JP2021066820A - 透明溶剤系アクリル感圧接着剤、及び接着フィルム - Google Patents

透明溶剤系アクリル感圧接着剤、及び接着フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】高い定荷重せん断剥離力を示す溶剤系感圧接着剤であって、当該溶剤系感圧接着剤を用いた接着物品の美観を保つことができる、溶剤系感圧接着剤を提供する。【解決手段】一実施態様の透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、重量平均分子量が350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、ガラス転移温度が40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤とを含む。【選択図】図1

Description

本開示は、透明溶剤系アクリル感圧接着剤、及び接着フィルムに関する。
車両、建築物、交通標識、包装材料、看板などにおいて、ポリマーフィルム、紙などの基材に感圧接着層が設けられた接着物品、例えばマーキングフィルム、装飾フィルム又は装飾シートが使用されている。これらのフィルム又はシートの感圧接着層は、基材に感圧接着剤を塗布することによって、又は感圧接着剤を用いて他の支持体上に形成した感圧接着層を転写することによって、基材上に形成される。
特許文献1(特開2008−120970号公報)は、「(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(a1)及び共重合可能な官能基を有する不飽和単量体(a2)を主成分とする重合性組成物を共重合して得られ、重量平均分子量が10万〜30万であるアクリル系共重合体(A)100重量部と、溶剤(B)25〜67重量部と、粘着付与樹脂(C)30〜60重量部と、エポキシ基を有する架橋剤(D)1.2〜1.4重量部と、金属キレート系架橋剤(E)1.8〜2.2重量部とを含むことを特徴とする、アクリル系粘着剤」を記載している。
特許文献2(特許第5540219号公報)は、「下記成分(A)および(B)(A)次のモノマー(a−1)ないし(a−4)を共重合させることにより得られる重量平均分子量(Mw)35万以下のアクリル系ポリマー(a−1)(メタ)アクリル酸アルキルエステル60〜96質量%(a−2)ヒドロキシ(メタ)アクリル酸アルキルエステル0.01〜5質量%(a−3)カルボン酸ビニルエステル3〜30質量%(a−4)ビニル基含有酸無水物0.1〜10質量%(B)イソシアネート系架橋剤を含有する粘着剤組成物」を記載している。
特開2008−120970号公報 特許第5540219号公報
溶剤の使用に伴う材料コスト及び環境負荷を低減するために、溶剤系感圧接着剤を高固形分化することが検討されている。高固形分の溶剤系感圧接着剤においては、塗工性及び取扱性の観点から、接着剤の粘度を過度に高めないように比較的低分子量の粘着性ポリマーが使用される。
しかし、低分子量の粘着性ポリマーの使用は、形成される感圧接着層の接着特性のいくつか、例えば定荷重せん断剥離力に不利に作用する。そのため、このような高固形分の溶剤系感圧接着剤を、壁紙、ポスター、グラフィックフィルムなど、感圧接着層の平面に沿って(例えば重力方向に)せん断力が加わる用途及び場所に使用すると、これらの物品の剥がれ、落下などが生じる場合がある。
一方、接着物品を被着体に適用した後、経時で基材が伸縮することにより、被着体に適用された接着物品を表面から観察したときに、基材から接着剤がわずかにはみ出して見える場合がある。このとき、接着剤が例えば白色、黒色などに着色されていると、はみ出し部分が目立って美観が損なわれる場合がある。
本開示は、高い定荷重せん断剥離力を示す溶剤系感圧接着剤であって、当該溶剤系感圧接着剤を用いた接着物品の美観を保つことができる、溶剤系感圧接着剤を提供する。
本開示の一実施態様によれば、重量平均分子量が350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、ガラス転移温度が40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤とを含む、透明溶剤系アクリル感圧接着剤が提供される。
本開示の別の実施態様によれば、基材層、及び前記基材層の上に配置された透明感圧接着層を含む接着フィルムであって、前記透明感圧接着層が、重量平均分子量が350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、ガラス転移温度が40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤とを含む透明アクリル感圧接着剤の反応物を含む、接着フィルムが提供される。
本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、高い定荷重せん断剥離力を示す感圧接着層を形成することができる。また、感圧接着層が透明であることにより、当該感圧接着層を含む接着フィルムの美観を保つことができる。
なお、上述の記載は、本発明の全ての実施態様及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
一実施態様の接着フィルムの概略断面図である。
以下、本発明の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。
本開示において「(メタ)アクリル」とはアクリル又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とはアクリレート又はメタクリレートを意味する。
本開示において「感圧接着」とは、使用温度範囲で、例えば0℃以上、50℃以下の範囲で恒久的に粘着性であり、軽い圧力で様々な表面に接着し、相変化(液体から固体へ)を呈さない材料又は組成物の特性を意味する。
一実施態様の透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、重量平均分子量が約350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、ガラス転移温度が約40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物(以下、本開示において単に「ピペリジル化合物」ともいう。)、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤とを含む。
いかなる理論に拘束されることを望むわけではないが、本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤が高い定荷重せん断剥離力を示す理由は以下のようなものであると推測される。本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤を用いて形成される感圧接着層では、重量平均分子量が約350,000以下と低分子量の、すなわち比較的短いポリマー主鎖を有する粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合性架橋剤との反応により形成された共有結合性架橋と、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー又は高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと特定の非共有結合性架橋剤との間で形成される非共有結合性架橋とが併存している。共有結合性架橋は、感圧接着層にベースとなる凝集力を付与して、感圧接着層に必要な粘弾性特性を担保している。また、過度に高い凝集力は、感圧接着層を硬くして感圧接着層と被着体表面との間での界面剥離を生じさせやすくするため、定荷重せん断剥離力には不利に作用するところ、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーの比較的短いポリマー主鎖は、ポリマー鎖のエンタングルメント(絡み合い)に起因した凝集力の過度の上昇を抑制している。一方、非共有結合性架橋は、感圧接着層が変形したときに、その一部が一旦切断され、その後同じ場所又は別の場所で再形成されるような、共有結合性架橋よりも弱い架橋である。そのため、感圧接着層に定常的なせん断力が加わっている状態でこの非共有結合性架橋の切断及び再形成が繰り返されることで、感圧接着層を全体として見たときのマクロな凝集破壊が抑制される。このように、共有結合性架橋と非共有結合性架橋の2つの架橋様式が併存し、かつポリマー主鎖が比較的短いことが、本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤を用いて形成された感圧接着層に高い定荷重せん断剥離力を付与しているものと考えられる。
粘着性(メタ)アクリル系ポリマーは、使用温度(例えば5℃、10℃、15℃、20℃又は25℃)でタックを有して感圧接着剤に感圧接着性を付与するポリマーである。粘着性(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は約350,000以下である。いくつかの実施態様において、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、約100,000以上、約150,000以上、又は約200,000以上、約330,000以下、約320,000以下、又は約300,000以下である。本開示における重量平均分子量は、GPC法による標準ポリスチレンで換算した分子量を意味する。
一実施態様では、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーは、カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーである。カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーは、モノエチレン性不飽和モノマーを主成分として、これとカルボキシ基を含有するモノエチレン性不飽和モノマー(カルボキシ基含有モノエチレン性不飽和モノマー)とを共重合することにより得ることができる。
モノエチレン性不飽和モノマーは、ポリマーの主成分となるものであって、一般には式CH=CRCOOR(式中、Rは水素又はメチル基であり、Rは直鎖、環状又は分岐状のアルキル基、フェニル基、アルコキシアルキル基、フェノキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、又は環状エーテル基である。)で表されるものに加えて、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニルモノマー、酢酸ビニルなどのビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリルも含まれる。式CH=CRCOORで表されるモノエチレン性不飽和モノマーとして、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、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(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、イソオクチル(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、ドデシル(メタ)アクリレートなどの直鎖アルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレート;フェノキシエチル(メタ)アクリレートなどのフェノキシアルキル(メタ)アクリレート;メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシブチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの環状エーテル含有(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。モノエチレン性不飽和モノマーとして、必要に応じて、1種又は2種以上のモノエチレン性不飽和モノマーを使用することができる。
カルボキシ基含有モノエチレン性不飽和モノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸;イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、マレイン酸などの不飽和ジカルボン酸;ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチルアクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸などを挙げることができる。
カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーは、例えばモノエチレン性不飽和モノマーを約85質量部以上、約90質量部以上、又は約92質量部以上、約99.5質量部以下、約99質量部以下、又は約98質量部以下と、カルボキシ基含有モノエチレン性不飽和モノマーを約0.5質量部以上、約1質量部以上、又は約2質量部以上、約15質量部以下、約10質量部以下、又は約8質量部以下の量で用いて共重合することにより得ることができる。
いくつかの実施態様において、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、約−30℃以下、約−35℃以下、又は約−40℃以下であり、約−80℃以上、約−70℃以上、又は約−60℃以上である。Tgが上記範囲であることにより感圧接着層に凝集力と初期接着性を付与することができる。
粘着性(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、各ポリマーがn種類のモノマーから共重合されているとして、下記のFOXの式(Fox, T. G., Bull. Am. Phys. Soc., 1 (1956), p. 123)
Figure 2021066820
を用いて計算ガラス転移温度として求めることができる。式中、Tgは成分iのホモポリマーのガラス転移温度(℃)、Xは重合の際に添加した成分iのモノマーの質量分率をそれぞれ示し、iは1〜nの自然数であり、
Figure 2021066820
である。
高Tg(メタ)アクリル系ポリマーは、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーとの組み合わせにより、感圧接着層の粘弾性特性を改変又は調整するポリマーである。高Tg(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は約40℃以上である。いくつかの実施態様では、高Tg(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度は約45℃以上、約50℃以上、又は約55℃以上、約150℃以下、約135℃以下、又は約120℃以下である。高Tg(メタ)アクリル系ポリマーのガラス転移温度は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと同様にFOXの式を用いて決定することができる。
一実施態様では、高Tg(メタ)アクリル系ポリマーは、アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーであり、芳香族ビニルモノマーに由来するモノマー単位を含まないアミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマー(以下、本開示において「アミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマー」という場合がある。)であることが好ましい。アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマー、特に芳香族ビニルモノマーに由来するモノマー単位を含まないアミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーは、カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーとの相溶性に優れている。
アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーは、モノエチレン性不飽和モノマーを主成分とし、これとアミノ基含有不飽和モノマーとを共重合することにより得ることができる。芳香族ビニルモノマーに由来するモノマー単位を含まないアミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマー(アミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマー)は、アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーの中でも、芳香族ビニルモノマーをポリマーの構成成分として含まないものである。アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマー、特にアミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーは、カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーと相互作用して、感圧接着層の凝集力を高めることにも寄与していると考えられる。
以下、アミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーの共重合について具体的に説明する。アミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーの共重合に使用されるモノエチレン性不飽和モノマーは、芳香族ビニルモノマーを除いてカルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーの場合と同様であり、必要に応じて1種又は2種以上のモノエチレン性不飽和モノマーを使用することができる。芳香族ビニルモノマーは、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルアントラキノン、芳香族アミンの(メタ)アクリルアミド、水酸基含有芳香族化合物の(メタ)アクリレートなどを包含する。芳香族アミンとして、アニリン、ベンジルアミン、ナフチルアミン、アミノアントラセン、アミノアントラキノン又はこれらの誘導体が挙げられる。水酸基含有芳香族化合物として、上記芳香族アミンに対応する水酸基含有化合物が挙げられる。
アミノ基含有不飽和モノマーとして、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)などのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(DMAPAA)、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド;N,N−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、N,N−ジエチルアミノエチルビニルエーテルなどのジアルキルアミノアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。アミノ基含有不飽和モノマーとして、必要に応じて、1種又は2種以上のアミノ基含有不飽和モノマーを使用することができる。
アミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーは、例えばモノエチレン性不飽和モノマーを約80質量部以上、約85質量部以上、又は約90質量部以上、約99.5質量部以下、約99質量部以下、又は約97質量部以下と、アミノ基含有不飽和モノマーを約0.5質量部以上、約1質量部以上、又は約3質量部以上、約20質量部以下、約15質量部以下、又は約10質量部以下の割合で共重合することにより得ることができる。
高Tg(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は特に限定されないが、例えば、約1,000以上、約5,000以上、約10,000以上、約200,000以下、約100,000以下、又は約80,000以下とすることができる。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、高Tg(メタ)アクリル系ポリマーを約1質量部以上、約2質量部以上、又は約3質量部以上、約20質量部以下、約18質量部以下、又は約16質量部以下含む。
カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマー及びアミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーの共重合は、ラジカル重合により行なうことが好ましく、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合などの公知の重合方法を用いることができる。開始剤として、過酸化ベンゾイル、ラウロイルペルオキシド、ビス(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートなどの有機過酸化物、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)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(AVN)などのアゾ系重合開始剤を用いることができる。開始剤の使用量は、モノマー混合物100質量部に対して、一般に約0.01質量部以上、又は約0.05質量部以上、約5質量部以下、又は約3質量部以下である。
別の実施態様では、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーがアミノ基含有非芳香族(メタ)アクリル系ポリマーであり、高Tg(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーである。
共有結合性架橋剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成して、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーのポリマー鎖間に架橋を形成することができるものであれば特に限定されない。例えば、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーである場合、共有結合性架橋剤として、水酸基、アミノ基、エポキシ基、アジリジン基、イソシアネート基などを有する二官能以上の化合物が挙げられる。
粘着性(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーである実施態様において、共有結合性架橋剤は、エポキシ架橋剤及びビスアミド架橋剤からなる群より選択される少なくとも1種であってよい。エポキシ架橋剤として、例えばN,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,3−ベンゼンジ(メタンアミン)、例えば、TETRAD−X(三菱ガス化学株式会社、日本国東京都千代田区)、E−AX、E−5XM(綜研化学株式会社、日本国東京都豊島区);N,N’−(シクロヘキサン−1,3−ジイルビスメチレン)ビス(ジグリシジルアミン)、例えば、TETRAD−C(三菱ガス化学株式会社、日本国東京都千代田区)、E−5C(綜研化学株式会社、日本国東京都豊島区)などが挙げられる。ビスアミド架橋剤として、例えば、1,1’−(1,3−フェニレンジカルボニル)ビス(2−メチルアジリジン)、1,4−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ベンゼン、4,4’−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン、1,8−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)オクタンなどが挙げられる。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、共有結合性架橋剤を約0.01質量部以上、約0.02質量部以上、又は約0.05質量部以上、約0.5質量部以下、約0.4質量部以下、又は約0.3質量部以下含む。
非共有結合性架橋剤は、ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種である。非共有結合性架橋剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー又は高Tg(メタ)アクリル系ポリマーとの間で非共有結合性架橋を形成する化合物であり、本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤を用いて形成される感圧接着層において、非共有結合性架橋が共有結合性架橋と併存することにより、高い定荷重せん断剥離力を得ることができる。
一実施態様では、非共有結合性架橋剤は、ベンゾトリアゾール化合物及び少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物からなる群より選択される少なくとも1種である。いかなる理論に拘束されることを望むわけではないが、ベンゾトリアゾール化合物及びピペリジル化合物のトリアゾール環又はピペリジン環を構成する窒素原子と、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー又は高Tg(メタ)アクリル系ポリマーのカルボニル基との間で非共有結合性架橋が形成されると考えられる。
ベンゾトリアゾール化合物は、2H−ベンゾトリアゾール化合物であることが好ましく、2位に置換又は非置換のヒドロキシフェニル基を有することがより好ましい。2H−ベンゾトリアゾール化合物は、1位及び3位の窒素原子が置換基を有さないことから、非共有結合性架橋を有利に形成することができる。2位に置換又は非置換のヒドロキシフェニル基を有する2H−ベンゾトリアゾール化合物は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー及び高Tg(メタ)アクリル系ポリマーとの相溶性に優れている。
ベンゾトリアゾール化合物は、紫外線吸収剤(UVA)として使用できるものであってもよい。紫外線吸収特性を有するベンゾトリアゾール化合物を用いることにより、非共有結合性架橋の形成だけではなく、感圧接着層に耐紫外線性を付与することができる。
ベンゾトリアゾール化合物としては、例えば、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(直鎖又は分岐)ドデシルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1,1−ジメチルエチル)−4−メチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2,2’−メチレン−ビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]、及び3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパン酸のC7〜9分岐及び直鎖アルキルエステルが挙げられる。
ピペリジル化合物は、ピペリジル基を少なくとも2つ有しており、これらのピペリジル基の窒素原子が非共有結合性架橋の形成に関与する。ピペリジル化合物は、炭素原子数4以上、6以上又は8以上の2価連結基を介してピペリジル基が結合したものであることが好ましい。炭素原子数4以上、6以上又は8以上の2価連結基を介してピペリジル基が結合したピペリジル化合物は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー及び高Tg(メタ)アクリル系ポリマーとの相溶性に優れている。
ピペリジル化合物は、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)として使用できるものであってもよい。ヒンダードアミン系光安定剤をピペリジル化合物として用いることにより、非共有結合性架橋の形成だけではなく、感圧接着層に耐紫外線性を付与することができる。
ピペリジル化合物としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチルオキシ)−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ブタン二酸と4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールとの末端ジメチル封鎖ポリエステル、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、及びテトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレートが挙げられる。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、ベンゾトリアゾール化合物及びピペリジル化合物からなる群より選択される少なくとも1種である非共有結合性架橋剤を、約0.1質量部以上、約0.3質量部以上、又は約0.5質量部以上、約15質量部以下、約13質量部以下、又は約11質量部以下含む。
別の実施態様では、非共有結合性架橋剤は、アルミニウムキレート化合物である。いかなる理論に拘束されることを望むわけではないが、アルミニウムキレート化合物から放出されるアルミニウムカチオンが、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー又は高Tg(メタ)アクリル系ポリマーのカルボニル基との間で非共有結合性架橋を形成すると考えられる。
アルミニウムキレート化合物として、例えば、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、及びアルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレートが挙げられる。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、アルミニウムキレート化合物である非共有結合性架橋剤を、約0.01質量部以上、約0.05質量部以上、又は約0.1質量部以上、約2質量部以下、約1.5質量部以下、又は約1.0質量部以下含む。
透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、本発明の効果を損なわない限り、その他の成分として、充填材、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤などを含んでもよい。
透明溶剤系アクリル感圧接着剤に含まれる溶剤として、例えばメタノール、エタノール、ヘキサン、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチルなど又はこれらの混合溶剤が挙げられる。溶剤としてアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステルなどの非プロトン性極性溶剤を含む溶剤を有利に使用することができる。
透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、共有結合性架橋剤と、非共有結合性架橋剤と、溶剤と、任意成分とを、公知の方法を用いて混合することにより得ることができる。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤の固形分含量は、約40質量%以上、約50質量%以上、又は約55質量%以上、約99質量%以下、約95質量%以下、又は約90質量%以下である。固形分含量には、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー、高Tg(メタ)アクリル系ポリマー、共有結合性架橋剤及び非共有結合性架橋剤、並びに任意に添加されるその他の不揮発成分が含まれる。透明溶剤系アクリル感圧接着剤は、粘着性(メタ)アクリル系ポリマーが比較的低分子量であること、及び粘着性(メタ)アクリル系ポリマー又は高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと非共有結合性架橋剤との間で一時的な架橋が形成されることから、共有結合性架橋の形成前の時点でせん断力を掛けるとチキソ性を示す。そのため、固形分含量が高い場合であっても良好な塗工性を有している。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤の波長範囲400〜700nmにおける全光線透過率は、JIS K 7361−1:1997(ISO 13468−1:1996)に準拠して測定したときに、約70%以上、約80%以上、又は約90%以上、約99%以下、約97%以下、又は約95%以下である。
いくつかの実施態様では、透明溶剤系アクリル感圧接着剤の粘度は、JIS Z 8803:2011に準拠したB型粘度計(回転式)を用いて25℃の条件で測定したときに、約100mPa・s以上、約300mPa・s以上、又は約500mPa・s以上、約50,000mPa・s以下、約30,000mPa・s以下、又は約10,000mPa・s以下である。
本開示の透明溶剤系アクリル感圧接着剤を用いて接着フィルムを形成することができる。一実施態様の接着フィルムは、基材層と、基材層の上に配置された透明感圧接着層とを含み、透明感圧接着層は、透明溶剤系アクリル感圧接着剤の固形分(透明アクリル感圧接着剤)の反応物を含む。
図1に一実施態様の接着フィルムの概略断面図を示す。接着フィルム10は、基材層12、透明感圧接着層14、及び任意にライナー16を有する。
基材層は透明材料であってもよく、不透明材料又は着色された材料で形成されていてもよい。基材層として、例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルムなどのプラスチックフィルム;クラフト紙、カレンダー紙、ラミネート紙などの紙;アルミニウム、ステンレス、銅などの金属薄板又は金属箔などを使用することができる。
基材層と透明感圧接着層は直接接触していてもよく、これらの層の間に他の層、例えば他の接着層、着色層、金属層、印刷層、バルク層などが介在してもよい。基材層の上に他の層、例えば他の接着層、着色層、金属層、印刷層、バルク層、表面保護層、クリア層などが積層されていてもよい。接着フィルムはプライマー層などの他の機能層をさらに有してもよい。
接着フィルムは、基材層とは反対側の透明感圧接着層の表面にライナーを有していてもよい。任意の構成要素であるライナーとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、酢酸セルロースなどのプラスチック材料、紙、及び前記プラスチック材料で被覆された紙などを挙げることができる。これらのライナーは、シリコーンなどにより剥離処理した表面を有してもよい。
接着フィルムは公知の方法によって製造することができる。例えば、透明溶剤系アクリル感圧接着剤を、ナイフコート、バーコートなどによりライナー上に塗布し乾燥して、透明感圧接着層を形成する。共有結合性架橋剤を反応させるために乾燥時に熱風、オーブンなどを用いて透明感圧接着層を加熱してもよい。得られた透明感圧接着層の上に基材層をドライラミネートなどにより積層して接着フィルムを製造することができる。基材の上に直接透明溶剤系アクリル感圧接着剤を塗布し乾燥して、接着フィルムを製造することもできる。
透明感圧接着層は中実であってもよく、多孔質又は発泡体であってもよい。透明感圧接着層の接着面は平坦であってもよく、凹凸を有してもよい。凹凸接着面には、透明感圧接着層の接着面に、透明アクリル感圧接着剤の反応物を含む凸部と、その凸部の周りを取り囲んだ凹部とが形成され、被着体に接着された状態で被着体表面と接着面との間に凹部が画する外部と連通した連通路が形成される接着面を含む。凹凸接着面を形成する方法の一例を以下説明する。
所定の凹凸構造を有する剥離面を持つライナーを用意する。このライナーの剥離面に、透明溶剤系アクリル感圧接着剤を塗布し、必要に応じて加熱して、透明感圧接着層を形成する。これにより、透明感圧接着層のライナーと接する面(これが接着フィルムにおける接着面となる。)に、ライナーの凹凸構造(ネガ構造)を転写し、接着面に所定の構造(ポジ構造)を有する凹凸接着面を形成する。接着面の凹凸は、前述したように、被着体に凸部が接着した際に連通路が形成可能な溝を含むように予め設計される。
透明感圧接着層の溝は、接着フィルムを施工する際に気泡残りを防止できる限り、一定形状の溝を規則的パターンに沿って接着面に配置して規則的パターンの溝を形成してもよく、不定形の溝を配置し不規則なパターンの溝を形成してもよい。複数の溝が互いに略平行に配置されるように形成される場合、溝の配置間隔は約10μm以上、約2000μm以下であることが好ましい。溝の深さ(接着面から基材層の方向に向かって測定した溝の底までの距離)は、通常約10μm以上、約100μm以下である。溝の形状も、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。例えば、溝の形状を、接着面に垂直な方向の溝の断面において、略矩形(台形を含む)、略半円形、又は略半楕円形とすることができる。
接着フィルムにおいて、各層の厚さは特に限定されない。基材層の厚さは、例えば約5μm以上、約10μm以上、又は約20μm以上、約500μm以下、約300μm以下、又は約200μm以下とすることができる。透明感圧接着層の厚さは、約5μm以上、約10μm以上、又は約20μm以上、約200μm以下、約100μm以下、又は約50μm以下とすることができる。ライナーの厚さは、通常約10μm以上、又は約25μm以上、約500μm以下、又は約200μm以下とすることができる。
一実施態様では、透明感圧接着層の厚さが25μm〜45μmである接着フィルムの定荷重せん断剥離時間が、アルミニウム基材に接着領域25mm×25mmで接着したときに、温度40℃、荷重1kgの条件下で約5時間超であり、好ましくは24時間超である。本開示において、「定荷重せん断剥離時間」の測定手順及び条件は、実施例に記載の「4.定荷重せん断剥離力」を参照する。
本開示の接着フィルムは、車両、外壁及び内壁を含む建築物、交通標識、包装材料、看板等に使用することができ、特に透明感圧接着層の平面に沿って(例えば重力方向に)せん断応力が加わる用途及び場所で好適に使用することができる。
以下の実施例において、本開示の具体的な実施態様を例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。部及びパーセントは全て、特に明記しない限り質量による。
本実施例において使用した材料を表1に示す。本実施例では、粘着性(メタ)アクリル系ポリマー及び高Tg(メタ)アクリル系ポリマーをそれぞれ単に「粘着性ポリマー」及び「高Tgポリマー」と表記する。
Figure 2021066820
ピペリジル化合物であるNCL1及びNCL3(Tinuvin(商標)123及びTinuvin(商標)292)、並びにベンゾトリアゾール化合物であるNCL2(Tinuvin(商標)99−2)の構造を以下に示す。
Figure 2021066820
Figure 2021066820
Figure 2021066820
<合成例1−粘着性ポリマー1(ADH1)の製造>
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)64質量部、ブチルアクリレート(BA)30質量部、及びアクリル酸(AA)6質量部を、酢酸エチル66.7質量部に溶解させ、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V−601、富士フイルム和光純薬株式会社(日本国大阪府大阪市))0.5質量部を加えた後、窒素雰囲気下75℃で24時間反応させ、粘着性ポリマー1(ADH1)の酢酸エチル溶液(固形分含量60%)を調製した。ADH1の重量平均分子量(Mw)は300,000、ガラス転移温度(Tg)は−57℃であった。Tgは、各ポリマーがn種類のモノマーから共重合されているとしてFOXの式より求めた。合成例2〜5についても同様である。
<合成例2−粘着性ポリマー2(ADH2)の製造>
2EHA64質量部、BA30質量部、及びAA6質量部を、酢酸エチル66.7質量部に溶解させ、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V−601、富士フイルム和光純薬株式会社(日本国大阪府大阪市))0.7質量部を加えた後、窒素雰囲気下75℃で24時間反応させ、粘着性ポリマー2(ADH2)の酢酸エチル溶液(固形分含量60%)を調製した。ADH2の重量平均分子量(Mw)は230,000、ガラス転移温度(Tg)は−57℃であった。
<合成例3−粘着性ポリマー3(ADH3)の製造>
2EHA64質量部、BA30質量部、及びAA6質量部を、酢酸エチル66.7質量部に溶解させ、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V−601、富士フイルム和光純薬株式会社(日本国大阪府大阪市))0.4質量部を加えた後、窒素雰囲気下75℃で24時間反応させ、粘着性ポリマー3(ADH3)の酢酸エチル溶液(固形分含量60%)を調製した。ADH3の重量平均分子量(Mw)は350,000、ガラス転移温度(Tg)は−57℃であった。
<合成例4−粘着性ポリマー4(ADH4)の製造>
2EHA64質量部、BA30質量部、及びAA6質量部を、酢酸エチル66.7質量部に溶解させ、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V−601、富士フイルム和光純薬株式会社(日本国大阪府大阪市))0.55質量部を加えた後、窒素雰囲気下75℃で24時間反応させ、粘着性ポリマー4(ADH4)の酢酸エチル溶液(固形分含量60%)を調製した。ADH4の重量平均分子量(Mw)は280,000、ガラス転移温度(Tg)は−57℃であった。
<合成例5−高Tgポリマー1(HTP1)>
メチルメタクリレート(MMA)60質量部、ブチルメタクリレート(BMA)34質量部、及びジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)6質量部を酢酸エチル150質量部に溶解させ、重合開始剤としてジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V−601、富士フイルム和光純薬株式会社(日本国大阪府大阪市))0.6質量部を加えた後、窒素雰囲気下65℃で24時間反応させ、高Tgポリマー1(HTP1)の酢酸エチル溶液(固形分含量40%)を調製した。HTP1の重量平均分子量(Mw)は68,000、ガラス転移温度(Tg)は63℃であった。
<例1>
粘着性ポリマー1(ADH1)、高Tgポリマー1(HTP1)、共有結合性架橋剤(CCL1)及び非共有結合性架橋剤1(NCL1)を含む透明溶剤系アクリル感圧接着剤を調製した。ADH1:HTP1:CCL1:NCL1の質量比は固形分で100:5.0:0.15:5.0であった。透明溶剤系アクリル感圧接着剤の固形分含量は52質量%であった。透明溶剤系アクリル感圧接着剤を剥離紙1(L1)のシリコーン処理面上にナイフコータで塗布した。塗布層を95℃で5分間乾燥して、厚さ39μmの透明感圧接着層を得た。透明感圧接着層をエンボス処理された170μm厚ポリ塩化ビニルフィルムの平滑面に転写して例1の接着フィルムを得た。
<例2〜16及び比較例1>
例2〜16及び比較例1の接着フィルムを例1の接着フィルムと同様に作製した。これらの接着フィルムの作製に使用した透明溶剤系アクリル感圧接着剤の組成、及び透明感圧接着層の厚さを表2に示す。
<評価方法>
接着フィルムの特性を以下の方法に従って評価した。
1.熱収縮性
接着フィルムを150mm角に切断して試験片を作製した。23℃の環境下で試験片をアルミ板上にローラーで貼り付けた。試験片は23℃の環境下に24時間放置した。試験片にカッターで十字に切り込みを入れた。65℃オーブンに48時間放置した。取り出し後マイクロメーターでフィルム収縮量(mm)を測定し、最大値を記録した。
2.リワーク性
接着フィルムを長さ300mm、幅210mmに切断して試験片を作製した。試験片をメラミン焼き付け塗装板(株式会社パルテック(日本国神奈川県平塚市))に23℃の環境下においてスキージで貼り付けた。試験片を手で高速剥離した。試験片の変形なく容易に剥離できた場合は「良」、試験片の変形はないが剥離が重い場合は「不良」、タックが強く高速での剥離が困難であった場合は「劣悪」と判断した。
3.接着力
接着フィルムを長さ150mm、幅25mmの長方形に切断して試験片を作製した。試験片をリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板(SECC−P、1mm厚、株式会社パルテック(日本国神奈川県平塚市))の上に20℃で貼り付けた。貼り付け方法はJIS Z 0237 8.2.3.に準拠した。試験片を20℃で24時間放置した。引張試験機(テンシロン万能試験機、型番:RTC−1210A、株式会社エー・アンド・デイ(日本国東京都豊島区))を用いて温度20℃、剥離速度300mm/分で90度剥離を行ったときの接着力(N/25mm)を測定した。
4.定荷重せん断剥離力
接着フィルムを長さ150mm、幅25mmに切断して試験片を作製した。試験片のうち長さ25mmをアルミニウム基材にスキージで貼り付け20℃環境下に24時間放置した。試験片の自由端(貼り付けていない部分)に1kg重のおもりを固定し、おもりを鉛直下方に設置してアルミニウム基材に対して180度方向に荷重をかけて40℃環境下に最大24時間放置した。試験片がアルミニウム基材から落下するまでの時間(定荷重せん断剥離時間)を測定して記録した。
定荷重せん断剥離力の評価について、せん断剥離時間が2時間以下の場合「劣悪」、せん断剥離時間が2時間超5時間以下の場合「不良」、せん断剥離時間が5時間超24時間以下の場合「良」、せん断剥離時間が24時間超の場合「優良」と判断した。
例1〜例16及び比較例1の接着フィルムの評価結果を表2に示す。
Figure 2021066820
本発明の基本的な原理から逸脱することなく、上記の実施態様及び実施例が様々に変更可能であることは当業者に明らかである。また、本発明の様々な改良及び変更が本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに実施できることは当業者には明らかである。
10 接着フィルム
12 基材層
14 透明感圧接着層
16 ライナー

Claims (9)

  1. 重量平均分子量が350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、
    ガラス転移温度が40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、
    前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、
    ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤と
    を含む、透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  2. 固形分含量が40質量%以上である、請求項1に記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  3. 前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーが、カルボキシ基含有(メタ)アクリル系ポリマーであり、前記高Tg(メタ)アクリル系ポリマーが、芳香族ビニルモノマーに由来するモノマー単位を含まないアミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーである、請求項1又は2のいずれかに記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  4. 前記共有結合性架橋剤が、エポキシ架橋剤、及びビスアミド架橋剤からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項3に記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  5. 前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、前記高Tg(メタ)アクリル系ポリマーを1質量部〜20質量部含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  6. 前記非共有結合性架橋剤が、前記ベンゾトリアゾール化合物及び前記ピペリジル化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、前記非共有結合性架橋剤を0.1質量部〜15質量部含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  7. 前記非共有結合性架橋剤が、前記アルミニウムキレート化合物であり、前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマー100質量部を基準として、前記非共有結合性架橋剤を0.01質量部〜2質量部含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明溶剤系アクリル感圧接着剤。
  8. 基材層、及び前記基材層の上に配置された透明感圧接着層を含む接着フィルムであって、前記透明感圧接着層が、
    重量平均分子量が350,000以下の粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと、
    ガラス転移温度が40℃以上の高Tg(メタ)アクリル系ポリマーと、
    前記粘着性(メタ)アクリル系ポリマーと共有結合を形成可能な共有結合性架橋剤と、
    ベンゾトリアゾール化合物、少なくとも2つのピペリジル基を有するピペリジル化合物、及びアルミニウムキレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の非共有結合性架橋剤と
    を含む透明アクリル感圧接着剤の反応物を含む、接着フィルム。
  9. 前記透明感圧接着層の厚さが25μm〜45μmであり、前記接着フィルムの定荷重せん断剥離時間が、アルミニウム基材に接着領域25mm×25mmで接着したときに、温度40℃、荷重1kgの条件下で5時間超である、請求項8に記載の接着フィルム。
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