JP2017066372A - アクリル系樹脂、アクリル系粘着剤組成物、粘着シート - Google Patents

アクリル系樹脂、アクリル系粘着剤組成物、粘着シート Download PDF

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Abstract

【課題】 凹凸を有する被着体に対しても加工中は十分な粘着力を有し、かつ被着体からの剥離時においては円滑に剥離でき、かつ糊残りなく剥離可能な耐被着体汚染性に優れる粘着シートの粘着剤に用いることができるアクリル系樹脂の提供。【解決手段】 ポリマーセグメント(A)とポリマーセグメント(B)を有し(A)−(B)−(A)の構成をなすエチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂であって、エチレン性不飽和基量がアクリル系樹脂100gあたり35mmol以上であり、かつ、ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)が(A):(B)=90:10〜100:0であることを特徴とするアクリル系樹脂。【選択図】なし

Description

本発明は、アクリル系樹脂、アクリル系粘着剤組成物、粘着シートに関するものであり、さらに詳しくは、各種被着体への粘着性に優れ、かつ剥離時においては小さな力で被着体から容易に剥離することができ、被着体面が凹凸面や粗面である被着体と貼り合せた際にも糊残りが生じにくく、耐被着体汚染性にも優れる粘着シートの粘着剤に用いられるアクリル系樹脂に関するものである。
従来より、被着体に貼付した後に再び剥離されることが想定される、再剥離型の粘着製品に用いられる粘着剤において、分子中に不飽和基を含有させたアクリル系樹脂を用い、被着体に貼付した後、活性エネルギー線を照射することにより粘着剤層を硬化させて剥離する再剥離型粘着剤が知られている。
このような不飽和基を有する再剥離型粘着剤として、ヒドロキシル基を含有する側鎖を有するポリマーと炭素−炭素二重結合を1個有するイソシアネート化合物とを反応させることにより得られる、炭素−炭素二重結合を1個有し且つ鎖長が原子数で6個以上である分子内側鎖を有する放射線反応性ポリマーを主成分とするとともに、放射線照射による硬化反応により生じる収縮力が30MPa以下である再剥離型粘着剤が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、粘着剤として、分子中に不飽和基を含有するアクリル樹脂であり、不飽和基が樹脂中に局在化されたアクリル系ブロック樹脂も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2010−132916号公報 特開2011−184678号公報
しかしながら、上記特許文献1の粘着剤は、硬化度が高いため凹凸を有する被着体や表面が粗い被着体と貼り合せた場合には、粘着剤層が非常に硬く、剥離の際に凹凸部で粘着剤層が割れてしまい糊残りを生じるという問題があった。
近年では、表面に研削やパターン形成などによる凹凸を有する被着体の表面保護用として再剥離型の粘着シートが使用されることが多くなっており、このような被着体に対しても剥離の際には糊残りなく剥離可能な粘着剤の開発が求められている。
また、特許文献2では、アクリル系樹脂が含有する不飽和基量が少ないため、活性エネルギー線照射による粘着力の低下が乏しく、再剥離型粘着剤に適用することは難しいものであり、かかる点からもさらなる改良が求められている。
そこで、本発明ではこのような背景下において、凹凸を有する被着体に対しても十分な粘着力を有し、かつ被着体からの剥離時においては円滑に剥離でき糊残りなく剥離可能な耐被着体汚染性に優れる粘着シートの粘着剤に用いることができるアクリル系樹脂、さらアクリル系粘着剤組成物、粘着シートを提供することを目的とするものである。
しかるに、本発明者等はかかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、再剥離型の粘着剤に用いられるアクリル系樹脂として、エチレン性不飽和基を有する(A)−(B)−(A)の構成を有するアクリル系樹脂を用い、エチレン性不飽和基を通常よりも多く導入し、かつポリマーセグメント(A)により多くのエチレン性不飽和基を含有させることにより、凹凸面を有する被着体への粘着力に優れ、被着体からの剥離時においては円滑に剥離でき、耐被着体汚染性にも優れる粘着シートが得られることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、ポリマーセグメント(A)とポリマーセグメント(B)を有し(A)−(B)−(A)の構成をなすエチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂であって、エチレン性不飽和基量がアクリル系樹脂100gあたり35mmol以上であり、かつ、ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)が(A):(B)=90:10〜100:0であることを特徴とするアクリル系樹脂に関するものである。
さらに本発明においては、前記アクリル系樹脂を含有するアクリル系粘着剤組成物、及び前記アクリル系粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着シートをも提供するものである。
なお、本発明における「粘着シート」とは、粘着シート、粘着フィルム、粘着テープを概念的に包含するものである。
本発明のアクリル系樹脂は、粘着剤として用いる場合に、被着体に対する粘着力に優れ、かつ剥離時においては、活性エネルギー線を照射することにより、被着体から円滑に剥離することができ、特には凹凸を有する被着体から剥離した際に、糊残りがなく耐被着体汚染性にも優れるといった効果を有するものであり、そのため、再剥離型粘着剤や表面保護用粘着シート等に有用である。
これは、(A)−(B)−(A)のセグメント構成を有するアクリル系樹脂のポリマーセグメント(A)により多くのエチレン性不飽和基を有することで、粘着剤として用いた場合に、凹凸を有する被着体に対しても十分な粘着力を有し、活性エネルギー線照射時には過度な硬化が抑制され、適度な柔軟性を保ったまま、糊残りすることなく剥離することが可能であり、また、エチレン性不飽和基含有量を調整することにより、円滑に剥離可能となり、優れた再剥離性を得ることができるものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
また、アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリレート系モノマーを含む重合成分を重合して得られる樹脂である。
本発明のアクリル系樹脂は、一度被着体と貼り合せた後に剥離することを前提として貼り合わせる用途に用いられる粘着剤(再剥離型粘着剤)に用いられるアクリル系樹脂であって、前記アクリル系樹脂を含有する粘着剤組成物からなる粘着剤層を有する粘着シートを被着体と貼り合せた後、活性エネルギー線を照射することにより粘着剤層が硬化して粘着力が低下し、容易に被着体から剥離することができるものである。
<アクリル系樹脂>
本発明のアクリル系樹脂は、ポリマーセグメント(A)とポリマーセグメント(B)を有し(A)−(B)−(A)の構成をなすエチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂であって、エチレン性不飽和基量がアクリル系樹脂100gあたり35mmol以上であり、かつポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)が(A):(B)=90:10〜100:0であるアクリル系樹脂である。
〔ポリマーセグメント(A)〕
本発明におけるポリマーセグメント(A)は、官能基含有モノマー(a1)を必須成分として含有する重合成分[I]を重合してポリマーセグメント(A’)を製造した後、官能基含有モノマー(a1)の官能基に、前記官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(C)(以下、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)と記載することがある。)を反応させることにより製造されるものであることが好ましい。
上記重合成分[I]は、官能基含有モノマー(a1)に加えて、官能基非含有モノマー(a2)を含有することも好ましい。
上記官能基含有モノマー(a1)としては、例えば、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等があげられる。
これらの中でも、反応性が高いため共重合しやすく、また入手しやすい点で、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーが好ましい。
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、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(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー、その他、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、3−クロロ2−ヒドロキシプロピル(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を挙げることができる。
上記水酸基含有モノマーの中でも、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)や架橋剤との反応性に優れる点で1級水酸基含有モノマーが好ましい。更には、不純物であるジ(メタ)アクリレートの含有割合が、0.5重量%以下のものを使用することも好ましく、特には0.2重量%以下、殊には0.1重量%以下のものを使用することが好ましく、具体的には、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)アクリレートが好ましい。
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、アクリルアミドN−グリコール酸、ケイ皮酸等があげられる。
これらの中でも(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、p−ビニルアニリン、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の1級または2級アミノ基含有モノマーがあげられる。
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。
アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、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があげられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートやそれらのアルキレンオキサイド付加物等があげられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジル等があげられる。
上記官能基含有モノマー(a1)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
上記官能基含有モノマー(a1)の重合成分[I]における含有割合としては、好ましくは1〜50重量%、特に好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは5〜30重量%である。
重合成分[I]における官能基含有モノマー(a1)の含有割合が少なすぎると、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)を付加できる量が少なくなり、そのため、活性エネルギー線により硬化させた後の架橋密度が不十分になり耐被着体汚染性が低下する傾向があり、多すぎるとアクリル系樹脂の安定性が低下したり、活性エネルギー線により硬化させる前(貼付直後)の粘着力が低くなりすぎる傾向がある。
なお、官能基含有モノマー(a1)の官能基は、該官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(C)との反応に使用される以外に、後述の架橋剤との反応に使用される場合もある。
上記官能基非含有モノマー(a2)としては、例えば、
アルキル基の炭素数が通常1〜20(好ましくは1〜18、特に好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜8)である(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーが挙げられ、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、iso−オクチル(メタ)アクリレート、iso−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、n−ステアリル(メタ)アクリレート、iso−ステアリル(メタ)アクリレート、iso−テトラコシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー;
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、フェノキシジエチレングリコール(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、オルトフェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有モノマー;
シクロへキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルオキシアルキル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレートイソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環含有モノマー;
メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド系モノマー、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドN−メチロール(メタ)アクリルアミド等(メタ)アクリルアミド系モノマー、等のアミド系モノマー;
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)アクリレート等のエーテル鎖含有(メタ)アクリル酸エステルモノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、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が挙げられる。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、官能基非含有モノマー(a2)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
上記、官能基非含有モノマー(a2)の中でも、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーを用いることが好ましく、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、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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い。
上記、官能基非含有モノマー(a2)の重合成分[I]における含有割合としては、好ましくは50〜99重量%、特に好ましくは60〜98重量%、更に好ましくは70〜95重量%である。
重合成分[I]における官能基非含有モノマー(a2)の含有割合が少なすぎると、極性が高くなり使用できる溶媒が限定されたり、ポリマーセグメント(B)の重合時にモノマーが分離する傾向がある。含有割合が多すぎると、導入できる不飽和基量が少なくなり、再剥離性が低下する傾向がある。
ポリマーセグメント(A)の重合成分[I]における官能基含有モノマー(a1)と官能基非含有モノマー(a2)の含有比率(重量比)は、5:95〜95:5であることが好ましく、特に好ましくは10:90〜90:10であり、更に好ましくは20:80〜80:20である。
官能基含有モノマー(a1)と官能基非含有モノマー(a2)の含有比率が上記範囲を満たさない場合、共重合性が低下したり、エチレン性不飽和基を適正量導入することができないため、活性エネルギー線による硬化が乏しくなり、粘着剤の再剥離性が低下する傾向がある。
本発明においては、ポリマーセグメント(A)がエチレン性不飽和基を含有するものであるが、ポリマーセグメント(A)にエチレン性不飽和基を含有させる方法としては、
(1)上記重合成分[I]を重合してポリマーセグメント(A’)を製造した後、かかるポリマーセグメント(A’)にエチレン性不飽和基を導入する方法、例えば、ポリマーセグメント(A’)を構成する官能基含有モノマー(a1)の官能基に、該官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(C)を反応させる方法や、
(2)ジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を2個有する化合物をポリマーセグメント(A)を構成する重合成分として共重合させる方法等があげられるが、重合安定性の点で(1)の方法が好ましい。
〔官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)〕
官能基含有モノマー(a1)の官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有化合物(C)としては、上記官能基含有モノマー(a1)で例示した、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等があげられる。
さらにはグリシドールジ(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、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ジ(メタ)アクリレート、ジ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、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を2個以上と水酸基を有するモノマーも使用できる。
また、トリレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートあるいはそれらのアダクト体やイソシアヌレート体等のイソシアネート化合物と、上記水酸基含有不飽和モノマーや水酸基と複数の(メタ)アクリロイル基を持った化合物との反応物であるウレタンアクリレート型のイソシアネート基含有不飽和オリゴマーも使用できる。
上記官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)は、官能基含有モノマー(a1)の官能基とエチレン性不飽和化合物の官能基の反応性に応じて適宜選択されるが、官能基含有モノマー(a1)の官能基とエチレン性不飽和化合物の官能基の組み合わせとしては、例えば、官能基含有モノマー(a1)の官能基がカルボキシル基の場合は、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)としてグリシジル基含有不飽和モノマーやイソシアネート基含有不飽和モノマーを用いることが好ましく、官能基含有モノマー(a1)の官能基が水酸基の場合は、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)としてイソシアネート基含有不飽和モノマーを用いることが好ましく、官能基含有モノマー(a1)の官能基がグリシジル基の場合は、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)としてカルボキシル基含有不飽和モノマーやアミノ基含有不飽和モノマーを用いることが好ましく、官能基含有モノマー(a1)の官能基がアミノ基の場合は、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)としてイソシアネート基含有不飽和モノマーやグリシジル基含有不飽和モノマーを用いることが好ましい。
なかでも、官能基含有モノマー(a1)として水酸基含有モノマーを使用し、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)としてイソシアネート基含有不飽和モノマーを用いることが、反応を制御しやすい点で好ましい。
かくして得られるエチレン性不飽和基を含有するポリマーセグメント(A)について、ポリマーセグメント(A)中のエチレン性不飽和基の含有量としては、ポリマーセグメント(A)100gに対して39〜5000mmolであることが好ましく、特に好ましくは45〜4000mmol、更に好ましくは56〜3500mmolである。
ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基の含有量が少なすぎると、活性エネルギー線照射による粘着力の低下が不十分となり再剥離性や耐被着体汚染性が低下する傾向があり、多すぎると、活性エネルギー線照射前の粘着物性が低下する傾向がある。
かかるポリマーセグメント(A)の重量平均分子量は、0.1万〜100万であることが好ましく、特に好ましくは0.3万〜50万、更に好ましくは0.5万〜20万である。ポリマーセグメント(A)の重量平均分子量が小さすぎると活性エネルギー線による硬化が乏しく再剥離性が低下する傾向があり、大きすぎると共重合性が低下するが傾向がある。
また、ポリマーセグメント(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、3.5以下であることが好ましく、特に好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、殊に好ましくは2以下である。
かかる分散度が高すぎると再剥離性の低下や、糊残りが生じやすくなる傾向がある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
さらに、ポリマーセグメント(A)のガラス転移温度は、−80〜50℃であることが好ましく、特に好ましくは−70〜50℃、更に好ましくは−60〜20℃である。かかるガラス転移温度が高すぎるとタック性が不足する傾向があり、低すぎると糊残りが生じやすい傾向がある。
なお、上記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、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り、数平均分子量も同様の方法を用いることができる。また分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。またガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
Figure 2017066372
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
〔ポリマーセグメント(B)〕
本発明における、官能基を含有しないポリマーセグメント(B)は、官能基非含有モノマー(b1)を含有する重合成分[II]を重合してなるものである。
かかる官能基非含有モノマー(b1)としては、上述の官能基非含有モノマー(a2)として例示したモノマーと同様のモノマーを用いればよい。
なお、ポリマーセグメント(B)中の官能基非含有モノマー(b1)と、ポリマーセグメント(A)中の官能基非含有モノマー(a2)とは、同じモノマーを用いてもよいし、異なる種類のモノマーを用いてもよい。
かかるポリマーセグメント(B)のガラス転移温度は、−80〜120℃であることが好ましく、特に好ましくは−70〜100℃、更に好ましくは−60〜50℃である。かかるガラス転移温度が高すぎるとタック性が不足する傾向があり、低すぎると粘着物性が低下する傾向がある。
〔アクリル系樹脂〕
本発明のアクリル系樹脂は、上記ポリマーセグメント(A)とポリマーセグメント(B)が(A)−(B)−(A)で表される構造を成すものである。
本発明のアクリル系樹脂のエチレン性不飽和基量は、アクリル系樹脂100gあたり35mmol以上であることが必要であり、好ましくは35〜500mmol、特に好ましくは40〜400mmol、更に好ましくは50〜350mmolである。
かかるエチレン性不飽和基含有量が少なすぎると活性エネルギー線照射による粘着力の低下が不十分となり再剥離性や耐被着体汚染性が低下する傾向があり、多すぎても活性エネルギー線照射前の粘着物性が低下する傾向がある。
本発明のアクリル系樹脂においては、ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)が(A):(B)=90:10〜100:0であることが必要であり、好ましくは(A):(B)=95:5〜100:0、特に好ましくは(A):(B)=96:4〜100:0、更に好ましくは(A):(B)=98:2〜100:0である。
ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量に対して、ポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量が多すぎると耐被着体汚染性が低下し好ましくない。
本発明のアクリル系樹脂の重量平均分子量は、1万〜250万であることが好ましく、特に好ましくは3万〜220万、更に好ましくは5万〜200万である。かかる重量平均分子量が小さすぎると、重合に必要な連鎖移動剤の量が増えるため、コスト面で不利となる傾向があり、大きすぎると、ポリマー粘度が高くなりハンドリングが低下する傾向がある。
本発明のアクリル系樹脂においては、ポリマーセグメント(B)の重量平均分子量が、アクリル系樹脂の重量平均分子量の10%以上であることが好ましく、特に好ましくは20〜95%、更に好ましくは30〜90%、殊に好ましくは40〜90%である。
ポリマーセグメント(B)のアクリル系樹脂の重量平均分子量に対する重量比が小さすぎると凹凸面に対する糊残りが発生しやすくなる傾向があり、大きすぎると活性エネルギー線照射による硬化収縮が不十分で、再剥離性が低下する傾向がある。
また、本発明のアクリル系樹脂の分散度は、5以下であることが好ましく、特に好ましくは4.5以下、更に好ましくは4以下、殊に好ましくは3.5以下である。かかる分散度が高すぎると再剥離性が低下する傾向がある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
さらに、本発明のアクリル系樹脂のガラス転移温度は、−80〜50℃であることが好ましく、特に好ましくは−70〜20℃、更に好ましくは−60〜0℃である。ガラス転移温度が高すぎるとタック性が不足する傾向があり、低すぎると粘着物性が発現しにくくなる傾向がある。
<アクリル系樹脂の製造方法>
本発明のアクリル系樹脂を製造する方法としては、種々の重合法により得ることができ、その方法は特に限定されないが、反応の容易さの点からリビングラジカル重合法を用いる方法が好ましい。
リビングラジカル重合法としては、ニトロキシル法(TEMPO)、原子移動ラジカル重合(ATRP)法、可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)法等があげられるが、これらの中でも、重合モノマーの選択性、制御の容易さなどの点から、ATRP法、RAFT法が好ましく、本発明においては特に遷移金属を用いないRAFT剤を用いるRAFT法が好ましい。
RAFT法は、RAFT剤の存在下で通常のフリーラジカル重合を行うものであり、例えば、反応溶媒中に重合成分とRAFT剤、重合開始剤を混合して重合を行う。
本発明のアクリル系樹脂は、具体的には、例えば、
(1)反応溶媒中に官能基含有モノマー(a1)と官能基非含有モノマー(a2)を含有する重合成分[I]及びRAFT剤を混合し、ラジカル重合開始剤を添加して重合成分[I]を重合することにより、官能基を有するポリマーセグメント(A’)−(A’)を得る工程、
(2)前記工程で得られたポリマーセグメント(A’)−(A’)を重合開始剤として、RAFT剤の存在下、重合成分[II]を重合して、ポリマーセグメント(A’)に繋げてポリマーセグメント(B)を製造し、(A’)−(B)−(A’)の構成を製造する工程、
(3)前記工程で得られた(A’)−(B)−(A’)のポリマーセグメント(A’)が有する官能基に、該官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(C)を反応させ、(A)−(B)−(A)の構成を成すアクリル系樹脂を得る工程、
により製造することが好ましい。
〔RAFT剤(連鎖移動剤)〕
本発明で用いられるRAFT剤としては、従来公知の化合物を使用することができ、例えば、トリチオカルボニル系、ジチオカルボニル系、ジチオエステル系、キサンタート等のチオカルボニルチオ化合物を用いることができる。
これらのなかでも、本発明においては、アクリル系樹脂の両端部分にあたるポリマーセグメント(A’)−(A’)を一工程で製造することができ、重合遅延の可能性が低い点や加水分解しにくい点から製造効率に優れる点でトリチオカルボニル系のRAFT剤が好ましく、特に好ましくは、トリチオ炭酸ビス[[4−[[エチル−(2−アセトキシエチル)アミノ]カルボニル]フェニル]メチル]エステル、トリチオ炭酸ビス[[4−[[エチル−(2−ヒドロキシエチル)アミノ]カルボニル]フェニル]メチル]エステルである。
かかるRAFT剤の使用量としては、アクリル系樹脂の重合成分[I]と[II]の合計100gに対して0.04mmol〜20mmolであることが好ましく、特に好ましくは0.04mmol〜2mmolである。
RAFT剤の使用量が多すぎても少なすぎても目的の分子量ポリマーを得ることが困難となる傾向がある
ラジカル重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤である2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(メチルプロピオン酸)等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロリルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられ、使用するモノマーに合わせて適宜選択して用いることができる。これらは、単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
ラジカル重合開始剤の使用量としては、RAFT剤に対して0.005〜10molであることが好ましく、特に好ましくは0.01〜1molである。
RAFT剤に対するラジカル重合開始剤の使用量が多すぎると、得られるアクリル系樹脂の分散度が高くなる傾向があり、少なすぎると重合反応速度が低下する傾向がある。
なお、RAFT法は反応溶媒を用いずに反応させるのが一般的であるが、必要に応じて反応溶媒を使用してもよい。重合反応に用いられる反応溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等の有機溶剤があげられる。
これらの溶剤の中でも、重合反応のしやすさや連鎖移動の効果や粘着剤塗工時の乾燥のしやすさ、安全上から、酢酸エチル、アセトン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトンが好ましく、更に好ましくは、酢酸エチル、アセトンが好ましい。
重合条件としては、還流状態あるいは0〜100℃、好ましくは40〜100℃で、通常5〜100時間重合すればよい。
ポリマーセグメント(A’)が有する官能基に、官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)を反応させるにあたっては、特に制限されないが、通常20〜60℃で1〜24時間反応させればよく、必要に応じて適宜触媒を使用してもよい。
また、反応にあたっては、上記(A’)−(B)−(A’)の構成からなるアクリル系樹脂(X’)100重量部に対して官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)を6〜60重量部反応させることが好ましく、特に好ましくは7〜40重量部、更に好ましくは8〜35重量部である。
官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)の使用量が少なすぎると、得られるアクリル系樹脂の粘着力が高くなりすぎ再剥離性が低下したり、被着体への耐汚染性が低下する傾向があり、多すぎると粘着力が低くなりすぎたり、活性エネルギー線の照射による硬化が過度に進むことで柔軟性が損なわれ、剥離時に糊割れが起こり耐被着体汚染性が低下する傾向がある。
かくして本発明の側鎖にエチレン性不飽和基を有するポリマーセグメント(A)と官能基を有しないポリマーセグメント(B)が、(A)−(B)−(A)の構成を成したアクリル系樹脂が得られる。
なお、本発明においては、アクリル系樹脂(A)−(B)−(A)の構成セグメントであるポリマーセグメント(B)の重合成分[II]として官能基を有するモノマーは使用しないものの、ポリマーセグメント(B)が官能基含有モノマー(a1)由来の構造部位を有する場合がある。
それは、最初に行うポリマーセグメント(A)の製造時に官能基含有モノマー(a1)が残存モノマーとして残留し、続くポリマーセグメント(B)の重合時にセグメント(B)のポリマー鎖に取り込まれることによるものである。
そして、セグメント(B)のポリマー鎖に取り込まれた官能基含有モノマー(a1)の官能基と官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)と反応し、その結果ポリマーセグメント(B)がエチレン性不飽和基を含有することとなる場合がある。
この場合のポリマーセグメント(B)中の官能基含有モノマー(a1)由来の構造部位は、5重量%以下であることが好ましく、特に好ましくは4重量%以下、更に好ましくは3重量%以下である。
ポリマーセグメント(B)中の官能基含有モノマー(a1)由来の構造部位の含有量が多すぎると、活性エネルギー線の照射による硬化が過度に進み、柔軟性が損なわれるため耐被着体汚染性が低下する傾向がある。
この場合のポリマーセグメント(B)のエチレン性不飽和基の含有量は、5重量%以下であることが好ましく、特に好ましくは4重量%以下、更に好ましくは3重量%以下である。
ポリマーセグメント(B)のエチレン性不飽和基の含有量が多すぎると、活性エネルギー線の照射による硬化が過度に進み、柔軟性が損なわれるため耐被着体汚染性が低下する傾向がある。
なお、上記以外に、官能基を有するポリマーセグメント(A’)を製造し、続いてポリマーセグメント(A’)に繋げてポリマーセグメント(B)を重合して(A’)−(B)の構成を製造し、さらに、RAFT重合によりポリマーセグメント(B)に繋げてポリマーセグメント(A’)を重合して(A’)−(B)−(A’)の構成を製造した後、ポリマーセグメント(A’)の有する官能基に官能基含有エチレン性不飽和化合物(C)を反応させることにより、(A)−(B)−(A)の構成を成すアクリル系樹脂を製造することもできる。
<粘着剤組成物>
本発明の粘着剤組成物は、上記アクリル系樹脂を含有するものであり、必要に応じて更に架橋剤(D)を含有させて架橋させることによって、粘着剤とすることができる。
凝集力を高め、保持力を向上させる点、活性エネルギー線による硬化後の剥離性が向上する点からは、粘着剤組成物に架橋剤(D)を含有させることが好ましい。
かかる架橋剤(D)としては、公知一般の架橋剤を用いることができ、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、アミン系架橋剤があげられる。
これらの中でも、アクリル系樹脂との反応性の点で、イソシアネート系架橋剤が好適に用いられる。
これらの架橋剤(D)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記架橋剤(D)の含有量は、通常は、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.01〜10重量部であり、好ましくは0.05〜8重量部、特に好ましくは0.1〜5重量部である。架橋剤(D)が少なすぎると、ゲル分率が低く保持力が低下する傾向があり、多すぎると初期粘着力が低下しすぎる傾向がある。
また、本発明の粘着剤組成物は、光重合開始剤(E)を含有することが、該粘着剤組成物から得られる粘着剤を活性エネルギー線照射により被着体から剥離する際に、硬化反応を安定化させることができる点で好ましい。
かかる光重合開始剤(E)としては、光の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、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、ベンジルジメチルケタール、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−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、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、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベン
ジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;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(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチ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のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。
なお、これら光重合開始剤(E)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−−ヒロドキシ−1−[4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル]−2−メチル−プロパン−1−オン、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、ベンジルジメチルケタールを用いることが好ましい。
また、光重合開始剤の助剤として、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。
かかる光重合開始剤(E)の含有量については、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.01〜10量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜5重量部である。かかる配合量が少なすぎると硬化速度が低下する傾向があり、多すぎても硬化性は向上しない。
粘着剤組成物全体における本発明のアクリル系樹脂の含有割合は、通常1〜100重量%、好ましくは10〜99重量%、特に好ましくは30〜98重量%である。アクリル系樹脂の含有割合が少なすぎると再剥離性が低下する傾向がある。
本発明の粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて多官能モノマーや、酸化防止剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、顔料、希釈剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、粘着付与樹脂等の従来公知の添加剤を含有していてもよい。
これら多官能モノマーや各種添加剤の配合量の合計は、粘着剤組成物全体の30重量%以下であることが好ましく、特に好ましくは20重量%以下である。特に酸化防止剤は粘着剤層の安定性を保つのに有効であり、酸化防止剤を配合する場合の含有量は、好ましくは0.01〜5重量%である。
なお、添加剤の他にも、粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されていても良い。
かくして、本発明の粘着剤組成物が得られる。
<粘着シート>
本発明のアクリル系樹脂は、アクリル系樹脂を含有する粘着剤組成物からなる粘着剤層を基材上に設けた粘着シート、粘着ラベル、粘着テープ等の各種粘着製品の製造に好適に用いることができ、とりわけ再剥離型の粘着製品として有用である。
粘着シートは、例えば、上記粘着剤組成物を所定の厚みとなるように基材シート上に塗工、乾燥し、必要によりエージング処理することにより製造することができる。
上記基材シートとしては、例えば、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,アルミニウム、銅、鉄の金属箔,上質紙、グラシン紙等の紙,硝子繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布があげられる。これらの基材シートは、単層体として又は2種以上が積層された複層体として用いることができる。これらのなかでも、軽量化等の点から、合成樹脂シートが好ましい。
また、粘着シートには、粘着剤層を汚染から保護する目的で、粘着剤層の基材シートとは反対の面に離型シートを設けることが好ましい。上記離型シートとしては、上記基材シートで例示した各種合成樹脂シート、紙、布、不織布等に離型処理したものを使用することができ、例えば、シリコン系の離型シート、オレフィン系の離型シート、フッ素系の離型シート、長鎖アルキル系の離型シート、アルキッド系の離型シートを用いることができる。粘着シートを使用する際には、上記離型シートを剥離して使用される。
粘着剤組成物の塗工に際しては、溶剤に希釈して塗工することも好ましく、希釈濃度としては、好ましくは5〜60重量%、特に好ましくは10〜30重量%である。また、上記溶剤としては、粘着剤組成物を溶解させるものであれば特に限定されることなく、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、メタノール、エタノール、プロピルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。これらの中でも、溶解性、乾燥性、価格等の点から酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンが好適に用いられる。
また、粘着剤組成物の塗工方法としては、一般的な塗工方法であれば特に限定されることなく、例えば、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方法があげられる。
上記塗工後の乾燥条件については、乾燥温度が、通常40℃〜150℃であり、好ましくは50℃〜130℃、特に好ましくは60℃〜100℃であり、乾燥時間は、通常10秒〜10分である。
上記エージング処理は、粘着物性のバランスをとるために行なうものであり、粘着剤組成物に架橋剤(D)を用いる場合に行なうことが好ましい。
上記エージング処理の条件としては、温度は通常室温(25℃)〜100℃、時間は通常1日〜30日であり、具体的には、例えば23℃で1日〜20日間、好ましくは、23℃で3〜10日間、40℃で1日〜7日間等の条件で行なえばよい。
本発明の粘着シートにおける粘着剤層の厚みは、乾燥後において、通常5〜300μm好ましくは5〜200μm、特に好ましくは10〜100μmである。この粘着剤層が薄すぎると粘着物性が安定しにくくなる傾向があり、厚すぎると硬化させるのに必要な活性エネルギー線量が多くなり、生産性が低下する傾向がある。
なお、上記厚みは、ミツトヨ製「ID−C112B」を用いて、粘着シート全体の厚みの測定値から、粘着剤層以外の構成部材の厚みの測定値を差し引くことにより求めた値である。
粘着シートの粘着剤層のゲル分率については、耐久性能と粘着力の点から20〜100%であることが好ましく、特に好ましくは30〜98%、更に好ましくは50〜95%である。ゲル分率が低すぎると凝集力が低下することに起因する耐久性低下を招く傾向がある。また、ゲル分率が高すぎると凝集力の上昇により粘着力が低下してしまう傾向がある。
上記ゲル分率は、架橋度の目安となるもので、以下の方法にて算出される。すなわち、基材シート上に粘着剤層が形成されてなる粘着シートを200メッシュのSUS製金網で包み、アセトン中に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。ただし、基材の重量は差し引いておく。
かくして得られる本発明の粘着シートは、被着体に貼付する際には高い粘着力を示し、被着体表面を保護することができ、処理工程に付した後に活性エネルギー線照射処理することによって、粘着剤層に含まれるアクリル系樹脂のエチレン性不飽和基が重合して粘着剤層が硬化し、粘着力を低下させることができるため、容易に剥離することができ、かつ被着体から剥離した際に糊残りが生じ難い。
活性エネルギー線照射に際しては、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。なお、電子線照射を行なう場合は、上記光重合開始剤を用いなくても硬化可能である。
上記紫外線照射を行なう時の光源としては、高圧水銀灯、無電極ランプ、超高圧水銀灯カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライト、LEDランプ等が用いられる。上記高圧水銀ランプの場合は、例えば、5〜3000mJ/cm2、好ましくは50〜2000mJ/cm2の条件で行われる。また、上記無電極ランプの場合は、例えば、2〜2000mJ/cm2、好ましくは10〜1000mJ/cm2の条件で行われる。そして、照射時間は、光源の種類、光源と塗布面との距離、塗工厚、その他の条件によっても異なるが、通常は、数秒〜数十秒、場合によっては数分の1秒でもよい。一方、上記電子線照射の場合には、例えば、50〜1000Kevの範囲のエネルギーを持つ電子線を用い、2〜50Mradの照射量とするのがよい。
本発明の粘着シートの粘着剤層の粘着力は、被着体の材料等に応じて適宜決定されるが、例えば、ガラス基板、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板、ITO層を蒸着したPETシートに貼着する場合には、JIS Z 0237による180度剥離強度において、貼付直後の粘着力が1N/25mm〜500N/25mmであることが好ましく、特に好ましくは3N/25mm〜100N/25mmである。
一方、活性エネルギー線による硬化後の粘着力は、0.001N/25mm〜5N/25mmであることが好ましく、特に好ましくは0.001N/25mm〜4.5N/25mm、更に好ましくは0.001〜4N/25mmである。
本発明のアクリル系樹脂を含有する粘着剤組成物を用いて製造された粘着シートの使用方法としては、例えば、被着体を一時的に表面保護するために、粘着シートを被着体の保護したい部分に貼り付け、処理工程に付した後、紫外線照射し、その後粘着シートを被着体表面から剥離する。
本発明のアクリル系樹脂は、粘着剤として用いる場合に、被着体に対する粘着力に優れ、かつ剥離時においては、活性エネルギー線を照射することにより、被着体から剥離した際に糊残りなく、かつ円滑に被着体から剥離できるため、例えば、FPC基板等の回路基板やITO透明電極層を一時的に表面保護するための一時表面保護用粘着シートとして、または製造工程中で製品を一時的に保持・補強のために固定するための仮固定用粘着シートとして利用することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をさら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。なお、例中「%」および「部」とあるのは重量基準を意味する。
アクリル系樹脂の重量平均分子量、分散度、粘着剤層のゲル分率に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
<実施例1>
〔アクリル系樹脂(X−1)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、溶剤としてアセトンを80g、トリチオ炭酸ビス[[4−[[エチル−(2−アセトキシエチル)アミノ]カルボニル]フェニル]メチル]エステル(日本テルペン化学株式会社製)1.512g、ブチルアクリレート(BA:a2)32g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA:a1)75gを投入した後、撹拌させながらウォーターバス温で加熱し還流させた。還流下で、重合開始剤としてアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)0.062gとアセトン20gを投入した後、16時間後にADVN0.031gとアセトン20gを追加し、さらに8時間反応させた。
その後、冷却してから反応を終了しポリマーセグメント(A’1)(重量平均分子量5.8万、分散度1.42)溶液を得た。
次いで、ポリマーセグメント(A'1)溶液にアセトン340gとブチルアクリレート(BA:b1)393gを投入し加熱した。還流下でアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)0.062gを投入した後、16時間後にアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)0.031gとアセトン20gを追加し、さらに8時間反応させ、ポリマーセグメント(B1)部分を重合し、(A’1)−(B1)−(A’1)の構造を有するアクリル樹脂(X’−1)(重量平均分子量30万、分散度2.40)溶液を得た。
さらに、上記で得られたアクリル系樹脂(X’−1)溶液に、アクリル系樹脂(X’−1)のHEAの仕込み量に対して80mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」))を投入し、ジブチルスズジラウレート(DBTL)を適宜添加しながら50℃で10時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基を有する(A1)−(B1)−(A1)の構造を有するアクリル系樹脂(X−1)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−1)100g中のエチレン性不飽和基量は89mmol、ポリマーセグメント(A1)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B1)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)は(A1):(B1)=98.8:1.2であった。
<実施例2>
〔アクリル系樹脂(X−2)の製造〕
実施例1におけるポリマーセグメント(B1)の重合成分の代わりに、ポリマーセグメント(B2)の重合成分としてブチルアクリレート(BA:b1)243gとメタクリル酸メチル(MMA:b1)150gを用いた以外は実施例と1と同様にして(A’1)−(B2)−(A’1)の構造を有するアクリル樹脂(X’−2)(重量平均分子量23万、分散度1.94)溶液を得た。
さらに、上記で得られたアクリル系樹脂(X’−2)溶液に、アクリル系樹脂(X’−2)のHEAの仕込み量に対して80mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」)を投入し、ジブチルスズジラウレート(DBTL)を適宜添加しながら50℃で10時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基を有する(A1)−(B2)−(A1)の構造を有するアクリル系樹脂(X−2)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−2)100g中のエチレン性不飽和基量は89mmol、ポリマーセグメント(A1)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B2)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)は(A1):(B2)=99.1:0.9であった。
<比較例1>
〔アクリル系樹脂(X−3)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、溶剤としてメチルエチルケトン200gとアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.25gを投入し、撹拌させながらウォーターバス温を90℃に昇温し還流させた。予め容量1Lのガラス瓶にブチルアクリレート(BA)425gと2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)63.75gを混合しておき、この混合モノマーを2時間かけてフラスコに全量滴下させた。滴下終了の1時間後に、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)11.25gとメチルエチルケトン20gを投入し、前記投入から2時間後に、さらにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.3gとメチルエチルケトン20gを投入して2時間反応させ、アクリル系樹脂(X'−3)(重量平均分子量21万、分散度3.38)溶液を得た。
さらに、上記で得られたアクリル系樹脂(X’−3)溶液に、アクリル系樹脂(X’−3)の2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)の仕込み量に対して80mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」)を投入し、ジブチルスズジラウレート(DBTL)を添加しながら50℃で10時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル系樹脂(X−3)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−3)100g中のエチレン性不飽和基量は89mmolであった。
<比較例2>
〔アクリル系樹脂(X−4)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、溶剤として酢酸エチル400g、トルエン50gとアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.18gを投入し、撹拌させながらウォーターバス温を90℃に昇温し還流させた。予め容量1Lのガラス瓶にブチルアクリレート(BA)570gと2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)30gを混合しておき、この混合モノマーを2時間かけてフラスコに全量滴下させた。滴下終了の1時間後にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.17gとトルエン40gを投入し、前記投入から2時間後に、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.17gとトルエン40gを投入して2時間反応させ、アクリル系樹脂(X'−4)(重量平均分子量50万、分散度5.59)溶液を得た。
さらに、上記で得られたアクリル系樹脂(X’−4)溶液に、アクリル系樹脂(X’−4)の2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)の仕込み量に対して60mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」)を投入し、ジブチルスズジラウレート(DBTL)を添加しながら50℃で10時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル系樹脂(X−4)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−4)100g中のエチレン性不飽和基量は25mmolであった。
<比較例3>
〔アクリル系樹脂(X−5)の製造〕
アクリル系樹脂(X’−1)溶液に、アクリル系樹脂(X’−1)の2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)の仕込み量に対して20mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」)を投入した以外は実施例1と同様にして、側鎖にエチレン性不飽和基を有する(A2)−(B1)−(A2)の構造を有するアクリル系樹脂(X−5)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−5)100g中のエチレン性不飽和基量は25mmol、ポリマーセグメント(A2)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B1)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)は(A2):(B1)=98.8:1.2であった。
<比較例4>
〔アクリル系樹脂(X−6)の製造〕
2L丸底4ツ口フラスコに、溶剤としてアセトンを440g、トリチオ炭酸ビス[[4−[[エチル−(2−アセトキシエチル)アミノ]カルボニル]フェニル]メチル]エステル(日本テルペン化学株式会社製)0.756g、ブチルアクリレート(BA:a2)424g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA:a1)75g、アクリル酸(AAc:a1)1.0gを投入した後、撹拌させながらウォーターバス温で加熱し還流させた。還流下で、重合開始剤としてアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)0.031gとアセトン30gを投入した後、16時間後にアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)0.015gとアセトン20gを追加し、さらに8時間反応させ、アクリル系樹脂(X’−6)(重量平均分子量43万、分散度1.66)を得た。
さらに、上記で得られたアクリル系樹脂(X’−6)溶液に、アクリル系樹脂(X’−6)の2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)の仕込み量に対して80mol%になるよう2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製:製品名「カレンズMOI」))を投入し、ジブチルスズジラウレート(DBTL)を適宜添加しながら50℃で10時間反応させ、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル系樹脂(X−6)溶液を得た。
アクリル系樹脂(X−6)100g中のエチレン性不飽和基量は89mmolであった。
〔粘着シートの作成〕
実施例1,2、比較例1〜4で製造したアクリル系樹脂(X−1)〜(X−6)を用いて、下記のようにして粘着シートを作製した。
各アクリル系樹脂100部にゲル分率が50〜80%になるよう架橋剤「東ソー株式会社製「コロネートL−55E」)を表1の割合で添加し、光重合性開始剤(BASF社製「イルガキュア500」)1.5部を配合し、粘着剤組成物を調整した。
かかる粘着剤組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み38μm)に乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、100℃で5分間乾燥して初期粘着力試験及び再剥離性試験用の粘着シートを得た。
また、かかる粘着剤組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み38μm)に乾燥後の厚みが100μmとなるように塗布し、100℃で5分間乾燥して耐被着体汚染試験用の粘着シートを得た。
上記で得られた粘着シートについて、粘着剤層のゲル分率、初期粘着力を測定し、再剥離性、対凹凸再剥離性を評価した。評価結果を表1に示す。
<初期粘着力>
上記粘着シート(膜厚25μm)を被着体(PC)に貼着して、0.5時間放置した後、JIS Z 0237に準じて、紫外線照射前の180度ピール強度(N/25mm)を測定し、下記の通り評価した。
(評価基準)
○:5N以上
△:1N以上〜5N未満
×:1N未満
<再剥離性>
上記粘着シート(膜厚25μm)を被着体(PC)に貼着して、0.5時間放置した後、紫外線照射(高圧水銀ランプにて500mJ/cm2)を行った後、JIS Z0237に準じて、紫外線照射後の180度ピール強度(N/25mm)を測定し、下記の通り評価した。
(評価基準)
○:1.5N/25mm未満
△:1.5N/25mm以上5N/25mm未満
×:5N/25mm以上
<耐被着体汚染性:>
JIS5400(1990)のグリッドを用いて碁盤目状に凹凸を形成させた被着体(PC)に上記粘着シート(膜厚100μm)を貼着し、23℃、65%RHの条件下で0.5時間放置した後、紫外線照射(高圧水銀ランプにて1000mJ/cm2)を行い、JIS Z0237に準じて、被着体の表面から粘着シートを剥離し、剥離後、被着体の表面に残存する異物の個数を目視で確認し、下記の通り評価した。
(評価基準)
○:異物の付着も、貼り跡もなかった
△:異物の付着はなかったが、貼り跡があった
×:異物の付着があった
Figure 2017066372
上記の結果より、本願請求項1で特定の事項を満たすアクリル系樹脂を用いてなる実施例1および2の粘着シートは、紫外線による硬化後の粘着力が低く、再剥離性、耐被着体汚染性ともに優れるものであった。
一方、特定のポリマーセグメント構造を有しないアクリル系樹脂を用いてなる比較例1、2、4の粘着シートは、凹凸面に対して糊残りが生じ、耐被着体汚染性に劣るものであった。
また、特定のポリマーセグメント構造を有するものの、エチレン性不飽和基量が少ない比較例3のアクリル系樹脂を用いてなる粘着シートは、エチレン性不飽和基量が通常よりも少ないため、紫外線による硬化後の粘着力が高く再剥離性に劣り、かつ、未硬化成分が被着体に残存し耐被着体汚染性に劣るものであった。
本発明のアクリル系樹脂は、粘着剤として用いる場合に、被着体に対する粘着力に優れ、かつ剥離時においては、活性エネルギー線を照射することにより、被着体から剥離した際に糊残りなく、かつ円滑に被着体から剥離できるため、例えば、FPC基板等の回路基板やITO透明電極層を一時的に表面保護するための一時表面保護用粘着シートとして、または製造工程中で製品を一時的に保持・補強のために固定するための仮固定用粘着シートとして利用することができる。

Claims (9)

  1. ポリマーセグメント(A)とポリマーセグメント(B)を有し(A)−(B)−(A)の構成をなすエチレン性不飽和基含有アクリル系樹脂であって、
    エチレン性不飽和基量がアクリル系樹脂100gあたり35mmol以上であり、
    かつ、ポリマーセグメント(A)の含有するエチレン性不飽和基量とポリマーセグメント(B)の含有するエチレン性不飽和基量との比率(mol比)が(A):(B)=90:10〜100:0であることを特徴とするアクリル系樹脂。
  2. ポリマーセグメント(A)が、官能基含有モノマー(a1)を含有する重合成分[I]を重合してなる重合体の官能基に、該官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和化合物(C)を反応させてなることを特徴とする請求項1記載のアクリル系樹脂。
  3. 官能基含有モノマー(a1)が、ヒドロキシル基含有モノマーを含有することを特徴とする請求項1または2記載のアクリル系樹脂。
  4. 重量平均分子量が、1万〜250万であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のアクリル系樹脂。
  5. 重合成分[I]における官能基含有モノマー(a1)の含有割合が、1〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のアクリル系樹脂。
  6. ポリマーセグメント(B)中の官能基含有モノマー(a1)由来の構造部位が、5重量%以下であることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のアクリル系樹脂。
  7. ポリマーセグメント(B)の重量平均分子量が、アクリル系樹脂の重量平均分子量の10%以上であることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のアクリル系樹脂。
  8. 請求項1〜7いずれか記載のアクリル系樹脂を含有することを特徴とするアクリル系粘着剤組成物。
  9. 請求項8記載のアクリル系粘着剤組成物からなる粘着剤層を含有することを特徴とする粘着シート。
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