JP2011127038A - 水分散型粘着剤組成物および粘着シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水分散型重合体とアルカリ珪酸塩とを、アルカリ珪酸塩の配合割合が水分散型重合体100重量部に対して0.01〜10重量部となるように配合し、水分散型粘着剤組成物を得る。そして、この水分散型粘着剤組成物を、粘着剤層1として基材2上に積層することによって、粘着シートを得る。この貼着シートは、優れた端末剥がれ性、保持性および定荷重剥離性を兼ね備える。
【選択図】図1
Description
一方、このような水分散型粘着剤組成物は、有機溶剤を使用する溶剤タイプの粘着シートに比べて、端末剥がれ性や保持性などにおいて、良好な性能を実現できない場合がある。そのため、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、シラン系単量体を含む単量体混合物を共重合して得られる共重合体を含有する水分散型粘着剤組成物を、粘着剤層として粘着シートを形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
さらに、各種産業分野では、特許文献1に記載の粘着シートよりも、さらに優れた端末剥がれ性および保持性に優れる粘着シートが、要求される場合がある。
本発明の目的は、優れた端末剥がれ性および保持性を備え、さらに、優れた定荷重剥離性をも兼ね備える粘着シート、および、その粘着シートの粘着剤層として用いられる水分散型粘着剤組成物を提供することにある。
また、本発明の水分散型粘着剤組成物では、前記アルカリ珪酸塩が、珪酸リチウム、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好適である。
また、本発明の粘着シートは、上記の水分散型粘着剤組成物からなる粘着剤層を備えていることを特徴としている。
そのため、本発明の粘着シートは、優れた端末剥がれ性、保持性および定荷重剥離性を兼ね備える。
水分散型重合体は、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として含む原料モノマーを、重合することにより得られる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸アルキルエステルおよび/またはアクリル酸アルキルエステルであって、例えば、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
(式中、R1は水素またはメチル基を、R2は炭素数1〜17の直鎖または分岐のアルキル基を示す。)
R2としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルへキシル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ラウリル基、ボルニル基、ミリスチル基、ペンタデシル基、ステアリル基などが挙げられる。
例えば、アクリル酸ブチルを単独で用いたり、あるいは、アクリル酸ブチルとアクリル酸2−エチルヘキシルとを併用することができる。また、そのような場合には、アクリル酸ブチルとアクリル酸2−エチルヘキシルとの配合割合(アクリル酸ブチル/アクリル酸2−エチルヘキシル)は、重量基準で、例えば、100/0〜60/40、好ましくは、95/5〜80/20である。
また、原料モノマーには、熱架橋させるための架橋点を導入すべく、例えば、官能基を含有する官能基含有単量体(熱架橋性官能基含有単量体)を含有させることもできる。このような官能基含有単量体を共重合することによって、被着体に対する接着力の向上を図ることができる。
また、官能基含有単量体の配合割合は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル100重量部に対して、例えば、0.5〜12重量部、好ましくは、1〜8重量部である。また、官能基含有単量体として、好ましくは、アクリル酸やメタクリル酸などのカルボキシル基含有単量体またはその酸無水物などが挙げられる。
シラン系単量体は、ケイ素原子を有し、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能であれば、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに対する共重合性に優れている(メタ)アクリロイルオキシアルキルシラン誘導体などの(メタ)アクリロイル基を有するシラン単量体が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有するシラン単量体としては、例えば、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。また、上記以外にも、共重合可能なシラン系単量体として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、4−ビニルブチルトリメトキシシラン、4−ビニルブチルトリエトキシシラン、8−ビニルオクチルトリメトキシシラン、8−ビニルオクチルトリエトキシシラン、10−メタクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン、10−アクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン、10−メタクリロイルオキシデシルトリエトキシシラン、10−アクリロイルオキシデシルトリエトキシシランなどが挙げられる。
また、シラン系単量体の配合割合は、原料モノマー100重量部に対して、例えば、0.005〜1重量部、好ましくは、0.01〜0.5重量部である。シラン系単量体の配合割合が、0.005重量部未満であると、共重合体の強度が不足して凝集力が低下する場合があり、また、1重量部を超えると、接着できない程度まで粘着力が低下する場合がある。
このような共重合性単量体としては、例えば、酢酸ビニルなどのビニルエステル類、例えば、スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、例えば、シクロペンチルジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートなどの環式アルコールの(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、例えば、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールの(メタ)アクリル酸アルキルエステル類などが挙げられる。
そして、本発明において、水分散型重合体を得るには、上記の原料モノマーを重合する。好ましくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として、必要により、官能基含有単量体、シラン系単量体、共重合性単量体を含む原料モノマーを、共重合する。
重合は、特に制限されず、公知の重合方法が用いられ、例えば、上記した原料モノマーとともに、重合開始剤、乳化剤、必要に応じて連鎖移動剤などを、水中において適宜配合または添加して乳化重合すればよい。乳化重合法は、特に制限されず、例えば、一括重合法、連続滴下重合法、分割滴下重合法などの公知の乳化重合法を採用することができる。なお、反応条件などは、適宜選択されるが、重合温度は、例えば、20〜100℃である。
また、重合開始剤の配合割合は、原料モノマー100重量部に対して、例えば、0.005〜1重量部である。
乳化剤としては、特に制限されず、乳化重合に通常使用される公知の乳化剤が用いられ、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(例えば、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウムなど)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン系乳化剤、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーなどのノニオン系乳化剤、その他、例えば、プロペニル基などを導入したラジカル重合性の乳化剤などが挙げられる。
また、乳化剤の配合割合は、原料モノマー100重量部に対して、例えば、0.2〜10重量部、好ましくは、0.5〜5重量部である。
連鎖移動剤は、必要により、共重合体の分子量を調節するものであって、乳化重合に通常使用される連鎖移動剤が用いられ、例えば、1−ドデカンチオール、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノール、チオグリコール酸2−エチルへキシル、2,3−ジメチルカプト−1−プロパノ−ルなどメルカプタン類などが挙げられる。
また、連鎖移動剤の配合割合は、原料モノマー100重量部に対して、例えば、0.001〜0.5重量部である。
そして、このような乳化重合によって、得られる共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とする共重合体の水分散液として調製される。
また、このような水分散液は、好ましくは、粒子の安定化を図るべく、アンモニアのような塩基を用いて、そのpHを、例えば、7〜9、好ましくは、7〜8に調整する。なお、このような調整において、残存するアンモニア量が多いと重剥離化が生じるため、好ましくは、アンモニアの使用量を少なくする。
アルカリ珪酸塩は、アルカリ金属(すなわち、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム)の酸化物と、二酸化珪素とからなる塩であって、例えば、珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムなどが挙げられる。
Li2O・n1SiO2 (2)
(式中、n1は、0を超過する整数を示す。)
珪酸リチウムは、リチウム酸化物と二酸化珪素とのモル比(すなわち、上記一般式(2)におけるn1の値)によって分類され、例えば、オルト珪酸リチウム(Li4SiO4(Li2O・0.5SiO2:n1=0.5))、メタ珪酸リチウム(Li2SiO3(Li2O・SiO2:n1=1))、オルト二珪酸六リチウム(Li6Si2O7(Li2O・2/3SiO2:n1=2/3))などが挙げられる。
また、珪酸リチウムは、例えば、その水和物(Li2O・n1SiO2・x1H2O)であってもよく、このような場合において、結晶水の含有割合(上記式中x1)は、特に限定されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。このような珪酸リチウムの水和物としては、例えば、メタ珪酸リチウム水和物(Li2SiO3・H2O(Li2O・SiO2・H2O:n1=1、x1=1))などが挙げられる。
なお、珪酸リチウムは、リチウム酸化物と二酸化珪素とのモル比(すなわち、上記一般式(2)におけるn1の値)によって、その水溶性が異なり、例えば、上記一般式(2)において、n1が2〜5である珪酸リチウムは水に可溶であり、一方、n1が6〜10である珪酸リチウムは、水に不溶である。
Na2O・n2SiO2 (3)
(式中、n2は、0を超過する整数を示す。)
このような珪酸ナトリウムとしては、ナトリウム酸化物と二酸化珪素とのモル比(すなわち、上記一般式(3)におけるn2の値)によって分類され、例えば、オルト珪酸ナトリウム(Na4SiO4(Na2O・0.5SiO2:n2=0.5))、メタ珪酸ナトリウム(Na2SiO3(Na2O・SiO2:n2=1))などが挙げられる。
さらに、珪酸ナトリウムは、例えば、珪酸ナトリウム水溶液として用いることもでき、このような場合において、水溶液の固形分濃度は、例えば、1〜50重量%、好ましくは、2〜40重量%である。
K2O・n3SiO2 (4)
(式中、n3は、0を超過する整数を示す。)
このような珪酸カリウムとしては、カリウム酸化物と二酸化珪素とのモル比(すなわち、上記一般式(4)におけるn3の値)によって分類され、例えば、メタ珪酸カリウム(K2SiO3(K2O・SiO2:n3=1))などが挙げられる。
また、珪酸カリウムは、例えば、その水和物(K2O・n3SiO2・x3H2O)であってもよく、このような場合において、結晶水の含有割合(上記式中x3)は、特に限定されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。このような珪酸カリウムの水和物としては、例えば、二珪酸水素カリウム(K2Si4O9・H2O(K2O・4SiO2・H2O:n3=4、x3=1)、別名:四珪酸カリウム)などが挙げられる。
また、このような珪酸カリウムとしては、一般の市販品を用いることができ、例えば、1号珪酸カリ(1号珪酸カリウム水溶液、SiO2/K2O(モル比)=1.8〜2.2、富士化学社製)、2号珪酸カリ(2号珪酸カリウム水溶液、SiO2/K2O(モル比)=3.4〜3.7、富士化学社製)などが挙げられる。
アルカリ珪酸塩として、好ましくは、珪酸リチウムが挙げられる。
なお、このようなアルカリ珪酸塩には、必要に応じて、例えば、鉄などの金属原子などを含有させることもできる。
また、アルカリ珪酸塩の配合割合は、水分散型重合体100重量部に対して、固形分換算で、例えば、0.01〜10重量部、好ましくは、0.05〜9重量部、より好ましくは、0.1〜8.5重量部である。
さらに、本発明の水分散型粘着剤組成物には、その目的および用途に応じて、公知の架橋剤あるいは粘着付与成分を適宜配合することができる。
また、本発明の水分散型粘着剤組成物には、その目的および用途に応じて、粘着剤に通常添加される、例えば、老化防止剤、充填剤、顔料、着色剤などを適宜添加してもよい。
本発明の粘着シートは、上記した水分散型粘着剤組成物からなる粘着剤層が、基材上に積層されている。
基材としては、特に制限されず、粘着シートに通常使用される基材が用いられ、例えば、ポリプロピレンフィルム、エチレン−プロピレン共重合体フィルム、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルム類、例えば、クラフト紙などの紙類、例えば、綿布、スフ布などの布類、例えば、ポリエステル不織布、ビニロン不織布などの不織布類、例えば、金属箔などが挙げられる。なお、プラスチックフィルム類は、無延伸フィルムおよび延伸(一軸延伸または二軸延伸)フィルムの何れをも用いることができる。また、基材において、水分散型粘着剤組成物の塗布面には、通常使用される下塗剤の下塗処理や、コロナ放電方式などによる表面処理が施されていてもよい。基材の厚みは、その目的および用途など応じて適宜選択されるが、例えば、10〜500μmである。
コーターとしては、特に制限されず、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーターなどの粘着剤層の積層に通常使用されるコーターが挙げられる。
次いで、加熱することによって粘着剤層を形成する。加熱は、公知の方法によって、例えば、50〜200℃、好ましくは、80〜160℃であって、シラン系単量体や架橋剤の種類に応じて、架橋反応が進行する温度にまで加熱すればよく、好ましくは、架橋後の粘着剤層の溶剤不溶分が、例えば、15〜70重量%となるように加熱する。また、このような方法において、好ましくは、架橋後の粘着剤層の溶剤可溶分の分子量(GPCによる重量平均分子量、標準ポリスチレン換算)が、例えば、10万〜60万、好ましくは、20万〜45万となるようにする。なお、架橋後の粘着剤層の溶剤不溶分や溶剤可溶分の分子量は、例えば、原料モノマーの総量に対する官能基含有単量体またはシラン系単量体の配合割合、連鎖移動剤や架橋剤の種類や配合割合、特に、シラン系単量体と連鎖移動剤の配合割合を適宜調整することにより、任意に設定することができる。
そして、このようにして得られる本発明の粘着シートは、水分散型重合体100重量部に対して0.01〜10重量部の配合割合でアルカリ珪酸塩を含有する本発明の水分散型粘着剤組成物によって、粘着剤層が形成されているため、優れた端末剥がれ性、保持性および定荷重剥離性を兼ね備える。
実施例1
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、
アクリル酸ブチル90部、アクリル酸2−エチルヘキシル10部、アクリル酸3部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン(KBM−503、信越シリコーン株式会社製)0.06部、1−ドデカンチオール0.05部、および、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド0.1部を、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム2部を添加した水100部に加えて乳化重合した後、10%アンモニウム水を添加してpH8に調整することにより、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とする共重合体の水分散液を調製した。
この水分散型粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤を塗布した剥離ライナー(SLB−80W5D、カイト化学工業社製)に塗工し、120℃で3分乾燥することによって、厚さ50μmの粘着剤層が積層される粘着シートを得た。
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で0.8部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
実施例3
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で1.7部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で3.4部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
実施例5
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で8.5部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)0.2部に代えて、珪酸ナトリウム(珪酸ソーダ3号(固形分濃度:38.3重量%)、ADEKA社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で3.4部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)0.2部を添加しなかった以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
比較例2
珪酸リチウム(リチウムシリケート45(固形分濃度:26重量%)、日産化学工業社製)を、水分散液の固形分100部に対して固形分で12.0部添加した以外は、実施例1と同様の操作によって、水分散型粘着剤組成物および粘着シートを得た。
1)端末剥がれ性試験
各実施例および各比較例によって得られた粘着シートを、厚さ0.5mmのアルミニウム板(面積:10mm×100mm)に貼着し、直径50mmの円弧状に湾曲させた。
次いで、剥離ライナーを剥がし、その後、アルミニウム板が積層された粘着シートを、試験板としてのアクリル板、ポリプロピレン板、ガラス板のそれぞれに、ラミネーターによって貼着した。
2)保持力試験
各実施例および各比較例によって得られた粘着シートを、フェノール樹脂板に対し、10mm×20mmの接触面積で貼着し、一晩放置後、40℃で30分放置した後に、フェノール樹脂板を垂下し、粘着テープの自由端に、500gの均一荷重を負荷して、40℃で1時間放置した後のずれ距離を測定した。その結果を表1に示す。
3)定荷重剥離性試験
各実施例および各比較例によって得られた粘着シートを、試験板としてのアクリル板、ポリプロピレン板、ガラス板のそれぞれに対し、20mm×50mmの接触面積で、重さ2kgのゴムローラを1往復させる方法によって貼着(圧着)し、端末に100gの均一荷重を負荷して、24時間放置した後の粘着シートの各試験板からの剥離距離を測定した。その結果を表1に示す。
2 基材
3 ライナー
Claims (4)
- 水分散型重合体と、アルカリ珪酸塩とを含有し、
前記アルカリ珪酸塩の配合割合が、前記水分散型重合体100重量部に対して、0.01〜10重量部であることを特徴とする、水分散型粘着剤組成物。 - 前記アルカリ珪酸塩が、珪酸リチウム、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1に記載の水分散型粘着剤組成物。
- 前記水分散型重合体が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として含む原料モノマーを、重合することにより得られていることを特徴とする、請求項1または2に記載の水分散型粘着剤組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の水分散型粘着剤組成物からなる粘着剤層を備えていることを特徴とする、粘着シート。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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