JP2022058132A - ポリエステル系樹脂組成物、粘着剤組成物、粘着剤、粘着シートおよび両面粘着シート - Google Patents

ポリエステル系樹脂組成物、粘着剤組成物、粘着剤、粘着シートおよび両面粘着シート Download PDF

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Kazunao Kusano
秀昭 鈴木
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Abstract

【課題】地球環境にやさしい植物由来の原料を用い、各種被着体に対する粘着物性が良好で、粘着力および保持力等の粘着物性に優れたポリエステル系樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリエステル系樹脂(A)を含有する樹脂組成物であって、上記ポリエステル系樹脂(A)が、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有し、上記芳香族化合物(a2)由来の構造単位が熱可塑性ポリエステル樹脂(但し、ポリエステル系樹脂(A)を除く。)由来の芳香族化合物を含み、ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量が3000以上であるポリエステル系樹脂組成物とする。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステル系樹脂組成物、それを含有する粘着剤組成物、粘着剤、粘着シートおよび両面粘着シートに関し、さらに詳しくは、地球環境にやさしい植物由来の原料を用いたポリエステル系樹脂組成物であって、粘着剤とした際に、粘着力および保持力等の粘着物性に優れたポリエステル系樹脂組成物、それを含有する粘着剤組成物、粘着剤、粘着シートおよび両面粘着シートに関するものである。
近年、製品の小型化や軽量化の観点から、部品の接合等には粘着剤が用いられるようになっており、かかる粘着剤として、一般的に用いられているアクリル系樹脂に代わって、粘着力に優れるポリエステル系樹脂を用いた粘着剤も検討されている。
一方、昨今は、化石資源の枯渇や地球の温暖化対策等の一環として、再生可能な資源である植物由来の原料の使用が推奨されており、地球環境にやさしい植物由来の原料を用いたバイオマス度の高い粘着剤が求められている。
このような植物由来の原料を用いたポリエステル系粘着剤として、例えば、特許文献1では、ジカルボン酸成分として90~50モル%の芳香族ジカルボン酸と10~50モル%のダイマー酸を用い、グリコール成分として30モル%以上の側鎖にアルキル基を有する炭素数4以上のグリコールを用いて重合してなるポリエステル樹脂を含有する粘着剤が、耐熱性、耐久性に優れることが提案されている。
また、特許文献2では、ジカルボン酸成分としてダイマー酸、ジオール成分としてダイマージオールを用いて重合してなるポリエステルで、ジカルボン酸成分に含まれるカルボキシ基1モルに対してジオール成分に含まれる水酸基が1.04~2.10モルであるポリエステルと、粘着付与剤とを含有する粘着剤が、有機溶剤の使用量が少なく、厚塗りが可能で、接着性、保持性、耐反発性に優れることが提案されている。
特開平4-328186号公報 特開2014-169419号公報
しかしながら、特許文献1の開示技術では、植物由来のダイマー酸を用いているものの、石油由来の芳香族系ジカルボン酸の使用が多いため、環境負荷が高くなるという課題は残るものであった。
また、上記の特許文献2の開示技術では、植物由来の原料を主として用いているため環境面での負荷は低減されているものの、樹脂が柔らかすぎるため、粘着シートとしたときの弾性率が低くなりすぎるので、両面粘着テープとしたときの粘着力等の粘着物性が劣る傾向となり、まだまだ満足のいくものではなかった。粘着付与剤等を添加することにより粘着力を含め粘着物性の底上げはできるが、必須成分が増えるため、設計の自由度は下がることが問題であった。
一般的に、ポリエステル系樹脂組成物を粘着剤として使用する場合には、イソシアネート系化合物やエポキシ系化合物、金属キレート系化合物等の架橋剤や、粘着付与剤等の添加剤を使用することが多い。
しかしながら、地球環境にやさしい植物由来の原料、例えば、アルキル鎖の長いダイマー酸類やダイマージオールを用いてポリエステル系樹脂組成物を作製する場合、非常に極性が低くなることから、上記の添加剤との相溶性が低下する傾向がある。そのため、上記アルキル鎖の長いダイマー酸類やダイマージオールを用いたポリエステル系樹脂組成物に、上記添加剤を使用した場合、相溶性が低く、粘着物性が低下するという問題があった。
そこで、本発明ではこのような背景下において、地球環境にやさしい再生材料、例えば植物由来の原料やリサイクルポリエチレンテレフタレート(PET)等を用いたポリエステル系樹脂組成物であって、粘着剤とした際に各種被着体に対する粘着物性が良好で、粘着力および保持力等の粘着物性に優れたポリエステル系樹脂組成物、それを含有する粘着剤組成物、粘着剤、粘着シートおよび両面粘着シートを提供することを目的とする。
しかるに、本発明者らは、ポリエステル系樹脂組成物において、ポリエステル系樹脂を構成する多価カルボン酸類およびポリオールとして、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物、および芳香族化合物を含み、芳香族化合物由来の構造単位が熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物を含み、ポリエステル系樹脂の数平均分子量が、3000以上であることにより、粘着剤とした際に、地球環境にやさしく、各種被着体に対する粘着物性が良好で、粘着力および保持力に優れた粘着剤を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、ポリエステル系樹脂(A)を含有する樹脂組成物であって、上記ポリエステル系樹脂(A)が、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂組成物であり、上記芳香族化合物(a2)由来の構造単位が熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物を含み、上記ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量が、3000以上であるポリエステル系樹脂組成物を第1の要旨とする。
また、本発明においては、上記ポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物を第2の要旨とし、さらに粘着剤組成物が架橋された粘着剤を第3の要旨とし、上記粘着剤を含有する粘着剤層を有する粘着シートを第4の要旨とし、上記粘着剤を含有する粘着剤層を有する両面粘着シートを第5の要旨とする。
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、ポリエステル系樹脂(A)を含有し、上記ポリエステル系樹脂(A)が、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有し、上記芳香族化合物(a2)由来の構造単位が熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物を含み、上記ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量が3000以上のポリエステル系樹脂組成物である。
そのため、バイオマス度や再生炭素使用率が高く地球環境にやさしいポリエステル系樹脂組成物となるものでありながら、粘着剤とした際に粘着力および保持力にも優れた効果を有するものである。
したがって、光学部材用の貼り合わせに用いる片面または両面粘着シートや、携帯電子機器の部材固定用、電子部材固定用の片面または両面粘着シート等に有効に用いられる。
以下、本発明の構成につき詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
なお、本発明において、「カルボン酸類」との用語は、カルボン酸に加え、カルボン酸塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸エステル等のカルボン酸誘導体も含むものである。
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有し、上記芳香族化合物(a2)由来の構造単位が熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物を含み、上記ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量が3000以上のポリエステル系樹脂(A)を含有するものである。以下、上記ポリエステル系樹脂(A)について詳述する。
<ポリエステル系樹脂(A)>
ポリエステル系樹脂は、その樹脂構造として、多価カルボン酸類由来の構造単位およびポリオール由来の構造単位を有するものであり、通常、多価カルボン酸類とポリオールとを含む重合成分を重合することにより得られる。
本発明で用いるポリエステル系樹脂(A)は、多価カルボン酸類であるダイマー酸類およびポリオールであるダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位と、多価カルボン酸類およびポリオールの少なくとも1種の芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有するものであり、とりわけ、ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)と芳香族化合物(a2)とを含む重合成分を重合させることにより得られるものである。
[ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)]
上記ダイマー酸類およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)(以下、「化合物(a1)」と記載することがある。)は、上述のとおり、多価カルボン酸類であるダイマー酸およびポリオールであるダイマージオールの少なくとも1種である。
上記ダイマー酸類とは、平均炭素数10~26の不飽和脂肪酸類二量体を主成分とするものであり、好ましくは平均炭素数12~24の不飽和脂肪酸類二量体、さらに好ましくは平均炭素数14~22の不飽和脂肪酸類二量体である。具体的には、例えば、オレイン酸類やリノール酸類、リノレン酸類、エルカ酸類等の不飽和脂肪酸類から誘導されるジカルボン酸である。
なお、ここで「主成分」とは、その成分の含有量が全体の90重量%以上、好ましくは95重%以上、さらに好ましくは98重量%以上である成分のことをいう。
本発明で用いるダイマー酸類としては、例えば、上記不飽和脂肪酸類から誘導されるダイマー酸類(炭素数36、44がメイン)や、上記ダイマー酸類の水素添加物等が挙げられる。なかでも、結晶性を防ぎやすい点でダイマー酸類の水素添加物が好ましい。
上記ダイマー酸類の原料としては、通常、植物や牛脂等が用いられ、本発明においては、いずれの原料由来のダイマー酸類も使用可能であるが、地球環境にやさしい植物由来の原料を用いることが好ましい。植物由来の原料を用いることにより、後述するポリエステル系樹脂(A)のバイオマス度を上げることができる。
ポリエステル系樹脂(A)の共重合成分として、上記ダイマー酸類を用いる場合の含有量は、多価カルボン酸類全体に対して10~100モル%であることが好ましく、特に好ましくは20~99モル%、さらに好ましくは35~90モル%、殊に好ましくは51~80モル%である。かかる含有量が少なすぎると硬くなりすぎて粘着強度が低下する傾向がある。なお、かかる含有量が多すぎると柔らかくなりすぎて、やや粘着特性が低下する傾向がある。
本発明で用いるダイマージオールとは、一般に上記ダイマー酸類から誘導されるジオールである。本発明においては、上記ダイマージオールは、ダイマー酸類と同じく、植物由来の原料であることが好ましい。
ポリエステル系樹脂(A)の共重合成分として、上記ダイマージオールを用いる場合の含有量は、ポリオール全体に対して10~100モル%であることが好ましく、特に好ましくは20~99モル%、さらに好ましくは35~90モル%、殊に好ましくは51~80モル%である。かかる含有量が少なすぎると、粘着特性が低下する傾向がある。なお、かかる含有量が多すぎると柔らかくなりすぎて、やや粘着特性が低下する傾向がある。
[芳香族化合物(a2)]
上記芳香族化合物(a2)は、熱可塑性ポリエステル樹脂(但し、ポリエステル系樹脂(A)を除く。)由来の芳香族化合物を含むものである。上記熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物としては、芳香族多価カルボン酸類、芳香族ポリオールが挙げられる。なかでも、粘着力および保持力に優れる点から、芳香族多価カルボン酸類由来の構造単位を含有する熱可塑性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
上記熱可塑性ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。上記ポリエチレンテレフタレートは、芳香族化合物(a2)であるテレフタル酸類とエチレングリコールとが重合したポリエステル樹脂であり、さらに必要に応じて、イソフタル酸類、無水フタル酸類、アジピン酸類、シクロヘキサンジカルボン酸類、セバシン酸類、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノールのような物質で変性されたものであってもよい。また、上記ポリエチレンテレフタレートは、バージン品であっても再生品であってもよいが、再生品を用いることが地球環境の点から好ましい。
ポリエステル系樹脂(A)の共重合成分における、熱可塑性ポリエステル樹脂由来の芳香族化合物の含有量は、多価カルボン酸類全体に対して、1モル%以上50モル%未満であることが好ましく、より好ましくは5~47モル%、さらに好ましくは10~43モル%、特に好ましくは15~40モル%、より好ましくは20~36モル%である。かかる含有量が少なすぎると、凝集力が低下することで、粘着力が低下して充分な粘着性能が得られなくなる傾向があり、多すぎると初期粘着力(タック)が低下する傾向がある。
上記芳香族化合物(a2)は、熱可塑性ポリエステル由来の芳香族化合物のみからなることが地球環境の点から好ましいが、熱可塑性ポリエステル由来の芳香族化合物以外の、芳香族多価カルボン酸類、芳香族ポリオールが含まれていてもよい。
(芳香族多価カルボン酸類)
上記芳香族多価カルボン酸類としては、二価の芳香族ジカルボン酸類、三価以上の芳香族多価カルボン酸類が挙げられ、ポリエステル系樹脂(A)を安定的に得られる点から芳香族ジカルボン酸類が好ましく用いられる。
上記芳香族ジカルボン酸類としては、例えば、フタル酸類、テレフタル酸類、イソフタル酸類、ベンジルマロン酸類、ジフェン酸類、4,4’-オキシジ安息香酸類、1,8-ナフタレンジカルボン酸類、2,3-ナフタレンジカルボン酸類、2,7-ナフタレンジカルボン酸類等のナフタレンジカルボン酸類等のベンゼン系ジカルボン酸類;フランジカルボン酸類、チオフェンジカルボン酸類(ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン等)等の複素環系ジカルボン酸類等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、入手の容易さから、テレフタル酸類、イソフタル酸類、フランジカルボン酸類が好ましい。
上記三価以上の芳香族多価カルボン酸類としては、例えば、トリメリット酸類、ピロメリット酸類、トリメシン酸類等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
ポリエステル系樹脂(A)の共重合成分として、上記芳香族多価カルボン酸類が含まれる場合の含有量は、多価カルボン酸類全体に対して、1モル%以上50モル%未満であることが好ましく、より好ましくは5~47モル%、さらに好ましくは10~43モル%、特に好ましくは15~40モル%、より好ましくは20~36モル%である。かかる含有量が少なすぎると、凝集力が低下することで、粘着力が低下して充分な粘着性能が得られなくなる傾向があり、多すぎると初期粘着力(タック)が低下する傾向がある。
(芳香族ポリオール)
上記芳香族ポリオールとしては、二価の芳香族ジオールが挙げられる。
上記二価の芳香族ジオールとしては、例えば、ビスフェノールA、4,4’-チオジフェノール、4,4’-メチレンジフェノール、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、o-,m-、およびp-ジヒドロキシベンゼン、2,5-ナフタレンジオール、p-キシレンジオール、およびそれらのエチレンオキサイド付加体やプロピレンオキサイド付加体等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
ポリエステル系樹脂(A)の共重合成分として、上記芳香族ポリオールが含まれる場合の含有量は、ポリオール全体に対して、1~50モル%であることが好ましく、より好ましくは5~40モル%、さらに好ましくは10~30モル%である。かかる含有量が少なすぎると凝集力が低下し、粘着力が低下する傾向があり、多すぎると初期粘着力が低下する傾向がある。
本発明で用いるポリエステル系樹脂(A)は、上記化合物(a1)、芳香族化合物(a2)以外に、共重合成分として脂肪族化合物(a3)を用いてもよい。
[脂肪族化合物(a3)]
上記脂肪族化合物としては、脂肪族多価カルボン酸類、脂肪族ポリオールが挙げられる。
(脂肪族多価カルボン酸類)
上記脂肪族多価カルボン酸類としては、二価の脂肪族ジカルボン酸類、三価以上の多価カルボン酸類が挙げられる。
上記脂肪族ジカルボン酸類としては、例えば、マロン酸類、ジメチルマロン酸類、コハク酸類、グルタル酸類、アジピン酸類、トリメチルアジピン酸類、ピメリン酸類、2,2-ジメチルグルタル酸類、アゼライン酸類、セバシン酸類、1,9-ノナンジカルボン酸類、デカンジカルボン酸類、等の直鎖アルキルのジカルボン酸類、フマル酸類、マレイン酸類、イタコン酸類、チオジプロピオン酸類、ジグリコール酸類等の非環式脂肪族ジカルボン酸類;
1,3-シクロペンタンジカルボン酸類、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸類、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸類、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸類、2,5-ノルボルナンジカルボン酸類、アダマンタンジカルボン酸類等の環式脂肪族ジカルボン酸類等が挙げられる。
また、上記三価以上の多価カルボン酸類としては、例えば、アダマンタントリカルボン酸類等が挙げられる。
これらの脂肪族多価カルボン酸類は単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
上記脂肪族多価カルボン酸類としては、初期粘着力(タック)を向上させる観点から、炭素数(カルボキシ基の炭素を含む)4以上の非環式脂肪族ジカルボン酸類を含有することが好ましく、なかでもアゼライン酸類、セバシン酸類等の炭素数(カルボキシ基の炭素を含む)9~12の非環式脂肪族ジカルボン酸類を含有することがより好ましい。
かかる炭素数4以上の非環式脂肪族ジカルボン酸類の含有量としては、多価カルボン酸類全体に対して、95モル%以下であることが好ましく、より好ましくは5~90モル%、特に好ましくは10~70モル%である。かかる含有割合が多すぎると、粘着力が低下したり、樹脂が結晶化し充分な接着性能が得られなくなる傾向がある。
また、上記脂肪族多価カルボン酸類は、バイオマス度を高くするため、植物由来の脂肪族多価カルボン酸類を用いることが好ましい。
上記植物由来の脂肪族多価カルボン酸類としては、例えば、ヒマシ油由来のセバシン酸類や、トウモロコシ由来のコハク酸類等が挙げられる。
(脂肪族ポリオール)
上記脂肪族ポリオールとしては、二価の脂肪族ジオール、三価以上の脂肪族多価アルコールが挙げられる。
上記二価の脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-イソブチル-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、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジオール等の非環式脂肪族ジオール;
1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、イソソルバイド、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の環式脂肪族ジオール等が挙げられる。
上記三価以上の脂肪族多価アルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、1,3,6-ヘキサントリオール、アダマンタントリオール等が挙げられる。
これらの脂肪族ポリオールは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
これらのなかでも、ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)を下げ、初期粘着力を向上させる点から、ポリオールに非環式脂肪族ジオールを含有させることが好ましく、より好ましくは、炭素数2~20の非環式脂肪族ジオールであり、特に好ましくは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオールである。なかでも、ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)を下げることができ、より接着性に優れるようになる点で、エチレングリコールが殊に好ましい。
非環式脂肪族ジオールの含有量は、ポリオール全体に対して、10~100モル%であることが好ましく、より好ましくは20~99モル%、さらに好ましくは30~95モル%、特に好ましくは40~90モル%である。かかる含有量が少なすぎると、安定した樹脂形成が得られ難くなる傾向がある。
上記脂肪族ポリオールは、バイオマス度を高くするために、植物由来のポリオールを用いることが好ましい。
上記植物由来のポリオールとしては、例えば、イソソルバイド、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステル系ジオールや、バイオエチレングリコール、バイオ1,3-プロパングリコール、バイオブチレングリコール等が挙げられる。なかでも、バイオエチレングリコールが好ましい。
また、上記非環式脂肪族ジオールとしては、ポリエチレンテレフタレートを用いてもよい。前述のとおり、ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸類とエチレングリコールとが、重合したポリエステル樹脂である。したがって、ポリエチレンテレフタレートを用いることにより、ポリエステル系樹脂(A)は、非環式脂肪族ジオール由来の構造単位として、ポリエチレンテレフタレート由来のエチレングリコールからなる構造を含有することとなる。また、上記ポリエチレンテレフタレートは、バージン品であっても再生品であってもよいが、再生品を用いることが地球環境の点から好ましい。
さらには、ポリエステル系樹脂(A)中に後述の多価イソシアネート系化合物(B)との反応点を形成し、凝集力を高める点から脂肪族ポリオールとして、三価以上の脂肪族多価アルコールを用いることが好ましく、例えば、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオールを用いることができる。これらのなかでも比較的ゲルが発生しにくい点でトリメチロールプロパンを用いることが特に好ましい。
かかる三価以上の脂肪族多価アルコールの含有量としては、ポリオール全体に対して、20モル%以下であることが好ましく、さらには0.1~10モル%であることが好ましく、特には0.5~5モル%が好ましい。かかる三価以上の脂肪族多価アルコールの含有量が多すぎるとポリエステル系樹脂(A)の製造が困難となる傾向がある。
また、上述のとおり、脂肪族ポリオールは、植物由来のものを用いることが好ましいが、多価カルボン酸類のバイオマス度が高い場合には、重縮合のしやすさの点から植物由来でない脂肪族ポリオールを用いてもよい。しかし、その場合でもバイオマス度を上げるために、炭素数4以下の直鎖構造の非環式脂肪族ジオールを用いることが好ましく、特には炭素数2~3の直鎖構造の非環式脂肪族ジオールを用いることが好ましい。炭素数4以下の直鎖構造の非環式脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール等が用いられる。すなわち、脂肪族ポリオールの炭素数が4以下と小さいものを用いた場合、ポリエステル系樹脂(A)としてバイオマス度が高いカルボン酸類の重量比が増えることとなり、バイオマス度を上げることができるためである。
[ポリエステル系樹脂(A)の製造]
本発明において、ポリエステル系樹脂(A)は、多価カルボン酸類とポリオールと熱可塑性ポリエステル樹脂を触媒存在下、公知の方法により重縮合反応させることにより製造することができ、重縮合反応に際しては、まずエステル化反応、またはエステル交換反応が行われた後、重縮合反応が行われる。なお、高分子量にする必要がない場合には、エステル化反応、またはエステル交換反応のみで製造することもある。
かかるエステル化反応、またはエステル交換反応においては、触媒が用いられ、具体的には、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン系触媒、三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒、二酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム系触媒等の触媒や、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド等の触媒を挙げることができ、これらの1種あるいは2種以上が用いられる。これらのなかでも、触媒活性の高さと得られる反応物の色相とのバランスから、三酸化アンチモン、テトラブチルチタネート、二酸化ゲルマニウム、酢酸亜鉛が好ましい。
上記触媒の配合量は、全共重合成分(重量基準)に対して1~10000ppmであることが好ましく、特に好ましくは10~5000ppm、さらに好ましくは20~3000ppmである。かかる配合量が少なすぎると、重合反応が充分に進行しにくい傾向があり、多すぎても反応時間短縮等の利点はなく副反応が起こりやすい傾向がある。
エステル化反応時の反応温度については、200~300℃が好ましく、特に好ましくは210~280℃、さらに好ましくは220~260℃である。かかる反応温度が低すぎると反応が充分に進みにくい傾向があり、高すぎると分解等の副反応が起こりやすい傾向がある。また、反応時の圧力は通常、常圧である。
上記エステル化反応、またはエステル交換反応が行われた後に行われる重縮合反応の反応条件としては、上記のエステル化反応、またはエステル交換反応で用いるものと同様の触媒をさらに同程度の量配合し、反応温度を好ましくは200~280℃、特に好ましくは210~270℃として、反応系を徐々に減圧して最終的には5hPa以下で反応させることが好ましい。かかる反応温度が低すぎると反応が充分に進行せずに所望の分子量に到達しにくい傾向があり、高すぎると分解等の副反応が起こりやすい傾向がある。
かくして化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂(A)が得られる。
本発明で用いられるポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量は、3000以上であることを特徴とし、好ましくは3500~50000、さらに好ましくは4000~40000、特に好ましくは5000~30000、殊に好ましくは6000~20000、最も好ましくは7000~15000である。数平均分子量が大きすぎると、ハンドリング性が低下するので、溶剤が大量に必要となり、環境負荷が大きくなる傾向があり、数平均分子量が小さすぎると、粘着物性が低下する傾向がある。
上記ポリエステル系樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは10000以上であり、より好ましくは10000~500000、さらに好ましくは20000~300000、特に好ましくは30000~250000、殊に好ましくは40000~200000、最も好ましくは50000~150000である。重量平均分子量が大きすぎると、ハンドリング性が低下するので、溶剤が大量に必要となり、環境負荷が大きくなる傾向があり、重量平均分子量が小さすぎると、粘着物性が低下する傾向がある。
上記の数平均分子量、重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による数平均分子量、重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフ(東ソー社製、「HLC-8320GPC」)に、カラム:TSKgel SuperMultipore HZ-M(排除限界分子量:2×106、理論段数:16000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:4μm)を2本直列にして用いることにより測定されるものである。
本発明においては、粘着力および保持力に優れる点から、上記ポリエステル系樹脂(A)における芳香族化合物(a2)由来の構造単位のモル濃度(X2)に対する、ダイマー酸およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位のモル濃度(X1)の割合(X1/X2)が2.0より大きいことが好ましい。より好ましくは2.2以上、さらに好ましくは2.3以上、特に好ましくは2.5以上、殊に好ましくは3.0以上である。X1/X2が2.0以下であると、粘着力および保持力が低下する。また、X1/X2の上限値は、通常20、好ましくは10、より好ましくは6.0、さらに好ましくは5.0、特に好ましくは4.0、殊に好ましくは3.5である。なお、上記化合物(a1)に芳香環が含まれる場合は、化合物(a1)に含むものとし、芳香族化合物(a2)には含まない。
上記ポリエステル系樹脂(A)における化合物(a1)由来の構造単位の含有量は、全体の50~99モル%であることが好ましく、より好ましくは60~97モル%、さらに好ましくは65~95モル%、特に好ましくは70~90モル%である。かかる含有量が少なすぎると硬くなりすぎて粘着強度が低下する傾向がある。なお、かかる含有量が多すぎるとポリエステル系樹脂(A)が柔らかくなりすぎて、粘着特性が若干低下する傾向がある。
また、上記ポリエステル系樹脂(A)が脂肪族ポリオール由来の構造単位を含有する場合は、上記脂肪族ポリオール由来の構造単位のうち、炭素数2~20の非環式脂肪族ジオールの含有割合が10モル%以上であることが、粘着剤とした際の初期粘着力の点から好ましく、30モル%以上であることがより好ましく、50モル%以上であることが特に好ましい。
また、上記ポリエステル系樹脂(A)のバイオマス度は、通常、50%以上であり、好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、殊に好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上である。なお、上限は100%である。かかるバイオマス度が低いと環境負荷の低減が不充分となる傾向がある。
ここで、上記ポリエステル系樹脂(A)のバイオマス度とは、ポリエステル系樹脂(A)の総重量に対し、上記ポリエステル系樹脂(A)を製造する際に使用する植物由来の原料が樹脂に組み込まれた部分の重量割合のことである。
なお、多価カルボン酸類、ポリオールのバイオマス度については、それぞれのバイオマス度の加重平均から求めるものとする。
また、以下の算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が上記範囲内であればよい。
(計算方法)
<重縮合反応を伴う場合>
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル系樹脂(A)中の多価カルボン酸類およびポリオールのモル比から算出した植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル系樹脂(A)中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
<重縮合反応を伴わない場合>
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル系樹脂(A)中の植物由来モノマーの炭素のモル数)/(ポリエステル系樹脂(A)中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
また、上記バイオマス度は、NMRで組成比を解析し、その植物由来モノマーの炭素数/全体の炭素数を計算することによっても求めることができる。
さらに、上記バイオマス度は、東京都立産業技術研究センター研究報告,第4号,2009年の「天然放射性炭素C-14を用いたバイオ燃料の由来判別技術」に記載の方法で測定することもできる。
上記バイオマス度を所定範囲に調整する方法としては、植物由来の多価カルボン酸類や植物由来のポリオールを主体として用いることが挙げられるが、効率的にバイオマス度を上げることができる点で、特には多価カルボン酸類を植物由来とすることが好ましい。
また、本発明においては、上記ポリエステル系樹脂(A)の再生炭素使用率が50%以上であることが環境負荷低減の点で好ましく、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、殊に好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上である。なお、上限は100%である。
ここで、ポリエステル系樹脂(A)の再生炭素使用率とは、ポリエステル系樹脂(A)の総重量に対し、上記ポリエステル系樹脂(A)を製造する際に使用する再生炭素を含む原料の重量割合のことである。上記再生炭素を含む原料としては、例えば、植物由来原料や再生ポリエチレンテレフタレート(リサイクルPET)等の熱可塑性ポリエステル樹脂が挙げられる。
再生炭素使用率の計算方法は、上記のバイオマス度の計算方法と同様の方法にて計算することができる。即ち、以下の通りである。
(計算方法)
<重縮合反応を伴う場合>
再生炭素使用率(%)=〔(ポリエステル系樹脂(A)中の多価カルボン酸類およびポリオールのモル比から算出した再生炭素のモル数)/(ポリエステル系樹脂(A)中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
<重縮合反応を伴わない場合>
再生炭素使用率(%)=〔(ポリエステル系樹脂(A)中の再生炭素のモル数)/(ポリエステル系樹脂(A)中の全構成モノマーの炭素のモル数)〕×100
上記ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-90~20℃であり、特に好ましくは-60~0℃であり、さらに好ましくは-50~-20℃である。ガラス転移温度(Tg)が高すぎると、粘着剤とした際の密着性が低下する傾向があり、低すぎると、耐熱性が低下したり、凝集力が低下したりする傾向がある。
上記ガラス転移温度(Tg)は、TAインスツルメント社製の示差走査熱量計DSC Q20を用いて測定されるものである。なお、測定温度範囲は-90~100℃で、温度上昇速度は10℃/分である。
ポリエステル系樹脂(A)のエステル基濃度は、通常2ミリモル/g以上であり、好ましくは3~10ミリモル/g、さらに好ましくは3.6~6ミリモル/g、特に好ましくは4.2~5ミリモル/gである。かかるエステル基濃度が小さすぎるとポリエステル系樹脂(A)が柔らかくなり、粘着特性が低下する傾向となる。
上記エステル基濃度(ミリモル/g)とは、ポリエステル系樹脂(A)1g中のエステル結合のモル数のことであり、例えば、仕込み量からの計算値で求められる。かかる計算方法は、カルボン酸類とポリオールの仕込み量の少ない方のモル数を全体重量で割った値であり、計算式の例を以下に示す。
なお、多価カルボン酸類とポリオールの各仕込み量が同モル量の場合には、下記のどちらの計算式を用いてもよい。
また、モノマーとして、カルボキシ基と水酸基の両方を持つものを使ったり、カプロラクトン等からポリエステルを作製する場合等は、適宜計算方法を変えることとなる。
<多価カルボン酸類が少ない場合>
エステル基濃度(ミリモル/g)=〔(A1/a1×m1+A2/a2×m2+A3/a3×m3・・・)/Z〕×1000
A1,A2,A3・・・:多価カルボン酸類の仕込み量(g)
a1,a2,a3・・・:多価カルボン酸類の分子量
m1,m2,m3・・・:多価カルボン酸類の1分子あたりのカルボキシ基の数
Z:出来上がり重量(g)
<ポリオールが少ない場合>
エステル基濃度(ミリモル/g)=〔(B1/b1×n1+B2/b2×n2+B3/b3×n3・・・)/Z〕×1000
B1,B2,B3・・・:ポリオールの仕込み量(g)
b1,b2,b3・・・:ポリオールの分子量
n1,n2,n3・・・:ポリオールの1分子あたりの水酸基の数
Z:出来上がり重量(g)
また、上記エステル基濃度は、NMR等を用いて公知の方法で測定することもできる。
例えば、ポリエステル樹脂(A)のエステル基濃度は、共鳴周波数400MHzの1H-NMR測定(プロトン型核磁気共鳴分光測定)、13C-NMR測定(カーボン型核磁気共鳴分光測定)にて行うことができる。
上記エステル基濃度を調整する方法としては、例えば、ポリオールとして炭素数4以下のポリオールを選択する方法や、多価カルボン酸類として直鎖カルボン酸類の含有量を増やす方法、その両方を組み合わせる方法等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂(A)の示差走査熱量計で測定される結晶融解熱は、通常10J/g以下であり、好ましくは5J/g以下、さらに好ましくは2J/g以下、特に好ましくは結晶融解熱が出ないことである。かかる結晶融解熱が大きすぎると結晶性が出てしまい、樹脂溶液の保存安定性が低下したり、粘着シートにした際の低温での安定性、粘着特性が低下する傾向にある。
上記結晶融解熱とは、結晶化した物質を加熱融解する際の消費エネルギーのことであり、示差走査熱量計DSCにより測定することができる。
上記結晶融解熱を調整する方法としては、例えば、側鎖にアルキル基を持つ多価カルボン酸類や側鎖にアルキル基を持つポリオールを適宜使用する方法や、共重合モノマー成分を3成分以上、好ましくは4成分以上使用する方法等が挙げられる。
上記ポリエステル系樹脂(A)の酸価は、10mgKOH/g以下であることが加水分解を防ぎ、耐久性を上げる点で好ましく、さらに好ましくは5mgKOH/g以下、特に好ましくは2mgKOH/g以下である。かかる酸価が大きすぎると耐久性が低下する傾向がある。
上記酸価を調整するには、例えば、エステル化反応、またはエステル交換反応時にポリオールの比率を増やしたり、反応条件を調節したりすることが挙げられる。なお、酸価の下限値は通常0mgKOH/gである。
上記ポリエステル系樹脂(A)の酸価は、JIS K0070に基づき中和滴定により求められるものである。
なお、本発明における酸価とは、ポリエステル系樹脂(A)におけるカルボキシ基の含有量を意味する。上記カルボキシ基には、カルボキシ基が塩基性化合物により中和された、カルボキシラートイオン状態のものも含まれる。
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、上記ポリエステル系樹脂(A)とともに、好ましくは、多価イソシアネート系化合物(B)、加水分解抑制剤(C)、必要に応じて、粘着付与剤(D)、ウレタン化触媒(E)、酸化防止剤(F)等を含有させることが好ましい。
<多価イソシアネート系化合物(B)>
本発明のポリエステル系樹脂組成物には、架橋剤として多価イソシアネート系化合物(B)をさらに含有することが好ましく、多価イソシアネート系化合物(B)を含有させることにより、ポリエステル系樹脂(A)を多価イソシアネート系化合物(B)で架橋させ凝集力に優れたものとなり、粘着剤としての性能を向上させることができる。
かかる多価イソシアネート系化合物(B)としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート等のトリレンジイソシアネート系架橋剤、1,3-キシリレンジイソシアネート等のキシリレンジイソシアネート系架橋剤、ジフェニルメタン-4,4-ジイソシアネート等のジフェニルメタン系架橋剤、1,5-ナフタレンジイソシアネート等のナフタレンジイソシアネート系架橋剤等の芳香族系イソシアネート系架橋剤;イソホロンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル-4,4’-ジイソシアネート、1,3-ジイソシアナトメチルシクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族系イソシアネート系架橋剤;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系イソシアネート系架橋剤;および上記イソシアネート系化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体や、これらイソシアネート系化合物のビュレット体、イソシアヌレート体等が挙げられる。なお、上記ポリイソシアネート系化合物は、フェノール、ラクタム等でイソシアネート部分がブロックされたものでも使用することができる。これらの多価イソシアネート系化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上混合して使用してもよい。
かかる多価イソシアネート系化合物(B)の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)の分子量と用途目的により適宜選択できるが、通常は、ポリエステル系樹脂(A)に含まれる水酸基およびカルボキシ基の少なくとも一方の1当量に対して、多価イソシアネート系化合物(B)に含まれる反応性基が、0.2~10当量となる割合で多価イソシアネート系化合物(B)を含有することが好ましく、特に好ましくは0.5~5当量、さらに好ましくは0.5~3当量である。かかる多価イソシアネート系化合物(B)に含まれる反応性基の当量数が小さすぎると凝集力が低下する傾向があり、大きすぎると柔軟性が低下する傾向がある。
また、ポリエステル系樹脂(A)と多価イソシアネート系化合物(B)との反応においては、これら(A)および(B)成分と反応する官能基を有しない有機溶剤、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、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類、トルエン、キシレン等の芳香族類等の有機溶剤を用いることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
<加水分解抑制剤(C)>
上記加水分解抑制剤(C)は、ポリエステル系樹脂組成物の長期耐久性を担保させるために含有されるものである。
上記加水分解抑制剤(C)としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、上記ポリエステル系樹脂(A)のカルボキシ基末端と反応して結合する化合物が挙げられ、具体的には、例えば、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、等の官能基を含有する化合物等が挙げられる。これらのなかでもカルボジイミド基含有化合物が、カルボキシ基末端由来のプロトンの触媒活性を消失させる効果が高い点で好ましい。
上記カルボジイミド基含有化合物としては、通常、カルボジイミド基(-N=C=N-)を分子内に1個以上有する公知のカルボジイミドを用いればよいが、より高温高湿下での耐久性を上げる点でカルボジイミド基を分子内に2個以上含有する化合物、すなわち多価カルボジイミド系化合物であることが好ましく、特にはカルボジイミド基を分子内に3個以上、さらには5個以上、殊には7個以上含有する化合物であることが好ましい。なお、分子内に有するカルボジイミド基の数は通常50個以下であり、カルボジイミド基が多すぎると分子構造が大きくなりすぎるため相溶性が低下する傾向がある。また、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させることによって生成する高分子量ポリカルボジイミドを用いることも好ましい。
さらに、高分子量ポリカルボジイミドは末端イソシアネート基が封止剤によって封止されているものが、保存安定性の点で好ましい。封止剤としては、イソシアネート基と反応する活性水素を有する化合物、またはイソシアネート基を有する化合物が挙げられる。例えば、カルボキシ基、アミノ基、およびイソシアネート基から選ばれる置換基を1個有するモノアルコール類、モノカルボン酸類、モノアミン類、およびモノイソシアネート類等が挙げられる。
このような高分子量ポリカルボジイミドとしては、以下のジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させたものが挙げられる。
かかるジイソシアネートとしては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1-メトキシフェニル-2,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上を併用することができる。このような高分子量ポリカルボジイミドは、合成してもよいし市販品を使用してもよい。
上記カルボジイミド基含有化合物の市販品としては、例えば、日清紡ケミカル社製のカルボジライト(登録商標)シリーズが挙げられ、それらのなかでも、カルボジライト(登録商標)V-01、V-02B、V-03、V-04K、V-04PF、V-05、V-07、V-09、V-09GBは有機溶剤との相溶性に優れる点で好ましい。
上記エポキシ基含有化合物としては、例えば、グリシジルエステル化合物やグリシジルエーテル化合物等が好ましい。
上記グリシジルエステル化合物の具体例としては、例えば、安息香酸グリシジルエステル、t-Bu-安息香酸グリシジルエステル、p-トルイル酸グリシジルエステル、シクロヘキサンカルボン酸グリシジルエステル、ペラルゴン酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、ベヘニン酸グリシジルエステル、バーサチック酸グリシジルエステル、オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジルエステル、リノレン酸グリシジルエステル、ベヘノール酸グリシジルエステル、ステアロール酸グリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、メチルテレフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリシジルエステル、セバシン酸ジグリシジルエステル、ドデカンジオン酸ジグリシジルエステル、オクタデカンジカルボン酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸トリグリシジルエステル、ピロメリット酸テトラグリシジルエステル等を挙げられ、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
上記グリシジルエーテル化合物の具体例としては、例えば、フェニルグリシジルエ-テル、o-フェニルグリシジルエ-テル、1,4-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ブタン、1,6-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ヘキサン、1,4-ビス(β,γ-エポキシプロポキシ)ベンゼン、1-(β,γ-エポキシプロポキシ)-2-エトキシエタン、1-(β,γ-エポキシプロポキシ)-2-ベンジルオキシエタン、2,2-ビス-[р-(β,γ-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパンおよび2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)プロパンや2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン等のビスフェノールとエピクロルヒドリンの反応で得られるビスグリシジルポリエーテル等が挙げられ、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
上記オキサゾリン基含有化合物としては、ビスオキサゾリン化合物等が好ましい。具体的には、例えば、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-エチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4,4'-ジエチル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-プロピル-2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-ブチル-2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-ヘキシル-2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-シクロヘキシル-2-オキサゾリン)、2,2’-ビス(4-ベンジル-2-オキサゾリン)、2,2’-p-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-o-フェニレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-p-フェニレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2’-p-フェニレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2’-エチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-テトラメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-ヘキサメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-オクタメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-デカメチレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-エチレンビス(4-メチル-2-オキサゾリン)、2,2’-テトラメチレンビス(4,4-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2’-9,9’-ジフェノキシエタンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-シクロヘキシレンビス(2-オキサゾリン)、2,2’-ジフェニレンビス(2-オキサゾリン)等を例示することができ、これらのなかでも、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)が、ポリエステル系樹脂(A)との反応性の観点から最も好ましい。また、これらを単独でもしくは2種以上を併用することができる。
これら加水分解抑制剤(C)としては、揮発性が低い方が好ましく、そのために数平均分子量は高いものを用いる方が好ましく、その数平均分子量は、通常、300~10000、好ましくは1000~5000である。
また、加水分解抑制剤(C)としては、耐加水分解性の観点から重量平均分子量が高いものを用いる方が好ましい。加水分解抑制剤(C)の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましく、2000以上であることがさらに好ましく、3000以上であることが特に好ましい。なお、重量平均分子量の上限は通常50000である。
加水分解抑制剤(C)の分子量が小さすぎると、耐加水分解性が低下する傾向がある。
なお、分子量が大きすぎると、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性が低下する傾向がある。
加水分解抑制剤(C)のなかでも、カルボジイミド基含有化合物を使用することが好ましく、その際の、カルボジイミド当量は、好ましくは、50~10000、特には100~1000、さらには150~500であることが好ましい。なお、カルボジイミド当量とは、カルボジイミド基1個あたりの化学式量を示す。
上記加水分解抑制剤(C)の含有量は、上記ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~10重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、さらに好ましくは0.2~3重量部である。かかる含有量が、多すぎるとポリエステル系樹脂(A)との相溶性不良により濁りが発生する傾向があり、少なすぎると充分な耐久性が得られにくい傾向がある。
また、上記加水分解抑制剤(C)の含有量は、上記ポリエステル系樹脂(A)の酸価に応じて、含有量を最適化させることが好ましく、ポリエステル系樹脂組成物中のポリエステル系樹脂(A)の酸性官能基のモル数合計(x)に対する、ポリエステル系樹脂組成物中の加水分解抑制剤(C)の官能基のモル数合計(y)のモル比〔(y)/(x)〕が、0.5≦(y)/(x)であることが好ましく、特に好ましくは1≦(y)/(x)≦1000、さらに好ましくは1.5≦(y)/(x)≦100である。
(x)に対する(y)のモル比が低すぎると、耐湿熱性能が低下する傾向がある。なお、(x)に対する(y)のモル比が高すぎると、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性が低下したり、粘着力、凝集力、耐久性能が低下する傾向がある。
<粘着付与剤(D)>
本発明においては、粘着特性の向上を図ることができる点で、粘着付与剤(D)を含有させることが好ましい。
上記粘着付与剤(D)としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することができる。上記粘着付与剤(D)として、例えば、炭化水素系粘着付与樹脂、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂、キシレン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ケトン系樹脂、エラストマー系樹脂等が挙げられる。これらは、単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。なかでも、炭化水素系粘着付与樹脂、テルペン系樹脂が好ましい。また、上記粘着付与剤(D)は、少なくとも1種の炭化水素系粘着付与樹脂を含有することが特に好ましく、炭化水素系粘着付与樹脂が、粘着付与剤全体の30重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることが好ましい。
上記炭化水素系粘着付与樹脂としては、例えば、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂、脂肪族・芳香族系石油樹脂(スチレン-オレフィン系共重合体等)、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加炭化水素樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂等の各種の炭化水素系の樹脂が挙げられる。また、市販品としては、例えば、三井化学社製の「FTR6100」、「FTR6110」、「FTR6125」、「FTR8100」、「FTR8120」、「FMR0150」等が挙げられる。
上記テルペン系樹脂としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、および、芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられ、具体的には、α-ピネン重合体、β-ピネン重合体、ジペンテン重合体や、これらをフェノール変性、芳香族変性、水素添加変性、炭化水素変性したテルペン系樹脂を使用することができる。また、市販品としては、例えば、ヤスハラケミカル社製の「YSポリスターS145」、「YSレジンPX1000」、「YSレジンPX1250」、「YSポリスターT160」、「YSポリスターT145」、「YSポリスターT130」、「YSレジンTO115」、「YSポリスターG150」、「YSポリスターG125」、「YSポリスターU130」、「クリアロンP125」等が挙げられ、ポリプロピレン等の非極性被着体への密着性が良い点で、テルペン系樹脂が好ましい。
上記フェノール系樹脂としては、例えば、フェノール、m-クレゾール、3,5-キシレノール、p-アルキルフェノール、レゾルシン等の各種フェノール類と、ホルムアルデヒドとの縮合物を使用することができる。さらに、前記フェノール類とホルムアルデヒドとを、アルカリ触媒下で付加反応させて得られるレゾールや、前記フェノール類とホルムアルデヒドとを、酸触媒下で縮合反応させて得られるノボラック、未変性または変性ロジンやこれらの誘導体等のロジン類に、フェノールを酸触媒下で付加させ、熱重合することにより得られるロジン変性フェノール樹脂等を使用することができる。
上記ロジン系樹脂としては、例えば、ロジン樹脂、重合ロジン樹脂、水添ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、ロジンフェノール樹脂、重合ロジンエステル等が挙げられ、具体的には、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の未変性ロジン(生ロジン)や、これらを水添化、不均化、重合、その他の化学的に修飾された変性ロジン、これらの誘導体を使用することができる。また、市販品としては、例えば、ハリマ化成製の「ハリエスターTF」「ハリタック8LJA」「ハリタックPH」「ハリタックFK100」「ハリタックPCJ」等が挙げられる。
粘着付与剤(D)は、酸価が30mgKOH/g以下であることが好ましく、特には10mgKOH/g以下、さらには6mgKOH/g以下、殊には3mgKOH/g以下であることが好ましい。複数種類の粘着付与剤(D)を併用する場合は、その平均が上記範囲であることが好ましい。
粘着付与剤(D)の軟化点(例えば、環球法によって測定)としては、80~170℃であることが好ましく、特には90~160℃であり、より好ましくは100~150℃、さらに好ましくは120~155℃、特に好ましくは135~150℃である。かかる軟化点が、上記範囲内であると、粘着特性(粘着力、凝集力)を向上させることができ、好ましい。
本発明においては、粘着付与剤(D)は、ポリエステル系樹脂組成物全体のバイオマス度を高く保つために、植物由来のものが好ましい。植物由来の粘着付与剤としては、例えば、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂等が挙げられる。
粘着付与剤(D)の含有量は、前記ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して、2~200重量部であることが好ましく、より好ましくは5~150重量部であり、さらに好ましくは8~100重量部であり、特に好ましくは10~80重量部、最も好ましくは20~50重量部である。かかる含有量が、上記範囲内であると、粘着特性(粘着力、凝集力)を向上させることができる傾向がある。
<ウレタン化触媒(E)>
本発明のポリエステル系樹脂組成物には、反応速度の点からウレタン化触媒(E)を含有することがより好ましい。
ウレタン化触媒(E)としては、例えば、有機金属系化合物、3級アミン化合物等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
上記有機金属系化合物としては、例えば、ジルコニウム系化合物、鉄系化合物、錫系化合物、チタン系化合物、鉛系化合物、コバルト系化合物、亜鉛系化合物等を挙げることができる。
ジルコニウム系化合物としては、例えば、ナフテン酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート等が挙げられる。
鉄系化合物としては、例えば、鉄アセチルアセトネート、2-エチルヘキサン酸鉄等が挙げられる。
錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
チタン系化合物としては、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド等が挙げられる。
鉛系化合物としては、例えば、オレイン酸鉛、2-エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛等が挙げられる。
コバルト系化合物としては、例えば、2-エチルヘキサン酸コバルト、安息香酸コバルト等が挙げられる。
亜鉛系化合物としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
また、上記3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ-(5,4,0)-ウンデセン-7等が挙げられる。
これらウレタン化触媒(E)のなかでも、反応速度と粘着剤層のポットライフの点で、有機金属系化合物が好ましく、特にジルコニウム系化合物が好ましい。さらにウレタン化触媒(E)は触媒作用抑制剤としてアセチルアセトンを併用することが好ましい。アセチルアセトンを含むことで、低温における触媒作用を抑制し、ポットライフを長くする点で好ましい。
上記ウレタン化触媒(E)の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して0.0001~1重量部であることが好ましく、特には0.001~0.1重量部、さらには0.01~0.05重量部であることが好ましい。かかる含有量が少なすぎると架橋反応終了までのエージング時間が長くなる傾向があり、多すぎると粘着物性が低下する傾向がある。
<酸化防止剤(F)>
本発明のポリエステル系樹脂組成物には、樹脂の安定性を上げる点から酸化防止剤(F)を含有することがより好ましい。
上記酸化防止剤(F)としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤等が挙げられる。なかでもヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤およびリン酸系酸化防止剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、とりわけヒンダードフェノール系化合物からなる酸化防止剤が好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、フェノールの水酸基が結合した芳香族環上の炭素原子の隣接炭素原子の少なくとも一方に、ターシャリーブチル基等の立体障害の大きな基が結合したヒンダードフェノール構造を有する酸化防止剤が挙げられる。
酸化防止剤(F)の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは0.01~10重量部であり、より好ましくは0.03~8重量部であり、さらに好ましくは0.05~5重量部である。
かかる含有量が少なすぎると被着体への糊残りが発生しやすくなる傾向があり、多すぎると粘着物性が低下する傾向がある。
本発明のポリエステル系樹脂組成物においては、上記の、ポリエステル系樹脂(A)、多価イソシアネート系化合物(B)、加水分解抑制剤(C)、粘着付与剤(D)、ウレタン化触媒(E)、酸化防止剤(F)の他にも、本発明の効果を損なわない範囲において、軟化剤、紫外線吸収剤、安定剤、耐電防止剤、等の添加剤やその他、無機または有機の充填剤、金属粉、顔料等の粉体、粒子状等の添加剤を配合することができる。また、ポリエステル系樹脂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たものであってもよい。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
このようなポリエステル系樹脂組成物は、例えば、上記ポリエステル系樹脂(A)、および必要な任意成分等を準備し、ポリエステル系樹脂(A)の製造時に配合し分散させることにより、もしくは有機溶剤で溶解させたポリエステル系樹脂(A)の溶液に配合しミキシングローラーを用いて分散させることにより、得ることができる。
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、バイオマス度が50%以上であることが環境負荷低減の点で好ましく、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、殊に好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上である。上記ポリエステル系樹脂組成物のバイオマス度は、ポリエステル系樹脂(A)やその他配合成分の種類、配合量を調整することにより調整することができる。
上記ポリエステル系樹脂組成物のバイオマス度とは、ポリエステル系樹脂組成物の総重量に対するポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する植物由来の原料の重量の割合であり、例えば、下記の式により求めることができる。
バイオマス度(%)=〔(ポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する植物由来の各原料のバイオマス度)×(ポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する植物由来の各原料の重量)の総和〕/(ポリエステル系樹脂組成物の総重量)
また、上記ポリエステル系樹脂組成物のバイオマス度は、前述のNMRを用いた方法や、天然放射性炭素C-14を用いた方法によっても測定することができる。なお、以上の算出方法のうち、いずれかの方法により得られる値が上記範囲内であればよい。
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、再生炭素使用率が50%以上であることが環境負荷低減の点で好ましく、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、殊に好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上である。なお、上限は100%である。
ここで、上記ポリエステル系樹脂組成物の再生炭素使用率とは、ポリエステル系樹脂組成物の総重量に対するポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する再生炭素を含む原料の重量の割合であり、再生炭素を含む原料としては、例えば、植物由来原料、再生ポリエチレンテレフタレート(リサイクルPET)等が挙げられる。上記ポリエステル系樹脂組成物の再生炭素使用率は、ポリエステル系樹脂(A)やその他配合成分の種類、配合量を調整することにより調整することができる。
また、ポリエステル系樹脂組成物の再生炭素使用率は、例えば、下記の式により求めることができる。
再生炭素使用率(%)=〔(ポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する植物由来の各原料の再生炭素使用率)×(ポリエステル系樹脂組成物を製造する際に使用する再生炭素使用の各原料の重量)の総和〕/(ポリエステル系樹脂組成物の総重量)
本発明の粘着剤組成物は、上記ポリエステル系樹脂組成物を含有するものであり、好ましくは上記ポリエステル系樹脂組成物のみからなるものである。
また、本発明にかかる粘着剤は、上記粘着剤組成物が架橋されてなるものである。
そして、本発明の粘着シートは、上記粘着剤を含有する粘着剤層を有するものであり、かかる粘着剤層は支持基材の片面または両面に形成されることが好ましい。
なお、本発明において「シート」とは、「フィルム」や「テープ」をも含めた意味として記載するものである。
<粘着シート>
粘着シートは、例えば、つぎのようにして作製することができる。
かかる粘着シートの製造方法としては、公知一般の粘着シートの製造方法に従って製造することができ、例えば、基材上に、上記粘着剤組成物を塗工、乾燥し、反対側の粘着剤層面に離型シートを貼り合わせ、必要により養生することで基材上に、粘着剤を含有する粘着剤層を有する本発明の粘着シートが得られる。
また、離型シート上に、上記粘着剤組成物を塗工、乾燥し、反対側の粘着剤層面に基材を貼り合わせ、必要により養生することでも、本発明の粘着シートが得られる。
また、離型シートに粘着剤層を形成し、反対側の粘着剤層面に離型シートを貼り合わせることにより、基材レス両面粘着シートを製造することができる。
得られた粘着シートや基材レス両面粘着シートは、使用時には、上記離型シートを粘着剤層から剥離して粘着剤層と被着体を貼り合わせる。
上記基材としては、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、ボ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;シクロオレフィンポリマー等からなる群から選ばれた少なくとも1種の合成樹脂からなるシート;アルミニウム、銅、鉄の金属箔;上質紙、グラシン紙等の紙;ガラス繊維、天然繊維、合成繊維等からなる織物や不織布が挙げられる。これらの基材は、単層体としてまたは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。
これらのなかでも特にポリエチレンテレフタレート、ポリイミドからなる基材が好ましく、特には粘着剤との接着性に優れる点でポリエチレンテレフタレートが好ましい。
また、上記基材としてフォーム基材、例えば、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリアクリレートフォーム等の合成樹脂の発泡体からなる発泡体シートを用いることができる。これらのなかでも、被着体への追従性、接着強度のバランスに優れる点から、ポリエチレンフォーム、ポリアクリレートフォームが好ましい。
上記基材の厚みとしては、例えば、1~1000μmであることが好ましく、特に好ましくは2~500μm、さらに好ましくは3~300μmである。
上記離型シートとしては、例えば、上記基材で例示した各種合成樹脂からなるシート、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る。離型シートとしては、シリコン系の離型シートを用いることが好ましい。
上記粘着剤組成物の塗工方法としては、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、コンマコーター等を用いればよい。
上記養生処理の条件としては、温度は通常室温(23℃)~70℃、時間は通常1~30日間であり、具体的には、例えば23℃で1~20日間、好ましくは23℃で3~14日間、40℃で1~10日間等の条件で行なえばよい。
また、乾燥条件として、乾燥温度は60~140℃が好ましく、特に好ましくは80~120℃であり、乾燥時間は0.5~30分間が好ましく、特に好ましくは1~5分間である。
上記粘着シート、基材レス両面粘着シートの粘着剤層の厚みは、2~500μmであることが好ましく、特に好ましくは5~200μm、さらに好ましくは10~100μmである。かかる粘着剤層の厚みが薄すぎると、粘着力が低下する傾向があり、厚すぎると均一に塗工することが困難となるうえ、塗膜に気泡が入る等の不具合が発生しやすい傾向がある。なお、衝撃吸収性を考慮する際には、50μm以上とすることが好ましい。
なお、上記粘着剤層の厚みは、ミツトヨ社製「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られる。
上記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10重量%以上であることが好ましく、特に好ましくは20~80重量%、さらに好ましくは30~70重量%である。ゲル分率が低すぎると凝集力が低下することにより保持力が低下する傾向がある。なお、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する傾向がある。
上記ゲル分率は、架橋度の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材となる高分子シート(例えば、PETフィルム等)に粘着剤層が形成されてなる粘着シート(離型シートを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、浸漬前の粘着剤成分の重量に対する、浸漬後の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。
さらに、かかる粘着シートは、必要に応じて、粘着剤層の外側に離型シートを設け保護されていてもよい。また、粘着剤層が基材の片面に形成されている粘着シートでは、基材の粘着剤層とは反対側の面に剥離処理を施すことにより、該剥離処理面を利用して粘着剤層を保護することも可能である。
本発明の粘着剤は、種々の部材の貼り合わせに用いることができ、とりわけ、光学部材用の貼り合わせに用いる片面または両面粘着シートや、携帯電子機器の部材固定用、電子部材固定用の片面または両面粘着シート等に用いられる。
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「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
また、下記実施例中におけるポリエステル系樹脂の数平均分子量、重量平均分子量、バイオマス度、再生炭素使用率、ガラス転移温度、水酸基価、酸価、および粘着剤層のゲル分率、ポリエステル系樹脂組成物のバイオマス度、再生炭素使用率の測定に関しては、前述の方法に従って測定した。
以下の方法により、ポリエステル系樹脂を製造した(表1参照)。
[実施例1~4、比較例1~2]
〔ポリエステル系樹脂(A)〔A-1~A-5〕、(A’)〔A’-1~A’-2〕の製造〕
温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた反応缶に、表1に示す通りの多価カルボン酸類およびポリオールを配合し、触媒として、テトラブチルチタネートを多価カルボン酸類に対して0.2mmol/mol仕込み、内温240~250℃まで徐々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。その後、内温260℃まで上げ、触媒として、テトラブチルチタネートを多価カルボン酸類に対して0.2mmol/mol仕込み、1.33~2.66hPaまで減圧し、2~3時間かけて重合反応を行い、ポリエステル系樹脂(A)または(A’)を製造した。
得られたポリエステル系樹脂(A)または(A’)の組成比、各物性等は下記の表2の通りであった。
なお、上記製造において植物由来の原料は、水添蒸留ダイマー酸、セバシン酸、1,3-プロパングリコールであった。また、テレフタル酸およびエチレングリコールの一部は、PET由来のものである。
[比較例3]
〔ポリエステル系樹脂(A’)〔A’-3〕の製造〕
温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた反応缶に、表1に示す通りの多価カルボン酸類およびポリオールを配合し、触媒として、テトラブチルチタネートを多価カルボン酸類に対して0.2mmol/mol仕込み、内温220℃まで徐々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。その後、内温220℃で、触媒として、テトラブチルチタネートを多価カルボン酸類に対して0.2mmol/mol仕込み、600~700hPaに減圧し、4時間かけて重合反応を行い、ポリエステル系樹脂(A’-3)を製造した。
得られたポリエステル系樹脂(A’)の組成比、各物性等は下記の表2の通りであった。表2中の水酸基価、酸価に関しては、JIS K0070に準拠して測定した。
なお、上記製造において植物由来の原料は、水添蒸留ダイマー酸であった。また、テレフタル酸およびエチレングリコールの一部は、PET由来のものである。
Figure 2022058132000001
Figure 2022058132000002
つぎに、ポリエステル系樹脂組成物(粘着剤組成物)を調製するに先立って、下記の通り各成分を用意した。
〔多価イソシアネート系化合物(B)〕
・多価イソシアネート系化合物(B-1):「コロネートL55E、固形分濃度55%」(東ソー社製)
〔加水分解抑制剤(C)〕
・カルボジイミド系化合物(C-1):「カルボジライトV-09GB、固形分濃度70%」(日清紡ケミカル社製)
上記のポリエステル系樹脂、架橋剤、加水分解抑制剤を用いて、後記の表3、表4に示す配合組成にて下記の通りポリエステル系樹脂組成物(粘着剤組成物)を調製し、粘着シートを作製した。
[実施例1-1~5-2、比較例1-1~3-2]
上記で得られたポリエステル系樹脂〔(A)または(A’)〕を酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈し、表3、表4の通りの配合割合(固形分割合)にて、多価イソシアネート系化合物(B-1)、カルボジイミド系化合物(C-1)を配合し、さらにウレタン化触媒としてアセチルアセトンで固形分濃度1%に希釈したジルコニウム系化合物(マツモトファインケミカル社製「オルガチックスZC-150」)0.02部(固形分)を加え、撹拌、混合してポリエステル系樹脂組成物(粘着剤組成物)を得た。
得られた粘着剤組成物を乾燥後の厚みが約25μmになるように、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)に塗布した後、100℃で3分間乾燥させて粘着剤層を形成した。その後、かかる粘着剤層に、離型処理されたPETフィルム(離型フィルム)を貼着してその表面を保護し、温度40℃の雰囲気下で10日間養生し、粘着シートを得た。
得られた実施例および比較例の粘着シートについて、下記の評価を行った。評価結果を後記の表3、表4に示す。
<初期粘着力(剥離強度)(対SUS)>
被着体としてSUS-BA板を準備した。上記で得られた粘着シートを23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をSUS-BA板に当接させ、2kgローラーを往復させ加圧貼付けした。そして、同雰囲気下で30分間静置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、オートグラフAGS-H 500N)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定し、剥離状態を目視により観察した。
<72時間後粘着力(剥離強度)(対SUS)>
被着体としてSUS-BA板を準備した。上記で得られた粘着シートを23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をSUS-BA板に当接させ、2kgローラーを往復させ加圧貼付けした。そして、同雰囲気下で72時間静置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、オートグラフAGS-H 500N)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定し、剥離状態を目視により観察した。また、以下の基準で評価を行った。
(評価基準)
◎・・・剥離強度が20N/25mm以上でかつ、界面剥離した。
〇・・・剥離強度が20N/25mm以上でかつ、凝集破壊した。
〇・・・剥離強度が15N/25mm以上、20N/25mm未満でかつ、界面剥離した。
△・・・剥離強度が15N/25mm以上、20N/25mm未満でかつ、凝集破壊した。
×・・・剥離強度が15N/25mm未満(剥離状態は問わず)。
<初期粘着力(剥離強度)(対PP)>
被着体としてPP板を準備した。上記で得られた粘着シートを23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側をPP板に当接させ、2kgローラーを往復させ加圧貼付けした。そして、同雰囲気下で30分間静置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、オートグラフAGS-H 500N)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定し、剥離状態を目視により観察した。また、以下の基準で評価を行った。
(評価基準)
〇・・・剥離強度が10N/25mm以上でかつ、界面剥離した。
△・・・剥離強度が10N/25mm以上でかつ、凝集破壊した。
△・・・剥離強度が5N/25mm以上、10N/25mm未満でかつ、界面剥離した。
×・・・剥離強度が5N/25mm以上、10N/25mm未満でかつ、凝集破壊した。
×・・・剥離強度が5N/25mm未満(剥離状態は問わず)。
<保持力(凝集力)>
上記で得られた粘着シートをJIS Z-0237に準じ、SUS304を被着体とし、貼付面積25mm×25mmで貼り付けた後、80℃で20分間静置したものについて1kgの荷重をかけて、落下までの時間または24時間静置しても落下しなかったものについては24時間後のズレを測定し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
◎・・・24時間静置後で落下せず、かつズレが1mm以内であった。
○・・・24時間静置後でも落下しなかったが、ズレが1mmを超えた。
×・・・24時間静置中に落下した。
Figure 2022058132000003
Figure 2022058132000004
上記表3の結果より、表2の実施例1~5のポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物から作製した実施例1-1~5-2の粘着シートは、金属の被着体への初期および経時後の接着性に優れ、さらにはポリオレフィン系樹脂といった接着しにくい被着体に対しても所望の接着性を有し、粘着力と保持力とのバランスに優れたものであった。
また、上記表4の結果より、多価カルボン酸類の共重合成分として芳香族ジカルボン酸を含有せず、ダイマー酸のみを含有する表2の比較例1のポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物から作製した比較例1-1~1-3の粘着シートでは、特に経時での粘着力が低いものであった。
さらに、芳香族ジカルボン酸を含有せず、脂肪族ジカルボン酸とダイマー酸を含有する表2の比較例2のポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物から作製した比較例2-1~2-2の粘着シートでは強粘着力と保持力のバランスに劣るものであった。
そして、数平均分子量が3000未満である表2の比較例3のポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物から作製した比較例3-1~3-2の粘着シートでは、粘着力と保持力のいずれも悪い結果であり、本発明の効果を全て満足できるものではなかった。
本発明のポリエステル系樹脂組成物、それを含有する粘着剤組成物、および粘着剤は、バイオプラスチック度、再生炭素使用率の高いポリエステル系樹脂を用いる場合であっても、金属やプラスチック等の各種被着体への粘着物性に優れた効果を有するものであり、光学部材用の貼り合わせに用いる片面または両面粘着シートや、携帯電子機器の部材固定用、電子部材固定用の片面または両面粘着シート等に用いられる。

Claims (12)

  1. ポリエステル系樹脂(A)を含有する樹脂組成物であって、
    上記ポリエステル系樹脂(A)が、ダイマー酸およびダイマージオールの少なくとも1種の化合物(a1)由来の構造単位、および芳香族化合物(a2)由来の構造単位を含有し、
    上記芳香族化合物(a2)が、熱可塑性ポリエステル樹脂(但し、ポリエステル系樹脂(A)を除く。)由来の芳香族化合物を含み、
    上記ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量が、3000以上であることを特徴とするポリエステル系樹脂組成物。
  2. 上記熱可塑性ポリエステル樹脂が、芳香族多価カルボン酸類由来の構造単位を含む熱可塑性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1記載のポリエステル系樹脂組成物。
  3. 上記熱可塑性ポリエステル樹脂が、ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項1記載のポリエステル系樹脂組成物。
  4. 上記ポリエステル系樹脂(A)が、さらに脂肪族ポリオール由来の構造単位を含有し、
    上記脂肪族ポリオール由来の構造単位のうち、10モル%以上が炭素数2~20の非環式脂肪族ジオール由来の構造単位からな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ポリエステル系樹脂組成物。
  5. 上記ポリエステル系樹脂(A)の重量平均分子量が、10000以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のポリエステル系樹脂組成物。
  6. 上記ポリエステル系樹脂(A)のバイオマス度が、50%以上であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のポリエステル系樹脂組成物。
  7. さらに、多価イソシアネート系化合物(B)を含有することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のポリエステル系樹脂組成物。
  8. さらに、加水分解抑制剤(C)を含有することを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のポリエステル系樹脂組成物。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載のポリエステル系樹脂組成物を含有する粘着剤組成物。
  10. 請求項9に記載の粘着剤組成物が架橋されたことを特徴とする粘着剤。
  11. 請求項10に記載の粘着剤を含有する粘着剤層を有することを特徴とする粘着シート。
  12. 請求項10に記載の粘着剤を含有する粘着剤層を有することを特徴とする両面粘着シート。
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