JP2017057383A - ウレタン粘着剤、粘着シート、およびディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において、「粘着シート」は、再剥離性を有する粘着シート(再剥離粘着シート)である。
特許文献2には、厚膜塗工が可能な粘着剤として、特定の重量平均分子量(Mw)を有する単官能ウレタンアクリレート系オリゴマー、アクリレート系モノマー、およびフリーラジカル光開始剤を含むアクリル粘着剤が開示されている(請求項1)。
特許文献3には、厚膜塗工が可能な粘着剤として、
変性ポリイソシアネートとポリオールとからなり、
前記変性ポリイソシアネートが、NCO官能基を有するポリイソシアネートと、1分子あたり1個以上の末端活性水素官能基および平均で6個以上のエチレンオキシ(EO)ユニットを含むポリエーテル化合物とを反応させて得られる変性ポリイソシアネートであり、
前記ポリオールが液状ポリカーボネートジオールを含む、ウレタン粘着剤が開示されている(請求項1)。
また、一般的に粘着シートは光学部材等の被着体を埃付着から保護することができるが、各種ディスプレイ等に用いられる粘着シートはそれ自身が帯電防止性を有し、埃付着性が低いことが好ましい。
本発明はまた、厚膜塗工が可能で、耐湿熱白化性が良好で、帯電防止性を有し、埃付着性が低い粘着層を形成することが可能なウレタン粘着剤、およびそれを用いた粘着シートを提供することを目的とするものである。
本発明に係る第1実施形態のウレタン粘着剤は、
1分子中に1つ以上のエチレンオキシド(EO)基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)とを含む。
1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
脂肪酸エステル(B)とを含む。
1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)とを反応させて得られたウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)とを配合する製造方法によって、製造することができる。
本発明のディスプレイは、上記の本発明に係る第1実施形態または第2実施形態の粘着剤の硬化物からなる粘着層を含む。
ウレタンプレポリマー(A)とβ−ジケトン化合物(X)とを含む本発明に係る第1実施形態の粘着剤は、厚膜塗工が可能で、耐湿熱白化性が良好で、帯電防止性を有し、埃付着性が低い粘着層を形成することができる。
本発明のウレタン粘着剤は、1種以上の特定のウレタンプレポリマー(A)を含む。
本発明に係る第1実施形態のウレタン粘着剤は、1種以上の特定のウレタンプレポリマー(A)と1種以上のβ−ジケトン化合物(X)とを含む。
本発明に係る第2実施形態のウレタン粘着剤は、1種以上の特定のウレタンプレポリマー(A)と1種以上の脂肪酸エステル(B)とを含む。
ウレタンプレポリマー(A)は、複数種のポリオール(a)と1種以上のポリイソシアネート(b)とを共重合反応させて得られる反応生成物である。ウレタンプレポリマー(A)は、複数種のポリオール(a)および1種以上のポリイソシアネート(b)に由来する複数種の単量体単位を含む共重合体である。
本発明において、複数種のポリオール(a)は、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ(EO)基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)との組合せである。
ポリオール(a−1)は、1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く、任意のポリオールである。ポリオール(a−1)としては、ポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、EO基を有しないポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、およびひまし油系ポリオール等が挙げられる。中でも、ポリエステルポリオール、EO基を有しないポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、およびポリカーボネートポリオールが好ましく、ポリエステルポリオールおよびEO基を有しないポリエーテルポリオールがより好ましい。
原料の酸成分としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、およびトリメリット酸等のポリカルボン酸が挙げられる。
原料のポリオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、ブチルエチルペンタンジオール、ポリオキシエチレングリコール、およびポリオキシプロピレングリコール等の水酸基を2つ有する2官能ポリオール(グリコールまたはジオールとも言う);グリセリン、トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトール等の水酸基を3つ以上有する3官能以上のポリオール等が挙げられる。
ポリオール(a−1)として用いられるポリエーテルポリオールは、EO基を有しない。EO基を有しないポリエーテルポリオールでは、原料の環状エーテルとしてEO基を形成しない環状エーテルが用いられる。
水酸基を有する化合物としては、水、および、グリコール(ジオールとも言う)(具体的には、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、およびブチルエチルペンタンジオール等)等の水酸基を2つ有する2官能ポリオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトール等の水酸基を3つ以上有する3官能以上のポリオール等が挙げられる。
アミンとしては、エチレンジアミン、イソホロンジアミン、およびキシリレンジアミン等のポリアミン等が挙げられる。
水酸基およびNH基を有する化合物としては、N−アミノエチルエタノールアミン等が挙げられる。
EO基を形成しない環状エーテルとしては、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシド等のエチレンオキシド(EO)を除くアルキレンオキシド(AO);テトラヒドロフラン等が挙げられる。
ポリエステルポリオールのMnは、好ましくは500〜5,000、より好ましくは1,000〜4,000、特に好ましくは1,000〜3,000である。
EO基を有しないポリエーテルポリオールのMnは、好ましくは500〜5,000、より好ましくは1,000〜4,000である。
ポリカプロラクトンポリオールのMnは、好ましくは500〜5,000、より好ましくは1,000〜4,000、特に好ましくは1,000〜3,000である。
ポリカーボネートポリオールのMnは、好ましくは500〜5,000、より好ましくは1,000〜4,000、特に好ましくは1,000〜3,000である。
上記各ポリオールについて、Mnが下限以上であることでウレタンプレポリマー(A)のゲル化が効果的に抑制され、上限以下であることでウレタンプレポリマー(A)の凝集力が好適となる。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオール(a−2)としては、活性水素含有化合物に対してエチレンオキシド(EO)を含む1種以上の環状エーテルを付加重合させて得られる化合物(付加重合物)が挙げられる。活性水素含有化合物およびエチレンオキシド(EO)以外の環状エーテルの例示は、ポリオール(a−1)と同様である。
同様に、ポリオール(a−2)としては、水酸基を2つ有する2官能ポリオールと、水酸基を3つ以上有する3官能以上のポリオールのいずれを用いてもよい。これらを併用してもよい。
一般的に、2官能ポリオールは2次元架橋性を有し、粘着層に適度な柔軟性を付与することができる。3官能以上のポリオールは3次元架橋性を有し、粘着層に適度な硬さを付与することができる。
1種以上のポリオール(a−1)の水酸基数と1種以上のポリオール(a−2)の水酸基数との選択により、本発明のウレタン粘着剤の粘着力、凝集力、および再剥離性等の特性を調整することができる。粘着力と再剥離性とを両立させやすいことから、複数種のポリオール(a)のうちの少なくとも1つは、3官能以上のポリオールであることが好ましい。
ポリイソシアネート(b)としては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、および脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。
ウレタンプレポリマー(A)の重合には必要に応じて、1種以上の触媒を使用することができる。触媒としては公知のものを使用でき、3級アミン系化合物および有機金属系化合物等が挙げられる。
錫系化合物としては、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、および2−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。
非錫系化合物としては、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、およびブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系化合物;オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、およびナフテン酸鉛等の鉛系化合物;2−エチルヘキサン酸鉄および鉄アセチルアセトネート等の鉄系化合物;安息香酸コバルトおよび2−エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系化合物;ナフテン酸亜鉛および2−エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系化合物;ナフテン酸ジルコニウムおよびカルボン酸ビスマス等の他の金属系化合物等が挙げられる。
2−エチルヘキサン酸錫/ジブチル錫ジラウレート質量比は特に制限されず、好ましくは0超1未満、より好ましくは0.2〜0.6である。当該質量比が1未満であれば、触媒活性のバランスが良く、ゲル化を効果的に抑制することができる。
ウレタンプレポリマー(A)の重合には必要に応じて、1種以上の溶剤を使用することができる。溶剤としては公知のものを使用でき、アセトンおよびメチルエチルケトン等のケトン;酢酸エチル等のエステル;トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。ウレタンプレポリマー(A)の溶解性および溶剤の沸点等の点から、酢酸エチルおよびトルエン等が好ましい。
ウレタンプレポリマー(A)の重合方法としては特に制限されず、塊状重合法および溶液重合法等の公知重合方法を適用することができる。
重合手順は特に制限されず、
手順1)複数種のポリオール(a)、1種以上のポリイソシアネート(b)、必要に応じて1種以上の触媒、および必要に応じて1種以上の溶媒を一括混合した後に反応させる手順;
手順2)複数種のポリオール(a)、必要に応じて1種以上の触媒、および必要に応じて1種以上の溶媒を混合し、これに1種以上のポリイソシアネート(b)を添加しながら反応させる手順が挙げられる。
反応を制御しやすいことから、手順2)が好ましい。
触媒を使用しない場合、反応温度は好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上であり、反応時間は好ましくは3時間以上である。
本発明の粘着剤は、第1実施形態において、1種以上のβ−ジケトン化合物(X)を含むことができる。
β−ジケトン化合物(X)としては特に制限されず、2,4−ペンタンジオン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、2,4−ヘキサンジオン、1,3−シクロヘキサンジオン、2,2−ジメチル−3,5−ヘキサンジオン、2,4−ヘプタンジオン、3,5−ヘプタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,3−シクロヘプタンジオン、2,4−オクタンジオン、2,2,7−トリメチル−3,5−オクタンジオン、2,4−ノナンジオン、3−メチル−2,4−ノナンジオン、2−メチル−4,6−ノナンジオン、1−フェニル−1,3−ブタンジオン、およびスピロデカンジオン等が挙げられる。中でも、2,4−ペンタンジオンおよび2,2−ジメチル−3,5−ヘキサンジオン等が好ましい。
本発明の粘着剤は、第2実施形態において、1種以上の脂肪酸エステル(B)を含むことができる。脂肪酸エステル(B)は可塑剤として作用し、粘着層の濡れ性を向上させることができる。脂肪酸エステル(B)はまた、粘着層、特に、粘着層の光学部材等の被着体側の表層部の疎水性を高め、粘着シートが高温高湿環境に曝されたときに、外部環境から粘着層への水分の侵入を抑制し、粘着層の白濁(白化)を抑制することができる。
炭素数14〜18の不飽和脂肪酸としては、ミリストレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イソパルミチン酸、およびイソステアリン酸等が挙げられる。水酸基数が4つ以下のアルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびソルビタン等が挙げられる。
1種以上の脂肪酸エステル(B)の添加量は特に制限されず、1種以上のウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、好ましくは5〜50質量部、より好ましくは20〜40質量部である。添加量が5質量部以上であれば、脂肪酸エステル(B)の添加効果(濡れ性向上効果)が効果的に発現することができる。添加量が50質量部以下であれば、本来必要な粘着剤の主有効成分であるウレタンプレポリマー(A)の量が充分に確保され、粘着剤として必要な性能が確保される。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上のイソシアネート硬化剤(I)を含むことができる。本発明の粘着剤からなら塗工層は、ウレタンプレポリマー(A)がイソシアネート硬化剤(I)によって硬化され、最終的に硬化膜となる。
イソシアネート硬化剤(I)としては公知のものを使用でき、ウレタンプレポリマー(A)の原料であるポリイソシアネート(b)で例示した化合物(具体的には、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、および、これらのトリメチロールプロパンアダクト体/ビュウレット体/3量体)を用いることができる。
本発明のウレタン粘着剤中の1種以上のイソシアネート硬化剤(I)の含有量は特に制限されず、1種以上のウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、好ましくは3〜30質量部、より好ましくは10〜20質量部である。含有量が3質量部以上であれば粘着層の凝集力が良好となり、含有量が30質量部以下であれば粘着層の粘着力が良好となる。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の硬化促進剤を含むことができる。硬化促進剤としては公知のものを使用でき、ウレタンプレポリマー(A)の合成で挙げた触媒等が挙げられる。
1種以上の硬化促進剤の添加量は特に制限されず、効果的な硬化性促進の観点から、ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.5質量部、より好ましくは0.001〜0.1質量部、特に好ましくは0.003〜0.05質量部、最も好ましくは0.005〜0.03質量部である。
本発明の粘着剤は必要に応じて、1種以上の溶剤を含むことができる。溶剤としては公知のものを使用でき、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、およびキシレン等が挙げられる。ウレタンプレポリマー(A)の溶解性および溶剤の沸点等の観点から、酢酸エチルおよびトルエン等が特に好ましい。
本発明の粘着剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、1種以上の他の任意成分を含むことができる。他の任意成分としては、ウレタンプレポリマー(A)以外の任意の樹脂、硬化遅延剤、充填剤、金属粉、着色剤、箔状物、軟化剤、導電剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、表面潤滑剤、レベリング剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、重合禁止剤、消泡剤、および滑剤等が挙げられる。
充填剤としては、タルク、炭酸カルシウム、および酸化チタン等が挙げられる。
酸化防止剤としては、ラジカル連鎖禁止剤(1次酸化防止剤)および過酸化物分解剤(2次酸化防止剤)等が挙げられる。ラジカル連鎖禁止剤(1次酸化防止剤)としては、フェノール系酸化防止剤およびアミン系酸化防止剤等が挙げられる。過酸化物分解剤(2次酸化防止剤)としては、硫黄系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、およびフェニルジイソデシルホスファイト等が挙げられる。
本発明のウレタン粘着剤は、公知方法を適用して、製造することができる。
1分子中に1つ以上のエチレンオキシド基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシド基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)とを反応させて得られたウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)とを配合する製造方法によって、製造することができる。
1分子中に1つ以上のエチレンオキシド基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシド基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)とを反応させて得られたウレタンプレポリマー(A)と、
脂肪酸エステル(B)とを配合する製造方法によって、製造することができる。
本発明の粘着シートは、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を含む。本発明の粘着シートは好ましくは、基材シートと、上記の本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層とを含む。粘着層は、基材シートの片面または両面に形成することができる。必要に応じて、粘着層の露出面は、剥離シート(剥離ライナーとも言う)で被覆することができる。なお、剥離シートは、粘着シートを被着体に貼着する際に剥離される。
図2に、本発明に係る第2実施形態の粘着シートの模式断面図を示す。図2中、符号20は粘着シート、符号21は基材シート、符号22A、22Bは粘着層、符号23A、23Bは剥離シートである。
ポリウレタンシートを除く樹脂シートの厚みは特に制限されず、好ましくは15〜300μmである。ポリウレタンシート(発泡体を含む)の厚みは特に制限されず、好ましくは20〜50,000μmである。
紙としては特に制限されず、普通紙、コート紙、およびアート紙等が挙げられる。
金属箔の構成金属としては特に制限されず、アルミニウム、銅、およびこれらの組合せ等が挙げられる。
はじめに、基材シートの表面に本発明の粘着剤を塗工して、本発明のウレタン粘着剤からなる塗工層を形成する。塗布方法は公知方法を適用でき、ロールコーター法、コンマコーター法、ダイコーター法、リバースコーター法、シルクスクリーン法、およびグラビアコーター法等が挙げられる。
次に、塗工層を乾燥および硬化して、本発明のウレタン粘着剤の硬化物からなる粘着層を形成する。加熱乾燥温度は特に制限されず、60〜150℃程度が好ましい。
以上のようにして、片面粘着シートを製造することができる。
上記操作を両面に行うことで、両面粘着シートを製造することができる。
本発明のウレタン粘着剤を用いて得られる粘着層の表面抵抗値は、好ましくは1.0×1011(Ω/□)未満である。このレベルの表面抵抗値であれば、埃付着が効果的に抑制される。なお、「表面抵抗値」は、[実施例]の項に記載の方法にて測定することができる。
本発明の粘着シートは、各種ディスプレイ(フラットパネルディスプレイおよびタッチパネルディスプレイ等)、並びに、これらの製造工程で製造または使用される基板および光学部材等の表面保護シートとして好適に用いられる。
ウレタンプレポリマー(A)とβ−ジケトン化合物(X)とを含む本発明に係る第1実施形態の粘着剤は、厚膜塗工が可能で、耐湿熱白化性が良好で、帯電防止性を有し、埃付着性が低い粘着層を形成することができる。
ウレタンプレポリマー(A)と脂肪酸エステル(B)とを含む本発明に係る第2実施形態の粘着剤は、濡れ性が良好で、厚膜塗工が可能で、耐湿熱白化性が良好な粘着層を形成することができる。
本発明のディスプレイは、本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を含む。本発明のディスプレイは好ましくは、本発明の粘着剤の硬化物からなる粘着層を含む粘着シートを含むことができる。
ディスプレイとしては、液晶ディスプレイ(LCD)および有機エレクトロルミネセンスディスプレイ(ELD)等のフラットパネルディスプレイ、並びに、かかるフラットパネルディスプレイとタッチパネルとを組み合わせたタッチパネルディスプレイ等が挙げられる。
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により測定した。測定条件は以下の通りとした。なお、MwおよびMnはいずれも、ポリスチレン換算値である。
<測定条件>
装置:SHIMADZU Prominence(株式会社島津製作所製)、
カラム:SHODEX LF−804(昭和電工株式会社製)を3本直列に接続、
検出器:示差屈折率検出器、
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、
流速:0.5mL/分、
溶媒温度:40℃、
試料濃度:0.1%、
試料注入量:100μL。
使用した材料は、以下の通りである。
<ポリオール(a−1)>
(a−1−1):Kuraray Polyol P−1010(クラレ社製)、EO基を有しない2官能ポリエステルポリオール、Mn1000、水酸基数2、
(a−1−2):Kuraray Polyol P−2010(クラレ社製)、EO基を有しない2官能ポリエステルポリオール、Mn2000、水酸基数2、
(a−1−3):Kuraray Polyol P−3010(クラレ社製)、EO基を有しない2官能ポリエステルポリオール、Mn3000、水酸基数2、
(a−1−4):サンニックス GP−1500(三洋化成工業社製)、EO基を有しない3官能ポリエーテルポリオール、Mn1500、水酸基数3、
(a−1−5):サンニックス PP−2000(三洋化成工業社製)、EO基を有しない2官能ポリエーテルポリオール、Mn2000、水酸基数2、
(a−1−6):サンニックス GP−3000(三洋化成工業社製)、EO基を有しない3官能ポリエーテルポリオール、Mn3000、水酸基数3、
(a−1−7):プラクセル 220N(ダイセル社製)、EO基を有しない2官能ポリカプロラクトンポリオール、Mn2000、水酸基数2、
(a−1−8):デスモフェン 2020E(住化バイエルウレタン社製)、EO基を有しない2官能ポリカーボネートポリオール、Mn2000、水酸基数2、
(a−1−9):プレミノールS4006(旭硝子社製)、EO基を有しない2官能ポリエーテルポリオール、Mn5500、水酸基数2、
(a−1−10):EDP−1100(ADEKA社製)、EO基を有しない4官能ポリエーテルポリオール、Mn1100、水酸基数4。
(a−2−1):アデカポリエーテル AM−302(ADEKA社製)、3官能ポリエーテルポリオール、グリセリンPO・EO付加物、Mn3000、水酸基数3、
(a−2−2):アデカポリエーテル GR−3308(ADEKA社製)、3官能ポリエーテルポリオール、グリセリンPO・EO付加物、Mn3400、水酸基数3。
(b−1):ヘキサメチレンジイソシアネート(東ソー社製)、
(b−2):タケネート(登録商標)500(三井化学社製)、1,3−キシリレンジイソシアネート。
(B−1):NIKKOL IPP(日光ケミカルズ社製)、パルミチン酸イソプロピル、
(B−2):NIKKOL IPM−100(日光ケミカルズ社製)、ミリスチン酸イソプロピル。
(X−1):2,4−ペンタンジオン、
(X−2):2,2−ジメチル−3,5−ヘキサンジオン。
(I−1):コロネート HL(東ソー社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート/トリメチロールプロパンアダクト、
(I−2)スミジュール N−3300(住化バイエルウレタン社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート/イソシアヌレート、
(I−3):コロネート L(東ソー社製)、トリレンジイソシアネート/トリメチロールプロパン。
(合成例1)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、および滴下漏斗を備えた4口フラスコに、ポリエステルポリオール(a−1−1)を50部、1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオール(a−2−1)850部を仕込んだ。これに、トルエン650部を加えた。さらに、触媒として、ジブチル錫ジラウレートを0.25部、2−エチルヘキサン酸錫0.1部を加えた。窒素雰囲気下で90℃まで徐々に昇温し、ポリイソシアネート(b−1)をNCO/OH比(官能基比)が0.6になる量(48部)を滴下し、その後2時間反応を行った。赤外吸収(IR)スペクトルで残存イソシアネート基の消滅を確認した上で、反応液を冷却し反応を終了することで、ウレタンプレポリマー(A−1)溶液(不揮発分:60%)を得た。得られたウレタンプレポリマー(A−1)の重量平均分子量(Mw)は78,000であった。
((b−1)の部量)[部]=
(NCO/OH比)×((b−1)の分子量)/((b−1)のNCO基数)
×[((x1−1)の部量)/((x1−1)の分子量)×((x1−1)の水酸基数)
+((x2−1)の部量)/((x2−1)の分子量)×((x2−1)の水酸基数)]
=0.6×168.2/2×(50/1000×2+850/3000×3)
=48
合成例2〜22においては、用いたポリオール(a)とポリイソシアネート(b)の種類とこれらの配合比を表1−1〜表1−5に示すように変更した以外は合成例1と同様にして、ウレタンプレポリマー(A−1)〜(A−19)および比較用のウレタンプレポリマー(D−1)〜(D−3)を得た。各合成例において、得られたウレタンプレポリマーのMwおよびウレタンプレポリマー溶液の不揮発分濃度を表1−1〜表1−5に示す。
合成例1で得られたウレタンプレポリマー(A−1)を100部、脂肪酸エステル(B−1)を30部、酸化防止剤「IRGANOX L 135」(BASF社製)を0.3部、紫外線吸収剤「TINUVIN 571」(BASF社製)を0.3部、光安定剤「TINUVIN 765」(BASF社製)を0.3部、イソシアネート硬化剤(I−1)を15部、および溶剤として酢酸エチルを100部配合し、ディスパーで攪拌することでウレタン粘着剤を得た。なお、溶剤を除く各材料の使用量は、不揮発分換算値を示す(他の実施例および比較例においても、同様)。用いた材料の種類と配合比を表2−1に示す。
実施例2〜26においては、用いた材料の種類と配合比を表2−1〜2−4、表3−1〜3−2に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、ウレタン粘着剤を得た。
比較例1〜3においては、用いた材料の種類と配合比を表2−5、表3−3に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、ウレタン粘着剤を得た。
合成例2で得られたウレタンプレポリマー(A−2)を100部、親水性の添加剤として「モノサイザー W−260」(DIC社製、ポリアルキレングリコール化合物)を20部、酸化防止剤「IRGANOX L 135」(BASF社製)を0.3部、紫外線吸収剤「TINUVIN 571」(BASF社製)を0.3部、光安定剤「TINUVIN 765」(BASF社製)を0.3部、イソシアネート硬化剤(I−1)を15部、および溶剤として酢酸エチルを100部配合し、ディスパーで攪拌することでウレタン粘着剤を得た。用いた材料の種類と配合比を表2−5に示す。
ポリエーテルポリオール(a−1−9)を70部、ポリエーテルポリオール(a−1−4)を18部、ポリエーテルポリオール(a−1−10)を12部、β−ジケトン化合物(X−1)を0.006部、触媒として「ナーセム第2鉄」(日本化学産業社製、トリス(アセチルアセトナート)鉄)を0.04部、イソシアネート硬化剤(I−3)を40部、溶剤として酢酸エチルを150部配合し、ディスパーで攪拌することでウレタン粘着剤を得た。
比較例5では、ウレタンプレポリマーの代わりに3種のポリオールをそのまま用いた。用いた材料の種類と配合比を表3−3に示す。
実施例1〜26および比較例1〜5の各例において、以下のようにして、第1の評価用粘着シート(剥離シート/粘着層/基材シート)を得た。
基材シートとして、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(ルミラーT−60、東レ社製)を用意した。コンマコーター(登録商標)を用いて、基材シートの片面に、得られたウレタン粘着剤を、塗工速度30m/分の条件で、乾燥後の厚みが80μmになるように、塗工した。形成された塗工層を100℃で2分間乾燥して、粘着層を形成した。形成された粘着層について、厚膜塗工適性の評価を実施した。
次に、形成された粘着層の上に、厚さ38μmの剥離シート(スーパーステックSP−PET38、リンテック社製)を貼着し、23℃・50%RH雰囲気下で1週間養生して、第1の評価用粘着シート(剥離シート/粘着層/基材シート)を得た。この第1の評価用粘着シートに対して、粘着力、耐湿熱白化性、濡れ性、および表面抵抗値の評価を実施した。なお、本明細書において、「RH」は相対湿度を示す。
実施例1〜26および比較例1〜5の各例において、以下のようにして、第2の評価用粘着シート(剥離シート/粘着層/剥離シート)を得た。
コンマコーター(登録商標)を用いて、厚さ50μmの第1の剥離シート(フィルムバイナ50E0010−DG3、藤森工業社製)上に得られたウレタン粘着剤を、塗工速度3m/分の条件で、乾燥後の厚みが80μmになるように、塗工した。形成された塗工層を100℃で2分間乾燥して、粘着層を形成した。この粘着層の上に、厚さ38μmの第2の剥離シート(スーパーステックSP−PET38、リンテック社製)を貼着し、23℃・50%RHの雰囲気下で30分間養生して、第2の評価用粘着シート(第2の剥離シート/粘着層/第1の剥離シート)を得た。この第2の評価用粘着シートに対して、ゲル分率の評価を実施した。
(粘着力)
第1の評価用粘着シートから幅25mm・長さ100mmの測定試料を切り出した。23℃・50%RHの雰囲気下で、測定試料から剥離シートを剥離し、露出した粘着層の表面をステンレス板(SUS304)に貼着し、基材シート側から2kgロールで圧着した後、24時間放置した。その後、JISZ0237に準拠し、引張試験機を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着層の粘着力を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:20mN/25mm未満、良好。
△:20〜100mN/25mm、実用可。
×:100mN/25mm超、実用不可。
第1の評価用粘着シートから幅25mm・長さ100mmの測定試料を切り出した。23℃・50%RHの雰囲気下で、測定試料から剥離シートを剥離し、露出した粘着層の表面をガラス板に貼着し、1時間放置した。これを60℃・90%RHの雰囲気下に72時間放置し、23℃・50%RHの雰囲気下に1時間放置した後、曇度計NDH5000W(日本電色工業工業社製)を用いて、JIS K7136に準拠して、ヘーズ(曇度)を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:ヘーズ2%未満、良好。
△:ヘーズ5%未満、実用可。
×:ヘーズ5%以上、実用不可。
第1の評価用粘着シートから幅100mm・長さ200mmの測定試料を切り出した。この測定試料を23℃・50%RHの雰囲気下に30分間放置した後、測定試料から剥離シートを剥離した。次いで、この粘着シートの長手方向の両端部を両手で把持しながら粘着層の露出した表面の中心部をガラス板に接触させた後、両手を離した。粘着シートの自重で粘着層全体がガラス板に密着するまでの時間を測定することで、ガラスに対する濡れ性を評価した。ガラス板と密着するまでの時間が短いほどガラスに対する親和性が良好であるため、ガラス部材を使用した各種光学部材等の製造工程でガラス部材を保護し易くなる。評価基準は以下の通りである。
○:3秒未満、良好。
△:3秒以上5秒未満、実用可。
×:5秒以上、実用不可。
第1の評価用粘着シートの製造工程において、剥離シートを貼着する前の段階で、形成された粘着層の表面を下記基準で目視観察した。評価基準は以下の通りである。
○:表面が平滑であった、良好。
△:表面にムラが観察された、実用可。
×:表面にロール筋または歪みが観察された、実用不可。
厚膜塗工適性の指標としてゲル分率を測定した。粘着層は、養生中に完全硬化前の流動性の高い状態が長い時間続くと、表面平滑性が低下する恐れがある。加熱乾燥処理後に得られた粘着層が比較的短い時間でゲル分率の高い場合、硬化が早く厚膜塗工に適している。
第2の評価用粘着シートから幅30mm・長さ100mmの測定試料を切り出した。次いで、測定試料から第1の剥離シートを剥離し、露出した粘着層の表面を200メッシュの金網に貼着した。さらに、第2の剥離シートを剥離した後、粘着層全体を上記金網で包んだ。この構造体の質量を測定し、金網の質量を引いて、粘着層の初期質量を求めた。次いで、この構造体を、酢酸エチル250gの入った密閉容器に50℃で24時間浸漬させた後、取り出した。この構造体を100℃で30分間乾燥した後、再度質量を測定し、金網の質量を引いて、粘着層の質量を求めた。ゲル分率は以下の計算で求めた。
(ゲル分率)(%)=(浸漬乾燥後の粘着層の質量)/(浸漬前の粘着層の質量)×100
評価基準は以下の通りである。
○:60質量%以上、良好。
△:40質量%以上60重量%未満、実用可。
×:40質量%未満、実用不可。
埃付着性の指標として表面抵抗値を測定した。第1の評価用粘着シートから幅100mm・長さ100mmの測定試料を切り出した。次いで、この測定試料を23℃・50%RHの雰囲気下に30分間放置した後、測定試料から剥離シートを剥離した。抵抗率計ハイレスターUX MCP−HT800(三菱アナリテック製)を用い、その測定端子を粘着層の露出した表面に当接させて、表面抵抗値(Ω/□)を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:1.0×1011Ω/□未満、良好(埃付着が効果的に抑制されるレベル)。
△:1×1011Ω/□以上1.0×1012Ω/□未満、実用可。
×:1×1012Ω/□未満、実用不可。
実施例1〜26および比較例1〜5の各例の評価結果を表2−1〜2−5、表3−1〜3−3に示す。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のEO基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
脂肪酸エステル(B)とを含むウレタン粘着剤を製造した。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のEO基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)とを含むウレタン粘着剤を製造した。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のEO基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)と、
脂肪酸エステル(B)とを含むウレタン粘着剤を製造した。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物である比較用のウレタンプレポリマー(D)(1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオール(a−2)は不使用)と、
脂肪酸エステル(B)とを含むウレタン粘着剤を製造した。
1分子中に1つ以上のEO基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のEO基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)を含むが、β−ジケトン化合物(X)および脂肪酸エステル(B)のいずれも含まないウレタン粘着剤を製造した。
また、親水性の添加剤の添加量が多いため、実施例1〜26と同様のウレタンプレポリマー(A)を用いても硬化性が良くなく、得られた粘着シートは、厚膜塗工適性およびゲル分率の評価項目において、結果が不良であった。
比較例5で得られた粘着シートは、粘着層の親水性および硬化性が低く、粘着力、耐湿熱白化性、厚膜塗工適性、およびゲル分率の評価項目において、結果が不良であった。また、β−ジケトン化合物(X)を用いても、EO基を有するウレタンプレポリマー(A)を用いなかった比較例5で得られた粘着シートは、表面抵抗値の評価項目において、結果が不良であった。
11、21 基材シート
12、22A、22B 粘着層
13、23A、23B 剥離シート
Claims (10)
- 1分子中に1つ以上のエチレンオキシド基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)とを含むウレタン粘着剤。 - 1種以上のポリオール(a−1)および1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)の合計100質量部に対して、1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)の量が50質量部以上100質量部未満である請求項1に記載のウレタン粘着剤。
- 1種以上のポリオール(a−1)は、エチレンオキシ基を有しないポリエステルポリオール、エチレンオキシ基を有しないポリエーテルポリオール、エチレンオキシ基を有しないポリカプロラクトンポリオール、およびエチレンオキシ基を有しないポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれた1種以上のポリオールである請求項1または2に記載のウレタン粘着剤。
- 1分子中に1つ以上のエチレンオキシ基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)との反応生成物であるウレタンプレポリマー(A)と、
脂肪酸エステル(B)とを含むウレタン粘着剤。 - ウレタンプレポリマー(A)の重量平均分子量が3万〜50万である請求項1〜4のいずれか1項に記載のウレタン粘着剤。
- ポリイソシアネート(b)が脂肪族ポリイソシアネートである請求項1〜5いずれか1項に記載のウレタン粘着剤。
- さらに酸化防止剤を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載のウレタン粘着剤。
- 1分子中に1つ以上のエチレンオキシ基を有するポリエーテルポリオールを除く1種以上のポリオール(a−1)と、1分子中に1つ以上のエチレンオキシ基を有する1種以上のポリエーテルポリオール(a−2)と、1種以上のポリイソシアネート(b)とを反応させて得られたウレタンプレポリマー(A)と、
β−ジケトン化合物(X)および脂肪酸エステル(B)からなる群より選択される1種以上とを配合するウレタン粘着剤の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のウレタン粘着剤の硬化物からなる粘着層を含む粘着シート。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のウレタン粘着剤の硬化物からなる粘着層を含むディスプレイ。
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