处理而形成。
在此所公开的粘合片(可以包括粘合剂层和基材,但是不包括剥离衬垫)的总厚度没有特别限制,设定为约5μm~约1000μm的范围是适当的。粘合片的总厚度考虑粘合特性等优选设定为约10μm~约500μm(例如约15μm~约300μm,典型地为约20μm~约200μm)。另外,在此所公开的粘合片即使为总厚度小于100μm(例如小于70μm,典型地小于50μm)的薄厚度,也可以实现优异的耐回弹性。
(粘合片的特性)
在此所公开的粘合片对聚碳酸酯(PC)板的180度剥离强度(对PC粘合力)优选为8N/20mm以上。上述对PC粘合力更优选为10N/20mm以上(例如12N/20mm以上)。例如,至少一个粘合性表面显示上述对PC粘合力的双面胶粘性的粘合片(双面粘合片),利用其高粘合力,可以与一般的双面粘合片同样地优选用于各种用途(例如,将部件等被粘物半永久固定的用途)。另外,具有使用在此所公开的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片,如上所述虽然显示高粘合力但是再剥离性优异,因此特别可以优选用于回收利用的部件的接合。需要说明的是,上述对PC粘合力通过后述的实施例中记载的方法测定。
在此所公开的粘合片优选在施加500g的载荷进行的40℃保持力试验中的保持时间为1小时以上。另外,在此所公开的粘合片更优选在上述40℃保持力试验中1小时后自初始位置的偏移距离为5mm以下。满足上述特性的粘合片可以为在具有使用水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层的构成中能够高度地兼顾耐回弹性和保持力的粘合片。上述偏移距离进一步优选为2mm以下(例如1mm以下,典型地为0.5mm以下)。40℃保持力试验通过后述的实施例中记载的方法进行。
在此所公开的粘合片优选在耐回弹性试验中在23℃下经过24小时后的翘起高度为10mm以下。上述翘起高度更优选为5mm以下(例如3mm以下)。耐回弹性试验通过后述的实施例中记载的方法进行。另外,在此所公开的粘合片优选在再剥离性试验中不产生在被粘物上的胶糊残留。再剥离性试验通过后述的实施例中记载的方法进行。
在此所公开的粘合片,从环境卫生的观点考虑,将该粘合片在80℃加热30分钟时从该粘合片(可以包括基材和粘合剂层,但是不包括剥离衬垫)1g释放的挥发性有机化合物(VOC:挥发性有机化合物)的总量(以下也简称为VOC释放量)优选为1000μg(以下,有时将其记作“μg/g”)以下。上述VOC释放量更优选为500μg/g以下(例如300μg/g以下,典型地为100μg/g以下)。另外,以甲苯作为指标气体时,上述VOC释放量(甲苯)优选为50μg/g以下(例如10μg/g以下,典型地为1μg/g以下)。满足上述特性的粘合片可以优选用于在室内使用的家电或办公自动化(OA)设备或者汽车等对降低VOC的要求强烈的用途。VOC释放量基于后述的实施例中的VOC测定试验测定。
(用途)
在此所公开的粘合片的用途没有特别限制。例如,可以利用高耐回弹性而优选用于各种部件的接合或固定。另外,由于再剥离性优异,因此适合作为粘贴到回收利用部件上使用的粘合片。因此,根据本说明书,提供接合有在此所公开的粘合片的回收利用部件。另外,可以利用上述特性而优选用于在汽车内接合或固定各种构成构件的用途。另外,可以优选用于在电子设备用途例如携带使用的电子设备(便携式电子设备)中接合各种构成构件的用途。在此所公开的粘合片可以优选用于例如内置液晶等显示装置的便携式电子设备(例如,手机、智能手机、平板个人电脑、数码相机等)中显示面板、壳体等构成构件的接合。因此,根据本说明书,提供具有至少两个构件以及固定该至少两个构件的粘合片(在此所公开的任一种粘合片)的便携式电子设备。需要说明的是,在本说明书中,所谓“便携”仅仅可以携带还不够,是指具有个人(标准的成年人)可以相对容易地搬运的水平的便携性。
以下,对与本发明相关的一些实施例进行说明,但是无意将本发明限定于所述实施例中所示的例子。需要说明的是,以下的说明中,“份”和“%”如果没有特别说明为重量基准。
<参考实验>
(参考例1)
在具有冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌器的反应容器中放入离子交换水,在导入氮气的同时在60℃搅拌1小时以上。在该反应容器中投入聚合引发剂0.1份,将体系保持在60℃的同时,用4小时缓慢滴加包含丙烯酸正丁酯(BA)100份、丙烯酸(AA)4份、聚氧化乙烯烷基醚硫酸钠(花王株式会社制造的商品名“LATEMULE-118B”)2份、叔十二硫醇(和光纯药工业公司制造)0.05份和离子交换水的乳化液。滴加结束后再将体系保持在60℃3小时。将所得到的聚合反应液冷却到常温,然后添加浓度10%的氨水调节到pH7,从而得到丙烯酸类聚合物的水分散液。作为聚合引发剂,使用2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物(和光纯药工业公司制造,商品名“VA-057”)。
将上述得到的丙烯酸类聚合物的水分散液涂敷到厚度25μm的PET薄膜基材(东丽株式会社制造的商品名“LumirrorS10”)的一个面上,在120℃干燥3分钟,从而形成厚度30μm的粘合剂层。由此,制作了本例的单面粘合片。该例中的交联后的粘合剂(粘合剂层)的GB为0%。
(参考例2)
在参考例1中得到的丙烯酸类聚合物的水分散液中,相对于上述水分散液中所含的丙烯酸类聚合物100份再配合0.8份异氰酸酯类交联剂,从而制备了本例的水分散型粘合剂组合物。作为上述异氰酸酯类交联剂,使用水分散型多异氰酸酯(DIC株式会社制造的商品名“BURNOCKDNW-5010”)。使用上述水分散型粘合剂组合物形成粘合剂层,除此以外与参考例1同样地制作了本例的单面粘合片。该例中的交联后的粘合剂(粘合剂层)的GB为53%。
(参考例3)
作为交联剂,相对于丙烯酸类聚合物100重量份使用0.03份环氧类交联剂代替0.8份异氰酸酯类交联剂,除此以外,与参考例2同样地制作了本例的单面粘合片。该例中交联后的粘合剂(粘合剂层)的GB为58%。作为上述环氧类交联剂,使用三菱瓦斯化学株式会社制造的商品名“TETRAD-C”(1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷)。
[锚固力]
将各参考例的单面粘合片在其粘合面由剥离衬垫保护的状态下切割为宽度20mm、长度100mm,从而得到图7中以剖视示意图表示的测定样品100。该测定样品100由PET薄膜基材102和由该基材102支撑的粘合剂层101构成。将该测定样品100的背面(基材102侧表面)100B经由市售的双面粘合片(日东电工株式会社制造的商品名“No.512”)105贴合到不锈钢板(SUS板)110。然后,从测定样品100上将剥离衬垫(未图示)剥离,在测定样品100上重叠市售的单面粘合片(日东电工株式会社制造的商品名“No.315”,宽度20mm、长度100mm)111,并通过使2kg的辊一次往返进行压接。压接以测定样品100的粘合面100A与单面粘合片111的粘合面111A面对面胶粘的方式进行。此时,以在测定样品100的粘合面100A与单面粘合片111的粘合面111A之间夹着厚度约90μm的衬纸(宽度20mm、长度30mm)112的方式固定在测定样品100的长度方向的一端。该衬纸112在其长度方向上自测定样品100的长度方向的一端起约10mm夹在测定样品100的粘合面100A与单面粘合片111的粘合面111A之间,其余的约20mm从测定样品100的长度方向的一端向外侧延伸。将所得物体在相同环境下放置30分钟,然后用夹盘固定衬纸112的露出部分,使用拉伸试验机,在剥离角度180度(图中箭头方向)、拉伸速度300mm/分钟的条件下,将测定样品100的粘合剂层101与基材102强制剥离,并测定此时的剥离强度(N/20mm宽度)。将所得到的值记作锚固力(N/20mm宽度)。作为拉伸试验机,使用万能拉伸压缩试验机(装置名“拉伸压缩试验机TCM-1kNB”,美蓓亚株式会社制造)。结果如图9所示。
如图9所示,使用异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂进行了交联反应的参考例2、3的粘合片,与未使用交联剂的参考例1的粘合片相比,显示出高锚固力。另外,将参考例2和3进行比较,使用异氰酸酯类交联剂(具体而言为水稳定性异氰酸酯类交联剂)的参考例2与使用环氧类交联剂的参考例3相比,显示出显著高的锚固力。参考例2和3的粘合剂层的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GB为相同程度,推测引入了相同程度的交联结构,因此认为异氰酸酯类交联剂与环氧类交联剂相比,对基材(具体而言为PET薄膜基材)的锚固力的提高效果更优异。
<实验例>
(例1)
[粘合剂组合物的制备]
在具有冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌器的反应容器中放入离子交换水220.5份,在导入氮气的同时在60℃搅拌1小时以上。在该反应容器中投入用离子交换水调节到10%浓度的聚合引发剂5.0份(即,以有效成分量计为0.50份),将体系保持在60℃的同时,用4小时缓慢滴加包含丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)490.8份、丙烯酸(AA)9.8份、烷基烯丙基磺基琥珀酸钠(三洋化成工业株式会社制造的商品名“ELEMINOLJS-20”,有效成分量40%)25.1份(即,以有效成分量计为10.0份)、用2EHA稀释至10%浓度的叔十二硫醇(和光纯药工业公司制造,简称t-LSH)1.8份(即,以有效成分量计为0.18份)和离子交换水146.9份的乳化液。滴加结束后再将体系保持在60℃3小时。将所得到的聚合反应液冷却到常温,然后添加浓度10%的氨水调节到pH7。使用2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物(和光纯药工业公司制造,商品名“VA-057”)作为聚合引发剂。本例的聚合溶液中的丙烯酸类聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为18.1%,上述丙烯酸类聚合物的重均分子量(Mw)为约110万~约143万的范围,数均分子量(Mn)为约24万,Mw/Mn为约4.5~约6.0的范围。另外,上述丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度(Tg)为-68.2℃。
然后,相对于上述聚合反应液中所含的丙烯酸类聚合物100份配合0.5份异氰酸酯类交联剂和30份增粘剂,从而制备了本例的水分散型粘合剂组合物。作为上述异氰酸酯类交联剂,使用水分散型多异氰酸酯(DIC株式会社制造的商品名“BURNOCKDNW-5010”)。作为上述增粘剂,使用荒川化学工业株式会社制造的商品名“TAMANOLE-200NT”。
[粘合片的制作]
将上述得到的水分散型粘合剂组合物涂布到PET制造的脱模薄膜(三菱树脂株式会社制造的商品名“DiafoilMRF-38”)上,在120℃干燥3分钟,从而形成厚度13μm的第一粘合剂层。将该第一粘合剂层贴合到厚度5μm的PET薄膜基材(东丽株式会社制造的商品名“Lumirror5AF53”)的第一面后,在上述PET薄膜基材的第二面涂布上述的水分散型粘合剂组合物,在120℃干燥3分钟,从而形成厚度13μm的第二粘合剂层。由此,制作了本例的双面粘合片。本例的第二粘合剂层的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GB为20.8%。本例和后述的各例的概要如表1所示。
(例2)
将异氰酸酯类交联剂的配合量变为相对于100份丙烯酸类聚合物为1.5份,除此以外与例1同样地制备了水分散型粘合剂组合物。使用该粘合剂组合物与例1同样地制作了本例的双面粘合片。该例中的GB为33.1%。
(例3)
使用聚氧化乙烯-1-(烷氧基甲基)烷基醚硫酸铵(第一工业制药株式会社制造的商品名“AqualonKH-1025”)代替烷基烯丙基磺基琥珀酸钠作为乳化剂,除此以外与例2同样地制备了水分散型粘合剂组合物。使用该粘合剂组合物与例1同样地制作了本例的双面粘合片。该例中的GA为5.4%,GB为37.9%。
(例4)
除了未使用交联剂以外与例1同样地制备了水分散型粘合剂组合物。使用该粘合剂组合物与例1同样地制作了本例的双面粘合片。该例中的GB为16.0%。
(例5)
将异氰酸酯类交联剂的配合量变为相对于丙烯酸类聚合物100份为5份,除此以外与例1同样地制备了水分散型粘合剂组合物。使用该粘合剂组合物与例1同样地制作了本例的双面粘合片。该例中的GB为48.1%。
(例6)
使用过硫酸铵(和光纯药工业公司制造,简称APS)代替“VA-057”作为聚合引发剂,除此以外与例2同样地制备了水分散型粘合剂组合物。使用该粘合剂组合物与例1同样地制作了本例的双面粘合片。该例中的GA为59.8%,GB为43.3%。
[对聚碳酸酯板的180度剥离强度(对PC粘合力)]
在各例的双面粘合片的第一粘合面(第一粘合剂层的粘合面)上贴合厚度25μm的PET薄膜(东丽株式会社制造的商品名“LumirrorS10”),将所得物体切割为宽度20mm、长度100mm的尺寸而制作了测定样品。在23℃、50%RH的环境下使上述测定样品的第二粘合面(第二粘合剂层的粘合面)露出,并通过使2kg的橡胶辊一次往返而将该第二粘合面压接到聚碳酸酯板的表面。将所得物体在相同环境下放置30分钟后,使用拉伸试验机,根据JISZ0237,在剥离角度180度、拉伸速度300mm/分钟的条件下测定了剥离强度(N/20mm宽度)。作为拉伸试验机,使用万能拉伸压缩试验机(装置名“拉伸压缩试验机、TCM-1kNB”,美蓓亚株式会社制造)。结果如表1所示。
[保持力]
在各例的双面粘合片的第一粘合面(第一粘合剂层的粘合面)上贴合厚度25μm的PET薄膜(东丽株式会社制造的商品名“LumirrorS10”),将所得物体切割为宽度10mm、长度100mm的尺寸,由此制作了试验片。使上述试验片的第二粘合面(第二粘合剂层的粘合面)露出,并在室温(23℃)下通过使2kg的辊一次往返而以宽度10mm、长度20mm的接触面积将上述试验片压接到作为被粘物的电木板(酚醛树脂板)上。将由此粘贴到被粘物上的试验片在相同环境下放置30分钟后,将被粘物垂下使得试验片的长度方向为铅垂方向,在该试验片的自由端施加500g的载荷,根据JISZ0237,在施加有该载荷的状态下在40℃的环境下放置1小时。测定该放置后试验片偏移的距离(偏移距离)。1小时以内试验片从被粘物落下时,记录落下所需的时间。结果如表1所示。
[耐回弹性试验]
将各例的双面粘合片在第一粘合面和第二粘合面双方各自由第一剥离衬垫和第二剥离衬垫保护的状态下切割为宽度10mm、长度90mm的尺寸。将第一剥离衬垫从粘合片剥离,将露出的第一粘合面(第一粘合剂层的粘合面)贴合到表面用甲苯清洗后的宽度10mm、长度90mm、厚度0.3mm的铝板的表面,由此制作了粘合剂层由铝板加衬后的试验片。将该试验片在23℃下静置1天后,如图8(a)所示,以试验片8的铝板85侧为内侧,将试验片8的长度方向沿直径40mm的圆柱状的玻璃管9的外周弯曲10秒。然后,从试验片8的粘合剂层(第二粘合剂层)82上剥离第二剥离衬垫84,将该粘合面(第二粘合面)如图8(b)所示使用大成层压机公司制造的小型贴合机在粘贴压力0.25MPa、粘贴速度0.3m/分钟的条件下压接到预先清洗后的丙烯酸类树脂板(被粘物)86的表面。在23℃经过24小时后,测定如图8(b)中虚线所示试验片8的两端从被粘物86的表面翘起的高度h1、h2,并计算两端的平均值作为试验片8的翘起高度。结果如表1所示。
[再剥离性试验]
在各例的双面粘合片的第1粘合面上贴合厚度25μm的PET薄膜(东丽株式会社制造的商品名“LumirrorS10”),将所得物体切割为宽度20mm、长度100mm的尺寸而制作了测定样品。在23℃、50%RH的环境下,使上述测定样品的第2粘合面露出,并且通过使2kg的橡胶辊一次往返而将该第2粘合面压接到作为被粘物的不锈钢板(SUS304BA板)上。将该测定样品在80℃保持5天后,在温度23℃、50%RH的环境下,使用拉伸试验机,在拉伸速度300mm/分钟、剥离角度180°的条件下从上述被粘物(SUS板)上剥离,观察剥离后粘合片和被粘物的状态,并以下述的两个等级评价再剥离性。
○:未产生被粘物上的胶糊残留。
×:观察到在被粘物上的胶糊残留。
需要说明的是,作为拉伸试验机,使用万能拉伸压缩试验机(装置名“拉伸压缩试验机、TCM-1kNB”,美蓓亚株式会社制造)。结果如表1所示。
[VOC测定试验]
切割出例1和例2的双面粘合片的5cm2部分(1cm×2.5cm的双面粘合片2个),将剥离衬垫剥离,然后放入小瓶(20mL)中并密封。然后,使用顶空采样器(HSS装置)在80℃保持30分钟。在相同温度下取小瓶中的气体样品1mL,注入气相色谱仪(GC装置)进行测定,并求出产生的甲苯气体的重量。将上述重量换算为每1g双面粘合片(不包括剥离衬垫)的重量(μg),并采用其作为VOC释放量(甲苯)(μg/g)。因此,本试验是以甲苯作为指标气体的VOC测定试验。甲苯气体的重量由从预先制作的丙酮(也可以是甲苯)的标准曲线得到的换算值求出。HSS和GC的设定如下所述。需要说明的是,测定VOC的总量时,与上述甲苯气体的情况同样地测定产生气体的合计重量而不仅仅是甲苯气体即可。
HSS:安捷伦技术公司制造,型号“7694”
加热时间:30分钟
加压时间:0.12分钟
定量圈填充时间:0.12分钟
定量圈平衡时间:0.05分钟
注射时间:3分钟
样品定量圈温度:160℃
传输线温度:200℃
GC装置:安捷伦技术公司制造,型号“6890”
柱:GL科学株式会社制造的J&W毛细管柱
商品名“DB-ffAP”(内径0.533mm×长度30m,膜厚1.0μm)
柱温:250℃(以10℃/分钟从40℃升温至90℃,接着以20℃/分钟升温至250℃并保持5分钟)
柱压:24.3kPa(恒流模式)
载气:氦气(5.0mL/分钟)
注射口:分流式(分流比12:1)
注射口温度:250℃
检测器:FID
检测器温度:250℃
表1
*聚合物合成中使用的成分以设2EHA为100份的相对值表示
关于交联剂、增粘剂,以相对于聚合物100份的份数(phr)表示。
如表1所示,使用异氰酸酯类交联剂作为交联剂,满足丙烯酸类聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%、并且交联后的粘合剂中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB为15%~45%的例1和例2中,可以以高水平兼顾再剥离性和耐回弹性。另一方面,丙烯酸类聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA小于10%的例3中,不能实现良好的耐回弹性。推测这是因为,GA的比例小,应力松弛性低。未使用异氰酸酯类交联剂的例4中,不能得到良好的再剥离性。可以看出,为了得到良好的再剥离性,利用异氰酸酯类交联剂形成的化学交联的存在是重要的。由该结果推测,即使使用异氰酸酯类交联剂,在GB小于15%的情况下,也不能实现优异的再剥离性。另外,GB超过45%的例5中,不能实现良好的耐回弹性。认为这是因为,大量引入利用异氰酸酯类交联剂形成的化学交联,凝聚性过度,结果耐回弹性下降。这一点也可以从例5中对PC粘合力显示出相对较低的值得以理解。另外,在GA超过50%的例6中,也不能实现良好的耐回弹性。由这些结果可以理解,GA在规定的比例以下有助于保持耐回弹性,但是GA过高时,导致耐回弹性下降。
另外,虽然在表中未特别显示,但是例1和例2的粘合片的VOC释放量(甲苯)均为每1g双面粘合片(不包括剥离衬垫)为约0.7μg。
以上,详细地说明了本发明的具体例,但是这些例子仅仅是例示,不限定权利要求书。权利要求书中记载的技术中包括将以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
附图标记
1、2、3、4、5、6粘合片
10基材
21、22粘合剂层
31、32剥离衬垫
Claims (5)
1.一种水分散型粘合剂组合物,其含有作为基础聚合物的粘合性聚合物和异氰酸酯类交联剂,其中,
所述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%,
以使得由所述粘合剂组合物形成的交联后的粘合剂中乙酸乙酯不溶成分所占的重量比例GB满足15%~45%的方式配合所述异氰酸酯类交联剂。
2.如权利要求1所述的组合物,其中,所述粘合性聚合物为丙烯酸类聚合物。
3.如权利要求1或2所述的组合物,其中,所述粘合性聚合物的玻璃化转变温度为-60℃以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,所述异氰酸酯类交联剂为水稳定性异氰酸酯类交联剂。
5.一种粘合片,其具有由含有作为基础聚合物的粘合性聚合物和异氰酸酯类交联剂的水分散型粘合剂组合物形成的粘合剂层,其中,
所述粘合性聚合物的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GA为10%~50%,
所述粘合剂层的乙酸乙酯不溶成分的重量比例GB为15%~45%。
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