JP5861794B1 - 再剥離型粘着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して脂肪酸エステルの揮発を抑制するために乾燥温度および塗工速度を下げて塗工する対策が考えられるが、粘着シートの生産性が大幅に低下する問題があった。
脂肪酸エステル(B)は、150℃で10分間加熱した後の重量減少率が3重量%以下である。本発明の再剥離型粘着剤は、塗工することで粘着剤層を形成し、基材を備えた粘着シートとして使用することができる。
ポリマー(A)は硬化剤(C)と反応することのできる官能基を有することが好ましく、官能基としては、例えば、カルボキシル基、ヒドロキシ基、グリシジル基、アミノ基、アミド基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ポリマー(A)はエステル結合を有するポリマーであれば良い、例えばウレタンポリマーおよびアクリルポリマー等が好ましいが、より好ましくはウレタンポリマーである。
酸成分は、例えばテレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸等が挙げられる。
グリコール成分は、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルペンタンジオール、ポリオール成分としてグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。その他、ポリカプロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)、ポリバレロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール等も挙げられる。
ましい。
低分子量ポリオールは、例えばプロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
環状エーテル化合物は、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
錫系化合物は、例えばジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、2−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、例えばn−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でもn−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートを使用すると粘着力がより向上するため好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは単独または2種以上使用できる。
水酸基含有モノマーは、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等などのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシメチルシクロへキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
カルボキシル基含有モノマーは、例えば(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等があげられる。
エポキシ基含有モノマーは、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノ基含有モノマーは、例えば、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどが挙げられる。
イミド基含有モノマーは、例えば、N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド等が挙げられる。
脂肪酸のうち飽和脂肪酸は、例えばカプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ブチル酸、バレリアン酸、カプロン酸、ヘプチル酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ペンタデシル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸等が挙げられる。
脂肪酸のうち不飽和脂肪酸は、例えばオレイン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、バクセン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エルカ酸、エイコセン酸、エレオステアリン酸、ネルボン酸等が挙げられる。不飽和脂肪酸を基にした脂肪酸エステル(B)を使用することで再剥離型粘着剤の濡れ性と汚染性をより高いレベルで両立できる。
これらの中でも不飽和脂肪酸が好ましい。
脂肪酸の炭素数は14〜20が好ましく、これらの脂肪酸を使用することで、脂肪酸エステル(B)とポリマー(A)の相溶性がより向上する。
とくに好ましくはオレイン酸であり、脂肪酸エステル(B)とポリマー(A)の相溶性がより向上するため、脂肪酸エステル(B)の配合量を増やす事が可能となり、濡れ性がさらに向上する。
さらに炭素数2〜6のアルコールがより好ましく、炭素数2〜6のアルコールを使用することで脂肪酸エステル(B)とポリマー(A)の相溶性がより向上するため、脂肪酸エステル(B)の配合量を増やす事が可能となり、濡れ性がさらに向上する。
アルコールは、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコールおよび2-エチルへキシルアルコール等が挙げられる。これらの中でもブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンチルアルコールが好ましい。
不飽和脂肪酸エステルとして、例えばオレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ペンチル、オレイン酸ヘキシル、オレイン酸オクチル、リノレン酸ブチル、エイコサジエン酸メチル、アラキドン酸メチル、ドコサジエン酸メチル、ドコサトリエン酸メチル、ドコサテトラエン酸メチル、パルミトレイン酸エチル等が挙げられる。
これらの中でもオレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ペンチル、オレイン酸へキシルが好ましい。
なお、脂肪酸エステル(B)は、本発明の課題を解決できる範囲内であれば150℃で10分間加熱した後の重量減少率が3重量%以下という特性を満たさない脂肪酸エステルを併用できる。
酸化防止剤は、例えばフェノール系化合物、アミン系化合物、硫黄系化合物、リン系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、例えばベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸系化合物、シュウ酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。
光安定剤は、例えばヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物などが挙げられる。
変質防止剤は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせ用いてもよい。
無機塩とは、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、塩化アンモニウム、塩素酸カリウム、塩化アルミニウム、塩化銅、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、チオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。
オニウム塩とは、例えば、含窒素オニウム塩(アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリウム塩等)、含硫黄オニウム塩、および含リンオニウム塩等が挙げられる。
多価アルコール化合物は、例えば、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
イオン液体は、イミダゾリウムイオンを含むイオン液体は、例えば1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1,3−ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドおよび1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド等が挙げられる。ピリジニウムイオンを含むイオン液体は、例えば1−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−ブチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−ヘキシルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−オクチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−ヘキシル−4−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−ヘキシル−4−メチルピリジニウムヘキサフルオロリン酸塩、1−オクチル−4−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−メチルピリジニウムビス(パーフルオロエチルスルホニル)イミドおよび1−メチルピリジニウムビス(パーフルオロブチルスルホニル)イミドなどが挙げられる。
帯電防止剤は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせ用いてもよい。
粘着シートを作成する方法は、(1)剥離ライナーに再剥離型粘着剤を塗工して粘着剤層を形成した後、基材を貼り合わせる方法。または、(2)基材に再剥離型粘着剤を塗工して粘着剤層を形成した後、剥離ライナーを貼り合わせる方法等が一般的である。前記(1)の方法で基材の代わりに剥離ライナーを貼り合わせるとキャスト粘着シートが得られる。また前記(2)の方法で、粘着剤層の形成後、基材の反対面に別途粘着剤層を形成すると両面粘着シートが得られる。両面粘着シートを作成する場合、再剥離型粘着剤に加えて他の種類の粘着剤を使用しても良い。なお、粘着剤層は、粘着シートを使用する直前まで剥離ライナーで保護されていることが通常である。本発明の粘着シートは、再剥離用途に使用することが好ましいが、再剥離を必要としない用途に使用することもできる。
プラスチックは、例えばポリエチレンおよびポロプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ナイロン、トリアセチルセルロース、シクロオレフィン、ポリイミドおよびポリアミド等が挙げられる。
また基材は、反射防止(AR)フィルム、偏光板、位相差板など光学部材であっても良い。
基材は、粘着剤層との密着性を高めるため易接着処理を施しても良い。易接着処理は、コロナ放電を行う乾式法、アンカーコート剤を塗工する湿式法等の公知の方法を使用できる。基材の厚さは、一般的に5〜1000μm程度である。
剥離ライナーの厚さは、一般的に10〜150μm程度である。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下ロートを備えた4口フラスコに、窒素雰囲気下、ポリエステルポリオールP−1010(2官能ポリエステルポリオール、水酸基価112、数平均分子量1000、クラレ社製)81重量部、ポリエーテルポリオールG−3000B(3官能ポリエーテルポリオール、水酸基価56、数平均分子量3000、アデカ社製)101重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート(住友バイエル社製)19重量部、トルエン134重量部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.05重量部、2−エチルヘキサン酸錫0.02重量部を仕込んだ。フラスコを徐々に昇温し約90℃で2時間反応させた。そして、イソシアネート基の消失を確認しつつ反応を継続し、消失確認後、ただちに冷却して反応を終了させた。次いで不揮発分60%になるようトルエンを加え、粘度3300mPa.s、重量平均分子量152000のウレタンポリマー1溶液を得
た。
本発明において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。測定条件は以下の通りである。装置:SHIMADZU Prominence(島津製作所社製)
カラム:TOSOH TSK−GEL GMHXL(東ソー社製)を3本直列に接続
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.5ml/min
溶媒温度:40℃、試料濃度:0.1wt%、試料注入量:100μl。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下ロートを備えた4口フラスコに、窒素雰囲気下、ポリエステルポリオールP−2010(2官能ポリエステルポリオール、水酸基価56、数平均分子量2000、クラレ社製)53.6重量部、ポリエーテルポリオールG−3000B 101重量部、ヘキサメチレンジイソシアネート 19重量部、トルエン 134重量部、ジブチル錫ジラウレート0.05重量部、2−エチルヘキサン酸錫0.02重量部を仕込んだ。フラスコを徐々に昇温し約90℃で2時間反応させた。そして、イソシアネート基の消失をIRで確認しつつ反応を継続し、消失確認後、ただちに冷却して反応を終了させた。次いで不揮発分60%になるようトルエンを加え、粘度4800mPa.s、重量平均分子量195000のウレタンポリマー2溶液を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた4口フラスコに、窒素雰囲気下、2−エチルヘキシルアクリレート49.4重量部 、溶剤として酢酸エチル、開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを適量仕込んだ。別途、滴下管に2−エチルヘキシルアクリレート49.4重量部、アクリル酸を0.5重量部、2−ヒドロキシブチルアクリレート0.7重量部、酢酸エチル、アゾビスイソブチロニトリルを適量添加して仕込んだ。次いでフラスコを徐々に加熱し、反応開始を確認後、滴下管から溶液を1時間かけて滴下した。さらに内温約80℃で8時間反応を継続した。反応終了後、冷却しつつ、酢酸エチルで希釈することで、不揮発分45%、粘度6200mPa.s、重量平均分子量790000のアクリルポリマー溶液を得た。
脂肪酸エステルの揮発性は以下の手順で測定する。まず、缶蓋つきメンタム缶を秤量(X)し、次いで缶蓋つきメンタム缶に試料を約2g投入し秤量(Y)した。次に、試料の入った金属缶の蓋を開け、150℃で10分間加熱した後、メンタム缶を取り出し、すぐに蓋をして、常温にて放置し冷却後、加熱後の試料が入った缶蓋つきメンタム缶を秤量(Z)した。150℃で10分間加熱した後の重量減少率は下記数式1を使用して算出した。
(数式1) 重量減少率(%)=100−((Z−X)/(Y―X))×100
〇:加熱後の重量減少率3%以下
×:加熱後の重量減少率3%超
合成例1で得たウレタンポリマー1溶液中のウレタンポリマー1の不揮発分 100重量部に対して、脂肪酸エステルとしてオレイン酸エチルを35重量部、変質防止剤としてイルガノックス1135を1.0重量部、帯電防止剤としてBMP−IL(1−ブチル−3−メチルピリゾニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)を0.3重量部、ポリイソシアネート化合物としてヘキサメチレンジイソシアネートトリメチロールプロパンアダクト体(不揮発分75重量%の酢酸エチル溶液)を不揮発分換算で15.0重量部、溶剤としてトルエンを20重量部配合し、ディスパーで攪拌することで再剥離型粘着剤を得た。
合成例2で得たウレタンポリマー2溶液中のウレタンポリマー2の不揮発分 100重量部に対して、脂肪酸エステルとしてオレイン酸ペンチルを35重量部、ポリイソシアネート化合物としてヘキサメチレンジイソシアネートトリメチロールプロパンアダクト体(不揮発分75重量%の酢酸エチル溶液)を不揮発分換算で15.0重量部、溶剤としてトルエンを20重量部配合し、ディスパーで攪拌することで再剥離型粘着剤を得た。
合成例3で得たアクリルポリマー溶液中のアクリルポリマーの不揮発分 100重量部に対して、脂肪酸エステルとして、オレイン酸ペンチルを40重量部、ポリイソシアネート化合物としてヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体(不揮発分75重量%の酢酸エチル溶液)を不揮発分換算で8.0重量部、溶剤として酢酸エチルを35重量部配合し、ディスパーで攪拌することで再剥離型粘着剤を得た。
実施例1の原料・配合量を表1および表2に示した通りに変更した以外は実施例1と同
様に行うことでそれぞれ実施例2〜18、比較例1〜7の再剥離型粘着剤を得た。
を得た。
ただし、実施例5は参考例である。
得られた実施例1の再剥離型粘着剤を、乾燥後の厚さが10μmになるよう25μのPET基材に塗工し、100℃で2分間乾燥した後、剥離ライナーを貼り合わせた。次いで23℃-50%で1週間放置し、粘着シートを得た。
実施例2〜20、ならびに比較例1〜7も上記同様に塗工することでそれぞれ粘着シートを得た。
オレイン酸エチル:2.8重量%
オレイン酸ブチル:0.8重量%
オレイン酸ペンチル:0.8重量%
オレイン酸ヘキシル:0.7重量%
オレイン酸オクチル:0.6重量%
リノレン酸ブチル:0.7重量%
パルミトレイン酸エチル:2.8重量%
オレイン酸メチル:4.9重量%
ステアリン酸メチル:12.8重量%
ステアリン酸ブチル:4.5重量%
ラウリル酸ブチル:97.0重量%
ミリスチン酸イソプロピル:15.0重量%
パルミチン酸イソプロピル:7.0重量%
イルガノックス1135:ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF社製)
イルガノックス1010:ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF社製)
チヌビン765:ヒンダードアミン系光安定剤(BASF社製)
BMP−IL:1−ブチル−3−メチルピリゾニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
得られた粘着シートを幅25mm・長さ100mmの大きさに準備し試料とした。次いで23℃−50%RH雰囲気下にて、試料から剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層をステンレス板に2kgのローラーで1往復圧着し、24時間放置後、引張試験機を使用して剥離角度180度、剥離速度0.3m/minの条件で粘着力を測定した。
得られた粘着シートを幅25mm・長さ100mmの大きさに準備し測定試料とした。次いで23℃−50%RH雰囲気下にて、測定試料の粘着面をステンレス板に2kgのローラーで1往復圧着し、24時間放置後、引張試験機を使用して剥離角度180度、剥離速度30m/minの条件で粘着力を測定した。
得られた粘着シートを幅25mm・長さ100mmの大きさに準備し測定試料とした。次いで23℃−50%RH雰囲気下にて、測定試料の粘着面をステンレス板に2kgのローラーで1往復圧着し、24時間放置後、150℃雰囲気下で1時間放置し、取り出し後、23℃−50%RH雰囲気下で30分間放置したあと、引張試験機を使用して剥離角度180度、剥離速度0.3m/minの条件で粘着力を測定した。
得られた粘着シートを、幅50mm・長さ100mmの大きさに準備し測定試料1、または2とした。
次いで測定試料1から剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層をガラス板に貼着した後、60℃−95%RH雰囲気下にて、24時間放置した。さらに23℃−50%RH雰囲気下で、30分間放置した後、粘着シートを剥離し、剥離後のガラス板の表面を目視で評価することで再剥離性を評価した(再剥離性評価1)。
また、測定試料2から剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層をガラス板に貼着した後、−30℃の雰囲気下にて24時間放置した試料を、続いて23℃−50%RH雰囲気下で、30分間放置した後、粘着シートを剥離し、剥離後のガラス板の表面を目視で評価することで再剥離性を評価した(再剥離性評価2)。
評価基準は以下の通りである。
〇:ガラス板を汚染せず粘着シートを剥離できた。(良好)
△:ガラス板をわずかに汚染した。 (実用上、問題なし)
×:粘着シートを剥離できなかった。または粘着シートを剥離できたがガラス板を汚染した。 (実用不可)
得られた粘着剤を、試験塗工機を使用して乾燥後の厚みが50μmになるように、塗工幅200mm、温度130℃、塗工速度0.5m/分で100m塗工した。塗工終了後、乾燥オーブン内を観察するために設けられているガラス窓を観察して曇りの有無により脂肪酸エステルの揮発に基づく汚染性を評価した。
○:曇りが発生しなかった。 (良好)
△:やや曇りが発生したが、粘着剤層を目視できた。(実用上、問題なし)
×:曇りが発生し、粘着剤層を目視できなかった。(実用不可)
得られた粘着シートを、幅200mm・長さ250mmの大きさに準備し測定試料とした。次いで測定試料から剥離ライナーを剥がし、粘着シートの両端を手で持ちながら露出した粘着剤層の中心部をガラス板に接触させた後、手を離した。そして前記粘着シートの自重で粘着剤層全体がガラス板に密着するまでの時間を測定することで濡れ性を評価した。ガラス板と密着するまでの時間が短いほどガラス密着性が高く表面保護用途として実用性が高い。評価基準は以下の通りである。
〇:3秒未満 (良好)
△:3秒以上、5秒未満 (実用上、問題なし)
×:5秒以上 (実用不可)
Claims (6)
- エステル結合を有するポリマー(A)と、脂肪酸エステル(B)と、硬化剤(C)とを含み、
前記脂肪酸エステル(B)は、150℃で10分間加熱した後の重量減少率が3重量%以下であり、かつ不飽和脂肪酸と、炭素数が2〜6であるアルコールとの反応により得られる不飽和脂肪酸エステルである、再剥離型粘着剤。 - エステル結合を有するポリマー(A)が、ウレタンポリマーである、請求項1記載の再剥離型粘着剤。
- 前記脂肪酸エステル(B)を構成する不飽和脂肪酸の炭素数が14〜20である、請求項1〜2いずれか1項に記載の再剥離型粘着剤。
- さらに、変質防止剤を含む、請求項1〜3いずれか1項に記載の再剥離型粘着剤。
- さらに、帯電防止剤を含む、請求項1〜4いずれか1項に記載の再剥離型粘着剤。
- 基材と、請求項1〜5いずれか1項に記載の再剥離型粘着剤から形成してなる粘着剤層とを備えた、粘着シート。
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