JP5443992B2 - 帯電防止ホットメルト接着剤 - Google Patents

Description

本発明は、放射線硬化性感圧性ホットメルト組成物と、保護フィルムや他の物品の製造における使用を含む、その接着剤の使用に関する。

たった一つのかき傷又は汚点が、通常、新品を消費者に拒絶されるものに変えてしまう。保護フィルムは、ＡＴＭや航空会社の搭乗手続用キオスクで使用されるタッチスクリーンパネルを保護したり、製品の組立の次の段階に至るまでの保護と輸送のために部品を保護したり、そしてまた完全に仕上げられた製品が最終消費者に届くまで保護するために、
家具、自動車のかき傷防止等の多くの産業分野に使用されている。そのような製品には、腕時計、携帯電話スクリーン、テレビ、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＴＦＴ／ＬＣＤ、ＬＥＤスクリーン、バックライト、光学フィルム等がある。そのようなフィルムは、通常、水系接着剤又はシリコンゴムでコートされたポリプロピレン又はポリエチレンのフィルムから構成されている。

電子部品や消費者用電化製品（consumer electronics)のシールド面をかき傷、及び／又は埃や湿度から守るために、保護フィルムが広く使用されている。しかしながら、それらフィルムは、存在しているか又はフィルムを除去した時に生成する静電気により発生する損傷から部品を守ることはできない。そのため、帯電防止特性を有する保護フィルムに対する技術的ニーズが存在する。本発明はこのニーズに対するものである。

本発明は、帯電防止剤を含む紫外線硬化性接着剤組成物と、帯電防止用の放射線硬化させた接着剤を含む物品を提供する。

一態様として、接着剤は、アクリルポリマーと帯電防止剤を含む放射線硬化性ホットメルト感圧性接着剤であり、必要又は要求により、相溶性の粘着性付与樹脂及び／又は多官能不飽和オリゴマーを含むものである。好ましいアクリルポリマーは、光反応性基に共有結合したアクリルコポリマーから成る紫外線硬化性アクリルポリマーである。特に、好ましい紫外線アクリルコポリマーは、炭素数４〜８のアルキルアクリレートとそれに結合したペンダント基としてのベンゾフェノン基を含むものである。

本発明の別の態様は、製品の基材に永久的に接着し、その基材を第２の物品基材又は別の物品に取り付けるのに使用される接着剤を含む製造物品に関する。本発明の物品は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、そして紙等のベース材料を有する保護フィルムを含むものである。その接着剤は、ＬＣＤアセンブリーの製造に使用される偏光フィルム等の電子部品の製造にも好適に使用できる。偏光フィルムの製造に使用される場合、その接着剤は、長鎖（炭素数６又はそれより大きい）アルキルアクリレートモノマーも含むことが好ましい。そのような接着剤は、高い耐湿性と耐熱性だけでなく、優れた帯電防止性も有している。

図１は、偏光フィルムの分解図である。

帯電防止剤を含む接着剤組成物が、例えば保護フィルムや偏光フィルム等の物品で、帯電防止性を有する物品の製造に好適に使用できることが見出された。好ましい態様として、接着剤は放射線硬化性ホットメルト感圧性接着剤であり、より好ましくは紫外線硬化性ホットメルト感圧性接着剤である。

以降で使用する、「ホットメルト感圧性接着剤」又は「ホットメルト感圧性接着剤組成物」という用語は、紙、布又はプラスチックフィルム等のベース材料に接着剤又は接着剤組成物を塗布することにより接着製品を製造するに際して、ホットメルトとしてベース材料に塗布してベース材料上に感圧性接着剤又は感圧性接着剤組成物の層を形成することのできる接着剤又は接着剤組成物を意味する。

「感圧性接着剤」という用語は、本明細書では、僅かな力を加えることによりほとんどの基材に即座に接着し、永久的に粘着性が変化しない粘弾性材料を指すために使用される。

本明細書で使用される「粘着性付与剤」という用語は、ホットメルト接着剤組成物に粘着力(tack)を付与したり、又は所定の所望レベルに粘着力を増加させたり、又は引き剥がし粘着力を改良するのに有効なあらゆる組成物を意味する。ＡＳＴＭ Ｄ−１８７８−１Ｔは、粘着性を、「別の表面と接触すると測定可能な強度を有する結合を速やかに形成することを可能とする材料の特性」と定義している。

本明細書で使用される「放射線硬化性接着剤」という用語は、化学線放射線及び／又は電離放射線に曝すことにより硬化可能な接着剤組成物を意味する。本明細書で使用される「放射線」という用語は、紫外線等の化学線放射線や、電子放射、又は中性子、α粒子等の高速に加速された核粒子放射により発生した電離放射線を含む。

驚くべきことに、帯電防止剤を含む紫外線硬化性感圧性接着剤が、物品の製造に好適に使用でき、帯電防止という利益をもたらすことが見出された。本発明の接着剤は、例えばＬＣＤアセンブリーの製造に使用される偏光フィルムの製造に使用される積層用接着剤としても使用することができる。製造された偏光フィルムは、積層用接着剤として帯電防止紫外線硬化感圧性接着剤を含み、そして帯電防止紫外線硬化接着剤も含む保護フィルムをも含むことができることは理解されるべきである。

本発明の実施に有用な放射線硬化性接着剤は、一般に、基剤樹脂としてアクリルポリマーを含む。本発明の組成物と予定されている硬化に応じて、組成物は光開始剤及び／又は粘着性付与剤を含むこともできる。

使用できる光開始剤の例としては、以下の１以上のものを含む：ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、イソプロピルチオキサントン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）（２，４，４−トリメチルペンチル）ホスフィンオキサイド、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−４−（４−モルホリニル）フェニル−１−ブタノン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−４−（メチルチオ）フェニル−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン、２−ヒドロキシ−１−４−（ヒドロキシエトキシ）フェニル−２−メチル−１−プロパノン。

一つの好ましい放射線硬化性接着剤組成物は、基剤樹脂として、アクリルポリマーを含む。アクリルポリマーの混合物又は配合物を、本発明の実施に用いることができる。アクリルポリマーは、光反応性基に結合していることが望ましい（本明細書では、紫外線硬化性アクリルポリマーという。）。好ましい紫外線硬化性アクリルポリマーは、重合した光反応性基、例えば、アクリルポリマー鎖に化学的に結合した変性ベンゾフェノン基で変性されたアクリルポリマー骨格分子からなる。ポリマーは、紫外線照射による光開始剤の励起により開始される化学グラフトにより架橋される。結合した光開始剤の量は、通常、アクリルポリマーの重量に対し、約０．１〜約５重量％である。

特に好ましい紫外線アクリルコポリマーは、炭素数４から８のアルキルアクリレートを含み、それにペンダント基としてのベンゾフェノン基が結合している。そのような紫外線硬化性ポリマーは、ａｃＲｅｓｉｎ（登録商標）ＵＶの商品名でＢＡＳＦから入手可能である。これらの材料は、溶媒と水を含まないアクリル原材料である。これらのポリマーは、室温では高粘性の液体であり、紙やプラスチックの担体上への塗布プロセスにおいて十分な流動性を有するように（粘度は約４０Ｐａ・ｓ）、約１２０〜１３０℃の温度に加熱する必要がある。この温度で、通常のホットメルト塗布システムを用いて、裏用の基材又は担体に塗布することができる。このように、それらはホットメルトとして取り扱われる。担体上に塗布された後、ポリマーを紫外線照射により架橋し、所望の接着特性を得る。

一つの特に好ましい紫外線硬化性アクリルコポリマーは、ペンダント基としてのベンゾフェノン基が結合している２−エチルヘキシルアクリレートを含む。そのような紫外線アクリルコポリマーは、ａｃＲｅｓｉｎ（登録商標）Ａ２０３ ＵＶとａｃＲｅｓｉｎ（登録商標）Ａ２０４ ＵＶの商品名でＢＡＳＦから入手できる。ＢＡＳＦのａｃＲｅｓｉｎ（登録商標）Ａ２５８ ＵＶの製品は、主成分として、ブチルアクリレートを含み、ＤＳ３５３２（光開始剤が結合したポリエチルヘキシルアクリレート）と同様に、本発明の実施に用いることができる。他の有用な紫外線硬化性ポリマーにはＤＳ３５５２Ｘがあり、これもＢＡＳＦから入手できる。

本発明の接着剤は、通常、約５０重量％から約９５重量％までの紫外線硬化性ポリマーを含む。

本発明の接着剤は、帯電防止剤の有効な量を含んでいる。本発明の実施に使用できる帯電防止剤は、商業的に入手可能であり、クラリアント（Clariant）からＦＥ２０ＬＩＱ（グリセロール脂肪酸エステル）として入手できるＨＯＳＴＡＳＴＡＴ（登録商標）帯電防止剤がある。限定されない有用な帯電防止剤として、ＫＴ３５７（金属イオンに結合したポリエステル）、ＫＴ６６８８（金属イオンに結合したポリエステル）、そしてＫ−１０００Ｐ（金属イオンに結合した界面活性剤）がある。ＦＥ２も本発明の実施に好適に使用することができる。

有用な帯電防止剤は、高い伝導性と低い抵抗を有するものである。本発明の実施に使用できる有用な帯電防止剤は、帯電防止剤として使用できるように、硬化させた接着剤に必要とされる感圧接着特性を維持しながら、接着剤の伝導性を増加させるのに有効な量を放射線硬化性配合物に含有させることが可能である薬剤として定義される。本発明の硬化した接着剤を含む保護フィルムは、１×１０^１２ Ω／ｃｍ ^２ より小さく、さらにより好ましくは約１×１０^１１ Ω／ｃｍ ^２ より小さい抵抗を有する。

透明保護フィルムの製造における使用と、透明な光学グレードの接着剤に必要とされる最終使用への適用に好ましいものは、相溶性の帯電防止剤である。曇りや変色が起きないように接着剤と帯電防止剤を混合する相溶性手段により、接着剤はクリアな状態であり、除去しても帯電防止剤の残渣を残さない。完全に相溶性ではない帯電防止剤は、ビデオ又はＤＶＤプレイヤー／レコーダーの上に存在する保護用フィルムコーティング等の透明性を要求されない保護フィルムであって、除去されるべきものであり、使用前に消費者が除去する必要がある保護フィルムの製造には使用できることは理解されるであろう。

本発明の接着剤は、典型的には、約０．１から約１５重量％の帯電防止剤を含み、より典型的には約１から約１０重量％、さらにより典型的には約３から約 重量％である。

本発明の接着剤は、例えば引き剥がし粘着力を改良する必要がある場合には、相溶性粘着性付与剤も含むことができる。相溶性の粘着性付与剤とは、当業者には理解されるように、粘着性ポリマー、例えば、アクリルポリマーと混合することの可能な粘着性付与剤を意味する。一つの好ましい態様として、粘着性付与剤はロジン系の粘着性付与剤であり、より特別にはロジンエステル、ロジン酸及びそれらの水素化物である。例としては、ＢＡＳＦのルトナール（Lutonal）Ｍ４０グレード等のポリビニルエーテルだけでなく、フォーラル（Foral）８５（イーストマン）、パインクリスタル（Pine Crystal）ＫＥ３１１（荒川）、ステイベライト（Staybelite）エステル１０（ハーキュレス）が含まれる。他の有用な粘着性付与剤としては、脂肪族と芳香族の炭化水素樹脂、例えば、軟化点が約１１０℃より低いα−メチルスチレン樹脂を含む。例としては、約８５℃の軟化点を有するα−メチルスチレン樹脂でイーストマンケミカルから入手できる、クリスタレックス（Kristalex）３０８５（クリスタレックス（Kristalex）Ｆ８５）が含まれる。他の有用な粘着性付与剤には、ニカノール（Nikanol）Ｈが含まれ、それは商業的に入手可能なキシレン樹脂の粘着性付与剤である。

粘着性付与剤の量は、通常、約４０重量％まで、より典型的には０〜約３０重量％まで
である。

一つの特に好ましい態様では、接着剤は多官能不飽和オリゴマーも含む。好ましいものとしては、アクリレート又はメタクリレートの官能性を有する多官能アクリルモノマーであり、例えば、サートマー（Sartomer）（ＳＲ２９５）、エターナルケミカルカンパニー（Eternal Chemical Company)（ＥＭ２４１）から商業的に入手できる、ペンタリスリトール(pentarythritol)テトラアクリレートがある。

本発明の接着剤は、典型的には、約０重量％から約１５重量％までの多官能オリゴマーを含む。

例外的な耐熱性及び耐湿性のためには、長鎖アルキルアクリレートも好適に使用できる。長鎖のアルキルアクリレートとは、炭素数６以上のアルキル基を含むアルキルアクリレートを意味する。好ましくは炭素数７から３０のアルキルアクリレートであり、より典型的には炭素数７から２０のアルキルアクリレート及びそれらの混合物である。本発明の実施に使用可能である長鎖のアルキルアクリレートの例としては、限定するものではないが、ラウリルアクリレートとイソデシレートアクリレート(isodecylate acrylate)が含まれる。ラウリルアクリレートとイソデシレートは、サートマー（例えば、それぞれ、ＳＲ３３５とＳＲ３９５）と、エターナルケミカルカンパニー（例えば、それぞれ、ＥＭ２１５とＥＭ２１９）から商業的に入手できる。

存在する場合は、接着剤は、通常、約１重量％から約２０重量％までの長鎖アルキルアクリレートを含む。

本発明の組成物は、当業者に知られている他の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤としては、特に限定されるものではないが、ポリオレフィン、付加的な光開始剤、顔料、フィラー、蛍光添加剤、流動化用及びレベリング用添加剤、湿潤剤、界面活性剤、泡消剤、レオロジー改良剤、安定剤、及び酸化防止剤を挙げることができる。

一つの態様として、本発明の接着剤はポリオレフィンポリマーを含んでもよい。そのようなポリマーは、半結晶性又は非晶性のポリオレフィンと、エチレンを含むポリマー又はコポリマー、そしてそれらの配合物を含む。一つの態様において、接着剤は、少なくとも１種のエチレンコポリマーを含むものであり、そして２種以上のポリマーの配合物を含んでもよい。ここで用いる、エチレンコポリマーという用語は、エチレンのホモポリマー、コポリマー及び３元又は多元ポリマーを指す。エチレンコポリマーの例としては、エチレンと共重合可能な１以上の極性モノマー、例えば、ビニルアセテートあるいはモノカルボン酸の他のビニルエステル、あるいはアクリル酸、メタクリル酸、又はそれらのメタノール、エタノール又は他のアルコールとのエステル等とのコポリマーを含む。含まれるものは、エチレンビニルアセテート、エチレンメチルアクリレート、エチレンｎ−ブチルアクリレート、エチレンアクリル酸、エチレンメタクリレート、及びそれらの混合物と配合物である。他の例として、限定されるものではないが、ポリエチレン、エチレン／α−オレフィンのインターポリマー(interpolymers)、ポリ（ブテン−１−ｃｏ−エチレン）、アタクチックポリプロピレン、低密度ポリエチレン、均質線状エチレン／α−オレフィンコポリマー、エチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー、そしてエチレンビニルエステルコポリマーを含む。ランダム及びブロックコポリマー、及びそれらの配合物を、本発明の実施に用いることができる。特に有用なものは、ポリエチレン／ポリプロピレン リコセン（Licocene）コポリマー（クラリアント（Clariant）から供給される。）である。

用いる場合、ポリオレフィンは、典型的には約５０重量％まで、より典型的には約１０重量％〜約３０重量％までである。

酸化防止剤は、接着剤組成物の調製時及び使用時において成分が劣化するのを防ぐためと、ポリマーの放射線硬化を妨害しないが、長期間の安定性を確保するために通常添加される。

一般的に、接着剤組成物は、３重量％までの１種以上の酸化防止剤を含む。通常、０〜約３重量％、より典型的には約０．１〜約３重量％、さらにより典型的には約０．４重量％〜約２．０重量％である。

紫外線硬化性ポリマーと、他の望ましい成分、例えば、機能性モノマー、粘着性付与剤、及び酸化防止剤を、約１３０℃から１５０℃を超えない温度で、透明な混合物が形成されるまで一緒に混合する。取り込まれた空気は、減圧することにより除去することができる。

紙、シリコーン又は箔等の担体又は剥離ライナー上への組成物のコーティングに続いて、紫外線照射を行う。紫外光の作用により、紫外線硬化性ポリマーの光反応性基がポリマー骨格を架橋する。

本発明の接着剤を硬化させるために、本発明の実施において、紫外線波長を発光するＨバルブランプや中圧水銀蒸気ランプを用いることができる。

帯電防止感圧性接着剤は、保護フィルムの製造に好適に使用される。本発明のフィルムは、本発明の接着剤を塗布されたベースフィルム又は他の好ましい基材を有している。塗布は連続的でも非連続的でも良い。接着剤は、典型的には、約５ｇ／ｍ^２から約６０ｇ／ｍ^２までの重量で塗布される。本発明の実施に使用できるベース材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、そして紙が含まれる。保護フィルムは、電子機器組立品に使用される電子部品を保護するのに好適に使用でき、その電子部品には、例えば、ＬＣＤディスプレイの製造に使用される、液晶材料を挟むのに使用されるガラス基材等であって、製造されてから最終製品に組み込まれるまでのフラットパネル用ガラスが含まれる。

接着剤は、ＬＣＤ組立品の製造にも使用される偏光フィルム等の電子部品の製造にも好適に使用することができる。熟練した従業者にとってはＬＣＤの構造や機能は公知であり理解されているので、ここでは詳細は説明しない。ＬＣＤ／ＴＦＴディスプレイに使用されるタイプの偏光子は、図１に示す一般的な構造を有する多成分フィルムのアセンブリーである。典型的な層群は、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、及び帯電防止保護フィルム層を含んでいる。本発明の実施においては、この多成分フィルムは、さらに紫外線硬化感圧性接着剤（ＰＳＡ）と剥離ライナーを含む。偏光フィルムの製造においては、紫外線硬化性感圧性接着剤は、通常、剥離ライナーに塗布され、次いでフィルムアセンブリーに塗布される。剥離ライナーを除去した後、偏光フィルムをＬＣＤディスプレイの中に組み入れることができる。

製造された偏光フィルムは、積層用接着剤として帯電防止紫外線硬化感圧性接着剤を含むことができること、そして帯電防止紫外線硬化接着剤も含む保護フィルムをも含むことができることは理解されるべきである。

接着剤はメルトとして塗布できるだけでなく、必要により、接着剤を酢酸エチル等の有機溶媒に溶解し、紫外線硬化性接着剤の溶液の状態で塗布することもできる。偏光フィルムの製造に使用するのに特に好ましいものは、長鎖アルキル（炭素数６以上）アクリルモノマーを含み、所望であれば相溶性の粘着性付与剤と多官能アクリルモノマーをも含んでよい、紫外線硬化性接着剤である。

本発明を以下の実施例を用いてさらに説明するが、それら実施例は例示的なものであり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

表１に示す組成を有する接着剤配合物を調製し、ＰＥＴフィルムの上に塗布量（ｗｔ）２０±２で塗布し、ＵＶ−Ｃ光源を用い、照射量５０ｍＪ／ｍ^２で硬化させた。

ガラス剥離強度のデータは、引張り試験機を用い、伸長速度３００ｍｍ／分及び２４００ｍｍ／分、剥離方向１８０度で測定した。

粘度データは、ブルックフィールド粘度計を使用し、スピンドル２７を用い１３０℃で測定した。

ＡｃＲｅｓｉｎ（登録商標）Ａ２０４、結合したベンゾフェノン基を有する２−エチルヘキシルアクリレート含有ポリマー、ＢＡＳＦ。

Ａｃ ＤＳ３５３２、結合したベンゾフェノン基を有するポリエチルヘキシルアクリレート、ＢＡＳＦ。

ＳＲ２９５、多官能アクリレートオリゴマー、サートマー。

ＦＥ２０、帯電防止剤、クラリアント。

イルガキュア(Irgacure)８１９、光開始剤、チバスペシアリティーケミカルズ。

イルガノックス(Irganox)３０５２ＦＦ、酸化防止剤、チバスペシアリティーケミカルズ。

リコセン(Licocene)１３０２、ポリエチレンポリマー、クラリアント。

リコセン(Licocene)１６０２、ポリエチレンポリマー、クラリアント。

Claims (14)

1. アクリルポリマーと多官能不飽和オリゴマーと帯電防止剤を含み、該アクリルポリマーには光開始剤が結合し、該帯電防止剤を５〜１５重量％含む放射線硬化性ホットメルト接着剤組成物。
2. 上記帯電防止剤が、グリセロール脂肪酸エステルを含む請求項１記載の組成物。
3. さらに炭素数６以上のアルキルアクリレートモノマー及び／又はポリオレフィンを含む請求項２記載の組成物。
4. 上記アクリルポリマーが２−エチルヘキシルアクリレートを含む請求項１記載の組成物。
5. 上記光開始剤がベンゾフェノン基を有する請求項４記載の組成物。
6. 紫外線照射により硬化された請求項１から５のいずれかに記載の組成物。
7. 請求項６記載の硬化されたホットメルト接着剤組成物を含む製造物品。
8. 保護フィルムである請求項７記載の物品。
9. 上記保護フィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエステルのフィルムを含む請求項８記載の物品。
10. 上記保護フィルムの抵抗が１×１０^１２ Ω／ｃｍ^２より小さい請求項９記載の物品。
11. 上記接着剤がメルトとして塗布される請求項８記載の物品。
12. 請求項６記載の紫外線硬化された接着剤を含む偏光フィルム。
13. 剥離ライナーを含む請求項１２記載の偏光フィルム。
14. 上記接着剤がメルトとして塗布される請求項１２記載の偏光フィルム。

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