JP2020090619A - 水分散型粘着剤組成物および粘着シート - Google Patents

水分散型粘着剤組成物および粘着シート Download PDF

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Abstract

【課題】耐水性が向上し得る水分散型粘着剤組成物を提供する。【解決手段】ベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーと、水分散型粘着付与樹脂と、ポリアクリル酸とを含む水分散型粘着剤組成物が提供される。上記ポリアクリル酸の数平均分子量は2000〜550×104であり、上記ポリアクリル酸の含有量は上記ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上7重量部以下である。【選択図】図1

Description

本発明は水分散型粘着剤組成物、および該水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着シートに関する。
水性媒体中に分散型の粘着成分を含む形態の水分散型粘着剤組成物(粘着成分が水性媒体に分散したエマルション型の粘着剤組成物)は、粘着成分が有機溶剤に溶解した形態の粘着剤組成物(溶剤型粘着剤組成物)に比べて環境衛生の観点から望ましい。このため、水分散型粘着剤組成物を用いてなる粘着シートは、両面テープその他の形態で、種々の分野に利用されている。水分散型粘着剤組成物に関する技術文献として特許文献1が挙げられる。
特開2017−132993号公報
粘着剤組成物には、剥離強度の向上等を目的として、粘着付与樹脂が配合されることがある。上記粘着付与樹脂は、一般に水不溶性であることから、水分散型粘着剤組成物の場合は該粘着付与樹脂が水に分散した粘着付与樹脂エマルション(水分散型粘着付与樹脂)の形態で用いられることが多い。しかし、水分散型粘着剤組成物に粘着付与樹脂エマルションを含有させると、該組成物から形成された粘着剤層の耐水性(例えば、湿熱条件下に保持されることに対する剥離強度の維持性)が低下しがちである。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、改善された耐水性を示す粘着剤層を形成可能な水分散型粘着組成物を提供することを目的とする。関連する他の目的は、上記水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を含む粘着シートを提供することである。
本発明者らは、アクリル系ポリマーをベースポリマーとし、水分散型粘着付与樹脂を含む水分散型粘着剤組成物において、特定の数平均分子量を有するポリアクリル酸を上記ベースポリマーに対して特定量添加することにより、該粘着剤組成物から形成される粘着剤層の耐水性を顕著に向上させる効果が発揮されることを見出して、本発明を完成した。
この明細書によると、ベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーと、水分散型粘着付与樹脂と、ポリアクリル酸と、を含む水分散型粘着剤組成物が提供される。ここで、上記ポリアクリル酸の数平均分子量は2000〜5500000である。また、上記ポリアクリル酸の含有量は、上記ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上7重量部以下である。
このように、アクリル系ポリマーをベースポリマーとし、水分散型粘着付与樹脂を含む水分散型粘着剤組成物において、数平均分子量2000以上のポリアクリル酸を上記ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上含有させることにより、該粘着剤組成物から形成される粘着剤層の耐水性を顕著に改善することができる。また、水分散型粘着剤組成物の粘度が高すぎると、塗工性の低下等により、表面状態の良い粘着剤層の形成が困難となることがあり得る。ポリアクリル酸の数平均分子量を5500000以下、含有量を7重量部以下とすることにより、過度の粘度上昇を回避し、表面状態の良い粘着剤層を形成しやすくなる。粘着剤層の表面状態が良いことは、被着体への密着性向上を通じて粘着特性の向上に寄与し得るので好ましい。
上記アクリル系ポリマーは、好ましくは、アルキル(メタ)アクリレートを50重量%より多く含むモノマー原料の重合物(典型的には、エマルション重合物)である。このようなアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含むアクリル系水分散型粘着剤組成物によると、良好な粘着特性を示す粘着剤層が得られやすい。
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、界面活性剤を含むことが好ましい。好ましい一態様に係る水分散型粘着剤組成物は、上記界面活性剤が反応性界面活性剤を含む。反応性界面活性剤を使用すると、より高い耐水性を示す粘着剤層が得られやすい。
上記水分散型粘着付与樹脂の含有量は、上記ベースポリマー100重量部に対して、例えば1重量部以上70重量部以下であり得る。このような組成の水分散型粘着剤組成物によると、良好な耐水性と粘着特性とを好適に両立する粘着剤層が得られやすい。
ここに開示される技術の好ましい他の一態様では、上記水分散型粘着付与樹脂として、軟化点が90℃以上の粘着付与樹脂を含む。粘着付与樹脂として軟化点の高いものを用いることは、粘着剤の凝集性の観点から有利となり得る。よって、高軟化点の粘着付与樹脂を含む構成によると、粘着特性に優れた粘着剤層が得られやすい。
また、本発明によると、ここに開示されるいずれかの水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を含む粘着シートが提供される。かかる粘着シートは、上記水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備えることにより、良好な耐水性を発揮し得る。
好ましい一態様に係る粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り付けて60℃、95%RHの条件下に24時間保持した後(以下、「加温加湿後」ともいう。)の180度剥離強度が4N/20mm以上である。加温加湿後に上記の剥離強度を示す粘着シートは、耐水性の良い粘着シートとして好ましく用いられる。
好ましい他の一態様に係る粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り付けて60℃、95%RHの条件下に24時間保持した後の180度剥離強度が、ステンレス鋼板に貼り付けて23℃、50%RHの条件下に30分間保持した後の180度剥離強度の0.5倍以上である。このように、加温加湿に対する剥離強度維持率の高い粘着シートは、耐水性の良い粘着シートとして好ましく用いられる。
好ましい一態様に係る粘着シートは、基材と、上記粘着剤層として、該基材の一方の表面に配置された第1粘着剤層と、該基材の他方の表面に配置された第2粘着剤層と、を備える両面接着性粘着シートとして構成されている。上記構成の両面粘着シートは、各種物品や部材の接合に好ましく用いられる。ここに開示される粘着シートは、例えば、上記基材が不織布である態様で好ましく実施され得る。
また、本明細書によると、粘着シートの製造方法が提供される。この製造方法は:少なくとも、ベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーと、水分散型粘着付与樹脂と、ポリアクリル酸とを混合して水分散型粘着剤組成物を得る工程と;上記水分散型粘着剤組成物から粘着剤層を形成する工程と;を含む。ここで、上記ポリアクリル酸としては、数平均分子量が2000〜5500000のものを使用する。上記ポリアクリル酸の使用量は、上記ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上7重量部以下とする。上記の製造方法によると、耐水性が向上した粘着シートが提供される。
一実施形態に係る粘着シートの構成を示す模式的断面図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、本明細書に記載された発明の実施についての教示と出願時の技術常識とに基づいて当業者に理解され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際に提供される製品のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
この明細書において「粘着剤」とは、室温付近の温度域において柔らかい固体(粘弾性体)の状態を呈し、圧力により被着体に接着する性質を有する材料をいう。ここでいう粘着剤は、「C. A. Dahlquist, “Adhesion : Fundamental and Practice”, McLaren & Sons, (1966) P. 143」に定義されているとおり、一般的に、複素引張弾性率E(1Hz)<10dyne/cmを満たす性質を有する材料(典型的には、25℃において上記性質を有する材料)であり得る。ここに開示される技術における粘着剤は、粘着剤組成物の固形分(不揮発分)または粘着剤層の構成成分としても把握され得る。
この明細書において「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルを包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよびメタクリレートを、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよびメタクリルを、それぞれ包括的に指す意味である。
この明細書において「アクリル系ポリマー」とは、該ポリマーを構成するモノマー単位として、アクリル系モノマーに由来するモノマー単位を50重量%より多く含む重合物をいう。上記アクリル系モノマーとは、1分子中に少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するモノマーのことをいう。
この明細書において「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する。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、該粘着剤組成物の少なくとも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。水分散型には、懸濁した状態や乳化した状態も含まれる。
<水分散型粘着剤組成物>
ここに開示される粘着剤組成物は、粘着成分が水性媒体に分散した形態の水分散型の(典型的には、水性エマルション型の)粘着剤組成物である。ここで水性媒体とは、該媒体を構成する溶媒が水または水を主成分とする混合溶媒(水性溶媒)であるものをいう。
(アクリル系ポリマー)
ここに開示される粘着剤組成物は、ベースポリマーとしてアクリル系ポリマーを含むアクリル系粘着剤組成物である。ここで「ベースポリマー」とは、当該粘着剤組成物(粘着剤でもあり得る。)に含まれるポリマー成分のなかの主成分をいう。また、本明細書において「主成分」とは、特に断りのない限り、50重量%を超えて含まれる成分を指す。好ましい一態様では、上記アクリル系粘着剤組成物は、水分散型アクリル系ポリマーを含むアクリル系エマルション型粘着剤組成物である。上記水分散型アクリル系ポリマーは、アクリル系ポリマーが水に分散しているエマルション形態を有する。かかるアクリル系ポリマーとしては、アルキル(メタ)アクリレートを主構成単量体成分(モノマー主成分、すなわちアクリル系ポリマーを構成するモノマーの総量のうち50重量%を超えて占める成分)とするものを好ましく採用し得る。
アクリル系ポリマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレートを主モノマーと
して含み、該主モノマーと共重合性を有する副モノマーをさらに含み得るモノマー原料(
モノマー成分)の重合物が好ましい。ここで主モノマーとは、上記モノマー原料における
モノマー組成の50重量%超を占める成分をいう。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば下記式(1)で表される化合物を好適
に用いることができる。
CH=C(R)COOR (1)
ここで、上記式(1)中のRは水素原子またはメチル基である。また、Rは炭素原子数1〜20の鎖状アルキル基(以下、このような炭素原子数の範囲を「C1−20」と表すことがある。)である。粘着剤の貯蔵弾性率等の観点から、RがC1−14の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、RがC1−10の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、Rがブチル基または2−エチルヘキシル基であるアルキル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
がC1−20の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらアルキル(メタ)アクリレートは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましいアルキル(メタ)アクリレートとして、n−ブチルアクリレート(BA)および2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)が挙げられる。
ここに開示される技術は、上記モノマー成分が、上記式(1)のRがC4−10の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレート(典型的にはBAおよび2EHAの少なくとも一方)を含み、該モノマー成分に含まれるアルキル(メタ)アクリレートのうち、上記式(1)のRがC4−10の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートの合計量(典型的にはBAと2EHAとの合計量)が70重量%以上(典型的には80重量%以上)を占める態様で好ましく実施され得る。
上記アルキル(メタ)アクリレートが、上記式(1)のRがC4−10の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレート(典型的にはBAおよび2EHAの少なくとも一方)を含む場合、その他のアルキル(メタ)アクリレート(上記式(1)のRがC未満またはC10超の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレート)の合計量は、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分において凡そ30重量%以下(例えば20重量%以下、典型的には15重量%以下)とすることが好ましい。また、その他のアルキル(メタ)アクリレートの効果を得る観点から、上記合計量は、上記モノマー成分において凡そ1重量%以上(例えば5重量%以上、典型的には10重量%以上)とすることが好ましい。上記その他のアルキル(メタ)アクリレートとしては、上記式(1)のRがC1−3の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく用いられ得る。その具体例としては、メチルアクリレート(MA)、メチルメタクリレート(MMA)、エチルアクリレート(EA)等が挙げられる。なかでも、MAがより好ましい。
主モノマーであるアルキル(メタ)アクリレートと共重合性を有する副モノマーは、アクリル系ポリマーに架橋点を導入したり、アクリル系ポリマーの凝集力を高めたりするために役立ち得る。副モノマーとしては、例えば以下のような官能基含有モノマー成分を、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
カルボキシル基含有モノマー:例えばアクリル酸(AA)、メタクリル酸(MAA)、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸およびその無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)。
水酸基含有モノマー:例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール等の不飽和アルコール類。
アミド基含有モノマー:例えば(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−ブチル(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、N−メトキシメチル(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。
アミノ基含有モノマー:例えばアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(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。
エポキシ基を有するモノマー:例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル。
シアノ基含有モノマー:例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル。
ケト基含有モノマー:例えばジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート。
窒素原子含有環を有するモノマー:例えばN−ビニル−2−ピロリドン、N−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、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリン。
アルコキシシリル基含有モノマー:例えば3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン。
上記官能基含有モノマーは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。上記官能基含有モノマーのなかでは、上述のような架橋点の導入や凝集力の向上を好適に実現し得ることから、カルボキシル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、シアノ基含有モノマーが好ましく、カルボキシル基含有モノマーがより好ましい。カルボキシル基含有モノマーのなかでは、AA、MAAが好ましい。
好ましい一態様では、上記官能基含有モノマーとしてAAとMAAとを併用する。かかるモノマー組成(すなわち共重合組成)のアクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物は、より高性能な(例えば、より耐反撥性に優れた)粘着シートを与えるものとなり得る。AAとMAAとの重量比(AA/MAA)は、例えば凡そ0.1〜10の範囲とすることができ、凡そ0.3以上(典型的に0.5以上)であることがより好ましく、また凡そ5以下(典型的には4以下)であることがより好ましい。AA/MAAが上記範囲内であることにより、耐反撥性の向上効果が十分に得られやすい傾向があり、また粘着シートの作製後、粘着物性の経時安定性に優れる傾向がある。
また、アクリル系ポリマーには、アルコキシシリル基含有モノマーが共重合されていることが好ましい。アルコキシシリル基含有モノマーは、典型的には、一分子内に少なくとも1つ(好ましくは2つ以上、例えば2つまたは3つ)のアルコキシシリル基を有するエチレン性不飽和単量体であり、その具体例は上述のとおりである。上記アルコキシシリル基含有モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。アルコキシシリル基含有モノマーを共重合させることにより、アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物から形成される粘着剤に、シラノール基の縮合反応(シラノール縮合)による架橋構造を導入することができる。
アクリル系ポリマーに官能基含有モノマーが共重合されている場合、アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に占める官能基含有モノマーの割合は、特に限定されない。通常は、凝集力と粘着性とをバランス良く両立させる観点から、官能基含有モノマーの割合を0.1重量%以上(例えば0.5重量%以上、典型的には1重量%以上)程度とすることが好ましい。また、アルキル(メタ)アクリレートによる粘着作用を考慮して、40重量%以下(例えば30重量%以下、典型的には20重量%以下)程度とすることが好ましい。
アクリル系ポリマーにカルボキシル基含有モノマーが共重合されている場合、上記全モノマー成分に占めるカルボキシル基含有モノマーの割合は、耐水性向上の観点から、15重量%以下とすることが適当であり、例えば10重量%以下であってよく、5重量%以下でもよく、3重量%以下でもよい。一方、凝集性等の観点から、いくつかの態様において、上記割合は、例えば0.1重量%以上であってよく、0.5重量%以上でもよい。ここに開示される技術によると、全モノマー成分に占めるカルボキシル基含有モノマーの割合が1重量%以上である態様や、1.5重量%以上である態様においても、良好な耐水性が実現され得る。
アクリル系ポリマーにアルコキシシリル基含有モノマーが共重合されている場合、上記全モノマー成分に占めるアルコキシシリル基含有モノマーの割合は、全モノマー成分の0.005重量%以上(例えば0.01重量%以上)とすることが適当であり、また0.1重量%以下(例えば0.03重量%以下)程度とすることが適当である。
また、アクリル系ポリマーの凝集力を高める等の目的で、上述した副モノマー以外の他の共重合成分を用いることができる。かかる共重合成分としては、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系モノマー;スチレン、置換スチレン(α−メチルスチレン等)、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート;アリール(メタ)アクリレート(例えばフェニル(メタ)アクリレート)、アリールオキシアルキル(メタ)アクリレート(例えばフェノキシエチル(メタ)アクリレート)、アリールアルキル(メタ)アクリレート(例えばベンジル(メタ)アクリレート)等の芳香族性環含有(メタ)アクリレート;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モノマー;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有モノマー;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有モノマー;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;等が挙げられる。
上記副モノマー以外の共重合性成分の他の例としては、一分子内に複数の官能基を有するモノマーが挙げられる。かかる多官能モノマーの例として、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、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、(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、(ポリ)プロピレングリコールジ(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、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、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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、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、ジビニルベンゼン、ブチルジ(メタ)アクリレート、ヘキシルジ(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
上記副モノマー以外の共重合成分の量は、目的および用途に応じて適宜選択すればよく特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーのモノマー組成の10重量%以下とすることが好ましい。
ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーは、該ポリマーのガラス転移温度(Tg)が−25℃以下(典型的には−75℃以上−25℃以下)となるように設計されていることが適当である。アクリル系ポリマーのTgは、好ましくは−40℃以下(例えば−70℃以上−40℃以下)、より好ましくは−50℃以下(典型的には−70℃以上−50℃以下)であり得る。アクリル系ポリマーのTgを上述した上限値以下とすることは、粘着力向上の観点から好ましい。アクリル系ポリマーのTgは、該ポリマーの合成に使用するモノマーの種類や使用量比によって調整することができる。
ここで、アクリル系ポリマーのTgとは、該ポリマーの合成に用いられるモノマー成分の組成に基づいて、Foxの式により求められるTgをいう。Foxの式とは、以下に示すように、共重合体のTgと、該共重合体を構成するモノマーのそれぞれを単独重合したホモポリマーのガラス転移温度Tgiとの関係式である。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
なお、上記Foxの式において、Tgは共重合体のガラス転移温度(単位:K)、Wiは該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を表す。
Tgの算出に使用するホモポリマーのガラス転移温度としては、公知資料に記載の値を用いるものとする。例えば、以下に挙げるモノマーについては、該モノマーのホモポリマーのガラス転移温度として、以下の値を使用する。
2−エチルヘキシルアクリレート −70℃
n−ブチルアクリレート −55℃
メチルメタクリレート 105℃
メチルアクリレート 8℃
酢酸ビニル 32℃
アクリル酸 106℃
メタクリル酸 228℃
上記で例示した以外のモノマーのホモポリマーのガラス転移温度については、「Polymer Handbook」(第3版、John Wiley & Sons, Inc., 1989)に記載の数値を用いるものとする。本文献に複数種類の値が記載されている場合は、最も高い値を採用する。
上記Polymer Handbookにもホモポリマーのガラス転移温度が記載されていないモノマーについては、以下の測定方法により得られる値を用いるものとする(特開2007−51271号公報参照)。具体的には、温度計、攪拌機、窒素導入管およ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重量部および重合溶媒として酢酸エチル200重量部を投入し、窒素ガスを流通させながら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。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。
アクリル系ポリマーを得る方法は特に限定されず、溶液重合法、エマルション重合法、バルク重合法、懸濁重合法、光重合法等の、アクリル系ポリマーの合成手法として知られている各種の重合方法を適宜採用することができる。好ましく採用し得る重合方法として、エマルション重合法が例示される。エマルション重合の態様は特に限定されず、従来公知の一般的なエマルション重合と同様の各種モノマー供給方法、重合条件、使用材料等を適宜採用して行うことができる。例えば、モノマー供給方法としては、全モノマー原料を一度に供給する一括仕込み方式、連続供給(滴下)方式、分割供給(滴下)方式等を適宜採用することができる。モノマー原料を水性エマルションの形態で滴下してもよい。重合温度は、例えば20℃以上(通常は40℃以上)程度とすることができ、また100℃以下(通常は80℃以下)程度とすることが適当である。
上記エマルション重合によると、アクリル系ポリマーが水に分散したエマルション形態の重合液(アクリル系ポリマーエマルション)を調製することができる。ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、上記重合液または該重合液に適当な後処理を施したものを用いて好ましく製造され得る。あるいは、エマルション重合方法以外の重合方法(例えば、溶液重合、光重合、バルク重合等)を利用してアクリル系ポリマーを合成し、該ポリマーを水に分散させてアクリル系ポリマーエマルションを調製してもよい。
重合に用いる開始剤は、重合方法の種類に応じて、従来公知の重合開始剤から適宜選択することができる。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;等が挙げられるが、これらに限定されない。このような重合開始剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、特に限定されない。例えば、全モノマー成分100重量部に対して0.005重量部以上(好ましくは0.01重量部以上)程度、また1重量部以下(好ましくは0.8重量部以下)程度の範囲から選択することができる。
重合の際には、必要に応じて連鎖移動剤(分子量調節剤あるいは重合度調節剤としても把握され得る。)を使用することができる。連鎖移動剤としては、例えば、ドデシルメルカプタン(ドデカンチオール)、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール等のメルカプタン類の他、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。このような連鎖移動剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
連鎖移動剤の使用量は、モノマー成分100重量部に対して、凡そ0.001重量部以上(典型的には凡そ0.005重量部以上、例えば凡そ0.001重量部以上)程度とすることができ、また例えば凡そ5重量部以下(典型的には凡そ2重量部以下、例えば凡そ1重量部以下)程度とすることができる。連鎖移動剤の使用量を適切な範囲とすることにより、所望の重合率を得ることができる。
モノマー原料のエマルション重合は、通常、界面活性剤(乳化剤)の存在下で行われる。界面活性剤の使用量は特に限定されない。重合安定性や、重合反応物の分散安定性を考慮して、界面活性剤の使用量は、通常、モノマー原料100重量部に対して0.1重量部以上とすることが適当であり、0.5重量部以上とすることが好ましく、より高い安定性を得る観点から、1.0重量部以上としてもよく、1.5重量部以上としてもよい。また、界面活性剤の使用量は、例えば、モノマー原料100重量部に対して10重量部以下とすることができる。一方、耐水性向上の観点からは、界面活性剤(特に、非反応性界面活性剤)の使用量は抑えることが望ましい。かかる観点から、界面活性剤の使用量は、通常、5重量部以下とすることが好ましく、4重量部以下でもよく、3重量部以下でもよく、2.5重量部以下でもよい。
界面活性剤としては、公知のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等を用いることができる。通常は、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましい。反応性官能基(典型的にはラジカル重合性官能基)を有する界面活性剤を用いてもよい。以下、反応性官能基を有する界面活性剤を反応性界面活性剤といい、これに対して反応性官能基を有しない一般的な界面活性剤を非反応性界面活性剤ということがある。界面活性剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
非反応性のアニオン性界面活性剤の例としては、ラウリル硫酸塩、オクタデシル硫酸塩等のアルキル硫酸塩;脂肪酸塩;ノニルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;ドデシルナフタレンスルホン酸塩等のナフタレンスルホン酸塩;ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸塩等のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩;ポリオキシエチレンオクタデシルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩;ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル硫酸塩等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩;ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩;ラウリルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸塩等のスルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩;等が挙げられる。アニオン性界面活性剤が塩を形成している場合、該塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等の金属塩(好ましくは一価金属の塩)、アンモニウム塩、アミン塩等であり得る。
非反応性のノニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等の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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル;ポリオキシエレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー;等が挙げられる。
反応性界面活性剤としては、重合性(典型的にはラジカル重合性)官能基を有するものを好ましく採用し得る。例えば、上述のようなアニオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤にラジカル重合性官能基が導入された構造の反応性界面活性剤を使用し得る。ラジカル重合性官能基の種類は特に限定されず、例えばアルケニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、ビニルエーテル基(ビニルオキシ基)、アリルエーテル基(アリルオキシ基)等であり得る。アルケニル基の具体例としては、プロペニル基およびイソプロペニル基(CH=C(CH)−)が挙げられる。ここでいうプロペニル基の概念には、1−プロペニル基(CH−CH=CH−)および2−プロペニル基(CH=CH−CH−;アリル基と称されることもある。)が含まれる。
アニオン性の反応性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩(例えばアンモニウム塩)、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸塩(例えばアンモニウム塩)、アルキルアリルスルホコハク酸塩(例えばナトリウム塩)、メタクリロキシポリオキシプロピレン硫酸エステル塩(例えばナトリウム塩)、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩(例えば、上記アルケニル基の末端がイソプロペニル基であるアンモニウム塩)等が挙げられる。アニオン性の反応性界面活性剤が塩を形成している場合、該塩は、例えば、ナトリウム塩等の金属塩であってもよく、アンモニウム塩やアミン塩等の非金属塩であってもよい。
ノニオン性の反応性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル等が挙げられる。
反応性界面活性剤の市販品としては、第一工業製薬社製の商品名「アクアロンHS−05」、「アクアロンHS−10」、「アクアロンHS−1025」、「アクアロンHS−20」、「アクアロンKH−10」、「アクアロンKH−1025」、「アクアロンKH−05」、「アクアロンBC−0515」、「アクアロンBC−10」、「アクアロンBC−1025」、「アクアロンBC−20」、「アクアロンBC−2020」、「アクアロンRN−20」、「アクアロンRN−30」、「アクアロンRN−50」、「アクアロンAR−10」、「アクアロンAR−20」、「アクアロンAR−1025」、「アクアロンAR−2020」、ADEKA社製の商品名「アデカリアソープSE−10N」、「アデカリアソープSR−1025」、花王株式会社製の商品名「ラテムルPD−104」、「ラテムルPD−420」、「ラテムルPD−430」、「ラテムルPD−450」、三洋化成社製の商品名「エレミノールJS−20」、「エレミノールRS−3000」、日本乳化剤社製の商品名「アントックスMS−60」等が挙げられる。
乳化性能等の観点から、一態様において、アニオン性の反応性界面活性剤を好ましく採用し得る。
ノニオン性の反応性界面活性剤を使用する場合は、他の界面活性剤、例えばアニオン性の反応性界面活性剤、アニオン性の非反応性界面活性剤、ノニオン性の非反応性界面活性剤等と併用することにより、より好適な結果が実現され得る。
ここに開示される技術において使用する界面活性剤は、耐水性向上の観点から、反応性界面活性剤を含むことが好ましい。言い換えると、使用する界面活性剤の少なくとも一部は反応性界面活性剤であることが好ましい。反応性界面活性剤の存在下でモノマー原料をエマルション重合させることにより、上記反応性界面活性剤が反応してアクリル系ポリマーに取り込まれ得る。反応性界面活性剤がアクリル系ポリマーに取り込まれることにより、遊離の界面活性剤が少なくなる。これにより耐水性を向上させることができる。したがって、反応性界面活性剤を用いて重合を行うことは、重合安定性と、重合後のアクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物から得られる粘着剤層の耐水性とを両立するために有利となり得る。より優れた耐水性を実現する観点から、エマルション重合時に使用する界面活性剤の全重量のうち反応性界面活性剤の割合を50重量%以上、より好ましくは70重量%以上とすることができ、例えば界面活性剤として反応性界面活性剤のみを用いる態様を好ましく採用し得る。また、アクリル系ポリマーに取り込まれた反応性界面活性剤は、粘着剤層内での移動が制限されるため、粘着剤層の表面にブリードアウトしにくい。このことも耐水性の向上に好ましく寄与し得る。なお、この明細書において反応性界面活性剤を含むとは、該反応性界面活性剤をその反応性官能基(例えばラジカル重合性官能基)が反応した後の状態で含むことを包含する概念である。ここに開示される技術における反応性界面活性剤は、典型的には、少なくとも一部が上記のようにアクリル系ポリマーに取り込まれた形態で水分散型粘着剤組成物や粘着剤層に含まれている。
アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されず、例えば10×10〜500×10の範囲であり得る。ここで、アクリル系ポリマーのMwとは、該アクリル系ポリマーのトルエン可溶分(ゾル分)のMwを指す。上記アクリル系ポリマーのMwとは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)に基づく標準ポリスチレン換算の値をいう。粘着特性を向上させる観点から、アクリル系ポリマーのMwは、好ましくは150×10以下、より好ましくは100×10以下である。また、凝集性等の観点から、アクリル系ポリマーのMwは、好ましくは20×10以上、より好ましくは30×10以上(例えば40×10以上)であり得る。
(粘着付与樹脂)
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は粘着付与樹脂を含む。これにより、優れた粘着特性(例えば粘着力、耐反撥性)を示す粘着シートが得られる。
上記粘着付与樹脂は、水分散型粘着付与樹脂(粘着付与樹脂エマルションともいう。)である。すなわち、ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、粘着付与樹脂を水に分散させたエマルションの形態で粘着付与樹脂を含む。例えば、アクリル系ポリマーの水性エマルションと上記粘着付与樹脂のエマルションとを混合することにより、これらの成分を所望の割合で含有する粘着剤組成物を容易に調製することができる。粘着付与樹脂エマルションとしては、少なくとも芳香族炭化水素系溶剤を実質的に含有しない(より好ましくは、芳香族炭化水素系溶剤その他の有機溶剤を実質的に含有しない)ものを用いることが好ましい。
粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系粘着付与樹脂(ロジン誘導体粘着付与樹脂を包含する。)、石油系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂、ケトン系粘着付与樹脂等が挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記ロジン系粘着付与樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等のロジンの他、安定化ロジン(例えば、前記ロジンを不均化もしくは水素添加処理した安定化ロジン)、重合ロジン(例えば、前記ロジンの多量体、典型的には二量体)、変性ロジン(例えば、マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和酸により変性された不飽和酸変性ロジン等)等が挙げられる。
上記ロジン誘導体粘着付与樹脂としては、例えば、上記ロジン系樹脂のエステル化物(例えば、安定化ロジンエステルや重合ロジンエステル等のロジンエステル類)、上記ロジン系樹脂のフェノール変性物(フェノール変性ロジン)およびそのエステル化物(フェノール変性ロジンエステル)等が挙げられる。
上記石油系粘着付与樹脂としては、例えば、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、これらの水素化物等が挙げられる。
上記テルペン系粘着付与樹脂としては、例えば、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂等が挙げられる。
上記ケトン系粘着付与樹脂としては、例えば、ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の脂肪族ケトン;シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等の脂環式ケトン等)とホルムアルデヒドとの縮合によるケトン系樹脂;等が挙げられる。
ここに開示される技術において好ましく使用し得る粘着付与樹脂の例として、ロジン系粘着付与樹脂およびテルペン系粘着付与樹脂が挙げられる。ロジン系粘着付与樹脂の好適例として、安定化ロジンエステルおよび重合ロジンエステルが挙げられる。また、テルペン系粘着付与樹脂の好適例として、テルペンフェノール系樹脂が挙げられる。
このような粘着付与樹脂のエマルションは、必要に応じて界面活性剤(乳化剤)を用いて調製されたものであり得る。上記粘着付与樹脂エマルションの調製に使用し得る界面活性剤としては、アクリル系ポリマーエマルションの調製に使用し得る界面活性剤と同様のものから、1種または2種以上を適宜選択して用いることができる。通常は、アニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤の使用が好ましい。なお、アクリル系ポリマーエマルションの調製に用いる界面活性剤と、粘着付与樹脂エマルションの調製に用いる界面活性剤とは、同一でもよく異なってもよい。例えば、いずれのエマルションの調製にもアニオン系界面活性剤を用いる態様、いずれにもノニオン系界面活性剤を用いる態様、一方にはアニオン系、他方にはノニオン系の界面活性剤を用いる態様、等を好ましく採用し得る。界面活性剤の使用量は、粘着付与樹脂をエマルションの形態に調製可能な量であれば特に制限されず、例えば、粘着付与樹脂100重量部(固形分基準)に対して0.2重量部以上(好ましくは0.5重量部以上)程度とすることができ、また、10重量部以下(好ましくは5重量部以下)程度とすることができる。
使用する粘着付与樹脂の軟化点は特に限定されない。凝集力向上等の観点から、粘着付与樹脂の軟化点は、例えば80℃以上であってよく、90℃以上であることが好ましく、100℃以上でもよく、120℃以上でもよく、130℃以上でもよい。
特に限定はされないが、いくつかの態様において、ここに開示される技術における粘着付与樹脂は、軟化点が140℃以上の高軟化点粘着付与樹脂を含み得る。上記高軟化点粘着付与樹脂の軟化点は、145℃以上であることが好ましく、例えば150℃以上であってもよく、155℃以上であってもよく、160℃以上であってもよく、165℃以上であってもよい。上記高軟化点粘着付与樹脂の使用により、粘着性と凝集性とを好適に両立し得る。粘着付与樹脂の軟化点の上限は特に制限されないが、相溶性や低温特性等の観点から、通常は200℃以下であることが適当であり、180℃以下であることが好ましく、175℃以下でもよい。
なお、ここでいう粘着付与樹脂の軟化点は、JIS K5902およびJIS K2207に規定する軟化点試験方法(環球法)に基づいて測定された値として定義される。具体的には、試料をできるだけ低温ですみやかに融解し、これを平らな金属板の上に置いた環の中に、泡ができないように注意して満たす。冷えたのち、少し加熱した小刀で環の上端を含む平面から盛り上がった部分を切り去る。つぎに、径85mm以上、高さ127mm以上のガラス容器(加熱浴)の中に支持器(環台)を入れ、グリセリンを深さ90mm以上となるまで注ぐ。つぎに、鋼球(径9.5mm、重量3.5g)と、試料を満たした環とを互いに接触しないようにしてグリセリン中に浸し、グリセリンの温度を20℃プラスマイナス5℃に15分間保つ。つぎに、環中の試料の表面の中央に鋼球をのせ、これを支持器の上の定位置に置く。つぎに、環の上端からグリセリン面までの距離を50mmに保ち、温度計を置き、温度計の水銀球の中心の位置を環の中心と同じ高さとし、容器を加熱する。加熱に用いるブンゼンバーナーの炎は、容器の底の中心と縁との中間にあたるようにし、加熱を均等にする。なお、加熱が始まってから40℃に達したのちの浴温の上昇する割合は、毎分5.0プラスマイナス0.5℃でなければならない。試料がしだいに軟化して環から流れ落ち、ついに底板に接触したときの温度を読み、これを軟化点とする。軟化点の測定は、同時に2個以上行い、その平均値を採用する。
粘着付与樹脂の使用量(固形分基準)は、その使用効果を好適に発揮させる観点から、通常は、アクリル系ポリマー100重量部に対して1重量部以上とすることが適当であり、好ましくは3重量部以上(例えば5重量部以上)、より好ましくは12重量部以上、さらに好ましくは16重量部以上である。ここに開示される技術によると、アクリル系ポリマー100重量部に対して粘着付与樹脂を22重量部以上(例えば25重量部以上)含む態様においても良好な耐水性が実現され得る。また、凝集力等の観点から、粘着付与樹脂の使用量は、通常は、アクリル系ポリマー100重量部に対して90重量部以下とすることが適当であり、好ましくは70重量部以下、より好ましくは55重量部以下、さらに好ましくは50重量部以下(例えば45重量部以下、典型的には40重量部以下)である。
ここに開示される水分散型粘着剤組成物が高軟化点粘着付与樹脂を含む場合において、凝集力等の観点から、粘着付与樹脂として高軟化点粘着付与樹脂のみを使用してもよい。また、種々の粘着特性とのバランスをとる観点から、いくつかの態様において、高軟化点粘着付与樹脂と、より軟化点の低い粘着付与樹脂(例えば、軟化点が120℃以下、または110℃以下の粘着付与樹脂)とを組み合わせて用いることができる。かかる態様において、使用する粘着付与樹脂全体のうち高軟化点粘着付与樹脂の割合は、例えば20重量%以上であってよく、40重量%以上でもよく、60重量%以上でもよい。上記高軟化点粘着付与樹脂の割合は、例えば90重量%以下であってよく、80重量%以下でもよく、70重量%以下でもよい。
(ポリアクリル酸)
ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、ポリアクリル酸を含む。水分散型粘着付与樹脂を含むアクリル系水分散型粘着剤組成物に、適切な数平均分子量を有するポリアクリル酸を適量含有させることにより、該水分散型粘着剤組成物から形成される粘着剤層の耐水性を効果的に改善することができる。すなわち、所定の数平均分子量を有し、ベースポリマーに対して所定の含有量で用いられるポリアクリル酸によって、耐水性向上剤としての機能が発揮され得る。
ここに開示される技術では、耐水性向上剤として、数平均分子量(Mn)が2000以上550×10以下のポリアクリル酸を使用する。好ましい一態様において、ポリアクリル酸のMnは、3000以上500×10以下、または5000以上500×10以下であり得る。ポリアクリル酸のMnが高くなると、耐水性を向上させる効果が発揮されやすくなる傾向にある。かかる観点から、ポリアクリル酸のMnは1×10以上(例えば5×10以上)であることが好ましく、より好ましくは10×10以上であり、さらに好ましくは15×10以上である。一方、ポリアクリル酸のMnが高すぎると、該ポリアクリル酸の添加により水分散型粘着剤組成物の粘度が急激に上昇して塗工性低下等の不都合が生じやすくなり、耐水性向上に適した量のポリアクリル酸を含有させることが困難となることがある。かかる観点から、ポリアクリル酸のMnは、400×10以下であることが好ましく、より好ましくは300×10以下であり、さらに好ましくは200×10以下である。ここに開示される技術の一態様において、ポリアクリル酸のMnは、150×10以下であってもよいし、100×10以下であってもよいし、75×10以下であってもよい。
ここで本明細書において、数平均分子量(Mn)は、GPCにより測定して得られた標準ポリエチレングリコール/ポリエチレンオキサイド換算の値を指す。
ここに開示される技術では、上記Mnを有するポリアクリル酸を、ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上7重量部以下の含有量で使用する。ポリアクリル酸の含有量が上記の下限値以上においてより大きくなると、耐水性向上効果がよりよく発揮される傾向にある。かかる観点から、ベースポリマー100重量部に対するポリアクリル酸の含有量は、0.4重量部以上であることがより好ましく、さらに好ましくは0.5重量部以上である。いくつかの態様において、ベースポリマー100重量部に対するポリアクリル酸の含有量は、1重量部以上であってもよく、1.5重量部以上であってもよい。また、耐水性向上に適したMnを有するポリアクリル酸を上記の上限値より多く含有させると、塗工性低下等の不都合が生じやすくなり、表面状態の良い粘着剤層の形成が困難となることがあり得る。かかる観点から、ベースポリマー100重量部に対するポリアクリル酸の含有量は、6重量部以下であることがより好ましく、さらに好ましくは5重量部以下(例えば4.5重量部以下)である。ここに開示される技術の一態様において、ベースポリマー100重量部に対するポリアクリル酸の含有量は、4.25重量部以下であってもよく、4重量部以下であってもよい。
(架橋剤)
粘着剤層を形成するために用いられる水分散型粘着剤組成物は、任意成分として、架橋剤を含有することが好ましい。ここに開示される技術における粘着剤層は、上記架橋剤を、架橋反応後の形態、架橋反応前の形態、部分的に架橋反応した形態、これらの中間的または複合的な形態等で含有し得る。上記架橋剤は、典型的には、専ら架橋反応後の形態で粘着剤層に含まれている。
架橋剤の種類は特に制限されず、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、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、アミン系架橋剤等から適宜選択して用いることができる。ここで使用する架橋剤としては、油溶性および水溶性のいずれも使用可能である。架橋剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。架橋剤の使用量は特に制限されず、例えば、アクリル系ポリマー100重量部に対して凡そ10重量部以下(例えば凡そ0.005〜10重量部)とすることが適当であり、好ましくは凡そ5重量部以下(0.01〜5重量部)である。
(その他の添加成分)
また、ここに開示される水分散型粘着剤組成物は、剥離ライナーからの軽剥離性の観点から、ケイ素化合物(典型的にはシランカップリング剤)を含むことが好ましい。ケイ素化合物としては、アルキルアルコキシシラン化合物、ビニル基含有シラン化合物、エポキシ基含有シラン化合物、スチリル基含有シラン化合物、(メタ)アクリロイル基含有シラン化合物、アミノ基含有シラン化合物、ウレイド基含有シラン化合物、メルカプト基含有シラン化合物、イソシアネート基含有シラン化合物、シリル基含有スルフィド等の1種または2種以上を用いることができる。なかでも、アルキルアルコキシシラン化合物が好ましい。ケイ素化合物の分子量は、凡そ100以上(例えば200以上)であることが適当であり、また凡そ500以下(例えば350以下)程度であり得る。
アルキルアルコキシシラン化合物としては、アルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、フェニルアルコキシシランのいずれも使用可能である。なお、上記アルキルは鎖状および環状を包含する。上記化合物の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、オクタデシルジメチルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジフェニルエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン等が挙げられる。なかでも、アルキルトリアルコキシシランが好ましい。
ケイ素化合物の含有量は、その添加効果を十分に発現させる観点から、アクリル系ポリマー100重量部に対して0.005重量部以上(例えば0.01重量部以上、典型的には0.03重量部以上)であることが好ましい。また、保存安定性の観点から、ケイ素化合物の含有量は、アクリル系ポリマー100重量部に対して1.0重量部未満(例えば0.5重量部以下、典型的には0.3重量部以下)であることが好ましい。
ここに開示される粘着剤組成物は、必要に応じて、pH調整等の目的で使用される酸または塩基(アンモニア水等)を含有するものであり得る。ここに開示される粘着剤組成物に配合され得る他の任意成分としては、粘度調整剤、レベリング剤、架橋助剤、剥離調整剤、可塑剤、軟化剤、充填剤、着色剤(顔料、染料等)、帯電防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等が例示される。このような各種添加剤については、従来公知のものを常法により使用することができ、特に本発明を特徴づけるものではないので、詳細な説明は省略する。
<粘着シート>
(粘着シートの構造例)
ここに開示される粘着シートは、上述の水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を備える。かかる粘着剤層を基材(支持体)の片面また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、上記粘着剤層が剥離ライナー(剥離面を備える基材としても把握され得る。)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。なお、上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、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、さら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。
ここに開示される粘着シートは、例えば、図1に模式的に示される断面構造を有する両面粘着シートの形態であり得る。この粘着シート1は、基材15と、基材15の両面にそれぞれ支持された第1粘着剤層11および第2粘着剤層12とを備える。より詳しくは、基材15の第1面15Aおよび第2面15B(いずれも非剥離性)に、第1粘着剤層11および第2粘着剤層12がそれぞれ設けられている。使用前(被着体への貼り付け前)の両面粘着シート1は、図1に示すように、前面21Aおよび背面21Bがいずれも剥離面である剥離ライナー21と重ね合わされて渦巻き状に巻回された形態であり得る。かかる形態の両面粘着シート1は、第2粘着剤層12の表面(第2粘着面12A)が剥離ライナー21の前面21Aにより、第1粘着剤層11の表面(第1粘着面11A)が剥離ライナー21の背面21Bにより、それぞれ保護されている。あるいは、第1粘着面11Aおよび第2粘着面12Aが2枚の独立した剥離ライナーによりそれぞれ保護された形態であってもよい。
(粘着シートの特性)
ここに開示される粘着シート(典型的には両面粘着シート)の粘着力は、特に限定されない。好ましい一態様に係る粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り付けて23℃、50%RHの条件に30分間保持した後の180度剥離強度(対SUS板剥離強度)は、例えば5N/20mm以上であり得る。以下、上記23℃、50%RHの条件に30分間保持した後の対SUS板剥離強度を「初期剥離強度S0」ともいう。かかる特性を示す粘着シートは、物品や部材を強固に固定する強接着性粘着シートとして好ましく用いられる。上記初期剥離強度S0は、より好ましくは6N/20mm以上であり、さらに好ましくは7N/20mm以上(例えば8N/20mm以上、さらには9N/20mm以上)である。ここに開示される粘着シートが両面粘着シートである場合、両接着面が上記の剥離強度を示すことが好ましい。
ここに開示される技術によると、耐水性が向上した粘着シートが実現し得る。好ましい一態様に係る粘着シートは、ステンレス鋼板に貼り付けて60℃、95%RHの条件下(以下、加温加湿条件下ともいう。)に24時間保持した後の180度剥離強度(対SUS板剥離強度)が、例えば4N/20mm以上であり得る。以下、上記加温加湿条件下に24時間保持した後の対SUS板剥離強度を「加温加湿後剥離強度Sw」ともいう。かかる特性を示す粘着シートは、多湿環境下(典型的には高温多湿環境下)においても信頼性の高い接合を実現し得る。このため、接着信頼性の高い粘着シートとして好ましく用いられ得る。例えば、湿度が上昇し得る環境下(例えば、湿度が変化する雰囲気に開放され得る環境下等)においても高い粘着信頼性を示す粘着シートとして、好ましく用いられ得る。上記加温加湿後剥離強度Swは、より好ましくは5N/20mm以上であり、さらに好ましくは6N/20mm以上(例えば7N/20mm以上、さらには7.5N/20mm以上)である。ここに開示される粘着シートが両面粘着シートである場合、両接着面が上記の剥離強度を示すことが好ましい。
なお、上記剥離強度S0,Swは、後述する実施例に記載の方法で測定される。
ここに開示される粘着シートにおいて、上記加温加湿後剥離強度Swと上記初期剥離強度S0との比は、特に限定されない。初期剥離強度S0に対する加温加湿後剥離強度Swの比(Sw/S0)は、例えば0.25以上であり得る。いくつかの態様において、上記Sw/S0(加温加湿に対する剥離強度維持率)は、0.3以上であることが好ましく、0.35以上であることがより好ましく、0.4以上であることがさらに好ましく、0.45以上でもよく、0.5以上でもよい。上記Sw/S0の上限は特に制限されない。
ここに開示される粘着シートの総厚は特に限定されない。粘着シートの総厚は、例えば1mm以下(例えば500μm以下)であり得る。ここで、粘着シートの総厚とは、基材と粘着剤層との合計厚さを指す。好ましい一態様において、上記総厚は、300μm以下(より好ましくは200μm以下)であり得る。粘着シートの総厚の下限は、例えば30μm以上とすることができ、通常は50μm以上が適当であり、好ましくは70μm以上、より好ましくは100μm以上(例えば120μm以上)である。
<粘着剤層>
ここに開示される技術における粘着剤層は、上述のような水分散型粘着剤組成物を所定の面上に付与して乾燥または硬化させることにより好適に形成することができる。粘着剤組成物の付与(典型的には塗布)に際しては、慣用のコーター(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、スプレーコーター等)を用いることができる。粘着剤層の厚みは特に限定されず、通常は凡そ2μm以上とすることが適当であり、好ましくは凡そ5μm以上、より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは20μm以上(典型的には30μm以上、例えば50μm以上)である。また、粘着剤層の厚みは、通常は凡そ200μm以下とすることが適当であり、好ましくは凡そ120μm以下(例えば100μm以下、典型的には80μm以下)である。
<基材>
ここに開示される粘着シートにおいて、粘着剤層を支持(裏打ち)する基材としては、例えば、ポリオレフィン(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)製フィルム、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等)製フィルム、塩化ビニル系樹脂製フィルム、酢酸ビニル系樹脂製フィルム、ポリイミド系樹脂製フィルム、ポリアミド系樹脂製フィルム、フッ素系樹脂製フィルム、その他セロハン類等のプラスチックフィルム類;和紙、クラフト紙、グラシン紙、上質紙、合成紙、トップコート紙等の紙類;各種の繊維状物質の単独または混紡等による織布や不織布等の布類;天然ゴム、ブチルゴム等からなるゴムシート類;発泡ポリウレタン、発泡ポリクロロプレンゴム等の発泡体からなる発泡体シート類;アルミニウム箔、銅箔等の金属箔;これらの複合体;等を用いることができる。前記プラスチックフィルム類は、無延伸タイプであってもよく、延伸タイプ(一軸延伸タイプまたは二軸延伸タイプ)であってもよい。基材は、単層の形態を有していてもよく、積層された形態を有していてもよい。
好ましい一態様に係る基材としては、不織布基材が用いられる。例えば、木材パルプ、綿、麻(例えばマニラ麻)等の天然繊維から構成される不織布;ポリエステル繊維、レーヨン、ビニロン、アセテート繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維等の化学繊維(合成繊維)から構成される不織布;材質の異なる2種以上の繊維を併用して構成された不織布;等のいずれも使用可能である。なかでも、麻(例えばマニラ麻)から構成される不織布基材が好ましい。その場合、不織布に含まれる麻の量は、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上である。特に好ましくは、実質的に麻のみからなる不織布が用いられる。
基材として不織布を用いる場合、坪量が凡そ10g/m以上(例えば13g/m以上)であり、凡そ25g/m以下(例えば22g/m以下)である不織布を好ましく使用することができる。また、不織布の嵩密度(上記坪量を厚さで除して算出され得る。)は凡そ0.25g/cm〜0.50g/cmの範囲にあることが好ましい。流れ方向(MD)および幅方向(TD)の引張強度がいずれも凡そ8N/15mm以上である不織布が好ましく、少なくともMD引張強度が12N/15mm以上(例えば18N/15mm以上、さらには24N/15mm以上)である不織布がより好ましく、MDおよびTD引張強度がいずれも凡そ12N/15mm以上(例えば16N/15mm以上)である不織布がさらに好ましい。かかる引張強度を満たす不織布は、引張強度に優れた粘着シートを構成するのに適している。
また、不織布の製造段階において、該不織布の強度(例えば引張強度)を向上させる目的で、ビスコース、デンプン、カチオン系ポリマー(例えば、ポリアミド、アミン、エピクロルヒドリン)等のポリマーが使用されていてもよい。このようなポリマー(不織布の強度向上剤として把握され得る。)は、不織布の抄紙段階(繊維を集積する段階)で添加してもよく、抄紙後に塗布または含浸してもよい。かかる強度向上剤を用いてなる不織布は、引張強度に優れた粘着シートを構成するのに適している。したがって、例えば、リサイクル用部品に貼り付けて使用される両面粘着シートでは、上記のような強度向上剤を用いてなる不織布の使用が特に有効である。
上記基材には、必要に応じて、充填剤(無機充填剤、有機充填剤など)、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤、着色剤(顔料、染料など)等の各種添加剤が配合されていてもよい。基材の表面(特に、粘着剤層が設けられる側の表面)には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、下塗り剤の塗布等の公知または慣用の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理は、例えば、粘着剤層の基材投錨性を高めるための処理であり得る。
基材の厚さは、目的に応じて適宜選択できるが、凡そ10μm以上であり、通常は20μm以上、好ましくは30μm以上(典型的には40μm以上、例えば50μm以上)である。基材の厚さを大きくすることで、基材や粘着シートの強度が高まり、製造時または使用時における取扱性(加工性)が向上する傾向がある。また上記厚さは、凡そ800μm以下であり、通常は450μm以下、好ましくは300μm以下(典型的には150μm以下、例えば100μm以下)である。基材の厚さを制限することで、被着体の表面形状(段差等)への追従性が向上する傾向がある。
<剥離ライナー>
粘着剤層を保護または支持する剥離ライナー(保護および支持の機能を兼ね備えるものであり得る。)としては、その材質や構成に特に制限はなく、公知の剥離ライナーから適当なものを選択して用いることができる。例えば、基材の少なくとも一方の表面に剥離処理が施された(典型的には、剥離処理剤による剥離処理層が設けられた)構成の剥離ライナーを好適に用いることができる。この種の剥離ライナーを構成する基材(剥離処理対象)としては、粘着シートを構成する基材として上述したものと同様の基材(各種プラスチックフィルム類、紙類、布類、ゴムシート類、発泡体シート類、金属箔、これらの複合体等)を適宜選択して用いることができる。上記剥離処理層を形成する剥離処理剤としては、公知または慣用の剥離処理剤(例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系等の剥離処理剤)を用いることができる。また、フッ素系ポリマー(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体等)または低極性ポリマー(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等)からなる低接着性の基材を、該基材の表面に剥離処理を施すことなく剥離ライナーとして用いてもよい。あるいは、かかる低接着性基材の表面に剥離処理を施したものを剥離ライナーとして用いてもよい。
剥離ライナーを構成する基材や剥離処理層の厚みは特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。剥離ライナーの総厚み(基材表面に剥離処理層を有する構成の剥離ライナーでは、基材および剥離処理層を含む全体の厚さ)は、例えば凡そ15μm以上(典型的には凡そ15μm〜500μm)であることが好ましく、凡そ25μm〜500μmであることがより好ましい。
<基材付き両面粘着シートの製造方法>
基材付き両面粘着シートの作製において、基材の一方の面および他方の面に粘着剤層を設ける方法は特に限定されない。通常は、(1)水分散型粘着剤組成物を剥離ライナーに付与(典型的には塗布)して乾燥させることにより該剥離ライナー上に粘着剤層を形成し、該粘着剤層を基材に貼り合わせて転写(積層)する方法(以下、「転写法」ともいう。);および、(2)水分散型粘着剤組成物を基材に直接付与(典型的には塗布)して乾燥させる方法(以下、「直接塗布法」または「直接法」ともいう。);から選択されるいずれかの方法を上記一方の面および他方の面のそれぞれに適用することが好ましい。例えば、基材の両面に転写法を適用して両面粘着シートを製造してもよく(転写−転写法)、あるいは基材の一方の面(典型的には、最初に粘着剤層が設けられる面)には転写法を適用し、他方の面には直接塗布法を適用して両面粘着シートを製造してもよい(転写−直接法)。
<用途>
ここに開示される粘着シートは、被着体へ貼付けされた後、高温多湿の環境に曝されたとしても該被着体に対する粘着力(剥離強度)が維持されやすいものとなり得る。かかる特徴を活かして、ここに開示される粘着シートは、耐水性または耐湿性が要求される環境で使用され得る各種製品や、当該製品を構成する部材に貼り付けられる態様で、該製品または該部材の固定、接合、成形、装飾、保護、支持等の用途に好ましく用いられ得る。なかでも、上記製品や上記部材の固定に好ましく用いられ得る。上記耐水性または耐湿性が要求される環境の例としては、温度や湿度が大きく変化する環境(例えば住宅内の水回り、雨風に曝され得る屋外等)が挙げられる。上記製品の例には、家電、OA機器、車両(例えば自動車)、住宅設備(家具・調度品を含む)、携帯機器等が挙げられる。
家電の例としては、テレビ(CRT、液晶、プラズマ、有機EL等)、DVDプレイヤーその他のAV機器、電子レンジ、炊飯器、洗濯機、洗濯乾燥機、掃除機、冷蔵庫、冷凍庫、ポット、エアコン、食器洗浄機、空気清浄機、照明機器、時計、温度計、PDA(personal digital assistance)、固定電話機等が挙げられる。OA機器の例としては、ワードプロセッサ、電子辞書、デスクトップパソコン、ノートパソコン、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プリンタ、スキャナー、コピー機、ファックス、これらの二以上の機能を備える複合機等が挙げられる。車両の例としては、自動車、電車等が挙げられる。住宅設備(家具・調度品を含む)の例としては、風呂、洗面化粧台、トイレ、食器棚、書棚、テーブル、ドレッサー、窓ガラス等が挙げられる。携帯機器の例としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット型パソコン、ノート型パソコン、各種ウェアラブル機器、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、音響機器(携帯音楽プレーヤー、ICレコーダー等)、計算機(電卓等)、携帯ゲーム機器、電子辞書、電子手帳、電子書籍、車載用情報機器、携帯ラジオ、携帯テレビ、携帯プリンタ、携帯スキャナー、携帯モデム等の携帯電子機器の他、機械式の腕時計や懐中時計、懐中電灯、手鏡等が含まれ得る。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。
以下の実施例で使用した材料は、以下の通りである。
RS−A:反応性界面活性剤(商品名「アクアロンKH−1025」、第一工業製薬株式会社製)
RS−B:反応性界面活性剤(商品名「アクアロンAR−1025」、第一工業製薬株式会社製)
RS−C:反応性界面活性剤(商品名「ラテムルPD−104」、花王株式会社社製)
RS−D:反応性界面活性剤(商品名「エレミノールJS−20」、三洋化成株式会社製)
RS−E:反応性界面活性剤(商品名「エレミノールRS−3000」、三洋化成株式会社製)
RS−F:反応性界面活性剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、ADEKA株式会社製)
NRS−G:非反応性界面活性剤(商品名「ハイテノールLA-10」、第一工業製薬株式会社製)
TR−A:重合ロジンエステル(商品名「スーパーエステルE−865NT」、荒川化学工業株式会社製、軟化点160℃)
TR−B:テルペンフェノール(商品名「タマノルE−200NT」、荒川化学工業株式会社製、軟化点150℃)
TR−C:重合ロジンエステル(商品名「KE−802」、荒川化学工業株式会社製、軟化点170℃)
TR−D:重合ロジンエステル(商品名「スーパーエステルNS−100H」、荒川化学工業株式会社製、軟化点100℃)
(アクリル系ポリマーA)
温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却管を備えた反応容器に、界面活性剤(RS−A)0.2部および蒸留水67部を加え、撹拌しながら室温(25℃)で1時間窒素置換した。その後、これに重合開始剤(商品名「VA−057」、富士フイルム和光純薬株式会社製)0.10部を加え、60℃にした。ここに、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)85部、メチルアクリレート(MA)13部、アクリル酸(AA)1.25部、メタクリル酸(MAA)0.75部、t-ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.025部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名「KBM−503」、信越化学工業株式会社製)0.02部および界面活性剤(RS−A)1.8部を蒸留水33部で乳化させたものを60℃で4時間かけて滴下しながら重合した。さらに、70℃で1時間熟成した後、重合開始剤(商品名「VA−057」、富士フイルム和光純薬株式会社製)を0.05部加え、さらに2時間熟成した。室温まで冷却し、pH調整剤としての10%アンモニア水を用いてpH=6にすることにより、アクリル系ポリマーAを調製した。
(アクリル系ポリマーB〜G)
アクリル系ポリマーAの調製において用いた界面活性剤RS−Aを、それぞれ表1に示す通りの界面活性剤に変えたこと以外は、アクリル系ポリマーAの調製方法と同様の方法によりアクリル系ポリマーB〜Gを調製した。
(アクリル系ポリマーH)
アクリル系ポリマーAの調製において用いた2EHA85部、MA13部、AA1.25部、MAA0.75部、t-ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.025部および3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名「KBM−503」、信越化学工業株式会社製)0.02部に代えて、n−ブチルアクリレート(BA)68部、2EHA29部、AA3部、t-ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.05部および3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名「KBM−503」、信越化学工業株式会社製)0.03部を用いたこと以外は、アクリル系ポリマーAの調製方法と同様の方法によりアクリル系ポリマーHを調製した。
<例1>
アクリル系ポリマーAの固形分100部に対して、粘着付与樹脂(TR−A)30部および数平均分子量(Mn)が5000のポリアクリル酸(PAA)2部を加え、10%アンモニア水により中和し、粘度を調製した後、剥離ライナーに乾燥後厚さが60μmになるよう塗布した。これを不織布(商品名「SP−14K」、大福製紙株式会社製)の両面に転写することで本例に係る両面粘着シートを得た。
<例2〜例18>
アクリル系ポリマーの種類、粘着付与樹脂の種類とその配合量、PAAの数平均分子量とその配合量をそれぞれ表1に示す通りとした他は、例1と同様の操作により、例2〜例18に係る両面粘着シートを得た。
[対SUS板剥離強度]
(初期剥離強度S0)
各例の粘着シートの対SUS板剥離強度を、以下のようにして測定した。すなわち、粘着シート(両面粘着シート)の一方の面を覆う剥離ライナーを剥がし、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに貼り付けて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして試料片を作製した。23℃、50%RHの環境下にて、該試験片を被着体としてのステンレス鋼板(SUS304BA板)に、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを23℃、50%RHの環境下に30分間保持した後、JIS Z0237に準じて、引張試験機を使用して引張速度300mm/分の条件で180度剥離強度[N/20mm]を測定した。測定は3回行い(すなわちN=3)、それらの平均値を当該粘着シートの初期剥離強度S0とした。結果を表1の該当欄に示す。なお、片面粘着シートで測定を行う場合、フィルムによる裏打ちは省略し得る。
(加熱加湿後剥離強度Sw)
上記初期剥離強度S0の測定における試験片の貼付けと同様にして、ステンレス鋼板(SUS304BA板)に試験片を圧着した。これを60℃、95%RHの加温加湿条件下に24時間保持した。次いで、23℃、50%RHの環境下に移して10分以内に、上記初期剥離強度S0の測定と同様に180度剥離強度[N/20mm]を測定し、3回の測定の平均値を当該粘着シートの加熱加湿後剥離強度Swとした。結果を表1の該当欄に示す。
Figure 2020090619
表1に示されるように、耐水性向上剤として数平均分子量が2000以上550×10以下のポリアクリル酸をアクリル系ポリマー100部に対して0.3部以上7部以下含む粘着剤組成物を用いた例1〜例16の粘着シートは、ポリアクリル酸の数平均分子量または含有量の少なくとも一方が上記範囲でない例17および例18の粘着シートよりも、明らかに高い加温加湿後剥離強度Swを示した。また、例1〜例16の粘着シートは、例17および例18の粘着シートに比べて、加温加湿に対する剥離強度維持率(Sw/S0)が高かった。これらの結果から、例1〜例16の粘着シートは優れた耐水性を有することが示された。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1 粘着シート
11 第1粘着剤層
11A 第1粘着面
12 第2粘着剤層
12A 第2粘着面
15 基材(支持体)
21 剥離ライナー

Claims (10)

  1. ベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーと、水分散型粘着付与樹脂と、ポリアクリル酸とを含む水分散型粘着剤組成物であって、
    前記ポリアクリル酸の数平均分子量は2000〜5500000であり、
    前記ポリアクリル酸の含有量は、前記ベースポリマー100重量部に対して0.3重量部以上7重量部以下である、水分散型粘着剤組成物。
  2. さらに界面活性剤を含み、該界面活性剤は反応性界面活性剤を含む、請求項1に記載の水分散型粘着剤組成物。
  3. 前記アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレートを50重量%より多く含むモノマー原料の重合物である、請求項1または2に記載の水分散型粘着剤組成物。
  4. 前記水分散型粘着付与樹脂の含有量は、前記ベースポリマー100重量部に対して1重量部以上70重量部以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着剤組成物。
  5. 前記水分散型粘着付与樹脂として、軟化点が90℃以上の粘着付与樹脂を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水分散型粘着剤組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を含む、粘着シート。
  7. ステンレス鋼板に貼り付けて60℃、95%RHの条件下に24時間保持した後の180度剥離強度が4N/20mm以上である、請求項6に記載の粘着シート。
  8. ステンレス鋼板に貼り付けて60℃、95%RHの条件下に24時間保持した後の180度剥離強度が、ステンレス鋼板に貼り付けて23℃、50%RHの条件下に30分間保持した後の180度剥離強度の0.5倍以上である、請求項6または7に記載の粘着シート。
  9. 基材と、前記粘着剤層として、該基材の一方の表面に配置された第1粘着剤層と、該基材の他方の表面に配置された第2粘着剤層と、を備える両面接着性粘着シートとして構成されている、請求項6〜8のいずれか一項に記載の粘着シート。
  10. 前記基材は不織布である、請求項9に記載の粘着シート。
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