つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(以下「樹脂組成物」と略すことがある)は、アクリル系樹脂(A)、エチレン性不飽和基を1個有するエチレン性不飽和化合物(B)、および光重合開始剤(C)を用いて得られるものである。まず、上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を構成する各成分材料について説明する。
《アクリル系樹脂(A)》
本発明で用いられるアクリル系樹脂(A)としては、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(a2)を共重合してなる重合体である。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
上記(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)としては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の脂肪族系(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、(メタ)アクリル酸フェニルエステル等の芳香族系(メタ)アクリル酸エステル系モノマーがあげられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルについては、アルキル基の炭素数が、通常1〜12、特には1〜8、更には2〜8であることが好ましく、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等があげられる。また、(メタ)アクリル酸フェニルエステルとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等があげられる。
その他(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等があげられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併せて用いることができる。
上記(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)の中でも、共重合性、粘着物性、取り扱いやすさ及び原料入手しやすさの点で、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられ、更に好ましくは帯電防止性能が優れる点でn−ブチル(メタ)アクリレートが用いられる。
上記その他の共重合性モノマー(a2)としては、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、オキシアルキレン基含有モノマー、アミド基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、窒素含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー等の官能基含有モノマー、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等のモノマーがあげられ、これらから選ばれる1種もしくは2種以上が用いられる。好ましくは、アクリロニトリルや、水酸基含有不飽和モノマー、特には2−ヒドロキシエチルメタクリレートが用いられる。
上記水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等の1級水酸基含有モノマー;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;2,2−ジメチル−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマーがあげられる。
また、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性の水酸基含有モノマーを用いてもよい。
上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリルアミドN−グリコール酸、ケイ皮酸、(メタ)アクリル酸のミカエル付加物(例えば、アクリル酸ダイマー、メタクリル酸ダイマー、アクリル酸トリマー、メタクリル酸トリマー、アクリル酸テトラマー、メタクリル酸テトラマー等)、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジカルボン酸モノエステル(例えば、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル等)等があげられる。なお、かかるカルボキシル基含有モノマーは、酸のまま用いても良いし、アルカリで中和された塩の形で用いても良い。
なお、上記カルボキシル基含有モノマーを用いる場合には、共重合させポリマー化した後に、カルボキシル基含有モノマー由来のカルボキシル基を中和剤により中和して、部分中和物、または完全中和物とすることが好ましい。
上記中和剤としては、アンモニア、アルカリ性を示すアンモニウム塩およびモノエチルアミン、モノエタノールアミン等の一級アミン;ジエチルアミン、ジエタノールアミン等の二級アミン;トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N,N,N′−トリメチルエチレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルヒドロキシルアミン等の三級アミン;ジアミン、ポリエチレンイミン等の1分子中に複数の窒素原子を有するアミノ化合物;ピリジン等の環式アミノ化合物等のアミン化合物;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等があげられる。
これら中和剤の中でも、中和後の帯電防止能の点からアルカリ金属の水酸化物が好ましく、特にはアクリル系樹脂との相溶性から水酸化カリウムを使用することが好ましい。
上記オキアルキレン基含有モノマーとしては、例えば、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の脂肪族系の(メタ)アクリル酸エステルや、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレートのアクリル酸エステル等があげられる。
上記アミド基含有モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−(n−ブトキシアルキル)アクリルアミド、N−(n−ブトキシアルキル)メタクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アクリルアミド−3−メチルブチルメチルアミン、ジメチルアミノアルキルアクリルアミド、ジメチルアミノアルキルメタクリルアミド等があげられる。
上記アミノ基含有モノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートやその4級化物等があげられる。
上記窒素含有モノマーとしては、例えば、アクリロイルモルフォリン等があげられる。
上記グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等があげられる。
上記リン酸基含有モノマーとしては、例えば、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート、ビス(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)アシッドホスフェート等があげられる。
上記スルホン酸基含有モノマーとしては、例えば、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸あるいはその塩等があげられる。
このようにして、本発明に係るアクリル系樹脂(A)は、上記の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(a2)を共重合して得られる。アクリル系樹脂(A)を構成する具体的な共重合成分割合としては、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)が、共重合成分全体に対して75〜100重量%、特には80〜93重量%、更には85〜90重量%であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(a1)が少なすぎると分子量があがらず粘度低くなる傾向がある。
得られる上記アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、50万以上でなければならない。特に好ましくは85万以上、更に好ましくは100万以上、殊に好ましくは120万以上である。アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が小さすぎると、活性エネルギー線照射によって得られる粘着剤の凝集力が不足するからである。
一方、アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)の上限としては、300万以下が好ましく、特には250万以下、更には200万以下が好ましい。アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が大きすぎると、均一に相溶した樹脂組成物が得難くなるからである。
また、本発明においては、アクリル系樹脂(A)の分散度(Mw/Mn)が7以下であることが好ましく、特には5以下、更には4以下であることが好ましい。アクリル系樹脂(A)の分散度(Mw/Mn)が大きすぎると、凝集力や粘着物性の活性エネルギー線照射条件による振れが大きくなる傾向がみられるからである。また、分散度(Mw/Mn)の下限値としては通常2である。なお、上記Mnとは、数平均分子量のことをいう。
上記のアクリル系樹脂(A)は、溶液ラジカル重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合など当業者周知の方法によって製造することができる。中でも、懸濁重合は、重合度の大きいポリマーを得ることができ、また生成ポリマーの単離も容易であるため、前記条件を満たすアクリル系樹脂(A)の製造方法として好ましく用いられる。そして、アクリル系樹脂(A)としては、懸濁重合により得られたドライレジンであることが好ましい。
上記重合に際し、必要に応じて、ポリビニルアルコール等の分散安定剤や、アゾビスイソブチロニトリル等の重合開始剤を添加することができる。
なお、一般に、樹脂組成物に用いられるアクリル系樹脂は、その製造時に有機溶剤を使用する溶剤系重合により製造されることが多い。このような溶剤系重合のアクリル系樹脂を粘着剤組成物に用いる場合、粘着剤溶液を高温で乾燥することを要するため、多くのエネルギーが必要となったり、また、有機溶剤は引火しやすいだけでなく大気汚染も引き起こすため、溶剤の大規模な回収装置や安全装置を必要としたりするからである。しかしながら、上記懸濁重合により得られたドライレジンのアクリル系樹脂(A)を用いると、このような有機溶剤を含有せずに樹脂組成物を製造することができる。
また、本発明においては、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)が、−60〜20℃の範囲内であることが好ましく、特には−60〜0℃、更には−55〜−10℃の範囲内であることが好ましい。アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)が低すぎると、凝集力に劣る傾向がみられ、逆に、高すぎると、粘着剤の脆質化を招く傾向がみられるからである。
なお、本発明において重量平均分子量とは、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量をいい、具体的には、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100〜2×107、理論段数:10、000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものである。数平均分子量においても同様に、上記測定装置を用いて測定されるものである。
また、本発明においてガラス転移温度とは、Foxの式より算出されるものである。
《エチレン性不飽和基を1個有するエチレン性不飽和化合物(B)》
本発明で用いられるエチレン性不飽和基を1個有するエチレン性不飽和化合物(B)〔以下「単官能エチレン性不飽和化合物(B)」と略すことがある〕は、上記(A)とともに、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を構成するモノマーとして用いられているものである。上記単官能エチレン性不飽和化合物(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(b2)からなる、常温(25℃±10℃)で液状または固体状のモノマーである。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)としては、通常アルキル基の炭素数が1〜30の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがあげられ、具体的には、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、iso−デシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等があげられる。中でも、好ましくはアルキル基の炭素数が2〜20、特に好ましくは4〜18、更に好ましくは4〜10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがあげられる。中でも、特にn−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。これら(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)の1種または2種以上が用いられる。
また、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)として、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート等のガラス転移温度(Tg)が高いモノマーを用いることが、塗工の際の膜厚を厚くした場合においても、硬化後に優れた保持力を示すことが可能となる点で好ましい。
その他の共重合性モノマー(b2)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリルアミド−N−グリコール酸、ケイ皮酸、(メタ)アクリル酸のミカエル付加物(例えば、アクリル酸ダイマー、メタクリル酸ダイマー、アクリル酸トリマー、メタクリル酸トリマー、アクリル酸テトラマー、メタクリル酸テトラマー等)、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルジカルボン酸モノエステル(例えば、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル等)等のカルボキシル基含有不飽和モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等の1級水酸基含有モノマー;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;2,2−ジメチル−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有不飽和モノマー;t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有モノマー;2−(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート等のアセトアセチル基含有モノマー;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類;N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等のアリル化合物類;N−ビニルピロリドン、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン等のビニル系モノマー;(b1)以外の(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー、等があげられ、これらから選ばれる1種もしくは2種以上が用いられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。
このようにして、本発明に係る単官能エチレン性不飽和化合物(B)は、上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)、必要に応じて更にその他の共重合性モノマー(b2)からなる。具体的な配合割合としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)の配合量が、単官能エチレン性不飽和化合物(B)全体に対して75〜100重量%、特には80〜93重量%、更には85〜90重量%であることが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b1)が少なすぎると分子量があがらず粘度が低くなる傾向がある。
特に適度な粘着性が求められる用途では、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計100重量部(以下、「部」と略す)中に、その他の共重合性モノマー(b2)が、1〜20部、特には3〜10部含有することが好ましい。そして、その他の共重合性モノマー(b2)としては、カルボキシル基含有不飽和モノマーが好ましく、特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリルアミド−N−グリコール酸、ケイ皮酸であり、更に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。
さらに、上記単官能エチレン性不飽和化合物(B)において、粘着剤に対して帯電防止性能が要求される用途では、オキシアルキレン鎖含有モノマー(b3)を用いたり、水酸基含有モノマー(b4)を多量に用いることにより帯電防止性能を付与することができる。
上記オキシアルキレン鎖含有モノマー(b3)としては、例えば、下記の一般式(1)で表されるオキシアルキレン鎖を含有する単官能モノマーがあげられる。
上記一般式(1)中のXはアルキレン基であり、中でも、炭素数1〜10、特には2〜8のアルキレン基が好ましく、特には、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基が好ましい。また、nが2以上のポリオキシアルキレン鎖部位の場合は、同一オキシアルキレン鎖のホモ重合体でもよいし、相異なるオキシアルキレン鎖がランダムあるいはブロック状に共重合したものでもよい。
上記一般式(1)中のnは1以上の整数であり、好ましくは1〜100、特に好ましくは5〜50である。nの値が少なすぎると帯電防止能が不充分になる傾向があり、多すぎると耐久性が充分でなくなる傾向がある。
上記一般式(1)中のAは(メタ)アクリロイル基またはアルケニル基であり、アルケニル基としては、通常、炭素数2〜6のもの、例えば、ビニル基やアリル基が用いられる。これらの中でも、メタクリロイル基、アクリロイル基、アリル基が好ましく、特にはメタクリロイル基、アクリロイル基が好ましい。
上記一般式(1)中のBは水素原子、アルキル基、フェニル基またはアシル基であり、アルキル基としては、通常、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のものが用いられる。これらの中でも、水素原子、メチル基、エチル基であることが好ましい。
上記オキシアルキレン鎖を含有する単官能モノマーの具体例としては、
[A:(メタ)アクリロイル基の場合]
例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートやエトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等があげられる。
[A:アルケニル基の場合]
例えば、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル等のポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル等のポリプロピレングリコール誘導体、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノアリルエーテル、等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記の中でも、ポリエチレングリコール誘導体が、特にはポリエチレングリコールのアルコキシ化物、更にはメトキシポリエチレングリコールモノアクリレートが好ましく、また、エチレンオキサイド付加モル数nが5〜500、特には5〜100、さらには6〜30であることが帯電防止能と耐久性のバランスの点で好ましい。エチレンオキサイド付加モル数nが小さすぎると帯電防止能が劣る傾向があり、大きすぎると耐久性が悪化する傾向がある。さらには、硬化性に優れる点で、Aは(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
また、上記一般式(1)で示されるオキシアルキレン鎖を含有する単官能モノマーの重量平均分子量としては、通常100〜20000が好ましく、特には200〜10000、更には400〜2000が好ましい。上記重量平均分子量が小さすぎると帯電防止能に劣る傾向があり、大きすぎると結晶性が高くなり、取り扱いにくくなる傾向がある。なお、上記重量平均分子量は、前述の方法と同様にして測定される。
上記オキシアルキレン鎖含有モノマー(b3)の含有量としては、アクリル系樹(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して、上記オキシアルキレン鎖含有モノマー(b3)が、通常5〜40部、好ましくは10〜35部、特に好ましくは15〜30部であればよく、含有量が多すぎると相溶性が低下する傾向があり、少なすぎると帯電防止性能が劣る傾向がある。
上記水酸基含有モノマー(b4)としては、前記その他の共重合性モノマー(b2)中で例示した水酸基含有モノマーと同様のものを用いることができ、また上記水酸基含有モノマー(b4)の含有量としては、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して、上記水酸基含有モノマー(b4)が、通常5〜50部、好ましくは10〜40部、特に好ましくは15〜30部であればよく、含有量が多すぎると相溶性が低下する傾向があり、少なすぎると帯電防止性能が劣る傾向がある。
また、高い保持力が求められる用途では、樹脂の凝集力を高める観点から、ガラス転移温度(Tg)の高いモノマーを用いることが好ましい。上記ガラス転移温度(Tg)としては、具体的には、好ましくは0℃以上、より好ましくは40℃以上、特に好ましくは80℃以上である。なお、ガラス転移温度(Tg)の上限は、粘着剤の表面タックの低下を防ぎ、初期粘着力の低下を防ぐ点から通常150℃である。なお、ガラス転移温度(Tg)の高いモノマーとは、上記モノマーをホモポリマーとした際のガラス転移温度のことである。
本発明においては、単官能エチレン性不飽和化合物(B)として、単官能エチレン性不飽和化合物(B)のみを共重合した際のガラス転移温度(Tg)が、−90〜0℃の範囲内であるものを用いることが好ましく、特には−80〜−10℃、更には−70〜−20℃の範囲内であるものを用いることが好ましい。このガラス転移温度(Tg)が低すぎると、凝集力に劣る傾向がみられ、逆に、高すぎると、充分な粘着力が得られない傾向がみられるからである。
アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)との配合比率としては、アクリル系樹脂(A):単官能エチレン性不飽和化合物(B)が5:95〜50:50(重量比)、特には7:93〜45:55(重量比)、更には10:90〜40:60(重量比)であることが好ましい。アクリル系樹脂(A)の配合比率が少なすぎると、粘度が低すぎて塗工する際の支障となる傾向がみられ、逆に、多すぎると粘度が高く塗工する際の支障となる傾向がみられるからである。但し、上記にとらわれず粘度や塗工適性を考慮して配合量を決めればよい。
また、本発明においては、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)と、単官能エチレン性不飽和化合物(B)のみを重合した際のガラス転移温度(Tg)との差が10℃以上、特には20℃以上、更には30℃以上であることが粘着物性の振れが少なくなる点で好ましい。ガラス転移温度(Tg)の差が少なすぎると粘着性のばらつきが大きくなる傾向がみられるからである。なお、上記ガラス転移温度(Tg)の差の上限は、通常200℃である。
《光重合開始剤(C)》
本発明で用いられる光重合開始剤(C)としては、光等の活性エネルギー線の作用によりラジカルを発生するトリアジン系光重合開始剤が必須成分として用いられる。
上記トリアジン系光重合開始剤としては、例えば、下記の一般式(a)で表される2,4,6−三置換−s−トリアジンがあげられる。
上記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜10のアルキル基、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基等があげられる。上記アルキル基は置換基を有するものであってもよく、上記置換基としては、通常、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基等があげられ、好ましくはハロゲン原子、更に好ましくは塩素原子、臭素原子であり、具体的には、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、α,α,β−トリクロロエチル基等があげられる。
上記アリール基としては、例えば、炭素数6〜20のもの、具体的には、フェニル基、p−メトキシフェニル基、p−メチルチオフェニル基、p−クロロフェニル基、4−ビフェニリル基、ナフチル基、4−メトキシ−1−ナフチル基等があげられる。上記アリール基は置換基を有するものであってもよく、上記置換基としては、通常、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、ヘテロアリール基等があげられる。
上記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、2−フェニルエテニル基等の炭素数2〜12のものがあげられる。さらに、上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のものがあげられる。上記アルケニル基は置換基を有するものであってもよく、上記置換基としては、通常、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基等があげられる。
上記アルコシキ基としては、例えば、炭素数1〜10のアルコキシ基、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基等があげられる。上記アルコキシキ基は置換基を有するものであってもよく、上記置換基としては、通常、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基等があげられる。
そして、上記モノハロゲン置換メチル基、ジハロゲン置換メチル基またはトリハロゲン置換メチル基としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ジクロロメチル基、ジブロモメチル基、ジヨードメチル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、トリヨードメチル基があげられる。なかでも、塩素原子が置換したトリクロロメチル基が好適である。
このような一般式(a)で表される2,4,6−三置換−s−トリアジンは、例えば、Journal of American Chemical Society 第72巻第3257〜3528頁(1950年)、Journal of American Chemical Society 第74巻第5633〜5636頁(1952年)、Juatus Lieblgs Annalen der Chemie 第577巻第77〜95頁(1952年)に記載された方法に従い製造することができる。
上記一般式(a)で表される2,4,6−三置換−s−トリアジンとしては、具体的には、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリブロモメチル)−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−トリル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−n−プロピル−s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロロエチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ブロモメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(クロロメチル)−s−トリアジン等の脂肪族系置換基のみを有する2,4,6−三置換−s−トリアジン系光重合開始剤、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メチルチオフェニル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−クロロフェニル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(2′,4′−ジクロロフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ブロモフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリブロモメチル)−6−フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(p−メトキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(o−メトキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2−[2−(p−ブトキシフェニル)エテニル]−−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(3,4,5−トリメトキシフェニル)エテニル]−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(1−ナフチル)−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ビフェニリル)−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4′−メトキシ−1′−ナフチル)−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシナフチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(ピペロニル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシスチリル)−s−トリアジン等の芳香族系置換基を有する2,4,6−三置換−s−トリアジン系光重合開始剤、
等をあげることができる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
なかでも、上記トリアジン系光重合開始剤として、芳香族系置換基を有する2,4,6−三置換−s−トリアジン系光重合開始剤を用いることが好ましく、更には塗膜の黄変が少ない、相溶性がよいという点から、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニル)−s−トリアジンを用いることが特に好ましい。
さらに、本発明では、光重合開始剤(C)として、上記トリアジン系光重合開始剤とともに、他の光重合開始剤、例えば、アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等を併用することができる。特に粘着物性を考慮した場合、上記トリアジン系光重合開始剤とともに、上記アルキルフェノン系光重合開始剤およびアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の少なくとも一方を併用することが好ましい。中でも好ましいのは、上記トリアジン系光重合開始剤とアルキルフェノン系光重合開始剤との併用である。
上記アルキルフェノン系光重合開始剤としては、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピレンフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、メチルフェニルグリオキシレート、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド等があげられる。さらに、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。中でも、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノンが好ましく用いられる。
上記アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記トリアジン系光重合開始剤(x)とともに、上記アルキルフェノン系光重合開始剤およびアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の少なくとも一方(y)を併用する場合の両者の併用割合(x:y)は、x:y=1:1〜1:5の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくはx:y=1:2〜1:4である。すなわち、トリアジン系光重合開始剤(x)が少な過ぎると、積算光量の低い活性エネルギー線の照射では充分な粘着物性を有する粘着剤を得ることが困難となる傾向がみられ、トリアジン系光重合開始剤(x)が多過ぎると、塗膜の黄変がひどくなったり、粘着力が低下する傾向がみられるからである。
さらに必要に応じて、上記光重合開始剤(C)の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。
本発明における光重合開始剤(C)の含有量は、光重合開始剤(C)として上記トリアジン系光重合開始剤を単独で用いる場合は、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計量計100部に対して0.01〜0.5部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.45部、さらに好ましくは0.1〜0.4部、特に好ましくは0.15〜0.35部である。上記光重合開始剤(C)の含有量が少なすぎると、紫外線等の活性エネルギー線照射による重合にばらつきができやすくなる傾向がみられ、逆に、多すぎてもそれ以上の効果が得られず無駄となるからである。
一方、光重合開始剤(C)として上記トリアジン系光重合開始剤とともに、上記アルキルフェノン系光重合開始剤およびアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の少なくとも一方を併用する場合は、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計量計100部に対して0.1〜3部であることが好ましく、より好ましくは0.3〜2部、さらに好ましくは0.5〜1部である。上記光重合開始剤(C)の含有量が少なすぎると、紫外線等の活性エネルギー線照射による重合にばらつきができやすくなる傾向がみられ、逆に、多すぎてもそれ以上の効果が得られず無駄となるからである。
本発明においては、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を構成するモノマーとして、先に述べた(A)〜(C)成分とともに、エチレン性不飽和基を2個以上有するエチレン性不飽和化合物(D)を用いてもよい。
《エチレン性不飽和基を2個以上有するエチレン性不飽和化合物(D)》
上記エチレン性不飽和基を2個以上有するエチレン性不飽和化合物(D)〔以下「多官能エチレン性不飽和化合物(D)」と略すことがある〕は、先に述べた単官能エチレン性不飽和化合物(B)と同様、液状または固体状のモノマーである。
上記多官能エチレン性不飽和化合物(D)としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の2官能の(メタ)アクリル系モノマー;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリル系モノマー、等があげられる。また上記以外にも、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物等の多官能(メタ)アクリレート化合物を使用することも可能である。中でも、3官能以上の(メタ)アクリル系モノマーが好ましく、特にはトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが好ましい。また、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
上記多官能エチレン性不飽和化合物(D)の含有量は、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して0.005〜5部の範囲であることが好ましく、特に好ましくは0.01〜5部であり、さらに好ましくは0.1〜3部である。上記多官能エチレン性不飽和化合物(D)の含有量が多過ぎると、粘着力が低くなりすぎる傾向がある。
さらに、本発明の樹脂組成物には、帯電防止性能の付与を目的として、上記(A)〜(C)、さらには(D)とともに、イオン性化合物(E)を配合することができる。
《イオン性化合物(E)》
上記イオン性化合物(E)としては、イオン性を有する化合物であればよく、例えば、有機酸または無機酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、四級アンモニウム塩、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールアルコールアルキレンオキサイド付加物リン酸エステル塩、アルキルベタイン化合物、アルキルイミダゾリン化合物、アルキルアラニン化合物、ポリビニルベンジル型カチオン化合物、ポリアクリル酸型カチオン化合物等があげられる。これらの中でも、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、四級アンモニウム塩が好ましく用いられ、特に好ましくはアルカリ金属塩が好ましく用いられる。
上記アルカリ金属塩としては、例えば、Li+、Na+、K+から選ばれるカチオンとCl-、Br-、I-、BF4 -、PF6 -、SCN-、ClO4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N−、(CF3SO2)3C-から選ばれるアニオンから構成される金属塩が好適に用いられる。これらの中でもイオン伝導性に優れ静電気防止機能に優れる点で、LiBr、LiI、LiBF4、LiPF6、LiSCN、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(CF3SO2)3C等のリチウム塩が好ましく用いられる。
上記アルカリ土類金属塩としては、例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩およびこれらのハロゲン化物があげられる。
上記四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラアルキルアンモニウムスルホン酸、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、(ポリ)オキシアルキレントリアルキルアンモニウム塩等の四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
これらのイオン性化合物(E)は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。
さらに、上記イオン性化合物(E)として、イオン液体を用いることができる。本願発明におけるイオン液体とは、0〜150℃の範囲の一定温度において液体を保持するカチオン成分およびアニオン成分からなるイオン性物質のことを表す。
上記カチオン成分としては、特に限定されるものではなく、一般的なイオン液体で使用されるカチオン類が用いられる。上記カチオン類としては、例えば、ヘテロ環式化合物のカチオン類、特には1〜5個のヘテロ原子を含む1〜5員環のヘテロ環式化合物のカチオン類、殊にはヘテロ原子として窒素原子を含む1〜5個のヘテロ原子を含む1〜5員環のヘテロ環式化合物のカチオン類等があげられ、中でもイミダゾリウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン等が好ましい。また、鎖状の第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオンを用いることも好ましい。これらの中でも、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオンが好ましく、特にはイミダゾリウムカチオンを用いることが、粘度が低い点で好ましい。
一方、上記アニオン成分としては、特に限定されるものではなく、例えば、Cl-、Br-、AlCl4 -、Al2 Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、CH3 COO-、CF3 COO-、CH3 SO3 -CF3 SO3 -、(CF3 SO2 )2 N-、(CF3 SO2 )3 C-、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、F(HF)n-、(CN)2 N-、C4 F9 SO3 -、(C2 F5 SO2 )2 N-、C3 F7 COO-、(CF3 SO2 )(CF3 CO)N-等の一般的なイオン液体で使用されるアニオンを用いることが可能である。
また、本発明に用いられるイオン液体としては、重合性不飽和基を含有するイオン液体も用いることもでき、例えば、1−(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)−3−オクチルイミダゾリウムブロミドや1−(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)−3−オクチルイミダゾリウムクロリド等の(メタ)アクリロイロキシエチル−3−アルキルイミダゾリウムのハロゲン塩等の(メタ)アクリル系イミダゾリウムカチオン系化合物や、1−ブチル−3−ビニルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(1B3VIBF4)、1−ブチル−3−ビニルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホンイミド(1B3VITFSI)等のビニルイミダゾリウムカチオン系化合物と、アニオン成分のハロゲンイオンからなるイオン液体があげられる。これら重合性不飽和基を有するイオン液体を用いる場合には、活性エネルギー線照射により重合に関与することとなり、ブリードアウトすることもなく好ましい。
上記イオン性化合物(E)の含有量は、アクリル系樹脂(A)と単官能エチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して、0.01〜5部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜3部、特に好ましくは0.1〜1.5部である。上記イオン性化合物(E)の含有量が少なすぎると、帯電防止性能の付与効果が得られ難くなる傾向がみられ、イオン性化合物(E)の含有量が多すぎると粘着物性が低下したり、糊残りを起こす傾向がある。
また、本発明の樹脂組成物は、アクリル系樹脂に一般的な架橋剤を用いて架橋する従来の方法に代えて、活性エネルギー線を照射して架橋させるものであるが、基材との密着性を高めるために、従来に比べ少量、つまりエージング時間の延長にならない量範囲で架橋剤を配合してもよいが、通常、架橋剤を用いないで使用することが好ましい。
上記架橋剤としては、イソシアネート系、エポキシ系、金属塩、金属アルコシド、アルデヒド系化合物、非アミノ樹脂系アミノ化合物、尿素系、金属キレート系、メラミン系、アジリジン系等の一般的に使用される架橋剤をあげることができる。
また、本発明では本発明の効果を損なわない範囲において、他の粘着剤、ウレタン樹脂、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、フェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂等の粘着付与剤、公知の添加剤や紫外線あるいは放射線照射により呈色あるいは変色を起こすような化合物を添加することができる。
上記成分材料を用いることにより、本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が得られる。
《活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、粘着剤および粘着シートの製法》
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、上記アクリル系樹脂(A)、単官能エチレン性不飽和化合物(B)、光重合開始剤(C)、さらには必要に応じて配合される多官能エチレン性不飽和化合物(D)、イオン性化合物(E)等他の成分を混合することにより得られる。
上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、水、水性溶媒あるいは有機溶媒を実質的に含有しておらず、通常、単官能エチレン性不飽和化合物(B)中に、上記アクリル系樹脂(A)、光重合開始剤(C)、さらに必要に応じ配合される多官能エチレン性不飽和化合物(D)およびイオン性化合物(E)等の他の成分が、溶解もしくは均一に分散した状態となることが好ましい。この活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、アクリル系樹脂(A)、単官能エチレン性不飽和化合物(B)、光重合開始剤(C)、さらに必要に応じ適宜配合される多官能エチレン性不飽和化合物(D)、イオン性化合物(E)等他の成分を、常温(25℃±10℃)または場合によっては常温〜60℃の温度範囲に加温し混合することにより調製することができる。より好ましくは、光重合開始剤(C)を除く各成分を、予め常温もしくは加温状態で予備混合(0.5〜30時間)した後に、光重合開始剤(C)を混合することにより、上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を調製することである。
また、上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、粘性を有する液状組成物である。従って、本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、そのまま基材に塗工することができる。場合によっては、有機溶剤によって希釈しても良いが、有機溶剤を含有していない、すなわち非溶剤系であることが、粘着剤製造の作業性および地球環境対応性の点から好ましい。なお、前述の懸濁重合等により得られたドライレジンのアクリル系樹脂(A)を用いれば、有機溶剤を含有せずに上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を製造することができる。
さらに、上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、活性エネルギー線が照射されることにより、活性エネルギー線照射重合体となり、粘着剤としての粘着性能を有するものとなる。
活性エネルギー線を照射するに当たっては、活性エネルギー線として、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線照射による硬化が有利である。
紫外線照射には、150〜450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ等を用いることができる。
本発明において、活性エネルギー線の照射量としては、積算光量が1000mJ/cm2以下であることが好ましく、特には900mJ/cm2以下、更には800mJ/cm2以下であることが好ましい。上記照射量が多過ぎると、コストおよび装置等の設備において負担が大きくなる傾向がある。なお、活性エネルギー線照射量の積算光量の下限は、通常50mJ/cm2である。
活性エネルギー線の照射により架橋された後の活性エネルギー線照射重合体である粘着剤は、ゲル分率が40〜100重量%であることが好ましく、特には50〜100重量%、更には60〜100重量%であることが好ましい。ゲル分率が小さすぎると、凝集力が不足することに起因する粘着剤の剥離性が低下する傾向が見られるからである。
なお、上記ゲル分率は、架橋度の目安となるもので、以下の方法で算出される。すなわち、後述の如く得られる粘着シート(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。この際、基材の重量は差し引いておく。
ここで、このような粘着剤のゲル分率を上記範囲に調整するにあたっては、活性エネルギー線の照射量や照射強度を調整すること、光重合開始剤の単独あるいは併用等種類を使い分けること、また各光重合開始剤を併用する際の割合を調整すること、さらに、光重合開始剤の量を調整することにより達成される。
なお、活性エネルギー線の照射量や照射強度、光重合開始剤の組成比、添加量は、それぞれの相互作用によりゲル分率は変化するため、それぞれバランスをとることが必要になる。
本発明では、上述の通り、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いて、活性エネルギー線を照射することにより、粘着剤としての粘着性能を有するものであるが、具体的には、例えば、この活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を基材に塗布または含浸した後、活性エネルギー線を照射して、基材上に粘着剤層が形成された粘着シートが作製され、この粘着シートは被着体に貼合されるのである。
なお、本発明において、「シート」とは、特に「フィルム」、「テープ」と区別するものではなく、これらも含めた意味として記載するものである。
上記基材の材料としては、シートを形成する材料であれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム、銅、鉄の金属箔、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体、三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド等の合成樹脂シート、上質紙、グラシン紙等の紙、硝子繊維、天然繊維、合成繊維等の単層体または複層体があげられる。
これらの中で、価格面を考慮するとポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等のシートが好適に用いられる。
また、基材に対する粘着剤層の投錨性を上げるために、基材の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理、プライマーコート、脱脂処理、表面粗面化処理等の公知の易粘着性を改良する処理を施しても良いし、帯電防止のために帯電防止層が設けられても良い。
上記基材の厚みは、用途,材質等に応じて適宜設定されるものであるが、一般には500μm以下、好ましくは5〜300μm、更に好ましくは10〜200μm程度の厚みを例示することができる。
また、基材上に形成される上記粘着剤層の厚みは、用途に応じて適宜設定されるものであるが、一般には5〜400μm、好ましくは10〜300μmである。粘着剤層の厚みが薄過ぎると、貼着物性が安定しにくく、また厚みが厚過ぎると、糊残りを起こしやすくなる傾向がみられるからである。
特に上記粘着剤層の厚みを100μm以上の厚塗りにする場合には、単官能エチレン性不飽和化合物(B)として、ホモポリマーにした際のガラス転移温度(Tg)が0℃以上と高いモノマー化合物、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレートを用いることが、粘着剤層の凝集力が高くなり、保持力、耐熱性に優れる点で好ましい。
本発明の粘着剤を用いた粘着シートの粘着力は、通常1〜50(N/25mm)であることが好ましく、特には2〜40(N/25mm)、更には3〜30(N/25mm)であることが好ましい。
上記粘着力は、JIS Z−0273に準じ、例えば、つぎのようにして測定される。まず、得られた粘着シートを25mm×100mmに切断した後、これを、被着体としてのステンレス板(SUS304BA板)に、23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラーを用いて2往復させることにより圧着し、試験片を作製する。この試験片を、同雰囲気下で、30分放置した後、剥離速度0.3m/分により、180度剥離試験を行ない、粘着力(N/25mm)を測定する。
本発明の粘着剤を用いた粘着シートを被着体に貼り合わせるまで、その粘着剤層を汚染から保護する目的で、粘着シートの表面にセパレーターを積層することができる。上記セパレーターとしては、基材で例示した合成樹脂シート、紙、布、不織布等を離型処理したものを使用することができる。
本発明の粘着剤を用いた粘着シートは、前記のように、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を基材に塗布または含浸し、活性エネルギー線を照射することによって得られる。上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が溶液状である場合には、溶液状の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を基材に直接塗工する直接塗工法や、溶液状の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をセパレーターに塗工したのち基材と貼り合わせる転写塗工法などにより、基材に積層される。
直接塗工法においては、基材に活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗工し、必要に応じて加熱乾燥した後にセパレーターを貼り合わせる。塗工は、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等の慣用の方法により行なわれる。
一方、転写塗工法においては、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗工した後に基材を貼り合わせる。塗工方法については、直接塗工と同様の方法が使用できる。
本発明の粘着剤が利用できる被着体の種類には特に制限はないが、例えば、アルミニウム、銅、鉄の金属箔、ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン等のポリフッ化エチレン樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体、三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド等の合成樹脂シート又は板があげられる。
以上のように、本発明の粘着剤は、ラベル・シート用、テープ用、建材用、包装材料用、エレクトロニクス用としてディスプレイパネル、光学フィルムの貼り合せ、衝撃吸収層、ガラス飛散防止層、金属板、ガラス板、合成樹脂板、ラミネート鋼板などに使用され、粘着剤として好適に使用することができる。
以下、実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
〔アクリル系樹脂(A)の製造〕
撹拌機を備えたガラス製の4ッ口丸底フラスコに水300部を入れ、分散安定剤としてポリビニルアルコール0.7部を溶解し、撹拌翼により300rpmで撹拌しつつ、n−ブチルアクリレート87.8部、アクリロニトリル7.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部からなる単量体混合物と、重合開始剤としてN,N′−アゾビスイソブチロニトリル0.9部を一括投入し、懸濁液を作製した。
この懸濁液を、撹拌継続下に反応系内を68℃まで昇温させ、4時間一定に保って反応させた。その後、室温(約25℃)まで冷却した。次いで、反応物を固液分離し、水で充分に洗浄した後、乾燥機を用いて70℃で12時間乾燥し、塊状のアクリル系樹脂(A)を得た。得られたアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は130万、分散度(Mw/Mn)は4.6、ガラス転移温度は−47℃であった。
上記により得られたアクリル系樹脂(A)を用い、下記実施例および比較例に従って、各活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを製造した。
〔実施例1〕
上記のようにして製造されたアクリル系樹脂(A)10部、単官能エチレン性不飽和化合物(B)としてn−ブチルアクリレート(n−BA)41.7部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)41.7部、アクリル酸(AAc)6.6部を撹拌機のついた容器に入れ、24時間撹拌混合し溶解した。この溶液に、光重合開始剤(C)として2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニル)−s−トリアジン(日本シーベルヘグナー社製、トリアジンA)0.3部を混合することにより活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
上記で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、厚みが25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材上に25μmの厚みになるように塗工した。さらに離型処理されたPET基材を用い、離型処理面が上記塗工面に接するようにして塗工面を被膜した。その後、下記に示す紫外線照射装置を用い、照射強度が200mW/cm2となるように調整した高圧水銀ランプより、積算光量が600mJ/cm2となるように紫外線を照射して光重合し、粘着シートを得た。
<紫外線照射装置>
アイグランデージECS−301G1型(アイグラフィックス社)
<照射条件>
80W/cm(高圧水銀ランプ)×18cmH、照射強度200mW/cm2
〔実施例2〕
実施例1において、紫外線照射の積算光量を800mJ/cm2とした。それ以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
〔実施例3〕
実施例1において、光重合開始剤(C)として、トリアジンA0.3部とともに、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン〔商品名:「ダロキュア1173」;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製〕(D−1173)1部を併せて用いた。それ以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
〔実施例4〕
実施例3において、紫外線照射の積算光量を800mJ/cm2とした。それ以外は実施例3と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
〔実施例5〕
実施例3において、アクリル系樹脂(A)、単官能エチレン性不飽和化合物(B)および光重合開始剤(C)に加えて、多官能エチレン性不飽和化合物(D)であるトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)0.3部を用いた。それ以外は、実施例3と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
〔実施例6〕
実施例4において、アクリル系樹脂(A)、単官能エチレン性不飽和化合物(B)および光重合開始剤(C)に加えて、多官能エチレン性不飽和化合物(D)であるトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)0.3部を用いた。それ以外は、実施例4と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
〔比較例1〕
実施例1の、光重合開始剤(C)であるトリアジンAに代えてD−1173を1部用いた以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
〔比較例2〕
実施例2の、光重合開始剤(C)であるトリアジンAに代えてD−1173を1部用いた以外は、実施例2と同様にして活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
〔比較例3〕
実施例5の、光重合開始剤(C)としてD−1173のみを1部を用いた以外は、実施例5と同様にして活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
〔比較例4〕
実施例6の、光重合開始剤(C)としてD−1173のみを1部を用いた以外は、実施例6と同様にして活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
〔比較例5〕
比較例1において、紫外線照射の積算光量を2400mJ/cm2とした。それ以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物および粘着シートを得た。
上記実施例および比較例で用いた、上記各成分材料の配合割合について、後記の表1に示す。
上記の実施例および比較例で得られた粘着シートについて、下記の方法により、粘着特性の評価(粘着力の測定)を行なうとともに、その粘着剤層のゲル分率を測定し、その結果を併せて後記の表1に示す。
〔粘着シートの評価試験〕
(1)粘着力
JIS Z−0273に準じ粘着力を測定した。すなわち、得られた粘着シートを25mm×100mmに切断した後、これを、被着体としてのステンレス板(SUS304BA板)に、23℃、相対湿度50%の雰囲気下で2kgゴムローラーを用いて2往復させることにより圧着し、試験片を作製した。この試験片を、同雰囲気下で、30分放置した後、剥離速度0.3m/分により、180度剥離試験を行ない、粘着力(N/25mm)を測定した。
(2)ゲル分率
得られた粘着シートを50mm×50mmに切断した後、この粘着シートの粘着剤層側を、60×100mmのSUSメッシュシート(200メッシュ)の長手方向の中央部を避けてメッシュシートに貼り合わせ、ついで、メッシュシートを中央部から折り返して粘着シートを包み込み、試験片を作製した。その試験片を、トルエン180gの入った密封容器中に、23℃×24時間浸漬し、メッシュシート中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量%をゲル分率とする。この際、基材の重量は差し引いておく。
〔実施例7〕
アクリル系樹脂(A)10部、単官能エチレン性不飽和化合物(B)としてn−ブチルアクリレート(n−BA)30部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)35部、イソボルニルアクリレート(IBXA)15部、アクリル酸(AAc)10部を撹拌機のついた容器に入れ、24時間撹拌混合し溶解した。この溶液に、光重合開始剤(C)として2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニル)−s−トリアジン(日本シーベルヘグナー社製、トリアジンA)0.05部とともに、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォシフィノキサイド(ダロキュアTPO、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)(D−TPO)0.95部を併せて用いた。さらに、多官能エチレン性不飽和化合物(D)であるトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)0.3部を混合することにより活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
上記で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、厚みが50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材上に200μmの厚みになるように塗工した。さらに離型処理されたPET基材を用い、離型処理面が上記塗工面に接するようにして塗工面を被膜した。その後、照射強度が200mW/cm2となるように調整した高圧水銀ランプより、積算光量が800mJ/cm2となるように紫外線を照射して光重合し、粘着シートを得た。
〔粘着シート(実施例7)の評価試験〕
得られた粘着シート(実施例7)の粘着力およびゲル分率に関しては、先に述べた方法に従って、測定した。また、得られた粘着シート(実施例7)に関して、下記に示す保持力試験を行ない測定した。これら評価結果(粘着力、ゲル分率、保持力)を、実施例7の成分材料の配合割合とともに、下記の表2に併せて示す。
(3)保持力試験
得られた粘着シートをJIS Z−0273に準じ、SUS304を被着体とし、貼付面積25mm×25mmで貼り付けた後、80℃で20分間放置してから1kgの荷重をかけ、24時間後のズレ(mm)を測定した。通常、24時間後のズレ(mm)が、1mm以下であることが要求される。
上記の結果から、全ての実施例では、紫外線照射における積算光量が600mJ/cm2あるいは800mJ/cm2という従来に比べて少ない照射量にも関わらず、良好な粘着力を示しており、また高いゲル分率に達していることがわかる。特に、モノマー成分として単官能エチレン性不飽和化合物(B)のみを用いるとともに、光重合開始剤(C)として、トリアジンAとともにD−1173を併用した実施例3,4では、一層優れた粘着力を示す結果が得られた。また、実施例7では、膜厚が200μmと比較的厚い場合においても低照射量で充分な粘着力、保持力を示す結果が得られた。
これに対し、光重合開始剤(C)として、トリアジン系光重合開始剤(トリアジンA)を用いずD−1173を用いた比較例1〜5のうち、比較例1,2は、積算光量が600mJ/cm2もしくは800mJ/cm2の紫外線照射であることから、紫外線照射による重合反応が不充分となり未反応成分が多く、基材にて界面剥離が生起し、ゲル分率も実施例と比べて著しく低い結果となった。また、比較例3,4は、粘着力はある程度の値を示したが、紫外線照射による重合反応が不充分であり低分子量成分が多く存在するため、これに起因した貼り跡が確認され、強粘着シートとしての使用に不適であることがわかる。そして、積算光量が2400mJ/cm2となる紫外線照射を行なった比較例5は、比較例1,2と同様、基材にて界面剥離が生起し、ゲル分率も0という結果となった。