JP2013032482A - 水分散型粘着剤組成物、粘着剤及び粘着シート - Google Patents

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Abstract

【課題】粘着力、耐熱性等の特性を損なうことなく、下塗り処理を必要せずプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る水分散型粘着剤を提供する。
【解決手段】本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(A)を重合して得られるアクリル系重合体(A)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(B)を重合して得られる、アクリル系重合体(A)よりもガラス転移温度が高いアクリル系重合体(B)と、前記反応性官能基と反応する架橋剤(C)と、を含有する水分散型粘着剤組成物であり、前記水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のDSC(示差走査熱量計)測定において、−25℃以下と、+30℃〜+190℃とにガラス転移温度ピークがそれぞれ検出される。
【選択図】なし

Description

本発明は、粘着剤等に用いられる水分散型粘着剤組成物、並びに該組成物を用いた、粘着剤及び粘着シートに関する。
近年、環境負荷の観点から、有機溶剤の使用を低減することが望まれており、粘着シートに積層される粘着剤組成物についても、溶媒として有機溶剤を使用する溶剤型粘着剤組成物から、分散媒として水を使用する水分散型粘着剤組成物への転換が図られている。
水分散型粘着剤組成物を用いた粘着剤塗工物のうち、ポリエチレンテレフタレート(PET)製や延伸ポリプロピレン(OPP)製等のプラスチックフイルムを基材とする場合、前記基材と粘着剤層間との密着性が不十分となりやすい。その結果、被着体に貼りつけた後、被着体から粘着剤層及び基材を剥がす際に、基材と粘着剤層との界面で剥離が生じてしまう、いわゆる「転着」現象が生じる。転着現象が生じると、貼りつけ前の清浄な被着体表面を復元させるために、被着体表面に残存してしまった粘着剤層を除去する手間が生じてしまうこととなり、作業効率が極めて低下してしまう。
この欠点を改善するため、予めプラスチック基材に下塗り処理を施しておき、その上に粘着剤を塗布する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−282733号公報
しかしながら、特許文献1に記載の粘着剤塗工物は下塗り層を塗工した後、更に水分散型粘着剤組成物を塗工する必要があり、工程数が増加するという問題を生じる。
そこで本発明の目的は、粘着力、耐熱性等の特性を損なうことなく、下塗り処理を必要せずプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る水分散型粘着剤を提供することにある。
本発明者は前記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、水分散型粘着剤組成物において、アクリル系重合体と、当該アクリル系重合体よりもガラス転移温度が高い別のアクリル系重合体と、架橋剤とを含有させることによって、粘着力、耐熱性等の特性を損なうことなく、下塗り処理を必要とせずにプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る水分散型粘着剤を実現し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(A)を重合して得られるアクリル系重合体(A)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(B)を重合して得られる、アクリル系重合体(A)よりもガラス転移温度が高いアクリル系重合体(B)と、前記反応性官能基と反応する架橋剤(C)と、を含有する水分散型粘着剤組成物であり、前記水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のDSC(示差走査熱量計)測定において、−25℃以下と、+30℃〜+190℃とにガラス転移温度ピークがそれぞれ検出されることを特徴としている。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)とは、固形分重量比(アクリル系重合体(A)/アクリル系重合体(B))で99/1〜60/40の割合で含有されることが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、架橋剤(C)は、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)との合計量100重量部に対して、0.0007〜10重量部の範囲で含有されることが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、アクリル系重合体(A)における、酢酸エチル不溶分が70重量%以下であることが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、アクリル系重合体(B)のSP値が18〜24(MPa)1/2であることが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、アクリル系重合体(B)の重量平均分子量が、2000〜5000000であることが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物では、前記水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤の酢酸エチル不溶分が30〜85重量%であることが好ましい。
本発明に係る粘着剤は、上述の本発明に係る水分散型粘着剤組成物を用いて形成されたことを特徴としている。
本発明に係る粘着シートは、前記粘着剤からなる粘着剤層を有することを特徴としている。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、粘着力、耐熱性等の特性を損なうことなく、下塗り処理を必要せずプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る粘着シートを提供することができる。
本実施の形態に係る粘着シートの概略構成を模式的に示す断面図である。 実施例5で得られた水分散型粘着剤組成物から作製した粘着剤のDSC測定結果を示すグラフである。
以下、本発明について具体的に説明する。
尚、本明細書では、範囲を示す「A〜B」は、A以上B以下であることを意味し、本明細書で挙げられている各種物性は、特に断りの無い限り後述する実施例に記載の方法により測定した値を意味する。また、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」等における「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。更には、本明細書における「水分散型」とは、少なくとも一部の成分が水に分散している形態を意味し、例えば、「水分散型粘着剤組成物」とは、粘着剤組成物と水とを含有し、当該粘着剤組成物の一部が、水に分散した状態の組成物であることを意味する。尚、当該「分散」とは、成分の少なくとも一部が水に溶解していない状態を意味し、懸濁した状態や、乳化した状態も含まれる。
また、本明細書における「主成分」とは、その組成において重量基準で最も含有割合が高い成分を意味し、通常は50重量%以上であることを意味する。
(I)水分散型粘着剤組成物
本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(A)を重合して得られるアクリル系重合体(A)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(B)を重合して得られる、アクリル系重合体(A)よりもガラス転移温度が高いアクリル系重合体(B)と、前記反応性官能基と反応する架橋剤(C)と、を含有する。
また、本発明に係る水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のDSC(示差走査熱量計)測定において、−25℃以下と、30℃〜190℃とにガラス転移温度ピークがそれぞれ検出される。
前記構成によって、粘着力、耐熱性等の特性を損なうことなく、下塗り処理を必要せずプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る粘着シートを得ることができる。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のDSC測定によって検出されるガラス転移温度ピークは、−70℃〜−25℃と、30℃〜190℃とであることが好ましく、−50℃〜−25℃と、35℃〜185℃とであることがより好ましく、−45℃〜−25℃と、40℃〜180℃とであることが更に好ましい。粘着剤層のDSC測定によって検出されるガラス転移温度ピークを前記範囲内とすることによって、プラスチックフィルムとの密着性を向上させることができる。
粘着剤層のDSC測定によって検出されるガラス転移温度ピークは、例えば、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)の組成を後述する範囲にすることによって当業者であれば調製することができる。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のゲル分率(酢酸エチル不溶分)は、30〜85重量%であることが好ましく、より好ましくは35〜80重量%である。乾燥させて得られる粘着剤のゲル分率が前記範囲内であれば、得られる粘着剤が十分な粘着力を発現する。尚、前記ゲル分率は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
(i)アクリル系重合体(A)
前記アクリル系重合体(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(A)を重合して得られる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、特には限定されないが、例えば、下記の一般式(1)で表わされる化合物が挙げられる。
(一般式(1)中、R1は、水素原子又はメチル基であり、R2は、炭素数1〜18の直鎖又は分岐状のアルキル基を示す。)
一般式(1)におけるR2として具体的には、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、sec−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、2−エチルへキシル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸へプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルへキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等が挙げられる。これら(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、2〜18であることがより好ましく、4〜12であることが更に好ましい。
前述した(メタ)アクリル酸アルキルエステルの配合割合は、単量体組成物(A)の合計量100重量部に対して、例えば、60〜99.9重量部、好ましくは70〜99重量部とすることができる。
また、単量体組成物(A)には、前記した(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外に、分子内に反応性官能基を有する反応性官能基含有単量体が含まれる。
前記反応性官能基とは、架橋剤(C)と反応して架橋剤(C)と共有結合及び/又は配位結合を形成し得る官能基を意味する。前記反応性官能基として具体的には、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、マレイミド基、イタコンイミド基、スクシンイミド基、スルホン酸基、リン酸基、イソシアネート基、アルコキシ基、アルコキシシリル基等が挙げられる。このような反応性官能基は、1種のみ含有していてもよく、2種以上が含有されていてもよい。前記反応性官能基の中では、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、エポキシ基が好ましい。
前記反応性官能基含有単量体として具体的には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン、ケイ皮酸等の不飽和カルボン酸;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸等の不飽和ジカルボン酸モノエステル;2−メタクリロイルオキシエチルトリメリット酸、2−メタクリロイルオキシエチルピロメリット酸等の不飽和トリカルボン酸モノエステル;カルボキシエチルアクリレート(β−カルボキシエチルアクリレート等)、カルボキシペンチルアクリレート等のカルボキシアルキルアクリレート;アクリル酸ダイマー(商品名「アロニックスM−5600」、東亞合成化学工業(株)製)、アクリル酸トリマー;無水イタコン酸、無水マレイン酸、無水フマル酸等の不飽和ジカルボン酸無水物等のカルボキシル基含有不飽和単量体;アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−ヒドロキシブチル等の水酸基含有不飽和単量体; (メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル等のエポキシ基含有不飽和単量体;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有不飽和単量体;(メタ)アクリルアミド、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−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有不飽和単量体;N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド基含有単量体;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド等のイタコンイミド基含有単量体;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミド等のスクシンイミド基含有単量体;N−ビニルピロリドン、N−(1−メチルビニル)ピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリン、(メタ)アクリロイルモルホリン等のビニル基含有複素環化合物;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有不飽和単量体;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェイト等のリン酸基含有不飽和単量体;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等の官能性単量体;等が挙げられる。これらは、1種のみ用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
前記単量体組成物(A)における、反応性官能基含有単量体の含有割合は、単量体組成物(A)の合計量100重量部に対して、通常、0重量部より高く50重量部以下であり、好ましくは0.5〜30重量部、より好ましくは1〜20重量部である。単量体組成物(A)において反応性官能基含有単量体を前記範囲内の量で含有させることにより、前記官能基に対して架橋反応性を有する架橋剤を用いた場合に、得られるアクリル系重合体(A)と架橋剤とが架橋構造を良好に形成することができ、耐熱性、耐溶剤性、投錨性等に優れた粘着剤を形成することができる。
また、単量体組成物(A)には、前記した(メタ)アクリル酸アルキルエステル、反応性官能基含有単量体以外に、他の共重合性単量体を含んでいてもよい。
前記共重合性単量体としては、酢酸ビニル等のビニルエステル基含有単量体;スチレン、ビニルトルエン等の芳香族不飽和単量体;シクロペンチルジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸脂環式炭化水素エステル単量体;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル等のアルコキシ基含有不飽和単量体;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系単量体;ビニルエーテル等のビニルエーテル系単量体;塩化ビニル等のハロゲン原子含有不飽和単量体、その他、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルや、フッ素(メタ)アクリレート等の複素環や、ハロゲン原子を含有するアクリル酸エステル系単量体等が挙げられる。
更に、共重合性単量体として、多官能性単量体が挙げられる。多官能性単量体としては、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、トリ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)アクリレート等の(モノ又はポリ)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)アクリレート等の(モノ又はポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(モノ又はポリ)アルキレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(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、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(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、ジビニルベンゼン等が挙げられる。また、多官能性単量体として、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等も挙げられる。
また、共重合性単量体として、アルコキシシリル基含有ビニル単量体が挙げられる。アルコキシシリル基含有ビニル単量体には、シリコーン系(メタ)アクリレート単量体や、シリコーン系ビニル単量体等が挙げられる。
シリコーン系(メタ)アクリレート単量体としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシメチル−トリメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシメチル−トリエトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−トリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−トリエトキシシラン、3−(メタ)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)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)アクリロイルオキシプロピル−トリプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリブトキシシラン等の(メタ)アクリロイルオキシアルキル−トリアルコキシシラン;(メタ)アクリロイルオキシメチル−メチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシメチル−メチルジエトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−メチルジメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−メチルジエトキシシラン、3−(メタ)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)アクリロイルオキシプロピル−メチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジブトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジブトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−プロピルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−プロピルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロイルオキシアルキル−アルキルジアルコキシシランや、これらに対応する(メタ)アクリロイルオキシアルキル−ジアルキル(モノ)アルコキシシラン等が挙げられる。
また、シリコーン系ビニル単量体としては、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、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン等のビニルトリアルコキシシランの他、これらに対応するビニルアルキルジアルコキシシランや、ビニルジアルキルアルコキシシラン、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルメチルトリエトキシシラン、β−ビニルエチルトリメトキシシラン、β−ビニルエチルトリエトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリメトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリエトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリプロポキシシラン、γ−ビニルプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−ビニルプロピルトリブトキシシラン等のビニルアルキルトリアルコキシシランの他、これらに対応する(ビニルアルキル)アルキルジアルコキシシランや、(ビニルアルキル)ジアルキル(モノ)アルコキシシラン等が挙げられる。
共重合性単量体としてアルコキシシリル基含有ビニル単量体を用いることにより、重合体鎖にアルコキシシリル基が導入され、アルコキシシリル基同士の反応により架橋構造を形成することができる。
これら共重合性単量体は、単独又は併用して用いられる。単量体組成物(A)における共重合性単量体の配合割合は、単量体組成物(A)の合計量100重量部に対して、例えば、0重量部よりも高く40重量部以下の範囲が好ましく、より好ましくは、0重量部よりも高く30重量部以下である。
尚、前記アクリル系重合体(A)では、粘着剤とした場合にDSCから検出されるガラス転移温度ピークが−25℃以下になるように前記単量体を選択することが重要である。DSCによるガラス転移温度ピークが−25℃より高いと、濡れ性が低下するため、十分な粘着力が得られない。
前記アクリル系重合体(A)は、前述した単量体組成物(A)を、例えば、乳化重合等の重合方法により重合することによって得られる。
乳化重合では、例えば、前記した単量体組成物(A)と共に、重合開始剤、乳化剤、必要に応じて連鎖移動剤等を、水中において適宜配合して重合する。より具体的には、例えば、一括仕込み法(一括重合法)、モノマー滴下法、モノマーエマルション滴下法等の公知の乳化重合法を採用することができる。尚、モノマー滴下法では、連続滴下又は分割滴下が適宜選択される。反応条件等は、適宜選択されるが、重合温度は、例えば、20〜100℃である。
重合開始剤としては、特に制限されず、乳化重合に通常使用される重合開始剤が用いられる。例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩等のアゾ系開始剤、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩系開始剤、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物系開始剤、例えば、フェニル置換エタン等の置換エタン系開始剤、例えば、芳香族カルボニル化合物等のカルボニル系開始剤、例えば、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組合せ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムとの組合せ等のレドックス系開始剤等が挙げられる。
これら重合開始剤は、適宜、単独又は併用して用いられる。また、重合開始剤の配合割合は、適宜選択されるが、単量体組成物(A)の合計量100重量部に対して、例えば、0.005〜1重量部であり、好ましくは0.01〜0.8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乳化剤が用いられる。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ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、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等のアニオン系乳化剤;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重合体等のノニオン系乳化剤、等が挙げられる。また、これらアニオン系乳化剤やノニオン系乳化剤に、プロペニル基やアリルエーテル基等のラジカル重合性官能基(反応性基)が導入されたラジカル重合性(反応性)乳化剤(例えば、商品名「HS−10」、第一工業製薬製)を用いてもよい。
これら乳化剤は、単独又は併用して用いられる。また、乳化剤の配合割合は、単量体組成物の合計量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、重合体の分子量を調節するものであり、必要に応じて用いてもよい。
連鎖移動剤としては、乳化重合に通常使用される連鎖移動剤が挙げられ、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−ジメチルカプトー1−プロパノール等のメルカプタン類等が挙げられる。これら連鎖移動剤は、適宜、単独又は併用して用いられる。また、連鎖移動剤の配合割合は、単量体組成物(A)の合計量100重量部に対して、例えば、0.001〜0.5重量部である。
また、エマルションにおけるアクリル系重合体(A)の安定性を向上する目的で、例えば、アンモニア水等により、例えば、pH7〜9、好ましくは、pH7〜8に調整してもよい。
このようにして得られるアクリル系重合体(A)のゲル分率(酢酸エチル不溶分)は、0〜70重量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜50重量%であり、更に好ましくは1〜40重量%である。アクリル系重合体(A)のゲル分率が前記範囲内であれば、架橋剤を添加した後の粘着剤としてのゲル分率が高くなりすぎず、得られる粘着剤が十分な粘着力を発現する。尚、前記アクリル系重合体(A)のゲル分率は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
また、アクリル系重合体(A)のゾルの重量平均分子量(Mw)(以下、単に「重量平均分子量」ということもある。)は、例えば、20万〜230万とすることができる。前記範囲であれば、プラスチックフィルムに対する密着性をより高めることができる。尚、前記重量平均分子量(Mw)は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
尚、本発明においては、GPC測定溶媒としてTHFを用いて得られた重量平均分子量、及びDMFを用いて得られた重量平均分子量の少なくとも一方が上記範囲内であることが好ましい。
また、前記のように調製されたアクリル系重合体(A)は、溶解度パラメーター(SP値)が、18〜24であることが好ましく、19〜23.5であることがより好ましい。前記範囲内であれば、アクリル系重合体(B)との親和性が高く、粘着剤とした際に充分な粘着力が発現される。
ここで、溶解度パラメータ(SP値)とは、化合物の極性を表す尺度として一般的に用いられており、本発明では、Fedorsの考案した下記式(2)を用いて算出された値を意味する。
但し、Δeは、原子又は原子団の蒸発エネルギー、Δvは、原子又は原子団のモル容積を表す。これらの値は、例えば、日本接着学会誌、Vol.22、No.10(1986)p.566から得ることができる。
(ii)(メタ)アクリル系重合体(B)
前記アクリル系重合体(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(B)を重合して得られ、アクリル系重合体(A)よりもガラス転移温度が高い重合体である。
単量体組成物(B)に含有し得る(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、そのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が10℃以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸シクロヘキシル(Tg:19℃)、メタクリル酸シクロヘキシル(Tg:83℃)、アクリル酸ジシクロペンタニル(Tg:120℃)、メタクリル酸ジシクロペンタニル(Tg:175℃)、アクリル酸イソボルニル(Tg:94℃)、メタクリル酸イソボルニル(Tg:150℃)、アクリル酸t−ブチル(Tg:43℃)、メタクリル酸t−ブチル(Tg:118℃)、アクリル酸イソブチル(Tg:−24℃)、メタクリル酸イソブチル(Tg:53℃)、アクリル酸エチル(Tg:−22℃)、メタクリル酸エチル(Tg:65℃)、アクリル酸メチル(Tg:10℃)、メタクリル酸メチル(Tg:105℃)等が挙げられる。
尚、前記以外の(メタ)アクリル酸アルキルエステルについてのホモポリマーのTgは、「Polymer Handbook」(第4版、John Wiley & Sons,Inc、1999年)から判断することができる。なお、この文献中、複数のTgの値が記載されている場合は、「conventional」の値を採用する。
また、前記文献にも記載されていない単量体のホモポリマーのTgは、例えば、以下の測定方法により得られる値(特開2007−51271号公報参照)を採用することができる。すなわち、温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却管を備えた反応器に、モノマー100重量部、アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部及び重合溶媒として酢酸エチル200重量部を投入し、窒素ガスを投入しながら1時間攪拌する。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温し10時間反応させる。次いで、室温まで冷却し、固形分濃度33重量%のホモポリマー溶液を得る。次いで、このホモポリマー溶液を剥離ライナー上に流延塗布し、乾燥して厚さ約2mmの試験サンプル(シート状のホモポリマー)を作製する。そして、この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、粘弾性試験機(ARES、レオメトリックス社製)を用いて周波数1Hzのせん断歪みを与えながら、温度領域−70〜150℃、5℃/分の昇温速度でせん断モードにより粘弾性を測定し、tanδのピークトップ温度をホモポリマーのTgとする。
このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルの配合割合は、単量体組成物(B)の合計量100重量部に対して、60〜99.9重量部であることが好ましく、70〜98重量部であることがより好ましい。尚、このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルは単独又は併用して用いられる。
また、前述した単量体組成物(A)と同様に、単量体組成物(B)には、前記した(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外に、分子内に反応性官能基を有する反応性官能基含有単量体が含まれる。
前記反応性官能基含有単量体としては、「(i)(メタ)アクリル系重合体(A)」にて前述した、反応性官能基を有する各種単量体が挙げられる。
前記単量体組成物(B)における、反応性官能基含有単量体の含有量は、前記単量体組成物(B)の合計量100重量部に対して、通常、0重量部より高く50重量部以下であり、好ましくは0.5〜30重量部、より好ましくは0.5〜15重量部、特に好ましくは1〜8重量部である。単量体組成物(B)において反応性官能基含有単量体を前記範囲内の量で含有させることにより、前記官能基に対して架橋反応性を有する架橋剤を用いた場合に、得られるアクリル系重合体(B)と架橋剤とが架橋構造を良好に形成することができ、耐熱性、耐溶剤性、投錨性等に優れた粘着剤を形成することができる。
また、単量体組成物(B)には、前記した(メタ)アクリル酸アルキルエステル、反応性官能基含有単量体以外に、他の共重合性単量体を含んでいてもよく、このような共重合性単量体としては、「(i)(メタ)アクリル系重合体(A)」にて前述した、各種共重合性単量体が挙げられる。これら単量体は、単独又は併用して用いられる。
単量体組成物(B)における共重合性単量体の配合割合は、単量体組成物(B)の合計量100重量部に対して、例えば、0重量部よりも高く40重量部以下の範囲が好ましく、0重量部よりも高く30重量部以下がより好ましい。
尚、前記アクリル系重合体(B)では、粘着剤とした場合にDSCから検出されるガラス転移温度ピークが30℃以上190℃以下になるように前記単量体を選択することが重要である。DSCによるガラス転移温度ピークが30℃未満では十分な投錨力が得られず、190℃を超えると粘着力が低下傾向となる。
前記アクリル系重合体(B)は、アクリル系重合体(A)と同様に、前述した単量体組成物(B)を、例えば、乳化重合等の重合方法により重合することによって得られる。乳化重合では、例えば、前記した単量体組成物と共に、重合開始剤、乳化剤、必要に応じて連鎖移動剤等を、水中において適宜配合して重合する。
前記連鎖移動剤についても、「(i)(メタ)アクリル系重合体(A)」にて前述した、各種連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤の配合割合は、単量体組成物(B)の合計量100重量部に対して、例えば、0.001〜20重量部とすることができる。
また、アクリル系重合体(A)と同様に、エマルションにおけるアクリル系重合体(B)の安定性を向上する目的で、例えば、アンモニア水等により、例えば、pH7〜9、好ましくは、pH7〜8に調整してもよい。
前記のように調製されたアクリル系重合体(B)のゾルの重量平均分子量(Mw)(以下、単に「重量平均分子量」ということもある。)は、例えば、2000〜5000000とすることができ、2000〜4000000がより好ましい。前記範囲であれば、粘着力をより高めることができる。尚、前記重量平均分子量(Mw)は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
尚、本発明においては、GPC測定溶媒としてTHFを用いて得られた重量平均分子量、及びDMFを用いて得られた重量平均分子量の少なくとも一方が上記範囲内であることが好ましい。
また、前記のように調製されたアクリル系重合体(B)は、溶解度パラメーター(SP値)が、18〜24であることが好ましく、19〜23.5であることがより好ましい。前記範囲内であれば、アクリル系重合体(A)との親和性が高く、粘着剤とした際に充分な粘着力が発現される。
尚、アクリル系重合体(B)のSP値も、アクリル系重合体(A)と同様に、Fedorsの考案した前記式(2)を用いて算出された値を意味する。
アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)との配合割合は、特には限定されないが、固形分重量比(アクリル系重合体(A)/アクリル系重合体(B))で99/1〜60/40の割合で含有されることが好ましく、98/2〜70/30の割合で含有されることがより好ましく、95/5〜75/25の割合で含有されることがより好ましい。配合割合が前記範囲内であれば、投錨力及び接着力がより向上する。
尚、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)との配合において、各アクリル系重合体のエマルション同士を配合する場合、これらを均一に配合するために、配合前後に、アンモニア水等の塩基性化合物等を、各アクリル系重合体エマルションに添加して、アクリル系重合体塩を形成させてもよい。
(iii)架橋剤(C)
本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、前記反応性官能基と反応する架橋剤(C)を含む。架橋剤(C)としては、前記反応性官能基と反応する官能基を2以上含有する化合物であれば特には限定されず、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤等が挙げられる。尚、これら架橋剤は、特に制限されず、油溶性又は水溶性の架橋剤が用いられる。
エポキシ系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、カルボキシル基、フェノール系水酸基等の水酸基、アミノ基、酸無水物基等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
前記エポキシ系架橋剤としては特に限定されないが、例えば、ビスフェノールAエピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N'−ジアミングリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。
これらの中でもN,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N'−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが、反応性が良好でバランスのよい架橋構造を形成できるため好ましく用いられる。
イソシアネート系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
前記イソシアネート基含有化合物としては特に限定されないが、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソイアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリメチロールプロパン(TMP)アダクトTDI、TMPアダクトIPDI等が挙げられる。
前記イソシアネート系架橋剤を用いる場合、架橋反応を促進させるために、触媒を用いてもよい。このような触媒としては、アミン系触媒や有機金属触媒が一般的であり、例えば、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ビス−2−ジメチルアミノエーテル、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン等のアミン系触媒、オクタン酸第一錫、オレイン酸第一錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジメチル錫メルカプチド、ジメチル錫ジマレエート、オクタン酸鉛等の有機金属触媒等が挙げられる。
前記触媒は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、通常、架橋剤(C)100重量部に対して0.001〜5.0重量部の量で用いられる。
オキサゾリン系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、カルボキシル基、水酸基、芳香族メルカプト基、酸無水物等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
オキサゾリン系架橋剤としては特に限定されないが、例えば、特開2009−001673号公報に例示されている架橋剤が挙げられ、具体的には、アクリル骨格またはスチレン骨格からなる主鎖を含み、その主鎖の側鎖にオキサゾリン基を有している化合物が挙げられ、好ましくは、アクリル骨格からなる主鎖を含み、その主鎖の側鎖にオキサゾリン基を有しているオキサゾリン基含有アクリル系重合体が挙げられる。
アジリジン系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、カルボキシル基、グリシジル基、イソシアネート基等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
アジリジン系架橋剤としては特に限定されないが、例えば、トリメチロ―ルプロパントリス〔3−(1−アジリジニル)プロピオネ―ト〕、トリメチロ―ルプロパントリス〔3−(1−(2−メチル)アジリジニルプロピオネ―ト)〕が挙げられる。
金属キレート系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、カルボキシル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
金属キレート系架橋剤としては特に限定されないが、例えば、特開2007−063536号公報に例示されている架橋剤が挙げられ、具体的には、例えば、アルミニウムキレート系化合物、チタンキレート系化合物、亜鉛キレート系化合物、ジルコニウムキレート系化合物、鉄キレート系化合物、コバルトキレート系化合物、ニッケルキレート系化合物、スズキレート系化合物、マンガンキレート系化合物、クロムキレート系化合物が挙げられる。
カルボジイミド系架橋剤を用いる場合、例えば、反応性官能基として、カルボキシル基、アミノ基、水酸基等をアクリル系重合体に含有させることにより、架橋構造を形成することができる。
カルボジイミド系架橋剤としては、分子中にカルボジイミド基を少なくとも2個以上含有するものであればよい。尚、カルボジイミド基はカルボジイミド(HN=C=NH)から水素原子が1つ又は2つ引き抜かれた基(−N=C=NH、−N=C=N−)を示す。例えば、R−N=C=N−R−N=C=N−R(R、R、Rは何れも炭化水素基を示す。)で表される化合物等が挙げられる。
また、カルボジイミド系架橋剤としては、カルボジイミド基を有するポリマー(ポリカルボジイミド)等を好適に使用することができる。カルボジイミド基に加えて、例えばエチレンオキサイド(−CH2−CH2−O−)部位等、水との親和性に優れた部位を有するポリマーは特に好適に使用することができる。カルボジイミド系架橋剤として使用し得る、カルボジイミド基を有するポリマー(ポリカルボジイミド)の市販の例としては、例えば日清紡(株)製、商品名「カルボジライトV−02」、「カルボジライトV−02−L2」、「カルボジライトV−04」、「カルボジライトE−01」、「カルボジライトE−02」等が挙げられる。
前記架橋剤(C)は、アクリル系重合体(A)に含まれる官能基とアクリル系重合体(B)に含まれる官能基との両方と反応するように選択する。具体的には、架橋剤(C)を1種のみ用いる場合には、前記架橋剤(C)として、アクリル系重合体(A)に含まれる官能基とアクリル系重合体(B)に含まれる官能基との両方と反応する化合物を選択する。
架橋剤(C)を2種以上用いる場合には、少なくとも1種の架橋剤(C)がアクリル系重合体(A)に含まれる官能基とアクリル系重合体(B)に含まれる官能基との両方と反応するように選択する。
片方のアクリル系重合体に含まれる官能基とのみ反応する架橋剤(C)を用いた場合、もう片方のアクリル系重合体については粒子間架橋が形成されず、十分な耐熱性が得られない。前記架橋剤(C)は、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)とに共通で含まれる官能基と反応するように選択することが好ましい。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物において、前記架橋剤(C)の使用量は、用いる架橋剤の種類によって適宜変更すればよいが、通常、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)との合計量100重量部に対して0.0007〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部の量で用いられる。架橋剤(C)を前記範囲内で用いることにより、耐熱性、投錨性に優れた粘着剤層を形成することができる。
(iv)粘着付与剤
本発明に係る水分散型粘着剤組成物には、粘着付与剤を更に含有させてもよい。このような粘着付与剤としては、例えば、ロジン系樹脂、ロジン誘導体樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、ケトン系樹脂等の各種粘着付与剤樹脂から選択される一種又は二種以上を用いることができる。
粘着付与剤としては、高温環境下における凝集性を高めるという観点等から、例えば、軟化点が100℃以上のものが好ましく、140℃以上のものがより好ましい。かかる軟化点を有する粘着付与剤としては、例えば、荒川化学工業(株)製の「スーパーエステルE−865;軟化点160℃」、「スーパーエステルE−865NT;軟化点160℃」、「スーパーエステルE−650NT;軟化点160℃」、「タマノルE−100;軟化点150℃」、「タマノルE−200;軟化点150℃」、「タマノル803L;軟化点145〜160℃」、「ペンセルD−160;軟化点150℃」、「ペンセルKK;軟化点165℃」、ヤスハラケミカル(株)製の「YSポリスターSシリーズ」、「YSポリスターTシリーズ」、「マイティエースGシリーズ」等が挙げられるが、これらに限定されない。このような粘着付与剤は単独、又は併用して使用される。軟化点がおおよそ100℃以上の粘着付与剤を用いることにより、例えば凝集性と他の特性(剥離強度、端末剥がれ防止性等)がより高度なレベルで得られる。
前記粘着付与剤は、典型的には、アクリル系重合体の水性エマルションに添加して用いられる。粘着付与剤の添加態様は特に限定されないが、通常は、該粘着付与剤が水に分散された水分散液(粘着付与剤エマルション)の形態で添加される。
粘着付与剤の配合割合は、不揮発分(固形分)基準で、アクリル系重合体(A)及び(B)の合計量100重量部に対して、例えば、50重量部以下とすることができる。通常は、前記配合割合を40重量部以下とすることが適当である。粘着付与剤含有量の下限は特に限定されないが、通常はアクリル系重合体(A)及び(B)の合計量100重量部に対して1重量部以上とすることにより良好な結果が得られる。
ここに開示される粘着剤組成物の好ましい1つの態様では、該粘着付与剤の配合割合(含有割合)を、アクリル系重合体(A)及び(B)の合計量100重量部に対して固形分基準で5〜40重量部(典型的には5〜30重量部、例えば15〜30重量部)とする。
(v)その他成分
本発明に係る水分散型粘着剤組成物には、必要に応じて、粘度調整剤、剥離調整剤、可塑剤、軟化剤、充填剤、着色剤(顔料、染料等)、老化防止剤、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤等、粘着剤に通常添加される添加剤を更に添加してもよい。これら添加剤の配合割合は、特に制限されず、適宜、選択することができる。
また、本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、任意成分として、前記アクリル系重合体以外の重合体成分を含有することができる。このような重合体成分としては、ゴム又はエラストマーの性質をもつ重合体が好ましく、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリルゴム、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(BR)、エチレンプロピレンゴム(EPM,EPDM)、ポリイソブチレン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、ポリビニルアルキルエーテル(例えば、ポリビニルイソブチルエーテル)等が挙げられる。これらの中、一種を単独で用いてもよく二種以上を組み合わせて用いてもよい。
このような重合体成分は、例えば、該重合体成分が水に分散したエマルションの形態で、前記アクリル系重合体の水性エマルションに配合して用いることができる。
前記重合体成分の含有量(配合割合)は、不揮発分(固形分)基準で、アクリル系重合体(A)及び(B)の合計量100重量部に対して、通常は50重量部以下(例えば、5〜50重量部)とすることが適当である。尚、かかる重合体成分の配合割合を5重量部以下としてもよく、該重合体成分を実質的に含有しない組成の粘着剤組成物であってもよい。
(II)粘着剤
本発明に係る粘着剤は、前述した水分散型粘着剤組成物を用いて形成される。前記粘着剤剤は、例えば、前述した水分散型粘着剤組成物を、公知の塗工方法を用いて基材に塗布し、乾燥させて得られる。乾燥温度は基材の種類にもよるが、例えば、40〜120℃の範囲内とすることができる。
水分散型粘着剤組成物を基材に塗布する方法は、特に制限されず、例えば、グラビアロールコーター、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、ファウンテンダイコーター、クローズドエッジダイコーター等を用いて行うことができる。また、粘着剤は、水分散型粘着剤組成物を離型シートに塗布して粘着剤層を形成した後、基材に転写することによって形成してもよい。
(III)粘着シート
本発明に係る粘着シートは、前述した水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を有する。
本発明に係る粘着シートは、かかる粘着剤層をシート状基材(支持体)の片面又は両面に有する形態の基材付き粘着シートであってもよく、前記粘着剤層が剥離シート(剥離面を備えるシート状基材であってもよい。)に保持された形態等の基材レスの粘着シートであってもよい。ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称されるものが包含され得る。
尚、前記粘着剤層は典型的には連続的に形成されるが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。また、本発明により提供される粘着シートは、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。あるいは、更に種々の形状に加工された形態の粘着シートであってもよい。
本発明に係る粘着シートは、例えば、図1(a)〜(c)に模式的に示される断面構造を有するものとすることができる。
図1(a)は、片面粘着タイプの基材付き粘着シートの構成例であり、基材1の片面に粘着剤層2が設けられている。このような粘着シートは、例えば、基材1における、粘着剤層2が形成されている面とは反対側の面を剥離面として、図1(a)に示すように、粘着剤層2が積層されている基材1の剥離面が、基材1に積層した粘着剤層2と接触するように巻回することによってロール状に形成することができる。
図1(b)に示す粘着シートでは、粘着剤層2が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離シート3によって保護された構成を有しており、巻回することによってロール状に形成することもできる。
図1(c)に示す粘着シートでは、基材1の両面に粘着剤層2が設けられ、それらの粘着剤層2の両方が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離シート3によってそれぞれ保護された構成を有している。図1(c)に示す粘着シートは、例えば、あらかじめ離型シート3の上に粘着剤層2を形成し、それを基材1の表裏面に貼付し、これを巻回することによってロール状に形成することができる。
尚、図1(c)に示す粘着シートでは、基材1の両面に粘着剤層2が設けられているが、これら粘着剤層2は同じ組成の粘着剤で形成してもよいし、異なった組成の粘着剤でそれぞれ形成してもよい。
基材を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系フィルム;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルム;ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルム;クラフト紙、和紙等の紙類;綿布、スフ布等の布類;ポリエステル不織布、ビニロン布織布等の布織布類;金属箔が挙げられる。
前記プラスチックフィルム類は、無延伸フィルムであってもよいし、延伸(一軸延伸又は二軸延伸)フィルムであってもよい。また、基材の粘着剤層が設けられる面には、下塗り剤の塗布、コロナ放電処理等の表面処理が施されていてもよい。
乾燥後の粘着剤層の厚みは特に制限されず、例えば、500μm以下、好ましくは5〜200μmの範囲内である。
本発明に係る粘着シートは、粘着力、耐熱性等の特性を損なわず、下塗り処理を必要とせずプラスチックフィルムとの密着性を確保し得る。
具体的には、本発明に係る粘着シートは、23℃におけるABS板に対する粘着力が5.0N/20mm以上であることが好ましく、6.0N/20mm以上であることがより好ましく、7.0N/20mm以上であることが更に好ましく、8.0N/20mm以上であることが特に好ましく、9.0N/20mm以上であることが最も好ましい。
また、同時に、本発明に係る粘着シートは、投錨力が2.0N/19mm以上であることが好ましく、2.25N/19mm以上であることがより好ましく、2.5N/19mm以上であることが更に好ましく、2.75N/19mm以上であることが特に好ましく、3.0N/19mm以上であることが最も好ましい。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例及び比較例に何ら制限されるものではない。尚、以下の説明において、「部」及び「%」は、特に明記のない限り、重量基準である。
〔合成例1〕
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に、ブチルアクリレート(BA)96部、アクリル酸(AA)4部、tert−ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.08部及びポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(商品名「ラテムルE118B」、花王製、)2部をイオン交換水220部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルション)を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。その後60℃に昇温し、これを60℃に保ち、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオナミジン]ハイドレート(重合開始剤)(商品名「VA−057」、和光純薬工業株式会社製)0.1部添加して乳化重合反応を3時間進行させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系重合体A1の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例2〕
tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0.02部に変更したこと以外は、合成例1と同様の方法を行い、アクリル系重合体A2の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例3〕
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に、乳化剤(商品名「ハイテノールN−17」、第一工業製薬製)を固形分として1部及びイオン交換水50部を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。その後80℃に昇温し、過硫酸カリウム(重合開始剤)0.24部を添加した。これを80℃に保ち、ここにブチルアクリレート(BA)95部、アクリル酸(AA)5部、乳化剤(商品名「ハイテノールN−17」、第一工業製薬製)を固形分として2部、チオグリコール酸0.089部をイオン交換水50部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルション)を3時間かけて滴下し、内温を80℃に保ったまま、更に2時間重合を進行させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系重合体A3の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例4〕
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に、乳化剤(商品名「アクアロンKH−10」、第一工業製薬(株)製)を固形分として0.1部及びイオン交換水57部を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。その後80℃に昇温し、過硫酸カリウム(重合開始剤)0.1部を添加した。これを80℃に保ち、ここに2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)20部、ブチルアクリレート(BA)69.8部、メチルメタクリレート(MMA)8部、アクリル酸(AA)2部、ジアセトンアクリルアミド(DAAM)0.2部、乳化剤(商品名「アクアロンKH−10」を固形分として2部、過硫酸カリウムを固形分として0.3部、をイオン交換水30部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルション)を3時間かけて滴下し、内温を80℃に保ったまま、前記乳化物滴下終了30分後と60分後に、過硫酸カリウムを固形分として0.06部ずつ添加し、更に2時間重合させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系重合体A4の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例5〕
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(商品名「ラテムルE118B」、花王製)0.5部及びイオン交換水16部を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。その後60℃に昇温し、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオナミジン]ハイドレート(重合開始剤)(商品名「VA−057」、和光純薬工業株式会社製)0.1部を添加した。これを60℃に保ち、ここにメチルメタクリレート(MMA)96部、アクリル酸(AA)4部、tert−ドデカンチオール(連鎖移動剤)20部及びポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(商品名「ラテムルE118B」、花王製)1.5部をイオン交換水91部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルション)を3時間かけて滴下し、滴下終了後、同温度にて更に3時間重合させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整し、アクリル系重合体B1の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例6〕
tert−ドデカンチオールの量を20部から1部に変更したこと以外は、合成例5と同様の操作を行い、アクリル系重合体B2の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例7〕
tert−ドデカンチオールの量を20部から0.1部に変更したこと以外は、合成例5と同様の操作を行い、アクリル系重合体B3の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例8〕
ブチルアクリレート(BA)96部をメチルメタクリレート(MMA)96部に変更し、tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体B4の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例9〕
ブチルアクリレート(BA)96部をイソボルニルメタクリレート(IBXMA)96部に変更し、tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0部に変更したこと以外は、合成例1と同様の方法でアクリル系重合体B5の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例10〕
ブチルアクリレート(BA)96部をジジクロペンタニルアクリレート(DCPA)96部に変更し、tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体B6の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例11〕
ブチルアクリレート(BA)96部をt−ブチルメタクリレート(t−BMA)96部に変更し、tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体B7の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例12〕
ブチルアクリレート(BA)96部をtert−ブチルアクリレート(t−BA)96部に変更し、tert−ドデカンチオールの量を0.08部から0部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体B8の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例13〕
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)20部、ブチルアクリレート(BA)69.8部、メチルメタクリレート(MMA)8部、アクリル酸(AA)2部、ジアセトンアクリルアミド(DAAM)0.2部を、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)3部、メチルメタクリレート(MMA)95部、アクリル酸(AA)2部に変更したこと以外は、合成例4と同様の操作を行い、アクリル系重合体B9の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例14〕
ブチルアクリレート(BA)96部を、ブチルアクリレート(BA)91.2部とメチルメタクリレート(MMA)4.8部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体C1の水分散液(エマルション)を得た。
〔合成例15〕
ブチルアクリレート(BA)96部をブチルアクリレート(BA)86.4部とメチルメタクリレート(MMA)9.6部に変更したこと以外は、合成例1と同様の操作を行い、アクリル系重合体C2の水分散液(エマルション)を得た。
〔実施例1〕
アクリル系重合体A1のエマルションの固形分90部に対して、アクリル系重合体B1のエマルションを固形分で10部配合した。次いで、アクリル系重合体A1及びアクリル系重合体B1の固形分合計量100部に対して、架橋剤(商品名「テトラッドC」、三菱ガス化学(株)製)を固形分で0.031部配合して、水分散型粘着剤組成物を調製した。
続いて、調製した水分散型粘着剤組成物をアンモニア水で増粘し、増粘した水分散型粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが60μmとなるように、厚み25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材と、剥離シート(商品名「ダイヤホイル」、三菱化学ポリエステルフィルム(株)製、厚さ38μm)とにそれぞれコーティングし、これを100℃で3分間乾燥し、粘着シートをそれぞれ作製した。
〔実施例2〜17、比較例1〜5〕
アクリル系重合体の種類及び量、架橋剤の種類及び量を表2に従って変更したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、水分散型粘着剤組成物を調製し、続いて、粘着シートを作製した。
(評価)
(1)重量平均分子量(Mw)
<サンプル作製>
各実施例及び比較例で得られた各アクリル系重合体エマルションを、130℃で2時間乾燥させた後、室温にてTHFに7日間浸漬してTHF可溶分を溶出させた。その後、THF不溶分を濾別し、その濾液を必要に応じて濃縮又は希釈して(いったん乾燥させた後、THFに再溶解させてもよい。)、THF可溶分を適当な濃度(おおよそ0.1〜0.3重量%程度)で含むTHF溶液を調製した。
尚、合成例4で得られたアクリル系重合体については、THFをDMFに変更して前述と同様の操作を行い、DMF可溶分を適当な濃度で含むDMF溶液を調製した。
<GPC測定>
調製したTHF溶液を、下記条件
装置:TOSOH製 HLC−8320GPC
カラム:TSKgel GMH−H(S)、2本連結
カラム温度:40℃
流量:0.5mL/分
にてゲル・パーミエーション・クロマトグラフで測定し、ポリスチレンの校正曲線に基づく重量平均分子量(Mw)を算出した。
尚、合成例4で得られたアクリル系重合体から得られたDMF溶液については、下記条件
装置:TOSOH製 HLC−8120GPC
カラム:TSKgel superAWM−H+superAW4000+superAW2500
カラム温度:40℃
流量:0.4mL/分
にてゲル・パーミエーション・クロマトグラフで測定し、ポリスチレンの校正曲線に基づく重量平均分子量(Mw)を算出した。
(2)ゲル分率(酢酸エチル不溶分)
凧糸と、孔径0.2μmのテトラフルオロエチレン樹脂製多孔質膜(商品名「ニトフロンNTF1122」、日東電工製)との合計重量を予め測定し(Wa mg)、前記多孔質膜に粘着剤約0.1gを巾着状に包み、口を凧糸で縛った後、包みの重量を測定した(Wb mg)。この包みを容量50mLのスクリュー瓶に入れ、該スクリュー瓶に酢酸エチルを満たした。これを室温で7日間放置した後、前記包みを取り出して130℃で2時間乾燥させ、該包みの重量を測定し(Wc mg)、次式
ゲル分率(%)=(Wc−Wa)/(Wb−Wa)×100
によりゲル分率を求めた。
尚、アクリル系重合体のゲル分率は、前記粘着剤の代わりに、各アクリル系重合体エマルションを130℃で2時間乾燥させて得られたアクリル系重合体を用いたこと以外は前記方法と同様の操作を行い測定した。
(3)接着力
各実施例及び各比較例で得られたPET基材付き各粘着シートを20mm×100mmの大きさに切断し、これをABS板に2kgゴムローラを1往復して圧着した。その後、23℃で30分放置して、23℃雰囲気中で、剥離角度180°及び剥離速度300mm/分にて剥離試験を実施し、剥離力を測定した。
(4)投錨力
各実施例及び各比較例で得られたPET基材付き各粘着シートを20mm×100mmの大きさに切断し、PET基材側を両面テープ(商品名「NO.5000」、日東電工製)で固定した。
一方、各実施例及び各比較例で得られた各粘着シートの剥離シートを剥がし、露出した粘着剤面に、感圧性接着テープ(商品名「NO.315」、日東電工製)(幅19mm)の粘着剤面を貼りあわせ、2kgローラーで1往復圧着した。その後、23℃で30分放置して、23℃雰囲気中で、剥離角度180°及び剥離速度300mm/分になるように、粘着シートにおけるPET基材と粘着剤とを引き剥がし、剥離力を測定した。
(5)耐熱性
各実施例及び各比較例で得られたPET基材付き各粘着シートを20mm×100mmの大きさに切断し、これをSUS304BA板に貼り合せた。150℃の熱風オーブンに1時間投入し、オーブンから取り出した後、室温になるまで放置した。感圧接着テープをSUS304BA板から剥離し、SUS304BA板上の糊残りの状態を目視にて以下の基準
○:糊残りがない
△:一部に糊残りがある
×:全面に糊残りがある
で判定した。
(6)DSC法によるガラス転移温度
各実施例及び各比較例で得られた剥離シート付き各粘着シートからセパレータを剥離して得た粘着剤約2.5mgを用い、下記条件
装置:TA Instruments製Q−2000
平均昇温速度:5℃/min
温度振幅:±0.53℃
変調周期:40sec
にて測定を行い、JIS K7121(1987)の「9.3 ガラス転移温度の求め方」に基づいて求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)をガラス転移点とした。
表中、「T/C」は、架橋剤(商品名「テトラッドC」、三菱ガス化学(株)製)を意味し、「ADH」は、架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)を意味する。
尚、比較例3の架橋剤は、アクリル系重合体A4中のアミド基のみと反応し、カルボキシル基とは反応しない。よって、比較例3の粘着シートにおいて、アミド基をもつアクリル系重合体A4については粒子間架橋が形成しているが、アミド基を持たないアクリル系重合体B9は、粒子間架橋されていない状態で存在していると考えられる。このため、比較例3の粘着シートでは、凝集力不足となり、耐熱性評価において糊残りが生じていると考えられる。
本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、粘着力、耐熱性等の特性を損なわず、下塗り処理を必要とすること無くプラスチックフィルムとの密着性を確保し得るため、各種粘着シートに好適に用いることができる。
1 基材
2 粘着剤層
3 剥離シート

Claims (9)

  1. (メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(A)を重合して得られるアクリル系重合体(A)と、
    (メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、反応性官能基含有単量体を含有する単量体組成物(B)を重合して得られる、アクリル系重合体(A)よりもガラス転移温度が高いアクリル系重合体(B)と、
    前記反応性官能基と反応する架橋剤(C)と、
    を含有する水分散型粘着剤組成物であり、
    前記水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤のDSC(示差走査熱量計)測定において、−25℃以下と、+30℃〜+190℃とにガラス転移温度ピークがそれぞれ検出される、水分散型粘着剤組成物。
  2. アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)とは、固形分重量比(アクリル系重合体(A)/アクリル系重合体(B))で99/1〜60/40の割合で含有される、請求項1に記載の水分散型粘着剤組成物。
  3. 架橋剤(C)は、アクリル系重合体(A)とアクリル系重合体(B)との合計量100重量部に対して、0.0007〜10重量部の範囲で含有される、請求項1又は2に記載の水分散型粘着剤組成物。
  4. アクリル系重合体(A)における、酢酸エチル不溶分が70重量%以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の水分散型粘着剤組成物。
  5. アクリル系重合体(B)のSP値が18〜24(MPa)1/2である、請求項1〜4の何れか1項に記載の水分散型粘着剤組成物。
  6. アクリル系重合体(B)の重量平均分子量が、2000〜5000000である、請求項1〜5の何れか1項に記載の水分散型粘着剤組成物。
  7. 前記水分散型粘着剤組成物を乾燥させて得られる粘着剤の酢酸エチル不溶分が30〜85重量%である請求項1〜6の何れか1項に記載の水分散型粘着剤組成物。
  8. 請求項1〜7の何れか1項に記載の水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤。
  9. 請求項8に記載の粘着剤からなる粘着剤層を有する粘着シート。
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