JP2022153321A - ポリエステル系粘着剤組成物、ポリエステル系粘着剤、粘着シート、及び粘着部材層付き光学部材 - Google Patents

ポリエステル系粘着剤組成物、ポリエステル系粘着剤、粘着シート、及び粘着部材層付き光学部材 Download PDF

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Abstract

【課題】貼合初期におけるリワーク性に優れ、貼合後は加熱により高い粘着力を発現し接着信頼性に優れ、さらに光学特性に優れ、高温高湿下における耐湿熱白化性に優れるポリエステル系粘着剤組成物の提供。【解決手段】多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位及びポリオール(a2)由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂(A)と、ポリオキシアルキレンポリオール(B)とを含むポリエステル系粘着剤組成物であって、前記ポリエステル系樹脂(A)が、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することを特徴とするポリエステル系粘着剤組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステル系粘着剤組成物、ポリエステル系粘粘着剤、粘着シート、及び粘着剤層付き光学部材に関し、さらに詳しくは、リワーク性、接着信頼性に優れながら、高温高湿下における白化が生じ難く光学特性に優れるポリエステル系粘着剤組成物、この粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤、この粘着剤を含有する粘着剤層を有する粘着シート、及び前記粘着剤層を有する粘着剤層付き光学部材に関する。
ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸成分とポリオール成分とを組み合わせることにより、耐薬品性、耐可塑剤性、機械的強度等に優れたものとなることが知られており、感圧接着剤(粘着剤)の分野でも使用が検討されている。
また、液晶(LC)ディスプレイ、有機EL(OLED)ディスプレイ等の画像表示装置を用いた機器として、スマートフォンやタブレット端末に代表される、タッチセンサーを備えた携帯情報端末が広く知られており、各構成部材は粘着剤組成物により形成される粘着剤や粘着シートを介して粘着されている。
近年では、消費者の嗜好の多様化に伴い、携帯情報端末には高いデザイン性が求められており、ディスプレイや筐体が曲面形状を有する携帯情報端末が流通しつつある。このような携帯情報端末には曲面ガラスや曲面樹脂ガラスが使用されており、破損した場合におけるガラスの飛散を防ぐため、ガラス表面に飛散防止フィルムが貼合される。
このような飛散防止フィルムに用いられる粘着剤については、貼合初期は容易に貼り直しができ(リワーク性)、貼合後は加熱により高い粘着力を発現でき接着信頼性に優れ、さらに光学特性に優れ、高温かつ高湿の環境で使用した場合に粘着層が白く変色しない(耐湿熱白化性)ことが求められる。
例えば、特許文献1には、「少なくとも、側鎖を有するジカルボン酸、及び、ジオールを重縮合して得られるポリエステルと、ポリエーテルポリオールと、架橋剤とを含有し、前記ポリエステルの重量平均分子量が、5000~50000であり、前記ポリエーテルポリオールが、一部の末端のみ、及び/又は、全末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオールを含有し、前記一部の末端のみにヒドロキシル基を有するポリエ―テルポリオールの数平均分子量が、100~1500であり、前記一部の末端のみにヒドロキシル基を有するポリエ―テルポリオールを、前記ポリエステル100重量部に対して、1~35重量部含有することを特徴とするポリエステル系粘着剤組成物。」が開示されている。
また、特許文献2には、「ポリエステル系樹脂(A)を含有するポリエステル系粘着剤組成物であって、上記ポリエステル系樹脂(A)が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位とポリオール(a2)由来の構造単位とを有しており、上記多価カルボン酸類(a1)が、スルホン酸塩基含有ジカルボン酸類(a1-1)を含有し、そのスルホン酸塩基含有ジカルボン酸類(a1-1)由来の構造単位の含有量がポリエステル系樹脂(A)に対して0.0001~0.15mmoL/gであることを特徴とするポリエステル系粘着剤組成物。」が開示されている。
特開2013-216875号公報 特開2019-85518号公報
上記特許文献1に開示の粘着剤組成物では、脂肪族多価カルボン酸、及び脂肪族ポリオールからなるポリエステル系樹脂にポリエーテルポリオールが配合され、ポリエーテルポリオールを含有することで粘着力が低下しリワーク性に優れるが、接着信頼性や光学特性において課題が残るものであった。
また、特許文献2に開示の粘着剤組成物では、接着信頼性には優れるが、耐湿熱白化性において満足のいくものではなく課題が残るものであった。
そこで、本発明は、このような背景下において、貼合初期におけるリワーク性に優れ、貼合後は加熱により高い粘着力を発現し接着信頼性に優れ、さらに光学特性に優れ、高温高湿下における耐湿熱白化性に優れるポリエステル系粘着剤組成物を提供することを目的とし、さらにこの粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤、この粘着剤を含有する粘着剤層を有する粘着シート、及び前記粘着剤層を有する粘着剤層付き光学部材をも提供することを目的とする。
しかるに、本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ポリエステル系樹脂(A)、ポリオキシアルキレンポリオール(B)を含むポリエステル系粘着剤組成物であって、前記ポリエステル系樹脂(A)が、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することにより、貼合初期におけるリワーク性に優れ、貼合後は加熱により高い粘着力を発現し接着信頼性に優れ、さらには、光学特性に優れ、高温高湿下において耐湿熱白化性に優れるポリエステル系粘着剤組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位及びポリオール(a2)由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂(A)と、ポリオキシアルキレンポリオール(B)とを含むポリエステル系粘着剤組成物であって、前記ポリエステル系樹脂(A)が、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することを特徴とするポリエステル系粘着剤組成物を第1の要旨とする。
また、本発明は、上記粘着剤組成物が架橋されてなる粘着剤を第2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3の要旨とし、さらに、上記粘着剤層と光学部材とを有する粘着剤層付き光学部材を第4の要旨とする。
一般的に、ポリエステル系粘着剤組成物のリワーク性を高めるために、脂肪族構造からなるガラス転移温度の低いポリエステル系樹脂を使用することや、ポリオキシアルキレンポリオールを多量に含有させて粘着剤組成物を軟質化させることが知られている。しかしながら本発明においては、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂を用い、好ましくはポリオキシアルキレンポリオールを少量含有させることにより、意外なことに、貼合初期のリワーク性に優れ、加熱により高い粘着力を発現し接着信頼性に優れ、さらには高温高湿下における湿熱白化が生じ難く光学特性にも優れ、本発明の目的を達成することができたものである。
本発明のポリエステル系粘着剤組成物は、ポリエステル系樹脂(A)、及びポリオキシアルキレンポリオール(B)を含むポリエステル系粘着剤組成物であって、前記ポリエステル系樹脂(A)が、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することを特徴とする。そのため、貼合初期におけるリワーク性に優れ、貼合後は加熱により高い粘着力を発現し接着信頼性に優れ、さらには、光学特性に優れ、高温高湿下において耐湿熱白化性に優れた効果を有するから、とりわけ光学部材用の粘着剤、特にはガラスや樹脂ガラスの飛散防止フィルム用粘着剤として有用である。
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、本明細書において、ある事項に関して数値範囲を規定する各数値は、それぞれ独立して他の数値範囲を規定する他の数値と共に新たな数値範囲を規定することができる。例えば、ある事項に関して「2~10重量%、好ましくは4~8重量%」の記載がある場合、「2~4重量%」、「2~8重量%」、「4~10重量%」及び「8~10重量%」の数値範囲が規定され得る。
本発明のポリエステル系粘着剤組成物(以下単に「粘着剤組成物」とも表記する。)は、ポリエステル系樹脂(A)、及びポリオキシアルキレンポリオール(B)を含むものである。
以下、本発明の粘着剤組成物に用いられる各構成成分について詳述する。
<ポリエステル系樹脂(A)>
ポリエステル系樹脂(A)は、通常、構成原料として、多価カルボン酸類(a1)及びポリオール(a2)を含む共重合成分を共重合することにより得られ、そのポリエステル系樹脂(A)は、その樹脂組成として、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位及びポリオール(a2)由来の構造単位を含有する。
なお、本明細書において、「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をも含むことを意味する。
本発明のポリエステル系樹脂(A)においては、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することを特徴とする。
芳香族構造含有化合物としては、芳香族性と、多価カルボン酸類(a1)やポリオール(a2)との重合性とを有する環状化合物であれば特に限定されないが、例えば、後述する芳香族多価カルボン酸類(a1-1)や芳香族ポリオール(a2-1)が挙げられ、これら化合物の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、芳香族多価カルボン酸類(a1-1)及び芳香族ポリオール(a2-1)であり、反応性や光学特性に優れる点から、より好ましくは芳香族多価カルボン酸類(a1-1)である。
ポリエステル系樹脂(A)中の芳香族構造含有化合物由来の構造単位の含有量は、1~70重量%であることが好ましく、より好ましくは5~65重量%、さらに好ましくは10~60重量%、特に好ましくは20~55重量%、殊に好ましくは30~50重量%、最も好ましくは35~45重量%である。芳香族構造含有化合物由来の構造単位の含有量が上記範囲内であると、リワーク性、接着信頼性に優れ、さらにポリオキシアルキレンポリオール(B)、加水分解抑制剤(C)と相溶し光学特性に優れる。また、反応性、光学特性に優れる点では、上記芳香族構造含有化合物由来の構造単位は多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位として含有されることが好ましい。
ここで、上記ポリエステル系樹脂(A)中の芳香族構造含有化合物由来の構造単位の含有量(組成割合)は、例えば、NMRにより求めることができる。
[ポリエステル系樹脂(A)の原料]
〔多価カルボン酸類(a1)〕
ポリエステル系樹脂(A)の構成原料として用いられる上記多価カルボン酸類(a1)としては、例えば、二価カルボン酸類、三価以上の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、二価カルボン酸類が好ましく用いられる。
上記二価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、3-メチルグルタル酸類、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、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、1,9-ノナンジカルボン酸類等の脂肪族ジカルボン酸類;
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、さらに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芳香族ジカルボン酸類;
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-シクロペンタンジカルボン酸類、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脂環式ジカルボン酸類;
オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等から誘導されるダイマー酸類;等が挙げられる。
上記三価以上の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、アダマンタントリカルボン酸類、トリメシン酸類等が挙げられる。
これらの多価カルボン酸類(a1)の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記多価カルボン酸類(a1)のなかでも、リワーク性や接着信頼性に優れる点から、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を形成し得る芳香族多価カルボン酸類(a1-1)を含有することが好ましい。特に、ポリエステル系樹脂(A)の結晶性を下げ、接着信頼性や溶剤溶解性に優れる点から、非対称の芳香族ジカルボン酸類を含有することがより好ましい。非対称の芳香族ジカルボン酸類とは、芳香環に結合している2つのカルボキシ基が芳香環に対し相互に対称ではない位置に結合している芳香族ジカルボン酸類をいう。例えば、フタル酸類、イソフタル酸類、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が挙げられる。なかでも反応性や光学特性の点でイソフタル酸類が特に好ましい。
かかる芳香族多価カルボン酸類(a1-1)、特には非対称の芳香族ジカルボン酸類の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)の構成原料として用いられる多価カルボン酸類(a1)全体(100モル%)に対して、5~100モル%であることが好ましく、より好ましくは20~95モル%、さらに好ましくは40~90モル%、特に好ましくは60~85モル%、殊に好ましくは70~80モル%である。かかる含有量が少なすぎると、リワーク性が低下したり、樹脂が結晶化して充分な粘着性能が得られ難くなったりする傾向がある。なお、かかる含有量が多すぎると、ガラス転移温度が高くなりすぎ、初期粘着力が低下し指圧程度の圧力での貼合が困難となる懸念がある。
また、本発明においては、多価カルボン酸類(a1)として、初期粘着力を向上させる観点から、直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)を含有することが好ましい。なかでも、直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)の炭素数(カルボキシ基の炭素を含む。以下同じ。)が4以上であることが好ましく、炭素数が6~12の脂肪族ジカルボン酸類を含有することがより好ましく、アジピン酸類、セバシン酸類、アゼライン酸類を含有することがさらに好ましい。
かかる直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)の含有量としては、多価カルボン酸類(a1)全体(100モル%)に対して、5~90モル%であることが好ましく、より好ましくは10~80モル%、さらに好ましくは15~60モル%、特に好ましくは20~40モル%である。かかる含有量が少なすぎると、ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度が高くなりすぎ、充分な粘着力が得られ難くなる傾向があり、多すぎると、リワーク性が低下したり、樹脂が結晶化し充分な粘着性能が得られ難くなったりする傾向がある。
本発明においては、粘着物性の点から、多価カルボン酸類(a1)として、芳香族多価カルボン酸類(a1-1)、及び直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)を併用することも好ましい。その場合、芳香族多価カルボン酸類(a1-1)と直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)との含有比率(モル比)は、(a1-1)/(a1-2)=1/99~99/1であることが好ましく、より好ましくは10/90~90/10、さらに好ましくは40/60~90/10、特に好ましくは60/40~85/15、殊に好ましくは70/30~80/20である。
また、本発明においては、ポリエステル系樹脂(A)の結晶性を崩すことができる点から、側鎖に炭化水素基を有する多価カルボン酸類(a1-3)を用いることもできる。側鎖の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルキレン基が挙げられ、2以上の炭化水素基が結合して環状構造を形成しても良い。側鎖の炭化水素基の炭素数は好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~5、特に好ましくは1~3である。側鎖の炭化水素基の炭素数が多すぎると、ポリオキシアルキレンポリオール(B)や加水分解抑制剤(C)との相溶性が低下する傾向がある。
このような側鎖に炭化水素基を有する多価カルボン酸類(a1-3)としては、例えば、ジメチルマロン酸類;トリメチルアジピン酸類;3-メチルグルタル酸類;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等から誘導されるダイマー酸類;等が挙げられる。
上記側鎖に炭化水素基を有するジカルボン酸類(a1-3)の含有量は、多価カルボン酸類(a1)全体(100モル%)に対して、50モル%以下であることが好ましく、より好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは20モル%以下、特に好ましくは10モル%以下、殊に好ましは5モル%以下である。かかる含有量が多すぎると、リワーク性が低下したり、ポリオキシアルキレンポリオール(B)や加水分解抑制剤(C)との相溶性に劣り光学特性が低下したりする傾向がある。なお、側鎖に炭化水素基を有するジカルボン酸類(a1-3)の含有量は0モル%であってもよい。
また、本発明においては、ポリエステル系樹脂(A)中に分岐点を増やす目的で、三価以上の多価カルボン酸類(a1-4)を用いることもできる。なかでも製造の際に比較的ゲル化が発生しにくい点で、芳香族構造を含有し、かつ三価以上である多価カルボン酸類を用いることが好ましく、例えば、トリメリット酸類を用いることが好ましい。
かかる三価以上の多価カルボン酸類(a1-4)の含有量としては、粘着剤を調製した場合の凝集力を高めることができる点で、多価カルボン酸類(a1)全体(100モル%)に対して、10モル%以下が好ましく、より好ましくは0.1~5モル%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)の製造時にゲル化が生じやすい傾向がある。なお、三価以上の多価カルボン酸類(a1-4)の含有量は0モル%であってもよい。
〔ポリオール(a2)〕
ポリエステル系樹脂(A)の構成原料として用いられるポリオール(a2)としては、例えば、二価アルコール、三価以上のポリオールが挙げられる。
上記二価アルコールとしては、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、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環式ジオール;
パラキシレングリコール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、1,4-フェニレングリコール、1,4-フェニレングリコ-ルのエチレンオキサイド付加物等、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールAP、ビスフェノールBP、ビスフェノールP、ビスフェノールPH、ビスフェノールS、ビスフェノールZ、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、ビスフェノールフルオレンやそれらの水添物、及びビスフェノール類の水酸基にエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドを1~数モル付加して得られるエチレンオキサイド付加物等やプロピレンオキサイド付加物等の芳香族ジオール;等が挙げられる。
さらに、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステル;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等から誘導されるダイマージオール;グリセロールモノステアレート;等が挙げられる。
さらに、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、ポリテトラメチレングリコール等の二官能型ポリオキシアルキレンジオール;3-メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリブチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリテトラメチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール等の共重合系ポリオキシアルキレンジオール;等が挙げられる。
上記三価以上のポリオールとしては、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、1,2,6-ヘキサントリオール、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。
これらのポリオール(a2)の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明においては、ポリオール(a2)のなかでも、リワーク性や接着信頼性に優れる点から、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を形成し得る芳香族ポリオール(a2-1)を含有することが好ましい。例えば、パラキシレングリコール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、1,4-フェニレングリコール、1,4-フェニレングリコ-ルのエチレンオキサイド付加物等、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールAP、ビスフェノールBP、ビスフェノールP、ビスフェノールPH、ビスフェノールS、ビスフェノールZ、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、ビスフェノールフルオレンやそれらの水添物、及びビスフェノール類の水酸基にエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドを1~数モル付加して得られるエチレンオキサイド付加物等やプロピレンオキサイド付加物等のポリオールが挙げられる。なかでも、反応性に優れる点で、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物が好ましい。
かかる芳香族ポリオール(a2-1)の含有量は、ポリオール(a2)全体(100モル%)に対して、5~95モル%であることが好ましく、より好ましくは10~90モル%、さらに好ましくは15~80モル%、特に好ましくは20~70モル%、殊に好ましは30~60モル%である。かかる含有量が少なすぎると、リワーク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、初期粘着力が低下する懸念がある。
また、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(a2)に直鎖構造の脂肪族ジオール(a2-2)を含有させることが好ましい。より好ましくは炭素数2~18の直鎖構造の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、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。
直鎖構造の脂肪族ジオール(a2-2)の含有量は、ポリオール(a2)全体(100モル%)に対して、5~100モル%であることが好ましく、より好ましくは10~95モル%、さらに好ましくは15~90モル%、特に好ましくは20~80モル%、殊に好ましくは30~70モル%である。かかる含有量が少なすぎると、ガラス転移温度が高くなりすぎて初期粘着力が低下し指圧程度の圧力での貼合が困難となったり、安定した樹脂形成が得られ難くなったりする傾向がある。また、かかる含有量が多すぎると、リワーク性が低下したり、樹脂が結晶化して充分な粘着性能が得られ難くなったりする傾向がある。
また、上記ポリオール(a2)のなかでも結晶性を崩すことができる点から、側鎖に炭化水素基を有するジオール(a2-3)を含有することが好ましい。側鎖の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルキレン基が挙げられ、2以上の炭化水素基が結合して環状構造を形成しても良い。側鎖の炭化水素基の炭素数は好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~5、特に好ましくは1~3である。側鎖の炭化水素基の炭素数が多すぎると、ポリオキシアルキレンポリオール(B)や加水分解抑制剤(C)との相溶性が低下する傾向がある。
このような側鎖に炭化水素基を有するジオール(a2-3)としては、例えば、ジプロピレングリコール、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-メチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、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、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分岐構造を有する脂肪族ジオール;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、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の分岐構造を有する脂環式ジオール;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等から誘導されるダイマージオール;等が挙げられる。なかでも、分岐構造を有する脂肪族ジオールが好ましく、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)が特に好ましい。
上記側鎖に炭化水素基を有するジオール(a2-3)の含有量は、ポリオール(a2)全体(100モル%)に対して、5~95モル%であることが好ましく、より好ましくは10~90モル%、さらに好ましくは15~80モル%、特に好ましくは20~70モル%、殊に好ましは30~60モル%である。かかる含有量が少なすぎると、樹脂が結晶化し充分な粘着性能が得られ難い傾向があり、多すぎると、ポリエステル系樹脂(A)の製造において反応時間が長くなり、製造効率が低下する傾向がある。
さらに、本発明においては、ポリエステル系樹脂(A)中に後述の架橋剤(D)との反応点を形成し、凝集力を高める点から、ポリオール(a2)として、三価以上のポリオール(a2-4)を用いることも好ましい。三価以上のポリオール(a2-4)のなかでも、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が好ましく、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が特に好ましい。
かかる三価以上のポリオール(a2-4)の含有量としては、ポリオール(a2)全体(100モル%)に対して、10モル%以下であることが好ましく、0.1~5モル%であることがより好ましい。かかる三価以上のポリオ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、上記ポリオール(a2)のなかでもまた、耐湿熱白化性に優れる点から、ポリオキシアルキレンジオール(a2-5)を含有させることもできる。ポリオキシアルキレンジオール(a2-5)としては、例えば、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、ポリテトラメチレングリコール等の二官能型ポリオキシアルキレンポリオール;3-メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリブチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール、ポリエチレングリコールとポリテトラメチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンジオール等の共重合系ポリオキシアルキレンジオール;等が挙げられる。なかでも、耐湿熱白化性に優れ、粘着力の低下が生じ難く、リワーク性や接着信頼性に優れる点で、側鎖を有さない直鎖構造からなるポリオキシアルキレンジオールが好ましく、エチレンオキサイド由来の構造単位を有することがより好ましく、ポリエチレングリコールであることが特に好ましい。
ポリオキシアルキレンジオール(a2-5)の含有量としては、ポリオール(a2)全体(100モル%)に対して、30モル%以下であることが好ましく、0.01~20モル%であることがより好ましく、0.1~10モル%であることがさらに好ましく、0.2~5モル%であることが特に好ましく、0.3~3モル%であることが殊に好ましく、0.5~1.5であることが最も好ましい。かかるポリオキシアルキレンジオールの含有量が多すぎると、ポリエステル系樹脂(A)の接着信頼性や光学特性が低下する傾向がある。
[ポリエステル系樹脂(A)の製造方法]
本発明で用いられるポリエステル系樹脂は、上記多価カルボン酸類(a1)と上記ポリオール(a2)とを適宜選び、触媒存在下、これらを公知の方法により重縮合反応させることにより製造される。
上記多価カルボン酸類(a1)と上記ポリオール(a2)の配合割合としては、多価カルボン酸類(a1)1当量あたり、ポリオール(a2)が1~2当量であることが好ましく、より好ましくは1.1~1.7当量である。ポリオール(a2)の配合割合が低すぎると、酸価が高くなり高分子量化が困難となる傾向があり、高すぎると、収率が低下する傾向がある。
重縮合反応に際しては、まずエステル化反応が行われた後、重縮合反応が行われる。
かかるエステル化反応においては、通常触媒が用いられ、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他の触媒を挙げることができ、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、触媒活性の高さと色相のバランスから、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、酢酸亜鉛が好ましく、テトラブチルチタネート、酢酸亜鉛がより好ましい。
該触媒の配合量は、全共重合成分に対して重量基準で1~10000ppmであることが好ましく、より好ましくは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難い傾向があり、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易い傾向がある。
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、より好ましくは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、反応が充分に進み難い傾向があり、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、常圧下である。
上記エステル化反応が行われた後、重縮合反応が行われる。
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220~280℃、より好ましくは230~270℃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、反応が充分に進行し難い傾向があり、高すぎると、分解等の副反応が起こり易い傾向がある。
かくしてポリエステル系樹脂(A)が得られる。
[ポリエステル系樹脂(A)の構造]
上記ポリエステル系樹脂(A)は、通常、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位、及びポリオール(a2)由来の構造単位を含有する。上記芳香族構造含有化合物由来の構造単位を形成し得る芳香族多価カルボン酸類(a1-1)由来の構造単位が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位として含有される場合は、芳香族多価カルボン酸類(a1-1)由来の構造単位の含有量が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の5~100モル%であることが好ましく、より好ましくは20~95モル%、さらに好ましくは40~90モル%、特に好ましくは60~85モル%、殊に好ましくは70~80モル%である。かかる含有量が少なすぎると、リワーク性が低下したり、樹脂が結晶化し、充分な粘着性能が得られ難くなったりする傾向がある。なお、かかる含有量が多すぎると、ガラス転移温度が高くなりすぎ、初期粘着力が低下し指圧程度の圧力での貼合が困難となる懸念がある。
上記直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)由来の構造単位が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位として含有される場合は、直鎖構造の脂肪族ジカルボン酸類(a1-2)由来の構造単位の含有量が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の5~90モル%であることが好ましく、より好ましくは10~80モル%、さらに好ましくは15~60モル%、特に好ましくは20~40モル%である。かかる含有量が少なすぎると、ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度が高くなりすぎ、初期粘着力が低下し指圧程度の圧力での貼合が困難となる傾向があり、多すぎると、リワーク性が低下したり、樹脂が結晶化し充分な粘着性能が得られ難くなったりする傾向がある。
上記側鎖に炭化水素基を有する多価カルボン酸類(a1-3)由来の構造単位が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位として含有される場合は、側鎖に炭化水素基を有する多価カルボン酸類(a1-3)由来の構造単位の含有量が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の50モル%以下であることが好ましく、より好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは20モル%、特に好ましくは10モル%以下、殊に好ましは5モル%以下である。かかる含有量が多すぎると、リワーク性が低下したり、ポリオキシアルキレンポリオール(B)や加水分解抑制剤(C)との相溶性に劣り光学特性が低下したりする傾向がある。
上記三価以上の多価カルボン酸類(a1-4)由来の構造単位が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位として含有される場合は、三価以上の多価カルボン酸類(a1-4)由来の構造単位の含有量が、多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位の10モル%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1~5モル%である。かかる含有割合が多すぎると、ポリエステル系樹脂(A)の製造時にゲル化が生じ易い傾向がある。
また、上記芳香族構造含有化合物由来の構造単位を形成し得る芳香族ポリオール(a2-1)由来の構造単位が、ポリオール(a2)由来の構造単位として含有される場合は、芳香族ポリオール(a2-1)由来の構造単位の含有量が、ポリオール(a2)由来の構造単位の5~95モル%であることが好ましく、より好ましくは10~90モル%、さらに好ましくは15~80モル%、特に好ましくは20~70モル%、殊に好ましは30~60モル%である。かかる含有量が少なすぎると、リワーク性が低下する傾向があり、かかる含有量が多すぎると、初期粘着力が低下する傾向がある。
上記直鎖構造の脂肪族ジオール(a2-2)由来の構造単位が、ポリオール(a2)由来の構造単位として含有される場合は、直鎖構造の脂肪族ジオール(a2-2)由来の構造単位の含有量が、ポリオール(a2)由来の構造単位の5~100モル%であることが好ましく、より好ましくは10~95モル%、さらに好ましくは15~90モル%、特に好ましくは20~80モル%、殊に好ましくは30~70モル%である。かかる含有量が少なすぎると、ポリエステル系樹脂(A)の製造時において反応時間が長くなり、製造効率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)が結晶化し、粘着剤の初期粘着力が低下する懸念がある。
上記側鎖に炭化水素基を有するジオール(a2-3)由来の構造単位が、ポリオール(a2)由来の構造単位として含有される場合は、側鎖に炭化水素基を有するジオール(a2-3)由来の構造単位が、ポリオール(a2)由来の構造単位の5~95モル%であることが好ましく、より好ましくは10~90モル%、さらに好ましくは15~80モル%、特に好ましくは20~70モル%、殊に好ましくは30~60モル%である。かかる含有量が少なすぎると、ポリエステル系樹脂(A)が結晶化し、粘着剤の初期粘着力が低下する傾向があり、多すぎると、ポリエステル系樹脂(A)の製造時において反応時間が長くなり、製造効率が低下する傾向がある。
また、上記三価以上のポリオール(a2-4)由来の構造単位が、ポリオール(a2)由来の構造単位として含有される場合は、三価以上のポリオール(a2-4)由来の構造単位の含有量が、ポリオール(a2)由来の構造単位の10モル%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1~5モル%である。かかる含有量が多すぎると、製造時にポリエステル系樹脂(A)がゲル化して、製造が困難となる傾向がある。
ここで、上記ポリエステル系樹脂(A)の各成分由来の構造単位の含有量(組成割合)は、例えば、NMRにより求めることができる。
[ポリエステル系樹脂(A)の物性]
上記で説明したポリエステル系樹脂(A)は、以下の物性を有することが好ましい。
上記ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、粘着物性の点から、好ましくは-70~30℃、より好ましくは-50~25℃、さらに好ましくは-30~20℃、特に好ましくは-20~15℃、殊に好ましくは-10~10℃、またさらに好ましくは-5~5℃である。かかるガラス転移温度(Tg)が高すぎると、柔軟性が失われ、初期粘着力が低下し、指圧程度の圧力を加えても粘着力が発揮し難くなる傾向があり、低すぎると、リワーク性が低下する傾向がある。
ここで、上記ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度(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値である。
なお、測定温度範囲は-90~100℃で、温度上昇速度は10℃/分である。
上記ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量(Mn)は、粘着剤の凝集力の点から、通常1000~100000である。好ましくは2000~80000であり、より好ましくは4000~50000、さらに好ましくは6000~40000、特に好ましくは8000~30000、最も好ましくは10000~20000である。かかる数平均分子量が小さすぎると、粘着剤として充分な凝集力が得られず、耐熱性や機械的強度が低下し易い傾向がある。また、数平均分子量が大きすぎると、基材への密着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(Mw)は、粘着剤の凝集力の点から、通常5000~300000である。好ましくは8000~200000であり、より好ましくは10000~180000、さらに好ましくは20000~160000、特に好ましくは30000~140000、最も好ましくは40000~120000である。かかる重量平均分子量が小さすぎると、粘着剤として充分な凝集力が得られず、耐熱性や機械的強度が低下し易い傾向がある。また、重量平均分子量が大きすぎると、基材への密着性が低下する傾向がある。
ポリエステル系樹脂(A)の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、標準ポリスチレン分子量換算による平均分子量であり、高速液体クロマトグラフ(Waters社製、「ACQUITY APCシステム」)に、カラム:ACQUITY APC XT 450を1本、ACQUITY APC XT 200を1本、ACQUITY APC XT 45を2本、の計4本を直列にして用いることにより測定される。
上記ポリエステル系樹脂(A)の水酸基価は1~50mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは2~30mgKOH/g、さらに好ましくは3~20mgKOH/g、特に好ましくは4~15mgKOH/gである。水酸基価が高すぎると、後述する架橋剤(D)との架橋効率が低下する傾向があり、低すぎると凝集力が低下する傾向がある。
上記ポリエステル系樹脂(A)の酸価は10mgKOH/g以下であることが好ましく、より好ましくは5mgKOH/g以下、さらに好ましくは3mgKOH/g以下、特に好ましくは1mgKOH/g以下、殊に好ましくは0.5mgKOH/g以下である。酸価が高すぎると、加水分解が進行し易くなり湿熱耐久性、粘着力、耐湿熱白化性が低下する傾向があり、また粘着剤層の一方の面に金属等の層を貼り合せた場合に金属を腐食させてしまう傾向がある。
ここで、上記の水酸基価及び酸価は、JIS K 0070に基づき中和滴定により求められるものである。
上記ポリエステル系樹脂(A)のエステル結合濃度は、通常1~15mmol/gであり、好ましくは1.5~14mmol/g、より好ましくは2~13mmol/g、さらに好ましくは3~12mmol/g、特に好ましくは3.5~11mmol/g、殊に好ましくは4~10.5mmol/g、またさらに好ましくは5~10mmol/g、特にさらに好ましくは6~9.5mmol/g、最も好ましくは7~9mmol/gである。エステル結合濃度が低すぎると、ポリオキシアルキレンポリオール(B)や加水分解抑制剤(C)との相溶性に劣り光学特性が低下する傾向があり、エステル結合濃度が高すぎると、湿熱耐久性が低下する傾向がある。
上記ポリエステル系樹脂(A)のエステル結合濃度の定義や測定方法については、下記のとおりである。
エステル結合濃度(mmol/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、多価カルボン酸類と多価アルコール類の各仕込み量のうち、より少ない方のモル数を樹脂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多価アルコール類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を両方持ったものを用いたり、カプロラクトン等からポリエステルを作製したりする場合等は、計算方法を適宜変えることとなる。
(多価カルボン酸類が多価アルコール類よりも少ない場合)
エステル基濃度(mmol/g)=〔(A1/a1×m1+A2/a2×m2+A3/a3×m3・・・)/Z〕×1000
A:多価カルボン酸類の仕込み量(g)
a:多価カルボン酸類の分子量
m:多価カルボン酸類の1分子あたりのカルボン酸基の数
Z:出来上がり重量(g)
(多価アルコール類が多価カルボン酸類よりも少ない場合)
エステル基濃度(mmol/g)=〔(B1/b1×n1+B2/b2×n2+B3/b3×n3・・・)/Z〕×1000
B:多価アルコール類の仕込み量(g)
b:多価アルコール類の分子量
n:多価アルコール類の1分子あたりの水酸基の数
Z:出来上がり重量(g)
上記エステル結合濃度は、NMR等を用いて公知の方法で測定することもできる。
<ポリオキシアルキレンポリオール(B)>
ポリオキシアルキレンポリオール(B)は、ポリエステル系粘着剤組成物に耐湿熱白化性を付与するものであり、少量添加することにより、リワーク性、接着信頼性、及び光学特性を損なうことなく耐湿熱白化性に優れた効果を有するものとすることができる。また、上記ポリオキシアルキレンポリオール(B)はポリエステル系樹脂(A)の構成原料であるポリオキシアルキレンジオール(a2-5)として含有されるもではなく、ポリエステル系樹脂(A)とは異なる構成成分として含有されることで、初期粘着力を損なうことなく耐湿熱白化性に優れ、さらにポリエステル系樹脂の製造における熱履歴の影響をうけることなく光学特性に優れるものとなる。
[ポリオキシアルキレンポリオール(B)の種類]
上記ポリオキシアルキレンポリオール(B)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。
例えば、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、ポリテトラメチレングリコール等の二官能型ポリオキシアルキレンポリオール;トリメチロールプロパントリポリオキシエチレンエーテル等の三官能型ポリオキシアルキレンポリオール;ペンタエリスリトールポリオキシエチレンエーテル等の四官能型ポリオキシアルキレンポリオール;3-メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンポリオール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランとの共重合ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエチレングリコールとポリブチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエチレングリコールとポリテトラメチレングリコールとの共重合ポリオキシアルキレンポリオール等の共重合系ポリオキシアルキレンポリオール;等が挙げられる。なかでも、耐湿熱白化に優れ、粘着力の低下が生じ難くリワーク性や接着信頼性に優れる点で、側鎖を有さない直鎖構造からなるポリオキシアルキレンポリオールが好ましく、エチレンオキサイド由来の構造単位を有することがより好ましく、ポリエチレングリコールであることが特に好ましい。
これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
さらに、上記ポリオキシアルキレンポリオール(B)として、一部の末端ヒドロキシル基が変性されたものを用いてもよい。例えば、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、ブチル基、2-エチルヘキシル基などの脂肪族系炭化水素基;フェニル基、メチルフェニル基、ノニルフェニル基、ベンジル基などの芳香族系炭化水素基で、ポリオキシアルキレンポリオール(B)が有する末端ヒドロキシル基の一部を変性し、反応性を無くしてもよい。ただし、全ての末端ヒドロキシル基が変性されると、完全に反応性がなくなるので、上記ポリエステル系樹脂(A)との架橋反応ができなくなり、ポリオキシアルキレンポリオール(B)が粘着剤表面へブリードアウトし易くなり接着信頼性が低下する傾向がある。
[ポリオキシアルキレンポリオール(B)の物性]
上記ポリオキシアルキレンポリオール(B)の数平均分子量(Mn)は、200~20000であることが好ましく、400~10000であることがより好ましく、450~6000であることがさらに好ましく、特に好ましくは500~4000、殊に好ましくは550~2000、最も好ましくは580~1500ある。ポリオキシアルキレンポリオール(B)の数平均分子量が小さすぎると、耐湿熱白化性が低下する傾向があり、数平均分子量が大きすぎると、接着信頼性が低下したり、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性に劣り光学特性が低下したりする傾向がある。
上記ポリオキシアルキレンポリオール(B)の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~15重量部が好ましく、より好ましくは0.1~10重量部、さらに好ましくは0.2~8重量部、特に好ましくは0.3~7重量部、殊に好ましくは0.4~5重量部、最も好ましくは0.5~3重量部である。ポリオキシアルキレンポリオール(B)の含有量が少なすぎると、耐湿熱白化性が低下する傾向があり、含有量が多すぎると、初期粘着力、接着信頼性、光学特性が低下する傾向がある。
<加水分解抑制剤(C)>
本発明の粘着剤組成物は、さらに加水分解抑制剤(C)を含有することが好ましい。かかる加水分解抑制剤(C)を含有することより、ポリエステル系粘着剤組成物に長期耐久性をさらに担保することができる。
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る。例えば、ポリエスエル系樹脂(A)が有する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。加水分解抑制剤(C)としては、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、カルボジイミド基含有化合物及びオキサゾリン基含有化合物が、カルボン酸末端基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。即ち、カルボジイミド基含有化合物及びオキサゾリン基含有化合物のうち少なくとも一方を用いることが好ましい。
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系化合物が挙げられ、なかでも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、上記多価カルボジイミド系化合物が分子内に有するカルボジイミド基の数は50個以下である。カルボジイミド基の数が多すぎると、ポリエステル系樹脂(A)との相溶性に劣り光学特性が低下する懸念がある。
また、上記カルボジイミド基含有化合物としては、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。
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。高分子量ポリカルボジイミドを合成する場合は、例えば、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、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
さらに、上記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、及びイソシアネート基から選ばれる置換基を1個有する化合物(例えば、モノアルコール類、モノカルボン酸類、モノアミン類、及びモノイソシアネート類)が挙げられる。
上記カルボジイミド基含有化合物のカルボジイミド当量は、好ましくは50~10000、より好ましくは100~1000、さらに好ましくは150~500である。
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。
また、上記カルボジイミド基含有化合物は、市販品を用いてもよい。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」、「H-01」はポリエステル系樹脂(A)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挙げられる。これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
グリシジルエステル化合物としては、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が挙げられ、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
グリシジルエーテル化合物としては、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、及び2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン;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と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、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
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)等が挙げられ、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これら加水分解抑制剤(C)としては、揮発性が低いものが好ましい。そのために数平均分子量は高いものを用いることが好ましく、通常、300~10000、好ましくは1000~5000のものを用いる。
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ことが好ましい。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、2000以上であることがより好ましく、3000以上であることがさらに好ましい。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)との相溶性に劣り光学特性が低下する懸念がある。
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、より好ましくは0.1~5重量部、さらに好ましくは0.3~3重量部、特に好ましくは0.5~2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光学特性が低下したり、初期粘着力が低下したりする傾向があり、少なすぎると、充分な耐久性が得られ難い傾向がある。
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い。
例えば、粘着剤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、粘着剤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、より好ましくは1≦(Y)/(X)≦1000、さらに好ましくは1.5≦(Y)/(X)≦100、特に好ましくは2≦(Y)/(X)≦50、殊に好ましくは2.5≦(Y)/(X)≦30、最も好ましくは3≦(Y)/(X)≦15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光学特性に劣ったり、リワーク性や接着信頼性が低下したりする懸念がある。
<架橋剤(D)>
本発明の粘着剤組成物は、さらに架橋剤(D)を含有することが好ましい。
上記架橋剤(D)としては、ポリエステル系樹脂(A)に含まれる水酸基、及びカルボキシ基の少なくとも一方と反応する官能基を有する化合物が挙げられ、例えば、ポリイソシアネート系化合物、ポリエポキシ系化合物等である。これらのなかでも初期粘着力と機械的強度、耐熱性をバランスよく両立できる点から、特にポリイソシアネート系化合物を用いることが好ましい。
かかるポリイソシアネート系化合物としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレ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、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等のポリイソシアネートが挙げられる。また、これらポリイソシアネートと、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、これらポリイソシアネート系化合物のビュレット体や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。これらの架橋剤(D)の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記架橋剤(D)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、0.01~15重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~10重量部、さらに好ましくは0.3~8重量部、特に好ましくは0.5~5重量部、殊に好ましくは1.0~3.0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)の粘着力が低下したり、耐湿熱白化性が低下したりする傾向があり、少なすぎると、充分な耐久性が得られ難い傾向がある。
かかる架橋剤(D)の含有量は、ポリエステル系樹脂(A)に含まれる水酸基、及びカルボキシ基の量に応じて適宜設定することができる。例えば、ポリエステル系樹脂(A)に含まれる水酸基、及びカルボキシ基の少なくとも一方の1当量に対して、架橋剤(D)に含まれる反応性基が0.2~10当量となる割合で架橋剤(D)を含有することが好ましく、より好ましくは0.5~5当量、さらに好ましくは0.5~3当量である。
かかる架橋剤(D)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)及びポリオキシアルキレンポリオール(B)と架橋剤(D)との反応においては、これら(A)成分、(B)成分及び(D)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。これらの有機溶剤の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
<ウレタン化触媒(E)>
本発明の粘着剤組成物は、さらにウレタン化触媒(E)を含有することが好ましい。
上記ウレタン化触媒(E)としては、例えば、有機金属系化合物、三級アミン化合物等を用いることができる。これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わ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、上記三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、より好ましくはジルコニウム系化合物であり、さらに好ましくはジルコニウムアセチルアセトネートである。
上記ウレタン化触媒(E)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、0.001~1重量部であることが好ましく、より好ましくは0.005~0.5重量部、さらに好ましくは0.01~0.1重量部、特に好ましくは0.02~0.05重量部である。かかる含有量が多すぎると、耐湿熱性が低下する傾向がある。
〔触媒作用抑制剤〕
本発明の粘着剤組成物においては、ポットライフを延長し、塗工性を向上させる点で、上記ウレタン化触媒(E)に触媒作用抑制剤を含有させることが好ましい。
触媒作用抑制剤としては、例えば、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸オクチル、アセト酢酸オレイル、アセト酢酸ラウリル、アセト酢酸ステアリル等のβ-ケトエステル;アセチルアセトン、2,4-ヘキサンジオン、ベンゾイルアセトン等のβ-ジケトン;等が挙げられる。これらはケトエノール互変異性化合物であり、これらが上記ウレタン化触媒(E)を保護することにより、ウレタン化触媒(E)の溶液状態での触媒活性を低下させ、配合後における粘着剤組成物の過剰な粘度上昇やゲル化を抑制し、粘着剤組成物のポットライフを延長することができる。
これらのなかでも、ポットライフと硬化速度のバランスの点から、触媒作用抑制剤としてアセチルアセトンを用いることが好ましい。なお、これらの触媒作用抑制剤の中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
触媒作用抑制剤とウレタン化触媒(E)の配合割合(重量比)は、触媒作用抑制剤:ウレタン化触媒(E)=0.001:1~15:1の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.005:1~13:1であり、さらに好ましくは0.01:1~10:1である。ウレタン化触媒(E)の含有量に対して触媒作用抑制剤の含有量が少なすぎると、ポットライフが短く塗工性が低下する傾向があり、多すぎると、硬化速度が低下する傾向がある。
<その他の添加剤>
本発明の粘着剤組成物においては、上記ポリエステル系樹脂(A)、ポリオキシアルキレンポリオール(B)、加水分解抑制剤(C)、架橋剤(D)、ウレタン化触媒(E)等の他にも、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の添加剤を配合することができる。かかる添加剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類等の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、耐電防止剤、粘着付与剤等の添加剤;その他、無機又は有機の充填剤、金属粉、顔料等の粉体、粒子状等の添加剤が挙げられ、これらの中から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
また、本発明の粘着剤組成物は、上記添加剤の他にも、粘着剤組成物の構成成分の製造原料等に含まれる不純物等が少量含有されたものであってもよい。
このような粘着剤組成物は、例えば、上記ポリエステル系樹脂(A)、ポリオキシアルキレンポリオール(B)、加水分解抑制剤(C)及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)の溶液に配合し分散させること等により調製することができる。
本発明にかかる粘着剤は、上記粘着剤組成物からなるもの、すなわち、粘着剤組成物が架橋(硬化)されてなるものであり、一般には、基材や離型シート上に粘着剤組成物を塗工し乾燥させて粘着剤層として形成される。本発明にかかる粘着剤の用途の一例として、以下に粘着シートを示す。
<粘着シート>
本発明の粘着シートは、上記ポリエステル系粘着剤を含有してなる粘着剤層を有しており、基材の少なくとも片面、即ち基材の片面及び/又は両面に、粘着剤層を有する粘着シートであっても、また、基材を有しない基材レスタイプの基材レス両面粘着シートであってもよい。また、本発明の粘着シートは、特に、光学部材の貼り合せに用いる光学部材用粘着シートとして好適である。
なお、本明細書において「シート」とは、「フィルム」や「テープ」をも含めた意味である。
上記粘着シートは、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したがって製造することができ、例えば、基材の一方の面に、上記粘着剤組成物を塗工し、乾燥させて、粘着剤層を形成し、その表面(基材に接する面の反対面)に離型シートを貼合し、必要により養生することで、基材と粘着剤層とを有し、上記粘着剤層が上記基材の少なくとも片面に設けられた本発明の粘着シートが得られる。
あるいは、離型シート上に、上記粘着剤組成物を塗工し、乾燥させて、粘着剤層を形成し、その表面(離型シートに接する面の反対面)に基材を貼合し、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、離型シート上に粘着剤層を形成し、その表面(離型シートに接する面の反対面)に上記離型シートと別の離型シートを貼り合せることにより、基材を有しない基材レスタイプの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合する。
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;ポリウレタン:シクロオレフィンポリマー等からなる合成樹脂シート;アルミニウム、銅、鉄等の金属箔;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、ポリウレタン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。
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。なかでも、離型シートとしては、シリコーン系の離型シートを用いることが好ましい。
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、より好ましくは2~500μm、さらに好ましくは3~300μmである。
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ることができる。
上記粘着剤組成物を塗工した後の乾燥条件としては、乾燥温度は60~140℃が好ましく、より好ましくは80~120℃である。また、乾燥時間は0.5~30分間が好ましく、より好ましくは1~5分間である。
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うことができる。
上記粘着シート、及び基材レス両面粘着シートの粘着剤層の厚みは、いずれも1~500μmであることが好ましく、より好ましくは5~300μm、さらに好ましくは10~200μm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易い傾向がある。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、デジマチックインジケータ(ミツトヨ社製、ID-C112B)を用い、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。
上記粘着剤層のゲル分率については、耐久性と粘着力の点から、5重量%以上であることが好ましく、より好ましくは10~95重量%、さらに好ましくは20~90重量%、特に好ましくは30~85重量%、殊に好ましくは40~80%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耐久性が低下する傾向やリワーク性が低下する傾向がある。なお、ゲル分率が高すぎると粘着力が低下する懸念がある。
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。即ち、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(セパレーター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、粘着剤層を保護してもよい。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、この剥離処理面に粘着剤層を当接して粘着剤層を保護することも可能である。
<粘着剤層付き光学部材>
また、本発明の粘着剤は、種々の部材の貼り合せに用いることができるが、光学特性に優れ、高温高湿下における耐湿熱白化性に優れることから、なかでも、光学部材の貼り合せに用いる光学部材用粘着剤として用いることが好ましい。かかる粘着剤組成物からなる粘着剤の粘着剤層を光学部材上に積層形成することにより、粘着剤層と光学部材とを有する本発明の粘着剤層付き光学部材を調製することができる。
上記粘着剤層付き光学部材には、粘着剤層の光学部材面とは逆の面に、さらに離型フィルムを設けることが好ましく、実用に供する際には、上記離型フィルムを剥離して、粘着剤層と被着体を貼合する。かかる離型フィルムとしては、シリコーン系の離型フィルムを用いることが好ましい。
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、特に断りのない限り重量基準を意味する。
また、下記実施例中におけるガラス転移温度や数平均分子量、重量平均分子量、酸価、水酸基価、エステル結合濃度に関しては、前述の方法に従って測定した。
下記のとおり各成分を用意した。
〔ポリエステル系樹脂の製造〕
以下の製造例で記載する多価カルボン酸類である各成分のモル%は、多価カルボン酸類の合計量を100モル%とした場合のモル比を示す。
また、以下の製造例で記載するポリオールである各成分のモル%は、ポリオールの合計量を100モル%とした場合のモル比を示す。
〔ポリエステル系樹脂(A-1〕
加熱装置、温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管、及び真空装置の付いた反応缶に、多価カルボン酸類(a1)としてイソフタル酸355部、セバシン酸185部、ポリオール(a2)としてネオペンチルグリコール286部、1,4-ブタンジオール137部、1,6-ヘキサンジオール31部、トリメチロールプロパン5部、触媒として酢酸亜鉛0.1部を仕込み、内温250℃まで除々に温度を上げ、4時間かけてエステル化反応を行った。
その後、触媒としてテトラブチルチタネートを0.05部仕込み、内温260℃まで上げ1.33hPaまで減圧し、3時間かけて重縮合反応を行い、ポリエステル系樹脂(A-1)を得た。
得られたポリエステル系樹脂(A-1)のガラス転移温度(Tg)は1℃、数平均分子量(Mn)は9000、重量平均分子量(Mw)は85000であった。その他の諸物性等は後記の表2のとおりであった。
また、出来上がり成分割合は、多価カルボン酸類(a1)としてイソフタル酸/セバシン酸=70モル%/30モル%、ポリオール(a2)としてネオペンチルグリコール/1,4-ブタンジオール/1,6-ヘキサンジオール/トリメチロールプロパン=58.5モル%/34モル%/6.2モル%/1.3モル%であった。
〔ポリエステル系樹脂(A-2)、(A’-1)〕
樹脂組成を表1に記載のとおりになるように変更した以外はA-1と同様にしてポリエステル系樹脂(A-2)、及び(A’-1)を得た。
上記で得られたポリエステル系樹脂(A-1)、(A-2)および(A’-1)について樹脂組成(成分由来の構造単位)を表1に、諸物性を表2に示す。表1中の各略称は以下のとおりである。
「IPA」:イソフタル酸(a1-1)
「SebA」:セバシン酸(a1-2)
「P1009」:ダイマー酸「プリポール1009」(クローダ社製)(a1-3)
「EG」:エチレングリコール(a2-2)
「NPG」:ネオペンチルグリコール(a2-3)
「1,4BG」:1,4-ブタンジオール(a2-2)
「1,6HG」:1,6-ヘキサンジオール(a2-2)
「TMP」:トリメチロールプロパン(a2-4)
〔ポリオキシアルキレンポリオール(B)〕
(B-1)ポリエチレングリコール(三洋化成社製、「PEG600」)数平均分子量600
(B-2)ポリエチレングリコール(三洋化成社製、「PEG1000」)数平均分子量1000
〔加水分解抑制剤(C)〕
(C-1):多価カルボジイミド化合物(日清紡ケミカル社製、「カルボジライト(登録商標)V-09GB」)
〔架橋剤(D)〕
(D-1):トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(東ソー社製、「コロネートL55E」)
〔ウレタン化触媒(E)〕
(E-1):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」)
(実施例1)
上記で得られたポリエステル系樹脂(A-1)を酢酸エチルで固形分濃度50%に希釈し、このポリエステル系樹脂(A-1)(固形分として100部)に対し、ポリオキシアルキレンポリオール(B-1)2部、加水分解抑制剤(C-1)0.5部、架橋剤(D-1)2.4部(固形分)、ウレタン化触媒(E-1)0.02部(固形分)を配合し、撹拌、混合することにより、粘着剤組成物を得た。
(実施例2)
実施例1において、ポリオキシアルキレンポリオール(B-1)2部を(B-2)1部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を得た。
(実施例3)
実施例1において、ポリエステル系樹脂(A-1)を(A-2)に変更し、架橋剤(D-1)の配合量を2.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を得た。
(比較例1)
実施例1において、ポリエステル系樹脂(A-1)を(A’-1)に変更し、ポリオキシアルキレンポリオール(B-1)2部を(B-2)1部に変更し、架橋剤(D-1)の配合量を3.0部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を得た。
(比較例2)
実施例1において、ポリオキシアルキレンポリオール(B-1)を配合せず、架橋剤(D-1)の配合量を1.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を得た。
(比較例3)
実施例1において、ポリエステル系樹脂(A-1)を(A-2)に変更し、ポリオキシアルキレンポリオール(B-1)を配合せず、架橋剤(D-1)の配合量を1.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着剤組成物を得た。
上記実施例および比較例にて得られた粘着剤組成物を用いて、下記のとおり粘着シートを作製し、評価した。その結果を表3、及び4にまとめる。
<片面離型フィルム付き粘着シートの作製>
実施例1~3、及び比較例1~3で得られたポリエステル系粘着剤組成物を、厚み100μmのPETフィルム(東レ社製、「ルミラーT100」)上にアプリケータを用いて塗布し、120℃で4分間乾燥し、粘着剤組成物層の厚みが50μmのPETフィルム付き粘着シートを得た。
次いで、得られたPETフィルム付き粘着シートの粘着剤組成物層の表面を厚み38μmのPET製離型フィルム(三井化学東セロ社製、SP-PET-01-BU)で覆い、40℃で4日間エージング処理を行い、片面離型フィルム付き粘着シートを得た。
[ゲル分率]
上記で得られた粘着シートを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と浸漬後の金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量を測定し、以下の計算式のとおり百分率を算出し、ゲル分率(%)とした。ただし、基材の重量は差し引いた。
浸漬後の金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量/浸漬前の粘着剤成分の重量×100(%)
(粘着シート評価)
「粘着力評価」
[初期粘着力(リワーク性)]
上記で得られた片面離型フィルム付き粘着シートを、23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmの大きさに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側を、ポリカーボネート(PC)、及び無アルカリガラス(コーニング社製、イーグルXG)に2kgローラーを2往復させ加圧貼付し、同雰囲気下で30秒放置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、「オートグラフAG-X 50N」)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離度(N/25mm)を測定した。評価基準は下記のとおりである。
(評価基準)
◎・・・0.01N/25mmより大きく、3N/25mm以下
○・・・3N/25mmより大きく、10N/25mm以下
△・・・10N/25mmより大きく、15N/25mm以下
×・・・0.01N/25mm以下、もしくは15N/25mmより大きい
[加熱後粘着力(接着信頼性)]
上記で得られた片面離型フィルム付き粘着シートを、23℃、50%RHの環境下で25mm×200mmの大きさに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側を、ポリカーボネート(PC)、及び無アルカリガラス(コーニング社製、イーグルXG)に2kgローラーを2往復させ加圧貼付し、同雰囲気下で30分放置した。次いで80℃の雰囲気下で30分放置し、さらに23℃、50%RHの環境下に1時間放置した後に、オートグラフ(島津製作所社製、「オートグラフAG-X 50N」)を用いて、剥離速度300mm/minで180度剥離度(N/25mm)を測定した。評価基準は下記のとおりである。
(評価基準)
◎・・・15N/25mmより大きい
○・・・10N/25mmより大きく、15N/25mm以下
△・・・3N/25mmより大きく、10N/25mm以下
×・・・3N/25mm以下
「光学特性評価」
[初期ヘイズ]
上記で得られた片面離型フィルム付き粘着シートを、23℃、50%RHの環境下で30mm×50mmの大きさに裁断した後、離型フィルムを剥がし、粘着剤層側を、無アルカリガラス(コーニング社製、イーグルXG)に2kgローラーを2往復させ加圧貼付し、オートクレーブ処理(50℃,0.5MPa,20分間)で圧着し、PETフィルム/粘着剤層/無アルカリガラス板の構成を有する試験片を作製した。
上記試験片について、23℃、50%RHの環境下におけるヘイズを、HAZE MATER NDH2000(日本電色工業社製)を用いて測定した。
(評価基準)
◎・・・3.0%以下
○・・・3.0%より大きく、5.0%以下
△・・・5.0%より大きく、10.0%以下
×・・・10.0%より大きい
[湿熱試験後ヘイズ]
初期ヘイズ測定にて用いた試験片について、85℃×85%RH×100時間の湿熱試験を実施し、取り出し10分後におけるヘイズを初期ヘイズ測定と同様にして評価した。
[ヘイズ変位(耐湿熱白化性)]
湿熱試験前後におけるヘイズ変位を下記の基準にて評価した。
ヘイズ変位(%)=湿熱試験後ヘイズ値(%)-初期ヘイズ値(%)
◎・・・ヘイズ変位2%未満
○・・・ヘイズ変位2%以上、5%未満
△・・・ヘイズ変位5%以上、10%未満
×・・・ヘイズ変位10%以上
Figure 2022153321000001
Figure 2022153321000002
Figure 2022153321000003
Figure 2022153321000004
上記表3、及び4に示す結果より、実施例1~3の粘着剤組成物から得られる粘着シートは、リワーク性、接着信頼性、耐湿熱白化性のいずれにも優れることがわかる。
これに対し、比較例1では、ポリエステル系樹脂(A)が芳香族構造含有化合物由来の構造単位を有しないため、リワーク性、光学特性に劣るものであった。
また、比較例2、及び3の粘着剤組成物から得られる粘着シートは、リワーク性、接着信頼性には優れるものの、ポリオキシアルキレンポリオール(B)を含有しないため耐湿熱白化性に劣るものであった。
このことからも、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を有するポリエステル系樹脂(A)、及びポリオキシアルキレンポリオール(B)を含有する粘着剤組成物は粘着特性に優れるものであることがわかる。
本発明のポリエステル系粘着剤組成物は、リワーク性、接着信頼、及び耐湿熱白化性に優れるものであり、そのため、それを用いた粘着剤や粘着シートは、光学部材の貼り合せ用途、特にはガラスや樹脂ガラスの飛散防止フィルム用途に好適に用いることができる。

Claims (17)

  1. 多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位及びポリオール(a2)由来の構造単位を含有するポリエステル系樹脂(A)と、ポリオキシアルキレンポリオール(B)とを含むポリエステル系粘着剤組成物であって、
    前記ポリエステル系樹脂(A)が、芳香族構造含有化合物由来の構造単位を含有することを特徴とするポリエステル系粘着剤組成物。
  2. 前記芳香族構造含有化合物由来の構造単位の含有量が、ポリエステル系樹脂(A)中において、5~55重量%であることを特徴とする請求項1に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  3. 前記芳香族構造含有化合物由来の構造単位が、芳香族多価カルボン酸類(a1-1)由来の構造単位を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  4. 前記多価カルボン酸類(a1)由来の構造単位100モル%中における前記芳香族多価カルボン酸類(a1-1)由来の構造単位の含有量が20~95モル%であることを特徴とする請求項3に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  5. 前記ポリエステル系樹脂(A)のガラス転移温度が-30~30℃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粘着剤組成物。
  6. 前記ポリオキシアルキレンポリオール(B)が、エチレンオキサイド由来の構造単位を含有す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粘着剤組成物。
  7. 前記ポリオキシアルキレンポリオール(B)の含有量が、前記ポリエステル樹脂(A)100重量部に対して、0.01~15重量部であ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粘着剤組成物。
  8. 前記ポリオキシアルキレンポリオール(B)の数平均分子量が200~20000であ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粘着剤組成物。
  9. さらに加水分解抑制剤(C)を、前記ポリエスエル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01~10重量部含有することを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  10. 前記加水分解抑制剤(C)が、カルボジイミド基含有化合物及び/又はオキサゾリン基含有化合物を含有することを特徴とする請求項9に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  11. さらに架橋剤(D)を含有することを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載のポリエステル系粘着剤組成物。
  12. 請求項1~11のいずれか一項に記載のポリエステル系粘着剤組成物が架橋されてなること特徴とするポリエステル系粘着剤。
  13. 請求項12記載のポリエステル系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。
  14. 基材を有しない基材レスタイプであることを特徴とする請求項13に記載の粘着シート。
  15. 前記粘着剤層が基材の少なくとも片面に形成されることを特徴とする請求項13に記載の粘着シート。
  16. 光学部材の貼り合せに用いられることを特徴とする請求項13~15のいずれか一項に記載の粘着シート。
  17. 粘着剤層と光学部材とを有する粘着剤層付き光学部材であって、前記粘着剤層が請求項12に記載のポリエステル系粘着剤を含有することを特徴とする粘着剤層付き光学部材。

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