CN116529074A - 粘合片用树脂及粘合片 - Google Patents

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CN116529074A CN202180073475.1A CN202180073475A CN116529074A CN 116529074 A CN116529074 A CN 116529074A CN 202180073475 A CN202180073475 A CN 202180073475A CN 116529074 A CN116529074 A CN 116529074A
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平野敬祐
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本发明提供即使在贴附至柔软的被粘物、表面脆弱的被粘物、强度低的被粘物的情况下也具有不剥落、不偏移这样的粘接可靠性、并且在剥离时能够不对被粘物造成损伤地剥离的粘合片用树脂。所提供的粘合片用树脂的25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内,37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内,并且37℃时的表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内。

Description

粘合片用树脂及粘合片
技术领域
本发明涉及粘合片用树脂及粘合片。
本申请要求基于2020年10月29日提出申请的日本专利申请2020-181692号及2021年4月28日提出申请的日本专利申请2021-075785号的优先权,这些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(也称为压敏粘接剂。下同。)具有在室温附近的温度区域呈柔软的固体(粘弹性体)的状态、通过压力简单地粘接于被粘物的性质。利用这样的性质,粘合剂以在支撑体上具有粘合剂层的带支撑体的粘合片的形态、或者不具有支撑体的无支撑体的粘合片的形态被广泛用于各种领域中。作为与粘合片相关的技术文献,可举出专利文献1~4。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6591841号公报
专利文献2:日本专利申请公开2017-39856号公报
专利文献3:日本专利申请公开2020-6166号公报
专利文献4:日本专利申请公开2019-14852号公报
发明内容
发明所要解决的课题
粘合片会根据其使用方式而需要在贴附后不剥落、不偏移、在剥离时不残胶(使其完美地剥离)这样的性能。例如,在纸、人的肌肤这样柔软的被粘物的情况下,由于被粘物表面的变形等而容易发生剥落,实现在长期间内不剥落、不偏移这样的性能并不容易。另外,若使用与被粘物牢固地粘接而不剥落这样强粘合性的粘合剂,则会引起下述问题:在将粘合片从被粘物剥离时因强粘合而产生残胶,或者粘合片的一部分(例如无纺布基材等)断裂,粘合片的一部分残存于被粘物,等等。这样的粘合片的剥离需要大量的劳力,不理想。在如上所述的柔软的被粘物、表面脆弱的被粘物、机械强度低的被粘物的情况下,有从被粘物的剥离更难的倾向,甚至对被粘物造成损伤或者将被粘物破坏。尤其是对于贴合至人的肌肤的粘合片,除了要求在贴合期间不引起皮肤的斑疹等之外,还要求在剥离时对皮肤的刺激、损伤少的剥离性。在这样的用途中,重要的是在从皮肤剥离粘合剂时不感到疼痛、或者以少的疼痛使其剥离。但是,若为了这样的易剥离性而例如使粘合剂较硬等,则粘合力降低,在贴附固定时容易发生剥落、偏移,得不到粘接可靠性。
联系到上述的课题,在专利文献1中提出了通过利用有机硅系化合物对氨基甲酸酯系粘合剂进行修饰来减少残胶的方法。但是,并没有对与不剥落并且不偏移的性能的兼顾进行研究。另外,在专利文献2中,通过向粘合剂中导入具有紫外线反应性的官能团的成分,在贴合后照射紫外线而使其反应,从而防止残胶,获得剥离性。但是,从需要在贴合后照射紫外线的操作这一点来看,其并不容易操作。另外,专利文献2中公开的粘合剂的粘合力低,因此不适合于要求不剥落、不偏移的性能的用途。另外,在专利文献3中提出了向粘合剂中添加特定的脂肪酸酯来减少对皮肤的刺激,但其为弱粘合性,仍然不能期待不剥落、不偏移这样的性能。另一方面,在专利文献4中公开了具有较高的粘合力的粘合剂,记载了在产生残胶的情况下用有机溶剂清洗除去,但在将粘合片从被粘物除去时需要基于有机溶剂的拭去操作,在便利性、使用部位等方面有限制。
本发明是鉴于上述情况而创造出来的,其目的是提供即使在贴附至柔软的被粘物、表面脆弱的被粘物、强度低的被粘物的情况下也具有不剥落、不偏移这样的粘接可靠性、并且在剥离时能够不对被粘物造成损伤地剥离的粘合片。相关的其他目的是提供可用于这样的粘合片的粘合片用树脂。
用于解决课题的手段
根据该说明书,可提供粘合片用树脂。该树脂的25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内,37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内,并且37℃时的表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内。通过使用满足上述特性的树脂,能够制作不易剥落、不易偏移、并且在剥离时能不对被粘物造成损伤地剥离的粘合片。具体而言,配置于粘合片的上述树脂通过具有上述特性,从而以例如片状的形态缓慢地进行应力缓和而变形,追随被粘物,因此有助于实现不易剥落、不易偏移的粘合片性能。另一方面,上述树脂适度地抵抗剥离时的变形,减少应力向被粘物的局部集中,因此,在将配置有该树脂的粘合片剥离时,能够在防止因所述剥离时的应力而导致的对被粘物的损伤的发生的同时将粘合片剥离。
一些优选方式中,上述树脂在温度为37℃、压入深度为1000nm、压入拔出速度为1000nm/s的条件下实施的纳米压痕仪测定中的卸载曲线位移量在400nm~1500nm的范围内。根据使用满足上述特性的树脂制作的粘合片,可理想地实现由此处所公开的技术带来的效果。
一些优选方式中,上述树脂在温度为37℃、压入深度为1000nm、压入拔出速度为1000nm/s的条件下实施的纳米压痕仪测定中的载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积为5pJ以上。根据使用满足上述特性的树脂制作的粘合片,可理想地实现由此处所公开的技术带来的效果。
一些方式中,上述树脂的玻璃化转变温度(Tg)在5℃~40℃的范围内。通过使用具有上述范围的Tg的树脂,从而存在下述倾向:在上述Tg附近或Tg以上的温度柔软性增加,变得容易缓慢地追随被粘物。
一些优选方式中,前述树脂为丙烯酸系树脂。通过使用丙烯酸系树脂作为上述树脂,能够理想地实现具有特定的储能弹性模量及表面硬度的构成。
另外,根据本说明书,可提供层叠有由此处所公开的任意树脂形成的A层的粘合片。根据上述构成的粘合片,该粘合片中包含的A层缓慢地追随被粘物,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。另外,在将粘合片从被粘物剥离时,具有A层的粘合片适度地抵抗剥离时的变形,应力向被粘物的局部集中得以减少,因此,能够在防止因该应力导致的对被粘物的损伤的发生的同时完成剥离。
一些优选方式涉及的粘合片具有对于不锈钢板而言的180度剥离强度(对于SUS的粘合力)为4N/10mm以上的粘接面。具有这样的粘接面的粘合片能够对被粘物发挥良好的粘接固定功能。另外,根据此处所公开的粘合片,即使如上述的那样使粘接面具有规定值以上的粘合力,也由于存在A层而能够无残胶地从被粘物剥离。
另外,由本说明书提供的粘合片可以具有25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内、并且37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内的A层。该粘合片具有对于不锈钢板而言的180度剥离强度为4N/10mm以上的粘接面。根据上述构成的粘合片,能够对被粘物发挥良好的粘接固定功能,并且,该粘合片中包含的A层缓慢地追随被粘物,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。另外,在将粘合片从被粘物剥离时,具有A层的粘合片适度地抵抗剥离时的变形,应力向被粘物的局部集中得以减少,因此,能够在防止因该应力导致的对被粘物的损伤的发生的同时、无残胶地完成剥离。
一些优选方式涉及的粘合片除了前述A层之外还具有构成前述粘接面的B层。由于具有构成粘接面的B层(典型而言为粘合剂层),因此能够在保持A层的功能(体积应力控制功能)的同时,通过B层的设计来控制与被粘物的密合性(界面控制)。虽无特别限定,但作为B层,优选采用丙烯酸系粘合剂层。通过使B层为丙烯酸系粘合剂,从而能够理想地获得规定值以上的粘合力(对于SUS的粘合力)。
前述B层的厚度可以为0.5μm以上100μm以下。一些方式中,前述B层的厚度可以为0.5μm以上且小于10μm。利用具备这样的薄厚度的B层的构成,可理想地实现由此处所公开的技术带来的效果。
一些方式涉及的粘合片除了前述A层之外还具有C层。此处,前述C层被配置在前述A层的与前述粘接面侧相反的一侧。通过按上述粘接面、A层、C层的顺序配置,从而能够有效地针对上述粘接面发挥A层的功能(体积应力控制功能),并且向粘合片赋予C层的功能。例如,通过使C层为粘合剂层,从而不仅有上述粘接面(也称为第1粘接面。),粘合片的C层侧也成为粘接面(第2粘接面),具有由双面粘接性实现的固定功能。另外,例如,通过使C层具有缓冲性,从而能够利用C层吸收C层侧的形状(例如被粘物形状)、外力,防止对第1粘接面侧产生影响。
一些优选方式中,前述C层包含中空粒子,或者具有气泡,或者是这两者。通过采用具有中空粒子、气泡的C层,从而将粘合片从被粘物剥离的能量增大,除了由A层的存在所带来的效果之外,也会变得更不易剥落、不易偏移。这样的C层的作用不会损害由A层的存在所带来的剥离性(防止对被粘物的损伤),而有贡献于以更高的水平实现由此处所公开的技术带来的效果(不易从被粘物剥落,不易偏移,并且在剥离时不对被粘物造成损伤)。上述C层具有缓冲性,因此,例如在C层侧配置有硬质的构件时,能够利用C层吸收该构件形状对粘合片的影响,能不影响位于其相反侧的粘接面。一些方式中,前述C层为丙烯酸系粘合剂层。此处所公开的技术优选以具备丙烯酸系粘合剂层作为C层的构成(典型而言为双面粘合片的构成)实施。
此处所公开的粘合片优选以将粘接面贴附于人的皮肤的方式使用。贴附至人的皮肤的粘合片利用体温而缓慢地追随贴附部位,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。例如,能够具有即使人活动也不易剥落、不易偏移的性能。另一方面,在将粘合片剥离时,由于A层的存在,粘合片适度地抵抗剥离时的变形,应力向被粘物的局部集中得以减少。具体地,关于此处所公开的粘合片,较之其粘合力、不易剥落性而言,剥离初期的应力极大值被抑制,因此,从皮肤剥离粘合剂时的皮肤的拉扯(变形量)少,能够实现不感到疼痛或者不太感到疼痛的、对皮肤柔和的剥离。
另外,此处所公开的粘合片特别适合于将传感器固定于人的皮肤的用途。此处所公开的粘合片可以如上述的那样用于贴附于人的皮肤的用途。另外,即使介由粘合片将传感器等固定于人的特定部位,也不易剥落,不易偏移,因此,能以高精度发挥与传感器固定部位相关的感知功能。这样的具有向人体的部位固定传感器的功能的粘合片能在医疗、保健、运动科学等领域中成为有益的粘合片。
另外,根据本说明书,可提供适合于实现由此处所公开的技术带来的效果的新构成的粘合片。作为这样的粘合片的构成,可举出层叠有构成粘接面的B层(粘合剂层)的粘合片。该粘合片具有对于不锈钢板而言的180度剥离强度为4N/10mm以上的粘接面。作为上述B层,优选采用丙烯酸系粘合剂层。另外,虽无特别限定,但B层的厚度可以为0.5μm以上且小于10μm。
附图说明
[图1]为示意性地示出一个实施方式涉及的粘合片用树脂的构成的截面图。
[图2]为示意性地示出一个实施方式涉及的粘合片的构成的截面图。
[图3]为示意性地示出另一个实施方式涉及的粘合片的构成的截面图。
[图4]为示意性地示出带有传感器的粘合片的构成例的截面图。
[图5]为示出实施例1的剥离应力分布测定结果的曲线图。
[图6]为示出实施例2的剥离应力分布测定结果的曲线图。
[图7]为示出比较例1的剥离应力分布测定结果的曲线图。
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,除了本说明书中特别提到的情况之外的实施本发明所必需的事项可以由本领域技术人员基于本说明书中记载的关于发明的实施的教导和申请时的技术常识而理解。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。另外,在以下的附图中,有时对发挥相同作用的构件·部位标注相同的标记来进行说明,并且有时省略或简化重复的说明。另外,附图中记载的实施方式是为了清楚地说明本发明而示意出的,而不必然准确地表示所实际提供的制品的尺寸或缩小比例。
本说明书中,所谓“粘合剂”,如前述的那样,是指具有在室温附近的温度区域呈柔软的固体(粘弹性体)的状态、通过压力简单地粘接于被粘物的性质的材料。此处所谓的粘合剂如“C.A.Dahlquist,“Adhesion:Fundamentals and Practice”,McLaren&Sons,(1966)P.143”中所定义的那样,通常可以是具有满足复数拉伸弹性模量E(1Hz)<107dyne/cm2的性质的材料(典型而言为于25℃具有上述性质的材料)。
<粘合片用树脂>
(构成例)
此处所公开的粘合片用树脂的形状没有特别限定,例如,具备具有图1中示意性地示出的截面结构的树脂片的形态。图1所示的树脂片10由单层结构的树脂层形成。该树脂片10在使用前可以为其至少一个表面被剥离衬垫保护的带有剥离衬垫的树脂片的形态。
(25℃储能弹性模量)
此处所公开的粘合片用树脂的25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内。通过使上述25℃储能弹性模量在上述数值范围内,从而容易获得适度的形状保持性和应力缓和性,在用作粘合片材料使用时,容易同时实现对于被粘物的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止。上述25℃储能弹性模量例如可以为大约30MPa以上,也可以为大约60MPa以上,也可以为大约90MPa以上。上述25℃储能弹性模量可以为大约400MPa以下,也可以为大约300MPa以下,也可以为大约150MPa以下,也可以为大约100MPa以下。
(37℃储能弹性模量)
此处所公开的粘合片用树脂的37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内。通过使上述37℃储能弹性模量在上述数值范围内,从而容易获得适度的形状保持性和应力缓和性,在用作粘合片材料时,容易同时实现对于被粘物的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止。例如,在贴附于人的皮肤来使用的方式中,具备满足上述特性的树脂的粘合片利用体温而缓慢地追随柔软的贴附部位,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。另外,能够具有即使人活动也不易剥落、不易偏移的性能。上述37℃储能弹性模量例如可以为大约0.6MPa以上,也可以为大约0.7MPa以上,也可以为大约0.8MPa以上(例如1.0MPa以上)。上述37℃储能弹性模量可以为大约15MPa以下,也可以为大约10MPa以下,也可以为大约5MPa以下,也可以为大约3MPa以下(例如1.5MPa以下)。
(玻璃化转变温度)
虽无特别限定,但上述树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选在5℃~40℃的范围内。通过使用具有上述范围的Tg的树脂,从而存在下述倾向:在上述Tg附近或Tg以上的温度柔软性增加,变得容易缓慢地追随被粘物。上述Tg优选为15℃以上,更优选为20℃以上,也可以为25℃以上,也可以为30℃以上。另外,上述Tg优选为35℃以下,也可以为30℃以下,也可以为25℃以下。具有上述Tg的树脂在人的体温附近时柔软性变高而应力缓和性增大,因此,在用于直接或间接地贴附于人的肌肤的粘合片的方式中,能够良好地追随被粘物。
上述树脂的粘弹性特性(25℃储能弹性模量、37℃储能弹性模量及Tg)可以通过动态粘弹性测定而求出。具体而言,可利用后述的实施例中记载的方法测定。另外,上述树脂的粘弹性特性可以通过基于本说明书的记载选定树脂构成成分、组成、树脂制备条件等来进行调节。需要说明的是,本说明书中的树脂的Tg是指由动态粘弹性测定中的tanδ的峰温度求出的玻璃化转变温度。对于作为后述的B层的粘合剂的Tg而言也是同样的。
(37℃表面硬度)
此处所公开的树脂的37℃时的表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内。通过使上述表面硬度在上述数值范围内,从而上述树脂在配置于粘合片时缓慢地进行应力缓和而变形,追随被粘物,因此有助于实现不易剥落、不易偏移的性能。例如,在使用上述树脂作为直接或间接地贴附于人的肌肤的粘合片材料的情况下,上述树脂在人的体温附近具有上述表面硬度,因此良好地追随被粘物,能够理想地发挥优异的性能。另一方面,上述树脂适度地抵抗将粘合片剥离时的变形,减少应力向被粘物的局部集中,因此,能够有助于防止因所述剥离时的应力而导致的对被粘物的损伤的发生。上述表面硬度优选为0.2MPa以上,更优选为0.3MPa以上,也可以为0.4MPa以上。另外,上述表面硬度优选为1.2MPa以下,更优选为1.0MPa以下,进一步优选为0.8MPa以下,也可以为0.6MPa以下(例如0.5MPa以下)。
(卸载曲线位移量)
一些优选方式中,对于上述树脂而言,于37℃实施的纳米压痕仪测定中的卸载曲线位移量在400nm~1500nm的范围内。上述卸载曲线位移量为400nm以上的树脂在配置于粘合片时具有适度的粘性并且适度地追随被粘物,因此有助于实现不易剥落、不易偏移的性能。例如,在使用上述树脂作为直接或间接地贴附于人的肌肤的粘合片材料的情况下,上述树脂在人的体温附近满足上述卸载曲线位移量,因此能够理想地发挥优异的性能。另外,通过使上述卸载曲线位移量在上述范围内,从而相对于剥离粘合片时的载荷的变形被抑制,适度地降低对于被粘物的应力,能够有助于防止因所述剥离时的应力而导致的对被粘物的损伤的发生。上述卸载曲线位移量可以为500nm以上,也可以为700nm以上,也可以为900nm以上,也可以为1100nm以上。另外,上述卸载曲线位移量可以为1300nm以下,也可以为1000nm以下,也可以为800nm以下,也可以为600nm以下。
(载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积)
一些优选方式中,对于上述树脂而言,于37℃实施的纳米压痕仪测定中的载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积为5pJ以上。满足该特性的树脂在配置于粘合片时具有适度的粘性并且适度地追随被粘物,因此有助于实现不易剥落、不易偏移的性能。例如,在使用上述树脂作为直接或间接地贴附于人的肌肤的粘合片材料的情况下,上述树脂在人的体温附近满足上述特性,因此能够理想地发挥优异的性能。上述载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积[pJ]可以为8以上,也可以为10以上,也可以为12以上。另外,上述载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积[pJ]的上限没有特别限定,例如可以为50以下,也可以为30以下,也可以为15以下。
上述37℃表面硬度、卸载曲线位移量及载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积可以通过在温度为37℃、压入深度为1000nm、压入拔出速度(压入速度及拔出速度)为1000nm/s的条件下实施的纳米压痕仪测定而求出。具体而言,可利用后述的实施例中记载的方法测定。另外,上述树脂的纳米压痕特性(上述37℃表面硬度、卸载曲线位移量及载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积)可以通过基于本说明书的记载选定树脂构成成分、组成、树脂制备条件等来进行调节。
(树脂材料)
此处所公开的树脂可以包含选自例如丙烯酸系树脂、橡胶系树脂(天然橡胶系、合成橡胶系、它们的混合系等)、有机硅系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、聚醚系树脂、聚酰胺系树脂、氟系树脂等已知的各种树脂中的1种或2种以上的树脂而构成。此处,所谓丙烯酸系树脂,是指以丙烯酸系聚合物为主成分(基础聚合物)的树脂。对于橡胶系树脂等其他树脂也是同样的含义。
需要说明的是,所谓树脂的“基础聚合物”,是指该树脂中包含的聚合物的主成分,除此以外,不作任何限定性解释。另外,在该说明书中,所谓“主成分”,是指以重量基准计、所含成分中以最多的比例被包含的成分。因此,例如在树脂由3种成分以上构成的情况下,该树脂中的主成分的含量可以为34重量%以上。
另外,在该说明书中,所谓“丙烯酸系聚合物”,是指来自包含多于50重量%的丙烯酸系单体的单体成分的聚合物,也称为丙烯酸系聚合物。上述丙烯酸系单体是指在1分子中具有至少1个(甲基)丙烯酰基的单体。另外,在该说明书中,所谓“(甲基)丙烯酰基”,是总括地表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基的含义。同样,分别地,所谓“(甲基)丙烯酸酯”,是总括地表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的含义,所谓“(甲基)丙烯酸-”,是总括地表示丙烯酸-及甲基丙烯酸-的含义。
(丙烯酸系树脂)
一些方式中,可优选采用丙烯酸系树脂作为上述树脂的构成材料。具体而言,此处所公开的树脂可以为包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂存在分子设计的自由度优异的倾向,适合于形成满足上述特性的树脂。
(丙烯酸系聚合物)
作为此处所公开的丙烯酸系树脂,例如,优选含有由包含在酯末端具有碳原子数1以上20以下的直链或支链状的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体成分构成的丙烯酸系聚合物作为基础聚合物。以下,有时将在酯末端具有碳原子数为X以上Y以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯表述为“(甲基)丙烯酸CX-Y烷基酯”。从容易取得特性的均衡性的方面考虑,一些方式涉及的丙烯酸系聚合物的单体成分整体中的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例例如为25重量%以上,30重量%以上是适当的,优选为35重量%以上。另一些方式中,丙烯酸系聚合物的单体成分整体中的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例多于50重量%是适当的,优选为70重量%以上,更优选为80重量%以上,例如也可以为90重量%以上。上述单体成分中的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例例如可以为99.9重量%以下,也可以为99重量%以下,也可以为95重量%以下。从调节丙烯酸系树脂的表面硬度、储能弹性模量、Tg等的观点考虑,一些方式涉及的C1-20(甲基)丙烯酸烷基酯在丙烯酸系聚合物的单体成分整体中所占的比例例如可以为80重量%以下,也可以为60重量%以下,也可以为50重量%以下(例如小于50重量%),也可以为40重量%以下。(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的非限定性的具体例,可举出(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)丙烯酸叔丁酯、(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)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(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)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异硬脂基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等。
它们之中,优选至少使用(甲基)丙烯酸C4-20烷基酯,更优选至少使用(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯,进一步优选至少使用(甲基)丙烯酸C4-12烷基酯,特别优选至少使用丙烯酸C4-10烷基酯。例如,优选包含丙烯酸正丁酯(BA)及丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)中的一者或两者作为上述单体成分。作为可优选使用的(甲基)丙烯酸C4-20烷基酯的其他例子,可举出丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(2EHMA)、丙烯酸异硬脂基酯(iSTA)等。(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
一些方式中,构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分中,(甲基)丙烯酸C4-18烷基酯(优选为(甲基)丙烯酸C4-12烷基酯,更优选为丙烯酸C4-10烷基酯)在(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯中所占的比例优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上,也可以为50重量%以上,也可以为70重量%以上,例如也可以为80重量%以上,也可以为90重量%以上,也可以为95~100重量%。
另一些方式中,出于使丙烯酸系树脂的Tg上升、调节表面硬度、储能弹性模量等的目的,优选从上述具有直链或支链状的烷基的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯中使用均聚物的玻璃化转变温度(Tg)为10℃以上的(甲基)丙烯酸烷基酯(高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯)。作为这样的(甲基)丙烯酸烷基酯的优选例,可举出甲基丙烯酸甲酯(MMA)(均聚物Tg:105℃)、BMA(均聚物Tg:20℃)。高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分中,高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯在(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯中所占的比例优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,进一步优选为30重量%以上,也可以为35重量%以上,例如也可以为40重量%以上。另外,高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯在(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯中所占的比例例如可以设定为70重量%以下,优选为60重量%以下,也可以为50重量%以下,也可以为30重量%以下,也可以为10重量%以下,也可以为3重量%以下。(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯也可以实质上不含高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯。
构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分可以根据需要在包含(甲基)丙烯酸烷基酯的同时包含能与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体(共聚性单体)。作为共聚性单体,可以优选使用具有极性基团(例如,羧基、羟基、含有氮原子的环等)的单体、均聚物的玻璃化转变温度较高的(例如10℃以上的)单体。具有极性基团的单体能有助于向丙烯酸系聚合物中导入交联点、或者提高丙烯酸系树脂的凝集力。共聚性单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
作为共聚性单体的非限定性的例子,可举出含有羧基的单体、含有酸酐基的单体、含有羟基的单体、含有磺酸基或磷酸基的单体、含有环氧基的单体、含有氰基的单体、含有异氰酸酯基的单体、含有酰胺基的单体、含有氨基的单体、具有含有氮原子的环的单体、具有琥珀酰亚胺骨架的单体、马来酰亚胺类、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类、含有烷氧基的单体、含有烷氧基甲硅烷基的单体、乙烯基酯类、乙烯基醚类、芳香族乙烯基化合物、烯烃类、具有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯、具有芳香族烃基的(甲基)丙烯酸酯、以及(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等含有杂环的(甲基)丙烯酸酯、含有氯乙烯基、氟原子的(甲基)丙烯酸酯等含有卤素原子的(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯等含有硅原子的(甲基)丙烯酸酯、由萜烯化合物衍生物醇得到的(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选为含有羧基的单体、含有羟基的单体、具有含有氮原子的环的单体、具有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
关于作为共聚性单体的优选例的含有羧基的单体,例如,可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、异巴豆酸等。
作为含有羟基的单体,例如,可举出(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2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂基酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等。
作为具有含有氮原子的环的单体,例如,可举出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-乙烯基噁唑、N-(甲基)丙烯酰基-2-吡咯烷酮、N-(甲基)丙烯酰基哌啶、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基-3-吗啉酮、N-乙烯基-2-己内酰胺、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-吗啉二酮、N-乙烯基吡唑、N-乙烯基异噁唑、N-乙烯基噻唑、N-乙烯基异噻唑、N-乙烯基哒嗪等(例如,N-乙烯基-2-己内酰胺等内酰胺类)。
作为具有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯,例如,可举出(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯等含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
使用含有极性基团的单体的情况下,其使用量没有特别限定,例如设定为单体成分整体的0.01重量%以上是适当的。从更良好地发挥含有极性基团的单体的使用效果的观点考虑,可以将含有极性基团的单体的使用量设定为单体成分整体的0.1重量%以上,也可以设定为0.5重量%以上。另外,从容易取得特性(表面硬度、储能弹性模量、Tg等)的均衡性的观点考虑,含有极性基团的单体的使用量设定为单体成分整体的60重量%以下是适当的,也可以为50重量%以下,也可以为40重量%以下。
使用均聚物的玻璃化转变温度为10℃以上的高Tg单体的情况下,其使用量没有特别限定,例如设定为单体成分整体的1重量%以上是适当的。从更良好地发挥高Tg单体的使用效果的观点考虑,可以将高Tg单体的使用量设定为单体成分整体的10重量%以上,也可以设定为30重量%以上,也可以设定为40重量%以上(例如50重量%以上)。另外,从容易取得特性(表面硬度、储能弹性模量、Tg等)的均衡性的观点考虑,高Tg单体的使用量设定为单体成分整体的80重量%以下是适当的,优选为70重量%以下,更优选为60重量%以下,也可以为50重量%以下,也可以为40重量%以下,也可以为30重量%以下(例如10重量%以下)。需要说明的是,在高Tg单体中,有时包含属于含有极性基团的单体的单体,自不必说,反之也是这样。
一些方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体成分可包含含有羟基的单体。通过使用含有羟基的单体,可适宜地调节丙烯酸系树脂的凝集力、交联(例如,基于异氰酸酯交联剂的交联)的程度。作为含有羟基的单体,可以使用上文示例的单体等,可优选采用例如丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)。含有羟基的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
使用含有羟基的单体的情况下的使用量没有特别限制,一些优选方式中,含有羟基的单体的使用量为单体成分整体的0.01重量%以上,0.1重量%以上是适当的,优选为0.5重量%以上,更优选为1重量%以上。另外,一些方式中,含有羟基的单体的使用量设定为单体成分整体的例如10重量%以下是适当的,也可以设定为5重量%以下,也可以设定为3重量%以下,也可以设定为1重量%以下。
一些方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体成分可包含含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。由此,能够提高丙烯酸系树脂的凝集力、Tg。作为含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯,可以使用上文示例的成分等,可优选采用例如丙烯酸环己酯(CHA)、丙烯酸异冰片基酯(IBXA)。含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
使用含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯的情况下的使用量没有特别限制,例如可以设定为单体成分整体的1重量%以上,也可以为10重量%以上。一些优选方式中,含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯的含量为单体成分整体的30重量%以上,更优选为40重量%以上,例如也可以为50重量%以上。另外,从容易取得特性(表面硬度、储能弹性模量、Tg等)的均衡性的观点考虑,含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯的使用量的上限设定为单体成分整体的80重量%以下是适当的,优选为70重量%以下,更优选为60重量%以下,也可以为50重量%以下,也可以为40重量%以下,也可以为30重量%以下(例如10重量%以下)。一些方式中,含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯在构成丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例可以为3重量%以下,也可以为1重量%以下。上述单体成分也可以实质上不含含有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
一些优选方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体成分可包含具有氮原子的单体。由此,能够提高丙烯酸系树脂的凝集力。作为具有氮原子的单体,可以使用上文示例的单体等。作为具有氮原子的单体的优选例,可举出具有含有氮原子的环的单体。例如,可举出N-乙烯基环状酰胺,其中,可优选采用N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)。具有氮原子的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
具有氮原子的单体(优选为具有含有氮原子的环的单体)的使用量没有特别限制,例如可以为单体成分整体的1重量%以上,也可以为3重量%以上,进而可以设定为5重量%以上。另外,具有氮原子的单体的使用量设定为单体成分整体的例如30重量%以下是适当的,也可以设定为15重量%以下,也可以设定为10重量%以下。一些方式中,具有氮原子的单体在构成丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例可以为3重量%以下,也可以为1重量%以下。上述单体成分也可以实质上不含具有氮原子的单体。
一些方式中,含有羧基的单体在丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例例如可以为0重量%以上且小于10重量%,也可以小于3重量%,也可以小于1重量%(例如小于0.1重量%)。作为丙烯酸系聚合物的单体成分,也可以实质上不使用含有羧基的单体。此处,所谓“实质上不使用”成分,是指至少不有目的地使用该成分。
在聚合时,根据聚合方法、聚合方式等,可使用已知或常用的热聚合引发剂、光聚合引发剂。这样的聚合引发剂可以单独使用1种或者适宜地组合使用2种以上。
作为热聚合引发剂,没有特别限定,例如可以使用偶氮系聚合引发剂、过氧化物系引发剂、由过氧化物与还原剂的组合形成的氧化还原系引发剂、取代乙烷系引发剂等。更具体而言,例如可例示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]四水合物(VA-057)等偶氮系引发剂;例如过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐;过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化氢等过氧化物系引发剂;例如苯基取代乙烷等取代乙烷系引发剂;例如过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合、过氧化物与抗坏血酸钠的组合等氧化还原系引发剂;等等,但并不限于这些。需要说明的是,热聚合可优选于例如20~100℃(典型而言为40~80℃)左右的温度实施。
作为光聚合引发剂,没有特别限定,例如可以使用缩酮系光聚合引发剂、苯乙酮系光聚合引发剂、安息香醚系光聚合引发剂、酰基氧化膦系光聚合引发剂、α-乙酮醇系光聚合引发剂、芳香族磺酰氯系光聚合引发剂、光活性肟系光聚合引发剂、苯偶姻系光聚合引发剂、苯偶酰系光聚合引发剂、二苯甲酮系光聚合引发剂、噻吨酮系光聚合引发剂等。
这样的热聚合引发剂或光聚合引发剂的使用量可以设定为与聚合方法、聚合方式等相应的通常的使用量,没有特别限定。例如,相对于聚合对象的单体100重量份而言,可以使用大约0.001~5重量份(典型而言,大约0.01~2重量份,例如大约0.01~1重量份)的聚合引发剂。
在上述聚合中,根据需要,可以使用以往已知的各种链转移剂(也可认为是分子量调节剂或者聚合度调节剂。)。作为链转移剂,可以使用正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸、α-硫代甘油等硫醇类。或者,也可以使用不含硫原子的链转移剂(非硫系链转移剂)。链转移剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。使用链转移剂的情况下,相对于单体成分100重量份而言,其使用量可以设定为例如大约0.01~1重量份左右。此处所公开的技术也可优选以不使用链转移剂的方式实施。
此处所公开的树脂可使用以聚合物、未聚合物(即,聚合性官能团未反应的形态)、或者它们的混合物的形态包含如上所述的组成的单体成分的树脂组合物形成。上述树脂组合物可以为下述各种形态:树脂(树脂成分)分散于水中的形态的水分散型树脂组合物;在有机溶剂中包含树脂的形态的溶剂型树脂组合物;以利用紫外线、放射线等活性能量射线进行固化而形成树脂的方式制备的活性能量射线固化型树脂组合物;在以加热熔融状态被涂敷并冷却至室温附近时形成树脂的热熔型树脂组合物;等等。一些方式涉及的树脂组合物为溶剂型树脂组合物或无溶剂型树脂组合物。在无溶剂型树脂组合物中,包括活性能量射线固化型树脂组合物及热熔型树脂组合物。
一些方式涉及的树脂组合物可以为活性能量射线固化型树脂组合物。本说明书中,所谓“活性能量射线”,是指具有能引起聚合反应、交联反应、引发剂的分解等化学反应的能量的能量射线。此处所谓的活性能量射线的例子包括紫外线、可见光线、红外线这样的光、α射线、β射线、γ射线、电子射线、中子射线、X射线这样的放射线等。作为活性能量射线固化型树脂组合物的一个优选例,可举出光固化型树脂组合物。光固化型的树脂组合物具有即使是厚实的树脂片(树脂层)、也能容易地形成这样的优点。其中,优选为紫外线固化型树脂组合物。
典型而言,光固化型树脂组合物以聚合物的形态包含该组合物的单体成分中的至少一部分(可以为单体的种类的一部分,也可以为分量的一部分。)。形成上述聚合物时的聚合方法没有特别限定,可以适宜地采用以往已知的各种聚合方法。例如,可以适宜地采用溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等热聚合(典型而言,在热聚合引发剂的存在下进行。);照射紫外线等光来进行的光聚合(典型而言,在光聚合引发剂的存在下进行。);照射β射线、γ射线等放射线来进行的放射线聚合;等等。其中,优选为光聚合。
一些优选方式涉及的光固化型树脂组合物包含单体成分的部分聚合物(例如丙烯酸系部分聚合物)。这样的部分聚合物典型而言为来自单体成分的聚合物与未反应的单体的混合物,优选呈浆状(具有粘性的液状)。以下,有时将这样的性状的部分聚合物称为“单体浆”或仅称为“浆”。使单体成分部分聚合时的聚合方法没有特别限制,可以适宜地选择使用如上所述的各种聚合方法。从效率、简便性的观点考虑,可优选采用光聚合法。通过光聚合,能够利用光的照射量(光量)等聚合条件来容易地控制单体成分的聚合转化率(单体转化)。
上述部分聚合物中的单体混合物的聚合转化率没有特别限定。上述聚合转化率例如可以设定为大约70重量%以下,从包含上述部分聚合物的树脂组合物的制备容易性、涂敷性、成型性等的观点考虑,大约50重量%以下是适当的,优选为大约40重量%以下。聚合转化率的下限没有特别限制,典型而言为大约1重量%以上,设定为大约5重量%以上是适当的。
在包含上述部分聚合物的树脂组合物中,可配合根据需要使用的其他成分(例如,光聚合引发剂、如后所述的多官能性单体、交联剂等)。配合这样的其他成分的方法没有特别限定,例如可以使其预先包含于上述单体混合物中,也可以添加至上述部分聚合物中。
一些方式涉及的树脂是由水分散型树脂组合物形成的树脂。作为水分散型树脂组合物的代表例,可举出乳液型树脂组合物。典型而言,乳液型树脂组合物含有单体成分的聚合物、和根据需要使用的添加剂。单体成分的乳液聚合通常在乳化剂的存在下进行。通过乳液聚合,可得到单体成分的聚合物分散于水中的乳液形态的聚合反应液。用于形成树脂的水分散型树脂组合物可优选使用上述聚合反应液来制造。
作为乳液聚合用的乳化剂,没有特别限制,可以使用已知的阴离子性乳化剂、非离子性乳化剂等。乳化剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。作为阴离子性乳化剂的非限定性的例子,可举出月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂基硫酸钠、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、聚氧乙烯烷基磺基琥珀酸钠等。作为非离子性乳化剂的非限定性的例子,可举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物等。也可以使用具有反应性官能团的乳化剂(反应性乳化剂)。作为反应性乳化剂的例子,可举出在上述的阴离子性乳化剂或非离子性乳化剂中导入丙烯基、烯丙基醚基等自由基聚合性官能团而成的结构的自由基聚合性乳化剂。
关于乳液聚合中的乳化剂的使用量,相对于单体成分100重量份而言,例如可以为0.2重量份以上,也可以为0.5重量份以上,也可以为1.0重量份以上,也可以为1.5重量份以上。另外,从耐水性提高、或者树脂的透明性提高的观点考虑,在一些方式中,乳化剂的使用量相对于单体成分100重量份而言设定为20重量份以下是适当的,优选设定为15重量份以下,也可以设定为10重量份以下。
一些方式涉及的树脂组合物可以为溶剂型树脂组合物。典型而言,溶剂型树脂组合物含有单体成分的溶液聚合物、和根据需要使用的添加剂(例如水亲和剂)。溶液聚合中使用的溶剂(聚合溶剂)可以从以往已知的有机溶剂(例如甲苯、乙酸乙酯等)中适宜地选择。通过溶液聚合,可得到单体成分的聚合物溶解于聚合溶剂中的形态的聚合反应液。此处所公开的溶剂型树脂组合物可优选使用上述聚合反应液来制造。
(多官能性单体)
在树脂组合物(进而为树脂)中,可根据需要使用多官能性单体。多官能性单体能有助于凝集力的调整等目的。对于多官能性单体而言,可在形成树脂时通过光(例如紫外线)照射等而使上述烯键式不饱和基团反应,由此形成具有适度的柔软性的交联结构。因此,本说明书中,“多官能性单体”可以换而言之为交联剂。例如,在由光固化型的树脂组合物形成的树脂中,可优选使用多官能性单体。作为多官能性单体,可使用具有2个以上的烯键式不饱和基团的化合物。多官能性单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
多官能性单体所具有的烯键式不饱和基团的例子包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基及烯丙基,但并不限于这些。从光反应性的观点考虑,作为优选的烯键式不饱和基团,可举出丙烯酰基及甲基丙烯酰基。其中,优选为丙烯酰基。
作为多官能性单体的例子,例如,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、二乙烯基苯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、丁二醇(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选为三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
多官能性单体的使用量根据其分子量、官能团数等的不同而不同,例如,相对于形成树脂中包含的聚合物的单体成分(典型而言为丙烯酸系聚合物或该聚合物的单体成分)100重量份而言,设定为0.01重量份~3.0重量份左右的范围是适当的。一些方式中,相对于上述单体成分100重量份而言的多官能性单体的使用量例如可以为0.02重量份以上,也可以为0.1重量份以上。一些方式中,相对于上述单体成分100重量份而言的多官能性单体的使用量例如设定为1.0重量份以下是适当的,优选为0.5重量份以下。通过设定多官能性单体的使用量,能够调节树脂的表面硬度、储能弹性模量。
(交联剂)
此处所公开的树脂组合物可以主要为了树脂(层)内的交联或树脂与其相邻面的交联而根据需要含有交联剂。交联剂的种类没有特别限制,可以根据例如树脂组合物的组成而从以往已知的交联剂中选择以使得该交联剂在树脂内发挥适当的交联功能。作为可使用的交联剂,可以例示异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、碳二亚胺系交联剂、三聚氰胺系交联剂、脲系交联剂、金属醇盐系交联剂、金属螯合物系交联剂、金属盐系交联剂、肼系交联剂、胺系交联剂等。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
交联剂的含量(包含2种以上的交联剂的情况下,为它们的合计量)没有特别限定。从实现具有作为目标的表面硬度、粘弹性特性的树脂的观点考虑,相对于形成树脂中包含的聚合物的单体成分(例如,丙烯酸系聚合物或该聚合物的单体成分)100重量份而言,交联剂的含量设定为大约5重量份以下是适当的,优选设定为大约0.001~5重量份,更优选设定为大约0.001~4重量份,进一步优选设定为大约0.001~3重量份。或者,也可以为不含如上所述的交联剂的树脂组合物。使用光固化型树脂组合物作为此处所公开的树脂组合物的情况下,该树脂组合物可以实质上不含异氰酸酯系交联剂等交联剂。此处所谓树脂组合物实质上不含交联剂,是指相对于上述单体成分100重量份而言的交联剂的量小于0.05重量份(例如小于0.01重量份)。
(表面活性剂)
一些优选方式中,树脂组合物可包含表面活性剂。此处所公开的树脂(典型而言为树脂片)可以具有多孔性(优选为包含连续气泡的多孔性),因此,在这样的多孔结构(优选为连续气泡结构)的树脂的形成中,表面活性剂可以是为了气泡直径的调节、气泡的稳定性等而使用的。因此,出于上述目的而使用的表面活性剂也称为气泡调节剂、气泡稳定剂。作为可使用的表面活性剂,可举出离子性表面活性剂(阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、两性表面活性剂)、烃系表面活性剂、有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂等。表面活性剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。例如,在水分散型树脂组合物中,除了上述的乳化剂(阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂)之外,还可以优选使用羧基甜菜碱型等的两性表面活性剂。
树脂组合物包含表面活性剂作为气泡调节剂的情况下,相对于形成树脂中包含的聚合物的单体成分(例如,丙烯酸系聚合物或该聚合物的单体成分)100重量份而言,上述表面活性剂的使用量例如可以为0.1重量份以上,也可以为0.5重量份以上,也可以为1.0重量份以上。另外,相对于单体成分100重量份而言,上述表面活性剂的使用量设定为10重量份以下是适当的,优选为8重量份以下,也可以设定为5重量份以下。
(其他成分)
此处所公开的树脂可根据需要而包含粘度调节剂(例如增粘剂)、pH调节剂、流平剂、制泡剂、增粘树脂、交联助剂、增塑剂、填充剂、颜料、染料等着色剂、稳定剂、防腐剂、抗老化剂等各种添加剂作为其他任选成分。关于这样的各种添加剂,可以通过常规方法使用以往已知的添加剂,并不特别对本发明赋予特征,因此省略详细的说明。
此处所公开的技术中,基础聚合物(优选为丙烯酸系聚合物)以外的成分在树脂中所占的量可以受到限制。此处所公开的技术中,树脂中的基础聚合物以外的成分的量例如为大约30重量%以下,为大约10重量%以下是适当的,优选为大约5重量%以下,更优选为大约3重量%以下,也可以为大约1.5重量%以下(例如小于1重量%)。这样限制了基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物)以外的成分量的组成可优选用于光固化型树脂组合物。
(树脂的形成)
树脂具有片状(树脂片)的形态的情况下,该树脂片可通过在将树脂组合物赋予(例如涂布)至适当的表面之后适宜地实施固化处理而形成。在进行2种以上的固化处理(干燥、交联、聚合等)的情况下,它们可以同时或在多个阶段中进行。使用了单体成分的部分聚合物(丙烯酸系单体浆)的树脂组合物中,典型而言,作为上述固化处理,进行最终的共聚反应。即,将部分聚合物供于进一步的共聚反应从而形成完全聚合物。例如,若为光固化性的树脂组合物,则实施光照射。根据需要,也可以实施交联、干燥等固化处理。例如,在需要以光固化性树脂组合物进行干燥的情况(例如,单体成分的部分聚合物溶解于有机溶剂中的形态的光固化性树脂组合物的情况)下,可以在使该组合物干燥后进行光固化。使用了完全聚合物的树脂组合物中,典型而言,作为上述固化处理,根据需要而实施干燥(加热干燥)、交联等处理。
树脂组合物的涂布可以使用例如凹版辊涂布机、逆转辊涂布机、吻式辊涂布机、浸入辊涂机、棒涂机、刮刀式涂布机、喷涂机等常用的涂布机来实施。
此处所公开的树脂片典型而言为单层结构的形态,但在不损害此处所公开的粘合片用树脂的效果的范围内,可以除了上述树脂(层)之外还具有包含1层或2层以上的追加层的多层结构。所述追加层可以为例如支撑上述树脂层的基材层。作为这样的追加层,没有特别限定,例如可举出无纺布、织物、其他多孔质膜等。使用无纺布、织物的情况下,其原材料没有特别限制,可以使用由下述纤维中的1种或2种以上形成的材料:棉、麻、羊毛等天然纤维;人造丝、乙酸酯等纤维素系纤维;维尼纶、尼龙等聚酰胺纤维、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯纤维、聚氨酯纤维等合成纤维;等等。作为多孔质膜,可举出由聚丙烯、聚乙烯、PET、聚氨酯等形成的树脂制多孔质膜。其中,优选为无纺布,更优选为由聚酯纤维等合成纤维形成的无纺布。这些基材材料能具有适度的通气性、透湿性,进而具有适度的伸缩性/非伸缩性,因此,可优选用于例如贴附于人的皮肤来使用的用途。
(树脂片(树脂层)的厚度)
在此处所公开的树脂为片状的形态的方式中,树脂片的厚度没有特别限定,例如可以为3μm~2000μm左右。从操作性、加工性等的观点考虑,在一些方式中,树脂片的厚度例如为10μm以上是适当的,优选为50μm以上,更优选为70μm以上,进一步优选为90μm以上。厚度大的树脂片能够有效地发挥该树脂片所具有的特性(硬度、粘弹性特性)。另外,树脂片的厚度例如可以为1000μm以下,500μm以下是适当的,优选为300μm以下,也可以为200μm以下。限制了厚度的树脂片适合于期望轻量化、薄厚度化的用途。一些优选方式中,树脂片的厚度例如为150μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为70μm以下,也可以为50μm以下(例如40μm以下)。使用了薄厚度的树脂片的粘合片对被粘物的追随性、耐回弹性优异,存在下述倾向:即使在例如长期间贴附的情况下,也不易发生从被粘物(例如人的皮肤)的翘起、剥落。
(多孔性树脂)
一些优选方式中,树脂(典型而言为树脂片)具有多孔性。具备此处所公开的树脂的粘合片优选以贴附于人的皮肤的方式使用,期望具有在贴附至人的皮肤的状态下使汗等水分逸出的透湿性。通过使用具有多孔性的树脂,从而能够理想地获得透湿性,会变得不易产生因汗等导致的闷热、发痒。多孔性树脂优选包含连续气泡。通过使用具有连续气泡结构的树脂,从而容易获得优异的透湿性。
在树脂中形成多孔结构(优选为连续气泡结构)的方法没有特别限定,可以适宜地采用已知的发泡方法。例如,可以采用下述方法:以机械方式使树脂组合物发泡后,通过干燥等使该树脂组合物固化,形成含有气泡的树脂。具体而言,例如可举出下述方法:使用气泡混合装置,在适当的条件(高压条件等)下,将空气、氮、二氧化碳等气泡形成气体混入树脂组合物中,使混入有气泡形成气体的树脂组合物固化,形成含有气泡的树脂。或者,可以向树脂组合物中加入适当量的水,根据需要添加表面活性剂并进行搅拌等操作后,进行加热而使水蒸发,由此得到包含连续气泡的多孔性树脂。作为起泡装置、气泡混合装置,没有特别限定,例如,优选使用能高速剪切的高速搅拌装置(也称为乳化装置、分散装置。)。气泡形成、加热等的条件可根据作为目标的气泡尺寸、形状、气泡产生成分的种类等而设定。
<粘合片>
此处所公开的粘合片可以为单面粘接性的粘合片(单面粘合片),也可以为双面粘接性的粘合片(双面粘合片)。粘合片典型而言为具有由上述的粘合片用树脂形成的A层的粘合片。另外,粘合片可以除了A层之外还具有B层。换言之,可以为具有A层与B层的层叠结构的粘合片。另外,粘合片也可以除了A层之外还具有C层。换言之,可以为具有A层与C层的层叠结构的粘合片。此外,上述粘合片可以为依次具备B层、A层和C层的粘合片。另一些方式中,粘合片也可以为具有构成该粘合片的粘接面的B层的粘合片。另外,粘合片也可以为具有A层或B层、和C层的粘合片。此处所谓的粘合片的概念中,可包括被称为粘合胶带、粘合标签、粘合膜等的物品。需要说明的是,此处所公开的粘合片可以为卷状,也可以为单片状。或者,也可以为进一步加工成各种形状的形态的粘合片。
(构成例)
此处所公开的粘合片例如可以为具有图2中示意性地示出的截面结构的粘合片。该粘合片1具有A层10与B层20的层叠结构。粘合片1的一个表面1A为向被粘物的贴附面(粘接面),由B层20构成。另外,粘合片1的另一个表面(一个表面1A的相反面)1B为上述粘接面1A的背面,由A层10构成。该粘合片1中,B层20为粘合剂层,其表面20A成为向被粘物的贴附面(粘接面)。另外,A层10是层叠于B层20的另一个表面20B而对B层20进行支撑的支撑层。A层10与B层20被固定接合。使用前(向被粘物贴附前)的粘合片1例如可以如图2所示的那样为带有剥离衬垫的粘合片100的形态,其中,粘接面1A利用至少该粘接面侧成为剥离性表面(剥离面)的剥离衬垫41进行了保护。虽未特别图示,但也可以是粘合片1的背面1B也利用剥离衬垫进行了保护的形态。需要说明的是,虽无特别限定,但在A层具有无纺布等基材的情况下,B层优选层叠于未配置基材的树脂层(A层的树脂层侧表面)。
此处所公开的粘合片可以构成为例如图3所示的粘合片2。图3所示的粘合片2除了A层10、B层20之外还具有C层30,具有B层20、A层10、C层30依次层叠而成的结构。C层30为粘弹性体层,在该实施方式中为粘合剂层。粘合片2构成为双面粘接性的粘合片(双面粘合片),其包含A层10作为中间层,在作为中间层的A层10的各面(均为非剥离性)分别设置有作为粘合剂层的B层20、C层30。B层20的表面20A、C层30的表面30A分别构成了粘合片2的粘接面2A、2B。使用前的粘合片2可以为利用至少上述粘接面侧成为剥离面的2张剥离衬垫41、42分别进行了保护的带有剥离衬垫的粘合片200的形态。或者,也可以为剥离衬垫41的背面(与粘接面2A侧呈相反侧的表面)成为剥离面、通过以粘接面2B与剥离衬垫41的背面抵接的方式卷绕或层叠而保护了粘接面2A、2B的形态。需要说明的是,虽无特别限定,但在A层具有无纺布等基材的情况下,B层优选层叠于未配置基材的树脂层(A层的树脂层侧表面)。
作为剥离衬垫,没有特别限定,例如可以使用对树脂膜、纸等衬垫基材的表面进行剥离处理而得到的剥离衬垫、由氟系聚合物(聚四氟乙烯等)、聚烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯等)的低粘接性材料形成的剥离衬垫等。在上述剥离处理中,可使用例如有机硅系、长链烷基系等的剥离处理剂。一些方式中,可优选采用进行了剥离处理的树脂膜作为剥离衬垫。
此处所公开的粘合片可以在不损害发明的效果的范围内任意地具有与A层、B层、C层不同的追加层(例如基材层、底涂层、增粘层等)。
<A层>
构成粘合片的A层是由上述的粘合片用树脂形成的,具体而言,是由片状的粘合片用树脂(树脂片)形成的。A层的特征在于,25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内,并且37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内。通过使A层的25℃储能弹性模量及37℃储能弹性模量分别在上述的数值范围内,从而粘合片缓慢地追随被粘物,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。另外,在将粘合片从被粘物剥离时,粘合片适度地抵抗剥离时的变形,应力向被粘物的局部集中得以减少,因此,能够在防止因该应力导致的对被粘物的损伤的发生的同时完成剥离。A层可采取的25℃储能弹性模量及37℃储能弹性模量的范围与作为粘合片用树脂的25℃储能弹性模量及37℃储能弹性模量而记载的范围相同,因此不重复说明。另外,此处所公开的A层的详情(特性、结构、材料、组成、形成法、厚度等)与粘合片用树脂中的说明相同,因此不重复说明。
<B层>
此处所公开的B层为粘合剂层。构成粘合剂层的粘合剂的种类没有特别限定。上述粘合剂可以包含可用于粘合剂领域中的丙烯酸系聚合物、橡胶系聚合物(天然橡胶、合成橡胶、它们的混合物等)、聚酯系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、聚醚系聚合物、有机硅系聚合物、聚酰胺系聚合物、氟系聚合物等各种橡胶状聚合物中的1种或2种以上作为粘合性聚合物。从粘合性能、成本等的观点考虑,可优选采用包含丙烯酸系聚合物或橡胶系聚合物作为基础聚合物的粘合剂。其中,优选为将丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的粘合剂(丙烯酸系粘合剂)。此处所公开的技术优选以使用丙烯酸系粘合剂的方式实施。
需要说明的是,所谓粘合剂的“基础聚合物”,是指该粘合剂中包含的聚合物(典型而言为在室温附近的温度区域显示出橡胶弹性的聚合物)中的主成分(例如,占该聚合物的大于50重量%的成分)。
以下,作为B层的优选例,主要对具有由丙烯酸系粘合剂构成的粘合剂层、即丙烯酸系粘合剂层的粘合片进行说明,但并非意在将此处所公开的粘合片的粘合剂层限定为由丙烯酸系粘合剂构成的粘合剂层。
(丙烯酸系聚合物)
丙烯酸系粘合剂层是包含丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的粘合剂层。丙烯酸系聚合物存在分子设计的自由度高、容易实现适合于此处所公开的技术的粘合特性(典型而言为粘合力)的倾向。作为用于丙烯酸系粘合剂的丙烯酸系聚合物,例如,优选为包含(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要单体、并且可进一步包含与该主要单体具有共聚性的辅助单体的单体原料的聚合物。此处所谓主要单体,是指占上述单体原料中的单体组成的大于50重量%的成分。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可优选使用例如(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯。从改善粘合特性(粘合力、保持力等)的观点考虑,将(甲基)丙烯酸C1-14烷基酯作为主要单体是适当的,优选将(甲基)丙烯酸C1-10烷基酯作为主要单体,更优选将(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯作为主要单体,进一步优选将丙烯酸C4-8烷基酯作为主要单体。作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯,可以使用与作为可用于上述粘合片用树脂的丙烯酸系聚合物的单体成分而示例的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯相同的成分。(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯,优选为BA、2EHA,特别优选为2EHA。
(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯在构成丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例大于50重量%是适当的,优选为60重量%以上(例如65重量%以上),也可以为70重量%以上,也可以为80重量%以上,也可以为90重量%以上。(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的比例的上限没有特别限定,设定为99重量%以下是适当的,从有效地发挥基于含有极性基团的单体等共聚性单体的特性(例如凝集力)的观点考虑,优选为90重量%以下,更优选为80重量%以下,也可以为75重量%以下。
一些方式中,上述构成丙烯酸系聚合物的单体成分中,(甲基)丙烯酸C4-12烷基酯(优选为(甲基)丙烯酸C4-10烷基酯,更优选为丙烯酸C4-8烷基酯,特别优选为2EHA)在(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯中所占的比例优选为50重量%以上,更优选为80重量%以上,进一步优选为90重量%以上,也可以为95~100重量%。通过设定为这样的单体组成,容易获得更优异的粘合特性。
构成上述丙烯酸系聚合物的单体成分优选在包含(甲基)丙烯酸烷基酯的同时包含能与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体(共聚性单体)。通过使用适当的共聚性单体,能够理想地实现优异的粘合特性(粘合力及保持力)。作为共聚性单体,可优选使用具有官能团的单体,更优选为具有极性基团(例如,羧基、羟基、含有氮原子的环等)的单体。具有极性基团的单体能有助于向丙烯酸系聚合物中导入交联点、或者提高丙烯酸系粘合剂的凝集力、提高粘合力。作为共聚性单体,可以使用与作为可用于上述粘合片用树脂的丙烯酸系聚合物的单体成分而示例的共聚性单体相同的单体。其中,优选为含有羧基的单体、含有羟基的单体、具有含有氮原子的环的单体。共聚性单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
构成丙烯酸系聚合物的单体成分包含含有极性基团的单体作为共聚性单体的情况下,该单体成分中的含有极性基团的单体的含量没有特别限定。从适当地发挥由含有极性基团的单体的使用带来的效果的观点考虑,单体成分中的含有极性基团的单体的含量例如可以设定为0.1重量%以上,设定为1重量%以上是适当的,也可以设定为3重量%以上。另外,从容易利用与主要单体之间的关系取得粘合性能的均衡性的观点考虑,单体成分中的含有极性基团的单体的含量设定为50重量%以下是适当的,优选设定为40重量%以下,也可以设定为30重量%以下。
一些优选方式中,作为与主要单体即(甲基)丙烯酸烷基酯具有共聚性的单体,使用含有酸性基团的单体。通过使用含有酸性基团的单体,能够获得基于其极性的凝集性提高效果。另外,使用异氰酸酯系、环氧系交联剂等交联剂的情况下,该酸性基团(典型而言为羧基)成为丙烯酸系聚合物的交联点。通过它们的作用,能够理想地同时实现向被粘物的粘接性和保持力。
作为含有酸性基团的单体,优选使用含有羧基的单体。作为含有羧基的单体,可以使用上文示例的含有羧基的单体。作为含有羧基的单体的优选例,可举出丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)。其中,更优选为AA。作为含有酸性基团的单体,也可以使用烯键式不饱和二羧酸及其酐(马来酸酐、衣康酸酐等)。含有酸性基团的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
含有酸性基团的单体(优选为含有羧基的单体)的使用量(换言之,丙烯酸系聚合物中的含有酸性基团的单体的共聚比例)没有特别限定,例如可以为单体成分整体的0.1重量%以上,优选为1.0重量%以上,更优选为2.0重量%以上(例如2.5重量%以上)。通过使用规定量以上的含有酸性基团的单体,能够提高粘合剂层的凝集力。另外,含有酸性基团的单体的使用量设定为单体成分整体的例如小于10重量%是适当的,从同时实现粘接性和保持力的观点考虑,优选小于8.0重量%,进一步优选小于5.0重量%。
一些优选方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体成分可包含具有氮原子的单体。由此,能够提高粘合剂的凝集力。作为具有氮原子的单体,可以使用上文示例的具有氮原子的单体。作为具有氮原子的单体的优选例,可举出具有含有氮原子的环的单体。例如,可举出N-乙烯基环状酰胺,其中,可优选采用N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)。具有氮原子的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
具有氮原子的单体(优选为具有含有氮原子的环的单体)的使用量没有特别限制,例如可以为单体成分整体的1重量%以上,10重量%以上是适当的,优选为15重量%以上,更优选为20重量%以上(例如22重量%以上)。另外,具有氮原子的单体的使用量设定为单体成分整体的例如50重量%以下是适当的,优选为40重量%以下,更优选为35重量%以下,进一步优选为30重量%以下,也可以为20重量%以下,也可以为10重量%以下。
一些优选方式中,作为丙烯酸系聚合物的单体成分,并用含有酸性基团的单体(优选为含有羧基的单体)和具有氮原子的单体(优选为具有含有氮原子的环的单体)。由此,可实现更优异的粘合特性。例如,即使在薄层的粘合剂层中,也能够实现高粘合力。虽并非特别限定性地解释,但若使含有酸性基团的单体与具有氮原子的单体共存,则通过其酸碱相互作用而呈现高粘合力,认为该作用在限制了厚度的粘合剂层中特别有效地呈现。具有氮原子的单体的量AN相对于含有酸性基团的单体的量AC之比(AN/AC)没有特别限定,例如可以为0.1以上,设定为1以上是适当的,优选为3以上,更优选为5以上,也可以为7以上。比(AN/AC)可以设定为20以下,15以下是适当的,优选为12以下,也可以为9以下。
一些方式中,含有羟基的单体在丙烯酸系聚合物的单体成分中所占的比例例如可以小于10重量%,也可以小于3重量%,也可以小于1重量%(例如小于0.1重量%)。作为丙烯酸系聚合物的单体成分,也可以实质上不使用含有羟基的单体。
另一些方式中,构成丙烯酸系聚合物的单体成分可包含含有烷氧基的单体。由此,容易得到柔软性良好的粘合剂,另外,透湿性优异,因此容易使水蒸气透过,容易使由被粘物(例如人的皮肤)产生的水分向外部逸出,进而容易获得对被粘物(例如人的皮肤)的追随性、耐回弹性优异的构成。作为含有烷氧基的单体的优选例,例如,可举出(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯(烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯)类。含有烷氧基的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。含有烷氧基的单体的使用量没有特别限制,例如可以为单体成分整体的1重量%以上,5重量%以上是适当的,优选为10重量%以上,另外,设定为单体成分整体的例如40重量%以下是适当的,优选为30重量%以下,更优选为20重量%以下。
丙烯酸系聚合物也可以包含具有至少2个(甲基)丙烯酰基、乙烯基等具有不饱和双键的聚合性官能团(典型而言为自由基聚合性官能团)的多官能性单体作为其他单体成分。通过使用多官能性单体作为单体成分,能够提高粘合剂层的凝集力。多官能性单体可以用作交联剂。作为多官能性单体,可以使用与可用于上述粘合片用树脂的多官能性单体相同的单体。多官能性单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。多官能性单体的使用量没有特别限定,可以以能达成该多官能性单体的使用目的的方式适当地设定。多官能性单体的使用量可以设定为上述单体成分的大约0.001重量%以上3重量%以下的范围。
得到聚合物(例如丙烯酸系聚合物)的方法没有特别限定,可以适宜地采用溶液聚合法、乳液聚合法、本体聚合法、悬浮聚合法、光聚合法等作为聚合物的合成方法而已知的各种聚合方法。例如,可优选采用溶液聚合法。进行溶液聚合时的聚合温度可以根据使用的单体及溶剂的种类、聚合引发剂的种类等而适宜地选择,例如可以设定为20℃~170℃左右(典型而言为40℃~140℃左右)。
溶液聚合中使用的溶剂(聚合溶剂)可以从以往已知的有机溶剂(甲苯、乙酸乙酯等)中适宜地选择。作为聚合中使用的引发剂,可以使用与作为上述粘合片用树脂中的丙烯酸系聚合物的聚合中可使用的热聚合引发剂而示例的引发剂相同的引发剂。例如可优选使用AIBN等偶氮系聚合引发剂、过氧化物系引发剂。聚合引发剂可以单独使用1种或者适宜地组合使用2种以上。聚合引发剂的使用量只要为通常的使用量即可,例如,可以从相对于单体成分100重量份而言为大约0.005~1重量份左右(典型而言为大约0.01~1重量份左右)的范围内选择。
(交联剂)
用于形成此处所公开的B层的粘合剂组合物可以根据需要而包含交联剂。交联剂的种类没有特别限制,可以从以往已知的交联剂中适宜地选择使用。作为这样的交联剂,例如,可举出异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、三聚氰胺系交联剂、过氧化物系交联剂、金属螯合物系交联剂等。交联剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。其中,从提高凝集力的观点考虑,优选使用异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂,更优选为异氰酸酯系交联剂。
交联剂的使用量没有特别限制,例如,可以从相对于基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物)100重量份而言为大约10重量份以下(例如为大约0.001~10重量份,优选为大约0.01~5重量份)的范围内选择。一些优选方式中,相对于基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物)100重量份而言,交联剂的使用量小于1重量份,也可以小于0.5重量份,也可以小于0.1重量份(例如0.05重量份)。根据此处所公开的技术,通过基础聚合物的单体组成的设计,能够使用少量的交联剂实现充分的凝集力。
(其他任选成分)
在此处所公开的B层中,可以以提高粘合力等为目的而任选地含有增粘树脂。作为增粘树脂,可以使用选自酚系增粘树脂、萜烯系增粘树脂、改性萜烯系增粘树脂、松香系增粘树脂、烃系增粘树脂、环氧系增粘树脂、聚酰胺系增粘树脂、弹性体系增粘树脂、酮系增粘树脂等增粘树脂中的1种或2种以上。B层包含增粘树脂的情况下,该增粘树脂的使用量没有特别限定,例如可在相对于聚合物100重量份而言为1~100重量份左右的范围内适宜地设定。
用于形成B层的粘合剂组合物可以根据需要而含有流平剂、交联助剂、增塑剂、软化剂、填充剂、着色剂(染料、颜料)、抗静电剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、分散剂等粘合剂组合物领域中通常的各种添加剂。在将B层贴附于人的皮肤来使用的方式中,B层也可以包含羧酸酯、脂肪酸酯等减少皮肤刺激的成分。关于上述各种添加剂,可以通过常规方法使用以往已知的添加剂,并不特别对本发明赋予特征,因此省略详细的说明。
此处所公开的技术中,基础聚合物(优选为丙烯酸系聚合物)以外的成分在B层中所占的量可以受到限制。此处所公开的技术中,B层中的基础聚合物以外的成分的量例如为大约30重量%以下,大约10重量%以下是适当的,优选为大约5重量%以下,更优选为大约3重量%以下,也可以小于1.0重量%。利用这样限制了基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物)以外的成分量的组成,可理想地实现由此处所公开的技术带来的效果。
(粘合剂组合物)
此处所公开的B层可以为由水系粘合剂组合物、溶剂型粘合剂组合物、热熔型粘合剂组合物、活性能量射线固化型粘合剂组合物形成的粘合剂层。所谓水系粘合剂组合物,是指在以水为主成分的溶剂(水系溶剂)中包含粘合剂(粘合剂层形成成分)的形态的粘合剂组合物,典型而言,包括被称为水分散型粘合剂组合物(粘合剂的至少一部分分散于水中的形态的组合物)等的组合物。另外,所谓溶剂型粘合剂组合物,是指在有机溶剂中包含粘合剂的形态的粘合剂组合物。从理想地实现粘合力等粘合特性的观点考虑,此处所公开的技术优选以具备由溶剂型粘合剂组合物形成的粘合剂层的方式实施。
(形成方法)
此处所公开的B层(粘合剂层)可以利用以往已知的方法形成。例如,可以采用通过在具有剥离性的表面(剥离面)上赋予粘合剂组合物并使其干燥而形成粘合剂层的方法。对于具有A层的粘合片而言,例如可以采用通过在该A层上直接赋予(典型而言为涂布)粘合剂组合物并使其干燥而形成粘合剂层的方法(直接法)。另外,也可以采用通过在具有剥离性的表面(剥离面)上赋予粘合剂组合物并使其干燥而在该表面上形成粘合剂层、将该粘合剂层转印至A层的方法(转印法)。作为上述剥离面,例如,可优选利用剥离衬垫的表面。需要说明的是,此处所公开的粘合剂层典型而言是连续形成的,但并不限于这样的形态,也可以为按例如点状、条纹状等规则或者无规的图案形成的粘合剂层。
粘合剂组合物的涂布可以使用例如凹版辊涂布机、模涂机、棒涂机等以往已知的涂布机来进行。或者,也可以通过含浸、幕涂法等来涂布粘合剂组合物。另外,从促进交联反应、提高制造效率等的观点考虑,粘合剂组合物的干燥优选在加热下进行。干燥温度例如可以设定为40~150℃左右,优选设定为60~130℃左右。在使粘合剂组合物干燥后,可以进一步以粘合剂层(B层)内的成分迁移的调整、交联反应的进行、粘合剂层内可能存在的应变的缓和等为目的而进行老化。
(25℃储能弹性模量)
此处所公开的B层的25℃时的储能弹性模量没有特别限定。B层的25℃储能弹性模量例如为0.03MPa以上,也可以为0.1MPa以上,也可以为0.3MPa以上。从提高粘合特性(粘合力及保持力)的观点考虑,上述25℃储能弹性模量优选为1MPa以上,更优选为1.5MPa以上,进一步优选为2.0MPa以上。另外,上述25℃储能弹性模量例如可以小于10MPa,也可以小于5MPa。具有上述25℃储能弹性模量的B层能够保持良好的保持力,并且发挥高粘合力。一些优选方式中,B层的25℃储能弹性模量为3MPa以下。
在此处所公开的粘合片具备A层和B层的方式中,B层的25℃储能弹性模量G′B优选小于A层的25℃储能弹性模量G′A。由此,能够在发挥由B层带来的粘合力的同时有效地实现因存在A层而带来的效果(粘接固定时的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止等)。A层的25℃储能弹性模量G′A相对于B层的25℃储能弹性模量G′B之比(G′A/G′B)优选大于1,更优选为10以上,进一步优选为20以上,也可以为30以上,也可以为40以上。另外,上述比(G′A/G′B)设定为200以下是适当的,优选为100以下,更优选为80以下,进一步优选为60以下,也可以为45以下,也可以为30以下。
(玻璃化转变温度)
B层的玻璃化转变温度(Tg)可以以能发挥作为目标的粘合特性的方式设定,并不限于特定的范围。从粘合力的观点考虑,B层的Tg例如为30℃以下左右是适当的,优选为20℃以下,更优选为15℃以下,也可以为0℃以下,也可以为-20℃以下。从凝集力等的观点考虑,上述Tg设定为-50℃以上是适当的,优选为-30℃以上,更优选为-20℃以上,进一步优选为-10℃以上,也可以为5℃以上(例如10℃以上)。
在此处所公开的粘合片具备A层和B层的方式中,B层的TgB优选低于A层的TgA。由此,能够在发挥由B层带来的粘合力的同时有效地实现因存在A层而带来的效果(粘接固定时的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止等)。A层的TgA与B层的TgB之差(TgA-TgB)优选为5℃以上,更优选为10℃以上,也可以为15℃以上。另外,上述TgA-TgB设定为80℃以下是适当的,优选为60℃以下,更优选为40℃以下,进一步优选为25℃以下。
B层的粘弹性特性(25℃储能弹性模量及Tg)可以通过动态粘弹性测定而求出。具体而言,可利用后述的实施例中记载的方法测定。另外,B层的粘弹性特性可以通过基于本说明书的记载选定粘合剂构成成分、组成、粘合剂制备条件等来进行调节。
(B层的厚度)
B层的厚度没有特别限制。B层的厚度通常为大约300μm以下,大约100μm以下是适当的,优选为大约30μm以下,更优选小于10μm,也可以为5μm以下(例如3μm以下)。此处所公开的B层能够利用如上所述的经限制的厚度发挥作为目标的粘合力。另外,限制了厚度的粘合剂层能良好地应对薄厚度化、轻量化的要求。B层的厚度的下限没有特别限制,从粘接性、被粘物追随性的观点考虑,例如为大约0.5μm以上,大约1.0μm以上是适当的。一些优选方式中,B层的厚度大于1.0μm,更优选为1.5μm以上,也可以为大约3μm以上。通过增大粘合剂层的厚度,存在容易获得更优异的粘合特性的倾向。另一些方式中,B层的厚度为大约5μm以上,优选为大约10μm以上,更优选为15μm以上,进一步优选为20μm以上,例如也可以为30μm以上。在采用柔软性高的B层(粘合剂)的方式中,通过使B层的厚度为规定值以上,从而容易获得对被粘物(例如人的皮肤)的追随性、耐回弹性优异的构成。这样的方式中的B层的厚度例如可以为大约80μm以下,也可以为60μm以下,也可以为45μm以下。
在此处所公开的粘合片具备A层和B层的方式中,A层的厚度和B层的厚度可以以能发挥各层的效果的方式适当地设定,并不限于特定的范围。A层的厚度TA相对于B层的厚度TB之比(TA/TB)设定为大约1以上是适当的。从有效地发挥因存在A层而带来的效果(粘接固定时的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止等)的观点考虑,上述比(TA/TB)优选为5以上,更优选为10以上,进一步优选为30以上,也可以为40以上(例如45以上)。另外,从呈现由B层带来的粘合力等的观点考虑,上述比(TA/TB)设定为200以下是适当的,优选为100以下,更优选为80以下,例如也可以为60以下。另一些方式中,上述比(TA/TB)可以为0.1以上,也可以为0.3以上,也可以为0.5以上,也可以为0.7以上(例如0.8以上)。此处所公开的技术也可以优选以B层的厚度较之A层相对较大的构成、或者B层的厚度与A层的厚度等同的构成实施。例如,在使用柔软性高的B层(粘合剂层)的方式中,利用满足上述范围的比(TA/TB)的构成,能够发挥因存在A层而带来的效果,实现粘接固定时的不易剥落性、不易偏移性、和剥离时对被粘物的损伤的防止等。在这样的方式中,上述比(TA/TB)例如可以为50以下,也可以为10以下,也可以为3以下(例如1.5以下)。
<C层>
此处所公开的C层是具有粘弹性的层、即粘弹性体层。此处所谓的粘弹性体是兼具粘性和弹性的性质的材料、即具有满足复数弹性模量的相位大于0且小于π/2的性质的材料(典型而言为在25℃时具有上述性质的材料)。从柔软性等的观点考虑,优选为具有满足复数拉伸弹性模量E(1Hz)<107dyne/cm2的性质的材料(典型而言为在25℃时具有上述性质的材料)。根据具备由粘弹性体形成的C层的粘合片,从被粘物剥离时的能量增大,能形成即使针对例如具有柔软性的、人的皮肤等有动作的被粘物也不易剥落的粘合片。
对于C层的组成而言,只要在室温附近的温度区域显示出粘弹性体的性质即可,没有特别限定。C层可以为包含选自丙烯酸系粘弹性体、橡胶系粘弹性体、有机硅系粘弹性体、聚酯系粘弹性体、氨基甲酸酯系粘弹性体、聚醚系粘弹性体、聚酰胺系粘弹性体、氟系粘弹性体等各种粘弹性体中的1种或2种以上而构成的层。此处,所谓丙烯酸系粘弹性体,是指将丙烯酸系聚合物作为基础聚合物(聚合物成分中的主成分,即,以大于50重量%的量被包含的成分)的粘弹性体。对于橡胶系等其他粘弹性体而言也是同样的含义。
C层可以为粘合层,也可以为非粘合层。此处所谓“粘合层”,是指下述层:根据JISZ0237(2004),将SUS304不锈钢板作为被粘物,在23℃的测定环境下使2kg的辊往返一次而压接至上述被粘物之后,30分钟后在拉伸速度为300mm/分钟的条件下沿180°方向剥离时的剥离强度为0.1N/20mm以上的层。也称为粘合剂层。另外,所谓“非粘合层”,是指不属于上述粘合层的层,典型而言是指上述剥离强度小于0.1N/20mm的层。在23℃的测定环境下使2kg的辊往返一次而压接至SUS304不锈钢板时不粘贴在该不锈钢板上的层(实质上不显示粘合性的层)是此处所谓的非粘合层的概念中包含的典型例。虽无特别限定,但此处所公开的技术可优选以包含属于粘合层的C层的形态、即包含作为粘合剂层的C层的粘合片的形态实施。例如,粘合片在A层的一面具有A层、在另一面具备C层的构成中,C层为粘合剂层的情况下,粘合片成为具有双面粘接性的粘合片。
一些优选方式中,C层为包含丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的层,即可以为丙烯酸系粘弹性体层。这样的组成的C层容易调节柔软性与凝集性的均衡性,因此是优选的。丙烯酸系聚合物在C层中所占的比例没有特别限定,典型而言为50重量%以上,优选为70重量%以上,更优选为80重量%以上。
作为上述丙烯酸系聚合物,例如,优选为包含(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要单体、并且可进一步包含与该主要单体具有共聚性的辅助单体的单体原料的聚合物。此处所谓主要单体,是指占上述单体原料中包含的全部单体成分的大于50重量%的成分。典型而言,上述单体原料中包含的单体成分的组成与丙烯酸系聚合物中包含的单体单元的组成基本一致。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可优选使用例如(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯。从C层的粘弹性特性(可以为粘合特性。)的观点考虑,将(甲基)丙烯酸C1-14烷基酯作为主要单体是适当的,优选将(甲基)丙烯酸C1-10烷基酯作为主要单体,更优选将(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯作为主要单体,进一步优选将丙烯酸C4-8烷基酯作为主要单体。作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯,可以使用与作为可用于上述粘合片用树脂的丙烯酸系聚合物的单体成分而示例的(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯相同的成分。(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯可以单独使用1种或者组合使用2种以上。作为(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯,优选为BA、2EHA,特别优选为2EHA。
虽无特别限定,但(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的量例如可以设定为构成丙烯酸系聚合物的全部单体成分的60重量%以上,通常优选设定为70重量%以上,更优选设定为80重量%以上(例如90重量%以上)。从C层的凝集性等的观点考虑,(甲基)丙烯酸C1-20烷基酯的量为99.5重量%以下是适当的,优选为99重量%以下,更优选为95重量%以下。
作为辅助单体的例子,可举出具有官能团的单体(以下也称为“含有官能团的单体”。)。所述含有官能团的单体可出于向丙烯酸系聚合物中导入交联点、提高C层的凝集力的目的来使用。作为这样的含有官能团的单体,可以使用与作为可用于上述粘合片用树脂的丙烯酸系聚合物的单体成分而示例的共聚性单体中的具有官能团的单体相同的单体。含有官能团的单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
使用如上所述的含有官能团的单体作为辅助单体的情况下,其使用量以能实现所期望的凝集力的方式适宜地选择即可,没有特别限定。含有官能团的单体的使用量例如可以设定为构成丙烯酸系聚合物的全部单体成分的0.5重量%以上,通常设定为1重量%以上是适当的,优选设定为3重量%以上,进一步优选设定为5重量%以上。另外,从均衡性良好地同时实现柔软性和凝集力的观点考虑,含有官能团的单体的量设定为全部单体成分的30重量%以下是适当的,优选设定为25重量%以下,更优选设定为20重量%以下。
上述单体原料也可以出于玻璃化转变温度(Tg)的调整、凝集力的提高等目的而包含除上述的含有官能团的单体以外的辅助单体。作为这样的辅助单体,可举出:
例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、环己烷羧酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯;
例如苯乙烯、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;
例如(甲基)丙烯酸芳基酯(例如(甲基)丙烯酸苯基酯)、(甲基)丙烯酸芳基氧基烷基酯(例如(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯)、(甲基)丙烯酸芳基烷基酯(例如(甲基)丙烯酸苄基酯)等含有芳香环的(甲基)丙烯酸酯;
例如乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯、异丁烯等烯烃系单体;
例如氯乙烯、偏氯乙烯等含氯单体;
例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基醚系单体;
等等。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。这样的辅助单体的使用量根据目的及用途而适宜地选择即可,没有特别限定,例如,优选设定为全部单体成分的10重量%以下。
上述单体原料也可以以交联等为目的而根据需要包含多官能性单体。作为多官能性单体,可以使用与可用于上述粘合片用树脂的多官能性单体相同的单体。多官能性单体可以单独使用1种或者组合使用2种以上。从反应性等的观点考虑,通常优选为在1分子中具有2个以上(典型而言为3个以上)的丙烯酰基的多官能性单体。使用这样的多官能性单体的情况下,其使用量没有特别限制,从C层的柔软性的观点考虑,通常设定为全部单体成分的大于0重量%且为2重量%以下(更优选为1重量%以下)是适当的。
丙烯酸系聚合物的单体组成可以以该丙烯酸系聚合物的Tg成为例如-70℃以上-10℃以下的方式设定。从柔软性的观点考虑,作为丙烯酸系聚合物的Tg,-20℃以下是适当的,优选为-30℃以下,更优选为-40℃以下,进一步优选为-50℃以下。另外,从C层的凝集性的观点考虑,上述Tg可以为-65℃以上。
此处,上述丙烯酸系聚合物的Tg是指基于构成该丙烯酸系聚合物的各单体的均聚物(同聚物)的Tg及该单体的重量分率(重量基准的共聚比例)由Fox式求出的值。因此,丙烯酸系聚合物的Tg可以通过适宜地改变其单体组成(即,丙烯酸系聚合物的合成中使用的单体的种类、使用量比)来调整。作为均聚物的Tg,采用已知资料(例如,“Polymer Handbook(聚合物手册)”(第3版,John Wiley&Sons,Inc.,1989))中记载的值。
上述丙烯酸系聚合物可以利用已知或者常用的聚合方法来制备。作为聚合方法,例如,可以适宜地采用溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等热聚合(典型而言,在热聚合引发剂的存在下进行。);照射紫外线等光、β射线、γ射线等放射线等这样的活性能量射线来进行的活性能量射线聚合;等等。此处所谓的活性能量射线聚合的例子包括照射紫外线等光来进行的光聚合(典型而言,在光聚合引发剂的存在下进行。)、和照射α射线、β射线、γ射线、中子射线、电子射线等电离性放射线来进行的放射线聚合。这些聚合方法可以单独使用1种或者适宜地组合使用2种以上。
在聚合时,根据聚合方法、聚合方式等,可使用已知或常用的聚合引发剂。作为聚合引发剂,可以使用与作为可在上述粘合片用树脂中的丙烯酸系聚合物的聚合中使用的聚合引发剂而示例的聚合引发剂相同的聚合引发剂。聚合引发剂可以单独使用1种或者适宜地组合使用2种以上。从能缩短聚合时间的优点等考虑,可以优选使用光聚合引发剂。这样的热聚合引发剂或光聚合引发剂的使用量可以设定为与聚合方法、聚合方式等相应的通常的使用量,没有特别限定。例如,相对于单体原料100重量份而言,可以使用0.001~5重量份(典型而言为0.01~2重量份,例如为0.01~1重量份)的引发剂。
作为用于形成C层的组合物,可优选使用包含使单体成分的一部分聚合而成的部分聚合物的组合物。或者,用于形成C层的组合物(粘弹性体层形成用组合物)也可以为包含作为单体成分的完全聚合物的丙烯酸系聚合物(例如,上述单体成分的聚合转化率为95重量%以上的丙烯酸系聚合物)的形态。例如,可以为在有机溶剂中包含这样的丙烯酸系聚合物的溶剂型组合物、该丙烯酸系聚合物分散于水性溶剂中的水分散型组合物等的形态。
用于形成C层的组合物可以包含交联剂。作为交联剂,可以使用在粘合剂(例如丙烯酸系粘合剂)的领域中已知或常用的交联剂。例如,可以举出环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、有机硅系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、硅烷系交联剂、烷基醚化三聚氰胺系交联剂、金属螯合物系交联剂等。或者,也可以为实质上不含所述交联剂的组合物。
C层可以包含填充材料。通过使C层中包含填充材料,从而能够提高该C层的剪切强度。由此,能提高对于将粘合片从被粘物剥离的阻力(剥离强度)。另外,通过使用填充材料,从而能抑制C层的过度变形,理想地调整作为粘合片整体的柔软性与凝集性的均衡性。
作为填充材料,可以使用各种粒子状物质。所述粒子状物质的构成材料可以为例如:铜、镍、铝、铬、铁、不锈钢等金属;氧化铝、氧化锆等金属氧化物;碳化硅、碳化硼、碳化氮等碳化物;氮化铝、氮化硅、氮化硼等氮化物;碳化钙、碳酸钙、氢氧化铝、玻璃、二氧化硅等无机材料;聚苯乙烯、丙烯酸树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、酚醛树脂、苯胍胺树脂、尿素树脂、有机硅树脂、尼龙、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、有机硅、偏氯乙烯等的聚合物;等等。或者,可以使用火山白砂、砂等天然原料粒子。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
粒子状物质的外形、粒子形状没有特别限制。粒子状物质的外形可以为例如球状、薄片状、不规则形状等。另外,粒子状物质的粒子结构可以为例如致密结构、多孔质结构、中空结构等。
此处所公开的技术可优选以C层包含中空结构的粒子状物质(以下也称为“中空粒子”。)作为上述填充材料的方式实施。从光固化性(聚合反应性)等的观点考虑,可优选使用由无机材料形成的中空粒子。作为这样的中空粒子的例子,可举出中空玻璃微球等玻璃制微球;中空氧化铝微球等金属化合物制中空微球;中空陶瓷微球等磁制中空微球等。
作为中空玻璃微球,例如可以使用Fuji Silysia Chemical Ltd.制的商品名“Glass Micro Balloon”、“Fuji Balloon H-40”、“Fuji Balloon H-35”、东海工业公司制的商品名“CEL-STAR Z-20”、“CEL-STAR Z-27”、“CEL-STAR CZ-31T”、“CEL-STAR Z-36”、“CEL-STAR Z-39”、“CEL-STAR Z-39”、“CEL-STAR T-36”、“CEL-STAR PZ-6000”、FINE-BALLOON Ltd.制的商品名“SILUX·FINE BALLOON”、Potters-Ballotini Co,Ltd.制的商品名“Q-CEL(商标)5020”、“Q-CEL(商标)7014”、商品名“Sphericel(商标)110P8”、“Sphericel(商标)25P45”、“Sphericel(商标)34P30”、“Sphericel(商标)60P18”、昭和化学工业公司制的商品名“Super Balloon BA-15”、“Super Balloon 732C”等市售品。
使用的中空粒子的平均粒径没有特别限制。例如,可以从1μm~500μm、优选为5μm~400μm、更优选为10μm~300μm、进一步优选为10μm~200μm(例如10~150μm)的范围内选择。中空粒子的平均粒径通常为C层的厚度的50%以下是适当的,优选为30%以下(例如10%以下)。
中空粒子的比重没有特别限制,但考虑到均匀分散性、机械强度等,例如可以从0.1~1.8g/cm3、优选为0.1~1.5g/cm3、进一步优选为0.1~0.5g/cm3(例如0.2~0.5g/cm3)的范围内选择。
中空粒子的使用量没有特别限定,例如,可以设定为C层整体的体积的1~70体积%左右,通常设定为5~50体积%左右是适当的,优选设定为10~40体积%左右。
C层可以具有气泡。通过使C层中包含气泡,从而粘合片的缓冲性提高,能够提高柔软性。若粘合片的柔软性变高,则容易利用该粘合片的变形来吸收被粘物表面的凹凸、高低差,因此能够使粘接面更良好地与被粘物表面密合。根据具有缓冲性的C层,在将C层侧粘接面贴附至例如硬质被粘物的情况下,由于C层的存在,该硬质被粘物的形状等被C层吸收,能够防止或减轻对粘合片的相反面的影响。另外,粘合片的柔软性的提高还能贡献于粘合片的不易偏移性。在粘合片沿着具有曲面、高低差的被粘物的表面进行贴附的情况、贴附有粘合片的被粘物变形的情况等情况下,能有效地抑制粘合片因自身的回弹力而从该被粘物的表面剥落(翘起)的现象。
C层可以包含如上所述的填充材料(例如中空粒子)和气泡这两者。包含这样的C层的粘合片容易成为柔软性与凝集力的均衡性优异的粘合片,因此优选。
C层中包含的气泡可以为独立气泡,也可以为连续气泡,它们也可以混合存在。从缓冲性的观点考虑,更优选为包含大量的独立气泡的构成的C层。在独立气泡的情况下,气泡中包含的气体成分(形成气泡的气体成分,以下有时称为“气泡形成气体”。)没有特别限制,可以为氮、二氧化碳、氩等非活性气体、以及空气等各种气体成分。作为气泡形成气体,在以包含该气泡形成气体的状态进行聚合反应等的情况下,优选使用不阻碍该反应的气体。从这样的观点及成本的观点等考虑,作为气泡形成气体,可以优选采用氮。
气泡的形状典型而言为大致球状,但不限于此。气泡的平均直径(平均气泡直径)没有特别限制,例如可以从1μm~1000μm、优选为10μm~500μm、进一步优选为30μm~300μm的范围内选择。上述平均气泡直径通常为C层的厚度的50%以下是适当的,优选为30%以下(例如10%以下)。
需要说明的是,上述平均气泡直径典型而言可通过下述方式求出:利用扫描型电子显微镜(SEM),优选对于10个以上气泡,测定这些气泡的直径并对所得到的结果进行算术平均。此时,对于非球状的形状的气泡,换算为具有同等体积的球状气泡而求出平均气泡直径。
C层具有气泡的情况下,气泡在C层中所占的体积比例(气泡含有率)没有特别限制,可以以能实现作为目标的缓冲性、柔软性的方式适宜地设定。例如,相对于C层的体积(是指表观体积,可由C层的厚度及面积算出。)而言,可以设定为3~70体积%左右,通常设定为5~50体积%左右是适当的,优选设定为8~40体积%左右。
此处所公开的技术中,形成具有气泡的C层(含有气泡的粘弹性体层)的方法没有特别限定,可以适宜地采用已知的方法。例如,可以适宜地采用下述方法:方法(1),使预先混入有气泡形成气体的粘弹性体层形成用组合物(优选为利用紫外线等活性能量射线进行固化而形成粘弹性体的类型的组合物)固化而形成含有气泡的粘弹性体层;方法(2),使用包含发泡剂的粘弹性体层形成用组合物,由该发泡剂形成气泡,由此形成含有气泡的粘弹性体层;等等。使用的发泡剂没有特别限制,可以从已知的发泡剂中适宜地选择。例如,可以优选使用热膨胀性微球等发泡剂。
通过上述方法(1)形成含有气泡的粘弹性体层时,制备混入有气泡形成气体的粘弹性体层形成用组合物的方法没有特别限定,可以利用已知的气泡混合方法。例如,作为气泡混合装置的例子,可举出具备在中央部具有贯通孔的圆盘上带有多个细齿的定子、和与该定子对置并且在圆盘上带有与定子同样的细齿的转子的装置等。向这样的气泡混合装置中的定子上的齿与转子上的齿之间导入气泡混入前的粘弹性体层形成用组合物(粘弹性体层形成用组合物前体),一边使转子高速旋转,一边通过上述贯通孔将用于形成气泡的气体成分(气泡形成气体)导入粘弹性体层形成用组合物前体中。由此,可得到气泡被微细地分散并混合的粘弹性体层形成用组合物。
可以将这样混入有气泡形成气体的组合物涂布于规定的面上并固化,由此形成含有气泡的粘弹性体层。作为固化方法,可优选采用进行加热的方法、照射活性能量射线(例如紫外线)的方法等。可以对混入有气泡形成气体的粘弹性体层形成用组合物进行加热、活性能量射线照射等,在稳定地保持气泡的状态下进行固化,由此理想地形成含有气泡的粘弹性体层。
从气泡形成气体的混入性、气泡的稳定性的观点考虑,可以在粘弹性体层形成用组合物中添加表面活性剂。作为这样的表面活性剂,例如,可举出离子性表面活性剂、烃系表面活性剂、有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂等。其中,优选为氟系表面活性剂,特别优选为在分子中具有氧化烯基(典型而言为碳原子数2~3的氧化烯基)及氟代烃基的氟系表面活性剂。氟系表面活性剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。作为可优选使用的氟系表面活性剂的市售品,可例示AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.制的商品名“Surflon S-393”。
表面活性剂的使用量没有特别限定,例如,相对于C层中包含的基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物)100重量份而言,以固态成分基准计可以设定为0.01~3重量份左右。
在不明显妨碍本发明的效果的范围内,C层可以根据需要而含有增塑剂、软化剂、着色剂(颜料、染料等)、抗氧化剂、流平剂、稳定剂、防腐剂等已知的添加剂。
形成包含C层的粘合片的方法没有特别限定。例如,可优选采用下述方法:将用于形成C层的组合物涂布于剥离性良好的表面(剥离面,例如剥离衬垫的表面)上,进行固化(例如紫外线固化),由此形成C层,将所得到的C层贴合(转印)于A层的表面。或者,也可以将C层形成用组合物涂布于例如A层的表面并进行固化(例如紫外线固化),由此形成包含C层的粘合片。
一些方式中,作为C层,可以使用包含粘合剂层的、无基材的或带有基材的双面粘合片。用于上述粘合剂层的粘合剂例如为包含选自丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂、有机硅系粘合剂、聚酯系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、聚醚系粘合剂、聚酰胺系粘合剂、氟系粘合剂等各种粘合剂中的1种或2种以上而构成的层,其中,优选为包含丙烯酸系粘合剂层的C层。关于所述粘合剂的详情,可参照关于C层的粘弹性体的说明,因此,此处不反复进行重复说明。上述带有基材的双面粘合片的基材没有特别限定,可以使用树脂膜、纸、布、织物、无纺布、发泡体片、它们的复合体等。其中,优选为无纺布。作为一个优选例,可举出在无纺布基材的两面具备丙烯酸系粘合剂层的带有基材的双面粘合片。
C层的厚度没有特别限定,例如为200μm以上。由于C层为粘弹性体,因此柔软性优异。通过配置C层,从而能够使粘合片的表面(粘接面)理想地密合于被粘物。从该柔软性的观点考虑,作为C层的厚度,优选为250μm以上,更优选为300μm以上(例如350μm以上)。从获得更高的柔软性的观点考虑,可以将C层的厚度设定为500μm以上,也可以设定为700μm以上。此处所公开的技术也可以优选以C层的厚度为1mm以上的方式实施。通过增大C层的厚度,从而存在能理想地发挥C层的效果(例如,对于柔软且有动作的人的皮肤等被粘物的不易剥落性、被粘物的凹凸形状吸收性、缓冲性等)的倾向。C层的厚度的上限没有特别限制,例如可以设定为约10mm以下。从C层的形成容易性、凝集性等的观点考虑,C层的厚度通常为5mm以下是适当的,优选为3mm以下(例如2mm以下)。另一些方式中,C层(例如可以为无基材的双面粘合片的形态、或者带有基材的双面粘合片的形态。)的厚度可以为大约30μm以上,也可以为大约50μm以上,也可以为大约80μm以上,也可以为120μm以上。在这样的方式中,C层的厚度例如可以为大约1mm以下,也可以为大约500μm以下,也可以小于300μm(例如小于200μm)。根据此处所公开的技术,粘合片具备A层和上述厚度的C层,由此能够针对贴附于粘合片两面的被粘物实现稳定的粘接固定。
<其他层>
此处所公开的粘合片可以除了上述A层之外还任意地具有与上述的A层、B层及C层不同的其他层。作为上述其他层,可举出配置于A层与B层之间的层、配置于A层与C层之间的层、配置于A层的背面(与粘接面侧呈相反侧的面。例如在具有A层与B层(粘合剂层)的层叠结构的构成中,为A层的与B层侧呈相反侧的面)的层。所述其他层可以为例如对A层、B层、或者C层进行支撑的层。作为这样的其他层,没有特别限定,例如可举出无纺布、织物、其他多孔质膜。作为无纺布、织物、其他多孔质膜,可以使用例如作为A层的基材层而说明过的材料。此处省略重复的说明。
<粘合片的特性等>
(180度剥离强度)
此处所公开的粘合片的粘接面(在具备B层的构成中,为B层侧粘接面)的粘合力(对于不锈钢板而言的180度剥离强度)可根据使用目的、适用部位而不同,因此并不限于特定的范围。粘合片的粘合力例如可以设定为大约1N/10mm以上,大约2N/10mm以上是适当的。从粘接可靠性的观点考虑,上述粘合力优选为4N/10mm以上,更优选为4.5N/10mm以上,进一步优选为5.0N/10mm以上,也可以为5.5N/10mm以上(例如6.0N/10mm以上)。具有上述粘合力的粘合片能够发挥良好的粘接固定功能,例如能够发挥即使针对柔软且有动作的人的皮肤、也不易剥落的粘接性。上述粘合力的上限没有特别限定,可以为大约12N/10mm以下(例如8N/10mm以下)。上述粘合力可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。在两面具有粘接面的双面粘合片的情况下,各面上的粘合力可以相同,也可以不同。
(保持力)
对于此处所公开的粘合片而言,在利用后述的实施例中记载的方法实施的保持力评价试验中,自试验开始起1小时后的从最初的贴附位置的偏移距离优选小于0.1mm。这样的粘合片不易从贴附于被粘物的状态发生偏移,在长期间贴附的用途中,能发挥优异的粘接可靠性。
(双面粘合片)
一些优选方式涉及的粘合片为依次具有B层、A层、C层的双面粘合片。通过如上所述地构成,从而能够将B层侧粘接面、C层侧粘接面分别贴附于不同的被粘物来发挥粘接固定功能。虽无特别限定,但通过将B层侧粘接面贴附于柔软且有动作的被粘物(典型而言为人的皮肤),从而不易从该被粘物剥落、不易偏移,另一方面,在剥离时能够实现不对被粘物造成损伤的剥离。另外,在将C层侧粘接面贴附于例如硬质被粘物(例如包含树脂、金属的传感器)的情况下,由于C层的存在,能够防止或减轻该硬质被粘物的形状等对B层侧被粘物的影响。例如,在将B层侧贴附于人的皮肤的方式中,能够排除或减轻由于存在贴附至C层侧的被粘物而带来的不适感。
(粘合片的总厚度)
此处所公开的粘合片(包含A~C层,但不包含剥离衬垫。)的总厚度没有特别限定。一些优选方式中,粘合片的总厚度例如可以设定为大约12mm以下,从操作性、形成性的观点考虑,大约5mm以下是适当的,优选为大约2mm以下,更优选为大约1.5mm以下,也可以为大约1mm以下。这样的方式涉及的粘合片的厚度的下限没有特别限定,例如设定为大约200μm以上是适当的,优选为大约400μm以上,更优选为大约600μm以上,也可以为大约800μm以上。虽无特别限定,但上述总厚度可优选用作具有A层、B层及C层的粘合片的总厚度。另一些方式中,粘合片的厚度例如设定为大约10μm以上是适当的,优选为大约50μm以上,更优选为大约80μm以上,也可以为大约100μm以上。另外,该方式中,粘合片的厚度的上限没有特别限定,可以设定为大约2500μm以下,例如也可以为大约1000μm以下,也可以为500μm以下,也可以为300μm以下,进而也可以为200μm以下。限制了厚度的粘合片适合于期望轻量化、薄厚度化的用途。
<用途>
此处所公开的粘合片的用途没有特别限定,可用于各种用途。此处所公开的粘合片具有不易剥落、不易偏移的粘接可靠性、和在剥离时不对被粘物造成损伤的性能,因此可优选用于要求上述粘接可靠性、并且不希望对被粘物造成损伤的用途。例如,可用于向表面脆弱的被粘物、机械强度低的被粘物贴附的用途。另外,由于具有也可耐受长期间的贴附的粘接可靠性,因此也可用于需要数日以上、数周以上的贴附固定的用途。尤其是,此处所公开的粘合片可优选以将其粘接面(具体而言B层侧粘接面)直接或间接贴附于生物体(典型而言为人)的皮肤的方式利用。贴附至皮肤的粘合片利用体温而缓慢地追随贴附部位,由此能够实现不易剥落、不易偏移的性能。例如,能够具有即使人活动也不易剥落、不易偏移的性能。另一方面,在将粘合片剥离时,粘合片适度地抵抗剥离时的变形,应力向被粘物的局部集中得以减少,因此,从皮肤剥离粘合剂时的皮肤的拉扯(变形量)少,能够实现不感到疼痛或者不太感到疼痛的、对皮肤柔和的剥离。
另外,此处所公开的粘合片(典型而言双面粘合片)适合于在皮肤上贴附硬质被粘物的用途。硬质被粘物的种类没有特别限定,可将金属制、树脂制的具有规定形状的各种制品、构件贴附于人的皮肤。上述制品等在贴附至皮肤时,其形状、硬度传递至皮肤,会带来不适感,而此处所公开的粘合片能具有理想地吸收被粘物形状的缓冲性,因此,通过采用这样的构成,能无违和感地将各种制品等固定于皮肤。
作为贴附于皮肤的硬质被粘物的优选例,可举出各种传感器。此处所公开的技术特别适合于下述用途:对贴附于人等生物体从而能取得生物体的内部信息、与动作有关的信息的传感器进行贴附的用途。就此处所公开的粘合片而言,即使介由该粘合片将传感器等固定于人的特定部位,也不易剥落,不易偏移,因此,能以高精度发挥与传感器固定部位相关的感知功能。通过使用这样的具有向人体的部位固定传感器的功能的粘合片,从而能够在医疗工作者不与患者直接接触的情况下取得患者的健康状态等信息,例如能有助于在家医疗、远程医疗的诊断、治疗。也可有效地用于保健、预防医学的领域。此外,若能够使用此处所公开的粘合片来准确地掌握例如人的各部位的动作,则也可以期待在运动领域中的利用。此处所公开的粘合片能在医疗、保健、运动科学等领域中成为有益的粘合片。
由上述内容,根据本说明书,可提供贴附有传感器的粘合片、即带有传感器的粘合片。带有传感器的粘合片例如可以为具有图4中示意性地示出的截面结构的粘合片。图4所示的带有传感器的粘合片300中,粘合片2为双面粘合片,在其一个粘接面2B上固定有传感器50。该实施方式中,粘合片2的另一个粘接面2A贴附于人的皮肤。粘合片2的其他构成与图3所示的构成基本相同,因此不重复说明。
需要说明的是,在此处所公开的技术以单面粘接性的粘合片(单面粘合片)的形态实施的方式中,将该单面粘合片用于被粘物的固定的情况下,可使用已知或常用的粘接剂、粘合剂(可以为双面粘合胶带的形态。)在该单面粘合片的背面(非粘接面)固定一个被粘物,在该单面粘合片的粘接面贴附另一个被粘物从而使用。例如,可优选以使用双面粘合胶带将传感器固定于单面粘合片的背面、将单面粘合片的粘接面贴附于人的皮肤的方式利用此处所公开的粘合片。
实施例
以下,对本发明相关的一些实施例进行说明,但无意将本发明限定于所述实施例所示的内容。需要说明的是,在以下的说明中,如果没有特别说明,则“份”及“%”是以重量为基准。
<实验1>
[树脂片A的制备]
(制备例A1)
向具备回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的烧瓶中分别加入丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)156g、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)36g、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)8g、作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(IGM Resins公司制,商品名“Omnirad651”)及1-羟基环己基苯基酮(IGM Resins公司制,商品名“Omnirad184”)各0.2g,进行氮置换。然后,利用高压汞灯(制品名“EXECURE4000”,HOYA CANDEO OPTRONICS CORPORATION制)照射紫外线,得到包含上述单体混合物的部分聚合物的粘性液体(UV浆)。向该UV浆50g中加入丙烯酸异冰片基酯(IBXA)50g、作为交联剂的1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)0.1g,得到本例涉及的紫外线固化型树脂组合物。
在对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的单面实施有机硅系剥离处理而得到的厚度38μm的剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)的剥离处理面上,涂布上文中得到的树脂组合物,接着,盖上对PET膜的单面实施有机硅系剥离处理(轻剥离处理)而得到的厚度38μm的剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)从而阻隔空气,照射紫外线(BLACKLIGHT)而使其固化(完成聚合),由此形成厚度100μm的树脂片A1。紫外线的照射在下述条件下进行:使用黑光灯,以5mW/cm2的照度(利用峰值敏感波长为约350nm的工业用UV检查仪(TOPCON公司制,商品名“UVR-T1”)测定)照射300秒。所得到的树脂片A1的各面被剥离膜(剥离衬垫)R1、R2保护。
(制备例A2)
利用与制备例A1同样的方法制备紫外线固化型树脂组合物,向所得到的树脂组合物50g中加入水50g,使用TK ROBOMIX(PRIMIX公司制),以5000rpm进行2分钟的高速搅拌。利用与制备例A1的情况同样的方法将所得到的树脂组合物乳化液涂布于剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”),接着,盖上剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)从而阻隔空气,照射紫外线(BLACK LIGHT)而使其固化(完成聚合),然后利用干燥机于120℃进行2分钟的干燥处理,由此形成厚度100μm的树脂片A2。该树脂片A2为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A3)
向制备例A1中制备的UV浆50g中加入IBXA75g、HDDA0.1g,得到本例涉及的紫外线固化型树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,除此以外,与制备例A1同样地操作,形成厚度100μm的树脂片A3。
(制备例A4)
利用与制备例A3同样的方法制备紫外线固化型树脂组合物,向所得到的树脂组合物50g中加入水50g,使用TK ROBOMIX(PRIMIX公司制),以5000rpm进行2分钟的高速搅拌。使用所得到的树脂组合物乳化液,除此以外,利用与制备例A2同样的方法形成厚度100μm的树脂片A4。该树脂片A4为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A5)
利用与制备例A1同样的方法制备紫外线固化型树脂组合物,向所得到的树脂组合物50g中加入水80g,使用TK ROBOMIX(PRIMIX公司制),以5000rpm进行2分钟的高速搅拌。使用所得到的树脂组合物乳化液,除此以外,利用与制备例A2同样的方法形成厚度100μm的树脂片A5。该树脂片A5为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A6)
向具备回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的烧瓶中加入作为单体成分的2EHA72g、NVP15g、AA3g、IBXA100g,加入作为硅烷偶联剂的商品名“KBM-503”(信越化学工业公司制,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)1g、乳化剂(商品名“LATEMUL E-118B”,花王公司制)10g、和水200g,利用均质混合器进行5分钟的乳化处理。对于所得到的乳化液,进行1小时氮置换(脱氧处理)后,升温至60℃,加入聚合引发剂(VA-057,和光纯药工业公司制)0.2g,进行3小时聚合。接着,将体系升温至70℃,进一步进行3小时的聚合后,冷却至室温。相对于每100g所得到的聚合物乳液(聚合物的水分散液)而言,加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)1g,得到本例涉及的树脂组合物。将这样得到的树脂组合物涂布于对PET膜的单面实施有机硅系剥离处理而得到的厚度38μm的剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”),于120℃进行2分钟干燥,形成厚度100μm的树脂片A6。在所得到的树脂片A6的露出面上盖上对PET膜的单面实施有机硅系剥离处理(轻剥离处理)而得到的厚度38μm的剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”),由此,利用剥离膜(剥离衬垫)R1、R2对树脂片A6的两面进行了保护。
(制备例A7)
利用与制备例A6同样的方法制备聚合物乳液(聚合物的水分散液),相对于每100g聚合物乳液而言,加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)1g、表面活性剂(商品名“AMOGEN CB-H”,第一工业制药公司制,羧基甜菜碱型两性表面活性剂)2g、和稳泡剂(商品名“Nopco DC-100-A”,SAN NOPCO公司制)0.5g,使用TK ROBOMIX(PRIMIX公司制)以5000rpm进行5分钟的高速搅拌,与制备例A6的情况同样地将所得到的树脂组合物涂布于剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”),使其干燥,由此形成厚度100μm的树脂片A7。在所得到的树脂片A7的露出面上盖上剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)而进行了保护。该树脂片A7为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A8)
将单体成分变更为丙烯酸正丁酯(BA)42g、甲基丙烯酸甲酯(MMA)50g、丙烯酸羟基乙酯(HEA)1g、聚乙二醇单丙烯酸酯(商品名“Blenmer AE200”,日油公司制)7g,除此以外,采用与制备例A6同样的方法及条件进行聚合,得到树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A8。
(制备例A9)
向市售的丙烯酸系胶乳(制品名“AE986B”,E-TEC公司制)100g中加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)1g,搅拌混合后,进行脱泡处理,得到本例涉及的树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A9。
(制备例A10)
利用与制备例A9同样的方法将市售的丙烯酸系胶乳与增粘剂混合,向该混合液50g中加入表面活性剂(商品名“AMOGEN CB-H”,第一工业制药公司制,羧基甜菜碱型两性表面活性剂)1g、和稳泡剂(商品名“Nopco DC-100-A”,SAN NOPCO公司制)0.25g,使用TKROBOMIX(PRIMIX公司制)以5000rpm进行5分钟的高速搅拌。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A10。该树脂片A10为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A11)
向市售的丙烯酸系胶乳(制品名“Nipol LX855EX1”,日本Zeon公司制)100g中加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)1g,搅拌混合后,进行脱泡处理,得到本例涉及的树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A11。
(制备例A12)
向市售的氨基甲酸酯系胶乳(制品名“Superflex 150HS”,第一工业制药公司制)100g中加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)0.8g,搅拌混合后,进行脱泡处理,得到本例涉及的树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A12。
(制备例A13)
利用与制备例A12同样的方法将市售的氨基甲酸酯系胶乳与增粘剂混合,向该混合液50g中加入表面活性剂(商品名“AMOGEN CB-H”,第一工业制药公司制,羧基甜菜碱型两性表面活性剂)1g、和稳泡剂(商品名“Nopco DC-100-A”,SAN NOPCO公司制)0.25g,使用TKROBOMIX(PRIMIX公司制)以5000rpm进行5分钟的高速搅拌。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A13。该树脂片A13为具有连续气泡结构的多孔质树脂片。
(制备例A14)
向市售的丙烯酸系胶乳(制品名“N975(A)1”,E-TEC公司制)100g中加入增粘剂(制品名“A-30H”,东亚合成公司制)1g,搅拌混合后,进行脱泡处理,得到本例涉及的树脂组合物。使用所得到的树脂组合物,与制备例A6同样地操作,得到各面分别被剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)、剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)保护的厚度100μm的树脂片A14。
[粘合剂层B的制备]
(制备例B1)
向具备回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的烧瓶中加入作为单体成分的2EHA190g、AA10g,加入作为溶剂的乙酸乙酯300g,进行氮置换后升温至60℃,加入2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)0.2g,开始聚合。进行3小时聚合后,将温度升温至70℃,进一步继续进行3小时聚合反应,得到聚合物溶液。向该聚合物溶液50g中加入异氰酸酯系交联剂(制品名“CORONATEHL”,TOSOH公司制)0.05g、和乙酸乙酯50g,制备本例涉及的粘合剂组合物B1。在对PET膜的单面实施有机硅系剥离处理而得到的厚度38μm的剥离膜(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)的剥离处理面上,涂布上文中得到的粘合剂组合物B1,于120℃进行2分钟干燥,得到厚度2μm的粘合剂层B1。
(制备例B2)
将单体成分变更为2EHA144g、NVP50g、AA6g,将AIBN的使用量变更为0.4g,除此以外,利用与制备例B1同样的方法得到聚合物溶液。向该聚合物溶液50g中加入异氰酸酯系交联剂(制品名“CORONATE HL”,TOSOH公司制)0.05g、和乙酸乙酯50g,制备本例涉及的粘合剂组合物B2。使用所得到的粘合剂组合物B2,与制备例B1同样地操作,得到厚度2μm的粘合剂层B2。
[粘合剂层C的制备]
(制备例C1)
向由2EHA90份及AA10份形成的单体混合物中配合作为光聚合引发剂的商品名“Omnirad651”(IGM Resins公司制)0.05份及商品名“Omnirad184”(IGM Resins公司制)0.05份,然后,照射UV直至粘度成为约15Pa·s,从而制作上述单体混合物的一部分进行了聚合的单体浆(部分聚合物)。粘度是使用BH粘度计在转子No.5、转速为10rpm、测定温度为30℃的条件下测定的。向该单体浆100份中添加作为交联剂的二季戊四醇六丙烯酸酯0.10份及中空玻璃微球(平均粒径40μm,商品名“Fuji Balloon H-40”,Fuji Silysia ChemicalLtd.制)12.5份,进行脱泡处理。脱泡处理后,添加氟系表面活性剂(AGC Seimi ChemicalCo.,Ltd.制,商品名“Surflon S-393”)0.7份,得到粘合剂组合物。将该粘合剂组合物与使用气泡混合装置从装置的贯通孔导入的氮气一起搅拌,由此得到分散混合有气泡的粘合剂组合物C1。
准备2张一个面为用有机硅系剥离处理剂处理而成的剥离面的厚度38μm的PET膜。向上述粘合剂组合物100份中追加商品名“Omnirad651”(IGM Resins公司制)0.04份,将其涂布于第1张PET膜的剥离面,在其上盖上第2张PET膜的剥离面,从两面照射照度为5mW/cm2的UV3分钟,使其固化。在UV的照射中,使用东芝公司制的商品名“BLACK LIGHT”。UV的测定使用峰值敏感波长为约350nm的工业用UV检查仪(TOPCON公司制,商品名“UVR-T1”,受光部型号UD-T36)来进行。如上所述地形成厚度800μm的粘合剂层C1。该粘合剂层C1的各面被剥离衬垫(PET膜)覆盖。另外,气泡在粘合剂层C1中所占的比例为约20体积%。
[粘合片制作]
(实施例1)
将覆盖树脂片(树脂层)A1的一个面的剥离衬垫剥离,使粘合剂层B1贴合于树脂片A1的露出面,进行高压釜处理(50℃,5个大气压,15分钟),得到作为A层的树脂层A1、与作为B层的粘合剂层B1的层叠体。接着,将覆盖树脂层A1的另一个面的剥离衬垫剥离,将覆盖粘合剂层C1的一个面的剥离衬垫剥离,使粘合剂层C1的露出面贴合于上述层叠体的树脂层A1露出面,由此得到作为B层的粘合剂层B1、作为A层的树脂层A1、作为C层的粘合剂层C1依次层叠而成的双面粘合片。
(实施例2~14及比较例1~4)
将作为A层的树脂层A1~A14、作为B层的粘合剂层B1~B2、作为C层的粘合剂层C1以成为表1所示的组合的方式变更,除此以外,与实施例1同样地操作,得到各例涉及的双面粘合片。
<评价>
[纳米压痕仪测定]
对于各例涉及的树脂片A(也是树脂层A、A层。),实施纳米压痕仪测定,从而测定了37℃时的表面硬度[MPa]、卸载曲线位移量[nm]及载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积[pJ]。具体而言,将对树脂片A的表面进行保护的剥离衬垫剥离,切成1cm×1cm的尺寸,设置于测定用的台上,使用纳米压痕仪装置(Hysitron公司制,Triboindentar),在以下的条件下进行测定,求出表面硬度[MPa]、卸载曲线位移量[nm]及载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积[pJ]。
(测定条件)
所用压头:Berkovich(三角锥)型金刚石压头
测定方法:单一压入测定
测定温度:37℃气氛
压入深度:1μm(1000nm)
压入速度:1000nm/s
拔出速度:1000nm/s
[储能弹性模量及Tg]
仅贴合树脂片A并使其成为约1mm的厚度,将其冲切成φ8mm,制作圆柱状的粒料,作为测定用样品。将测定样品固定于φ8mm平行板的夹具,利用动态粘弹性测定装置(TAInstruments,Inc.制“ARES-G2”),在以下的条件下实施测定,求出25℃及37℃时的储能弹性模量G′[MPa],以及求出损耗角正切tanδ(G″/G′)的峰顶温度作为玻璃化转变温度(Tg)[℃]。
(条件)
测定模式:剪切模式
温度范围:-50℃~150℃
升温速度:5℃/min
频率:1Hz
需要说明的是,利用与上述同样的方法,也针对粘合剂层B测定了25℃储能弹性模量G′和Tg,结果,粘合剂层B1的25℃储能弹性模量为0.6MPa,Tg为-25℃,粘合剂层B2的25℃储能弹性模量为2.2MPa,Tg为11℃。
[180度剥离强度(粘合力)]
对于各例涉及的粘合片,将覆盖C层(粘合剂层C)侧的粘接面的剥离衬垫剥离,贴合厚度25μm的PET膜(制品名“Lumirror S10”,Toray公司制)来进行加衬,得到测定用样品。将测定用样品切割成5cm×1cm的尺寸,使B层(粘合剂层B)的粘接面露出,贴合于作为被粘物的不锈钢板(SUS304BA板),利用高压釜进行处理后,使用拉伸试验机(岛津制作所公司制,商品名“AUTOGRAPH AG-Xplus HS 6000mm/min高速模式(AG-50NX plus)”),测定在剥离角度为180度、剥离速度(拉伸速度)为300mm/分钟的条件下从上述被粘物剥离粘合片时的载荷,求出剥离强度[N/10mm]。
[保持力]
根据JIS Z0237:2009,进行保持力试验。即,在23℃、50%RH的环境下,在双面粘合片的C层(粘合剂层C)侧粘接面贴附厚度50μm的PET膜来进行加衬,切割成宽度20mm的带状从而制作测定用样品。接着,将测定用样品的B层(粘合剂层B)侧粘接面以使2kg的辊往返一次的方式贴附至作为被粘物的酚醛树脂板。测定用样品与被粘物的粘接面积为宽度20mm、长度20mm。在40℃的环境下使如上所述地贴附至被粘物的测定用样品垂下,放置30分钟后,在上述测定用样品的自由端赋予500g的载荷,在赋予了上述载荷的状态下,在40℃的环境下放置1小时。对于上述放置1小时后的样品,测定了从最初的贴附位置的偏移距离[mm]。在样品于1小时以内从被粘物剥落并落下的情况下,记录为“落下”。
[剥离应力分布测定]
进行剥离时的应力分布测定,根据其应力积分值对不易剥落性进行评价。将各例涉及的粘合片(3层构成)冲切成φ5mm,制成测定用样品。将测定用样品固定于评价用玻璃板上,利用不锈钢制的探针(直径5mm)压入直至检测为100N,然后,保持30秒钟之后,一边以10mm/分钟的拉伸速度(探针上升速度)剥离,一边利用摄像机观察其行为,并且,测定应变-应力分布,由所得到的值求出剥离应力积分值、和开始剥落的剥离应力最大值。剥离应力积分值越大,则剥离时所需要的能量越大,越不易剥落。另外认为,剥离应力最大值越大,则由应力的局部集中导致的对被粘物的损伤越大。
将各例涉及的树脂片A(A层)的表面硬度[MPa]、25℃储能弹性模量[MPa]、37℃储能弹性模量[MPa]、Tg[℃]、卸载曲线位移量[nm]、载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积[pJ]、粘合片的层构成、粘合力[N/10mm]、保持力[mm]、剥离应力积分值及剥离应力最大值的测定结果示于表1。另外,将实施例1~2及比较例1涉及的粘合片的剥离应力分布测定的结果(应变-应力曲线)分别示于图5~7。
[表1]
如表1所示,层叠有25℃储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内、37℃储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内、并且37℃表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内的树脂(A1~A10)的实施例1~14涉及的粘合片具有相对高的粘合力及保持力,剥离应力积分值大,另一方面,剥离应力最大值被抑制为小于0.4MPa。相对于此,与实施例1~14相比,不满足25℃储能弹性模量10MPa~500MPa、37℃储能弹性模量0.5MPa~20MPa、37℃表面硬度0.1MPa~2MPa中的至少一者的比较例1~4涉及的粘合片存在粘合力低、保持力也差的倾向,剥离应力积分值低,剥离应力最大值为0.4MPa以上。比较例1~4中不存在满足粘合力4N/10mm以上的粘合片。
由上述的结果可知,通过使用25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内、37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内、并且37℃时的表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内的树脂,可得到不易剥落、不易偏移、并且在剥离时不对被粘物造成损伤地使其剥离的粘合片。
<实验2>
[树脂片A的制备]
(制备例A2-1)
将利用与实验1的制备例A1相同的方法得到的紫外线固化型树脂组合物,以固化后的厚度成为30μm的方式涂布于剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)的剥离处理面。接着,将聚酯系无纺布基材(制品名“Sontara#8010”,Jacob Holm公司制)以湿状态贴合后,在其上盖上剥离膜R2(三菱树脂公司制,制品名“MRE#38”)从而阻隔空气,照射紫外线(BLACK LIGHT)而使其固化(完成聚合),由此形成树脂片A2-1。紫外线的照射在下述条件下进行:使用黑光灯,以5mW/cm2的照度(利用峰值敏感波长为约350nm的工业用UV检查仪(TOPCON公司制,商品名“UVR-T1”)测定)照射300秒。所得到的带有无纺布基材的树脂片A2-1的各面被剥离膜(剥离衬垫)R1、R2保护。
(制备例A2-2)
将利用与实验1的制备例A9相同的方法得到的树脂组合物,以固化后的厚度成为30μm的方式涂布于剥离膜R1(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)的剥离处理面。接着,将聚酯系无纺布基材(制品名“Sontara#8010”,Jacob Holm公司制)以湿状态贴合后,于110℃进行3分钟干燥,得到带有无纺布基材的树脂片A2-2。
[粘合剂层B的制备]
(制备例B2-1)
将利用与实验1的制备例B1相同的方法得到的粘合剂组合物B1涂布于剥离膜(三菱树脂公司制,制品名“MRF#38”)的剥离处理面,于120℃进行2分钟干燥,得到厚度30μm的粘合剂层B2-1。
(制备例B2-2)
变更了厚度,除此以外,与制备例B2-1同样地操作,得到厚度60μm的粘合剂层B2-2。
(制备例B2-3)
加入作为单体成分的丙烯酸异壬酯130g、丙烯酸2-甲氧基乙酯60g、AA10g、作为溶剂的甲苯75g,进行氮置换。然后升温至60℃,加入AIBN0.4g,一边保持为60℃一边进行3小时反应。此时,一边观察粘度一边适宜地滴加甲苯140g。然后升温至70℃,进一步进行3小时聚合反应,得到聚合物溶液。向该聚合物溶液50g中加入异氰酸酯系交联剂(制品名“CORONATE HL”,TOSOH公司制)0.05g、和甲苯50g,制备本例涉及的粘合剂组合物B2-3。使用所得到的粘合剂组合物B2-3,与制备例B2-1同样地操作,得到厚度30μm的粘合剂层B2-3。
(制备例B2-4)
变更了厚度,除此以外,与制备例B2-3同样地操作,得到厚度60μm的粘合剂层B2-4。
[粘合片制作]
(实施例15)
将剥离衬垫R1从树脂片(树脂层)A2-1剥离,使粘合剂层B2-1贴合于树脂片A2-1的露出面,得到作为A层的带有无纺布基材的树脂层A2-1、与作为B层的粘合剂层B2-1层叠而成的单面粘合片。
(实施例16)
将剥离衬垫R1从树脂片(树脂层)A2-1剥离,使粘合剂层B2-3贴合于树脂片A2-1的露出面,得到作为A层的带有无纺布基材的树脂层A2-1、与作为B层的粘合剂层B2-3层叠而成的单面粘合片。
(实施例17)
将剥离衬垫R1从树脂片(树脂层)A2-2剥离,在露出的树脂层表面上贴合粘合剂层B2-1,得到作为A层的带有无纺布基材的树脂层A2-2、与作为B层的粘合剂层B2-1层叠而成的单面粘合片。
(实施例18)
将剥离衬垫R1从树脂片(树脂层)A2-2剥离,在露出的树脂层表面上贴合粘合剂层B2-3,得到作为A层的带有无纺布基材的树脂层A2-2、与作为B层的粘合剂层B2-3层叠而成的单面粘合片。
(比较例5)
将粘合剂层B2-2贴合于聚酯系无纺布基材(制品名“Sontara#8010”,Jacob Holm公司制),得到本例涉及的带有无纺布基材的单面粘合片。
(比较例6)
将粘合剂层B2-4贴合于聚酯系无纺布基材(制品名“Sontara#8010”,Jacob Holm公司制),得到本例涉及的带有无纺布基材的单面粘合片。
<评价>
[手腕耐回弹性测定]
在按长度10cm、宽度1cm切割而成的厚度1mm的聚烯烃膜上贴合市售的双面胶带(日东电工公司制的“No.5000NS”)的一个粘合面。在该双面胶带的另一个粘合面上贴合各例(实施例15~18及比较例5~6)涉及的单面粘合片的无纺布侧表面。接着,将覆盖上述单面粘合片的粘接面的剥离衬垫剥离,将露出的粘接面贴合于人的手腕。测定放置5分钟后的从手腕的端部翘起高度[cm],对耐回弹性进行评价。
[使用了人肌肤凝胶的120g保持力测定]
在各例(实施例15~18及比较例5~6)涉及的单面粘合片的背面(无纺布基材侧表面)贴合市售的双面胶带(日东电工公司制的“No.5000NS”)的一个粘合面后,切割成1cm见方,得到测定用样品。将上述测定用样品的双面胶带的另一个粘合面贴合于固定有砝码的金属板(总重量120g),将作为其相反面的单面粘合片的粘接面贴合于已固定在SUS板上的厚度1mm的人肌肤凝胶(商品名“H0-1K”,EXSEAL公司制)的表面。然后,测定从向人肌肤凝胶的贴合起至砝码落下为止的时间[分钟]。
[向肌肤的长期贴附测定]
在按长度10cm、宽度1cm切割而成的厚度250μm的聚酰亚胺膜上贴合市售的双面胶带(日东电工公司制的“No.5000NS”)的一个粘合面。在该双面胶带的另一个粘合面上贴合各例(实施例15~18及比较例5~6)涉及的单面粘合片的无纺布侧表面。接着,将覆盖单面粘合片的粘接面的剥离衬垫剥离,贴合于人的外臂部。然后,对直至单面粘合片的端部从外臂部翘起为止的天数或时间(贴附期间)和贴附时的感觉(佩戴感)进行评价。在观察不到翘起的情况下,使贴附状态持续最长2周。关于贴附时的感觉,作为贴附中的佩戴感而分成有违和感的情况和无违和感的情况,在有违和感的情况下,记录了其症状。
将实施例15~18及比较例5~6的评价结果示于表2。对于各例涉及的树脂片及粘合片,实施与实验1相同的评价。对于实施例15~18,不进行基于PET膜的加衬,除此以外,利用与实验1同样的方法实施粘合力[N/10mm]及保持力[mm]的测定。另外,在实验2中,对于剥离应力积分值及剥离应力最大值,使用在各例涉及的单面粘合片的背面贴合市售的双面胶带(日东电工公司制的“No.5000NS”)而得到的测定用样品,除此以外,利用与实验1同样的方法实施测定。在表2中,也一并示出各例的概要。
[表2]
如表2所示,在存在A层的实施例15~18涉及的粘合片中,在使用了手腕的耐回弹性评价中,端部的翘起小于1cm,与之相对,在不存在A层的比较例5~6中,翘起高度均为2cm以上而翘起较大。另外,在使用了人肌肤凝胶且使用了120g的砝码的保持力评价中,在存在A层的实施例15~18中,到落下为止的时间最短也为60分钟,就时间长的情况而言能够在300分钟内不落下地固定,而在不存在A层的比较例5~6中,均在短时间内落下。此外,在使用了厚度250μm的聚酰亚胺膜的长期贴附性评价中,在不存在A层的比较例5~6中,从初期就有肌肤紧绷这样的紧绷感(违和感),在数小时以内观察到端部翘起,以此为起点而发生剥落。另一方面,在存在A层的实施例15~18中,在整个贴附期间均未感觉到肌肤紧绷这样的违和感。另外,能够持续粘贴10天以上,长期贴附性优异。
以上,对本发明的具体例进行了详细说明,但其仅仅是例示,不限定权利要求的范围。权利要求书中记载的技术中包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
附图标记说明
1、2粘合片
10树脂片、A层
20B层
30C层
41、42剥离衬垫
50传感器

Claims (16)

1.粘合片用树脂,其25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内,
37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内,并且
37℃时的表面硬度在0.1MPa~2MPa的范围内。
2.如权利要求1所述的树脂,其在温度为37℃、压入深度为1000nm、压入拔出速度为1000nm/s的条件下实施的纳米压痕仪测定中的卸载曲线位移量在400nm~1500nm的范围内。
3.如权利要求1或2所述的树脂,其在温度为37℃、压入深度为1000nm、压入拔出速度为1000nm/s的条件下实施的纳米压痕仪测定中的载荷0以下的载荷-位移曲线内部面积为5pJ以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的树脂,其玻璃化转变温度在5℃~40℃的范围内。
5.如权利要求1~4中任一项所述的树脂,其中,所述树脂为丙烯酸系树脂。
6.粘合片,其层叠有由权利要求1~5中任一项所述的树脂形成的A层。
7.如权利要求6所述的粘合片,其具有对于不锈钢板而言的180度剥离强度为4N/10mm以上的粘接面。
8.粘合片,其具有25℃时的储能弹性模量在10MPa~500MPa的范围内、并且37℃时的储能弹性模量在0.5MPa~20MPa的范围内的A层,
所述粘合片具有对于不锈钢板而言的180度剥离强度为4N/10mm以上的粘接面。
9.如权利要求6~8中任一项所述的粘合片,其中,除了所述A层之外还具有构成所述粘接面的B层。
10.如权利要求9所述的粘合片,其中,所述B层为丙烯酸系粘合剂层。
11.如权利要求9或10所述的粘合片,其中,所述B层的厚度为0.5μm以上100μm以下。
12.如权利要求6~11中任一项所述的粘合片,其中,除了所述A层之外还具有C层,
所述C层被配置在所述A层的与所述粘接面侧相反的一侧。
13.如权利要求12所述的粘合片,其中,所述C层包含中空粒子,或者具有气泡,或者是这两者。
14.如权利要求12或13所述的粘合片,其中,所述C层为丙烯酸系粘合剂层。
15.如权利要求6~14中任一项所述的粘合片,其以将粘接面贴附于人的皮肤的方式使用。
16.如权利要求6~15中任一项所述的粘合片,其用于将传感器固定于人的皮肤。
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