JP2014058650A - 粘着剤組成物、及び再帰反射シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルキルアクリレートに由来の構成単位と、カルボキシル基を有する単量体に由来の構成単位とを含むアクリル系共重合体と、イソシアネート系架橋剤と、軟化点が125℃以下であるロジンエステル樹脂及びテルペンフェノール樹脂と、を含有し、ゲル分率が、10質量%以上30質量%以下である粘着剤組成物。
【選択図】なし
Description
<1> アルキル(メタ)アクリレートに由来の構成単位と、カルボキシル基を有する単量体に由来の構成単位とを含む(メタ)アクリル系共重合体と、
イソシアネート系架橋剤と、
軟化点が125℃以下であるロジンエステル樹脂及びテルペンフェノール樹脂と、
を含有し、
ゲル分率が、10質量%以上30質量%以下である粘着剤組成物。
本発明の粘着剤組成物は、アルキル(メタ)アクリレートに由来の構成単位と、カルボキシル基を有する単量体に由来の構成単位とを含む(メタ)アクリル系共重合体と、イソシアネート系架橋剤と、軟化点が125℃以下であるロジンエステル樹脂及びテルペンフェノール樹脂と、を含有する。そして、本発明の粘着剤組成物のゲル分率は、10質量%以上30質量%以下である。本発明の粘着剤組成物は、必要に応じて、更に促進剤、その他添加剤などの他の成分を含んでいてもよい。
以下に各成分について詳述する。
本発明の粘着剤組成物は、アルキル(メタ)アクリレートに由来の構成単位と、カルボキシル基を有する単量体に由来の構成単位とを含む(メタ)アクリル系共重合体の少なくとも一種を含有する。
前記アルキル(メタ)アクリレート単量体としては、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体が好適に共重合反応に供される。
一般式(1)において、R1は、アルキル基を表し、R2は、水素原子又はメチル基を表す。
カルボキシル基含有単量体としては、カルボキシル基を有すること以外は特に制限はなく、具体的には例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸などの、炭素数3〜5のα,β−不飽和モノ−又はジ−カルボン酸が挙げられる。中でも、アクリル系共重合体の重量平均分子量を制御し易さの観点から、アクリル酸又はメタクリル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
共単量体とは、アルキルアクリレート単量体とカルボキシル基含有単量体とは異なる単量体(モノマー)であって、アルキルアクリレート単量体やカルボキシル基含有単量体と共重合可能な単量体である。
これらその他の共単量体は、本発明の優れた効果を損なわない範囲において含有させることができ、その含有量は、例えば(メタ)アクリル系共重合体を形成するモノマー成分の全量に対して0〜5質量%が好ましく、より好ましくは0〜3質量%、さらに好ましくは0〜1質量%の範囲である。
等の単量体群を挙げることができる。
このような共単量体の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,2−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(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、アリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
このような「分子内に2個以上のラジカル重合性不飽和基を有する共単量体」は、本発明の優れた効果を損なわない範囲において含有させることができ、その含有量は、例えば(メタ)アクリル系共重合体を形成するモノマー成分の全量に対して0.5質量%以下の範囲などとすることが好ましい。
(メタ)アクリル系共重合体のMwが40万以上であると、凝集力が適切に保たれ、耐久性試験において気泡の発生が抑えられ、またMwが140万以下であると、粘弾性が適切に保たれ、耐フクレ性に優れる。
(2)前記(1)で得られたフィルム状の(メタ)アクリル系共重合体をテトラヒドロフランにて固形分0.2質量%になるように溶解する。
(3)下記条件にて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定する。
・GPC :HLC−8220 GPC〔東ソー(株)製〕
・カラム :TSK−GEL GMHXL 4本使用
・移動相溶媒:テトラヒドロフラン
・流速 :0.6ml/min
・カラム温度:40℃
下記式中のTg1、Tg2、・・・・・及びTgnは、単量体成分1、単量体成分2、・・・・・及び単量体成分nそれぞれを単独で用いたときの重合体のガラス転移温度であり、絶対温度(゜K)に換算し算出される。m1、m2、・・・・・及びmnは、それぞれの単量体成分のモル分率である。
本発明の粘着剤組成物は、イソシアネート系架橋剤を含有する。イソシアネート系架橋剤は、前記(メタ)アクリル系共重合体と反応して架橋構造を形成する。
本発明の粘着剤組成物は、軟化点が125℃以下のロジンエステル樹脂と、軟化点が125℃以下のテルペンフェール樹脂とを含有する。
軟化点が125℃以下の粘着付与剤(ロジンエステル樹脂及びテルペンフェール樹脂)を用いることで、粘着剤組成物の粘弾性を適度(耐フクレ性が得られる程度)に保つことできる。結果、ガスの拡散性能を向上させつつ、接着力を高めることができる。
本発明の粘着剤組成物には、軟化点が125℃以下のロジンエステル樹脂を含有する。
ロジンエステル樹脂は、ロジンの主成分であるアビエチン酸などのロジン酸をエステル化した樹脂である。具体的にロジンエステル樹脂としては、アビエチン酸を、メチルエステル化、エチルエステル化、又はグリセリンエステル化したものが挙げられる。これらロジンエステル樹脂は、それぞれ一種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明の粘着剤組成物には、軟化点が125℃以下であるテルペンフェノール樹脂を含有する。
テルペンフェノール樹脂は、テルペン類とフェノールとをBF3、AlCl3のようなフリーデルクラフト触媒の存在下で、水素の移動により不均一付加反応で合成することができる。
本発明の粘着剤組成物には、以上述べた(メタ)アクリル系共重合体、イソシアネート系架橋剤、ロジンエステル樹脂、テルペンフェノール樹脂の他に、必要に応じて、粘着剤組成物に通常配合される配合物、例えば、耐候性安定剤、可塑剤、軟化剤、染料、顔料、無機充填剤などを、必要特性を満足し得る範囲で適宜配合することができる。この場合の配合割合は、粘弾性のバランスを大きく崩さない範囲内であることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物では、前記(メタ)アクリル系共重合体と前記イソシアネート系架橋剤との間で架橋構造が形成された後のゲル分率は、10質量%〜30質量%であり、10〜25質量%であることが好ましい。粘着剤組成物中におけるゲル分率が10質量%〜30質量%の範囲内であると、被着体と粘着剤層との間にガスを拡散させ、そしてガスを外部へ排出する機能が効果的に奏される。
(1)粘着剤組成物を100μmの厚さのPETフィルムセパレーター(剥離紙)上に塗布し、室温で30分間風乾した後、100℃で5分間本乾燥させ、粘着剤層を形成し、セパレーター付き粘着剤層を得る。
(2)得られたセパレーター付き粘着剤層を23℃、相対湿度65%の条件にて10日間養生する。その後、セパレーター付き粘着剤層を75mm×75mmの大きさに切り出す。切り出されたサンプルの粘着剤層の重さは、概ね0.2g程度となる。
(4)上記金属金網は酢酸エチルで脱脂した後、乾燥させる。脱脂、乾燥後の金属金網は、デシケーター内に保管する。また、金属金網の端部の解れは、測定誤差の原因となるため、予め取り除く。
(5)金属金網の質量を正確に測定する。この質量をAとする。
(7)金属金網は、フィルム状の粘着剤層を貼り付けた面を内側にして、奥側の辺から手前側に半分に折り畳む。
(8)半分に折った金属金網(手前側に端部が2辺ある)の手前側3分の1を奥側に折りたたみ、さらに奥側3分の1を手前側に折り畳む(縦方向を100mmの6分の1に折り畳み、横方向は折り畳んでいない状態)。
(9)上記金網を左から3分の1の部位で右側に折り畳み、同様にして右から3分の1の部位で左側に折り畳む。これを試料1とする。試料1では、元の金属金網の大きさから、縦方向が6分の1に折り畳まれ、横方向が3分の1に折り畳まれている。
(10)上記の試料1の質量を正確に測定する。この質量をBとする。
(12)粘着剤組成物の1種類につき、ゲル分率測定用の試料2を2個作製する。
(14)試料2を入れたガラス瓶を23℃、相対湿度65%の条件にて3日間放置する。
(15)試料2をガラス瓶から取り出し、酢酸エチルで簡単に洗浄する。
(16)試料2を120℃で24時間乾燥した後、質量を正確に測定する。これをDとする。
ゲル分率[質量%] = (D−(A+(C−B)))/(B−A)×100
本発明の再帰反射シートは、再帰反射層と、前記粘着剤組成物により形成された粘着剤層とを有する。前記粘着剤層は、本発明の粘着剤組成物が架橋剤と反応して形成された架橋構造を含んでいる。本発明の再帰反射シートは、本発明の粘着剤組成物により形成された粘着剤層を備えているので、再帰反射シートの膨れが防止され、被着体である基板と良好に接着する。
この封入レンズ型再帰反射シート1は、図1に示すように、表面保護層10と、微小なガラス球12と、ガラス球12を保持する保持層11と、ガラス球12の焦点位置を調整する焦点層13と、ガラス球12の焦点位置に配置された鏡面反射層14(金属蒸着層)と、粘着剤層15と、を積層した構成となっている。なお、本実施形態の封入レンズ型再帰反射シートの再帰反射層とは、ガラス球12と焦点形成層13と鏡面反射層14とを有する層のことである。
(1)フィルム状の工程基材に表面保護層形成用樹脂配合液を塗工乾燥して、表面保護層を形成する。
(2)保持層形成用樹脂配合液を表面保護層に塗工乾燥して、保持層を得る。
(3)保持層にガラス球を付着させた後、熱処理をして、ガラス球を保持層中に沈める。
(4)焦点層形成用樹脂配合液を保持層及びガラス球に塗工乾燥して、焦点層を形成する。
(5)焦点層にアルミニウムを真空蒸着し、鏡面反射層を得る。以下、ここまでの工程により得られたものを中間製品という。
(6)別途、粘着剤組成物の溶液を工程基材に塗工し乾燥して粘着剤層を形成し、工程基材および粘着剤層が積層した粘着剤シートを得る。
(7)中間製品の鏡面反射層と粘着剤シートの粘着剤層とが接するように貼り合わせ後、養生して、封入レンズ型の再帰反射シートを得る。
<(メタ)アクリル系共重合体の製造>
(製造例1):(メタ)アクリル系共重合体1の製造
攪拌機、還流冷却器、逐次滴下装置、温度計を備えた反応装置に、アクリル酸ブチル(BA)99部及びアクリル酸(AA)1部からなる単量体混合物のうちの25質量%、酢酸エチル45部、及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.01部を加えて加熱し、還流温度で約20分間重合を行った。次いで還流温度条件下で前記単量体混合物の残量75質量%と、酢酸エチル13部及びアゾビスイソブチロニトリル0.13部からなる重合開始剤溶液とを約120分にわたって逐次滴下した。更に80分後、トルエン15部及びアゾビスイソブチロニトリル0.32部を約60分にわたって逐次滴下し、更に90分間重合反応を行った。反応終了後、トルエンにて希釈し、重量平均分子量62万の(メタ)アクリル系共重合体を得た。
製造例1において、アクリル酸ブチル(BA)及びアクリル酸(AA)の配合量比率を下記表1の実施例2〜5に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様にして、(メタ)アクリル系共重合体2〜5の溶液を得た。
製造例1において、アクリル酸ブチル(BA)及びアクリル酸(AA)を用いたところを、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸メチル(MA)及びアクリル酸(AA)を用い、これらの配合比率を下記表1の実施例6に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様にして、(メタ)アクリル系共重合体6の溶液を得た。
製造例1において、アクリル酸ブチル(BA)及びアクリル酸(AA)を用いたところを、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸(AA)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)を用い、これらの配合比率を下記表1の実施例8に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様にして、(メタ)アクリル系共重合体7の溶液を得た。
(実施例1)
以下の手順にしたがって、粘着剤溶液(粘着剤組成物)を調製した。
上記(メタ)アクリル系共重合体1の溶液(固形分44.6質量%)75部、トルエン・酢酸エチル1:1の割合の液で溶解した50質量%テルペンフェノール樹脂(YSポリエスターT−115、ヤスハラケミカル社製)10部、及びトルエン・酢酸エチル1:1の割合の液で溶解した50質量%ロジンエステル樹脂(スーパーエステルA−100、水酸基価:16、荒川化学工業株式会社製)15部を添加し十分に攪拌して、固形分46質量%、粘度10400mPa・sの中間溶液を得た。
上記中間溶液にイソシアネート系架橋剤(ニッセツCK−101、日本カーバイド工業(株)社製、固形分45質量%、)を1.11部配合し、十分に攪拌して、粘着剤溶液(粘着剤組成物)を得た。
実施例1の粘着剤溶液(粘着剤組成物)の調製方法と同様にして、但し、(メタ)アクリル系共重合体、テルペンフェノール樹脂及びロジンエステル樹脂の種類及び/又は配合量を下記表1に示すように変更して、実施例2〜11、比較例1〜5の粘着剤溶液(粘着剤組成物)を調製した。ここで使用したテルペンフェノール樹脂及びロジンエステル樹脂の詳細を下記に示す。
・テルペンフェノール樹脂:YSポリエスターT−130、ヤスハラケミカル社製
・ロジンエステル樹脂:ペンセルAZ、水酸基価:60、荒川化学工業株式会社製
・ロジンエステル樹脂:スーパーエステルA−75、水酸基価:15、荒川化学工業株式会社製
各実施例で調製した粘着剤溶液の各々について、上述の測定方法に従い、ゲル分率を算出した。
表面保護層、保持層、ガラス球、焦点層、鏡面反射層の順に積層された封入レンズ型の再帰反射シートの中間製品(日本カーバイド工業株式会社製、CLPグレード T4500シリーズ)を準備した。
アウトガスを発生する被着体(ABS樹脂製の厚さ3mmの平板、Arrow Plastics manufacture社製;又はポリスチレン(PS)樹脂製の厚さ3mmの平板、Goodfish Ltd manufacture社製)に、上記で作製した再帰反射シートを貼付し、耐フクレ性について評価した。耐フクレ性の評価は、下記(1)〜(16)の手順に従って行った。
上記溝の形成により、樹脂板端部から再帰反射シートが外的要因等で剥離したとしても、溝より外周部での剥離に留まる。よって、耐フクレ性の評価において、外的要因による剥離の影響が抑えられる。
(12)机上に置かれた積層体2に、天井の蛍光灯等の光源の形が写り込むような角度に観察者が移動し、机上に置かれた積層体2に対して、概ね上方斜め45度付近からの観察を行った。
◎:フクレや凹みが全く観察されない。
○:凹みが1ないし2個観察される。
△:凹みが3個以上観察される。
×:観察範囲全体が、ユズ肌状にうねっている。
(16)また、目視による観察結果を記録として残すために、デジタルカメラ等での撮影も行った。この際、目視によって観察した角度とデジタルカメラ等で撮影する角度をできるだけ揃えた。また、同時期に撮影する試料ごとの撮影角度もできるだけ揃えた。
接着力の測定は、下記(1)〜(4)の手順に従い行った。
(1)被着体であるABS樹脂板(厚さ3mmの平板、Arrow Plastics manufacture社製)を100mm×150mmの大きさに切断した。
(2)上記で作製した再帰反射シートを25mm×150mmの大きさにカッターナイフで切断した。
(3)上記(2)の再帰反射シートを、温度23℃、湿度50%RHに調節された環境下において、2kg重ローラーを2往復して上記(1)のABS樹脂板に150mmのうちの75mmの長さまで圧着し、24時間放置した。試験片は2枚作製した。
◎:接着力が11N/25mm以上。
○:接着力が5.5N/25mm以上11N/25mm未満。
△:接着力が2.8N/25mm以上5.5N/25mm未満。
×:接着力が2.8N/25mm未満。
せん断力の測定は、下記(1)〜(4)の手順に従い行った。
(1)被着体であるABS樹脂板(厚さ3mmの平板、Arrow Plastics manufacture社製)を30mm×50mmの大きさに切断した。
(2)上記で作製した再帰反射シートを25mm×50mmの大きさにカッターナイフで切断した。
(3)上記(2)の再帰反射シートを、温度23℃、湿度50%RHに調節された環境下において、2kg重ローラーを2往復して上記(1)のABS樹脂板に50mmのうちの12.5mmの長さまで圧着し、24時間放置した。試験片は、2枚作製した。
(測定温度23℃)
◎:せん断力が18N/25mm以上。
○:せん断力が9.0N/25mm以上18N/25mm未満。
△:せん断力が4.5N/25mm以上9.0N/25mm未満。
×:せん断力が4.5N/25mm未満。
◎:せん断力が6.2N/25mm以上。
○:せん断力が3.1N/25mm以上6.2N/25mm未満。
△:せん断力が1.6N/25mm以上3.1N/25mm未満。
×:せん断力が1.6N/25mm未満。
10 表面保護層
11 保持層
12 ガラス球
13 焦点層
14 鏡面反射層
15 粘着剤層
Claims (7)
- アルキル(メタ)アクリレートに由来の構成単位と、カルボキシル基を有する単量体に由来の構成単位とを含む(メタ)アクリル系共重合体と、
イソシアネート系架橋剤と、
軟化点が125℃以下であるロジンエステル樹脂及びテルペンフェノール樹脂と、
を含有し、
ゲル分率が、10質量%以上30質量%以下である粘着剤組成物。 - 前記テルペンフェール樹脂及び前記ロジンエステル樹脂の軟化点がいずれも90℃以上である請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 前記(メタ)アクリル系共重合体は、水酸基を有する単量体に由来の構成単位の含有率が2質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の粘着剤組成物。
- 前記ロジンエステル樹脂の水酸基価が20以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記ロジンエステル樹脂の含有量が、前記テルペンフェノール樹脂の含有量より多い請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 再帰反射層と、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の粘着剤組成物により形成された粘着剤層と、を有する再帰反射シート。
- 樹脂製の被着体に貼着される請求項6に記載の再帰反射シート。
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