CN116964171A - 热熔型粘合剂组合物和粘合片 - Google Patents
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Abstract
提供:在加热熔融时的粘度低、能够适合地形成粘合剂层的热熔型粘合剂组合物。提供:包含基础聚合物的热熔型粘合剂组合物。上述基础聚合物包含丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B,此处,上述丙烯酸系聚合物A为以具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体A作为主成分的单体成分的聚合物,上述丙烯酸系聚合物B为以具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体B作为主成分的单体成分的聚合物。将上述基础聚合物中的上述丙烯酸系聚合物A与上述丙烯酸系聚合物B的总量设为100重量%时的上述丙烯酸系聚合物B的含量为10重量%以上且90重量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及热熔型粘合剂组合物。本发明还涉及包含由热熔型粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。本申请主张基于2021年2月1日申请的日本专利申请2021-14456号的优先权,该申请的全部内容作为参照并入本说明书中。
背景技术
通常粘合剂(也称为压敏粘接剂。以下相同。)在室温附近的温度区域下呈柔软的固体(粘弹性体)状态,具有利用压力简单地粘接于被粘物的性质。充分利用上述性质,粘合剂作为作业性良好且粘接可靠性高的接合手段而被广泛用于从家电制品到汽车、OA设备等各种产业领域中。
粘合剂典型的是使用粘合剂组合物形成为薄膜状并以包含该薄膜状粘合剂(粘合剂层)的粘合片的形态使用。在制造上述构成的粘合片时,通常使用甲苯溶液等溶剂溶液形态的粘合剂组合物,通过将该溶剂溶液涂覆于适合的表面而可形成粘合剂层。然而,近些年,为了保护环境而要求限制溶剂的使用,还研究了在粘合剂层形成中使用无溶剂的热熔型粘合剂组合物。作为与这种热熔型粘合剂组合物相关的技术文献,可列举出专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开2013-147655号公报
发明内容
发明要解决的问题
热熔型粘合剂组合物通过在加热熔融的状态下典型而言从挤出成型机的模头中挤出而形成为薄膜状,形成粘合剂层。此时,若熔融状态的热熔型粘合剂组合物的粘度过高,则难以将该粘合剂组合物从模头中挤出,成为粘合剂层、进而粘合片的厚度均匀性降低、外观不良等的原因。尤其是,从粘合特性等的观点出发,在使用分子量高的聚合物作为热熔型粘合剂组合物中包含的基础聚合物的情况下,该粘合剂组合物的粘度容易变高。因此,如果能够获得熔融状态的粘度低至适合应用于挤出成型这一程度的热熔型粘合剂组合物,则是有益的。
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于,提供熔融状态的粘度低、能够适合地形成粘合剂层的热熔型粘合剂组合物。本发明的其它目的在于,提供使用上述热熔型粘合剂组合物而得到的粘合片。
用于解决问题的方案
根据本说明书,提供包含基础聚合物的热熔型粘合剂组合物。上述基础聚合物包含丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B。此处,上述丙烯酸系聚合物A为以具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体A作为主成分的单体成分的聚合物。另外,上述丙烯酸系聚合物B为以具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体B作为主成分的单体成分的聚合物。将上述基础聚合物中的上述丙烯酸系聚合物A和上述丙烯酸系聚合物B的总量设为100重量%时的上述丙烯酸系聚合物B的含量为10重量%以上且90重量%以下。
该热熔型粘合剂组合物在加热熔融时的粘度适当低,因此,被用于例如挤出成型,能够适当地形成粘合剂层。
在一个优选方式中,上述(甲基)丙烯酸系单体A为在酯末端具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,在一个优选方式中,上述(甲基)丙烯酸系单体B为在酯末端具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。根据包含丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B作为基础聚合物的粘合剂组合物,容易同时实现得以改善的粘合特性(例如粘合力和保持力)和熔融状态下的低粘度,所述丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B为以这些单体作为主成分的单体成分的聚合物。
在此处公开的技术的一个优选方式中,上述丙烯酸系聚合物A的重均分子量(Mw)为75×104以上且120×104以下。另外,在此处公开的技术的另一个优选方式中,上述丙烯酸系聚合物B的重均分子量(Mw)为75×104以上且120×104以下。一般来说,若热熔型粘合剂组合物中包含的基础聚合物的Mw高,则存在如下倾向:熔融状态下的粘合剂组合物的粘度容易变高,无法通过熔融状态下的挤出成型而适宜地形成粘合剂层,或者,所形成的粘合剂层的厚度均匀性降低,或者容易发生外观不良。根据本发明,在加热熔融时的该粘合剂组合物的粘度适当变低,因此,即便是基础聚合物中包含的丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B的Mw分别为上述规定值以上的粘合剂组合物,该粘合剂组合物的熔融状态的粘度也会适当变低,容易适宜地形成粘合剂层。另外,从粘合特性的观点出发,上述丙烯酸系聚合物A和上述丙烯酸系聚合物B的Mw分别优选为上述上限值以下。
此处公开的技术的一个优选方式中,热熔型粘合剂组合物在130℃下的剪切粘度为7000Pa·s以下。根据130℃下的剪切粘度为7000Pa·s以下的热熔型粘合剂组合物,容易使熔融状态的粘度成为容易适用于挤出成型的范围,因此,容易适宜地形成粘合剂层。
此处公开的技术的一个优选方式中,热熔型粘合剂组合物还包含交联剂。根据该热熔型粘合剂组合物,存在如下倾向:可适宜地调整内聚力,能够形成粘合特性优异的粘合剂层。一个优选方式中,上述交联剂为异氰酸酯系交联剂。
根据本说明书,提供具有由此处公开的任意粘合剂组合物形成的粘合剂层的粘合片。根据该构成,容易获得既具有得以改善的厚度均匀性和外观又具有良好粘合特性(例如粘合力和保持力)的粘合片。另外,该构成的粘合片不含溶剂,容易减轻环境负担。
需要说明的是,适宜组合上述的各特征者也包括在通过本件专利申请要求专利所保护的权利要求书中。
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是示意性地示出粘合片的另一个构成例的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的适合的实施方式进行说明。需要说明的是,对于本领域技术人员来说可以理解为本说明书中特别提及的事项以外的事项、且实施本发明所需的事项基于对于本说明书中记载的发明的实施的暗示和申请时的技术常识。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而实施。另外,以下的附图中,对于发挥相同作用的构件/部位有时标注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是为了明确说明本发明而示意化的,不一定准确表示实际提供的制品的尺寸、比例尺。
<粘合剂组合物>
此处公开的粘合剂组合物为热熔型粘合剂组合物。此处,本说明书中,“热熔型粘合剂组合物”是指形成粘合剂层时以热熔(热熔融)的方式使用的粘合剂组合物。典型而言,热熔型粘合剂组合物为实质不含溶剂的无溶剂粘合剂组合物。本说明书中,粘合剂组合物“无溶剂”或“实质不含溶剂”是指:粘合剂组合物整体中的溶剂含量为1重量%以下、更优选为0.1重量%以下、进一步优选为0.01重量%以下,包括溶剂的含量为0重量%的情况。本说明书中,有时将热熔型粘合剂组合物简写为“粘合剂组合物”。
(基础聚合物)
此处公开的粘合剂组合物包含基础聚合物。基础聚合物的种类没有特别限定。此处公开的粘合剂组合物例如可以为包含选自丙烯酸系聚合物、橡胶系聚合物(天然橡胶系、合成橡胶系、它们的混合系等)、聚酯系聚合物、氨酯系聚合物、聚醚系聚合物、有机硅系聚合物、聚酰胺系聚合物、氟系聚合物等在室温区域下显示出橡胶弹性的各种聚合物中的一种或两种以上作为基础聚合物(即,占聚合物成分的50重量%以上的成分)的粘合剂组合物。此处,粘合剂组合物包含2种以上的聚合物作为基础聚合物是指:将共混有各聚合物的混合物视作1种基础聚合物,包括含有该基础聚合物的情况。
此处公开的粘合剂组合物可以以超过上述单体成分的50重量%为(甲基)丙烯酸系单体的方式优选地实施。此处公开的粘合剂组合物优选为包含作为上述单体成分的聚合物的丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的粘合剂组合物、即丙烯酸系粘合剂组合物。一些优选的方式的粘合剂组合物中,该组合物中包含的聚合物成分中超过70重量%、超过80重量%或超过90重量%可以为丙烯酸系聚合物。上述聚合物成分的95重量%以上或98重量%以上可以为丙烯酸系聚合物。
需要说明的是,该说明书中“丙烯酸系聚合物”是指聚合物结构中包含源自(甲基)丙烯酸系单体的单体单元的聚合物,典型的是指以超过50重量%的比例包含源自(甲基)丙烯酸系单体的单体单元的聚合物。另外,该说明书中,(甲基)丙烯酸系单体是指:1分子中至少具有1种(甲基)丙烯酰基的单体。此处,“(甲基)丙烯酰基”是指包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基的含义。因此,此处所谓的(甲基)丙烯酸系单体的概念可以包括:具有丙烯酰基的单体(丙烯酸系单体)和具有甲基丙烯酰基的单体(甲基丙烯酸系单体)这两者。同样地,该说明书中“(甲基)丙烯酸”是指包括丙烯酸和甲基丙烯酸的含义,“(甲基)丙烯酸酯”是指包括丙烯酸酯和丙烯酸甲酯的含义。
此处公开的技术的一个优选方式中,粘合剂组合物中包含丙烯酸系聚合物作为基础聚合物,所述丙烯酸系聚合物为以(甲基)丙烯酸系单体作为主成分的单体成分的聚合物。此处,本说明书中,“主成分”是指以超过50重量%的含量包含的成分。单体成分中的“主成分”的含量优选为85重量%以上、更优选为90重量%以上、进一步优选为92重量%以上、特别优选为95重量%以上。
此处公开的粘合剂组合物的特征在于,作为基础聚合物,包含至少2种以上的丙烯酸系聚合物。通过使用基于该构成的基础聚合物,从而容易以良好的平衡实现粘合特性的提高、熔融状态下的粘度的降低等多种特性。此处公开的技术中,基础聚合物至少包含丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B。此处,上述丙烯酸系聚合物A为以(甲基)丙烯酸系单体A作为主成分的单体成分的聚合物。另外,上述丙烯酸系聚合物B为以(甲基)丙烯酸系单体B作为主成分的单体成分的聚合物。通过使用基于该构成的基础聚合物,从而容易同时实现粘合特性(例如粘合力和保持力)和加热熔融时的粘度降低。
(丙烯酸系聚合物A)
此处公开的技术中,基础聚合物包含丙烯酸系聚合物A,所述丙烯酸系聚合物A为以具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体A作为主成分的单体成分的聚合物。此处公开的技术的一个优选方式中,上述(甲基)丙烯酸系单体A为在酯末端具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。以下,有时将在酯末端具有碳原子数为X以上且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”。在(甲基)丙烯酸系单体A为(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯的情况下,(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯中的C4-8烷基的结构没有特别限定,该烷基为直链的结构和支链的结构均可使用。作为(甲基)丙烯酸系单体A,这种(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯可以单独使用1种或组合使用2种以上。作为上述丙烯酸系聚合物A的适合例,可列举出包含(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯中的至少1种作为单体单元的丙烯酸系聚合物。
作为在酯末端具有直链烷基的(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯,可列举出(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯和(甲基)丙烯酸正辛酯。另外,作为在酯末端具有支链烷基的(甲基)丙烯酸C4-8烷基酯,可列举出(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸异庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸异辛酯。此处公开的技术优选以(甲基)丙烯酸系单体A包含选自丙烯酸C4-8烷基酯中的1种或2种以上的方式优选地实施。作为丙烯酸C4-8烷基酯的适合例,可列举出丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸异辛酯。其中,优选为丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。
构成上述丙烯酸系聚合物A的单体成分中的(甲基)丙烯酸系单体A的含量例如超过50重量%,优选为85重量%以上、更优选为90重量%以上、进一步优选为92重量%以上、特别优选为95重量%以上。
构成丙烯酸系聚合物A的单体单元中,在包含作为主成分的(甲基)丙烯酸系单体A的同时,根据需要可以包含能够与(甲基)丙烯酸系单体A共聚的其它副单体(共聚性单体)。作为能够与(甲基)丙烯酸系单体A共聚的副单体,可适宜地使用具有官能团(例如羧基、羟基、酰胺基等)的单体。含官能团的单体对于向丙烯酸系聚合物A中导入交联位点或者提高丙烯酸系聚合物A、进而基础聚合物的内聚力而言可发挥作用。
作为上述副单体,例如可以单独使用1种或组合使用2种以上以下那样的含官能团的单体。
含羟基单体:例如,(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4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲基酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类;乙烯基醇、烯丙基醇等不饱和醇类;2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等醚系化合物。
含羧基单体:例如,丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、巴豆酸、异巴豆酸等烯属不饱和单羧酸;马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等烯属不饱和二羧酸。
含酸酐基单体:例如,马来酸酐、衣康酸酐。
具有含氮原子的环的单体:例如,N-乙烯基-2-吡咯烷酮、甲基-N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基吡嗪、乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑、N-乙烯基吗啉、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-(甲基)丙烯酰基吗啉、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,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(正丁基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(叔丁基)(甲基)丙烯酰胺等N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺;N-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-正丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺;N-乙烯基乙酰胺等N-乙烯基羧酸酰胺类;具有羟基和酰胺基的单体、例如N-(2-羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(1-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(3-羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺、N-(3-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺、N-(4-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺等N-羟基烷基(甲基)丙烯酰胺;具有烷氧基和酰胺基的单体、例如N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等N-烷氧基烷基(甲基)丙烯酰胺;N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等N,N-二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺等。
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。
具有琥珀酰亚胺骨架的单体:例如,N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺等。
马来酰亚胺类:例如,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。
衣康酰亚胺类:例如,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、乙烯基甲酮、乙烯基乙酮、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰乙酸乙烯基酯。
含烷氧基甲硅烷基单体:例如,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等含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含烷氧基甲硅烷基的乙烯基化合物等。
含有磺酸基或磷酸基的单体:例如,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸钠、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸、2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等。
含异氰酸酯基单体:例如,(甲基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、(甲基)丙烯酰基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯。
使用上述那样的含官能团的单体时,其用量没有特别限定,通常为构成丙烯酸系聚合物A的单体成分总量的0.01重量%以上是适合的。从更好地发挥使用含官能团的单体带来的效果的观点出发,可以将含官能团的单体的用量设为单体成分总量的0.1重量%以上,可以设为1重量%以上。另外,含官能团的单体的用量可以设为单体成分总量的50重量%以下,优选为15重量%以下、更优选为10重量%以下、进一步优选为8重量%以下、特别优选为5重量%以下。由此,防止粘合剂的内聚力变得过高,对被粘物的密合性能够改善。
此处公开的粘合剂组合物可以以构成丙烯酸系聚合物A的上述单体成分包含(甲基)丙烯酸系单体A、还包含丙烯酸和含羟基单体中的一者或两者的方式优选地实施。作为含羟基单体,可以优选地采用(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。特别优选为丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)等丙烯酸羟基C1-4烷基酯。
丙烯酸系聚合物A的制备中使用的单体原料中,出于提高该丙烯酸系聚合物A的内聚力等目的,也可以包含除上述的含官能团的单体以外的副单体。
作为上述副单体的非限定性的具体例,可列举出以下单体。
含烷氧基单体:例如,(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-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯(烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯)类;甲氧基亚乙基二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等、烷氧基(聚)亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯类。
乙烯基酯类:例如,乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯等。
乙烯基醚类:例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基烷基醚。
芳香族乙烯基化合物:例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。
烯烃类:例如,乙烯、丁二烯、异戊二烯、异丁烯等。
具有脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯:例如,(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯等含脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。
含芳香环的(甲基)丙烯酸酯:例如,(甲基)丙烯酸苯基酯等(甲基)丙烯酸芳基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等(甲基)丙烯酸芳氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基烷基酯。
此外,(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等含杂环的(甲基)丙烯酸酯、氯乙烯、含氟原子的(甲基)丙烯酸酯等含卤素原子单体、有机硅(甲基)丙烯酸酯等含有机硅氧烷链单体、由萜烯化合物衍生物醇得到的(甲基)丙烯酸酯等。
这样的其它副单体可以单独使用1种或组合使用2种以上。上述其它副单体的量可以根据目的和用途进行适宜选择,没有特别限定,例如,优选为丙烯酸系聚合物A的全部单体原料中的20重量%以下(例如2~20重量%、典型的是3~10重量%)。
此处公开的技术的一个优选方式中,粘合剂组合物中,作为基础聚合物,包含选自丙烯酸系聚合物A中的1种或2种以上的丙烯酸系聚合物。从调整粘合特性的观点出发,基础聚合物优选包含选自丙烯酸系聚合物A中的2种以上的丙烯酸系聚合物。另外,从简化组成的观点出发,基础聚合物优选包含选自丙烯酸系聚合物A中的1种丙烯酸系聚合物。
(丙烯酸系聚合物B)
此处公开的技术中,基础聚合物在包含丙烯酸系聚合物A的基础上,还包含以下说明的以(甲基)丙烯酸系单体B作为主成分的单体成分的聚合物、即丙烯酸系聚合物B。
(甲基)丙烯酸系单体B为具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体。此处公开的技术的一个优选方式中,上述(甲基)丙烯酸系单体B为在酯末端具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。在(甲基)丙烯酸系单体B为(甲基)丙烯酸C9-12烷基酯的情况下,(甲基)丙烯酸C9-12烷基酯中的C9-12烷基的结构没有特别限定,上述烷基为直链的结构和支链的结构均可使用。作为(甲基)丙烯酸系单体B,这种(甲基)丙烯酸C9-12烷基酯可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为在酯末端具有直链烷基的(甲基)丙烯酸C9-12烷基酯,可列举出(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十一烷基酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯(或(甲基)丙烯酸月桂酯)。另外,作为在酯末端具有支链烷基的(甲基)丙烯酸C9-12烷基酯,可列举出(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸异十一烷基酯和(甲基)丙烯酸异十二烷基酯。此处公开的技术可以以(甲基)丙烯酸系单体B包含选自丙烯酸C9-12烷基酯中的1种或2种以上的方式优选地实施。作为丙烯酸C9-12烷基酯的适合例,可列举出丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯和丙烯酸正十二烷基酯(或丙烯酸月桂酯)。
构成上述丙烯酸系聚合物B的单体成分中的(甲基)丙烯酸系单体B的含量例如超过50重量%,优选为85重量%以上、更优选为90重量%以上、进一步优选为92重量%以上、特别优选为95重量%以上。
构成丙烯酸系聚合物B的单体单元中,在包含作为主成分的(甲基)丙烯酸系单体B的同时,根据需要可以包含能够与(甲基)丙烯酸系单体B共聚的其它副单体(共聚性单体)。作为能够与(甲基)丙烯酸系单体B共聚的副单体,可适宜地使用具有官能团(例如羧基、羟基、酰胺基等)的单体。含官能团的单体对于向丙烯酸系聚合物B中导入交联位点或者提高丙烯酸系聚合物B、进而基础聚合物的内聚力而言可发挥作用。
作为上述副单体,可以使用与能够跟上述(甲基)丙烯酸系单体A共聚的其它副单体相同的单体。作为能够用作丙烯酸系聚合物B的原料的副单体的具体例,可列举出与能够用作丙烯酸系聚合物A的原料的副单体相同的单体。
使用上述那样的含官能团的单体时,其用量没有特别限定,通常为构成丙烯酸系聚合物B的单体成分总量的0.01重量%以上是适合的。从更好地发挥使用含官能团的单体带来的效果的观点出发,可以将含官能团的单体的用量设为单体成分总量的0.1重量%以上,可以设为1重量%以上。另外,含官能团的单体的用量可以设为单体成分总量的50重量%以下,优选为15重量%以下、更优选为10重量%以下、进一步优选为8重量%以下、特别优选为5重量%以下。由此,防止粘合剂的内聚力变得过高,对被粘物的密合性能够改善。
此处公开的粘合剂组合物可以以构成丙烯酸系聚合物B的上述单体成分包含(甲基)丙烯酸系单体B、还包含丙烯酸和含羟基单体中的一者或两者的方式优选地实施。作为含羟基单体,可以优选地采用(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。特别优选为丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)等丙烯酸羟基C1-4烷基酯。
丙烯酸系聚合物B的制备中使用的单体原料中,出于提高该丙烯酸系聚合物B的内聚力等目的,也可以包含除上述含官能团的单体之外的副单体。作为这种其它副单体,可以使用与在上述丙烯酸系聚合物A的制备中使用的其它副单体相同的单体。这种其它副单体可以单独使用1种或组合使用2种以上。该其它副单体的量只要根据目的和用途来适当选择即可,没有特别限定,例如,优选设为丙烯酸系聚合物B的全部单体原料中的20重量%以下(例如为2~20重量%、典型为3~10重量%)。
此处公开的技术的一个优选方式中,粘合剂组合物中,作为基础聚合物,包含选自丙烯酸系聚合物B中的1种或2种以上的聚合物。从调整粘合特性和熔融状态下的粘度的观点出发,基础聚合物优选包含选自丙烯酸系聚合物B中的2种以上的丙烯酸系聚合物。另外,从简化组成的观点出发,基础聚合物优选包含选自丙烯酸系聚合物B中的1种丙烯酸系聚合物。
此处公开的技术的一个优选方式中,粘合剂组合物中包含的基础聚合物为丙烯酸系聚合物A与丙烯酸系聚合物B的混合物。换言之,此处公开的技术中,作为粘合剂组合物的基础聚合物,可以使用将选自丙烯酸系聚合物A中的1种或2种以上的丙烯酸系聚合物与选自丙烯酸系聚合物B中的1种或2种以上的丙烯酸系聚合物共混而得到的混合物。从简化组成的观点出发,此处公开的技术的一个方式中,基础聚合物可以为选自丙烯酸系聚合物A中的2种以上的丙烯酸系聚合物与选自丙烯酸系聚合物B中的1种丙烯酸系聚合物的混合物,也可以为选自丙烯酸系聚合物A中的1种丙烯酸系聚合物与选自丙烯酸系聚合物B中的2种以上的丙烯酸系聚合物的混合物,还可以为选自丙烯酸系聚合物A中的1种丙烯酸系聚合物与选自丙烯酸系聚合物B中的1种丙烯酸系聚合物的混合物。此处,丙烯酸系聚合物的种类可根据构成丙烯酸系聚合物的单体单元的种类、比例、排列等、聚合物的重均分子量等来加以区分。
此处公开的技术中,将基础聚合物中的丙烯酸系聚合物A与丙烯酸系聚合物B的总量设为100重量%时的丙烯酸系聚合物B的含量(即,丙烯酸系聚合物B在丙烯酸系聚合物A与丙烯酸系聚合物B的合计中所占的比例)优选为10重量%以上。上述丙烯酸系聚合物B的含量更优选为20重量%以上,进一步优选为30重量%以上。一个优选方式中,上述丙烯酸系聚合物B的含量可以为40重量%以上,可以为45重量%以上,可以为50重量%以上。存在如下倾向:丙烯酸系聚合物B的含量与丙烯酸系聚合物A的含量相比相对而言变得越多,则粘合剂组合物在加热熔融状态下的粘度越会适宜地降低。
另外,此处公开的技术中,将基础聚合物中的丙烯酸系聚合物A与丙烯酸系聚合物B的总量设为100重量%时的丙烯酸系聚合物B的含量优选为90重量%以下,更优选为80重量%以下,进一步优选为70重量%以下。一个优选方式中,上述丙烯酸系聚合物B的含量可以为60重量%以下,可以为55重量%以下,可以为50重量%以下。存在如下倾向:丙烯酸系聚合物A的含量与丙烯酸系聚合物B的含量相比相对而言变得越多,则粘合特性(例如粘合力或保持力)越会提高。
需要说明的是,在基础聚合物包含2种以上的丙烯酸系聚合物A的情况下,上述丙烯酸系聚合物A的含量表示各丙烯酸系聚合物A的总量。同样地,在基础聚合物包含2种以上的丙烯酸系聚合物B的情况下,上述丙烯酸系聚合物B的含量表示各丙烯酸系聚合物B的总量。
(其它的丙烯酸系聚合物)
此处公开的技术中,粘合剂组合物中,作为基础聚合物,可以包含除丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B之外的其它丙烯酸系聚合物。作为其它丙烯酸系聚合物,例如可列举出以(甲基)丙烯酸C2-3烷基酯、(甲基)丙烯酸C13-18烷基酯作为主成分的单体成分的聚合物。作为(甲基)丙烯酸C2-3烷基酯,可例示出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯等。作为(甲基)丙烯酸C13-18烷基酯,可例示出(甲基)丙烯酸正十三烷基酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十五烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十七烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异十三烷基酯、(甲基)丙烯酸异十四烷基酯、(甲基)丙烯酸异十五烷基酯、(甲基)丙烯酸异十六烷基酯、(甲基)丙烯酸异十七烷基酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯等。此处公开的技术可以以基础聚合物实质不含除丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B之外的其它丙烯酸系聚合物的方式来适合地实施。
使单体原料聚合的方法没有特别限定,可以适宜采用溶液聚合法、乳化聚合法、本体聚合法、悬浮聚合法等作为丙烯酸系聚合物的合成方法已知的各种聚合方法。例如可以优选地采用溶液聚合法。作为进行溶液聚合时的单体供给方法,可以适宜采用将全部单体原料一次性供给的一次性投入方式、连续供给(滴加)方式、分批供给(滴加)方式等。溶液聚合中使用的溶剂(聚合溶剂)可以从现有公知的有机溶剂中适宜选择。例如,可以使用选自甲苯等芳香族化合物类(典型的是芳香族烃类);乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类;己烷、环己烷等脂肪族或脂环式烃类;1,2-二氯乙烷等卤化烷烃类;异丙基醇等低级醇类(例如,碳原子数1~4的一元醇类);叔丁基甲醚等醚类;甲基乙酮等酮类;等中的任意1种溶剂,或者可以使用2种以上的混合溶剂。聚合温度可以根据所使用的单体和溶剂的种类、聚合引发剂的种类等适宜选择,例如可以为20℃~120℃(典型的是40℃~80℃)左右。根据溶液聚合,可以得到单体原料的聚合物溶解于聚合溶剂中的形态的聚合反应液。粘合剂层的形成中使用的粘合剂组合物可以使用上述聚合反应液而优选地制造。
在进行聚合时,根据聚合方法、聚合方式等,可以使用公知或惯用的热聚合引发剂、光聚合引发剂。作为热聚合引发剂的例子,可以使用偶氮系聚合引发剂、过氧化物系引发剂、过氧化物与还原剂组合而成的氧化还原系引发剂、取代乙烷系引发剂等。作为光聚合引发剂的例子,可列举出α-酮醇系光引发剂、苯乙酮系光引发剂、苯偶姻醚系光引发剂、缩酮系光引发剂、芳香族磺酰氯系光引发剂、光活性肟系光引发剂、二苯甲酮系光引发剂、噻吨酮系光引发剂、酰基氧化膦系光引发剂等。聚合引发剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
聚合引发剂的用量为通常的用量即可,例如,相对于全部单体原料100重量份,可以从0.005~1重量份(典型的是0.01~1重量份)左右的范围内选择。
此处公开的粘合剂组合物根据需要可以进一步包含除丙烯酸系聚合物以外的聚合物作为副聚合物。作为上述副聚合物,可列举出作为粘合剂层中可能包含的聚合物所示例的各种聚合物中除丙烯酸系聚合物以外者作为适合例。此处公开的粘合剂组合物除丙烯酸系聚合物之外还包含副聚合物时,该副聚合物的含量相对于丙烯酸系聚合物100重量份低于100重量份是适合的,优选50重量份以下、更优选30重量份以下、进一步优选10重量份以下。副聚合物的含量相对于丙烯酸系聚合物100重量份可以为5重量份以下、可以为1重量份以下。此处公开的技术例如可以以粘合剂组合物中包含的聚合物的99.5~100重量%为丙烯酸系聚合物的方式优选地实施。
丙烯酸系聚合物A的分子量没有特别限定,可根据要求性能而设定至适当的范围。丙烯酸系聚合物A的重均分子量(Mw)约为5×104以上是适合的,可适当选择并使用优选约为75×104以上、更优选约为80×104以上、进一步优选约为85×104以上(例如约为90×104以上)的物质。根据此处公开的技术,为了实现即便进行加热熔融也将粘度抑制得适当低的粘合剂组合物,即便使用具有上述规定值以上的Mw的丙烯酸系聚合物A作为基础聚合物,也容易实现容易适合地形成粘合剂层的粘合剂组合物。丙烯酸系聚合物A的Mw的上限没有特别限定,约为150×104以下是适合的,优选约为120×104以下、更优选约为115×104以下(例如约为110×104以下)。通过使丙烯酸系聚合物A的Mw在上述范围内,从而容易将粘合剂的弹性模量调节至优选范围,且容易发挥出良好的内聚力。
丙烯酸系聚合物B的分子量没有特别限定,可根据要求性能而设定至适当的范围。丙烯酸系聚合物B的重均分子量(Mw)约为5×104以上是适合的,可适当选择并使用优选约为75×104以上、更优选约为80×104以上、进一步优选约为85×104以上(例如约为90×104以上)的物质。根据此处公开的技术,为了实现即便进行加热熔融也将粘度抑制得适当低的粘合剂组合物,即便使用具有上述规定值以上的Mw的丙烯酸系聚合物B作为基础聚合物,也容易实现容易适合地形成粘合剂层的粘合剂组合物。丙烯酸系聚合物B的Mw的上限没有特别限定,约为150×104以下是适合的,优选约为120×104以下、更优选约为115×104以下(例如约为110×104以下)。通过使丙烯酸系聚合物B的Mw在上述范围内,从而容易将粘合剂的弹性模量调节至优选范围,且容易发挥出良好的内聚力。
需要说明的是,此处,聚合物(例如丙烯酸系聚合物A、丙烯酸系聚合物B等)的Mw是指根据凝胶渗透色谱(GPC)测定而求出的聚苯乙烯换算的值。作为GPC测定装置,可以使用例如东曹(TOSOH)公司制、型号“HLC-8220”。具体而言,基础聚合物的Mw可利用后述实施例中记载的方法进行测定。
(玻璃化转变温度(Tg))
此处公开的粘合剂组合物中包含的丙烯酸系聚合物A例如可以以基于构成该丙烯酸系聚合物A的单体成分的组成计算出的玻璃化转变温度(Tg)小于0℃的方式进行设定。另外,此处公开的粘合剂组合物中包含的丙烯酸系聚合物B例如可以以基于构成该丙烯酸系聚合物B的单体成分的组成计算出的玻璃化转变温度(Tg)小于0℃的方式进行设定。此处,基于单体成分的组成计算出的Tg是指基于上述单体成分的组成并利用Fox式求出的Tg。如下所示,Fox式是共聚物的Tg与将构成该共聚物的单体分别均聚而得到的均聚物的玻璃化转变温度Tgi的关系式。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
上述Fox式中,Tg表示共聚物的玻璃化转变温度(单位:K)、Wi表示该共聚物中的单体i的重量分数(重量基准的共聚比例)、Tgi表示单体i的均聚物的玻璃化转变温度(单位:K)。
作为Tg的计算中使用的均聚物的玻璃化转变温度,使用公知资料中记载的值。具体而言,可列举出“Polymer Handbook”(第3版、John Wiley&Sons,Inc.,1989年)中的数值。对于上述Polymer Handbook中记载了多种值的单体,采用最高的值。作为上述PolymerHandbook中未记载的单体的均聚物的玻璃化转变温度,可以使用利用日本专利申请公开2007-51271号公报中记载的测定方法得到的值。
根据上述单体成分的组成计算出的Tg可以视作该单体成分的聚合物的Tg。这样算出的丙烯酸系聚合物A的Tg优选为-10℃以下,可以为-20℃以下,可以为-30℃以下,可以为-40℃以下。若上述Tg变低,则存在对于被粘物而言的密合性提高的倾向。在若干个方式中,丙烯酸系聚合物A的Tg可以为-50℃以下,可以为-55℃以下,可以为-60℃以下。丙烯酸系聚合物A的Tg的下限没有特别限定,从材料的获取容易性、粘合剂层的内聚性提高的观点出发,通常为-80℃以上是适合的,优选为-70℃以上。
丙烯酸系聚合物B的Tg优选为150℃以下,可以为50℃以下,可以为30℃以下,可以为10℃以下。若上述Tg变低,则存在对于被粘物而言的密合性提高的倾向。在若干个方式中,丙烯酸系聚合物B的Tg可以为-20℃以下,可以为-35℃以下,可以为-50℃以下。丙烯酸系聚合物B的Tg的下限没有特别限定,从材料的获取容易性、粘合剂层的内聚性提高的观点出发,通常为-80℃以上是适合的,优选为-70℃以上。在若干个方式中,丙烯酸系聚合物B的Tg可以为-20℃以上,可以为-10℃以上,可以为0℃以上。
(粘度)
此处公开的技术中,粘合剂组合物的粘度没有特别限定。粘合剂组合物在130℃下的剪切粘度优选为7000Pa·s以下,更优选为6800Pa·s以下,进一步优选为6700Pa·s以下。另外,从粘合剂层的挤出成型容易性的观点出发,粘合剂组合物在130℃下的剪切粘度通常为500Pa·s以上是适合的,优选为1000Pa·s以上(例如1500Pa·s以上)。粘合剂组合物在130℃下的剪切粘度可利用后述实施例中记载的方法进行测定。
需要说明的是,在测定粘合剂组合物的剪切粘度的情况下,用于测定的粘合剂组合物优选不含交联剂。以下,也将不含交联剂的粘合剂组合物称为粘合剂组合物PL。若粘合剂组合物PL在130℃下的剪切粘度为上述范围,则该粘合剂组合物PL或者向该粘合剂组合物PL中添加交联剂而得到的粘合剂组合物被用于挤出成型,可适合地成型出粘合剂层。
此处公开的粘合剂组合物可以包含增粘剂。作为增粘剂,没有特别限定,例如可列举出松香系增粘剂、萜烯系增粘剂、酚系增粘剂、烃系增粘剂、酮系增粘剂、聚酰胺系增粘剂、环氧系增粘剂、弹性体系增粘剂等。增粘剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为松香系增粘剂,例如可列举出脂松香、木松香、妥尔油松香等未改性松香(生松香)、通过聚合、歧化、氢化等对这些未改性松香进行了改性的改性松香(聚合松香、稳定化松香、歧化松香、完全氢化松香、部分氢化松香、经其它化学修饰的松香等)、以及各种松香衍生物等。
作为上述松香衍生物,例如可列举出通过在松香类(未改性松香、改性松香、各种松香衍生物等)中用酸催化剂加成苯酚并使其热聚合而得到的松香酚系树脂;
通过醇类使未改性松香进行酯化而得到的松香的酯化合物(未改性松香酯)、聚合松香、稳定化松香、歧化松香、完全氢化松香、部分氢化松香等改性松香通过醇类进行酯化而得到的改性松香的酯化合物(聚合松香酯、稳定化松香酯、歧化松香酯、完全氢化松香酯、部分氢化松香酯等)等松香酯系树脂;
通过不饱和脂肪酸使未改性松香、改性松香(聚合松香、稳定化松香、歧化松香、完全氢化松香、部分氢化松香等)改性而得到的不饱和脂肪酸改性松香系树脂;
通过不饱和脂肪酸使松香酯系树脂改性而得到的不饱和脂肪酸改性松香酯系树脂;
对未改性松香、改性松香(聚合松香、稳定化松香、歧化松香、完全氢化松香、部分氢化松香等)、不饱和脂肪酸改性松香系树脂、不饱和脂肪酸改性松香酯系树脂中的羧基进行还原处理而得到的松香醇系树脂;
未改性松香、改性松香、各种松香衍生物等松香系树脂(特别是,松香酯系树脂)的金属盐;等。
作为萜烯系增粘剂,例如可列举出α-蒎烯聚合物、β-蒎烯聚合物、双戊烯聚合物等萜烯系树脂、使这些萜烯系树脂改性(苯酚改性、芳香族改性、加氢改性、烃改性等)而得到的改性萜烯系树脂(例如,萜烯酚系树脂、苯乙烯改性萜烯系树脂、芳香族改性萜烯系树脂、加氢萜烯系树脂等)等。
作为酚系增粘剂,例如可列举出各种酚类(例如,苯酚、间甲酚、3,5-二甲苯酚、对烷基苯酚、间苯二酚等)与甲醛的缩合物(例如,烷基酚系树脂、二甲苯甲醛系树脂等)、用碱催化剂使上述酚类与甲醛发生加成反应而得到的甲阶酚醛树脂、用酸催化剂使上述酚类与甲醛发生缩合反应而得到的酚醛清漆等。
作为烃系增粘剂的例子,可列举出脂肪族系烃树脂、芳香族系烃树脂、脂肪族系环状烃树脂、脂肪族/芳香族系石油树脂(苯乙烯-烯烃系共聚物等)、脂肪族/脂环族系石油树脂、加氢烃树脂、香豆酮系树脂、香豆酮茚类树脂等各种烃系的树脂。
(交联剂)
此处公开的技术的一个优选方式中,粘合剂组合物还含有交联剂。作为交联剂,没有特别限定,可以使用各种交联剂。此处公开的技术的一个优选方式中,作为交联剂,可例示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、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。它们可单独使用1种或组合使用2种以上。
作为异氰酸酯系交联剂,可以使用2官能以上的多官能异氰酸酯化合物。例如可列举出甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基二异氰酸酯、三(对异氰酸根合苯基)硫代磷酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯;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异氰酸酯;等。作为市售品,可以示例出三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚体加成物(东曹公司制、商品名“Coronate L”)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚体加成物(东曹公司制、商品名“Coronate HL”)、六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(东曹公司制、商品名“Coronate HX”)等异氰酸酯加成物等。
作为环氧系交联剂,可以没有限制地使用1分子中具有2个以上环氧基的环氧系交联剂。优选1分子中具有3~5个环氧基的环氧系交联剂。作为环氧系交联剂的具体例,可列举出N,N,N’,N’-四缩水甘油基间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、聚乙二醇二缩水甘油基醚、聚甘油聚缩水甘油基醚等。作为环氧系交联剂的市售品,可列举出三菱瓦斯化学公司制的商品名“TETRAD-X”、“TETRAD-C”、DIC公司制的商品名“EPICLON CR-5L”、Nagase ChemteX Corporation制的商品名“DENACOLEX-512”、“DENACOL EX-411”、“DENACOL EX-321”、日产化学工业公司制的商品名“TEPIC-G”等。
交联剂的用量没有特别限定,可以以能够获得期望的使用效果的方式适当设定。从与被粘物的密合性、接合可靠性的观点出发,交联剂相对于基础聚合物100重量份的用量通常约为15重量份以下是适合的,优选约为12重量份以下、更优选约为10重量份以下,可以小于7重量份,可以小于5重量份。交联剂的用量下限没有特别限定。从提高粘合性能的观点出发,交联剂相对于基础聚合物100重量份的用量通常设为0.01重量份以上是适合的,优选为0.05重量份以上,更优选为0.1重量份以上,进一步优选为0.2重量份以上,可以为0.5重量份以上,可以为1重量份以上,可以为1.5重量份以上。
为了更有效地进行上述任意的交联剂的反应,可以使用交联催化剂。作为交联催化剂,例如可以优选使用锡系催化剂(特别是二月桂酸二辛基锡)、胺系催化剂(例如1-异丁基-2-甲基咪唑)。交联催化剂的用量没有特别限制,例如,相对于基础聚合物100重量份、可以为约0.0001重量份~1重量份。
(多官能性单体)
此处公开的粘合剂组合物的制备根据需要可以使用多官能性单体。多官能性单体通过代替上述那样的交联剂、或与该交联剂组合使用,从而有助于调节内聚力等的目的。作为多官能性单体,例如可列举出乙二醇二(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、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯、二乙烯基苯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨酯丙烯酸酯、丁二醇(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯等。其中,作为优选的多官能性单体,可列举出三羟甲基丙烷三(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。多官能性单体可以单独使用一种或组合使用两种以上。多官能性单体的用量根据其分子量、官能团数等而不同,通常相对于基础聚合物100重量份为0.01重量份~3.0重量份左右的范围是适合的。此处公开的粘合剂组合物可以以实质上不包含多官能性单体的方式优选地实施。
此外,在不显著阻碍本发明的效果的范围内,此处公开的技术中的粘合剂组合物可以根据需要包含流平剂、增塑剂、软化剂、着色剂(染料、颜料等)、抗静电剂、防老剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、防腐剂等可以用于粘合剂的公知的添加剂。
<粘合剂层的形成>
此处公开的粘合片的粘合剂层可以是由热熔型粘合剂组合物形成的粘合剂层,所述热熔型粘合剂组合物包含基础聚合物(例如丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B的混合物),根据需要包含其它任意成分。此处公开的粘合剂组合物在加热熔融状态下进行成型,其后,通过历经熟化工序而能够形成粘合剂层。
此处公开的热熔型粘合剂组合物成型为薄膜状(或片状)的方法没有特别限定,可以以公知的适合的方法进行。此处公开的粘合剂组合物例如可以利用压延法、流延法、吹胀挤出法、T模挤出法等方法进行成型。例如,通过熔融挤出将此处公开的粘合剂组合物成型为薄膜状时,粘合剂组合物被加热至相对高温(典型的是约90~110℃、例如约100℃),处于流动性高的熔融状态。接着,通过从挤出装置的模具中将熔融状态的粘合剂组合物挤出,从而成型为薄膜状。成型为薄膜状的粘合剂组合物之后在更低温的温度条件下(典型的是约30~50℃、例如约40℃)放置一定时间以上(典型的是12小时以上、例如24小时以上),从而使其熟化而可以形成具有适合的粘合特性的粘合剂层。
此处公开的粘合片中,粘合剂层的厚度没有特别限定,可以根据目的进行适宜选择。通常,粘合剂层的厚度为5~1000μm左右是适合的,从密合性等的观点出发,优选为10μm以上(例如15μm以上、典型的是25μm以上)左右,优选为750μm以下、更优选为500μm以下、进一步优选为400μm以下(例如300μm以下、典型的是200μm以下)左右。
<粘合片的构成例>
根据此处公开的技术,提供具有上述粘合剂层的粘合片。上述粘合剂层典型的是构成粘合片的至少一个表面。粘合片可以是在基材(支承体)的一面或两面具有粘合剂层的形态的带有基材的粘合片,也可以是不含基材的形态的粘合片(无基材粘合片)。
此处所谓的粘合片的概念可以包括称为粘合带、粘合标签、粘合薄膜等者。另外,由本说明书提供的粘合片可以为辊状、可以为单片状。或者,也可以为进而加工成各种形状的形态的粘合片。
图1和图2是示出此处公开的粘合片的适合的一方式中的构成例的图。图1所示的粘合片1具有如下构成:无基材的粘合剂层21的一个表面(第一粘合面)21A和另一个表面(第二粘合面)21B分别被至少该粘合剂层侧成为剥离面的剥离衬垫31、32保护。图2所示的粘合片2具有粘合剂层21的一个表面(第一粘合面)21A被两面成为剥离面的剥离衬垫31保护的构成,将其卷绕时,粘合剂层21的另一个表面(第二粘合面)21B与剥离衬垫31的背面接触,由此能够形成另一面21B也被剥离衬垫31保护的构成。
无基材或带基材的双面粘合片通过在一个粘合面上粘贴非剥离性的基材,从而可以作为带有基材的单面粘合片使用。
例如图1、2所示,使用前(粘贴于被粘物之前)的粘合片可以是粘合面被剥离衬垫保护的带有剥离衬垫的粘合片的形态。作为剥离衬垫,没有特别限定,例如可以使用树脂薄膜、纸等衬垫基材的表面经剥离处理的剥离衬垫、氟系聚合物(聚四氟乙烯等)、聚烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯等)的低粘接性材料所形成的剥离衬垫等。上述剥离处理例如可以使用有机硅系、长链烷基系等剥离处理剂。一些方式中,可以优选采用经剥离处理的树脂薄膜作为剥离衬垫。
此处公开的粘合片为具有第一粘合面和第二粘合面的双面粘合片的形态时,构成第一粘合面的粘合剂(第一粘合剂)与构成第二粘合面的粘合剂(第二粘合剂)任选为相同的组成或不同的组成。第一粘合面和第二粘合面的组成不同的无基材双面粘合片例如可以通过将组成不同的两层以上的粘合剂层直接(不借助基材)层叠而成的多层结构的粘合剂层而实现。
<基材>
单面粘合类型或两面粘合类型的带有基材的粘合片中,作为支撑(基底)粘合剂层的基材,例如可以使用树脂薄膜、纸、布、橡胶片、发泡体片、金属箔、它们的复合体等各种片状基材。上述基材可以为单层,也可以为相同种类或不同种类的基材的层叠体。需要说明的是,本说明书中,单层是指由相同组成构成的层,包括层叠了多个由相同组成构成的层的形态。
优选的一方式中,可以使用以树脂片作为主构成要素的基材(树脂薄膜基材)。作为构成基材的树脂,例如可列举出低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物(EVA)、离聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物等聚烯烃树脂;聚氨酯;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯;聚碳酸酯;聚酰亚胺;聚醚醚酮;聚醚酰亚胺;芳纶、全芳香族聚酰胺等聚酰胺;聚苯基硫醚;氟树脂;聚氯乙烯;聚偏氯乙烯;纤维素树脂;有机硅树脂;等。上述树脂可以单独使用一种或组合使用两种以上从而形成基材的整体或一部分(例如,两层以上的层叠结构的基材中的任意层)。
基材中可以根据需要配混填充剂(无机填充剂、有机填充剂等)、防老剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、润滑剂、增塑剂、着色剂(颜料、染料等)等各种添加剂。
上述基材可以利用任意适合的方法制造。例如可以利用压延法、流延法、吹胀挤出法、T模挤出法等公知的方法制造。另外,根据需要也可以进行拉伸处理来制造。
出于提高与粘合剂层的密合性、粘合剂层的保持性等目的,例如也可以对基材的粘合剂层侧表面实施电晕放电处理、等离子体处理、砂垫加工处理、臭氧暴露处理、火焰暴露处理、高压电击暴露处理、离子化辐射线处理等物理处理;酸处理、碱处理、铬酸处理等化学处理;基于涂布剂(底涂剂)的易粘接处理;等公知或惯用的表面处理。另外,出于赋予抗静电能力等目的,也可以在基材表面设置包含金属、合金、它们的氧化物等的导电性的蒸镀层。
一些优选的方式中,在基材的粘合剂层侧表面设置底涂层。换言之,可以在基材与粘合剂层之间配置底涂层。作为底涂层形成材料,没有特别限定,可以使用氨酯(多异氰酸酯)系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、三聚氰胺系树脂、烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、环氧系树脂、酚系树脂、异氰脲酸酯系树脂、聚乙酸乙烯基酯系树脂等中的1种或2种以上。在树脂薄膜基材上通过底涂层设置丙烯酸系等粘合剂层的情况下,优选聚酯系、氨酯系、丙烯酸系的底涂层。在PET薄膜等聚酯系基材上通过底涂层设置丙烯酸系粘合剂层的情况下,特别优选聚酯系底涂层。底涂层的厚度没有特别限定,通常可以为约0.1μm~10μm(例如0.1μm~3μm、典型的是0.1μm~1μm)的范围。底涂层可以使用凹版辊涂布机、逆转辊涂布机等公知或惯用的涂布机而形成。
此处公开的粘合片为在基材的单面设置有粘合剂层的单面粘接性的粘合片的情况,也可以通过剥离处理剂(背面处理剂)对基材的粘合剂层非形成面(背面)实施剥离处理。作为可以用于形成背面处理层的背面处理剂,没有特别限定,可以根据目的、用途使用有机硅系背面处理剂、氟系背面处理剂、长链烷基系背面处理剂等其它公知或惯用的处理剂。
基材的厚度没有特别限定,可以根据目的进行适宜选择,通常可以为2μm~800μm左右。从粘合片的加工性、操作性等的观点出发,基材的厚度为5μm以上是适合的,优选为10μm以上或20μm以上、可以为30μm以上、可以为40μm以上。另外,从柔软性的观点出发,基材的厚度通常为300μm以下是适合的,优选为200μm以下、可以为150μm以下、可以为125μm以下、可以为80μm以下、可以为60μm以下。
此处公开的粘合片(可以包含粘合剂层和基材,但不包含剥离衬垫。)的总厚没有特别限定,约10μm~1200μm的范围是适合的。考虑到密合性和操作性,粘合片的总厚优选为约15μm~300μm的范围、更优选为约20μm~200μm的范围。
此处公开的粘合片的粘合力没有特别限定。例如,在剥离角度为180度、拉伸速度为300mm/分钟的条件下,在23℃、50%RH的环境下,将切割成宽度20mm、长度100mm这一尺寸的粘合片从作为被粘物的不锈钢板(SUS304BA板)上剥离时的剥离强度通常为1N/20mm以上是适合的,优选为4N/20mm以上,进一步优选为4.5N/20mm以上,特别优选为5N/20mm以上。剥离强度的上限没有特别限定,从抑制粘合剂层的内聚破坏的观点出发,优选为10N/20mm以下。具体而言,粘合片的剥离强度(粘合力)可利用后述实施例中记载的方法进行测定。
此处公开的粘合片的保持力没有特别限定。例如,将切割成宽度10mm、长度100mm这一尺寸的粘合片以20mm的粘贴长度粘贴于作为被粘物的电木板(酚醛树脂板)来制作测定样品,使得该测定样品的长度方向成为铅直方向,对该测定样品的自由端施加500g的载荷,在40℃的环境下放置60分钟,在上述保持力试验中,上述测定样品优选不从电木板上下落。具体而言,粘合片的保持力可利用后述实施例中记载的方法进行测定。
实施例
以下,说明与本发明有关的若干个实施例,并不意味着本发明不限定于该实施例所示的内容。需要说明的是,以下的说明中,“份”和“%”只要没有特别记载就是重量基准。
(聚合物A1的制备)
在具备李比希冷凝器、氮气导入管、温度计、滴液漏斗和搅拌装置的反应容器中,将作为单体原料的丙烯酸正丁酯(BA)100份和丙烯酸(AA)5份、作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双异丁腈(AIBN)0.2份添加至作为聚合溶剂的甲苯中。接着,在室温下进行1小时的氮气回流后,进行升温,在60℃下进行5小时的溶液聚合,进而,在80℃下进行2小时的溶液聚合,制备聚合物A1的溶液。
(聚合物A2的制备)
代替作为单体原料的丙烯酸正丁酯(BA)100份,使用丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)100份,除此之外,利用与聚合物A1的制备方法相同的方法,制备聚合物A2的溶液。
(聚合物B1的制备)
代替作为单体原料的丙烯酸正丁酯(BA)100份,使用丙烯酸异壬酯(INA)100份,除此之外,利用与聚合物A1的制备方法相同的方法,制备聚合物B1的溶液。
(聚合物B2的制备)
代替作为单体原料的丙烯酸正丁酯(BA)100份,使用丙烯酸月桂酯(LA)100份,除此之外,利用与聚合物A1的制备方法相同的方法,制备聚合物B2的溶液。
利用下述装置和测定条件来测定上述制备的聚合物A1、聚合物A2、聚合物B1和聚合物B2的重均分子量(Mw)。
装置:东曹公司制、HCL-8220
分离柱:东曹公司制、GMHHR-H(20)
检测器:差示折射检测器
溶剂:THF
流速:0.5mL/分钟
测定条件:柱温度40℃
表1中示出在聚合物A1、聚合物A2、聚合物B1和聚合物B2的制备中使用的材料的含量,且示出利用上述方法而测得的各聚合物的重均分子量的结果。
[表1]
表1
<实施例1>
(粘合剂组合物的制备)
按照上述聚合物A2以固体成分计成为90份、上述聚合物B1以固体成分计成为10份的方式,将上述聚合物A2的溶液与上述聚合物B1的溶液混合而制备粘合剂组合物PL。向上述粘合剂组合物PL中添加作为交联剂的异氰酸酯系交联剂(三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚物加成物、东曹公司制、商品名“CORONATE L”、固体成分浓度为75重量%)2份后,通过减压干燥来去除甲苯,得到实施例1的热熔型粘合剂组合物。
<实施例2~6、比较例1~5>
如表2~4那样地变更所使用的聚合物的种类和含量,除此之外,利用与实施例1相同的方法,得到各例的热熔型粘合剂组合物。
[粘合力的测定]
使用挤出机,将各例中制备的热熔型粘合剂组合物在约100℃的温度条件下进行加热熔融,并喷出在厚度25μm的PET基材上,由此制作在上述PET基材上层叠有厚度50μm的粘合剂层的粘合片。将所制作的粘合片切割成宽度20mm、长度100mm的尺寸,作为粘合力(剥离强度)的测定样品。在23℃、50%RH的环境下,使2kg的橡胶辊来回1次而将上述测定样品的粘合面压接于作为被粘物的不锈钢板(SUS304BA板)。将其在50℃的环境下放置2小时后,在23℃、50%RH的环境下,使用拉伸试验机,按照JIS Z0237:2000,在剥离角度为180度、拉伸速度为300mm/分钟的条件下测定剥离强度(粘合力)[N/20mm]。作为拉伸试验机,使用岛津制作所制的“三联拉伸试验机AG-IS”。作为拉伸试验机,除了上述试验机之外,可以使用与其相当的制品。将测定结果示于表2~4的相应栏。
需要说明的是,在使用比较例3和5的热熔型粘合剂组合物而制作的粘合片的粘合力测定中,粘合剂层发生内聚破坏。
[保持力的测定]
使用挤出机,将各例中制备的热熔型粘合剂组合物在约100℃的温度条件下进行加热熔融,并喷出在厚度25μm的PET基材上,由此制作在上述PET基材上层叠有厚度50μm的粘合剂层的粘合片。将制作的粘合片切割成宽度10mm、长度100mm的尺寸,作为保持力的测定样品。在23℃、50%RH的环境下,使2kg的辊往复1次,将上述测定样品的粘合面以宽度10mm、长度20mm的粘贴面积粘贴于作为被粘物的电木板(酚醛树脂板)上。将如此操作而粘贴有测定样品的被粘物以上述测定样品的长度方向成为铅直方向的方式在40℃的环境下进行下垂,并放置30分钟。接着,对上述测定样品的自由端施加500g的载荷,按照JISZ0237,在施加有该载荷的状态下,在40℃的环境下放置60分钟。在60分钟后,测定测定样品自最初粘贴位置起的偏移距离[mm]。需要说明的是,在60分钟后测定样品自电木板上下落的情况下,评价为“下落”。作为测定装置,使用今田制作所制的蠕变试验机(型号:TG83-001)。将测定结果示于表2~4的相应栏。
[剪切粘度的测定]
将各例中制备的添加交联剂前的粘合剂组合物PL涂布在分隔件(三菱化学公司制、制品名MRF-38)上并使其干燥,从该分隔件上剥离,由此得到厚度约为50μm的片。将所得片层叠多张,制作厚度略大于0.5mm的片,将其作为剪切粘度的测定样品。针对上述测定样品,使用Thermo Ficher公司制的流变仪RheoStress6000作为测定装置,在测定温度为130℃、测定速度为0.1(1/秒)、测定间距为0.5mm、测定端子为P8 CSJ(测定面:Φ8板)的条件下测定剪切粘度[Pa·s]。将测定结果示于表2~4的相应栏。
[表2]
表2
[表3]
表3
*1比较例3的粘合力测定中,粘合剂层发生内聚破坏。
[表4]
表4
*2比较例5的粘合力测定中,粘合剂层发生内聚破坏。
由表2所示的结果明确示出:在包含聚合物A2和聚合物B1作为基础聚合物的体系中,基础聚合物中的聚合物B1的含量为10重量%以上且90重量%以下的实施例1~3的粘合剂组合物与聚合物B1的含量为5重量%的比较例1的粘合剂组合物相比剪切粘度低,与聚合物B1的含量为95重量%的比较例2的粘合剂组合物相比粘合力和保持力之中的一者或两者优异。
表3、表4中示出的结果也显示同样的倾向。即,在包含聚合物A2和聚合物B2作为基础聚合物的体系中,基础聚合物中的聚合物B2的含量为10重量%或50重量%的实施例4和5的粘合剂组合物与聚合物B2的含量为95重量%的比较例3的粘合剂组合物相比粘合特性(粘合力和/或保持力)优异。另外,在包含聚合物A1和聚合物B2作为基础聚合物的体系中,基础聚合物中的聚合物B2的含量为10重量%的实施例6的粘合剂组合物与聚合物B2的含量为5重量%的比较例4的粘合剂组合物相比剪切粘度低且保持力优异,与聚合物A1的含量为5重量%的比较例5的粘合剂组合物相比粘合特性(粘合力和/或保持力)优异。实施例1~6的粘合剂组合物的剪切粘度均是适合用于挤出成型的范围。另一方面,比较例3、5的粘合剂组合物在粘合力测定中,粘合剂层发生内聚破坏。
以上对本发明的具体例进行了详细说明,但这些只不过是示例,不限定权利要求书。权利要求书中记载的技术中包含对以上中示例的具体例进行了各种变形、变更而成者。
附图标记说明
1、2 粘合片
21 粘合剂层
21A 第一粘合面
21B 第二粘合面
31、32 剥离衬垫
Claims (6)
1.一种热熔型粘合剂组合物,其包含基础聚合物,
所述基础聚合物包含丙烯酸系聚合物A和丙烯酸系聚合物B,
此处,所述丙烯酸系聚合物A为以具有碳原子数4以上且8以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体A作为主成分的单体成分的聚合物,
所述丙烯酸系聚合物B为以具有碳原子数9以上且12以下的烷基的(甲基)丙烯酸系单体B作为主成分的单体成分的聚合物,
将所述基础聚合物中的所述丙烯酸系聚合物A与所述丙烯酸系聚合物B的总量设为100重量%时的所述丙烯酸系聚合物B的含量为10重量%以上且90重量%以下。
2.根据权利要求1所述的热熔型粘合剂组合物,其中,所述丙烯酸系聚合物A的重均分子量为75×104以上且120×104以下,
所述丙烯酸系聚合物B的重均分子量为75×104以上且120×104以下。
3.根据权利要求1或2所述的热熔型粘合剂组合物,其在130℃下的剪切粘度为7000Pa·s以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的热熔型粘合剂组合物,其还包含交联剂。
5.根据权利要求4所述的热熔型粘合剂组合物,其中,所述交联剂为异氰酸酯系交联剂。
6.一种粘合片,其包含使用权利要求1~5中任一项所述的热熔型粘合剂组合物而形成的粘合剂层。
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