JP2023082703A - 粘着剤組成物、粘着剤および粘着シート - Google Patents
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Abstract
【課題】粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる粘着剤が得られる粘着剤組成物、前記粘着剤を用いた粘着剤および粘着シートの提供。【解決手段】粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(B)とを含有し;アクリル系樹脂(A)が水酸基含有モノマー(a1)を含む共重合成分(a)の重合生成物であり;アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となる温度から読み取られるガラス転移温度が-20℃以下であり;ウレタン(メタ)アクリレート(B)が脂環構造とポリプロピレングリコール構造とを有し;ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量がウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70重量%以上である。本発明の粘着剤および粘着シートでは前記粘着剤組成物を用いる。【選択図】なし
Description
本発明は、粘着剤組成物、粘着剤および粘着シートに関する。
テレビ、パソコン用モニターやノートパソコン、携帯電話、タブレット端末、ウェアラブル端末等のモバイル機器においては、通常、プラスチックシート等の保護層がディスプレイの視認側に設けられる。また、外的衝撃によるディスプレイの破損を防止するため、ディスプレイと保護層との間の空間として、空気層が設けられる。
しかし、保護層と空気層との界面、および、空気層とディスプレイとの界面において、反射が生じて視認性が低下するという問題がある。そのため、耐衝撃性を確保しつつも、視認性の向上、更には、薄型化を目的として、空気層の代わりに衝撃吸収性の粘着剤層を有する粘着シートが用いられている。
しかし、保護層と空気層との界面、および、空気層とディスプレイとの界面において、反射が生じて視認性が低下するという問題がある。そのため、耐衝撃性を確保しつつも、視認性の向上、更には、薄型化を目的として、空気層の代わりに衝撃吸収性の粘着剤層を有する粘着シートが用いられている。
粘着剤層が充分な衝撃吸収性を発揮するためには、粘着剤層の厚みが求められる。そのため、従来、溶剤型のアクリル系粘着剤が厚塗りして使用されている。他にも、無溶剤型のホットメルト型粘着剤、活性エネルギー線硬化型粘着剤が提案されている(例えば、特許文献1)。無溶剤型の粘着剤のなかでも、ホットメルト型粘着剤は、塗工後に溶剤が揮発するため乾燥工程が必要ない。そのため、厚塗り塗工をした際においても短時間で効率的に粘着剤層が得られる。
近年、モバイル機器の高機能化および多機能化が進み、更にはデザインの多様化も進んでいる。そのため、平面ディスプレイの曲面化、フレキシブル化の要求がある。平面ディスプレイの曲面化、フレキシブル化に伴い、粘着剤を適用したディスプレイ等の被着体が繰り返し折り曲げても割れず、ひびも生じないこと(折り曲げ耐久性)が求められている。
しかし、特許文献1で提案された従来の粘着剤では、被着体に適用した際の折り曲げ耐久性が不充分である。折り曲げ耐久性を向上させるために粘着剤の弾性率を低くすることも考えられるが、粘着剤の弾性率を低くすると粘着力の低下が懸念される。
加えて、粘着剤には、視認性、耐湿熱性に優れ、高温下での保持力に関する高温信頼性、低温における形状回復性等の低温機械特性も要求される。
加えて、粘着剤には、視認性、耐湿熱性に優れ、高温下での保持力に関する高温信頼性、低温における形状回復性等の低温機械特性も要求される。
本発明は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる粘着剤が得られる粘着剤組成物;前記粘着剤を用いた粘着剤および粘着シートを提供する。
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、アクリル系樹脂とウレタン(メタ)アクリレートを含有する粘着剤組成物において、特定のウレタン(メタ)アクリレートを用いることで、優れた粘着力を維持しながら、優れた折り曲げ耐久性および高温信頼性を実現できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明の第1の要旨は、アクリル系樹脂(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(B)とを含有し;アクリル系樹脂(A)が、水酸基含有モノマー(a1)を含む共重合成分(a)の重合生成物であり;アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となる温度から読み取られるガラス転移温度が-20℃以下であり;ウレタン(メタ)アクリレート(B)が脂環構造とポリプロピレングリコール構造とを有し;ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量がウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70重量%以上である粘着剤組成物に関する。
本発明の第2の要旨は、本発明の第1の要旨の粘着剤組成物を用いた粘着剤に関する。
本発明の第3の要旨は、本発明の第1の要旨の粘着剤組成物を用いた粘着シートに関する。
本発明の第2の要旨は、本発明の第1の要旨の粘着剤組成物を用いた粘着剤に関する。
本発明の第3の要旨は、本発明の第1の要旨の粘着剤組成物を用いた粘着シートに関する。
本発明の粘着剤組成物によれば、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる粘着剤が得られる。
本発明の粘着剤は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる。
本発明の粘着シートは、粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性に優れる。
本発明の粘着剤は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる。
本発明の粘着シートは、粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性に優れる。
本明細書における以下の用語の意味は以下の通りである。
「(メタ)アクリル」とはアクリルまたはメタクリルの総称である。
「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルまたはメタクリロイルの総称である。
「(メタ)アクレート」とはアクリレートまたはメタクリレートの総称である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
「(メタ)アクリル」とはアクリルまたはメタクリルの総称である。
「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイルまたはメタクリロイルの総称である。
「(メタ)アクレート」とはアクリレートまたはメタクリレートの総称である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、これらは望ましい一例を示すものである。
<粘着剤組成物>
粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(B)とを含有する。
粘着剤組成物は、アクリル系樹脂(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(B)とを含有する。
(アクリル系樹脂(A))
アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となる温度から読み取られるガラス転移温度(Tg)は、-20℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が-20℃以下であるため、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、低温機械特性がよくなる。
アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となる温度から読み取られるガラス転移温度(Tg)は、-20℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が-20℃以下であるため、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、低温機械特性がよくなる。
ガラス転移温度(Tg)は-50℃~-20℃が好ましく、-35℃~-22℃がより好ましい。ガラス転移温度(Tg)が前記数値範囲内であると、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性と粘着力がともに優れる。
ガラス転移温度(Tg)は、アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となった温度から読み取られる。より詳細には後述の実施例に記載の条件でガラス転移温度(Tg)は測定される。
ガラス転移温度(Tg)は、アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となった温度から読み取られる。より詳細には後述の実施例に記載の条件でガラス転移温度(Tg)は測定される。
アクリル系樹脂(A)は、水酸基含有モノマー(a1)を含有する共重合成分(a)の重合生成物である。共重合成分(a)は、水酸基含有モノマー(a1)に加えて、下記の共重合性モノマー(a2)および共重合性モノマー(a3)からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含むことが好ましい。
・共重合性モノマー(a2):炭素数5~14のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数5~14のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種。
・共重合性モノマー(a3):炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数1~4のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(ただし、水酸基含有モノマー(a1)および共重合性モノマー(a2)を除く。)。
・共重合性モノマー(a2):炭素数5~14のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数5~14のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種。
・共重合性モノマー(a3):炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数1~4のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(ただし、水酸基含有モノマー(a1)および共重合性モノマー(a2)を除く。)。
以下、水酸基含有モノマー(a1)、共重合性モノマー(a2)、共重合性モノマー(a3)について順に説明する。
〔水酸基含有モノマー(a1)〕
水酸基含有モノマー(a1)としては、例えば、
2-ヒドロキシエチル(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、5-ヒドロキシペンチル(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、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ(メタ)アクリレート;
カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー;
ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー;
2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸等の1級水酸基含有モノマー;
2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー:
2,2-ジメチル-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマー;
が挙げられる。
水酸基含有モノマー(a1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水酸基含有モノマー(a1)としては、例えば、
2-ヒドロキシエチル(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、5-ヒドロキシペンチル(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、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ(メタ)アクリレート;
カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー;
ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー;
2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸等の1級水酸基含有モノマー;
2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー:
2,2-ジメチル-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマー;
が挙げられる。
水酸基含有モノマー(a1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水酸基含有モノマー(a1)のなかでも、耐湿熱性と耐熱性のバランスに優れる点で、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートおよび2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
特に、粘着力および折り曲げ耐久性の両立の点、ウレタンアクリレートとの相溶性の点からアクリル系樹脂(A)の少なくとも1つが、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを水酸基含有モノマー(a1)として含む共重合成分(a)の重合生成物であることが好ましい。
水酸基含有モノマー(a1)においては、不純物として含まれるジ(メタ)アクリレートの含有割合が少ないほど好ましい。例えば、ジ(メタ)アクリレートの含有割合は0.5重量%以下が好ましく、0.2重量%以下がより好ましく、0.1重量%以下が更に好ましく、0重量%が特に好ましい。
〔共重合性モノマー(a2)〕
共重合成分(a)は、共重合性モノマー(a2)を更に含むことが好ましい。共重合性モノマー(a2)においては、共重合した後、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を-20℃以下に下げやすい。また分岐構造のアルキル基を有する場合は、高温や紫外線照射等の高エネルギー状態において水素引き抜きが起こりやすい。結果、架橋が形成されやすい。
共重合性モノマー(a2)としては、共重合した後、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を下げる観点で、炭素数5~14のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数5~14のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーが好ましく、更には炭素数6~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル系モノマーが好ましい。特にはヘキシルアクリレート、nオクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートが特に好ましい。
共重合性モノマー(a2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共重合成分(a)は、共重合性モノマー(a2)を更に含むことが好ましい。共重合性モノマー(a2)においては、共重合した後、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を-20℃以下に下げやすい。また分岐構造のアルキル基を有する場合は、高温や紫外線照射等の高エネルギー状態において水素引き抜きが起こりやすい。結果、架橋が形成されやすい。
共重合性モノマー(a2)としては、共重合した後、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を下げる観点で、炭素数5~14のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数5~14のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーが好ましく、更には炭素数6~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル系モノマーが好ましい。特にはヘキシルアクリレート、nオクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートが特に好ましい。
共重合性モノマー(a2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
〔共重合性モノマー(a3)〕
共重合成分(a)は、共重合性モノマー(a3)を更に含むことが凝集力向上、更には粘着剤とした際の粘着力向上、高温信頼性向上の点から好ましい。
共重合性モノマー(a3)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート)、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニルが挙げられる。
共重合性モノマー(a3)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共重合成分(a)は、共重合性モノマー(a3)を更に含むことが凝集力向上、更には粘着剤とした際の粘着力向上、高温信頼性向上の点から好ましい。
共重合性モノマー(a3)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート)、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニルが挙げられる。
共重合性モノマー(a3)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共重合性モノマー(a3)のなかでも、粘着剤として使用した場合の凝集力向上、更には粘着剤とした際の粘着力向上、高温信頼性向上の点から、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートおよびt-ブチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
共重合性モノマー(a3)としては、折り曲げ耐久性の点から、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の(メタ)アクリレート(a3-1)が特に好ましい。
共重合性モノマー(a3)としては、折り曲げ耐久性の点から、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の(メタ)アクリレート(a3-1)が特に好ましい。
〔官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)〕
共重合成分(a)は、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)(ただし、水酸基含有モノマー(a1)を除く。)を必要に応じて更に含んでもよい。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)としては、例えば、窒素原子を有する官能基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等が挙げられる。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共重合成分(a)は、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)(ただし、水酸基含有モノマー(a1)を除く。)を必要に応じて更に含んでもよい。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)としては、例えば、窒素原子を有する官能基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等が挙げられる。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)としては、凝集力や架橋促進作用を付与する点で、窒素原子を有する官能基含有モノマーが好ましい。
窒素原子を有する官能基含有モノマーとしては、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマーが好ましく、アミノ基含有モノマーがより好ましい。
窒素原子を有する官能基含有モノマーとしては、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマーが好ましく、アミノ基含有モノマーがより好ましい。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、
アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート等の第1級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の第2級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等の第3級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
等が挙げられる。
アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート等の第1級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の第2級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等の第3級アミノ基含有(メタ)アクリレート;
等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、
(メタ)アクリルアミド;N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(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,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-エチルメチルアクリルアミド、N,N-ジアリル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド;
N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシアルキル(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-(n-ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド;
ビニルピロリドン;等が挙げられる。
(メタ)アクリルアミド;N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(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,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-エチルメチルアクリルアミド、N,N-ジアリル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド;
N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシアルキル(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-(n-ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド;
ビニルピロリドン;等が挙げられる。
アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、2-(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテートが挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、これらモノマーのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジルが挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、これらモノマーのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジルが挙げられる。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)としては、上述したものの他に(メタ)アクリル酸等のカルボキシ基含有モノマーも挙げられる。
〔その他の共重合性モノマー(a5)〕
共重合成分(a)は、前記水酸基含有モノマー(a1)、前記共重合性モノマー(a2)、前記共重合性モノマー(a3)および前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)以外のその他の共重合性モノマー(a5)を更に含んでもよい。
共重合成分(a)は、前記水酸基含有モノマー(a1)、前記共重合性モノマー(a2)、前記共重合性モノマー(a3)および前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)以外のその他の共重合性モノマー(a5)を更に含んでもよい。
その他の共重合性モノマー(a5)としては、例えば、
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート等の芳香族系(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α-メチルスチレン、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N-アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等のモノマーが挙げられる。
その他の共重合性モノマー(a5)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート等の芳香族系(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α-メチルスチレン、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、N-アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等のモノマーが挙げられる。
その他の共重合性モノマー(a5)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂(A)の高分子量化を目的とする場合には、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等のエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物等を少量併用することもできる。この際、これらのエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物は反応性が高く、アクリル系樹脂(A)の共重合成分(a)として用いた際に未反応で残存することは通常ないものである。ただし、使用量が多すぎるとこれらのエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物が未反応で残存することとなり、アクリル系樹脂(A)がゲル化する傾向がある。
〔共重合成分(a)の組成〕
水酸基含有モノマー(a1)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して5~60重量%が好ましく、7~40重量%がより好ましく、8~30重量%が更に好ましく、11~25重量%が特に好ましく、12~20重量%が最も好ましい。水酸基含有モノマー(a1)の含有量が少なすぎると、粘着剤として用いた際の耐湿熱性が低下する傾向がある。水酸基含有モノマー(a1)の含有量が多すぎると、折り曲げ耐久性の悪化やウレタンアクリレートとの相溶性が低下する傾向がある。
水酸基含有モノマー(a1)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して5~60重量%が好ましく、7~40重量%がより好ましく、8~30重量%が更に好ましく、11~25重量%が特に好ましく、12~20重量%が最も好ましい。水酸基含有モノマー(a1)の含有量が少なすぎると、粘着剤として用いた際の耐湿熱性が低下する傾向がある。水酸基含有モノマー(a1)の含有量が多すぎると、折り曲げ耐久性の悪化やウレタンアクリレートとの相溶性が低下する傾向がある。
共重合成分(a)が共重合性モノマー(a2)を含む場合、共重合性モノマー(a2)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して15~95重量%が好ましく、25~90重量%がより好ましく、30~85重量%が更に好ましく、40~80重量%が特に好ましく、45~75重量%が最も好ましい。共重合性モノマー(a2)の含有量が少なすぎると、粘着剤として用いた際の折り曲げ耐久性、低温機械特性が低下する傾向がある。一方、共重合性モノマー(a2)の含有量が多すぎると、粘着剤として用いた際の粘着力が低下する傾向がある。
共重合成分(a)が共重合性モノマー(a3-1)を含む場合、共重合性モノマー(a3-1)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して0.5~30重量%が好ましく、1~25重量%がより好ましく、2.5~20重量が更に好ましい。特には、5~15重量が更に好ましい。共重合性モノマー(a3-1)の含有量が少なすぎると、粘着剤として使用した場合の粘着力や高温信頼性が低下する傾向がある。共重合性モノマー(a3-1)の含有量が多すぎると、粘着剤として使用した際に折り曲げ耐久性が低下する傾向がある。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して30重量%以下が好ましく、20重量%以下がより好ましく、10重量%以下が更に好ましく、5重量%以下が最も好ましい。また、下限値は通常0重量%である。官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a4)の含有量が多すぎると、アクリル樹脂(A)の耐熱性が低下する傾向がある。
その他の共重合性モノマー(a5)の含有量は、共重合成分(a)の全量に対して50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、20重量%以下が更に好ましい。また、下限値は通常0重量%である。その他の共重合性モノマー(a5)の含有割合が多すぎると、アクリル樹脂(A)が経時で増粘する等の経時安定性が低下する傾向があり、また、粘着力が低下する傾向がある。
アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、100,000~3,000,000が好ましく、500,000~2,000,000がより好ましく、700,000~1,500,000が更に好ましく、800,000~1,200,000が特に好ましく、900,000~1,100,000が最も好ましい。アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が小さすぎると、凝集力が低下し、高温環境下での信頼性が低下する傾向がある。アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が大きすぎると、粘度が高くなりすぎ、結果として塗工性やハンドリングが低下する傾向がある。
アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、15以下が好ましく、10以下がより好ましく、7以下が更に好ましく、5以下が特に好ましい。アクリル系樹脂(A)の分散度が高すぎると、粘着剤層の耐久性能が低下し、発泡等が発生しやすくなる傾向がある。アクリル系樹脂(A)の分散度が低すぎると、取り扱い性が低下する傾向がある。分散度の下限は、合成的限界から、通常1.1である。
アクリル樹脂(A)の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量である。アクリル樹脂(A)の重量平均分子量は、高速液体クロマトグラフィー(東ソー社製、「HLC-8320GPC」)を用いて測定される。より詳細な測定条件は、下記の通りである。
カラム:TSKgel GMHXL(排除限界分子量:4×108、分離範囲:100~4×108、理論段数:14000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:9μm、カラムサイズ:7.8mm I.D.×30cm)の3本と、
カラム:TSKgel G2000HXL(排除限界分子量:1×104、分離範囲:100~1×104、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:5μm、カラムサイズ:7.8mm I.D.×30cm)の1本と、
を直列にして用いる。
アクリル樹脂(A)の数平均分子量も同様の方法を用いて測定することができる。
カラム:TSKgel GMHXL(排除限界分子量:4×108、分離範囲:100~4×108、理論段数:14000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:9μm、カラムサイズ:7.8mm I.D.×30cm)の3本と、
カラム:TSKgel G2000HXL(排除限界分子量:1×104、分離範囲:100~1×104、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:5μm、カラムサイズ:7.8mm I.D.×30cm)の1本と、
を直列にして用いる。
アクリル樹脂(A)の数平均分子量も同様の方法を用いて測定することができる。
アクリル系樹脂(A)の酸価は0.001~2mgKOH/gが好ましく、0.001~1mgKOH/gがより好ましく、0.001~0.5mgKOH/gが更に好ましい。アクリル系樹脂(A)の酸価が高すぎると、被着体の種類によっては、被着体を腐食させてしまう傾向がある。
アクリル系樹脂(A)の酸価は、JIS K 0070に準拠し、中和滴定により求められる。
アクリル系樹脂(A)の酸価は、JIS K 0070に準拠し、中和滴定により求められる。
アクリル系樹脂(A)の酸価を前記数値範囲内とするには、共重合成分(a)の全量に対してカルボキシ基含有モノマーの含有量を0.1重量%以下とすることが好ましい。カルボキシ基含有モノマーの含有量としては、0.05重量%以下とすることがより好ましく、0.01重量%以下とすることが更に好ましく、実質的にはカルボキシ基含有モノマーを共重合成分(a)に含有させないことがより好ましい。
アクリル系樹脂(A)のヘイズ値は2.0%以下が好ましく、1.0%以下がより好ましく、0.5%以下が更に好ましい。アクリル系樹脂(A)のヘイズ値が大きすぎると、光学用部材の貼り合わせに適用しにくい。アクリル系樹脂(A)のヘイズ値の下限値は、通常0.01%である。
アクリル系樹脂(A)のヘイズ値の測定方法は下記の通りである。
アクリル系樹脂(A)の溶液をポリエステル系離型シートに塗布し、乾燥させることで、未架橋状態での厚みが100μmのシート(α)を作製する。
シート(α)について粘着性のアクリル系樹脂(A)側を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)に貼り合わせた。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分間)を行った。その後、23℃×50%RHの条件下で30分間静置し、次いで離型シートを剥離して「無アルカリガラス/粘着剤層」の層構成の試験片(α1)を作製する。試験片(α1)について、JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて拡散透過率および全光線透過率を測定する。次いで、拡散透過率(DT)と全光線透過率(TT)の値を下記式に代入し、アクリル系樹脂(A)のヘイズ値を求める。
アクリル系樹脂(A)のヘイズ値(%)=(DT/TT)×100。
アクリル系樹脂(A)の溶液をポリエステル系離型シートに塗布し、乾燥させることで、未架橋状態での厚みが100μmのシート(α)を作製する。
シート(α)について粘着性のアクリル系樹脂(A)側を無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)に貼り合わせた。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分間)を行った。その後、23℃×50%RHの条件下で30分間静置し、次いで離型シートを剥離して「無アルカリガラス/粘着剤層」の層構成の試験片(α1)を作製する。試験片(α1)について、JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて拡散透過率および全光線透過率を測定する。次いで、拡散透過率(DT)と全光線透過率(TT)の値を下記式に代入し、アクリル系樹脂(A)のヘイズ値を求める。
アクリル系樹脂(A)のヘイズ値(%)=(DT/TT)×100。
〔アクリル系樹脂(A)の合成〕
アクリル系樹脂(A)は、例えば、ガラス転移温度が-20℃以下となるように共重合成分(a)を適宜調製し、次いで重合することで合成できる。
重合方法としては、例えば、溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合が挙げられる。なかでも、安全性、反応の安定性、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(A)を合成できる点で、溶液重合が好ましい。
以下、アクリル系樹脂(A)の好ましい製造方法の一例を示す。
アクリル系樹脂(A)は、例えば、ガラス転移温度が-20℃以下となるように共重合成分(a)を適宜調製し、次いで重合することで合成できる。
重合方法としては、例えば、溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合が挙げられる。なかでも、安全性、反応の安定性、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(A)を合成できる点で、溶液重合が好ましい。
以下、アクリル系樹脂(A)の好ましい製造方法の一例を示す。
溶液重合においては、有機溶剤中に、共重合成分(a)、重合開始剤を混合してまたは滴下して溶液重合することで、アクリル系樹脂(A)の溶液を得ることができる。
有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;N-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類が挙げられる。なかでも、溶解性、塗工時の乾燥性、価格等の点から酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸メチルが好ましく、酢酸エチル、アセトンがより好ましい。
有機溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;N-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類が挙げられる。なかでも、溶解性、塗工時の乾燥性、価格等の点から酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸メチルが好ましく、酢酸エチル、アセトンがより好ましい。
有機溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合開始剤としては、例えば、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
アゾ系重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、(1-フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)が挙げられる。
過酸化物系重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ジイソブチリルペルオキシドが挙げられる。
重合開始剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アゾ系重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、(1-フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)が挙げられる。
過酸化物系重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ジイソブチリルペルオキシドが挙げられる。
重合開始剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂(A)の溶液重合においては、沸点が80℃以下の有機溶剤を使用して比較的低い温度で重合を行うことが好ましい。この際に10時間半減期温度が比較的高い重合開始剤を使用すると、重合開始剤が残存しやすくなる。重合開始剤が残存すると、アクリル系樹脂(A)の溶液の経時安定性が低下し、アクリル系樹脂(A)のゲル化が発生する傾向がある。
したがって、アクリル系樹脂(A)の溶液の経時安定性を向上させる点から、重合開始剤のなかでも10時間半減期温度が70℃以下の重合開始剤が好ましい。
したがって、アクリル系樹脂(A)の溶液の経時安定性を向上させる点から、重合開始剤のなかでも10時間半減期温度が70℃以下の重合開始剤が好ましい。
重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(67℃)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(65℃)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(52℃)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)(49.6℃)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ2,4-ジメチルバレロニトリル)(30℃)、t-ブチルペルオキシピバレート(54.6℃)、t-ヘキシルペルオキシピバレート(53.2℃)、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート(44.5℃)、ジイソプロピルペルオキシカーボネート(40.5℃)、ジイソブチリルペルオキシド(32.7℃)が好ましく、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(52℃)、t-ヘキシルペルオキシピバレート(53.2℃)が特に好ましい。
前記の各化合物名に続いて記載された括弧内の温度は、各化合物の10時間半減期温度である。
前記の各化合物名に続いて記載された括弧内の温度は、各化合物の10時間半減期温度である。
重合開始剤の使用量は、共重合成分(a)100重量部に対して0.001~10重量が好ましく、0.1~8重量部がより好ましく、0.5~6重量部が更に好ましく、1~4重量部がより更に好ましく、1.5~3重量部が特に好ましく、2~2.5重量部が最も好ましい。重合開始剤の使用量が少なすぎると、アクリル系樹脂(A)の重合率が低下し、残存モノマーが増加する傾向がある。重合開始剤の使用量が多すぎると、アクリル系樹脂(A)のゲル化が発生する等して、アクリル系樹脂(A)の溶液の経時安定性が低下する傾向がある。
その他、溶液重合の重合条件は当業者によって適宜選択され得る。
例えば、重合反応における重合温度は、通常40~120℃であるが、安定的に反応できる点から50~90℃が好ましく、55~75℃がより好ましく、60~70℃が更に好ましい。重合温度が高すぎるとアクリル系樹脂(A)がゲル化しやすくなる傾向がある。重合温度が低すぎると重合開始剤の活性が低下しやすく、このため重合率が低下し、残存モノマーが増加する傾向がある。
例えば、重合反応における重合温度は、通常40~120℃であるが、安定的に反応できる点から50~90℃が好ましく、55~75℃がより好ましく、60~70℃が更に好ましい。重合温度が高すぎるとアクリル系樹脂(A)がゲル化しやすくなる傾向がある。重合温度が低すぎると重合開始剤の活性が低下しやすく、このため重合率が低下し、残存モノマーが増加する傾向がある。
重合反応における重合時間(後述の追い込み加熱を行う場合は、追い込み加熱開始までの時間)は特に制限はないが、最後の重合開始剤の添加から0.5時間以上が好ましく、1時間以上がより好ましく、2時間以上が更に好ましく、5時間以上が特に好ましい。重合時間の上限は通常72時間である。
重合反応は、除熱しやすい点で溶剤を還流しながら行うことが好ましい。
重合反応は、除熱しやすい点で溶剤を還流しながら行うことが好ましい。
アクリル系樹脂(A)の合成においては、残存重合開始剤の量を低減させるため、追い込み加熱により、重合開始剤を加熱分解させることが好ましい。
追い込み加熱温度は、重合開始剤の10時間半減期温度より高い温度で行うことが好ましい。例えば、通常40~150℃であるところ、ゲル化抑制の点から55~130℃が好ましく、75~95℃がより好ましい。追い込み加熱温度が高すぎると、アクリル系樹脂(A)が黄変する傾向がある。追い込み加熱温度が低すぎると共重合成分(a)や重合開始剤が残存し、アクリル系樹脂(A)のゲル化や増粘が生じる等経時安定性や熱安定性が低下する傾向がある。
追い込み加熱温度は、重合開始剤の10時間半減期温度より高い温度で行うことが好ましい。例えば、通常40~150℃であるところ、ゲル化抑制の点から55~130℃が好ましく、75~95℃がより好ましい。追い込み加熱温度が高すぎると、アクリル系樹脂(A)が黄変する傾向がある。追い込み加熱温度が低すぎると共重合成分(a)や重合開始剤が残存し、アクリル系樹脂(A)のゲル化や増粘が生じる等経時安定性や熱安定性が低下する傾向がある。
〔アクリル系樹脂(A)の組成〕
アクリル系樹脂(A)の各成分由来の構造部位の含有量および組成は、NMRにより求めることができる。
アクリル系樹脂(A)の各成分由来の構造部位の含有量および組成は、NMRにより求めることができる。
アクリル系樹脂(A)は、水酸基含有モノマー(a1)由来の構造部位を有する。アクリル系樹脂(A)中の水酸基含有モノマー(a1)由来の構造部位の含有量は、アクリル系樹脂(A)の全量に対して5~60重量%が好ましく、7~40重量%がより好ましく、8~30重量%が更に好ましく、11~25重量%が特に好ましく、12~20重量%が最も好ましい。
粘着力の点から、アクリル系樹脂(A)は、水酸基含有モノマー(a1)由来の構造部位に加えて、炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数1~4のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種の計算Tgが-30℃以上のモノマー(a3-1)由来の構造部位を更に有することが好ましい。
(メタ)アクリレート(a3-1)由来の構造部位の含有量は、アクリル系樹脂(A)の全量に対し0.5~30重量%が好ましく、1~25重量%がより好ましく、2.5~20重量が更に好ましい。特には、5~15重量が更に好ましい。
(メタ)アクリレート(a3-1)由来の構造部位の含有量は、アクリル系樹脂(A)の全量に対し0.5~30重量%が好ましく、1~25重量%がより好ましく、2.5~20重量が更に好ましい。特には、5~15重量が更に好ましい。
アクリル系樹脂(A)においては、折り曲げ耐久性と粘着力に優れる点から(メタ)アクリレート(a3-1)として、計算Tgが-30℃以上のモノマー由来の構造部位を更に有することが特に好ましい。
炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび炭素数1~4のアルキル基を有するビニルエステル系モノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種の(メタ)アクリレートの計算Tgは、ホモポリマーのガラス転移温度である。計算Tgは、示差走査熱量計(DSC)測定等で得られ、Wiley出版「POLYMER HANDBOOK」等に記載されている標準的な値を採用することができる。
アクリル系樹脂(A)におけるカルボキシ基含有モノマー由来の構造部位の含有量は0.1重量%以下が好ましく、0.05重量%以下がより好ましく、0.01重量%以下が更に好ましく、実質的には含有させないことが最も好ましい。カルボキシ基含有モノマー由来の構造部位が多すぎると金属を被着体とする場合に腐食が生じたり、粘着剤組成物が経時で増粘したりゲル化したりして経時安定性が低下する傾向がある。増粘は、常温または40℃雰囲気下における、経時での粘度変化を測定することで確認できる。
(ウレタン(メタ)アクリレート(B))
ウレタン(メタ)アクリレート(B)は、脂環構造とポリプロピレングリコール構造とを有する。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)は、脂環構造とポリプロピレングリコール構造とを有する。
脂環構造は脂肪族炭化水素に由来する化学構造である。ウレタン(メタ)アクリレート(B)は脂環構造を有するため、部分的に剛直な分子骨格となり、凝集力が上がる。結果、粘着力および高温信頼性が向上する。
脂環構造の炭素数は3~10が好ましく、4~7がより好ましい。脂環構造は1種単独でもよく、2種以上を併用してもよい。脂環構造の炭素数が前記数値範囲内であると、粘着力および高温信頼性が向上しやすい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の0.1~10重量%が好ましく、0.5~7.5重量%がより好ましく、0.75~5重量%がさらに好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造の含有量が前記数値範囲内であると、粘着力と折り曲げ耐久性を両立しやすい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物中の脂環構造を構成する炭素原子と、前記炭素原子のみに結合した水素原子の合計の質量%である。
また、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造のモル%含有量は、脂環構造を有する化合物の脂環基数をN、脂環構造を有する化合物のモル質量をM(g/mol)、ウレタン(メタ)アクリレートを構成するすべての化合物に対する脂環構造を有する化合物の割合をP(重量%)としたとき、下記に示す式(1)より求められる。
(N×1000/M)×(P/100) ・・・式(1)。
また、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造のモル%含有量は、脂環構造を有する化合物の脂環基数をN、脂環構造を有する化合物のモル質量をM(g/mol)、ウレタン(メタ)アクリレートを構成するすべての化合物に対する脂環構造を有する化合物の割合をP(重量%)としたとき、下記に示す式(1)より求められる。
(N×1000/M)×(P/100) ・・・式(1)。
ポリプロピレングリコール構造は、オキシプロピレンの開環付加反応によって生成し得る化学構造である。ウレタン(メタ)アクリレート(B)はポリプロピレングリコール構造を有するため、柔軟性が向上し、弾性率が低くなり、低温機械物性に優れる。
ポリプロピレングリコール構造は、下記の構造である。
(OCH(CH3)CH2)n
nは10~500、好ましくは30~400である。
(OCH(CH3)CH2)n
nは10~500、好ましくは30~400である。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70重量%以上である。そのため、粘着シートに適用した際の粘着力、アクリル樹脂との相溶性がよくなり、また、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性がよくなる。
ポリプロピレングリコール構造の含有量はウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70~99重量%が好ましく、80~98重量%がより好ましく、90~97重量%がさらに好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物中のポリプロピレングリコール構造を構成する炭素、水素及び酸素原子の合計の質量%である。
ポリプロピレングリコール構造の含有量はウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70~99重量%が好ましく、80~98重量%がより好ましく、90~97重量%がさらに好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物中のポリプロピレングリコール構造を構成する炭素、水素及び酸素原子の合計の質量%である。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)は多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)から生成されることが好ましい。
多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)の全体として、脂環構造、ポリプロピレングリコール構造を有するものを用いれば、ウレタン(メタ)アクリレート(B)を得ることができる。
多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)の全体として、脂環構造、ポリプロピレングリコール構造を有するものを用いれば、ウレタン(メタ)アクリレート(B)を得ることができる。
脂環構造は多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)、モノオール(b4)のいずれに存在してもよい。なかでも多価イソシアネート系化合物(b1)中に脂環構造が含まれると、折り曲げ耐久性と粘着力に優れる粘着剤が得られやすいため好ましい。
ポリプロピレングリコール構造は多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)、モノオール(b4)のいずれに存在してもよい。なかでも、ポリオール系化合物中にポリプロピレングリコール構造が含まれると、折り曲げ耐久性とアクリル樹脂との相溶性に優れる粘着剤が得られやすいため好ましい。
〔多価イソシアネート系化合物(b1)〕
多価イソシアネート系化合物(b1)としては、例えば、
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、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート;
ペンタ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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート;
脂環式系ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等)等の脂環式系ポリイソシアネート;
これらのポリイソシアネートの三量体化合物または多量体化合物;
アロファネート型ポリイソシアネート、ビュレット型ポリイソシアネート;
等が挙げられる。
多価イソシアネート系化合物(b1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多価イソシアネート系化合物(b1)としては、例えば、
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、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート;
ペンタ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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート;
脂環式系ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等)等の脂環式系ポリイソシアネート;
これらのポリイソシアネートの三量体化合物または多量体化合物;
アロファネート型ポリイソシアネート、ビュレット型ポリイソシアネート;
等が挙げられる。
多価イソシアネート系化合物(b1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも、黄変が少ない点から、ペンタ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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネート;水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式系ジイソシアネートが好ましい。反応性および汎用性に優れる点で、脂環式系ジイソシアネート(特に、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート)がより好ましく、アクリル系樹脂(A)との相溶性がよく視認性に優れる点、更には粘着力に優れる点で、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネートが更に好ましい。
〔水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)〕
水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としては、例えば、
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としては、例えば、
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのなかでも、粘着剤層の柔軟性に優れる点で、エチレン性不飽和基を1個有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物が好ましく、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、2-ヒドロキシブチル(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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。反応性および汎用性に優れる点で、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
〔ポリオール系化合物(b3)〕
ポリオール系化合物(b3)は、分子内に水酸基を2つ以上有する化合物である。
ポリオール系化合物(b3)は、分子内に水酸基を2つ以上有する化合物である。
ポリオール系化合物(b3)としては、ポリエーテル系ポリオールの使用が好ましい。
ポリエーテル系ポリオールとしては、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、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のアルキレン構造含有ポリエーテル系ポリオールや、これらポリアルキレングリコールのランダム或いはブロック共重合体が挙げられる。
中でもポリプロピレングリコール構造を有するポリエーテル系ポリオールの使用が好ましい。
中でもポリプロピレングリコール構造を有するポリエーテル系ポリオールの使用が好ましい。
ポリプロピレングリコール構造を有するポリエーテル系ポリオールとしては、ポリプロピレングリコール構造のみ有していてもよいし、その他ポリアルキレングリコール構造を有していてもよい。その他ポリアルキレングリコール構造として例えば、ポリエチレングリコール構造、ポリテトラメチレングリコール構造、ポリブチレングリコール構造、ポリヘキサメチレングリコール構造等のアルキレングリコール構造が挙げられる。
ポリオール系化合物(b3)としては、ポリエーテル系ポリオール1種でもよいし、その他ポリオールと併用してもよい。例えば、その他のポリオールとして、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、(メタ)アクリル系ポリオール、ポリシロキサン系ポリオール等が挙げられる。
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物、環状エステル(ラクトン)の開環重合物、多価アルコール、多価カルボン酸および環状エステルの3種類の成分による反応物等が挙げられる。
多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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、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、シクロヘキサンジオール類(1,4-シクロヘキサンジオール等)、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトール等)等が挙げられる。
多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸;等が挙げられる。
環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が挙げられる。
ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物、環状炭酸エステル(アルキレンカーボネート等)の開環重合物等が挙げられる。
多価アルコールとしては、前記ポリエステル系ポリオールの説明中で例示の多価アルコール等が挙げられる。
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、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。
多価アルコールとしては、前記ポリエステル系ポリオールの説明中で例示の多価アルコール等が挙げられる。
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、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。
ポリカーボネートポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
ポリオレフィン系ポリオールとしては、飽和炭化水素骨格としてエチレン、プロピレン、ブテン等のホモポリマーまたはコポリマーを有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。例えば、ポリイソプレン系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、ニトリルブタジエン系ポリオール、スチレンブタジエン系ポリオール等が挙げられる。
ポリオレフィン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリオレフィン系ポリオールであってもよい。
ポリオレフィン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリオレフィン系ポリオールであってもよい。
(メタ)アクリル系ポリオールとしては、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体の分子内にヒドロキシル基を少なくとも2つ有しているものが挙げられる。かかる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、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、2-ヒドロキシブチル(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(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリシロキサン系ポリオールとしては、例えば、ジメチルポリシロキサンポリオール、メチルフェニルポリシロキサンポリオール等が挙げられる。
これらのなかでも、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオールが好ましく、汎用性の点で、ポリエステル系ポリオールが特に好ましい。
ポリオール系化合物(b3)の含有する水酸基の数は2~5個が好ましく、2~3個がより好ましく、2個が更に好ましい。水酸基の数が多すぎると、反応中にゲル化が起きやすくなる傾向がある。
ポリオール系化合物(b3)の数平均分子量は1,000~24,000が好ましく、1,500~22,000がより好ましく、2,000~20,000が更に好ましい。ポリオール系化合物(b3)の数平均分子量が小さすぎると粘着剤層の粘着力が低下する傾向がある。ポリオール系化合物(b3)の数平均分子量が大きすぎると多価イソシアネート系化合物(b1)との反応性が低下する傾向にある。
ポリオール系化合物(b3)の数平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による数平均分子量である。ポリオール系化合物(b3)の数平均分子量は、高速液体クロマトグラフィー(昭和電工社製、「Shodex GPC system-11型」)を用いて測定される。より詳細な測定条件は下記の通りである。
カラムとして、Shodex GPC KF-806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100~2×107、理論段数:10,000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:10μm)の3本直列を用いる。
カラムとして、Shodex GPC KF-806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100~2×107、理論段数:10,000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:10μm)の3本直列を用いる。
ポリオール系化合物(b3)の水酸基価は3~300mgKOH/gが好ましく、4~150mgKOH/gがより好ましく、5~120mgKOH/gが更に好ましい。ポリオール系化合物(b3)の水酸基価が高すぎるとウレタン(メタ)アクリレート(B)が低分子量化し粘着強度が低下する傾向があり、低すぎると高粘度化して作業性が低下する傾向がある。
ポリオール系化合物(b3)の水酸基価は、JIS K 1557-1に準拠して測定される。
ポリオール系化合物(b3)の水酸基価は、JIS K 1557-1に準拠して測定される。
〔モノオール(b4)〕
モノオール(b4)は、分子内に水酸基を1つ有する化合物である。
モノオール(b4)は、分子内に水酸基を1つ有する化合物である。
モノオール(b4)(ただし、ポリオール系化合物(b3)を除く。)の炭素数は、1~30が好ましく、2~20がより好ましく、4~16が更に好ましく、8~13が特に好ましく、10~12が最も好ましい。
モノオール(b4)としては、例えば、メタノール、エタノール、1-ブタノール、イソブタノール、1-オクタノール、2-エチルヘキサノール、1-ノナノール、1-デカノール、1-ドデカノール、1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、イソヘキサデカノール、1-オクタデカノール、イソオクタデカノール、1-エイコサノール、イソエイコサノール、1-ドコサノール、1-テトラコサノール、1-オクタコサノール、1-トリアコンタノール等の飽和脂肪族系モノオール、シス-9-ヘキサデセン-1-オール、9E-オクタデセン-1-オール、シス-9-オクタデセン-1-オール、9Z,12Z-オクタデカジエン-1-オール、9Z,12Z,15Z-オクタデカトリエン-1-オール、9E,12E,15E-オクタデカトリエン-1-オール、シス-13-ドコセン-1-オール等の不飽和脂肪族系モノオール、ベンジルアルコール等の芳香族系モノオール等が挙げられる。なかでも、黄変が少ない点から飽和脂肪族モノオールが好ましく、特には炭素数1~30の飽和脂肪族モノオール、更には分子量が高いため柔軟性を付与することができ、また、結晶性が低く取り扱いが容易な1-オクタノール、2-エチルヘキサノール、1-ノナノール、デカノール、1-ドデカノールがより好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)は、例えば、下記の(1)、(2)の方法によって合成できる。
方法(1):多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)を、反応器に一括でまたは別々に仕込み反応させる、方法。
方法(2):多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)を更に反応させる方法。
反応の安定性、副生成物の低減等の点から方法(2)が好ましい。
方法(1):多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)を、反応器に一括でまたは別々に仕込み反応させる、方法。
方法(2):多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)を更に反応させる方法。
反応の安定性、副生成物の低減等の点から方法(2)が好ましい。
多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)との反応には、公知の反応手段を用いることができる。その際、例えば、多価イソシアネート系化合物(b1)中のイソシアネート基:ポリオール系化合物(b3)中の水酸基とのモル比を通常2n:(2n-2)(nは2以上の整数)程度にすることにより、イソシアネート基を残存させた末端イソシアネート基を含有するウレタン(メタ)アクリレート(B)を得ることができる。この末端イソシアネート基を含有するウレタン(メタ)アクリレート(B)を得た後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)との付加反応が可能となる。
多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを予め反応させて得られる反応生成物と、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)との付加反応にも、公知の反応手段を用いることができる。
反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)との反応モル比は、例えば、多価イソシアネート系化合物(b1)のイソシアネート基が2個で、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)の水酸基が1個である場合は、反応生成物:水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2):モノオール(b4)が1:1~2:0~1程度であり、多価イソシアネート系化合物(b1)のイソシアネート基が3個で、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)の水酸基が1個である場合は、反応生成物:水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2):モノオール(b4)が1:1.5~3:0~1.5程度である。
この反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)との付加反応においては、反応系の残存イソシアネート基含有率が0.2重量%以下になる時点で反応を終了させることにより、ウレタン(メタ)アクリレート(B)が得られる。
多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)との反応、更にその反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)およびモノオール(b4)との反応においては、反応を促進する目的で触媒を用いることも好ましい。
触媒としては、例えば、
ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫、ビスアセチルアセトナート亜鉛、ジルコニウムトリス(アセチルアセトネート)エチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機金属化合物;オクテン酸錫、ヘキサン酸亜鉛、オクテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫、酢酸カリウム等の金属塩;
トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン、N,N,N′,N′-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒;
硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等の他、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物;
2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩等のビスマス系触媒;
等が挙げられる。なかでも、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンが好適である。
触媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫、ビスアセチルアセトナート亜鉛、ジルコニウムトリス(アセチルアセトネート)エチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機金属化合物;オクテン酸錫、ヘキサン酸亜鉛、オクテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫、酢酸カリウム等の金属塩;
トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン、N,N,N′,N′-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒;
硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等の他、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物;
2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩等のビスマス系触媒;
等が挙げられる。なかでも、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンが好適である。
触媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)との反応、更にその反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)との反応においては、必要に応じてイソシアネート基に対して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てもよい。
反応温度は、通常30~90℃、好ましくは40~80℃であり、反応時間は、通常2~10時間、好ましくは3~8時間である。
多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)を反応させるに際して、後述のエチレン性不飽和モノマーを反応系に存在させてウレタン(メタ)アクリレート(B)とエチレン性不飽和モノマーの混合物を調製してもよい。
例えば、多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)を反応させてウレタン(メタ)アクリレート(B)を製造する方法において、多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを反応させるに際して、エチレン性不飽和モノマーを反応系に存在させてもよい。
例えば、多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)を反応させてウレタン(メタ)アクリレート(B)を製造する方法において、多価イソシアネート系化合物(b1)とポリオール系化合物(b3)とを反応させるに際して、エチレン性不飽和モノマーを反応系に存在させてもよい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量は、10,000~200,000が好ましく、15,000~150,000がより好ましく、17,000~100,000が更に好ましく、19,000~90,000が特に好ましく、21,000~80,000が最も好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が低すぎると粘着剤層の粘着力が低下する傾向がある。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が高すぎるとウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度が高くなりすぎて取扱いが困難となる傾向がある。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が低すぎると粘着剤層の粘着力が低下する傾向がある。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が高すぎるとウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度が高くなりすぎて取扱いが困難となる傾向がある。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量である。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量は高速液体クロマトグラフィー(昭和電工社製、「Shodex GPC system-11型」)を用いて測定される。より詳細な測定条件は下記の通りである。
カラムとして、Shodex GPC KF-806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100~2×107、理論段数:10,000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:10μm)の3本直列を用いる。
カラムとして、Shodex GPC KF-806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100~2×107、理論段数:10,000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:10μm)の3本直列を用いる。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度は、1,000~1,000,000mPa・sが好ましく、2,000~800,000mPa・sがより好ましく、3,000~600,000mPa・sが更に好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度が高すぎると取り扱いが困難になる傾向がある。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度が低すぎると塗工の際に膜厚の制御が困難になる傾向がある。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度は、E型粘度計によって60℃で測定される。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の粘度は、E型粘度計によって60℃で測定される。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)は-40以下が好ましく、-45~-80がより好ましく、-50~-75がさらに好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)が高すぎると折り曲げ耐久性、低温機械特性が低下する傾向がある。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)は、実施例に記載の方法によって求められる。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)は、実施例に記載の方法によって求められる。
(光重合開始剤(C))
本発明の粘着剤組成物は架橋して硬化させることで、粘着剤となる。後述のように活性エネルギー線により架橋する場合、活性エネルギー線照射時の反応を安定化させることができる点で光重合開始剤(C)を用いることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物は架橋して硬化させることで、粘着剤となる。後述のように活性エネルギー線により架橋する場合、活性エネルギー線照射時の反応を安定化させることができる点で光重合開始剤(C)を用いることが好ましい。
光重合開始剤(C)としては、光の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されない。例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、フェニルグリオキシレート類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。
なかでも、分子間または分子内で効率的に架橋できる点から水素引き抜き型のフェニルグリオキシレート類、ベンゾフェノン類や分子内開裂型のアセトフェノン類が好ましい。
光重合開始剤(C)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも、分子間または分子内で効率的に架橋できる点から水素引き抜き型のフェニルグリオキシレート類、ベンゾフェノン類や分子内開裂型のアセトフェノン類が好ましい。
光重合開始剤(C)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光重合開始剤(C)の助剤を用いてもよい。光重合開始剤(C)の助剤としては、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、等が挙げられる。
光重合開始剤(C)の助剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光重合開始剤(C)の助剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(活性エネルギー線硬化性モノマー(D))
活性エネルギー線による硬化を行う場合には、これにより、粘着剤層全体の凝集力を調整し、安定した粘着物性を得る点で、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)を用いることが好ましい。
活性エネルギー線による硬化を行う場合には、これにより、粘着剤層全体の凝集力を調整し、安定した粘着物性を得る点で、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)を用いることが好ましい。
活性エネルギー線硬化性モノマー(D)としては、1分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を含有する多官能モノマーまたはオリゴマーが好ましい。例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート(ただし、ウレタン(メタ)アクリレート(B)を除く。)等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性モノマー(D)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
活性エネルギー線硬化性モノマー(D)のエチレン性不飽和基の数は、2~4個が好ましく、2~3個が好ましい。
活性エネルギー線硬化性モノマー(D)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
活性エネルギー線硬化性モノマー(D)のエチレン性不飽和基の数は、2~4個が好ましく、2~3個が好ましい。
(粘着剤組成物の組成)
折り曲げ耐久性と粘着力の点から、アクリル系樹脂(A)の含有量は、粘着剤組成物の全体に対して30重量%以上が好ましく、50~90重量%がより好ましく、60~80重量%が更に好ましい。
折り曲げ耐久性と粘着力の点から、アクリル系樹脂(A)の含有量は、粘着剤組成物の全体に対して30重量%以上が好ましく、50~90重量%がより好ましく、60~80重量%が更に好ましい。
折り曲げ耐久性と粘着力の点から、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して10~150重量%が好ましく、20~100重量%がより好ましく、25~75重量%が更に好ましい。
粘着剤組成物が光重合開始剤(C)を含有する場合、光重合開始剤(C)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0~10重量部が好ましく、0.1~5重量部がより好ましく、0.5~2重量部が更に好ましい。光重合開始剤(C)の含有量が少なすぎると硬化速度が低下したり、硬化が不充分となる傾向がある。光重合開始剤(C)の含有量は多すぎても硬化性は向上せず、経済性が低下する傾向がある。
粘着剤組成物が活性エネルギー線硬化性モノマー(D)を含有する場合、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)の含有量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0~30重量部が好ましく、2.5~20重量部がより好ましい。
(その他の成分)
本発明の粘着剤組成物はアクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)、光重合開始剤(C)および活性エネルギー線硬化性モノマー(D)以外のその他の成分(E)を更に含有してもよい。
本発明の粘着剤組成物はアクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)、光重合開始剤(C)および活性エネルギー線硬化性モノマー(D)以外のその他の成分(E)を更に含有してもよい。
その他の成分(E)としては、例えば、カルボジイミド系化合物、酸化防止剤、可塑剤、粘着付与剤、架橋剤、架橋促進剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、機能性色素等が挙げられる。その他の成分(E)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。その他の成分(E)の含有量としては、本発明の効果を損なわない範囲であればよく、粘着剤組成物中の0.1~10重量%が好ましい。
粘着剤組成物が硬化された粘着剤層は、被着体への粘着力、折り曲げ耐久性、高温環境下での信頼性に優れることから、粘着シートの粘着剤層として有用である。また、粘着剤組成物は、粘着剤の材料成分として用いることも有用である。
(粘着剤組成物の調製)
アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)、必要に応じて光重合開始剤(C)、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)、その他の成分(E)を混合することにより粘着剤組成物を得ることができる。混合方法は、特に限定されない。各成分を一括で混合する方法、任意の成分を混合した後、残りの成分を一括または順次混合する方法等、種々の方法を採用することができる。
アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)、必要に応じて光重合開始剤(C)、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)、その他の成分(E)を混合することにより粘着剤組成物を得ることができる。混合方法は、特に限定されない。各成分を一括で混合する方法、任意の成分を混合した後、残りの成分を一括または順次混合する方法等、種々の方法を採用することができる。
その他の成分(E)として、カルボジイミド系化合物を配合する場合は、光重合開始剤(C)、活性エネルギー線硬化性モノマー(D)、およびその他の成分(E)よりも先に、アクリル系樹脂(A)に配合することが、組成物の化学安定性の点から好ましい。特に好ましくは、アクリル系樹脂(A)およびカルボジイミド系化合物を0~140℃で混合することであり、更に好ましくは20~100℃で混合することである。
(用途)
本発明の粘着剤組成物は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性にも優れる。そのため、タッチパネルおよび画像表示装置等や、衝撃吸収シート等に好適に用いることができる。
例えば、本発明の粘着剤組成物は、粘着剤組成物を架橋して硬化させた粘着剤層を基材シート上に設けた粘着シート、前記粘着剤層を離型シート上に設けた両面粘着シート、前記粘着剤層を光学部材上に設けた粘着剤層付き光学部材として用いられることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性にも優れる。そのため、タッチパネルおよび画像表示装置等や、衝撃吸収シート等に好適に用いることができる。
例えば、本発明の粘着剤組成物は、粘着剤組成物を架橋して硬化させた粘着剤層を基材シート上に設けた粘着シート、前記粘着剤層を離型シート上に設けた両面粘着シート、前記粘着剤層を光学部材上に設けた粘着剤層付き光学部材として用いられることが好ましい。
<粘着剤>
本発明の粘着剤は、粘着剤組成物が架橋されてなる。本発明の粘着剤は、粘着剤組成物を架橋して得られる架橋物を含む。
架橋による硬化方法としては、活性エネルギー線により硬化する方法、架橋剤を用いて架橋することにより硬化する方法、これらを組み合わせた方法等が挙げられる。なかでも、活性エネルギー線により硬化する方法が2段硬化を可能にする点やエージング処理が不要となる点で好ましい。そのため、架橋は活性エネルギー線の照射により行なわれることが好ましい。
本発明の粘着剤は、粘着剤組成物が架橋されてなる。本発明の粘着剤は、粘着剤組成物を架橋して得られる架橋物を含む。
架橋による硬化方法としては、活性エネルギー線により硬化する方法、架橋剤を用いて架橋することにより硬化する方法、これらを組み合わせた方法等が挙げられる。なかでも、活性エネルギー線により硬化する方法が2段硬化を可能にする点やエージング処理が不要となる点で好ましい。そのため、架橋は活性エネルギー線の照射により行なわれることが好ましい。
本発明の粘着剤は、アクリル系樹脂(A)の架橋物、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の架橋物を少なくとも含むとも言える。各架橋物は、アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)のそれぞれ少なくとも一部が部分的に架橋した部分架橋物であってもよく、アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の全てがそれぞれ全体的に架橋した完全架橋物であってもよい。また、本発明の粘着剤は、アクリル系樹脂(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)のそれぞれの部分架橋物および完全架橋物の両方を含んでもよい。
<粘着シート>
本発明の粘着シートは、本発明の粘着剤からなる粘着剤層を有する。
粘着シートの製法としては、例えば、下記の方法が挙げられる。本発明において、「シート」は、「フィルム」、「テープ」と特段区別せず、これらをも含めるものとする。
本発明の粘着シートは、本発明の粘着剤からなる粘着剤層を有する。
粘着シートの製法としては、例えば、下記の方法が挙げられる。本発明において、「シート」は、「フィルム」、「テープ」と特段区別せず、これらをも含めるものとする。
まず、粘着剤組成物を溶剤により希釈した状態で基材シートの片面もしくは両面に塗工し、その後乾燥する方法や、粘着剤組成物を加熱により溶融させ、Tダイ等により基材シート上に押出しラミネートする方法、等で基材シート上の片面もしくは両面に所定の厚みとなるように粘着剤層を形成する。次いで、必要に応じて粘着剤層面に離型シートを貼り合わせることにより粘着シートを作製することができる。
次いで、基材シート上に粘着剤層を形成した後、必要に応じて活性エネルギー線照射処理を行い、更にエージングすることで粘着剤組成物が硬化(架橋)された粘着剤層を有する粘着シートを作製することができる。
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、基材レスの両面粘着シートを作製することもできる。
粘着シート、両面粘着シートは、使用時には離型シートを粘着剤層から剥離して使用される。
粘着シート、両面粘着シートは、使用時には離型シートを粘着剤層から剥離して使用される。
基材シートとしては、例えば、合成樹脂からなるシート、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、不織布が挙げられる。これらの基材シートは、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、軽量化等の点から、合成樹脂からなるシートが好ましい。
合成樹脂としては、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、ポ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;および;ポリイミド等からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
更に、離型シートとしては、例えば、支持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。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。
粘着剤組成物の塗工方法としては、一般的な塗工方法であれば特に限定されない。例えば、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等の方法が挙げられる。
活性エネルギー線を照射することにより、粘着剤組成物中のアクリル系樹脂(A)が分子内および分子間の少なくとも一方で架橋構造を形成する。
活性エネルギー線としては、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線が好ましい。
紫外線を照射して硬化させる際には、150~450nm波長域の光を発する高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、LEDランプ等を用いて、通常30~3000mJ/cm2、好ましくは100~1500mJ/cm2の紫外線を照射すればよい。
エージング処理は、特に粘着剤組成物に架橋剤を用いる場合に行うことが好ましく、エージング処理の条件としては、温度は通常、室温(23℃)~100℃、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3~10日間、40℃で1~7日間等の条件で行えばよい。
粘着剤層を光学部材上に積層形成することにより、粘着剤層付き光学部材を得ることができる。また、両面粘着シートを用いて光学部材同士を貼合することもできる。
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50~100重量%が好ましく、60~95重量%がより好ましく、65~90重量%がさらに好ましい。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がある。また、ゲル分率が高すぎると粘着力が低下したり、折り曲げ耐久性、粘着剤層の形状回復性が低下する傾向がある。
ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)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、ポリエチレンテレフタレート(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、トルエン浸漬前の粘着剤層の重量に対する、金網中に残存した不溶解の粘着剤層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く。
ゲル分率の調整は、例えば、活性エネルギー線照射量や光重合開始剤(C)量の調整、ウレタンアクリレートの種類および量の調整、また、架橋剤を用いる場合には、架橋剤の種類および量の調整等により達成できる。
粘着シートの粘着剤層の厚みは、通常、15~1000μmが好ましく、20~250μmがより好ましく、25~100μmがさらに好ましい。粘着剤層の厚みが薄すぎると衝撃吸収性が低下する傾向がある。粘着剤層の厚みが厚すぎると光学部材全体の厚みが増して実用性が低下する傾向がある。
粘着シートの粘着剤層の厚みは、ミツトヨ社製「ID-C112B」を用いて、粘着剤層含有積層体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た値である。
粘着シートの粘着剤層の厚みは、ミツトヨ社製「ID-C112B」を用いて、粘着剤層含有積層体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た値である。
本発明の粘着剤組成物が硬化された粘着剤は、粘着力、折り曲げ耐久性、高温環境下での信頼性、粘着剤の形状回復性に優れる。そのため、両面粘着用途、耐衝撃性および強粘着性を有する粘着剤として好適に用いることができる。
例えば、ガラス、ITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、透明ポリイミド(CPI)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途の粘着剤成分として有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネル等の画像表示装置、特には折り畳み式のスマートフォン等のタッチパネルおよび画像表示装置等に対して好適に用いることができる。
また、本発明の粘着剤組成物は、各種ラベル用粘着剤やマスキング用粘着剤としても用いることができ、特に電子部品用途等に好適に用いられる。
例えば、ガラス、ITO透明電極シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、透明ポリイミド(CPI)等の光学シート類、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム等の光学部材貼り付け用途の粘着剤成分として有用である。更に、これら光学部材を含んでなるタッチパネル等の画像表示装置、特には折り畳み式のスマートフォン等のタッチパネルおよび画像表示装置等に対して好適に用いることができる。
また、本発明の粘着剤組成物は、各種ラベル用粘着剤やマスキング用粘着剤としても用いることができ、特に電子部品用途等に好適に用いられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されない。以下、「部」、「%」は、「重量部」、「重量%」を意味する。
<略語、原料>
(アクリル系樹脂(A))
〔水酸基含有モノマー(a1)〕
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
(アクリル系樹脂(A))
〔水酸基含有モノマー(a1)〕
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
〔共重合性モノマー(a2)〕
・2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
・2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
〔共重合性モノマー(a3)〕
・BA:ブチルアクリレート
・BA:ブチルアクリレート
〔(メタ)アクリレート(a3-1)〕
・MA:メチルアクリレート
・EMA:エチルメタクリレート
・MMA:メチルメタクリレート
・MA:メチルアクリレート
・EMA:エチルメタクリレート
・MMA:メチルメタクリレート
・ADVN:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)
・AIBN:2,2’-アゾビスイソブチロニトリル
・AIBN:2,2’-アゾビスイソブチロニトリル
(ウレタン(メタ)アクリレート(B))
〔多価イソシアネート系化合物(b1)〕
・IPDI:イソホロンジイソシアネート(VESTANAT IPDI、エボニック社製品)
・H12-MDI:ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアナート(デスモジュールW、住化コベストロウレタン株式会社製品)
・IPDI:イソホロンジイソシアネート(VESTANAT IPDI、エボニック社製品)
・H12-MDI:ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアナート(デスモジュールW、住化コベストロウレタン株式会社製品)
〔水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)〕
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
〔ポリオール系化合物(b3)〕
・PP-4000:ポリプロピレングリコール(水酸基価27.3mgKOH/g、数平均分子量4,000、三洋化成工業株式会社製品)
・PREMINOL S 4013F:ポリプロピレングリコール(水酸基価9.0mgKOH/g、数平均分子量12,500、AGC株式会社製品)
・PTG-L-3500:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(水酸基価31.8/g、数平均分子量3,500、保土谷化学工業株式会社製品)
・PTMG-4000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(水酸基価30.1/g、数平均分子量3,700、三菱ケミカル株式会社製品)
・PP-4000:ポリプロピレングリコール(水酸基価27.3mgKOH/g、数平均分子量4,000、三洋化成工業株式会社製品)
・PREMINOL S 4013F:ポリプロピレングリコール(水酸基価9.0mgKOH/g、数平均分子量12,500、AGC株式会社製品)
・PTG-L-3500:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(水酸基価31.8/g、数平均分子量3,500、保土谷化学工業株式会社製品)
・PTMG-4000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(水酸基価30.1/g、数平均分子量3,700、三菱ケミカル株式会社製品)
〔モノオール(b4)〕
・デカノール:カルコール1098、花王ケミカル社製品
・デカノール:カルコール1098、花王ケミカル社製品
アクリル系樹脂(A)の各モノマー由来の構造部位の含有量は、共重合成分(a)の配合含有量と略同じである。
<アクリル系樹脂(A-1)~(A-5)の合成>
冷却器付きの2Lフラスコに、重合溶剤として酢酸エチル:104部(沸点77℃)、アセトン:20部(沸点56℃)、重合開始剤としてAIBN:0.01部、表1に示す組成の共重合成分(a):100部をフラスコ内で加熱還流し、60分後に酢酸エチル:20部とAIBN:0.01部を2時間かけて滴下し、アクリル系樹脂(A-1)~(A-5)の溶液をそれぞれ得た。アクリル系樹脂(A-1)~(A-5)のガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
冷却器付きの2Lフラスコに、重合溶剤として酢酸エチル:104部(沸点77℃)、アセトン:20部(沸点56℃)、重合開始剤としてAIBN:0.01部、表1に示す組成の共重合成分(a):100部をフラスコ内で加熱還流し、60分後に酢酸エチル:20部とAIBN:0.01部を2時間かけて滴下し、アクリル系樹脂(A-1)~(A-5)の溶液をそれぞれ得た。アクリル系樹脂(A-1)~(A-5)のガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
<アクリル系樹脂(A’-1)の合成>
表1に示す組成の共重合成分(a):100部、アセトン:10部、ADVN:0.15部を混合してモノマー溶液を調製した。冷却器付きの2Lフラスコに、重合溶剤として酢酸エチル:33部(沸点77℃)、重合開始剤としてADVN:0.01部をフラスコ内で加熱還流し、予め調製したモノマー溶液を3時間かけて滴下した。滴下後、30分後に酢酸エチル10部とADVN0.14部を1時間かけて滴下して反応させアクリル系樹脂(A’-1)の溶液を得た。アクリル系樹脂(A’-1)のガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
表1に示す組成の共重合成分(a):100部、アセトン:10部、ADVN:0.15部を混合してモノマー溶液を調製した。冷却器付きの2Lフラスコに、重合溶剤として酢酸エチル:33部(沸点77℃)、重合開始剤としてADVN:0.01部をフラスコ内で加熱還流し、予め調製したモノマー溶液を3時間かけて滴下した。滴下後、30分後に酢酸エチル10部とADVN0.14部を1時間かけて滴下して反応させアクリル系樹脂(A’-1)の溶液を得た。アクリル系樹脂(A’-1)のガラス転移温度(Tg)、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、上述の実施形態に記載の方法に準じて測定した。
アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、以下の通り測定した。
溶剤留去前のアクリル系樹脂(A)の溶液をポリエステル系離型シートに塗布し、乾燥させたものを積層することで、未架橋状態で厚み約650μmのシート(β)を作製した。シート(β)の動的粘弾性を下記の条件にて測定し、損失正接(損失弾性率G”/貯蔵弾性率G’=tanδ)が最大となった温度を読み取り、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)とした。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-80~60℃
・測定周波数:1Hz
アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、以下の通り測定した。
溶剤留去前のアクリル系樹脂(A)の溶液をポリエステル系離型シートに塗布し、乾燥させたものを積層することで、未架橋状態で厚み約650μmのシート(β)を作製した。シート(β)の動的粘弾性を下記の条件にて測定し、損失正接(損失弾性率G”/貯蔵弾性率G’=tanδ)が最大となった温度を読み取り、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)とした。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-80~60℃
・測定周波数:1Hz
<ウレタン(メタ)アクリレート(B-1)の合成>
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:58.8g(0.264モル)、ポリオール化合物(b3)としてPP-4000:931.5g(0.227モル)を加え、70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート:0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.7g(0.058モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.0g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gと加え、60℃で反応させ、その後残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-1)(重量平均分子量(Mw);29,000)を含有する組成物を得た。
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:58.8g(0.264モル)、ポリオール化合物(b3)としてPP-4000:931.5g(0.227モル)を加え、70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート:0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.7g(0.058モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.0g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gと加え、60℃で反応させ、その後残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-1)(重量平均分子量(Mw);29,000)を含有する組成物を得た。
<ウレタン(メタ)アクリレート(B-2)の合成>
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてデスモジュールW:68.6g(0.262モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:921.7g(0.224モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025gを加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.6g(0.057モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.0g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gを加え、その後60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-2)(重量平均分子量(Mw);35,000)を含有する組成物を得た。
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてデスモジュールW:68.6g(0.262モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:921.7g(0.224モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025gを加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.6g(0.057モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.0g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gを加え、その後60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-2)(重量平均分子量(Mw);35,000)を含有する組成物を得た。
<ウレタン(メタ)アクリレート(B-3)の合成>
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート25.8g(0.116モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPREMINOL S 4013F:964.2g(0.077モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.9g(0.059モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.1g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-3)(重量平均分子量(Mw);45,000)を含有する組成物を得た。
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート25.8g(0.116モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPREMINOL S 4013F:964.2g(0.077モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:6.9g(0.059モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.1g(0.019モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B-3)(重量平均分子量(Mw);45,000)を含有する組成物を得た。
<ウレタン(メタ)アクリレート(B’-1)の合成>
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート62.9g(0.283モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:498.6g(0.121モル)、PTG-L-3500:428.1g(0.121モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:7.2g(0.062モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.2g(0.020モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B’-1)(重量平均分子量(Mw);44,000)を含有する組成物を得た。
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート62.9g(0.283モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:498.6g(0.121モル)、PTG-L-3500:428.1g(0.121モル)を加え70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:7.2g(0.062モル)、モノオール(b4)としてカルコール1098:3.2g(0.020モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B’-1)(重量平均分子量(Mw);44,000)を含有する組成物を得た。
<ウレタン(メタ)アクリレート(B’-2)の合成>
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート96.7g(0.435モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:446.8g(0.109モル)およびPTMG-4000:405.3g(0.109モル)を加え、70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え、反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:51.2g(0.441モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B’-2)(重量平均分子量(Mw);14,000)を含有する組成物を得た。
内温計、撹拌機、冷却管を備えたフラスコに、多価イソシアネート系化合物(b1)としてIPDI:イソホロンジイソシアネート96.7g(0.435モル)、ポリオール系化合物(b3)としてPP-4000:446.8g(0.109モル)およびPTMG-4000:405.3g(0.109モル)を加え、70℃に加温後、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.025部を加え、反応させた。触媒添加から4時間後、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)としてHEA:51.2g(0.441モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.40gとを加え、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.1%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート(B’-2)(重量平均分子量(Mw);14,000)を含有する組成物を得た。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量(Mw)、ポリプロピレングリコール構造の含有量、脂環構造の含有量は、上述の実施形態に記載の方法に準じて測定した。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)は、以下の通り測定した。
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のTg(℃)は、以下の通り測定した。
(Tg(℃))
ウレタン(メタ)アクリレート(B)100部に対してOmnirad184(IGM Resins B.V.社製)4部を配合し、その混合液をポリエステル系離型シートに塗布し、高圧水銀灯ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから1.5m/minのコンベア速度で3パスの紫外線照射(積算照射量3000mJ/cm2)を行い、硬化塗膜を形成した。その硬化塗膜を積層することで、厚み約1200μmのシート(γ)を作製した。シート(γ)の動的粘弾性を下記の条件にて測定し、損失正接(損失弾性率G”/貯蔵弾性率G’=tanδ)が最大となった温度を読み取り、ウレタン(メタ)アクリレート(B)のガラス転移温度(Tg)とした。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-100~100℃
・測定周波数:1Hz
ウレタン(メタ)アクリレート(B)100部に対してOmnirad184(IGM Resins B.V.社製)4部を配合し、その混合液をポリエステル系離型シートに塗布し、高圧水銀灯ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから1.5m/minのコンベア速度で3パスの紫外線照射(積算照射量3000mJ/cm2)を行い、硬化塗膜を形成した。その硬化塗膜を積層することで、厚み約1200μmのシート(γ)を作製した。シート(γ)の動的粘弾性を下記の条件にて測定し、損失正接(損失弾性率G”/貯蔵弾性率G’=tanδ)が最大となった温度を読み取り、ウレタン(メタ)アクリレート(B)のガラス転移温度(Tg)とした。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-100~100℃
・測定周波数:1Hz
<実施例1~7、比較例1~3>
(粘着剤組成物の調製)
表3に示す配合の通り、アクリル系樹脂(A)の溶液(固形分換算で100部)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)(固形分換算で50部)を混合し、光重合開始剤(C)(Omnirad 184(IGM Resins B.V.社製)およびOmnirad 754(IGM Resins B.V.社製))を更に混合し、各例の粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤組成物の調製)
表3に示す配合の通り、アクリル系樹脂(A)の溶液(固形分換算で100部)、ウレタン(メタ)アクリレート(B)(固形分換算で50部)を混合し、光重合開始剤(C)(Omnirad 184(IGM Resins B.V.社製)およびOmnirad 754(IGM Resins B.V.社製))を更に混合し、各例の粘着剤組成物を調製した。
(基材レス両面粘着シートの作製)
各例の粘着剤組成物を含む溶液(固形分濃度30%)をポリエステル系離型シートの表面に乾燥後の厚みが約50μmとなるように塗布し、その後100℃で5分間乾燥して粘着剤層を形成した。得られた粘着剤層を別個に用意したもう一枚のポリエステル系離型シートではさんだ。次いで高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:1000mJ/cm2(500mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行うことで架橋して基材レス両面粘着シートを得た。この際、粘着剤組成物が粘着剤となる。
各例の粘着剤組成物を含む溶液(固形分濃度30%)をポリエステル系離型シートの表面に乾燥後の厚みが約50μmとなるように塗布し、その後100℃で5分間乾燥して粘着剤層を形成した。得られた粘着剤層を別個に用意したもう一枚のポリエステル系離型シートではさんだ。次いで高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:1000mJ/cm2(500mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行うことで架橋して基材レス両面粘着シートを得た。この際、粘着剤組成物が粘着剤となる。
(粘着剤層付きPETシートの作製)
基材レス両面粘着シートの粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、易接着処理ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(厚み125μm)に押圧し、粘着剤層の厚みが約50μmの粘着剤層付きPETシートを得た。
基材レス両面粘着シートの粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、易接着処理ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(厚み125μm)に押圧し、粘着剤層の厚みが約50μmの粘着剤層付きPETシートを得た。
<測定結果および評価結果>
各例の基材レス両面粘着シートおよび、粘着剤層付きPETシートを用いて、相溶性、ゲル分率、粘着力、折り曲げ耐久性、高温信頼性(80℃保持力)、耐湿熱性、低温特性の評価を行った。結果を表4に示す。
各例の基材レス両面粘着シートおよび、粘着剤層付きPETシートを用いて、相溶性、ゲル分率、粘着力、折り曲げ耐久性、高温信頼性(80℃保持力)、耐湿熱性、低温特性の評価を行った。結果を表4に示す。
(相溶性(視認性))
基材レス両面粘着シートについて、25mm×25mmに裁断し、高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、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」、厚み1.1mm)に貼り合わせた後、オートクレーブ処理(50℃×0.5MPa×20分)を行った。その後、もう一方の剥離シートを剥離して「無アルカリガラス/粘着剤層」の構成を有する試験片(α2)を作製した。試験片(α2)を用いてヘイズ値を測定した。
ヘイズ値は、JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて拡散透過率および全光線透過率を測定し、拡散透過率と全光線透過率の値を下記の式1に代入して、算出した。
ヘイズ値(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100 ・・・(式1)
評価基準は下記の通りである。
○・・・ヘイズ値が0.3%未満である。
△・・・ヘイズ値が0.3%以上0.5未満である。
×・・・ヘイズ値が0.5%より大きい。
基材レス両面粘着シートについて、25mm×25mmに裁断し、高圧水銀UV照射装置にてピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、粘着剤層から一方の面の離型シートを剥がし、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」、厚み1.1mm)に貼り合わせた後、オートクレーブ処理(50℃×0.5MPa×20分)を行った。その後、もう一方の剥離シートを剥離して「無アルカリガラス/粘着剤層」の構成を有する試験片(α2)を作製した。試験片(α2)を用いてヘイズ値を測定した。
ヘイズ値は、JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて拡散透過率および全光線透過率を測定し、拡散透過率と全光線透過率の値を下記の式1に代入して、算出した。
ヘイズ値(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100 ・・・(式1)
評価基準は下記の通りである。
○・・・ヘイズ値が0.3%未満である。
△・・・ヘイズ値が0.3%以上0.5未満である。
×・・・ヘイズ値が0.5%より大きい。
(ゲル分率)
基材レス両面粘着シートを40mm×40mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。23℃×50%RHの条件下で30分間静置した後、一方の離型シートを剥がし、粘着剤層側を50mm×100mmの大きさのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した。その後、もう一方の離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した。トルエンに浸漬する前の粘着剤層の重量に対する、SUSメッシュシートに残存した不溶解の粘着剤層の重量の百分率をゲル分率(%)とした。
基材レス両面粘着シートを40mm×40mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。23℃×50%RHの条件下で30分間静置した後、一方の離型シートを剥がし、粘着剤層側を50mm×100mmの大きさのSUSメッシュシート(200メッシュ)に貼合した。その後、もう一方の離型シートを剥離し、SUSメッシュシートの長手方向に対して中央部より折り返してサンプルを包み込んだ後、トルエン250gの入った密封容器にて24時間浸漬した。トルエンに浸漬する前の粘着剤層の重量に対する、SUSメッシュシートに残存した不溶解の粘着剤層の重量の百分率をゲル分率(%)とした。
(室温粘着力(対無アルカリガラス))
粘着剤層付きPETシートを幅25mm×長さ100mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離し、無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)を粘着剤層側に23℃、50%RHの雰囲気下、2kgゴムローラーで2往復して加圧貼付し、23℃×50%RHの条件下で30分間静置した。その後、オートグラフAG-X(株式会社島津製作所社製)を用いて、常温(23℃)で剥離速度300mm/minの条件で180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
粘着剤層付きPETシートを幅25mm×長さ100mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離し、無アルカリガラス(コーニング社製「イーグルXG」、厚み1.1mm)を粘着剤層側に23℃、50%RHの雰囲気下、2kgゴムローラーで2往復して加圧貼付し、23℃×50%RHの条件下で30分間静置した。その後、オートグラフAG-X(株式会社島津製作所社製)を用いて、常温(23℃)で剥離速度300mm/minの条件で180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
(室温粘着力(対未処理PET))
粘着剤層付きPETシートを幅25mm×長さ100mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離して、粘着剤層側を未処理PETシート(東レ株式会社製「ルミラーT60」、厚み100μm)に23℃、50%RHの雰囲気下、2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、23℃×50%RHの条件下で30分間静置した。その後、オートグラフAG-X(株式会社島津製作所社製)を用いて、常温(23℃)で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
粘着剤層付きPETシートを幅25mm×長さ100mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離して、粘着剤層側を未処理PETシート(東レ株式会社製「ルミラーT60」、厚み100μm)に23℃、50%RHの雰囲気下、2kgゴムローラー2往復で加圧貼付し、23℃×50%RHの条件下で30分間静置した。その後、オートグラフAG-X(株式会社島津製作所社製)を用いて、常温(23℃)で剥離速度300mm/minで180度剥離強度(N/25mm)を測定した。
(折り曲げ耐久性)
折り曲げ耐久性は、下記の繰り返し折り曲げ試験を行って評価した。粘着剤層付きPETシートの粘着剤層側を23℃、50%RH環境下でPET(厚み100μm)に押圧し、「PETシート(125μm)/粘着剤層/PETシート(100μm)」の層構成の試験片(β)を得た。試験片(β)についてPETシート(125μm)側より高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、幅40mm×長さ120mmの大きさに裁断し、下記の通り繰り返し折り曲げ試験を行った。
繰り返し折り曲げ試験は、23℃、50%RH環境下にて(125μm)PETシート側を内側になるように実施した。その他、試験条件の詳細は以下の通りである。
・試験機器:面状体無負荷U字伸縮試験機 DLDM111LH(ユアサシステム機器社製)
・屈曲速度:45回/min
・屈曲半径:2.5mm
折り曲げ耐久性は、下記の繰り返し折り曲げ試験を行って評価した。粘着剤層付きPETシートの粘着剤層側を23℃、50%RH環境下でPET(厚み100μm)に押圧し、「PETシート(125μm)/粘着剤層/PETシート(100μm)」の層構成の試験片(β)を得た。試験片(β)についてPETシート(125μm)側より高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、幅40mm×長さ120mmの大きさに裁断し、下記の通り繰り返し折り曲げ試験を行った。
繰り返し折り曲げ試験は、23℃、50%RH環境下にて(125μm)PETシート側を内側になるように実施した。その他、試験条件の詳細は以下の通りである。
・試験機器:面状体無負荷U字伸縮試験機 DLDM111LH(ユアサシステム機器社製)
・屈曲速度:45回/min
・屈曲半径:2.5mm
繰り返し折り曲げ試験において、目視で外観変化のない回数を測定し、下記の基準にて評価した。
◎:外観変化のない回数が、20万回以上である。
○:外観変化のない回数が、10万回以上20万回未満である。
×:外観変化のない回数が、10万回未満である。
◎:外観変化のない回数が、20万回以上である。
○:外観変化のない回数が、10万回以上20万回未満である。
×:外観変化のない回数が、10万回未満である。
(高温保持力)
粘着剤層付きPETシートを25mm×50mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離し、ステンレス鋼板(SUS304)に2kgローラーを往復させ加圧貼付(貼り付け面積25mm×25mm)した。クリープテスター(テスター産業社製、高温恒湿槽付保持力試験機BE-501)を用いて、荷重1kgを80℃雰囲気下で24時間かけて保持力を測定した。高温保持力の評価基準は下記の通りである。
◎:ズレがない。
〇:ズレが1.0mm未満である。
×:ズレが1.0mm以上であるか、PETシートが落下した。
粘着剤層付きPETシートを25mm×50mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離し、ステンレス鋼板(SUS304)に2kgローラーを往復させ加圧貼付(貼り付け面積25mm×25mm)した。クリープテスター(テスター産業社製、高温恒湿槽付保持力試験機BE-501)を用いて、荷重1kgを80℃雰囲気下で24時間かけて保持力を測定した。高温保持力の評価基準は下記の通りである。
◎:ズレがない。
〇:ズレが1.0mm未満である。
×:ズレが1.0mm以上であるか、PETシートが落下した。
(耐湿熱性)
耐湿熱性はヘイズ値差に基づいて評価した。ヘイズ値差は下記式3から算出し、下記の評価基準で評価した。
◎:ヘイズ値差が、1.5%未満である。
○:ヘイズ値差が、1.5%以上2.0未満である。
×:ヘイズ値差が、2.0%より大きい。
ヘイズ値差(%)=(耐久ヘイズ値-初期ヘイズ値) ・・・(式3)
表4中、初期ヘイズ値は下記の試験片(γ)のヘイズ値であり、耐久ヘイズ値は下記の試験片(γ’)のヘイズ値である。
耐湿熱性はヘイズ値差に基づいて評価した。ヘイズ値差は下記式3から算出し、下記の評価基準で評価した。
◎:ヘイズ値差が、1.5%未満である。
○:ヘイズ値差が、1.5%以上2.0未満である。
×:ヘイズ値差が、2.0%より大きい。
ヘイズ値差(%)=(耐久ヘイズ値-初期ヘイズ値) ・・・(式3)
表4中、初期ヘイズ値は下記の試験片(γ)のヘイズ値であり、耐久ヘイズ値は下記の試験片(γ’)のヘイズ値である。
試験片(γ)、試験片(γ’)は下記の通り作製した。粘着剤層付きPETシートを30mm×50mmの大きさに裁断した。その後、高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した。その後、離型シートを剥離し、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」、厚み1.1mm)に貼り合わせた。その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分間)を行った。その後、23℃×50%RHの条件下で30分間静置し、「無アルカリガラス/粘着剤層/PET」の構成を有する試験片(γ)を作製した。続いて、試験片(γ)を用いて、85℃、85%RH雰囲気下で7日間(168時間)の耐湿熱性試験を行った。耐湿熱性試験実施後、23℃×50%RHの条件下で30分未満静置し、試験片(γ’)を得た。
試験片(γ)および試験片(γ’)についてヘイズ値を測定した。JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて、拡散透過率および全光線透過率を測定し、拡散透過率と全光線透過率の値を下記式2に代入してヘイズ値を算出した。
ヘイズ値(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100 ・・・(式2)
試験片(γ)および試験片(γ’)についてヘイズ値を測定した。JIS K7361-1に準拠したHAZE MATER NDH4000(日本電色工業社製)を用いて、拡散透過率および全光線透過率を測定し、拡散透過率と全光線透過率の値を下記式2に代入してヘイズ値を算出した。
ヘイズ値(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100 ・・・(式2)
(低温機械特性)
動的粘弾性測定における-20℃の貯蔵弾性率G’[kPa]を測定し、下記の基準にて評価した。
○:-20℃の貯蔵弾性率G’が、300kPa未満である。
×:-20℃の貯蔵弾性率G’が、300kPa以上である。
動的粘弾性測定における-20℃の貯蔵弾性率G’[kPa]を測定し、下記の基準にて評価した。
○:-20℃の貯蔵弾性率G’が、300kPa未満である。
×:-20℃の貯蔵弾性率G’が、300kPa以上である。
動的粘弾性は下記の通り測定した。
16枚の基材レス両面粘着シートの離型シートを剥離した後、これらを積層し、厚み約800μmの粘着シート(δ)を作製した。粘着シート(δ)を高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した後、粘着シート(δ)の動的粘弾性を下記の条件にて測定した。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-80~60℃
・測定周波数:1Hz
16枚の基材レス両面粘着シートの離型シートを剥離した後、これらを積層し、厚み約800μmの粘着シート(δ)を作製した。粘着シート(δ)を高圧水銀UV照射装置にて、ピーク照度:150mW/cm2、積算露光量:2000mJ/cm2(1000mJ/cm2×2パス)で紫外線照射を行って架橋した後、粘着シート(δ)の動的粘弾性を下記の条件にて測定した。
・測定機器:DVA-225(アイティ-計測制御社製)
・変形モード:せん断
・歪み:0.1%
・測定温度:-80~60℃
・測定周波数:1Hz
本発明の粘着剤組成物によれば、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる粘着剤が得られる。
本発明の粘着剤は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる。
本発明の粘着シートは、粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性に優れる。
本発明の粘着剤は、粘着シートに適用した際の粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性にも優れる。
本発明の粘着シートは、粘着力、視認性、耐湿熱性に優れながら、粘着シートに適用した際の折り曲げ耐久性、高温信頼性、低温機械特性に優れる。
Claims (8)
- アクリル系樹脂(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(B)とを含有し、
アクリル系樹脂(A)が、水酸基含有モノマー(a1)を含む共重合成分(a)の重合生成物であり、
アクリル系樹脂(A)の動的粘弾性の損失正接が最大となる温度から読み取られるガラス転移温度が、-20℃以下であり、
ウレタン(メタ)アクリレート(B)が、脂環構造とポリプロピレングリコール構造とを有し、
ウレタン(メタ)アクリレート(B)のポリプロピレングリコール構造の含有量が、ウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の70重量%以上である、粘着剤組成物。 - アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量が、100,000~3000,000である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- ウレタン(メタ)アクリレート(B)の脂環構造の含有量が、ウレタン(メタ)アクリレート(B)全体の0.1~10重量%である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が、10,000~200,000である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- ウレタン(メタ)アクリレート(B)が、多価イソシアネート系化合物(b1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(b2)、ポリオール系化合物(b3)およびモノオール(b4)から生成される、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の粘着剤組成物が架橋されてなる、粘着剤。
- 架橋が活性エネルギー線の照射により行なわれる、請求項6に記載の粘着剤。
- 請求項6に記載の粘着剤からなる粘着剤層を有する、粘着シート。
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JP2021196239 | 2021-12-02 | ||
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JP2022193415A Pending JP2023082703A (ja) | 2021-12-02 | 2022-12-02 | 粘着剤組成物、粘着剤および粘着シート |
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- 2022-12-02 JP JP2022193415A patent/JP2023082703A/ja active Pending
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