JP2021160142A - 自己修復性を有する積層体およびその製造方法、ならびにその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、ここで、「自己修復性」とは、樹脂組成物の硬化物において、該硬化物が擦過、打撃等を受けて硬化物表面に傷が形成された時、外部からの修復操作を必要とせず、直ちにあるいは短時間の経時により当該傷が消失し、傷を受ける前の状態に戻る性質のことをいうものとする。
この明細書において、数値範囲を記号「〜」を用いて示すとき、当該範囲はその上限値および下限値を含む。
前記樹脂層(A)は、下記条件(1)で紫外線照射した後に、下記条件(2)で動的粘弾性を測定した際の105〜150℃の温度範囲における貯蔵弾性率(G’)の値が8.0×105〜3.0×107Paの範囲の値となるものであることを特徴とする。
条件(1)
紫外線照射検体:幅10mm×長さ50mm(厚さ500μm)の樹脂層(A)の両面に剥離ライナーとしてPETフィルム(厚さ50μm)を積層したもの、光源:高圧水銀灯、照度:75mW/cm2、積算光量:300mJ/cm2
条件(2)
動的粘弾性測定検体:条件(1)で紫外線照射した後の樹脂層(A)で剥離ライナーとしてのPETフィルムを剥がしたもの、周波数:1Hz、昇温速度:2℃/分、測定温度範囲:−50℃〜150℃
また、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、炭素−炭素二重結合官能基を有するアクリル系粘着性ポリマー、光重合開始剤、ならびに、該官能基と反応する架橋剤を含み、前記炭素−炭素二重結合および官能基を有するアクリル系粘着性ポリマーの炭素−炭素二重結合含有量は、0.33〜2.00meq/gの範囲であることが好ましい。
またさらに、前記ウレタン系樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物であり、官能基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂と該官能基と反応する架橋剤を含むことが好ましい。
またさらに、前記自己修復性を有する積層体は、前記樹脂層(A)の厚さが20〜50μmの範囲であることが好ましい。
さらに、本発明の別発明である自己修復性を有する積層体の製造方法は、前記自己修復性を有する積層体において、前記自己修復性樹脂層(B)のウレタン系樹脂組成物として前記熱硬化性樹脂組成物を適用し、少なくとも前記樹脂層(A)および前記自己修復性樹脂層(B)は、当該樹脂層(A)および当該自己修復性樹脂層(B)に対して離型性を有するシート基材(剥離ライナー)上に、前記樹脂層(A)形成用塗料および前記自己修復性樹脂層(B)形成用塗料をウェットオンウェット法により積層して形成することを特徴とすることができる。
さらに、本発明の別発明である自己修復性積層体の使用方法は、前記自己修復性を有する積層体を、物品に前記粘着剤層(C)を介して貼り付けた後に、前記積層体の表面(自己修復性樹脂層(B))側から活性エネルギー線を照射して、前記樹脂層(A)を架橋および硬化させることを特徴とすることができる。
<積層体の構成>
図1は、本実施の形態が適用される自己修復性を有する積層体10(以下、単に積層体10と称する場合がある)の構成の一例を示した図である。本実施の形態の積層体10は、例えば、平面状の物品あるいは曲面形状や段差形状を有する物品の表面を保護するために、表面側にウレタン系樹脂組成物を含む活性エネルギー線が透過可能な自己修復性樹脂層(B)2(以下、単に自己修復性樹脂層(B)2と称する場合がある)が配置されるように粘着剤層(C)3を介して物品の表面に追従するように貼り付けて使用する。この際、積層体10を適度に引き伸ばしたり押さえたりしながら物品の表面形状に沿って貼り付けても良い。そして、積層体10を物品に貼り付けた後に、その貼り付けた積層体10全体にわたって表面側(自己修復性樹脂層(B)2側)から紫外線(UV)等の活性エネルギー線を照射する。この時、活性エネルギー線は、活性エネルギー線が透過可能な自己修復性樹脂層(B)2を透過して、その下に位置する活性エネルギー線の後照射により硬化が可能な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1(以下、単に樹脂層(A)1と称する場合がある)に照射される。これにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1は、3次元的に架橋して硬くなり高温度域(105〜150℃)における貯蔵弾性率(G’)が増大するので、その結果、樹脂層(A)1の上に位置する自己修復性樹脂層(B)2に対して、本来の自己修復機能を十分に発現させることができる。
また、図2に示すように、自己修復性樹脂層(B)2(活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる樹脂層(A)1に対向する面とは反対側の面)の表面および粘着剤層(C)3の表面(活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1に対向する面とは反対側の面)には、それぞれ離型性を有する基材シート(剥離ライナー)を備えていても良い。
本実施の形態の樹脂層(A)1は、活性エネルギー線の後照射により硬化が可能な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物により形成される。上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、炭素−炭素二重結合および官能基を有するアクリル系粘着性ポリマー、光重合開始剤、ならびに、該官能基と反応する架橋剤を含んでなる。上記後照射に用いる活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、β線、γ線等が挙げられる。これらの活性エネルギー線の中でも、紫外線(UV)および電子線(EB)が好ましく、特に紫外線(UV)が好ましく用いられる。
本実施の形態の炭素−炭素二重結合および官能基を有するアクリル系粘着性ポリマーは、分子内に炭素−炭素二重結合を有するものを使用する。物品に貼り付けられた積層体10に対して活性エネルギー線を照射することにより、樹脂層(A)1に含まれるアクリル系粘着性ポリマーの炭素−炭素二重結合がラジカル付加反応を起こし、ポリマー鎖同士が高度に3次元的に高度に架橋して硬くなり、高温度域(105〜150℃)における貯蔵弾性率(G’)が増大するので、その結果、樹脂層(A)1の上に位置する自己修復性樹脂層(B)2に対して、本来の自己修復機能を十分に発現させることができる。
本実施の形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生する光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に対する活性エネルギー線の照射を感受して、ラジカルを発生させ、活性エネルギー線硬化性のアクリル系粘着性ポリマーが有する炭素−炭素二重結合の架橋反応を開始させる。
上記光重合開始剤としては、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。例えば、アルキルフェノン系ラジカル重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系ラジカル重合開始剤、オキシムエステル系ラジカル重合開始剤等が挙げられる。アルキルフェノン系ラジカル重合開始剤としては、ベンジルメチルケタール系ラジカル重合開始剤、α−ヒドロキシアルキルフェノン系ラジカル重合開始剤、アミノアルキルフェノン系ラジカル重合開始剤等が挙げられる。ベンジルメチルケタール系ラジカル重合開始剤としては、具体的には、例えば、2,2’−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(例えば、商品名Omnirad651、IGM Resins B.V.社製)等が挙げられる。α−ヒドロキシアルキルフェノン系ラジカル重合開始剤としては、具体的には、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(商品名Omnirad1173、IGM Resins B.V.社製)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名Omnirad184、IGM Resins B.V.社製)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名Omnirad2959、IGM Resins B.V.社製)、2−ヒドロキシ−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(商品名Omnirad127、IGM Resins B.V.社製)等が挙げられる。アミノアルキルフェノン系ラジカル重合開始剤としては、具体的には、例えば、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(商品名Omnirad907、IGM Resins B.V.社製)あるいは2−ベンジルメチル2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン(商品名Omnirad369、IGM Resins B.V.社製)等が挙げられる。アシルホスフィンオキサイド系ラジカル重合開始剤としては、具体的には、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキサイド(商品名OmniradTPO、IGM Resins B.V.社製)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド(商品名Omnirad819、IGM Resins B.V.社製)、オキシムエステル系ラジカル重合開始剤としては、(2E)−2−(ベンゾイルオキシイミノ)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]オクタン−1−オン(商品名OmniradOXE−01、IGM Resins B.V.社製)等が挙げられる。
本実施の形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、上述したアクリル系粘着性ポリマーの高分子量化のためにさらに架橋剤を含有する。このような架橋剤としては、特に制限されず、上記アクリル系粘着性ポリマーが有する官能基であるヒドロキシル基、カルボキシル基およびグリシジル基等と反応可能な官能基を有する公知の架橋剤を使用することができる。具体的には、例えば、ポリ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、メラミン樹脂系架橋剤、尿素樹脂系架橋剤、酸無水化合物系架橋剤、ポリアミン系架橋剤、カルボキシル基含有ポリマー系架橋剤などが挙げられる。これらの中でも、反応性、汎用性の観点からポリイソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。これらの架橋剤は、単独でまたは2種以上併用してもよい。架橋剤の配合量は、アクリル系粘着性ポリマーの固形分100質量部に対して、0.01〜15質量部の範囲であることが好ましい。架橋剤の配合量が0.01質量部未満である場合には、上述した活性エネルギー線照射後の樹脂層(A)1の105〜150℃の温度範囲全てにおける貯蔵弾性率(G’)の値が本発明の所定範囲まで増大せず、積層体10の自己修復性が不十分となるおそれがあり、自己修復性樹脂層の表面に傷が付けられる際の擦り速度が遅いほど自己修復性が劣る傾向が顕著となるおそれがある。一方、架橋剤の配合量が15質量部を超える場合には、架橋剤の種類によっては、積層体10の伸び率が低下するおそれがある。また、活性エネルギー線照射後の樹脂層(A)1が硬くなり過ぎて、積層体10を物品の曲面部や段差部に貼り付け、活性エネルギー線を照射した後、曲面部や段差部において、経時とともに樹脂層(A)1に微小なクラックが発生する場合があり、外観不良となるおそれがある。また、樹脂層(A)1と自己修復性樹脂層(B)2とを貼合により積層した場合に、活性エネルギー線照射後において該両層の密着性が悪くなる場合がある。
本実施の形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、炭素−炭素二重結合を有さないアクリル系粘着性ポリマーを含んでも良い。炭素−炭素二重結合を有さないアクリル系粘着性ポリマーとしては、上述において、炭素−炭素二重結合を導入する前のアクリル系粘着性ポリマーの主骨格として例示した、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と活性水素基含有単量体、および/またはグリシジル基含有単量体とを含む共重合体と同じものを用いることができる。この場合、アクリル系粘着性ポリマー全体(炭素−炭素二重結合を有するアクリル系粘着性ポリマーと炭素−炭素二重結合を有さないアクリル系粘着性ポリマーの合計量)における炭素−炭素二重結合を有さないアクリル系粘着性ポリマーの含有量は、併用する炭素−炭素二重結合を有するアクリル系粘着性ポリマーの二重結合含有量にも依るので一概には言えないが、49質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、0〜5質量%の範囲がとりわけ好ましい。なお、この場合の架橋剤の配合量は、アクリル系粘着性ポリマー全体(炭素−炭素二重結合を有するアクリル系粘着性ポリマーと炭素−炭素二重結合を有さないアクリル系粘着性ポリマーの合計量)の固形分100質量部に対して、0.01〜15質量部の範囲であることが好ましい。
また、本実施の形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、その他に、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、シランカップリング剤、レベリング剤等の添加剤を添加しても良い。
本実施の形態の自己修復性樹脂層(B)2は、ウレタン系樹脂組成物により形成される。上記ウレタン系樹脂組成物は、ウレタン系樹脂(ウレタン系ポリマー)を含んでなる。上記ウレタン系樹脂としては、柔軟性と復元力があるものであればよく、従来から公知のウレタン系樹脂を用いることができる。上記ウレタン系樹脂は、一般的には、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させて得ることができる。自己修復性樹脂層(B)2の傷修復機能は、例えば、自己修復性樹脂層(B)2を構成するウレタン系樹脂組成物の骨格となるハードセグメントとソフトセグメントとを適正にバランスさせることにより発現させることができる。ウレタン系樹脂組成物においては、ウレタン結合部がハードセグメントとして機能し、ポリオールの分子鎖の骨格部がソフトセグメントとして機能する。そして、ウレタン結合部はウレタン結合部同士で水素結合しハードセグメントドメインと呼ばれる物理架橋点を形成する。すなわち、自己修復性樹脂層(B)2に外応力が印加された際に、ハードセグメントドメインは、まずは、外応力に対して抵抗するように機能するが、外応力が大きくなった場合、共有結合部よりも弱い物理架橋点の水素結合部が切断され傷となるが、その後時間の経過とともに、切断部が水素結合により再結合し、受けた傷が自己修復すると考えられる。一方、ソフトセグメントはクッション的な働きをすることによって外力を緩和するように機能するが、ポリマーを流動あるいは変形させて傷を受けにくくするとともに、切断された水素結合の幾らかを再形成させ、それにより受けた傷が自己修復すると考える。したがって、ハードセグメントとソフトセグメントのバランスが適正化されていると、外応力が印加された際に、共有結合部がほとんど切断されることなく、樹脂層自体が水素結合の切断も伴いながら変形し、樹脂層の弾性によって傷が回復する。ハードセグメントが多すぎると、傷が回復しにくくなり、ソフトセグメントが多すぎると、弾性が弱くなり形状を保持することが困難となり、また傷回復性が低下しやすい。
上記自己修復性樹脂層(B)2を形成するウレタン系樹脂組成物に含まれるウレタン系樹脂としては、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を用いることができるが、自己修復性樹脂層(B)2の耐薬品性、耐汚染性、耐久性の観点から、熱により架橋および硬化が可能な熱硬化性ポリウレタン樹脂、または、活性エネルギー線照射により架橋および硬化が可能な活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂(具体的には、ウレタン(メタ)アクリレート)を用いることが好ましく、さらに積層体10の伸張性、積層方法の観点から、熱硬化性ポリウレタン樹脂を用いることがより好ましい。
また、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂をウレタン系樹脂組成物の主成分として用いる場合、ウレタン系樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射により架橋が可能な炭素−炭素二重結合を有する活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂と、光重合開始剤とを含む。さらに、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂が熱により架橋が可能な官能基を有する場合、必要に応じて該活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を補助的に架橋および硬化させるための架橋剤を含んでも良い。なお、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂が架橋剤によって架橋および硬化された場合、架橋部分もハードセグメントとして機能する。また、ウレタン(メタ)アクリレートにおける(メタ)アクリレートの結合部分もハードセグメントとして機能する。本発明において、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を主成分として用いたウレタン系樹脂組成物を第2の形態のウレタン系樹脂組成物と称する。
なお、本実施の形態のウレタン系樹脂組成物の説明において、「主成分として」とは、ウレタン系樹脂組成物の固形分を100質量部とした場合に51質量部以上を占めることを意味し、好ましくは55質量部以上である。
以下、本発明における自己修復性樹脂層(B)2を形成するウレタン系樹脂組成物として好ましい形態である第1の形態のウレタン系樹脂組成物および第2の形態のウレタン系樹脂組成物について説明する。
第1の形態のウレタン系樹脂組成物は、熱により架橋が可能な官能基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂と、該官能基と反応する架橋剤とを含む樹脂組成物から構成される。ここで、熱により架橋が可能な官能基とは、活性水素基といったイソシアネート基と反応する反応性基あるいはイソシアネート基といった活性水素基と反応する反応性基であり、典型的には、水酸基(−OH)あるいはイソシアネート基(−NCO)を意味する。
以下、第1の形態のウレタン系樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
熱硬化性ポリウレタン樹脂は、ポリオール化合物とポリ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。ポリオール化合物全体の水酸基(−OH)に対するポリイソシアネート化合物全体のイソシアネート基(−NCO)の当量比[(NCO)/(OH)]が1以下の割合でポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させた場合、分子末端に水酸基(−OH)を有する構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂が得られる。また、ポリオール化合物全体の水酸基(−OH)に対するポリイソシアネート化合物全体のイソシアネート基(−NCO)の当量比[(NCO)/(OH)]が1を超える割合でポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させた場合、分子末端にイソシアネート基(−NCO)を有する構造のものが多い熱硬化性ポリウレタン樹脂が得られる。
熱硬化性ポリウレタン樹脂としては、保存安定性の観点から、分子末端に水酸基を有する構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。
上記熱硬化性ポリウレタン樹脂の原料に用いるポリオール化合物は、水酸基を2つ以上有する有機化合物であって、例えば、低分子量ポリオール、高分子量ポリオールが挙げられる。
を反応させて得られる重縮合物が挙げられる。多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、1,1−ジメチル−1,3−ジカルボキシプロパン、3−メチル−3−エチルグルタール酸、アゼライン酸、セバシン酸、その他の飽和脂肪族ジカルボン酸(炭素数11〜13)、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、その他の不飽和脂肪族ジカルボン酸、例えば、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トルエンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、その他の芳香族ジカルボン酸、例えば、ヘキサヒドロフタル酸、その他の脂環族ジカルボン酸、例えば、ダイマー酸、水添ダイマー酸、ヘット酸などのその他のカルボン酸、および、それらカルボン酸から誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水2−アルキル(炭素数12〜18)コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、さらには、これらのカルボン酸などから誘導される酸ハライド、例えば、シュウ酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、セバシン酸ジクロライド等が挙げられる。
ジアルキルカーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等が挙げられる。アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネート等が挙げられる。ジアリールカーボネートとしては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジアントリルカーボネート、ジフェナントリルカーボネート、ジインダニルカーボネート、テトラヒドロナフチルカーボネート等が挙げられる。これら低分子量カーボネートは、単独使用または2種類以上併用することができる。
エーテルポリオールおよび/またはポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとを、イソシアネート基(NCO)に対する水酸基(OH)の当量比(OH/NCO)が1を超える割合となるように配合して反応させることによって得られる、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオール、あるいは、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられる。
クロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン等の多官能ハロヒドリンとの反応により得られるエポキシポリオールが挙げられる。
上記熱硬化性ポリウレタン樹脂の原料に用いるポリイソシアネート化合物は、1分子中にイソシアネート基を2つ以上有する有機化合物であって、特に制限されるものではなく、
芳香族ジイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が使用可能である。これらの中でも、1分子中に付加される反応性基(イソシアネート基)が増えるほど得られる塗膜の硬度が高くなる一方で自己修復能が低下する傾向があることから、ジイソシアネートが好ましく用いられ、透明性、活性エネルギー線の透過性および耐久性の観点から、耐久黄変性を有する無黄変性ジイソシアネートがより好ましく用いられる。
本発明の熱硬化性ポリウレタン樹脂の合成方法としては、特に限定されず、例えば、上記したポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを、ウレタン化触媒、溶剤、消泡材、その他添加剤等の存在下、ウレタン化反応させる方法等が挙げられる。よって、得られた熱硬化性ポリウレタン樹脂は、ウレタン化触媒、消泡材、添加剤等を含んでいてもよい。 ウレタン化反応の温度としては、特に限定されないが、120℃以下であることが好ましく、より好ましくは50〜100℃である。ウレタン化反応の温度が120℃以下であれば、反応速度の制御や所望の重量平均分子量と構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂が得られやすいため、好ましい。したがってウレタン化反応は、120℃以下で1〜20時間程度行うのが好ましい。
官能基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂は、該官能基と反応する架橋剤により熱架橋することができる。熱硬化性ポリウレタン樹脂の分子末端に水酸基を有する場合、架橋剤としては、活性水素基に対して反応性を有する化合物であれば、特に限定されずに用いることができるが、自己修復性の観点から、ポリイソシアネート系架橋剤を好適に使用することができる。また、熱硬化性ポリウレタン樹脂の分子末端にイソシアネート基を有する場合、イソシアネート基に対して反応性を有する化合物であれば、特に限定されずにもちいることができるが、自己修復性の観点から、ポリオール系架橋剤を好適に使用することができる。
熱硬化性ポリウレタン樹脂としては、保存安定性の観点から、分子末端に水酸基を有する構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂を用いることが好ましいことから、架橋剤としては、ポリイソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。
ポリイソシアネート系架橋剤は、水酸基(−OH)を有する樹脂を熱架橋することができるものであれば特に制限されないが、例えば、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂の材料として例示したポリイソシアネート化合物と同じものを適宜使用することができる。これらの中でも、透明性、活性エネルギー線の透過性および耐久性の観点から、変色しない無黄変タイプが好ましく、また自己修復性樹脂層(B)2としては架橋後に柔軟性、伸張性があることが好ましいため、3官能性のヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体や5官能性のアロファネート変性ポリイソシアネート等が好適である。このようなポリイソシアネート系架橋剤としては、例えば、東ソー社製のコロネート(登録商標)HX、コロネート2793等が例示できる。
ポリオール系架橋剤としては、イソシアネート基(−NCO)を有する樹脂を熱架橋することができるものであれば特に制限されないが、例えば、分子中に2つ以上のヒドロキシ基を有するものであればよい。具体的には、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール(2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール)、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の2価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、ペンタントリオール、ヘキサントリオール、シクロペンタントリオール、シクロヘキサントリオール等の3価アルコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の3価以上のアルコールが挙げられる。これらの中で、2価アルコール単独、または、2価アルコールと3価アルコールとを併用することが好ましい。3価アルコールの量が多いと得られる熱硬化性ポリウレタンの強度が低下する場合があるため、ポリオール系架橋剤の全量に対して、2価アルコール50〜100質量%の範囲、3価アルコール50〜0質量%の範囲で用いることが好ましく、2価アルコール60〜80質量%の範囲、3価アルコール40〜20質量%の範囲で用いることがさらに好ましい。2価アルコールとしては、1,4−ブタンジオール、3価アルコールとしてはトリメチロールプロパンが、取り扱い性、力学物性の観点から好ましい。
第1の形態のウレタン系樹脂組成物が、水酸基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂と、ポリイソシアネート系架橋剤とを含む樹脂組成物から構成される場合、自己修復性樹脂層(B)2の伸張性の観点から、必要に応じて、上述した高分子量ポリオール化合物、例えば、ポリエーテルジオール等を含んでもよい。この場合、高分子量ポリオール化合物の含有量は、水酸基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂の固形分100質量部に対して、1〜55質量部の範囲であることが好ましい。なお、この場合のイソシアネート系架橋剤の含有量としては、水酸基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂と上記高分子量ポリオールの水酸基(−OH)総量に対するイソシアネート系架橋剤のイソシアネート基(−NCO)の当量比[(NCO)/(OH)]が0.7〜1.5の範囲となるような量とすることが好ましく、0.8〜1.2の範囲となるような量とすることがより好ましい。
また、本発明の効果を損ねない範囲で、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、シランカップリング剤、レベリング剤等の添加剤を添加してもよい。
第2の形態のウレタン系樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射により架橋が可能な炭素−炭素二重結合を有する活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂(ウレタン(メタ)アクリレート)と、光重合開始剤とを含む樹脂組成物から構成される。さらに、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂が熱により架橋が可能な官能基が残存する場合、必要に応じて該活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を補助的に架橋および硬化させるための架橋剤を含んでも良い。該架橋剤としては上述した熱硬化性ポリウレタン樹脂の架橋剤と同じものを使用することができる。ここで、活性エネルギー線の照射により架橋が可能な炭素−炭素二重結合とは、活性エネルギー線の照射により発生するラジカルやカチオンを開始種として重合する反応性基であり、典型的には、(メタ)アクリロイル基や(メタ)アクリロイルオキシ基を意味する。また、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を架橋および硬化させるために使用する活性エネルギー線としては、上述の樹脂層(A)の説明で例示した後照射で使用する活性エネルギー線と同じものを挙げることができ、特に紫外線(UV)が好ましく用いられる。また、照射光量についても同じであるが、紫外線(UV)を照射する時は、低酸素濃度下の雰囲気下で行うことが好ましい。
以下、第2の形態のウレタン系樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂は、先ず上述した熱硬化性ポリウレタン樹脂を前駆体として合成し、該前駆体の分子末端の官能基に炭素−炭素二重結合を有する有機化合物を反応させることにより得られる。すなわち、分子末端にイソシアネート基(−NCO)を有する構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂を前駆体として用いる場合、有機化合物として水酸基(−OH)含有(メタ)アクリレートを用い、これらを反応させることにより、分子末端に(メタ)アクリロイル基を有する活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を得ることができる。また、分子末端に水酸基(−OH)を有する構造の熱硬化性ポリウレタン樹脂を前駆体として用いる場合、有機化合物として(メタ)アクリロイルオキシ基を有するイソシアネート化合物を用い、これらを反応させることにより、分子末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有する活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を得ることができる。
上記活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂の原料に用いるポリオール化合物は、水酸基を2つ以上有する有機化合物であって、例えば、上記熱硬化性ポリウレタン樹脂の材料として例示したポリオール化合物を適宜使用することができる。
上記活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂の原料に用いるポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を2つ以上有する有機化合物であって、例えば、上記熱硬化性ポリウレタン樹脂の材料として例示したポリイソシアネート化合物を適宜使用することができる。
上記活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂は、上記熱硬化性ポリウレタン樹脂の分子末端に有する水酸基(−OH)あるいはイソシアネート(−NCO)基と、該官能基と反応可能な官能基ならび炭素−炭素二重結合の両方を有する有機化合物とを、反応させることにより得られる。
本実施の形態の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂は、先ず、前駆体として分子末端に水酸基あるいはイソシアネート基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂を合成し、該前駆体である熱硬化性ポリウレタン樹脂に、水酸基(−OH)含有(メタ)アクリレートあるいは(メタ)アクリロイルオキシ基を有するイソシアネート化合物を反応させて得ることができる。
活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂を主成分とする第2の形態のウレタン系樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生する光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、第2の形態のウレタン系樹脂組成物に対する活性エネルギー線の照射を感受して、ラジカルを発生させ、活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂が有する炭素−炭素二重結合の架橋反応を開始させる。
第2の形態のウレタン樹系脂組成物は、本発明の効果を損ねない範囲で、必要に応じて、2〜10個の(メタ)アクリロイル基を有するポリ(メタ)アクリレート化合物を含んでも良い。活性エネルギー線硬化性ポリウレタン樹脂と当該ポリ(メタ)アクリレート化合物とを結合させて硬化物を形成させることにより、硬化物の耐溶剤性を良好なものとし易い。
本発明の自己修復性を有する積層体10は、積層体10を物品に固定するために、樹脂層(A)1の自己修復性樹脂層(B)2が積層された側とは反対側の面に粘着剤層(C)3をあらかじめ備えている。
本発明の積層体10に積層可能な粘着剤層(C)の粘着剤としては、特に限定されず、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等の各種粘着剤を使用することができる。これらの中でも、汎用性、透明性、伸張性、各種被着体への接着性、活性エネルギー線硬化性樹脂層(A)との密着性、貼り付け易さ等の観点から、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤を好適に使用することができる。
上記アクリル系粘着剤は、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と活性水素基含有単量体、およびまたはグリシジル基含有単量体とを単量体ユニットとして含むアクリル系共重合体から構成される。(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、炭素数6〜18のヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、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、または炭素数5以下の単量体である、ペンチル(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、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、活性水素基含有単量体としては、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、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有単量体、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有単量体、(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)アクリルアミドなどのアミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどのアミノ基含有単量体等が挙げられる。また、グリシジル基含有単量体としては、(メタ)アクリル酸グリシジル等が挙げられる。これら官能基含有単量体の含有量は、特に限定はされないが、共重合単量体成分全量に対して0.5〜50質量%の範囲であることが好ましい。
上記ウレタン系粘着剤は、その構成を特に限定されるものではないが、例えば、(1)ポリオールを主成分とし、ポリイソシアネート化合物を硬化剤成分(架橋剤)として含有する粘着剤組成物、あるいは(2)ポリオールとポリイソシアネート化合物を予めウレタン反応させることにより得られたウレタンプレポリマーを主成分とし、ポリイソシアネート化合物等を硬化剤成分(架橋剤)として含有する粘着剤組成物等からなる。上記ウレタン系粘着剤は、必要に応じて、硬さを調整するための可塑剤として脂肪酸エステル等を添加して用いることができる。
上記シリコーン系粘着剤としては、シリコーン系樹脂をシリコーン系粘着剤の全質量に対して50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上含むものを用いることができる。ジリコーン系樹脂としては、例えば、ポリシロキサン骨格を有するシリコーン系樹脂を挙げることができる。シリコーン系樹脂としては、付加反応型、過酸化物硬化型、縮合反応型等が挙げられる。中でも、付加反応型シリコーン系樹脂は、反応性が高く生産性に優れているため、好ましく用いられる。
また、触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とアルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン化合物との反応物、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとの反応物、白金とビニル基含有シロキサンの錯体、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム等の金属を含有する触媒等が挙げられる。
上述したように、本実施の形態の積層体10では、本発明の効果を損ねない範囲で、積層体10の製造条件や製造後の粘積層体10の使用条件等に応じて、各層の間に、各層の種類に合わせたアンカーコート層を設けたり、コロナ処理等の表面処理を施したりしてもよい。これにより、各層の密着力を改善させることが可能になる。
また、自己修復性樹脂層(B)2および粘着剤層(C)3の表面(基材2に対向する面とは反対側の面)には、必要に応じて、剥離ライナーを設けてもよい。剥離ライナーとしては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムに、自己修復性樹脂層(B)2に含まれるウレタン系樹脂組成物や粘着剤層(C)3に含まれる粘着剤組成物との離型性を高めるために、シリコーン系剥離処理剤、長鎖アルキル系剥離処理剤、フッ素系剥離処理剤、オレフィン系剥離処理剤により剥離処理を施したものを用いることができる。剥離ライナーの厚さは、特に限定されないが、10〜200μmの範囲であるものを好適に使用することができる。
以上説明したような構成を有する積層体10の全体としての厚さは、25〜300μmの範囲であることが好ましい。積層体10の全体としての厚さが25μm未満である場合、積層体10の自己修復性が不十分となるおそれがある。一方、積層体10の全体としての厚さが300μmを超える場合、積層体10の透明性が悪くなり、例えば、積層体10をディスプレイ等に適用すると視認性が低下するおそれがある。また、積層体のいずれかの層に気泡が発生し外観不良となる場合がある。また、さらに薄膜化が求められる場合には要求にそぐわない。
積層体10の伸び率としては、紫外線(UV)を照射する前の状態において、JIS Z 0237(2009)にて規定される方法に基づいて測定される伸び率が50〜350%の範囲であることが好ましい。上記積層体10の伸び率が50%未満である場合には、積層体10を物品に貼り付ける際の曲面および段差等に対する追従性が悪くなるおそれがある。一方、上記積層体10の伸び率が350%を超える場合には、積層体10の自己修復性が劣るおそれがある。ここで、伸び率100%とは、元の長さの2倍の長さまで伸びたことを意味する。なお、測定の際には、積層体10は剥離ライナーが無い状態である。
続いて、本実施の形態の積層体10の製造方法について説明する。なお、以下で説明する積層体10の製造方法は一例であって、積層体10の製造方法はこれに限定されるものではない。
以上の工程により、樹脂層(A)1の一方の面に自己修復性樹脂層(B)2、もう一方の面に粘着剤層(C)3が積層された塗布型の3層の積層体10(両面に剥離ライナーを備えた状態としては積層体20)を得ることができる。
最後に、1つの吐出口を有する単層塗工用ダイを用いて、巻き出し軸部から繰り出したPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ)の剥離処理面の上に、粘着剤層(C)3用の樹脂組成物溶液を塗工し、乾燥炉で加熱することにより溶剤を乾燥させ、続いて、別の巻き出し軸部から繰り出した上記の2層の積層体の原反の樹脂層(A)1側のPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ)を剥離した後、上記樹脂層(A)1を乾燥後の上記粘着剤層(C)3上に重ね合わせラミネート(加圧貼合)し、巻き取って原反とした後、所定の温度、所定の時間でエージングする。
以上の工程により、樹脂層(A)1の一方の面に自己修復性樹脂層(B)2、もう一方の面に粘着剤層(C)3が積層された塗布型の3層の積層体10(両面に剥離ライナーを備えた状態としては積層体20)を得ることができる。
上記に例示した製造方法により、図1に示したように、樹脂層(A)1の一方の面に自己修復性樹脂層(B)2、もう一方の面に粘着剤層(C)3が積層された塗布型の3層の積層体10(両面に剥離ライナーを備えた状態としては積層体20)を得ることができる。
本実施の形態の積層体10は、例えば、平面状の物品あるいは曲面形状や段差形状を有する物品の表面を保護するために、該表面に貼り付けて使用する自己修復性を有する表面保護フィルムとして用いることができる。本実施の形態の積層体10は、その伸張特性を活かして、物品の表面形状に追従させながら貼ることが可能なため、特に、曲面形状や段差形状を有する物品の表面に対して貼り付けて使用する自己修復性を有する表面保護フィルムとして有用である。具体的な使用方法について、以下に説明する。
まず、積層体の粘着剤層(C)3側の剥離ライナーを剥離して、表面側に自己修復性樹脂層(B)2が配置されるように粘着剤層(C)3を介して積層体10を物品の表面に追従するように貼り付ける。この際、自己修復性樹脂層(B)2の表面に剥離ライナーを備えたまま積層体10を物品に貼り付けても良いが、物品の表面形状によっては、自己修復性樹脂層(B)2の剥離ライナーを剥離して、積層体10を適度に引き伸ばしたり押さえたりしながら物品の表面形状に沿って貼り付けても良い。
続いて、積層体10を物品の表面に貼り付けた後に、積層体10の表面側から、例えばブラックライトや簡易的な紫外線ランプ等を用いて紫外線(UV)等の活性エネルギー線を自己修復性樹脂層(B)2越しに活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1に照射して、該樹脂層(A)1を3次元的に架橋および硬化させて硬くすることにより、物品の表面の自己修復性樹脂層(B)2に本来の自己修復機能を付与させることができる。なお、活性エネルギー線を照射する際に、自己修復性樹脂層(B)2の表面に備えられた剥離ライナーが活性エネルギー線を透過する材質の場合は、剥離ライナーを備えたまま照射しても構わない。
(合成例1)
共重合モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEA)、メタクリル酸(MAA)を準備した。これらの共重合モノマー成分を、n−BA/2−HEA/MAA=77質量%/20質量%/3質量%の共重合比率となるように混合し、溶媒として酢酸エチルを用い溶液ラジカル重合によりベースポリマーを合成した。次に、このベースポリマーの固形分100質量部に対し、活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)6質量部を配合し、2−HEAの水酸基の一部と反応させて、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(a)(固形分濃度:40質量%)を合成した。なお、上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル系粘着性ポリマー(a)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.36meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−44℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)の配合量を7質量部に変更した以外は、合成例1と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(b)(固形分濃度:40質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(b)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.42meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−44℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)の配合量を10質量部に変更した以外は、合成例1と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(c)(固形分濃度:40質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(c)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.58meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−44℃であった。
共重合モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEA)、メタクリル酸(MAA)を準備した。これらの共重合モノマー成分を、n−BA/2−HEA/MAA=79質量%/20質量%/1質量%の共重合比率となるように混合し、溶媒として酢酸エチルを用い溶液ラジカル重合によりベースポリマーを合成した。次に、このベースポリマーの固形分100質量部に対し、活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)15質量部を配合し、2−HEAの水酸基の一部と反応させて、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(d)(固形分濃度:40質量%)を合成した。なお、上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル系粘着性ポリマー(d)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.84meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−46℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)の配合量を20質量部に変更した以外は、合成例4と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(e)(固形分濃度:40質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(e)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は1.06meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−46℃であった。
共重合モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEA)、メタクリル酸(MAA)を準備した。これらの共重合モノマー成分を、n−BA/2−HEA/MAA=69質量%/30質量%/1質量%の共重合比率となるように混合し、溶媒として酢酸エチルを用い溶液ラジカル重合によりベースポリマーを合成した。次に、このベースポリマーの固形分100質量部に対し、活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)30質量部を配合し、2−HEAの水酸基の一部と反応させて、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(f)(固形分濃度:40質量%)を合成した。なお、上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル系粘着性ポリマー(f)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は1.49meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−43℃であった。
共重合モノマー成分として、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEA)、メタクリル酸(MAA)を準備した。これらの共重合モノマー成分を、n−BA/2−HEA/MAA=69質量%/30質量%/1質量%の共重合比率となるように混合し、溶媒として酢酸エチルを用い溶液ラジカル重合によりベースポリマーを合成した。次に、このベースポリマーの固形分100質量部に対し、活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)35質量部を配合し、2−HEAの水酸基の一部と反応させて、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(f)(固形分濃度:40質量%)を合成した。なお、上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル系粘着性ポリマー(f)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は1.67meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−43℃であった。
共重合モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル(2−EHA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEA)、メタクリル酸(MAA)を準備した。これらの共重合モノマー成分を、2−EHA/2−HEA/MAA=78質量%/20質量%/2質量%の共重合比率となるように混合し、溶媒として酢酸エチルを用い溶液ラジカル重合によりベースポリマーを合成した。次に、このベースポリマーの固形分100質量部に対し、活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)10質量部を配合し、2−HEAの水酸基の一部と反応させて、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(g)(固形分濃度:33質量%)を合成した。なお、上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル系粘着性ポリマー(g)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、70万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.58meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−59℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)の配合量を15質量部に変更した以外は、合成例7と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(h)(固形分濃度:33質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(h)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、70万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.84meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−59℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)を配合しなかった以外は、合成例4と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有さないアクリル系粘着性ポリマー(i)(固形分濃度:38質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(i)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、35万であった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−46℃であった。
活性エネルギー線反応性化合物としてイソシアネート基と活性エネルギー線反応性炭素−炭素二重結合とを有する2−イソシアネートエチルメタクリレート(MOI)の配合量を5質量部に変更した以外は、合成例1と同様にして、炭素−炭素二重結合を側鎖に有するアクリル系粘着性ポリマー(j)(固形分濃度:40質量%)を合成した。合成したアクリル系粘着性ポリマー(j)の重量平均分子量Mwをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶媒:テトラヒドロフラン)により測定したところ、38万であった。また、炭素−炭素二重結合含有量は0.30meq/gであった。また、Foxの式から計算したポリマー主鎖のガラス転移温度Tgは−44℃であった。
(実施例1)
<樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液の作製>
上記で作製したアクリル系粘着性ポリマー(a)の溶液250質量部(固形分換算100質量部)に対して、光重合開始剤としてIGM Resins B.V.社製のα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤(商品名:Omnirad369)を1.25質量部、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度40質量%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した。
株式会社トクシキ社製の自己修復塗料(商品名:AUP−818、熱硬化性ポリウレタン系樹脂、固形分濃度50質量%、水酸基価65mgKOH/g)200質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートHX、固形分濃度:100質量%)を45.27質量部(固形分換算45.27質量部)の比率で配合し、メチルエチルケトンにて希釈、攪拌して、固形分濃度45質量%の第1の形態のウレタン系樹脂組成物溶液を作製した。AUP−818の水酸基(−OH)に対するコロネートHXのイソシアネート基(−NCO)の当量比[(NCO)/(OH)]は1.0である。
綜研化学社製の粘着剤溶液(商品名:SKダイン2094、アクリル系粘着剤、固形分濃度25質量%、酸価33mgKOH/g)400質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤として綜研化学社製のエポキシ系架橋剤(商品名:E−AX、固形分濃度:5質量%)を1.08質量部(固形分換算0.054質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度23質量%の粘着剤溶液を作製した。
先ず、2つの吐出口を有する重層塗工用ダイを用いて、巻き出し軸部から繰り出したPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面の上に、上記樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液と上記自己修復性樹脂層(B)2用の第1の形態のウレタン系樹脂組成物溶液とを、自己修復性樹脂層(B)2の第1の形態のウレタン系樹脂組成物溶液が上方(樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液に対して剥離ライナーと反対側)になるように同時に塗工し、乾燥温度80〜130℃、乾燥時間3分間の条件で溶剤を乾燥させた。続いて、別の巻き出し軸部から繰り出した他のPET製の剥離ライナー(重剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面側を乾燥後の自己修復性樹脂層(B)2上に重ね合わせラミネート(加圧貼合)し、巻き取って原反とした後、40℃雰囲気下で72時間エージングし、自己修復性樹脂層(B)2と樹脂層(A)1とが積層された塗布型の2層の積層体を得た。得られた樹脂層(A)1の乾燥後の厚さは30μm、自己修復性樹脂層(B)2の乾燥後の厚さは30μmであった。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(b)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(c)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(d)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(e)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(f)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(g)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液の作製を下記とした以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
上記で作製したアクリル系粘着性ポリマー(h)の溶液303質量部(固形分換算100質量部)に対して、光重合開始剤としてIGM Resins B.V.社製のα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤(商品名:Omnirad369)を1.25質量部、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度33質量%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した。
アクリル系粘着性ポリマー(g)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(i)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例8と同様にして積層体10を得た。
<樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液の作製>
上記で作製したアクリル系粘着性ポリマー(d)の溶液250質量部(固形分換算100質量部)に対して、光重合開始剤としてIGM Resins B.V.社製のα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤(商品名:Omnirad369)を1.25質量部、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度40質量%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した。
株式会社トクシキ社製の自己修復塗料(商品名:AUP−727、紫外線硬化性ウレタン系樹脂、固形分濃度30質量%)を希釈せずにそのまま第2の形態のウレタン系樹脂組成物溶液として使用した。
綜研化学社製の粘着剤溶液(商品名:SKダイン2094、アクリル系粘着剤、固形分濃度25質量%)400質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤として綜研化学社製のエポキシ系架橋剤(商品名:E−AX、固形分濃度:5質量%)を1.08質量部(固形分換算0.054質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度23質量%の粘着剤溶液を作製した。
先ず、重層塗工用ダイを用いて、巻き出し軸部から繰り出したPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面の上に、上記樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液と上記粘着剤層(C)3用の樹脂組成物溶液とを、粘着剤層(C)3用の樹脂組成物溶液が上方(樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液に対して剥離ライナーと反対側)になるように同時に塗工し、乾燥温度80〜130℃、乾燥時間3分間の条件で溶剤を乾燥させた。続いて、別の巻き出し軸部から繰り出した他のPET製の剥離ライナー(重剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面側を乾燥後の粘着剤層(C)3上に重ね合わせラミネート(加圧貼合)し、巻き取って原反とした後、40℃雰囲気下で72時間エージングし、樹脂層(A)1と粘着剤層(C)3とが積層された塗布型の2層の積層体を得た。得られた樹脂層(A)1の乾燥後の厚さは30μm、粘着剤層(C)3の乾燥後の厚さは25μmであった。
東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)の配合量を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)から2.50質量部(固形分換算1.10質量部)に変更して樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例3と同様にして積層体10を得た。
東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)の配合量を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)から25.0質量部(固形分換算11.10質量部)に変更して樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例3と同様にして積層体10を得た。
積層体1の作製を下記とした以外は実施例3と同様にして積層体10を得た。
先ず、重層塗工用ダイを用いて、巻き出し軸部から繰り出したPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面の上に、上記樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液と上記粘着剤層(C)3用の樹脂組成物溶液とを、粘着剤層(C)3用の樹脂組成物溶液が上方(樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液に対して剥離ライナーと反対側)になるように同時に塗工し、乾燥温度80〜130℃、乾燥時間3分間の条件で溶剤を乾燥させた。続いて、別の巻き出し軸部から繰り出した他のPET製の剥離ライナー(中剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面側を乾燥後の粘着剤層(C)3上に重ね合わせラミネート(加圧貼合)し、巻き取って原反とした後、40℃雰囲気下で72時間エージングし、樹脂層(A)1と粘着剤層(C)3とが積層された塗布型の2層の積層体を得た。得られた樹脂層(A)1の乾燥後の厚さは30μm、粘着剤層(C)3の乾燥後の厚さは25μmであった。
樹脂層(A)1の乾燥後の厚さを10μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは65μmであった。
樹脂層(A)1の乾燥後の厚さを20μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは75μmであった。
樹脂層(A)1の乾燥後の厚さを50μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは105μmであった。
自己修復性樹脂層(B)2の乾燥後の厚さを10μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは65μmであった。
自己修復性樹脂層(B)2の乾燥後の厚さを20μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは75μmであった。
自己修復性樹脂層(B)2の乾燥後の厚さを50μmに変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは105μmであった。
粘着剤層(C)3の樹脂組成物溶液の作製を下記に変更した以外は実施例4と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは105μmであった。
トーヨーケム株式会社製の粘着剤溶液(商品名:オリバインSP−205、ウレタン系粘着剤、固形分濃度50質量%、酸価14mgKOH/g)200質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤としてテーヨーケム株式会社製のポリイソシアネート系架橋剤(商品名:T−501B、固形分濃度:75質量%)を6.00質量部(固形分換算4.50質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度45質量%の粘着剤溶液を作製した。
粘着剤層(C)3の樹脂組成物溶液の作製を下記に変更した以外は実施例9と同様にして積層体10を得た。積層体10の総厚さは105μmであった。
トーヨーケム株式会社製の粘着剤溶液(商品名:オリバインSP−205、ウレタン系粘着剤、固形分濃度50質量%、酸価14mgKOH/g)200質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤としてテーヨーケム株式会社製のポリイソシアネート系架橋剤(商品名:T−501B、固形分濃度:75質量%)を6.00質量部(固形分換算4.50質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度45質量%の粘着剤溶液を作製した。
樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を下記の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液に変更した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
上記で作製したアクリル系粘着性ポリマー(a)の溶液125質量部(固形分換算50質量部)とアクリル系粘着性ポリマー(k)の溶液125質量部(固形分換算50質量部)を混合して十分に撹拌した後、光重合開始剤としてIGM Resins B.V.社製のα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤(商品名:Omnirad369)を1.25質量部、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度40質量%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した。
樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を下記の熱可塑性ウレタン樹脂組成物溶液に変更した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
荒川化学工業社製の熱可塑性ウレタン樹脂溶液(商品名:TSP−2242、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、固形分濃度:30質量%、水酸基価:6mgKOH/g)を希釈せずにそのまま樹脂層(A)1用の樹脂組成物溶液として使用した。
樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を下記の活性エネルギー線非硬化性樹脂組成物溶液に変更した以外は実施例1と同様にして積層体10を作製した。
上記で作製した二重結合基を有さないアクリル系粘着性ポリマー(i)の溶液250質量部(固形分換算100質量部)に対して、架橋剤として東ソー社製のイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、固形分濃度:45質量%)を0.25質量部(固形分換算0.11質量部)の比率で配合し、酢酸エチルにて希釈、攪拌して、固形分濃度38質量%の活性エネルギー線非硬化性樹脂組成物溶液を作製した。
アクリル系粘着性ポリマー(a)に代えて、アクリル系粘着性ポリマー(j)を用いて樹脂層(A)1用の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物溶液を作製した以外は実施例1と同様にして積層体10を得た。
上記実施例1〜22および上記比較例1〜3で作製した積層体10について、紫外線(UV)照射前の伸び率、紫外線(UV)照射後の曲面追従性および紫外線(UV)照射後の自己修復性を以下のように測定、評価した。紫外線(UV)照射後の樹脂層(A)1の貯蔵弾性率(G’)、紫外線(UV)照射後の自己修復性樹脂層(B)2と樹脂層(A)1の密着力、自己修復性樹脂層(B)2の紫外線透過率についても以下のように測定、評価した。
それぞれの積層体10について、紫外線(UV)を照射する前の状態において、JIS Z 0237(2009)にて規定される方法に基づいて伸び率を測定した。ここで、伸び率100%とは、元の長さの2倍の長さまで伸びたことを意味する。なお、測定の際には積層体10は剥離ライナーが無い状態である。
それぞれの積層体10について、25mm×25mmの大きさに裁断した試験試料を3枚準備した。粘着剤層(C)3側の剥離ライナーを剥離して、直径10mmで長さ20cmのガラス棒に図4に示したようにガラス棒の曲面に沿って3枚の試験試料をそのままゆっくりと貼り付けた。次いで、自己修復性樹脂層(B)2側の剥離ライナーを剥離した後、アイグラフィックス社製高圧水銀灯(型式H04−L21)を用い、ガラス棒を回転させながら、照度75mW/cm2にて、積算光量が300mJ/cm2となるように自己修復性樹脂層(B)面側から紫外線(UV)を照射することにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)を硬化させた。23℃で1週間保存後、各試験試料の端部に浮きが無いかを目視にて確認した。但し、比較例1の積層体10については、紫外線(UV)は照射せずに評価に供した。
〇:3枚の試験試料すべてについて、端部に浮きが見られない
×:3枚の試験試料の内、少なくとも一枚について、端部に浮きが見られた
それぞれの積層体1について、以下の2種類の方法で自己修復性を評価した。なお、測定の際には積層体10は剥離ライナーが無い状態である。
新東科学株式会社製の表面性試験機(TYPE:14DR)を用いて、荷重をかけた真鍮ブラシで復性樹脂層(B)2の表面を引っ掻き、23℃の環境下で生じた傷が1分以内に消失しうる最大荷重を測定した。生じた傷の消失の確認は目視で行った。具体的には、先ず、それぞれの積層体10を、25mm幅×50mm長さの大きさに裁断し、試験試料とした。次いで、積層体10の試験試料を、ガラス板の上に、粘着剤層(C)3により積層体1を伸ばさずに貼り付け、アイグラフィックス社製高圧水銀灯(型式H04−L21)を用い、照度75mW/cm2にて、積算光量が300mJ/cm2となるように自己修復性樹脂層(B)2面側から紫外線(UV)を照射することにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1を硬化させた。但し、比較例1の積層体10については、紫外線(UV)は照射せずに評価に供した。続いて、積層体10が貼り付けられた試験試料を表面性試験機の測定台の上に固定し、摺動圧子のアダプタとして用いる真鍮ブラシ(エスコ社製、ブラシ長さ:5mm、ブラシの数:20本、ブラシの先端径:直径1.5mm)の上の分銅受け皿に所定の重りを載せ、所定の摺動速度で測定台を移動して、真鍮ブラシの先端で自己修復性樹脂層(B)2の表面を一回引っ掻いて傷を付け、23℃の環境下で生じた傷が1分以内に消失しうる最大荷重を、その積層体10の自己修復性能の耐荷重として評価とした。摺動速度は、(1)1m/分、(2)3m/分、(3)6m/分の3条件とした。
積層体10の試験試料を伸び率50%となるまで手で引き伸ばし、その状態のまま、ガラス板の上に、粘着剤層(C)3により貼り付け、アイグラフィックス社製高圧水銀灯(型式H04−L21)を用い、積算光量が300mJ/cm2となるように自己修復性樹脂層(B)2面側から紫外線(UV)を照射することにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1を硬化させた。但し、比較例1の積層体10については、紫外線(UV)は照射せずに評価に供した。
続いて、積層体10が貼り付けられた試験試料を表面性試験機の測定台の上に固定し、上記自己修復性(1)の評価と同じ方法および条件にて、積層体10の伸び率50%の状態における自己修復性能を評価した。
◎:耐荷重2.0N以上
〇:耐荷重1.0N以上2.0N未満
△:耐荷重0.8N以上1.0N未満
×:耐荷重0.8N未満
株式会社日立ハイテクサイエンス社製の動的粘弾性測定装置DMS6100(製品名)を用いて、それぞれの積層体10に使用された樹脂層(A)1について紫外線(UV)照射後の動的粘弾性スペクトルを測定し、貯蔵弾性率(G’)を求めた。具体的には、先ず、それぞれの積層体10に使用された樹脂層(A)1用の樹脂組成物溶液を準備した。次に、1つの吐出口を有する単層塗工用ダイを用いて、巻き出し軸部から繰り出したPET製の剥離ライナー(軽剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面の上に、樹脂層(A)1用の樹脂組成物溶液を、乾燥後の厚さが50μmとなるように塗工し、乾燥温度80〜130℃、乾燥時間3分間の条件で溶剤を乾燥させた。
続いて、別の巻き出し軸部から繰り出した他のPET製の剥離ライナー(重剥離タイプ、厚さ50μm)の剥離処理面側を乾燥後の自樹脂層(A)1上に重ね合わせラミネート(加圧貼合)し、巻き取って原反とした後、40℃雰囲気下で72時間エージングし、樹脂層(A)1の単層の両面剥離ライナー付きの原反を得た。このようにして得られた各樹脂層(A)1の原反からそれぞれ10mm×50mmの大きさのシートを10枚切り出し、剥離ライナーを剥離しながら各単層50μmの樹脂層(A)1を10枚重ね合わせ、総厚さが500μmの樹脂層(A)1の試験試料を作製した。試験試料の両面には剥離ライナーが備えられた状態である。
続いて、アイグラフィックス社製高圧水銀灯(型式H04−L21)を用い、照度75mW/cm2にて、積算光量が300mJ/cm2となるように剥離ライナー越しに樹脂層(A)1の試験試料に紫外線(UV)を照射することにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)1を硬化させた。但し、比較例1の積層体10に使用された樹脂層(A)1については、紫外線(UV)は照射せずに測定に供した。
次いで、紫外線(UV)照射後の試験試料を幅10mm×長さ50mmの大きさに裁断し、動的粘弾性測定用の試料とした。測定条件は、引張りモードにて周波数1Hzのせん断ひずみを与えながら、昇温速度2℃/分とし、−50℃から150℃まで温度を変化させ、動的粘弾性スペクトルを測定した。得られた動的粘弾性スペクトルの105〜150℃の温度域における貯蔵弾性率(G’)の最小値と最大値を読み取り、それらの値が8.0×105〜3.0×107Paの範囲内にあるか否かを確認した。なお、動的粘弾性測定の際には樹脂層(A)1の測定用の試料は剥離ライナーが無い状態である。
それぞれの積層体10に使用された自己修復性樹脂層(B)2と樹脂層(A)1について、紫外線(UV)照射後の密着力を測定した。実施例10、13以外については、自己修復性樹脂層(B)2と樹脂層(A)1を同時重層により積層した塗布型の2層の積層体をそのまま測定に用いた。実施例10、13については、粘着剤層(C)3を積層せずに単層塗工用ダイを用いて樹脂層(A)1の単層の原反を作製した以外は、実施例10、13の積層体の作製と同じ方法により、自己修復性樹脂層(B)と樹脂層(A)1をラミネート(加圧貼合)により積層した塗布型の2層の積層体を作製し、それらを測定に用いた。具体的には、先ず、上記の2層の積層体を25mm幅に裁断し、剥離ライナーを剥離した自己修復樹脂層(B)2および樹脂層(A)1のそれぞれの面に、裏打ち用テープとして、マクセル株式会社製のPET基材からなるシリコーン系粘着テープ(型番:No.626050 フィルムテープ)の粘着剤層側の面を貼り合わせた。その後、アイグラフィックス社製高圧水銀灯(型式H04−L21)を用い、自己修復性樹脂層(B)2面側から、照度75mW/cm2にて、積算光量が300mJ/cm2となるように紫外線(UV)を照射した。但し、比較例1の自己修復性樹脂層(B)2と樹脂層(A)1の2層の積層体については、紫外線(UV)は照射せずに測定に供した。次いで、引張試験機を用い、自己修復樹脂層(B)面側の裏打ちテープと樹脂層(A)1面側の裏打ちテープの端をチャックし、300mm/分の速さでT字剥離し、密着力(N/10mmに換算)を測定した。T字ピールした。なお、測定において、自己修復性樹脂層(B)2と裏打ちテープの界面で剥がれが生じた場合は、自己修復性樹脂層(B)2と裏打ちテープの界面の密着力である3.4N/10mmより大きい(≧3.4N/10mm)値であると評価した。
それぞれの積層体10に使用された自己修復性樹脂層(B)2について、紫外線(UV)透過率を測定した。具体的には、それぞれの積層体10に使用された自己修復性樹脂層(B)2と同じ厚さの単層の自己修復性樹脂層(B)2を、積層体10を作製する時と同じ塗工条件、エージング条件により別途準備し、日本分光社製の分光光度計V−670DS(製品名)を用いて、波長360nmにおける平行光線透過率を測定した。なお、測定の際には自己修復性樹脂層(B)2は剥離ライナーが無い状態である。
実施例1〜22、および比較例1〜3の積層体10に対する評価結果について、積層体10の層構成等と合わせて表2〜6に示す。
これにより、実施例1〜21の積層体10は、曲面形状や段差形状を有する物品に貼り付けて使用する表面保護部材として有用であることが確認された。
2…自己修復性樹脂層(B)、
3…粘着剤層(C)、
4、5…剥離ライナー、
6…ガラス棒、
10…積層体、
20…両面に剥離ライナーを備えた積層体
Claims (6)
- 活性エネルギー線の後照射により硬化が可能な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含む樹脂層(A)と、前記樹脂層(A)の一方の面に積層されたウレタン系樹脂組成物を含む活性エネルギー線が透過可能な自己修復性樹脂層(B)と、前記樹脂層(A)のもう一方の面に積層された粘着剤層(C)とを備えた自己修復性積層体であって、
前記樹脂層(A)は、下記条件(1)で紫外線照射した後に、下記条件(2)で動的粘弾性を測定した際の105〜150℃の温度範囲における貯蔵弾性率(G’)の値が8.0×105〜3.0×107Paの範囲の値となるものであることを特徴とする自己修復性積層体。
条件(1)
紫外線照射検体:幅10mm×長さ50mm(厚さ500μm)の樹脂層(A)の両面に剥離ライナーとしてPETフィルム(厚さ50μm)を積層したもの、光源:高圧水銀灯、照度:75mW/cm2、積算光量:300mJ/cm2
条件(2)
動的粘弾性測定検体:条件(1)で紫外線照射した後の樹脂層(A)で剥離ライナーとしてのPETフィルムを剥がしたもの、周波数:1Hz、昇温速度:2℃/分、測定温度範囲:−50℃〜150℃ - 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、炭素−炭素二重結合および官能基を有するアクリル系粘着性ポリマー、光重合開始剤、ならびに、該官能基と反応する架橋剤を含み、前記炭素−炭素二重結合および官能基を有するアクリル系粘着性ポリマーの炭素−炭素二重結合含有量は、0.33〜2.00meq/gの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の自己修復性を有する積層体。
- 前記ウレタン系樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物であり、官能基を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂と該官能基と反応する架橋剤を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の自己修復性を有する積層体。
- 前記樹脂層(A)の厚さが20〜50μmの範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の自己修復性を有する積層体。
- 請求項3に記載の自己修復性を有する積層体において、少なくとも、前記樹脂層(A)および前記自己修復性樹脂層(B)は、当該樹脂層(A)および当該自己修復性樹脂層(B)に対して離型性を有するシート基材上に、前記樹脂層(A)形成用塗料および前記自己修復性樹脂層(B)形成用塗料をウェットオンウェット法により積層して形成することを特徴とする自己修復性を有する積層体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の自己修復性を有する積層体を、物品に前記粘着剤層(C)を介して貼り付けた後に、前記積層体の表面(自己修復性樹脂層(B))側から活性エネルギー線を照射して、前記樹脂層(A)を架橋および硬化させることを特徴とする自己修復性を有する積層体の使用方法。
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