JP2007308626A - 低透湿性粘着シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとを縮合反応させて得られる分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを主成分として含み、透湿度が200g/m2 以下である粘着剤層を有することを特徴とする低透湿性粘着シート、特に植物由来のジカルボン酸10モル当量に対し、植物由来のジオールが9〜11モル当量である上記構成の低透湿性粘着シート、分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーの重量平均分子量が3万〜20万の範囲にある上記構成の低透湿性粘着シート。
【選択図】なし
Description
これまで、粘着剤の材料としてアクリル系の材料が使用されてきたが、現在のところ、粘着剤に使用可能な植物由来のアクリル系の材料は見つかっていない。
本発明は、このような事情に照らし、植物由来の材料を使用した耐水性および耐久性に優れる低透湿性の粘着シートを提供することを課題としている。
特に、本発明は、植物由来のジカルボン酸10モル当量に対し、植物由来のジオールが9〜11モル当量である上記構成の低透湿性粘着シート、分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーの重量平均分子量が3万〜20万の範囲にある上記構成の低透湿性粘着シート。植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとのうち、少なくとも一方の分子側鎖にアルキル基を有する上記構成の低透湿性粘着シート、植物由来のジカルボン酸がダイマー酸である上記構成の低透湿性粘着シート、植物由来のジオールがダイマージオールである上記構成の低透湿性粘着シート、ベークライト板に対して10mm×20mmの接着面積で貼着し、80℃の雰囲気で0.5kgの荷重を加えた状態でのずれ長さが1.0mm/時間以下である上記構成の低透湿性粘着シートを提供できるものである。
この低透湿性粘着シートにおける粘着剤層の透湿度とは、JIS Z 0208により粘着剤層の厚さが100μmの試験片を用いて50℃,90%RHの雰囲気下に24時間放置したときの透湿性を測定したものである。
植物由来のジカルボン酸としては、例えば、ヒマシ油由来のセバシン酸や、オレイン酸などから誘導されるダイマー酸などが挙げられる。また、植物由来のジオールとしては、例えば、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステル系ジオールや、オレイン酸などから誘導されるダイマージオールなどが挙げられる。
分子側鎖にアルキル基を有するジカルボン酸には、前記したダイマー酸が挙げられ、分子側鎖にアルキル基を有するジオールには、前記したダイマージオールか挙げられる。これらのうちの一方を使用すればよく、両方を使用するのが特に望ましい。
植物由来のジオールが9モル当量未満となったり、11モル当量を超えると、ポリエステル系ポリマーの分子量が著しく低下して、粘着シートとしての保持力が低下する。高分子量のポリエステル系ポリマーを得るためには、植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとのモル数を等しくするのが特に望ましい。
これら触媒の使用量は、適宜選択できるが、通常は、植物由来のジカルボン酸10モル当量に対して、0.1〜2モル当量、好ましくは0.4〜1.7モル当量、より好ましくは0.7〜1.4モル当量である。触媒の使用量が0.1モル当量未満では反応速度が著しく遅くなり、2モル当量を超えると、反応速度に対するそれ以上の効果はなく、植物由来成分量の低下となるため、好ましくない。
このようなポリエステル系ポリマーは、重量平均分子量が3万〜20万、好ましくは6万〜16万、より好ましくは8万〜14万の範囲にあるのがよい。重量平均分子量が3万未満となると、凝集力の低下により保持性が低下し、20万を超えると凝集力が高すぎて粘着力が低下し、いずれの場合も粘着剤として適さない。
上記の基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのプラスチックフィルムや、紙、不織布などの多孔質材料などからなる公知の各種材質のものが用いられる。また、剥離処理した基材としては、上記同様のプラスチックフィルムに適宜の剥離処理したフィルムなどを使用することができる。
架橋処理に用いる架橋剤としては、ポリイソネアネート化合物、ポリエポキシ化合物、ポリアジリジン化合物など、ポリエステルに含まれる官能基と反応可能な官能基を持つ多官能性化合物を任意に使用することがきる。これらの架橋剤の中でも、ポリイソネアネート化合物を使用するのが特に好ましい。
架橋剤の使用量は適宜選択できるが、通常は、ポリエステル系ポリマー100重量部に対し、0.01〜10重量部、好ましくは1〜8重量部である。架橋剤の使用量が0.01重量部未満では、架橋剤としての効果がなく、10重量部を超えて使用しても架橋剤としてのそれ以上の効果がなく、植物由来成分の低下になるので、好ましくない。
また、この低透湿性粘着シートは、透湿度が200g/m2 以下、好ましくは180g/m2 以下、より好ましくは150g/m2 以下という、低透湿性であり、シール性が高いため、電子器機のシールに使用された場合に、水分の浸入による電子部品の腐食などの不具合を効果的に防ぐことができる。
また、透湿度が200g/m2 以下であることにより、植物由来の材料であるにもかかわらず、高温多湿の環境下に放置された際の生分解を抑制することができ、これにより、上記用途目的における信頼性を著しく向上させることができる。
したがって、本発明の低透湿性粘着シートは、水を嫌う電子部品や乾燥食品密封などのシール用粘着材料として、幅広く利用できるものである。
なお、以下の実施例および比較例におけるポリエステル系ポリマーの分子量は、下記のように測定したものであり、重量平均分量を示している。
剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理面に、反応後のポリエステル系ポリマーの溶液(架橋剤を添加する前の溶液)を、乾燥後の厚さが100μmとなるように塗布し、120℃で2時間乾燥して、塗布膜を得る。この塗布膜を剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、測定片とする。
この測定片0.01gを秤量し、テトラヒドロフラン(THF)10gに添加後、24時間放置して溶解する。この溶液を用いて、GPC(東ソー社製の「HLC−8220GPC」)により、分子量を測定する。測定条件は、カラム:G6000H6 、カラムサイズ:7.5mmID×30.0cmL、溶離液:THF、流量:0.300ml/min、検出器:RI、カラム温度:40℃、注入量:20μlである。
四つ口のセパラブルフラスコに撹拌機、温度計、窒素管および水分離管を付し、これにダイマー酸(ユニケマ社製の「プリポール1009」、分子量567)100部、ダイマージオール(ユニケマ社製の「プリポール2033」、分子量537)101部、触媒としてジ−n−ブチルスズオキシド(キシダ化学社製)2.3部、反応水排出溶剤としてキシレン20部を仕込み、窒素雰囲気で撹拌しながら180℃まで昇温し、この温度を保持した。しばらくすると、反応水の流出分離が認められ、反応が進行し始めた。約24時間反応を続けたのち、80℃まで冷却し、ポリマーを取り出しやすくするため、キシレン450部を加えて、撹拌を行い、分子量が5万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
このポリエステル系ポリマー100部(固形分)に対し、架橋剤としてトリメチロールプロパンのヘキサメチレンジイソシアネート付加物(日本ポリウレタン社製の「コロネートL」)8部(固形分)を、配合して、ポリエステル系粘着剤とした。
このポリエステル系粘着剤を、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理面に、乾燥後の厚さが50μmおよび100μmとなるように塗布し、120℃で3分乾燥後、さらに50℃の雰囲気に120時間放置して、粘着剤層の厚さが50μmおよび100μmの2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマージオールの使用量を106部(ダイマー酸10モル当量に対して10モル当量に相当)に変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が10万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマージオールの使用量を111部(ダイマー酸10モル当量に対して10.5モル当量に相当)に変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が4万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマー酸をセバシン酸(豊国製油社製の「SEBACIC ACID」、分子量202)100部に変更すると共に、ダイマージオールの使用量を38部に、また触媒であるジ−n−ブチルスズオキシドの使用量を0.8部に、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が11万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
なお、セバシン酸、ダイマージオールおよびジ−n−ブチルスズオキシドの使用割合は、セバシン酸10モル当量に対して、ダイマージオールが10モル当量、ジ−n−ブチルスズオキシドが0.1モル当量であった。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマージオールの使用量を85部(ダイマー酸10モル当量に対して8モル当量に相当)に変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が2万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマージオールの使用量を127部(ダイマー酸10モル当量に対して12モル当量に相当)に変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が2万の分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを得た。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
ダイマー酸をセバシン酸(豊国製油社製の「SEBACIC ACID」、分子量202)100部に、ダイマージオールを1,4−ブタンジオール(和光純薬工業社製、分子量901)224部に、それぞれ変更すると共に、触媒であるジ−n−ブチルスズオキシドの使用量を0.8部に変更した以外は、実施例1と同様して、分子量が10万のポリエステル系ポリマーを得た。
なお、セバシン酸、1,4−ブタンジオールおよびジ−n−ブチルスズオキシドの使用割合は、セバシン酸10モル当量に対して、1,4−ブタンジオールが10モル当量、ジ−n−ブチルスズオキシドが0.1モル当量であった。
このポリエステル系ポリマーを用いて、実施例1と同様にして、ポリエステル系粘着剤および2種の低透湿性粘着シートを得た。
厚さが100μmの粘着剤層を有する低透湿性粘着シートを使用し、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離した厚さが100μmの粘着剤層を測定片とした。この測定片を用い、JIS Z 0208に準じて、透湿度を測定した。
塩化カルシウムを入れたアルミカップを上記の測定片でフタをし、50℃,90%RHの雰囲気下に24時間放置して、重量変化を測定した。この測定値を透湿度(g/m2 ・24時間)とした。
厚さが50μmの粘着剤層を有する低透湿性粘着シートを使用し、その粘着剤層面に、コロナ処理を施した厚さが25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り付け、測定片とした。この測定片を用い、JIS C 2107の粘着力(180度引き剥がし法)に準じて、粘着力を測定したものである。
ただし、圧着は2kgのローラーを1往復して行い、試験板はステンレス板を使用し、試験片は幅20mmにし、引張り速度は300mm/分とした。
厚さが50μmの粘着剤層を有する低透湿性粘着シートを使用し、その粘着剤層面に、厚さが90μmのアルミテープを貼り合わせ、幅10mm×長さ100mmに切り出した。この切り出しサンプルを、幅25mm×長さ125mm×厚さ2mmのベークライト板に、幅方向および長さ方向をそれぞれ対応させて、ベークライト板の幅方向の中心部付近に、幅10mm×長さ20mmラップするように5kgのローラーで1往復して圧着して貼り合わせ、測定片とした。
この測定片を用い、80℃の雰囲気下で30分放置したのち、0.5kgの荷重を加えた状態で、80℃の雰囲気下に2時間放置後の測定片のずれ長さを測定し、その2分の1をずれ距離とした。
これに対し、分子側鎖にアルキル基を持たないポリエステル系ポリマーを用いた比較例3の粘着シートは、透湿度が高く、透湿性に劣っている。また、分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを用いる場合でも、このポリマーの分子量が比較例1,2のように低くなりすぎると、接着特性(保持性)を満足できなくなるため、上記分子量は、適度な範囲内にあるのが望ましいこともわかる。
Claims (8)
- 植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとを縮合反応させて得られる分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーを主成分として含み、透湿度が200g/m2 以下である粘着剤層を有することを特徴とする低透湿性粘着シート。
- 植物由来のジカルボン酸10モル当量に対し、植物由来のジオールが9〜11モル当量である請求項1に記載の低透湿性粘着シート。
- 分子側鎖にアルキル基を持つポリエステル系ポリマーは、重量平均分子量が3万〜20万の範囲にある請求項2に記載の低透湿性粘着シート。
- 植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとのうち、少なくとも一方の分子側鎖にアルキル基を有する請求項1〜3のいずれかに記載の低透湿性粘着シート。
- 植物由来のジカルボン酸がダイマー酸である請求項4に記載の低透湿性粘着シート。
- 植物由来のジオールがダイマージオールである請求項4または5に記載の低透湿性粘着シート。
- 基材を有し、この基材の片面または両面に粘着剤層を有する請求項1〜6のいずれかに記載の低透湿性粘着シート。
- ベークライト板に対して10mm×20mmの接着面積で貼着し、80℃の雰囲気で0.5kgの荷重を加えた状態でのずれ長さが1.0mm/時間以下である請求項1〜7のいずれかに記載の低透湿性粘着シート。
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